TWI283989B - Radiation image pick-up device and method therefor, and radiation image pick-up system - Google Patents

Description

1283989 (υ 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於輻射影像拾取裝置及入射的輻射影像的 照相方法、以及一輻射影像拾取系統，且應用於醫療影像 診斷裝置、非破壞性檢查裝置、以及使用輻射的分析器。 要注意的是，於本說明書中，輻射亦包括諸如可見光、χ 光、射線、β射線、γ射線等等的電磁波。 【先前技術】 近來在使用薄膜電晶體（TFT )的液晶面板製造技 術、利用具半導體轉換元件的區域伺服器於不同領域（例 如，於醫療X光影像拾取裝置的領域）方面的增進’已 能使醫療輻射影像拾取裝置增加表面區域以及數位化。醫 療輻射影像拾取裝置，不像液晶面板或其類似者’具有的 特性在於微小的信號被數位化以輸出一對應影像’且因而 能將輻射影像即刻照相而立即顯示該被拍照的影像於一顯 示裝置。目前，就此一輻射影像拾取裝置而言，已經有商 業化的針對靜止影像照相的輻射影像拾取裝置。 圖1 1係繪示一種傳統輻射影像拾取裝置的例子的示 意平面圖，圖1 2係圖1 1所示之該傳統輻射影像拾取裝置 的等效電路圖，以及圖1 3係圖1 1所示之該傳統韓射影像 拾取裝置中一像素及一信號讀取電路的等效電路圖（參照 JP 8- 1 1 6 044 )。此後，將描述X光作爲輻射的影像被拍 (2) (2)1283989 如圖Π所示，該傳統輻射影像拾取裝置包括一感測 器基板1 〇 1，其中配置多數個各具有光電轉換功能的像 素；一掃描電路1 02，用以掃描該等像素；一信號輸出電 路103 ’用以輸出來自該等像素的信號；IC 104，感測器 基板101與掃描電路102透過該1C 104彼此互相連接； 以及1C 105，感測器基板1〇1與信號輸出電路1〇3透過該 等1C 105彼此互相連接。 如圖1 2所示，多數個像素丨〇 6在該感測器基板i 〇 ] 中成矩陣配置。要注意的是爲方便緣故，圖12繪示了 3x4像素於該像素區域。事實上，有例如1〇〇〇x2()〇()像素 的大量像素配置於此。此外，同樣地，爲方便緣故，於此 省略了該掃描電路的1C的繪示。 如圖1 2及1 3所示，各像素1 0 6係由光電轉換元件 1 1 1以及一薄膜電晶體（TFT ) 1 12構成，光電轉換元件 1 1 1作爲將入射的X光轉換成電荷的一半導體元件，薄膜 電晶體1 1 2作爲用以讀出該等結果的電荷的開關元件。 於各像素1 0 6中，光電轉換元件1 1 1係經由所有像素 共有的一偏壓線1 1 0連接到信號輸出電路1 〇 3，因而一固 定的偏壓偏壓從信號輸出電路1 0 3施加到光電轉換元件 1 1 1。此外，於各像素1 06中，TFT 1 1 2之閘極電極係透 過IC 1 0 4 (未顯示）及矩陣中每一列共有的閘極線丨丨3連 接到掃描電路1 〇 2。因此，掃描電路1 〇 2控制T F T 1 1 2的 操作（開通/關斷）。此外，於各像素1 0 6中，T F T 1 1 2 的源極或汲極係透過I C 1 0 5藉由矩陣中每行所共有的一 -6- (3) 1283989 信號讀取配線（信號線）Η 4連接到信號輸出電路1 Ο 3。 如圖1 2及1 3所示，I C 1 〇 5包括一作爲一信號讀取電 路的放大器1 1 5。放大器1 1 5之一輸入端被連接到信號線 1 1 4，且另一輸入端連接到電源供應器1 1 6。再者，具有 電容器Ch、Cf2及Cf3的增益切換電路117連接到放大器 115，且因此放大器115的增益可透過該等電容器Cf!、 cf2及Cf3的組合被切換成另一個。 此處，如圖1 3所示，光電轉換元件1 1 1被分配到 C !，信號線1 1 4的寄生電容被分配到C2，以及放大器1 1 5 的電容被分配到Cf。施加到一供曝光的主體的X光於其 透射過該主體而被磷光層（波長轉換構件）（未顯示）波 長轉換成可見光而被減弱。結果的可見光接著在光電轉換 元件1 1 1入射而被轉換成電荷Q。 接著，於TFT 112開通之際，l/Cf-fold的增益被設 於放大器1 1 5。結果，一輸出電壓Vout以v〇ut = -Q/Cf 表示，且接著讀出從信號輸出電路1 〇 3到外部的電壓信 號。於完成讀出該電壓信號Vout的工作之後，產生於光 電轉換元件1 1〗但保持未轉移的該等電荷由於共同偏壓線 1 1 〇的電位的改變而被移除。 然而，上述傳統輻射影像拾取裝置特別針對拍攝一靜 止影像，且因此靈敏度（S/N比）被固定成一常數。因 此’該S/N比依照照相模式可能變得不足夠。換言之，該 傳統幅射影像拾取裝置牽涉到一個問題，即其對於不同主 體間諸X光減弱上的差異，或者對於諸如當進行靜止影 (4) 1283989 像照相及移動影像照相時對諸X光曝光劑量的大差異方 面具有很小的容許度。 【發明內容】 依照前述，本發明業已針對解決上述問題，且因此本 發明之目的在於提供一價廉、高效能輻射影像拾取裝置以 及其方法’以及一能夠對應照影像照相的情況及目標將靈 敏度自由切換成另一種靈敏度以便藉以彈性處理的價廉且 修 高效能輻射影像拾取系統，亦即，爲符合該項要求，能夠 同時實現靜止影像照相及移動影像照相，二者彼此在對輻 射的曝光劑量方面大爲不同且彼此在所需靈敏度亦不相 同。 本發明之輻射影像拾取裝置包括：多數個成矩陣配置 的像素，該等像素各包括至少將入射的輻射轉換成電荷的 一光電轉換元件；以及一輸出來自該等像素之信號的信號 輸出電路，其中各像素設有多數條讀取配線，該像素與該 β 信號輸出電路經由該等多數條信號讀取配線彼此互相連 接。 本發明之輻射影像拾取裝置的另一觀點中，該光電轉 換元件包括一對入射的輻射進行波長轉換的波長轉換元 件。 本發明之輻射影像拾取裝置的另一觀點中，該等像素 各包括連接到該等信號讀取配線之半導體元件’且該等信 號讀取配線的任何一條可基於該等半導體元件的啓動自由 -8- (5) 1283989 選擇。 本發明之輻射影像拾取裝置的另一觀點中，該等半導 體元件之至少其中之一是源極隨耦器。 本發明之輻射影像拾取裝置的另一觀點中，一用以讀 出來自該像素之信號的信號讀取電路係設給各該等信號讀 取配線。 本發明之輻射影像拾取裝置的另一觀點中，一用以讀 出來自該像素之信號的信號讀取電路係共同設給該等信號 讀取配線。 本發明之輻射影像拾取裝置的另一觀點中，設有二個 信號讀取電路。 本發明之輻射影像拾取方法包括使用一裝置’該裝置 包括··多數個成矩陣配置的像素’該等像素各包括至少一 用以將入射的輻射轉換成電荷的光電轉換元件；以及用以 輸出來自該等像素之信號的信號輸出電路，其中設置給各 個像素且對應像素與該信號輸出電路經由其而彼此互相連 接的多數條信號讀取配線的任何一條配線對應於要使用之 照相模式而被選取。 本發明之輻射影像拾取方法的另一觀點中，該光電轉 換元件對入射的輻射進行波長轉換’並將諸轉換結果轉換 成電荷。 本發明之輻射影像拾取方法的另一觀點中’多數條信 號讀取配線的任何一條對應輻射劑量的大小被選取。 本發明之輻射影像拾取方法的另一觀點中’各該等像 -9- (7) 1283989 路等等，以允許任何一條信號配線可自由選取。 更精確而言，舉例來說，二條信號配線分配給各像 素’且其中一條信號線係設給靜止影像照相。靜止影像照 相對應於牽涉高劑量輻射的照相模式，且因而所需之靈敏 度相當低。因此，採用一種配置，即不在該像素內部進行 電荷放大，但在連接到相關信號線的該信號讀取電路中進 行。另一方面，另一條信號配線係設給移動影像照相。該 移動影像照相對應於牽涉低劑量輻射的影像照相，且因而 馨 所需之靈敏度相當高。因此，採用一種配置，即在該像素 內部進行電荷放大以抑制任何雜訊的產生。 根據本發明，可實現價廉及高性能輻射影像拾取裝置 及輻射影像拾取系統，能夠將靈敏度自由地切換成另一種 對應於影像照相之情況及目標的靈敏度以便藉以彈性處 理’亦即，爲符合該項要求，同時實現靜止影像照相及移 動影像照相，二者彼此在對輻射的曝光劑量方面大爲不同 且彼此在所需靈敏度亦不相同。 · 本發明其它特性及優點將由以下連同附圖之說明顯得 淸楚’其中所有圖示中同樣的參考字標示相同或類似的部 分0 【實施方式】 本發明實施例將於下文參照附圖予以詳細說明。於此 說明照相主體是使用X光輻射的例子。 -11 - (8) 1283989 第一實施例 首先，描述本發明第一實施例。 圖1係顯示根據本發明第一實施例之輻射影像拾取裝 置的例子的示意平面，圖2係根據本發明第一實施例之輻 射影像拾取裝置的等效電路圖，以及圖3係根據本發明第 一實施例之輻射影像拾取裝置中一像素及一信號讀取電路 的等效電路圖。 如圖1所示，該輻射影像拾取裝置包括一感測器基板 1 ’其中配置多數個具有一光電轉換功能的像素；一掃描 該等像素的掃描電路2 ; —輸出來自該等對應像素之信號 的信號輸出電路3 ;感測器基板1與掃描電路2透過其而 彼此互相連接的1C 4 ;以及感測器基板1與信號輸出電路 3透過其而彼此互相連接的1C 5。 如圖2所示，多數個像素6成矩陣配置於感測器基板 1上。要注意的是，雖然爲了方便緣故，圖2中一像素區 域繪示有 3x3 像素，但實際上，配置了 一例如 1,000 x2，000像素的大量像素。此外，同樣地，爲了方 便，該掃描電路的IC亦於此省略。 於此實施例中，如圖2及3所示，各像素6包括一光 電轉換元件1 1，作爲將入射的X光轉換成電荷的一半導 體元件，以及讀出該等結果的電荷的半導體元件（開關元 件）。該等開關元件包括一薄膜電晶體（TFT) 21及一 TFT 22，作爲可自由選取的源極隨耦器。 於各像素6中，光電轉換元件Π經由共同設置給所 -12- (9) 1283989 有像素的一偏壓線1 2連接到信號輸出電路3。因而，一 ® $的偏壓電壓從信號輸出電路3施加到光電轉元件 1 1 °此外，共同給該矩陣中每列的二閘極線1 3 a與1 3 b係 設給各像素6。此處，TFT 21的閘極電極經由閘極線13a 及其中一對應的IC4 (未顯示）連接到掃描電路2，且 TFT 23的—閘極電極經由閘極線13b及其中一對應的IC4 (未顯示）連接到掃描電路2。因此，掃描電路2控制 TFT 21及TFT 23 ( 22 )的操作（開/關）。再者，共同 給該矩陣中每行的二信號讀取配線（信號線）1 4a及1 4b 係設給各像素6。此處，TFT 2 1的源極或汲極經由信號線 14a及其中一對應的IC5連接到信號輸出電路3，且TFT 22的一源極或汲極電極經由閘極線1 4b及其中一對應的 IC5連接到信號輸出電路3。因此，於各像素6中，可自 由地選取信號線1 4a及1 4b的任何一條來讀出來自它們的 信號。 如圖2及3所示，各IC5包括一放大器15a及構成信 號讀取電路的TFT 24與25，以及一放大器（運算放大 器）15b及構成信號讀取電路的TFT 26與27。放大器 15a及TFT 24與25係連接到信號線14a，且放大器15b 及TFT 26與27係連接到信號線14b。此處，放大器15a 的一輸入端係連接到信號線1 4a，而另一輸入端係連接到 一電源供應16。再者，一包括電容器Cf!、Cf2及Cf3的 增益切換電路1 7係連接到放大器1 5 a，且因而放大器1 5 a 的增益透過該等電容器Cf!、Cf2及Cf3的組合能切換成另 -13- (10) 1283989 一種。再者，一 TFT 28連接到放大器15a之一輸出端， 且一 TFT 29連接到放大器15b的一輸出端，故可輸出一 信號。 圖4係輻射影像拾取裝置中光電轉換元件11及TFT 2 1的示意剖面圖。 光電轉換元件1 1及TFT 21將描述於下。 首先，下文將說明TFT 21。 成爲一閘極電極的一電極層2 0 2的圖案係形成於一基 板2 0 1上，且一絕緣層2 0 3被沉積於基板2 0 1上以便覆蓋 電極層202。以矽或類似者製成之半導體層204的圖案被 形成於絕緣層203上。雜質離子以高濃度植入到半導體層 204的二側以形成變成源極及汲極的一對雜質擴散層205 及206。成爲源極及汲極電極的電極層207及208的圖案 以圖案形成以便分別連接到雜質擴散層205及206，從而 構成TFT 21。 接下來，下文將描述光電轉換元件1 1。 一絕緣層209被沉積於包括電極層202、207及208 上表面的整個表面。以矽或類似者製成之一半導體的圖案 被形成於絕緣層209上以便與TFT 21毗接。成爲一高濃 度的n +型雜質區域的n +型半導體層211被形成於半導 體層2 1 0之一表面層中。一偏壓線1 2之圖案被形成於 η +型半導體層2 1 1上，包括偏壓線1 2的上表面以便連 接到偏壓線1 2。而且’一鈍化層2 1 3被沉積於在TFT 2 1 2 側上包括電極層2 1 2及絕緣層2 0 9的一整個表面上。再 -14- (11) (11)1283989 者，具有一平坦化表面的一黏著層2 1 4被形成以便覆蓋鈍 化層2 1 3，且一作爲波長轉換構件的磷光層2 1 5係形成於 黏著層214上，從而構成光電轉換元件1 1。要注意的 是，以PI或類似者製成之一有機鈍化層可形成於鈍化層 2 1 3與黏著層2 1 4之間。 此處，來考慮產生於此實施例之輻射影像拾取裝置中 的雜訊。 當像素6內部無電荷放大進行時所產生之雜訊依賴 kTCl雜訊、信號線14a之電阻雜訊、信號線14a寄生電 容雜訊、以及放大器1 5 a (包括增益切換電路1 7 )之雜 訊。另一方面，當使用TFT 22作爲源極隨耦器電路於像 素6內部進行電荷放大時所產生之雜訊依賴該kTC 1雜 訊、以及該源極隨耦器電路的雜訊。此時，該源極隨耦器 電路的雜訊準位非常低。亦即，當使用該源極隨耦器電路 在像素6內部進行電荷放大時比無電荷放大進行於像素6 內部時獲得較高的靈敏度（S /N比）。 接著，於此實施例之輻射影像拾取裝置中，該信號線 切換至另一種對應於各照相模式所需的靈敏度以照X光 的照片。亦即，可自由選取各像素6中的信號線14a及 1 4b來讀取信號。信號線1 4a被選取供像是靜止影像照相 或是人體的非破壞性檢查等等涉及對X光高劑量的曝光 的照相模式之用，且無電荷放大在像素內部進行。另一方 面’信號線1 4b被選取供人體之移動影像的照相等等涉及 一對X光低劑量的曝光的照相模式之用，且使用該源極 -15 - (12) 1283989 隨耦器的電荷放大在像素內部進行。 下文將說明於各信號線被選取時所採用之特定的照相 方法。 (1)涉及對X光高劑量曝光的照相模式，諸如靜止影 像照相或非破壞性檢查 於此情形中，信號線1 4a以下述之方式被選取，且無 電荷放大在像素6內部進行，且像素6之一輸出信號經由 信號線1 4a被讀出。此處，光電轉換元件1 1的電容被分 配到Ci，信號線14a的寄生電容被分配到C2，以及取決 於放大器15a之電容器Cf!、Cf2及Cf3之諸電容的電容被 分配到Cf。 首先，設於信號線14b側之TFT 23、26、27及29全 部被關斷。 施加於曝光主體的X光當其透射過該主體而被磷光 層2 1 5波長轉換成可見光時被減弱，磷光層2 1 5作爲圖4 所示之波長轉換構件。結果的可見光接著在光電轉換元件 1 1上入射而被轉換成電荷Q。 隨後，連接到信號線14a的TFT 21及25二者皆被開 通而設一增益1/CF-fold於放大器15a中。結果，該輸出 電壓Vout以Vout = -Q/Cf表示。接著，設於信號線14a 側的TFT 28被導通，藉以讀出從信號輸出電路3到外部 之輸出信號。在該輸出信號被讀出之後，連接到信號線 14a的TFT 24被開通而移除仍然留在光電轉換元件1 1中 的電荷。此處，於放大器15a中，一增益可透過該等電容 -16- (13) (13)!283989 命C f 1到C f 3的組合被切換成另~個增益。 (2)涉及對X光低劑量曝光的照相模式，諸如人體的 移動影像照相 於此情形中，信號線1 4 b以下述之方式被選取，且電 荷放大在像素6內部進行以經由信號線1 4b讀出像素6的 輸出信號。此處，作爲源極隨親器之T F T 2 2的臨限電壓 被分配到Vth。 首先，設於信號線14a側之TFT 21、24、25及28全 部被關斷，而連接到信號線14a的TFT 23被開通。 類似於靜止影像照相的情形，施加於曝光主體的X 光當透射過該主體而被磷光層215波長轉換成可見光時被 減弱，磷光層2 1 5作爲圖4所示之波長轉換構件。結果的 可見光接著在光電轉換元件1 1上入射而被轉換成電荷。 結果的電荷導致一對應於TFT 22之閘極電極中光電轉換 元件1 1之入射光量的電位變動Vin。於TFT 22的開通之 際，由於此電位變動Vin，在點C處的電位變成（Vin -Vth )。於此情形，舉例來說，倘若該臨限電壓 Vth夠 小，則在點C處得到的信號變成實質上等於電壓信號Vin 的一電壓信號。 設於信號線14b側的TFT 27及29二者皆被導通，藉 以透過放大器1 5b讀出從信號輸出電路3到外部的上述電 壓信號。在該電壓信號被讀出之後’連接到信號線1 4 b的 TFT 26被開通而移除仍然留在光電轉換元件1 1中的電 荷。 -17- (14) 1283989 要注意的是，於此實施例中，當仍然留在光電轉換元 件1 1中的電荷被移除時，TFT 24或26被使用到。然 而，如習知技術中者，偏壓線1 2的電位可改變，或是電 源供應1 6的電壓可改變。 如上述，根據此實施例，實現價廉且高性能的輻射影 像拾取裝置，其能夠將靈敏度自由切換成另一種對應於照 相情況及目標的靈敏度以便藉以彈性地處理，亦即，爲符 合該項需求，能夠實現例如在對X光之曝光劑量方面大 · 爲不同，且所需之靈敏度亦不同的靜止影像照相及移動影 像照相。 要注意的是，雖然於此實施例中，採納一 ΜIS型的 光電轉換元件成爲光電轉換元件1 1，即使當採納一 PIN 型的光電轉換元件時，可得到相同的效果。再者，於此實 施例中，已舉出非直接型的輻射影像拾取裝置，其中該輻 射在磷光層2 1 5被轉換成可見光，且該結果的可見光在光 電轉換元件1 1中被轉換成電荷。然而，即使當使用諸如 β 非晶形硒的材料的本發明施用於一直接型輻射影像拾取裝 置時，其中該輻射可直接轉換成電荷，能得到相同的效 果。 修正 於此實施例中，顯示掃描電路2及信號輸出電路3分 別僅與感測器基板1的一側毗接的此一配置。然而，如圖 5所示，掃描電路2及信號輸出電路3亦可分別配置於感 測器基板1之二組相對側上。於此情形中，除了上述第一 -18- (15) 1283989 實施例諸效果以外，亦提供驅動速度增加等等的功效。因 此，可實現更優良的輻射影像拾取裝置。 第二實施例 接下來’下文將描述根據本發明第二實施例之輻射影 像拾取裝置。 此實施例之輻射影像拾取裝置具有幾乎與第一實施例 之輻射影像拾取裝置相同的配置，但相異處在於信號輸出 電路的1C在配置方面與第一實施例的信號輸出電路的1C 不同。 圖6係根據本發明第二實施例之輻射影像拾取裝置的 等效電路圖，且圖7係於此輻射影像拾取裝置中一像素及 一信號讀取電路的等效電路圖。要注意的是，對應於第一 實施例的該等組件等等以相同參考標號標示。 此輻射影像拾取裝置的信號輸出電路3的一 IC3 1， 類似於第一實施例之IC5的情形，係經由信號線1 4a及 14b連接到一像素6。然而，不像第一實施例，IC31沒有 放大器15b，且信號線14a及14b連接到一共同的放大器 1 5a 〇 換言之，IC3 1中，TFT 24與25連接到信號線14&， 且TFT 26與27連接到信號線14b。此外，信號線14a及 14b透過一 TFT 32彼此互相連接以連接到放大器15a，且 一電源供應器1 6連接到放大器1 5 a的另一個輸入端。再 者，一具有電容器Cfl、Cf2、Cf3之增益切換電路17連 -19 - (16) 1283989 接到放大器1 5 a。 下文將描述於此輻射影像拾取裝置中各信號線被選取 時被採用的一特定照相模式。 (1)涉及對X光高劑量曝光的照相模式，諸如靜止影 像照相或非破壞性檢查 於此情形中，信號線1 4a以下述之方式被選取，且無 電荷放大在像素6內部進行，且像素6之一輸出信號經由 信號線1 4a被讀出。此處，光電轉換元件1 1的電容被分 馨 配到C!，信號線14a的寄生電容被分配到C2，以及取決 於放大器15a之電容器Cf!、Cf2及Cf3諸電容的電容被分 配到Cf。 首先，設於信號線14b側之TFT 23、26、27及32全 部被關斷。 施加於曝光主體的X光當其透射過該目標而被磷光 層2 1 5波長轉換成可見光時被減弱，磷光層2 1 5作爲圖4 所示之波長轉換構件。結果的可見光接著在光電轉換元件 ® 1 1上入射而被轉換成電荷Q。 接著，於連接到信號線14a的TFT 21及25開通之 際，在放大器15a中設一 Ι/CF-fold的增益。結果，一輸 < 出電壓Vout以Vont = -Q/Cf表示。此電壓信號接著從信 ， 號輸出電路3被讀出到外部。在該電壓信號被讀出之後， 連接到信號線1 4a側的TFT 24被開通以移除仍然留在光 電轉換元件1 1中的電荷。此處，於放大器1 5 a中，一增 益可透過該等電容器Cf!到Cf3的組合被切換成另一個增 -20- (17) 1283989 益。 (2 )涉及對X光低劑量曝光的照相模式，諸如人體的 移動影像照相 於此情形中，信號線1 4 b以下述之方式被選取，且電 何放大在像素6內部進行，且像素6的輸出信號經由信號 線1 4 b被|買出。此處，連接到信號線丨4 b側之τ ρ T 2 2的 臨限電壓被分配到Vth。 首先，連接到信號線l4a側之TFT 21、24及25全部 Φ 被關斷，而連接到信號線1 4a側的TFT 23被開通。 類似於靜止影像照相的情形，施加於曝光主體的X 光當其透射過該主體而在磷光層215中被波長轉換成可見 光時被減弱，磷光層2 1 5作爲圖4所示之波長轉換構件。 結果的可見光接著在光電轉換元件1 1上入射而被轉換成 電荷Q。結果的電荷Q導致一對應於在TF T 2 2之閘極電 極中光電轉換元件1 1之入射光量的電位變動 Vin。於 TFT 22的開通之際，由於此電位變動，在點C處的電位 4 變成（Vin - Vth )。舉例來說，倘若該臨限電壓Vth足 夠小，則在點C處的電壓信號變成一實質上等於電位變動 V i η的電壓信號。 於連接到信號線14b側的TFT 27開通之際，諸電荷 在電容器C3累積。於此狀態下’於TFT 32導通之際，一 1 / C f - f ο 1 d的增益被設於放大器1 5 a。結果，一輸出電壓 Vout以Vout = -Q/Cf表不。此電壓is接者從柄5虎輸出電 路3透過放大器1 5 a被讀出到外部。在該電壓信號被讀出 -21 - (18) 1283989 之後，連接到信號線14b的TFT 26被開通而移除仍然留 在光電轉換元件1 1中的電荷。 於此實施例中，於放大器1 5 a中，該增益可透過該等 電容器Cf】到Cf3的組合被切換成另一個增益。因此，不 像第一實施例中電荷放大在像素6內部進行的情形，亦可 選擇該輸出信號的大小。 要注意的是，當仍然留在光電轉換元件1 1中的電荷 被移除時，TFT 24或26被使用到。然而，如習知技術中 鲁 者，偏壓線1 2的電位可改變，或是電源供應器1 6的電壓 可改變。此外，同樣於此實施例中，類似於第一實施例的 改變，掃描電路2及信號輸出電路3亦可適當地分別設置 於感測器基板1之二組的相對側。 再者，於第一及第二實施例中，已描述考量靜止影像 照相（非破壞性檢查）及移動影像照相作爲照相模式的例 子，且二信號線1 4a及1 4b被分配給各像素6以便任何一 個可自由地被選取。然而，亦可能三或更多信號線分配給 β 各像素以便更能精巧地處理對應於種種照相模式的照相。 第三實施例 接下來，下文將描述本發明第三實施例。 此實施例於本文揭露包括第一及第二實施例中所述之 輻射影像拾取裝置的輻射影像拾取系統。當然，描述於第 一實施例中的該輻射影像拾取裝置亦可被應用於此輻射影 像拾取系統。要注意的是，對應於第一及第二實施例的該 -22- (23) 1283989 照相。 因爲可從事本發明之許多明顯廣泛不同的實施例而不 會同精神及範疇，應瞭解到除了申請專利範圍所界定者， 本發明不局限於該等特定實施例。 【圖式簡單說明】 倂入並構成部分本說明書的附圖說明本發明的實施 例’且連冋δ兌明作爲解釋本發明之主旨之用。 圖1係顯示根據本發明第一實施例之輻射影像拾取裝 置的例子的示意平面圖； 圖2係根據本發明第一實施例之輻射影像拾取裝置的 等效電路圖； 圖3係根據本發明第一實施例之輻射影像拾取裝置中 一像素及一信號讀取電路的等效電路圖； 圖4係根據本發明第一實施例之輻射影像拾取裝置中 光電轉換元件及TFT的示意剖面圖； 圖5係顯示根據本發明第一實施例之輻射影像拾取裝 置之修改的示意平面圖； 圖6係根據本發明第二實施例之輻射影像拾取裝置的 等效電路圖； 圖7係根據本發明第二實施例之輻射影像拾取裝置中 一像素及一信號讀取電路的等效電路圖； 圖8係顯示根據本發明第三實施例之輻射影像拾取裝 置之修改的示意平面圖； -27- (24) 1283989 圖9係顯示根據本發明第三實施例之輻射影像拾取系 統之操作的流程圖； 圖1 0係說明使用根據本發明第三實施例之輻射影像 拾取系統之影像拾取操作的時序圖； 圖1 1係顯不根據一習知技術之輻射影像拾取裝置之 例子的示意平面圖； 圖1 2係根據一習知技術之輻射影像拾取裝置的等效 電路圖；以及 _ 圖1 3係根據一習知技術之輻射影像拾取裝置中一像 素及一信號讀取電路的等效電路圖。 【主要元件符號說明】 1 感測器基板 2 掃描電路 3 信號輸出電路 4 1C 5 1C 6 像素 11 光電轉換元件 12 偏壓線 13a 閘極線 13b 鬧極線 14a 信號線 14b 信號線 -28- 1283989 (25) 1 5a 放大 15b 放大 16 電源 17 增益 2 1 薄膜 22 薄膜 23 薄膜 24 薄膜 25 薄膜 26 薄膜 27 薄膜 28 薄膜 29 薄膜 3 1 1C 32 薄膜 4 1 輻射 42 驅動 4 3 X光 44 影像 44a 開關 44b 開關 45 照相 46 驅動 10 1 感測 模式選擇單元 單元 器基板 器 器 供應器 切換電路 電晶體 電晶體 電晶體 電晶體 電晶體 電晶體 電晶體 電晶體 電晶體 電晶體 影像拾取裝置 單元 產生單元 拾取開關

-29- (26) 1283989 102 掃描電路 103 信號輸出電路

104 1C

105 1C 106 像素 110 偏壓線 111 光電轉換元件

112 薄膜電晶體 113 閘極線 114 信號讀取配線（信號線） 115 放大器 116 電源供應器 117 增益切換電路 201 基板 202 電極層

2 0 3 絕緣層 204 半導體 205 雜質擴散層 206 雜質擴散層 207 電極層 208 電極層 209 絕緣層 210 半導體層 211 n +型半導體 -30- 1283989 (27) 2 1 2 電 極 層 2 1 3 鈍 化 層 2 1 4 黏 著 層 2 1 5 磷 光 層

-31 -

Claims (1)

1283989 9&12l2$ v 十、申請專利範圍 第93134734號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國95年12月25日修正 1·一種輻射影像拾取裝置，包含： 多數個成矩陣配置的像素，該等像素各包括至少一光 電轉換兀件，用以將入射的輻射轉換成電荷；以及一信號 輸出電路，用以輸出來自該等像素的信號，該輻射影像拾 取裝置之特徵在於： 多數條信號讀取配線，設置給各個像素，該像素及該 信號輸出電路經由該等信號讀取配線彼此互相連接。 2 ·如申請專利範圍第1項之輻射影像拾取裝置，其特 徵在於該光電轉換元件包括一用以對入射的輻射執行波長 轉換的波長轉換構件。 3 .如申請專利範圍第1項之輻射影像拾取裝置，其特 徵在於該等像素各包括連接到該等信號讀取配線的半導體 元件，且任何其中一條信號讀取配線可基於該等半導體元 件的啓動自由選取。 4.如申請專利範圍第3項之輻射影像拾取裝置，其特 徵在於至少其中一半導體元件是一源極隨稱器。 5 .如申請專利範圍第1項之輻射影像拾取裝置’其特 徵在於一用於讀出來自該像素之信號的信號讀取電路係設 置給各該等信號讀取配線。 6 .如申請專利範圍第1項之輻射影像拾取裝置’其特 1283989 I 95.12,2ε Λ 徵在於一用於讀出來自該像素之信號的信號讀取電路係共 同設置給該等信號讀取配線。 7·如申請專利範圍第丨項之輻射影像拾取裝置，其特 徵在於設置有二信號讀取電路。 8·—種輻射影像拾取方法，包含： 使用一裝置，該裝置包括··多數個成矩陣配置的像 素’該等像素各包括至少一光電轉換元件，用以將入射的 輻射轉換成電荷；以及一信號輸出電路，用以輸出來自該 等像素的信號，該輻射影像拾取方法之特徵在於： 設置給各個像素的多數條信號讀取配線的任何一條對 應待使用的照相模式而被選取，該對應像素及該信號輸出 電路經由該等.信號讀取配線彼此互相連接。 9 ·如申請專利範圍第8項之輻射影像拾取方法，其特 徵在於該光電轉換元件對入射的輻射執行波長轉換，並將 該等轉換結果轉換成電荷。 I 0·如申請專利範圍第8項之輻射影像拾取方法，其 特徵在於該等多數條信號讀取配線的任何其中一條係對應 於一輻射劑量而被選取。 II ·如申請專利範圍第9項之輻射影像拾取方法，其 特徵在於該等像素各包括連接到該等多數條信號讀取配線 的半導體元件，且至少其中一半導體元件是一源極隨耦 器，且當有涉及一低劑量輻射的照相模式的情形時，具有 該源極隨耦器的信號讀取配線被選取。 1 2 . —種輻射影像拾取系統，其特徵在於包含： 1283989 95U \ 一如申請專利範圍第l項之輻射影像拾取裝置； 輻射產生裝置，用以施加輻射； 選取裝置，用於對應一輻射劑量的大小，選取該輻射 影像拾取裝置中多數條信號讀取配線的任何一條；以及 控制裝置，用於控制由該輻射產生裝置之輻射的施 力口，以及基於該選取裝置的選取對該輻射影像拾取裝置的 驅動。 1 3 ·如申請專利範圍第1 2項之輻射影像拾取系統，進 一步包含一照相開關，藉由該照相開關，該等多數條信號 讀取配線的任何其中一條可基於一操作者的輸入自由選 取，該輻射影像拾取系統之特徵在於該選取裝置基於該照 相開關所作的輸入選取任何其中一條信號讀取配線。 14·如申請專利範圍第13項之輻射影像拾取系統，其 該增 於遞 應依 對發 fi觸 數的 多別 至各 換等 切該。 開且加 打，增 被發的 於觸面 適的方 係目量 關數劑 開之射 相線輻 照配在 該取於 於讀應 在號對 徵信序 特等順 -3-