JPH09321267A - 光電変換装置の駆動方法及び光電変換装置 - Google Patents
光電変換装置の駆動方法及び光電変換装置Info
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- JPH09321267A JPH09321267A JP9028711A JP2871197A JPH09321267A JP H09321267 A JPH09321267 A JP H09321267A JP 9028711 A JP9028711 A JP 9028711A JP 2871197 A JP2871197 A JP 2871197A JP H09321267 A JPH09321267 A JP H09321267A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 配列した複数の光電変換素子のうち、部分的
な面積の光電変換素子の信号を読み出すトリミングのた
めに、不要な時間がかからないようにする。 【解決手段】 基板上に２次元的に配列された複数の光
電変換素子（Ｓ１１〜Ｓ３３）を、Ｘ方向の駆動線（ｇ
１〜ｇ３）を順次スキャンし、Ｙ方向の信号線に信号電
荷を転送し、順次信号を読み出す光電変換装置におい
て、上記複数の光電変換素子（Ｓ１１〜Ｓ３３）の任意
の駆動線のみを順次スキャンし、残りの駆動線は、駆動
しないか前記任意の駆動線とは異なるタイミングで複数
線同時に駆動して信号電荷を転送する。
な面積の光電変換素子の信号を読み出すトリミングのた
めに、不要な時間がかからないようにする。 【解決手段】 基板上に２次元的に配列された複数の光
電変換素子（Ｓ１１〜Ｓ３３）を、Ｘ方向の駆動線（ｇ
１〜ｇ３）を順次スキャンし、Ｙ方向の信号線に信号電
荷を転送し、順次信号を読み出す光電変換装置におい
て、上記複数の光電変換素子（Ｓ１１〜Ｓ３３）の任意
の駆動線のみを順次スキャンし、残りの駆動線は、駆動
しないか前記任意の駆動線とは異なるタイミングで複数
線同時に駆動して信号電荷を転送する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光電変換装置及び
その駆動方法に関し、例えばファクシミリ、デジタル複
写機あるいはＸ線撮像装置等の画像情報を読み取るため
に好適な二次元に読取画素が配置された光電変換装置及
びその駆動方法に関するものである。
その駆動方法に関し、例えばファクシミリ、デジタル複
写機あるいはＸ線撮像装置等の画像情報を読み取るため
に好適な二次元に読取画素が配置された光電変換装置及
びその駆動方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ファクシミリ、デジタル複写機あ
るいはＸ線撮像装置等の読み取り系としては縮小光学系
とＣＣＤ型センサを用いた読み取り系が用いられていた
が、近年、水素化アモルファスシリコン（以下、ａ−Ｓ
ｉと記す）に代表される光電変換半導体材料の開発によ
り、光電変換素子及び信号処理部を大面積の基板に形成
し、情報源と等倍の光学系で読み取るいわゆる密着型セ
ンサの開発がめざましい。特にａ−Ｓｉは光電変換材料
としてだけでなく、薄膜電界効果型トランジスタ（以下
ＴＦＴと記す）としても用いることができるので光電変
換半導体層とＴＦＴの半導体層とを同時に形成すること
ができる利点を有している。
るいはＸ線撮像装置等の読み取り系としては縮小光学系
とＣＣＤ型センサを用いた読み取り系が用いられていた
が、近年、水素化アモルファスシリコン（以下、ａ−Ｓ
ｉと記す）に代表される光電変換半導体材料の開発によ
り、光電変換素子及び信号処理部を大面積の基板に形成
し、情報源と等倍の光学系で読み取るいわゆる密着型セ
ンサの開発がめざましい。特にａ−Ｓｉは光電変換材料
としてだけでなく、薄膜電界効果型トランジスタ（以下
ＴＦＴと記す）としても用いることができるので光電変
換半導体層とＴＦＴの半導体層とを同時に形成すること
ができる利点を有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、２次元
で多数画素を有する光電変換装置では、部分的な面積を
読み出したい場合は、全ライン（駆動線）を駆動即ち全
画素を駆動し、全画素の出力を読み取った後、必要とな
るある面積に対応する信号出力を抽出するという信号処
理が必要となる。その為、不必要な駆動線を駆動する時
間及び不必要な信号出力を読み取る時間がかかるという
不都合が生じる。
で多数画素を有する光電変換装置では、部分的な面積を
読み出したい場合は、全ライン（駆動線）を駆動即ち全
画素を駆動し、全画素の出力を読み取った後、必要とな
るある面積に対応する信号出力を抽出するという信号処
理が必要となる。その為、不必要な駆動線を駆動する時
間及び不必要な信号出力を読み取る時間がかかるという
不都合が生じる。
【０００４】この問題は、特に光電変換装置がＸ線撮像
装置に用いる場合のように、大面積で高精細画素を有す
る場合、更に言うならば、Ｘ線撮像装置にＸ線を連続的
に照射しながら画像を見る場合のように、高精細で高画
素数の情報をいわゆる動画として得る場合の処理時間、
及びＸ線撮影では、撮像する場合に、照射Ｘ線量が増え
るということで問題になる。
装置に用いる場合のように、大面積で高精細画素を有す
る場合、更に言うならば、Ｘ線撮像装置にＸ線を連続的
に照射しながら画像を見る場合のように、高精細で高画
素数の情報をいわゆる動画として得る場合の処理時間、
及びＸ線撮影では、撮像する場合に、照射Ｘ線量が増え
るということで問題になる。
【０００５】（発明の目的）本発明は、複数の光電変換
素子を２次元に配列した光電変換装置において、信号読
取りを高速に行ない得る光電変換装置及びその駆動方法
を提供することを目的とする。
素子を２次元に配列した光電変換装置において、信号読
取りを高速に行ない得る光電変換装置及びその駆動方法
を提供することを目的とする。
【０００６】又、本発明の目的は、複数の光電変換素子
を配列した光電変換装置において、部分的な面積の光電
変換素子の信号を読み出したい場合（以下、トリミング
という）に、不必要な駆動線を駆動する時間及び不必要
な信号出力を読み取る時間がかからない光電変換装置を
実現することにある。
を配列した光電変換装置において、部分的な面積の光電
変換素子の信号を読み出したい場合（以下、トリミング
という）に、不必要な駆動線を駆動する時間及び不必要
な信号出力を読み取る時間がかからない光電変換装置を
実現することにある。
【０００７】また、本発明はＸ線照射量の少ないＸ線撮
像装置、すなわち、より高感度読取りが可能な光電変換
装置及びその駆動方法を提供することにある。
像装置、すなわち、より高感度読取りが可能な光電変換
装置及びその駆動方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は基板上に２次元
的に配列された複数の光電変換素子を、Ｘ方向の駆動線
を順次スキャンし、Ｙ方向の信号線に信号電荷を転送
し、順次信号を読み出す光電変換装置の駆動方法におい
て、上記複数の光電変換素子の任意の駆動線のみを順次
スキャンし、残りの駆動線は、信号電荷転送のための駆
動を行なわないか前記任意の駆動線とは異なるタイミン
グで複数線同時に駆動して信号電荷を転送する光電変換
装置の駆動方法を提供するものである。
的に配列された複数の光電変換素子を、Ｘ方向の駆動線
を順次スキャンし、Ｙ方向の信号線に信号電荷を転送
し、順次信号を読み出す光電変換装置の駆動方法におい
て、上記複数の光電変換素子の任意の駆動線のみを順次
スキャンし、残りの駆動線は、信号電荷転送のための駆
動を行なわないか前記任意の駆動線とは異なるタイミン
グで複数線同時に駆動して信号電荷を転送する光電変換
装置の駆動方法を提供するものである。
【０００９】また、本発明は上記残りの駆動線の上記光
電変換素子の両端の電位を同時に初期値に戻す光電変換
装置の駆動方法を提供するものである。
電変換素子の両端の電位を同時に初期値に戻す光電変換
装置の駆動方法を提供するものである。
【００１０】更に本発明の目的は前記残りの駆動線を一
括に駆動するか又は前記残りの駆動線を分割して駆動す
る駆動方法を提供するものである。
括に駆動するか又は前記残りの駆動線を分割して駆動す
る駆動方法を提供するものである。
【００１１】更に本発明は前記駆動線が前記任意の駆動
線に対応した光電変換素子によって光電変換された信号
電荷を転送した後、全光電変換素子に対応して初期化す
るための駆動が行なわれる駆動方法を提供するものであ
る。
線に対応した光電変換素子によって光電変換された信号
電荷を転送した後、全光電変換素子に対応して初期化す
るための駆動が行なわれる駆動方法を提供するものであ
る。
【００１２】又、本発明は、前記任意の駆動線を駆動し
て信号を読み出すモードと該任意の駆動線と異なる第２
の任意の駆動線を駆動して信号を読み出すモードを有す
る駆動方法を提供すること、更に前記２つのモードは交
互に行なわれるような駆動方法を提供するものである。
て信号を読み出すモードと該任意の駆動線と異なる第２
の任意の駆動線を駆動して信号を読み出すモードを有す
る駆動方法を提供すること、更に前記２つのモードは交
互に行なわれるような駆動方法を提供するものである。
【００１３】本発明は、前記任意の駆動線は複数選択さ
れ、該駆動線はその選択された駆動線の内側にあるもの
から順に外側に向って駆動される、及び／又は、前記任
意の駆動線は複数選択され、該駆動線から信号電荷を読
み出す前に該選択された駆動線の外側から順に内側に向
って初期化するための駆動が行なわれる駆動方法を提供
するものである。
れ、該駆動線はその選択された駆動線の内側にあるもの
から順に外側に向って駆動される、及び／又は、前記任
意の駆動線は複数選択され、該駆動線から信号電荷を読
み出す前に該選択された駆動線の外側から順に内側に向
って初期化するための駆動が行なわれる駆動方法を提供
するものである。
【００１４】更に本発明は受光要素を行列形式で配列し
た光検出器アレーから画像データを読み出す方法におい
て、 ａ）光検出器アレー中の所望の行範囲及び所望の列範囲
の受光要素により形成される領域を撮影者の関心領域と
して決定するステップ、 ｂ）前記関心領域の行方向の１組の対向する辺のうちの
一方側から少なくとも１つの行の受光要素の信号を検知
するステップ、 ｃ）前記関心領域の行方向の１組の対向する辺のうちの
他方側から少なくとも１つの行の受光要素の信号を検知
するステップ、 ｄ）既に検知された行を除いて、前記関心領域の中心部
の行の受光要素の信号が検知されるまで、ステップｂ及
びステップｃを交互に繰り返すステップ、を含む光電変
換装置の駆動方法を提供するものである。
た光検出器アレーから画像データを読み出す方法におい
て、 ａ）光検出器アレー中の所望の行範囲及び所望の列範囲
の受光要素により形成される領域を撮影者の関心領域と
して決定するステップ、 ｂ）前記関心領域の行方向の１組の対向する辺のうちの
一方側から少なくとも１つの行の受光要素の信号を検知
するステップ、 ｃ）前記関心領域の行方向の１組の対向する辺のうちの
他方側から少なくとも１つの行の受光要素の信号を検知
するステップ、 ｄ）既に検知された行を除いて、前記関心領域の中心部
の行の受光要素の信号が検知されるまで、ステップｂ及
びステップｃを交互に繰り返すステップ、を含む光電変
換装置の駆動方法を提供するものである。
【００１５】また、本発明は受光要素を行列形式で配列
した光検出器アレーから画像データを読み出す方法にお
いて、 ａ）光検出器アレー中の所望の行範囲及び所望の列範囲
の受光要素により形成される領域を撮影者の関心領域と
して決定するステップ、 ｂ）前記関心領域の中心部の少なくとも１つの行の受光
要素の信号を検知するステップ、 ｃ）既に検知された行の両側のうちの一方側に隣接する
少なくとも１つの行の受光要素の信号を検知するステッ
プ、 ｄ）既に検知された行の両側のうちの他方側に隣接する
少なくとも１つの行の受光要素の信号を検知するステッ
プ、 ｅ）既に検知された行を除いて、前記関心領域の行方向
の１組の対向する辺の行の受光要素の信号が検知される
まで、ステップｃ及びステップｄを交互に繰り返すステ
ップ、を含む光電変換装置の駆動方法を提供するもので
ある。
した光検出器アレーから画像データを読み出す方法にお
いて、 ａ）光検出器アレー中の所望の行範囲及び所望の列範囲
の受光要素により形成される領域を撮影者の関心領域と
して決定するステップ、 ｂ）前記関心領域の中心部の少なくとも１つの行の受光
要素の信号を検知するステップ、 ｃ）既に検知された行の両側のうちの一方側に隣接する
少なくとも１つの行の受光要素の信号を検知するステッ
プ、 ｄ）既に検知された行の両側のうちの他方側に隣接する
少なくとも１つの行の受光要素の信号を検知するステッ
プ、 ｅ）既に検知された行を除いて、前記関心領域の行方向
の１組の対向する辺の行の受光要素の信号が検知される
まで、ステップｃ及びステップｄを交互に繰り返すステ
ップ、を含む光電変換装置の駆動方法を提供するもので
ある。
【００１６】加えて本発明は受光要素を行列形式で配列
した光検出器アレーを有し、各列の受光要素の少なくと
も一部の信号をスイッチ素子を介して共通の列出力線か
ら取り出す様にした光電変換装置を駆動する方法におい
て、 ａ）光検出器アレー中の所望の行範囲及び所望の列範囲
の受光要素により形成される領域を撮影者の関心領域と
して決定するステップ、 ｂ）前記関心領域の行方向の１組の対向する辺のうちの
一方側から少なくとも１つの行の受光要素に対応するス
イッチ素子を駆動して列出力線へと信号を取り出すステ
ップ、 ｃ）前記関心領域の行方向の１組の対向する辺のうちの
他方側から少なくとも１つの行の受光要素に対応するス
イッチ素子を駆動して列出力線へと信号を取り出すステ
ップ、 ｄ）既に検知された行を除いて、前記関心領域の中心部
の行の受光要素に対応するスイッチ素子が駆動されるま
で、ステップｂ及びステップｃを交互に繰り返すステッ
プ、を含む光電変換装置の駆動方法を提供するものであ
る。
した光検出器アレーを有し、各列の受光要素の少なくと
も一部の信号をスイッチ素子を介して共通の列出力線か
ら取り出す様にした光電変換装置を駆動する方法におい
て、 ａ）光検出器アレー中の所望の行範囲及び所望の列範囲
の受光要素により形成される領域を撮影者の関心領域と
して決定するステップ、 ｂ）前記関心領域の行方向の１組の対向する辺のうちの
一方側から少なくとも１つの行の受光要素に対応するス
イッチ素子を駆動して列出力線へと信号を取り出すステ
ップ、 ｃ）前記関心領域の行方向の１組の対向する辺のうちの
他方側から少なくとも１つの行の受光要素に対応するス
イッチ素子を駆動して列出力線へと信号を取り出すステ
ップ、 ｄ）既に検知された行を除いて、前記関心領域の中心部
の行の受光要素に対応するスイッチ素子が駆動されるま
で、ステップｂ及びステップｃを交互に繰り返すステッ
プ、を含む光電変換装置の駆動方法を提供するものであ
る。
【００１７】更に本発明は受光要素を行列形式で配列し
た光検出器アレーを有し、各列の受光要素の少なくとも
一部の信号をスイッチ素子を介して共通の列出力線から
取り出す様にした光電変換装置を駆動する方法におい
て、 ａ）光検出器アレー中の所望の行範囲及び所望の列範囲
の受光要素により形成される領域を撮影者の関心領域と
して決定するステップ、 ｂ）前記関心領域の中心部の少なくとも１つの行の受光
要素に対応するスイッチ素子を駆動して列出力線へと信
号を取り出すステップ、 ｃ）既に検知された行の両側のうちの一方側に隣接する
少なくとも１つの行の受光要素に対応するスイッチ素子
を駆動して列出力線へと信号を取り出すステップ、 ｄ）既に検知された行の両側のうちの他方側に隣接する
少なくとも１つの行の受光要素に対応するスイッチ素子
を駆動して列出力線へと信号を取り出すステップ、 ｅ）既に検知された行を除いて、前記関心領域の行方向
の１組の対向する辺の行の受光要素に対応するスイッチ
素子が駆動されるまで、ステップｃ及びステップｄを交
互に繰り返すステップ、を含む光電変換装置の駆動方法
を提供するものである。
た光検出器アレーを有し、各列の受光要素の少なくとも
一部の信号をスイッチ素子を介して共通の列出力線から
取り出す様にした光電変換装置を駆動する方法におい
て、 ａ）光検出器アレー中の所望の行範囲及び所望の列範囲
の受光要素により形成される領域を撮影者の関心領域と
して決定するステップ、 ｂ）前記関心領域の中心部の少なくとも１つの行の受光
要素に対応するスイッチ素子を駆動して列出力線へと信
号を取り出すステップ、 ｃ）既に検知された行の両側のうちの一方側に隣接する
少なくとも１つの行の受光要素に対応するスイッチ素子
を駆動して列出力線へと信号を取り出すステップ、 ｄ）既に検知された行の両側のうちの他方側に隣接する
少なくとも１つの行の受光要素に対応するスイッチ素子
を駆動して列出力線へと信号を取り出すステップ、 ｅ）既に検知された行を除いて、前記関心領域の行方向
の１組の対向する辺の行の受光要素に対応するスイッチ
素子が駆動されるまで、ステップｃ及びステップｄを交
互に繰り返すステップ、を含む光電変換装置の駆動方法
を提供するものである。
【００１８】本発明は受光要素を行列形式で配列した光
検出器アレーであって各受光要素に対応して信号電荷蓄
積部と該信号電荷蓄積部からの信号取り出し経路中に介
在するスイッチ部とを有してなる光検出器アレーを備え
た光電変換装置において、光検出器アレー中の所望の行
範囲及び所望の列範囲の受光要素により形成される領域
を撮影者の関心領域として決定する関心領域決定手段
と、該関心領域決定手段の出力に基づいて前記光検出器
アレーの駆動信号を生成する駆動手段とを備えており、
該駆動手段は、前記光検出器アレーを前記関心領域の周
辺部の行から中心部の行に向かって順に前記スイッチ部
を駆動して前記信号電荷蓄積部の電荷をリセットし、露
光後に前記光検出器アレーを前記関心領域の中心部から
周辺部に向かって順に前記スイッチ部を駆動して前記信
号電荷蓄積部の信号電荷読出しを行うように、前記光検
出器アレーの駆動信号を生成する光電変換装置を提供す
るものである。
検出器アレーであって各受光要素に対応して信号電荷蓄
積部と該信号電荷蓄積部からの信号取り出し経路中に介
在するスイッチ部とを有してなる光検出器アレーを備え
た光電変換装置において、光検出器アレー中の所望の行
範囲及び所望の列範囲の受光要素により形成される領域
を撮影者の関心領域として決定する関心領域決定手段
と、該関心領域決定手段の出力に基づいて前記光検出器
アレーの駆動信号を生成する駆動手段とを備えており、
該駆動手段は、前記光検出器アレーを前記関心領域の周
辺部の行から中心部の行に向かって順に前記スイッチ部
を駆動して前記信号電荷蓄積部の電荷をリセットし、露
光後に前記光検出器アレーを前記関心領域の中心部から
周辺部に向かって順に前記スイッチ部を駆動して前記信
号電荷蓄積部の信号電荷読出しを行うように、前記光検
出器アレーの駆動信号を生成する光電変換装置を提供す
るものである。
【００１９】又、本発明は読取指令を検出する読取指令
検出手段と、該読取指令検出手段の出力に基づいて前記
駆動手段を制御する制御手段とを備え、該制御手段は前
記読取指令検出手段の出力に基づき前記リセット、該リ
セット終了後の露光及び該露光後の前記信号電荷読出し
を行うように前記駆動手段を制御する光電変換装置を提
供すること、Ｘ線照射手段から照射されたＸ線を可視光
に変換する変換手段を有しており、該変換手段から発せ
られる可視光を前記光検出器アレーにより検出する様に
してなる光電変換装置を提供するものである。
検出手段と、該読取指令検出手段の出力に基づいて前記
駆動手段を制御する制御手段とを備え、該制御手段は前
記読取指令検出手段の出力に基づき前記リセット、該リ
セット終了後の露光及び該露光後の前記信号電荷読出し
を行うように前記駆動手段を制御する光電変換装置を提
供すること、Ｘ線照射手段から照射されたＸ線を可視光
に変換する変換手段を有しており、該変換手段から発せ
られる可視光を前記光検出器アレーにより検出する様に
してなる光電変換装置を提供するものである。
【００２０】加えて本発明は前記駆動手段が、前記光検
出器アレーを前記関心領域の周辺部の行から中心部の行
に向かって順に前記スイッチ部を駆動して前記信号電荷
蓄積部をリフレッシュするように、前記光検出器アレー
の駆動信号を生成する光電変換装置を提供するものであ
る。
出器アレーを前記関心領域の周辺部の行から中心部の行
に向かって順に前記スイッチ部を駆動して前記信号電荷
蓄積部をリフレッシュするように、前記光検出器アレー
の駆動信号を生成する光電変換装置を提供するものであ
る。
【００２１】更に本発明は基板上に２次元的に配列され
た複数の光電変換素子を、Ｘ方向の駆動線を順次スキャ
ンし、Ｙ方向の信号線に信号電荷を転送し、順次信号を
読み出す光電変換装置において、上記複数の光電変換素
子の任意の駆動線のみを順次スキャンするための手段を
有する光電変換装置を提供するものである。
た複数の光電変換素子を、Ｘ方向の駆動線を順次スキャ
ンし、Ｙ方向の信号線に信号電荷を転送し、順次信号を
読み出す光電変換装置において、上記複数の光電変換素
子の任意の駆動線のみを順次スキャンするための手段を
有する光電変換装置を提供するものである。
【００２２】更に本発明においては、残りの上記駆動線
は前記任意の駆動線とは異なるタイミングで同時に駆動
して信号電荷を転送する手段を有する光電変換装置を提
供するものである。
は前記任意の駆動線とは異なるタイミングで同時に駆動
して信号電荷を転送する手段を有する光電変換装置を提
供するものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】先ず、本発明に適用可能な光セン
サ素子の一例について説明する。
サ素子の一例について説明する。
【００２４】図１４（ａ）〜図１４（ｃ）は、夫々光セ
ンサの構成を示す図であり、図１４（ａ）、図１４
（ｂ）は二種類の光センサの層構成を示し、図１４
（ｃ）は共通した代表的な駆動方法を示している。図１
４（ａ）及び図１４（ｂ）共にフォト・ダイオード型の
光センサであり、図１４（ａ）は、ＰＩＮ型、図１４
（ｂ）はショットキー型と称されている。図１４（ａ）
及び図１４（ｂ）中、１は少なくとも表面が絶縁性の基
板、２は下部電極、３はｐ型半導体層（以下ｐ層と記
す）、４は真性半導体層（以下、ｉ層と記す）、５はｎ
型半導体層（以下ｎ層と記す）、６は透明電極である。
図１４（ｂ）のショットキー型では下部電極２の材料を
適当に選び、下部電極２からｉ層４に電子が注入されな
いようショットキーバリア層が形成されている。図１４
（ｃ）において、１０は上記光センサを記号化して表わ
した光センサを示し、１１は電源、１２は電流アンプ等
の検出部を示している。光センサ１０中Ｃで示された方
向は図１４（ａ）及び図１４（ｂ）中の透明電極６側、
Ａで示された方向が下部電極２側であり、電極１１はＡ
側に対しＣ側に正の電圧が加わる様に設定されている。
ンサの構成を示す図であり、図１４（ａ）、図１４
（ｂ）は二種類の光センサの層構成を示し、図１４
（ｃ）は共通した代表的な駆動方法を示している。図１
４（ａ）及び図１４（ｂ）共にフォト・ダイオード型の
光センサであり、図１４（ａ）は、ＰＩＮ型、図１４
（ｂ）はショットキー型と称されている。図１４（ａ）
及び図１４（ｂ）中、１は少なくとも表面が絶縁性の基
板、２は下部電極、３はｐ型半導体層（以下ｐ層と記
す）、４は真性半導体層（以下、ｉ層と記す）、５はｎ
型半導体層（以下ｎ層と記す）、６は透明電極である。
図１４（ｂ）のショットキー型では下部電極２の材料を
適当に選び、下部電極２からｉ層４に電子が注入されな
いようショットキーバリア層が形成されている。図１４
（ｃ）において、１０は上記光センサを記号化して表わ
した光センサを示し、１１は電源、１２は電流アンプ等
の検出部を示している。光センサ１０中Ｃで示された方
向は図１４（ａ）及び図１４（ｂ）中の透明電極６側、
Ａで示された方向が下部電極２側であり、電極１１はＡ
側に対しＣ側に正の電圧が加わる様に設定されている。
【００２５】ここで動作を簡単に説明する。図１４
（ａ）及び図１４（ｂ）に示されるように、矢印で示さ
れた方向から光が入射され、ｉ層４に達すると、光は吸
収され電子とホールが発生する。ｉ層４には電源１１に
より電界が印加されているため電子はＣ側、つまりｎ層
５を通過して透明電極６に移動し、ホールはＡ側つまり
下部電極２に移動する。よって、光センサ１０に光電流
が流れたことになる。また、光が入射しない場合、ｉ層
４で電子もホールも発生せず、また、透明電極内６のホ
ールはｎ層５がホールの注入阻止層として働き、下部電
極２内の電子は図１４（ａ）のＰＩＮ型ではｐ層３が、
図１４（ｂ）のショットキー型ではショットキーバリア
層が、電子の注入阻止層として働き、電子、ホール共に
移動できず、電流は流れない。したがって光の入射の有
無で電流が変化し、これを図１４（ｃ）の検出部１２で
検出すれば光センサとして動作する。
（ａ）及び図１４（ｂ）に示されるように、矢印で示さ
れた方向から光が入射され、ｉ層４に達すると、光は吸
収され電子とホールが発生する。ｉ層４には電源１１に
より電界が印加されているため電子はＣ側、つまりｎ層
５を通過して透明電極６に移動し、ホールはＡ側つまり
下部電極２に移動する。よって、光センサ１０に光電流
が流れたことになる。また、光が入射しない場合、ｉ層
４で電子もホールも発生せず、また、透明電極内６のホ
ールはｎ層５がホールの注入阻止層として働き、下部電
極２内の電子は図１４（ａ）のＰＩＮ型ではｐ層３が、
図１４（ｂ）のショットキー型ではショットキーバリア
層が、電子の注入阻止層として働き、電子、ホール共に
移動できず、電流は流れない。したがって光の入射の有
無で電流が変化し、これを図１４（ｃ）の検出部１２で
検出すれば光センサとして動作する。
【００２６】しかしながら、上記構成の光センサで充分
ＳＮ比が高く、低コストの光電変換装置を実際に生産す
るのは簡単ではない。以下その理由について説明する。
ＳＮ比が高く、低コストの光電変換装置を実際に生産す
るのは簡単ではない。以下その理由について説明する。
【００２７】第一の理由は、図１４（ａ）のＰＩＮ型、
図１４（ｂ）のショットキー型共に２カ所に注入阻止層
が必要なところにある。図１４（ａ）のＰＩＮ型におい
て注入阻止層であるｎ層５は電子を透明電極６に導くと
同時にホールがｉ層４に注入するのを阻止する特性が必
要である。どちらかの特性を逸すれば光電流が低下した
り、光が入射しない時の電流（以下「暗電流」と記す）
が発生、増加することになりＳＮ比の低下の原因にな
る。この暗電流はそれ自身がノイズと考えられると同時
にショットノイズと呼ばれるゆらぎ、いわゆる量子ノイ
ズを含んでおりたとえ検出部１２で暗電流を差し引く処
理をしても、暗電流に伴う量子ノイズを小さくすること
はできない。通常この特性を向上させるためｉ層４やｎ
層５の成膜の条件や、作成後のアニールの条件の最適化
を図る必要がある。しかし、もう一つの注入阻止層であ
るｐ層３についても電子、ホールが逆ではあるが同等の
特性が必要であり、同様に各条件の最適化が必要であ
る。通常、前者ｎ層の最適化と後者ｐ層の最適化の条件
は同一でなく、両者の条件を同時に満足させるのは簡単
ではない。つまり、同一光センサ内に二カ所の相対する
特性の注入阻止層が必要なことは高ＳＮ比の光センサの
形成を難しくする。これは図１４（ｂ）のショットキー
型においても同様である。また図１４（ｂ）のショット
キー型においては片方の注入阻止層にショットキーバリ
ア層を用いている。これは下部電極２とｉ層４の仕事関
数の差を利用するもので、下部電極２の材料が限定され
たり、界面の局在準位の影響が特性に大きく影響する。
従って、これら条件の全てを理想的に満足させるのは簡
単ではない。また、さらにショットキーバリア層の特性
を向上させるために、下部電極２とｉ層４の間に１００
オングストローム前後の薄いシリコンや金属の酸化膜、
窒化膜を形成することも報告されている。これはトンネ
ル効果を利用し、ホールを下部電極２に導き、電子のｉ
層４への注入を阻止する効果を向上させるもので、やは
り仕事関数の差を利用している。このため下部電極２の
材料の限定は必要である。また電子の注入の阻止とトン
ネル効果によるホールの移動という逆の性質を利用する
ため酸化膜や窒化膜は１００オングストローム前後と非
常に薄いところに限定され、かつ、厚さや膜質の制御は
難しく生産性を上げることは簡単ではない。
図１４（ｂ）のショットキー型共に２カ所に注入阻止層
が必要なところにある。図１４（ａ）のＰＩＮ型におい
て注入阻止層であるｎ層５は電子を透明電極６に導くと
同時にホールがｉ層４に注入するのを阻止する特性が必
要である。どちらかの特性を逸すれば光電流が低下した
り、光が入射しない時の電流（以下「暗電流」と記す）
が発生、増加することになりＳＮ比の低下の原因にな
る。この暗電流はそれ自身がノイズと考えられると同時
にショットノイズと呼ばれるゆらぎ、いわゆる量子ノイ
ズを含んでおりたとえ検出部１２で暗電流を差し引く処
理をしても、暗電流に伴う量子ノイズを小さくすること
はできない。通常この特性を向上させるためｉ層４やｎ
層５の成膜の条件や、作成後のアニールの条件の最適化
を図る必要がある。しかし、もう一つの注入阻止層であ
るｐ層３についても電子、ホールが逆ではあるが同等の
特性が必要であり、同様に各条件の最適化が必要であ
る。通常、前者ｎ層の最適化と後者ｐ層の最適化の条件
は同一でなく、両者の条件を同時に満足させるのは簡単
ではない。つまり、同一光センサ内に二カ所の相対する
特性の注入阻止層が必要なことは高ＳＮ比の光センサの
形成を難しくする。これは図１４（ｂ）のショットキー
型においても同様である。また図１４（ｂ）のショット
キー型においては片方の注入阻止層にショットキーバリ
ア層を用いている。これは下部電極２とｉ層４の仕事関
数の差を利用するもので、下部電極２の材料が限定され
たり、界面の局在準位の影響が特性に大きく影響する。
従って、これら条件の全てを理想的に満足させるのは簡
単ではない。また、さらにショットキーバリア層の特性
を向上させるために、下部電極２とｉ層４の間に１００
オングストローム前後の薄いシリコンや金属の酸化膜、
窒化膜を形成することも報告されている。これはトンネ
ル効果を利用し、ホールを下部電極２に導き、電子のｉ
層４への注入を阻止する効果を向上させるもので、やは
り仕事関数の差を利用している。このため下部電極２の
材料の限定は必要である。また電子の注入の阻止とトン
ネル効果によるホールの移動という逆の性質を利用する
ため酸化膜や窒化膜は１００オングストローム前後と非
常に薄いところに限定され、かつ、厚さや膜質の制御は
難しく生産性を上げることは簡単ではない。
【００２８】また、注入阻止層が２カ所必要なことは生
産性を低下させコストアップの要因となる。これは注入
阻止層が特性上重要な為２カ所中１所でもゴミ等で欠陥
が生じた場合、光センサとしての特性が得られないから
である。
産性を低下させコストアップの要因となる。これは注入
阻止層が特性上重要な為２カ所中１所でもゴミ等で欠陥
が生じた場合、光センサとしての特性が得られないから
である。
【００２９】第二の理由を図１５を用いて説明する。図
１５は薄膜の半導体膜で形成した電界効果型トランジス
タ（ＴＦＴ）の層構成を示している。ＴＦＴは光電変換
装置を形成するうえで制御部の一部として利用すること
がある。図中図１４と同一なものは同番号で示してあ
る。図１５において、７はゲート絶縁膜であり、６０は
上部電極である。形成法を順を追って説明する。絶縁基
板１上にゲート電極（Ｇ）として働く下部電極２、ゲー
ト絶縁膜７、ｉ層４、ｎ層５、ソース、ドレイン電極
（Ｓ、Ｄ）として働く上部電極６０を順次成膜し、上部
電極６０をエッチングしてソース、ドレイン電極を形成
し、その後ｎ層５をエッチングしてチャネル部を構成し
ている。ＴＦＴの特性はゲート絶縁膜７とｉ層４の界面
の状態に敏感で通常その汚染を防ぐために同一真空内で
連続に堆積する。
１５は薄膜の半導体膜で形成した電界効果型トランジス
タ（ＴＦＴ）の層構成を示している。ＴＦＴは光電変換
装置を形成するうえで制御部の一部として利用すること
がある。図中図１４と同一なものは同番号で示してあ
る。図１５において、７はゲート絶縁膜であり、６０は
上部電極である。形成法を順を追って説明する。絶縁基
板１上にゲート電極（Ｇ）として働く下部電極２、ゲー
ト絶縁膜７、ｉ層４、ｎ層５、ソース、ドレイン電極
（Ｓ、Ｄ）として働く上部電極６０を順次成膜し、上部
電極６０をエッチングしてソース、ドレイン電極を形成
し、その後ｎ層５をエッチングしてチャネル部を構成し
ている。ＴＦＴの特性はゲート絶縁膜７とｉ層４の界面
の状態に敏感で通常その汚染を防ぐために同一真空内で
連続に堆積する。
【００３０】光センサをこのＴＦＴと同一基板上に形成
する場合、この層構成が問題となりコストアップや特性
の低下を招く。この理由は図１４に示した光センサの構
成が、図１４（ａ）のＰＩＮ型が基板側から順に電極／
ｐ層／ｉ層／ｎ層／電極、図１４（ｂ）のショットキー
型が基板側から順に電極／ｉ層／ｎ層／電極という構成
であるのに対し、ＴＦＴは基板側から順に電極／絶縁膜
／ｉ層／ｎ層／電極という構成で両者が異なるからであ
る。これは各成膜を同一プロセス順で形成できないこと
を示す。つまり、プロセスの複雑化による歩留まりの低
下、コストアップを招く。また、ｉ層／ｎ層を共通の工
程で同時に形成するにはゲート絶縁膜７やｐ層３のエッ
チング工程が必要となる。これは、先に述べた光センサ
の重要な層である注入阻止層のｐ層３とｉ層４が同一真
空内で連続的に成膜できなかったり、ＴＦＴの重要なゲ
ート絶縁膜７とｉ層４の界面がゲート絶縁膜のパターン
ニングのためのエッチングにより汚染される可能性を意
味するとともに、特性の劣化やＳＮ比の低下の原因とな
り得る。
する場合、この層構成が問題となりコストアップや特性
の低下を招く。この理由は図１４に示した光センサの構
成が、図１４（ａ）のＰＩＮ型が基板側から順に電極／
ｐ層／ｉ層／ｎ層／電極、図１４（ｂ）のショットキー
型が基板側から順に電極／ｉ層／ｎ層／電極という構成
であるのに対し、ＴＦＴは基板側から順に電極／絶縁膜
／ｉ層／ｎ層／電極という構成で両者が異なるからであ
る。これは各成膜を同一プロセス順で形成できないこと
を示す。つまり、プロセスの複雑化による歩留まりの低
下、コストアップを招く。また、ｉ層／ｎ層を共通の工
程で同時に形成するにはゲート絶縁膜７やｐ層３のエッ
チング工程が必要となる。これは、先に述べた光センサ
の重要な層である注入阻止層のｐ層３とｉ層４が同一真
空内で連続的に成膜できなかったり、ＴＦＴの重要なゲ
ート絶縁膜７とｉ層４の界面がゲート絶縁膜のパターン
ニングのためのエッチングにより汚染される可能性を意
味するとともに、特性の劣化やＳＮ比の低下の原因とな
り得る。
【００３１】また、前述した図１４（ｂ）のショットキ
ー型の特性を改善するため下部電極２とｉ層４の間に酸
化膜や窒化膜を形成する場合は膜構成の順を同一とする
ことができる。しかしながら先に述べたように酸化膜や
窒化膜は１００オングストローム前後とする必要があり
ゲート絶縁膜と共用することはできない。図１６にゲー
ト絶縁膜とＴＦＴの歩留まりについて、我々が実験した
結果の一例を示す。ゲート絶縁膜厚が１０００オングス
トローム以下で歩留まりは急激に低下し、８００オング
ストロームで歩留まりは約３０％、５００オングストロ
ームで歩留まりは０％、２５０オングストロームではＴ
ＦＴの動作すら確認できなかった。トンネル効果を利用
した光センサの酸化膜や窒化膜と、電子やホールを絶縁
しなければならないＴＦＴのゲート絶縁膜を共用化する
ことが通常できないことはデータが示している。
ー型の特性を改善するため下部電極２とｉ層４の間に酸
化膜や窒化膜を形成する場合は膜構成の順を同一とする
ことができる。しかしながら先に述べたように酸化膜や
窒化膜は１００オングストローム前後とする必要があり
ゲート絶縁膜と共用することはできない。図１６にゲー
ト絶縁膜とＴＦＴの歩留まりについて、我々が実験した
結果の一例を示す。ゲート絶縁膜厚が１０００オングス
トローム以下で歩留まりは急激に低下し、８００オング
ストロームで歩留まりは約３０％、５００オングストロ
ームで歩留まりは０％、２５０オングストロームではＴ
ＦＴの動作すら確認できなかった。トンネル効果を利用
した光センサの酸化膜や窒化膜と、電子やホールを絶縁
しなければならないＴＦＴのゲート絶縁膜を共用化する
ことが通常できないことはデータが示している。
【００３２】またさらに、図示していないが電荷や電流
の積分値を得るのに必要となる素子である容量素子（以
下「コンデンサ」と記す）を光センサと同一の構成でリ
ークが少ない良好な特性のものを作るのは難しい。コン
デンサは２つの電極間に電荷を蓄積するのが目的なため
電極間の中間層には必ず電子とホールの移動を阻止する
層が必要であるのに対し、従来の光センサは電極間に半
導体層のみまたは、電子又はホールが移動可能な層を利
用しているため熱的にリークの少ない良好な特性の中間
層を得るのは難しいからである。
の積分値を得るのに必要となる素子である容量素子（以
下「コンデンサ」と記す）を光センサと同一の構成でリ
ークが少ない良好な特性のものを作るのは難しい。コン
デンサは２つの電極間に電荷を蓄積するのが目的なため
電極間の中間層には必ず電子とホールの移動を阻止する
層が必要であるのに対し、従来の光センサは電極間に半
導体層のみまたは、電子又はホールが移動可能な層を利
用しているため熱的にリークの少ない良好な特性の中間
層を得るのは難しいからである。
【００３３】このように光電変換装置を構成するうえで
重要な素子であるＴＦＴやコンデンサとプロセス的にま
たは特性的にマッチングがよくないことは複数の光セン
サを二次元に多数配置し、この光信号を順次検出するよ
うなシステム全体を構成するうえで工程が多くかつ複数
になるため歩留まりを上げることは簡単ではなく、低コ
ストで高性能多機能な装置を作るうえで問題になると考
えられる。
重要な素子であるＴＦＴやコンデンサとプロセス的にま
たは特性的にマッチングがよくないことは複数の光セン
サを二次元に多数配置し、この光信号を順次検出するよ
うなシステム全体を構成するうえで工程が多くかつ複数
になるため歩留まりを上げることは簡単ではなく、低コ
ストで高性能多機能な装置を作るうえで問題になると考
えられる。
【００３４】次に、上記問題点を解決する光センサの一
例を有する光電変換装置について説明する。
例を有する光電変換装置について説明する。
【００３５】図１７は光電変換装置の一例を示す全体回
路図、図１８（ａ）は該光電変換装置の１画素に相当す
る各構成素子の一例を説明するための模式的平面図、図
１８（ｂ）は図１８（ａ）のＡ−Ｂ線における模式的断
面図である。図１７において、Ｓ１１〜Ｓ３３は光電変
換素子で下部電極側をＧ、上部電極側をＤで示してい
る。Ｃ１１〜Ｃ３３は蓄積用コンデンサ、Ｔ１１〜Ｔ３
３は転送用ＴＦＴである。Ｖｓは読み出し用電源、Ｖｇ
はリフレッシュ用電源であり、それぞれスイッチＳＷ
ｓ、ＳＷｇを介して全光電変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３のＧ
電極に接続されている。スイッチＳＷｓはインバータを
介して、スイッチＳＷｇは直接にリフレッシュ制御回路
ＲＦに接続されており、リフレッシュ期間はスイッチＳ
Ｗｇがｏｎするよう制御されている。１画素は１個の光
電変換素子とコンデンサ、およびＴＦＴで構成され、そ
の信号出力は信号配線ＳＩＧにより検出用集積回路ＩＣ
に接続されている。この光電変換装置は計９個の画素を
３つのブロックに分け１ブロックあたり３画素の出力を
同時に転送しこの信号配線ＳＩＧを通して検出用集積回
路ＩＣによって順次出力に変換され出力される（Ｖｏｕ
ｔ）。また１ブロック内の３画素を横方向に配置し、３
ブロックを順に縦に配置することにより各画素を二次元
的に配置している。
路図、図１８（ａ）は該光電変換装置の１画素に相当す
る各構成素子の一例を説明するための模式的平面図、図
１８（ｂ）は図１８（ａ）のＡ−Ｂ線における模式的断
面図である。図１７において、Ｓ１１〜Ｓ３３は光電変
換素子で下部電極側をＧ、上部電極側をＤで示してい
る。Ｃ１１〜Ｃ３３は蓄積用コンデンサ、Ｔ１１〜Ｔ３
３は転送用ＴＦＴである。Ｖｓは読み出し用電源、Ｖｇ
はリフレッシュ用電源であり、それぞれスイッチＳＷ
ｓ、ＳＷｇを介して全光電変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３のＧ
電極に接続されている。スイッチＳＷｓはインバータを
介して、スイッチＳＷｇは直接にリフレッシュ制御回路
ＲＦに接続されており、リフレッシュ期間はスイッチＳ
Ｗｇがｏｎするよう制御されている。１画素は１個の光
電変換素子とコンデンサ、およびＴＦＴで構成され、そ
の信号出力は信号配線ＳＩＧにより検出用集積回路ＩＣ
に接続されている。この光電変換装置は計９個の画素を
３つのブロックに分け１ブロックあたり３画素の出力を
同時に転送しこの信号配線ＳＩＧを通して検出用集積回
路ＩＣによって順次出力に変換され出力される（Ｖｏｕ
ｔ）。また１ブロック内の３画素を横方向に配置し、３
ブロックを順に縦に配置することにより各画素を二次元
的に配置している。
【００３６】図中破線で囲んだ部分は大面積の同一絶縁
基板上に形成されているが、このうち第１画素に相当す
る部分の模式的平面図を図１８（ａ）に示す。また図中
破線Ａ−Ｂで示した部分の模式的断面図を図１８（ｂ）
に示す。Ｓ１１は光電変換素子、Ｔ１１はＴＦＴ、Ｃ１
１はコンデンサ、およびＳＩＧは信号配線である。この
光電変換装置においてはコンデンサＣ１１と光電変換素
子Ｓ１１は特別に素子を分離しておらず、光電変換素子
Ｓ１１の電極の面積を大きくすることによりコンデンサ
Ｃ１１を形成している。これは光電変換素子とコンデン
サが同じ層構成であるから可能なことでこの光電変換装
置の特徴でもある。また、画素上部にはパッシベーショ
ン用窒化シリコン膜ＳｉＮとヨウ化セシウム等の蛍光体
ＣｓＩが形成されている。上方よりＸ線（Ｘ−ｒａｙ）
が入射すると蛍光体ＣｓＩにより光（破線矢印）に変換
され、この光が光電変換素子に入射される。
基板上に形成されているが、このうち第１画素に相当す
る部分の模式的平面図を図１８（ａ）に示す。また図中
破線Ａ−Ｂで示した部分の模式的断面図を図１８（ｂ）
に示す。Ｓ１１は光電変換素子、Ｔ１１はＴＦＴ、Ｃ１
１はコンデンサ、およびＳＩＧは信号配線である。この
光電変換装置においてはコンデンサＣ１１と光電変換素
子Ｓ１１は特別に素子を分離しておらず、光電変換素子
Ｓ１１の電極の面積を大きくすることによりコンデンサ
Ｃ１１を形成している。これは光電変換素子とコンデン
サが同じ層構成であるから可能なことでこの光電変換装
置の特徴でもある。また、画素上部にはパッシベーショ
ン用窒化シリコン膜ＳｉＮとヨウ化セシウム等の蛍光体
ＣｓＩが形成されている。上方よりＸ線（Ｘ−ｒａｙ）
が入射すると蛍光体ＣｓＩにより光（破線矢印）に変換
され、この光が光電変換素子に入射される。
【００３７】次に図１７と図１９によって上述した光電
変換装置の動作について説明する。図１９は図１７の動
作の一例を示すタイミングチャートである。
変換装置の動作について説明する。図１９は図１７の動
作の一例を示すタイミングチャートである。
【００３８】はじめにシフトレジスタＳＲ１およびＳＲ
２により制御配線ｇ１〜ｇ３、ｓ１〜ｓ３にＨｉが印加
される。すると転送用ＴＦＴ・Ｔ１１〜Ｔ３３とスイッ
チＭ１〜Ｍ３がｏｎし導通し、全光電変換素子Ｓ１１〜
Ｓ３３のＤ電極はＧＮＤ電位になる（積分検出器Ａｍｐ
の入力端子はＧＮＤ電位に設計されているため）。同時
にリフレッシュ制御回路ＲＦがＨｉを出力しスイッチＳ
Ｗｇがｏｎし全光電変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３のＧ電極は
リフレッシュ用電源Ｖｇにより正電位になる。すると全
光電変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３はリフレッシュモードにな
りリフレッシュされる。つぎにリフレッシュ制御回路Ｒ
ＦがＬｏを出力しスイッチＳＷｓがｏｎし全光電変換素
子Ｓ１１〜Ｓ３３のＧ電極は読み取り用電源Ｖｓにより
負電位になる。すると全光電変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３は
光電変換モードになり同時にコンデンサＣ１１〜Ｃ３３
は初期化される。この状態でシフトレジスタＳＲ１およ
びＳＲ２により制御配線ｇ１〜ｇ３、ｓ１〜ｓ３にＬｏ
が印加される。すると転送用ＴＦＴ・Ｔ１１〜Ｔ３３の
スイッチＭ１〜Ｍ３がｏｆｆし、全光電変換素子Ｓ１１
〜Ｓ３３のＤ電極はＤＣ的にはオープンになるがコンデ
ンサＣ１１〜Ｃ３３によって電位は保持される。しかし
この時点ではＸ線は入射されていないため全光電変換素
子Ｓ１１〜Ｓ３３には光は入射されず光電流は流れな
い。この状態でＸ線がパルス的に出射され人体等を通過
し蛍光体ＣｓＩに入射すると光に変換され、その光がそ
れぞれの光電変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３に入射する。この
光は人体等の内部構造の情報が含まれている。この光に
より流れた光電流は電荷としてそれぞれのコンデンサＣ
１１〜Ｃ３３に蓄積されＸ線の入射終了後も保持され
る。つぎにシフトレジスタＳＲ１により制御配線ｇ１に
Ｈｉの制御パルスが印加され、シフトレジスタＳＲ２の
制御配線ｓ１〜ｓ３への制御パルス印加によって転送用
ＴＦＴ・Ｔ１１〜Ｔ３３のスイッチＭ１〜Ｍ３を通して
ｖ１〜ｖ３が順次出力される。同様にシフトレジスタＳ
Ｒ１、ＳＲ２の制御により他の光信号も順次出力され
る。これにより人体等の内部構造の二次元情報がｖ１〜
ｖ９として得られる。静止画像を得る場合はここまでの
動作であるが動画像を得る場合はここまでの動作を繰り
返す。
２により制御配線ｇ１〜ｇ３、ｓ１〜ｓ３にＨｉが印加
される。すると転送用ＴＦＴ・Ｔ１１〜Ｔ３３とスイッ
チＭ１〜Ｍ３がｏｎし導通し、全光電変換素子Ｓ１１〜
Ｓ３３のＤ電極はＧＮＤ電位になる（積分検出器Ａｍｐ
の入力端子はＧＮＤ電位に設計されているため）。同時
にリフレッシュ制御回路ＲＦがＨｉを出力しスイッチＳ
Ｗｇがｏｎし全光電変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３のＧ電極は
リフレッシュ用電源Ｖｇにより正電位になる。すると全
光電変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３はリフレッシュモードにな
りリフレッシュされる。つぎにリフレッシュ制御回路Ｒ
ＦがＬｏを出力しスイッチＳＷｓがｏｎし全光電変換素
子Ｓ１１〜Ｓ３３のＧ電極は読み取り用電源Ｖｓにより
負電位になる。すると全光電変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３は
光電変換モードになり同時にコンデンサＣ１１〜Ｃ３３
は初期化される。この状態でシフトレジスタＳＲ１およ
びＳＲ２により制御配線ｇ１〜ｇ３、ｓ１〜ｓ３にＬｏ
が印加される。すると転送用ＴＦＴ・Ｔ１１〜Ｔ３３の
スイッチＭ１〜Ｍ３がｏｆｆし、全光電変換素子Ｓ１１
〜Ｓ３３のＤ電極はＤＣ的にはオープンになるがコンデ
ンサＣ１１〜Ｃ３３によって電位は保持される。しかし
この時点ではＸ線は入射されていないため全光電変換素
子Ｓ１１〜Ｓ３３には光は入射されず光電流は流れな
い。この状態でＸ線がパルス的に出射され人体等を通過
し蛍光体ＣｓＩに入射すると光に変換され、その光がそ
れぞれの光電変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３に入射する。この
光は人体等の内部構造の情報が含まれている。この光に
より流れた光電流は電荷としてそれぞれのコンデンサＣ
１１〜Ｃ３３に蓄積されＸ線の入射終了後も保持され
る。つぎにシフトレジスタＳＲ１により制御配線ｇ１に
Ｈｉの制御パルスが印加され、シフトレジスタＳＲ２の
制御配線ｓ１〜ｓ３への制御パルス印加によって転送用
ＴＦＴ・Ｔ１１〜Ｔ３３のスイッチＭ１〜Ｍ３を通して
ｖ１〜ｖ３が順次出力される。同様にシフトレジスタＳ
Ｒ１、ＳＲ２の制御により他の光信号も順次出力され
る。これにより人体等の内部構造の二次元情報がｖ１〜
ｖ９として得られる。静止画像を得る場合はここまでの
動作であるが動画像を得る場合はここまでの動作を繰り
返す。
【００３９】上述した光電変換装置では光電変換素子の
Ｇ電極が共通に接続され、この共通の配線をスイッチＳ
ＷｇとスイッチＳＷｓを介してリフレッシュ用電源Ｖｇ
と読み取り用電源Ｖｓの電位に制御している為、全光電
変換素子を同時にリフレッシュモードと光電変換モード
とに切り換えることができる。このため複雑な制御なく
して１画素あたり１個のＴＦＴで光出力を得ることがで
きる。
Ｇ電極が共通に接続され、この共通の配線をスイッチＳ
ＷｇとスイッチＳＷｓを介してリフレッシュ用電源Ｖｇ
と読み取り用電源Ｖｓの電位に制御している為、全光電
変換素子を同時にリフレッシュモードと光電変換モード
とに切り換えることができる。このため複雑な制御なく
して１画素あたり１個のＴＦＴで光出力を得ることがで
きる。
【００４０】また、上述した光電変換装置では９個の画
素を３×３に二次元配置し３画素ずつ同時に、３回に分
割して転送・出力したがこれに限らず、例えば縦横１ｍ
ｍあたり５×５個の画素を２０００×２０００個の画素
として二次元的に配置すれば４０ｃｍ×４０ｃｍのＸ線
検出器が得られる。これをＸ線フィルムの代わりにＸ線
発生器と組み合わせＸ線レントゲン装置を構成すれば胸
部レントゲン検診や乳ガン検診あるいは躯体の非破壊検
査に使用できる。するとフィルムと異なり瞬時にその出
力をＣＲＴなどの画像出力機で映し出すことが可能で、
さらに出力をディジタルに変換しコンピュータで画像処
理して目的に合わせた出力に変換することも可能であ
る。また光磁気ディスクに保管もでき、過去の画像を瞬
時に検索することもできる。また感度もフィルムより良
く人体に影響の少ない微弱なＸ線で鮮明な画像を得るこ
とができる。
素を３×３に二次元配置し３画素ずつ同時に、３回に分
割して転送・出力したがこれに限らず、例えば縦横１ｍ
ｍあたり５×５個の画素を２０００×２０００個の画素
として二次元的に配置すれば４０ｃｍ×４０ｃｍのＸ線
検出器が得られる。これをＸ線フィルムの代わりにＸ線
発生器と組み合わせＸ線レントゲン装置を構成すれば胸
部レントゲン検診や乳ガン検診あるいは躯体の非破壊検
査に使用できる。するとフィルムと異なり瞬時にその出
力をＣＲＴなどの画像出力機で映し出すことが可能で、
さらに出力をディジタルに変換しコンピュータで画像処
理して目的に合わせた出力に変換することも可能であ
る。また光磁気ディスクに保管もでき、過去の画像を瞬
時に検索することもできる。また感度もフィルムより良
く人体に影響の少ない微弱なＸ線で鮮明な画像を得るこ
とができる。
【００４１】図２０、図２１に２０００×２０００個の
画素を持つ光電変換装置の実装の一例を示す模式的平面
図を示す。２０００×２０００個の検出器を構成する場
合、図１７で示した破線内の素子を縦・横に数を増やせ
ばよいが、この場合、制御配線ｇ１〜ｇ２０００と２０
００本になり信号配線ＳＩＧもｓｉｇ１〜ｓｉｇ２００
０と２０００本になる。またシフトレジスタＳＲ１や検
出用集積回路ＩＣも２０００本の制御・処理をしなけれ
ばならず大規模となる。これをそれぞれ１チップの素子
で行うことは１チップが非常に大きくなり製造時の歩留
まりや価格等で不利である。そこで、シフトレジスタＳ
Ｒ１は例えば１００段ごと１個のチップに形成し、２０
個（ＳＲ１−１〜ＳＲ１−２０）を使用すれば良い。ま
た検出用集積回路も１００個の処理回路ごと１個のチッ
プに形成し、２０個（ＩＣ１〜ＩＣ２０）を使用する。
画素を持つ光電変換装置の実装の一例を示す模式的平面
図を示す。２０００×２０００個の検出器を構成する場
合、図１７で示した破線内の素子を縦・横に数を増やせ
ばよいが、この場合、制御配線ｇ１〜ｇ２０００と２０
００本になり信号配線ＳＩＧもｓｉｇ１〜ｓｉｇ２００
０と２０００本になる。またシフトレジスタＳＲ１や検
出用集積回路ＩＣも２０００本の制御・処理をしなけれ
ばならず大規模となる。これをそれぞれ１チップの素子
で行うことは１チップが非常に大きくなり製造時の歩留
まりや価格等で不利である。そこで、シフトレジスタＳ
Ｒ１は例えば１００段ごと１個のチップに形成し、２０
個（ＳＲ１−１〜ＳＲ１−２０）を使用すれば良い。ま
た検出用集積回路も１００個の処理回路ごと１個のチッ
プに形成し、２０個（ＩＣ１〜ＩＣ２０）を使用する。
【００４２】図２０には左側（Ｌ）に２０チップ（ＳＲ
１−１〜ＳＲ１−２０）と下側（Ｄ）に２０チップ実装
し、１チップあたり１００本の制御配線、信号配線を各
々ワイヤーボンディングでチップと接線している。図２
０中破線部は図１７の破線部に相当する。また外部への
接続は省略している。また、ＳＷｇ、ＳＷｓ、Ｖｇ、Ｖ
ｓ、ＲＦ等も省略している。検出集積回路ＩＣ１〜ＩＣ
２０からは２０本の出力（Ｖｏｕｔ）があるが、これら
はスイッチ等を介して１本にまとめたり、２０本をその
まま出力し並列処理すればよい。
１−１〜ＳＲ１−２０）と下側（Ｄ）に２０チップ実装
し、１チップあたり１００本の制御配線、信号配線を各
々ワイヤーボンディングでチップと接線している。図２
０中破線部は図１７の破線部に相当する。また外部への
接続は省略している。また、ＳＷｇ、ＳＷｓ、Ｖｇ、Ｖ
ｓ、ＲＦ等も省略している。検出集積回路ＩＣ１〜ＩＣ
２０からは２０本の出力（Ｖｏｕｔ）があるが、これら
はスイッチ等を介して１本にまとめたり、２０本をその
まま出力し並列処理すればよい。
【００４３】図２１には別の例を示す。左側（Ｌ）に１
０チップ（ＳＲ１−１〜ＳＲ１−１０）と右側（Ｒ）に
１０チップ（ＳＲ１−１１〜ＳＲ１−２０）と上側
（Ｕ）に１０チップ（ＩＣ１〜１０）、下側（Ｄ）に１
０チップ（ＩＣ１１〜２０）を実装している。この構成
は上・下・左・右側（Ｕ、Ｄ、Ｌ、Ｒ）にそれぞれ各配
線を１０００本ずつに振り分けているため、各辺の配線
の密度が小さくなり、また各辺のワイヤーボンティング
の密度も小さく、歩留まりが向上する。配線の振り分け
は左側（Ｌ）にｇ１，ｇ３，ｇ５，…，ｇ１９９９、右
側（Ｒ）にｇ２，ｇ４，ｇ６，…，ｇ２０００とし、つ
まり奇数番目の制御線を左側（Ｌ）、偶数番目の制御線
を右側（Ｒ）に振り分ける。こうすると各配線は等間隔
に引き出され配線されるので密度の集中なく歩留まりが
向上する。また、上側（Ｕ）下側（Ｄ）への配線も同様
に振り分ければよい。
０チップ（ＳＲ１−１〜ＳＲ１−１０）と右側（Ｒ）に
１０チップ（ＳＲ１−１１〜ＳＲ１−２０）と上側
（Ｕ）に１０チップ（ＩＣ１〜１０）、下側（Ｄ）に１
０チップ（ＩＣ１１〜２０）を実装している。この構成
は上・下・左・右側（Ｕ、Ｄ、Ｌ、Ｒ）にそれぞれ各配
線を１０００本ずつに振り分けているため、各辺の配線
の密度が小さくなり、また各辺のワイヤーボンティング
の密度も小さく、歩留まりが向上する。配線の振り分け
は左側（Ｌ）にｇ１，ｇ３，ｇ５，…，ｇ１９９９、右
側（Ｒ）にｇ２，ｇ４，ｇ６，…，ｇ２０００とし、つ
まり奇数番目の制御線を左側（Ｌ）、偶数番目の制御線
を右側（Ｒ）に振り分ける。こうすると各配線は等間隔
に引き出され配線されるので密度の集中なく歩留まりが
向上する。また、上側（Ｕ）下側（Ｄ）への配線も同様
に振り分ければよい。
【００４４】また、図示していないが別の例として配線
の振り分けは左側（Ｌ）にｇ１〜ｇ１００，ｇ２０１〜
ｇ３００，…，ｇ１８０１〜ｇ１９００、右側（Ｒ）に
ｇ１０１〜ｇ２００，ｇ３０１〜ｇ４００，…，ｇ１９
０１〜ｇ２０００を振り分け、つまり、１チップごと連
続な制御線を振り分け、これを左・右側（Ｌ・Ｒ）交互
に振り分ける。こうすると、１チップ内は連続に制御で
き、駆動タイミングが楽で回路を複雑にしなくてよく安
価なものが使用できる。上・下側（Ｕ・Ｄ）についても
同様で、連続な処理が可能で安価な回路が使用できる。
の振り分けは左側（Ｌ）にｇ１〜ｇ１００，ｇ２０１〜
ｇ３００，…，ｇ１８０１〜ｇ１９００、右側（Ｒ）に
ｇ１０１〜ｇ２００，ｇ３０１〜ｇ４００，…，ｇ１９
０１〜ｇ２０００を振り分け、つまり、１チップごと連
続な制御線を振り分け、これを左・右側（Ｌ・Ｒ）交互
に振り分ける。こうすると、１チップ内は連続に制御で
き、駆動タイミングが楽で回路を複雑にしなくてよく安
価なものが使用できる。上・下側（Ｕ・Ｄ）についても
同様で、連続な処理が可能で安価な回路が使用できる。
【００４５】また図２０、図２１共に１枚の基板上に破
線部の回路を形成した後、その基板上にチップを実装し
てもよいし、別の大きな基板上に破線部の回路基板とチ
ップを実装してもよい。また、チップをフレキシブル基
板上に実装して破線部の回路基板に貼り付け接続しても
よい。
線部の回路を形成した後、その基板上にチップを実装し
てもよいし、別の大きな基板上に破線部の回路基板とチ
ップを実装してもよい。また、チップをフレキシブル基
板上に実装して破線部の回路基板に貼り付け接続しても
よい。
【００４６】またこのような非常に多くの画素をもつ大
面積の光電変換装置は各素子を共通な膜で同時に形成す
ることで工程数が少なく、簡易的な工程ですむため高歩
留まりが可能で低コストで大面積・高性能の光電変換装
置の生産を可能としている。また、コンデンサ及びＴＦ
Ｔと光電変換素子とが同じ画素内で構成でき、実質上素
子を半減することが可能でさらに歩留まりを向上でき
る。
面積の光電変換装置は各素子を共通な膜で同時に形成す
ることで工程数が少なく、簡易的な工程ですむため高歩
留まりが可能で低コストで大面積・高性能の光電変換装
置の生産を可能としている。また、コンデンサ及びＴＦ
Ｔと光電変換素子とが同じ画素内で構成でき、実質上素
子を半減することが可能でさらに歩留まりを向上でき
る。
【００４７】以上説明したように、上記光電変換装置に
よれば、光電変換装置内の光電変換素子は、注入阻止層
が一カ所のみで光の入射量を検出することができ、プロ
セスの最適化が容易で、歩留まりの向上が図れ、製造コ
ストの低減が可能で、ＳＮ比の高い低コストの光電変換
装置を提供することができる効果がある。また、基板上
に第一の電極層／絶縁層／光電変換半導体装置をこの順
で有する構成においてトンネル効果や、ショットキーバ
リアを利用していないため、電極材料は自由に選択で
き、絶縁層の厚さやその他の制御も自由度が高い。
よれば、光電変換装置内の光電変換素子は、注入阻止層
が一カ所のみで光の入射量を検出することができ、プロ
セスの最適化が容易で、歩留まりの向上が図れ、製造コ
ストの低減が可能で、ＳＮ比の高い低コストの光電変換
装置を提供することができる効果がある。また、基板上
に第一の電極層／絶縁層／光電変換半導体装置をこの順
で有する構成においてトンネル効果や、ショットキーバ
リアを利用していないため、電極材料は自由に選択で
き、絶縁層の厚さやその他の制御も自由度が高い。
【００４８】また同時に形成する薄膜電界効果トランジ
スタ（ＴＦＴ）等のスイッチ素子または／および容量素
子とはマッチングが良く、同一膜構成のため共通な膜と
して同時に形成可能で、かつ光電変換素子、ＴＦＴ共に
重要な膜構成は同一真空内で同時に形成可能であり、さ
らに光電変換装置を高ＳＮ化、低コスト化することがで
きる。またコンデンサも中間層に絶縁層を含んでおり良
好な特性で形成でき複数の光電変換素子で得られた光情
報の積分値を簡単な構成で出力できる高機能の光電変換
装置が提供できる。また低コストで大面積・高機能・高
特性のファクシミリやＸ線レントゲン装置を提供でき
る。
スタ（ＴＦＴ）等のスイッチ素子または／および容量素
子とはマッチングが良く、同一膜構成のため共通な膜と
して同時に形成可能で、かつ光電変換素子、ＴＦＴ共に
重要な膜構成は同一真空内で同時に形成可能であり、さ
らに光電変換装置を高ＳＮ化、低コスト化することがで
きる。またコンデンサも中間層に絶縁層を含んでおり良
好な特性で形成でき複数の光電変換素子で得られた光情
報の積分値を簡単な構成で出力できる高機能の光電変換
装置が提供できる。また低コストで大面積・高機能・高
特性のファクシミリやＸ線レントゲン装置を提供でき
る。
【００４９】いずれにせよ、光センサー（光電変換素
子）を２次元に多数配置した光電変換装置においてはよ
り高速に必要な情報を得られることが重要である。
子）を２次元に多数配置した光電変換装置においてはよ
り高速に必要な情報を得られることが重要である。
【００５０】そのための一つの方法としては、基板上に
２次元的に配列された複数の光電変換素子をＸ方向の駆
動線を順次スキャンしＹ方向の信号線に信号電荷を転送
し、順次信号を読み出す光電変換装置において、上記複
数の光電変換素子の任意の上記駆動線のみを順次スキャ
ンし、残りの上記駆動線は、前記任意の駆動線とは異な
るタイミングで同時に駆動して信号電荷を転送すること
である。
２次元的に配列された複数の光電変換素子をＸ方向の駆
動線を順次スキャンしＹ方向の信号線に信号電荷を転送
し、順次信号を読み出す光電変換装置において、上記複
数の光電変換素子の任意の上記駆動線のみを順次スキャ
ンし、残りの上記駆動線は、前記任意の駆動線とは異な
るタイミングで同時に駆動して信号電荷を転送すること
である。
【００５１】また、上記複数の光電変換素子の任意の上
記駆動線のみを順次スキャンし、残りの上記駆動線は、
前記任意の駆動線とは異なるタイミングで同時に駆動し
て信号電荷を転送してもよい。
記駆動線のみを順次スキャンし、残りの上記駆動線は、
前記任意の駆動線とは異なるタイミングで同時に駆動し
て信号電荷を転送してもよい。
【００５２】このように、不必要な駆動線は、順次駆動
せずに同時に駆動してしまうことで、駆動する時間及び
不必要な信号出力を読み取る時間を削除できる。結果的
に必要な部分の信号読み出しを高速で行うことが可能と
なる。この為、特に光電変換装置をＸ線撮像装置に用い
る場合、更に言うならば、Ｘ線撮像装置にＸ線を連続的
に照射しながら画像を見るいわゆる動画を撮像する場合
に、照射Ｘ線量を減らすことが可能となり医療的にもま
た環境的にも多大な効果をもたらすと考えられる。
せずに同時に駆動してしまうことで、駆動する時間及び
不必要な信号出力を読み取る時間を削除できる。結果的
に必要な部分の信号読み出しを高速で行うことが可能と
なる。この為、特に光電変換装置をＸ線撮像装置に用い
る場合、更に言うならば、Ｘ線撮像装置にＸ線を連続的
に照射しながら画像を見るいわゆる動画を撮像する場合
に、照射Ｘ線量を減らすことが可能となり医療的にもま
た環境的にも多大な効果をもたらすと考えられる。
【００５３】又、不必要とする光電変換素子の両端の電
位を同時に短時間で初期値に戻すことにより、全ての光
電変換素子のセンサ特性を等しくすることが可能とな
り、その結果得られる情報の信頼性の高い光電変換装置
を得ることが可能となる。
位を同時に短時間で初期値に戻すことにより、全ての光
電変換素子のセンサ特性を等しくすることが可能とな
り、その結果得られる情報の信頼性の高い光電変換装置
を得ることが可能となる。
【００５４】また、別の方法としては、基板上に２次元
的に配列された複数の光電変換素子をＸ方向の駆動線を
順次スキャンしＹ方向の信号線に信号電荷を転送し、順
次信号を読み出す光電変換装置において、必要となる任
意の駆動線のみを順次スキャンし、残りの駆動線は信号
電荷を転送する為には駆動しないことである。
的に配列された複数の光電変換素子をＸ方向の駆動線を
順次スキャンしＹ方向の信号線に信号電荷を転送し、順
次信号を読み出す光電変換装置において、必要となる任
意の駆動線のみを順次スキャンし、残りの駆動線は信号
電荷を転送する為には駆動しないことである。
【００５５】こうした場合も、不必要な駆動線を駆動す
る時間及び不必要な信号出力を読み取る時間を削除でき
る為、結果的に必要な部分の信号読み出しを高速で行う
ことが可能となるように作用する。したがって先述した
のと同様に、特に光電変換装置をＸ線撮像装置に用いる
場合、更に言うならば、Ｘ線撮像装置にＸ線を連続的に
照射しながら画像を見るいわゆる動画を撮像する場合
に、照射Ｘ線量を減らすことが可能となり医療的にも環
境的にも多大な効果をもたらすと考えられる。
る時間及び不必要な信号出力を読み取る時間を削除でき
る為、結果的に必要な部分の信号読み出しを高速で行う
ことが可能となるように作用する。したがって先述した
のと同様に、特に光電変換装置をＸ線撮像装置に用いる
場合、更に言うならば、Ｘ線撮像装置にＸ線を連続的に
照射しながら画像を見るいわゆる動画を撮像する場合
に、照射Ｘ線量を減らすことが可能となり医療的にも環
境的にも多大な効果をもたらすと考えられる。
【００５６】ところでＸ線撮像装置では、前述したよう
に、Ｘ線源から医療患者のような被分析対象（被検体）
を通してＸ線ビームを投射する。Ｘ線ビームが被検体を
通過した後、通常イメージ増倍管によりＸ線像を可視光
像に変換し、ビデオカメラにより可視光像からアナログ
ビデオ信号を作成し、モニタに表示するという方法も知
られている。この場合、アナログビデオ信号を作成する
ので、自動輝度調節および画像強調のための画像処理が
アナログ領域で行われる。
に、Ｘ線源から医療患者のような被分析対象（被検体）
を通してＸ線ビームを投射する。Ｘ線ビームが被検体を
通過した後、通常イメージ増倍管によりＸ線像を可視光
像に変換し、ビデオカメラにより可視光像からアナログ
ビデオ信号を作成し、モニタに表示するという方法も知
られている。この場合、アナログビデオ信号を作成する
ので、自動輝度調節および画像強調のための画像処理が
アナログ領域で行われる。
【００５７】そして上述したような高分解能の固体Ｘ線
検出器には一ラインに３０００〜４０００個の、フォト
ダイオードなどに代表される検出素子を用いた２次元ア
レー（以下、「検出素子アレー」または「検出器アレ
ー」ともいう）を有する。各素子は検出器に投射される
Ｘ線像の画素輝度に対応する電気信号を作成する。各検
出素子からの信号は個別に読出されてディジタル化さ
れ、その後で画像処理、記憶および表示される。
検出器には一ラインに３０００〜４０００個の、フォト
ダイオードなどに代表される検出素子を用いた２次元ア
レー（以下、「検出素子アレー」または「検出器アレ
ー」ともいう）を有する。各素子は検出器に投射される
Ｘ線像の画素輝度に対応する電気信号を作成する。各検
出素子からの信号は個別に読出されてディジタル化さ
れ、その後で画像処理、記憶および表示される。
【００５８】固体検出素子アレーは、検出素子にセット
されたバイアス電荷が、トランジスタ電流漏洩により、
また一般に「暗電流」として知られる機構により、部分
的に放電される場合がある。暗電流および電流漏洩の影
響による電荷空乏は、画像信号のオフセットを生じる。
これらの電流によって除去される電荷の量は一定でない
ので、信号オフセットが変動し、検出器出力に不確定要
素が加わることになる。
されたバイアス電荷が、トランジスタ電流漏洩により、
また一般に「暗電流」として知られる機構により、部分
的に放電される場合がある。暗電流および電流漏洩の影
響による電荷空乏は、画像信号のオフセットを生じる。
これらの電流によって除去される電荷の量は一定でない
ので、信号オフセットが変動し、検出器出力に不確定要
素が加わることになる。
【００５９】これらの電流によって検出素子から除去さ
れる電荷の量は、検出素子のバイアスリセットから検出
素子の電荷検知までの時間の長さの関数である。従っ
て、これらの電流の影響を最小限にするためには、検出
素子アレーの素子の読出しに必要な時間を最小限にする
ことが望ましい。一方、回路により検出器信号に加わる
電気雑音を小さくするために、画像信号処理回路の帯域
幅を小さくし、読出し期間を大きくすることも望まし
い。
れる電荷の量は、検出素子のバイアスリセットから検出
素子の電荷検知までの時間の長さの関数である。従っ
て、これらの電流の影響を最小限にするためには、検出
素子アレーの素子の読出しに必要な時間を最小限にする
ことが望ましい。一方、回路により検出器信号に加わる
電気雑音を小さくするために、画像信号処理回路の帯域
幅を小さくし、読出し期間を大きくすることも望まし
い。
【００６０】ところで、行列形式の光検出器アレーで
は、行方向または列方向に相当する対向する２つの辺
（すなわち周辺部）のうちの一方から他方へと一様に単
調に検出素子の読出しがなされている。
は、行方向または列方向に相当する対向する２つの辺
（すなわち周辺部）のうちの一方から他方へと一様に単
調に検出素子の読出しがなされている。
【００６１】しかし、多くの場合、撮影者あるいは観察
者の最も関心のある画像領域は撮像領域の中心部であ
り、この部分の画質を最も向上させることが望まれる。
さらに、高分解能光検出素子アレーの場合、特に上記関
心領域に対応する検出素子のみを用いての撮像を行い撮
像速度を向上させることも望まれる。
者の最も関心のある画像領域は撮像領域の中心部であ
り、この部分の画質を最も向上させることが望まれる。
さらに、高分解能光検出素子アレーの場合、特に上記関
心領域に対応する検出素子のみを用いての撮像を行い撮
像速度を向上させることも望まれる。
【００６２】そこで、撮像者の最も関心のある画像部分
の画質の劣化を小さくする画像データ読出しを行なえる
ようにすることはより好ましいことである。
の画質の劣化を小さくする画像データ読出しを行なえる
ようにすることはより好ましいことである。
【００６３】たとえば、受光要素を行列形式で配列した
光電変換装置から画像データを読出す時に、 ａ）光電変換装置中の所望の行範囲及び所望の列範囲の
受光要素により形成される領域を撮影者の関心領域とし
て決定するステップ、 ｂ）前記関心領域の行方向の１組の対向する辺のうちの
一方側から少なくとも１つの行の受光要素の信号を検知
するステップ、 ｃ）前記関心領域の行方向の１組の対向する辺のうちの
他方側から少なくとも１つの行の受光要素の信号を検知
するステップ、 ｄ）既に検知された行を除いて、前記関心領域の中心部
の行の受光要素の信号が検知されるまで、ステップｂ及
びステップｃを交互に繰り返すステップ、 を有することで関心部の画質をより高画質に得ることが
できる。
光電変換装置から画像データを読出す時に、 ａ）光電変換装置中の所望の行範囲及び所望の列範囲の
受光要素により形成される領域を撮影者の関心領域とし
て決定するステップ、 ｂ）前記関心領域の行方向の１組の対向する辺のうちの
一方側から少なくとも１つの行の受光要素の信号を検知
するステップ、 ｃ）前記関心領域の行方向の１組の対向する辺のうちの
他方側から少なくとも１つの行の受光要素の信号を検知
するステップ、 ｄ）既に検知された行を除いて、前記関心領域の中心部
の行の受光要素の信号が検知されるまで、ステップｂ及
びステップｃを交互に繰り返すステップ、 を有することで関心部の画質をより高画質に得ることが
できる。
【００６４】あるいは、受光要素を行列形式で配列した
光電変換装置から画像データを読出す時に、 ａ）光電変換装置中の所望の行範囲及び所望の列範囲の
受光要素により形成される領域を撮影者の関心領域とし
て決定するステップ、 ｂ）前記関心領域の中心部の少なくとも１つの行の受光
要素の信号を検知するステップ、 ｃ）既に検知された行の両側のうちの一方側に隣接する
少なくとも１つの行の受光要素の信号を検知するステッ
プ、 ｄ）既に検知された行の両側のうちの他方側に隣接する
少なくとも１つの行の受光要素の信号を検知するステッ
プ、 ｅ）既に検知された行を除いて、前記関心領域の行方向
の１組の対向する辺の行の受光要素の信号が検知される
まで、ステップｃ及びステップｄを交互に繰り返すステ
ップ、を有することで関心部の画質をより高画質に得る
ことができる。
光電変換装置から画像データを読出す時に、 ａ）光電変換装置中の所望の行範囲及び所望の列範囲の
受光要素により形成される領域を撮影者の関心領域とし
て決定するステップ、 ｂ）前記関心領域の中心部の少なくとも１つの行の受光
要素の信号を検知するステップ、 ｃ）既に検知された行の両側のうちの一方側に隣接する
少なくとも１つの行の受光要素の信号を検知するステッ
プ、 ｄ）既に検知された行の両側のうちの他方側に隣接する
少なくとも１つの行の受光要素の信号を検知するステッ
プ、 ｅ）既に検知された行を除いて、前記関心領域の行方向
の１組の対向する辺の行の受光要素の信号が検知される
まで、ステップｃ及びステップｄを交互に繰り返すステ
ップ、を有することで関心部の画質をより高画質に得る
ことができる。
【００６５】また、別の方法としては、受光要素を行列
形式で配列した光電変換装置であって各列の受光要素の
少なくとも一部の信号をスイッチ素子を介して共通の列
出力線から取り出す様にした光電変換装置を駆動する時
に、 ａ）光電変換装置中の所望の行範囲及び所望の列範囲の
受光要素により形成される領域を撮影者の関心領域とし
て決定するステップ、 ｂ）前記関心領域の行方向の１組の対向する辺のうちの
一方側から少なくとも１つの行の受光要素に対応するス
イッチ素子を駆動して列出力線へと信号を取り出すステ
ップ、 ｃ）前記関心領域の行方向の１組の対向する辺のうちの
他方側から少なくとも１つの行の受光要素に対応するス
イッチ素子を駆動して列出力線へと信号を取り出すステ
ップ、 ｄ）既に検知された行を除いて、前記関心領域の中心部
の行の受光要素に対応するスイッチ素子が駆動されるま
で、ステップｂ及びステップｃを交互に繰り返すステッ
プ、を有することで関心部の画質を劣化されることなく
情報を得ることができる。
形式で配列した光電変換装置であって各列の受光要素の
少なくとも一部の信号をスイッチ素子を介して共通の列
出力線から取り出す様にした光電変換装置を駆動する時
に、 ａ）光電変換装置中の所望の行範囲及び所望の列範囲の
受光要素により形成される領域を撮影者の関心領域とし
て決定するステップ、 ｂ）前記関心領域の行方向の１組の対向する辺のうちの
一方側から少なくとも１つの行の受光要素に対応するス
イッチ素子を駆動して列出力線へと信号を取り出すステ
ップ、 ｃ）前記関心領域の行方向の１組の対向する辺のうちの
他方側から少なくとも１つの行の受光要素に対応するス
イッチ素子を駆動して列出力線へと信号を取り出すステ
ップ、 ｄ）既に検知された行を除いて、前記関心領域の中心部
の行の受光要素に対応するスイッチ素子が駆動されるま
で、ステップｂ及びステップｃを交互に繰り返すステッ
プ、を有することで関心部の画質を劣化されることなく
情報を得ることができる。
【００６６】あるいはまた受光要素を行列形式で配列し
た光電変換装置であって各列の受光要素の少なくとも一
部の信号をスイッチ素子を介して共通の列出力線から取
り出す様にした光電変換装置を駆動する時に、 ａ）光電変換装置中の所望の行範囲及び所望の列範囲の
受光要素により形成される領域を撮影者の関心領域とし
て決定するステップ、 ｂ）前記関心領域の中心部の少なくとも１つの行の受光
要素に対応するスイッチ素子を駆動して列出力線へと信
号を取り出すステップ、 ｃ）既に検知された行の両側のうちの一方側に隣接する
少なくとも１つの行の受光要素に対応するスイッチ素子
を駆動して列出力線へと信号を取り出すステップ、 ｄ）既に検知された行の両側のうちの他方側に隣接する
少なくとも１つの行の受光要素に対応するスイッチ素子
を駆動して列出力線へと信号を取り出すステップ、 ｅ）既に検知された行を除いて、前記関心領域の行方向
の１組の対向する辺の行の受光要素に対応するスイッチ
素子が駆動されるまで、ステップｃ及びステップｄを交
互に繰り返すステップ、を有することで関心部の画質を
劣化させることなく情報を得ることができる。
た光電変換装置であって各列の受光要素の少なくとも一
部の信号をスイッチ素子を介して共通の列出力線から取
り出す様にした光電変換装置を駆動する時に、 ａ）光電変換装置中の所望の行範囲及び所望の列範囲の
受光要素により形成される領域を撮影者の関心領域とし
て決定するステップ、 ｂ）前記関心領域の中心部の少なくとも１つの行の受光
要素に対応するスイッチ素子を駆動して列出力線へと信
号を取り出すステップ、 ｃ）既に検知された行の両側のうちの一方側に隣接する
少なくとも１つの行の受光要素に対応するスイッチ素子
を駆動して列出力線へと信号を取り出すステップ、 ｄ）既に検知された行の両側のうちの他方側に隣接する
少なくとも１つの行の受光要素に対応するスイッチ素子
を駆動して列出力線へと信号を取り出すステップ、 ｅ）既に検知された行を除いて、前記関心領域の行方向
の１組の対向する辺の行の受光要素に対応するスイッチ
素子が駆動されるまで、ステップｃ及びステップｄを交
互に繰り返すステップ、を有することで関心部の画質を
劣化させることなく情報を得ることができる。
【００６７】また、受光要素を行列形式で配列した光電
変換装置であって各受光要素に対応して信号電荷蓄積部
と該信号電荷蓄積部からの信号取り出し経路中に介在す
るスイッチ部とを有してなる光電変換装置において、光
電変換装置中の所望の行範囲及び所望の列範囲の受光要
素により形成される領域を撮影者の関心領域として決定
する関心領域決定手段と、該関心領域決定手段の出力に
基づいて前記光電変換装置の駆動信号を生成する駆動手
段とを備えており、該駆動手段は、前記光電変換装置を
前記関心領域の周辺部の行から中心部の行に向かって順
に前記スイッチ部を駆動して前記信号電荷蓄積部の電荷
をリセットし、露光後に前記光検出器アレーを前記関心
領域の中心部から周辺に向かって順に前記スイッチ部を
駆動して前記信号電荷蓄積部の信号電荷読出しを行うよ
うに、前記光検出器アレーの駆動信号を生成するように
した光電変換装置によって関心領域の良好な読取りを行
なうことができる。
変換装置であって各受光要素に対応して信号電荷蓄積部
と該信号電荷蓄積部からの信号取り出し経路中に介在す
るスイッチ部とを有してなる光電変換装置において、光
電変換装置中の所望の行範囲及び所望の列範囲の受光要
素により形成される領域を撮影者の関心領域として決定
する関心領域決定手段と、該関心領域決定手段の出力に
基づいて前記光電変換装置の駆動信号を生成する駆動手
段とを備えており、該駆動手段は、前記光電変換装置を
前記関心領域の周辺部の行から中心部の行に向かって順
に前記スイッチ部を駆動して前記信号電荷蓄積部の電荷
をリセットし、露光後に前記光検出器アレーを前記関心
領域の中心部から周辺に向かって順に前記スイッチ部を
駆動して前記信号電荷蓄積部の信号電荷読出しを行うよ
うに、前記光検出器アレーの駆動信号を生成するように
した光電変換装置によって関心領域の良好な読取りを行
なうことができる。
【００６８】なお、読取指令を検出する読取指令検出手
段と、該読取指令検出手段の出力に基づいて前記駆動手
段を制御する制御手段とを備え、該制御手段は前記読取
指令検出手段の出力に基づき前記リセット、該リセット
終了後の露光及び該露光後の前記信号電荷読出しを行う
ように前記駆動手段を制御するようにしてもよい。
段と、該読取指令検出手段の出力に基づいて前記駆動手
段を制御する制御手段とを備え、該制御手段は前記読取
指令検出手段の出力に基づき前記リセット、該リセット
終了後の露光及び該露光後の前記信号電荷読出しを行う
ように前記駆動手段を制御するようにしてもよい。
【００６９】また、前述したようにたとえばＸ線照明手
段から照射されたＸ線を可視光に変換するような波長変
換手段を有しており、該変換手段から発せられる可視光
を前記光検出器アレーにより検出する様にしてもよい。
段から照射されたＸ線を可視光に変換するような波長変
換手段を有しており、該変換手段から発せられる可視光
を前記光検出器アレーにより検出する様にしてもよい。
【００７０】前記駆動手段は、前記光電変換装置を前記
関心領域の周辺部の行から中心部の行に向かって順に前
記スイッチ部を駆動して前記信号電荷蓄積部をリフレッ
シュするように、前記光検出器アレーの駆動信号を生成
するようにしても良い。
関心領域の周辺部の行から中心部の行に向かって順に前
記スイッチ部を駆動して前記信号電荷蓄積部をリフレッ
シュするように、前記光検出器アレーの駆動信号を生成
するようにしても良い。
【００７１】以下、本発明の実施形態を図面に基づいて
詳細に説明する。 ［第１の実施形態］図１は、本発明の第１の実施形態に
係る光電変換装置を説明するための概略的回路図であ
り、図２は、その動作の一例を示すタイミングチャート
である。
詳細に説明する。 ［第１の実施形態］図１は、本発明の第１の実施形態に
係る光電変換装置を説明するための概略的回路図であ
り、図２は、その動作の一例を示すタイミングチャート
である。
【００７２】ここで、実施形態１の動作説明を、図１及
び図２を用いて行う。
び図２を用いて行う。
【００７３】はじめにシフトレジスタＳＲ１およびＳＲ
２により制御配線ｇ１〜ｇ３、ｓ１〜ｓ３にＨｉが印加
される。すると転送用ＴＦＴ・Ｔ１１〜Ｔ３３とスイッ
チＭ１〜Ｍ３がｏｎし導通し、全光電変換素子Ｓ１１〜
Ｓ３３のＤ電極はＧＮＤ電位になる（積分検出器Ａｍｐ
の入力端子はＧＮＤ電位に設計されているため）。
２により制御配線ｇ１〜ｇ３、ｓ１〜ｓ３にＨｉが印加
される。すると転送用ＴＦＴ・Ｔ１１〜Ｔ３３とスイッ
チＭ１〜Ｍ３がｏｎし導通し、全光電変換素子Ｓ１１〜
Ｓ３３のＤ電極はＧＮＤ電位になる（積分検出器Ａｍｐ
の入力端子はＧＮＤ電位に設計されているため）。
【００７４】同時に、リフレッシュ制御回路ＲＦがＨｉ
を出力しスイッチＳＷｇがｏｎし全光電変換素子Ｓ１１
〜Ｓ３３のＧ電極はリフレッシュ用電源Ｖｇにより正電
位になる。すると全光電変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３はリフ
レッシュモードになりリフレッシュされる。
を出力しスイッチＳＷｇがｏｎし全光電変換素子Ｓ１１
〜Ｓ３３のＧ電極はリフレッシュ用電源Ｖｇにより正電
位になる。すると全光電変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３はリフ
レッシュモードになりリフレッシュされる。
【００７５】つぎにリフレッシュ制御回路ＲＦがＬｏを
出力しスイッチＳＷｓがｏｎし全光電変換素子Ｓ１１〜
Ｓ３３のＧ電極は読み取り用電源Ｖｓにより負電位にな
る。すると全光電変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３は光電変換モ
ードになり同時にコンデンサＣ１１〜Ｃ３３は初期化さ
れる。この状態でシフトレジスタＳＲ１およびＳＲ２に
より制御配線ｇ１〜ｇ３、ｓ１〜ｓ３にＬｏが印加され
る。すると転送用ＴＦＴ・Ｔ１１〜Ｔ３３のスイッチＭ
１〜Ｍ３がｏｆｆし、全光電変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３の
Ｄ電極はＤＣ的にはオープンになるがコンデンサＣ１１
〜Ｃ３３によって電位は保持される。
出力しスイッチＳＷｓがｏｎし全光電変換素子Ｓ１１〜
Ｓ３３のＧ電極は読み取り用電源Ｖｓにより負電位にな
る。すると全光電変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３は光電変換モ
ードになり同時にコンデンサＣ１１〜Ｃ３３は初期化さ
れる。この状態でシフトレジスタＳＲ１およびＳＲ２に
より制御配線ｇ１〜ｇ３、ｓ１〜ｓ３にＬｏが印加され
る。すると転送用ＴＦＴ・Ｔ１１〜Ｔ３３のスイッチＭ
１〜Ｍ３がｏｆｆし、全光電変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３の
Ｄ電極はＤＣ的にはオープンになるがコンデンサＣ１１
〜Ｃ３３によって電位は保持される。
【００７６】しかし、この時点ではＸ線は入射されてい
ないため全光電変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３には光は入射さ
れず光電流は流れない。この状態でＸ線がパルス的に出
射され人体等を通過し蛍光体ＣｓＩに入射すると光に変
換され、その光がそれぞれの光電変換素子Ｓ１１〜Ｓ３
３に入射する。この光は人体等の内部構造の情報が含ま
れている。この光により流れた光電流は電荷としてそれ
ぞれのコンデンサＣ１１〜Ｃ３３に蓄積されＸ線の入射
終了後も保持される。
ないため全光電変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３には光は入射さ
れず光電流は流れない。この状態でＸ線がパルス的に出
射され人体等を通過し蛍光体ＣｓＩに入射すると光に変
換され、その光がそれぞれの光電変換素子Ｓ１１〜Ｓ３
３に入射する。この光は人体等の内部構造の情報が含ま
れている。この光により流れた光電流は電荷としてそれ
ぞれのコンデンサＣ１１〜Ｃ３３に蓄積されＸ線の入射
終了後も保持される。
【００７７】ここまでの動作は前述した動作と同じであ
る。しかしながら実施形態１においてはＳ１１〜Ｓ３３
までのすべての光電変換素子の出力信号を必要とせず、
部分的な光電変換素子の出力信号のみを必要とする場
合、すなわちトリミングを行う時の駆動方法ではこの後
の駆動方法が異なるのである。
る。しかしながら実施形態１においてはＳ１１〜Ｓ３３
までのすべての光電変換素子の出力信号を必要とせず、
部分的な光電変換素子の出力信号のみを必要とする場
合、すなわちトリミングを行う時の駆動方法ではこの後
の駆動方法が異なるのである。
【００７８】実施形態１においては、一つの例として光
電変換素子Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ２３の出力信号のみを読
み出す場合を以下に示す。
電変換素子Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ２３の出力信号のみを読
み出す場合を以下に示す。
【００７９】図１に示すように、シフトレジスタＳＲ１
及びシフトレジスタＳＲ２を制御する制御回路Ａに所望
の素子に係わる制御配線、すなわち制御配線ｇ２、及び
制御配線ｓ１〜ｓ３を入力することにより、シフトレジ
スタＳＲ１により制御配線ｇ２にＨｉの制御パルスが印
加され、シフトレジスタＳＲ２の制御配線ｓ１〜ｓ３へ
の制御パルス印加によって転送用ＴＦＴ・Ｔ２１〜Ｔ２
３及びスイッチＭ１〜Ｍ３を通してｖ１〜ｖ３が順次出
力される。
及びシフトレジスタＳＲ２を制御する制御回路Ａに所望
の素子に係わる制御配線、すなわち制御配線ｇ２、及び
制御配線ｓ１〜ｓ３を入力することにより、シフトレジ
スタＳＲ１により制御配線ｇ２にＨｉの制御パルスが印
加され、シフトレジスタＳＲ２の制御配線ｓ１〜ｓ３へ
の制御パルス印加によって転送用ＴＦＴ・Ｔ２１〜Ｔ２
３及びスイッチＭ１〜Ｍ３を通してｖ１〜ｖ３が順次出
力される。
【００８０】そしてこの場合、必要でない光電変換素子
Ｓ１１〜Ｓ１３及びＳ３１〜Ｓ３３の出力信号を転送す
るｇ１、ｇ３へのＨｉの制御パルスは、ｇ２パルスがＨ
ｉになった後に、同時に印加する。これにより、制御パ
ルスを順次印加して駆動する方法に対して短時間で不要
な信号電荷を転送して初期状態にすることができる。す
なわち、不必要とするＳ１１〜Ｓ１３及びＳ３１〜Ｓ３
３の光電変換素子の両端の電位を同時に短時間で初期値
に戻すことによりＳ１１〜Ｓ３３全ての光電変換素子の
センサ特性を等しくすることが可能となる。その結果非
読取り画素の状態に左右されずに常に信頼性の高い光電
変換情報を得ることが可能となる。
Ｓ１１〜Ｓ１３及びＳ３１〜Ｓ３３の出力信号を転送す
るｇ１、ｇ３へのＨｉの制御パルスは、ｇ２パルスがＨ
ｉになった後に、同時に印加する。これにより、制御パ
ルスを順次印加して駆動する方法に対して短時間で不要
な信号電荷を転送して初期状態にすることができる。す
なわち、不必要とするＳ１１〜Ｓ１３及びＳ３１〜Ｓ３
３の光電変換素子の両端の電位を同時に短時間で初期値
に戻すことによりＳ１１〜Ｓ３３全ての光電変換素子の
センサ特性を等しくすることが可能となる。その結果非
読取り画素の状態に左右されずに常に信頼性の高い光電
変換情報を得ることが可能となる。
【００８１】その後、シフトレジスタＳＲ２の制御配線
ｓ１〜ｓ３への制御パルスの印加によって、スイッチＭ
１〜Ｍ３を通してｖ４〜ｖ６が順次出力されるがｖ４〜
ｖ６の出力は特に必要とされない。
ｓ１〜ｓ３への制御パルスの印加によって、スイッチＭ
１〜Ｍ３を通してｖ４〜ｖ６が順次出力されるがｖ４〜
ｖ６の出力は特に必要とされない。
【００８２】これにより、人体等の内部構造のこの場合
に必要とする二次元情報がｖ１〜ｖ３として得られる。
静止画像を得る場合はここまでの動作であるが動画像を
得る場合はここまでの動作を繰り返す。
に必要とする二次元情報がｖ１〜ｖ３として得られる。
静止画像を得る場合はここまでの動作であるが動画像を
得る場合はここまでの動作を繰り返す。
【００８３】このような制御を可能とするため、本実施
形態では、図１に示すような、シフトレジスタＳＲ１及
びＳＲ２を制御できる制御回路Ａを配置してある。この
制御回路Ａは、具体的には、シフトレジスタＳＲ１を指
定された任意のアドレスからスタートさせ、指定された
任意のアドレスでストップさせることが可能な信号を出
す。また、同様に、制御回路Ａは、ＳＲ１を駆動したア
ドレスの数に応じて、ＳＲ２のアドレス及び繰り返し数
を決定するスタート及びストップ信号を出す。これによ
り、必要とする光電変換素子の出力信号を得ることが可
能となる。このような制御回路は、入力されるセンサの
ビット番号を認識し、判断することが可能な回路であ
り、論理回路により構成されるが、最近では、マイコン
を用いた回路で構成することができる。
形態では、図１に示すような、シフトレジスタＳＲ１及
びＳＲ２を制御できる制御回路Ａを配置してある。この
制御回路Ａは、具体的には、シフトレジスタＳＲ１を指
定された任意のアドレスからスタートさせ、指定された
任意のアドレスでストップさせることが可能な信号を出
す。また、同様に、制御回路Ａは、ＳＲ１を駆動したア
ドレスの数に応じて、ＳＲ２のアドレス及び繰り返し数
を決定するスタート及びストップ信号を出す。これによ
り、必要とする光電変換素子の出力信号を得ることが可
能となる。このような制御回路は、入力されるセンサの
ビット番号を認識し、判断することが可能な回路であ
り、論理回路により構成されるが、最近では、マイコン
を用いた回路で構成することができる。
【００８４】本例の光電変換装置では９個の画素を３×
３に二次元配置し、その中の３画素のみを１度転送・出
力したが、トリミングの方法としては必要となる任意の
複数の駆動線をシフトレジスタによって順次駆動するこ
とができる。
３に二次元配置し、その中の３画素のみを１度転送・出
力したが、トリミングの方法としては必要となる任意の
複数の駆動線をシフトレジスタによって順次駆動するこ
とができる。
【００８５】ここでは、基板上に２次元的に配列された
複数の光電変換素子をＸ方向の駆動線を順次スキャンし
Ｙ方向の信号線に信号電荷を転送し、順次信号を読み出
す光電変換装置において、必要となる任意の駆動線のみ
を順次スキャンし、残りの駆動線は信号電荷を転送する
為には駆動しない。このような光電変換装置は、不必要
な駆動線を駆動する時間及び不必要な信号出力を読み取
る時間を削除できる為、結果的に必要な部分の信号読み
出しを高速で行うことが可能となる。
複数の光電変換素子をＸ方向の駆動線を順次スキャンし
Ｙ方向の信号線に信号電荷を転送し、順次信号を読み出
す光電変換装置において、必要となる任意の駆動線のみ
を順次スキャンし、残りの駆動線は信号電荷を転送する
為には駆動しない。このような光電変換装置は、不必要
な駆動線を駆動する時間及び不必要な信号出力を読み取
る時間を削除できる為、結果的に必要な部分の信号読み
出しを高速で行うことが可能となる。
【００８６】この為、特に光電変換装置をＸ線撮像装置
に用いる場合、更に言うならば、Ｘ線撮像装置にＸ線を
連続的に照射しながら画像を見るいわゆる動画を撮像す
る場合は実質的にセンサ感度が上がったことと同じにな
るので（削減された時間を露光にあてられるため）、照
射Ｘ線量を減らすことも可能となり医療的にも環境的に
も多大な効果をもたらす。
に用いる場合、更に言うならば、Ｘ線撮像装置にＸ線を
連続的に照射しながら画像を見るいわゆる動画を撮像す
る場合は実質的にセンサ感度が上がったことと同じにな
るので（削減された時間を露光にあてられるため）、照
射Ｘ線量を減らすことも可能となり医療的にも環境的に
も多大な効果をもたらす。
【００８７】又、不必要とする光電変換素子の両端の電
位を同時に短時間で初期値に戻すことにより、全ての光
電変換素子のセンサ特性を等しくすることが可能とな
り、その結果信頼性の高い光電変換装置を得ることが可
能となる。
位を同時に短時間で初期値に戻すことにより、全ての光
電変換素子のセンサ特性を等しくすることが可能とな
り、その結果信頼性の高い光電変換装置を得ることが可
能となる。
【００８８】なお、前記光電変換素子は、基板側から順
に、第一の電極層、第一の型のキャリア及び前記第一の
型のキャリアとは正負の異なる第二のキャリア双方のキ
ャリアの通過を阻止する第一の絶縁層、非単結晶の光電
変換半導体層、第二の電極層、及び前記第二の電極層と
前記光電変換半導体層の間にあって前記光電変換半導体
層に第一の型のキャリアの注入を阻止する注入阻止層を
有するものを使用した。
に、第一の電極層、第一の型のキャリア及び前記第一の
型のキャリアとは正負の異なる第二のキャリア双方のキ
ャリアの通過を阻止する第一の絶縁層、非単結晶の光電
変換半導体層、第二の電極層、及び前記第二の電極層と
前記光電変換半導体層の間にあって前記光電変換半導体
層に第一の型のキャリアの注入を阻止する注入阻止層を
有するものを使用した。
【００８９】また、リフレッシュモードでは前記第一の
キャリアを前記光電変換半導体層から前記第二の電極層
に導く方向に前記光電変換素子の各層に電界を印加し、
光電変換モードでは前記光電変換半導体層に入射した光
により発生した前記第一の型のキャリアを前記光電変換
半導体層内に留まらせ前記第二の型のキャリアを前記第
二の電極層に導く方向に前記光電変換素子の各層に電界
を印加し、前記光電変換モードにより前記光電変換半導
体層に蓄積される前記第一の型のキャリアもしくは前記
第二の電極層に導かれた第二の型のキャリアを光信号と
して検出するように、スイッチ素子を制御する制御部、
電源部および検出部を設けた。
キャリアを前記光電変換半導体層から前記第二の電極層
に導く方向に前記光電変換素子の各層に電界を印加し、
光電変換モードでは前記光電変換半導体層に入射した光
により発生した前記第一の型のキャリアを前記光電変換
半導体層内に留まらせ前記第二の型のキャリアを前記第
二の電極層に導く方向に前記光電変換素子の各層に電界
を印加し、前記光電変換モードにより前記光電変換半導
体層に蓄積される前記第一の型のキャリアもしくは前記
第二の電極層に導かれた第二の型のキャリアを光信号と
して検出するように、スイッチ素子を制御する制御部、
電源部および検出部を設けた。
【００９０】同様に、前記スイッチ素子は基板側から順
にゲート電極層、第二の絶縁層、非単結晶の半導体層、
前記半導体層のチャネル領域となる部分を隔てた一対の
第一および第二の主電極層、および前記主電極層と前記
半導体層との間にオーミックコンタクト層を有するもの
を使用した。
にゲート電極層、第二の絶縁層、非単結晶の半導体層、
前記半導体層のチャネル領域となる部分を隔てた一対の
第一および第二の主電極層、および前記主電極層と前記
半導体層との間にオーミックコンタクト層を有するもの
を使用した。
【００９１】なお、前記光電変換半導体層および前記半
導体層の少なくとも一部は水素化アモルファスシリコン
とした。 ［第２の実施形態］本例は、図１に示す光電変換装置の
等価回路において、図２のタイミングチャートでトリミ
ングを行う場合の駆動方法と図１９に示す全画素で読み
取る場合の駆動方法を切り替えて駆動する例である。
導体層の少なくとも一部は水素化アモルファスシリコン
とした。 ［第２の実施形態］本例は、図１に示す光電変換装置の
等価回路において、図２のタイミングチャートでトリミ
ングを行う場合の駆動方法と図１９に示す全画素で読み
取る場合の駆動方法を切り替えて駆動する例である。
【００９２】このような光電変換装置においては、必要
に応じ全画素での読み取り又は部分的な読み取りを切り
替えて選択でき使い勝手が良い。
に応じ全画素での読み取り又は部分的な読み取りを切り
替えて選択でき使い勝手が良い。
【００９３】また、このような制御を可能とするため、
本実施形態では、第１の実施形態と同様に、シフトレジ
スタＳＲ１及びＳＲ２を制御できる制御回路Ａを配置す
る。制御回路Ａに、トリミングを行なう場合の、必要と
する出力信号の名称の入力、及び全画素を読み取る場合
の必要とする全画素出力信号の名称の入力を行なうこと
により、必要に応じて部分的な読取り、又は全画素での
読取りを切り替えて選択することが可能となる。
本実施形態では、第１の実施形態と同様に、シフトレジ
スタＳＲ１及びＳＲ２を制御できる制御回路Ａを配置す
る。制御回路Ａに、トリミングを行なう場合の、必要と
する出力信号の名称の入力、及び全画素を読み取る場合
の必要とする全画素出力信号の名称の入力を行なうこと
により、必要に応じて部分的な読取り、又は全画素での
読取りを切り替えて選択することが可能となる。
【００９４】もちろん、全画素読取りとトリミングを交
互に、あるいは必要に応じて切換えて行なうことで、ト
リミング部の周囲を読取りながら関心領域を高精細な動
画情報として得ることができる。
互に、あるいは必要に応じて切換えて行なうことで、ト
リミング部の周囲を読取りながら関心領域を高精細な動
画情報として得ることができる。
【００９５】このことは、トリミング部の周囲の情報は
充分な動画とはならない場合があるが、必要部位である
関心領域を容易にかつ確実に行なうことができる。 ［第３の実施形態］本例においては、一つの例として図
１に示される光電変換装置の光電変換素子Ｓ２１、Ｓ２
２、Ｓ２３の出力信号のみを読み出す場合の別の一例を
以下に示す。尚、光電変換されて電荷が蓄積されるまで
は実施形態１と同様に駆動される。また、光電変換装置
の構成も基本的に同じものを使用し得る。
充分な動画とはならない場合があるが、必要部位である
関心領域を容易にかつ確実に行なうことができる。 ［第３の実施形態］本例においては、一つの例として図
１に示される光電変換装置の光電変換素子Ｓ２１、Ｓ２
２、Ｓ２３の出力信号のみを読み出す場合の別の一例を
以下に示す。尚、光電変換されて電荷が蓄積されるまで
は実施形態１と同様に駆動される。また、光電変換装置
の構成も基本的に同じものを使用し得る。
【００９６】蓄積された電荷はシフトレジスタＳＲ１に
より制御配線ｇ２にＨｉの制御パルスが印加され、シフ
トレジスタＳＲ２の制御配線ｓ１〜ｓ３への制御パルス
印加によって転送用ＴＦＴ・Ｔ２１〜Ｔ２３及びスイッ
チＭ１〜Ｍ３を通してｖ１〜ｖ３として順次出力され
る。そしてこの場合、必要でない光電変換素子Ｓ１１〜
Ｓ１３及びＳ３１〜Ｓ３３の出力信号を転送するｇ１、
ｇ３へのＨｉの制御パルスは印加されない。
より制御配線ｇ２にＨｉの制御パルスが印加され、シフ
トレジスタＳＲ２の制御配線ｓ１〜ｓ３への制御パルス
印加によって転送用ＴＦＴ・Ｔ２１〜Ｔ２３及びスイッ
チＭ１〜Ｍ３を通してｖ１〜ｖ３として順次出力され
る。そしてこの場合、必要でない光電変換素子Ｓ１１〜
Ｓ１３及びＳ３１〜Ｓ３３の出力信号を転送するｇ１、
ｇ３へのＨｉの制御パルスは印加されない。
【００９７】このことを図３のタイミングチャートに示
す。図示されるように、制御配線ｇ１〜ｇ３は、Ｘ線照
射による露光後に全てが駆動されるわけでなく、読取り
たい領域に該当する制御配線ｇ２のみが駆動される。他
の制御配線ｇ１とｇ３は駆動されない。
す。図示されるように、制御配線ｇ１〜ｇ３は、Ｘ線照
射による露光後に全てが駆動されるわけでなく、読取り
たい領域に該当する制御配線ｇ２のみが駆動される。他
の制御配線ｇ１とｇ３は駆動されない。
【００９８】図３では制御配線ｇ１とｇ３も駆動される
部分がある。しかしながらこの駆動のタイミングには制
御配線ｇ２も駆動されている。つまり、制御配線ｇ１と
ｇ３は初期化のために駆動される。これによって、常に
安定した特性で関心領域の情報を得ることができる。
部分がある。しかしながらこの駆動のタイミングには制
御配線ｇ２も駆動されている。つまり、制御配線ｇ１と
ｇ３は初期化のために駆動される。これによって、常に
安定した特性で関心領域の情報を得ることができる。
【００９９】このような制御を可能とするため、本実施
形態では、図１に示すような、シフトレジスタＳＲ１及
びＳＲ２を制御できる制御回路Ａを配置してある。この
制御回路Ａは、具体的には、シフトレジスタＳＲ１を指
定された任意のアドレスからスタートさせ、指定された
任意のアドレスでストップさせることが可能な信号を出
す。また、同様に、制御回路Ａは、ＳＲ１を駆動したア
ドレスの数に応じて、ＳＲ２のアドレス及び繰り返し数
を決定するスタート及びストップ信号を出す。これによ
り、必要とする光電変換素子の出力信号を得ることが可
能となる。このような制御回路は、入力されるセンサの
ビット番号を認識し、判断することが可能な回路であ
り、論理回路により構成されるが、最近では、マイコン
を用いた回路で構成することができる。
形態では、図１に示すような、シフトレジスタＳＲ１及
びＳＲ２を制御できる制御回路Ａを配置してある。この
制御回路Ａは、具体的には、シフトレジスタＳＲ１を指
定された任意のアドレスからスタートさせ、指定された
任意のアドレスでストップさせることが可能な信号を出
す。また、同様に、制御回路Ａは、ＳＲ１を駆動したア
ドレスの数に応じて、ＳＲ２のアドレス及び繰り返し数
を決定するスタート及びストップ信号を出す。これによ
り、必要とする光電変換素子の出力信号を得ることが可
能となる。このような制御回路は、入力されるセンサの
ビット番号を認識し、判断することが可能な回路であ
り、論理回路により構成されるが、最近では、マイコン
を用いた回路で構成することができる。
【０１００】このように、制御回路Ａによりシフトレジ
スタＳＲ１及びＳＲ２を制御し、駆動することにより、
人体等の内部構造のこの場合に必要とする二次元情報が
ｖ１〜ｖ３として得られる。静止画像を得る場合はここ
までの動作であるが動画像を得る場合はここまでの動作
を繰り返す。
スタＳＲ１及びＳＲ２を制御し、駆動することにより、
人体等の内部構造のこの場合に必要とする二次元情報が
ｖ１〜ｖ３として得られる。静止画像を得る場合はここ
までの動作であるが動画像を得る場合はここまでの動作
を繰り返す。
【０１０１】本例では光電変換装置では９個の画素を３
×３に二次元配置し、その中の３画素のみを１度転送・
出力したが、トリミングの方法としては必要となる任意
の複数の駆動線をシフトレジスタによって順次駆動する
ことができる。
×３に二次元配置し、その中の３画素のみを１度転送・
出力したが、トリミングの方法としては必要となる任意
の複数の駆動線をシフトレジスタによって順次駆動する
ことができる。
【０１０２】このように、本例では、基板上に２次元的
に配列された複数の光電変換素子をＸ方向の駆動線を順
次スキャンしＹ方向の信号線に信号電荷を転送し、順次
信号を読み出す光電変換装置において、必要となる任意
の駆動線のみを順次スキャンし、残りの駆動線は信号電
荷を転送する為には駆動しないようにしている。このよ
うにすることで、不必要な駆動線を駆動する時間及び不
必要な信号出力を読み取る時間を削除できる為、結果的
に必要な部分の信号読み出しを高速で行うことが可能と
なる。この為、特に光電変換装置をＸ線撮像装置に用い
る場合、更に言うならば、Ｘ線撮像装置にＸ線を連続的
に照射しながら画像を見るいわゆる動画を撮像する場合
には、単位時間あたりの撮影回数を同じにすれば露光時
間を長くすることができるので、実質的に高感度化が果
せたのと同じことにより、照射Ｘ線量を減らすことが可
能となり医療的にも環境的にも多大な効果をもたらす。 ［第４の実施形態］本例では、実施形態３で説明した光
電変換装置を用いて、図３のタイミングチャートでトリ
ミングを行う場合の駆動方法と図１９に示す全画素で読
み取る場合の駆動方法を切り替えて駆動した。
に配列された複数の光電変換素子をＸ方向の駆動線を順
次スキャンしＹ方向の信号線に信号電荷を転送し、順次
信号を読み出す光電変換装置において、必要となる任意
の駆動線のみを順次スキャンし、残りの駆動線は信号電
荷を転送する為には駆動しないようにしている。このよ
うにすることで、不必要な駆動線を駆動する時間及び不
必要な信号出力を読み取る時間を削除できる為、結果的
に必要な部分の信号読み出しを高速で行うことが可能と
なる。この為、特に光電変換装置をＸ線撮像装置に用い
る場合、更に言うならば、Ｘ線撮像装置にＸ線を連続的
に照射しながら画像を見るいわゆる動画を撮像する場合
には、単位時間あたりの撮影回数を同じにすれば露光時
間を長くすることができるので、実質的に高感度化が果
せたのと同じことにより、照射Ｘ線量を減らすことが可
能となり医療的にも環境的にも多大な効果をもたらす。 ［第４の実施形態］本例では、実施形態３で説明した光
電変換装置を用いて、図３のタイミングチャートでトリ
ミングを行う場合の駆動方法と図１９に示す全画素で読
み取る場合の駆動方法を切り替えて駆動した。
【０１０３】本例の場合も実施形態２と同様に、必要に
応じ全画素での読み取り又は部分的な読み取りを切り替
えて選択でき使い勝手が良いものであった。
応じ全画素での読み取り又は部分的な読み取りを切り替
えて選択でき使い勝手が良いものであった。
【０１０４】このような制御を可能とするため、本実施
形態においても、第１の実施形態と同様に、シフトレジ
スタＳＲ１及びシフトレジスタＳＲ２を制御できる制御
回路Ａを配置する。制御回路Ａに、トリミングを行なう
場合の必要とする出力信号の名称の入力及び、全画素を
読み取る場合の必要とする全画素出力信号の名称の入力
を行なうことにより、必要に応じて部分的な読取り又は
全画素での読取りを切り替えて選択することが可能と成
る。
形態においても、第１の実施形態と同様に、シフトレジ
スタＳＲ１及びシフトレジスタＳＲ２を制御できる制御
回路Ａを配置する。制御回路Ａに、トリミングを行なう
場合の必要とする出力信号の名称の入力及び、全画素を
読み取る場合の必要とする全画素出力信号の名称の入力
を行なうことにより、必要に応じて部分的な読取り又は
全画素での読取りを切り替えて選択することが可能と成
る。
【０１０５】もちろん、本例においても実施形態２と同
様な交互読取りによる動画読取動作することで同様な効
果を得ることができる。 ［第５の実施形態］図４を用いて、本例の画像信号読出
方法である光電変換装置の駆動方法及び該駆動を行ない
得る光電変換装置を利用したＸ線撮像システムの一例を
説明する。
様な交互読取りによる動画読取動作することで同様な効
果を得ることができる。 ［第５の実施形態］図４を用いて、本例の画像信号読出
方法である光電変換装置の駆動方法及び該駆動を行ない
得る光電変換装置を利用したＸ線撮像システムの一例を
説明する。
【０１０６】もちろん、このシステムは前出の実施形態
にももちろん適用し得るものである。
にももちろん適用し得るものである。
【０１０７】図４において、１０１はＸ線室であり、１
０２はＸ線制御室であり、１０３は診断室である。これ
により、Ｘ線撮像システムが構成される。尚、診断室１
０３を除いてＸ線撮像システムを構成し、１０３を該Ｘ
線撮像システムに接続されたＬＡＮとすることもでき
る。
０２はＸ線制御室であり、１０３は診断室である。これ
により、Ｘ線撮像システムが構成される。尚、診断室１
０３を除いてＸ線撮像システムを構成し、１０３を該Ｘ
線撮像システムに接続されたＬＡＮとすることもでき
る。
【０１０８】本Ｘ線撮像システムの全体的な動作はシス
テム制御部１１０によって支配される。システム制御部
１１０の機能は、主に以下に述べるものである。まず、
操作者インターフェース１１１を介して撮影操作者１０
５からの指示を受ける。操作者インターフェース１１１
には、ディスプレイ上のタッチパネル、マウス、キーボ
ード、ジョイスティック、フットスイッチなどがある。
指示内容は、撮影条件（静止画、動画、Ｘ線管電圧、管
電流、Ｘ線照射時間など）および撮影タイミング、画像
処理条件、被検者ＩＤ、取込画像の処理方法などがあ
る。そして、システム制御部１１０はＸ線撮影シーケン
スを司る撮像制御部１１２に、撮影操作者１０５の指示
に基づいた撮影条件を指示し、データを取り込む。すな
わち、撮像制御部１１２は、システム制御部１１０の指
示に基づき、Ｘ線発生装置１２０、撮像用寝台（被検査
体配置台）１３０、Ｘ線検出器１４０を駆動して画像デ
ータを取り込み、画像処理部１５０に転送し、その後、
操作者指定の画像処理を施してディスプレイドライブ回
路１５１を介してディスプレイ１６０に表示し、同時に
基本画像処理データを外部記憶装置１６１に保存する。
さらに、システム制御部１１０は、撮影操作者１０５の
指示に基づいて、再画像処理や再生表示、ネットワーク
（ＬＡＮ）上の装置への画像データの転送及び該画像デ
ータの保存、ディスプレイ表示、フィルムへの印刷など
を行う。
テム制御部１１０によって支配される。システム制御部
１１０の機能は、主に以下に述べるものである。まず、
操作者インターフェース１１１を介して撮影操作者１０
５からの指示を受ける。操作者インターフェース１１１
には、ディスプレイ上のタッチパネル、マウス、キーボ
ード、ジョイスティック、フットスイッチなどがある。
指示内容は、撮影条件（静止画、動画、Ｘ線管電圧、管
電流、Ｘ線照射時間など）および撮影タイミング、画像
処理条件、被検者ＩＤ、取込画像の処理方法などがあ
る。そして、システム制御部１１０はＸ線撮影シーケン
スを司る撮像制御部１１２に、撮影操作者１０５の指示
に基づいた撮影条件を指示し、データを取り込む。すな
わち、撮像制御部１１２は、システム制御部１１０の指
示に基づき、Ｘ線発生装置１２０、撮像用寝台（被検査
体配置台）１３０、Ｘ線検出器１４０を駆動して画像デ
ータを取り込み、画像処理部１５０に転送し、その後、
操作者指定の画像処理を施してディスプレイドライブ回
路１５１を介してディスプレイ１６０に表示し、同時に
基本画像処理データを外部記憶装置１６１に保存する。
さらに、システム制御部１１０は、撮影操作者１０５の
指示に基づいて、再画像処理や再生表示、ネットワーク
（ＬＡＮ）上の装置への画像データの転送及び該画像デ
ータの保存、ディスプレイ表示、フィルムへの印刷など
を行う。
【０１０９】次に、信号の流れを追って順次説明を加え
る。
る。
【０１１０】Ｘ線発生装置１２０はＸ線管球１２１とＸ
線絞り１２３とを有する。Ｘ線管球１２１は、撮像制御
部１１２により制御される高圧発生電源１２４によって
駆動され、Ｘ線ビーム１２５を放射する。Ｘ線絞り１２
３は、撮像制御部１１２により駆動され、撮像領域の変
更に伴い不必要な領域へのＸ線照射を行わないようにＸ
線ビーム１２５を整形する。Ｘ線ビーム１２５はＸ線透
過性の撮影用寝台１３０の上に横たわった被検体（被検
査体）１２６に向けられる。撮影用寝台１３０は、撮像
制御部１１２の指示に基づいてＸ線ビーム１２５の照射
方向と直交する２次元方向に駆動される。Ｘ線ビーム１
２５は、被検体１２６および撮影用寝台１３０を透過し
た後にＸ線検出器１４０に照射される。
線絞り１２３とを有する。Ｘ線管球１２１は、撮像制御
部１１２により制御される高圧発生電源１２４によって
駆動され、Ｘ線ビーム１２５を放射する。Ｘ線絞り１２
３は、撮像制御部１１２により駆動され、撮像領域の変
更に伴い不必要な領域へのＸ線照射を行わないようにＸ
線ビーム１２５を整形する。Ｘ線ビーム１２５はＸ線透
過性の撮影用寝台１３０の上に横たわった被検体（被検
査体）１２６に向けられる。撮影用寝台１３０は、撮像
制御部１１２の指示に基づいてＸ線ビーム１２５の照射
方向と直交する２次元方向に駆動される。Ｘ線ビーム１
２５は、被検体１２６および撮影用寝台１３０を透過し
た後にＸ線検出器１４０に照射される。
【０１１１】Ｘ線検出器１４０は、グリッド１４１、シ
ンチレータ（蛍光体）１４２、光電変換素子アレー（光
検出アレー）１４３、Ｘ線露光量モニタ１４４および駆
動回路１４５を有する。グリッド１４１は、被検体１２
６を透過することによって生じるＸ線散乱の影響を低減
する。グリッド１４１は、Ｘ線低吸収部材とＸ線高吸収
部材とから成り、例えば、ＡｌとＰｂとのストライプ構
造をなしている。そして、光検出器アレー１４３とグリ
ッド１４１との格子比の関係によりモワレが生じないよ
うに、Ｘ線照射時には撮像制御部１１２の指示に基づい
てグリッド１４１を振動させる。シンチレータ１４２で
は、エネルギーの高いＸ線によって蛍光体の母体物質が
励起され（吸収）され、再結合する際の再結合エネルギ
ーにより可視領域の蛍光が得られる。その蛍光は、Ｃａ
ＷＯ4 やＣｄＷＯ4 などの母体自身によるものや、Ｃｓ
Ｉ：ＴｌやＺｎＳ：Ａｇなどの母体内に付活された発光
中心物質によるものがある。このシンチレータ１４２に
隣接して光検出器アレー１４３が配置されている。この
光検出器アレー１４３は、光子を電気信号に変換する。
Ｘ線露光量モニタ１４４はＸ線透過量を監視するための
ものである。Ｘ線露光量モニタ１４４は、結晶シリコン
の受光素子などを用いて直接Ｘ線を検出するものでもよ
いし、シンチレータ１４２からの光を検出するものでも
よい。一例として、光検出器アレー１４３を透過した可
視光（Ｘ線量に比例）を光検出器アレー１４３の基板上
に成膜されたアモルファスシリコン受光要素子で検知す
るものが挙げられる。Ｘ線露光量モニタ１４４での検知
信号は撮像制御部１１２に送られ、これに基づき撮像制
御部１１２は高圧発生電源１２４を駆動してＸ線を遮断
あるいは調節する。駆動回路１４５は、撮像制御部１１
２の制御下で、光検出器アレー１４３を駆動し各検出素
子から信号を読出す。光検出器アレー１４３および駆動
回路１４５については後で詳述する。
ンチレータ（蛍光体）１４２、光電変換素子アレー（光
検出アレー）１４３、Ｘ線露光量モニタ１４４および駆
動回路１４５を有する。グリッド１４１は、被検体１２
６を透過することによって生じるＸ線散乱の影響を低減
する。グリッド１４１は、Ｘ線低吸収部材とＸ線高吸収
部材とから成り、例えば、ＡｌとＰｂとのストライプ構
造をなしている。そして、光検出器アレー１４３とグリ
ッド１４１との格子比の関係によりモワレが生じないよ
うに、Ｘ線照射時には撮像制御部１１２の指示に基づい
てグリッド１４１を振動させる。シンチレータ１４２で
は、エネルギーの高いＸ線によって蛍光体の母体物質が
励起され（吸収）され、再結合する際の再結合エネルギ
ーにより可視領域の蛍光が得られる。その蛍光は、Ｃａ
ＷＯ4 やＣｄＷＯ4 などの母体自身によるものや、Ｃｓ
Ｉ：ＴｌやＺｎＳ：Ａｇなどの母体内に付活された発光
中心物質によるものがある。このシンチレータ１４２に
隣接して光検出器アレー１４３が配置されている。この
光検出器アレー１４３は、光子を電気信号に変換する。
Ｘ線露光量モニタ１４４はＸ線透過量を監視するための
ものである。Ｘ線露光量モニタ１４４は、結晶シリコン
の受光素子などを用いて直接Ｘ線を検出するものでもよ
いし、シンチレータ１４２からの光を検出するものでも
よい。一例として、光検出器アレー１４３を透過した可
視光（Ｘ線量に比例）を光検出器アレー１４３の基板上
に成膜されたアモルファスシリコン受光要素子で検知す
るものが挙げられる。Ｘ線露光量モニタ１４４での検知
信号は撮像制御部１１２に送られ、これに基づき撮像制
御部１１２は高圧発生電源１２４を駆動してＸ線を遮断
あるいは調節する。駆動回路１４５は、撮像制御部１１
２の制御下で、光検出器アレー１４３を駆動し各検出素
子から信号を読出す。光検出器アレー１４３および駆動
回路１４５については後で詳述する。
【０１１２】Ｘ線検出部１４０からの画像信号（画像デ
ータ）は、Ｘ線室１０１からＸ線制御室１０２内の画像
処理部１５０へ転送される。この転送の際、Ｘ線室１０
１内ではＸ線発生に伴ってノイズが発生しやすく、画像
データがノイズのために正確に転送されない場合が有る
ため、転送路の耐雑音性を高くするのが好ましい。誤り
訂正機能を持たせた伝送系を用いたり、その他、例えば
差動ドライバによるシールド付き対より線や光ファイバ
による転送路を用いたりすることが望ましい。画像処理
部１５０では、画像データの補正、空間フィルタリン
グ、リカーシブ処理などをリアルタイムで行う。その
他、階調処理、散乱線補正、ＤＲ圧縮処理などを行うこ
とも可能である。処理された画像はディスプレイ１６０
に表示される。またリアルタイム画像処理と同時に、デ
ータの補正のみ行われた基本画像は高速記憶装置１６１
に保存される。高速記憶装置１６１としては、大容量、
高速かつ高信頼性を満たすデータ保存装置が望ましく、
例えば、ＲＡＩＤ等のハードディスクアレー等が望まし
い。
ータ）は、Ｘ線室１０１からＸ線制御室１０２内の画像
処理部１５０へ転送される。この転送の際、Ｘ線室１０
１内ではＸ線発生に伴ってノイズが発生しやすく、画像
データがノイズのために正確に転送されない場合が有る
ため、転送路の耐雑音性を高くするのが好ましい。誤り
訂正機能を持たせた伝送系を用いたり、その他、例えば
差動ドライバによるシールド付き対より線や光ファイバ
による転送路を用いたりすることが望ましい。画像処理
部１５０では、画像データの補正、空間フィルタリン
グ、リカーシブ処理などをリアルタイムで行う。その
他、階調処理、散乱線補正、ＤＲ圧縮処理などを行うこ
とも可能である。処理された画像はディスプレイ１６０
に表示される。またリアルタイム画像処理と同時に、デ
ータの補正のみ行われた基本画像は高速記憶装置１６１
に保存される。高速記憶装置１６１としては、大容量、
高速かつ高信頼性を満たすデータ保存装置が望ましく、
例えば、ＲＡＩＤ等のハードディスクアレー等が望まし
い。
【０１１３】また、操作者１０５の指示に基づいて、高
速記憶装置１６１に蓄えられた画像データは外部記憶装
置に保存される。その際、画像データは所定の規格（例
えば、ＩＳ＆Ｃ）を満たすように再構成された後に、外
部記憶装置に保存される。外部記憶装置は、例えば、光
磁気ディスク１６２、ＬＡＮ上のファイルサーバ１７０
内のハードディスクなどである。本Ｘ線撮像システム
は、ＬＡＮボード１６３を介して、ＬＡＮ１０３に接続
することも可能であり、ＨＩＳとのデータの互換性を持
つ構造を有している。ＬＡＮには、複数のＸ線撮像シス
テムを接続することは勿論のこと、画像を動画・静止画
表示するモニタ１７４、画像データをファイリングする
ファイルサーバ１７０、画像をフィルムに出力するイメ
ージプリンタ１７２、複雑な画像処理や診断支援を行う
画像処理用端末１７３などが接続される。本Ｘ線撮像シ
ステムは、所定のプロトコル（例えば、ＤＩＣＯＭ）に
従って、画像データを出力する。その他、ＬＡＮに接続
されたモニタを用いて、Ｘ線撮影時に医師によるリアル
タイム遠隔診断が可能である。
速記憶装置１６１に蓄えられた画像データは外部記憶装
置に保存される。その際、画像データは所定の規格（例
えば、ＩＳ＆Ｃ）を満たすように再構成された後に、外
部記憶装置に保存される。外部記憶装置は、例えば、光
磁気ディスク１６２、ＬＡＮ上のファイルサーバ１７０
内のハードディスクなどである。本Ｘ線撮像システム
は、ＬＡＮボード１６３を介して、ＬＡＮ１０３に接続
することも可能であり、ＨＩＳとのデータの互換性を持
つ構造を有している。ＬＡＮには、複数のＸ線撮像シス
テムを接続することは勿論のこと、画像を動画・静止画
表示するモニタ１７４、画像データをファイリングする
ファイルサーバ１７０、画像をフィルムに出力するイメ
ージプリンタ１７２、複雑な画像処理や診断支援を行う
画像処理用端末１７３などが接続される。本Ｘ線撮像シ
ステムは、所定のプロトコル（例えば、ＤＩＣＯＭ）に
従って、画像データを出力する。その他、ＬＡＮに接続
されたモニタを用いて、Ｘ線撮影時に医師によるリアル
タイム遠隔診断が可能である。
【０１１４】図５は光検出器アレー１４３の一例として
４つの検出素子の部分（４画素分）を示す模式的平面図
であり、図６はそのＡ−Ｂ断面図である。
４つの検出素子の部分（４画素分）を示す模式的平面図
であり、図６はそのＡ−Ｂ断面図である。
【０１１５】各検出素子は光電変換素子４０１とスイッ
チング素子４０２とを有する。図５中のハッチング部は
シンチレータ１４１からの蛍光を受光する光電変換素子
４０１の受光面である。光電変換素子４０１での光電変
換により得られた信号電荷はスイッチング素子４０２を
介して処理回路側へ転送される。７０８はスイッチング
素子４０２を制御するコントロール線であり、７０９は
処理回路へ結線される信号線である。７１０は光電変換
素子にバイアスを与える電源ラインである。また、７２
０は光電変換素子４０１とスイッチング素子４０２を接
続するためのコンタクトホールである。
チング素子４０２とを有する。図５中のハッチング部は
シンチレータ１４１からの蛍光を受光する光電変換素子
４０１の受光面である。光電変換素子４０１での光電変
換により得られた信号電荷はスイッチング素子４０２を
介して処理回路側へ転送される。７０８はスイッチング
素子４０２を制御するコントロール線であり、７０９は
処理回路へ結線される信号線である。７１０は光電変換
素子にバイアスを与える電源ラインである。また、７２
０は光電変換素子４０１とスイッチング素子４０２を接
続するためのコンタクトホールである。
【０１１６】次に、光電変換素子及びスイッチング素子
を含む検出素子の形成方法の一例を説明する。
を含む検出素子の形成方法の一例を説明する。
【０１１７】まず、絶縁基板４００上にスパッタ法や抵
抗加熱法によりクロム（Ｃｒ）を蒸着して第１の金属薄
膜層７２１を約５００オングストローム厚に形成し、フ
ォトリソグラフィーによりパターニングして必要なエリ
アをエッチングする。この第１の金属薄膜層７２１は、
光電変換素子４０１の下部電極及びスイッチング素子４
０２のゲート電極となる。次に、ＣＶＤ法により、同一
真空内でａ−ＳｉＮｘ（７２５）、ａ−Ｓｉ：Ｈ（７２
６）、ｎ+ 層（７２７）をそれぞれ２０００、５００
０、５００オングストロームづつ順次堆積させる。これ
らの各層は、それぞれ光電変換素子４０１の絶縁層／光
電変換半導体層／ホール注入阻止層となり、そして、そ
れぞれスイッチング素子（ＴＦＴ）４０２のゲート絶縁
層／半導体層／オーミックコンタクト層となる。また、
第１の金属薄膜層７２１と第２の金属薄膜層７２２のク
ロス部（図５の７３０）との絶縁層としても利用され
る。各層の膜厚は、上記厚さに限らず検出素子として使
用する電圧、電荷、シンチレータからの入射蛍光量等に
より最適に設計される。少なくとも、ａ−ＳｉＮｘ層７
２５は、エレクトロンとホールとが通過できず、また、
ＴＦＴ４０２のゲート絶縁膜として十分機能できる様
に、５００オングストローム以上が望ましい。
抗加熱法によりクロム（Ｃｒ）を蒸着して第１の金属薄
膜層７２１を約５００オングストローム厚に形成し、フ
ォトリソグラフィーによりパターニングして必要なエリ
アをエッチングする。この第１の金属薄膜層７２１は、
光電変換素子４０１の下部電極及びスイッチング素子４
０２のゲート電極となる。次に、ＣＶＤ法により、同一
真空内でａ−ＳｉＮｘ（７２５）、ａ−Ｓｉ：Ｈ（７２
６）、ｎ+ 層（７２７）をそれぞれ２０００、５００
０、５００オングストロームづつ順次堆積させる。これ
らの各層は、それぞれ光電変換素子４０１の絶縁層／光
電変換半導体層／ホール注入阻止層となり、そして、そ
れぞれスイッチング素子（ＴＦＴ）４０２のゲート絶縁
層／半導体層／オーミックコンタクト層となる。また、
第１の金属薄膜層７２１と第２の金属薄膜層７２２のク
ロス部（図５の７３０）との絶縁層としても利用され
る。各層の膜厚は、上記厚さに限らず検出素子として使
用する電圧、電荷、シンチレータからの入射蛍光量等に
より最適に設計される。少なくとも、ａ−ＳｉＮｘ層７
２５は、エレクトロンとホールとが通過できず、また、
ＴＦＴ４０２のゲート絶縁膜として十分機能できる様
に、５００オングストローム以上が望ましい。
【０１１８】以上の各層を堆積した後、コンタクトホー
ル（図５の７２０）となるエリアをＲＩＥまたはＣＤＥ
などでドライエッチングし、その後、第２の金属薄膜層
７２２としてアルミニウム（Ａｌ）をスパッタ法や抵抗
加熱法で約１００００オングストローム堆積させる。さ
らに、フォトリソグラフィーによりパターニングし不必
要なエリアをエッチングする。この第２の金属薄膜層７
２２は、光電変換素子４０１の上部電極、スイッチング
ＴＦＴ４０２のソース・ドレイン電極、その他の配線等
となる。また、第２の金属薄膜層７２２の成膜と同時
に、コンタクトホール部で上下の金属薄膜層（第１及び
第２の金属薄膜層７２１，７２２）が接続される。更
に、ＴＦＴ４０２のチャンネル部を形成するために、ソ
ース電極・ドレイン電極間の一部をＲＩＥ法でエッチン
グし、その後、不必要なａ−ＳｉＮｘ層、ａ−Ｓｉ：Ｈ
層、ｎ+ 層をＲＩＥ法でエッチングすることにより、各
素子が分離される。これにより、光電変換素子４０１、
スイッチングＴＦＴ４０２、他の配線類（７０８，７０
９，７１０）、コンタクトホール部７２０が形成され
る。
ル（図５の７２０）となるエリアをＲＩＥまたはＣＤＥ
などでドライエッチングし、その後、第２の金属薄膜層
７２２としてアルミニウム（Ａｌ）をスパッタ法や抵抗
加熱法で約１００００オングストローム堆積させる。さ
らに、フォトリソグラフィーによりパターニングし不必
要なエリアをエッチングする。この第２の金属薄膜層７
２２は、光電変換素子４０１の上部電極、スイッチング
ＴＦＴ４０２のソース・ドレイン電極、その他の配線等
となる。また、第２の金属薄膜層７２２の成膜と同時
に、コンタクトホール部で上下の金属薄膜層（第１及び
第２の金属薄膜層７２１，７２２）が接続される。更
に、ＴＦＴ４０２のチャンネル部を形成するために、ソ
ース電極・ドレイン電極間の一部をＲＩＥ法でエッチン
グし、その後、不必要なａ−ＳｉＮｘ層、ａ−Ｓｉ：Ｈ
層、ｎ+ 層をＲＩＥ法でエッチングすることにより、各
素子が分離される。これにより、光電変換素子４０１、
スイッチングＴＦＴ４０２、他の配線類（７０８，７０
９，７１０）、コンタクトホール部７２０が形成され
る。
【０１１９】図６の断面図においては、２画素分のみし
か図示されていないが、多数の画素分が同時に絶縁基板
４００上に形成されることは言うまでもない。最後に耐
湿性向上の目的として、各素子、配線類をたとえばＳｉ
Ｎｘ（シリコン原子と窒素原子を有する非晶質材料）の
パッシベーション膜（保護膜）４１０で被覆する。
か図示されていないが、多数の画素分が同時に絶縁基板
４００上に形成されることは言うまでもない。最後に耐
湿性向上の目的として、各素子、配線類をたとえばＳｉ
Ｎｘ（シリコン原子と窒素原子を有する非晶質材料）の
パッシベーション膜（保護膜）４１０で被覆する。
【０１２０】以上説明した通り、光電変換素子４０１、
スイッチングＴＦＴ４０２及び配線類が、同時に堆積さ
れた共通の第１の金属薄膜層、ａ−ＳｉＮｘ層、ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ層（シリコン原子を母体とし水素原子を有する非
晶質材料の層）、ｎ+ 層（たとえばシリコン原子を母体
とし、水素原子と、燐原子またはヒ素原子を有する非晶
質材料の層）及び第２の金属薄膜層を適宜エッチングす
るのみで形成される。また、光電変換素子内には注入阻
止層が１ケ所しかなく、かつ、他の層と同一真空槽内で
形成される。
スイッチングＴＦＴ４０２及び配線類が、同時に堆積さ
れた共通の第１の金属薄膜層、ａ−ＳｉＮｘ層、ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ層（シリコン原子を母体とし水素原子を有する非
晶質材料の層）、ｎ+ 層（たとえばシリコン原子を母体
とし、水素原子と、燐原子またはヒ素原子を有する非晶
質材料の層）及び第２の金属薄膜層を適宜エッチングす
るのみで形成される。また、光電変換素子内には注入阻
止層が１ケ所しかなく、かつ、他の層と同一真空槽内で
形成される。
【０１２１】次に、光電変換素子４０１単体のデバイス
動作について説明する。
動作について説明する。
【０１２２】図７は、光電変換素子４０１のエネルギバ
ンド図であり、図６の各層の厚さ方向の状態を表してい
る。図７（ａ）及び図７（ｂ）は、それぞれリフレッシ
ュモードおよび光電変換モードの動作状態を表してい
る。７２１はＣｒで形成された下部電極（以下「Ｇ電
極」と記す）である。７２５は電子及びホールの通過を
阻止するＳｉＮｘで形成された絶縁層であり、その厚さ
はトンネル効果によっても電子及びホールが移動できな
いほどの厚さである５００オングストローム以上に設定
される。７２６は水素化アモルファスシリコンａ−Ｓ
ｉ：Ｈの真性半導体ｉ層で形成された光電変換半導体層
であり、７２７は光電変換半導体層７２６へのホールの
注入を阻止するａ−Ｓｉのｎ層の注入阻止層であり、７
２２はＡｌで形成された上部電極（以下「Ｄ電極」と記
す）である。Ｄ電極はｎ層を完全には覆っていないがＤ
電極とｎ層との間では電子の移動が自由に行われるた
め、Ｄ電極とｎ層との電位は常に同電位であり、以下の
説明ではそれを前提としている。光電変換素子にはＤ電
極及びＧ電極への電圧の印加の仕方により、リフレッシ
ュモードと光電変換モードという２種類の動作状態があ
る。
ンド図であり、図６の各層の厚さ方向の状態を表してい
る。図７（ａ）及び図７（ｂ）は、それぞれリフレッシ
ュモードおよび光電変換モードの動作状態を表してい
る。７２１はＣｒで形成された下部電極（以下「Ｇ電
極」と記す）である。７２５は電子及びホールの通過を
阻止するＳｉＮｘで形成された絶縁層であり、その厚さ
はトンネル効果によっても電子及びホールが移動できな
いほどの厚さである５００オングストローム以上に設定
される。７２６は水素化アモルファスシリコンａ−Ｓ
ｉ：Ｈの真性半導体ｉ層で形成された光電変換半導体層
であり、７２７は光電変換半導体層７２６へのホールの
注入を阻止するａ−Ｓｉのｎ層の注入阻止層であり、７
２２はＡｌで形成された上部電極（以下「Ｄ電極」と記
す）である。Ｄ電極はｎ層を完全には覆っていないがＤ
電極とｎ層との間では電子の移動が自由に行われるた
め、Ｄ電極とｎ層との電位は常に同電位であり、以下の
説明ではそれを前提としている。光電変換素子にはＤ電
極及びＧ電極への電圧の印加の仕方により、リフレッシ
ュモードと光電変換モードという２種類の動作状態があ
る。
【０１２３】リフレッシュモードでは、図７（ａ）に示
されている様に、Ｄ電極にＧ電極に対して負の電位が与
えられており、ｉ層７２６中の黒丸で示されたホールは
電界によりＤ電極に導かれる。同時に白丸で示された電
子はｉ層７２６に注入される。このとき、一部のホール
と電子とはｎ層７２７及びｉ層７２６において再結合し
て消滅する。十分に長い時間この状態が続けば、ｉ層７
２６内のホールは該ｉ層７２６から掃き出される。
されている様に、Ｄ電極にＧ電極に対して負の電位が与
えられており、ｉ層７２６中の黒丸で示されたホールは
電界によりＤ電極に導かれる。同時に白丸で示された電
子はｉ層７２６に注入される。このとき、一部のホール
と電子とはｎ層７２７及びｉ層７２６において再結合し
て消滅する。十分に長い時間この状態が続けば、ｉ層７
２６内のホールは該ｉ層７２６から掃き出される。
【０１２４】このリフレッシュモード状態から光電変換
モード状態にするには、図７（ｂ）に示されている様
に、Ｄ電極にＧ電極に対して正の電位を与える。する
と、ｉ層７２６中の電子は瞬時にＤ電極に導かれる。し
かし、ホールはｎ層７２６が注入阻止層として働くため
該ｉ層７２６に導かれることはない。この状態で、ｉ層
７２６に光が入射すると、光は吸収され電子・ホール対
が発生する。この電子は電界によりＤ電極に導かれ、ホ
ールはｉ層７２６内を移動しｉ層７２６と絶縁層７２５
との界面に達する。しかし、ホールは絶縁層７２５内へ
は移動できないため、ｉ層７２６内の絶縁層７２５との
界面に集中する。このため、素子内の電気的中性を保つ
様に、Ｇ電極から電流が流れ出る。この電流は、光によ
り発生した電子・ホールに対応しているため、入射した
光に比例する。ある期間、図７（ｂ）の光電変換モード
状態を保った後、再び図７（ａ）のリフレッシュモード
状態にすると、ｉ層７２６に溜っていたホールは前述の
ようにＤ電極に導かれ、同時にこのホールに対応した電
流が流れる。このホールの量は光電変換モード期間に入
射した光の総量に対応する。この時、ｉ層７２６内に注
入される電子の量に対応した電流も流れるが、この量は
およそ一定であるため、差し引いて検出すればよい。つ
まり、光電変換素子は、リアルタイムに入射する光の量
を出力すると同時に、ある期間に入射した光の総量を出
力することもできる。
モード状態にするには、図７（ｂ）に示されている様
に、Ｄ電極にＧ電極に対して正の電位を与える。する
と、ｉ層７２６中の電子は瞬時にＤ電極に導かれる。し
かし、ホールはｎ層７２６が注入阻止層として働くため
該ｉ層７２６に導かれることはない。この状態で、ｉ層
７２６に光が入射すると、光は吸収され電子・ホール対
が発生する。この電子は電界によりＤ電極に導かれ、ホ
ールはｉ層７２６内を移動しｉ層７２６と絶縁層７２５
との界面に達する。しかし、ホールは絶縁層７２５内へ
は移動できないため、ｉ層７２６内の絶縁層７２５との
界面に集中する。このため、素子内の電気的中性を保つ
様に、Ｇ電極から電流が流れ出る。この電流は、光によ
り発生した電子・ホールに対応しているため、入射した
光に比例する。ある期間、図７（ｂ）の光電変換モード
状態を保った後、再び図７（ａ）のリフレッシュモード
状態にすると、ｉ層７２６に溜っていたホールは前述の
ようにＤ電極に導かれ、同時にこのホールに対応した電
流が流れる。このホールの量は光電変換モード期間に入
射した光の総量に対応する。この時、ｉ層７２６内に注
入される電子の量に対応した電流も流れるが、この量は
およそ一定であるため、差し引いて検出すればよい。つ
まり、光電変換素子は、リアルタイムに入射する光の量
を出力すると同時に、ある期間に入射した光の総量を出
力することもできる。
【０１２５】ところで、何等かの理由により光電変換モ
ードの期間が長くなったり、入射する光の照度が強い場
合、光の入射があるにもかかわらず電流が流れないこと
がある。これは、図７（ｃ）に示されている様に、ｉ層
７２６内にホールが多数留まり、このホールのためｉ層
７２６内のホールと発生した電子とが再結合してしまう
からである。この状態で、光の入射状態が変化すると、
電流が不安定に流れることもあるが、再びリフレッシュ
モードすればｉ層７２６内のホールは掃き出され、次の
光電変換モードでは再び光に比例した電流が流れる。
ードの期間が長くなったり、入射する光の照度が強い場
合、光の入射があるにもかかわらず電流が流れないこと
がある。これは、図７（ｃ）に示されている様に、ｉ層
７２６内にホールが多数留まり、このホールのためｉ層
７２６内のホールと発生した電子とが再結合してしまう
からである。この状態で、光の入射状態が変化すると、
電流が不安定に流れることもあるが、再びリフレッシュ
モードすればｉ層７２６内のホールは掃き出され、次の
光電変換モードでは再び光に比例した電流が流れる。
【０１２６】また、前述の説明において、リフレッシュ
モードでｉ層７２６内のホールを掃き出す場合、全ての
ホールを掃き出すのが理想であるが、一部のホールを引
き出すだけでも効果は有り、前述と等しい電流が得ら
れ、問題はない。つまり、次の光電変換モードでの検出
機会において、図７（ｃ）の状態になっていなければよ
く、その様にリフレッシュモードでのＤ電極のＧ電極に
対する電位、リフレッシュモードの期間および注入阻止
ｎ層７２７の特性を決めればよい。また、更にリフレッ
シュモードにおいてｉ層７２６への電子の注入は必要条
件ではなく、Ｄ電極のＧ電極に対する電位は負に限定さ
れるものではない。ホールが多数ｉ層７２６に留まって
いる場合には、たとえＤ電極のＧ電極に対する電位が正
であっても、ｉ層７２６内の電界はホールをＤ電極へと
導く方向に加わるからである。注入阻止ｎ層７２７の特
性も同様に電子をｉ層７２６に注入できることが必要条
件ではない。なお、この光電変換素子の説明は基本的に
前出の実施態様に適用される。
モードでｉ層７２６内のホールを掃き出す場合、全ての
ホールを掃き出すのが理想であるが、一部のホールを引
き出すだけでも効果は有り、前述と等しい電流が得ら
れ、問題はない。つまり、次の光電変換モードでの検出
機会において、図７（ｃ）の状態になっていなければよ
く、その様にリフレッシュモードでのＤ電極のＧ電極に
対する電位、リフレッシュモードの期間および注入阻止
ｎ層７２７の特性を決めればよい。また、更にリフレッ
シュモードにおいてｉ層７２６への電子の注入は必要条
件ではなく、Ｄ電極のＧ電極に対する電位は負に限定さ
れるものではない。ホールが多数ｉ層７２６に留まって
いる場合には、たとえＤ電極のＧ電極に対する電位が正
であっても、ｉ層７２６内の電界はホールをＤ電極へと
導く方向に加わるからである。注入阻止ｎ層７２７の特
性も同様に電子をｉ層７２６に注入できることが必要条
件ではない。なお、この光電変換素子の説明は基本的に
前出の実施態様に適用される。
【０１２７】次に、図８及び図９を用いて、Ｘ線撮像装
置における１画素分の検出素子の動作について説明す
る。
置における１画素分の検出素子の動作について説明す
る。
【０１２８】図８は、１画素分の光電変換素子４０１お
よびスイッチングＴＦＴ４０２を含んだ等価回路であ
り、図９はその動作を表すタイミングチャートである。
前述のとおり、本検出素子には２つのモード（リフレッ
シュモード／光電変換モード）がある。リフレッシュモ
ードとは光電変換素子４０１を初期化するためのモード
であり、光電変換モードとは主に受光した光を電荷とし
て蓄積するモードである。
よびスイッチングＴＦＴ４０２を含んだ等価回路であ
り、図９はその動作を表すタイミングチャートである。
前述のとおり、本検出素子には２つのモード（リフレッ
シュモード／光電変換モード）がある。リフレッシュモ
ードとは光電変換素子４０１を初期化するためのモード
であり、光電変換モードとは主に受光した光を電荷とし
て蓄積するモードである。
【０１２９】さて、電源投入直後に、光電変換素子４０
１を初期化するためにリフレッシュモードへ移行する。
７０１はバイアス電源であり、モード（リフレッシュモ
ード／光電変換モード）に対応した電圧を印加する。リ
フレッシュモードでは、このバイアス電源７０１をリフ
レッシュモード用のある電圧値Ｖｒに設定した状態で、
スイッチングＴＦＴ４０２のゲート７３０にＶｇｈを印
加し、ＴＦＴ４０２をＯＮする。同時にリセット用スイ
ッチング素子７０５をＯＮする。これにより光電変換素
子４０１のＤ電極がＶｒに、Ｇ電極がリセット用電源７
０７のバイアスＶＢＴにセットされる（Ｖｒ＜ＶＢ
Ｔ）。
１を初期化するためにリフレッシュモードへ移行する。
７０１はバイアス電源であり、モード（リフレッシュモ
ード／光電変換モード）に対応した電圧を印加する。リ
フレッシュモードでは、このバイアス電源７０１をリフ
レッシュモード用のある電圧値Ｖｒに設定した状態で、
スイッチングＴＦＴ４０２のゲート７３０にＶｇｈを印
加し、ＴＦＴ４０２をＯＮする。同時にリセット用スイ
ッチング素子７０５をＯＮする。これにより光電変換素
子４０１のＤ電極がＶｒに、Ｇ電極がリセット用電源７
０７のバイアスＶＢＴにセットされる（Ｖｒ＜ＶＢ
Ｔ）。
【０１３０】所定時間経過後、リフレッシュモードから
光電変換モードへ移行する。その際には、バイアス用電
源７０１を光電変換モード用の電圧値Ｖｓに設定し、ス
イッチングＴＦＴ４０２をＯＦＦする。この時、リセッ
ト用スイッチング素子７０５も同時にＯＦＦする。この
直後から４０１内のＣ１及びＣ２に電荷蓄積が開始され
る。
光電変換モードへ移行する。その際には、バイアス用電
源７０１を光電変換モード用の電圧値Ｖｓに設定し、ス
イッチングＴＦＴ４０２をＯＦＦする。この時、リセッ
ト用スイッチング素子７０５も同時にＯＦＦする。この
直後から４０１内のＣ１及びＣ２に電荷蓄積が開始され
る。
【０１３１】リフレッシュモードから光電変換モードへ
移行した直後には、光電変換部の暗電流Ｉｄが大きい。
この暗電流の影響を抑えるため、光電変換モードへ移行
後所定時間経過時に光電変換素子４０１内のＧ電極を再
びＶＢＴにセットする。すなわち、バイアス電源７０１
電圧をＶｓに維持したまま、リセット用スイッチング素
子７０５をＯＮして、容量素子７１３をＶＢＴ電位と
し、その後リセット用スイッチング素子７０５をＯＦＦ
する。次に、バイアス電源７０１電圧をＶｓに維持した
まま、スイッチングＴＦＴ４０２をＯＮすることによ
り、光電変換素子４０１内のＣ１をリセットする。所定
時間の後に、スイッチングＴＦＴ４０２をＯＦＦした時
から光電変換素子４０１内Ｃ１に信号電荷の蓄積が開始
される。
移行した直後には、光電変換部の暗電流Ｉｄが大きい。
この暗電流の影響を抑えるため、光電変換モードへ移行
後所定時間経過時に光電変換素子４０１内のＧ電極を再
びＶＢＴにセットする。すなわち、バイアス電源７０１
電圧をＶｓに維持したまま、リセット用スイッチング素
子７０５をＯＮして、容量素子７１３をＶＢＴ電位と
し、その後リセット用スイッチング素子７０５をＯＦＦ
する。次に、バイアス電源７０１電圧をＶｓに維持した
まま、スイッチングＴＦＴ４０２をＯＮすることによ
り、光電変換素子４０１内のＣ１をリセットする。所定
時間の後に、スイッチングＴＦＴ４０２をＯＦＦした時
から光電変換素子４０１内Ｃ１に信号電荷の蓄積が開始
される。
【０１３２】この後、Ｘ線発生装置１２０からＸ線１２
５が照射（曝射）され、被検体１２６とグリッド１４１
を透過したＸ線はシンチレータ１４２により光電変換素
子４０１の感度域（例えば、波長λ＝５５０ｎｍ）にエ
ネルギー変換され、さらに光電変換素子４０１により光
電変換される。光電変換素子４０１を構成するａ−Ｓｉ
Ｎｘ絶縁層７２５及びａ−Ｓｉ：Ｈ光半導体層７２６は
誘電性を有するため、光電変換素子４０１は容量素子と
して機能し、信号電荷を光電変換素子４０１内Ｃ１に蓄
積する。
５が照射（曝射）され、被検体１２６とグリッド１４１
を透過したＸ線はシンチレータ１４２により光電変換素
子４０１の感度域（例えば、波長λ＝５５０ｎｍ）にエ
ネルギー変換され、さらに光電変換素子４０１により光
電変換される。光電変換素子４０１を構成するａ−Ｓｉ
Ｎｘ絶縁層７２５及びａ−Ｓｉ：Ｈ光半導体層７２６は
誘電性を有するため、光電変換素子４０１は容量素子と
して機能し、信号電荷を光電変換素子４０１内Ｃ１に蓄
積する。
【０１３３】Ｘ線照射後、ＴＦＴ４０２をＯＮさせ、光
電変換素子４０１内Ｃ１から蓄積電荷信号を容量素子７
１３に転送する。実際には、容量素子７１３からＣ１に
電子が流入することになる。容量素子７１３は、特に図
５上に素子として形成されているわけではなく、ＴＦＴ
４０２の上下電極間の容量や信号線７０９とゲート線７
０８のクロス部７３０等で必然的に形成されている。も
ちろん、素子として設計し、別途作り込んでもよい。
電変換素子４０１内Ｃ１から蓄積電荷信号を容量素子７
１３に転送する。実際には、容量素子７１３からＣ１に
電子が流入することになる。容量素子７１３は、特に図
５上に素子として形成されているわけではなく、ＴＦＴ
４０２の上下電極間の容量や信号線７０９とゲート線７
０８のクロス部７３０等で必然的に形成されている。も
ちろん、素子として設計し、別途作り込んでもよい。
【０１３４】以上の動作が、電源供給やＴＦＴ４０２の
制御を除いて、絶縁基板上に形成されたアモルファスイ
デバイス（素子）にて行われる。
制御を除いて、絶縁基板上に形成されたアモルファスイ
デバイス（素子）にて行われる。
【０１３５】その後、容量性素子７１３の信号電位信号
は前置増幅器７２１により１０〜１００倍に増幅され、
後段のサンプルホールド部７５０に、図９に示されるタ
イミングでホールドされる。増幅器の倍率は測定中は固
定で、操作者の撮影目的に応じてシステム制御部１１０
の指示に基づき切り替えられる。この前置増幅器７２１
とサンプルホールド部７５０の部分は電流電圧変換回路
を用いても良い。上述のようにサンプルホールド部７５
０を設け、サンプルホールド部以降に信号を出力しつ
つ、光電変換素子４０１では、信号電荷蓄積、容量素子
７１３に電荷転送を同時に行う。このようにパイプライ
ン処理を行うことにより、１素子あたりの駆動速度を向
上させている。サンプルホールド部７５０の出力はアナ
ログマルチプレクサ７５１を介して増幅器７５２（７５
２−１、７５２−２、７５２−３）に接続されている
（アナログマルチプレクサ７５１の駆動などについては
２次元駆動を説明する際に述べる）。増幅器７５２は３
系統（−１、−２、−３）あり増幅率はそれぞれ×１、
×２、×４である。この増幅器７５２−１、７５２−
２、７５２−３は、それぞれＡ／Ｄ変換器７６０（７６
０−１、７６０−２、７６０−３）に接続されている。
Ａ／Ｄ変換器７６０は、アナログマルチプレクサ７５１
の信号が確定されている間にＡ／Ｄ変換を完了させ、Ａ
／Ｄ変換器７６０への入力信号のオーバーフロー信号を
元に有効なＡ／Ｄ変換出力を−１、−２、−３の中から
選択し、Ａ／Ｄ変換器７６０のオーバーフロー信号と併
せて、Ａ／Ｄ変換出力を後段の画像処理部１５０に出力
する。このＡ／Ｄ変換器の構成によって、３つのＡ／Ｄ
変換器は１つの自動レンジ変換機能をもったＡ／Ｄ変換
器として機能する。
は前置増幅器７２１により１０〜１００倍に増幅され、
後段のサンプルホールド部７５０に、図９に示されるタ
イミングでホールドされる。増幅器の倍率は測定中は固
定で、操作者の撮影目的に応じてシステム制御部１１０
の指示に基づき切り替えられる。この前置増幅器７２１
とサンプルホールド部７５０の部分は電流電圧変換回路
を用いても良い。上述のようにサンプルホールド部７５
０を設け、サンプルホールド部以降に信号を出力しつ
つ、光電変換素子４０１では、信号電荷蓄積、容量素子
７１３に電荷転送を同時に行う。このようにパイプライ
ン処理を行うことにより、１素子あたりの駆動速度を向
上させている。サンプルホールド部７５０の出力はアナ
ログマルチプレクサ７５１を介して増幅器７５２（７５
２−１、７５２−２、７５２−３）に接続されている
（アナログマルチプレクサ７５１の駆動などについては
２次元駆動を説明する際に述べる）。増幅器７５２は３
系統（−１、−２、−３）あり増幅率はそれぞれ×１、
×２、×４である。この増幅器７５２−１、７５２−
２、７５２−３は、それぞれＡ／Ｄ変換器７６０（７６
０−１、７６０−２、７６０−３）に接続されている。
Ａ／Ｄ変換器７６０は、アナログマルチプレクサ７５１
の信号が確定されている間にＡ／Ｄ変換を完了させ、Ａ
／Ｄ変換器７６０への入力信号のオーバーフロー信号を
元に有効なＡ／Ｄ変換出力を−１、−２、−３の中から
選択し、Ａ／Ｄ変換器７６０のオーバーフロー信号と併
せて、Ａ／Ｄ変換出力を後段の画像処理部１５０に出力
する。このＡ／Ｄ変換器の構成によって、３つのＡ／Ｄ
変換器は１つの自動レンジ変換機能をもったＡ／Ｄ変換
器として機能する。
【０１３６】さて、再び光電変換素子４０１内Ｃ１の信
号電荷（前回ＴＦＴゲート７３０をＯＦＦしてから蓄積
された信号電荷）を読み出すには、ゲート７３０をＯＦ
Ｆした状態でリセット用スイッチング素子７０５をＯＮ
して容量性素子７１３をＶＢＴにリセットする。この状
態にした後、リセット用スイッチング素子７０５をＯＦ
Ｆし、さらにＴＦＴ４０２のゲート７３０をＯＮする。
これにより、前回ＴＦＴ４０２がＯＦＦされてから、今
回ＯＮされるまでの間に照射されたＸ線量に応じた信号
電荷が容量素子７１３に出力される。以後は、前述の容
量性素子７１３からの信号の読みだし操作を繰り返すこ
とにより、続けて信号を読出すことができる。
号電荷（前回ＴＦＴゲート７３０をＯＦＦしてから蓄積
された信号電荷）を読み出すには、ゲート７３０をＯＦ
Ｆした状態でリセット用スイッチング素子７０５をＯＮ
して容量性素子７１３をＶＢＴにリセットする。この状
態にした後、リセット用スイッチング素子７０５をＯＦ
Ｆし、さらにＴＦＴ４０２のゲート７３０をＯＮする。
これにより、前回ＴＦＴ４０２がＯＦＦされてから、今
回ＯＮされるまでの間に照射されたＸ線量に応じた信号
電荷が容量素子７１３に出力される。以後は、前述の容
量性素子７１３からの信号の読みだし操作を繰り返すこ
とにより、続けて信号を読出すことができる。
【０１３７】信号読出しを続けると光電変換素子４０１
内Ｃ２が飽和状態になるので、所定間隔で光電変換モー
ドからリフレッシュモードへ移行し、光電変換素子４０
１内Ｃ２の蓄積電荷（正孔）を掃き出してリフレッシュ
する必要がある。以上の動作を繰り返すことによって、
信号の読出しを行う。
内Ｃ２が飽和状態になるので、所定間隔で光電変換モー
ドからリフレッシュモードへ移行し、光電変換素子４０
１内Ｃ２の蓄積電荷（正孔）を掃き出してリフレッシュ
する必要がある。以上の動作を繰り返すことによって、
信号の読出しを行う。
【０１３８】さらに、より高Ｓ／Ｎで電荷信号を取り込
むために、暗電流によるオフセット誤差の補正を行って
も良い。この光電変換素子４０１の暗電流は時間の関数
として指数的に減少することが分かっており、これによ
り、前述の信号読出しを行った直後にもう一度、所定時
間後にＸ線照射を行わないで信号の読出し操作を行う。
これによって得られた信号は暗電流によるオフセットに
対応しており、この値と電荷蓄積時間、リフレッシュ動
作からの経過時間とから、直前に読出したＸ線照射量信
号を含む読出し値の暗電流オフセット補正を行うことが
可能である。１回の静止画を撮像する場合は、画像デー
タを画像処理部１５０内のＲＡＭなどに取り込んだ後に
ソフト処理によりデータ補正をすることが可能である。
動画の場合は、例えば、所定の蓄積時間毎にＸ線照射信
号を含む読出しと暗電流値の読出しとを繰り返し、それ
ぞれをＲＡＭに記憶させたのち、ハード的にディジタル
減算を行ってオフセット補正を行う等の方法がある。
むために、暗電流によるオフセット誤差の補正を行って
も良い。この光電変換素子４０１の暗電流は時間の関数
として指数的に減少することが分かっており、これによ
り、前述の信号読出しを行った直後にもう一度、所定時
間後にＸ線照射を行わないで信号の読出し操作を行う。
これによって得られた信号は暗電流によるオフセットに
対応しており、この値と電荷蓄積時間、リフレッシュ動
作からの経過時間とから、直前に読出したＸ線照射量信
号を含む読出し値の暗電流オフセット補正を行うことが
可能である。１回の静止画を撮像する場合は、画像デー
タを画像処理部１５０内のＲＡＭなどに取り込んだ後に
ソフト処理によりデータ補正をすることが可能である。
動画の場合は、例えば、所定の蓄積時間毎にＸ線照射信
号を含む読出しと暗電流値の読出しとを繰り返し、それ
ぞれをＲＡＭに記憶させたのち、ハード的にディジタル
減算を行ってオフセット補正を行う等の方法がある。
【０１３９】次に、図８で示された検出素子を具体的に
２次元に拡張して構成した場合における光電変換動作に
ついて述べる。図１０は光電変換素子を２次元に配列し
た光検出器を表した等価回路図であり、図１１はその動
作を示すタイミングチャードである。
２次元に拡張して構成した場合における光電変換動作に
ついて述べる。図１０は光電変換素子を２次元に配列し
た光検出器を表した等価回路図であり、図１１はその動
作を示すタイミングチャードである。
【０１４０】光検出器アレー１４３は、２０００×２０
００〜５０００×５０００程度の検出素子（画素）含ん
で構成され、アレー面積は２００ｍｍ×２００ｍｍ〜５
００ｍｍ×５００ｍｍ程度である。図１０において、光
検出器アレー１４３は４０９６×４０９６の画素から構
成され、アレー面積は４３０ｍｍ×４３０ｍｍである。
よって、１画素のサイズは１０５μｍである。１ブロッ
ク内の４０９６画素を横方向にライン状に配置し、４０
９６ラインを順に縦に配置することにより、各画素を２
次元的に配置している。
００〜５０００×５０００程度の検出素子（画素）含ん
で構成され、アレー面積は２００ｍｍ×２００ｍｍ〜５
００ｍｍ×５００ｍｍ程度である。図１０において、光
検出器アレー１４３は４０９６×４０９６の画素から構
成され、アレー面積は４３０ｍｍ×４３０ｍｍである。
よって、１画素のサイズは１０５μｍである。１ブロッ
ク内の４０９６画素を横方向にライン状に配置し、４０
９６ラインを順に縦に配置することにより、各画素を２
次元的に配置している。
【０１４１】上記の例では４０９６×４０９６画素の光
検出器アレーを１枚の基板上に形成しているが、４０９
６×４０９６画素の光検出器アレーを２０４８×２０４
８個の画素を持つ４枚の光検出器アレーで構成すること
もできる。この様に分割して製作することにより、歩留
まりが向上するなどの利点がある。
検出器アレーを１枚の基板上に形成しているが、４０９
６×４０９６画素の光検出器アレーを２０４８×２０４
８個の画素を持つ４枚の光検出器アレーで構成すること
もできる。この様に分割して製作することにより、歩留
まりが向上するなどの利点がある。
【０１４２】前述の通り、１画素は１個の光電変換素子
４０１とスイッチングＴＦＴ４０２とで構成される。４
０１−（１，１）〜４０１−（４０９６，４０９６）は
前述の光電変換素子４０１に対応するものであり、下部
電極をＧ、上部電極をＤで示している。４０２−（１，
１）〜４０２−（４０９６，４０９６）はスイッチング
ＴＦＴ４０２に対応するものである。２次元光検出器ア
レーの各列の光電変換素子４０１−（ｍ，ｎ）のＧ電極
は、対応するスイッチングＴＦＴ４０２−（ｍ，ｎ）の
ソース・ドレイン導電路により、その列に対する共通の
列信号線（Ｌｃ１〜４０９６）に接続されている。例え
ば、列１の光電変換素子４０１−（１，１）〜（１，４
０９６）は第１の列信号配線Ｌｃ１に接続されている。
４０１とスイッチングＴＦＴ４０２とで構成される。４
０１−（１，１）〜４０１−（４０９６，４０９６）は
前述の光電変換素子４０１に対応するものであり、下部
電極をＧ、上部電極をＤで示している。４０２−（１，
１）〜４０２−（４０９６，４０９６）はスイッチング
ＴＦＴ４０２に対応するものである。２次元光検出器ア
レーの各列の光電変換素子４０１−（ｍ，ｎ）のＧ電極
は、対応するスイッチングＴＦＴ４０２−（ｍ，ｎ）の
ソース・ドレイン導電路により、その列に対する共通の
列信号線（Ｌｃ１〜４０９６）に接続されている。例え
ば、列１の光電変換素子４０１−（１，１）〜（１，４
０９６）は第１の列信号配線Ｌｃ１に接続されている。
【０１４３】各行の光電変換素子４０１のＤ電極は共通
にバイアス配線Ｌｂを通して前述のモードを操作するバ
イアス電源７０１に接続されている。各行のＴＦＴ４０
２のゲート電極は行選択配線（Ｌｒ１〜４０９６）に接
続されている。例えば、行１のＴＦＴ４０２−（１，
１）〜（４０９６，１）は行選択配線Ｌｒ１に接続され
る。行選択配線Ｌｒはラインセレクタ部８１０を通して
撮像制御部１１２に接続されている。ラインセレクタ部
８１０は例えばアドレスデコーダ８１１と４０９６個の
スイッチ素子８１２とから構成される。この構成により
任意のラインＬｒｎを読出すことが可能である。ライン
セレクタ部８１０は、最も簡単には単にシフトレジスタ
によって構成することも可能である。
にバイアス配線Ｌｂを通して前述のモードを操作するバ
イアス電源７０１に接続されている。各行のＴＦＴ４０
２のゲート電極は行選択配線（Ｌｒ１〜４０９６）に接
続されている。例えば、行１のＴＦＴ４０２−（１，
１）〜（４０９６，１）は行選択配線Ｌｒ１に接続され
る。行選択配線Ｌｒはラインセレクタ部８１０を通して
撮像制御部１１２に接続されている。ラインセレクタ部
８１０は例えばアドレスデコーダ８１１と４０９６個の
スイッチ素子８１２とから構成される。この構成により
任意のラインＬｒｎを読出すことが可能である。ライン
セレクタ部８１０は、最も簡単には単にシフトレジスタ
によって構成することも可能である。
【０１４４】列信号配線Ｌｃは撮像制御部１１２により
制御される信号読出し部８２０に接続されている。信号
読出し部８２０の例は、１画素単位について上記図８に
関し既に述べたものと同様である。
制御される信号読出し部８２０に接続されている。信号
読出し部８２０の例は、１画素単位について上記図８に
関し既に述べたものと同様である。
【０１４５】撮像装置では、４０９６×４０９６個の画
素を４０９６個のライン（Ｌｒに対応：図１０中の横方
向の行）に分け、１行分の４０９６画素の出力を同時に
転送し、列信号配線Ｌｃを通し、前置増幅器７２１−１
〜４０９６、サンプルホールド部７５０−１〜４０９６
を通して、アナログマルチプレクサ７５１によって順次
Ａ／Ｄ変換器７６０へと出力される。図１０では、あた
かもＡ／Ｄ変換器７６０が１つで構成されているように
表されているが、４〜３２の系統で同時にＡ／Ｄ変換を
行うこともできる。これによれば、アナログ信号帯域や
Ａ／Ｄ変換レートを不必要に大きくすることなく、画像
信号の読取り時間を短くすることができる。蓄積時間と
Ａ／Ｄ変換時間とは密接な関係にあり、電荷転送中にＸ
線を照射すると正常な画像が得られないので、蓄積時間
よりも全ての画素のＡ／Ｄ変換に要する時間は必ず長く
なる。蓄積時間が長くなると、暗電流による蓄積電荷の
ノイズ等が増加する。しかし、高速にＡ／Ｄ変換を行う
とアナログ回路の帯域が広くなり所望のＳ／Ｎを達成す
ることが難しくなる。従って、Ａ／Ｄ変換速度を不必要
に速くすることなく、画像信号の読取り時間を短くする
ことが要求される。そのためには、多くのＡ／Ｄ変換器
７６０を用いてＡ／Ｄ変換を行えばよいが、Ａ／Ｄ変換
器７６０の数が多くなりすぎるとコスト高となる。よっ
て、上述の点を考慮して適当な値を選択するのが好まし
い。
素を４０９６個のライン（Ｌｒに対応：図１０中の横方
向の行）に分け、１行分の４０９６画素の出力を同時に
転送し、列信号配線Ｌｃを通し、前置増幅器７２１−１
〜４０９６、サンプルホールド部７５０−１〜４０９６
を通して、アナログマルチプレクサ７５１によって順次
Ａ／Ｄ変換器７６０へと出力される。図１０では、あた
かもＡ／Ｄ変換器７６０が１つで構成されているように
表されているが、４〜３２の系統で同時にＡ／Ｄ変換を
行うこともできる。これによれば、アナログ信号帯域や
Ａ／Ｄ変換レートを不必要に大きくすることなく、画像
信号の読取り時間を短くすることができる。蓄積時間と
Ａ／Ｄ変換時間とは密接な関係にあり、電荷転送中にＸ
線を照射すると正常な画像が得られないので、蓄積時間
よりも全ての画素のＡ／Ｄ変換に要する時間は必ず長く
なる。蓄積時間が長くなると、暗電流による蓄積電荷の
ノイズ等が増加する。しかし、高速にＡ／Ｄ変換を行う
とアナログ回路の帯域が広くなり所望のＳ／Ｎを達成す
ることが難しくなる。従って、Ａ／Ｄ変換速度を不必要
に速くすることなく、画像信号の読取り時間を短くする
ことが要求される。そのためには、多くのＡ／Ｄ変換器
７６０を用いてＡ／Ｄ変換を行えばよいが、Ａ／Ｄ変換
器７６０の数が多くなりすぎるとコスト高となる。よっ
て、上述の点を考慮して適当な値を選択するのが好まし
い。
【０１４６】Ｘ線の照射時間はおよそ１０〜５００ｍｓ
ｅｃであるので、１画面の取込み時間あるいは電荷蓄積
時間を１００ｍｓｅｃのオーダーあるいはやや短めにす
ることが好ましい。例えば、１００ｍｓｅｃで画像を取
込むために、アナログ信号帯域を５０ＭＨｚ程度にし、
例えば１０ＭＨｚのサンプリングレートでＡ／Ｄ変換を
行うと、最低でも４系統のＡ／Ｄ変換器７６０が必要に
なる。本撮像装置では１６系統で同時にＡ／Ｄ変換を行
う様にするのが好ましい。
ｅｃであるので、１画面の取込み時間あるいは電荷蓄積
時間を１００ｍｓｅｃのオーダーあるいはやや短めにす
ることが好ましい。例えば、１００ｍｓｅｃで画像を取
込むために、アナログ信号帯域を５０ＭＨｚ程度にし、
例えば１０ＭＨｚのサンプリングレートでＡ／Ｄ変換を
行うと、最低でも４系統のＡ／Ｄ変換器７６０が必要に
なる。本撮像装置では１６系統で同時にＡ／Ｄ変換を行
う様にするのが好ましい。
【０１４７】図１１において、電源投入直後、あるいは
光電変換素子４０１内Ｃ２の蓄積電荷が飽和する前に、
光電変換素子４０１を初期化するためにリフレッシュモ
ードへ移行する。光電変換素子１画素の動作について述
べたと同様に、撮像制御部１１２はバイアス配線Ｌｂを
リフレッシュモード時のバイアス値Ｖｒにし、まず、第
１行の転送用スイッチングＴＦＴ４０２−（１，１）〜
−（４０９６，１）及びリセット用スイッチング素子７
０５をＯＮすることにより、第１行の光電変換素子４０
１−（１，１）〜−（４０９６，１）のＧ電極はＶＢＴ
に、Ｄ電極はＶｒにリフレッシュされる。その後、撮像
制御部１１２はバイアス配線Ｌｂを光電変換時のバイア
ス値Ｖｓにし、第１列〜第４０９６列の列信号配線Ｌｃ
１〜４０９６をリセット用電源７０７から開放にし、転
送用スイッチングＴＦＴ４０２−（１，１）〜−（４０
９６，１）をＯＦＦする。次に、同様に第２行以下の光
電変換素子４０１をリフレッシュする。第４０９６行ま
での全ての光電変換素子４０１−（１，４０９６）〜−
（４０９６，４０９６）をリフレッシュし終えた時点
で、光検出器の２次元に拡張した場合のリフレッシュモ
ードを終了し、光電変換モードへと移行する。なお、前
述の例では、光電変換素子４０１を第１行から第４０９
６行へリフレッシュしたが、撮像制御部１１２の指示に
より任意の順番でリフレッシュを行うことが可能であ
る。また、全てのＴＦＴ４０２を同時にＯＮして、全て
の光電変換素子４０１（１，１）〜−（４０９６，４０
９６）をリフレッシュすることも可能である。
光電変換素子４０１内Ｃ２の蓄積電荷が飽和する前に、
光電変換素子４０１を初期化するためにリフレッシュモ
ードへ移行する。光電変換素子１画素の動作について述
べたと同様に、撮像制御部１１２はバイアス配線Ｌｂを
リフレッシュモード時のバイアス値Ｖｒにし、まず、第
１行の転送用スイッチングＴＦＴ４０２−（１，１）〜
−（４０９６，１）及びリセット用スイッチング素子７
０５をＯＮすることにより、第１行の光電変換素子４０
１−（１，１）〜−（４０９６，１）のＧ電極はＶＢＴ
に、Ｄ電極はＶｒにリフレッシュされる。その後、撮像
制御部１１２はバイアス配線Ｌｂを光電変換時のバイア
ス値Ｖｓにし、第１列〜第４０９６列の列信号配線Ｌｃ
１〜４０９６をリセット用電源７０７から開放にし、転
送用スイッチングＴＦＴ４０２−（１，１）〜−（４０
９６，１）をＯＦＦする。次に、同様に第２行以下の光
電変換素子４０１をリフレッシュする。第４０９６行ま
での全ての光電変換素子４０１−（１，４０９６）〜−
（４０９６，４０９６）をリフレッシュし終えた時点
で、光検出器の２次元に拡張した場合のリフレッシュモ
ードを終了し、光電変換モードへと移行する。なお、前
述の例では、光電変換素子４０１を第１行から第４０９
６行へリフレッシュしたが、撮像制御部１１２の指示に
より任意の順番でリフレッシュを行うことが可能であ
る。また、全てのＴＦＴ４０２を同時にＯＮして、全て
の光電変換素子４０１（１，１）〜−（４０９６，４０
９６）をリフレッシュすることも可能である。
【０１４８】さて、リフレッシュ動作直後には、光検出
素子４０２内ノイズ電荷が大きいので、これを基準電位
にリセットする。光電変換素子１画素の動作について述
べたと同様に、バイアス配線を光電変換モードのバイア
ス値Ｖｓのままにし、転送用スイッチングＴＦＴ４０２
−（１，１）〜−（１，４０９６）をＯＮし、第１列の
光電変換素子のＧ電極をＶＢＴにリセットし、ＴＦＴ４
０２−（１，１）〜−（１，４０９６）をＯＦＦする。
次に、第２列以下、この動作を順次繰り返し、全ての画
素のリセットを行う。以上の動作はアモルファス素子８
００にとっては信号電荷の読出し操作と同じであり、信
号電荷を取込んでＡ／Ｄ変換を行うのか或いはこれらを
行わないのかの差しかない。この各ＴＦＴ４０２を選択
するがＡ／Ｄ変換を行わないリセット操作を以後「空読
み」と呼ぶ。この空読み動作中で、全てのＴＦＴ４０２
−（１，１）〜−（４０９６，４０９６）を同時にＯＮ
にすることは可能であるが、この場合には読出し準備完
了的に信号配線電位がリセット電圧ＶＢＴから大きくず
れることとなり、高Ｓ／Ｎの信号を得ることが難しい。
また、前述の例では、行選択配線Ｌｒを１から４０９６
へリセットしたが、撮像制御部１１２の指示により任意
の順番でリセットを行うことが可能である。また、それ
ぞれの光電変換素子４０１ではＴＦＴ４０２をＯＦＦし
た時刻から電荷蓄積が開始されるので、光電変換素子４
０２毎に電荷蓄積開始時刻が異なる。
素子４０２内ノイズ電荷が大きいので、これを基準電位
にリセットする。光電変換素子１画素の動作について述
べたと同様に、バイアス配線を光電変換モードのバイア
ス値Ｖｓのままにし、転送用スイッチングＴＦＴ４０２
−（１，１）〜−（１，４０９６）をＯＮし、第１列の
光電変換素子のＧ電極をＶＢＴにリセットし、ＴＦＴ４
０２−（１，１）〜−（１，４０９６）をＯＦＦする。
次に、第２列以下、この動作を順次繰り返し、全ての画
素のリセットを行う。以上の動作はアモルファス素子８
００にとっては信号電荷の読出し操作と同じであり、信
号電荷を取込んでＡ／Ｄ変換を行うのか或いはこれらを
行わないのかの差しかない。この各ＴＦＴ４０２を選択
するがＡ／Ｄ変換を行わないリセット操作を以後「空読
み」と呼ぶ。この空読み動作中で、全てのＴＦＴ４０２
−（１，１）〜−（４０９６，４０９６）を同時にＯＮ
にすることは可能であるが、この場合には読出し準備完
了的に信号配線電位がリセット電圧ＶＢＴから大きくず
れることとなり、高Ｓ／Ｎの信号を得ることが難しい。
また、前述の例では、行選択配線Ｌｒを１から４０９６
へリセットしたが、撮像制御部１１２の指示により任意
の順番でリセットを行うことが可能である。また、それ
ぞれの光電変換素子４０１ではＴＦＴ４０２をＯＦＦし
た時刻から電荷蓄積が開始されるので、光電変換素子４
０２毎に電荷蓄積開始時刻が異なる。
【０１４９】図１１において７３０′に示したパルス列
は１つのパルスが１列のＴＦＴをＯＮにしていることを
模擬的に表している。この１つの列パルスに対応するア
ナログマルチプレクサ７５１の出力（図１０のＢ点）を
模擬的に図１１中でＢに表している。Ｂに示されている
通り、１つの列パルスに対してアナログ出力が４０９６
のパルス列として出力される。実際には、１つの列出力
あたり１６系統による読出しであるので、１６パルス信
号が同時に出力され、２５６のパルス列をＡ／Ｄ変換す
ることになる。
は１つのパルスが１列のＴＦＴをＯＮにしていることを
模擬的に表している。この１つの列パルスに対応するア
ナログマルチプレクサ７５１の出力（図１０のＢ点）を
模擬的に図１１中でＢに表している。Ｂに示されている
通り、１つの列パルスに対してアナログ出力が４０９６
のパルス列として出力される。実際には、１つの列出力
あたり１６系統による読出しであるので、１６パルス信
号が同時に出力され、２５６のパルス列をＡ／Ｄ変換す
ることになる。
【０１５０】さて、全光電変換素子４０１の空読み終了
後、撮影者１０５からの撮影開始の指示があるまで所定
時間間隔でこの空読み動作を繰返し、さらに長い所定時
間間隔でリフレッシュ動作を繰返す。撮影者１０５から
の撮影開始の指示を受けると、撮影制御部１１２は空読
み動作の終了を待ってＸ線を被検体１２６に曝射する。
被検体１２６を透過したＸ線ビーム１２５は、シンチレ
ータ１４２により可視光に変換され、光電変換素子４０
１に吸収されると同時に、光検出器アレー１４３を透過
した可視光は光量モニタ１４４によって検出される。そ
の検出された信号を元に撮影制御部１１２は適正Ｘ線曝
射量に達する時点でＸ線曝射を終了する。
後、撮影者１０５からの撮影開始の指示があるまで所定
時間間隔でこの空読み動作を繰返し、さらに長い所定時
間間隔でリフレッシュ動作を繰返す。撮影者１０５から
の撮影開始の指示を受けると、撮影制御部１１２は空読
み動作の終了を待ってＸ線を被検体１２６に曝射する。
被検体１２６を透過したＸ線ビーム１２５は、シンチレ
ータ１４２により可視光に変換され、光電変換素子４０
１に吸収されると同時に、光検出器アレー１４３を透過
した可視光は光量モニタ１４４によって検出される。そ
の検出された信号を元に撮影制御部１１２は適正Ｘ線曝
射量に達する時点でＸ線曝射を終了する。
【０１５１】Ｘ線曝射終了後、光電変換素子４０１内の
信号電荷を読出す。まず、空読みと同様に光電変換素子
アレーのある行のＴＦＴ４０２（例えばＴＦＴ４０２−
（１，１）〜−（４０９６，１））をＯＮし、蓄積電荷
信号を信号配線Ｌｃ１〜４０９６に出力する。列信号配
線Ｌｃ１〜４０９６から１列づつ４０９６画素分の信号
を同時に読み出す。信号配線Ｌｃのリセット動作を行っ
た後、次に、異なる行のＴＦＴ４０２（例えばＴＦＴ４
０２−（１，２）〜−（４０９６，２））をＯＮし、蓄
積電荷信号を信号配線Ｌｃ１〜４０９６に出力する。列
信号配線Ｌｃ１〜４０９６から１行の４０９６画素分の
信号を同時に読み出す。この動作を全ての行について順
次繰り返すことにより、すべての画像情報を読出す。
信号電荷を読出す。まず、空読みと同様に光電変換素子
アレーのある行のＴＦＴ４０２（例えばＴＦＴ４０２−
（１，１）〜−（４０９６，１））をＯＮし、蓄積電荷
信号を信号配線Ｌｃ１〜４０９６に出力する。列信号配
線Ｌｃ１〜４０９６から１列づつ４０９６画素分の信号
を同時に読み出す。信号配線Ｌｃのリセット動作を行っ
た後、次に、異なる行のＴＦＴ４０２（例えばＴＦＴ４
０２−（１，２）〜−（４０９６，２））をＯＮし、蓄
積電荷信号を信号配線Ｌｃ１〜４０９６に出力する。列
信号配線Ｌｃ１〜４０９６から１行の４０９６画素分の
信号を同時に読み出す。この動作を全ての行について順
次繰り返すことにより、すべての画像情報を読出す。
【０１５２】さて、Ｘ線曝射による信号電荷を読出した
後に、その際の信号電荷に含まれる暗電流などの影響を
補正するために、Ｘ線曝射を行わずに信号電荷を読込
む。この値を利用して、Ｘ線曝射時の画像信号を補正す
ることが可能である。これは次の様にして行うことがで
きる。
後に、その際の信号電荷に含まれる暗電流などの影響を
補正するために、Ｘ線曝射を行わずに信号電荷を読込
む。この値を利用して、Ｘ線曝射時の画像信号を補正す
ることが可能である。これは次の様にして行うことがで
きる。
【０１５３】すなわち、上記動作中、各センサの電荷蓄
積時間はリセット動作が完了した時、即ち空読み時のＴ
ＦＴ４０２をＯＦＦしてから、次に電荷読み出しが行わ
れるためにＴＦＴ４０２がＯＮするまでの間である。よ
って、各行選択配線Ｌｒ毎に蓄積時間・時刻が異なる。
通常の動作時は、蓄積時間が異なると補正が複雑になる
ため、Ｘ線曝射画像取込みと補正用画像取り込みとの蓄
積時間が等しくなるように撮像制御部１１２は光検出器
アレー１４３を駆動する。例えば、行１の蓄積時間はＴ
１であり、行４０９６の蓄積時間はＴ２である。蓄積の
時刻は異なるが、Ｔ１とＴ２とは同一となるように駆動
される。
積時間はリセット動作が完了した時、即ち空読み時のＴ
ＦＴ４０２をＯＦＦしてから、次に電荷読み出しが行わ
れるためにＴＦＴ４０２がＯＮするまでの間である。よ
って、各行選択配線Ｌｒ毎に蓄積時間・時刻が異なる。
通常の動作時は、蓄積時間が異なると補正が複雑になる
ため、Ｘ線曝射画像取込みと補正用画像取り込みとの蓄
積時間が等しくなるように撮像制御部１１２は光検出器
アレー１４３を駆動する。例えば、行１の蓄積時間はＴ
１であり、行４０９６の蓄積時間はＴ２である。蓄積の
時刻は異なるが、Ｔ１とＴ２とは同一となるように駆動
される。
【０１５４】勿論、高分解能の画像情報が必要でない場
合や、画像データ取込み速度を速くしたい場合には、す
べての画像情報を常に取込む必要はなく、操作者の撮影
方法の選択により、撮像制御部１１２は、間引き、画素
平均、領域抽出を行う。
合や、画像データ取込み速度を速くしたい場合には、す
べての画像情報を常に取込む必要はなく、操作者の撮影
方法の選択により、撮像制御部１１２は、間引き、画素
平均、領域抽出を行う。
【０１５５】間引きを行うには、まず、行選択配線Ｌｒ
１を選択し、列信号配線Ｌｃから信号を出力する際に、
例えばＬｃ（２ｎ−１）（ｎ：自然数）をｎ＝１から１
ずつ増加させるように１列おきに選択して１行の画像信
号を画像処理部１５０に転送する。次に、行を選択する
際、行選択配線Ｌｒ（２ｍ＋１）（ｍ：自然数）のｍを
１から１つづつ増加させて、１行おきに行の信号を読出
す。この例では画素数を１／４に間引いたことになる
が、撮像制御部１１２の指示に従い、１／９、１／１６
などに画素数を間引くことができる。
１を選択し、列信号配線Ｌｃから信号を出力する際に、
例えばＬｃ（２ｎ−１）（ｎ：自然数）をｎ＝１から１
ずつ増加させるように１列おきに選択して１行の画像信
号を画像処理部１５０に転送する。次に、行を選択する
際、行選択配線Ｌｒ（２ｍ＋１）（ｍ：自然数）のｍを
１から１つづつ増加させて、１行おきに行の信号を読出
す。この例では画素数を１／４に間引いたことになる
が、撮像制御部１１２の指示に従い、１／９、１／１６
などに画素数を間引くことができる。
【０１５６】また、画素平均を行う場合には、上述の動
作中、行選択配線Ｌｒ（２ｍ−１）とＬｒ（２ｍ）とに
同時にＶｇｈを印加することにより、ＴＦＴ４０２−
（２ｎ，２ｍ−１）とＴＦＴ４０２−（２ｎ，２ｍ）と
が同時にターンオンし、列方向の２画素のアナログ加算
を行うことが可能である。この画素加算は２画素に限ら
れることはなく、列信号配線Ｌｒ方向の３以上の画素の
アナログ加算を容易に行うことができる。更に、行方向
の加算は、Ａ／Ｄ変換出力後に隣り合う列（Ｌｃ（２
ｎ）とＬｃ（２ｎ＋１））の信号をディジタル加算する
ことにより実現できる。これにより、上述のアナログ加
算と合わせて、２×２の正方形画素の加算値を得ること
ができる。これにより、照射されたＸ線を無駄にするこ
となく、高速にデータを読出すことが可能である。当
然、２×２以外のマトリックスで加算平均することも可
能であり、撮像制御部１１２の指示に基づき、３×３、
４×４などのマトリックスで画像を高速に取込む様にす
ることもできる。
作中、行選択配線Ｌｒ（２ｍ−１）とＬｒ（２ｍ）とに
同時にＶｇｈを印加することにより、ＴＦＴ４０２−
（２ｎ，２ｍ−１）とＴＦＴ４０２−（２ｎ，２ｍ）と
が同時にターンオンし、列方向の２画素のアナログ加算
を行うことが可能である。この画素加算は２画素に限ら
れることはなく、列信号配線Ｌｒ方向の３以上の画素の
アナログ加算を容易に行うことができる。更に、行方向
の加算は、Ａ／Ｄ変換出力後に隣り合う列（Ｌｃ（２
ｎ）とＬｃ（２ｎ＋１））の信号をディジタル加算する
ことにより実現できる。これにより、上述のアナログ加
算と合わせて、２×２の正方形画素の加算値を得ること
ができる。これにより、照射されたＸ線を無駄にするこ
となく、高速にデータを読出すことが可能である。当
然、２×２以外のマトリックスで加算平均することも可
能であり、撮像制御部１１２の指示に基づき、３×３、
４×４などのマトリックスで画像を高速に取込む様にす
ることもできる。
【０１５７】領域抽出は、読出しを行う総画素数を減ら
して高速化を目指す方法であり、画像の取込領域を制限
することにより実現される。これは、撮影者１０５が必
要な領域を操作者インターフェース１１１から入力し、
それに基づいて撮像制御部１１２は、データ取込範囲を
変更して二次元検出器アレー１４３を駆動する。
して高速化を目指す方法であり、画像の取込領域を制限
することにより実現される。これは、撮影者１０５が必
要な領域を操作者インターフェース１１１から入力し、
それに基づいて撮像制御部１１２は、データ取込範囲を
変更して二次元検出器アレー１４３を駆動する。
【０１５８】上述の駆動の例として、高速取込モードで
は１０２４×１０２４の画素を３０Ｆ／Ｓで取り込む。
この場合、２次元検出器アレー１４３の全領域に亘って
撮像する場合では４×４画素の加算処理を行うことによ
り画素数を１／１６に間引き、最も小さい範囲で撮像す
る場合では１０２４×１０２４の領域で間引きなしで撮
像する。このように撮像することで、ディジタルズーム
画像が得られる。
は１０２４×１０２４の画素を３０Ｆ／Ｓで取り込む。
この場合、２次元検出器アレー１４３の全領域に亘って
撮像する場合では４×４画素の加算処理を行うことによ
り画素数を１／１６に間引き、最も小さい範囲で撮像す
る場合では１０２４×１０２４の領域で間引きなしで撮
像する。このように撮像することで、ディジタルズーム
画像が得られる。
【０１５９】次に関心領域について説明する。まず、図
１２を用いて本Ｘ線撮像装置の撮像領域の設定法につい
て述べる。
１２を用いて本Ｘ線撮像装置の撮像領域の設定法につい
て述べる。
【０１６０】図１２中、９０１は動画表示用ディスプレ
イ、９０２はそのディスプレイドライブ回路、同様に９
０５は静止画表示用ディスプレイ、９０６はそのディス
プレイドライブ回路である。
イ、９０２はそのディスプレイドライブ回路、同様に９
０５は静止画表示用ディスプレイ、９０６はそのディス
プレイドライブ回路である。
【０１６１】撮像領域やＸ線照射を撮像者が指示するた
めのインターフェース１１１として、撮像位置操作レバ
ー９１１、撮像サイズ選択スイッチ９１２、撮像ズーム
・ワイドレバー９１３、手動Ｘ線絞りレバー９１４、透
視開始スイッチ９１５、透視像拡大スイッチ９１６、高
精細画像撮影スイッチ９１７などがある。
めのインターフェース１１１として、撮像位置操作レバ
ー９１１、撮像サイズ選択スイッチ９１２、撮像ズーム
・ワイドレバー９１３、手動Ｘ線絞りレバー９１４、透
視開始スイッチ９１５、透視像拡大スイッチ９１６、高
精細画像撮影スイッチ９１７などがある。
【０１６２】撮像位置操作レバー９１１は撮像領域の中
心位置を操作するためのものである。システム制御部１
１０は、このレバー９１１の指示が光検出器アレー１４
３の範囲内であれば、撮像寝台１３０を移動させずにＸ
線絞り１２３のみを移動してＸ線照射位置を変化させ
る。指示が光検出器アレー１４３外かつ撮影寝台１３０
を動かして対応できる場合には、撮影寝台１３０を移動
させる。この際、Ｘ線絞り１２３も同時に移動させて、
検出器アレー１４３の中心とＸ線照射の中心とを合わせ
る。
心位置を操作するためのものである。システム制御部１
１０は、このレバー９１１の指示が光検出器アレー１４
３の範囲内であれば、撮像寝台１３０を移動させずにＸ
線絞り１２３のみを移動してＸ線照射位置を変化させ
る。指示が光検出器アレー１４３外かつ撮影寝台１３０
を動かして対応できる場合には、撮影寝台１３０を移動
させる。この際、Ｘ線絞り１２３も同時に移動させて、
検出器アレー１４３の中心とＸ線照射の中心とを合わせ
る。
【０１６３】撮像サイズ選択スイッチ９１２は撮像領域
の大きさを選択するためのものであり、たとえば以下の 縦 × 横 １． １ × １ （43cm ×43cm） ２． ３／４ × ３／４ （32cm ×32cm） ３． １／２ × １／２ （21cm ×21cm） の３つの撮像可能サイズのうちから選択可能である。こ
のうちの１つを撮像者１０５が選択すると、システム制
御部１１０の指示に基づいて、まず、撮像寝台１３０を
移動させて、検出器アレー１４３の中心とＸ線照射の中
心とを合わせる。その後に、Ｘ線絞り１２３を作動させ
てＸ線の照射領域を設定通りの撮影サイズになるように
調節する。同時に、システム制御部１１０は光検出器ア
レー１４３の駆動回路１４５が設定領域の画像を取込む
ように指示を出す。
の大きさを選択するためのものであり、たとえば以下の 縦 × 横 １． １ × １ （43cm ×43cm） ２． ３／４ × ３／４ （32cm ×32cm） ３． １／２ × １／２ （21cm ×21cm） の３つの撮像可能サイズのうちから選択可能である。こ
のうちの１つを撮像者１０５が選択すると、システム制
御部１１０の指示に基づいて、まず、撮像寝台１３０を
移動させて、検出器アレー１４３の中心とＸ線照射の中
心とを合わせる。その後に、Ｘ線絞り１２３を作動させ
てＸ線の照射領域を設定通りの撮影サイズになるように
調節する。同時に、システム制御部１１０は光検出器ア
レー１４３の駆動回路１４５が設定領域の画像を取込む
ように指示を出す。
【０１６４】撮像ズーム・ワイドレバー９１３は、撮影
者１０５の操作に従い、撮像領域をほぼ任意に変更可能
である。先に説明した撮像サイズ選択スイッチ９１２に
よる設定は一時的なものであり、この撮像ズーム・ワイ
ドレバー９１３の設定により画像取込領域を任意に設定
する。画像取込領域の変更の際、撮像サイズ選択スイッ
チ９１２で設定可能な領域を跨いで領域が変化する場合
には、その跨ぐ部分で光検出器アレー１４３上の透視撮
影時の空間分解能が自動的に変化する。すなわち、以下
に示すように分解能を自動的に変化させる： 縦 × 横 分解能 １． １ × １ （43cm ×43cm） 以下 １／４ ２． ３／４ × ３／４ （32cm ×32cm） 以下 １／３ ３． １／２ × １／２ （21cm ×21cm） 以下 １／２ これは、駆動回路１４５の駆動方法を変化させることに
より、分解能１／４の際には４×４の画素を、分解能１
／３の際には３×３の画素を、分解能１／２の際には２
×２の画素を、それぞれ加算平均することによって行わ
れる。当然、多くの画素を加算平均することにより、分
解能が低下する代わりに、表示１画素あたりの感度は向
上する。
者１０５の操作に従い、撮像領域をほぼ任意に変更可能
である。先に説明した撮像サイズ選択スイッチ９１２に
よる設定は一時的なものであり、この撮像ズーム・ワイ
ドレバー９１３の設定により画像取込領域を任意に設定
する。画像取込領域の変更の際、撮像サイズ選択スイッ
チ９１２で設定可能な領域を跨いで領域が変化する場合
には、その跨ぐ部分で光検出器アレー１４３上の透視撮
影時の空間分解能が自動的に変化する。すなわち、以下
に示すように分解能を自動的に変化させる： 縦 × 横 分解能 １． １ × １ （43cm ×43cm） 以下 １／４ ２． ３／４ × ３／４ （32cm ×32cm） 以下 １／３ ３． １／２ × １／２ （21cm ×21cm） 以下 １／２ これは、駆動回路１４５の駆動方法を変化させることに
より、分解能１／４の際には４×４の画素を、分解能１
／３の際には３×３の画素を、分解能１／２の際には２
×２の画素を、それぞれ加算平均することによって行わ
れる。当然、多くの画素を加算平均することにより、分
解能が低下する代わりに、表示１画素あたりの感度は向
上する。
【０１６５】手動Ｘ線絞りレバー９１４は、撮像サイズ
選択スイッチ９１２または撮像ズーム・ワイドレバー９
１３によって設定された領域外の不要な部分へのＸ線照
射を抑えるため、あるいは、フレアなどの強い光が光検
出器アレーに入らないようにするために、撮影者１０５
が操作する。この手動Ｘ線絞りレバー９１４により、撮
影者１０５はＸ線絞り１２３を直接操作することが可能
である。ただし、撮像サイズ選択スイッチ９１２または
撮像ズーム・ワイドレバー９１３で設定された領域より
も広い範囲を照射することにはならないようにシステム
制御部１１０によってＸ線絞り１２３の調節範囲は制限
されている。
選択スイッチ９１２または撮像ズーム・ワイドレバー９
１３によって設定された領域外の不要な部分へのＸ線照
射を抑えるため、あるいは、フレアなどの強い光が光検
出器アレーに入らないようにするために、撮影者１０５
が操作する。この手動Ｘ線絞りレバー９１４により、撮
影者１０５はＸ線絞り１２３を直接操作することが可能
である。ただし、撮像サイズ選択スイッチ９１２または
撮像ズーム・ワイドレバー９１３で設定された領域より
も広い範囲を照射することにはならないようにシステム
制御部１１０によってＸ線絞り１２３の調節範囲は制限
されている。
【０１６６】透視開始スイッチ９１５は、透視Ｘ線照射
を撮影者１０５が指示するためのものであり、フットス
イッチを用いることができる。透視開始スイッチ９１５
により透視撮影の開始が指示されると、撮像制御部１１
２はＸ線露光量モニタ１４４からの出力を元に自動的に
Ｘ線発生条件を調整し、透視撮影を行う。
を撮影者１０５が指示するためのものであり、フットス
イッチを用いることができる。透視開始スイッチ９１５
により透視撮影の開始が指示されると、撮像制御部１１
２はＸ線露光量モニタ１４４からの出力を元に自動的に
Ｘ線発生条件を調整し、透視撮影を行う。
【０１６７】透視像拡大スイッチ９１６は、透視観察中
に、撮像エリアの中心部の解像度を高めて観察したい時
に選択することにより、中心部の分解能を向上させた拡
大像を表示するためのものである。透視時には高速に撮
像するために空間分解能を落としているが、この透視像
拡大スイッチ９１６の選択時には、システム制御部１１
０の指示に基づき、空間分解能を最良の状態にしつつ撮
像エリアを小さくして、あたかも拡大された像を動画用
ディスプレイ９０１に表示すると同時に、Ｘ線絞り１２
３も撮像エリアに合わせた大きさに設定される。この選
択が解除されると、撮像領域およびＸ線絞り１２３は元
の設定に戻り、そのまま透視を続ける。
に、撮像エリアの中心部の解像度を高めて観察したい時
に選択することにより、中心部の分解能を向上させた拡
大像を表示するためのものである。透視時には高速に撮
像するために空間分解能を落としているが、この透視像
拡大スイッチ９１６の選択時には、システム制御部１１
０の指示に基づき、空間分解能を最良の状態にしつつ撮
像エリアを小さくして、あたかも拡大された像を動画用
ディスプレイ９０１に表示すると同時に、Ｘ線絞り１２
３も撮像エリアに合わせた大きさに設定される。この選
択が解除されると、撮像領域およびＸ線絞り１２３は元
の設定に戻り、そのまま透視を続ける。
【０１６８】高精細画像撮影スイッチＳＷ９１７は、透
視撮影中に所望のタイミングで高精細画像を取込む際に
選択する。このスイッチは、通常、撮像位置操作レバー
９１１上に配置されている。高精細画像撮影スイッチ９
１７により静止画の取込が指示されると、予め設定して
おいた静止画撮影用のＸ線発生条件でＸ線が被検体１２
６めがけて照射され、高精細な静止画像が取込まれ、画
像処理部１５０で処理がなされた後に静止画用ディスプ
レイ９０５に表示される。静止画の取込動作中の間、動
画表示用ディスプレイ９０１には、高精細画像撮影スイ
ッチ９１７が押される直前の透視画像がフリーズされて
いる。
視撮影中に所望のタイミングで高精細画像を取込む際に
選択する。このスイッチは、通常、撮像位置操作レバー
９１１上に配置されている。高精細画像撮影スイッチ９
１７により静止画の取込が指示されると、予め設定して
おいた静止画撮影用のＸ線発生条件でＸ線が被検体１２
６めがけて照射され、高精細な静止画像が取込まれ、画
像処理部１５０で処理がなされた後に静止画用ディスプ
レイ９０５に表示される。静止画の取込動作中の間、動
画表示用ディスプレイ９０１には、高精細画像撮影スイ
ッチ９１７が押される直前の透視画像がフリーズされて
いる。
【０１６９】以上のような構成を用いて画像取込領域が
決定される訳であるが、所望の行範囲及び所望の列範囲
を関心領域の最も簡単な設定は、画像取込領域と関心領
域とを同一と定義づけることである。この場合は、撮像
サイズ選択スイッチ９１２または撮像ズーム・ワイドレ
バー９１３により関心領域が決定される。撮像領域は、
システム制御部１１０が把握している光検出器アレー１
４３の中心座標および撮像領域の座標を基準に画像の取
込を行う。また、Ｘ線照射領域を関心領域と定義づける
ことも可能である。この場合は、Ｘ線絞り１２３の位置
をシステム制御部１１０が把握しているので、Ｘ線照射
領域の中心座標および照射領域は簡単な計算により求め
られる。システム制御部１１０は、駆動回路１４５に指
示して、その座標を基準として画像取込みを行う。画像
の取込手順の具体例は後述する。その他、動画表示用デ
ィスプレイ９０１上でマウス等のポインタを用いて、撮
影者１０５が直接関心領域の中心を指示するような構成
にしてもよいし、撮影者１０５によってマーキングされ
た領域の特徴を抽出してマーキングされた部位が常に透
視画像の中心に来るように自動的にＸ線絞り１２３や撮
影寝台１３０を制御して、関心領域の中心を常に撮像領
域の中心として駆動回路１４５を駆動することも可能で
ある。
決定される訳であるが、所望の行範囲及び所望の列範囲
を関心領域の最も簡単な設定は、画像取込領域と関心領
域とを同一と定義づけることである。この場合は、撮像
サイズ選択スイッチ９１２または撮像ズーム・ワイドレ
バー９１３により関心領域が決定される。撮像領域は、
システム制御部１１０が把握している光検出器アレー１
４３の中心座標および撮像領域の座標を基準に画像の取
込を行う。また、Ｘ線照射領域を関心領域と定義づける
ことも可能である。この場合は、Ｘ線絞り１２３の位置
をシステム制御部１１０が把握しているので、Ｘ線照射
領域の中心座標および照射領域は簡単な計算により求め
られる。システム制御部１１０は、駆動回路１４５に指
示して、その座標を基準として画像取込みを行う。画像
の取込手順の具体例は後述する。その他、動画表示用デ
ィスプレイ９０１上でマウス等のポインタを用いて、撮
影者１０５が直接関心領域の中心を指示するような構成
にしてもよいし、撮影者１０５によってマーキングされ
た領域の特徴を抽出してマーキングされた部位が常に透
視画像の中心に来るように自動的にＸ線絞り１２３や撮
影寝台１３０を制御して、関心領域の中心を常に撮像領
域の中心として駆動回路１４５を駆動することも可能で
ある。
【０１７０】図１３を用いて、実際の画像取込手順の一
例について説明する。
例について説明する。
【０１７１】光検出器アレー１４３において、ＴＦＴ４
０２の行選択配線Ｌｒ方向をＸ軸、列信号配線Ｌｃ方向
をＹ軸として画素の座標を（ｘ，ｙ）で表す。図１３で
は、光検出器アレー１４３の上部にＡ／Ｄ変換器７６０
などの信号読み出し部８２０、右にラインセレクタ部８
１０が配置されており、Ｘ線は紙面の表面から裏面方向
に照射されているものとする。この時に、図に示すよう
右上を（１、１）とし、左下を（４０９６、４０９６）
とする。
０２の行選択配線Ｌｒ方向をＸ軸、列信号配線Ｌｃ方向
をＹ軸として画素の座標を（ｘ，ｙ）で表す。図１３で
は、光検出器アレー１４３の上部にＡ／Ｄ変換器７６０
などの信号読み出し部８２０、右にラインセレクタ部８
１０が配置されており、Ｘ線は紙面の表面から裏面方向
に照射されているものとする。この時に、図に示すよう
右上を（１、１）とし、左下を（４０９６、４０９６）
とする。
【０１７２】撮像位置操作レバー９１１により撮像可能
領域２００の中心が（１７５０、２２５０）に設定さ
れ、撮像ズーム・ワイドレバー９１３により撮像可能領
域２００が（５００、１０００）〜（３０００、３５０
０）に設定されている。さらに、手動Ｘ線絞りレバー９
１４によりＸ線照射領域２１０が（５００、２０００）
〜（３０００、３５００）に設定されている。今、撮影
者１０５の関心領域はＸ線照射領域２１０に一致してい
ると定義付けする。この時、関心領域２１０の中心は
（１７５０、２７５０）、そして、関心領域は４０９６
×４０９６の領域の３／４×３／４以下で１／２×１／
２以上なので、前述の通り透視撮影時には３×３の画素
を加算平均する。よって、図１３の透視撮影時の読出し
行の読込み手順は以下に示すようになる。併せて、選択
領域のＹ軸が（ｍ＋１）行〜（ｍ＋ｎ）行に亘る場合
［但し、ｎは６の倍数］の透視画像取込みの駆動例も併
記する： ＜読出し順序＞読出し順序Ａと選択される行（2001〜35
00行の場合）Ｂ及び選択される行［(m+1）〜（m+n)行の
場合］Ｃとの関係は次のとおり 読出し順序 選択される行 選択される行 (2001〜3500行の場合) ［(m+1)〜(m+n)行の場合］ １ 2001,2002,2003 m+1,m+2,m+3 ２ 3500,3499,3498 m+n,m+n-1,m+n-2 ３ 2004,2005,2006 m+4,m+5,m+6 ４ 3497,3496,3495 m+n-3,m+n-4,m+n-5 ５ 2007,2008,2009 m+7,m+8,m+9 ６ 3494,3493,3492 m+n-6,m+n-7,m+n-8 ・ ・ ・ ・ ・ ・ 499=(n/3-1) 2748,2749,2750 m+n/2-2,m+n/2-1,m+n/2 500=(n/3) 2753,2752,2751 m+n/2+3,m+n/2+2,m+n/2+1 501=(n/3+1) 2001,2002,2003 m+1,m+2,m+3 502=(n/3+2) 3500,3499,3498 m+n,m+n-1,m+n-2 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 以下繰り返し 以下繰り返し 以下繰り返し。
領域２００の中心が（１７５０、２２５０）に設定さ
れ、撮像ズーム・ワイドレバー９１３により撮像可能領
域２００が（５００、１０００）〜（３０００、３５０
０）に設定されている。さらに、手動Ｘ線絞りレバー９
１４によりＸ線照射領域２１０が（５００、２０００）
〜（３０００、３５００）に設定されている。今、撮影
者１０５の関心領域はＸ線照射領域２１０に一致してい
ると定義付けする。この時、関心領域２１０の中心は
（１７５０、２７５０）、そして、関心領域は４０９６
×４０９６の領域の３／４×３／４以下で１／２×１／
２以上なので、前述の通り透視撮影時には３×３の画素
を加算平均する。よって、図１３の透視撮影時の読出し
行の読込み手順は以下に示すようになる。併せて、選択
領域のＹ軸が（ｍ＋１）行〜（ｍ＋ｎ）行に亘る場合
［但し、ｎは６の倍数］の透視画像取込みの駆動例も併
記する： ＜読出し順序＞読出し順序Ａと選択される行（2001〜35
00行の場合）Ｂ及び選択される行［(m+1）〜（m+n)行の
場合］Ｃとの関係は次のとおり 読出し順序 選択される行 選択される行 (2001〜3500行の場合) ［(m+1)〜(m+n)行の場合］ １ 2001,2002,2003 m+1,m+2,m+3 ２ 3500,3499,3498 m+n,m+n-1,m+n-2 ３ 2004,2005,2006 m+4,m+5,m+6 ４ 3497,3496,3495 m+n-3,m+n-4,m+n-5 ５ 2007,2008,2009 m+7,m+8,m+9 ６ 3494,3493,3492 m+n-6,m+n-7,m+n-8 ・ ・ ・ ・ ・ ・ 499=(n/3-1) 2748,2749,2750 m+n/2-2,m+n/2-1,m+n/2 500=(n/3) 2753,2752,2751 m+n/2+3,m+n/2+2,m+n/2+1 501=(n/3+1) 2001,2002,2003 m+1,m+2,m+3 502=(n/3+2) 3500,3499,3498 m+n,m+n-1,m+n-2 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 以下繰り返し 以下繰り返し 以下繰り返し。
【０１７３】さて、透視撮影中に高精細画像撮影スイッ
チ９１７により高精細画像の取込みが指示されると、透
視画像取込みを中断するとともに、動画表示用ディスプ
レイ９０１の画像をフリーズする。そして、Ｘ線照射領
域２１０の高精細画像取込みの駆動ルーチンに移る。ま
ず、光検出器アレー１４３をリフレッシュモードに移行
してリフレッシュを行う。次に、Ｘ線照射領域２１０の
周辺部から中心部に向かう駆動方向で光検出器アレー１
４３を初期化する。これは、前出の空読み動作である。
その駆動例を、以下に示す： 読出し順序 選択される行 選択される行 (2001〜3500行の場合) ［(m+1）〜（m+n)行の場合］ １ 2001 m+1 ２ 3500 m+n ３ 2002 m+2 ４ 3499 m+n-1 ５ 2003 m+3 ６ 3498 m+n-2 ・ ・ ・ ・ ・ ・ 1499=(n-1) 2750 m+n/2 1500=n 2751 m+n/2+1 空読み動作を複数回（２〜３回）行った後に、静止画取
込み用の設定でＸ線を曝射する。Ｘ線曝射終了後、Ｘ線
照射領域２１０の中心部から周辺部へと向かう駆動方向
の駆動順序で画像信号を読出す。その具体例を、以下に
示す： 読出し順序 選択される行 選択される行 (2001〜3500行の場合) ［(m+1）〜（m+n)行の場合］ １ 2750 m+n/2 ２ 2751 m+n/2+1 ３ 2749 m+n/2-1 ４ 2752 m+n/2+2 ５ 2748 m+n/2-2 ６ 2753 m+n/2+3 ・ ・ ・ ・ ・ ・ 1499=(n-1) 2001 m+1 1500=n 3500 m+n この読込み動作完了後、直ちに透視画撮影モードに移行
する。
チ９１７により高精細画像の取込みが指示されると、透
視画像取込みを中断するとともに、動画表示用ディスプ
レイ９０１の画像をフリーズする。そして、Ｘ線照射領
域２１０の高精細画像取込みの駆動ルーチンに移る。ま
ず、光検出器アレー１４３をリフレッシュモードに移行
してリフレッシュを行う。次に、Ｘ線照射領域２１０の
周辺部から中心部に向かう駆動方向で光検出器アレー１
４３を初期化する。これは、前出の空読み動作である。
その駆動例を、以下に示す： 読出し順序 選択される行 選択される行 (2001〜3500行の場合) ［(m+1）〜（m+n)行の場合］ １ 2001 m+1 ２ 3500 m+n ３ 2002 m+2 ４ 3499 m+n-1 ５ 2003 m+3 ６ 3498 m+n-2 ・ ・ ・ ・ ・ ・ 1499=(n-1) 2750 m+n/2 1500=n 2751 m+n/2+1 空読み動作を複数回（２〜３回）行った後に、静止画取
込み用の設定でＸ線を曝射する。Ｘ線曝射終了後、Ｘ線
照射領域２１０の中心部から周辺部へと向かう駆動方向
の駆動順序で画像信号を読出す。その具体例を、以下に
示す： 読出し順序 選択される行 選択される行 (2001〜3500行の場合) ［(m+1）〜（m+n)行の場合］ １ 2750 m+n/2 ２ 2751 m+n/2+1 ３ 2749 m+n/2-1 ４ 2752 m+n/2+2 ５ 2748 m+n/2-2 ６ 2753 m+n/2+3 ・ ・ ・ ・ ・ ・ 1499=(n-1) 2001 m+1 1500=n 3500 m+n この読込み動作完了後、直ちに透視画撮影モードに移行
する。
【０１７４】上述のように読出しの駆動を行うことによ
り、高精細画像の関心領域の中心部の信号電荷蓄積時間
を最小にすることができ、暗電流によるノイズの影響を
抑えることができる。
り、高精細画像の関心領域の中心部の信号電荷蓄積時間
を最小にすることができ、暗電流によるノイズの影響を
抑えることができる。
【０１７５】もちろん、本例の関心領域外については実
施態様例１及び３で説明したように、同時に一括読出し
してもよいし、読出しを行なわないで初期化してもよ
い。
施態様例１及び３で説明したように、同時に一括読出し
してもよいし、読出しを行なわないで初期化してもよ
い。
【０１７６】また、一括読出しは非読取り領域を全て同
時に行なう以外にいくつかに分割して読み出してもよ
く、あるいは、読み取り領域を読出した後、読み取られ
た領域を含めてあらためて全画素を一括して読み出すよ
うにしても良い。
時に行なう以外にいくつかに分割して読み出してもよ
く、あるいは、読み取り領域を読出した後、読み取られ
た領域を含めてあらためて全画素を一括して読み出すよ
うにしても良い。
【０１７７】
【発明の効果】上記説明したように、本発明によれば、
複数の光電変換素子を２次元に配列した光電変換装置に
おいても信号読み取りを高速に行なうことが可能にな
る。
複数の光電変換素子を２次元に配列した光電変換装置に
おいても信号読み取りを高速に行なうことが可能にな
る。
【０１７８】また、本発明によれば、不必要な駆動線を
順次駆動する時間及び不必要な信号を出力を読み取る時
間を削除でき、結果的に必要な部分の信号読み出しを高
速で行うことが可能となる。
順次駆動する時間及び不必要な信号を出力を読み取る時
間を削除でき、結果的に必要な部分の信号読み出しを高
速で行うことが可能となる。
【０１７９】また、本発明によれば不必要とする光電変
換素子の両端の電位を同時に短時間で初期値に戻すこと
により、全ての光電変換素子のセンサ特性を等しくする
ことが可能となり、より信頼性の高い光電変換情報を得
ることが可能となる。
換素子の両端の電位を同時に短時間で初期値に戻すこと
により、全ての光電変換素子のセンサ特性を等しくする
ことが可能となり、より信頼性の高い光電変換情報を得
ることが可能となる。
【０１８０】又、発明によれば、トリミングを行う場合
の駆動方法と全画素で読み取る場合の駆動方法を切り替
えて駆動することにより、必要に応じ全画素での読み取
り又は部分的な読み取りが選択でき、使い勝手が良い装
置を提供できる。
の駆動方法と全画素で読み取る場合の駆動方法を切り替
えて駆動することにより、必要に応じ全画素での読み取
り又は部分的な読み取りが選択でき、使い勝手が良い装
置を提供できる。
【０１８１】加えて、本発明によれば、光検出器アレー
を用いた画像読取装置の駆動（画像データ読出）におい
て、まず、関心領域を設定し、そして、その関心領域に
対して光検出器アレーの駆動を適切に選択することがで
きる。
を用いた画像読取装置の駆動（画像データ読出）におい
て、まず、関心領域を設定し、そして、その関心領域に
対して光検出器アレーの駆動を適切に選択することがで
きる。
【０１８２】また、本発明によれば、特に、高精細画像
データの読出において、関心領域の周辺部から中心部に
向かって順次光電変換素子をリセットし、中心部から周
辺部に向かって画像情報を取出す様にしたことにより、
中心部の信号電荷蓄積時間を周辺部の信号電荷蓄積時間
より短くすることができる。また、これにより、蓄積時
間とともに増加するノイズの影響を抑え、関心領域の中
心部のＳ／Ｎの向上を図ることができる。
データの読出において、関心領域の周辺部から中心部に
向かって順次光電変換素子をリセットし、中心部から周
辺部に向かって画像情報を取出す様にしたことにより、
中心部の信号電荷蓄積時間を周辺部の信号電荷蓄積時間
より短くすることができる。また、これにより、蓄積時
間とともに増加するノイズの影響を抑え、関心領域の中
心部のＳ／Ｎの向上を図ることができる。
【０１８３】更に本発明によれば特に光電変換装置をＸ
線撮像装置に用いる場合、更に言うならば、Ｘ線撮像装
置にＸ線を連続的に照射しながら画像を見るいわゆる動
画を撮像する場合に、照射Ｘ線量を減らすことが可能と
なる。従ってＸ線などの放射線が照射される被検体や装
置の操作者及び環境に対して影響を少なくすることがで
きる。
線撮像装置に用いる場合、更に言うならば、Ｘ線撮像装
置にＸ線を連続的に照射しながら画像を見るいわゆる動
画を撮像する場合に、照射Ｘ線量を減らすことが可能と
なる。従ってＸ線などの放射線が照射される被検体や装
置の操作者及び環境に対して影響を少なくすることがで
きる。
【０１８４】以上の実施形態はＸ線撮像に関するもので
あるが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＸＹ
アドレス駆動方式の光検出器アレーを用いたものであれ
ば、同様に適用することができる。特に、本発明は受光
部に対応する光電変換素子が信号電荷蓄積部と信号取り
出し経路中のスイッチ部とを有するものであって、電荷
蓄積時間と共にＳ／Ｎ低下などの光電変換特性劣化を生
ずることがある光検出器アレーを用いたものに適用した
場合に、その光電変換特性の向上に大きな効果を発揮す
る。
あるが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＸＹ
アドレス駆動方式の光検出器アレーを用いたものであれ
ば、同様に適用することができる。特に、本発明は受光
部に対応する光電変換素子が信号電荷蓄積部と信号取り
出し経路中のスイッチ部とを有するものであって、電荷
蓄積時間と共にＳ／Ｎ低下などの光電変換特性劣化を生
ずることがある光検出器アレーを用いたものに適用した
場合に、その光電変換特性の向上に大きな効果を発揮す
る。
【０１８５】また、本発明は、上述した実施形態及び説
明に限定されるわけではなく、本発明の主旨の範囲内に
おいて適宜変形及び組合せが可能であるのはいうまでも
ない。
明に限定されるわけではなく、本発明の主旨の範囲内に
おいて適宜変形及び組合せが可能であるのはいうまでも
ない。
【図１】光電変換装置の一例を説明するための概略的等
価回路図である。
価回路図である。
【図２】図１に示される光電変換装置の駆動の一例を説
明するためのタイミング図である。
明するためのタイミング図である。
【図３】図１に示される光電変換装置の駆動の一例を説
明するためのタイミング図である。
明するためのタイミング図である。
【図４】２次元の光電変換装置を有するＸ線撮像システ
ムの一例を説明するための概略的システム構成図であ
る。
ムの一例を説明するための概略的システム構成図であ
る。
【図５】光電変換素子の画素構造の一例を説明するため
の模式的平面図である。
の模式的平面図である。
【図６】光電変換素子の画素構造の一例を説明するため
の模式的断面図である。
の模式的断面図である。
【図７】（ａ）乃至（ｃ）は光電変換素子の動作の一例
を説明するため模式的エネルギーバンド図である。
を説明するため模式的エネルギーバンド図である。
【図８】１つの光電変換素子の駆動の一例を説明するた
めの概略的等価回路図である。
めの概略的等価回路図である。
【図９】光電変換装置の駆動の一例を説明するためのタ
イミングチャートである。
イミングチャートである。
【図１０】光電変換素子の一例を説明するための概略的
等価回路図である。
等価回路図である。
【図１１】光電変換装置の駆動の一例を説明するための
タイミングチャートである。
タイミングチャートである。
【図１２】関心領域を選択する一例を説明するための概
略的システム構成図である。
略的システム構成図である。
【図１３】関心領域を説明するための概念図である。
【図１４】（ａ）及び（ｂ）は夫々光電変換素子の一例
を説明するための模式的断面図、（ｃ）は（ａ）又は
（ｂ）の光電変換素子の概略的駆動回路を説明するため
の等価回路図である。
を説明するための模式的断面図、（ｃ）は（ａ）又は
（ｂ）の光電変換素子の概略的駆動回路を説明するため
の等価回路図である。
【図１５】ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）の一例を説明す
るための模式的断面図である。
るための模式的断面図である。
【図１６】ＴＦＴのゲート絶縁膜の厚さと歩留りとの関
係の一例を説明するためのグラフである。
係の一例を説明するためのグラフである。
【図１７】２次元に配された光電変換素子を有する光電
変換装置の概略的等価回路図である。
変換装置の概略的等価回路図である。
【図１８】（ａ）は光電変換装置の一画素の一例を説明
するための模式的平面図、（ｂ）は（ａ）に示される画
素を切断した場合の模式的切断面である。
するための模式的平面図、（ｂ）は（ａ）に示される画
素を切断した場合の模式的切断面である。
【図１９】図１７に示される光電変換装置の駆動の一例
を説明するためのタイミングチャートである。
を説明するためのタイミングチャートである。
【図２０】夫々読取り領域と、駆動ＩＣの配置の一例を
説明するための模式的平面図である。
説明するための模式的平面図である。
【図２１】夫々読取り領域と、駆動ＩＣの配置の一例を
説明するための模式的平面図である。
説明するための模式的平面図である。
Ｓ１１〜Ｓ３３ 光電変換素子 Ｔ１１〜Ｔ３３ 転送用ＴＦＴ Ｃ１１〜Ｃ３３ コンデンサ Ｍ１〜Ｍ３ スイッチ ＲＦ リフレッシュ制御回路 ＳＲ１，ＳＲ２ シフトレジスタ ＳＷｇ スイッチ ＳＷｓ スイッチ Ｖｇ リフレッシュ用電源 Ｖｓ 読み取り用電源 ｇ１〜ｇ３ 制御配線 ｓ１〜ｓ３ 制御配線
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 1/04 １０６ Ｈ０４Ｎ 5/335 Ｅ 5/335 Ｈ０１Ｌ 31/10 Ｇ (72)発明者 遠藤 豊 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 野中 秀樹 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 小倉 隆 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 田村 敏和 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内
Claims (27)
- 【請求項１】 基板上に２次元的に配列された複数の光
電変換素子を、Ｘ方向の駆動線を順次スキャンし、Ｙ方
向の信号線に信号電荷を転送し、順次信号を読み出す光
電変換装置の駆動方法において、 上記複数の光電変換素子の任意の駆動線のみを順次スキ
ャンし、残りの駆動線は、信号電荷転送のための駆動を
行なわないか前記任意の駆動線とは異なるタイミングで
複数線同時に駆動して信号電荷を転送する光電変換装置
の駆動方法。 - 【請求項２】 上記残りの駆動線の上記光電変換素子の
両端の電位を同時に初期値に戻す請求項１記載の光電変
換装置の駆動方法。 - 【請求項３】 請求項１記載の光電変換装置の駆動方法
において、前記残りの駆動線は一括に駆動される光電変
換装置の駆動方法。 - 【請求項４】 請求項１記載の光電変換装置の駆動方法
において、前記残りの駆動線は分割されて駆動される光
電変換装置の駆動方法。 - 【請求項５】 請求項１記載の光電変換装置の駆動方法
において、前記駆動線は前記任意の駆動線に対応した光
電変換素子によって光電変換された信号電荷を転送した
後、全光電変換素子に対応して初期化するための駆動が
行なわれる光電変換装置の駆動方法。 - 【請求項６】 請求項１記載の光電変換装置の駆動方法
において、前記任意の駆動線を駆動して信号を読み出す
モードと該任意の駆動線と異なる第２の任意の駆動線を
駆動して信号を読み出すモードを有する光電変換装置の
駆動方法。 - 【請求項７】 請求項６記載の光電変換装置の駆動方法
において、前記２つのモードは交互に行なわれる光電変
換装置の駆動方法。 - 【請求項８】 請求項１記載の光電変換装置の駆動方法
において、前記任意の駆動線は複数選択され、該駆動線
はその選択された駆動線の内側にあるものから順に外側
に向って駆動される光電変換装置の駆動方法。 - 【請求項９】 請求項１記載の光電変換装置の駆動方法
において、前記任意の駆動線は複数選択され、該駆動線
から信号電荷を読み出す前に該選択された駆動線の外側
から順に内側に向って初期化するための駆動が行なわれ
る光電変換装置の駆動方法。 - 【請求項１０】 請求項８記載の光電変換装置の駆動方
法において、前記任意の駆動線は複数選択され、該駆動
線から信号電荷を読み出す前に該選択された駆動線の外
側から順に内側に向って初期化するための駆動が行なわ
れる光電変換装置の駆動方法。 - 【請求項１１】 受光要素を行列形式で配列した光検出
器アレーから画像データを読み出す方法において、 ａ）光検出器アレー中の所望の行範囲及び所望の列範囲
の受光要素により形成される領域を撮影者の関心領域と
して決定するステップ、 ｂ）前記関心領域の行方向の１組の対向する辺のうちの
一方側から少なくとも１つの行の受光要素の信号を検知
するステップ、 ｃ）前記関心領域の行方向の１組の対向する辺のうちの
他方側から少なくとも１つの行の受光要素の信号を検知
するステップ、 ｄ）既に検知された行を除いて、前記関心領域の中心部
の行の受光要素の信号が検知されるまで、ステップｂ及
びステップｃを交互に繰り返すステップ、を含む光電変
換装置の駆動方法。 - 【請求項１２】 受光要素を行列形式で配列した光検出
器アレーから画像データを読み出す方法において、 ａ）光検出器アレー中の所望の行範囲及び所望の列範囲
の受光要素により形成される領域を撮影者の関心領域と
して決定するステップ、 ｂ）前記関心領域の中心部の少なくとも１つの行の受光
要素の信号を検知するステップ、 ｃ）既に検知された行の両側のうちの一方側に隣接する
少なくとも１つの行の受光要素の信号を検知するステッ
プ、 ｄ）既に検知された行の両側のうちの他方側に隣接する
少なくとも１つの行の受光要素の信号を検知するステッ
プ、 ｅ）既に検知された行を除いて、前記関心領域の行方向
の１組の対向する辺の行の受光要素の信号が検知される
まで、ステップｃ及びステップｄを交互に繰り返すステ
ップ、を含む光電変換装置の駆動方法。 - 【請求項１３】 受光要素を行列形式で配列した光検出
器アレーを有し、各列の受光要素の少なくとも一部の信
号をスイッチ素子を介して共通の列出力線から取り出す
様にした光電変換装置の駆動方法において、 ａ）光検出器アレー中の所望の行範囲及び所望の列範囲
の受光要素により形成される領域を撮影者の関心領域と
して決定するステップ、 ｂ）前記関心領域の行方向の１組の対向する辺のうちの
一方側から少なくとも１つの行の受光要素に対応するス
イッチ素子を駆動して列出力線へと信号を取り出すステ
ップ、 ｃ）前記関心領域の行方向の１組の対向する辺のうちの
他方側から少なくとも１つの行の受光要素に対応するス
イッチ素子を駆動して列出力線へと信号を取り出すステ
ップ、 ｄ）既に検知された行を除いて、前記関心領域の中心部
の行の受光要素に対応するスイッチ素子が駆動されるま
で、ステップｂ及びステップｃを交互に繰り返すステッ
プ、を含む光電変換装置の駆動方法。 - 【請求項１４】 受光要素を行列形式で配列した光検出
器アレーを有し、各列の受光要素の少なくとも一部の信
号をスイッチ素子を介して共通の列出力線から取り出す
様にした光電変換装置の駆動方法において、 ａ）光検出器アレー中の所望の行範囲及び所望の列範囲
の受光要素により形成される領域を撮影者の関心領域と
して決定するステップ、 ｂ）前記関心領域の中心部の少なくとも１つの行の受光
要素に対応するスイッチ素子を駆動して列出力線へと信
号を取り出すステップ、 ｃ）既に検知された行の両側のうちの一方側に隣接する
少なくとも１つの行の受光要素に対応するスイッチ素子
を駆動して列出力線へと信号を取り出すステップ、 ｄ）既に検知された行の両側のうちの他方側に隣接する
少なくとも１つの行の受光要素に対応するスイッチ素子
を駆動して列出力線へと信号を取り出すステップ、 ｅ）既に検知された行を除いて、前記関心領域の行方向
の１組の対向する辺の行の受光要素に対応するスイッチ
素子が駆動されるまで、ステップｃ及びステップｄを交
互に繰り返すステップ、を含む光電変換装置の駆動方
法。 - 【請求項１５】 受光要素を行列形式で配列した光検出
器アレーであって各受光要素に対応して信号電荷蓄積部
と該信号電荷蓄積部からの信号取り出し経路中に介在す
るスイッチ部とを有してなる光検出器アレーを備えた画
像読取装置において、 光検出器アレー中の所望の行範囲及び所望の列範囲の受
光要素により形成される領域を撮影者の関心領域として
決定する関心領域決定手段と、該関心領域決定手段の出
力に基づいて前記光検出器アレーの駆動信号を生成する
駆動手段とを備えており、 該駆動手段は、前記光検出器アレーを前記関心領域の周
辺部の行から中心部の行に向かって順に前記スイッチ部
を駆動して前記信号電荷蓄積部の電荷をリセットし、露
光後に前記光検出器アレーを前記関心領域の中心部から
周辺部に向かって順に前記スイッチ部を駆動して前記信
号電荷蓄積部の信号電荷読出しを行うように、前記光検
出器アレーの駆動信号を生成する光電変換装置。 - 【請求項１６】 読取指令を検出する読取指令検出手段
と、該読取指令検出手段の出力に基づいて前記駆動手段
を制御する制御手段とを備え、該制御手段は前記読取指
令検出手段の出力に基づき前記リセット、該リセット終
了後の露光及び該露光後の前記信号電荷読出しを行うよ
うに前記駆動手段を制御する請求項１５に記載の光電変
換装置。 - 【請求項１７】 Ｘ線照射手段から照射されたＸ線を可
視光に変換する変換手段を有しており、該変換手段から
発せられる可視光を前記光検出器アレーにより検出する
様にしてなる請求項１５記載の光電変換装置。 - 【請求項１８】 前記駆動手段は、前記光検出器アレー
を前記関心領域の周辺部の行から中心部の行に向かって
順に前記スイッチ部を駆動して前記信号電荷蓄積部をリ
フレッシュするように、前記光検出器アレーの駆動信号
を生成する請求項１５に記載の光電変換装置。 - 【請求項１９】 基板上に２次元的に配列された複数の
光電変換素子を、Ｘ方向の駆動線を順次スキャンし、Ｙ
方向の信号線に信号電荷を転送し、順次信号を読み出す
光電変換装置において、 上記複数の光電変換素子の任意の駆動線のみを順次スキ
ャンするための手段を有する光電変換装置。 - 【請求項２０】 請求項１９記載の光電変換装置におい
て、残りの上記駆動線は前記任意の駆動線とは異なるタ
イミングで同時に駆動して信号電荷を転送する手段を有
する光電変換装置。 - 【請求項２１】 前記光電変換素子は、 第一の電極層、 第一の型のキャリア及び前記第一の型のキャリアとは正
負の異なる第二のキャリア双方のキャリアの通過を阻止
する第一の絶縁層、 非単結晶の光電変換半導体層、 第二の電極層、 及び前記第二の電極層と前記光電変換半導体層の間にあ
って前記光電変換半導体層に第一の型のキャリアの注入
を阻止する注入阻止層、を順に有する請求項１９記載の
光電変換装置。 - 【請求項２２】 前記光電変換素子において、 リフレッシュモードでは前記第一のキャリアを前記光電
変換半導体層から前記第二の電極層に導く方向に前記光
電変換素子の各層に電界を印加し、 光電変換モードでは前記光電変換半導体層に入射した光
により発生した前記第一の型のキャリアを前記光電変換
半導体層内に留まらせ前記第二の型のキャリアを前記第
二の電極層に導く方向に前記光電変換素子の各層に電界
を印加し、 前記光電変換モードにより前記光電変換半導体層に蓄積
される前記第一の型のキャリアもしくは前記第二の電極
層に導かれた第二の型のキャリアを光信号として検出す
るように、スイッチ素子を制御する制御部、電源部およ
び検出部を有する請求項１９に記載の光電変換装置。 - 【請求項２３】 前記スイッチ素子は、ゲート電極層、
第二の絶縁層、非単結晶の半導体層、前記半導体層のチ
ャネル領域となる部分を隔てた一対の第一および第二の
主電極層、および前記主電極層と前記半導体層との間に
オーミックコンタクト層を有する請求項２２記載の光電
変換装置。 - 【請求項２４】 前記光電変換素子と前記スイッチ素子
の前記第一の電極層と前記ゲート電極層、 前記第一の絶縁層と前記第二の絶縁層、 前記光電変換半導体層と前記半導体層、 前記第二の電極層と前記主電極層、 および前記注入阻止層と前記オーミックコンタクト層
が、 それぞれ共通の膜で構成された請求項２３記載の光電変
換装置。 - 【請求項２５】 前記光電変換半導体層および前記半導
体層の少なくとも一部が水素化アモルファスシリコンで
ある請求項１９に記載の光電変換装置。 - 【請求項２６】 上記複数の光電変換素子の全部の信号
を得る状態と、上記任意の部分の信号を得る状態とを、
切り替える手段を有する請求項１９に記載の光電変換装
置。 - 【請求項２７】 上記光電変換素子上に蛍光体を配置し
た請求項１９に記載の光電変換装置。
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