放射線成像裝置及其驅動方法和程序的製作方法

2023-10-09 13:15:24

專利名稱：放射線成像裝置及其驅動方法和程序的製作方法
技術領域：
本發明涉及放射線成像裝置及其驅動方法和程序。
背景技術：
近年來，由於半導體技術的發展，使用其中諸如各用於將光轉換 成電信號的光電轉換元件的轉換元件已被形成於諸如玻璃的絕緣基板 上的傳感器陣列的數字放射線成像裝置已被付諸實用且被普及。
用於放射線成像裝置中的傳感器陣列(轉換單元)具有其中以矩 陣布置多個像素的像素區域，所述多個像素中的每一個具有用於將諸
換的電荷的電;言號的開k元件。，作:轉換元件，例如，使用;於將放 射線轉換成光的波長轉換器和用於將光轉換成電荷的光電轉換元件的 元件、或用於直接將放射線轉換成電荷的元件被使用。作為開關元件，
使用非晶矽或多晶矽的薄膜電晶體(以下稱為TFT)、或二極體等被 使用。用於施加偏壓的偏壓布線與多個像素的轉換元件共連，所述偏 壓用於將轉換元件設為其中它可將放射線或光轉換成電荷的狀態。由 於從驅動電路單元向與沿行布置的多個像素的開關元件共連的驅動布 線供給驅動信號並且開關元件被逐行啟用(enable)，因此像素的電 信號被逐行輸出。移位寄存器被希望用於驅動電路單元，並依次向沿 列布置的多個驅動布線供給驅動信號。從沿行布置的多個像素產生的 電信號通過與沿列布置的多個像素的開關元件共連的信號布線被並行 讀出到讀出電路單元。對於讀出電路單元，對於沿行布置的多個信號 布線中的每一個至少設置用於放大讀出的電信號的運算放大器和用於 暫時保持來自運算放大器的信號的採樣和保持電路(以下，也被稱為 S/H電路)。對於讀出電路單元，還設置用於將已被並行讀出到S/H電路的信號轉換成串行信號並讀出串行信號的多路復用器
(multiplexer)。已被逐行讀出傳感器陣列的並行信號被依次讀出並 被轉換成串行信號。被讀出讀出電路單元的模擬串行信號被模數轉換 器(以下，稱為A/D轉換器)轉換成數位訊號。通過從所有行的像素 逐行讀出模擬信號並將它們轉換成數位訊號，可從放射線成像裝置獲 得與一個圖像(幀)對應的數字圖像數據。
在以上的放射線成像裝置中，信號被逐行讀出。因此，例如，存 在如下情況，即在驅動電路單元逐行啟用開關元件時的定時或在已從 傳感器陣列並行讀出的電信號被保持在對於每個信號布線設置的多個 S/H電路中時的定時混合噪聲。可以認為這些噪聲是由來自裝置外面 的電磁噪聲，從電源供給到傳感器陣列、驅動電路單元和讀出電路單 元的操作電壓的波動，或基準電壓的波動等導致的。存在這樣一個問 題，即，在從其獲得以上噪聲的圖像數據中出現橫向條帶形狀(行方 向)的偽像(artifact)(以下，這種偽像被稱為線噪聲)。
線噪聲比在圖像數據中隨機出現的噪聲成分(component)(以 下，這種噪聲分成被稱為隨機噪聲)的情況更易於被診斷人員覺察， 並且是適於決定圖片質量的大的因素。
根據美國專利申請公開No. 2004-0174953，提供用於通過使用X 射線圖像的暗部的輸出來檢測線噪聲並進一步校正的手段，由此去除 線噪聲並改善圖片質量。
才艮據美國專利申請^^開No. 2006-0065845，為了減少通過信號布 線產生的線噪聲，與信號布線並行製備布線，並計算和讀出在製備的 布線中產生的噪聲和在信號布線中產生的噪聲之間的差異，由此校正 線噪聲。

發明內容
但是，根據在美國專利申請公開No. 2004-0174953中公開的校正 處理，由於使用傳感器陣列的暗部的輸出，因此，在校正時，圖片質 量受由於像素的暗電流導致的噪聲或者由於熱噪聲或晶格缺陷等導致的固定模式噪聲的影響。作為針對這種影響的對策，獲得多個線的加 權平均。但是，由於使用的暗部的量取決於拍攝而不是恆定的，因此 減小由於像素的暗電流導致的噪聲或者由於熱噪聲或晶格缺陷等導致 的固定模式噪聲的影響的程度不同，並且，存在圖片質量取決於拍攝 而不同的危險。特別地，在對於每個像素具有開關元件的形式中，由
化或者出現晶格缺陷等，因此存在固定模式噪聲的影響變得更加明顯 的危險。
並且，如果使用美國專利申請公開No. 2004-0174953，那麼，除 了獲得圖像數據所需的像素以外，用於執行暗部的拍攝的像素也是必 需的。為了進一步精確地校正，用於執行暗部的拍攝的大量像素是必 需的。因此，必須使用其中增加傳感器陣列的像素區域的面積的成像 裝置，且防礙裝置的小型化。
並且，必須以與運動圖像類似的方式高速執行多種處理，諸如用 於從圖像辨別暗部區域的處理、用於從圖像辨別暗部區域的線噪聲量 的處理、和用於校正線噪聲的處理等。在這種情況下，在從圖像的獲 得到圖像的顯示的時間段中導致的延遲時間被延長，並且它變為操作 時的作業性劣化的因素。為了在短時間內執行這些處理，與其對應的 處理單元是必需的，使得存在系統變得昂貴的問題。
根據美國專利申請公開No. 2006-0065845，分離地設置使得變為 線噪聲的產生因素的信號布線的構造和與信號布線電容性耦合 (couple)的布線的構造相同的布線，由此校正線噪聲。根據這種方 法，轉換元件的開口率以與已被分離地設置的布線對應的程度劣化， 轉換元件的靈敏度劣化，最終，整個系統的SNR (信噪比)降低。根 據上述的結構，由於分離地設置的布線和驅動布線相交，因此驅動布 線的布線電容增加。因此，在驅動信號中出現大的失真，並且變得難 以執行諸如運動圖像的拍攝的傳感器陣列的高速操作。存在處於驅動 電路單元附近的位置處的像素的開關元件的啟用時間和處於遠離驅動 電路單元的位置處的像素的開關元件的啟用時間中的每一個改變的危險，使得存在在獲得的圖像中出現沿行方向的偏移的危險。
本發明的目的是，解決上述的問題，並提供可執行高速驅動操作 而不使圖片質量劣化並能容易地校正線噪聲的放射線成像裝置，並提 供這種裝置的驅動方法和程序。
根據本發明，提供一种放射線成像裝置，包括具有其中以矩陣 布置多個像素的像素區域的轉換單元，所述多個像素中的每一個具有 用於將放射線轉換成電荷的轉換元件和用於輸出基於電荷的電信號的 開關元件；被布置在像素區域外面的電容器元件；用於逐行從像素讀 出電信號並且並行地讀出來自電容器元件的信號和來自像素的電信號 的讀出電路單元；和用於基於來自電容器元件的信號校正電信號的校 正單元。
根據本發明，提供一种放射線成像裝置的控制方法，該放射線成 像裝置包括具有其中以矩陣布置多個像素的像素區域的轉換單元， 所述多個像素中的每一個具有用於將放射線轉換成電荷的轉換元件和 用於輸出基於電荷的電信號的開關元件；被布置在像素區域外面的電 容器元件；和用於逐行從像素讀出電信號的讀出電路單元，其中，該 方法包括以下步驟通過讀出電路單元並行地讀出來自電容器元件的 信號和來自像素的電信號；和基於來自電容器元件的信號校正電信號。
根據本發明，提供一種用於操作計算機以執行放射線成像裝置的 控制方法的可讀程序的記錄介質，該放射線成像裝置包括具有其中 以矩陣布置多個像素的像素區域的轉換單元，所述多個像素中的每一 個具有用於將放射線轉換成電荷的轉換元件和用於輸出基於電荷的電 信號的開關元件；被布置在像素區域外面的電容器元件；和用於逐行 從像素讀出電信號的讀出電路單元，其中，該程序操作計算機以執行 以下步驟通過讀出電路單元並行地讀出來自電容器元件的信號和來 自像素的電信號；和基於來自電容器元件的信號校正電信號。
由於來自電容器元件的信號具有線噪聲成分，因此，通過基於與 來自像素的信號並行地獲得的來自電容器元件的信號來校正電信號， 可以容易地且適當地去除圖像中的線噪聲。由於使用布置在像素區域外面的電容器元件，因此，與使用像素的暗部輸出的情況不同，可以 防止由於像素的暗電流導致的噪聲或者由於熱噪聲或晶格缺陷等導致
的固定模式噪聲的影響。
從參照附圖對示例性實施例的以下說明，本發明的進一步特徵將 變得明顯。


圖1是本發明的第一實施例中的放射線成像裝置的示意性等效電 路圖。
圖2是用於驅動在本發明的放射線成像裝置中使用的傳感器陣列 並獲得放射線圖像的時序圖。
圖3是示出本發明的第一實施例中的線噪聲的校正方法的概念圖。
圖4是本發明的第 一 實施例中的另 一放射線成像裝置的示意性等 效電路圖。
圖5是本發明的第 一 實施例中的又一放射線成像裝置的示意性等 效電路圖。
圖6A和圖6B是使用希望用於本發明的放射線成像裝置的轉換元 件的光電轉換元件的像素的示意性橫截面圖。
圖7是使用本發明的放射線成像裝置的放射線成像系統的示意性 構造圖。
圖8是本發明的第二實施例中的放射線成像裝置的示意性等效電 路圖。
圖9是示出本發明的第二實施例中的線噪聲的校正方法的概念圖。
圖10是本發明的第三實施例中的放射線成像裝置的示意性等效 電路圖。
圖11是示出本發明的第三實施例中的線噪聲的校正方法的概念圖。圖12是典型地示出本發明的第三實施例中的放射線成像裝置的 結構的示意圖。
圖13是用於說明使用本發明的第四實施例中的放射線成像裝置 的校正方法的概念圖。
具體實施方式
(第一實施例)
首先，將參照圖7說明使用本發明的放射線成像裝置的放射線成 像系統。圖7是使用本發明的放射線成像裝置的放射線成像系統的示 意性構造圖。在本發明中，假定除了作為由通過放射線衰減而放射的 粒子(包含光子)形成的射束的a射線、P射線和Y射線等以外，在放 射線中還包括能量水平等於或大於這些射束的能量水平的射束，例如， X射線、微粒子射線和宇宙射線等。在本實施例中，將通過使用以X 射線作為放射線的X射線成像裝置進行說明。
在圖7中示出典型的數字放射線成像系統的構造。從X射線源101 放射的X射線的一部分被物體(要被拍攝的物體)113吸收。透過物 體113的X射線被照射到X射線成像裝置111。 X射線成像裝置111 通過傳感器陣列110將照射的X射線轉換成電信號，被驅動電路單元 112驅動，並逐行向讀出電路單元108輸出電信號。輸入讀出電路單 元108的電信號被設置在讀出電路單元108中的運算放大器放大，並 然後被設置在系統電路單元107中的A/D轉換器轉換成數位訊號。經 轉換的數位訊號從系統電路單元107被傳送到處理電路單元106。經 傳送的數位訊號被處理電路單元106和控制PC 103中的一個進行圖 像處理。經圖像處理的數位訊號被用於將圖像顯示於監視器105上或 被存儲在存儲器中。為了控制設置在X射線成像裝置111中的讀出電 路單元108、驅動電路單元112和傳感器陣列110，控制PC103向處 理電路單元106傳送控制信號。處理電路單元106基於控制信號控制 系統電路單元107、讀出電路單元108和驅動電路單元112。通過控制 PC 103和處理電路單元106從電源單元109向設置在X射線成像裝置111中的傳感器陣列110、驅動電路單元112、讀出電路單元108和系 統電路單元107分別供給操作電壓和基準電壓。控制PC 103還通過X 射線控制裝置102控制來自X射線源的X射線的照射。從控制面板 104向控制PC 103輸入各種種類的信息。控制PC 103基於輸入的信 息進行各種種類的控制。
隨後，將參照圖l說明本發明的第一實施例中的放射線成像裝置 的電路構造。圖1是本實施例的放射線成像裝置的示意性等效電路圖 並與圖7中的X射線成像裝置111對應。
傳感器陣列具有其中以矩陣布置多個像素的像素區域211，所述 多個像素中的每一個具有用於將放射線轉換成電荷的轉換元件202和 用於輸出基於被轉換的電荷的電信號的開關元件201。在本實施例中， 使用用於將放射線轉換成光的波長轉換器和用於將光轉換成電荷的光 電轉換元件作為轉換元件202。使用非晶矽的TFT作為開關元件201。 驅動布線Vgl至Vg3與沿行布置的多個像素的開關元件共連，並且， 沿列布置多個驅動布線。信號布線Sigl至Sig3與沿列布置的多個像 素的開關元件共連，並且，沿行布置多個信號布線。用於施加適於使 得轉換元件202能夠將放射線或光轉換成電荷的偏壓的偏壓布線與各 像素的轉換元件202共連。通過具有這些組成元件而構成傳感器陣列 (轉換單元)。在傳感器陣列中，通過使用非晶矽工藝在諸如玻璃等 的絕緣基板上形成開關元件201和轉換元件202。
用於向開關元件201輸出具有用於啟用開關元件201的啟用電壓 的驅動信號的驅動電路單元112分別與驅動布線Vgl至Vg3連接。驅 動電路單元112根據已被輸入的脈衝(DCLK、 OE、 DIO)輸出由來 自兩個電源的輸入電壓(啟用電壓和禁用電壓)值形成的驅動信號。 驅動電路單元112依次向沿列布置的多個驅動布線Vgl至Vg3供給驅 動信號，由此允許開關元件201逐行從像素向信號布線Sigl至Sig3 輸出電信號。用於逐行並行地從像素讀出電信號的讀出電路單元108 與信號布線Sigl至Sig3連接。用於施加用於使得轉換元件202能夠 將放射線或光轉換成電荷的偏壓(Vs)的傳感器電源203與偏壓布線電連接。關於傳感器電源203，使用的電壓值的大小和極性以及電源 的數量等取決於轉換元件202的結構和轉換方法而不同，並且，適當 選擇轉換元件202,使得可以獲得足夠的S/N比。
在讀出電路單元108中，積分型的運算放大器205以--對應的
關係方式與每一信號布線電連接。在積分型的運算放大器205中，可 通過改變與放大器的反饋單元連接的電容器的數量和它們的電容而改 變其放大因子。基準電源(VREF) 206與運算放大器205電連接，並 且，從基準電源向其供給基準電壓。運算放大器205輸出與通過使用 基準電壓作為基準而積分的電荷量成比例的電壓。並且，可變增益放 大器單元204被連接在積分型的運算放大器205之後的級上，在所述 可變增益放大器單元204中，對於每個信號布線Sigl至Sig3設置各 放大來自運算放大器205的信號並且放大因子可改變的放大器。採樣 和保持電路單元207被連接在可變增益放大器單元204之後的級上， 在所述採樣和保持電路單元207中，對於每個信號布線Sigl至Sig3 設置用於暫時保持輸出的信號的採樣和保持電路(以下，也稱為S/H 電路)。
在可變增益放大器單元204中使用的放大器基本上具有與運算放 大器205的電路構造相同的電路構造，並且，可以通過以與運算放大 器205中的方式類似的方式改變電容器的數量和它們的電容而改變它 們的放大因子。並且，通過移動(shift)運算放大器205的復位定時 和可變增益放大器單元204的復位定時執行相關雙重採樣，並且，在 運算放大器205中導致的噪聲可被消除。雖然沒有示出，但是S/H電 路單元207對於每個信號布線Sigl至Sig3具有一組傳送開關和保持 電容器。通過集合多個組，構建S/H電路單元207。
與一個信號布線對應地設置包含運算放大器205、可變增益放大 器單元204的放大器、以及S/H電路單元207的傳送開關和保持電容 器的一個組。在說明書中，包含與信號布線連接的運算放大器205、 可變增益放大器單元204的放大器、以及S/H電路單元207的傳送開 關和保持電容器的一個組被稱為通道(第一讀出電路)。對於用於從傳感器陣列讀出信號的通道設置的運算放大器205被稱為第一運算放 大器。對於讀出電路單元108設置多路復用器208，所述多路復用器 208用於將通過多個通道逐行並行地讀出像素的信號轉換成串行信號 並讀出串行信號。通過這種構造，讀出電路單元108依次將逐行讀出 傳感器陣列的並行信號轉換成串行信號。
在本實施例中，與用於從其中以矩陣布置多個像素的傳感器陣列 的像素區域211讀出信號的通道分離地，設置校正通道(第二讀出電 路)，以便讀出用於校正線噪聲的信號。設置在像素區域外面(像素 區域211的外部區域)並被用於獲得用於校正線噪聲的信號的電容器 元件(校正元件)301與校正通道連接。
雖然圖l沒有示出，但是，可以在諸如玻璃基板等的絕緣基板上 並在傳感器陣列的像素區域211外面形成用於校正線噪聲的電容器元 件301。在這種情況下，可以在開關元件201上從與被用作絕緣層的 非晶氮化矽膜的層相同的層或從與被用作電極的鋁等的層相同的層形 成電容器元件301。可以從與用於轉換元件202的層相同的層形成電 容器元件301。可以在構建讀出電路單元108的晶體半導體晶片中從 與被用作另 一運算放大器205或S/H電路單元207的保持電容器等中 的絕緣層的氧化矽膜的層相同的層、或從與被用作布線的鋁等的層相 同的層形成電容器元件301。
如圖l所示，電容器元件301的一個電極與用於校正通道的運算 放大器205的輸入電連接。電容器元件301的另 一電極與用於向運算 放大器205施加基準電壓(接地電勢)的基準電源電連接。在本說明 書中，用於校正通道的運算放大器205被稱為第二運算放大器。
通過這種構造，通過用於校正線噪聲的電容器元件301檢測作為 線噪聲的主要因素之一的用於向運算放大器205施加基準電壓的基準 電源206的波動和基準電勢(接地電勢)的波動。基準電壓被輸入與 電容器元件301連接的校正通道的運算放大器205，並在其它的通道 從傳感器陣列讀出電信號時被同時讀出，從而獲得變為線噪聲的主要 因素的基準電源和基準電勢的波動。通過電容器元件301的電容Ccor和校正通道的運算放大器205 的反饋電容Cf之間的比(即，Ccor/Cf)放大基準電源206和基準電 壓的波動。因此，希望用於校正線噪聲的電容器元件301的電容值被 設為等於或大於傳感器陣列的信號布線Sigl至Sig3的寄生電容的值。
被施加到電容器元件301的另一電極的電壓不限於從與上述的運 算放大器205連接的基準電源206供給的電壓。例如，如圖4所示， 電容器元件301的另 一 電極可與傳感器電源203連接。傳感器電源203 通過像素與信號布線Sigl至Sig3電容性耦合。通過信號布線Sigl至 Sig3，傳感器電源203的波動被輸入到通過信號布線Sigl至Sig3與傳 感器陣列連接的所有通道。因此，從傳感器電源203供給的偏壓的波 動也導致線噪聲。如圖4所示，通過電容器元件301將校正通道的運 算放大器205的輸入連接到傳感器電源203，可在取得圖像的同時取 得從傳感器電源203供給的偏壓的波動。希望圖4中的電容器元件301 的電容值被設為等於或大於信號布線Sigl至Sig3和偏壓布線的電容 耦合量的值。
雖然圖5示出其中以與圖4類似的方式將傳感器電源602連接到 電容器元件301的另一電極的構造，但其在傳感器電源由多個傳感器 電源601和602構建這一點上與圖4不同。在使用傳感器電源的這種 構造的情況下，希望用於在後面將說明的積累操作時向轉換元件202 供給電壓的傳感器電源602與電容器元件301的另一電極連接。
在S/H電路單元207之後的級上設置用於在時間上依次讀出在 S/H電路單元207的保持電容器中積累的電信號的多路復用器208。 讀出多路復用器208的模擬串行信號通過緩衝放大器209被依次傳送 給A/D轉換器210。
A/D轉換器210將從緩衝放大器209輸出的模擬信號轉換成數字 信號。從A/D轉換器210輸出的數位訊號作為圖像數據被存儲在幀存 儲器212中。以此方式，可以從放射線成像裝置獲得與一個圖像(幀) 對應的數字圖像數據。
使用間接型轉換元件作為本實施例的轉換元件202,在所述間接型轉換元件中，組合用於將可被覺察的波長帶中的光轉換成電荷的光
的光的波長轉換器:但是 本發明;限;這種間接型轉換元件，而是 也可使用用於將放射線直接轉換成電荷的直接型轉換元件。作為間接
型轉換元件，希望使用MIS (金屬-絕緣體-半導體)型光電轉換元
件或PIN型光電轉換元件。作為直接型轉換元件，使用包含非晶硒、 GaAs、 Hgl2、 Pbl2、 CdTe和ZnS中的任一種為主要成分的材料。
圖6A示出使用MIS型光電轉換元件的像素的示意性橫截面圖， 所述MIS型光電轉換元件被希望用於本發明的放射線成像裝置的轉 換元件。如圖6A所示，在諸如玻璃基板的絕緣基板801上形成用作 開關元件201的TFT (薄膜電晶體)。通過使用鋁或包含鋁的合金形 成驅動布線和柵電極820。通過非晶氮化矽膜形成柵絕緣膜802。用作 TFT的溝道的半導體層803由非晶氫化矽(a-Si:H)製成。雜質半導 體層804由其中摻雜了 N型雜質的非晶矽製成，並且是用於在半導體 層803和將在後面說明的源電極層805/漏電極層806之間進行歐姆接 觸的層。源電極層805和漏電極層806從相同的導電層形成，並由諸 如鋁或鋁的合金的金屬製成。
MIS型光電轉換元件816的下部電極(第一電極)807由在絕緣 基板801上形成的諸如鉻、鋁或鋁的合金等的金屬製成。用作MIS型 光電轉換元件816的絕緣層的絕緣層808由非晶氮化矽膜製成。用作 用於將可見光轉換成電信號的光電轉換元件的半導體層809由非晶氫 化矽製成。雜質半導體層810由其中摻雜了 N型雜質的非晶矽製成， 並且是用於在半導體層809和將在後面說明的上部電極811之間進行 歐姆接觸的層。雜質半導體層810具有用於阻擋從偏壓布線818摻入 空穴的功能。上部電極(第二電極)811被用於向MIS型光電轉換元 件816供給偏壓，並通過由ITO等製成的透明導電層形成。偏壓布線 818由諸如用作公知的布線材料的鋁或鉻的金屬材料製成。
保護層812是保護光電轉換元件816和TFT 201免受開放的空氣 中的溼氣(moisture)或來自螢光體(phosphor) 814的夕卜來物質的影響的層，並由諸如氮化矽膜或氧化矽膜的無機絕緣層形成。溼氣阻
擋層813是用於保護螢光體814和傳感器陣列免受開放的空氣中的溼 氣的影響的層，並由諸如氮化矽膜或氧化矽膜的無機絕緣層或由諸如 聚醯亞胺的有機絕緣層形成。對於作為用於將放射線轉換成可見光的 波長轉換器的螢光體814，例如，使用諸如Gd202S或Gdz03的釓系 材料或諸如Csl (碘化銫)的材料。螢光體保護層815是保護螢光體 814免受開放的空氣中的溼氣或來自外部的衝擊的影響的層。
圖6B示出使用PIN型光電轉換元件的像素的示意性橫截面圖， 所述PIN型光電轉換元件被希望用於本發明的放射線成像裝置的轉換 元件。在諸如玻璃基板的絕緣基板901上形成用作開關元件201的 TFT。通過使用鋁或包含鋁的合金形成驅動布線和柵電極902。通過 非晶氮化矽膜形成柵絕緣膜903。用作TFT的溝道的半導體層卯4由 非晶氫化矽(a-Si:H)製成。雜質半導體層905由其中摻雜了 N型雜 質的非晶矽製成，並且是用於在半導體層904與將在後面說明的源電 極層906和漏電極層907之間進行歐姆接觸的層。源電極層906和漏 電極層907從相同的導電層形成，並由諸如鋁或包含鋁的合金的金屬 製成。
PIN型光電轉換元件919的下部電極(第一電極)卯9由在絕緣 基板901上形成的諸如鋁或包含鋁的合金的金屬製成。第一雜質半導 體層910由其中摻雜了 N型(第一導電類型)雜質的非晶矽製成，並 且是防止空穴從下部電極909摻入半導體層911中的層。用作用於將 可見光轉換成電信號的光電轉換層的半導體層911由非晶氫化矽制 成。第二雜質半導體層912由其中摻雜了作為與N型(第一導電類型) 相反的導電類型的P型(第二導電類型)的雜質的非晶矽製成。第二 雜質半導體層912具有在半導體層911和上部電極913之間進行歐姆 接觸並阻擋從偏壓布線914摻入電子的功能。上部電極(第二電極) 913被用於向PIN型光電轉換元件919供給偏壓，並通過由ITO等制 成的透明導電層形成。偏壓布線914由諸如用作公知的布線材料的鋁 或鉻的金屬材料製成。保護層915是保護光電轉換元件919和TFT 201免受開放的空氣 中的溼氣或來自螢光體917的外來物質的影響的層，並由諸如氮化矽 膜或氧化矽膜的無機絕緣層形成。溼氣阻擋層916是用於保護螢光體 917和傳感器陣列免受開放的空氣中的溼氣的影響的層，並由諸如氮 化矽膜或氧化矽膜的無機絕緣層或由諸如聚醯亞胺的有機絕緣層形 成。對於作為用於將放射線轉換成可見光的波長轉換器的螢光體917 的材料，例如，使用釓系材料或諸如Csl(碘化銫)的材料。螢光體 保護層918是保護螢光體917免受開放的空氣中的溼氣或來自外部的 衝擊的影響的層。
已如上所述，可以與光電轉換元件202和TFT201同時在絕緣基 板上形成電容器元件301。在這種情況下，希望在形成圖6A和圖6B 所示的柵絕緣膜、柵電極和信號布線時的定時的同時形成電容器元件 301，並且，層構造和膜厚度也類似地被設定。本發明不限於這種構造， 而是可以在構成讀出電路單元108的晶體半導體IC中從與用作運算 放大器205或S/H電路單元207的保持電容器等中的絕緣層的氧化矽 膜的層相同的層或從與用作布線的鋁等的層相同的層形成電容器元件 301。
隨後，將參照圖2說明通過使用本發明的放射線成像裝置獲得放 射線圖像的驅動方法。圖2示出用於驅動在本發明的放射線成像裝置 中使用的傳感器陣列並獲得放射線圖像的時序圖。當信號X-RAY被 設為高電平時，X射線源101 (圖7)照射X射線。信號RC是用於 將運算放大器205的反饋電容器和信號布線復位的控制信號，並被輸 入到運算放大器205的復位開關。信號DRC是被輸入到可變增益放 大器單元204的控制信號。信號MUX是被輸入到多路復用器208的 控制信號，並被用於規定多路復用器的操作定時。信號DCLK、 CIO 和OE是被輸入到驅動電路單元112的控制信號，並被用於規定驅動 電路單元112的操作定時。信號SH是被輸入到S/H電路單元207的 控制信號，並被用於規定採樣和保持定時。從圖7中的處理電路單元 106或系統電路單元107供給這些控制信號。信號Vout是來自圖1中的緩衝放大器209的輸出信號。
首先，從傳感器電源203供給轉換元件202必需的偏壓(Vs)， 並且禁用開關元件201。傳感器陣列的這種操作被稱為積累操作等待。 通過在傳感器陣列執行積累操作等待的同時通過信號X-RAY照射X 射線，在轉換元件202中積累基於透過物體的X射線的信息的電荷。
隨後，基於在轉換元件202中積累的電荷的電信號被輸入到讀出 電路單元108。這種讀取操作被稱為"讀取"。在第一行的讀取操作 Read-rowl中，首先，控制信號RC和DRC被設為Hi (高電平)， 並且，各通道的運算放大器205和可變增益放大器單元204的輸入和 輸出被短路，由此將運算放大器205和可變增益放大器單元204復位。 通過在從轉換元件202輸出信號之前執行復位操作，已被輸入到運算 放大器205和可變增益放大器單元204的不必要的信號在積累操作期 間被擦除，使得圖片質量被改善。
此時，控制信號DCLK和DIO被輸入到驅動電路單元112，由此 使得能夠在將控制信號OE設為Hi (高電平)的同時將作為用於啟用
控制信號RC被設為Lo(低電平)，並且完成運算放大器205的復位。 隨後，在經過適當的時間之後，將信號DRC從Hi切換到Lo，並且， 完成可變增益放大器單元204的復位。
隨後，為了啟用第一行(rowl)的開關元件201，將控制信號OE 設為Hi。在將控制信號OE設為Hi的同時，將第一行(rowl)的驅 動布線Vgl的電壓從Vss (禁用電壓)切換到Vcom (啟用電壓)， 並且，啟用第一行的開關元件T11至T13。因此，基於在第一行的像 素的轉換元件Sll至S13中積累的電荷的電信號通過開關元件Tll至 T13和信號布線Sigl至Sig3被輸出到運算放大器205。此時，基於在 電容器元件301中積累的電荷的電信號也在與輸出像素的電信號期間 的時間段相同的時間段被讀出電路單元108的校正通道的運算放大器 205讀出。換句話說，基於電容器元件301中的電荷的電信號與來自 像素的電信號並行地被輸出，並通過讀出電路單元108的校正通道的運算放大器205得到。
在開關元件Tll至T13被啟用足以傳送基於在轉換元件Sll至 S13中積累的電荷的電信號的時間之後，信號OE被設為Lo並且開關 元件Tll至T13被禁用。在開關元件Tll至T13被禁用時的時間點 上，根據在轉換元件S11至S13中積累的電荷的電信號(電壓)作為 可變增益放大器單元204的輸出信號被輸出。
在第一行的開關元件Tll至T13被禁用之後經過適當的時間之 後，控制信號SH被設為Hi，由此允許各通道的可變增益放大器單元 204的輸出被採樣並被保持在S/H電路單元207中的各通道的保持電 容器中。在通過將控制信號SH設為Lo完成採樣和保持操作之後，類 似地執行第二行(row2)的讀取操作Read-row2。
此時，與第二行的讀取操作中的運算放大器205的復位或開關元 件T21至T23的啟用/禁用操作的切換並行地將控制信號MUX輸入到 多路復用器208。因此，保持在各通道的S/H電路單元207中的保持 電容器中的信號在時間上被依次讀出，並且串行信號被輸出。從多路
復用器208輸出的模擬串行信號通過緩衝放大器209被發送到A/D轉 換器210。 A/D轉換器210將模擬串行信號轉換成數位訊號，並將數 字信號傳送到幀存儲器212。
在第二行的讀取操作Read-row2中，通過以與第一行的讀取操作 類似的方式控制驅動布線Vg2，開關元件T21至T23被啟用。因此， 基於在轉換元件S21至S23中積累的電荷的電信號通過開關元件T21 至T23和信號布線Sigl至Sig3被輸出到運算放大器205。此時，以 與第一行的讀取操作類似的方式，基於電容器元件301中的電荷的電 信號也在與輸出像素的電信號期間的時間段相同的時間段被讀出電路 單元108的校正通道的運算放大器205讀出。並且，在第二行的像素 的信號被釆樣和保持之後，類似地執行第三行的讀取操作Read-row3。 在讀取操作Read-row3中，通過以與第一行或第二行的讀取操作類似 的方式控制驅動布線Vg3，開關元件T31至T33被啟用。因此，基於 轉換元件S31至S33中的電荷的電信號通過開關元件T31至T33和信號布線Sigl至Sig3被輸出到運算放大器205。此時，以與第一行或第 二行的讀取操作類似的方式，基於電容器元件301中的電荷的電信號 也在與輸出像素的電信號期間的時間段相同的時間段被讀出電路單元 108的校正通道的運算放大器205讀出。以此方式，為了從第二行和 第三行的像素讀出電信號，執行從控制信號RC-Hi到控制信號SH -Lo的範圍內的操作就夠了。如圖2所示，通過重複地關於所述三個 行執行讀取操作，可以獲得一個X射線圖像的數據和校正數據。以此 方式，與電容器元件301連接的校正通道在與連接於信號布線Sigl至 Sig3的通道的讀取操作基本上相同的讀取操作期間從電容器元件301 讀出電信號。因此，與在從運算放大器205的復位的結束到採樣和保 持操作的結束的時間段產生的線噪聲成分對應的電信號可被採樣，並 被保持在S/H電路單元207的校正通道的保持電容器中。以與來自與 傳感器陣列連接的通道的電信號類似的方式，通過多路復用器輸出與 線噪聲成分對應的被採樣和保持的電信號。然後，輸出的電信號被A/D 轉換器210轉換成數位訊號，並且，該數位訊號被存儲到幀存儲器212 中，使得可以在與一個X射線圖像的數據相同的時段內獲得用於校正 的數據。
隨後，將參照圖3說明本實施例中的線噪聲的校正方法。圖3是 示出本發明的第一實施例中的線噪聲的校正方法的概念圖。在圖3中， 在幀存儲器212中示意地示出通過上面已經描述的驅動方法取得的X 射線圖像數據。來自第一行rowl和第一列coll的像素(圖1中的Tll 和Sll)的信息被示為I (1， 1)。
如圖3所示，取得的數據由以下數據構成構成X射線圖像信息 的3x3 X射線圖像的數據I (1， 1)至I (3， 3);和用於校正已從 電容器元件301輸出的線噪聲的校正數據I (1， 4)至I (3， 4)。
校正數據I (1， 4)至I (3, 4)是基於在獲得X射線圖像時的 相同時間段內獲得並從與電容器元件301連接的校正通道輸出的信號 的數據。因此，校正數據I (1， 4)至1(3， 4)不包含與圖像信號對 應的信號成分，但是包含由從基準電源206供給並變為線噪聲的原因的基準電壓或由諸如從傳感器電源203供給的傳感器偏壓的波動導致 的信號成分。假定電容比p等於l，那麼用於執行線噪聲的校正處理 的校正單元501通過使用在與X射線圖像數據I (m， n)相同的時間 段中獲得的校正數據I (m， 4)對幀存儲器212中的X射線圖像數據 I(m， n)進行減法。通過該方法，校正單元501校正X射線圖像數 據的線噪聲，獲得校正的X射線圖像數據I' (m， n)，並將其寫入到 幀存儲器212中。
現在說明電容比p。如果如圖1所示的那樣運算放大器205的基 準電源206與電容器元件301的另一電極連接，那麼電容器元件301 的電容值和信號布線Sigl至Sig3的寄生電容值之間的比被假定為p。 因此，通過下式獲得校正的X射線圖像數據I' (m， n)。
I'(m， n) =I(m， n) -I(m， 4)/p
這裡，電容比p是自然數。即，如果電容器元件301的電容值和 信號布線Sigl至Sig3的寄生電容值相等，那麼通過使用在與X射線 圖像數據I(m， n)相同的時間段中獲得的校正數據I (m, 4)對X 射線圖像數據I(m， n)進行減法就夠了。
如果如圖4和圖5所示的那樣傳感器電源203與電容器元件301 的另一電極連接，那麼電容器元件301的電容值和偏壓布線與信號布 線Sigl至Sig3之間的電容值之間的比被假定為p並由上式獲得。即， 如果電容器元件301的電容值和偏壓布線與信號布線Sigl至Sig3之 間的電容值相等，那麼通過使用在與X射線圖像數據I (m， n)相同 的時間段中獲得的校正數據I (m， 4)對X射線圖像數據I (m, n) 進行減法就夠了 。通過這種處理，可以通過使用與被重疊 (superimpose)到X射線圖像的線噪聲成分幾乎等量的成分執行校 正。在執行以上的處理之後，校正單元501通過該處理校正線噪聲， 並將校正的X射線圖像數據I' (m， n)寫入到幀存儲器212中。
在本實施例中，傳感器陣列的像素的數量不限於作為像素的總數 的9 ( = 3x3)個，而是，即使它等於作為放射線成像系統必需的像素 間距(pitch)或從成像面積計算的像素的數量，也可實現本發明。電容器元件301的數量不限於1個。與電容器元件301連接的校正通道 的數量不限於l個，而是，系統可具有多個校正通道。驅動電路單元 112的數量不限於1個。像素中的開關元件201的數量不限於1個。 即，傳感器陣列的像素區域211中的像素的數量、讀出電路單元108 的數量、讀出電路單元108中的通道的數量、驅動電路單元112的數 量和一個像素中的開關元件201的數量分別不限於本實施例所示的數 量。
可通過在單晶矽(monosilicon)晶片上通過使用光刻法、濺射法 或外延生長法等形成的電晶體，或通過在像素區域211的外周的絕緣 基板上通過多晶矽工藝形成的電晶體，構成本發明中的讀出電路單元 108和驅動電路單元112中的每一個。
雖然在本實施例中示出了其中被處理的數據被存儲到圖3中的幀 存儲器212中的另一區域中的例子，但是，可以使用使得校正的X射 線圖像數據被重寫(overwrite)到處理之前的X射線圖像數據且最終 刪除校正數據I (m， 4)的方法。
與電容器元件301的另一電極連接的電源不限於一種類型，而可 以是運算放大器205的基準電源206和傳感器偏壓電源203的組合。
本實施例中的校正單元501可以是在計算機中操作的用於執行放 射線成像系統的圖像處理的軟體和在LSI中已被編程的程序中的一 個。在這種情況下，圖7中的處理電路單元106和控制PC 103中的 一個執行存儲在內部存儲裝置中的程序，由此執行校正單元501的校 正處理。用於向計算機供給程序的手段，例如，諸如其中已記錄了這 種程序的CD-ROM的計算機可讀記錄介質或諸如用於傳送這種程序 的網際網路的傳送介質，也可作為本發明的實施例而被應用。諸如其中 已記錄了前述程序的計算機可讀記錄介質的電腦程式產品也可作為 本發明的實施例而被應用。前述的程序、記錄介質、傳送介質和計算 機程序產品被併入在本發明的範圍中。作為記錄介質，例如，可以使 用軟盤、硬碟、光碟、磁光碟、CD-ROM、磁帶、非易失性存儲卡或 ROM等。(第二實施例)
現在將參照圖8和圖9說明根據本發明的第二實施例的傳感器陣 列和使用該傳感器陣列的校正處理。圖8是本發明的第二實施例中的 放射線成像裝置的示意性等效電路圖。在本實施例中，將說明其中布 置在第一實施例中說明的多個電容器元件301和與電容器元件301連 接的多個校正通道的放射線成像裝置。雖然為了便於說明在圖8中示 出其中布置兩個電容器元件301和兩個校正通道的例子，但是，電容 器元件301的數量和校正通道的數量不限於2個，而可以是2個或更 多個的複數個。由於其它的驅動方法和功能等與第一實施例中的類似， 因此這裡省略它們的詳細說明。
圖9是示出本發明的第二實施例中的線噪聲的校正方法的概念 圖。根據第二實施例的校正方法，在與傳感器陣列的各行的讀取操作 對應的相同時間段從兩個電容器元件301和兩個校正通道獲得的校正 數據I (m， 4)和I (m， 5)被平均(average)，並且，然後，執行 與X射線圖像數據I(m， n)的減法處理。即，為了獲得校正的X射 線圖像數據I'(m, n),線噪聲校正單元1101計算下式。
I'(m， n) -I(m， n) - (I(m， 4) +I(m， 5) ) / (2xp)
在本實施例中，通過使用多個校正數據I (m， 4)和I(m, 5) 的平均值，可在校正處理時減小在電容器元件301和與其連接的校正 通道中產生的隨機噪聲成分的貢獻程度。因此，可以更精確地校正線 噪聲。上述的隨機噪聲成分包含校正通道的運算放大器205和可變增 益放大器單元204的1/f噪聲、以及在S/H電路單元207的校正通道 中使用的傳送開關等的kTC噪聲。 並且，在本實施例中，以與第一實施例類似的方式，如果運算放 大器205的基準電源206與電容器元件301的另 一電極連接，那麼電 容器元件301的電容值和信號布線Sigl至Sig3的寄生電容值之間的 比被假定為p。如果傳感器電源203與電容器元件301的另一電極連 接，那麼電容器元件301的電容值和偏壓布線與信號布線Sigl至Sig3 之間的電容值之間的比被假定為p，並通過上式獲得。雖然在本實施例中示出了其中被處理的數據被存儲到圖9中的幀 存儲器212中的另一區域中的例子，但是，本發明不限於這樣的方法。 可以以與第 一 實施例類似的方式使用使得校正的X射線圖像數據被重 寫到處理之前的X射線圖像數據並最終刪除校正數據I (m， 4)和I (m， 5 )的方法。
以與第一實施例類似的方式，圖9所示的本實施例中的校正單元 1101可以是在計算機中操作的用於執行放射線成像系統的圖像處理 的軟體和已在LSI中被編程的程序中的一個。 (第三實施例)
現在將參照圖10和圖ll說明根據本發明的第三實施例的傳感器 陣列和使用該傳感器陣列的校正處理。圖10是本發明的第三實施例中 的放射線成像裝置的示意性等效電路圖。在本實施例中，將說明其中 設置多個讀出電路單元108並對於每個讀出電路單元108布置一個電 容器元件301和與電容器元件301連接的一個校正通道的放射線成像 裝置。
為了便於說明，在圖10中示出其中對於一個讀出電路單元108 布置一組電容器元件301和校正通道的例子。但是，在本實施例中， 電容器元件301和校正通道的組數不限於圖IO所示的數量，而是，例 如，可以對於十一個讀出電路單元108中的每一個設置十組電容器元 件301和校正通道。
將說明存在多個如上所述的讀出電路單元108並且一個A/D轉換 器210接收多個讀出電路單元108的輸出的情況。在這種情況下，在 讀出電路單元108和A/D轉換器210之間設置其啟用狀態受控制信號 CS控制的開關，由此允許來自讀出電路單元108的輸出被切換。在各 讀出電路單元108中設置緩沖放大器209。其它的驅動方法和功能等 與第一實施例及圖1中的類似。
圖11是示出本發明的第三實施例中的線噪聲的校正方法的概念 圖。根據第三實施例中的線噪聲校正方法，在與傳感器陣列的各行的 讀取操作相同的時間段從與兩個讀出電路單元108對應的兩個校正通道獲得的校正數據I(m， 3)和I(m， 6)被平均。然後，執行X射 線圖像數據I(m， n)與被平均的校正數據的減法處理。即，為了獲 得校正的X射線圖像數據I' (m， n)，校正單元1301計算下式。 I'(m， n) =I(m， n) - (I(m， 3) +I(m， 6) ) / (2xp) 如果存在三個或更多個校正數據，那麼在相同時間段獲得的多個 校正數據被平均，執行在相同時間段獲得的平均的校正數據與X射線 圖像數據的減法處理，並執行線噪聲的校正處理。
在本實施例中，通過使用多個校正數據I (m， 3)和I(m， 6) 的平均值，以與第二實施例類似的方式，可在校正處理時進一步減小 在電容器元件301和與其連接的校正通道中產生的隨機噪聲成分的貢 獻程度。因此，可以更精確地校正線噪聲。上述的隨機噪聲成分包含 校正通道的運算放大器205和可變增益放大器單元204的1/f噪聲、 以及在S/H電路單元207的校正通道中使用的傳送開關等的kTC噪 聲。
將參照圖12說明本發明的第三實施例中的放射線成像裝置的結 構。圖12是典型地示出本發明的第三實施例中的放射線成像裝置的結 構的示意圖。設置用於讀出的印刷布線板1501。在通過柔性印刷布線 板形成的用於讀出的TCP (帶載封裝，Tape Carrier Package) 1502 上安裝讀出電路單元108。布線1503和1504被連接到電容器元件301。 布線1503和1504還是各用作電容器元件301的一個電極的第一導電 層。第二導電層1505用作電容器元件301的另一電極和與另一電極連 接的布線。在諸如玻璃基板的絕緣基板1506上設置傳感器陣列的像素 區域2U。設置用於驅動的印刷布線板1507。在從柔性印刷布線板形 成的用於驅動的TCP 1508上安裝驅動電路單元112。通過這樣的方法 形成放射線成像裝置的面型傳感器(area sensor)，即，通過該方法， 通過單晶矽工藝形成的讀出電路單元108和驅動電路單元112的IC 晶片被安裝到TCP上，並且TCP被連接到由多個像素、信號布線、 驅動布線和偏壓布線形成的傳感器陣列。並且，TCP 1502和1508分 別與用於向讀出電路單元108和驅動電路單元112施加各種電源電壓並向其傳送/從其接收信號的印刷布線板1501和1507電連接。
在圖12中由虛線示出的圓所包圍的傳感器陣列的像素區域211 外面(像素區域211的外周)的絕緣基板1506上形成本實施例中的電 容器元件301。在圖12所示的構造中，對於各讀出電路單元108設置 四個電容器元件301。
在圖12中由圓包圍的區域中示出電容器元件301的結構。電容器 元件301由以下構成各用作電容器元件301的一個電極的第一導電 層1503和1504;電容器元件301的另 一電極和用作與另 一電極連接 的布線的第二導電層1505;和布置在它們之間的諸如非晶氮化矽膜的 絕緣層(未示出)。
電容器元件301的兩個電極1503/1504和1505中的一個被連接到 讀出電路單元108中的第二運算放大器。另一電極通過TCP被引出到 傳感器陣列的像素區域211的外面，並在印刷布線板上與傳感器電源 或運算放大器的基準電源電連接。
雖然在本實施例中設置四個讀出電路單元108和四個驅動電路單 元112，但是，讀出電路單元108的數量和驅動電路單元112的數量 不限於4個，而是，可以根據傳感器陣列的像素的數量或像素區域211 的面積適當地設置必要數量的讀出電路單元108和驅動電路單元112。 (第四實施例)
現在將參照圖13說明本發明的第四實施例中的使用放射線成像 裝置的圖像處理方法。圖13是用於說明本發明的第四實施例中的使用 放射線成像裝置的校正方法的概念圖。在本實施例中，除了在第一到 第三實施例中的一個中說明的X射線圖像的獲得以外，還獲得偏移圖 像的數據，並通過使用偏移圖像數據進行校正。使用偏移圖像數據的 校正表示用於通過使用包含諸如FPN (固定模式噪聲)等的噪聲成分 並在不照射X射線的情況下取得的圖像來校正X射線圖像的處理。以 下將說明第四實施例與第一實施例不同之點。
由於偏移圖像如上所述是在不照射X射線的情況下取得像素的信 號的圖像，因此它是像素的暗電流、缺陷像素的輸出和電偏移成分等佔主導的圖像。通過從x射線圖像減去偏移圖像，在x射線圖像中存
在的像素的暗電流、缺陷像素的輸出和電偏移成分被去除，使得圖片 質量可被改善。
但是，由於線噪聲還被重疊到偏移圖像自身，因此，如果通過包
含線噪聲的偏移圖像執行校正處理，那麼對於x射線圖像施加偏移圖
像的線噪聲的影響。因此，在本實施例中，除了第一實施例中的校正
以外，在被重疊到偏移圖像的線噪聲被進一步校正之後，x射線圖像
的偏移被校正，使得線噪聲的重疊可被抑制。
從傳感器陣列獲得的x射線圖像的數據和偏移圖像的數據被寫入
幀存儲器。如圖13示意地表示的那樣，校正單元1403通過用與偏移 圖像數據同時獲得的來自電容器元件301的校正數據I (m， 4)校正 各偏移圖像的數據I(m， n)來進行校正。即，以與第一實施例類似 的方式，為了獲得校正的偏移圖像數據I' (m， n)，校正單元1403 計算下式。
I'(m， n) =I(m, n) -I(m， 4)/p
X射線圖像數據的處理和校正單元1402的操作被省略，因為已在 第一實施例中說明它們的細節。開關1401切換X射線圖像和偏移圖 像的處理。
減法單元1404執行如上所述獲得的校正的X射線圖像數據和校 正的偏移圖像數據的減法處理，並輸出偏移校正的X射線圖像數據。
可以在第 一到第三實施例中的任一個中實施如本實施例所示的那 樣進行偏移校正的射線照相(radiograph)方法。雖然在圖13中準備 了用於X射線圖像和偏移圖像的兩個校正單元1402和1403，但圖中 對於它們的示出是為了便於說明。如果用於獲得X射線圖像的定時和 用於獲得偏移圖像的定時偏離，那麼可通過一個校正單元執行這兩個 圖像的線噪聲校正處理。在本實施例中，可以在剛剛完成X射線的射 線照相之後獲得偏移圖像，或者也可在X射線的射線照相之前先獲得 偏移圖像。以與第一實施例類似的方式，可通過使得控制PC 103執 行程序的方法來實現校正單元1402和1403以及減法單元1404。根據本發明，通過與用於獲得圖像的傳感器陣列分開製備的校正 用元件並通過與這種校正元件連接的讀出電路，在獲得圖像的同時獲
得在獲得的x射線圖像中包含的線噪聲。通過由具有線噪聲成分的數 據校正x射線圖像，可以適當地去除圖像中的線噪聲。
由於電容器元件被用作校正元件，因此，與使用像素的暗輸出的 情況不同，由於像素的暗電流導致的噪聲的影響或者由於熱噪聲或晶 格缺陷等導致的固定模式噪聲的影響被減小。
通過將作為校正元件的電容器元件的電容設為希望地比信號布線 的電容的整數倍的值大的值，可以提高線噪聲的靈敏度。在這種情況 下，通過將在校正處理時檢測的線噪聲數據乘以作為信號布線電容和 校正元件的電容之間的比的係數p ，可以適當地校正線噪聲。
根據如上所述的方法，通過減法處理，在讀出電路單元中產生的 隨機噪聲成分作為線噪聲被重疊時的程度被抑制，並且，可更有效地 去除線噪聲。
作為第二讀出電路和校正元件，由於不總是必需數量如信號布線 的數量那樣多的第二讀出電路和校正元件，因此可容易地安裝它們。
由於不需要改變傳感器陣列的像素區域211的結構，因此存在不犧牲 傳感器陣列的特性的優點。
在以上的實施例中的每一個中，僅示出用於實施本發明的特定例 子。本發明的技術範圍不應限制性地由這些例子解釋。即，可以通過 各種形式來實施本發明，而不背離其技術思想或其主要特徵。
雖然已參照示例性實施例說明了本發明，但應理解，本發明不限 於公開的示例性實施例。以下的權利要求的範圍應被賦予最寬的解釋， 以包含所有這樣的修改以及等同的結構和功能。
權利要求
1. 一种放射線成像裝置，包括具有其中以矩陣布置多個像素的像素區域的轉換單元，其中，像素包含將放射線轉換成電荷的轉換元件和輸出基於所述電荷的電信號的開關元件；被布置在所述像素區域外面的電容器元件；用於逐行從像素讀出所述電信號的讀出電路單元，其中，所述讀出電路單元並行地讀出來自所述電容器元件的信號和來自像素的所述電信號；和用於基於來自所述電容器元件的信號校正所述電信號的校正單元。
2. 根據權利要求l的放射線成像裝置，其中，所述讀出電路單元並行地讀出來自所述電容器元件的信號和來自 預定行的像素的電信號，並且還並行地讀出來自所述電容器元件的信 號和來自與所述預定行不同的另 一行的像素的電信號。
3. 根據權利要求2的放射線成像裝置，其中， 所述轉換單元還包含與沿列布置的多個開關元件和所述讀出電路單元連接的信號布線，並且，所述讀出電路單元包含對於多個信號布線中的每一個布置的第一 運算放大器、與所述電容器元件電連接的第二運算放大器、與所述第 一和第二運算放大器電連接的採樣和保持電路單元、以及用於將來自所述採樣和保持電路單元的並行信號轉換成串行信號的多路復用器，其中，所述校正單元被布置在至少所述採樣和保持電路單元之後 的級上。
4. 根據權利要求3的放射線成像裝置，其中， 所述電容器元件具有兩個電極，使得所述兩個電極中的一個與所述第二運算放大器連接，所述兩個電極中的另一個與用於向所述第一運算放大器供給基準電勢的基準電源連接或與用於向像素供給偏壓的偏壓電源連接。
5. 根據權利要求1的放射線成像裝置，還包括 被布置在所述讀出電路單元之後的級上並將模擬串行信號轉換成數位訊號的A/D轉換器，其中，所述校正單元被布置在至少所述A/D轉換器之後的級上。
6. 根據權利要求l的放射線成像裝置，其中， 多個讀出電路單元被設置，並且，所述多個讀出電路單元中的每一個被設置有所述電容器元件。
7. 根據權利要求3的放射線成像裝置，還包括 用於向開關電路輸出具有用於啟用所述開關元件的啟用電壓的驅動信號的驅動電路，以及，所述轉換單元還具有與沿行布置的多個開關元件和所述驅動電路 連接的驅動布線。
8. 根據權利要求l的放射線成像裝置，其中， 所述轉換單元具有用於將放射線轉換成光的波長轉換器和用於將所述光轉換成電荷的光電轉換元件。
9. 根據權利要求l的放射線成像裝置，其中， 所述開關元件是在絕緣基板上形成的薄膜電晶體。
10. —种放射線成像裝置的控制方法，所述放射線成像裝置包括 具有其中以矩陣布置多個像素的像素區域的轉換單元，其中，像的開關元件；被布置在所述像素區域外面的電容器元件；和 用於逐行從像素讀出所述電信號的讀出電路單元， 其中，所述方法包括以下步驟通過所述讀出電路單元並行地讀出來自所述電容器元件的信號和 來自像素的所述電信號；以及基於來自所述電容器元件的信號校正所述電信號。
全文摘要
本發明公開了一种放射線成像裝置及其驅動方法。作為可容易地且有效地校正線噪聲的放射線成像裝置及其驅動方法和程序，提供一种放射線成像裝置，該放射線成像裝置具有具有其中以矩陣布置多個像素的像素區域的轉換單元，所述多個像素中的每一個具有將放射線轉換成電荷的轉換元件(202)和用於輸出基於所述電荷的電信號的開關元件(201)；被布置在像素區域外面的電容器元件(301)；用於逐行從像素讀出電信號並且並行地讀出來自電容器元件的信號和來自像素的電信號的讀出電路單元(108)；和用於基於來自電容器元件的信號校正電信號的校正單元。
文檔編號H04N5/374GK101453576SQ20081017974
公開日2009年6月10日 申請日期2008年12月3日 優先權日2007年12月3日
發明者八木朋之, 橫山啟吾, 竹中克郎, 遠藤忠夫, 龜島登志男 申請人:佳能株式會社