JP2011097409A - X線画像検出器 - Google Patents
X線画像検出器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011097409A JP2011097409A JP2009250122A JP2009250122A JP2011097409A JP 2011097409 A JP2011097409 A JP 2011097409A JP 2009250122 A JP2009250122 A JP 2009250122A JP 2009250122 A JP2009250122 A JP 2009250122A JP 2011097409 A JP2011097409 A JP 2011097409A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- row selection
- row
- pixel
- pixels
- image detector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Abstract
【課題】低コストで解像度の高いX線画像検出器を提供する。
【解決手段】X線画像検出器は、画像検出部4を備え、複数本の行選択線は、任意の行に配置された画素群の上方に配列された行選択線A12と画素群の下方に配列された行選択線B14とを有し、行選択線A12は画素体単位24のうちの奇数列の画素22aとのみ接続され、行選択線B14は画素群のうちの偶数列の画素22bとのみ接続され、隣接する画素22a,22bが同一の信号線16に接続されている。
【選択図】図2
【解決手段】X線画像検出器は、画像検出部4を備え、複数本の行選択線は、任意の行に配置された画素群の上方に配列された行選択線A12と画素群の下方に配列された行選択線B14とを有し、行選択線A12は画素体単位24のうちの奇数列の画素22aとのみ接続され、行選択線B14は画素群のうちの偶数列の画素22bとのみ接続され、隣接する画素22a,22bが同一の信号線16に接続されている。
【選択図】図2
Description
本発明は、画像検出部として格子状に配列された複数の画素を有するX線画像検出器に係り、さらに詳しくは、各々の画素の配置と、画素に接続される行選択線と信号線の配列に特徴を持たせることにより、低コストで高解像度のX線画像を実現できるX線画像検出器に関する。
新世代のX線診断用検出器としてアクティブマトリックスを用いたX線画像検出器が大きな注目を集めている。このX線画像検出器にX線を照射することにより、X線撮影像又はリアルタイムのX線画像がデジタル信号とし出力される。また、平面状の固体検出器であることから、画質性能や安定性の面でも極めて期待が大きい。この為、多くの大学やメーカーが研究開発に取り組んでいる。
X線画像検出器は、直接方式と間接方式の2方式に大別される。
直接方式は、X線をa−Se等の光導電膜により直接電荷信号に変換し、電荷蓄積用のキャパシターに導く方式である。
一方、間接方式は、シンチレータ層によりX線を受けて一旦可視光に変換し、可視光をa−SiフォトダイオードやCCDにより信号電荷に変換して電荷蓄積用キャパシターに導く方式である。
現在実用化されているX線画像検出器の多くが間接方式を採用している。
図6は、従来の間接方式のX線画像検出器を示すものである。
このX線画像検出器50は、入射X線1を蛍光に変換する蛍光変換膜3と、この蛍光を電気信号による画像情報へと変換する画像検出部5とを備えている。
画像検出部5は、主にガラス基板により構成されている保持基板7上に、フォトダイオード及び薄膜トランジスタ(TFT)を含む画素8が多数配列された回路層9を設けて形成されている。
図7は、画像検出部5表面の部分拡大図を示すものである。
画像検出部5表面では、薄膜トランジスタ11及びフォトダイオード13を含む画素8が格子状に配置されている。また、各々の画素8は、行方向に沿って複数本配設された行選択線15のうちの1本と接続され、かつ列方向に沿って複数本配設された信号線17のうちの1本と接続されている。更に、それぞれのフォトダイオード13は、列方向に沿って複数本配設されたバイアス線19のうちの1本と接続されている。
このような画像検出部5は、液晶表示装置の製造工程に類似しているTFTパネル製造工程により製造される。即ち、保持基板7上に信号配線(行選択線15及び信号線17)と薄膜トランジスタ11を形成後、その上にフォトダイオード13を格子状に形成し、その出力を下部に配置されている薄膜トランジスタ11に電気的に接続し、さらにバイアス線19を形成することで製造される。
図8に画像検出部5の等価回路を、図9に画素8内部の等価回路を示す。
画素8は、薄膜トランジスタ11、フォトダイオード13及びコンデンサ16からなり、薄膜トランジスタ11のゲートには行選択線(ゲート線)15が接続され、薄膜トランジスタ11のソースには信号線17が接続され、薄膜トランジスタ11のドレインにはフォトダイオード13とコンデンサ16とが並列に接続されている。なお、コンデンサ16は、フォトダイオード13の電極間の容量である。
また、信号線17の終端には、信号線17を伝わる電荷信号を増幅し、外部に出力する機能を有する積分アンプ21が信号線17と一対一に接続されている。
更に、行選択線(ゲート線)15は、図10に示すゲートドライバ23の特定の信号線に接続される。
図10は、従来のX線画像検出器50の周辺部の構成を示すものである。
X線画像検出器50の周囲には、ゲートドライバ23及び積分アンプ21が多数接続されている。
ゲートドライバ23は、外部からの信号を受信すると、X線画像検出器50に接続されている多数の信号線の電圧を順番に変更していく機能を有している。また、このゲートドライバ23には行選択回路25が接続される。
行選択回路25は、X線画像の走査方向に従って対応するゲートドライバ23へと信号を送る機能を有している。
更に、積分アンプ21は、A/D(アナログ・デジタル)変換器27を介して画像合成回路29に接続されている。
以下に、上記の従来のX線画像検出器50の動作について説明する。
初期状態において、図9におけるコンデンサ16には電荷が蓄えられており、並列接続されているフォトダイオード13には逆バイアス状態の電圧が加えられている。このときの電圧は、信号線17に加えられている電圧と同じである。フォトダイオード13はダイオードの一種なので、逆バイアスの電圧が加えられても電流はほとんど流れることは無い。そのためコンデンサ16に蓄えられた電荷は減少することなく保持されることになる。
この状態において、図6に示す入射X線1が蛍光変換膜3に入射すると、蛍光変換膜3内部において、高エネルギーのX線が低エネルギーの多数の可視光に変換される。蛍光変換膜3内部にて発生した蛍光の一部は、画像検出部5の表面に配置されているフォトダイオード13へと到達する。
図9に示すフォトダイオード13に入射した蛍光は、フォトダイオード13内部にて電子とホールからなる電荷に変換され、コンデンサ16に印加されている電界方向に沿ってフォトダイオード13の両端子へと到達することで、フォトダイオード13内部を流れる電流として観測される。
フォトダイオード13の内部において発生した電流は、並列接続されているコンデンサ16へと流れ込み、コンデンサ16内部に蓄えられている電荷を打ち消す作用を及ぼす。その結果、コンデンサ16に蓄えられていた電荷は減少し、コンデンサ16の端子間に発生していた電位差も初期状態と比べて減少する。
図10において、ゲートドライバ23は多数の制御線の電位を順番に変化させる機能を有するが、ある特定の時間において電位の変化している制御線は1本のみである。この制御線に接続されている行選択線15に並列接続されている薄膜トランジスタ11のソース、ドレイン間端子は、絶縁状態から導通状態へと変化する。図9の各信号線17には特定の電圧がかけられており、電位の変化した行選択線15に接続されている薄膜トランジスタ11のソース、ドレイン端子を通じて接続されているコンデンサ16に電圧が印加されることになる。
初期状態においては、コンデンサ16は信号線17と同じ電位状態になっているため、コンデンサ16の電荷量が初期状態と変化していない場合、コンデンサ16では信号線17からの電荷の移動は発生しない。しかし、外部からの入射X線1より蛍光変換膜3内部にて発生した蛍光が入射したフォトダイオード13と並列接続しているコンデンサ16では、内部に蓄えられている電荷が減少しており、初期状態の電位とは変化している。そのため導通状態となった薄膜トランジスタ11を通じて信号線17より電荷の移動が発生し、コンデンサ16内部に蓄えられた電荷量は初期状態に戻る。また、移動した電荷量は信号線17を流れる信号となり外部へと伝わっていく。
図9における信号線17を流れる電流は、対応する積分アンプ21へと入力され、積分アンプ21は、一定時間内に流れる電流を積分し、その積分値に対応した電圧を外部へと出力する。この動作を行うことで、ある一定時間内に信号線を流れる電荷量を電圧値に変換することが可能となる。この結果、入力X線1にて蛍光変換膜3内部にて発生した蛍光の強弱分布に対応したフォトダイオード13内部にて発生する電荷信号は、積分アンプ21によって電位情報へと変換される。
積分アンプ21より発生した電位は、図10に示すA/D変換機27にて順次デジタル信号へと変換される。デジタル値となった信号は、画像合成回路29内部にて回路層9に配置された画素の行と列に従って順次整理され、画像信号として外部へと出力される。
上記動作を連続して行うことにより、入射したX線画像情報は画像検出部5で電気信号による画像情報へと変換され、外部へと出力される。外部へと出力された電気信号による画像情報は、通常のディスプレイ装置によって容易に画像化が可能であり、X線画像を可視光による画像として観察することが可能となる。
しかしながら、このような従来のX線画像検出器50では、信号配線の数が多いため、外部との接続に微細な接続技術が必要になる他、信号線17と積分アンプ21が一対一で接続されているため、一般的に高価である積分アンプ21を大量に必要とする。このことがX線画像検出器を高価にしている要因となっていた。
信号配線の本数を減らした例として、特許文献1記載の放射線検出装置の構造が挙げられる。
この放射線検出装置60では、図11に示すように、画素61〜68が2行×4列状に配置されているが、そのうち、ゲート線71には、画素61、63、65、67の4画素が接続されている。また、画素65と画素66は信号線83を共通とし、画素62と画素63は信号線85を共通とし、画素67と画素68は信号線87を共通としている。更に、画素61と画素65は共通のバイアス線91と接続され、画素62と画素66は共通のバイアス線93と接続され、画素63と画素67は共通のバイアス線95と接続され、画素64と画素68は共通のバイアス線97と接続されている。
画素を読み出す際には任意の1本のゲート線をON状態にする必要があるが、仮にゲート線71に接続されている画素で考えると、このゲート線71に接続されているのは4つの列数と同数の4つの画素61、63、65、67である。このため、画素61からの信号は信号線81で読み出され、画素65からの信号は信号線83で読み出され、画素63からの信号は信号線85で読み出され、画素67からの信号は信号線87で読み出されることになる。
従って、この放射線検出装置60では、結局、ゲート線71をON状態とした際に画素からの信号を読み出すには4つの列数と同じ数の4つの信号線が必要となり、それに伴い、従来例のX線画像検出器50と同様に、増幅器も列の数と同数必要となってしまう。
X線画像検出器は、主に人体を透過したX線を画像化することを目的とするが、人体への大量のX線照射を行うと健康への悪影響があるため、人体へのX線照射は必要最低限に抑えられる。このため、X線画像検出器に入射するX線の強度は非常に弱く、X線画像検出器内部のTFTトランジスタから出力される電荷量は極めて小さい。
通常のX線による人体の撮影では、一つの画素から出力される電荷量は1pC以下である。特に、動画観察を目的としたX線画像の取得時には、各画素から出力される電荷量は1fC程度の非常に微細な信号量となり、X線画像とは無関係のノイズ信号によって容易に画像情報が劣化してしまう。このため、X線画像の取得には微少信号を高精度に増幅する技術が重要となる。
また、医療用に用いられるX線平面検出器では、高解像度のX線画像を出力されることが求められることが多い。そのためX線画像検出器に搭載されるTFTパネルに配置される画素の数は極めて多くなり、一般的な医療用途に用いられるX線画像検出器には数百万個の画素が配置されている。これら膨大な数の画素に接続されている信号線は数千本の数になる。
上述したように、X線画像検出器に用いる積分アンプは、画素からの信号線に一対一で接続される。このため、積分アンプは信号線と同等の個数が必要となり、数千個の積分アンプを必要とする。従って、X線画像検出器に占める積分アンプのコスト割合は極めて高くなり、X線画像検出器を低コストで製造することはこれまで困難であった。
また、積分アンプの個数を下げるために通常用いられる手法として、1個の積分アンプに複数の信号線を接続し、信号線と積分アンプの間に特定の信号線のみの信号を通すセレクタ回路を挿入するものがある。この手法を用いると積分アンプの数を減らすことが可能になるが、信号線と積分アンプの間に多数のセレクタ回路が挿入され、セレクタ回路から発生する雑音が積分アンプに混入し、X線画像の大幅な劣化が発生する可能性がある。また多数のセレクタ回路を必要とするため、セレクタ回路のコストが加算され、装置全体のコストの上昇要因となってしまう。
従って、本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、低コストで解像度の高いX線画像検出器を提供することを目的とする。
上述の目的を達成するため、本発明のX線画像検出器は、基板上に、行方向に延在して形成された複数本の行選択線と、列方向に延在して形成された複数本の信号線と、前記行選択線及び前記信号線により画定された行列状の領域内に配置され、前記行選択線及び前記信号線に接続された複数の画素とを有する画像検出部を備え、任意の行に配置されている前記複数の画素は、前記信号線を共通とする複数の画素からなる画素体単位に区分され、隣接する行の画素体単位との間に前記行選択線が前記画素体単位を構成する複数の画素と同数行方向に延在され、前記画素体単位を構成する複数の画素はそれぞれ異なる前記行選択線と接続されていることを特徴とする。
また、本発明のX線画像検出器は、基板上に、行方向に延在して形成された複数本の行選択線と、列方向に延在して形成された複数本の信号線と、前記行選択線及び前記信号線により画定された行列状の領域内に配置され、前記行選択線及び前記信号線に接続された複数の画素とを有する画像検出部を備え、任意の行に配置されている前記複数の画素は、前記信号線を共通とする一対の画素からなる画素体単位に区分され、隣接する上方の行の画素体単位との間には第1の行選択線が、隣接する下方の行の画素体単位との間には第2の行選択線が延在され、前記画素体単位のうち一方の画素が前記第1の行選択線と接続され、他方の画素が前記第2の行選択線と接続されていることを特徴とする。
更に、本発明のX線画像検出器は、基板上に、行方向に延在して形成された複数本の行選択線と、列方向に延在して形成された複数本の信号線と、前記行選択線及び前記信号線により画定された行列状の領域内に配置され、前記行選択線及び前記信号線に接続された複数の画素とを有する画像検出部を備え、任意の行に配置されている前記複数の画素は、隣接する奇数列と偶数列の画素で前記信号線を共通とする一対の画素からなる画素体単位に区分され、隣接する上方の行の画素体単位との間には第1の行選択線が、隣接する下方の行の画素体単位との間には第2の行選択線が延在され、前記画素体単位のうち前記奇数列の画素が前記第1の行選択線と接続され、前記偶数列の画素が前記第2の行選択線と接続されていることを特徴とする。
更に、本発明のX線画像検出器は、基板上に、行方向に延在して形成された複数本の行選択線と、列方向に延在して形成された複数本の信号線と、前記行選択線及び前記信号線により画定された行列状の領域内に配置され、前記行選択線及び前記信号線に接続された複数の画素とを有する画像検出部を備え、任意の行に配置されている前記複数の画素は、前記信号線を共通とする4つの画素からなる画素体単位に区分され、隣接する行の画素体単位との間に延在される合計4本の行選択線がそれぞれ前記画素体単位の異なる画素と接続されていることを特徴とする。
本発明によれば、低コストで解像度の高いX線画像検出器を提供することができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るX線画像検出器を示すものである。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るX線画像検出器を示すものである。
このX線画像検出器10は、入射X線1を蛍光に変換する蛍光変換膜3と、この蛍光を電気信号による画像情報へと変換する画像検出部4とを備えている。
画像検出部4は、主にガラス基板により構成されている保持基板7上に、フォトダイオード及び薄膜トランジスタ(TFT)を含む画素22が多数配列された回路層6を設けて形成されている。
図2に画像検出部4表面の部分拡大図、図3に画像検出部4の等価回路を示す。
この画像検出部4では、従来例の画像検出部5と同様に、薄膜トランジスタ11、フォトダイオード13およびコンデンサ16からなる画素22が格子状に配置されている。
しかし、画像検出部4では、特定行目の画素配列において、行選択線の奇数本目にあたる行選択線A12と接続された画素22aと、行選択線の偶数本目にあたる行選択線B14と接続された画素22bとが交互に配置され、これらが繰り返された構造を有している。
従って、画像検出部4において、行選択線A12は一つ置きに配置された画素22aと接続され、行選択線B14は一つ置きに配置された画素22bと接続されている。即ち、行選択線A12、行選択線B14はそれぞれ、同一行に配置された画素の半分に接続されていることになる。
また、行方向に隣接して対になった画素22aと画素22bは同一の信号線16に接続されて信号線16を共有した形となり、画素体単位24を構成している。
更に、信号線16の終端には、信号線16を伝わる電荷信号を増幅し、外部に出力する機能を有する積分アンプ21が信号線16と一対一に接続されている。
また、それぞれのフォトダイオード13は、従来例の回路層9と同様に、列方向に沿って複数本配設されたバイアス線19のうちの1本と接続されている。
このような画像検出部4は、液晶表示装置の製造工程に類似しているTFTパネル製造工程により製造される。即ち、保持基板7上に信号配線(行選択線A12、行選択線B14及び信号線16)と薄膜トランジスタ11を形成後、その上にフォトダイオード13を所定の向きになるように形成し、その出力を下部に配置されている薄膜トランジスタ11に電気的に接続し、さらにバイアス線19を形成することで製造される。
図4は、本発明の第1の実施の形態に係るX線画像検出器10の周辺部の構成を示すものである。
X線画像検出器10の周囲には、ゲートドライバ23及び積分アンプ21が多数接続され、ゲートドライバ23には行選択回路25が接続される点は従来例の図9と同一である。しかし、図10と比較して、積分アンプ21の個数は半分となり、ゲートドライバの個数が2倍となっている点が異なっている。
また、従来例の図10と同様に、積分アンプ21は、A/D(アナログ・デジタル)変換器27を介して画像合成回路29に接続されている。
次に、本実施の形態に係るX線平面検出器10の動作について図1乃至図4に基づき説明する。
従来例のX線平面検出器50と同様に、外部から照射された入射X線1により画素22内部のフォトダイオード13に電荷信号が発生し、コンデンサに電荷が蓄積される。この状態において、外部に接続されたゲートドライバ23により行選択線A12と行選択線B14の電位を順に変化させる。このとき1番目の行選択線A12の電位を変化させると、1行目に相当する画素22a内部の薄膜トランジスタが導通状態になり、画素内部に蓄積された電荷信号が信号線16を通じて流れ、終端に接続されている積分アンプ21にて増幅されて外部に出力される。この際に、同じ信号線16に接続されている一行目の画素22bは、1番目の行選択線12Aには接続されていないので内部に蓄積された電荷は保持され、信号線16に流れ出すことはない。
次に、行選択線B14の1番目を外部に接続されたゲートドライバ23により電位を変化させると、1行目に相当する画素22b内部の薄膜トランジスタが導通状態になり、画素内部に蓄積された電荷信号が信号線16を通じて流れ、終端に接続されている積分アンプ21にて増幅されて外部に出力される。この際に、同じ信号線16に接続されている一行目の画素22aは、1番目の行選択線B14には接続されていないので内部に蓄積された電荷は保持され、信号線16に流れ出すことはない。
次に、2番目の行選択線A12の電位を変化させ、その次に2番目の行選択線B14の電位を変化させる動作を最後の行選択線に到達するまで繰り返すことで、すべての画素の内部に蓄積された電荷情報を信号線16を介して積分アンプ21より外部に出力することが可能となる。
上記動作により外部に出力される電荷情報は、同一行の画素において2段階にて出力される。行選択線A12を駆動することで奇数列に相当する画素22aが、行選択線B14を駆動することで偶数列に相当する画素22bの情報が出力されることになる。
上記動作にて積分アンプ21より出力される電荷情報は、図4に示すA/D変換器27にてデジタル情報に変換され、その後に画像合成回路29にて画像データに変換される。その際に、同一行にて対になっている画素22aと画素22bの配置を考慮して、元の画素配列に対応した画像情報に容易に変換することができる。
本実施の形態では、隣り合う画素22a,22b間で信号線16を共通として信号線の数を半分にしているので、図4に示すように、従来例の図10に示すX線画像検出器50と比べ、信号線に接続されている積分アンプ21の数を半分にすることができる。このため、X線画像検出器10において高価な積分アンプ21の使用量を半分にしても従来のX線画像検出器50と同様の動作を行うことが可能になり、X線画像検出器10のコストを下げることが可能となる。
また、積分アンプ21の個数が半分になることで、積分アンプ21を配置する領域を小さくすることができる。このため、X線画像検出器の小型化が可能になり、従来のX線画像検出器では困難である場所での使用が可能となる。
また、積分アンプ21の個数が半分になることで、積分アンプ21に割り当てられる領域が広がることになり、従来よりも高性能で安価であるが大型である積分アンプを配置することが可能となる。このため、従来よりも高性能なX線画像検出器や、安価なX線画像検出器を提供することが可能になる。
更に、従来、X線画像を高速かつ高感度に読み出すために複数の画素の電荷情報を合成して読み出す場合があった。この場合では、例えば縦横2列、合計4個の画素を一つの画素とみなし、外部に画像情報を出力する。この際、上下方向の画素を対応する2本の行選択線を同時に駆動することで、上下方向の画素電荷を1本の信号線に合成した後、隣同士の2本の信号線を伝達する画像情報をA/D変換し、演算により合成することで4画素の画像情報を一つの画素情報として出力していた。しかし、この従来の方法ではA/D変換を2回行うため、A/D変換に特有の誤差も合成されてしまい、結果として出力される画像情報に含まれる変換誤差も2倍となってしまった。これに対して、本実施の形態に係るX線画像検出器10では対応する4本の信号線により検出される画素情報は1本の信号線により伝達され、1回のA/D変換にて出力されるため、画像情報に含まれる変換誤差は増加しないという利点もある。
なお、本実施の形態に係るに係るX線画像検出器10は、従来例の図10に示すX線画像検出器50と比べ、行選択線の数は2倍になるため、それらを駆動するゲートドライバ23の数も2倍になってしまうが、行選択線を駆動するゲートドライバ23は積分アンプ21に対して安価であり、ゲートドライバ23の数の増加はX線画像検出器10の全体の大幅なコストアップの要因とはならない。
また、行選択線の数が倍増することで、行選択線とゲートドライバの接続本数が倍増し、従来例よりも微細な接続技術が必要になることの困難さが生じるとも考えられる。しかしながら、図4に示すように、ゲートドライバ23をX線画像検出器10の両側に配置し、行選択線を交互にそれぞれのゲートドライバ23に接続することで、通常と同じ接続技術によりX線画像検出器10を製造することができる。
本実施の形態において、主に液晶表示装置の製造技術を用いて作られる画像検出部4は、ガラス基板上に金属配線膜、無機絶縁膜、アモルファス半導体膜、有機保護膜を積層し、パターニングをして形成されるが、従来例による画像検出部5の配線パターンや素子形状と比較して、行選択線や信号線の配列、画素の半分の配置が異なるだけである。このため、本実施の形態による画像検出部4は従来技術による製造工程にて十分に実現できる構造であり、X線画像検出器の価格を有効に抑えることが可能である。また、本実施の形態においては、行選択線A12に奇数列の画素22aを接続し、行選択線B14に偶数列の画素22bを接続した例を示したが、これとは逆に、行選択線A12に偶数列の画素22bを接続し、行選択線B14に奇数列の画素22aを接続しても良い。また、信号線16を共通とする一対の画素体単位24のうち、一方の画素を行選択線A12と接続し、他方の画素を行選択線B14と接続するようにすることもできる。
[第2の実施の形態]
第1の実施の形態では、画素体単位24を一対の画素としたが、同一行の3つまたは4つの画素の集合体とすることもできる。3つの画素の集合体とする場合は、3つの画素を共に信号線16と接続し、それぞれの画素を行選択線A、行選択線B、行選択線Cと接続させれば良い。行選択線Cは、図2に示す行選択線Aまたは行選択線Bのいずれかに隣接させて形成することができる。また、行選択線Aまたは行選択線Bの上に絶縁層を介して行選択線Cを積層して形成しても良い。4つの画素の集合体とする場合は、4つの画素を共に信号線16と接続し、それぞれの画素を行選択線A、行選択線B、行選択線C、行選択線Dと接続させれば良い。行選択線C及び行選択線Dは、図2に示す行選択線Aまたは行選択線Bに隣接させて形成することができる。また、行選択線Aまたは行選択線Bの上に絶縁層を介して積層した多層配線構造としても良い。
第1の実施の形態では、画素体単位24を一対の画素としたが、同一行の3つまたは4つの画素の集合体とすることもできる。3つの画素の集合体とする場合は、3つの画素を共に信号線16と接続し、それぞれの画素を行選択線A、行選択線B、行選択線Cと接続させれば良い。行選択線Cは、図2に示す行選択線Aまたは行選択線Bのいずれかに隣接させて形成することができる。また、行選択線Aまたは行選択線Bの上に絶縁層を介して行選択線Cを積層して形成しても良い。4つの画素の集合体とする場合は、4つの画素を共に信号線16と接続し、それぞれの画素を行選択線A、行選択線B、行選択線C、行選択線Dと接続させれば良い。行選択線C及び行選択線Dは、図2に示す行選択線Aまたは行選択線Bに隣接させて形成することができる。また、行選択線Aまたは行選択線Bの上に絶縁層を介して積層した多層配線構造としても良い。
図5に、画素体単位を4つの画素の集合体とした場合の画像検出部30の等価回路を示す。
この画像検出部30では、第1の実施の形態の画像検出部4と同様に、薄膜トランジスタ11、フォトダイオード13およびコンデンサ16からなる画素43が格子状に配置されている。
しかし、この画像検出部30では、特定行目の画素配列において、行選択線A39と接続された画素43a、行選択線B40と接続された画素43b、行選択線C41と接続された画素43c、行選択線D42と接続された画素43dが順に配置され、これらが繰り返された構造を有している。
従って、画像検出部30において、行選択線A39、行選択線B40、行選択線C41、行選択線D42は、それぞれ4つ置きに配置された画素43a、画素43b、画素43c、画素43dと接続されている。即ち、行選択線A39、行選択線B40、行選択線C41、行選択線D42はそれぞれ、同一行に配置された画素の1/4に接続されていることになる。
また、行方向に隣接して対になった画素43a、画素43b、画素43c、画素43dは同一の信号線47に接続されて信号線47を共有した形となり、画素体単位44を構成している。
更に、信号線16の終端には、信号線16を伝わる電荷信号を増幅し、外部に出力する機能を有する積分アンプ48が信号線47と一対一に接続されている。
本実施の形態では、隣接する画素43a、43b、43c、43d間で信号線47を共通として信号線の数を1 /4にしているので、従来例の図10に示すX線画像検出器50と比べ、信号線に接続されている積分アンプの数を1 /4にすることができ、X線画像検出器10のコストを大幅に下げることが可能となる。
また、積分アンプ21の個数が1 /4になることで、積分アンプ21を配置する領域を小さくすることができる。このため、X線画像検出器の小型化が可能になり、従来のX線画像検出器では困難である場所での使用が可能となる。
また、積分アンプ21の個数が1 /4になることで、積分アンプ21に割り当てられる領域が広がることになり、従来よりも高性能で安価であるが大型である積分アンプを配置することが可能となる。このため、従来よりも高性能なX線画像検出器や、安価なX線画像検出器を提供することが可能になる。
更に、X線画像を高速かつ高感度に読み出すために複数の画素の電荷情報を合成して読み出す場合においても、第1の実施の形態と同様に、画素情報は1本の信号線により伝達され、1回のA/D変換にて出力されるため、画像情報に含まれる変換誤差は増加しないという利点もある。
なお、画素体単位44において、画素43a、43b、43c、43dは、行選択線A39、行選択線B40、行選択線C41、行選択線D42と任意の組み合わせで接続することができる。
[その他の実施の形態]
上記の実施の形態においては、間接方式のX線画像検出器を例として説明したが、直接方式のX線画像検出器の画像検出部においても同様に適用できることが明らかである。この場合は、蛍光変換膜3を省略し、画像検出部4のフォトダイオード13に代えてa−Se等の光導電膜とすることで、同様の行選択線A12、行選択線B14や信号線16の配列、画素22a,22bの配置を用いることができる。
上記の実施の形態においては、間接方式のX線画像検出器を例として説明したが、直接方式のX線画像検出器の画像検出部においても同様に適用できることが明らかである。この場合は、蛍光変換膜3を省略し、画像検出部4のフォトダイオード13に代えてa−Se等の光導電膜とすることで、同様の行選択線A12、行選択線B14や信号線16の配列、画素22a,22bの配置を用いることができる。
1:入射X線、3:蛍光変換膜、4、5:画像検出部、6、9:回路層、7:保持基板、8:画素、10:X線画像検出器、11:薄膜トランジスタ、12:行選択線A、13:フォトダイオード、14:行選択線B、15:行選択線、16、17:信号線、19:バイアス線、21:積分アンプ(増幅器)、22a,22b:画素、23:ゲートドライバ(スイッチング素子駆動回路)、24:画素体単位、25:行選択回路、27:A/D変換器、29:画像合成回路、30:画像検出部、39:行選択線A、40:行選択線B、41:行選択線C、42:行選択線D、43a,43b,43c,43d:画素、44:画素体単位、47:信号線、48:積分アンプ、50:X線画像検出器
Claims (10)
- 基板上に、行方向に延在して形成された複数本の行選択線と、列方向に延在して形成された複数本の信号線と、前記行選択線及び前記信号線により画定された行列状の領域内に配置され、前記行選択線及び前記信号線に接続された複数の画素とを有する画像検出部を備え、
任意の行に配置されている前記複数の画素は、前記信号線を共通とする複数の画素からなる画素体単位に区分され、隣接する行の画素体単位との間に前記行選択線が前記画素体単位を構成する複数の画素と同数行方向に延在され、前記画素体単位を構成する複数の画素はそれぞれ異なる前記行選択線と接続されていることを特徴とするX線画像検出器。 - 基板上に、行方向に延在して形成された複数本の行選択線と、列方向に延在して形成された複数本の信号線と、前記行選択線及び前記信号線により画定された行列状の領域内に配置され、前記行選択線及び前記信号線に接続された複数の画素とを有する画像検出部を備え、
任意の行に配置されている前記複数の画素は、前記信号線を共通とする一対の画素からなる画素体単位に区分され、隣接する上方の行の画素体単位との間には第1の行選択線が、隣接する下方の行の画素体単位との間には第2の行選択線が延在され、前記画素体単位のうち一方の画素が前記第1の行選択線と接続され、他方の画素が前記第2の行選択線と接続されていることを特徴とするX線画像検出器。 - 基板上に、行方向に延在して形成された複数本の行選択線と、列方向に延在して形成された複数本の信号線と、前記行選択線及び前記信号線により画定された行列状の領域内に配置され、前記行選択線及び前記信号線に接続された複数の画素とを有する画像検出部を備え、
任意の行に配置されている前記複数の画素は、隣接する奇数列と偶数列の画素で前記信号線を共通とする一対の画素からなる画素体単位に区分され、隣接する上方の行の画素体単位との間には第1の行選択線が、隣接する下方の行の画素体単位との間には第2の行選択線が延在され、前記画素体単位のうち前記奇数列の画素が前記第1の行選択線と接続され、前記偶数列の画素が前記第2の行選択線と接続されていることを特徴とするX線画像検出器。 - 前記画素体単位は3個以上の画素から構成され、隣接する画素体単位との間に形成された3本以上の行選択線が積層による多層配線構造により形成されていることを特徴とする請求項1記載のX線画像検出器。
- 基板上に、行方向に延在して形成された複数本の行選択線と、列方向に延在して形成された複数本の信号線と、前記行選択線及び前記信号線により画定された行列状の領域内に配置され、前記行選択線及び前記信号線に接続された複数の画素とを有する画像検出部を備え、
任意の行に配置されている前記複数の画素は、前記信号線を共通とする4つの画素からなる画素体単位に区分され、隣接する行の画素体単位との間に延在される合計4本の行選択線がそれぞれ前記画素体単位の異なる画素と接続されていることを特徴とするX線画像検出器。 - 前記画素は、スイッチング素子と、該スイッチング素子に接続され可視光を電気信号に変換する光検出器とを含み、かつ、前記画像検出部の上面に、外部から入射したX線を可視光に変換する蛍光体が積層された蛍光変換膜を備えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載のX線画像検出器。
- 前記スイッチング素子は薄膜トランジスタであり、前記光検出器はフォトダイオードであることを特徴とする請求項6記載のX線画像検出器。
- 前記画素は、スイッチング素子と、該スイッチング素子に接続され外部から入射したX線を直接電気信号に変換する光電変換膜とを含むことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載のX線画像検出器。
- 前記スイッチング素子は薄膜トランジスタであり、前記光電変換膜はa−Seであることを特徴とする請求項8記載のX線画像検出器。
- 前記画像検出部の周囲に、前記信号線と接続されて該信号線を伝達する電気信号を増幅する増幅器と、前記第1の行選択線に接続されて前記画像検出部の行方向の一方の端部に配置されるとともに、前記第2の行選択線に接続されて前記画像検出部の行方向の他方の端部にも配置された複数のスイッチング素子駆動回路とを備えることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項記載のX線画像検出器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009250122A JP2011097409A (ja) | 2009-10-30 | 2009-10-30 | X線画像検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009250122A JP2011097409A (ja) | 2009-10-30 | 2009-10-30 | X線画像検出器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011097409A true JP2011097409A (ja) | 2011-05-12 |
Family
ID=44113842
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009250122A Withdrawn JP2011097409A (ja) | 2009-10-30 | 2009-10-30 | X線画像検出器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011097409A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109758169A (zh) * | 2017-11-10 | 2019-05-17 | 佳能株式会社 | 放射线成像装置 |
JP2020017985A (ja) * | 2013-11-15 | 2020-01-30 | トリクセル | 画像検出器の2列のピクセルのプール |
JP7441033B2 (ja) | 2019-11-12 | 2024-02-29 | キヤノン株式会社 | 放射線撮像装置および放射線撮像システム |
JP7441032B2 (ja) | 2019-11-12 | 2024-02-29 | キヤノン株式会社 | 放射線撮像装置および放射線撮像システム |
-
2009
- 2009-10-30 JP JP2009250122A patent/JP2011097409A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020017985A (ja) * | 2013-11-15 | 2020-01-30 | トリクセル | 画像検出器の2列のピクセルのプール |
CN109758169A (zh) * | 2017-11-10 | 2019-05-17 | 佳能株式会社 | 放射线成像装置 |
JP2019091969A (ja) * | 2017-11-10 | 2019-06-13 | キヤノン株式会社 | 放射線撮像装置 |
JP7045834B2 (ja) | 2017-11-10 | 2022-04-01 | キヤノン株式会社 | 放射線撮像システム |
JP7441033B2 (ja) | 2019-11-12 | 2024-02-29 | キヤノン株式会社 | 放射線撮像装置および放射線撮像システム |
JP7441032B2 (ja) | 2019-11-12 | 2024-02-29 | キヤノン株式会社 | 放射線撮像装置および放射線撮像システム |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4307322B2 (ja) | 放射線撮像装置及び放射線撮像システム | |
US7408167B2 (en) | Imaging apparatus, radiation imaging apparatus, and radiation imaging system | |
US8507870B2 (en) | Solid-state imaging apparatus and imaging system | |
US20120008030A1 (en) | Solid-state imaging apparatus and imaging system | |
KR102028772B1 (ko) | 블록 어드레스 픽셀 아키텍처를 포함하는 방사선 촬영 검출기 | |
JP2005175418A (ja) | 光電変換装置 | |
JP5700973B2 (ja) | 検出装置及び放射線検出システム | |
KR101598233B1 (ko) | 고체 촬상 장치 및 x선 검사 시스템 | |
JP2012079860A (ja) | 検出装置及び放射線検出システム | |
JP4383899B2 (ja) | 放射線撮像装置及び放射線撮像システム | |
JPWO2013180077A1 (ja) | 放射線画像撮影装置および放射線検出器 | |
JP6265655B2 (ja) | 検出装置及び検出システム | |
JP2011097409A (ja) | X線画像検出器 | |
US20120193549A1 (en) | Image pickup apparatus, radiation image pickup apparatus and radiation image pickup system | |
JP2012079820A (ja) | 検出装置及び放射線検出システム | |
JP2017098830A (ja) | 放射線撮像装置、放射線撮像システム及び放射線撮像装置の製造方法 | |
JP6719324B2 (ja) | 放射線撮像装置及び放射線撮像システム | |
JP2006005150A (ja) | 撮像装置及び放射線撮像装置、放射線撮像システム | |
JP5258940B2 (ja) | 撮像装置及び放射線撮像システム | |
WO2011125312A1 (ja) | 放射線画像検出器及びその駆動方法 | |
JP2013069864A (ja) | 検出装置及び検出システム | |
JP2015033010A (ja) | 放射線検出器及び放射線画像撮影装置 | |
JP2015050327A (ja) | 光電変換基板および放射線検出器 | |
JP2008244410A (ja) | 画像検出器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20110420 |
|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20130108 |