CN1276535A - 射线探测器 - Google Patents

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Abstract

射线探测器具备把入射射线变换成电荷的电荷变换器件;储存用该电荷变换器件变换后的电荷的电容器;读出在该电容器中储存的电荷的电荷读出器件。本发明的射线探测器,为了对通过上述电荷读出器件从上述电容器中读出来的信号进行调整,还具备调整装置,用来消除由储存在电容器中的电荷产生的信号以外的信号。

Description

射线探测器
本发明涉及把薄膜晶体管(TFT)用做读出用的开关器件的射线探测器。
把TFT用做各个象素的开关器件的射线探测器，采用反复进行在玻璃基板的一侧的面上生成薄膜，借助于刻蚀进行图形化重叠地形成薄膜，再次进行图形化这样的工序的办法形成。
图1示出了现有的射线探测器的构成。射线探测器具有配置成网格状的多个象素203。各个象素203由可以直接把入射射线(例如X射线)变换成电荷的由硒构成的光电变换器件102、储存所产生的电荷的电容器103和信号读出用TFT101构成。储存在各个象素的电容器103中的电荷，通过TFT101和信号线105被读出到积分电路112中。
如图2所示，栅极驱动器108采用改变垂直选择线106的电位的办法，切换TFT101的导通(ON)/截止(OFF)。在TFT101在ON/OFF之间进行切换之际，从TFT101中将产生偏移电压ΔVout。偏移电压ΔVout可以用下式给出。
ΔVout＝(Cgs/Cout)×(Von-Voff)
如图3所示，其中，Cgs是TFT101的栅极和信号线之间的实效电容器，Von是TFT101的ON电压，Voff是TFT101的OFF电压，Cout是积分电路112的电容器110的电容。
即，在Cout小的情况下，ΔVout将变大。特别是在把射线探测器使用于X线透视中的情况下，相应于微小的检测信号，积分电路112的电容器110要使用电容Cout小的电容器，有必要对信号电压进行放大。与信号电压一起，偏移电压(offset voltage)ΔVout也被放大，变得非常大。放大后的偏移电压ΔVout使得积分电路112的动态范围实效上变窄。此外，放大后的偏移电压ΔVout还使积分电路112饱和。这些是S/N降低的原因。
本发明的目的是在射线探测器中提高S/N比。
射线探测器具备：矩阵状地排列的把入射射线变换成电荷的多个电荷变换器件；储存由该电荷变换器件产生的电荷的多个电容器；读出储存在该电容器中的电荷的电荷读出器件。除借助于电荷读出器件的ON/OFF切换等产生的储存在电容器中的电荷以外的电荷，能借助于调整装置消除。借助于此，提高S/N比。
本发明的其它的目的和优点，将在以下的说明中提出来，通过说明或实施本发明的实施例，部分目的和优点将会了解得更为清楚。本发明的目的和优点，可以利用下边特别指出的手段及其组合来实现。
附图的简单说明
结合于并构成本说明的一部分的附图，用来说明本发明的优选实施例，并结合上述概述和下边将要详细叙述的优选实施例，解释本发明的原理。
图1是现有的射线探测器的构成图。
图2是现有的(射线探测器的)动作说明图。
图3是现有的象素和积分电路的等效电路图。
图4是本发明的实施例1的射线探测器的构成图。
图5是实施例1的动作说明图。
图6示出了图4的积分电路的输出信号。
图7是图4的象素、虚设象素和积分电路的等效电路图。
图8是本发明的实施例2的动作说明图。
图9是本发明的实施例3的射线探测器的等效电路图。
图10是实施例3的动作说明图。
图11是本发明的实施例4的动作说明图。
图12是本发明的实施例5的动作说明图。
图13A-图13D示出了图4的虚设象素的各种变形。
图14是实施例1到实施例5的象素阵列的平面图。
图15-图19示出了实施例6的象素阵列区间的各种变形。
图20A-20D示出了图14-图19的虚设象素的各种变形。
图21示出了在实施例6中对虚设象素的输出误差的允许度。
图22是本发明的实施例7的动作说明图。
图23示出了在本发明的实施例8中，对虚设象素的TFT的栅极信号的恰当范围。
图24是本发明的实施例9的射线探测器的构成图。
图25是实施例9的动作说明图。
图26是在实施例1-实施例9中对积分电路的输出信号的采样动作说明图。
图27A是本发明的实施例10的射线探测器的构成图。
图27B示出了根据图27A的控制部分的控制从栅极驱动器提供给虚设象素的TFT的栅极信号。
图28示出了在实施例1-实施例10中积分电路的变形例。
图29是装载了实施例1-实施例10的射线探测器的射线诊断装置的构成图。
以下，用理想的实施例详细说明本发明。
实施例1
图4是本发明的实施例1的射线探测器的构成图。如图4所示，本实施例1的射线探测器具备探测入射进来的射线，例如，X线的X线探测部分1和读出与在X线探测部分中所探测出来的X线强度相应的信号的读出电路部分2。
X线探测部分1具有：配置成2维矩阵状的多个象素3；用来从象素3读出信号的信号线4；用来对来自象素3的信号读出进行选择的垂直选择线5；为降低后边要说的积分电路中的偏移(offset)，对从象素3输出的信号进行调整的调整部分6和用来控制调整部分6的调整部分控制线7。
各个象素3由把入射光线变换成与其强度相对应的量的电荷的光电变换器件31、储存在光电变换器件31中产生的电荷的电容器32和信号读出用的薄膜晶体管(以下，叫做读出用TFT)33构成。
作为光电变换器件31，例如，可以使用直接把X线变换成电荷的硒。此外，电容器32的一端被接地。此外，光电变换器件31的端子31a保持规定的电位。
另外，作为光电变换器件31，也可以是把入射射线间接地变换成与其强度相对应的量的电荷的类型的器件。在这种情况下，光电变换器件31由把入射射线变换成光的荧光体和把该变换后的光变换成电荷的光电二极管构成。
调整部分6由多个虚设象素9构成。多个虚设象素9分别连接到多条信号线4上。各个虚设象素9由调整用薄膜晶体管(以下，叫做调整用TFT)61和电容器62构成。各个虚设象素9，与象素3不同，不具备光电变换器件或光电变换器件不电连接到调整用TFT上。为此，各个虚设象素9并不产生信号电荷而是仅仅产生伴随着TFT的切换而产生的偏移。多个调整用TFT61共通连接到控制线7上。调整用TFT61用和读出用TFT33相同的工艺与读出用TFT33一起形成，此外，电容器62用与信号电荷储存用的电容器32同一工艺与信号电荷储存用的电容器32一起形成。借助于此，调整用TFT61具有与读出用TFT33大体上同一的特性。此外，电容器62具有与信号电荷储存用电容器32大体上同一的电容。
读出电路部分2具有：为了使多个读出用TFT33一齐进行ON/OFF而给垂直选择线5选择性地加上电压的栅极驱动电路21；为了使多个调整用TFT61一齐进行ON/OFF而给输出线7加上电压的栅极驱动器22；对通过读出用TFT读出来的电荷进行积分的积分电路23；依次选择被各个积分电路23放大后的信号的多路复用器24；控制栅极驱动器21、22和多路复用器24等读出电路部分2的各个构成部分的控制部分25。积分电路23具有放大通过读出用TFT33读出来的信号的放大器23a和积分用的电容器23b。
控制部分25，为了给垂直选择线5选择性地加上电压，对栅极驱动器21进行控制。连接到已加上ON电压的垂直选择线5上的读出用TFT33一齐变成为ON状态。读出用TFT33处于ON状态时，储存在电容器32中的信号电荷被读出到各自的信号线4上。控制部分25为了给垂直选择线5选择性地加上OFF电压，要对栅极驱动器21进行控制。连接到加上OFF电压的垂直选择线5上的读出用TFT33一齐变成为OFF状态。当读出用TFT33变成为OFF状态时，来自电容器32的信号电压的读出将停止。
如图5所示，控制部分25对栅极驱动器22进行控制，使得对于读出用TFT33的ON/OFF动作来说，调整用TFT61的ON/OFF动作变成为反相。即，当给垂直选择线6加上ON电压时，就与之同步地给控制线7加上OFF电压，而在给垂直选择线5加上OFF电压时，就与之同步地给控制线7加上ON电压。
控制部分25在调整用TFT61处于OFF状态的期间的期间以外，采用给复位用控制线8供给复位信号的办法使各个积分电路23复位。
其次，对该射线探测器的动作进行说明。
如图5所示，栅极驱动器21把分别与多条垂直选择线5对应的控制信号a1、a2、a3、a4的电压按顺序切换为ON电压。借助于此，读出用TFT33以行单位按顺序变成为ON。另一方面，栅极驱动器22与控制信号a1、a2、a3、a4的电压切换同步地把控制线7的控制信号b1的电压切换成OFF电压。另外，控制信号b1的振幅被设定为与控制信号a1(a2、a3、a4)的振幅大体上等价。
如图6所示，首先，在控制部分25的控制之下，栅极驱动器22给连接到调整用TFT61的栅极上的调整部分控制线7加上OFF电压，使各个调整用TFT61变成OFF。
与此大体上同时，栅极驱动器21，例如，给第1行的垂直选择线5加上ON电压，使连接到该垂直选择线5上的象素3的读出用TFT33变成ON。因此，储存在各个象素3的电容器32中的电荷就通过读出用TFT33流向信号线，在积分电路中被读出。
栅极驱动器21在经过了规定的读出时间后，使控制信号a1变成为OFF电压，与此大体上同时，栅极驱动器22给控制信号b1加上ON电压，使各个调整用TFT61变成为ON。
在这里，控制部分25，向复位用控制线8供给复位信号c1，在上述规定的读出时间前后的期间内，使各个积分电路23复位。
此外，在各个读出用TFT33的栅极和信号线4之间，在调整用TFT61的栅极和信号线4之间，如图7所示，作为电等效电路分别形成用电容器91、92表示的电容器。
在这些电容器91、92的电容Cgs、Cgs.sub相等的情况下，提供给读出用TFT33的栅极的栅极ON电压Von、栅极OFF电压Voff、与提供给调整用TFT61的栅极的栅极ON电压Von.sub、栅极OFF电压Voff.sub将变成为相等。就是说，栅极ON电压Von、栅极OFF电压Voff分别由式(2)和式(3)给出。
Von＝Von.sub…………(2)
Voff＝Voff.sub…………(3)
此外，也可以使得栅极ON电压和OFF电压之差变成为相等。在这种情况下，式(4)成立。
Von-Voff＝Von.sub-Voff.sub…………(4)
如图6所示，来自积分放大器23a的输出波形d1，在控制信号b1由ON变成为OFF时，调整用TFT就与信号线4断开，降低由调整用TFT61所产生的偏移ΔVout那么大的一个量。
紧接着这之后，当例如控制信号a1由ON变成为OFF时，读出用TFT就被连接到信号线4上，输出波形d1将上升与偏移ΔVout.sub大体上相等的由读出用TFT33所产生的偏移ΔVout那么大的一个量，再从这里根据规定的时间常数，上升与探测信号Vout对应的那么大的一个量。
这时，偏移ΔVout由图7所示的那样的电容器91的电容Cgs、栅极电压差(Von-Voff)和积分电路23的积分电容器23b的电容Cout决定，并由式(5)给出。
ΔVout＝Cgs(Von-Voff)/Cout…………(5)
当在积分电路23中进行读出时，控制信号a1变成为OFF电压，读出用TFT33与信号线切断，与此同时，输出波形d1降低一个偏移ΔVout那么大的量。
紧接着这之后，当控制信号b1由OFF变成为ON时，调整用TFT61就被连接到信号线4上，输出波形d1上升偏移ΔVout.sub这么一个量，然后，控制部分25向复位用控制线8供给复位信号c1，输出波形d1变成为零电平。
另外，调整用TFT61中的偏移ΔVout.sub，由同图所示的电容器92的电容Cgs-sub、栅极电压差(Von.sub-Voff.sub)和积分电路23的积分电容器23b的电容Cout决定，由式(6)给出。
ΔVout.sub＝Cgs.sub(Von.sub-Voff.sub)/Cout………(6)
以上的动作在第2行以下的读出用TFT33中也按照顺序执行，读出一张图象。
即，与读出用TFT在垂直方向扫描周期内变成为ON状态一次相对应，调整用TFT被驱动为在水平方向扫描周期内变成为ON状态一次。
如以上所说明的那样，倘采用实施例1，采用使调整用TFT61和各个象素的读出用TFT33相互反向动作的办法，使各自的偏移电压相互消除。借助于此，就可以实效地降低由进行切换所产生的偏移电压。因此，在探测透视等的小信号的情况下，由于可以足够地放大信号而不会浪费积分电路23的动态范围，故还可以提高S/N比。而且从阵列设计方面来看，由于可以使用现有的技术，故可以容易地进行制造而无须增加新的工序。
实施例2
图8是用来说明实施例2的射线探测器的动作的时序图。实施例2与上述实施例1不同之处在于：同时使2条垂直选择线5变成为ON，同时从在列方向上相邻的一对的象素3中读出信号电荷。
在本实施例2中，伴随着同时使2条垂直选择线5变成为ON，如图8所示，把提供给调整用TFT33的栅极的栅极ON电压Von.sub1和栅极OFF电压Voff.sub1之差、栅极ON电压Von.sub1和栅极OFF电压Voff.sub1之差设定得成为在实施例1中所采用的栅极ON电压Von.sub和栅极OFF电压Voff.sub之差的2倍。就是说，使栅极ON电压Von.sub1和栅极OFF电压Voff.sub1之差变成为遵从式(7)。
Von.sub1-Voff.sub1＝2(Von.sub-Voff.sub)………(7)
如以上所说明的那样，倘采用实施例2，可以得到与实施例1大体上相同的效果。此外，还可以使之快速地进行水平方向的扫描。
实施例3
图9是本发明的实施例3的射线探测器的构成图，而图10是用来说明该射线探测器的动作的时序图。
实施例3与上边所说的实施例1不同之处在于：对于多条的信号线4每一条分别设置2个虚设象素9。
如图9所示，该实施例3的射线探测器，具备X线探测部分1A和读出电路部分2A，X线探测部分1A具有：多个象素3；多条信号线4；多条垂直选择线5；调整部分6A；用来控制调整部分6A的调整部分控制线7。
各个象素3具有光电变换器件31、电容器32和读出用TFT33。
调整部分6A具有多个虚设象素9。对于一条信号线4设置2个虚设象素9。就是说，调整用TFT61二行并列，各行的调整用TFT上分别连接有调整部分控制线7。
读出电路部分2具有：栅极驱动器21A；栅极驱动器22A；具有积分放大器23a和积分电容器23b的积分电路32；多路复用器24和控制部分25A。
其次对该射线探测器的动作进行说明。
如图10所示，栅极驱动器21A，通过垂直选择线5，向第1行到第4行的各个读出用TFT33供给控制信号a5(a6，a7，a8)，在按顺序使之ON/OFF的同时，栅极驱动器22A，通过各条调整部分控制线7向各行的调整用TFT61供给控制信号b2(b3)，与读出用TFT 33的ON/OFF状态对应地使调整用TFT61进行ON/OFF。
在这里，在控制部分25A的控制之下，栅极驱动器22A使送往2条的调整部分控制线7、7上边的控制信号b2、b3变成为OFF电压，与此大体上同时，栅极驱动器21A使送往例如第1行和第2行这两条垂直选择线5、5上边的控制信号a5、a6变成为ON电压。
栅极驱动器21A，在经过了规定的读出时间后，使控制信号a5、a6变成为OFF电压，大体上与此同时，栅极驱动器22A使控制信号b2、b3变成为ON电压，控制部分25A使积分电路23复位。
借助于此，储存在读出用TFT33已变成为ON状态的各个象素的电容器32上的电荷，通过上述读出用TFT33流向信号线4，借助于积分电路23进行读出。
在其次的水平扫描周期中，栅极驱动器22A再次使控制信号b2、b3变成为OFF电压，大体上与此同时，栅极驱动器21A使送往第3行和第4行这两条垂直选择线5、5上边的控制信号a7、a8变成为ON电压，读出这些行的信号。反复进行以上的动作读出一张图象。
另外，在本实施例3中，也与上边所说的实施例1的情况一样，在电容器91、92的电容Cgs、Cgs.sub相等的情况下，提供给读出用TFT33的栅极的栅极ON电压Von、栅极OFF电压Voff和提供给调整用TFT61的栅极的栅极ON电压Von.sub、栅极OFF电压Voff.sub变成为相等。或者，栅极ON电压和栅极OFF电压之差变成为相等。
如以上所说明的那样，倘采用本实施例3，则可以得到与上边所说的实施例1大体上相同的效果。此外，由于可以同时进行2行的读出，故可以进行高速扫描。
实施例4
图11是用来说明本发明的实施例4的射线探测器的动作的时序图。实施例4与上边所说的实施例3的不同之处在于：其构成为每次选择1条垂直选择线进行驱动。
由于除此之外的构成与实施例3大体上是一样的，故省略其说明。
其次，对该平面型X线固体探测部分的动作进行说明。
如图11所示，栅极驱动器21A，通过垂直选择线5向第1行到第4行的各个读出用TFT33供给控制信号a9(a10，a11，a12)，按顺序使之ON/OFF的同时，栅极驱动器22A，通过各条调整部分控制线7向各行的调整用TFT61供给控制信号b4(b5)，与读出用TFT33的ON/OFF状态对应地使调整用TFT61进行ON/OFF。
在这里，在控制部分25A的控制之下，栅极驱动器22A使送往第1行的调整部分控制线7上边的控制信号b4变成为OFF电压，与此大体上同时，栅极驱动器21A使送往例如第1行的垂直选择线5上边的控制信号a9变成为ON电压。
栅极驱动器21A，在经过了规定的读出时间后，使控制信号a9变成为OFF电压，大体上与此同时，栅极驱动器22A使控制信号b4变成为ON电压，控制部分25A使积分电路23复位。
借助于此，储存在读出用TFT33已变成为ON状态的各个象素的电容器32上的电荷，通过上述读出用TFT33流向信号线4，借助于积分电路23进行读出。另外，在这期间控制信号b5则变成为ON电压。
在其次的水平扫描周期中，栅极驱动器22A使控制信号b4保持OFF电压的原样不变，这次使控制信号b5变成为OFF电压，大体上与此同时，栅极驱动器21A使送往第2行的垂直选择线5上边的控制信号a10变成为ON电压，并读出该行的信号。
然后，使控制信号b4变成为OFF电压，使送往第3行的垂直选择线5上边的控制信号a11变成为ON电压并读出该行的象素的电荷，使控制信号b5变成为OFF电压，使送往第4行的垂直选择线5上边的控制信号a12变成为ON电压，读出该行的象素的电荷。
如上所述，栅极驱动器22A与各行的象素的电荷的读出时对应起来，使控制信号b4、b5交互地变成为OFF电压。如以上那样，反复进行该动作以读出一张图象。
在用一个调整用TFT61进行驱动的情况下，从调整用TFT61变成为ON状态到其次变成为OFF状态为止所要的时间为几个μsec，对此，若用图11所示的本实施例4的驱动方法，则将变成为几十μsec。
如以上所说明的那样，倘采用本实施例4，则可以得到与上边所说的实施例1大体上相同的效果。此外，由于可以确保从调整用TFT61变成为ON状态到其次变成为OFF状态为止所要的时间，故可以使之进行更为稳定的动作。
实施例5
图12是用来说明本发明的实施例5的射线探测器的动作的时序图。实施例5与上边所说的实施例4不同之处在于：把1行的调整用TFT61的OFF状态的期间设定为使得包括2行那么多的量的读出用TFT33的读出时间，并使2行的调整用TFT61交互地进行ON/OFF。由于除此之外的构成与实施例4是一样的，故省略其说明。
其次，对该射线探测器的动作进行说明。如图12所示，栅极驱动器21A，通过垂直选择线5向第1行到第4行的各个读出用TFT33供给控制信号a13(a14，a15，a16)，按顺序使之ON/OFF的同时，栅极驱动器22A，通过各条调整部分控制线7向各行的调整用TFT61供给控制信号b6(b7)，与读出用TFT 33的ON/OFF状态对应地使调整用TFT61进行ON/OFF。
在这里，在控制部分25A的控制之下，栅极驱动器22A使送往第1行的调整部分控制线7上边的控制信号b6变成为OFF电压，与此大体上同时，栅极驱动器21A使送往例如第1行的垂直选择线5上边的控制信号a13变成为ON电压。
栅极驱动器21A，在经过了规定的读出时间后，使控制信号a13变成为OFF电压，大体上与此同时，栅极驱动器22A使控制信号b6保持OFF电压不变而使控制信号b7变成为ON电压，控制部分25A使积分电路23复位。
借助于此，储存在读出用TFT33已变成为ON状态的各个象素的电容器32上的电荷，通过上述读出用TFT33流向信号线4，借助于积分电路23进行读出。
在其次的水平扫描周期中，栅极驱动器22A使控制信号b6保持OFF电压的原样不变，使控制信号b7变成为OFF电压，大体上与此同时，栅极驱动器21A使送往第2行的垂直选择线5上边的控制信号a14变成为ON电压，并读出该行的信号。
其次，栅极驱动器22A使控制信号b7保持OFF电压的原样不变，使控制信号b6变成为OFF电压，大体上与此同时，栅极驱动器21A使送往第3行的垂直选择线5上边的控制信号a15变成为ON电压，并读出该行的信号。
然后，栅极驱动器22A使控制信号b6保持OFF电压的原样不变，使控制信号b7变成为OFF电压，大体上与此同时，栅极驱动器21A使送往第4行的垂直选择线5上边的控制信号a16变成为ON电压，并读出该行的信号。
如上所述，栅极驱动器22A与各行的象素的电荷的读出时对应起来使控制信号b6、b7交互地变成为OFF电压。如以上那样，反复进行该动作以读出一张图象。
如以上所说明的那样，倘采用本实施例5，则可以得到与上边所说的实施例4大体上相同的效果。
以上，详细地说明了本发明的实施例，但是具体的构成却不受该实施例的限制。例如，在上边所说的实施例中，作为光电变换器件，说明的是使用硒的情况，但是也可以使用增感纸与光电二极管的组合。
此外，虽然在实施例1中说明的是电容器91、92的电容Cgs、Cgs.sub相等的情况，但是在电容Cgs、Cgs.sub不同的情况下，决定栅极ON电压Von.sub和栅极OFF电压Voff.sub，使得式(8)成立。
Cgs(Von-Voff)＝Cgs.sub(Von.sub-Voff.sub)………(8)
此外，虽然在实施例1中，如图1和图13A所示，说明的是把电容62连接到调整用TFT61上的情况，但是，如图13B所示，也可以使调整用TFT61的一端接地。如图13C所示，还可以使调整用TFT61的一端维持在固定电位。再有，如图13D所示，还可以使调整用TFT61的一端开路。
但是，在采用图13B所示的那样的把接地连接到调整用TFT61上的方式之际，由于某种原因在调整用TFT61的源·漏间产生了电位差时，由于有电荷的出入，故要留意噪声的发生。此外，在采用图13C所示的那样的把固定电位连接到调整用TFT61上之际，要留意因调整用TFT61的源·漏间电位差所产生的漏电流的发生。此外，在图13D所示的那样的使调整用TFT61的一端开路之际，要留意因未连接的一侧的Cgs的影响而产生的调整用TFT的源·漏间的电位差。
此外，在实施例2中，虽然讲述的是进行同时使2条垂直选择线4变成为ON，同时读出2个象素这样的驱动的情况，但是，也可以同时使3条以上的n条的垂直选择线4变成为ON同时读出n个象素。
一般说，在同时使n条垂直选择线变成为ON，同时读出n个象素的情况下，对于栅极ON电压Von.sub2和栅极OFF电压Voff.sub2之差VoR.sub2-Voff.sub2来说，式(9)成立。
Von.sub2-Voff.sub2＝n(Von.sub-Voff.sub)…………(9)
此外，在实施例3中，虽然说明的是进行同时使2条垂直选择线变成为ON，同时读出2个象素这样的情况，但是也可以变成为同时使n条垂直选择线变成为ON这样的驱动。在这种情况下，要变成为提供这样的电压：使得提供给调整用TFT的栅极的栅极ON电压和栅极OFF电压之差变成为n倍。
此外，在实施例3中，在电容器91、92的电容Cgs、Cgs.sub不同的情况下，采用对提供给调整用TFT61的栅极的栅极ON电压Von和栅极OFF电压Voff进行调整的办法，使因读出用TFT32的切换而产生的偏移电压的影响变成为最小。
此外，在实施例4中，虽然说明的是使2行的调整用TFT交互地进行ON/OFF，每次选择1条垂直选择线的情况下的驱动方法，但是也可以采用在2行的调整用TFT之内，使连接到一方的调整用TFT的栅极上的调整部分控制线7总是变成为OFF状态，使另一方的调整用TFT与实施例1的情况同样地进行驱动的办法，每次选择1条垂直选择线。
此外，在实施例4中，虽然说明的是使与调整用TFT61的信号线4相反一侧的端子连接到电容上的情况，但是也可以使之开路(参照图13D)。
此外，在实施例5中，与实施例1的情况一样，除去把电容连接到调整用TFT61上之外，既可以变成为把接地连接起来，也可以使之开路而什么也不连接(参看图13A-图13D)。
实施例6
如图14所示，在上边所说的实施例1～5中，把多个象素3和虚设象素9的阵列制作到1个区间(section)内。对此，在实施例6中，把多个象素3和虚设象素9的阵列分开制作到多个区间内。
如图15到图19所示，形成2个或4个区间。有时候，取决于探测视野的大小要从上下2个方向读出信号，或从左右2个方向驱动垂直选择线5。垂直选择线5的信号由于各个区间的每一个区间在钝化方法等方面将产生差异，故必须对各个区间的每一个区间，分别独立地控制调整部分控制线7。此外，也有时候对于1条信号线4具有多个调整用控制部分。
把与通常的象素相同的那样的虚设象素(调整部分)9连接到调整用控制线7上。该虚设象素9的特征是不储存信号电荷。若在该虚设象素9中储存信号电荷，则不可能正确地消除象素3的TFT的偏移。为此，要作成为这样的构造：或者没有光电变换器件，或者即便是有光电变换器件也不使之连接到虚设象素9的TFT上。此外，理想的是具有这样的构造：使参与本身就是偏移的原因的电荷注入的发生的电容，即，信号线4和垂直选择线5之间的电容，与信号线4和调整用控制线7之间的电容变成为相同(图20A到图20D)。此外，至于虚设象素9的象素电容，可以考虑若干的情况。存在具有象素电容的情况，连接到固定电位上的情况，作成为开放端的情况(图20D)。
此外，还需要进行各个区间中的垂直选择线5的信号和调整用控制线7的信号的调整。在该调整中，对ON/OFF切换的定时、时间常数、振幅和电压值进行控制。理想地说，虽然应当使垂直选择线5的信号和调整用控制线7的信号的时间常数、定时一致，但是实际上，要使它们完全一致是困难的。此外，还有必要对多条垂直选择线5的信号和最少一条调整用控制线7进行补正，如果考虑垂直选择线5的不均一性，要用恒定的调整用控制线7使所有的垂直选择线5的信号和定时、时间常数都一致是困难的。实际上，只要调整到在积分电路等的后级的电路中信号不饱和那种程度即可。在这种情况下，如图21所示，在过渡状态下，虽然具有积分电路的输出值峰值，但该峰值不达到饱和即可。
此外，调整用控制线7的信号振幅，取决于同时变成为ON的垂直选择线5的条数或参与进来的电容而不同。参与进来的电容是垂直选择线5和信号线4之间的电容，若把该电容设为Cgs，把调整用控制线7和信号线4的电容设为Cgs.sub、把垂直选择线5的ON·OFF电压分别设为Von、Voff，把调整用控制线7的ON·OFF电压分别设为Von.sub、Voff.sub，理想地说，如果选择Von.sub、Voff.sub，使得下式成立，
(Von.sub-Voff.sub)×Cgs.sub＝(Von-Voff)×Cgs则可以消除因垂直选择线4所产生的偏移。
此外，在同时使S条(S是自然数)的垂直选择线5变成为ON状态，用T条(T是自然数)调整用控制线7，来消除偏移的情况下，可以把Von.sub、Voff.su选择为使得下式成立。
T×(Von.sub-Voff.sub)×Cgs.sub＝S×(Von-Voff)×Cgs
实施例7
在象素3中没有信号的情况下，积分电路的输出变成为0附近。在信号电荷只能在一个方向上储存，且积分电路可以向正负两侧输出的情况下，结果就变成为只能使用大约一半的动态范围，结果就变成为使动态范围变成为没用。于是，可以这样做：使调整用控制线7的ON·OFF电压进行移动，以便产生与信号电荷极性相反的电荷，从而可以最大限度地利用积分电路的动态范围(图22)。
例如，在要进行积分电路的偏移调整的情况下，如果设移动后的ON电压为Von.sub’，OFF电压为Voff.sub’，则将按照移动电压ΔVon.off.sub进行移动。
Von.sub’-Voff.sub’
    Vonsub-Voff.sub+ΔVon.off.sub
移动电压ΔVon.off.sub被设定为：如果把积分电路的电容器设为Cint，把想要偏移的电压设为ΔV，则使之满足下式。
ΔV×Cint＝ΔVon.off.sub×Cgs.sub
实施例8
另外，至于振幅，虽然可以由上述关系决定，但对于调整用控制线7的ON·OFF电压值来说，即便是使得在调整用控制用的TFT总为OFF的区域(漏电电流小的区域：图23中的ΔVbetter区域)中可以动作的电压，也应该使之足够小。借助于此，可以把连接到调整用控制线7上的虚设象素9的内部的影响抑制到最低限度。
实施例9
实际上，由于或者是在连接到各条垂直选择线5上的TFT中有不均一性，或者是在把信号提供给垂直选择线5的栅极驱动器中有不均一性，或者是在从象素开始到积分电路为止的距离内有差异，故有时候仅仅用反复进行ON·OFF的调整用控制线7，不能充分地补正净尽。在这种时候，采用对于每一条垂直选择线调整调整用控制线7的电压的办法，即便是微妙的不均一性也可以进行补正。为此，如图24、图25所示，需要对每一条垂直选择线5设置用来预先保持调整用控制线7的驱动信息(时间常数、定时)的存储器26，并用控制部分25的控制产生与该信息对应的电压。
另外，在上边所说的所有的实施例中，为了从积分电路的输出中抽出信号成分，对输出波形进行采样。作为该采样方法，有2种方法。
一种方法是对紧挨着读出TFT的ON的前边(S/H0)和紧挨着读出TFT的OFF的前边(S/H1)这两个地方采样，并把其差当作输出的方法。在这种情况下，存在着这样的问题：虽然可以充分地确保来自象素的信号转送时间，但在信号中也含有由读出用TFT产生的电荷注入的不均一性。
另一种方法，如图26所示，是对紧挨着读出TFT的ON的前边(S/H0)和读出TFT的OFF后(S/H2)这两个地方采样，并把其差当作输出(信号)的方法。在这种情况下，虽然来自象素的信号电荷转送时间缩短，但由于包括读出TFT的ON·OFF动作，故由读出TFT产生的电荷注入可以用自己的ON·OFF消除，因而可以消除每一个读出TFT的不均一性。
但是，在积分电路的积分电容小的情况下，在使读出TFT变成为ON时将变成为饱和。为此，可以采用驱动上述调整用TFT的办法避免因电荷注入引起的饱和。即，一时性的饱和，在由垂直选择线5引起的饱和和由调整用控制线7引起的饱和中，可以消除，由个体差引起的不均一性，可以采用使读出TFT和调整用TFT分别进行ON动作、OFF动作这2个动作的办法，用自己的电荷注入进行消除。借助于此，可以抑制面内分布。
实施例10
如图27A、图27B所示，在一个区间内具备多条调整用控制线7的情况下，在其中不是全数的调整用控制线7内产生了点缺陷和线缺陷时，就不使用该控制线7而用剩下的调整用控制线7，对电荷注入的消除进行补偿。这时，由于将发生缺陷线那么大的量的电荷，故采用放大所使用的调整用控制线7的振幅的办法，进行应付。如果，使用了存在缺陷的调整用控制线7，结果就变成为不能正确地对存在点缺陷的信号线4进行补正，作为缺陷线在图象中表现出来。即，可以采用不使用缺陷的调整用控制线7的办法，把对图象的影响抑制到最小限度。
作为防止由电荷注入引起的饱和而不使用调整用控制线7的方法，有这样的方法：直接向积分电路的输入端输入电荷来消除电荷注入。作为一种方法，可以采用把电容的一侧连接到积分电路的输入端，并使电容的另一端电压变化的办法来输入电荷。作为使电压变化的方法，有提供恒定的脉冲信号的方法。与上述的情况一样，对于定时或时间常数或振幅，也采用与每一个象素对应起来进行变化的办法能够进行更为正确的补正。在这种情况下，必须有预先保存象素信息的存储器及按照其信息的指示产生信号的驱动器。
变形例1
如图28A、图28B、图28C所示，在积分电路中使用差动放大器的情况下，把电容连接到与信号输入不同的输入端上，也可以得到同样的效果。
变形例2
上边所说的所有的射线探测器，都可以在射线诊断装置，例如X线诊断装置中应用。在图29中，示出了使用了射线探测器的X线诊断装置的构成。把射线探测器301配置为对于用来发生X线的X线发生源303来说，把载置被探测体的载物台302夹在中间。X线发生源303和射线探测器301，保持在C臂形的支架310上，以便可以任意地改变对被探测体的角度。该角度的控制，用系统控制部分304进行。输入装置109连接到系统控制部分304上。透视/摄影选择指令从输入装置309输入。系统控制部分304，根据已输入的透视/摄影选择指令，控制X线的照射条件和探测器301的图象收集条件。设置有显示器307，用来显示用射线探测器301收集的图象和用图象处理部分306处理后的图象。此外，还设置有图象记录部分308，用来记录用射线探测器301收集的图象和用图象处理部分306处理后的图象。
系统控制部分304，向X线发生源303和射线探测器301供给用来使来自X线发生源303的X线发生序列和射线探测器301的图象收集序列同步的控制信号。此外，系统控制部分304根据从连接到系统控制部分304上的输入装置309输入进来的透视/摄影选择指令，选择驱动速度与析象清晰度之间的关系并与该关系对应起来向射线探测器301的控制器22供给控制信号，这些控制信号用来设定对射线探测器301来说，同时变成为ON的垂直选择线5的条数和同时变成为ON的控制线7的条数，以及垂直选择线5的驱动电压和控制线7的驱动电压。另外，即便是变成为从输入装置309直接输入同时变成为ON的垂直选择线5的条数和同时变成为ON的控制线7的条数，以及垂直选择线5的驱动电压和控制线7的驱动电压也没有问题。这些控制信号，既可以是直接决定电压和驱动条数的信号，也可以是采用选择探测器301的透视/摄影的驱动模式的办法，间接地决定电压和驱动条数的信号。另外，间接性的控制信号可以用位于探测器301的内部的控制部分22变化成直接性的信号。
借助于此，对于探测器301来说，对于各种驱动模式的每一种模式，都可以使最佳的偏移消除发挥作用，可以收集技术人员所希望的图象。
对于本专业的人员来说其它的优点和变形是很容易想到的。因此，在其更为宽广的范围内，本发并不受限于在这里示出和讲述的特定细节和代表性的实施例。此外，在不偏离本发明的宗旨的范围内可以有由权利要求及其等效的说明所定义的种种的变形。

Claims (52)

1.一种射线探测器，其特征是具备：
把入射射线变换成电荷的电荷变换器件；
储存上述变换后的电荷的电容器；
读出上述所储存的电荷的电荷读出器件；
为了对通过上述电荷读出器件从上述电容器中读出来的信号进行调整，消除由储存在上述电容器中的电荷产生的信号之外的信号的调整装置。
2.权利要求1所述的射线探测器，其特征是：上述调整装置消除在上述电容器中储存的电荷以外的电荷。
3.权利要求1所述的射线探测器，其特征是：上述调整装置与上述电荷读出器件在同一衬底上边形成。
4.权利要求1所述的射线探测器，其特征是：上述电荷读出器件是开关器件。
5.权利要求1所述的射线探测器，其特征是：上述电荷读出器件是薄膜晶体管。
6.权利要求1所述的射线探测器，其特征是：上述调整装置具有与上述电荷读出器件用同一工艺制造的器件。
7.权利要求1所述的射线探测器，其特征是：上述调整装置由二极管或电容器构成。
8.一种射线探测器，其特征是具备：
把入射进来的射线变换成电荷的电荷变换器件；
储存上述变换后的电荷的电容器；
读出上述所储存的电荷的电荷读出器件；
为了对通过上述电荷读出器件从上述电容器中读出来的信号进行调整，消除起因于在上述电荷读出器件的ON/OFF期间内的状态变化而发生的电荷的调整装置。
9.权利要求7所述的射线探测器，其特征是：上述调整装置与上述电荷读出器件在同一衬底上边形成。
10.权利要求7所述的射线探测器，其特征是：上述电荷读出器件是薄膜晶体管。
11.一种射线探测器，其特征是具备：
把入射进来的射线变换成电荷的电荷变换器件；
储存上述变换后的电荷的电容器；
读出上述所储存的电荷的电荷读出器件；
为了对通过上述电荷读出器件从上述电容器中读出来的信号进行调整，在通过上述电荷读出器件从上述电容器中读出信号的期间与上述电荷读出器件电切断，在上述期间以外电连接到上述电荷读出器件上的调整装置。
12.权利要求10所述的射线探测器，其特征是：上述调整装置与上述电荷读出器件在同一衬底上边形成。
13.权利要求10所述的射线探测器，其特征是：上述电荷读出器件是薄膜晶体管。
14.一种射线探测器，其特征是具备：
把入射进来的射线变换成电荷的电荷变换器件；
储存上述变换后的电荷的电容器；
读出上述所储存的电荷的电荷读出器件；
对通过该电荷读出器件读出来的电荷进行积分的积分电路；
为了对通过上述电荷读出器件从上述电容器中读出来的信号进行调整，在通过上述电荷读出器件从上述电容器中读出信号的期间与上述电荷读出器件电切断，在上述期间以外电连接到上述电荷读出器件上的调整装置。
15.权利要求13所述的射线探测器，其特征是：上述调整装置，设于上述电荷读出器件与上述积分电路之间。
16.一种射线探测器，其特征是具备：
把入射进来的射线变换成电荷的电荷变换器件；
储存上述变换后的电荷的电容器；
读出上述所储存的电荷的读出用开关器件；
对读出来的电荷进行积分的积分电路；
用来对通过上述开关器件从上述电容器中读出到上述积分电路中的信号进行调整的调整用开关器件；
驱动上述读出用开关器件和上述调整用开关器件的驱动器；
为了用逆相使上述读出用开关器件和上述调整用开关器件动作，对上述驱动器进行控制的控制部分。
17.权利要求16所述的射线探测器，其特征是：上述调整装置，设于上述电荷读出器件与上述积分电路之间。
18.权利要求16所述的射线探测器，其特征是：上述读出用开关器件和上述调整用开关器件，分别是薄膜晶体管。
19.权利要求16所述的射线探测器，其特征是：上述控制部分，在含有上述调整用开关器件处于OFF状态的期间的期间以外，向上述积分电路供给复位信号。
20.权利要求16所述的射线探测器，其特征是：做成为上述调整用开关器件的与上述积分电路相反的一侧不储存信号电荷的构造。
21.权利要求16所述的射线探测器，其特征是：上述调整用开关器件的与上述积分电路相反的一侧的端子被设定为规定电位。
22.权利要求16所述的射线探测器，其特征是：上述调整用开关器件的与上述积分电路相反的一侧的端子被接地。
23.权利要求16所述的射线探测器，其特征是：在上述调整用开关器件的上述积分电路相反的一侧的端子上连接电容性器件。
24.权利要求16所述的射线探测器，其特征是：用来把上述电容器连接到上述积分电路上的信号线和用来控制上述调整用开关器件的通断的控制线之间的电容，对于用来控制上述信号线和上述读出用开关器件的通断的垂直线之间的电容，大致上是等价的。
25.权利要求16所述的射线探测器，其特征是：上述电荷变换器件、上述电容器和上述读出用开关器件，分别配置在多条信号线和多条垂直选择线之间的交点上，对于上述每一条信号线，至少每条一个地设置上述调整用开关器件，上述调整用开关器件至少共通连接到一条控制线上。
26.权利要求16所述的射线探测器，其特征是：上述电荷变换器件、上述电容器和上述读出用开关器件，在第1区间内配置在多条第1信号线和多条第1垂直选择线之间的交点上，在与上述第1区间在垂直方向上毗连的第2区间内，则配置在多条第2信号线和多条第2垂直选择线之间的交点上，对于每一条上述第1、第2信号线，至少每条设置一个地设置上述调整用开关器件，上述调整用开关器件在上述第1区间内，共通连接到第1控制线上，在上述第2区间内则共通连接到第2控制线上。
27.权利要求16所述的射线探测器，其特征是：上述电荷变换器件、上述电容器和上述读出用开关器件，在第1区间内配置在多条第1信号线和多条第1垂直选择线之间的交点上，在与上述第1区间在水平方向上毗连的第2区间内，则配置在多条第2信号线和多条第2垂直选择线之间的交点上，对于每一条上述第1、第2信号线，至少每条设置一个地设置上述调整用开关器件，上述调整用开关器件在上述第1区间内，共通连接到第1控制线上，在上述第2区间内则共通连接到第2控制线上。
28.权利要求16所述的射线探测器，其特征是：上述电荷变换器件、上述电容器和上述读出用开关器件，配置在多条信号线和多条垂直选择线之间的交点上，对于每一条上述信号线各设置规定个数(2个以上)的上述调整用开关器件，上述调整用开关器件每个连接规定个数地共通连接到控制线上。
29.权利要求28所述的射线探测器，其特征是：上述控制部分，对加在上述控制线上的电压个别地进行调整。
30.权利要求28所述的射线探测器，其特征是：上述控制部分把同时加上电压的控制线的条数设定为与同时加上电压的垂直选择线相同的条数。
31.权利要求27所述的射线探测器，其特征是：上述控制部分，对上述每一条控制线的施加电压定时和/或暂态特性个别地进行调整。
32.权利要求28所述的射线探测器，其特征是：上述控制部分根据上述每一条垂直选择线的施加电压定时和/或暂态特性，改变上述每一条控制线的施加电压定时。
33.权利要求28所述的射线探测器，其特征是：上述控制部分对每一个器件，设定上述读出用开关器件和上述调整用开关器件的ON电压和OFF电压。
34.权利要求28所述的射线探测器，其特征是：上述控制部分与上述每一条垂直选择线相对应地改变上述控制线的施加电压。
35.权利要求28所述的射线探测器，其特征是：上述控制部分，从上述调整用开关器件处于OFF电压的范围内选择上述控制线的施加电压。
36.权利要求28所述的射线探测器，其特征是：上述控制部分，对上述读出用开关器件的ON电压和OFF电压和进行同时驱动的控制线的条数进行控制，使得上述读出用开关器件的ON电压和OFF电压之差和在对应的信号线和垂直选择线之间形成的电容之积，与上述调整用开关器件的ON电压和OFF电压之差和在对应的信号线和控制线之间形成的电容之积变成为大致上等价。
37.权利要求28所述的射线探测器，其特征是：在上述信号线和上述垂直选择线之间形成的电容与在上述信号线和上述控制线之间形成的电容，大致上是同一的，上述控制部分，对上述读出用开关器件的ON电压和OFF电压和上述调整用开关器件的ON电压和OFF电压进行控制，使得在使上述读出用开关器件和上述调整用开关器件进行ON/OFF之际，上述读出用开关器件的ON电压和OFF电压之差和同时施加电压的垂直选择线的条数之积，对于上述调整用开关器件的ON电压和OFF电压之差和同时施加电压的控制线的条数之积，变成为大致上等价。
38.一种射线探测器，其特征是：具备：
把入射进来的射线变换成电荷的电荷变换器件；
储存上述变换后的电荷的电容器；
读出上述所储存的电荷的读出用开关器件；
对上述读出来的电荷进行积分的积分电路；
用来对通过上述开关器件从上述电容器中读出到上述积分电路中的信号进行调整的调整用开关器件；
驱动上述读出用开关器件和上述调整用开关器件的驱动器；
以及为了以逆相使上述读出用开关器件和上述调整用开关器件动作，对上述驱动器进行控制的控制部分；
上述控制部分把上述调整用开关器件的ON电压与OFF电压之差设定得比上述读出用开关器件的ON电压与OFF电压之差大。
39.权利要求38所述的射线探测器，其特征是：上述开关器件的ON/OFF电压之差与上述积分电路所能够输出的电压幅度大致上一致。
40.权利要求38所述的射线探测器，其特征是：上述开关器件的ON/OFF电压之差，如果设ON电压为Von.sub，OFF电压为Voff.sub，移动后的ON电压为Von.sub’，移动后的OFF电压为Voff.sub’，则进行满足下式的移动：
Von.sub’-Voff.sub’
    ＝Von.sub-Voff.sub+ΔVon.off.sub
上述移动电压ΔVon.off.sub，如果设上述积分电路的电容器为Cint，偏移电压为ΔV，上述调整用开关器件所用的控制线和上述电荷所用的信号线之间的电容为Cgs.sub，则设定为满足下式：
ΔV×Cint＝ΔVon.off.sub×Cgs.sub。
41.权利要求28所述的射线探测器，其特征是：上述控制部分，将某一调整用开关器件的缺陷，用与该调整用开关器件连接到同一信号线上的另一调整用开关器件进行补偿。
42.权利要求16所述的射线探测器，其特征是：上述积分电路的输出，进行上述读出用开关器件的紧挨着ON之前和紧挨着OFF之前的2次采样。
43.权利要求16所述的射线探测器，其特征是：上述积分电路的输出，进行上述读出用开关器件的紧挨着ON之前和紧挨着OFF之后的2次采样。
44.一种射线探测器，其特征是具备：
把入射进来的射线变换成电荷的电荷变换器件；
储存上述变换后的电荷的电容器；
读出上述电容器中储存的电荷的读出用开关器件；
对读出的电荷进行积分的积分电路；
设置为与上述积分电路并联的偏移调整用的的电容器；
连接到上述偏移调整用的电容器上的、用来提供任意的电压和暂态特性的读出控制装置。
45.权利要求44所述的射线探测器，其特征是：上述读出控制装置，为了按每一条垂直选择线调整提供给上述偏移调整用的电容器的信号的暂态特性，具有存储功能和暂态特性控制装置。
46.权利要求44所述的射线探测器，其特征是：上述读出控制装置，为了按每一条垂直选择线调整提供给上述偏移调整用的电容器的信号的电压，具有存储功能和电压控制装置。
47.一种射线诊断装置，该装置具有对于被探测体照射射线的射线发生源，和把上述被探测体夹在中间并与上述射线发生源相向配置，探测透过上述被探测体的射线的射线探测器，其特征是：
上述射线探测器具备：
矩阵状地排列的把入射射线变换成电荷的电荷变换器件；
储存上述变换后的电荷的电容器；
读出上述所储存的电荷的电荷读出器件；
用来消除储存在上述电容器中的电荷以外的电荷的调整装置。
48.一种射线诊断装置，具有对于被探测体照射射线的射线发生源，把上述被探测体夹在中间并与上述射线发生源相向配置，探测透过上述被探测体的射线的射线探测器，把用该射线探测器得到的信号作为医用图象进行显示的图象显示装置，和对这些全体进行控制的系统控制装置，其特征是；
上述射线探测器具备：
矩阵状地排列的把入射射线变换成电荷的电荷变换器件；
储存上述变换后的电荷的电容器；
读出上述所储存的电荷的电荷读出器件；
用来消除储存在上述电容器中的电荷以外的电荷的调整装置，
上述系统控制装置，
送出控制上述射线探测器的动作的控制信号，并把根据该控制信号所得到的探测器信号作为医用图象进行显示。
49.权利要求46所述的射线诊断装置，其特征是：还具有用来使上述射线发生源和上述射线探测器同步的控制部分。
50.权利要求49所述的射线诊断装置，其特征是：上述控制部分，根据摄影条件变更上述调整装置的动作条件。
51.一种射线诊断装置，该装置具有对于被探测体照射射线的射线发生源，和把上述被探测体夹在中间并与上述射线发生源相向配置，探测透过上述被探测体的射线的射线探测器，其特征是：
上述射线探测器具备：
矩阵状地排列的把入射射线变换成电荷的电荷变换器件；
储存上述变换后的电荷的电容器；
读出上述所储存的电荷的电荷读出器件；
为了对通过上述电荷读出器件从上述电容器中读出来的信号进行调整，用来消除起因于上述电荷读出器件在ON/OFF之间的状态变化而发生的电荷的调整装置。
52.一种射线诊断装置，该装置具有对于被探测体照射射线的射线发生源，和把上述被探测体夹在中间并与上述射线发生源相向配置，探测透过上述被探测体的射线的射线探测器，其特征是：
上述射线探测器具备：
矩阵状地排列的把入射射线变换成电荷的电荷变换器件；
储存上述变换后的电荷的电容器；
读出上述所储存的电荷的电荷读出器件；
为了对通过上述电荷读出器件从上述电容器中读出来的信号进行调整，在通过上述电荷读出器件从上述电容器中读出电荷的期间内与上述电荷读出器件电切断，在上述期间以外则电连接到上述电荷读出器件上的调整装置。
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