JPH04206573A - 放射線撮像装置 - Google Patents

放射線撮像装置

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JPH04206573A
JPH04206573A JP2329201A JP32920190A JPH04206573A JP H04206573 A JPH04206573 A JP H04206573A JP 2329201 A JP2329201 A JP 2329201A JP 32920190 A JP32920190 A JP 32920190A JP H04206573 A JPH04206573 A JP H04206573A
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thin film
control signal
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film control
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Tetsuhiko Takahashi
哲彦 高橋
Hiroyuki Takeuchi
裕之 竹内
Kenkichi Suzuki
堅吉 鈴木
Shinzo Matsumoto
信三 松本
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
放射線撮像装置に係り、特に医療用X線診断装置に好適
な大面積2次元放射線撮像装置に係る。
【従来の技術] 薄膜フォトダイオードや薄膜トランジスタの技術進歩に
伴い、Wl膜撮像素子アレイが実用化されている。従来
主に開発された薄膜撮像素子アレイはファックス用ライ
ンセンサであり、その使用状況は光強度の強い場合に、
2値画像を得ることにあった。また近年薄膜アクティブ
マトリクスを用いた2次元撮像素子が検討されるように
なってきた。その部分断面図を第2図に示した。この撮
像素子の動作方法を述べる。放射線、または可視光がフ
ォトダイオードに到達する。フォトダイオード内部に侵
入した光は光電変換され、生成された電荷は透明電極と
画素電極に蓄えられる。その後。 薄膜トランジスタのゲート電極に印加される信号読みだ
し信号により画素電極に蓄積された電荷は絵素電極から
読みだし電極へ移動し検出回路に導かれる。 このような撮像素子の各絵素からの光の読みだし方法は
原理的に結晶SiによるMOS撮像素子のそれと同じで
良い。MOS撮像素子の場合の信号読みだし回路と動作
シーフェンスを第3図(a)。 (b)に示した。第3図(b)に示した動作シーフェン
スに現れるスパイク状ノイズはMOSスイッチオン状態
を挾む形で後段の積分回路(第3図(a)には図示して
いない)で積分することにより除去できることが知られ
ている。しかし薄膜素子の電気的特性は結晶のそれと著
しく異なるので。 MOS撮像素子の場合の信号読みだし回路と動作シーフ
ェンスをTFTアクティブマトリクス利用撮像素子に、
ただちには適用出来なかった。 そのためMOS撮像素子の場合の信号読みだし回路や動
作シーフェンスと異なる読みだし方法を検討したり、光
検出素子の検出感度が低くなり。 X線増倍感を用いることにより感度低下を補うなどの必
要があった。 これら従来技術については、「特開昭62−23162
J、「特開昭62−2933J 。 「三村他(テレビジョン学会技術報告、12巻。 50号t p p 、 50〜60 ;ITEJ Te
chnicalReport Vol、12.No、5
0.pp、50−60.ED’88−70.10’88
−70,ID’88−1.06(Nov、1988))
J 、  ’大場他(アイイーイーイーED−27巻、
1980年8月号1682−1687頁)IEEE  
trans。 ED−271682−1687(1980)jなどに記
載される。 【発明が解決しようとする課題】 このような大面積薄膜撮像素子にシンチレータを組み合
わせて大面積放射線撮像素子として動作させることが原
理的に可能である。この方法に依れば、即時に動画像を
検出できたり、素子が全固体化され占有体積が著しく小
さくなり扱いやすい装置を提供できる。しかし、実際に
はこのような検出素子は感度が低く画質が悪いという問
題があり現在まで実用化されていない。そのため現在で
は、未だに即時性が無いX線フィルムや、大型のX線テ
レビを用いて放射線画像を検出している。
【課題を解決するための手段】
本発明は上記検出感度が低く画質が悪いという問題点を
TFTアクティブマトリクスからの信号読みだし方法を
最適化することにより解決する。 より具体的には、複数の薄膜光電変換素子と該素子のそ
れぞれに対応し該素子の出力をスイッチン、  グする
複数の薄膜トランジスタ(TFT)、該TFTI制御す
るための複数の薄膜制御信号線。 該TFTからの出力信号を検出するための複数の薄膜信
号検出線が積層してなる大面積2次元画像検出部と、該
薄膜制御信号線に電圧パルスを印加するための制御信号
発生部、該薄膜信号検出線からの信号を積分し検出する
ための検出回路からなる放射線撮像装置において、該薄
膜制御信号線に印加する電圧パルス幅を20μs〜10
0μsとし、該検出回路において該薄膜制御信号線に印
加する該電圧パルスの印加開始以前に積分を開始し。 該薄膜制御信号線に印加する該電圧パルス印加路′了後
5μs〜100μs後に、積分を終了することにより達
成される。
【作用】
該薄膜制御信号線に印加する電圧パルス幅を20μs〜
100μsと長時間に設定することにより薄膜光電変換
素子からの電流信号を効率的に該薄膜制御信号線に導く
ことが出来信号量が大きくなる。また該薄膜制御信号線
に印加する該電圧パルス印加終了後5μs〜100μs
後に、該検出回路の積分を終了することにより、該薄膜
制御信号線から該検出回路に効率的に信号を導くことが
出来信号量が大きくなる。従って検出信号のS/Nが向
上し検出画像の画質が向上する。
【実施例】 本発明を実施例を用いて詳細に説明する。第1図はX線
照射とX線照射後の画像情報の読みだしのタイミングを
模式的に示したものである。図ではX線照射後第1列の
TFT群にゲート信号を与える。このゲート信号は該薄
膜制御信号線を介してTFT群のゲートに電圧パルスを
与える。このパルス幅は20μs〜100μsである。 、20μsより短いと検出される信号は小さくなりS/
Nが低下する。また100μsより長いとフォトダイオ
ードのリーク電流によるオフセットが大きくなりやはり
S/Nが低下する。ゲートパルスをはさんで各行の出力
信号をそれぞれの薄膜信号線を介して各々個別に用意さ
れた積分検出回路に導き積分する。積分のタイミングは
該薄膜制御信号線に印加する該電圧パルスの印加開始以
前に積分を開始し該薄膜制御信号線に印加する該電圧パ
ルス印加終了後5μs〜100μs後に、該検出回路の
積分を終了するようにする。電圧パルス印加後5μsよ
り短い時間で積分を終了すると検出信号が小さくなりS
/Nが低下する。この傾向は絵素数が多くなったり2画
面サイズが大きくなるに従って著しくなる。即ち大面積
撮像素子を薄膜回路を用いて実現する際の本質的な問題
であった。 電圧パルス印加後100μsより長い時間で積分を終了
するとオフセット成分が大きくなりゃはりS/Nが低下
する。この傾向は絵素数が多くなり1画像の読みだし時
間が長くなるに従って著しくなる。従って薄膜回路用い
た大面積撮像素子を高空間解像度にする際に基本的な問
題であった。本発明によれば最適の信号読みだしのタイ
ミングを設定したのでこれらの問題が発生しないため、
放射線撮像装置の性能が大幅に向上する。 第4図は本発明の放射線撮像素子の全体構成図である。 画面サイズは例えば6インチ角から14インチ角程度で
ある。絵素サイズは100μm角から4001Lm角程
度である。絵素数は500X500から4000X40
00程度である。垂直走査回路は薄膜制御信号線に電圧
パルスを印加するための制御信号発生部として作用する
。積分器を含む増幅回路は各列ごとに並列に接続される
。 従って増幅回路は500〜4000個ある。増幅された
信号はマルチプレクサに入った後AD変換器でデジタル
信号に変換される。AD変換器は例えば8ビツトから1
6ビツト程度の精度のものを使用する。第5図は本発明
における1絵素の構造の1実施例を示した断面図である
。絵素は例えばゲート電極、信号電極、絵素電極からな
る逆スタガ型TFT、光電変換素子(例えばpin非晶
質Siフォトダイオード)及びTFTを保護する絶縁膜
、光電変換素子を保護する透明保護膜、蛍光体からなる
。 具体的な検出回路及び素子の等価回路を第6図に示した
。第7図にこの時の実際の検出信号波形を示す。TFT
のゲート電圧を2oμsに設定する。ゲート電圧オン状
態は+8Vであり、ゲート電圧オフ状態は一5Vである
。ゲートオン電圧は+5V以下では信号量が小さくなる
。またゲートオン電圧+10V以上では出力のノイズが
増しS/Nが低下する。従って最適ゲートオン電圧は+
5から+10Vである。積分回路のゲート電圧はTFT
がオンになる5μs前にオン状態(+5V)からオフ状
態(−5V)に切り換え信号を積分する。その後30μ
sオフ状態に積分した後。 オン状態に戻しリセットする。従ってTFTがオフにな
ってから5μs後に積分回路のゲート電圧はオフになる
。このとき出力信号はほぼ飽和して−いるので信号検出
が可能である。この出力波形を積分回路のゲート電圧を
オフにする直前にサンプルホールドしAD変換器にてデ
ジタル化する。 第8図は他の1実施例である。本実施例で前述の実施例
と異なる点は積分回路のゲート電圧のタイミングを変え
た点にある。即ちTFTがオフになってから14μs後
に積分回路のゲート電圧をオフにした。本実施例では出
力信号は完全に飽和しているので高精度の信号検出が可
能である。 次に本発明の他の実施例を説明する。X線診断用放射線
診断装置では透視モードと撮影モートを有することが望
ましい。透視モードはリアルタイムで動画像を検出する
モードである。撮影モードは高濃度高空間分解能の画像
を比較的ゆっくりと撮影するモードである。従って透視
モードの絵素信号の読みだしは完全でなくとも速く、撮
影モードの絵素信号の読みだしは速くなくとも完全に行
う必要がある。この要求に答えるためには上述の実施例
の説明から明らかなように、複数の薄膜光電変換素子と
該素子のそれぞれに対応し該素子の出力をスイッチング
する複数の薄膜トランジスタ(TFT)、該TFTを制
御するための複数の薄膜制御信号線、該TFTからの出
力信号を検出するための複数の薄膜信号検出線が積層し
てなる大面積2次元画像検出部と、該薄膜制御信号線に
電圧パルスを印加するための制御信号発生部、該薄膜信
号検出線からの信号を積分し検出するための検出回路か
らなる放射線撮像装置において、該薄膜制御信号線に印
加する電圧パルス幅を20μs〜LooILsの範囲と
し、かつ該検出回路において該薄膜制御信号線に印加す
る該電圧パルスの印加開始以前に積分を開始し、該薄膜
制御信号線に印加する該電圧パルス印加終了後5μs〜
100μsの範囲で、積分を終了するとともに、該薄膜
制御信号線に印加する電圧パルス幅、もしくは該薄膜制
御信号線に印加する該電圧パルス印加終了から検出回路
の積分を終了するまでの時間が異なる複数の撮像モード
を有することにより達成される。具体的には例えば、透
視モードとして該薄膜制御信号線に印加する電圧パルス
幅を20μs。 該薄膜制御信号線に印加する該電圧パルス印加終了から
検出回路の積分を終了するまでの時間を5μsとする。 撮影モードとしては該薄膜制御信号線に印加する電圧パ
ルス幅を30μs、該薄膜制御信号線に印加する該電圧
パルス印加終了から検出回路の積分を終了するまでの時
間を20μsとする。このように設定すれば透視モート
は1画素の信号読みだしシーフェンスを60μs以下で
行えるので500X500の画像を読むために30rn
s以下で読み取れ、テレビレートで動画像を表示できる
。また撮影モードは1画素の信号読みだしに十分時間を
かけられるので高精度の信号検圧が可能である。
【発明の効果】
本発明によれば、薄膜光電変換素子からの電流信号を効
率的に該薄膜制御信号線に導くことが出来信号量が大き
くなる。また該薄膜制御信号線から該検出回路に効率的
に信号を導くことが出来信号量が大きくなる。従って検
出信号のS/Nが向上し検出画像の画質が向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示すタイムチャートである。 第2図は従来例を示す断面図である。第3図は他の従来
例を示す等価回路図及びタイムチャートである。第4図
は本発明の1実施例の等価回路図である。第5図は本発
明の1実施例の部分断面図である。第6図は本発明の1
実施例を示す等価回路図である。第7,8図は本発明の
実施例を示すタイムチャート及び検出信号を示す図であ
る。 乙へ 代理人弁理士 小 川 勝 男、− y1図 下1”7−森や 鵠3図 1い シー11ツ ユ 猷1

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、少なくとも蛍光体層と、該蛍光体層から発せられる
    光を検出するために該蛍光体層に光学的に密着した複数
    の薄膜光電変換素子と、該素子のそれぞれに対応し該素
    子の出力をスイッチングする複数の薄膜トランジスタ(
    TFT)と、該TFTを制御するための複数の薄膜制御
    信号線と、該TFTからの出力信号を検出するための複
    数の薄膜信号検出線とが積層してなる大面積2次元放射
    線画像検出部、該複数の薄膜制御信号線に電圧パルスを
    印加するための制御信号発生部、並びに該複数の薄膜信
    号検出線からの信号をそれぞれ検出するための複数の検
    出回路を含み、かつ該制御信号発生部が該薄膜制御信号
    線に印加する電圧パルスに対し、該電圧パルスが該TF
    Tに印加される以前に該検出回路群において該検出信号
    の積分をそれぞれ開始し、該薄膜制御信号線に印加する
    該電圧パルス印加終了後に、該積分をそれぞれ終了する
    ことを特徴とする放射線撮像装置。 2、少なくとも複数の薄膜光電変換素子と該素子のそれ
    ぞれに対応し該素子の出力をスイッチングする複数の薄
    膜トランジスタ(TFT)と、該TFTを制御するため
    の複数の薄膜制御信号線と、該TFTからの出力信号を
    検出するための複数の薄膜信号検出線とが積層してなる
    大面積2次元画像検出部、該薄膜制御信号線に電圧パル
    スを印加するための制御信号発生部、並びに該薄膜信号
    検出線からの信号を検出するための検出回路を含む放射
    線撮像装置において、該薄膜制御信号線に印加する電圧
    パルス幅が20μs〜100μsでありかつ、該検出回
    路において該薄膜制御信号線に印加する該電圧パルスの
    印加開始以前に検出信号の積分を開始し、該薄膜制御信
    号線に印加する該電圧パルス印加終了後に、該積分を終
    了することを特徴とする放射線撮像装置。 3、少なくとも複数の薄膜光電変換素子と該素子のそれ
    ぞれに対応し該素子の出力をスイッチングする複数の薄
    膜トランジスタ(TFT)と、該TFTを制御するため
    の複数の薄膜制御信号線と、該TFTからの出力信号を
    検出するための複数の薄膜信号検出線とが積層してなる
    大面積2次元画像検出部、該薄膜制御信号線に電圧パル
    スを印加するための制御信号発生部、並びに該薄膜信号
    検出線からの信号を検出するための検出回路を含む放射
    線撮像装置において、該検出回路において該薄膜制御信
    号線に印加する該電圧パルスの印加開始以前に検出信号
    の積分を開始し、該薄膜制御信号線に印加する該電圧パ
    ルス印加終了後5μs〜100μs後に、該積分を終了
    することを特徴とする放射線撮像装置。 4、特許請求範囲第1項または第2項または第3項記載
    の放射線撮像装置において、該薄膜制御信号線に印加す
    る電圧パルス幅、もしくは該薄膜制御信号線に印加する
    該電圧パルス印加終了から検出回路の積分を終了するま
    での時間が異なる複数の撮像モードを有すことを特徴と
    する放射線撮像装置。 5、少なくとも複数の薄膜光電変換素子と該素子のそれ
    ぞれに対応し該素子の出力をスイッチングする複数の薄
    膜トランジスタ(TFT)と、該TFTを制御するため
    の複数の薄膜制御信号線と、該TFTからの出力信号を
    検出するための複数の薄膜信号検出線とが積層してなる
    大面積2次元画像検出部、該薄膜制御信号線に電圧パル
    スを印加するための制御信号発生部、該薄膜信号検出線
    からの信号を検出するための検出回路を含む放射線撮像
    装置において、該薄膜制御信号線に印加する電圧パルス
    の波高値はオン状態において+5V以上+10V以下で
    あることを特徴とする放射線撮像装置。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09135012A (ja) * 1995-09-04 1997-05-20 Canon Inc 電磁波検出装置
US9077288B2 (en) 2013-05-17 2015-07-07 Nlt Technologies, Ltd. Amplifier circuit and image sensor using amplifier circuit
US9401382B2 (en) 2013-11-07 2016-07-26 Nlt Technologies, Ltd. Image sensor and manufacturing method thereof
US9698184B2 (en) 2014-07-23 2017-07-04 Nlt Technologies, Ltd. Image sensor and driving method thereof
US9712770B2 (en) 2015-04-24 2017-07-18 Nlt Technologies, Ltd. Image sensor
US10615201B2 (en) 2016-02-26 2020-04-07 Tianma Microelectronics Co., Ltd. Image sensor and method of manufacturing the same

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09135012A (ja) * 1995-09-04 1997-05-20 Canon Inc 電磁波検出装置
US9077288B2 (en) 2013-05-17 2015-07-07 Nlt Technologies, Ltd. Amplifier circuit and image sensor using amplifier circuit
US9401382B2 (en) 2013-11-07 2016-07-26 Nlt Technologies, Ltd. Image sensor and manufacturing method thereof
US9806123B2 (en) 2013-11-07 2017-10-31 Nlt Technologies, Ltd. Image sensor and manufacturing method thereof
US9698184B2 (en) 2014-07-23 2017-07-04 Nlt Technologies, Ltd. Image sensor and driving method thereof
US9865644B2 (en) 2014-07-23 2018-01-09 Nlt Technologies, Ltd. Image sensor
US9712770B2 (en) 2015-04-24 2017-07-18 Nlt Technologies, Ltd. Image sensor
US10615201B2 (en) 2016-02-26 2020-04-07 Tianma Microelectronics Co., Ltd. Image sensor and method of manufacturing the same

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