JP2003259238A - 電荷検出回路およびlsi - Google Patents

電荷検出回路およびlsi

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JP2003259238A JP2002059456A JP2002059456A JP2003259238A JP 2003259238 A JP2003259238 A JP 2003259238A JP 2002059456 A JP2002059456 A JP 2002059456A JP 2002059456 A JP2002059456 A JP 2002059456A JP 2003259238 A JP2003259238 A JP 2003259238A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像センサに用いられる電荷検出回路におい
て、実際に電磁波を照射することなしに、入出力特性を
測定できる電荷検出回路を提供する。 【解決手段】 電荷検出回路1aは、通常モードおよび
試験モードを切り替える試験回路2aと、通常モード時
には、試験回路2aにより、入射電磁波に応じて変化す
る電圧を検出し、これを電荷として出力すると共に、試
験モード時には、上記入射電磁波に応じて変化する電荷
の代わりに、電荷検出回路1内における電源Vccに対応
する電荷を検出し、これを電圧として出力する電荷検出
増幅器3aとを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、入射する電磁波を
電荷に変換し、これを順次読み出し画像データを出力す
る画像検出器に内蔵される電荷検出回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、放射線の二次元画像検出器と
して、X線を感知して電荷(電子−正孔)を発生する半
導体センサを二次元状に配置し、これらのセンサにそれ
ぞれ電気スイッチを設けて、各行毎に電気スイッチを順
次オンにして各列毎にセンサの電荷を読み出す画像セン
サが知られている。
【0003】上記画像センサの構成を図1に基づいて説
明する。この画像センサ48は、一般的な2次元行列構
造の画像検出器であり、硝子基板50の上に、光電変換
層54およびバイアス電極52が形成されている構成で
ある。
【0004】光電変換層54は、例えば非晶質セレン
(以下a−Seとする)などで形成されている。さら
に、バイアス電極52は、X線(電磁波)を透過する金
属膜、例えば金の薄膜で形成されている。硝子基板50
の光電変換層54側の面には、行列状に配置された画素
22…、行方向と平行に延びる走査線(行)10…、お
よび列方向と平行に延びるデータ線(列)12…が形成
されている。各画素22は、画素電極56、蓄積容量1
7、スイッチ素子18から構成される。そして、各走査
線10は走査駆動器(ゲートドライバー)14に接続さ
れており、データ線12は読み取り回路16に接続され
ている。
【0005】画素電極56はスイッチ素子18を介して
データ線12に接続されている。さらに、スイッチ素子
18のスイッチング動作は走査駆動器14から走査線1
0を介して、電圧が供給されることにより行われる。従
って、スイッチ素子18が、一般的に用いられるTFT
(Thin Film Transistor;薄膜トランジスタ)の場合、
TFTのソースは画素電極56に、ドレインはデータ線
12に、ゲートは走査線10にそれぞれ接続されること
になる。なお、以下の構成ではスイッチ素子18として
TFTが用いられているものとして説明する。
【0006】つぎに、画像センサ48の断面構造を図2
に基づいて説明する。図2は、図1におけるA−A線矢
視断面図である。画像センサ48には、硝子基板50の
上に走査線10および補助電極60が設けられており、
さらにその上に絶縁膜58、画素電極56およびデータ
線12、光電変換層54、バイアス電極52が積層され
ている。このうち、補助電極60は、絶縁膜58を介し
て画素電極56と対向する位置に設けられており、画素
電極56との間で蓄積容量17を構成している。この補
助電極60は、全画素22…において共通の基準電源
(Vref)となるように配線されている。また、バイア
ス電極52は、画素電極56に対して高電圧(例えば数
千ボルト)を印加できるようになっている。
【0007】このような画像センサ48において、X線
光子68がバイアス電極52側から光電変換層54に入
射すると、光電変換層54は、バイアス電極52を透過
したX線光子68から電子と正孔との対を発生させる。
ここで、バイアス電極52に正の電圧が印加されている
ときは、上記正孔が画素電極56側に移動する。一方、
バイアス電極52に負の電圧が印加されているときは、
上記電子が画素電極56側に移動する。これにより、上
記正孔または電子は、X線光子68の入射位置に対応す
る位置にある画素電極56に達する。さらに、画素電極
56に達した上記正孔または電子は、正または負の電荷
(以下、信号電荷とする)として蓄積容量17に保持さ
れる。なお、以下の説明では、特に断らない限りバイア
ス電極には負の電圧が印加されているものとして説明す
る。
【0008】ここで、走査駆動器14が所定の一本の走
査線10にハイレベルの電圧を出力すると、その走査線
10に接続されている全てのTFT18…がオン状態に
なる。そして、オン状態のTFT18…の各蓄積容量1
7…に保持されている信号電荷が、各TFT18…に対
応するそれぞれのデータ線12に流出する。さらに、デ
ータ線12に流出した信号電荷は、データ線12に接続
された読み取り回路16によってその電荷量が読み取ら
れる。このように、走査駆動器14が各走査線10…に
順次ハイレベルの電圧を出力し、読み取り回路16が全
ての画素電極56に対応する信号電荷、すなわちデジタ
ル信号を読み取る。このようにして、1枚のデジタル画
像データの読み取りが行われる。
【0009】次に、画像センサ48に用いられる読み取
り回路16について図3に基づいて説明する。図3は、
信号電荷がデジタルデータとして出力されるまでの1入
力対応の読み取り回路16のブロック図である。読み取
り回路16は、電荷検出増幅器(Charge Sensitive Amp
lifier,以下CSAとする)20、メインアンプ(以
下、MAとする)30、サンプルホールド回路(以下、
S/Hとする)40、マルチプレクサ300、アナログ
デジタル変換器(Analog-to-Digital Converter,以下
ADCとする)400、データラッチ回路(以下、DL
とする)500がこの順で直列に接続される構成であ
る。ここで、図3に示す読み取り回路16は、多数集積
されていて、LSI(Large Scale Integrated Circui
t,大規模集積回路)を構成している。
【0010】ここで、読み取り回路16の読み取り動作
について説明する。まず、CSA20が、データ線12
から入力した信号電荷を電位として読み取り、電圧を出
力する。そして、CSA20から出力された電圧は、必
要に応じてMA30で増幅され、S/H40にてサンプ
リング(標本化)されると共にデータ電圧として保持さ
れる。保持されたデータ電圧は、マルチプレクサ300
を介してADC400に入力され、デジタル信号に変換
される。変換されたデジタル信号は、DL500にて保
持される。なお、マルチプレクサ300は、1つのAD
C400に複数の入力端子を割り当てるために用いるも
のであり、読み取り回路16の本質的な要素ではない。
したがって、例えば各入力端子に1対1で対応してAD
C400を構成する場合、マルチプレクサ300は不要
である。
【0011】次に、CSA20の基本的な構造につい
て、図4の回路図に基づいて説明する。CSA20は、
信号電荷の電荷量を電位として読み取るための回路であ
り、演算増幅器20a、帰還容量20b、リセットスイ
ッチ20cから構成される。演算増幅器20aの反転入
力と出力とは帰還容量20bを介して接続されており、
負帰還回路を構成している。また、帰還容量20bと並
列にリセットスイッチ20cが接続されており、帰還容
量20bに蓄積された電荷を放電してリセットすること
ができる。さらに、データ線12は演算増幅器20aの
反転入力に接続されている。また、演算増幅器20aの
非反転入力はGND(接地電位)に接続されている。な
お、ここでは基準電源VrefをGNDとしているが、特
にGNDに限定されるものではない。
【0012】さらに、CSA20の読み取り動作を図5
および図6に基づいて説明する。なお、図5は読み取り
動作のタイミングチャートおよびCSA20の出力電位
を表すグラフであり、図6は1画素あたりのTFT1
8、蓄積容量17、CSA20の等価回路図である。
【0013】ここで、画素22は、図6に示すように、
第i行目の走査線10である走査線10iおよび第j列
目のデータ線12jに接続された画素であるものとす
る。すなわち、画素22は、データ線12jを介してC
SA20と接続されている。なお、Cdlは、データ線
12jの容量を表す。そして、図5におけるg(i)
は、走査線10iがハイレベルとなるタイミングを表
し、RstはリセットスイッチRstがオンとなるタイ
ミングを表す。
【0014】読み取り動作は、まずリセットスイッチ2
0cがオンになることで開始される。これにより、それ
以前の動作で帰還容量20bに蓄積されていた電荷が放
電され、CSA20の出力電位はGNDとなる。したが
って、CSA20はリセットされた状態となる。
【0015】この後、図5のg(i)に示すように、走
査駆動器14から走査線10iにハイレベルの電圧が出
力され、これによりTFT18がオンになる。TFT1
8がオンになると、蓄積容量17に蓄積されていた信号
電荷(−Q)がデータ線12jに流出する。そして、演
算増幅器20aは、データ線に流出した全ての信号電荷
(−Q)が帰還容量20bの入力側の電極(演算増幅器
20aの反転入力と接続されている電極)に集まるよう
に作動する。その結果、帰還容量20bの出力側の電極
(演算増幅器20aの出力と接続されている電極)に
は、等量で逆極性の電荷(+Q)が発生する。したがっ
て、図5のB期間において、CSA20の出力には、信
号電荷である+Qを帰還容量20bの容量値で割った電
位が現れる。CSA20は、このようにして信号電荷量
を電位として読み取り、信号電圧を出力することができ
る。
【0016】つぎに、MA30の詳細について説明す
る。MA30は、CSA20の出力電圧が小さい場合
に、それ以降の回路が動作するのに十分な大きさの電圧
範囲にまで、信号電圧を増幅するために設けられてい
る。なお、一般的なX線撮影装置では静止画像撮影(撮
影モード)が行われるが、この場合、照射X線の線量が
十分に多い。したがって、画像センサ48を上記X線撮
影装置に用いた場合、検出される電荷量も多く、CSA
20から十分大きな信号電圧が出力されるため、MA3
0は必ずしも必要でない。しかし、動画像を得るための
透視モードでは、秒単位から分単位の期間、X線を照射
し続ける必要がある。したがって、透視モードでは、X
線の総照射量を抑えるために撮影モードより2桁ほど弱
いX線が用いられている。具体的には、撮影モードで
は、放射線量が30μR〜3mR程度のX線が照射され
るが、透視モードでは、0.1μR〜10μR程度のX
線が照射される。これにより、透視モードでは撮影モー
ドと比べて、検出される信号電荷量が極めて少なく、C
SA20は十分量の信号電圧を出力することができな
い。そこで、上記X線撮影装置に用いられる画像センサ
48には、MA30が必要となる。なお、図3ではMA
30を1つのブロックで表しているが、必要な増幅率を
得るために2段以上の構成を用いても構わない。
【0017】ここで、読み取り回路16における、MA
30の典型的な回路構成例を図7に示す。この例におい
て、MA30は、1段の反転増幅器と容量C1・C2か
ら構成されており、その増幅率Gは、G=C1/C2と
なる。
【0018】つぎに、S/H40について図8、図9に
基づいて説明する。図8は読み取り回路16におけるC
SA20、MA30、S/H40の回路構成を示した回
路図であって、図9は、図8におけるCSA20、MA
30、S/H40の動作を示したタイミングチャートで
ある。ここで、S/H40はその制御信号SHがハイレ
ベルの出力の期間に、MAの出力電圧を標本化する。そ
して、制御信号がつぎのハイレベルの出力になるまで、
その標本化した電圧を保持して出力し続ける回路であ
る。
【0019】まず、CSA20とMA30とのリセット
スイッチRst(初期化スイッチ)が同時にオンされ
る。その後CSA20のリセットスイッチRstを先に
オフとして、次にMA30のリセットスイッチRstを
オフとする。これでCSA20とMA30とが共に初期
化される。その後、CSA20は、入力する信号電荷を
電位として読み取り、信号電圧を出力する。さらに、こ
の信号電圧はMA30により増幅される。そして、S/
H40の制御信号SHがハイ出力の期間に、MA30の
出力した信号電圧がS/H回路により標本化され、次に
制御信号SHがハイレベルの出力になるまで保持される
ことになる。その後、保持された信号電圧は、S/H4
0の後段にあるADC7によりデジタル信号(デジタル
画像データ)へと変換される。
【0020】ところで、上記CSA20等を構成する読
み取り回路16は、各列毎に対応して設けられている。
すなわち、複数の読み取り回路16…が集積してLSI
(Large Scale Integrated Circuit,大規模集積回路)
を構成している。ここで、LSIを構成する各読み取り
回路16…には、入出力特性に若干のばらつきがある。
したがって、上記読み取り回路16…が集合したLSI
によって得られるデジタル画像データから良質な画像を
再現するためには、上記読み取り回路16…毎に入出力
特性のばらつきを補正する必要がある。このばらつきの
原因としては、CSA20やMA30を構成するオペア
ンプの特性のばらつき、コンデンサの容量のばらつきが
挙げられる。上記オペアンプの特性やコンデンサの容量
にばらつきがあれば、CSA20の出力やMA30の増
幅率にばらつきが生じ、読み取り回路16ごとの入出力
特性にばらつきが生じる。
【0021】従来は、このばらつきを補正するため、テ
ストモードで、画像センサ48に実際にX線を照射し
て、デジタル画像データを得ることによって、各読み取
り回路16…の入出力特性のばらつきを検出していた。
ここで、読み取り回路16への入力電荷量がx〔e-〕で
あるときに、読み取り回路16の出力が最下位のビット
を単位としてy〔LSB〕になるとすると、y=ax+
bで表すことができる。ここで、a,bを求めるために
は、X線の強度を変えて、2度測定すればよい。具体的
には、X線を照射しない状態(x=0)と、センサ全面
に均一かつ一定の線量でX線を照射した状態とで出力を
測定することによりa,bを求める。
【0022】つぎに、画像を再現する場合の最も基本的
なばらつき補正の考え方を以下に説明する。例えば、n
列(n=1〜N)の読み取り回路16のb値をbnとす
ると、X線を照射しない状態(x=0)で読み取り動作
を行って得られるy値は、1〜N列の読み取り回路16
…において、それぞれのbnとなる。
【0023】また、傾きanは、センサ全面に均一なX
線(x=xcとする)を照射して、n列目の読み取り回
路16…により、読み出し動作を行って得られる出力値
(ycnとする)と、先に求めたbnとから以下の演算に
より求めることができる。
【0024】
【数1】
【0025】つぎに、以下に示す演算により、anおよ
びbnの平均値(aavとbav)を求めることで、n列の
読み取り回路16…における出力の平均特性を求めるこ
とができる。
【0026】
【数2】
【0027】また、bnとbavとの差(∇bnとする)お
よび、aavとanとの比(αnとする)を求めることで読
み取り回路16ごと(端子ごと)の補正用データを決定
することができる。すなわち、
【0028】
【数3】
【0029】さらに、画像センサ48において、実際に
被写体を撮影した後に、上記補正用データを用いて、デ
ジタル画像データを補正する演算式を以下に示す。ここ
で、n列目の読み取り回路16において、被写体を撮影
して得られたデジタル画像データにおける最下位のビッ
トをYn(n=1〜N)として、補正後のデジタル画像
データにおける最下位のビットをYhnとすると、
【0030】
【数4】
【0031】このような補正を行うことで、各列に対応
した読み取り回路16ごとで、入出力特性のばらつきを
補正することができ、良質な画像を得ることができる。
【0032】
【発明が解決しようとする課題】ところが、LSIの特
性は、周囲の温度等の使用環境や使用状況によって微妙
に変化する。また、その特性は時間の経過と共に微妙に
変化するものである。したがって、複数のCSA20…
から成るLSIにあっては、なるべく頻繁に入出力特性
を測定して補正用データを更新することが望ましい。こ
こで、補正用データを作成するにあたり、実際にX線を
照射して読み取り回路16の入出力特性を測定しなけれ
ばならない従来の方法では、頻繁にX線を照射しなけれ
ばならず、その作業に手間が生じていた。
【0033】また、従来の方法では、本来の使用目的以
外の目的にX線を照射しなければならない。すなわち、
被写体を撮影する目的以外で、人体に有害な放射線を無
駄に放出することになるという不都合が生じていた。
【0034】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたものであり、入射する電磁波を電荷に変換し、こ
れを順次読み出し画像データを出力する画像センサに内
蔵される電荷検出回路において、実際に電磁波を照射す
ることなしに、入出力特性を測定できる電荷検出回路を
提供することにある。
【0035】
【課題を解決するための手段】本発明の電荷検出手段
は、上記の問題を解決するために、通常モードおよび試
験モードを切り替える切り替え回路と、上記切り替え回
路により、通常モード時には、入射電磁波に応じて変化
する電荷を検出し、これを電圧として出力すると共に、
試験モード時には、上記入射電磁波に応じて変化する電
荷の代わりに、電荷検出回路内における所定の第1試験
電圧に対応する電荷を検出し、これを電圧として出力す
る検出回路とを備える。
【0036】上記構成によれば、切り替え回路により、
電荷検出回路の通常の動作態様を示す通常モードと、電
荷検出回路の入出力特性測定を行う試験モードとを切り
替えることができる。すなわち、通常モード時におい
て、検出回路は入射電磁波に応じて変化する電荷を検出
し、これを電圧として出力できる。一方、試験モード時
において、検出回路は上記入射電磁波に応じて変化する
電荷の代わりに、電荷検出回路内の第1試験電圧に対応
する電荷を検出して、これを電圧として出力することが
できる。
【0037】ここで、上記電荷検出回路内の第1試験電
圧は、所定の電圧値であるので、試験モードにおいて、
電荷検出回路の出力電圧を測定することにより電荷検出
回路の入出力特性の測定を行うことができる。しかも、
試験モードにおいて、検出回路は、電荷検出回路内の第
1試験電圧に対応する電荷を検出して、これを電圧とし
て出力しているので、電磁波を発生させることがなく簡
単な手順で電荷検出回路の入出力特性の測定を行うこと
ができる。これにより、電荷検出回路の入出力特性の試
験を頻繁に(ことある毎に)行うことができるので、電
荷検出回路の補正用データを頻繁に更新することがで
き、常に最適化した状態で回路を動作させることができ
る。
【0038】なお、上記電荷検出回路は、例えば電磁波
を電荷として読み取る画像検出装置に用いられる。した
がって、上記電荷検出回路を画像検出装置に用いる場
合、より高精度の画像を再現することが可能となる。
【0039】本発明の電荷検出回路は、上記の構成に加
えて、上記切り替え回路が、電荷検出回路の入力端子と
上記検出回路との間に、第1スイッチが接続されると共
に、第1試験電圧と検出回路との間に第2スイッチと第
1コンデンサとが直列に接続されるように構成されてい
てもよい。
【0040】上記構成によれば、第1スイッチを閉にす
ると共に第2スイッチを開にすることで、電荷検出回路
の入力端子と検出回路とが接続され、通常モード状態と
なり、検出回路は上記入射電磁波に応じて変化する電荷
を検出し、これを電圧として出力することができる。ま
た、第1スイッチを開にすると共に、第2スイッチを閉
にすると、第1試験電源が、上記第1コンデンサを介し
て検出回路と接続される。これにより、試験モード状態
となり、第1試験電圧に対応する電圧が電荷として第1
コンデンサに蓄積された後に、検出回路は第1コンデン
サに蓄積された電荷を検出し、これを電圧として出力す
ることができる。
【0041】本発明の電荷検出回路は、上記の構成に加
えて、上記切り替え回路が、第1コンデンサと第2スイ
ッチとの接続点と、電荷検出回路の入力端子との間に第
3スイッチが接続されると共に、上記入力端子から第2
試験電圧を印加できるように構成されていてもよい。
【0042】上記構成によれば、第1スイッチおよび第
2スイッチを開にすると共に第3スイッチを閉にするこ
とで、上記入力端子が第1コンデンサを介して検出回路
と接続される。さらに、上記入力端子から第2試験電圧
を印加することができるので、第2試験電圧に対応する
電圧が電荷として第1コンデンサに蓄積された後に、検
出回路は第1コンデンサに蓄積された電荷を検出し、こ
れを電圧として出力することができる。すなわち、電荷
検出回路内の第1試験電圧とは別個に、電荷検出回路の
外部電源としての第2試験電圧を印加することができ、
検出回路は第2試験電圧に対応する電荷を検出し、これ
を電圧として出力できる。これにより、第2試験電圧の
電圧波形と出力した電圧波形とを比較することにより、
出力信号波形の歪み率等を測定することができる。すな
わち、外部から電圧を印加することにより、電荷検出回
路が正常に動作しているか否かについて試験(動作試験
モード)することができる。
【0043】さらに、上記構成によれば、上記入力端子
と検出回路との間でコンデンサの挿入および削除ができ
るので、動作試験モードにおいては、電荷検出回路に対
する電荷供給のために、従来の電荷供給回路を上記入力
端子に接続する手間を省くことができ、上記入力端子に
電圧を印加するだけで、効率よく電荷検出回路の動作確
認試験を行うことができる。なお、上記切り替え回路
は、試験モードと動作試験モードとで、第1コンデンサ
を共用している構成である。
【0044】本発明の電荷検出回路は、上記の構成に加
えて、上記切り替え回路が、第1コンデンサと電荷検出
回路との間に第4スイッチが接続されるように構成され
ていてもよい。
【0045】上記構成によれば、通常モード時におい
て、第4スイッチを開にすることで、第2スイッチを開
にする必要がなくなる。また、試験モード時および上記
入力端子から第2試験電圧を印加する場合は、第4スイ
ッチを閉にすることで、第1コンデンサに充電した電荷
を検出回路に読み取らせることができる。
【0046】ここで、通常モード時において、第2スイ
ッチを閉にすることで、第1コンデンサが浮いた状態に
なるのを防止することができ、雑音電荷の発生を防止す
ることができる。
【0047】本発明の電荷検出回路は、上記の構成に加
えて、上記切り替え回路が、電荷検出回路の入力端子と
上記検出回路との間に、第5スイッチが接続されると共
に、上記第5スイッチと上記検出回路との接続点と、第
1試験電圧との間に、第6スイッチと第2コンデンサと
が直列に接続されるように構成されていてもよい。
【0048】上記構成によれば、第5スイッチを閉にす
ると共に第6スイッチを開にすることで、電荷検出回路
の入力端子と検出回路とが接続され、通常モード状態と
なり、検出回路は上記入射電磁波に応じて変化する電荷
を検出し、これを電圧として出力することができる。ま
た、第5スイッチを開にすると共に、第6スイッチを閉
にすると、第1試験電圧が、第2コンデンサを介して検
出回路と接続される。これにより、試験モード状態とな
り、第1試験電圧に対応する電圧が電荷として第2コン
デンサに蓄積された後に、検出回路は第2コンデンサに
蓄積された電荷を検出し、これを電圧として出力するこ
とができる。
【0049】本発明の電荷検出回路は、上記切り替え回
路が、電荷検出回路の入力端子と上記検出回路との間
に、第7スイッチが接続されていると共に、第8スイッ
チと第3コンデンサと第9スイッチとが直列に接続さ
れ、上記第7スイッチと上記検出回路との接続点と、第
1試験電圧との間に第4コンデンサと第10スイッチと
が直列に接続されるように構成されていてもよい。
【0050】上記構成によれば、第8スイッチおよび第
10スイッチを開にすると共に第7スイッチを閉にする
ことで、電荷検出回路の入力端子と検出回路とが接続さ
れ、通常モード状態となり、検出回路は上記入射電磁波
に応じて変化する電荷を検出し、これを電圧として出力
することができる。また、第7スイッチおよび第8スイ
ッチを開にすると共に、第10スイッチを閉にすると、
第1試験電圧が、第4コンデンサを介して検出回路と接
続される。これにより、試験モード状態となり、第1試
験電圧に対応する電圧が電荷として第4コンデンサに蓄
積された後に、検出回路は第4コンデンサに蓄積された
電荷を検出し、これを電圧として出力することができ
る。
【0051】さらに、第8スイッチおよび第9スイッチ
を閉にし、第7スイッチおよび第10スイッチを開にす
ると、上記入力端子が第3コンデンサを介して検出回路
と接続される。さらに、上記入力端子から第2試験電圧
を印加することができるので、第2試験電圧に対応する
電圧が電荷として第3コンデンサに蓄積された後に、検
出回路は第3コンデンサに蓄積された電荷を検出し、こ
れを電圧として出力することができる。すなわち、電荷
検出回路内の第1試験電圧とは別個に、電荷検出回路の
外部電源としての第2試験電圧を印加することができ、
検出回路は、第2試験電圧に対応する電荷を検出し、こ
れを電圧として出力できる。これにより、第2試験電圧
の電圧波形と出力した電圧波形とを比較することによ
り、出力信号波形の歪み率等を測定することができる。
すなわち、外部から電圧を印加することにより、電荷検
出回路が正常に動作しているか否かについて試験(動作
試験モード)することができる。
【0052】さらに、上記構成によれば、上記入力端子
と検出回路との間でコンデンサの挿入および削除ができ
るので、動作試験モードにおいては、電荷検出回路に対
する電荷供給のために、従来の電荷供給回路を上記入力
端子に接続する手間を省くことができ、上記入力端子に
電圧を印加するだけで、効率よく電荷検出回路の動作確
認試験を行うことができる。なお、上記切り替え回路
は、試験モードと動作試験モードとで、互いに別々のコ
ンデンサを切り替え回路に挿入する構成である。
【0053】本発明の電荷検出回路は、上記の問題を解
決するために、入射する電磁波を電荷に変換し、これを
画像データとして出力する画像検出器に内蔵される電荷
検出回路において、入力した電荷から電位を読み出して
上記電位と基準電位との差から電圧を出力する電荷検出
手段と、電荷を注入できる電荷注入手段とを備え、上記
電荷検出回路の入力端子と上記電荷検出手段との間に第
1コンデンサを挿入するとともに、上記入力端子から電
圧を印加して、第1コンデンサに電荷を蓄える状態と、
上記電荷注入手段と上記電荷検出手段との間に第1コン
デンサを挿入することにより、第1コンデンサに電荷を
蓄える状態と、第1コンデンサに蓄えられた電荷を上記
電荷検出手段に供給する状態と、電磁波から変換された
電荷を上記入力端子から上記電荷検出手段に供給する状
態とを切り替える切り替え手段を含んでいることを特徴
とする。
【0054】上記構成によれば、切り替え手段により、
電磁波から変換された電荷を上記入力端子から上記電荷
検出手段に供給する状態(通常モード)と、上記電荷検
出回路の入力端子と上記電荷検出手段との間に第1コン
デンサを挿入する状態(動作試験モード)とを切り替え
ることができる。
【0055】すなわち、通常モードでは、電磁波から変
換された電荷が入力端子を介して電荷検出手段に入力
し、電荷検出手段が、入力電荷から電位を読み出し、こ
の電位と基準電位との差から電圧を出力する。
【0056】一方、動作試験モードでは、上記電荷検出
回路の入力端子と上記電荷検出手段との間に第1コンデ
ンサを挿入し、上記入力端子から電圧を印加することで
第1コンデンサに電荷を蓄える。そして、第1コンデン
サに蓄えられた電荷を上記電荷検出手段に供給すること
により、電荷検出手段は、印加された電圧を出力でき
る。ここで、印加した電圧波形と出力した電圧波形とを
比較することにより、出力信号波形の歪み率等を測定
し、上記電荷検出回路が正常に動作しているか否かを試
験することができる。
【0057】さらに、上記構成によれば、上記電荷注入
手段と上記電荷検出手段との間に第1コンデンサを挿入
する状態にも切り替えることができる。これにより、電
荷検出回路内に備えられた電荷注入手段から第1コンデ
ンサに電荷を注入し、蓄えることができる。そして、第
1コンデンサに蓄えられた電荷を上記電荷検出手段に供
給することにより、電荷検出手段は、電圧を出力するこ
とができる。つまり、電荷検出回路内に備えられている
第1コンデンサと画像検出器に備えられている電荷注入
手段とを用いることにより、電磁波の照射や上記入力端
子から電圧を印加することなく、電荷検出手段に電荷を
注入することができる。これにより、簡単に上記電荷検
出回路の入出力特性の測定を行うことができる。言い換
えれば、画像検出器に備えられている電荷注入手段と、
動作試験モードで用いられる第1のコンデンサとを上記
入出力測定で利用することにより、電磁波を照射せずに
簡単な手順で上記入出力測定を行うことができる。
【0058】本発明の電荷検出回路は、上記の問題を解
決するために、上記の構成に加えて、電荷注入手段は電
源であって、電荷検出手段の入力部が基準電源と接続さ
れ、上記電荷検出手段の入力部と電荷検出回路の入力端
子との間に、第3スイッチと第1コンデンサと第4スイ
ッチとが、上記入力端子側からこの順で直列に接続され
ると共に、第1スイッチが第1コンデンサと並列に接続
され、第1コンデンサにおける第3スイッチと接続され
ている側の電極が、第2スイッチにより上記電源と接続
されていると共に、第11スイッチにより基準電源と接
続されるように切り替え手段が構成されていることを特
徴とする。
【0059】上記構成によれば、第1スイッチをオン、
第3スイッチ、第4スイッチはオフにすることで、電磁
波から変換された電荷を上記入力端子から上記電荷検出
手段に供給する状態(通常モード)を実現できる。
【0060】つぎに、第1スイッチ、第2スイッチ、第
4スイッチをオフにして、第3スイッチをオンにする
と、上記入力端子と上記電荷検出手段との間に第1コン
デンサを挿入(動作試験モード)するとともに、第1コ
ンデンサに電荷を蓄積できる。さらに、第3スイッチを
オフにすると共に、第4スイッチをオンにすることで、
第1コンデンサに蓄積されている電荷を上記電荷検出手
段に供給することが可能となる。
【0061】また、第1スイッチ、第3スイッチ、第1
1スイッチをオフにして、第2スイッチ、第4スイッチ
をオンにすると、上記電荷検出手段と上記電源との間に
第1コンデンサを挿入することになる。これにより、第
1コンデンサにおける第3スイッチと接続されている側
の電極(以下、左側電極とする)は、電源電位となる。
ここで、上記電荷検出手段の入力部は基準電源に接続さ
れているので、入力部の電位は基準電位となる。これに
伴い、第1コンデンサにおける第4スイッチと接続され
ている側の電極(以下、右側電極とする)は、基準電位
となる。これにより、第1コンデンサのいずれの電極に
おいても、電源電位と基準電位との差に相当する電荷が
蓄積される。
【0062】つぎに、第2スイッチをオフにしてから、
第11スイッチをオンにすると、第1コンデンサの左側
電極は、電源と切断されると共に、基準電源に接続され
るので、基準電位となる。ここで、第1コンデンサの右
側電極の電位は基準電位であるので、第1コンデンサに
蓄積されていた電荷は消滅する。これは、左側電極の電
荷が基準電源に吸収されると共に、右側電極の電荷が上
記電荷検出手段へ放出されるからである。これにより、
第1コンデンサに蓄積されている電荷を上記電荷検出手
段に供給することができる。このような切り替え動作を
行うことにより、通常モードと動作試験モードとの切り
替えおよび、上記電荷検出回路の入出力測定を容易に行
うことができる。
【0063】本発明の電荷検出回路は、上記の問題を解
決するために、上記の構成に加えて、第1コンデンサ
は、並列に接続された複数のコンデンサの組み合わせで
あると共に、各コンデンサの容量は互いに異なり、切り
替え手段は、上記電荷注入手段と上記電荷検出手段との
間に、少なくとも1つのコンデンサを選択的に挿入する
ことにより、選択されたコンデンサに電荷を蓄える状態
と、選択されたコンデンサに蓄えられた電荷を上記電荷
検出回路に供給する状態とを切り替えるように構成され
ていることを特徴とする。
【0064】上記構成によれば、各コンデンサがそれぞ
れ異なる容量であるので、切り替え手段により、異なる
量の電荷を電荷注入手段に供給することができる。これ
により、例えば、電荷検出回路の出力側に増幅器が設け
られている場合、増幅器の倍率に合わせて適性量の電荷
を供給することができる。
【0065】本発明の電荷検出回路は、上記の問題を解
決するために、入射する電磁波を電荷に変換し、これを
画像データとして出力する画像検出器に内蔵される電荷
検出回路において、入力した電荷から電位を読み出して
上記電位と基準電位との差から電圧を出力する電荷検出
手段と、電荷を注入できる電荷注入手段とを備え、上記
電荷注入手段と上記電荷検出手段との間に第2コンデン
サを挿入することにより、第2コンデンサに電荷を蓄え
る状態と、第2コンデンサに蓄えられた電荷を上記電荷
検出手段に供給する状態と、電磁波から変換された電荷
を電荷検出回路の入力端子から上記電荷検出手段に供給
する状態とを切り替える切り替え手段を含んでいること
を特徴とする。
【0066】上記構成によれば、切り替え手段により、
電磁波から変換された電荷を上記入力端子から上記電荷
検出手段に供給する状態(通常モード)と、上記電荷注
入手段と上記電荷検出手段との間に第2コンデンサを挿
入する状態とを切り替えることができる。
【0067】すなわち、通常モードでは、電磁波から変
換された電荷が入力端子を介して電荷検出手段に入力
し、電荷検出手段が、入力電荷から電位を読み出し、こ
の電位と基準電位との差から電圧を出力する。
【0068】さらに、上記構成によれば、上記電荷注入
手段と上記電荷検出手段との間に第2コンデンサを挿入
する状態に切り替えることができる。これにより、電荷
検出回路内に備えられた電荷注入手段から第2コンデン
サに電荷を注入し、蓄えることができる。そして、第2
コンデンサに蓄えられた電荷を上記電荷検出手段に供給
することにより、電荷検出手段は、電圧を出力すること
ができる。つまり、電荷検出回路内に備えられている第
2コンデンサと画像検出器に備えられる電荷注入手段を
用いることにより、電磁波を照射することなく、電荷検
出手段に電荷を注入することができる。これにより、簡
単に上記電荷検出回路の入出力特性の測定を行うことが
できる。言い換えれば、電荷注入手段と第2のコンデン
サとを利用することにより、電磁波を照射せず、簡単な
手順で上記入出力測定を行うことができる。
【0069】なお、上記構成によれば、動作試験モード
で用いられる第1コンデンサが備えられていないが、簡
単な動作試験を行うことが可能である。すなわち、上記
構成によれば、第1コンデンサが備えられていないた
め、所定量の電圧波形を入力できず、出力波形の歪み率
等の詳細な動作確認をすることはできないものの、第2
コンデンサから電荷検出手段に電荷を供給し、電荷検出
手段が電圧を出力できれば、一応、回路が動作している
ことがわかるからである。
【0070】本発明の電荷検出回路は、上記の問題を解
決するために、上記の構成に加えて、電荷注入手段が電
源であって、上記電荷検出手段の入力部が基準電源と接
続され、第2コンデンサにおける一方の電極は、上記入
力端子および上記電荷検出手段の入力部に接続され、第
2コンデンサにおける他方の電極が、第6スイッチによ
り電源に接続されると共に、第12スイッチにより基準
電源に接続されるように切り替え手段が構成されている
ことを特徴とする。
【0071】上記構成によれば、第6スイッチと第12
スイッチとをオフにすることで、電磁波から変換された
電荷を上記入力端子から上記電荷検出回路に供給するこ
とができる(通常モード)。
【0072】そして、第6スイッチをオンにして、第1
2スイッチをオフにすることで、上記電荷検出手段と上
記電源との間に第1コンデンサを挿入することになる。
これにより、第2コンデンサの他方の電極(以下、下側
電極とする)の電位は電源電位となる。
【0073】さらに、電荷検出手段の入力部は、基準電
源に接続されるので、基準電位となる。また、第2コン
デンサの一方の電極(以下、上側電極とする)は、上記
電荷検出手段の他方の入力部と接続されているので、上
側電極の電位は基準電位になる。これにより、第2コン
デンサのいずれの電極においても、電源電位と基準電位
との差に相当する電荷が発生する。
【0074】つぎに、第6スイッチをオフにしてから、
第12スイッチをオンにすると、第2コンデンサの下側
電極は、電源と切断されると同時に基準電源と接続され
るので、基準電位となる。ここで、第2コンデンサの上
側電極の電位は、基準電位であるので、第2コンデンサ
に蓄えられた電荷は消失になる。これは、第2コンデン
サの下側電極の電荷が基準電源に吸収されるのと同時
に、上側電極の電荷が上記電荷検出手段へ放出されるか
らである。すなわち、第2コンデンサから上記演算増幅
器に電荷を供給することになる。
【0075】これにより、上記構成によれば、電磁波を
発生させることなく、電荷検出回路に電荷を供給するこ
とができる。このような切り替え動作を行うことによ
り、上記演算増幅器の入出力測定を容易に行うことがで
きる。
【0076】本発明の電荷検出回路は、上記の問題を解
決するために、入射する電磁波を電荷に変換し、これを
画像データとして出力する画像検出器に内蔵される電荷
検出回路において、入力した電荷から電位を読み出して
上記電位と基準電位との差から電圧を出力する電荷検出
手段と、電荷を注入できる電荷注入手段とを備え、上記
電荷検出回路の入力端子と上記電荷検出手段との間に第
3コンデンサを挿入するとともに、上記入力端子から電
圧を印加して、第3コンデンサに電荷を蓄える状態と、
上記電荷注入手段と上記電荷検出手段との間に、第4コ
ンデンサを挿入することにより、第4コンデンサに電荷
を蓄える状態と、第3コンデンサまたは第4コンデンサ
に蓄えられた電荷を上記電荷検出手段に供給する状態
と、電磁波から変換された電荷を上記入力端子から上記
電荷検出手段に供給する状態とを切り替える切り替え手
段を含んでいることを特徴とする。
【0077】上記構成によれば、切り替え手段により、
電磁波から変換された電荷を上記入力端子から上記電荷
検出手段に供給する状態(通常モード)と、上記電荷検
出回路の入力端子と上記電荷検出手段との間に第3コン
デンサを挿入する状態(動作試験モード)とを切り替え
ることができる。
【0078】すなわち、通常モードでは、電磁波から変
換された電荷が入力端子を介して電荷検出手段に入力
し、電荷検出手段が、入力電荷から電位を読み出し、こ
の電位と基準電位との差から電圧を出力する。
【0079】一方、動作試験モードでは、上記電荷検出
回路の入力端子と上記電荷検出手段との間に第3コンデ
ンサを挿入し、上記入力端子から電圧を印加することで
第3コンデンサに電荷を蓄える。そして、第3コンデン
サに蓄えられた電荷を上記電荷検出回路に供給すること
により、電荷検出手段は、印加された電圧を出力でき
る。ここで、印加した電圧波形と出力した電圧波形とを
比較することにより、出力信号波形の歪み率等を測定
し、上記電荷検出回路が正常に動作しているか否かを試
験することができる。
【0080】さらに、上記構成によれば、上記電荷注入
手段と上記電荷検出手段との間に第4コンデンサを挿入
する状態にも切り替えることができる。これにより、電
荷検出回路内に備えられた電荷注入手段から第4コンデ
ンサに電荷を注入し、蓄えることができる。そして、第
4コンデンサに蓄えられた電荷を上記電荷検出手段に供
給することにより、電荷検出手段は、電圧を出力するこ
とができる。つまり、画像検出器に備えられている電荷
注入手段を用いることにより、電磁波の照射や上記入力
端子から電圧を印加することなく、電荷検出手段に電荷
を注入することができる。これにより、簡単に上記電荷
検出回路の入出力特性の測定を行うことができる。ここ
で、上記構成によれば、動作試験用の第3コンデンサ
と、上記入出力測定用の第4コンデンサとを別々に構成
しているので、各コンデンサをそれぞれの用途に応じて
最適化することができる。
【0081】本発明の電荷検出回路は、上記の問題を解
決するために、上記の構成に加えて、電荷注入手段が電
源であって、上記演算増幅器の入力部が基準電源と接続
され、上記演算増幅器の入力部と電荷検出回路の入力端
子との間に、第8スイッチと第3コンデンサと第9スイ
ッチとが、上記入力端子側からこの順で直列に接続され
ると共に、第7スイッチが第3コンデンサと並列に接続
され、第4コンデンサにおける一方の電極は、電荷検出
回路の入力端子および電荷検出手段に接続され、第4コ
ンデンサにおける他方の電極が、第10スイッチにより
上記電源に接続されると共に、第13スイッチにより基
準電源に接続されるように切り替え手段が構成されてい
ることを特徴とする。
【0082】上記構成によれば、第7スイッチをオン、
第8スイッチ、第9スイッチ、第10スイッチ、第13
スイッチをオフにすることで、電磁波から変換された電
荷を上記入力端子から上記電荷検出手段に供給する状態
(通常モード)を実現できる。
【0083】つぎに、第7スイッチ、第9スイッチ、第
10スイッチ、第13スイッチをオフにして、第8スイ
ッチをオンにすると、上記入力端子と上記電荷検出手段
との間に第3コンデンサを挿入(動作試験モード)する
とともに、第3コンデンサに電荷を蓄積できる。さら
に、第8スイッチをオフにすると共に、第9スイッチを
オンにすることで、第3コンデンサに蓄積されている電
荷を上記電荷検出手段に供給することが可能となる。
【0084】そして、第10スイッチをオンにして、第
7スイッチ、第8スイッチ、第9スイッチ、第13スイ
ッチをオフにすることで、上記電荷検出手段と上記電源
との間に第4コンデンサを挿入することになる。これに
より第4コンデンサの他方の電極(以下、下側電極とす
る)の電位は電源電位となる。
【0085】さらに、電荷検出手段の入力部は、基準電
源に接続されるので、基準電位となる。また、第4コン
デンサの一方の電極(以下、上側電極とする)は、上記
電荷検出手段の入力部と接続されているので、上側電極
の電位は基準電位になる。これにより、第4コンデンサ
のいずれの電極においても、電源電位と基準電位との差
に相当する電荷が発生する。
【0086】つぎに、第10スイッチをオフにしてか
ら、第13スイッチをオンにすると、第4コンデンサの
下側電極は、電源と切断されると同時に基準電源と接続
されるので、基準電位となる。ここで、第4コンデンサ
の上側電極の電位は、基準電位であるので、第4コンデ
ンサに蓄えられた電荷は消失になる。これは、第4コン
デンサの下側電極の電荷が基準電源に吸収されるのと同
時に、上側電極の電荷が上記電荷検出手段へ放出される
からである。すなわち、第4コンデンサから上記電荷検
出手段に電荷を供給することになる。
【0087】これにより、上記構成によれば、電磁波を
発生させることなく、電荷検出手段に電荷を供給するこ
とができる。このような切り替え動作を行うことによ
り、上記演算増幅器の入出力測定を容易に行うことがで
きる。
【0088】本発明の電荷検出回路は、上記の問題を解
決するために、上記の構成に加えて、電荷注入手段が、
電荷検出回路を駆動する電源であることを特徴とする。
【0089】上記構成によれば、電荷検出回路を駆動す
るための電源を、前記入出力測定時の電荷注入手段とし
て、そのまま利用できるので、別個独自の電源を設ける
必要がない。したがって、余分な構成を付加する必要が
ない。
【0090】本発明の電荷検出回路は、上記の問題を解
決するために、上記の構成に加えて、電荷注入手段が、
電荷検出回路を駆動する電源とは別個独立に設けられた
電源であることを特徴とする。
【0091】上記構成によれば、電荷検出回路を駆動す
る電源とは別個独自に設けられた電源を電荷注入手段と
して利用する。したがって、コンデンサの容量に応じ
て、前記入出力測定に必要とされる電荷量を供給できる
電荷注入手段を設定することができる。
【0092】本発明の電荷検出回路は、上記の問題を解
決するために、上記の構成に加えて、電荷注入手段から
出力した電圧のうち一定割合の電圧を取り出すことがで
きる分圧器が備えられていることを特徴とする。
【0093】上記構成によれば、分圧器により、電荷注
入手段から出力した電圧のうち一定割合の電圧を取り出
すことができる。したがって、コンデンサの容量に応じ
て、前記入出力測定に必要とされる電荷量を供給できる
電荷注入手段を設定できる。
【0094】本発明の電荷検出回路は、上記の問題を解
決するために、上記の構成に加えて、電磁波はX線であ
ることを特徴とする。
【0095】上記構成によれば、X線を発生させること
なく、電荷検出回路の入出力特性を測定することができ
る。したがって、被写体を撮影する目的以外で、人体に
有害な放射線を無駄に放出するという不都合を解消する
ことができる。
【0096】本発明のLSIは、上記の問題を解決する
ために、上記記載の電荷検出回路が複数集積して構成さ
れているLSIであることを特徴とする。
【0097】LSIの特性は、周囲の温度等の使用環境
や使用状況によって、微妙に変化する。したがって、電
荷検出回路が複数集積したLSIの場合、なるべく頻繁
に入出力特性の測定を行い、頻繁に補正用データを作成
しなおす必要がある。
【0098】ここで、上記構成によれば、電磁波を発生
させることなく、上記切り替え手段による動作だけで、
入出力特性の測定を行うことが可能なので、無駄な作業
手間を省略できる。言い換えると、頻繁にLSIの入出
力特性の測定を行うことが容易になる。
【0099】
【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、図面に基づいて説明すれば、以下の通
りである。
【0100】本発明の実施の一形態に係る電荷検出回路
は、例えば、X線撮像装置の画像センサ(画像検出器)
が検出した電荷をデジタル画像データとして出力するた
めの読み取り回路(画像処理用回路)に備えられてい
る。具体的に、この電荷検出回路は、上記画像センサが
検出した電荷を電位として読み出すことにより、信号電
圧を出力するための回路である。ここで、画像センサお
よび読み取り回路の概略構成については、従来技術の項
で説明したので省略し、ここでは、電荷検出回路の具体
的構成について説明する。
【0101】図10に示すように、本実施の形態に係る
電荷検出回路1aは、上記読み取り回路の入力端子の直
近に備えられていて、試験回路(切り替え回路)2aと
電荷検出増幅器(Charge Sensitive Amplifier,以下C
SAとする,電荷検出手段,検出回路)3aと電源(電
荷注入手段,第1試験電圧)Vccと基準電源Vrefとを
備える。
【0102】ここで、試験回路2aは、上記読み取り回
路について、動作試験(動作確認試験)を行うことので
きる回路であり、コンデンサCt1(第1コンデン
サ)、スイッチ1(第1スイッチ,以下「スイッチをS
Wとする」)・SW2(第2スイッチ)・SW3(第3
スイッチ)・SW4(第4スイッチ)・SW11(第1
1スイッチ)から構成される。この動作試験とは、上記
読み取り回路が正常に動作するか否かを確認するための
試験をいう。
【0103】CSA3aは、信号電荷の電荷量を電位と
して読み取るための回路であり、演算増幅器4、帰還容
量5、リセットスイッチ6から構成される。ここで、基
準電源VrefをGNDとするが、特にGNDに限定され
るものではない。また、電源Vccは、上記読み取り回路
に負の電圧を供給するための電源である。
【0104】演算増幅器4の反転入力端子と出力端子と
は帰還容量5を介して接続されており、負帰還回路を構
成している。また、帰還容量5と並列にリセットスイッ
チ6が接続されていて、帰還容量5に蓄積された電荷を
放電してリセットすることができる。
【0105】コンデンサCt1の一方の電極(以下、右
側電極とする)は、SW4により、演算増幅器4の反転
入力端子および帰還容量5と接続されている。また、コ
ンデンサCt1の他方の電極(以下、左側電極とする)
は、SW3により、電荷検出回路1aの入力端子に接続
される。さらに、コンデンサCt1の左側電極とSW3
との接続点は、SW11を介して基準電源に接続されて
いると共に、SW2を介して電源Vccに接続される。ま
た、演算増幅器4および帰還容量5は、SW1により電
荷検出回路1aの入力端子と接続されている。
【0106】つぎに、試験回路2aおよびCSA3aの
動作について説明する。
【0107】上記X線撮像装置を通常態様で使用する場
合(被写体を撮影する場合)、すなわち、入射X線から
発生する電荷を検出するときは、SW1を閉(オン)、
SW3、SW4は開(オフ)にする。このようにするこ
とにより、上記読み取り回路の入力端子から入力した信
号電荷は、SW1を介して演算増幅器4の反転入力端子
へ入力する。なお、SW2、SW11は、開にしておく
とコンデンサCt1が浮いた状態になり外部からの影響
を受けやすく、信号電荷入力時に雑音電荷を生じさせる
場合がある。従って閉にしておくことが一般的に好まし
い。
【0108】さらに、上記読み取り回路について、動作
確認試験を行う場合(動作試験モード)は、まず、SW
1、SW2、SW4、SW11を開にして、SW3を閉
にする。つぎに、上記読み取り回路の入力端子に、上記
読み取り回路の外部から電圧(第2試験電圧)を印加す
る。これにより、コンデンサCt1に電荷を蓄積させる
ことが可能となる。さらに、SW3を開、SW4を閉に
することで、コンデンサCt1に蓄積されている電荷を
CSA3aに供給することが可能となる。すなわち、C
SA3aが反転増幅回路として機能し、上記読み取り回
路の入力端子から電圧を入力することによって、CSA
3aに電荷を供給できる。
【0109】つぎに、CSA3aは、このようにして供
給された電荷から、信号電圧を出力することができる。
さらに、出力された信号電圧は、上記読み取り回路内の
図示しないサンプルホールド回路で標本化され、続いて
アナログデジタル変換器でデジタルデータに変換され
る。ここで、上記出力された信号電圧の周波数とサンプ
ルホールド回路の周期とを調整することで、アナログデ
ジタル変換器で変換されるデジタルデータを、電圧波形
の再現可能な出力データ列とすることができる。そし
て、上記読み取り回路に入力した電圧波形と出力データ
列から再現した電圧波形とを比較することにより、上記
読み取り回路の動作が正常であるか否かを確認すること
ができるとともに、増幅率、直線性、歪み率等の上記読
み取り回路の各特性についても測定することができる。
【0110】つぎに、本実施の形態の特徴点である入出
力特性の測定(上記読み取り回路の入出力端子における
増幅率の特性測定,試験モード)について説明する。こ
の入出力特性の測定は以下のように行う。まず、SW
1、SW3、SW11を開にして、SW2、SW4を閉
にする。これにより、コンデンサCt1の左側電極と電
源Vccとが接続されるので、コンデンサCt1の左側電
極の電位はVccとなる。
【0111】一方、CSA3aにおける演算増幅器4の
非反転入力端子は、基準電源Vrefに接続されるので、
上記非反転入力端子に基準電位Vrefが印加される。さ
らに、仮想短絡の原理により演算増幅器4の反転入力端
子の入力も基準電位Vrefとなる。したがって、コンデ
ンサCt1の右側電極の電位は基準電位Vrefになる。こ
こで、右側電極には、+Qt=(Vref−Vcc)×Ct
[C]の電荷が発生する。一方、左側電極には、−Qt
=−(Vref−Vcc)×Ct[C]の電荷が発生する。
【0112】つぎに、SW2を開にしてからSW11を
閉にすると、左側電極は電源Vccと切断されると同時に
基準電源Vrefと接続されるので、左側電極の電位は基
準電位Vrefとなる。ここで、右側電極の電位は基準電
位Vrefであるので、コンデンサCt1に充電されていた
電荷は0になる。これは、左側電極の電荷が基準電源V
refに吸収される(あるいは、+Qtの電荷が基準電源
Vrefから左側電極へ注入される)のと同時に、右側電
極の電荷がCSA3aの帰還容量5へ集められる。すな
わち、電荷検出回路1aは、+Qt[C]の電荷をCS
A3aへ注入する回路として動作することがわかる。
【0113】したがって、電源Vccから試験回路2aを
介してCSA3aへ電荷を供給することができるので、
上記読み取り回路の入出力特性を測定することが可能に
なる。これにより、本実施の形態の電荷検出回路1aを
用いた上記読み取り回路をX線撮像装置に用いた場合、
実際にX線を照射したり、上記読み取り回路の入力端子
から電圧を印加しなくても、CSA3aに電荷を供給し
て、読み取り回路の入出力特性を測定することが可能と
なる。そのため、頻繁に補正用データを更新することが
できるため、従来に比べてより最適化した状態でX線撮
像装置を作動でき、より高精度の画像を再現することが
可能となる。
【0114】また、通常、上記読み取り回路は、画像セ
ンサにおいてマトリクス状に配列された画素の各列ごと
に設けられていて、複数の読み取り回路が多数集積して
LSI(Large Scale Integrated Circuit,大規模集積
回路)を構成している。ここで、LSIの特性は、周囲
の温度等の使用環境や使用状況によって微妙に変化す
る。また、その特性は経時的に変化しうる。したがっ
て、LSIにあっては、なるべく頻繁に入出力特性を測
定して補正用データを更新することが望ましい。ここ
で、本実施の形態に係る電荷検出回路1aを用いた読み
取り回路では、頻繁に補正用データを作成する場合であ
っても、X線を照射する必要がないので、作業の簡略化
が可能となる。
【0115】なお、上記した電荷検出回路1aでは、S
W2を介して接続する電源として、上記読み取り回路を
駆動する正負両電源のうち負電源Vccを用いたものであ
るが、正電源Vdd(電荷注入手段,第1試験電圧)であ
っても構わない。SW4を介して接続する電源として正
電源Vddを用いた場合の電荷検出回路1bを図11に示
す。この場合、電荷検出回路1は、−Qt[C]の電荷
をCSA3bへ注入する回路として動作する。
【0116】また、上記読み取り回路が正電源Vddと負
電源Vccとで駆動する場合に限られず、上記読み取り回
路が単電源駆動の場合であっても本実施の形態の電荷検
出回路を構成することは可能である。この場合の電荷検
出回路1cを図12に示す。同図においては、上記読み
取り回路を正電源Vddの単電源駆動とする一方、基準電
源Vrefとして、GNDと正電源Vddとの間の電位を供
給するように構成したものである。すなわち、図12に
示す電荷検出回路1cにおいては、基準電源VrefはG
NDでない。また、この場合、基準電源VrefとしてVd
d/2の電圧電位を出力するものが用いられる場合が多
い。なお、この場合の電荷検出回路1cは、図10の電
荷検出回路1aとほぼ同様の構成であるが、負電源Vcc
は用いられず、SW2を介してコンデンサCt1とGN
D(電荷注入手段,第1試験電圧)とが接続されてい
る。また、この場合の電荷検出回路1は、SW2、SW
4を閉にすると、コンデンサCt1の右側電極には、+
Qt=Vref×Ct[C]の電荷が発生する。一方、左
側電極には、−Qt=−Vref×Ct[C]の電荷が発
生する。
【0117】さらに、電荷検出回路は、例えば、図13
に示す電荷検出回路1dのように変形することも可能で
ある。図10の電荷検出回路1aでは、SW3とコンデ
ンサCt1との間に電源Vccおよび基準電源Vrefが接続
されているが、図13の電荷検出回路1dでは、SW1
4と電荷検出回路1dの入力端子との間に電源Vccおよ
び基準電源Vrefが接続され、電源Vccと演算増幅器4
との間に、SW17、SW14、コンデンサCt5、S
W15が直列に接続されている構成である。なお、この
回路により入出力特性の測定を行う場合の動作は、以下
の通りである。
【0118】まず、SW14、SW15、SW17を閉
にして、SW16、SW18を開にする。これにより、
コンデンサCt5の左側電極と電源Vccとが接続される
ので、左側電極の電位はVccとなる。
【0119】一方、CSA3dにおける演算増幅器4の
非反転入力端子は、基準電源Vrefに接続されるので、
上記非反転入力端子に基準電位Vrefが印加される。さ
らに、仮想短絡の原理により演算増幅器4の反転入力端
子の入力も基準電位Vrefとなる。したがって、コンデ
ンサCt5の右側電極の電位は基準電位Vrefになる。そ
して、右側電極には、Qt=(Vref−Vcc)×Ct
[C]の電荷が発生する。一方、左側電極には、−Qt
=−(Vref−Vcc)×Ct[C]の電荷が発生する。
【0120】つぎに、SW17を開にしてから、SW1
8を閉にすると、左側電極は電源Vccから切断されると
同時に基準電源Vrefと接続されるので、左側電極の電
位は基準電位Vrefとなる。ここで、コンデンサCt1の
右側電極の電位は基準電位Vrefであるので、コンデン
サCt1に充電されていた電荷は0になる。これは、左
側電極の電荷が基準電源Vrefに吸収される(あるい
は、+Qtの電荷が基準電源Vrefから左側電極へ注入
される)のと同時に、右側電極の電荷が、CSA3dの
帰還容量5に集められるからである。すなわち、電荷検
出回路1dが、+Qt[C]の電荷をCSA3dへ注入
する回路として動作することがわかる。
【0121】〔実施の形態2〕本発明は、実施の形態1
における電荷検出回路に限定されるものではなく、他の
構成の電荷検出回路を用いることも可能である。そこ
で、本実施の形態では、実施の形態1における電荷検出
回路以外の電荷検出回路について図14、図15に基づ
いて説明する。なお、本実施の形態では、実施の形態1
と異なる部分のみを説明し、実施の形態1で用いた部材
と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付記
し、その説明を省略する。
【0122】実施の形態1では、電荷検出回路は、前記
読み取り回路を駆動するための電源Vccまたは電源Vdd
から電荷を電荷検出回路に取り込むように構成されたも
のである。しかし、本実施の形態の電荷検出回路1e
は、図14に示すように上記読み取り回路を駆動するた
めの電源と別の電源Vq(電荷注入手段,第1試験電
圧)を用いている。なお、電源としては上記読み取り回
路の外部に別個独自の電源を設け、該電源から電荷を供
給してもよく、読み取り回路内部において電源Vccまた
は電源Vddから分圧回路(分圧器)等を用いて別個独自
の電圧を発生させたものでもよい。
【0123】ここで、分圧回路の例を図15に示す。分
圧回路7は、抵抗分圧8で基準電源Vrefと電源Vccと
の間の電圧を分圧し、ボルテジフォロア接続の演算増幅
器9を介して電荷検出回路1eに電荷を供給する。ここ
で、分圧回路7では、抵抗分圧8および演算増幅器9の
作用により、電荷検出回路1eに印加する電圧を調整で
きる。これにより、電源Vqとしての分圧回路7は、上
記読み取り回路の入力端子に応じた電圧を電荷検出回路
1eに供給することができる。また、上述したように電
源Vqとして上記読み取り回路の外部に独立の電源を設
ける構成としてもよい。この場合、上記読み取り回路に
電圧を供給するための電源とは、別個独立の電源を供給
するので、注入される電荷量およびその正負の極性を調
整した電荷を供給できる。
【0124】なお、上記読み取り回路は、CSA3eか
ら出力した電圧をメインアンプで増幅される構成とする
ことも可能である。ここで、メインアンプの増幅率が高
倍率のとき、メインアンプからの出力が飽和しない範囲
で上記読み取り回路の入出力特性を測定する必要があ
る。この場合、図14に示す電荷検出回路1eは、メイ
ンアンプの倍率に応じて最適な電荷を供給して測定の精
度を向上させることができる。したがって、高倍率のメ
インアンプが用いられる上記読み取り回路において、メ
インアンプの出力が飽和しない範囲の電荷を供給するた
めに電荷検出回路1eは、特に有効である。
【0125】〔実施の形態3〕本発明は、実施の形態
1、2における電荷検出回路に限定されるものではな
く、他の構成の電荷検出回路を用いることも可能であ
る。そこで、本実施の形態では、実施の形態1、2にお
ける電荷検出回路以外の電荷検出回路について図16に
基づいて説明する。なお、本実施の形態では、実施の形
態1、2と異なる部分のみを説明し、実施の形態1、2
で用いた部材と同一の機能を有する部材には同一の部材
番号を付記し、その説明を省略する。
【0126】本実施の形態の電荷検出回路1fは、図1
6に示すように、容量の異なる複数のコンデンサを並列
に備えることにする。なお、図16では、説明の便宜の
ため、2つのコンデンサを並列に備えた構成としている
が、コンデンサの数は複数であればいくつでも構わな
い。
【0127】図16の電荷検出回路1fは、コンデンサ
Ct1a(第1コンデンサ)と並列にコンデンサCt1b
(第1コンデンサ)とが設けられている。コンデンサC
t1aの左側電極(電荷検出回路の入力端子側の電極)
は、SW19、SW25を介して基準電源Vrefに接続
されていると共に、SW19、SW24を介して電源V
ccに接続されている。また、コンデンサCt1aの右側電
極は、SW20を介してCSA3fの演算増幅器4の反
転入力端子と帰還容量5とに接続される。
【0128】また、コンデンサCt1bの左側電極(CS
A3側の電極)はSW21、SW25を介して基準電源
Vrefに接続されるとともに、SW21、SW24を介
して電源Vccに接続されている。また、コンデンサCt
1bの右側電極は、SW22を介してCSA3fの演算
増幅器4の反転入力端子と帰還容量5とに接続される。
なお、コンデンサCt1aの容量はCSA3の帰還容量5
(Cf)の2分の1(Ct1a=Cf/2)とし、コンデ
ンサCt1bの容量は帰還容量5の10分の1(Ct1b=
Cf/10)とする。また、電荷検出回路1fの入力端
子はSW23を介して演算増幅器4の反転入力端子4と
帰還容量5とに接続されている。さらに、電荷検出回路
1fの入力端子は、SW21を介してコンデンサCt1b
の左側電極に接続されている。また、電荷検出回路1f
の入力端子は、SW19を介してコンデンサCt1aの左
側電極に接続されている。
【0129】ここで、電荷検出回路1fについて入出力
特性の測定をする場合の手順を説明する。まず、SW2
4を閉にするとともに、SW19またはSW21のいず
れかを閉にすると、閉にしたスイッチ側のコンデンサC
t1aまたはコンデンサCt1bの左側電極の電位はVccと
なる。一方、仮想短絡の原理により演算増幅器4の反転
入力端子の電位は基準電位Vrefとなっているので、S
W20またはSW22のいずれかを閉にすると、閉にし
た側のコンデンサCt1aまたはコンデンサCt1bの右側
電極の電位は基準電位Vrefとなる。
【0130】つぎに、SW25を開にしてから、SW2
4を閉にすると、コンデンサCt1aまたはコンデンサC
t1bのいずれか一方から、それぞれの容量に相当する電
荷をCSA3fへ注入される。
【0131】このように、電荷検出回路1fでは、SW
20とSW22およびSW19とSW21を選択的に作
動させることで、容量の異なる電荷をCSA3fへ供給
できる。すなわち、コンデンサCt1bから電荷を供給す
る場合は、コンデンサCt1aから電荷を供給するときの
1/5の電荷を供給することが可能である。これによ
り、上記読み取り回路が、CSA3fから出力した電圧
をメインアンプで増幅させる構成としている場合、上記
メインアンプの増幅率に適した電荷供給を選択的に行う
ことができる。なお、ここで挙げたコンデンサCt1a、
コンデンサCt1b、帰還容量5の容量の比率は一例であ
り、メインアンプの増幅率やSW24に接続する電源V
cc、また上記読み取り回路の出力電圧範囲等により適宜
決定すればよい。勿論、コンデンサの数を3以上にする
ことも可能である。また、コンデンサCt1aとコンデン
サCt1bとを同時に使用することも可能である。(コン
デンサCt1aとコンデンサCt1bとが並列接続の形にな
る) 〔実施の形態4〕本発明は、実施の形態1〜3における
電荷検出回路に限定されるものではなく、他の構成の電
荷検出回路を用いることも可能である。そこで、本実施
の形態では、実施の形態1〜3における電荷検出回路以
外の電荷検出回路について図17、図18に基づいて説
明する。なお、本実施の形態では、実施の形態1〜3と
異なる部分のみを説明し、実施の形態1〜3で用いた部
材と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付記
し、その説明を省略する。
【0132】本実施の形態の電荷検出回路1gは、図1
7に示すように、演算増幅器4の反転入力端子および帰
還容量5は、SW5(第5スイッチ)を介して、電荷検
出回路回路1gの入力端子と接続されている。また、コ
ンデンサCt2(第2コンデンサ)の一方の電極(上側
電極)が、SW5と演算増幅器4の反転入力端子とを結
ぶ線路に接続されている。コンデンサCt2の他方の電
極(下側電極)は、SW12(第12スイッチ)を介し
て基準電源Vrefに接続されると共にSW6(第6スイ
ッチ)を介して電源に接続されている。
【0133】電荷検出回路1gをこのような構成にする
ことで、動作試験用に回路を構成することなく、上記読
み取り回路の入出力測定を行うことができると共に、簡
単な動作試験を行うことも可能になる。以下、電荷検出
回路1gを用いて、通常動作、入出力特性の測定および
簡単な動作試験を行う手順を説明する。
【0134】まず、通常動作を説明する。SW5を閉に
してSW6、SW12を開にすると、電荷検出回路1g
の入力端子からの電荷をCSA3gが検出できる。
【0135】つぎに、動作試験の態様を説明する。ま
ず、SW6を閉にして、SW12を開にすることで、コ
ンデンサCt2の下側電極がSW6を介して電源Vccと
接続される。これにより下側電極の電位は電源電位とな
る。
【0136】さらに、演算増幅器4の非反転入力端子は
基準電源Vrefに接続されているので、演算増幅器4の
非反転入力端子には基準電位Vrefが印加される。ここ
で、仮想短絡の原理により演算増幅器4の反転入力端子
も基準電位Vrefとなるので、コンデンサCt2の上側電
極の電位は基準電位Vrefになる。これにより、コンデ
ンサCt2のいずれの電極においても、電源電位Vccと
基準電位Vrefとの差に相当する電荷が発生する。
【0137】つぎに、SW6を開にしてからSW12を
閉にすると、コンデンサCt2の下側電極は、電源Vcc
と切断されると同時に基準電源Vrefと接続されるの
で、基準電位となる。ここで、コンデンサCt2の上側
電極の電位は、基準電位であるので、コンデンサCt2
に充電されていた電荷は0になる。これは、コンデンサ
Ct2の下側電極の電荷が基準電源Vrefに吸収されるの
と同時に、上側電極の電荷がCSA3gへ放出されるか
らである。すなわち、本実施の形態の電荷検出回路1
は、電磁波を発生させることなく、CSA3gに電荷を
供給することができる。
【0138】したがって、上記読み取り回路に電荷検出
回路1gを用いた場合、上記読み取り回路の入出力特定
を測定できるだけでなく、動作試験用のコンデンサCt
1を用いずに回路が動作しているか否かの判断をも行う
ことができる。
【0139】勿論、どちらかの出力が明らかに異常であ
れば、入出力特性を測定するまでもなく、該端子の回路
は不良であると判断することができる。
【0140】また、本実施の形態の電荷検出回路1gを
用いた場合、動作試験(量産試験)時において歪み率等
の詳細な情報を得ることはできないが、基本的に動作し
ているか否かは明確に判断できるため、LSIに求めら
れる精度等の条件によっては有用な回路である。これに
より、本実施の形態の電荷検出回路1gを用いて動作試
験を行うことにより、動作試験のみに用いられるコンデ
ンサを設ける必要がない。
【0141】さらに、図18に示す電荷検出回路1hの
ように、動作試験用のコンデンサCt3(第3コンデン
サ)と入出力特性の測定用のコンデンサCt4(第4コ
ンデンサ)とを独立とした構成としてもよい。この電荷
検出回路1hの長所は、それぞれのコンデンサCt3・
Ct4の容量をそれぞれの目的に最適化しやすいことで
ある。
【0142】図18に示す電荷検出回路1hは、前記読
み取り回路の入力端子と演算増幅器4の反転入力端子と
の間に、SW7が接続されていると共に、SW8とコン
デンサCt4とSW9とが直列に接続されている。ま
た、SW7と演算増幅器4との接続点とVccとの間にコ
ンデンサCt4とSW10とが直列に接続されている。
また、コンデンサCt4とSW10との接続点は、SW
13を介して基準電源Vrefに接続されている。さら
に、演算増幅器4の非反転入力端子は、基準電位Vref
に接続されている。
【0143】上記構成によれば、通常動作の場合、SW
8およびSW10を開にすると共に、SW7を閉にする
ことで、電荷検出回路1hの入力端子と演算増幅器4の
反転入力端子とが接続され、通常モード状態となり、C
SA3hは、入射X線から発生する電荷を検出し、これ
を電圧として出力できる。
【0144】つぎに、入出力の特性を測定する場合につ
いて説明する。まず、SW7およびSW8を開にすると
共に、SW10を閉にすると、Vccが、コンデンサCt
4を介して演算増幅器4の非反転入力端子と接続され
る。一方、CSA3aにおける演算増幅器4の非反転入
力端子は、基準電源Vrefに接続されるので、上記非反
転入力端子に基準電位Vrefが印加される。これによ
り、実施の形態1で説明した仮想短絡の原理により、コ
ンデンサCt4におけるVcc側の電極(左側電極)に
は、+Qt=(Vref−Vcc)×Ct[C]の電荷が発
生し、他方の電極(右側電極)には、−Qt=−(Vre
f−Vcc)×Ct[C]の電荷が発生する。つぎに、S
W10を開にしてからSW13を閉にすると、コンデン
サCt4の左側電極の電荷が基準電源Vrefに吸収される
(あるいは、+Qtの電荷が基準電源Vrefから左側電
極へ注入される)のと同時に、コンデンサCt4の右側
電極の電荷がCSA3hの帰還容量5へ集められる。す
なわち、電荷検出回路1hは、+Qt[C]の電荷をC
SA3hへ注入する回路として動作することがわかる。
したがって、電源Vccから試験回路2hを介してCSA
3hへ電荷を供給することができるので、上記読み取り
回路の入出力特性を測定することが可能になる。
【0145】さらに、動作試験について説明する。ま
ず、SW8およびSW9を閉にし、SW7、SW10お
よびSW13を開にすると、電荷検出回路1hの入力端
子がコンデンサCt3を介して演算増幅器4の反転入力
端子と接続される。さらに、外部から電荷検出回路1h
の入力端子に電圧(第2試験電圧)を印加することによ
り、上記電圧が電荷としてコンデンサCt3に蓄積され
た後に、CSA3hはコンデンサCt3に蓄積された電
荷を検出し、これを電圧として出力することができる。
これにより、上記外部から印加した電圧の電圧波形と出
力した電圧波形とを比較することにより、出力信号波形
の歪み率等を測定することができる。すなわち、外部か
ら電圧を印加することにより、電荷検出回路が正常に動
作しているか否かについて試験(動作試験モード)する
ことができる。
【0146】なお、図18では、コンデンサCt4は、
SW7と演算増幅器4との接続点に接続されているが、
上記読み取り回路の入力端子とSW7との接続点に接続
されていても構わない。
【0147】上述した記載によれば、本発明により、実
際にX線を照射することなく電荷検出回路に電荷を供給
して、回路の入出力特性を測定することが可能となる。
そのため、本願回路を用いたLSIをX線センサの信号
読出しに用いた場合は、補正用データを取得するために
実際にX線を照射する回数を大幅に少なくすることがで
きる。また、逆に言えば、頻繁に補正用データを更新す
ることができるため、従来に比べてより最適化した状態
でシステムを動作させられて、より高精度の画像を再現
することが可能となる。なお、上述した記載ではX線セ
ンサを前提に説明したが、本発明の特質は、電荷検出増
幅器を用いたLSIにおいて、電荷注入をLSI単独で
行えることにあり、X線照射をせずに補正用データを得
られるというのは、そこから派生して得られる効果であ
る。従って、本発明自体は、X線センサに何ら制約され
るものではない。
【0148】また、本発明は、電荷検出増幅器を多数集
積したLSIの試験回路であって、該LSIの入力端子
と該入力端子に対応する電荷検出増幅器を構成する演算
増幅器の反転入力端子との間に第1コンデンサが直列に
挿入される動作試験モードと、第1コンデンサの入力端
子側電極を該LSI内部の電源回路に接続することで第
1コンデンサを充電し、しかる後に充電された電荷を該
電荷検出増幅器に移動させる入出力試験モード(入出力
特性の測定)とを備えた構成としてもよい。
【0149】また、本発明は、電荷検出増幅器を多数集
積したLSIの試験回路であって、電荷検出増幅器を構
成する演算増幅器の反転入力端子と該反転入力端子に対
応する該LSIの入力端子との間を切断する第1スイッ
チと、該入力端子と該反転入力端子との間に、第3スイ
ッチによって一方の電極を該入力端子に接続され、第4
スイッチによって他方の電極を該反転入力端子に接続さ
れる第1コンデンサと、第1コンデンサの一方の電極と
該電荷検出回路の基準電源(該演算増幅器の非反転入力
端子に供給される電圧源)とを接続する第11スイッチ
と、第1コンデンサの第1電極を該基準電源以外の他の
電圧源に接続する第2スイッチとを備えた構成としても
よい。
【0150】また、本発明は、電荷検出増幅器を多数集
積したLSIの試験回路であって、電荷検出増幅器を構
成する演算増幅器の反転入力端子と該反転入力端子に対
応する該LSIの入力端子との間を切断する第23スイ
ッチと、該入力端子と該反転入力端子との間に、第19
スイッチによって一方の電極を該入力端子に接続され、
第20スイッチによって他方の電極を該反転入力端子に
接続されるコンデンサCt1aと、該入力端子と該反転入
力端子との間に、第21スイッチによって一方の電極を
該入力端子に接続され、第22スイッチによって他方の
電極を該反転入力端子に接続されるコンデンサCt1b
と、コンデンサCt1aおよびCt1bの一方の電極と該電
荷検出回路の基準電源(該演算増幅器の非反転入力端子
に供給される電圧源)とを接続する第25スイッチと、
コンデンサCt1aおよびCt1bの一方の電極を該基準電
源以外の他の電圧源に接続する第24スイッチとを備え
た構成としてもよい。
【0151】また、本発明は、電荷検出増幅器を多数集
積したLSIの試験回路であって、該LSIの入力端子
と該入力端子に対応する電荷検出増幅器を構成する演算
増幅器の反転入力端子との間に一方の電極が接続され、
第2コンデンサの他方の電極を該LSI内部の電源回路
に接続することで該コンデンサを充電し、しかる後に該
充電された電荷を該電荷検出増幅器に移動させる入出力
試験モードを備えたことを特徴としてもよい。
【0152】また、本発明は、電荷検出増幅器を多数集
積したLSIの試験回路であって、電荷検出増幅器を構
成する演算増幅器の反転入力端子と該反転入力端子に対
応する該LSIの入力端子との間に一方の電極が接続さ
れた第2コンデンサを有し、第2コンデンサの他方の電
極が第12スイッチを介して該電荷検出回路の基準電源
に接続されるとともに、第6スイッチを介して該基準電
圧源以外の他の電圧源に接続される構成であってもよ
い。
【0153】また、本発明は、電荷検出増幅器を多数集
積したLSIの試験回路であって、該LSIの入力端子
と該入力端子に対応する電荷検出増幅器を構成する演算
増幅器の反転入力端子との間に第3コンデンサが直列に
挿入される動作試験モードと、一方の電極が該演算増幅
器の反転入力端子に接続され、他方の電極に接続される
電圧源を切り替えることでその充電状態を制御される第
4コンデンサを有し、該第4コンデンサを充電し、しか
る後に該充電された電荷を該電荷検出増幅器に移動させ
る入出力試験モードとを備えた構成としてもよい。
【0154】また、本発明は、電荷検出増幅器を多数集
積したLSIの試験回路であって、電荷検出増幅器を構
成する演算増幅器の反転入力端子と該反転入力端子に対
応する該LSIの入力端子との間を切断する第7スイッ
チと、該入力端子と該反転入力端子との間に、第8スイ
ッチによって一方の電極を該入力端子に接続され、第9
スイッチによって他方の電極を該反転入力端子に接続さ
れる第3コンデンサと、該入力端子と該第7スイッチと
の間にその一方の電極が接続され、他方の電極を第13
スイッチによって該電荷検出回路の基準電源に接続さ
れ、また第10スイッチによって該基準電源以外の電圧
源に接続される構成であってもよい。
【0155】最後に、上述した実施の形態1〜4は、本
発明の範囲を限定するものではなく、本発明の範囲内で
種々の変更が可能である。
【0156】
【発明の効果】本発明の電荷検出手段は、以上のよう
に、通常モードおよび試験モードを切り替える切り替え
回路と、上記切り替え回路により、通常モード時には、
入射電磁波に応じて変化する電荷を検出し、これを電圧
として出力すると共に、試験モード時には、上記入射電
磁波に応じて変化する電荷の代わりに、電荷検出回路内
における所定の第1試験電圧に対応する電荷を検出し、
これを電圧として出力する検出回路とを備える。
【0157】上記構成によれば、切り替え回路により、
電荷検出回路の通常の動作態様を示す通常モードと、電
荷検出回路の入出力特性測定を行う試験モードとを切り
替えることができる。すなわち、通常モード時におい
て、検出回路は入射電磁波に応じて変化する電荷を検出
し、これを電圧として出力できる。一方、試験モード時
において、検出回路は上記入射電磁波に応じて変化する
電荷の代わりに、電荷検出回路内の第1試験電圧に対応
する電荷を検出して、これを電圧として出力することが
できる。
【0158】ここで、上記電荷検出回路内の第1試験電
圧は、所定の電圧値であるので、試験モードにおいて、
電荷検出回路の出力電圧を測定することにより電荷検出
回路の入出力特性の測定を行うことができる。しかも、
試験モードにおいて、検出回路は、電荷検出回路内の第
1試験電圧に対応する電荷を検出して、これを電圧とし
て出力しているので、電磁波を発生させることがなく簡
単な手順で電荷検出回路の入出力特性の測定を行うこと
ができる。これにより、電荷検出回路の入出力特性の試
験を頻繁に(ことある毎に)行うことができるので、電
荷検出回路の補正用データを頻繁に更新することがで
き、常に最適化した状態で回路を動作させることができ
るという効果を奏する。
【0159】本発明の電荷検出回路は、上記の構成に加
えて、上記切り替え回路が、電荷検出回路の入力端子と
上記検出回路との間に、第1スイッチが接続されると共
に、第1試験電圧と検出回路との間に第2スイッチと第
1コンデンサとが直列に接続されるように構成されてい
てもよい。
【0160】上記構成によれば、第1スイッチを閉にす
ると共に第2スイッチを開にすることで、電荷検出回路
の入力端子と検出回路とが接続され、通常モード状態と
なり、検出回路は上記入射電磁波に応じて変化する電荷
を検出し、これを電圧として出力することができる。ま
た、第1スイッチを開にすると共に、第2スイッチを閉
にすると、第1試験電源が、上記第1コンデンサを介し
て検出回路と接続される。これにより、試験モード状態
となり、第1試験電圧に対応する電圧が電荷として第1
コンデンサに蓄積された後に、検出回路は第1コンデン
サに蓄積された電荷を検出し、これを電圧として出力す
ることができるという効果を奏する。
【0161】本発明の電荷検出回路は、上記の構成に加
えて、上記切り替え回路が、第1コンデンサと第2スイ
ッチとの接続点と、電荷検出回路の入力端子との間に第
3スイッチが接続されると共に、上記入力端子から第2
試験電圧を印加できるように構成されていてもよい。
【0162】上記構成によれば、第1スイッチおよび第
2スイッチを開にすると共に第3スイッチを閉にするこ
とで、上記入力端子が第1コンデンサを介して検出回路
と接続される。さらに、上記入力端子から第2試験電圧
を印加することができるので、第2試験電圧に対応する
電圧が電荷として第1コンデンサに蓄積された後に、検
出回路は第1コンデンサに蓄積された電荷を検出し、こ
れを電圧として出力することができる。すなわち、電荷
検出回路内の第1試験電圧とは別個に、電荷検出回路の
外部電源としての第2試験電圧を印加することができ、
検出回路は第2試験電圧に対応する電荷を検出し、これ
を電圧として出力できる。これにより、第2試験電圧の
電圧波形と出力した電圧波形とを比較することにより、
出力信号波形の歪み率等を測定することができる。すな
わち、外部から電圧を印加することにより、電荷検出回
路が正常に動作しているか否かについて試験(動作試験
モード)することができるという効果を奏する。
【0163】本発明の電荷検出回路は、上記の構成に加
えて、上記切り替え回路が、第1コンデンサと電荷検出
回路との間に第4スイッチが接続されるように構成され
ていてもよい。
【0164】上記構成によれば、通常モード時におい
て、第4スイッチを開にすることで、第2スイッチを開
にする必要がなくなる。また、試験モード時および上記
入力端子から第2試験電圧を印加する場合は、第4スイ
ッチを閉にすることで、第1コンデンサに充電した電荷
を検出回路に読み取らせることができる。
【0165】ここで、通常モード時において、第2スイ
ッチを閉にすることで、第1コンデンサが浮いた状態に
なるのを防止することができ、雑音電荷の発生を防止す
ることができるという効果を奏する。
【0166】本発明の電荷検出回路は、上記の構成に加
えて、上記切り替え回路が、電荷検出回路の入力端子と
上記検出回路との間に、第5スイッチが接続されると共
に、上記第5スイッチと上記検出回路との接続点と、第
1試験電圧との間に、第6スイッチと第2コンデンサと
が直列に接続されるように構成されていてもよい。
【0167】上記構成によれば、第5スイッチを閉にす
ると共に第6スイッチを開にすることで、電荷検出回路
の入力端子と検出回路とが接続され、通常モード状態と
なり、検出回路は上記入射電磁波に応じて変化する電荷
を検出し、これを電圧として出力することができる。ま
た、第5スイッチを開にすると共に、第6スイッチを閉
にすると、第1試験電圧が、第2コンデンサを介して検
出回路と接続される。これにより、試験モード状態とな
り、第1試験電圧に対応する電圧が電荷として第2コン
デンサに蓄積された後に、検出回路は第2コンデンサに
蓄積された電荷を検出し、これを電圧として出力するこ
とができるという効果を奏する。
【0168】本発明の電荷検出回路は、上記切り替え回
路が、電荷検出回路の入力端子と上記検出回路との間
に、第7スイッチが接続されていると共に、第8スイッ
チと第3コンデンサと第9スイッチとが直列に接続さ
れ、上記第7スイッチと上記検出回路との接続点と、第
1試験電圧との間に第4コンデンサと第10スイッチと
が直列に接続されるように構成されていてもよい。
【0169】上記構成によれば、第8スイッチおよび第
10スイッチを開にすると共に第7スイッチを閉にする
ことで、電荷検出回路の入力端子と検出回路とが接続さ
れ、通常モード状態となり、検出回路は上記入射電磁波
に応じて変化する電荷を検出し、これを電圧として出力
することができる。また、第7スイッチおよび第8スイ
ッチを開にすると共に、第10スイッチを閉にすると、
第1試験電圧が、第4コンデンサを介して検出回路と接
続される。これにより、試験モード状態となり、第1試
験電圧に対応する電圧が電荷として第4コンデンサに蓄
積された後に、検出回路は第4コンデンサに蓄積された
電荷を検出し、これを電圧として出力することができ
る。
【0170】さらに、第8スイッチおよび第9スイッチ
を閉にし、第7スイッチおよび第10スイッチを開にす
ると、上記入力端子が第3コンデンサを介して検出回路
と接続される。さらに、上記入力端子から第2試験電圧
を印加することができるので、第2試験電圧に対応する
電圧が電荷として第3コンデンサに蓄積された後に、検
出回路は第3コンデンサに蓄積された電荷を検出し、こ
れを電圧として出力することができる。すなわち、電荷
検出回路内の第1試験電圧とは別個に、電荷検出回路の
外部電源としての第2試験電圧を印加することができ、
検出回路は、第2試験電圧に対応する電荷を検出し、こ
れを電圧として出力できる。これにより、第2試験電圧
の電圧波形と出力した電圧波形とを比較することによ
り、出力信号波形の歪み率等を測定することができる。
すなわち、外部から電圧を印加することにより、電荷検
出回路が正常に動作しているか否かについて試験(動作
試験モード)することができるという効果を奏する。
【0171】本発明の電荷検出回路は、以上のように、
入力した電荷から電位を読み出して上記電位と基準電位
との差から電圧を出力する電荷検出手段と、電荷を注入
できる電荷注入手段とを備え、上記電荷検出回路の入力
端子と上記電荷検出手段との間に第1コンデンサを挿入
するとともに、上記入力端子から電圧を印加して、第1
コンデンサに電荷を蓄える状態と、上記電荷注入手段と
上記電荷検出手段との間に第1コンデンサを挿入するこ
とにより、第1コンデンサに電荷を蓄える状態と、第1
コンデンサに蓄えられた電荷を上記電荷検出手段に供給
する状態と、電磁波から変換された電荷を上記入力端子
から上記電荷検出手段に供給する状態とを切り替える切
り替え手段を含んでいることを特徴とする。
【0172】上記構成によれば、通常モードでは、電磁
波から変換された電荷が入力端子を介して電荷検出手段
に入力し、電荷検出手段が、入力電荷から電位を読み出
し、この電位と基準電位との差から電圧を出力する。一
方、動作試験モードでは、上記電荷検出回路の入力端子
と上記電荷検出手段との間に第1コンデンサを挿入し、
上記入力端子から電圧を印加することで第1コンデンサ
に電荷を蓄える。そして、第1コンデンサに蓄えられた
電荷を上記電荷検出手段に供給することにより、電荷検
出手段は、印加された電圧を出力できる。ここで、印加
した電圧波形と出力した電圧波形とを比較することによ
り、出力信号波形の歪み率等を測定し、上記電荷検出回
路が正常に動作しているか否かを試験することができ
る。
【0173】さらに、上記電荷注入手段と上記電荷検出
手段との間に第1コンデンサを挿入する状態にも切り替
えることができる。これにより、電荷検出回路内に備え
られた電荷注入手段から第1コンデンサに電荷を注入
し、蓄えることができる。そして、第1コンデンサに蓄
えられた電荷を上記電荷検出手段に供給することによ
り、電荷検出手段は、電圧を出力することができる。つ
まり、電荷検出回路内に備えられている第1コンデンサ
と画像検出器に備えられている電荷注入手段とを用いる
ことにより、電磁波の照射や上記入力端子から電圧を印
加することなく、電荷検出手段に電荷を注入することが
できる。これにより、画像検出器に備えられている電荷
注入手段と、動作試験モードで用いられる第1のコンデ
ンサとを上記入出力測定で利用することにより、電磁波
を照射せずに簡単な手順で上記入出力測定を行うことが
できるという効果を奏する。
【0174】本発明の電荷検出回路は、上記の構成に加
えて、電荷注入手段は電源であって、電荷検出手段の入
力部が基準電源と接続され、上記電荷検出手段の入力部
と電荷検出回路の入力端子との間に、第3スイッチと第
1コンデンサと第4スイッチとが、上記入力端子側から
この順で直列に接続されると共に、第1スイッチが第1
コンデンサと並列に接続され、第1コンデンサにおける
第3スイッチと接続されている側の電極が、第2スイッ
チにより上記電源と接続されていると共に、第11スイ
ッチにより基準電源と接続されるように切り替え手段が
構成されていることを特徴とする。
【0175】上記構成によれば、複数のスイッチを用い
ることにより、通常モードと動作試験モードとの切り替
えおよび、上記電荷検出回路の入出力測定を容易に行う
ことができるという効果を奏する。
【0176】本発明の電荷検出回路は、以上のように、
上記の構成に加えて、第1コンデンサは、並列に接続さ
れた複数のコンデンサの組み合わせであると共に、各コ
ンデンサの容量は互いに異なり、切り替え手段は、上記
電荷注入手段と上記電荷検出手段との間に、少なくとも
1つのコンデンサを選択的に挿入することにより、選択
されたコンデンサに電荷を蓄える状態と、選択されたコ
ンデンサに蓄えられた電荷を上記電荷検出回路に供給す
る状態とを切り替えるように構成されていることを特徴
とする。
【0177】上記構成によれば、各コンデンサがそれぞ
れ異なる容量であるので、切り替え手段により、異なる
量の電荷を電荷注入手段に供給することができる。これ
により、例えば、電荷検出回路の出力側に増幅器が設け
られている場合、増幅器の倍率に合わせて適性量の電荷
を供給することができるという効果を奏する。
【0178】本発明の電荷検出回路は、以上のように、
入力した電荷から電位を読み出して上記電位と基準電位
との差から電圧を出力する電荷検出手段と、電荷を注入
できる電荷注入手段とを備え、上記電荷注入手段と上記
電荷検出手段との間に第2コンデンサを挿入することに
より、第2コンデンサに電荷を蓄える状態と、第2コン
デンサに蓄えられた電荷を上記電荷検出手段に供給する
状態と、電磁波から変換された電荷を電荷検出回路の入
力端子から上記電荷検出手段に供給する状態とを切り替
える切り替え手段を含んでいることを特徴とする。
【0179】上記構成によれば、切り替え手段により、
電磁波から変換された電荷を上記入力端子から上記電荷
検出手段に供給する状態(通常モード)と、上記電荷注
入手段と上記電荷検出手段との間に第2コンデンサを挿
入する状態とを切り替えることができる。さらに、上記
構成によれば、上記電荷注入手段と上記電荷検出手段と
の間に第2コンデンサを挿入する状態に切り替えること
ができる。これにより、電荷検出回路内に備えられた電
荷注入手段から第2コンデンサに電荷を注入し、蓄える
ことができる。そして、第2コンデンサに蓄えられた電
荷を上記電荷検出手段に供給することにより、電荷検出
手段は、電圧を出力することができる。つまり、電荷検
出回路内に備えられている第2コンデンサと画像検出器
に備えられる電荷注入手段を用いることにより、電磁波
を照射することなく、電荷検出手段に電荷を注入するこ
とができる。これにより、簡単に上記電荷検出回路の入
出力特性の測定を行うことができる。言い換えれば、電
荷注入手段と第2コンデンサとを利用することにより、
電磁波を照射せず、簡単な手順で上記入出力測定を行う
ことができるという効果を奏する。
【0180】本発明の電荷検出回路は、以上のように、
上記の構成に加えて、電荷注入手段が電源であって、上
記電荷検出手段の入力部が基準電源と接続され、第2コ
ンデンサにおける一方の電極は、上記入力端子および上
記電荷検出手段の入力部に接続され、第2コンデンサに
おける他方の電極が、第6スイッチにより電源に接続さ
れると共に、第12スイッチにより基準電源に接続され
るように切り替え手段が構成されていることを特徴とす
る。
【0181】上記構成によれば、複数のスイッチを用い
ることにより、通常モードと動作試験モードと上記電荷
検出回路の入出力測定とを容易に実現できるという効果
を奏する。
【0182】本発明の電荷検出回路は、以上のように、
入力した電荷から電位を読み出して上記電位と基準電位
との差から電圧を出力する電荷検出手段と、電荷を注入
できる電荷注入手段とを備え、上記電荷検出回路の入力
端子と上記電荷検出手段との間に第3コンデンサを挿入
するとともに、上記入力端子から電圧を印加して、第3
コンデンサに電荷を蓄える状態と、上記電荷注入手段と
上記電荷検出手段との間に、第4コンデンサを挿入する
ことにより、第4コンデンサに電荷を蓄える状態と、第
3コンデンサまたは第4コンデンサに蓄えられた電荷を
上記電荷検出手段に供給する状態と、電磁波から変換さ
れた電荷を上記入力端子から上記電荷検出手段に供給す
る状態とを切り替える切り替え手段を含んでいることを
特徴とする。
【0183】上記構成によれば、切り替え手段により、
電磁波から変換された電荷を上記入力端子から上記電荷
検出手段に供給する状態(通常モード)と、上記電荷検
出回路の入力端子と上記電荷検出手段との間に第3コン
デンサを挿入する状態(動作試験モード)とを切り替え
ることができる。すなわち、通常モードでは、電磁波か
ら変換された電荷が入力端子を介して電荷検出手段に入
力し、電荷検出手段が、入力電荷から電位を読み出し、
この電位と基準電位との差から電圧を出力する。一方、
動作試験モードでは、上記電荷検出回路の入力端子と上
記電荷検出手段との間に第3コンデンサを挿入し、上記
入力端子から電圧を印加することで第3コンデンサに電
荷を蓄える。そして、第3コンデンサに蓄えられた電荷
を上記電荷検出回路に供給することにより、電荷検出手
段は、印加された電圧を出力できる。ここで、印加した
電圧波形と出力した電圧波形とを比較することにより、
出力信号波形の歪み率等を測定し、上記電荷検出回路が
正常に動作しているか否かを試験することができる。
【0184】さらに、上記構成によれば、上記電荷注入
手段と上記電荷検出手段との間に第4コンデンサを挿入
する状態にも切り替えることができる。これにより、電
荷検出回路内に備えられた電荷注入手段から第4コンデ
ンサに電荷を注入し、蓄えることができる。そして、第
4コンデンサに蓄えられた電荷を上記電荷検出手段に供
給することにより、電荷検出手段は、電圧を出力するこ
とができる。つまり、画像検出器に備えられている電荷
注入手段を用いることにより、電磁波の照射や上記入力
端子から電圧を印加することなく、電荷検出手段に電荷
を注入することができる。これにより、簡単に上記電荷
検出回路の入出力特性の測定を行うことができる。ここ
で、上記構成によれば、動作試験用の第3コンデンサ
と、上記入出力測定用の第4コンデンサとを別々に構成
しているので、各コンデンサをそれぞれの用途に応じて
最適化することができるという効果を奏する。
【0185】本発明の電荷検出回路は、上記の構成に加
えて、電荷注入手段が電源であって、上記演算増幅器の
入力部が基準電源と接続され、上記演算増幅器の入力部
と電荷検出回路の入力端子との間に、第8スイッチと第
3コンデンサと第9スイッチとが、上記入力端子側から
この順で直列に接続されると共に、第7スイッチが第3
コンデンサと並列に接続され、第4コンデンサにおける
一方の電極は、電荷検出回路の入力端子および電荷検出
手段に接続され、第4コンデンサにおける他方の電極
が、第10スイッチにより上記電源に接続されると共
に、第13スイッチにより基準電源に接続されるように
切り替え手段が構成されていることを特徴とする。
【0186】上記構成によれば、複数のスイッチを用い
ることにより、通常モードと動作試験モードとの切り替
えおよび、上記電荷検出回路の入出力測定を容易に行う
ことができるという効果を奏する。
【0187】本発明の電荷検出回路は、上記の構成に加
えて、電荷注入手段が、電荷検出回路を駆動する電源で
あることを特徴とする。
【0188】上記構成によれば、電荷検出回路を駆動す
るための電源を、前記入出力測定時の電荷注入手段とし
て、そのまま利用できるので、別個独自の電源を設ける
必要がない。したがって、余分な構成を付加する必要が
ないという効果を奏する。
【0189】本発明の電荷検出回路は、上記の構成に加
えて、電荷注入手段が、電荷検出回路を駆動する電源と
は別個独立に設けられた電源であることを特徴とする。
【0190】上記構成によれば、電荷検出回路を駆動す
る電源とは別個独自に設けられた電源を電荷注入手段と
して利用する。したがって、コンデンサの容量に応じ
て、前記入出力測定に必要とされる電荷量を供給できる
電荷注入手段を設定することができるという効果を奏す
る。
【0191】本発明の電荷検出回路は、上記の構成に加
えて、電荷注入手段から出力した電圧のうち一定割合の
電圧を取り出すことができる分圧器が備えられているこ
とを特徴とする。
【0192】上記構成によれば、分圧器により、電荷注
入手段から出力した電圧のうち一定割合の電圧を取り出
すことができる。したがって、コンデンサの容量に応じ
て、前記入出力測定に必要とされる電荷量を供給できる
電荷注入手段を設定できるという効果を奏する。
【0193】本発明の電荷検出回路は、上記の構成に加
えて、電磁波はX線であることを特徴とする。
【0194】上記構成によれば、X線を発生させること
なく、電荷検出回路の入出力特性を測定することができ
る。したがって、被写体を撮影する目的以外で、人体に
有害な放射線を無駄に放出するという不都合を解消する
ことができるという効果を奏する。
【0195】本発明のLSIは、以上のように、上記記
載の電荷検出回路が複数集積して構成されているLSI
であることを特徴とする。
【0196】上記構成によれば、電磁波を発生させるこ
となく、上記切り替え手段による動作だけで、入出力特
性の測定を行うことが可能なので、無駄な作業手間を省
略できる。言い換えると、頻繁にLSIの入出力特性の
測定を行うことが容易になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術における2次元行列構造の画像センサ
の分解図である。
【図2】上記画像センサにおけるA−A線矢視断面図で
ある。
【図3】上記画像センサに内蔵される読み取り回路の構
成を表したブロック図である。
【図4】上記読み取り回路に備えられる電荷検出増幅器
の回路図である。
【図5】上記読み取り回路の動作を表したタイミングチ
ャートである。
【図6】画素と上記電荷検出増幅器との関係を示した回
路図である。
【図7】上記読み取り回路に備えられるメインアンプの
回路図である。
【図8】上記電荷検出増幅器と上記メインアンプとの関
係を示した回路図である。
【図9】上記電荷検出増幅器と上記メインアンプとサン
プルホールド回路との動作の関係を示したタイミングチ
ャートである。
【図10】本発明の実施の一形態に係る電荷検出回路を
示した回路図である。
【図11】正電源Vddを用いた場合における上記電荷検
出回路の回路図である。
【図12】読み取り回路の駆動電源が単電源である場合
の上記電荷検出回路の回路図である。
【図13】図10の電荷検出回路の変形例を示した回路
図である。
【図14】読み取り回路の駆動電源から別個独立の電源
を用いて電荷注入を行う場合の電荷検出回路の回路図で
ある。
【図15】上記別個独立の電圧源として用いられる変圧
回路の回路図である。
【図16】複数のコンデンサを並列に接続した場合の電
荷検出回路の回路図である。
【図17】動作試験用コンデンサを用いない電荷検出回
路の回路図である。
【図18】動作試験用のコンデンサと電荷注入用のコン
デンサCとを独立に備えた電荷検出回路の回路図であ
る。
【符号の説明】
1 電荷検出回路 2 試験回路(切り替え回路) 3 電荷検出増幅器(電荷検出手段,検出回路) 4 演算増幅器 5 帰還容量 6 リセットスイッチ 7 分圧回路 8 抵抗分圧 9 演算増幅器 Ct1 コンデンサ(第1コンデンサ) Ct1a コンデンサ(第1コンデンサ) Ct1b コンデンサ(第1コンデンサ) Ct2 コンデンサ(第2コンデンサ) Ct3 コンデンサ(第3コンデンサ) Ct4 コンデンサ(第4コンデンサ) Ct5 コンデンサ(第5コンデンサ) Vcc 電源(電荷注入手段,第1試験電圧) Vdd 電源(電荷注入手段,第1試験電圧) Vref 基準電源 SW1〜SW25 スイッチ(切り替え手段,第1〜
第25スイッチ)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 足立 晋 京都府相楽郡精華町光台3−9 株式会社 島津製作所内 Fターム(参考) 2G088 EE01 FF02 GG21 LL26 4M118 AA09 AB01 BA05 CB05 DD09 FB09 FB13 FB30 GA10 5C024 AX12 CY44 HX01 HX13 HX17 HX23 HX46

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】通常モードおよび試験モードを切り替える
    切り替え回路と、 上記切り替え回路により、通常モード時には、入射電磁
    波に応じて変化する電荷を検出し、これを電圧として出
    力すると共に、試験モード時には、上記入射電磁波に応
    じて変化する電荷の代わりに、電荷検出回路内における
    所定の第1試験電圧に対応する電荷を検出し、これを電
    圧として出力する検出回路とを備えた電荷検出回路。
  2. 【請求項2】上記切り替え回路は、電荷検出回路の入力
    端子と上記検出回路との間に、第1スイッチが接続され
    ると共に、第1試験電圧と検出回路との間に第2スイッ
    チと第1コンデンサとが直列に接続されるように構成さ
    れている請求項1に記載の電荷検出回路。
  3. 【請求項3】上記切り替え回路は、第1コンデンサと第
    2スイッチとの接続点と、電荷検出回路の入力端子との
    間に第3スイッチが接続されると共に、上記入力端子か
    ら第2試験電圧を印加できるように構成されている請求
    項2に記載の電荷検出回路。
  4. 【請求項4】上記切り替え回路は、第1コンデンサと電
    荷検出回路との間に第4スイッチが接続されるように構
    成されている請求項2または3に記載の電荷検出回路。
  5. 【請求項5】上記切り替え回路は、電荷検出回路の入力
    端子と上記検出回路との間に、第5スイッチが接続され
    ると共に、上記第5スイッチと上記検出回路との接続点
    と、第1試験電圧との間に、第6スイッチと第2コンデ
    ンサとが直列に接続されるように構成されている請求項
    1に記載の電荷検出回路。
  6. 【請求項6】上記切り替え回路は、電荷検出回路の入力
    端子と上記検出回路との間に、第7スイッチが接続され
    ていると共に、第8スイッチと第3コンデンサと第9ス
    イッチとが直列に接続され、 上記第7スイッチと上記検出回路との接続点と、第1試
    験電圧との間に第4コンデンサと第10スイッチとが直
    列に接続されるように構成されている請求項1に記載の
    電荷検出回路。
  7. 【請求項7】入射する電磁波を電荷に変換し、これを画
    像データとして出力する画像検出器に内蔵される電荷検
    出回路において、 入力した電荷から電位を読み出して上記電位と基準電位
    との差から電圧を出力する電荷検出手段と、電荷を注入
    できる電荷注入手段とを備え、 上記電荷検出回路の入力端子と上記検出回路との間に第
    1コンデンサを挿入するとともに、上記入力端子から電
    圧を印加して、第1コンデンサに電荷を蓄える状態と、 上記電荷注入手段と上記電荷検出手段との間に第1コン
    デンサを挿入することにより、第1コンデンサに電荷を
    蓄える状態と、 第1コンデンサに蓄えられた電荷を上記電荷検出手段に
    供給する状態と、 電磁波から変換された電荷を上記入力端子から上記電荷
    検出手段に供給する状態とを切り替える切り替え手段を
    含んでいることを特徴とする電荷検出回路。
  8. 【請求項8】電荷注入手段は電源であって、 電荷検出手段の入力部が基準電源と接続され、 上記電荷検出手段の入力部と電荷検出回路の入力端子と
    の間に、第3スイッチと第1コンデンサと第4スイッチ
    とが、上記入力端子側からこの順で直列に接続されると
    共に、第1スイッチが第1コンデンサと並列に接続さ
    れ、 第1コンデンサにおける第3スイッチと接続されている
    側の電極が、第2スイッチにより上記電源と接続されて
    いると共に、第11スイッチにより基準電源と接続され
    るように切り替え手段が構成されていることを特徴とす
    る請求項7に記載の電荷検出回路。
  9. 【請求項9】第1コンデンサは、並列に接続された複数
    のコンデンサの組み合わせであると共に、各コンデンサ
    の容量は互いに異なり、 切り替え手段は、上記電荷注入手段と上記電荷検出手段
    との間に、少なくとも1つのコンデンサを選択的に挿入
    することにより、選択されたコンデンサに電荷を蓄える
    状態と、選択されたコンデンサに蓄えられた電荷を上記
    電荷検出回路に供給する状態とを切り替えるように構成
    されていることを特徴とする請求項7に記載の電荷検出
    回路。
  10. 【請求項10】入射する電磁波を電荷に変換し、これを
    画像データとして出力する画像検出器に内蔵される電荷
    検出回路において、 入力した電荷から電位を読み出して上記電位と基準電位
    との差から電圧を出力する電荷検出手段と、電荷を注入
    できる電荷注入手段とを備え、 上記電荷注入手段と上記電荷検出手段との間に第2コン
    デンサを挿入することにより、第2コンデンサに電荷を
    蓄える状態と、 第2コンデンサに蓄えられた電荷を上記電荷検出手段に
    供給する状態と、 電磁波から変換された電荷を電荷検出回路の入力端子か
    ら上記電荷検出手段に供給する状態とを切り替える切り
    替え手段を含んでいることを特徴とする電荷検出回路。
  11. 【請求項11】電荷注入手段は電源であって、 上記電荷検出手段の入力部が基準電源と接続され、 第2コンデンサにおける一方の電極は、上記入力端子お
    よび上記電荷検出手段の入力部に接続され、 第2コンデンサにおける他方の電極が、第6スイッチに
    より電源に接続されると共に、第12スイッチにより基
    準電源に接続されるように切り替え手段が構成されてい
    ることを特徴とする請求項10に記載の電荷検出回路。
  12. 【請求項12】入射する電磁波を電荷に変換し、これを
    画像データとして出力する画像検出器に内蔵される電荷
    検出回路において、 入力した電荷から電位を読み出して上記電位と基準電位
    との差から電圧を出力する電荷検出手段と、電荷を注入
    できる電荷注入手段とを備え、 上記電荷検出回路の入力端子と上記電荷検出手段との間
    に第3コンデンサを挿入するとともに、上記入力端子か
    ら電圧を印加して、上記コンデンサに電荷を蓄える状態
    と、 上記電荷注入手段と上記電荷検出手段との間に、第4コ
    ンデンサを挿入することにより、第4コンデンサに電荷
    を蓄える状態と、 第3コンデンサまたは第4コンデンサに蓄えられた電荷
    を上記電荷検出手段に供給する状態と、 電磁波から変換された電荷を上記入力端子から上記電荷
    検出手段に供給する状態とを切り替える切り替え手段を
    含んでいることを特徴とする電荷検出回路。
  13. 【請求項13】電荷注入手段は電源であって、 上記演算増幅器の入力部が基準電源と接続され、 上記演算増幅器の入力部と電荷検出回路の入力端子との
    間に、第8スイッチと第3コンデンサと第9スイッチと
    が、上記入力端子側からこの順で直列に接続されると共
    に、第7スイッチが第3コンデンサと並列に接続され、 第4コンデンサにおける一方の電極は、電荷検出回路の
    入力端子および電荷検出手段に接続され、 第4コンデンサにおける他方の電極が、第10スイッチ
    により上記電源に接続されると共に、第13スイッチに
    より基準電源に接続されるように切り替え手段が構成さ
    れていることを特徴とする請求項12に記載の電荷検出
    回路。
  14. 【請求項14】電荷注入手段が、電荷検出回路を駆動す
    る電源であることを特徴とする請求項7ないし13のい
    ずれか1項に記載の電荷検出回路。
  15. 【請求項15】電荷注入手段が、電荷検出回路を駆動す
    る電源とは別個独立に設けられた電源であることを特徴
    とする請求項7ないし13のいずれか1項に記載の電荷
    検出回路。
  16. 【請求項16】電荷注入手段から出力した電圧のうち一
    定割合の電圧を取り出すことができる分圧器が備えられ
    ていることを特徴とする請求項7ないし15のいずれか
    1項に記載の電荷検出回路。
  17. 【請求項17】電磁波はX線であることを特徴とする請
    求項1ないし16のいずれか1項に記載の電荷検出回
    路。
  18. 【請求項18】請求項1ないし16のいずれか1項に記
    載の電荷検出回路が複数集積して構成されているLS
    I。
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