KR101546109B1

KR101546109B1 - 고체 촬상 장치 및 프레임 데이터 보정 방법

Info

Publication number: KR101546109B1
Application number: KR1020107008693A
Authority: KR
Inventors: 류지 규시마; 하루미치 모리; 준이치 사와다; 가즈키 후지타; 마사히코 혼다
Original assignee: 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
Priority date: 2008-01-24
Filing date: 2009-01-22
Publication date: 2015-08-20
Also published as: WO2009093658A1; US8294793B2; CN101926163A; US20100295976A1; JP4972569B2; EP2315434A1; KR20100103787A; EP2315434A4; TWI458344B; JP2009177493A; CN101926163B; EP2315434B1; TW200948055A

Abstract

본 발명은 어느 행 선택용 배선이 단선되어 있는 경우라도 화소 데이터를 적절하게 보정함으로써 높은 해상도의 화상이 얻어지는 고체 촬상 장치 등에 관한 것이다. 당해 고체 촬상 장치(1)는 수광부(10), 신호 독출부(20), 제어부(30) 및 보정 처리부(40)를 구비한다. 수광부(10)는 M행 N열의 매트릭스 형상으로 M×N개의 화소부(P_1,1~P_M,N)가 2차원 배열되어 있고, 각 화소부(P_1,1~P_M,N)는 포토다이오드와, 독출용 스위치를 포함한다. 각 화소부(P_m,n)에서 발생한 전하는 독출용 배선(L_O,n)을 거쳐 적분 회로(S_n)에 입력되고, 이 전하량에 따른 전압값이 적분 회로(S_n)로부터 출력된다. 적분 회로(S_n)로부터의 전압값은 홀딩 회로(H_n)를 거쳐 출력용 배선(L_out)에 출력된다. 보정 처리부(40)는 신호 독출부(20)로부터 반복해서 출력되는 각 프레임 데이터에 대해 보정 처리가 행해지고, 이 보정 처리 후의 프레임 데이터가 출력된다.

Description

고체 촬상 장치 및 프레임 데이터 보정 방법{SOLID-STATE IMAGING DEVICE AND FRAME DATA CORRECTING METHOD}

본 발명은 2차원적으로 배치된 복수의 수광부를 구비한 고체 촬상 장치, 및 이 고체 촬상 장치로부터 출력되는 프레임 데이터를 보정하는 프레임 데이터 보정 방법에 관한 것이다.

고체 촬상 장치로서 CMOS 기술을 이용한 것이 알려져 있고, 그 중에서도 패시브 픽셀 센서(PPS: Passive Pixel Sensor) 방식의 고체 촬상 장치가 알려져 있다(특허 문헌 1을 참조). PPS 방식의 고체 촬상 장치는 입사광 강도에 따른 양(量)의 전하를 발생하는 포토다이오드를 포함하는 PPS형의 화소부가 M행 N열로 2차원 배열된 구조를 갖는다. 각 화소부에서는 광입사에 따라 포토다이오드에서 발생한 전하가 적분 회로의 용량 소자에 축적되고, 그 축적 전하량에 따른 전압값이 출력된다.

일반적으로, 각 열에 속하는 M개의 화소부 각각의 출력단은 그 열에 대응하여 마련되어 있는 독출용 배선을 통해, 그 열에 대응하여 마련되어 있는 적분 회로의 입력단과 접속되어 있다. 그리고 제1행으로부터 제M행까지 차례로, 화소부의 포토다이오드에서 발생한 전하는 대응하는 독출용 배선을 거쳐 대응하는 적분 회로에 입력되고, 그 적분 회로로부터 전하량에 따른 전압값이 출력된다.

또, 각 행에 속하는 N개의 화소부 각각은 그 행에 대응하여 마련되어 있는 행 선택용 배선을 통해 제어부와 접속되어 있다. 이 제어부로부터 행 선택용 배선을 통해 전해지는 행선택 제어 신호를 따라서, 각 화소부는 포토다이오드에서 발생한 전하를 독출용 배선에 출력한다.

PPS 방식의 고체 촬상 장치는 여러 가지 용도로 이용된다. 예를 들어, PPS 방식의 고체 촬상 장치는 신틸레이터 패널과 조합되어 X선 플랫 패널로서 의료 용도나 공업 용도로도 이용된다. 또한 PPS 방식의 고체 촬상 장치는 구체적으로, X선 CT 장치나 마이크로포커스 X선 검사 장치 등에 있어서도 이용된다. 이와 같은 용도로 이용되는 고체 촬상 장치는 M×N개의 화소부가 2차원 배열된 대면적의 수광부를 구비하고, 이 수광부는 각 변의 길이가 10cm를 넘는 크기의 반도체 기판에 집적화되는 경우가 있다. 따라서, 1매의 반도체 웨이퍼로부터 1개의 고체 촬상 장치밖에 제조될 수 없는 경우가 있다.

특허 문헌 1: 일본 특개 2006－234557호 공보

발명자들은 종래의 고체 촬상 장치에 대해 검토한 결과, 이하와 같은 과제를 발견하였다. 즉, 종래의 고체 촬상 장치에 있어서, 어느 행에 대응하는 행 선택용 배선이 제조 도중에 단선된 경우, 그 행에 속하는 N개의 화소부 중, 제어부에 대해 단선 위치로부터 가까운 곳에 위치하는 화소부는 행 선택용 배선에 의해 제어부와 접속되어 있지만, 제어부에 대해 단선 위치로부터 먼 곳에 있는 화소부는 제어부와 접속되어 있지 않다.

즉, 종래의 고체 촬상 장치에서는 제어부에 대해 단선 위치로부터 먼 곳에 위치하는 화소부에 있어서 광입사에 따라 포토다이오드에서 발생한 전하는 적분 회로로 독출되는 일 없, 이 포토다이오드의 접합 용량부에 축적되어 갈 뿐이다. 포토다이오드의 접합 용량부에 축적되는 전하의 양이 포화 레벨을 넘으면, 포화 레벨을 넘은 만큼의 전하가 이웃의 화소부로 오버플로우(overflow)된다.

따라서, 종래의 고체 촬상 장치에서는 1개의 행 선택용 배선이 단선되면, 그 영향은 그 행 선택용 배선과 접속된 행의 화소부에 미칠 뿐만 아니라, 양 이웃의 행의 화소부에도 미쳐, 결국, 연속한 3행의 화소부에 대해 결함 라인이 생기게 된다.

한편, 결함 라인이 연속되지 않고, 1개의 결함 라인의 양 이웃이 정상 라인이면, 이들 양 이웃의 정상 라인의 각 화소 데이터를 이용하여 결함 라인의 화소 데이터를 보간하는 것도 가능하다. 그러나 연속한 3행의 화소부에 대해 결함 라인이 생긴 경우에는, 상기와 같은 보간을 하는 것이 곤란하다. 특히, 상술한 바와 같은 대면적의 수광부를 가지는 고체 촬상 장치는 행 선택용 배선이 길기 때문에 단선이 생길 확률이 높아진다.

상기 특허 문헌 1에는 이와 같은 문제점을 해소하는 것을 의도한 기술이 제안되어 있다. 즉, 상기 특허 문헌 1에서 제안된 기술에서는 결함 라인의 이웃에 있는 인접 라인의 전체 화소 데이터의 평균값과, 더욱 이웃에 있는 정상적인 수 라인분의 전체 화소 데이터의 평균값이 구해진다. 이들 2개의 평균값의 차가 일정값 이상이면 인접 라인도 결함이라고 판정하여, 이 인접 라인의 화소 데이터가 보정되며, 또한 이 인접 라인의 화소 데이터의 보정 후의 값에 기초하여 결함 라인의 화소 데이터가 보정된다.

상기 특허 문헌 1에서 제안된 기술에서는 결함이라고 판정된 인접 라인의 화소 데이터의 보정시에, 이 인접 라인에 대해 양측의 가장 가까운 정상 라인 상의 2개의 화소 데이터의 평균값이 구해지고, 그 평균값이 이 인접 라인의 화소 데이터로 된다. 또, 결함 라인의 화소 데이터의 보정시에는 이 결함 라인에 대해 양측의 인접 라인 상의 2개의 화소 데이터의 평균값이 구해지고, 그 평균값이 이 결함 라인의 화소 데이터로 된다.

그러나 상기 특허 문헌 1에서 제안된 기술에서는 결함 라인(및 결함 라인의 근방에 있는 결함이라고 판정된 라인)의 화소 데이터를 보정하기 위해, 2개의 화소 데이터의 평균을 구하는 처리가 복수 회 반복되게 되므로, 보정 후의 화상에 있어서 결함 라인 근방에서는 해상도가 낮아진다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 이루어진 것이고, 수광부 내에 배치된 어느 행 선택용 배선이 단선되어 있는 경우라도, 화소 데이터를 보정하는 것에 의해, 보다 높은 해상도의 화상을 얻는 것을 가능하게 하기 위한 구조를 구비한 고체 촬상 장치 및 프레임 데이터 보정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 고체 촬상 장치는, M(2 이상의 정수)행 N행(2 이상의 정수)열의 매트릭스를 구성하도록 2차원 배열된 M×N개의 화소부(P_1,1~P_M,N)를 가지는 수광부와; 수광부에 있어서 제n(1 이상 N 이하의 정수)열에 속하는 M개의 화소부(P_1,n~P_M,n) 각각에 포함되는 독출용 스위치에 접속된 독출용 배선(L_O,n)과; 독출용 배선(L_O,1~L_O,N) 각각에 접속된 신호 독출부와; 수광부에 있어서 제m(1 이상 M 이하의 정수)행에 속하는 N개의 화소부(P_m,1~P_m,N) 각각에 포함되는 독출용 스위치의 개폐 동작을 제어하는 것에 의해, 신호 독출부에 있어서 전압값의 출력 동작을 제어하는 제어부와; 수광부에 있어서 제m행에 속하는 N개의 화소부(P_m,1~P_m,N) 각각에 포함되는 독출용 스위치에 접속된 행 선택용 배선(L_V,m)을 구비한다. 또한, 수광부, 독출용 배선(L_O,n), 신호 독출부, 제어부 및 행 선택용 배선(L_V,m)에 의해 하나의 센서 요소(要素)가 구성된다.

수광부를 구성하는 화소부(P_1,1~P_M,N)의 각각은 입사광 강도에 따른 양의 전하를 발생하는 포토다이오드와, 이 포토다이오드에 접속된 독출용 스위치를 포함하고 있다. 독출용 배선(L_O,n)은 화소부(P_1,n~P_M,n) 중 어느 화소부에 포함되는 포토다이오드에서 발생한 전하를, 대응하는 독출용 스위치를 통해 독출한다. 신호 독출부는 독출용 배선(L_O,n)을 거쳐 입력된 전하의 양에 따른 전하값을 일단 홀딩한 후, 그 홀딩한 전하값을 순차적으로 출력한다. 제어부는 수광부에 있어서 M×N개의 화소부(P_1,1~P_M,N) 각각에 포함되는 포토다이오드에서 발생한 전하의 양에 따른 전압값의 각각을, 프레임 데이터로서 신호 독출부로부터 반복해서 출력시킨다. 행 선택용 배선(L_V,m)은 이들 독출용 스위치의 개폐 동작을 제어하는 신호를 제어부로부터 이들 독출용 스위치에 전달한다.

본 발명에 관한 고체 촬상 장치는 상기의 수광부, 독출용 배선(L_O,n), 신호 독출부, 제어부 및 행 선택용 배선(L_V,m)에 더하여, 보정 처리부를 구비한다. 이 보정 처리부는 신호 독출부로부터 반복해서 출력되는 각 프레임 데이터를 취득하여 보정 처리를 행한다. 또, 본 발명에 관한 프레임 데이터 보정 방법은 상술한 바와 같은 구조를 구비한 고체 촬상 장치(본 발명에 관한 고체 촬상 장치)로부터 출력되는 프레임 데이터를 보정하는 방법이다.

특히, 본 발명에 관한 고체 촬상 장치에 있어서 보정 처리부는 본 발명에 관한 프레임 보정 방법을 실행한다. 즉, 보정 처리부는 행 선택용 배선(L_V,1~L_V,M) 중 제m1(1 이상 M 이하의 정수)번째의 행 선택용 배선(L_V,m1)의 단선에 기인하여 제어부에 접속되지 않게 된 화소부를 화소부(P_m1,n1)(n1은 1 이상 N 이하의 정수)로 하고, 이 화소부(P_m1,n1)가 속하는 제m1행의 인접하는 제m2(1 이상 M 이하의 정수)행에 속하는 화소부를 화소부(P_m2,n1)로 할 때, 신호 독출부로부터 제k번째에 출력되는 프레임 데이터(F_k) 중 상기 화소부(P_m2,n1)에 대응하는 전압값(V_k)을, 이 프레임 데이터(F_k) 및 직전의 적어도 2개의 프레임 데이터(F_k-1, F_k-2) 각각 중 동일 화소부(P_m2,n1)에 대응하는 전압값(V_k, V_k-1, V_k-2)에 기초하여 보정하고, 그리고 화소부(P_m2,n1)에 대응하는 전압값의 보정 후의 값에 기초하여, 프레임 데이터(F_k) 중 화소부(P_m1,n1)에 대응하는 전압값을 결정한다.

이와 같이, 당해 고체 촬상 장치에 있어서 보정 처리부 및 당해 프레임 데이터 보정 방법에 의하면, 단선되어 있는 제m1번째의 행 선택용 배선(L_V,m1)에 인접하는 제m2번째의 행 선택용 배선(L_V,m2) 상의 화소부(P_m2,n1)에 대응하는 전압값을 보정할 때에, 정상 라인 상의 화소부에 대응하는 전압값을 이용할 필요가 없다. 따라서, 상기 특허 문헌 1에 기재된 기술과 비교하여, 당해 발명에서는 보정 후의 화상에 있어서 결함 라인 근방에 있어서 해상도가 높아진다.

본 발명에 관한 고체 촬상 장치에 있어서 보정 처리부(본 발명에 관한 프레임 데이터 보정 방법)는 프레임 데이터(F_k) 중 화소부(P_m2,n1)에 대응하는 전압값(V_k)를 보정할 때의 처리로서, 전압값(V_k, V_k-1, V_k-2) 각각에 소정의 계수를 곱해 얻어지는 값을 전압값(V_k)으로부터 감산하는 처리를 행하는 것이 바람직하다.

또, 본 발명에 관한 고체 촬상 장치에 있어서 보정 처리부(본 발명에 관한 프레임 데이터 보정 방법)는 행 선택용 배선(L_V,1~L_V,M) 중 어느 복수의 행 선택용 배선이 단선되어 있을 때에, 이 단선되어 있는 복수의 행 선택용 배선 각각에 따라 계수를 설정하여, 프레임 데이터(F_k) 중 화소부(P_m2,n1)에 대응하는 전압값(V_k)을 보정하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 관한 고체 촬상 장치는 각각이 상술한 수광부, 독출용 배선(L_O,n), 신호 독출부 및 행 선택용 배선(L_V,m)에 의해 구성된 센서 요소와 동일한 구조를 가지는 복수의 센서 요소를 구비해도 된다. 이 경우, 당해 고체 촬상 장치에 있어서 보정 처리부(본 발명에 관한 프레임 데이터 보정 방법)는 복수의 센서 요소 중 어느 센서 요소에 포함되는 어느 행 선택용 배선이 단선되어 있을 때에, 이 단선된 행 선택용 배선을 포함하는 센서 요소에 있어서 수광부에 대응하는 프레임 데이터의 전압값에 기초하여 계수를 구하는 것이 바람직하다.

본 발명에 관한 X선 CT 장치는 X선 출력부와, 상술한 바와 같은 구조를 갖는 고체 촬상 장치(본 발명에 관한 고체 촬상 장치)와, 이동 수단과, 화상 해석부를 구비한다. X선 출력부는 피사체를 향하여 X선을 출력한다. 당해 고체 촬상 장치는 X선 출력부로부터 피사체를 거쳐 도달한 X선을 수광함으로써 이 피사체를 촬상한다. 이동 수단은 X선 출력부 및 고체 촬상 장치를 피사체에 대해 상대 이동시킨다. 화상 해석부는 고체 촬상 장치로부터 출력되는 보정 처리 후의 프레임 데이터를 입력하고, 그 프레임 데이터에 기초하여 피사체의 단층 화상을 생성한다.

또한, 본 발명에 관한 각 실시예는 이하의 상세한 설명 및 첨부 도면에 의해 더욱 충분히 이해 가능하게 된다. 이들 실시예는 단순히 예시를 위해 도시된 것으로서, 본 발명을 한정하는 것으로 생각되는 것은 아니다.

또, 본 발명의 추가적인 응용 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 알 수 있다. 그러나 상세한 설명 및 특정 사례는 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 것이지만, 예시를 위해서만 나타난 것으로서, 본 발명의 범위에 있어서 다양한 변형 및 개량은 본 상세한 설명으로부터 당업자에게 자명함은 분명하다.

본 발명에 관한 고체 촬상 장치 및 프레임 데이터 보정 방법에 의하면, 어느 행 선택용 배선이 단선되어 있는 경우라도 화소 데이터를 적절하게 보정하는 것에 의해 높은 해상도의 화상을 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 고체 촬상 장치의 제1 실시예의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 제1 실시예에 관한 고체 촬상 장치에 포함되는 화소부(P_m,n), 적분 회로(S_n) 및 홀딩 회로(H_n) 각각의 회로도이다.
도 3은 제1 실시예에 관한 고체 촬상 장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍 차트이다.
도 4는 도 1 중에 나타난 신호 독출부로부터 출력되는 프레임 데이터 중 정상 라인 및 인접 라인 각각의 화소부에 대응하는 전압값의 시간적 변화를 모식적으로 나타내는 그래프이다.
도 5는 도 1 중에 나타난 신호 독출부로부터 출력되는 프레임 데이터 중 인접 라인 상의 화소부에 대응하는 전압값의 변화량과 시각의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명에 관한 고체 촬상 장치의 제2 실시예의 구성을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명에 관한 X선 CT 장치의 일 실시예의 구성을 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명에 관한 고체 촬상 장치 및 프레임 데이터 보정 방법의 각 실시예를, 도 1 ~ 7을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 도면의 설명에 있어서 동일 부위, 동일 요소에는 동일한 부호를 붙이고 중복되는 설명을 생략한다.

(제1 실시예)

도 1은 본 발명에 관한 고체 촬상 장치의 제1 실시예의 구성을 나타내는 도면이다. 이 제1 실시예에 관한 고체 촬상 장치(1)는 수광부(10), 신호 독출부(20), 제어부(30) 및 보정 처리부(40)를 구비한다. 또, X선 플랫 패널로서 이용되는 경우, 고체 촬상 장치(1)의 수광면(10)의 상에 신틸레이터 패널이 겹쳐진다.

수광부(10)는 M행 N열에 2차원 배열된 M×N개의 화소부(P_1,1~P_M,N)를 갖는다. 화소부(P_m,n)는 제m행 제n열의 화소부를 나타낸다. 여기에서, M, N 각각은 2 이상의 정수이고, m은 1 이상 M 이하의 정수이고, n은 1 이상 N 이하의 정수이다. 각 화소부(P_m,n)는 PPS 방식의 화소부로서, 공통의 구성을 가지고 있다.

제m행에 속하는 N개의 화소부(P_m,1~P_m,N) 각각은 제m행 선택용 배선(L_V,m)을 통해 제어부(30)에 접속되어 있다. 제n열에 속하는 M개의 화소부(P_1,n~P_M,n) 각각의 출력단은 제n열 독출용 배선(L_O,n)을 통해, 신호 독출부(20)에 포함되는 적분 회로(S_n)에 접속되어 있다.

신호 독출부(20)는 N개의 적분 회로(S₁~S_N) 및 N개의 홀딩 회로(H₁~H_N)를 포함한다. 각 적분 회로(S_n)는 공통의 구성을 가지고 있다. 또, 각 홀딩 회로(H_n)는 공통의 구성을 가지고 있다.

각 적분 회로(S_n)는 독출용 배선(L_O,n)과 접속된 입력단을 가지며, 이 입력단에 입력된 전하를 일단 축적한 후, 그 축적 전하량에 따른 전압값을 출력단으로부터 홀딩 회로(H_n)에 출력한다. N개의 적분 회로(S₁~S_N) 각각은 방전 제어용 배선(L_R)에 의해 제어부(30)에 접속되어 있다.

각 홀딩 회로(H_n)는 적분 회로(S_n)의 출력단과 접속된 입력단을 가지며, 이 입력단에 입력되는 전압값을 일단 홀딩한 후, 그 홀딩한 전압값을 출력단으로부터 출력용 배선(L_out)에 출력한다. N개의 홀딩 회로(H₁~H_N) 각각은 홀딩 제어용 배선(L_H)을 통해 제어부(30)에 접속되어 있다. 또, 각 홀딩 회로(H_n)는 제n열의 선택용 배선(L_H,n)을 통해 제어부(30)에 접속되어 있다.

제어부(30)는 제m행 선택 제어 신호(Vsel(m))를 제m행 선택용 배선(L_V,m)에 출력하여, 이 제m행 선택 제어 신호(Vsel(m))를 제m행에 속하는 N개의 화소부(P_m,1~P_m,N) 각각에 준다. M개의 행 선택 제어 신호(Vsel(1) ~ Vsel(M))는 순차 유의값(有意値)이 된다. 제어부(30)는 M개의 행 선택 제어 신호(Vsel(1) ~ Vsel(M))를 순차 유의값으로서 출력하기 위해 시프트 레지스터를 포함한다.

제어부(30)는 제n열 선택 제어 신호(Hsel(n))를 제n열 선택용 배선(L_H,n)에 출력하여, 이 제n열 선택 제어 신호(Hsel(n))를 홀딩 회로(H_n)에 준다. N개의 열 선택 제어 신호(Hsel(1) ~ Hsel(N))도 순차 유의값이 된다. 제어부(30)는 N개의 열선택 제어 신호(Hsel(1) ~ Hsel(N))를 순차 유의값으로서 출력하기 위해 시프트 레지스터를 포함한다.

또, 제어부(30)는 방전 제어 신호(Reset)를 방전 제어용 배선(L_R)에 출력하여, 이 방전 제어 신호(Reset)를 N개의 적분 회로(S₁~S_N) 각각에 준다. 제어부(30)는 홀딩 제어 신호(Hold)를 홀딩 제어용 배선(L_H)에 출력하여, 이 홀딩 제어 신호(Hold)를 N개의 홀딩 회로(H₁~H_N) 각각에 준다.

제어부(30)는 이상과 같이, 수광부(10)에 있어서 제m행에 속하는 N개의 화소부(P_m,1~P_m,N) 각각에 포함되는 독출용 스위치(SW₁)의 개폐 동작을 제어함과 아울러, 신호 독출부(20)에 있어서 전압값의 홀딩 동작 및 출력 동작을 제어한다. 이로 인해, 제어부(30)는 수광부(10)에 있어서 M×N개의 화소부(P_1,1~P_M,N) 각각에 포함되는 포토다이오드(PD)에서 발생한 전하의 양에 따른 전압값을 프레임 데이터로서 신호 독출부(20)로부터 반복해서 출력시킨다.

보정 처리부(40)는 신호 독출부(20)로부터 반복해서 출력되는 각 프레임 데이터를 취득하여, 보정 처리를 실시한 후에 이 보정 처리 후의 프레임 데이터를 출력한다. 이 보정 처리부(40)에 있어서 보정 처리 내용에 대해서는 후에 상술한다.

도 2는 제1 실시예에 관한 고체 촬상 장치에 포함되는 화소부(P_m,n), 적분 회로(S_n) 및 홀딩 회로(H_n) 각각의 회로도이다. 이 도 2에서는 M×N개의 화소부(P_1,1~P_M,N)를 대표하여 화소부(P_m,n), N개의 적분 회로(S₁~S_N)를 대표하여 적분 회로(S_n), 또 N개의 홀딩 회로(H₁~H_N)를 대표하여 홀딩 회로(H_n)의 회로도가 나타나 있다. 즉, 제m행 제n열의 화소부(P_m,n) 및 제n열 독출용 배선(L_O,n)에 관련되는 회로 부분이 도 2에 나타나 있다.

화소부(P_m,n)는 포토다이오드(PD) 및 독출용 스위치(SW₁)를 포함한다. 포토다이오드(PD)의 애노드 단자는 접지되고, 포토다이오드(PD)의 캐소드 단자는 독출용 스위치(SW₁)를 통해 제n열 독출용 배선(L_O,n)과 접속되어 있다. 포토다이오드(PD)는 입사광 강도에 따른 양의 전하를 발생하고, 그 발생한 전하를 접합 용량부에 축적한다. 독출용 스위치(SW₁)에는 제어부(30)로부터 제m행 선택용 배선(L_V,m)을 거쳐 제m행 선택 제어 신호가 주어진다. 제m행 선택 제어 신호는 수광부(10)에 있어서 제m행에 속하는 N개의 화소부(P_m,1~P_m,N) 각각에 포함되는 독출용 스위치(SW₁)의 개폐 동작을 지시하는 전기 신호이다.

이 화소부(P_m,n)에서는 제m행 선택 제어 신호(Vsel(m))가 로 레벨일 때, 독출용 스위치(SW₁)가 열린다. 이 경우, 포토다이오드(PD)에서 발생한 전하는 제n열 독출용 배선(L_O,n)에 출력되는 일 없이, 접합 용량부에 축적된다. 한편, 제m행 선택 제어 신호(Vsel(m))가 하이 레벨일 때에, 독출용 스위치(SW₁)가 닫힌다. 이 경우, 그때까지 포토다이오드(PD)에서 발생하여 접합 용량부에 축적되어 있던 전하는 독출용 스위치(SW₁)를 거쳐 제n열 독출용 배선(L_O,n)에 출력된다.

제n열 독출용 배선(L_O,n)은 수광부(10)에 있어서 제n열에 속하는 M개의 화소부(P_1,n~P_M,n) 각각에 포함되는 독출용 스위치(SW₁)와 접속되어 있다. 제n열 독출용 배선(L_O,n)은 M개의 화소부(P_1,n~P_M,n) 중 어느 화소부에 포함되는 포토다이오드(PD)에서 발생한 전하를, 그 화소부에 포함되는 독출용 스위치(SW₁)를 통해 독출하여, 적분 회로(S_n)에 전송한다.

적분 회로(S_n)는 앰프(A₂), 적분용 용량 소자(C₂) 및 방전용 스위치(SW₂)를 포함한다. 적분용 용량 소자(C₂) 및 방전용 스위치(SW₂)는 서로 병렬적으로 접속되어 있다. 앰프(A₂)의 입력 단자와 출력 단자 사이에 마련되어 있다. 앰프(A₂)의 입력 단자는 제n열 독출용 배선(L_O,n)에 접속되어 있다. 방전용 스위치(SW₂)는 제어부(30)로부터 방전 제어용 배선(L_R)을 거친 방전 제어 신호(Reset)가 주어진다. 방전 제어 신호(Reset)는 N개의 적분 회로(S₁~S_N) 각각에 포함되는 방전용 스위치(SW₂)의 개폐 동작을 지시하는 전기 신호이다.

이 적분 회로(S_n)에서는 방전 제어 신호(Reset)가 하이 레벨일 때, 방전용 스위치(SW₂)가 닫힌다. 이 경우, 적분용 용량 소자(C₂)가 방전함으로써, 적분 회로(S_n)로부터 출력되는 전압값이 초기화된다. 방전 제어 신호(Reset)가 로 레벨일 때, 방전용 스위치(SW₂)가 열린다. 이 경우, 입력단에 입력된 전하가 적분용 용량 소자(C₂)에 축적되고, 그 축적 전하량에 따른 전압값이 적분 회로(S_n)로부터 출력된다.

홀딩 회로(H_n)는 입력용 스위치(SW₃₁), 출력용 스위치(SW₃₂) 및 홀딩용 용량 소자(C₃)를 포함한다. 홀딩용 용량 소자(C₃)의 일단은 접지되어 있다. 홀딩용 용량 소자(C₃)의 타단은 입력용 스위치(SW₃₁)를 통해 적분 회로(S_n)의 출력단과 접속됨과 아울러, 출력용 스위치(SW₃₂)를 통해 전압 출력용 배선(L_out)에 접속되어 있다. 입력용 스위치(SW₃₁)는 제어부(30)로부터 홀딩 제어용 배선(L_H)을 거친 홀딩 제어 신호(Hold)가 주어진다. 홀딩 제어 신호(Hold)는 N개의 홀딩 회로(H₁~H_N) 각각에 포함되는 입력용 스위치(SW₃₁)의 개폐 동작을 지시하는 전기 신호이다. 출력용 스위치(SW₃₂)는 제어부(30)로부터 제n열 선택용 배선(L_H,n)을 거친 제n열 선택 제어 신호(Hsel(n))가 주어진다. 제n열 선택 제어 신호(Hsel(n))는 홀딩 회로(H_n)에 포함되는 출력용 스위치(SW₃₂)의 개폐 동작을 지시하는 전기 신호이다.

이 홀딩 회로(H_n)에서는 홀딩 제어 신호(Hold)가 하이 레벨로부터 로 레벨로 바뀌면, 입력용 스위치(SW₃₁)가 닫힘 상태로부터 열림 상태로 바뀌고, 그 때에 입력단에 입력되어 있는 전압값이 홀딩용 용량 소자(C₃)에 홀딩된다. 또, 제n열 선택 제어 신호(Hsel(n))가 하이 레벨일 때에, 출력용 스위치(SW₃₂)가 닫힌다. 이 경우, 홀딩용 용량 소자(C₃)에 홀딩되어 있는 전압값이 전압 출력용 배선(L_out)에 출력된다.

제어부(30)는 수광부(10)에 있어서 제m행에 속하는 N개의 화소부(P_m,1~P_m,N) 각각의 수광 강도에 따른 전압값을 출력할 때, 방전 제어 신호(Reset)에 의해, N개의 적분 회로(S₁~S_N) 각각에 포함되는 방전용 스위치(SW₂)를 일단 닫은 후에 열도록 지시한다. 그 후, 제어부(30)는 제m행 선택 제어 신호(Vsel(m))에 의해, 수광부(10)에 있어서 제m행의 N개의 화소부(P_m,1~P_m,N) 각각에 포함되는 독출용 스위치(SW₁)를 소정 기간에 걸쳐 닫도록 지시한다. 제어부(30)는 그 소정 기간에, 홀딩 제어 신호(Hold)에 의해, N개의 홀딩 회로(H₁~H_N) 각각에 포함되는 입력용 스위치(SW₃₁)를 닫힘 상태로부터 열림 상태로 바뀌도록 지시한다. 그리고 제어부(30)는 그 소정 기간의 후에, 열 선택 제어 신호(Hsel(1) ~ Hsel(N))에 의해, N개의 홀딩 회로(H₁~H_N) 각각에 포함되는 출력용 스위치(SW₃₂)를 순차로 일정 기간만 닫도록 지시한다. 제어부(30)는 이상과 같은 제어를 각 행에 대해 순차로 행한다.

다음으로, 제1 실시예에 관한 고체 촬상 장치(1)의 동작에 대해 설명한다. 이 제1 실시예에 관한 고체 촬상 장치(1)에서는 제어부(30)에 의한 제어 하에, M개의 행 선택 제어 신호(Vsel(1) ~ Vsel(M)), N개의 열 선택 제어 신호(Hsel(1) ~ Hsel(N)), 방전 제어 신호(Reset) 및 홀딩 제어 신호(Hold) 각각이 소정의 타이밍에 레벨 변화한다. 이로 인해, 수광면(10)에 입사된 광의 상을 촬상하여 프레임 데이터를 얻을 수 있고, 추가로 보정 처리부(40)에 의해 프레임 데이터를 보정할 수 있다.

도 3은 제1 실시예에 관한 고체 촬상 장치(1)의 동작을 설명하기 위한 타이밍 차트이다. 이 도 3에 있어서, (a) N개의 적분 회로(S₁~S_N) 각각에 포함되는 방전용 스위치(SW₂)의 개폐 동작을 지시하는 방전 제어 신호(Reset), (b) 수광부(10)에 있어서 제1행에 속하는 N개의 화소부(P_1,1~P_1,N) 각각에 포함되는 독출용 스위치(SW₁)의 개폐 동작을 지시하는 제1행 선택 제어 신호(Vsel(1)), (c) 수광부(10)에 있어서 제2행에 속하는 N개의 화소부(P_2,1~P_2,N) 각각에 포함되는 독출용 스위치(SW₁)의 개폐 동작을 지시하는 제2행 선택 제어 신호(Vsel(2)), 및 (d) N개의 홀딩 회로(H₁~H_N) 각각에 포함되는 입력용 스위치(SW₃₁)의 개폐 동작을 지시하는 홀딩 제어 신호(Hold)가 나타나 있다.

또, 이 도 3에는 (e) 홀딩 회로(H₁)에 포함되는 출력용 스위치(SW₃₂)의 개폐 동작을 지시하는 제1열 선택 제어 신호(Hsel(1)), (f) 홀딩 회로(H₂)에 포함되는 출력용 스위치(SW₃₂)의 개폐 동작을 지시하는 제2열 선택 제어 신호(Hsel(2)), (g) 홀딩 회로(H₃)에 포함되는 출력용 스위치(SW₃₂)의 개폐 동작을 지시하는 제3열 선택 제어 신호(Hsel(3)), (h) 홀딩 회로(H_n)에 포함되는 출력용 스위치(SW₃₂)의 개폐 동작을 지시하는 제n열 선택 제어 신호(Hsel(n)), 및 (i) 홀딩 회로(H_N)에 포함되는 출력용 스위치(SW₃₂)의 개폐 동작을 지시하는 제N열 선택 제어 신호(Hsel(N))도 나타나 있다.

제1행에 속하는 N개의 화소부(P_1,1~P_1,N) 각각에 포함되는 포토다이오드(PD)에서 발생하여 접합 용량부에 축적된 전하의 독출은 이하와 같이 하여 행해진다.

즉, 시각 t₁₀ 전에는 M개의 행 선택 제어 신호(Vsel(1) ~ Vsel(M)), N개의 열 선택 제어 신호(Hsel(1) ~ Hsel(N)), 방전 제어 신호(Reset) 및 홀딩 제어 신호(Hold) 각각은 로 레벨로 되어 있다. 시각 t₁₀으로부터 시각 t₁₁까지의 기간, 제어부(30)로부터 방전 제어용 배선(L_R)에 출력되는 방전 제어 신호(Reset)가 하이 레벨로 되고, 이로 인해 N개의 적분 회로(S₁~S_N) 각각에 있어서 방전용 스위치(SW₂)가 닫히고, 적분용 용량 소자(C₂)가 방전된다. 또, 시각 t₁₁로부터 후의 시각 t₁₂로부터 시각 t₁₅까지의 기간, 제어부(30)로부터 제1행 선택용 배선(L_V,1)에 출력되는 제1행 선택 제어 신호(Vsel(1))가 하이 레벨로 되고, 이로 인해 수광부(10)에 있어서 제1행에 속하는 N개의 화소부(P_1,1~P_1,N) 각각에 포함되는 독출용 스위치(SW₁)가 닫힌다.

기간(t₁₂~t₁₅) 내에 있어서, 시각 t₁₃으로부터 시각 t₁₄까지의 기간, 제어부(30)로부터 홀딩 제어용 배선(L_H)에 출력되는 홀딩 제어 신호(Hold)가 하이 레벨로 되고, 이로 인해, N개의 홀딩 회로(H₁~H_N) 각각에 있어서 입력용 스위치(SW₃₁)가 닫힌다.

기간(t₁₂~t₁₅) 내에서는 제1행에 속하는 각 화소부(P_1,n)에 포함되는 독출용 스위치(SW₁)가 닫혀 있는 한편, 각 적분 회로(S_n)의 방전용 스위치(SW₂)가 열려 있다. 그 때문에, 그때까지 각 화소부(P_1,n)의 포토다이오드(PD)에서 발생하여 접합 용량부에 축적되어 있던 전하는 그 화소부(P_1,n)의 독출용 스위치(SW₁) 및 제n열 독출용 배선(L_O,n)을 거쳐, 적분 회로(S_n)의 적분용 용량 소자(C₂)에 전송된다(적분용 용량 소자(C₂)에 의해 축적). 그리고 각 적분 회로(S_n)의 적분용 용량 소자(C₂)에 축적되어 있는 전하의 양에 따른 전압값이 적분 회로(S_n)의 출력단으로부터 출력된다.

기간(t₁₂~t₁₅) 내의 시각 t₁₄에, 홀딩 제어 신호(Hold)가 하이 레벨로부터 로 레벨로 바뀌면, N개의 홀딩 회로(H₁~H_N) 각각에 있어서, 입력용 스위치(SW₃₁)가 닫힘 상태로부터 열림 상태로 바뀐다. 그 때에 적분 회로(S_n)의 출력단으로부터 출력되어 홀딩 회로(H_n)의 입력단에 입력되어 있는 전압값이 홀딩용 용량 소자(C₃)에 홀딩된다.

그리고 기간(t₁₂~t₁₅)의 후에, 제어부(30)로부터 열 선택용 배선(L_H,1~L_H,N)에 출력되는 열 선택 제어 신호(Hsel(1) ~ Hsel(N))가 순차로 일정 기간만 하이 레벨로 된다. 이로 인해, N개의 홀딩 회로(H₁~H_N) 각각에 포함되는 출력용 스위치(SW₃₂)가 순차로 일정 기간만 닫힌다. 이 때, 각 홀딩 회로(H_n)의 홀딩용 용량 소자(C₃)에 홀딩되고 있는 전압값은 출력용 스위치(SW₃₂)를 거쳐 전압 출력용 배선(L_out)에 순차로 출력된다. 이 전압 출력용 배선(L_out)에 출력되는 전압값(V_out)은 제1행에 속하는 N개의 화소부(P_1,1~P_1,N) 각각에 포함되는 포토다이오드(PD)에 있어서 수광 강도를 나타내고 있다. N개의 홀딩 회로(H₁~H_N) 각각으로부터 전압 출력용 배선(L_out)에 출력되는 전압값(V_out)은 전압 출력용 배선(L_out)을 통해 보정 처리부(40)에 입력된다.

계속해서, 제2행에 속하는 N개의 화소부(P_2,1~P_2,N) 각각에 포함되는 포토다이오드(PD)에서 발생하여 접합 용량부에 축적된 전하의 독출이 이하와 같이 하여 행해진다.

즉, 시각 t₂₀으로부터 시각 t₂₁까지의 기간, 제어부(30)로부터 방전 제어용 배선(L_R)에 출력되는 방전 제어 신호(Reset)가 하이 레벨로 된다. 이로 인해, N개의 적분 회로(S₁~S_N) 각각에 있어서, 방전용 스위치(SW₂)가 닫히고, 적분용 용량 소자(C₂)가 방전된다. 또, 시각 t₂₁로부터 후의 시각 t₂₂로부터 시각 t₂₅까지의 기간, 제어부(30)로부터 제2행 선택용 배선(L_V,2)에 출력되는 제2행 선택 제어 신호(Vsel(2))가 하이 레벨로 되고, 이로 인해, 수광부(10)에 있어서 제2행에 속하는 N개의 화소부(P_2,1~P_2,N) 각각에 포함되는 독출용 스위치(SW₁)가 닫힌다.

기간(t₂₂~t₂₅) 내에 있어서, 시각 t₂₃으로부터 시각 t₂₄까지의 기간, 제어부(30)로부터 홀딩 제어용 배선(L_H)에 출력되는 홀딩 제어 신호(Hold)가 하이 레벨로 된다. 이로 인해, N개의 홀딩 회로(H₁~H_N) 각각에 있어서 입력용 스위치(SW₃₁)가 닫힌다.

그리고 기간(t₂₂~t₂₅)의 후에, 제어부(30)로부터 열 선택용 배선(L_H,₁~L_H,N)에 출력되는 열 선택 제어 신호(Hsel(1) ~ Hsel(N))가 순차로 일정 기간만 하이 레벨로 된다. 이로 인해, N개의 홀딩 회로(H₁~H_N) 각각에 포함되는 출력용 스위치(SW₃₂)가 순차로 일정 기간만 닫힌다.

이상과 같이 하여, 제2행에 속하는 N개의 화소부(P_2,1~P_2,N) 각각에 포함되는 포토다이오드(PD)에 있어서 수광 강도를 나타내는 전압값(V_out)이 전압 출력용 배선(L_out)에 출력된다. N개의 홀딩 회로(H₁~H_N) 각각으로부터 전압 출력용 배선(L_out)에 출력되는 전압값(V_out)은 전압 출력용 배선(L_out)을 통해 보정 처리부(40)에 입력된다.

이상과 같은 제1행 및 제2행에 대한 동작에 이어서, 그 후 제3행으로부터 제M행까지 동양(同樣)의 동작이 행해짐으로써, 1회의 촬상으로 얻어지는 화상을 나타내는 프레임 데이터를 얻을 수 있다. 또, 제M행에 대해 동작이 종료되면, 다시 제1행으로부터 동양의 동작이 행해짐으로써, 다음의 화상을 나타내는 프레임 데이터가 얻어진다. 이와 같이, 일정 주기에 동양의 동작을 반복함으로써, 수광부(10)가 수광한 광의 상의 2차원 강도 분포를 나타내는 전압값(V_out)이 전압 출력용 배선(L_out)에 출력된다(프레임 데이터가 반복해서 얻어진다). 이들 프레임 데이터는 보정 처리부(40)에 입력된다.

그런데 제m행에 속하는 N개의 화소부(P_m,1~P_m,N) 각각에 포함되는 독출용 스위치(SW₁)가 닫혀 있는 기간에 있어서, 제m행에 속하는 각 화소부(P_m,n)의 포토다이오드(PD)에서 발생하여 접합 용량부에 축적되어 있던 전하는 그 화소부(P_m,n)의 독출용 스위치(SW₁) 및 제n열 독출용 배선(L_O,n)을 거쳐, 적분 회로(S_n)의 적분용 용량 소자(C₂)에 전송된다. 이 때에, 제m행에 속하는 각 화소부(P_m,n)의 포토다이오드(PD)의 접합 용량부의 축적 전하가 초기화된다.

그러나 어느 제m행 선택용 배선(L_V,m)이 도중에 단선되어 있는 경우에는, 그 제m행에 속하는 N개의 화소부(P_m,1~P_m,N) 중 제어부(30)에 대해 단선 위치로부터 먼 곳에 위치하는 화소부는 제어부(30)로부터 제m행 선택 제어 신호(Vsel(m))가 전해지지 않는다. 따라서, 단선의 영향을 받는 화소부에서는 독출용 스위치(SW₁)가 열린 채로 되어, 적분 회로(S_n)에 전하를 전송할 수 없다. 즉, 단선의 영향을 받는 화소부에서는 전하 전송에 의한 포토다이오드(PD)의 접합 용량부의 축적 전하의 초기화를 할 수 없다. 이대로는 단선의 영향을 받는 화소부에 있어서 광입사에 따라 포토다이오드에서 발생한 전하는 이 포토다이오드의 접합 용량부에 축적되어 갈 뿐이다. 포화 레벨을 넘으면 양 이웃의 행의 화소부로 오버플로우되어, 연속한 3행의 화소부에 대해 결함 라인을 만들게 된다.

따라서, 이 제1 실시예에 관한 고체 촬상 장치(1)에 있어서, 보정 처리부(40)는 신호 독출부(20)로부터 반복해서 출력되는 각 프레임 데이터를 취득하고, 그 취득된 프레임 데이터 각각에 대해 이하와 같은 보정 처리(본 발명에 관한 프레임 데이터 보정 방법)를 행한다.

또한, 이하의 설명의 전제 조건으로서, 행 선택용 배선(L_V,1~L_V,M) 중 어느 제m1번째의 행 선택용 배선(L_V,m1)이 단선되어 있는 것으로 한다. 제m1행에 속하는 N개의 화소부(P_m1,1~P_m1,N) 중 제m1번째의 행 선택용 배선(L_V,m1)의 단선으로 인해 제어부(30)에 접속되지 않는 결함 라인 상의 화소부를 화소부(P_m1,n1)로 한다. 또, 제m1행의 이웃의 제m2행에 속하며, 또한 화소부(P_m1,n1)에 인접하는 인접 라인 상의 화소부를 화소부(P_m2,n1)로 한다. 여기서, m1, m2는 1 이상 M 이하의 정수이고, n1은 1 이상 N 이하의 정수이고, m1과 m2의 차는 1이다.

또, 신호 독출부(20)로부터 제k번째에 출력되는 프레임 데이터를 F_k로 나타낸다. 즉, 신호 독출부(20)로부터 보정 처리부(40)에 입력되는 프레임 데이터는 차례로, ㆍㆍㆍ, F_k-2, F_k-1, F_k, F_k+1, F_k+2,ㆍㆍㆍ로 된다. 여기서, k는 정수이다.

보정 처리부(40)는 프레임 데이터(F_k) 중 인접 라인 상의 화소부(P_m2,n1)에 대응하는 전압값(V_k)를, 이 프레임 데이터(F_k) 및 직전의 적어도 2개의 프레임 데이터(F_k-1, F_k-2) 각각 중 동일 화소부(P_m2,n1)에 대응하는 전압값(V_k,V_k-1, V_k-2)에 기초하여 보정한다.

이 때, 보정 처리부(40)는 프레임 데이터(F_k) 중 인접 라인 상의 화소부(P_m2,n1)에 대응하는 전압값(V_k)을 보정할 때의 처리로서, 전압값(V_k, V_k-1, V_k-2) 각각을 변수로 하는 다항식 등의 함수를 이용할 수 있다. 단, 전압값(V_k, V_k-1, V_k-2) 각각에 계수를 곱하여 얻어지는 값을 전압값(V_k)으로부터 감산하는 처리를 행하는 것이 바람직하다.

또, 보정 처리부(40)는 행 선택용 배선(L_V,1~L_V,M) 중 어느 복수의 행 선택용 배선이 단선되어 있을 때, 단선되어 있는 복수의 행 선택용 배선 각각에 따라 상기의 계수를 설정하여, 프레임 데이터(F_k) 중 화소부(P_m2,n1)에 대응하는 전압값(V_k)을 보정하는 것도 바람직하다.

또한, 보정 처리부(40)는 프레임 데이터(F_k) 중 결함 라인 상의 화소부(P_m1,n1)에 대응하는 전압값을, 인접 라인 상의 화소부(P_m2,n1)에 대응하는 전압값의 보정 후의 값에 기초하여 결정한다. 이 결정은, 바람직하게는, 양 이웃의 인접 라인 상의 화소부(P_m2,n1)에 대응하는 전압값에 기초한 보간 계산에 의해 하는 것이 바람직하다.

그리고 보정 처리부(40)는 인접 라인 상의 화소부(P_m2,n1) 및 결함 라인 상의 화소부(P_m1,n1) 각각에 대응하는 전압값을 상기와 같이 보정한 후의 프레임 데이터를, 보정 후 프레임 데이터로서 출력한다.

이하에, 인접 라인 상의 화소부(P_m2,n1)에 대응하는 전압값(V_k)의 보정 처리에 대해 더욱 상세하게 설명한다.

도 4는 도 1 중에 나타난 신호 독출부(20)로부터 출력되는 프레임 데이터 중 정상 라인 및 인접 라인 각각의 화소부에 대응하는 전압값의 관계를 나타내는 그래프이다. 이 도 4에 있어서, 시각 t₀ 전의 기간은 수광부(10)의 전체에 똑같은 강도의 광이 입사되고 있는 기간을 나타낸다. 시각 t₀ 이후는 수광부(10)의 전체에 광이 입사되지 않는 기간을 나타낸다. 또한 정상 라인은 행 선택용 배선이 단선되어 있는 결함 라인도 아니고, 결함 라인 상의 화소부로부터 전하가 유입해오는 인접 라인도 아니다.

이 도 4에 나타난 바와 같이, 수광부(10) 전체에 똑같은 강도의 광이 입사되고 있는 시각 t₀ 전에는 신호 독출부(20)로부터 출력되는 프레임 데이터 중에서, 인접 라인 상의 화소부에 대응하는 전압값은 정상 라인 상의 화소부에 대응하는 전압값(W)보다 크다. 그 이유는, 결함 라인 상의 화소부에 있어서 광 입사에 따라 포토다이오드에서 발생한 전하는 신호 독출부(20)에 독출되는 일 없이, 이 포토다이오드의 접합 용량부에 축적될 뿐이기 때문이다. 즉, 결함 라인 상의 화소부에 있어서 광 입사에 따라 포토다이오드에서 발생한 전하는 그 축적 전하량이 포화 레벨을 넘으면, 포화 레벨을 넘은 만큼의 전하가 인접 라인 상의 화소부로 오버플로우되어 버린다.

수광부(10) 전체에 광이 입사되지 않는 시각 t₀ 이후에는 신호 독출부(20)로부터 출력되는 프레임 데이터 중 정상 라인 및 인접 라인 각각의 화소부에 대응하는 전압값은 모두 감소해 가서, 이윽고 초기값(광이 입사되지 않는 것을 나타내는 값)으로 수속(收束)된다. 그렇지만 정상 라인 상의 화소부에 대응하는 전압값의 변화와 대비하여, 인접 라인 상의 화소부에 대응하는 전압값의 변화는 시간 지연이 있을 뿐만 아니라, 감소 속도도 늦다. 그 이유는, 결함 라인 상의 화소부로부터 인접 라인 상의 화소부로의 전하 누출에 시간을 필요로 하기 때문이다고 생각된다.

보정 처리부(40)는 상술한 바와 같은 현상에 대한 본 발명자들의 지견에 기초하여, 신호 독출부(20)로부터 출력되는 프레임 데이터(F_k) 중 인접 라인 상의 화소부(P_m2,n1)에 대응하는 전압값(V_k)을 보정한다. 구체적으로, 화소부(P_m2,n1)에 대응하는 전압값(V_k)은 프레임 데이터(F_k) 및 직전의 적어도 2개의 프레임 데이터(F_k-1, F_k-2) 각각 중 동일 화소부(P_m2,n1)에 대응하는 전압값(V_k, V_k-1, V_k-2)에 기초하여 보정된다.

도 4에 나타난 바와 같이, 신호 독출부(20)로부터 출력되는 프레임 데이터 중 인접 라이 상의 화소부에 대응하는 전압값은 시각 t₀ 후의 시각 t_A로부터 시각 t_B까지의 기간의 변화량을 B, 시각 t_B로부터 시각 t_C까지의 기간의 변화량을 C, 시각 t_C로부터 시각 t_D까지의 기간의 변화량을 D, 그리고 시각 t_D로부터 시각 t_E까지의 기간의 변화량을 E로 한다.

그리고 이하의 식 (la) ~ (ld)에 나타난 바와 같이, 이들 변화량 B, C, D, E를, 수광부(10) 전체에 똑같은 강도의 광이 입사되고 있는 시각 t₀ 전에 신호 독출부(20)로부터 출력되는 프레임 데이터 중 정상 라인 상의 화소부에 대응하는 전압값(W)으로 나누어, 계수 b, c, d, e를 얻는다.

[식 1]

도 5는 도 1 중에 나타난 신호 독출부로부터 출력되는 프레임 데이터 중 인접 라인 상의 화소부에 대응하는 전압값의 변화량과 시각의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 5에 나타난 바와 같이, 계수 b, c, d, e 각각의 대수값(對數値)과, 대응하는 시각 t_B, t_C, t_D, t_E와의 관계는 거의 직선 관계에 있다. 이를 이용하여, 시각 t_A에 있어서 계수 a가 외삽(外揷)에 의해 구해진다.

또한, 이하의 식 (2a) ~ (2e)에 나타난 관계식을 따라서 계수 a ~ e가 계수 a₁ ~ e₁로 변환된다. 즉, 계수 a₁ ~ e₁은 계수 a ~ e에 대해 일정 계수를 곱한 수치치며, 총합이 값 1이다.

[식 2]

또, 시각 t₀, t_A ~ t_E의 간격이, 신호 독출부(20)로부터 프레임 데이터가 출력될 때의 주기와 같을 때, 계수 a₁ ~ e₁의 각 값을 구하면, 이러한 값의 일례는 이하의 식 (3a) ~ (3e)에 나타난 바와 같다.

[식 3]

또한, 이하의 식 (4a) ~ (4f)에 나타난 관계식을 따라서 계수 a₁ ~ e₁가 계수 a₂ ~ e₂로 변환된다. 식 (4f) 중의 V_ave1은 수광부(10) 전체에 똑같은 강도의 광이 입사되고 있는 시각 t₀ 전에 신호 독출부(20)로부터 출력되는 프레임 데이터 중 인접 라인 상의 화소부에 대응하는 전압값의 평균값이다. V_ave2는 그 프레임 데이터 중 정상 라인 상의 화소부에 대응하는 전압값의 평균값이다. 즉, 식 (4f)의 파라미터 z는 정상 라인 상의 화소부에 대응하는 전압값의 평균값(V_ave2)에 대한, 인접 라인 상의 화소부에 대응하는 전압값의 평균값(V_ave1)의 증가 비율을 나타낸다.

[식 4]

그리고 이하의 식 (5)에 나타난 관계식을 따라서, 프레임 데이터(F_k) 중 인접 라인 상의 화소부(P_m2,n1)에 대응하는 전압값(V_k)이 이 프레임 데이터(F_k) 및 직전의 4개의 프레임 데이터(F_k-1 ~ F_k-4) 각각 중 동일 화소부(P_m2,n1)에 대응하는 전압값(V_k ~ V_k-4)에 기초하여 보정된다. 즉, 전압값(V_k ~ V_k-4) 각각에 계수 a₂ ~ e₂를 곱하여 얻어진 값이 전압값(V_k)으로부터 감산된다. 이와 같이 하여, 전압값(V_k)을 보정한 후의 전압값(V_kc)이 구해진다.

[식 5]

보정 처리부(40)는 신호 독출부(20)로부터 출력되는 프레임 데이터(F_k)중, 인접 라인 상의 화소부(P_m2,n1)에 대응하는 전압값(V_k)의 보정 후의 전압값(V_kc)을 이상의 처리를 거쳐 구한 후, 이 보정 후의 전압값(V_kc)에 기초하여, 결함 라인 상의 화소부(P_m1,n1)에 대응하는 전압값을 결정한다.

보정 처리부(40)는 이상의 처리에 즈음하여, 신호 독출부(20)로부터 출력되는 프레임 데이터(F_k)의 각 화소부에 대응하는 전압값에 대해 다크 보정을 미리 행해 두는 것이 바람직하다. 또, 보정 처리부(40)는 이상의 처리를 아날로그 처리로 행해도 된다. 또, 보정 처리부(40)는 신호 독출부(20)로부터 출력되는 프레임 데이터(F_k)를 디지털 변환한 후에 디지털 처리를 행하는 것이 바람직하며, 이 경우, 수 프레임분의 프레임 데이터를 디지털값으로 기억하는 프레임 메모리를 구비하는 것이 바람직하다.

보정 처리부(40)는 이상의 처리를 실행하기 위해, 행 선택용 배선(L_V,1~L_V,M) 중 단선되어 있는 행 선택용 배선, 및 이 단선되어 있는 행 선택용 배선에 있어서 단선 위치를, 미리 기억하는 기억부를 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 제1 실시예에 관한 고체 촬상 장치(1)의 제조 도중 또는 제조 후의 검사에 있어서 얻어진 단선 정보를 외부로부터 상기의 기억부에 기억시켜도 된다.

또, 보정 처리부(40)는 수광부(10), 신호 독출부(20) 및 제어부(30)과 함께 일체적으로 마련되어 있어도 된다. 이 경우, 당해 제1 실시예에 관한 고체 촬상 장치(1) 전체가 반도체 기판 상에 집적화되어 있는 것이 바람직하다. 또, 수광부(10), 신호 독출부(20) 및 제어부(30)가 일체화되는 한편, 이와 같은 구성과는 별도로 보정 처리부(40)가 마련되어 있어도 된다. 이 경우, 보정 처리부(40)는 예를 들어 컴퓨터에 의해 실현될 수 있다.

이상에 설명한 바와 같이, 제1 실시예에 관한 고체 촬상 장치(1), 또는 당해 고체 촬상 장치(1)의 신호 독출부(20)로부터 출력되는 프레임 데이터(F_k)를 보정하는 방법(본 발명에 관한 프레임 데이터 보정 방법)에서는 프레임 데이터(F_k)중 인접 라인 상의 화소부(P_m2,n1)에 대응하는 전압값(V_k)을, 이 프레임 데이터(F_k) 및 직전의 4개의 프레임 데이터(F_k-1 ~ F_k-4) 각각 중 동일 화소부(P_m2,n1)에 대응하는 전압값(V_k ~ V_k-4)에 기초하여 보정한다. 즉, 인접 라인 상의 화소부(P_m2,n1)에 대응하는 전압값(V_k)을 보정할 때에, 정상 라인 상의 화소부에 대응하는 전압값이 필요없게 된다. 따라서, 상기 특허 문헌 1에 기재된 종래 기술과 비교하여, 당해 제1 실시예에서는 보정 후의 화상에 있어서 결함 라인 근방에서의 해상도가 높아진다.

또한, 이 제1 실시예에서는 프레임 데이터(F_k) 중 인접 라인 상의 화소부(P_m2,n1)에 대응하는 전압값(V_k)을 보정할 때에, 이 프레임 데이터(F_k) 및 직전의 4개의 프레임 데이터(F_k-1 ~ F_k-4) 각각 중 동일 화소부(P_m2,n1)에 대응하는 전압값(V_k ~ V_k-4)이 이용되고 있다. 그렇지만 상기 식 (3a) ~ (3e) 및 식 (4a) ~ (4f)로부터도 알 수 있는 바와 같이, 계수 a₂, b₂, c₂, d₂, e₂의 순서로 값이 거의 반감하고 있다. 따라서, 상기 특허 문헌 1에 기재된 종래 기술과 대비하여 높은 해상도를 얻으려면, 당해 제 1 실시예에 있어서, 보정 대상의 프레임 데이터(F_k) 및 직전의 적어도 2개의 프레임 데이터(F_k-1 ~ F_k-2) 각각 중 동일 화소부(P_m2,n1)에 대응하는 전압값(V_k, V_k-1, V_k-2)에 기초하여, 전압값(V_k)이 보정되면 좋다.

신호 독출부(20)에 의한 프레임 데이터의 출력 동작과, 보정 처리부(40)에 의한 보정 처리는 번갈아 행해져도 되고, 또 병렬적으로 행해져도 된다. 전자의 경우, 신호 독출부(20)에 의한 프레임 데이터(F_k)의 출력 동작 후, 보정 처리부(40)에 의한 프레임 데이터(F_k)의 보정 처리가 행해진다. 그리고 그 보정 처리가 종료된 후, 신호 독출부(20)로부터 다음의 프레임 데이터(F_k+1)가 보정 처리부(40)에 출력된다. 한편, 후자의 경우, 신호 독출부(20)에 의한 프레임 데이터(F_k)의 출력 동작 후, 보정 처리부(40)에 의한 프레임 데이터(F_k)의 보정 처리가 행해진다. 그리고 보정 처리의 기간과 적어도 일부가 겹치는 기간에 있어서, 신호 독출부(20)로부터 다음의 프레임 데이터(F_k+1)가 보정 처리부(40)에 출력된다.

결함 라인 상의 화소부로부터 인접 라인 상의 화소부로의 전하 누출은 결함 라인의 양측의 인접 라인 상의 화소부에 대해 생긴다. 따라서, 결함 라인의 양측의 인접 라인 상의 화소부에 대해, 이전의 프레임 데이터의 전압값을 이용한 보정이 행해지는 것이 바람직하다. 단, 결함 라인에 대해 한쪽 측에 인접하는 인접 라인 상의 화소부의 전압값과, 같은 측에서 더욱 인접하는 정상 라인 상의 화소부의 전압값을, 비닝(가산)하여 독출하는 경우, 결함 라인에 대해 다른 측에 인접하는 인접 라인 상의 화소부의 전압값에 대해서만, 이전의 프레임 데이터의 전압값을 이용한 보정이 행해진다. 이 경우에도, 특허 문헌 1에 기재된 종래 기술과 비교하여 높은 해상도가 얻어진다.

(제2 실시예)

다음으로, 본 발명에 관한 고체 촬상 장치의 제2 실시예에 대해 설명한다. 도 6은 본 발명에 관한 고체 촬상 장치의 제2 실시예의 구성을 나타내는 도면이다. 이 제2 실시예에 관한 고체 촬상 장치는 수광부(10A, 10B), 신호 독출부(20A, 20B), 제어부(30), 보정 처리부(40) 및 버퍼부(50A, 50B)를 구비한다. 또, X선 플랫 패널로서 이용되는 경우, 당해 고체 촬상 장치(2)의 수광면(10A, 10B) 상에는 신틸레이터 패널이 겹쳐진다.

이 제2 실시예에 관한 고체 촬상 장치(2)의 일부를 구성하는 수광부(10A, 10B) 각각은 상술한 제1 실시예에 관한 고체 촬상 장치(1)에 포함되는 수광부(10)와 동양의 구조를 갖는다. 또, 당해 제2 실시예에 관한 고체 촬상 장치(2)의 일부를 구성하는 신호 독출부(20A, 20B) 각각도, 상술한 제1 실시예에 관한 고체 촬상 장치(1)에 포함되는 신호 독출부(20)와 동양의 구조를 갖는다.

고체 촬상 장치(2)에 있어서 제어부(30)는 제m번째의 행 선택 제어 신호(Vsel(m))를 제m번째의 행 선택용 배선(L_V,m)에 출력함으로써, 이 제m행 선택 제어 신호(Vsel(m))를, 수광부(10A, 10B) 각각에 포함되는 제m행에 속하는 화소부(P_m,1~P_m,N)에 준다. 제어부(30)는 신호 독출부(20A)에 포함되는 각 홀딩 회로(H_n)에 주어야 할 제n열 선택 제어 신호(Hsel(n))를 제n번째의 열 선택용 배선(L_HA,n)에 출력함과 아울러, 신호 독출부(20B)에 포함되는 각 홀딩 회로(H_n)에 주어야 할 제n열 선택 제어 신호(Hsel(n))를 제n번째의 열 선택용 배선(L_HB,n)에 출력한다.

또, 제어부(30)는 신호 독출부(20A, 20B) 각각에 포함되는 각 적분 회로(S_n)에 주어야 할 방전 제어 신호(Reset)를 방전 제어용 배선(L_R)에 출력한다. 제어부(30)는 신호 독출부(20A, 20B) 각각에 포함되는 각 홀딩 회로(H_n)에 주어야 할 홀딩 제어 신호(Hold)를 홀딩 제어용 배선(L_H)에 출력한다.

제어부(30)는 이상과 같이, 수광부(10A, 10B) 각각에 있어서 제m행에 속하는 N개의 화소부(P_m,1~P_m,N) 각각에 포함되는 독출용 스위치(SW₁)의 개폐 동작을 제어함과 아울러, 신호 독출부(20A, 20B) 각각에 있어서 전압값의 홀딩 동작 및 출력 동작을 제어한다. 이로 인해, 제어부(30)는 수광부(10A, 10B) 각각에 있어서 M×N개의 화소부(P_1,1~P_M,N) 각각에 포함되는 포토다이오드(PD)에서 발생한 전하의 양에 따른 전압값을 프레임 데이터로서 신호 독출부(20A, 20B)로부터 반복해서 출력시킨다.

이와 같이, 당해 제2 실시예에 관한 고체 촬상 장치(2)는 복수 세트의 수광부 및 신호 독출부를 구비하는 것에 의해, 수광 영역을 확대할 수 있거나, 또는 화소수를 증가시킬 수 있다. 또, 당해 제2 실시예에 관한 고체 촬상 장치(2)는 복수의 신호 독출부를 서로 병렬적으로 동작시키는 것이 가능하며, 화소 데이터의 고속 독출이 가능하다.

보정 처리부(40)는 신호 독출부(20A)에 포함되는 각 홀딩 회로(H_n)로부터 순차로 전압 출력용 배선(L_{out_A})에 출력되어 버퍼부(50A)를 거친 전압값을 입력함과 아울러, 신호 독출부(20B)에 포함되는 각 홀딩 회로(H_n)로부터 순차로 전압 출력용 배선(L_{out_B})에 출력되어 버퍼부(50B)를 거친 전압값을 입력한다. 그리고 보정 처리부(40)는 신호 독출부(20A, 20B)로부터 반복해서 출력되는 각 프레임 데이터에 대해 보정 처리를 행하여, 보정 처리 후의 프레임 데이터를 출력한다.

이 보정 처리부(40)에 있어서 처리 내용은 상술한 바와 같다. 단, 버퍼부(50A)와 버퍼부(50B)는 동작 특성이 반드시 일치하지 않으며, 입력 전압값이 동일해도 출력 전압값이 다른 경우가 있다. 따라서, 보정 처리부(40)는 수광부(20A)에 포함되는 어느 행의 행 선택용 배선이 단선되어 있는 경우, 그 수광부(20A)에 대응하는 프레임 데이터에 있어서 인접 라인 및 정상 라인의 전압값에 기초하여 계수 a₂ ~ e₂를 구하는 것이 바람직하다. 동양으로, 보정 처리부(40)는 수광부(20B)에 포함되는 어느 행의 행 선택용 배선이 단선되어 있는 경우, 그 수광부(20B)에 대응하는 프레임 데이터에 있어서 인접 라인 및 정상 라인의 전압값에 기초하여 계수 a₂ ~ e₂를 구하는 것이 바람직하다.

(X선 CT 촬영)

상술한 제1 실시예에 관한 고체 촬상 장치(1), 또는 당해 고체 촬상 장치(1)의 신호 독출부(20)로부터 출력되는 프레임 데이터를 보정하는 방법은 X선 CT 장치에 있어서 바람직하게 이용될 수 있다. 따라서, 상술한 제1 실시예에 관한 고체 촬상 장치(1)를 구비하는 X선 CT 장치의 실시 형태에 대해 다음에 설명한다.

도 7은 본 발명에 관한 X선 CT 장치의 일 실시예의 구성을 나타내는 도면이다. 이 도 7에 나타난 X선 CT 장치(100)에 있어서, X선원(106)은 피사체를 향하여 X선을 발생한다. X선원(106)으로부터 발생한 X선의 조사 필드는 1차 슬릿판(106b)에 의해 제어된다. X선원(106)은 X선관이 내장되어, 그 X선관의 관전압, 관전류 및 통전 시간 등의 조건이 조정되는 것에 의해, 피사체로의 X선 조사량이 제어된다. X선 촬상기(107)는 2차원 배열된 복수의 화소부를 가지는 CMOS의 고체 촬상 장치를 내장하여, 피사체를 통과한 X선상(線像)을 검출한다. X선 촬상기(107)의 전방(前方)에는 X선 입사 영역을 제한하는 2차 슬릿판(107a)이 마련된다.

선회 암(104)은 X선원(106) 및 X선 촬상기(107)를 대향시키도록 홀딩한 상태에서, 이들을 파노라마 단층 촬영시에 피사체의 주위에 선회시킨다. 또한, 선회 암(104)에는 리니어 단층 촬영시에 X선 촬상기(107)를 피사체에 대해 직선 변위시키기 위한 슬라이드 기구(113)가 마련된다. 선회 암(104)은 회전 테이블을 구성하는 암 모터(110)에 의해 구동되고, 그 회전 각도가 각도 센서(112)에 의해 검출된다. 또, 암 모터(110)는 XY 테이블(114)의 가동부에 탑재되어, 회전 중심이 수평면 내에서 임의로 조정된다.

X선 촬상기(107)로부터 출력되는 화상 신호는 AD 변환기(120)에 의해 예를 들어 10 비트(=1024 레벨)의 디지털 데이터로 변환되어, CPU(중앙 처리 장치)(121)에 일단 받아들여진다. 그 후, 디지털 데이터로 변환된, X선 촬상기(107)로부터의 화상 신호는 프레임 메모리(122)에 격납된다. 프레임 메모리(122)에 격납된 화상 데이터로부터, 소정의 연산 처리에 의해 임의의 단층면을 따른 단층 화상이 재생된다. 재생된 단층 화상은 비디오 메모리(124)에 출력되어, DA 변환기(125)에 의해 아날로그 신호로 변환된 후, CRT(음극 선관) 등의 화상 표시부(126)에 의해 표시된다(각종 진단에 제공된다).

CPU(121)에는 신호 처리에 필요한 워크 메모리(123)가 접속되고, 또한 패널 스위치나 X선 조사 스위치 등을 구비한 조작 패널(119)이 접속되어 있다. 또, CPU(121)는 암 모터(110)를 구동하는 모터 구동 회로(111), 1차 슬릿판(106b) 및 2차 슬릿판(107a)의 개구 범위를 제어하는 슬릿 제어 회로(115, 116), X선원(106)을 제어하는 X선 제어 회로(118)에 각각 접속되고, 또한 X선 촬상기(107)를 구동하기 위한 클록 신호를 출력한다.

X선 제어 회로(118)는 X선 촬상기(107)에 의해 촬상된 신호에 기초하여 피사체로의 X선 조사량을 피드백 제어하는 것이 가능하다.

이상과 같이 구성되는 X선 CT 장치(100)에 있어서, X선 촬상기(107)는 상술한 제1 실시예에 관한 고체 촬상 장치(1)에 있어서 수광부(10), 신호 독출부(20) 및 제어부(30)에 상당하며, 수광부(10)의 전면(前面)에는 신틸레이터 패널이 마련되어 있다. 또, CPU(121) 및 워크 메모리(123)는 상술한 제1 실시예에 관한 고체 촬상 장치(1)에 있어서 보정 처리부(40)에 상당한다.

X선 CT 장치(100)는 상술한 제1 실시예에 관한 고체 촬상 장치(1)를 구비함과 아울러, 고체 촬상 장치(1)로부터 출력되는 보정 처리 후 프레임 데이터에 기초하여 피사체의 단층 화상을 생성하는 화상 해석부로서 CPU(121)를 구비하고 있다. 이와 같은 구성에 의해, 당해 X선 CT 장치(100)는 결함 라인 근방에 있어서 해상도가 높은 단층 화상을 얻을 수 있다. 특히, X선 CT 장치에서는 단기간에 다수(예를 들어 300)의 프레임 데이터를 연속적으로 취득함과 아울러, 고체 촬상 장치(1)에 있어서 수광부(10)로의 입사광 양이 프레임마다 변동하므로, 결함 라인 상의 화소부로부터 인접 라인 상의 화소부로 오버플로우되는 전하의 양은 프레임마다 변동한다. 이와 같은 X선 CT 장치(100)는 고체 촬상 장치(1)를 구비하는 것에 의해, 프레임 데이터에 대해 유효한 보정을 할 수 있다. 또한, X선 CT 장치(100)는 상술한 제1 실시예에 관한 고체 촬상 장치(1) 대신에, 제2 실시예에 관한 고체 촬상 장치(2)를 구비하고 있어도 된다.

이상의 본 발명의 설명으로부터, 본 발명을 여러 가지로 변경할 수 있음은 분명하다. 그와 같은 변형은 본 발명의 사상 및 범위로부터 일탈하는 것으로 인정할 수는 없으며, 모든 당업자에게 있어서 자명한 개량은 이하의 청구 범위에 포함되는 것이다.

1, 2ㆍㆍㆍ고체 촬상 장치,
10, 10A, 10Bㆍㆍㆍ수광부,
20, 20A, 20Bㆍㆍㆍ신호 독출부,
30ㆍㆍㆍ제어부,
40ㆍㆍㆍ보정 처리부,
P_1,1~P_M,Nㆍㆍㆍ화소부,
PDㆍㆍㆍ포토다이오드,
SW₁ㆍㆍㆍ독출용 스위치,
S₁~S_Nㆍㆍㆍ적분 회로,
C₂ㆍㆍㆍ적분용 용량 소자,
SW₂ㆍㆍㆍ방전용 스위치,
A₂ㆍㆍㆍ앰프
H₁~H_Nㆍㆍㆍ홀딩 회로,
C₃ㆍㆍㆍ홀딩용 용량 소자,
SW₃₁ㆍㆍㆍ입력용 스위치,
SW₃₂ㆍㆍㆍ출력용 스위치,
L_V,mㆍㆍㆍ제m행 선택용 배선,
L_H,nㆍㆍㆍ제n열 선택용 배선,
L_O,nㆍㆍㆍ제n열 독출용 배선,
L_Rㆍㆍㆍ방전 제어용 배선,
L_Hㆍㆍㆍ홀딩 제어용 배선,
L_outㆍㆍㆍ전압 출력용 배선.

Claims

M(2 이상의 정수)행 N(2 이상의 정수)열의 매트릭스를 구성하도록 2차원 배열된 M×N개의 화소부(P_1,1~P_M,N)를 갖는 수광부로서, 상기 화소부(P_1,1~P_M,N)의 각각이 입사광 강도에 따른 양(量)의 전하를 발생하는 포토다이오드와, 이 포토다이오드에 접속된 독출용 스위치를 포함하고 있는 수광부와,
상기 수광부에 있어서 제n(1 이상 N 이하의 정수)열에 속하는 M개의 화소부(P_1,n~P_M,n) 각각에 포함되는 독출용 스위치와 접속된 독출용 배선(L_O,n)으로서, 상기 화소부(P_1,n~P_M,n) 중 어느 화소부에 포함되는 포트다이오드에서 발생한 전하를, 대응하는 독출용 스위치를 통해 독출하는 독출용 배선(L_O,n)과,
상기 독출용 배선(L_O,1~L_O,N) 각각에 접속된 신호 독출부로서, 상기 독출용 배선(L_O,n)을 거쳐 입력된 전하의 양에 따른 전압값을 일단 홀딩한 후, 그 홀딩한 전압값을 순차로 출력하는 신호 독출부와,
상기 수광부에 있어서 제m(1 이상 M 이하의 정수)행에 속하는 N개의 화소부(P_m,1~P_m,N) 각각에 포함되는 독출용 스위치의 개폐 동작을 제어함으로써, 상기 신호 독출부에 있어서 전압값의 출력 동작을 제어하는 제어부로서, 상기 수광부에 있어서 M×N개의 화소부(P_1,1~P_M,N) 각각에 포함되는 포토다이오드에서 발생한 전하의 양에 따른 전압값의 각각을, 프레임 데이터로서 상기 신호 독출부로부터 반복해서 출력시키는 제어부와,
상기 수광부에 있어서 제m행에 속하는 N개의 화소부(P_m,1~P_m,N) 각각에 포함되는 독출용 스위치에 접속된 행 선택용 배선(L_V,m)으로서, 이들 독출용 스위치의 개폐 동작을 제어하는 신호를 상기 제어부로부터 이들 독출용 스위치에 전달하는 행 선택용 배선(L_V,m)과,
상기 신호 독출부로부터 반복해서 출력되는 프레임 데이터 각각에 대해, 보정 처리를 행하는 보정 처리부를 구비한 고체 촬상 장치에 있어서,
상기 보정 처리부는,
상기 행 선택용 배선(L_V,1~L_V,M) 중 제m1(1 이상 M 이하의 정수)번째의 행 선택용 배선(L_V,m1)의 단선에 기인하여 상기 제어부에 접속되지 않게 된 화소부를 화소부(P_m1,n1)(n1은 1 이상 N 이하의 정수)로 하고, 이 화소부(P_m1,n1)에 인접하는 화소부로서 제m1행에 인접하는 제m2(1 이상 M 이하의 정수)행에 속하는 화소부를 화소부(P_m2,n1)로 할 때,
상기 신호 독출부로부터 제k번째에 출력되는 프레임 데이터(F_k) 중 상기 화소부(P_m2,n1)에 대응하는 전압값(V_k)을, 이 프레임 데이터(F_k) 및 직전의 적어도 2개의 프레임 데이터(F_k-1, F_k-2) 각각 중 동일 화소부(P_m2,n1)에 대응하는 전압값(V_k, V_k-1, V_k-2)에 기초하여 보정하고, 그리고
상기 화소부(P_m2,n1)에 대응하는 전압값의 보정 후의 값에 기초하여, 상기 프레임 데이터(F_k) 중 화소부(P_m1,n1)에 대응하는 전압값을 결정하는 고체 촬상 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 보정 처리부는 상기 프레임 데이터(F_k) 중 화소부(P_m2,n1)에 대응하는 전압값(V_k)을 보정할 때의 처리로서, 상기 전압값(V_k, V_k-1, V_k-2) 각각에 소정의 계수를 곱하여 얻어지는 값을 상기 전압값(V_k)으로부터 감산하는 처리를 행하는 고체 촬상 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 보정 처리부는 상기 행 선택용 배선(L_V,1~L_V,M) 중 어느 복수의 행 선택용 배선이 단선되어 있을 때, 그 단선되어 있는 복수의 행 선택용 배선 각각에 따라 상기 계수를 설정하여, 상기 프레임 데이터(F_k) 중 화소부(P_m2,n1)에 대응하는 전압값(V_k)을 보정하는 고체 촬상 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 수광부, 상기 독출용 배선(L_O,n), 상기 신호 독출부 및 상기 행 선택용 배선(L_V,m)에 의해 하나의 센서 요소가 구성될 때, 당해 고체 촬상 장치는, 각각이 상기 센서 요소와 동일 구조를 갖는 복수의 센서 요소를 구비하고,
상기 보정 처리부는 상기 복수의 센서 요소 중 어느 센서 요소에 포함되는 행 선택용 배선 중 어느 것이 단선되어 있을 때, 단선된 행 선택용 배선을 포함하는 센서 요소에 있어서 수광부에 대응하는 프레임 데이터의 전압값에 기초하여 상기 계수를 구하는 고체 촬상 장치.
피사체를 향하여 X선을 출력하는 X선 출력부와,
상기 X선 출력부로부터 상기 피사체를 거쳐 도달한 X선을 수광함으로써, 상기 피사체를 촬상하는 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 항에 기재된 고체 촬상 장치와,
상기 X선 출력부 및 상기 고체 촬상 장치를 상기 피사체에 대해 상대 이동시키는 이동 수단과,
상기 고체 촬상 장치로부터 출력되는 보정 처리 후의 프레임 데이터를 입력하고, 그 프레임 데이터에 기초하여 상기 피사체의 단층 화상을 생성하는 화상 해석부를 구비한 X선 CT 장치.
M(2 이상의 정수)행 N(2 이상의 정수)열의 매트릭스를 구성하도록 2차원 배열된 M×N개의 화소부(P_1,1~P_M,N)를 가지는 수광부로서, 상기 화소부(P_1,1~P_M,N)의 각각이 입사광 강도에 따른 양의 전하를 발생하는 포토다이오드와, 이 포토다이오드에 접속된 독출용 스위치를 포함하고 있는 수광부와,
상기 수광부에 있어서 제n(1 이상 N 이하의 정수)열에 속하는 M개의 화소부(P_1,n~P_M,n) 각각에 포함되는 독출용 스위치에 접속된 독출용 배선(L_O,n)으로서, 상기 화소부(P_1,n~P_M,n) 중 어느 화소부에 포함되는 포토다이오드에서 발생한 전하를, 대응하는 독출용 스위치를 통해 독출하는 독출용 배선(L_O,n)과,
상기 독출용 배선(L_O,1~L_O,N) 각각에 접속된 신호 독출부로서, 상기 독출용 배선(L_O,n)을 거쳐 입력된 전하의 양에 따른 전압값을 일단 홀딩한 후, 그 홀딩한 전압값을 순차로 출력하는 신호 독출부와,
상기 수광부에 있어서 제m(1 이상 M 이하의 정수)행에 속하는 N개의 화소부(P_m,1~P_m,N) 각각에 포함되는 독출용 스위치의 개폐 동작을 제어함으로써, 상기 신호 독출부에 있어서 전압값의 출력 동작을 제어하는 제어부로서, 상기 수광부에 있어서 M×N개의 화소부(P_1,1~P_M,N) 각각에 포함되는 포토다이오드에서 발생한 전하의 양에 따른 전압값의 각각을, 프레임 데이터로서 상기 신호 독출부로부터 반복해서 출력시키는 제어부와,
상기 수광부에 있어서 제m행에 속하는 N개의 화소부(P_m,1~P_m,N) 각각에 포함되는 독출용 스위치에 접속된 행 선택용 배선(L_V,m)으로서, 이들 독출용 스위치의 개폐 동작을 제어하는 신호를 상기 제어부로부터 이들 독출용 스위치에 전달하는 행 선택용 배선(L_V,m)을 구비한 고체 촬상 장치로부터 출력되는 프레임 데이터를 보정하기 위한 프레임 데이터 보정 방법으로서,
상기 행 선택용 배선(L_V,1~L_V,M) 중 제m1(1 이상 M 이하의 정수)번째의 행 선택용 배선(L_V,m1)의 단선에 기인하여 상기 제어부에 접속되지 않게 된 화소부를 화소부(P_m1,n1)(n1은 1 이상 N 이하의 정수)로 하고, 이 화소부(P_m1,n1)에 인접하는 화소부로서 제m1행에 인접하는 제m2(1 이상 M 이하의 정수)행에 속하는 화소부를 화소부(P_m2,n1)로 할 때,
상기 신호 독출부로부터 제k번째에 출력되는 프레임 데이터(F_k) 중 상기 화소부(P_m2,n1)에 대응하는 전압값(V_k)이, 이 프레임 데이터(F_k) 및 직전의 적어도 2개의 프레임 데이터(F_k-1, F_k-2) 각각 중 동일 화소부(P_m2,n1)에 대응하는 전압값(V_k, V_k-1, V_k-2)에 기초하여 보정되고, 그리고
상기 화소부(P_m2,n1)에 대응하는 전압값의 보정 후의 값에 기초하여, 상기 프레임 데이터(F_k) 중 화소부(P_m1,n1)에 대응하는 전압값이 결정되는 프레임 데이터 보정 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 프레임 데이터(F_k) 중 상기 화소부(P_m2,n1)에 대응하는 전압값(V_k)을 보정할 때의 처리로서, 상기 전압값(V_k, V_k-1, V_k-2) 각각에 소정의 계수를 곱하여 얻어지는 값이 상기 전압값(V_k)으로부터 감산되는 프레임 데이터 보정 방법.
청구항 7에 있어서,
상기 행 선택용 배선(L_V,1~L_V,M) 중 어느 복수의 행 선택용 배선이 단선되어 있을 때, 이 단선되어 있는 복수의 행 선택용 배선 각각에 따라 상기 계수가 설정됨으로써, 상기 프레임 데이터(F_k) 중 상기 화소부(P_m2,n1)에 대응하는 전압값(V_k)이 보정되는 프레임 데이터 보정 방법.
청구항 7에 있어서,
상기 수광부, 상기 독출용 배선(L_O,n), 상기 신호 독출부 및 상기 행 선택용 배선(L_V,m)에 의해 하나의 센서 요소가 구성될 때, 상기 고체 촬상 장치는, 각각이 상기 센서 요소와 동일 구조를 갖는 복수의 센서 요소를 구비하고,
상기 복수의 센서 요소 중 어느 센서 요소에 포함되는 행 선택용 배선 중 어느 것이 단선되어 있을 때, 이 단선된 행 선택용 배선을 포함하는 센서 요소에 있어서 수광부에 대응하는 프레임 데이터의 전압값에 기초하여 상기 계수가 구해지는 프레임 데이터 보정 방법.