CN103067666A - 图像拍摄装置和图像拍摄显示系统 - Google Patents

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Abstract

公开了图像拍摄装置和图像拍摄显示系统。图像拍摄装置包括：图像拍摄部，该图像拍摄部包括多个像素，每个像素包括光电转换元件；驱动部，该驱动部执行被蓄积在像素中的信号电荷的读出操作和重置操作；以及校正部，该校正部对执行重置操作的定时进行校正以使得从图像拍摄部输出的图像中的残像能够被减轻。

Description

图像拍摄装置和图像拍摄显示系统
技术领域
本公开涉及包括光电转换元件的图像拍摄装置以及包括这种图像拍摄装置的图像拍摄显示系统。
背景技术
过去，已提出了在每个像素(图像拍摄像素)中包括光电转换元件的各种类型的图像拍摄装置。这种具有光电转换元件的图像拍摄装置的示例包括所谓的光学触摸面板以及放射线图像拍摄装置(例如参见2011-135561号日本未实审专利申请公布)。
发明内容
如上所述的典型图像拍摄装置被配置为基于从多个像素读取的信号电荷来获得图像。同时，存在所获得的图像包含所谓的残像(afterimage)(与实际对象的图像不同并且基于在捕捉图像前蓄积的信号电荷的图像)的情况。此残像可劣化拍摄的图像的质量。
希望提供一种实现拍摄图像的高质量的图像拍摄装置和包括这样的图像拍摄装置的图像拍摄显示系统。
根据本公开的一个实施例，提供了一种图像拍摄装置，包括：图像拍摄部，该图像拍摄部包括多个像素，每个像素包括光电转换元件；驱动部，该驱动部执行被蓄积在像素中的信号电荷的读出操作和重置操作；以及校正部，该校正部对执行重置操作的定时进行校正以使得从图像拍摄部输出的图像中的残像能够被减轻。
根据本公开的一个实施例，提供了一种图像拍摄显示系统，包括：图像拍摄装置；以及显示装置，该显示装置显示基于由图像拍摄装置获得的图像拍摄信号的图像。图像拍摄装置包括：图像拍摄部，该图像拍摄部包括多个像素，每个像素包括光电转换元件；驱动部，该驱动部执行被蓄积在像素中的信号电荷的读出操作和重置操作；以及校正部，该校正部对执行重置操作的定时进行校正以使得从图像拍摄部输出的图像中的残像能够被减轻。
在根据本公开的实施例的图像拍摄装置和图像拍摄显示系统的每一个中，在图像拍摄部的每个像素中执行基于入射光的光电转换，并且如上所述执行信号电荷的读出操作和重置操作。结果，获得基于入射光的拍摄图像。另外，校正部校正执行重置操作的定时，以减轻拍摄图像中的残像。
在根据本公开的实施例的图像拍摄装置和图像拍摄显示系统的每一个中，图像拍摄部中的每个像素包括光电转换元件，并且驱动部执行像素中的信号电荷的读出操作和重置操作，从而产生基于入射光的拍摄图像。校正部对驱动部执行重置操作的定时进行校正，以减轻拍摄图像中的残像。这抑制了由残余电荷引起的残像的发生，即使当在信号电荷被读出之后存在(残留)电荷时也是如此。因此，可以实现拍摄图像的高质量。
要理解，以上概括描述和以下详细描述都是示例性的，并且旨在提供对要求保护的技术的进一步说明。
附图说明
附图被包括来提供对本公开的进一步理解，并且被并入在本说明书中并构成本说明书的一部分。附图图示了实施例并且与说明书一起帮助说明本技术的原理。
图1是图示根据本公开的实施例的图像拍摄装置的整体配置的示例的框图。
图2是图示图1中所示的图像拍摄部的概略配置的示例的示意图。
图3是图示图1中所示的像素等等的详细配置的示例的电路图。
图4是图示图1中所示的行扫描部的详细配置的示例的框图。
图5是图示图1中所示的列选择部的详细配置的示例的框图。
图6A和6B分别是示出在曝光时段期间的操作状态的示例和在读出-第一重置时段期间的操作状态的示例的电路图。
图7A和7B分别是用于说明具有横向结构的PIN光电二极管的蓄积状态(accumulation state)和消耗状态(depletion state)的示意图。
图8是图示具有纵向结构的PIN光电二极管的示例的示意性截面图。
图9是用于说明电荷分布现象(电荷注入)的电路图。
图10是用于说明信号电荷残留的机制的特性图。
图11A和11B是示出读出-第一重置时段之后逝去的时间与衰退电流(Decay current)之间的关系的示例的特性图。
图12是用于说明残余电荷量与衰退电流之间的关系的特性图。
图13是用于说明根据本公开的实施例的线顺次图像拍摄操作的概要的定时图。
图14是用于说明一条线的图像拍摄操作的定时波形图。
图15A和15B是示出第二重置时段期间的操作状态的示例的电路图。
图16是用于说明经第二重置操作而减少的残余电荷量的特性图。
图17是示出衰退随着时间的变化(残像特性)的特性图。
图18是用于说明衰退的重置间隔相关性的特性图。
图19是示出重置间隔与残像特性之间的相互关系的曲线图。
图20是图示根据修改例1的像素等等的配置的电路图。
图21是图示根据修改例2的像素等等的配置的电路图。
图22是图示根据修改例3的像素等等的配置的电路图。
图23是图示根据修改例4的像素等等的配置的电路图。
图24是示出有源像素电路中的线顺次图像拍摄操作的示例的定时图。
图25A和25B分别是图示根据修改例5和6的图像拍摄部的概略配置的示意图。
图26是图示根据应用例的图像拍摄显示系统的概略配置的示意图。
具体实施方式
以下，将参考附图详细描述本公开的实施例。注意将按以下顺序给出描述。
1.实施例(重置间隔被校正并且重置操作被执行多次的图像拍摄装置的示例)
2.修改例1(无源像素电路的另一示例)
3.修改例2(无源像素电路的另一示例)
4.修改例3和4(有源像素电路的示例)
5.修改例5和6(基于放射线捕捉图像的图像拍摄部的示例)
6.修改例7(校正重置电压电平的示例)
7.应用例(图像拍摄装置被应用到图像拍摄显示系统的应用例)
[实施例]
(图像拍摄装置1的整体配置)
图1图示了根据本公开的实施例的图像拍摄装置(图像拍摄装置1)的整体方框配置。图像拍摄装置1基于入射光(图像拍摄光)读取对象的信息(捕捉对象的图像)。此图像拍摄装置1包括图像拍摄部11、行扫描部13、A/D转换部14、列扫描部15、系统控制部16以及重置定时校正部18。其中，行扫描部13、A/D转换部14、列扫描部15和系统控制部16对应于本公开的“驱动部”的具体但非限制性示例。此外，重置定时校正部18对应于本公开的“校正部”的具体但非限制性示例。
(图像拍摄部11)
图像拍摄部11根据入射光(图像拍摄光)生成电信号。在此图像拍摄部11中，在行方向和列方向上(矩阵状)二维布置像素20(图像拍摄像素或单位像素)。每个像素20具有光电转换元件(后文所述的光电转换元件21)，该光电转换元件生成具有与图像拍摄光的量相应的电荷量的光电荷，并且在其中蓄积光电荷。注意，在以下描述中，图像拍摄部11中的水平方向(行方向)被称为“H方向”，并且图像拍摄部11中的垂直方向(列方向)被称为“V方向”，如图1中所示。
图2图示了图像拍摄部11的概略配置的示例。图像拍摄部11具有光电转换层111，在该光电转换层111中光电转换元件21被部署在每个像素20中。如图2中所示，光电转换层111被配置成执行基于入射图像拍摄光Lin的光电转换(从入射图像拍摄光Lin到信号电荷的转换)。
图3例示了像素20的电路配置(其是所谓的无源电路配置)以及A/D转换部14中的后文所述的列选择部17的电路配置。此无源像素20设有一个光电转换元件21和一个晶体管22。另外，像素20连接到分别在H方向和V方向上延伸的读出控制线Lread和信号线Lsig。
光电转换元件21可以是但不限于是正-本征-负(positive intrinsicnegative，PIN)光电二极管或金属-绝缘体-半导体(metal-insulator-semiconductor，MIS)传感器。光电转换元件21如上所述被配置为生成电荷量与入射光(图像拍摄光Lin)的量相应的信号电荷。注意，光电转换元件21的阴极在此示例中连接到蓄积节点N。
晶体管22是根据从读出控制线Lread提供来的行扫描信号而接通、然后将从光电转换元件21获得的信号电荷(输入电压Vin)输出到信号线Lsig的晶体管(读取晶体管)。在此示例中，晶体管22由N沟道型(N型)场效应晶体管(FET)构成。然而，晶体管22也可改由例如P沟道型(P型)FET构成。另外，晶体管22可由例如由非晶硅、微晶硅、多晶硅等等构成的硅系半导体构成。或者，晶体管22可由例如由铟镓锌氧化物(InGaZnO)、氧化锌(ZnO)等等构成的氧化物半导体构成。
在像素20中，晶体管22的栅极连接到读出控制线Lread；其源极连接到例如信号线Lsig；并且其漏极例如通过蓄积节点N连接到光电转换元件21的阴极。此外，光电转换元件21的阳极连接到地(接地)。
(行扫描部13)
行扫描部13包括移位寄存器电路、预定的逻辑电路等等，如后文所述。此外，行扫描部13充当以行为单位(以水平线为单位)驱动图像拍摄部11中的像素20(执行线顺次扫描)的像素驱动部(行扫描电路)。具体而言，行扫描部13例如通过线顺次扫描执行诸如读取操作和重置操作(后文描述)之类的线顺次扫描图像拍摄操作。注意此线顺次扫描是通过经由读出控制线Lread向每个像素20提供上述的行扫描信号来执行的。
图4图示了行扫描部13的方框配置的示例。此行扫描部13包括在V方向上布置的多个单位电路130。注意，图4中所示的连接到四个单位电路130的八条读出控制线Lread按从上方起的顺序由Lread(1)至Lread(8)指示。
每个单位电路130包括多列(在此实施例中是两列)移位寄存器电路131和132(在图4中的框中为了方便起见由“S/R”指示，下同)、四个AND(逻辑乘)电路133A至133D、两个OR(逻辑和)电路134A和134B以及两个缓冲器电路135A和135B。
移位寄存器电路131作为多个单位电路130的整体，基于从系统控制部16提供来的启动脉冲VST1和时钟信号CLK1生成在V方向上顺次移位的脉冲信号。类似地移位寄存器电路132作为多个单位电路130的整体，基于从系统控制部16提供来的启动脉冲VST2和时钟信号CLK2生成在V方向上顺次移位的脉冲信号。这些移位寄存器电路131和132是对应于执行的重置操作(后文描述)的次数(例如两次)提供的(对应于要执行的重置操作的次数提供了两列移位寄存器电路)。具体而言，例如，移位寄存器电路131具有生成用于第一重置操作的脉冲信号的作用，而移位寄存器电路132具有生成用于第二重置操作的脉冲信号的作用。
AND电路133A至133D分别接收四个使能信号EN1至EN4以控制(规定)从移位寄存器电路131和132输出的脉冲信号(输出信号)的有效时段。更详细地说，AND电路133A在其一个输入端子接收来自移位寄存器电路132的脉冲信号，并且在其另一输入端子接收使能信号EN1。AND电路133B在其一个输入端子接收来自移位寄存器电路131的脉冲信号，并且在其另一输入端子接收使能信号EN2。AND电路133C在其一个输入端子接收来自移位寄存器电路132的脉冲信号，并且在其另一输入端子接收使能信号EN3。AND电路133D在其一个输入端子接收来自移位寄存器电路131的脉冲信号，并且在其另一输入端子接收使能信号EN4。
OR电路134A是生成来自AND电路133A和133B的输出信号的逻辑和信号(OR信号)的电路。类似地，OR电路134B是生成来自AND电路133C和133D的输出信号的OR信号的电路。上述的AND电路133A至133D和OR电路134A和134B在控制来自移位寄存器电路131和132的输出信号(脉冲信号)的有效时段的同时生成这些输出信号的OR信号。这规定了执行多次的重置操作(后文描述)的定时等等。
缓冲器电路135A是对来自OR电路134A的输出信号具有作为缓冲器的功能的电路。缓冲器电路135B是对来自OR电路134B的输出信号具有作为缓冲器的功能的电路。经缓冲器电路135A和135B缓冲的脉冲信号(行扫描信号)通过读出控制线Lread被提供到图像拍摄部11中的像素20。
(A/D转换部14)
A/D转换部14具有多个列选择部17，每个列选择部17是对多条(在此示例中是四条)信号线Lsig提供的。此外，A/D转换部14基于通过信号线Lsig接收的信号电压(信号电荷)执行A/D(模拟到数字)转换。由此，A/D转换部14生成由数字信号构成的输出数据Dout(图像拍摄信号)，然后将输出数据Dout输出到外部。
如图3和5中所示，例如，每个列选择部17包括电荷放大器172、电容性元件(电容器或反馈电容性元件)C1、开关SW1、采样保持(S/H)电路173、具有四个开关SW2的复用器电路(选择电路)174以及A/D转换器175。其中，电荷放大器172、电容性元件C1、开关SW1、S/H电路173和开关SW2中的每一个是对每条信号线Lsig提供的。复用器电路174和A/D转换器175中的每一个是对每个列选择部17提供的。
电荷放大器172是把从信号线Lsig读取的信号电荷转换成电压(Q-V转换)的放大器。电荷放大器172具有连接到信号线Lsig的一端的负(-)输入端子，和被施加预定的重置电压Vrst的正(+)输入端子。在此电荷放大器172中，输出端子通过由彼此并联连接的电容性元件C1和开关SW1构成的电路反馈连接到负输入端子。更详细地说，电容性元件C1的一个端子连接到电荷放大器172的负输入端子，而电容性元件C1的另一端子连接到电荷放大器172的输出端子。类似地，开关SW1的一个端子连接到电荷放大器172的负输入端子，而开关SW1的另一端子连接到电荷放大器172的输出端子。注意，开关SW1的接通和关断状态由从系统控制部16通过放大器重置控制线Lcarst提供来的控制信号(放大器重置控制信号)控制。
S/H电路173被布置在电荷放大器172和复用器电路174(开关SW2)之间。S/H电路173是临时保持电荷放大器172的输出电压Vca的电路。
复用器电路174是通过根据列扫描部15的扫描驱动顺次接通四个开关SW2之一来选择性地将每个S/H电路173连接到A/D转换器175或将每个S/H电路173与A/D转换器175断开连接的电路。
A/D转换器175是通过对从S/H电路173通过开关SW2提供来的输出电压执行A/D转换来生成上述的输出数据Dout、然后将输出数据Dout输出的电路。
(列扫描部15)
列扫描部15例如包括移位寄存器、地址记录器等等，并且在扫描列选择部17中的开关SW2的同时顺次驱动这些开关SW2。通过列扫描部15进行的上述这种选择性扫描，从信号线Lsig读取的像素20的信号(输出数据Dout)被顺次输出到外部。
(重置定时校正部18)
重置定时校正部18预先存储重置间隔(后文所述的重置间隔A)与残像特性之间的相互关系(例如查找表(LUT))。此重置定时校正部18是基于相互关系校正(调整)重置定时(重置间隔)的处理部。如后文将描述的，所谓的衰退现象(电荷在读出后被释放并且释放的电荷的量随着时间而减小的现象，如后文所述)在图像拍摄部11中的像素20的光电转换元件21中发生，从而在拍摄图像中将出现残像。由衰退现象引起的在蓄积节点N处蓄积的电荷的量(残余电荷量)的时间性变化(残像或衰退特性)依据在光电转换元件21中使用的光电转换材料等等而不同。换言之，此时间性变化是图像拍摄部11的配置所特有的。因此，图像拍摄部11的残像特性被预先测量，并且此测量结果被存储为查找表。注意，此实施例中的术语“残像”指的是与实际对象的图像不同并且基于在图像拍摄的实际时间(曝光时段)之前蓄积的信号电荷而产生的图像。此残像可变成输出数据Dout中的噪声成分。
为了创建查找表，例如，实际输出按时序列的连续帧，并且基于此输出执行以下过程。换言之，在改变读取某个帧中的信号电荷时的重置操作(第一重置操作，后文描述)和后文描述的第二重置操作之间的时间间隔的同时，测量下一帧中的残余电荷的量。通过对测量到的结果绘图来创建特性图(或者利用其近似曲线的特性图)，然后将此特性图存储为示出上述重置间隔与残像特性之间的相互关系的查找表。当校正重置定时时，首先，重置定时校正部18基于已按上述方式预先创建和存储的查找表选择(确定)使得残像规定值可以等于或小于期望值(例如1％)的重置间隔A的值。然后，重置定时校正部18根据所选择的重置间隔A的值来校正(调整)重置定时(第二重置定时)。关于以上述方式获得的重置定时的校正数据Dt被输出到系统控制部16，并且每个像素20的重置操作基于所输入的经校正的重置定时来执行。
重置定时校正部18执行的上述校正操作是基于从系统控制部16提供来的控制信号的。此外，此校正操作例如是在图像拍摄装置被激活之前、在运动图像被拍摄之前等等自动或手动执行的(基于从外部输入部(未示出)提供来的外部输入信号)。
(系统控制部16)
系统控制部16控制行扫描部13、A/D转换部14、列扫描部15和重置定时校正部18的操作。更详细地说，系统控制部16具有生成上述各种定时信号(控制信号)的定时生成器，并且基于由定时生成器生成的各种定时信号控制行扫描部13、A/D转换部14和列扫描部15的驱动。虽然其细节将在后文描述，但基于如下重置定时的定时信号被用作用于重置操作的定时信号：该重置定时基于从重置定时校正部18输出的校正数据被校正以使得重置间隔可以适当。基于系统控制部16的控制，行扫描部13、A/D转换部14和列扫描部15对图像拍摄部11中的像素20执行图像拍摄驱动(线顺次图像拍摄驱动)，从而从图像拍摄部11获取输出数据Dout。
(图像拍摄装置1的功能和效果)
在根据此实施例的图像拍摄装置1中，当图像拍摄光Lin进入图像拍摄部11时，每个像素20中的光电转换元件21将图像拍摄光Lin转换成信号电荷(光电转换)。此时，由于作为光电转换的结果生成了信号电荷的蓄积，蓄积节点N处的电压依据节点电容而变化。具体而言，蓄积节点N处的电压改变了(在此情况下是减小了)q/Cs，其中Cs表示蓄积节点电容的值，并且q表示所生成的信号电荷。响应于此电压变化，(与信号电荷相对应的)输入电压Vin被施加到晶体管22的漏极。当晶体管22响应于从读出控制线Lread提供来的行扫描信号而被接通时，施加到晶体管22的输入电压Vin(在蓄积节点N处蓄积的信号电荷)被读出到信号线Lsig。
对于多个(在此示例中是四个)像素列中的每一列，读出的信号电荷通过信号线Lsig被输入到A/D转换部14中的列选择部17。在列选择部17中，由电荷放大器172等等构成的电荷放大器电路对从每条信号线Lsig接收的信号电荷执行Q-V转换(信号电荷到信号电压的转换)。然后，A/D转换器175通过S/H电路173和复用器电路174对经Q-V转换的信号电压(来自电荷放大器172的输出电压Vca)执行A/D转换。结果，生成了由数字信号构成的输出数据Dout(图像拍摄信号)。由此，列选择部17顺次输出输出数据Dout，然后输出数据Dout被传送到外部(或者被输入到内部存储器(未示出))。接下来，将对构成此图像拍摄操作的每个步骤给出详细描述。
(曝光和读出时段期间的操作)
图6A和6B分别图示了在曝光时段和读出时段期间像素20和列选择部17中的电荷放大器电路的操作的示例。注意，为了方便起见，晶体管22的接通和关断状态由开关表示。
首先，晶体管22在曝光时段Tex期间处于关断状态，如图6A中所示。在此状态中，基于进入了像素20中的光电转换元件21的图像拍摄光Lin的信号电荷被蓄积在蓄积节点N处，并且不被向信号线Lsig输出(不被读出)。同时，电荷放大器电路处于已执行了后文描述的放大器重置操作(电荷放大器电路的重置操作)的状态中。从而，开关SW1处于接通状态，从而电压跟随器电路因此形成。
在曝光时段Tex之后，执行从像素20中读取信号电荷的操作(读出操作)和用于重置像素20中蓄积的信号电荷的操作(即重置或像素重置操作)。在此实施例中，由于像素20具有无源像素电路，所以重置操作是伴随着读出操作一起执行的。注意，此重置操作对应于后文将描述的多次重置操作中的第一次的重置操作(第一重置操作)。从而，此读出时段在以下描述中被称为“读出-第一重置时段Tr1”或简称为“时段Tr1”。
具体而言，在读出-第一重置时段Tr1期间，当晶体管22被接通时，信号电荷被从像素20中的蓄积节点N向信号线Lsig读取，如图6B中所示(参见箭头P11)。以这种方式读取的信号电荷被输入到电荷放大器电路。同时，在电荷放大器电路中，开关SW1处于关断状态中(电荷放大器电路处于读出操作状态中)。更详细地说，就在晶体管22即将进入接通状态之前，电荷放大器电路的开关SW1进入关断状态。从而，输入到电荷放大器电路的信号电荷被蓄积在电容性元件C1中，并且电荷放大器172输出与蓄积的电荷相应的信号电压(输出电压Vca)。注意，当在后文描述的放大器重置操作期间开关SW1进入接通状态时，蓄积在电容性元件C1中的电荷被重置(放大器重置操作被执行)。
在上述读出-第一重置时段Tr1期间，伴随着上述读出操作，执行以下重置操作(第一重置操作)。具体而言，通过利用在电荷放大器电路(电荷放大器172)中发生的虚短路现象执行第一重置操作，如图6B的箭头P12所指示。更详细地说，由于虚短路现象，电荷放大器172的负输入端子处(信号线Lsig侧)的电压变得基本上等于施加到电荷放大器172的正输入端子的重置电压Vrst。作为响应，蓄积节点N处的电压也变得等于重置电压Vrst。由此，在采用无源像素电路的此实施例中，在读出-第一重置时段Tr1期间，伴随着上述的读出操作，蓄积节点N处的电压被重置到预定的重置电压Vrst。
(读出和重置后信号电荷的残留)
如上所述，在读出-第一重置时段Tr1期间，伴随着读出操作执行重置操作。然而，即使在时段Tr1结束之后，在时段Tr1之前在像素20中蓄积的信号电荷的一部分仍可残留。在信号电荷的一部分残留在像素20中的情况下，此残余电荷在下次读出操作中(当在下一帧时段期间捕捉图像时)可引起残像。在此情况下，拍摄图像的质量有可能劣化。以下，将参考图7至12对如上所述的信号电荷的残留给出详细描述。
当光电转换元件21由PIN光电二极管(薄膜光电二极管)构成时，光电转换元件21被具体分类成以下列出的两种结构类型。具体而言，一类是如图7A和7B中所示的所谓横向结构，而另一类是如图8中所示的所谓的纵向结构。
当具有横向结构时，光电转换元件21沿着其横方向(其积层的面内方向)按顺序具有p型半导体层21P、本征半导体(i层)21I和n型半导体层21N。此外，光电转换元件21具有在本征半导体21I的附近形成的、通过栅极绝缘薄膜(未示出)与本征半导体21I对向的栅电极21G。同时，当具有纵向结构时，光电转换元件21沿着纵方向(积层方向)按顺序具有例如下部电极211a、p型半导体层21P、本征半导体21I、n型半导体层21N和上部电极211b。在此实施例中，将对光电转换元件21是具有上述两种结构中的横向结构的PIN光电二极管的情况给出描述。
(信号电荷残留的机制)
认为如上所述信号电荷残留的一个原因是在环境光、特别是强环境光的影响下像素20中电荷饱和。在光电转换元件21中，本征半导体层21I依据施加到栅电极21G的栅极电压而进入蓄积状态(饱和状态)、消耗状态和反转状态中的任何一个。然而，在处于蓄积或反转状态中的薄膜光电二极管中，在栅电极21G侧的界面处诱发电荷的状态(参见图7A)转变到消耗状态(参见图7B)要花数百微秒。通常，在消耗状态中使用PIN光电二极管，因为PIN光电二极管在消耗状态中表现出最大的光敏性。然而，当PIN光电二极管被强环境光照射并且满足关系Vnp＜0V时，PIN光电二极管的状态转变到蓄积状态。注意，“Vnp”是以p型半导体层21P为基准的n型半导体层21N中的电压电势。
由于上述原因，即使当PIN光电二极管的周围环境在PIN光电二极管被强环境光照射之后立即变暗并且通过重置操作(第一重置操作)关系Vnp＞0再次得到满足时，PIN光电二极管的蓄积状态在数百微秒期间也不会转变到消耗状态。已知由于在栅电极21G侧的界面处诱发的电荷的影响，消耗状态中的PIN光电二极管的电容属性与蓄积或反转状态中的不同。具体而言，在栅电极21G与p型半导体层21P之间形成的寄生电容Cgp在蓄积状态中变得更大，而在消耗状态中变得更小，如图7A和7B中所示。
如上所述，像素20的蓄积节点N处的电势在读出-第一重置时段Tr1之后是预定的重置电压Vrst。在此情况下，当晶体管22从接通状态转变到关断状态时，发生以下现象。具体而言，如图9中所示，例如，已是重置电压Vrst的蓄积节点N处的电压电势由于在像素20中的寄生电容(在晶体管22的栅极和漏极之间形成的寄生电容Cgp等等)中蓄积的电荷而略有变化(参见箭头P2)。这种现象被称为“电荷注入现象”。
当连接到蓄积节点N的PIN光电二极管(光电转换元件21)的寄生电容Cgp依据其是处于消耗、蓄积还是反转状态而不同时，像素20中的整体耦合量(寄生电容的大小)由于如上所述的状态转变而变化。从而，就在读出-第一重置时段Tr1之前正进入PIN光电二极管的光信息(电荷)即使在时段Tr1之后也残留在蓄积节点N处。当像素20被强环境光照射并且其中的电荷由于上述机制而饱和时，在像素20中蓄积的信号电荷的一部分即使在涉及重置操作的读出-第一重置时段Tr1之后仍可残留在其中。在具有如图7A和7B中所示的栅电极被部署在本征半导体21I下方的结构的二极管中观察到信号电荷由于强环境光而残留的现象。然而，即使没有栅电极，无论结构是横向的还是纵向的，当任何二极管被强环境光照射并且电荷因此饱和时，信号电荷都会残留在其中。确切地说，当处于电荷未饱和的状态中的二极管被强环境光照射时，所生成的载流子在阱级别被捕捉，并且这些载流子从中释放必须要花相当长的时间。
不仅在上述状态(电荷由于强环境光的影响而饱和的状态)中，而且在以下状态中，信号电荷也可残留。具体而言，在光电转换元件21(PIN光电二极管)生成衰退电流的情况下，生成残余电荷。
图10的部分(A)和(B)图示了上述PIN光电二极管的能带结构(能级与每层的位置之间的关系)。从图10可以看出，在本征半导体层21I中存在许多缺陷级Ed。紧接在读出-第一重置时段Tr1之后，在这些缺陷级Ed捕捉(俘获)电荷e，如图10的部分(A)中所示。同时，在从读出-第一重置时段Tr1结束起经过了相当长的时间之后，在缺陷级Ed俘获的电荷e被从本征半导体层21I释放到光电二极管(光电转换元件21)的外部(参见图10的部分(B)中的虚线箭头)，如图10的部分(B)所示。由此，从光电转换元件21生成上述衰退电流(电流Idecay)。
图11A和11B示出了在读出-第一重置时段Tr1之后逝去的时间与电流Idecay之间的关系的示例。在图11A中，水平轴和垂直轴中的每一个是对数标度的。在图11B中，垂直轴是对数标度的，水平轴是线性标度的。图11A和11B中的虚线所围绕的各个区域是相互关联的。从图11A和11B可以看出，从读出-第一重置时段Tr1结束(t＝0)起，电流Idecay倾向于随着时间而协同地减小(Idecay＝(I0/t)，I0：常数值)。此外，如图12中所示，例如，此时生成的残余电荷(由q1表示)是通过将电流Idecay(＝I0/t)对逝去时间t积分来确定的。由光电转换元件21以这种方式生成的衰退电流也引起在像素20中生成残余电荷。另外，如上所述的寄生电容Cgp的变化和/或由衰退电流引起的残余电荷的量依据光电转换元件21的光电转换材料等等而不同。
由于上述原因(强环境光的照射或衰退电流的生成)，即使在涉及重置操作的读出-第一重置时段Tr1之后，在像素20中也生成残余电荷q1。
(多次重置操作)
在此实施例中，重置操作被执行多次(在此情况下是两次，包括读出-第一重置时段Tr1期间的重置操作)。此外，读出操作和重置操作如后文所述是以线顺次方式执行的。具体而言，读出操作和多次重置操作是通过一次线顺次操作执行的。此操作方式减少了上述的残余电荷，从而抑制了由残余电荷引起的残像的发生。以下，将详细描述多次重置操作。
具体而言，如图13中所示，在一个垂直时段(一个帧时段)ΔTv内，在曝光时段Tex之后的读出-第一重置时段Tr1期间执行读出操作和第一重置操作。随后，在预定的时间间隔之后，在第二重置时段Tr2期间执行第二次的重置操作(第二重置操作)。此外，在这些操作之中，时段Tr1和Tr2期间的读出操作和重置操作是以线顺次方式执行的(基于系统控制部16的控制在像素20中执行线顺次读出操作和线顺次重置操作)。
图14的部分(A)示出了读出控制线Lread中的电势Vread的定时波形；图14的部分(B)示出了电荷放大器172的输出电压Vca的定时波形；图14的部分(C)示出了信号线Lsig中的电势Vsig的定时波形；并且图14的部分(D)示出了蓄积节点N处的电势Vn的定时波形。注意，这些定时波形在包括帧时段ΔTv及其前后的时段的时段上延伸。
在帧时段ΔTv中，首先，如以上参考图6A所述，在曝光时段Tex期间(定时t11和t12之间)执行曝光操作，并且每个像素20中的光电转换元件21将入射的图像拍摄光Lin转换成信号电荷(光电转换)。此信号电荷被蓄积在像素20的蓄积节点N中，使得蓄积节点N处的电势Vn逐渐变化(参见图14的部分(D)的箭头P31)。在此情况下，由于光电转换元件21的阴极连接到蓄积节点N，所以电势Vn在曝光时段Tex期间从重置电压Vrst向0V逐渐减小。
然后，如上所述，在读出-第一重置时段Tr1期间(定时t13和t14之间)伴随读出操作执行第一重置操作。注意，电荷放大器电路的开关SW1在定时t13即将到来之前的定时t13(在晶体管22即将进入接通状态之前)进入关断状态。另外，电荷放大器电路的开关SW1在此之后的定时t15进入接通状态，使得在电荷放大器电路的电容性元件C1中蓄积的电荷被重置(放大器重置操作被执行)。
在读出-第一重置时段Tr1结束之后，由于上述原因而生成残余电荷q1，并且蓄积节点N处的电势Vn逐渐减小(参见图14的部分(D)的箭头P32)。
下面将要描述的第二重置操作是在从读出-第一重置时段Tr1结束起经过了预定间隔(重置间隔A)之后到来的第二重置时段Tr2期间(定时t16和t17之间)执行的。
(第二重置操作)
在第二重置时段Tr2期间，具体而言，例如象图15A中所示的第一操作示例中那样执行第二重置操作。具体而言，像素20中的晶体管22进入接通状态，并且电荷放大器电路中的开关SW1也进入接通状态。结果，形成使用电荷放大器172的电压跟随器电路。由于反馈特性，电荷放大器172的负输入端子处的电压变得基本上等于施加到其正输入端子的重置电压Vrst。在此第一操作示例中，通过以这种方式利用电荷放大器172的反馈特性，像素20中的蓄积节点N处的电势Vn被移动到重置电压Vrst(第二重置操作被执行)。
或者，可像图15B中所示的第二操作示例中那样执行第二重置操作。具体而言，与上述第一重置操作类似，可利用电荷放大器电路中的虚短路现象来执行第二重置操作(参见图15B的箭头P42)。此虚短路现象也引起像素20中的蓄积节点N处的电势Vn被移动到重置电压Vrst。然而，在此示例中，由于像素20中的晶体管22处于接通状态并且电荷放大器电路中的开关SW1处于关断状态，所以与读出-第一重置时段Tr1期间的状态类似，电荷放大器电路处于读出操作状态中。换言之，在此第二操作示例中，可以由电荷放大器电路读取蓄积节点N处残留的电荷，如图15B的箭头P41所指示。
如上所述，在此实施例中，在一个帧时段期间间歇地重复对像素20中蓄积的电荷的重置操作(多次执行重置操作)。在此情况下，具体而言，(分别在读出-第一重置时段Tr1和第二重置时段Tr2期间)第一和第二重置操作被执行，其间有预定的重置间隔A。这减少了第一重置操作之后像素20中的残余电荷q1(残余信号电荷的量)(参见图14的部分(D)中的箭头P33)。
更详细地说，当第一重置操作结束(Tr1结束)和第二重置操作结束(Tr2结束)之间的时间由(对应于重置间隔A的)Δt12表示时，残余电荷q1的减少量例如如图16中所示。具体而言，第二重置操作释放(减少)电荷q12，该电荷q12对应于通过将例如参考图12描述的残余电荷q1对时间Δt12的开始点t1(＝0)与结束点t2之间的时间积分而获得的值。
然而，即使在第二重置时段Tr2之后，仍蓄积了信号电荷(由q1-q12＝q23获得的电荷q23)，并且此电荷q23有可能引起残像。
(重置定时校正操作)
考虑到此缺点，在此实施例中，适当地校正(调整)时间Δt12亦即重置间隔A的持续时间以便使第二重置操作之后的残余电荷达到最低限度。在此情况下，基于系统控制部16的控制，重置定时校正部18确定使得捕捉的图像中的残像可被充分减轻到期望值的重置间隔A，并且校正第二重置定时(定时t16和t17之间)。
具体而言，重置定时校正部18通过利用预先存储的重置间隔A与残像特性之间的相互关系(查找表)来选择最佳重置间隔A。然后，重置定时校正部18基于所选择的重置间隔A校正(调整)第二重置定时。如上所述，在图像拍摄部11中，由于读出后残留的残余电荷，蓄积节点N处的电势(Vn)被移动。此时的残像特性是图像拍摄部11所特有的。
图17示出了衰退随着时间的变化(残像特性)。此曲线图是通过读取帧0的信号电荷、在帧0后读取的信号电荷的量是100％时对帧1及其后的帧的残余电荷的量(％)绘图并且对绘出的量作近似来创建的。注意，帧0、1、2等等是在连续的定时例如按50帧每秒获得的。另外，图18示出了重置间隔A(ms)与残余电荷的量(％)之间的关系。具体而言，图18的这个曲线图示出了当在图17的帧0改变重置间隔A时，一帧中的残余电荷的量(在帧0读取的信号电荷的量是100％)。
从图17和18可以看出，由于光电转换元件21所特有的残像特性，信号电荷随着时间逝去而逐渐被释放(减少)，并且残余电荷的量依据重置间隔A而减少(随着重置间隔A的长度变长而减少)。换言之，从图17和18可以看出图像拍摄部11的衰退和残像特性极大地依赖于重置间隔A。
图19示出了用于校正查找表的重置间隔A与残像特性之间的相互关系。此曲线图例如是通过在帧0处改变第一和第二重置操作之间的重置间隔A的同时绘出随着图17的帧0之后的一帧的残余电荷的量并且对绘出的量作近似来创建的。通过在校正时参考以这种方式创建的曲线图，重置定时校正部18选择使得残像值可以等于或小于规定值(例如％1％)的重置间隔A的值(A1)。然后，重置定时校正部18校正(调整)重置定时(第二重置定时)，以使得重置间隔A是值A1。重置定时校正部18将关于经校正的重置定时的校正数据Dt输出到系统控制部16，并且系统控制部16基于经校正的重置定时执行像素20的重置操作。
希望上述多次重置操作例如在超过线顺次驱动的一个水平时段(一个水平扫描时段(例如大约32微秒))的时段中被间歇地执行。其原因如下。如上所述，PIN光电二极管要转变其状态必须花数百微秒。从而，通过连续或间歇地向蓄积节点N施加重置电压Vrst，例如施加大约100微秒，减少了残余电荷的发生。实际上，实验等等已证明，当重置电压Vrst被施加到蓄积节点N的时段超过一个水平时段(例如大约32微秒)时，残余电荷开始大幅减少。
如上所述，在此实施例中，在图像拍摄部11中的像素20中，基于图像拍摄光Lin执行光电转换，并且执行上述像素处的信号电荷的读出操作和重置操作，从而获得基于图像拍摄光Lin的拍摄图像。重置定时校正部18校正重置间隔A(重置定时)以减轻此拍摄图像中的残像。这抑制了由残余电荷引起的残像的发生，即使当在信号电荷被读取之后电荷被蓄积时也是如此。因此，可以实现拍摄图像的高质量。
已通过给出在一个帧时段期间执行重置操作两次的示例描述了实施例，然而，执行重置操作的次数不限于两次。或者，在一个帧时段期间可执行重置操作三次或更多次。在此情况下，重置定时校正部18必须至少优化一个帧时段期间的最末重置时段与前一重置时段之间的重置间隔。具体而言，在重置操作被执行n次(n是3以上的整数)的情况下，重置定时校正部18必须至少调整第n和第n-1重置操作之间的重置间隔并且校正第n(最末)重置定时。在此情况下，重置定时校正部18可调整第n和第n-1重置定时两者，或者只调整其中之一(最好是第n重置定时)。此外，重置定时校正部18可选择性地校正重置间隔中的一个或多个，或者可校正所有重置间隔。
接下来，将描述上述实施例的修改例(修改例1至5)。注意，与上述实施例中相同的组件将被给予相同的标号，并且对其的描述将被适当地省略。
[修改例1]
图20图示出根据修改例1的像素(像素20A)的电路配置，以及上述实施例中已描述的列选择部17的电路配置。修改例1的像素20A具有与实施例的像素20类似的所谓无源电路配置，并且包括一个光电转换元件21和一个晶体管22。此外，像素20A连接到分别沿着H方向和V方向延伸的读出控制线Lread和信号线Lsig。
然而，修改例1的像素20A与上述实施例的像素20的不同之处在于光电转换元件21的阳极连接到蓄积节点N，并且其阴极连接到地(接地)。如上所述，光电转换元件21的阳极可连接到像素20A中的蓄积节点N。利用此配置，也可以产生与实施例的图像拍摄装置1相同的效果。
[修改例2]
图21图示出根据修改例2的像素(像素20D)的电路配置，以及实施例中已描述的列选择部17的电路配置。修改例2的像素20D具有与实施例的像素20类似的所谓无源电路配置，并且包括一个光电转换元件21。此外，像素20D连接到分别沿着H方向和V方向延伸的读出控制线Lread和信号线Lsig。
修改例2的像素20D包括两个晶体管(晶体管22A和22B)。这两个晶体管22A和22B彼此串联连接(具体而言，一个晶体管的源极或漏极电连接到另一晶体管的源极或漏极，或者晶体管的半导体层被一体形成以与彼此连接)。另外，晶体管22A和22B各自的栅极连接到读出控制线Lread。像修改例2中那样并联布置栅电极使得能够减小泄漏(Vg＝0V时的泄漏电流)。虽然在修改例2中并联布置了两个栅电极，但可改为并联布置三个或更多个栅电极。
如上所述，在像素20D中可设有彼此串联连接的两个晶体管22A和22B。利用此布置，也可以产生与此实施例的图像拍摄装置1相同的效果。
[修改例3和4]
图22图示出根据修改例3的像素(像素20B)的电路配置，以及以下将描述的列选择部17B的电路配置的示例。图23图示出根据修改例4的像素(像素20C)的电路配置，以及列选择部17B的电路配置的示例。分别根据修改例3和4的像素20B和20C中的每一个具有所谓的有源像素电路，这与上述像素20和20A中的像素电路不同。
有源像素20B和20C中的每一个包括光电转换元件21和三个晶体管22、23和24。此外，像素20B和20C中的每一个连接到都在H方向上延伸的读出控制线Lread和重置控制线Lrst以及在V方向上延伸的信号线Lsig。
在像素20B和20C的每一个中，晶体管22的栅极连接到读出控制线Lread；其源极连接到信号线Lsig；并且其漏极连接到构成源极跟随器电路的晶体管23的源极。晶体管23的源极连接到电源VDD，并且其栅极通过蓄积节点N连接到光电转换元件21的阴极(图22的示例)或阳极(图23的示例)并且连接到具有作为重置晶体管的功能的晶体管24的漏极。晶体管24的栅极连接到重置控制线Lrst，并且其源极接收重置电压Vrst。在图22中所示的修改例3中，光电转换元件21的阳极连接到地。同时，在图23中所示的修改例4中，光电转换元件21的阴极连接到地。
在修改例3和4的每一个中，列选择部17B具有如下结构：即，取代电荷放大器172、电容性元件C1和开关SW1，在上述列选择部17中设有恒定电流源171和放大器176。放大器176具有连接到信号线Lsig的正输入端子和彼此连接的负输入端子和输出端子，从而构成电压跟随器电路。注意，恒定电流源171的一个端子连接到信号线Lsig的一端，并且其另一端子连接到电源VSS。
在包括具有上述有源电路配置的像素20B和20C中的任何一个的图像拍摄装置中，由于在读取信号电荷之后的残余电荷，也可发生残像。从而，在修改例3和4中，以与上述实施例类似的方式，执行重置操作多次，并且根据残像特性校正重置间隔A。因此，在修改例3和4中，也可以减轻残像，并从而实现拍摄图像的高质量。然而，按以下方式在具有有源电路配置的像素20B和20C中执行图像拍摄操作(线顺次图像拍摄驱动)。
如图24中所示，例如，线顺次读出操作和多次(在此情况下是两次)线顺次重置操作被彼此独立地(间歇地)执行。更详细地说，引起读出时段Tr1a期间的线顺次操作的线顺次读出操作、引起第一次的重置时段(第一重置时段Tr1b)期间的线顺次操作的第一线顺次重置操作和引起第二次的重置时段(第二重置时段Tr2)期间的线顺次操作的第二线顺次重置操作被彼此独立地执行。注意，在采用有源电路配置的像素的情况下，每个重置操作是在具有作为重置晶体管的功能的晶体管24进入接通状态时执行的。
[修改例5和6]
图25A和25B分别示意性图示了根据修改例5和6的图像拍摄部(图像拍摄部11A和11B)的概略配置。
除了在上述实施例中已经描述的光电转换层111以外，根据图25A的修改例5的图像拍摄部11A还包括光电转换层111(的光接收面侧)上的波长转换层112。此波长转换层112被配置为将放射线Rrad(α、β、γ、X射线等等)的波长转换成落在光电转换层111的灵敏范围内的波长。此转换使得光电转换层111可以读取基于放射线Rrad的信息。波长转换层112可由(但不限于)将诸如X射线之类的放射线转换成可见光的诸如闪烁体之类的荧光物质形成。上述波长转换层112可具有有机平坦化膜、由旋涂式玻璃材料等等之类构成的平坦化膜和荧光物质膜按顺序层叠的结构。荧光物质膜可由例如CsI:Tl、Gd2O2S、BaFX(X是Cl、Br、I等等)、NaI和CaF2构成。此图像拍摄部11A适用于例如所谓的间接型放射线图像拍摄装置。
根据图25B的修改例6的图像拍摄部11B与上述实施例的不同之处在于图像拍摄部11B具有将入射的放射线Rrad转换成电信号的光电转换层111B。光电转换层111B可由例如非晶硒(a-Se)半导体、碲化镉(CdTe)半导体等等构成。此图像拍摄部11B适用于例如所谓的直接型放射线图像拍摄装置。
包括分别根据修改例5和6的图像拍摄部11A和11B中的任何一个的图像拍摄装置被利用来作为基于入射的放射线Rrad获得电信号的各种类型的放射线图像拍摄装置。这些放射线图像拍摄装置适用于例如医疗X射线图像拍摄装置(数字射线照相装置等)、在机场等中用于检查携带行李的X射线摄影装置以及工业X射线图像拍摄装置(例如用于检查容器上的危险物或包中的内容的装置)。
[修改例7]
上述实施例是作为当执行多次重置操作时在各重置时段(Tr1和Tr2)期间向蓄积节点N施加相同电平的电势Vrst的情况来描述的。然而，重置电势Vrst的电平对于各重置时段可不相等。例如，可以采用一种电路配置，其中，输出三个或更多个不同电平的栅极脉冲，并且对于各个重置时段可向蓄积节点N施加不同电平的重置电势。在此情况下，除了上述重置间隔A与残像特性之间的相互关系以外，重置电压电平与残像特性之间的相互关系也被预先测量，并且被存储为校正查找表。这样，通过除了重置间隔(重置定时)以外还使用重置电压电平作为校正参数，可以产生如上所述的释放残余电荷的效果，以及减小伴随重置操作的重置电压Vrst(的电荷注入)的微小变化。这实现了更高质量的图像。
当对于各个重置操作使用不同的重置电压电平时，如上所述，希望第二重置电压电平被设定得低于第一重置电压电平。这更有效地减轻了电荷注入。
上述方式也适用于在一个帧时段期间执行重置操作三次或更多次的情况。在此情况下，重置定时校正部18可以简单地将一个帧时段期间最末重置操作的重置电压电平设定得比前一重置操作的低。具体而言，当在一个帧时段期间执行重置操作n次时(n是3以上的整数)，重置定时校正部18可简单地将第n重置操作的重置电压电平设定得比第n-1重置操作的低。
[应用例]
接下来，以下将对根据实施例和修改例(修改例1至7)中的任何一个的图像拍摄装置适用的图像拍摄显示系统给出描述。
图26示意性图示了根据应用例的图像拍摄显示系统(图像拍摄显示系统5)的概略配置的示例。图像拍摄显示系统5包括根据上述实施例等等的具有图像拍摄部11(11A或11B)等等的图像拍摄装置1、图像处理部52以及显示装置4。在此示例中，图像拍摄显示系统5被配置为使用放射线的图像拍摄显示系统(放射线图像拍摄显示系统)。
图像处理部52被配置为对从图像拍摄装置1输出的输出数据Dout(图像拍摄信号)执行预定的图像处理，从而生成图像数据D1。显示装置4被配置为在预定的监视屏幕40上显示基于在图像处理部52中生成的图像数据D1的图像。
在图像拍摄显示系统5中，图像拍摄装置1(在此情况下是放射线图像拍摄装置)基于从光源51(在此情况下是诸如X射线源之类的放射线源)发射到对象50的照射光(在此情况下是放射线)获取对象50的图像数据Dout，然后将图像数据Dout输出到图像处理部52。图像处理部52对接收到的图像数据Dout执行上述的预定图像处理，然后将经处理的图像数据(显示数据)D1输出到显示装置4。显示装置4基于接收到的图像数据D1在监视屏幕40上显示图像信息(拍摄图像)。
如上所述，图像拍摄显示系统5在图像拍摄装置1中以电信号的形式获取对象50的图像。从而，图像拍摄显示系统5通过将所获取的电信号传送到显示装置4来显示对象的图像。从而，可以观察对象50的图像，而无需像现有技术中那样使用放射线摄影膜。此外，图像拍摄显示系统5还被配置为拍摄和显示运动图像。
注意，应用例是通过例示图像拍摄装置1被配置为放射线图像拍摄装置并且图像拍摄显示系统充当使用放射线的图像拍摄显示系统的情况来描述的。然而，根据本公开的实施例的图像拍摄显示系统可应用到包括其他类型的图像拍摄装置的图像拍摄显示系统。
以上，描述了实施例、修改例和应用例。然而，本公开不限于实施例等等，而是可以作出各种修改。例如，图像拍摄部中的像素的电路配置不限于在实施例等等中描述的那些(像素20和20A至20D的电路配置)，而可以是另外的配置。类似地，行扫描部、列选择部等等的电路配置不限于在实施例等等中描述的那些，而可具有其他配置。
在上述实施例等等中，当校正重置定时和重置电压电平时，还可考虑环境条件(包括温度、管电压和驱动频率)等等。在此情况下，诸如温度、管电压、驱动频率等等之类的每个参数与残像特性之间的相互关系可被预先存储为查找表。通过以这种方式在考虑到环境条件的情况下校正重置定时(或者重置定时和重置电压电平两者)，当使用非常依赖于周围环境的光电转换元件21时，可更有效地获得上述效果。
另外，已利用在一个帧时段期间多次执行重置操作(包括当驱动电路是无源型时伴随读出操作执行的重置操作)的情况描述了实施例等等。然而，本公开的实施例也适用于在一个帧时段期间只执行重置操作一次的情况。从而，只要如上所述重置操作在适当地定时释放在读出操作之后随着时间的流逝而蓄积的电荷，就可以获得本公开的实施例的效果。
例如，当采用有源电路配置时，读出操作和重置操作如上所述是被相互独立地执行的。因此，可以调整在读出操作之后立即执行的重置操作的定时。这使得当以在一个帧时段期间只执行重置操作一次的方式应用重置操作时可以基于读出操作和重置操作的时段之间的时间间隔(相当于上述重置间隔A)与残像特性之间的关系来优化该间隔。从而，通过与在实施例等等中描述的那些类似的过程，可以预先创建和存储残像特性与读出时段和重置时段之间的时间间隔(称为“读出-重置间隔”)之间的相互关系。利用此相互关系使得读出-重置间隔可以被优化，从而抑制了由残余电荷引起的残像的发生。
例如，在实施例等等中描述的图像拍摄部、行扫描部、A/D转换部(列选择部)、列扫描部等等可被形成在同一基板上。具体而言，通过使用诸如低温多晶硅之类的多晶半导体，这些电路部件中的开关可被形成在同一基板上。这使得可以基于来自例如外部系统控制部的控制信号在同一基板上执行驱动操作。这实现了电路的窄边框化(三边自由边框结构)和配线连接的可靠性的提高。
从本公开的上述示例性实施例和修改可以实现至少以下配置。
(1)一种图像拍摄装置，包括：
图像拍摄部，该图像拍摄部包括多个像素，每个像素包括光电转换元件；
驱动部，该驱动部执行被蓄积在所述像素中的信号电荷的读出操作和重置操作；以及
校正部，该校正部对执行所述重置操作的定时进行校正以使得从所述图像拍摄部输出的图像中的残像能够被减轻。
(2)根据(1)所述的图像拍摄装置，其中
所述驱动部在一个帧时段期间间歇地执行所述重置操作多次，并且
所述校正部通过优化所述重置操作的时间间隔来校正所述定时，所述时间间隔是重置间隔。
(3)根据(2)所述的图像拍摄装置，其中
所述校正部预先存储所述重置间隔与残像特性之间的相互关系，并且所述校正部使用所述相互关系来选择使得残像值能够等于或小于期望值的重置间隔，并且
所述校正部根据所选择的重置间隔来调整所述定时。
(4)根据(2)或(3)所述的图像拍摄装置，其中，所述像素中的信号电荷的重置操作是由所述驱动部与所述读出操作相关联地执行的。
(5)根据(4)所述的图像拍摄装置，其中，在一个帧时段期间，所述驱动部执行重置操作多次以使得能够在第一重置操作之后间歇地执行一次或两次以上的重置操作，所述第一重置操作是与所述读出操作相关联的重置操作。
(6)根据(5)所述的图像拍摄装置，其中
在一个帧时段期间，所述驱动部执行重置操作多次以使得能够总共执行n次重置操作，n是2以上的整数，n次重置操作包括所述第一重置操作，并且所述驱动部在第n-1次重置操作之后基于经校正的定时执行第n次重置操作。
(7)根据(6)所述的图像拍摄装置，其中
在一个帧时段期间，所述驱动部包括所述第一重置操作在内总共执行重置操作两次。
(8)根据(1)至(7)的任何一项所述的图像拍摄装置，其中
所述校正部除了所述定时以外还校正在重置操作时要施加到所述像素中的晶体管的重置电压。
(9)根据(8)所述的图像拍摄装置，其中
在一个帧时段期间，所述驱动部执行重置操作多次以使得能够总共执行n次重置操作，n是2以上的整数，n次重置操作包括所述第一重置操作，并且所述驱动部使用经所述校正部校正的重置电压来执行第n次重置操作。
(10)根据(9)所述的图像拍摄装置，其中，所述驱动部使用比第n-1次重置操作的重置电压低的重置电压来执行第n次重置操作。
(11)根据(1)至(10)的任何一项所述的图像拍摄装置，其中，所述校正部在考虑到环境条件的情况下校正所述定时。
(12)根据(1)至(11)的任何一项所述的图像拍摄装置，其中，所述校正部在所述图像拍摄装置的激活和运动图像拍摄中的一者之前校正所述定时。
(13)根据(1)至(12)的任何一项所述的图像拍摄装置，其中，所述光电转换元件包括PIN光电二极管和MIS传感器之一。
(14)根据(1)至(13)的任何一项所述的图像拍摄装置，其中，所述图像拍摄部基于入射的放射线生成电信号。
(15)根据(14)所述的图像拍摄装置，其中，所述图像拍摄部在所述光电转换元件上包括波长转换层，该波长转换层将所述放射线的波长转换成落在所述光电转换元件的灵敏范围内的波长。
(16)根据(14)或(15)所述的图像拍摄装置，其中，所述放射线包括X射线。
(17)根据(14)至(16)的任何一项所述的图像拍摄装置，还包括驱动所述像素的晶体管，该晶体管是由非晶硅、多晶硅、微晶硅和氧化物半导体之一构成的。
(18)一种图像拍摄显示系统，包括：
图像拍摄装置；以及
显示装置，该显示装置显示基于由所述图像拍摄装置获得的图像拍摄信号的图像，
所述图像拍摄装置包括
图像拍摄部，该图像拍摄部包括多个像素，每个像素包括光电转换元件，
驱动部，该驱动部执行被蓄积在所述像素中的信号电荷的读出操作和重置操作，以及
校正部，该校正部对执行所述重置操作的定时进行校正以使得从所述图像拍摄部输出的图像中的残像能够被减轻。
本公开包含与2011年10月18日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2011-228628中公开的主题相关的主题，特此通过引用将该申请的全部内容并入。
本领域的技术人员应当理解，取决于设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和变更，只要它们处于所附权利要求或其等同物的范围之内即可。

Claims (18)

1.一种图像拍摄装置，包括：
图像拍摄部，该图像拍摄部包括多个像素，每个像素包括光电转换元件；
驱动部，该驱动部执行蓄积在所述像素中的信号电荷的读出操作和重置操作；以及
校正部，该校正部对执行所述重置操作的定时进行校正，以使得从所述图像拍摄部输出的图像中的残像被减轻。
2.根据权利要求1所述的图像拍摄装置，其中
所述驱动部在一帧时段期间间歇地执行多次所述重置操作，并且
所述校正部通过优化所述重置操作的时间间隔来校正所述定时，所述时间间隔是重置间隔。
3.根据权利要求2所述的图像拍摄装置，其中
所述校正部预先存储所述重置间隔与残像特性之间的相互关系，并且所述校正部使用所述相互关系来选择使得残像值等于或小于期望值的重置间隔，并且
所述校正部根据所选择的重置间隔来调整所述定时。
4.根据权利要求2所述的图像拍摄装置，其中，所述像素中的信号电荷的重置操作是与由所述驱动部执行的所述读出驱动相关联地执行的。
5.根据权利要求4所述的图像拍摄装置，其中，在一帧时段期间，所述驱动部执行多次重置操作，以使得在第一重置操作之后间歇地执行一次或两次以上的重置操作，所述第一重置操作是与所述读出操作相关联的重置操作。
6.根据权利要求5所述的图像拍摄装置，其中
在一帧时段期间，所述驱动部执行多次重置操作，以使得总共执行n次重置操作，n是大于等于2的整数，所述n次重置操作包括所述第一重置操作，并且所述驱动部在第n-1次重置操作之后基于经校正的定时执行第n次重置操作。
7.根据权利要求6所述的图像拍摄装置，其中
在一帧时段期间，所述驱动部执行包括所述第一重置操作在内的总共两次重置操作。
8.根据权利要求1所述的图像拍摄装置，其中
除了所述定时以外，所述校正部还校正在重置操作时要施加到所述像素中的晶体管上的重置电压。
9.根据权利要求8所述的图像拍摄装置，其中
在一帧时段期间，所述驱动部执行多次重置操作以使得总共执行n次重置操作，n是大于等于2的整数，所述n次重置操作包括所述第一重置操作，并且所述驱动部使用经所述校正部校正的重置电压来执行第n次重置操作。
10.根据权利要求9所述的图像拍摄装置，其中，所述驱动部使用比第n-1次重置操作的重置电压低的重置电压来执行第n次重置操作。
11.根据权利要求1所述的图像拍摄装置，其中，所述校正部在考虑到环境条件的情况下校正所述定时。
12.根据权利要求1所述的图像拍摄装置，其中，所述校正部在所述图像拍摄装置的激活和运动图像拍摄中的一者之前校正所述定时。
13.根据权利要求1所述的图像拍摄装置，其中，所述光电转换元件包括PIN光电二极管和MIS传感器之一。
14.根据权利要求1所述的图像拍摄装置，其中，所述图像拍摄部基于入射的放射线生成电信号。
15.根据权利要求14所述的图像拍摄装置，其中，所述图像拍摄部在所述光电转换元件上包括波长转换层，该波长转换层将所述放射线的波长转换成落在所述光电转换元件的灵敏范围内的波长。
16.根据权利要求14所述的图像拍摄装置，其中，所述放射线包括X射线。
17.根据权利要求1所述的图像拍摄装置，还包括驱动所述像素的晶体管，该晶体管是由非晶硅、多晶硅、微晶硅和氧化物半导体之一构成的。
18.一种图像拍摄显示系统，包括：
图像拍摄装置；以及
显示装置，该显示装置显示基于由所述图像拍摄装置获得的图像拍摄信号的图像，
所述图像拍摄装置包括：
图像拍摄部，该图像拍摄部包括多个像素，每个像素包括光电转换元件，
驱动部，该驱动部执行蓄积在所述像素中的信号电荷的读出操作和重置操作，以及
校正部，该校正部对执行所述重置操作的定时进行校正，以使得从所述图像拍摄部输出的图像中的残像被减轻。
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