Система фотодетекторов и способ управления ею

1 Настоящее изобретение относится к системе фотодетекторов, содержащей матрицу фотодетекторов, образованную путем размещения в двухмерный массив множества фотодетекторов, а также к способу управления данной системой. В настоящее время стали очень широко использоваться такие устройства создания изображения, как стационарные телекамеры, видеокамеры и т.п. Эти устройства создания изображения используют такое твердотельное устройство создания изображения, как ПЗС (прибор с зарядовой связью), применяемое в качестве устройства осуществления фотоэлектрического преобразования и предназначенное для преобразования изображения объекта, который должен быть запечатлен, в сигнал изображения. Как известно, ПЗС имеет структуру, в которой фотодетекторы (светоприемные элементы), такие как фотодиоды или тонкопленочные транзисторы (ТПТ), размещены в матрицу, и количество пар электронов и дырок (величина заряда), возникшее в соответствии с количеством света, поступившего в светоприемную секцию каждого детектора, измеряется схемой горизонтального сканирования и схемой вертикального сканирования, чтобы измерить яркость излучения. В системе фотодетекторов, использующей такой ПЗС, необходимо соответствующим образом снабдить сканируемые фотодетекторы выбирающими транзисторами, чтобы заставить сканируемый фотодетектор переходить в выбранное состояние. В настоящее время вместо комбинации фотодетектора и выбирающего транзистора разработан фотодетектор (далее называемый фотодетектором с двойным затвором), который создан на основе тонкопленочного транзистора, имеющего так называемую структуру с двойным затвором, и который обладает как функцией фотодетектирования, так и функцией выбора. Фиг. 31 А представляет собой сечение, иллюстрирующее структуру фотодетектора 10 с двойным затвором. Фиг. 31 В представляет собой принципиальную схему фотодетектора 10 с двойным затвором. Фотодетектор 10 с двойным затвором содержит полупроводниковую тонкую пленку 11,образованную из аморфного кремния или тому подобного материала; слои 17 и 18 кремния nтипа; электроды 12 и 13 истока и стока, образованные соответственно на слоях 17 и 18 кремния n-типа; электрод 21 верхнего затвора, образованный выше полупроводниковой тонкой пленки 11 с промежуточными изолирующей блок пленкой 14 и изолирующей верхний затвор пленкой 15; защитную изолирующую пленку 20, размещенную над электродом 21 верхнего затвора; и электрод 22 нижнего затвора, размещенный ниже полупроводниковой тонкой пленки 11 с промежуточной изолирующей нижний 2 затвор пленкой 16. Фотодетектор 10 с двойным затвором размещен на прозрачной изолирующей подложке 19, образованной из стекла или тому подобного материала. Другими словами, фотодетектор 10 с двойным затвором включает верхний МОПтранзистор (металл-оксид-полупроводник), состоящий из полупроводниковой тонкой пленки 11, электрода 12 истока, электрода 13 стока и электрода 21 верхнего затвора; и нижний МОПтранзистор, состоящий из полупроводниковой тонкой пленки 11, электрода 12 истока, электрода 13 стока и электрода 22 нижнего затвора. Как показано эквивалентной схемой на фиг. 31 В, можно считать, что фотодетектор 10 с двойным затвором включает два МОПтранзистора, имеющих общую канальную область, образованную из полупроводниковой тонкой пленки 11; TG (контакт верхнего затвора); BG (контакт нижнего затвора); S (контакт истока); и D (контакт стока). Защитная изолирующая пленка 20, электрод 21 верхнего затвора, изолирующая верхний затвор пленка 15, изолирующая блок пленка 14 и изолирующая нижний затвор пленка 16 - все изготовлены из материала, имеющего высокий коэффициент пропускания видимого света для активации полупроводниковой тонкой пленки 11. Свет, поступающий в детектор со стороны электрода 21 верхнего затвора, проходит через электрод 21 верхнего затвора, изолирующую верхний затвор пленку 15 и изолирующую блок пленку 14 и затем поступает в полупроводниковую тонкую пленку 11, в результате чего в канальной области создаются и накапливаются заряды (положительные дырки). Фиг. 32 представляет собой схематическое изображение системы фотодетекторов, образованной путем размещения в двухмерный массив фотодетекторов 10 с двойным затвором. Как показано на фиг. 32, система фотодетекторов содержит матрицу 100 детекторов, которая образована из большого числа фотодетекторов 10 с двойным затвором, размещенных в массив n xTG верхних затворов и контакты BG нижних затворов фотодетекторов 10 с двойным затвором в направлении по строкам; схемы управления 111 и 112 верхними и нижними затворами,соединенные соответственно с линиями 101 и 102 верхних и нижних затворов; линии 103 данных, которые соответственно соединяют контакты D стоков фотодетекторов 10 с двойным затвором в направлении по столбцам; и секцию 113 выходной схемы, соединенную с линиями 103 данных. На фиг. 32tg иbg представляют собой сигналы управления, предназначенные для генерации соответственно импульса сбросаTi и импульса считыванияBi, которые будут опи 3 саны позднее, ирg представляет собой импульс предварительной зарядки, предназначенный для управления синхронизацией, с которой подается напряжение Vpg предварительной зарядки. В описанной выше структуре, как будет рассмотрено позднее, функция фотодетектирования реализуется путем подачи предварительно определенного напряжения от схемы 111 управления верхними затворами на контактыTG верхних затворов, в то время как функция считывания реализуется путем подачи предварительно определенного напряжения от схемы 112 управления нижними затворами на контакты BG нижних затворов, с последующей подачей выходного напряжения фотодетекторов 10 в секцию 113 выходной схемы через линии 103 данных, и выводом напряжения Vвывод последовательных данных. Фиг. 33 А - 33D представляют собой временные диаграммы, иллюстрирующие способ управления системой фотодетекторов, на которых показан период детектирования (цикл обработки i-той строки) в i-той строке матрицы 100 детекторов. Сначала на линию 101 верхних затворов i-той строки подается импульс напряжения высокого уровняTi (импульс сброса; например, Vtg = +15 В), показанный на фиг. 33 А, и во время периода сброса Тсброс выполняется операция сброса для разрядки фотодетекторов 10 с двойным затвором i-той строки. Потом на линию 101 верхних затворов iтой строки подается напряжение смещенияTi низкого уровня (например, Vtg = -15 В), в результате чего заканчивается период сброса Тсброс и начинается период накопления зарядов Та, в течение которого заряжается канальная область. Во время периода накопления зарядов Та в канальной области накапливаются заряды (положительные дырки), соответствующие количеству света, поступившего в каждый детектор со стороны электрода верхнего затвора. Затем во время периода накопления зарядов Та на линии 103 данных подается импульс предварительной зарядкирg с напряжением предварительной зарядки Vpg, показанный на фиг. 33 С, и после периода предварительной зарядки Тпз, имеющего своей целью заставить электроды 13 стока удержать заряд, на линию 102 нижних затворов i-той строки подается напряжение смещения (импульс считыванияBi) высокого уровня (например, Vbg = +10B), показанное на фиг. 33 В. В этот момент фотодетекторы 10 с двойным затвором, расположенные в iтой строке, включаются, чтобы начать период считывания Тсчитывание. Во время периода считывания Тсчитывание заряды, накопленные в канальной области, служат для компенсирования напряжения низкого уровня (например, Vtg = -15 В), которое имеет обратную полярность относительно зарядов, 002892 4 накопленных в канальной области, и подается на контакт TG каждого верхнего затвора. Таким образом, напряжением Vbg, поданным на контакт BG каждого нижнего затвора,создается канал n-типа, и напряжение VD на линиях 103 данных в соответствии с током стока постепенно снижается с течением времени,прошедшего после подачи напряжения предварительной зарядки Vpg. Если говорить более подробно, характер изменения напряжения VD на линиях 103 данных зависит от периода накопления зарядов Та и количества принятого света. Как показано на фиг. 33D, напряжение VD постепенно снижается, когда падающий свет неяркий, т.е. принято небольшое количество света и, следовательно, накоплены только небольшие заряды, тогда как VD стремительно снижается, когда падающий свет яркий, т.е. принято большое количество света и, следовательно, накоплены большие заряды. Исходя из этого можно понять, что уровень излучения может быть вычислен путем измерения напряжения VD на линиях 103 данных спустя предварительно определенный период времени после начала периода считывания Тсчитывание, или путем измерения периода времени, требующегося для того, чтобы напряжение VD достигло предварительно определенного порогового значения. Формирование изображения осуществляется путем последовательного выполнения описанного выше процесса управления для каждой линии матрицы 100 детекторов, путем выполнения процесса управления для каждой линии параллельно в различные моменты времени, для которых импульсы управления не перекрываются. Хотя выше описан пример использования в качестве фотодетектора фотодетектора с двойным затвором, даже система фотодетекторов, использующая в качестве фотодетектора фотодиоды или фототранзисторы, имеет следующие операционные этапы: операция сбросаоперация накопления зарядовоперация предварительной зарядкиоперация формирования изображения, и использует сходную последовательность управления. Подобная описанной выше обычная система фотодетекторов имеет следующие недостатки.(1) Чтобы сформировать изображение объекта в системе фотодетекторов, использующей описанный выше фотодетектор, при использовании в различных условиях должна быть подходящим образом установлена чувствительность восприятия (период накопления зарядов). Подходящий период накопления зарядов изменяется в зависимости от изменений условий окружающей среды, например, яркости внешнего светового излучения в условиях использования, а также меняется с изменением характеристик фотодетекторов. При существующем уровне техники, таким образом, должна дополни 5 тельно размещаться схема, предназначенная для измерения яркости внешнего светового излучения. В ином случае, чтобы получить оптимальное значение периода накопления зарядов на основе результатов формирования изображения,перед началом нормальной операции формирования изображения объекта должна выполняться операция формирования изображения (далее называемая операцией предварительного формирования изображения) с изменением периодов накопления зарядов на множестве этапов. Однако до сих пор не разработан способ установки чувствительности восприятия с уникальной и автоматической установкой подходящего периода накопления зарядов на основе результатов формирования изображения в каждом периоде накопления зарядов, получаемых при выполнении операции предварительного формирования изображения.(2) Если на поверхности детектирования фотодетектора имеется инородное вещество или при установке чувствительности восприятия на основе результатов операции предварительного формирования изображения в фотодетекторном элементе возникает дефект, и результат формирования изображения, полученный в каждом периоде накопления зарядов при выполнении операции предварительного формирования изображения, используется непосредственно, в данном результате содержится ненормальное значение, которое приводит к сбою в установке подходящего периода накопления зарядов и препятствует выполнению точной операции формирования изображения объекта. Например,если данная система фотодетекторов применяется в устройстве снятия отпечатков пальцев,устройство может неправильно функционировать в процессе распознавания отпечатка пальца. Задачей настоящего изобретения является предложить способ установки чувствительности восприятия с уникальной и автоматической установкой подходящей чувствительности восприятия на основе результатов формирования изображения, полученных непосредственно перед началом нормальной операции формирования изображения объекта, имеющий своей целью точное формирование изображения объекта при использовании в различных условиях в системе фотодетекторов, содержащей матрицу фотодетекторов, образованную путем размещения в двумерный массив множества фотодетекторов. Другой задачей настоящего изобретения является предотвращение каких-либо сбоев при установке чувствительности восприятия, даже когда на поверхности детектирования фотодетектора имеется инородное вещество или фотодетекторный элемент становится дефектным. Для решения указанных выше задач система фотодетекторов согласно настоящему изобретению содержит матрицу фотодетекторов,образованную путем размещения фотодетекто 002892 6 ров в двухмерный массив; схему управления,предназначенную для подачи сигнала управления на фотодетекторы; контроллер, предназначенный для управления операцией формирования изображения объекта и установкой чувствительности; и ОЗУ (оперативное запоминающее устройство), предназначенное для хранения данных сформированного изображения, данных,относящихся к процессу установки чувствительности и т.п. Для решения указанных выше задач согласно первому способу установки чувствительности по настоящему изобретению перед началом нормальной операции формирования изображения объекта выполняется операция предварительного формирования изображения,в ходе которой осуществляется изменение периода накопления зарядов на множестве этапов,например, для соответствующих строк. Из данных сформированного изображения выбирается строка, в которой динамический диапазон данных яркости, вычисляемый для каждой строки,является максимальным, или строка, в которой изменение (дифференцированное значение) данных яркости для строк в направлении вдоль конкретного столбца является максимальным. Чувствительность восприятия, установленная для выбранной строки, задается как оптимальная чувствительность. Это может уменьшить объем данных, который должен быть обработан,упростить процесс установки чувствительности и сократить требующееся время. Даже когда меняется световое излучение окружающей среды или меняются характеристики фотодетектора, оптимальная чувствительность восприятия может быть установлена в соответствии с этими изменениями. Для решения указанных выше задач согласно второму способу установки чувствительности восприятия по настоящему изобретению перед началом нормальной операции формирования изображения объекта выполняется операция предварительного формирования изображения, в ходе которой осуществляется изменение периода накопления зарядов на множестве этапов, например, для соответствующих строк. Из динамических диапазонов данных яркости, входящих в данные сформированного изображения для соответствующих строк, или динамических диапазонов данных яркости, входящих в данные сформированного изображения для соответствующих строк, из которых удалены высокочастотные компоненты, возникшие при преобразовании динамических диапазонов для данных строк, выбирается строка, в которой динамический диапазон является максимальным, а линейно дифференцированное значение динамического диапазона является минимальным. Чувствительность восприятия, установленная для выбранной строки, задается как оптимальная чувствительность. Строка, соответствующая подходящей чувствительности восприятия, мо 7 жет быть выбрана вне зависимости от какоголибо влияния ненормального элемента изображения, созданного инородным веществом,имеющимся на поверхности детектирования матрицы фотодетекторов, дефекта фотодетекторного элемента или тому подобного. Настоящее изобретение может предложить надежный способ установки чувствительности восприятия. Фиг. 1 представляет собой принципиальную схему, иллюстрирующую компоновку системы фотодетекторов согласно настоящему изобретению; фиг. 2 представляет собой принципиальную схему, иллюстрирующую компоновку контроллера, примененного в первом варианте реализации настоящего изобретения; фиг. 3 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую функционирование первого варианта реализации настоящего изобретения; фиг. 4 представляет собой вид, иллюстрирующий пример данных изображения, когда изображение пальца формируется при выполнении операции предварительного формирования изображения в первом варианте реализации настоящего изобретения; фиг. 5 А - 5 Е представляют собой графики,каждый из которых иллюстрирует изменения данных яркости для конкретной строки, полученные при выполнении операции предварительного формирования изображения в первом варианте реализации настоящего изобретения; фиг. 6 А и 6 В представляют собой виды,иллюстрирующие соотношение между таблицей, в которой представлен динамический диапазон данных яркости для каждой строки, полученный при выполнении операции предварительного формирования изображения в первом варианте реализации настоящего изобретения, и соответствующей таблицей соответствия "номер строки чувствительность восприятия"; фиг. 7 представляет собой вид, иллюстрирующий другой пример данных изображения,когда изображение пальца формируется при выполнении операции предварительного формирования изображения в модификации первого варианта реализации настоящего изобретения; фиг. 8 А - 8 Е представляют собой графики,каждый из которых иллюстрирует изменения данных яркости в диапазоне столбцов конкретной области в конкретной строке, полученные при выполнении операции предварительного формирования изображения в модификации первого варианта реализации настоящего изобретения; фиг. 9 А и 9 В представляют собой виды,иллюстрирующие соотношение между таблицей, в которой представлен динамический диапазон данных яркости для каждой строки, полученный при выполнении операции предварительного формирования изображения в модификации первого варианта реализации настоящего изобретения, и соответствующей таблицей 8 соответствия "номер строки - чувствительность восприятия"; фиг. 10 представляет собой блок-схему,иллюстрирующую функционирование второго варианта реализации настоящего изобретения; фиг. 11 представляет собой вид, иллюстрирующий пример данных изображения, когда изображение пальца формируется при выполнении операции предварительного формирования изображения во втором варианте реализации настоящего изобретения; фиг. 12 А - 12 В представляют собой графики, соответственно иллюстрирующие значение данных яркости в предварительно определенном столбце, полученное при выполнении операции предварительного формирования изображения во втором варианте реализации настоящего изобретения, и дифференцированное значение данных яркости для строк; фиг. 13 А и 13 В представляют собой виды,иллюстрирующие соотношение между таблицей, в которой представлено дифференцированное значение данных яркости для строк в предварительно определенном столбце строки, полученное при выполнении операции предварительного формирования изображения во втором варианте реализации настоящего изобретения, и соответствующей таблицей соответствия "номер строки - чувствительность восприятия"; фиг. 14 представляет собой блок-схему,иллюстрирующую функционирование третьего варианта реализации настоящего изобретения; фиг. 15 представляет собой вид, иллюстрирующий примеры данных изображения и диапазон определения чувствительности, когда изображение пальца формируется при выполнении операции предварительного формирования изображения в третьем варианте реализации настоящего изобретения; фиг. 16 представляет собой график, иллюстрирующий изменения данных яркости для конкретной строки в диапазоне определения чувствительности для данных яркости, сформированных при выполнении операции предварительного формирования изображения в третьем варианте реализации настоящего изобретения; фиг. 17 А и 17 В представляют собой графики, иллюстрирующие соотношение между изменениями динамических диапазонов для соответствующих строк данных изображения,сформированных при выполнении операции предварительного формирования изображения в третьем варианте реализации настоящего изобретения, и изменениями линейно дифференцированных значений динамических диапазонов для соответствующих строк; фиг. 18 А и 18 В представляют собой виды,иллюстрирующие соотношение между таблицей, в которой представлен динамический диапазон для каждой строки и линейно дифференцированное значение динамического диапазона,полученные при выполнении операции предва 9 рительного формирования изображения в третьем варианте реализации настоящего изобретения, и соответствующей таблицей соответствия"номер строки - чувствительность восприятия"; фиг. 19 А и 19 В представляют собой виды,иллюстрирующие соотношение между таблицей, в которой представлен динамический диапазон для каждой строки, и соответствующей таблицей соответствия "номер строки - чувствительность восприятия", когда первый вариант реализации настоящего изобретения применяется к данным изображения, сформированным при выполнении операции предварительного формирования изображения в третьем варианте реализации настоящего изобретения; фиг. 20 представляет собой вид, иллюстрирующий случай, когда в данных изображения пальца, сформированного в ходе выполнения операции предварительного формирования изображения в третьем варианте реализации настоящего изобретения, существует ненормальное значение; фиг. 21 представляет собой график, иллюстрирующий изменения динамических диапазонов для соответствующих строк, когда в данных изображения пальца, сформированного в ходе выполнения операции предварительного формирования изображения в третьем варианте реализации настоящего изобретения, существует ненормальное значение; фиг. 22 А и 22 В представляют собой графики, иллюстрирующие соотношение между изменениями динамических диапазонов для соответствующих строк и изменениями линейно дифференцированных значений динамических диапазонов для соответствующих строк, когда в данных изображения пальца, сформированного в ходе выполнения операции предварительного формирования изображения в третьем варианте реализации настоящего изобретения, существует ненормальное значение; фиг. 23 представляет собой блок-схему,иллюстрирующую функционирование четвертого варианта реализации настоящего изобретения; фиг. 24 представляет собой принципиальную схему, иллюстрирующую компоновку контроллера, примененного в пятом варианте реализации настоящего изобретения; фиг. 25 представляет собой блок-схему,иллюстрирующую функционирование пятого варианта реализации настоящего изобретения; фиг. 26 представляет собой вид, иллюстрирующий случай, когда в данных изображения пальца, сформированных в ходе выполнения операции предварительного формирования изображения в пятом варианте реализации настоящего изобретения, в нескольких строках существует ненормальное значение; фиг. 27 А представляет собой график, иллюстрирующий изменения динамических диапазонов для соответствующих строк, когда в 10 данных изображения пальца, сформированных в ходе выполнения операции предварительного формирования изображения в пятом варианте реализации настоящего изобретения, в нескольких строках существует ненормальное значение,и динамический диапазон для соответствующих строк изменяется дискретно; фиг. 27 В представляет собой график, иллюстрирующий распределение динамических диапазонов данных яркости для соответствующих строк после операции удаления ненормального значения в пятом варианте реализации настоящего изобретения; фиг. 28 А - 28J представляют собой временные диаграммы, иллюстрирующие первый вариант способа установки чувствительности восприятия, примененный при выполнении операции предварительного формирования изображения в каждом варианте реализации настоящего изобретения; фиг. 29 А - 29J представляют собой временные диаграммы, иллюстрирующие второй вариант способа установки чувствительности восприятия, примененный при выполнении операции предварительного формирования изображения в каждом варианте реализации настоящего изобретения; фиг. 30 А - 30 Н представляют собой временные диаграммы, иллюстрирующие вариант,когда в способе управления системой фотодетекторов, соответствующем настоящему изобретению, после периодов предварительного формирования изображения и формирования изображения задается период регулирования эффективного напряжения; фиг. 31 А представляет собой сечение, иллюстрирующее структуру обычного фотодетектора с двойным затвором; фиг. 31 В представляет собой эквивалентную принципиальную схему фотодетектора с двойным затвором; фиг. 32 представляет собой схематическое изображение системы фотодетекторов, образованной путем размещения в двухмерный массив фотодетекторов с двойным затвором; и фиг. 33 А - 33D представляют собой временные диаграммы, иллюстрирующие обычный способ управления для системы фотодетекторов с двойным затвором. Далее подробно, со ссылкой на некоторые из сопровождающих рисунков, будут описаны способы управления системой фотодетекторов согласно настоящему изобретению. Хотя в описанных ниже вариантах реализации настоящего изобретения в качестве фотодетектора применяется фотодетектор с двойным затвором, настоящее изобретение не ограничивается фотодетектором с двойным затвором, но также применимо к системе фотодетекторов, использующей другой тип фотодетектора. Фиг. 1 представляет собой принципиальную схему, иллюстрирующую компоновку сис 11 темы фотодетекторов согласно настоящему изобретению. Используется фотодетектор с двойным затвором, показанный на фиг. 31 А, и при необходимости мы будем ссылаться на компоновку системы фотодетекторов, показанную на фиг. 32. Одинаковые ссылочные номера, аналогичные используемым для системы фотодетекторов, показанной на фиг. 32, обозначают одинаковые элементы. Как показано на фиг. 1, система фотодетекторов согласно варианту реализации изобретения, содержит матрицу 100 фотодетекторов,включающую показанные на фиг. 31 А фотодетекторы 10 с двойным затвором, размещенные в двухмерный массив; схему 111 управления верхними затворами, предназначенную для подачи предварительно определенного импульса сброса на контакт TG верхнего затвора каждого фотодетектора 10 с двойным затвором с предварительно определенной синхронизацией; схему 112 управления нижними затворами, предназначенную для подачи предварительно определенного импульса считывания на контакт BG нижнего затвора каждого фотодетектора 10 с двойным затвором с предварительно определенной синхронизацией; секцию 113 выходной схемы,состоящую из усилителя 116, а также переключателя 114 столбцов и переключателя 115 предварительной зарядки, предназначенных соответственно для чтения напряжения линий данных и подачи напряжения предварительной зарядки на каждый фотодетектор 10 с двойным затвором; аналого-цифровой преобразователь 117 (далее называемый АЦП), предназначенный для преобразования считанного напряжения данных,как аналогового сигнала, в данные изображения,как цифровой сигнал; контроллер 120, который используется для управления операцией формирования изображения объекта, выполняемой матрицей 100 фотодетекторов, а также для обмена данными с секцией 200 внешней функции,и который управляет в настоящем изобретении установкой чувствительности; и ОЗУ 130, которое хранит, например, данные сформированного изображения и данные, относящиеся к описанному ниже процессу установки чувствительности восприятия. Структура, включающая матрицу 100 фотодетекторов, схему 111 управления верхними затворами, схему 112 управления нижними затворами и секцию 113 выходной схемы, идентична системе фотодетекторов, показанной на фиг. 32, и выполняет те же функции. В дополнение к этой структуре данный вариант использует АЦП 117, контроллер 120 и ОЗУ 130 для реализации различных типов управления, как описано ниже. Контроллер 120 посылает сигналы управленияtg иbg в схемы 111 и 112 управления верхними и нижними затворами соответственно,которые, в свою очередь, подают предварительно определенные напряжения (импульс сброса иTG верхнего затвора и контакт BG нижнего затвора каждого фотодетектора 10 с двойным затвором из матрицы 100 фотодетекторов. Контроллер 120 также посылает сигнал управлениярg в переключатель 115 предварительной зарядки для управления выполнением операции формирования изображения объекта. Напряжение на линии данных, считанное из матрицы 100 фотодетекторов при помощи переключателя 114 столбцов и усилителя 116, преобразуется в цифровой сигнал АЦП 117 и передается как данные изображения. Контроллер 120 также осуществляет функцию выполнения предварительно определенной обработки изображения, осуществляемой над данными изображения; функцию записи данных изображения в ОЗУ 130 или считывания данных изображения из ОЗУ 130. Контроллер 120 осуществляет функцию сопряжения с секцией 200 внешней функции, которая выполняет предварительно определенную обработку, такую как идентификация данных изображения, модификация и т.п. Контроллер 120 выполняет также и еще одну функцию по контролированию сигналов управления, которые должны посылаться в схемы 111 и 112 управления верхними и нижними затворами для установки оптимальной чувствительности восприятия для формирования изображения объекта в соответствии с условиями окружающей среды, например, яркостью внешнего светового излучения, т.е. установки оптимального периода накопления зарядов для каждого фотодетектора 10 с двойным затвором. Как будет описано ниже, способы управления системой фотодетекторов, соответствующие вариантам реализации настоящего изобретения, основаны на приведенной компоновке этой системы. Далее со ссылкой на некоторые из сопровождающих рисунков будет описан первый вариант способа управления системой фотодетекторов по настоящему изобретению. Фиг. 2 представляет собой принципиальную схему, иллюстрирующую компоновку контроллера 120, примененного в первом варианте реализации настоящего изобретения. Как показано на фиг. 2, контроллер 120 содержит контроллер 121 устройства, предназначенный для управления схемой 111 управления верхними затворами, схемой 112 управления нижними затворами и секцией 113 выходной схемы; контроллер 122 данных, предназначенный для управления различными данными, такими как данные изображения, данные записи, данные считывания, используя ОЗУ 130; и основной контроллер 123, который руководит контроллерами 121 и 122 и обеспечивает сопряжение с секцией 200 внешней функции. Кроме того, контроллер 120 содержит компаратор 124 данных, предназначенный для сравнения величин конкретных данных измере 13 ний на основе введенных через АЦП 117 в виде цифрового сигнала данных изображения из матрицы 100 фотодетекторов, чтобы выбрать максимальные и минимальные значения; сумматор 125, выполняющий функцию вычисления, например, абсолютного значения разности для данных измерений; селектор 126 данных, предназначенный для приема обработанных данных изображения через АЦП 117, компаратор 124 данных и сумматор 125 и переключения режимов запись/считывание для записи в ОЗУ / считывания из ОЗУ, повторного ввода в компаратор 124 данных и сумматор 125 и вывода в секцию внешней функции через контроллер 122 данных согласно принятым данным; и регистр 127 установки чувствительности, предназначенный для изменения сигналов управления, которые должны посылаться из контроллера 121 устройства в схемы 111 и 112 управления верхними и нижними затворами, чтобы оптимизировать чувствительность восприятия матрицы фотодетекторов на основе сигнала управления,поступающего из контроллера 122 данных. Функционирование первого варианта реализации настоящего изобретения в способе управления работой системы фотодетекторов с использованием описанного выше контроллера,будет рассмотрено со ссылкой на фиг. 3. Фиг. 3 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую функционирование вплоть до формирования изображения объекта с оптимальной чувствительностью согласно упомянутому первому варианту. Это функционирование будет описано при помощи соответствующей ссылки на компоновку системы фотодетекторов, показанную на фиг. 1 и 2. На этапе S11 по фиг. 3 (этап предварительного формирования изображения) основной контроллер 123 управляет установкой чувствительности восприятия для операции предварительного формирования изображения в регистре 127 установки чувствительности через контроллер 122 данных, и осуществляет предварительное формирование изображения перед выполнением нормальной операции формирования изображения. Аналогично нормальной операции формирования изображения, операция предварительного формирования изображения осуществляется путем выполнения серии процессов: операция сбросаоперация накопления зарядовоперация предварительной зарядкиоперация формирования изображения. В ходе операции предварительного формирования изображения чувствительность восприятия изменяется в пошаговом режиме, например, для соответствующих строк изображения объекта таким образом, чтобы сформировать одно изображение объекта с множеством различных уровней чувствительности. Уровни чувствительности восприятия для соответствующих строк сохраняются в ОЗУ 130, например, в табличном фор 002892 14 мате (таблица соответствия "номер строки чувствительность восприятия") в соответствии с номерами строк. Подробно способ установки чувствительности восприятия будет описан позднее. На этапе S12 по фиг. 3 (этап преобразования данных изображения) данные изображения,созданные при выполнении операции предварительного формирования изображения, преобразуются в цифровой сигнал с использованием усилителя 116 и АЦП 117 и вводятся как данные яркости,соответствующие распределению"светлый/темный" изображения объекта, в компаратор 124 данных. В этом случае данные яркости выражаются, например, посредством 256 уровней серого. На этапе S13 по фиг. 3 (этап вычисления максимального и минимального значений для каждой строки) из поступивших в него данных яркости компаратор 124 данных выбирает максимальное и минимальное значение для каждой строки и выводит их в сумматор 125. Т.е. компаратор 124 данных выбирает данные яркости,представляющие собой максимальное значение(значение уровня серого наиболее светлого элемента изображения), содержащееся в каждой строке, и данные яркости, представляющие собой минимальное значение (значение уровня серого наиболее темного элемента изображения). На этапе S14 по фиг. 3 (этап вычисления динамического диапазона для каждой строки) сумматор 125 вычисляет как динамический диапазон разность между максимальным и минимальным значениями данных яркости каждой строки и сохраняет динамический диапазон в ОЗУ 130 при помощи селектора 126 данных. Сумматор 125 выполняет процесс вычисления динамического диапазона для всех строк. На этапе S15 по фиг. 3 (этап выбора номера строки, содержащей максимальный динамический диапазон) динамические диапазоны для соответствующих строк, хранящиеся в ОЗУ 130,считываются при помощи селектора 126 данных и вводятся в компаратор 124 данных, который выбирает номер строки, содержащей максимальный динамический диапазон из динамических диапазонов для соответствующих строк. На этапе S16 (этап поиска чувствительности / выбора), исходя из номера строки, содержащей максимальный динамический диапазон,просматривается хранящаяся в ОЗУ 130 таблица соответствия "номер строки - чувствительность восприятия", и выбирается чувствительность восприятия, т.е. установленный для данной строки период накопления зарядов. На этапе S17 по фиг. 3 (этап установки выбранной чувствительности) контроллер 122 данных перезаписывает регистр 127 установки чувствительности, чтобы установить в этом регистре чувствительность восприятия на выбранный уровень. 15 На этапе S18 по фиг. 3 (этап формирования изображения объекта) выполняется нормальная операция формирования изображения объекта с выбранной чувствительностью восприятия, установленной в регистре 127 установки чувствительности. Далее со ссылкой на фиг. 4 - 6 В описан пример применения первого варианта способа управления системой фотодетекторов, использующего описанный выше контроллер, в устройстве снятия отпечатков пальцев. Фиг. 4 представляет собой вид, иллюстрирующий пример данных изображения пальца,когда изображение объекта (отпечаток пальца) формируется с одновременным изменением чувствительности восприятия в пошаговом режиме для соответствующих строк в ходе операции предварительного формирования изображения. Фиг. 5 А - 5 Е представляют собой графики,каждый из которых иллюстрирует изменения данных яркости в конкретной строке, полученные при выполнении операции предварительного формирования изображения. Фиг. 6 А и 6 В представляют собой виды, иллюстрирующие соотношение между динамическим диапазоном данных яркости для каждой строки, полученным при выполнении операции предварительного формирования изображения, и таблицей соответствия "номер строки - чувствительность восприятия". Предположим, что данные изображения формируются в ячейках матрицы 256 строк х 196 столбцов. Большее значение данных яркости представляет более светлое изображение, а меньшее значение данных яркости представляет более темное изображение. В ходе выполнения операции предварительного формирования изображения чувствительность восприятия устанавливается выше (период накопления зарядов устанавливается длиннее) для большего номера строки (на фиг. 4 направление вверх) и устанавливается ниже (период накопления зарядов устанавливается короче) для меньшего номера строки (на фиг. 4 направление вниз). На фиг. 4 с увеличением номера строки (на фиг. 4 направление вверх) картинка "возвышение/ углубление" отпечатка пальца становится менее отчетливой под влиянием внешнего светового излучения и, наконец, формируется как почти неразличимое светлое изображение. С другой стороны, с уменьшением номера строки (на фиг. 4 направление вниз) картинка "возвышение/ углубление" отпечатка пальца становится темнее и, наконец, формируется как почти неразличимое темное изображение. Уровень яркости выражается при помощи 256 уровней серого, и его нижнее и верхнее предельные значения устанавливаются соответственно в 0 и 255. Для этих данных изображения, как показано на фиг. 5 А - 5 Е, выбираются и наносятся на график изменения данных яркости для 176-й,152-й, 128-й, 104-й и 80-й строк. В 176-й строке,как показано на фиг. 5 А, чувствительность ус 002892 16 тановлена высокой, в результате чего данные яркости по существу преобразуются в верхнее предельное значение и едва ли предоставляют какую-либо информацию как данные изображения. В 152-й строке, как показано на фиг. 5 В,чувствительность установлена относительно высокой, данные яркости в некоторых столбцах достигают верхнего предельного значения, и полностью все распределения "возвышение/ углубление" (светлый/темный) не могут быть созданы. В противоположность изложенному, в 128-й строке, как показано на фиг. 5 С, данные яркости полностью во всех колонках не достигают ни верхнего, ни нижнего предельных значений и распределяются между этими предельными значениями. В 104-й строке, как показано на фиг. 5D, чувствительность установлена относительно низкой, и большая часть данных яркости распределяется между верхним и нижним предельными значениями. Однако в некоторых столбцах данные яркости достигают нижнего предельного значения, и полностью все распределения "возвышение/углубление" данных изображения не могут быть созданы. В 80-й строке,как показано на фиг. 5 Е, чувствительность установлена низкой, в результате чего данные яркости по существу преобразуются в нижнее предельное значение и едва ли предоставляют какую-либо информацию как данные изображения. Максимальное и минимальное значения выбираются как численные данные, исходя из изменений в распределении данных яркости для каждой из соответствующих строк, показанных на фиг. 5 А - 5 Е, и динамический диапазон вычисляется как разность и заносится в таблицу,как показано на фиг. 6 А. В 176-й и 152-й строках данные яркости достигают верхнего предела. Так как максимальное значение зафиксировано на уровне 255, динамический диапазон зависит от минимального значения. В 104-й и 80-й строках данные яркости достигают нижнего предела. Так как минимальное значение зафиксировано на уровне 0, динамический диапазон зависит от максимального значения. В противоположность изложенному выше в 128-й строке данные яркости не достигают ни верхнего, ни нижнего предела, и, таким образом, динамический диапазон зависит от разности максимального и минимального значений данных яркости. В 128-й строке может быть достигнут наибольший динамический диапазон по сравнению с 176-й, 152-й, 104-й и 80-й строками. Другими словами, можно считать, что данные яркости в 128-й строке являются данными изображения, имеющими превосходную контрастность, соответствующую картинке "возвышение/углубление" отпечатка пальца, и установлена оптимальная чувствительность восприятия. ОЗУ 130 хранит таблицу соответствия"номер строки чувствительность восприятия",показанную на фиг. 6 В, и хранит уровни чувст 17 вительности восприятия, т.е. периоды накопления зарядов с T1 по Т 256 для соответствующих номеров строк. В таблице соответствия "номер строки чувствительность восприятия" ищется 128-я строка, содержащая максимальный динамический диапазон, посредством чего выбирается чувствительность восприятия, т.е. период накопления зарядов T128, установленный для 128-й строки. Если изображение объекта (отпечаток пальца) формируется с использованием выбранного периода накопления зарядов T128, может быть создано удовлетворительное изображение. Первый вариант реализации настоящего изобретения рассмотрен на примере использования в качестве строк, для которых осуществлены процессы вычисления и выбора динамических диапазонов данных яркости, только 176-й,152-й, 128-й, 104-й и 80-й строк. Естественно, те же процессы могут быть выполнены для всех 256 строк. Если процессы вычисления и выбора динамического диапазона данных яркости осуществляются не для всех строк, а только для конкретных выбранных строк, как в этом варианте, количество данных, которые должны быть обработаны, может быть уменьшено для упрощения обработки и сокращения времени, требующегося для осуществления процесса установки чувствительности, и в ходе работы можно быстро перейти к нормальной операции формирования изображения объекта. Далее со ссылкой на фиг. 7, 8 А - 8 Е и 9 А,9 В будет описана модификация первого варианта реализации настоящего изобретения. Фиг. 7 представляет собой вид, иллюстрирующий другой пример данных изображения пальца, когда изображение пальца (отпечаток пальца) формируется в ходе выполнения операции предварительного формирования изображения с одновременным изменением для соответствующих строк чувствительности восприятия в пошаговом режиме. Фиг. 8 А - 8 Е представляют собой графики, каждый из которых иллюстрирует изменения данных яркости в диапазоне столбцов конкретной области в конкретной строке, полученные при выполнении операции предварительного формирования изображения. Фиг. 9 А и 9 В представляют собой виды, иллюстрирующие соотношение между динамическим диапазоном данных яркости для каждой строки, полученным при выполнении операции предварительного формирования изображения, и таблицей соответствия "номер строки - чувствительность восприятия". В данной модификации в отличие от первого варианта реализации настоящего изобретения данные яркости каждой строки,используемые для выбора максимального и минимального значений, ограничиваются диапазоном столбцов конкретной области, и выбираются максимальные и минимальные значения в этом диапазоне столбцов. 18 Если говорить более подробно, в ходе формирования картинки "возвышение/ углубление" отпечатка пальца как изображения объекта,периферийный участок пальца (область, представляющая край пальца на фиг. 7) приложен к поверхности формирования изображения с меньшим усилием, чем центр пальца. Кроме того, картинка "возвышение/углубление" периферийного участка является нечеткой и подвержена влиянию внешних факторов, таких как внешний свет, падающий через полупрозрачный слой поверхности кожи. Это снижает однородность и релевантность данных изображения. Чтобы это предотвратить, в данной модификации обрабатываются данные яркости, ограниченные диапазоном столбцов, расположенных вокруг центра пальца, который вряд ли подвергается влиянию внешних факторов и имеет четкую картинку "возвышение/углубление", в результате чего обеспечивается приемлемый процесс выбора максимальных и минимальных значений. Как показано на фиг. 7, чувствительность восприятия при формировании изображения объекта устанавливается выше (период накопления зарядов устанавливается длиннее) для большего номера строки. Например, как показано на фиг. 8 А - 8 Е, выбираются и наносятся на график изменения данных яркости в предварительно определенном диапазоне столбцов (85-й столбец-112-й столбец) в 176-й, 152-й, 128-й,104-й и 80-й строках. Аналогично рассмотренным выше фиг. 5 А - 5 Е, только в 128-й строке данные яркости не достигают ни верхнего, ни нижнего предельного значения во всем частично ограниченном диапазоне столбцов и распределяются между верхним и нижним предельными значениями. В оставшихся строках данные яркости достигают верхнего или нижнего предельного значения и все распределения "возвышение/углубление" данных изображения не могут быть сформированы. Фиг. 9 А иллюстрирует результаты выбора максимального и минимального значений как численныхданных на основе изменений в распределении данных яркости для каждой строки,и вычисления из разности динамического диапазона. Можно видеть, что динамический диапазон данных яркости в 128-й строке является максимальным, и обеспечиваются данные изображения, имеющие превосходную контрастность, соответствующую картинке "возвышение/углубление" отпечатка пальца. То есть,можно считать, что установлена оптимальная чувствительность восприятия. Как показано на фиг. 6 В, хранящаяся в ОЗУ 130 таблица соответствия "номер строки чувствительность восприятия" хранит периоды накопления зарядов T1 - T256 для соответствующих номеров строк. Как показано на фиг. 9 В,данная таблица просматривается для поиска 128-строки, содержащей максимальный дина 19 мический диапазон, в результате чего выбирается чувствительность восприятия, установленная для 128-й строки, т.е. период накопления зарядов T128 фотодетектора с двойным затвором. С использованием способа установки чувствительности по этой модификации при установке оптимальной чувствительности восприятия на основе результатов операции предварительного формирования изображения строку,находящуюся в состоянии оптимального формирования изображения, можно определить,исходя из динамического диапазона данных яркости в предварительно определенном диапазоне столбцов каждой строки. Соответственно, объем данных, которые должны быть обработаны, может быть уменьшен для упрощения процесса установки чувствительности и сокращения требующегося времени. Далее со ссылкой на некоторые из сопровождающих рисунков будет описан второй вариант способа управления системой фотодетекторов по настоящему изобретению, в котором может быть применен тот же контроллер, что и в первом варианте реализации настоящего изобретения. Фиг. 10 представляет собой блок-схему,иллюстрирующую функционирование вплоть до формирования изображения объекта с оптимальной чувствительностью согласно упомянутому второму варианту. Это функционирование будет описано при помощи соответствующей ссылки на компоновку системы фотодетекторов,показанную на фиг. 1 и 2. На этапе S21 по фиг. 10 (этап предварительного формирования изображения) перед выполнением нормальной операции формирования изображения объекта основной контроллер 123 управляет установкой чувствительности восприятия для операции предварительного формирования изображения в регистре 127 установки чувствительности через контроллер 122 данных, и выполняет операцию предварительного формирования изображения объекта с использованием множества различных уровней чувствительности, с одновременным изменением уровня чувствительности восприятия в пошаговом режиме для соответствующих строк изображения объекта. Уровни чувствительности восприятия для соответствующих строк сохраняются как таблица соответствия "номер строки- чувствительность восприятия" в ОЗУ 130 в соответствии с номерами строк. Эта операция предварительного формирования изображения является идентичной операции в первом варианте реализации настоящего изобретения, и подробно способ установки чувствительности восприятия (периода накопления зарядов) будет описан ниже. На этапе S22 по фиг. 10 (этап преобразования данных изображения) данные изображения,созданные при выполнении операции предвари 002892 20 тельного формирования изображения, преобразуются в цифровой сигнал с использованием усилителя 116 и АЦП 117 и вводятся как данные яркости,соответствующие распределению"светлый/темный" изображения объекта, в компаратор 124 данных. В этом случае данные яркости выражаются, например, посредством 256 уровней серого. На этапе S23 по фиг. 10 (этап выбора данных в направлении по столбцам) компаратор 124 данных выбирает данные яркости в выбранном столбце и посылает их в сумматор 125. На этапе S24 по фиг. 10 (этап дифференцирования в направлении по столбцам) сумматор 125 вычисляет изменение (дифференцированное значение) для каждой строки в направлении по столбцам выбранных данных яркости и сохраняет изменение в ОЗУ 130. На этапе S25 по фиг. 10 (этап выбора номера строки, содержащей максимальное дифференцированное значение) дифференцированные значения данных яркости, хранящиеся в ОЗУ 130, считываются при помощи селектора 126 данных и вводятся в компаратор 124 данных,который выбирает номер строки, содержащей максимальное дифференцированное значение из дифференцированных значений данных яркости. На этапе S26 по фиг. 10 (этап поиска чувствительности/ выбора), исходя из номера строки, содержащей максимальное дифференцированное значение, просматривается хранящаяся в ОЗУ 130 таблица соответствия "номер строки чувствительность восприятия", и выбирается чувствительность восприятия, т.е. установленный для данной строки период накопления зарядов. На этапе S27 по фиг. 10 (этап установки выбранной чувствительности) контроллер 122 данных перезаписывает регистр 127 установки чувствительности, чтобы установить в этом регистре чувствительность восприятия на выбранный уровень. На этапе S28 по фиг. 10 (этап формирования изображения объекта) выполняется нормальная операция формирования изображения объекта с выбранной чувствительностью восприятия, установленной в регистре 127 установки чувствительности. Далее со ссылкой на фиг. 11 - 13 В будет описан пример применения второго варианта способа управления системой фотодетекторов в устройстве снятия отпечатков пальцев. Фиг. 11 представляет собой вид, иллюстрирующий пример данных изображения пальца,когда в ходе операции предварительного формирования изображения изображение объекта(отпечаток пальца) формируется с одновременным изменением чувствительности восприятия в пошаговом режиме для соответствующих строк. Фиг. 12 А и 12 В представляют собой графики, соответственно иллюстрирующие значе 21 ние данных яркости в предварительно определенном столбце, полученное при выполнении операции предварительного формирования изображения, и изменение (дифференцированное значение) данных яркости для строк. Фиг. 13 А и 13 В представляют собой виды, иллюстрирующие соотношение между изменением данных яркости для строк в предварительно определенном столбце, полученным при выполнении операции предварительного формирования изображения, и таблицей соответствия "номер строки чувствительность восприятия". Предположим,что данные изображения формируются в ячейках матрицы 256 строк х 196 столбцов. Большее значение данных яркости представляет более светлое изображение, а меньшее значение данных яркости представляет более темное изображение. В ходе выполнения операции предварительного формирования изображения чувствительность восприятия устанавливается выше(период накопления зарядов устанавливается длиннее) для большего номера строки (на фиг. 11 направление вверх) и устанавливается ниже(период накопления зарядов устанавливается короче) для меньшего номера строки (на фиг. 11 направление вниз). Например, как показано на фиг. 12 А, выбираются и наносятся на график данные яркости для соответствующих строк (с 1-й по 256-ю строки) в 98-м столбце. В области маленького номера строки чувствительность восприятия установлена низкой,и данные яркости преобразуются в нижнее предельное значение. В области большого номера строки чувствительность восприятия установлена высокой, и данные яркости преобразуются в верхнее предельное значение. В противоположность изложенному, в области вокруг центральной строки (128-я строка) данные яркости не достигают ни верхнего, ни нижнего предельного значения и распределяются между нижним и верхним предельными значениями. Кроме того, данные яркости меняются в направлении от нижнего предельного значения к верхнему предельному значению. Дифференцированные значения, характеризующие изменения данных яркости для соответствующих строк, вычисляются на основе изменений данных яркости для этих строк и наносятся на график, чтобы получить распределение, как показано на фиг. 12 В. Распределение дифференцированных значений данных яркости, показанное на фиг. 12 В, приведено в таблице, показанной на фиг. 13 А. Из этой таблицы видно, что дифференцированное значение увеличивается до максимума между 125-й и 126-й строками и считается, что получены данные изображения, имеющие превосходную контрастность, соответствующую картинке "возвышение/углубление" отпечатка пальца. То есть, может считаться, что установлена оптимальная чувствительность восприятия. 22 Аналогично таблице, показанной на фиг. 6 В, таблица соответствия "номер строки - чувствительность восприятия", хранящаяся в ОЗУ 130, хранит периоды накопления зарядов с T1 по Т 256 для соответствующих номеров строк. Эта таблица просматривается для поиска 125-й и 126-й строк, содержащих максимальное дифференцированное значение, чтобы выбрать уровни чувствительности, установленные для 125-й и 126-й строк, т.е. периоды накопления зарядовT125 и T126 фотодетектора. Регистр установки чувствительности перезаписывается, чтобы задать установленное значение, определенное на основе двух периодов накопления зарядов T125 иT126, т.е. среднее значение двух периодов накопления зарядов T125 и T126. Изображение объекта(отпечаток пальца) формируется с этой оптимальной чувствительностью восприятия. Аналогично модификации первого варианта реализации настоящего изобретения, номер столбца данных яркости, который должен быть обработан, по желанию определяется как номер в центральной части объекта (пальца), которая относительно слабо подвержена влиянию внешних факторов и для которой распределение"светлый/темный" (картинка "возвышение/ углубление") изображения объекта может быть четко сформировано. При установке оптимальной чувствительности восприятия на основе результатов операции предварительного формирования изображения с использованием способа установки чувствительности по второму варианту реализации настоящего изобретения можно легко определить строку, находящуюся в состоянии оптимального формирования изображения, исходя из изменения данных яркости для каждой строки в конкретном столбце, и можно задать чувствительность восприятия (период накопления зарядов), установленную для этой строки, как оптимальную чувствительность. Вполне достаточно, если данные, которые должны быть обработаны, представляют собой один столбец(т.е. несколько строк), и объем данных, которые должны быть обработаны в процессе установки чувствительности, может быть значительно уменьшен, чтобы еще более упростить процесс установки чувствительности и сократить требующееся время. Далее со ссылкой на некоторые из сопровождающих рисунков будет описан третий вариант способа управления системой фотодетекторов согласно настоящему изобретению. Контроллер, примененный в третьем варианте, содержит те же блоки, что и в первом и втором вариантах реализации настоящего изобретения, показанные на фиг. 2. Кроме того, сумматор 125 вычисляет динамический диапазон из разности между максимальным и минимальным значениями данных измерений, и вычисляет разность соответствующих динамических диапазонов, т.е. линейно 23 дифференцированное значение. Компаратор 124 данных обладает функцией выбора максимального значения динамического диапазона, вычисленного сумматором 125, и минимального или максимального значения разности (линейно дифференцированного значения) между динамическими диапазонами. Фиг. 14 представляет собой блок-схему,иллюстрирующую функционирование третьего варианта реализации настоящего изобретения в способе управления системой фотодетекторов вплоть до формирования изображения объекта с оптимальной чувствительностью согласно упомянутому третьему варианту с использованием описанного выше контроллера. Это функционирование будет описано при помощи соответствующей ссылки на компоновку системы фотодетекторов, показанную на фиг. 1 и 2. На этапе S31 по фиг. 14 (этап предварительного формирования изображения) перед выполнением нормальной операции формирования изображения объекта основной контроллер 123 управляет установкой чувствительности восприятия для операции предварительного формирования изображения в регистре 127 установки чувствительности через контроллер 122 данных, и выполняет операцию предварительного формирования изображения объекта с использованием множества различных уровней чувствительности, с одновременным изменением уровня чувствительности восприятия в пошаговом режиме для соответствующих строк изображения объекта. Уровни чувствительности восприятия для соответствующих строк сохраняются как таблица соответствия "номер строки- чувствительность восприятия" в ОЗУ 130 в соответствии с номерами строк. Эта операция предварительного формирования изображения является идентичной операции в первом варианте реализации настоящего изобретения, и подробно способ установки чувствительности восприятия (периода накопления зарядов) будет описан ниже. На этапе S32 по фиг. 14 (этап преобразования данных изображения) данные изображения,созданные при выполнении операции предварительного формирования изображения, преобразуются в цифровой сигнал с использованием усилителя 116 и АЦП 117 и вводятся как данные яркости,соответствующие распределению"светлый/темный" изображения объекта, в компаратор 124 данных. В этом случае данные яркости выражаются, например, посредством 256 уровней серого. На этапе S33 по фиг. 14 (этап выбора максимального и минимального значений для каждой строки) компаратор 124 данных выбирает максимальное и минимальное значения данных яркости для каждой строки и выводит их в сумматор 125. Т.е. компаратор 124 данных выбирает данные яркости, представляющие собой максимальное значение (значение уровня серого 24 наиболее светлого элемента изображения), содержащееся в каждой строке, и данные яркости,представляющие собой минимальное значение(значение уровня серого наиболее темного элемента изображения). На этапе S34 по фиг. 14 (этап вычисления динамического диапазона для каждой строки) сумматор 125 вычисляет как динамический диапазон разность между максимальным и минимальным значениями данных яркости каждой строки и сохраняет динамический диапазон в ОЗУ 130 при помощи селектора 126 данных. Сумматор 125 выполняет процесс вычисления динамического диапазона для всех строк. На этапе S35 по фиг. 14 (этап вычисления линейно дифференцированного значения динамического диапазона) динамические диапазоны для соответствующих строк, хранящиеся в ОЗУ 130, считываются при помощи селектора 126 данных и снова вводятся в сумматор 125, который вычисляет разность (линейно дифференцированное значение) динамических диапазонов для соседних строк. Результаты сохраняются в ОЗУ 130 при помощи селектора 126 данных. На этапе S36 по фиг. 14 (этап выбора номера строки, содержащей максимальный динамический диапазон и минимальное линейно дифференцированное значение) данные динамических диапазонов соответствующих строк и данные линейно дифференцированных значений динамических диапазонов, хранящиеся в ОЗУ 130, считываются при помощи селектора 126 данных и вводятся в компаратор 124 данных,который выбирает номер строки, в которой динамический диапазон увеличивается до максимума, а линейно дифференцированное значение динамического диапазона уменьшается до минимума (до 0 или значения, близкого к 0). На этапе S37 по фиг. 14 (этап поиска чувствительности/ выбора), исходя из выбранного номера строки, просматривается хранящаяся в ОЗУ 130 таблица соответствия "номер строки чувствительность восприятия", и выбирается чувствительность восприятия, т.е. установленный для данной строки период накопления зарядов. На этапе S38 по фиг. 14 (этап установки выбранной чувствительности) контроллер 122 данных перезаписывает регистр 127 установки чувствительности, чтобы установить в этом регистре чувствительность восприятия на выбранный уровень. На этапе S39 по фиг. 14 (этап формирования изображения объекта) выполняется нормальная операция формирования изображения объекта с выбранной чувствительностью восприятия, установленной в регистре 127 установки чувствительности. Далее со ссылкой на фиг. 15 - 18 В будет описан пример применения третьего варианта способа управления системой фотодетекторов в устройстве снятия отпечатков пальцев. 25 Фиг. 15 представляет собой вид, иллюстрирующий пример данных изображения, когда в ходе операции предварительного формирования изображения изображение объекта (отпечаток пальца) формируется с одновременным изменением чувствительности восприятия в пошаговом режиме для соответствующих строк. Фиг. 16 представляет собой график, иллюстрирующий изменения данных яркости соответствующих элементов изображения конкретной строки в направлении по столбцам, полученные при выполнении операции предварительного формирования изображения. Фиг. 17 А и 17 В представляют собой графики, иллюстрирующие соотношение между изменениями динамических диапазонов для соответствующих строк данных изображения и изменениями линейно дифференцированных значений динамических диапазонов для соответствующих строк. Фиг. 18 А и 18 В представляют собой виды, иллюстрирующие соотношение между динамическим диапазоном для каждой строки и линейно дифференцированным значением динамического диапазона, полученными при выполнении операции предварительного формирования изображения,и таблицей соответствия "номер строки - чувствительность восприятия". Предположим, что данные изображения формируются в ячейках матрицы 256 строк х 196 столбцов. Большее значение данных яркости представляет более светлое изображение, а меньшее значение данных яркости представляет более темное изображение. В ходе выполнения операции предварительного формирования изображения чувствительность восприятия устанавливается выше(период накопления зарядов устанавливается длиннее) для большего номера строки (на фиг. 15 направление вверх) и устанавливается ниже(период накопления зарядов устанавливается короче) для меньшего номера строки (на фиг. 15 направление вниз). На фиг. 15 с увеличением номера строки (на фиг.15 направление вверх) картинка "возвышение/углубление" отпечатка пальца становится менее отчетливой под влиянием внешнего светового излучения и, наконец,формируется как почти неразличимое светлое изображение. С другой стороны, с уменьшением номера строки (на фиг. 15 направление вниз) картинка "возвышение/углубление" отпечатка пальца становится темнее и, наконец, формируется как почти неразличимое темное изображение. Уровень яркости выражается при помощи 256 уровней серого, и его нижнее и верхнее предельные значения устанавливаются соответственно в 0 и 255. Для этих данных изображения диапазон определения чувствительности, используемый для выбора строки, имеющей оптимальную чувствительность, предпочтительно ограничивается областью, имеющей превосходную контрастность, соответствующую картинке "возвыше 002892 26 ние/углубление" отпечатка пальца. Этот вариант реализации настоящего изобретения будет рассмотрен на примере процесса установки чувствительности, когда в качестве диапазона определения чувствительности устанавливается диапазон строк/столбцов, определенный строками с 64-й по 191-ю и столбцами с 67-го по 130-й. В диапазоне определения чувствительности, показанном на фиг. 15, например, выбираются и наносятся на график, как показано на фиг. 16, изменения данных яркости в 64-й, 96-й,160-й и 191-й строках. В 191-й строке (представленной пунктирной линией на фиг. 16) и 160-й строке (представленной тонкой линией на фиг. 16), расположенных в пределах диапазона строк, чувствительность установлена высокой,данные яркости преобразуются в большое значение (приблизительно от 220 до 225) и едва ли предоставляют какую-либо информацию как данные изображения. В 96-й строке (представленной толстой линией на фиг. 16) данные яркости не преобразуются ни в верхнее, ни в нижнее предельное значение во всех столбцах и характеризуются относительно большим изменением по вертикали, соответствующим распределению "светлый/темный" данных изображения. В 64-й строке (представленной штрихпунктирной линией на фиг. 16) чувствительность установлена низкой, в результате чего данные яркости преобразуются в небольшое значение (около 35) и едва ли предоставляют какую-либо информацию как данные изображения. Из распределения данных яркости для каждой строки выбираются максимальное и минимальное значение, и вычисляется разность,чтобы получить динамический диапазон. Полученные динамические диапазоны наносятся на график для соответствующих номеров строк,чтобы получить кривую распределения, имеющую максимальное значение МА в предварительно определенной строке, как показано на фиг. 17 А. Далее для соответствующих строк проводится линейное дифференцирование распределения динамических диапазонов, т.е. для соответствующих номеров строк вычисляются и наносятся на график тангенсы угла наклона кривой распределения динамических диапазонов. Как показано на фиг. 17 В, в строке, характеризующейся максимальным значением МА,линейно дифференцированное значение MB равно 0. Можно считать, что данные яркости в строке, характеризующейся максимальным динамическим диапазоном и минимальным линейно дифференцированным значением, являются данными изображения, имеющими превосходную контрастность, соответствующую картинке "возвышение/углубление" отпечатка пальца, и установлена оптимальная чувствительность восприятия. 27 Максимальное и минимальное значения выбираются как численные данные, исходя из изменений в распределении данных яркости для каждой строки, показанных на фиг.16, и динамический диапазон, вычисленный как разность,а также линейно дифференцированное значение,вычисленное как разность динамических диапазонов для каждой строки, заносятся в таблицу,как показано на фиг. 18 А. Как показано на фиг. 18 А, когда динамический диапазон увеличивается до максимумаRk, а линейно дифференцированное значение уменьшается до минимума Dk-1, строки Lk-1 и Lk выбираются как строки с номерами, для которых динамический диапазон увеличивается до максимума, а линейно дифференцированное значение уменьшается до минимума. Как показано на фиг. 18 В, ОЗУ 130 хранит таблицу соответствия "номер строки - чувствительность восприятия", созданную в пределах диапазона определения чувствительности, а также хранит уровни чувствительности восприятия, т.е. периоды накопления зарядов с Т 64 поT191 для соответствующих номеров строк. Эта таблица соответствия "номер строки чувствительность восприятия" просматривается для поиска выбранных строк, чтобы выбрать уровни чувствительности восприятия, т.е. периоды накопления зарядов Tk-1 и Tk, установленные для строк Lk-1 и Lk, которые определены как оптимальные значения. Регистр 127 установки чувствительности перезаписывается, чтобы задать как оптимальную чувствительность восприятия, значение, определенное на основе двух выбранных периодов накопления зарядовTk-i и Tk, т.е. среднее значение для двух периодов накопления зарядов Tk-1 и Tk. Изображение объекта (отпечаток пальца) формируется с этой оптимальной чувствительностью восприятия. Отметим, что в распределениях динамических диапазонов и линейно дифференцированных значений, показанных на фиг. 17 А и 17 В,линейно дифференцированное значение для строки, чей динамический диапазон имеет максимальное значение МА, равно 0. На практике,однако, строки, чье линейно дифференцированное значение равно 0, может не существовать. Таким образом, в качестве строки с установленной оптимальной чувствительностью выбирается строка, характеризующаяся максимальным динамическим диапазоном и минимальным линейно дифференцированным значением (значением, наиболее близким к 0). Как будет описано ниже, при использовании третьего варианта реализации настоящего изобретения можно эффективно предотвратить любой сбой в процессе выбора оптимальной чувствительности, даже когда данные яркости содержат ненормальное значение из-за небольшой частички инородного вещества, имеющейся на поверхности снятия отпечатка пальца фотодетектора, дефекта фотодетектора или тому 28 подобного. Это будет рассмотрено со ссылкой на фиг. 19 А - 22 В. Фиг. 19 А и 19 В представляют собой виды,иллюстрирующие соотношение между распределением динамических диапазонов для соответствующих строк и таблицей соответствия"номер строки -чувствительность восприятия",когда в качестве еще одного способа установки оптимальной чувствительности системы фотодетекторов применяется первый вариант. Согласно этому способу установки, оптимальное значение чувствительности восприятия определяется с использованием строки, чей динамический диапазон имеет максимальное значение МА в распределении динамических диапазонов(см. фиг. 17 А) данных яркости при осуществлении описанного выше процесса установки чувствительности. В этом способе установки чувствительности, как описано выше, динамический диапазон вычисляется на основе распределения (максимальное и минимальное значения) данных яркости для каждой строки на фиг. 19 А, выбирается строка (Lk на фиг. 19 А), содержащая максимальное значение (например, Rk на фиг. 19 А), и чувствительность восприятия (период накопления зарядов Tk), установленная для строки Lk,выбирается и определяется как оптимальное значение. Далее будет рассмотрен процесс функционирования, когда данные яркости содержат ненормальное значение, и будет проведено сравнение с третьим вариантом реализации настоящего изобретения. Фиг. 20 представляет собой вид, иллюстрирующий еще один пример данных изображения, когда в ходе выполнения операции предварительного формирования изображения изображение объекта (отпечаток пальца) формируется с одновременным изменением чувствительности восприятия в пошаговом режиме для соответствующих строк. Фиг. 21 представляет собой график, иллюстрирующий изменения динамических диапазонов для соответствующих строк. Фиг. 22 А и 22 В представляют собой графики, иллюстрирующие соотношение между изменениями динамических диапазонов для соответствующих строк и изменениями линейно дифференцированных значений динамических диапазонов для соответствующих строк. Как показано на фиг. 20, диапазон определения чувствительности устанавливается равным диапазону строк/столбцов, определенному с 64-й по 191-ю строки и с 67-го по 130-й столбцы, аналогично приведенному на фиг. 15, как область, имеющая превосходную контрастность, соответствующую картинке "возвышение/углубление" отпечатка пальца для того,чтобы выбрать строку из данных изображения пальца, которая имеет оптимальную чувствительность. В этом случае, если в строке L, расположенной в пределах диапазона определения 29 чувствительности, существует ненормальный элемент изображения IL1 из-за инородного вещества на поверхности снятия отпечатка пальца, дефекта фотодетектора или тому подобного,данные яркости ненормального элемента изображения IL1 могут характеризоваться сильно отличающимся значением по сравнению с данными периферийных элементов изображения. Это происходит, например, когда на белом фоне имеется черная точка, или на черном фоне имеется белая точка. В распределении динамических диапазонов, вычисленном на основе максимальных и минимальных значений данных яркости, динамический диапазон строки L, содержащей ненормальный элемент изображенияIL1, заметно выпадает из распределения, в целом имеющего определенный тренд. Если при обработке данных изображения, полученных при выполнении операции предварительного формирования изображения, используется способ установки чувствительности по первому варианту реализации настоящего изобретения, в котором в качестве оптимального значения используется чувствительность восприятия, соответствующая строке, содержащей максимальный динамический диапазон, то динамический диапазон строки L, содержащей ненормальный элемент изображения IL1, который нерелевантен первоначальному максимальному значению МА 1 в тренде распределения динамических диапазонов, выбирается в качестве максимального значения МА 2, и считается, что чувствительность восприятия, установленная для строки L, характеризующейся этим динамическим диапазоном, является оптимальной. В этом случае в системе фотодетекторов устанавливается несоответствующая чувствительность восприятия (например, период накопления зарядов длиннее оптимального). В ходе нормальной операции формирования изображения ее точность может быть нарушена, в результате чего изображение объекта становится белым. В противоположность изложенному выше,при применении способа установки чувствительности по третьему варианту реализации настоящего изобретения оптимальная чувствительность восприятия устанавливается, используя такие условия выбора номера строки, при которых динамический диапазон характеризуется максимальным значением МА 1, а линейно дифференцированное значение динамического диапазона характеризуется минимальным значением МВ 1 в пределах области, где динамический диапазон соответствует тренду распределения динамических диапазонов в целом. По этой причине в третьем варианте реализации настоящего изобретения в качестве строки, соответствующей оптимальной чувствительности,не выбирается строка, содержащая ненормальный элемент IL1, в котором значение МА 2 динамического диапазона, показанное на фиг. 22 А,выпадает из тренда динамических диапазонов и 30 является максимальным значением, но линейно дифференцированное значение МВ 2 динамического диапазона, показанное на фиг. 22 В, не является минимальным. Следовательно, даже когда изображение объекта содержит ненормальный элемент IL1 из-за имеющегося на поверхности снятия отпечатка пальца инородного вещества, дефекта фотодетектора или тому подобного, строка,имеющая превосходную контрастность, соответствующую картинке "возвышение/углубление" отпечатка пальца, может быть надежным образом выбрана, чтобы определить оптимальный период накопления зарядов. Согласно способу установки чувствительности восприятия по третьему варианту реализации настоящего изобретения, операция предварительного формирования изображения выполняется с одновременным изменением чувствительности восприятия в пошаговом режиме для соответствующих строк. Строка, находящаяся в состоянии оптимального формирования изображения, легко и подходящим образом определяется на основе значения динамического диапазона для каждой строки данных яркости и линейно дифференцированного значения динамического диапазона. Чувствительность восприятия (период накопления зарядов), установленный для данной строки, может быть задан как оптимальная чувствительность. Нормальная операция формирования изображения объекта может быть осуществлена с подходящей чувствительностью вне зависимости от какого-либо влияния ненормального элемента изображения,созданного инородным веществом, имеющимся на поверхности снятия отпечатка пальца, дефекта фотодетектора или тому подобного. В третьем варианте реализации настоящего изобретения процесс установки чувствительности выполняется в диапазоне определения чувствительности, ограниченном диапазоном строк/ столбцов с 64-й по 191-ю строки и с 67-го по 130-й столбцы. Однако настоящее изобретение этим не ограничивается и может быть применено к полной области данных изображения,без ограничения диапазона определения чувствительности. Далее со ссылкой на некоторые из сопровождающих рисунков будет описан четвертый вариант способа управления системой фотодетекторов согласно настоящему изобретению, в котором может использоваться тот же контроллер, что и в третьем варианте. В четвертом варианте наличие ненормального элемента изображения в данных изображения определяется с применением способа установки чувствительности по третьему варианту. Фиг. 23 представляет собой блок-схему,иллюстрирующую функционирование вплоть до процесса обнаружения ненормального элемента четвертого варианта реализации настоящего изобретения в способе управления работой сис 31 темы фотодетекторов с использованием упомянутого выше контроллера. На этапе S41 по фиг. 23 (этап предварительного формирования изображения) перед выполнением нормальной операции формирования изображения объекта основной контроллер 123 управляет установкой чувствительности восприятия для операции предварительного формирования изображения в регистре 127 установки чувствительности через контроллер 122 данных, и выполняет операцию предварительного формирования изображения с использованием множества различных уровней чувствительности, с одновременным изменением уровня чувствительности восприятия в пошаговом режиме для соответствующих строк изображения объекта. Уровни чувствительности восприятия для соответствующих строк сохраняются как таблица соответствия "номер строки - чувствительность восприятия" в ОЗУ 130 в соответствии с номерами строк. Эта операция предварительного формирования изображения является идентичной операции в первом варианте реализации настоящего изобретения, и подробно способ установки чувствительности восприятия (периода накопления зарядов) будет описан ниже. На этапе S42 по фиг. 23 (этап преобразования данных изображения) данные изображения,созданные при выполнении операции предварительного формирования изображения, преобразуются в цифровой сигнал с использованием усилителя 116 и АЦП 117 и вводятся как данные яркости,соответствующие распределению"светлый/темный" изображения объекта, в компаратор 124 данных. В этом случае данные яркости выражаются, например, посредством 256 уровней серого. На этапе S43 по фиг. 23 (этап выбора максимального и минимального значений для каждой строки) компаратор 124 данных выбирает максимальное и минимальное значения данных яркости для каждой строки, и выводит их в сумматор 125. Т.е. компаратор 124 данных выбирает данные яркости, представляющие собой максимальное значение (значение уровня серого наиболее светлого элемента изображения), содержащееся в каждой строке, и данные яркости,представляющие собой минимальное значение(значение уровня серого наиболее темного элемента изображения). На этапе S44 по фиг. 23 (этап вычисления динамического диапазона для каждой строки) сумматор 125 вычисляет как динамический диапазон разность между максимальным и минимальным значениями данных яркости каждой строки и сохраняет динамический диапазон в ОЗУ 130 при помощи селектора 126 данных. Сумматор 125 выполняет процесс вычисления динамического диапазона для всех строк. На этапе S45 по фиг. 23 (этап вычисления линейно дифференцированного значения дина 002892 32 мического диапазона) динамические диапазоны для соответствующих строк, хранящиеся в ОЗУ 130, считываются при помощи селектора 126 данных и снова вводятся в сумматор 125, который вычисляет разность (линейно дифференцированное значение) динамических диапазонов для соседних строк. Результаты сохраняются в ОЗУ 130 при помощи селектора 126 данных. На этапе S46 по фиг. 23 (этап выбора номера строки, содержащей максимальный динамический диапазон и максимальное линейно дифференцированное значение) данные динамических диапазонов соответствующих строк и данные линейно дифференцированных значений динамических диапазонов, хранящиеся в ОЗУ 130, считываются при помощи селектора 126 данных и вводятся в компаратор 124 данных,который выбирает номер строки, в которой динамический диапазон увеличивается до максимума и линейно дифференцированное значение динамического диапазона увеличивается до максимума. На этапе S47 по фиг. 23 (этап определения наличия/отсутствия выбранной строки) определяется, выбран ли на этапе 46 соответствующий номер строки, т.е. существует ли строка, которая удовлетворяет условиям выбора. Если на основе результатов определения получается, что должен быть выбран соответствующий номер строки, считается, что в данных изображения,созданных при выполнении операции предварительного формирования изображения, существует ненормальный элемент изображения. Если получается, что нет соответствующей строки для выбора, считается, что ненормального элемента изображения не существует. С использованием этого процесса обнаружения ненормального элемента изображения можно определить наличие/отсутствие инородного вещества, имеющегося на поверхности формирования изображения или на самом объекте, или наличие/отсутствие дефекта детекторного элемента, входящего в состав матрицы фотодетекторов. Если существует ненормальный элемент изображения, об этом можно уведомить, используя предупреждающий сигнал или тому подобное, для выполнения соответствующего действия, и на этапе S48 может быть подходящим образом осуществлена нормальная операция формирования изображения объекта. Если говорить более подробно, как показано на фиг. 20, для создания данных изображения пальца устанавливается предварительно определенный диапазон определения чувствительности. При этом, если в пределах диапазона определения чувствительности существует ненормальный элемент изображения IL1 из-за инородного вещества, имеющегося на поверхности снятия отпечатка пальца, изменения характеристик и дефектов фотодетектора или тому подобного, данные яркости ненормального элемента изображения IL1 характеризуются сильно 33 отличающимся значением по сравнению с данными периферийных элементов изображения. В этом случае окажется, что динамический диапазон, вычисленный на основе максимального и минимального значений этих данных яркости, и его линейно дифференцированное значение заметно отличаются от оставшейся части нормального распределения, имеющей определенный тренд, как показано на фиг. 21, 22 А и 22 В. Если в этой ситуации используется способ обнаружения ненормальностей по четвертому варианту реализации настоящего изобретения,выбирается номер L строки, в которой динамический диапазон имеет максимальное значение МА 2, а линейно дифференцированное значение динамического диапазона имеет максимальное значение МВ 2, посредством чего определяется,что в данных изображения существует ненормальный элемент изображения IL1. В результате перед осуществлением нормальной операции формирования изображения объекта может быть выдано указание о необходимости выполнения соответствующего действия, например,очистки поверхности детектирования для удаления инородного вещества. Отметим, что способ обнаружения ненормальностей по четвертому варианту реализации настоящего изобретения может быть осуществлен отдельно при создании изображения предварительно определенного объекта, или может быть выполнен параллельно с описанным выше способом установки чувствительности. Далее со ссылкой на некоторые из сопровождающих рисунков будет описан пятый вариант способа управления системой фотодетекторов согласно настоящему изобретению. Ниже со ссылкой на некоторые из сопровождающих рисунков подробно рассмотрены компоновка и функционирование контроллера,примененного в пятом варианте реализации настоящего изобретения. Фиг. 24 представляет собой принципиальную схему, иллюстрирующую компоновку контроллера, примененного в этом варианте реализации настоящего изобретения. Как будет описано ниже, этот контроллер имеет почти такую же компоновку, что и контроллер, показанный на фиг. 2, и одинаковые ссылочные номера обозначают одинаковые элементы. Как показано на фиг. 24, контроллер 120 а по пятому варианту реализации настоящего изобретения содержит контроллер 121 устройства, предназначенный для управления схемой 111 управления верхними затворами, схемой 112 управления нижними затворами и секцией 113 выходной схемы; контроллер 122 данных,предназначенный для управления различными данными, такими как данные изображения, данные записи, данные считывания, используя ОЗУ 130; и основной контроллер 123, который руководит контроллерами 121 и 122 и обеспечивает 34 сопряжение с секцией 200 внешней функции. Кроме этого контроллер 120 а содержит секцию 128 удаления ненормального значения, в состав которой входит секция или схема 128 а выполнения преобразования Фурье,предназначенная для выполнения преобразования Фурье над конкретными данными измерений на основе данных изображения, введенных как цифровой сигнал из матрицы 100 фотодетекторов при помощи АЦП 117; секция или схема 128b фильтрации, предназначенная для удаления высокочастотного компонента, соответствующего ненормальному значению, из прошедших преобразование Фурье данных измерений; и секция или схема 128 с выполнения обратного преобразования Фурье, предназначенная для выполнения обратного преобразования Фурье над данными измерений, из которых удален высокочастотный компонент; компаратор 124 данных, предназначенный для выбора максимального и минимального значений путем сравнения величин данных измерений, из которых при помощи секции 128 удаления ненормального значения удалены ненормальные значения, а также для выбора максимального значения динамического диапазона,вычисленного сумматором 125 (будет описан ниже), и минимального значения разности (линейно дифференцированного значения) динамических диапазонов; сумматор 125, предназначенный для вычисления динамического диапазона из разности максимального и минимального значений данных измерений, и вычисления разности между динамическими диапазонами, т.е. линейно дифференцированного значения; селектор 126 данных, предназначенный для приема обработанных данных измерений через АЦП 117, секцию 128 удаления ненормального значения, компаратор 124 данных и сумматор 125; переключения режимов запись/считывание для записи в ОЗУ 130 / считывания из ОЗУ 130; повторного ввода в компаратор 124 данных и сумматор 125; и вывода в секцию 200 внешней функции через контроллер 122 данных согласно принятым данным; и регистр 127 установки чувствительности,предназначенный для изменения сигналов управления, которые должны посылаться из контроллера 121 устройства в схемы 111 и 112 управления верхними и нижними затворами,чтобы оптимизировать чувствительность восприятия матрицы фотодетекторов на основе сигнала управления, поступающего из контроллера 122 данных. Далее со ссылкой на фиг. 25 будет рассмотрено функционирование пятого варианта реализации настоящего изобретения в способе управления работой системы фотодетекторов с использованием описанного выше контроллера. Фиг. 25 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую функционирование вплоть до 35 формирования изображения объекта с оптимальной чувствительностью согласно пятому варианту реализации настоящего изобретения. Это функционирование будет описано при помощи соответствующей ссылки на компоновку системы фотодетекторов, показанную на фиг. 1 и 24. На этапе S51 по фиг. 25 (этап предварительного формирования изображения) перед выполнением нормальной операции формирования изображения объекта основной контроллер 123 управляет установкой чувствительности восприятия для операции предварительного формирования изображения в регистре 127 установки чувствительности через контроллер 122 данных и выполняет операцию предварительного формирования изображения объекта с использованием множества различных уровней чувствительности, с одновременным изменением уровня чувствительности восприятия в пошаговом режиме для соответствующих строк изображения объекта. Уровни чувствительности восприятия для соответствующих строк сохраняются как таблица соответствия "номер строки- чувствительность восприятия" в ОЗУ 130 в соответствии с номерами строк. Эта операция предварительного формирования изображения является идентичной операции в первом варианте реализации настоящего изобретения, и подробно способ установки чувствительности восприятия (периода накопления зарядов) будет описан ниже. На этапе S52 по фиг. 25 (этап преобразования данных изображения) данные изображения,созданные при выполнении операции предварительного формирования изображения, преобразуются в цифровой сигнал с использованием усилителя 116 и АЦП 117 и вводятся как данные яркости,соответствующие распределению"светлый/темный" изображения объекта, в секцию 128 удаления ненормального значения. В этом случае данные яркости выражаются, например, посредством 256 уровней серого. На этапе S53 по фиг. 25 (этап выполнения преобразования Фурье) над данными яркости,введенными в секцию 128 удаления ненормального значения, секцией 128 а выполнения преобразования Фурье осуществляется преобразование Фурье на основе динамического диапазона данных яркости каждой строки, чтобы получить частотное распределение, представляющее ширину вариации данных яркости для каждого номера строки. На этапе S54 по фиг. 25 (этап удаления высокочастотного компонента) из частотного распределения данных яркости, полученного при помощи секции 128 а выполнения преобразования Фурье, удаляется высокочастотный компонент равный или превышающий предварительно определенное значение. Если говорить более конкретно, предварительно определенный высокочастотный компонент удаляется при про 002892 36 хождении данных через секцию 128b фильтрации, образованную, например, из низкочастотного фильтра. На этапе S55 по фиг. 25 (этап выполнения обратного преобразования Фурье) для частотного распределения, из которого удален высокочастотный компонент, выполняется обратное преобразование Фурье при помощи секции 128 с выполнения обратного преобразования Фурье,чтобы снова получить данные яркости для каждой строки. Серия операций удаления ненормального значения, выполняемых секцией 128 удаления ненормального значения, удаляет из исходных данных яркости высокочастотный компонент,т.е. ненормальное значение, которое характеризуется резким изменением и выпадает из основного тренда данных яркости, и выбирает только основной компонент данных яркости, в котором динамический диапазон плавно изменяется для каждой строки. Данные яркости, из которых удалено ненормальное значение, вводятся в компаратор 124 данных. На этапе S56 по фиг. 25 (этап выбора максимального и минимального значений для каждой строки) компаратор 124 данных выбирает для каждой строки максимальное и минимальное значения данных яркости, из которых удалено ненормальное значение, и выводит их в сумматор 125. Т.е. компаратор 124 данных выбирает данные яркости, представляющие собой максимальное значение (значение уровня серого наиболее светлого элемента изображения), содержащееся в каждой строке, и данные яркости,представляющие собой минимальное значение(значение уровня серого наиболее темного элемента изображения). На этапе S57 по фиг. 25 (этап вычисления динамического диапазона для каждой строки) сумматор 125 вычисляет как динамический диапазон разность между максимальным и минимальным значениями данных яркости каждой строки и временно сохраняет динамический диапазон в ОЗУ 130 при помощи селектора 126 данных. Сумматор 125 выполняет процесс вычисления динамического диапазона для всех строк. На этапе S58 по фиг. 25 (этап вычисления линейно дифференцированного значения динамического диапазона) динамические диапазоны для соответствующих строк, хранящиеся в ОЗУ 130, считываются при помощи селектора 126 данных и снова вводятся в сумматор 125, который вычисляет разность (линейно дифференцированное значение) динамических диапазонов для соседних строк. Результаты сохраняются в ОЗУ 130 при помощи селектора 126 данных. На этапе S59 по фиг. 25 (этап выбора номера строки, содержащей максимальный динамический диапазон и минимальное линейно дифференцированное значение) данные динамических диапазонов соответствующих строк и 37 данные линейно дифференцированных значений динамических диапазонов, хранящиеся в ОЗУ 130, считываются при помощи селектора 126 данных и вводятся в компаратор 124 данных,который выбирает номер строки, в которой динамический диапазон увеличивается до максимума, а линейно дифференцированное значение динамического диапазона уменьшается до минимума (до 0 или значения, близкого к 0). На этапе S60 по фиг. 25 (этап поиска чувствительности/выбора), исходя из выбранного номера строки, просматривается хранящаяся в ОЗУ 130 таблица соответствия "номер строки чувствительность восприятия", и выбирается чувствительность восприятия, т.е. установленный для данной строки период накопления зарядов. На этапе S61 по фиг. 25 (этап установки выбранной чувствительности) контроллер 122 данных перезаписывает регистр 127 установки чувствительности, чтобы установить в этом регистре чувствительность восприятия на выбранный уровень. На этапе S62 по фиг. 25 (этап формирования изображения объекта) выполняется нормальная операция формирования изображения объекта с выбранной чувствительностью восприятия, установленной в регистре 127 установки чувствительности. Далее со ссылкой на фиг. 26 - 27 В будет описан пример применения пятого варианта способа управления системой фотодетекторов в устройстве снятия отпечатков пальцев. Как будет описано ниже, при использовании пятого варианта реализации настоящего изобретения можно эффективно предотвратить любой сбой в процессе выбора оптимальной чувствительности, даже когда данные изображения, созданные при выполнении операции предварительного формирования изображения,содержат ненормальное значение, и ненормальное значение существует не в одном элементе, а во множестве элементов изображения. Этот вариант также можно эффективно применить в случае, когда данные изображения не содержат какого-либо ненормального значения, который будет описан в первую очередь. Операция предварительного формирования изображения в пятом варианте является идентичной операции в описанных выше вариантах реализации настоящего изобретения. Пятый вариант реализации настоящего изобретения будет описан на примере, когда данные изображения, созданные при выполнении операции предварительного формирования изображения являются идентичными данным изображения, показанным на фиг. 15, а диапазон определения чувствительности задан диапазоном строк/столбцов с 64-й по 191-ю строки и с 67-го по 130-й столбцы. Результаты выбора изменений данных яркости в 64-й, 96-й, 160-й и 191-й строках, распо 002892 38 ложенных в диапазоне определения чувствительности, и нанесения их на график являются идентичными показанным на фиг. 16. Согласно упомянутой выше операции удаления ненормального значения распределение данных яркости для соответствующих строк подвергается преобразованию Фурье, чтобы получить частотное распределение для номеров строк, высокочастотный компонент, соответствующий ненормальному значению или шуму,удаляется, и результирующие данные подвергаются обратному преобразованию Фурье, чтобы выбрать только данные, характеризующиеся основным трендом в распределении данных яркости для соответствующих строк. В этом случае данные изображения не содержат какоголибо ненормального значения. Таким образом,даже если удален высокочастотный компонент данных яркости, тренд распределения данных яркости особо не изменяется. Следовательно,распределение динамических диапазонов для соответствующих строк является идентичным показанному на фиг. 17 А. Изменения линейно дифференцированных значений для соответствующих строк применительно к этому распределению динамических диапазонов также идентичны показанным на фиг. 17 В. По этой причине номер строки, выбранной при соблюдении условий, что динамический диапазон является максимальным, а линейно дифференцированное значение является минимальным, тот же, что и в третьем варианте реализации настоящего изобретения, и оптимальная чувствительность восприятия, полученная на основе выбранного номера строки, также идентична чувствительности, полученной в третьем варианте. Приведенное далее описание касается операции установки чувствительности, когда данные изображения содержат ненормальное значение из-за инородного вещества, имеющегося на объекте или поверхности детектирования матрицы фотодетекторов, дефекта детекторного элемента, входящего в состав матрицы фотодетекторов, или тому подобного. Фиг. 26 представляет собой вид, иллюстрирующий пример данных изображения, когда в ходе выполнения операции предварительного формирования изображения изображение объекта (отпечаток пальца) формируется с одновременным изменением чувствительности восприятия в пошаговом режиме для соответствующих строк. Фиг. 27 А представляет собой график, иллюстрирующий распределение динамических диапазонов данных яркости для соответствующих строк после выполнения операции удаления ненормального значения согласно пятому варианту реализации настоящего изобретения. Как показано на фиг. 26, аналогично описанному выше случаю, в качестве диапазона определения чувствительности для формирования данных изображения пальца установлен 39 диапазон строк/столбцов с 64-й по 191-ю строки и с 67-го по 130-й столбцы. В этом случае, если в диапазоне определения чувствительности существует ненормальный элемент изображенияIL2, являющийся относительно достаточно большим, чтобы перекрыть несколько строк(строки LA - LB), наличие которого обусловлено инородным веществом, имеющимся на поверхности детектирования матрицы фотодетекторов, дефектом фотодетекторного элемента,шумом, содержащимся в данных изображения или тому подобным, данные яркости ненормального элемента изображения IL2 могут характеризоваться сильно отличающимся значением во множестве строк по сравнению с данными периферийных элементов изображения,т.е. значением, выпадающим из тренда данных периферийных элементов изображения. Это происходит тогда, например, когда на белом фоне имеется относительно большая черная точка, или на черном фоне имеется относительно большая белая точка, и, если говорить более подробно, когда ширина вариации или динамический диапазон данных яркости изменяется в соответствующих строках дискретно, или в нескольких строках существуют данные ненормального элемента изображения МС из-за инородного вещества, имеющегося на поверхности детектирования, или в нескольких строках существует дефект элемента (строки LA - LB), как показано на фиг. 27 А. Если способ установки чувствительности по третьему варианту реализации настоящего изобретения применяется без осуществления операции удаления ненормального значения,при использовании этого способа установки чувствительности в качестве строки, имеющей оптимальную чувствительность восприятия,выбирается строка, в которой динамический диапазон данных яркости, полученный для каждой строки, является максимальным, а линейно дифференцированное значение является минимальным. Таким образом, может быть определено, что динамические диапазоны строк, в которых имеется непрерывный ненормальный элемент изображения IL2, характеризуются максимальным значением в основном тренде распределения динамических диапазонов в целом. Кроме того, линейно дифференцированное значение в области, характеризующейся непрерывным изменением, близко к 0 и может быть определено как минимальное значение. В результате строка (строка между LA и LB), содержащая ненормальный элемент изображенияIL2 и отличающаяся от строки, имеющей исходную оптимальную чувствительность восприятия, может быть ошибочно принята за строку,соответствующую оптимальной чувствительности восприятия. В этом случае в системе фотодетекторов устанавливается несоответствующая чувствительность восприятия (например, период накопления зарядов длиннее оптимального). 40 В ходе выполнения нормальной операции формирования изображения изображение объекта может стать, например, белым. В противоположность изложенному, при использовании способа установки чувствительности по пятому варианту реализации настоящего изобретения можно удалить любое ненормальное значение, содержащееся в данных яркости, при помощи выполнения преобразования Фурье для удаления высокочастотного компонента, соответствующего ненормальному значению или шуму, перед осуществлением процесса получения оптимального значения чувствительности восприятия на основе динамического диапазона данных яркости. Как показано на фиг. 27 В, ненормальное значение для определенного номера строки, сильно выпадающее из тренда распределения динамических диапазонов данных яркости, удаляется, и выбираются только плавно изменяющиеся данные яркостиMD, представляющие основной тренд. На основе выбранных данных яркости MD в качестве строки, имеющей оптимальную чувствительность восприятия, при соблюдении условий, что динамический диапазон является максимальным, а линейно дифференцированное значение динамического диапазона является минимальным, выбирается строка, соответствующая максимальному значению МА 3 динамического диапазона, показанному на фиг. 27 В. Даже если из-за инородного вещества,имеющегося на поверхности детектирования матрицы фотодетекторов, дефекта фотодетекторного элемента, шума, содержащегося в данных изображения, или тому подобного изображение объекта содержит ненормальный элемент изображения IL2, относительно достаточно большой, чтобы перекрыть несколько строк, для определения оптимального периода накопления зарядов может быть надежным образом выбрана строка, имеющая превосходную контрастность,соответствующую картинке "возвышение/углубление" отпечатка пальца. Таким образом,пятый вариант реализации настоящего изобретения может предложить устройство чтения отпечатков пальцев, способное формировать высококачественное изображение пальца почти без сбоев. Отметим, что в пятом варианте реализации настоящего изобретения процесс установки чувствительности выполняется при ограничении диапазона определения чувствительности диапазоном строк/столбцов с 64-й по 191-ю строки и с 67-го по 130-й столбцы. Однако данный вариант этим не ограничивается и также может быть применен в случае, когда процесс установки чувствительности выполняется для всей области данных изображения без ограничения диапазона определения чувствительности. Согласно способам установки чувствительности описанных выше вариантов реализации настоящего изобретения изображение объ 41 екта формируется с одновременным изменением чувствительности восприятия в пошаговом режиме для соответствующих строк. Строка, находящаяся в состоянии оптимального формирования изображения, может быть легко определена на основе распределения динамических диапазонов данных яркости для соответствующих строк или линейно дифференцированного значения динамического диапазона. Чувствительность восприятия (период накопления зарядов), установленная для этой строки, может быть задана как оптимальная чувствительность. Следовательно, чувствительность может устанавливаться при помощи простого способа. Более того, строка, находящаяся в состоянии оптимального формирования изображения,может быть легко определена на основе данных яркости, полученных после удаления ненормального значения, выпадающего из основного тренда данных яркости. Чувствительность восприятия (период накопления зарядов), установленная для этой строки, может быть задана как оптимальная чувствительность. Нормальная операция формирования изображения объекта может быть осуществлена с подходящей чувствительностью вне зависимости от какого-либо влияния ненормального элемента изображения,созданного инородным веществом, имеющимся на поверхности детектирования матрицы фотодетекторов, дефекта фотодетекторного элемента или тому подобного. Так как процесс установки чувствительности может быть выполнен с использованием реального объекта до осуществления нормальной операции формирования изображения объекта, нет необходимости в применении стандартного образца или тому подобного. Даже когда яркость объекта изменяется в зависимости от изменений светового излучения окружающей среды, оптимальная чувствительность восприятия может быть установлена в соответствии с изменениями светового излучения окружающей среды, и для измерения светового излученияокружающей среды нет необходимости устанавливать специальную схему. Даже если характеристики фотодетектора меняются, чтобы в значительной степени подавить влияние изменений характеристик, может быть осуществлен процесс выбора оптимальной чувствительности на основе данных изображения, созданных фотодетектором. Далее со ссылкой на некоторые из сопровождающих рисунков будет описан способ установки чувствительности восприятия (периода накопления зарядов), который можно применить для операции предварительного формирования изображения в описанных выше вариантах реализации настоящего изобретения. Фиг. 28 А - 28J представляют собой временные диаграммы, иллюстрирующие первый вариант способа установки чувствительности восприятия (периода накопления зарядов). Этот 42 способ будет рассмотрен при помощи соответствующей ссылки на компоновку системы фотодетекторов, показанную на фиг. 1, 2 и 31 А. Согласно способу установки чувствительности восприятия по этому варианту, как показано на фиг. 28 А - 28D, на соответствующие линии 101 верхних затворов, соединенные с контактами TG верхних затворов фотодетекторов 10 с двойным затвором в направлении по строкам, одновременно подаются импульсы сбросаТ 1,T2 Тn, в результате чего одновременно начинается период сброса Тсброс, и инициируются фотодетекторы 10 с двойным затвором, расположенные в соответствующих строках. Чтобы закончить период сброса Тсброс, импульсы сбросаТ 1,Т 2 Тn одновременно прекращаются. Тогда во всех строках одновременно начинаются периоды накопления зарядовT1, T2, . . . Tn-1, Tn фотодетекторов 10 с двойным затвором, и согласно количествам света, поступившим в расположенные в соответствующих строках фотодетекторы 10 с двойным затвором со стороны их контакта верхнего затвора, в канальных областях создаются и накапливаются заряды (положительные дырки). Как показано на фиг. 28 Е - 28I, импульс предварительной зарядкирg и импульсы считыванияВ 1,В 2 Вn подаются таким образом, чтобы в пошаговом режиме менять периоды накопления зарядов T1, Т 2, . . . Tn-1, Tn,установленные для соответствующих строк, при помощи предварительно определенного времени задержки Тзадержка для соответствующих строк. В этом случае время задержки Тзадержка равно или превышает суммарное время периода сброса Тсброс, периода предварительной зарядки Тпз и периода считывания Tсчитывание. Следовательно,данные изображения,сформированные при разной чувствительности для соответствующих строк, образующих изображение объекта, могут быть получены за одну операцию формирования изображения объекта в ходе операции предварительного формирования изображения объекта, осуществляемой перед процессом установки чувствительности, как описано в приведенных выше вариантах реализации настоящего изобретения. Фиг. 29 А - 29J представляют собой временные диаграммы, иллюстрирующие второй вариант способа установки чувствительности восприятия (периода накопления зарядов). Этот способ будет рассмотрен при помощи соответствующей ссылки на компоновку системы фотодетекторов, показанную на фиг. 1, 2 и 31 А. Согласно способу установки чувствительности восприятия по этому варианту, как показано на фиг. 29 А - 29D, на соответствующие линии 101 верхних затворов, соединенные с контактами TG верхних затворов фотодетекторов 10 с двойным затвором в направлении по 43 строкам, импульсы сбросаТ 1,Т 2 Тn подаются последовательно, через интервал времени, равный предварительно определенному времени задержки Тзадержка, в результате чего начинается период сброса Тсброс, и инициируются фотодетекторы 10 с двойным затвором, расположенные в соответствующих строках. Чтобы закончить период сброса Тсброс, импульсы сбросаТ 1,Т 2 Тn прекращаются. Тогда последовательно начинаются периоды накопления зарядов TA1, TA2,TAn-1, TAn, и согласно количествам света, поступившим в расположенные в соответствующих строках фотодетекторы 10 с двойным затвором со стороны их контакта верхнего затвора, в канальных областях создаются и накапливаются заряды(положительные дырки). Как показано на фиг. 29 Е - 29I, импульс предварительной зарядкирg и импульсы считыванияВn,Вn-1 В 2,В 1 подаются таким образом, чтобы в пошаговом режиме менять периоды накопления зарядов TA1, TA2,TAn-1, TAn, установленные для соответствующих строк, при помощи предварительно определенного времени задержки Тзадержка для соответствующих строк после прекращения последнего импульса сбросаТn. В этом случае время задержки Тзадержка равно или превышает суммарное время периода сброса Тсброс, периода предварительной зарядки Тпз и периода считывания Тсчитывание. При выполнении данной операции предварительного формирования изображения периоды накопления зарядов TA1, ТА 2,TAn-1, TAn,установленные для соответствующих строк,увеличиваются на интервал времени, равный двойному предварительно определенному времени задержки Тзадержка, и, таким образом, данные изображения, сформированные с различной чувствительностью, установленной при ширине регулирования чувствительности в несколько строк или более, могут быть получены при выполнении операции формирования одного кадра изображения. Способ установки чувствительности восприятия (периода накопления зарядов), примененный к процессу установки чувствительности,соответствующему настоящему изобретению,не ограничивается описанными выше вариантами. До тех пор пока данные изображения объекта могут быть получены с разными уровнями чувствительности восприятия, например, серия процессов, описанных для существующего уровня техники: операция сбросаоперация накопления зарядовоперация предварительной зарядкиоперация считывания, может быть повторена множество раз при разных уровнях чувствительности восприятия, в результате чего можно получить данные изображения при различных уровнях чувствительно 002892 44 сти восприятия. В ином случае могут также применяться и любые другие способы. Далее будут описаны эффективные напряжения сигналов, посылаемых на верхние и нижние затворы TG и BG фотодетектора 10 с двойным затвором. Как очевидно из фиг. 28 А - 28 Н, 29 А - 29 Н и 33 А - 33 С в ходе операции предварительного формирования изображения и операции формирования изображения на верхний затвор TG напряжение высокого уровня Vtgh в качестве импульса сброса подается только в течение очень короткого времени (Тсброс), а напряжение низкого уровня Vtgl подается в течение оставшегося относительно длинного периода времени. В периоды выполнения операции предварительного формирования изображения и операции формирования изображения эффективное напряжение,подаваемое на верхний затвор TG, в значительной степени смещается в сторону низкого уровня. Так как оптимальный период накопления зарядов, установленный для операции формирования изображения, при необходимости изменяется и устанавливается в соответствии с яркостью окружающей среды или тому подобным,эффективное напряжение, подаваемое на верхний затвор TG, неизбежно изменяется. В ходе операции предварительного формирования изображения и операции формирования изображения на нижний затвор BG напряжение высокого уровня Vbgh подается только в течение очень короткого времени (Тсчитывание), а напряжение низкого уровня Vbgl подается в течение оставшегося относительно длинного периода времени. В периоды выполнения операции предварительного формирования изображения и операции формирования изображения эффективное напряжение, подаваемое на нижний затвор BG, также в значительной степени смещается в сторону низкого уровня. Так как оптимальный период накопления зарядов, установленный для операции формирования изображения, при необходимости изменяется и устанавливается в соответствии с яркостью окружающей среды или тому подобным, эффективное напряжение, подаваемое на нижний затворBG, неизбежно изменяется. Если такое напряжение, смещенное к напряжению определенной полярности, поддерживается на электроде затвора, электрод затвора улавливает положительные дырки и, таким образом, ухудшает характеристики фотодетектора с двойным затвором как элемента, а также изменяет характеристики чувствительности. Чтобы предотвратить это, после периодов предварительного формирования изображения и формирования изображения задается период регулирования эффективного напряжения для коррекции эффективных напряжений, подаваемых на верхние и нижние затворы TG и BG. Во время периода регулирования эффективного напряжения посылаются, например, предвари 45 тельно определенные сигналы коррекции, предназначенные для установки эффективного напряжения, подаваемого на верхний затвор TG, в оптимальное значение Vte эффективного напряжения на стороне верхнего затвора, задаваемое в соответствии с характеристиками чувствительности фотодетектора с двойным затвором, и эффективного напряжения, подаваемого на нижний затвор BG - в оптимальное значениеVbe эффективного напряжения на стороне нижнего затвора. Это может подавить изменения в характеристиках чувствительности, обусловленные ухудшением характеристик фотодетектора как элемента, и может повысить надежность системы фотодетекторов. Далее со ссылкой на фиг. 30 А - 30 Н будет описан соответствующий настоящему изобретению способ управления системой фотодетекторов в случае, когда после периодов предварительного формирования изображения и формирования изображения задается период регулирования эффективного напряжения. Фиг. 30 А - 30 Н представляют собой временные диаграммы, иллюстрирующие вариант,когда после периодов предварительного формирования изображения и формирования изображения задается период регулирования эффективного напряжения. В качестве способа управления во время периода предварительного формирования изображения применяется описанный выше способ управления, представленный на фиг. 29 А - 29 Н. Одинаковые ссылочные номера обозначают одинаковые элементы, и их описание будет опущено. Импульсы сбросаТ 1,Т 2 Тn представляют собой импульсные сигналы, чьими высоким и низким уровнями являются напряжения Vtgh и Vtgl соответственно. Импульсы считыванияВ 1,В 2 Вn представляют собой импульсные сигналы, чьими высоким и низким уровнями являются напряжения Vbgh иVbgl соответственно. В качестве способа управления во время периода предварительного формирования изображения может применяться и операция, показанная на фиг. 28 А - 28 Н. Настоящее изобретение не ограничивается данными способами. Способ управления во время периода формирования изображения основан на обычном способе управления системой фотодетекторов,показанном на фиг. 33 А - 33D. Чтобы сократить время операции, управление фотодетекторами осуществляется с перекрытием по времени периодов накопления зарядов для соответствующих строк таким образом, чтобы не перекрывались импульсы сброса, предварительной зарядки и считывания. То есть, как показано на фиг. 30 А - 30 С, на соответствующие линии 101 верхних затворов, соединенные с контактами TG верхних затворов фотодетекторов 10 с двойным затвором в направлении по строкам, последова 002892 46 тельно подаются импульсы сбросаТ 1,Т 2 Тn, в результате чего начинается период сброса Тсброс, и инициируются фотодетекторы 10 с двойным затвором, расположенные в соответствующих строках. Как и в описанной выше операции предварительного формирования изображения, импульсы сбросаТ 1,Т 2 Тn представляют собой импульсные сигналы, чьими высоким и низким уровнями являются напряжения Vtgh и Vtgl соответственно. Напряжение низкого уровня Vtgl приложено все время, за исключением тех периодов времени, когда подаются импульсы сбросаТ 1,Т 2 Тn с напряжением высокого уровня Vtgh. Чтобы закончить период сброса Тсброс, импульсы сбросаТ 1,Т 2 Тn прекращаются. Тогда последовательно начинаются оптимальные периоды накопления света Та, полученные с использованием каждого из описанных выше вариантов реализации изобретения для соответствующих строк на основе операции предварительного формирования изображения, и согласно количествам света, поступившим в фотодетекторы 10 с двойным затвором со стороны их электрода верхнего затвора, в канальных областях создаются и накапливаются заряды (положительные дырки). Как показано на фиг. 30G,во время периода накопления света Та осуществляется операция предварительной зарядки с подачей сигнала предварительной зарядкирg,чтобы начать период предварительной зарядки Тпз, и подачей напряжения предварительной зарядки Vпз на линию 103 данных, чтобы обеспечить поддержание на электроде стока фотодетектора 10 с двойным затвором предварительно определенного напряжения. Как показано на фиг. 30D - 30F, импульсы считыванияВ 1, В 2 Вn последовательно подаются в ячейки строк по линиям 102 нижних затворов фотодетекторов 10 с двойным затвором, в которых закончились оптимальный период накопления света Та и период предварительной зарядки Тпз. Тогда начинается период считывания Тсчитывание,и изменения напряжения VD, соответствующего зарядам, накопленным в фотодетекторах 10 с двойным затвором, считываются из секции 113 выходной схемы через линии 103 данных, как показано на фиг. 30 Н. Как и в описанной выше операции предварительного формирования изображения, импульсы считыванияВ 1,В 2 Вn представляют собой импульсные сигналы,чьими высоким и низким уровнями являются напряжения Vbgh и Vbgl соответственно. До тех моментов времени, в которые подаются импульсы считыванияВ 1,В 2 Вn с высоким уровнем Vbgh, приложено напряжение низкого уровня Vbgl. После того, как операция формирования изображения завершилась для всех строк, в течение периода регулирования эффективного напряжения выполняется операция регулирова 47 ния эффективного напряжения, заключающаяся в регулировании смещений эффективных напряжений сигналов, посылаемых на каждый электрод затвора в течение периодов предварительного формирования изображения и формирования изображения, и оптимизации эффективных напряжений. Если говорить более подробно, как показано на фиг. 30 А - 30 С, на линию 101 верхних затворов каждой строки поступает сигнал коррекции, включающий период высокого уровня (Ttph) и период низкого уровня(Ttpl), для того, чтобы получить предварительно определенное эффективное напряжение, позволяющее регулировать эффективное напряжение сигнала, возникающее на линии 101 верхних затворов, т.е. на контакте TG верхнего затвора фотодетектора 10 с двойным затвором при подаче импульса сброса в периоды предварительного формирования изображения и формирования изображения, до оптимального значенияVte, установленного заранее в соответствии с характеристиками чувствительности фотодетектора 10 с двойным затвором. Аналогичным образом, на линию 102 нижних затворов каждой строки поступает сигнал коррекции, включающий период высокого уровня (Tbph) и периоды низкого уровня (Tbpla и Tbplb), для того, чтобы получить предварительно определенное эффективное напряжение,позволяющее регулировать эффективное напряжение сигнала, возникающее на линии 102 нижних затворов, т.е. на контакте BG нижнего затвора фотодетектора 10 с двойным затвором,при подаче импульса считывания, до оптимального значения Vbe, установленного заранее в соответствии с характеристиками чувствительности фотодетектора 10 с двойным затвором. В результате эффективные напряжения,подаваемые на верхние и нижние затворы TG иBG фотодетекторного элемента, могут быть установлены в оптимальные значения, чтобы подавить изменения характеристик чувствительности, обусловленные ухудшением характеристик фотодетектора как элемента, и повысить надежность системы фотодетекторов. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Система фотодетекторов, содержащая матрицу (100) фотодетекторов, образованную путем размещения в двухмерный массив множества фотодетекторов (10), и средство формирования изображения, предназначенное для формирования изображения объекта с предварительно определенной чувствительностью восприятия матрицей (100) фотодетекторов,отличающаяся тем, что она также содержит средство предварительного формирования изображения, предназначенное для формирования изображения объекта перед операцией формирования изображения с одновременным изменением чувствительности восприятия матрицы(100) фотодетекторов на множестве этапов; средство выбора оптимальной чувствительности восприятия, предназначенное для выбора оптимальной чувствительности восприятия, подходящей для операции формирования изображения объекта, на основе предварительно определенной совокупности измерений, относящейся к картинке изображения объекта, сформированного средством предварительного формирования изображения, и средство установки чувствительности восприятия, предназначенное для установки чувствительности восприятия средства формирования изображения, равной оптимальной чувствительности восприятия. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что формирование изображения, осуществляемое средством формирования изображения, осуществляется путем установки различных уровней чувствительности восприятия в пошаговом режиме для соответствующих строк матрицы(100) фотодетекторов и формирования изображения объекта. 3. Система по п.1, отличающаяся, тем, что предварительно определенной совокупностью измерений для средства выбора чувствительности восприятия являются данные яркости, соответствующие картинке изображения объекта,сформированного при выполнении операции предварительного формирования изображения. 4. Система по п.1, отличающаяся тем, что чувствительность восприятия матрицы (100) фотодетекторов устанавливается путем регулирования периода накопления зарядов фотодетектора (10). 5. Система по п.1, отличающаяся тем, что далее содержит средства регулирования эффективного напряжения, расположенные в средстве формирования изображения и в средстве предварительного формирования изображения матрицы (100) фотодетекторов и предназначенное для подачи на каждый фотодетектор (10) сигнала коррекции для установки эффективных напряжений сигнала, подаваемых в каждый из фотодетекторов (10), в оптимальные значения. 6. Система по п.1, отличающаяся тем, что средство выбора чувствительности восприятия содержит средство сравнения совокупности измерений, предназначенное для выбора максимального и минимального значений в совокупности измерений, относящейся к картинке изображения объекта, для каждого уровня чувствительности восприятия на основе изображения объекта, сформированного при выполнении операции предварительного формирования изображения; средство вычисления динамического диапазона, предназначенное для вычисления динамического диапазона совокупности измерений на основе максимального и минимального значений в совокупности измерений, выбранных для каждого уровня чувствительности восприятия; и средство выбора максимального динамического диапазона, предназначенное для 49 выбора чувствительности восприятия, характеризующейся максимальным динамическим диапазоном из динамических диапазонов для совокупностей измерений, вычисленных для каждого уровня чувствительности восприятия. 7. Система по п.6, отличающаяся тем, что средство сравнения совокупности измерений обеспечивает выбор максимального и минимального значения для совокупности измерений в предварительно определенном диапазоне столбцов каждой строки. 8. Система по п.1, отличающаяся тем, что средство выбора чувствительности восприятия содержит средство вычисления изменения,предназначенное для вычисления изменения совокупности измерений, относящейся к картинке изображения объекта, между уровнями чувствительности восприятия на основе изображения объекта, сформированного при выполнении операции предварительного формирования изображения, и средство выбора максимального изменения, предназначенное для выбора чувствительности восприятия, характеризующейся максимальным изменением из изменений совокупности измерений между уровнями чувствительности восприятия. 9. Система по п.8, отличающаяся тем, что средство вычисления изменения обеспечивает вычисление дифференцированного значения совокупности измерений в предварительно определенных столбцах каждой строки. 10. Система по п.1, отличающаяся тем, что средство выбора чувствительности восприятия содержит средство сравнения совокупности измерений, предназначенное для выбора максимального и минимального значений в совокупности измерений, относящейся к картинке изображения объекта, для каждого уровня чувствительности на основе изображения объекта,сформированного при выполнении операции предварительного формирования изображения объекта; средство вычисления динамического диапазона, предназначенное для вычисления динамического диапазона совокупности измерений на основе максимального и минимального значений в совокупности измерений, выбранных для каждого уровня чувствительности восприятия, и средство выбора максимального динамического диапазона, предназначенное для выбора чувствительности восприятия, при которой динамический диапазон совокупности измерений, вычисляемый для каждого уровня чувствительности восприятия, увеличивается до максимума, а изменение динамического диапазона между уровнями чувствительности восприятия уменьшается до минимума. 11. Система по п.1, отличающаяся тем, что она далее содержит средство удаления ненормального значения, предназначенное для удаления ненормального значения, выпадающего из основного тренда совокупности измерений, из совокупности измерений, относящейся к кар 002892 50 тинке изображения объекта, сформированного при выполнении операции предварительного формирования изображения. 12. Система по п.11, отличающаяся тем,что средство удаления ненормального значения обеспечивает удаление ненормального значения путем осуществления преобразования Фурье для совокупности измерений и удаления предварительно определенного высокочастотного компонента из прошедшей преобразование в частотное распределение совокупности измерений. 13. Система по п.1, отличающаяся тем, что она далее содержит средство сравнения совокупности измерений, предназначенное для выбора максимального и минимального значений в совокупности измерений, относящейся к картинке изображения объекта, для каждого уровня чувствительности на основе изображения объекта, сформированного при выполнении операции предварительного формирования изображения объекта; средство вычисления динамического диапазона, предназначенное для вычисления динамического диапазона совокупности измерений на основе максимального и минимального значений в совокупности измерений,выбранных для каждого уровня чувствительности восприятия; средство выбора особого значения, предназначенное для выбора для каждого уровня чувствительности восприятия особого значения, при котором динамический диапазон совокупности измерений для каждого уровня чувствительности восприятия увеличивается до максимума и изменение динамического диапазона между уровнями чувствительности восприятия увеличивается до максимума и средство определения ненормальности, предназначенное для определения наличия/отсутствия ненормальности, содержащейся в изображении объекта на основе особого значения. 14. Система по п.1, отличающаяся тем, что каждый фотодетектор (10) содержит электрод(12) истока и электрод (13) стока, образованные таким образом, что между ними находится канальная область, созданная из полупроводникового слоя, и электрод (21) верхнего затвора и электрод (22) нижнего затвора, образованные,по меньшей мере, в положениях выше и ниже канальной области таким образом, что между ними находятся изолирующие пленки, при этом как электрод (21) верхнего затвора, так и электрод (22) нижнего затвора используются как сторона, предназначенная для облучения светом, и заряды, соответствующие количеству света, поступившему со стороны облучения светом, создаются и накапливаются в канальной области. 15. Способ управления системой фотодетекторов, содержащей матрицу (100) фотодетекторов, образованную путем размещения в двухмерный массив множества фотодетекторов (10), 51 отличающийся тем, что он содержит следующие этапы: выполнение операции предварительного формирования изображения объекта с одновременным изменением чувствительности восприятия матрицы (100) фотодетекторов на множестве этапов; выбор чувствительности восприятия, подходящей для операции формирования изображения объекта на основе предварительно определенной совокупности измерений, относящейся к картинке изображения объекта, сформированного при выполнении операции предварительного формирования изображения; установку выбранной чувствительности восприятия как чувствительности восприятия для операции формирования изображения объекта; и выполнение операции формирования изображения объекта с установленной чувствительностью восприятия. 16. Способ по п.15, отличающийся тем, что операцию предварительного формирования изображения выполняют путем установки различных уровней чувствительности восприятия в пошаговом режиме для соответствующих строк матрицы (100) фотодетекторов и формирования изображения объекта. 17. Способ по п.15, отличающийся тем, что предварительно определенной совокупностью измерений являются данные яркости, соответствующие картинке изображения объекта, сформированного при выполнении операции предварительного формирования изображения объекта. 18. Способ по п.15, отличающийся тем, что чувствительность восприятия матрицы (100) фотодетекторов устанавливают путем регулирования периода накопления зарядов фотодетектора (10). 19. Способ по п.15, отличающийся тем, что этап выбора чувствительности восприятия содержит этапы выбора максимального и минимального значений в совокупности измерений, относящейся к картинке изображения объекта, для каждого уровня чувствительности восприятия на основе изображения объекта, сформированного при выполнении операции предварительного формирования изображения объекта; вычисления динамического диапазона совокупности измерений на основе максимального и минимального значений в совокупности измерений, выбранных для каждого уровня чувствительности восприятия, и выбора чувствительности восприятия, характеризующейся максимальным динамическим диапазоном из динамических диапазонов для совокупностей измерений, вычисленных для каждого уровня чувствительности восприятия. 52 20. Способ по п.15, отличающийся тем, что этап выбора чувствительности восприятия содержит этапы вычисления изменения совокупности измерений, относящейся к картинке изображения объекта, между уровнями чувствительности восприятия на основе изображения объекта,сформированного при выполнении предварительного формирования изображения объекта, и выбора чувствительности восприятия, при которой изменение совокупности измерений между уровнями чувствительности измерения увеличивается до максимума. 21. Способ по п.15, отличающийся тем, что этап выбора чувствительности восприятия содержит этапы выбора максимального и минимального значений в совокупности измерений, относящейся к картинке изображения объекта, для каждого уровня чувствительности восприятия на основе изображения объекта, сформированного при выполнении операции предварительного формирования изображения; вычисления динамического диапазона совокупности измерений на основе максимального и минимального значений в совокупности измерений, выбранных для каждого уровня чувствительности восприятия, и выбора чувствительности восприятия, при которой динамический диапазон совокупности измерений для каждого уровня чувствительности восприятия увеличивается до максимума, а изменение динамического диапазона между уровнями чувствительности восприятия уменьшается до минимума. 22. Способ по п.15, отличающийся тем, что этап выбора чувствительности восприятия содержит этапы выбора максимального и минимального значений в совокупности измерений, относящейся к картинке изображения объекта, для каждого уровня чувствительности восприятия на основе изображения объекта, сформированного при выполнении операции предварительного формирования изображения; вычисления динамического диапазона совокупности измерений на основе максимального и минимального значений в совокупности измерений, выбранных для каждого уровня чувствительности восприятия; выбора особого значения, при котором динамический диапазон совокупности измерений для каждого уровня чувствительности восприятия увеличивается до максимума и изменение динамического диапазона между уровнями чувствительности восприятия увеличивается до максимума и определения наличия/отсутствия ненормальности, содержащейся в изображении объекта на основе особого значения. 23. Способ по п.15, отличающийся тем, что этап выбора чувствительности восприятия со 53 держит этап удаления ненормального значения,выпадающего из основного тренда совокупности измерений, из совокупности измерений, относящейся к картинке изображения объекта, для каждого уровня чувствительности восприятия. 24. Способ по п.23, отличающийся тем, что этап удаления ненормального значения из совокупности измерений содержит этап осуществления преобразования Фурье для совокупности измерений и удаления предварительно определенного высокочастотного компонента из прошедшей преобразование в частотное распределение совокупности измерений. 25. Способ по п.15, отличающийся тем, что каждый фотодетектор (10) содержит электрод(12) истока и электрод (13) стока, образованные таким образом, что между ними находится канальная область, созданная из полупроводникового слоя; и электрод (21) верхнего затвора и электрод (22) нижнего затвора, образованные,по меньшей мере, в положениях выше и ниже канальной области таким образом, что между ними находятся изолирующие пленки; при этом как электрод (21) верхнего затвора, так и электрод (22) нижнего затвора используются как сторона, предназначенная для облучения светом; и заряды, соответствующие количеству света, поступившему со стороны облучения светом, создаются и накапливаются в канальной области.