JP2002057947A - 撮影装置 - Google Patents

撮影装置

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JP2002057947A
JP2002057947A JP2000242315A JP2000242315A JP2002057947A JP 2002057947 A JP2002057947 A JP 2002057947A JP 2000242315 A JP2000242315 A JP 2000242315A JP 2000242315 A JP2000242315 A JP 2000242315A JP 2002057947 A JP2002057947 A JP 2002057947A
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JP
Japan
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signal
driving
circuit
reference clock
synchronization signal
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Application number
JP2000242315A
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English (en)
Inventor
Takekatsu Kitada
壮功 北田
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Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】駆動回路の数が増えても同期信号線の配線を簡
単にし、且つ、安定した動作をさせるとともに中継用の
バッファや水晶発振器/発振子などを削減でき、実装面
積的にもコスト的にも有利な撮像装置を提供する。 【解決手段】複数の駆動回路203はカスケード接続さ
れているので、同期信号生成回路202から各駆動回路
203まで個々の配線により直接接続する場合に比し、
配線の取り回しを簡略化すると共に、総配線長を短く抑
えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の撮像素子と、各
撮像素子を駆動する複数の駆動回路を有する撮像装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】近年、光電変換素子としてCCDなどの
固体撮像素子が数多く製品化されるようになってきた。
現在上市されているCCDは、1/2インチ程度の小型
のものが主流であるが、一般的なデジタルカメラなどで
は、結像される画像が小さいため、小型のCCDと、そ
の駆動回路とをそれぞれ一つずつしか必要とせず、それ
故露光制御をシンプルに行うことができる。
【0003】一方、撮影装置の一タイプである放射線撮
影装置などにおいてもデジタル化が促進されており、放
射線画像を光電変換して画像データ化することが行われ
ている。ここで、放射線撮影装置などにおいては、胸部
画像等の大判な画像を等倍で得る必要があり、従ってデ
ジタル化された放射線撮影装置においては、胸部画像等
をそのまま光電変換できる大判なCCDが必要とされて
いる。
【0004】ところが、一般的にCCDは大判になるに
つれ製造コストが急激に上昇することから、それを回避
するために、複数のCCDを2次元的に配置し、大きな
画像を一度に光電変換できる撮影装置が開発されてい
る。かかる場合、CCDを駆動するための駆動回路も、
それぞれ必要となっている。
【0005】このような撮影装置においては、駆動回路
以外の制御用回路などからの信号を、それぞれの駆動回
路に供給することにより、各駆動回路の同期をとる手法
が採用されている。また、駆動回路の基準となる基準ク
口ック信号は、駆動回路と対になって存在している水晶
発振器や振動子などの基準ク口ック生成源を用いて生成
している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】かかる手法では、駆動
回路の数が増えるに従い、同期或いは制御するための信
号線の配線が複雑になる。更に、配線長が延びることに
よりノイズの影響を受けやすくなり、動作が不安定にな
る傾向がある。これを改善するために中継用のバッファ
を設けることもあるが、コスト的にも実装面積的にも不
利になる等の問題がある。更に、基準ク口ックのごとき
信号を伝達する高速信号線の配線が長くなるにつれ、不
要輻射ノイズが発生し易くなり、外部機器を誤動作させ
る恐れもある。
【0007】更に従来、駆動回路へ基準クロック信号を
出力する基準クロック供給源は、駆動回路と対応づけら
れた水晶発振器や水晶発振子などが用いられるが、この
構成においては、駆動回路が増加するに従い、水晶発振
器や振動子などの基準クロック供給源も増加していくた
め、全体の回路構成がより複雑となり、またコスト高を
招く。
【0008】本発明は、駆動回路の数が増えても同期信
号線の配線を簡単にし、且つ、安定した動作をさせると
ともに中継用のバッファや水晶発振器/発振子などを削
減でき、実装面積的にもコスト的にも有利な撮像装置を
提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の撮影装置
は、複数の撮像素子と、各撮像素子を駆動する複数の駆
動回路と、基準クロック信号を発生させる発生手段と、
を有する撮影装置において、前記複数の駆動回路は、前
記基準クロック信号を伝達するために互いにカスケード
接続されていることを特徴とする。
【0010】本発明の第2の撮影装置は、複数の撮像素
子と、各撮像素子を駆動する複数の駆動回路と、同期信
号を発生させる発生手段と、を有する撮影装置におい
て、前記複数の駆動回路は、前記同期信号を伝達するた
めに互いにカスケード接続されていることを特徴とす
る。
【0011】
【作用】第1の本発明の撮影装置は、複数の撮像素子
と、各撮像素子を駆動する複数の駆動回路と、基準クロ
ック信号を発生させる発生手段と、を有する撮影装置に
おいて、前記複数の駆動回路は、前記基準クロック信号
を伝達するために互いにカスケード接続されているの
で、前記発生手段から各駆動回路まで個々の配線により
直接接続する場合に比し、配線の取り回しを簡略化する
と共に、総配線長を短く抑えることができる。ここで、
カスケード接続とは、駆動回路同士が信号伝達可能に接
続されていることをいい、一つの駆動回路が3つ以上の
駆動回路に接続されている場合を含む。
【0012】従って、前記駆動回路の少なくとも一つ
は、前記発生手段が発生した基準クロック信号を入力す
る入力端子と、該基準クロック信号を別な駆動回路に出
力する出力端子とを有すれば、カスケード接続が可能と
なるので好ましい。
【0013】第2の本発明の撮影装置は、複数の撮像素
子と、各撮像素子を駆動する複数の駆動回路と、同期信
号を発生させる発生手段と、を有する撮影装置におい
て、前記複数の駆動回路は、前記同期信号を伝達するた
めに互いにカスケード接続されているので、前記発生手
段から各駆動回路まで個々の配線により直接接続する場
合に比し、配線の取り回しを簡略化すると共に、総配線
長を短く抑えることができる。尚、同期信号にはトリガ
信号も含む。
【0014】従って、前記駆動回路の少なくとも一つ
は、前記発生手段が発生した同期信号を入力する入力端
子と、該同期信号を別な駆動回路に出力する出力端子と
を有すれば、カスケード接続が可能となるので好まし
い。
【0015】又、前記撮影装置は、放射線撮影装置であ
ると好ましい。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態を参照
して説明する。なお本実施の形態では、放射線画像検出
器に備えられたエリアセンサすなわち撮像素子として、
CCDを用いているが、C−MOSも同様に用いること
ができる。また、各画素の信号値は、放射線の照射量が
多い程高く、照射量が低い程低くなるものとして以下説
明する。
【0017】図1は、撮影装置の一タイプであるX線撮
影装置100の概略構成図である。図1において、X線
発生手段101によって発生したX線は、例えば人体で
ある被写体102を透過することにより、被写体内の
骨、肉等構造物でのX線吸収の差に起因して、場所毎に
強度の異なったものとなる。このX線を、X線画像検出
器103で検出する。X線画像検出器103は、X線の
受光強度に基づいた電気信号(画像データ)を出力す
る。かかる画像データに基づいて、被写体構造に基づい
たコントラスト(階調)を有する放射線画像が生成され
ることになる。
【0018】出力された画像データは、画像処理部10
4へ送られ、階調変換、周波数強調等の処理を施され
る。処理を施された処理済み画像にかかる画像データ
が、ネットワーク105へ送られ、画像診断用モニタ1
06に表示されたり、イメージャ107等でプリントさ
れ、診断に供されることとなる。
【0019】次に、放射線画像にかかる画像データの生
成の態様について説明する。図2は、X線画像検出器1
03の構成を示す図である。X線画像検出器103は、
以下のようにして、放射線画像にかかる画像データを生
成する。
【0020】i)まず、シンチレータ103aでX線を
受光する。シンチレータ103aは、受光したX線の強
度が強いほど発光強度の大きい蛍光を発する。 ii)シンチレータ103aによる発光は、2次元的
(アレイ状)に配置された複数のレンズユニット103
bを介して、個々のレンズユニット103bに対応して
配置された撮像素子を含むCCD103cの受光面に結
像される。レンズユニット103bとCCD103cと
は、一体となってレンズ・センサユニットを構成してい
ても良い。 iii)CCD103cでは、制御装置200からの制
御に従い、その受光面に受光した蛍光光を光電変換し、
電気信号として出力する。 iv)CCD103cから得られた電気信号は、位置補
正手段103da、飽和画素検出手段103db、画素
補間手段103dc、信号レベル補正手段103ddを
有する信号処理回路103dにおいて、デジタル画像デ
ータとして構築され、これに基づき放射線画像を得るこ
とができる。 v)信号処理回路103dにおいて、位置補正手段10
3daにより、CCD103cの配置ずれや、レンズユ
ニット103bの歪曲収差等による画素位置の誤差を修
正するとともに、複数のCCD103cを用いて画像を
得る場合には、個々のCCD103cから得られる部分
画像を合成する。 vi)さらに、飽和画素検出手段103dbが、CCD
103cに、直接X線が入射することによって信号飽和
した画素について補正し、画素補間手段103dcが、
飽和画素検出手段103dbによって検出された画素に
対し、その周辺に存在する画素の信号値から補間して当
該画素の信号値とする。 vii)最後に、信号レベル補正手段103ddが、シ
ンチレータ103aのムラ、CCD103c間の感度バ
ラツキ等による信号レベルのムラ等を補正する。これら
各補正手段によって補正を行った後、最終的に放射線画
像検出器103から画像データが出力される。
【0021】図3は、本実施の形態におけるCCDを駆
動する回路構成を示す図である。尚、以下に述べる実施
の形態では、説明を容易とするために、CCDを4個と
して表現しているが、数多く(たとえば192個)の撮
像素子が配置されている方が、配線簡略化の効果はより
大きい。又、駆動回路は、対応する1つのCCDを駆動
する例を示しているが、1つの駆動回路で複数のCCD
を駆動するようにしても良い。
【0022】図2,3において、複数のCCD103c
は、各々駆動回路203a〜203dを介して、発生手
段としての同期信号生成回路202に接続されている。
ここで、駆動回路203aは、同期信号生成回路202
から基準クロック信号を入力するための基準クロック入
力端子203a1と、同期信号を入力するための同期信
号入力端子203a3と、他の駆動回路203bへ基準
クロック信号を出力するための基準クロック出力端子2
03a2と、同期信号を出力するための同期信号出力端
子203a4と、対応するCCD103cを駆動するた
めの駆動信号出力端子203a5とを有している。
【0023】駆動回路203bは、駆動回路203aか
ら基準クロック信号を入力するための基準クロック入力
端子203b1と、同期信号を入力するための同期信号
入力端子203b3と、他の駆動回路203cへ基準ク
ロック信号を出力するための基準クロック出力端子20
3b2と、同期信号を出力するための同期信号出力端子
203b4と、対応するCCD103cを駆動するため
の駆動信号出力端子203b5とを有している。
【0024】駆動回路203cは、駆動回路203bか
ら基準クロック信号を入力するための基準クロック入力
端子203c1と、同期信号を入力するための同期信号
入力端子203c3と、他の駆動回路203cへ基準ク
ロック信号を出力するための基準クロック出力端子20
3c2と、同期信号を出力するための同期信号出力端子
203c4と、対応するCCD103cを駆動するため
の駆動信号出力端子203c5とを有している。
【0025】最後の駆動回路203dは、駆動回路20
3cから基準クロック信号を入力するための基準クロッ
ク入力端子203d1と、同期信号を入力するための同
期信号入力端子203d3と、対応するCCD103c
を駆動するための駆動信号出力端子203d5とを有し
ている。すなわち、駆動回路203a〜203dは、カ
スケード接続されている。
【0026】かかる構成の動作について説明する。尚、
不図示のシステム制御装置によって、CCD103c、
信号処理回路103d、駆動回路203a〜203d、
同期信号生成回路202、メモリ110が全体的に制御
されているものとする。
【0027】クロック発振器201が発生した源クロッ
クに基づいて、同期信号生成回路202において同期信
号と基準クロック信号が生成され、これらが最初の駆動
回路203aに入力される。同期信号と基準クロック信
号とを入力した最初の駆動装置203aは、これらの信
号を元に、対応するCCD103cの駆動信号を生成
し、かかる駆動信号を入力することによってCCD10
3cを駆動する。同時に、同期信号と基準クロック信号
を、次の駆動回路203bに対して出力する。
【0028】このとき、最初の駆動回路203aに設け
られた基準クロック出力端子203a2からは、基準ク
ロック入力端子203a1から入力された信号を、駆動
回路203a内でバッファリングして出力することがで
きる。尚、単純なバッファリングの他に位相調整などを
した後に基準クロック信号を出力しても良い。駆動回路
203aに設けられた同期信号出力端子203a4から
は、同期信号入力端子203a3から入力された同期信
号を、駆動回路203a内でバッファリングして出力す
ることができる。尚、単純なバッファリングの他に基準
クロックでラッチしたり、位相調整をした後に信号出力
しても良い。以下、同様であるため説明を省略する
【0029】同期信号と基準クロック信号とを入力した
次の駆動装置203bは、これらの信号を元に、対応す
るCCD103cの駆動信号を生成し、かかる駆動信号
を入力することによってCCD103cを駆動する。同
時に、同期信号と基準クロック信号を、次の駆動回路2
03cに対して出力する。
【0030】同期信号と基準クロック信号とを入力した
次の駆動装置203cは、これらの信号を元に、対応す
るCCD103cの駆動信号を生成し、かかる駆動信号
を入力することによってCCD103cを駆動する。同
時に、同期信号と基準クロック信号を、最後の駆動回路
203dに対して出力する。
【0031】同期信号と基準クロック信号とを入力した
最後の駆動装置203dは、これらの信号を元に、対応
するCCD103cの駆動信号を生成し、かかる駆動信
号を入力することによってCCD103cを駆動する。
【0032】このように同期信号生成回路202から出
力された基準ク口ック信号と同期信号は、最初の駆動回
路203aから最後の駆動回路203dへと順次伝達さ
れる。各駆動回路203a〜203dによって駆動され
たCCDからの画像信号は、信号処理回路103dによ
って信号処理され、メモリ110に記録される。或いは
不図示のシステム制御装置へと送られることとなる。
【0033】静止画撮影の際は、同期信号生成回路20
2から撮影指示用のトリガ信号が同期信号として出力さ
れ駆動回路203aに入力される。駆動回路203a
は、トリガ信号に同期してCCD103cを駆動し、C
CD103cは画像信号を出力する。画像信号は信号処
理回路103dによって信号処理され、メモリ110に
記録される。或いは不図示のシステム制御装置へと送ら
れることとなる。
【0034】図4は、本実施の形態の動作にかかるタイ
ミングチャートを示す図である。ここで、駆動回路で基
準クロック信号をバッファリングした場合、入力端子か
ら出力端子までの基準クロックの遅延時間は、一般的な
ASICなどでは10ns程度である。ここで、駆動回
路を16個×12個=192個設けて、直列的に全てを
カスケード接続した場合、一つの駆動回路での遅延が1
0nsとすると、第一番目の駆動回路から第百九十二番
目の駆動回路までの総遅延時間は1.92μsとなって
しまう(図4(a)参照)。
【0035】従って、適切な撮影を行うためには、この
遅延時間を考慮する必要がある。本実施の形態の動作を
示すフローチャート図である図5を用いて、本実施の形
態の撮影手法を説明する。第1の手法は、トリガ信号が
入力された後、所定時間X線照射を遅延させるものであ
る。より具体的には、図5(a)のステップS101に
おいて、撮影装置全体を制御するシステム制御装置にト
リガ信号が入力され、撮影準備指示が出されると、シス
テム制御装置は経時を開始し、各駆動回路はカスケード
接続順に従い、順次露光準備動作を開始する(ステップ
S102a〜S102z)。一方、X線発生手段は、ス
テップS103で照射準備を開始する。
【0036】ステップS104で、システム制御装置
は、経時に基づき所定時間(例えば1.92μs)が経
過したら、ステップS105でX線照射指示を出す。そ
れによりX線発生手段が、ステップS106でX線照射
を行うことで、全てのCCDにおいて受光ミスを行うこ
となく適切な露光がなされるようになっている。
【0037】第2の手法は、カスケード接続された最後
の駆動回路において露光駆動動作が行われた後、X線照
射を開始するものである。より具体的には、図5(b)
のステップS201において、撮影装置全体を制御する
システム制御装置にトリガ信号が入力され、撮影準備指
示が出されると、システム制御装置は経時を開始し、各
駆動回路はカスケード接続順に従い、順次露光準備動作
を開始する(ステップS202a〜S202z)。一
方、X線発生手段は、ステップS203で照射準備を開
始する。
【0038】ステップS204で、システム制御装置
は、最後の駆動回路が露光駆動動作を行ったと判断した
場合、ステップS205でX線照射指示を出す。それに
よりX線発生手段が、ステップS206でX線照射を行
うことで、全てのCCDにおいて受光ミスを行うことな
く適切な露光がなされるようになっている。
【0039】図6は、カスケード接続の配線例を示す図
である。図6(a)においては、全ての駆動回路203
が直列的にカスケード接続されている。かかる接続は、
列方向或いは行方向の一ラインに並んだ駆動回路203
を基準とし、一ラインの末端の駆動回路203まで接続
したら、隣接する次のラインの末端の駆動回路203に
接続し、以降この接続を繰り返すようになっている。同
期信号生成回路202から出力された基準クロック信
号、同期信号、トリガ信号などは、矢印に示すように
(以下同じ)、左上部の駆動回路203に入力され、末
端の駆動回路203まで順次伝達される。
【0040】図6(b)に示す例では、図6(a)の例
と同様、全ての駆動回路203を直列的にカスケード接
続しているが、かかる接続は、アレイ状に配置された駆
動回路203の周囲から中心に向かって渦巻きを描くよ
うになっている。この接続によれば、周囲の駆動回路2
03より中央の駆動回路203の方が遅れて露光開始さ
れるため、CCDの同期をとらない場合に、中央の駆動
回路203においては不要な露光時間が減少し、周辺に
比べ中央の画質が良く保たれるという効果がある。
【0041】図6(c)に示す例では、一ラインに並ん
だ左端の駆動回路203に、同期信号生成回路202を
並列的に接続し、各駆動回路203から更に分岐する形
でカスケード接続している。この接続によれば、一ライ
ンに並んだ左端の駆動回路203に、基準クロック信
号、同期信号、トリガ信号などを並行して入力できるた
め、全ての駆動回路203を直列的にカスケード接続す
る場合より信号の遅延時間が短くなるという利点があ
る。しかし、この接続においては、ライン数が多くなる
と、同期信号生成回路202の出力容量が問題になって
くるため、場合によっては途中に中継用のバッファを設
ける必要があるが、一部をカスケード接続することによ
って、カスケード接続しない場合に比べ、はるかに多く
のバッファを削減できる。
【0042】図6(d)に示す例では、まず一ライン
(縦)に並んだ左端の駆動回路203に出力端子を2つ
設けることで、これらをカスケード接続すると共に、各
駆動回路203から更に分岐する形でカスケード接続
(横)を行っている。この接続によれば、全ての駆動回
路203を直列的にカスケード接続する場合より信号の
遅延時間が短くなるという利点を有しながらも、ライン
数が多くなった場合でも、中継用のバッファ無しに動作
させることが可能であるという利点がある。
【0043】図6(e)に示す例では、駆動203を複
数のエリアに分けた上で、図6(d)に示すごとき接続
を行い、同期信号生成回路202からの基準信号、同期
信号、トリガ信号などは、まず各エリアの端の駆動回路
203に入力され、そこからカスケード接続されたエリ
ア内の駆動回路203に順次入力されるようになってい
る。
【0044】図6(f)に示す例では、図6(e)同
様、駆動回路203を複数のエリアに分けているが、各
エリア内では、中央の駆動回路203から周囲の駆動回
路203に放射状に接続を行っている。同期信号生成回
路202からの基準信号、同期信号、トリガ信号など
は、各エリアの中央の駆動回路203に入力され、そこ
から周囲の駆動回路203に並行して入力されるため、
上述した例の内、信号の遅延時間は最も短い。
【0045】尚、上記例では、同期信号生成回路202
を一個として図示、説明したが、1ラインや2ライン毎
或いは1エリア毎などのブロック毎に同期信号生成回路
を用意して接続しても良い。また、同期信号生成回路の
配置は特に規定しないが、接続先の駆動回路の近くが配
線長が短くなるので好ましい。更に本発明は、放射線撮
影装置のみならず、複数の撮像素子を有する全ての撮影
装置に適用可能である。
【0046】このように、本実施の形態によれば、駆動
回路が必要とする基準信号や同期信号を、互いに接続さ
れた駆動回路を介して伝達するので、駆動回路間の基準
クロック信号線や同期信号線を短縮できる。従って、ノ
イズに強い回路を提供することが出来る。しかも、基準
クロック信号や同期信号の中継用のバッファや水晶発振
器/発振子などを削減できるため、実装面積的にも、コ
スト的にも有利な撮像装置を提供することが出来る。
【0047】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、駆
動回路の数が増えても同期信号線の配線を簡単にし、且
つ、安定した動作をさせるとともに中継用のバッファや
水晶発振器/発振子などを削減でき、実装面積的にもコ
スト的にも有利な撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態にかかるX線撮影装置の概略構成
図である。
【図2】X線画像検出器103の構成を示す図である。
【図3】本実施の形態におけるCCDを駆動する回路構
成を示す図である。
【図4】本実施の形態の動作にかかるタイミングチャー
トを示す図である。
【図5】本実施の形態の動作を示すフローチャート図で
ある。
【図6】カスケード接続の配線例を示す図である。
【符号の説明】
101 X線発生手段 102 被写体 103 放射線画像検出器 103a シンチレータ 103b レンズユニット 103c CCD 103d 信号処理回路 104 画像処理部 105 ネットワーク 106 モニタ 107 イメージャ 201 クロック発振器 202 同期信号生成回路 203,203a〜203d 駆動回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04N 5/32 H04N 1/028 A // H04N 1/028 1/04 103Z Fターム(参考) 2G088 EE01 EE27 FF02 FF14 GG14 GG16 GG19 GG20 JJ05 JJ33 KK32 LL11 5C024 AX11 CY41 GX09 GY01 GY31 HX37 5C051 AA01 BA03 DA06 DB01 DB08 DC03 DE03 FA04 5C072 AA01 BA02 BA13 EA04 FA08 FB08 VA01

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の撮像素子と、各撮像素子を駆動す
    る複数の駆動回路と、基準クロック信号を発生させる発
    生手段と、を有する撮影装置において、 前記複数の駆動回路は、前記基準クロック信号を伝達す
    るために互いにカスケード接続されていることを特徴と
    する撮影装置。
  2. 【請求項2】 前記駆動回路の少なくとも一つは、前記
    発生手段が発生した基準クロック信号を入力する入力端
    子と、該基準クロック信号を別な駆動回路に出力する出
    力端子とを有することを特徴とする請求項1に記載の撮
    影装置。
  3. 【請求項3】 複数の撮像素子と、各撮像素子を駆動す
    る複数の駆動回路と、同期信号を発生させる発生手段
    と、を有する撮影装置において、 前記複数の駆動回路は、前記同期信号を伝達するために
    互いにカスケード接続されていることを特徴とする撮影
    装置。
  4. 【請求項4】 前記駆動回路の少なくとも一つは、前記
    発生手段が発生した同期信号を入力する入力端子と、該
    同期信号を別な駆動回路に出力する出力端子とを有する
    ことを特徴とする請求項1に記載の撮影装置。
  5. 【請求項5】 前記撮影装置は、放射線撮影装置である
    ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の撮
    影装置。
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