JP2011087969A - Imaging device and imaging system, and control method and program thereof - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a sense of incompatibility such as steps of an image caused by difference of non-linearity of a plurality of A/D convertor by a simple configuration and an easy processing. <P>SOLUTION: The imaging device includes: a detection part 101 wherein a plurality of pixels are divided into a first pixel group 101a and a second pixel group 101b; and a signal processing part 106 including a read-out circuit part 103 including a first read-out circuit 103a and a second read-out circuit 103b, an A/D convert part 104 including a first A/D convertor 104a and a second A/D convertor 104b, and a digital data processing circuit 105. The control part controls the device so as to carry out operation wherein operation to add a direct current potential to analog electric signals of predetermined pixels outputted from the read-out circuit and input them into the A/D converting part to output the digital data to the digital data processing circuit, and operation to average a plurality of digital data of the outputted predetermined pixels by the digital data processing circuit. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、撮像装置及び撮像システム、それらの制御方法及びそのプログラムに関するものである。より具体的には、医療診断における一般撮影などの静止画撮影や透視撮影などの動画撮影に好適に用いられる、放射線撮像装置及び放射線撮像システム、それらの制御方法及びそのプログラムに関する。なお、本発明において放射線は、放射線崩壊によって放出される粒子(光子を含む)の作るビームであるα線、β線、γ線などの他に、同程度以上のエネルギーを有するビーム、例えばX線や粒子線、宇宙線なども、含まれるものとする。   The present invention relates to an imaging apparatus, an imaging system, a control method thereof, and a program thereof. More specifically, the present invention relates to a radiation imaging apparatus and a radiation imaging system, a control method thereof, and a program thereof, which are preferably used for still image shooting such as general shooting in medical diagnosis and moving image shooting such as fluoroscopic shooting. In the present invention, radiation is a beam having energy of the same degree or more, for example, X-rays, in addition to α-rays, β-rays, γ-rays, etc., which are beams formed by particles (including photons) emitted by radiation decay. , Particle beams, cosmic rays, etc. are also included.

近年、X線による医療画像診断や非破壊検査に用いる撮像装置として、半導体材料によって形成された平面検出器(Flat Panel Detector、以下FPDと略す)を用いた放射線撮像装置が実用化され始めている。このような放射線撮像装置は、例えば医療画像診断においては、一般撮影のような静止画撮影や、透視撮影のような動画撮影のデジタル撮像装置として用いられている。   In recent years, a radiation imaging apparatus using a flat panel detector (hereinafter abbreviated as FPD) made of a semiconductor material has been put into practical use as an imaging apparatus used for medical image diagnosis and nondestructive inspection using X-rays. Such a radiation imaging apparatus is used as a digital imaging apparatus for still image shooting such as general shooting or moving image shooting such as fluoroscopic shooting in medical image diagnosis, for example.

このような放射線撮像装置には、前述の検出器と、検出器を駆動するための駆動回路と、検出器からのアナログ電気信号を読み出すための読み出し回路と、そのアナログ電気信号をデジタル信号に変換するA/D変換器とが含まれている。A/D変換器からは、デジタル化された撮影時の画像信号や補正用の画像信号がそれぞれ出力される。撮像装置から画像信号をより短時間で出力したい場合には、撮像装置にはA/D変換器が複数設けられる。   In such a radiation imaging apparatus, the above-described detector, a driving circuit for driving the detector, a reading circuit for reading an analog electric signal from the detector, and converting the analog electric signal into a digital signal An A / D converter. From the A / D converter, digitized image signals at the time of photographing and image signals for correction are respectively output. When it is desired to output an image signal from the imaging apparatus in a shorter time, the imaging apparatus is provided with a plurality of A / D converters.

しかしながら、A/D変換器は、その入力されるアナログ電気信号と出力されるデジタル信号との間の変換特性(A/D変換特性)において、理想的な線形的な特性とならない非線形性を生ずる場合がある。特に複数のA/D変換器を有する撮像装置にあっては、各A/D変換器の非線形性が相違し、デジタル信号から作成された画像に段差等の違和感が生じる場合がある。このような段差等の違和感が生じる場合には、非直線性を抑える、或いは、非直線性による影響を補正することが望ましい。   However, the A / D converter generates nonlinearity that does not become an ideal linear characteristic in the conversion characteristic (A / D conversion characteristic) between the input analog electric signal and the output digital signal. There is a case. In particular, in an imaging apparatus having a plurality of A / D converters, the non-linearity of each A / D converter is different, and an image created from a digital signal may have a sense of incongruity such as a step. When such a sense of incongruity such as a level difference occurs, it is desirable to suppress non-linearity or correct the influence of non-linearity.

特許文献1には、A/D変換手段の出力信号をアドレスデータとして同期した基準信号をA/D変換手段の出力によって指定されたアドレスに記憶し、その基準信号に合わせてA/D変換手段の出力信号を補正するA/D変換回路が開示されている。これによって、A/D変換手段の非直線性によって発生する画像違和感を低減でき、高画質化を実現できることが開示されている。   In Patent Document 1, a reference signal synchronized with an output signal of an A / D conversion unit as address data is stored at an address designated by an output of the A / D conversion unit, and the A / D conversion unit is matched with the reference signal. An A / D conversion circuit for correcting the output signal is disclosed. Thus, it is disclosed that it is possible to reduce image discomfort caused by the non-linearity of the A / D conversion means, and to realize high image quality.

また、特許文献2には、複数のA/D変換手段の出力信号を、複数のA/D変換手段のうちいずれか1つのA/D変換手段の出力信号に合わせて補正する補正手段を有するA/D変換回路が開示されている。これによって、複数のA/D変換手段相互の非直線性の相違によって発生する画像違和感を低減でき、高画質化を実現できることが開示されている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228688 has a correction unit that corrects the output signals of a plurality of A / D conversion units in accordance with the output signal of any one of the plurality of A / D conversion units. An A / D conversion circuit is disclosed. Thus, it is disclosed that it is possible to reduce image discomfort caused by a difference in non-linearity among a plurality of A / D conversion means and to realize high image quality.

特開2005−210480号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-210480 特開2005−210396号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-210396

特許文献1及び特許文献2では、上述のようにA/D変換器からのデジタル出力に補正を行うことで、A/D変換器の非直線性に起因する違和感を抑えている。しかしながら、特許文献1及び特許文献2のような補正を行う場合、デジタル出力を補正するために膨大な回路が必要となってしまうという問題点を有していた。また、予め各A/D変換器の非直線性を補正するための変換データを取得しておく工程や、デジタル出力の度にデジタル補正処理する工程が必要となり、結果的にシステムが複雑化する問題点を有していた。   In Patent Document 1 and Patent Document 2, the uncomfortable feeling caused by the non-linearity of the A / D converter is suppressed by correcting the digital output from the A / D converter as described above. However, when performing corrections as in Patent Documents 1 and 2, there is a problem that an enormous circuit is required to correct the digital output. In addition, a process for acquiring conversion data for correcting the non-linearity of each A / D converter in advance and a process for performing digital correction for each digital output are required, resulting in a complicated system. Had problems.

本発明は、上記問題点を鑑みて、簡易な構成及び簡便な処理により、複数のA/D変換器の非直線性の相違に起因する画像の段差等の違和感を低減し得る撮像装置又は撮像システムを提供することを課題とするものである。   In view of the above problems, the present invention provides an image pickup apparatus or an image pickup device that can reduce a sense of incongruity such as a step in an image due to a difference in nonlinearity of a plurality of A / D converters with a simple configuration and simple processing. It is an object to provide a system.

本願発明者は、上述の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下に示す発明の諸態様に想到した。
本発明に係る撮像装置は、放射線又は光をアナログ電気信号に変換するための画素を行列状に複数備え、複数の前記画素が少なくとも第1の画素群と第2の画素群とに分割された検出部と、前記第1の画素群に電気的に接続する第1の読出回路と前記第2の画素群に電気的に接続する第2の読出回路とを含み、前記検出部から行単位で出力されたアナログ電気信号を読み出す読出回路部と、前記第1の読出回路に電気的に接続する第1のA/D変換器と前記第2の読出回路に電気的に接続する第2のA/D変換器とを含み、前記読出回路部から出力されたアナログ電気信号をデジタルデータに変換して出力するA/D変換部と、前記デジタルデータを処理するデジタルデータ処理回路と、を含む信号処理部と、前記信号処理部を制御する制御部と、を有する撮像装置であって、前記読出回路は、前記A/D変換器にリセット信号を出力するリセット手段を更に有し、前記制御部は、前記第1及び第2の読出回路が所定行の画素のアナログ電気信号を読み出すための期間内に複数のリセット信号に第1の直流電位を付与して前記A/D変換器に出力し、前記A/D変換器が前記期間内にデジタルデータである複数の第1のリセットデータに変換し、前記期間内に前記A/D変換器から出力された複数の前記第1のリセットデータを加算平均処理し、前記期間内に前記画素のアナログ電気信号に前記第1の直流電位を付与して前記A/D変換器に出力し、前記A/D変換器がデジタルデータである第1の画素データに変換し、前記第1の画素データと加算平均処理された複数の前記第1のリセットデータとを減算処理して補正後の第1の画素データを取得する第1の信号処理動作と、前記期間内に複数のリセット信号に第2の直流電位を付与して前記A/D変換器に出力し、前記A/D変換器が前記期間内にデジタルデータである複数の第2のリセットデータに変換し、前記期間内に前記A/D変換器から出力された前記複数の第2のリセットデータを加算平均処理し、前記期間内に前記画素のアナログ電気信号に前記第2の直流電位を付与して前記A/D変換器に出力し、前記A/D変換器がデジタルデータである第2の画素データに変換し、前記第2の画素データと加算平均処理された複数の前記第2のリセットデータとを減算処理して補正後の第2の画素データを取得する第2の信号処理動作と、を含む信号処理動作と、前記補正後の第1の画素データと前記補正後の第2の画素データとを前記デジタルデータ処理回路によって平均化する平均処理動作と、を前記信号処理部が行うように、前記信号処理部を制御する。
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present application have come up with the following aspects of the invention.
An imaging apparatus according to the present invention includes a plurality of pixels for converting radiation or light into an analog electrical signal in a matrix, and the plurality of pixels are divided into at least a first pixel group and a second pixel group. A detection unit; a first readout circuit electrically connected to the first pixel group; and a second readout circuit electrically connected to the second pixel group; A readout circuit unit for reading out the output analog electrical signal, a first A / D converter electrically connected to the first readout circuit, and a second A electrically connected to the second readout circuit A signal including an A / D converter that converts an analog electrical signal output from the readout circuit unit into digital data and outputs the digital data, and a digital data processing circuit that processes the digital data Control unit and control for controlling the signal processing unit The readout circuit further includes reset means for outputting a reset signal to the A / D converter, and the control unit is configured such that the first and second readout circuits are predetermined. A first DC potential is applied to a plurality of reset signals within a period for reading out the analog electric signals of pixels in a row, and the first DC potential is output to the A / D converter. Data is converted into a plurality of first reset data, and the plurality of first reset data output from the A / D converter within the period is subjected to an averaging process, and the analog of the pixel within the period The first DC potential is applied to an electrical signal and output to the A / D converter, and the A / D converter converts the first pixel data, which is digital data, A plurality of the first average-processed A first signal processing operation for subtracting the reset data to obtain corrected first pixel data; and the A / D conversion by applying a second DC potential to a plurality of reset signals within the period The A / D converter converts into a plurality of second reset data which is digital data within the period, and the plurality of second outputs output from the A / D converter within the period. The reset data is added and averaged, and the second DC potential is applied to the analog electric signal of the pixel within the period and output to the A / D converter. The A / D converter is digital data. A second pixel data that is converted into certain second pixel data, and the second pixel data is subtracted from the plurality of second reset data that has undergone the averaging process to obtain corrected second pixel data; Signal processing operations including signal processing operations; The signal processing unit is configured so that the signal processing unit performs an average processing operation for averaging the corrected first pixel data and the corrected second pixel data by the digital data processing circuit. Control.

本発明に係る撮像装置の制御方法は、放射線又は光をアナログ電気信号に変換するための画素を行列状に複数備え、複数の前記画素が少なくとも第1の画素群と第2の画素群とに分割された検出部と、前記第1の画素群に電気的に接続する第1の読出回路と前記第2の画素群に電気的に接続する第2の読出回路とを含み、前記検出部から行単位で出力されたアナログ電気信号を読み出す読出回路部と、前記第1の読出回路に電気的に接続する第1のA/D変換器と前記第2の読出回路に電気的に接続する第2のA/D変換器とを含み、前記読出回路部から出力されたアナログ電気信号をデジタルデータに変換して出力するA/D変換部と、前記デジタルデータを処理するデジタルデータ処理回路と、を含む信号処理部と、を含み、前記読出回路が前記A/D変換器にリセット信号を出力するリセット手段を更に有する撮像装置の制御方法であって、前記第1及び第2の読出回路が所定行の画素のアナログ電気信号を読み出すための期間内に複数のリセット信号に第1の直流電位を付与して前記A/D変換器に出力し、前記A/D変換器が前記期間内にデジタルデータである複数の第1のリセットデータに変換し、前記期間内に前記A/D変換器から出力された複数の前記第1のリセットデータを加算平均処理し、前記期間内に前記画素のアナログ電気信号に前記第1の直流電位を付与して前記A/D変換器に出力し、前記A/D変換器がデジタルデータである第1の画素データに変換し、前記第1の画素データと加算平均処理された複数の前記第1のリセットデータとを減算処理して補正後の第1の画素データを取得する第1の信号処理動作と、前記期間内に複数のリセット信号に第2の直流電位を付与して前記A/D変換器に出力し、前記A/D変換器が前記期間内にデジタルデータである複数の第2のリセットデータに変換し、前記期間内に前記A/D変換器から出力された前記複数の第2のリセットデータを加算平均処理し、前記期間内に前記画素のアナログ電気信号に前記第2の直流電位を付与して前記A/D変換器に出力し、前記A/D変換器がデジタルデータである第2の画素データに変換し、前記第2の画素データと加算平均処理された複数の前記第2のリセットデータとを減算処理して補正後の第2の画素データを取得する第2の信号処理動作と、前記補正後の第1の画素データと前記補正後の第2の画素データとを前記デジタルデータ処理回路によって平均化する平均処理動作と、を行う。   The control method of the imaging apparatus according to the present invention includes a plurality of pixels for converting radiation or light into an analog electric signal in a matrix, and the plurality of pixels are at least in the first pixel group and the second pixel group. A divided detection unit; a first readout circuit electrically connected to the first pixel group; and a second readout circuit electrically connected to the second pixel group; A readout circuit unit that reads out an analog electrical signal output in units of rows, a first A / D converter that is electrically connected to the first readout circuit, and a second electrical circuit that is electrically connected to the second readout circuit. An A / D converter that converts the analog electrical signal output from the readout circuit unit into digital data and outputs the digital data; a digital data processing circuit that processes the digital data; A signal processing unit including Is a method for controlling an imaging apparatus further comprising reset means for outputting a reset signal to the A / D converter, wherein the first and second readout circuits read out the analog electrical signals of pixels in a predetermined row. A first DC potential is applied to a plurality of reset signals and output to the A / D converter, and the A / D converter converts into a plurality of first reset data which is digital data within the period. And adding and averaging the plurality of first reset data output from the A / D converter within the period, and applying the first DC potential to the analog electric signal of the pixel within the period. Output to the A / D converter, the A / D converter converts the first pixel data which is digital data, and a plurality of the first resets subjected to the averaging process with the first pixel data Subtract data from A first signal processing operation for acquiring first pixel data after correction; a second DC potential is applied to a plurality of reset signals within the period; and the A / D converter outputs the second DC potential. A D converter converts the digital data into a plurality of second reset data within the period, and performs an averaging process on the plurality of second reset data output from the A / D converter within the period. , Applying the second DC potential to the analog electric signal of the pixel within the period and outputting the same to the A / D converter, and the A / D converter converts it into second pixel data which is digital data A second signal processing operation for obtaining the corrected second pixel data by subtracting the second pixel data and the plurality of second reset data subjected to the averaging process; First pixel data and the corrected second pixel An average processing operation for averaging data by the digital data processing circuit is performed.

本発明に係るプログラムは、放射線又は光をアナログ電気信号に変換するための画素を行列状に複数備え、複数の前記画素が少なくとも第1の画素群と第2の画素群とに分割された検出部と、前記第1の画素群に電気的に接続する第1の読出回路と前記第2の画素群に電気的に接続する第2の読出回路とを含み、前記検出部から行単位で出力されたアナログ電気信号を読み出す読出回路部と、前記第1の読出回路に電気的に接続する第1のA/D変換器と前記第2の読出回路に電気的に接続する第2のA/D変換器とを含み、前記読出回路部から出力されたアナログ電気信号をデジタルデータに変換して出力するA/D変換部と、前記デジタルデータを処理するデジタルデータ処理回路と、を含む信号処理部と、を含み、前記読出回路が前記A/D変換器にリセット信号を出力するリセット手段を更に有する撮像装置の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記第1及び第2の読出回路が所定行の画素のアナログ電気信号を読み出すための期間内に複数のリセット信号に第1の直流電位を付与して前記A/D変換器に出力し、前記A/D変換器が前記期間内にデジタルデータである複数の第1のリセットデータに変換し、前記期間内に前記A/D変換器から出力された複数の前記第1のリセットデータを加算平均処理し、前記期間内に前記画素のアナログ電気信号に前記第1の直流電位を付与して前記A/D変換器に出力し、前記A/D変換器がデジタルデータである第1の画素データに変換し、前記第1の画素データと加算平均処理された複数の前記第1のリセットデータとを減算処理して補正後の第1の画素データを取得するステップと、前記期間内に複数のリセット信号に第2の直流電位を付与して前記A/D変換器に出力し、前記A/D変換器が前記期間内にデジタルデータである複数の第2のリセットデータに変換し、前記期間内に前記A/D変換器から出力された前記複数の第2のリセットデータを加算平均処理し、前記期間内に前記画素のアナログ電気信号に前記第2の直流電位を付与して前記A/D変換器に出力し、前記A/D変換器がデジタルデータである第2の画素データに変換し、前記第2の画素データと加算平均処理された複数の前記第2のリセットデータとを減算処理して補正後の第2の画素データを取得するステップと、前記補正後の第1の画素データと前記補正後の第2の画素データとを前記デジタルデータ処理回路によって平均化するステップと、を行う前記撮像装置の制御をコンピュータに実行させる。   The program according to the present invention includes a plurality of pixels for converting radiation or light into an analog electrical signal in a matrix, and the plurality of pixels are divided into at least a first pixel group and a second pixel group. And a first readout circuit electrically connected to the first pixel group and a second readout circuit electrically connected to the second pixel group, and output from the detection unit in units of rows A read circuit unit for reading the analog electric signal, a first A / D converter electrically connected to the first read circuit, and a second A / D electrically connected to the second read circuit A signal converter including a D converter, an A / D converter that converts an analog electrical signal output from the readout circuit unit into digital data, and a digital data processing circuit that processes the digital data And the readout circuit includes A program for causing a computer to execute control of an image pickup apparatus that further includes reset means for outputting a reset signal to the / D converter, wherein the first and second readout circuits output analog electric signals of pixels in a predetermined row. A first DC potential is applied to a plurality of reset signals within a period for reading and output to the A / D converter, and the A / D converter includes a plurality of first data that are digital data within the period. Converting to reset data, adding and averaging the plurality of first reset data output from the A / D converter within the period, and converting the first DC power into the analog electric signal of the pixel within the period. And outputs to the A / D converter, the A / D converter converts the first pixel data which is digital data, and a plurality of the average processed with the first pixel data. First Subtracting reset data to obtain corrected first pixel data; applying a second DC potential to a plurality of reset signals within the period and outputting to the A / D converter; The A / D converter converts into a plurality of second reset data which is digital data within the period, and adds the plurality of second reset data output from the A / D converter within the period A second pixel in which the averaging process is performed, and the second DC potential is applied to the analog electric signal of the pixel within the period and output to the A / D converter, and the A / D converter is digital data. Subtracting the second pixel data and the plurality of second reset data that have undergone the averaging process to obtain corrected second pixel data, and 1 pixel data and the corrected And a step of averaging the second pixel data by the digital data processing circuit.

本発明によれば、簡易な構成及び簡便な処理により、複数のA/D変換器の非直線性の相違に起因する画像の段差等の違和感を低減し得る撮像装置又は撮像システムを提供することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to provide an imaging device or an imaging system capable of reducing a sense of incongruity such as a step in an image due to a difference in nonlinearity of a plurality of A / D converters with a simple configuration and simple processing. Is possible.

本発明に係る撮像装置の概念的ブロック図である。1 is a conceptual block diagram of an imaging apparatus according to the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る撮像装置の概念的な等価回路図を含む撮像システムの概念図である。1 is a conceptual diagram of an imaging system including a conceptual equivalent circuit diagram of an imaging apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る撮像装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。3 is a timing chart for explaining the operation of the imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る信号処理手段の動作を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating operation | movement of the signal processing means which concerns on the 1st Embodiment of this invention. A/D変換器のA/D変換特性の相違による影響について説明するための特性図である。It is a characteristic view for demonstrating the influence by the difference in the A / D conversion characteristic of an A / D converter. 本発明の効果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the effect of this invention. 本発明の撮像装置を用いた放射線撮像システムの概念図である。It is a conceptual diagram of the radiation imaging system using the imaging device of this invention.

以下、本発明を好適に適用可能な実施形態について図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る撮像装置の概念的ブロック図である。図1の撮像装置100は、放射線又は光をアナログ電気信号に変換するための画素を行列状に複数備えた検出部101と、検出部101からアナログ電気信号を出力するために検出部101を駆動する駆動回路102と、を有する。本実施形態では、説明の簡便化のために検出部101は、8行8列の画素を有する形態とし、4画素列分を一組とする第1の画素群101a、第2の画素群101bに分割されている。第1の画素群101aの画素から出力されたアナログ電気信号である画素信号は、電気的に接続する第1の読出回路103aによって読み出される。第1の読出回路103aの画素から出力されたアナログ電気信号である画素信号113は、電気的に接続する第1のA/D変換器104aによってデジタルデータ114に変換される。同様に、第2の画素群101bからのアナログ電気信号は、電気的に接続する第2の読出回路103b及び第2のA/D変換器104bによって読み出されてデジタルデータに変換される。第1及び第2のA/D変換器104a,bからのデジタルデータは、デジタルデータ処理回路105によって、後述する信号処理やデジタルマルチプレックス処理、オフセット補正等が行われ、デジタル画像信号として出力される。信号処理部106は、第1及び第2の読出回路103a,bを含む読出回路部103と、第1及び第2のA/D変換器104a,bを含むA/D変換部104と、デジタルデータ処理回路105とを有する。そして、撮像装置100は、信号処理部106に対して夫々に対応するバイアスを与える電源部107を有する。電源部107は、読出回路部103に対して基準電圧Vref1,Vref2,Vref3を与える。撮像装置100は更に、信号処理部106及び電源部107の少なくとも一方を制御するための制御部108を有する。この制御部108は電源部107に対して制御信号118を供給している。また、制御部108は、読出回路部103に対して制御信号116、117、120を供給している。そして、制御部108は、駆動回路102に駆動制御信号119を供給し、駆動回路102はそれに基づいて検出部101に駆動信号111を供給している。更に制御部108は、読出回路部103に対して後述する差動増幅器から出力される信号に付加する直流電位を変更可能なオフセット制御信号140を供給している。
Hereinafter, embodiments to which the present invention can be suitably applied will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a conceptual block diagram of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. The imaging apparatus 100 in FIG. 1 drives a detection unit 101 having a plurality of pixels in a matrix to convert radiation or light into an analog electrical signal, and drives the detection unit 101 to output an analog electrical signal from the detection unit 101. And a driving circuit 102. In this embodiment, for simplification of description, the detection unit 101 has a form having pixels of 8 rows and 8 columns, and a first pixel group 101a and a second pixel group 101b that form a set of four pixel columns. It is divided into A pixel signal which is an analog electric signal output from a pixel of the first pixel group 101a is read by the first reading circuit 103a which is electrically connected. A pixel signal 113 which is an analog electric signal output from the pixel of the first readout circuit 103a is converted into digital data 114 by the first A / D converter 104a which is electrically connected. Similarly, an analog electrical signal from the second pixel group 101b is read and converted into digital data by the second readout circuit 103b and the second A / D converter 104b that are electrically connected. The digital data from the first and second A / D converters 104a and 104b is subjected to signal processing, digital multiplex processing, offset correction, and the like described later by the digital data processing circuit 105, and is output as a digital image signal. The The signal processing unit 106 includes a readout circuit unit 103 including first and second readout circuits 103a and 103b, an A / D conversion unit 104 including first and second A / D converters 104a and 104b, And a data processing circuit 105. The imaging apparatus 100 includes a power supply unit 107 that applies a corresponding bias to the signal processing unit 106. The power supply unit 107 supplies reference voltages Vref1, Vref2, and Vref3 to the reading circuit unit 103. The imaging apparatus 100 further includes a control unit 108 for controlling at least one of the signal processing unit 106 and the power supply unit 107. The control unit 108 supplies a control signal 118 to the power supply unit 107. The control unit 108 supplies control signals 116, 117, and 120 to the reading circuit unit 103. The control unit 108 supplies a drive control signal 119 to the drive circuit 102, and the drive circuit 102 supplies a drive signal 111 to the detection unit 101 based on the drive control signal 119. Further, the control unit 108 supplies the readout circuit unit 103 with an offset control signal 140 that can change a DC potential added to a signal output from a differential amplifier described later.

図2(a)は、本発明の実施形態に係る撮像装置の概念的な等価回路図を含む撮像システムの概念図である。なお、図1を用いて説明した構成と同じものは同じ番号を付与してあり、詳細な説明は割愛する。検出部101は、行列状に複数配置された画素201を有する。図2(a)には8行8列にわたって8×8個の画素201が配置されている。画素201は、放射線又は光を電荷に変換する変換素子Sと、その電荷に応じた電気信号を出力するスイッチ素子Tと、を有する。光を電荷に変換する変換素子Sとしては、ガラス基板等の絶縁性基板上に配置され、アモルファスシリコンを主材料とするPIN型フォトダイオードなどの、光電変換素子が好適に用いられる。放射線を電荷に変換する変換素子としては、上述の光電変換素子の放射線入射側に放射線を光電変換素子が感知可能な波長帯域の光に変換する波長変換体を備えた間接型の変換素子や、放射線を直接電荷に変換する直接型の変換素子が好適に用いられる。スイッチ素子Tとしては、制御端子と2つの主端子を有するトランジスタが好適に用いられ、光電変換素子が絶縁性基板上の備えられる画素の場合には、薄膜トランジスタ(TFT)が好適に用いられる。変換素子Sの一方の電極はスイッチ素子Tの2つの主端子の一方に電気的に接続され、他方の電極は共通の配線を介してバイアス電源106aと電気的に接続される。行方向の複数の画素のスイッチ素子、例えばT11〜T18は、それらの制御端子が1行目の駆動配線G1に共通に電気的に接続されており、駆動回路102からスイッチ素子の導通状態を制御する駆動信号が、駆動配線を介して行単位で与えられる。列方向の複数の画素のスイッチ素子、例えばT11〜T81は、それらの他方の主端子が1列目の信号配線Sig1に電気的に接続されており、導通状態になっている間に、変換素子の電荷に応じた電気信号を、信号配線を介して読出回路103に出力する。列方向に複数配列された信号配線Sig1〜Sig8は、検出部101の複数の画素から出力された電気信号を並列に読出回路部103に伝送する。本実施形態では、検出部101は4画素列分を一組とする第1の画素群101a、第2の画素群101bに分割されている。本実施形態では、1〜4列目の各画素が第1の画素群に含まれる第1の画素に相当し、5〜8列目の各画素が第2の画素群に含まれる第2の画素に相当する。第1の画素群101aから出力されたアナログ電気信号は、読出回路103内の対応する第1の読出回路103aによって並列に読み出され、第2の画素群101bから出力されたアナログ電気信号は、第2の読出回路103bによって並列に読み出される。   FIG. 2A is a conceptual diagram of an imaging system including a conceptual equivalent circuit diagram of the imaging apparatus according to the embodiment of the present invention. In addition, the same thing as the structure demonstrated using FIG. 1 is provided with the same number, and detailed description is omitted. The detection unit 101 includes a plurality of pixels 201 arranged in a matrix. In FIG. 2A, 8 × 8 pixels 201 are arranged across 8 rows and 8 columns. The pixel 201 includes a conversion element S that converts radiation or light into electric charges, and a switch element T that outputs an electrical signal corresponding to the electric charges. As the conversion element S that converts light into electric charge, a photoelectric conversion element such as a PIN photodiode that is disposed on an insulating substrate such as a glass substrate and uses amorphous silicon as a main material is preferably used. As a conversion element that converts radiation into electric charge, an indirect type conversion element having a wavelength conversion body that converts radiation into light in a wavelength band that can be detected by the photoelectric conversion element on the radiation incident side of the photoelectric conversion element, A direct conversion element that directly converts radiation into electric charge is preferably used. As the switch element T, a transistor having a control terminal and two main terminals is preferably used, and in the case of a pixel in which the photoelectric conversion element is provided on an insulating substrate, a thin film transistor (TFT) is preferably used. One electrode of the conversion element S is electrically connected to one of the two main terminals of the switch element T, and the other electrode is electrically connected to the bias power source 106a via a common wiring. The switch elements of a plurality of pixels in the row direction, for example, T11 to T18, are electrically connected in common to the drive wiring G1 in the first row, and control the conduction state of the switch elements from the drive circuit 102. The drive signal to be applied is given in units of rows through the drive wiring. The switching elements of a plurality of pixels in the column direction, for example, T11 to T81, while the other main terminals are electrically connected to the signal wiring Sig1 in the first column and are in the conductive state, the conversion element An electric signal corresponding to the electric charge is output to the reading circuit 103 through the signal wiring. A plurality of signal wirings Sig <b> 1 to Sig <b> 8 arranged in the column direction transmit electric signals output from a plurality of pixels of the detection unit 101 to the readout circuit unit 103 in parallel. In the present embodiment, the detection unit 101 is divided into a first pixel group 101a and a second pixel group 101b that form a set of four pixel columns. In the present embodiment, each pixel in the first to fourth columns corresponds to a first pixel included in the first pixel group, and each pixel in the fifth to eighth columns is included in the second pixel group. It corresponds to a pixel. The analog electrical signals output from the first pixel group 101a are read in parallel by the corresponding first readout circuits 103a in the readout circuit 103, and the analog electrical signals output from the second pixel group 101b are Data are read in parallel by the second reading circuit 103b.

第1の読出回路103aは、第1の画素群101aから並列に出力された電気信号を増幅する第1の増幅回路部202aと、第1の増幅回路部202aからの電気信号をサンプルしホールドするための第1のサンプルホールド回路部203aと、を有する。第2の読出回路103bも同様に、第2の増幅回路部202bと第2のサンプルホールド回路部203bとを有する。また第1及び第2の読出回路は、第1又は第2のサンプルホールド回路部から並列に読み出された電気信号を、それぞれ順次出力して直列信号の画像信号として出力する第1及び第2のマルチプレクサ204a,bを有する。更に第1及び第2の読出回路は、画像信号をインピーダンス変換して出力する出力バッファである第1及び第2の差動増幅器205a,bを夫々有する。差動増幅器205a,bは差動アンプと可変容量で構成されている。また差動増幅器205a,bの入力端子にはそれぞれ容量を介してD/A変換器DACa,bが接続されている。このD/A変換器DACa,bに制御信号140が供給されることにより、差動増幅器205a,bから出力される信号に付加される直流電位が制御され得る。このD/A変換器DACa,bと容量を含む回路構成が本発明の直流電位制御回路に相当する。画素からの電気信号は、信号用バッファSFSを介して第1の差動増幅器205a又は第2の差動増幅器205bに入力される。また、ノイズ成分は、ノイズ用バッファSFNを介して第1の差動増幅器205a又は第2の差動増幅器205bに入力される。第1の差動増幅器205aに入力された画素からの電気信号とノイズ成分は減算されて出力され、第1のA/D変換器104aに入力される。同様に、第2の差動増幅器205bに入力された画素からの電気信号とノイズ成分は減算されて出力され、第2のA/D変換器104bに入力される。第1の及び第2のA/D変換器104a,bには、電源部107から基準電圧Vref3が入力される。ここで、第1及び第2の読み出し回路103a,bの信号用バッファSFSのゲートにはリセットスイッチSRSを介して電源部107から所定のタイミングで基準電圧Vref2が入力される。また、第1及び第2の読み出し回路103a,bのノイズ用バッファSFNのゲートにはリセットスイッチSRNを介して電源部107から所定のタイミングで基準電圧Vref2が入力される。つまりリセットスイッチSRは、所定のタイミングでバッファSFのゲートに基準電圧Vref2を与えることにより、所定のタイミングで差動増幅器の入力をリセットするものである。   The first readout circuit 103a samples and holds the first amplification circuit unit 202a that amplifies the electrical signal output in parallel from the first pixel group 101a and the electrical signal from the first amplification circuit unit 202a. A first sample-and-hold circuit unit 203a. Similarly, the second readout circuit 103b includes a second amplifier circuit unit 202b and a second sample hold circuit unit 203b. The first and second readout circuits sequentially output the electrical signals read in parallel from the first or second sample and hold circuit unit, respectively, and output them as image signals of serial signals. Multiplexers 204a and 204b. Furthermore, the first and second readout circuits have first and second differential amplifiers 205a and 205b, which are output buffers that output the image signal after impedance conversion. The differential amplifiers 205a and 205b are composed of a differential amplifier and a variable capacitor. In addition, D / A converters DACa, b are connected to the input terminals of the differential amplifiers 205a, 205b via capacitors, respectively. By supplying the control signal 140 to the D / A converters DACa, b, the DC potential added to the signals output from the differential amplifiers 205a, b can be controlled. The circuit configuration including the D / A converter DACa, b and the capacitor corresponds to the DC potential control circuit of the present invention. An electric signal from the pixel is input to the first differential amplifier 205a or the second differential amplifier 205b via the signal buffer SFS. The noise component is input to the first differential amplifier 205a or the second differential amplifier 205b via the noise buffer SFN. The electrical signal from the pixel and the noise component input to the first differential amplifier 205a are subtracted and output, and input to the first A / D converter 104a. Similarly, the electrical signal from the pixel and the noise component input to the second differential amplifier 205b are subtracted and output, and input to the second A / D converter 104b. A reference voltage Vref3 is input from the power supply unit 107 to the first and second A / D converters 104a and 104b. Here, the reference voltage Vref2 is input to the gates of the signal buffers SFS of the first and second read circuits 103a and 103b from the power supply unit 107 through the reset switch SRS at a predetermined timing. The reference voltage Vref2 is input to the gates of the noise buffers SFN of the first and second readout circuits 103a and 103b from the power supply unit 107 at a predetermined timing via the reset switch SRN. That is, the reset switch SR resets the input of the differential amplifier at a predetermined timing by applying the reference voltage Vref2 to the gate of the buffer SF at a predetermined timing.

制御回路108は、第1及び第2の増幅回路部202a,bに対して制御信号116を与えている。また制御回路108は、リセットスイッチSRS,SRNに対して制御信号117aを、第1及び第2のマルチプレクサに対して制御信号117bを、夫々与えている。そして、制御回路108は、第1及び第2のサンプルホールド回路部に対して制御信号120s、120nを、夫々与えている。更に、制御回路108は、第1及び第2のA/D変換器に対して制御信号129を、デジタルデータ処理回路105に対して制御信号130を、それぞれ与えて制御する。また制御回路108は、差動増幅器に接続されたD/A変換器に制御信号140を与えて、差動増幅器から出力されるアナログ電気信号に付加する直流電位を制御する。   The control circuit 108 gives a control signal 116 to the first and second amplifier circuit sections 202a and 202b. The control circuit 108 supplies a control signal 117a to the reset switches SRS and SRN, and a control signal 117b to the first and second multiplexers, respectively. The control circuit 108 supplies control signals 120s and 120n to the first and second sample and hold circuit units, respectively. Further, the control circuit 108 gives a control signal 129 to the first and second A / D converters, and gives a control signal 130 to the digital data processing circuit 105 to control. The control circuit 108 gives a control signal 140 to the D / A converter connected to the differential amplifier, and controls the DC potential added to the analog electric signal output from the differential amplifier.

図2(b)は、読出回路103を詳細に説明するための等価回路図である。増幅回路部202は各信号配線に対応してそれぞれ、画素から読み出された電気信号(画素信号)を増幅して出力する演算増幅器Aと、積分容量Cfと、積分容量をリセットするリセットスイッチRCと、を有する増幅回路を備える。演算増幅器Aの反転入力端子には出力された電気信号が入力され、出力端子から増幅された電気信号が出力される。演算増幅器Aの正転入力端子には電源部107から基準電圧Vref1が入力される。また、積分容量Cfが演算増幅器Aの反転入力端子と出力端子の間に配置され、積分容量Cfと並列にリセットスイッチRCが接続される。サンプルホールド回路部203は、各増幅回路に対応して奇数行信号用サンプルホールド回路、偶数行信号用サンプルホールド回路、奇数行ノイズ用サンプルホールド回路、偶数行ノイズ用サンプルホールド回路を備えている。奇数行信号用サンプルホールド回路は、奇数行の画素からの電気信号をサンプリングするサンプリングスイッチSHOSと、奇数行の画素信号を保持するサンプリング容量Chosとを有している。偶数行信号用サンプルホールド回路は、偶数行の画素信号をサンプリングするサンプリングスイッチSHESと、偶数行の画素信号を保持するサンプリング容量Chesとを有している。奇数行ノイズ用サンプルホールド回路は、奇数行の画素信号をサンプリングする前に演算増幅器のノイズ成分をサンプリングするサンプリングスイッチSHONと、当該ノイズ信号を保持するサンプリング容量Chonとを有している。偶数行ノイズ用サンプルホールド回路は、偶数行の画素信号をサンプリングする前に演算増幅器のノイズをサンプリングするサンプリングスイッチSHENと、当該ノイズ信号を保持するサンプリング容量Chenとを有している。マルチプレクサ204は、奇数行信号用サンプルホールド回路に対応してスイッチMSOSを、偶数行信号用サンプルホールド回路に対応してスイッチMSESを、各増幅回路に対応して夫々備えている。また、奇数行ノイズ用サンプルホールド回路に対応してスイッチMSONを、偶数行ノイズ用サンプルホールド回路に対応してスイッチMSENを各増幅回路に対応して夫々備えている。そして、各スイッチを順次選択することにより、画素信号又はノイズ成分の並列信号を直列信号に変換する動作が行われる。   FIG. 2B is an equivalent circuit diagram for explaining the read circuit 103 in detail. The amplifying circuit unit 202 amplifies an electrical signal (pixel signal) read from the pixel and outputs it corresponding to each signal wiring, an integration capacitor Cf, and a reset switch RC that resets the integration capacitor. And an amplifier circuit. The output electric signal is input to the inverting input terminal of the operational amplifier A, and the amplified electric signal is output from the output terminal. The reference voltage Vref1 is input from the power supply unit 107 to the normal rotation input terminal of the operational amplifier A. An integration capacitor Cf is disposed between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier A, and a reset switch RC is connected in parallel with the integration capacitor Cf. The sample hold circuit unit 203 includes an odd row signal sample hold circuit, an even row signal sample hold circuit, an odd row noise sample hold circuit, and an even row noise sample hold circuit corresponding to each amplifier circuit. The odd-row signal sample-hold circuit includes a sampling switch SHOS that samples an electrical signal from an odd-row pixel and a sampling capacitor Chos that holds an odd-row pixel signal. The even-row signal sample-hold circuit has a sampling switch SHES that samples even-row pixel signals and a sampling capacitor Ches that holds even-row pixel signals. The odd-numbered noise sample-and-hold circuit has a sampling switch SHON that samples the noise component of the operational amplifier before sampling the odd-numbered pixel signals, and a sampling capacitor Chon that holds the noise signal. The even-row noise sample and hold circuit has a sampling switch SHEN that samples the noise of the operational amplifier before sampling the even-row pixel signals, and a sampling capacitor Chen that holds the noise signal. The multiplexer 204 includes a switch MSOS corresponding to the odd-row signal sample hold circuit, a switch MSES corresponding to the even-row signal sample hold circuit, and a corresponding amplifier circuit. Further, a switch MSON is provided corresponding to each odd-numbered noise sample-hold circuit, and a switch MSON is provided corresponding to each even-numbered noise sample-hold circuit corresponding to each amplifier circuit. Then, by sequentially selecting each switch, an operation of converting a parallel signal of a pixel signal or a noise component into a serial signal is performed.

次に、図2及び図3を参照して、本発明の撮像装置の動作を説明する。図3は、本発明の実施形態に係る撮像装置の撮像動作を説明するためのタイミングチャートである。
本発明の動作において、特に留意すべきは以下の点である。まず本発明の撮像装置は、行単位の出力動作に対して、複数回(ここでは2回)のA/D変換動作を行っている、すなわち、一つの信号に対して変換動作を複数回行っている。次に本発明の撮像装置は、その複数回のA/D変換動作を、読出回路部から出力されたA/D変換器の入力信号に異なる直流電位を与えて行っている。そして本発明の撮像装置は、一つの信号に対して複数回のA/D変換動作によって得られた複数のデジタルデータを平均化して一つのデータを提供する。
Next, the operation of the imaging apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a timing chart for explaining the imaging operation of the imaging apparatus according to the embodiment of the present invention.
In the operation of the present invention, the following points should be particularly noted. First, the imaging apparatus of the present invention performs A / D conversion operations a plurality of times (here, twice) for the output operation in units of rows, that is, performs a conversion operation for a single signal a plurality of times. ing. Next, the image pickup apparatus of the present invention performs the A / D conversion operation a plurality of times by applying different DC potentials to the input signal of the A / D converter output from the readout circuit section. The image pickup apparatus of the present invention averages a plurality of digital data obtained by a plurality of A / D conversion operations for one signal and provides one data.

まず、撮像装置100は行単位の画素の出力動作を行う。ここで、出力動作の前に検出部101に放射線又は光が照射されて、各変換素子Sには照射された放射線又は光に応じた電荷が生成されているものとする。行単位の出力動作のはじめに、制御部108から制御信号140がD/A変換器DACa,bに与えられ、読出回路部から出力されるアナログ電気信号である差動増幅器の出力に与えられる直流電位が第1の直流電位に設定される。続いて制御部108から制御信号116が与えられたリセットスイッチRCによって積分容量Cfがリセットされ、増幅回路がリセットされる。次に、制御部108からサンプルホールド回路部に制御信号120n,120oeが与えられる。それにより奇数行ノイズ用サンプルホールド回路のサンプリングスイッチSHONが導通され、リセットされた増幅回路から増幅回路のノイズ成分がサンプリング容量Chonに転送される。サンプリングスイッチSHONが非導通にされてノイズ成分がサンプリング容量Chonに保持される。次に、駆動回路102から1行目の駆動配線G1に駆動信号111が与えられて1行目のスイッチ素子T11〜T18が導通される。それにより、1行目の変換素子S11〜S14で発生された電荷に基づくアナログ電気信号が、各画素から信号配線Sig1〜Sig4を介して並列に第1の読出回路103aに伝送される。また1行目の変換素子S15〜S18で発生された電荷に基づくアナログ電気信号が、各画素から信号配線Sig5〜Sig8を介して並列に第2の読出回路103bに伝送される。そして、制御部108からサンプルホールド回路部に制御信号120s,120oeが与えられる。それにより奇数行信号用サンプルホールド回路のサンプリングスイッチSHOSが導通され、読み出された画素信号が増幅回路を介してサンプリング容量Chosに転送される。この際、画素信号には増幅回路のノイズ成分が付加される。そしてサンプリングスイッチSHOSが非導通にされてノイズ成分が付加された画素信号がサンプリング容量Chosに保持される。   First, the imaging apparatus 100 performs an output operation of pixels in units of rows. Here, it is assumed that the detection unit 101 is irradiated with radiation or light before the output operation, and charges corresponding to the irradiated radiation or light are generated in each conversion element S. At the beginning of the row-by-row output operation, the control signal 140 is supplied from the control unit 108 to the D / A converter DACa, b, and the DC potential applied to the output of the differential amplifier, which is an analog electric signal output from the readout circuit unit. Is set to the first DC potential. Subsequently, the integration capacitor Cf is reset by the reset switch RC to which the control signal 116 is given from the control unit 108, and the amplifier circuit is reset. Next, control signals 120n and 120oe are given from the control unit 108 to the sample and hold circuit unit. As a result, the sampling switch SHON of the odd-numbered row noise sample and hold circuit is turned on, and the noise component of the amplifier circuit is transferred from the reset amplifier circuit to the sampling capacitor Cho. The sampling switch SHON is turned off and the noise component is held in the sampling capacitor Chon. Next, the drive signal 111 is supplied from the drive circuit 102 to the drive wiring G1 in the first row, and the switch elements T11 to T18 in the first row are turned on. As a result, analog electric signals based on the charges generated in the conversion elements S11 to S14 in the first row are transmitted from each pixel to the first readout circuit 103a in parallel via the signal wirings Sig1 to Sig4. In addition, analog electric signals based on the charges generated in the conversion elements S15 to S18 in the first row are transmitted from each pixel to the second readout circuit 103b in parallel via the signal wirings Sig5 to Sig8. Then, control signals 120s and 120oe are given from the control unit 108 to the sample and hold circuit unit. As a result, the sampling switch SHOS of the odd-row signal sample and hold circuit is turned on, and the read pixel signal is transferred to the sampling capacitor Chos via the amplifier circuit. At this time, the noise component of the amplifier circuit is added to the pixel signal. Then, the sampling switch SHOS is turned off, and the pixel signal to which the noise component is added is held in the sampling capacitor Chos.

次に、撮像装置100は以下に示す信号処理動作を行う。制御部108から各リセットスイッチSRS,SRNに制御信号117aが与えられる。それにより各リセットスイッチSRS,SRNが導通されて各バッファSFS,SFNのゲートに基準電圧Vref2が与えられ、各差動増幅器205a,205bの入力がリセットされる。つまり、リセットスイッチSRS,SRNは、A/D変換器にリセット信号を出力するリセット手段である。この際、それぞれリセットされた差動増幅器205a,205bからの出力に、それぞれD/A変換器DACa,bによって第1の直流電位が付加された信号が、各A/D変換器104a,104bに入力される。つまり、D/A変換器DACa,bによって読出回路部から出力されるアナログ電気信号に第1の直流電位が付加されてA/D変換器に入力される。そして各A/D変換器104a,104bは、入力された信号をデジタルデータNd1,Nd4に変換してデジタルデータ処理回路105に出力する。このデジタルデータNd1,Nd4は、第1の直流電位を含む各差動増幅器のリセットデータである。次に、各リセットスイッチSRS,SRNが非導通にされ、この際にもそれぞれD/A変換器DACa,bによって第1の直流電位が付加された信号が、各A/D変換器104a,104bに入力される。そして各A/D変換器104a,104bは、入力された信号をデジタルデータSd1,Sd1に変換してデジタルデータ処理回路105に出力する。この動作を擬似データ出力動作と称する。   Next, the imaging apparatus 100 performs the following signal processing operation. A control signal 117a is given from the control unit 108 to the reset switches SRS and SRN. Thereby, the reset switches SRS and SRN are turned on, the reference voltage Vref2 is applied to the gates of the buffers SFS and SFN, and the inputs of the differential amplifiers 205a and 205b are reset. That is, the reset switches SRS and SRN are reset means for outputting a reset signal to the A / D converter. At this time, signals obtained by adding the first DC potential by the D / A converters DACa, b to the outputs from the reset differential amplifiers 205a, 205b, respectively, are supplied to the A / D converters 104a, 104b. Entered. That is, the first DC potential is added to the analog electric signal output from the readout circuit unit by the D / A converter DACa, b and input to the A / D converter. Each A / D converter 104a, 104b converts the input signal into digital data Nd1, Nd4 and outputs the digital data to the digital data processing circuit 105. The digital data Nd1 and Nd4 are reset data for each differential amplifier including the first DC potential. Next, the reset switches SRS and SRN are made non-conductive, and at this time, the signals to which the first DC potential is added by the D / A converters DACa and b are respectively converted into the A / D converters 104a and 104b. Is input. The A / D converters 104a and 104b convert the input signals into digital data Sd1 and Sd1 and output them to the digital data processing circuit 105. This operation is referred to as a pseudo data output operation.

次に、各リセットスイッチSRS,SRNが再度導通されて各バッファSFS,SFNのゲートに基準電圧Vref2が与えられ、各差動増幅器205a,205bの入力が再度リセットされる。この際に、それぞれ差動増幅器205a,205bからの出力にそれぞれD/A変換器DACa,bによって第1の直流電位が付加された信号が、各A/D変換器104a,104bに入力される。そして各A/D変換器104a,104bは、入力された信号をデジタルデータN(1,1),N(1,5)に変換してデジタルデータ処理回路105に出力する。このデジタルデータN(1,1),N(1,5)はデジタルデータNd1,Nd4と同様に、第1の直流電位を含む各差動増幅器のリセットデータである。この動作をリセットデータ出力動作と称する。   Next, the reset switches SRS and SRN are turned on again to apply the reference voltage Vref2 to the gates of the buffers SFS and SFN, and the inputs of the differential amplifiers 205a and 205b are reset again. At this time, signals obtained by adding the first DC potential to the outputs from the differential amplifiers 205a and 205b by the D / A converters DACa and b are input to the A / D converters 104a and 104b, respectively. . Each of the A / D converters 104 a and 104 b converts the input signal into digital data N (1, 1) and N (1, 5) and outputs the digital data to the digital data processing circuit 105. The digital data N (1,1) and N (1,5) are reset data of each differential amplifier including the first DC potential, like the digital data Nd1 and Nd4. This operation is referred to as a reset data output operation.

次に、制御部108から各マルチプレクサに制御信号117bが与えられる。それに応じて、第1のマルチプレクサ204aのスイッチMSOS1及びスイッチMSON1が導通される。それにより、ノイズ成分が付加された1列目の画素の画素信号がバッファSFSを介して、ノイズ成分がバッファSFNを介して、それぞれ第1の差動増幅器205aに入力される。また、第2のマルチプレクサ204bのスイッチMSOS5及びスイッチMSON5が同時に導通される。それにより、ノイズ成分が付加された5列目の画素の画素信号がバッファSFSを介して、ノイズ成分がバッファSFNを介して、それぞれ第2の差動増幅器205bに入力される。ノイズ成分が付加された画素信号とノイズ成分は、各差動増幅器において差分処理される。そして、差分処理された画素信号が増幅されて差動増幅器から出力される。これにより増幅回路からの出力から各増幅回路のノイズ成分が除去される。各A/D変換器104a,104bは出力された各画素信号をデジタルデータS(1,1)、S(1,5)に変換してデジタルデータ処理回路105に出力する。このデジタルデータS(1,1)、S(1,5)は、差動増幅器205a,205bから出力された画素信号に第1の直流電位が付加されたデータである。この動作を画素データ出力動作と称する。   Next, a control signal 117b is given from the control unit 108 to each multiplexer. In response, the switch MSOS1 and the switch MSON1 of the first multiplexer 204a are turned on. Thereby, the pixel signal of the pixel in the first column to which the noise component is added is input to the first differential amplifier 205a via the buffer SFS and the noise component via the buffer SFN. Further, the switch MOS5 and the switch MSON5 of the second multiplexer 204b are turned on simultaneously. Thereby, the pixel signals of the pixels in the fifth column to which the noise component is added are input to the second differential amplifier 205b via the buffer SFS and the noise component via the buffer SFN, respectively. The differential signal is applied to the pixel signal to which the noise component is added and the noise component. Then, the difference-processed pixel signal is amplified and output from the differential amplifier. Thereby, the noise component of each amplifier circuit is removed from the output from the amplifier circuit. The A / D converters 104 a and 104 b convert the output pixel signals into digital data S (1,1) and S (1,5) and output them to the digital data processing circuit 105. The digital data S (1,1) and S (1,5) are data obtained by adding a first DC potential to the pixel signals output from the differential amplifiers 205a and 205b. This operation is referred to as a pixel data output operation.

次に、再びリセットデータ出力動作が行われ、各A/D変換器104a,104bからデジタルデータN(1,2),N(1,6)がデジタルデータ処理回路105に出力される。このデジタルデータN(1,2)、N(1,6)は、リセットされた差動増幅器205a,205bからの出力に第1の直流電位が付加されたデータである。   Next, the reset data output operation is performed again, and the digital data N (1, 2), N (1, 6) is output to the digital data processing circuit 105 from each A / D converter 104a, 104b. The digital data N (1,2) and N (1,6) are data in which a first DC potential is added to the output from the reset differential amplifiers 205a and 205b.

そして、2列目及び6列目に対して画素データ出力動作が行われ、各A/D変換器104a,104bからデジタルデータS(1,2)、S(1,6)がデジタルデータ処理回路105に出力される。このデジタルデータS(1,2)、S(1,6)は、差動増幅器205a,205bから出力された画素信号に第1の直流電位が付加されたデータである。   Then, pixel data output operation is performed for the second and sixth columns, and the digital data S (1,2), S (1,6) is sent from each A / D converter 104a, 104b to the digital data processing circuit. 105 is output. The digital data S (1,2) and S (1,6) are data obtained by adding a first DC potential to the pixel signals output from the differential amplifiers 205a and 205b.

同様に、リセットデータ出力動作、3列目及び7列目に対する画素データ出力動作、リセットデータ出力動作、4列目及び8列目に対する画素データ出力動作が順次行われる。それによりデジタルデータ処理回路105にデジタルデータN(1,3)とN(1,7)、S(1,3)とS(1,7)、N(1,4)とN(1,8)、S(1,4)とS(1,8)がそれぞれ出力される。ここで、デジタルデータN(1,3)、N(1,7)、N(1,4)、N(1,8)は、リセットされた差動増幅器205a,205bからの出力に第1の直流電位が付加されたデータである。また、デジタルデータS(1,3)、S(1,7)、S(1,4)、S(1,8)は、差動増幅器205a,205bから出力された画素信号に第1の直流電位が付加されたデータである。   Similarly, a reset data output operation, a pixel data output operation for the third and seventh columns, a reset data output operation, and a pixel data output operation for the fourth and eighth columns are sequentially performed. As a result, the digital data processing circuit 105 receives digital data N (1,3) and N (1,7), S (1,3) and S (1,7), N (1,4) and N (1,8). ), S (1,4) and S (1,8), respectively. Here, the digital data N (1,3), N (1,7), N (1,4), N (1,8) are output to the output from the reset differential amplifiers 205a and 205b as the first. This is data with a DC potential added. Also, the digital data S (1,3), S (1,7), S (1,4), S (1,8) are converted into the first DC current from the pixel signals output from the differential amplifiers 205a and 205b. This is data with a place added.

その後、擬似リセットデータ出力動作が2回繰り返し行われ、デジタルデータ処理回路105にデジタルデータNd2とNd5、Sd2とSd5、Nd3とNd6、Sd3とSd6、が出力される。これらのデジタルデータは、先の擬似リセットデータ出力動作と同様に、それぞれ差動増幅器205a,205bからの出力にそれぞれD/A変換器DACa,bによって第1の直流電位が付加されたものである。   Thereafter, the pseudo reset data output operation is repeated twice, and digital data Nd2 and Nd5, Sd2 and Sd5, Nd3 and Nd6, and Sd3 and Sd6 are output to the digital data processing circuit 105. These digital data are obtained by adding the first DC potential to the outputs from the differential amplifiers 205a and 205b by the D / A converters DACa and b, respectively, in the same manner as the pseudo reset data output operation. .

これらの各A/D変換器から出力された各データは、デジタルデータ処理回路105で後に説明する補正処理が行われて、各補正後画素データD(1,1)〜D(1,4)、D(1,5)〜D(1,8)が得られる。   Each data output from each of these A / D converters is subjected to correction processing, which will be described later, in the digital data processing circuit 105, and each corrected pixel data D (1, 1) to D (1, 4). , D (1,5) to D (1,8) are obtained.

このように、行単位の画素に対して、第1の信号処理動作が行われる。第1の信号処理動作には、それぞれ第1の直流電位が付加された、擬似リセットデータ出力動作と、各列単位のリセットデータ出力動作及び画素データ出力動作と、その後の2回の擬似リセットデータ出力動作が含まれている。これら第1の信号処理動作でA/D変換部から出力された各デジタルデータを第1のデジタルデータを総称する。   As described above, the first signal processing operation is performed on the pixels in the row unit. In the first signal processing operation, a pseudo reset data output operation, a reset data output operation and a pixel data output operation for each column, and subsequent two pseudo reset data, to which a first DC potential is applied, respectively. Output operation is included. Each digital data output from the A / D converter in the first signal processing operation is generically referred to as first digital data.

続いて、制御部108から制御信号140がD/A変換器DACa,bに与えられ、差動増幅器の出力の直流電位が第2の直流電位に設定され、行単位の画素に対して第1の信号処理動作と同様の第2の信号処理動作が行われる。具体的には、擬似リセット出力動作により、デジタルデータN’d1,N’d4が出力される。次に、各列単位のリセットデータ出力動作によりデジタルデータN’(1,1),N’(1,5)、N’(1,2),N’(1,6)、N’(1,3),N’(1,7)、N’(1,4),N’(1,8)が出力される。また、画素データ出力動作により、デジタルデータS’(1,1),S’(1,5)、S’(1,2),S’(1,6)、S’(1,3),S’(1,7)、S’(1,4),S’(1,8)が出力される。そして2回の擬似リセットデータ出力動作により、デジタルデータN’d2、N’d5、S’d2、S’d5、N’d3、N’d6、S’d3とS’d6が出力される。そして、第1の信号処理動作と同様に、デジタルデータ処理回路105で後に説明する補正処理が行われて、各補正後画素データD’(1,1)〜D’(1,4)、D’(1,5)〜D’(1,8)が得られる。これら第2の信号処理動作でA/D変換部から出力された各デジタルデータを第2のデジタルデータを総称する。   Subsequently, the control signal 140 is supplied from the control unit 108 to the D / A converters DACa, b, the direct current potential of the output of the differential amplifier is set to the second direct current potential, and the first direct current is applied to the pixels in row units. A second signal processing operation similar to the signal processing operation is performed. Specifically, digital data N′d1 and N′d4 are output by the pseudo reset output operation. Next, the digital data N ′ (1,1), N ′ (1,5), N ′ (1,2), N ′ (1,6), N ′ (1) are generated by the reset data output operation for each column. , 3), N ′ (1, 7), N ′ (1, 4), N ′ (1, 8). Further, by the pixel data output operation, digital data S ′ (1,1), S ′ (1,5), S ′ (1,2), S ′ (1,6), S ′ (1,3), S ′ (1,7), S ′ (1,4), S ′ (1,8) are output. Then, digital data N'd2, N'd5, S'd2, S'd5, N'd3, N'd6, S'd3, and S'd6 are output by two pseudo reset data output operations. Then, similarly to the first signal processing operation, the digital data processing circuit 105 performs correction processing, which will be described later, and each corrected pixel data D ′ (1, 1) to D ′ (1, 4), D '(1,5) to D' (1,8) are obtained. Each digital data output from the A / D converter in the second signal processing operation is generically referred to as second digital data.

そしてデジタルデータ処理回路105は、各画素に対応したデータ毎に、第1の信号処理動作による補正後画素データD(m、n)と、第2の信号処理動作による補正後画素データD’(m、n)を平均化して、出力データDA(m、n)を生成する。この動作を平均処理動作と称する。そして、行単位の画素の出力動作と、第1及び第2の信号処理動作と平均処理動作を含むデータ処理動作により、行単位の画素の読出動作が達成される。そしてこの行単位の画素の読出動作が繰り返し行われて、1画像分の読出動作が達成される。   Then, for each data corresponding to each pixel, the digital data processing circuit 105 corrects the pixel data D (m, n) after correction by the first signal processing operation and the pixel data D ′ (after correction by the second signal processing operation). m, n) is averaged to generate output data DA (m, n). This operation is referred to as an average processing operation. Then, the pixel-by-row pixel reading operation is achieved by the pixel-by-row output operation and the data processing operation including the first and second signal processing operations and the average processing operation. Then, this pixel-by-row readout operation is repeated, and the readout operation for one image is achieved.

このように、本実施例においては、同一行に含まれる所定の画素の画素信号に対して、直流電位を変更しながら、2度のA/D変換動作を行い、各画素に対応するデジタルデータ同士を平均化する処理を行うことにより、最終的な出力データを得ている。   As described above, in this embodiment, the A / D conversion operation is performed twice while changing the DC potential with respect to the pixel signals of the predetermined pixels included in the same row, and the digital data corresponding to each pixel is obtained. Final output data is obtained by performing the process of averaging each other.

ここで本実施形態において、2行目の画素の出力動作は、1行目のデータ処理動作がなされる期間内で行われている。まず1行目と同様にリセットスイッチRCによって積分容量Cfがリセットされ、増幅回路がリセットされる。次に偶数行ノイズ用サンプルホールド回路のサンプリングスイッチSHENが導通され、リセットされた増幅回路から増幅回路のノイズ成分がサンプリング容量Chenに転送される。サンプリングスイッチSHENが非導通にされてノイズ成分がサンプリング容量Chenに保持される。次に、駆動回路102から2行目の駆動配線G2に駆動信号111が与えられて2行目のスイッチ素子T21〜T28が導通される。それにより、2行目の変換素子S21〜S24で発生された電荷に基づくアナログ電気信号が、各画素から信号配線Sig1〜Sig4を介して並列に第1の読出回路103aに伝送される。また2行目の変換素子S25〜S28で発生された電荷に基づくアナログ電気信号が、各画素から信号配線Sig5〜Sig8を介して並列に第2の読出回路103bに伝送される。そして、偶数行信号用サンプルホールド回路のサンプリングスイッチSHESが導通され、読み出された画素信号が増幅回路を介してサンプリング容量Chesに転送される。この際、画素信号には増幅回路のノイズ成分が付加される。そしてサンプリングスイッチSHESが非導通にされてノイズ成分が付加された画素信号がサンプリング容量Chenに保持される。2行目の画素データ出力動作においては、各マルチプレクサのスイッチMSES及びスイッチMSENが、1行目と同様順次導通される。それ以外は1行目と同様の動作が行われる。このような出力動作及びデータ処理動作を行うため、次の行単位の出力動作を、先の行単位の信号処理動作がなされる期間内で行うことができる。そのため、次の行単位のデータ処理動作後に先の行単位の出力動作を行う場合に比べて、1画像分の読み出し動作にかかる時間を短縮することができる。   Here, in the present embodiment, the output operation of the pixels in the second row is performed within a period in which the data processing operation in the first row is performed. First, as in the first row, the integration capacitor Cf is reset by the reset switch RC, and the amplifier circuit is reset. Next, the sampling switch SHEN of the sample and hold circuit for even-numbered row noise is turned on, and the noise component of the amplifier circuit is transferred from the reset amplifier circuit to the sampling capacitor Chen. The sampling switch SHEN is turned off and the noise component is held in the sampling capacitor Chen. Next, the drive signal 111 is supplied from the drive circuit 102 to the drive wiring G2 in the second row, and the switch elements T21 to T28 in the second row are turned on. Thereby, analog electric signals based on the charges generated in the conversion elements S21 to S24 in the second row are transmitted from each pixel to the first readout circuit 103a in parallel via the signal wirings Sig1 to Sig4. In addition, an analog electric signal based on the charges generated in the conversion elements S25 to S28 in the second row is transmitted from each pixel to the second readout circuit 103b in parallel via the signal wirings Sig5 to Sig8. Then, the sampling switch SHES of the even-row signal sample-hold circuit is turned on, and the read pixel signal is transferred to the sampling capacitor Ches via the amplifier circuit. At this time, the noise component of the amplifier circuit is added to the pixel signal. Then, the sampling switch SHES is turned off, and the pixel signal to which the noise component is added is held in the sampling capacitor Chen. In the pixel data output operation of the second row, the switches MSES and the switches MSEN of each multiplexer are sequentially turned on similarly to the first row. Otherwise, the same operation as the first line is performed. Since such an output operation and a data processing operation are performed, the output operation for the next row unit can be performed within a period in which the signal processing operation for the previous row unit is performed. Therefore, it is possible to reduce the time required for the read operation for one image, compared to the case where the output operation for each row is performed after the data processing operation for the next row.

次に、図4を用いてデジタルデータ処理回路105で行われる補正処理を説明する。図4(a)は、デジタルデータ処理回路105に含まれる補正処理部400を説明するためのブロック図である。図4(b)は、リセットデータ処理部401と画素データ処理部402と加算器403にて行われる補正処理を説明するためのタイミングチャートである。なお、本実施形態において、図4(a)の補正処理部400は各A/D変換器毎に備えられており、以下の説明では、第1のA/D変換器104aに対応して設けられたものとして説明を行う。ただし本補正処理部は上記に限定されるものではなく、第1及び第2のA/D変換器からのデータをデジタルマルチプレックスした後のデータに対して補正処理するように設けられていてもよい。   Next, correction processing performed by the digital data processing circuit 105 will be described with reference to FIG. FIG. 4A is a block diagram for explaining the correction processing unit 400 included in the digital data processing circuit 105. FIG. 4B is a timing chart for explaining the correction process performed by the reset data processing unit 401, the pixel data processing unit 402, and the adder 403. In this embodiment, the correction processing unit 400 of FIG. 4A is provided for each A / D converter, and in the following description, it is provided corresponding to the first A / D converter 104a. The description will be made assuming that However, this correction processing unit is not limited to the above, and it may be provided to perform correction processing on data after digital multiplexing of data from the first and second A / D converters. Good.

補正処理部400は、リセットデータ処理部401と画素データ処理部402と加算器403と記憶部404と平均処理部405と並列直列変換部406とを含む。ここで、リセットデータ処理部401は、複数の遅延素子411〜414と加算器415と乗算器416とを含む。画素データ処理部402は、複数の遅延素子421〜422を含む。   The correction processing unit 400 includes a reset data processing unit 401, a pixel data processing unit 402, an adder 403, a storage unit 404, an average processing unit 405, and a parallel / serial conversion unit 406. Here, the reset data processing unit 401 includes a plurality of delay elements 411 to 414, an adder 415, and a multiplier 416. The pixel data processing unit 402 includes a plurality of delay elements 421 to 422.

制御部108からの制御信号130に基づいて、リセットデータ処理部401の各遅延素子411〜414にはN_CLKが、画素データ処理部402の各遅延素子421〜422にはS_CLKが、それぞれ与えられている。第1の信号処理動作に対して第1のA/D変換器104aから出力されたデジタルデータNd1が補正処理部400に入力され、N_CLKの立ち上がりに応じてリセットデータ処理部401の遅延素子411に保持される。次に、Sd1が補正処理部400に入力され、S_CLKの立ち上がりに応じて画素データ処理部402の遅延素子421に保持される。次に、N(1,1)が補正処理部400に入力され、N_CLKの立ち上がりに応じて遅延素子411に保持され、Nd1は遅延素子412に保持される。次に、S(1,1)が補正処理部400に入力され、S_CLKの立ち上がりに応じて遅延素子421に保持される。次に、N(1,2)が補正処理部400に入力され、N_CLKの立ち上がりに応じて遅延素子411に保持され、N(1,1)は遅延素子412に保持され、Nd1は遅延素子413に保持される。次に、S(1,2)が補正処理部400に入力され、S_CLKの立ち上がりに応じて遅延素子421に保持され、S(1,1)は遅延素子422に保持され、遅延素子422から加算機403にS(1,1)が出力される。次に、N(1,3)が補正処理部400に入力され、N_CLKの立ち上がりに応じて遅延素子411に保持され、N(1,2)は遅延素子412に保持され、N(1,1)は遅延素子413に保持され、Nd1は遅延素子414に保持される。そして、各遅延素子411〜414からの出力が加算器415に出力されて加算され、乗算器416で平均化のために1/4倍されて加算器403に出力される。加算器403は、画素データ処理部402から出力されたデータとリセットデータ処理部401から出力されたデータを減算処理し、補正された画素データD(1,1)を出力する。この処理により、画素データD(1,1)は、S(1,1)−(Nd1+N(1,1)+N(1,2)+N(1,3))/4となる。同様に画素データD(1,2)は、S(1,2)−(N(1,1)+N(1,2)+N(1,3)+N(1,4))/4となる。つまり、本補正処理では、まず行単位の信号処理動作の期間内に読出回路が複数のリセット信号をA/D変換器に与える。A/D変換器は複数のリセット信号を複数のリセットデータに変換する。補正処理部は、A/D変換器から出力された複数のリセットデータを加算平均処理する。そして補正処理部は、同じ期間内にA/D変換器から出力された所定行の画素データと加算平均処理されたリセットデータとを減算処理することにより、画素データD(m,n)を取得する。また、本実施形態では、補正処理される画素データに対して時間的に近傍で且つ前後2つずつの計4つのリセットデータを加算平均処理している。これは、高周波なノイズ成分と低周波な1/fノイズ成分とを含むリセットデータを加算平均処理することにより、処理されたリセットデータ中の高周波なノイズ成分が抑制される。つまり、加算平均処理はリセットデータに対してローパスフィルタ(LPF)がかけられたと考えることができる。そのため、加算平均処理されたリセットデータは、低周波な1/fノイズ成分が主体的となる。このLPF処理は、加算平均処理するリセットデータの数が多くなれば精度が向上する。そして、低周波な1/fノイズ成分を含む画素データと加算平均処理されたリセットデータを減算することにより、画素データから良好に1/fノイズ成分を低減することができる。この減算処理は、画素データに対してハイパスフィルタ(HPF)がかけられたと考えることができる。つまり本補正処理は、画素データに対してLPF処理とHPF処理の両方を行うことができるものであり、良好な補正処理が行い得る。ただし本実施形態は前後2つずつに限定されるものではなく、前後同数ずつであればよい。加算機403から出力された各画素データD(1,1)〜D(1,4)は、記憶部404に格納される。上記処理は、第2の信号処理動作に対しても同様に行われ、D’(1,1)〜D’(1,4)も記憶部404に格納される。   Based on the control signal 130 from the control unit 108, N_CLK is given to each delay element 411 to 414 of the reset data processing unit 401, and S_CLK is given to each delay element 421 to 422 of the pixel data processing unit 402. Yes. The digital data Nd1 output from the first A / D converter 104a for the first signal processing operation is input to the correction processing unit 400, and is input to the delay element 411 of the reset data processing unit 401 in response to the rising edge of N_CLK. Retained. Next, Sd1 is input to the correction processing unit 400 and held in the delay element 421 of the pixel data processing unit 402 in response to the rising edge of S_CLK. Next, N (1,1) is input to the correction processing unit 400, held in the delay element 411 in response to the rising edge of N_CLK, and Nd1 is held in the delay element 412. Next, S (1,1) is input to the correction processing unit 400 and held in the delay element 421 in response to the rising edge of S_CLK. Next, N (1,2) is input to the correction processing unit 400, held in the delay element 411 in response to the rising edge of N_CLK, N (1,1) is held in the delay element 412, and Nd1 is delayed in the delay element 413. Retained. Next, S (1,2) is input to the correction processing unit 400, held in the delay element 421 in response to the rising edge of S_CLK, and S (1,1) is held in the delay element 422 and added from the delay element 422. S (1,1) is output to the machine 403. Next, N (1,3) is input to the correction processing unit 400, held in the delay element 411 in response to the rising edge of N_CLK, and N (1,2) is held in the delay element 412. ) Is held in the delay element 413, and Nd1 is held in the delay element 414. Outputs from the delay elements 411 to 414 are output to the adder 415 and added, multiplied by ¼ for averaging by the multiplier 416, and output to the adder 403. The adder 403 subtracts the data output from the pixel data processing unit 402 and the data output from the reset data processing unit 401 and outputs corrected pixel data D (1, 1). With this processing, the pixel data D (1,1) becomes S (1,1) − (Nd1 + N (1,1) + N (1,2) + N (1,3)) / 4. Similarly, the pixel data D (1,2) is S (1,2)-(N (1,1) + N (1,2) + N (1,3) + N (1,4)) / 4. That is, in this correction process, first, the readout circuit provides a plurality of reset signals to the A / D converter within the period of the signal processing operation in units of rows. The A / D converter converts a plurality of reset signals into a plurality of reset data. The correction processing unit performs an averaging process on a plurality of reset data output from the A / D converter. Then, the correction processing unit obtains pixel data D (m, n) by performing subtraction processing on the pixel data of the predetermined row output from the A / D converter within the same period and the reset data subjected to the averaging process. To do. Further, in the present embodiment, a total of four reset data, which are near in time and two before and after, are subjected to an averaging process with respect to pixel data to be corrected. This is because the high-frequency noise component in the processed reset data is suppressed by performing the averaging process on the reset data including the high-frequency noise component and the low-frequency 1 / f noise component. That is, it can be considered that the averaging process is performed by applying a low-pass filter (LPF) to the reset data. For this reason, the reset data subjected to the averaging process mainly includes a low-frequency 1 / f noise component. The accuracy of this LPF process improves as the number of reset data to be subjected to the averaging process increases. Then, the 1 / f noise component can be favorably reduced from the pixel data by subtracting the pixel data including the low frequency 1 / f noise component and the reset data subjected to the averaging process. This subtraction process can be considered as a high-pass filter (HPF) applied to the pixel data. That is, this correction process can perform both the LPF process and the HPF process on the pixel data, and a good correction process can be performed. However, the present embodiment is not limited to two at the front and rear, and may be the same number at the front and rear. Each pixel data D (1, 1) to D (1, 4) output from the adder 403 is stored in the storage unit 404. The above processing is similarly performed for the second signal processing operation, and D ′ (1,1) to D ′ (1,4) are also stored in the storage unit 404.

次に平均処理部405は、同じ1行1列目の画素の画素データであるD(1,1)とD’(1,1)を一組として平均化処理を行い、補正後の画素データDA(1,1)を出力する。D(1,2)とD’(1,2)の組、D(1,3)とD’(1,3)の組、D(1,4)とD’(1,4)の組も同様に平均処理部405で平均化処理される。平均化処理された画素データは並列直列変換部で直列のデータに変換され、補正後の画素データとしてDA(1,1)、DA(1,2)、DA(1,3)、DA(1,4)が順次出力される。   Next, the average processing unit 405 performs an averaging process on D (1,1) and D ′ (1,1), which are pixel data of the same pixel in the first row and first column, as a set, and the corrected pixel data DA (1, 1) is output. D (1,2) and D ′ (1,2), D (1,3) and D ′ (1,3), D (1,4) and D ′ (1,4) Similarly, the averaging processing unit 405 performs the averaging process. The averaged pixel data is converted into serial data by the parallel-serial converter, and the corrected pixel data is DA (1,1), DA (1,2), DA (1,3), DA (1 , 4) are sequentially output.

次に、A/D変換器の非直線性に関する情報について説明する。この非直線性とは、実際のアナログ入力とデジタル出力(A/D変換値)の関係が理想直線からどれだけ外れているかを示すもので、具体的には微分非直線性(DNL)或いは積分非直線性(INL)で示される。INLとは、A/D変換器の入出力特性全体を見渡したときの理想の入出力直線に対する実際の入出力特性のずれを意味する。DNLとは、入出力の各ステップを個別に見た場合の理想ステップとのずれを意味する。   Next, information regarding the non-linearity of the A / D converter will be described. This non-linearity indicates how far the relationship between the actual analog input and digital output (A / D conversion value) deviates from the ideal straight line, and specifically, differential non-linearity (DNL) or integration. Indicated by non-linearity (INL). INL means the deviation of the actual input / output characteristic from the ideal input / output line when looking over the entire input / output characteristic of the A / D converter. DNL means a deviation from an ideal step when each input / output step is viewed individually.

以下に図5(a)〜(b)を用いて、第1及び第2のA/D変換器のA/D変換特性の相違による影響について説明する。図5(a)を用いて第1及び第2のA/D変換器104a,bのそれぞれの非直線性を示す。ここでは、第1のA/D変換器104aが理想的なA/D変換特性を有し、第2のA/D変換器104bが理想的な特性からずれた非線形性を有する場合を例示している。図5(a)において、横軸はA/D変換器に入力される入力電圧、縦軸はA/D変換器から出力されるデジタル値(コード)をそれぞれ示す。なお、図5(a)では、説明の簡略化のために分解能8ビットのA/D変換器を想定して示したものである。   Hereinafter, the influence due to the difference in the A / D conversion characteristics of the first and second A / D converters will be described with reference to FIGS. The non-linearity of each of the first and second A / D converters 104a and 104b will be described with reference to FIG. Here, a case where the first A / D converter 104a has ideal A / D conversion characteristics and the second A / D converter 104b has nonlinearity deviated from the ideal characteristics is illustrated. ing. In FIG. 5A, the horizontal axis represents the input voltage input to the A / D converter, and the vertical axis represents the digital value (code) output from the A / D converter. In FIG. 5A, an A / D converter with a resolution of 8 bits is assumed for the sake of simplicity.

図5(b)は第1及び第2のA/D変換器104a,bの入力電圧に対するデジタル値の差分を示すものである。図5(b)によると、第1及び第2のA/D変換器104a,bの入力電圧をそのままデジタル値に変換して出力すると、両A/D変換器の間で最大約30LSBの出力差が生じることとなる。そのため、第1及び第2のA/D変換器104a,bがそれぞれ対応する第1及び第2の画素群101a,b間において最大約30LSBの画像上の濃度段差が生じるおそれがある。特に、本実施形態のように、第1及び第2の画素群が検出部101全体を領域的に分割した形態であれば、第1及び第2の画素群の境界において濃度段差が視覚上著しく目立つ結果となり、取得される画像の品質を著しく低下させる。   FIG. 5B shows the difference in digital value with respect to the input voltage of the first and second A / D converters 104a and 104b. According to FIG. 5B, when the input voltages of the first and second A / D converters 104a and 104b are converted into digital values as they are and output, a maximum of about 30 LSB is output between the two A / D converters. There will be a difference. Therefore, there is a possibility that a density step on the image of about 30 LSB at the maximum occurs between the first and second pixel groups 101a and 101b corresponding to the first and second A / D converters 104a and 104b, respectively. In particular, as in the present embodiment, if the first and second pixel groups are in a form in which the entire detection unit 101 is divided into regions, the density step is visually noticeable at the boundary between the first and second pixel groups. This results in a noticeable result and significantly reduces the quality of the acquired image.

そこで、本願発明では、制御部108が第1及び第2のA/D変換器に接続された差動増幅器の出力に直流電位を付加することにより、第1及び第2のA/D変換器に入力され得るアナログ電気信号に、直流電位を付加する処理を行う。例えば、第1の信号処理動作で300mVの直流電位が設定され、第1および第2のA/D変換器に400mVに相当する信号が入力されたとする。その場合、第1の画素群と第2の画素群の間には、A/D変換器の非直線性の差に起因して約−15LSBの段差が生じる。続いて、第2の信号処理動作で500mVの直流電位が設定され、第1および第2のA/D変換器に600mVに相当する信号が入力されたとする。その場合、第1の画素群と第2の画素群の間には、A/D変換器の非直線性の差に起因して約+15LSBの段差が生じる。そして、第1、第2の信号処理の結果が平均化され、段差を低減することが可能となる。ここで2つのA/D変換器の特性が既知の場合は、付加する直流電位を適切に選ぶことにより、段差低減を効果的に行うことができる。そのため制御部108は、例えば他の記憶手段に記憶された第1及び第2のA/D変換器104a,bの非直線性に関する情報に基づいて上述の処理を行うことが好ましい。その情報に基づいて、第1のA/D変換器から出力されたデジタル信号の平均値と第2のA/D変換器から出力されたデジタル信号の平均値との間の差異を低減させるように処理を行うことが可能となる。それにより、更に高い精度で濃度段差を低減させる処理を行うことができる。しかしながら、本発明はA/D変換器の特性が未知であっても、適用可能であり、段差低減の効果を得ることができる。A/D変換器の特性が未知の場合は、同一行に対して異なる直流電位でより多くの回数、少なくとも4回の信号処理動作を行うことがより望ましい。特に4回以上の場合は、A/D変換器の量子化誤差が1/2以下になるなど、非直線性の誤差低減以外にも格別の効果を生ずる。また、A/D変換器として、構造的に非線形誤差が生じやすいパイプライン型A/D変換器を用いた撮像装置に対して、本発明を適用することは望ましい。   Therefore, in the present invention, the control unit 108 adds a direct current potential to the output of the differential amplifier connected to the first and second A / D converters, whereby the first and second A / D converters. A process of adding a direct current potential to an analog electric signal that can be input to is performed. For example, it is assumed that a DC potential of 300 mV is set in the first signal processing operation and a signal corresponding to 400 mV is input to the first and second A / D converters. In that case, a step of about −15 LSB occurs between the first pixel group and the second pixel group due to the non-linearity difference of the A / D converter. Subsequently, a DC potential of 500 mV is set in the second signal processing operation, and a signal corresponding to 600 mV is input to the first and second A / D converters. In that case, a step of about +15 LSB occurs between the first pixel group and the second pixel group due to the non-linearity difference of the A / D converter. And the result of the 1st and 2nd signal processing is averaged, and it becomes possible to reduce a level difference. When the characteristics of the two A / D converters are known, the step difference can be effectively reduced by appropriately selecting the DC potential to be added. Therefore, it is preferable that the control unit 108 performs the above-described processing based on information on the non-linearity of the first and second A / D converters 104a and 104b stored in other storage means, for example. Based on the information, the difference between the average value of the digital signal output from the first A / D converter and the average value of the digital signal output from the second A / D converter is reduced. It becomes possible to perform processing. Thereby, it is possible to perform processing for reducing the density step with higher accuracy. However, the present invention is applicable even if the characteristics of the A / D converter are unknown, and an effect of reducing the step can be obtained. When the characteristics of the A / D converter are unknown, it is more desirable to perform the signal processing operation at least four times with different DC potentials on the same row more times. In particular, in the case of four or more times, a special effect is produced in addition to non-linearity error reduction, such as the quantization error of the A / D converter is ½ or less. In addition, it is desirable to apply the present invention to an imaging apparatus using a pipeline type A / D converter that is likely to cause a nonlinear error structurally as an A / D converter.

ただし、上記処理を撮影時の画像信号に対してのみ行うと、取得すべき画像信号に不要な信号成分を付加することとなり、得られた画像信号の正確性が低下してしまう恐れがある。そこで本願発明では、暗時出力の補正を行うオフセット補正用の画像信号や、感度補正用の画像信号といった、撮影時の画像信号の補正を行うための補正用の画像信号と、撮影時の画像信号と、を略同等の処理を行って取得する。そして、デジタルデータ処理回路105が取得された補正用の画像データと撮影時の画像データとを用いて補正処理し、補正後の画像データを出力する。このような処理により、付加された不要な信号成分は除去もしくは低減され、段差等の違和感が低減され且つ良好な画質の画像を取得することが可能となる。   However, if the above processing is performed only on the image signal at the time of shooting, an unnecessary signal component is added to the image signal to be acquired, and the accuracy of the obtained image signal may be reduced. Therefore, in the present invention, an image signal for correction for correcting an image signal at the time of shooting, such as an image signal for offset correction for correcting dark output and an image signal for sensitivity correction, and an image at the time of shooting. The signal is acquired by performing substantially the same processing. Then, the digital data processing circuit 105 performs correction processing using the acquired image data for correction and image data at the time of shooting, and outputs the corrected image data. By such processing, the added unnecessary signal components are removed or reduced, so that a sense of incongruity such as a step is reduced and an image with good image quality can be acquired.

なお、本実施形態において、第1の信号処理動作における差動増幅器から出力される直流電位と第2の信号処理動作における直流電位の間の変化量は、記憶手段(不図示)の情報を基に制御回路108が計算によりリアルタイムに求めても良い。また、第1及び第2のA/D変換器それぞれの非直線性に関する情報を基に予め定めてもよい。   In the present embodiment, the amount of change between the direct current potential output from the differential amplifier in the first signal processing operation and the direct current potential in the second signal processing operation is based on information in a storage means (not shown). In addition, the control circuit 108 may obtain the calculation in real time. Moreover, you may predetermine based on the information regarding each nonlinearity of the 1st and 2nd A / D converter.

また、本実施形態ではA/D変換器が2個の場合について説明したが、さらに多い場合に適用可能であることは言うまでもない。複数のA/D変換器うち、全てに対して上記処理することは望ましいが、複数のA/D変換器のうちの一部に対してのみ上記処理を行ってもよい。   In the present embodiment, the case where there are two A / D converters has been described. Needless to say, the present invention can be applied to a case where there are more A / D converters. Although it is desirable to perform the above processing on all of the plurality of A / D converters, the above processing may be performed only on a part of the plurality of A / D converters.

また、A/D変換器への入力に直流電位を付加する方法として、本実施形態では差動増幅器の入力側に容量で結合されたD/A変換器を用いた。これは簡単な構成で本件課題を実現する構成として望ましいが、本発明はこれに限定されるものではない。さらに本実施形態では、A/D変換器に入力されるアナログ信号の直流電位を変更しているが、差動増幅器として可変容量を有するものを用いてゲインを変更しても同一の効果を得ることができる。また、本実施形態では、加算平均処理及び減算処理された画素データD(m,n)を用いて平均化処理を行っているが、本発明はそれに限定されるものではない。画素データS(m,n)とS‘(m,n)を平均化処理するだけのものも本発明の効果は得られる。そしてその後に加算平均処理及び減算処理を行ってもよい。   As a method for adding a DC potential to the input to the A / D converter, in this embodiment, a D / A converter coupled with a capacitor on the input side of the differential amplifier is used. This is desirable as a configuration for realizing the present problem with a simple configuration, but the present invention is not limited to this. Furthermore, in this embodiment, the DC potential of the analog signal input to the A / D converter is changed, but the same effect can be obtained even if the gain is changed using a differential amplifier having a variable capacitor. be able to. In this embodiment, the averaging process is performed using the pixel data D (m, n) subjected to the addition averaging process and the subtraction process, but the present invention is not limited to this. The effect of the present invention can also be obtained by simply averaging the pixel data S (m, n) and S ′ (m, n). After that, addition averaging processing and subtraction processing may be performed.

図6(a)及び(b)を用いて本発明の効果を説明する。図6(a)は本補正処理を行っていない画像データを示すものであり、図6(b)は本補正処理を行った画像データを示すものである。ここでは、検出部を4つの画素群に分割した例を示している。本補正処理を行った画像データは、本補正処理を行っていない画像データに比べて、各画素群間の段差が目立たなく良好な画像となっている。このように画素群間の段差を低減することにより、画像に与えるアーチファクトを低減することが可能となる。このように、本補正処理を行う補正処理部400によって、A/D変換器の非直線性(INL)の差異により発生する段差が、取得された画像に与えるアーチファクトを低減することが可能となる。   The effects of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 (a) and 6 (b). FIG. 6A shows image data not subjected to the main correction process, and FIG. 6B shows image data subjected to the main correction process. Here, an example is shown in which the detection unit is divided into four pixel groups. The image data that has been subjected to the main correction process is a good image with the steps between the pixel groups being inconspicuous compared to the image data that has not been subjected to the main correction process. By reducing the step between the pixel groups in this way, artifacts given to the image can be reduced. As described above, the correction processing unit 400 that performs the main correction process can reduce artifacts caused by a step caused by a difference in non-linearity (INL) of the A / D converter in an acquired image. .

次に、図7に本発明の撮像装置を用いた移動可能な放射線撮像システムへの応用例を示す。図7は、動画/静止画の撮影が可能な可搬型の撮像装置を用いた撮像システムの概念図である。図7において、600は放射線発生装置、601は撮像装置100を保持可能な保持部として機能するC型アーム、602は放射線発生装置600、撮像装置100、及びC型アーム601を移動可能にする台車である。また、603は被検体604を載せるための寝台、605はそれらを制御可能な構成を有する移動型の制御装置、606は撮像装置100で得られた画像信号の表示が可能な表示装置である。制御装置605は、制御コンピュータや制御卓、放射線制御装置等を有しており、また撮像装置100で得られた画像信号を画像処理して表示装置606等に伝送することも可能である。また、制御装置605による画像処理により生成された画像データは、電話回線等の伝送手段により遠隔地へ転送することができる。それにより、遠隔地の医師が転送された画像データに基づく画像を診断することが可能となる。また、伝送された画像データをフィルムに記録することや光ディスク等の保存手段に保存することも可能である。   Next, FIG. 7 shows an application example to a movable radiation imaging system using the imaging apparatus of the present invention. FIG. 7 is a conceptual diagram of an imaging system using a portable imaging device capable of shooting a moving image / still image. In FIG. 7, reference numeral 600 denotes a radiation generation apparatus, 601 denotes a C-arm that functions as a holding unit that can hold the imaging apparatus 100, and 602 denotes a carriage that allows the radiation generation apparatus 600, the imaging apparatus 100, and the C-type arm 601 to move. It is. Reference numeral 603 denotes a bed on which the subject 604 is placed, 605 is a mobile control device having a configuration capable of controlling them, and 606 is a display device capable of displaying an image signal obtained by the imaging device 100. The control device 605 includes a control computer, a control console, a radiation control device, and the like. The image signal obtained by the imaging device 100 can be image-processed and transmitted to the display device 606 and the like. Further, the image data generated by the image processing by the control device 605 can be transferred to a remote place by transmission means such as a telephone line. Thereby, it becomes possible for a remote doctor to diagnose an image based on the transferred image data. Further, the transmitted image data can be recorded on a film or stored in a storage means such as an optical disk.

ただし、撮像装置100をC型アーム601から取り外し可能な構成とし、C型アーム601の放射線発生装置600とは別の放射線発生装置を用いて撮影を行ってもよい。
以上のように本発明の撮像装置を放射線撮像システムへ適用することで、所望のフレーム時間を達成しつつ良好なS/N比の画像信号を取得することが可能となる。
However, the imaging apparatus 100 may be configured to be removable from the C-type arm 601 and imaging may be performed using a radiation generation apparatus different from the radiation generation apparatus 600 of the C-type arm 601.
As described above, by applying the imaging apparatus of the present invention to a radiation imaging system, it is possible to acquire an image signal having a favorable S / N ratio while achieving a desired frame time.

なお、本発明において、制御部108の処理ステップは、制御部108が有するコンピュータがプログラムを実行することによって実現してもよい。その際、ルックアップテーブルLUT及びプログラムは、制御部108に記憶される。また、プログラムをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムを記録したCD−ROM等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体又はかかるプログラムを伝送するインターネット等の伝送媒体も本発明の実施形態として適用することができる。また、上記のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体等のコンピュータプログラムプロダクトも本発明の実施形態として適用することができる。上記のプログラム、記録媒体、伝送媒体及びコンピュータプログラムプロダクトは、本発明の範疇に含まれる。記録媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることができる。   In the present invention, the processing steps of the control unit 108 may be realized by a computer included in the control unit 108 executing a program. At that time, the lookup table LUT and the program are stored in the control unit 108. Also, means for supplying a program to a computer, for example, a computer-readable recording medium such as a CD-ROM recording such a program, or a transmission medium such as the Internet for transmitting such a program is also applied as an embodiment of the present invention. Can do. A computer program product such as a computer-readable recording medium in which the above program is recorded can also be applied as an embodiment of the present invention. The above program, recording medium, transmission medium, and computer program product are included in the scope of the present invention. As the recording medium, for example, a flexible disk, a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a magnetic tape, a nonvolatile memory card, a ROM, or the like can be used.

100 撮像装置
101 変換部
102 駆動回路
103 読出回路
104 A/D変換器
105 デジタルデータ処理回路
106 信号処理部
107 電源部
108 制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Imaging device 101 Conversion part 102 Drive circuit 103 Reading circuit 104 A / D converter 105 Digital data processing circuit 106 Signal processing part 107 Power supply part 108 Control part

Claims (10)

放射線又は光をアナログ電気信号に変換するための画素を行列状に複数備え、複数の前記画素が少なくとも第1の画素群と第2の画素群とに分割された検出部と、
前記第1の画素群に電気的に接続する第1の読出回路と前記第2の画素群に電気的に接続する第2の読出回路とを含み、前記検出部から行単位で出力されたアナログ電気信号を読み出す読出回路部と、前記第1の読出回路に電気的に接続する第1のA/D変換器と前記第2の読出回路に電気的に接続する第2のA/D変換器とを含み、前記読出回路部から出力されたアナログ電気信号をデジタルデータに変換して出力するA/D変換部と、前記デジタルデータを処理するデジタルデータ処理回路と、を含む信号処理部と、
前記信号処理部を制御する制御部と、
を有する撮像装置であって、
前記読出回路は、前記A/D変換部にリセット信号を出力するリセット手段を更に有し、
前記制御部は、前記第1及び第2の読出回路が所定行の画素のアナログ電気信号を読み出すための期間内に複数のリセット信号に第1の直流電位を付与して前記A/D変換部に出力し、前記A/D変換部が前記期間内にデジタルデータである複数の第1のリセットデータに変換し、前記期間内に前記A/D変換部から出力された複数の前記第1のリセットデータを加算平均処理し、前記期間内に前記画素のアナログ電気信号に前記第1の直流電位を付与して前記A/D変換部に出力し、前記A/D変換器がデジタルデータである第1の画素データに変換し、前記第1の画素データと加算平均処理された複数の前記第1のリセットデータとを減算処理して補正後の第1の画素データを取得する第1の信号処理動作と、前記期間内に複数のリセット信号に第2の直流電位を付与して前記A/D変換部に出力し、前記A/D変換部が前記期間内にデジタルデータである複数の第2のリセットデータに変換し、前記期間内に前記A/D変換部から出力された前記複数の第2のリセットデータを加算平均処理し、前記期間内に前記画素のアナログ電気信号に前記第2の直流電位を付与して前記A/D変換部に出力し、前記A/D変換器がデジタルデータである第2の画素データに変換し、前記第2の画素データと加算平均処理された複数の前記第2のリセットデータとを減算処理して補正後の第2の画素データを取得する第2の信号処理動作と、を含む信号処理動作と、前記補正後の第1の画素データと前記補正後の第2の画素データとを前記デジタルデータ処理回路によって平均化する平均処理動作と、を前記信号処理部が行うように、前記信号処理部を制御することを特徴とする撮像装置。
A plurality of pixels for converting radiation or light into analog electrical signals in a matrix, and a plurality of the pixels divided into at least a first pixel group and a second pixel group;
An analog output unit by row from the detection unit, the first readout circuit electrically connected to the first pixel group; and a second readout circuit electrically connected to the second pixel group. Read circuit section for reading electrical signals, first A / D converter electrically connected to the first read circuit, and second A / D converter electrically connected to the second read circuit A signal processing unit including: an A / D conversion unit that converts an analog electrical signal output from the readout circuit unit into digital data and outputs the digital data; and a digital data processing circuit that processes the digital data;
A control unit for controlling the signal processing unit;
An imaging device having
The readout circuit further includes reset means for outputting a reset signal to the A / D converter,
The control unit applies the first DC potential to a plurality of reset signals within a period for the first and second readout circuits to read out the analog electric signals of the pixels in a predetermined row, thereby the A / D conversion unit. And the A / D conversion unit converts the first reset data, which is digital data, within the period, and the plurality of first outputs output from the A / D conversion unit within the period. Reset data is added and averaged, and the first DC potential is applied to the analog electric signal of the pixel within the period and output to the A / D converter. The A / D converter is digital data. A first signal that is converted into first pixel data and subtracts the first pixel data and the plurality of first reset data that have undergone the averaging process to obtain corrected first pixel data Processing operations and multiple resets within the period. A second DC potential is applied to the signal and output to the A / D converter, and the A / D converter converts the signal into a plurality of second reset data that is digital data within the period. The plurality of second reset data output from the A / D conversion unit is added and averaged, and the second DC potential is applied to the analog electric signal of the pixel within the period, so that the A / D Output to the conversion unit, the A / D converter converts to second pixel data which is digital data, and subtracts the second pixel data and the plurality of second reset data subjected to the averaging process A signal processing operation including a second signal processing operation for obtaining corrected second pixel data, the corrected first pixel data, and the corrected second pixel data. Average averaging by digital data processing circuit And management operation, as the signal processing unit performs the image pickup device and controls the signal processing unit.
前記信号処理部は、前記制御部からの制御信号に応じて前記直流電位を変更する直流電位制御回路を更に有することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein the signal processing unit further includes a DC potential control circuit that changes the DC potential in accordance with a control signal from the control unit. 前記第1及び第2のA/D変換器の非直線性に関する情報を記憶する記憶手段を更に有し、
前記制御部は、前記記憶手段の情報に基づき前記直流電位制御回路を制御することを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
Storage means for storing information relating to the non-linearity of the first and second A / D converters;
The imaging apparatus according to claim 2, wherein the control unit controls the DC potential control circuit based on information stored in the storage unit.
前記制御部は、前記第1及び第2のA/D変換器の非直線性に関する情報を基に予め定められた変化量に基づき前記直流電位制御回路を制御することを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。   The control unit controls the DC potential control circuit based on a predetermined amount of change based on information on nonlinearity of the first and second A / D converters. The imaging device described in 1. 前記直流電位制御回路は、D/A変換器と容量を含むことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein the DC potential control circuit includes a D / A converter and a capacitor. 前記読出回路部は、前記A/D変換部に接続された増幅器を更に有し、
前記制御部は、前記増幅器のゲインを変更することにより前記第1の直流電位と前記第2の直流電位とを変更するように、前記信号処理部を制御することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の撮像装置。
The readout circuit unit further includes an amplifier connected to the A / D conversion unit,
The control unit controls the signal processing unit to change the first DC potential and the second DC potential by changing a gain of the amplifier. The imaging device according to any one of 5.
前記第1及び第2のA/D変換器は、パイプライン型A/D変換器であることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein the first and second A / D converters are pipeline type A / D converters. 請求項1から7のいずれか1項に記載の撮像装置と、
少なくとも前記撮像装置を制御する制御装置と、
を含む撮像システム。
The imaging device according to any one of claims 1 to 7,
A control device for controlling at least the imaging device;
An imaging system including:
放射線又は光をアナログ電気信号に変換するための画素を行列状に複数備え、複数の前記画素が少なくとも第1の画素群と第2の画素群とに分割された検出部と、前記第1の画素群に電気的に接続する第1の読出回路と前記第2の画素群に電気的に接続する第2の読出回路とを含み、前記検出部から行単位で出力されたアナログ電気信号を読み出す読出回路部と、前記第1の読出回路に電気的に接続する第1のA/D変換器と前記第2の読出回路に電気的に接続する第2のA/D変換器とを含み、前記読出回路部から出力されたアナログ電気信号をデジタルデータに変換して出力するA/D変換部と、前記デジタルデータを処理するデジタルデータ処理回路と、を含む信号処理部と、を含み、前記読出回路が前記A/D変換器にリセット信号を出力するリセット手段を更に有する撮像装置の制御方法であって、
前記第1及び第2の読出回路が所定行の画素のアナログ電気信号を読み出すための期間内に複数のリセット信号に第1の直流電位を付与して前記A/D変換器に出力し、前記A/D変換器が前記期間内にデジタルデータである複数の第1のリセットデータに変換し、前記期間内に前記A/D変換器から出力された複数の前記第1のリセットデータを加算平均処理し、前記期間内に前記画素のアナログ電気信号に前記第1の直流電位を付与して前記A/D変換器に出力し、前記A/D変換器がデジタルデータである第1の画素データに変換し、前記第1の画素データと加算平均処理された複数の前記第1のリセットデータとを減算処理して補正後の第1の画素データを取得する第1の信号処理動作と、
前記期間内に複数のリセット信号に第2の直流電位を付与して前記A/D変換器に出力し、前記A/D変換器が前記期間内にデジタルデータである複数の第2のリセットデータに変換し、前記期間内に前記A/D変換器から出力された前記複数の第2のリセットデータを加算平均処理し、前記期間内に前記画素のアナログ電気信号に前記第2の直流電位を付与して前記A/D変換器に出力し、前記A/D変換器がデジタルデータである第2の画素データに変換し、前記第2の画素データと加算平均処理された複数の前記第2のリセットデータとを減算処理して補正後の第2の画素データを取得する第2の信号処理動作と、
前記補正後の第1の画素データと前記補正後の第2の画素データとを前記デジタルデータ処理回路によって平均化する平均処理動作と、
を行うことを特徴とする制御方法。
A plurality of pixels for converting radiation or light into analog electrical signals in a matrix, and a plurality of the pixels divided into at least a first pixel group and a second pixel group; and the first A first readout circuit electrically connected to the pixel group; and a second readout circuit electrically connected to the second pixel group, and reading out an analog electrical signal output in units of rows from the detection unit. A read circuit unit; a first A / D converter electrically connected to the first read circuit; and a second A / D converter electrically connected to the second read circuit; A signal processing unit including an A / D conversion unit that converts an analog electrical signal output from the readout circuit unit into digital data and outputs the digital data; and a digital data processing circuit that processes the digital data, Read circuit reset signal to the A / D converter A method of controlling an image pickup apparatus further comprising a reset means for outputting,
A first DC potential is applied to a plurality of reset signals and output to the A / D converter within a period for the first and second readout circuits to read out analog electric signals of pixels in a predetermined row, An A / D converter converts into a plurality of first reset data which is digital data within the period, and adds and averages the plurality of first reset data output from the A / D converter within the period First pixel data in which the first DC potential is applied to the analog electrical signal of the pixel within the period and output to the A / D converter, and the A / D converter is digital data. A first signal processing operation for obtaining the corrected first pixel data by subtracting the first pixel data and the plurality of first reset data subjected to the averaging process,
A second DC potential is applied to a plurality of reset signals within the period and output to the A / D converter, and the A / D converter includes a plurality of second reset data that is digital data within the period. The second reset data output from the A / D converter within the period is added and averaged, and the second DC potential is applied to the analog electric signal of the pixel within the period. The second pixel data is added to the A / D converter and converted into second pixel data which is digital data, and the second pixel data is subjected to an averaging process. A second signal processing operation for obtaining a corrected second pixel data by subtracting the reset data of
An average processing operation for averaging the corrected first pixel data and the corrected second pixel data by the digital data processing circuit;
The control method characterized by performing.
放射線又は光をアナログ電気信号に変換するための画素を行列状に複数備え、複数の前記画素が少なくとも第1の画素群と第2の画素群とに分割された検出部と、前記第1の画素群に電気的に接続する第1の読出回路と前記第2の画素群に電気的に接続する第2の読出回路とを含み、前記検出部から行単位で出力されたアナログ電気信号を読み出す読出回路部と、前記第1の読出回路に電気的に接続する第1のA/D変換器と前記第2の読出回路に電気的に接続する第2のA/D変換器とを含み、前記読出回路部から出力されたアナログ電気信号をデジタルデータに変換して出力するA/D変換部と、前記デジタルデータを処理するデジタルデータ処理回路と、を含む信号処理部と、を含み、前記読出回路が前記A/D変換器にリセット信号を出力するリセット手段を更に有する撮像装置の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記第1及び第2の読出回路が所定行の画素のアナログ電気信号を読み出すための期間内に複数のリセット信号に第1の直流電位を付与して前記A/D変換器に出力し、前記A/D変換器が前記期間内にデジタルデータである複数の第1のリセットデータに変換し、前記期間内に前記A/D変換器から出力された複数の前記第1のリセットデータを加算平均処理し、前記期間内に前記画素のアナログ電気信号に前記第1の直流電位を付与して前記A/D変換器に出力し、前記A/D変換器がデジタルデータである第1の画素データに変換し、前記第1の画素データと加算平均処理された複数の前記第1のリセットデータとを減算処理して補正後の第1の画素データを取得するステップと、
前記期間内に複数のリセット信号に第2の直流電位を付与して前記A/D変換器に出力し、前記A/D変換器が前記期間内にデジタルデータである複数の第2のリセットデータに変換し、前記期間内に前記A/D変換器から出力された前記複数の第2のリセットデータを加算平均処理し、前記期間内に前記画素のアナログ電気信号に前記第2の直流電位を付与して前記A/D変換器に出力し、前記A/D変換器がデジタルデータである第2の画素データに変換し、前記第2の画素データと加算平均処理された複数の前記第2のリセットデータとを減算処理して補正後の第2の画素データを取得するステップと、
前記補正後の第1の画素データと前記補正後の第2の画素データとを前記デジタルデータ処理回路によって平均化するステップと、
を行う前記撮像装置の制御をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
A plurality of pixels for converting radiation or light into analog electrical signals in a matrix, and a plurality of the pixels divided into at least a first pixel group and a second pixel group; and the first A first readout circuit electrically connected to the pixel group; and a second readout circuit electrically connected to the second pixel group, and reading out an analog electrical signal output in units of rows from the detection unit. A read circuit unit; a first A / D converter electrically connected to the first read circuit; and a second A / D converter electrically connected to the second read circuit; A signal processing unit including an A / D conversion unit that converts an analog electrical signal output from the readout circuit unit into digital data and outputs the digital data; and a digital data processing circuit that processes the digital data, Read circuit reset signal to the A / D converter A program for executing the control of the imaging apparatus further comprising a reset means for outputting to the computer,
A first DC potential is applied to a plurality of reset signals and output to the A / D converter within a period for the first and second readout circuits to read out analog electric signals of pixels in a predetermined row, An A / D converter converts into a plurality of first reset data which is digital data within the period, and adds and averages the plurality of first reset data output from the A / D converter within the period First pixel data in which the first DC potential is applied to the analog electrical signal of the pixel within the period and output to the A / D converter, and the A / D converter is digital data. Subtracting the first pixel data and the plurality of first reset data subjected to the averaging process to obtain corrected first pixel data;
A second DC potential is applied to a plurality of reset signals within the period and output to the A / D converter, and the A / D converter includes a plurality of second reset data that is digital data within the period. The second reset data output from the A / D converter within the period is added and averaged, and the second DC potential is applied to the analog electric signal of the pixel within the period. The second pixel data is added to the A / D converter and converted into second pixel data which is digital data, and the second pixel data is subjected to an averaging process. Subtracting the reset data and acquiring the corrected second pixel data;
Averaging the corrected first pixel data and the corrected second pixel data by the digital data processing circuit;
A program that causes a computer to execute control of the imaging apparatus that performs the above.
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