JP4993794B2 - Radiation imaging apparatus, control method therefor, and radiation imaging system - Google Patents

Radiation imaging apparatus, control method therefor, and radiation imaging system Download PDF

Info

Publication number
JP4993794B2
JP4993794B2 JP2011011163A JP2011011163A JP4993794B2 JP 4993794 B2 JP4993794 B2 JP 4993794B2 JP 2011011163 A JP2011011163 A JP 2011011163A JP 2011011163 A JP2011011163 A JP 2011011163A JP 4993794 B2 JP4993794 B2 JP 4993794B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
transistors
circuit unit
gate lines
potential
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2011011163A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011130471A (en
Inventor
登志男 亀島
忠夫 遠藤
朋之 八木
克郎 竹中
啓吾 横山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2011011163A priority Critical patent/JP4993794B2/en
Publication of JP2011130471A publication Critical patent/JP2011130471A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4993794B2 publication Critical patent/JP4993794B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、被写体情報を含む放射線を検出する放射線撮影装置及びその制御方法、放射線撮影システムに関する。   The present invention relates to a radiation imaging apparatus that detects radiation including subject information, a control method thereof, and a radiation imaging system.

以下、従来技術について図面を参照して説明する。従来、医療画像診断で用いられる撮影方法は、静止画を得る一般撮影と動画像を得る透視撮影に大別される。それぞれの撮影方法は必要に応じて撮影装置を含めて選択される。   The prior art will be described below with reference to the drawings. Conventionally, imaging methods used in medical image diagnosis are roughly classified into general imaging for obtaining a still image and fluoroscopic imaging for obtaining a moving image. Each photographing method is selected including a photographing device as necessary.

一般撮影、すなわち静止画を得る方法は、蛍光板とフィルムを組み合わせたスクリーンフィルム系を用いる。この方法では、フィルムを露光して現像した後に定着する方法、あるいは、放射線画像を輝尽性蛍光体に潜像として記録した後、レーザーを走査することにより読み出す方法が一般的であった。   In general photography, that is, a method for obtaining a still image, a screen film system in which a fluorescent plate and a film are combined is used. In this method, a method of fixing after exposing and developing a film, or a method of reading a radiation image by scanning a laser after recording a radiation image as a latent image on a photostimulable phosphor is generally used.

しかしながら、上記の方法では、放射線画像を得るためのワークフローが煩雑であり、即時性に欠ける場合があった。   However, in the above method, the workflow for obtaining the radiographic image is complicated and sometimes lacks immediacy.

また、透視撮影、すなわち動画像を得る方法では、イメージインテンシファイアが主に用いられる。しかしながら、この方法では、電子管を用いるため、装置が大規模になる、視野領域が制限される、歪が大きい、クロストークが大きいなどの場合があった。   Also, an image intensifier is mainly used in fluoroscopic imaging, that is, a method for obtaining a moving image. However, in this method, since an electron tube is used, there are cases where the apparatus becomes large-scale, the visual field region is limited, distortion is large, and crosstalk is large.

このような背景により、大面積で即時的に良好な画像を得る放射線撮影装置が期待されている。   With such a background, a radiographic apparatus that obtains a good image in a large area is expected.

近年、液晶TFT技術の進歩により、ガラス基板上に成膜により形成されたアモルファスシリコンやポリシリコンを材料として、変換素子及びTFTで構成される画素を二次元に配列したフラットパネル型センサが提案されている。フラットパネル型センサにより、上記の期待に応える可能性が出てきた。   In recent years, with the advancement of liquid crystal TFT technology, a flat panel type sensor has been proposed in which pixels made up of conversion elements and TFTs are two-dimensionally arranged using amorphous silicon or polysilicon formed on a glass substrate as a material. ing. The possibility of meeting the above expectations has emerged with flat panel sensors.

このフラットパネル型センサは、放射線画像を瞬時に読み取り、ディスプレイ上に表示することができる。また、デジタル情報として画像を取り扱うことが可能であるため、データの保管、加工、転送などが便利であるという特徴を持つ。   This flat panel sensor can instantaneously read a radiation image and display it on a display. In addition, since images can be handled as digital information, data storage, processing, and transfer are convenient.

フラットパネル型センサは、変換素子で変換された電荷に対し、TFTなどのスイッチ素子を用いたマトリクス駆動を行うことにより、読み出し部へ電荷を転送して読み出すものが一般的である。また、フラットパネル型センサに用いられる変換素子としては、アモルファスシリコンを用いて形成されたpin型フォトダイオードやMIS型センサなどの光電変換素子があげられる。変換素子として光電変換素子を用いる場合は、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ためのシンチレータとして蛍光体と組み合わせて用いられる。また、他の変換素子としては、アモルファスセレンなどの用いた放射線を直接電荷に変換可能な素子があげられる。ここでは、従来技術として、MIS型センサを光電変換素子に用いたフラットパネル型センサについて説明する。   A flat panel type sensor generally reads and transfers charges to a reading unit by performing matrix driving using a switching element such as a TFT on the charges converted by a conversion element. Further, examples of the conversion element used in the flat panel type sensor include a photoelectric conversion element such as a pin type photodiode or an MIS type sensor formed using amorphous silicon. When a photoelectric conversion element is used as the conversion element, it is used in combination with a phosphor as a scintillator for converting radiation into light in a wavelength band that can be sensed by the photoelectric conversion element. Another conversion element is an element capable of directly converting radiation using amorphous selenium or the like into electric charge. Here, as a conventional technique, a flat panel sensor using a MIS sensor as a photoelectric conversion element will be described.

まず、図13を用いて、従来の放射線撮影装置に用いられるフラットパネル型センサ1300の画素の断面構造について説明する。各画素のMIS型センサ1301は、ガラスなどの絶縁性基板1304上に、下電極層1305、絶縁層1306、半導体層1307、不純物半導体層1308、上電極層1309が積層された構成を有する。絶縁層1306は、例えば、アモルファスシリコン窒化膜を用いて形成されうる。半導体層1307は、例えば、アモルファスシリコン層を用いて形成されうる。不純物半導体層1308は、例えば、アモルファスシリコンn層を用いて形成されうる。スイッチ素子であるTFT1302は、ゲート電極層(下電極)1310、絶縁層1306、半導体層1307、不純物半導体層1308、ドレイン電極層1311及びソース電極層1312(上電極)が積層された構成を有する。配線部1303も下電極層1305が形成されない点を除いて、同様にして、絶縁性基板1304上に、絶縁層1306、半導体層1307、不純物半導体層1308、配線(上電極)層1314が積層された構成を有する。MIS型センサ1301の下電極層1305とTFT1302のドレイン電極層1311は、図示しない配線層やコンタクトホールなどで接続されている。MIS型センサ1301及びTFT1302の上部では、アモルファスシリコン窒化膜やポリイミドなどの保護層1313が全体を覆っている。本構成によれば、MIS型センサ1301とTFT1302は層構成が同一であるため、製造方法が簡便であるという特徴を持つ。   First, a cross-sectional structure of a pixel of a flat panel sensor 1300 used in a conventional radiation imaging apparatus will be described with reference to FIG. The MIS sensor 1301 of each pixel has a structure in which a lower electrode layer 1305, an insulating layer 1306, a semiconductor layer 1307, an impurity semiconductor layer 1308, and an upper electrode layer 1309 are stacked on an insulating substrate 1304 such as glass. The insulating layer 1306 can be formed using, for example, an amorphous silicon nitride film. The semiconductor layer 1307 can be formed using, for example, an amorphous silicon layer. The impurity semiconductor layer 1308 can be formed using, for example, an amorphous silicon n layer. The TFT 1302 serving as a switch element has a structure in which a gate electrode layer (lower electrode) 1310, an insulating layer 1306, a semiconductor layer 1307, an impurity semiconductor layer 1308, a drain electrode layer 1311, and a source electrode layer 1312 (upper electrode) are stacked. Similarly, an insulating layer 1306, a semiconductor layer 1307, an impurity semiconductor layer 1308, and a wiring (upper electrode) layer 1314 are stacked on the insulating substrate 1304 except that the lower electrode layer 1305 is not formed in the wiring portion 1303. Have a configuration. The lower electrode layer 1305 of the MIS type sensor 1301 and the drain electrode layer 1311 of the TFT 1302 are connected by a wiring layer or a contact hole (not shown). Above the MIS type sensor 1301 and the TFT 1302, a protective layer 1313 such as an amorphous silicon nitride film or polyimide covers the whole. According to this structure, since the MIS type sensor 1301 and the TFT 1302 have the same layer structure, the manufacturing method is simple.

ここで、図14の模式的回路図、図15のタイミング図、図16のエネルギーバンド図を用いて、図13に示したMIS型センサ1301の動作について説明する。   Here, the operation of the MIS sensor 1301 shown in FIG. 13 will be described with reference to the schematic circuit diagram of FIG. 14, the timing diagram of FIG. 15, and the energy band diagram of FIG.

図14に示すようにMIS型センサ1301の上電極1309は、Vs、Vrの電位を切り替え可能な電源1401に接続されている。ここで、VsはMIS型センサ1301を光電変換動作が可能な状態にするためにMIS型センサ1301に与えられる電位である。また、VrはMIS型センサ1301に蓄積された電子またはホールのいずれかをMIS型センサ1301から除去するためにMIS型センサ1301に与えられる電位である。下電極層1305はTFT1302のドレイン電極1311に接続されている。TFT1302のソース電極1312はリセット機能を持つ読み出し用アンプ1402の入力に接続されている。更に、TFT1302のゲート電極1310は、TFT1302のオン・オフを制御するゲート駆動装置1403に接続されている。   As shown in FIG. 14, the upper electrode 1309 of the MIS sensor 1301 is connected to a power source 1401 that can switch the potentials of Vs and Vr. Here, Vs is a potential applied to the MIS type sensor 1301 in order to make the MIS type sensor 1301 ready for a photoelectric conversion operation. Vr is a potential applied to the MIS sensor 1301 in order to remove either electrons or holes accumulated in the MIS sensor 1301 from the MIS sensor 1301. The lower electrode layer 1305 is connected to the drain electrode 1311 of the TFT 1302. A source electrode 1312 of the TFT 1302 is connected to an input of a read amplifier 1402 having a reset function. Further, the gate electrode 1310 of the TFT 1302 is connected to a gate driving device 1403 that controls on / off of the TFT 1302.

更に、図14、図15、図16を併せて参照し、図13に示したMIS型センサ1301の動作を説明する。MIS型センサ1301の動作の特徴の一つは、光電変換動作とリフレッシュ動作の2つの動作を繰り返すことである。   Further, the operation of the MIS type sensor 1301 shown in FIG. 13 will be described with reference to FIGS. 14, 15, and 16 together. One of the features of the operation of the MIS type sensor 1301 is that two operations of a photoelectric conversion operation and a refresh operation are repeated.

まず、光電変換動作について説明する。図15の期間a及び図16(a)に示すように、MIS型センサ1301の上電極層1309はVsに設定され、TFT1302はオフ状態にある。この状態で光が入射すると、半導体層1307で発生した電荷は電界により各電極に導かれる。すなわち、電子は上電極層1309へ導かれ、ホールは下電極層1305側へ導かれ、絶縁層1306の界面に留まる。絶縁層1306の界面に蓄積されたホールにより下電極層1305の電位は上昇する。この電位上昇は、図15の期間bに示すように、TFT1302をオンすることにより、読み出すことができる。   First, the photoelectric conversion operation will be described. As shown in the period a of FIG. 15 and FIG. 16A, the upper electrode layer 1309 of the MIS sensor 1301 is set to Vs, and the TFT 1302 is in the off state. When light is incident in this state, charges generated in the semiconductor layer 1307 are guided to each electrode by an electric field. That is, electrons are guided to the upper electrode layer 1309 and holes are guided to the lower electrode layer 1305 side, and remain at the interface of the insulating layer 1306. The potential of the lower electrode layer 1305 is increased by holes accumulated at the interface of the insulating layer 1306. This potential increase can be read by turning on the TFT 1302, as shown in a period b in FIG.

一方、図15の期間aの光電変換動作において、多量の光がMIS型センサ1301に入射すると、図16(b)に示すように絶縁層1306の界面に蓄積されたホールにより、半導体層1307の電界が弱まる。その結果、半導体層1307で発生した電荷は、各電極に導かれることなく再結合してしまう。すなわち、光電変換動作ができない状態となる。この状態から後述するリフレッシュ動作を行うことにより、再度半導体層1307に電界が印加され、光電変換動作が可能となる。   On the other hand, when a large amount of light is incident on the MIS type sensor 1301 in the photoelectric conversion operation in the period a in FIG. 15, the holes accumulated in the interface of the insulating layer 1306 as shown in FIG. The electric field is weakened. As a result, the charge generated in the semiconductor layer 1307 is recombined without being guided to each electrode. That is, the photoelectric conversion operation cannot be performed. By performing a refresh operation, which will be described later, from this state, an electric field is applied to the semiconductor layer 1307 again, and a photoelectric conversion operation becomes possible.

次にリフレッシュ動作について説明する。図15の期間c及び図16(c)に示すように、MIS型センサ1301の上電極層1309はVrに設定される。また同時にTFT1302がオンし、かつ読み出し用アンプ1402がリセットされるため、MIS型センサ1301の下電極層1305はGND電位に固定される。   Next, the refresh operation will be described. As shown in the period c of FIG. 15 and FIG. 16C, the upper electrode layer 1309 of the MIS sensor 1301 is set to Vr. At the same time, since the TFT 1302 is turned on and the readout amplifier 1402 is reset, the lower electrode layer 1305 of the MIS sensor 1301 is fixed to the GND potential.

リフレッシュ動作において、上電極1309は下電極1305に対して負の電位が与えられている。従って、光電変換動作で半導体層1307と絶縁層1306の界面に蓄積されたホールは上電極1309側に導かれ、半導体層1307から除去される。再度、図15の期間dに示すように、上電極1309にVs電位を印加することにより、光電変換動作が可能となる。   In the refresh operation, the upper electrode 1309 is given a negative potential with respect to the lower electrode 1305. Accordingly, holes accumulated at the interface between the semiconductor layer 1307 and the insulating layer 1306 by the photoelectric conversion operation are guided to the upper electrode 1309 side and removed from the semiconductor layer 1307. Again, as shown in the period d in FIG. 15, by applying the Vs potential to the upper electrode 1309, the photoelectric conversion operation can be performed.

MIS型センサ1301は図15の期間a〜期間dに示す光電変換動作とリフレッシュ動作を繰り返すことにより、連続的に光電変換を行うことが可能となる。   The MIS sensor 1301 can continuously perform photoelectric conversion by repeating the photoelectric conversion operation and the refresh operation shown in the periods a to d in FIG.

続いて、MIS型センサとTFTで構成される画素を二次元に配列してマトリクス駆動を行うセンサアレーを用いた放射線撮影装置の動作について説明する。図17は従来のフラットパネル型センサを用いた放射線撮影装置の模式的回路図である。また図18は従来の放射線撮影装置の動作を説明するタイミング図である。   Next, the operation of a radiation imaging apparatus using a sensor array that performs matrix driving by two-dimensionally arranging pixels composed of MIS sensors and TFTs will be described. FIG. 17 is a schematic circuit diagram of a radiation imaging apparatus using a conventional flat panel sensor. FIG. 18 is a timing chart for explaining the operation of the conventional radiation imaging apparatus.

図17に示すように、従来のフラットパネル型センサを用いた放射線撮影装置は、アモルファスシリコンを用いて形成されるMIS型センサS11〜S33と薄膜トランジスタ(TFT)T11〜T33を含む画素を二次元に配列したセンサアレーを有する。このような構成でマトリクス駆動を行っている。各画素のMIS型センサの共通電極(上電極1309に相当)側には光電変換時のVsとリフレッシュ動作時のVrとを切り替え可能な電源が接続されている。また各画素のTFTT11〜T33のゲート電極は共通ゲート線Vg1〜Vg3に接続されており、共通ゲート線は図示しないシフトレジスタなどで構成されるゲート駆動部に接続される。一方、各TFTT11〜T33のソース電極は共通信号線Sig1〜Sig3に接続され、プリアンプ、アナログマルチプレクサ、バッファアンプ、A/Dコンバータなどで構成される読み出し部で出力信号に変換される。出力信号は、図示しないメモリ、プロセッサなどで構成される画像処理部で処理され、図示しないモニタに出力されるか、又は、ハードディスクなどの記録装置に保管される。   As shown in FIG. 17, a conventional radiographic apparatus using a flat panel type sensor has two-dimensional pixels including MIS type sensors S11 to S33 and thin film transistors (TFTs) T11 to T33 formed using amorphous silicon. It has an array of sensor arrays. Matrix driving is performed with such a configuration. A power supply capable of switching between Vs during photoelectric conversion and Vr during refresh operation is connected to the common electrode (corresponding to the upper electrode 1309) side of the MIS type sensor of each pixel. Further, the gate electrodes of the TFTs T11 to T33 of each pixel are connected to common gate lines Vg1 to Vg3, and the common gate line is connected to a gate driving unit including a shift register (not shown). On the other hand, the source electrodes of the TFTs T11 to T33 are connected to the common signal lines Sig1 to Sig3, and are converted into output signals by a reading unit including a preamplifier, an analog multiplexer, a buffer amplifier, an A / D converter, and the like. The output signal is processed by an image processing unit including a memory, a processor (not shown), and is output to a monitor (not shown) or stored in a recording device such as a hard disk.

次に、この放射線撮影装置の動作について、図18のタイミング図を用いて説明する。概略的には、センサアレー全体の光電変換動作を行った後に、センサアレー全体のリフレッシュ動作を行うシーケンスを繰り返している。まず、光電変換動作の期間について説明する。   Next, the operation of this radiation imaging apparatus will be described using the timing chart of FIG. Schematically, after performing the photoelectric conversion operation for the entire sensor array, the sequence for performing the refresh operation for the entire sensor array is repeated. First, the period of the photoelectric conversion operation will be described.

期間aのLightパルスで被写体情報を含む光がセンサアレーに入射し、各MIS型センサの半導体層と絶縁層の界面には被写体情報に応じた電荷が蓄積される。続く期間bでは、リセット信号RCにより、各プリアンプに設けられたリセットスイッチがオンして、プリアンプの積分容量及び各共通信号線がリセットされる。続いて、期間cでは、共通ゲート線Vg1にパルスが印加され、共通ゲート線Vg1に接続されたTFTT11〜T13がオンし、MIS型センサS11〜S13で発生した信号電荷が、共通信号線Sig1〜Sig3を介して、読み出し部へ転送される。転送された電荷は各信号線に接続されたプリアンプで電圧へ変換される。次に、期間dでは、読み出し部のサンプルホールド回路にサンプルホールド信号SHが印加され、プリアンプからの電圧出力がサンプリングされる。この後、サンプルホールド容量にサンプリングされた電圧が、図示しないタイミング発生装置からのクロックに同期して、アナログマルチプレクサでシリアル変換され、バッファアンプを介してアナログ信号として出力される。アナログ信号はA/Dコンバーターに入力され、AD_CLKに同期してA/D変換され、A/Dコンバーターの分解能に応じてデジタル信号として図示しない画像処理部などへ入力される。   Light including subject information is incident on the sensor array by the Light pulse in the period a, and charges corresponding to the subject information are accumulated at the interface between the semiconductor layer and the insulating layer of each MIS type sensor. In the subsequent period b, the reset switch provided in each preamplifier is turned on by the reset signal RC, and the integration capacitor and each common signal line of the preamplifier are reset. Subsequently, in a period c, a pulse is applied to the common gate line Vg1, the TFTs T11 to T13 connected to the common gate line Vg1 are turned on, and the signal charges generated in the MIS type sensors S11 to S13 are changed to the common signal lines Sig1 to Sig1. The data is transferred to the reading unit via Sig3. The transferred charge is converted into a voltage by a preamplifier connected to each signal line. Next, in the period d, the sample hold signal SH is applied to the sample hold circuit of the reading unit, and the voltage output from the preamplifier is sampled. Thereafter, the voltage sampled in the sample hold capacitor is serial-converted by an analog multiplexer in synchronization with a clock from a timing generator (not shown) and output as an analog signal via a buffer amplifier. The analog signal is input to the A / D converter, A / D converted in synchronization with AD_CLK, and input to an image processing unit (not shown) as a digital signal according to the resolution of the A / D converter.

続いて、共通ゲート線Vg2に接続された画素に対して、期間b〜期間dと同様の動作が行われMIS型センサS21〜S23の電荷がTFTT21〜T23を介して読み出される。更に、Vg3に接続された画素に対しても同様の動作が繰り返されて、センサアレー全体の電荷が読み出される。このようにして光電変換動作の期間が終了する。   Subsequently, the same operation as in the periods b to d is performed on the pixels connected to the common gate line Vg2, and the charges of the MIS sensors S21 to S23 are read out through the TFTs T21 to T23. Further, the same operation is repeated for the pixels connected to Vg3, and the charge of the entire sensor array is read out. In this way, the period of the photoelectric conversion operation ends.

続いてリフレッシュ動作の期間について説明する。まず、期間eで読み出し用プリアンプがRCによりリセットされ、TFTのソース電極側の電位がGNDとなる。同時に、MISセンサの共通電極にリフレッシュ動作用の電位であるVrが印加され、また、すべてのTFTがオン状態とされる。これによりMIS型センサの上電極は下電極に対して負の電位となり、ホールがリフレッシュされる。その後、期間fでMIS型センサの共通電極には再度、Vsが印加され光電変換動作が可能となる。   Next, a refresh operation period will be described. First, in a period e, the read preamplifier is reset by RC, and the potential on the source electrode side of the TFT becomes GND. At the same time, a refresh operation potential Vr is applied to the common electrode of the MIS sensor, and all TFTs are turned on. As a result, the upper electrode of the MIS sensor has a negative potential with respect to the lower electrode, and the holes are refreshed. After that, in a period f, Vs is applied again to the common electrode of the MIS sensor, and a photoelectric conversion operation is possible.

上述のように、図17、図18に示す従来の放射線撮影装置では、センサアレー全体の光電変換動作とセンサアレー全体のリフレッシュ動作を交互に連続的に行っている。   As described above, in the conventional radiographic apparatus shown in FIGS. 17 and 18, the photoelectric conversion operation of the entire sensor array and the refresh operation of the entire sensor array are alternately and continuously performed.

以上で、MIS型センサとTFTを二次元に配列したセンサアレーをマトリクス駆動で読み出す従来の放射線撮影装置の動作について簡単に説明した。   The operation of the conventional radiation imaging apparatus that reads out the sensor array in which the MIS type sensor and the TFT are two-dimensionally arranged by matrix driving has been briefly described above.

このような構成の放射線撮影装置については特許文献1に開示されている。   A radiation imaging apparatus having such a configuration is disclosed in Patent Document 1.

一方で、上述の放射線撮影装置は光電変換動作期間に加えて、独立したリフレッシュ動作期間を有しているため、高速で連続した光電変換が困難な場合があった。具体的にはセンサアレー全体のリフレッシュ動作には約10ms〜数10msが必要であり、結果として透視撮影に用いるような放射線撮影装置への適用が困難な場合があった。   On the other hand, since the above-described radiation imaging apparatus has an independent refresh operation period in addition to the photoelectric conversion operation period, it may be difficult to perform high-speed continuous photoelectric conversion. Specifically, the refresh operation of the entire sensor array requires about 10 ms to several tens of ms, and as a result, it may be difficult to apply to a radiographic apparatus used for fluoroscopic imaging.

これを改善する目的で、図19に示すような放射線撮影装置が提案されている。   In order to improve this, a radiation imaging apparatus as shown in FIG. 19 has been proposed.

図19のフラットパネル型センサは図17に対して、画素がMIS型センサと2つのスイッチ素子(転送用TFT、リフレッシュ用TFT)で構成されていることを特徴としている。   The flat panel type sensor of FIG. 19 is characterized in that the pixel is composed of an MIS type sensor and two switch elements (transfer TFT and refresh TFT) as compared to FIG.

各画素においてMIS型センサの上電極は共通バイアスラインを介してMIS型センサにVsを与えるセンサバイアス電源に接続されている。また、MIS型センサの下電極は転送用スイッチ素子である転送用TFTとリフレッシュ用スイッチ素子であるリフレッシュ用TFTのドレイン電極に接続されている。転送用TFTのソース電極は共通信号線Sig1〜Sig3に接続され、リフレッシュ用TFTのソース電極は共通リフレッシュラインを介して、リフレッシュ電源Vrに接続されている。つまり、画素ごとに変換素子により変換された電荷を転送するための第1のスイッチ素子と、変換素子を初期の状態に近い変換可能な状態にするために変換素子を初期化するための第2のスイッチ素子と、を別に準備する。   In each pixel, the upper electrode of the MIS type sensor is connected to a sensor bias power source that applies Vs to the MIS type sensor via a common bias line. The lower electrode of the MIS type sensor is connected to the transfer TFT which is a transfer switch element and the drain electrode of the refresh TFT which is a refresh switch element. The source electrode of the transfer TFT is connected to the common signal lines Sig1 to Sig3, and the source electrode of the refresh TFT is connected to the refresh power supply Vr via the common refresh line. That is, the first switch element for transferring the electric charge converted by the conversion element for each pixel, and the second for initializing the conversion element in order to make the conversion element convertible close to the initial state. A separate switch element is prepared.

また、各転送用TFTのゲート電極はゲートラインVg1、Vg3、Vg5に接続されている。更に、各リフレッシュ用TFTのゲート電極はゲートラインVg2、Vg4、Vg6に接続され、Vg1〜Vg6は図示しないシフトレジスタなどで構成されるゲート駆動部に接続されている。   The gate electrode of each transfer TFT is connected to the gate lines Vg1, Vg3, and Vg5. Further, the gate electrode of each refresh TFT is connected to the gate lines Vg2, Vg4, and Vg6, and Vg1 to Vg6 are connected to a gate drive unit including a shift register (not shown).

続いて、図20のタイミング図を用いて、図19の放射線撮影装置の動作について説明する。説明の簡略化のために、ここではプリアンプのリセットRCパルスや、サンプルホールドパルスSHについては省略している。   Next, the operation of the radiation imaging apparatus of FIG. 19 will be described using the timing chart of FIG. In order to simplify the description, the reset RC pulse of the preamplifier and the sample hold pulse SH are omitted here.

まず、Lightパルスのタイミングで被写体情報を含む光がセンサアレーに入射し、各MIS型センサには信号電荷が蓄積される。続いて、ゲートラインVg1にゲートパルスが印加され、MIS型センサS11〜S13の信号電荷が読み出し部によって読み出される。続いて、ゲートラインVg2にゲートパルスが印加されるとS11〜S13のリフレッシュ動作が行われる。   First, light including subject information enters the sensor array at the timing of the Light pulse, and signal charges are accumulated in each MIS type sensor. Subsequently, a gate pulse is applied to the gate line Vg1, and the signal charges of the MIS sensors S11 to S13 are read by the reading unit. Subsequently, when a gate pulse is applied to the gate line Vg2, refresh operations of S11 to S13 are performed.

Vg3〜Vg6に対しても同様に順次ゲートパルスが印加され、全体の読み出し動作とリフレッシュ動作が行われる。   Similarly, gate pulses are sequentially applied to Vg3 to Vg6, and the entire read operation and refresh operation are performed.

図19及び図20の放射線撮影装置の特徴は、リフレッシュ動作をセンサアレー全体で行わずに、各垂直走査のラインごとにリフレッシュ動作を行う点にある。   The radiographic apparatus of FIGS. 19 and 20 is characterized in that the refresh operation is performed for each line of each vertical scan without performing the refresh operation for the entire sensor array.

図17、図18に示した放射線撮影装置と比較して、図19、図20の放射線撮影装置はリフレッシュを部分的に行う分、センサアレーの電位変動が小さく、応答性に優れるため高速化に適していた。   Compared with the radiographic apparatus shown in FIGS. 17 and 18, the radiographic apparatus of FIGS. 19 and 20 has a small potential fluctuation of the sensor array and is excellent in response because the refresh is partially performed. It was suitable.

上述のような高速化に適した放射線撮影装置の構成については、特許文献2に開示されている。   The configuration of the radiation imaging apparatus suitable for high speed as described above is disclosed in Patent Document 2.

上述のように、MIS型センサとTFTからなる画素を二次元に配列したセンサアレーを用いた放射線撮影装置の構造や動作については特許文献1及び特許文献2などに開示されており、現実に一般撮影などの放射線撮影装置に使われ始めている。   As described above, the structure and operation of a radiation imaging apparatus using a sensor array in which pixels made up of MIS sensors and TFTs are two-dimensionally arranged are disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, and are generally used in general. It has begun to be used for radiography equipment such as photography.

しかしながら、従来の放射線撮影装置は、フレームレートが30FPSを超える高速化が困難な場合があるという課題を有しており、特に透視撮影などに対して十分ではない状況にある。   However, the conventional radiographic apparatus has a problem that it may be difficult to increase the frame rate exceeding 30 FPS, and is in a situation that is not sufficient particularly for fluoroscopic imaging.

すなわち、図17、図18に示すような放射線撮影装置は光電変換動作期間に加えて、独立したリフレッシュ動作期間を有しているため、高速で連続した光電変換が困難な場合があった。   That is, since the radiographic apparatus as shown in FIGS. 17 and 18 has an independent refresh operation period in addition to the photoelectric conversion operation period, it may be difficult to perform high-speed continuous photoelectric conversion.

具体的にはセンサアレーの電位変動を考慮するとリフレッシュ動作にはフレーム毎に10ms〜数10ms程度必要な場合があり、透視撮影に必要な30FPS(1秒間に30フレーム)、すなわち33ms/フレームに対して無視できない時間となる。そのため、透視撮影の実現を困難にする場合があった。   Specifically, considering the potential variation of the sensor array, the refresh operation may require about 10 ms to several tens of ms for each frame. For 30 FPS (30 frames per second) necessary for fluoroscopic imaging, that is, 33 ms / frame Time that cannot be ignored. For this reason, it may be difficult to realize fluoroscopic imaging.

特開平08−116044号公報JP 08-116044 A 特開2003−218339号公報JP 2003-218339 A

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、放射線撮影装置のフレームレートを高速化することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to increase the frame rate of a radiation imaging apparatus.

本発明の第1の側面は、放射線撮像装置に係り、第1の電極と第2の電極の間に半導体層を有して放射線を電荷に変換する変換素子と、ソース及びドレイン電極の一方が前記第1の電極に接続され前記電荷に応じた電気信号を出力するための第1のトランジスタと、ソース及びドレイン電極の一方が前記の第1の電極に接続され前記変換素子を初期化するための第2のトランジスタと、を含む画素が行方向及び列方向に複数配列された変換部と、行方向の複数の前記第1のトランジスタのゲート電極に共通に接続された第1ゲート線が列方向に複数配列された複数の第1ゲート線と、行方向の複数の前記第2のトランジスタのゲート電極に共通に接続された第2のゲート線が列方向に複数配列された複数の第2ゲート線と、列方向の複数の第1のトランジスタのソース及びドレイン電極の他方が共通に接続された信号線が行方向に複数配列された複数の信号線と、複数の前記変換素子の前記第2の電極に共通に接続され、第1の電位を供給する第1電源と、複数の前記第2のトランジスタのソース及びドレイン電極の他方に共通に接続され、第2の電位を供給する第2の電源と、前記複数の信号線に共通に接続され、前記複数の信号線に第3の電位を供給可能な読み出し回路部と、前記複数の第1のゲート線に共通に接続され、前記第1のトランジスタを駆動する第1の駆動回路部と、前記複数の第2のゲート線に共通に接続され、前記第1のトランジスタを駆動する第2の駆動回路部と、前記第1及び第2駆動回路部をそれぞれ異なるタイミングで独立して制御する制御部と、を備えた放射線撮像装置であって、前記制御部は、所定の画素に対して、前記第1の駆動回路部が前記第1のトランジスタをオンし且つ前記第2の駆動回路部が前記第2のトランジスタをオフする第1の動作と、前記第1の動作の後に前記第1の駆動回路部が前記第1のトランジスタをオフする第2の動作と、前記第2の動作の後に前記第2の駆動回路部が前記第2のトランジスタをオンする第3の動作と、前記第2の動作の後に前記読み出し回路部が前記第3の電位を供給する間に前記第1の駆動回路部が前記第1のトランジスタをオンし且つ前記第2の駆動回路部が前記第2のトランジスタをオフする第4の動作と、を行うように、前記第1及び第2の駆動回路部を制御することを特徴とする。   A first aspect of the present invention relates to a radiation imaging apparatus, wherein a conversion element that has a semiconductor layer between a first electrode and a second electrode and converts radiation into electric charge, and one of a source and a drain electrode is provided. A first transistor connected to the first electrode for outputting an electric signal corresponding to the electric charge, and one of a source and a drain electrode connected to the first electrode to initialize the conversion element A plurality of pixels including a second transistor, a plurality of pixels arranged in a row direction and a column direction, and a first gate line commonly connected to the gate electrodes of the plurality of first transistors in a row direction. A plurality of second gate lines arranged in the column direction, and a plurality of first gate lines arranged in the direction and a plurality of second gate lines connected in common to the gate electrodes of the plurality of second transistors in the row direction. Gate line and multiple second in column direction A plurality of signal lines in which the other of the source and drain electrodes of the transistors is connected in common and a plurality of signal lines arranged in the row direction, and the second electrodes of the plurality of conversion elements are connected in common. A first power source that supplies a second potential, a second power source that is connected in common to the other of the source and drain electrodes of the plurality of second transistors and supplies a second potential, and is common to the plurality of signal lines Is connected to the plurality of signal lines and can supply a third potential to the plurality of signal lines, and a first driving circuit that is commonly connected to the plurality of first gate lines and drives the first transistor. And a second drive circuit unit that is commonly connected to the plurality of second gate lines and drives the first transistor, and the first and second drive circuit units are independently provided at different timings. A control unit for controlling, In the radiation imaging apparatus, the control unit may turn on the first transistor by the first driving circuit unit and the second transistor by the second driving circuit unit with respect to a predetermined pixel. A first operation for turning off the first transistor, a second operation for turning off the first transistor after the first operation, and a second driving after the second operation. A third operation in which the circuit unit turns on the second transistor; and the first driving circuit unit supplies the third potential after the second operation while the readout circuit unit supplies the third potential. And controlling the first and second drive circuit units to perform a fourth operation of turning on the second transistor and turning off the second transistor by the second drive circuit unit. To do.

本発明の第2の側面は、放射線撮像装置に係り、第1の電極と第2の電極の間に半導体層を有して放射線を電荷に変換する変換素子と、ソース及びドレイン電極の一方が前記第1の電極に接続され前記電荷に応じた電気信号を出力するための第1のトランジスタと、ソース及びドレイン電極の一方が前記の第1の電極に接続され前記変換素子を初期化するための第2のトランジスタと、を含む画素が行方向及び列方向に複数配列された変換部と、行方向の複数の前記第1のトランジスタのゲート電極に共通に接続された第1ゲート線が列方向に複数配列された複数の第1ゲート線と、行方向の複数の前記第2のトランジスタのゲート電極に共通に接続された第2のゲート線が列方向に複数配列された複数の第2ゲート線と、列方向の複数の第1のトランジスタのソース及びドレイン電極の他方が共通に接続された信号線が行方向に複数配列された複数の信号線と、複数の前記変換素子の前記第2の電極に共通に接続され、第1の電位を供給する第1電源と、複数の前記第2のトランジスタのソース及びドレイン電極の他方に共通に接続され、第2の電位を供給する第2の電源と、前記複数の信号線に共通に接続され、前記複数の信号線に第3の電位を供給可能な読み出し回路部と、前記複数の第1のゲート線に共通に接続され、前記第1のトランジスタを駆動する第1の駆動回路部と、前記複数の第2のゲート線に共通に接続され、前記第1のトランジスタを駆動する第2の駆動回路部と、前記第1及び第2駆動回路部をそれぞれ異なるタイミングで独立して制御する制御部と、を備えた放射線撮像装置であって、前記制御部は、所定の画素に対して、前記第1の駆動回路部が前記第1のトランジスタをオンとし且つ前記第2の駆動回路部が前記第2のトランジスタをオフとする第1の動作と、前記第1の動作の後に前記第1の駆動回路部が前記第1のトランジスタをオフとし且つ前記第2の駆動回路部が前記第2のトランジスタをオンとし且つ前記第2の電源が前記第2の電位を供給する第2の動作と、前記第2の動作の後に前記第1の駆動回路部が前記第1のトランジスタをオフとし且つ前記第2の駆動回路部が前記第2のトランジスタをオンとし且つ前記第2の電源が前記第3の電位を供給する第3の動作と、を行うように、且つ、前記複数の第1のゲート線及び前記複数の第2のゲート線に対して、前記第1から前記第3の動作の組を1本又は複数本ずつ繰り返すように、前記第2の電源と前記第1の駆動回路部と第2の駆動回路部とを制御することを特徴とする。   A second aspect of the present invention relates to a radiation imaging apparatus, wherein a conversion element that has a semiconductor layer between the first electrode and the second electrode and converts radiation into electric charge, and one of the source and drain electrodes is A first transistor connected to the first electrode for outputting an electric signal corresponding to the electric charge, and one of a source and a drain electrode connected to the first electrode to initialize the conversion element A plurality of pixels including a second transistor, a plurality of pixels arranged in a row direction and a column direction, and a first gate line commonly connected to the gate electrodes of the plurality of first transistors in a row direction. A plurality of second gate lines arranged in the column direction, and a plurality of first gate lines arranged in the direction and a plurality of second gate lines connected in common to the gate electrodes of the plurality of second transistors in the row direction. Gate line and multiple second in column direction A plurality of signal lines in which the other of the source and drain electrodes of the transistors is connected in common and a plurality of signal lines arranged in the row direction, and the second electrodes of the plurality of conversion elements are connected in common. A first power source that supplies a second potential, a second power source that is connected in common to the other of the source and drain electrodes of the plurality of second transistors and supplies a second potential, and is common to the plurality of signal lines Is connected to the plurality of signal lines and can supply a third potential to the plurality of signal lines, and a first driving circuit that is commonly connected to the plurality of first gate lines and drives the first transistor. And a second drive circuit unit that is commonly connected to the plurality of second gate lines and drives the first transistor, and the first and second drive circuit units are independently provided at different timings. A control unit for controlling, In the radiation imaging apparatus, for the predetermined pixel, the control unit turns on the first transistor and the second drive circuit unit turns on the second transistor for a predetermined pixel. The first driving circuit unit turns off the first transistor and the second driving circuit unit turns on the second transistor after the first operation. A second operation in which the second power supply supplies the second potential; and after the second operation, the first driver circuit unit turns off the first transistor and performs the second drive. A third operation in which the circuit portion turns on the second transistor and the second power source supplies the third potential; and the plurality of first gate lines and the plurality of gate lines For the second gate line of the first to the front The second power source, the first drive circuit unit, and the second drive circuit unit are controlled so that the third set of operations is repeated one by one or plural.

本発明の第3の側面は、放射線撮影システムに係り、放射線を発生する放射線発生装置と、上記の放射線撮影装置と、を備えることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a radiation imaging system, comprising: a radiation generating apparatus that generates radiation; and the radiation imaging apparatus described above.

本発明の第4の側面は、放射線撮像装置の制御方法に係り、第1の電極と第2の電極の間に半導体層を有して放射線を電荷に変換する変換素子と、ソース及びドレイン電極の一方が前記第1の電極に接続され前記電荷に応じた電気信号を出力するための第1のトランジスタと、ソース及びドレイン電極の一方が前記の第1の電極に接続され前記変換素子を初期化するための第2のトランジスタと、を含む画素が行方向及び列方向に複数配列された変換部と、行方向の複数の前記第1のトランジスタのゲート電極に共通に接続された第1ゲート線が列方向に複数配列された複数の第1ゲート線と、行方向の複数の前記第2のトランジスタのゲート電極に共通に接続された第2のゲート線が列方向に複数配列された複数の第2ゲート線と、列方向の複数の第1のトランジスタのソース及びドレイン電極の他方が共通に接続された信号線が行方向に複数配列された複数の信号線と、複数の前記変換素子の前記第2の電極に共通に接続され、第1の電位を供給する第1電源と、複数の前記第2のトランジスタのソース及びドレイン電極の他方に共通に接続され、第2の電位を供給する第2の電源と、前記複数の信号線に共通に接続され、前記複数の信号線に第3の電位を供給可能な読み出し回路部と、前記複数の第1のゲート線に共通に接続され、前記第1のトランジスタを駆動する第1の駆動回路部と、前記複数の第2のゲート線に共通に接続され、前記第1のトランジスタを駆動する第2の駆動回路部と、を備えた放射線撮像装置の制御方法であって、 所定の画素に対して、前記第1の駆動回路部が前記第1のトランジスタをオンとし且つ前記第2の駆動回路部が前記第2のトランジスタをオフとする第1の動作と、前記所定の画素に対して、前記第1の動作の後に前記第1の駆動回路部が前記第1のトランジスタをオフとする第2の動作と、前記所定の画素に対して、前記第2の動作の後に前記第2の駆動回路部が前記第2のトランジスタをオンとする第3の動作と、前記所定の画素に対して、前記第2の動作の後で前記読み出し回路部が前記第3の電位を供給する間に前記第1の駆動回路部が前記第1のトランジスタをオンとし且つ前記第2の駆動回路部が前記第2のトランジスタをオフとする第4の動作と、を行うことを特徴とする。   A fourth aspect of the present invention relates to a method for controlling a radiation imaging apparatus, a conversion element that has a semiconductor layer between a first electrode and a second electrode and converts radiation into electric charges, and source and drain electrodes. One of the transistors connected to the first electrode and outputting an electric signal corresponding to the electric charge, and one of the source and drain electrodes connected to the first electrode and the conversion element is initially And a first gate commonly connected to the gate electrodes of the plurality of first transistors in the row direction. The conversion unit includes a plurality of pixels including a second transistor for forming the first transistor in the row direction and the column direction. A plurality of first gate lines in which a plurality of lines are arranged in the column direction and a plurality of second gate lines commonly connected to the gate electrodes of the plurality of second transistors in the row direction are arranged in the column direction. Second gate line and column direction A plurality of signal lines in which the other of the source and drain electrodes of the plurality of first transistors are connected in common are connected in common to the plurality of signal lines arranged in the row direction and the second electrodes of the plurality of conversion elements. A first power source that supplies a first potential; a second power source that is commonly connected to the other of the source and drain electrodes of the plurality of second transistors and supplies a second potential; A readout circuit portion that is commonly connected to a signal line and can supply a third potential to the plurality of signal lines, and a first circuit that is commonly connected to the plurality of first gate lines and drives the first transistor. 1. A control method for a radiation imaging apparatus, comprising: one drive circuit unit; and a second drive circuit unit that is commonly connected to the plurality of second gate lines and drives the first transistor, For a given pixel, the first A first operation in which the driving circuit unit turns on the first transistor and the second driving circuit unit turns off the second transistor; and the first operation is performed on the predetermined pixel. A second operation in which the first driver circuit unit turns off the first transistor later, and the second driver circuit unit performs the second operation on the predetermined pixel after the second operation. A third operation for turning on the transistor, and the first drive circuit unit while the readout circuit unit supplies the third potential to the predetermined pixel after the second operation. Performs a fourth operation of turning on the first transistor and turning off the second transistor by the second driver circuit portion.

本発明の第5の側面は、放射線撮像装置の制御方法に係り、第1の電極と第2の電極の間に半導体層を有して放射線を電荷に変換する変換素子と、ソース及びドレイン電極の一方が前記第1の電極に接続され前記電荷に応じた電気信号を出力するための第1のトランジスタと、ソース及びドレイン電極の一方が前記の第1の電極に接続され前記変換素子を初期化するための第2のトランジスタと、を含む画素が行方向及び列方向に複数配列された変換部と、行方向の複数の前記第1のトランジスタのゲート電極に共通に接続された第1ゲート線が列方向に複数配列された複数の第1ゲート線と、行方向の複数の前記第2のトランジスタのゲート電極に共通に接続された第2のゲート線が列方向に複数配列された複数の第2ゲート線と、列方向の複数の第1のトランジスタのソース及びドレイン電極の他方が共通に接続された信号線が行方向に複数配列された複数の信号線と、複数の前記変換素子の前記第2の電極に共通に接続され、第1の電位を供給する第1電源と、複数の前記第2のトランジスタのソース及びドレイン電極の他方に共通に接続され、第2の電位を供給する第2の電源と、前記複数の信号線に共通に接続され、前記複数の信号線に第3の電位を供給可能な読み出し回路部と、前記複数の第1のゲート線に共通に接続され、前記第1のトランジスタを駆動する第1の駆動回路部と、前記複数の第2のゲート線に共通に接続され、前記第1のトランジスタを駆動する第2の駆動回路部と、を備えた放射線撮像装置の制御方法であって、所定の画素に対して、前記第1の駆動回路部が前記第1のトランジスタをオンとし且つ前記第2の駆動回路部が前記第2のトランジスタをオフとする第1の動作と、前記第1の動作の後に前記第1の駆動回路部が前記第1のトランジスタをオフとし且つ前記第2の駆動回路部が前記第2のトランジスタをオンとし且つ前記第2の電源が前記第2の電位を供給する第2の動作と、前記第2の動作の後に前記第1の駆動回路部が前記第1のトランジスタをオフとし且つ前記第2の駆動回路部が前記第2のトランジスタをオンとし且つ前記第2の電源が前記第3の電位を供給する第3の動作と、を行い、前記複数の第1のゲート線及び前記複数の第2のゲート線に対して、前記第1から前記第3の動作の組を1本又は複数本ずつ繰り返すことを特徴とする。   A fifth aspect of the present invention relates to a control method for a radiation imaging apparatus, a conversion element that has a semiconductor layer between a first electrode and a second electrode and converts radiation into electric charges, and source and drain electrodes. One of the transistors connected to the first electrode and outputting an electric signal corresponding to the electric charge, and one of the source and drain electrodes connected to the first electrode and the conversion element is initially And a first gate commonly connected to the gate electrodes of the plurality of first transistors in the row direction. The conversion unit includes a plurality of pixels including a second transistor for forming the first transistor in the row direction and the column direction. A plurality of first gate lines in which a plurality of lines are arranged in the column direction and a plurality of second gate lines commonly connected to the gate electrodes of the plurality of second transistors in the row direction are arranged in the column direction. Second gate line and column direction A plurality of signal lines in which the other of the source and drain electrodes of the plurality of first transistors are connected in common are connected in common to the plurality of signal lines arranged in the row direction and the second electrodes of the plurality of conversion elements. A first power source that supplies a first potential; a second power source that is commonly connected to the other of the source and drain electrodes of the plurality of second transistors and supplies a second potential; A readout circuit portion that is commonly connected to a signal line and can supply a third potential to the plurality of signal lines, and a first circuit that is commonly connected to the plurality of first gate lines and drives the first transistor. 1. A control method for a radiation imaging apparatus, comprising: one drive circuit unit; and a second drive circuit unit that is commonly connected to the plurality of second gate lines and drives the first transistor, For a given pixel, the first A first operation in which a moving circuit section turns on the first transistor and a second driving circuit section turns off the second transistor; and the first driving circuit section after the first operation. Turns off the first transistor, the second driver circuit portion turns on the second transistor, and the second power source supplies the second potential; After the above operation, the first driver circuit portion turns off the first transistor, the second driver circuit portion turns on the second transistor, and the second power source supplies the third potential. A third operation is performed, and one or a plurality of sets of the first to third operations are performed for each of the plurality of first gate lines and the plurality of second gate lines. It is characterized by repetition.

以下の発明を実施するための形態の欄には、上記の発明のほか、放射線撮影装置に係り、放射線を電荷に変換する変換素子に接続された第1のスイッチ素子を駆動する第1の駆動回路部と、前記変換素子に接続された第2のスイッチ素子を駆動する第2の駆動回路部と、前記第1、第2の駆動回路部をそれぞれ異なるタイミングで独立して制御する制御部と、を備えることを特徴とする発明、放射線撮影システムに係り、放射線を発生する放射線発生装置と、上記の放射線撮影装置と、を備える発明、放射線を検出する放射線撮影装置の制御方法に係り、放射線を電荷に変換する変換素子に接続された第1のスイッチ素子を駆動する第1の駆動回路部を制御する第1の制御工程と、前記変換素子に接続された第2のスイッチ素子を駆動する第2の駆動回路部を制御する第2の制御工程と、を含み、前記第1、第2の制御工程では、前記第1、第2の駆動回路部をそれぞれ異なるタイミングで独立して制御することを特徴とする発明、プログラムに係り、上記の制御方法をコンピュータに実行させる発明、コンピュータ可読記憶媒体に係り、上記のプログラムを格納したことを特徴とする発明が記載されている。   In the column of the form for carrying out the invention below, in addition to the above-mentioned invention, the first drive for driving the first switch element connected to the conversion element for converting the radiation into the electric charge is related to the radiographic apparatus. A circuit unit, a second drive circuit unit that drives a second switch element connected to the conversion element, and a control unit that independently controls the first and second drive circuit units at different timings, respectively. The present invention relates to a radiation imaging system, a radiation generating apparatus that generates radiation, and the radiation imaging apparatus described above, and a method for controlling the radiation imaging apparatus that detects radiation. A first control step for controlling a first drive circuit unit that drives a first switch element connected to a conversion element that converts a charge into a charge; and a second switch element connected to the conversion element is driven First A second control step of controlling the drive circuit unit, wherein the first and second control steps control the first and second drive circuit units independently at different timings, respectively. The present invention relates to an invention, a program, an invention that causes a computer to execute the above control method, and an invention that relates to a computer-readable storage medium and stores the above program.

本発明によれば、放射線撮影装置のフレームレートを高速化することができる。   According to the present invention, the frame rate of the radiation imaging apparatus can be increased.

本発明の好適な第1の実施形態に係る放射線撮影装置の模式的回路図である。1 is a schematic circuit diagram of a radiation imaging apparatus according to a preferred first embodiment of the present invention. 本発明の放射線撮影装置のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of the radiography apparatus of this invention. 本発明の好適な第1の実施形態に係るタイミング図(モード1)である。FIG. 5 is a timing diagram (mode 1) according to the preferred first embodiment of the present invention. 本発明の好適な第1の実施形態に係るタイミング図(モード2)である。It is a timing diagram (mode 2) concerning a suitable 1st embodiment of the present invention. 本発明の好適な第1の実施形態に係るタイミング図(モード3)である。FIG. 3 is a timing diagram (mode 3) according to the preferred first embodiment of the present invention. 本発明の放射線撮影装置に好適なシフトレジスタを示す図である。It is a figure which shows the shift register suitable for the radiography apparatus of this invention. 本発明の好適な第2の実施形態に係る放射線撮影装置の模式的回路図である。It is a schematic circuit diagram of the radiography apparatus which concerns on suitable 2nd Embodiment of this invention. 本発明の好適な第2の実施形態に係るタイミング図(モード1)である。FIG. 9 is a timing diagram (mode 1) according to a preferred second embodiment of the present invention. 本発明の好適な第2の実施形態に係るタイミング図(モード2)である。It is a timing diagram (mode 2) concerning a suitable 2nd embodiment of the present invention. 本発明の好適な第2の実施形態に係るタイミング図(モード3)である。It is a timing diagram (mode 3) concerning a suitable 2nd embodiment of the present invention. 本発明の好適な第3の実施形態に係る画素断面図である。It is a pixel sectional view concerning a suitable 3rd embodiment of the present invention. 本発明の好適な第4の実施形態に係るシステム図である。It is a system figure concerning a suitable 4th embodiment of the present invention. 従来の放射線撮影装置の画素断面図である。It is pixel sectional drawing of the conventional radiography apparatus. 従来の放射線撮影装置の模式的回路図である。It is a typical circuit diagram of the conventional radiography apparatus. 従来の放射線撮影装置のタイミング図である。It is a timing diagram of the conventional radiography apparatus. MIS型センサのエネルギーバンド図である。It is an energy band figure of a MIS type sensor. 従来の放射線撮影装置の模式的回路図である。It is a typical circuit diagram of the conventional radiography apparatus. 従来の放射線撮影装置のタイミング図である。It is a timing diagram of the conventional radiography apparatus. 従来の放射線撮影装置の模式的回路図である。It is a typical circuit diagram of the conventional radiography apparatus. 従来の放射線撮影装置のタイミング図である。It is a timing diagram of the conventional radiography apparatus.

以下、本発明の好適な実施の形態について図を用いて詳しく説明する。なお、本実施形態においては放射線としてX線を例にあげて説明するが、これに限定されず、α線、β線、γ線などが含まれうる。
[第1の実施形態]
図1は本発明の好適な第1の実施形態に係る放射線撮影装置の模式的回路図である。また、図2は第1の実施形態に係る制御部の動作を説明するフローチャートであり、更に、図3、図4、図5は図1の放射線撮影装置の各モードにおける動作を説明するタイミング図である。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the present embodiment, X-rays will be described as an example of radiation, but the present invention is not limited to this, and may include α rays, β rays, γ rays, and the like.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic circuit diagram of a radiation imaging apparatus according to the preferred first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the control unit according to the first embodiment. Further, FIGS. 3, 4, and 5 are timing diagrams for explaining the operation in each mode of the radiation imaging apparatus of FIG. It is.

図1に示すように、本実施形態の放射線撮影装置は図19の従来技術と共通する構成を含む。すなわち、本実施形態に係る放射線撮影装置に用いられるセンサアレーは、変換素子としてのMIS型センサと、第1のスイッチ素子としての転送用TFTと、第2のスイッチ素子としてのリフレッシュ用TFTとを有する画素を二次元に配列して構成される。つまり、画素ごとに変換素子により変換された電荷を転送するための第1のスイッチ素子と、変換素子を初期の状態に近い変換可能な状態にするために変換素子を初期化するための第2のスイッチ素子と、を別に準備している。そして、二次元に配列された複数の画素により、変換部が構成されている。   As shown in FIG. 1, the radiation imaging apparatus according to the present embodiment includes a configuration that is common to the prior art of FIG. That is, the sensor array used in the radiation imaging apparatus according to the present embodiment includes a MIS type sensor as a conversion element, a transfer TFT as a first switch element, and a refresh TFT as a second switch element. It is configured by arranging two-dimensional pixels. That is, the first switch element for transferring the electric charge converted by the conversion element for each pixel, and the second for initializing the conversion element in order to make the conversion element convertible close to the initial state. The switch element is prepared separately. And the conversion part is comprised by the some pixel arranged in two dimensions.

ここで、本実施形態に係る放射線撮影装置の構成において、従来技術と異なる点は以下のとおりである。
(1)転送用ゲート駆動回路部、リフレッシュ用ゲート駆動回路部の2つの独立したゲート駆動回路部を有すること。つまり、変換素子により変換された電荷を転送するための第1のスイッチ素子を駆動するための第1の駆動回路部を有している。そして第1の駆動回路部とは別に、変換素子を初期の状態に近い変換可能な状態にするために変換素子を初期化するための第2のスイッチ素子を駆動する第2の駆動回路部を有している。
(2)複数の動作モードを有し、これらの動作モードがモード選択部により選択可能であること。
(3)モード選択部に接続された制御部を有し、制御部は転送用ゲート駆動回路部、リフレッシュ用ゲート駆動回路部の動作を制御可能な構成であること。
(4)第1の駆動回路部である転送用ゲート駆動回路部と、第2の駆動回路部であるリフレッシュ用ゲート駆動回路部は、変換部を挟んで対向した位置に配置され、制御部からの信号によりそれぞれを独立して動作の制御が可能な構成であること。
Here, the configuration of the radiation imaging apparatus according to the present embodiment is different from the prior art as follows.
(1) It has two independent gate drive circuit units, a transfer gate drive circuit unit and a refresh gate drive circuit unit. That is, the first drive circuit unit for driving the first switch element for transferring the charge converted by the conversion element is provided. In addition to the first drive circuit unit, a second drive circuit unit for driving the second switch element for initializing the conversion element to make the conversion element in a convertible state close to the initial state is provided. Have.
(2) It has a plurality of operation modes, and these operation modes can be selected by the mode selection unit.
(3) It has a control unit connected to the mode selection unit, and the control unit can control operations of the transfer gate drive circuit unit and the refresh gate drive circuit unit.
(4) The transfer gate drive circuit unit, which is the first drive circuit unit, and the refresh gate drive circuit unit, which is the second drive circuit unit, are arranged at positions facing each other across the conversion unit. The operation can be controlled independently by each signal.

図17、図18及び図19、図20で説明した従来の放射線撮影装置においては、速度や解像度が異なるモードを有するという概念がない。   The conventional radiographic apparatus described with reference to FIGS. 17, 18, 19, and 20 has no concept of having modes with different speeds and resolutions.

特に、垂直方向の走査速度や解像度を任意に設定するという概念がなく、構成としても単一のゲート駆動部でセンサアレーの各TFTのゲート電極を駆動しているため、当然ながら垂直方向の速度や解像度を任意に設定可能な構成にない。   In particular, there is no concept of arbitrarily setting the scanning speed and resolution in the vertical direction, and since the gate electrode of each TFT of the sensor array is driven by a single gate drive unit, the vertical speed is naturally. Or the resolution can be set arbitrarily.

また、上記の従来の技術には、高速動作を実現しつつ、垂直方向の解像度と走査速度を任意に設定して変更するという概念がなく、これらを解決する手法は開示されていない。従って、垂直方向の解像度と速度を任意に設定、変更することが困難である。   Further, the above conventional technique does not have a concept of changing the resolution and scanning speed in the vertical direction arbitrarily while realizing high-speed operation, and a method for solving these is not disclosed. Therefore, it is difficult to arbitrarily set and change the vertical resolution and speed.

これに対し、本実施形態では、複数のゲート線を同時に走査することにより、垂直走査方向の解像度と、走査速度を任意に変更することができる。   On the other hand, in the present embodiment, the resolution in the vertical scanning direction and the scanning speed can be arbitrarily changed by simultaneously scanning a plurality of gate lines.

更に構成について詳細に説明する。各画素のMIS型センサS11〜S63の共通電極(上電極)側には、センサバイアス電源からバイアス電圧Vsが印加されている。各画素のMIS型センサS11〜S63の個別電極(下電極)側は、転送用TFTTT11〜TT63及びリフレッシュ用TFTTR11〜TR63のドレイン電極が接続されている。また、各画素の転送用TFTTT11〜TT63のソース電極は共通信号線Sig1〜Sig3に接続されており、共通信号線Sig1〜Sig3は読み出し部101のプリアンプ102の入力に接続されている。   Further, the configuration will be described in detail. A bias voltage Vs is applied from the sensor bias power source to the common electrode (upper electrode) side of the MIS type sensors S11 to S63 of each pixel. The drain electrodes of the transfer TFTs TT11 to TT63 and the refresh TFTs TR11 to TR63 are connected to the individual electrode (lower electrode) side of the MIS type sensors S11 to S63 of each pixel. The source electrodes of the transfer TFTs TT11 to TT63 of each pixel are connected to the common signal lines Sig1 to Sig3, and the common signal lines Sig1 to Sig3 are connected to the input of the preamplifier 102 of the reading unit 101.

プリアンプ102はRCパルスによって共通信号線Sig1〜Sig3の電位をGNDにリセットすることができる。   The preamplifier 102 can reset the potentials of the common signal lines Sig1 to Sig3 to GND by an RC pulse.

更に、各画素のリフレッシュ用TFT TR11〜TR63のソース電極は、共通リフレッシュラインを介して、リフレッシュ用電源Vrに接続されている。   Further, the source electrodes of the refresh TFTs TR11 to TR63 of each pixel are connected to a refresh power supply Vr via a common refresh line.

各転送用TFT TT11〜TT63のゲート電極は、それぞれ転送用ゲートラインVgT1〜VgT6に接続されており、転送用ゲートラインVgT1〜VgT6は図示しないシフトレジスタなどで構成される転送用ゲート駆動回路部103に接続されている。   The gate electrodes of the transfer TFTs TT11 to TT63 are connected to the transfer gate lines VgT1 to VgT6, respectively, and the transfer gate lines VgT1 to VgT6 are constituted by a transfer gate drive circuit unit 103 constituted by a shift register (not shown). It is connected to the.

各リフレッシュ用TFT TR11〜TR63のゲート電極は、それぞれリフレッシュ用ゲートラインVgR1〜VgR6に接続されている。リフレッシュ用ゲートラインVgR1〜VgR6は、図示しないシフトレジスタなどで構成されるリフレッシュ用ゲート駆動回路部104に接続されている。   The gate electrodes of the refresh TFTs TR11 to TR63 are connected to the refresh gate lines VgR1 to VgR6, respectively. The refresh gate lines VgR1 to VgR6 are connected to a refresh gate drive circuit unit 104 including a shift register (not shown).

転送用ゲート駆動回路部103及びリフレッシュ用ゲート駆動回路部104は、制御部105からの信号により、独立に制御可能である。すなわち転送用ゲートラインVgT1〜VgT6に印加されるパルスと、リフレッシュ用ゲートラインVgR1〜VgR6に印加されるパルスを異なるパルス幅、タイミングで印加可能なように構成されている。   The transfer gate drive circuit unit 103 and the refresh gate drive circuit unit 104 can be independently controlled by a signal from the control unit 105. That is, the pulse applied to the transfer gate lines VgT1 to VgT6 and the pulse applied to the refresh gate lines VgR1 to VgR6 can be applied with different pulse widths and timings.

続いて、本実施形態の放射線撮影装置の動作について、図2のフローチャート及び図3〜図5のタイミング図を用いて詳細に説明する。   Next, the operation of the radiation imaging apparatus according to the present embodiment will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. 2 and the timing diagrams of FIGS.

本実施形態の放射線撮影装置は、垂直走査方向の解像度及び走査速度の異なる複数の動作モードを有することを特徴としている。   The radiation imaging apparatus of this embodiment is characterized by having a plurality of operation modes having different resolutions and scanning speeds in the vertical scanning direction.

具体的には、3つの動作モードを有し、モード選択部106は、放射線撮影装置の垂直走査方向の解像度及び走査速度を3通りに設定、変更することができる。モード選択部106は図示しないワークステーションなど構成される。
ここで本実施形態の3つの動作モードを以下に記す。
モード1:転送用ゲートラインVgT1〜VgT6及びリフレッシュ用ゲートラインVgR1〜VgR6を1本ずつ走査する高解像度かつ低速のモード。
モード2:転送用ゲートラインVgT1〜VgT6及びリフレッシュ用ゲートラインVgR1〜VgR6を2本ずつ走査する中解像度かつ中速のモード
モード3:転送用ゲートラインVgT1〜VgT6及びリフレッシュ用ゲートラインVgR1〜VgR6を3本ずつ走査する低解像度かつ高速モード
モード選択部106と制御部105の動作について図2のフローチャートで説明する。
Specifically, it has three operation modes, and the mode selection unit 106 can set and change the resolution and scanning speed in the vertical scanning direction of the radiation imaging apparatus in three ways. The mode selection unit 106 includes a workstation (not shown).
Here, the three operation modes of this embodiment will be described below.
Mode 1: A high-resolution and low-speed mode in which the transfer gate lines VgT1 to VgT6 and the refresh gate lines VgR1 to VgR6 are scanned one by one.
Mode 2: Medium resolution and medium speed mode in which two transfer gate lines VgT1 to VgT6 and two refresh gate lines VgR1 to VgR6 are scanned Mode 3: transfer gate lines VgT1 to VgT6 and refresh gate lines VgR1 to VgR6 The low-resolution and high-speed mode for scanning three by one The operation of the mode selection unit 106 and the control unit 105 will be described with reference to the flowchart of FIG.

ステップS201では、制御部105は、モード選択部106によりいずれのモードが選択されたかを判断する。モード選択部106でモード1が選択されたと判断した場合は、ステップS202に進み、制御部105は、転送用ゲート駆動回路部103に対して、転送用TFTTT11〜TT63の垂直走査を1本ずつ行うように制御する。さらに、制御部105は、リフレッシュ用ゲート駆動回路部104に対してリフレッシュ用TFTTR11〜TR63の垂直走査を1本ずつ行うように制御する。   In step S <b> 201, the control unit 105 determines which mode has been selected by the mode selection unit 106. If the mode selection unit 106 determines that mode 1 has been selected, the process proceeds to step S202, where the control unit 105 performs vertical scanning of the transfer TFTs TT11 to TT63 one by one with respect to the transfer gate drive circuit unit 103. To control. Further, the control unit 105 controls the refresh gate drive circuit unit 104 to perform vertical scanning of the refresh TFTs TR11 to TR63 one by one.

また、モード選択部106でモード2が選択されたと判断した場合は、ステップS203に進み、制御部105は、垂直走査を各2本ずつ行うよう制御する。モード3が選択されたと判断した場合は、ステップS204に進み、制御部105は、垂直走査を各3本ずつ行うように制御する。   If the mode selection unit 106 determines that mode 2 has been selected, the process advances to step S203, and the control unit 105 performs control so that two vertical scans are performed. If it is determined that mode 3 has been selected, the process proceeds to step S204, and the control unit 105 controls to perform three vertical scans each.

続いて、図3、図4、図5を用いて、本実施形態の動作について説明する。   Subsequently, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3, 4, and 5.

図4はモード1の動作を、図5はモード2の動作を、図6はモード3の動作をそれぞれ説明するタイミング図である。   4 is a timing diagram for explaining the operation in mode 1, FIG. 5 is a diagram for explaining the operation in mode 2, and FIG. 6 is a timing diagram for explaining the operation in mode 3.

<モード1>
図示しないワークステーションなどで構成されるモード選択部106により、モード1が選択されると、制御部105は、転送用ゲート駆動回路部103及びリフレッシュ用ゲート駆動回路部104に対して、垂直走査を1本ずつ行うように制御する。
<Mode 1>
When mode 1 is selected by a mode selection unit 106 including a workstation (not shown), the control unit 105 performs vertical scanning on the transfer gate drive circuit unit 103 and the refresh gate drive circuit unit 104. Control to perform one by one.

図3に示すように、まず、期間aでは、被写体を透過したX−rayパルス(X線)がセンサアレーに入射し、被写体情報に応じた電荷がMIS型センサS11〜S63に蓄積される。   As shown in FIG. 3, first, in period a, X-ray pulses (X-rays) that have passed through the subject are incident on the sensor array, and charges corresponding to the subject information are accumulated in the MIS sensors S11 to S63.

続いて、期間bのRCパルスにより、各信号線Sig1〜Sig3の電位がGND電位にリセットされる。   Subsequently, the potential of each of the signal lines Sig1 to Sig3 is reset to the GND potential by the RC pulse in the period b.

その後、期間cで転送用TFT T11〜T13のゲート電極が接続された転送用ゲートラインVgT1に転送用ゲート駆動回路部103からパルスが印加され、期間dで読み出し部101のサンプルホールドパルスSHでサンプリングされる。SHパルスでサンプリングされた、S11〜S13の信号は、読み出し部101のアナログマルチプレクサなどでアナログ信号に変換される。   Thereafter, a pulse is applied from the transfer gate drive circuit unit 103 to the transfer gate line VgT1 to which the gate electrodes of the transfer TFTs T11 to T13 are connected in the period c, and sampled by the sample hold pulse SH of the reading unit 101 in the period d. Is done. The signals S11 to S13 sampled with the SH pulse are converted into analog signals by the analog multiplexer of the reading unit 101 or the like.

この後、期間eで再度RCパルスを印加し、Sig1〜Sig3の電位をGNDにした状態でリフレッシュ用TFT TR11〜TR63がオンすると、MIS型センサS11〜S13の個別電極側の電位はVrとなる。これにより、MIS型センサS11〜S13がリフレッシュされる。   Thereafter, when the RC pulse is applied again in the period e and the refresh TFTs TR11 to TR63 are turned on while the potentials of Sig1 to Sig3 are set to GND, the potentials on the individual electrodes side of the MIS type sensors S11 to S13 become Vr. . Thereby, the MIS type sensors S11 to S13 are refreshed.

続く、期間fでは、RCパルスが入った状態のまま、リフレッシュ用TFT TR11〜13はオフし、転送用TFT TT11〜13オンすることにより、MIS型センサS11〜S63の個別電極側がGND電位となり、光電変換動作が可能となる。   In the subsequent period f, the refresh TFTs TR11 to 13 are turned off while the RC pulse is applied, and the transfer TFTs TT11 to 13 are turned on, so that the individual electrode sides of the MIS type sensors S11 to S63 become the GND potential. A photoelectric conversion operation is possible.

続いて、期間gでは、転送用TFT TT11〜13がオフするが、MIS型センサS11〜S63の電界は維持され、光電変換動作に備えることができる。   Subsequently, in the period g, the transfer TFTs TT11 to 13 are turned off, but the electric field of the MIS type sensors S11 to S63 is maintained and can be prepared for a photoelectric conversion operation.

期間c〜期間gの動作をすべての転送用ゲートライン、リフレッシュ用ゲートラインに対して1本ずつ繰り返すことで、センサアレー全体が読み出され、またリフレッシュされる。   By repeating the operations of period c to period g one by one for all transfer gate lines and refresh gate lines, the entire sensor array is read and refreshed.

モード1の特徴はゲートラインが1本ずつ走査されるため、解像度がもっとも高い点である。一方ですべてのゲートラインを走査するため、速度の面では時間を必要とする。   The feature of mode 1 is that the gate line is scanned one by one, so that the resolution is the highest. On the other hand, since all gate lines are scanned, time is required in terms of speed.

<モード2>
続いて、図4を用いてモード2の動作を説明する。
<Mode 2>
Next, the operation of mode 2 will be described with reference to FIG.

まず、図示しないワークステーションなどで構成されるモード選択部106により、モード2が選択されると、これにより制御部105は転送用ゲート駆動回路部103及びリフレッシュ用ゲート駆動回路部104に対して、垂直走査を2本ずつ行うように制御する。   First, when mode 2 is selected by a mode selection unit 106 configured by a workstation or the like (not shown), the control unit 105 causes the transfer gate drive circuit unit 103 and the refresh gate drive circuit unit 104 to Control is performed so that two vertical scans are performed.

まず、期間aで被写体を透過したX−rayパルスがセンサアレーに入射し、被写体情報に応じた電荷がMIS型センサS11〜S63に蓄積される。   First, an X-ray pulse transmitted through the subject in period a enters the sensor array, and charges corresponding to the subject information are accumulated in the MIS type sensors S11 to S63.

続いて、期間bのRCパルスにより、各信号線Sig1〜Sig3の電位がGND電位にリセットされる。その後、期間cで転送用TFTTT11〜TT13及びTT21〜TT23のゲート電極が接続された転送用ゲートラインVgT1及びVgT2に転送用ゲート駆動回路部103からパルスが印加されTFTTT11〜TT13及びTT21〜TT23がオンする。このときMIS型センサS11とS21、S12とS22、S13とS23の画素の信号が重畳される。   Subsequently, the potential of each of the signal lines Sig1 to Sig3 is reset to the GND potential by the RC pulse in the period b. Thereafter, a pulse is applied from the transfer gate drive circuit 103 to the transfer gate lines VgT1 and VgT2 to which the gate electrodes of the transfer TFTs TT11 to TT13 and TT21 to TT23 are connected in the period c, and the TFTs TT11 to TT13 and TT21 to TT23 are turned on. To do. At this time, the signals of the MIS type sensors S11 and S21, S12 and S22, and S13 and S23 are superimposed.

期間dでは、読み出し部101のサンプルホールドパルスSHが印加されると、重畳された信号がサンプリングされ、読み出し部101のアナログマルチプレクサなどでアナログ信号に変換される。   In the period d, when the sample hold pulse SH of the reading unit 101 is applied, the superimposed signal is sampled and converted into an analog signal by an analog multiplexer or the like of the reading unit 101.

この後、期間eでは、再度RCパルスが印加され、Sig1〜Sig3の電位をGNDにした状態でリフレッシュ用TFT TR11〜TR13及びTR21〜TR23がオンする。すると、MIS型センサS11〜S13、S21〜S23の個別電極側の電位はVrとなり、MIS型センサS11〜S13、S12〜S23がリフレッシュされる。   Thereafter, in the period e, the RC pulse is applied again, and the refresh TFTs TR11 to TR13 and TR21 to TR23 are turned on while the potentials of Sig1 to Sig3 are set to GND. Then, the potentials on the individual electrode sides of the MIS sensors S11 to S13 and S21 to S23 become Vr, and the MIS sensors S11 to S13 and S12 to S23 are refreshed.

続く期間fでは、RCパルスが印加された状態で、リフレッシュ用TFT TR11〜TR13及びTR21〜TR23はオフとなる。更に、転送用TFTTT11〜TT13及びTT21〜TT23が再度オンして、MIS型センサS11〜S13、S21〜S23の個別電極側の電位がGNDとなる。そして、MIS型センサS11〜S13、S21〜S23は次のX線照射に備えた状態となる。   In the subsequent period f, the refresh TFTs TR11 to TR13 and TR21 to TR23 are turned off while the RC pulse is applied. Further, the transfer TFTs TT11 to TT13 and TT21 to TT23 are turned on again, and the potentials on the individual electrode sides of the MIS sensors S11 to S13 and S21 to S23 become GND. And MIS type | mold sensors S11-S13 and S21-S23 will be in the state prepared for the next X-ray irradiation.

続いて、期間gでは、転送用TFT TT11〜TT13及びTT21〜TT23がオフとなるが、MIS型センサS11〜S13、S21〜S23の電界は維持され光電変換動作に備える。   Subsequently, in the period g, the transfer TFTs TT11 to TT13 and TT21 to TT23 are turned off, but the electric fields of the MIS sensors S11 to S13 and S21 to S23 are maintained to prepare for the photoelectric conversion operation.

期間c〜期間gの動作をすべての転送用ゲートラインVgT1〜VgT6、リフレッシュ用ゲートラインVgR1〜VgR6に対して、それぞれ2本ずつ繰り返すことによって、センサアレー全体が読み出され、またリフレッシュされる。   The entire sensor array is read and refreshed by repeating the operations of period c to period g for each of the transfer gate lines VgT1 to VgT6 and the refresh gate lines VgR1 to VgR6.

モード2の特徴は、ゲートラインが2本ずつ走査されるため、解像度が多少低下する一方で、信号レベルが高くなりSNRが有利となり、かつ、垂直走査に必要な時間がモード1の1/2である点である。   The feature of mode 2 is that since the gate lines are scanned two by two, the resolution is somewhat lowered, while the signal level is increased and the SNR is advantageous, and the time required for vertical scanning is ½ that of mode 1 It is a point.

<モード3>
図5に示すモード3は、モード2と比較して同時に3本ずつのゲートラインが走査される点が特徴である。すなわち、モード3の特徴は、ゲートラインが3本ずつ走査されるため、解像度が更に低下する一方で、信号レベルが更に高くなりSNRが更に有利となり、かつ、垂直走査に必要な時間がモード1の1/3である点である。
<Mode 3>
Mode 3 shown in FIG. 5 is characterized in that three gate lines are simultaneously scanned as compared with mode 2. That is, the feature of mode 3 is that since the gate lines are scanned three by three, the resolution is further lowered, while the signal level is further increased, the SNR is further advantageous, and the time required for the vertical scanning is mode 1 It is a point that is 1/3 of.

図6(a)は本実施形態の放射線撮影装置の転送用ゲート駆動回路部103及びリフレッシュ用ゲート駆動回路部105に好適なシフトレジスタを例示的に示す回路図であり、図6(b)はそのタイミング図である。   FIG. 6A is a circuit diagram exemplarily showing a shift register suitable for the transfer gate drive circuit unit 103 and the refresh gate drive circuit unit 105 of the radiation imaging apparatus according to the present embodiment, and FIG. It is the timing chart.

図6(a)に示すように、本実施形態に係るシフトレジスタは、DフリップフロップD−FF1〜D−FF4と、ANDゲートAND1〜AND4と、で構成される。ANDゲートAND1〜AND4は、Dフリップフロップの各々の出力端子OUTからの信号及びイネーブル信号ENBを入力として、転送用ゲートラインVgT1〜VgT6に出力信号を与える。DフリップフロップD−FF1は、スタートパルスSINが入力端子INに与えられ、シフトクロックSCLKに従って動作する。   As shown in FIG. 6A, the shift register according to this embodiment includes D flip-flops D-FF1 to D-FF4 and AND gates AND1 to AND4. The AND gates AND1 to AND4 receive the signals from the output terminals OUT of the D flip-flops and the enable signal ENB, and give output signals to the transfer gate lines VgT1 to VgT6. The D flip-flop D-FF1 operates according to the shift clock SCLK when the start pulse SIN is applied to the input terminal IN.

図6(b)に示すように、スタートパルスSINが論理「H」であるときに、シフトクロックSCLKが論理「L」から論理「H」に遷移すると、DフリップフロップD−FF1の出力端子OUTが論理「H」に活性化される。1クロック周期分遅れた次のシフトクロックSCLKが論理「L」から論理「H」に遷移すると、DフリップフロップD−FF1の出力端子OUTは論理「L」に非活性化される。ANDゲートAND1は、イネーブル信号ENBとDフリップフロップD−FF1の出力端子OUTからの出力信号とを論理積演算して、転送用ゲートラインVgT1に出力信号を与える。   As shown in FIG. 6B, when the start pulse SIN is logic “H” and the shift clock SCLK transitions from logic “L” to logic “H”, the output terminal OUT of the D flip-flop D-FF1 Is activated to logic "H". When the next shift clock SCLK delayed by one clock cycle transitions from logic "L" to logic "H", the output terminal OUT of the D flip-flop D-FF1 is deactivated to logic "L". The AND gate AND1 performs an AND operation on the enable signal ENB and the output signal from the output terminal OUT of the D flip-flop D-FF1, and gives an output signal to the transfer gate line VgT1.

同様にして、DフリップフロップD−FF2は、DフリップフロップD−FF1の出力端子OUTからの出力信号を入力として、シフトクロックSCLKに従って動作する。DフリップフロップD−FF1の出力端子OUTが論理「H」であるときに、シフトクロックSCLKが論理「L」から論理「H」に遷移すると、DフリップフロップD−FF2の出力端子OUTが論理「H」に活性化される。そして、次のシフトクロックSCLKが論理「L」から論理「H」に遷移するまで活性化される。ANDゲートAND2は、イネーブル信号ENBとDフリップフロップD−FF2の出力端子OUTからの出力信号とを論理積演算して、転送用ゲートラインVgT2に出力信号を与える。DフリップフロップD−FF3及びDフリップフロップD−FF4も同様にして、転送用ゲートラインVgT3及び転送用ゲートラインVgT4にそれぞれ出力信号を与える。   Similarly, the D flip-flop D-FF2 operates in accordance with the shift clock SCLK with the output signal from the output terminal OUT of the D flip-flop D-FF1 as an input. When the output terminal OUT of the D flip-flop D-FF1 is logic “H” and the shift clock SCLK transitions from logic “L” to logic “H”, the output terminal OUT of the D flip-flop D-FF2 changes to logic “H”. Activated to "H". Then, it is activated until the next shift clock SCLK changes from logic “L” to logic “H”. The AND gate AND2 performs an AND operation on the enable signal ENB and the output signal from the output terminal OUT of the D flip-flop D-FF2, and gives an output signal to the transfer gate line VgT2. Similarly, the D flip-flop D-FF3 and the D flip-flop D-FF4 give output signals to the transfer gate line VgT3 and the transfer gate line VgT4, respectively.

本実施形態に係る制御部105は、SIN、SCLK、ENBの少なくとも1つをゲート駆動回路部103とゲート駆動回路部104との間で異なるタイミングで動作させるように構成されうる。転送用ゲート駆動回路部103とリフレッシュ用ゲート駆動回路部104が図6のシフトレジスタで構成される場合、制御部105は、それぞれのゲート駆動回路部103、104に対して異なるタイミングを持つSIN、SCLK、ENBを印加することができる。これによって、図3、図4、図5に示すように、転送用ゲートラインVgT1〜VgT6及びリフレッシュ用ゲートラインVgR1〜VgR6をそれぞれ異なるタイミングで制御することができる。   The control unit 105 according to the present embodiment can be configured to operate at least one of SIN, SCLK, and ENB at different timings between the gate drive circuit unit 103 and the gate drive circuit unit 104. When the transfer gate drive circuit unit 103 and the refresh gate drive circuit unit 104 are configured by the shift register of FIG. 6, the control unit 105 includes SINs having different timings for the respective gate drive circuit units 103 and 104. SCLK and ENB can be applied. Thereby, as shown in FIGS. 3, 4, and 5, the transfer gate lines VgT1 to VgT6 and the refresh gate lines VgR1 to VgR6 can be controlled at different timings.

上述のように、本発明の第1の実施形態では、モード設定部と制御部と転送用ゲートラインに接続された転送用ゲート駆動回路部と、リフレッシュ用ゲートラインに接続されたリフレッシュ用ゲート駆動回路部を有する。これによって、モードに応じて各ゲート駆動回路部を独立に制御可能であり、垂直方向の解像度、走査速度を変更して動作させることができる。   As described above, in the first embodiment of the present invention, the mode setting unit, the control unit, the transfer gate drive circuit unit connected to the transfer gate line, and the refresh gate drive connected to the refresh gate line It has a circuit part. Thereby, each gate drive circuit unit can be controlled independently according to the mode, and can be operated by changing the resolution and scanning speed in the vertical direction.

この構成により、従来の技術の課題であった垂直走査方向の解像度、走査速度を変更して動作可能な放射線撮影装置が実現可能となる。   With this configuration, it is possible to realize a radiation imaging apparatus that can operate by changing the resolution and scanning speed in the vertical scanning direction, which has been a problem of the prior art.

更に、本実施形態の放射線撮影装置の制御部が、各ゲート駆動回路部を同時に走査する本数だけではなく、パルス長、タイミングなども制御可能であることがより望ましい。   Furthermore, it is more desirable that the control unit of the radiation imaging apparatus according to the present embodiment can control not only the number of scanning each gate drive circuit unit simultaneously but also the pulse length, timing, and the like.

また、制御部が読み出し部の動作についても制御することが望ましい。   It is desirable that the control unit also controls the operation of the reading unit.

更に、本実施形態では、各ゲート駆動回路部をセンサアレーの変換部を挟んで対向する辺に配置している。各ゲート駆動回路部をセンサアレーの同一の辺に設けても良いが、配線レイアウトの複雑化や実装の複雑化を招く。また、各ゲート駆動回路部を1つの駆動回路部にまとめてしまうと、駆動回路部の設計及び動作の複雑化を招き、装置のコストアップを招いてしまう。その点を考慮すると本発明においては各ゲート駆動回路部をセンサアレーの変換部を挟んで対向する辺に設けることが望ましい。   Furthermore, in this embodiment, each gate drive circuit unit is arranged on the opposite side across the conversion unit of the sensor array. Each gate drive circuit unit may be provided on the same side of the sensor array, but this leads to complicated wiring layout and complicated mounting. Further, if each gate drive circuit unit is combined into one drive circuit unit, the design and operation of the drive circuit unit become complicated, and the cost of the apparatus increases. Considering this point, in the present invention, it is desirable to provide each gate drive circuit section on the opposite side across the conversion section of the sensor array.

本実施形態では、モード設定は上記の3とおりに設定可能であるが、本発明においてはより多くの種類で設定可能としてもよい。   In the present embodiment, the mode setting can be set in the above three ways. However, in the present invention, more types may be set.

また、TFT及びMIS型センサは、アモルファスシリコンを用いて形成されてもよいし、ポリシリコンや有機材料を用いて形成されてもよい。   Further, the TFT and the MIS type sensor may be formed using amorphous silicon, or may be formed using polysilicon or an organic material.

更に、変換素子とTFTをそれぞれ異なる材料で形成してもよい。また、変換素子としては、例えば、結晶シリコン、ガリウム砒素、アモルファスセレン、ガリウムリン、ヨウ化鉛、ヨウ化水銀、CdTe、CdZnTeなど、X線などの放射線を吸収して直接電荷に変換する半導体材料を用いることができる。   Further, the conversion element and the TFT may be formed of different materials. In addition, as the conversion element, for example, crystalline silicon, gallium arsenide, amorphous selenium, gallium phosphide, lead iodide, mercury iodide, CdTe, CdZnTe, or the like, a semiconductor material that absorbs radiation such as X-rays and converts it directly into an electric charge. Can be used.

また、変換素子として用いる光電変換素子は、MIS型センサに限定されず、pn型やpin型のフォトダイオードを用いてもよい。pn型やpin型のフォトダイオードにおいては、MIS型センサのようなリフレッシュ動作を行う必要はない。しかしながらフォトダイオード中に残留した電荷を除去するために、電荷転送のための第1のスイッチ素子とは別に電荷除去用の第2のスイッチ素子を画素毎に設ける。そして第2のスイッチ素子を用いて残留した電荷を除去してフォトダイオードを初期の状態に近い状態にするための初期化をする際に、本発明を適応してもよい。
[第2の実施形態]
以下で本発明の好適な第2の実施形態について図を用いて詳しく説明する。
The photoelectric conversion element used as the conversion element is not limited to the MIS type sensor, and a pn type or pin type photodiode may be used. In a pn-type or pin-type photodiode, it is not necessary to perform a refresh operation unlike a MIS-type sensor. However, in order to remove the charge remaining in the photodiode, a second switch element for charge removal is provided for each pixel separately from the first switch element for charge transfer. Then, the present invention may be applied when performing initialization for removing residual charges by using the second switch element to make the photodiode close to the initial state.
[Second Embodiment]
Hereinafter, a preferred second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図7は本発明の好適な第2の実施形態に係る放射線撮影装置の模式的回路図である。また図8、図9、図10は図7の放射線撮影装置の各モードにおける動作を説明するタイミング図である。   FIG. 7 is a schematic circuit diagram of a radiation imaging apparatus according to the preferred second embodiment of the present invention. 8, 9, and 10 are timing charts for explaining the operation in each mode of the radiation imaging apparatus of FIG.

図7に示すように、本実施形態に係る放射線撮影装置は、図1で説明した第1の実施形態に係る放射線撮影装置とは、以下の点で相違する。   As shown in FIG. 7, the radiation imaging apparatus according to the present embodiment is different from the radiation imaging apparatus according to the first embodiment described with reference to FIG.

すなわち、第1の実施形態の放射線撮影装置の構成に加えて、各リフレッシュ用TFTの共通リフレッシュラインに接続されたリフレッシュ用電源が、制御部からの信号により、リフレッシュ電位VrとGNDを切り替え可能な構成である点で相違する。   That is, in addition to the configuration of the radiation imaging apparatus of the first embodiment, the refresh power supply connected to the common refresh line of each refresh TFT can switch the refresh potential Vr and GND by a signal from the control unit. It differs in that it is a configuration.

その他の構成については、第1の実施形態と同様である。   About another structure, it is the same as that of 1st Embodiment.

またモード選択部で選択される動作モードについても、図2と同様であり、本実施形態の放射線撮影装置は、垂直走査方向の解像度及び走査速度の異なる3つの動作モードを有する。モード選択部は、放射線撮影装置の垂直走査方向の解像度及び走査速度を3通りに設定したり、変更したりすることができる。モード選択部は図示しないワークステーションなど構成される。   The operation modes selected by the mode selection unit are the same as those in FIG. 2, and the radiation imaging apparatus according to the present embodiment has three operation modes having different resolutions and scanning speeds in the vertical scanning direction. The mode selection unit can set or change the resolution and scanning speed in the vertical scanning direction of the radiation imaging apparatus in three ways. The mode selection unit includes a workstation (not shown).

続いて図8、図9、図10を用いて本実施形態の動作について説明する。ただし第1の実施形態と同様の部分については説明を省略する。   Subsequently, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIGS. However, description of the same parts as those in the first embodiment will be omitted.

図8はモード1の動作を、図9はモード2の動作を、図10はモード3の動作をそれぞれ説明するタイミング図である。   8 is a timing chart for explaining the operation in mode 1, FIG. 9 is the operation for mode 2, and FIG. 10 is the timing chart for explaining the operation in mode 3.

<モード1>
モード選択部106により、モード1が選択されると、制御部105は、転送用ゲート駆動回路部103及びリフレッシュ用ゲート駆動回路部104に対して、垂直走査を1本ずつ行うように制御する。
<Mode 1>
When mode 1 is selected by the mode selection unit 106, the control unit 105 controls the transfer gate drive circuit unit 103 and the refresh gate drive circuit unit 104 to perform vertical scanning one by one.

図8に示すように、まず、期間aでは、被写体を透過したX−rayパルス(X線)がセンサアレーに入射し、被写体情報に応じた電荷がMIS型センサS11〜S63に蓄積される。   As shown in FIG. 8, first, in a period a, an X-ray pulse (X-ray) transmitted through the subject is incident on the sensor array, and charges corresponding to the subject information are accumulated in the MIS sensors S11 to S63.

続いて、期間bのRCパルスにより、各信号線Sig1〜Sig3の電位がGND電位にリセットされる。   Subsequently, the potential of each of the signal lines Sig1 to Sig3 is reset to the GND potential by the RC pulse in the period b.

その後、期間cで転送用TFT T11〜T13のゲート電極が接続された転送用ゲートラインVgT1に転送用ゲート駆動回路部103からパルスが印加され、期間dで読み出し部101のサンプルホールドパルスSHでサンプリングされる。SHパルスでサンプリングされた、S11〜S13の信号は、読み出し部101のアナログマルチプレクサなどでアナログ信号に変換される。ここまでの動作は図3で説明した第1の実施形態と同じである。   Thereafter, a pulse is applied from the transfer gate drive circuit unit 103 to the transfer gate line VgT1 to which the gate electrodes of the transfer TFTs T11 to T13 are connected in the period c, and sampled by the sample hold pulse SH of the reading unit 101 in the period d. Is done. The signals S11 to S13 sampled with the SH pulse are converted into analog signals by the analog multiplexer of the reading unit 101 or the like. The operation up to this point is the same as that of the first embodiment described with reference to FIG.

この後、期間eで再度RCパルスが印加され、Sig1〜Sig3の電位をGNDにした状態でリフレッシュ用TFT TR11〜TR13がオンする。このときリフレッシュ用電源104は、制御部105によりVr電位に設定される。従って、MIS型センサS11〜S63の個別電極側の電位はVrとなり、MIS型センサS11〜S13がリフレッシュされる。   Thereafter, the RC pulse is applied again in the period e, and the refresh TFTs TR11 to TR13 are turned on while the potentials of Sig1 to Sig3 are set to GND. At this time, the refresh power supply 104 is set to the Vr potential by the control unit 105. Accordingly, the potential on the individual electrode side of the MIS sensors S11 to S63 becomes Vr, and the MIS sensors S11 to S13 are refreshed.

続く期間fでは、RCパルスが入力されてSig1〜Sig3の電位がGNDとなり、かつ、リフレッシュ用TFT TR11〜TR13がオンの状態のままでリフレッシュ用電源の電位が制御部によりGNDに戻される。   In the subsequent period f, the RC pulse is input, the potentials of Sig1 to Sig3 become GND, and the potential of the refresh power supply is returned to GND by the control unit while the refresh TFTs TR11 to TR13 are kept on.

これにより、MIS型センサS11〜S63の個別電極側がGND電位となり、光電変換動作が可能となる。   Thereby, the individual electrode side of the MIS type sensors S11 to S63 becomes the GND potential, and the photoelectric conversion operation becomes possible.

続いて、期間gでリフレッシュ用TFT TR11〜13がオフされるが、MIS型センサS11〜S63の電界は維持され、光電変換動作に備えることができる。   Subsequently, the refresh TFTs TR11 to TR13 are turned off in the period g, but the electric fields of the MIS sensors S11 to S63 are maintained, and can be prepared for a photoelectric conversion operation.

第1の実施形態では、リフレッシュ動作の後に、個別電極を転送用TFTを介してGND電位としたが、第2の実施形態ではリフレッシュ用TFTを介してGND電位としている。   In the first embodiment, after the refresh operation, the individual electrode is set to the GND potential via the transfer TFT. In the second embodiment, the individual electrode is set to the GND potential via the refresh TFT.

期間c〜期間gの動作をすべての転送用ゲートライン、リフレッシュ用ゲートラインに対して1本ずつ繰り返すことで、センサアレー全体が読み出され、またリフレッシュされる。   By repeating the operations of period c to period g one by one for all transfer gate lines and refresh gate lines, the entire sensor array is read and refreshed.

モード1の特徴はゲートラインが1本ずつ走査されるため、解像度がもっとも高い点である。一方ですべてのゲートラインを走査するため、速度の面では時間を必要とする。   The feature of mode 1 is that the gate line is scanned one by one, so that the resolution is the highest. On the other hand, since all gate lines are scanned, time is required in terms of speed.

<モード2>
図9に示すモード2は、モード1と比較して同時に2本ずつのゲートラインが走査される点が特徴である。すなわち、モード2の特徴はゲートラインが2本ずつ走査されるため、解像度が低下する一方で、信号レベルが高くなりSNRが有利となり、かつ垂直走査に必要な時間がモード1の1/2である点である。
<Mode 2>
The mode 2 shown in FIG. 9 is characterized in that two gate lines are simultaneously scanned as compared with the mode 1. That is, mode 2 is characterized in that the gate line is scanned two by two, so that the resolution is lowered, but the signal level is increased and SNR is advantageous, and the time required for vertical scanning is ½ that of mode 1. There is a point.

<モード3>
図10に示すモード3は、モード2と比較して同時に3本ずつのゲートラインが走査される点が特徴である。すなわち、モード3の特徴はゲートラインが3本ずつ走査されるため、解像度が更に低下する一方で、信号レベルが更に高くなりSNRが有利となり、かつ垂直走査に必要な時間がモード1の1/3である点である。
<Mode 3>
Mode 3 shown in FIG. 10 is characterized in that three gate lines are simultaneously scanned as compared with mode 2. That is, mode 3 is characterized in that the gate lines are scanned three by three, so that the resolution is further reduced, while the signal level is further increased, the SNR is advantageous, and the time required for vertical scanning is 1 / The point is 3.

本実施形態においても、転送用ゲート駆動回路部及びリフレッシュ用ゲート駆動回路部に図6に示す構成のシフトレジスタを用いることが望ましい。   Also in this embodiment, it is desirable to use a shift register having the configuration shown in FIG. 6 for the transfer gate drive circuit unit and the refresh gate drive circuit unit.

上述したように、本発明の第2の実施形態に係る放射線撮影装置では、制御部が転送用ゲート駆動回路部、リフレッシュ用ゲート駆動回路部に加えてリフレッシュ用電源が制御可能なように構成される。そして、複数の動作モードに応じて各ゲート駆動回路部及びリフレッシュ用電源を制御し、垂直方向の解像度、走査速度を変更して動作可能であることを特徴としている。
[第3の実施形態]
図11は本発明の好適な第3の実施形態に係る放射線撮影装置を構成するセンサアレーの画素断面図である。
As described above, the radiation imaging apparatus according to the second embodiment of the present invention is configured such that the control unit can control the refresh power supply in addition to the transfer gate drive circuit unit and the refresh gate drive circuit unit. The The gate drive circuit unit and the refresh power supply are controlled in accordance with a plurality of operation modes, and the operation is possible by changing the resolution in the vertical direction and the scanning speed.
[Third Embodiment]
FIG. 11 is a pixel cross-sectional view of a sensor array constituting a radiation imaging apparatus according to the preferred third embodiment of the present invention.

図11を用いて、本実施形態に係る放射線撮影装置に用いられるセンサアレー1100の画素の断面構造について説明する。転送用TFT1101及びリフレッシュ用TFT1102では、ガラス基板1103上に、下電極1104、絶縁層1105、アモルファスシリコン半導体層1106、アモルファスシリコンn層1107、ソース電極層1108及び上電極1109が積層される。配線部1121も転送用TFT1101及びリフレッシュ用TFT1102と同様にして構成される。転送用TFT1101及びリフレッシュ用TFT1102の上部は、絶縁層1110により全体が覆われる。本構成によれば、転送用TFT1101及びリフレッシュ用TFT1102は層構成が同一であり、同1の製造方法により作製することができる。絶縁層1110にはコンタクトホールが形成され、ドレイン電極層1109の一部が露出され、絶縁層1110に形成されたコンタクトホールにコンタクトプラグ1111が埋め込まれる。TFT1302のドレイン電極層1311は、配線部1303や不図示のコンタクトホールなどで接続される。   The cross-sectional structure of the pixel of the sensor array 1100 used in the radiation imaging apparatus according to this embodiment will be described with reference to FIG. In the transfer TFT 1101 and the refresh TFT 1102, a lower electrode 1104, an insulating layer 1105, an amorphous silicon semiconductor layer 1106, an amorphous silicon n layer 1107, a source electrode layer 1108, and an upper electrode 1109 are stacked on a glass substrate 1103. The wiring portion 1121 is also configured in the same manner as the transfer TFT 1101 and the refresh TFT 1102. The upper portions of the transfer TFT 1101 and the refresh TFT 1102 are entirely covered with an insulating layer 1110. According to this structure, the transfer TFT 1101 and the refresh TFT 1102 have the same layer structure, and can be manufactured by the same manufacturing method. A contact hole is formed in the insulating layer 1110, a part of the drain electrode layer 1109 is exposed, and a contact plug 1111 is embedded in the contact hole formed in the insulating layer 1110. The drain electrode layer 1311 of the TFT 1302 is connected by a wiring portion 1303 or a contact hole (not shown).

絶縁層1110及びコンタクトプラグ1111の上部には、下電極層1113と絶縁層1114、半導体層1115、ホールブロッキング層1116、上電極層1117が積層された構成が形成され、各画素のMIS型センサ1112を構成する。MIS型センサ1112の上部では、アモルファスシリコン窒化膜やポリイミドなどの保護層1118が全体を覆っている。図11は、X線撮影装置を構成した場合の例を示しているため、保護層1118の上に接着層1119を介して蛍光体層1120を配置している。一般的に、アモルファスシリコンのMIS型センサ1112は、X線に対する感度がほとんどない。このため、保護層1118上に接着層1119を介してX線を可視光に変換するための蛍光体層1120が接着することが望ましい。蛍光体層1120としては、ガドリニウム系あるいはCsI(ヨウ化セシウム)を柱状に成長させたものなどを用いることができる。   A structure in which a lower electrode layer 1113, an insulating layer 1114, a semiconductor layer 1115, a hole blocking layer 1116, and an upper electrode layer 1117 are stacked is formed above the insulating layer 1110 and the contact plug 1111, and the MIS type sensor 1112 of each pixel is formed. Configure. On the top of the MIS type sensor 1112, a protective layer 1118 such as an amorphous silicon nitride film or polyimide covers the whole. FIG. 11 shows an example in the case where an X-ray imaging apparatus is configured, and thus the phosphor layer 1120 is disposed on the protective layer 1118 via the adhesive layer 1119. In general, the amorphous silicon MIS sensor 1112 has little sensitivity to X-rays. For this reason, it is desirable that a phosphor layer 1120 for converting X-rays into visible light is bonded onto the protective layer 1118 via the adhesive layer 1119. As the phosphor layer 1120, a gadolinium-based material or a CsI (cesium iodide) grown columnar shape or the like can be used.

本実施形態では、転送用TFT1101及びリフレッシュ用TFT1102が、MIS型センサ1112の下部に設けられている。すなわち、TFT部と光電変換部は積層構造を有している。画素に転送用TFT1101とリフレッシュ用TFT1102の二つのTFTを用いる場合では、本実施形態のように、TFT部と光電変換部とを積層構造で形成することにより、開口率すなわち光電変換部の面積を大きくすることができるという利点がある。   In this embodiment, a transfer TFT 1101 and a refresh TFT 1102 are provided below the MIS sensor 1112. That is, the TFT portion and the photoelectric conversion portion have a laminated structure. In the case where two TFTs, a transfer TFT 1101 and a refresh TFT 1102, are used for a pixel, the aperture ratio, that is, the area of the photoelectric conversion portion is reduced by forming the TFT portion and the photoelectric conversion portion in a stacked structure as in this embodiment. There is an advantage that it can be enlarged.

X線は、被写体を透過した後、蛍光体層1120に入射して可視光に変換され、MIS型センサ1112に入射する。MIS型センサ1112の半導体層1115で発生した電荷は、転送用TFT1101により順次読み出し部101に転送され、読み出され、またリフレッシュされる。
[第4の実施形態]
図12は本発明の好適な実施の形態に係る放射線撮影装置を放射線撮影システムに応用したシステム図である。
X-rays pass through the subject, enter the phosphor layer 1120, are converted into visible light, and enter the MIS type sensor 1112. The charges generated in the semiconductor layer 1115 of the MIS sensor 1112 are sequentially transferred to the reading unit 101 by the transfer TFT 1101, read out, and refreshed.
[Fourth Embodiment]
FIG. 12 is a system diagram in which the radiation imaging apparatus according to the preferred embodiment of the present invention is applied to a radiation imaging system.

本放射線撮影システムの特徴は、以下の点である。すなわち、X線発生源としてのX線チューブ1250で発生したX線1260は、患者あるいは被検体1261の胸部などの観察部分1262を透過し、イメージセンサ1240に入射する。この入射したX線には被検体1261の内部の情報が含まれている。X線の入射に対応してイメージセンサ1240は電気的情報を得る。この情報はデジタル信号に変換され、イメージプロセッサ1270により画像処理され制御室(コントロールルーム)にあるディスプレイ1280で観察可能となる。   The features of this radiation imaging system are as follows. That is, X-rays 1260 generated by an X-ray tube 1250 as an X-ray generation source pass through an observation portion 1262 such as a chest of a patient or a subject 1261 and enter an image sensor 1240. This incident X-ray includes information inside the subject 1261. In response to the incidence of X-rays, the image sensor 1240 obtains electrical information. This information is converted into a digital signal, image-processed by an image processor 1270, and can be observed on a display 1280 in a control room (control room).

また、このようにして画像処理された情報は、電話回線や無線1290等の伝送部により遠隔地などへ転送可能である。そして、ディスプレイ1281に表示されたり、フィルムなどに出力されたりして、コントロールルームとは別の場所のドクタールームなどの遠隔地にいる医師が診断することも可能である。このようにして、ドクタールームで得られた情報は、フィルムプロセッサなどの記録部1200により光ディスク、光磁気ディスク、磁気ディスクなどの各種記録材料を用いた記録媒体、フィルム、又は紙などの記録媒体1210に記録や保存することもできる。   Further, the information subjected to image processing in this way can be transferred to a remote place or the like by a transmission unit such as a telephone line or wireless 1290. Then, it can be displayed on the display 1281 or outputted on a film or the like, so that a doctor in a remote place such as a doctor room other than the control room can make a diagnosis. In this way, information obtained in the doctor room is recorded on a recording medium 1210 such as a recording medium using various recording materials such as an optical disk, a magneto-optical disk, and a magnetic disk by a recording unit 1200 such as a film processor. It can also be recorded and saved.

本発明の好適な実施の形態に係る放射線撮影装置は、イメージセンサ1240内部に設けられており、A/D変換されたデジタル出力は、イメージプロセッサ1270で目的に応じた画像処理などが施される。モード選択部106は図示しないワークステーションなどで構成され、イメージプロセッサ1270には制御部105が設けられており、制御部105は放射線撮影装置の各構成要素の動作だけでなく、放射線発生装置1250を制御することができる。   The radiation imaging apparatus according to the preferred embodiment of the present invention is provided inside the image sensor 1240, and the digital output subjected to A / D conversion is subjected to image processing or the like according to the purpose by an image processor 1270. . The mode selection unit 106 includes a workstation (not shown) and the like, and the image processor 1270 is provided with a control unit 105. The control unit 105 not only operates each component of the radiation imaging apparatus but also controls the radiation generation apparatus 1250. Can be controlled.

なお、本実施形態において、X線をパルス状に被写体に照射するように放射線発生装置を制御可能であることが望ましい。また、制御部105がディスプレイ部1280・1281を制御可能であることが更に望ましい。   In the present embodiment, it is desirable that the radiation generating apparatus can be controlled so as to irradiate the subject with X-rays in a pulsed manner. It is further desirable that the control unit 105 can control the display units 1280 and 1281.

本発明の放射線撮影装置は、垂直走査における解像度と速度を任意に設定、変更して動作可能であるため、図12に示す放射線撮影システムに好適である。
[他の実施の形態]
なお、本発明の好適な実施の形態は、複数の機器(例えばホストコンピュータ、インタフェイス機器など)から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置に適用してもよい。
Since the radiographic apparatus of the present invention can be operated by arbitrarily setting and changing the resolution and speed in vertical scanning, it is suitable for the radiographic system shown in FIG.
[Other embodiments]
The preferred embodiment of the present invention may be applied to a system constituted by a plurality of devices (for example, a host computer, an interface device, etc.) or an apparatus constituted by a single device.

また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を次のようにしても達成されうる。すなわち、この記録媒体をシステムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても、達成されうる。   The object of the present invention can also be achieved by a storage medium that records a program code of software that implements the functions of the above-described embodiments as follows. That is, it can also be achieved by supplying this recording medium to a system or apparatus, and reading and executing the program code stored in the storage medium by the computer (or CPU or MPU) of the system or apparatus.

この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。   In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the functions of the above-described embodiments, and the storage medium storing the program code constitutes the present invention.

プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピ(登録商標)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、CD−R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROMなどを用いることができる。   As a storage medium for supplying the program code, for example, a floppy (registered trademark) disk, hard disk, optical disk, magneto-optical disk, CD-ROM, CD-R, magnetic tape, nonvolatile memory card, ROM, or the like is used. be able to.

また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけではない。そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているOS(オペレーティングシステム)などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。   In addition, the functions of the above-described embodiments are not only realized by executing the program code read by the computer. This includes the case where the OS (operating system) running on the computer performs part or all of the actual processing based on the instruction of the program code, and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing. .

さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれる。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行う。このような処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。   Further, the program code read from the storage medium is written in a memory provided in a function expansion board inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer. Thereafter, based on the instruction of the program code, the CPU provided in the function expansion board or function expansion unit performs part or all of the actual processing. The case where the function of the above-described embodiment is realized by such processing is also included.

S11〜S63 変換素子
TT11〜TT63 転送用TFT
TR11〜TR63 リフレッシュ用TFT
103 転送用ゲート駆動回路部
104 リフレッシュ用ゲート駆動回路部
105 制御部
S11 to S63 Conversion elements TT11 to TT63 Transfer TFT
TR11-TR63 Refresh TFT
103 Transfer gate drive circuit unit 104 Refresh gate drive circuit unit 105 Control unit

Claims (18)

第1の電極と第2の電極の間に半導体層を有して放射線を電荷に変換する変換素子と、ソース及びドレイン電極の一方が前記第1の電極に接続され前記電荷に応じた電気信号を出力するための第1のトランジスタと、ソース及びドレイン電極の一方が前記の第1の電極に接続され前記変換素子を初期化するための第2のトランジスタと、を含む画素が行方向及び列方向に複数配列された変換部と、
行方向の複数の前記第1のトランジスタのゲート電極に共通に接続された第1ゲート線が列方向に複数配列された複数の第1ゲート線と、
行方向の複数の前記第2のトランジスタのゲート電極に共通に接続された第2のゲート線が列方向に複数配列された複数の第2ゲート線と、
列方向の複数の第1のトランジスタのソース及びドレイン電極の他方が共通に接続された信号線が行方向に複数配列された複数の信号線と、
複数の前記変換素子の前記第2の電極に共通に接続され、第1の電位を供給する第1電源と、
複数の前記第2のトランジスタのソース及びドレイン電極の他方に共通に接続され、第2の電位を供給する第2の電源と、
前記複数の信号線に共通に接続され、前記複数の信号線に第3の電位を供給可能な読み出し回路部と、
前記複数の第1のゲート線に共通に接続され、前記第1のトランジスタを駆動する第1の駆動回路部と、
前記複数の第2のゲート線に共通に接続され、前記第1のトランジスタを駆動する第2の駆動回路部と、
前記第1及び第2駆動回路部をそれぞれ異なるタイミングで独立して制御する制御部と、を備えた放射線撮像装置であって、
前記制御部は、所定の画素に対して、前記第1の駆動回路部が前記第1のトランジスタをオンし且つ前記第2の駆動回路部が前記第2のトランジスタをオフする第1の動作と、前記第1の動作の後に前記第1の駆動回路部が前記第1のトランジスタをオフする第2の動作と、前記第2の動作の後に前記第2の駆動回路部が前記第2のトランジスタをオンする第3の動作と、前記第2の動作の後に前記読み出し回路部が前記第3の電位を供給する間に前記第1の駆動回路部が前記第1のトランジスタをオンし且つ前記第2の駆動回路部が前記第2のトランジスタをオフする第4の動作と、を行うように、前記第1及び第2の駆動回路部を制御することを特徴とする放射線撮像装置。
A conversion element that has a semiconductor layer between the first electrode and the second electrode and converts radiation into electric charge, and one of the source and drain electrodes is connected to the first electrode and an electric signal corresponding to the electric charge And a second transistor for initializing the conversion element with one of a source and a drain electrode connected to the first electrode, and a pixel including a first transistor for outputting A plurality of conversion units arranged in a direction;
A plurality of first gate lines in which a plurality of first gate lines commonly connected to the gate electrodes of the plurality of first transistors in the row direction are arranged in the column direction;
A plurality of second gate lines in which a plurality of second gate lines commonly connected to the gate electrodes of the plurality of second transistors in the row direction are arranged in the column direction;
A plurality of signal lines in which a plurality of signal lines in which the other of the source and drain electrodes of the plurality of first transistors in the column direction are connected in common are arranged in the row direction;
A first power source commonly connected to the second electrodes of the plurality of conversion elements and supplying a first potential;
A second power source connected in common to the other of the source and drain electrodes of the plurality of second transistors and supplying a second potential;
A readout circuit portion connected in common to the plurality of signal lines and capable of supplying a third potential to the plurality of signal lines;
A first drive circuit unit that is connected in common to the plurality of first gate lines and drives the first transistor;
A second drive circuit unit that is connected in common to the plurality of second gate lines and drives the first transistor;
A radiation imaging apparatus comprising: a control unit that independently controls the first and second drive circuit units at different timings,
The control unit includes a first operation in which the first driving circuit unit turns on the first transistor and the second driving circuit unit turns off the second transistor with respect to a predetermined pixel. A second operation in which the first driving circuit section turns off the first transistor after the first operation; and a second driving circuit section in the second transistor after the second operation. The first drive circuit unit turns on the first transistor and the first transistor while the readout circuit unit supplies the third potential after the second operation. The radiation imaging apparatus, wherein the first and second drive circuit units are controlled such that the second drive circuit unit performs a fourth operation of turning off the second transistor.
前記制御部は、前記複数の第1のゲート線及び前記複数の第2のゲート線に対して、前記第1から前記第4の動作の組を1本又は複数本ずつ繰り返すように、前記第1及び第2の駆動回路部を制御することを特徴とする請求項1に記載の放射線撮像装置。   The control unit repeats the first to fourth operation groups one by one or a plurality of times for the plurality of first gate lines and the plurality of second gate lines. The radiation imaging apparatus according to claim 1, wherein the first and second driving circuit units are controlled. 複数の動作モードを選択可能なモード選択部を更に備え、
前記モード選択部で選択された動作モードが第1の動作モードであった場合、前記制御部は、前記第1の駆動回路部が前記複数の第1のトランジスタのうち1本の前記第1のゲート線に共通に接続された複数の第1のトランジスタを同時に駆動することを1行ごとに順次行い、且つ、前記第2の駆動回路部が前記複数の第2のトランジスタのうち1本の前記第2のゲート線に共通に接続された第2のトランジスタを同時に駆動することを1行ごとに順次行うように、前記第1及び第2の駆動回路部を制御し、
前記モード選択部で選択された動作モードが前記第1の動作モードと異なる第2の動作モードであった場合、前記制御部は、前記第1の駆動回路部が前記複数の第1のトランジスタのうち少なくとも2本の前記第1のゲート線に共通に接続された複数の第1のトランジスタを同時に駆動することを前記少なくとも2行ごとに順次行い、且つ、前記第2の駆動回路部が前記複数の第2のトランジスタのうち少なくとも2本の前記第2のゲート線に共通に接続された複数の第2のトランジスタを同時に駆動することを前記少なくとも2行ごとに順次行うように、前記第1及び第2の駆動回路部を制御することを特徴とする請求項2に記載の放射線撮像装置。
A mode selection unit capable of selecting a plurality of operation modes;
When the operation mode selected by the mode selection unit is the first operation mode, the control unit is configured such that the first drive circuit unit includes one of the first transistors among the plurality of first transistors. The plurality of first transistors connected in common to the gate line are simultaneously driven for each row, and the second drive circuit unit includes one of the plurality of second transistors. Controlling the first and second driving circuit units so as to sequentially drive second transistors commonly connected to the second gate line for each row;
When the operation mode selected by the mode selection unit is a second operation mode different from the first operation mode, the control unit is configured such that the first drive circuit unit includes the plurality of first transistors. Of these, the plurality of first transistors commonly connected to at least two of the first gate lines are simultaneously driven every two rows at the same time, and the second drive circuit section includes the plurality of first transistors. A plurality of second transistors commonly connected to at least two of the second transistors among the second transistors are simultaneously driven for each of the at least two rows. The radiation imaging apparatus according to claim 2, wherein the radiation driving apparatus controls the second drive circuit unit.
前記第1及び第2のトランジスタは、アモルファスシリコン、多結晶シリコン及び有機半導体のいずれかを用いて基板上に構成された薄膜トランジスタであり、
前記変換素子は、複数の前記第1及び第2トランジスタを覆う絶縁層上に配置されており、
前記絶縁層に埋め込まれたコンタクトプラグによって、前記第1のトランジスタのソース及びドレイン電極の一方と前記第2のトランジスタのソース及びドレイン電極の一方と前記変換素子の第1電極とが電気的に接続されることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の放射線撮像装置。
The first and second transistors are thin film transistors formed on a substrate using any of amorphous silicon, polycrystalline silicon, and organic semiconductors,
The conversion element is disposed on an insulating layer covering the plurality of first and second transistors,
The contact plug embedded in the insulating layer electrically connects one of the source and drain electrodes of the first transistor, one of the source and drain electrodes of the second transistor, and the first electrode of the conversion element. The radiation imaging apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the radiation imaging apparatus is provided.
前記変換素子は、前記第1の電極と前記半導体層との間に配置された絶縁層と、前記第2の電極と前記半導体層との間に配置された不純物半導体層と、を含むMIS型センサを有し、
前記第1の電位と前記第2の電位によって前記MIS型センサがリフレッシュ動作を行う電圧が前記変換素子に与えられ、前記第1の電位と前記第3の電位によって前記MIS型センサが光電変換動作を行う電圧が前記変換素子に与えられることを特徴とする請求項4に記載の放射線撮像装置。
The conversion element includes an insulating layer disposed between the first electrode and the semiconductor layer, and an impurity semiconductor layer disposed between the second electrode and the semiconductor layer. Have a sensor,
A voltage at which the MIS sensor performs a refresh operation by the first potential and the second potential is applied to the conversion element, and the MIS sensor performs a photoelectric conversion operation by the first potential and the third potential. The radiation imaging apparatus according to claim 4, wherein a voltage for performing is applied to the conversion element.
前記半導体層はアモルファスシリコンを用いて構成されており、前記変換素子は、放射線を可視光に変換する蛍光体層を更に有することを特徴とする請求項5に記載の放射線撮像装置。   The radiation imaging apparatus according to claim 5, wherein the semiconductor layer is configured using amorphous silicon, and the conversion element further includes a phosphor layer that converts radiation into visible light. 前記変換素子は、PIN型フォトダイオードからなることを特徴とする請求項4に記載の放射線撮像装置。   The radiation imaging apparatus according to claim 4, wherein the conversion element is a PIN photodiode. 請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の放射線撮像装置と、
放射線発生装置と、を含む放射線撮像システム。
The radiation imaging apparatus according to any one of claims 1 to 7,
A radiation imaging system including a radiation generator.
第1の電極と第2の電極の間に半導体層を有して放射線を電荷に変換する変換素子と、ソース及びドレイン電極の一方が前記第1の電極に接続され前記電荷に応じた電気信号を出力するための第1のトランジスタと、ソース及びドレイン電極の一方が前記の第1の電極に接続され前記変換素子を初期化するための第2のトランジスタと、を含む画素が行方向及び列方向に複数配列された変換部と、行方向の複数の前記第1のトランジスタのゲート電極に共通に接続された第1ゲート線が列方向に複数配列された複数の第1ゲート線と、
行方向の複数の前記第2のトランジスタのゲート電極に共通に接続された第2のゲート線が列方向に複数配列された複数の第2ゲート線と、
列方向の複数の第1のトランジスタのソース及びドレイン電極の他方が共通に接続された信号線が行方向に複数配列された複数の信号線と、
複数の前記変換素子の前記第2の電極に共通に接続され、第1の電位を供給する第1電源と、複数の前記第2のトランジスタのソース及びドレイン電極の他方に共通に接続され、第2の電位を供給する第2の電源と、前記複数の信号線に共通に接続され、前記複数の信号線に第3の電位を供給可能な読み出し回路部と、
前記複数の第1のゲート線に共通に接続され、前記第1のトランジスタを駆動する第1の駆動回路部と、
前記複数の第2のゲート線に共通に接続され、前記第1のトランジスタを駆動する第2の駆動回路部と、を備えた放射線撮像装置の制御方法であって、
所定の画素に対して、前記第1の駆動回路部が前記第1のトランジスタをオンとし且つ前記第2の駆動回路部が前記第2のトランジスタをオフとする第1の動作と、
前記所定の画素に対して、前記第1の動作の後に前記第1の駆動回路部が前記第1のトランジスタをオフとする第2の動作と、
前記所定の画素に対して、前記第2の動作の後に前記第2の駆動回路部が前記第2のトランジスタをオンとする第3の動作と、
前記所定の画素に対して、前記第2の動作の後で前記読み出し回路部が前記第3の電位を供給する間に前記第1の駆動回路部が前記第1のトランジスタをオンとし且つ前記第2の駆動回路部が前記第2のトランジスタをオフとする第4の動作と、
を行うことを特徴とする放射線撮像装置の制御方法。
A conversion element that has a semiconductor layer between the first electrode and the second electrode and converts radiation into electric charge, and one of the source and drain electrodes is connected to the first electrode and an electric signal corresponding to the electric charge And a second transistor for initializing the conversion element with one of a source and a drain electrode connected to the first electrode, and a pixel including a first transistor for outputting A plurality of conversion units arranged in the direction; a plurality of first gate lines in which a plurality of first gate lines commonly connected to the gate electrodes of the plurality of first transistors in the row direction are arranged in the column direction;
A plurality of second gate lines in which a plurality of second gate lines commonly connected to the gate electrodes of the plurality of second transistors in the row direction are arranged in the column direction;
A plurality of signal lines in which a plurality of signal lines in which the other of the source and drain electrodes of the plurality of first transistors in the column direction are connected in common are arranged in the row direction;
A first power source commonly connected to the second electrodes of the plurality of conversion elements and supplying a first potential; and a second power source connected to the other of the source and drain electrodes of the plurality of second transistors; A second power source that supplies a potential of 2; a readout circuit portion that is connected in common to the plurality of signal lines and can supply a third potential to the plurality of signal lines;
A first drive circuit unit that is connected in common to the plurality of first gate lines and drives the first transistor;
And a second drive circuit unit that is connected in common to the plurality of second gate lines and drives the first transistor, and a method for controlling a radiation imaging apparatus comprising:
A first operation in which the first driving circuit unit turns on the first transistor and the second driving circuit unit turns off the second transistor for a predetermined pixel;
A second operation in which the first driver circuit unit turns off the first transistor after the first operation with respect to the predetermined pixel;
A third operation in which the second driver circuit unit turns on the second transistor after the second operation with respect to the predetermined pixel;
For the predetermined pixel, the first driver circuit unit turns on the first transistor and the first transistor while the readout circuit unit supplies the third potential after the second operation. A fourth operation in which the second drive circuit portion turns off the second transistor;
A control method for a radiation imaging apparatus.
前記第1から前記第4の動作は、前記複数の第1のゲート線及び前記複数の第2のゲート線に対して1本又は複数本ずつ繰り返すことを特徴とする請求項9に記載の放射線撮像装置の制御方法。   10. The radiation according to claim 9, wherein the first to fourth operations are repeated one by one or a plurality for the plurality of first gate lines and the plurality of second gate lines. Control method of imaging apparatus. 第1の電極と第2の電極の間に半導体層を有して放射線を電荷に変換する変換素子と、ソース及びドレイン電極の一方が前記第1の電極に接続され前記電荷に応じた電気信号を出力するための第1のトランジスタと、ソース及びドレイン電極の一方が前記の第1の電極に接続され前記変換素子を初期化するための第2のトランジスタと、を含む画素が行方向及び列方向に複数配列された変換部と、
行方向の複数の前記第1のトランジスタのゲート電極に共通に接続された第1ゲート線が列方向に複数配列された複数の第1ゲート線と、
行方向の複数の前記第2のトランジスタのゲート電極に共通に接続された第2のゲート線が列方向に複数配列された複数の第2ゲート線と、
列方向の複数の第1のトランジスタのソース及びドレイン電極の他方が共通に接続された信号線が行方向に複数配列された複数の信号線と、
複数の前記変換素子の前記第2の電極に共通に接続され、第1の電位を供給する第1電源と、
複数の前記第2のトランジスタのソース及びドレイン電極の他方に共通に接続され、第2の電位を供給する第2の電源と、
前記複数の信号線に共通に接続され、前記複数の信号線に第3の電位を供給可能な読み出し回路部と、
前記複数の第1のゲート線に共通に接続され、前記第1のトランジスタを駆動する第1の駆動回路部と、
前記複数の第2のゲート線に共通に接続され、前記第1のトランジスタを駆動する第2の駆動回路部と、
前記第1及び第2駆動回路部をそれぞれ異なるタイミングで独立して制御する制御部と、を備えた放射線撮像装置であって、
前記制御部は、所定の画素に対して、前記第1の駆動回路部が前記第1のトランジスタをオンとし且つ前記第2の駆動回路部が前記第2のトランジスタをオフとする第1の動作と、前記第1の動作の後に前記第1の駆動回路部が前記第1のトランジスタをオフとし且つ前記第2の駆動回路部が前記第2のトランジスタをオンとし且つ前記第2の電源が前記第2の電位を供給する第2の動作と、前記第2の動作の後に前記第1の駆動回路部が前記第1のトランジスタをオフとし且つ前記第2の駆動回路部が前記第2のトランジスタをオンとし且つ前記第2の電源が前記第3の電位を供給する第3の動作と、を行うように、且つ、前記複数の第1のゲート線及び前記複数の第2のゲート線に対して、前記第1から前記第3の動作の組を1本又は複数本ずつ繰り返すように、前記第2の電源と前記第1の駆動回路部と第2の駆動回路部とを制御することを特徴とする放射線撮像装置。
A conversion element that has a semiconductor layer between the first electrode and the second electrode and converts radiation into electric charge, and one of the source and drain electrodes is connected to the first electrode and an electric signal corresponding to the electric charge And a second transistor for initializing the conversion element with one of a source and a drain electrode connected to the first electrode, and a pixel including a first transistor for outputting A plurality of conversion units arranged in a direction;
A plurality of first gate lines in which a plurality of first gate lines commonly connected to the gate electrodes of the plurality of first transistors in the row direction are arranged in the column direction;
A plurality of second gate lines in which a plurality of second gate lines commonly connected to the gate electrodes of the plurality of second transistors in the row direction are arranged in the column direction;
A plurality of signal lines in which a plurality of signal lines in which the other of the source and drain electrodes of the plurality of first transistors in the column direction are connected in common are arranged in the row direction;
A first power source commonly connected to the second electrodes of the plurality of conversion elements and supplying a first potential;
A second power source connected in common to the other of the source and drain electrodes of the plurality of second transistors and supplying a second potential;
A readout circuit portion connected in common to the plurality of signal lines and capable of supplying a third potential to the plurality of signal lines;
A first drive circuit unit that is connected in common to the plurality of first gate lines and drives the first transistor;
A second drive circuit unit that is connected in common to the plurality of second gate lines and drives the first transistor;
A radiation imaging apparatus comprising: a control unit that independently controls the first and second drive circuit units at different timings,
The control unit performs a first operation in which the first driving circuit unit turns on the first transistor and the second driving circuit unit turns off the second transistor for a predetermined pixel. And after the first operation, the first drive circuit unit turns off the first transistor, the second drive circuit unit turns on the second transistor, and the second power supply A second operation for supplying a second potential; and after the second operation, the first driver circuit portion turns off the first transistor and the second driver circuit portion is the second transistor. And the third operation in which the second power supply supplies the third potential, and for the plurality of first gate lines and the plurality of second gate lines. One or more of the first to third operation sets are To repeat by the radiation imaging device and controls the second power source and said first driving circuit unit and the second driving circuit portion.
複数の動作モードを選択可能なモード選択部を更に備え、
前記モード選択部で選択された動作モードが第1の動作モードであった場合、前記制御部は、前記第1の駆動回路部が前記複数の第1のトランジスタのうち1本の前記第1のゲート線に共通に接続された複数の第1のトランジスタを同時に駆動することを1行ごとに順次行い、且つ、前記第2の駆動回路部が前記複数の第2のトランジスタのうち1本の前記第2のゲート線に共通に接続された第2のトランジスタを同時に駆動することを1行ごとに順次行うように、前記第1及び第2の駆動回路部を制御し、
前記モード選択部で選択された動作モードが前記第1の動作モードと異なる第2の動作モードであった場合、前記制御部は、前記第1の駆動回路部が前記複数の第1のトランジスタのうち少なくとも2本の前記第1のゲート線に共通に接続された複数の第1のトランジスタを同時に駆動することを前記少なくとも2行ごとに順次行い、且つ、前記第2の駆動回路部が前記複数の第2のトランジスタのうち少なくとも2本の前記第2のゲート線に共通に接続された複数の第2のトランジスタを同時に駆動することを前記少なくとも2行ごとに順次行うように、前記前記第1及び第2の駆動回路部を制御することを特徴とする請求項11に記載の放射線撮像装置。
A mode selection unit capable of selecting a plurality of operation modes;
When the operation mode selected by the mode selection unit is the first operation mode, the control unit is configured such that the first drive circuit unit includes one of the first transistors among the plurality of first transistors. The plurality of first transistors connected in common to the gate line are simultaneously driven for each row, and the second drive circuit unit includes one of the plurality of second transistors. Controlling the first and second driving circuit units so as to sequentially drive second transistors commonly connected to the second gate line for each row;
When the operation mode selected by the mode selection unit is a second operation mode different from the first operation mode, the control unit is configured such that the first drive circuit unit includes the plurality of first transistors. Of these, the plurality of first transistors commonly connected to at least two of the first gate lines are simultaneously driven every two rows at the same time, and the second drive circuit section includes the plurality of first transistors. The plurality of second transistors commonly connected to at least two of the second transistors among the second transistors are simultaneously driven for each of the at least two rows. The radiation imaging apparatus according to claim 11, wherein the radiation control apparatus controls the second drive circuit unit.
前記第1及び第2のトランジスタは、アモルファスシリコン、多結晶シリコン及び有機半導体のいずれかを用いて基板上に構成された薄膜トランジスタであり、
前記変換素子は、複数の前記第1及び第2のトランジスタを覆う絶縁層上に配置されており、
前記絶縁層に埋め込まれたコンタクトプラグによって、前記第1のトランジスタのソース及びドレイン電極の一方と前記第2のトランジスタのソース及びドレイン電極の一方と前記変換素子の第1の電極とが電気的に接続されることを特徴とする請求項11に記載の放射線撮像装置。
The first and second transistors are thin film transistors formed on a substrate using any of amorphous silicon, polycrystalline silicon, and organic semiconductors,
The conversion element is disposed on an insulating layer covering the plurality of first and second transistors,
The contact plug embedded in the insulating layer electrically connects one of the source and drain electrodes of the first transistor, one of the source and drain electrodes of the second transistor, and the first electrode of the conversion element. The radiation imaging apparatus according to claim 11, wherein the radiation imaging apparatus is connected.
前記変換素子は、前記第1の電極と前記半導体層との間に配置された絶縁層と、前記第2の電極と前記半導体層との間に配置された不純物半導体層と、を含むMIS型センサを有し、
前記第1の電位と前記第2の電位によって前記MIS型センサがリフレッシュ動作を行う電圧が前記変換素子に与えられ、前記第1の電位と前記第3の電位によって前記MIS型センサが光電変換動作を行う電圧が前記変換素子に与えられることを特徴とする請求項13に記載の放射線撮像装置。
The conversion element includes an insulating layer disposed between the first electrode and the semiconductor layer, and an impurity semiconductor layer disposed between the second electrode and the semiconductor layer. Having a sensor,
A voltage at which the MIS sensor performs a refresh operation by the first potential and the second potential is applied to the conversion element, and the MIS sensor performs a photoelectric conversion operation by the first potential and the third potential. The radiation imaging apparatus according to claim 13, wherein a voltage for performing is applied to the conversion element.
前記半導体層はアモルファスシリコンを用いて構成されており、前記変換素子は、放射線を可視光に変換する蛍光体層を更に有することを特徴とする請求項14に記載の放射線撮像装置。   The radiation imaging apparatus according to claim 14, wherein the semiconductor layer is configured using amorphous silicon, and the conversion element further includes a phosphor layer that converts radiation into visible light. 前記変換素子は、PIN型フォトダイオードからなることを特徴とする請求項13に記載の放射線撮像装置。   The radiation imaging apparatus according to claim 13, wherein the conversion element is a PIN photodiode. 請求項11乃至請求項16のいずれか1項に記載の放射線撮像装置と、
放射線発生装置と、を含む放射線撮像システム。
A radiation imaging apparatus according to any one of claims 11 to 16,
A radiation imaging system including a radiation generator.
第1の電極と第2の電極の間に半導体層を有して放射線を電荷に変換する変換素子と、ソース及びドレイン電極の一方が前記第1の電極に接続され前記電荷に応じた電気信号を出力するための第1のトランジスタと、ソース及びドレイン電極の一方が前記の第1の電極に接続され前記変換素子を初期化するための第2のトランジスタと、を含む画素が行方向及び列方向に複数配列された変換部と、
行方向の複数の前記第1のトランジスタのゲート電極に共通に接続された第1ゲート線が列方向に複数配列された複数の第1ゲート線と、
行方向の複数の前記第2のトランジスタのゲート電極に共通に接続された第2のゲート線が列方向に複数配列された複数の第2ゲート線と、
列方向の複数の第1のトランジスタのソース及びドレイン電極の他方が共通に接続された信号線が行方向に複数配列された複数の信号線と、
複数の前記変換素子の前記第2の電極に共通に接続され、第1の電位を供給する第1電源と、
複数の前記第2のトランジスタのソース及びドレイン電極の他方に共通に接続され、第2の電位を供給する第2の電源と、
前記複数の信号線に共通に接続され、前記複数の信号線に第3の電位を供給可能な読み出し回路部と、
前記複数の第1のゲート線に共通に接続され、前記第1のトランジスタを駆動する第1の駆動回路部と、前記複数の第2のゲート線に共通に接続され、前記第1のトランジスタを駆動する第2の駆動回路部と、
を備えた放射線撮像装置の制御方法であって、
所定の画素に対して、前記第1の駆動回路部が前記第1のトランジスタをオンとし且つ前記第2の駆動回路部が前記第2のトランジスタをオフとする第1の動作と、
前記第1の動作の後に前記第1の駆動回路部が前記第1のトランジスタをオフとし且つ前記第2の駆動回路部が前記第2のトランジスタをオンとし且つ前記第2の電源が前記第2の電位を供給する第2の動作と、
前記第2の動作の後に前記第1の駆動回路部が前記第1のトランジスタをオフとし且つ前記第2の駆動回路部が前記第2のトランジスタをオンとし且つ前記第2の電源が前記第3の電位を供給する第3の動作と、を行い、
前記複数の第1のゲート線及び前記複数の第2のゲート線に対して、前記第1から前記第3の動作の組を1本又は複数本ずつ繰り返すことを特徴とする放射線撮像装置の制御方法。
A conversion element that has a semiconductor layer between the first electrode and the second electrode and converts radiation into electric charge, and one of the source and drain electrodes is connected to the first electrode and an electric signal corresponding to the electric charge And a second transistor for initializing the conversion element with one of a source and a drain electrode connected to the first electrode, and a pixel including a first transistor for outputting A plurality of conversion units arranged in a direction;
A plurality of first gate lines in which a plurality of first gate lines commonly connected to the gate electrodes of the plurality of first transistors in the row direction are arranged in the column direction;
A plurality of second gate lines in which a plurality of second gate lines commonly connected to the gate electrodes of the plurality of second transistors in the row direction are arranged in the column direction;
A plurality of signal lines in which a plurality of signal lines in which the other of the source and drain electrodes of the plurality of first transistors in the column direction are connected in common are arranged in the row direction;
A first power source commonly connected to the second electrodes of the plurality of conversion elements and supplying a first potential;
A second power source connected in common to the other of the source and drain electrodes of the plurality of second transistors and supplying a second potential;
A readout circuit portion connected in common to the plurality of signal lines and capable of supplying a third potential to the plurality of signal lines;
A first driver circuit portion that is commonly connected to the plurality of first gate lines and drives the first transistor; and a first driver circuit portion that is commonly connected to the plurality of second gate lines; A second drive circuit unit for driving;
A method for controlling a radiation imaging apparatus comprising:
A first operation in which the first driving circuit unit turns on the first transistor and the second driving circuit unit turns off the second transistor for a predetermined pixel;
After the first operation, the first driver circuit unit turns off the first transistor, the second driver circuit unit turns on the second transistor, and the second power source is the second power source. A second operation for supplying a potential of
After the second operation, the first driver circuit portion turns off the first transistor, the second driver circuit portion turns on the second transistor, and the second power source is the third power source. And a third operation for supplying a potential of
Control of radiation imaging apparatus, wherein one or a plurality of sets of the first to third operations are repeated for each of the plurality of first gate lines and the plurality of second gate lines. Method.
JP2011011163A 2011-01-21 2011-01-21 Radiation imaging apparatus, control method therefor, and radiation imaging system Expired - Fee Related JP4993794B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011011163A JP4993794B2 (en) 2011-01-21 2011-01-21 Radiation imaging apparatus, control method therefor, and radiation imaging system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011011163A JP4993794B2 (en) 2011-01-21 2011-01-21 Radiation imaging apparatus, control method therefor, and radiation imaging system

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005290372A Division JP2007104219A (en) 2005-10-03 2005-10-03 Radiation photography instrument and its control method, radiation photography system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011130471A JP2011130471A (en) 2011-06-30
JP4993794B2 true JP4993794B2 (en) 2012-08-08

Family

ID=44292451

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011011163A Expired - Fee Related JP4993794B2 (en) 2011-01-21 2011-01-21 Radiation imaging apparatus, control method therefor, and radiation imaging system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4993794B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013096730A (en) * 2011-10-28 2013-05-20 Fujifilm Corp Radiographic imaging device
KR101815290B1 (en) * 2016-11-14 2018-01-11 서강대학교산학협력단 Multiplexing signal processing method using bipolar pulse

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05145859A (en) * 1991-11-25 1993-06-11 Hitachi Ltd Solid-state image pickup device and control method thereof
JPH05161075A (en) * 1991-12-06 1993-06-25 Hamamatsu Photonics Kk Solid-state image pickup device
JP3431277B2 (en) * 1994-05-30 2003-07-28 株式会社東芝 X-ray diagnostic equipment
JP3897389B2 (en) * 1996-02-22 2007-03-22 キヤノン株式会社 Photoelectric conversion device driving method and photoelectric conversion device
JP3560298B2 (en) * 1996-03-27 2004-09-02 キヤノン株式会社 Photoelectric conversion device, driving method thereof, and system having the same
JP2786849B2 (en) * 1997-07-04 1998-08-13 株式会社東芝 X-ray diagnostic equipment
JP3788561B2 (en) * 1999-05-13 2006-06-21 シャープ株式会社 Solid-state imaging device
JP3689619B2 (en) * 1999-07-30 2005-08-31 キヤノン株式会社 Radiation imaging device
JP3624165B2 (en) * 2000-03-31 2005-03-02 キヤノン株式会社 Electromagnetic wave detection device
JP2003134397A (en) * 2001-10-24 2003-05-09 Honda Motor Co Ltd Optical sensor circuit
JP4500488B2 (en) * 2001-11-13 2010-07-14 キヤノン株式会社 Radiation detection apparatus, driving method thereof, and photoelectric conversion apparatus
JP2003168794A (en) * 2001-11-30 2003-06-13 Canon Inc Radiant rays detecting element, radiant rays image pickup device, radiant rays detecting method and radiant rays image pickup method
JP4147094B2 (en) * 2002-11-22 2008-09-10 キヤノン株式会社 Radiation imaging apparatus and radiation imaging system
JP4307230B2 (en) * 2003-12-05 2009-08-05 キヤノン株式会社 Radiation imaging apparatus and radiation imaging method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011130471A (en) 2011-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2007104219A (en) Radiation photography instrument and its control method, radiation photography system
JP4750512B2 (en) Radiation imaging apparatus, control method therefor, and radiation imaging system
JP4773768B2 (en) Radiation imaging apparatus, control method therefor, and radiation imaging system
US7724874B2 (en) Radiation imaging apparatus, driving method thereof and radiation imaging system
US7557355B2 (en) Image pickup apparatus and radiation image pickup apparatus
US8247779B2 (en) Radiation imaging apparatus, its control method, and radiation imaging system
JP4965931B2 (en) Radiation imaging apparatus, radiation imaging system, control method thereof, and control program
JP4469638B2 (en) Reading device and image photographing device
US7343000B2 (en) Imaging apparatus and imaging system
JP5495711B2 (en) Imaging apparatus and imaging system, control method thereof, and program thereof
JP5400507B2 (en) Imaging apparatus and radiation imaging system
JP2009063514A (en) Imaging apparatus and radiation imaging system
JP2011010054A (en) Photoelectric converting device, method of driving photoelectric converting device, radiographic imaging apparatus, and method of driving radiographic imaging apparatus
JP2004251892A (en) Radiation imaging apparatus and radiation imaging system
JP2012129425A (en) Matrix substrate, detection apparatus, detection system and detection apparatus driving method
CN103531601A (en) Large-area CMOS (complementary metal-oxide-semiconductor) image sensor for detecting X-rays directly
JP4993794B2 (en) Radiation imaging apparatus, control method therefor, and radiation imaging system
JP2007159790A (en) Radiographic apparatus and radiographic system
JP5322060B2 (en) Radiation image reader
JP2006128644A (en) Imaging apparatus, radiation imaging apparatus, and radiation imaging system
JP3039989B2 (en) Radiation imaging device
JP2006005150A (en) Imaging device and radiographic imaging device and radiographic imaging system
JP2006043293A (en) Radiation imaging apparatus and method of controlling the same
JP2005354640A (en) Imaging device and method
JP2013069864A (en) Detector and detection system

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120427

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120507

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150518

Year of fee payment: 3

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4993794

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150518

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees