WO2009131147A1 - 医療用ｘ線撮像システム - Google Patents

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WO2009131147A1
WO2009131147A1 PCT/JP2009/057996 JP2009057996W WO2009131147A1 WO 2009131147 A1 WO2009131147 A1 WO 2009131147A1 JP 2009057996 W JP2009057996 W JP 2009057996W WO 2009131147 A1 WO2009131147 A1 WO 2009131147A1
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治通 森
竜次 久嶋
一樹 藤田
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浜松ホトニクス株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a medical X-ray imaging system.
  • an X-ray imaging system using an X-ray imaging apparatus has been widely used instead of an X-ray photosensitive film.
  • Such an X-ray imaging system does not require development like an X-ray photosensitive film, can be confirmed in real time and can be confirmed in real time, and is superior in terms of data storage and ease of handling. It has a point.
  • X-ray imaging for dental diagnosis such an X-ray imaging system is being used in various imaging modes such as panorama, cephalo, and CT.
  • the shape of the imaging region required for the X-ray imaging apparatus may differ depending on the various imaging modes described above. That is, an imaging region (hereinafter referred to as a first imaging region) used for CT imaging is required to have a sufficient width in the horizontal direction and a certain width in the vertical direction. In addition, an imaging region (hereinafter referred to as a second imaging region) used for panoramic photography or cephalometric photography is required to have a sufficient width in the vertical direction.
  • a first imaging region used for CT imaging is required to have a sufficient width in the horizontal direction and a certain width in the vertical direction.
  • an imaging region (hereinafter referred to as a second imaging region) used for panoramic photography or cephalometric photography is required to have a sufficient width in the vertical direction.
  • Patent Document 1 discloses an X-ray imaging apparatus for dental diagnosis that includes an X-ray generation unit and an X-ray detection unit.
  • X-rays are irradiated through a narrow slit or a rectangular slit so that an X-ray slit beam and an X-ray wide-area beam can be selectively switched and generated.
  • the X-ray slit beam is used for panoramic imaging, cephalometric imaging, and the like, and the X-ray wide-area beam is used for CT imaging and the like.
  • this patent document 1 describes image
  • the PPS type solid-state imaging device includes a light receiving unit in which PPS pixels including photodiodes that generate an amount of electric charge corresponding to incident light intensity are two-dimensionally arranged in M rows and N columns, and light incident on each pixel. Accordingly, the charge generated in the photodiode is accumulated in the capacitive element in the integrating circuit, and a voltage value corresponding to the amount of accumulated charge is output.
  • the output ends of each of the M pixels in each column are connected to the input ends of the integration circuits provided corresponding to the columns via readout wirings provided corresponding to the columns. ing. Then, the charges generated in the photodiodes of each pixel are sequentially input from the first row to the M-th row for each row through the readout wiring corresponding to the corresponding column to the integration circuit. A voltage value corresponding to is output.
  • the shape of an imaging region required for a solid-state imaging device may differ depending on various imaging modes such as panorama and CT. It can be realized by an apparatus.
  • the X-ray beam in these imaging modes is imaged by one solid-state imaging device, but has a sufficient width in the horizontal direction and a certain width in the vertical direction.
  • both the vertical direction and the horizontal direction are sufficient.
  • a wide light receiving surface having a wide width is required.
  • a solid-state imaging device having such a wide light-receiving surface cannot be produced due to restrictions such as the size of the semiconductor wafer that is the material of the light-receiving portion of the solid-state imaging device.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and in a medical X-ray imaging system having at least two imaging modes, the two imaging modes are realized by one solid-state imaging device, and An object is to suppress an increase in area required for the light receiving surface of the solid-state imaging device.
  • a medical X-ray imaging system is a medical X-ray imaging system that includes a solid-state imaging device that captures an X-ray image while moving around the jaw of a subject and has at least two imaging modes.
  • the solid-state imaging device includes a light receiving unit having a rectangular light receiving surface in which M ⁇ N pixels (M and N are integers of 2 or more) each including a photodiode are two-dimensionally arranged in M rows and N columns.
  • the signal reading unit that holds the corresponding voltage value and sequentially outputs the held voltage value and the opening / closing operation of the readout switch of each pixel are controlled, and the output operation of the voltage value in the signal reading unit is controlled.
  • a control unit that outputs a voltage value corresponding to the amount of the charged electric charge from the signal reading unit, and generates scintillation light according to the incident X-ray to convert the X-ray image into an optical image, and the light image is received by the light receiving unit
  • the solid-state imaging device is rotatably supported around an axis perpendicular to the light-receiving surface, and receives light in the moving direction of the solid-state imaging device in one of the two imaging modes. So that both the row direction and the column direction of the light receiving unit are inclined with respect to the moving direction of the solid-state imaging device in the other imaging mode of the two imaging modes.
  • a rotation control unit for controlling the rotation angle of the solid-state imaging device.
  • the light receiving unit of the solid-state imaging device has a rectangular light receiving surface, and the solid-state imaging device is rotated around an axis perpendicular to the light receiving surface by the rotation control unit. Supported as possible.
  • the rotation angle of the solid-state imaging device is controlled so that the row direction or the column direction of the light receiving unit is aligned with the moving direction of the solid-state imaging device.
  • this one imaging mode is, for example, a CT imaging mode
  • a solid-state imaging device having a light receiving surface having a sufficient width in one of the row direction and the column direction and a certain width in the other is used.
  • the first imaging region described above can be suitably realized by controlling the rotation angle of the solid-state imaging device so that a direction having a sufficient width in the row direction and the column direction is along the moving direction of the solid-state imaging device.
  • the other imaging mode is, for example, a panoramic imaging mode or a cephalometric imaging mode
  • a second imaging area having a sufficient width in the vertical direction is required as described above.
  • the above-described solid-state imaging device may be rotated by 90 ° so that the longitudinal direction of the light receiving surface coincides with the vertical direction.
  • the width in the vertical direction required for the second imaging region may not be sufficient as the width in the longitudinal direction of the light receiving surface that satisfies the requirement for the first imaging region.
  • the horizontal width of an imaging region generally required in current CT imaging is about 12 cm, but the vertical width of an imaging region generally required in panoramic imaging is about 15 cm.
  • the solid-state imaging device in the other imaging mode, is rotated so that both the row direction and the column direction of the light receiving unit are inclined with respect to the moving direction of the solid-state imaging device. Control the corners. Since the shape of the light receiving surface is rectangular, it is possible to widen the width of the light receiving surface in the vertical direction (for example, the length of the diagonal line) by making the light receiving portion oblique with respect to the moving direction of the solid-state imaging device. it can. That is, the required width of the second imaging area can be satisfied even if the width in the longitudinal direction of the light receiving surface is shorter than the vertical width required for the second imaging area.
  • the two imaging modes are realized by a single solid-state imaging device and required for the light receiving surface of the solid-state imaging device. An increase in area can be suppressed.
  • a voltage value is selectively selected from pixels constituting an imaging region having a predetermined direction as a longitudinal direction among the M ⁇ N pixels.
  • the output operation of the signal reading unit may be controlled such that the predetermined direction is inclined with respect to both the row direction and the column direction of the light receiving unit and intersects the moving direction of the solid-state imaging device.
  • an imaging region that is inclined with respect to both the row direction and the column direction of the light receiving unit and has a direction that intersects the moving direction of the solid-state imaging device as a longitudinal direction is suitable as an imaging region in the other imaging mode. is there.
  • the predetermined direction is preferably orthogonal to the moving direction of the solid-state imaging device, and the imaging region is a region on the diagonal line of the light receiving unit. preferable.
  • the control unit controls the output operation of the signal reading unit in the other imaging mode, among the voltage values held corresponding to the N columns of the light receiving unit,
  • the voltage value held corresponding to the N 1 column (N 1 ⁇ N) to be output is output from the signal reading unit, and the position of the N 1 column in the light receiving unit is a voltage value corresponding to one or a plurality of rows May be shifted by a certain number of columns each time.
  • the control unit can selectively read out the voltage value from the pixels constituting the imaging region having the predetermined direction as the longitudinal direction.
  • the number M of rows in the light receiving unit may be smaller than the number N of columns, and the shape of the light receiving surface may be a rectangular shape whose longitudinal direction is the row direction.
  • the arrangement of the readout wiring and the short direction of the light receiving surface can be achieved by configuring the light receiving portion in this way. Will match. Accordingly, since the number of pixels (photodiodes) that are targets for reading out charges from the readout wiring in each frame can be reduced, the frame rate (the number of frame data output per unit time) can be further increased.
  • the rotation center of the solid-state imaging device is located at one of the four corners of the rectangular light receiving unit, and one corner has two imaging modes.
  • the solid-state imaging device may rotate so as to be positioned on the lower jaw side with respect to the subject.
  • the position of the subject's head is fixed by placing the subject's lower jaw on a support base.
  • the reference for the height position of the subject's jaw is the lower end of the jaw.
  • the height of the lower end of the light receiving surface in the two imaging modes can be made to coincide with each other with the height of the corner portion serving as the rotation center. Therefore, the height of the light receiving surface and the height of the subject's jaw in the two imaging modes can be matched with high accuracy.
  • the control unit reduces the readout pixel pitch in the frame data based on the voltage value output from the signal readout unit in the other imaging mode as compared with the one imaging mode.
  • the frame rate that is the number of frame data output per unit time may be increased, and the gain that is the ratio of the output voltage value to the input charge amount in the signal reading unit may be increased.
  • one imaging mode is an imaging mode for performing CT imaging in dental X-ray imaging
  • the other imaging mode is an imaging mode for performing panoramic imaging in dental X-ray imaging. Is preferred.
  • the two imaging modes are realized by one solid-state imaging device, and the area required for the light receiving surface of the solid-state imaging device is reduced. Can be small.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an X-ray imaging system 100 according to a first embodiment. It is a figure which shows a mode that the solid-state imaging device 1 turns around the to-be-photographed object A seeing from the upper direction of the to-be-photographed object A (examinee's jaw).
  • 2 is a plan view showing a part of the solid-state imaging device 1 cut away.
  • FIG. FIG. 4 is a side sectional view of the solid-state imaging device 1 taken along line IV-IV in FIG. 3.
  • 2 is a diagram illustrating an angular position of the solid-state imaging device 1 according to an imaging mode and an imaging region in the light receiving unit 10.
  • Disconnection Q 1 to the row selecting wiring arranged for each row of the light receiving unit 10 is generated from the scanning shift register 40, a disconnection Q 2 is generated from the signal readout section 20 to the readout wiring disposed in each column FIG.
  • A When the rotation angle of the solid-state imaging device 1 is controlled so that the row direction of the light-receiving unit 10 and the moving direction B of the solid-state imaging device 1 are orthogonal, the defective pixel Pd 1 in a certain row of the light-receiving unit 10 A state in which a defective pixel Pd 2 is generated in a certain column, and (b) the solid-state imaging device 1 so that both the row direction and the column direction of the light receiving unit 10 are inclined with respect to the moving direction B of the solid-state imaging device 1.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a state in which defective pixels Pd 1 and Pd 2 similar to those in FIG. 9A are generated when the rotation angle is controlled. It is a figure which shows the electric charge read-out system in the conventional solid-state imaging device used without rotating a light-receiving part.
  • A The case where the signal reading part 120 is arrange
  • B The case where the signal reading part 120 is arrange
  • A The case where the center E of the light receiving unit 10 is the rotation center of the solid-state imaging device 1 is shown.
  • One corner F of the four corners of the rectangular light receiving unit 10 is set as the rotation center of the solid-state imaging device 1, and the corner F is set to the other corner through the first imaging mode and the second imaging mode.
  • FIG. 3 is a circuit diagram of each of a pixel P m, n , an integration circuit Sn and a holding circuit H n of the solid-state imaging device 1 according to the first embodiment.
  • 3 is a timing chart for explaining the operation of the solid-state imaging device 1 according to the first embodiment.
  • 3 is a timing chart for explaining the operation of the solid-state imaging device 1 according to the first embodiment. It is a figure which shows the modification of a structure of the solid-state imaging device 1 which concerns on 1st Embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a medical X-ray imaging system 100 as an embodiment of the present invention.
  • the X-ray imaging system 100 of this embodiment mainly includes imaging modes such as panoramic imaging, cephalometric imaging, and CT imaging in dental care, and images an X-ray image of a subject's jaw.
  • the X-ray imaging system 100 includes a solid-state imaging device and an X-ray generation device, and X-rays output from the X-ray generation device and transmitted through the subject A (that is, the subject's jaw) are transmitted by the solid-state imaging device. Take an image.
  • the X-ray imaging system 100 shown in this figure includes a solid-state imaging device 1, an X-ray generation device 106, and a rotation control unit 108 that rotatably supports the solid-state imaging device 1.
  • the X-ray generator 106 generates X-rays toward the subject A.
  • the irradiation field of X-rays generated from the X-ray generator 106 is controlled by the primary slit plate 106b.
  • the X-ray generator 106 incorporates an X-ray tube, and the amount of X-ray irradiation to the subject A is controlled by adjusting conditions such as tube voltage, tube current, and energization time of the X-ray tube.
  • the X-ray generator 106 outputs an X-ray at a predetermined divergence angle in a certain imaging mode by controlling the opening range of the primary slit plate 106b, and this predetermined divergence in another imaging mode. X-rays can be output with a divergence angle narrower than the angle.
  • the solid-state imaging device 1 is a CMOS solid-state imaging device having a plurality of pixels arranged two-dimensionally, and converts an X-ray image that has passed through the subject A into electrical image data D.
  • a secondary slit plate 107 that restricts the X-ray incident area is provided in front of the solid-state imaging device 1.
  • the rotation control unit 108 supports the solid-state imaging device 1 so as to be rotatable around an axis C perpendicular to the light receiving surface 11 of the solid-state imaging device 1, and has a predetermined angle corresponding to an imaging mode such as CT imaging, panoramic imaging, or cephalometric imaging.
  • the solid-state imaging device 1 is rotated to a position.
  • the X-ray imaging system 100 further includes a turning arm 104.
  • the turning arm 104 holds the X-ray generator 106 and the solid-state imaging device 1 so as to face each other, and turns them around the subject A during CT imaging, panoramic imaging, or cephalometric imaging. Further, a slide mechanism 113 for linearly displacing the solid-state imaging device 1 with respect to the subject A is provided at the time of linear tomography.
  • the turning arm 104 is driven by an arm motor 109 constituting a rotary table, and the rotation angle is detected by an angle sensor 112.
  • the arm motor 109 is mounted on the movable part of the XY table 114, and the center of rotation is arbitrarily adjusted in the horizontal plane.
  • Image data D output from the solid-state imaging device 1 is once captured by a CPU (Central Processing Unit) 121 and then stored in the frame memory 122. From the image data stored in the frame memory 122, a tomographic image or a panoramic image along an arbitrary tomographic plane is reproduced by a predetermined calculation process. The reproduced tomographic image and panoramic image are output to the video memory 124, converted into an analog signal by the DA converter 125, and then displayed on the image display unit 126 such as a CRT (cathode ray tube), and used for various diagnoses.
  • the image display unit 126 such as a CRT (cathode ray tube), and used for various diagnoses.
  • a work memory 123 necessary for signal processing is connected to the CPU 121, and an operation panel 119 provided with a panel switch, an X-ray irradiation switch, and the like is further connected.
  • the CPU 121 also controls the motor drive circuit 111 that drives the arm motor 109, slit control circuits 115 and 116 that control the opening ranges of the primary slit plate 106 b and the secondary slit plate 107, and the X-ray generator 106.
  • Each is connected to the control circuit 118 and further outputs a clock signal for driving the solid-state imaging device 1.
  • the X-ray control circuit 118 feedback-controls the amount of X-ray irradiation to the subject based on the signal imaged by the solid-state imaging device 1.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which the solid-state imaging device 1 rotates around the subject A when viewed from above the subject A (subject's jaw).
  • the locus of the solid-state imaging device 1 is indicated by a one-dot chain line.
  • the solid-state imaging device 1 captures an X-ray image that has passed through the subject A while moving in the circumferential direction (arrow B in the drawing) along the horizontal plane with the subject A as a center by the swivel arm 104.
  • the orientation of the solid-state imaging device 1 is set so that the light receiving surface 11 of the solid-state imaging device 1 always faces the subject A.
  • FIG. 3 and 4 are diagrams showing the configuration of the solid-state imaging device 1 in the present embodiment.
  • FIG. 3 is a plan view showing a part of the solid-state imaging device 1 by cutting away
  • FIG. 4 is a side sectional view of the solid-state imaging device 1 taken along line IV-IV in FIG. 3 and 4 also show an XYZ orthogonal coordinate system for easy understanding.
  • the solid-state imaging device 1 includes a light receiving unit 10, a signal reading unit 20, an A / D conversion unit 30, and a scan shift register 40 that are built in the main surface of the semiconductor substrate 3.
  • the light receiving unit 10, the signal reading unit 20, the A / D conversion unit 30, and the scan shift register 40 may be formed on separate semiconductor substrates.
  • the solid-state imaging device 1 includes a flat substrate 2, a scintillator 4, and an X-ray shield 5 in addition to the semiconductor substrate 3.
  • the semiconductor substrate 3 is attached to the base material 2, and the scintillator 4 is disposed on the semiconductor substrate 3.
  • the scintillator 4 generates scintillation light according to the incident X-ray, converts the X-ray image into an optical image, and outputs this optical image to the light receiving unit 10.
  • the scintillator 4 is installed so as to cover the light receiving unit 10 or is provided on the light receiving unit 10 by vapor deposition.
  • the X-ray shielding part 5 is made of a material such as lead having a very low X-ray transmittance.
  • the X-ray shield 5 covers the peripheral edge of the semiconductor substrate 3 and prevents X-rays from entering the signal readout unit 20 and the like.
  • the light receiving unit 10 is configured by two-dimensionally arranging M ⁇ N pixels P in M rows and N columns.
  • the column direction coincides with the X-axis direction
  • the row direction coincides with the Y-axis direction.
  • M and N is an integer of 2 or more, and preferably satisfies M ⁇ N.
  • the number of pixels P in the row direction in the light receiving unit 10 is preferably larger than the number of pixels P in the column direction.
  • the light receiving surface of the light receiving unit 10 has a rectangular shape in which the row direction (Y-axis direction) is the longitudinal direction and the column direction (X-axis direction) is the short direction.
  • the pixels P are arranged at a pitch of 100 ⁇ m, for example, and are of the PPS system and have a common configuration.
  • the light receiving unit 10 of the present embodiment includes M ⁇ N pixels P that are two-dimensionally arranged in M rows and N columns as effective pixels for imaging. In other words, the region that becomes the light receiving portion 10 in the semiconductor substrate 3 of the present embodiment is defined by the opening 5 a of the X-ray shielding portion 5.
  • the signal reading unit 20 holds a voltage value corresponding to the amount of charge output from each pixel P of the light receiving unit 10, and sequentially outputs the held voltage value.
  • the AD conversion unit 30 receives the voltage value output from the signal reading unit 20, performs A / D conversion processing on the input voltage value (analog value), and outputs a digital value corresponding to the input voltage value. Output.
  • the scan shift register 40 controls each pixel P so that the electric charge accumulated in each pixel P is sequentially output to the signal reading unit 20 for each row.
  • the X-ray imaging system 100 including such a solid-state imaging device 1 includes imaging modes such as CT imaging, panoramic imaging, and cephalometric imaging.
  • the solid-state imaging device 1 is supported by the rotation control unit 108 so as to be rotatable about an axis perpendicular to the light receiving surface, and is controlled to a predetermined angular position corresponding to the imaging mode.
  • the solid-state imaging device 1 has a function of changing an imaging region in the light receiving unit 10 (a region contributing to imaging data in the light receiving unit 10) according to the imaging mode.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating the angular position of the solid-state imaging device 1 according to the imaging mode and the imaging region in the light receiving unit 10.
  • FIG. 5A shows the angular position of the solid-state imaging device 1 and the imaging region 10a of the light receiving unit 10 in an imaging mode (first imaging mode) such as CT imaging.
  • FIG. 5B shows the angular position of the solid-state imaging device 1 and the imaging region 10b of the light receiving unit 10 in an imaging mode (second imaging mode) such as panoramic photography or cephalometric photography.
  • an arrow B indicates the moving direction of the solid-state imaging device 1 by the swing arm 104 (see FIG. 1).
  • the rotation angle of the solid-state imaging device 1 is controlled so that the longitudinal direction of the light receiving unit 10 (the row direction G1 in the present embodiment) is parallel to the movement direction B along the direction B.
  • the imaging region 10 a at this time is configured by all the pixels P in M rows and N columns in the light receiving unit 10. That is, the width in the row direction and the column direction of the imaging region 10a is the same as that of the light receiving unit 10, respectively.
  • the row direction G1 and the column direction G2 of the light receiving unit 10 with respect to the moving direction B of the solid-state imaging device 1 are used.
  • the rotation angle of the solid-state imaging device 1 is controlled so that both are inclined. That is, in the second imaging mode, the angle ⁇ formed by the row direction G1 or the column direction G2 of the light receiving unit 10 and the turning plane H of the solid-state imaging device 1 is a value that satisfies 0 ° ⁇ ⁇ 90 °. Therefore, for example, when shifting from the CT imaging mode to the panoramic imaging mode, the solid-state imaging device 1 rotates by an angle ⁇ .
  • the rotation angle of the solid-state imaging device 1 may be controlled such that one diagonal line in the light receiving unit 10 is perpendicular to the turning plane H.
  • the angular position of the solid-state imaging device 1 in this case is determined by the ratio between the width of the light receiving unit 10 in the row direction G1 and the width in the column direction G2.
  • the angle ⁇ formed with the turning plane H of the solid-state imaging device 1 is preferably 45 °.
  • the angle ⁇ formed with the turning plane H of the solid-state imaging device 1 is preferably 60 °.
  • the imaging region 10b at this time is set as an elongated region having a predetermined direction as a longitudinal direction in the light receiving unit 10.
  • the predetermined direction is a direction that is inclined with respect to both the row direction G1 and the column direction G2 of the light receiving unit 10 and intersects the moving direction B of the solid-state imaging device 1.
  • the predetermined direction (longitudinal direction) of the imaging region 10 b is orthogonal to the moving direction B of the solid-state imaging device 1 and is along the diagonal line of the light receiving unit 10.
  • the imaging region 10 b is set on the diagonal line of the light receiving unit 10.
  • the signal reading unit 20 is configured so that the voltage value is selectively read from the pixels constituting the imaging region 10b among the M ⁇ N pixels of the light receiving unit 10. The output operation is controlled.
  • FIG. 6 is a diagram showing the imaging region 10b shown in FIG. 5B in more detail.
  • the position of the consecutive N 1 columns (for example, the leading column number) that is composed of the pixels P is shifted by a fixed number of columns (two columns in FIG. 6) for each row.
  • the signal reading unit 20 selectively outputs a voltage value corresponding to the charge output from the pixel P included in the imaging region 10b.
  • the imaging region 10b is not limited to the form shown in FIG. 6.
  • the position of the consecutive N1 columns may be shifted by a fixed number of columns for each of a plurality of rows.
  • the imaging region 10 b is configured by N 1 consecutive columns in rows (first row and M-th row) located at both ends in the column direction.
  • N 1 consecutive columns in rows first row and M-th row
  • fewer than the number of columns N 1 constituting the imaging area 10b in the row is located in a column direction at both ends like the shape of both ends of the imaging region 10b may be slightly changed.
  • the following effects are obtained by controlling the rotation angle of the solid-state imaging device 1 in this way.
  • the light receiving unit 10 of the solid-state imaging device 1 has a rectangular light receiving surface.
  • the rotation angle of the solid-state imaging device 1 is controlled such that the row direction or the column direction of the light receiving unit 10 is aligned with the moving direction B of the solid-state imaging device 1.
  • the first imaging mode when the first imaging mode is set to the CT imaging mode, the first imaging mode has a sufficient width in one of the row direction and the column direction (in the present embodiment, the row direction) and also in the other (in the present embodiment, the column direction).
  • the solid-state imaging device 1 having a light-receiving surface having a certain width is used, and the solid-state imaging device 1 has a sufficient width of the row direction and the column direction along the moving direction B of the solid-state imaging device 1.
  • the imaging region 10a in the first imaging mode can be suitably realized.
  • the second imaging mode is set to, for example, the panorama shooting mode or the cephalo shooting mode
  • an imaging region having a sufficient width in the vertical direction is required.
  • the above-described solid-state imaging device 1 is rotated by 90 ° so that the longitudinal direction of the light receiving unit 10 (row direction in the present embodiment) is set. It is also conceivable to match the vertical direction.
  • the width in the vertical direction required for the imaging region may not be sufficient even if the width in the longitudinal direction of the light receiving unit 10 satisfies the requirement for the first imaging region 10a.
  • the height that is, the width in the direction orthogonal to the moving direction B
  • the lateral width width in the direction parallel to the moving direction B
  • the surface of the light receiving portion 10 is made to have a width of 12 cm and a height of 12 cm, for example, by imposing a square surface for the light receiving portion 10 in the substantially circular silicon wafer W. The required dimensions of the first imaging mode are satisfied.
  • the height is A light receiving portion having a width of 15 cm or more and a width of 12 cm or more is required, and a larger silicon wafer is required.
  • the rotation angle of the solid-state imaging device 1 so that both the row direction and the column direction of the light receiving unit 10 are inclined with respect to the moving direction B of the solid-state imaging device 1.
  • the shape of the light receiving unit 10 is rectangular, the light receiving unit 10 is inclined with respect to the moving direction B of the solid-state imaging device 1 in this manner, thereby widening the vertical direction of the light receiving unit 10 (for example, the length of the diagonal line).
  • the vertical width of the imaging region 10b can be increased up to 17 cm (that is, the length of the diagonal line of the light receiving unit 10).
  • the first imaging mode and the second imaging mode can be realized by one solid-state imaging device 1, and are required for the light-receiving surface of the light-receiving unit 10 of the solid-state imaging device 1. Increase in the area of the image can be suppressed.
  • the longitudinal direction of the light receiving unit 10 is orthogonal to the moving direction B of the solid-state imaging device 1.
  • the rotation angle of the solid-state imaging device 1 as described above (that is, without tilting the light receiving unit 10)
  • the required size of the imaging region in the second imaging mode can be satisfied.
  • the longitudinal dimension of the light receiving unit 10 satisfies the vertical dimension of the imaging region in the second imaging mode
  • the light receiving unit 10 is inclined with respect to the moving direction B as in the present embodiment.
  • the vertical width of the imaging region 10b can be made longer. For example, when the size of the light receiving unit 10 is 15 cm ⁇ 8 cm, the vertical width of the imaging region 10b can be increased up to 17 cm (that is, the length of the diagonal line of the light receiving unit 10).
  • the disconnection Q 1 is connected to the row selection wiring (wiring for controlling the reading of the charge generated by the photodiode of each pixel P) for each row from the scanning shift register 40 for each row of the light receiving unit 10. It generates, showing how the disconnection Q 2 is generated from the signal readout section 20 to the wiring read disposed in each column (wiring for transmitting a charge generated in the photodiode of each pixel P to the signal reading section 20)
  • FIG. 9A shows a defect in a certain row of the light receiving unit 10 when the rotation angle of the solid state imaging device 1 is controlled so that the row direction of the light receiving unit 10 and the moving direction B of the solid state imaging device 1 are orthogonal to each other.
  • the pixel Pd 1 is generated, and a defective pixel Pd 2 is generated in a certain column.
  • FIG. 9B is a diagram when the rotation angle of the solid-state imaging device 1 is controlled so that both the row direction and the column direction of the light receiving unit 10 are inclined with respect to the moving direction B of the solid-state imaging device 1.
  • 9 shows a state in which defective pixels Pd 1 and Pd 2 similar to those in FIG.
  • a region 10c in the light receiving unit 10 illustrated in FIG. 9A is a preferable imaging region when the row direction and the moving direction B of the light receiving unit 10 are orthogonal to each other in the second imaging mode.
  • the rotation angle of the solid-state imaging device 1 is controlled so that both the row direction and the column direction of the light receiving unit 10 are inclined with respect to the moving direction B of the solid-state imaging device 1.
  • the continuous direction of the defective pixels Pd 1 and Pd 2 and the moving direction B of the solid-state imaging device 1 are inclined with respect to each other and never parallel. Therefore, when the solid-state imaging device 1 takes an image while turning around the subject, the image portion corresponding to the defective pixels Pd 1 and Pd 2 can be supplemented by the subsequent frame data, and artifacts in the reconstructed image are obtained. Can be avoided.
  • the imaging region in the first imaging mode in the light receiving unit 110 when the solid-state imaging device is used without being rotated as in the configuration described in Patent Document 1, as illustrated in FIGS. 10A and 10B, the imaging region in the first imaging mode in the light receiving unit 110.
  • the longitudinal direction of 110a and the longitudinal direction of the imaging region 110b in the second imaging mode are orthogonal to each other.
  • FIG. 10A when the signal reading unit 120 is arranged along the longitudinal direction of the imaging region 110a, the number of pixels per row in the imaging region 110a is reduced (FIG. 10 ( The arrow E 1 ) in a) increases the number of pixels per column in the imaging region 110b (arrow E 2 in FIG. 10A), and it takes time to read out charges in the second imaging mode.
  • the number of pixels per line in the imaging region 110b decreases (as shown in FIG. 10B).
  • the arrow E 3 increases the number of pixels per column in the imaging region 110a (arrow E 4 in FIG. 10B), and it takes time to read out charges in the first imaging mode.
  • each imaging region is assigned without rotating the solid-state imaging device, it takes time to read out charges in either the first imaging mode or the second imaging mode, and the frame rate (output per unit time) is taken. The number of frame data) becomes slow.
  • the number of columns N is smaller than the number of rows M (in other words, When the signal reading unit 140 is disposed along the short direction of the light receiving unit 130), the number of pixels per column increases in the imaging regions of the first imaging mode and the second imaging mode (FIG. 11A ) arrow E 5 of). In this case, it takes time to read out charges in both the first imaging mode and the second imaging mode, resulting in a slow frame rate.
  • the light receiving unit 10 when the shape of the light receiving surface of the light receiving unit 10 is rectangular as shown in FIG. 11B, the light receiving unit 10 has the row direction as the longitudinal direction, It is preferable that M ⁇ N, that is, the number N of columns of the pixels P is larger than the number M of rows.
  • N readout wirings (described later) for reading out charges from each pixel P are provided for each column. With such a configuration, the first imaging mode and the second imaging mode are arranged. In both cases, since the number of pixels P to be read from the readout wiring can be reduced (arrow E 6 in FIG. 11B), the charge readout time can be shortened and the frame rate can be further increased. it can.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a state of rotation of the light receiving unit 10 in accordance with the position of the rotation center (the axis C illustrated in FIG. 1) of the solid-state imaging device 1.
  • FIG. 12A shows a case where the center E of the light receiving unit 10 is the rotation center of the solid-state imaging device 1.
  • FIG. 12B shows the corner F as a center of rotation of the solid-state imaging device 1 out of the four corners of the rectangular light receiving unit 10 through the first imaging mode and the second imaging mode.
  • the solid-state imaging device 1 Shows a case in which the solid-state imaging device 1 is rotated so that is positioned below the other corners (that is, the corner F is always located on the lower jaw side with respect to the subject).
  • the solid line shows the angular position of the light receiving unit 10 in the first imaging mode such as CT imaging
  • the broken line shows panoramic photography or cephalometric photography.
  • the angular position of the light receiving unit 10 in the second imaging mode is shown.
  • the rotation center of the solid-state imaging device 1 of the present embodiment can be set at various positions such as the center E of FIG. 12A and the corner F of FIG. 12B, but the corner of FIG. Most preferably, the center of rotation of the solid-state imaging device 1 is set in the part F.
  • the center of rotation of the solid-state imaging device 1 is set in the part F.
  • the height of the lower end of the light receiving unit 10 in the first imaging mode and the second imaging mode is set to the height of the corner F. Can be matched with each other. Therefore, in both the first imaging mode and the second imaging mode, the height of the light receiving unit 10 and the height of the subject's jaw can be accurately matched.
  • FIG. 13 is a plan view showing the light receiving unit 10 having such dimensions, and shows the state of the light receiving unit 10 in the second imaging mode such as panoramic photography and cephalometric photography, and the imaging region 10b.
  • the vertical width can be set to 17 cm.
  • the imaging region 10b may have a width of about 7 mm.
  • the vertical width of the imaging region may be about 15 cm. Further, depending on the configuration of the X-ray imaging system, it may be about 14 cm. In these cases, as shown in FIG. 14, it is preferable to set the horizontal width WT of the imaging region 10b as wide as possible within a range in which the vertical width of the imaging region 10b is 15 cm (or 14 cm) or more.
  • FIG. 14 is a plan view showing the light receiving unit 10 when the lateral width WT of the imaging region 10b is set wider as described above.
  • the imaging region 10b shown in FIG. 14 is composed of a plurality of pixels P described below.
  • the row number increases with a certain column several columns away from the first column.
  • the pixels P in the imaging region 10b are set so that the number of columns gradually increases.
  • the imaging region 10b has a maximum column number N 2 out of the number of columns constituting the imaging region 10b in each row at the end portion described above. It consists pixel P of the same number of N 2 columns, and the position of the N 2 columns (e.g. leading column number) shifts by one column for each row.
  • the signal reading unit 20 selectively outputs a voltage value corresponding to the charge output from the pixel P included in such an imaging region 10b.
  • the CPU 121 illustrated in FIG. 1 may extract data corresponding to the pixels P included in the imaging region 10b.
  • the image data including all the pixels P is stored in the frame memory 122 by the CPU 121, when a panoramic image is formed, data corresponding to the pixels P included in the imaging region 10b is selectively used to generate an image. It may be configured.
  • the following advantages can be obtained by setting the horizontal width WT of the imaging region 10b as wide as possible while securing the vertical width of the imaging region 10b necessary in the second imaging mode. . That is, in the second imaging mode, imaging is performed by rotating around the subject A in the vertically long imaging area 10b.
  • the solid-state imaging device 1 needs to continuously perform imaging operations while rotating around the subject A. In this case, the subject A is continuously irradiated with X-rays.
  • the solid-state imaging device 1 is stopped for each step, and X-rays can be irradiated for a very short time (in the form of pulses) only during that time.
  • FIG. 15 is a view of such an imaging state as viewed from above the subject A.
  • the X-ray source 150 and the solid-state imaging device 1 are arranged so as to sandwich the subject A.
  • the X-ray source 150 is a pulse wave X-ray source that emits pulsed X-rays for a short time.
  • the solid-state imaging device 1 is stopped for each rotation angle ⁇ corresponding to the lateral width WT of the imaging region 10b, and the X-ray pulse is irradiated from the X-ray source 150 only during that time, and the solid-state imaging device 1 performs imaging. By repeating this operation, a panoramic image or a cephalo image can be acquired.
  • the subject A is not imaged while the solid-state imaging device 1 moves, so that the subject A can be moved at a high speed, and the time required to acquire one panoramic image (or cephalo image) is reduced. can do. Therefore, the time during which the subject who is the subject A must be stationary is shortened, and the burden on the subject can be reduced. Moreover, since the solid-state imaging device 1 is stopped for every imaging, the blur of the image resulting from the motion of the subject A can be suppressed, and a clearer image can be acquired. Furthermore, since the solid-state imaging device 1 stops and irradiates X-rays for only a short time for imaging, the exposure dose of the subject can be further reduced.
  • a continuous wave X-ray source and X-rays emitted from the continuous wave X-ray source are used for a short time. You may provide the shutter to let it pass. Even if it is such a structure, the effect mentioned above can be acquired effectively.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an internal configuration of the solid-state imaging device 1.
  • the light receiving unit 10 includes M ⁇ N pixels P 1,1 to P M, N two-dimensionally arranged in M rows and N columns.
  • the pixel P m, n is located in the m-th row and the n-th column.
  • m is an integer from 1 to M
  • n is an integer from 1 to N.
  • Each of the N pixels P m, 1 to P m, N in the m-th row is connected to the scan shift register 40 by the m-th row selection wiring LV , m .
  • the scan shift register 40 is included in the control unit 6.
  • M pixels P 1, n ⁇ P M, n respective output terminals of the n-th column is for the n-th column readout wiring L O, by n, and is connected to the integrating circuit S n of the signal readout section 20.
  • the signal reading unit 20 includes N integration circuits S 1 to S N and N holding circuits H 1 to H N.
  • Each integrating circuit Sn has a common configuration.
  • the holding circuits H n have a common configuration.
  • Each integrating circuit S n readout wiring L O, n and has an input terminal connected to, and accumulates charges input to this input terminal, the output terminal a voltage value corresponding to the accumulated charge amount output to the holding circuit H n.
  • N integrating circuits S 1 ⁇ S N respectively is connected to the control unit 6 by a reset wiring L R, and also connected to the control unit 6 by a gain setting wiring L G.
  • Each holding circuit H n has an input terminal connected to the output terminal of the integrating circuit S n , holds a voltage value input to the input terminal, and the held voltage value is connected to the voltage output wiring from the output terminal Output to L out .
  • Each of the N holding circuits H 1 to H N is connected to the control unit 6 by a holding wiring L H.
  • each holding circuit H n is the n column selecting wiring L H, are connected to the read shift register 41 of the control unit 6 by n.
  • the A / D converter 30 inputs a voltage value output from each of the N holding circuits H 1 to H N to the voltage output wiring L out, and outputs A / D for the input voltage value (analog value). D conversion processing is performed, and a digital value corresponding to the input voltage value is output as image data D.
  • the control unit 6 outputs a reset control signal Reset to the reset wiring L R, giving the reset control signal Reset to the N integrating circuits S 1 ⁇ S N, respectively.
  • Control unit 6 outputs a gain setting signal Gain to the gain setting wiring L G, giving the gain setting signal Gain to the N integrating circuits S 1 ⁇ S N, respectively.
  • Control unit 6 outputs a holding control signal Hold to the holding wiring L H, gives the holding control signal Hold to the N holding circuits H 1 ⁇ H N, respectively.
  • the control unit 6 also controls the A / D conversion process in the A / D conversion unit 30.
  • FIG. 17 is a circuit diagram of each of the pixel P m, n , the integration circuit S n, and the holding circuit H n of the solid-state imaging device 1.
  • M ⁇ N pixels P 1,1 ⁇ P M, on behalf of the N shows a circuit diagram of the pixel P m, n, N pieces of the integrating circuits S 1 ⁇ S N and on behalf integrating circuit S
  • a circuit diagram of n is shown, and a circuit diagram of the holding circuit H n is shown as a representative of the N holding circuits H 1 to H N. That is, a circuit portion related to the pixel P m, n in the m- th row and the n-th column and the n-th column readout wiring L O, n is shown.
  • Pixel P m, n includes a switch SW 1 for the photodiode PD and a readout.
  • the anode terminal of the photodiode PD is grounded, the cathode terminal of the photodiode PD is connected to the n-th column readout wiring L O via the readout switch SW 1, and n.
  • the photodiode PD generates an amount of charge corresponding to the incident light intensity, and accumulates the generated charge in the junction capacitor.
  • Readout switch SW 1 is the m row selecting wiring L V, m-th row selection control signal Vsel passed through the m (m) is given from the control unit 6.
  • the m-th row selection control signal Vsel (m) instructs the open / close operation of the readout switch SW 1 of each of the N pixels P m, 1 to P m, N in the m-th row in the light receiving unit 10.
  • the n-th column readout wiring L O, n is connected to the readout switch SW 1 of each of the M pixels P 1, n to P M, n in the n-th column in the light receiving unit 10.
  • the n-th column readout wiring L O, n uses the charge generated in the photodiode PD of any one of the M pixels P 1, n to P M, n to read the pixel switch SW 1. read through by and transferred to the integrating circuit S n.
  • the integrating circuit Sn includes an amplifier A 2 , an integrating capacitive element C 21 , an integrating capacitive element C 22 , a discharging switch SW 21 and a gain setting switch SW 22 .
  • Integrating capacitive element C 21 and the discharge switch SW 21 is connected in parallel to each other, and provided between an input terminal of the amplifier A 2 and the output terminal.
  • the integrating capacitive element C 22 and the gain setting switch SW 22 is connected in series to each other, the input of the amplifier A 2 so that the gain setting switch SW 22 is connected to the input terminal side of the amplifier A 2 It is provided between the terminal and the output terminal.
  • the input terminal of the amplifier A 2 is connected to the n-th column readout wiring L O, n.
  • the reset control signal Reset instructs the opening / closing operation of the discharge switch SW 21 of each of the N integration circuits S 1 to S N.
  • Gain setting switch SW 22, the gain setting signal Gain is provided passing through the gain setting wiring L G from the controlling section 6.
  • the gain setting signal Gain instructs the opening / closing operation of the gain setting switch SW 22 of each of the N integration circuits S 1 to S N.
  • the integrating capacitive elements C 21 and C 22 and the gain setting switch SW 22 form a feedback capacitive unit having a variable capacitance value. That is, when the gain setting signal Gain is at low level the gain setting switch SW 22 is open, the capacitance value of the feedback capacitance section is equal to the capacitance value of the integrating capacitive element C 21. On the other hand, when the gain setting signal Gain is at a high level and the gain setting switch SW 22 is closed, the capacitance value of the feedback capacitance section is equal to the sum of the capacitance values of the integrating capacitive elements C 21 and C 22 .
  • the reset control signal Reset When the reset control signal Reset is at high level, closes the discharge switch SW 21, the feedback capacitance section is discharged, the voltage output from the integrating circuit S n is initialized. On the other hand, when the reset control signal Reset is at a low level, the discharge switch SW 21 is opened, the charge input to the input terminal is accumulated in the feedback capacitor unit, and the voltage value corresponding to the accumulated charge amount is an integration circuit. is output from the S n.
  • the holding circuit H n includes an input switch SW 31 , an output switch SW 32, and a holding capacitive element C 3 .
  • One end of the holding capacitive element C 3 is grounded.
  • the other end of the holding capacitive element C 3 is connected via an input switch SW 31 is connected to the output terminal of the integrating circuit S n, and is connected to the voltage output wiring L out via the output switch SW 32.
  • the input switch SW 31, is given holding control signal Hold passed through the holding wiring L H from the controlling section 6.
  • the holding control signal Hold instructs to open / close the input switch SW 31 of each of the N holding circuits H 1 to H N.
  • the output switch SW 32 is supplied with the n-th column selection control signal Hsel (n) from the control unit 6 through the n-th column selection wiring LH , n .
  • N-th column selecting control signal Hsel (n) is for instructing opening and closing operations of the output switch SW 32 of the holding circuit H n.
  • the input switch SW 31 changes from the closed state to the opened state, and the voltage value input to the input terminal at that time is held. It is held in the use capacitive element C 3. Further, when the n-th column selection control signal Hsel (n) is at a high level, the output switch SW 32 is closed, and the voltage value held in the holding capacitive element C 3 is supplied to the voltage output wiring L out . Is output.
  • the control unit 6 When the control unit 6 outputs a voltage value corresponding to the received light intensity of each of the N pixels P m, 1 to P m, N in the m-th row in the light receiving unit 10, the N integration is performed by the reset control signal Reset. After instructing the discharge switches SW 21 of each of the circuits S 1 to S N to be closed and then opened, the m-th row selection control signal Vsel (m) causes the N pixels P m of the m-th row in the light receiving unit 10. , 1 to P m, N is instructed to close the read switch SW 1 for a predetermined period.
  • the control unit 6 instructs the input switch SW 31 of each of the N holding circuits H 1 to H N to change from the closed state to the open state by the holding control signal Hold. Then, after the predetermined period, the control unit 6 sequentially sets the output switches SW 32 of the N holding circuits H 1 to H N sequentially for a certain period in response to the column selection control signals Hsel (1) to Hsel (N). Instruct to close only. The control unit 6 sequentially performs the above control for each row.
  • control unit 6 controls the opening / closing operation of the readout switch SW 1 of each of the M ⁇ N pixels P 1,1 to P M, N in the light receiving unit 10 and the voltage value in the signal readout unit 20.
  • the holding operation and output operation are controlled.
  • the control unit 6 uses the voltage value corresponding to the amount of charge generated in each of the photodiodes PD of the M ⁇ N pixels P 1,1 to P M, N in the light receiving unit 10 as frame data as a signal reading unit. 20 to repeatedly output.
  • the solid-state imaging device 1 has the first imaging mode such as CT imaging and the second imaging mode such as panoramic imaging and cephalometric imaging.
  • the imaging areas in the light receiving unit 10 are different from each other (in the first imaging mode, the area 10a in FIG. 5A and in the second imaging mode).
  • FIG. 5B shows a region 10b). Therefore, in the first imaging mode, the control unit 6 determines a voltage corresponding to the amount of charge generated in each photodiode PD of the M ⁇ N pixels P 1,1 to P M, N in the light receiving unit 10. The value is output from the signal reading unit 20.
  • the control unit 6 out of M ⁇ N pixels P 1,1 to P M, N in the light receiving unit 10 has a specific range of pixels P m constituting the imaging region 10b.
  • N selectively output a voltage value corresponding to the amount of charge generated in each photodiode PD from the signal reading unit 20.
  • the control unit 6 makes the readout pixel pitch in the frame data based on the voltage value output from the signal readout unit 20 smaller than that in the first imaging mode, and is output per unit time.
  • the frame rate which is the number of frame data, is increased
  • the gain which is the ratio of the output voltage value to the input charge amount in the signal reading unit 20, is increased.
  • the pixel pitch is 200 ⁇ m and the frame rate is 30 F / s.
  • the pixel pitch is 100 ⁇ m and the frame rate is 300 F / s.
  • the pixel pitch is smaller and the frame rate is faster in the second imaging mode than in the first imaging mode. Therefore, in the first imaging mode, it is necessary to perform binning reading in order to increase the pixel pitch compared to that in the second imaging mode. In addition, since the frame rate is faster in the second imaging mode than in the first imaging mode, the amount of light received by each pixel of each frame data is small.
  • the control unit 6 varies the gain, which is the ratio of the output voltage value to the input charge amount in the signal reading unit 20, between the first imaging mode and the second imaging mode. That is, when each integrating circuit Sn is configured as shown in FIG. 17, the control unit 6 controls the opening and closing of the gain setting switch SW 22 by the gain setting signal Gain, thereby controlling each integrating circuit Sn .
  • the capacitance value of the feedback capacitor unit is set as appropriate, and the gain is made different between the first imaging mode and the second imaging mode.
  • the capacitance value of the feedback capacitance unit is set to the capacitance value of each of the integration capacitance element C 21 and the integration capacitance element C 22. Equal to the sum.
  • the capacitance value of the feedback capacitor unit is made equal to the capacitance value of the integrating capacitive element C 21 . In this way, when in the second imaging mode than when in the first imaging mode, by decreasing the capacitance value of the feedback capacitance section of each integrating circuit S n, to increase the gain. Thereby, pixel data for a certain amount of light can be set to values close to each other in the first imaging mode and the second imaging mode, and a suitable operation can be performed in each imaging mode.
  • M row selection control signals Vsel (1) to Vsel (M) and N column selection control signals Hsel (1) to Hsel are controlled under the control of the control unit 6.
  • N Since the reset control signal Reset and the hold control signal Hold each change in level at a predetermined timing, it is possible to capture the image of the light incident on the light receiving unit 10 and obtain frame data.
  • FIG. 18 is a timing chart for explaining the operation of the solid-state imaging device 1 according to the first embodiment.
  • the operation in the first imaging mode in which binning readout of 2 rows and 2 columns is performed will be described. That is, the readout pixel pitch in the frame data is set to twice the pixel pitch.
  • the gain setting switch SW 22 is closed, the capacitance value of the feedback capacitance unit is set to a large value, and the gain is set to a small value.
  • a reset control signal Reset for instructing the opening / closing operation of the discharge switch SW 21 of each of the N integration circuits S 1 to S N
  • Third row selection control signal Vsel (3) and fourth row selection control signal Vsel (4) for instructing the opening / closing operation of SW 1
  • switches for input of each of N holding circuits H 1 to H N holding control for instructing opening and closing operations of the SW 31 No. Hold is shown.
  • Reading out the charges generated in the photodiode PD of each of the 2N pixels P 1,1 to P 1, N , P 2,1 to P 2, N in the first row and the second row and accumulated in the junction capacitance portion is as follows. This is done as follows. Before the time t 10, M row selecting control signals Vsel (1) ⁇ Vsel (M ), N pieces of column selection control signal Hsel (1) ⁇ Hsel (N ), the reset control signal Reset, and the holding control signal Hold Each is at a low level.
  • the reset control signal Reset to be output to the reset wiring L R from the controlling section 6 becomes the high level, thereby, in the N integrating circuits S 1 ⁇ S N respectively, the discharge The switch SW 21 is closed, and the integrating capacitive elements C 21 and C 22 are discharged. Further, during a period from the time t 12 after the time t 11 to time t 15, the first row selecting control output from the control unit 6 to the first row selecting wiring L V, 1 signal Vsel (1) a high level Accordingly, the readout switch SW 1 of each of the N pixels P 1,1 to P 1, N in the first row in the light receiving unit 10 is closed.
  • the second row selection control signal Vsel (2) becomes the high level output from the control section 6 to the second row selecting wiring L V, 2, which As a result, the readout switch SW 1 of each of the N pixels P 2,1 to P 2, N in the second row in the light receiving unit 10 is closed.
  • the holding control signal Hold that is output from the control unit 6 to the holding wiring L H becomes high level.
  • the input switch SW 31 is closed.
  • the charge is also the pixel P 2, n readout switch SW 1 in and the n-th column readout wiring of which was generated in the photodiode PD of the pixel P 2, n and accumulated in the junction capacitance portion until then L O, through n, is stored after being transferred to the integrating capacitive element C 21, C 22 of the integrating circuit S n. Then, a voltage value corresponding to the amount of charges accumulated in the integrating capacitive element C 21, C 22 of each integrating circuit S n is output from the output terminal of the integrating circuit S n.
  • the holding control signal Hold changes from the high level to the low level, so that the input switch SW 31 is switched in each of the N holding circuits H 1 to H N. switches from a closed state to an open state, a voltage value being input to the input terminal of the holding circuit H n are output from the output terminal of the integrating circuit S n at that time is held in the holding capacitive element C 3.
  • the column selection control signals Hsel (1) to Hsel (N) output from the control unit 6 to the column selection wirings L H, 1 to L H, N are sequentially supplied.
  • the output switch SW 32 of each of the N holding circuits H 1 to H N is sequentially closed for a certain period and held in the holding capacitor element C 3 of each holding circuit H n.
  • the voltage values thus output are sequentially output to the voltage output wiring L out through the output switch SW 32 .
  • the voltage value V out output to the voltage output wiring L out is the value of each of the 2N pixels P 1,1 to P 1, N , P 2,1 to P 2, N in the first and second rows. It represents a value obtained by adding the received light intensity in the photodiode PD in the column direction.
  • the voltage value sequentially output from each of the N holding circuits H 1 to H N is input to the A / D conversion unit 30 and converted into a digital value corresponding to the input voltage value. Then, among the N digital values output from the A / D converter 30, the digital values corresponding to the first column and the second column are added, and the digital values corresponding to the third column and the fourth column, respectively. Are added, and then two digital values are added.
  • the charges generated in the photodiodes PD of the 2N pixels P 3,1 to P 3, N , P 4,1 to P 4, N in the third row and the fourth row and accumulated in the junction capacitance portion Is read as follows.
  • the third row selection control signal Vsel (3) a high level output from the control section 6 to the third row selecting wiring L V, 3 Accordingly, the readout switch SW 1 of each of the N pixels P 3,1 to P 3, N in the third row in the light receiving unit 10 is closed. Further, in the same period (t 22 ⁇ t 25), the fourth row selection control signal Vsel (4) becomes the high level output from the control section 6 to the fourth row selecting wiring L V, 4, which As a result, the readout switch SW 1 of each of the N pixels P 4,1 to P 4, N in the fourth row in the light receiving unit 10 is closed.
  • the holding control signal Hold that is output from the control unit 6 to the holding wiring L H becomes high level.
  • the input switch SW 31 is closed.
  • the column selection control signals Hsel (1) to Hsel (N) output from the control unit 6 to the column selection wirings L H, 1 to L H, N are sequentially supplied.
  • the output switch SW 32 of each of the N holding circuits H 1 to H N is sequentially closed for a certain period.
  • the light receiving intensities of the photodiodes PD of the 2N pixels P 3,1 to P 3, N , P 4,1 to P 4, N in the third row and the fourth row are added in the column direction.
  • a voltage value Vout representing the measured value is output to the voltage output wiring Lout .
  • the voltage value sequentially output from each of the N holding circuits H 1 to H N is input to the A / D conversion unit 30 and converted into a digital value corresponding to the input voltage value. Then, among the N digital values output from the A / D converter 30, the digital values corresponding to the first column and the second column are added, and the digital values corresponding to the third column and the fourth column, respectively. Are added, and then two digital values are added.
  • the operations for the first row and the second row as described above following the operations for the first row and the second row as described above, the operations for the third row and the fourth row, and the subsequent operations from the fifth row to the Mth row.
  • frame data representing an image obtained by one imaging is obtained.
  • the operation for the Mth row is completed, the same operation is performed again in the range from the first row to the Mth row, and frame data representing the next image is obtained.
  • the voltage value Vout representing the two-dimensional intensity distribution of the light image received by the light receiving unit 10 is output to the voltage output wiring Lout , and the frame data is repeatedly generated. Is obtained.
  • the readout pixel pitch in the frame data obtained at this time is twice the pixel pitch.
  • FIG. 19 is a timing chart for explaining the operation of the solid-state imaging device 1 according to the first embodiment.
  • binning readout is not performed. That is, the readout pixel pitch in the frame data is made equal to the pixel pitch.
  • the gain setting switch SW 22 is open, the capacitance value of the feedback capacitance unit is set to a small value, and the gain is set to a large value.
  • FIG. 19 shows operations for the first row and the second row in the light receiving unit 10.
  • (a) reset control signal Reset (b) first row selection control signal Vsel (1), (c) second row selection control signal Vsel (2), (d) holding control.
  • Signal Hold (e) first column selection control signal Hsel (1), (f) second column selection control signal Hsel (2), (g) third column selection control signal Hsel (3), (h) fourth Column selection control signal Hsel (4), (i) fifth column selection control signal Hsel (5), and (j) sixth column selection control signal Hsel (6) are shown.
  • Reading of the charges generated in the photodiodes PD of the N pixels P 1,1 to P 1, N in the first row and accumulated in the junction capacitance portion is performed as follows. Before the time t 10, M row selecting control signals Vsel (1) ⁇ Vsel (M ), N pieces of column selection control signal Hsel (1) ⁇ Hsel (N ), the reset control signal Reset, and the holding control signal Hold Each is at a low level.
  • the reset control signal Reset to be output to the reset wiring L R from the controlling section 6 becomes the high level, thereby, in the N integrating circuits S 1 ⁇ S N respectively, the discharge use the switch SW 21 closes, the integrating capacitive element C 21 is discharged. Further, during a period from the time t 12 after the time t 11 to time t 15, the first row selecting control output from the control unit 6 to the first row selecting wiring L V, 1 signal Vsel (1) a high level Accordingly, the readout switch SW 1 of each of the N pixels P 1,1 to P 1, N in the first row in the light receiving unit 10 is closed.
  • the holding control signal Hold that is output from the control unit 6 to the holding wiring L H becomes high level.
  • the input switch SW 31 is closed.
  • the holding control signal Hold changes from the high level to the low level, so that the input switch SW 31 is switched in each of the N holding circuits H 1 to H N. switches from a closed state to an open state, a voltage value being input to the input terminal of the holding circuit H n are output from the output terminal of the integrating circuit S n at that time is held in the holding capacitive element C 3.
  • the second row selection control signal Vsel (2) a high level output from the control section 6 to the second row selecting wiring L V, 2
  • the readout switch SW 1 of each of the N pixels P 2,1 to P 2, N in the second row in the light receiving unit 10 is closed.
  • the holding control signal Hold that is output from the control unit 6 to the holding wiring L H becomes high level.
  • the input switch SW 31 is closed.
  • N 1 +2 sequentially becomes a high level only for a certain period.
  • N 1 pieces of holding circuits H 3 ⁇ H N1 + 2 respective output switch SW 32 is sequentially for a predetermined period close.
  • the voltage value V out indicating the received light intensity in the second row of the N 1 pixels P 2,3 ⁇ P 2, N1 + 2 each photodiode PD is output to the voltage output wiring L out.
  • the same operation is performed while shifting a certain number of columns for each row, and frame data representing an image obtained by one imaging is obtained.
  • the same operation is performed again in the range from the first row to the Mth row, and frame data representing the next image is obtained.
  • the voltage value Vout representing the two-dimensional intensity distribution of the light image received by the light receiving unit 10 is output to the voltage output wiring Lout , and the frame data is repeatedly generated. Is obtained.
  • the signal reading unit 20 and the A / D conversion unit 30 are divided into a plurality of sets, and pixel data is output from each set in parallel. Also good.
  • N integrating circuits S 1 to S N and N holding circuits H 1 to H N are divided into four sets, and integrating circuits S 1 to S i and holding circuit H 1
  • the signal readout unit 21 consisting of ⁇ H i is the first set
  • the signal readout part 22 consisting of the integration circuits S i + 1 to S j and the holding circuits H i + 1 to H j is the second set
  • the signal reading unit 23 including the holding circuits H j + 1 to H k is a third set
  • the signal reading unit 24 including the integrating circuits S k + 1 to S N and the holding circuits H k + 1 to H N is a fourth set.
  • the voltage values sequentially output from the holding circuits H 1 to H i of the signal reading unit 21 are converted into digital values by the A / D conversion unit 31, and the holding circuits H i + 1 to H j of the signal reading unit 22 are respectively converted.
  • the A / D converter 32 is sequentially converted into digital values by the A / D converter 32, and the voltage values sequentially output from the holding circuits H j + 1 to H k of the signal reading unit 23 are converted into A / D converters 33.
  • the voltage values sequentially output from the holding circuits H k + 1 to H N of the signal reading unit 24 are converted into digital values by the A / D conversion unit 34.
  • a / D conversion processing in each of the four A / D conversion units 31 to 34 is performed in parallel. In this way, pixel data can be read out at a higher speed.
  • a holding circuit corresponding to an odd number column among N holding circuits H 1 to H N is set as a first set, and a holding circuit corresponding to an even number column
  • an A / D converter is provided for each of the first and second sets, and the two A / D converters are operated in parallel.
  • a voltage value is simultaneously output from the holding circuit corresponding to the odd-numbered column and the holding circuit corresponding to the adjacent even-numbered column, and these two voltage values are simultaneously subjected to A / D conversion processing to obtain a digital value. Is done.
  • these two digital values are added. In this way, pixel data can be read out at high speed.
  • the imaging region in the second imaging mode is an imaging region that is inclined with respect to both the row direction and the column direction of the light receiving unit and has a direction that intersects the moving direction of the solid-state imaging device as the longitudinal direction.
  • the imaging area in the second imaging mode may be an area other than this, or the entire surface of the light receiving unit may be used as the imaging area.
  • the first imaging mode is not limited to the mode in which the entire surface of the light receiving unit is used as the imaging region as in the above embodiment, and an arbitrary region in the light receiving unit may be used as the imaging region as necessary.
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solid-state imaging device, 3 ... Semiconductor substrate, 4 ... Scintillator, 5 ... X-ray shielding part, 6 ... Control part 10, 110, 130 ... Light receiving part, 10a, 10b ... Imaging area, 11 ... Light receiving surface, 20, DESCRIPTION OF SYMBOLS 120,140 ... Signal reading part, 30,31-34 ... A / D conversion part, 40 ... Scanning shift register, 41 ... Reading shift register, 100 ... X-ray imaging system, 104 ... Swivel arm, 106 ... X-ray generator , 108 ... Rotation control unit, A ... Subject, A 2 ... Amplifier, C 21 , C 22 ...
  • Capacitance element for integration C 3 ... Capacitance element for holding, H 1 to H N ... Holding circuit, L G ... For gain setting Wiring, L H ... holding wiring, L H, n ... n-th column selection wiring, L O, n ... n-th column reading wiring, L out ... voltage output wiring, L R ... reset wiring, L V , M to m-th row selection wiring, P, P m, n ... Element, Reset ... Reset control signal, S 1 to S N ... Integration circuit, SW 1 ... Read switch, SW 21 ... Discharge switch, SW 22 ... Gain setting switch, SW 31 ... Input switch, SW 32 ... Output Switch, W ... silicon wafer.

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Abstract

固体撮像装置１は、Ｍ×Ｎ個（Ｍ及びＮは２以上の整数）の画素がＭ行Ｎ列に２次元配列されて成り、矩形状の受光面を有する受光部１０と、各画素からの電荷の量に応じた電圧値を各列毎に保持し、その保持した電圧値を順次に出力する信号読出部２０とを有する。この固体撮像装置１は回転制御部によって回転可能に支持されており、回転制御部は、二つの撮像モードのうち一方の撮像モードの際には受光部１０の行方向または列方向が固体撮像装置１の移動方向Ｂと平行になるように、また、二つの撮像モードのうち他方の撮像モードの際には受光部１０の行方向および列方向の双方が固体撮像装置１の移動方向Ｂに対し傾斜するように、固体撮像装置１の回転角を制御する。

Description

医療用Ｘ線撮像システム
　本発明は、医療用Ｘ線撮像システムに関するものである。
　医療用のＸ線撮影において、近年、Ｘ線感光フィルムに代えて、Ｘ線撮像装置を使用したＸ線イメージングシステムが広く用いられるようになってきた。こうしたＸ線イメージングシステムは、Ｘ線感光フィルムのように現像の必要がなく、リアルタイムにＸ線画像を確認することができるなど利便性が高く、データの保存性や取扱いの容易性の面でも優位な点を有する。歯科の診断におけるＸ線撮影においても、パノラマ、セファロ、ＣＴといった各種の撮像モードにおいてこのようなＸ線イメージングシステムが使用されつつある。
　歯科用のＸ線撮像システムの場合、Ｘ線撮像装置に要求される撮像領域の形状が、上述した各種の撮像モードによって異なる場合がある。すなわち、ＣＴ撮影に使用される撮像領域（以下、第１の撮像領域）には横方向に十分な幅が要求され、上下方向にも或る程度の幅が要求される。また、パノラマ撮影やセファロ撮影に使用される撮像領域（以下、第２の撮像領域）には上下方向に十分な幅が要求される。しかし、これらの要求を満たす複数のＸ線撮像装置を用意すると、Ｘ線撮像システムが大型化したり、或いは撮像モードを変更する際にＸ線撮像装置の交換が必要となり手間がかかるといった問題が生じる。したがって、第１及び第２の撮像領域に関するこれらの要求を一つのＸ線撮像装置により解決できることが好ましい。
　例えば特許文献１には、Ｘ線発生部とＸ線検出部とを備えた歯科診断用のＸ線撮影装置が開示されている。このＸ線撮影装置では、Ｘ線細隙ビームとＸ線広域ビームとを選択的に切り替えて発生できるように、細溝状スリット又は矩形状スリットを介してＸ線が照射される。Ｘ線細隙ビームはパノラマ撮影やセファロ撮影等に使用され、Ｘ線広域ビームはＣＴ撮影等に使用される。そして、この特許文献１には、細溝状スリットを通過したＸ線細隙ビーム、及び矩形状スリットを通過したＸ線広域ビームの双方を一つの固体撮像素子によって撮影することが記載されている。
　また、このような医療用のＸ線撮像システムに用いられる固体撮像装置としては、ＣＭＯＳ技術を用いたものが知られており、その中でもパッシブピクセルセンサ（ＰＰＳ： Passive Pixel Sensor）方式のものが知られている。ＰＰＳ方式の固体撮像装置は、入射光強度に応じた量の電荷を発生するフォトダイオードを含むＰＰＳ型の画素がＭ行Ｎ列に２次元配列された受光部を備え、各画素において光入射に応じてフォトダイオードで発生した電荷を積分回路において容量素子に蓄積し、その蓄積電荷量に応じた電圧値を出力するものである。
　一般に、各列のＭ個の画素それぞれの出力端は、その列に対応して設けられている読出用配線を介して、その列に対応して設けられている積分回路の入力端と接続されている。そして、各画素のフォトダイオードで発生した電荷は、第１行から第Ｍ行まで順次に行毎に、当該列に対応する読出用配線を通って積分回路に入力され、その積分回路から電荷量に応じた電圧値が出力される。
国際公開第２００６／１０９８０８号パンフレット
　前述したように、歯科用のＸ線撮像システムの場合、固体撮像装置に要求される撮像領域の形状がパノラマやＣＴといった各種の撮像モードによって異なる場合があり、これらの撮像モードを一つの固体撮像装置により実現できることが好ましい。しかしながら、特許文献１に記載された構成では、これらの撮像モードにおけるＸ線ビームを一つの固体撮像装置によって撮影するものの、横方向に十分な幅を有し且つ上下方向にも或る程度の幅を有するＣＴ用の第１の撮像領域と、上下方向に十分な幅を有するパノラマ用の第２の撮像領域とを一つの受光面内に収める為には、上下方向および横方向の双方において十分な幅を有する広い受光面が必要となる。しかし、固体撮像装置の受光部の材料となる半導体ウェハの大きさ等の制約により、このような広い受光面を有する固体撮像装置を生産できない場合がある。
　本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、少なくとも二つの撮像モードを有する医療用のＸ線撮像システムにおいて、該二つの撮像モードを一つの固体撮像装置によって実現し、且つ固体撮像装置の受光面に要求される面積の増加を抑えることを目的とする。
　本発明に係る医療用Ｘ線撮像システムは、被検者の顎部の周囲を移動しつつＸ線像を撮像する固体撮像装置を備え、少なくとも二つの撮像モードを有する医療用Ｘ線撮像システムであって、固体撮像装置が、フォトダイオードを各々含むＭ×Ｎ個（Ｍ及びＮは２以上の整数）の画素がＭ行Ｎ列に２次元配列されて成る矩形状の受光面を有する受光部と、各列毎に配設され、対応する列の画素に含まれるフォトダイオードと読出用スイッチを介して接続されたＮ本の読出用配線と、読出用配線を経て入力された電荷の量に応じた電圧値を保持し、その保持した電圧値を順次に出力する信号読出部と、各画素の読出用スイッチの開閉動作を制御するとともに、信号読出部における電圧値の出力動作を制御して、各画素のフォトダイオードで発生した電荷の量に応じた電圧値を信号読出部から出力させる制御部と、入射したＸ線に応じてシンチレーション光を発生してＸ線像を光像へと変換し、該光像を受光部へ出力するシンチレータとを有し、固体撮像装置を受光面に垂直な軸線周りに回転可能に支持するとともに、二つの撮像モードのうち一方の撮像モードの際には固体撮像装置の移動方向に受光部の行方向または列方向が沿うように、また、二つの撮像モードのうち他方の撮像モードの際には固体撮像装置の移動方向に対し受光部の行方向および列方向の双方が傾斜するように、固体撮像装置の回転角を制御する回転制御部を更に備える。
　本発明に係る医療用Ｘ線撮像システムにおいては、固体撮像装置の受光部が矩形状の受光面を有しており、この固体撮像装置は、回転制御部によって受光面に垂直な軸線周りに回転可能に支持されている。そして、二つの撮像モードのうち一方の撮像モードの際には、固体撮像装置の移動方向に受光部の行方向または列方向が沿うように固体撮像装置の回転角が制御される。この一方の撮像モードを例えばＣＴ撮影モードとした場合、行方向および列方向のうち一方に十分な幅を有し且つ他方にも或る程度の幅を有する受光面を備える固体撮像装置を使用し、行方向および列方向のうち十分な幅を有する方向が固体撮像装置の移動方向に沿うように固体撮像装置の回転角を制御することで、上述した第１の撮像領域を好適に実現できる。
　また、他方の撮像モードを例えばパノラマ撮影モードやセファロ撮影モードとした場合、前述したように上下方向に十分な幅を有する第２の撮像領域が要求される。受光面の面積を拡げることなくこのような要求を満足するためには、例えば、上述した固体撮像装置を９０°回転させて、受光面の長手方向を上下方向と一致させることも考えられる。しかしながら、第２の撮像領域に要求される上下方向の幅が、第１の撮像領域の要求を満足する受光面の長手方向の幅をもってしても足りない場合がある。例えば、現在のＣＴ撮影において一般的に要求される撮像領域の横幅は１２ｃｍ程度であるが、パノラマ撮影において一般的に要求される撮像領域の上下幅は１５ｃｍ程度である。
　そこで、本発明に係る医療用Ｘ線撮像システムにおいては、他方の撮像モードの際、固体撮像装置の移動方向に対し受光部の行方向および列方向の双方が傾斜するように固体撮像装置の回転角を制御する。受光面の形状が矩形状なので、このように固体撮像装置の移動方向に対して受光部を斜めにすることによって、受光面の上下方向の幅を広く（例えば対角線の長さに）することができる。すなわち、第２の撮像領域に要求される上下方向の幅と比べて受光面の長手方向の幅が短くても、第２の撮像領域の要求幅を満足することが可能となる。したがって、本発明によれば、少なくとも二つの撮像モードを有する医療用のＸ線撮像システムにおいて、該二つの撮像モードを一つの固体撮像装置によって実現するとともに、固体撮像装置の受光面に要求される面積の増加を抑えることができる。
　また、医療用Ｘ線撮像システムは、制御部が、他方の撮像モードの際に、Ｍ×Ｎ個の画素のうち所定の方向を長手方向とする撮像領域を構成する画素から選択的に電圧値が読み出されるように信号読出部の出力動作を制御し、所定の方向が、受光部の行方向および列方向の双方に対して傾斜し、且つ固体撮像装置の移動方向と交差してもよい。このように、受光部の行方向および列方向の双方に対して傾斜し、且つ固体撮像装置の移動方向と交差する方向を長手方向とする撮像領域は、他方の撮像モードにおける撮像領域として好適である。また、信号読出部の出力動作がこのように制御される場合、所定の方向が固体撮像装置の移動方向に対して直交することが好ましく、撮像領域が受光部の対角線上の領域であることが好ましい。
　また、医療用Ｘ線撮像システムは、制御部が、他方の撮像モードにおいて信号読出部の出力動作を制御する際に、受光部のＮ列それぞれに対応して保持された電圧値のうち、連続するＮ１列（Ｎ１＜Ｎ）に対応して保持された電圧値を信号読出部から出力させ、且つ、受光部における該Ｎ１列の位置を、一又は複数の行に対応する電圧値を読み出す度に一定列数ずつシフトさせてもよい。制御部が、信号読出部の出力動作を例えばこのように制御することにより、上記した所定の方向を長手方向とする撮像領域を構成する画素から電圧値を選択的に読み出すことができる。
　また、医療用Ｘ線撮像システムは、受光部における行数Ｍが列数Ｎより小さく、受光面の形状が行方向を長手方向とする長方形状であってもよい。この医療用Ｘ線撮像システムでは読出用配線が各列毎に配設されているので、受光部をこのように構成することにより、読出用配線の配設方向と受光面の短手方向とが一致することとなる。したがって、各フレームにおいて読出用配線から電荷を読み出す対象となる画素（フォトダイオード）の数を少なくできるので、フレームレート（単位時間当たりに出力されるフレームデータの個数）をより速くすることができる。
　また、医療用Ｘ線撮像システムは、固体撮像装置の回転中心が、矩形状の受光部における四つの角部のうち一つの角部に位置しており、一つの角部が二つの撮像モードの双方において被検者に対し下顎側に位置するように固体撮像装置が回転してもよい。固体撮像装置が被検者の顎部の周囲を移動しつつＸ線像を撮像する際、被検者の下顎部を支持台の上に載せることにより被検者の頭部の位置を固定することが多く、このような場合には被検者の顎部の高さ位置の基準は顎の下端となる。この医療用Ｘ線撮像システムによれば、二つの撮像モードにおける受光面の下端の高さを、回転中心となる角部の高さで互いに一致させることができる。したがって、二つの撮像モードにおける受光面の高さと被検者の顎部の高さとを精度良く合わせることができる。
　また、医療用Ｘ線撮像システムは、制御部が、他方の撮像モードの際に、一方の撮像モードと比べて、信号読出部から出力される電圧値に基づくフレームデータにおける読出し画素ピッチを小さくし、単位時間当たりに出力されるフレームデータの個数であるフレームレートを速くし、信号読出部における入力電荷量に対する出力電圧値の比であるゲインを大きくしてもよい。これにより、ＣＴやパノラマといった各撮像モードに適した動作を行うことができる。
　また、医療用Ｘ線撮像システムは、一方の撮像モードは歯科用Ｘ線撮影におけるＣＴ撮影を行う撮像モードであり、他方の撮像モードは歯科用Ｘ線撮影におけるパノラマ撮影を行う撮像モードであることが好適である。
　本発明によれば、少なくとも二つの撮像モードを有する医療用のＸ線撮像システムにおいて、該二つの撮像モードを一つの固体撮像装置によって実現し、且つ固体撮像装置の受光面に要求される面積を小さくすることができる。
第１実施形態に係るＸ線撮像システム１００の構成図である。 被写体Ａ（被検者の顎部）の上方から見て、固体撮像装置１が被写体Ａの周囲を旋回移動する様子を示す図である。 固体撮像装置１の一部を切り欠いて示す平面図である。 図３のＩＶ－ＩＶ線に沿った固体撮像装置１の側断面図である。 撮像モードに応じた固体撮像装置１の角度位置、および受光部１０における撮像領域を示す図である。（ａ）ＣＴ撮影といった撮像モード（第１撮像モード）における、固体撮像装置１の角度位置と受光部１０の撮像領域１０ａとを示す。（ｂ）パノラマ撮影やセファロ撮影といった撮像モード（第２撮像モード）における、固体撮像装置１の角度位置と受光部１０の撮像領域１０ｂとを示す。 図５（ｂ）に示した撮像領域１０ｂを更に詳しく示す図である。 （ａ）シリコンウェハＷにおいて受光部１０の為に正方形の面付けを行った様子、（ｂ）シリコンウェハＷにおいて受光部１０の為に長方形の面付けを行った様子を示す図である。 走査シフトレジスタ４０から受光部１０の各行毎に配設された行選択用配線に断線Ｑ１が発生し、信号読出部２０から各列毎に配設された読出用配線に断線Ｑ２が発生した様子を示す図である。 （ａ）受光部１０の行方向と固体撮像装置１の移動方向Ｂとが直交するように固体撮像装置１の回転角を制御した場合に、受光部１０の或る行において欠陥画素Ｐｄ１が発生し、或る列において欠陥画素Ｐｄ２が発生した状態、（ｂ）受光部１０の行方向および列方向の双方が固体撮像装置１の移動方向Ｂに対して傾斜するように固体撮像装置１の回転角を制御した場合に、図９（ａ）と同様の欠陥画素Ｐｄ１，Ｐｄ２が発生した状態を示す図である。 受光部を回転させずに使用する従来の固体撮像装置における電荷読み出し方式を示す図である。（ａ）信号読出部１２０を撮像領域１１０ａの長手方向に沿って配置した場合を示している。（ｂ）信号読出部１２０を撮像領域１１０ｂの長手方向に沿って配置した場合を示している。 （ａ）受光部１３０の短手方向に沿って信号読出部１４０を配置した場合における電荷読み出し方式、（ｂ）第１実施形態に係る固体撮像装置１の電荷読み出し方式を示す図である。 固体撮像装置１の回転中心（図１に示した軸線Ｃ）の位置に応じた、受光部１０の回転の様子を示す図である。（ａ）受光部１０の中心Ｅを固体撮像装置１の回転中心とした場合を示している。（ｂ）矩形状の受光部１０における四つの角部のうち一つの角部Ｆを固体撮像装置１の回転中心とし、第１撮像モード及び第２撮像モードを通じて角部Ｆが他の角部に対して下方に位置するように固体撮像装置１を回転させた場合を示している。 正方形状の受光部１０と、線状の撮像領域１０ｂとを示す平面図である。 正方形状の受光部１０と、面状の撮像領域１０ｂとを示す平面図である。 図１４に示した受光部１０による撮像の様子を被写体Ａの上方から見た図である。 第１実施形態に係る固体撮像装置１の内部構成を示す図である。 第１実施形態に係る固体撮像装置１の画素Ｐｍ，ｎ，積分回路Ｓｎおよび保持回路Ｈｎそれぞれの回路図である。 第１実施形態に係る固体撮像装置１の動作を説明するタイミングチャートである。 第１実施形態に係る固体撮像装置１の動作を説明するタイミングチャートである。 第１実施形態に係る固体撮像装置１の構成の変形例を示す図である。
　以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
　図１は、本発明の一実施形態として、医療用Ｘ線撮像システム１００の構成を示す図である。本実施形態のＸ線撮像システム１００は、主に歯科医療におけるパノラマ撮影、セファロ撮影、ＣＴ撮影といった撮像モードを備えており、被検者の顎部のＸ線像を撮像する。Ｘ線撮像システム１００は、固体撮像装置とＸ線発生装置とを備えており、Ｘ線発生装置から出力されて被写体Ａ（すなわち被検者の顎部）を透過したＸ線を固体撮像装置により撮像する。
　この図に示されるＸ線撮像システム１００は、固体撮像装置１と、Ｘ線発生装置１０６と、固体撮像装置１を回転可能に支持する回転制御部１０８とを備えている。
　Ｘ線発生装置１０６は、被写体Ａに向けてＸ線を発生する。Ｘ線発生装置１０６から発生したＸ線の照射野は、一次スリット板１０６ｂによって制御される。Ｘ線発生装置１０６にはＸ線管が内蔵されており、そのＸ線管の管電圧、管電流および通電時間などの条件が調整されることによって、被写体ＡへのＸ線照射量が制御される。また、Ｘ線発生装置１０６は、一次スリット板１０６ｂの開口範囲が制御されることで、或る撮像モードのときに所定の拡がり角でＸ線を出力し、別の撮像モードではこの所定の拡がり角より狭い拡がり角でＸ線を出力することができる。
　固体撮像装置１は、２次元配列された複数の画素を有するＣＭＯＳ型の固体撮像装置であり、被写体Ａを通過したＸ線像を電気的な画像データＤに変換する。固体撮像装置１の前方には、Ｘ線入射領域を制限する二次スリット板１０７が設けられる。回転制御部１０８は、固体撮像装置１を、固体撮像装置１の受光面１１に垂直な軸線Ｃ周りに回転可能に支持し、ＣＴ撮影やパノラマ撮影、セファロ撮影といった撮像モードに応じた所定の角度位置に固体撮像装置１を回転させる。
　Ｘ線撮像システム１００は、旋回アーム１０４を更に備えている。旋回アーム１０４は、Ｘ線発生装置１０６と固体撮像装置１とを互いに対向させるように保持して、ＣＴ撮影やパノラマ撮影、或いはセファロ撮影の際にこれらを被写体Ａの周りに旋回させる。また、リニア断層撮影の際には、固体撮像装置１を被写体Ａに対して直線変位させるためのスライド機構１１３が設けられる。旋回アーム１０４は、回転テーブルを構成するアームモータ１０９によって駆動され、その回転角度が角度センサ１１２によって検出される。また、アームモータ１０９は、ＸＹテーブル１１４の可動部に搭載され、回転中心が水平面内で任意に調整される。
　固体撮像装置１から出力される画像データＤは、ＣＰＵ（中央処理装置）１２１にいったん取り込まれた後、フレームメモリ１２２に格納される。フレームメモリ１２２に格納された画像データから、所定の演算処理によって任意の断層面に沿った断層画像やパノラマ画像が再生される。再生された断層画像やパノラマ画像は、ビデオメモリ１２４に出力され、ＤＡ変換器１２５によってアナログ信号に変換された後、ＣＲＴ（陰極線管）などの画像表示部１２６によって表示され、各種診断に供される。
　ＣＰＵ１２１には、信号処理に必要なワークメモリ１２３が接続され、さらにパネルスイッチやＸ線照射スイッチ等を備えた操作パネル１１９が接続されている。また、ＣＰＵ１２１は、アームモータ１０９を駆動するモータ駆動回路１１１、一次スリット板１０６ｂ及び二次スリット板１０７の開口範囲を制御するスリット制御回路１１５及び１１６、並びにＸ線発生装置１０６を制御するＸ線制御回路１１８にそれぞれ接続され、さらに、固体撮像装置１を駆動するためのクロック信号を出力する。Ｘ線制御回路１１８は、固体撮像装置１により撮像された信号に基づいて、被写体へのＸ線照射量を帰還制御する。
　図２は、被写体Ａ（被検者の顎部）の上方から見て、固体撮像装置１が被写体Ａの周囲を旋回移動する様子を示す図である。なお、この図では、固体撮像装置１の軌跡を一点鎖線で示している。固体撮像装置１は、旋回アーム１０４によって、被写体Ａを中心とし水平面に沿った周方向（図中の矢印Ｂ）に移動しながら、被写体Ａを通過したＸ線像の撮像を行う。この際、固体撮像装置１の受光面１１が常に被写体Ａと対向するように、固体撮像装置１の向きが設定される。
　図３及び図４は、本実施形態における固体撮像装置１の構成を示す図である。図３は固体撮像装置１の一部を切り欠いて示す平面図であり、図４は図３のIV－IV線に沿った固体撮像装置１の側断面図である。なお、図３及び図４には、理解を容易にするためＸＹＺ直交座標系を併せて示している。
　図３に示すように、固体撮像装置１は、半導体基板３の主面に作り込まれた受光部１０、信号読出部２０、Ａ／Ｄ変換部３０および走査シフトレジスタ４０を備えている。なお、受光部１０、信号読出部２０、Ａ／Ｄ変換部３０および走査シフトレジスタ４０は、それぞれ別個の半導体基板上に形成されていても良い。また、図４に示すように、固体撮像装置１は、半導体基板３の他、平板状の基材２、シンチレータ４およびＸ線遮蔽部５を備えている。半導体基板３は基材２に貼り付けられ、シンチレータ４は半導体基板３上に配置されている。シンチレータ４は、入射したＸ線に応じてシンチレーション光を発生してＸ線像を光像へと変換し、この光像を受光部１０へ出力する。シンチレータ４は受光部１０を覆うように設置されるか、或いは受光部１０上に蒸着により設けられる。Ｘ線遮蔽部５は、Ｘ線の透過率が極めて低い鉛等の材料からなる。Ｘ線遮蔽部５は半導体基板３の周縁部を覆っており、信号読出部２０等へのＸ線の入射を防止する。
　受光部１０は、Ｍ×Ｎ個の画素ＰがＭ行Ｎ列に２次元配列されることにより構成されている。なお、図３において、列方向はＸ軸方向と一致し、行方向はＹ軸方向と一致する。Ｍ，Ｎそれぞれは２以上の整数であり、Ｍ＜Ｎを満たすことが好ましい。すなわち、受光部１０における行方向の画素Ｐの数は、列方向の画素Ｐの数より多いことが好ましい。その場合、受光部１０の受光面は、行方向（Ｙ軸方向）を長手方向とし、列方向（Ｘ軸方向）を短手方向とする長方形状を呈する。各画素Ｐは、例えば１００μｍピッチで配列されており、ＰＰＳ方式のものであって共通の構成を有している。
　なお、半導体基板３において、受光部１０の周囲にも画素が形成されているが、このような画素はＸ線遮蔽部５によって覆われていて、光が入射せず電荷が発生しないので、撮像には寄与しない。本実施形態の受光部１０は、撮像の為の有効な画素として、Ｍ行Ｎ列に２次元配列されたＭ×Ｎ個の画素Ｐを含むものである。換言すれば、本実施形態の半導体基板３において受光部１０となる領域は、Ｘ線遮蔽部５の開口５ａによって規定される。
　信号読出部２０は、受光部１０の各画素Ｐから出力された電荷の量に応じた電圧値を保持し、その保持した電圧値を順次に出力する。ＡＤ変換部３０は、信号読出部２０から出力された電圧値を入力し、その入力した電圧値（アナログ値）に対してＡ／Ｄ変換処理して、その入力電圧値に応じたデジタル値を出力する。走査シフトレジスタ４０は、各画素Ｐに蓄積された電荷が行毎に信号読出部２０へ順次出力されるように各画素Ｐを制御する。
　このような固体撮像装置１を備えるＸ線撮像システム１００は、前述したように、ＣＴ撮影、パノラマ撮影、及びセファロ撮影といった撮像モードを備えている。そして、固体撮像装置１は、受光面に垂直な軸線周りに回転可能なように回転制御部１０８によって支持されており、撮像モードに応じた所定の角度位置に制御される。また、固体撮像装置１は、受光部１０における撮像領域（受光部１０のうち撮像データに寄与する領域）を撮像モードに応じて変更する機能を有する。
　ここで、図５は、撮像モードに応じた固体撮像装置１の角度位置、および受光部１０における撮像領域を示す図である。図５（ａ）は、ＣＴ撮影といった撮像モード（第１撮像モード）における、固体撮像装置１の角度位置と受光部１０の撮像領域１０ａとを示す。また、図５（ｂ）は、パノラマ撮影やセファロ撮影といった撮像モード（第２撮像モード）における、固体撮像装置１の角度位置と受光部１０の撮像領域１０ｂとを示す。なお、図５（ａ），（ｂ）において、矢印Ｂは旋回アーム１０４（図１参照）による固体撮像装置１の移動方向を示している。
　図５（ａ）に示すように、ＣＴ撮影といった第１撮像モードの際には、受光部１０の行方向（図中の矢印Ｇ１）および列方向（図中の矢印Ｇ２）のうち一方が移動方向Ｂに沿うように、更に好ましくは受光部１０の長手方向（本実施形態では行方向Ｇ１）が移動方向Ｂと平行になるように、固体撮像装置１の回転角が制御される。また、このときの撮像領域１０ａは、受光部１０におけるＭ行Ｎ列の全ての画素Ｐによって構成される。すなわち、撮像領域１０ａの行方向及び列方向の幅は、それぞれ受光部１０と同じである。
　また、図５（ｂ）に示すように、パノラマ撮影やセファロ撮影といった第２撮像モードの際には、固体撮像装置１の移動方向Ｂに対して受光部１０の行方向Ｇ１および列方向Ｇ２の双方が傾斜するように固体撮像装置１の回転角が制御される。すなわち、この第２撮像モードにおいては、受光部１０の行方向Ｇ１または列方向Ｇ２と、固体撮像装置１の旋回平面Ｈとの成す角θが０°＜θ＜９０°を満たす値となる。したがって、例えばＣＴ撮像モードからパノラマ撮像モードに移行する際には、固体撮像装置１は角度θだけ回転することとなる。
　より好ましくは、受光部１０における一つの対角線が旋回平面Ｈに対して垂直となるように、固体撮像装置１の回転角が制御されるとよい。この場合の固体撮像装置１の角度位置は、受光部１０の行方向Ｇ１の幅と、列方向Ｇ２の幅との比によって決定される。例えば、行方向Ｇ１の幅と列方向Ｇ２の幅とが互いに等しい場合には、固体撮像装置１の旋回平面Ｈとの成す角θは４５°であることが好ましい。また、行方向Ｇ１の幅と列方向Ｇ２の幅との比が２：１である場合には、固体撮像装置１の旋回平面Ｈとの成す角θは６０°であることが好ましい。
　また、このときの撮像領域１０ｂは、受光部１０において所定の方向を長手方向とする細長い領域として設定されている。この所定の方向とは、受光部１０の行方向Ｇ１および列方向Ｇ２の双方に対して傾斜しており、且つ固体撮像装置１の移動方向Ｂと交差する方向である。本実施形態では、撮像領域１０ｂの上記所定の方向（長手方向）は固体撮像装置１の移動方向Ｂと直交しており、且つ受光部１０の対角線に沿っている。そして、撮像領域１０ｂは受光部１０の対角線上に設定されている。これにより、Ｘ線撮像システム１００の上下方向、すなわち旋回平面Ｈと垂直な方向における撮像領域１０ｂの一端は受光部１０における最上部（図５（ｂ）に示す頂部Ｊ１）と一致し、同方向における撮像領域１０ｂの他端は受光部１０における最下部（図５（ｂ）に示す頂部Ｊ２）と一致することとなる。第２撮像モードの際には、受光部１０が有するＭ×Ｎ個の画素のうち、このような撮像領域１０ｂを構成する画素から選択的に電圧値が読み出されるように、信号読出部２０の出力動作が制御される。
　ここで、図６は、図５（ｂ）に示した撮像領域１０ｂを更に詳しく示す図である。図６に示すように、撮像領域１０ｂは、受光部１０の各行において、Ｎ列の画素Ｐのうち連続するＮ１列（２≦Ｎ１＜Ｎ、図６ではＮ１＝４として図示）の画素Ｐからなり、且つ、その連続するＮ１列の位置（例えば先頭列番号）が、各行毎に一定列数ずつ（図６では２列ずつ）シフトしている。固体撮像装置１においては、このような撮像領域１０ｂに含まれる画素Ｐから出力される電荷に応じた電圧値を、信号読出部２０が選択的に出力する。
　なお、撮像領域１０ｂは図６に示された形態に限られるものではなく、例えば連続するＮ１列の位置（先頭列番号）が複数行毎に一定列数ずつシフトしていてもよい。また、図６に示した形態では、列方向の両端に位置する行（第１行および第Ｍ行）においても、連続するＮ１列によって撮像領域１０ｂが構成されている。例えば、列方向の両端に位置する行においては撮像領域１０ｂを構成する列数がＮ１より少ない等、撮像領域１０ｂの両端の形状が多少変更されていてもよい。
　本実施形態に係るＸ線撮像システム１００においては、このように固体撮像装置１の回転角が制御されることにより、以下の効果が得られる。上述したように、Ｘ線撮像システム１００においては、固体撮像装置１の受光部１０が矩形状の受光面を有している。そして、第１撮像モードの際には、固体撮像装置１の移動方向Ｂに受光部１０の行方向または列方向が沿うように固体撮像装置１の回転角が制御される。この第１撮像モードを例えばＣＴ撮影モードとした場合、行方向および列方向のうち一方（本実施形態では行方向）に十分な幅を有し、且つ他方（本実施形態では列方向）にも或る程度の幅を有する受光面を備える固体撮像装置１を使用し、行方向および列方向のうち十分な幅を有する方向が固体撮像装置１の移動方向Ｂに沿うように固体撮像装置１の回転角を制御することで、第１撮像モードにおける撮像領域１０ａを好適に実現できる。
　また、第２撮像モードを例えばパノラマ撮影モードやセファロ撮影モードとした場合、上下方向に十分な幅を有する撮像領域が要求される。受光部１０の面積を拡げることなくこのような要求を満足するためには、例えば、上述した固体撮像装置１を９０°回転させて、受光部１０の長手方向（本実施形態では行方向）を上下方向と一致させることも考えられる。しかしながら、当該撮像領域に要求される上下方向の幅が、第１撮像領域１０ａの要求を満足する受光部１０の長手方向の幅をもってしても足りない場合がある。
　ＣＴ撮影を行う第１撮像モードでは、一回の撮影で歯列の幅全体を撮影する必要があるので、撮像領域の寸法として例えば高さ（すなわち移動方向Ｂと直交する方向の幅）８ｃｍ以上、横幅（移動方向Ｂと平行な方向の幅）１２ｃｍ以上が要求される。そこで、図７（ａ）に示すように、略円形のシリコンウェハＷにおいて受光部１０の為に正方形の面付けを行うことにより、受光部１０の寸法を例えば横幅１２ｃｍ、高さ１２ｃｍとすれば第１撮像モードの要求寸法を満足する。しかし、パノラマ撮影を行う第２撮像モードでは、一回の撮影で顎から上下歯列までを撮影する必要があるので、撮像領域の寸法として例えば高さ１５ｃｍ以上が要求される（なお、横幅は７ｍｍ以上あればよい）。したがって、一つの固体撮像装置を用いて双方の撮像モードを実現しようとする場合、特許文献１に記載された構成のように固体撮像装置を回転させずにこれらの撮像領域を割り付けると、高さ１５ｃｍ以上、横幅１２ｃｍ以上の受光部が必要となり、より大きなシリコンウェハが必要となる。
　そこで、Ｘ線撮像システム１００においては、第２撮像モードの際、固体撮像装置１の移動方向Ｂに対し受光部１０の行方向および列方向の双方が傾斜するように固体撮像装置１の回転角を制御する。受光部１０の形状が矩形状なので、このように固体撮像装置１の移動方向Ｂに対して受光部１０を斜めにすることによって、受光部１０の上下方向の幅を広く（例えば対角線の長さに）することができる。例えば、受光部１０の寸法が１２ｃｍ×１２ｃｍである場合、撮像領域１０ｂの上下方向の幅を最大で１７ｃｍ（すなわち受光部１０の対角線の長さ）まで拡大することができる。このように、撮像領域１０ｂに要求される上下方向の幅と比べて受光部１０の長手方向の幅が短くても、撮像領域１０ｂの上下方向の要求幅を満足することが可能となる。したがって、本実施形態のＸ線撮像システム１００によれば、第１撮像モード及び第２撮像モードを一つの固体撮像装置１によって実現できるとともに、固体撮像装置１の受光部１０の受光面に要求される面積の増加を抑えることができる。
　なお、図７（ｂ）に示すように、例えばシリコンウェハＷにおける受光部１０の寸法を１５ｃｍ×８ｃｍの長方形とすれば、固体撮像装置１の移動方向Ｂに対し受光部１０の長手方向が直交するように（すなわち、受光部１０を傾斜させずに）固体撮像装置１の回転角を制御することで、第２撮像モードにおける撮像領域の要求寸法を満足することができる。しかしながら、このように受光部１０の長手方向の寸法が第２撮像モードにおける撮像領域の上下寸法を満足する場合であっても、本実施形態のように受光部１０を移動方向Ｂに対して傾斜させることによって、撮像領域１０ｂの上下方向の幅をより長くすることができる。例えば、受光部１０の寸法が１５ｃｍ×８ｃｍである場合、撮像領域１０ｂの上下方向の幅を最大で１７ｃｍ（すなわち受光部１０の対角線の長さ）まで拡大することができる。
　また、受光部１０の行方向および列方向を移動方向Ｂに対して傾斜させることにより、以下に述べる効果を更に得ることができる。図８は、走査シフトレジスタ４０から受光部１０の各行毎に配設された行選択用配線（各画素Ｐのフォトダイオードで発生した電荷の読み出しを行毎に制御する配線）に断線Ｑ１が発生し、信号読出部２０から各列毎に配設された読出用配線（各画素Ｐのフォトダイオードで発生した電荷を信号読出部２０へ伝送する配線）に断線Ｑ２が発生した様子を示す図である。これらの断線Ｑ１，Ｑ２が発生した場合、当該列または当該行において信号読出部２０または走査シフトレジスタ４０から見て断線箇所より遠い画素Ｐ（図８において、斜線のハッチングを施された画素）は、電荷の読み出しができない欠陥画素（いわゆるディフェクト）となる。これらの欠陥画素は、断線Ｑ１，Ｑ２の発生箇所を起点とし、受光部１０の当該行または当該列において連続して発生する。
　図９（ａ）は、受光部１０の行方向と固体撮像装置１の移動方向Ｂとが直交するように固体撮像装置１の回転角を制御した場合に、受光部１０の或る行において欠陥画素Ｐｄ１が発生し、或る列において欠陥画素Ｐｄ２が発生した状態を示す。また、図９（ｂ）は、受光部１０の行方向および列方向の双方が固体撮像装置１の移動方向Ｂに対して傾斜するように固体撮像装置１の回転角を制御した場合に、図９（ａ）と同様の欠陥画素Ｐｄ１，Ｐｄ２が発生した状態を示す。なお、図９（ａ）に示す受光部１０における領域１０ｃは、第２撮像モードにおいて受光部１０の行方向と移動方向Ｂとを直交させた場合の好適な撮像領域である。
　図９（ａ）に示すように、受光部１０の行方向が移動方向Ｂと直交するように固体撮像装置１の回転角を制御した場合、欠陥画素Ｐｄ２の連続方向と固体撮像装置１の移動方向Ｂとが互いに平行となる。したがって、この欠陥画素Ｐｄ２が撮像領域１０ｃ内にも存在する場合には、固体撮像装置１が被検者の周囲を旋回しながら撮影した後に得られる再構成画像において、この欠陥画素Ｐｄ２に相当する部分がいわゆるアーティファクトとして現れることとなる。
　これに対し、図９（ｂ）に示すように、受光部１０の行方向および列方向の双方が固体撮像装置１の移動方向Ｂに対して傾斜するように固体撮像装置１の回転角を制御した場合、欠陥画素Ｐｄ１，Ｐｄ２の連続方向と固体撮像装置１の移動方向Ｂとは互いに傾斜することとなり、決して平行にはならない。したがって、固体撮像装置１が被検者の周囲を旋回しながら撮影することで、欠陥画素Ｐｄ１，Ｐｄ２に相当する画像部分を次以降のフレームデータにより補うことができ、再構成画像におけるアーティファクトを避けることが可能となる。
　また、例えば特許文献１に記載された構成のように固体撮像装置を回転させずに使用すると、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、受光部１１０において第１撮像モードの撮像領域１１０ａの長手方向と第２撮像モードの撮像領域１１０ｂの長手方向とが互いに直交することとなる。このような構成では、例えば図１０（ａ）に示すように信号読出部１２０を撮像領域１１０ａの長手方向に沿って配置すると、撮像領域１１０ａにおける一列あたりの画素数は少なくなるが（図１０（ａ）の矢印Ｅ１）、撮像領域１１０ｂにおける一列あたりの画素数が多くなってしまい（図１０（ａ）の矢印Ｅ２）、第２撮像モードにおける電荷の読み出しに時間が掛かる。逆に、例えば図１０（ｂ）に示すように信号読出部１２０を撮像領域１１０ｂの長手方向に沿って配置すると、撮像領域１１０ｂにおける一列あたりの画素数は少なくなるが（図１０（ｂ）の矢印Ｅ３）、撮像領域１１０ａにおける一列あたりの画素数が多くなってしまい（図１０（ｂ）の矢印Ｅ４）、第１撮像モードにおける電荷の読み出しに時間が掛かる。このように、固体撮像装置を回転させずに各撮像領域を割り付けると、第１撮像モード及び第２撮像モードの何れかにおいて電荷の読み出しに時間が掛かり、フレームレート（単位時間当たりに出力されるフレームデータの個数）が遅くなってしまう。
　また、図１１（ａ）に示すように、受光部１３０の形状を長方形とし、固体撮像装置を回転して使用した場合であっても、列数Ｎが行数Ｍより少ない場合（換言すれば、受光部１３０の短手方向に沿って信号読出部１４０を配置した場合）、第１撮像モード及び第２撮像モードの撮像領域において、一列あたりの画素数が多くなってしまう（図１１（ａ）の矢印Ｅ５）。この場合、第１撮像モードと第２撮像モードの両方において電荷の読み出しに時間が掛かり、フレームレートが遅くなってしまう。
　したがって、本実施形態に係る固体撮像装置１において、図１１（ｂ）に示すように受光部１０の受光面の形状が長方形である場合には、この受光部１０は行方向を長手方向とし、Ｍ＜Ｎ、すなわち画素Ｐの列数Ｎが行数Ｍより多くなっていることが好ましい。固体撮像装置１では、各画素Ｐから電荷を読み出すためのＮ本の読出用配線（後述）が各列毎に配設されるが、このような構成により、第１撮像モード及び第２撮像モードの双方において、読出用配線から電荷を読み出す対象となる画素Ｐの数を少なくできるので（図１１（ｂ）の矢印Ｅ６）、電荷の読み出し時間を短縮でき、フレームレートをより速くすることができる。
　また、前述したように、固体撮像装置１は回転制御部１０８によって支持されており、撮像モードに応じた角度位置に制御される。ここで、図１２は、固体撮像装置１の回転中心（図１に示した軸線Ｃ）の位置に応じた、受光部１０の回転の様子を示す図である。図１２（ａ）は、受光部１０の中心Ｅを固体撮像装置１の回転中心とした場合を示している。また、図１２（ｂ）は、矩形状の受光部１０における四つの角部のうち一つの角部Ｆを固体撮像装置１の回転中心とし、第１撮像モード及び第２撮像モードを通じて角部Ｆが他の角部に対して下方に位置するように（すなわち、被検者に対し角部Ｆが常に下顎側に位置するように）固体撮像装置１を回転させた場合を示している。なお、図１２（ａ），（ｂ）において、実線で示した図はＣＴ撮影といった第１撮像モードにおける受光部１０の角度位置を示しており、破線で示した図はパノラマ撮影やセファロ撮影といった第２撮像モードにおける受光部１０の角度位置を示している。
　本実施形態の固体撮像装置１の回転中心は、例えば図１２（ａ）の中心Ｅや図１２（ｂ）の角部Ｆなど様々な位置に設定可能であるが、図１２（ｂ）の角部Ｆに固体撮像装置１の回転中心が設定されることが最も好ましい。固体撮像装置１が被検者の顎部の周囲を移動しつつＸ線像を撮像する際、被検者の下顎部を支持台の上に載せることにより被検者の頭部の位置を固定することが多く、このような場合には被検者の顎部の高さ位置の基準は顎の下端となる。そこで、図１２（ｂ）の角部Ｆに固体撮像装置１の回転中心を設定すれば、第１撮像モード及び第２撮像モードにおける受光部１０の下端の高さを、角部Ｆの高さで互いに一致させることができる。したがって、第１撮像モード及び第２撮像モードの双方において、受光部１０の高さと被検者の顎部の高さとを精度良く合わせることができる。
　また、前述したように、本実施形態の固体撮像装置１によれば、受光部１０の寸法が１２ｃｍ×１２ｃｍである場合、固体撮像装置１の旋回平面Ｈとの成す角θを４５°とすることにより、撮像領域１０ｂの上下方向の幅を最大で１７ｃｍ（すなわち受光部１０の対角線の長さ）まで拡大することができる。ここで、図１３は、このような寸法を有する受光部１０を示す平面図であり、パノラマ撮影やセファロ撮影といった第２撮像モードにおける受光部１０の状態と、撮像領域１０ｂとを示している。この第２撮像モードでは、受光部１０の対角線上に撮像領域１０ｂを設定することにより、上下方向の幅を１７ｃｍとすることができる。また、この場合、撮像領域１０ｂの横幅は７ｍｍ程度あればよい。
　しかし、例えばパノラマ撮影において、撮像領域の上下方向の幅は１５ｃｍ程度でよい場合がある。また、Ｘ線撮像システムの構成次第では１４ｃｍ程度でも良い場合もある。これらの場合には、図１４に示すように、撮像領域１０ｂの上下方向の幅が１５ｃｍ（または１４ｃｍ）以上となる範囲で、撮像領域１０ｂの横幅ＷＴを可能な限り広く設定することが好ましい。
　図１４は、このように撮像領域１０ｂの横幅ＷＴをより広く設定した場合の受光部１０を示す平面図である。図１４に示される撮像領域１０ｂは、以下に説明する複数の画素Ｐによって構成される。まず、受光部１０の第１行～第Ｍ行のうち、第１行を含む一方の端部の数行においては、第１列から数列離れた或る列を中心として、行番が増すほど列数が次第に増加するように撮像領域１０ｂの画素Ｐが設定される。また、第Ｍ行を含む他方の端部の数行においては、第Ｎ列（但し、この例ではＮ＝Ｍ）から数列離れた或る列を中心として、行番が減るほど列数が次第に増加するように撮像領域１０ｂの画素Ｐが設定される。そして、受光部１０の第１行～第Ｍ行のうち残りの各行において、撮像領域１０ｂは、上述した端部の各行にて撮像領域１０ｂを構成する列数のうち最大の列数Ｎ２と同数のＮ２列の画素Ｐから成り、且つ、そのＮ２列の位置（例えば先頭列番号）が、各行毎に１列ずつシフトしている。
　固体撮像装置１においては、このような撮像領域１０ｂに含まれる画素Ｐから出力される電荷に応じた電圧値を、信号読出部２０が選択的に出力する。又は、全ての画素Ｐを含む画像データを固体撮像装置１が出力したのち、図１に示したＣＰＵ１２１において、上記撮像領域１０ｂに含まれる画素Ｐに対応するデータを抽出してもよい。或いは、全ての画素Ｐを含む画像データをＣＰＵ１２１がフレームメモリ１２２に格納したのち、パノラマ画像を構成する際に、上記撮像領域１０ｂに含まれる画素Ｐに対応するデータを選択的に用いて画像を構成してもよい。
　図１４に示したように、第２撮像モードにおいて必要な撮像領域１０ｂの上下方向の幅を確保しつつ、撮像領域１０ｂの横幅ＷＴを可能な限り広く設定することで、次の利点が得られる。すなわち、第２撮像モードの際には、縦長の撮像領域１０ｂに被写体Ａの周りを回転させて撮像を行う。図１３に示した線状（一次元状）の撮像領域１０ｂの場合、固体撮像装置１は被写体Ａの周りを回転しながら連続的に撮像動作を行う必要がある。そして、この場合には被写体Ａに対してＸ線を連続的に照射することとなる。これに対し、図１４に示したように、撮像領域１０ｂの横幅を可能な限り広く設定して撮像領域１０ｂを面状（二次元状）とすることにより、撮像領域１０ｂの横幅ＷＴに対応するステップ毎に固体撮像装置１を停止させ、その間だけＸ線をごく短い時間（パルス状に）照射して撮像することが可能となる。
　図１５は、このような撮像の様子を被写体Ａの上方から見た図である。図１５に示すように、被写体Ａを撮像する際には、被写体Ａを挟むようにＸ線源１５０及び固体撮像装置１を配置する。Ｘ線源１５０は、僅かな時間のパルス状Ｘ線を放射するパルス波Ｘ線源である。そして、撮像領域１０ｂの横幅ＷＴに対応する回転角α毎に固体撮像装置１を停止させ、その間だけＸ線パルスをＸ線源１５０から照射し、固体撮像装置１において撮像する。この動作を繰り返すことによって、パノラマ画像やセファロ画像を取得できる。このような撮像方式によれば、固体撮像装置１が移動する間は被写体Ａを撮像しないので高速で移動させることが可能となり、１枚のパノラマ画像（またはセファロ画像）の取得に要する時間を短縮することができる。したがって、被写体Ａである被検者が静止していなければならない時間が短縮され、被検者の負担を軽減できる。また、撮像毎に固体撮像装置１を停止させるので、被写体Ａの動きに起因する画像のぼけを抑え、より明瞭な画像を取得できる。更に、固体撮像装置１が停止して撮像する僅かな時間だけＸ線を照射するので、被検者の被曝量をより低減することができる。
　なお、図１５に示した撮像方式において、パルス波Ｘ線源であるＸ線源１５０に代えて、連続波Ｘ線源と、この連続波Ｘ線源から出射されるＸ線を僅かな時間だけ通過させるシャッタとを設けてもよい。このような構成であっても、上述した効果を効果的に得ることができる。
　続いて、本実施形態に係る固体撮像装置１の詳細な構成について説明する。図１６は、固体撮像装置１の内部構成を示す図である。受光部１０は、Ｍ×Ｎ個の画素Ｐ１，１～ＰＭ，ＮがＭ行Ｎ列に２次元配列されて成る。画素Ｐｍ，ｎは第ｍ行第ｎ列に位置する。ここで、ｍは１以上Ｍ以下の各整数であり、ｎは１以上Ｎ以下の各整数である。第ｍ行のＮ個の画素Ｐｍ，１～Ｐｍ，Ｎそれぞれは、第ｍ行選択用配線ＬＶ，ｍにより走査シフトレジスタ４０と接続されている。なお、図１６において、走査シフトレジスタ４０は制御部６に含まれている。第ｎ列のＭ個の画素Ｐ１，ｎ～ＰＭ，ｎそれぞれの出力端は、第ｎ列読出用配線ＬＯ，ｎにより、信号読出部２０の積分回路Ｓｎと接続されている。
　信号読出部２０は、Ｎ個の積分回路Ｓ１～ＳＮおよびＮ個の保持回路Ｈ１～ＨＮを含む。各積分回路Ｓｎは共通の構成を有している。また、各保持回路Ｈｎは共通の構成を有している。各積分回路Ｓｎは、読出用配線ＬＯ，ｎと接続された入力端を有し、この入力端に入力された電荷を蓄積して、その蓄積電荷量に応じた電圧値を出力端から保持回路Ｈｎへ出力する。Ｎ個の積分回路Ｓ１～ＳＮそれぞれは、リセット用配線ＬＲにより制御部６と接続され、また、ゲイン設定用配線ＬＧにより制御部６と接続されている。各保持回路Ｈｎは、積分回路Ｓｎの出力端と接続された入力端を有し、この入力端に入力される電圧値を保持し、その保持した電圧値を出力端から電圧出力用配線Ｌｏｕｔへ出力する。Ｎ個の保持回路Ｈ１～ＨＮそれぞれは、保持用配線ＬＨにより制御部６と接続されている。また、各保持回路Ｈｎは、第ｎ列選択用配線ＬＨ，ｎにより制御部６の読出シフトレジスタ４１と接続されている。
　Ａ／Ｄ変換部３０は、Ｎ個の保持回路Ｈ１～ＨＮそれぞれから電圧出力用配線Ｌｏｕｔへ出力される電圧値を入力し、その入力した電圧値（アナログ値）に対してＡ／Ｄ変換処理を行い、その入力電圧値に応じたデジタル値を画像データＤとして出力する。
　制御部６の走査シフトレジスタ４０は、第ｍ行選択制御信号Ｖｓｅｌ（ｍ）を第ｍ行選択用配線ＬＶ，ｍへ出力して、この第ｍ行選択制御信号Ｖｓｅｌ（ｍ）を第ｍ行のＮ個の画素Ｐｍ，１～Ｐｍ，Ｎそれぞれに与える。Ｍ個の行選択制御信号Ｖｓｅｌ（１）～Ｖｓｅｌ（Ｍ）は順次に有意値とされる。また、制御部６の読出シフトレジスタ４１は、第ｎ列選択制御信号Ｈｓｅｌ（ｎ）を第ｎ列選択用配線ＬＨ，ｎへ出力して、この第ｎ列選択制御信号Ｈｓｅｌ（ｎ）を保持回路Ｈｎに与える。Ｎ個の列選択制御信号Ｈｓｅｌ（１）～Ｈｓｅｌ（Ｎ）も順次に有意値とされる。
　また、制御部６は、リセット制御信号Ｒｅｓｅｔをリセット用配線ＬＲへ出力して、このリセット制御信号ＲｅｓｅｔをＮ個の積分回路Ｓ１～ＳＮそれぞれに与える。制御部６は、ゲイン設定信号Ｇａｉｎをゲイン設定用配線ＬＧへ出力して、このゲイン設定信号ＧａｉｎをＮ個の積分回路Ｓ１～ＳＮそれぞれに与える。制御部６は、保持制御信号Ｈｏｌｄを保持用配線ＬＨへ出力して、この保持制御信号ＨｏｌｄをＮ個の保持回路Ｈ１～ＨＮそれぞれに与える。さらに、制御部６は、図示してはいないが、Ａ／Ｄ変換部３０におけるＡ／Ｄ変換処理をも制御する。
　図１７は、固体撮像装置１の画素Ｐｍ，ｎ、積分回路Ｓｎおよび保持回路Ｈｎそれぞれの回路図である。ここでは、Ｍ×Ｎ個の画素Ｐ１，１～ＰＭ，Ｎを代表して画素Ｐｍ，ｎの回路図を示し、Ｎ個の積分回路Ｓ１～ＳＮを代表して積分回路Ｓｎの回路図を示し、また、Ｎ個の保持回路Ｈ１～ＨＮを代表して保持回路Ｈｎの回路図を示す。すなわち、第ｍ行第ｎ列の画素Ｐｍ，ｎおよび第ｎ列読出用配線ＬＯ，ｎに関連する回路部分を示す。
　画素Ｐｍ，ｎは、フォトダイオードＰＤおよび読出用スイッチＳＷ１を含む。フォトダイオードＰＤのアノード端子は接地され、フォトダイオードＰＤのカソード端子は読出用スイッチＳＷ１を介して第ｎ列読出用配線ＬＯ，ｎと接続されている。フォトダイオードＰＤは、入射光強度に応じた量の電荷を発生し、その発生した電荷を接合容量部に蓄積する。読出用スイッチＳＷ１は、制御部６から第ｍ行選択用配線ＬＶ，ｍを通った第ｍ行選択制御信号Ｖｓｅｌ（ｍ）が与えられる。第ｍ行選択制御信号Ｖｓｅｌ（ｍ）は、受光部１０における第ｍ行のＮ個の画素Ｐｍ，１～Ｐｍ，Ｎそれぞれの読出用スイッチＳＷ１の開閉動作を指示するものである。
　この画素Ｐｍ，ｎでは、第ｍ行選択制御信号Ｖｓｅｌ（ｍ）がローレベルであるときに、読出用スイッチＳＷ１が開いて、フォトダイオードＰＤで発生した電荷は、第ｎ列読出用配線ＬＯ，ｎへ出力されることなく、接合容量部に蓄積される。一方、第ｍ行選択制御信号Ｖｓｅｌ（ｍ）がハイレベルであるときに、読出用スイッチＳＷ１が閉じて、それまでフォトダイオードＰＤで発生して接合容量部に蓄積されていた電荷は、読出用スイッチＳＷ１を経て、第ｎ列読出用配線ＬＯ，ｎへ出力される。
　第ｎ列読出用配線ＬＯ，ｎは、受光部１０における第ｎ列のＭ個の画素Ｐ１，ｎ～ＰＭ，ｎそれぞれの読出用スイッチＳＷ１と接続されている。第ｎ列読出用配線ＬＯ，ｎは、Ｍ個の画素Ｐ１，ｎ～ＰＭ，ｎのうちの何れかの画素のフォトダイオードＰＤで発生した電荷を、該画素の読出用スイッチＳＷ１を介して読み出して、積分回路Ｓｎへ転送する。
　積分回路Ｓｎは、アンプＡ２，積分用容量素子Ｃ２１，積分用容量素子Ｃ２２，放電用スイッチＳＷ２１およびゲイン設定用スイッチＳＷ２２を含む。積分用容量素子Ｃ２１および放電用スイッチＳＷ２１は、互いに並列的に接続されて、アンプＡ２の入力端子と出力端子との間に設けられている。また、積分用容量素子Ｃ２２およびゲイン設定用スイッチＳＷ２２は、互いに直列的に接続されて、ゲイン設定用スイッチＳＷ２２がアンプＡ２の入力端子側に接続されるようにアンプＡ２の入力端子と出力端子との間に設けられている。アンプＡ２の入力端子は、第ｎ列読出用配線ＬＯ，ｎと接続されている。
　放電用スイッチＳＷ２１には、制御部６からリセット用配線ＬＲを経たリセット制御信号Ｒｅｓｅｔが与えられる。リセット制御信号Ｒｅｓｅｔは、Ｎ個の積分回路Ｓ１～ＳＮそれぞれの放電用スイッチＳＷ２１の開閉動作を指示するものである。ゲイン設定用スイッチＳＷ２２は、制御部６からゲイン設定用配線ＬＧを経たゲイン設定信号Ｇａｉｎが与えられる。ゲイン設定信号Ｇａｉｎは、Ｎ個の積分回路Ｓ１～ＳＮそれぞれのゲイン設定用スイッチＳＷ２２の開閉動作を指示するものである。
　この積分回路Ｓｎでは、積分用容量素子Ｃ２１，Ｃ２２およびゲイン設定用スイッチＳＷ２２は、容量値が可変である帰還容量部を構成している。すなわち、ゲイン設定信号Ｇａｉｎがローレベルであってゲイン設定用スイッチＳＷ２２が開いているときには、帰還容量部の容量値は積分用容量素子Ｃ２１の容量値と等しい。一方、ゲイン設定信号Ｇａｉｎがハイレベルであってゲイン設定用スイッチＳＷ２２が閉じているときには、帰還容量部の容量値は、積分用容量素子Ｃ２１，Ｃ２２それぞれの容量値の和と等しい。リセット制御信号Ｒｅｓｅｔがハイレベルであるときに、放電用スイッチＳＷ２１が閉じて、帰還容量部が放電され、積分回路Ｓｎから出力される電圧値が初期化される。一方、リセット制御信号Ｒｅｓｅｔがローレベルであるときに、放電用スイッチＳＷ２１が開いて、入力端に入力された電荷が帰還容量部に蓄積され、その蓄積電荷量に応じた電圧値が積分回路Ｓｎから出力される。
　保持回路Ｈｎは、入力用スイッチＳＷ３１，出力用スイッチＳＷ３２および保持用容量素子Ｃ３を含む。保持用容量素子Ｃ３の一端は接地されている。保持用容量素子Ｃ３の他端は、入力用スイッチＳＷ３１を介して積分回路Ｓｎの出力端と接続され、出力用スイッチＳＷ３２を介して電圧出力用配線Ｌｏｕｔと接続されている。入力用スイッチＳＷ３１には、制御部６から保持用配線ＬＨを通った保持制御信号Ｈｏｌｄが与えられる。保持制御信号Ｈｏｌｄは、Ｎ個の保持回路Ｈ１～ＨＮそれぞれの入力用スイッチＳＷ３１の開閉動作を指示するものである。出力用スイッチＳＷ３２には、制御部６から第ｎ列選択用配線ＬＨ，ｎを通った第ｎ列選択制御信号Ｈｓｅｌ（ｎ）が与えられる。第ｎ列選択制御信号Ｈｓｅｌ（ｎ）は、保持回路Ｈｎの出力用スイッチＳＷ３２の開閉動作を指示するものである。
　この保持回路Ｈｎでは、保持制御信号Ｈｏｌｄがハイレベルからローレベルに転じると、入力用スイッチＳＷ３１が閉状態から開状態に転じて、そのときに入力端に入力されている電圧値が保持用容量素子Ｃ３に保持される。また、第ｎ列選択制御信号Ｈｓｅｌ（ｎ）がハイレベルであるときに、出力用スイッチＳＷ３２が閉じて、保持用容量素子Ｃ３に保持されている電圧値が電圧出力用配線Ｌｏｕｔへ出力される。
　制御部６は、受光部１０における第ｍ行のＮ個の画素Ｐｍ，１～Ｐｍ，Ｎそれぞれの受光強度に応じた電圧値を出力するに際して、リセット制御信号Ｒｅｓｅｔにより、Ｎ個の積分回路Ｓ１～ＳＮそれぞれの放電用スイッチＳＷ２１を一旦閉じた後に開くよう指示した後、第ｍ行選択制御信号Ｖｓｅｌ（ｍ）により、受光部１０における第ｍ行のＮ個の画素Ｐｍ，１～Ｐｍ，Ｎそれぞれの読出用スイッチＳＷ１を所定期間に亘り閉じるよう指示する。制御部６は、その所定期間に、保持制御信号Ｈｏｌｄにより、Ｎ個の保持回路Ｈ１～ＨＮそれぞれの入力用スイッチＳＷ３１を閉状態から開状態に転じるよう指示する。そして、制御部６は、その所定期間の後に、列選択制御信号Ｈｓｅｌ（１）～Ｈｓｅｌ（Ｎ）により、Ｎ個の保持回路Ｈ１～ＨＮそれぞれの出力用スイッチＳＷ３２を順次に一定期間だけ閉じるよう指示する。制御部６は、以上のような制御を各行について順次に行う。
　このように、制御部６は、受光部１０におけるＭ×Ｎ個の画素Ｐ１，１～ＰＭ，Ｎそれぞれの読出用スイッチＳＷ１の開閉動作を制御するとともに、信号読出部２０における電圧値の保持動作および出力動作を制御する。これにより、制御部６は、受光部１０におけるＭ×Ｎ個の画素Ｐ１，１～ＰＭ，ＮそれぞれのフォトダイオードＰＤで発生した電荷の量に応じた電圧値をフレームデータとして信号読出部２０から繰り返し出力させる。
　前述したように、本実施形態に係る固体撮像装置１は、ＣＴ撮影といった第１撮像モードと、パノラマ撮影やセファロ撮影といった第２撮像モードとを有する。そして、図５に示したように、第１撮像モードと第２撮像モードでは、受光部１０における撮像領域が互いに異なる（第１撮像モードでは図５（ａ）の領域１０ａ、第２撮像モードでは図５（ｂ）の領域１０ｂ）。そこで、制御部６は、第１撮像モードの際には、受光部１０におけるＭ×Ｎ個の画素Ｐ１，１～ＰＭ，ＮそれぞれのフォトダイオードＰＤで発生した電荷の量に応じた電圧値を信号読出部２０から出力させる。また、制御部６は、第２撮像モードの際には、受光部１０におけるＭ×Ｎ個の画素Ｐ１，１～ＰＭ，Ｎのうち、撮像領域１０ｂを構成する特定範囲の画素Ｐｍ，ｎそれぞれのフォトダイオードＰＤで発生した電荷の量に応じた電圧値を信号読出部２０から選択的に出力させる。
　また、制御部６は、第２撮像モードの際に、信号読出部２０から出力される電圧値に基づくフレームデータにおける読出し画素ピッチを第１撮像モードと比べて小さくし、単位時間当たりに出力されるフレームデータの個数であるフレームレートを速くし、信号読出部２０における入力電荷量に対する出力電圧値の比であるゲインを大きくする。例えば、ＣＴ撮影といった第１撮像モードのとき、画素ピッチは２００μｍであり、フレームレートは３０Ｆ／ｓである。また、パノラマ撮影やセファロ撮影といった第２撮像モードのとき、画素ピッチは１００μｍであり、フレームレートは３００Ｆ／ｓである。
　このように、第１撮像モードのときと比べて第２撮像モードのときには、画素ピッチが小さく、フレームレートが速い。したがって、第１撮像モードのときには、第２撮像モードのときより画素ピッチを大きくするために、ビニング読出しをする必要がある。また、第１撮像モードのときと比べて第２撮像モードのときには、フレームレートが速いので各フレームデータの各画素が受ける光の量は少ない。
　そこで、制御部６は、信号読出部２０における入力電荷量に対する出力電圧値の比であるゲインを、第１撮像モードと第２撮像モードとで異ならせる。すなわち、図１７に示されるように各積分回路Ｓｎが構成される場合に、制御部６は、ゲイン設定信号Ｇａｉｎによりゲイン設定用スイッチＳＷ２２を開閉制御することにより、各積分回路Ｓｎの帰還容量部の容量値を適宜設定して、第１撮像モードと第２撮像モードとでゲインを異ならせる。
　より具体的には、第１撮像モードのときに、ゲイン設定用スイッチＳＷ２２を閉じることにより、帰還容量部の容量値を積分用容量素子Ｃ２１および積分用容量素子Ｃ２２の各容量値の和に等しくする。その一方で、第２撮像モードのときに、ゲイン設定用スイッチＳＷ２２を開くことにより、帰還容量部の容量値を積分用容量素子Ｃ２１の容量値に等しくする。このようにすることで、第１撮像モードのときと比べて第２撮像モードのときに、各積分回路Ｓｎの帰還容量部の容量値を小さくして、ゲインを大きくする。これにより、或る光量に対する画素データを第１撮像モードと第２撮像モードとで互いに近い値とすることができ、各撮像モードにおいて好適な動作をすることができる。
　次に、第１実施形態に係る固体撮像装置１の動作について詳細に説明する。本実施形態に係る固体撮像装置１では、制御部６による制御の下で、Ｍ個の行選択制御信号Ｖｓｅｌ（１）～Ｖｓｅｌ（Ｍ）、Ｎ個の列選択制御信号Ｈｓｅｌ（１）～Ｈｓｅｌ（Ｎ）、リセット制御信号Ｒｅｓｅｔおよび保持制御信号Ｈｏｌｄそれぞれが所定のタイミングでレベル変化することにより、受光部１０に入射された光の像を撮像してフレームデータを得ることができる。
　第１撮像モードのときの固体撮像装置１の動作は以下のとおりである。図１８は、第１実施形態に係る固体撮像装置１の動作を説明するタイミングチャートである。ここでは２行２列のビニング読出しをする第１撮像モードのときの動作について説明する。すなわち、フレームデータにおける読出し画素ピッチを画素のピッチの２倍とする。各積分回路Ｓｎにおいて、ゲイン設定用スイッチＳＷ２２が閉じていて、帰還容量部の容量値が大きい値に設定され、ゲインが小さい値に設定される。
　この図には、上から順に、（ａ）Ｎ個の積分回路Ｓ１～ＳＮそれぞれの放電用スイッチＳＷ２１の開閉動作を指示するリセット制御信号Ｒｅｓｅｔ、（ｂ）受光部１０における第１行および第２行の画素Ｐ１，１～Ｐ１，Ｎ，Ｐ２，１～Ｐ２，Ｎそれぞれの読出用スイッチＳＷ１の開閉動作を指示する第１行選択制御信号Ｖｓｅｌ（１）および第２行選択制御信号Ｖｓｅｌ（２）、（ｃ）受光部１０における第３行および第４行の画素Ｐ３，１～Ｐ３，Ｎ，Ｐ４，１～Ｐ４，Ｎそれぞれの読出用スイッチＳＷ１の開閉動作を指示する第３行選択制御信号Ｖｓｅｌ（３）および第４行選択制御信号Ｖｓｅｌ（４）、ならびに、（ｄ）Ｎ個の保持回路Ｈ１～ＨＮそれぞれの入力用スイッチＳＷ３１の開閉動作を指示する保持制御信号Ｈｏｌｄが示されている。
　また、この図には、更に続いて順に、（ｅ）保持回路Ｈ１の出力用スイッチＳＷ３２の開閉動作を指示する第１列選択制御信号Ｈｓｅｌ（１）、（ｆ）保持回路Ｈ２の出力用スイッチＳＷ３２の開閉動作を指示する第２列選択制御信号Ｈｓｅｌ（２）、（ｇ）保持回路Ｈ３の出力用スイッチＳＷ３２の開閉動作を指示する第３列選択制御信号Ｈｓｅｌ（３）、（ｈ）保持回路Ｈｎの出力用スイッチＳＷ３２の開閉動作を指示する第ｎ列選択制御信号Ｈｓｅｌ（ｎ）、および、（ｉ）保持回路ＨＮの出力用スイッチＳＷ３２の開閉動作を指示する第Ｎ列選択制御信号Ｈｓｅｌ（Ｎ）が示されている。
　第１行および第２行の２Ｎ個の画素Ｐ１，１～Ｐ１，Ｎ，Ｐ２，１～Ｐ２，ＮそれぞれのフォトダイオードＰＤで発生し接合容量部に蓄積された電荷の読出しは、以下のようにして行われる。時刻ｔ１０前には、Ｍ個の行選択制御信号Ｖｓｅｌ（１）～Ｖｓｅｌ（Ｍ）、Ｎ個の列選択制御信号Ｈｓｅｌ（１）～Ｈｓｅｌ（Ｎ）、リセット制御信号Ｒｅｓｅｔおよび保持制御信号Ｈｏｌｄそれぞれは、ローレベルとされている。
　時刻ｔ１０から時刻ｔ１１までの期間、制御部６からリセット用配線ＬＲに出力されるリセット制御信号Ｒｅｓｅｔがハイレベルとなり、これにより、Ｎ個の積分回路Ｓ１～ＳＮそれぞれにおいて、放電用スイッチＳＷ２１が閉じて、積分用容量素子Ｃ２１，Ｃ２２が放電される。また、時刻ｔ１１より後の時刻ｔ１２から時刻ｔ１５までの期間、制御部６から第１行選択用配線ＬＶ，１に出力される第１行選択制御信号Ｖｓｅｌ（１）がハイレベルとなり、これにより、受光部１０における第１行のＮ個の画素Ｐ１，１～Ｐ１，Ｎそれぞれの読出用スイッチＳＷ１が閉じる。また、この同じ期間（ｔ１２～ｔ１５）に、制御部６から第２行選択用配線ＬＶ，２に出力される第２行選択制御信号Ｖｓｅｌ（２）がハイレベルとなって、これにより、受光部１０における第２行のＮ個の画素Ｐ２，１～Ｐ２，Ｎそれぞれの読出用スイッチＳＷ１が閉じる。
　この期間（ｔ１２～ｔ１５）内において、時刻ｔ１３から時刻ｔ１４までの期間、制御部６から保持用配線ＬＨへ出力される保持制御信号Ｈｏｌｄがハイレベルとなり、これにより、Ｎ個の保持回路Ｈ１～ＨＮそれぞれにおいて入力用スイッチＳＷ３１が閉じる。
　期間（ｔ１２～ｔ１５）内では、第１行および第２行の各画素Ｐ１，ｎ，Ｐ２，ｎの読出用スイッチＳＷ１が閉じており、各積分回路Ｓｎの放電用スイッチＳＷ２１が開いている。したがって、それまでに画素Ｐ１，ｎのフォトダイオードＰＤで発生して接合容量部に蓄積されていた電荷は、その画素Ｐ１，ｎの読出用スイッチＳＷ１および第ｎ列読出用配線ＬＯ，ｎを通って、積分回路Ｓｎの積分用容量素子Ｃ２１，Ｃ２２に転送されて蓄積される。また、同時に、それまでに画素Ｐ２，ｎのフォトダイオードＰＤで発生して接合容量部に蓄積されていた電荷も、その画素Ｐ２，ｎの読出用スイッチＳＷ１および第ｎ列読出用配線ＬＯ，ｎを通って、積分回路Ｓｎの積分用容量素子Ｃ２１，Ｃ２２に転送されて蓄積される。そして、各積分回路Ｓｎの積分用容量素子Ｃ２１，Ｃ２２に蓄積されている電荷の量に応じた電圧値が積分回路Ｓｎの出力端から出力される。
　その期間（ｔ１２～ｔ１５）内の時刻ｔ１４に、保持制御信号Ｈｏｌｄがハイレベルからローレベルに転じることにより、Ｎ個の保持回路Ｈ１～ＨＮそれぞれにおいて、入力用スイッチＳＷ３１が閉状態から開状態に転じ、そのときに積分回路Ｓｎの出力端から出力されて保持回路Ｈｎの入力端に入力されている電圧値が保持用容量素子Ｃ３に保持される。
　そして、期間（ｔ１２～ｔ１５）の後に、制御部６から列選択用配線ＬＨ，１～ＬＨ，Ｎに出力される列選択制御信号Ｈｓｅｌ（１）～Ｈｓｅｌ（Ｎ）が順次に一定期間だけハイレベルとなり、これにより、Ｎ個の保持回路Ｈ１～ＨＮそれぞれの出力用スイッチＳＷ３２が順次に一定期間だけ閉じて、各保持回路Ｈｎの保持用容量素子Ｃ３に保持されている電圧値は出力用スイッチＳＷ３２を経て電圧出力用配線Ｌｏｕｔへ順次に出力される。この電圧出力用配線Ｌｏｕｔへ出力される電圧値Ｖｏｕｔは、第１行および第２行の２Ｎ個の画素Ｐ１，１～Ｐ１，Ｎ，Ｐ２，１～Ｐ２，ＮそれぞれのフォトダイオードＰＤにおける受光強度を列方向に加算した値を表すものである。
　Ｎ個の保持回路Ｈ１～ＨＮそれぞれから順次に出力された電圧値はＡ／Ｄ変換部３０に入力されて、その入力電圧値に応じたデジタル値に変換される。そして、Ａ／Ｄ変換部３０から出力されたＮ個のデジタル値のうち、第１列および第２列それぞれに対応するデジタル値が加算され、第３列および第４列それぞれに対応するデジタル値が加算され、その後も２個ずつのデジタル値が加算されていく。
　続いて、第３行および第４行の２Ｎ個の画素Ｐ３，１～Ｐ３，Ｎ，Ｐ４，１～Ｐ４，ＮそれぞれのフォトダイオードＰＤで発生し接合容量部に蓄積された電荷の読出しが以下のようにして行われる。
　前述した動作において列選択制御信号Ｈｓｅｌ（１）がハイレベルとなる時刻ｔ２０から、列選択制御信号Ｈｓｅｌ（Ｎ）が一度ハイレベルになってからローレベルとなる時刻より後の時刻ｔ２１までの期間、制御部６からリセット用配線ＬＲに出力されるリセット制御信号Ｒｅｓｅｔがハイレベルとなり、これにより、Ｎ個の積分回路Ｓ１～ＳＮそれぞれにおいて、放電用スイッチＳＷ２１が閉じて、積分用容量素子Ｃ２１，Ｃ２２が放電される。また、時刻ｔ２１より後の時刻ｔ２２から時刻ｔ２５までの期間、制御部６から第３行選択用配線ＬＶ，３に出力される第３行選択制御信号Ｖｓｅｌ（３）がハイレベルとなり、これにより、受光部１０における第３行のＮ個の画素Ｐ３，１～Ｐ３，Ｎそれぞれの読出用スイッチＳＷ１が閉じる。また、この同じ期間（ｔ２２～ｔ２５）に、制御部６から第４行選択用配線ＬＶ，４に出力される第４行選択制御信号Ｖｓｅｌ（４）がハイレベルとなって、これにより、受光部１０における第４行のＮ個の画素Ｐ４，１～Ｐ４，Ｎそれぞれの読出用スイッチＳＷ１が閉じる。
　この期間（ｔ２２～ｔ２５）内において、時刻ｔ２３から時刻ｔ２４までの期間、制御部６から保持用配線ＬＨへ出力される保持制御信号Ｈｏｌｄがハイレベルとなり、これにより、Ｎ個の保持回路Ｈ１～ＨＮそれぞれにおいて入力用スイッチＳＷ３１が閉じる。
　そして、期間（ｔ２２～ｔ２５）の後に、制御部６から列選択用配線ＬＨ，１～ＬＨ，Ｎに出力される列選択制御信号Ｈｓｅｌ（１）～Ｈｓｅｌ（Ｎ）が順次に一定期間だけハイレベルとなり、これにより、Ｎ個の保持回路Ｈ１～ＨＮそれぞれの出力用スイッチＳＷ３２が順次に一定期間だけ閉じる。以上のようにして、第３行および第４行の２Ｎ個の画素Ｐ３，１～Ｐ３，Ｎ，Ｐ４，１～Ｐ４，ＮそれぞれのフォトダイオードＰＤにおける受光強度を列方向に加算した値を表す電圧値Ｖｏｕｔが電圧出力用配線Ｌｏｕｔへ出力される。
　Ｎ個の保持回路Ｈ１～ＨＮそれぞれから順次に出力された電圧値はＡ／Ｄ変換部３０に入力されて、その入力電圧値に応じたデジタル値に変換される。そして、Ａ／Ｄ変換部３０から出力されたＮ個のデジタル値のうち、第１列および第２列それぞれに対応するデジタル値が加算され、第３列および第４列それぞれに対応するデジタル値が加算され、その後も２個ずつのデジタル値が加算されていく。
　第１撮像モードのときには、以上のような第１行および第２行についての動作、これに続く第３行および第４行についての動作に続いて、以降、第５行から第Ｍ行まで同様の動作が行われて、１回の撮像で得られる画像を表すフレームデータが得られる。また、第Ｍ行について動作が終了すると、再び第１行から第Ｍ行までの範囲で同様の動作が行われて、次の画像を表すフレームデータが得られる。このように、一定周期で同様の動作を繰り返すことで、受光部１０が受光した光像の２次元強度分布を表す電圧値Ｖｏｕｔが電圧出力用配線Ｌｏｕｔへ出力されて、繰り返してフレームデータが得られる。また、このとき得られるフレームデータにおける読出し画素ピッチは画素のピッチの２倍となっている。
　一方、第２撮像モードのときの固体撮像装置１の動作は以下のとおりである。図１９は、第１実施形態に係る固体撮像装置１の動作を説明するタイミングチャートである。この第２撮像モードではビニング読出しをしない。すなわち、フレームデータにおける読出し画素ピッチを画素のピッチと等しくする。各積分回路Ｓｎにおいて、ゲイン設定用スイッチＳＷ２２が開いていて、帰還容量部の容量値が小さい値に設定され、ゲインが大きい値に設定される。
　図１９は、受光部１０における第１行および第２行それぞれについての動作を示す。この図には、上から順に、（ａ）リセット制御信号Ｒｅｓｅｔ、（ｂ）第１行選択制御信号Ｖｓｅｌ（１）、（ｃ）第２行選択制御信号Ｖｓｅｌ（２）、（ｄ）保持制御信号Ｈｏｌｄ、（ｅ）第１列選択制御信号Ｈｓｅｌ（１）、（ｆ）第２列選択制御信号Ｈｓｅｌ（２）、（ｇ）第３列選択制御信号Ｈｓｅｌ（３）、（ｈ）第４列選択制御信号Ｈｓｅｌ（４）、（ｉ）第５列選択制御信号Ｈｓｅｌ（５）、および（ｊ）第６列選択制御信号Ｈｓｅｌ（６）が示されている。
　第１行のＮ個の画素Ｐ１，１～Ｐ１，ＮそれぞれのフォトダイオードＰＤで発生し接合容量部に蓄積された電荷の読出しは、以下のようにして行われる。時刻ｔ１０前には、Ｍ個の行選択制御信号Ｖｓｅｌ（１）～Ｖｓｅｌ（Ｍ）、Ｎ個の列選択制御信号Ｈｓｅｌ（１）～Ｈｓｅｌ（Ｎ）、リセット制御信号Ｒｅｓｅｔおよび保持制御信号Ｈｏｌｄそれぞれは、ローレベルとされている。
　時刻ｔ１０から時刻ｔ１１までの期間、制御部６からリセット用配線ＬＲに出力されるリセット制御信号Ｒｅｓｅｔがハイレベルとなり、これにより、Ｎ個の積分回路Ｓ１～ＳＮそれぞれにおいて、放電用スイッチＳＷ２１が閉じて、積分用容量素子Ｃ２１が放電される。また、時刻ｔ１１より後の時刻ｔ１２から時刻ｔ１５までの期間、制御部６から第１行選択用配線ＬＶ，１に出力される第１行選択制御信号Ｖｓｅｌ（１）がハイレベルとなり、これにより、受光部１０における第１行のＮ個の画素Ｐ１，１～Ｐ１，Ｎそれぞれの読出用スイッチＳＷ１が閉じる。
　この期間（ｔ１２～ｔ１５）内において、時刻ｔ１３から時刻ｔ１４までの期間、制御部６から保持用配線ＬＨへ出力される保持制御信号Ｈｏｌｄがハイレベルとなり、これにより、Ｎ個の保持回路Ｈ１～ＨＮそれぞれにおいて入力用スイッチＳＷ３１が閉じる。
　期間（ｔ１２～ｔ１５）内では、第１行の各画素Ｐ１，ｎの読出用スイッチＳＷ１が閉じており、各積分回路Ｓｎの放電用スイッチＳＷ２１が開いているので、それまでに各画素Ｐ１，ｎのフォトダイオードＰＤで発生して接合容量部に蓄積されていた電荷は、その画素Ｐ１，ｎの読出用スイッチＳＷ１および第ｎ列読出用配線ＬＯ，ｎを通って、積分回路Ｓｎの積分用容量素子Ｃ２１に転送されて蓄積される。そして、各積分回路Ｓｎの積分用容量素子Ｃ２１に蓄積されている電荷の量に応じた電圧値が積分回路Ｓｎの出力端から出力される。
　その期間（ｔ１２～ｔ１５）内の時刻ｔ１４に、保持制御信号Ｈｏｌｄがハイレベルからローレベルに転じることにより、Ｎ個の保持回路Ｈ１～ＨＮそれぞれにおいて、入力用スイッチＳＷ３１が閉状態から開状態に転じ、そのときに積分回路Ｓｎの出力端から出力されて保持回路Ｈｎの入力端に入力されている電圧値が保持用容量素子Ｃ３に保持される。
　そして、期間（ｔ１２～ｔ１５）の後、制御部６から列選択用配線ＬＨ，１～ＬＨ，Ｎに出力される列選択制御信号Ｈｓｅｌ（１）～Ｈｓｅｌ（Ｎ）のうち、最初の連続するＮ１列（本実施形態ではＮ１＝４）に相当する列選択制御信号Ｈｓｅｌ（１）～Ｈｓｅｌ（Ｎ１）が順次に一定期間だけハイレベルとなる。これにより、最初の連続するＮ１列の保持回路Ｈ１～ＨＮ１それぞれの出力用スイッチＳＷ３２が順次に一定期間だけ閉じて、各保持回路Ｈｎの保持用容量素子Ｃ３に保持されている電圧値は出力用スイッチＳＷ３２を経て電圧出力用配線Ｌｏｕｔへ順次に出力される。この電圧出力用配線Ｌｏｕｔへ出力される電圧値Ｖｏｕｔは、第１行のＮ１個の画素Ｐ１，１～Ｐ１，Ｎ１それぞれのフォトダイオードＰＤにおける受光強度を表すものである。
　続いて、第２行のＮ個の画素Ｐ２，１～Ｐ２，ＮそれぞれのフォトダイオードＰＤで発生し接合容量部に蓄積された電荷の読出しが以下のようにして行われる。
　前述した動作において列選択制御信号Ｈｓｅｌ（１）がハイレベルとなる時刻ｔ２０から、列選択制御信号Ｈｓｅｌ（Ｎ１）が一度ハイレベルになってからローレベルとなる時刻より後の時刻ｔ２１までの期間、制御部６からリセット用配線ＬＲに出力されるリセット制御信号Ｒｅｓｅｔがハイレベルとなり、これにより、Ｎ個の積分回路Ｓ１～ＳＮそれぞれにおいて、放電用スイッチＳＷ２１が閉じて、積分用容量素子Ｃ２１が放電される。また、時刻ｔ２１より後の時刻ｔ２２から時刻ｔ２５までの期間、制御部６から第２行選択用配線ＬＶ，２に出力される第２行選択制御信号Ｖｓｅｌ（２）がハイレベルとなり、これにより、受光部１０における第２行のＮ個の画素Ｐ２，１～Ｐ２，Ｎそれぞれの読出用スイッチＳＷ１が閉じる。
　この期間（ｔ２２～ｔ２５）内において、時刻ｔ２３から時刻ｔ２４までの期間、制御部６から保持用配線ＬＨへ出力される保持制御信号Ｈｏｌｄがハイレベルとなり、これにより、Ｎ個の保持回路Ｈ１～ＨＮそれぞれにおいて入力用スイッチＳＷ３１が閉じる。そして、期間（ｔ２２～ｔ２５）の後、制御部６から列選択用配線ＬＨ，１～ＬＨ，Ｎに出力される列選択制御信号Ｈｓｅｌ（１）～Ｈｓｅｌ（Ｎ）のうち、連続するＮ１列であってその位置が第１行の当該Ｎ１列から一定列数（本実施形態では２列）分だけシフトされた列に相当する列選択制御信号Ｈｓｅｌ（３）～Ｈｓｅｌ（Ｎ１＋２）が、順次に一定期間だけハイレベルとなる。これにより、Ｎ１個の保持回路Ｈ３～ＨＮ１＋２それぞれの出力用スイッチＳＷ３２が順次に一定期間だけ閉じる。以上のようにして、第２行のＮ１個の画素Ｐ２，３～Ｐ２，Ｎ１＋２それぞれのフォトダイオードＰＤにおける受光強度を表す電圧値Ｖｏｕｔが電圧出力用配線Ｌｏｕｔへ出力される。
　第２撮像モードのときには、以上のような第１行および第２行についての動作に続いて、以降、第３行から第Ｍ行まで、電圧値出力対象である連続するＮ１列の位置が各行毎に一定列数ずつシフトしながら同様の動作が行われて、１回の撮像で得られる画像を表すフレームデータが得られる。また、第Ｍ行について動作が終了すると、再び第１行から第Ｍ行までの範囲で同様の動作が行われて、次の画像を表すフレームデータが得られる。このように、一定周期で同様の動作を繰り返すことで、受光部１０が受光した光像の２次元強度分布を表す電圧値Ｖｏｕｔが電圧出力用配線Ｌｏｕｔへ出力されて、繰り返してフレームデータが得られる。
　ところで、本実施形態においては、画素データを高速に読み出す為に、信号読出部２０およびＡ／Ｄ変換部３０を複数の組に分割し、それぞれの組から画素データを並行して出力させる構成としてもよい。
　例えば、図２０に示されるように、Ｎ個の積分回路Ｓ１～ＳＮおよびＮ個の保持回路Ｈ１～ＨＮを４組に分けて、積分回路Ｓ１～Ｓｉおよび保持回路Ｈ１～Ｈｉからなる信号読出部２１を第１組とし、積分回路Ｓｉ＋１～Ｓｊおよび保持回路Ｈｉ＋１～Ｈｊからなる信号読出部２２を第２組とし、積分回路Ｓｊ＋１～Ｓｋおよび保持回路Ｈｊ＋１～Ｈｋからなる信号読出部２３を第３組とし、また、積分回路Ｓｋ＋１～ＳＮおよび保持回路Ｈｋ＋１～ＨＮからなる信号読出部２４を第４組とする。ここで、「１＜ｉ＜ｊ＜ｋ＜Ｎ」である。そして、信号読出部２１の保持回路Ｈ１～Ｈｉそれぞれから順次に出力される電圧値をＡ／Ｄ変換部３１によりデジタル値に変換し、信号読出部２２の保持回路Ｈｉ＋１～Ｈｊそれぞれから順次に出力される電圧値をＡ／Ｄ変換部３２によりデジタル値に変換し、信号読出部２３の保持回路Ｈｊ＋１～Ｈｋそれぞれから順次に出力される電圧値をＡ／Ｄ変換部３３によりデジタル値に変換し、また、信号読出部２４の保持回路Ｈｋ＋１～ＨＮそれぞれから順次に出力される電圧値をＡ／Ｄ変換部３４によりデジタル値に変換する。また、４つのＡ／Ｄ変換部３１～３４それぞれにおけるＡ／Ｄ変換処理を並列的に行う。このようにすることで、画素データを更に高速に読み出すことができる。
　また、例えば、２行２列のビニング読出しをすることを考慮すると、Ｎ個の保持回路Ｈ１～ＨＮのうち奇数列に対応する保持回路を第１組とし、偶数列に対応する保持回路を第２組として、これら第１組および第２組それぞれに対して個別にＡ／Ｄ変換部を設けて、これら２つのＡ／Ｄ変換部を並列動作させるのも好ましい。この場合、奇数列に対応する保持回路と、これの隣の偶数列に対応する保持回路とから、同時に電圧値が出力され、これら２つの電圧値が同時にＡ／Ｄ変換処理されてデジタル値とされる。そして、ビニング処理される際には、これら２つのデジタル値が加算される。このようにすることでも、画素データを高速に読み出すことができる。
　なお、走査シフトレジスタ４０による列方向の走査処理に関しては、上記のような分割はできない。列方向の走査処理では、最初の画素から最終の画素まで順次に走査する必要があるからである。したがって、固体撮像装置１において列数Ｎを行数Ｍより多くすることにより、信号読出部を上述のように分割することによる読み出しの高速化といった効果をより顕著に得ることができる。
　本発明による医療用Ｘ線撮像システムは、上記した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態では第２撮像モードにおける撮像領域として、受光部の行方向および列方向の双方に対して傾斜し、且つ固体撮像装置の移動方向と交差する方向を長手方向とする撮像領域を例示したが、第２撮像モードにおける撮像領域はこれ以外の領域であってもよく、或いは受光部の全面を撮像領域として使用してもよい。また、第１撮像モードに関しても、上記実施形態のように受光部の全面を撮像領域とする形態に限られるものではなく、必要に応じて受光部における任意の領域を撮像領域としてもよい。
　１…固体撮像装置、３…半導体基板、４…シンチレータ、５…Ｘ線遮蔽部、６…制御部、１０，１１０，１３０…受光部、１０ａ，１０ｂ…撮像領域、１１…受光面、２０，１２０，１４０…信号読出部、３０，３１～３４…Ａ／Ｄ変換部、４０…走査シフトレジスタ、４１…読出シフトレジスタ、１００…Ｘ線撮像システム、１０４…旋回アーム、１０６…Ｘ線発生装置、１０８…回転制御部、Ａ…被写体、Ａ２…アンプ、Ｃ２１，Ｃ２２…積分用容量素子、Ｃ３…保持用容量素子、Ｈ１～ＨＮ…保持回路、ＬＧ…ゲイン設定用配線、ＬＨ…保持用配線、ＬＨ，ｎ…第ｎ列選択用配線、ＬＯ，ｎ…第ｎ列読出用配線、Ｌｏｕｔ…電圧出力用配線、ＬＲ…リセット用配線、ＬＶ，ｍ～第ｍ行選択用配線、Ｐ，Ｐｍ，ｎ…画素、Ｒｅｓｅｔ…リセット制御信号、Ｓ１～ＳＮ…積分回路、ＳＷ１…読出用スイッチ、ＳＷ２１…放電用スイッチ、ＳＷ２２…ゲイン設定用スイッチ、ＳＷ３１…入力用スイッチ、ＳＷ３２…出力用スイッチ、Ｗ…シリコンウェハ。

Claims (9)

  1. 　被検者の顎部の周囲を移動しつつＸ線像を撮像する固体撮像装置を備え、少なくとも二つの撮像モードを有する医療用Ｘ線撮像システムであって、
    　前記固体撮像装置が、
    　フォトダイオードを各々含むＭ×Ｎ個（Ｍ及びＮは２以上の整数）の画素がＭ行Ｎ列に２次元配列されて成る矩形状の受光面を有する受光部と、
    　各列毎に配設され、対応する列の前記画素に含まれる前記フォトダイオードと読出用スイッチを介して接続されたＮ本の読出用配線と、
    　前記読出用配線を経て入力された電荷の量に応じた電圧値を保持し、その保持した電圧値を順次に出力する信号読出部と、
    　各画素の前記読出用スイッチの開閉動作を制御するとともに、前記信号読出部における電圧値の出力動作を制御して、各画素の前記フォトダイオードで発生した電荷の量に応じた電圧値を前記信号読出部から出力させる制御部と、
    　入射したＸ線に応じてシンチレーション光を発生して前記Ｘ線像を光像へと変換し、該光像を前記受光部へ出力するシンチレータと
    を有し、
    　前記固体撮像装置を前記受光面に垂直な軸線周りに回転可能に支持するとともに、前記二つの撮像モードのうち一方の撮像モードの際には前記固体撮像装置の移動方向に前記受光部の行方向または列方向が沿うように、また、前記二つの撮像モードのうち他方の撮像モードの際には前記固体撮像装置の移動方向に対し前記受光部の行方向および列方向の双方が傾斜するように、前記固体撮像装置の回転角を制御する回転制御部を更に備える、医療用Ｘ線撮像システム。
  2. 　前記制御部が、前記他方の撮像モードの際に、前記Ｍ×Ｎ個の画素のうち所定の方向を長手方向とする撮像領域を構成する前記画素から選択的に電圧値が読み出されるように前記信号読出部の出力動作を制御し、
    　前記所定の方向が、前記受光部の行方向および列方向の双方に対して傾斜し、且つ前記固体撮像装置の移動方向と交差する、請求項１に記載の医療用Ｘ線撮像システム。
  3. 　前記所定の方向が前記固体撮像装置の移動方向に対して直交する、請求項２に記載の医療用Ｘ線撮像システム。
  4. 　前記撮像領域が前記受光部の対角線上の領域である、請求項２または３に記載の医療用Ｘ線撮像システム。
  5. 　前記制御部が、前記他方の撮像モードにおいて前記信号読出部の出力動作を制御する際に、前記受光部のＮ列それぞれに対応して保持された電圧値のうち、連続するＮ１列（Ｎ１＜Ｎ）に対応して保持された電圧値を前記信号読出部から出力させ、且つ、前記受光部における該Ｎ１列の位置を、一又は複数の行に対応する電圧値を読み出す度に一定列数ずつシフトさせる、請求項２～４のいずれか一項に記載の医療用Ｘ線撮像システム。
  6. 　前記受光部における行数Ｍが列数Ｎより小さく、前記受光面の形状が行方向を長手方向とする長方形状である、請求項１～５のいずれか一項に記載の医療用Ｘ線撮像システム。
  7. 　前記固体撮像装置の回転中心が、矩形状の前記受光部における四つの角部のうち一つの角部に位置しており、
    　前記一つの角部が前記二つの撮像モードの双方において前記被検者に対し下顎側に位置するように前記固体撮像装置が回転する、請求項１～６のいずれか一項に記載の医療用Ｘ線撮像システム。
  8. 　前記制御部が、前記他方の撮像モードの際に、前記一方の撮像モードと比べて、前記信号読出部から出力される電圧値に基づくフレームデータにおける読出し画素ピッチを小さくし、単位時間当たりに出力されるフレームデータの個数であるフレームレートを速くし、前記信号読出部における入力電荷量に対する出力電圧値の比であるゲインを大きくする、請求項１～７のいずれか一項に記載の医療用Ｘ線撮像システム。
  9. 　前記一方の撮像モードは歯科用Ｘ線撮影におけるＣＴ撮影を行う撮像モードであり、前記他方の撮像モードは歯科用Ｘ線撮影におけるパノラマ撮影を行う撮像モードである、請求項１～８のいずれか一項に記載の医療用Ｘ線撮像システム。
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