JP2002199282A

JP2002199282A - 光電変換装置、及びその駆動方法

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Publication number: JP2002199282A
Application number: JP2000396007A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Uehara; 和弘上原
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-12-26
Filing date: 2000-12-26
Publication date: 2002-07-12

Abstract

(57)【要約】【課題】スイッチング素子として薄膜トランジスタを
使用した場合に発生するフィードスルー信号成分のキャ
ンセルを行い、その重畳のない撮像データを検出可能な
光電変換装置、及びその駆動方法を提供する。【解決手段】光電変換装置である撮像装置は、光電変
換層１１にて光の照射量に応じた量の電荷（撮像デー
タ）を発生し、この電荷を補助容量１３に蓄積した後
に、ＴＦＴ１４の制御に従い、データライン８を介して
検出ＩＣ３側に転送する。また、データライン８にはＴ
ＦＴ１４と同一特性を有するキャンセル用ＴＦＴ２１が
設けられる。ＴＦＴ１４とキャンセル用ＴＦＴ２１と
は、互いに同期し、電圧の大きさが等しくかつ逆極性の
ゲート駆動信号によりオン・オフ制御が行われ、ＴＦＴ
１４からデータライン８に印加されたフィードスルー信
号成分は、ＴＦＴ２１から印加されたフィードスルー信
号成分によりキャンセルされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可視光やＸ線等の
電磁放射線の照射により像を形成する、たとえば放射線
撮像装置等の一次元もしくは二次元のイメージセンサ
（光電変換装置）、及びその駆動方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、医療分野においては、治療を迅速
かつ的確に行うために、患者の医療データをデータベー
ス化する方向へと進んでいる。Ｘ線撮影の画像データに
ついてもデータベース化の要求があり、Ｘ線撮影装置
（Ｘ線イメージセンサ）のデジタル化が望まれている。
このような装置として、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Th
inFilm Transistor）を用いた光電変換型の撮像装置
（光電変換装置）の適用が提案されている。以下、この
光電変換装置について、図９ないし図１２を参照して説
明する。

【０００３】図９に示すように、従来の光電変換装置
は、ガラス基板などの絶縁性基板上に光電変換層（また
は光電変換型素子：図示せず）を二次元的に配置してな
るセンサ基板１０１と、該センサ基板１０１を駆動する
複数の駆動ＩＣ１０２…と、該センサ基板１０１の駆動
の結果得られた出力（電気信号）を検出する複数の検出
ＩＣ１０３…とを含んでなる。上記複数の駆動ＩＣ１０
２は共通の駆動プリント基板１０４上に実装されて駆動
回路（駆動ＩＣ１０２＋駆動プリント基板１０４）１０
６を構成しており、一方、上記複数の検出ＩＣ１０３は
共通の検出プリント基板１０５上に実装されて検出回路
（検出ＩＣ１０３＋検出プリント基板１０５）１０７を
構成している。

【０００４】また、これらの駆動回路１０６、及び検出
回路１０７は、図示しないコントロール・通信回路（図
１０に示すコントロール・通信基板１１０上の回路）に
よりその動作を制御されている。なお、ここで言うコン
トロール・通信回路とは、センサ基板１０１のライン読
み出し走査やフレーム周期と同期を持たない信号を扱う
回路であって、ＣＰＵやメモリなどが例示され、これら
は外部回路との通信および光電変換装置全般の動作制御
を行う。

【０００５】上記の光電変換装置の構成および動作を、
図１０、図１１を参照しながら更に詳細に説明する。な
お、図１１においては、センサ基板１０１として１画素
に対応する領域のみの等価回路を示している。

【０００６】光電変換部として機能するセンサ基板１０
１は、入射した光を、受光量に応じた量の電荷に変換す
る光電変換層１１１と、該電荷を保持する補助容量１１
３と、補助容量１１３に蓄積された該電荷の読み出しを
制御するＴＦＴ(Thin Film Transistor)１１４とを含ん
で構成されている。上記の光電変換層１１１はアモルフ
ァスセレン等の層により構成され、バイアス電源１１２
と接続されてバイアス電圧が印加されるようになってい
る。また、ＴＦＴ１１４のドレイン電極Ｄは補助容量１
１３をなす電極の一方に、ゲート電極Ｇはゲートライン
（走査線）１０９を介して駆動ＩＣ１０２に、ソース電
極Ｓはデータライン（信号線）１０８を介して検出ＩＣ
１０３に接続されている。なお、ＴＦＴ１１４には、破
線で示すように、ゲート電極Ｇとドレイン電極Ｄとの
間、およびゲート電極Ｇとソース電極Ｓとの間に、電極
間のオーバーラップにて生ずる容量が存在している。

【０００７】撮像データに相当する可視光や放射線等が
光電変換層１１１に入射すると、光電変換層１１１では
受光量に応じた量の電荷（光電変換後の撮像データ）が
発生する。ここで発生した電荷はバイアス電圧の印加に
より補助容量１１３に送り込まれて蓄積される。なお、
以下の説明では、上記バイアス電圧を負の電圧とし、電
子が補助容量１１３に蓄積されるものとする。

【０００８】駆動ＩＣ１０２は、ＴＦＴ１１４のオン・
オフを制御するパルス（ゲート駆動信号）を発生し、こ
のパルスは、ゲートライン１０９を介してＴＦＴ１１４
のゲート電極Ｇに与えられる。そして、該パルスにより
ＴＦＴ１１４がオンされると、補助容量１１３に蓄積さ
れた電荷は、データライン１０８を介して検出ＩＣ１０
３側に供給される。

【０００９】また、駆動プリント基板１０４上には、駆
動ＩＣ１０２の制御およびコントロール・通信基板１１
０とのインターフェイスを行うための回路が形成されて
おり、一方、検出プリント基板１０５上には、検出ＩＣ
１０３の制御およびコントロール・通信基板１１０との
インターフェイスを行うための回路が形成されている。

【００１０】なお、ＴＦＴ１１４の駆動を行うゲートラ
イン１０９のライン数、並びに撮像データを転送するデ
ータライン１０８のライン数は、センサ基板１０１の大
きさ、画素ピッチにもよるが、いずれも一般に数百〜数
干ラインに設定される。また、駆動ＩＣ１０２の出力数
は、例えば数百に設定される。

【００１１】上記の検出ＩＣ１０３は、積分アンプ１１
５、ローパスフィルタ１１６、増幅アンプ１１７、並び
にサンプルホールド回路１１８等がこの順に接続されて
なる構成を、検出対象のデータライン数分（例えば数百
ライン数分）有してなっている。また、該検出ＩＣ１０
３では、回路のオフセット及びノイズを除去するため
に、二重相関サンプリングが行われる。

【００１２】補助容量１１３から、データライン１０８
を介して検出ＩＣ１０３側に読み出された電荷（撮像デ
ータに相当）は、まず積分アンプ１１５に入力される。
上記の積分アンプ１１５は、入力された電荷量に比例し
た電圧を出力し、この出力は、ローパスフィルタ１１６
を介して増幅アンプ１１７に入力される。なお、ローパ
スフィルタ１１６は、積分アンプ１１５の出力中のノイ
ズを低減するために設けられている。また、増幅アンプ
１１７は、入力された値（電圧値）を増幅して出力す
る。

【００１３】増幅アンプ１１７の出力は、サンプルホー
ルド回路１１８に入力され、一定期間保持される。この
保持された値は、検出ＩＣコントロール部１２０内のＡ
／Ｄ変換器（図示せず）に出力され、該Ａ／Ｄ変換器で
デジタルデータに変換された後に、画像データとして、
検出プリント基板１０５を介してコントロール・通信基
板１１０に時系列的に出力される。

【００１４】なお、積分アンプ１１５および増幅アンプ
１１７にはそれぞれ、リセットスイッチ１１９・１１９
が並列に接続されており、データライン１０８を介して
撮像データが入力される度に、上記のリセットスイッチ
１１９・１１９のオン・オフが行われて、これらアンプ
への新規な撮像データの入力がなされる。また、リセッ
トスイッチ１１９・１１９のオン・オフ動作は、検出Ｉ
Ｃコントロール部１２０の出力により制御される。検出
ＩＣコントロール部１２０は、検出ＩＣ１０３の制御及
び、検出ＩＣ１０３と検出プリント基板１０５とのイン
ターフェイスを行っている。

【００１５】以下、図１２などを参照しながら、上記従
来の光電変換装置の動作について説明を行う。該図に示
すように、この光電変換装置の積分アンプ１１５以降の
出力（ローパスフィルタ１１６の出力も含む）は、暗時
（該装置に光入射のないとき）と明時（該装置に光入射
のあるとき）とで異なるものとなり、図中では、暗時の
波形を実線で、また明時の波形を破線で示すものとす
る。以下、時間を追って動作を説明する。

【００１６】（１）時間ｔ１〜ｔ２図１２に示すように、時間ｔ１でＴＦＴゲート駆動信号
（走査信号）がオンレベルとなると、ゲート電極Ｇから
ドレイン電極Ｄとソース電極Ｓとへゲート駆動信号の電
荷が漏れ込むフィードスルー現象が生じる。これは、図
１１にて、ＴＦＴ１１４内に破線で記したように、ゲー
ト電極Ｇとドレイン電極Ｄとの間およびゲート電極Ｇと
ソース電極Ｓとの間に、ゲート電極Ｇとのオーバーラッ
プにより生ずる容量が存在していることに起因する。そ
して、このフィードスルー現象により漏れ込んできた電
荷（正孔）の影響で、積分アンプ１１５の出力は、時間
ｔ１以前（ＴＦＴ１１４が選択される以前）と比較して
電圧Ｗ１分下降する。

【００１７】暗時の場合には、積分アンプ１１５の出力
には、入力されたフィードスルー分の電圧Ｗ１のみが反
映されるが、明時（光入射時）では、そこに撮像データ
に相当する入力信号ΔＶ分の電圧信号が重畳されるの
で、該出力信号の波形が破線で示すようになる。また、
フィードスルー現象による積分アンプ１１５の出力の立
ち下がりは、センサ基板１０１のデータライン１０８の
時定数により時間ｔｄだけ遅れる。また、積分アンプ１
１５の出力が入力されるローパスフィルタ１１６の出力
は、図１２に示すように、時間ｔ１〜ｔ２の間で積分ア
ンプ１１５の出力値の変動に同調し該出力値に近づくよ
うに、所定の時定数を持って下降していく。

【００１８】（２）時間ｔ２〜ｔ５図１２に示すように、時間ｔ２でＴＦＴゲート駆動信号
がオフされると、オンした時に漏れ込んだのと同量かつ
逆極性の電荷（電子）が、フィードスルー現象により積
分アンプ１１５に流れ込む。これに対応して、積分アン
プ１１５の出力は、センサ基板１０１のデータライン１
０８の時定数にて決まる時間ｔｄで電圧Ｗ１分だけ上昇
する。

【００１９】一方、ローパスフィルタ１１６の出力は、
フィードスルー電圧を含む低い値から、該フィードスル
ー電圧分（電圧Ｗ１）を回復した積分アンプ１５の出力
値に近づくように自身の時定数に従って増加する。そし
て、時間ｔ３で、積分アンプ１５の出力値と同レベルの
安定した出力となる。

【００２０】ローパスフィルタ１１６の出力は、増幅ア
ンプ１１７を通してサンプルホールド回路１１８に送ら
れて、そこでホールドされる。そして、ローパスフィル
タ１１６の出力が安定する時間ｔ３から、リセットスイ
ッチ１１９がオンされる時間ｔ５の間の時間ｔ４（時間
ｔ２から、データイン１０８の時定数とローパスフィル
タ１１６の時定数とを合計した以上の時間経過後）でサ
ンプリングすると、暗時には出力Ｅ１に対応した値が、
また光入射時には出力Ｅ２に対応した値が得られる。

【００２１】（３）時間ｔ５時間ｔ５でリセットスイッチ１１９がオンされると、デ
ータライン１０８、積分アンプ１１５、ローパスフィル
タ１１６、並びに増幅アンプ１１７がリセットされる。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
上記の光電変換装置では、ＴＦＴ１１４のオン・オフの
際にフィードスルー現象が発生するが、この現象は、装
置動作に様々な悪影響をもたらす。例えば、第１の問題
点として、フィードスルー現象の発生により、撮像デー
タ以外に由来する電荷（フィードスルー信号成分）が検
出ＩＣ１０３に流れ込み、該検出ＩＣ１０３の消費電力
が増大することが挙げられる。また、第２の問題点とし
て、増幅する倍率によっては、増幅アンプ１１７をフィ
ードスルー信号成分によって飽和させてしまうことが挙
げられる。さらに、第３の問題点として、フィードスル
ー信号成分の影響により、高速動作を行うことが出来な
くなることが挙げられる。

【００２３】まず第１の問題点について説明する。図１
２に示すようにＴＦＴゲート駆動信号がオンレベルとな
ると、ゲート電極Ｇからドレイン電極Ｄやソース電極Ｓ
へ、電荷が漏れ込むというフィードスルー現象が生じ
る。そして、既に説明のように、漏れ込んできた電荷に
より積分アンプ１１５の出力は、電圧Ｗ１分下降する。
このフィードスルー信号成分を含んだ積分アンプ１１５
の出力は、後段の増幅アンプ１１７に入力され、そこで
数倍から数百倍に増幅して出力される。このように、画
像データ（撮像データ）に加えて、該画像データとは本
来無関係のフィードスルー信号成分をも、積分アンプ１
１５および増幅アンプ１１７で処理することにより、検
出ＩＣ１０３の消費電力は増大する。特に、検出ＩＣ１
０３には、通常数百個の積分アンプ１１５および増幅ア
ンプ１１７が搭載されており、フィードスルー信号成分
による消費電力の増大を看過することはできない。

【００２４】次に、第２の問題点について説明する。第
１の問題点で説明したように、ＴＦＴゲート駆動信号が
オンレベルとなると上記フィードスルー現象が生じて、
積分アンプ１１５の出力は電圧Ｗ１分下降する。そし
て、このフィードスルー信号成分を含んだ積分アンプ１
１５の出力は、後段の増幅アンプ１１７に入力されて数
倍から数百倍に増幅して出力されるが、このとき、増幅
アンプ１１７への入力電圧の大きさと増幅率（ゲイン）
との積が、増幅アンプ１１７の最大出力値より大きくな
ると、増幅アンプ１１７は飽和して安定動作に支障をき
たす虞がある。つまり本構成のように、フィードスルー
信号成分を含んだローパスフィルタ１１６からの出力
（特に、時間ｔ１〜ｔ２の間の出力）が増幅アンプ１１
７へ入力されると、上記入力電圧の大きさが過剰となっ
て増幅アンプ１１７の動作が不安定となる虞が極めて大
きくなる。

【００２５】次に、第３の問題点について説明する。上
記従来の構成では、フィードスルー信号成分を含まぬよ
うに画像データのサンプリングを行うためには、積分ア
ンプ１１５およびローパスフィルタ１１６の出力が安定
する時間ｔ４（時間ｔ３〜ｔ５の間）でサンプリングし
て、出力Ｅ１、Ｅ２を得る必要がある。つまり、良好な
画像データの出力を得るまでには、ＴＦＴ１１４、デー
タライン１０８、ローパスフィルタ１１６それぞれの時
定数を合計した時間分の待機を必要とし、画像データの
検出を迅速に行うことができない。

【００２６】また、動作の高速化を計るために、データ
ライン１０８の時定数を無視してＴＦＴ１１４がオンさ
れている期間にサンプリングをする場合、サンプリング
した値にはフィードスルー信号成分が含まれており、正
確な値とはならない。

【００２７】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたものであって、その目的は、スイッチング素子
として薄膜トランジスタを備えてなり、放射線（Ｘ線
等）や可視光などの電磁放射線の照射により像を形成す
る一次元、または二次元の光電変換装置（放射線撮像装
置等）において、薄膜トランジスタのスイッチング動作
時に発生するフィードスルー信号成分をキャンセルし、
該フィードスルー信号成分による検出用アンプの飽和、
動作異常、および消費電力の増加が防止されるととも
に、信号処理速度を高速化した場合であっても正確な画
像を読み取りうる光電変換装置、およびその駆動方法を
提供することにある。

【００２８】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる光電変換
装置は、上記の課題を解決するために、電磁放射線の照
射量に応じた量の電荷を発生する光電変換部Ａと、該光
電変換部Ａで発生した電荷を蓄積する容量部Ａと、該容
量部Ａに蓄積された電荷が転送される信号線と、上記信
号線および容量部Ａに接続され、容量部Ａから信号線へ
の電荷の転送を制御するスイッチング素子としての薄膜
トランジスタＡと、該薄膜トランジスタＡに、そのオン
・オフを制御する駆動信号Ａを供給する駆動手段Ａと、
上記信号線に転送された上記電荷の量を検出する検出手
段とを備えてなる光電変換装置において、上記薄膜トラ
ンジスタＡのオフ状態とオン状態との切り替え時に信号
線に印加されるフィードスルー信号成分と同期して、該
フィードスルー信号成分と逆極性のキャンセル用信号を
上記信号線に供給するキャンセル用信号供給手段が備え
られていることを特徴としている。

【００２９】上記の構成によれば、容量部Ａ（補助容
量）に蓄積された画像データである上記電荷を信号線に
転送する際に、薄膜トランジスタＡのオン・オフ状態切
り替えによって発生する上記フィードスルー信号成分
と、上記キャンセル用信号とが互いにキャンセルし合
う。その結果、上記薄膜トランジスタＡを介して信号線
に印加されたフィードスルー信号成分は即座に、大幅に
低減または完全に除去されるので、上記検出手段は、上
記光電変換層Ａにて発生した電荷の量をより迅速かつ正
確に検出することが可能となる。

【００３０】また、上記検出手段の前段部には、入力さ
れる電荷の量（電荷量）を電圧に変換して増幅出力する
増幅手段（増幅アンプ）が一般に設けられているが、上
記のように、検出手段に入力される信号成分（入力され
る電荷量に応じた電圧）から上記フィードスルー信号成
分を低減（あるいは除去）しておけば、該増幅手段の余
分な動作を防ぐことができて、消費電力の低減を図るこ
とができる。同時に、高倍率増幅時での増幅手段の信号
飽和も防止可能となるので、その安定動作を実現可能と
なる。

【００３１】さらに、信号線に印加される上記フィード
スルー信号をほぼ０とできることから、このフィードス
ルー信号成分とキャンセル用信号とは、互いに逆極性で
あることに加えて、その電圧の大きさ（電位差の絶対
値）がほぼ等しいことがより好ましい。

【００３２】なお、本発明で、「フィードスルー信号成
分と同期して、キャンセル用信号を信号線に供給する」
とは、高速駆動を実現するために、上記フィードスルー
信号成分とキャンセル用信号とがほぼ完全に同期して信
号線に与えられることが特に好ましいが、信号線上にお
けるフィードスルー信号成分の印加位置とキャンセル用
信号の印加位置との距離などの諸条件を考慮して、両信
号間にわずかな印加タイミングのずれを設ける場合など
も実質的な「同期」とみなすものとする。

【００３３】また上記の光電変換装置の一例としては、
上記キャンセル用信号供給手段が、所定量の電荷を蓄積
する容量部Ｂと、上記信号線および容量部Ｂに接続さ
れ、容量部Ｂから信号線への電荷の転送を制御するスイ
ッチング素子としての薄膜トランジスタＢと、上記薄膜
トランジスタＢに、そのオン・オフを制御する駆動信号
Ｂを供給する駆動手段Ｂとを含んでなり、上記駆動信号
Ａと駆動信号Ｂとが互いに同期し、かつ逆極性となって
いるものが挙げられる。

【００３４】上記の構成によれば、駆動信号Ａと駆動信
号Ｂとが互いに同期し、かつ逆極性となっているので、
上記薄膜トランジスタＡを介して信号線に印加されるフ
ィードスルー信号成分と、上記薄膜トランジスタＢを介
して信号線に印加されるフィードスルー信号成分（上記
キャンセル用信号に相当）とが互いに同期し、かつ逆極
性となる。その結果、上記薄膜トランジスタＡを介して
信号線に印加されたフィードスルー信号成分が即座に、
大幅に低減または完全に除去されるので、上記検出手段
は、上記光電変換層Ａにて発生した電荷の量をより迅速
かつ正確に検出することが可能となる。

【００３５】なお、上記の構成においては、上記薄膜ト
ランジスタＡと薄膜トランジスタＢとが略同一特性を有
するとともに、上記駆動信号Ａと駆動信号Ｂとが互いに
同期し、電圧の大きさがほぼ等しくかつ逆極性となって
いることがより好ましく、これにより、上記薄膜トラン
ジスタＡを介して信号線に印加されたフィードスルー信
号成分をほぼ完全に除去可能となる。

【００３６】本発明にかかる光電変換装置はさらに、上
記光電変換部Ａとほぼ同一特性を有し、かつ、上記薄膜
トランジスタＢに接続された光電変換部Ｂを備えている
構成であってもよい。

【００３７】上記の構成によれば、信号線にフィードス
ルー信号成分を印加し、それぞれほぼ同一特性を有する
上記薄膜トランジスタＡと薄膜トランジスタＢとが、ほ
ぼ同一特性を有する光電変換部Ａ、光電変換部Ｂにそれ
ぞれ接続された構成となる。そのため、両薄膜トランジ
スタＡ・Ｂから印加される上記フィードスルー信号成分
の大きさがさらに一致し易くなり、薄膜トランジスタＡ
を介して信号線に印加されたフィードスルー信号成分を
ほぼ完全に除去可能となる。

【００３８】なお、光電変換部Ｂは光電変換部Ａと同一
プロセスで作成可能であり、むしろ光電変換部Ｂの形成
を防止するためのマスキング工程などが不要となること
から、装置全体の製造プロセスをより簡素化可能とな
る。

【００３９】また必要に応じて、上記光電変換部Ｂへの
上記電磁放射線の入射を防止する遮蔽部をさらに設ける
こともでき、この場合には、光電変換部Ｂでの電荷の発
生が防止される。よって、薄膜トランジスタＢから信号
線に放出される電荷量はそのフィードスルー信号成分に
相当するもののみとなり、薄膜トランジスタＡによって
発生するフィードスルー信号成分をより正確にキャンセ
ル可能となる。

【００４０】本発明にかかる光電変換装置はさらに、上
記信号線に沿って設けられた複数の上記薄膜トランジス
タＡのオン・オフ制御が同期してなされるときに、上記
キャンセル用信号供給手段が、上記信号線に対して複数
設けられる構成であってもよい。

【００４１】上記検出手段による検出を行う際、Ｓ／Ｎ
比（Signal to Noise Ratio)を向上させるために、上記
複数の薄膜トランジスタＡのオン・オフ制御を同期的に
行い、一つの信号線に沿って設けられた複数画素の光電
変換部Ａで発生した（微小）電荷を信号線上で加算する
駆動方法が採用される場合がある。このとき該信号線に
対して上記キャンセル用信号供給手段を複数（より好ま
しくは薄膜トランジスタＡと同数）設け、各キャンセル
用信号供給手段に含まれる薄膜トランジスタＢを薄膜ト
ランジスタＡと同期的に駆動することにより、複数の薄
膜トランジスタＡからのフィードスルー信号成分を効率
的にキャンセル可能となる。

【００４２】また、本発明にかかる光電変換装置は、上
記駆動手段Ａと駆動手段Ｂとが一チップ内に形成されて
いる構成であってもよい。

【００４３】上記の構成によれば、駆動手段Ｂを別個の
素子（ＩＣチップ）でおこす必要がなくなり、コスト低
減を図ることができる。また、駆動手段Ａと駆動手段Ｂ
とを、センサ基板などへワンステップで実装可能とな
り、実装作業の簡素化およびコスト削減を図ることがで
きる。

【００４４】本発明にかかる光電変換装置の駆動方法
は、上記の課題を解決するために、電磁放射線の照射量
に応じた量の電荷を発生する光電変換部Ａと、発生した
電荷を蓄積する容量部Ａと、該容量部Ａに蓄積された電
荷が転送される信号線と、上記信号線および容量部Ａに
接続され、容量部Ａから信号線への電荷の転送を制御す
るスイッチング素子としての薄膜トランジスタＡと、該
薄膜トランジスタＡに、そのオン・オフを制御する駆動
信号Ａを供給する駆動手段Ａと、上記信号線に転送され
た上記電荷の量を検出する検出手段とを備えてなる光電
変換装置の駆動方法であって、上記薄膜トランジスタＡ
のオフ状態からオン状態への切り替え時に信号線に印加
されるフィードスルー信号成分と同期して、該フィード
スルー信号成分と逆極性のキャンセル用信号を上記信号
線に供給し、次いで、上記薄膜トランジスタＡをオン状
態としたままで、上記信号線に転送された電荷の量を、
上記検出手段により検出することを特徴としている。

【００４５】上記光電変換装置を駆動する際には、薄膜
トランジスタＡをオフ状態からオン状態に切り替え、次
いでオン状態から再度オフ状態に切り替えた後に上記信
号線に転送された電荷の量を検出することも可能である
が、この場合には、薄膜トランジスタＡをオン状態から
オフ状態に切り替えた際に発生するフィードスルー信号
成分の信号線への印加状態が安定するまで（例えば、薄
膜トランジスタＡのオフ状態での時定数に相当する時
間）サンプリング（電荷量の検出）を待機する必要があ
る。

【００４６】しかしながら、上記の方法によれば、オン
状態とした薄膜トランジスタＡを再度オフ状態にするこ
となく電荷量の検出を行うので、上記薄膜トランジスタ
Ａのオフ状態での時定数に相当する時間の待機を省略可
能となり、光電変換装置の高速駆動が可能となる。

【００４７】なお、上記の方法では、薄膜トランジスタ
Ａをオン状態として、該薄膜トランジスタＡから信号線
へのフィードスルー信号成分の印加状態が安定するまで
（より具体的には、検出手段内に設けられるローパスフ
ィルタなどの時定数と信号線の時定数との合計時間分）
待機し、信号線内に転送される電荷の量を検出すること
がより好ましい。

【００４８】本発明にかかる光電変換装置の駆動方法は
また、上記の課題を解決するために、電磁放射線の照射
量に応じた量の電荷を発生する光電変換部Ａと、該光電
変換部Ａで発生した電荷を蓄積する容量部Ａと、該容量
部Ａに蓄積された電荷が転送される信号線と、上記信号
線および容量部Ａに接続され、容量部Ａから信号線への
電荷の転送を制御するスイッチング素子としての薄膜ト
ランジスタＡと、該薄膜トランジスタＡに、そのオン・
オフを制御する駆動信号Ａを供給する駆動手段Ａと、上
記信号線に転送された上記電荷の量を検出する検出手段
とを備えてなるとともに、電磁放射線の照射量に応じた
量の電荷を発生する光電変換部Ｂと、該光電変換部Ｂで
発生した電荷を蓄積する容量部Ｂと、上記信号線および
容量部Ｂに接続され、容量部Ｂから信号線への電荷の転
送を制御するスイッチング素子としての薄膜トランジス
タＢと、上記薄膜トランジスタＢに、そのオン・オフを
制御する駆動信号Ｂを供給する駆動手段Ｂとを含んでな
る光電変換装置の駆動方法であって、上記駆動信号Ａお
よび駆動信号Ｂとして、互いに同期し、かつ逆極性の信
号を用い、上記薄膜トランジスタＡがオフ状態でかつ上
記薄膜トランジスタＢがオン状態であるときに、上記光
電変換部Ｂにて発生し、信号線に転送される電荷を、上
記検出手段をリセットすることで消去し、次いで、上記
薄膜トランジスタＡをオフ状態からオン状態へ、また上
記薄膜トランジスタＢをオン状態からオフ状態へ同時に
切り替えることにより、薄膜トランジスタＡを介して信
号線に印加されるフィードスルー信号成分と、薄膜トラ
ンジスタＢを介して信号線に印加される逆極性のフィー
ドスルー信号成分とを重畳して、信号線に転送される電
荷の量を上記光電変換部Ａにて発生した電荷の量により
近い値に補正し、次いで、上記検出手段により、上記信
号線に転送された電荷の量を検出することを特徴として
いる。

【００４９】上記の方法によれば、薄膜トランジスタＡ
をオンする前に光電変換部Ｂで発生した電荷を消去し、
この電荷が光電変換部Ａにて発生する電荷に重畳されな
いようになっているので、上記検出手段は、光電変換部
Ａにて発生する電荷の量により近い量の電荷をサンプリ
ング可能となる。

【００５０】

【発明の実施の形態】〔実施の形態１〕本発明の実施の
一形態について、図１ないし図３に基づいて説明すれば
以下の通りである。なお、本願発明は、本実施の形態に
記載の範囲内のみに限定されるものではない。

【００５１】本実施の形態に係る撮像装置（イメージセ
ンサ：光電変換装置）は、光電変換部（電荷発生部）に
おいてＸ線や可視光線などの電磁放射線の照射をうけ
て、その照射量に応じた電荷を発生し、この電荷をデー
タ信号（撮像データ信号：画像データ信号）として読み
出す装置であって、該電荷の読み出しを制御する薄膜ト
ランジスタ（スイッチング素子）のオン動作に由来する
フィールドスルー信号分（フィールドスルー電圧分）
を、読み出されるデータ信号に対し補償する機構を備え
てなるものである。なお、本願発明で光電変換層などの
光電変換部とは、電磁放射線の光子の照射を受け、該光
子を、その照射量（受光量）に応じた量の電荷に変換す
る構成一般を指すものとする。

【００５２】この撮像装置は、図３に示すように、ガラ
ス基板などの絶縁性基板上に光電変換層（図示せず）を
二次元的に配置してなるセンサ基板１と、該センサ基板
１を駆動する複数の駆動ＩＣ２…と、該センサ基板１の
駆動の結果得られた出力（電気信号）を検出する複数の
検出ＩＣ（検出手段）３…とを含んでなる。上記複数の
駆動ＩＣ２…は、その入力側で共通の駆動プリント基板
４上に実装されて駆動回路（駆動ＩＣ２＋駆動プリント
基板４）を構成しており、その出力側でｎ本のゲートラ
イン（走査線Ｇ₁〜Ｇ_n）９…と接続されて、センサ基
板１に走査信号（ゲート駆動信号：駆動信号Ａ）を供給
するようになっている。一方、上記複数の検出ＩＣ３…
は、その出力側で共通の検出プリント基板５上に実装さ
れて検出回路（検出ＩＣ３＋検出プリント基板５）を構
成しており、その入力側でｍ本のデータライン（信号線
Ｓ₁〜Ｓ_m）８…と接続されて、センサ基板１から撮像
データ（画像データ）を読み出すようになっている。な
お、ゲートライン９とデータライン８とは、センサ基板
１内で互いに直交するように配されている。

【００５３】また、駆動プリント基板４上には、駆動Ｉ
Ｃ２の制御およびコントロール・通信基板１０とのイン
ターフェイスを行うための回路が形成されており、一
方、検出プリント基板５上には、検出ＩＣ３の制御およ
びコントロール・通信基板１０とのインターフェイスを
行うための回路が形成されている。

【００５４】なお、以下に説明するＴＦＴ（薄膜トラン
ジスタＡ）１４の駆動を行うゲートライン９のライン数
ｎ、並びに撮像データを転送するデータライン８のライ
ン数ｍは、センサ基板１の大きさ、画素ピッチにもよる
が、いずれも一般に数百〜数干ラインに設定される。ま
た、駆動ＩＣ２の出力数は、例えば数百に設定される。

【００５５】上記の駆動回路および検出回路は、コント
ロール・通信基板１０上に設けられたコントロール・通
信回路（制御部）によりその動作を制御されている。な
お、ここで言うコントロール・通信回路とは、センサ基
板１のライン読み出し走査やフレーム周期と同期を持た
ない信号を扱う回路であって、ＣＰＵやメモリなどが例
示され、これらは外部回路との通信および光電変換装置
全般の動作制御を行う。

【００５６】本実施の形態にかかる撮像装置にはさら
に、上記センサ基板１上に、フィードスルー信号成分キ
ャンセル用ＴＦＴ（薄膜トランジスタＢ：以下、キャン
セル用ＴＦＴと称する）２１…とフィードスルー信号成
分キャンセル用補助容量（以下、キャンセル用補助容量
と称する）２２…とを含んで構成されるフィードスルー
信号成分キャンセル用ＴＦＴエリア（以下、キャンセル
用ＴＦＴエリアと称する）２８が設けられており（図
１、図３参照）、加えて、上記キャンセル用ＴＦＴ２１
を駆動するためのフィードスルー信号成分キャンセル用
駆動回路（駆動手段Ｂ：以下、キャンセル用駆動回路と
称する）２３を備えてなる点に特徴を有する。そして、
これらの構成を備えることで、センサ基板１からのデー
タ信号の読み出しを制御するＴＦＴ（スイッチング素
子）のオン動作に由来するフィールドスルー信号分を、
読み出されるデータ信号に対し補償することができるよ
うになっている。

【００５７】以下、上記の撮像装置の構成および動作
を、図１ないし図３を参照しながら更に詳細に説明す
る。なお、図１では、説明の便宜上、センサ基板１とし
て１画素に対応する領域のみの等価回路を示している。

【００５８】光電変換部として機能するセンサ基板１
は、光や放射線（特にＸ線）などの電磁波の照射を受け
て、その照射量に応じた量の電荷を生成する光電変換層
（光電変換部Ａ）１１と、該電荷を保持する補助容量
（容量部Ａ）１３と、補助容量１３に蓄積された電荷の
読み出しを制御するＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄
膜トランジスタ）１４とを含んで構成されている。上記
の光電変換層１１はアモルファスセレン等の層により構
成され、バイアス電源１２と接続されてバイアス電圧が
印加されるようになっている。また、ＴＦＴ１４のドレ
イン電極Ｄ_Aは補助容量１３をなす電極の一方に、ゲー
ト電極Ｇ_Aはゲートライン（走査線）９を介して駆動Ｉ
Ｃ（駆動手段Ａ）２に、ソース電極Ｓ_Aはデータライン
（信号線）８を介して検出ＩＣ３に接続されている。な
お、ＴＦＴ１４には、破線で示すように、ゲート電極Ｇ
_Aとドレイン電極Ｄ_Aとの間、およびゲート電極Ｇ_Aと
ソース電極Ｓ_Aとの間に、電極間のオーバーラップにて
生ずる容量が存在している。

【００５９】上記の検出ＩＣ３は、積分アンプ１５、ロ
ーパスフィルタ１６、増幅アンプ１７、並びにサンプル
ホールド回路１８等がこの順に接続されてなる構成を、
検出対象のデータライン数分（例えば数百ライン数分）
有してなっている。また、該検出ＩＣ３では、回路のオ
フセット及びノイズを除去するために、二重相関サンプ
リングが行われる。

【００６０】補助容量１３から、データライン８を介し
て検出ＩＣ３側に読み出された電荷（撮像データに相
当）は、まず積分アンプ１５に入力される。上記の積分
アンプ１５は、入力された電荷量に比例した電圧を出力
し、この出力は、ローパスフィルタ１６を介して増幅ア
ンプ１７に入力される。なお、ローパスフィルタ１６
は、積分アンプ１５の出力中のノイズを低減するために
設けられている。また、増幅アンプ１７は、入力された
値（電圧値）を増幅して出力する。

【００６１】増幅アンプ１７の出力は、サンプルホール
ド回路１８に入力され、一定期間保持される。この保持
された値は、検出ＩＣコントロール部２０内のＡ／Ｄ変
換器（図示せず）に出力され、該Ａ／Ｄ変換器でデジタ
ルデータに変換された後に、デジタル画像データとし
て、検出プリント基板５を介してコントロール・通信基
板１０に時系列的に出力される。

【００６２】なお、積分アンプ１５および増幅アンプ１
７にはそれぞれ、リセットスイッチ１９・１９が並列に
接続されており、データライン８を介して撮像データが
入力される度に、上記のリセットスイッチ１９・１９の
オン・オフが行われて、これらアンプへの新規な撮像デ
ータの入力がなされる。また、リセットスイッチ１９・
１９のオン・オフ動作は、検出ＩＣコントロール部２０
の出力により制御される。検出ＩＣコントロール部２０
は、検出ＩＣ３の制御及び、検出ＩＣ３と検出プリント
基板５とのインターフェイスを行っている。

【００６３】この撮像装置では、上記キャンセル用ＴＦ
Ｔエリア２８（図３参照）は、検出ＩＣ３…が実装され
るセンサ基板１の一辺の対辺に沿って帯状に形成されて
おり、このエリアの伸長方向に沿って複数のキャンセル
用ＴＦＴ２１…（図１では一つのみ示す）が配置されて
いる。より具体的には、これらのキャンセル用ＴＦＴ２
１は一本のデータライン８に対応して一つずつ設けられ
ており、そのゲート電極Ｇ_Bがゲートライン９ａと、そ
のソース電極Ｓ_Bが上記データライン８と、そのドレイ
ン電極Ｄ_Bが上記キャンセル用補助容量（容量部Ｂ）２
２の一方の端子と接続されている。

【００６４】なお、上記のゲートライン９ａは、キャン
セル用ＴＦＴエリア２８内にゲートライン９と平行に一
本のみ設けられており、その一端にはキャンセル用駆動
回路２３が接続されている。また、キャンセル用駆動回
路２３は、上記の駆動プリント基板４を介して、コント
ロール・通信基板１０上のコントロール・通信回路（制
御部）に接続されており、後述するタイミングで、キャ
ンセル用ＴＦＴ２１にそのオン・オフを制御する走査信
号（ゲート駆動信号：駆動信号Ｂ）を供給するようにな
っている。

【００６５】また、上記キャンセル用ＴＦＴ２１の電気
的特性は、ＴＦＴ１４と略同一となるように設計されて
いる。さらに、キャンセル用ＴＦＴ２１のゲート電極Ｇ
_Bとドレイン電極Ｄ_Bとの間およびゲート電極Ｇ_Bとソ
ース電極Ｓ_Bとの間には、これら電極間のオーバーラッ
プにより容量が生じているが、この容量値（静電容量）
もＴＦＴ１４の場合と略同一となるよう設計されてい
る。なお、上記キャンセル用ＴＦＴ２１とＴＦＴ１４と
は同一基板上に形成されるものであり、同一材料、同一
規格で形成することはさほど困難ではない。

【００６６】上記のキャンセル用ＴＦＴ２１は、光電変
換による電荷の転送が目的ではなく、フィードスルー信
号成分の即時的なキャンセルを目的としているため、そ
のドレイン電極側には光電変換層が接続されない。ま
た、キャンセル用補助容量２２も、補助容量１３と同じ
容量値（静電容量）となるよう設計されている。

【００６７】キャンセル用駆動回路２３は、駆動ＩＣ２
…と同期して、ほぼ電圧の大きさが等しくかつ逆極性
（すなわち、電位差の絶対値が等しく±が逆）の走査信
号（駆動信号Ｂ）を、ゲートライン９ａを介してキャン
セル用ＴＦＴ２１に与える。このような構成とすること
により、ＴＦＴ１４のオン・オフ状態切り替え時におけ
る、フィードスルー信号成分をキャンセルすることが可
能となる。以下、図２に示す撮像装置の駆動タイミング
チャートなども参照しながら説明する。

【００６８】（１）時間ｔ１〜ｔ２撮像データに相当する可視光や放射線等が光電変換層１
１に入射すると、光電変換層１１では入射量に応じた量
の電荷（光電変換後の撮像データ）が発生する。ここで
発生した電荷はバイアス電圧の印加により補助容量１３
に送り込まれて蓄積される。なお、以下の説明では、上
記バイアス電圧を負の電圧とし、電子が補助容量１３に
蓄積されるものとする。

【００６９】駆動ＩＣ２は、ＴＦＴ１４のオン・オフを
制御するパルス（ゲート駆動信号：駆動信号Ａ）を発生
し、このパルスは、ゲートライン９を介してＴＦＴ１４
のゲート電極Ｇ_Aに与えられる。そして、図２に示す時
間ｔ１で該パルスがオフレベルからオンレベルとなると
ＴＦＴ１４がオンされて、補助容量１３に蓄積された電
荷は、データライン８を介して検出ＩＣ３側に供給され
る。

【００７０】このとき、ゲート電極Ｇ_Aを介してドレイ
ン電極Ｄ_Aとソース電極Ｓ_Aとへ正孔が漏れ込むという
フィードスルー現象が生じるが、同時に（すなわち時間
ｔ１で）、キャンセル用ＴＦＴ２１のゲート駆動信号
（駆動信号Ｂ）をオンレベルからオフレベルとすると、
前記正孔と逆極性かつ同電荷量（同電気量）の電子が、
キャンセル用ＴＦＴ２１のドレイン電極Ｄ_Bとソース電
極Ｓ_Bとへ漏れ込んでくる。

【００７１】すでに説明したように、各データライン８
には、ＴＦＴ１４のソース電極Ｓ_Aと、キャンセル用Ｔ
ＦＴ２１のソース電極Ｓ_Bとが接続されているので、そ
れぞれのソース電極から、互いに逆極性かつ電荷量の等
しい正孔および電子が漏れ込んでくる。また、各データ
ライン８には、複数のＴＦＴ１４…が接続されている
が、それぞれのＴＦＴ１４は異なるタイミングで駆動さ
れる（一時には一つのＴＦＴ１４のみが駆動される）。
このため、データライン８上のフィードスルー信号成分
による電荷の総和はほぼ０となり、ＴＦＴ１４由来のフ
ィードスルー信号成分はキャンセルされる。つまり、積
分アンプ１５の出力にフィードスルー信号成分による変
化が出現することが抑制される。

【００７２】また、実際には、それぞれのゲート駆動信
号のタイミングのずれや、ＴＦＴ１４とキャンセル用Ｔ
ＦＴ２１とのオン・オフ特性の違い等により、正孔、電
子がデータライン８に漏れ込んでくるスピードに差がで
き、時間ｔ１および、後続する時間ｔ２で積分アンプ１
５の出力が若干変化する場合もあるが、いずれの場合で
も、データライン８上のフィードスルー信号成分による
電荷の総和をより０に近づけることが可能となる。

【００７３】また、データライン８において上記フィー
ドスルー信号成分による電荷の総和がほぼ０となるの
で、図２に実線で示すように、暗時では、積分アンプ１
５の出力は変化しないが、明時（光入射時）では、そこ
に撮像データに相当する入力信号ΔＶの電圧信号のみが
重畳されるので、出力信号の波形が破線で示すようにな
る。その結果、積分アンプ１５の出力が入力されるロー
パスフィルタ１６の出力は、暗時では変化は無いが、光
入射時では、時間ｔ１〜ｔ２の間で積分アンプ１５の出
力値の変動に同調し該出力値に近づくように、所定の時
定数を持って上昇していく。

【００７４】（２）時間ｔ２〜ｔ５図２に示す時間ｔ２では、ＴＦＴ１４へのＴＦＴゲート
駆動信号がオフされて、オン時に漏れ込んだのと同量か
つ逆極性の電荷（すなわち同一電荷量の電子）が、フィ
ードスルー現象によりデータライン８に流れ込み、同時
に、上記キャンセル用ＴＦＴ２１へのＴＦＴゲート駆動
信号がオンされて、オフ時に漏れ込んだのと同量かつ逆
極性の電荷（すなわち同一電荷量の正孔）が、フィード
スルー現象によりデータライン８に流れ込む。この結
果、データライン８に漏れ込んだ電子と正孔とは互いに
打ち消し合って、積分アンプ１５の出力値に変化を与え
ない。つまり、積分アンプ１５は、上記入力信号ΔＶの
みが重畳された出力信号の出力を維持する。

【００７５】その結果、積分アンプ１５の出力が入力さ
れるローパスフィルタ１６からの出力は、暗時では変化
は無いが、光入射時では、積分アンプ１５の出力値の変
動に同調し該出力値と同等の出力（入力信号ΔＶのみが
重畳された出力）を維持する。そして、所定値で安定し
たこの出力は、光電変換後の撮像データとして、サンプ
リングに供される。

【００７６】すなわち、上記ローパスフィルタ１６の出
力は、増幅アンプ１７を介してサンプルホールド回路１
８に送られて、所定時間ホールドされる。そして、時間
ｔ３〜ｔ５間の時間ｔ４（サンプリングタイミング）、
より具体的には、時間ｔ２からデータライン８の時定数
とローパスフィルタ１６の時定数との合計以上の時間が
経過した後に、光電変換後の撮像データ（上記サンプル
ホールド回路１８でホールドされたデータ）をサンプリ
ングすると、暗時には出力Ｆ１に対応した値が、また光
入射時には出力Ｆ２に対応した値が得られる。

【００７７】（３）時間ｔ５時間ｔ５でリセットスイッチ１９・１９がオンされる
と、データライン８、積分アンプ１５、ローパスフィル
タ１６、並びに増幅アンプ１７がリセットされて、デー
タライン８に次に入力される撮像データのサンプリング
が実行可能な待機状態となる。

【００７８】以上のように、本実施の形態にかかる撮像
装置では、撮像データの出力を制御するＴＦＴ１４とキ
ャンセル用ＴＦＴ２１とを一本のデータライン８に設け
て、いずれか一方をオフからオンするタイミングで他方
をオンからオフにすることにより、ＴＦＴ１４用のゲー
ト駆動信号のデータライン８への漏れ込みに起因するフ
ィードスルー信号成分を、キャンセル用ＴＦＴ２１由来
のフィードスルー信号成分（キャンセル用信号）により
打ち消し合うように構成したものである。

【００７９】この構成によれば、ＴＦＴ１４由来のフィ
ードスルー信号成分の重畳のない撮像データをサンプリ
ングすることが可能となり、より高精度な一次元、二次
元撮像装置を提供可能となる。また、該フィードスルー
信号成分による検出用アンプ（積分アンプ１５、増幅ア
ンプ１７）の飽和、動作異常、および消費電力の増加が
防止されるとともに、信号処理速度を高速化した場合で
あっても正確な画像を読み取ることが可能となる。

【００８０】なお、いうまでもないが、本発明にて採用
されるキャンセル用信号供給手段は、上記キャンセル用
ＴＦＴ２１などを含んだ構成に特に限定されるものでは
ない。すなわち、ＴＦＴ１４のオフ状態とオン状態との
切り替え時にデータライン８に印加されるフィードスル
ー信号成分と同期して、該フィードスルー信号成分と逆
極性のキャンセル用信号をデータライン８に供給可能な
構成であれば、特に限定なく採用可能である。

【００８１】また、上記の説明では、ＴＦＴ１４がオフ
状態からオン状態になるときに、キャンセル用ＴＦＴ２
１がオン状態からオフ状態になる場合を例に挙げて説明
を行ったが、ＴＦＴ１４とキャンセル用ＴＦＴ２１とが
同時にオフ状態からオン状態になるものであってももち
ろんフィードスルー信号成分をキャンセルする効果は得
られる。この場合には、図２に示すキャンセル用ＴＦＴ
２１に供給される駆動信号がハイレベル（該図ではオン
レベルと記載）となるタイミングでキャンセル用ＴＦＴ
２１がオフされ、ロウレベル（該図ではオフレベル）と
なるタイミングでキャンセル用ＴＦＴ２１がオンされ
る。

【００８２】また、図３に示す構成のセンサ基板１で
は、ゲートライン方向にｍ個、データライン方向にｎ個
の光電変換素子（光電変換層１１、ＴＦＴ１４、および
補助容量１３からなる構成）が並んでいる。この構成で
は、１回のゲートライン駆動信号（ＴＦＴ１４用）で読
み出されるデータはｍ個になるので、フィードスルー信
号成分キャンセル用ＴＦＴエリア２８に、キャンセル用
ＴＦＴ２１をゲートライン方向にｍ個並べ、それぞれデ
ータライン８に接続すればよい。

【００８３】そして、これらｍ個のキャンセル用ＴＦＴ
２１を、１ラインの検出毎に、図２に示すように駆動す
れば、センサ基板１全体のデータ読み取りにおいて、フ
ィードスルー信号成分のキャンセルを行うことが可能と
なる。

【００８４】〔実施の形態２〕本発明の他の実施の形態
について、図４などに基づいて説明すれば以下の通りで
ある。なお、本願発明は、本実施の形態に記載の範囲内
のみに限定されるものではない。

【００８５】本実施の形態では、図１および図３に示す
構成を有する撮像装置の駆動方法のバリエーションにつ
いて説明を行う。上記実施の形態１では、ＴＦＴ１４が
オフされ、かつキャンセル用ＴＦＴ２１がオンされたタ
イミング（図２に示す時間ｔ４）で、撮像データのサン
プリングを行う例について説明したが、場合によって
は、ＴＦＴ１４がオンされ、かつキャンセル用ＴＦＴ２
１がオフされたタイミングでのサンプリングも可能であ
り、状況に応じてサンプリングに要する時間を短縮可能
となる。以下、図１、図３に示す撮像装置の構成、並び
に図４に示す撮像装置の駆動タイミングチャートなども
参照しながら説明する。

【００８６】（１）時間Ｔ１〜Ｔ２撮像データに相当する放射線等が光電変換層１１に入射
すると、入射量に応じた量の電荷が発生する。ここで発
生した電荷はバイアス電圧の印加により補助容量１３に
送り込まれて蓄積される。なお、以下の説明では、上記
バイアス電圧を負の電圧とし、電子が補助容量１３に蓄
積されるものとする。

【００８７】駆動ＩＣ２は、ＴＦＴ１４のオン・オフを
制御するパルス（ゲート駆動信号：走査信号）を発生
し、このパルスは、ゲートライン９を介してＴＦＴ１４
のゲート電極Ｇ_Aに与えられる。そして、図４に示す時
間Ｔ１で該パルスがオンレベルとなるとＴＦＴ１４がオ
ンされて、補助容量１３に蓄積された電荷は、データラ
イン８を介して検出ＩＣ３側に供給される。

【００８８】このとき、ゲート電極Ｇ_Aを介してドレイ
ン電極Ｄ_Aとソース電極Ｓ_Aとへ正孔が漏れ込むフィー
ドスルー現象が生じるが、同時に（すなわち時間Ｔ１
で）、キャンセル用ＴＦＴ２１のゲート駆動信号（走査
信号）をオンレベルからオフレベルとすると、前記正孔
と逆極性かつ同電荷量の電子が、キャンセル用ＴＦＴ２
１のドレイン電極Ｄ_Bとソース電極Ｓ_Bとへ漏れ込んで
くる。

【００８９】各データライン８には、ＴＦＴ１４のソー
ス電極Ｓ_Aと、キャンセル用ＴＦＴ２１のソース電極Ｓ
_Bとが接続されているので、それぞれのソース電極か
ら、互いに逆極性かつ電荷量の等しい正孔および電子が
漏れ込んでくる。このため、データライン８上のフィー
ドスルー信号成分による電荷の総和はほぼ０となり、Ｔ
ＦＴ１４由来のフィードスルー信号成分はキャンセルさ
れる。つまり、積分アンプ１５の出力にフィードスルー
信号成分による変化が出現することが抑制される。

【００９０】また、実際には、それぞれのゲート駆動信
号のタイミングのずれや、ＴＦＴ１４とキャンセル用Ｔ
ＦＴ２１とのオン・オフ特性の違い等により、正孔、電
子がデータライン８に漏れ込んでくるスピードに差がで
き、時間Ｔ１および、後述する時間Ｔ３で積分アンプ１
５の出力が若干変化する場合もあるが、いずれの場合で
も、データライン８上のフィードスルー信号成分による
電荷の総和をより０に近づけることが可能となる。

【００９１】また、データライン８において上記フィー
ドスルー信号成分による電荷の総和がほぼ０となるの
で、図４に実線で示すように、暗時では、積分アンプ１
５の出力は変化しないが、光入射時では、そこに撮像デ
ータに相当する入力信号ΔＶの電圧信号のみが重畳され
るので、出力信号の波形が破線で示すようになる。その
結果、積分アンプ１５の出力が入力されるローパスフィ
ルタ１６の出力は、暗時では変化は無いが、光入射時で
は、時間Ｔ１〜Ｔ２の間で積分アンプ１５の出力値の変
動に同調し該出力値に近づくように、所定の時定数を持
って上昇していく。

【００９２】（２）時間Ｔ２〜Ｔ４本実施の形態では、時間Ｔ１後に、ＴＦＴ１４へのゲー
ト駆動信号をオフレベルとし、同時にキャンセル用ＴＦ
Ｔ２１へのゲート駆動信号をオンレベルとする時間Ｔ３
（図２に示す時間ｔ２に相当）を、データライン８の時
定数とローパスフィルタ１６の時定数との双方を考慮し
て決定している。より具体的には、上記の時間Ｔ１を基
点とし、データライン８の時定数およびローパスフィル
タ１６の時定数の合計以上の時間が経過するタイミング
を時間Ｔ２とし、この時間Ｔ２よりさらに時間が経過し
たタイミングを上記の時間Ｔ３としている。

【００９３】上記の時間Ｔ２では、時間Ｔ１から、デー
タライン８およびローバスフィルタ１６の時定数分の時
間が経過しているので、上記ローパスフィルタ１６の出
力は、積分アンプ１５の出力に応じた一定値に安定して
いることが期待される。よって時間Ｔ２をサンプリング
タイミングとし、サンプルホールド回路１８にホールド
された撮像データのサンプリングを行う。この結果、暗
時には出力Ｇ１に対応した値が、また光入射時には出力
Ｇ２に対応した値が得られる。

【００９４】次いで、時間Ｔ３で、ＴＦＴ１４用のゲー
ト駆動信号をオフレベルとし、キャンセル用ＴＦＴ２１
用のゲート駆動信号をオンレベルとする。この時、ＴＦ
Ｔ１４およびキャンセル用ＴＦＴ２１よりデータライン
８に漏れ込んでくる正孔、電子の電荷量は等しいため、
積分アンプ１５およびローパスフィルタ１６の出力に、
変化は見られない。

【００９５】次いで、時間Ｔ４でリセットスイッチ１９
・１９がオンされると、データライン８、積分アンプ１
５、ローパスフィルタ１６、並びに増幅アンプ１７がリ
セットされる。

【００９６】そして、上記説明のタイミングでセンサ基
板１を駆動すれば、ＴＦＴ１４が再度オフされ、同時に
キャンセル用ＴＦＴ２１がオンされるタイミング（時間
Ｔ３）まで待機することなく、フィードスルー信号成分
のない区間（時間Ｔ２）で、データをサンプルすること
ができる。そして、データサンプリングをこのタイミン
グで行えば、図１２に示す、ＴＦＴ１１４オフ時におけ
る時間ｔｄ（センサ基板１０１のデータライン１０８の
時定数にて決まる時間）分の待機を省くことができるの
で、従来のサンプリング速度を上回る高速動作が可能と
なる。

【００９７】〔実施の形態３〕本発明のさらに他の実施
の形態について、図５ないし図８などに基づいて説明す
れば以下の通りである。なお、本願発明は、本実施の形
態に記載の範囲内のみに限定されるものではない。ま
た、上記実施の形態１と同一の機能を有する部材には同
一の符号を付し、その詳細な説明は省略するものとす
る。

【００９８】本実施の形態にかかる撮像装置（光電変換
装置）は、上記実施の形態１にかかる撮像装置とほぼ同
一の概略構成を有しているが（図３参照）、上記キャン
セル用ＴＦＴ２１のドレイン電極Ｄ_Bの接続形態に相違
点を有する。以下、両装置の相違点であるキャンセル用
ＴＦＴ２１近傍の構成を中心に説明を行う。

【００９９】本実施の形態にかかる撮像装置の一画素分
の概略回路は図５に示す通りであり、駆動ＩＣ２や検出
ＩＣ３を有する点、および一本のデータライン８にＴＦ
Ｔ１４に加えてキャンセル用ＴＦＴ２１が接続されてい
る基本構成は、上記実施の形態１に示す基本構成と同様
である。本実施の形態ではさらに、キャンセル用ＴＦＴ
（フィードスルー信号成分キャンセル用ＴＦＴ）２１の
ドレイン電極Ｄ_B側にも、光電変換層１１と同一構成の
光電変換層２４（光電変換部Ｂ）が形成されており、加
えて、遮蔽部材（遮光部材：遮蔽部）２５が光電変換層
２４の入射側に配置されて、該光電変換層２４への光の
入射を防止するようになっている。また光電変換層１１
と同様に、光電変換層２４もバイアス電源１２と接続さ
れてバイアス電圧が印加されるようになっている。

【０１００】つまり、本実施の形態では、撮像データの
光電変換および転送に寄与する電荷転送ブロック２６
と、該電荷転送ブロック２６で発生するフィードスルー
信号成分をキャンセルするためのキャンセルブロック２
７とを同一構成としており、これにより、センサ基板１
上に光電変換層（光電変換層１１・２４となる）を形成
する際に、キャンセルブロック２７側への光電変換層の
形成を防止するためのマスキング工程などを省略可能と
なる。よって、撮像装置の製造コスト、製造時間をより
削減することが可能となる。

【０１０１】なお、ここで、電荷転送用ブロック２６と
は、光電変換層１１、補助容量１３、並びにＴＦＴ１４
からなるブロックを指し、キャンセルブロック２７と
は、光電変換層２４、キャンセル用補助容量２２、並び
にキャンセル用ＴＦＴ２１からなるブロックを指してい
る。また、キャンセル用補助容量２２は、上記実施の形
態１と同様に、例えば、電荷転送用ブロック２６側の補
助容量１３と同じ容量値となるよう設計すればよい。

【０１０２】また、遮蔽部材２５を設ければ、光電変換
層２４での電荷発生はなくなり、キャンセル用ＴＦＴ２
１のオン・オフによりデータライン８に放出される電荷
は、該キャンセル用ＴＦＴ２１で発生するフィードスル
ー信号成分のみとなる。よって、ＴＦＴ１４で発生する
フィードスルー信号成分を正確にキャンセルすることが
できる。なお、ＴＦＴ１４およびキャンセル用ＴＦＴ２
１をオン・オフするタイミングなどは、上記実施の形態
１で説明した通りであり（図２参照）、説明は省略す
る。

【０１０３】また場合によっては、上記の遮蔽部材２５
を省略することも可能であり、この構成によれば、撮像
装置の製造コストや製造時間などをさらに一層削減する
ことが可能となる。なお、このような構成を有する撮像
装置では、上記実施の形態１で説明したものとは異なる
駆動制御、つまり光電変換層２４で発生する電荷分を予
め消去する動作制御が必要とされる。以下、図６に示す
動作タイミングチャートおよび図５を参照しながら詳細
に説明する。

【０１０４】上記遮蔽部材２５を有さない撮像装置に、
時間ｔ₀₁で光の照射が行われると、光電変換層１１・２
４の双方に電荷が発生する。次いで、少なくとも時間ｔ
₀₁〜ｔ₀₂の期間、すなわち光電変換層２４から積分アン
プ１５に至る時定数以上の時間にわたり、キャンセル用
ＴＦＴ２１をオンするゲート駆動信号をキャンセル用駆
動回路２３から供給すると、キャンセル用ブロック２７
側の光電変換層２４で発生した電荷は全て積分アンプ１
５に転送され、光電変換層２４の電荷は０となる。な
お、この時、ＴＦＴ１４用のゲート駆動信号はオフレベ
ルとされている。

【０１０５】次いで、時間ｔ₀₂にて積分アンプ１５をリ
セット（リセットスイッチ１９をオン）すると、光電変
換層２４で発生し積分アンプ１５に転送された上記電荷
は消去される。この状態は、上記実施の形態１にかかる
撮像装置の初期状態（図２に示す時間ｔ１以前の状態）
と同一であるので、以降、時間ｔ１〜時間ｔ５での動作
は、上記実施の形態１にかかる撮像装置と同様に行えば
よい。

【０１０６】また、データライン８とこれに交差する複
数のゲートライン９…との各交差部に設けられたＴＦＴ
１４…を連続してオンし、各光電変換層１１で発生した
電荷を連続して検出する場合には、上記時間ｔ₀₁〜ｔ₀₂
における光電変換層２４由来の電荷の消去動作は、検出
初めに１回だけ行えばよく、以降は、ＴＦＴ１４が設け
られたライン数分（すなわち、ゲートライン９の本数
分）、図６に示す時間ｔ１以降の動作制御を繰り返せば
よい。これにより、全てのラインでのフィードスルー信
号成分をキャンセルすることができる。

【０１０７】つまり、上記説明のタイミングで撮像装置
（光電変換装置）を駆動することにより、光の遮蔽部材
（遮光部材）２５を設けなくても、キャンセル用ＴＦＴ
２１のオン・オフにより、データライン８に放出される
電荷をフィードスルー信号成分に由来するもののみとす
ることができ、ＴＦＴ１４で発生するフィードスルー信
号成分を正確にキャンセルすることができる。

【０１０８】なお、センサ基板１内にゲートライン方向
にｍ個、データライン方向にｎ個の光電変換素子（光電
変換層１１、ＴＦＴ１４、および補助容量１３からなる
構成）が並んでいるとすれば（図３参照）、１回のゲー
トライン駆動信号（ＴＦＴ１４用）で読み出されるデー
タはｍ個になるので、フィードスルー信号成分キャンセ
ル用ＴＦＴエリアに、キャンセル用ＴＦＴ２１をゲート
ライン方向にｍ個並ぺ、それぞれデータライン８に接続
すればよい。

【０１０９】そして、フィードスルー信号成分キャンセ
ル用エリア（より具体的には、光電変換層２４の入射
側）を光の遮蔽部材２５で被覆する場合には、これらｍ
個のキャンセル用ＴＦＴ２１を、１ラインの検出毎に、
図２に示すタイミングでオン・オフし、また、上記遮蔽
部材２５を省略する場合には、図６に示すタイミングで
オン・オフすることにより、センサ基板１全体のデータ
読み取りにおいて、フィードスルー信号成分のキャンセ
ルを行うことが可能となる。

【０１１０】なお、上記実施の形態１にも適用可能であ
るが、本実施の形態にかかる撮像装置（光電変換装置）
を、複数ラインの同時駆動を実行可能に構成することも
できる。以下、より具体的に説明を行う。

【０１１１】上記実施の形態１にかかる撮像装置では、
キャンセル用駆動回路２３からセンサ基板１へ１本のゲ
ートライン９ａが設けられていたが（図３参照）、例え
ば、図７に示すように、キャンセル用駆動回路２３から
センサ基板１へ２本のゲートライン９ａ・９ａを設け、
該ゲートライン９ａ・９ａそれぞれに沿ってキャンセル
用ＴＦＴ２１（図７には図示せず）を配することも可能
である。

【０１１２】より具体的には、上記キャンセル用ＴＦＴ
２１…は、ｍ本の各データライン８に対応して、該デー
タライン８とゲートライン９ａ・９ａとの各交差部近傍
に２×ｍ個分（２ライン分）用意される。また、フィー
ドスルー信号成分キャンセル用駆動回路２３の出力信号
（ゲート駆動信号）は、前記２ライン分のキャンセル用
ＴＦＴ２１…を同時に駆動するべく、上記２本のゲート
ライン９ａ・９ａに同一タイミングかつ同一波形で供給
され、これに応じて、ＴＦＴ１４用のゲート駆動信号
も、２ライン分のＴＦＴ１４…を同時に駆動するべく、
２本のゲートライン９・９に同一タイミングかつ同一波
形で供給されるようになっている。

【０１１３】なお、２本のゲートライン９ａ・９ａ、２
本のゲートライン９・９に同時にゲート駆動信号を供給
する以外は、図７に示すセンサ基板１の駆動法は、すで
に説明した通りである。つまり、該センサ基板１におい
てフィードスルー信号成分キャンセル用エリア（より具
体的には、光電変換層２４の入射側）２８を光の遮蔽部
材２５で被覆する場合には、これら２×ｍ個のキャンセ
ル用ＴＦＴ２１を、２ライン分の同時検出毎に図２に示
すタイミングでオン・オフし、また、上記遮蔽部材２５
を省略する場合には、図６に示すタイミングでオン・オ
フすることにより、センサ基板１全体のデータ読み取り
において、フィードスルー信号成分のキャンセルを行う
ことが可能となる。

【０１１４】センサ基板１を図７に示す構成とすれば、
複数ゲートライン（図７では２本）９…の同時オンによ
る加算検出時においても、複数（２つ）のＴＦＴ１４・
１４（転送用ＴＦＴ）より一本のデータライン８に漏れ
出るフィードスルー信号成分の電荷量と、複数（２つ）
のキャンセル用ＴＦＴ２１・２１より該データライン８
に漏れ出るフィードスルー信号成分の電荷量を、逆極性
かつ同じにすることができる。つまり、上記フィードス
ルー信号成分をキャンセル可能となる。

【０１１５】なお、撮像装置に設けられるセンサ基板で
は、高速駆動時に、データライン方向に沿った数ライン
（ゲートライン）のゲート駆動信号を同時にオンレベル
とし、この結果得られる複数ライン分の微小電荷を加算
して、Ｓ／Ｎ比を上げることがしばしば行われる。

【０１１６】また、いうまでもないが、同時駆動される
ゲートラインの本数は特に２本に限られず、３本以上で
あってもよい。さらに、同時駆動されるゲートラインの
本数が複数（Ｎ本：Ｎ≧２の自然数）の場合には、ＴＦ
Ｔ１４と同一特性のキャンセル用ＴＦＴ２１…を各デー
タラインにＮ個設けることがより好ましいが、少なくと
も１つ以上（Ｎ個以下）設けていれば、ＴＦＴ１４由来
のフィードスルー信号成分の影響を低減することが可能
となる。

【０１１７】また、図８に示すように、図７に示すキャ
ンセル用駆動回路２３と一つの転送用駆動回路（駆動Ｉ
Ｃ２）とを、１つのＩＣである転送・キャンセル用駆動
ＩＣ２９内（すなわち一チップ内）に形成することも可
能である。これにより、上記キャンセル用駆動回路を個
別のＩＣで起こす必要が無くなり、製造コストの低減を
図ることができる。また、センサ基板１へのＩＣの実装
時にも、上記キャンセル用駆動回路２３のみを搭載した
専用ＩＣの実装工程が省略可能となるので、作業の簡易
化およびコストの低減を図ることができる。

【０１１８】

【発明の効果】本発明にかかる光電変換装置は、以上の
ように、電磁放射線量に応じた電荷を発生する光電変換
部Ａと、電荷を蓄積する容量部Ａと、この電荷が転送さ
れる信号線と、容量部Ａから信号線への電荷の転送を制
御する薄膜トランジスタＡと、薄膜トランジスタＡのオ
ン・オフを制御する駆動信号Ａを供給する駆動手段Ａ
と、信号線に転送された電荷の量を検出する検出手段と
を備えてなり、さらに薄膜トランジスタＡのオフとオン
との切り替え時に信号線に印加されるフィードスルー信
号成分と同期して、逆極性のキャンセル用信号を信号線
に供給するキャンセル用信号供給手段が備えられている
構成である。

【０１１９】上記の構成によれば、容量部Ａに蓄積され
た上記電荷を信号線に転送する際に、薄膜トランジスタ
Ａにて発生するフィードスルー信号成分と、キャンセル
用信号とが互いにキャンセルし合う。その結果、上記フ
ィードスルー信号成分が即座に、大幅に低減または完全
に除去されるので、上記検出手段は、上記光電変換層Ａ
にて発生した電荷の量をより迅速かつ正確に検出するこ
とが可能となるという効果を奏する。

【０１２０】また、上記の構成において、さらに、上記
キャンセル用信号供給手段が、容量部Ｂと、容量部Ｂか
ら信号線への電荷の転送を制御する薄膜トランジスタＢ
と、薄膜トランジスタＢのオン・オフを制御する駆動信
号Ｂを供給する駆動手段Ｂとを含んでなり、上記駆動信
号Ａと駆動信号Ｂとが互いに同期し、かつ逆極性となっ
ている構成であってもよい。

【０１２１】上記の構成によれば、薄膜トランジスタＡ
を介して信号線に印加されるフィードスルー信号成分
と、薄膜トランジスタＢを介して信号線に印加されるフ
ィードスルー信号成分とが互いに同期しかつ逆極性とな
り、薄膜トランジスタＡを介して信号線に印加されたフ
ィードスルー信号成分が即座に大幅に低減されるので、
検出手段は、光電変換層Ａにて発生した電荷の量をより
迅速かつ正確に検出することが可能となるという効果を
奏する。

【０１２２】さらに、上記の構成において、薄膜トラン
ジスタＡ・Ｂが略同一特性を有するとともに、上記駆動
信号Ａ・Ｂが互いに同期し、電圧の大きさがほぼ等しく
かつ逆極性となっていることがより好ましい。

【０１２３】上記の構成によれば、薄膜トランジスタＡ
を介して信号線に印加されたフィードスルー信号成分を
ほぼ完全に除去可能となるという効果を加えて奏する。

【０１２４】本発明にかかる光電変換装置はさらに、上
記の構成において、光電変換部Ａとほぼ同一特性を有
し、かつ、薄膜トランジスタＢに接続された光電変換部
Ｂを備えている構成であってもよい。

【０１２５】上記の構成によれば、光電変換部Ｂの形成
を防止するためのマスキング工程などが不要となること
から、装置全体の製造プロセスをより簡素化可能となる
という効果を加えて奏する。

【０１２６】また必要に応じて、上記光電変換部Ｂへの
上記電磁放射線の入射を防止する遮蔽部をさらに設ける
こともできる。

【０１２７】この場合には、薄膜トランジスタＢから信
号線に放出される電荷量はそのフィードスルー信号成分
に相当するもののみとなり、薄膜トランジスタＡによっ
て発生するフィードスルー信号成分をより正確にキャン
セル可能となるという効果を加えて奏する。

【０１２８】本発明にかかる光電変換装置はさらに、上
記構成において、同期して駆動される薄膜トランジスタ
Ａが信号線に沿って複数設けられるとともに、キャンセ
ル用信号供給手段が、信号線に対して複数設けられる構
成であってもよい。

【０１２９】上記の構成によれば、複数の薄膜トランジ
スタＡからのフィードスルー信号成分を効率的にキャン
セル可能となるという効果を加えて奏する。

【０１３０】本発明にかかる光電変換装置はさらに、上
記の構成において、駆動手段Ａと駆動手段Ｂとが一チッ
プ内に形成されている構成であってもよい。

【０１３１】上記の構成によれば、駆動手段Ｂを別個の
素子でおこす必要がなくなり、コスト低減を図ることが
できるという効果を加えて奏する。

【０１３２】本発明にかかる光電変換装置の駆動方法
は、以上のように、電磁放射線量に応じた電荷を発生す
る光電変換部Ａと、電荷を蓄積する容量部Ａと、この電
荷が転送される信号線と、容量部Ａから信号線への電荷
の転送を制御する薄膜トランジスタＡと、薄膜トランジ
スタＡのオン・オフを制御する駆動信号Ａを供給する駆
動手段Ａと、信号線に転送された電荷の量を検出する検
出手段とを備えてなる光電変換装置の駆動方法であっ
て、薄膜トランジスタＡのオフからオンへの切り替え時
に信号線に印加されるフィードスルー信号成分と同期し
て、これと逆極性のキャンセル用信号を信号線に供給
し、次いで、薄膜トランジスタＡをオンしたままで、信
号線に転送された電荷の量を、検出手段により検出する
方法である。

【０１３３】上記の方法によれば、オン状態とした薄膜
トランジスタＡを再度オフ状態にすることなく電荷量の
検出を行うので、薄膜トランジスタＡのオフ状態での時
定数に相当する時間の待機を省略可能となり、光電変換
装置の高速駆動が可能となるという効果を奏する。

【０１３４】本発明にかかる光電変換装置の駆動方法は
また、以上のように、電磁放射線量に応じた電荷を発生
する光電変換部Ａと、電荷を蓄積する容量部Ａと、この
電荷が転送される信号線と、容量部Ａから信号線への電
荷の転送を制御する薄膜トランジスタＡと、薄膜トラン
ジスタＡのオン・オフを制御する駆動信号Ａを供給する
駆動手段Ａと、信号線に転送された電荷の量を検出する
検出手段とを備えてなるとともに、電磁放射線量に応じ
た電荷を発生する光電変換部Ｂと、電荷を蓄積する容量
部Ｂと、容量部Ｂから信号線への電荷の転送を制御する
薄膜トランジスタＢと、薄膜トランジスタＢのオン・オ
フを制御する駆動信号Ｂを供給する駆動手段Ｂとを含ん
でなる光電変換装置の駆動方法であって、駆動信号Ａ・
Ｂとして、互いに同期しかつ逆極性の信号を用い、薄膜
トランジスタＡがオフでかつ薄膜トランジスタＢがオン
であるときに、光電変換部Ｂにて発生し、信号線に転送
される電荷を、検出手段をリセットすることで消去し、
次いで、薄膜トランジスタＡをオンへ、また薄膜トラン
ジスタＢをオフへ同時に切り替えることにより、薄膜ト
ランジスタＡ・Ｂそれぞれを介して信号線に印加される
フィードスルー信号成分同士を重畳して、信号線に転送
される電荷の量を光電変換部Ａにて発生した電荷の量に
より近い値に補正し、次いで、上記検出手段により、信
号線に転送された電荷の量を検出する方法である。

【０１３５】上記の方法によれば、薄膜トランジスタＡ
をオンする前に光電変換部Ｂで発生した電荷を消去し、
この電荷が光電変換部Ａにて発生する電荷に重畳されな
いようになっているので、上記検出手段は、光電変換部
Ａにて発生する電荷の量により近い量の電荷をサンプリ
ング可能となるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態にかかる光電変換装置
（撮像装置）の１画素分の概略構成を示す回路図であ
る。

【図２】図１に示す光電変換装置の駆動状態の一例を示
すタイミングチャートである。

【図３】図１に示す光電変換装置の概略構成の一例を示
すブロック図である。

【図４】本発明の他の実施の形態にかかり、上記光電変
換装置の駆動状態の他の例を示すタイミングチャートで
ある。

【図５】本発明のさらに他の実施の形態にかかる光電変
換装置の１画素分の概略構成を示す回路図である。

【図６】図５に示す光電変換装置の駆動状態の一例を示
すタイミングチャートである。

【図７】図５に示す光電変換装置の一概略構成を示すブ
ロック図である。

【図８】図５に示す光電変換装置の他の概略構成を示す
ブロック図である。

【図９】従来の光電変換装置（Ｘ線撮像装置）の概略構
成を示す図である。

【図１０】図９に示す光電変換装置の概略構成を示すブ
ロック図である。

【図１１】図９に示す光電変換装置の１画素分の概略構
成を示す回路図である。

【図１２】図９に示す光電変換装置の駆動状態を示すタ
イミングチャートである。

【符号の説明】

２駆動ＩＣ（駆動手段Ａ）３検出ＩＣ（検出手段）８データライン（信号線）１１光電変換層（光電変換部Ａ）１３補助容量（容量部Ａ）１４ＴＦＴ（薄膜トランジスタＡ）２１キャンセル用ＴＦＴ（薄膜トランジスタＢ：キ
ャンセル用信号供給手段）２２キャンセル用補助容量（容量部Ｂ：キャンセル
用信号供給手段）２３キャンセル用駆動回路（駆動手段Ｂ：キャンセ
ル用信号供給手段）２４光電変換層（光電変換部Ｂ）２５遮蔽部材（遮蔽部）

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｇ０１Ｔ 1/24 Ｇ０１Ｔ 1/24 7/00 7/00 ＣＨ０１Ｌ 27/14 Ｈ０４Ｎ 5/32 27/146 Ｈ０１Ｌ 27/14 Ｋ 31/09 ＣＨ０４Ｎ 5/32 31/00 ＡＦターム(参考） 2G088 EE01 FF02 GG19 GG21 JJ04 JJ05 LL11 4M118 AA05 AA10 AB01 BA05 CB05 DD11 FB09 FB13 FB16 GA10 HA22 5C024 AX01 AX16 CX00 EX00 GZ36 HX05 HX13 HX31 HX35 HX40 5F088 BA03 BB03 BB07 EA04 EA07 EA08 KA02 KA03 KA08 KA10 LA08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電磁放射線の照射量に応じた量の電荷を発
生する光電変換部Ａと、該光電変換部Ａで発生した電荷
を蓄積する容量部Ａと、該容量部Ａに蓄積された電荷が
転送される信号線と、上記信号線および容量部Ａに接続
され、容量部Ａから信号線への電荷の転送を制御するス
イッチング素子としての薄膜トランジスタＡと、該薄膜
トランジスタＡに、そのオン・オフを制御する駆動信号
Ａを供給する駆動手段Ａと、上記信号線に転送された上
記電荷の量を検出する検出手段とを備えてなる光電変換
装置において、上記薄膜トランジスタＡのオフ状態とオン状態との切り
替え時に信号線に印加されるフィードスルー信号成分と
同期して、該フィードスルー信号成分と逆極性のキャン
セル用信号を上記信号線に供給するキャンセル用信号供
給手段が備えられていることを特徴とする光電変換装
置。
【請求項２】上記キャンセル用信号供給手段が、所定量の電荷を蓄積する容量部Ｂと、上記信号線および容量部Ｂに接続され、容量部Ｂから信
号線への電荷の転送を制御するスイッチング素子として
の薄膜トランジスタＢと、上記薄膜トランジスタＢに、そのオン・オフを制御する
駆動信号Ｂを供給する駆動手段Ｂとを含んでなり、上記駆動信号Ａと駆動信号Ｂとが互いに同期し、かつ逆
極性となっていることを特徴とする請求項１に記載の光
電変換装置。
【請求項３】上記薄膜トランジスタＡと薄膜トランジス
タＢとが略同一特性を有するとともに、上記駆動信号Ａ
と駆動信号Ｂとが互いに同期し、電圧の大きさがほぼ等
しくかつ逆極性となっていることを特徴とする請求項２
に記載の光電変換装置。
【請求項４】上記光電変換部Ａとほぼ同一特性を有し、
かつ、上記薄膜トランジスタＢに接続された光電変換部
Ｂを備えていることを特徴とする請求項３に記載の光電
変換装置。
【請求項５】上記光電変換部Ｂへの上記電磁放射線の入
射を防止する遮蔽部を備えてなることを特徴とする請求
項４に記載の光電変換装置。
【請求項６】上記信号線に沿って設けられた複数の上記
薄膜トランジスタＡのオン・オフ制御が同期してなされ
るときに、上記キャンセル用信号供給手段が、上記信号線に対して
複数設けられることを特徴とする請求項２ないし５のい
ずれか一項に記載の光電変換装置。
【請求項７】上記駆動手段Ａと駆動手段Ｂとが一チップ
内に形成されていることを特徴とする請求項２ないし６
のいずれか一項に記載の光電変換装置。
【請求項８】電磁放射線の照射量に応じた量の電荷を発
生する光電変換部Ａと、発生した電荷を蓄積する容量部
Ａと、該容量部Ａに蓄積された電荷が転送される信号線
と、上記信号線および容量部Ａに接続され、容量部Ａか
ら信号線への電荷の転送を制御するスイッチング素子と
しての薄膜トランジスタＡと、該薄膜トランジスタＡ
に、そのオン・オフを制御する駆動信号Ａを供給する駆
動手段Ａと、上記信号線に転送された上記電荷の量を検
出する検出手段とを備えてなる光電変換装置の駆動方法
であって、上記薄膜トランジスタＡのオフ状態からオン状態への切
り替え時に信号線に印加されるフィードスルー信号成分
と同期して、該フィードスルー信号成分と逆極性のキャ
ンセル用信号を上記信号線に供給し、次いで、上記薄膜トランジスタＡをオン状態としたままで、上記
信号線に転送された電荷の量を、上記検出手段により検
出することを特徴とする光電変換装置の駆動方法。
【請求項９】電磁放射線の照射量に応じた量の電荷を発
生する光電変換部Ａと、該光電変換部Ａで発生した電荷
を蓄積する容量部Ａと、該容量部Ａに蓄積された電荷が
転送される信号線と、上記信号線および容量部Ａに接続
され、容量部Ａから信号線への電荷の転送を制御するス
イッチング素子としての薄膜トランジスタＡと、該薄膜
トランジスタＡに、そのオン・オフを制御する駆動信号
Ａを供給する駆動手段Ａと、上記信号線に転送された上
記電荷の量を検出する検出手段とを備えてなるととも
に、電磁放射線の照射量に応じた量の電荷を発生する光電変
換部Ｂと、該光電変換部Ｂで発生した電荷を蓄積する容
量部Ｂと、上記信号線および容量部Ｂに接続され、容量
部Ｂから信号線への電荷の転送を制御するスイッチング
素子としての薄膜トランジスタＢと、上記薄膜トランジ
スタＢに、そのオン・オフを制御する駆動信号Ｂを供給
する駆動手段Ｂとを含んでなる光電変換装置の駆動方法
であって、上記駆動信号Ａおよび駆動信号Ｂとして、互いに同期
し、かつ逆極性の信号を用い、上記薄膜トランジスタＡがオフ状態でかつ上記薄膜トラ
ンジスタＢがオン状態であるときに、上記光電変換部Ｂ
にて発生し、信号線に転送される電荷を、上記検出手段
をリセットすることで消去し、次いで、上記薄膜トランジスタＡをオフ状態からオン状態へ、ま
た上記薄膜トランジスタＢをオン状態からオフ状態へ同
時に切り替えることにより、薄膜トランジスタＡを介し
て信号線に印加されるフィードスルー信号成分と、薄膜
トランジスタＢを介して信号線に印加される逆極性のフ
ィードスルー信号成分とを重畳して、信号線に転送され
る電荷の量を上記光電変換部Ａにて発生した電荷の量に
より近い値に補正し、次いで、上記検出手段により、上記信号線に転送された電荷の量
を検出することを特徴とする光電変換装置の駆動方法。