JPH10170658A - X-ray image pick-up device - Google Patents
X-ray image pick-up deviceInfo
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Landscapes
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、人体を透過したX
線像を画像化するX線撮像装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
The present invention relates to an X-ray imaging device that converts a line image into an image.
【0002】[0002]
【従来の技術】X線撮像装置において、X線を光に変換
するイメージ・インテンシファイア(I.I.)とテレ
ビジョン装置を組み合わせ、X線像を得る方式がある
(I.I.−TVシステム)。この方式は、イメージ・
インテンシファイアのX線入力面サイズが撮影可能サイ
ズとなり、大体16インチ視野程度のものまである。2. Description of the Related Art In an X-ray imaging apparatus, there is a method of obtaining an X-ray image by combining an image intensifier (II) for converting X-rays into light and a television apparatus (II-). TV system). This method uses an image
The size of the X-ray input surface of the intensifier is the size that can be imaged, and there are some with a field of view of about 16 inches.
【0003】光に変換されたX線像はイメージ・インテ
ンシファイア出力部で一度結像されるが、この出力像を
光学系を介して、テレビジョンカメラで撮像し、電気的
映像として出力する。この方式では、X線像をリアルタ
イムに観察できる。An X-ray image converted into light is once formed by an image intensifier output unit. This output image is picked up by a television camera via an optical system and output as an electric image. . In this method, an X-ray image can be observed in real time.
【0004】しかし、この方式では、解像度が悪く、フ
ィルム系と比較して、撮像系が大きい等の短所を持って
いた。However, this method has disadvantages such as poor resolution and a large imaging system as compared with a film system.
【0005】近年、高解像度特性を有し、I.I.−T
Vシステムの持つリアルタイム性を備える次世代X線撮
像装置として、薄膜トランジスタ(thin film transist
or、以下、TFTと称する。)をスイッチングゲートに
用いたX線平面検出器が考えられている。In recent years, it has a high resolution characteristic, I. -T
As a next-generation X-ray imaging device with the real-time characteristics of the V system, thin film transistor
or, hereinafter, referred to as TFT. An X-ray flat panel detector using ()) as a switching gate has been proposed.
【0006】このX線平面検出器は、平板上の検出面に
X線を直接電荷に変換する半導体層からなる画素部と、
電荷を蓄積するコンデンサからなる電荷蓄積部と、電荷
を読み出すため読み出しスイッチ(読み出しSWと称す
る。)とから構成される。This X-ray flat panel detector has a pixel portion comprising a semiconductor layer for directly converting X-rays into electric charges on a detection surface on a flat plate,
It is composed of a charge storage section composed of a capacitor for storing charges, and a read switch (referred to as a read SW) for reading the charges.
【0007】このX線平面検出器を有するX線撮像装置
は、従来のI.I.−TV装置と同様に画像の即時表示
性に優れ、電気的画像保管が容易である。更に、構造的
に薄型である。An X-ray imaging apparatus having this X-ray flat panel detector is a conventional I.D. I. -As in the case of a TV device, the image display is excellent in instant displayability, and electrical image storage is easy. Furthermore, it is structurally thin.
【0008】しかしながら、前記X線平面検出器におい
ては、各画素のX線入射量に比例して電荷が増加し、電
荷蓄積部には高電圧が印加されることがある。この印加
された電圧が、X線曝射中においては、読み出しSWの
入力側に印加されることになる。However, in the X-ray flat panel detector, the charge increases in proportion to the amount of X-ray incident on each pixel, and a high voltage may be applied to the charge storage unit. This applied voltage is applied to the input side of the readout SW during X-ray irradiation.
【0009】しかし、X線曝射中に前記印加された電圧
が一定電圧を越えると、読み出しSWが破壊する可能性
があった。However, if the applied voltage exceeds a certain voltage during X-ray irradiation, the read SW may be destroyed.
【0010】この状況は、特に、必要以上のX線が検出
器に曝射された場合に起こると考えられる。臨床上で
は、例えばX線管球から出たX線が被検体である人体を
透過せず、直接、検出器に入射する場合や、誤って長時
間のX線曝射を行なってしまった場合などに、電荷が増
加し、電荷蓄積部に高電圧が印加される。このため、読
み出しSWの入力側に印加された電圧が一定電圧を越え
るため、読み出しSWが破壊されるという問題があっ
た。[0010] This situation is considered to occur particularly when excessive X-rays are irradiated to the detector. Clinically, for example, when X-rays emitted from an X-ray tube do not pass through the human body as the subject and directly enter the detector, or when X-rays are erroneously exposed for a long time. For example, the charge increases, and a high voltage is applied to the charge storage unit. Therefore, there is a problem that the voltage applied to the input side of the read SW exceeds a certain voltage, and the read SW is destroyed.
【0011】そこで、本出願人はこの問題を解決し、平
成8年6月21日に未公知の特願平8−161977を
出願している。この特願平8−161977に記載され
たX線平面検出器は、電荷変換部、電荷蓄積部、読み出
しSWなどの電荷読出部、ツェナーダイオードまたはド
レイン・ゲート間を直結接続した薄膜トランジスタ(T
FT)などの掃き出し部を備えて構成される。Therefore, the present applicant has solved this problem and filed an unpublished Japanese Patent Application No. Hei 8-161977 on June 21, 1996. The X-ray flat panel detector described in Japanese Patent Application No. 8-161977 has a charge conversion unit, a charge storage unit, a charge reading unit such as a reading SW, a Zener diode, or a thin film transistor (T
FT) or the like.
【0012】電荷変換部は、検出面に配列された複数の
画素の各画素に対応して設けられ入射したX線を電荷に
変換する。電荷蓄積部は、各電荷変換部に対応して設け
られ前記電荷変換部により変換された電荷を蓄積する。The charge conversion unit converts the incident X-rays, which are provided corresponding to each of a plurality of pixels arranged on the detection surface, into charges. The charge storage unit is provided corresponding to each charge conversion unit and stores the charge converted by the charge conversion unit.
【0013】電荷読出部は、各電荷蓄積部に対応して設
けられ前記電荷蓄積部により蓄積された電荷を読み出
す。掃き出し部は、各電荷読出部に対応して設けられ、
電荷読出部の入力側に接続される。The charge reading section is provided corresponding to each charge storage section and reads out the charges stored by the charge storage section. The sweeping section is provided corresponding to each charge reading section,
Connected to the input side of the charge readout unit.
【0014】各掃き出し部は、印加される電圧が電荷読
出部を破壊する電圧未満の所定の電圧以上となった時に
電荷蓄積部に蓄積されている電荷を掃き出す。すなわ
ち、印加された電圧が電荷読出部を破壊する電位に達す
る前に、掃き出し部の電圧降伏特性を利用して、電荷を
掃き出すので、X線曝射中に電荷による高電圧が電荷読
出部に印加しうる場合であっても、電荷読出部が破壊し
なくなる。Each sweeping section sweeps out the electric charge accumulated in the electric charge accumulating section when the applied voltage becomes equal to or higher than a predetermined voltage lower than the voltage at which the electric charge reading section is destroyed. That is, before the applied voltage reaches the potential at which the charge readout portion is destroyed, the charges are swept out using the voltage breakdown characteristics of the sweeping portion, so that a high voltage due to the charges is applied to the charge readout portion during X-ray irradiation. Even when the voltage can be applied, the charge readout section is not broken.
【0015】ところで、前述したTFTの特性は、ゲー
ト・ソース間の電位差(Vgs)によって決定される。
ただし、ドレイン、ソースの構造的な違いはなく、ドレ
イン、ソースの2つの端子電圧のうち、電位の低いほう
が、物理的に意味のあるソースとなる。The characteristics of the above-described TFT are determined by the potential difference (Vgs) between the gate and the source.
However, there is no structural difference between the drain and the source, and a lower potential of the two terminal voltages of the drain and the source is a physically significant source.
【0016】この種のTFTを用いたダイオード模擬回
路及びその特性を図13に示す。図13(a)におい
て、TFT1のドレインDとゲートGとを接続し、ソー
スSをGND(大地)に接続すると、ドレインDの電圧
に応じて、TFT1を流れる電流が変化する。FIG. 13 shows a diode simulation circuit using this type of TFT and its characteristics. In FIG. 13A, when the drain D of the TFT 1 is connected to the gate G and the source S is connected to GND (ground), the current flowing through the TFT 1 changes according to the voltage of the drain D.
【0017】ドレイン電圧Vdが正である場合、ドレイ
ン電圧Vdがソース電圧Vsよりも大きいから、物理的
な意味でのソースは、ソースSの端子である。このとき
に、Vgs=Vg−Vs=Vd−Vs≧0であるので、
Vdが増加するに従って、Vgsも増加して、電流電圧
特性も変化する。図13(b)に示すように、Vgsが
しきい値電圧Vthを越えると、電流は急激に増加す
る。When the drain voltage Vd is positive, the source in the physical sense is the terminal of the source S because the drain voltage Vd is higher than the source voltage Vs. At this time, since Vgs = Vg−Vs = Vd−Vs ≧ 0,
As Vd increases, Vgs also increases, and the current-voltage characteristics also change. As shown in FIG. 13B, when Vgs exceeds the threshold voltage Vth, the current sharply increases.
【0018】一方、ドレイン電圧Vdが負である場合、
物理的な意味でのソースは、ソース電圧Vsがドレイン
電圧Vdよりも大きいから、ドレインDの端子である。
このときに、Vgs=Vg−Vd=0であり、Vdが減
少しても、Vgsは0である。このため、Vgsは変化
しないので、電流は殆ど変化しない。よって、この回路
は図13(b)に示すように、ダイオードのような特性
を示す。On the other hand, when the drain voltage Vd is negative,
The source in the physical sense is a terminal of the drain D because the source voltage Vs is higher than the drain voltage Vd.
At this time, Vgs = Vg−Vd = 0, and Vgs is 0 even if Vd decreases. For this reason, since Vgs does not change, the current hardly changes. Therefore, this circuit exhibits a diode-like characteristic as shown in FIG.
【0019】[0019]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、TFT
1のしきい値電圧Vthを製造上制御することは難し
く、しきい値電圧は、TFTのサイズなどにかかわら
ず、ある一定電圧領域に分布する任意のしきい値電圧に
設定することができなかった。SUMMARY OF THE INVENTION However, TFT
It is difficult to control the threshold voltage Vth of 1 in manufacturing, and the threshold voltage cannot be set to an arbitrary threshold voltage distributed in a certain voltage region regardless of the size of the TFT or the like. Was.
【0020】すなわち、しきい値電圧が正常動作領域電
圧(電荷読出部に画素信号として読み出される前記電荷
蓄積部の電荷による電圧の最大値;最大読出電圧ともい
う。)よりも低いと、正常動作領域電圧範囲内で電圧降
伏しまい、正確な画素信号を取り出せなくなる。このた
め、TFTを保護回路として用いる場合に、しきい値電
圧を正常動作領域電圧以上に設定する必要があった。That is, when the threshold voltage is lower than the normal operation region voltage (the maximum value of the voltage due to the charges in the charge storage section read out to the charge reading section as a pixel signal; also referred to as the maximum reading voltage), the normal operation is performed. A voltage breakdown occurs within the range of the region voltage, and it becomes impossible to extract an accurate pixel signal. Therefore, when the TFT is used as a protection circuit, it is necessary to set the threshold voltage to be equal to or higher than the normal operation area voltage.
【0021】また、TFT1の特性上、Vgs=0のと
きに、ドレインからソースに流れる電流値が最小値にな
るのではなくて、Vgs<0における所定の電圧のとき
に、電流値が最小値を持つ。Also, due to the characteristics of the TFT 1, the current value flowing from the drain to the source does not become the minimum value when Vgs = 0, but the current value becomes the minimum value when the predetermined voltage Vgs <0. have.
【0022】しかしながら、従来の方法にあっては、V
gs≧0の領域しか利用していない。このため、TFT
を保護回路として用いる場合、正常動作電圧領域におけ
るリーク電流は、最小値ではなく、画素信号を破壊する
ことになる。その結果、正確な画像を読み出せないこと
になるので、リーク電流を十分に小さくする必要があっ
た。However, in the conventional method, V
Only the area of gs ≧ 0 is used. For this reason, TFT
Is used as a protection circuit, the leak current in the normal operating voltage region is not the minimum value, but will destroy the pixel signal. As a result, an accurate image cannot be read out, and it is necessary to sufficiently reduce the leak current.
【0023】本発明の課題は、しきい値電圧を正常動作
領域電圧以上に設定すると共に、リーク電流を極力小さ
くすることのできる保護回路を有するX線撮像装置を提
供することにある。An object of the present invention is to provide an X-ray imaging apparatus having a protection circuit capable of setting a threshold voltage to be equal to or higher than a normal operation region voltage and minimizing a leak current.
【0024】[0024]
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために以下の手段を採用した。請求項1の発明
は、検出面に配列された複数の画素に対応して設けら
れ、入射したX線を電荷に変換する電荷変換手段と、前
記電荷変換手段に対応して設けられ、前記電荷変換手段
により変換された電荷を蓄積する電荷蓄積手段と、前記
電荷蓄積手段に蓄積された電荷を読み出す電荷読出手段
と、一端が前記電荷蓄積手段に接続され、印加される電
圧がしきい値電圧以上となった時に前記電荷蓄積手段に
蓄積されている電荷を掃き出す掃き出し手段とを備え、
前記掃き出し手段は、前記しきい値電圧を変更可能に構
成されたことを要旨とする。The present invention employs the following means in order to solve the above-mentioned problems. The invention according to claim 1, wherein the charge conversion means is provided corresponding to a plurality of pixels arranged on the detection surface and converts incident X-rays into charges, and the charge conversion means is provided corresponding to the charge conversion means. Charge storage means for storing the charge converted by the conversion means; charge read means for reading the charge stored in the charge storage means; one end connected to the charge storage means; And a sweeping means for sweeping out the charge accumulated in the charge accumulating means when the above is obtained,
The gist is that the sweeping means is configured to be capable of changing the threshold voltage.
【0025】この発明によれば、掃き出し手段は、印加
される電圧がしきい値電圧以上となった時に前記電荷蓄
積手段に蓄積されている電荷を掃き出すが、しきい値電
圧を変更するので、画素電圧とリーク電流の特性をシフ
トさせ、見掛け上のしきい値電圧を上げることができ、
さらに、動作領域でのリーク電流を減らすことができ
る。According to the present invention, the sweeping means sweeps out the charge stored in the charge storage means when the applied voltage becomes equal to or higher than the threshold voltage, but changes the threshold voltage. By shifting the characteristics of the pixel voltage and the leak current, the apparent threshold voltage can be increased,
Further, leakage current in the operation region can be reduced.
【0026】請求項2において、前記掃き出し手段は、
少なくとも1つの電界効果トランジスタを備え、前記電
界効果トランジスタのドレイン又はソースの一方が前記
電荷蓄積手段の出力端に接続され、前記電界効果トラン
ジスタのドレイン又はソースの他方が定電圧源に接続さ
れることを要旨とする。[0026] In claim 2, the sweeping means includes:
At least one field effect transistor, one of a drain and a source of the field effect transistor is connected to an output terminal of the charge storage means, and the other of a drain and a source of the field effect transistor is connected to a constant voltage source. Is the gist.
【0027】請求項3の発明において、前記掃き出し手
段は、前記定電圧源の電圧を変えることにより前記しき
い値電圧を変更可能に構成されたものであることを要旨
とする。請求項4の発明において、前記電界効果トラン
ジスタのゲートが、前記電荷蓄積手段に接続されている
ことを要旨とする。According to a third aspect of the present invention, the sweeping means is configured so that the threshold voltage can be changed by changing the voltage of the constant voltage source. The gist of the present invention is that the gate of the field effect transistor is connected to the charge storage means.
【0028】請求項5の発明において、前記電界効果ト
ランジスタのゲートは、所定の電位差を生ずる電位差発
生手段を介して前記電荷蓄積手段に接続され、前記電位
差発生手段で生ずる電位差を変えることにより前記しき
い値電圧を変更可能に構成されたことを要旨とする。In the fifth aspect of the present invention, the gate of the field effect transistor is connected to the charge storage means via a potential difference generating means for generating a predetermined potential difference, and the gate is changed by changing the potential difference generated by the potential difference generating means. The gist is that the threshold voltage can be changed.
【0029】この発明によれば、電界効果トランジスタ
のゲートと前記電荷蓄積手段との間に所定の電位差を生
ずる電位差発生手段を挿入し、この電位差発生手段で生
ずる電位差を変えることにより前記しきい値電圧を変更
するので、見掛け上のしきい値電圧を上げることがで
き、さらに、リーク電流を減らすことができる。According to the present invention, the potential difference generating means for generating a predetermined potential difference is inserted between the gate of the field-effect transistor and the charge storage means, and the potential difference generated by the potential difference generating means is changed to change the threshold value. Since the voltage is changed, the apparent threshold voltage can be increased, and the leak current can be reduced.
【0030】請求項6の発明は、前記掃き出し手段に流
れるリーク電流の補正データを記憶する記憶手段と、前
記電荷蓄積手段から読み出された画像データを前記補正
データに基づいて補正する補正手段とを備えることを要
旨とする。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a storage means for storing correction data of a leak current flowing through the sweeping means, and a correction means for correcting image data read from the charge storage means based on the correction data. The gist is to provide.
【0031】この発明によれば、掃き出し手段に流れる
リーク電流の補正データを記憶手段に記憶し、補正手段
が、前記電荷蓄積手段から読み出された画像データを前
記補正データに基づいて補正するので、リーク電流が補
正された画像データが得られる。According to this invention, the correction data of the leak current flowing through the sweeping means is stored in the storage means, and the correction means corrects the image data read from the charge storage means based on the correction data. Thus, image data in which the leakage current has been corrected can be obtained.
【0032】従って、正常動作領域でのリーク電流も必
要に応じて電界効果トランジスタの持つ限界まで低減で
き、画素信号の劣化を防ぐことができる。Accordingly, the leak current in the normal operation region can be reduced to the limit of the field effect transistor as required, and the deterioration of the pixel signal can be prevented.
【0033】請求項7の発明において、前記補正データ
は、X線が入射しない時に前記電荷読出手段を介して読
み出された信号に基づいて求められたものであることを
要旨とする。According to a seventh aspect of the invention, the gist is that the correction data is obtained based on a signal read through the charge reading means when no X-rays are incident.
【0034】請求項8の発明は、検出面に配列された複
数の画素に対応して設けられ、入射したX線を電荷に変
換する複数の電荷変換手段と、前記電荷変換手段に対応
して設けられ、前記電荷変換手段により変換された電荷
を蓄積する電荷蓄積手段と、前記電荷蓄積手段に蓄積さ
れた電荷を読み出す電荷読出手段と、一端が前記電荷蓄
積手段の出力端に接続された電界効果トランジスタを備
え、前記電荷蓄積手段の出力端の電圧が所定の電圧以上
となった時に前記電荷蓄積手段に蓄積されている電荷を
掃き出す掃き出し手段とを備えることを要旨とする。According to the present invention, a plurality of charge conversion means are provided corresponding to a plurality of pixels arranged on the detection surface and convert incident X-rays into charges, and a plurality of charge conversion means correspond to the charge conversion means. A charge storage means for storing the charge converted by the charge conversion means; a charge reading means for reading the charge stored in the charge storage means; and an electric field having one end connected to an output terminal of the charge storage means. An effect transistor is provided, and a sweeping means for sweeping out the charge stored in the charge storage means when a voltage at an output terminal of the charge storage means becomes equal to or higher than a predetermined voltage.
【0035】この発明によれば、電荷変換手段は、入射
したX線を電荷に変換し、電荷蓄積手段は前記電荷変換
手段により変換された電荷を蓄積し、電荷読出手段は電
荷蓄積手段に蓄積された電荷を読み出し、電界効果トラ
ンジスタは、前記電荷蓄積手段の出力端の電圧が所定の
電圧以上となった時に前記電荷蓄積手段に蓄積されてい
る電荷を掃き出すので、電荷蓄積手段からの所定の電圧
未満の画素信号を正確に取り出すことができる。According to the present invention, the charge converting means converts the incident X-rays into charges, the charge storing means stores the charges converted by the charge converting means, and the charge reading means stores the charges in the charge storing means. The read out charge is read out, and the field effect transistor sweeps out the charge stored in the charge storage means when the voltage at the output terminal of the charge storage means becomes equal to or higher than a predetermined voltage. A pixel signal having a voltage lower than the voltage can be accurately extracted.
【0036】[0036]
【発明の実施の形態】以下、本発明のX線撮像装置のい
くつかの実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Some embodiments of the X-ray imaging apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0037】<実施の形態1>まず、本発明のX線撮像
装置の実施の形態1を説明する。<First Embodiment> First, the first embodiment of the X-ray imaging apparatus of the present invention will be described.
【0038】(実施例1)図1に実施の形態1における
X線撮像装置の実施例1の構成図を示す。図1に示す実
施例1のX線撮像装置は、画素電荷転送型の撮像装置で
あり、X線平面検出器2、垂直シフトレジスタ15、読
み出しアンプ18、マルチプレクサ19を備える。(Example 1) FIG. 1 shows a configuration diagram of Example 1 of the X-ray imaging apparatus according to Embodiment 1. The X-ray imaging apparatus according to the first embodiment illustrated in FIG. 1 is a pixel charge transfer type imaging apparatus, and includes an X-ray flat panel detector 2, a vertical shift register 15, a read amplifier 18, and a multiplexer 19.
【0039】X線平面検出器2の平面上の検出面には複
数の画素が2次元状に配列されている。各画素は、電荷
変換手段としての光電変換部5、電荷蓄積手段としての
電荷蓄積部6、掃き出し手段としての保護用TFT7、
電荷読出手段としてのTFT14を備える。各々のTF
Tは、薄膜トランジスタであり、電界効果トランジスタ
からなる。A plurality of pixels are two-dimensionally arranged on a detection surface on the plane of the X-ray flat panel detector 2. Each pixel includes a photoelectric conversion unit 5 as a charge conversion unit, a charge storage unit 6 as a charge storage unit, a protection TFT 7 as a sweeping unit,
A TFT 14 is provided as charge reading means. Each TF
T is a thin film transistor, which is composed of a field effect transistor.
【0040】光電変換部5は、入射光又は入射X線を電
荷に変換するもので、入射光又は入射X線に応じた電荷
を発生させる。光電変換部5は、電気的等価回路として
は、図1に示すようにコンデンサで表される。蓄積容量
部6は光電変換部5で発生した電荷を蓄積するもので、
電気的等価回路としては、図1に示すようにコンデンサ
で表される。The photoelectric converter 5 converts incident light or incident X-rays into electric charges, and generates electric charges corresponding to the incident light or incident X-rays. The photoelectric conversion unit 5 is represented by a capacitor as shown in FIG. 1 as an electrical equivalent circuit. The storage capacitor unit 6 stores the charge generated in the photoelectric conversion unit 5,
The electrical equivalent circuit is represented by a capacitor as shown in FIG.
【0041】光電変換部5は、例えば、X線を直接に電
荷に変換するセレンなどであるが、セレンに限定される
ものではない。このセレンを使用する際に、セレン膜の
両端に数KVの電圧を印加する必要があり、強いX線が
照射された場合などには、蓄積容量部6にも数KV印加
される可能性がある。The photoelectric conversion unit 5 is, for example, selenium which directly converts X-rays into electric charges, but is not limited to selenium. When using this selenium, it is necessary to apply a voltage of several KV to both ends of the selenium film. In the case where strong X-rays are applied, for example, several KV may be applied to the storage capacitor 6. is there.
【0042】電荷蓄積部6には転送用TFT14が接続
される。転送用TFT14は、電荷蓄積部6により蓄積
された電荷を読み出し信号線17を介して読み出しアン
プ18に読み出す読み出しSWである。The transfer TFT 14 is connected to the charge storage section 6. The transfer TFT 14 is a readout SW that reads out the charge accumulated by the charge accumulation unit 6 to the readout amplifier 18 via the readout signal line 17.
【0043】転送用TFT14は、X線曝射終了後に、
垂直シフトレジスタ15から垂直選択線16を介するゲ
ート制御信号がゲートGに入力されることによりドレイ
ンD・ソースS間がオンしてスイッチとして動作する。
X線曝射終了後、各画素に蓄積されたX線像情報を有す
る電荷は、転送用TFT14を介して外部の読み出しア
ンプ18に読み出される。After the end of the X-ray exposure, the transfer TFT 14
When a gate control signal is input to the gate G from the vertical shift register 15 via the vertical selection line 16, the drain D and the source S are turned on and operate as a switch.
After the end of the X-ray exposure, the electric charge having the X-ray image information accumulated in each pixel is read out to an external readout amplifier 18 via the transfer TFT 14.
【0044】各垂直選択線16は、自己の垂直選択線に
対応する行の3つの転送用TFT14のゲートGに接続
される。各読み出しアンプ18は、自己の読み出しアン
プに対応する列の3つの転送用TFT14のドレインD
に接続され、対応する列の3つの転送用TFT14の電
荷を読み出してマルチプレクサ19に出力する。Each vertical selection line 16 is connected to the gates G of the three transfer TFTs 14 in the row corresponding to its own vertical selection line. Each read amplifier 18 has a drain D of three transfer TFTs 14 in a column corresponding to its own read amplifier.
, And reads out the charges of the three transfer TFTs 14 in the corresponding column and outputs the charges to the multiplexer 19.
【0045】なお、読み出しアンプ18の反転入力端子
と出力端子との間にコンデンサ18bを接続した積分型
のアンプとした。マルチプレクサ19は、各読み出しア
ンプ18からのパラレル出力をシリアル出力に変換し、
図示しないアナログ/ディジタル(A/D)変換器に送
る。It is to be noted that an integration type amplifier in which a capacitor 18b is connected between the inverting input terminal and the output terminal of the read amplifier 18 is used. The multiplexer 19 converts a parallel output from each read amplifier 18 into a serial output,
The signal is sent to an analog / digital (A / D) converter (not shown).
【0046】各保護用TFT7は、蓄積容量部6で蓄積
された電荷による信号電圧が異常に上昇しないようにす
るための保護回路を構成し、ドレイン・ゲート間が直結
接続(短絡)され、ドレイン・ソースの一端を各画素の
蓄積容量部6の電圧変動する端子(光電変換部5と蓄積
容量部6との中点)に接続し、保護用TFTの他端の固
定電位端子10には所定の正の固定電位が設定されてい
る。Each protection TFT 7 constitutes a protection circuit for preventing the signal voltage due to the electric charge accumulated in the accumulation capacitance section 6 from abnormally increasing. The protection TFT 7 is directly connected (short-circuited) between the drain and the gate. One end of the source is connected to a voltage-changing terminal (the midpoint between the photoelectric conversion unit 5 and the storage capacitor unit 6) of the storage capacitor unit 6 of each pixel, and a predetermined potential is connected to the fixed potential terminal 10 at the other end of the protection TFT. Is set to a positive fixed potential.
【0047】図1に示す例では、各保護用TFT7は、
転送用TFT14の入力側であるソースSに一端である
ドレインDが接続され、かつ、ドレイン・ゲート間が直
結接続(短絡)され、ソースS側の固定電位端子10に
は正の固定電位としてs[V]が設定されている。In the example shown in FIG. 1, each protection TFT 7 is
The drain D, which is one end, is connected to the source S, which is the input side of the transfer TFT 14, and the drain and gate are directly connected (short-circuited). The fixed potential terminal 10 on the source S side has a positive fixed potential s. [V] is set.
【0048】各々の保護用TFT7は、非線形な抵抗作
用を持つ素子であり、転送用TFT14を破壊する電圧
未満の所定のしきい値以上の電圧が印加されると、急激
な電流が流れて、電荷蓄積部6から転送用TFT14の
ソースSに供給された電荷を掃き出す。Each of the protection TFTs 7 is an element having a non-linear resistance action, and when a voltage higher than a predetermined threshold value lower than a voltage at which the transfer TFT 14 is destroyed is applied, a sharp current flows, The charge supplied from the charge storage unit 6 to the source S of the transfer TFT 14 is swept out.
【0049】次に、本発明のX線撮像装置の実施の形態
1の動作を説明する。この検出器では、X線曝射中にお
いては、印加電圧は、光電変換部5の容量と電荷蓄積部
6の容量とに配分される。そして、X線曝射終了後に
は、各蓄積容量部6に蓄積されたX線像情報を有する電
荷は、転送用TFT14を介して読み出しアンプ18に
読み出される。Next, the operation of the X-ray imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described. In this detector, the applied voltage is distributed to the capacity of the photoelectric conversion unit 5 and the capacity of the charge storage unit 6 during X-ray irradiation. After the end of the X-ray exposure, the electric charge having the X-ray image information stored in each storage capacitor unit 6 is read out to the readout amplifier 18 via the transfer TFT 14.
【0050】ここで、保護用TFT7のしきい値電圧
が、転送用TFT14の破壊電圧より低く設定されてい
るので、その破壊電圧以上の電位が蓄積容量部6に発生
しても、全て保護用TFT7を介して電流が流れていく
ことになる。その結果、読み出しSWである転送用TF
T14は破壊されなくなる。Here, since the threshold voltage of the protection TFT 7 is set lower than the breakdown voltage of the transfer TFT 14, even if a potential higher than the breakdown voltage is generated in the storage capacitor 6, the protection TFT 7 is completely protected. A current flows through the TFT 7. As a result, the transfer TF which is the read SW
T14 is no longer destroyed.
【0051】ここで、保護用TFT7のゲートGとドレ
インDとを短絡させ、ソースSをGNDに接続した場合
には、ドレイン電圧(画素電圧)と電流とは、図2に示
すような電流特性曲線C1となる。前記しきい値電圧
(降伏電圧)は、電流が急激に流れ出す電圧であり、保
護用TFT7のサイズなどにかかわらず、ほぼ一定の電
圧となる。Here, when the gate G and the drain D of the protection TFT 7 are short-circuited and the source S is connected to GND, the drain voltage (pixel voltage) and the current have current characteristics as shown in FIG. The curve C1 results. The threshold voltage (breakdown voltage) is a voltage at which a current rapidly flows, and is a substantially constant voltage regardless of the size of the protection TFT 7 or the like.
【0052】今、画素信号として、図2に示す画素電圧
の内の0〜x[V]を正常動作領域電圧(x[V]を最
大読出電圧という。)として利用し、正常動作領域電圧
x[V]以上の信号を必要としないとき、保護回路であ
るTFT7のしきい値電圧y[V]は、x[V]よりも
大きくなる必要があった。Now, as pixel signals, 0 to x [V] of the pixel voltages shown in FIG. 2 are used as normal operation region voltages (x [V] is referred to as a maximum read voltage), and normal operation region voltages x When a signal of [V] or more is not required, the threshold voltage y [V] of the TFT 7 serving as the protection circuit needs to be higher than x [V].
【0053】しかし、保護回路であるTFT7のソース
SをGNDに接続したときには、そのときのしきい値電
圧は、図2の電流特性曲線C1に示すように、z[V]
であり、このz[V]がx[V]よりも小さいことが多
い。However, when the source S of the TFT 7 serving as the protection circuit is connected to GND, the threshold voltage at that time becomes z [V] as shown by the current characteristic curve C1 in FIG.
And z [V] is often smaller than x [V].
【0054】そこで、実施の形態1では、保護用TFT
7のソースSの固定電位端子10には定電圧源(図示せ
ず)により正の固定電位としてs[V]が設定されてい
る。これにより、画素電圧と電流とは、図2に示すよう
な電流特性曲線C2となり、見掛けのしきい値電圧は、
y=z+s[V]となる。Therefore, in the first embodiment, the protective TFT
The fixed potential terminal 10 of the source S 7 is set to s [V] as a positive fixed potential by a constant voltage source (not shown). As a result, the pixel voltage and the current become a current characteristic curve C2 as shown in FIG. 2, and the apparent threshold voltage becomes
y = z + s [V].
【0055】つまり、s>x−zとなるように、定電圧
源の電圧を変えることにより、保護用TFT7のソース
側の電圧を設定して、しきい値電圧を変更する。そし
て、蓄積容量部6に印加される電圧が正常動作領域電圧
x[V]以上になったときに、保護回路であるTFT7
をオン動作させることができる。That is, by changing the voltage of the constant voltage source so that s> x−z, the voltage on the source side of the protection TFT 7 is set, and the threshold voltage is changed. When the voltage applied to the storage capacitor section 6 becomes equal to or higher than the normal operation area voltage x [V], the TFT 7 serving as a protection circuit
Can be turned on.
【0056】すなわち、保護用TFT7は正常動作領域
電圧x[V]以内で電圧降伏しないから、正確な画素信
号が取り出せる。That is, since the protective TFT 7 does not cause a voltage breakdown within the normal operation area voltage x [V], an accurate pixel signal can be obtained.
【0057】また、見掛けのしきい値電圧yを大きくす
ると同時に、図2からもわかるように、正常動作領域で
のリーク電流も、Vgs=数V程度の時の電流から、V
gs=0の時の電流に減少させることができる。At the same time as increasing the apparent threshold voltage y, as can be seen from FIG. 2, the leakage current in the normal operation region is also reduced from the current when Vgs = several volts by V
It can be reduced to the current when gs = 0.
【0058】なお、蓄積容量部6の電圧が異常に降下す
る場合には、保護用TFT7のドレイン・ソースの接続
を逆にする必要がある。When the voltage of the storage capacitor 6 drops abnormally, it is necessary to reverse the connection between the drain and the source of the protection TFT 7.
【0059】このように、保護用TFT7のソース側の
電圧を大きくすることで、画素電圧とリーク電流の特性
をシフトさせ、見掛け上のしきい値電圧を上げることが
でき、さらに、動作領域でのリーク電流を低減させるこ
とができる。As described above, by increasing the voltage on the source side of the protection TFT 7, the characteristics of the pixel voltage and the leakage current can be shifted, and the apparent threshold voltage can be increased. Can be reduced.
【0060】従って、画素信号として必要な信号はより
正確に読取りでき、画素信号がTFT7の耐圧以上に異
常上昇しなくなり、TFTの破壊も避けられる。Therefore, a signal required as a pixel signal can be read more accurately, the pixel signal does not abnormally rise above the withstand voltage of the TFT 7, and the TFT is prevented from being destroyed.
【0061】(実施例2)図3に実施の形態1における
X線撮像装置の実施例2の構成図を示す。図3に示す実
施例2のX線撮像装置は、画素信号増幅型の撮像装置で
あり、X線平面検出器3、垂直シフトレジスタ15、マ
ルチプレクサ19を備える。(Embodiment 2) FIG. 3 shows a configuration diagram of Embodiment 2 of the X-ray imaging apparatus according to Embodiment 1. The X-ray imaging apparatus according to the second embodiment illustrated in FIG. 3 is an imaging apparatus of a pixel signal amplification type, and includes an X-ray flat panel detector 3, a vertical shift register 15, and a multiplexer 19.
【0062】X線平面検出器3の平面上の各画素は、光
電変換部5、電荷蓄積部6、保護用TFT7、増幅用T
FT22、垂直選択用TFT23、リセット用TFT2
4を備える。Each pixel on the plane of the X-ray flat panel detector 3 includes a photoelectric conversion unit 5, a charge storage unit 6, a protection TFT 7, and an amplification T
FT22, vertical selection TFT23, reset TFT2
4 is provided.
【0063】各保護用TFT7は、蓄積容量部6で蓄積
された電荷による信号電圧が異常に上昇しないようにす
るための保護回路を構成し、ドレイン・ゲート間が直結
接続(短絡)され、ドレイン・ソースの一端を各画素の
蓄積容量部6の電圧変動する端子に接続し、保護用TF
T7のソースの固定電位端子10には定電圧源により固
定電位としてs[V]が設定されている。Each protection TFT 7 constitutes a protection circuit for preventing the signal voltage due to the electric charge accumulated in the accumulation capacitor section 6 from abnormally increasing. The protection TFT 7 is directly connected (short-circuited) between the drain and the gate, and the drain is connected to the drain. One end of the source is connected to a voltage-variable terminal of the storage capacitor 6 of each pixel, and a protective TF is connected.
S [V] is set as a fixed potential at a fixed potential terminal 10 of the source of T7 by a constant voltage source.
【0064】電荷蓄積部6の一端には電荷蓄積部6に蓄
積された蓄積電荷を増幅する増幅用TFT22のゲート
Gが接続され、増幅用TFT22のソースSには蓄積電
荷を読み出すための読み出し信号線17が接続され、増
幅用TFT22のドレインDには垂直選択用TFT23
のソースSが接続される。One end of the charge storage section 6 is connected to the gate G of the amplifying TFT 22 for amplifying the charge stored in the charge storage section 6, and the source S of the amplifying TFT 22 has a read signal for reading the stored charge. The line 17 is connected, and the vertical selection TFT 23 is connected to the drain D of the amplification TFT 22.
Are connected.
【0065】負荷用TFT25のゲートGにはゲート線
26が接続され、負荷用TFT25のソースSにはソー
ス線27が接続され、負荷用TFT25のドレインDに
は読み出し信号線17が接続される。各負荷用TFT2
5は、3ライン(3行)に対応する3つの増幅用TFT
22のソースSに接続される。負荷用TFT25のVg
sと増幅用TFT22のVgsとは同一値であり、負荷
用TFT25から増幅用TFT22に電流が流れるよう
になっている。The gate G of the load TFT 25 is connected to the gate line 26, the source S of the load TFT 25 is connected to the source line 27, and the drain D of the load TFT 25 is connected to the read signal line 17. TFT2 for each load
5 is three amplifying TFTs corresponding to three lines (three rows)
22 are connected to the source S. Vg of load TFT25
s and Vgs of the amplifying TFT 22 have the same value, and a current flows from the load TFT 25 to the amplifying TFT 22.
【0066】各行毎の3つの垂直選択用TFT23のゲ
ートGには垂直シフトレジスタ15からの垂直選択線1
6が接続される。垂直選択用TFT23は、X線曝射終
了後に、垂直シフトレジスタ15からゲート制御信号が
ゲートGに入力されることによりドレインD・ソースS
間がオンしてスイッチとして動作し、負荷用TFT25
から増幅用TFT22に電流を流す。The gate G of the three vertical selection TFTs 23 for each row is connected to the vertical selection line 1 from the vertical shift register 15.
6 is connected. After the X-ray irradiation is completed, the vertical control TFT 23 receives the gate control signal from the vertical shift register 15 to the gate G, and thereby the drain D / source S
The switch turns on and operates as a switch, and the load TFT 25
A current is supplied to the TFT 22 for amplification.
【0067】1ラインの3つの垂直選択用TFT23が
オンすると、1ラインの3つの増幅用TFT22の各々
は、TFT7の電荷を読み出して読み出し信号線17を
介してマルチプレクサ19に出力する。When the three vertical selection TFTs 23 in one line are turned on, each of the three amplification TFTs 22 in one line reads the charge of the TFT 7 and outputs it to the multiplexer 19 via the read signal line 17.
【0068】リセット用TFT24のゲートGには垂直
シフトレジスタ15からのリセット線21が接続され、
リセット用TFT24のソースSには保護用TFT7の
ドレインDが接続され、リセット用TFT24のドレイ
ンDにはリセット線28が接続される。各リセット用T
FT24は、1行毎に保護用TFT7の電荷をリセット
する。A reset line 21 from the vertical shift register 15 is connected to the gate G of the reset TFT 24,
The drain S of the protection TFT 7 is connected to the source S of the reset TFT 24, and the reset line 28 is connected to the drain D of the reset TFT 24. T for each reset
The FT 24 resets the charge of the protection TFT 7 for each row.
【0069】マルチプレクサ19は、1行毎の3つの増
幅用TFT22からのパラレル出力をシリアル出力に変
換し、図示しないアナログ/ディジタル(A/D)変換
器に送る。The multiplexer 19 converts the parallel output from the three amplifying TFTs 22 for each row into a serial output, and sends it to an analog / digital (A / D) converter (not shown).
【0070】以上のように構成された実施例2のX線撮
像装置によれば、保護用TFT7のソースSの固定電位
端子10には定電圧源により正の固定電位としてs
[V]が設定されている。これにより、画素電圧と電流
とは、図2に示すような電流特性曲線C2となり、見掛
けのしきい値電圧は、y=z+s[V]となる。According to the X-ray imaging apparatus of Embodiment 2 configured as described above, the fixed potential terminal 10 of the source S of the protection TFT 7 is set to s as a positive fixed potential by a constant voltage source.
[V] is set. As a result, the pixel voltage and the current become a current characteristic curve C2 as shown in FIG. 2, and the apparent threshold voltage becomes y = z + s [V].
【0071】つまり、s>x−zとなるように、定電圧
源の電圧を変えることにより、保護用TFT7のソース
側の電圧を設定して、しきい値電圧を変更する。そし
て、蓄積容量部6に印加される電圧が正常動作領域電圧
x[V]以上になったときに、保護回路であるTFT7
をオン動作させることができる。That is, by changing the voltage of the constant voltage source so that s> x−z, the voltage on the source side of the protection TFT 7 is set, and the threshold voltage is changed. When the voltage applied to the storage capacitor section 6 becomes equal to or higher than the normal operation area voltage x [V], the TFT 7 serving as a protection circuit
Can be turned on.
【0072】すなわち、保護用TFT7は正常動作領域
電圧x[V]以内で電圧降伏しないから、正確な画素信
号が取り出せる。That is, since the protective TFT 7 does not cause a voltage breakdown within the normal operation area voltage x [V], an accurate pixel signal can be extracted.
【0073】また、見掛けのしきい値電圧yを大きくす
ると同時に、図2からもわかるように、正常動作領域で
のリーク電流も、Vgs=数V程度の時の電流から、V
gs=0の時の電流に減少させることができる。At the same time as increasing the apparent threshold voltage y, as can be seen from FIG. 2, the leakage current in the normal operation region is also reduced from the current when Vgs = several volts by V
It can be reduced to the current when gs = 0.
【0074】なお、蓄積容量部6の電圧が異常に降下す
る場合には、保護用TFT7のドレイン・ソースの接続
を逆にする必要がある。また、信号読み出し方法とし
て、図1に示す画素電荷転送型の撮像装置、図3に示す
画素信号増幅型の撮像装置を説明したが、本発明はこれ
らの装置に限定されるものではない。If the voltage of the storage capacitor 6 drops abnormally, it is necessary to reverse the connection between the drain and source of the protection TFT 7. Further, as the signal readout method, the pixel charge transfer type imaging device shown in FIG. 1 and the pixel signal amplification type imaging device shown in FIG. 3 have been described, but the present invention is not limited to these devices.
【0075】さらに、実施の形態1では、保護用TFT
7のドレインとゲートとを短絡したが、例えば、保護用
TFT7の代わりに、ツェナーダイオードを用いてもよ
い。この場合、ツェナーダイオードのアノードを蓄積容
量部6の電圧変動する端子に接続し、カソードには固定
電位としてs[V]を設定すれば、実施の形態1の効果
と同様な効果が得られる。Further, in the first embodiment, the protective TFT
Although the drain and gate of 7 are short-circuited, for example, a Zener diode may be used instead of the protection TFT 7. In this case, if the anode of the Zener diode is connected to the voltage-changing terminal of the storage capacitor unit 6 and the cathode is set to s [V] as a fixed potential, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
【0076】<実施の形態2>次に、本発明のX線撮像
装置の実施の形態2を説明する。図4に実施の形態2の
保護回路の構成図を示す。図4に示す保護回路13a
は、各画素毎に設けられ、蓄積容量部6の信号電圧が異
常に上昇しないようにするための複数個の保護用TFT
7−1,7−nから構成される。<Second Embodiment> Next, a second embodiment of the X-ray imaging apparatus of the present invention will be described. FIG. 4 shows a configuration diagram of the protection circuit according to the second embodiment. The protection circuit 13a shown in FIG.
Are provided for each pixel, and a plurality of protective TFTs for preventing the signal voltage of the storage capacitor 6 from abnormally increasing.
7-1 and 7-n.
【0077】複数個の保護用TFT7−1,7−nの各
々は、ドレインDとゲートGとが短絡され、直列に接続
されている。保護用TFT7−1の一端であるドレイン
Dを、蓄積容量部6の電圧変動する端子に接続し、保護
用TFT7−nの他端であるソースSを固定電位として
s[V]に設定している。光電変換部5の構成は、実施
の形態1に示すものと同じである。In each of the plurality of protection TFTs 7-1 and 7-n, the drain D and the gate G are short-circuited and connected in series. The drain D, which is one end of the protection TFT 7-1, is connected to the voltage-changing terminal of the storage capacitor 6, and the source S, which is the other end of the protection TFT 7-n, is set to s [V] as a fixed potential. I have. The configuration of the photoelectric conversion unit 5 is the same as that shown in the first embodiment.
【0078】なお、実施の形態2のその他の構成は、実
施の形態1の構成と同一であるので、その詳細な説明は
省略する。The other configuration of the second embodiment is the same as the configuration of the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.
【0079】また、信号読み出し方法としては、図1に
示す実施例1の画素電荷転送型のX線撮像装置、あるい
は、図3に示す実施例2の画素信号増幅型のX線撮像装
置であってもよく、本発明は、これらのX線撮像装置に
限定されるものではない。The signal readout method may be the pixel charge transfer type X-ray imaging device of the first embodiment shown in FIG. 1 or the pixel signal amplification type X-ray imaging device of the second embodiment shown in FIG. Alternatively, the present invention is not limited to these X-ray imaging devices.
【0080】次に、このように構成されたX線撮像装置
において、実施の形態2の要旨である複数個の保護用T
FT7−1,7−nの動作を説明する。Next, in the X-ray imaging apparatus thus configured, a plurality of protective T
The operation of the FTs 7-1 and 7-n will be described.
【0081】まず、保護用TFT7のゲートGとドレイ
ンDを短絡させ、ソースSをGNDに接続すると、ドレ
イン電圧と電流とは、図5に示すような電流特性曲線C
1となる(図2の電流特性曲線C1と同じ特性)。ま
た、1個の保護用TFT7のソースSをGNDに接続し
た場合のしきい値電圧はz[V]であり、z[V]がx
[V]よりも小さいことが多い。First, when the gate G and the drain D of the protection TFT 7 are short-circuited and the source S is connected to GND, the drain voltage and the current become current characteristic curves C as shown in FIG.
1 (the same characteristic as the current characteristic curve C1 in FIG. 2). When the source S of one protection TFT 7 is connected to GND, the threshold voltage is z [V], and z [V] is x
Often smaller than [V].
【0082】そこで、ゲートGとドレインDとを短絡し
た保護用TFT7を、直列にn個接続した複数個の保護
用TFT7−1,7−nとすると、そのときのしきい値
電圧は、保護用TFT7が1個である場合のしきい値電
圧の約n倍になる。すなわち、ドレイン電圧と電流と
は、図5に示すような電流特性曲線C3となり、見掛け
のしきい値電圧は、y=nz[V]となる。If the protection TFTs 7 in which the gate G and the drain D are short-circuited are a plurality of protection TFTs 7-1 and 7-n connected in series, the threshold voltage at that time is as follows. It is about n times the threshold voltage when there is one TFT 7 for use. That is, the drain voltage and the current become a current characteristic curve C3 as shown in FIG. 5, and the apparent threshold voltage becomes y = nz [V].
【0083】そこで、n>x/zとなるように、直列に
接続すべき保護用TFT7の個数を設定すると、蓄積容
量部6に印加される電圧が正常動作領域電圧x[V]以
上になったときに、保護用TFT7−1〜7−nをオン
動作させることができる。Therefore, when the number of protection TFTs 7 to be connected in series is set so that n> x / z, the voltage applied to the storage capacitor 6 becomes equal to or higher than the normal operation region voltage x [V]. Then, the protection TFTs 7-1 to 7-n can be turned on.
【0084】すなわち、保護用TFT7−1〜7−nは
正常動作領域電圧x[V]以内で電圧降伏しないから、
正確な画素信号が取り出せる。That is, since the protective TFTs 7-1 to 7-n do not break down within the normal operation area voltage x [V],
An accurate pixel signal can be extracted.
【0085】なお、蓄積容量部6の電圧が異常に降下す
る場合には、保護用TFT7−1,7−nのドレイン・
ソースの接続を逆にする必要がある。When the voltage of the storage capacitor unit 6 drops abnormally, the drain TFTs of the protection TFTs 7-1 and 7-n are not connected.
The source connection needs to be reversed.
【0086】このように、保護用TFT7を複数個接続
することにより、しきい値電圧を上げることができる。As described above, the threshold voltage can be increased by connecting a plurality of the protection TFTs 7.
【0087】また、実施の形態1では、保護用TFT7
のドレインとゲートとを短絡したが、例えば、直列に接
続された複数個の保護用TFT7の代わりに、直列に接
続された複数個のツェナーダイオードを用いてもよい。
この場合、最初のツェナーダイオードのアノードを蓄積
容量部6の電圧変動する端子に接続し、最後のツェナー
ダイオードのカソードには固定電位としてs[V]を設
定すれば、実施の形態2の効果と同様な効果が得られ
る。In the first embodiment, the protection TFT 7
However, for example, a plurality of serially connected Zener diodes may be used instead of the plurality of protective TFTs 7 connected in series.
In this case, if the anode of the first Zener diode is connected to the voltage-variable terminal of the storage capacitor section 6 and the cathode of the last Zener diode is set to s [V] as a fixed potential, the effect of the second embodiment can be obtained. Similar effects can be obtained.
【0088】<実施の形態3>次に、本発明のX線撮像
装置の実施の形態3を説明する。まず、TFTの特性
上、電流値が最小値になるのはVgs=0のときではな
く、Vgs<0における所定の電圧で最小値を持つ。し
かし、従来の方法では、Vgs≧0の領域しか利用して
いない。Third Embodiment Next, a third embodiment of the X-ray imaging apparatus according to the present invention will be described. First, due to the characteristics of the TFT, the current value becomes the minimum value not when Vgs = 0, but has the minimum value at a predetermined voltage at Vgs <0. However, the conventional method uses only the region of Vgs ≧ 0.
【0089】そこで、実施の形態3では、リーク電流を
減らすために、常に、Vg−Vd=定数<0を満たしな
がら動作する構造を採用した。つまり、実施の形態3の
保護回路では、Vgs<0の領域を利用したものであ
る。Therefore, in the third embodiment, in order to reduce the leak current, the structure which always operates while satisfying Vg-Vd = constant <0 is adopted. That is, the protection circuit according to the third embodiment utilizes the region of Vgs <0.
【0090】図6に実施の形態3の保護回路の構成図を
示す。図6に示す保護回路13bは、蓄積容量部6の信
号電圧が異常に上昇しないようにする保護用TFT7
と、制御用TFT11及び変圧用TFT12とから構成
され、各画素に設けられる。FIG. 6 shows a configuration diagram of the protection circuit according to the third embodiment. The protection circuit 13b shown in FIG. 6 includes a protection TFT 7 for preventing the signal voltage of the storage capacitor unit 6 from abnormally increasing.
And a control TFT 11 and a transforming TFT 12, which are provided for each pixel.
【0091】制御用TFT11のドレインDは変圧用T
FT12のソースSに接続され、保護用TFT7のドレ
インDは変圧用TFT12のゲートGに接続される。ま
た、保護用TFT7のゲートGは変圧用TFT12のソ
ースSに接続される。The drain D of the control TFT 11 is connected to the T
The source S of the FT 12 is connected, and the drain D of the protection TFT 7 is connected to the gate G of the transformation TFT 12. Further, the gate G of the protection TFT 7 is connected to the source S of the transformation TFT 12.
【0092】保護用TFT7のドレイン・ソースの一端
(例えば、ドレインD)を各画素の蓄積容量部6の電圧
変動する端子に接続し、保護用TFT7の他端(例え
ば、ソースS)の固定電位端子10を図示しない定電圧
源により所定の固定電位に設定する。One end (for example, drain D) of the drain and source of the protection TFT 7 is connected to a voltage-varying terminal of the storage capacitor section 6 of each pixel, and the fixed potential of the other end (for example, source S) of the protection TFT 7 is connected. The terminal 10 is set to a predetermined fixed potential by a constant voltage source (not shown).
【0093】制御用TFT11及び変圧用TFT12
は、直列に接続されソース・フォロワー回路を構成する
と共に電圧差発生手段を構成し、保護用TFT7のドレ
イン・ゲート間にドレイン・ゲート間に、所定の電位差
を生じさせるもので、例えば、常に負の一定電位(Vg
−Vd=定数<0)を持たせるものである。この電圧差
発生手段で生ずる電位差を変えることによりしきい値電
圧を変更可能にしている。以下に、制御用TFT11及
び変圧用TFT12の構成を説明する。Control TFT 11 and Transformation TFT 12
Are connected in series to constitute a source-follower circuit and constitute a voltage difference generating means, and generate a predetermined potential difference between the drain and the gate of the protection TFT 7. Constant potential (Vg
−Vd = constant <0). The threshold voltage can be changed by changing the potential difference generated by the voltage difference generating means. Hereinafter, the configurations of the control TFT 11 and the transforming TFT 12 will be described.
【0094】TFT11,12に流れる電流は、電圧V
dsによらずに、制御用TFT11のゲート・ソース電
圧Vgs11によって決定される。いま、電流が、変圧
用TFT12のソースSから保護用TFT7のゲートG
に殆ど流れないようにした場合には、制御用TFT11
に流れる電流は変圧用TFT12に流れる電流と同一値
になる。The current flowing through the TFTs 11 and 12 is the voltage V
It is determined by the gate-source voltage Vgs11 of the control TFT 11 without depending on ds. Now, the current flows from the source S of the transformation TFT 12 to the gate G of the protection TFT 7.
In the case where it hardly flows into the control TFT 11,
Has the same value as the current flowing through the transforming TFT 12.
【0095】前記特性により、制御用TFT11に流れ
る電流が変圧用TFT12に流れる電流と同じ電流であ
るためには、制御用TFT11のVgsが変圧用TFT
12のVgsと同一値である必要がある。According to the above-mentioned characteristics, in order for the current flowing through the control TFT 11 to be the same as the current flowing through the transforming TFT 12, Vgs of the control TFT 11 must be equal to the transforming TFT.
It must be the same value as 12 Vgs.
【0096】従って、変圧用TFT12のVg12が変
化しても、Vgs11=Vgs12=Vg12−Vs1
2という関係が成り立つように、Vs12が決定され
る。Therefore, even if Vg12 of the transforming TFT 12 changes, Vgs11 = Vgs12 = Vg12−Vs1.
Vs12 is determined so that the relationship of 2 holds.
【0097】このような回路を保護用TFT7のドレイ
ン・ゲート間に設けることにより、V(7−G)−V
(7−D)=V(12−S)−V(12−G)=−Vg
s11=−d<0という関係が成り立つ。すなわち、保
護用TFT7のドレイン・ゲート間において、Vgd<
0となる。By providing such a circuit between the drain and gate of the protection TFT 7, V (7-G) -V
(7-D) = V (12-S) -V (12-G) =-Vg
The relationship of s11 = −d <0 holds. That is, between the drain and the gate of the protection TFT 7, Vgd <
It becomes 0.
【0098】なお、保護用TFT7のドレイン・ゲート
間に電位を持たせるための手段としては、前記2個の制
御TFT11及び変圧用TFT12に限定されるもので
はない。The means for providing a potential between the drain and the gate of the protection TFT 7 is not limited to the two control TFTs 11 and the transforming TFT 12.
【0099】また、信号読み出し方法としては、図1に
示す画素電荷転送型のX線撮像装置、図3に示す画素信
号増幅型のX線撮像装置であってもよい。信号読み出し
方法についても、これらの方法に限定されるものではな
い。As a signal reading method, a pixel charge transfer type X-ray imaging device shown in FIG. 1 or a pixel signal amplification type X-ray imaging device shown in FIG. 3 may be used. The signal reading method is not limited to these methods.
【0100】次に、保護回路13bの動作を説明する。
まず、保護用TFT7のゲートGとドレインDとを短絡
させ、ソースSをGNDに接続すると、ドレイン電圧と
電流とは、図7に示す電流特性曲線C1となる。Next, the operation of the protection circuit 13b will be described.
First, when the gate G and the drain D of the protection TFT 7 are short-circuited and the source S is connected to GND, the drain voltage and the current become the current characteristic curve C1 shown in FIG.
【0101】いま、画素信号として、0〜x[V]を利
用し、x[V]以上の信号を必要としないとき、保護回
路13bのしきい値電圧y[V]は、x[V]よりも大
きくなる必要があった。Now, when 0 to x [V] is used as a pixel signal and a signal of x [V] or more is not required, the threshold voltage y [V] of the protection circuit 13b is x [V]. Needed to be bigger.
【0102】そこで、制御用TFT11のゲート・ソー
ス間の電圧をd[V]とすると、保護ようTFT7の見
掛けのしきい値電圧は、図7に示す電流特性曲線C4の
ように、y=z+d[V]となる。If the voltage between the gate and source of the control TFT 11 is d [V], the apparent threshold voltage of the TFT 7 for protection is y = z + d as shown by the current characteristic curve C4 in FIG. [V].
【0103】このため、d=x−zとなるように、制御
用TFT11のゲート・ソース間の電圧を設定すること
により、蓄積容量部6に印加される電圧が正常動作領域
電圧x以上になったときに、保護回路13bを動作させ
ることができる。For this reason, by setting the voltage between the gate and the source of the control TFT 11 so that d = x−z, the voltage applied to the storage capacitor 6 becomes equal to or higher than the normal operation region voltage x. Then, the protection circuit 13b can be operated.
【0104】また、V(7−D)を保護用TFT7のド
レイン電圧とし、V(7−S)を保護用TFT7のソー
ス電圧とした場合に、保護用TFT7のVgsは次のよ
うに決定される。When V (7-D) is the drain voltage of the protection TFT 7 and V (7-S) is the source voltage of the protection TFT 7, Vgs of the protection TFT 7 is determined as follows. You.
【0105】(1) V(7−D)>V(7−S)のと
き、物理的な意味でのソースはソース端子7−Sであ
り、 Vgs=V(7−D)−d−V(7−S)>−d (2) V(7−D)<V(7−S)のとき、物理的な
意味でのソースはドレイン端子7−Dであり、 Vgs=−d となる。(1) When V (7-D)> V (7-S), the source in the physical sense is the source terminal 7-S, and Vgs = V (7-D) -d-V (7-S)>-d (2) When V (7-D) <V (7-S), the source in the physical sense is the drain terminal 7-D, and Vgs = -d.
【0106】すなわち、V(7−D)>V(7−S)の
場合でも、V(7−D)−V(7−S)<dであれば、
Vgs<0となり、リーク電流を十分小さくすることが
できる。That is, even if V (7-D)> V (7-S), if V (7-D) -V (7-S) <d,
Vgs <0, and the leak current can be sufficiently reduced.
【0107】さらに、保護用TFT7のソースSの固定
電位をs[V]に設定することにより、見掛けのしきい
値電圧は、図8に示すように、y=z+s+d[V]と
なる。Further, by setting the fixed potential of the source S of the protection TFT 7 to s [V], the apparent threshold voltage becomes y = z + s + d [V] as shown in FIG.
【0108】また、見掛けのしきい値電圧を大きくする
と同時に、図8に示すように、正常動作領域でのリーク
電流も、Vgs=数V程度の時の電流から、Vgs=−
d[V]時の電流に減少させることができる。At the same time as increasing the apparent threshold voltage, as shown in FIG. 8, the leakage current in the normal operation region is reduced from the current when Vgs = about several V to Vgs = −
The current can be reduced to d [V].
【0109】なお、蓄積容量部6の電圧が異常に降下す
る場合には、保護用TFT7のドレイン・ソースの接続
を逆にする必要がある。When the voltage of the storage capacitor section 6 drops abnormally, the connection between the drain and the source of the protection TFT 7 needs to be reversed.
【0110】このように、実施の形態3では、保護用T
FT7のドレイン電圧よりもゲート電圧が常に低くなる
回路を保護用TFT7のドレイン・ゲート間に挿入する
ことにより、見掛け上のしきい値電圧を任意に上げるこ
とができ、正常動作領域では、Vgsが負の領域を利用
できるから、リーク電流をさらに小さくできる。As described above, in the third embodiment, the protection T
By inserting a circuit whose gate voltage is always lower than the drain voltage of the FT 7 between the drain and the gate of the protection TFT 7, the apparent threshold voltage can be increased arbitrarily. Since the negative region can be used, the leak current can be further reduced.
【0111】従って、画素信号として必要な信号はより
正確に読み取ることができ、画素電圧がTFTの耐圧以
上に異常上昇することを防止し、TFTの破壊も避ける
ことができる。Therefore, a signal required as a pixel signal can be read more accurately, the pixel voltage can be prevented from abnormally increasing beyond the withstand voltage of the TFT, and destruction of the TFT can be avoided.
【0112】<実施の形態4>次に、本発明のX線撮像
装置の実施の形態4を以下に説明する。図9に実施の形
態4のX線撮像装置の構成図を示す。<Fourth Embodiment> Next, a fourth embodiment of the X-ray imaging apparatus of the present invention will be described below. FIG. 9 shows a configuration diagram of an X-ray imaging apparatus according to the fourth embodiment.
【0113】図9に示すX線撮像装置は、垂直シフトレ
ジスタ15、撮像パネル32、マルチプレクサ19、ア
ナログ・ディジタル変換器(A/D)33、補正データ
用画像メモリ30、画像処理装置29、表示装置31
a、記憶装置30bを備えて構成される。The X-ray imaging apparatus shown in FIG. 9 includes a vertical shift register 15, an imaging panel 32, a multiplexer 19, an analog / digital converter (A / D) 33, a correction data image memory 30, an image processing device 29, and a display. Device 31
a, storage device 30b.
【0114】撮像パネル32は、図1に示すX線平面検
出器2と読み出しアンプ18とから構成される。マルチ
プレクサ19は、撮像パネル32からのパラレル出力を
シリアル出力に変換して、アナログ・ディジタル変換器
(A/D)33は、マルチプレクサ19からの信号をデ
ィジタル信号に変換する。The imaging panel 32 includes the X-ray flat panel detector 2 and the readout amplifier 18 shown in FIG. The multiplexer 19 converts a parallel output from the imaging panel 32 into a serial output, and an analog / digital converter (A / D) 33 converts a signal from the multiplexer 19 into a digital signal.
【0115】補正データ用画像メモリ30は、A/D3
3から出力される保護用TFT7に流れるリーク電流の
補正データを収集して記憶する。この補正データは光ま
たはX線が入射しない時に電荷読出手段(例えば、図1
に示す転送用TFT14)を介して読み出された信号に
基づいて求められる。The correction data image memory 30 stores the A / D3
The correction data of the leakage current flowing from the protection TFT 7 flowing from the protection TFT 7 is collected and stored. This correction data is stored in the charge reading means (for example, FIG. 1) when no light or X-rays are incident.
Is obtained based on a signal read through the transfer TFT 14) shown in FIG.
【0116】画像処理装置29は、補正手段を構成し、
光またはX線の入射時に蓄積容量部6からの電荷による
第1の電流に前記リーク電流が加算された第2の電流に
よる画像データをA/D33から収集し、収集された画
像データと補正データ用画像メモリ30に記憶された補
正データとの差分画像データを求めることにより、リー
ク電流を補正した第1の電流による画像データを得る。The image processing device 29 constitutes a correction means,
Image data is collected from the A / D 33 by a second current obtained by adding the leak current to the first current due to the charge from the storage capacitor unit 6 when light or X-rays are incident, and the collected image data and correction data are collected. By obtaining difference image data from the correction data stored in the image memory 30 for use, image data based on the first current whose leak current has been corrected is obtained.
【0117】表示装置31aは、画像処理装置29から
のリーク電流が補正された画像データを表示する。記憶
装置30bは、画像処理装置29からのリーク電流が補
正された画像データを記憶する。The display device 31a displays the image data in which the leak current from the image processing device 29 has been corrected. The storage device 30b stores the image data from which the leak current from the image processing device 29 has been corrected.
【0118】このような構成において、保護用TFT7
の画素電圧(図1に示す蓄積容量部6の電圧)が、ソー
ス電圧(図1に示すソースS)より低い領域を、正常動
作領域に設定する。この正常動作領域内では、画素値が
変化しても、リーク電流はほぼ一定となる。このため、
1画素を読み出す際のリーク電流は、画素信号によらず
ほぼ一定となる。In such a configuration, the protection TFT 7
A region where the pixel voltage (the voltage of the storage capacitor unit 6 shown in FIG. 1) is lower than the source voltage (the source S shown in FIG. 1) is set as a normal operation region. In this normal operation region, the leak current is substantially constant even if the pixel value changes. For this reason,
The leak current at the time of reading one pixel is almost constant regardless of the pixel signal.
【0119】そこで、X線を入射しない時に画像収集を
行うことにより、各画素の保護回路によるリーク電流を
測定することができる。そして、このリーク電流による
補正データを補正データ用画像メモリ30に記憶する。Therefore, by collecting images when no X-rays are incident, it is possible to measure the leak current by the protection circuit of each pixel. Then, the correction data based on the leak current is stored in the correction data image memory 30.
【0120】次に、実際にX線を入射して撮影した画像
を画像処理装置29に入力する。画像処理装置29は、
入力された画像データと補正データ用画像メモリ30に
記憶された補正データとの差分画像データを求める。こ
れによって、リーク電流を補正した画像データが得られ
る。Next, an image actually captured by X-ray incidence is input to the image processing device 29. The image processing device 29
Difference image data between the input image data and the correction data stored in the correction data image memory 30 is obtained. As a result, image data in which the leak current has been corrected can be obtained.
【0121】従って、正常動作領域でのリーク電流も必
要に応じてTFTの持つ限界まで低減できるから、画素
信号の劣化を防止することができる。Therefore, the leak current in the normal operation region can be reduced to the limit of the TFT as required, and thus the deterioration of the pixel signal can be prevented.
【0122】<実施の形態5>次に、本発明の実施の形
態5のX線撮像装置を説明する。図10に実施の形態5
のX線撮像装置の保護回路の構成図を示す。このX線撮
像装置は、平面上に複数の画素が配置され、各画素は入
射光に応じた電荷を発生させる光電変換部5と、発生し
た電荷を蓄積する蓄積容量部6と、蓄積容量部6の信号
電圧が異常に上昇しないようにするための複数個の保護
用TFT7−1,7−nと備えて構成される。<Fifth Embodiment> Next, an X-ray imaging apparatus according to a fifth embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 shows a fifth embodiment.
1 is a configuration diagram of a protection circuit of the X-ray imaging apparatus of FIG. In this X-ray imaging apparatus, a plurality of pixels are arranged on a plane, and each pixel generates a charge according to incident light, a photoelectric conversion unit 5, a storage capacitor unit 6 for storing the generated charge, and a storage capacitor unit. 6 is provided with a plurality of protection TFTs 7-1 and 7-n for preventing the signal voltage from abnormally increasing.
【0123】複数個の保護用TFT7−1,7−nは直
列に接続され、その両端の内の一端である保護用TFT
7−1のドレインと全てのゲートとを短絡したものを各
画素に設ける。保護用TFT7−1の一端であるドレイ
ンDを、蓄積容量部6の電圧変動する端子に接続し、保
護用TFT7−nの他端であるソースSを固定電位とし
てs[V]に設定している。The plurality of protection TFTs 7-1 and 7-n are connected in series, and one of the two ends thereof is one of the protection TFTs.
A short circuit between the drain of 7-1 and all the gates is provided for each pixel. The drain D, which is one end of the protection TFT 7-1, is connected to the voltage-changing terminal of the storage capacitor 6, and the source S, which is the other end of the protection TFT 7-n, is set to s [V] as a fixed potential. I have.
【0124】光電変換部5として、X線を直接電荷に変
換できるセレンがある。このセレンを使用する際、セレ
ン膜の両端に数KVの電圧をかける必要があり、強いX
線が照射された場合などには、蓄積容量部にも数KVか
かける可能性がある。しかし、光電変換部5としては、
セレンに限るものではない。As the photoelectric conversion unit 5, there is selenium which can directly convert X-rays into electric charges. When using this selenium, it is necessary to apply a voltage of several KV to both ends of the selenium film.
When a line is irradiated, there is a possibility that several KV may be applied to the storage capacitor part. However, as the photoelectric conversion unit 5,
It is not limited to selenium.
【0125】また、信号読み出し方法としては、図1に
示す実施例1の画素電荷転送型のX線撮像装置、あるい
は、図3に示す実施例2の画素信号増幅型のX線撮像装
置であってもよく、本発明は、これらのX線撮像装置に
限定されるものではない。The signal readout method may be the pixel charge transfer type X-ray imaging device of the first embodiment shown in FIG. 1 or the pixel signal amplification type X-ray imaging device of the second embodiment shown in FIG. Alternatively, the present invention is not limited to these X-ray imaging devices.
【0126】次に、このように構成されたX線撮像装置
において、実施の形態5の要旨である複数個の保護用T
FT7−1,7−nの動作を説明する。Next, in the X-ray imaging apparatus thus configured, a plurality of protective T
The operation of the FTs 7-1 and 7-n will be described.
【0127】まず、保護用TFT7のゲートGとドレイ
ンDを短絡させ、ソースSをGNDに接続すると、ドレ
イン電圧と電流とは、図11に示すような電流特性曲線
C1となる。First, when the gate G and the drain D of the protection TFT 7 are short-circuited and the source S is connected to GND, the drain voltage and the current have a current characteristic curve C1 as shown in FIG.
【0128】電流が急激に流れ出す電圧をしきい値電圧
といい、TFT7のサイズなどにかかわらず、ほぼ一定
のしきい値電圧となる。The voltage at which the current suddenly flows is called the threshold voltage, and is substantially constant regardless of the size of the TFT 7 or the like.
【0129】今、複数個の保護用TFT7−1〜7−n
を、直列に接続し、各ゲートを共通化して一端である保
護用TFT7−1のドレインに接続することにより、保
護用TFT7を1個だけ用いた場合と比較して、しきい
値電圧は殆ど変化しないが、図11の電流特性曲線C6
に示すように、正常動作範囲でのリーク電流を減らすこ
とができる。Now, a plurality of protection TFTs 7-1 to 7-n
Are connected in series, each gate is shared and connected to the drain of the protection TFT 7-1 which is one end, so that the threshold voltage is almost the same as in the case where only one protection TFT 7 is used. Although it does not change, the current characteristic curve C6 in FIG.
As shown in (1), the leakage current in the normal operation range can be reduced.
【0130】<実施の形態6>次に、本発明の実施の形
態6のX線撮像装置を説明する。図12に実施の形態6
のX線撮像装置の保護回路の構成図を示す。図12に示
す保護回路13cは、蓄積容量部6の信号電圧が異常に
上昇しないようにする保護用TFT7と、変圧用コンデ
ンサ34と、変圧電荷供給用TFT35から構成され、
各画素に設けられる。<Sixth Embodiment> Next, an X-ray imaging apparatus according to a sixth embodiment of the present invention will be described. FIG. 12 shows a sixth embodiment.
1 is a configuration diagram of a protection circuit of the X-ray imaging apparatus of FIG. The protection circuit 13c shown in FIG. 12 includes a protection TFT 7 for preventing the signal voltage of the storage capacitor unit 6 from abnormally increasing, a transformation capacitor 34, and a transformation charge supply TFT 35,
It is provided for each pixel.
【0131】保護用TFT7のゲートとドレイン間に変
圧用コンデンサ34を接続し、変圧電荷供給用TFT3
5のドレインを保護用TFT7のゲートに接続する。A transforming capacitor 34 is connected between the gate and the drain of the protective TFT 7, and the transforming charge supplying TFT 3 is connected.
5 is connected to the gate of the protection TFT 7.
【0132】蓄積容量部6の電荷がない状態(信号が蓄
積される前または信号を読み出した直後)で、変圧電荷
供給用TFT35のゲートをON状態にし、変圧用コン
デンサ34に電荷を供給する。このとき、保護用TFT
7のドレインは0[V]であるので、変圧電荷供給用T
FT35のソースに与えた電圧−d[V]が、変圧用コ
ンデンサ34の両端にかかる。With no charge in the storage capacitor section 6 (before the signal is stored or immediately after the signal is read), the gate of the transforming charge supply TFT 35 is turned on, and the charge is supplied to the transforming capacitor 34. At this time, the protection TFT
7 is 0 [V], so that the variable charge supply T
The voltage −d [V] applied to the source of the FT 35 is applied to both ends of the transforming capacitor 34.
【0133】ここで、変圧電荷供給用TFT35をOF
F状態にし、撮影を開始する。このとき、変圧用コンデ
ンサ34に貯えられた電荷は、変化しないので、変圧用
コンデンサ34の両端電圧は変化しない。つまり、保護
用TFT7のドレインの電圧によらずに、保護用TFT
7のゲート・ドレイン間の電位差は−d[V]に保たれ
る。以降の処理は実施の形態3の処理と同様であるの
で、ここでは、その説明を省略する。Here, the transforming charge supply TFT 35 is turned off.
Set to F state and start shooting. At this time, since the electric charge stored in the transforming capacitor 34 does not change, the voltage between both ends of the transforming capacitor 34 does not change. That is, regardless of the voltage of the drain of the protection TFT 7, the protection TFT 7
7, the potential difference between the gate and the drain is kept at -d [V]. Subsequent processing is the same as that of the third embodiment, and a description thereof will not be repeated.
【0134】なお、本発明は、間接変換型、直接変換型
のいずれの平面検出器でも実施することができる。Note that the present invention can be implemented with any of the indirect conversion type and the direct conversion type flat detector.
【0135】[0135]
【発明の効果】本発明によれば、掃き出し手段は、印加
される電圧がしきい値電圧以上となった時に電荷蓄積手
段に蓄積されている電荷を掃き出す掃き出すが、しきい
値電圧を変更するので、画素電圧とリーク電流の特性を
シフトさせ、見掛け上のしきい値電圧を上げることがで
き、さらに、動作領域でのリーク電流を減らすことがで
きる。According to the present invention, the sweeping means sweeps out the charge accumulated in the charge accumulating means when the applied voltage becomes equal to or higher than the threshold voltage, but changes the threshold voltage. Therefore, the characteristics of the pixel voltage and the leak current can be shifted, the apparent threshold voltage can be increased, and the leak current in the operation region can be reduced.
【0136】また、電界効果トランジスタのゲートと電
荷蓄積手段との間に所定の電位差を生ずる電位差発生手
段を挿入し、この電位差発生手段で生ずる電位差を変え
ることによりしきい値電圧を変更するので、見掛け上の
しきい値電圧を上げることができ、さらに、リーク電流
を減らすことができる。Further, since a potential difference generating means for generating a predetermined potential difference is inserted between the gate of the field effect transistor and the charge storage means, and the potential difference generated by the potential difference generating means is changed, the threshold voltage is changed. The apparent threshold voltage can be increased, and the leak current can be reduced.
【0137】さらに、掃き出し手段に流れるリーク電流
の補正データを記憶手段に記憶し、補正手段が、電荷蓄
積手段から読み出された画像データを前記補正データに
基づいて補正するので、リーク電流が補正された画像デ
ータが得られる。従って、正常動作領域でのリーク電流
も必要に応じて電界効果トランジスタの持つ限界まで低
減でき、画素信号の劣化を防ぐことができる。Further, the correction data of the leak current flowing through the sweeping means is stored in the storage means, and the correction means corrects the image data read from the charge accumulating means based on the correction data. The obtained image data is obtained. Therefore, the leakage current in the normal operation region can be reduced to the limit of the field effect transistor as needed, and the deterioration of the pixel signal can be prevented.
【0138】また、電荷変換手段は、入射したX線を電
荷に変換し、電荷蓄積手段は変換された電荷を蓄積し、
電荷読出手段は蓄積された電荷を読み出し、電界効果ト
ランジスタは、電荷蓄積手段の出力端の電圧が所定の電
圧以上となった時に電荷蓄積手段に蓄積されている電荷
を掃き出すので、電荷蓄積手段からの所定の電圧未満の
画像信号を破壊することなく正確に読み出すことができ
る。The charge conversion means converts the incident X-rays into charges, and the charge storage means stores the converted charges.
The charge readout unit reads out the stored charge, and the field-effect transistor sweeps out the charge stored in the charge storage unit when the voltage at the output terminal of the charge storage unit exceeds a predetermined voltage. Can be accurately read out without destroying an image signal having a voltage less than the predetermined voltage.
【図1】本発明の実施の形態1の画素電荷転送型のX線
撮像装置の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a pixel charge transfer type X-ray imaging device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】実施の形態1の保護回路の電流特性曲線を示す
図である。FIG. 2 is a diagram showing a current characteristic curve of the protection circuit according to the first embodiment.
【図3】本発明の実施の形態1の画素信号増幅型のX線
撮像装置の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a pixel signal amplification type X-ray imaging apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
【図4】実施の形態2の保護回路を示す構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram illustrating a protection circuit according to a second embodiment.
【図5】実施の形態2の保護回路の電流特性曲線を示す
図である。FIG. 5 is a diagram showing a current characteristic curve of the protection circuit according to the second embodiment.
【図6】実施の形態3の保護回路を示す構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram illustrating a protection circuit according to a third embodiment.
【図7】実施の形態3の保護回路の電流特性曲線1を示
す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a current characteristic curve 1 of the protection circuit according to the third embodiment;
【図8】実施の形態3の保護回路の電流特性曲線2を示
す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a current characteristic curve 2 of the protection circuit according to the third embodiment;
【図9】本発明の実施の形態4のX線撮像装置の構成図
である。FIG. 9 is a configuration diagram of an X-ray imaging apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
【図10】実施の形態5の保護回路を示す構成図であ
る。FIG. 10 is a configuration diagram illustrating a protection circuit according to a fifth embodiment.
【図11】実施の形態5の保護回路の電流特性曲線を示
す図である。FIG. 11 is a diagram showing a current characteristic curve of the protection circuit according to the fifth embodiment.
【図12】実施の形態6の保護回路を示す構成図であ
る。FIG. 12 is a configuration diagram illustrating a protection circuit according to a sixth embodiment.
【図13】従来の薄膜トランジスタを用いたダイオード
模擬回路及びその特性を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a diode simulation circuit using a conventional thin film transistor and its characteristics.
1 TFT 5 光電変換部 6 蓄積容量部 7 保護用TFT 8 信号出力端子 10 固定電位端子 11 制御用TFT 12 変圧用TFT 13a,13b 保護回路 14 転送用TFT 15 垂直シフトレジスタ 16 垂直選択線 17 読み出し信号線 18 積分回路 19 マルチプレクサ 20 画像信号出力端子 21,28 リセット線 22 増幅用TFT 23 垂直選択用TFT 24 リセット用TFT 25 負荷用TFT 26 負荷用TFTのゲート線 27 負荷用TFTのソース線 29 画像処理装置 30 補正データ用画像メモリ 31a 表示装置 31b 記録装置 32 撮像パネル 33 A/D DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 TFT 5 Photoelectric conversion part 6 Storage capacity part 7 Protection TFT 8 Signal output terminal 10 Fixed potential terminal 11 Control TFT 12 Transformation TFT 13a, 13b Protection circuit 14 Transfer TFT 15 Vertical shift register 16 Vertical selection line 17 Read signal Line 18 Integrator 19 Multiplexer 20 Image signal output terminal 21, 28 Reset line 22 Amplification TFT 23 Vertical selection TFT 24 Reset TFT 25 Load TFT 26 Load TFT gate line 27 Load TFT source line 29 Image processing Device 30 Image memory for correction data 31a Display device 31b Recording device 32 Imaging panel 33 A / D
Claims (8)
て設けられ、入射したX線を電荷に変換する電荷変換手
段と、 前記電荷変換手段に対応して設けられ、前記電荷変換手
段により変換された電荷を蓄積する電荷蓄積手段と、 前記電荷蓄積手段に蓄積された電荷を読み出す電荷読出
手段と、 一端が前記電荷蓄積手段に接続され、印加される電圧が
しきい値電圧以上となった時に前記電荷蓄積手段に蓄積
されている電荷を掃き出す掃き出し手段とを備え、 前記掃き出し手段は、前記しきい値電圧を変更可能に構
成されたことを特徴とするX線撮像装置。A charge conversion unit provided to correspond to a plurality of pixels arranged on a detection surface and converting incident X-rays into charges; and a charge conversion unit provided to correspond to the charge conversion unit. Charge accumulating means for accumulating the electric charge converted by the charge accumulating means; charge reading means for reading the electric charge accumulated in the charge accumulating means; one end connected to the charge accumulating means; An X-ray imaging apparatus, comprising: a sweeping means for sweeping out the electric charge accumulated in the electric charge accumulating means when the electric charge is accumulated, wherein the sweeping means is configured to change the threshold voltage.
電界効果トランジスタを備え、前記電界効果トランジス
タのドレイン又はソースの一方が前記電荷蓄積手段の出
力端に接続され、前記電界効果トランジスタのドレイン
又はソースの他方が定電圧源に接続されることを特徴と
する請求項1記載のX線撮像装置。2. The sweeping means includes at least one field effect transistor, one of a drain and a source of the field effect transistor is connected to an output terminal of the charge storage means, and a drain or a source of the field effect transistor is 2. The X-ray imaging apparatus according to claim 1, wherein the other is connected to a constant voltage source.
圧を変えることにより前記しきい値電圧を変更可能に構
成されたものであることを特徴とする請求項2記載のX
線撮像装置。3. The apparatus according to claim 2, wherein said sweeping means is configured to change said threshold voltage by changing a voltage of said constant voltage source.
Line imaging device.
前記電荷蓄積手段に接続されていることを特徴とする請
求項2又は請求項3記載のX線撮像装置。4. A gate of the field effect transistor,
The X-ray imaging apparatus according to claim 2, wherein the X-ray imaging apparatus is connected to the charge storage unit.
所定の電位差を生ずる電位差発生手段を介して前記電荷
蓄積手段に接続され、前記電位差発生手段で生ずる電位
差を変えることにより前記しきい値電圧を変更可能に構
成されたことを特徴とする請求項2乃至請求項4のいず
れか1項記載のX線撮像装置。5. A gate of the field effect transistor,
3. The apparatus according to claim 2, wherein said threshold voltage is changeable by changing a potential difference generated by said potential difference generating means and connected to said charge storage means via a potential difference generating means for generating a predetermined potential difference. The X-ray imaging apparatus according to claim 1.
補正データを記憶する記憶手段と、 前記電荷蓄積手段から読み出された画像データを前記補
正データに基づいて補正する補正手段と、を備えること
を特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項記載
のX線撮像装置。6. A storage unit for storing correction data of a leak current flowing through the sweeping unit, and a correction unit for correcting image data read from the charge storage unit based on the correction data. The X-ray imaging apparatus according to any one of claims 1 to 5, characterized in that:
に前記電荷読出手段を介して読み出された信号に基づい
て求められたものであることを特徴とする請求項6記載
のX線撮像装置。7. The X-ray imaging apparatus according to claim 6, wherein said correction data is obtained based on a signal read through said charge reading means when X-rays are not incident. apparatus.
て設けられ、入射したX線を電荷に変換する複数の電荷
変換手段と、 前記電荷変換手段に対応して設けられ、前記電荷変換手
段により変換された電荷を蓄積する電荷蓄積手段と、 前記電荷蓄積手段に蓄積された電荷を読み出す電荷読出
手段と、 一端が前記電荷蓄積手段の出力端に接続された電界効果
トランジスタを備え、前記電荷蓄積手段の出力端の電圧
が所定の電圧以上となった時に前記電荷蓄積手段に蓄積
されている電荷を掃き出す掃き出し手段と、を備えるこ
とを特徴とするX線撮像装置。8. A plurality of charge conversion means provided corresponding to a plurality of pixels arranged on the detection surface and converting incident X-rays into charges, and a plurality of charge conversion means provided corresponding to the charge conversion means, Charge storage means for storing the charge converted by the conversion means, charge read means for reading the charge stored in the charge storage means, and a field effect transistor having one end connected to the output end of the charge storage means, An X-ray imaging apparatus, comprising: a sweeping means for sweeping out the charge stored in the charge storage means when a voltage at an output terminal of the charge storage means becomes equal to or higher than a predetermined voltage.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8326993A JPH10170658A (en) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | X-ray image pick-up device |
US08/879,186 US5852296A (en) | 1996-06-21 | 1997-06-20 | X-ray imaging apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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JP8326993A JPH10170658A (en) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | X-ray image pick-up device |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH10170658A true JPH10170658A (en) | 1998-06-26 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP8326993A Pending JPH10170658A (en) | 1996-06-21 | 1996-12-06 | X-ray image pick-up device |
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JP (1) | JPH10170658A (en) |
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