申请/专利权人：天马日本株式会社

申请日：2019-01-10

公开（公告）日：2022-11-29

公开（公告）号：CN110166717B

主分类号：H04N5/341

分类号：H04N5/341;H04N5/213;H04N5/04

优先权：["20180215 JP 2018-025329"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2022.11.29#授权;2020.09.18#实质审查的生效;2019.08.23#公开

摘要：提供了一种图像传感器和驱动图像传感器的方法，所述图像传感器，包括：像素矩阵，其中像素被布置成矩阵，每个像素包括光电转换元件和连接到所述光电转换元件的开关元件；扫描单元，其被配置为在所述像素矩阵的每个像素行上串行地执行选择处理，所述选择处理包括选择像素行并将输出信号输出到所选像素行以使开关元件导电；和检测器单元，其被配置为执行对来自所选像素行中的光电转换元件的检测信号的检测处理，其中，所述扫描单元被配置为：接收多个控制信号的输入；和基于所述多个控制信号在每个像素行上执行所述选择处理。

主权项：1.一种图像传感器，包括：像素矩阵，其中像素被布置成矩阵，每个像素包括光电转换元件和连接到所述光电转换元件的开关元件；扫描单元，其被配置为在所述像素矩阵的每个像素行上串行地执行选择处理，所述选择处理包括选择像素行并将输出信号输出到所选像素行以使开关元件导电；和检测器单元，其被配置为执行检测来自所选像素行中的光电转换元件的信号的检测处理，其中，所述扫描单元被配置为：接收多个控制信号的输入；和基于所述多个控制信号在每个像素行上执行所述选择处理，其中，所述多个控制信号包括短周期控制信号，所述短周期控制信号具有比在所有像素行上执行所述选择处理和所述检测处理所处的第一时段更短的周期，并且其中，所述短周期控制信号的周期等于或短于在一个像素行上执行所述选择处理和所述检测处理所处的第二时段，其中，所述扫描单元包括多个传送单元，每个传送单元连接到不同的像素行，以在所连接的像素行上执行所述选择处理，并且其中，所述多个传送单元中的每一个被配置为：接收第一短周期控制信号和第二短周期控制信号的输入；将所述输出信号输出到被连接到所述传送单元的像素行和与所述传送单元相邻的传送单元中的一个传送单元；包括在一时段中保持电压所需的第一结点、第二结点、第三结点和第四结点；基于用于开始初始选择处理的第一控制信号或来自另一传送单元的输出信号来改变所述第一结点和所述第二结点的电位；基于所述第一结点和所述第二结点的电位以及所述第一短周期控制信号，改变所述第三结点和所述第四结点的电位；和基于所述第三结点和所述第四结点的电位输出所述第二短周期控制信号作为所述输出信号。

全文数据：图像传感器以及驱动图像传感器的方法技术领域本公开涉及图像传感器以及驱动图像传感器的方法。背景技术其中包括光电转换元件和薄膜晶体管TFT的开关元件的像素排列在玻璃基板上的图像传感器可以用作透射X射线的成像器。这是因为难以配置像可见光的缩小光学器件的X射线的缩小光学器件，因此，需要具有与被摄体相同尺寸的成像器。用作X射线成像器的图像传感器通过取出与从光电转换元件到外部的X射线照射量相对应的信号电荷来读出信号。通过使像素中的TFT导电，可以取出信号电荷。对于用于图像传感器的TFT，采用非晶硅a-Si或多晶硅poly-Si；然而，poly-Si很少用于X射线成像器。这是因为难以控制poly-Si半导体薄膜中的晶粒尺寸，因此，poly-SiTFT具有由晶界差异引起的阈值电压的大的变化。阈值电压的大变化增加了固定模式噪声FPN。同时，由In-Ga-Zn-OIGZO代表的非晶氧化物半导体制成的TFT因为它们是非晶薄膜而具有诸如高电流驱动能力和高阈值电压均匀性等优点而得到了积极的研究和开发。然而，对于a-SiTFT和非晶氧化物半导体TFT两者，还没有发现具有适合实际应用的特性的p型半导体材料。只有具有n型导电性的TFT已投入实际使用。近年来，X射线成像已迅速从使用X射线敏感膜的成像转移到使用图像传感器的成像；这种趋势已经产生了对廉价图像传感器的强烈需求。为了降低图像传感器的成本，已经提出了在传感器基板上形成扫描电路的方法。JPH04-180454A公开了一种图像传感器，其包括形成在传感器基板上的TFT扫描电路。根据JPH04-180454A的图像传感器是其中像素线性布置的单维图像传感器，并且用于驱动各个像素的TFT的栅极的扫描电路配置有TFT。根据JPH04-180454A的图像传感器中的扫描电路是包括比率型反相器和传输门的移位寄存器；它可以仅配置有单导电类型n型或p型的TFT。JP2011-85680A公开了一种扫描电路，其仅配置有单导电类型的TFT，其以低功耗工作。根据JP2011-85680A的扫描电路不包括比率型反相器；电流不会一直在TFT中流动。尽管根据JP2011-85680A的扫描电路是用于驱动液晶显示装置的栅极布线的扫描电路，但其功能与图像传感器的扫描电路相同。发明内容根据包括比率型逆变器的JPH04-180454A的扫描电路具有高功耗的问题，因为电流始终在电压源之间在VDD和GND之间流动。而且，在TFT中连续流动的电流产生噪声，引起降低图像传感器的SN比的另一个问题。根据JP2011-85680A的扫描电路以低功耗工作，并且电流不会一直在TFT中流动。然而，在根据JP2011-85680A的扫描电路应用于图像传感器的情况下，产生源自扫描电路的固定模式噪声FPN。鉴于上述情况，本发明的一个方面旨在减少图像传感器中的扫描电路产生的噪声。本公开的一个方面采用以下结构顺序来解决上述问题。一种图像传感器，包括：像素矩阵，其中像素布置成矩阵，每个像素包括光电转换元件和连接到光电转换元件的开关元件；扫描单元，其被配置为在像素矩阵的每个像素行上串行地执行选择处理，所述选择处理包括选择像素行并将输出信号输出到所选像素行以使开关元件导电；以及检测器单元，其被配置为执行检测来自所选像素行中的光电转换元件的信号的检测处理，其中，扫描单元被配置为：接收多个控制信号的输入；基于多个控制信号在每个像素行上执行选择处理，其中，多个控制信号包括短周期控制信号，其具有比在所有像素行上执行选择处理和检测处理所处的第一时段更短的周期，并且其中短周期控制信号的周期等于或短于在一个像素行上执行选择处理和检测处理所处的第二时段。本公开的一个方面可以减少从图像传感器中的扫描电路产生的噪声。应理解前面的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并不是对本公开的限制。附图说明通过以下结合附图的描述可以理解本公开，其中：图1是示出根据实施例1的图像传感器的构造示例的框图；图2是示出可应用于根据实施例1的图像传感器的像素的电路构造的示例的电路图；图3是示出可应用于根据实施例1的图像传感器的扫描电路的构造示例的框图；图4是示出根据实施例1的块的电路构造的示例的电路图；图5是示出根据实施例1的检测电路的构造示例的框图；图6是示出根据实施例1的检测器电路块的电路构造的示例的电路图；图7是示出根据实施例1的扫描电路的操作示例的时序图；图8是示出根据实施例2的扫描电路的构造示例的框图；图9是示出根据实施例2的扫描电路中的块的电路构造的示例的电路图；图10是示出根据实施例2的扫描电路的操作示例的时序图；图11是示出根据实施例3的扫描电路的构造示例的框图；图12是示出根据实施例3的扫描电路中的块的电路构造的示例的电路图；图13是示出根据实施例3的向正方向输出脉冲的扫描电路的操作示例的时序图；图14是示出根据实施例3的向反方向输出脉冲的扫描电路的操作示例的时序图；图15是示出根据实施例4的扫描电路的构造示例的框图；图16是示出根据实施例4的扫描电路中的块的电路构造的示例的电路图；图17是示出根据实施例4的向正方向输出脉冲的扫描电路的操作示例的时序图；图18是示出根据实施例4的向反方向输出脉冲的扫描电路的操作示例的时序图；图19是示出根据实施例1至5的传送单元的功能块的框图；图20是示出根据实施例1至5的图像传感器的另一构造示例的框图；图21是示出根据实施例5的扫描电路400的构造示例的框图；图22是示出根据实施例5的扫描电路中的传送块的电路构造的示例的电路图；图23是示出根据实施例5的选择块的电路构造的示例的电路图；图24是示出根据实施例5的扫描电路的奇数帧的操作示例的时序图；以及图25是示出根据实施例5的扫描电路的偶数帧的操作示例的时序图。具体实施方式在下文中，参考附图描述实施例。应当注意，实施例仅是用于实现本公开的示例，并不限制本公开的技术范围。附图中共有的元件由相同的附图标记示出。附图中的元件可能与实际尺寸或比例不一致。附图中的剖面线用于区分各个元件，并不总是表示横截面。实施例描述了使用晶体管也简称为Tr作为开关元件的示例。由于晶体管包括TFT，所以实施例中出现的晶体管可以被解释为TFT。实施例1图1是示出该实施例中的图像传感器的结构示例的框图。图像传感器10包括像素矩阵200、扫描电路400和检测器电路300。在像素矩阵200中，在垂直布置的信号布线S1至Sm和水平布置的栅极布线G1至Gn的交叉处所设置的像素210被布置成矩阵。信号布线S1至Sm中的每一个连接到不同的像素列。栅极布线G1至Gn中的每一个连接到不同的像素行。像素矩阵200和扫描电路400集成在传感器基板100上。传感器基板100是绝缘基板例如，玻璃基板。信号布线S1至Sm连接至检测器电路300，并且栅极布线G1至Gn连接至扫描电路400。此外，所有像素210共用的偏置布线Bias连接至像素210。图2是示出可应用于本实施例中的图像传感器10的像素210的电路构造的示例的电路图。图2中的像素210是图1中的从顶部起第i行和从左起第j列中的像素210。像素210包括光电转换元件220和作为开关元件的晶体管230。光电转换元件220的示例是光电二极管。提供以下描述，假设光电转换元件220是光电二极管。晶体管230的栅极端子连接到栅极布线Gi；漏极端子连接到信号布线Sj；并且源极端子连接到光电转换元件220的光电二极管的阴极端子。在图2的示例中，光电转换元件220的光电二极管的阳极端子连接到偏置布线Bias。图3是示出可应用于该实施例中的图像传感器10的扫描电路400的构造例的框图。扫描电路400包括布置成一行的多个传送单元下文中，称为块500。每个块500连接到下一块500。每个块500输出至少一个输出信号OUTi，其中i是不小于1且不大于n的整数。输出信号OUTi被输出到连接到栅极布线Gi的输出端子。向块500提供多个时钟信号在图3的示例中，CLK1和CLK2。块500通过布线连接以用于在相邻块500之间发送和接收输出信号OUTi和内部输出信号IOUTi。扫描电路400一端处的块500从外部接收开始信号ST。根据扫描电路400的功能，可以输入附加的控制信号。虽然图3包括五个所选择的块500，但是扫描电路400中的块的数量大于图像传感器10中的栅极布线的数量。图4是示出可应用于图像传感器10的图3中的扫描电路400中的块第i块500的电路构造的示例的电路图。在扫描电路400的端部处的块500中，用于接收开始信号ST的块500被称为初始块，而在另一端处的块500被称为最终块。从扫描电路400中的初始块开始计数的第i块被称为第i块。在与给定块500相邻的块500中，更靠近初始块的块被称为给定块500的前一块，而更靠近最终块的块被称为给定块500的下一块。图4示出了第i块的电路构造的示例。图3中的扫描电路400根据两个时钟信号CLK1和CLK2、来自前一块的输出信号OUTi-1和来自下一块的内部输出信号IOUTi+1来控制。图4中的VDD和VSS分别示出高电位电压源和低电位电压源。对于初始块，输入开始信号，而不是前一块的输出信号。块500的数量大于图像传感器中的栅极布线的数量的原因是每个块500使用下一块的内部输出来控制块500。如果要输入到最终块的内部输出从外部提供，则扫描电路400中的块500的数量可以等于图像传感器中的栅极布线的数量。图5是示出可应用于该实施例中的图像传感器10的检测器电路300的构造示例的框图。检测器电路300包括布置成一行的检测器电路块310。检测器电路块300的数量等于或大于图像传感器10中的信号布线的数量。每个检测器电路块310具有连接到图像传感器10的信号布线的输入端子IN1到IN5中的一个并根据控制信号RST和SMP进行控制。图6是示出检测器电路块310的电路构造的示例的电路图。检测器电路块310例如包括运算放大器电路320、反馈电容器330、复位开关340、参考电压源350、采样电容器360和采样开关370。检测器电路块310包括两个功能块。一个功能块是包括运算放大器电路320、反馈电容器330、复位开关340和参考电压源350的积分电路。另一个功能块是包括采样电容器360和采样开关370的采样电路。根据控制信号RST控制积分电路中的复位开关340断开或闭合。根据控制信号SMP控制采样电路中的采样开关370断开或闭合。图7是示出该实施例中的扫描电路400的操作例的时序图。这里描述的是在包括在扫描电路400中的晶体管具有n型导电性并且它们的阈值电压为正的情况下的操作示例。首先描述扫描电路400的操作示例，然后描述整个图像传感器10的操作示例。首先，描述扫描电路400的操作示例。时序图中的时段T0至T5中的每一个是图像传感器10输出连接到一条栅极布线的一个像素行的信号的时段下文中，也称为水平时段。在每个水平时段中，时钟信号CLK1和CLK2在不同时间处被给予脉冲。时钟信号可以是具有一个水平时段的周期的矩形波。优选地，多个时钟信号不是同时为高的。此外，优选地，每个时钟信号在每个水平时段中具有相同的脉冲上升时间、相同的脉冲宽度和相同的脉冲高度。在时段T0中，扫描电路400接收开始信号ST的脉冲和彼此同步的时钟信号CLK2的脉冲。所有控制信号的电位包括开始信号ST不低于VSS且不高于VDD。用于初始块的图4中的输出信号OUTi-1对应于开始信号ST。描述了响应于这些脉冲的初始块的操作。晶体管509和510变为导电的。结点N1A充电到高电位接近VDD的电位，并且结点N1B充电到与VSS相同的电位；在开始信号ST变为低之后，保持结点的那些电位。结果，晶体管507变为导电并且晶体管508变为非导电。随后，当时钟信号CLK1变为高时，内部输出信号IOUTi的电位增加，因为晶体管507导电。此外，由于晶体管507的源极和栅极之间的寄生电容，结点N1A的电位增加。结果，内部输出信号IOUTi的电位增加到等于时钟信号CLK1处于高电平的电位的VDD的电位。因此，像时钟信号CLK1的脉冲那样的脉冲以稍微延迟输出到内部输出信号IOUTi。由于内部输出信号IOUTi连接到晶体管503和504的栅极，所以这些晶体管503和504在内部输出信号IOUTi为高的时段中变为导电。然后，结点N1C充电到高电位接近VDD的电位；结点N1D充电到VSS的电位；并且在内部输出信号IOUTi变为低之后保持结点的那些电位。结果，晶体管501变为导电，并且晶体管502变为非导电。随后，当时钟信号CLK2在时段T1中变为高时，输出信号OUTi的电位增加，这是因为晶体管501导电。此外，由于晶体管501的源极和栅极之间的寄生电容，结点N1C的电位增加。结果，输出信号OUTi的电位增加到等于时钟信号CLK2处于高电平的电位的VDD的电位。因此，像时钟信号CLK2的脉冲那样的脉冲以稍微延迟输出到输出信号OUTi。由于输出信号OUTi连接到晶体管512和513的栅极，因此这两个晶体管在输出信号OUTi为高的时段中变为导电。然后，结点N1A充电到VSS的电位；结点N1B充电到高电位接近VDD的电位；并且这些电位在结点处被保持。结果，晶体管507变为不导电；晶体管508变为导电；并且内部输出信号IOUTi的电位变为等于VSS的电位。通过第二块与初始块的操作相同的操作，像在时段T2中的时钟信号CLK1的脉冲的脉冲以稍微延迟输出到第二块的内部输出信号IOUTi+1。然后在初始块中，晶体管505和506变为导电；结点N1C充电到VSS的电位；结点N1D充电到高电位接近VDD的电位；并且这些电位在结点处被保持。结果，晶体管501变为不导电；晶体管502变为导电；并且输出信号OUTi被提供VSS电位。由于在所有块中串行执行上述操作，所以与时钟信号CLK2同步的脉冲被串行输出到图像传感器10中的n条栅极布线。由于在电压源VDD和VSS之间串联连接的晶体管不一起变为导电，所以扫描电路400实现了低功耗和低电流引起的噪声。可应用于本实施例中的图像传感器10的扫描电路400使用两个时钟信号。因此，可以简化用于产生时钟的外部电路。然而，扫描电路400具有在帧时段中保持电压所需的位置结点N1A、N1B、N1C和N1D。因此，优选扫描电路400中的晶体管是由IGZO代表的氧化物半导体的TFT。氧化物半导体TFT实现小的漏电流，这导致高的操作稳定性。术语“帧时段”意味着图像传感器10输出所有像素的信号所需的时段。在具有n个像素行的图像传感器10的情况下，帧时段等于或长于n个水平时段在稍后描述的实施例3和实施例4中，等于或长于n+1个水平时段。前面的描述包括高电位接近VDD的电位的表达。具体地，该电位是通过从VDD的电位减去晶体管的阈值电压而获得的电位。产生这样的电位是因为具有正阈值电压的晶体管不能使源极的电位等于漏极的电位，除非栅极接收以下电位，其等于或高于从漏极电位增加了晶体管的阈值电压的电位。接下来，描述该实施例中的整个图像传感器10的操作示例。当脉冲串行输出到图像传感器10的栅极布线时，在图像传感器中执行以下操作。在T1的时段中，高电平脉冲输出到控制信号RST。作为响应，检测器电路300中的反馈电容器330被放电以重置积分电路。随后，与时钟信号CLK2同步的脉冲输出到栅极布线G1。然后，连接到栅极布线G1的像素的晶体管变为导电。光电转换元件220的每个光电二极管的阳极端子连接到偏置线，并且通过积分电路中的运算放大器电路向连接到光电二极管的信号布线提供参考电压。因此，光电二极管被充电到偏置线的电压和参考电压之间的差电压。该差电压被设置为反向偏压，其使光电二极管的阴极电位高于阳极电位。将光电二极管再充电至该反向偏压所需的电荷取决于施加到光电二极管的光量；通过利用检测器电路块中的积分电路将电荷积分，可以将光信号转换成电压。随后，将高电平脉冲输出到控制信号SMP；积分电路的输出电压由采样电容器360保持。当控制信号SMP变为低时保持在采样电路中的积分电路的输出电压是对应于施加到光电二极管的光量的信号电压。由于对所有栅极布线串行地执行上述操作，因此在转换为电压之后读取施加到图像传感器10中的所有光电二极管的光量。该实施例中的图像传感器10的特征总结如下。在用于扫描电路400的控制信号中，具有比帧时段短的周期的控制信号仅是时钟信号CLK1和CLK2，并且它们的周期是一个水平时段。本实施例中的扫描电路400可以与像素一起形成在传感器基板100上；图像传感器10可以廉价地制造。此外，尽管包括在扫描电路400中的晶体管具有相同的导电类型，但是源自扫描电路400的噪声非常低。低噪声导致FPN降低、SN比增加、以及动态范围增加。以下描述了这些优点的原因。首先，描述可以廉价地制造本实施例中的图像传感器10的原因。如上所述，扫描电路400可以与像素一起形成在传感器基板100上，因此，不需要用于扫描电路的IC的成本和安装IC的成本。接下来，描述低噪声的原因。在该实施例中的图像传感器10中，如图7中的时序图所示，除了开始信号之外的包括时钟信号CLK1和CLK2的所有控制信号在每个水平时段内的电压是变化的。然而，在传统的图像传感器中，并非除了开始信号之外的所有控制信号在每个水平时段中的电压都是变化的。具体地，在由两个时钟信号控制的图像传感器中，一个时钟信号称为C-CLK1仅在奇数水平时段例如水平时段T1和T3中的电压是变化的和另一个时钟信号称为C-CLK2仅在偶数水平时段例如水平时段T2和T4中的电压是变化的。这意味着在奇数水平时段中混合的噪声与在偶数水平时段中混合的噪声不同。通常，图像传感器通过使像素中的晶体管导电、对光电二极管再充电以反向偏置、并通过信号布线读取电荷来读取保持在每个像素的光电二极管中的信号电荷。光电二极管保持的信号电荷非常小。如果当电荷在信号布线中流动并且由积分电路积分时电磁噪声施加到信号布线，则电磁噪声被添加到信号。电磁噪声不仅包括取决于操作环境的噪声，还包括用于控制图像传感器中的扫描电路和检测器电路的控制信号的电位改变。在上述传统的图像传感器中，在奇数水平时段中，时钟信号C-CLK1的电位变化，但时钟信号C-CLK2的电位不变。结果，在奇数水平时段中，由时钟信号C-CLK1中的电位变化引起的电磁噪声被添加到信号，但是由于时钟信号C-CLK2的电位不变化而不产生电磁噪声。类似地，在偶数水平时段中，时钟信号C-CLK1的电位不变化，并且仅时钟信号C-CLK2的电位变化。结果，在偶数水平时段中，由时钟信号C-CLK2的电位变化引起的电磁噪声被添加到信号，但是由于时钟信号C-CLK1的电位不变化而不产生电磁噪声。也就是说，添加到要读取的信号的电磁噪声在奇数水平时段和偶数水平时段之间是不同的。通常，图像传感器中的信号电荷最多约为1pC，并且所需的分辨率是毫微微库仑的级别。因此，即使尽可能精确地调整不同时钟信号的脉冲幅度，也不可能完全均衡要添加到信号电荷的电磁噪声。结果，即使利用均匀光照射图像传感器，从奇数像素行和偶数像素行检测到的信号电压也不同。当这些信号以灰度级渲染时，在奇数像素行和偶数像素行之间产生像水平条纹那样的不均匀性。然而，在本实施例中的图像传感器10中，除了开始信号之外的所有控制信号在每个水平时段中的电位是变化的并且电位的变化相等。因此，在除了开始信号变为高的水平时段之外的所有水平时段中，所有控制信号的电磁噪声均等地添加到信号。结果，在该实施例中的图像传感器10中不产生上述水平条纹不均匀性。当图像传感器10较大并且具有较大数量的像素时，该噪声更明显。因此，该实施例的技术在大尺寸高分辨率图像传感器上发挥显着效果。此外，该实施例的技术例如不仅在可见光而且还在X射线中拍摄静止图像或运动图片时带来上述效果。在传统图像传感器中产生的上述水平条纹不均匀性是被分类为不随时间变化的固定模式噪声的噪声，因此，可以向检测器电路添加噪声去除功能或者在信号数字化后的软件处理中去除噪声。然而，采取这种措施会产生另一个问题，例如检测器电路的成本增加、动态范围的减小或软件处理时间的增加。将本实施例中的图像传感器10应用于X射线成像设备使得能够廉价地制造X射线成像设备而无需采取这种措施。另外，来自外部的用于操作扫描电路400的最小控制信号是开始信号和两个时钟信号。换句话说，本实施例中的扫描电路400可以用少量控制信号操作，并且因此噪声源的数量很少。本实施例中的图像传感器10可应用于拍摄透射X射线的静止图像或运动图片。实施例2本实施例中的图像传感器10与扫描电路400中的实施例1中的图像传感器10不同之处在于扫描电路400。描述与实施例1的不同之处。图8是示出该实施例中的扫描电路400的构造示例的框图。本实施例中的扫描电路400与实施例1中的扫描电路400的不同之处在于时钟信号的数量为四CLK1至CLK4并且每个块不从下一块接收内部输出信号IOUTi+1。图9是示出本实施例中的扫描电路400中的块第i块500的电路构造的示例的电路图。例如，每个块500的电路包括十二个晶体管。图10是示出该实施例中的扫描电路400的操作示例的时序图。在每个水平时段中，脉冲在不同时间处被输出到四个时钟信号CLK1到CLK4。在水平时段T0中，脉冲与时钟信号CLK3的脉冲同步地输出到开始信号ST。然后，初始块中的晶体管539和540变为导电；结点N3A充电到高电位接近VDD的电位；结点N3B充电到VSS的电位；并且在开始信号ST变为低之后保持电位。因此，晶体管537变为导电并且晶体管538变为非导电。随后在水平时段T1中，当时钟信号CLK1变为高时，内部输出信号IOUTi的电位增加，这是因为晶体管537导电。此外，由于晶体管537的源极和栅极之间的寄生电容，结点N3A的电位增加，使得内部输出信号IOUTi的电位增加到VDD的电位。当时钟信号CLK1变为低时，内部输出信号IOUTi的电位降低到VSS。也就是说，像时钟信号CLK1的脉冲那样的脉冲以稍微延迟的方式输出到内部输出信号IOUTi。由于内部输出信号IOUTi连接到晶体管533和534的栅极，所以结点N3C被充电到高电位接近VDD的电位，并且当内部输出信号IOUTi为高时结点N3D被充电到VSS的电位，并且在内部输出信号IOUTi的电位变为低之后保持这些电位。在脉冲输出到时钟信号CLK1之后，脉冲输出到时钟信号CLK2。然后，晶体管541和542变为导电；结点N3A充电到VSS的电位；结点N3B充电到高电位接近VDD的电位；并且在时钟信号CLK2变为低之后保持这些电位。当脉冲输出到时钟信号CLK3时，输出信号OUTi的电位增加，这是因为晶体管531导电。此外，由于晶体管531的源极和栅极之间的寄生电容，结点N3C的电位增加，使得输出信号OUTi的电位增加到VDD的电位。当时钟信号CLK3变为低时，输出信号OUTi的电位降低到VSS。也就是说，像时钟信号CLK3的脉冲那样的脉冲以稍微延迟输出到输出信号OUTi。随后，脉冲输出到时钟信号CLK4。然后，晶体管535和536变为导电；结点N3C充电到VSS的电位；结点N3D充电到高电位接近VDD的电位；并且在时钟信号CLK4变为低之后保持电位。结果，晶体管531变为非导电并且晶体管532变为导电，因此，VSS电位被提供给输出信号OUTi。由于在所有块500中串行执行上述操作，所以与时钟信号CLK3同步的脉冲被串行输出到扫描电路400中的块500的输出信号OUTi。除了实施例1中描述的优点之外，本实施例中的图像传感器10具有这样的优点：即使扫描电路400中的晶体管的源极-漏极漏电流已经增加到某个水平，也能保持稳定的操作。在下文中描述了这种优点的原因。在该实施例中的图像传感器10的扫描电路400的每个块500中，结点N3A、N3B、N3C和N3D在每个水平时段中被充电。相反，分别对应于实施例2中的结点N3A、N3B、N3C和N3D的实施例1中的扫描电路400中的结点N1A、N1B、N1C和N1D在帧时段中仅被充电一次。通常，X射线图像传感器具有1000条或更多条栅极线；X射线图像传感器的帧时段是水平时段的1000倍或更多。因此，即使每个晶体管的漏电流非常小，上述结点的电位也可能在帧时段内降低，从而无法保持其栅极连接到这些结点的晶体管的状态导电状态或非导电状态。本实施例中的图像传感器10中的结点N3A、N3B、N3C和N3D在水平时段的短周期中被再充电；即使晶体管的漏电流已经增加到某个水平，这些结点的电位也不会发生很大变化。因此，即使在本实施例中的图像传感器10用作X射线图像传感器的情况下，本实施例中的图像传感器10中的时钟信号的增加也有助于稳定操作。以上描述应用于图像传感器10，其包括以低制造成本获得的a-SiTFT，而不是由IGZOTFT代表的氧化物半导体TFT。因此，通过使用a-SiTFT实现了具有上述优点的廉价图像传感器10。此外，无论晶体管的半导体层的材料如何，扫描电路都具有大的操作裕度；因此，可以预期高产出率。结果，可以降低图像传感器10的成本。实施例3本实施例中的图像传感器10与实施例1中的图像传感器10不同之处在于扫描电路400。在下文中，描述与实施例1的不同之处。图11是示出该实施例中的扫描电路400的构造示例的框图。本实施例中的扫描电路400与实施例1中的扫描电路400的不同之处在于控制信号包括正向信号FD和反向信号RV。此外，除了开始信号ST之外，还向初始块提供结束信号IST，并且还向最后的块第n块提供开始信号ST和结束信号IST。除最终块之外的每个块500将内部输出信号IOUTi输出到下一块以及前一块。除初始块之外的每个块500将输出信号OUTi输出到前一块以及下一块。该实施例中的块500的数量等于栅极布线的数量。图12是示出本实施例中的扫描电路400中的块第i块500的电路构造的示例的电路图。除了图4所示的实施例1中的块的电路之外，该实施例中的每个块500的电路还包括晶体管563、564、565和566。该实施例中的扫描电路400使用正向信号FD和反向信号RV控制块500的顺序以输出脉冲。图13和14是示出该实施例中的扫描电路400的操作示例的时序图。图13示出了以初始块、第二块、第三块......的顺序输出脉冲的操作示例。该顺序被定义为正向。在正向操作中，向每个块500被提供有作为正向信号FD的保持高电位例如，VDD的信号和作为反向信号RV的保持低电位例如，VSS的信号。因此，在每个块500中晶体管564和566变为导电，并且晶体管563和565变为非导电。因此，块500变为等效于结点N4E连接到输出信号OUTi-1并且结点N4F连接到输出信号OUTi+1所处的状态的状态。该状态与实施例1中提供的电路构造相同；其他操作与实施例1中的操作相同。另一方面，图14的时序图示出了以第n块、第n-1块、第n-2块......的顺序输出脉冲的操作示例。该顺序定义为反向方向。在反向操作中，向每个块500提供作为正向信号FD的保持低电位例如，VSS的信号和作为反向信号RV的保持高电位例如，VDD的信号。因此，在每个块500中晶体管564和566变为非导电，并且晶体管563和565变为导电。块500变为等效于结点N4E连接到输出信号OUTi+1并且结点N4F连接到输出信号OUTi-1所处的状态的状态。也就是说，在该反向操作中，正向操作中的使得从初始块输出的输出信号OUTi被连接并传送到第二块并且从第三块输出的内部输出信号IOUTi被连接和传送到第二块的连接被改变为使得从最后的第n块输出的输出信号OUTi被连接和传送到第n-1块并且从第n-2输出的内部输出信号IOUTi被连接和传送到第n-1块的连接。因此，在反向操作中每个块500的电路操作与正向操作中的电路操作没有不同，并且仅反转传送信号的方向。因此，脉冲以最后的第n块、第n-1块、第n-2块......的顺序输出，如图14的时序图所示。除了实施例1中描述的优点之外，该实施例中的图像传感器10还提供了增加的可用性。在下文中，描述了该优点的原因。例如，在将图像传感器10安装到X射线成像设备上时，由于X射线成像设备的形状，可能限制图像传感器的取向。此外，在许多情况下指定由图像传感器拍摄的图像的取向图1中的垂直方向。由图像传感器拍摄的图像的取向可能与指定的取向相反。当出现这种情况时，需要用软件改变信号采集的顺序。然而，该实施例中的图像传感器10提供增加的可用性，使得用户可以在没有软件的情况下期望地改变从图像传感器10输出的信号的采集顺序。实施例4本实施例中的图像传感器10与实施例2中的图像传感器10不同在于扫描电路400。在下文中，描述与实施例2的不同之处。图15是示出该实施例中的扫描电路400的构造示例的框图。本实施例中的扫描电路400与图8所示的实施例2中的扫描电路400不同之处在于，控制信号包括正向信号FD和反向信号RV。此外，向最后的第n块提供开始信号ST，而不是内部输出信号OUTi+1。图16是示出本实施例中的扫描电路400中的块第i块500的电路构造的示例的电路图。除了图9所示的实施例2中的扫描电路400中的块的电路之外，该实施例中的电路还包括晶体管583和584。图17和18是示出该实施例中的扫描电路400的操作示例的时序图。图17的时序图示出了向前输出脉冲的操作示例。在正向操作中，向每个块500提供作为正向信号FD的保持高电位例如，VDD的信号和作为反向信号RV的保持低电位例如，VSS的信号。因此，在每个块500中晶体管584变为导电并且晶体管583变为非导电，其等效于内部输出信号IOUTi连接到输出信号OUTi-1所处的状态。该状态与实施例2中提供的电路构造相同；其他操作与实施例2中的操作相同。另一方面，图18的时序图示出了反向输出脉冲的操作示例。在反向操作中，向每个块500提供作为正向信号FD的保持低电位例如，VSS的信号和作为反向信号RV的保持高电位例如，VDD的信号。因此，在每个块500中晶体管584变为非导电并且晶体管583变为导电，其等效于内部输出信号IOUTi连接到输出信号OUTi+1所处的状态。也就是说，在该反向操作中，正向操作中的使得从初始块输出的输出信号OUTi被连接并传送到第二块的连接被改变为使得从最终第n块输出的输出信号OUTi被连接并传送到第n-1块的连接。因此，在反向操作中每个块500中的电路操作与正向操作中的电路操作没有不同，并且仅反转传送信号的方向。因此，传送单元的脉冲以最后的第n块、第n-1块、第n-2块......的顺序输出，如图18的时序图所示。除了实施例2中描述的优点之外，本实施例中的图像传感器10提供像实施例3中的图像传感器10的增加的可用性。实施例1至实施例4中的图像传感器10可以示出如下。图像传感器10具有用于驱动图像传感器的栅极布线的扫描电路400，并且扫描电路400具有被配置为串行输出脉冲的多个传送单元块500。图19是示出传送单元的功能块的框图。传送单元包括第一输出单元800、第二输出单元810、第一控制器820和第二控制器830。第一控制器820控制结点N8C和N8D的电位以用于控制第一输出单元800。第二控制器830控制结点N8A和N8B的电位以用于控制第二输出单元810。第一输出单元800根据结点N8C和N8D的电位将从外部提供的时钟信号CLK_A输出到输出信号OUTi。第二输出单元810根据结点N8A和N8B的电位将从外部提供的时钟信号CLK_B输出到内部输出信号IOUTi。第一控制器820根据控制信号CNT1的电位和来自第二输出单元810的内部输出信号IOUTi的电位来改变结点N8C和N8D的电位。信号CNT1是从外部提供的控制信号或来自相邻传送单元的输出。第二控制器830根据控制信号CNT2和CNT3的电位改变结点N8A和N8B的电位，控制信号CNT2和CNT3是从外部提供的控制信号或来自相邻传送单元的输出。其特征在于，具有比所有传送单元输出脉冲的时段帧时段短的周期的所有时钟信号和控制信号的周期等于两个相邻传送单元输出脉冲的水平时段。实施例5本实施例中的图像传感器10与实施例1中的图像传感器10不同之处扫描电路400。在下文中，描述与实施例1的不同之处。图21是示出该实施例中的扫描电路400的构造示例的框图。该实施例中的扫描电路400包括多个传送单元传送块520和多个选择单元选择块600。传送块520布置成一条线，并且彼此相邻的传送块520被连接。每个传送块520输出至少一个输出SR1至SR6之一。向传送块520提供两个不同的时钟信号，以便为每个其他传送块提供相同的时钟信号。在图21的示例中，向奇数传送单元提供时钟信号CLK1，并且向偶数传送单元提供时钟信号CLK2。传送块520的数量大于图像传感器10中的栅极布线的数量。每个选择块600是用于选择传送块520的输出中的一个以将所选择的输出输出到栅极布线的选择电路。选择块600连接到彼此相邻的两个传送块520第i传送块和第i+1传送块，其中i是奇数。在下文中，连接到第i传送块和第i+1传送块的选择块600被称为第i选择块。根据两个时钟信号CLK1和CLK2以及从外部提供的开始信号来控制传送块520。根据从外部提供的控制信号SEL1和SEL2来控制选择块600。图22是本实施例中的扫描电路400中的传送块第i传送块520的电路构造的示例的电路图。传送块520包括例如六个晶体管。根据前一传送块的输出信号SRi-1、下一传送块的输出信号SRi+1以及从外部提供的两个时钟信号CLK1和CLK2之一来控制传送块520。图23是第i选择块600的电路构造的示例的电路图。选择块600包括例如四个晶体管。选择块600根据控制信号SEL1和SEL2针对从传送块520提供的每个输出信号SRi和SRi+1来选择输出信号OUTi或OUTi+1来输出。例如，在将输出信号SRi输出到输出信号OUTi的情况下，选择块600将输出信号SRi+1输出到输出信号OUTi+1。图24和25是示出该实施例中的扫描电路400的操作示例的时序图。本实施例中的图像传感器10可应用于拍摄透射X射线的运动图片。图24和25示出了两个连续帧中的扫描电路400的操作示例。在该示例中，假设图24的时序图示出了奇数帧中的操作并且图25的时序图示出了偶数帧中的操作。图22中的时钟信号CLK对应于奇数传送单元中的图24和25中的时钟信号CLK1，并且对应于偶数传送单元中的图24和25中的时钟信号CLK2。在时段T0中，脉冲与时钟信号CLK2的脉冲同步地输出到开始信号ST。对于初始传送块，开始信号ST被输入到图22中的SRi-1。因此，当开始信号ST变为高时，晶体管523和524变为导电；结点N2A充电到高电位接近VDD的电位；结点N2B充电到低电位VSS的电位；并且在开始信号ST变为低之后，这些电位在结点处被保持。由于结点N2A具有高电位并且结点N2B具有低电位，所以晶体管521变为导电并且晶体管522变为非导电。当时钟信号CLK1在时段T1中变为高时，输出信号SRi的电位增加，这是因为晶体管521导电。此外，由于晶体管521的源极和栅极之间的寄生电容，结点N2A的电位增加，使得输出信号SRi的电位增加到VDD的电位。当时钟信号CLK1变为低时，输出信号SRi的电位降低到VSS。结果，像时钟信号CLK1的脉冲那样的脉冲以稍微的延迟输出到输出信号SRi。当时钟信号CLK2在时段T2中变为高时，第二传送块执行与初始传送块的操作相同的操作，使得输出信号SRi+1变为高。然后，晶体管525和526变为导电；结点N2A充电到VSS的电位；结点N2B充电到高电位接近VDD的电位；在输出信号SRi+1变为低之后，这些电位在结点处被保持。因此，晶体管521变为非导电并且晶体管522变为导电，使得输出信号SRi保持被提供有VSS的电位。在所有传送块中执行前述操作，使得与时钟信号CLK1或CLK2同步的脉冲从传送块串行输出，如图24的时序图所示。在图24的时序图中所示的奇数帧中，控制信号SEL1为高并且控制信号SEL2为低。因此，每个选择块600将输出信号SRi输出到输出信号OUTi，并将输出信号SRi+1输出到输出信号OUTi+1。也就是说，在时段T1中将与时钟信号CLK1同步的脉冲输出到输出信号OUT1，并且在时段T2中将与时钟信号CLK2同步的脉冲输出到输出信号OUT2。结果，在时段T1中，连接到栅极布线G1的像素的晶体管变为导电，并且读取保持在光电二极管中的信号。在时段T2中，读取连接到栅极布线G2的像素的信号。此后，通过相同的操作读取图像传感器10中的所有像素的信号。在图25的时序图中所示的偶数帧中，控制信号SEL1为低，并且控制信号SEL2为高。因此，每个选择块600将输出信号SRi+1输出到输出信号OUTi，并将输出信号SRi输出到输出信号OUTi+1。由于除控制信号SEL1和SEL2之外的控制信号和时钟信号与图24的时序图中的控制信号和时钟信号相同，所以传送块520的操作与奇数帧中的操作相同。因此，与时钟信号CLK1同步的脉冲在时段T1中输出到输出信号OUT2，并且与时钟信号CLK2同步的脉冲在时段T2中输出到输出信号OUT1。然后，在时段T1中，连接到栅极布线G2的像素的晶体管变为导电，并且读取保持在光电二极管中的信号。在时段T2中，读取连接到栅极布线G1的像素的信号。此后，通过相同的操作读取图像传感器10中的所有像素的信号。在偶数帧中，从图像传感器10读取信号之后，将在奇数水平时段中读取的信号与在偶数水平时段中读取的信号交换，使得可以获得与奇数帧中的那些相同的两个维度的信号。利用电压形式的检测器电路读取保持在光电二极管中的信号电荷可以与实施例1中的操作相同。该实施例中的图像传感器10的特征总结如下。可应用于本实施例中的图像传感器10的扫描电路400包括较少数量的晶体管。从图像传感器10读取信号的时间在奇数帧和偶数帧之间是不同的。具体地，在奇数帧中在时段T1、T2、T3和T4中要读取的信号分别是G1、G2、G3和G4的像素行，并且在偶数帧中在时段T1、T2、T3和T4中要读取的信号分别是G2、G1、G4、G3的像素行。然而，在奇数帧和偶数帧两者中，脉冲在时段T1和T3中输出到时钟信号CLK1，并在时段T2和T4中输出到时钟信号CLK2。也就是说，输出脉冲以读取来自G1的像素行的信号的时钟信号在奇数帧中的时钟信号CLK1和偶数帧中的时钟信号CLK2之间改变。本实施例中的图像传感器10显着地降低了源自扫描电路400的噪声，实现了低FPN、改善SN比和增加动态范围，如实施例1中的图像传感器，尽管扫描电路400中包括的晶体管的数量很小。在下文中，描述了这些优点的原因。如已经描述的，噪声从扫描电路混合，这是因为电压变化控制信号在读取信号的像素行之间是不同的。在本实施例的图像传感器10中，电压变化控制信号时钟信号在偶数像素行和奇数像素行之间是不同的。然而，考虑到两个连续帧，来自两个时钟信号的噪声被添加到所有像素行的信号中。具体地，对于G1的像素行中的信号，时钟信号CLK1的噪声被添加到奇数帧中，并且时钟信号CLK2的噪声被添加到偶数帧中。因此，可以通过对两个连续帧中的信号求平均来平均所有像素行中的信号中的噪声，使得噪声不被感知为固定模式噪声。这种平均可以通过电路或软件来执行。然而，在人观察从图像传感器10读取的作为运动图片的信号情况下，识别由人视觉机构进行时间平均的运动图片。结果，观察者不会察觉到固定模式噪声。与其他实施例一样，本实施例中的图像传感器10也可应用于拍摄透射X射线的运动图片。图20是示出了图像传感器10的另一构造示例的框图。实施例1至5中的图像传感器的扫描电路400可以设置在与传感器基板100不同的基板上，如图20中的框图所示。例如，扫描电路400和传感器基板100可以通过电缆连接。尽管前述实施例已经描述了包括n型晶体管的示例，但是可以通过适当地改变控制信号、控制时钟和电压供应电位来使用p型晶体管。如上所述，已经描述了本公开的实施例；然而，本公开不限于前述实施例。本领域技术人员可以在本公开的范围内容易地修改、添加或转换前述实施例中的每个元件。一个实施例的构造的一部分可以用另一个实施例的构造代替，或者实施例的构造可以结合到另一个实施例的构造中。

权利要求：1.一种图像传感器，包括：像素矩阵，其中像素被布置成矩阵，每个像素包括光电转换元件和连接到所述光电转换元件的开关元件；扫描单元，其被配置为在所述像素矩阵的每个像素行上串行地执行选择处理，所述选择处理包括选择像素行并将输出信号输出到所选像素行以使开关元件导电；和检测器单元，其被配置为执行检测来自所选像素行中的光电转换元件的信号的检测处理，其中，所述扫描单元被配置为：接收多个控制信号的输入；和基于所述多个控制信号在每个像素行上执行所述选择处理，其中，所述多个控制信号包括短周期控制信号，所述短周期控制信号具有比在所有像素行上执行所述选择处理和所述检测处理所处的第一时段更短的周期，并且其中，所述短周期控制信号的周期等于或短于在一个像素行上执行所述选择处理和所述检测处理所处的第二时段。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述扫描单元包括多个传送单元，每个传送单元连接到不同的像素行，以在所连接的像素行上执行所述选择处理，并且其中，所述多个传送单元中的每一个被配置为：接收第一短周期控制信号和第二短周期控制信号的输入；将所述输出信号输出到被连接到所述传送单元的像素行和与所述传送单元相邻的传送单元中的一个传送单元；包括第一结点、第二结点、第三结点和第四结点；基于用于开始初始选择处理的第一控制信号或来自另一传送单元的输出信号来改变所述第一结点和所述第二结点的电位；基于所述第一结点和所述第二结点的电位以及所述第一短周期控制信号，改变所述第三结点和所述第四结点的电位；和基于所述第三结点和所述第四结点的电位输出所述第二短周期控制信号作为所述输出信号。3.根据权利要求2所述的图像传感器，其中，所述多个传送单元中的每一个被配置为：基于所述第一结点和所述第二结点的电位，将所述第一短周期控制信号作为内部输出信号输出到与所述传送单元相邻的传送单元中的另一传送单元；和基于来自另一传送单元的内部输出信号改变所述第三结点和所述第四结点的电位。4.根据权利要求2所述的图像传感器，其中，所述多个传送单元中的每一个被配置为在所述传送单元的第二时段中对所述第一结点、所述第二结点、所述第三结点和所述第四结点进行再充电。5.根据权利要求2或4所述的图像传感器，其中，所述多个传送单元中的每一个被配置为：接收第二控制信号的输入以确定像素行的选择顺序以执行所述选择处理；和根据由所述第二控制信号指定的选择顺序执行所述选择处理。6.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述扫描单元包括多个传送单元，每个传送单元被连接到不同的像素行，以在所连接的像素行上执行所述选择处理，以及其中，被包括在所述多个传送单元的每一个中的晶体管具有相同的导电类型。7.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，被包括在所述多个传送单元中的每一个中的晶体管是氧化物半导体晶体管。8.一种驱动图像传感器的方法，所述图像传感器包括像素矩阵，其中像素被布置成矩阵，每个像素包括光电转换元件和连接到所述光电转换元件的开关元件；所述方法包括：在所述像素矩阵的每个像素行上串行执行选择处理，所述选择处理包括选择像素行并将输出信号输出到所选像素行以使开关元件导电；执行检测来自所选像素行中的光电转换元件的信号的检测处理，接收多个控制信号的输入；和基于所述多个控制信号在每个像素行上执行所述选择处理，其中，所述多个控制信号包括短周期控制信号，所述短周期控制信号具有比在所有像素行上执行所述选择处理和所述检测处理所处的第一时段更短的周期，并且其中，所述短周期控制信号的周期等于或短于在一个像素行上执行所述选择处理和所述检测处理所处的第二时段。

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