KR20170123266A - 촬상 장치 및 방사선 촬상 시스템 - Google Patents

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Abstract

촬상 장치는, 매트릭스 형상으로 배열되고, 각각 전기 신호를 생성하도록 구성되고, 각각 전기 신호가 비파괴적으로 판독될 수 있도록 구성되는 복수의 화소와, 상기 복수의 화소로부터 비파괴적으로 판독된 전기 신호들을 순차적으로 출력하도록 구성된 출력 증폭기와, 하나의 프레임의 화상 데이터에 대한 전기 신호들이 상기 복수의 화소로부터 비파괴적으로 판독되는 기간에, 제1 행의 화소들로부터 전기 신호들을 비파괴적으로 판독하기 위한 비파괴 판독 처리를 복수회 실행하고, 상기 제1 행에 인접한 제2 행의 화소들로부터 전기 신호들을 비파괴적으로 판독하기 위한 비파괴 판독 처리를 복수회 실행하도록 구성된 제어 유닛을 포함한다. 이 경우, 상기 제어 유닛은, 상기 제1 행의 화소들에 대해 비파괴 판독 처리를 복수회 수행하는 기간에 상기 출력 증폭기를 리셋한다.

Description

촬상 장치 및 방사선 촬상 시스템{IMAGING APPARATUS AND RADIOGRAPHIC IMAGING SYSTEM}
본 개시 내용은 촬상 장치 및 방사선 촬상 시스템에 관한 것이다.
방사선 촬상 시스템에 적용된 촬상 장치는, 매트릭스 형태로 배열되고 방사선 또는 광에 따라 전기 신호를 각각 출력하도록 구성된 복수의 화소를 갖는다. 그러한 촬상 장치는, 열 방향으로 배열되고 행 방향으로 복수의 화소에 전기적으로 접속 된 복수의 행 선택선과, 행 방향으로 배열되고 열 방향으로 복수의 화소에 전기적으로 접속된 복수의 열 신호선을 추가로 갖는다. 복수의 열신호선은 열 선택 스위치를 통해 출력 신호선에 전기적으로 접속되고, 출력 증폭기는 출력 신호선에 전기적으로 접속되고 출력 신호선에 전송된 신호에 대해 임피던스 변환을 수행하도록 구성된다. 복수의 행 선택선에 전기적으로 접속된 행 선택 회로는 복수의 화소를 행마다 선택한다. 하나의 행 내의 복수의 화소가 선택되고 있는 기간 동안에, 복수의 열 선택 스위치에 전기적으로 접속된 열 선택 회로는 상기 행의 화소로부터 순서대로 전기 신호를 출력 신호선 및 출력 증폭기를 통해 출력한다.
이러한 촬상 장치와 관련하여, 일본 특허 공개 제11-069231호 공보에서는, 하나의 행의 마지막으로 선택된 열의 화소로부터의 전기 신호의 출력으로부터, 다음 행의 최초에 선택된 열의 화소로부터의 전기 신호의 출력까지의 기간 동안에, 출력 증폭기의 입력에 원하는 기준 전압이 공급되는 것을 개시하고 있다. 마지막으로 선택된 열의 화소와 최초에 선택된 열의 화소는 서로 멀리 떨어져 배치되어 있기 때문에, 이들 화소로부터 출력된 전기 신호들은 크게 다를 수 있다. 그러한 경우, 마지막으로 선택된 열의 화소로부터의 전기 신호는 최초에 선택되는 열의 화소로부터의 전기 신호에 영향을 줄 수 있다. 특히 촬상 장치가 높은 주사 속도로 주사하고 출력 증폭기가 충분한 세틀링 타임을 갖지 못하는 경우에, 그 영향은 화상 아티팩트로서 나타날 가능성이 있다. 특히 이러한 경우에는, 화소로부터 전기 신호가 출력될 때마다 원하는 기준 전압의 공급은, 출력 증폭기의 세틀링 타임을 상당히 부족하게 한다. 그로 인해, 그 영향을 저감하기 위해서, 해당 기간에, 출력 증폭기의 입력에 원하는 기준 전압이 공급되어 출력 증폭기를 리셋시킬 수 있다.
한편, 방사선 또는 광에 따른 전기 신호들이 비파괴적으로 판독(출력)될 수 있는 화소를 갖는 촬상 장치가 알려져 있다. 일본 특허 공개 번호 제2013-162164호 공보에서는, 비파괴 판독이 수행될 수 있는 복수의 화소가 매트릭스 형상으로 배열된 촬상 장치에 있어서, 하나의 행의 화소들을 선택하고 있는 기간 동안에 하나의 행의 화소들로부터 전기 신호들이 복수회 비파괴적으로 판독된다. 이러한 처리를 복수회의 비파괴 판독 처리라고 칭한다. 일본 특허 공개 번호 제2013-162164호 공보에서는, 복수회 비파괴적으로 판독된 전기 신호를 평균 처리하여, 노이즈를 저감하는 것이 개시되어 있다. 일본 특허 공개 번호 제2015-012546호 공보에서는, 상이한 감도로 복수회 비파괴 판독이 수행될 수 있는 복수의 화소가 매트릭스 형상으로 배열된 촬상 장치가 개시되어 있다. 일본 특허 공개 번호 제2015-012546호 공보에서는, 하나의 행의 화소들을 선택하고 있는 기간 동안에 수행된 복수회 비파괴 판독에 의해 획득된 전기 신호들에 기초하여 다이내믹 레인지가 확장된 화상이 획득될 수 있는 것이 개시되어 있다.
그러나, 일본 특허 공개 번호 제2013-162164호 공보 및 일본 특허 공개 번호 제2015-012546호 공보에서와 같이, 하나의 행의 화소들을 선택하고 있는 기간 동안에 하나의 행의 화소들로부터 전기 신호들을 복수회 비파괴적으로 판독하는 촬상 장치는 출력 증폭기의 리셋을 어떻게 행할지에 대한 고려가 필요할 수 있다.
따라서, 본 개시 내용은, 하나의 행의 화소들을 선택하고 있는 기간 동안에 하나의 행의 화소들로부터 전기 신호들이 복수회 비파괴적으로 판독될 수 있고, 충분한 세틀링 타임을 확보해서 해당 영향에 기인하는 화상 아티팩트를 억제하는 촬상 장치를 제공한다. 본 개시 내용의 양태에 따른 촬상 장치는, 매트릭스 형상으로 배열되고, 각각 방사선 또는 광에 따른 전기 신호를 생성하도록 구성되고, 전기 신호가 비파괴적으로 판독될 수 있도록 구성되는 복수의 화소와, 상기 복수의 화소로부터 비파괴적으로 판독된 전기 신호들을 순차적으로 출력하도록 구성된 출력 증폭기와, 하나의 프레임의 화상 데이터에 대한 전기 신호들이 상기 복수의 화소로부터 비파괴적으로 판독되는 기간에, 상기 복수의 화소에 포함된 제1 행의 화소들로부터 전기 신호들을 비파괴적으로 판독하기 위한 비파괴 판독 처리를 복수회 실행하고, 상기 제1 행에 인접한 제2 행의 화소들로부터 전기 신호들을 비파괴적으로 판독하기 위한 비파괴 판독 처리를 복수회 실행하도록 구성된 제어 유닛을 포함한다. 이 경우, 상기 제어 유닛은, 상기 제1 행의 화소들에 대해 비파괴 판독 처리를 복수회 수행하는 기간에 상기 출력 증폭기를 리셋한다.
본 발명의 추가의 특징은 첨부 도면을 참조하여 예시적인 실시예에 대한 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다. 이하에서 설명된 본 발명의 실시예들의 각각은 필요에 따라 단독으로 또는 복수의 실시예 또는 이들의 특징의 조합으로서 구현될 수 있거나, 단일 실시예에서의 개별 실시예로부터의 요소 또는 특징의 조합이 유익한 경우에 구현될 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 방사선 촬상 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 2는 하나의 화소의 구성 일례를 나타내는 개략적인 회로도이다.
도 3은 촬상 장치의 동작 일례를 설명하기 위한 타이밍 차트이다.
도 4는 제1 실시예에 따른 반도체 기판의 내부 구조 일례를 설명하기 위한 개략적인 회로도이다.
도 5는 제1 실시예에 따른 회로 기판의 일례를 설명하는 개략적인 회로도이다.
도 6은 제1 실시예에 따른 촬상 장치의 제어를 설명하기 위한 타이밍 차트이다.
도 7은 차동 증폭기의 반전 입력 단자의 전압 변화를 설명하기 위한 특성도이다.
도 8은 제2 실시예에 따른 방사선 촬상 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 9는 제2 실시예에 따른 회로 기판의 일례를 설명하는 개략적인 회로도이다.
도 10은 제2 실시예에 따른 반도체 기판의 내부 구조 일례를 설명하는 개략적인 회로도이다.
도 11은 제2 실시예에 따른 전압 공급 유닛을 설명하는 개략적인 회로도이다.
도 12는 제2 실시예에 따른 제어를 설명하는 흐름도이다.
도 13은 제2 실시예에 따른 촬상 장치의 제어를 설명하는 타이밍 차트이다.
도 14는 제3 실시예에 따른 반도체 기판의 내부 구조 일례를 설명하는 개략적인 회로도이다.
도 15는 제3 실시예에 따른 회로 기판의 일례를 설명하는 개략적인 회로도이다.
도 16은 제3 실시예에 따른 촬상 장치의 제어를 설명하는 타이밍 차트이다.
이하에, 도면을 참조하여 본 개시 내용을 실시하기 위한 모드를 상세하게 설명한다. 방사선은, 전형적으로는, X선일 수 있지만, α선, β선, 또는 γ선일 수 있다는 점에 주목해야 한다.
(제1 실시예)
먼저, 도 1을 참조해서 촬상 장치를 포함하는 방사선 촬상 시스템을 설명한다. 도 1은, 방사선 촬상 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 1은, 촬상 장치(100), 화상 처리 장치(101), 화상 표시 장치(102), X선 발생기(방사선 발생기)(103), 및 X선관(104)을 도시한다. 촬영 시에, 제어 장치(도시 안됨)는, 촬상 장치(100)와 X선 발생기(103)가 서로 동기할 수 있도록 제어한다. 피사체를 투과한 X선은 도시하지 않은 신틸레이터(scintillator)에 의해 가시광으로 변환되고, 광량에 기초하여 광전 변환된 다음에 A/D 변환된다. 그 후, X선 조사에 대응하는 프레임 화상 데이터가 촬상 장치(100)로부터 화상 처리 장치(101)로 전송된다. 전송된 프레임 화상 데이터가 화상 처리된 후, 결과적인 방사선 화상이 화상 표시 장치(102)에 실시간으로 표시된다.
촬상 장치(100)는 내부에 평면 패널 센서(105)를 포함한다. 평면 패널 센서(105)는, 도시하지 않은, 베이스 상에서 7열×2행의 매트릭스 형상으로 타일링된(tiled) 직사각형의 반도체 기판(120)(예를 들어, 도 4에 도시됨)을 갖는다. 각각의 반도체 기판(120)은, 실리콘 반도체 웨이퍼 등의 단결정 반도체를 갖는 촬상 기판이며, 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 화소를 포함한다. 연결용 에어리어 센서로서 기능하는 반도체 기판(120)은, 그 상부에, 동일한 피치로 이차원 배열된 화소를 갖는다. 반도체 기판(120)들 사이의 경계에 걸쳐서 화소가 동일한 피치로 타일링되어 있다. 평면 패널 센서(105)의 상변과 하변에는, 매트릭스 형상으로 배열된 외부 단자(전극 패드)를 통해 외부 회로 기판이 접속된다. 여기서, 촬상 장치(100)는, 기준 전압을 공급하도록 구성된 전압 공급 유닛(121)을 추가로 포함한다. 전압 공급 유닛(121)에 대해서는 나중에 상세하게 설명한다.
제어 유닛(109)은, 제어 커맨드 및 동기 신호를 화상 처리 장치(101)와 통신하고 화상 데이터를 화상 처리 장치(101)에 송신하도록 구성된다. 또한, 촬상 제어 유닛(109)은, 평면 패널 센서에 대한 제어 기능을 가질 수 있고, 평면 패널 센서의 구동을 제어하고 촬영 모드를 제어하도록 구성된다. 촬상 제어 유닛(109)은, 촬상 장치(100) 내의 복수의 A/D 변환기(108)로부터 A/D 변환된 디지털 화상 데이터를 프레임 데이터에 합성하고, 결과적인 데이터를 화상 처리 장치(101)에 전송하도록 구성된다. 촬상 제어 유닛(109)은, 본 개시 내용에 따른 제어 회로에 대응한다.
커맨드 제어용의 인터페이스(110)는, 화상 처리 장치(101)로부터 촬상 제어 유닛(109)에의 촬영 모드 설정, 파라미터 설정, 촬영 개시 설정, 및 촬영 종료 설정의 통신에 유용하고 예를 들어, 촬상 제어 유닛(109)으로부터 화상 처리 장치(101)에의 촬상 장치의 상태의 통신에 유용하다. 화상 데이터 인터페이스(111)는, 취득된 화상 데이터를, 촬상 제어 유닛(109)으로부터 화상 처리 장치(101)로 송신하는데 유용하다. READY 신호(112)는, 촬상 장치(100)가 촬영 준비된 상태가 취득된 것을 나타내는 신호이고, 이는 촬상 제어 유닛(109)으로부터 화상 처리 장치(101)로 통보된다. 외부 동기 신호(113)는, 화상 처리 장치(101)가 촬상 제어 유닛(109)으로부터 READY 신호(112)를 수신할 때 촬상 제어 유닛(109)에 X선 노광 시점을 통보하는 신호이다. 노광 허가 신호(114)가 인에이블되는 동안에, 노광 신호는 화상 처리 장치(101)로부터 X선 발생기(103)에 송신된다.
이어서, 도 2를 참조해서 촬상 장치의 하나의 화소의 구성 일례를 설명한다. 화소 P는, 변환 유닛 CP, 증폭 유닛 AP, 리셋 유닛 RP, 제1 유지 유닛 SH1, 제2 유지 유닛 SH2, 제3 유지 유닛 SH3, 제1 출력 유닛 OP1, 제2 출력 유닛 OP2, 및 제3 출력 유닛 OP3을 포함할 수 있다.
변환 유닛 CP는, 포토다이오드 PD, 트랜지스터 M1, 플로팅 디퓨전(diffusion) 용량 CFD(이하, FD 용량 CFD), 및 감도 전환용 부가 용량 CFD'을 가질 수 있다. 포토다이오드 PD는 광전 변환 소자이며, 조사된 방사선에 따라서 파장 변환 소자인 신틸레이터에서 발생한 광을 전기 신호로 변환하도록 구성된다. 즉, 변환 유닛은, 방사선을 광으로 변환하도록 구성된 파장 변환 소자와, 광을 전하로 변환하도록 구성된 광전 변환 소자를 포함하는 변환 소자들을 가질 수 있다. 그러나, 방사선을 직접 전하로 변환하도록 구성된 변환 소자가 대신 제공될 수 있다. 구체적으로는, 해당 광에 따른 양의 전하가 포토다이오드 PD에서 발생하고, 발생한 전하량에 따른 FD 용량 CFD 의 전압이 증폭 유닛 AP에 출력된다. 감도 전환용 용량 CFD'은, 화소 P의 방사선에 대한 감도를 전환하기 위해서 사용되고, 트랜지스터 M1(스위치 소자)을 통해 포토다이오드 PD에 접속되어 있다. WIDE 신호의 활성화는, 트랜지스터 M1이 도통 상태가 되게 하고, FD 용량 CFD와 용량 CFD'과의 합성 용량의 전압이 증폭 유닛 AP에 출력된다. 즉, 트랜지스터 M1의 도통 상태를 제어함으로써, 제1 감도를 갖는 변환 유닛 CP에 의해 변환된 전하에 따른 전압인 제1 신호와, 제1 감도와는 다른 제2 감도를 갖는 변환 유닛에 의해 변환된 전하에 따른 전압인 제2 신호가 증폭 유닛 AP에 출력될 수 있다.
증폭 유닛 AP는, 제1 제어 트랜지스터 M3, 제1 증폭 트랜지스터 M4, 클램프 용량 CCL, 제2 제어 트랜지스터 M6, 제2 증폭 트랜지스터 M7, 및 정전류원을 갖는다. 제1 제어 트랜지스터 M3, 제1 증폭 트랜지스터 M4, 및 정전류원(예를 들어, 전류 미러 구성을 갖는 트랜지스터)은 전류 경로를 형성하도록 직렬로 접속되어 있다. 제1 제어 트랜지스터 M3의 게이트에 입력되는 인에이블 신호 EN의 활성화는, 변환 유닛 CP로부터의 전압을 수신하는 제1 증폭 트랜지스터 M4의 동작 상태를 변경한다. 이와 같이 하여, 소스 폴로워 회로가 형성되어, 변환 유닛 CP로부터의 전압을 증폭하여 획득한 전압이 제1 증폭 트랜지스터 M4로부터 출력될 수 있게 한다. 제1 증폭 트랜지스터 M4로부터 출력된 전압은, 클램프 용량 CCL을 통해 제2 증폭 트랜지스터 M7에 입력된다. 제2 제어 트랜지스터 M6, 제2 증폭 트랜지스터 M7, 및 정전류원은 전류 경로를 형성하도록 직렬로 접속되어 있다. 제2 제어 트랜지스터 M6의 게이트에 입력되는 인에이블 신호 EN의 활성화는, 제1 증폭 트랜지스터 M4로부터의 전압을 수신하는 제1 증폭 트랜지스터 M4의 동작 상태를 변경한다. 이와 같이 하여, 소스 폴로워 회로가 형성되어, 제1 증폭 트랜지스터 M4로부터의 전압을 증폭하여 획득한 전압이 제2 증폭 트랜지스터 M7로부터 출력될 수 있게 한다. 클램프 용량 CCL은 제1 증폭 트랜지스터 M4와 제2 증폭 트랜지스터 M7 사이에 직렬로 접속되어 있다. 클램프 용량 CCL에 의해 수행되는 클램프 동작에 대해서는, 후에 설명하는 리셋 유닛 RP의 설명과 함께 설명된다.
리셋 유닛 RP는, 제1 리셋 트랜지스터 M2와 제2 리셋 트랜지스터 M5를 포함한다. PRES 신호의 활성화에 응답하여, 제1 리셋 트랜지스터 M2은, 포토다이오드 PD에 미리 결정된 전위를 공급하고, 포토다이오드 PD의 전하를 초기화하고, 증폭 유닛 AP에 출력되는 전압을 리셋한다. 제2 리셋 트랜지스터 M5은, 클램프 용량 CCL과 제2 증폭 트랜지스터 M7 사이의 접속 노드에 미리 결정된 전위를 공급함으로써, 제2 증폭 트랜지스터 M7로부터 출력되는 전압이 리셋될 수 있게 한다. 제1 리셋 트랜지스터 M2에 의한 리셋 시의 변환 유닛 CP로부터의 전압에 따른 전압이 클램프 용량 CCL의 단자 n1에 입력된다. 클램프 신호 PCL의 활성화는 제2 리셋 트랜지스터 M5가 도통 상태가 되게 하고, 미리 결정된 전위인 클램프 전압 VCL이 클램프 용량 CCL의 단자 n2에 입력된다. 이와 같이 하여, 클램프 용량 CCL의 단자 n1과 n2 사이의 전위차인 노이즈 성분에 의한 클램프가 발생하고, 그 후의 포토다이오드 PD에서의 전하의 발생 및 축적에 수반하는 전압의 변화량이 신호 성분으로서 출력된다. 이것은 클램프 용량 CCL을 이용한 클램프 동작이며, 클램프 동작은 변환 유닛 CP에서 발생하는 kTC 노이즈 및 제1 증폭 트랜지스터 M4의 오프셋 등의 노이즈 성분을 억제할 수 있다.
제1 유지 유닛 SH1은, 제1 감도를 갖는 변환 유닛 CP에 의해 변환된 전하를 증폭 유닛 AP에 의해 증폭하여 획득한 제1 신호를 유지하도록 구성되며 제1 전송 트랜지스터 M8과 제1 유지 용량 CS1을 포함하는 샘플-유지 회로이다. 구체적으로는, 제어 신호 TS1을 사용해서 제1 전송 트랜지스터 M8의 상태(도통 상태 또는 비도통 상태)를 전환함으로써, 제1 감도를 갖는 변환 유닛 CP에 의해 변환된 전하를 증폭 유닛 AP에 의해 증폭하여 획득한 제1 신호를 용량 CS1에 전송해서 그곳에 유지하는 샘플링을 수행할 수 있게 한다. 제1 출력 유닛 OP1은, 제1 신호 증폭 트랜지스터 M10과 제1 출력 스위치 SW9를 포함한다. 제1 신호 증폭 트랜지스터 M10은, 제1 유지 용량 CS1에 유지된 전압을 증폭하여 획득한 신호를 출력하도록 구성된 트랜지스터이다. 제1 출력 스위치 SW9는 제1 신호 증폭 트랜지스터 M10로부터 출력된 신호를 전송하도록 구성된 스위치이다. 구체적으로는, 제1 출력 스위치 SW9에 입력된 제어 신호 VSR은 제1 출력 스위치 SW9가 도통 상태로 되게 하여, 후단의 정전류원(도시하지 않음)과 제1 신호 증폭 트랜지스터 M10가 소스 폴로워 회로를 형성할 수 있게 한다. 이에 의해, 제1 출력 유닛 OP1을 통해, 화소 P는 제1 신호 또는 제1 유지 용량 CS1에 유지된 전압에 기초하는 제1 출력 신호 S1를 출력할 수 있다.
제2 유지 유닛 SH2은, 제1 감도와는 다른 제2 감도를 갖는 변환 유닛 CP에 의해 변환된 전하를 증폭 유닛 AP에 의해 증폭하여 획득한 제2 신호를 유지하도록 구성되며 제2 전송 트랜지스터 M11과 제2 유지 용량 CS2를 포함하는 샘플-유지 회로이다. 구체적으로는, 제어 신호 TS2를 사용해서 제2 전송 트랜지스터 M11의 상태(도통 상태 또는 비도통 상태)를 전환함으로써, 제2 감도를 갖는 변환 유닛 CP에 의해 변환된 전하를 증폭 유닛 AP에 의해 증폭하여 획득한 제2 신호를 용량 CS2에 전송해서 그곳에 유지하는 샘플링을 수행할 수 있게 한다. 제2 출력 유닛 OP2은, 제2 신호 증폭 트랜지스터 M13과 제2 출력 스위치 SW12를 포함한다. 제2 신호 증폭 트랜지스터 M13은, 제2 유지 용량 CS2에 유지된 전압을 증폭하여 획득한 신호를 출력하도록 구성된 트랜지스터이다. 제2 출력 스위치 SW12는 제2 신호 증폭 트랜지스터 M13로부터 출력된 신호를 전송하도록 구성된 스위치이다. 구체적으로는, 제2 출력 스위치 SW12에 입력된 제어 신호 VSR은 제2 출력 스위치 SW12가 도통 상태로 되게 하여, 후단의 정전류원(도시하지 않음)과 제2 신호 증폭 트랜지스터 M13은 소스 폴로워 회로를 형성할 수 있게 한다. 이에 의해, 제2 출력 유닛 OP2를 통해, 화소 P는 제2 신호 또는 제2 유지 용량 CS2에 유지된 전압에 기초하는 제2 출력 신호 S2를 출력할 수 있다.
제3 유지 유닛 SH3은, 증폭 유닛 AP의 오프셋 신호를 유지하도록 구성되며 제3 전송 트랜지스터 M14와 제3 유지 용량 CN을 포함하는 샘플-유지 회로이다. 구체적으로는, 제어 신호 TS3을 사용해서 제3 전송 트랜지스터 M14의 상태(도통 상태 또는 비도통 상태)를 전환함으로써, 증폭 유닛 AP의 오프셋 신호를 용량 CN에 전송해서 그곳에 유지하는 샘플링을 수행할 수 있게 한다. 제3 출력 유닛 OP3은, 제3 신호 증폭 트랜지스터 M16과 제3 출력 스위치 SW15를 포함한다. 제3 신호 증폭 트랜지스터 M16은, 제3 유지 용량 CN에 유지된 전압을 증폭하여 획득한 신호를 출력하도록 구성된 트랜지스터이다. 제3 출력 스위치 SW15는 제3 신호 증폭 트랜지스터 M16로부터 출력된 신호를 전송하도록 구성된 스위치이다. 구체적으로는, 제3 출력 스위치 SW15에 입력된 제어 신호 VSR는 제3 출력 스위치 SW15가 도통 상태로 되게 하여, 후단의 정전류원(도시하지 않음)과 제3 신호 증폭 트랜지스터 M16는 소스 폴로워 회로를 형성할 수 있게 한다. 이에 의해, 제3 출력 유닛 OP3을 통해, 화소 P는 오프셋 신호에 기초하는 제3 출력 신호 N을 출력할 수 있다.
제1 내지 제3 출력 유닛 OP1 내지 OP3을 통해, 제1 내지 제3 신호는 화소 P로부터 비파괴적으로 복수회 판독할 수 있다. 상기 복수의 화소 P가 평면 패널 센서(105)에 매트릭스 형상으로 배열되어 있다.
이어서, 도 3을 참조해서, 촬상 장치의 복수의 화소의 동작 일례를 설명한다. 여기서, 신호 EN, TS1, TS2, PRES, PCL, TN, 및 WIDE는, 촬상 제어 유닛(109)으로부터 복수의 화소 P에 일괄적으로 공급된다. 따라서, 이하에서 설명하는 리셋 구동 RD 및 샘플링 구동 SD는, 복수의 화소 P에 대하여 일괄적으로 행하여진다.
시각 t1에서 개시 설정이 규정되고, 시각 t2로부터 구동이 개시된다. 시각 t2로부터 시작되는 리셋 구동 RD에 대해서 이하에 설명한다. 리셋 구동 RD는, 리셋 동작과 클램프 동작을 수행하기 위한 구동이다. 먼저, 시각 t2에서, 신호 EN은 하이 레벨을 갖도록 변경되어, 제1 증폭 트랜지스터 M4와 제2 증폭 트랜지스터 M7이 인에이블되게 한다. 다음으로, 시각 t3에서, 신호 WIDE와 신호 PRES가 하이 레벨을 갖도록 변경되어, 트랜지스터 M1이 턴 온될 수 있고 따라서 포토다이오드 PD가 기준 전압 VRES에 전기적으로 접속된다. 다음으로, 시각 t4에서, 신호 PCL이 하이 레벨을 갖도록 변경되어, 트랜지스터 M5가 턴 온되고, 따라서 클램프 용량 Ccl의 제2 증폭 트랜지스터 M7측에 기준 전압 VCL이 접속된다. 신호 TS1, TS2, 및 TN이 동시에 하이 레벨을 갖도록 변경되어, 제1 전송 트랜지스터 M8, 제2 전송 트랜지스터 M11, 및 제3 전송 트랜지스터 M14가 턴 온된다. 시각 t5에서, 신호 PRES와 신호 WIDE가 로우 레벨을 갖도록 변경되어, 리셋이 종료하고, 클램프 용량 Ccl의 제1 증폭 트랜지스터 M4측에 리셋 전압이 설정된다. 트랜지스터 M1의 온 상태로 인해, 부가 용량 CFD'도 트랜지스터 M1측이 리셋 전압으로 유지하게 되고, 이는 불확정 정전압이 발생하는 것을 방지한다. 시각 t6에서, 트랜지스터 M5가 턴 오프되고, 기준 전압 VCL과 기준 전압 VRES 간의 차분 전압에 따른 전하가 클램프 용량 Ccl에 축적되고, 클램프 동작이 종료한다. 제1 전송 트랜지스터 M8, 제2 전송 트랜지스터 M11, 및 제3 전송 트랜지스터 M14이 턴 오프되고, 제1 유지 용량 CS1, 제2 유지 용량 CS2, 및 제3 유지 용량 CN에 기준 전압 VCL이 설정되었을 때의 시각에서의 기준 전압 신호가 샘플-유지된다. 이는 잔상의 영향을 저감할 수 있다. 리셋 구동 RD이 종료되고, 시각 t6로부터 포토다이오드 PD 및 FD 용량 CFD에 의한 광전 변환 유닛의 축적이 개시된다. 축적 상태로 인해, 촬상 제어 유닛(109)은 노광 허가 신호를 화상 처리 장치(111)에 송신되게 인에이블하고 X선의 노광을 요구한다. 시각 t7에서, 신호 EN이 로우 레벨로 변경되고, 제1 증폭 트랜지스터 M4와 제2 증폭 트랜지스터 M7이 디스에이블된다. 리셋 구동 RD는 복수의 화소 전부에 대하여 일괄적으로 수행된다. 후속하여 수행될 리셋 구동은 또한 복수의 화소 전부에 대하여 일괄적으로 제어된다. 타일링된 반도체 기판 상에서는, 동화상 촬영 동작 동안에 촬상 소자 간 및 주사선 간의 시간적 스위칭의 어긋남에 의해 발생하는 화상 어긋남을 방지하기 위해서, 타일링된 촬상 소자의 모든 화소에 대해서 일괄적으로 동일한 시점에 그리고 동일한 기간에 리셋 구동이 수행된다. 그 후, 일괄 노광이 수행되어 전하를 축적하고, 화소 회로의 포토다이오드 PD에서 발생한 광 전하가 FD 용량 CFD에 축적된다.
계속해서, 시각 t11로부터 시작되는 샘플링 구동 SD에 대해서 설명한다. 시각 t11에서, 신호 EN이 하이 레벨로 변경되어, FD 용량 CFD에 축적되어 있는 전하는 소스 폴로워로서 동작하는 제1 증폭 트랜지스터 M4로부터의 전압으로서 클램프 용량 Ccl을 통해 제2 증폭 트랜지스터 M7에 출력된다. 다음으로, 시각 t12에서, 신호 TS1이 하이 레벨로 변경되어, 제1 전송 트랜지스터 M8이 턴 온된다. 따라서, FD 용량 CFD에 축적되어 있는 전하에 따른 광 신호가 제2 증폭 트랜지스터 M7을 통해 제1 유지 용량 CS1에 일괄 전송된다. 그때의 광 신호는, 신호 WIDE를 로우 레벨로 변경하기 때문에, 고감도 모드에서 취득된 신호이다. 샘플-유지 동작을 개시했기 때문에, 시각 t13에서 촬상 제어 유닛(109)은 화상 처리 장치(111)에의 노광 허가 신호를 디스에이블하는데, 이는 X선 노광을 금지한다. t14에서, 신호 TS1이 로우 레벨로 변경되어, 제1 전송 트랜지스터 M8이 턴 오프된다. 따라서, 제1 유지 용량 CS1에 고감도 모드의 광 전하 신호가 샘플-유지된다. 다음으로, 시각 t15에서, 신호 WIDE가 하이 레벨로 변경되어, 트랜지스터 M1이 턴 온된다. 트랜지스터 M1이 턴 온되기 때문에, 플로팅 디퓨전(diffusion)부가 용량이 증가되어, 화소의 감도가 고감도 모드에서 저감도 모드로 변한다. 따라서, 플로팅 디퓨전(diffusion)부의 용량이 부가 용량 CFD'과 동일한 양만큼 증가하기 때문에, PD에 남아있던 전하 정보도 판독될 수 있다. 다음으로, 시각 t16에서, 신호 TS2가 하이 레벨로 변경되어, 제2 전송 트랜지스터 M11이 턴 온된다. 따라서, 저감도 모드의 광 신호가 제2 증폭 트랜지스터 M7을 통해 제2 유지 용량 CS2에 일괄 전송된다. 시각 t17에서, 신호 TS2가 로우 레벨로 변경되어, 제2 전송 트랜지스터 M11이 턴 오프된다. 따라서, 제2 유지 용량 CS2에 저감도 모드의 광 전하 신호가 샘플-유지된다. 다음으로, 시각 t18에서, 신호 PRES가 하이 레벨로 변경되어, 제1 리셋 트랜지스터 M2가 턴 온된다. 그 다음, FD 용량 CFD 및 부가 용량 CFD'이 기준 전압 VRES에 리셋된다. 다음으로, 시각 t19에서, 신호 PCL이 하이 레벨로 변경된다. 클램프 용량 Ccl에는 전압 VCL과 전압 VRES 간의 차분 전압에 리셋 노이즈가 중첩된 전하가 축적된다. 시각 t20에서, 신호 PRES가 로우 레벨로 변경되어, 리셋 동작이 완료된다. 또한, 신호 WIDE도 로우 레벨로 변경되고, 부가 용량 CFD'은 고정 전위를 갖는다. 시각 t21에서, 신호 TN이 하이 레벨로 변경되어, 제3 전송 트랜지스터 M14이 턴 온된다. 따라서, 기준 전압 VCL이 설정되었을 때의 오프셋 신호가 제3 유지 용량 CN에 전송된다. 계속해서, 시각 t22에서, 신호 TN이 로우 레벨로 변경되어, 제3 전송 트랜지스터 M14가 턴 오프된다. 따라서, 제3 유지 용량 CN에 오프셋 신호가 샘플-유지된다. 시각 t23에서, 신호 PCL이 로우 레벨로 변경된다. 시각 t24에서, 신호 EN이 로우 레벨이 변경된다. 따라서, 샘플링 구동 SD가 종료한다. 샘플링 구동 SD는 복수의 화소 전부에 대하여 일괄적으로 수행된다. 후속 샘플링 구동도 이러한 시점에서 제어된다. 샘플링 구동 SD 후에, 시각 t31에서 다시 리셋 구동 RD가 수행되고, 그리고 나서 다음 프레임의 포토다이오드 PD에서의 축적이 개시된다.
도 2의 화소에 있어서, 포토다이오드 PD의 축적은 도 3에 도시하는 시각 t6 및 t23에서 개시된다는 점에 유의해야 한다. 축적은 시각 t14에서 종료한다. 신호는 t17로부터 t31까지의 기간에 센서로부터 판독될 수 있다. 샘플링 구동 SD이 종료된 후에, 화소에 대해 판독 처리 RO가 수행된다. 판독 처리는, 화상 표시까지의 지연이 가능한 한 짧아질 수 있도록, 샘플-유지 동작 직후에 수행될 수 있다.
이어서, 도 4를 참조해서, 반도체 기판(120) 각각의 내부 구조 일례를 설명한다. 반도체 기판(120)은, 복수의 화소 P, 화소 P를 구동하도록 구성된 수직 주사 회로(403), 및 화소 P로부터 신호를 판독하도록 구성된 수평 주사 회로(404)를 포함한다. 수직 주사 회로(403) 및 수평 주사 회로(404)는, 예를 들어 시프트 레지스터를 포함하고, 제어 유닛(109)으로부터의 제어 신호에 기초하여 동작할 수 있다. 수직 주사 회로(403)는, 제어선(405)을 통해 화소 P에 제어 신호 VSR을 입력하고 이 제어 신호 VSR에 기초하여 화소 P를 행 단위로 구동하도록 구성된다. 즉, 수직 주사 회로(403)는 행 선택 회로로서 기능하고, 그로부터 신호를 판독해야 할 화소 P를 행마다 선택한다. 수평 주사 회로(404)는 열 선택 회로로서 기능하고, 제어 신호 HSR에 기초하여 화소 P를 열마다 선택하고, 화소 P로 하여금 신호를 순차적으로 출력시키게 한다(수평 전송). 반도체 기판(120)은, 각각의 화소 P의 용량 CS1에 유지된 제1 신호를 판독하도록 구성된 단자 ES1, 용량 CS2에 유지된 제2 신호를 판독하도록 구성된 단자 ES2, 및 용량 CN에 유지된 전압을 판독하도록 구성된 단자 EN을 추가로 갖는다. 각각의 반도체 기판(120)은 셀렉트 단자 ECS를 추가로 갖는다. 단자 ECS가 수신하는 활성화된 신호에 응답하여, 신호는 반도체 기판(120)의 화소 P로부터 단자 ES1, ES2 및 EN을 통해 판독될 수 있다.
구체적으로는, 각각의 화소 P는 각각 단자에 대응하는 열신호선(406 내지 408)에 접속된 단자 S1, S2 및 N을 갖는다. 열신호선(406 내지 408)은, 수평 주사 회로(404)로부터의 제어 신호에 응답해서 도통 상태가 되는 스위치 SWH를 통해 아날로그 출력선(409 내지 411)에 접속되어 있다. 아날로그 출력선(409 내지 411)의 신호는, 단자 ECS가 수신하는 신호에 응답해서 도통 상태가 되는 스위치 SWCS를 통해 단자 ES1, ES2 및 EN으로부터 출력된다.
각각의 반도체 기판(120)은, 수직 주사 회로(403) 및 수평 주사 회로(404)를 제어하기 위한 제어 신호를 수신하도록 구성된 단자 HST, CLKH, VST 및 CLKV를 추가로 갖는다. 단자 HST는, 수평 주사 회로(404)에 입력되는 스타트 펄스를 수신하도록 구성된다. 단자 CLKH는, 수평 주사 회로(404)에 입력되는 클럭 신호를 수신하도록 구성된다. 단자 VST는, 수직 주사 회로(403)에 입력되는 스타트 펄스를 수신하도록 구성된다. 단자 CLKV는, 수직 주사 회로(403)에 입력되는 클럭 신호를 수신하도록 구성된다. 이들 제어 신호는, 후술하는 제어 유닛(109)으로부터 입력된다. 수평 주사 회로(404)는, 입력된 스타트 펄스와 클럭 신호에 기초하여 제어 신호 HSR을 생성해서 출력하도록 구성된다. 수직 주사 회로(403)는, 입력된 스타트 펄스와 클럭 신호에 기초하여 제어 신호 VSR을 생성해서 출력하도록 구성된다. 따라서, 제1 신호 또는 제1 출력 신호, 제2 출력 신호, 및 제3 출력 신호는, 화소로부터 X-Y 어드레스 방식에 따라 순차적으로 판독된다. 즉, 반도체 기판(120)에서는, 화소 P가 행 단위로 제어되고, 유지 유닛에 유지된 신호는 신호 판독을 위해 열 단위로 출력된다(또는 수평 전송). 여기서, 수평 주사 회로(404)에 입력되는 스타트 펄스가 열 선택 개시 신호에 대응하고, 수직 주사 회로(403)에 입력되는 스타트 펄스가 행 선택 개시 신호에 대응한다. 본 개시 내용에 따른 제어 유닛은, 본 구성에 있어서는 촬상 제어 유닛(109), 행 선택 회로인 수직 주사 회로(403) 및 열 선택 회로인 수평 주사 회로(404)를 포함한다.
이어서, 도 5를 참조하여, 출력 증폭기를 포함하는 회로 기판의 일례를 설명한다. 해당 회로 기판은, 출력 증폭기인 차동 증폭기(107), 및 A/D 변환기(108)를 포함한다. 반도체 기판(120)의 단자 ES1에 전기적으로 접속되는 단자 S1과 차동 증폭기(107)의 반전 입력 단자 사이에는 제1 스위치 M50이 배열되어 있다. 반도체 기판(120)의 단자 ES2에 전기적으로 접속되는 단자 S2와 차동 증폭기(107)의 반전 입력 단자 사이에는 제2 스위치 M51이 배열되어 있다. 전압 공급 유닛(121)에 전기적으로 접속되는 단자 Vcex와 차동 증폭기(107)의 반전 입력 단자 사이에는 제3 스위치 M52가 배열되어 있다. 한편, 반도체 기판(120)의 단자 EN에 전기적으로 접속되는 단자 N과 차동 증폭기(107)의 비반전 입력 단자 사이에는 제4 스위치 M53이 배열되어 있다. 전압 공급 유닛(121)에 전기적으로 접속되는 단자 Vcex와 차동 증폭기(107)의 비반전 입력 단자 사이에는 제5 스위치 M54가 배열되어 있다. 차동 증폭기(107)의 출력에는 A/D 변환기(108)가 전기적으로 접속되어 있고, 제어 신호 ADCLK에 응답하여 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하도록 구성된다. 제1 내지 제5 스위치 M50 내지 M54의 도통/ 비도통은, 각각, 촬상 제어 유닛(109)으로부터의 제어 신호 φSW1 내지 φSW5에 따라서 제어된다.
이어서, 도 6을 참조하여, 본 개시 내용의 특징적인 제어에 대해서 설명한다. 후술하는 제어 신호 φVST 내지 φADCLK는, 촬상 제어 유닛(109)으로부터 공급된다. 여기서, 판독 처리가 수행되는 동안에는, 칩 셀렉트 단자 CS는 항상 하이 레벨을 갖는다. 먼저, 시각 t100에서, 신호 φVST가 하이 레벨로 변경되고, 수직 주사 회로(403)는 행 선택선 V1로부터 시작하도록 설정된다. 신호 φVST는, 행 선택 개시 신호에 대응한다. 시각 t110에서, 신호 φCLKV가 하이 레벨로 변경되고, 행 선택선 V1이 선택된다. 계속해서, 시각 t111에서, 신호 φHST가 하이 레벨로 변경되고, 수평 주사 회로(404)는 열 선택선 H1로부터 시작하도록 설정된다. 신호 φHST는, 열 선택 개시 신호에 대응한다. 이것과 동시에, 신호 φSW3 및 φSW5가 하이 레벨로 변경되고, 차동 증폭기(107)의 반전 입력과 비반전 입력에는 단자 Vcex를 통해 전압 공급 유닛(121)으로부터 기준 전압이 입력된다. 단자 Vcex는 아날로그 출력선(409 내지 411)에 비하여 충분히 임피던스가 낮기 때문에, 차동 증폭기(107)의 반전 입력 단자 및 비반전 입력 단자는 기준 전압으로 안정된다. 이는, 출력 증폭기인 차동 증폭기(107)를 리셋한다. 계속해서, 시각 t112에서, 신호 φHST, φSW3, 및 φSW5가 로우 레벨로 변경되고, 신호 φSW2 및 φSW4가 하이 레벨로 변경된다. 이는 단자 S2, 즉 저감도 모드의 출력을 차동 증폭기(107)의 반전 입력 단자에 접속하고, 차동 증폭기(107)의 비반전 입력 단자에는 오프셋 신호를 수신하는 단자 N을 전기적으로 접속한다. 동시에, 신호 φCLKH가 하이 레벨로 변경되고, 열 선택선 H1이 선택된다. 따라서, 화소(1, 1)로부터 출력된 제2 출력 신호 S2 및 오프셋 신호 N이 차동 증폭기(107)에 입력된다. 계속해서, 시각 t113에서, 신호 φADCLK가 하이 레벨로 변경되고, A/D 변환기(108)에서 A/D 변환이 수행된다. 따라서, 화소(1, 1)의 고감도 모드에서 A/D 변환된 디지털 화상 데이터 ADOUT는 촬상 제어 유닛(109)에 송신된다. 계속해서, 시각 t114에서, 신호 φCLKH는 하이 레벨로 변경되고, 열 선택선 H2가 선택된다. 따라서, 고감도 모드의 디지털 화상 데이터 ADOUT는 화소(2, 1)로부터 촬상 제어 유닛(109)에 송신된다. 이러한 처리는 n개의 열에 대해 반복되어, 신호가 저감도 모드의 하나의 행의 화소로부터 판독된다. 이어서, 시각 t116에서, 신호 φSW2 및 φSW4가 로우 레벨로 변경된다. 동시에, 신호 φSW3 및 φSW5가 하이 레벨로 다시 변경되고, 차동 증폭기(107)의 반전 입력 단자와 비반전 입력 단자에 단자 Vcex를 통해 전압 공급 유닛(121)으로부터 기준 전압이 입력된다. 따라서, 출력 증폭기인 차동 증폭기(107)가 리셋된다. 동시에, 신호 φHST가 하이 레벨로 변경되고, 수평 주사 회로(404)가 열 선택선 H1로부터 다시 시작하도록 설정된다. 그 다음, Hn의 선택이 해제된다. 즉, 하나의 행의 복수의 화소가 선택되는 시각 t110로부터 시각 t121까지의 기간에 있어서, 하나의 행의 화소에 대해 수행될 복수회 비파괴 판독 처리 중 2회째 및 이후의 비파괴 판독 처리의 개시 지시인 신호 φHST에 따라서 차동 증폭기(107)가 리셋된다. 즉, 하나의 행의 화소에 대해 비파괴 판독 처리를 행하는 사이에, 신호 φHST에 응답하여 차동 증폭기(107)가 리셋된다. 이어서, 시각 t117에서, 신호 φHST, φSW3, 및 φSW5가 로우 레벨로 변경되고, 신호 φSW1 및 φSW4가 하이 레벨이 변경된다. 차동 증폭기(107)의 반전 입력 단자에 고감도 모드의 출력이 접속되고, 차동 증폭기(107)의 비반전 입력 단자에는 오프셋 신호 N이 접속된다. 동시에, 신호 φCLKH가 하이 레벨로 변경되고, 열 선택선 H1이 선택된다. 화소(1, 1)로부터 출력된 제1 출력 신호 S1 및 오프셋 신호 N이 차동 증폭기(107)에 입력된다. 계속해서, 시각 t119에서, 신호 φADCLK가 하이 레벨로 변경되고, A/D 변환기(108)에서 A/D 변환이 수행된다. 화소(1, 1)의 저감도 모드의 A/D 변환된 디지털 화상 데이터 ADOUT는 촬상 제어 유닛(109)에 송신된다. 계속해서, 시각 t120에서, 신호 φCLKH가 하이 레벨로 변경되고, 열 선택선 H2가 선택된다. 화소(1, 1)에 대해 수행된 처리와 동일한 방식으로, 화소(2, 1)의 고감도 모드의 디지털 화상 데이터 ADOUT는 촬상 제어 유닛(109)에 송신된다. 저감도 모드에서와 마찬가지로 하나의 행에 대해 n회 처리가 수행된 뒤 시각 t121에서, 다시 신호 φCLKV가 하이 레벨로 변경되고, 행 선택선 V2가 선택된다. 행 선택선 V2는 행 선택선 V1의 구동과 마찬가지 방식으로 구동되고, 그 처리는 m회 반복된다. 시각 t130까지, 모든 화소에 있어서 저감도 모드 및 고감도 모드의 디지털 화상 데이터는 촬상 제어 유닛(109)에 송신된다. 촬상 제어 유닛(109)에 송신된 저감도 모드 및 고감도 모드의 화소 데이터는, 화상 데이터 인터페이스(111)를 통해 화상 처리 장치(101)에 송신되어, 다이내믹 레인지 확장을 위한 화상 처리가 수행된다.
본 개시 내용의 특징은, 하나의 행의 화소에 대해 수행될 복수회 비파괴 판독 처리 중 2회째 및 이후의 비파괴 판독 처리의 개시 지시에 응답하여 출력 증폭기인 차동 증폭기(107)가 리셋되는 것이다. 보다 구체적으로는, 도 6에서 설명한 바와 같이, 제어 유닛인 촬상 제어 유닛(109), 수직 주사 회로(403), 및 수평 주사 회로(404)는, 행 선택 회로인 수직 주사 회로(403)가 하나의 행의 복수의 화소를 선택하고 있는 기간에 있어서, 후술하는 바와 같이 제어를 수행한다. 여기서, a를 1 이상의 자연수인 것으로 가정한다. 열 선택 회로인 수평 주사 회로(404)가 마지막 열의 화소(n, 1)의 a회째 선택을 행할 때부터 수평 주사 회로(404)가 최초의 열의 화소(1, 1)의 (a+1)회째 선택을 행할 때까지의 기간에 차동 증폭기(107)가 리셋된다. 즉, 하나의 행의 마지막 화소(마지막, 또는 최 우측 열의 화소)가 a회째(예를 들면, 2 회째, 3 회째,... a회째)에 선택될 때부터 동일한 행의 첫 번째 화소(첫 번째 또는 최 좌측 열의 화소)가 (a + 1) 회째(예를 들어, 3 회째, 4 회째,... (a + 1) 회째)에 선택될 때까지의 기간 동안에 차동 증폭기(107)가 리셋된다. 이 경우, 행 선택 개시 신호 φVST에 응답하여 시각 t116에서 (a+1)회째 열 선택 개시 신호 φHST에 응답하여 차동 증폭기(107)가 리셋될 수 있다. 이러한 제어 하에, 하나의 행의 화소에 대해 복수회 비파괴 판독 처리가 수행되더라도, 출력 증폭기의 불충분한 세틀링 타임으로 인한 화상 아티팩트가 억제될 수 있다. 예를 들어, 반도체 기판(120)의 H1 측이 차폐되고, Hn 측이 완전히 차폐되지 않을 경우, 결과적인 화상에 아티팩트가 발생할 수 있다. 광 강도가 큰 화소 데이터가 판독된 후 광 강도가 작은 화소 데이터가 판독되는 경우, 도 7에 도시하는 바와 같이, 도 6의 시각 t116에서 차동 증폭기(107)의 반전 입력 단자는 조사된 방사선에 따른 전압을 출력한다. 그러나, 차동 증폭기(107)의 반전 입력 단자 및 비반전 입력 단자에는, 단자 Vcex에 공급되는 기준 전압이 전압 공급 유닛(121)으로부터 공급된다. 이 기준 전압은, 방사선이 조사되어 있지 않은 레벨과 대략 동일한 것일 수 있고, 해당 레벨로 안정화되어, 시각 t118에서 차동 증폭기(107)의 출력에 급격한 변화가 발생하는 것이 억제된다. 따라서, H1 측의 화소에 방사선이 조사되어 있지 않더라도 화상 아티팩트가 저감된 화상 출력이 취득될 수 있다.
기준 전압이, 방사선이 조사되어 있지 않은 레벨과 동일하지 않은 경우에는, 열 선택선의 H1이 선택되고 있는 기간은, 또 다른 열 선택선이 선택되고 있는 기간보다 길어질 수 있다. 즉, 열 선택선 H1이 선택되는 시각 t111 및 t117로부터 신호 φADCLK가 하이 레벨로 변경되는 시각 t113 및 t118까지 이후의 기간은, 차동 증폭기(107)의 세틀링 타임을 고려하여 정의될 수 있다. 시각 t114 이후 및 시각 t119 이후에 신호 φCLKH가 지연될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 저감도 모드의 신호를 먼저 화소로부터 출력함으로써, 시각 t116로부터 시각 t117까지의 기간을, 고감도 모드의 신호를 먼저 화소로부터 출력하는 경우의 기간보다 짧게 할 수 있다. 저감도 모드의 화소 데이터보다 고감도 모드의 화소 데이터가 차동 증폭기(107)의 포화 레벨에 더 많이 도달할 수 있다. 따라서, 저감도 모드의 화소 데이터를 먼저 판독하여, 시각 t116에서의 차동 증폭기(107)의 입력 단자 간의 전위차를 저감할 수 있다. 이는, 구동 시간을 저감할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 단자 Vcex는 아날로그 출력선(409 내지 411)에 비하여 충분히 낮은 임피던스를 갖는다. 단자 Vcex는 또한, 충분히 낮은 임피던스를 갖지 않을 경우에 있어서도 적용할 수 있다. 이 경우, 시각 t111 및 t117에서 신호 φHST가 로우 레벨로 변경되었을 때, 동시에 신호 φSW2, φSW3, φSW4, 및 φSW5가 제어될 수 있다. 동시의 제어 대신에, 단자 Vcex가 아날로그 출력선(409 내지 411)을 구동할 수 있는 기간에 따라서 신호 φSW2, φSW3, φSW4, 및 φSW5에 대한 제어를 개시할 수 있다. 신호 φCLKH는 신호 φSW2, φSW3, φSW4, 및 φSW5에 대한 제어와 동시에 개시될 수 있다.
본 실시예에 따라, 저감도 모드 및 고감도 모드의 화소 데이터를 판독하는 방법에 대해서 설명했지만, 본 개시 내용은 감도를 변경하지 않고 비파괴적으로 복수회 하나의 행으로부터 신호를 판독하는 구동에 적용할 수 있다. 이는, 예를 들어 도 6의 시각 t118에 있어서 신호 φSW1 대신에 신호 φSW2를 하이 레벨로 용이하게 변경함으로써, 용이하게 실현될 수 있다.
(제2 실시예)
이어서, 제2 실시예는, 도 8 내지 13을 참조해서 설명된다. 제1 및 제2 실시예에서와 동일한 부분에는 동일 부호를 부여하고, 상세한 설명은 생략한다. 이하에, 제1 실시예와의 차이점을 주로 설명한다.
도 8에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 촬상 장치는, 보정용 전압을 차동 증폭기(107)의 입력에 공급하도록 구성된 보정 유닛을 추가로 포함한다. 보정 전압은 A/D 변환기(108)로부터의 디지털 신호에 기초하여 차동 증폭기(107) 및 A/D 변환기(108)에서의 오프셋 성분을 보정하는데 유용하다. 특히, 보정 유닛은, 보정 신호 DAIN에 기초한 보정용 전압을 차동 증폭기(107)의 입력에 공급하도록 구성된 D/A 변환기(131) 및 증폭기(132)를 포함한다. 도 9에 도시한 바와 같이, D/A 변환기(131) 및 증폭기(132)는 보정용 전압을 차동 증폭기(107)의 반전 입력 단자에 입력한다.
도 10에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 촬상 장치는, 각각의 반도체 기판(120) 내에 기준 전압 생성 회로(430)를 추가로 포함하고, 아날로그 출력선(409 내지 411)과 기준 전압 생성 회로(430)는 촬상 제어 유닛(109)으로부터의 신호 φSEL에 따라서 단자 SEL을 통해 전기적으로 접속된다. 도 11은 기준 전압 생성 회로(430)의 일례를 나타낸다. 화소의 제2 증폭 트랜지스터 M7과 동일한 트랜지스터 M7을 통해, 도 2의 기준 전압과 동일한 기준 전압 Vref로서 클램프 전압 VCL이 출력된다. 따라서, 기준 전압 Vref는 오프셋 신호 N에 대응하는 신호이다. 따라서, 반도체 기판(120)의 온도 및 동작 전압 또는 외부 잡음 등 반도체 기판(120)의 동작 환경의 변화에 의해 발생하는 오프셋 신호 N의 변화에 대응하는 신호를 기준 전압 Vref로부터 취득할 수 있다.
이어서, 본 실시예에 따른 제어는, 도 12의 흐름도를 참조해서 설명된다. 촬영 모드의 설정(S1) 후, 오프셋 보정용의 목표 값(보정 전압)을 생성하기 위해서, 먼저 D/A 변환기(131)에 기준 값을 출력한다(S2). 계속해서, 촬상 제어 유닛(109)은 신호 φSEL을 하이 레벨로 변경하여, 반도체 기판(120)이 기준 전압 Vref를 출력할 수 있게 제어한다(S3). 반도체 기판(120)이 기준 전압 Vref를 출력하기 시작하면, 촬상 제어 유닛(109)은, A/D 변환기(108)로부터 출력된 데이터의 미리 결정된 수 N개의 샘플을 샘플링하고, N개의 목표 값 데이터 DAn의 합 ΣDAn을 계산해 둔다(S4). S2에 있어서, D/A 변환기에 대해 기준 값을 설정하고 있으므로, DAn으로부터의 변동 값을 보정함으로써 1/f 노이즈에 의한 오프셋을 0에 근접될 수 있다. DAn을 취득할 때의 상태를 ±0으로 정의하고 있으므로, D/A 변환기의 다이내믹 레인지를 유효하게 이용할 수 있다.
이어서, 동기 신호를 검출해서(S5), 화소의 리셋 및 축적(S6), 및 샘플링(S7)이 종료한 후에 행하여지는, 1/f 노이즈 보정을 위한 데이터를 취득하기 위한 동작에 대해서 설명한다.
촬상 제어 유닛(109)은 신호 φSEL을 하이 상태로 변경하여, 반도체 기판(120)로 하여금 기준 전압 Vref를 출력시키게 한다(S8). 기준 전압 Vref를 출력한 후, A/D 변환기(108)로부터의 출력 데이터 DBn을 미리 결정된 수 N개 샘플링하고, 합 ΣDBn을 취득한다(S9). 기준 전압 Vref를 출력함으로써, 반도체 기판(120), 차동 증폭기(107), 및 A/D 변환기(108)에서 발생하는 1/f 노이즈를 목표 값으로부터의 변동 값으로서 측정할 수 있다.
여기서, 촬상 제어 유닛(109)은, 보정 데이터로서 DCn=(ΣDAn-ΣDBn)/N을 계산하고, 그 결과를 D/A 변환기(131)에 출력한다(S10). 취득된 보정 값 DCn은, 목표 값으로부터의 변동을 나타낸다. 출력된 보정 값은 디지털 데이터인데, 대응하는 D/A 변환기(131)에 의해, 아날로그 신호로 변환되어, 증폭기(132)를 통해 미리 결정된 아날로그 신호 처리를 실시한다. 결과적인 신호는, 가산 회로에 의해 반도체 기판(120)으로부터의 출력 신호에 가산되어, 오프셋이 보정된다. 예를 들어, 1/f 노이즈가 발생하고, 증가된 오프셋이 생성되면, 목표 값 ΣDAn에 대하여 측정값 ΣDBn이 커진다. 따라서, 마이너스 DCn이, 최종적으로 직사각형 반도체 기판(120)으로부터의 출력 신호에 중첩될 오프셋을 저감하도록 인가된다.
이러한 방식으로, 반도체 기판(120), 차동 증폭기(107), 및 A/D 변환기(108)에서 발생하는 1/f 노이즈를 보정할 수 있다.
이어서, (S11)에서의 화소 판독 처리에 있어서, 수직 주사 회로(403) 및 수평 주사 회로(404)는 복수의 화소를 주사함으로써, 화소에 샘플-유지된 전압을 순차적으로 외부에 출력하면서 상기 보정을 수행할 수 있다. (S11)에서의 동작에 대해서는 도 13을 참조해서 후술한다.
이상의 처리를 반복해서, 반도체 기판(120)의 화소로부터 신호를 판독한다. (S12)에 있어서, 촬상 제어 유닛(109)은, 촬상이 종료되었는 지의 여부를 판단한다. 촬상 종료인 경우에는, 촬상 동작을 종료한다. 촬상 종료가 아닌 경우에는, 처리는 (S5)로 진행하고, 계속해서 다음 촬상 동작을 수행한다.
이어서, 도 13을 참조하여, 제1 실시예에 따른 출력 증폭기의 리셋과의 차이를 설명한다. 먼저, 시각 t200에서, 신호 φVST는 하이 레벨로 변경되어, 수직 주사 회로(403)가 행 선택선 V1로부터 시작하도록 설정된다. 시각 t210에서, 신호 φCLKV가 하이 레벨로 변경되고, 행 선택선 V1이 선택된다. 동시에, 신호 SW1, SW4, 및 SEL이 하이 레벨로 변경되고, 차동 증폭기(107)의 반전 입력 단자에는, 기준 전압 Vref에 1/f 노이즈 보정을 위한 보정 값을 가산하여 취득한 전압이 입력되고 반면에 차동 증폭기(107)의 비반전 입력 단자에는 전압 Vref가 입력된다. 기준 전압 Vref가 출력되는 상태에서, A/D 변환기(108)의 출력 데이터 DPn을 미리 결정된 수 Ｎ'개 샘플링하여, 합 ΣDPn'을 취득한다. 여기서, 동작 전에 목표 값의 데이터를 생성할 시에 취득하는 데이터의 샘플링 수 N은, 판독 동작 시의 오프셋 보정을 위해서 취득하는 데이터의 샘플링 수 Ｎ'과 동일할 경우, 보정 데이터로서 DRn=(ΣDAn-ΣDPn')/N을 취득할 수 있다. (S4), (S9) 및 여기에서 샘플링될 데이터의 수는 동일하지 않을 수 있다. 예를 들어, 샘플링 수 N=M×N'일 경우, DRn=(ΣDAn-ΣDPn'×M)/N을 취득할 수 있다. 시각 t211에서, 신호 φSW1, φSW4, 및 φSEL은 로우 레벨로 변경되고, 신호 φHST가 하이 레벨로 변경된다. 따라서, 수평 주사 회로(404)는 H1로부터 시작하도록 설정된다. 동시에, 신호 φSW3 및 φSW5가 하이 레벨로 변경된다. 따라서, 차동 증폭기(107)의 반전 입력 단자에는 단자 Vcex에 공급된 기준 전압에 1/f 노이즈 보정을 위한 보정 값을 가산하여 취득된 전압이 입력되고, 차동 증폭기(107)의 비반전 입력 단자에는 기준 전압이 입력된다. 여기서, 계산된 보정 값 DRn이 D/A 변환기(131)에 출력된다. 이에 의해, 샘플링된 데이터의 수가 적은 경우에, 랜덤 노이즈의 영향을 억제하고, 판독 동작 중에 변동하는 1/f 노이즈를 실시간으로 보정할 수 있다. 이러한 처리 후, 도 6과 마찬가지의 방식으로 하나의 행의 저감도 모드의 화소에서의 신호가 판독된다. 계속해서, 시각 t212로부터 시각 t213까지의 기간 동안에, 도 6과 마찬가지의 방식으로 신호 φSW3 및 φSW5는 하이 레벨로 변경된다. 따라서, 차동 증폭기(107)의 반전 입력에는 단자 Vcex에 공급된 기준 전압에 1/f 노이즈 보정을 위한 보정 값을 가산하여 취득된 전압이 입력되고, 비반전 입력 단자에는 단자 Vcex에 공급된 기준 전압이 입력된다. 그 후, 도 6과 마찬가지의 방식으로, 시각 t214까지 고감도 모드의 하나의 행의 화소에서의 신호가 판독된다. 신호 φCLKV는 하이 레벨로 변경되고, 행 선택선 V2가 선택된다. 동시에, 신호 φSEL은 하이 레벨로 변경된다. 이 경우, 신호 φSW1 및 φSW4는 여전히 하이 레벨을 갖는다. 따라서, 차동 증폭기(107)의 반전 입력 단자에는 상기 가산된 전압이 입력되고, 비반전 입력 단자에는 전압 Vref가 입력된다. 이 후, 시각 t215까지 행 선택선 V1과 마찬가지의 구동이 수행되고, 행 선택선 Vm까지 반복된다. 따라서, 시각 t230까지 모든 화소에 있어서 1/f 노이즈를 실시간으로 보정함으로써 저감도 모드 및 고감도 모드의 디지털 화상 데이터를 촬상 제어 유닛(109)에 송신한다.
도 13에 나타내는 구동에 있어서는, 1/f 노이즈에 대한 보정 데이터를 취득하기 위한 기준 전압 Vref를 갖는 회로에 있어서도, 하나의 행의 데이터를 판독하기 전에, 한번 차동 증폭기(107)에는 단자 Vcex에 공급되는 기준 전압이 입력된다. 신호 φSEL에 기준 전압 Vref를 사용하는 경우에, 아날로그 출력선(409 내지 411) 및 차동 증폭기(107)의 입력 단자에서의 용량은 기준 전압 생성 회로(430)에 의해 구동될 필요가 있다. 그러나, 기준 전압 생성 회로(430)의 임피던스가 충분히 낮지 않기 때문에, 용량의 구동은 일반적으로 시간이 걸린다. 따라서, 그러한 경우에도, 외부의 전압 공급 유닛(121)을 사용함으로써, 짧은 기간에 차동 증폭기(107)의 양쪽 입력을 오프셋 신호 N과 동일한 전압으로 리셋하는 것이 가능하게 된다.
본 실시예에 따르면, 시각 t211에서, 신호 φSEL은 로우 레벨로 변경되고, 신호 φSW3 및 φSW5는 하이 레벨로 변경된다. 본 개시 내용의 실시예는 이것에 한정되는 것은 아니다. 그 대신, 시각 t220에서 신호 φSEL을 로우 레벨로 변경하고, 시각 t211에서는 신호 φSW3 및 φSW5를 하이 레벨로 변경하지 않고, 신호 φSW1 또는 φSW2 및 φSW4를 하이 레벨로 변경하도록 제어가 실행될 수 있다. 신호 φCLKV로 선택된 제1 행의 출력으로부터, 1/f 노이즈에 대한 보정 데이터를 취득하고, 오프셋 신호 N과 등가의 신호가 차동 증폭기(107)에 입력된다. 따라서, 단자 Vcex에 공급된 기준 전압을 사용하지 않을 수 있다.
(제3 실시예)
이어서, 제3 실시예는, 도 14 내지 16을 참조해서 설명된다. 제1 , 제2 및 제3 실시예와 동일한 부분에는 동일 부호를 부여하고, 상세한 설명은 생략한다. 이하에, 제2 실시예와의 차이점을 주로 설명한다.
도 14에 도시한 바와 같이, 제3 실시예는, 출력 인에이블된 멀티플렉서(450 내지 452), 홀수 열용 아날로그 출력선(440 내지 442), 및 짝수 열용 아날로그 출력선(443 내지 445)이 추가로 제공된다는 점에서, 도 10에 도시하는 제2 실시예와는 상이하다. 아날로그 출력선(409 내지 411)의 전단에 제공된 홀수 열용 및 짝수 열용의 각각의 아날로그 출력선은, 감소된 용량 성분을 가질 수 있다. 기준 전압 Vref와 아날로그 출력선(409, 410, 411, 440, 441, 442, 443, 444, 445)은 예를 들어, 소스 폴로워에서 임피던스 변환을 통해 접속될 수 있다. 따라서, 단기간에 아날로그 출력선은 내부 기준 전압 Vref으로 설정될 수 있다. 멀티플렉서(450, 451, 및 452)의 출력은, SEL신호의 로우 레벨에 응답하여 인에이블되고 SEL신호의 하이 레벨에 응답하여 디스에이블되도록 제어된다.
도 15에 도시한 바와 같이, 제3 실시예는, 단자 Vcex, 제3 스위치 M52, 제4 스위치 M53, 및 제5 스위치 M54가 제공되지 않는다는 점에서 도 9에 나타내는 제2 실시예와는 상이하다.
이어서, 도 16을 참조하여, 도 13에 나타내는 제2 실시예와의 차이점을 설명한다. 도 16에 나타내는 구동에 있어서는, 1/f 노이즈에 대한 보정 데이터를 취득하기 위한 오프셋 신호 N과 등가인 기준 전압은, 신호가 하나의 행의 화소로부터 판독되기 전에 차동 증폭기(107)에 입력된다. 즉, 기준 전압 생성 회로(430)만이, 전압 공급 유닛으로서 기능한다. 따라서, 반도체 기판(120)의 외측에는 전압 공급 유닛(121)이 제공되지 않을 수 있고, 전원과 아날로그 신호 출력을 선택하기 위한 스위치가 불필요하게 되어, 회로를 간략화할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 아날로그 출력선은 홀수 열과 짝수 열의 2개로 분할될 수 있다. 분할의 수가 증가되어, 아날로그 출력선의 기생 용량이 감소될 수 있고 단기간에 내부의 전압이 안정화될 수 있게 한다.
본 실시예에 따르면, 기준 전압 Vref는 소스 폴로워에서 임피던스 변환되어, 아날로그 신호 출력선에 대한 구동 능력이 구현될 수 있게 된다. 그러나, 본 개시 내용의 실시예는 거기에 제한되지 않는다. 예를 들어, 1/f 노이즈에 대한 보정 데이터를 취득하기 위한 기간을 제외하고, 반도체 기판(120) 내의 전원 라인은, 아날로그 출력선이 오프셋 신호 N에 상당하는 전압을 갖게 하는데 이용될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 신호 φSEL은 출력 기준 전압 Vref을 제어하기 위해 인가된다. 그러나, 반도체 기판(120) 내의 수직 주사 회로(403) 또는 수평 주사 회로(404) 내의 신호는, 신호 φSEL과 동일한 타이밍 제어를 실행하기 위해 인가될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 도 16에 도시한 바와 같이 신호 φSW1 및 φSW2가 제어된다. 그러나, 신호 φSEL가 하이 레벨을 가질 때, 신호 φSW1 및 φSW2 중 어느 하나는 하이 레벨로 변경될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 도 15에서 제5 스위치 M54가 제공되지 않지만, 항상 온 상태를 유지하기 위해 제어될 수 있는 경우에 제공될 수 있다. 이 경우, 제5 스위치 M54가 제1 스위치 M50 및 제2 스위치 M51과 동일한 온 저항을 갖는 경우에, 기판은 차동 증폭기(107)의 오프셋 전류를 고려하여 설계될 수 있다.
(다른 실시예)
본 개시 내용의 실시예(들)는 또한 저장 매체(이는 더 완전하게는 '일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체'로서 지칭될 수도 있음)에 기록된 컴퓨터 실행 가능 명령어(예를 들어, 하나 이상의 프로그램)을 판독하고 실행하여, 하나 이상의 상기 실시예(들)의 기능을 수행하고, 및/또는 하나 이상의 상기 실시예(들)의 기능을 수행하기 위한 하나 이상의 회로(예를 들어, 주문형 집적 회로 (ASIC))를 포함하는 시스템 또는 장치의 컴퓨터에 의해, 그리고 예를 들어, 하나 이상의 상기 실시예(들)의 기능을 수행하기 위해 상기 저장 매체로부터 컴퓨터 실행 가능 명령을 판독하고 실행함으로써 및/또는 하나 이상의 상기 실시예(들)의 기능을 수행하기 위해 하나 이상의 회로를 제어함으로써 시스템 또는 장치의 컴퓨터에 의해 수행된 방법에 의해 실현될 수도 있다. 컴퓨터는 하나 이상의 프로세서(예를 들어, 중앙 처리 장치(CPU), 마이크로 처리 장치(MPU))를 포함할 수 있으며, 컴퓨터 실행 가능 명령어를 판독하고 실행하기 위해 별도의 컴퓨터 또는 개별 프로세서의 네트워크를 포함할 수 있다. 컴퓨터 실행 가능 명령어들은 예를 들어, 네트워크 또는 저장 매체로부터 컴퓨터에 제공될 수 있다. 저장 매체는, 예를 들어, 하드 디스크, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 분산 컴퓨팅 시스템의 저장 장치, 광학 디스크(예를 들어, 컴팩트 디스크(CD), DVD(digital versatile disc), 또는 BDTM(Blu-ray Disc)), 플래시 메모리 장치, 메모리 카드, 등에서 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명은 예시적인 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시예에 한정되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 다음의 특허 청구 범위는 이러한 모든 수정 및 균등 구조 및 기능을 포함하도록 가장 넓게 해석되어야 한다.

Claims (16)

  1. 촬상 장치로서,
    매트릭스 형상으로 배열되고, 각각 방사선 또는 광에 따른 전기 신호를 생성하도록 구성되고, 각각 상기 전기 신호가 비파괴적으로 판독될 수 있도록 구성되는 복수의 화소;
    상기 복수의 화소로부터 비파괴적으로 판독된 전기 신호들을 순차적으로 출력하도록 구성된 출력 증폭기; 및
    하나의 프레임의 화상 데이터에 대한 전기 신호들이 상기 복수의 화소로부터 비파괴적으로 판독되는 기간에, 상기 복수의 화소에 포함된 제1 행의 화소들로부터 전기 신호들을 비파괴적으로 판독하기 위한 비파괴 판독 처리를 복수회 실행하고, 상기 제1 행에 인접한 제2 행의 화소들로부터 전기 신호들을 비파괴적으로 판독하기 위한 비파괴 판독 처리를 복수회 실행하도록 구성된 제어 유닛을 포함하고,
    상기 제어 유닛은, 상기 제1 행의 상기 화소들에 대해 비파괴 판독 처리를 복수회 수행하는 기간에 상기 출력 증폭기를 리셋하는, 촬상 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 제1 행의 화소에 대해 상기 복수회의 비파괴 판독 처리 중 2회째 및 이후의 비파괴 판독 처리의 개시 지시에 응답하여 상기 출력 증폭기를 리셋하는, 촬상 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 복수의 화소를 행 단위로 선택하도록 구성된 행 선택 회로, 상기 복수의 화소를 열 단위로 선택하도록 구성된 열 선택 회로, 및 상기 행 선택 회로, 상기 열 선택 회로, 및 상기 출력 증폭기를 제어하도록 구성된 제어 회로를 포함하고,
    상기 행 선택 회로가 상기 하나의 행의 화소들을 선택하고 있는 기간에, 상기 제어 회로는, 상기 열 선택 회로가 상기 하나의 행의 화소에 대한 a회째 선택을 마지막으로 수행하기 위한 마지막 열의 화소에 대한 a회째 선택을 수행할 때부터, 상기 열 선택 회로가 상기 하나의 행의 화소에 대한 (a+1)회째 선택을 최초에 수행하기 위한 최초의 열의 화소에 대한 (a+1)회째 선택을 수행할 때까지의 기간 동안에 상기 출력 증폭기를 리셋하고, a는 1 이상의 자연수인, 촬상 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어 회로는, 상기 행 선택 회로에 상기 하나의 행의 화소들의 선택을 개시시키기 위한 행 선택 개시 신호와, 상기 열 선택 회로에 열 단위로 상기 복수의 화소의 선택을 개시시키기 위한 열 선택 개시 신호를 출력하도록 구성되고;
    상기 열 선택 회로는, 상기 행 선택 개시 신호에 응답하여 첫 번째 열 선택 개시 신호에 응답하여 상기 하나의 행의 복수의 화소에 대한 1회째 선택을 개시하고, 상기 행 선택 개시 신호에 응답하여 (a+1)번째 열 선택 개시 신호에 응답하여 상기 (a+1)회째 선택을 개시하고;
    상기 제어 회로는, 상기 (a+1)번째 열 선택 개시 신호에 응답하여 상기 출력 증폭기를 리셋하는, 촬상 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 출력 증폭기는, 상기 출력 증폭기의 입력에 기준 전압을 공급해서 상기 출력 증폭기의 출력을 고정함으로써 리셋되는, 촬상 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 기준 전압은, 상기 복수의 화소에 상기 방사선 또는 광이 조사될 때에 상기 복수의 화소로부터 판독된 전기 신호들과 동일한, 촬상 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 기준 전압을 공급하도록 구성된 전압 공급 유닛을 추가로 포함하는, 촬상 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 화소는 단결정 반도체를 갖는 촬상 기판에 제공되어 있고,
    상기 출력 증폭기는 상기 촬상 기판과는 상이한 회로 기판에 제공되어 있는, 촬상 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전압 공급 유닛은, 상기 촬상 기판과 상기 회로 기판 사이에서 전기적으로 접속되는, 촬상 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 전압 공급 유닛은, 상기 촬상 기판에 제공되어 있고, 상기 복수의 화소와 상기 출력 증폭기 사이에 전기적으로 접속되는, 촬상 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 화소는, 각각, 방사선 또는 광을 전하들로 변환하도록 구성된 변환 유닛, 상기 전하들을 증폭하도록 구성된 증폭 유닛, 및 상기 변환 유닛에 의해 변환된 상기 전하들을 상기 증폭 유닛에 의해, 증폭함으로써 획득된 신호를 유지하도록 구성된 유지 유닛을 갖는, 촬상 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 유지 유닛은, 제1 감도를 갖는 상기 변환 유닛에 의해 변환된 전하들을, 상기 증폭 유닛에 의해, 증폭함으로써 획득된 제1 신호를 유지하도록 구성된 제1 유지 유닛, 상기 제1 감도와 상이한 제2 감도를 갖는 상기 변환 유닛에 의해 변환된 전하들을, 상기 증폭 유닛에 의해, 증폭함으로써 획득된 제2 신호를 유지하도록 구성된 제2 유지 유닛, 및 상기 증폭 유닛의 오프셋 신호를 유지하도록 구성된 제3 유지 유닛을 갖는, 촬상 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 출력 증폭기는 차동 증폭기이며,
    상기 촬상 장치는,
    도통 상태로 될 때 상기 차동 증폭기의 반전 입력 단자에 상기 제1 신호를 입력하도록 구성된 제1 스위치;
    도통 상태로 될 때 상기 반전 입력 단자에 상기 제2 신호를 입력하도록 구성된 제2 스위치;
    도통 상태로 될 때 상기 반전 입력 단자에 상기 기준 전압을 입력하도록 구성된 제3 스위치;
    도통 상태로 될 때 상기 차동 증폭기의 비반전 입력 단자에 상기 오프셋 신호를 입력하도록 구성된 제4 스위치; 및
    도통 상태로 될 때 상기 비반전 입력 단자에 상기 기준 전압을 입력하도록 구성된 제5 스위치를 추가로 포함하는, 촬상 장치.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 회로 기판은, 상기 출력 증폭기로부터 출력된 아날로그 신호인 상기 전기 신호를 디지털 신호로 변환하도록 구성된 A/D 변환기와, 상기 A/D 변환기로부터의 상기 디지털 신호에 기초하여 상기 출력 증폭기 및 상기 A/D 변환기의 오프셋 성분을 보정하기 위한 보정 전압을 상기 출력 증폭기의 입력에 공급하도록 구성된 보정 유닛을 포함하고,
    상기 제어 회로는, 상기 보정 유닛이 상기 보정 전압을 출력하는 경우에는 상기 전압 공급 유닛이 상기 기준 전압을 공급하는 것을 방지하도록 제어하는, 촬상 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 변환 소자는, 상기 방사선을 광으로 변환하도록 구성된 파장 변환 소자와, 상기 광을 상기 전하들로 변환하도록 구성된 광전 변환 소자를 포함하는, 촬상 장치.
  16. 방사선 촬상 시스템으로서,
    제1항에 따른 촬상 장치;
    상기 촬상 장치로부터의 신호를 처리하도록 구성된 처리 장치; 및
    상기 촬상 장치에 대해서 방사선을 발생시키도록 구성된 방사선 발생기를 포함하는, 방사선 촬상 시스템.
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