JP4847202B2 - 撮像装置及び放射線撮像システム - Google Patents
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Description
図13は、X線撮影において被写体の読み取り動作中にラインノイズが生じた場合の画像例である。図13(a)は取得した画像をディスプレイ上に表示したものであり、図13(b)は図13(a)の画像のI−II間の列プロファイルである。図13(b)の横軸は画像の列を示し、縦軸はセンサ出力値すなわち画像濃度を示す。本図では画像に比較的強度が大きく、かつ空間周波数の高いラインノイズが生じて著しく画質を劣化させている例であるが、さらに強度が小さく空間周波数の低いラインノイズであっても画質の劣化が生じる場合がある。
図1は、本発明の第1の実施形態の放射線撮像装置の模式的回路図である。101はセンサアレー、102は光電変換素子であるPIN型フォトダイオード、103はスイッチ素子である薄膜トランジスタ(TFT)103である。TFT103は、ゲート、ソース及びドレイン電極を有する。104は、行方向の複数のTFT103のゲート電極に共通に接続された駆動配線に電圧を供給する駆動回路である。105は、列方向の複数のTFT103のソース電極に接続された信号配線110に接続された読み出し回路(読み出し手段)である。読み出し回路105は、演算増幅器106、サンプルホールド回路107、マルチプレクサ108、出力用アンプ109、電荷蓄積用容量Cf、リセットスイッチRC等を有する。
図5は、本発明の第2の実施形態の放射線撮像装置の模式的回路図である。本実施形態は第1の実施形態と類似しているが、以下の点で基本的に異なる。すなわち、本実施形態は、図1とは異なり、読み出し回路105の基準電圧Vrefは共通の1つの電源から供給されている。一方で、エリアセンサアレー101のバイアス配線は偶数列及び奇数列の2系統(群)に分割され、かつ相関のない独立した電源Vs1及びVs2から供給されている。
図6は、本発明の第3の実施形態の放射線撮像装置の模式的回路図である。本実施形態の特徴は、以下の2点である。すなわち、読み出し回路105が4系統(群)に分割され、4分割された各演算増幅器106の基準電位端子に電圧値は同じであるが、それぞれ相関がなく独立した電源の電圧Vref1、Vref2、Vref3、Vref4が入力されている。また、エリアセンサアレー101がバイアス配線において4系統(群)に分割されており、各系統(群)のバイアス配線に対して、電圧値は同じであるが、相関がなく独立した電源の電圧Vs1、Vs2、Vs3、Vs4が供給されている。
図7及び図8は、本発明の第4の実施形態の放射線撮像装置の模式的回路図、及びタイミング図である。基本的な構成は第3の実施形態と類似しているが、下記の点が異なる。すなわち、本実施形態は、2系統(群)に分割された読み出し回路105に、基準電位Vref1及びVref2を供給することに加えて、リセット信号RC1,RC2、サンプルホールド信号SH1,SH2を2系統(群)に分割して供給可能な構成である。
図9及び図10は、本発明の第5の実施形態の放射線撮像装置の説明図である。図9は模式的回路図であり、図10はエリアセンサアレー101の画素断面図である。基本的な動作はそれぞれ第4の実施形態の図7と類似しているが、本実施形態は以下の点が異なる。すなわち、本実施形態ではエリアセンサアレー101の光電変換素子は、アモルファスシリコンのMIS型光電変換素子(MIS型センサ)901である点に留意すべきである。すなわち、MIS型光電変換素子901は、図7のPIN型フォトダイオード102の代わりに設けられる。
図11は、本発明の第6の実施形態の放射線撮像装置の模式的回路図である。本実施形態は基本的に図5の第2の実施形態と類似しているが、以下の点が異なる。すなわち、本実施形態において、エリアセンサアレー101の画素は、PIN型フォトダイオード1101、リセット用TFT1104、ソースフォロアTFT1102、転送TFT1003で構成されている。各画素の転送用TFT1003のソース電極が信号配線110に接続されている。
図12は、本発明の第7の実施形態によるX線(放射線)撮像システムのシステム図である。本実施形態は、第1〜第6の実施形態の放射線撮像装置をX線撮像システムに応用したものである。本X線撮像システムの特徴は、以下の点である。すなわち、エリアセンサアレー101、ゲートドライバ104,104a,104b、読み出し回路105等で構成されたフラットパネル型放射線撮像装置が、イメージセンサ6040内部に設けられている。イメージプロセッサ6070は、X線チューブ(X線発生装置)6050、イメージセンサ6040、表示装置6080、及び通信手段6090を制御している。
102 フォトダイオード
103 TFT
104 駆動回路
105 読み出し回路
106 演算増幅器
107 サンプルホールド回路
108 マルチプレクサ
109 出力用アンプ
Claims (10)
- 行及び列方向に複数配置され、各々が放射線又は光を電荷に変換する変換素子と、前記電荷に基づく電気信号を出力するスイッチ素子と、を有する複数の画素と、
列方向の複数の前記スイッチ素子に接続された複数の信号配線と、
前記複数の信号配線に接続された複数の演算増幅器と、前記複数の演算増幅器に接続された複数のサンプルホールド回路と、前記複数の信号配線及び前記複数の演算増幅器に接続された複数のリセット回路と、を含む読み出し回路と、
前記信号配線を介して前記変換素子に電圧を供給するために、前記演算増幅器に基準電位を供給する電源と、
を有する撮像装置であって、
前記複数の画素は、複数の群に分割されており、前記複数の群のうちの所定の群の画素の列と当該所定の群の画素の列と連続して配置された別の群の画素の列とが繰り返し並ぶように分割されており、
前記複数の信号配線は、前記所定の群の画素の列の複数の前記スイッチ素子に接続された信号配線と、前記別の群の画素の列の複数の前記スイッチ素子に接続された信号配線と、が繰り返し並ぶように、複数の群に分割されており、
前記複数の演算増幅器は、前記複数の信号配線の複数の群に対応して複数の群に分割されており、
前記電源は、前記複数の演算増幅器の複数の群毎に独立して複数設けられることを特徴とする撮像装置。 - 前記撮像装置は、行方向の複数の前記スイッチ素子に接続された複数の駆動配線と、前記複数の駆動配線に接続され、前記駆動配線毎に前記スイッチ素子を導通するための電圧を供給する駆動回路と、を更に有することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記複数のサンプルホールド回路は、前記駆動回路から前記電圧が供給された前記複数の駆動配線のうちの所定の駆動配線に対応する前記複数の画素のうち所定行の画素から並列に出力された電気信号のサンプルホールドを、それぞれ前記複数の群毎に異なるタイミングで行うことを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
- 前記複数のリセット回路は、前記駆動回路が前記複数の駆動配線のうち所定の駆動配線に前記電圧を与えてから前記複数の駆動配線のうち前記所定の駆動配線とは異なる駆動配線に前記電圧を与えるまでの間に、それぞれ前記複数の群毎に異なるタイミングで動作することを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
- 前記演算増幅器は、一方の入力端子が前記信号配線に接続され、他方の入力端子が前記電源に接続されており、
前記リセット回路は、前記一方の入力端子及び前記信号配線に接続されることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記演算増幅器は、前記一方の入力端子に電荷蓄積用容量を接続した電荷読み出しアンプを構成し、
前記リセット回路は、前記電荷蓄積用容量をリセットすることを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。 - 前記画素は奇数列の群と偶数列の群に分割され、
前記電源は、前記奇数列の群及び前記偶数列の群で独立して複数設けられることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記独立した複数の電源は、異なる演算増幅器を有することを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記独立した複数の電源は、異なる電圧源を有することを特徴とする請求項8に記載の撮像装置。
- 請求項1から9のいずれか1項に記載の撮像装置のうち、前記変換素子が放射線を電荷に変換するものである放射線撮像装置と、
放射線を発生する放射線発生手段と
を有することを特徴とする放射線撮像システム。
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