TWI659653B - 固體攝像裝置、ｘ光攝像系統及固體攝像裝置驅動方法 - Google Patents

固體攝像裝置、ｘ光攝像系統及固體攝像裝置驅動方法 Download PDF

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Abstract

本發明之固體攝像裝置包含：受光部10，其係將MN個像素二維排列成M列N行；輸出部，其輸出基於自該等像素輸入之電荷之量而產生之數位值；及控制部。控制部係將受光部之MN個像素區分成各自包含Q列R行之像素之單位區域，將該等二維排列成(M/Q)列(N/R)行之單位區域區分成各自包含K列1行之單位區域之釘紮區域，且對該等二維排列成(M/KQ)列(N/R)行之釘紮區域，依序於每列將與自各釘紮區域所包含之KQR個像素輸出之電荷量之和相應之數位值以行順序重複K次自輸出部輸出。藉此，實現可輸出即使經釘紮之情形時亦容易處理之信號的固體攝像裝置。

Description

固體攝像裝置、X光攝像系統及固體攝像裝置驅動方法
本發明係關於一種固體攝像裝置、具備固體攝像裝置之X光攝像系統、及驅動固體攝像裝置之方法者。
作為固體攝像裝置，已知使用CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互補金屬氧化物半導體)技術者，其中亦已知被動像素感測器(PPS：Passive Pixel Sensor)方式者。PPS方式之固體攝像裝置具備受光部，該受光部係將包含產生與入射光強度相應量之電荷之光電二極體的PPS型之像素二維排列成M列N行。該固體攝像裝置輸出與各像素中根據光入射而於光電二極體產生之電荷之量相應之電壓值。
一般而言，各行之M個像素各者之輸出端係經由對應於該行設置之讀取用配線，而與對應於該行設置之積分電路之輸入端連接。且，自第1列至第M列依序於每列，像素之光電二極體所產生之電荷係通過對應之讀取用配線，輸入至對應之積分電路，且自該積分電路輸出與電荷量相應之電壓值。又，該電壓值係經AD(Analog to Digital：類比-數位)轉換而設為數位值。
PPS方式之固體攝像裝置可使用於各種用途，例如亦可與閃爍器部組合而作為X光平板使用於醫療用途或工業用途，更具體而言，亦可使用於X光CT(Computed Tomography：電腦斷層攝影)裝置或微聚焦X光檢查裝置等。專利文獻1所揭示之X光攝像系統可藉由固體攝像 裝置拍攝自X光產生裝置輸出且透過攝像對象物之X光，而拍攝該攝像對象物。該X光攝像系統可藉由固體攝像裝置以複數種攝像模式拍攝透過攝像對象物之X光。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開2006-314774號公報
於此種固體攝像裝置中，要求S/N(Signal/Noise：信號/雜訊)比之提高及訊框率之提高。根據用途或攝像模式，有一面使固體攝像裝置移動一面進行攝像之情形，使用於此種情形之固體攝像裝置藉由將各像素之光電二極體設為於移動方向較長之形狀，而期待可謀求S/N比之提高及訊框率之提高。
於例如全景攝像模式或CT攝像模式等中，一面使固體攝像裝置移動一面進行攝像，且處理藉由該攝像而獲得之信號，藉此再構成攝像對象物之圖像。此時，有1訊框之攝像期間中之固體攝像裝置之移動距離成為數mm之情形。自各像素輸出之電荷之量成為與每1訊框之移動距離範圍內的入射光量之累積值相應者。
因此，即使將固體攝像裝置之各像素之光電二極體設為於移動方向較長之形狀，藉由再構成處理而獲得之圖像之品質之下降亦較小。相反，期待因藉由增大各像素之光電二極體之面積而使入射至各像素之光之量增加故而提高S/N比，又，期待因像素數減少故而訊框率提高。
然而，於使用固體攝像裝置之實際之系統中，固體攝像裝置之移動速度為多種，於每個系統設計固體攝像裝置之各像素之光電二極體之移動方向之長度並不現實。又，根據攝像模式，有時將固體攝像 裝置之各像素之光電二極體設為於移動方向較長之形狀並不理想。
作為可獲得與將各像素之光電二極體設為於移動方向較長之形狀相同之效果之技術，有將來自某一區域所包含之複數個像素之輸出值相加而得者作為該區域之值的釘紮。於該技術中，能以像素單位靈活地設定釘紮區域之形狀或大小。
對具備將MN個像素二維排列成M列N行之受光部之固體攝像裝置應用先前之釘紮，且假定例如各自包含2列1行之像素之釘紮區域之情形時，自固體攝像裝置輸出每1訊框(M/2)列N行量之資料數之信號。即，與不釘紮之情形相比，於釘紮之情形時，每1訊框之輸出信號之資料數成為2分之1，而可將訊框率設為2倍。又，亦提高S/N比。
先前，藉由釘紮使每1訊框之輸出信號之資料數減少，又，根據各釘紮區域所包含之像素之個數而使每1訊框之輸出信號之資料數不同。當每1訊框之輸出信號之資料數不同時，必須與此相應而變更圖像再構成處理之內容。如此，於先前之釘紮中，不容易進行輸出信號之處理。
本發明係為了解決上述問題點而完成者，目的在於提供一種可輸出釘紮之情形時亦容易處理之信號的固體攝像裝置、及具備此種固體攝像裝置之X光攝像系統。又，本發明之目的在於提供一種以可輸出釘紮之情形時亦容易處理之信號之方式驅動固體攝像裝置之方法。
本發明之固體攝像裝置包含：(1)受光部，其係將MN個像素P1,1~PM,N二維排列成M列N行，該等MN個像素P1,1~PM,N各自包含產生與入射光強度相應量之電荷之光電二極體、及與該光電二極體連接之讀取用開關；(2)列選擇用配線LV,m，其係對受光部之第m列之N個像素Pm,1~Pm,N各者之讀取用開關賦予指示開關動作之第m列選擇控制信號；(3)讀取用配線LO,n，其係與受光部之第n行之M個像素P1,n~PM,n 各者之讀取用開關連接，而將M個像素P1,n~PM,n中之任一像素之光電二極體所產生之電荷經由該像素之讀取用開關讀取；(4)輸出部，其係與讀取用配線LO,1~LO,N各者連接，而輸出基於經過讀取用配線LO,n輸入之電荷量而產生之數位值；及(5)控制部，其係經由列選擇用配線LV,1~LV,M控制受光部之MN個像素P1,1~PM,N各者之讀取用開關之開關動作，且控制輸出部之數位值輸出動作。
再者，固體攝像裝置其控制部將受光部中二維排列成M列N行之像素P1,1~PM,N區分成各自包含Q列R行之像素之單位區域，將該等二維排列成(M/Q)列(N/R)行之單位區域區分成各自包含K列1行之單位區域之釘紮區域，對受光部中二維排列成(M/KQ)列(N/R)行之釘紮區域，依序於每列使位於該列之釘紮區域所包含之像素之讀取用開關關閉，而使該等像素之光電二極體所產生之電荷輸入至輸出部，且將與自各釘紮區域所包含之KQR個像素輸出之電荷量之和相應之數位值依序於每行重複K次自輸出部輸出。其中，M、N為2以上之整數，m為1以上M以下之整數，n為1以上N以下之整數，Q、R為1以上之整數，K為2以上之整數。
本發明之X光攝像系統包含上述構成之固體攝像裝置、及X光產生裝置，且藉由固體攝像裝置拍攝自X光產生裝置輸出且透過攝像對象物之X光。
本發明之固體攝像裝置驅動方法係驅動包含上述構成之受光部、列選擇用配線LV,m、讀取用配線LO,n及輸出部之固體攝像裝置之方法，且將受光部中二維排列成M列N行之像素P1,1~PM,N區分成各自包含Q列R行之像素之單位區域，將該等二維排列成(M/Q)列(N/R)行之單位區域區分成各自包含K列1行之單位區域之釘紮區域，對受光部中二維排列成(M/KQ)列(N/R)行之釘紮區域，依序於每列使位於該列之釘紮區域所包含之像素之讀取用開關關閉，而使該等像素之光電 二極體所產生之電荷輸入至輸出部，且將與自各釘紮區域所包含之KQR個像素輸出之電荷量之和相應之數位值依序於每行重複K次自輸出部輸出。其中，M、N為2以上之整數，m為1以上M以下之整數，n為1以上N以下之整數，Q、R為1以上之整數，K為2以上之整數。
根據本發明，可於固體攝像裝置中輸出進行釘紮之情形時亦容易處理之信號。
1‧‧‧固體攝像裝置
2‧‧‧固體攝像裝置
10‧‧‧受光部
20‧‧‧輸出部
20A‧‧‧輸出部
211~21N‧‧‧積分電路
221~22N‧‧‧保持電路
23‧‧‧AD轉換部
24‧‧‧記憶部
30‧‧‧控制部
311~31M‧‧‧緩衝電路
321~32M‧‧‧NOR閘極電路
331‧‧‧閂鎖電路
333‧‧‧閂鎖電路
100‧‧‧X光攝像系統
104‧‧‧旋轉臂
106‧‧‧X光產生裝置
106b‧‧‧1次狹縫板
107‧‧‧X光攝像器
107a‧‧‧2次狹縫板
110‧‧‧臂馬達
111‧‧‧馬達驅動電路
112‧‧‧角度感測器
113‧‧‧滑動機構
114‧‧‧XY台
115‧‧‧狹縫控制電路
116‧‧‧狹縫控制電路
118‧‧‧X光控制電路
119‧‧‧操作面板
121‧‧‧CPU
122‧‧‧訊框記憶體
123‧‧‧工作記憶體
124‧‧‧視訊記憶體
125‧‧‧DA轉換器
126‧‧‧圖像顯示部
A2‧‧‧放大器
C2‧‧‧積分用電容元件
C3‧‧‧保持用電容元件
clock‧‧‧信號
Hold‧‧‧保持控制信號
Hsel(1)~Hsel(N)‧‧‧選擇控制信號
LH‧‧‧保持用配線
LH,1~LH,N‧‧‧選擇用配線
LO,1~LO,N‧‧‧讀取用配線
Lout‧‧‧電壓輸出用配線
LR‧‧‧重設用配線
LV,1~LV,M‧‧‧列選擇用配線
P1,1~PM,N‧‧‧像素
PD‧‧‧光電二極體
Reset‧‧‧重設控制信號
Start‧‧‧信號
SW1‧‧‧讀取用開關
SW2‧‧‧重設用開關
SW31‧‧‧輸入用開關
SW32‧‧‧輸出用開關
SWA‧‧‧開關
SWB‧‧‧開關
SWO,1‧‧‧釘紮切換用開關
SWO,3‧‧‧釘紮切換用開關
Vsel(1)~Vsel(M)‧‧‧列選擇控制信號
Φ1‧‧‧信號
Φ2‧‧‧信號
圖1係顯示第1實施形態之固體攝像裝置1之構成之圖。
圖2係固體攝像裝置1之像素Pm,n、積分電路21n及保持電路22n各者之電路圖。
圖3係說明固體攝像裝置1之受光部10之單位區域及釘紮區域之圖。
圖4係顯示固體攝像裝置1之輸出部20之第1構成例之圖。
圖5係說明固體攝像裝置1之輸出部20之第1構成例之情形時之動作例的流程圖。
圖6係說明固體攝像裝置1之輸出部20之第1構成例之情形時之動作例的時序圖。
圖7係顯示固體攝像裝置1之輸出部20之第2構成例之圖。
圖8係說明固體攝像裝置1之輸出部20之第2構成例之情形時之動作例的流程圖。
圖9係說明固體攝像裝置1之輸出部20之第2構成例之情形時之動作例的時序圖。
圖10係顯示第2實施形態之固體攝像裝置2之構成之圖。
圖11係說明固體攝像裝置2之第1動作例之時序圖。
圖12係說明固體攝像裝置2之第2動作例之時序圖。
圖13係說明固體攝像裝置2之第3動作例之時序圖。
圖14係顯示本實施形態之X光攝像系統100之構成之圖。
以下，參照附加圖式，詳細說明用以實施本發明之形態。另，於圖式之說明中對相同要素標註相同符號，且省略重複之說明。
圖1係顯示第1實施形態之固體攝像裝置1之構成之圖。固體攝像裝置1具備受光部10、輸出部20及控制部30。固體攝像裝置1係於使用於X光攝像之情形時，適宜具備覆蓋受光部10之閃爍器部。
受光部10係MN個像素P1,1~PM,N二維排列成M列N行者。MN個像素P1,1~PM,N係以一定間距排列於列方向及行方向之兩者。像素Pm,n位於第m列第n行。各像素Pm,n係PPS方式者，具有共通之構成。第m列之N個像素Pm,1~Pm,N各者係藉由第m列選擇用配線LV,m而與控制部30連接。第n行之M個像素P1,n~PM,n各者之輸出端係藉由第n行讀取用配線LO,n而與輸出部20連接。此處，M、N各者為2以上之整數，m為1以上M以下之各整數，n為1以上N以下之各整數。
輸出部20輸出基於經過讀取用配線LO,n輸入之電荷之量而產生之數位值。輸出部20包含N個積分電路211~21N、N個保持電路221~22N、AD轉換部23及記憶部24。各積分電路21n具有共通之構成。又，各保持電路22n具有共通之構成。
各積分電路21n係累積經過任一行讀取用配線輸入至輸入端之電荷，且將與該累積電荷量相應之電壓值自輸出端向保持電路22n輸出。另，各積分電路21n於圖1中與第n行讀取用配線LO,n連接，但有如後述般藉由開關而亦連接於其他讀取用配線之情形。N個積分電路211~21N各者係藉由重設用配線LR而與控制部30連接。
各保持電路22n具有與積分電路21n之輸出端連接之輸入端，且保持輸入至該輸入端之電壓值，並將其保持之電壓值自輸出端向AD轉 換部23輸出。N個保持電路221~22N各者係藉由保持用配線LH而與控制部30連接。又，各保持電路22n係藉由第n行選擇用配線LH,n而與控制部30連接。
AD轉換部23係輸入自N個保持電路221~22N各者輸出之電壓值，對該輸入電壓值(類比值)進行AD轉換處理，且將與該輸入電壓值相應之數位值向記憶部24輸出。記憶部24係輸入自AD轉換部23輸出之數位值並記憶，且依序輸出其記憶之數位值。
控制部30係將第m列選擇控制信號Vsel(m)向第m列選擇用配線LV,m輸出，而將該第m列選擇控制信號Vsel(m)賦予至第m列之N個像素Pm,1~Pm,N各者。控制部30係將重設控制信號Reset向重設用配線LR輸出，而將該重設控制信號Reset賦予至N個積分電路211~21N各者。控制部30係將保持控制信號Hold向保持用配線LH輸出，而將該保持控制信號Hold賦予至N個保持電路221~22N各者。控制部30係將第n行選擇控制信號Hsel(n)向第n行選擇用配線LH,n輸出，而將該第n行選擇控制信號Hsel(n)賦予至保持電路22n。又，控制部30係控制AD轉換部23之AD轉換處理，亦控制記憶部24之數位值之寫入及讀取。
圖2係固體攝像裝置1之像素Pm,n、積分電路21n及保持電路22n各者之電路圖。此處，代表MN個像素P1,1~PM,N顯示像素Pm,n之電路圖，代表N個積分電路211~21N顯示積分電路21n之電路圖，又，代表N個保持電路221~22N顯示保持電路22n之電路圖。即，顯示與第m列第n行之像素Pm,n及第n行讀取用配線LO,n關聯之電路部分。
像素Pm,n包含光電二極體PD及讀取用開關SW1。光電二極體PD之陽極端子係接地，光電二極體PD之陰極端子係經由讀取用開關SW1而與第n行讀取用配線LO,n連接。光電二極體PD係產生與入射光強度相應量之電荷，且將其產生之電荷累積於接合電容部。光電二極體PD之光感應區域之形狀適宜為大致正方形。讀取用開關SW1被賦予自控 制部30通過第m列選擇用配線LV,m之第m列選擇控制信號Vsel(m)。第m列選擇控制信號Vsel(m)係指示受光部10之第m列之N個像素Pm,1~Pm,N各者之讀取用開關SW1之開關動作者。
於該像素Pm,n中，於第m列選擇控制信號Vsel(m)為低位準時，讀取用開關SW1打開，光電二極體PD所產生之電荷不會向第n行讀取用配線LO,n輸出，而累積於接合電容部。另一方面，於第m列選擇控制信號Vsel(m)為高位準時，讀取用開關SW1關閉，至此於光電二極體PD產生且累積於接合電容部之電荷係經過讀取用開關SW1，向第n行讀取用配線LO,n輸出。
第n行讀取用配線LO,n與受光部10之第n行之M個像素P1,n~PM,n各者之讀取用開關SW1連接。第n行讀取用配線LO,n係將M個像素P1,n~PM,n中任一像素之光電二極體PD所產生之電荷，經由該像素之讀取用開關SW1讀取，而向積分電路21n傳送。
積分電路21n包含放大器A2、積分用電容元件C2及重設用開關SW2。積分用電容元件C2及重設用開關SW2係相互並聯連接，設置於放大器A2之輸入端子與輸出端子之間。放大器A2之輸入端子與第n行讀取用配線LO,n連接。重設用開關SW2被賦予自控制部30經過重設用配線LR之重設控制信號Reset。重設控制信號Reset係指示N個積分電路211~21N各者之重設用開關SW2之開關動作者。
於該積分電路21n中，於重設控制信號Reset為高位準時，重設用開關SW2關閉，積分用電容元件C2放電，而重設自積分電路21n輸出之電壓值。另一方面，於重設控制信號Reset為低位準時，重設用開關SW2打開，將輸入至輸入端之電荷累積於積分用電容元件C2，且將與該累積電荷量相應之電壓值自積分電路21n輸出。
保持電路22n包含輸入用開關SW31、輸出用開關SW32及保持用電容元件C3。保持用電容元件C3之一端接地。保持用電容元件C3之另一 端係經由輸入用開關SW31與積分電路21n之輸出端連接，經由輸出用開關SW32與電壓輸出用配線Lout連接。輸入用開關SW31被賦予自控制部30通過保持用配線LH之保持控制信號Hold。保持控制信號Hold係指示N個保持電路221~22N各者之輸入用開關SW31之開關動作者。輸出用開關SW32被賦予自控制部30通過第n行選擇用配線LH,n之第n行選擇控制信號Hsel(n)。第n行選擇控制信號Hsel(n)係指示保持電路22n之輸出用開關SW32之開關動作者。
於該保持電路22n中，當保持控制信號Hold自高位準轉變為低位準時，輸入用開關SW31自關閉狀態轉變為打開狀態，此時輸入至輸入端之電壓值被保持於保持用電容元件C3。又，於第n行選擇控制信號Hsel(n)為高位準時，輸出用開關SW32關閉，而將保持於保持用電容元件C3之電壓值向電壓輸出用配線Lout輸出。
控制部30係於輸出與像素Pm,n之受光強度相應之電壓值時進行如以下之控制。控制部30係以藉由重設控制信號Reset關閉積分電路21n之重設用開關SW2之方式進行指示，而使積分電路21n之積分用電容元件C2放電。控制部30係於該放電後，以藉由重設控制信號Reset打開積分電路21n之重設用開關SW2之方式進行指示，而將積分電路21n之積分用電容元件C2設為可累積電荷之狀態後，以藉由第m列選擇控制信號Vsel(m)將像素Pm,n之讀取用開關SW1持續特定期間關閉之方式進行指示，而使累積於像素Pm,n之光電二極體PD之接合電容部之電荷輸入至積分電路21n。
控制部30係於該特定期間以藉由保持控制信號Hold將保持電路22n之輸入用開關SW31自關閉狀態轉變為打開狀態之方式進行指示，而使自積分電路21n輸出之電壓值保持於保持電路22n之保持用電容元件C3。然後，控制部30係於該特定期間後，以藉由行選擇控制信號Hsel(n)將保持電路22n之輸出用開關SW32關閉一定期間之方式進行指 示，而使保持於保持電路22n之保持用電容元件C3之電壓值向電壓輸出用配線Lout輸出。
再者，控制部30係藉由AD轉換部23使自保持電路22n向電壓輸出用配線Lout輸出之電壓值AD轉換，且藉由記憶部24記憶自AD轉換部23輸出之數位值。且，控制部30控制來自記憶部24之數位值輸出動作。
圖3係說明固體攝像裝置1之受光部10之單位區域及釘紮區域之圖。固體攝像裝置1除了可藉由利用控制部30進行之控制，輸出與各個像素Pm,n之入射光強度相應之數位值以外，亦可輸出與各單位區域所包含之像素之入射光強度之和相應之數位值，又，可輸出與各釘紮區域所包含之像素之入射光強度之和相應之數位值。
單位區域係將受光部10中二維排列成M列N行之MN個像素P1,1~PM,N區分成各自包含Q列R行之像素之區域者。各單位區域包含QR個像素。釘紮區域係將該等二維排列成(M/Q)列(N/R)行之單位區域區分成各自包含K列1行之單位區域之區域者。各釘紮區域包含K個單位區域，包含KQR個像素。此處，Q、R、K為1以上之整數。圖3顯示Q=R=K=2之情形。另，本實施形態之固體攝像裝置於K為2以上之情形時具有特徵。
M適宜為KQ之整數倍，N適宜為R之整數倍。但，即使M不為KQ之整數倍，或，即使N不為R之整數倍，只要如上述般設定單位區域及釘紮區域即可，關於不包含於任一釘紮區域而殘留之像素，只要避免將該像素之輸出值使用於輸出部20之數位值輸出即可。
控制部30係對受光部10中二維排列成(M/KQ)列(N/R)行之釘紮區域，依序於每列使位於該列之釘紮區域所包含之像素之讀取用開關SW1關閉，而使該等像素之光電二極體PD所產生之電荷輸入至輸出部20，且將與自各釘紮區域所包含之KQR個像素輸出之電荷量之和相應 之數位值以行順序重複K次自輸出部20輸出。另，位於各列之釘紮區域所包含之像素之讀取用開關SW1關閉之期間可完全一致，亦可僅一部分重疊，亦可完全不重疊。
Q=R=K=1之情形時，釘紮區域與單位區域相互一致，於各單位區域包含1個像素，輸出部20輸出與自各個像素Pm,n輸出之電荷之量相應之數位值。K=1之情形時，釘紮區域與單位區域相互一致，輸出部20將與自各單位區域所包含之QR個像素輸出之電荷之量之和相應之數位值輸出1次。K≧2之情形時，於各釘紮區域包含K個單位區域，輸出部20將與自各釘紮區域所包含之KQR個像素輸出之電荷之量之和相應之數位值重複K次輸出。
輸出部20包含記憶部24，該記憶部24記憶與自各釘紮區域所包含之KQR個像素輸出之電荷之量之和相應之數位值。又，控制部30係將記憶於該記憶部24之數位值以行順序重複K次自記憶部讀取且輸出。可使用任意記憶體作為記憶部24。亦可使用FIFO(First In First Out：先入先出)記憶體作為記憶部24。
接著，使用圖4~圖9，對固體攝像裝置1之輸出部20之構成例及動作例進行說明。此處，將圖1所示之受光部10及輸出部20作為1區塊，並列配置複數個區塊1~B。將積分電路及保持電路一併作為信號讀取部，且使用FIFO記憶體作為記憶部。又，設為Q=R=1。
圖4係顯示固體攝像裝置1之輸出部20之第1構成例之圖。圖5係說明固體攝像裝置1之輸出部20之第1構成例之情形時之動作例的流程圖。圖6係說明固體攝像裝置1之輸出部20之第1構成例之情形時之動作例的時序圖。
於圖4所示之第1構成例中，輸出部20包含將與自各釘紮區域所包含之K個像素輸出之電荷量之和相應之數位值以行順序記憶的K個FIFO記憶體作為記憶部。K個FIFO記憶體係並列設置，具有共通之輸 入端及共通之輸出端。控制部30係藉由自該等K個FIFO記憶體依序輸出數位值，而將與自各釘紮區域所包含之K個像素輸出之電荷量之和相應之數位值以行順序重複K次輸出。
如圖5所示之流程圖及圖6所示之時序圖，於重設控制信號Reset為低位準之期間中，K個第1列選擇控制信號Vsel(1)~第K列選擇控制信號Vsel(K)於同期間被設為高位準，接著將保持控制信號Hold自高位準轉變為低位準，藉此將與自各釘紮區域所包含之K個像素P1,n~PK,n各者輸出之電荷之量相應之電壓值自積分電路21n輸出且藉由保持電路22n保持。藉由保持電路221~22N保持之電壓值係以行順序輸入至AD轉換部23而經AD轉換。自AD轉換部23以行順序輸出之數位值被同時寫入至K個FIFO記憶體。以上為止之動作係於區塊1~B中並列進行。
然後，以區塊1~B依序自第1 FIFO記憶體以行順序讀取數位值。即，自區塊1之第1 FIFO記憶體以行順序讀取數位值，接著自區塊2之第1 FIFO記憶體以行順序讀取數位值，關於以後之區塊亦同樣地讀取，最後自區塊B之第1 FIFO記憶體以行順序讀取數位值。接著以區塊1~B依序自第2 FIFO記憶體以行順序讀取數位值。同樣地，最後以區塊1~B依序自第K個FIFO記憶體以行順序讀取數位值。
當如此般結束第1列之釘紮區域之讀取(第1列~第K列之像素之讀取)時，同樣地進行第2列之釘紮區域之讀取(第(K+1)列~第(2K)列之像素之讀取)，最後進行第(M/K)列之釘紮區域之讀取(第(M-K+1)列~第M列之像素之讀取)。藉由如此，可將與自各釘紮區域所包含之K個像素輸出之電荷量之和相應之數位值重複K次輸出，而可獲得1訊框量之圖像資料。
圖7係顯示固體攝像裝置1之輸出部20之第2構成例之圖。圖8係說明固體攝像裝置1之輸出部20之第2構成例之情形時之動作例的流程 圖。圖9係說明固體攝像裝置1之輸出部20之第2構成例之情形時之動作例的時序圖。
於圖7所示之第2構成例中，輸出部20包含將與自各釘紮區域所包含之K個像素輸出之電荷量之和相應之數位值以行順序記憶的1個FIFO記憶體作為記憶部。於該FIFO記憶體之輸入端與AD轉換部之輸出端之間設置有開關SWA，於該FIFO記憶體之輸入端與輸出端之間設置有開關SWB。控制部30係藉由自該FIFO記憶體輸出數位值且將該數位值記憶於FIFO記憶體，而將與自各釘紮區域所包含之K個像素輸出之電荷量之和相應之數位值以行順序重複K次輸出。
如圖8所示之流程圖及圖9所示之時序圖，於重設控制信號Reset為低位準之期間中，K個第1列選擇控制信號Vsel(1)~第K列選擇控制信號Vsel(K)於同期間被設為高位準，接著將保持控制信號Hold自高位準轉變為低位準，藉此將與自各釘紮區域所包含之K個像素P1,n~PK,n各者輸出之電荷之量相應之電壓值自積分電路21n輸出且藉由保持電路22n保持。藉由保持電路221~22N保持之電壓值係以行順序輸入至AD轉換部23而經AD轉換。自AD轉換部23以行順序輸出之數位值係經過開關SWA而寫入至FIFO記憶體。以上為止之動作係於區塊1~B中並列進行。
然後，打開開關SWA，關閉開關SWB，以區塊1~B依序自FIFO記憶體以行順序讀取1次數位值，且將該數位值再次寫入至FIFO記憶體。將此重複K次。但，第K次由於無須將讀取之數位值再次寫入至FIFO記憶體，故預先打開開關SWB。
當如此般結束第1列之釘紮區域之讀取(第1列~第K列之像素之讀取)時，同樣地進行第2列之釘紮區域之讀取(第(K+1)列~第(2K)列之像素之讀取)，最後進行第(M/K)列之釘紮區域之讀取(第(M-K+1)列~第M列之像素之讀取)。藉由如此，可將與自各釘紮區域所包含之K 個像素輸出之電荷之量之和相應之數位值重複K次輸出，可獲得1訊框量之圖像資料。
接著，對第2實施形態進行說明。圖10係顯示第2實施形態之固體攝像裝置2之構成之圖。固體攝像裝置2具備受光部10、輸出部20A及控制部30。第2實施形態之受光部10具有與第1實施形態之受光部10相同之構成。第2實施形態之控制部30具有與第1實施形態之控制部30相同之構成。但，於圖10中，顯示控制部30之具體構成。又，於圖10中，對M列中之第1列~第4列予以顯示，對N行中之第1行~第4行予以顯示。關於其他列或其他行亦為相同。
若與第1實施形態之輸出部20之構成進行比較，則不同點在於：第2實施形態之輸出部20A進而包含釘紮切換用開關SWO,1、SWO,3、…。釘紮切換用開關SWO,1係於積分電路211及積分電路212之任一者之輸入端選擇性連接第1行讀取用配線LO,1。於釘紮時，藉由釘紮切換用開關SWO,1於積分電路212之輸入端連接第1行讀取用配線LO,1，自第1行讀取用配線LO,1及第2行讀取用配線LO,2之雙方將電荷輸入至積分電路212之輸入端。又，於釘紮時，積分電路211及積分電路212中僅積分電路212動作，保持電路221及保持電路222中僅保持電路222動作。關於其他行，於奇數序號之第(n-1)行及偶數序號之第n行之組合中亦為相同。
控制部30包含緩衝電路311、312、313、314、…、NOR(反或)閘極電路321、322、323、324、…、及閂鎖電路331、333、…。閂鎖電路331、333、…係串聯連接而構成移位暫存器，與一定週期之clock(時鐘)信號之脈衝上升沿同步而將start(開始)信號之值依序持續移位至後段。閂鎖電路331之輸出值係輸入至後段之閂鎖電路333及NOR閘極電路321、322各者。閂鎖電路333之輸出值係輸入至後段之閂鎖電路335及NOR閘極電路323、324各者。
關於奇數序號之第(m-1)列，NOR閘極電路32m-1輸入閂鎖電路33m-1之輸出值與Φ1信號值，且輸出將該等2個輸入值之邏輯和反轉之信號值。關於偶數序號之第m列，NOR閘極電路32m輸入閂鎖電路33m-1之輸出值與Φ2信號值，且輸出將該等2個輸入值之邏輯和反轉之信號值。各緩衝電路31m係將NOR閘極電路32m之輸出值作為第m列選擇控制信號Vsel(m)向第m列選擇用配線LV,m輸出。
圖11係說明固體攝像裝置2之第1動作例之時序圖。第1動作例係Q=R=K=1之情形者。於第1動作例中，於輸出部20A中，藉由釘紮切換用開關SWO,1、SWO,3、…，將第n行讀取用配線LO,n以1對1連接於積分電路21n之輸入端。
於第1動作例中，M個列選擇控制信號Vsel(1)~Vsel(M)係依序1個1個地於一定期間被設為高位準。於start信號為低位準之期間，clock信號之脈衝上升沿存在1次。閂鎖電路331、333、…係與clock信號之脈衝上升沿同步而將Start信號之低位準持續移位至後段。閂鎖電路331、333、…係持續自clock信號之上升沿至下一個上升沿之期間而保持各個輸出值。
於閂鎖電路331之輸出為低位準之期間，當Φ1信號持續一定期間成為低位準時，NOR閘極電路321之輸出持續一定期間成為高位準，第1列選擇控制信號Vsel(1)持續一定期間成為高位準。接著，當Φ2信號持續一定期間成為低位準時，NOR閘極電路322之輸出持續一定期間成為高位準，第2列選擇控制信號Vsel(2)持續一定期間成為高位準。
其後，當clock信號之脈衝上升1次時，閂鎖電路333之輸出成為低位準。於該期間，當Φ1信號持續一定期間成為低位準時，NOR閘極電路323之輸出持續一定期間成為高位準，第3列選擇控制信號Vsel(3)持續一定期間成為高位準。接著，當Φ2信號持續一定期間成 為低位準時，NOR閘極電路324之輸出持續一定期間成為高位準，第4列選擇控制信號Vsel(4)持續一定期間成為高位準。關於以後之列亦為相同。
圖12係說明固體攝像裝置2之第2動作例之時序圖。第2動作例係Q=R=2、K=1之情形者。於第2動作例中，於輸出部20A中，藉由釘紮切換用開關SWO,1、SWO,3、…，將奇數序號之第(n-1)行讀取用配線LO,n-1及偶數序號之第n行讀取用配線LO,n之雙方連接於偶數序號之積分電路21n之輸入端。
於第2動作例中，M個列選擇控制信號Vsel(1)~Vsel(M)係依序2個2個地於一定期間被設為高位準。於start信號為低位準之期間，clock信號之脈衝上升沿存在1次。閂鎖電路331、333、…係與clock信號之脈衝上升沿同步而將Start信號之低位準持續移位至後段。閂鎖電路331、333、…係持續自clock信號之上升沿至下一個上升沿之期間而保持各個輸出值。
於閂鎖電路331之輸出為低位準之期間，Φ1信號及Φ2信號同時持續一定期間成為低位準。藉此，NOR閘極電路321、322之輸出同時持續一定期間成為高位準，第1列選擇控制信號Vsel(1)及第2列選擇控制信號Vsel(2)同時持續一定期間成為高位準。
其後，當clock信號之脈衝上升1次時，閂鎖電路333之輸出成為低位準。於該期間，Φ1信號及Φ2信號同時持續一定期間成為低位準。藉此，NOR閘極電路323、324之輸出同時持續一定期間成為高位準，第3列選擇控制信號Vsel(3)及第4列選擇控制信號Vsel(4)同時持續一定期間成為高位準。關於以後之列亦為相同。
於2個列選擇控制信號Vsel(1)、Vsel(2)自高位準轉變為低位準之時刻起，至2個列選擇控制信號Vsel(3)、Vsel(4)自低位準轉變為高位準之時刻之期間，進行保持電路以後之處理。
於第2動作例中，輸出部20A將與自各釘紮區域所包含之KQR(=4)個像素輸出之電荷之量之和相應之數位值輸出K(=1)次。
圖13係說明固體攝像裝置2之第3動作例之時序圖。第3動作例係Q=R=K=2之情形者。於第3動作例中，於輸出部20A中，藉由釘紮切換用開關SWO,1、SWO,3、…，將奇數序號之第(n-1)行讀取用配線LO,n-1及偶數序號之第n行讀取用配線LO,n之雙方連接於偶數序號之積分電路21n之輸入端。
於第3動作例中，M個列選擇控制信號Vsel(1)~Vsel(M)係依序每4個地於一定期間被設為高位準。於start信號為低位準之期間，clock信號之脈衝上升沿存在2次。閂鎖電路331、333、…係與clock信號之脈衝上升沿同步而將Start信號之低位準逐漸移位至後段。閂鎖電路331、333、…係持續自clock信號之上升沿至下一個上升沿之期間而保持各個輸出值。
於閂鎖電路331、333之輸出為低位準之期間，Φ1信號及Φ2信號同時持續一定期間成為低位準。藉此，NOR閘極電路321~324之輸出同時持續一定期間成為高位準，4個列選擇控制信號Vsel(1)~Vsel(4)同時持續一定期間成為高位準。
其後，當clock信號之脈衝上升2次時，閂鎖電路335、337之輸出成為低位準。於該期間，Φ1信號及Φ2信號同時持續一定期間成為低位準。藉此，NOR閘極電路325~328之輸出同時持續一定期間成為高位準，4個列選擇控制信號Vsel(5)~Vsel(8)同時持續一定期間成為高位準。關於以後之列亦為相同。
於4個列選擇控制信號Vsel(1)~Vsel(4)自高位準轉變為低位準之時刻起，至4個列選擇控制信號Vsel(5)~Vsel(8)自低位準轉變為高位準之時刻之期間，進行保持電路以後之處理。
於第3動作例中，輸出部20A將與自各釘紮區域所包含之KQR(=8) 個像素輸出之電荷之量之和相應之數位值重複輸出K(=2)次。
接著，對具備上述實施形態之固體攝像裝置之X光攝像系統之實施形態進行說明。圖14係顯示本實施形態之X光攝像系統100之構成之圖。本實施形態之X光攝像系統100具備固體攝像裝置與X光產生裝置，且可藉由固體攝像裝置拍攝自X光產生裝置輸出且透過攝像對象物之X光，而使用於該攝像對象物之檢查。
於圖14所示之X光攝像系統100中，X光產生裝置106向被攝體(攝像對象物)產生X光。自X光產生裝置106產生之X光之輻射場係藉由1次狹縫板106b控制。X光產生裝置106內置X光管，藉由調整該X光管之管電壓、管電流及通電時間等條件，而控制對被攝體之X光照射量。X光攝像器107內置具有經二維排列之複數個像素之CMOS之固體攝像裝置，拍攝通過被攝體之X光圖像。於X光攝像器107之前方，設置限制X光入射區域之2次狹縫板107a。
旋轉臂104係以使X光產生裝置106及X光攝像器107對向之方式保持，使其等於全景斷層攝影時繞被攝體旋轉。又，設置滑動機構113，其用以於線性斷層攝影時使X光攝像器107相對於被攝體直線位移。旋轉臂104係藉由構成旋轉台之臂馬達110驅動，其旋轉角度係藉由角度感測器112檢測。又，臂馬達110係搭載於XY台114之可動部，旋轉中心於水平面內可被任意調整。
自X光攝像器107輸出之圖像信號係於被暫時輸入至CPU(Central Processing Unit：中央處理裝置)121之後，被儲存於訊框記憶體122。自儲存於訊框記憶體122之圖像資料，藉由特定之運算處理將沿著任意斷層面之斷層圖像再生。經再生之斷層圖像被輸出至視訊記憶體124，藉由DA(Digital to Analog：數位-類比)轉換器125轉換成類比信號後，藉由CRT(Cathode Ray Tube：陰極射線管)等圖像顯示部126顯示，而供於各種診斷。
於CPU121，連接有信號處理所必要之工作記憶體123，進而連接有具備面板開關或X光照射開關等之操作面板119。又，CPU121係分別連接於驅動臂馬達110之馬達驅動電路111、控制1次狹縫板106b及2次狹縫板107a之開口範圍之狹縫控制電路115、116、控制X光產生裝置106之X光控制電路118，再者，輸出用以驅動X光攝像器107之信號。
X光控制電路118可基於藉由X光攝像器107拍攝之信號，反饋控制對被攝體之X光照射量。
於如以上所述般構成之X光攝像系統100中，使用本實施形態之固體攝像裝置1或2作為X光攝像器107。又，於該X光攝像系統100中，本實施形態之固體攝像裝置於攝像期間中於受光部之行方向(圖1、圖3、圖4、圖7、圖10中為縱方向)、即於K≧2之情形時於各釘紮區域中排列有K個單位區域之方向移動。藉由在移動方向對單位區域進行釘紮處理，可減小藉由再構成處理獲得之圖像之品質之下降。
藉由如此，於本實施形態中，可自固體攝像裝置獲得與移動方向(行方向)上較長之各釘紮區域之入射光量相應之輸出值，可謀求S/N比之提高。又，於本實施形態中，能以像素之單位靈活地設定釘紮區域之形狀或大小。尤其，可根據固體攝像裝置之移動速度，適當地設定釘紮區域之行方向之長度。
若固體攝像裝置之移動速度為v，訊框率為f，則1訊框攝像期間中之固體攝像裝置之移動距離成為v/f。又，若像素間距為d，則各釘紮區域之行方向之長度成為KQd。若1訊框攝像期間中之移動距離v/f較各釘紮區域之行方向之長度KQd長，即v/f>KQd，則藉由再構成處理獲得之圖像之品質之下降較小。適宜以滿足此種條件之方式設定K值及Q值。
於本實施形態中，受光部之各釘紮區域包含K個單位區域之情形 時，輸出部將與自各釘紮區域所包含之像素輸出之電荷之量之和相應之數位值以行順序重複K次輸出。即，不限於K值，每1訊框之輸出信號之資料數等於受光部之單位區域之個數(MN/QR)。因此，即使為作為K≧2進行釘紮之情形，亦無須根據K值變更輸出信號之處理，而容易進行輸出信號之處理。又，於本實施形態中，即使為作為K≧2進行釘紮之情形，亦可不論K值都將訊框率設為一定。另，與K=1之情形相比，於K≧2之情形時，亦可加快訊框率。
本實施形態之固體攝像裝置由於即使為作為K≧2進行釘紮之情形，亦無須根據K值變更輸出信號之處理，故可容易地應用於現有之X光攝像系統。將本實施形態之固體攝像裝置應用於現有之X光攝像系統之情形時，無須進行該系統之變更(或僅改良固體攝像裝置之周邊部分之一部分)，即可不全部變更基於固體攝像裝置之輸出信號之再構成處理等，而提高S/N比。
於本實施形態中，輸出部並非將類比值而是將數位值重複K次輸出。藉此，可實現固體攝像裝置之低消耗電力化。
又，於本實施形態中，由於較AD轉換部23後段之記憶部24將數位值重複K次輸出，故於較AD轉換部23前段之各積分電路21n及各保持電路22n之處理產生時間餘裕。因此，可使將各保持電路22n之輸入用開關SW31設為打開狀態之期間(即，保持控制信號Hold為高位準之期間)較通常長，又，亦可於積分電路21n之輸出端與保持電路22n之輸入端之間插入低通濾波器而降低雜訊。另，當插入低通濾波器時，時間常數變大，對保持電路22n之傳送變遲，但由於有時間餘裕故而不存在問題。
再者，作為產生時間餘裕之方法，亦可於進行自FIFO之讀取之期間進行較AD轉換部前段之處理(自像素之讀取、各積分電路及各保持電路之處理)。該情形時，亦可於自像素之讀取、各保持電路之取 樣保持等確保充足之時間，且加快訊框率。
於上述實施形態中，使各像素之光電二極體之陽極端子接地，使光電二極體之陰極端子經由讀取用開關而與讀取用配線連接，但亦可與此相反，使光電二極體之陰極端子接地，使光電二極體之陽極端子經由讀取用開關而與讀取用配線連接。於上述實施形態中，於控制各開關之開關動作之控制信號為高位準時該開關關閉，但亦可與此相反，於控制信號為低位準時開關關閉。
於上述實施形態中，藉由較積分電路設置於前段之釘紮切換用開關進行行方向之釘紮，但並非限於此。亦可於AD轉換部之前段設置放大器，將複數個保持電路之輸出用開關SW32同時設為關閉狀態，而使藉由該等複數個保持電路保持之電壓值輸入至放大器，藉此進行行方向之釘紮。又，亦可藉由將自AD轉換部輸出之複數行之數位值相加而進行行方向之釘紮。另，與自各釘紮區域所包含之KQR個像素輸出之電荷之量之和相應之數位值亦可作為與以KQR除該電荷量之和所獲得之每1像素之平均電荷量相應之數位值。無論如何，該數位值成為與電荷量之和成比例之值。
於上述實施形態中，於M不為KQ之整數倍之情形、或N不為R之整數倍之情形時，關於不包含於任一釘紮區域而殘留之像素，不將該像素之輸出值使用於輸出部20之數位值輸出，但並非限於此。關於各個不包含於包含KQR個像素之任一釘紮區域而殘留之像素，亦可於每個Q列或於每個R行分區而劃分成包含不足KQR之L個像素之釘紮區域(以下稱為「虛設釘紮區域」)。該情形時，只要使根據自各虛設釘紮區域所包含之L個像素輸出之電荷之量之和而將自AD轉換部輸出之數位值設為(KQR/L)倍的數位值，重複K次自輸出部20輸出即可。
於上述實施形態中，自輸出部使數位值以行順序輸出，但並非限於此。只要自輸出部使數位值依序於每行輸出即可。例如，亦可於 自輸出部使奇數序號之數位值以行順序輸出後使偶數序號之數位值以行順序輸出。
本發明之固體攝像裝置、X光攝像系統、及固體攝像裝置驅動方法並非限於上述之實施形態及構成例，可進行各種變形。
於上述實施形態之固體攝像裝置中，可採用包含以下構件之構成：(1)受光部，其係將各自包含產生與入射光強度相應量之電荷之光電二極體、及與該光電二極體連接之讀取用開關的MN個像素P1,1~PM,N二維排列成M列N行；(2)列選擇用配線LV,m，其係對受光部之第m列之N個像素Pm,1~Pm,N各者之讀取用開關賦予指示開關動作之第m列選擇控制信號；(3)讀取用配線LO,n，其係與受光部之第n行之M個像素P1,n~PM,n各者之讀取用開關連接，而將M個像素P1,n~PM,n中之任一像素之光電二極體所產生之電荷經由該像素之讀取用開關讀取；(4)輸出部，其係與讀取用配線LO,1~LO,N各者連接，而輸出基於經過讀取用配線LO,n輸入之電荷之量而產生之數位值；及(5)控制部，其係經由列選擇用配線LV,1~LV,M控制受光部之MN個像素P1,1~PM,N各者之讀取用開關之開關動作，且控制輸出部之數位值輸出動作。
再者，於上述之固體攝像裝置中，可採用如下構成：控制部係將受光部中二維排列成M列N行之像素P1,1~PM,N區分成各個包含Q列R行之像素之單位區域，將該等二維排列成(M/Q)列(N/R)行之單位區域區分成各個包含K列1行之單位區域之釘紮區域，對受光部中二維排列成(M/KQ)列(N/R)行之釘紮區域，依序於每列使位於該列之釘紮區域所包含之像素之讀取用開關關閉，而使該等像素之光電二極體所產生之電荷輸入至輸出部，且將與自各釘紮區域所包含之KQR個像素輸出之電荷之量之和相應之數位值依序於每行重複K次自輸出部輸出。其中，M、N為2以上之整數，m為1以上M以下之整數，n為1以上N以下之整數，Q、R為1以上之整數，K為2以上之整數。
於上述構成之固體攝像裝置中，可採用如下構成：輸出部包含記憶部，該記憶部記憶與自各釘紮區域所包含之像素輸出之電荷之量之和相應之數位值，且控制部係將記憶於記憶部之數位值依序於每行重複K次自記憶部讀取且輸出。
該情形時，亦可採用如下構成：輸出部包含將與自各釘紮區域所包含之像素輸出之電荷之量之和相應之數位值依序於每行記憶的K個FIFO記憶體作為記憶部，且控制部係藉由自該等K個FIFO記憶體依序輸出數位值，而將與自各釘紮區域所包含之像素輸出之電荷之量之和相應之數位值依序於每行重複K次輸出。
或，亦可採用如下構成：輸出部包含將與自各釘紮區域所包含之像素輸出之電荷之量之和相應之數位值依序於每行記憶的FIFO記憶體作為記憶部，且控制部係藉由自FIFO記憶體輸出數位值且使該數位值記憶於FIFO記憶體，而將與自各釘紮區域所包含之像素輸出之電荷之量之和相應之數位值依序於每行重複K次輸出。
上述構成之固體攝像裝置可採用如下構成：具備各自包含藉由讀取用配線LO,n相互連接之受光部及輸出部之複數個區塊，且將各區塊之受光部於列方向並列配置。
於上述實施形態之X光攝像系統中，可採用如下構成：包含上述構成之固體攝像裝置、及X光產生裝置，且藉由固體攝像裝置拍攝自X光產生裝置輸出且通過攝像對象物之X光。又，X光攝像系統亦可採用如下構成：固體攝像裝置於攝像期間中於受光部之行方向移動。
於上述實施形態之固體攝像裝置驅動方法中，其係驅動包含上述構成之受光部、列選擇用配線LV,m、讀取用配線LO,n及輸出部之固體攝像裝置之方法，且採用如下構成：將受光部中二維排列成M列N行之像素P1,1~PM,N區分成各個包含Q列R行之像素之單位區域，將該等二維排列成(M/Q)列(N/R)行之單位區域區分成分別包含K列1行之單 位區域之釘紮區域，對受光部中二維排列成(M/KQ)列(N/R)行之釘紮區域，依序於每列使位於該列之釘紮區域所包含之像素之讀取用開關關閉，而使該等像素之光電二極體所產生之電荷輸入至輸出部，且將與自各釘紮區域所包含之KQR個像素輸出之電荷之量之和相應之數位值依序於每行重複K次自輸出部輸出。其中，M、N為2以上之整數，m為1以上M以下之整數，n為1以上N以下之整數，Q、R為1以上之整數，K為2以上之整數。
於上述構成之固體攝像裝置驅動方法中，可採用如下構成：於輸出部中，使用記憶與自各釘紮區域所包含之像素輸出之電荷之量之和相應之數位值的記憶部，且將記憶於記憶部之數位值依序於每行重複K次自記憶部讀取且輸出。
該情形時，亦可採用如下構成：於輸出部中，使用將與自各釘紮區域所包含之像素輸出之電荷之量之和相應之數位值依序於每行記憶的K個FIFO記憶體作為記憶部，且藉由自該等K個FIFO記憶體依序輸出數位值，而將與自各釘紮區域所包含之像素輸出之電荷之量之和相應之數位值依序於每行重複K次輸出。
或，亦可採用如下構成：於輸出部中，使用將與自各釘紮區域所包含之像素輸出之電荷之量之和相應之數位值依序於每行記憶的FIFO記憶體作為記憶部，且藉由自FIFO記憶體輸出數位值且使該數位值記憶於FIFO記憶體，而將與自各釘紮區域所包含之像素輸出之電荷之量之和相應之數位值依序於每行重複K次輸出。
[產業上之可利用性]
本發明可利用為可輸出釘紮之情形時亦容易處理之信號的固體攝像裝置、具備此種固體攝像裝置之X光攝像系統、及以可輸出釘紮之情形時亦容易處理之信號之方式驅動固體攝像裝置之方法。

Claims (11)

  1. 一種固體攝像裝置，其特徵在於包含：受光部，其係將MN個像素P1,1~PM,N二維排列成M列N行，該等MN個像素P1,1~PM,N各自包含產生與入射光強度相應量之電荷之光電二極體、及與該光電二極體連接之讀取用開關；列選擇用配線LV,m，其係對上述受光部之第m列之N個像素Pm,1~Pm,N各者之讀取用開關賦予指示開關動作之第m列選擇控制信號；讀取用配線LO,n，其係與上述受光部之第n行之M個像素P1,n~PM,n各者之讀取用開關連接，而將上述M個像素P1,n~PM,n中之任一像素之光電二極體所產生之電荷經由該像素之讀取用開關讀取；輸出部，其係與上述讀取用配線LO,1~LO,N各者連接，而輸出基於經過上述讀取用配線LO,n輸入之電荷之量而產生之數位值；及控制部，其係經由上述列選擇用配線LV,1~LV,M控制上述受光部之MN個像素P1,1~PM,N各者之讀取用開關之開關動作，且控制上述輸出部之數位值輸出動作；且上述控制部：將上述受光部中二維排列成M列N行之像素P1,1~PM,N區分成各自包含Q列R行之像素之單位區域，將該等二維排列成(M/Q)列(N/R)行之單位區域區分成各自包含K列1行之單位區域之釘紮區域；對上述受光部中二維排列成(M/KQ)列(N/R)行之釘紮區域，依序於每列使位於該列之釘紮區域所包含之像素之讀取用開關關閉，而使該等像素之光電二極體所產生之電荷輸入至上述輸出部，且將與自各釘紮區域所包含之KQR個像素輸出之電荷量之和相應之數位值依序於每行重複K次自上述輸出部輸出(其中，M、N為2以上之整數，m為1以上M以下之整數，n為1以上N以下之整數，Q、R為1以上之整數，K為2以上之整數)。
  2. 如請求項1之固體攝像裝置，其中上述輸出部包含記憶部，該記憶部記憶與自各釘紮區域所包含之像素輸出之電荷量之和相應之數位值；且上述控制部係將記憶於上述記憶部之數位值依序於每行重複K次自上述記憶部讀取且輸出。
  3. 如請求項2之固體攝像裝置，其中上述輸出部包含將與自各釘紮區域所包含之像素輸出之電荷量之和相應之數位值依序於每行記憶的K個FIFO記憶體作為上述記憶部；且上述控制部係藉由自該等K個FIFO記憶體依序輸出數位值，而將與自各釘紮區域所包含之像素輸出之電荷量之和相應之數位值依序於每行重複輸出K次。
  4. 如請求項2之固體攝像裝置，其中上述輸出部包含將與自各釘紮區域所包含之像素輸出之電荷量之和相應之數位值依序於每行記憶的FIFO記憶體作為上述記憶部；且上述控制部係藉由自上述FIFO記憶體輸出數位值且使該數位值記憶於上述FIFO記憶體，而將與自各釘紮區域所包含之像素輸出之電荷量之和相應之數位值依序於每行重複輸出K次。
  5. 如請求項1至4中任一項之固體攝像裝置，其中具備各自包含藉由上述讀取用配線LO,n相互連接之上述受光部及上述輸出部之複數個區塊；且各區塊之上述受光部於列方向並列配置。
  6. 一種X光攝像系統，其特徵在於：包含如請求項1至5中任一項之固體攝像裝置、及X光產生裝置；且藉由上述固體攝像裝置拍攝自上述X光產生裝置輸出且透過攝像對象物之X光。
  7. 如請求項6之X光攝像系統，其中上述固體攝像裝置於攝像期間中於上述受光部之行方向移動。
  8. 一種固體攝像裝置驅動方法，其特徵在於：其係驅動固體攝像裝置之方法，該固體攝像裝置包含：受光部，其係將MN個像素P1,1~PM,N二維排列成M列N行，該等MN個像素P1,1~PM,N各自包含產生與入射光強度相應量之電荷之光電二極體、及與該光電二極體連接之讀取用開關；列選擇用配線LV,m，其係對上述受光部之第m列之N個像素Pm,1~Pm,N各者之讀取用開關賦予指示開關動作之第m列選擇控制信號；讀取用配線LO,n，其係與上述受光部之第n行之M個像素P1,n~PM,n各者之讀取用開關連接，而將上述M個像素P1,n~PM,n中之任一像素之光電二極體所產生之電荷經由該像素之讀取用開關讀取；及輸出部，其係與上述讀取用配線LO,1~LO,N各者連接，而輸出基於經過上述讀取用配線LO,n輸入之電荷之量而產生之數位值；且該方法係如下：將上述受光部中二維排列成M列N行之像素P1,1~PM,N區分成各自包含Q列R行之像素之單位區域，將該等二維排列成(M/Q)列(N/R)行之單位區域區分成各自包含K列1行之單位區域之釘紮區域；對上述受光部中二維排列成(M/KQ)列(N/R)行之釘紮區域，依序於每列使位於該列之釘紮區域所包含之像素之讀取用開關關閉，而使該等像素之光電二極體所產生之電荷輸入至上述輸出部，且將與自各釘紮區域所包含之KQR個像素輸出之電荷量之和相應之數位值依序於每行重複K次自上述輸出部輸出(其中，M、N為2以上之整數，m為1以上M以下之整數，n為1以上N以下之整數，Q、R為1以上之整數，K為2以上之整數)。
  9. 如請求項8之固體攝像裝置驅動方法，其中於上述輸出部中，使用記憶與自各釘紮區域所包含之像素輸出之電荷量之和相應之數位值的記憶部；且將記憶於上述記憶部之數位值依序於每行重複K次自上述記憶部讀取且輸出。
  10. 如請求項9之固體攝像裝置驅動方法，其中於上述輸出部中，使用將與自各釘紮區域所包含之像素輸出之電荷量之和相應之數位值依序於每行記憶的K個FIFO記憶體作為上述記憶部；且藉由自該等K個FIFO記憶體依序輸出數位值，而將與自各釘紮區域所包含之像素輸出之電荷量之和相應之數位值依序於每行重複輸出K次。
  11. 如請求項9之固體攝像裝置驅動方法，其中於上述輸出部中，使用將與自各釘紮區域所包含之像素輸出之電荷量之和相應之數位值依序於每行記憶的FIFO記憶體作為上述記憶部；且藉由自上述FIFO記憶體輸出數位值且使該數位值記憶於上述FIFO記憶體，而將與自各釘紮區域所包含之像素輸出之電荷量之和相應之數位值依序於每行重複輸出K次。
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