图像拍摄单元和图像拍摄显示系统技术方案

公开了图像拍摄单元和图像拍摄显示系统。图像拍摄单元包括：图像拍摄部，该图像拍摄部包括多个像素，每个像素包括光电转换器和场效应晶体管；以及驱动部，该驱动部在接通操作和关断操作之间切换晶体管以执行在每个像素中蓄积的信号电荷的读取操作和重置操作。晶体管包括第一栅电极和第二栅电极，在该第一栅电极和第二栅电极之间有半导体层，驱动部分别向晶体管的第一栅电极和第二栅电极施加第一电压和第二电压以在接通操作和关断操作之间切换晶体管，并且驱动部把在接通电压和关断电压之间切换第一电压和第二电压的定时、第一电压和第二电压的接通电压值或者这两者调整为彼此不同。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及包括光电转换器的图像拍摄单元以及包括这样的图像拍摄单元的图像拍摄显示系统。
技术介绍
在相关技术中，已提出了包括嵌入在各个像素(图像拍摄像素)中的光电转换器的各种图像拍摄单元。这种包括光电转换器的图像拍摄单元的示例包括所谓的光学触摸面板和放射线图像拍摄单元(例如参考2011-135561号日本未实审专利申请公布)。
技术实现思路
在上述的图像拍摄单元中，通常，图像拍摄数据是通过对多个像素执行信号电荷的读取操作和重置操作来获取的。然而，重置操作引起输出信号中的噪声，从而引起拍摄图像的图像质量的劣化。希望提供一种能够实现更高图像质量的拍摄图像的图像拍摄单元和包括这样的图像拍摄单元的图像拍摄显示系统。根据本公开的一个实施例，提供了一种图像拍摄单元，包括图像拍摄部，该图像拍摄部包括多个像素，每个像素包括光电转换器和场效应晶体管；以及驱动部，该驱动部在接通操作和关断操作之间切换晶体管以执行在每个像素中蓄积的信号电荷的读取操作和重置操作，其中，晶体管包括第一栅电极和第二栅电极，在该第一栅电极和第二栅电极之间有半导体层，驱动部分别向晶体管的第一栅电极和第二栅电极施加第一电压和第二电压以在接通操作和关断操作之间切换晶体管，并且驱动部把在接通电压和关断电压之间切换第一电压和第二电压的定时、第一电压和第`二电压的接通电压值或者这两者调整为彼此不同。根据本公开的一个实施例，提供了一种图像拍摄显示系统，包括图像拍摄单元和显示单元，该显示单元显示基于由该图像拍摄单元获取的图像拍摄信号的图像，该图像拍摄单元包括图像拍摄部，该图像拍摄部包括多个像素，每个像素包括光电转换器和场效应晶体管；以及驱动部，该驱动部在接通操作和关断操作之间切换晶体管以执行在每个像素中蓄积的信号电荷的读取操作和重置操作，其中，晶体管包括第一栅电极和第二栅电极，在该第一栅电极和第二栅电极之间有半导体层，驱动部分别向晶体管的第一栅电极和第二栅电极施加第一电压和第二电压以在接通操作和关断操作之间切换晶体管，并且驱动部把在接通电压和关断电压之间切换第一电压和第二电压的定时、第一电压和第二电压的接通电压值或者这两者调整为彼此不同。在根据本公开的实施例的图像拍摄单元和图像拍摄显示系统中，在图像拍摄部的每个像素中执行基于入射光的光电转换，并且执行信号电荷的读取操作和重置操作以获取基于入射光的拍摄图像。驱动部在读取操作和重置操作中分别向晶体管的第一栅电极和第二栅电极施加第一电压和第二电压，并且在重置操作中把在接通电压和关断电压之间切换第一电压和第二电压的定时、第一电压和第二电压的接通电压值或者这两者调整为彼此不同。从而，减少了在重置操作中将晶体管从接通操作切换到关断操作而引起的所谓的电荷注入。在根据本公开的实施例的图像拍摄单元和图像拍摄显示系统中，图像拍摄部的每个像素包括光电转换器，并且驱动部执行来自每个像素的信号电荷的读取操作和重置操作以获取基于入射光的拍摄图像。驱动部在在重置操作中把在接通电压和关断电压之间切换第一电压和第二电压的定时、第一电压和第二电压的接通电压值或者这两者调整为彼此不同的同时在接通操作和关断操作之间执行晶体管的切换；因此，减少了由切换引起的电荷注入。从而,可实现拍摄图像的更高图像质量。应要理解，以上概括描述和以下详细描述都是示例性的，并且旨在提供对要求保护的技术的进一步说明。附图说明附图被包括来提供对本技术的进一步理解，并且被并入在本说明书中并构成本说明书的一部分。附示了实施例并且与说明书一起用于说明本技术的原理。图1是图示根据本公开的实施例的图像拍摄单元的整体配置示例的框图。图2是图示图1中所示的图像拍摄部的示意性配置示例的示意图。图3是图示图1中所示的像素等等的具体配置示例的电路图。图4是图示图3中所示的晶体管的示意性配置的截面图。图5是图示图1中所示的行扫描部的具体配置示例的框图。图6是图示图1中所示的列选择部的具体配置示例的框图。 图7A和7B分别是图示在曝光时段中的操作状态的示例和在读取/第一重置时段中的操作状态的示例的电路图。图8是用于描述横向PIN光电二极管的蓄积模式和消耗模式的不意图,其中部分(A)图示了蓄积模式，部分(B)图示了消耗模式。图9是图示纵向PIN光电二极管的示例的示意性截面图。图10是用于描述信号电荷残余的机制的图。图1lA和IlB是图示在读取/第一重置时段后逝去的时间与衰退电流(decaycurrent)之间的关系的示例的图。图12是用于描述残余电荷量与衰退电流之间的关系的图。图13是用于简要根据实施例的线顺次图像拍摄操作的定时图。图14是用于描述对一条线的图像拍摄操作的定时波形图。图15A和15B是图示第二重置时段中的操作状态的示例的电路图。图16是用于描述由第二重置操作减少的残余电荷量的图。图17是用于描述电荷共享现象(电荷注入)的电路图。图18是用于描述根据比较例的图像拍摄操作的定时波形图。图19是用于描述减少电荷注入的效果的概念图。图20是用于描述根据修改I的图像拍摄操作的定时波形图。图21是图示用于执行图20中所示的图像拍摄操作的行扫描部的具体配置的框图。图22是用于描述根据修改2的图像拍摄操作的定时波形图。图23A和23B是用于执行图22中所示的图像拍摄操作的缓冲器电路的等效电路图。图24是用于描述根据修改3的图像拍摄操作的定时波形图。图25是用于描述根据修改4的图像拍摄操作的定时波形图。图26是图示用于执行图25中所示的图像拍摄操作的行扫描部的具体配置的框图。图27是图示根据修改5的晶体管的具体配置的截面图。图28是图示根据修改6的像素等等的配置的电路图。图29是图示根据修改7的像素等等的配置的电路图。图30是图示图28中所示的两个晶体管的具体配置的截面图。图31是图示根据修改8的像素等等的配置的电路图。图32是图示根据修改9的像素等等的配置的电路图。图33是图示有源像素电路中的线顺次图像拍摄操作的示例的定时图。图34A和34B分别是图示根据修改10的图像拍摄部的示意性配置和根据修改11的图像拍摄部的示意性配置的示意图。图35是图示根据应用例的图像拍摄显示系统的示意性配置的示意图。具体实施例方式下面将参考附图详细描述本公开的优选实施例。注意将按以下顺序给出描述。1.实施例(在将两个栅极电压脉冲中的一个维持在接通电势、另一个维持在关断电势的同时执行重置操作的图像拍摄单元的示例)2.修改I (切换电压脉冲之一的定时较早的示例)3.修改2 (电压脉冲之一的幅度(接通电势值)较小的示例)4.修改3 (切换电压脉冲之一的定时较早并且电压脉冲之一的幅度较小的示例)5.修改4(在第一重置操作中切换的定时较早的示例)6.修改5 ( 一个栅电极与LDD层交迭的不例)7.修改6 (无源像素电路的另一示例)8.修改7 (无源像素电路的另一示例)9.修改8和9 (有源像素电路的示例)10.修改10和11 (基于放射线执行图像拍摄的图像拍摄部的示例)11.应用例(应用到图像拍摄显示系统的示例)(实施例)[图像拍摄单元1的整体配置]图1图示了根据本公开的实施例的图像拍摄单元(图像拍摄单元1)的整体方框配置。图像拍摄单元1基于入射光(图像拍摄光)读取对象的信息(拍摄对象的图像)。图像拍摄单元I包括图像拍摄部11、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像拍摄单元，包括：图像拍摄部，该图像拍摄部包括多个像素，每个像素包括光电转换器和场效应晶体管；以及驱动部，该驱动部在接通操作和关断操作之间切换所述晶体管，以执行在每个所述像素中蓄积的信号电荷的读取操作和重置操作，其中，所述晶体管包括第一栅电极和第二栅电极，在该第一栅电极和第二栅电极之间有半导体层，所述驱动部向所述晶体管的所述第一栅电极和所述第二栅电极分别施加第一电压和第二电压。以在接通操作和关断操作之间切换所述晶体管，并且所述驱动部把所述第一电压和第二电压在接通电压和关断电压之间的切换定时、所述第一电压和第二电压的接通电压值或者这两者调整为彼此不同。

【技术特征摘要】
2011.10.21 JP 2011-2317681.一种图像拍摄单元，包括 图像拍摄部，该图像拍摄部包括多个像素，每个像素包括光电转换器和场效应晶体管；以及 驱动部，该驱动部在接通操作和关断操作之间切换所述晶体管，以执行在每个所述像素中蓄积的信号电荷的读取操作和重置操作， 其中，所述晶体管包括第一栅电极和第二栅电极，在该第一栅电极和第二栅电极之间有半导体层， 所述驱动部向所述晶体管的所述第一栅电极和所述第二栅电极分别施加第一电压和第二电压。以在接通操作和关断操作之间切换所述晶体管，并且 所述驱动部把所述第一电压和第二电压在接通电压和关断电压之间的切换定时、所述第一电压和第二电压的接通电压值或者这两者调整为彼此不同。2.根据权利要求1所述的图像拍摄单元，其中 所述驱动部在将所述第一电压维持在接通电压并将所述第二电压维持在关断电压的情况下执行所述重置操作。3.根据权利要求1所述的图像拍摄单元，其中 所述驱动部在把将所述第二电压从接通电压切换到关断电压的定时调整为早于将所述第一电压从接通电压切换到关断电压的定时的情况下执行所述重置操作。4.根据权利要求1所述的图像拍摄单元，其中 所述驱动部在把所述第二电压的接通电压值调整为小于所述第一电压的接通电压值的情况下执行所述重置操作。5.根据权利要求1所述的图像拍摄单元，其中 所述驱动部在把将所述第二电压从接通电压切换到关断电压的定时调整为早于将所述第一电压从接通电压切换到关断电压的定时并且把所述第二电压的接通电压值调整为小于所述第一电压的接通电压值的情况下执行所述重置操作。6.根据权利要求1所述的图像拍摄单元，其中 所述驱动部在一个帧时段中间歇地执行多次重置操作，并且 所述驱动部在所述一个帧时段中的最末重置操作中或者所述一个帧时段中的最末重置操作和一个或多个其他重置操作中把所述第一电压和第二电压的切换定时、所述第一电压和第二电压的接通电压值或者这两者调整为彼此不同。7.根据权利要求1所述的图像拍摄单元，其中 每个所述像素中的信号电荷在所述驱动部的所述读取操作期间重置。8.根据权利要求1所述的图像拍摄单元，其中 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：山田泰弘，田中勉，千田满，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：