放射線攝像裝置及其驅動方法
2023-10-09 13:14:04
專利名稱：放射線攝像裝置及其驅動方法
技術領域：
本發明涉及一种放射線攝像裝置及其驅動方法，尤其是涉及適用於由放射線形成像的裝置及其驅動方法、以及輸出對應於入射放射線的圖像信息的放射線攝像裝置及其驅動方法。
背景技術：
近年來，醫療業界對X射線圖像信息數位化的要求日益增加。若實現該數位化，則醫師可實時了解最佳角度下的患者的X射線圖像信息，可使用磁光碟等媒體來記錄及管理得到的X射線圖像信息。另外，若利用傳真或其它通信方式等，還可在短時間內向世界中任何醫院發送患者的X射線圖像信息。
另外，在以建築物主體等物體內部檢查為代表的非破壞檢查等中，用於X射線攝影的各種設備的設置和必需的部位的攝影也不能太頻繁。
因此，在這種領域中，對實時提供期望部位的X射線圖像信息的要求高。所以，提議用CCD固體攝像元件或非晶矽傳感器取代膠捲的X射線攝像裝置。
下面，說明我們以前提議的放射線攝像裝置的一個實例。
圖11是表示二維面積傳感器結構的電路圖。另外，圖12A、12B是相當於二維面積傳感器的一個象素的各構成元件的平面圖和截面圖，圖12A是其平面圖，圖12B是其截面圖。
在圖11的放射線攝像裝置中，由縱向4個單元、橫向4個單元總計16個象素二維地構成象素1103，且該象素1103由傳感器元件1101和連接的傳送用電晶體1102作為一組構成。
另外，傳感器元件1101連接在偏壓單元1104上，傳送用電晶體1102的柵極通過柵極線與移位寄存器1105連接。另外，傳送用電晶體1102的輸出信號通過信號輸出線傳送到放大器·多路復用器·A/D變換器1106，依次進行信號處理。另外，復位單元1107連接到傳送用電晶體1102的信號輸出線上。
圖11中用虛線包圍的部分在大面積的同一絕緣襯底1108上形成，圖12A中示出相當於其中一個象素部分的平面圖。
如圖12A所示，形成光電變換元件1101、TFT(薄膜電晶體)1102、及SIG信號布線。另外，圖12B中示出在圖12A中的虛線A-B之間示出的部分的截面圖。
根據圖12B所示的層結構，在絕緣襯底1上同時層疊構成光電變換元件1101、TFT1102及信號布線SIG。它們通過僅在絕緣襯底1上按共同的下部金屬層2、氮化矽層(SiN)7、i層4、n層5及上部金屬層6的順序層疊，並蝕刻各層來形成。之後，形成P層23、I層24、N層25作為光電變換元件1101，在其上形成由ITO等構成的上部電極層26。
另外，在象素上部形成鈍化用氮化矽膜(SiN)8與將CsI、Gd2O2S等放射線波長變換為可見光的螢光體12。若向放射線攝像裝置入射包含像信息的X射線13，則由螢光體12變換為像信息光14，該光入射到光電變換元件S11。
下面，說明放射線攝像裝置中，自動控制從X射線源照射的X射線曝光的X射線自動曝光控制裝置(AEC)。
通常，對於具有二維配置傳感器的放射線攝像裝置，必需調整(AEC控制)輸入的光量。可將其分類為下面的兩種。
(1)與放射線攝像裝置獨立地設置AEC控制用傳感器。
(2)高速讀取放射線攝像裝置內的全部或部分傳感器，作為AEC控制用信號。
以前，在把輸入的X射線圖案二維圖像化的二維傳感器的前面，配置多個X射線衰減為5％左右的薄型AEC控制用傳感器，由這些AEC控制用傳感器的輸出來停止X射線的曝光，得到適於圖像化的X射線量。作為這裡使用的AEC控制用傳感器，使用在電離室中直接抽出作為電荷、或用光纖將螢光體光抽出到外部並由光電倍增器變換為電荷的傳感器。
但是，如上所述，對於二維配置的放射線攝像裝置，在設置其它AEC控制用傳感器來調整(AEC控制)輸入光量或放射線量的情況下，AEC控制用傳感器的配置成為問題。即，通常AEC控制必需的信息位於被攝物的中央部分，為了圖像攝像用傳感器攝像無阻礙，在配置AEC控制用傳感器中，必需其它光學單元，或光學衰減非常小的AEC控制用傳感器。
另外，在使用全部象素的情況下，可由象素數量較少的傳感器來進行AEC控制，但象素數量超過2000×2000個的傳感器必需高速驅動用電路，導致裝置整體的成本上升。
另外，因為必需高速驅動，所以對於放射線攝像裝置的傳感器而言，難以使電荷的積累時間及電荷的傳送時間、電容復位時間等時間充分，結果，存在所謂導致攝像圖像的畫質下降的問題。
發明內容
鑑於上述問題提出本發明，其目的在於提供一种放射線攝像裝置及其驅動方法，不必高速驅動就可調整(AEC控制)入射的光量或放射線量。
本發明的放射線攝像裝置在襯底上具有具備多個象素的變換部，該象素在襯底上具有第1變換元件和連接在上述第1變換元件上的開關元件，是一種對應於入射到上述變換部的放射線量輸出圖像信息的放射線用平板檢測器，其特徵在於還具有第2變換元件，為了檢測入射到上述變換部內的放射線的總照射量和/或放射線的入射和停止而配置在上述襯底上；和處理電路部，與上述第2變換元件連接，處理檢測的信號。
本發明的放射線攝像裝置的驅動方法是一種用於驅動放射線攝像裝置的驅動方法，該放射線攝像裝置具有在襯底上具備多個象素的變換部，該象素具有第1變換元件和連接在上述第1變換元件上的開關元件；第2變換元件，為了檢測入射到上述變換部內的放射線的總照射量而配置在上述襯底上；和處理電路部，與上述第2變換元件連接，其特徵在於對應於來自上述第2變換元件的輸出，由上述處理電路部檢測放射線的總照射量和/或有無放射線照射，控制入射到上述變換部內的放射線量。
本發明的放射線攝像裝置是對應於入射放射線輸出圖像信息的權射線攝像裝置，其中包括襯底；在上述襯底上具備多個象素的變換單元，該象素具有將入射的放射線變換為電信號的第1變換元件、和連接於上述第1變換元件的開關元件；和總照射量檢測單元，其具備第2變換元件，設置在上述襯底上，將入射的放射線變換為電信號；和處理電路部，與上述第2變換元件連接，檢測入射到上述變換單元內的放射線總照射量，在對應於入射到上述第1變換元件的放射線量而輸出圖像信息的定時下，使上述第2變換元件的放射線檢測成為關狀態。
在本發明的放射線攝像裝置的一個形態中，上述第2變換元件具有TFT結構，上述處理電路部通過使上述第2變換元件的源極及漏極接地或使兩者處於同一電位，使上述第2變換元件的放射線檢測成為關狀態。
在本發明的放射線攝像裝置的一形態中，上述處理電路部在向外部抽出來自上述第2變換元件的電信號時，作為電流抽出上述電信號。
在本發明的放射線攝像裝置的一形態中，上述處理電路部包括加法單元，將來自上述第2光電變換元件的輸出電荷相加；積分單元，積分由上述加法單元相加的電荷；比較單元，將由上述積分單元積分的值與預定閾值相比；和放射線遮斷單元，在上述比較單元判斷為上述積分值比上述閾值大時，停止向上述變換單元照射放射線。
在本發明的放射線攝像裝置的一形態中，在上述襯底上的多個部位設置上述第2變換元件，上述處理電路部從多個第2變換元件中選擇最佳部位的上述第2變換元件，檢測放射線照射量。
在本發明的放射線攝像裝置一形態中，上述第1變換元件具有MIS型半導體結構。
本發明的放射線攝像裝置的驅動方法，是對應於入射放射線輸出圖像信息的放射線攝像裝置的驅動方法，其中，使用放射線攝像裝置，該裝置包括襯底；變換單元，在上述襯底上具備多個具有將入射的放射線變換為電信號的第1變換元件和連接於上述第1變換元件的開關元件的象素；第2變換元件，設置在上述襯底上、將入射的放射線變換為電信號；和處理電路部，與上述第2變換元件連接，檢測入射到上述變換單元內的放射線總照射量，在對應於入射到上述第1變換元件的放射線量而輸出圖像信息的定時下，使上述第2變換元件的放射線檢測成為關狀態。
從下述參照附圖的描述中，本發明的其它特徵和優點變得顯而易見，其中，在所有圖中，相似的附圖標記表示相同或相似的部分。
結合構成說明書一部分的
本發明的實施例，並與描述一起來解釋本發明的原理。
圖1是實施例1的放射線攝像裝置的電路圖。
圖2是實施例2的放射線攝像裝置的電路圖。
圖3A、3B是實施例2的放射線攝像裝置中相當於一個象素的各構成元件的平面圖和截面圖。
圖4是實施例3的放射線攝像裝置的電路圖。
圖5A、5B是實施例3的放射線攝像裝置中相當於一個象素的各構成元件的平面圖和截面圖。
圖6是實施例4的放射線攝像裝置的系統構成圖。
圖7是實施例5的放射線攝像裝置的電路圖。
圖8是實施例6的放射線攝像裝置的電路圖。
圖9是實施例7的放射線攝像裝置的電路圖。
圖10是實施例8的放射線攝像裝置的電路圖。
圖11表示現有實例，是表示二維面積傳感器構成的電路圖。
圖12A、12B表示現有實例，是相當於圖1的二維傳感器中的一個象素的各構成元件的平面圖及截面圖。
圖13是本實施例中第2光電變換元件的配置鏡象圖。
圖14是實施例9的放射線攝像裝置的電路圖。
圖15A、15B是相當於實施例9的放射線攝像裝置中的一個象素的各構成元件的平面圖和截面圖。
圖16是實施例11的放射線攝像裝置的電路圖。
圖17是實施例12的放射線攝像裝置的電路圖。
圖18是實施例13的放射線攝像裝置的電路圖。
圖19是實施例14的放射線攝像裝置的電路圖。
圖20是表示本發明實施例15中第2光電變換元件的處理電路部的電路圖。
圖21是本發明實施例16的放射線攝像裝置的電路圖。
圖22是本發明實施例16的放射線攝像裝置的時序圖。
具體實施例方式
現在根據附圖來詳細描述本發明的最佳實施例。
下面，參照
本發明的放射線攝像裝置及其驅動方法的實施例。
(實施例1)下面，根據圖1說明本發明的實施例1。
圖1是本實施例的放射線攝像裝置的電路圖。如圖1所示，本實施例的放射線攝像裝置，通過把由第1光電變換元件101和與其連接的作為傳送用開關元件的電晶體102構成的象素103，縱向4個單元、橫向4個單元共計16個象素二維地構成。
另外，第1光電變換元件101連接於第1偏壓單元104，電晶體102的柵極在每行中通過柵極線G1-G4與移位寄存器105連接。另外，電晶體102的輸出信號在每列中通過信號線S1-S4傳送到放大器·多路復用器·A/D變換器106，依次進行信號處理。另外，復位單元107連接到電晶體102每列中的信號線S1-S4上。
並且，配置圖1中用斜線加陰影線的細長形狀第2光電變換元件108，該元件的形狀與通常用於拍攝圖像用的第1光電變換元件101不同。
第1光電變換元件101是圖1中著灰色的元件部分，按等間距間隔p配置成4個×4個的二維狀，連接於第1偏壓單元104。
通過電晶體102讀取由對應於由移位寄存器105選擇的行的第1光電變換元件101生成的電荷，傳送到放大器·多路復用器·A/D變換器106，由放大器(AMP)選擇放大，之後，由A/D變換器進行變換。
在讀取後，由復位單元107進行電荷復位動作。其中，有時根據放射線攝像裝置的構造可不必進行該動作。
在象素103之間、且在列方向的信號線(S2與S3)之間細長配置第2光電變換元件108。這裡，因為第2光電變換元件108與第1光電變換元件101配置在同一平面內，所以相鄰第2光電變換元件108配置的第1光電變換元件101』比其它第1光電變換元件101的面積小。
第2光電變換元件108連接於第2偏壓單元109，在其電荷讀取時，可以不由移位寄存器105進行選擇，而總是對應於入射光量來輸出電荷。因此，總是施加一定電位。由該第2光電變換元件108檢測的電荷由第2放大器(AMP)110放大，通過將輸出相加後，檢測放射線的總照射量。
根據本實施例，因為將AEC控制用傳感器(第2光電變換元件108)形成在光電變換襯底111內，所以不必另外設置AEC控制用傳感器，可使放射線檢測裝置小型化，另外，可簡化電路構成。另外，將AEC控制用傳感器用於圖像信息的傳感器(第1光電變換元件101)作為其它構成，由於通過另外設置處理電路部，不必高速驅動來讀取電荷，所以可防止攝像圖像的畫質下降。
另外，通過與行方向的驅動布線交叉並橫跨多個象素、並平行於列方向的信號線S1-S4來配置AEC控制用傳感器(第2光電變換元件108)，不設置與列方向信號線S1-S4交叉的部分，由於信號線S1-S4中沒有寄生多餘的電容，所以可進行SN比高的輸出信號讀取。另外，為了在與信號線平行的方向上橫跨多個象素來配置，最好在比放射線照射量寬的區域內平均化後檢測。
(實施例2)下面，根據圖2及圖3A、3B來說明本發明的實施例2。
圖2是本實施例的放射線攝像裝置的電路圖。另外，圖3A、3B是相當於放射線攝像裝置中的一個象素的各構成元件的平面圖和截面圖，圖3A是平面圖，圖3B是圖3A中虛線A-B之間的部分的截面圖。
在本實施例中，第1光電變換元件201為PIN構造。開關元件202由TFT(薄膜電晶體)形成。另外，開關元件202的柵極通過柵極線G1-G3連接於移位寄存器208。另外，來自開關元件202的輸出信號通過信號線S1-S3輸出到外部。
在配置在襯底上的光電變換電路部203內，沿通常的象素信號線方向，橫跨多個象素來配置第2光電變換元件204，該元件比通常用於讀取圖像用的第1光電變換元件201細長。尤其是，在本實施例中，以梳形形狀形成。
因為第2光電變換元件204與第1光電變換元件201配置在同一平面內，所以與其鄰接配置的第1光電變換元件201』形成為比其它第1光電變換元件201的面積小，可通過讀取後的圖像修正來彌補該面積減少部分。
第2光電變換元件204與用於得到圖像信息的第1偏壓電源205獨立，連接於第2偏壓電源206，總是對應於入射光量來輸出電荷。因此，總是處於施加偏壓的狀態。另外，由放大器(AMP 2)207來放大電荷。
圖3A、3B是相當於放射線攝像裝置中的一個象素的各構成元件及第2光電變換元件204的平面圖和截面圖，圖3A是平面圖，圖3B是截面圖。
這裡，作為AEC控制用傳感器的第2光電變換元件204的層構成，是去除TFT202的下部金屬層2後的構成。下面展示其形成方法。
首先，在作為絕緣材料的玻璃襯底1上，通過濺射等，堆積約50nm的Cr，形成下部金屬層2，之後，通過光刻法進行布圖，蝕刻不要的面積。由此，形成TFT202的柵極。
接著，通過CVD在同一真空內分別堆積約200nm、500nm、50nm的氮化矽膜(SiN)7、i層4、n層5。各層中，對於TFT202而言，氮化矽膜(SiN)7作為柵極絕緣膜，i層4作為半導體層，n層5作為歐姆觸點層。此外，第2光電變換元件204中，氮化矽膜(SiN)7作為下部柵極絕緣層，i層4作為光電變換半導體層，n層5作為歐姆觸點層。
堆積各層後，通過濺射等堆積約1000nm的Al。
並且，通過光刻法進行布圖，蝕刻去除不要的面積。從而，與作為TFT202主電極的源極一起，形成成為漏極、信號線SIG的上部金屬層6。另外，在第2光電變換元件204中形成上部電極30。
之後，形成P層23、I層24、N層25，作為第1光電變換元件201』，並在其上形成由ITO等構成的上部電極層26。
並且，用RIE僅蝕刻TFT202的溝道部中的n層5，之後，蝕刻不要的層，分離各元件。
通過上述製作工藝，製作第1光電變換元件201』、TFT202、第2光電變換元件204。以上，雖對一個象素進行說明，但不用說，即使對其它象素而言，也可同時形成。
另外，為了提高持久性，在各元件上部形成覆蓋氮化矽膜(SiN)等鈍化膜8，並且，形成CsI、Gd2O2S等作為波長變換體的螢光體12。
在本實施例中，因為作為AEC控制用傳感器的第2光電變換元件204隻要僅分離入射放射線的總照射量即可，所以在放射線照射中，總是施加偏壓。因此，由於可以用去除TFT202的下部金屬層2的構成來製作第2光電變換元件204，所以可簡化製作過程，可實現成本降低。
(實施例3)下面，根據圖4及圖5A、5B來說明本發明的實施例3。
圖4是本實施例的放射線攝像裝置的電路圖。另外，圖5A、5B是相當於放射線攝像裝置中的一個象素的各構成元件的平面圖和截面圖，圖5A表示平面圖，圖5B表示截面圖。在本實施例中，第1光電變換元件401由MIS型構造構成，開關元件402由TFT構成。
在本實施例中也是，鄰接第2光電變換元件403配置的第1光電變換元件401』的面積比其它第1光電變換元件401的面積小。
第2光電變換元件403連接於第2偏壓電源206，在讀取時，不必由移位寄存器208來選擇，總是施加偏壓，以對應於入射光量來輸出電荷。另外，由放大器(AMP 2)207來放大第2光電變換元件403生成的電荷。
圖5A、5B是包含第2光電變換元件403和與其鄰接的第1光電變換元件401』的一個象素的平面圖和截面圖，圖5A是平面圖，圖5B是截面圖。下面表示其形成方法。
首先，在作為絕緣材料的玻璃襯底1上，通過濺射等，堆積約50nm的Cr，形成下部金屬層2，之後，通過光刻法進行布圖，蝕刻不要的面積。此時，去除形成第2光電變換元件403的區域的下部電極層2。從而，形成光電變換元件401』的下部電極、TFT402的柵極和電容407的下部電極。
接著，通過CVD在同一真空內分別堆積約200nm、500nm、50nm的氮化矽膜(SiN)7、i層4、n層5。各層在光電變換元件401』中，氮化矽膜(SiN)7作為下部絕緣層，i層4作為光電變換半導體層，n層5作為空穴注入阻止層。另外，在TFT402中，氮化矽膜(SiN)7作為柵極絕緣膜，i層4作為半導體層，n層5作為歐姆觸點層。並且，在電容407中，氮化矽膜(SiN)7、i層4、n層5作為中間層，在第2光電變換元件403中，氮化矽膜(SiN)7作為下部絕緣層，i層4作為光電變換半導體層，n層5作為歐姆觸點層。
另外，它們還用作信號布線SIG的交叉部絕緣層。
各層的厚度不限於此，作為二維面積傳感器，雖通過使用的電壓、電流、電荷、入射光量等來最佳設計，但電子和空穴至少不能通過氮化矽膜(SiN)7，另外，為了用作TFT402的柵極絕緣膜，厚度必需大於50nm。
在堆積各層後，通過濺射等堆積約1000nm的Al，作為上部金屬層6。並且，通過光刻法來進行布圖，蝕刻去除不要的面積。從而，與作為光電變換元件401』的上部電極、TFT402的主電極的源極一起，形成漏極、電容407的上部電極、信號布線SIG，另外，在第2光電變換元件403中形成上部電極30。這裡，也可根據元件特性而僅在第1及第2光電變換元件401』、403的上部電極中設置ITO等。
並且，用RIE僅蝕刻TFT402的溝道部中的n層5，之後，蝕刻不要的氮化矽層(SiN)7、i層4、n層5，分離各元件。
通過上述製作工藝，製作第1光電變換元件401』、TFT402、第2光電變換元件403及電容407。以上，雖對一個象素進行說明，但不用說，即使對其它象素而言，也可同時形成。
另外，為了提高持久性，在各元件上部形成覆蓋氮化矽(SiN)等鈍化膜8，並且，形成CsI、Gd2O2S等構成波長變換體的螢光體12。
這裡，作為AEC控制用傳感器的第2光電變換元件403中的層構成，如上所述，是去除了第1光電變換元件401』、TFT402及電容407的下部金屬層2後的層構成。
因此，由於AEC控制用傳感器(第2光電變換元件403)只要僅分離入射放射線的總照射量即可，所以可以與第1光電變換元件401』及開關元件402等的層構成一起製作，故可簡化AEC控制用傳感器的製作過程，實現成本降低。
(實施例4)下面，根據圖6來說明本發明的實施例4。
圖6是本實施例的放射線攝像裝置的系統構成圖。從X射線發生部601射出的X射線由未圖示的螢光部變換為可見光，具有像信息的放射線入射到二維傳感器602。
另外，在向二維傳感器602入射的同時，還向形成於傳感器襯底中的作為AEC控制用傳感器的第2光電變換元件的第1光電變換部603、第2光電變換部604、第3光電變換部605照射變換為可見光的光。
作為AEC控制用傳感器的第2光電變換元件的各光電變換部603-605，分別配置在傳感器襯底內的不同部位。例如，可舉出圖13所示那樣的帶狀AEC控制用傳感器(第2光電變換元件)組L、R、C的集合。
從各光電變換部603-605中抽出第2光電變換元件的各光電變換部603-605從入射光發生的電荷，由各加法部606-608對每個組進行相加。這裡的加法方法除單純相加外，也可如圖13所示，對6條帶進行加權後再相加。這些由各加法部606-608相加的電荷分別由各積分部609-611積分，各積分輸出輸入選擇部612。
選擇部612控制是選擇性地使用還是相加使用作為各積分部609-611的3個溝道的積分輸出。該控制依賴於被攝影的部位，例如，若是胸部正面攝影，則選擇組L與組R的輸出大的一方，若是腹部或胸部側面攝影，則可單獨採用組C的輸出。
比較部614比較選擇部612選擇的輸出和來自閾值設定部613的預定閾值。若比該閾值大，則驅動X射線遮斷部615，使來自X射線發生部601的照射停止。一旦X射線停止照射，則結束二維傳感器602的積分，來自二維傳感器602的數據在進行AD變換後，傳送到存儲器616後被存儲。存儲在存儲器616中的數據由通過系統總線617連接的系統控制部6198控制，進行讀取等。
由此，通過使用第2光電變換元件，利用其輸出，可進行X射線照射停止的控制，同時，由此早期結束二維傳感器602的積分，可限制二維傳感器602中存儲的不要的偏移電荷。
另外，通過與X射線照射停止一致，進行數據的獲得，可早期進行攝影圖像的顯示。
(實施例5)下面，根據圖7來說明本發明的實施例5。
圖7是本實施例的放射線攝像裝置的電路圖。另外，向上述實施例1中的圖1中說明過的構成要素標以相同符號，下面，說明與上述實施例1的不同點。
在本實施例中，作為AEC控制用傳感器的第2光電變換元件701是4個象素大小(從端象素到端象素)。
從而，與信號線S1-S4平行方向的寬度比象素103的間距小，另一側寬度因為跨躍4個象素，所以為象素103間距的約4倍。由此，與信號線S1-S4不交叉的方向上寬度大，通過增大作為AEC控制用傳感器的第2光電變換元件701的受光面積，可使作為AEC控制用傳感器的第2光電變換元件701發生的光電流增加，可使AEC控制用傳感器(第2光電變換元件701)的靈敏度提高。
(實施例6)下面，根據圖8來說明本發明的實施例6。
圖8是本實施例的放射線攝像裝置的電路圖。另外，對上述實施例1中的圖1中說明過的構成要素標以相同符號，下面，說明與上述實施例1的不同點。
在本實施例中，即使配置在同一列內的第1光電變換元件，與作為AEC控制用傳感器的第2光電變換元件801不相鄰的第1光電變換元件，形成為通常象素的大小。
通過如此構成，可減少通過光電變換元件變小來修正第1光電變換元件輸出的象素數量。
(實施例7)下面，根據圖9來說明本發明的實施例7。
圖9是本實施例的放射線攝像裝置的整體電路圖。另外，對上述實施例1中的圖1說明過的構成要素標以相同符號，下面，說明與上述實施例1的不同點。
在本實施例中，第2光電變換元件901具有與第1光電變換元件形成區域相同的長度或寬度，第1光電變換元件的大小在所有象素中相同。
由此，通過使第1光電變換元件的大小在所有象素中相同，不必進行由於第1光電變換元件中的光電變換元件大小不同而引起的輸出修正。
(實施例8)下面，根據圖10來說明本發明的實施例8。
圖10是本實施例的放射線攝像裝置的電路圖。另外，對上述實施例1中的圖1說明過的構成要素標以相同符號。下面，說明與上述實施例1的不同點。
在本實施例中，在第1光電變換元件形成區域中局部設置AEC控制用第2光電變換元件，且第1光電變換元件的大小在所有象素中相同。
由此，通過使第1光電變換元件的大小在所有象素中相同，不必進行由於第1光電變換元件中的光電變換元件大小不同而引起的輸出修正。
(實施例9)下面，根據圖14和圖15A、15B來說明本發明的實施例9。
圖14是本實施例的放射線攝像裝置的電路圖。另外，圖15A、15B是相當於放射線攝像裝置中的一個象素的各構成元件的平面圖和截面圖，圖15A中示出平面圖，圖15B中示出截面圖。
在本實施例中，第1光電變換元件901由MIS型構造構成，開關元件902由TFT構成。放射線攝像裝置中將第1光電變換元件901、開關元件902、電容904形成為一個象素。另外，第2光電變換元件903變為TFT型構造，其柵極(下金屬)成為施加偏壓以成為一定電位的構造。
在本實施例中，相鄰第2光電變換元件903配置的第1光電變換元件901』的面積比其它第1光電變換元件901小。
第2光電變換元件903的源極或漏極連接於第2偏壓電源(Bias 2)206上，在讀取時，不必由移位寄存器208進行選擇，總是施加偏壓，以便電荷總是對應於入射光量來輸出。另外，柵極施加一定電位，在圖14中，施加負偏壓。由放大器(AMP2)207來放大第2光電變換元件903生成的電荷。
圖15A、B是包含第2光電變換元件903和與其相鄰的第1光電變換元件901』的一個象素的平面圖及截面圖，圖15A是平面圖，圖15B是截面圖。形成方法使用與實施例3中描述一樣的方法，只要形成剩餘第2光電變換元件的柵極(下電極)的結構即可。
另外，為了提高持久性，形成氮化矽(SiN)等鈍化膜8來覆蓋各元件的上部，並且，形成CsI、Gd2O2S等構成波長變換體的螢光體12。
在本實施例中，將第2光電變換元件903形成作為開關元件902的TFT相同的層構成，可簡化工藝，並且還可穩定第2光電變換元件903的特性。
另外，最好通過在距配置第2光電變換元件903的區域近的周邊匯集第2光電變換元件903中的進行向源、漏極的偏壓、向柵極的偏壓、信號放大等的處理電路，使布線迴繞容易。
(實施例10)下面，根據圖1來說明本發明的實施例10。
圖1是本實施例的放射線攝像裝置的電路圖。如圖1所示，本實施例的放射線攝像裝置中，由第1光電變換元件101和與其連接的作為傳送用開關元件的電晶體102構成的象素103，由縱向4個單元、橫向4個單元共計16個象素二維構成。
另外，第1光電變換元件101連接於第1偏壓單元104，電晶體10的柵極在每行中通過柵極線G1-G4與移位寄存器105連接。另外，電晶體102的輸出信號在每列中通過信號線S1-S4傳送到放大器·多路復用器·A/D變換器106，依次進行信號處理。另外，復位單元107連接到電晶體102每列中的信號線S1-S4上。
並且，配置圖1中用斜線加陰影線的細長形狀第2光電變換元件108，該元件的形狀與通常用於拍攝圖像用的第1光電變換元件101不同。
第1光電變換元件101是圖1中著灰色的元件部分，按等間距間隔p配置成4個×4個二維狀，連接於第1偏壓單元104。
通過電晶體102讀取由對應於移位寄存器105選擇行的第1光電變換元件101生成的電荷，傳送到放大器·多路復用器·A/D變換器106，由放大器(AMP)選擇放大，之後，由A/D變換器進行變換。
在讀取後，由復位單元107進行電荷復位動作。其中，有時由於放射線攝像裝置的構造也不必進行該動作。
在象素103之間、且在列方向的信號線(S2與S3)之間細長配置第2光電變換元件108。這裡，因為第2光電變換元件108與第1光電變換元件101配置在同一平面內，所以相鄰第2光電變換元件108配置的第1光電變換元件101』比其它第1光電變換元件101的面積小。
第2光電變換元件108連接於第2偏壓單元109，在其電荷讀取時，可以總是對應於入射光量來輸出電荷。因此，總是施加一定電位。另外，此時，因為與象素分別設置第2光電變換元件108，所以可不使用移位寄存器來讀取電荷。該第2光電變換元件108檢測的電荷由第2放大器(AMP)110放大，通過將輸出相加後，檢測放射線的總照射量。
根據本實施例，因為將AEC控制用傳感器(第2光電變換元件108)形成在光電變換襯底111內，所以不必另外設置AEC控制用傳感器，可小型化放射線檢測裝置，另外，可簡化電路構成。另外，將AEC控制用傳感器用於圖像信息的傳感器(第1光電變換元件101)作為其它構成，由於通過分別設置不同的處理電路部，不必高速驅動來讀取電荷，所以可防止攝像圖像的畫質下降。
另外，通過與行方向的驅動布線交叉並橫跨多個象素來配置、並平行於列方向的信號線S1-S4來配置AEC控制用傳感器(第2光電變換元件108)，不設置與列方向信號線S1-S4交叉的部分，由於信號線S1-S4中沒有寄生多餘的電容，所以可進行SN比高的輸出信號讀取。另外，為了在與信號線平行的方向上橫跨多個象素來配置，最好在比放射線照射量寬的區域內平均化後檢測。
(實施例11)下面，根據圖16來說明本發明的實施例11。
圖16表示在圖14所示的第2光電變換元件903是TFT型傳感器時的驅動電路部與處理電路部。如圖16所示，本實施例的放射線攝像裝置具備作為TFT型的第2光電變換元件S100、運算放大器OP100、電源M100和反饋電阻R100。
作為放射線攝像裝置的驅動方法，首先，在作為TFT的第2光電變換元件S100的源極與漏極之間施加偏壓，將柵極固定在一定電位。
接著，若在該狀態下入射信號光，則發生光電流，向反饋電阻R100流過正的信號電荷(空穴)，所以可在運算放大器OP100的輸出端子讀取該光電流。此時，通過將電源M100連接在運算放大器OP100的正相輸入端子上，可使作為TFT型的第2光電變換元件S100的源極電位變為電源M100的電位。
(實施例12)下面，根據圖17來說明本發明的實施例12。
圖17表示圖14所示的第2光電變換元件903是TFT型傳感器時的驅動電路部與處理電路部，且展示了實施例10的其它形態。如圖16所示，本實施例的放射線攝像裝置具備作為TFT型的第2光電變換元件S200、運算放大器OP200、電源M200、開關SW200和反饋電容C200。
作為放射線攝像裝置的驅動方法，首先，在作為TFT的第2光電變換元件S200的源極與漏極之間施加偏壓，將柵極固定在一定電位。
接著，若在該狀態下入射信號光，則發生光電流，向反饋電容C200流過正的信號電荷(空穴)，所以可在運算放大器OP200的輸出端子讀取存儲的正的信號電荷(空穴)的總電荷量。此時，通過打開開關SW200，另外，將電源M200連接在運算放大器OP200的正相輸入端子上，可使作為TFT型的第2光電變換元件S200的源極電位變為電源M100的電位。
接著，在運算放大器OP200的輸出端子讀取存儲的正信號電荷(空穴)的總電荷量後，關閉開關SW200，使存儲的總電荷復位。
(實施例13)下面，根據圖18來說明本發明的實施例13。
圖18表示圖14所示的第2光電變換元件903是TFT型傳感器時的驅動電路部與處理電路部，且表示了實施例10的再一形態。如圖18所示，本實施例的放射線攝像裝置具備作為TFT型的第2光電變換元件S300、運算放大器OP300、電源M300、開關SW300和反饋電阻R300、R310。
作為放射線攝像裝置的驅動方法，首先，在作為TFT的第2光電變換元件S300的源極與漏極之間施加偏壓，將柵極固定在一定電位。
接著，若在該狀態下入射信號光，則發生光電流，正的信號電荷(空穴)積累到反饋電容C300，所以可由運算放大器OP300以((R300+R310)/R310)的放大率來放大積累的正信號電荷(空穴)的總電荷量的電位，可在運算放大器OP300的輸出端子讀取放大的電位。此時，打開開關SW300。
接著，在運算放大器OP300的輸出端子讀取放大的電位後，關閉開關SW300，復位存儲的總電荷，將作為TFT型的第2光電變換元件S300的源極固定在電源M300的一定電位上。
(實施例14)下面，根據圖19來說明本發明的實施例14。
圖19表示圖17所示的第2光電變換元件S200是MIS型傳感器時的驅動電路部與處理電路部。如圖18所示，本實施例的放射線攝像裝置具備作為MIS型的第2光電變換元件S400、運算放大器OP400、電源M400、M410、電晶體T400、開關SW400和反饋電容C400。
作為放射線攝像裝置的驅動方法，首先，在作為MIS的第2光電變換元件S400的上下電極間施加偏壓。
接著，若在該狀態下入射信號光，則發生光電流，向反饋電容C400流過正的信號電荷(空穴)，所以可在運算放大器OP400的輸出端子讀取積累的正的信號電荷(空穴)的總電荷量。此時，通過打開開關SW400，再將電源M400連接在運算放大器OP400的正相輸入端子上，可使作為MIS型的第2光電變換元件S400的運算放大器OP400輸入側電極電位變為電源M400的電位。
接著，在運算放大器OP400的輸出端子讀取存儲的正信號電荷(空穴)的總電荷量後，關閉開關SW400，復位(刷新)作為MIS的第2光電變換元件S400中存儲的光電荷。
(實施例15)下面，參照附圖來詳細說明適用本發明的實施例15。
圖1是本實施例的放射線攝像裝置的電路圖。
如圖所示，本實施例的放射線攝像裝置構成為具有由在玻璃襯底上二維(矩陣)配置多個象素103而成的變換單元，象素103由第1光電變換元件101及與其連接的作為傳送用開關元件的電晶體102構成；和總照射量檢測單元，其具有第2光電變換元件108，及與其連接、作為檢測入射到變換單元內的放射線總照射量的處理電路部的第2放大器(AMP)110。這裡，為了圖示方便，示出縱向4個單元、橫向4個單元共計16個象素。
另外，第1光電變換元件101連接於第1偏壓單元104，電晶體102的柵極在每行通過柵極線G1-G4與移位寄存器105連接。另外，電晶體102的輸出信號在每列中通過信號線S1-S4傳送到放大器·多路復用器·A/D變換器106，依次進行信號處理。另外，復位單元107連接到電晶體102每列中的信號線S1-S4上。
並且，配置圖1中用斜線加陰影線的細長形狀第2光電變換元件108，該元件的形狀與通常用於拍攝圖像用的第1光電變換元件101不同。
第1光電變換元件101是圖1中著灰色的元件部分，按等間距間隔p配置成4個×4個二維狀，連接於第1偏壓單元104。
通過電晶體102讀取由對應於移位寄存器105選擇行的第1光電變換元件101生成的電荷，傳送到放大器·多路復用器·A/D變換器106，由放大器(AMP)選擇放大，之後，由A/D變換器進行變換。
在讀取後，由復位單元107進行電荷復位動作。其中，有時由於放射線攝像裝置的構造也不必進行該動作。
在象素103之間、且在列方向的信號線(S2與S3)之間細長配置第2光電變換元件108。這裡，因為第2光電變換元件108在與第1光電變換元件101相同的平面內配置成同層構成，所以相鄰第2光電變換元件108配置的第1光電變換元件101』比其它第1光電變換元件101的面積小。
第2光電變換元件108連接於第2偏壓單元109，在其電荷讀取時，可以不由移位寄存器105進行選擇，而總是對應於入射光量來輸出電荷。因此，總是施加一定電位。由該第2光電變換元件108檢測的電荷由第2放大器(AMP)110放大，通過將輸出相加後，檢測放射線的總照射量。
根據本實施例，因為將AEC控制用傳感器(第2光電變換元件108)形成在光電變換襯底111內，所以不必另外設置AEC控制用傳感器，可小型化放射線檢測裝置，另外，可簡化電路構成。另外，將AEC控制用傳感器用於圖像信息的傳感器(第1光電變換元件101)作為其它構成，由於通過另外設置處理電路部，不必高速驅動來讀取電荷，所以可防止攝像圖像的畫質下降。
另外，通過與列方向的信號線S1-S4平行地配置AEC控制用傳感器(第2光電變換元件108)，不設置與列方向信號線S1-S4交叉的部分，由於信號線S1-S4中沒有寄生多餘的電容所以可進行SN比高的輸出信號讀取。
接著，說明第2光電變換元件的驅動及信號處理。
圖20表示圖1所示第2光電變換元件為TFT型傳感器時的處理電路部。
S100是TFT型的第2光電變換元件，D表示漏極，S表示源極，G表示柵極。另外，100是圖1中的第2放大器(AMP運算放大器)，M100是電源，R100是反饋電阻。
作為實際的驅動方法，首先，在TFT型的第2光電變換元件S100的源極與漏極之間施加偏壓，將柵極固定在一定電位。
若在該狀態下入射信號光，則發生光電流，向反饋電阻R100流過正的信號電荷(空穴)，所以可在第2放大器110的輸出端子讀取光電流。此時，通過將電源M100連接於第2放大器110的正相輸入端子，可使TFT型的第2光電變換元件S100的源極電位變為電源M100的電位。
另外，第2光電變換元件S100為了不影響位於周邊的第1光電變換元件101的信號，在輸出第1光電變換元件101讀取的圖像信息的定時下，將第2光電變換元件S100的各電極電位固定在地(GND)電位或一定電位，並變為關閉狀態。
從而，可不影響將第1光電變換元件101讀取的信號輸出為圖像信息的動作。
另外，通過使用第2放大器110來讀取AEC控制用傳感器(第2光電變換元件S100)的輸出作為電流，可由第2光電變換元件S100的輸出來停止X射線曝光，不僅可得到適於圖像化的X射線量，還可得到曝光的X射線停止的定時。
(實施例16)下面，說明本發明的實施例16。
圖21是本實施例的放射線攝像裝置的電路圖。另外，圖22是本實施例的放射線攝像裝置的時序圖。另外，圖15A、15B是相當於放射線攝像裝置的一個象素的各構成元件的平面圖和截面圖，圖15A是其平面圖，圖15B是由圖15A中的虛線A-B間示出部分的截面圖。
在圖21中，S11-S33為光電變換元件，C11-C33是存儲用電容，T11-T33是傳送用TFT。Vs是讀取用電源，Vg為刷新用電源，分別通過開關SWs、SWg連接於所有光電變換元件S11-S33上。開關SWs通過反相器連接於刷新控制電路RF，SWg直接連接於刷新控制電路RF，刷新期間中，控制SWg打開，在其它期間中，控制SWs打開。1個象素由1個光電變換元件及電容、TFT構成，其信號輸出通過信號布線SIG連接於檢測用集成電路IC。本實施例的二維面積傳感器將共計9個象素分為3個組，同時傳送每組3個象素的輸出，並通過信號布線，由檢測用集成電路依次變換為輸出後輸出。另外，在橫向配置1組內的3個象素，依次縱向配置3個組，從而二維配置各象素。
另外，在光電變換元件S11、S21與光電變換元件S12、S22之間配置梳狀的細長形狀的第2光電變換元件，該元件的形狀與通常用於拍攝圖像的第1光電變換元件S11-S13不同。
這裡，圖21中的第2光電變換元件為TFT型傳感器。
圖21的第2光電變換元件的漏極連接於偏置電源(Bias2)，源極與放大器(AMP2)連接，根據放射線的入射光線放大、輸出產生的電荷。
此時，因為柵極電位相對於源極電位固定為負，所以在沒有柵極情況下進行比較，可得到較大的光電流與暗電流比。由該大的光電流與暗電流之比，可提高第2光電變換元件的性能。
圖15A、B分別是S12及S22的平面圖、截面圖。
這裡，用S0表示AEC傳感器用的第2光電變換元件，層構成與光電變換元件(S11)、電容(C11)及TFT(T1-1)一樣構成。
從而，通過在AEC傳感器中使用第2光電變換元件，可以低成本構成AEC傳感器，可提供成本低的攝像裝置。
在大面積的同一絕緣襯底上形成圖中用虛線包圍的部分。S11是光電變換元件，T11是TFT，C11是電容，SIG是信號布線。在本實施例中，電容C11與光電變換元件S11不特別分離元件，通過增大光電變換元件Sn電極的面積來形成電容C11。
在象素上部形成鈍化用氮化矽膜SiN8和CsI、Gd2O2S等螢光體12。若從上方入射包含像信息的X射線13，則由螢光體12變換為像信息光14，該光入射到光電變換元件S11。
這裡，用圖15A、B來依次說明各元件的形成方法。
首先，在作為絕緣材料的玻璃襯底1上，通過濺射等，堆積約50nm的Cr，作為下部金屬層2，之後，通過光刻法進行布圖，蝕刻不要的面積。由此，形成光電變換元件S11的下部電極、TFT·T11的柵極和電容C11的下部電極。接著，通過CVD在同一真空內分別堆積約200/500/50nm的SiN(7)/i(4)/n(5)層。各層變為光電變換元件S11的絕緣層/光電變換半導體層/空穴注入阻止層、TFT·T11的柵極絕緣膜/半導體層/歐姆觸點層及電容C11的中間層。另外，還用作信號布線的交叉部絕緣層。各層的厚度不限於此，作為二維面積傳感器，雖通過使用的電壓、電流、電荷、入射光量等來最佳設計，但電子和空穴至少不能通過SiN，另外，為了能用作TFT的柵極絕緣膜，必需為50nm以上。
在堆積各層後，通過濺射等堆積約1000nm的Al，作為上部金屬層6。並且，通過光刻法來進行布圖，蝕刻不要的面積，與光電變換元件S11的上部電極、作為TFT·T11402的主電極的源極一起，形成漏極、電容C11的上部電極及信號布線SIG。
並且，由RIE僅蝕刻TFT·T11的溝道部中n層，之後，蝕刻不要的SiN(7)/i(4)/n(5)層，分離各元件。從而完成光電變換元件S11、TFT·T11及電容C11。以上，雖對第一個象素進行說明，但不用說，即使對其它象素而言，也可同時形成。
另外，為了提高持久性，通常在各元件上部形成覆蓋SiN等鈍化膜8，並且，形成CsI、Gd2O2S等螢光體12。
如上所述，在本實施例中，可僅由各層蝕刻來形成與光電變換元件、TFT、電容及信號布線SIG同時堆積的共通下部金屬層2、SiN(7)/i(4)/n(5)層、及上部金屬層6。另外，在光電變換元件S11內，注入元件層不僅在一個部位、並且在同一真空內形成。另外，也可在同一真空內形成在TFT特性上重要的柵極絕緣膜/I層界面。另外，因為電容C11的中間層包含沒有因熱產生洩漏的絕緣層，所以可形成良好特性的電容。
下面，用圖22的時序圖來說明本實施例的放射線攝像裝置的動作。
首先，醫師或技師為了能觀察將作為診斷對象的患者即被攝體(未圖示)置於X射線源(未圖示)與二維面積傳感器(未圖示)之間進行診斷的部位，而暫停被攝體。同時，向控制面板(未圖示)輸入條件，以考慮到此前通過問診等得到的患者的症狀、體格、年齡或想得到的信息，得到最佳的攝影輸出。由電信號將該信號電傳到AE控制器(未圖示)。同時，將這些條件存儲在條件存儲器電路(未圖示)中。
在該狀態下，一旦醫師或持師按下攝影曝光開始鍵(未圖示)，則開始攝影模式。首先，系統控制電路(未圖示)刷新動作二維面積傳感器(未圖示)。這裡說明刷新動作。首先，由移位寄存器SR1及SR2向控制布線g1-g3、s1-s2施加高電平。此時，傳送用TFT·T11-T33與開關M1-M3為導通，所有光電變換元件S11-S33的D電極變為GND電位(因為積分檢測器Amp的輸入端子設置在GND電位)。
同時，刷新控制電路RF輸出高電平，開關SWg為導通，所有光電變換元件S11-S33的G電極通過刷新用電源Vg變為正電位。此時，所有光電變換元件S11-S33變為刷新模式，被刷新。
接著，刷新控制電路RF輸出低電平，SWs為導通，所有光電變換元件S11-S33的G電極通過讀取用電源Vs變為負電位。此時，所有光電變換元件S11-S33變為光電變換模式，同時，初始化電容C11-C33。在該狀態下，通過移位寄存器SR1及SR2向控制布線g1-g3、s1-s2施加低電平。此時，傳送用TFT·T11-T33和開關M1-M3為截止，所有光電變換元件S11-S33的電極DC導通，但由電容C11-C13來保持電位。但是，在該時刻，因為未入射X射線，所以未向所有光電變換元件S11-S33入射光，未流過光電流。從而，刷新動作結束。
在第1光電變換元件的刷新動作間，將圖2及圖3A、B所示第2光電變換元件S100的各電極(源極、漏極、柵極)電位固定在GND或一定電位。從而，第1光電變換元件的刷新動作均勻刷新所有象素。
這裡，將圖20及圖21所示第2光電變換元件S100的各電極(源極、漏極、柵極)電位設定為可光電變換的電位。具體而言，源極電位約為3V，漏極電位約為10V，柵極電位約為0V。
在該狀態下，如果射出X射線，通過被攝體入射到螢光體上，則變換為光，該光分別入射到第1光電變換元件S11-S33及第2光電變換元件S100中。
當入射到第2光電變換元件S100的總光量達到某個閾值時，出現停止照射X射線的信號，X射線照射結束。由此，因為第2光電變換元件S100的作用結束，所以在該時刻，圖20及圖21所示第2光電變換元件S100的各電極(源極、漏極、柵極)電位設定為GND或一定電位。由此，此後不會影響將第1光電變換元件101讀取的信號作為圖像信息輸出的動作。
根據圖22的時序圖來說明實際動作。
由一定量的光流向第1光電變換元件101的光電流作為電荷，分別存儲在各電容C11-C33中，在X射線入射結束後仍保持。接著，二維面積傳感器104進行讀取動作。由移位寄存器SR1向控制布線g1施加高電平控制脈衝，通過移位寄存器SR2向控制布線s1-s3施加控制脈衝，通過TFT·T11-T13、開關M1-M3依次輸出v1-v3。同樣，還通過移位寄存器SR1、SR2的控制來輸出其它光信號。從而，得到人體等內部構造的二維信息，作為v1-v9。這裡，由控制布線s2通過開關M2輸出的V2、V5、V8因為第1光電變換元件S12、S22、S32的面積小，輸出變小，但最後對其進行信號修正。
另外，因為第1光電變換元件的驅動可變為與圖11的現有實例相同的驅動，所以不必高速驅動，結果，不會引起攝像圖像的畫質降低，可提供高性能的攝像裝置。
另外，不使用市售的其它AEC控制用傳感器，可減小AEC控制用傳感器，可提供小型的攝像裝置。另外，第1光電變換元件與第2光電變換元件使用相同薄膜，可形成為相同層，並可提供成本低的攝像裝置。
根據本發明，因為在同一襯底中，與具有配置在輸出圖像信息的變換部內的第1變換元件的象素獨立配置檢測入射到變換部的放射線總照射量的第2變換元件，所以不必為了調整輸入放射線量而高速讀取來自第1變換元件的輸出，同時，因為不必另外設置用於調整放射線量的傳感器，所以可簡化放射線攝像裝置的構成。
另外，在將第2變換元件形成為TFT型，第1變換元件對應於入射到第1變換元件變換部的放射線量輸出圖像信息的定時下，第2變換元件的放射線檢測變為關狀態，具體而言，通過將第2光電變換元件的各電極(源極、漏極、柵極)的電位固定在GND或一定電位，可不會影響將此後第1光電變換元件讀取的信號輸出為圖像信息的動作。
並且，通過使用處理電路部(運算放大器)來讀取作為電流的第2變換元件的輸出，由第2變換元件的輸出來停止X射線的曝光，不僅可得到適於圖像化的X射線量，還可得到停止曝光X射線的定時。
(實施例17)在本實施例中，將檢測用於圖像讀取信號的第1變換元件和另外設置的第2變換元件利用為檢測放射線輸入和/或停止用的傳感器(下面稱為X射線監視器)。此時，在讀取用電路中，將微分電路連接於第2變換元件，對檢測的信號微分處理，檢測入射和/或停止。該微分電路使用公知的電路即可。或者可使用圖18的電路。另外，第2變換元件的構成既可以是TFT型，也可以是MIS型。這裡所謂的MIS型為USP6075256中公開的傳感器。
另外，實施例16以前描述的用於檢測放射線總照射量的變換元件和X射線監視器的變換元件兩者可都設置在襯底上，也可不單獨設置而使用具有兩者功能的元件。作為此時的讀取電路構成，可僅使用圖18的電流讀取型。
(本發明的其它實施例)本發明既可適用於由多個設備構成的系統，也可適用於由一個設備構成的裝置。
另外，本發明的範疇包含為了實現上述實施例的功能，使各種器件動作，對於與上述各種器件連接的裝置或系統內的計算機，可由存儲媒體或經網際網路等傳送媒體提供實現上述實施例功能用的軟體程序代碼，根據存儲於系統或裝置的計算機(CPU或MPU)中的程序來使上述各種器件動作，由此來實現。
另外，此時，上述軟體程序代碼自身實現上述實施例的功能，程序代碼自身、及向計算機提供該程序代碼用的單元、例如存儲這種程序代碼的存儲媒體構成本發明。作為存儲這種程序代碼的存儲媒體，例如可使用軟盤、硬碟、光碟、磁光碟、CD-ROM、磁帶、非易失性存儲器卡、ROM等。
另外，計算機通過執行提供的程序代碼，不僅實現上述實施例中說明的功能，而且在該程序代碼與在計算機中運行的OS(作業系統)或其它應用軟體等一起實現上述實施例中示出的功能的情況下，這種程序代碼也包含於本發明的並且，在提供的程序代碼存儲在計算機功能擴展板或連接於計算機上的功能擴展單元中具備的存儲器中後，根據該程序代碼的指示，該功能擴展板或功能擴展單元中具備的CPU等進行實際處理的部分或全部，通過該處理來實現上述實施例功能的情況也包含於本發明內。
根據本發明，因為在同一襯底中，與具有配置在輸出圖像信息的變換部內的第1變換元件的象素獨立地配置檢測入射到變換部的放射線總照射量的第2變換元件，所以不必為了調整輸入放射線量而高速讀取來自第1變換元件的輸出，同時，因為不必另外設置用於調整放射線量的傳感器，所以可簡化放射線攝像裝置的構成。
本發明不限於上述實施例，在本發明的精神和範圍內可進行各種改變和變更。因此，為了使公眾了解本發明的範圍，提出所附的權利要求。
權利要求
1.一种放射線攝像裝置，在襯底上具有具備多個象素的變換部，該象素具有第1變換元件和連接在上述第1變換元件上的開關元件，該裝置是對應於入射到上述變換部的放射線量輸出圖像信息的放射線用平板檢測器，其特徵在於還具有為了檢測入射到上述變換部內的放射線的總照射量和/或放射線的入射和停止而在上述襯底上配置的第2變換元件；和與上述第2變換元件連接，處理檢測的信號的處理電路部。
2.根據權利要求1所述的放射線攝像裝置，其特徵在於上述處理電路部包括加法單元，將來自上述第2光電變換元件的輸出電荷相加；積分單元，積分由上述加法單元相加的電荷；比較單元，將由上述積分單元積分的值與預定閾值相比較；和放射線遮斷單元，在上述比較單元判斷為上述積分值比上述閾值大時，停止向上述變換單元照射放射線。
3.根據權利要求1所述的放射線攝像裝置，其特徵在於在上述襯底上的多個部位設置上述第2變換元件，上述處理電路部從多個第2變換元件中選擇最佳部位的上述第2變換元件，檢測放射線照射量。
4.根據權利要求1所述的放射線攝像裝置，其特徵在於沿列方向及行方向以等間隔p配置上述第1變換元件，上述第2變換元件的受光面面積S為S＝w×h，其中w＜p、h＝k×p、k≥1，w為第2變換元件在行方向上的長度，h為第2變換元件在列方向上的長度，k為實數。
5.根據權利要求1所述的放射線攝像裝置，其特徵在於上述第1變換元件由MIS型半導體結構形成。
6.根據權利要求1所述的放射線攝像裝置，其特徵在於上述處理電路部具有決定單元，該決定單元根據上述第2變換元件的輸出，決定存儲來自上述第1變換元件輸出電荷的存儲器的存儲停止定時。
7.根據權利要求1所述的放射線攝像裝置，其特徵在於具有連接於上述第1變換元件的信號線，上述第2變換元件配置在上述象素之間，並配置在上述信號線之間。
8.一种放射線攝像裝置的驅動方法，該放射線攝像裝置具有在襯底上的具備多個象素的變換部，該象素具有第1變換元件和連接在上述第1變換元件上的開關元件；為了檢測入射到上述變換部內的放射線的總照射量而在上述襯底上配置的第2變換元件；和與上述第2變換元件連接的處理電路部，該驅動方法的特徵在於對應於來自上述第2變換元件的輸出，由上述處理電路部檢測放射線的總照射量和/或有無放射線照射，控制入射到上述變換部內的放射線量。
9.根據權利要求8所述的放射線攝像裝置的驅動方法，其特徵在於上述處理電路部的處理包括加法步驟，將來自第2光電變換元件的輸出信號相加；積分步驟，積分由加法步驟相加的信號；比較步驟，將由上述積分步驟積分的值與預定閾值相比較；和放射線遮斷步驟，在上述比較步驟中判斷為上述積分值比閾值大時，停止向上述變換單元照射放射線。
10.一种放射線攝像裝置，對應於入射放射線輸出圖像信息，其特徵在於，包括襯底；在上述襯底上具備多個象素的變換單元，該象素具有將入射的放射線變換為電信號的第1變換元件、和連接於上述第1變換元件的開關元件；和總照射量檢測單元，其具備設置在上述襯底上、將入射的放射線變換為電信號的第2變換元件；和與上述第2變換元件連接，檢測入射到上述變換單元內的放射線總照射量的處理電路部，在對應於入射到上述第1變換元件的放射線量而輸出圖像信息的定時下，使上述第2變換元件的放射線檢測成為關狀態。
11.根據權利要求10所述的放射線攝像裝置，其特徵在於上述第2變換元件具有TFT結構，上述處理電路部通過使上述第2變換元件的源極及漏極接地或使兩者處於同一電位，使上述第2變換元件的放射線檢測成為關狀態。
12.根據權利要求10所述的放射線攝像裝置，其特徵在於所述處理電路部從外部取出來自所述第2變換元件的電信號時，將所述電信號作為電流取出。
13.根據權利要求10所述的放射線攝像裝置，其特徵在於上述處理電路部包括加法單元，將來自上述第2光電變換元件的輸出電荷相加；積分單元，積分由上述加法單元相加的電荷；比校單元，將由上述積分單元積分的值與預定閾值相比；和放射線遮斷單元，在上述比較單元判斷為上述積分值比上述閾值大時，停止向上述變換單元照射放射線。
14.一种放射線攝像裝置的驅動方法，該放射線攝影裝置對應於入射放射線輸出圖像信息，其特徵在於使用下述放射線攝像裝置，該裝置包括將入射的放射線變換為電信號的第1變換元件；和設置在上述襯底上、將入射的放射線變換為電信號的第2變換元件；在對應於入射到上述第1變換元件的放射線量而輸出圖像信息的定時下，使上述第2變換元件的放射線檢測成為關狀態。
15.根據權利要求1所述的放射線攝像裝置，其特徵在於上述第1及第2變換元件由非單晶構成。
16.根據權利要求10所述的放射線攝像裝置，其特徵在於上述第1及第2變換元件由非單晶構成。
全文摘要
提供一种放射線攝像裝置，不必高速驅動，就可調整(AEC控制)入射的光量或放射線量。在同一襯底上，與具有配置在輸入圖像信息變換部內的第1變換元件(101)的象素(103)獨立地，配置用於檢測入射到變換部的放射線總照射量的第2光電變換元件(108)，由此，不必為了調整輸入的放射線量而高速讀取來自第1變換元件101的輸出，因為不必另外設置調整放射線量用的傳感器，所以可簡單地構成放射線攝像裝置。
文檔編號H04N5/3745GK1455580SQ0314915
公開日2003年11月12日 申請日期2003年2月14日 優先權日2002年3月1日
發明者小林功, 森下正和, 望月千織, 辻井修 申請人:佳能株式會社