JPH10275906A - フラット・パネル形センサ - Google Patents
フラット・パネル形センサInfo
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- JPH10275906A JPH10275906A JP9080468A JP8046897A JPH10275906A JP H10275906 A JPH10275906 A JP H10275906A JP 9080468 A JP9080468 A JP 9080468A JP 8046897 A JP8046897 A JP 8046897A JP H10275906 A JPH10275906 A JP H10275906A
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Abstract
ート信号の遅延等が軽減された、高性能のフラット・パ
ネル形センサを提供する。 【解決手段】 画素の行(または列)ごとに配置される
データ線をパネル1上で2分割(Sa1・・Sa7とSb1・・S
b7に分割)し、これに対応してチャージセンシティブア
ンプAa1・・Aa7とAb1・・Ab7を、パネル1を挟んだ両側
に配置することで、1本のデータ線が受け持つ画素行数
(または列数)を少なくして、各データ線におけるデー
タライン容量を軽減する。また、画素の行または列ごと
に配置されるゲート線をパネル1上で2分割し、これに
対応してゲート制御回路をパネルを挟んだ両側に配置す
ることで、ゲート制御回路からTFT素子までの距離を
短くして、ゲート信号の遅延を少なくする。
Description
リント基板等の非破壊検査装置、医用X線撮像装置等に
用いられる2次元X線センサアレイ、あるいは文書、画
像等の読み取り装置(イメージスキャナ)等に用いられ
る2次元光センサアレイなど、1枚の基板上にデータ線
とゲート線がマトリクス状に配置されたフラット・パネ
ル形センサに関する。
指向に対応して画像撮像の分野でフィルムレス化が進行
している。民生機器の分野でのデジタルカメラとデジタ
ルビデオカメラの出現や医用分野でのフラット・パネル
形X線センサの研究興隆がその現れである。民生機器の
分野での、この傾向のキーデバイスはコンパクト性も重
要であることから、現在、CCD面センサが一般に広く
用いられている。
縮小できないことや、感度重視の観点から直接X線を胸
部サイズ程度のフラット・パネルで電気信号に変換する
方式が研究の主流になっている。
光体層によりX線を光に変え、その強度分布を2次元光
センサアレイにより電気信号に変換する)と直接変換に
分類されるが、キーデバイスはいずれも面状に配置され
た、各蓄積容量から蓄積電荷を時系列で読み出すための
TFTマトリクス素子である。
を図1に示す。この図1において、各画素に1個づつ配
置されているTFT素子D11・・D77,・・・は、ドレイン、
ゲート及びソースの3端子を持つ構造であり、列配列上
の各ドレイン端子Dd は同一のデータ線Sに結線されて
いる。一方、行配列上の各ゲート端子Dg は同一のゲー
ト線Gに結線される。ゲート制御回路3からは順次1行
分の画素アレイを選択するためのゲート信号が該当する
ゲート線Gに送り出される。例えば最上段行(1行目)
の選択から始まり、最下段行(7行目)の選択まで順次
ゲート信号が該当ゲート線Gに送り出される。各データ
線SにはチャージセンシティブアンプA・・Aが繋がって
おり、1行分の各画素の蓄積電荷信号を同時に収集す
る。これらは信号処理回路2にて時分割処理されて蓄積
電荷データとして転送蓄積される。
データ線Sはパネル全域に及ぶ1列分の画素群に連結さ
れており、ゲート線Gも同様にパネル全域に及ぶ1行分
画素群に連結されている。
たTFTマトリクス素子では、蓄積電荷信号の読み出し
ノイズが存在する。例えば下記の文献(1) には、蓄積電
荷の集積信号に載ってくるノイズの主因子としてデータ
ライン容量(=ゲート・ドレイン間容量 (Cgd)×Nc
(行数) )に比例するアンプノイズが挙げられている。
p.198-204 Fujieda et.alHigh Sensitivity Readout of
2D a-Si Image Sensorsこのようなデータライン容量に
起因するアンプノイズは、パネルの画素数が多くなれば
なるほど増大するため、胸部サイズ程度の大面積のフラ
ット・パネル形センサを構築する場合、そのアンプノイ
ズを低減することが重大なポイントとなる。
は、ゲート線に接続されているTFT素子の個数が多く
なるほど、ゲート信号が各TFT素子に到達するまでの
遅延と波形歪みが大きくなり、蓄積電荷信号の質が悪く
なるという問題もある。
274068号公報には、パネル全体を4分割し、この
4つの分割パネルを高精度に嵌合する構造とし、その4
つの分割パネルの嵌合面でない側にゲート制御回路と信
号処理回路(チャージセンシティブアンプ群を含む)を
実装することで、各分割パネルが受け持つデータライン
容量を半減させてノイズの低減化をはかるとともに、各
分割パネルが受け持つTFT素子の個数を半減させてゲ
ート信号の遅延と波形歪みを軽減する技術が提案されて
いる。
物理的に分割されたパネルを製作することになり、分割
個数分だけ製作工程が多くなるという欠点がある。ま
た、嵌合部分の機械加工精度の問題や、嵌合実装後の各
分割パネル間の微妙な伸縮による影響(アーチファク
ト)等は、この種のフラット・パネル形センサにおいて
要望される画質の高さ、特に医用画像の場合は厳密な画
質が要求されることを考えると、大きな問題となり得
る。
もので、信号読み出しノイズや画素TFT素子へのゲー
ト信号の遅延等が軽減された、高性能のフラット・パネ
ル形センサを提供することを目的とする。
め、第1の発明(請求項1の発明に対応)は、2次元画
素配列を形成すべく複数のセンサがマトリクス状に配列
され、その各画素信号を読み出すためのデータ線とゲー
ト線がマトリクス状に配置されているとともに、そのデ
ータ線及びゲート線にそれぞれチャージセンシティブア
ンプ及びゲート制御回路が接続されてなるフラット・パ
ネル形センサにおいて、図2に例示するように、画素の
行(または列)ごとに配置されるデータ線がパネル1上
で、2分割(Sa1・・Sa7とSb1・・Sb7に分割)され、こ
れに対応してチャージセンシティブアンプAa1・・Aa7と
Ab1・・Ab7が、パネル1を挟んだ両側に配置されている
ことを特徴としており、このような構造を採用すること
で、1本のデータ線が受け持つ画素行数(または列数)
が、従来(図1の構造)に対して略半分となり、各デー
タ線におけるデータライン容量が半減する。
応)は、同じくデータ線とゲート線がマトリクス状に配
置されるフラット・パネル形センサにおいて、図8に例
示するように、画素の行または列ごとに配置されるゲー
ト線がパネル1上で2分割(Ga1・・Ga7とGb1・・Gb7に
分割)され、これに対応してゲート制御回路3aと3b
が、パネル1を挟んだ両側に配置されていることを特徴
としており、このような構造を採用することで、ゲート
制御回路から最遠方のTFT素子までの距離が従来(図
1の構造)に対して略半分となり、ゲート制御回路から
送り出されるゲート信号が画素TFT素子に到達するま
での遅延と波形歪みが軽減される。
応)は、上記した2つの発明の技術思想を組み合わせた
もので、図9に例示するように、画素の列または行ごと
に配置されるデータ線と、画素の行または列ごとに配置
されるゲート線が、それぞれパネル上で2分割され、こ
れに対応してチャージセンシティブアンプAa1・・Aa7と
Ab1・・Ab7がパネル1を挟んだ両側に配置され、ゲート
制御回路3aと3bがパネル1を挟んだ両側に、上記ア
ンプの配置と直交して配置されていることによって特徴
づけられる。
サにおいて、2次元画素配列が奇数列・行である場合、
図3に例示するように、データ線・ゲート線の各分割境
界を、図3に示すような凹凸状としておけば、分割境界
を挟んだ両側の画素配置がほぼ対称となり、データ処理
の際の校正の精度を高めることができる。
において、データ線を分割する場合、図7に例示するよ
うに、パネルを挟んだ両側に配置した2組のチャージセ
ンシティブアンプ群Aa1・・Aa7とAb1・・Ab7からの画素
信号を、共通の信号処理回路で処理するように構成する
とともに、その一方のアンプ群Aa1・・Aa7の信号処理回
路への接続と、他方のアンプ群Ab1・・Ab7の信号処理回
路への接続を選択的に切り換える手段4を設けるといっ
た構成を採用してもよい。
構造を示す図である。この図2に示すフラット・パネル
形センサ1は、間接変換タイプのXセンサで2次元画素
配列を形成すべく光センサ(図示せず)がマトリクス状
に配列されており、その各画素P11・・・ P17,・・・, P71
・・・ P77,・・・に対応して、TFT素子(FET)D11・・
・ D17,・・・, D71・・・ D77,・・・がマトリクス状に配列さ
れている。
ち、行配列上の各ゲート端子Dg は同一のゲート線G1・
・・G6 またはG7 に結線される。この各ゲート線G1・・・
G7 はパネル1の側部に配置したゲート制御回路3に接
続されている。
を選択するためのゲート信号を、該当のゲート線G1・・・
G6 またはG7 に順次に送り出すように構成されてい
る。一方、各TFT素子D11・・・ D77の各ドレイン端子
Dd はデータ線に結線されるが、この実施の形態ではデ
ータ線をパネル上で分割したところに特徴がある。
2に示すように、データ線群を画素配列の4行目と5行
目との間で分割し、その1行目から4行目に位置するT
FT素子D11・・・ D47については、各ドレイン端子Dd
を、1行配列ごとに同一のデータ線Sa1・・・ Sa6または
Sa7に結線しており、また、5行目から7行目に位置す
るTFT素子D51・・・ D77については、各ドレイン端子
Dd を、1行配列ごとに同一のデータ線Sb1・・・ Sb6ま
たはSb7に結線している。
線のうち、1行目から4行目に位置するTFT素子D11
・・・ D47に結線されたデータ線Sa1・・・ Sa7を、パネル
1の図中上側に配置した信号処理回路2aに接続し、5
行目から7行目に位置するTFT素子D51・・・ D77に結
線されたデータ線Sb1・・・ Sb7を、パネル1の図中下側
に配置した信号処理回路2bに接続している。
データ線が受け持つ画素行数(または列数)が従来(図
1の構造)に対して略半分となり、各データ線における
データライン容量が半減する結果、ノイズの低減化を実
現できる。
は、各データ線が受け持つ行数が上半分(4行)と下半
分(3行)で異なってしまい、校正を適切に行っても画
像の上半分面と下半分面との間に食い違いが残る可能性
がある。
を参照しつつ説明する。図3に示す例においては、上記
した問題を緩和するため、画素配列の3行目から4行目
の間での分断と、4行目から5行目の間での分断を各デ
ータ線について交互に繰り返して、データ線の分割境界
を凹凸状にするといった構成を採用している。
択用のゲート信号はパネル中心線上に位置する画素群
(4行目の画素群P41〜P47)を選択するため、撮影時
におけるゲート信号の送り出しは、図4の送出シーケン
スに示すように、まずto 時にパネル中心線上の画素に
対してゲート信号を出し、次いでその上及び下の行を選
択する2つのゲート信号をt1 時に同時に出す。以下順
次に上方向及び下方向へ行選択を同じタイミングt2 ・・
・・で進めてゆく。従って、この例では、最初のデータ収
集時において、4行目に並ぶ画素のうち奇数列に並ぶ画
素P41,P43,P45,P47は上側の信号処理回路2a
で、偶数列に並ぶ画素P42,P44,P46は下側の信号処
理回路2bにおいてそれぞれデータ収集処理が行われ
る。
処理回路が異なると得られるデータは、ゲインや直線性
の面で微妙な食い違いが生じる可能性があることから、
図3及び図4に示した例において、パネルの中心線上に
並ぶ画素のデータの校正を行っておけば、より質の高い
画像を得ることができる。
しつつ説明する。図5において、「×」印はパネルの中
心線上に並ぶ奇数列の画素P41,P43,P45,P47の実
測値で、「○」印は偶数列の画素P42,P44,P46の実
測値であある。この図5に示す曲線において、その
「×」印画素データを補間して得られた「△」印値が
「○」印実測値と一致し、逆に「○」印画素データを補
間して得られた「+」印値が「×」印実測値と一致する
ような処理、つまり図5に示す2つの曲線が一致するよ
うな処理を行えば、奇数列と偶数列との間の画素データ
におけるゲインや直線性の食い違いを校正できる。
に示すように、画素P41,P43の各実測値をそれぞれd
a1,da3とし、画素P42,P44の各実測値をそれぞれd
b2,db4とすれば、例えば画素P42の画素データdb2′
及び画素P43の画素データda3′は、それぞれ、 db2′=(2db2+da1+da3)/4 da3′=(2da3+db2+db4)/4 の各式で求めることができる。
を示す図である。この図7に示す例では、パネルを挟ん
だ両側に配置した2組のチャージセンシティブアンプ群
うち、一方のチャージセンシティブアンプ群Aa1・・Aa7
の出力ケーブルを、他方のチャージセンシティブアンプ
群Ab1・・Ab7のところまで引き回し、その2組のアンプ
群Aa1・・Aa7とAb1・・Ab7を、切り換え回路4を介して
共通の信号処理回路に選択的に接続するように構成した
ところに特徴がある。
しは、図7に示すように、to 時にパネル中心線上の画
素に対してゲート信号を出し、t1 以降については、t
1,t1',t2,t2',・・・・時に、上半分と下半分に対して
交互にゲート信号を出すというようなシーケンスを採用
する。
において、ゲート線を分割する場合の実施の形態を、以
下、図8を参照しつつ説明する。この図8の例では、ゲ
ート線群を画素配列の4列目と5列目との間で分割し、
その1列目から4列目に位置するTFT素子D11・・・ D
14, ・・・・, D71・・・ D74については、各ゲート端子Dg
を、1列配列ごとに同一のゲート線Ga1・・・ Ga6または
Ga7に結線しており、また、5列目から7列目に位置す
るTFT素子D15・・・ D17, ・・・・, D75・・・ D77につい
ては、各ゲート端子Dg を、1列配列ごとに同一のゲー
ト線Gb1・・・ Gb6またはGb7に結線している。
線のうち、1列目から4列目に位置するTFT素子D11
・・・ D14, ・・・・, D71・・・ D74に結線されたゲート線G
a1・・・ Ga7を、パネル1の図中左側に配置したゲート制
御回路3aに接続し、5列目から7列目に位置するTF
T素子D15・・・ D17, ・・・・, D75・・・ D77に結線された
ゲート線Gb1・・・ Gb7を、パネル1の図中右側に配置し
たゲート制御回路3bに接続している。
制御回路3a,3bから最遠方のTFT素子までの距離
が、従来(図1の構造)に対して略半分となり、ゲート
制御回路3a,3bから送り出されるゲート信号がTF
T素子に到達するまでの遅延と波形歪みが軽減される結
果、画素信号の質が向上する。
構成を組み合わせたもので、画素の列または行ごとに配
置されるデータ線と、画素の行または列ごとに配置され
るゲート線を、それぞれパネル上で2分割し、これに対
応してチャージセンシティブアンプAa1・・Aa7とAb1・・
Ab7をパネル1を挟んだ両側に配置するとともに、ゲー
ト制御回路3aと3bをパネル1を挟んだ両側に、チャ
ージセンシティブアンプAa1・・Aa7とAb1・・Ab7の配置
と直交して配置したところに特徴がある。
の形態では、分割境界の凹凸を1画素単位で繰り返すパ
ターンとしているが、本発明はこれに限られることな
く、例えば図10に示すように、その分割凹凸は2画素
以上(図では4画素)に及ぶパターンであってもよい。
換タイプのフラット・パネル形Xセンサ、並びにイメー
ジスキャナ等のパネル形光センサ等のほか、最近、民生
用途として研究が進められている文書読み取り用密着型
センサにも有効に利用することができる。
・パネル形センサによれば、画素の列または行ごとに配
置するデータ線をパネル上で2分割し、これに対応して
チャージセンシティブアンプをパネルを挟んだ両側に配
置しているので、1本のデータ線が受け持つ画素行数
(または列数)が従来のパネルに対して略半分とするこ
とができる。これにより各データにおけるライン容量が
半減する結果、ノイズの低減化を実現できる。
によると、画素の行または列ごとに配置されるゲート線
をパネル上で2分割し、これに対応してゲート制御回路
をパネルを挟んだ両側に配置しているので、ゲート制御
回路から最遠方のTFT素子までの距離が従来のパネル
に対して略半分とすることができる。これにより、ゲー
ト制御回路から送り出されるゲート信号が画素TFT素
子に到達するまでの遅延と波形歪みが軽減される結果、
画素信号の質が向上する。
のとし、そのパネル上でデータ線・ゲート線を分割し
て、上記したような効果を達成しているので、パネルを
分割構造とした場合の問題、つまりパネル製作工程の増
加、嵌合部分の機械加工精度及びアーチファクト等の問
題が発生することもない。
サにおいて、データ線を分割する場合、パネルを挟んだ
両側に配置した2組のチャージセンシティブアンプ群か
らの画素信号を、同一の信号処理回路で処理するように
構成し、その一方のアンプ群の信号処理回路への接続
と、他方のアンプ群の信号処理回路への接続を選択的に
切り換えるという構成を採用すれば、信号処理回路が受
け持つ処理量が従来に比して半分で済み、その分だけコ
ストダウンをはかることができる。
図
ーケンスを示す図
図
す図
Claims (5)
- 【請求項1】 2次元画素配列を形成すべく複数のセン
サがマトリクス状に配列され、その各画素信号を読み出
すためのデータ線とゲート線がマトリクス状に配置され
ているとともに、そのデータ線及びゲート線にそれぞれ
チャージセンシティブアンプ及びゲート制御回路が接続
されてなるフラット・パネル形センサにおいて、 画素の列または行ごとに配置されるデータ線がパネル上
で2分割され、これに対応してチャージセンシティブア
ンプがパネルを挟んだ両側に配置されていることを特徴
とするフラット・パネル形センサ。 - 【請求項2】 2次元画素配列を形成すべく複数のセン
サがマトリクス状に配列され、その各画素信号を読み出
すためのデータ線とゲート線がマトリクス状に配置され
ているとともに、そのデータ線及びゲート線にそれぞれ
チャージセンシティブアンプ及びゲート制御回路が接続
されてなるフラット・パネル形センサにおいて、 画素の行または列ごとに配置されるゲート線がパネル上
で2分割され、これに対応してゲート制御回路が、パネ
ルを挟んだ両側に配置されていることを特徴とするフラ
ット・パネル形センサ。 - 【請求項3】 2次元画素配列を形成すべく複数のセン
サがマトリクス状に配列され、その各画素信号を読み出
すためのデータ線とゲート線がマトリクス状に配置され
ているとともに、そのデータ線及びゲート線にそれぞれ
チャージセンシティブアンプ及びゲート制御回路が接続
されてなるフラット・パネル形センサにおいて、 画素の列または行ごとに配置されるデータ線と、画素の
行または列ごとに配置されるゲート線が、それぞれパネ
ル上で2分割され、これに対応してチャージセンシティ
ブアンプがパネルを挟んだ両側に配置され、ゲート制御
回路がパネルを挟んだ両側に、上記アンプの配置と直交
して配置されていることを特徴フラット・パネル形セン
サ。 - 【請求項4】 請求項1、2または3に記載のフラット
・パネル形センサにおいて、データ線またはゲート線の
分割境界、または、データ線及びゲート線の分割境界
が、それぞれ凹凸状になっていることを特徴とするフラ
ット・パネル形センサ。 - 【請求項5】 請求項1に記載のフラット・パネル形セ
ンサにおいて、パネルを挟んだ両側に配置した、2組の
チャージセンシティブアンプ群からの画素信号を、共通
の信号処理回路で処理するように構成されているととも
に、その一方のアンプ群の信号処理回路への接続と、他
方のアンプ群の信号処理回路への接続を選択的に切り換
える手段を備えていることを特徴とするフラット・パネ
ル形センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08046897A JP3697827B2 (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | フラット・パネル形センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08046897A JP3697827B2 (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | フラット・パネル形センサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10275906A true JPH10275906A (ja) | 1998-10-13 |
JP3697827B2 JP3697827B2 (ja) | 2005-09-21 |
Family
ID=13719102
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP08046897A Expired - Lifetime JP3697827B2 (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | フラット・パネル形センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3697827B2 (ja) |
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