CN102420945B

CN102420945B - 放射线图像拾取设备

Info

Publication number: CN102420945B
Application number: CN201110245646.2A
Authority: CN
Inventors: 千田满; 田中勉; 原田勉
Original assignee: Sony Semiconductor Solutions Corp
Current assignee: Sony Semiconductor Solutions Corp
Priority date: 2010-08-25
Filing date: 2011-08-25
Publication date: 2017-12-26
Anticipated expiration: 2031-08-25
Also published as: JP2012047516A; TW201234850A; TWI466540B; US8618492B2; CN102420945A; US20120049078A1; JP5672853B2; US20140061484A1; US8859978B2

Abstract

在此公开放射线图像拾取设备。所述放射线图像拾取设备包含：图像拾取部分，其具有多个像素并且根据入射的放射线生成电信号，所述多个像素每一个均包括光电转换元件以及预定放大器电路的一个或多个晶体管；以及校正部分，其使得在所述图像拾取部分中获得的电信号的信号数据经历预定的校正处理。所述校正部分在通过测量所述多个像素的每一个像素中的放大器电路的输入‑输出特性所获得的测量数据与关于输入‑输出特性的初始数据之间进行比较，并且通过使用比较结果单独地按像素进行校正处理。

Description

放射线图像拾取设备

技术领域

本公开涉及使得由α射线、β射线、γ射线和X射线表示的放射线经历波长转换从而读取基于放射线的信息的放射线图像拾取设备。

背景技术

在放射线图像拾取设备(放射线读取器)中，基于经历了光电转换部分(光电转换元件)中的光电转换之后的输入信息的电荷被转换为信号电压，从而执行基于放射线(例如，α射线、β射线、γ射线、X射线等)的信息的读取(成像)。

当通过安置多个像素配置图像拾取部分时，用以从像素读取信号的信号线的互连长度根据像素数量而增加，由此可能形成大的寄生电容。在此情况下，由于这种大的寄生电容，从信号线读取的输出电压显著地降低。

进一步，在这种情形下，为了进行运动图像读取，期望具有允许例如大约每秒30张的图像读取的灵敏度以及运动的快速性。尤其是，在包括医疗中的X射线诊断的非破坏性检查等中，需要放射线中X射线剂量的降低，由此期望更高的灵敏度。

因此，一般的放射线图像拾取设备具有针对每个像素提供将对应于信号电荷的信号电压读取至信号线的源极跟随器电路的这种配置(例如，参见日本待审专利申请公开No.11-307756)。根据这种源极跟随器电路，即使在信号线中形成的电容很大的情况下，高速信号读取也是可能的。

发明内容

在包括这种类型的源极跟随器电路的放射线图像拾取设备中，每个像素配备有包括在源极跟随器电路中的场效应晶体管(FET)和用作光电转换元件的PIN光电二极管。对于这些，场效应管具有由微晶硅或多晶硅制成的半导体层(沟道层)。

然而，在这种放射线图像拾取设备中，存在这样的缺点：由于以X射线照射测量对象，因此在场效应晶体管的半导体层中以及半导体层和栅绝缘膜或层间绝缘膜之间的结合部位附近，出现晶体缺陷，或者电荷被注入至栅绝缘膜。当出现这种晶体缺陷或电荷至绝缘体的注入时，晶体管的阈值改变(平移)，或者迁移率恶化，结果，晶体管的工作点波动，并且源极跟随器电路的输入-输出特性相应地变化(改变)。结果，在此情况下的放射线图像拾取设备中，可能不能进行对应于入射能量的放射线的精确光电转换(成像)(出现信息读取性能的恶化)，这是不利的。

由此，为了抑制像素中源极跟随器电路的输入-输出特性由于放射线施加而引起的这种波动，例如，日本待审专利申请公开No.2007-282684已经提出了调节像素中的光电转换元件和源极跟随器电路的电源电压的技术。

然而，在日本待审专利申请公开No.2007-282684的技术中，进行电源电压的这种调节对于所有像素是公共的，由此仅对所有像素进行相同(统一)的校正处理。因此，例如，可能不能解决图像拾取部分内输入-输出特性的部分(局部)变化，由此期望具有更加有效措施的技术的提出。

鉴于上述，期望提供能够有效地抑制由于像素内元件特性的波动所引起的信息读取性能的恶化的放射线图像拾取设备。

根据本公开的实施例，提供了一种放射线图像拾取设备，包含：图像拾取部分，其具有多个像素并且根据入射的放射线生成电信号，所述多个像素每一个均包括光电转换元件以及预定放大器电路的一个或多个晶体管；以及校正部分，其使得在所述图像拾取部分中获得的电信号的信号数据经历预定的校正处理。所述校正部分在通过测量每一个像素中的放大器电路的输入-输出特性所获得的测量数据与关于输入-输出特性的初始数据之间进行比较，并且通过使用比较结果单独地按像素进行校正处理。

在根据本公开实施例的放射线图像拾取设备中，在图像拾取部分的每一个像素中，根据入射的放射线生成电信号，并且获得信号数据。进一步，在通过测量每一个像素中的放大器电路的输入-输出特性所获得的测量数据与关于该输入-输出特性的初始数据之间进行比较，并且通过使用比较结果使得信号数据经历校正处理。结果，即使在像素中的晶体管的特性变化由于放射线的施加而出现的时候，也抑制了像素中的放大器电路的输入-输出特性响应于这种特性变化(元件特性变化)的波动。此外，单独地按像素进行这种校正处理例如使得可以解决图像拾取部分内的输入-输出特性的部分(局部)变化，从而可以更加精确地抑制放大器电路的输入-输出特性的波动。

根据本公开实施例中的放射线图像拾取设备，在通过测量每一个像素中的放大器电路的输入-输出特性所获得的测量数据与关于输入-输出特性的初始数据之间进行比较，并且通过使用比较结果单独地按像素使得根据入射的放射线所生成的电信号的信号数据经历校正处理。因此，例如，可以降低在像素之间读取放射线时的不规则性，使得可以有效地抑制由于像素中的元件特性变化所引起的信息读取性能的恶化。

要理解，以上总的描述和以下详细的描述都是示例性的，并且旨在提供对于所要求保护的技术的进一步说明。

附图说明

包括附图以提供对于本公开的进一步理解，并且将其并入并构成此说明书的一部分。附图图示了实施方式，并且连同说明书一起用于解释本技术的原理。

图1是图示根据本公开实施例的放射线图像拾取设备的整体配置的示例的框图。

图2是图1中所示的图像拾取部分的示意结构图。

图3是连同列选择部分一起图示图1中所示的像素的详细配置的示例的电路图。

图4是图示图1中所示的列选择部分的详细配置的图。

图5A和5B是用于说明由于放射线的施加所引起的晶体管工作点的负平移的特性图。

图6A和6B是用于说明由于放射线的施加所引起的晶体管工作点的正平移的特性图。

图7是图示根据本实施例的校正信号数据的方法的示例的流程图。

图8(A)到8(F)是以时序波形图图示获取初始数据和测量数据的第一方法的图。

图9(A)到9(F)是以时序波形图图示获取初始数据和测量数据的第二方法的图。

图10(A)到10(F)是以时序波形图图示获取初始数据和测量数据的第三方法的图。

图11A和11B是用于说明由于图5A和5B以及图6A和6B的每一个中所图示的晶体管的工作点的平移所引起的源极跟随器电路的输入-输出特性的变化的特性图。

图12(A)和12(B)是图示信号数据的偏移校正的示例的特性图。

图13(A)到13(C)是图示信号数据的偏移校正和增益校正的示例的特性图。

图14(A)到14(C)是图示信号数据的偏移校正、增益校正和线性度校正的示例的特性图。

图15是图示根据修改的像素配置示例的电路图。

具体实施方式

下面参照附图详细描述本公开的实施例。将按照下列顺序提供描述。

1.实施例(使用初始数据和测量数据校正信号数据的方法的示例)

2.修改(其他的像素电路配置示例等)

[实施例]

(放射线图像拾取设备1的配置)

图1图示根据本公开实施例的放射线图像拾取设备(放射线图像拾取设备1)的整体块配置。放射线图像拾取设备1是使得由α射线、β射线、γ射线和X射线表示的放射线经历波长转换从而读取(成像)基于放射线的信息的设备。此放射线图像拾取设备1包括图像拾取部分11、电压生成部分12、行扫描部分13、A/D转换部分14、列扫描部分15、系统控制部分16和校正部分18。

(图像拾取部分11)

图像拾取部分11是在例如绝缘材料(如，玻璃)制成的基板上提供的图像拾取区域，并且根据入射的放射线产生电信号。在此图像拾取部分11中，像素(成像像素或单元像素)20以行和列(以矩阵的形式)二维地安置，并且每个像素20具有光电转换部分(稍后描述的光电转换元件21)，其产生基于入射光的光量的数量的光电电荷，并且在内部累积光电电荷。像素20的配置将在稍后详细描述(图3)。

图2图示图像拾取部分11的示意配置示例。在图像拾取部分11中，波长转换层112提供在光电转换层111(图像拾取部分11的光接收侧)上，在所述光电转换层111中，上述像素20以行和列的方式安置。

波长转换层112使得放射线Rrad(α射线、β射线、γ射线和X射线等)经历波长转换至光电转换层111的灵敏度范围，从而在光电转换层111中，可以基于该放射线Rrad读取信息。该波长转换层112例如由将诸如X射线之类的放射线转换为可见光的荧光物质(例如，闪烁剂)制成。例如通过在稍后描述的光电转换元件21上形成由有机平坦化膜制成的平坦化膜、自旋玻璃材料等并且在其上形成由CsI、NaI、CaF₂等制成的荧光粉膜，获得这种波长转换层112。

图3连同稍后描述的A/D转换部分14中的列选择部分17的部分一起图示了像素20的电路配置的示例。像素20配备有一个光电转换元件21和三个晶体管22、23和24。进一步，在行方向(水平方向)上延伸的复位控制线Lrst和读取控制线Lread、以及在列方向(垂直方向)上延伸的信号线Lsig连接至该像素20。

光电转换元件21是PIN(Positive Intrinsic Negative，正本征负)光电二极管，并且配置为产生基于入射光的光量的数量的信号电荷。注意，此光电转换元件21的阴极连接至存储节点N。

晶体管22是通过响应于从复位控制线Lrst提供的复位信号进入导通状态而将上述存储节点N的电位复位(初始化)到预定复位电压Vrst的晶体管(复位晶体管)。换言之，此复位电压Vrst是在来自光电转换元件21的输入电压Vin被复位时所使用的电压。晶体管23是这样的晶体管：其用以在栅极接收光电转换元件21中产生的信号电荷(输入电压Vin)，并且输出基于此信号电荷的信号电压。晶体管24是通过响应于从读取控制线Lread提供的行扫描信号进入导通状态而将从晶体管23输出的信号(信号电压Vsig(输出电压Vout))输出至信号线Lsig的晶体管。

这些晶体管22、23和24每一个均例如通过使用N沟道场效应晶体管(FET)而加以配置。然而，这些晶体管22、23和24的组合的传导类型仅是示例，其不限于上述组合。进一步，这些晶体管22、23和24通过例如使用诸如微晶硅或多晶硅之类的硅系统半导体而制成。可替换地，可以使用诸如InGaZnO(铟镓氧化锌)或ZnO(氧化锌)之类的氧化物半导体。微晶硅、多晶体硅(多晶体硅)和氧化物半导体与无定形硅相比具有高迁移率μ，由此尤其是使得能够进行晶体管23对于信号的高速读取。

在此像素20中，对于晶体管22，栅极连接至复位控制线Lrst，源极连接至复位电压Vrst，而漏极连接至光电转换元件21的阴极和晶体管23的栅极(存储节点N)。光电转换元件21的阳极连接至参考地(接地)。对于晶体管23，源极连接至电源VDD(连接至电源电压SVDD)，漏极连接至晶体管24的漏极。对于晶体管24，栅极连接至读取控制线Lread，源极连接至信号线Lsig。注意，稍后描述的列选择部分17中的恒流源171连接至此信号线Lsig的一端。

这里，源极跟随器电路(放大器电路)通过使用晶体管23和24以及恒流源171加以配置。换言之，这些晶体管23和24每一个均等效于本公开实施例中的“晶体管”的特定示例。此源极跟随器电路是进行预定的阻抗变换的电路，并且配置为将信号电压Vsig作为输出电压Vout输出至信号线Lsig。换言之，此源极跟随器电路是将电荷转换为电压的电路。这里，在源极跟随器电路中，输入阻抗高，由此可以将在像传感器这样的微小存储电容器中存储的电荷转换为电压。另一方面，输入阻抗低，由此可以驱动与输出侧相连接的大负载。这种源极跟随器电路使得即使在信号线Lsig中形成的电容很大的时候也可以进行高速信号读取。

图1所示的电压生成部分12生成诸如上述电源VDD的电压(电源电压SVDD)或复位电压Vrst之类的电压，并且将生成的电压供给图像拾取部分11中的每个像素20。这里，在获取初始数据Dorg和测量数据Dm(稍后描述)时，此电压生成部分12在存储节点N于成像期间可能具有的电压范围内(例如，0伏～电源电压SVDD的范围中)，逐步地改变复位电压Vrst的值。获取初始数据Dorg和测量数据Dm时逐步地改变复位电压Vrst的技术将在稍后详细描述(图7～图9)。

行扫描部分13通过例如使用移位寄存器、地址译码器等加以配置，并且其是例如逐行驱动图像拾取部分11中每个像素20的像素驱动部分。分别经由上述读取控制线Lread和复位控制线Lrst，提供上述行扫描信号和复位信号，以进行这种逐行驱动。

如图1所示，A/D转换部分14具有多个(这里，四个)列选择部分17，其每一个均针对每条信号线Lsig而提供，并且A/D转换部分14基于经由信号线Lsig输入的信号电压Vsig进行AD转换(模数转换)。结果，生成数字信号数据(稍后描述的输入数据Din和测量数据Dm)，并将其提供至校正部分18。

例如如图3和4中所示，每个列选择部分17具有恒流源171、放大器172、采样保持(S/H)电路173、水平选择开关174和A/D转换器175。在这些之中，对于每条信号线Lsig提供恒流源171、放大器172、S/H电路173和水平选择开关174，如图4所示。另一方面，对于每个列选择部分17，提供A/D转换器175。恒流源171提供在信号线Lsig的一端和负电源Vss之间(如图3所示)。对于放大器172，一个输入端连接至信号线Lsig的一端，而另一个输入端连接至输出端。换言之，使用此放大器172形成电压跟随器电路。S/H电路173提供在放大器172和水平选择开关174之间，以使得暂时保持来自放大器172的输出电压。水平选择开关174是用以根据列扫描部分15的扫描驱动建立或断开每个S/H电路173与A/D转换器175之间的连接的开关。A/D转换器175使得从S/H电路173提供的并且经由水平选择开关174输入的输出电压经历AD转换，从而生成并输出上述的输入数据Din或测量数据Dm。

列扫描部分15通过例如使用移位寄存器、地址译码器等加以配置，并且依次扫描并从而驱动上述列选择部分17中的每个水平选择开关174。通过此列扫描部分15的选择扫描，经由每条信号线Lsig发送的每个像素20的信号(上述输入数据Din或测量数据Dm)依次被输出并发送至校正部分18。

系统控制部分16控制上述行扫描部分13、A/D转换部分14和列扫描部分15的工作。确切地，该系统控制部分16具有生成各种定时信号的定时发生器，并且基于定时发生器中生成的各种定时信号来进行驱动行扫描部分13、A/D转换部分14和列扫描部分15的控制。

(校正部分18)

校正部分18对于从A/D转换部分14提供的输入数据Din(预校正数据)进行预定的校正处理(校正操作)，从而输出输出数据Dout(后校正数据)。确切地，校正部分18进行测量数据Dm和初始数据Dorg(下面描述)之间的比较，并且通过使用比较结果按像素20进行校正处理。此校正部分18包括初始数据保存部分180、测量数据保存部分181、确定部分182、校正数据生成部分183、偏移校正部分184和增益/线性度校正部分185。

测量数据保存部分181是保存(存储)从A/D转换部分14提供的测量数据Dm的部分(存储器)。尽管将在稍后描述细节，但是此测量数据Dm是通过测量每个像素20中源极跟随器电路的输入-输出特性而获得的数据。

初始数据保存部分180是预先保存(存储)关于每个像素20中源极跟随器电路的输入-输出特性的初始数据Dorg(原始数据或参考数据)的部分(存储器)。

确定部分182进行测量数据保存部分181中保存的测量数据Dm和初始数据保存部分180中保存的初始数据Dorg之间的比较，并且基于比较结果确定是否要执行以下各种类型的校正处理。

校正数据生成部分183基于确定部分182中的比较结果和确定结果(确定是否要进行校正处理的结果)，按像素20生成用于以下各种类型校正处理的数据(校正数据)。确切地，当确定应当在偏移校正部分184中执行偏移校正时，校正数据生成部分183按像素20获取测量数据Dm和初始数据Dorg之间的输入-输出特性的偏移量作为校正数据。进一步，当确定应当在增益/线性度校正部分185中执行增益校正时，校正数据生成部分183按像素20获取测量数据Dm和初始数据Dorg之间的输入-输出特性的增益误差作为校正数据。类似地，当确定应当在增益/线性度校正部分185中执行线性度校正时，校正数据生成部分183按像素20获取测量数据Dm和初始数据Dorg之间的输入-输出特性的线性度误差作为校正数据。这些偏移量、增益误差和线性度误差的细节将在稍后描述。

当在确定部分182中确定应当执行偏移校正时，偏移校正部分184通过使用校正数据生成部分183生成的偏移量，单独地按像素20使输入数据Din经历预定的偏移校正。结果，生成这种偏移校正之后的信号数据D1。此偏移校正将在稍后详细描述。

当在确定部分182中确定应当执行增益校正时，增益/线性度校正部分185通过使用校正数据生成部分183生成的增益误差，单独地按像素20使信号数据D1经历预定的增益校正。进一步，当在确定部分182中确定应当执行线性度校正时，增益/线性度校正部分185通过使用校正数据生成部分183生成的线性度误差，单独地按像素20使信号数据D1经历预定的线性度校正。此时，可以首先执行增益校正或者线性度校正。这些增益校正和线性度校正将在稍后详细描述。

(放射线图像拾取设备1的工作和效果)

(1.基本工作)

在本实施例的放射线图像拾取设备1中，当放射线Rrad如图2中所示那样进入时，此放射线Rrad在波长转换层112中转换为可见光。在光电转换层111(图3中所示的每个像素20的光电转换元件21)处，将该可见光转换(经历光电转换)为信号电荷。由该光电转换产生的电荷根据存储节点N中的存储节点电容而导致电压变化。确切地，当假定存储节点电容为“Cs”并且假定产生的电荷为“q”时，在存储节点N处出现电压的(q/Cs)的下降。响应于这种电压变化，将对于源极跟随器电路的输入电压Vin(光电转换元件21中产生的信号电荷)施加至源极跟随器电路的晶体管23的栅极。

在源极跟随器电路中，晶体管23根据上述信号电荷输出信号电压。当晶体管24响应于从读取控制线Lread提供的行扫描信号而进入ON状态时，从此晶体管23输出的信号作为信号电压Vsig(来自源极跟随器电路的输出电压Vout)被输出(读出)至信号线Lsig。

以此方式读出的信号(信号电压Vsig)经由信号线Lsig，针对每多个(这里，四个)像素列输入至A/D转换部分14中的列选择部分17。在列选择部分17中，针对经由每条信号线Lsig输入的每个信号电压Vsig执行AD转换，并且生成数字信号数据(输入数据Din和测量数据Dm)。以此方式，输入数据Din或测量数据Dm依次从每个列选择部分17输出，并被发送至校正部分18。

(2.关于通过放射线施加的晶体管的工作点平移)

以此方式，在放射线图像拾取设备1中执行基于放射线Rrad的信息的读取(成像)。然而，通过该放射线Rrad的施加，每个像素20中的元件中出现晶体缺陷。确切地，在每个像素20中的晶体管(例如，晶体管23)的半导体层中以及半导体层和栅绝缘膜或层间绝缘膜之间的结合部位附近，出现晶体缺陷，或者电荷被注入至栅绝缘膜。当出现这种晶体缺陷或电荷至绝缘体的注入时，晶体管23等的阈值(Vt)波动，或者迁移率μ恶化。结果，晶体管23等的工作点改变(平移)，并且发生晶体管23等的特性方面的变化(像素20之间的变化)。

确切地，例如如图5A和5B中所示，由于放射线Rrad的施加所引起的晶格缺陷的出现导致晶体管23等的阈值(Vt)波动，结果，晶体管23等的工作点向负侧平移(参见图中的箭头)。确切地，首先，如图5A所示(指示栅源电压Vgs和漏源电流Ids之间的关系的特性)，晶体管23等的工作点在当前的测量数据Dm中与初始数据Dorg中相比，进一步向负侧平移。结果，如图5B中所示(指示漏源电压Vds和Ids之间的关系的特性)，当前测量数据Dm中流入晶体管23等中的电流(Ids)与初始数据Dorg中相比增加得更多。

另外，例如如图6A和6B中所图示，由于放射线Rrad的施加所引起的晶格缺陷的出现导致晶体管23等的迁移率(μ)恶化，结果，晶体管23等的工作点向正侧平移(参见图中的箭头)。确切地，首先，如图6A所示(指示Vgs和Ids之间的关系的特性)，晶体管23等的工作点在当前测量数据Dm中与初始数据Dorg中相比，进一步向正侧平移。结果，如6B中所示(指示Vds和Ids之间的关系的特性)，当前测量数据Dm中流入晶体管23等中的电流(Ids)与初始数据Dorg中相比减小得更多。

以此方式，当晶体管23等的特性(工作点)波动时，源极跟随器电路的输入-输出特性也相应地变化(改变)。在此情况下，当按原样保留时，难以执行对应于入射能量的放射线的精确的光电转换(成像)(出现信息读取性能的恶化)。

(3.信号数据的校正处理)

由此，在本实施例中，在校正部分18中，使输入数据Din经历预定的校正处理(校正操作)，并且生成作为后校正数据的输出数据Dout。校正部分18对于信号数据Din的此校正处理将在下面详细描述。

图7以流程图图示了校正部分18校正输入数据Din的方法的示例。

(3-1.初始数据和测量数据的获取和保存)

首先，预先获取关于源极跟随器电路的输入-输出特性的初始数据Dorg(步骤S101)，并且将获取的初始数据Dorg预先保存在初始数据保存部分180中(步骤S102)。注意，例如在产品(放射线图像拾取设备1)的装运时预先进行初始数据Dorg的这种获取。

接下来，在适当的情况下(在任何时间)获取关于源极跟随器电路的输入-输出特性的此时间点的测量数据Dm(步骤S103)，并且在适当的情况下(在任何时间)将获取的测量数据Dm保存在测量数据保存部分181中(步骤S104)。例如期望在放射线Rrad未进入图像拾取部分11中的时段(没有放射的时段)内进行测量数据Dm的这种获取。这使得可以进行暗电流的测量(监控)。

这里，当进行初始数据Dorg和测量数据Dm的这种获取时，电压生成部分12在存储节点N于成像期间可能具有的电压范围内(例如，0伏～电源电压SVDD的范围中)，逐步地改变复位电压Vrst的值。通过在由此逐步地改变复位电压Vrst的同时测量来自源极跟随器电路的输出电压Vout(信号电压Vsig)，获取了源极跟随器电路的输入-输出特性。作为由此获取初始数据Dorg和测量数据Dm的技术，例如存在下面将要描述的三种技术。

图8以时序波形图图示了第一技术。对于图8，部分(A)和(C)分别图示了图像拾取部分11中的第一和第二行(水平线)中的复位控制线Lrst1和Lrst2的电压波形，而部分(B)和(D)分别图示了第一和第二行中的读取控制线Lread1和Lread2的电压波形。进一步，部分(E)和(F)分别图示了复位电压Vrst和信号电压Vsig(输出电压Vout)的电压波形。注意，图中所示的阈值电压Vt表示源极跟随器电路中的阈值电压，并且对以下也适用。

在第一技术中，复位电压Vrst的值在一个水平时段ΔTh内逐步地改变。确切地，这里，复位电压Vrst的值在0伏～电源电压SVDD的范围中以六级改变。注意，当进行稍后描述的线性度校正时，期望以三级或更多级来设置这种复位电压Vrst(同样设置到0V和电源电压SVDD之间的电压)，但是当不进行线性度校正时，仅以0伏和电源电压SVDD的两级设置复位电压Vrst。这也适用于将在下面描述的第二和第三技术。

图9以时序图图示了第二技术。对于图9，部分(A)和(C)分别图示了图像拾取部分11中的第N行(N：2或更大的整数)和第一行中的复位控制线LrstN和Lrst1的电压波形，而部分(B)和(D)分别图示了第N行和第一行中的读取控制线LreadN和Lread1的电压波形。进一步，部分(E)和(F)分别图示了复位电压Vrst和信号电压Vsig(输出电压Vout)的电压波形。

在此第二技术中，不同于第一技术，复位电压Vrst的值在一个垂直时段ΔTv内逐步地改变。确切地，这里，在0伏～电源电压SVDD的范围内，复位电压Vrst的值通过一个水平时段ΔTh改变而以(N+1)级增大。以此方式，例如可以在一个水平时段ΔTh内或者在一个垂直时段ΔTv内执行复位电压Vrst的值的逐步改变。

图10以时序波形图图示了第三技术。对于图10，部分(A)和(C)分别图示了图像拾取部分11中的第N行和第一行中的复位控制线LrstN和Lrst1的电压波形，而部分(B)和(D)分别图示了第N行和第一行中的读取控制线LreadN和Lread1的电压波形。进一步，部分(E)和(F)分别图示了复位电压Vrst和信号电压Vsig(输出电压Vout)的电压波形。

在此第三技术中，不同于第二技术，复位电压Vrst的值在一个垂直时段ΔTv内逐步地改变。确切地，这里，在0伏～电源电压SVDD的范围内，复位电压Vrst的值通过一个水平时段ΔTh改变而以(N+1)级增大。然而，在此第三技术中，不同于第二技术，在施加复位电压Vrst的时段结束时开始经过预定曝光时段Tex之后测量信号电压Vsig(输出电压Vout)。换言之，在第二技术中，施加复位电压Vrst的时段和读取输出电压Vout的时段彼此一致，而在第三技术中，在施加复位电压Vrst的时段和读取输出电压Vout的时段之间提供充足长度的曝光时段Tex。这使得在第三技术中除了可以在曝光时段Tex中测量源极跟随器电路的输入-输出特性之外，还可以测量暗电流，由此实现了具有更高精度的校正处理。注意，相比之下，根据第二技术，施加复位电压Vrst的时段和读取输出电压Vout的时段如上所述那样彼此一致，因此不允许暗电流的测量。

(3-2.初始数据和测量数据之间的比较以及校正数据的生成)

然后，校正部分18中的确定部分182在测量数据保存部分181中保存的测量数据Dm和初始数据保存部分180中保存的初始数据Dorg之间进行比较(步骤S105)。然后，基于比较的结果，确定部分182确定是否要执行下面描述的各种类型的校正处理(偏移校正、增益校正和线性度校正)。

确切地，例如，在晶体管23等的工作点像用作示例的图11A和11B中所示的源极跟随器电路的输入-输出特性(指示输入电压Vin和输出电压Vout之间的关系的特性)那样平移时，以下列方式进行确定。图11A图示了晶体管23等的工作点在负方向上平移的情况，而图11B图示了晶体管23等的工作点在正方向(参见图中的箭头)上平移的情况。在这些图中，阈值Vt和Vt’分别表示获取初始数据Dorg时以及获取测量数据Dm时的源极跟随器电路的阈值电压。进一步，输入电压Vin＝Va～Vb的电压范围表示校正电压范围的示例。以此方式，通常认为0伏～电源电压SVDD的整个电压范围的使用是很少的，由此可以将任意的电压范围设置为校正电压范围。

此时，当在测量数据Dm和初始数据Dorg之间存在输入-输出特性的偏移量时，确定部分182确定应当在偏移校正部分184中执行偏移校正。然而，通常至少存在该偏移量，由此确定至少应当执行该偏移校正。确切地，此偏移量例如等同于分别获取初始数据Dorg时和获取测量数据Dm时的源极跟随器电路的阈值电压Vt和Vt’之间的差分值(|Vt’-Vt|)。

另外，当在测量数据Dm和初始数据Dorg之间存在输入-输出特性的增益误差时，确定部分182确定应当在增益/线性度校正部分185中执行增益校正。输入-输出特性的增益(Gain)由输出电压Vout和输入电压Vin之比(Gain＝Vout/Vin)定义。因此，测量数据Dm和初始数据Dorg之间的(Vout/Vin)的值的误差对应于这里所述的增益误差。

进一步，当在测量数据Dm和初始数据Dorg之间存在输入-输出特性的线性度误差时，确定部分182确定应当在增益/线性度校正部分18中执行线性度校正。这里，假定初始数据Dorg的输入-输出特性指示线性度(特性线是直线)，相对于初始数据Dorg的输入-输出特性中的线性度的测量数据Dm的输入-输出特性的间隙(误差)对应于这里所述的线性度误差。

然后，基于如上所述的确定部分182中的比较结果和确定结果(确定是否要执行校正处理的结果)，校正数据生成部分183按像素20生成下列各种类型校正处理的校正数据(步骤S106)。确切地，当确定应当在偏移校正部分184中执行偏移校正时，校正数据生成部分183按像素20获取上述输入-输出特性的偏移量作为校正数据。进一步，当确定将在增益/线性度校正部分185中执行增益校正时，校正数据生成部分183按像素20获取上述输入-输出特性的增益误差作为校正数据。类似地，当确定将在增益/线性度校正部分185中执行线性度校正时，校正数据生成部分183按像素20获取上述输入-输出特性的线性度误差作为校正数据。

(3-3.偏移校正、增益校正、线性度校正)

接下来，当在确定部分182中确定应当执行偏移校正时，偏移校正部分184通过使用以上述方式生成的偏移量，单独地按像素20使输入数据Din经历偏移校正(步骤S107)。结果，生成了这种偏移校正之后的信号数据D1。

然后，当存在上述的增益误差或线性度误差时(当在确定部分182中确定应当执行增益校正或线性度校正时)(步骤S108：Y)，增益/线性度校正部分185使信号数据D1经历增益校正或线性度校正(步骤S109)。确切地，当在确定部分182中确定应当执行增益校正时，增益/线性度校正部分185通过使用校正数据生成部分183生成的增益误差，单独地按像素20使信号数据D1经历增益校正。进一步，当在确定部分182中确定应当执行线性度校正时，增益/线性度校正部分185通过使用校正数据生成部分183生成的线性度误差，单独地按像素20使信号数据D1经历线性度校正。此时，如上所述，可以首先执行增益校正或者线性度校正。注意，此后流程前进到下面描述的步骤S110。

另一方面，当既不存在上述的增益误差也不存在线性度误差时(当在确定部分182中未确定应当执行增益校正和线性度校正时)(步骤S108：N)，增益/线性度校正部分185既不执行增益校正也不执行线性度校正。换言之，流程直接前进到下面描述的步骤S110。

最后，将经历了这种校正处理之后的信号数据作为输出数据Dout从校正部分18输出到外部(步骤S110)。这结束了图7中所示的校正处理。

这里，图12～图14中的每一个均确切地图示了根据本实施例校正信号数据Din的方法，并且是在晶体管23等的工作点例如像上述图11A那样向负方向平移的情况下的校正处理的示例。下面参照这些图描述偏移校正、增益校正和线性度校正。注意，在这些附图中，垂直轴上的数字数据对应于AD转换后的信号数据，并且将最小值和最大值分别表示为LSB(Least Significant Bit，最低有效位)和MSB(Most Significant Bit，最高有效位)。

首先，在图12所示的示例中，在测量数据Dm和初始数据Dorg之间，仅存在输入-输出特性的偏移量，并且既不存在增益误差也不存在线性度误差(如图12的部分(A)所示)。因此，这里，偏移校正部分184通过使用校正数据生成部分183生成的校正数据，单独地按像素20使输入数据Din经历偏移校正。结果，如图12的部分(B)中所示，生成这种偏移校正后的信号数据D1并将其作为输出数据Dout输出。

接下来，在图13所示的示例中，在测量数据Dm和初始数据Dorg之间，首先如图13的部分(A)中所示那样存在输入-输出特性的偏移量。因此，首先，偏移校正部分184单独地按像素20使输入数据Din经历偏移校正。结果，如图13的部分(B)中所示，生成这种偏移校正后的信号数据D1。这里，如图13的部分(B)中的符号P1所指示，在此信号数据D1和初始数据Dorg之间，存在输入-输出特性的增益误差。注意，在此示例中，在信号数据D1和初始数据Dorg之间不存在线性度误差。由此，随后，增益/线性度校正部分185通过使用校正数据生成部分183生成的校正数据，单独地按像素20使信号数据D1经历增益校正。结果，如图13的部分(C)中所示，生成并输出这种增益校正后的信号数据(输出数据Dout)。

接下来，在图14所示的示例中，在测量数据Dm和初始数据Dorg之间，首先如图14的部分(A)中所示那样存在输入-输出特性的偏移量。因此，首先，偏移校正部分184单独地按像素20使输入数据Din经历偏移校正。结果，如图14的部分(B)中所示，生成这种偏移校正后的信号数据D1。这里，如图14的部分(B)中的符号P2和P3所指示，在此信号数据D1和初始数据Dorg之间，既存在输入-输出特性的增益误差(符号P2)又存在线性度误差(符号P3)。由此，随后，增益/线性度校正部分185通过使用校正数据生成部分183生成的校正数据，单独地按像素20使信号数据D1经历增益校正和线性度校正中的每一个。结果，如图14的部分(C)中所示，生成并输出这种增益校正和线性度校正后的信号数据(输出数据Dout)。

在本实施例中，如上所述，在校正部分18中，在通过测量每个像素20中的源极跟随器电路的输入-输出特性所获得的测量数据Dm和关于该输入-输出特性的初始数据Dorg之间进行比较，并且通过使用比较结果，使根据入射的放射线Rrad生成的电信号的信号数据(输入数据Din)经历校正处理。结果，即使当像素20中的晶体管23等的特性变化由于放射线Rrad的施加而出现时，也可以抑制响应于这种特性变化而出现的源极跟随器电路的输入-输出特性中的波动。进一步，校正部分18单独地按像素20进行这种校正处理。这使得例如也可以解决图像拾取部分11中输入-输出特性的部分(局部)变化，并且更加精确地抑制源极跟随器电路的输入-输出特性中的波动。因此，例如，在像素20之间读取放射线Rrad时的不规则性可以得到降低，使得可以有效地抑制由于像素20中的元件特性变化所引起的信息读取性能的恶化。

进一步，可以在任何时间监控源极跟随器电路中输入-输出特性的波动量，由此其结果可用作用于确定何时要执行系统(放射线图像拾取设备1)的校准(校对或调节)的因素。

[修改]

已经使用实施例描述了本技术，但是本技术不限于此实施例，而是可以进行各种各样地修改。

例如，图像拾取部分11中的像素的电路结构不限于上述实施例(像素20的电路结构)，而是可以是其他的电路结构。换言之，像图15中所示的像素20A那样，例如，光电转换元件21的阳极可以连接至存储节点N，而阴极可以连接至电源VDD。

进一步，获取初始数据Dorg和测量数据Dm时的设定值的数量或者设置复位电压Vrst的范围是任意的，而不限于上述实施例中的那些。

此外，上面已经针对校正部分单独(逐像素)地按像素20执行校正处理的情况描述了实施例，但是可以针对每两个或更多个像素执行这种校正处理。

根据本公开实施例的放射线图像拾取设备例如可应用于医疗器械(诸如数字射线照相术之类的X射线图像拾取设备)、机场使用的行李检查X射线图像拾取设备、工业上的X射线图像拾取设备(例如，用于检查容器中的危险品等的设备、用于检查包裹中的内容的设备等)等。

本公开包含与2010年8月25日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2010-188100中公开的主题有关的主题，其全部内容通过引用的方式合并在此。

本领域的技术人员应当理解，依据设计要求和其它因素可以出现各种修改、组合、部分组合和变更，只要它们在所附权利要求或其等同体的范围内即可。

Claims

1.一种放射线图像拾取设备，包含：

图像拾取部分，其具有多个像素并且根据入射放射线生成电信号，所述多个像素每一个均包括光电转换元件以及预定放大器电路的一个或多个晶体管；以及

校正部分，其使得在所述图像拾取部分中获得的电信号的信号数据经历预定的校正处理，

其中，所述校正部分在通过测量所述多个像素的每一个像素中的放大器电路的输入-输出特性所获得的测量数据与关于所述放大器电路的输入-输出特性的初始数据之间进行比较，并且通过使用比较结果单独地按像素进行校正处理。

2.如权利要求1所述的放射线图像拾取设备，其中，所述校正部分基于比较结果，按像素进行预定校正数据的生成，并且通过使用校正数据进行校正处理。

3.如权利要求2所述的放射线图像拾取设备，其中，

所述校正部分进行作为校正数据的、所述测量数据和所述初始数据之间的输入-输出特性的偏移量的确定，并且

所述校正部分通过使用所述偏移量进行偏移校正作为校正处理。

4.如权利要求3所述的放射线图像拾取设备，其中，

所述校正部分进行作为校正数据的、所述测量数据和所述初始数据之间的输入-输出特性的增益误差的确定，并且

所述校正部分通过使用所述增益误差进行增益校正作为校正处理。

5.如权利要求4所述的放射线图像拾取设备，其中，

所述校正部分进行作为校正数据的、所述测量数据和所述初始数据之间的输入-输出特性的线性度误差的确定，并且

所述校正部分通过使用所述线性度误差进行线性度校正作为校正处理。

6.如权利要求1所述的放射线图像拾取设备，其中，通过在逐渐改变用于复位从光电转换元件至放大器电路的输入电压的复位电压的同时，测量来自放大器电路的输出电压，以获得所述测量数据。

7.如权利要求6所述的放射线图像拾取设备，其中，通过在不使得放射线进入所述图像拾取部分的时段内测量所述输入-输出特性，以获得所述测量数据。

8.如权利要求7所述的放射线图像拾取设备，其中，通过在施加所述复位电压的时段结束时开始经过预定曝光时段之后测量所述输出电压，以获得所述测量数据。

9.如权利要求1所述的放射线图像拾取设备，其中，所述放射线是X射线。