CN102057667A - 固体摄像装置 - Google Patents

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Abstract

固体摄像装置(1)具备受光部(10)、信号读出部(20)、控制部(30)以及修正处理部(40)。受光部(10)中,二维排列有M×N个像素部(P1,1~PM,N),该像素部(P1,1~PM,N)被排列为M行N列且分别包含产生与入射光强度对应的量的电荷的光电二极管以及与该光电二极管连接的读出用开关。各像素部(PM,N)中产生的电荷经由读出用配线(LO,n)而输入至积分电路(Sn),对应于该电荷量并自积分电路(Sn)输出的电压值,经由保持电路(Hn)而输出至输出用配线(Lout)。修正处理部(40)中,对自信号读出部(20)输出的各帧数据进行修正处理,并输出该修正处理后的帧数据。由此,实现了在任意的读出用配线断线的情况下能够对像素数据进行修正从而获得高分辨率的图像的固体摄像装置。

Description

固体摄像装置
技术领域
本发明涉及固体摄像装置。
背景技术
作为固体摄像装置,众所周知的有使用CMOS技术的装置,其中尤以被动式像素传感器(PPS:Passive Pixel Sensor)方式最为人所知(参照专利文献1)。PPS方式的固体摄像装置是:包含有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,且将各像素部中与光入射相对应而产生于光电二极管中的电荷,存储于积分电路中的电容元件中,并输出与该存储电荷量相应的电压值的装置。
一般来说,各列的M个像素部的各自的输出端经由对应该列而设置的读出用配线,而与对应该列而设置的积分电路的输入端连接。然后,自第1行至第M行为止依次在每一行中,在像素部的光电二极管中产生的电荷,经由对应的读出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。
PPS方式的固体摄像装置可用于各种用途,例如与闪烁器面板组合而作为X射线平板而用于医疗用途以及工业用途等,更具体而言,用于X射线CT装置或微聚焦X射线检查装置等。用于上述用途的固体摄像装置,其二维排列有M×N个像素部的受光部面积较大,并在各边长度超过10cm大小的半导体基板上被集成化。因此,有时由1片半导体晶圆仅能制造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
如上所述的固体摄像装置中,当与任意列对应的读出用配线在制造过程中产生断线的情况下,该列的M个像素部中,位于相对于积分电路更靠近断线位置处的像素部通过读出用配线而与积分电路连接,但位于相对于积分电路更远离断线位置处的像素部则并未与积分电路连接。因此,位于相对于积分电路更远离断线位置处的像素部中,与光入射相对应而产生于光电二极管中的电荷不会被读出至积分电路,而被存储于该光电二极管的接合电容部中。
当光电二极管的接合电容部中所存储的电荷的量超过饱和电平时,超过饱和电平的部分的电荷会溢出至相邻的像素部。因此,若1条读出用配线产生断线,其影响不仅会涉及与该读出用配线连接的列的像素部,也会涉及相邻两边的列的像素部,结果导致连续3列的像素部产生缺陷线。
若缺陷线不连续,1条缺陷线的相邻两边均为正常线,则也可以使用该相邻两边的正常线的各像素数据来内推缺陷线的像素数据。然而,连续3列的像素部均产生有缺陷线时,则难以进行上述的内推。尤其是如上所述,具有大面积的受光部的固体摄像装置由于读出用配线较长,因而产生断线的概率增大。
在专利文献1中,提出有一种试图解决上述问题的发明。在该发明中,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,并且也求出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,若该两个平均值的差为固定值以上,则判断邻接线也为缺陷,并对该邻接线的像素数据进行修正,进而基于该邻接线的像素数据的修正后的值,对缺陷线的像素数据进行修正。
专利文献1所记载的发明中,在对被判断为缺陷的邻接线的像素数据进行修正时,求出相对于该邻接线为两侧最接近的正常线上的两个像素数据的平均值,并将该平均值作为该邻接线的像素数据。另外,在对缺陷线的像素数据进行修正时,求出相对于该缺陷线为两侧的邻接线上的两个像素数据的平均值,并将该平均值作为该缺陷线的像素数据。
然而,专利文献1所记载的发明中,为了对缺陷线(以及位于缺陷线的附近的被判断为缺陷的线)的像素数据进行修正,反复进行多次求出两个像素数据的平均值的处理,因而导致在修正后的图像中在缺陷线附近分辨率降低。
本发明为了解决上述问题,其目的在于提供一种固体摄像装置,该固体摄像装置能够在任意的读出用配线产生断线时,对像素数据进行修正,从而得到高分辨率的图像。
解决问题的技术手段
本发明所涉及的固体摄像装置具备:(1)受光部,二维排列有M×N个像素部P1,1~PM,N,该像素部P1,1~PM,N被排列成M行N列,且该像素部P1,1~PM,N分别包含产生与入射光强度相应的量的电荷的光电二极管以及与该光电二极管连接的读出用开关;(2)读出用配线LO,n,其与受光部中的第n列的M个像素部P1,n~PM,n各自的读出用开关连接,且经由该像素部的读出用开关而读出M个像素部P1,n~PM,n中的任意的像素部的光电二极管中产生的电荷;(3)信号读出部,其分别与读出用配线LO,1~LO,N连接,保持与经由读出用配线LO,n而输入的电荷的量相应的电压值,并依次输出该保持的电压值;以及(4)控制部,其对受光部中的第m行的N个像素部Pm,1~Pm,N各自的读出用开关的开闭动作进行控制,并且对信号读出部中的电压值的输出动作进行控制,使与受光部中的各像素部Pm,n的光电二极管中产生的电荷的量相应的电压值V(m,n)作为帧数据(frame data)而从信号读出部输出。其中,M、N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。
本发明所涉及的固体摄像装置除了上述的受光部、读出用配线LO,n、信号读出部以及控制部,还具备修正处理部,该修正处理部获取从信号读出部输出的各帧数据并进行修正处理。另外,本发明所涉及的帧数据修正方法是对从具备上述的受光部、读出用配线LO,n、信号读出部以及控制部的固体摄像装置输出的帧数据进行修正的方法。
本发明所涉及的固体摄像装置中所包含的修正处理部、或者本发明所涉及的帧数据修正方法的特征在于,当因读出用配线LO,1~LO,n中的任意的第n0列的读出用配线LO,n0的断线而导致第n0列的m0个像素部P1,n0~Pm0,n0不连接于信号读出部时,使用表示第n0列的m0个像素部P1,n0~Pm0,n0各自的光电二极管中的电荷的产生对第n0列的相邻的第n1列的m0个像素部P1,n1~Pm0,n1所带来的影响的程度的系数K,进行如下修正处理:将第n0列以及第n1列以外的列作为第n2列、根据下述(1)式((1a)式以及(1b)式)对自信号读出部输出的各帧数据中与第n1列的m0个像素部P1,n1~Pm0,n1对应的电压值V(1,n1)~V(m0,n1)进行修正,并基于该修正后的电压值Vc(1,n1)~Vc(m0,n1)而进行决定与第n0列的m0个像素部P1,n0~Pm0,n0对应的电压值V(1,n0)~V(m0,n0)的决定处理。其中,m0为1以上且M以下的整数,n0、n1、n2为1以上N以下的整数。
[数1]
Y = Σ m = 1 m 0 ( V ( m , n 1 ) - V ( m , n 2 ) ) / m 0 · · · ( 1 a )
Vc(m,n1)=V(m,n1)-KY(m=1~m0)…(1b)
本发明中,读出用配线LO,1~LO,N中的任意的第n0列的读出用配线LO,n0产生断线,因该断线而导致第n0列的m0个像素部P1,n0~Pm0,n0不连接于信号读出部。此时,根据上述(1)式,对自信号读出部输出的各帧数据中与邻接线的第n1列的m0个像素部P1,n1~Pm0,n1对应的电压值V(1,n1)~V(m0,n1)进行修正处理。另外,基于与邻接线的第n1列的m0个像素部P1,n1~Pm0,n1对应的修正后的电压值Vc(1,n1)~Vc(m0,n1),对与缺陷线的第n0列的m0个像素部P1,n0~Pm0,n0对应的电压值V(1,n0)~V(m0,n0)进行决定处理。上述的修正处理中所用的系数K表示第n0列的m0个像素部P1,n0~Pm0,n0各自的光电二极管中的电荷的产生对第n0列的相邻的第n1列的m0个像素部P1,n1~Pm0,n1所带来的影响的程度。
另外,本发明所涉及的X射线CT装置的特征在于,具备:(1)X射线输出部,其朝向被摄体输出X射线;(2)上述的本发明所涉及的固体摄像装置,其接收从X射线输出部输出并经由被摄体而到达的X射线,并进行摄像;(3)移动机构,其使X射线输出部以及固体摄像装置相对于被摄体相对移动;以及(4)图像解析部,其输入从固体摄像装置输出的修正处理后的帧数据,并基于该帧数据而生成被摄体的断层图像。
发明的效果
根据本发明,能够在任意的读出用配线断线时,对像素数据进行修正,从而获得高分辨率的图像。
附图说明
图1是本实施方式所涉及的固体摄像装置1的大致构成图。
图2是本实施方式所涉及的固体摄像装置1中所包含的像素部Pm,n、积分电路Sn以及保持电路Hn的各自的电路图。
图3是说明本实施方式所涉及的固体摄像装置1的动作的时序图。
图4是表示本实施方式所涉及的固体摄像装置1的受光部10中的各像素部Pm,n的配置的图。
图5是表示本实施方式所涉及的固体摄像装置1的受光部10中的各像素部Pm,n的配置,并且表示选择性地使光入射的行范围的图。
图6是表示本实施方式所涉及的固体摄像装置1的受光部10中的各像素部Pm,n的配置,并且表示选择性使光入射的行范围的图。
图7是说明本实施方式所涉及的固体摄像装置1的修正处理部40中所用的系数K的求解方法的图。
图8是本实施方式所涉及的X射线CT装置100的构成图。
符号的说明
1…固体摄像装置、10…受光部、20…信号读出部、30…控制部、40…修正处理部、P1,1~PM,N…像素部、PD…光电二极管、SW1…读出用开关、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列读出用配线、LR…放电用配线、LH…保持用配线、Lout…电压输出用配线。
具体实施方式
以下,参照附图,对本发明的实施方式进行详细的说明。还有,在附图的说明中,对相同的要素标注相同的符号,省略重复的说明。
图1是本实施方式所涉及的固体摄像装置1的大致构成图。本实施方式所涉及的固体摄像装置1具备受光部10、信号读出部20、控制部30以及修正处理部40。另外,作为X射线平板使用时,在固体摄像装置1的受光面10上层叠闪烁器面板。
受光部10二维排列有M×N个像素部P1,1~PM,N,该像素部P1,1~PM,N被排列成M行N列。像素部Pm,n位于第m行第n列。此处,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是PPS方式的像素部,且具有共同的构成。
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而与控制部30连接。第n列的M个像素部P1,n~PM,n各自的输出端通过第n列读出用配线LO,n,而与信号读出部20中所包含的积分电路Sn连接。
信号读出部20包括N个积分电路S1~SN以及N个保持电路H1~HN。各积分电路Sn具有共同的构成。另外,各保持电路Hn具有共同的构成。
各积分电路Sn具有与读出用配线LO,N连接的输入端,存储输入至该输入端的电荷,并将与该存储电荷量相应的电压值从输出端输出至保持电路Hn。N个积分电路S1~SN分别通过放电用配线LR而与控制部30连接。
各保持电路Hn具有与积分电路Sn的输出端连接的输入端,保持输入至该输入端的电压值,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分别通过保持用配线LH而与控制部30连接。另外,各保持电路Hn通过第n列选择用配线LH,n而与控制部30连接。
控制部30将第m行选择控制信号Vsel(m)输出至第m行选择用配线LV,m,并将该第m行选择控制信号Vsel(m)分别供给至第m行的N个像素部Pm,1~Pm,N。M个行选择控制信号Vsel(1)~Vsel(M)依次为有效值。控制部30具备移位寄存器,使M个行选择控制信号Vsel(1)~Vsel(M)依次作为有效值输出。
控制部30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)供给至保持电路Hn。N个列选择控制信号Hsel(1)~Hsel(N)也依次为有效值。控制部30具备移位寄存器,使N个列选择控制信号Hsel(1)~Hsel(N)依次作为有效值输出。
另外,控制部30将放电控制信号Reset输出至放电用配线LR,并将该放电控制信号Reset分别供给至N个积分电路S1~SN。控制部30将保持控制信号Hold输出至保持用配线LH,并将该保持控制信号Hold分别供给至N个保持电路H1~HN
控制部30以如上方式,对受光部10中的第m行的N个像素部Pm,1~Pm,N各自所包含的读出用开关SW1的开闭动作进行控制,并且对信号读出部20中的电压值的保持动作以及输出动作进行控制。由此,控制部30使与受光部10中的M×N个像素部P1,1~PM,N各自所包含的光电二极管PD中所产生的电荷的量相应的电压值作为帧数据而从信号读出部20反复输出。
修正处理部40获取从信号读出部20反复输出的各帧数据并进行修正处理,并输出该修正处理后的帧数据。关于该修正处理部40中的修正处理内容,将在后面详细叙述。
图2是本实施方式所涉及的固体摄像装置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。此处,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,。即表示与第m行第n列的像素部Pm,n以及第n列读出用配线LO,n相关的电路部分。
像素部Pm,n包括光电二极管PD以及读出用开关SW1。光电二极管PD的阳极端子接地,光电二极管PD的阴极端子经由读出用开关SW1而与第n列读出用配线LO,n连接。光电二极管PD产生与入射光强度相应的量的电荷,并将该产生的电荷存储于接合电容部中。读出用开关SW1从控制部30被供给通过第m行选择用配线LV,m的第m行选择控制信号。第m行选择控制信号对受光部10中的第m行的N个像素部Pm,1~Pm,N各自所包含的读出用开关SW1的开闭动作进行指示。
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,读出用开关SW1打开,而使产生于光电二极管PD中的电荷不输出至第n列读出用配线LO,n,而是存储于接合电容部中。另一方面,在第m行选择控制信号Vsel(m)为高电平时,读出用开关SW1闭合,而使至此为止产生于光电二极管PD中且存储于接合电容部中的电荷经由读出用开关SW1,而被输出至第n列读出用配线LO,n
第n列读出用配线LO,n与受光部10中的第n列的M个像素部P1,n~PM,n各自所包含的读出用开关SW1连接。第n列读出用配线LO,n将M个像素部P1,n~PM,n中的任意的像素部所包含的光电二极管PD中产生的电荷经由该像素部所包含的读出用开关SW1而进行读出,并传送至积分电路Sn
积分电路Sn包括放大器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相互并联连接,且被设置于放大器A2的输入端子与输出端子之间。放大器A2的输入端子与第n列读出用配线LO,n连接。放电用开关SW2从控制部30被供给经由放电用配线LR的放电控制信号Reset。放电控制信号Reset对N个积分电路S1~SN各自所包含的放电用开关SW2的开闭动作进行指示。
在该积分电路Sn中,在放电控制信号Reset为高电平时,放电用开关SW2闭合,而使积分用电容元件C2进行放电,使得从积分电路Sn输出的电压值被初始化。在放电控制信号Reset为低电平时,放电用开关SW2打开,而使输入至输入端的电荷存储于积分用电容元件C2中,使得与该存储电荷量相应的电压值从积分电路Sn输出。
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而与积分电路Sn的输出端连接,并经由输出用开关SW32而与电压输出用配线Lout连接。输入用开关SW31从控制部30被供给经由保持用配线LH的保持控制信号Hold。保持控制信号Hold对N个保持电路H1~HN各自所包含的输入用开关SW31的开闭动作进行指示。输出用开关SW32从控制部30被供给经由第n列选择用配线LH,n的第n列选择控制信号Hsel(n)。第n列选择控制信号Hsel(n)对保持电路Hn所包含的输出用开关SW32的开闭动作进行指示。
在该保持电路Hn中,在保持控制信号Hold由高电平转为低电平时,输入用开关SW31由闭合状态转为打开状态,此时被输入至输入端的电压值被保持于保持用电容元件C3中。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,而使保持于保持用电容元件C3中的电压值输出至电压输出用配线Lout
控制部30在输出与受光部10中的第m行的N个像素部Pm,1~Pm,N各自的受光强度相对应的电压值时,通过放电控制信号Reset进行指示,使N个积分电路S1~SN各自所包含的放电用开关SW2暂时闭合后再打开,其后,通过第m行选择控制信号Vsel(m)进行指示,使受光部10中的第m行的N个像素部Pm,1~Pm,N各自所包含的读出用开关SW1在整个规定期间内闭合。控制部30在该规定期间内,通过保持控制信号Hold进行指示,使N个保持电路H1~HN各自所包含的输入用开关SW31由闭合状态转为打开状态。继而,控制部30在该规定期间之后,通过列选择控制信号Hsel(1)~Hsel(N)进行指示,使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30对各行依次进行如上所述的控制。
其次,对本实施方式所涉及的固体摄像装置1的动作进行说明。本实施方式所涉及的固体摄像装置1中,在控制部30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分别按照规定的时序进行电平变化,从而能够对入射至受光面10的光的像进行摄像而获得帧数据,进而能够通过修正处理部40而对帧数据进行修正。
图3是说明本实施方式所涉及的固体摄像装置1的动作的时序图。在该图中,由上而下依次表示:(a)放电控制信号Reset,其对N个积分电路S1~SN各自所包含的放电用开关SW2的开闭动作进行指示;(b)第1行选择控制信号Vsel(1),其对受光部10中的第1行的N个像素部P1,1~P1,N各自所包含的读出用开关SW1的开闭动作进行指示;(c)第2行选择控制信号Vsel(2),其对受光部10中的第2行的N个像素部P2,1~P2,N各自所包含的读出用开关SW1的开闭动作进行指示;以及(d)保持控制信号Hold,其对N个保持电路H1~HN各自所包含的输入用开关SW31的开闭动作进行指示。
另外,在该图中,进而接着依次表示:(e)第1列选择控制信号Hsel(1),其对保持电路H1所包含的输出用开关SW32的开闭动作进行指示;(f)第2列选择控制信号Hsel(2),其对保持电路H2所包含的输出用开关SW32的开闭动作进行指示;(g)第3列选择控制信号Hsel(3),其对保持电路H3所包含的输出用开关SW32的开闭动作进行指示;(h)第n列选择控制信号Hsel(n),其对保持电路Hn所包含的输出用开关SW32的开闭动作进行指示;以及(i)第N列选择控制信号Hsel(N),其对保持电路HN所包含的输出用开关SW32的开闭动作进行指示。
对第1行的N个像素部P1,1~P1,N各自所包含的光电二极管PD中产生且存储于接合电容部中的电荷以下述方式进行读出。在时刻t10前,使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分别为低电平。
在时刻t10至时刻t11的期间,从控制部30输出至放电用配线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各自中,放电用开关SW2闭合,而使得积分用电容元件C2进行放电。另外,在时刻t11之后的时刻t12至时刻t15的期间,从控制部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,受光部10中的第1行的N个像素部P1,1~P1,N各自所包含的读出用开关SW1闭合。
在该期间(t12~t15)内,在从时刻t13至时刻t14的期间,从控制部30输出至保持用配线LH的保持控制信号Hold为高电平,由此,在N个保持电路H1~HN各自中,输入用开关SW31闭合。
在期间(t12~t15)内,由于第1行的各像素部P1,n所包含的读出用开关SW1闭合,各积分电路Sn的放电用开关SW2打开,因而至此为止在各像素部P1,n的光电二极管PD中产生且存储于接合电容部中的电荷,会经由该像素部P1,n的读出用开关SW1以及第n列读出用配线LO,n,而被传送并存储于积分电路Sn的积分用电容元件C2。继而,从积分电路Sn的输出端输出与各积分电路Sn的积分用电容元件C2中所存储的电荷的量相应的电压值。
在该期间(t12~t15)内的时刻t14,通过保持控制信号Hold由高电平转为低电平,从而使得在N个保持电路H1~HN各自中,输入用开关SW31由闭合状态转为打开状态,此时将从积分电路Sn的输出端输出并输入至保持电路Hn的输入端的电压值保持于保持用电容元件C3中。
继而,在期间(t12~t15)之后,从控制部30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)依次仅在一定期间内为高电平,由此,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,使得各保持电路Hn的保持用电容元件C3所保持的电压值经由输出用开关SW32而依次被输出至电压输出用配线Lout。输出至该电压输出用配线Lout的电压值Vout是表示第1行的N个像素部P1,1~P1,N各自所包含的光电二极管PD中的受光强度的值。将从N个保持电路H1~HN分别输出至电压输出用配线Lout的电压值Vout,经由电压输出用配线Lout而输入至修正处理部40。
接着,对第2行的N个像素部P2,1~P2,N各自所包含的光电二极管PD中产生且存储于接合电容部中的电荷以如下方式进行读出。
在时刻t20至时刻t21的期间,从控制部30输出至放电用配线LR的放电控制信号Reset为高电平,由此,在N个积分电路S1~SN各自中,放电用开关SW2闭合,而使得积分用电容元件C2进行放电。另外,在时刻t21之后的时刻t22至时刻t25的期间,从控制部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)为高电平,由此,受光部10中的第2行的N个像素部P2,1~P2,N各自所包含的读出用开关SW1闭合。
在该期间(t22~t25)内,在时刻t23至时刻t24的期间,从控制部30输出至保持用配线LH的保持控制信号Hold为高电平,由此,在N个保持电路H1~HN各自中,输入用开关SW31闭合。
继而,在期间(t22~t25)之后,从控制部30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)依次仅在一定期间内为高电平,由此,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。
以如上方式,将表示第2行的N个像素部P2,1~P2,N各自所包含的光电二极管PD中的受光强度的电压值Vout输出至电压输出用配线Lout。将分别从N个保持电路H1~HN输出至电压输出用配线Lout的电压值Vout,经由电压输出用配线Lout而输入至修正处理部40。
接着以上针对第1行以及第2行的动作,之后,对第3行至第M行进行相同的动作,而获得表示1次摄像所得到的图像的帧数据。另外,若针对第M行的动作结束,则再次从第1行开始进行相同的动作,获得表示下一个图像的帧数据。如此,通过在一定周期内重复相同的动作,使表示受光部10所接收的光的像的二维强度分布的电压值Vout输出至电压输出用配线Lout,从而反复获得帧数据。将该帧数据输入至修正处理部40。
但是,在第m行的N个像素部Pm,1~Pm,N各自所包含的读出用开关SW1闭合的期间,将第m行的各像素部Pm,n的光电二极管PD中产生且存储于接合电容部的电荷,经由该像素部Pm,n的读出用开关SW1以及第n列读出用配线LO,n,而传送至积分电路Sn的积分用电容元件C2中。此时,第m行的各像素部Pm,n的光电二极管PD的接合电容部的存储电荷被初始化。
然而,当某第n列读出用配线LO,n在中途位置产生断线时,该第n列的M个像素部P1,n~PM,n中的位于相对于积分电路Sn更远离断线位置处的像素部未与积分电路Sn连接,因而无法将电荷传送至积分电路Sn,因此无法通过该电荷传送而使光电二极管PD的接合电容部的存储电荷初始化。在如此状态下,使在该像素部中与光入射相对应而产生于光电二极管中的电荷,存储于该光电二极管的接合电容部中,当超过饱和电平时,溢出至相邻两边的列的像素部,使得连续3列的像素部产生缺陷线。
因此,本实施方式所涉及的固体摄像装置1中,修正处理部40获取从信号读出部20反复输出的各帧数据,并对该帧数据进行以下的修正处理。
以下,将读出用配线LO,1~LO,N中的任意的第n0列的读出用配线LO,n0设为断线,因该第n0列的读出用配线LO,n0而使第n0列的m0个像素部P1,n0~Pm0,n0不与信号读出部20的积分电路Sn0连接。将该第n0列(缺陷线)的相邻的列设为第n1列(邻接线),将第n0列(缺陷线)以及第n1列(邻接线)以外的列设为第n2列(正常线)。在此,将第n1列(邻接线)的相邻的列设为第n2列(正常线)。在此,m0为1以上M以下的整数,n0、n1、n2为1以上N以下的整数。
图4是表示本实施方式所涉及的固体摄像装置1的受光部10中的各像素部Pm,n的配置的图。在该图中,用阴影线表示缺陷线的第n0列的m0个像素部P1,n0~Pm0,n0
另外,将自信号读出部20输出的帧数据中与像素部Pm,n对应的电压值记作V(m,n)。在此,优选,各电压值V(m,n)是减去像素部Pm,n中没有光入射时自信号读出部20输出的电压值(暗电流成分)后的值(即暗修正后的值)。针对如上所述减去暗电流成分,可以在每列中设置1对保持电路Hn,由一方的保持电路保持叠加有暗电流成分的信号电压值,由另一方的保持电路仅保持暗电流成分,并对由该两个保持电路所保持的两个电压值的差进行运算。
修正处理部40根据下述(2)式((2a)、(2b)式),进行对自信号读出部20输出的各帧数据中与邻接线的第n1列的m0个像素部P1,n1~Pm0,n1对应的电压值V(1,n1)~V(m0,n1)进行修正的修正处理,并求出该修正后的电压值Vc(1,n1)~Vc(m0,n1)。
[数2]
Y = Σ m = 1 m 0 ( V ( m , n 1 ) - V ( m , n 2 ) ) / m 0 · · · ( 2 a )
Vc(m,n1)=V(m,n1)-KY(m=1~m0)…(2b)
该修正处理中所用的系数K表示缺陷线的第n0列的m0个像素部P1,n0~Pm0,n0各自的光电二极管中的电荷的产生对邻接线的第n1列的m0个像素部P1,n1~Pm0,n1所带来的影响的程度。优选,基于选择性地使光入射至第n0列、第n1列以及第n2列中自第1行至第m0行为止的一部分的行范围时所得到的电压值V(1,n1)~V(m0,n1)及V(1,n2)~V(m0,n2)、以及选择性地使光入射至第n0列、第n1列以及第n2列中自第1行至第m0行为止的其它部分的行范围时所得到的电压值V(1,n1)~V(m0,n1)及V(1,n2)~V(m0,n2),决定系数K。后面将对系数K的求法进行详细的说明。
优选,修正处理部40对缺陷线的第n0列的读出用配线LO,n0的相邻两边的列进行修正处理。另外,优选,修正处理部40在读出用配线LO,1~LO,N中任意的多个读出用配线断线时,使用分别与断线的该多个读出用配线对应的系数K,对缺陷线的多个读出用配线分别进行修正处理以及决定处理。
进而,修正处理部40基于上述的修正处理中求得的与邻接线的第n1列的m0个像素部P1,n1~Pm0,n1对应的修正后的电压值Vc(1,n1)~Vc(m0,n1),进行决定处理,以决定与缺陷线的第n0列的m0个像素部P1,n0~Pm0,n0对应的电压值V(1,n0)~V(m0,n0)。在进行该决定处理时,优选,基于与相邻两边的邻接线上的像素部对应的修正后的电压值,进行内推计算而进行决定。
而且,修正处理部40将以上述方式对分别与邻接线的第n1列的像素部Pm,n1以及缺陷线的第n0列的像素部Pm,n0对应的电压值进行修正·决定后的帧数据输出。
接着,使用图5~图7,对修正处理部40中所用的系数K的求法的一个例子进行说明。图5以及图6分别是表示本实施方式所涉及的固体摄像装置1的受光部10中的各像素部Pm,n的配置,并且表示选择性地使光入射的行范围的图。图5中表示如下情况:对受光部10的第1行至第m1行为止的行范围(阴影线区域)进行遮光而使光不入射,在第(m1+1)行至第M行为止的行范围中使相同的强度的光入射。图6中表示如下情况:对受光部10的第1行至第m2行为止的行范围(阴影线区域)进行遮光而使光不入射,在第(m2+1)行至第M行为止的行范围中使相同的强度的光入射。在此,m1、m2是不满m0且彼此不同的值。
在图5的情况下,将与像素部Pm,n对应的电压值记作V1(m,n),进行下述(3)式((3a)~(3c)式)的运算,求出X1、Y1A、Y1B。位于该式的右边的“V1(m,n1)-V1(m,n2)”表示因缺陷线的第n0列的m0个像素部P1,n0~Pm0,n0(实际上为位于光入射行范围内的(m0-m1)个像素部Pm1+1,n0~Pm0,n0)各自的光电二极管中的电荷的产生对邻接线的第n1列的像素部Pm,n1所带来的影响而导致的增量ΔV1(m,n1)。X1是在第1行至第m0行为止的范围内的增量ΔV1(m,n1)的平均值。Y1A是在第1行至第m1行为止的非光入射行范围内的增量ΔV1(m,n1)的平均值。另外,Y1B是在第(m1+1)行至第m0行为止的光入射行范围内的增量ΔV1(m,n1)的平均值。
[数3]
X 1 = Σ m = 1 m 0 ( V 1 ( m , n 1 ) - V 1 ( m , n 2 ) ) / m 0 · · · ( 3 a )
Y 1 A = Σ m = 1 m 1 ( V 1 ( m , n 1 ) - V 1 ( m , n 2 ) ) / m 1 · · · ( 3 b )
Y 1 B = Σ m = m 1 + 1 m 0 ( V 1 ( m , n 1 ) - V 1 ( m , n 2 ) ) / ( m 0 - m 1 ) · · · ( 3 c )
在图6的情况下,将与像素部Pm,n对应的电压值记作V2(m,n),进行下述(4)式((4a)~(4c)式)的运算,求出X2、Y2A、Y2B。位于该式的右边的“V2(m,n1)-V2(m,n2)”表示因缺陷线的第n0列的m0个像素部P1,n0~Pm0,n0(实际上为位于光入射行范围内的(m0-m2)个像素部Pm2+1,n0~Pm0,n0)各自的光电二极管中的电荷的产生对邻接线的第n1列的像素部Pm,n1所带来的影响而导致的增量ΔV2(m,n1)。X2是在第1行至第m0行为止的范围内的增量ΔV2(m,n1)的平均值。Y2A是在第1行至第m2行为止的非光入射行范围内的增量ΔV2(m,n1)的平均值。另外,Y2B是在第(m2+1)行至第m0行为止的光入射行范围内的增量ΔV2(m,n1)的平均值。
[数4]
X 2 = Σ m = 1 m 0 ( V 2 ( m , n 1 ) - V 2 ( m , n 2 ) ) / m 0 · · · ( 4 a )
Y 2 A = Σ m = 1 m 2 ( V 2 ( m , n 1 ) - V 2 ( m , n 2 ) ) / m 2 · · · ( 4 b )
Y 2 B = Σ m = m 2 + 1 m 0 ( V 2 ( m , n 1 ) - V 2 ( m , n 2 ) ) / ( m 0 - m 2 ) · · · ( 4 c )
图7是说明本实施方式所涉及的固体摄像装置1的修正处理部40中所用的系数K的求法的图。如该图所示,在XY平面上,使用图5的情况下所得到的X1、Y1A、Y1B,绘制点Q1A(X1,Y1A)以及点Q1B(X1,Y1B),另外,使用图6的情况下所得到的X2、Y2A、Y2B,绘制点Q2A(X2,Y2A)以及点Q2B(X2,Y2B)。求出表示连接点Q1A(X1,Y1A)与点Q2A(X2,Y2A)的直线的式(下述(5)式),并且求出表示连接点Q1B(X1,Y1B)与点Q2B(X2,Y2B)的直线的式(下述(6)式)。而且,根据下述(7)式,求出修正处理部40中所用的系数K,作为(5)式中的系数KA与(6)式中的系数KB的平均值。
[数5]
Y=KAX+d…(5)
[数6]
Y=KBX+e…(6)
[数7]
K=(KA+KB)/2…(7)
以如上方式求得的系数K(或者KA、KB)表示与邻接线的第n1列的m0个像素部P1,n1~Pm0,n1对应的电压值V(1,n1)~V(m0,n1)的增量(Y2A-Y1A或者Y2B-Y1B)相对于缺陷线的第n0列的m0个像素部P1,n0~Pm0,n0各自的光电二极管中产生的电荷的量的增量(X2-X1)的比的平均值。即系数K(或者KA、KB)是表示缺陷线的第n0列的m0个像素部P1,n0~Pm0,n0各自的光电二极管中的电荷的产生对邻接线的第n1列的m0个像素部P1,n1~Pm0,n1所带来的影响的程度。
还有,使用作为反映上述的平均值的系数的系数K进行修正处理的妥当性如以下所述。即缺陷线的第n0列的m0个像素部P1,n0~Pm0,n0因第n0列的读出用配线LO,n0的断线而不与信号读出部20连接,但通过第n0列的读出用配线LO,n0而相互连接。因此,缺陷线的第n0列的m0个像素部P1,n0~Pm0,n0各自的光电二极管中所产生的电荷在该期间被共享化,从而对邻接线的第n1列的m0个像素部P1,n1~Pm0,n1分别带来同等程度的影响。由此,可以使用上述的系数K,并通过上述(2)式,对与邻接线的第n1列的m0个像素部P1,n1~Pm0,n1对应的电压值V(1,n1)~V(m0,n1)进行修正处理。
如以上所述,在受光部10中的第1行至第m0行为止的范围中设定非光入射行范围以及光入射行范围这两种(图5、图6),在该两种的情况下,分别求出与邻接线的第n1列的m0个像素部P1,n1~Pm0,n1对应的电压值V(1,n1)~V(m0,n1),并且求出与正常线的第n2列的m0个像素部P1,n2~Pm0,n2对应的电压值V(1,n2)~V(m0,n2)。其次,通过上述(3)式,求出X1、Y1A、Y1B,并且通过上述(4)式,求出X2、Y2A、Y2B,并在XY平面上绘制点Q1A(X1,Y1A)、点Q1B(X1,Y1B)、点Q2A(X2,Y2A)以及点Q2B(X2,Y2B)(图7)。而且,求出连接Q1A(X1,Y1A)与点Q2A(X2,Y2A)的直线(上述(5)式)的系数KA,并且求出连接点Q1B(X1,Y1B)与Q2B(X2,Y2B)的直线(上述(6)式)的系数KB,从而求出系数K(上述(7)式),作为系数KA与系数KB的平均值。
在使用以上的图5~图7的说明中,在受光部10中的第1行至第m0行为止的范围中设定非光入射行范围以及光入射行范围这两种,但也可以设定3种以上的非光入射行范围以及光入射行范围。在后者的情况下,上述(5)式、(6)式可以作为基于XY平面上的3个以上的点并由最小二乘法而得到的直线的式子而获得。而且,可以获得更准确的值的系数K。
优选,修正处理部40在进行以上的处理时,预先对自信号读出部20输出的帧数据的与各像素部对应的电压值进行暗修正。另外,修正处理部40也可以通过模拟处理进行以上的处理,优选,在将自信号读出部20输出的帧数据进行数字转换后进行数字处理,并优选具有将帧数据作为数字值进行存储的帧存储器。
优选,修正处理部40为了进行以上的处理,具有预先存储读出用配线LO,1~LO,N中的断线的读出用配线以及断线的该读出用配线的断线位置的存储部。进而,优选,可以自外部将固体摄像装置1的制造过程中或制造后的检查中所获得的断线信息存储于上述的存储部中。
另外,修正处理部40也可以与受光部10、信号读出部20以及控制部30一起一体地设置。在该情况下,优选,固体摄像装置1的整体在半导体基板上被集成化。另外,相对于使受光部10、信号读出部20以及控制部30为一体化,也可以使修正处理部40与它们分开设置。在该情况下,修正处理部40可以通过例如计算机而实现。
如以上所说明的那样,本实施方式所涉及的固体摄像装置1、或者对自固体摄像装置1的信号读出部20输出的帧数据进行修正的方法中,可以在对与邻接线的第n1列的m0个像素部P1,n1~Pm0,n1对应的电压值V(1,n1)~V(m0,n1)进行修正时,使用与正常线的第n2列的m0个像素部P1,n2~Pm0,n2对应的电压值V(1,n2)~V(m0,n2)以及系数K,并通过简单的运算式(上述(2)式),进行修正。
还有,由信号读出部20进行的帧数据的输出动作与由修正处理部40进行的修正处理可以交替地进行,另外,也可以并列地进行。在前者的情况下,在由信号读出部20进行的帧数据的输出动作之后,由修正处理部40进行帧数据的修正处理,并在该修正处理结束之后,自信号读出部20对修正处理部40输出下一个帧数据。另一方面,在后者的情况下,在由信号读出部20进行的帧数据的输出动作之后,由修正处理部40进行帧数据的修正处理,在至少一部分与该修正处理的期间重叠的期间内,自信号读出部20对修正处理部40输出下一个帧数据。
另外,自缺陷线上的像素部向邻接线上的像素部的电荷的溢出会对缺陷线的两侧的邻接线上的像素部产生。因此,优选,对缺陷线的两侧的邻接线上的像素部,利用以前的帧数据的电压值进行修正。其中,在将相对于缺陷线在一侧邻接的邻接线上的像素部的电压值与在相同侧进一步邻接的正常线上的像素部的电压值进行合并(相加)读出的情况下,仅对相对于缺陷线在另一侧邻接的邻接线上的像素部的电压值,利用以前的帧数据的电压值进行修正。在该情况下,与专利文献1中所记载的发明相比,可以获得高的分辨率。
本实施方式所涉及的固体摄像装置1、或者对自固体摄像装置1的信号读出部20输出的帧数据进行修正的方法优选为适当地用于X射线CT装置中。因此,接着对具有本实施方式所涉及的固体摄像装置1的X射线CT装置的实施方式进行说明。
图8是本实施方式所涉及的X射线CT装置100的构成图。在该图所示的X射线CT装置100中,X射线源106朝向被摄体产生X射线。由X射线源106产生的X射线的照射场由一次狭缝板106b进行控制。X射线源106内置有X射线管,并通过对该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,从而控制对被摄体的X射线照射量。X射线摄像器107内置具有二维排列的多个像素部的CMOS固体摄像装置,对通过被摄体的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射线入射区域的二次狭缝板107a。
转动臂104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,并在全景断层摄影时使它们在被摄体的周围转动。另外,设置有滑动机构113,该滑动机构113在直线断层摄影时使X射线摄像器107相对于被摄体直线位移。转动臂104由构成旋转台的臂马达110驱动,其旋转角度由角度传感器112检测。另外,臂马达110搭载于XY平台114的可动部上,旋转中心在水平面内可以任意调整。
自X射线摄像器107输出的图像信息,通过AD转换器120而转换为例如10位(=1024阶)的数字数据,并暂时存入CPU(中央处理装置)121中,之后,存储于帧存储器122中。由帧存储器122中所存储的图像数据,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。所再生的断层图像被输出至视频存储器124中,并通过DA转换器125而转换为模拟信息,之后,由CRT(阴极射线管)等的图像显示部126显示,以供各种诊断。
CPU121上连接有信息处理所必需的工作存储器123,进而连接有具备面板开关或X射线照射开关等的操作面板119。另外,CPU121分别连接于驱动臂马达110的马达驱动电路111、控制1次狭缝板106b以及2次狭缝板107a的孔径范围的狭缝控制电路115、116、以及控制X射线源106的X射线控制电路118,进而,输出用于驱动X射线摄像器107的时钟信号。
X射线控制电路118可以基于由X射线摄像器107拍摄的信号而对向被摄体的X射线照射量进行反馈控制。
在以上述方式构成的X射线CT装置100中,X射线摄像器107相当于本实施方式所涉及的固体摄像装置1的受光部10、信号读出部20以及控制部30,且在受光部10的前面设置有闪烁器面板。另外,CPU121以及工作存储器123相当于本实施方式所涉及的固体摄像装置1的修正处理部40。
X射线CT装置100具有上述实施方式所涉及的固体摄像装置1,并且具有CPU121作为基于自固体摄像装置输出的修正处理后的帧数据而生成被摄体的断层图像的图像解析部,从而可以获得缺陷线附近的分辨率高的断层图像。尤其在X射线CT装置中,由于在短时间内连续地取得多个(例如300个)帧数据,并且对固体摄像装置1的受光部10的入射光量在每一帧中变动,因此,自缺陷线上的像素部向邻接线上的像素部溢出的电荷的量在每一帧中变动。在这样的X射线CT装置中,具有本实施方式所涉及的固体摄像装置1,因此可以有效地对帧数据进行修正。
在此,上述实施方式的固体摄像装置使用具备如下所述的构成:(1)受光部,二维排列有M×N个像素部P1,1~PM,N,该像素部P1,1~PM,N被排列成M行N列,且该像素部P1,1~PM,N分别包含产生与入射光强度相应的量的电荷的光电二极管以及与该光电二极管连接的读出用开关;(2)读出用配线LO,n,其与受光部中的第n列的M个像素部P1,n~PM,n各自的读出用开关连接,且经由该像素部的读出用开关而读出M个像素部P1,n~PM,n中的任意的像素部的光电二极管中产生的电荷;(3)信号读出部,其分别与读出用配线LO,1~LO,N连接,保持与经由读出用配线LO,n而输入的电荷的量相应的电压值,并依次输出该保持的电压值;以及(4)控制部,其对受光部中的第m行的N个像素部Pm,1~Pm,N各自的读出用开关的开闭动作进行控制,并且对信号读出部中的电压值的输出动作进行控制,使与受光部中的各像素部Pm,n的光电二极管中产生的电荷的量相应的电压值V(m,n)作为帧数据而从信号读出部输出。其中,M、N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。
上述实施方式的固体摄像装置除了上述的受光部、读出用配线LO,n、信号读出部以及控制部,还具备修正处理部,该修正处理部获取从信号读出部输出的各帧数据并进行修正处理。另外,上述实施方式的帧数据修正方法是对从具备上述的受光部、读出用配线LO,n、信号读出部以及控制部的固体摄像装置输出的帧数据进行修正的方法。
在上述实施方式的固体摄像装置中所包含的修正处理部、或者帧数据修正方法中,使用如下构成:当因读出用配线LO,1~LO,N中的任意的第n0列的读出用配线LO,n0的断线而导致第n0列的m0个像素部P1,n0~Pm0,n0不连接于信号读出部时,使用表示第n0列的m0个像素部P1,n0~Pm0,n0各自的光电二极管中的电荷的产生对第n0列的相邻的第n1列的m0个像素部P1,n1~Pm0,n1所带来的影响的程度的系数K,进行根据上述(1)式对自信号读出部输出的各帧数据中与第n1列的m0个像素部P1,n1~Pm0,n1对应的电压值V(1,n1)~V(m0,n1)进行修正的修正处理,并基于该修正后的电压值Vc(1,n1)~Vc(m0,n1)而进行决定与第n0列的m0个像素部P1,n0~Pm0,n0对应的电压值V(1,n0)~V(m0,n0)的决定处理。其中,m0为1以上且M以下的整数,n0、n1、n2为1以上N以下的整数。
优选,上述构成的固体摄像装置中所包含的修正处理部、或者上述构成的帧数据修正方法,将第n0列以及第n1列以外的列设为第n2列,将基于选择性地使光入射至第n0列、第n1列以及第n2列中第1行至第m0行为止的一部分的行范围时所得到的电压值V(1,n1)~V(m0,n1)及V(1,n2)~V(m0,n2)、以及选择性地使光入射至第n0列、第n1列以及第n2列中第1行至第m0行为止的其它部分的行范围时所得到的电压值V(1,n1)~V(m0,n1)及V(1,n2)~V(m0,n2)而决定的值,作为系数K使用。其中,n2为1以上N以下的整数。
上述构成的固体摄像装置中所包含的修正处理部、或者上述构成的帧数据修正方法,优选为对断线的第n0列的读出用配线LO,n0的相邻两边的列进行修正处理。
上述构成的固体摄像装置中所包含的修正处理部、或者上述构成的帧数据修正方法,优选为在读出用配线LO,1~LO,N中任意的多个读出用配线断线时,使用与断线的该多个读出用配线分别对应的系数K,对断线的多个读出用配线分别进行修正处理以及决定处理。
此外,上述实施方式的X射线CT装置中,使用具备如下所述的构成:(1)X射线输出部,其向被摄体输出X射线;(2)上述构成的固体摄像装置,其接收自X射线输出部输出且经由被摄体而到达的X射线并进行摄像;(3)移动机构,其使X射线输出部以及固体摄像装置相对于被摄体相对移动;以及(4)图像解析部,其输入自固体摄像装置输出的修正处理后的帧数据,并基于该帧数据,生成被摄体的断层图像。
产业上的利用可能性
本发明可以用作在任意的读出用配线断线的情况下能够对像素数据进行修正而获得高分辨率的图像的固体摄像装置。

Claims (9)

1.一种固体摄像装置,其特征在于,
具备:
受光部,二维排列有M×N个像素部P1,1~PM,N,该像素部P1,1~PM,N被排列为M行N列,该像素部P1,1~PM,N分别包含产生与入射光强度对应的量的电荷的光电二极管以及与该光电二极管连接的读出用开关;
读出用配线LO,n,其与所述受光部中的第n列的M个像素部P1,n~PM,n各自的读出用开关连接,将所述M个像素部P1,n~PM,n中的任意的像素部的光电二极管中所产生的电荷经由该像素部的读出用开关而读出;
信号读出部,其与所述读出用配线LO,1~LO,n分别连接,保持与经由所述读出用配线LO,n而输入的电荷的量对应的电压值,并将该保持的电压值依次输出;
控制部,其对所述受光部中的第m行的N个像素部Pm,1~Pm,N各自的读出用开关的开关动作进行控制,并且对所述信号读出部中的电压值的输出动作进行控制,自所述信号读出部将与所述受光部中的各像素部Pm,n的光电二极管中所产生的电荷的量对应的电压值V(m,n)作为帧数据输出;以及
修正处理部,其取得自所述信号读出部输出的各帧数据并进行修正处理,
所述修正处理部当因所述读出用配线LO,1~LO,n中的任意的第n0列的读出用配线LO,n0的断线而使第n0列的m0个像素部P1,n0~Pm0,n0不连接于所述信号读出部时,使用表示第n0列的m0个像素部P1,n0~Pm0,n0各自的光电二极管中的电荷的产生对第n0列的相邻的第n1列的m0个像素部P1,n1~Pm0,n1所带来的影响的程度的系数K,进行如下修正处理:将第n0列以及第n1列以外的列作为第n2列并根据下述(1)式对自所述信号读出部输出的各帧数据中与第n1列的m0个像素部P1,n1~Pm0,n1对应的电压值V(1,n1)~V(m0,n1)进行修正,并进行如下决定处理:基于该修正后的电压值Vc(1,n1)~Vc(m0,n1)决定与第n0列的m0个像素部P1,n0~Pm0,n0对应的电压值V(1,n0)~V(m0,n0),
其中,M、N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,m0为1以上M以下的整数,n0、n1、n2为1以上N以下的整数,
[数1]
Y = Σ m = 1 m 0 ( V ( m , n 1 ) - V ( m , n 2 ) ) / m 0 · · · ( 1 a )
Vc(m,n1)=V(m,n1)-KY(m=1~m0)…(1b)。
2.如权利要求1所述的固体摄像装置,其特征在于,
所述修正处理部将基于选择性地使光入射至第n0列、第n1列以及第n2列中自第1行至第m0行为止的一部分的行范围时所得到的电压值V(1,n1)~V(m0,n1)及V(1,n2)~V(m0,n2)、以及选择性地使光入射至第n0列、第n1列以及第n2列中自第1行至第m0行为止的其它部分的行范围时所得到的电压值V(1,n1)~V(m0,n1)及V(1,n2)~V(m0,n2)而决定的值,用作所述系数K。
3.如权利要求1或2所述的固体摄像装置,其特征在于,
所述修正处理部对断线的第n0列的读出用配线LO,n0的相邻两边的列进行所述修正处理。
4.如权利要求1~3中任意一项所述的固体摄像装置,其特征在于,
所述修正处理部在所述读出用配线LO,1~LO,n中的任意的多个读出用配线断线时,使用分别与该断线的多个读出用配线对应的所述系数K,分别对断线的多个读出用配线进行所述修正处理以及所述决定处理。
5.一种X射线CT装置,其特征在于,
具备:
X射线输出部,其向被摄体输出X射线;
如权利要求1~4中任意一项所述的固体摄像装置,其接收自所述X射线输出部输出且经由所述被摄体而到达的X射线并进行摄像;
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摄体相对移动;以及
图像解析部,其输入自所述固体摄像装置输出的修正处理后的帧数据,并基于该帧数据生成所述被摄体的断层图像。
6.一种帧数据修正方法,其特征在于,
是对自固体摄像装置输出的帧数据进行修正的帧数据修正方法,
所述固体摄像装置具备:
受光部,二维排列有M×N个像素部P1,1~PM,N,该像素部P1,1~PM,N被排列为M行N列,该像素部P1,1~PM,N分别包含产生与入射光强度对应的量的电荷的光电二极管以及与该光电二极管连接的读出用开关;
读出用配线LO,n,其与所述受光部中的第n列的M个像素部P1,n~PM,n各自的读出用开关连接,将所述M个像素部P1,n~PM,n中的任意的像素部的光电二极管中所产生的电荷经由该像素部的读出用开关而读出;
信号读出部,其与所述读出用配线LO,1~LO,n分别连接,保持与经由所述读出用配线LO,n而输入的电荷的量对应的电压值,并将该保持的电压值依次输出;以及
控制部,其对所述受光部中的第m行的N个像素部Pm,1~Pm,N各自的读出用开关的开关动作进行控制,并且对所述信号读出部中的电压值的输出动作进行控制,自所述信号读出部将与所述受光部中的各像素部Pm,n的光电二极管中所产生的电荷的量对应的电压值V(m,n)作为帧数据输出,
当因所述读出用配线LO,1~LO,N中的任意的第n0列的读出用配线LO,n0的断线而使第n0列的m0个像素部P1,n0~Pm0,n0不连接于所述信号读出部时,使用表示第n0列的m0个像素部P1,n0~Pm0,n0各自的光电二极管中的电荷的产生对第n0列的相邻的第n1列的m0个像素部P1,n1~Pm0,n1所带来的影响的程度的系数K,进行如下修正处理:将第n0列以及第n1列以外的列作为第n2列并根据下述(2)式对自所述信号读出部输出的各帧数据中与第n1列的m0个像素部P1,n1~Pm0,n1对应的电压值V(1,n1)~V(m0,n1)进行修正,并进行如下决定处理:基于该修正后的电压值Vc(1,n1)~Vc(m0,n1)而决定与第n0列的m0个像素部P1,n0~Pm0,n0对应的电压值V(1,n0)~V(m0,n0),
其中,M、N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,m0为1以上M以下的整数,n0、n1、n2为1以上N以下的整数,
[数2]
Y = Σ m = 1 m 0 ( V ( m , n 1 ) - V ( m , n 2 ) ) / m 0 · · · ( 2 a )
Vc(m,n1)=V(m,n1)-KY(m=1~m0)…(2b)。
7.如权利要求6所述的帧数据修正方法,其特征在于,
将基于选择性地使光入射至第n0列、第n1列以及第n2列中自第1行至第m0行为止的一部分的行范围时所得到的电压值V(1,n1)~V(m0,n1)及V(1,n2)~V(m0,n2)、以及选择性地使光入射至第n0列、第n1列以及第n2列中自第1行至第m0行为止的其它部分的行范围时所得到的电压值V(1,n1)~V(m0,n1)及V(1,n2)~V(m0,n2)而决定的值,用作所述系数K。
8.如权利要求6或7所述的帧数据修正方法,其特征在于,
对断线的第n0列的读出用配线LO,n0的相邻两边的列进行所述修正处理。
9.如权利要求6~8中任意一项所述的帧数据修正方法,其特征在于,
在所述读出用配线LO,1~LO,N中的任意的多个读出用配线断线时,使用分别与该断线的多个读出用配线对应的所述系数K,分别对断线的多个读出用配线进行所述修正处理以及所述决定处理。
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