JP6821457B2 - 放射線検出器 - Google Patents
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Description
X線の照射により、アンプトランジスタ105のゲート電極の電圧が変化し、アンプトランジスタ105のドレインソース間の電流がIb+ΔIbに変化したとする。この時点で、読出し回路107がアクティブピクセル102の信号を読み出すと、読出し回路107の出力電圧Vоbは以下の式(2)のようになる。
したがって、アクティブピクセル102に入射したX線に対応する電圧変化量Vоb−Vоaは以下の式(3)のようになる。
以下、本発明の実施形態1について、図1〜図3に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明の実施形態1に係る放射線センサ1の概略的な回路構成を示す図である。
本発明の実施形態1において、放射線センサ1(放射線検出器)は、図1に示すように、読出し部30a・30b、およびスイッチSW1を備えている。読出し部30aは、アクティブピクセル(ピクセル)12a・12b、読出し回路21a、電流調整部40a、および、出力ラインIout_1を備えている。読出し部30bは、アクティブピクセル12c・12d、読出し回路21b、電流調整部40b、および、出力ラインIout_2を備えている。アクティブピクセル12c・12d、読出し回路21b、電流調整部40b、および、出力ラインIout_2は、アクティブピクセル12a・12b、読出し回路21a、電流調整部40a、および、出力ラインIout_1と同様の構成である。
アクティブピクセル12aは、受光した放射線の線量に応じた電流を、出力ラインIout_1に出力する。アクティブピクセル12a(ピクセル)は、フォトダイオード13(センサ素子)、電荷蓄積部14、リセットトランジスタ15、アンプトランジスタ16、および読出しトランジスタ17を備えている。なお、アクティブピクセル12bは、アクティブピクセル12aと同様の構成である。
出力ラインIout_1は、一端が電流調整部40aに接続され、他端が読出し回路21aに接続されている。また、アクティブピクセル12a・12bにおける読出しトランジスタ17は出力ラインIout_1に接続されている。言い換えると、電流調整部40aは、アクティブピクセル12a・12bの出力端から読出し回路21aまでの経路から分岐して設けられている。
電流調整部40aは、出力ラインIout_1の一端に接続され、所定電流を出力ラインIout_1から引き出す。電流調整部40aは放射線が入射していない時にアンプトランジスタ16に流れるバイアス電流と同じ電流値の第1電流IBを出力ラインIout_1から引き出す。電流調整部40aの出力ラインIout_1に接続されていない側の端子は、電圧源(所定の電圧ノード)または、グランドに接続されている共通端子A1に接続されている。
読出し回路21aは、出力ラインIout_1の他端に接続されている。読出し回路21aは、出力ラインIout_1において第1電流IBが電流調整部40より引き出された後の第2電流ICの電流値を読み出す。つまり、読出しトランジスタ17をオンしたとき、第1電流IBは電流調整部40aに流れ、第2電流ICは読出し回路21に流れる。
電流調整部40aの出力ラインIout_1に接続されていない側の端子、および、電流調整部40bの出力ラインIout_2に接続されていない側の端子は、共通端子A1に接続されている。スイッチSW1は、共通端子A1と電圧源またはグランドとの間を導通状態または遮断状態にする。スイッチSW1の設置位置について、従来の技術と比較して以下に説明する。
以下、スイッチSW1の動作の一例について、図1および図3に基づいて説明する。図3は、本実施形態の放射線センサ1における駆動信号のタイミングチャートの一例を示す図である。スイッチSW1は、読出し回路21a・21bが電圧値を読み出すタイミングと同じタイミングで、共通端子A1と、電圧源またはグランドとの間を導通状態とする。
図4に基づき、本発明の実施形態2について説明する。図4は、本発明の実施形態2に係る放射線センサ1Aの概略的な回路構成を示す図である。図4に示す放射線センサ1Aは、図1に示す放射線センサ1に比べて、基板の構成を具体的に示したものであり、その他の構成は同様である。
図5に基づき、本発明の実施形態3について説明する。図5は、本発明の実施形態3に係る放射線センサ1Bの概略的な回路構成を示す図である。図5に示す放射線センサ1Bは、図4に示す放射線センサ1Aに比べて、電流調整部40a・40bが、アクティブピクセル12a・12b・12c・12dと同一の第4基板63上に形成されている点が異なり、その他の構成は同様である。
図6に基づき、本発明の実施形態4について説明する。図6は、本発明の実施形態4に係る放射線センサ1Cの概略的な回路構成を示す図である。図6に示す放射線センサ1Cは、図4に示す放射線センサ1Aに比べて、電流調整部40a・40bが、スイッチSW1と同一の第5基板64上に形成されている点が異なり、その他の構成は同様である。
図7に基づき、本発明の実施形態5について説明する。図7は、本発明の実施形態5に係る放射線センサ1Dの概略的な回路構成を示す図である。図7に示す放射線センサ1Dは、図1に示す放射線センサ1に比べて、電流調整部40a・40bに換えて、抵抗R1・R2が用いられている点が異なり、その他の構成は同様である。なお、抵抗R1と抵抗R2は同様の構成である。
図8に基づき、本発明の実施形態6について説明する。図8は、本発明の実施形態6に係る放射線センサ1Eの概略的な回路構成を示す図である。図8に示す放射線センサ1Eは、図1に示す放射線センサ1に比べて、アクティブピクセル12a・12b・12c・12dに換えて、アクティブピクセル12a1・12b1・12c1・12d1が設けられている点が異なり、その他の構成は同様である。また、アクティブピクセル12a1・12b1・12c1・12d1は、アクティブピクセル12a・12b・12c・12dに比べて、フォトダイオード13の設置向きが異なり、その他の構成は同様である。
本発明の態様1に係る放射線検出器(放射線センサ1・1A・1B・1C・1D・1E)は、センサ素子(フォトダイオード13)が受光した放射線の線量に応じた電流を、出力ライン(Iout_1・Iout_2)に出力するピクセル(アクティブピクセル12a・12b・12c・12d・12a1・12b1・12c1・12d1)と、前記出力ラインの一端に接続され、所定電流を前記出力ラインから引き出す電流調整部(40a・40b)と、前記出力ラインの他端に接続され、前記出力ラインにおける、前記電流調整部により所定電流が引き出された後の電流値を読み出す読出し回路(21a・21b)と、を有する、複数の読出し部(30a・30b)と、前記複数の読出し部にそれぞれ含まれている前記電流調整部の前記出力ラインの一端に接続されていない端子と接続されている共通端子(A1)と、前記共通端子と、所定の電圧ノードまたはグランドとの間の導通状態を切り替えるスイッチ(SW1)と、を備えている。
12a・12b・12c・12d・12a・12b・12c・12d アクティブピクセル(ピクセル)
13 フォトダイオード(センサ素子)
14 電荷蓄積部
15 リセットトランジスタ
16 アンプトランジスタ
17 読出しトランジスタ
21a・21b 読出し回路
23 容量
24 アンプリセットトランジスタ
30a・30b 読出し部
40a・40b 電流調整部
60 第1基板
61 第2基板
62 第3基板
63 第4基板
64 第5基板
Iout_1・Iout_2 出力ライン
R1・R2 抵抗
Claims (6)
- センサ素子が受光した放射線の線量に応じた電流を、出力ラインに出力するピクセルと、
前記出力ラインの一端に接続され、所定電流を前記出力ラインから引き出す電流調整部と、
前記出力ラインの他端に接続され、前記出力ラインにおける、前記電流調整部により所定電流が引き出された後の電流値を読み出す読出し回路と、を有する、複数の読出し部と、
前記複数の読出し部にそれぞれ含まれている前記電流調整部の前記出力ラインの一端に接続されていない端子と接続されている共通端子と、
前記共通端子と、所定の電圧ノードまたはグランドとの間の導通状態を切り替えるスイッチと、
を備え、
前記スイッチと、前記電流調整部とは、それぞれ異なる基板に形成されていることを特徴とする放射線検出器。 - センサ素子が受光した放射線の線量に応じた電流を、出力ラインに出力するピクセルと、
前記出力ラインの一端に接続され、所定電流を前記出力ラインから引き出す電流調整部と、
前記出力ラインの他端に接続され、前記出力ラインにおける、前記電流調整部により所定電流が引き出された後の電流値を読み出す読出し回路と、を有する、複数の読出し部と、
前記複数の読出し部にそれぞれ含まれている前記電流調整部の前記出力ラインの一端に接続されていない端子と接続されている共通端子と、
前記共通端子と、所定の電圧ノードまたはグランドとの間の導通状態を切り替えるスイッチと、
を備え、
前記スイッチと、前記電流調整部と、前記ピクセルとは、それぞれ異なる基板に形成されていることを特徴とする放射線検出器。 - センサ素子が受光した放射線の線量に応じた電流を、出力ラインに出力するピクセルと、
前記出力ラインの一端に接続され、所定電流を前記出力ラインから引き出す電流調整部と、
前記出力ラインの他端に接続され、前記出力ラインにおける、前記電流調整部により所定電流が引き出された後の電流値を読み出す読出し回路と、を有する、複数の読出し部と、
前記複数の読出し部にそれぞれ含まれている前記電流調整部の前記出力ラインの一端に接続されていない端子と接続されている共通端子と、
前記共通端子と、所定の電圧ノードまたはグランドとの間の導通状態を切り替えるスイッチと、
を備え、
前記ピクセルと前記電流調整部とは同一の基板に形成され、前記スイッチと前記電流調整部とは、それぞれ異なる基板に形成されていることを特徴とする放射線検出器。 - センサ素子が受光した放射線の線量に応じた電流を、出力ラインに出力するピクセルと、
前記出力ラインの一端に接続され、所定電流を前記出力ラインから引き出す電流調整部と、
前記出力ラインの他端に接続され、前記出力ラインにおける、前記電流調整部により所定電流が引き出された後の電流値を読み出す読出し回路と、を有する、複数の読出し部と、
前記複数の読出し部にそれぞれ含まれている前記電流調整部の前記出力ラインの一端に接続されていない端子と接続されている共通端子と、
前記共通端子と、所定の電圧ノードまたはグランドとの間の導通状態を切り替えるスイッチと、
を備え、
前記スイッチと前記電流調整部とは同一の基板に形成され、前記ピクセルと前記スイッチとは、それぞれ異なる基板に形成されていることを特徴とする放射線検出器。 - センサ素子が受光した放射線の線量に応じた電流を、出力ラインに出力するピクセルと、
前記出力ラインの一端に接続され、所定電流を前記出力ラインから引き出す電流調整部と、
前記出力ラインの他端に接続され、前記出力ラインにおける、前記電流調整部により所定電流が引き出された後の電流値を読み出す読出し回路と、を有する、複数の読出し部と、
前記複数の読出し部にそれぞれ含まれている前記電流調整部の前記出力ラインの一端に接続されていない端子と接続されている共通端子と、
前記共通端子と、所定の電圧ノードまたはグランドとの間の導通状態を切り替えるスイッチと、
を備え、
前記スイッチは、前記読出し回路が前記電流値を読み出すタイミングと同じタイミングで、前記共通端子と、前記所定の電圧ノードまたは、前記グランドとの間を導通状態とすることを特徴とする放射線検出器。 - 前記読出し回路は、前記電流調整部により所定電流が引き出された後の電流値を読み出す積分用アンプを備え、
前記積分用アンプは、基準電圧が印加される第1入力端子と、前記積分用アンプの出力端子に接続され、上記基準電圧に維持される第2入力端子と、を有し、
前記第2入力端子は、前記電流調整部の前記共通端子に接続されてない端子に接続されていることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の放射線検出器。
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JP2017017062A JP6821457B2 (ja) | 2017-02-01 | 2017-02-01 | 放射線検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2017017062A JP6821457B2 (ja) | 2017-02-01 | 2017-02-01 | 放射線検出器 |
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Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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JP2017017062A Active JP6821457B2 (ja) | 2017-02-01 | 2017-02-01 | 放射線検出器 |
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- 2017-02-01 JP JP2017017062A patent/JP6821457B2/ja active Active
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