JP5329732B2 - センサ及びセンサの動作方法 - Google Patents

Description

本発明はセンサに関し、それぞれのセンサ素子が入射放射線に依存する電気信号を発生する放射性感度の高い変換素子を含む複数のセンサ素子と、それぞれのセンサ素子における電気信号を増幅するための手段と、電気信号を読出すために読出しラインに接続されるそれぞれのセンサ素子における読出しスイッチング素子とを有するセンサに関する。

また、本発明は、Ｘ線画像を形成するように物体を照射するためのＸ線ビームを放射するＸ線源と、Ｘ線画像から電気画像信号を生成するためのＸ線検出器とを含むＸ線検査装置のようなかかるセンサを動作する方法に関する。

［発明の背景］
大きな表面を有するＸ線検出器は、特に医療分野において一般にＸ線検査の用途に使用されている。かかる検出器は、複数のセンサ素子から構成されている。概してセンサ素子（ピクセル）は、センサマトリクスにおいて行及び列に配置されている。好ましくは、利用は、いわゆるフラットダイナミックＸ線検出器（ＦＤＸＤ）で行われている。かかる検出器は、広いバラエティのＸ線装置において使用することができる広く知られた検出器のコンポーネントとして見られる。

現代のＦＤＸＤの形態において、個々のセンサ素子（マトリクスセル）は、固有の記憶容量を有する放射性感度の高い変換素子と、照射後に該変換素子又は記憶容量上に存在する信号を読み出すためのスイッチング素子を備えている。ＦＤＸＤは、Ｘ線を電荷に直接変換するために、アモルファスシリコンのフォトダイオード、及びそれに接続されるシンチレータ、又は代替的な光導電体の構成により変換素子を好ましくは利用する。他の放射についてのセンサの他のタイプでは、他の変換素子もまた使用することができる。

ダイオードスイッチ、又はトランジスタ、特にアモルファスシリコンのＴＦＴｓ（薄膜トランジスタ）は、読出しスイッチング素子として使用される。変換素子又は固有の記憶容量上の集められた電荷として存在している信号を読み出すために、読出しスイッチング素子はオンされ、集められた電荷は関連する読出しラインを伝導する。そこから、電荷は電荷感度の高い増幅器（ＣＳＡ）に流れる。続いて、対応する電気情報はマルチプレクサに印加され、マルチプレクサは、モニタ構成における表示装置上に表示するために、この情報をデータ取得ユニットに伝導する。

かかる検出器が、特に医療分析の業務に使用される時、患者に露出される線量を制限するように、放射線量を低減することが望まれる。結果的に、非常に小さな量の放射線のみが個々のセンサ素子上に照射される。結果として、個々のセンサ素子における電気信号は非常に小さい。したがって、できるだけ高い信号対雑音比を有するセンサ又はＸ線検出器を実現することが重要である。また、特別な高い信号対雑音比及び小さな線量の検出は、他の放射性感度の高いセンサのために望まれている。信号対雑音比を改善するために、検出器の個々のマトリクスセルにおいて信号は本質的に増幅することができる。

米国特許第5,825,033号は、ガンマ線について半導体検出器を開示しており、検出器の材料におけるそれぞれの画素において発生される電荷は、容量性帰還増幅器の集積キャパシタにおいて記憶される。この集積は、全てのピクセルについて同時に行われる。いわゆる相関ダブルサンプルホールド回路（CDSH：Correlated Double Sample-and-Hold Circuit）において、集積キャパシタのリセットにより誘発される雑音が除かれる。ＣＤＳＨに続いて、個々のピクセルは、それぞれの列に共通に読出しラインに接続されるそれぞれのユニティゲインバッファに接続される。読出しラインは、適切なマルチプレクサに結合される。この場合、センサは、４８×４８の個々のピクセルを有するマトリクスから構成される。

増幅器回路について、信号対雑音比をエンハンスするために、信号増幅及び雑音は、評価について考えられる一般的な本質的な特性である。実用的な動作について、伝達関数の安定の形式におけるさらなる基準がある。たとえば、信号増幅又は増幅器オフセット値が時間において変動する場合、オフセット及びゲインの人工物が画像検出システムにおいて生じる。かかる人工物は、部分的に修正されるのみであり、多くの労力を必要とする。かかる変動は、老朽化、放射線損失及び／又は半導体におけるトラッピング効果と共に、温度又は他の動作状態の変化により引き起こされる。

閾値電圧及び相互コンダクタンスは、特に、アモルファスシリコンの薄膜トランジスタ（ＴＦＴｓ）使用において、時間に関してかなり変化し易い。ＴＦＴｓは、特にマトリクスセルにおける集積された増幅器回路の製造について使用することができ、伝達関数の安定性を低下させる場合がある。

したがって、本発明の目的は、比較的簡単で経済的な構成により、伝達関数の高い安定性及び惹きつける信号対雑音比を保証することができるセンサ及びセンサの動作方法を提供することにある。

［発明の概要］
上記目的は、増幅するための手段が、そのゲートが変換素子に接続され、そのソースが能動負荷及び他方の側が読出しスイッチング素子を介して読出しラインに接続されるサンプリングキャパシタの一方の側に接続されるソースフォロワトランジスタを含み、それぞれのリセット素子が変換素子を初期状態にリセットするために変換素子に接続される、ことを特徴とするセンサにより達成される。

能動負荷は、理想的には電流源を構成しており、一定のチャネル電流をソースフォロワトランジスタに印加する。ソースフォロワトランジスタの閾値電圧は、これにより安定する。この閾値電圧は、特にアモルファスシリコンのＴＦＴｓの場合において、チャネル電流に強く依存する。安定閾値電圧の結果として、適切な安定な伝達関数を有するソースフォロワトランジスタの正しい動作のための条件が満たされる。したがって、ソースフォロワトランジスタは、安定な電圧増幅率１を有する。該増幅率は、サンプリングキャパシタにより電荷増幅率Ｇ_Ｑ＝Ｃ_Ｓ／Ｃ_Ｐに変換される。ここで、Ｃ_Ｐは変換素子に関する容量、Ｃ_Ｓはサンプリングキャパシタの容量である。変換素子に関する容量は、変換素子又は追加の容量素子の固有の記憶容量である。

好ましくは、能動負荷、読出しスイッチング素子及びリセット素子は、トランジスタにより構成される。センサ素子を構成するためのいずれかの方法において使用される薄膜技術を使用する一方で、本発明に必要とされる全ての構成要素は、センサ素子において直接集積することができる。この技術の背景において、トランジスタは、アモルファスシリコン又はポリシリコンから構成することができる。本発明により構築される安定増幅回路のために、経済的に製造することができるアモルファスシリコンのＴＦＴトランジスタの使用は、満足なものとなる。

有利にも、変換素子又はセンサ素子内の記憶容量素子の表面領域が低減されないようなやり方で、垂直の集積（vertical integration）を有するプロセスを利用することができる。

１つの実施の形態において、放電スイッチング素子は、好ましくはトランジスタの構成、たとえばアモルファス又はポリシリコンのＴＦＴであり、サンプリングキャパシタに並列に接続される。リセット素子による変換素子のリセットの間に、同時にサンプリングキャパシタの加速される放電のために、この放電スイッチング素子を使用することができる。これにより、サンプリングキャパシタを初期状態にすることができる。

リセット素子及び放電スイッチング素子は、共通のスイッチングラインを有してもよい。これにより、リセット素子及び放電スイッチング素子を、常に同時にオンすることができる。しかし、リセット素子及び放電スイッチング素子は、個別のスイッチングラインを交互に有していてもよい。これにより、リセット素子及び放電スイッチング素子を、たとえば、所与の動作モードについて個々にオンすることができる。好ましくは、複数のセンサ素子を、たとえばセンサマトリクスの行の全てのセンサ素子について、読出しスイッチング素子のオンのための共通のスイッチングラインを有する。

かかるセンサ素子は、共通のスイッチングラインに接続されており、共通のスイッチングライン、すなわち両素子についての共通のスイッチングラインを有することができる。これにより、リセット素子又は放電スイッチング素子をオンすることができる。

本発明によるセンサの動作の特定の有利な方法によれば、第１フェーズにおいて、それぞれのセンサ素子における測定及び読出しサイクルの間、変換素子及びサンプリングキャパシタを初期状態にリセットする。第２フェーズにおいて、初期状態における変換素子の代表値である電位差を、サンプリングキャパシタ間の電圧に調節する。第３フェーズの間、放射源による変換素子の照射の間に、サンプリングキャパシタ間の電圧を保持し、変換素子又はその容量素子での信号変化により、ソースフォロワのソース出力での電圧を変化させる。明らかに、この背景において、放射源による用語「照射」は、放射源による直接的な照射のみでなく、たとえば検査すべき物体を介する伝達の後の間接的な照射をも意味することが理解されるべきである。

第４フェーズの間、サンプリングキャパシタ間の電位差は、照射後の変換素子の代表値である値に調節される。読出しラインに接続されるサンプリングキャパシタ側での電圧の変化は、変換素子への放射線照射の評価として測定される。好ましくは、サンプリングキャパシタの読出し側での電荷の変動が、電荷感度の高い増幅器（ＣＳＡ）において記録される。これは、新たな電位差の調整の間に流れる電荷量が積分されることを意味する。

このスイッチングシーケンスの結果として、関連するセンサ素子において、いわゆる「相関ダブルサンプリング（correlated double sampling）」方法が実現される。これは、第２フェーズの間に、静止状態において変換素子について第１サンプル値が検出され、第４フェーズの間に、照射後の変換素子に対応するサンプリングキャパシタ間の最終的な値が測定される。これは、第２フェーズにおけるバイアスのため、第１サンプリングの間に測定された初期状態と照射状態の間の単なる差である。

また、このスイッチングプロセスは、変換素子が照射されて信号が読出される時間インターバルの外側で第１フェーズの間のリセット動作がなされるという利点を提供する。これにより、リセット動作は、測定結果に関する作用を有さず、雑音に寄与しない。

本発明の方法の第２実施の形態によれば、第２フェーズの第１サブフェーズの間に変換素子に関する暗流が最初に検出される。サンプリングキャパシタ間の電位差は、放射源による変換素子の照射なしに所与の時間インターバルの間に保持され、同時に、ソース出力上の電圧は、変換素子間に生じる暗流に従い変化する。暗流は、変換素子上のリーク電流に本質的に帰することができる。このサブフェーズは、その間に電位差がサンプリングキャパシタ間の電圧に調節される第２サブフェーズにより連続する。ここでは、暗流の検出後、電位差が変換素子の基準状態に対応する。第２サブフェーズは、変換素子がその初期状態にリセットされ、サンプリングキャパシタ間の電位差が維持される第３サブフェーズにより連続する。他のフェーズの実行は、上述した方法と同様である。

したがって、この方法と上述した動作モードの間の差は、第１サンプリング動作の間に、初期状態、すなわち変換素子に関する負荷がない時の電圧は基準値として取られず、基準状態は既に積分された暗流を既に含んでいることにある。これは、個々のセンサ素子において暗画像が既にバッファされ、露出された画像から減じられることを示している。したがって、暗画像の転送及び外部記憶が緩和される。付加的に、センサの利用可能なダイナミックレンジが拡張される。これは、個々のセンサ素子から転送される電荷がもはや暗流成分を含まないことによる。

第２及び第４フェーズの間のサンプリングキャパシタ間の電位差の調整は、読出しスイッチング素子のオンにより、すなわち読出しラインを介して最も容易に実行される。第３フェーズの間又は暗流の測定の間の電位差を維持するために、読出しスイッチング素子がオフされるのみが必要とされる。

本発明の１実施の形態におけるサンプリングキャパシタのリセットは、サンプリングキャパシタに並列に接続される放電スイッチング素子のオンにより実現することができ、加速されたリセットが可能となる。

測定及び読出しサイクルは、複数のセンサ素子及び共通のスイッチングラインを介して、それぞれの時間において共通に制御することができる。すなわち、照射後、センサマトリクスにおけるセンサ素子は、行において連続的に読出されてリセットされる。

本発明の方法の第３実施の形態によれば、それぞれのセンサ素子が入射放射線に依存する電気信号を発生する放射性感度の高い変換素子（１）を含み、行及び列に配列される複数のセンサ素子と、変換素子（１）を初期状態にリセットするリセット素子（２７）と、ソースが能動負荷（２３）に接続され、電気信号を読出すために他方の側が読出しスイッチング素子（３０）を介して読出しライン（８）に接続されるサンプリングキャパシタ（２６）の一方の側に接続されるソースフォロワトラジスタ（２１）と、有するセンサを動作する方法が提供される。該方法は、
放射性感度の高い変換素子をリセットし、それぞれのピクセルのサンプリングキャパシタを既知の電圧に充電し、
センサを放射線に露出し、放射性感度の高い変換素子によりサンプリングキャパシタの一方の側の電圧を変化させ、読出しスイッチング素子は露出の間にオフし、サンプリングキャパシタの他方の側に開路を設けてサンプリングキャパシタ上に一定の電荷を保持し、
読出しスイッチング素子をオンし、行におけるそれぞれのピクセルについてのサンプリングキヤパシタをサンプリングキャパシタの一方の側に関する電圧に充電し、必要とされる電荷量を測定する、を備えるものである。

アレイ読出しフェーズからピクセルのリセットを分離することにより、このスキームは、サンプリングキャパシタについて十分な時間を提供することができ、ピクセルオフセット誤差電荷を排除する定常状態に到達することができる。さらに、ピクセル読出し時間を増加することができる。

本発明の方法の第４実施の形態によれば、それぞれのセンサ素子が入射放射線に依存する電気信号を発生する放射性感度が高い変換素子（１）を含み、行及び列に配列される複数のセンサ素子（１０）と、変換素子（１）を初期状態にリセットするリセット素子（２７）と、ソースが能動負荷（２３）及び電気信号を読出すために読出しスイッチング素子（３０）を介して他方の側が読出しライン（８）に接続されるサンプリングキャパシタ（２６）の一方の側に接続されるソースフォロワトランジスタ（２１）とを有するセンサの動作方法が提供される。該方法は、
読出しスイッチング素子をオンにしてセンサを放射線に露出し、放射性感度の高い変換素子により、サンプリングキャパシタの一方の側に関する電圧を変化させ、読出しラインがサンプリングキャパシタの他方の側を一定の電圧に保持し、
リセット素子をオンし、読出しスイッチング素子をオフし、これにより照射放射線に関係なく変換素子を一定の状態に保持し、
それぞれの行のリセット素子を順次オンし、それぞれの行についてのサンプリングキャパシタ上に記憶される電荷を順次測定する、ことを備えている。

リセットスイッチは、読出し期間の間に変わらないので、フォトダイオードの電荷は、一定のままである。したがって、露出時間後の検出器に関する放射線照射は、サンプリングキャパシタを介して読出される信号を変えず、フレーム伝達動作（Frame Transfer operations）が可能となる。

本発明によるＸ線検査装置は、Ｘ線画像を形成するために物体を照射するためのＸ線ビームを放出するためのＸ線源と、Ｘ線画像から電子画像信号を形成するためのＸ線検出器とを含んでおり、Ｘ線検出器は、本発明によるセンサを備えている。かかるＸ線検査装置は、特に惹きつける信号対雑音比を有している。このため、小さな線量で動作することができ、特に患者である物体に対する放射線負荷を小さく維持することができる。

［発明の実施の形態］
本発明のさらなる詳細及び利点は、従属的な請求項、及び図面において示される本発明の実施の形態が詳細に説明される以下の記載において開示される。

図１は、本発明による回路で延出する典型的なＦＤＸＤマトリクスセル１０の構成におけるセンサ素子１０を示している。数百又は数千のかかるマトリクスセル１０は、センサ内で行及び列に配列されている。

それぞれのマトリクスセル１０は、とりわけ、一般的なＦＤＸＤマトリクスセルにおけるように、変換素子１に固有に含まれるか、又は追加的に組込まれる場合がある記憶容量を有する変換素子１を含んでいる。

変換素子１及び記憶キャパシタ２は、全てのマトリクスセル１０に共通である対電極９の一方の側に接続されている。さらに、それぞれのマトリクスセル１０は、そのゲートがスイッチングライン７に接続される読出しスイッチングトランジスタ３０を含んでいる。スイッチングライン７は、マトリクスセル１０のマトリクスの行に共通に接続される。スイッチングトランジスタ３０の出力は、読み出しライン８に接続されており、一般的なマトリクス検出器におけるマトリクスセル１０の列には、それぞれ共通の読出しライン８が設けられている。

マトリクスセル１０は、スイッチングライン７を介して読出しについて行毎に作動（オン）され、関連する列の個々のマトリクスセル１０は、それぞれの時間に同じ読出しライン８を介して、連続的に読み出される。読出しライン８の終了部では、電荷感度が高い増幅器（ＣＳＡ）１１が設けられている。

このように知られている典型的なＦＤＸＤマトリクスセルにおいて、さらなる変換素子１、又は記憶キャパシタ２がスイッチングトランジスタ３０の入力に直接変換される。これは、個々のマトリクス素子内で増幅が行われないことを意味している。

本発明によるセンサにおいて、対電極９に面している変換素子１又は記憶キャパシタの側は、とりわけソースフォロワトランジスタ２１のゲートに接続されている。

ソースフォロワトランジスタ２１のソース出力では、能動素子としての役割を果たす追加のトランジスタ２３が設けられている。さらに、ソースフォロワトランジスタの出力は、サンプリングキャパシタ２６に接続されている。該キャパシタの他の側は、読出しスイッチングトランジスタ３０の入力に接続されている。ソースフォロワトランジスタのドレイン端子２２は、全てのマトリクスセル１０に共通であってもよく、たとえば、対電極９に接続されていてもよい。しかし、ドレイン端子２２は、スイッチングライン７に並列に接続されていてもよく、行の全てのマトリクスセル１０に対して水平に共通とすることができる。

同様に、能動負荷２３のゲート端子２４及びソース端子２５は、センサの全てのマトリクスセル１０に対して共通であってもよく、１行のみに共通であってもよい。原理的に、ゲート端子２４を能動負荷２３のドレインに直接接続することも可能である。

能動負荷２３と同様に、ソースフォロワトランジスタ２１は、関連するトランジスタの飽和領域において好ましくは動作する。すなわち、条件Ｖ_ＤＳ＞Ｖ_ＧＳ−Ｖ_ｔが満たされなければならない。ここで、Ｖ_ＤＳはドレインソース電圧であり、Ｖ_ＧＳはゲートソース電圧であり、Ｖ_ｔは関連するトランジスタの現実の閾値電圧である。ソースフォロワトランジスタの電圧転送は、方程式Ｖ_Ｓ＝Ｖ_Ｇ−Ｖ_ｔｈｒにより記載することができる。ここで、Ｖ_ｔｈｒは現実の閾値電圧Ｖ_ｔ及びドレイン電流Ｉ_Ｄに依存する有効閾値電圧であり、Ｖ_Ｓは、ソースに存在する電圧であり、Ｖ_Ｇはソースフォロワトランジスタ２１のゲートに存在する電圧である。

リセットトランジスタ２７は、変換素子１又は記憶キャパシタ２の出力に接続されており、対電極２９に面している。リセットトランジスタ２７は、変換素子１及び並列に配置される記憶キャパシタ２を負荷がない状態の電圧Ｖ_Ｇ０にバイアスする役割を果たす。リセットトランジスタ２７のソース端子２９は、センサの全てのマトリクスセル１０に共通となるように構成することもできる。また、全てのマトリクスセル１０の行について、すなわちスイッチングライン７に対して並列に出力２９を形成することができる。

リセットトランジスタ２７のゲート端子２８は、全てのマトリクスセル１０の行に対して共通に好ましくは構成される。さらに、回路は、追加的な放電トラジスタ３１を含んでいる。該トランジスタ３１は、そのゲート３２が好ましくは水平ラインを介して、全てのマトリクスセル１０の行に共通となるように接続される。

図２は、例として、４つの追加の水平ライン３，４，５，６を有する回路構成を示している。すなわち、該ラインは、スイッチングライン７に平行に伸びており、全てのマトリクスセル１０のマトリクスの行に共通である。スイッチングライン３は、能動負荷２３のゲートに接続されている。さらに、スイッチングライン４は、リセットトランジスタ２７のゲート２８、及び放電トランジスタ３１のゲート３２に接続されている。第３のライン５は、リセットトランジスタ２７のソース出力２９に接続されており、第４のライン６は、能動負荷２３のソース出力２５に接続されている。

図示される全ての構成要素は、薄膜技術により、マトリクスセル１０において集積される。トランジスタは、アモルファス又は多結晶シリコンからできている。

提案される回路動作について様々な好適な実施の形態は、以下に詳細に記載される。このために、図３から図６において図示されるそれぞれのスイッチングシーケンスに対して参照される。図４において示される方法は、ダブルサンプリングを利用しており、図３において示される方法は、関連するマトリクスセル１０において相関ダブルサンプリング（ＣＤＳ）を利用している。図５は、ピクセルデータの読出しの前にサンプリングキャパシタが十分に準備される異なる動作スキームを示している。図６は、フレーム伝達検出動作を可能にする方法を示している。

図３は、「スイッチング雑音抑圧」と呼ばれる動作モードを示している。図３における最上段のプロットは、Ｘ線露出時間を示している。２段目のプロットは、読出しスイッチングトランジスタ３０がオン／オフされる時を示している。３段目のプロットは、リセットトランジスタ２７及び放電トランジスタ３１がオン及びオフされる時を示しており、最終段のプロットは、増幅器１１がアクティブの時を示している。第１フェーズの間、すなわちリセットフェーズの間、リセットトランジスタ２７は、マトリクスセル１０の関連する行においてアクティブである。結果として、変換素子１及び並列に配置される大きさＣ_Ｐの記憶キャパシタ２は、負荷がない状態の電圧にバイアスされている。電圧Ｖ_Ｇ０は、ソースフォロワトランジスタ２１のゲートに存在する。

回路が追加の放電トランジスタ３１を含まない限り、読出しスイッチングトランジスタ３０は、リセットフェーズＩ（実線）の間にアクティブのままである。図１及び図２において示されるような追加の放電トランジスタ３１を含む実施の形態では、リセットフェーズＩにおけるリセットトランジスタ２７と同時に、放電トランジスタ３１はアクティブであり、キャパシタンスＣ_Ｓを有するサンプリングキャパシタ２６の加速された放電が達成される。読出しスイッチングトランジスタ３０は、好ましくはリセットフェーズＩ（破線）の間にオフされる。

第１フェーズＩの終了では、読出しスイッチングトランジスタ３０は、第２フェーズＩＩにおける瞬間Ａまで、オンされる。この時間の間、電圧Ｖ_Ｇ０−Ｖ_ｔｈｒは、サンプリングキャパシタ２６の一方の側で存在しており、他方の側では、サンプリングキャパシタ２６及び読出しスイッチングトランジスタ３０により形成される低域通過フィルタを介して、ＣＳＡ１１の入力電圧Ｖ_ＣＳＡが生じている。ＣＳＡ１１は、ＣＳＡにおける積分器がアクティブであるか否かという事実に関係なく、その入力電圧が常に維持されるようなやり方で構成されなければならない。一般的なＣＳＡは、この必要条件を満足する。したがって、電位差Ｖ_Ｇ０−Ｖ_ｔｈ−Ｖ_ＣＳＡは、瞬間Ａでの読出しスイッチングトランジスタ３０のオフから、サンプリングキャパシタ２６間に保持される。この電位差は、リセット変換素子１の代表値である。「ゼロ値」が擬似的にサンプルされる。

第１フェーズにおける記載されたリセット動作、及び第２フェーズにおける関連するゼロ値のサンプルは、検出器のマトリクスの全てのマトリクスセル１０について行毎に実行される。続いて、いわゆるＸ線窓において、全体の検出器のマトリクスは、第３フェーズの間にＸ線に露出される。関連するマトリクスセル１０の変換素子１において生成される電荷キャリアペアは、信号電荷Ｑ_Ｐにより大きさＣ_Ｐの記憶キャパシタ２を放電する。結果的に、ソースフォロワトランジスタ２１のゲートでの電圧は、Ｖ_Ｇ１＝Ｖ_Ｇ０＋（Ｑ_Ｐ／Ｃ_Ｐ）に増加する。

Ｖ_Ｇ１−Ｖ_ｔｈｒは、サンプリングキャパシタ２６間の電位差が変化されることなく、ソースフォロワトランジスタ２１の出力で生じる。これは、読出しスイッチングトランジスタ３０及び放電トランジスタ３１がオフであるためである。

行毎の読出し動作の続く第４フェーズＩＶの間、はじめに、ＣＳＡ１１の積分器はオンされ、その後に、それぞれのマトリクスの行の読出しスイッチングトランジスタ３０がオンされる。したがって、ソースフォロワトランジスタ２１の出力は、電圧Ｖ_Ｇ１−Ｖ_ｔｈｒをなお転送し、サンプリングキャパシタ２６の他方の側はＣＳＡ１１の入力電圧を転送する。瞬間Ｂでは、ＣＳＡ１１における積分器１１が停止する。サンプリングキャパシタ２６間の電位差は、Ｖ_Ｇ１−Ｖ_ｔｈｒ−Ｖ_ＣＳＡになる。

瞬間Ａでの電位差と比較して、サンプリングキャパシタ２６は、積分時間の間に、すなわち正確にはこの時間の間のみに電荷量がＱ_Ｓ＝Ｃ_Ｓ＊（Ｖ_Ｇ１−Ｖ_Ｇ０）に変化し易くなっていることが示される。したがって、正確には、この電荷Ｑ_Ｓは、ＣＳＡ１１における積分の結果として測定される。電荷Ｑ_Ｓは、電荷増幅率Ｇ_Ｑ＝Ｃ_Ｓ／Ｃ_Ｐにより記憶キャパシタ２のＱ_Ｐの変化を超える。瞬間Ｂでは、マトリクスセル１０の動作サイクルが終端され、記載された第１フェーズＩを始めることができる。これは、図３において示されている。記載された動作モードは、連続的なＸ線露出モードに匹敵する。明確さのためであるが、パルス式Ｘ線露出が選択される。変換素子１において実際に常時流れるリーク電流は、簡略化のために省略されている。典型的なＦＤＸＤにおけるように、この動作モードにおけるリーク電流は、測定された電荷信号において含まれる。変換素子１としてフォトダイオードが使用される場合、伝達関数が非線形成分を含むように、キャパシタンスＣ_Ｐは一定でないだけでなく、電荷Ｑ_Ｐに依存する。

提案される解決法は、回路の伝達関数の安定性により形成される特に有利な側面を有している。回路のゲイン安定性は、サンプリングキャパシタ２６による電荷増幅率Ｇ_Ｑ＝Ｃ_Ｓ／Ｃ_Ｐに変換される安定した電圧増幅率１をソースフォロワトランジスタ２１が有しているという事実による。オフセットの安定性は、信号及びオフセット値から構成される全体の値から関連するオフセット値を減じることにより得られる。結果として、画像反復時間Ｔ_Ｆよりも時間的に遅い全てのオフセット効果が効果的に除去される。ソースフォロワトランジスタ２１の１／Ｆ雑音、及び提案される回路において使用される能動負荷２３のために、この動作モードにおいて、付加的な雑音が生じる場合がある。しかし、画像繰返し時間Ｔ_Ｆよりも本質的に遅い雑音現象は、ＣＤＳ方法により再び除去される。

スイッチング雑音に関して、測定結果は瞬間Ａ及びＢを含む間の動作によってのみ影響される。変換素子１及びサンプリングキャパシタ２６についてのリセット動作は、この時間インターバル内にはなく、したがって雑音に帰さない。瞬間Ａでの読出しスイッチングトランジスタ３０のオフは、知られているＦＤＸＤのスイッチング雑音よりも大きなファクタＧ_Ｑ ^１／２である雑音の寄与をなす。しかし、これは、信号増幅率Ｇ_Ｑにより対抗され、全体の信号対雑音比がＧ_Ｑ ^１／２に改善される。瞬間ＢでのＣＳＡ１１における積分のオフに関するスイッチング雑音は、付加的な寄与をなさない。該雑音は、典型的なＦＤＸＤにおいても生じており、この場合、電荷増幅率Ｇ_Ｑのために信号との比較の重要性が失われているためである。

全体として、この動作モードは、電荷増幅率Ｇ_Ｑが十分に高い時に向上された信号対雑音比を齎す。これにより、画像、特に線量の低いＸ線露出の場合（たとえば、Ｘ線透視法）には独自の改善が齎される。

第２動作モードについてのスイッチングシーケンス、すなわち、いわゆる暗流減算モードは、図４において示されている。図４における最上段のプロットは、Ｘ線露出時間を示している。２段目のプロットは、読出しスイッチングトランジスタ３０がオン及びオフの時を示している。３段目のプロットは、リセットトラジスタ３０がオン又はオフの時を示している。４段目のプロットは、放電トランジスタ３１がオン及びオフの時を示している。最下段のプロットは、増幅器１１がオンの時を示している。第１動作モードと同様に、第１フェーズＩにおいて、変換素子１、又はキャパシタンス２、及びサンプリングキャパシタ２６は、負荷がない状態の電圧にバイアスされている。

続いて、この値は、サンプリングキャパシタ２６に関するゼロ値として直接保持されないが、第１サブフェーズにおいて、第１の暗流が変換素子１上に記録される。関連する変換素子１の暗流は、積分される。

続いて、第２サブフェーズＩＩｂにおいて、電位差は、サンプリングキャパシタ間の電圧に調節される。すなわち、暗画像がサンプルされる。これは、読出しスイッチングトランジスタ３０の単なるオンにより実現される。

サブフェーズＩＩｂ、及びサブフェーズＩＩｃにおけるこの第１サンプリングの後に、変換素子１がリセットされ、この場合放電トランジスタ３１及び読出しスイッチングトランジスタ３０はオンされない。これにより、第１サンプリング動作の間のサンプリングキャパシタ２６間に調節される電位差は、保持される。

放電トランジスタ３１が使用される時も、個別のラインにより、放電トランジスタ３１及びリセットトランジスタ２７をスイッチすることが可能でなければならない。

変換素子１のかかる第２リセットの後、Ｘ線露出は、Ｘ線窓において行われる。フェーズＩＶにおける読出しは、上述した「スイッチング雑音抑圧」動作モードのように行われる。

全体として、この方法によれば、ＣＳＡ１１における積分後の瞬間Ｂで得られる測定される値は、第１動作モードにおけるような電荷増幅率Ｇ_Ｑ＝Ｃ_Ｓ／Ｃ_Ｐを有する電荷Ｑ_Ｓ＝Ｇ_Ｑ＊（Ｑ_Ｐ−Ｑ_Ｄ）である。電荷Ｑ_Ｄは、暗窓において積分される暗流成分を表している。したがって、暗窓及びＸ線窓の長さ、すなわちフェーズＩＩａ及びＩＩＩは、測定された値が暗流に関して修正されるように、好ましくは同じに選択される。値Ｖ_ｔｈｒ及びＶ_ＣＳＡは、減算により除余されるので、上述した動作モードにおけるように測定された値においてもはや生じない。

全体的に、第２動作モードは、変換素子１におけるリーク電流により主に作られる暗画像は、個々のマトリクスセル１０内で既に減算されているという事実において残っている。さらに、この第２動作モードは、回路の伝達関数、すなわち第１動作モードで達成されたようなゲイン安定性及びオフセット安定性という特別の有利な安定性という利点を提供する。

変換素子１及び記憶キャパシタ２のリセットは、フェーズＩＩの第３サブフェーズＩＩｃ内の瞬間Ａ及びＢ間で行われるので、リセット雑音による追加の雑音成分が考慮されなければならない。したがって、第２動作モードにおける信号対雑音比は、第１動作モードのそれよりも小さい。

上述した２つの動作モードは、変換素子１のリセット動作をそれぞれ提供し、続いて、変換素子１（フェーズＩＩ）のリセット状態に対応するサンプリングキャパシタ２６上の電荷の記憶を提供する。これは、それぞれの行について繰り返される。

このアプローチでの潜在的な問題は、ピクセルが読出されてリセットされなければならず、次いで、約２０μｓｅｃの短時間内で全てが定常状態に再充電されなければならない点である。読出しのために１０μｓｅｃが必要であると仮定すると、他の２つのタスクのそれぞれについて５μｓｅｃが残される。アモリファスシリコン及び多結晶シリコンＴＦＴについての典型的なデバイスパラメータを使用することにより、サンプリングキャパシタを５μｓｅｃ内に定常状態に再充電するための十分な時間ができる。理想的には、５０〜１００μｓｅｃの時間期間が適切である。

サンプリングキャパシタ２８が定常状態に再充電されない場合、ピクセルから電荷オフセットが引き起こされる。

図５は、アレイの読出しの間にリセット動作が実行されない代替的なタイミングスキームを例示するために使用される。かわりに、アレイにおける全てのピクセルは、Ｘ線露出の前に並列にリセット（フォトダイオードのリセット及びサンプリングキャパシタの定常状態への充電）される。２ｍｓｅｃの時間インターバルがこのために配置されており、サンプリングキャパシタは、容易に定常状態に充電することができる。

例示のみのために、図５のタイミングシーケンスは、１０００×１０００のピクセルアレイを有する検出器について、３０ｋＨｚでの動作を仮定している。この図は、３３ｍｓｅｃのフレーム時間５０を与えている。この図は、１３ｍｓｅｃのＸ線露出時間、及び２０μｓｅｃのライン読出し時間の分かれていてもよい。

アレイ読出しは、以下に記載する３つのフェーズＩ，ＩＩ及びＩＩＩに分かれている。図５の最上段のプロットは、Ｘ線露出時間を示している。次段のプロットは、最初の行についての読出しパルスを示しており、次段のプロットは、最終行についての読出しパルスを示している。４段目のプロットは、読出しスイッチングトランジスタ３０の状態を示しており、最終段のプロットは、リセットトランジスタ２７の状態を示している。

「フェーズＩ」
これは、サンプリングキャパシタが定常状態の値に充電される２ｍｓｅｃのリセットフェーズである。リセットステージの開始では、全てのリセットトランジスタ２７は、オンしている。フォトダイオードの電荷がリセットされ、ソースフォロワトランジスタ２１のゲートはＶ_Ｇ０ＤＣ電圧で固定されている。ソースフォロワトランジスタ２１のソースは、定常状態の電圧Ｖ_Ｇ０−Ｖ_ｒｅｆに到達する。次に、リセットトランジスタ２７がオフし、読出しスイッチングトランジスタ３０がオンする。サンプリングキャパシタ２６の一方の極板（上の極板）の電圧は、ソース電圧に固定され、他方の極板の電圧は、読出しライン８上の列電圧にセットされる。したがって、サンプリングキャパシタ２６上の電荷は、リセットフェーズの終了において一定である。列電圧を０Ｖと仮定すると、キャパシタ２６上の電荷は、次のように表すことができる。
Ｑ_Ｏ＝Ｃ_Ｓ×Ｖ_ＳＯ
ここで、ＣＳはサンプリングキャパシタの静電容量であり、ＶＳＯはソースフォロワトランジスタ２１のソース電圧（Ｖ_Ｇ０−Ｖ_ｔｈｒ）の初期（静止）値である。

「フェーズＩＩ」
信号露出窓は、リセットステージに従う。この時間の間、フォトダイオードに対する光子照射は、フォトダイオードキャパシタンスを放電するために光電流を発生する。これにより、ゲート電圧において線形増加する。上述したように、能動負荷は、一定のゲート−ソース電圧を維持するために、ソース電圧がゲード電圧に従うことを保証する。露出の間にゲート電圧における変化がΔＶ_ｐｄである場合、ソース電圧の最終値は、次のようになる。
Ｖ_Ｓ１＝Ｖ_Ｓ０＋ΔＶ_ｐｄ
露出時間の間、キャパシタ２６上の変化は、読出しスイッチングトランジスタ３０がオフであるために、一定のままである。

「フェーズＩＩＩ」
読出しシーケンスにおける最後のステージは、ライン毎の読出しである。読出しの間、行における全てのピクセルの読出しスイッチングトランジスタ３０は、オンしており、サンプリングキャパシタ２６は、ソース電圧の新たな値に充電される。パルスは１８μｓｅｃ続く。読出しの最後でのサンプリングキャパシタ上の電荷は、次のようになる。
Ｑ_１＝Ｃ_Ｓ×Ｖ_Ｓ１＝Ｃ_Ｓ×（Ｖ_Ｓ０＋ΔＶ_ｐｄ）
読出し期間の間、増幅器は、以下に与えるように、キャパシタ２６間の電荷における変化をサンプルする。
ΔＱ_Ｃ＝Ｑ_１−Ｑ_０＝Ｃ_Ｓ×ΔＶ_ｐｄ
これは、次のように書き直すことができる。
ΔＱ_Ｃ＝Ｃ_Ｓ／Ｃ_Ｐ ×ΔＱ_ｐｄ
ここで、ΔＱ_ｐｄは、露出の間のフォトダイオード電荷における変化であり、項Ｃ_Ｓ／Ｃ_Ｐは、ピクセルのゲインである。

ピクセルのリセットをアレイ読出しから分離することにより、このスキームは、サンプリングキャパシタにとって、ピクセルオフセットの誤差電荷を除去する定常状態に到達するために十分な時間を提供する。さらに、ピクセル読出し時間は、１０μｓｅｃから１８μｓｅｃに殆ど２倍にすることができ、ピクセル信号を読出すための時間が増加される。

図６は、フレーム伝達動作を提供するさらなる駆動スキームを示している。バイプレーン心電（bi-plane cardio）の応用において、Ｘ線検出器を動作するための解決を見出すことが望まれている。かかる応用は、直交して配置される２つの検出器、及び高速フレームレート（６０Ｈｚ）で動作するＸ線源を使用している。

Ｘ線源は、第１検出器が第１源から線量を検出し、第２検出器が第１源から線量を検出するように、パルス式により連続して動作する。しかし、１つの線源から散乱された線量は、他の線源について意図される検出器に照射される。したがって、第１検出器が読出されている時に、第２源から散乱されるＸ線は、フォトダイオード信号及び読出されている画像を変更する。結果的に、読出しの間、第１検出器は第２検出器からのＸ線に対して鈍感であり、第２検出器は第１検出器からのＸ線に対して鈍感であることが必要である。この検出器の動作モードは、フレーム伝達と呼ばれる。このことは、露出の間、ピクセルデータがピクセル内の記憶装置に「記憶／伝達される」ことを文字通り意味する。露出後、記憶装置が読出され、散乱されたＸ線からフォトダイオードに関するいずれかの信号は、読出されている信号に影響を与えない。

典型的なＸ線検出器において、ピクセルは、ＴＦＴ及びフォトダイオードを備えている。検出器はＸ線の線量に露出され、それぞれのラインは、順次読出される。読出し期間の終了でアレイがリセットされるように、読出しプロセスでは、ピクセルがリセットされる。したがって、露出後、全体のアレイが読出されるまで、検出器はＸ線に対してなお感度が高い。この理由のために、標準的な検出器は、フレーム伝達動作を提供していない。

修正された読出し技術は、フレーム伝達動作を提供することができる。このタイミングスキームは図６に示されている。読出しシーケンスは、露出（フェーズＩ）に続いて一連のライン読出し（フェーズＩＩ）を備える。図６における最上段のプロットは、Ｘ線露出時間を示している。２段目のプロットは、全ての読出しスイッチングトラジスタ３０の状態を示している。次のプロットは、全てのリセットトランジスタ２７の状態を示している。次のプロットは、第１行についての２つの読出しパルスを示し、最下段のプロットは、最終行についての２つの読出しパルスを示している。

このタイミング配置において、露出（フェーズＩ）の間、ソースフォロワトランジスタ２１のソース電圧における変化は、記憶キャパシタに直に転送される。この目的のために、全ての読出しスイッチングトランジスタは露出の間にオンされ、サンプリングキャパシタは露出の間にソース電圧に変化する。

露出の最後でのゲート電圧を次のように仮定する。
Ｖ_Ｇ１＝Ｖ_Ｇ０＋ΔＶ_ｐｄ
ソース電圧を次のように仮定する。
Ｖ_Ｓ１＝Ｖ_ｂｉａｓ＋ΔＶ_ｐｄ
ここで、ΔＶ_ｐｄは露出の間のソースフォロワゲート電圧における変化であり、ＶＧ０は露出の開始でのソースフォロワゲートのＤＣ電圧であり、Ｖ_ｂｉａｓはソースノードでの休止電圧である。したがって、サンプリングキャパシタに記憶される電荷は、次のように示される。
Ｑ_Ｃ＝Ｃ_Ｓ×Ｖ_Ｓ１＝Ｃ_Ｓ×（Ｖ_ｂｉａｓ＋ΔＶ_ｐｄ）
露出期間の後、全ての読出しスイッチングトランジスタ３０はオフし、リセットトランジスタはオンする。ソースフォロワゲート及びソースノードは、ＶＧ１及びＶ_ｂｉａｓにリセットされる。リセットトランジスタ２７は、読出し期間の間に変わらないので、フォトダイオードの電荷は一定のままである。したがって、露出時間後の検出器へのＸ線照射は、サンプリングキャパシタを介して読出される信号を変えない。これにより、フレーム伝達動作が可能となる。読出し期間の間、それぞれの読出しスイッチングキャパシタは連続的に指定される。この時間の間、指定されたピクセルにおけるサンプリングキャパシタは、休止しているソース電圧（Ｖ_ｂｉａｓ）に充電される。したがって、読出しの間の電荷における変化は、次のようになる。
ΔＱ_Ｃ＝Ｃ×ΔＶ_ｐｄ ⇒ ΔＱ_Ｃ＝Ｃ_Ｓ／Ｃ_Ｐ ×ΔＱ_ｐｄ
この電荷は、増幅器により検出される。

したがって、ピクセルは、フレーム伝達動作モードを提供し、ゲインＣ_Ｓ／Ｃ_Ｐを有するピクセルゲインを維持するために使用することができる。代替的に、サンプリングキャパシタがＣ_Ｐと同じ値を有することも可能であり、ゲインを有さないフレーム伝達となる。

最後に、個々のセンサセルにおいて比較的に少ない追加の構成要素により、及び生産の間に追加のプロセスステップを取ることなく全ての利点が達成される。したがって、本発明によるかかるセンサの製造は、これまで商業的に入手することができるセンサの製造よりも安価にすることができる。

本発明によるセンサマトリクスのセンサ素子の回路図である。 １実施の形態においてスイッチング及び供給ラインが構成要素に導かれる図１の回路図である。 第１動作モードによる測定及び読出しサイクルの間のスイッチングシーケンスを示す図である。 第２動作モードによる測定及び読出しサイクルの間のスイッチングシーケンスを示す図である。 第３動作モードによる測定及び読出しサイクルの間のスイッチングシーケンスを示す図である。 第４動作モードによる測定及び読出しサイクルの間のスイッチングシーケンスを示す図である。

Claims (12)

1. それぞれのセンサ素子が入射放射線に依存する電気信号を発生する変換素子を含む複数のセンサ素子と、それぞれの前記センサ素子における前記電気信号を増幅する手段と、前記電気信号を読み出すために読出しラインに接続されるそれぞれの前記センサ素子における読出しスイッチング素子とを有するセンサであって、
   前記増幅する手段は、ゲートが前記変換素子に接続され、ソースが能動負荷及びサンプリングキャパシタの一方の側に接続されるそれぞれのソースフォロワトランジスタを含み、前記サンプリングキャパシタの他方の側は前記読出しスイッチング素子を介して前記読出しラインに接続され、
   それぞれのリセット素子は、前記変換素子を初期状態にリセットするように前記変換素子に接続され、
   前記ソースフォロワトランジスタは、１である電圧増幅率を与え、
   前記サンプリングキャパシタは、電圧の増幅から電荷の増幅への変換を与え、
   前記読出しラインの終了部で、前記サンプリングキャパシタの読み出し側での電荷の変動を増幅する増幅器が設けられ、
   放電スイッチング素子は、前記サンプリングキャパシタと並列に接続され、前記それぞれのリセット素子がアクティ状態にあるときにアクティブ状態にある、
   ことを特徴とするセンサ。
   
2. 前記能動負荷及び／又は前記読出しスイッチング素子及び／又は前記放電スイッチング素子はトランジスタを含む、
   請求項１記載のセンサ。
   
3. 前記リセット素子及び前記放電スイッチング素子は、関連する素子をオンするための共通のスイッチングライン又は個別のスイッチングラインを有する、
   請求項１又は２記載のセンサ。
   
4. 前記複数のセンサ素子は、それらの読出しスイッチング素子をオンするための共通のスイッチングラインを有し、これらのセンサ素子は、それらのリセット素子及び／又はそれらの放電スイッチング素子をオンするための共通のスイッチングライン又は個別のスイッチングラインを有する、
   請求項１乃至３のいずれか記載のセンサ。
   
5. それぞれのセンサ素子が入射放射線に依存する電気信号を発生する変換素子を含む複数のセンサ素子と、前記変換素子を初期状態にリセットするリセット素子と、ソースが能動負荷、及び他方の側が前記電気信号を読出すために読出しスイッチング素子を介して読出しラインに接続されるサンプリングキャパシタの一方の側に接続されるソースフォロワトラジスタと有するセンサの動作方法であって、
   前記ソースフォロワトランジスタは、１である電圧増幅率を与え、前記サンプリングキャパシタは、電圧の増幅から電荷の増幅への変換を与え、前記読出しラインの終了部で、前記サンプリングキャパシタの読み出し側での電荷の変動を増幅する増幅器が設けられ、
   当該方法は、
   それぞれのセンサ素子における測定及び読出しサイクルの間に、第１フェーズの間に前記変換素子及び前記サンプリングキャパシタを初期状態にリセットするステップと、
   第２フェーズの間に、前記初期状態における前記変換素子の代表値である電位差を前記サンプリングキャパシタ間の電圧に調節するステップと、
   第３フェーズの間に、前記サンプリングキャパシタ間の電圧を維持し、前記変換素子を放射源により放射し、第４フェーズの間に、前記サンプリングキャパシタ間の電位差を前記照射後の前記変換素子の代表値である電圧に調節し、前記変換素子に関する放射線照射の測度として、前記読出しラインに接続される前記サンプリングキャパシタ側での電位の変化を増幅器の出力により測定するステップと、
   を含む方法。
   
6. 前記第２フェーズ内の第１サブフェーズにおいて、前記変換素子上に第１暗流を記録し、
   続く第２サブフェーズにおいて、前記暗流の記録の後に前記変換素子の基準状態に対応する電位差を前記サンプリングキャパシタ間の電圧に調節し、
   続く第３サブフェーズにおいて、前記変換素子をその初期状態にリセットし、前記サンプリングキャパシタ間の電位差を維持する、
   請求項５記載の方法。
   
7. 前記第２及び第４フェーズにおいて、前記サンプリングキャパシタ間の前記電位差の調整を前記読出しスイッチング素子のオンにより行い、前記電位差を維持するために前記読出しスイッチング素子をオフする、
   請求項５又は６記載の方法。
   
8. 前記サンプリングキャパシタは、前記サンプリングキャパシタに並列に接続される放電スイッチング素子のオンによりリセットされる、
   請求項５乃至７のいずれか記載の方法。
   
9. 測定及び読出しサイクルは、共通のスイッチングラインを介して共通の複数のセンサ素子について制御される、
   請求項５乃至８のいずれか記載の方法。
   
10. Ｘ線画像を形成するように物体を照射するためにＸ線ビームを放出するためのＸ線源と、前記Ｘ線画像から電気画像信号を生成するためのＸ線検出器とを含み、前記Ｘ線検出器は、請求項１乃至４のいずれか記載のセンサを含む、
    ことを特徴とするＸ線検査装置。
    
11. それぞれのセンサ素子が入射放射線に依存する電気信号を発生する変換素子を含み、行及び列に配列される複数のセンサ素子と、前記変換素子を初期状態にリセットするリセット素子と、ソースが能動負荷、及び前記電気信号を読出すために読出しスイッチング素子を介して他方の側が読出し線に接続されるサンプリングキャパシタの一方の側に接続されるソースフォロワトランジスタとを有するセンサの動作方法であって、
    前記ソースフォロワトランジスタは、１である電圧増幅率を与え、前記サンプリングキャパシタは、電圧の増幅から電荷の増幅への変換を与え、前記読出しラインの終了部で、前記サンプリングキャパシタの読み出し側での電荷の変動を増幅する増幅器が設けられ、
    当該方法は、
    前記変換素子をリセットし、それぞれのピクセルの前記サンプリングキャパシタを既知の電圧に充電するステップと、
    前記センサ素子を放射線に露出して、前記変換素子により前記サンプリングキャパシタの一方の側の電圧を変化させ、前記露出の間に前記読出しスイッチング素子をオフにし、前記サンプリングキャパシタの他方の側に開路を設けて、前記サンプリングキャパシタで一定の電荷を保持するステップと、
    前記読出しスイッチング素子をオンし、行におけるそれぞれのピクセルについて前記サンプリングキャパシタを前記サンプリングキャパシタの一方の側の電圧に充電し、必要とされる電荷量を測定するステップと、
    を含む方法。
    
12. それぞれのセンサ素子が入射放射線に依存する電気信号を発生する変換素子を含み、行及び列に配列される複数のセンサ素子と、前記変換素子を初期状態にリセットするリセット素子と、ソースが能動負荷、及び前記電気信号を読出すために読出しスイッチング素子を介して他方の側が読出しラインに接続されるサンプリングキャパシタの一方の側に接続されるソースフォロワトランジスタとを有するセンサの動作方法であって、
    前記ソースフォロワトランジスタは、１である電圧増幅率を与え、前記サンプリングキャパシタは、電圧の増幅から電荷の増幅への変換を与え、前記読出しラインの終了部で、前記サンプリングキャパシタの読み出し側での電荷の変動を増幅する増幅器が設けられ、
    当該方法は、
    前記読出しスイッチング素子をオンして放射線に前記センサ素子を露出し、前記変換素子により、前記サンプリングキャパシタの一方の側の電圧を変化させ、読出しラインが前記サンプリングキャパシタの他方の側を一定の電圧に保持するステップと、
    前記リセット素子をオンし、前記読出しスイッチング素子をオフし、前記照射放射線に関係なく前記変換素子を一定の状態に保持するステップと、
    それぞれの行の前記読出しスイッチング素子を順次オンし、それぞれの行についての前記サンプリングキャパシタ上に記憶される電荷を測定するステップと、
    を備える方法。
    

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