JP3357767B2 - ２次元画像検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本装置は、マトリックス状に
配置された検出回路から得られた検出信号に重畳された
クロストーク信号を低減させて品位の高い検出信号を得
ることができるようにした２次元画像検出装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、医用分野において診断用に広く
使用されているＸ線装置においては、Ｘ線像を観察する
ために、Ｘ線ＴＶ装置によりＴＶモニタに透視像として
表示するようにしたり、銀塩フィルムに撮影してＸ線写
真とするようにしたりする。

【０００３】特にフィルム画像の場合、細かい、しか
も、微妙な変化の様子をつぶさに観察できること、そし
て、像を保存して何時でも観察することができ、過去の
経緯を辿ることができることなどから、現在に至まで医
用画像診断装置としての地位を揺るぎないものとしてい
る。

【０００４】医用の場合、一枚の大版のカットフィルム
に、その領域を分割して多数の画像を写し込むようにし
たり、一枚の大版のカットフィルムに一画像を実寸大も
しくは実寸大に近いスケールで写し込んだりする。特に
実寸大程度の画像においては、患部の状況がその周辺と
の対応のもとに把握できるため、診断用のＸ線画像とし
て多用される。

【０００５】ところで、近年においては、コンピュータ
技術の著しい発展に伴い、医用の画像についてもディジ
タル画像データとして扱い、画像処理技術を駆使するこ
とにより、銀塩写真そのままでは得られなかった情報を
得ることができるようになり、一層適確な診断ができる
ようになってきた。

【０００６】そして、医用画像をディジタル画像データ
として得るためには、銀塩写真をイメージスキャナで読
取り、ディジタルデータ化するようにしたり、Ｘ線ＴＶ
装置からの映像信号をＡ／Ｄ変換してディジタルデータ
化するようにしたりするが、銀塩写真をイメージスキャ
ナで読取る方式は、イメージスキャナの精度の問題や、
読取りの手間等の問題を抱え、また、Ｘ線ＴＶ装置から
の映像信号をＡ／Ｄ変換する方式は、撮像系の画素密度
および階調の問題や、光学系を用いるために光学系の歪
み問題があり、銀塩写真による実寸大画像のような微妙
な情報を反映した映像は得られない等の問題を抱えてい
る。

【０００７】つまり、映像を信号で得ることができるも
のとして、ＣＣＤ撮像素子を代表格とした撮像素子があ
るが、これは撮像面の面積が小さく、従って、光学系を
用いる構造であり、また、撮像面の面積が小さいことか
ら、半導体の微細加工技術を駆使して画素面積を小さく
し、密度を上げて画素数を最大限増やしても、人体のよ
うな大きな被写体を対象とした場合には、１画素あたり
に対応する人体の面積は大きなものとなってしまう。そ
して、このことは画像を人体の実スケールに合わせて拡
大した場合に、粗い画像となってしまうことを意味し、
Ｘ線フィルムによるＸ線直接撮影画像に置き換えること
はできない。

【０００８】しかし、近年においては、微小サイズの画
素対応に光検出セルをマトリックス状に密に配置した、
一片が１０ｃｍ程度もある大型サイズの新型２次元平面
検出装置が出現しており、この新型平面検出装置は大型
サイズで、しかも、２次元平面に画素単位で検出回路を
配置しているので、メカニカルな走査機構が不要である
ことから、種々の応用検出装置が提案されている。この
新型平面検出装置としては具体的には、図６に示す如き
構成のセンサであり、その詳細は、米国特許であるＵＳ
Ｐ４６８９４８７号，ＵＳＰ５１８４０１８号に開示さ
れている。

【０００９】当該２次元平面検出装置は、その概略構成
を説明すると、図６に示す如くバイアスが与えられた状
態で光等の放射を受けるとそのエネルギ対応に信号を発
生するホトダイオード１５と、このホトダイオード１５
の出力開閉用のスイッチ５とからなる単位検出回路ＤＴ
と、この単位検出回路ＤＴのホトダイオード１５の駆動
用の電源９と、ホトダイオード１５の出力をサンプリン
グして出力するための出力回路１とからなり、複数の単
位検出回路ＤＴをマトリックス状に配置してある。

【００１０】そして、マトリックス配列の複数の単位検
出回路ＤＴのうち、行方向単位に走査信号配線１０を配
置し、列方向単位で読出し配線１１を配置する。各単位
検出回路ＤＴのスイッチ５における開閉制御のための制
御線はその単位検出回路ＤＴの属する前記行方向での走
査信号配線１０に接続されており、行単位で一括してそ
の行に属する各単位検出回路ＤＴのスイッチ５のオン／
オフ制御を実施できる構成としてある。

【００１１】また、各単位検出回路ＤＴはそれぞれの属
する列毎に、その列対応の読出し配線１１に接続され、
各単位検出回路ＤＴのスイッチ５を介して出力されるホ
トダイオード１５の出力信号を導く構成としてある。ま
た、各読出し配線１１にはこの読出し配線１１を介して
導出された信号を所定時間蓄積して出力することによ
り、検出出力を得る出力回路であるセンスアンプ１が設
けられる。

【００１２】このような構成の新型２次元平面検出装置
において、当該２次元平面検出装置に光学像を結像させ
ると、各単位検出回路ＤＴでは、対応する位置の像部分
の光が入射することになる。ホトダイオード１５は電源
９より電圧が与えられており、スイッチ５をオン状態に
すれば、入射光対応の電流出力が発生することになる。
そして、この出力は出力回路であるセンスアンプ１に読
出し配線１１を介して入力され、ここで積分されて検出
出力信号（画素信号）となる。

【００１３】各単位検出回路ＤＴは行単位で対応する一
つの走査信号配線１０に接続されており、各単位検出回
路ＤＴは列単位で対応する一つの読出し配線１１にそれ
ぞれ接続されている。従って、各走査信号配線１０を行
位置順に順次走査するかたちで、制御信号（走査信号）
を与えることにより、行単位で各単位検出回路ＤＴのス
イッチ５をオン／オフさせることができ、スイッチ５が
オンとなっている各単位検出回路ＤＴのホトダイオード
１５の出力を列単位のセンスアンプ１によりそれぞれ抽
出できることになる。

【００１４】従って、各走査信号配線１０を所定時間単
位分ずつ順次オン制御し、かつ、この動作に先駆けて各
センスアンプ１の残留電荷（前回の積分値）を毎回クリ
アしておくことで、２次元平面検出装置の２次元検出面
領域を、単位検出回路ＤＴ対応のライン幅で順次走査す
るかたちで各画素出力（検出出力信号）を得ることがで
きるようになる。

【００１５】この方式の２次元平面検出装置は、１ライ
ンずつ、一度にそのラインでの構成画素分の画像データ
を並列的に出力することができ、高速に画像データを得
ることができる仕組みである（１ラインパラレル出
力）。

【００１６】つまり、２次元の画像検出にはＣＣＤ撮像
素子が一般的であるが、２次元画像を検出するためのＣ
ＣＤ撮像素子は、ＴＶスキャンに対応させるために、画
像はライン単位ではあるものの、１ラインの画像を画素
順に一画素単位で順に出力する構成であり、画素単位で
みればシリアルデータ出力である（シリアル出力）。こ
れに比べ、１ライン分の画素をパラレルで出力する方式
は遥かに高速であると云うことができる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図６に示し
た２次元平面検出装置は、各検出回路ＤＴをマトリック
ス状に配置し、ライン単位で順次走査されることで各検
出回路での信号をサンプリングする平面検出装置であ
り、走査信号で順次スイッチ５を開閉して、該当走査線
の個々の検出回路ＤＴの出力を、読出し配線１１を介し
て、センスアンプ１に伝送する。

【００１８】この時、読出し配線１１には、様々なノイ
ズが入る。例えば、スイッチ５を開閉する制御信号は各
走査信号配線１０を介して送られ、各走査信号配線１０
はライン数分あって、読出し配線１１とそれぞれ交差し
ており、寄生結合容量Ｃｘを以て結合される。しかも、
スイッチ５は１ラインの画素数分の数だけあるので、そ
の制御信号（走査信号）としても大きなレベルを必要と
することから、スイッチング制御に伴う当該制御信号
（走査信号）によるノイズが容量結合により読出し配線
１１に重畳されて、クロストーク信号として大きな問題
となる。

【００１９】この傾向は、２次元平面検出装置の大画面
化・高精細化により、さらに顕著になる。つまり、大画
面化・高精細化により、ラインあたりの検出回路ＤＴの
数は飛躍的に増大するから、各々の有するスイッチ５の
数が対応して増えることになり、その制御信号（走査信
号）のレベルは駆動するスイッチ数対応に増大するため
であり、制御信号（走査信号）のレベル増大に伴うノイ
ズによってクロストーク信号が増大するからである。ま
た、大画面化により、各読出し配線１１の長さも画面サ
イズ相応に長くなるので、外来ノイズを拾い易くなると
いうこともノイズ増大の原因の一つである。

【００２０】上記のノイズ対策として、制御信号（走査
信号）に起因するものに対しては、そのレベルが低かっ
た従来においては、検出回路ＤＴからの信号成分を選択
的に抽出すべくバンドパス・フィルタ等によるフィルタ
リングを施すことで対処でき、外部ノイズに対しては、
検出回路ＤＴ部分に電気的なシールドを施すことで対応
していた。

【００２１】ノイズ成分が信号成分と異なる周波数帯域
の成分であれば、フィルタによる除去は容易であるもの
の、上記制御信号の場合、信号検出周期と一致する周期
信号である。そのため、ノイズ成分と信号成分とが同一
周波数帯域の成分であるから、フィルタによるノイズ除
去はできない。また、信号検出周期とクロストーク成分
の周期が一致することになり、時間的に見るとクロスト
ーク成分は信号検出期間に重複するタイミングとなるか
ら、同期検波のような手法を利用することもできず、こ
の場合にはノイズ除去は事実上、困難である。

【００２２】また、外部から進入するノイズの中で、周
期性がないランダムノイズも、フィルタによるノイズ信
号除去が難しい。これは、ランダムノイズには信号成分
と同一周波数帯域の成分のものも当然含まれるから、信
号成分の周波数帯域を含む特性のフィルタを用いざるを
得ないからである。

【００２３】大画面素子としての２次元画像検出装置の
医用への適用を考えると、例えば、Ｘ線直接撮影等の場
合、実サイズで画像を得る必要性から、検出画面サイズ
としてＡ４程度あるいはそれ以上のものが求められる。
このような大きな素子サイズの２次元画像検出装置を構
成するためには、結晶シリコンウエハを使用したプロセ
スでの素子形成の実現は難しいことから、ガラス基板が
利用できる例えばａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）を
用いた薄膜半導体プロセスでの素子形成の方が現実的で
ある。しかし、ａ−Ｓｉを用いた場合には、インピーダ
ンスが高くなるので、これによる問題もクローズアップ
されてくることになる。

【００２４】すなわち、Ａ４サイズは対角３５ｃｍある
が、この対角３５ｃｍ程度の広い検出エリアを持った検
出素子であると、そのエリアサイズと同等の長さを持つ
ことになる走査信号配線、信号読出し配線は、配線が切
れてオープンとならないようにするために、その配線幅
もシリコン・プロセスと比較して大幅に広くする必要が
ある。そして、このような、長く、幅広の配線を格子状
に配置した場合、信号のクロストークは、無視出来ない
ものとなる。

【００２５】特に、走査信号配線は、たとえば、ａ−Ｓ
ｉ ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等をスイッチ素子とし
て利用する構成の場合、その駆動には２０［Ｖ］以上の
電圧の駆動信号が必要となり、これによって発生するク
ロストーク信号はそのレベルが高くなる。もちろん、走
査のための制御信号（走査信号）の他にも、配線長が長
いために検出装置外からの入射ノイズの影響なども無視
できないほどになる。従って、高いレベルのノイズ成分
が信号成分に乗ることになる。

【００２６】一方、センスアンプ１は、検出回路ＤＴ部
の微少電荷を検出するために、入力抵抗が非常に高い。
そして、ａ−Ｓｉによる読出し配線のインピーダンスは
高いことから、走査信号配線の交差部において読出し配
線にのることになるクロストーク信号のピーク信号波形
は、非常に大きくなる。

【００２７】このような、高いピーク電圧を有するクロ
ストーク波形は、走査のための制御信号（走査信号）の
立ち上がり・立ち下がり毎に発生し、センスアンプ１に
つながる読出し配線１１にノイズとして絶えず重畳され
ることになる。

【００２８】ゆえに、ノイズ対策がなされなければ、大
型の２次元画像検出装置の実用化はおぼつかない。そこ
で、このノイズ対策のための技術の確立が求められる。
本発明の目的とするところは、微小な光検出素子を多
数、マトリックス状に配設した２次元の画像検出エリア
を有し、行単位で各光検出素子を駆動させることによ
り、行単位で各光検出素子の検出信号を一度に抽出する
ようにした２次元画像検出装置において、Ｓ／Ｎの大幅
な向上を図ることができるようにして検出エリアの大き
な高精細な２次元画像検出装置を提供することにある。

【００２９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明はつぎのように構成する。 ［構成］すなわち、複数本の走査配線と読出し配線がマ
トリックス状に配置され、その交差部にそれぞれ検出部
が設けられると共に、各検出部には当該検出部が対応す
る前記交差部の前記走査配線より得られる信号に応じて
動作して当該検出部の出力を対応の読出し配線に出力す
べく制御するスイッチを設けてなり、前記走査配線は順
番に走査信号を与えることによってアクティブにするこ
とにより、アクティブになった走査配線対応の前記スイ
ッチを介して検出部の出力を読出し配線に出力させるよ
うにした２次元画像検出装置において、前記走査配線に
入力される信号あるいは、外部からのノイズにより誘起
されて読出し信号に重畳されるクロストーク信号を検出
するノイズ検出手段と、この検出した信号を反転して各
読出し配線の位置対応のレベルにて付与することにより
各読出し配線毎にノイズ相殺するノイズ補償信号付与手
段とを具備して構成する。

【００３０】また、前記ノイズ検出手段として前記走査
配線に交差し、前記読出し配線と平行な配線を用い、前
記ノイズ補償信号付与手段として、前記読出し配線と交
差する配線を用いると共に、前記ノイズ補償信号付与手
段の配線と前記読出し配線との容量結合によってノイズ
補償信号を伝達する構成とする。

【００３１】［作用］本装置は、複数の走査配線と読出
し配線がマトリックス状に配置され、その交差部に設け
られた各検出部の検出した信号を走査配線を順次アクテ
ィブにすることによって順次読出し配線より読み出す回
路であり、走査配線に交差し、読出し配線に平行なノイ
ズ検出配線を設けて、ノイズ検出手段とし、これにてノ
イズを検出する。

【００３２】各読出し配線は各走査配線と交差して配さ
れており、走査配線と寄生結合容量を介して電気的に結
合された状態になっているので、順次走査配線に入力さ
れる、走査配線をアクティブにするための信号によるノ
イズが、前記寄生結合容量により各読出し配線に発生し
てしまう。また、各読出し配線は長いので各読出し配線
には、外部より発生したノイズが誘起する。そこで、ノ
イズ検出手段によりこれらと同等のノイズを検出し、こ
の検出した信号を反転増幅し、各読出し配線毎に、それ
らに対応するレベルでノイズ補償信号として入力するよ
うにする。これにより、各読出し配線ではノイズ成分が
相殺されて信号成分が得られ、Ｓ／Ｎが飛躍的に向上す
る。

【００３３】また、ノイズ補償信号を読出し配線に伝達
する手段として、各読出し配線に交差して布設される配
線を用い、この配線と読出し配線との容量結合を利用す
るようにしたことから、ノイズ補償信号伝達用の配線を
走査配線と同種の構造とすることによって、ノイズ補償
信号は配線伝搬中に減衰するから、波形の減衰の状態は
走査配線と同じとなり、各読出し配線の位置対応にノイ
ズのレベルや波形の鈍りは走査配線から受ける信号に基
づくノイズの状態と同じとなる。

【００３４】ゆえに、フィルタを使用することなく、ノ
イズ除去ができて、検出信号強度を低下させることな
く、高品質の検出信号が得られるようになる。従来技術
では、検出信号にノイズ除去用のフィルタを通すこと
で、検出帯域を狭めることでＳ／Ｎ比を向上をはかって
いたが、本発明によれば、読出し配線と同等の構造を有
するクロストーク検出配線により、読出し配線に入力さ
れると同等のノイズ信号検出が可能であるため、この検
出信号をもとに有効に信号除去が行なえるので、読出し
信号強度を低下することなく、高品質の２次元検出装置
を構成できる。

【００３５】

【発明の実施の形態】

［具体例１］以下、本発明をａ−Ｓｉなどによる薄膜半
導体プロセスを適用した２次元検出装置の回路構成例を
説明する。

【００３６】図１に本装置の回路構成例を示す。すなわ
ち、図１において、１０‐１，１０‐２〜１０‐ｍは走
査信号配線であり、１１‐１，１１‐２〜１１‐ｎは読
出し配線であって、これらは行方向に走査信号配線１０
‐１，１０‐２〜１０‐ｍを、そして、列方向に読出し
配線１１‐１，１１‐２〜１１‐ｎを配するかたちで、
基板（例えば、ガラス基板）上にマトリックス状に布設
される。

【００３７】また、各走査信号配線１０‐１，１０‐２
〜１０‐ｍと、読出し配線１１‐１，１１‐２〜１１‐
ｎとで囲まれる升目には、それぞれ単位検出回路ＤＴが
一つずつ配されることにより、基板上に単位検出回路群
がマトリックス状に配置された構成となっている。ｍ本
の走査信号配線１０‐１〜１０‐ｍと、ｎ本の読出し配
線１１‐１〜１１‐ｎがあることにより、基板上の単位
検出回路ＤＴは、ｍ×ｎのマトリックス状配置となる。

【００３８】単位検出回路ＤＴは、受光量対応に信号を
発生する検出素子たとえばホトダイオード１５と、この
ホトダイオード１５の出力開閉用のスイッチ５とからな
るものであり、スイッチ５は薄膜トランジスタ（ＴＦ
Ｔ）によって形成されていて、そのゲート端子を走査信
号配線１０‐１，１０‐２〜１０‐ｍのうち、自己対応
の走査信号配線に接続してある。

【００３９】すなわち、ｍ×ｎのマトリックス配置の１
行１列目の単位検出回路ＤＴにおけるスイッチ５であれ
ば、走査信号配線１０‐１に、１行３列目の単位検出回
路ＤＴにおけるスイッチ５であれば、走査信号配線１０
‐１に、２行３列目の単位検出回路ＤＴにおけるスイッ
チ５であれば、走査信号配線１０‐２に、ｍ行ｎ列目の
単位検出回路ＤＴにおけるスイッチ５であれば、走査信
号配線１０‐ｍに、といった具合である。

【００４０】なお、ホトダイオード１５はそのアノード
側を後述する共通電極に接続され、また、各単位検出回
路ＤＴにおけるスイッチ５はそのドレイン‐ソース端子
のうち、一方はホトダイオード１５のカソード側に、他
方は読出し配線１１‐１〜１１‐ｎのうちの、自己の対
応する読出し配線に接続してある。すなわち、ｍ×ｎの
マトリックス配置の１行１列目の単位検出回路ＤＴにお
けるスイッチ５であれば、読出し配線１１‐１に、１行
３列目の単位検出回路ＤＴにおけるスイッチ５であれ
ば、読出し配線１１‐３に、２行３列目の単位検出回路
ＤＴにおけるスイッチ５であれば、読出し配線１１‐３
に、ｍ行ｎ列目の単位検出回路ＤＴにおけるスイッチ５
であれば、読出し配線１１‐ｎに、といった具合であ
る。

【００４１】また、基板上には一対のノイズ検出配線１
２ａ，１２ｂがあり、これらはｍ行ｎ列の単位検出回路
群配列域の外側に近接して布設される。これら一対のノ
イズ検出配線１２ａ，１２ｂは読出し配線１１‐１に平
行である。

【００４２】また、基板上には電源用配線１３とノイズ
補償信号用配線１４とがあり、これらはｍ行ｎ列の単位
検出回路群配列域の外側に近接し、かつ、走査信号配線
１０‐１に平行に布設される。

【００４３】各ノイズ検出配線１２ａ，１２ｂおよび、
ｎ本の読出し配線１１‐１〜１１‐ｎはそれぞれの一端
側をそれぞれ抵抗Ｒを介して電源用配線１３に接続さ
れ、この電源用配線１３は直流電源Ｅ１に接続されて、
これらの配線に所要の直流正電位が印加されるようにし
てある。この電源接続は、信号検出の安定性向上のため
であるが、開放状態であってもかまわない。

【００４４】各ノイズ検出配線１２ａ，１２ｂは、それ
ぞれの他端側をノイズ補償信号用配線１４に接続する
が、ノイズ補償信号用配線１４への接続点に近接して反
転増幅回路７ａ，７ｂを介挿してあり、それぞれ対応す
る反転増幅回路７ａ，７ｂを介在することにより、ノイ
ズ検出配線１２ａ，１２ｂの出力は反転されてノイズ補
償信号用配線１４へ供給される構成である。

【００４５】また、少なくともホトダイオード１５の表
面には蛍光層が形成され、この蛍光層によりＸ線を光に
変換すると共に、上記の基板には基板上のホトダイオー
ド１５配列域および配線形成面一面に広がる透明導電層
が設けられて各ホトダイオード１５の共通電極８となし
てあり、ここに直流電源Ｅ２より所要の電位を印加し
て、各ホトダイオード１５のアノード側に所要の直流バ
イアスを与える構成としてある。

【００４６】２１はエンコーダ、２２‐１〜２２‐ｎは
出力回路であるセンスアンプであり、これらのうち、エ
ンコーダ２１はｍ個の出力端子を有すると共に、スイッ
チ５をオン制御するための制御信号（走査信号）を一つ
の出力端子より出力するためものであって、システムク
ロック信号ＣＬＫに同期しながらｍ個の出力端子のう
ち、制御信号（走査信号）を出力する出力端子を順に切
り替えてゆくものである。このエンコーダ２１は、例え
ば、ｍビットのシフトレジスタにより構成できる。

【００４７】エンコーダ２１のｍ個の出力端子は、走査
信号配線１０‐１，１０‐２〜１０‐ｍに対応してお
り、順にそれぞれ対応する一つの走査信号配線と接続さ
れる。従って、エンコーダ２１がシステムクロック信号
ＣＬＫに同期しながら順にｍ個の出力端子を切り替えな
がら制御信号（走査信号）を出力することで、ｍ本の走
査信号配線１０‐１，１０‐２〜１０‐ｍは順に走査さ
れる状態となり、制御信号が出力されている走査信号配
線に接続されている行位置の各単位検出回路ＤＴでは、
そのスイッチ５がこの制御信号（走査信号）により一斉
にオン状態となることで直流電源Ｅ１とＥ２との差電圧
対応の電圧をバイアス電圧としてホトダイオード１５に
印加することができ、ホトダイオード１５を動作状態に
して、当該ホトダイオード１５が入射光量対応に電流を
流すことにより、読出し配線１１‐１〜１１‐ｎに出力
が発生される仕組みとなっている。

【００４８】読出し配線１１‐１〜１１‐ｎからの出力
は、それぞれに対応して設けてあるセンスアンプ２２‐
１〜２２‐ｎで積分されて画素対応の信号として出力さ
れる構成である。センスアンプ２２‐１〜２２‐ｎは前
記クロック信号ＣＬＫに同期して出力がクリアされるよ
うにしてあり、クロック信号ＣＬＫに同期して行位置が
順に変わるのに対応して他の行の画素の検出出力が混入
しないようにしてある。

【００４９】上述の例では、１ライン毎の順次走査とし
て説明したが、隣り合う複数本の走査信号配線を同時選
択し、検出信号強度を上げたり、走査の順序をランダム
にすることで、ノイズマージンを向上する走査方法も考
えられ、本発明に制限を与えるものではない。

【００５０】つぎにこのような構成の本装置の動作を説
明する。単位検出回路ＤＴがｍ×ｎのマトリックスに配
置されており、この単位検出回路ＤＴの分布領域が画像
の検出領域となる。Ｘ線像を検出するために用いる場
合、単位検出回路ＤＴの分布領域には近接してＸ線‐光
変換する蛍光層が設けられる。従って、この蛍光層にＸ
線像を結像させることで、蛍光層ではＸ線像対応に光が
発生し、光学像となり、画像検出領域の各単位検出回路
ＤＴに入射することになる。

【００５１】一方、直流電源Ｅ１より所要の直流電圧が
各ノイズ検出配線１２ａ，１２ｂおよび、ｎ本の読出し
配線１１‐１，１１‐２〜１１‐ｎに印加されており、
各単位検出回路ＤＴでは自系統のスイッチ５をオン状態
にすると、自系統のホトダイオード１５にこの電圧と直
流電源Ｅ２との差電圧をバイアス電圧として印加するこ
とができ、ホトダイオード１５をバイアス電圧対応に動
作状態にすることができる。

【００５２】そして、当該ホトダイオード１５が動作状
態のとき、入射光量対応に当該ホトダイオード１５には
電流が流れることにより、当該ホトダイオード１５がス
イッチ５を介して接続されている読出し配線１１‐１
（〜１１‐ｎ）に出力が発生される仕組みとなってい
る。

【００５３】各単位検出回路ＤＴは行単位で対応する一
つの走査信号配線１０‐１〜１０‐ｍに接続されてお
り、各単位検出回路ＤＴは列単位で対応する一つの読出
し配線にそれぞれ接続されていることから、各走査信号
配線１０‐１〜１０‐ｍを行位置順に順次走査するかた
ちで、制御信号（走査信号）を与えることにより、行単
位で各単位検出回路ＤＴのスイッチ５をオン／オフさせ
ることができる。

【００５４】制御信号（走査信号）はエンコーダ２１か
ら出力され、エンコーダ２１はクロック信号ＣＬＫに同
期しながら順にｍ個の出力端子を切り替えながら制御信
号（走査信号）を出力するので、ｍ本の走査信号配線１
０‐１，１０‐２〜１０‐ｍは順に走査される状態とな
り、制御信号（走査信号）が出力されている走査信号配
線に接続されている行位置の各単位検出回路ＤＴでは、
そのスイッチ５がこの制御信号（走査信号）により一斉
にオン状態となる。

【００５５】従って、各走査信号配線１０‐１，１０‐
２〜１０‐ｍを所定時間単位分ずつ順次オン制御し、か
つ、この動作に先駆けて各センスアンプ１の残留電荷
（前回の積分値）を毎回クリアしておけば、２次元平面
検出装置の２次元検出面領域を、単位検出回路ＤＴ対応
のライン幅で順次走査するかたちで各画素出力（検出出
力信号）が得られる。

【００５６】一方、エンコーダ２１から出力される制御
信号（走査信号）は、行単位でその行にある各単位検出
回路ＤＴのスイッチ５を駆動する。大画面で、精細な画
像を得る２次元平面検出装置は、その行当たりの単位検
出回路ＤＴの数も膨大である。

【００５７】そのため、制御信号（走査信号）も高出力
のものが必要であり、これが順次、行位置を変えて出力
されることになるので、これにより各走査信号配線１０
‐１，１０‐２〜１０‐ｍから読出し配線１１‐１，１
１‐２〜１１‐ｎに入り込むクロストーク信号もレベル
が大きく、そのままではＳ／Ｎが悪くなる。

【００５８】そこで、このクロストーク信号をキャンセ
ルするために、本装置ではノイズ検出配線１２ａ，１２
ｂが２次元平面検出装置の２次元検出面領域の外側位置
に配してある。ノイズ検出配線１２ａ，１２ｂは読出し
配線１１‐１，１１‐２〜１１‐ｎと平行であり、ノイ
ズ検出配線１２ａは読出し配線１１‐１の外側に設けて
あって、エンコーダ２１の出力する制御信号（走査信
号）の影響は、ノイズ検出配線１２ａ、読出し配線１１
‐１、１１‐２、１１‐３、 …１１‐ｎ、ノイズ検
出配線１２ｂの順で表れ、それぞれの位置での制御信号
（走査信号）の波形状態に対応したクロストーク信号を
発生させることになる。

【００５９】そして、各ノイズ検出配線１２ａ，１２ｂ
で検出されたクロストーク信号はそれぞれの配線での対
応する反転増幅回路７ａ，７ｂにより反転されてからノ
イズ補償信号用配線１４に入力される。

【００６０】ノイズ補償信号用配線１４は読出し配線１
１‐１，１１‐２〜１１‐ｎの末端近傍に布設してあ
り、読出し配線１１‐１，１１‐２〜１１‐ｎからそれ
ぞれの配線対応のセンスアンプ２２‐１〜２２‐ｎに入
力される信号に対してクロストーク信号成分の逆相成分
をノイズ補償信号として与えることになる。つまりセン
スアンプ２２‐１〜２２‐ｎの入力直前において、ノイ
ズ補償信号用配線１４よりクロストーク信号成分のノイ
ズ補償信号を付与することになる。

【００６１】本装置では２次元検出面領域は広く、しか
も、ａ−Ｓｉ半導体プロセスにより形成された配線の場
合、そのインピーダンスは比較的高いから、長い走査信
号配線１０‐１，１０‐２〜１０‐ｍを伝搬するうち
に、制御信号（走査信号）は減衰して波形やレベルが鈍
って来る。そのため、読出し配線１１‐１，１１‐２〜
１１‐ｎはその制御信号（走査信号）の波形やレベルの
鈍り相応に影響を受けるので、生じるクロストーク信号
も読出し配線布設位置により違ってくる。つまり、読出
し配線１１‐１ではレベルが高く、読出し配線１１‐ｎ
の位置に来るに連れて弱いものとなる。

【００６２】ノイズ補償信号はノイズ補償信号用配線１
４を介して読出し配線１１‐１，１１‐２〜１１‐ｎに
渡され、ノイズ補償信号用配線１４はａ−Ｓｉ半導体プ
ロセスにより形成された配線であって、走査信号配線１
０‐１，１０‐２〜１０‐ｍと平行であるから、ノイズ
補償信号用配線１４上を伝搬するノイズ補償信号の減衰
の状態も、走査信号配線１０‐１，１０‐２〜１０‐ｍ
を伝搬する制御信号（走査信号）の減衰の状態と同じと
なる。

【００６３】そのため、ノイズ補償信号用配線１４から
読出し配線１１‐１，１１‐２〜１１‐ｎに互いの配線
交差部分での寄生結合容量Ｃｘによる結合にて渡される
ノイズ補償信号の波形やレベルは、これら読出し配線１
１‐１，１１‐２〜１１‐ｎ各々で発生したクロストー
ク信号の状態と一致することになり、反転増幅回路７
ａ，７ｂの増幅率を調整してその反転出力レベルを最適
に調整しておけば、読出し配線１１‐１，１１‐２〜１
１‐ｎ各々で発生したクロストーク信号をほぼキャンセ
ルすることができるようになる。

【００６４】このように、本具体例は、多数の光検出素
子をマトリックス状に配置し、各光検出素子にはその光
検出素子の出力を抽出するためスイッチ素子を接続する
と共に、前記マトリックス対応に行および列方向の配線
を形成して各行方向の配線を走査用の配線とし、各列方
向の配線を読出し信号用配線とし、また、前記スイッチ
素子はそれぞれスイッチ制御入力によりスイッチ動作す
る素子を用い、マトリックス位置対応に前記走査用の配
線から前記スイッチ素子にスイッチ制御用の制御信号
（走査信号）を与える構成とし、マトリックス位置対応
に前記信号用配線にて前記光検出素子の出力を画素信号
として導出する構成とし、前記走査用の配線は、行位置
順に順次位置を変えながら前記制御信号（走査信号）を
与えるようにした２次元画像検出装置において、前記マ
トリックスの外周には前記走査用の配線と交差するノイ
ズ検出配線および前記信号用配線と交差するノイズ補償
信号用配線とを設け、ノイズ検出配線とノイズ補償信号
用配線とはノイズ検出配線の出力を反転増幅して出力す
る反転手段を介して接続する構成とした。

【００６５】従来技術で説明したように、マトリックス
状の配設により互いに交差することになる走査信号配線
・読出し信号配線間の容量結合により、クロストーク信
号が発生するが、本具体例においては、この発生するク
ロストーク信号を読出し信号配線と同一の配線構造を持
ったノイズ検出用配線１２により、クロストーク信号を
検出する。

【００６６】ノイズ検出用配線１２には、読出し信号配
線のように、センサ素子が接続されていないので、ノイ
ズ検出用配線１２において検出（発生）された信号は、
読出し信号が含まれないクロストーク信号（含む外部入
射ノイズ）成分のみである。つまり、ノイズ検出用配線
１２においては、ノイズ成分のみが検出されることにな
る。

【００６７】そして、ノイズ検出用配線１２にて検出さ
れたクロストーク信号は、反転手段（反転増幅回路７
ａ，７ｂ）を介して反転することにより、このクロスト
ーク信号と逆極性の信号となり、当該クロストーク信号
を打ち消すことができる信号となる。つまりクロストー
ク信号を打ち消すような信号を、ノイズ検出用配線１２
に接続された反転手段により作成し、クロストーク信号
打ち消し用のノイズ補償信号とし、このノイズ補償信号
をノイズ補償信号用配線１４を介して読出し信号配線
へ、当該ノイズ補償信号用配線との容量結合を介して印
加することで、ノイズをキャンセルするものである。

【００６８】容量結合によるノイズ補償信号の印加方法
としては、反転手段である反転増幅回路のゲインを調整
することで、適正補償値を決定できるが、読出し信号用
配線との間で形成する寄生結合容量値を適宜増加させる
ようにすれば、反転増幅回路のゲインを低くできる。本
容量値は反転増幅回路の信号駆動能力より適宜決定すれ
ば良い。

【００６９】寄生結合容量値は、交差する各配線のクロ
ス部の面積により、ほぼ決定されるが、ノイズ補償信号
供給側からの読出し信号用配線に対するノイズ補償信号
伝達能力を高める理由から、ノイズ補償信号を入力する
側の配線であるノイズ補償信号用配線１４の幅員を適宜
な幅寸法に設定するようにすると良い。反転増幅回路の
出力信号レベルがどの程度かによってノイズ補償信号用
配線１４における各読出し配線１１‐１，１１‐２〜１
１‐ｎとのクロス部での必要な容量をほぼ決めることが
できるが、スイッチ素子をａ−Ｓｉ ＴＦＴと仮定した
場合の当該必要な寄生結合容量Ｃcxは、走査用配線１０
‐１〜１０‐ｍと読出し配線１１‐１，１１‐２〜１１
‐ｎとのクロス部での容量Ｃｘの約５倍程度が適当であ
る。

【００７０】本具体例における構成の特徴は、ノイズ検
出用として、読出し配線に近接平行配置されるノイズ検
出配線を設けると共に、このノイズ検出配線の検出ノイ
ズを反転増幅回路にて反転増幅してノイズ補償信号とし
て得、これを読出し配線の信号に重畳させるようにした
点にあり、信号出力用のセンスアンプの入力直前段階
で、ノイズ成分補償用のノイズ補償信号を付与してやる
ようにすることで、クロストーク信号を相殺し、除去す
るようにしたものである。

【００７１】従って、信号成分を減衰させることがない
から、検出感度が大幅に向上し、Ｓ／Ｎの良い検出装置
が得られることになる。なお、図には示していないが、
検出出力信号の帯域を制御するために、センスアンプと
検出回路との間に、薄膜半導体プロセスで抵抗と容量か
らなるフィルタを併せて設けることも可能である。

【００７２】また、図に示した通り、マトリックス状に
布設した各配線のうち、読出し配線の外側双方にノイズ
検出用の配線を配置し、このノイズ検出用の配線により
検出されたクロストーク信号をノイズ補償信号配線１４
の両端近傍から入力することで、走査方向の駆動信号の
歪みの効果によるクロストーク信号の変化を考慮した補
正が可能となる。

【００７３】このようなクロストーク信号補償回路を適
用した２次元画像検出装置においては、従来のものと比
較して、２０ｄＢ程度ものノイズマージンの向上が見ら
れ、信号検出感度の大幅な向上が実現できる。

【００７４】なお、各読出し配線毎にそれぞれその配線
に平行にノイズ検出配線を設けて各々読出し配線毎にそ
の配線と対をなすノイズ検出配線での検出ノイズを反転
してセンスアンプの入力直前に加算合成する構成とする
ことにより、各読出し配線毎に生じたクロストーク信号
の補償を行なうこともできる。また、ノイズ検出配線は
このような各読出し配線毎に対をなす構成や、前述の例
の２本構成のものの他に、本数を種々変えた構成とする
こともできる。

【００７５】以上は、クロストーク信号補償を、ノイズ
検出配線と反転手段、およびノイズ補償信号配線とによ
り構成したものであるが、ノイズ補償信号をノイズ補償
信号配線より寄生結合容量を介して入力して補償するの
ではなく、各々の読出し配線１１‐１，１１‐２〜１１
‐ｎに生じるクロストーク信号相当分を、ノイズ検出配
線の検出出力に対して演算手段により求めて得、該当す
る読出し配線１１‐１，１１‐２〜１１‐ｎのそれぞれ
対応するセンスアンプに差動入力として与え、読出し配
線の信号との差成分を出力させるようにすることによ
り、読出し配線の信号に重畳されたクロストーク信号を
相殺するようにする方式でも実現可能であるので、この
方式をつぎに具体例２として説明する。

【００７６】［具体例２］ 図２は、クロストーク信号を相殺するノイズ補償信号
を、容量結合により各読出し配線へ伝達する方法ではな
く、ノイズ補償信号を読出し配線の各センスアンプ２２
‐１〜２２‐ｎに直接入力する例である。

【００７７】図２においては、基本的構成は図１のもの
と変わらないが、図１の構成におけるノイズ補償信号用
配線１４を廃止し、代わりにノイズ補償信号演算処理回
路３１を用いて図２に示す如く構成する。ノイズ補償信
号演算処理回路３１はエンコーダ２１による読出し配線
１１‐１，１１‐２〜１１‐ｎの走査に同期して動作
し、各々の読出し配線１１‐１，１１‐２〜１１‐ｎに
生じるクロストーク信号相当分を、読出し配線１１‐
１，１１‐２〜１１‐ｎの位置の違いにより検出される
クロストーク信号の減衰プロファイルの傾向を加味し
て、ノイズ検出配線１２ａ，１２ｂの検出出力から求め
る演算回路３１ａと、この演算回路３１ａが求めた出力
を個別に増幅して個別のノイズ補償信号として出力する
増幅回路３１ｂとからなる。

【００７８】読出し配線１１‐１，１１‐２〜１１‐ｎ
に接続される各センスアンプ２２‐１〜２２‐ｎには、
各々の読出し配線１１‐１，１１‐２〜１１‐ｎ対応に
求めた個別のノイズ補償信号を、差動入力用として各々
の読出し配線１１‐１，１１‐２〜１１‐ｎ対応に設け
られたセンスアンプ２２‐１〜２２‐ｎのそれぞれ対応
のものに、直接入力する構成である。

【００７９】センスアンプ２２‐１〜２２‐ｎはこの差
動入力用として入力されたノイズ補償信号と自己に対応
する読出し配線１１‐１，１１‐２〜１１‐ｎからの信
号差分を蓄積して増幅出力することで、それぞれの画素
対応の検出信号とする構成である。

【００８０】読出し配線１１‐１，１１‐２〜１１‐ｎ
は多数あり、近隣のものとの距離はそれほどあるわけで
ないから、各読出し配線１１‐１，１１‐２〜１１‐ｎ
毎にそれぞれノイズ補償信号を求めて個別に与えるのは
現実的でなく、理想的には個別に与えるようにするとし
ても、実際上は、近隣のものを幾つかづつまとめて、グ
ループ化し、そのグループ単位で、それぞれノイズ補償
信号を求めてグループ内単位でセンスアンプ２２‐１〜
２２‐ｎに該当のノイズ補償信号を個別に与える構成と
する。

【００８１】このような構成において、図１の構成にお
いて説明したと同様の原理・構成によりノイズ検出配線
１２ａ，１２ｂで検出されたノイズ信号であるクロスト
ーク信号は、ノイズ補償信号演算処理回路３１に入力さ
れる。この較演算処理回路３１は、当該検出されて入力
されたクロストーク信号をもとに、読出し配線１１‐
１，１１‐２〜１１‐ｎの位置対応のノイズ補償信号を
それぞれ求め、個別に増幅してそれぞれ該当する読出し
配線１１‐１，１１‐２〜１１‐ｎ対応のセンスアンプ
２２‐１〜２２‐ｎに入力する。

【００８２】センスアンプ２２‐１，２２‐２〜２２‐
ｎはこの与えられたノイズ補償信号を差動入力用とし、
それぞれ自己に対応する読出し配線１１‐１，１１‐２
〜１１‐ｎから入力された信号との差分を蓄積して増幅
出力することで、それぞれの画素対応の検出出力信号と
する。

【００８３】与えられたノイズ補償信号は、読出し配線
１１‐１，１１‐２〜１１‐ｎそれぞれに表れるクロス
トーク信号の成分に相当するものであり、ノイズ補償信
号との差分をとることで、クロストーク信号成分は除去
されることになり、それぞれ信号成分のみが得られるこ
とになる。

【００８４】なお、例えば、読出し配線１１‐１，１１
‐２〜１１‐ｎの位置毎の発生クロストーク信号の位置
依存性（走査信号配線１０‐１，１０‐２〜１０‐ｍの
伸びる方向での、発生クロストーク信号の位置依存性）
については、走査信号の波形歪みの影響で、各位置の読
出し配線で検出されるクロストーク信号のそのピーク値
Ｖ_cr(P-P) は、信号供給位置から離れるに連れて減衰す
る。

【００８５】その傾向は、図３に示す如きであり、信号
入力位置よりある程度離れれば、一定レベルに近づく。
検出されるクロストーク信号の減衰プロファイルが予め
判明していれば、それを反映する補正を施すための補正
データを予め記憶しておき、ノイズ検出配線で検出した
クロストーク信号をそれぞれ補正データに基づき、補正
して読出し配線１１‐１，１１‐２〜１１‐ｎの位置対
応にノイズ補償信号を得てセンスアンプ毎にノイズ補償
信号を入力することが可能である。

【００８６】つぎにこのような構成の装置の作用を説明
する。このような構成において、図１の構成において説
明したと同様の原理・構成によりノイズ検出配線１２
ａ，１２ｂで検出されたノイズ信号であるクロストーク
信号（入口側と末端側のノイズ信号）は、ノイズ補償信
号演算処理回路３１に入力される。

【００８７】このノイズ補償信号演算処理回路３１は、
検出された２つのクロストーク信号を元に、入口側と末
端側でのノイズ信号レベルを知り、読出し配線１１‐
１，１１‐２〜１１‐ｎの配線布設位置に対応した補正
データに基づいて各々の読出し配線１１‐１，１１‐２
〜１１‐ｎに対応するクロストーク信号を相殺するにち
ょうど良いノイズ補償信号がそれぞれ求められ、増幅回
路を介して増幅されて作成される。このようにして、走
査方向の信号減衰の位置依存性を反映させたノイズ補償
信号がそれぞれ求められて出力される。

【００８８】例えば、走査方向の信号減衰に伴う信号の
位置依存性については、走査信号の波形歪みの影響で、
各位置の読出し配線で検出されるクロストーク信号のピ
ーク値Ｖ_cr(P-P) は、信号供給部（エンコーダ側）から
離れるにつれて減衰する。

【００８９】その傾向は、図３に示す如きであり、走査
信号入力位置より、ある程度離れることで、一定レベル
に近づく。本検出信号の減衰プロファイルは予め測定し
てその結果に対応して、補正データを作成して記憶して
おき、検出したクロストーク信号をそれぞれ補正データ
に基づき、補正して読出し配線１１‐１，１１‐２〜１
１‐ｎの位置対応にノイズ補償信号を得る。そして、読
出し配線１１‐１，１１‐２〜１１‐ｎ毎のノイズ補償
信号を、当該読出し配線１１‐１，１１‐２〜１１‐ｎ
対応のセンスアンプ２２‐１，２２‐２〜２２‐ｎに入
力して読出し配線１１‐１，１１‐２〜１１‐ｎそれぞ
れに重畳されたクロストーク信号を相殺し、信号成分を
抽出する。

【００９０】理想的には各読出し配線１１‐１，１１‐
２〜１１‐ｎ別にそれぞれノイズ補償信号を求めて対応
のセンスアンプ２２‐１，２２‐２〜２２‐ｎに入力す
るのが良い。しかし、実際の回路構成を考えた場合、こ
のようにすると、読出し配線１１‐１，１１‐２〜１１
‐ｎは膨大な数にのぼるため、ノイズ補償信号演算処理
回路３１の作製が大変であること、そして、センスアン
プ毎にノイズ補償信号供給用の配線を設けるのも同様に
大変で、個別対応は現実的でない。

【００９１】ノイズ補償信号は、連続的な傾向を以て変
化し、また、読出し配線１１‐１，１１‐２〜１１‐ｎ
は布設域は広く長いものの、隣接する読出し配線の距離
は短いものであるから、局所的に見れば、減衰の影響は
問題にならないので、幾つかのまとまった読出し配線単
位でグループ化し、このグループ単位のセンスアンプに
対して、代表させたノイズ補償信号を使用してもさしつ
かえない。

【００９２】そこで、このグループ単位化したのが図２
に示す構成である。従って、図２においては、各グルー
プ別にノイズ補償信号演算処理回路３１はそれぞれノイ
ズ補償信号を求め、各グループ別に付与するかたちで、
それぞれグループ対応のセンスアンプ２２‐１，２２‐
２〜２２‐ｎに、該当のノイズ補償信号をそれぞれ同時
に入力する。

【００９３】これにより、演算により位置依存性すなわ
ち、伝搬距離による信号の歪みの効果を反映したクロス
トーク信号の補正ができるようになり、ノイズ補償によ
りノイズ成分が相殺されたＳ／Ｎの良い、しかも、信号
レベルを低下させることのない２次元画像検出装置が得
られる。

【００９４】［具体例３］以上は、読出し配線１１‐
１，１１‐２〜１１‐ｎを複数グループに、グループ化
し、ノイズ補償信号をグループ別に求めて、それぞれ対
応のグループに与えるものであり、ノイズ補償信号の演
算と付与は同時に、それぞれ対応のセンスアンプに与え
る構成であった。この場合、ノイズ補償信号演算処理回
路３１は演算回路をグループ数分、用意しなければなら
ず、ノイズ補償信号演算処理回路３１の回路規模が大き
くなる。

【００９５】そこで、演算回路をグループ数分、用意す
るのではなく、一つにしてノイズ補償信号演算処理回路
３１の回路規模を小さくできるようにする例を具体例３
として図４を参照しながら説明する。

【００９６】図４においては、基本的構成は図２のもの
と変わらないが、図２の構成にさらにマルチプレクサ３
２を設け、センスアンプ２２‐１，２２‐２〜２２‐ｎ
から出力されてくる画素毎の画像信号についてどのセン
スアンプからの信号を出力するかを選択することができ
るようにする。

【００９７】また、マルチプレクサ３２の動作と同期し
て読出し配線１１‐１，１１‐２〜１１‐ｎの位置対応
にノイズ補償信号を得るべく、アドレス信号を発生さ
せ、このアドレス信号とエンコーダ２１の動作に対応す
る同期信号とにより位置情報を得てノイズ補償信号演算
処理回路３１に位置対応のノイズ補償信号を演算させる
ようにする。

【００９８】ノイズ補償信号演算処理回路３１は演算回
路３１ａを有して、各々の読出し配線１１‐１，１１‐
２〜１１‐ｎに生じるクロストーク信号相当分を、ノイ
ズ検出配線１２ａ，１２ｂの検出出力を元にして求める
が、この例では複数にグループ分けした読出し配線１１
‐１，１１‐２〜１１‐ｎのうち、グループ位置順に一
グループづつ、ノイズ補償信号を求めて対応グループの
センスアンプに与える。そして、このグループ対応にセ
ンスアンプを特定して各画素対応の検出信号を出力でき
るようにするために、前記のマルチプレクサ３２が設け
られることになる。

【００９９】このマルチプレクサ３２はエンコーダ３１
と同様にシステムクロック信号ＣＬＫに同期して動作す
る。そして、システム動作の最初の段階ではスタート信
号が与えられるので、このスタート信号によりマルチプ
レクサ３２とエンコーダ３１は初期化され、その後のシ
ステムクロック信号にＣＬＫに同期して所定の動作をす
ることになる。

【０１００】すなわち、各々の読出し配線１１‐１，１
１‐２〜１１‐ｎのうち、グループ単位で先頭のグルー
プから、順にそのグループでの各読出し配線の検出信号
の抽出処理を行なわせるかたちで、位置毎の最適補正値
を減衰プロファイルに基づく補正値とノイズ検出配線１
２ａ，１２ｂの両検出出力から求め、ノイズ補償信号を
求めて、これを増幅回路３１ｂを介して、センスアンプ
２２‐１，２２‐２〜２２‐ｎのうち、上記先頭グルー
プ対応の各読出し配線に繋がる各センスアンプに差動信
号として与えるようにする。

【０１０１】この場合、各々のグループのうち、１グル
ープ単位で順にノイズ補償信号を求めてそのグループに
属する読出し配線の検出信号それぞれを同時にノイズ補
償する。

【０１０２】つまり、読出し配線１１‐１，１１‐２〜
１１‐ｎのうち、１１‐１〜１１‐３，１１‐４〜１１
‐６，１１‐７〜１１‐１０，…といった具合にグルー
プ化されていたとすると、第１回目のノイズ補償処理は
第１グループに対して行ない、第２回目のノイズ補償処
理は第２グループに対して行ない、第３回目のノイズ補
償処理は第３グループに対して行ない、…といった具合
であり、ノイズ補償信号演算処理回路３１は１回に１グ
ループ分用のノイズ補償信号（一つのノイズ補償信号）
を求めるだけである。

【０１０３】そして、これをグループ該当の読出し配線
の対応センスアンプに与える。そのため、このノイズ補
償済みの検出信号を出力させるためには、当該グループ
に属するセンスアンプの出力のみを選択するようにマル
チプレクサ３２を動作させる。

【０１０４】従って、演算回路をグループ数分、用意せ
ずに１つで済むようになるから、ノイズ補償信号演算処
理回路３１の回路規模を小さくできるようになる。以上
は、走査信号配線１０‐１に平行に布設されるノイズ検
出配線１２ａ，１２ｂを用い、走査信号配線１０‐１〜
１０‐ｍの駆動により読出し配線１１‐１〜１１‐ｎに
発生したノイズを、走査信号配線１０‐１〜１０‐ｍの
駆動により当該ノイズ検出配線１２ａ，１２ｂに発生さ
せたノイズによりキャンセルさせるようにしたものであ
るが、これ以外に外来ノイズも読出し配線１１‐１〜１
１‐ｎにノイズを誘起させる。このノイズもノイズ検出
配線１２ａ，１２ｂによりキャッチできることはできる
が、十分でない場合もある。

【０１０５】このような時はＳ／Ｎを悪くするので、万
全を期するようにするには、図５に示す如き外来ノイズ
検出機能を設ける構成とすると良い。すなわち、図５に
示す構成は、図４の構成にさらに、基板上にはマトリッ
クス配置され走査信号配線１０‐１〜１０‐ｍの外側に
一対の、外来ノイズ検出用配線５１ａ，５１ｂを走査信
号配線１０‐１に平行に、かつ、読出し配線１１‐１，
１１‐２〜１１‐ｎに交差して配置する。そして、外来
ノイズ検出用配線５１ａ，５１ｂに誘起されたノイズを
外部に導出するために、外来ノイズ検出用配線５１ａ，
５１ｂそれぞれにはシールド線５２を接続して、それぞ
れその一端部から基板外にこのシールド線５２により、
ノイズ成分を導出する構成とする。

【０１０６】そして、シールド線５２により導出された
ノイズは、２次元画像検出装置の検出野外を経て、増幅
器５３ａ，５３ｂで増幅した後、ノイズ補償信号演算処
理回路３１に入力させる構成とする。

【０１０７】ノイズ補償信号演算処理回路３１では、ノ
イズ検出配線１２ａ，１２ｂで検出された２つのクロス
トーク信号と、シールド線５２を介して得られた外来ノ
イズ成分とを元に、ノイズ信号レベルを知り、読出し配
線１１‐１，１１‐２〜１１‐ｎの配線布設位置に対応
した補正データに基づいて各々の読出し配線１１‐１，
１１‐２〜１１‐ｎに対応するクロストーク信号を相殺
するに丁度良いノイズ補償信号がそれぞれ求められ、増
幅回路を介して増幅されて作成する構成とする。

【０１０８】このようにして、外来ノイズ成分をも加味
し、走査方向の検出信号の位置依存性を反映させたノイ
ズ補償信号をそれぞれ求めて、これをノイズ相殺に利用
する。従って、外来ノイズの大きい場合においても、Ｓ
／Ｎの向上を図ることができるようになる。

【０１０９】なお、上述の各具体例において、ノイズ補
償信号を個々のセンスアンプに導くには、センスアンプ
と補償回路を１チップの回路上に形成する方法が最も実
現性が高い。

【０１１０】また、本発明の２次元画像検出装置として
は、検出部のセンシングデバイスとしてホトダイオード
を用いるようにしたが、これに限らずセンシングデバイ
スとして他のものに変えて構成することで、様々なイメ
ージ検出装置とすることができる。例えば、Ｘ線検出
器、可視光検出器、イオン検出器、音波検出器、圧力検
出器などが挙げられ、ペン入力併用ＬＣＤ（液晶表示デ
バイス）などへの製品利用が考えられる。

【０１１１】また、本発明の装置は、クロストーク信号
に対応した２次元画像検出装置を可能とするものである
が、マトリックス配置された配線で構成される回路系で
あれば、同様に適用可能で、その回路実施に制限を加え
るものではない。また、具体例ではａ−Ｓｉによる半導
体プロセスにて光検出領域や配線を形成する装置を説明
したが、ｐ−Ｓｉによる半導体プロセスにて光検出領域
や配線を形成する装置でも良い。

【０１１２】以上、本発明は、複数本の走査配線と読出
し配線がマトリックス状に配置され、その交差部にそれ
ぞれ検出部が設けられると共に、各検出部には当該検出
部が対応する前記交差部の前記走査配線より得られる信
号に応じて動作して当該検出部の出力を対応の読出し配
線に出力すべく制御するスイッチを設けてなり、前記走
査配線は順番に走査信号を与えることによってアクティ
ブにすることにより、アクティブになった走査配線対応
の前記スイッチを介して検出部の出力を読出し配線に出
力させるようにしたマトリックス型検出回路において、
該当読出し配線から検出される検出信号に対して、耐ク
ロストーク性能の向上を図るため、読出し配線と同等の
構造を有するクロストーク信号検出配線と該当検出配線
で検出された信号を打ち消すようなノイズ補償信号を読
出し配線の信号に与えて相殺させるようにする手段を設
けて、これにより、読出し配線の信号に重畳されたノイ
ズを相殺させるようにしたものであり、簡易なる構成
で、信号成分を減衰させることなく、Ｓ／Ｎを向上させ
ることができるようになり、また、検出ノイズを利用す
るので、ノイズ追従性の高いノイズ補償回路を構成する
ことができ、従来のフィルタ回路に見られる検出信号の
帯域減少等の問題もなく、信頼性の高い２次元画像検出
装置を得ることができるようになる。

【０１１３】

【発明の効果】以上、詳述したように、本発明によれ
ば、検出信号強度を低下させることなく、ノイズ除去が
できるようになり、高品質の検出信号が得られる信頼性
の高い２次元画像検出装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を説明するための図であって、本発明の
具体例１の構成を示す図。

【図２】本発明を説明するための図であって、本発明の
具体例２の構成を示す図。

【図３】クロストーク波形ピーク値の走査配線方向の分
布状態を説明するための図。

【図４】本発明を説明するための図であって、本発明の
具体例３の構成を示す図。

【図５】本発明を説明するための図であって、本発明の
具体例３において、さらに外来ノイズを加味してノイズ
キャンセルする場合の構成例を示す図。

【図６】従来装置の構成を説明するための図。

【符号の説明】

５…スイッチ（ＴＦＴ） ７ａ，７ｂ…反転増幅回路 ８…共通電極 １０‐１，１０‐２〜１０‐ｍ…走査信号配線 １１‐１〜１１‐ｎ…読出し配線 １２ａ，１２ｂ…ノイズ検出配線 １３…電源用配線 Ｅ１，Ｅ２…直流電源 Ｒ…終端抵抗 ＤＴ…単位検出回路 Ｃｘ…寄生結合容量 １４…ノイズ補償信号用配線 １５…検出素子（ホトダイオード）。 ２１…エンコーダ ２２‐１〜２２‐ｎ…センスアンプ ３１…ノイズ補償信号演算処理回路 ３１ａ…演算回路 ３１ｂ…増幅回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 27/14 - 27/148 H04N 5/335

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数本の走査配線と読出し配線がマトリッ
   クス状に配置され、その交差部にそれぞれ検出部が設け
   られると共に、各検出部には当該検出部が対応する前記
   交差部の前記走査配線より得られる信号に応じて動作し
   て当該検出部の出力を対応の読出し配線に出力すべく制
   御するスイッチを設けてなり、前記走査配線は順番に走
   査信号を与えることによってアクティブにすることによ
   り、アクティブになった走査配線対応の前記スイッチを
   介して検出部の出力を読出し配線に出力させるようにし
   た２次元画像検出装置において、前記検出部の配列域の外側で、前記走査配線に交差され
   ると共に前記読出し配線と平行に配置され、 前記走査配
   線に入力される信号あるいは、外部からのノイズにより
   誘起されて読出し信号に重畳されるクロストーク信号を
   検出するノイズ検出配線と、前記読出し配線と交差するノイズ補償信号用配線を有
   し、前記ノイズ検出配線により 検出した信号を反転して
   前記ノイズ補償信号用配線に印加して、これを前記ノイ
   ズ補償信号用配線と前記読出し配線との容量結合によ
   り、各読出し配線に伝達することにより、各読出し配線
   の位置対応のレベルで各読出し配線毎にノイズ相殺する
   ノイズ補償信号を伝達するノイズ補償信号付与手段と、 を具備することを特徴とする２次元画像検出装置。
2. 【請求項２】複数本の走査配線と読出し配線がマトリッ
   クス状に配置され、その交差部にそれぞれ検出部が設け
   られると共に、各検出部には当該検出部が対応する前記
   交差部の前記走査配線より得られる信号に応じて動作し
   て当該検出部の出力を対応の読出し配線に出力すべく制
   御するスイッチを設けてなり、前記走査配線は順番に走
   査信号を与えることによってアクティブにすることによ
   り、アクティブになった走査配線対応の前記スイッチを
   介して検出部の出力を読出し配線に出力させるようにし
   た２次元画像検出装置において、 前記検出部の配列域の両外側で、前記走査配線に交差さ
   れると共に前記読出し配線と平行に配置され、前記走査
   配線に入力される信号あるいは、外部からのノ イズによ
   り誘起されて読出し信号に重畳されるクロストーク信号
   を検出する一対のノイズ検出配線と、 前記一対のノイズ検出配線により検出された信号をもと
   に、前記各読出し配線に生じるクロストーク信号相当分
   を、それぞれ読出し配線対応の減衰プロファイルの傾向
   を加味して求める演算手段と、 前記各読出し配線毎に設けられ、対応する前記読出し配
   線からの信号と前記演算手段で求められた前記対応する
   前記読み出し配線でのクロストーク信号相当分とを受け
   て両者の差分から画素対応の検出信号を得る手段とを具
   備する ことを特徴とする２次元画像検出装置。