CN103124323B - 图像拍摄单元和图像拍摄显示系统 - Google Patents
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Abstract
公开了图像拍摄单元和图像拍摄显示系统。图像拍摄单元包括: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器件;以及驱动部,该驱动部包括放大器并且驱动每个像素以执行旨在利用放大器以信号的形式从像素读出由光电转换器件获得的电荷的读出操作、旨在重置像素中的电荷的像素重置操作以及旨在重置放大器的操作的放大器重置操作。驱动部驱动每个像素以使得像素重置操作的结束定时和放大器重置操作的结束定时中的一者或两者能够不被包括在预定的电源电势不稳定时段中。
Description
技术领域
本公开涉及包括光电转换器件的图像拍摄单元以及包括这样的图像拍摄单元的图像拍摄显示系统。
背景技术
作为其中光电转换器件被包含到每个像素(图像拍摄像素)中的图像拍摄单元,已提出了各种图像拍摄单元。例如,2011-135561号日本未实审专利申请公布公开了所谓的光学触摸面板、放射线图像拍摄单元等等,作为各自包括光电转换器件的图像拍摄单元的示例。
发明内容
顺便说一下,一般地,上述图像拍摄单元驱动多个像素以获得图像(图像拍摄驱动)。虽然已提出了各种方法来改善以这种方式获得的图像的质量,但希望有能够进一步改善图像质量的图像拍摄单元。
希望提供一种能够改善拍摄图像的质量的图像拍摄单元和包括这样的图像拍摄单元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单元,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器件;以及驱动部,该驱动部包括放大器并且驱动每个像素以执行旨在利用放大器以信号的形式从像素读出由光电转换器件获得的电荷的读出操作、旨在重置像素中的电荷的像素重置操作以及旨在重置放大器的操作的放大器重置操作。驱动部驱动每个像素以使得像素重置操作的结束定时和放大器重置操作的结束定时中的一者或两者能够不被包括在预定的电源电势不稳定时段中。
根据本公开的一个实施例,提供了一种图像拍摄显示系统,包括图像拍摄单元和显示器,该显示器基于由该图像拍摄单元获得的图像拍摄信号执行图像显示。该图像拍摄单元包括: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器件;以及驱动部,该驱动部包括放大器并且驱动每个像素以执行旨在利用放大器以信号的形式从像素读出由光电转换器件获得的电荷的读出操作、旨在重置像素中的电荷的像素重置操作以及旨在重置放大器的操作的放大器重置操作。驱动部驱动每个像素以使得像素重置操作的结束定时和放大器重置操作的结束定时中的一者或两者能够不被包括在预定的电源电势不稳定时段中。
在本公开的实施例的图像拍摄单元和图像拍摄显示系统中,每个像素被驱动以使得上述读出操作、上述像素重置操作和上述放大器重置操作被执行。此时,每个像素被驱动以使得像素重置操作的结束定时和放大器重置操作的结束定时中的一者或两者不被包括在预定的电源电势不稳定时段中。因此,与像素重置操作的结束定时和放大器重置操作的结束定时被包括在上述电源电势不稳定时段中的情况相比,可以减小由于重置电压的不稳定化而引起的图像拍摄信号中的噪声成分。
根据本公开的实施例的图像拍摄单元和图像拍摄显示系统,由于每个像素被驱动以使得像素重置操作的结束定时和放大器重置操作的结束定时中的一者或两者不被包括在预定的电源电势不稳定时段中,因此可以减小图像拍摄信号中的噪声成分(或者可以改善S/N比)。结果,可以改善拍摄图像的质量。
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用于说明本技术的原理。
图1是示出根据本公开的实施例的图像拍摄单元的总体配置的示例的框图。
图2是示出图1中所示的图像拍摄部的示意性配置的示例的示意图。
图3是示出图1中所示的像素等等的具体配置的示例的电路图。
图4是示出图1中所示的列选择部的具体配置的示例的框图。
图5A和5B分别是示出在曝光时段中的操作状态的示例和在读出/第一重置时段中的操作状态的示例的电路图。
图6是用于描述图像拍摄操作的概要的定时波形图。
图7是示出线顺次图像拍摄驱动的示例的定时波形图。
图8A和8B是示出第二重置时段中的操作状态的示例的电路图。
图9是示出根据实施例的像素重置时段、放大器重置时段和电源电势不稳定时段之间的关系的示例的定时波形图。
图10是示出根据实施例的像素重置时段、放大器重置时段和电源电势不稳定时段之间的关系的另一示例的定时波形图。
图11是示出根据比较例的像素重置时段、放大器重置时段和电源电势不稳定时段之间的关系的定时波形图。
图12A至12D是各自示出根据实施例的像素重置时段和放大器重置时段之间的关系的示例的定时波形图。
图13是以放大方式示出图7中所示的线顺次图像拍摄驱动的一部分的定时波形图。
图14是示出根据实施例的线顺次图像拍摄驱动的另一示例的定时波形图。
图15是示出根据实施例的线顺次图像拍摄驱动的另一示例的定时波形图。
图16是示出根据实施例的线顺次图像拍摄驱动的另一示例的定时波形图。
图17是示出根据修改1的像素等等的配置的电路图。
图18是示出根据修改2的像素等等的配置的电路图。
图19是示出根据修改3的像素等等的配置的电路图。
图20A和20B分别是示出无源型的像素电路的线顺次图像拍摄驱动的示例和有源型的像素电路的线顺次图像拍摄驱动的示例的定时图。
图21A至21C是示出根据修改4的图像拍摄驱动的示例的定时图。
图22A至22C是示出根据修改4的图像拍摄驱动的其他示例的定时图。
图23是示出根据修改5的列选择部的示意性配置的电路图。
图24是示出根据修改6的列选择部的配置的框图。
图25是示出图24中所示的CDS电路和差分放大器电路的具体配置示例等等的电路图。
图26A和26B分别是示出根据修改7的图像拍摄部的示意性配置和根据修改8的图像拍摄部的示意性配置的示意图。
图27是示出根据应用例的图像拍摄显示系统的示意性配置的示意图。
具体实施方式
参考附图,下面将详细描述本公开的实施例。注意将按以下顺序进行描述。
1.实施例(无源型像素电路的第一示例)
2.修改
修改1(无源型像素电路的第二示例)
修改2和3(有源型像素电路的示例)
修改4(线顺次图像拍摄驱动的另一示例)
修改5和6(列选择部的配置的其他示例)
修改7和8(基于放射线拍摄图像的图像拍摄部的示例)
3.应用例(图像拍摄显示系统的应用例)
4.其他修改
[实施例]
[图像拍摄单元1的总体配置]
图1示出了根据本公开的第一实施例的图像拍摄单元(图像拍摄单元1)的总体方框配置。图像拍摄单元1基于图像拍摄光读取对象的信息(或者说拍摄对象的图像)。图像拍摄单元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以及系统控制部16。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”的具体示例。
[图像拍摄部11]
图像拍摄部11是响应于输入的图像拍摄光生成电信号的部件(图像拍摄区域)。在图像拍摄部11中,按行和列(矩阵)二维部署了像素(图像拍摄像素或单位像素)20,每个像素包括光电转换部(后文描述的光电转换器件21),该光电转换部生成并在其中存储具有与输入的图像拍摄光的量相对应的电荷量的光电荷。应当注意,如图1中所示,在以下描述中,图像拍摄部11中的水平方向(行方向)和垂直方向(列方向)分别被称为“H”方向和“V”方向。
图2示出了图像拍摄部11的示意性配置的示例。图像拍摄部11设有光电转换层111,其中部署了上述的多个像素20。在光电转换层111中,如图中所示,执行基于入射的图像拍摄光Lin的光电转换(从图像拍摄光Lin到信号电荷的转换)。
图3示出了像素20的电路配置(所谓的无源电路的配置)的示例以及A/D转换部14中的后文描述的列选择部17的电路配置的示例。无源型像素20设有一个光电转换器件21和一个晶体管22。此外,沿着H方向延伸的读出控制线Lread和沿着V方向延伸的信号线Lsig连接到像素20。
光电转换器件21是由例如PIN(正-本征-负)型光电二极管构成的,并且如上所述,光电转换器件21生成具有与入射光(图像拍摄光Lin)的量相对应的电荷量的信号电荷。应当注意,光电转换器件21的阴极连接到存储节点N。
晶体管22是响应于通过读出控制线Lread提供来的行扫描信号而变成接通状态从而将由光电转换器件21获得的信号电荷(输入电压Vin)输出到信号线Lsig的晶体管(读出晶体管)。在此示例中,晶体管22是由N沟道型(N型)场效应晶体管(FET)构成的。应当注意,晶体管22可由P沟道型(P型)FET等等构成。此外,晶体管22是例如是由诸如微晶硅(Si)和多晶硅(多晶体硅)之类的硅系半导体构成的。或者,晶体管22可由诸如铟镓锌氧化物(InGaZnO)和氧化锌(ZnO)之类的氧化物半导体构成。由于微晶硅、多晶硅和氧化物半导体各自与非晶硅相比具有更高的迁移率μ,所以例如实现了晶体管22对信号电荷的快速读出。
在像素20中,晶体管22的栅极连接到读出控制线Lread,其源极连接到信号线Lsig,并且其漏极连接到光电转换器件21的阴极(存储节点N)。光电转换器件21的阳极连接到地(接地)。
[行扫描部13]
图1中所示的行扫描部13例如由图中未示出的移位寄存器电路、地址译码器、逻辑电路等等构成,并且是以逐行的方式(以水平线为单位)执行图像拍摄部11中的像素20的驱动(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在后文描述的诸如线顺次读出驱动和线顺次重置驱动之类的线顺次图像拍摄驱动时执行这样线顺次扫描。应当注意,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。
[A/D转换部14]
如图1中所示,A/D转换部14包括多个列选择部17,每个列选择部17是对每组信号线Lsig(在此情况下是四条信号线Lsig)提供的,并且A/D转换部14基于通过信号线Lsig输入的信号电压(信号电荷)执行A/D转换(模拟-数字转换)。由此,数字信号形式的输出数据Dout(图像拍摄信号)被生成,并被输出到外部。
每个列选择部17如图3和图4中所示例如包括电荷放大器172、电容性器件(电容器或反馈电容性器件)C1、开关SW1、采样和保持(S/H)电路173、包括四个开关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、电容性器件C1、开关SW1、S/H电路173和开关SW2中的每一个如图4中所示是对每条信号线Lsig提供的。另一方面,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是被配置为将从信号线Lsig读出的信号电荷转换(Q-V转换)成电压的放大器。信号线Lsig的一端连接到电荷放大器172的负侧(–侧)的输入端子,并且预定的重置电压Vrst被输入到电荷放大器172的正侧(+侧)的输入端子。此外,通过电容性器件C1和开关SW1的并联电路在电荷放大器172的输出端子和负侧的输入端子之间建立反馈连接。换言之,电容性器件C1的一个端子连接到电荷放大器172的负侧的输入端子,并且电容性器件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的负侧的输入端子,并且开关SW1的另一端子连接到电荷放大器172的输出端子。应当注意,开关SW1的接通-关断状态是由从系统控制部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)来控制的。从而,利用电荷放大器172、电容性器件C1和开关SW1,形成了执行上述Q-V转换的电荷放大器电路。
S/H电路173被部署在电荷放大器172和复用器电路174(开关SW2)之间,并且被配置为临时保持来自电荷放大器172的输出电压Vca。
复用器电路174是在四个开关SW2之一根据列扫描部15进行的扫描驱动而变成接通状态时选择性地将S/H电路173和A/D转换器175连接或断开连接的电路。这使得可以利用电荷放大器172(电荷放大器电路)选择读出的信号的一部分。
A/D转换器175是对从S/H电路173通过开关SW2输入到其中的输出电压(由复用器电路174选择的信号)执行A/D转换以生成上述输出数据Dout并且将输出数据Dout输出的电路。
[列扫描部15和系统控制部16]
列扫描部15包括图中未示出的移位寄存器、地址译码器等等,并且在顺次驱动上述列选择部17中的开关SW2的同时扫描开关SW2。利用列扫描部15进行的这种选择性扫描,通过每条信号线Lsig读出的每个像素20的信号(上述的输出数据Dout)被顺次输出到外部。
系统控制部16控制行扫描部13、A/D转换部14和列扫描部15的操作。具体而言,系统控制部16包括被配置为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。这样,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中的每一个执行图像拍摄部11中的像素20的图像拍摄驱动(线顺次图像拍摄驱动),从而从图像拍摄部11获得输出数据Dout。
[图像拍摄单元1的功能和效果]
[1.基本操作]
在图像拍摄单元1中,如图2中所示,当在后文描述的曝光时段Tex期间图像拍摄光Lin进入图像拍摄部11时,图像拍摄光Lin在光电转换层111(图3中所示的每个像素20中的光电转换器件21)中被转换成信号电荷(光电转换)。由于由此光电转换生成的信号电荷,在存储节点N中引起与存储节点电容相应的电压的变化。具体而言,在存储节点N中电压减小q/Cs,其中存储节点电容是Cs并且所生成的信号电荷是q。响应于电压的这个变化,输入电压Vin(与信号电荷相对应的电压)被施加到晶体管22的漏极。当晶体管22响应于通过读出控制线Lread提供来的行扫描信号而变成接通状态时,提供到晶体管22的输入电压Vin的电荷被从像素20读出到信号线Lsig(读出时段)。
这样读出的信号电荷对于每组像素列(在此情况下是四个像素列的组)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,首先,在由电荷放大器172等等构成的电荷放大器电路中对于通过信号线Lsig输入的每个信号电荷执行Q-V转换(从信号电荷到信号电压的转换)。接下来,通过S/H电路173和复用器电路174在A/D转换器175中对于这样转换来的每个信号电压(来自电荷放大器172的输出电压Vca)执行A/D转换,从而生成数字信号形式的输出数据Dout(图像拍摄信号)。这样,输出数据Dout被从每个列选择部17顺次输出并被传送到外部。
[2.曝光时段Tex和读出时段中的操作]
这里,参考图5A和5B,将详细描述在上述曝光时段Tex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。应当注意,在以下描述中,为了便于描述,利用开关来图示晶体管22的接通/关断状态。
首先,如图5A中所示,在图像拍摄光Lin进入像素20中的光电转换器件21的曝光时段Tex期间,晶体管22处于关断状态中,以防止存储在存储节点N中的信号电荷被输出(读出)到信号线Lsig侧。应当注意,此时,由于电荷放大器电路处于已经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,所以开关SW1处于接通状态中,并且因此形成了电压跟随器电路。
另一方面,在本实施例中,上述读出时段也是执行旨在重置像素20中存储的电荷(信号电荷)的重置操作(像素重置操作)的时段。具体而言,由于本实施例的像素20是无源型像素电路这个事实,旨在从像素20中以信号形式读出由光电转换器件21获得的电荷的“读出操作”和上述的“像素重置操作”被基本上同时(并行)执行。换言之,虽然细节在后文描述,但旨在以线顺次方式执行读出操作的线顺次读出驱动和旨在以线顺次方式执行像素重置操作的线顺次重置驱动通过单一线顺次驱动被(基本上)同时执行。应当注意,由于此时的像素重置操作对应于后文描述的多次(在此情况下是两次)像素重置操作中的第一像素重置操作,所以基本上同时执行读出操作和第一像素重置操作的时段在以下描述中被称为“读出/第一重置时段Tr1”。
在读出/第一重置时段Tr1期间,如图5B中所示,在晶体管22处于接通状态中的情况下,信号电荷被从像素20中的存储节点N读出到信号线Lsig侧(参见图中的箭头P11)。这样读出的信号电荷被输入到电荷放大器电路。在读出/第一重置时段Tr1期间,电荷放大器电路中的开关SW1处于关断状态中。换言之,电荷放大器电路处于读出操作状态中。因此,输入到电荷放大器电路的信号电荷被存储在电容性器件C1中,并且与存储的电荷相对应的信号电压(输出电压Vca)被从电荷放大器172输出。这样,在电荷放大器电路中执行从信号电荷到信号电压的转换(Q-V)转换。应当注意,当开关SW1在后文描述的放大器重置操作期间变成接通状态时,这样存储在电容性器件C1中的电荷被重置(放大器重置操作被执行)。
此外,与读出操作一起,第一像素重置操作在读出/第一重置时段Tr1期间被执行,如上所述。具体而言,如图中的箭头P12所示,利用电荷放大器电路(电荷放大器172)中的虚短路现象,执行第一像素重置操作。换言之,利用此虚短路现象,电荷放大器172的负侧的输入端子侧(信号线Lsig侧)的电压变得基本上等于施加到电荷放大器172的正侧的输入端子的重置电压Vrst,并且因此像素20中的存储节点N的电压也通过晶体管22变成重置电压Vrst。这样,伴随着上述的读出操作,存储节点N的存储电荷被重置到预定的重置电压Vrst。
[3.利用多次像素重置操作减少残余电荷的效果]
顺便说一下,即使当执行了上述第一像素重置操作时,在第一像素重置操作之前存储的信号电荷的一部分有时也会残留在像素20中。如果信号电荷的一部分这样残留在像素20中,则在下次读出操作时(在下一帧时段期间的图像拍摄时)可发生由残余电荷引起的残像,从而劣化拍摄图像的质量。
在本实施例中,例如如图6和图7中所示,执行多次(在此情况下是两次)像素重置操作以减少上述残余电荷,从而抑制由残余电荷引起的残像。以下,将详细描述利用多次像素重置操作来减少残余电荷的效果。
图6的(A)图示了读出控制线Lread的电势Vread的定时波形,图6的(B)图示了来自电荷放大器172的输出电压Vca的定时波形,图6的(C)图示了信号线Lsig的电势Vsig的定时波形,并且图6的(D)图示了存储节点N处的电势Vn的定时波形。此外,每个定时波形对应于包括一个垂直时段(一个帧时段)ΔTv和紧挨一个垂直时段ΔTv前后的时段在内的时段。
此外,图7是示出根据本实施例的线顺次图像拍摄驱动(线顺次读出驱动和线顺次重置驱动)的示例的定时波形图。图7的(A)至(F)分别图示了n条读出控制线Lread(1)至Lread(3)和Lread(n-2)至Lread(n)的电势Vread(1)至Vread(3)和Vread(n-2)至Vread(n)的定时波形。此外,图中所示的ΔTh表示一个水平时段(一个水平扫描时段)。另外,ΔTr1表示与第一像素重置操作等等(第一读出/重置时段Tr1的操作)有关的线顺次驱动时段,并且ΔTr2表示与第二像素重置操作等等(第一读出/重置时段Tr1的操作)有关的线顺次驱动时段。
在一个帧时段ΔTv期间,在从定时t11到定时t12的曝光时段Tex中执行曝光操作,如以上利用图5A等等所述。具体而言,当图像拍摄光Lin进入图像拍摄部11时,图像拍摄光Lin在每个像素20的光电转换器件21中被转换成信号电荷(光电转换)。然后,信号电荷被存储在像素20中的存储节点N中,并且电势Vn逐渐变化(参见图6中的箭头P31)。应当注意,电势Vn随着曝光操作而从重置电压Vrst侧逐渐减小到0V的原因是光电转换器件21的阴极连接到存储节点N。
接下来,在从定时t13到定时t14的读出/第一重置时段Tr1期间,执行读出操作和第一像素重置操作,如以上利用图5B等等所述。具体而言,旨在通过从像素20读出信号电荷来获得与信号电荷相对应的图像拍摄信号D11的读出操作和旨在重置像素20中的信号电荷的第一像素重置操作被基本上同时执行。注意,如图6中的箭头P32所示,在第一像素重置操作之后,存储节点N处的电势Vn逐渐减小,并且上述的残余电荷q1生成。
应当注意,在例如随后的定时t15,电荷放大器电路中的开关SW1变成接通状态,并且因此电荷放大器电路的电容性器件C1中存储的电荷被重置。换言之,执行对电荷放大器电路的重置操作(放大器重置操作)。
然后,在从定时t16到定时t17的随后时段(第二重置时段Tr2)期间,执行以下所述的第二像素重置操作。
具体而言,在第二重置时段Tr2期间,例如以如图8A中所示的第一操作示例那样的方式执行第二像素重置操作。更具体而言,在第一操作示例中,像素20中的晶体管22变成接通状态,并且电荷放大器电路中的开关SW1也变成接通状态,从而利用电荷放大器172形成电压跟随器电路。因此,由于电荷放大器172的反馈属性,电荷放大器172的负侧的输入端子处(信号线Lsig侧)的电压变得基本上等于施加到电荷放大器172的正侧的输入端子的重置电压Vrst。这样,在第一操作示例中,通过利用电荷放大器172的反馈属性将像素20中的存储节点N处的电势Vn设定到重置电压Vrst(或者说执行了第二像素重置操作)。
另一方面,在图8B中所示的第二操作示例中,与上述第一像素重置操作一样,利用电荷放大器电路(电荷放大器172)的虚短路现象来执行第二像素重置操作(参见图中的箭头P42)。换言之,通过虚短路现象,像素20中的存储节点N处的电势Vn被设定到重置电压Vrst。应当注意,此时,由于像素20中的晶体管22处于接通状态中,而电荷放大器电路中的开关SW1处于关断状态中,电荷放大器电路与读出/第一重置时段Tr1的情况一样处于读出操作状态中。换言之,在第二操作示例中,也可以由电荷放大器电路读出在存储节点N处残留的电荷,如图中的箭头P41所示。
这样,在本实施例中,在一个帧时段中,对像素20中存储的电荷的像素重置操作(后文描述的线顺次重置驱动)被间歇地(独立地)执行多次。具体而言,第一像素重置操作(读出/第一重置时段Tr1)和第二像素重置操作(第二重置时段Tr2)在此情况下被间歇地执行。由此,在第一像素重置操作之后存在于像素20中的残余电荷(残留信号电荷的量)被更确实地重置,从而这样的残余电荷被减少(参见图6中所示的箭头P33)。
应当注意,优选地,例如在长于一个水平时段(例如,一个水平扫描时段:大约32μs)的时段中间歇地执行多次像素重置操作(线顺次重置驱动)。其一个原因如下。具体而言,例如,PIN光电二极管中的状态转变要花大约数百毫秒。从而,可以设想通过连续或间歇地在例如大约100μs期间向存储节点N施加重置电压Vrst可减少残余电荷的发生。然而,在实践中,实验等等已确认,当施加重置电压Vrst的时段超过一个水平时段(例如大约32μs)时,残余电荷开始大幅减少。
[4.重置操作的定时等等]
此外,在本实施例中,例如如接下来的图9至图16中所示设定线顺次图像拍摄驱动(线顺次读出驱动和线顺次重置驱动)时的重置操作(像素重置操作和放大器重置操作)的定时和时段。
具体而言,例如如图9的(A)至(C)中所示,重置操作的定时和时段被设定成使得像素重置时段Tprst的结束定时和放大器重置时段Tarst的结束定时之一不被包括在预定的电源电势不稳定时段中(参见图中的箭头)。或者,例如如图10的(A)至(C)中所示,重置操作的定时和时段被设定成使得像素重置时段Tprst的结束定时和放大器重置时段Tarst的结束定时两者都不被包括在预定的电源电势不稳定时段中(参见图中的箭头)。特别地,如图9的(A)和图10的(A)中所示,希望整个像素重置时段Tprst(像素重置操作的整个时段)或者整个放大器重置时段Tarst(放大器重置操作的整个时段)不被包括在电源电势不稳定时段中。
在此示例中,像素重置时段Tprst指的是读出/第一重置时段Tr1和第二重置时段Tr2两者。此外,此示例中的“电源电势不稳定时段”是包括地电势在内的电源电势波动(或者包括地电势在内的电源电势不稳定)的时段。具体而言,例如如图9中所示,电源电势不稳定时段包括复用器操作时段Tmux(复用器电路174的操作时段)、A/D转换时段Tadc(A/D转换器175的操作时段)等等(包括这两个操作时段中的一者或两者)。
在此示例中,像素重置时段Tprst的结束定时和放大器重置时段Tarst的结束定时被从上述电源电势不稳定时段中排除(或者不被包括在电源电势不稳定时段中)的一个原因是为了减小由于重置电压Vrst等等的不稳定化而引起的图像拍摄信号(输出数据Dout)中的噪声成分。在下文中,将具体描述关于该噪声成分的问题。
首先,例如如图4中所示,由于在复用器电路174中设有数个开关SW2,所以当开关SW2被接通或关断时,噪声(切换噪声)往往会叠加在电源(接地电源等等)上。此外,一般地,用于数字信号的电路往往是是噪声源。其一个原因是由于数字信号是通过两个电压电平(高电平和低电平)之间的迅速切换来获得的,所以在两个电压电平之间切换时发生高频噪声。这种高频噪声主要叠加在数字电源(接地电源等等)上,并且即使数字电源被设计为与模拟电源分离,该噪声也会施加一些影响。特别地,高频噪声对于A/D转换器有较大的影响,因为在典型的A/D转换器中模拟系统和数字系统一般存在于彼此接近之处。
如上所述,在复用器操作时段Tmux和A/D转换时段Tadc期间电源波动(或者电源电势不稳定)。因此,如果像素重置时段Tprst的结束定时和放大器重置时段Tarst的结束定时被包括在复用器操作时段Tmux和A/D转换时段Tadc中,则引起以下噪声问题。
具体而言,首先,当重置电压Vrst由于电源电势处于不稳定状态中这个事实而波动时,信号线Lsig的电势Vsig由于电荷放大器电路中的上述虚短路现象也波动。如果在此状态中执行像素重置操作(像素重置时段Tprst),则像素20中的电荷被波动的重置电压Vrst重置。在此情况下,如果像素重置时段Tprst结束于重置电压Vrst波动的状态中,则像素20中的晶体管22在不稳定的电压状态中变成关断状态,结果存储节点N的电势(以及接地电势)对于每次像素重置操作是变化的。换言之,光电转换器件21的阳极和光电转换器件21的阴极处的电势是变化的。这导致图像拍摄信号的噪声成分,以及S/N比的劣化。
此外,在放大器重置操作(放大器重置时段Tarst)期间,电荷放大器172的正侧的输入端子处的电压和电荷放大器172的负侧的输入端子处的电压由于上述原因是彼此相等的。然而,如果重置电压Vrst在放大器重置时段Tarst之后波动,则在正侧的输入端子和负侧的输入端子之间发生电势差,并且电荷放大器172的输出电压Vca变化。由于当电荷放大器172的输出电压Vca以上述方式变化时发生反馈,所以负侧的输入端子的电压根据信号线Lsig和电容性器件C1的电容之间的电容比而变化。结果,即使在不从像素20读出图像拍摄信号的状态中电荷也被存储在电容性器件C1中(在电容性器件C1的两端之间生成电压),并且存储的电荷导致图像拍摄信号的噪声成分。
由于上述原因,在本实施例中,驱动像素20以使得像素重置时段Tprst的结束定时和放大器重置时段Tarst的结束定时中的一者或两者不被包括在上述电源电势不稳定时段中,如图9和图10中所示。因此,例如,与图11的(A)和(B)中所示的比较例一样,与像素重置时段Tprst的结束定时和放大器重置时段Tarst的结束定时被包括在电源电势不稳定时段中的情况相比,由于上述重置电压Vrst的不稳定化引起的图像拍摄信号的噪声成分减小了。
此外,在本实施例中,与例如图12A中所示的像素重置时段Tprst和放大器重置时段Tarst不与彼此交迭(重叠)的情况相比,优选这些时段至少部分与彼此交迭,如例如图12A至12D中所示。具体而言,在图12B中所示的示例中,像素重置时段Tprst和放大器重置时段Tarst与彼此部分交迭,从而限定了交迭时段ΔTol。此外,在图12C中所示的示例中,像素重置时段Tprst和放大器重置时段Tarst与彼此完全交迭,从而限定了交迭时段ΔTol。换言之,像素重置时段Tprst和放大器重置时段Tarst与彼此一致。另外,在图12D中所示的示例中,整个像素重置时段Tprst(从开始定时到结束定时的整个时段)被包括在放大器重置时段Tarst中,从而提供了交迭时段ΔTol。如上所述,在像素重置时段Tprst和放大器重置时段Tarst与彼此至少部分交迭的情况下,可以缩短重置操作时间,并且减小上述的噪声成分,以便改善S/N比,同时尽可能地抑制帧速率的劣化(或者不劣化帧速率)。
这里,当以放大方式示出上述图7中的标号P5所示的时段之中及其附近的定时波形时,重置操作(像素重置操作和放大器重置操作)的定时和时段例如具体如图13至图16中所示。应当注意,在图13至16的每一幅中,图示了在上述第一操作示例的情况下放大器重置控制线Lcarst的上述电势Vcarst(图中的(D))和在上述第二操作示例的情况下放大器重置控制线Lcarst的上述电势Vcarst(图中的(E))。
首先,在图13和图14中所示的示例中,标号P5和标号P5a所示的时段是如下配置的。具体而言,与行扫描信号相对应的电势Vread按Vread(2)(第二重置时段Tr2)、Vread(n-2)(读出/第一重置时段Tr1)和Vread(3)(第二重置时段Tr2)的顺序被施加。此外,特别是在图14中所示的示例中,放大器重置时段Tarst的一部分(从开始定时到放大器重置时段Tarst的中间的时段)与电源电势不稳定时段(复用器操作时段Tmux、A/D转换时段Tadc等等)的一部分交迭。另外,在这些示例中,像素重置时段Tprst的结束定时和放大器重置时段Tarst的结束定时不被包括在电源电势不稳定时段中,如图中的箭头所示。
与图13和图14中的标号P5和P5a所示的时段不同,在图15和图16中所示的示例中,在由标号P5b和标号P5c所示的时段期间,与行扫描信号相对应的电势Vread是按以下顺序施加的。也就是说,电势Vread是按Vread(n-2)(读出/第一重置时段Tr1)、Vread(2)(第二重置时段Tr2)和Vread(3)(第二重置时段Tr2)的顺序施加的。此外,特别是在图16中所示的示例中,放大器重置时段Tarst的一部分(中间时段)与电源电势不稳定时段(复用器操作时段Tmux、A/D转换时段Tadc等等)交迭。另外,在这些示例中,像素重置时段Tprst的结束定时和放大器重置时段Tarst的结束定时不被包括在电源电势不稳定时段中,如图中的箭头所示。
如上所述,在本实施例中,每个像素20被驱动,使得读出操作、像素重置操作和放大器重置操作中的每一个被执行,并且像素重置操作(像素重置时段Tprst)的结束定时和放大器重置操作(放大器重置时段Tarst)的结束定时中的一者或两者不被包括在预定的电源电势不稳定时段中。这样,可以减小图像拍摄信号中的噪声成分(或者可以改善S/N比),并且改善拍摄图像的质量。
特别地,与放大器重置时段Tarst的结束定时不被包括在电源电势不稳定时段中的情况相比,当像素重置时段Tprst的结束定时不被包括在电源电势不稳定时段中时,S/N比改善了,并且因此实现了拍摄图像的质量的进一步改善,其原因如下。也就是说,其一个原因是,由于当从像素20中读出电荷时发生增益,所以像素20中的重置电压Vrst的波动增大,从而影响输出(或者噪声被乘以增益)。顺便说一下,在增益的值较小的情况下,取决于定时等等的设定,相反的情况也是可能的。应当注意,上述增益是由像素电容Cpd和电容性器件C1之间的电容比限定的(增益G=(Cpd/C1)),并且虽然在许多情况下满足G≥1,但G<1也是可能的。
[修改]
现在,将描述上述实施例的修改(修改1至8)。应当注意,与实施例相同的成分被给予相同的标号,并且对其的描述将被适当地省略。
[修改1]
图17示出了根据修改1的像素(像素20A)的电路配置,以及上述实施例中描述的列选择部17的电路配置的示例。修改1的像素20A与实施例的像素20类似地具有所谓的无源型电路配置,并且包括一个光电转换器件21和一个晶体管22。此外,与像素20类似,沿着H方向延伸的读出控制线Lread和沿着V方向延伸的信号线Lsig连接到像素20A。
注意,像素20A的光电转换器件21的布置方向(方向)与像素20的相反。具体而言,在像素20A中,光电转换器件21的阳极连接到存储节点N,并且光电转换器件21的阴极连接到地(接地)。注意,光电转换器件21的阴极可连接到除了地以外的其他电源电势。
在包括具有这种配置的像素20A的图像拍摄单元中,也可以通过类似的功能实现与上述实施例的图像拍摄单元1类似的效果。
[修改2和3]
[电路配置]
图18示出了根据修改2的像素(像素20B)的电路配置,以及以下所述的电荷放大器电路17B的电路配置的示例。此外,图19示出了根据修改3的像素(像素20C)的电路配置,以及电荷放大器电路17B的电路配置的示例。与上述的像素20和20A不同,根据修改2和3的像素20B和20C各自具有所谓的有源型电路配置。
具体而言,有源型像素20B和20C各自包括一个光电转换器件21和三个晶体管22、23和24。此外,沿着H方向延伸的读出控制线Lread和重置控制线Lrst和沿着V方向延伸的信号线Lsig连接到像素20B和20C的每一个。
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,晶体管22的源极连接到信号线Lsig,并且晶体管22的漏极连接到构成源极跟随器电路的晶体管23的漏极。晶体管23的源极连接到电源VDD,晶体管23的栅极连接到光电转换器件21的阴极(图18中所示的像素20B)或者光电转换器件21的阳极(图19中所示的像素20C)(存储节点N),以及充当重置晶体管的晶体管24的漏极。晶体管24的栅极连接到重置控制线Lrst,并且晶体管24的源极被提供以重置电压Vrst。光电转换器件21的阳极(像素20B)或阴极(像素20C)连接到地(接地)。注意,像素20C的光电转换器件21的阴极可连接到除了地以外的其他电源电势。
此外,取代上述的列选择部17的电荷放大器172、电容性器件C1和开关SW1,图18和图19中所示的根据修改2和3的电荷放大器电路17B包括恒定电流源171和放大器176。放大器176的正侧的输入端子连接到信号线Lsig,并且放大器176的负侧的输入端子和输出端子彼此连接,从而形成电压跟随器电路。应当注意,恒定电流源171的一个端子连接到信号线Lsig的一端,并且恒定电流源171的另一端子连接到电源VSS。
[功能和效果]
在分别包括具有有源型电路配置的像素20B和20C的修改2和3的图像拍摄单元中,图像拍摄操作(线顺次图像拍摄驱动)是如下执行的。
具体而言,首先,在包括此前描述的具有无源型电路配置的像素20或20A的图像拍摄单元中,线顺次图像拍摄驱动例如是如图20A中所示那样执行的。更具体而言,基本上同时通过单一的线顺次驱动(旨在执行读出/第一重置时段Tr1的线顺次操作的驱动)执行线顺次读出驱动和线顺次重置驱动。
与之不同,像在修改2和3中那样,在包括具有有源型电路配置的像素20B或20C的图像拍摄单元中,线顺次图像拍摄驱动例如是如图20B中所示那样执行的。具体而言,线顺次读出驱动和每个阶段的线顺次重置驱动(在此情况下是第一线顺次重置驱动和第二线顺次重置驱动)是彼此独立且分开地执行的。换言之,旨在执行读出时段Tr1a的线顺次操作的线顺次读出驱动、旨在执行第一像素重置时段(第一重置时段Tr1b)的线顺次操作的第一线顺次重置驱动和旨在执行第二像素重置时段(第二重置时段Tr2)的线顺次操作的第二线顺次重置驱动是彼此独立且分开地执行的。应当注意,在有源型电路配置的情况下,每个线顺次重置驱动的像素重置操作是通过接通充当重置晶体管的晶体管24来执行的。
如上所述,在包括具有有源型电路配置的像素20B或20C的图像拍摄单元的情况下,也实现了与此前描述的无源型电路配置的情况类似的效果。具体而言,通过驱动每个像素20以使得像素重置操作的结束定时和放大器重置操作的结束定时中的一者或两者不被包括在电源电势不稳定时段中,可以改善S/N比,并且改善拍摄图像的质量。
[修改4]
图21A至21C和图22A至22C是各自示出根据修改4的图像拍摄驱动的示例的定时图。
首先,在图21A和21B中所示的示例中,旨在在读出时段Tr1a中执行线顺次操作的线顺次读出驱动和旨在在像素重置时段(重置时段Tr1b)中执行线顺次操作的线顺次重置驱动被彼此独立且分开地执行。具体而言,在图21A的示例中,没有提供线顺次读出驱动和线顺次重置驱动彼此交迭的时段,而在图21B的示例中,提供了线顺次读出驱动和线顺次重置驱动与彼此交迭的时段。
此外,在图21C中所示的示例中,只执行旨在执行读出/重置时段Tr1的线顺次操作的线顺次驱动。
另外,在图22A至22C中所示的每个示例中,使用了对水平线上的所有读出控制线Lread集体(或同时)执行重置操作的方法。具体而言,在图22A的示例中,在旨在执行读出时段Tr1a的线顺次操作的线顺次读出驱动和指在执行第二重置时段Tr2的线顺次操作的线顺次重置驱动之间提供的集体像素重置时段(第一重置时段Tr1b)。另一方面,在图22B的示例中,紧接在旨在执行读出时段Tr1a的线顺次操作的线顺次读出驱动之后提供了集体像素重置时段(第一重置时段Tr1b)。同时,在图22C的示例中,紧接在旨在执行读出时段Tr1a的线顺次操作的线顺次读出驱动之后提供了两个集体像素重置时段(按第一重置时段Tr1b和第二重置时段Tr2的顺序)。
如上所述,在执行其他种类的图像拍摄驱动的情况下,也实现与利用上述实施例的方法类似的效果。具体而言,通过驱动每个像素20以使得像素重置操作的结束定时和放大器重置操作的结束定时中的一者或两者不被包括在电源电势不稳定时段中,可以改善S/N比,并且改善拍摄图像的质量。
[修改5]
图23是示出根据修改5的列选择部(列选择部17C)的示意性配置的电路图。修改5的列选择部17C与上述实施例的列选择部17的不同在于如下所述的电荷放大器电路的配置。
具体而言,在电荷放大器172的正侧的输入端子和电荷放大器172的负侧的输入端子之间还设有开关SW4。此外,按顺序串联连接的开关SW3和电源V0(用在放大器重置操作中的电源)被部署在电荷放大器172的输出端子和地之间。
如上所述,在提供其他种类的电荷放大器电路的情况下,也实现了与利用上述实施例的方法类似的效果。具体而言,通过驱动每个像素20以使得像素重置操作的结束定时和放大器重置操作的结束定时中的一者或两者不被包括在电源电势不稳定时段中,可以改善S/N比,并且改善拍摄图像的质量。
[修改6]
图24示出了根据修改6的列选择部(列选择部17D)的方框配置,并且图25示出了列选择部17D的电路配置的具体示例。
取代上述实施例的列选择部17(图4)的S/H电路173,本修改的列选择部17D包括CDS(相关双采样)电路177。此外,在复用器电路174和A/D转换器175之间还设有差分放大器电路178。
CDS电路177是以相关的定时从电荷放大器电路获得图像拍摄信号以执行采样的电路。具体而言,例如如图25中所示,CDS电路177包括两个开关SW5和两个电容性器件C2,它们是并排设置的。
例如如图25中所示,差分放大器电路178是包括三个放大器亦即Amp 11、Amp 12和Amp 2并且执行预定的差分放大操作的电路。具体而言,差分放大器电路178执行从CDS电路177的开关SW5中的一个和电容性器件C2中的一个通过复用器电路174的开关SW2输入的信号和从CDS电路177的开关SW5中的另一个和电容性器件C2中的另一个通过复用器电路174的开关SW2输入的信号的差分放大操作。
如上所述,在提供利用诸如CDS电路177和差分放大器电路178之类的其他电路构成的列选择部的情况下,也实现了与利用上述实施例的方法类似的效果。具体而言,通过驱动每个像素20以使得像素重置操作的结束定时和放大器重置操作的结束定时中的一者或两者不被包括在电源电势不稳定时段中,可以改善S/N比,并且改善拍摄图像的质量。
[修改7和8]
图26A和26B分别示意性示出了根据修改7和8的图像拍摄部(图像拍摄部11A和11B)的示意性配置。
首先,图26A中所示的根据修改7的图像拍摄部11A除了上述实施例中描述的光电转换层111以外还包括波长转换层112。具体而言,波长转换层112设在光电转换层111上(图像拍摄部11A的光接收面(图像拍摄面)侧)。
波长转换层112将放射线Rrad(α射线、β射线、γ射线、X射线等等)的波长转换成落在光电转换层111的敏感范围内的波长,从而,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例如由将诸如X射线之类的放射线转换成可见光的荧光体(例如闪烁体)构成。这种波长转换层112是通过在光电转换层111上形成有机平坦化膜或由旋涂式玻璃材料等等构成的平坦化膜并在该平坦化膜上利用CsI、NaI、CaF2等等形成荧光体膜来获得的。
另一方面,取代上述实施例中描述的光电转换层111,图26B中所示的根据修改8的图像拍摄部11B包括光电转换层111B。光电转换层111B直接生成与放射线Rrad相对应的电信号。换言之,图26A中所示的修改7的图像拍摄部11A应用到所谓的间接型放射线图像拍摄单元,而修改8的图像拍摄部11B应用到所谓的直接型放射线图像拍摄单元。应当注意,应用到直接型放射线图像拍摄单元的光电转换层111B是由例如非晶硒(a-Se)半导体或碲化镉(CdTe)半导体构成的。
在包括具有上述配置的图像拍摄部11A和11B的根据修改7和8的图像拍摄单元中,图像拍摄部11A和11B各自生成与入射的放射线Rrad相对应的电信号,从而根据修改7和8的图像拍摄单元各自充当放射线图像拍摄单元。这种放射线图像拍摄单元适用于例如医疗单元(用在数字射线照相等等中的X射线图像拍摄单元)、用于机场等处的行李检查的X射线图像拍摄单元以及工业X射线图像拍摄单元(例如,用于容器中的危险物等等的检查的单元和用于包中内容等等的检查的单元)。
[应用例]
现在,将描述根据实施例和修改(修改1至8)的图像拍摄单元中的任何一个在图像拍摄显示系统中的应用例。
图27示意性示出了根据应用例的图像拍摄显示系统(图像拍摄显示系统5)的示意性配置。图像拍摄显示系统5包括根据上述实施例等等的包括图像拍摄部11(图像拍摄部11A和11B)等等的图像拍摄单元1、图像处理部52和显示器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对由图像拍摄单元1输出的输出数据Dout(图像拍摄信号)执行预定的图像处理以生成图像数据D1。显示器4在预定的监视屏幕40上显示基于由图像处理部52生成的图像数据D1的图像。
在具有上述配置的图像拍摄显示系统5中,图像拍摄单元1(在此示例中是放射线图像拍摄单元)基于从光源(在此示例中是诸如X射线源之类的放射线源)照射到对象50的照射光(在此示例中是放射线)获得对象50的图像数据Dout,并且将图像数据Dout输出到图像处理部52。图像处理部52对输入的图像数据Dout执行上述的预定图像处理,将经历了图像处理的图像数据(显示数据)D1输出到显示器4。显示器4基于输入的图像数据D1在监视屏幕40上显示图像信息(拍摄图像)。
如上所述,由于本应用例的图像拍摄显示系统5能够在图像拍摄单元1以电信号的形式获取对象50的图像,所以可以通过将所获得的电信号传送到显示器4来显示图像。具体而言,无需使用放射线照相膜,就可以观察对象50的图像,而且可以应对运动图像摄影和运动图像显示。
应当注意,虽然在本应用例中,描述了图像拍摄单元1被配置为放射线图像拍摄单元并且使用放射线的图像拍摄显示系统被采用的示例性情况,但本公开的实施例的图像拍摄显示系统可应用到采用其他系统的图像拍摄单元的系统。
[其他修改]
以上,虽然已基于实施例、修改和应用例描述了本公开的技术,但本技术不限于上述实施例等等,而是可进行各种修改。
例如,图像拍摄部中的像素的电路配置不限于上述实施例等等中描述的那些(像素20、20A、20B和20C的电路配置),而是可采用其他电路配置。类似地,行扫描部、列选择部等等的电路配置不限于上述实施例等等中描述的那些,而是可采用其他电路配置。
此外,虽然在上述实施例等等中,已描述了在预定的单位时段(一个帧时段)中像素重置操作和放大器重置操作被执行一次或两次的示例性情况,但这不是限制性的。换言之,例如,像素重置操作和放大器重置操作在一个帧时段中可被执行三次或更多次。
另外,上述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)、列扫描部等等例如可被形成在同一基板上。具体而言,例如,通过使用诸如低温多晶硅之类的多晶半导体,将这些电路部件中的开关等等也可被形成在同一基板上。因此,例如,可以基于来自外部系统控制部的控制信号在同一基板上执行驱动操作,并且可以实现边框宽度的减小(三边自由的边框结构)和配线连接时的可靠性增强。
注意,本技术可如下配置。
(1)一种图像拍摄单元,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器件;以及
驱动部,该驱动部包括放大器并且驱动每个所述像素以执行旨在利用所述放大器以信号的形式从所述像素读出由所述光电转换器件获得的电荷的读出操作、旨在重置所述像素中的电荷的像素重置操作以及旨在重置所述放大器的操作的放大器重置操作,其中
所述驱动部驱动每个所述像素以使得所述像素重置操作的结束定时和所述放大器重置操作的结束定时中的一者或两者能够不被包括在预定的电源电势不稳定时段中。
(2)根据(1)所述的图像拍摄单元,其中,所述驱动部驱动每个所述像素以使得所述像素重置操作的结束定时能够不被包括在所述电源电势不稳定时段中。
(3)根据(2)所述的图像拍摄单元,其中,所述驱动部驱动每个所述像素以使得所述像素重置操作的结束定时和所述放大器重置操作的结束定时两者都能够不被包括在所述电源电势不稳定时段中。
(4)根据(1)所述的图像拍摄单元,其中,所述驱动部驱动每个所述像素以使得所述放大器重置操作的结束定时能够不被包括在所述电源电势不稳定时段中。
(5)根据(1)至(4)的任何一项所述的图像拍摄单元,其中,所述像素重置操作的时段和所述放大器重置操作的时段至少部分与彼此交迭。
(6)根据(5)所述的图像拍摄单元,其中,所述像素重置操作的整个时段被包括在所述放大器重置操作的时段中。
(7)根据(5)所述的图像拍摄单元,其中,所述像素重置操作的时段和所述放大器重置操作的时段与彼此一致。
(8)根据(1)至(7)的任何一项所述的图像拍摄单元,其中,所述驱动部驱动每个所述像素以使得所述像素重置操作的整个时段或所述放大器重置操作的整个时段能够不被包括在所述电源电势不稳定时段中。
(9)根据(1)至(8)的任何一项所述的图像拍摄单元,其中
所述驱动部包括:
复用器电路,该复用器电路选择利用所述放大器读出的信号的一部分;以及
A/D转换器,该A/D转换器对由所述复用器电路选择的信号执行A/D转换,并且
所述电源电势不稳定时段包括所述复用器电路的操作时段和所述A/D转换器的操作时段中的一者或两者。
(10)根据(1)至(9)的任何一项所述的图像拍摄单元,其中,所述驱动部驱动每个所述像素以使得所述像素重置操作能够在预定的单位时段中被间歇地执行多次。
(11)根据(10)所述的图像拍摄单元,其中,所述像素重置操作在长于一个水平时段的时段期间被间歇地执行多次。
(12)根据(1)至(11)的任何一项所述的图像拍摄单元,其中
所述图像拍摄部生成与入射的放射线相对应的电信号,并且
所述图像拍摄单元充当放射线图像拍摄单元。
(13)根据(12)所述的图像拍摄单元,其中,所述图像拍摄部包括:
构成所述光电转换器件的光电转换层,以及
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层的敏感范围内的波长。
(14)根据(12)所述的图像拍摄单元,其中,所述图像拍摄部包括被配置为直接生成与所述放射线相对应的电信号的光电转换层,该光电转换层构成所述光电转换器件。
(15)根据(12)至(14)的任何一项所述的图像拍摄单元,其中,所述放射线是X射线。
(16)一种图像拍摄显示系统,包括图像拍摄单元和显示器,该显示器基于由该图像拍摄单元获得的图像拍摄信号执行图像显示,该图像拍摄单元包括:
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器件;以及
驱动部,该驱动部包括放大器并且驱动每个所述像素以执行旨在利用所述放大器以信号的形式从所述像素读出由所述光电转换器件获得的电荷的读出操作、旨在重置所述像素中的电荷的像素重置操作以及旨在重置所述放大器的操作的放大器重置操作,其中
所述驱动部驱动每个所述像素以使得所述像素重置操作的结束定时和所述放大器重置操作的结束定时中的一者或两者能够不被包括在预定的电源电势不稳定时段中。
本公开包含与2011年11月1日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2011-240135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 (14)
1.一种图像拍摄单元,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器件;以及
驱动部,该驱动部包括放大器并且驱动每个所述像素以执行旨在利用所述放大器以信号的形式从所述像素读出由所述光电转换器件获得的电荷的读出操作、旨在重置所述像素中的电荷的像素重置操作以及旨在重置所述放大器的操作的放大器重置操作,其中
所述驱动部驱动每个所述像素以使得所述像素重置操作的结束定时和所述放大器重置操作的结束定时中的一者或两者能够不被包括在预定的电源电势不稳定时段中。
2.根据权利要求1所述的图像拍摄单元,其中,所述驱动部驱动每个所述像素以使得所述放大器重置操作的结束定时能够不被包括在所述电源电势不稳定时段中。
3.根据权利要求1所述的图像拍摄单元,其中,所述像素重置操作的时段和所述放大器重置操作的时段至少部分与彼此交迭。
4.根据权利要求3所述的图像拍摄单元,其中,所述像素重置操作的整个时段被包括在所述放大器重置操作的时段中。
5.根据权利要求3所述的图像拍摄单元,其中,所述像素重置操作的时段和所述放大器重置操作的时段与彼此一致。
6.根据权利要求1所述的图像拍摄单元,其中,所述驱动部驱动每个所述像素以使得所述像素重置操作的整个时段或所述放大器重置操作的整个时段能够不被包括在所述电源电势不稳定时段中。
7.根据权利要求1所述的图像拍摄单元,其中
所述驱动部包括:
复用器电路,该复用器电路选择利用所述放大器读出的信号的一部分;以及
A/D转换器,该A/D转换器对由所述复用器电路选择的信号执行A/D转换,并且
所述电源电势不稳定时段包括所述复用器电路的操作时段和所述A/D转换器的操作时段中的一者或两者。
8.根据权利要求1所述的图像拍摄单元,其中,所述驱动部驱动每个所述像素以使得所述像素重置操作能够在预定的单位时段中被间歇地执行多次。
9.根据权利要求8所述的图像拍摄单元,其中,所述像素重置操作在长于一个水平时段的时段期间被间歇地执行多次。
10.根据权利要求1所述的图像拍摄单元,其中
所述图像拍摄部生成与入射的放射线相对应的电信号,并且
所述图像拍摄单元用作放射线图像拍摄单元。
11.根据权利要求10所述的图像拍摄单元,其中,所述图像拍摄部包括:
构成所述光电转换器件的光电转换层,以及
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层的敏感范围内的波长。
12.根据权利要求10所述的图像拍摄单元,其中,所述图像拍摄部包括被配置为直接生成与所述放射线相对应的电信号的光电转换层,该光电转换层构成所述光电转换器件。
13.根据权利要求10所述的图像拍摄单元,其中,所述放射线是X射线。
14.一种图像拍摄显示系统,包括图像拍摄单元和显示器,该显示器基于由该图像拍摄单元获得的图像拍摄信号执行图像显示,该图像拍摄单元包括:
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器件;以及
驱动部,该驱动部包括放大器并且驱动每个所述像素以执行旨在利用所述放大器以信号的形式从所述像素读出由所述光电转换器件获得的电荷的读出操作、旨在重置所述像素中的电荷的像素重置操作以及旨在重置所述放大器的操作的放大器重置操作,其中
所述驱动部驱动每个所述像素以使得所述像素重置操作的结束定时和所述放大器重置操作的结束定时中的一者或两者能够不被包括在预定的电源电势不稳定时段中。
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