CN101933322B - 固体摄像装置以及包括其的x射线ct装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及固体摄像装置等，其具备即使在任意的行选择用配线断线时也可以获得高解析度的图像的结构。该固体摄像装置(1)具备：受光部(10)、信号读取部(20)、行选择部(30)、列选择部(40)、溢出防止部(50)以及控制部(60)。受光部(10)具有二维排列成M行N列的矩阵状的M×N个像素部P1，1～PM，N，像素部P1，1～PM，N分别含有产生对应于入射光强度的量的电荷的光电二极管和连接于该光电二极管的读取用开关。属于第m行的N个像素部Pm，1～Pm，N分别通过第m行选择用配线LV，m而与行选择部(30)以及溢出防止部(50)连接。

Description

固体摄像装置以及包括其的X射线CT装置
技术领域
本发明涉及具备二维配置的多个受光部的固体摄像装置、以及包括其的X射线CT装置。
背景技术
作为固体摄像装置，众所周知的有使用CMOS技术的固体摄像装置，其中尤以被动式像素传感器(PPS：Passive Pixel Sensor)方式的固体摄像装置最为人所知(参照专利文献1)。PPS方式的固体摄像装置具有包含产生与入射光强度相应的量的电荷的光电二极管的PPS型像素部二维排列成M行N列的结构。在各像素部中，对应于光入射而在光电二极管中产生电荷被存储在积分电路的电容元件中，并输出对应于该存储电荷量的电压值。
一般来说，属于各列的M个像素部各自的输出端经由对应于该列而设置的读取用配线，而与对应于该列而设置的积分电路的输入端连接。然后，在像素部的光电二极管产生的电荷自第1行至第M行为止依次经由对应的读取用配线而被输入至对应的积分电路，并从该积分电路输出与电荷量相应的电压值。
另外，属于各行的N个像素部分别经由对应于该行而设置的行选择用配线，而与控制部连接。根据从该控制部并经由行选择用配线传送的行选择控制信号，各像素部向读取用配线输出在光电二极管中产生的电荷。
PPS方式的固体摄像装置可用于各种用途，例如PPS方式的固体摄像装置与闪烁器面板组合而作为X射线平板并用于医疗用途以及工业用途。进而，具体来说，PPS方式的固体摄像用于X射线CT装置或微聚焦X射线检查装置等中。用于上述用途的固体摄像装置具备二维排列有M×N个像素部的大面积的受光部，该受光部可以在各边的长度超过10cm的大小的半导体基板上被集成化。因此，有时由1片半导体晶圆只能制造1个固体摄像装置。
专利文献1：日本特开2006-234557号公报
发明内容
发明所要解决的问题
发明者们就现有的固体摄像装置进行讨论研究的结果，发现了以下的问题。即在现有的固体摄像装置中，在对应于任意的行的行选择用配线在制造途中发生断线的情况下，该行的N个像素部中位于相对于行选择部更靠近断线位置处的像素部，通过行选择用配线而与行选择部连接，但是，位于相对于行选择部更远离断线位置处的像素部未与行选择部连接。
即在现有的固体摄像装置中，在位于相对于行选择部更远离断线位置处的像素部中，对应于光入射而在光电二极管中产生的电荷没有向积分电路读取，而是存储于该光电二极管的接合电容部中。如果存储于光电二极管的接合电容部的电荷的量超过饱和电平，则超过饱和电平的部分的电荷向相邻的像素部溢出。
因此，在现有的固体摄像装置中，在1条行选择用配线发生断线时，其影响不仅涉及到与该行选择用配线连接的行的像素部，而且也涉及到相邻两边的行的像素部，其结果，对于连续的3行像素部产生缺陷线。
另一方面，如果缺陷线不连续，1条缺陷线的相邻两边的线是正常线，则可以使用该相邻两边的正常线的各像素数据来对缺陷线的像素数据进行插补。但是，在对于连续的3行像素部产生缺陷线的情况下，难以进行上述那样的插补。特别是具有上述那样的大面积的受光部的固体摄像装置，由于行选择用配线长，因而产生断线的概率高。
在上述专利文献1中，提出有试图解决这样的问题的技术。即在上述专利文献1所提出的技术中，求出位于缺陷线的相邻处的邻接线的全部像素数据的平均值以及位于下一相邻处的正常的几条线的全部像素数据的平均值。如果该2个平均值的差为固定值以上，则判断邻接线也是缺陷的，并修正该邻接线的像素数据，进而，基于该邻接线的像素数据的修正后的值，来修正缺陷线的像素数据。
在上述专利文献1所提出的技术中，在修正判断为缺陷的邻接线的像素数据时，求出相对于该邻接线的两侧最近的正常线上的2个像素数据的平均值，且将该平均值作为该邻接线的像素数据。另外，在修正缺陷线的像素数据时，求出相对于该缺陷线的两侧的邻接线上的2个像素数据的平均值，且将该平均值作为该缺陷线的像素数据。
但是，在上述专利文献1所提出的技术中，为了修正缺陷线(以及在缺陷线的附近被判断为缺陷的线)的像素数据，反复多次进行求出2个像素数据的平均的处理，因此，在修正后的图像中，在缺陷线附近的解析度变低。
本发明是为了解决上述那样的问题而完成的，其目的在于提供一种固体摄像装置以及包括其的X射线CT装置，该固体摄像装置具备即使在任意的行选择用配线发生断线的情况下，也可以获得高解析度的图像的结构。
解决问题的方法
本发明所涉及的固体摄像装置具备：受光部，其具有以构成M(2以上的整数)行N(2以上的整数)列的矩阵的方式二维排列的M×N个像素部P1，1～PM，N；读取用配线LO，n，其连接于分别包含于受光部中的属于第n(1以上N以下的整数)列的M个像素部P1，n～PM，n的读取用开关；信号读取部，其分别连接于读取用配线LO，1～LO，N；行选择用配线LV，m，其连接于分别包含于受光部中的属于第m行的N个像素部Pm，1～Pm，N的读取用开关；行选择部，其连接于行选择用配线LV，1～LV，m的各自的一端；以及溢出防止部，其连接于行选择用配线LV，1～LV，m的各自的另一端。
构成受光部的像素部P1，1～PM，N分别含有：光电二极管，其产生对应于入射光强度的量的电荷；以及读取用开关，其与该光电二极管连接。读取用配线LO，n经由对应的读取用开关而读取在像素部P1，n～PM，n中的任意的像素部所包含的光电二极管中产生的电荷。信号读取部暂时保持与经过读取用配线LO，n而输入的电荷的量对应的电压值，之后，依次输出该保持的电压值。行选择用配线LV，m将控制该读取用开关的开闭动作的信号传送至该读取用开关。行选择部将控制受光部中的各像素部Pm，n所包含的读取用开关的开闭动作的行选择控制信号，在每行依次输出至行选择用配线LV，m，并在通过该行选择用配线而连接的该各像素部Pm，n中闭合读取用开关，从而使在该各像素部Pm，n所包含的光电二极管中产生的电荷输出至读取用配线LO，n。溢出防止部将控制受光部中的各像素部Pm，n所包含的读取用开关的开闭动作的溢出防止信号，输出至任意的行选择用配线LV，m，并在通过该行选择用配线而连接的该各像素部Pm，n中闭合读取用开关，从而防止在该各像素部Pm，n所包含的光电二极管中产生的电荷溢出至该像素部外。
在本发明所涉及的固体摄像装置中，行选择用配线LV，1～LV，M的各自的一端连接于行选择部，并从该行选择部输入行选择控制信号。另外，行选择用配线LV，1～LV，M的各自的另一端连接于溢出防止部，并从该溢出防止部输入溢出防止信号。行选择控制信号以及溢出防止信号均是控制受光部中的各像素部所包含的读取用开关的开闭动作的信号。其中，从行选择部输出的行选择控制信号是用于从受光部中的各像素部读取电荷的信号。相对于此，从溢出防止部输出的溢出防止信号是用于在受光部中行选择用配线中任意的行选择用配线发生断线时，通过在连接于该断线的行选择用配线的像素部中位于相对于行选择部更远离断线位置处的像素部中闭合读取用开关，从而防止在该像素部所包含的光电二极管中产生的电荷溢出至该像素部外的信号。
在本发明所涉及的固体摄像装置中，优选溢出防止部在行选择用配线LV，1～LV，M中任意的行选择用配线发生断线时，选择性地将溢出防止信号输出至该断线的行选择用配线。
在本发明所涉及的固体摄像装置中，优选溢出防止部在行选择用配线LV，1～LV，M中任意的行选择用配线发生断线时，将溢出防止信号分别输出至该断线的行选择用配线以及与其邻接的行选择用配线。
进一步，在本发明所涉及的固体摄像装置中，优选溢出防止部在将溢出防止信号输出至行选择用配线LV，1～LV，M中任意的行选择用配线时，在与从行选择部向该行选择用配线输出行选择控制信号相同的时刻，输出溢出防止信号。
而且，本发明所涉及的X射线CT装置具备：X射线输出部、具有上述那样的结构的固体摄像装置(本发明所涉及的固体摄像装置)、移动机构以及图像解析部。X射线输出部朝向被照物输出X射线。固体摄像装置接收从X射线输出部输出并经过被照物而到达的X射线而进行摄像。移动机构使X射线输出部以及固体摄像装置相对于被照物相对移动。图像解析部输入从固体摄像装置输出的帧数据，并基于该帧数据来生成被照物的断层图像。
此外，本发明所涉及的各实施例可以通过以下的详细的说明以及附图而进一步充分地理解。该实施例仅是为了例示而表示的例子，不应该视为限定本发明。
另外，本发明的进一步的应用范围可从以下的详细的说明而明了。然而，详细的说明以及特定的事例表示本发明的优选的实施例，仅为了例示而表示，对于本领域技术人员而言，由该详细的说明，本发明范围内的各种变形以及改良均是不言自明的。
发明的效果
根据本发明所涉及的固体摄像装置，即使在任意的行选择用配线发生断线的情况下，也可以获得高解析度的图像。
附图说明
图1是表示本发明所涉及的固体摄像装置的一个实施例的结构的图。
图2是图1所示的固体摄像装置中的像素部Pm，n、积分电路Sn以及保持电路Hn的各自的电路图。
图3是说明图1所示的固体摄像装置的动作的时序图。
图4是表示图1所示的固体摄像装置中的行选择部以及溢出防止部的第1构成例的图。
图5是表示图4所示的行选择部所包含的移位寄存器的结构的图。
图6是表示图1所示的固体摄像装置中的行选择部以及溢出防止部的第2构成例的图。
图7是表示本发明所涉及的X射线CT装置的一个实施例的结构的图。
符号的说明
1…固体摄像装置、10…受光部、20…信号读取部、30…行选择部、40…列选择部、50…溢出防止部、60…控制部、P1，1～PM，N…像素部、PD…光电二极管、SW1…读取用开关、S1～SN…积分电路、C2…积分用电容元件、SW2…放电用开关、A2…放大器、H1～HN…保持电路、C3…保持用电容元件、SW31…输入用开关、SW32…输出用开关、LV，m…第m行选择用配线、LH，n…第n列选择用配线、LO，n…第n列读取用配线、LR…放电控制用配线、LH…保持控制用配线、Lout…电压输出用配线。
具体实施方式
以下，参照图1～7，对本发明所涉及的固体摄像装置以及包括其的X射线CT装置的各实施例进行详细的说明。此外，在附图的说明中，对同一部位、同一要素标记同一符号，并省略重复的说明。
图1是表示本发明所涉及的固体摄像装置的一个实施例的结构的图。该图1所示的固体摄像装置1具备：受光部10、信号读取部20、行选择部30、列选择部40、溢出防止部50以及控制部60。另外，在用作X射线平板的情况下，在固体摄像装置1的受光面10上重叠有闪烁器面板。
受光部10通过M×N个像素部P1，1～PM，N二维排列成M行N列的矩阵状而成。像素部Pm，n位于第m行第n列。在此，M、N分别为2以上的整数，m为1以上M以下的各整数，n为1以上N以下的各整数。各像素部Pm，n为PPS方式的像素部，且具有共同的结构。
属于第m行的N个像素部Pm，1～Pm，N分别经由第m行选择用配线LV，m而连接于行选择部30以及溢出防止部50。属于第n列的M个像素部P1，n～PM，n的各自的输出端经由第n列读取用配线LO，n而连接于信号读取部20所包含的积分电路Sn。
信号读取部20包含N个积分电路S1～SN以及N个保持电路H1～HN。各积分电路Sn具有共同的结构。另外，各保持电路Hn也具有共同的结构。
各积分电路Sn具有连接于读取用配线LO，n的输入端。另外，各积分电路Sn存储输入到该输入端的电荷，并将对应于该存储电荷量的电压值从输出端输出至保持电路Hn。N个积分电路S1～SN分别通过放电控制用配线LR而连接于控制部60。
各保持电路Hn具有连接于积分电路Sn的输出端的输入端。另外，各保持电路Hn保持输入到该输入端的电压值，并将该保持的电压值从输出端输出至输出用配线Lout。N个保持电路H1～HN分别经由保持控制用配线LH而连接于控制部60。另外，各保持电路Hn经由第n列选择用配线LH，n而连接于控制部60。
行选择部30连接于行选择用配线LV，1～LV，M的各自的一端。在图1中，行选择部30设置于受光部10的左边。行选择部30将控制包含于受光部10中的各像素部Pm，n的读取用开关的开闭动作的行选择控制信号Vsel(m)，在每行依次输出至行选择用配线LV，m。接受该输出并经由行选择用配线LV，m而连接的像素部中的读取用开关闭合，从而在该像素部所包含的光电二极管中产生的电荷被输出至读取用配线LO，n。M个行选择控制信号Vsel(1)～Vsel(M)依次成为有效值。行选择部30包含移位寄存器，用于将M个行选择控制信号Vsel(1)～Vsel(M)依次作为有效值输出。
列选择部40将第n列选择控制信号Hsel(n)输出至第n列选择用配线LH，n，并将该第n列选择控制信号Hsel(n)向保持电路Hn赋予。N个列选择控制信号Hsel(1)～Hsel(N)也依次成为有效值。列选择部40包含移位寄存器，用于将N个列选择控制信号Hsel(1)～Hsel(M)依次作为有效值输出。
溢出防止部50连接于行选择用配线LV，1～LV，M的各自的另一端。在图1中，溢出防止部50设置于受光部10的右边。溢出防止部50将控制受光部10中的各像素部Pm，n所包含的读取用开关的开闭动作的溢出防止信号，输出至任意的行选择用配线LV，m。接受该输出并经由行选择用配线LV，m而连接的像素部中的读取用开关闭合，从而防止在该像素部所包含的光电二极管中产生的电荷溢出至该像素部外。
控制部60控制固体摄像装置1整体的动作。控制部60分别对行选择部30、列选择部40以及溢出防止部50，赋予控制它们的动作的控制信号。控制部60将放电控制信号Reset输出至放电控制用配线LR，并将该放电控制信号Reset分别赋予给N个积分电路S1～SN。另外，控制部60将保持控制信号Hold输出至保持控制用配线LH，并将该保持控制信号Hold分别赋予给N个保持电路H1～HN。
如以上所述，控制部60经由行选择部30或者溢出防止部50，控制分别包含于受光部10中的属于第m行的N个像素部Pm，1～Pm，N的读取用开关SW1的开闭动作，并且经由列控制部40或者直接控制信号读取部20中的电压值的保持动作以及输出动作。由此，控制部60使与在分别包含于受光部10中的M×N个像素部P1，1～PM，N的光电二极管PD中产生的电荷的量对应的电压值，作为帧数据而反复从信号读取部20输出。
图2是图1所示的固体摄像装置1所包含的像素部Pm，n、积分电路Sn以及保持电路Hn的各自的电路图。此外，图2表示像素部Pm，n的电路图来代表M×N个像素部P1，1～PM，N，表示积分电路Sn的电路图来代表N个积分电路S1～SN，另外，表示保持电路Hn的电路图来代表N个保持电路H1～HN。即在图2中表示与第m行第n列的像素部Pm，n以及第n列读取用配线LO，n相关联的电路部分。
像素部Pm，n包含光电二极管PD以及读取用开关SW1。光电二极管PD的阳极端子接地，光电二极管PD的阴极端子经由读取用开关SW1而连接于第n列读取用配线LO，n。光电二极管PD产生对应于入射光强度的量的电荷，并将该产生的电荷存储于接合电容部。读取用开关SW1从行选择部30经由第m行选择用配线LV，m而被赋予第m行选择控制信号。第m行选择控制信号是指示分别包含于受光部10中的属于第m行的N个像素部Pm，1～Pm，N各自所包含的读取用开关SW1的开闭动作的电信号。
在该像素部Pm，n中，在第m行选择控制信号Vsel(m)为低电平时，读取用开关SW1打开。由此，在光电二极管PD中产生的电荷不向第n列读取用配线LO，n输出，而存储于接合电容部。另一方面，在第m行选择控制信号Vsel(m)为高电平时，读取用开关SW1闭合。在此情况下，至此为止在光电二极管PD中产生并存储于接合电容部的电荷经过读取用开关SW1而向第n列读取用配线LO，n输出。
第n列读取用配线LO，n连接于分别包含于受光部10中的属于第n列的M个像素部P1，n～PM，n的读取用开关SW1。第n列读取用配线LO，n经由包含于该像素部的读取用开关SW1，读取在包含于M个像素部P1，n～PM，n中的任意的像素部的光电二极管PD中产生的电荷，并向积分电路Sn转送。
积分电路Sn包含：放大器A2、积分用电容元件C2以及放电用开关SW2。积分用电容元件C2以及放电用开关SW2在彼此并联连接的状态下，设于放大器A2的输入端子与输出端子之间。放大器A2的输入端子连接于第n列读取用配线LO，n。放电用开关SW2从控制部60经过放电控制用配线LR而被赋予放电控制信号Reset。放电控制信号Reset是指示分别包含于N个积分电路S1～SN的放电用开关SW2的开闭动作的电信号。
在该积分电路Sn中，在放电控制信号Reset为高电平时，闭合放电用开关SW2。由此，积分用电容元件C2放电，而将从积分电路Sn输出的电压值初始化。另一方面，在放电控制信号Reset为低电平时，打开放电用开关SW2。在此情况下，输入至输入端的电荷存储于积分用电容元件C2中，并从积分电路Sn输出对应于该存储电荷量的电压值。
保持电路Hn包含：输入用开关SW31、输出用开关SW32以及保持用电容元件C3。保持用电容元件C3的一端接地。保持用电容元件C3的另一端经由输入用开关SW31而连接于积分电路Sn的输出端，并经由输出用开关SW32而连接于电压输出用配线Lout。输入用开关SW31从控制部60经由保持控制用配线LH而被赋予保持控制信号Hold。保持控制信号Hold是指示分别包含于N个保持电路H1～HN的输入用开关SW31的开闭动作的电信号。输出用开关SW32从列选择部40经由第n列选择用配线LH，n而被赋予第n列选择控制信号Hsel(n)。第n列选择控制信号Hsel(n)是指示包含于保持电路Hn的输出用开关SW32的开闭动作的电信号。
在该保持电路Hn中，在保持控制信号Hold从高电平转为低电平时，输入用开关SW31从闭合状态转为打开状态。此时，输入至输入端的电压值被保持于保持用电容元件C3。另外，在第n列选择控制信号Hsel(n)为高电平时，输出用开关SW32闭合。在此情况下，保持于保持用电容元件C3的电压值向电压输出用配线Lout输出。
控制部60在输出对应于受光部10中的属于第m行的N个像素部Pm，1～Pm，N的各自的受光强度的电压值时，输出放电控制信号Reset，指示N个积分电路S1～SN各自所包含的放电用开关SW2在暂时闭合后再打开，其后，控制部60输出从行选择部30输出的第m行选择控制信号Vsel(m)，指示在整个规定期间内闭合受光部10中的属于第m行的N个像素部Pm，1～Pm，N各自所包含的读取用开关SW1。控制部60在该规定期间内输出保持控制信号Hold，指示N个保持电路H1～HN各自所包含的输入用开关SW31从闭合状态转为打开状态。然后，控制部60在该规定期间之后，输出从列选择部40输出的列选择控制信号Hsel(1)～Hsel(N)，指示N个保持电路H1～HN各自所包含的输出用开关SW32依次仅在一定期间内闭合。控制部60在各行依次进行以上那样的控制。
接着，对本发明所涉及的固体摄像装置1的动作进行说明。在该固体摄像装置1中，在控制部60的控制下，M个行选择控制信号Vsel(1)～Vsel(M)、N个列选择控制信号Hsel(1)～Hsel(N)、放电控制信号Reset以及保持控制信号Hold分别以规定的时序进行电平变化，从而能够对入射到受光面10的光的像进行摄像并获得帧数据。
图3是说明本发明所涉及的固体摄像装置1的动作的时序图。在该图3中，表示有：(a)指示分别包含于N个积分电路S1～SN的放电用开关SW2的开闭动作的放电控制信号Reset；(b)指示分别包含于受光部10中的属于第1行的N个像素部P1，1～P1，N的读取用开关SW1的开闭动作的第1行选择控制信号Vsel(1)；(c)指示分别包含于受光部10中的属于第2行的N个像素部P2，1～P2，N的读取用开关SW1的开闭动作的第2行选择控制信号Vsel(2)；以及(d)指示分别包含于N个保持电路H1～HN的输入用开关SW31的开闭动作的保持控制信号Hold。
进而，在该图3中，接着表示有：(e)指示包含于保持电路H1的输出用开关SW32的开闭动作的第1列选择控制信号Hsel(1)；(f)指示包含于保持电路H2的输出用开关SW32的开闭动作的第2列选择控制信号Hsel(2)；(g)指示包含于保持电路H3的输出用开关SW32的开闭动作的第3列选择控制信号Hsel(3)；(h)指示包含于保持电路Hn的输出用开关SW32的开闭动作的第n列选择控制信号Hsel(n)；以及(i)指示包含于保持电路HN的输出用开关SW32的开闭动作的第N列选择控制信号Hsel(N)。
在分别包含于属于第1行的N个像素部P1，1～P1，N的光电二极管PD中产生并存储于接合电容部的电荷的读取，如以下所述进行。
即在时刻t10之前，M个行选择控制信号Vsel(1)～Vsel(M)、N个列选择控制信号Hsel(1)～Hsel(N)、放电控制信号Reset以及保持控制信号Hold分别成为低电平。在从时刻t10至时刻t11的期间，从控制部60输出至放电控制用配线LR的放电控制信号Reset成为高电平，由此，分别在N个积分电路S1～SN中，放电用开关SW2闭合(积分用电容元件C2被放电)。另外，在从时刻t11之后的时刻t12至时刻t15的期间，从行选择部30输出至第1行选择用配线LV，1的第1行选择控制信号Vsel(1)成为高电平，由此，分别包含于受光部10中的属于第1行的N个像素部P1，1～P1，N的读取用开关SW1闭合。
在期间(t12～t15)内，在从时刻t13至时刻t14的期间，从控制部60输出至保持控制用配线LH的保持控制信号Hold成为高电平。在此情况下，在N个保持电路H1～HN的各个中，输入用开关SW31闭合。
在期间(t12～t15)内，包含于第1行的各像素部P1，n的读取用开关SW1闭合。各积分电路Sn的放电用开关SW2打开，因此，至此为止在各像素部P1，n的光电二极管PD中产生并存储于接合电容部的电荷，经过该像素部P1，n的读取用开关SW1以及第n列读取用配线LO，n而转送至积分电路Sn的积分用电容元件C2中并存储。然后，从积分电路Sn的输出端输出对应于存储于各积分电路Sn的积分用电容元件C2的电荷的量的电压值。
在期间(t12～t15)内的时刻t14，保持控制信号Hold从高电平转为低电平。由此，在N个保持电路H1～HN的各个中，输入用开关SW31从闭合状态转为打开状态。此时，从积分电路Sn的输出端输出并输入至保持电路H0的输入端的电压值被保持于保持用电容元件C3。
然后，在期间(t12～t15)之后，从列选择部40输出至列选择用配线LH，1～LH，N的列选择控制信号Hsel(1)～Hsel(N)仅在一定期间依次成为高电平。此时，分别包含于N个保持电路H1～HN的输出用开关SW32仅在一定期间依次闭合。如果输出用开关SW32闭合，则保持于各保持电路Hn的保持用电容元件C3的电压值经过输出用开关SW32向电压输出用配线Lout依次输出。该向电压输出用配线Lout输出的电压值Vout是表示分别包含于属于第1行的N个像素部P1，1～P1，N的光电二极管PD中的受光强度的电压值。
接着，在分别包含于属于第2行的N个像素部P2，1～P2，N的光电二极管PD中产生并存储于接合电容部的电荷的读取，如以下所述进行。
即在从时刻t20至时刻t21的期间，从控制部60输出至放电控制用配线LR的放电控制信号Reset成为高电平。由此，在N个积分电路S1～SN的各个中，放电用开关SW2闭合，积分用电容元件C2放电。另外，在从时刻t21之后的时刻t22至时刻t25的期间，从行选择部30输出至第2行选择用配线LV，2的第2行选择控制信号Vsel(2)成为高电平。由此，分别包含于受光部10中的属于第2行的N个像素部P2，1～P2，N的读取用开关SW1闭合。
在期间(t22～t25)内，在从时刻t23至时刻t24的期间，从控制部60输出至保持控制用配线LH的保持控制信号Hold成为高电平。在此情况下，在N个保持电路H1～HN的各个中，输入用开关SW31闭合。
然后，在期间(t22～t25)之后，从列选择部40输出至列选择用配线LH，1～LH，N的列选择控制信号Hsel(1)～Hsel(N)仅在一定期间依次成为高电平。由此，分别包含于N个保持电路H1～HN的输出用开关SW32仅在一定期间依次闭合。
如以上所述，表示分别包含于属于第2行的N个像素部P2，1～P2，N的光电二极管PD中的受光强度的电压值Vout向电压输出用配线Lout输出。
接着以上那样的关于第1行以及第2行的动作，以后，通过从第3行至第M行进行同样的动作，从而获得表示由1次摄像而获得的图像的帧数据。另外，如果关于第M行的动作结束，那么再次从第1行进行同样的动作，获得表示下一个的图像的帧数据。这样，通过以一定周期反复进行同样的动作，从而表示受光部10所接收的光的像的二维强度分布的电压值Vout被输出至电压输出用配线Lout(反复获得帧数据)。
可是，在分别包含于属于第m行的N个像素部Pm，1～Pm，N的读取用开关SW1闭合的期间内，在第m行的各像素部Pm，n的光电二极管PD中产生并存储于接合电容部的电荷，经过该像素部Pm，n的读取用开SW1以及第n列读取用配线LO，n，转送至积分电路Sn的积分用电容元件C2。此时，属于第m行的像素部Pm，n的光电二极管PD的接合电容部的存储电荷被初始化。
但是，在某个第m行选择用配线LV，m在中途的位置发生断线的情况下，属于该第m行的N个像素部Pm，1～Pm，N中位于相对于行选择部30更远离断线位置处的像素部，没有从行选择部30被传送第m行选择控制信号Vsel(m)，读取用开关SW1依旧照样打开。因此，由于无法向积分电路Sn转送电荷，因而无法进行由该电荷转送得到的光电二极管PD的接合电容部的存储电荷的初始化。在这样的情况下，在这些像素部中，对应于光入射而在光电二极管中产生的电荷一直存储于该光电二极管的接合电容部中。在此情况下，当超过饱和电平时，向相邻两边的行的像素部溢出，从而关于连续的3行的像素部产生缺陷线。
该固体摄像装置1为了应对这样的问题而具备溢出防止部50。相对于行选择部30连接于行选择用配线LV，1～LV，M的各自的一端，溢出防止部50连接于行选择用配线LV，1～LV，M的各自的另一端。即第m行选择用配线LV，m在行选择部30与溢出防止部50之间延伸。另外，第m行选择用配线LV，m连接于受光部10中的属于第m行的N个像素部Pm，1～Pm，N各自所包含的读取用开关SW1，并向这些读取用开关SW1传送控制这些读取用开关SW1的开闭动作的信号。控制读取用开关SW1的开闭动作的信号，从行选择部30作为行选择控制信号Vsel(m)而被赋予，从溢出防止部50作为溢出防止信号而被赋予。
由于从溢出防止部50输出的溢出防止信号输出至第m行选择用配线LV，m，因此在控制像素部Pm，n的读取用开关SW1的开闭动作的方面，与从行选择部30输出的行选择控制信号Vsel(1)～Vsel(M)相同。
然而，从行选择部30输出的行选择控制信号Vsel(1)～Vsel(M)是用于从受光部10中的各像素部Pm，n读取电荷的电信号。相对于此，从溢出防止部50输出的溢出防止信号是用于在受光部10中行选择用配线LV，1～LV，M中任意的行选择用配线发生断线时，在连接于该断线的行选择用配线的像素部中位于相对于行选择部30更远离断线位置处的像素部中，闭合读取用开关SW1，从而防止在该像素部所包含的光电二极管PD中产生的电荷溢出至该像素部外的电信号。
因此，从行选择部30输出的行选择控制信号Vsel(1)～Vsel(M)，在每行依次以一定周期输出。相对于此，从溢出防止部50输出的溢出防止信号选择性地输出至该断线的行选择用配线，或者，分别输出至该断线的行选择用配线以及与其邻接的行选择用配线。从溢出防止部50输出的溢出防止信号没有必要必须输出至未断线的行选择用配线。
从溢出防止部50输出的溢出防止信号也可以在与从行选择部30向行选择用配线输出行选择用信号不同的时刻输出。例如，优选为在从行选择部30将行选择控制信号Vsel(1)～Vsel(M)全部输出且一帧的电压值Vout从信号读取部20输出之后、且下一帧的电压值Vout从信号读取部20输出之前的时刻。在该情况下，在多条行选择用配线发生断线的情况下，优选相对于该多条行选择用配线，同时从溢出防止部50输出溢出防止信号。
另外，从溢出防止部50输出的溢出防止信号也可以在与从行选择部30向行选择用配线输出行选择控制信号相同的时刻输出。即对于断线的第m行选择用配线LV，m，在与从行选择部30输出行选择控制信号Vsel(m)的时刻相同的时刻，从溢出防止部50输出溢出防止信号。在该情况下，对于连接于断线的第m行选择用配线LV，m的N个像素部Pm，1～Pm，N中、位于相对于行选择部30更靠近断线位置处的像素部，从行选择部30被赋予行选择控制信号Vsel(m)。另外，在与此相同的时刻，对于位于相对于行选择部30更远离断线位置处的像素部，从溢出防止部50被赋予溢出防止信号。
因此，在全部的连接于断线的第m行选择用配线LV，m的N个像素部Pm，1～Pm，N中，读取用开关SW1在相同的时刻闭合。因此，至此为止在各像素部Pm，n的光电二极管PD中产生并存储于接合电容部的电荷，经由该像素部Pm，n的读取用开关SW1以及第n列读取用配线LO，n而被转送至信号读取部20。然后，表示属于第m行的N个像素部Pm，1～Pm，N各自所包含的光电二极管PD中的受光强度的电压值Vout，从信号读取部20输出至电压输出用配线Lout。
这样，在该固体摄像装置1中，在任意的行选择用配线发生断线的情况下，对于该断线的行选择用配线，从设置于行选择部30的相反侧的溢出防止部50，对因断线而未与行选择部30连接的像素部赋予溢出防止信号。由此，即使在因断线而未与行选择部30连接的像素部中，利用从溢出防止部50所赋予的溢出防止信号，读取用开关SW1也闭合。其结果，对应于光射入而在光电二极管中产生并存储于接合电容部的电荷，在达到饱和电平之前放电，而不会溢出至相邻的像素部。因此，在该固体摄像装置1中，不须进行如现有的固体摄像装置那样的修正处理，可获得高解析度的图像。
特别是在与从行选择部30向行选择用配线输出行选择控制信号的时刻相同的时刻，从溢出防止部50向该行选择用配线输出溢出防止信号的情况下，从该溢出防止信号所到达的像素部也能够读取电荷。如果该行选择用配线的断线仅有1处，则与无断线的情况相同，表示受光部10所接收的光的像的二维强度分布的电压值Vout从信号读取部20输出至电压输出用配线Lout。
接着，对本发明所涉及的固体摄像装置1所包含的行选择部30以及溢出防止部50各自的构成例进行说明。
图4是表示行选择部30以及溢出防止部50的第1构成例的图。在该图4所示的第1构成例中，作为图1的行选择部30的行选择部30A包含P个移位寄存器311～31P。另外，作为图1的溢出防止部50的溢出防止部50A包含P个移位寄存器511～51P。各移位寄存器31p以及各移位寄存器51p具有共同的结构，如图5所示，为Q位的移位寄存器。在此，P、Q为2以上的整数，p为1以上P以下的整数，另外，以下所出现的q为1以上Q以下的整数。P与Q的积与行数M相等。
图5是表示移位寄存器31p的结构的图。移位寄存器31p的Q个触发器(flip-flop)321～32Q串联连接。移位寄存器31p所包含的触发器32q的输出端子连接于第m行选择用配线LV，(p-1)Q+q。在移位寄存器31p所包含的初段的触发器321的输入端子上，从控制部60输入有开始信号Start(p)。从移位寄存器31p所包含的最终段的触发器32Q的输出端子，向控制部60输出结束信号End(p)。
在移位寄存器31p中，如果开始信号Start(p)的脉冲从控制部60输入至初段的触发器321的输入端子，则与分别输入至Q个触发器321～32Q的时钟信号同步，从Q个触发器321～32Q各自的输出端子依次输出脉冲作为行选择控制信号。然后，从最终段的触发器32Q的输出端子输出的脉冲作为结束信号End(p)也输出至控制部60。
在行选择部30A中，对P个移位寄存器311～31P依次输入开始信号Start(p)的脉冲，并以一定周期依次向行选择用配线输出行选择控制信号Vsel(1)～Vsel(M)。
在溢出防止部50A中，也可以对P个移位寄存器511～51P依次输入开始信号Start(p)的脉冲，并向各行选择用配线输出溢出防止信号。另外，也可以仅对P个移位寄存器511～51P中连接于断线的行选择用配线的移位寄存器51p，输入开始信号Start(p)的脉冲。在前者的情况下，由于消耗电力小而优选。另外，在后者的情况下，由于在来自行选择用配线的两端的行选择控制信号以及溢出防止信号的各自的输入时序偏离的情况下而产生的向行选择部30A或者溢出防止部50A的突入电流的影响小，因而在该点也优选。
图6是表示行选择部30以及溢出防止部50的第2构成例的图。在图6的第2构成例中，作为图1的行选择部30的行选择部30B包含M位的移位寄存器33以及M个数字缓冲器341～34M。另外，作为图1的溢出防止部50的溢出防止部50B包含M位的移位寄存器53以及M个3态缓冲器541～54M。
在行选择部30B中，如果从控制部60输入开始信号的脉冲，则与时钟信号同步，行选择控制信号Vsel(1)～Vsel(M)依次以一定周期输出。行选择控制信号Vsel(m)经过数字缓冲器34m而输出至第m行选择用配线LV，m。
在溢出防止部50B中，如果从控制部60输入开始信号的脉冲，则与时钟信号同步，溢出防止信号在每行依次以一定周期输出。对应于第m行选择用配线LV，m而输出的溢出防止信号输入到3态缓冲器54m，如果从控制部60赋予的赋能信号Enable为高电平，则从3态缓冲器54m输出至第m行选择用配线LV，m。然而，如果赋能信号Enable为低电平，则3态缓冲器54m的输出端子设为高阻抗状态。
因此，在该溢出防止部50B中，可以选择性地将溢出防止信号输出至断线的行选择用配线。另外，通过使对应于未断线的行选择用配线的3态缓冲器54m的输出端子为高阻抗状态，从而向行选择部30B或者溢出防止部50B的突入电流的影响小。
本发明所涉及的固体摄像装置1(图1)可以在X射线CT装置中适当地使用。因此，以下，对具备本发明所涉及的固体摄像装置1的X射线CT装置的一个实施例进行说明。
图7是表示本发明所涉及的X射线CT装置的一个实施例的结构的图。在该图7所示的X射线CT装置100中，X射线源106朝向被照物产生X射线。从X射线源106产生的X射线的辐射场被1次狭缝板106b控制。X射线源106内置有X射线管，通过对该X射线管的管电压、管电流以及通电时间等的条件进行调整，来控制朝向被照物的X射线照射量。X射线摄像器107内置有具备二维排列的多个像素部的CMOS固体摄像装置，对通过被照物的X射线像进行检测。在X射线摄像器107的前方，设置有限制X射线入射区域的2次狭缝板107a。
旋转臂104在以使X射线源106以及X射线摄像器107相对的方式保持X射线源106以及X射线摄像器107的状态下，使其在全景断层摄影时围绕被照物的周围进行旋转。另外，设置有滑动机构113，该滑动机构113用于在线性断层摄影时，使X射线摄像器107相对于被照物而直线移位。旋转臂104由构成旋转平台的臂马达110所驱动，其旋转角度由角度传感器112来检测。另外，臂马达110搭载于XY平台114的可动部上，可在水平面内任意调整旋转中心。
从X射线摄像器107输出的图像信号通过AD变换器120而被变换为例如10位(＝1024阶(level))的数字数据。然后，该数字数据暂时被存入CPU(中央处理装置)121，之后，被存储于帧存储器122中。由被存储于帧存储器122中的图像数据，通过规定的运算处理而再生沿着任意的断层面的断层图像。再生的断层图像被输出至视频存储器124，通过DA变换器125变换成模拟信号。之后，变换成模拟信号的断层图像通过CRT(阴极射线管)等的图像显示部126显示，并被提供给各种诊断。
在CPU121上连接有信号处理所需的工作存储器123，进而连接有具备面板开关以及X射线照射开关等的操作面板119。另外，CPU121分别连接于对臂马达110进行驱动的马达驱动电路111、对1次狭缝板106b以及2次狭缝板107a的开口范围进行控制的狭缝控制电路115、116、以及对X射线源106进行控制的X射线控制电路118，进而输出用于对X射线摄像器107进行驱动的时钟信号。
X射线控制电路118可以基于被X射线摄像器107所摄像的信号，来反馈控制朝向被照物的X射线照射量。
以如上方式而构成的X射线CT装置100中，X射线摄像器107相当于具有上述那样的结构的固体摄像装置1(本发明所涉及的固体摄像装置的一个实施例)的受光部10、信号读取部20、行选择部30、列选择部40、溢出防止部50以及控制部60，且在受光部10的前面设置有闪烁器面板。
X射线CT装置100具备具有图1所示的结构的固体摄像装置1，从而即使在缺陷线附近也能够获得高解析度的断层图像。尤其在X射线CT装置中，由于短期间内连续地获取大量(例如300)的帧数据，并且对固体摄像装置1的受光部10的入射光量会在每个帧中变动。因此，从缺陷线上的像素部溢出至邻接线上的像素部的电荷的量会在每个帧中变动。在这样的X射线CT装置中，通过具备该固体摄像装置1，从而即使在任意的行选择用配线发生断线的情况下，也能够获得高解析度的图像。
由以上的本发明的说明，可将本发明作各种变形。这样的变形不能够被视为脱离本发明的思想以及范围，对所有本领域技术人员而言，作为不言自明的改良均包含于权利要求范围中。

Claims (5)

1.一种固体摄像装置，其特征在于，
具备：
受光部，其具有以构成由2以上的整数M和2以上的整数N规定的M行N列的矩阵的方式二维排列的M×N个像素部P1，1～PM，N，且所述像素部P1，1～PM，N分别包含产生对应于入射光强度的量的电荷的光电二极管和连接于该光电二极管的读取用开关；
读取用配线LO，n，其连接于分别包含于所述受光部的列中的属于由1以上N以下的整数n规定的第n列的M个像素部P1，n～PM，n的读取用开关，并经由对应的读取用开关读取在包含于所述像素部P1，n～PM，n中的任意的像素部的光电二极管中产生的电荷；
信号读取部，其分别连接于所述读取用配线LO，1～LO，N，并暂时保持与经过所述读取用配线LO，n而输入的电荷的量对应的电压值，之后，依次输出该保持的电压值；
行选择用配线LV，m，其连接于分别包含于所述受光部中的属于第m行的N个像素部Pm，1～Pm，N的读取用开关，将控制该读取用开关的开闭动作的信号传送至该读取用开关；
行选择部，其连接于所述行选择用配线LV，1～LV，M的各自的一端，将控制包含于所述受光部中的各像素部Pm，n的读取用开关的开闭动作的行选择控制信号，在每行依次输出至行选择用配线LV，m，在通过该行选择用配线而连接的该各像素部Pm，n中闭合读取用开关，从而使在包含于该各像素部Pm，n的光电二极管中产生的电荷输出至读取用配线LO，n；以及
溢出防止部，其连接于所述行选择用配线LV，1～LV，M的各自的另一端，将控制包含于所述受光部中的各像素部Pm，n的读取用开关的开闭动作的溢出防止信号，输出至任意的行选择用配线LV，m，在通过该行选择用配线而连接的该各像素部Pm，n中闭合读取用开关，从而防止在包含于该各像素部Pm，n的光电二极管中产生的电荷溢出至该像素部外，
所述溢出防止部在行选择用配线LV，1～LV，M中任意的行选择用配线发生断线时，将所述溢出防止信号仅输出至该断线的行选择用配线，而不将所述溢出防止信号输出至未断线的行选择用配线。
2.一种固体摄像装置，其特征在于，
具备：
受光部，其具有以构成由2以上的整数M和2以上的整数N规定的M行N列的矩阵的方式二维排列的M×N个像素部P1，1～PM，N，且所述像素部P1，1～PM，N分别包含产生对应于入射光强度的量的电荷的光电二极管和连接于该光电二极管的读取用开关；
读取用配线LO，n，其连接于分别包含于所述受光部的列中的属于由1以上N以下的整数n规定的第n列的M个像素部P1，n～PM，n的读取用开关，并经由对应的读取用开关读取在包含于所述像素部P1，n～PM，n中的任意的像素部的光电二极管中产生的电荷；
信号读取部，其分别连接于所述读取用配线LO，1～LO，N，并暂时保持与经过所述读取用配线LO，n而输入的电荷的量对应的电压值，之后，依次输出该保持的电压值；
行选择用配线LV，m，其连接于分别包含于所述受光部中的属于第m行的N个像素部Pm，1～Pm，N的读取用开关，将控制该读取用开关的开闭动作的信号传送至该读取用开关；
行选择部，其连接于所述行选择用配线LV，1～LV，M的各自的一端，将控制包含于所述受光部中的各像素部Pm，n的读取用开关的开闭动作的行选择控制信号，在每行依次输出至行选择用配线LV，m，在通过该行选择用配线而连接的该各像素部Pm，n中闭合读取用开关，从而使在包含于该各像素部Pm，n的光电二极管中产生的电荷输出至读取用配线LO，n；以及
溢出防止部，其连接于所述行选择用配线LV，1～LV，M的各自的另一端，将控制包含于所述受光部中的各像素部Pm，n的读取用开关的开闭动作的溢出防止信号，输出至任意的行选择用配线LV，m，在通过该行选择用配线而连接的该各像素部Pm，n中闭合读取用开关，从而防止在包含于该各像素部Pm，n的光电二极管中产生的电荷溢出至该像素部外，
所述溢出防止部在行选择用配线LV，1～LV，M中任意的行选择用配线发生断线时，将所述溢出防止信号分别输出至该断线的行选择用配线以及与其邻接的行选择用配线，而不将所述溢出防止信号输出至未断线的剩余的行选择用配线。
3.如权利要求1所述的固体摄像装置，其特征在于，
所述溢出防止部在将所述溢出防止信号输出至行选择用配线LV，1～LV，M中任意的行选择用配线时，在与从所述行选择部向该行选择用配线输出行选择控制信号相同的时刻，输出所述溢出防止信号。
4.如权利要求2所述的固体摄像装置，其特征在于，
所述溢出防止部在将所述溢出防止信号输出至行选择用配线LV，1～LV，M中任意的行选择用配线时，在与从所述行选择部向该行选择用配线输出行选择控制信号相同的时刻，输出所述溢出防止信号。
5.一种X射线CT装置，其特征在于，
包含：
X射线输出部，其朝向被照物输出X射线；
如权利要求1～4中的任意一项所述的固体摄像装置，其接收从所述X射线输出部输出并经过所述被照物而到达的X射线而进行摄像；
移动机构，其使所述X射线输出部以及所述固体摄像装置相对于所述被照物相对移动；以及
图像解析部，其输入从所述固体摄像装置输出的帧数据，并基于该帧数据而生成所述被照物的断层图像。
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