专利名称：成像装置、其驱动方法和放射线成像系统的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及可适当地应用于医疗诊断和工业非破坏性检查的成像装置、其驱动方法和放射线成像系统。在本说明书中，术语“放射线”包含电磁波、X射线、Y射线、a射线和@射线。
背景技术：
近年来已提出了能够用单一的装置同时进行诸如射线照相的静态图像拍摄和诸如透视照相和血管照相的运动图像的射线照相的FPD。运动图像的射线照相需要保证较高的帧频，而静态图像的射线照相不是这样。一般地，心脏血管照相根据射线照相的部位和目的需要30FPS的帧频。因此，在运动图像的射线照相中，执行同时读出多个行和/或多个列上的多个像素的“像素相加”以提高S/N比和进一步增加帧频。
发明内容
在通过放射线成像装置进行的射线照相、特别是在运动图像的射线照相中，病人需要长时间被X射线照射。病人对放射线的曝露需要减少。也就是说，每帧的放射线曝露剂量需要减少，换句话说，X射线成像装置中的噪声需要减少，这是要解决的一个问题。一般地，噪声包含由诸如与放射线检测元件中的暗电流有关的散粒噪声(shotnoise)、开关元件中的热噪声和形成读出电路的运算放大器中的噪声的所谓电路噪声导致的分量。除此之外，存在从放射线检测元件和读出电路单元的电源通过信号配线(读出配线)传送的噪声和从外部噪声源通过空间进入信号配线(读出配线)中的噪声分量。前一种噪声独立地基于像素产生，并在图像中变为与粒度有关的点状噪声，这种噪声被称为“随机噪声”。另一方面，后一种噪声影响像素，并且不是在像素的基础上的独立的产生的现象。这种噪声共同作用于特别是信号配线(读出配线)上影响图像质量。特别地，驱动装置使得来自行方向的多个像素的信号被同时读出到沿列方向的信号配线(读出配线)中会招致特定的水平的线性伪像(artifact)(沿行方向)。这种噪声被称为“线路噪声”。一般地，如果包含于像素中的噪声是独立产生的，那么具有M行、N列像素的放射线成像装置中的随机噪声Nr由MXN暗像素数据的标准偏差表示。但是，存在源自放射线检测单元中的放射线检测元件或开关元件的特定的固定的图案噪声，使得随机噪声Nr不能通过一次获得的暗像素数据的标准偏差被算出。一般地，暗像素数据被获得两次，并且分别经过减法处理的数据的标准偏差被算出并被除以(办)以算出随机噪声Nr。另一方面，通过计算平均值在行的基础上被计算的M个数据的标准偏差，获得线路噪声NI。如果特定的固定的图案噪声存在于读出电路单元或像素中，那么标准偏差可类似地除以(办)。线路噪声是特性水平线性伪像，并且与随机噪声Nr相比可更显著地使图像质量劣化。
如果线路噪声NI的标准偏差由NI ( Nr/10表示，那么线路噪声NI在图像上变得不明显。例如，美国专利No. 6952015说明了线路噪声NI为彡Nr/10。附带说一句，降低线路噪声NI是极其困难的。导致线路噪声的噪声源包含例如向放射线检测元件提供偏压的传感器偏压源。传感器偏压源出于一些原因导致的变化通过连接在传感器偏压源和读出配线之间的放射线检测单元的电容在读出配线上产生噪声。一般地，传感器偏压源与放射线检测单元内的读出配线电容耦合。传感器偏压源的变化导致噪声进入读出配线。并且，来自像素的信号被采样并被保持在用于采样和保持的电容元件Cn中。由传感器偏压源的变化导致的噪声分量也与指示采样和保持的定时的控制信号同步与信号一起被采样和保持。导致线路噪声的噪声源例如包含与读出电路单元连接的电源。被设置在读出电路单元中的运算放大器一般具有电源除去比(PSRR)的指标。用于提供用于操作读出电路单元的电压的电源和用于向读出电路单元的运算放大器提供基准电压的电源出于一些原因的变化使运算放大器An的输出线路变化。由变化产生的噪声分量也与指示采样和保持的定时的控制信号同步被采样和保持。换句话说，放射线检测单元和读出电路单元的电源的变化与指示采样和保持的定时的控制信号同步对变化的一部分进行采样和保持。美国专利No. 6952015公开了低通滤波器被设置在放射线检测单元及其电源之间以及读出电路单元及其电源之间以减小从电源进入放射线检测单元或读出电路单元的噪声分量。导致线路噪声的噪声源包含例如放射线产生装置外面的外来噪声源。外来噪声源包含例如放射线产生装置的高压电源、车辆的点火线圈、雷电现象、在附近驱动的电动机和在医院隔壁房间中操作的MRI和CT设备。源自外部产生的噪声源的外来噪声通过空间传播，被传送到读出配线和GND线中，并与来自像素的信号同时在指示采样和保持的定时的控制信号的定时在电容元件中被采样和保持。以上的外来噪声将线路噪声叠加在从放大器输出的输出信号(Vout)上。外来噪声变成沿行方向的水平的线性线路噪声，从而大大劣化图像质量。特别地，在运动图像的射线照相中，放射线曝露剂量(X射线剂量)较少，从而导致线路噪声变得很明显的问题。美国专利申请公开No. 2003/0190088公开了一种成像装置，在该成像装置中，用于从存储在存储电路中的二维区域传感器的成像输出检测线路噪声是否存在的线路噪声检测单元被设置，以计算线路噪声的输出量、从成像输出去除线路噪声并校正成像输出。在美国专利申请公开No. 2003/0190088中，线路噪声的输出从行输出的平均值被算出。特别是在包含具有大到40cmX 40cm的面积的放射线检测单元的装置中，在行的基础上产生的线路噪声可具有阴影。在这种情况下，作为要被校正的线路噪声量的正确的校正值可能不被指示。如果考虑以上方法的计算方法被使用并且如果计算要花费较长的时间，那么出现变得难以实时校正线路噪声的问题。复杂的算法具有装置开发的负荷变得较大从而增加成本的缺点。美国专利No. 6734414公开了栅极配线不是在行的基础上而是随机地与像素连接的成像装置。在美国专利No. 6734414中，水平线性线路噪声将不基于配线的原理产生。但是，输出信号电荷是不规则的并且需要在后面的阶段在处理电路中将信号重新配置，这使得处理复杂化。并且，栅极配线被复杂化，这会降低产量从而导致成本增加的问题。也就是说，在常规的FPD型的放射线成像装置中，难以在不使装置的配置复杂化的情况下用简单的配置减少在拾取的图像上出现的极其明显的线路噪声。本发明是鉴于上述问题被提出的，其目的在于提供一种能够在不使装置的配置复杂化的情况下用简单的配置减少在拾取的图像上出现的极其明显的线路噪声的放射线成像装置、其驱动方法和放射线成像系统。本发明的成像装置具有包含沿行和列方向配置的多个像素的检测单元，其中，像素中的每一个包含用于将入射放射线或入射光转换成电荷的转换元件和用于传输与电荷对应的电信号的开关元件；用于驱动沿行方向配置的多个开关元件以从沿行方向配置的像素并行传输电信号的驱动电路单元；用于并行读出电信号的读出电路单元，其中，读出电路单元包含用于对来自沿检测单元的一列配置的像素的电信号进行采样和保持的第一采样和保持电路和用于对来自沿检测单元的另一列配置的像素的电信号进行采样和保持的第二采样和保持电路；和用于控制读出电路单元使得第一和第二采样和保持电路在相互不同的定时执行采样和保持的控制单元。本发明的放射线成像系统具有放射线成像装置和用于向检测单元发射放射线的放射线产生装置。本发明提供一种放射线成像装置的驱动方法，该成像装置包括包含沿行和列方向配置的多个像素的检测单元，其中，像素中的每一个包含用于将入射放射线或入射光转换成电荷的转换元件和用于传输与电荷对应的电信号的开关元件；用于驱动沿行方向配置的多个开关元件以从沿行方向配置的像素并行传输电信号的驱动电路单元；和用于并行读出电信号的读出电路单元，其中，读出电路单元包含用于对来自沿检测单元的一列配置的像素的电信号进行采样和保持的第一采样和保持电路和用于对来自沿检测单元的另一列配置的像素的电信号进行采样和保持的第二采样和保持电路，该方法包括控制读出电路单元使得第一和第二采样和保持电路在相互不同的定时执行采样和保持的步骤。根据本发明，使得能够在不使装置的配置复杂化的情况下用简单的配置减少在拾取的图像上出现的极其明显的线路噪声参照附图阅读以下的示例性实施例的说明，本发明的其它特征将变得十分明显。
图I是根据第一实施例的放射线成像装置(X射线成像装置)的示意图。图2是示出图I中所示的驱动电路单元的详细内部配置的一个例子的示意图。图3是示出图2中所示的驱动电路单元的操作的一个例子的时序图。图4是示出图2中所示的驱动电路单元的操作的一个例子的时序图。图5是示出图2中所示的驱动电路单元的操作的一个例子的时序图。图6是示出根据第一实施例的放射线成像装置的操作的一个例子的时序图。图7是根据第二实施例的放射线成像装置(X射线成像装置)的示意图。 图8是根据第二实施例的放射线成像装置的操作的一个例子的时序图。图9是根据第三实施例的放射线成像装置(X射线成像装置)的示意图。
图10是示出图9中所示的延迟电路单元的详细内部配置的一个例子的示意图。图11是通过延迟电路单兀获得的米样和保持"[目号(SMPL1和SMPL2)和复位"[目号(RCl和RC2)的时序图。
具体实施例方式以下参照附图详细说明本发明的实施例。[第一实施例]图I是根据第一实施例的放射线成像装置(X射线成像装置)的示意图。根据第 一实施例的放射线成像装置包含用于检测入射放射线的放射线检测单元10、用于驱动放射线检测单元10的像素11的驱动电路单元20、用于从像素11读出电荷(或电信号)的读出电路单元30和用于控制驱动电路单元20和读出电路单元30的操作的控制单元40。多个像素11沿行和列方向以二维的方式被配置在放射线检测单元10上。为了简化说明，在图I中示出36个像素1U6X6，6个通道)，但实际上放射线检测单元10由包含更多的像素的多通道形成。例如，具有40cmX40cm的受光面积的放射线检测单元10需要满足大致200 u m间距或更小间距的分辨率以出于医疗目的对人体胸部成像。如果受光面积是40cmX40cm并且分辨率是200 u m间距，那么像素的数量等于2000X2000 = 4000000像素。在这种情况下，读出配线的数量是2000。放射线检测单元10中的像素的电荷被分割以被几个读出电路单元读出。典型地，读出电路中的通道的数量为例如64、128或256，并根据产量或工时被选择。在图I中，放射线检测元件(或转换元件)Sl-I S6-6将入射放射线转换成电荷，并通过传感器偏压(bias)源12被加偏压。开关元件Tl-I T6-6将与放射线检测元件Sl-I S6-6的电荷对应的电信号传输到读出电路单元30，并例如由薄膜晶体管(TFT)形成。栅极配线(或驱动配线)G1 G6用于驱动开关元件Tl-I T6-6，并被配置为共同连接到沿行方向的多个像素的开关元件上。读出配线Ml M6用于通过开关元件Tl-I T6-6读出与放射线检测元件Sl-I S6-6的电荷对应的电信号，并被配置为共同连接到沿列方向的多个像素的开关元件上。放射线检测元件Sl-I S6-6被分为两类直接转换型和间接转换型。直接转换型的放射线检测元件由例如非晶硒、碘化铅、碘化汞、碲化镉、砷化镓、磷化钾或硫化锌作为主成分形成，并通过主成分将入射放射线(X射线)直接转换成电信号。另一方面，间接转换型的放射线检测元件包含用于将入射放射线(X射线)转换成可见光的磷光体(或波长转换器)和用于将由磷光体转换的可见光转换成电荷(或电信号)的光电转换元件。间接转换型的放射线检测元件中的磷光体被配置为基本上与光电转换元件紧密接触。磷光体由例如Gd202S、Gd2O3或CsI作为主成分形成。光电转换元件由例如非晶硅作为主成分形成。直接转换型和间接转换型的放射线检测元件均可实现宽而且薄的放射线检测单元10以实现FPD，这样允许大大缩短从捕获到获得图像的时间。开关元件Tl-I T6-6通过行方向的栅极配线Gl G6被驱动电路单元20驱动。读出配线Ml M6与读出电路30连接。放射线检测元件Sl-I S6-6的电信号通过读出配线Ml M6被读出电路单元30读出。像素11包含信号放射线检测元件、单个开关元件和单个传感器偏压源12。
运算放大器Al A6通过配置如图I所示的电容元件CFl CF6用作积分器。开关SWl SW6根据RC控制信号将电容元件CFl CF6的积分电荷复位。电容元件Cl C6对运算放大器Al A6的电信号进行采样和保持。接通或断开开关Snl Sn6对电信号进行采样和保持。开关Snl和电容元件Cl形成与读出配线Ml对应的采样和保持电路，并且开关Sn2和电容元件C2形成与读出配线M2对应的采样和保持电路。这些数量与读出配线相等的采样和保持电路共同形成采样和保持电路单元。在本实施例中，开关Snl Sn6中的开关Snl、Sn3和Sn5通过控制单元40的SMPLl控制信号被接通或断开。开关Snl Sn6中的开关Sn2、Sn4和Sn6通过控制单元40的SMPL2控制信号被接通或断开。
缓冲放大器BI B6正确地传递电容元件Cl C6的电位。从移位寄存器31向开关Srl Sr6施加信号会将缓冲放大器BI B6的并行信号转换成串行信号，并且串行信号通过放大器32被输出。本实施例的特征在于，奇数通道(或奇数读出配线Ml、M3和M5)和偶数通道(或偶数读出配线M2、M4和M6)分别独立地被SMPLl和SMPL2控制信号控制。也就是说，通道可以以在时间上偏移的方式被控制。以下说明驱动电路单元20的内部配置。图2是图I中所示的驱动电路单元20的详细内部配置的一个例子的示意图。驱动电路单元20包含多个D触发器21、多个AND (“与”)元件22和电平移动电路23。如图2所示配置各部件会形成驱动电路单元20。驱动电路单元20被来自控制单元40的三个控制信号0E、SIN和Sclk控制。一般地，D触发器21和AND元件22是数字电路。它们的输入和输出电压与各部件的制造工艺有关。一般地，逻辑Hi(高)的输入和输出电压是5V系统，但最近的低功耗需求和工艺技术的进步已产生通过3. 3V系统或通过更低的电压操作的器件。但是，一般地，用于放射线检测单元10的开关由例如非晶硅作为主成分形成。在当前的用于制造由非晶硅制成的TFT的工艺技术中，希望其驱动电压为5伏或更高。因此，电平移动电路23被设置，以将驱动电压转换成具有适于由非晶硅制成的TFT的特性的电压电平的电压。图3 5分别是示出图2中所示的驱动电路单元20的操作的一个例子的时序图。图3示出电平移动电路23中的栅极配线Gl G6的输出根据Sclk控制信号逐步移动的情况。图4示出根据Sclk控制信号栅极配线Gl和G2在电平移动电路23中被同时驱动、然后栅极配线G3和G4被同时驱动、然后栅级配线G5和G6被同时驱动的情况。图4所示的操作的意图在于对沿列方向相加的两个像素执行读出图I所示的像素的信号电荷时的操作。在这种情况下，像素间距变为两倍，并且驱动时间缩短为二分之一。图5示出根据Sclk控制信号栅极配线Gl G3在电平移动电路23中被同时驱动、然后栅极配线G4 G6被同时驱动的情况。该操作意图在于对沿行方向相加的三个像素执行读出像素的信号电荷时的操作。在这种情况下，像素间距变为三倍，并且驱动时间缩短为三分之一。以下说明根据第一实施例的放射线成像装置的操作。图6是示出根据第一实施例的放射线成像装置的操作的一个例子的时序图。首先，说明与放射线检测单元10中的第一行的像素有关的操作。第一行上的开关元件Tl-I T1-6通过从驱动电路单元20到栅极配线Gl的驱动信号被接通。通过第一行上的放射线检测元件Sl-I S1-6光电转换的信号电荷通过读出配线Ml M6被读出，并被输入读出电路单元30。具体地说，通过放射线检测元件Sl-I S1-6光电转换的第一行上的信号电荷分别被输入运算放大器Al A6 (传输操作)。结果,被输入运算放大器Al A6的信号电荷被存储在电容兀件CFl CF6中。此后，SMPLl和SMPL2控制信号在不同的定时周期从控制单元40被输入，并且信号电荷分别被共同传输到用于采样和保持的电容元件Cl C6。当开关Srl Sr6从移动寄存器31接收用于导致开关Srl Sr6被依次接通的信号时，电容元件Cl C6的信号中的并行数据以时间序列(time-series)被重新配置为串行数据以作为一行的模拟信号从放大器32被输出(串行转换操作)。 其次，说明与放射线检测单元10中的第二行上的像素有关的操作。在图I中所示的配置中，与第一行上的像素有关的信号电荷通过SMPLl和SMPL2控制信号在电容元件Cl C6中被采样和保持，然后，与第二行上的像素有关的信号电荷的传输操作被允许。换句话说，电容元件CFl CF6通过RC控制信号被复位，然后传输操作通过驱动栅极配线G2被执行，然后，上述的串行转换操作被执行。对于第三行和后面的行上的像素重复相同的操作。也就是说，在图I所示的配置中，采样和保持电路的存在使得能够同时进行第n行上的传输操作和第(n+1)行上的串行转换操作。在本实施例中，SMPLl和SMPL2控制信号从控制单元40被提供，并分别独立地控制奇数通道(或者，奇数读出配线M1、M3和M5)和偶数通道(或者，偶数读出配线M2、M4和M6)。换句话说，在本实施例中，采样和保持中的定时在奇数通道和偶数通道之间偏移，使得叠加在奇数和偶数通道上的噪声量不同。因此，采样和保持中的定时偏移，使得奇数和偶数通道的采样和保持操作是独立的。如果外来噪声和电源噪声的频率范围从采样和保持的脉冲宽度到一线路(one-line)操作时间程度，那么叠加在奇数和偶数通道上的噪声量不同，使得线路噪声的影响得到缓和，从而产生具有较少的线路噪声的优良的图像。相反，对于与一线路操作时间相比时间范围足够长(低频)的外来噪声和电源噪声，叠加在奇数和偶数通道上的噪声的分离度较小，这对于图像质量的提高效果不大。在本实施例中，夕卜来噪声和电源噪声一般以交流(alternating-current)现象方式被传递，使得图像对黑侧和白侧的作用在奇数通道和偶数通道之间被随机叠加，以降低水平线性伪像(或线路噪声)。一般地，如果包含于像素内的噪声独立地产生，那么如上所述具有M行、N列像素的放射线成像装置中的随机噪声Nr由MXN个暗时像素数据(dark pixel data)的标准偏差表示。但是，存在从放射线检测单元10中的放射线检测元件和开关元件产生的特定的固定图案噪声，使得不能通过一次获得的暗时像素数据的标准偏差计算随机噪声Nr。一般地，暗时像素数据被获得两次，并且分别经过减法处理的数据的标准偏差被计算并被除以(V2 )以获得随机噪声Nr。另一方面，如上所述，通过计算在行的基础上计算平均值的M个数据的标准偏差获得线路噪声NI。如果在读出电路单元或像素中存在特定的固定的图案噪声，那么标准偏差可类似地除以(七)。随机噪声Nr和线路噪声NI的来源相互不同。在图像质量方面，线路噪声NI比随机噪声Nr更敏感。线路噪声NI是由在线路(行)的基础上执行的采样和保持操作和复位操作导致的。我们的经验表明，如果NI ( Nr/10，那么线路噪声NI在图像上变得不太显眼，并且不再成为问题。在本实施例中，仅仅奇数通道上的线路噪声量本身不减少，并且，仅仅偶数通道上的线路噪声量本身也不减少。如果它们是独立的，那么对于在行的基础上计算线路噪声的情况线路噪声等于Nl/( V2 )。
根据本实施例，能够在不使装置的配置复杂化的情况下用简单的配置减少在拾取的图像上出现的极其明显的线路噪声。在本实施例中，图6所示，作为采样和保持信号的SMPLl和SMPL2控制信号之间的定时的关系在行的基础上是相同的。在这一点上，SMPLl和SMPL2控制信号之间的定时的关系可例如每行改变。换句话说，在本实施例中，控制信号可分别被馈送到与预定的读出配线对应的采样和保持电路和与与预定的读出配线不同的读出配线对应的采样和保持电路中，使得采样和保持电路在相互不同的定时执行采样和保持。定时可在采样和保持的开始或在采样和保持的终了不同。在图6中，虽然驱动电路单元20将驱动信号逐个输入栅极配线Gl G6中以读出，但驱动电路单元20可同时将驱动信号输入n个栅极配线Gl G6(这里，n > 2)。在这种情况下，与n个驱动配线连接的像素被同时驱动，并且对于每个读出配线，读出电路单元30读出n个像素中的相加的电荷(或电信号)。在本实施例中，虽然采样和保持信号被分成奇数通道和偶数通道的两个系统并进行输入，但以下的模式可被使用。作为第一模式，N取为自然数，并且控制单元40将驱动定时相互不同的采样和保持信号输入读出配线(3N)列、(3N-1)列和(3N-2)列的三个系统中，这使得能够进一步增强减少线路噪声的效果。作为第二模式，N取为自然数，并且控制单元40将驱动定时相互不同的采样和保持信号输入读出配线(4N)列、(4N-1)列、(4N-2)列和(4N-3)列的四个系统中，这使得能够进一步增强减少线路噪声的效果。作为第三模式，包含移动寄存器31和开关Srl Sr6的多个模拟多路复用器被设置，并且控制单元40将驱动定时相互不同的采样和保持信号输入模拟多数复用器中的每一个中。这使得能够进一步增强减少线路噪声的效果。也就是说，在本发明中，多个读出配线被分成多个读出配线组。用于控制读出电路单元30的控制信号可被馈送到读出电路单元30中，使得与预定的读出配线组对应的采样和保持电路以及与与预定的读出配线组不同的读出配线组对应的采样和保持电路在相互不同的定时执行采样和保持。设置大量的用于从控制单元40输入的控制信号的控制配线以分散线路噪声对于图像质量的改进是更加有效的，但是，盲目设置控制配线会增加读出电路单元30的面积，从而导致产量减少。这也使通过控制单元40进行的控制复杂化，这可能增加装置的成本。因此，考虑到以上各点，系统的适当的数量最多为4个。[第二实施例]以下说明根据本发明的第二实施例。图7是根据第二实施例的放射线成像装置(X射线成像装置)的示意图。在图7中，与第一实施例相同的部件由相同的附图标记表示，并且，由于它们的功能与在第一实施例中说明的相同，因此对它们的详细说明被省略。第二实施例与第一实施例的不同之处在于读出电路单元230的配置。在第二实施例中，如第一实施例中那样，奇数通道和偶数通道分别被SMPLl和SMPL2控制信号独立地控制，除此之外，奇数通道和偶数通道分别被RCl和RC2控制信号独立地控制。即，当复位被执行时，控制单元40将RCl控制信号输入读出电路单元230的奇数通道中并将RC2控制信号输入其偶数通道中。通过偏移复位定时，奇数通道和偶数通道的复位操作被设为独立的事件。因此，当外来噪声和电源噪声的频率范围大致在从复位脉冲宽度到一线路的操作时间的范围内时，叠加于偶数通道上的噪声量和叠加于奇数通道上的噪声量在复位时不同。因此，由于线路噪声引起的影响受到抑制，以提供没有线路噪声的优良的图像。根据本实施例，由于外来噪声和电源噪声一般作为交流现象事件被发出，因此，图像中的白化和黑化倾向被随机叠加在偶数通道和奇数通道上，由此降低水平线性伪像(线路噪声)以下说明根据第二实施例的放射线成像装置的操作。图8是示出根据第二实施例的放射线成像装置的操作的一个例子的时序图。图8示出外来噪声进入装置中的例子。如上所述，如SMPLl和SMPL2控制信号的情况那样，RCl和RC2控制信号从用于控制操作装置的定时的控制单元40被提供并分别独立地控制奇数通道和偶数通道。在本实施例中，采样和保持以及复位中的定时偏移，使得叠加于奇数通道和偶数通道上的噪声量不同，由此减少线路噪声以提高图像质量。在图8中的时序图中，外来噪声在第三行上的SMPLl和SMPL2采样和保持信号被输出的周期和第六行上的RCl和RC2复位信号被输出的周期产生，并作为线路噪声被叠加于输出信号Vout上。如图8所示，读出电路单元230基于SMPLl和SMPL2控制信号被驱动，使得在奇数通道和偶数通道之间量不同的线路噪声被叠加在第三行上的输出信号上。读出电路单元230基于RCl和RC2控制信号被驱动，使得在奇数通道和偶数通道之间量不同的线路噪声被叠加在第六行上的输出信号上。在图8中，时序图是用包含的信号分量绘制的，使得线路噪声由虚线表示。由由放射线检测单元10和读出电路单元230的电源的变动导致的噪声源和穿过空间的噪声源产生的线路噪声是与通过RC12和RC2进行的复位和通过SMPLl和SMPL2进行的采样和保持无关的现象。不清楚线路噪声在白侧还是在黑侧。本实施例的值得注意的不同点是，采样和保持操作以及奇数通道和偶数通道之间的复位操作被分离并被独立地操作，由此从概率上讲提高图像质量。在本实施例中，复位操作和采样和保持操作在奇数和偶数通道之间在不同的定时被操作。与第一实施例的情况相比，这可增加叠加在奇数通道和偶数通道上的噪声的分散概率，使得能够减少出现在拾取图像上的极端明显的线路噪声。在本实施例中，作为采样和保持信号的SMPLl和SMPL2控制信号之间的定时的关系和作为复位信号的RCl和RC2控制信号之间的定时的关系在行的基础上相同。在这一点上，SMPLl和SMPL2控制信号之间的定时的关系和RCl和RC2控制信号之间的定时的关系可例如每行改变。也就是说，在本实施例中，控制信号可被馈送到与预定的读出配线对应的复位单元和与与预定的读出配线不同的读出配线对应的复位单元中，使得复位单元在相互不同的定时复位。定时可在复位的开始或复位的终了不同。在图8中，虽然驱动电路单元20逐个将驱动信号输入栅极配线Gl G6中以读出，但驱动电路单元20可同时将驱动信号输入n个栅极配线Gl G6 (这里，n > 2)。在这种情况下，与n个驱动配线连接的像素被同时驱动，并且对于每个读出配线，读出电路单元230读出n个像素中的相加的电荷(或电信号)。在本实施例中，虽然采样和保持信号和复位信号被分成奇数通道和偶数通道的两个系统并进行输入，但以下的模式可被使用。作为第一模式，N取为自然数，并且控制单元40将驱动定时相互不同的采样和保持信号和复位信号输入读出配线(3N)列、(3N-1)列和(3N-2)列的三个系统中。这使得能够进一步增强减少线路噪声的效果。作为第二模式，N取为自然数，并且控制单元40将驱动定时相互不同的采样和保持信号和复位信号输入读出配线(4N)列、(4N-1)列、(4N-2)列和(4N-3)列的四个系统中。 这使得能够进一步增强减少线路噪声的效果。作为第三模式，包含移动寄存器31和开关Srl Sr6的多个模拟多路复用器被设置，并且控制单元40将驱动定时相互不同的采样和保持信号和复位信号输入模拟多路复用器中的每一个中。这使得能够进一步增强减少线路噪声的效果。也就是说，在本发明中，多个读出配线被分成多个读出配线组。用于控制读出电路单元230的控制信号可被馈送到读出电路单元30中，使得与预定的读出配线组对应的复位单元以及与与预定的读出配线组不同的读出配线组对应的复位单元在相互不同的定时复位。设置大量的用于从控制单元40输入的控制信号的控制配线以分散线路噪声对于图像质量的改进是更加有效的，但是，盲目设置控制配线会增加读出电路单元230的面积，从而导致产量减少。这也使通过控制单元40进行的控制复杂化，这可能增加装置的成本。因此，考虑到以上各点，系统的适当的数量最多为4个。根据本实施例，说明了复位操作和采样和保持操作在不同的定时被执行的配置。但是，即使在复位操作可单独地处于不同的定时的情况下，也可充分地获得减少线路噪声的优点。即，仅通过在复位上分散引入的噪声分量，就可充分地期望线路噪声减小效果。[第三实施例]以下说明本发明的第三实施例。图9是根据第三实施例的放射线成像装置(X射线成像装置)的示意图。在图9中，与第一实施例相同的部件由相同的附图标记表示，并且，由于它们的功能与在第一实施例中说明的相同，因此对它们的详细说明被省略。第三实施例与第一实施例和第二实施例的不同之处在于读出电路单元330的配置。在第三实施例中，与图7所示的第二实施例相反，采样和保持控制信号和复位控制信号的输入分别被采用为单一的，并且，采样和保持控制信号和复位控制信号通过使用设置在读出电路单元330内的延迟电路单元33和34被分成奇数通道和偶数通道的两个系统。这仅需要一种采样和保持信号(SMPL控制信号)和复位信号(RC控制信号)，这样简化了装置的控制。图10是示出图9中所示的延迟电路单元33和34的详细内部配置的一个例子的示意图。延迟电路单元33包含电阻器331、电容元件332和缓冲器333，类似地，延迟电路单元34包含电阻器341、电容元件342和缓冲器343。
从控制单元40输入的SMPL控制信号通过由电阻器331和电容元件332形成的初级LPF，然后它通过数字缓冲器333成形为矩形波，并转变成第二实施例中的SMPL2控制信号。另一方面，从控制单元40输入的SMPL控制信号在本身没有受到处理的情况下转变成第二实施例中的SMPLl控制信号。从控制单元40输入的RC控制信号通过由电容器341和电容元件342形成的初级LPF，然后，它通过数字缓冲器343成形为矩形波，并转变成第二实施例中的RC2控制信号。另一方面，从控制单元40输入的RC控制信号在本身没有受到处理的情况下转变成第二实施例中的RCl控制信号。图11是通过延迟电路单元33和34获得的采样和保持信号(SMPL1和SMPL2)和复位信号(RCl和RC2)的时序图。在本实施例中，如图11所示，延迟电路单元33和34相对于SMPLl和RCl控制信号延迟SMPL2和RC2控制信号的升降。因此，虽然从控制单元40输入的采样和保持信号(SMPL控制信号)和复位信号(RC控制信号)分别是单一的，但设置延迟电路33和34使得能够实现图8中所示的第二实施例中的操作。[第四实施例]以下说明本发明的第四实施例。第四实施例提供包含根据上述的第一至第三实施例的放射线成像装置的放射线成像系统。换句话说，根据第四实施例的放射线成像系统包含根据第一至第三实施例的放射线成像装置中的至少任一个和用于向放射线成像装置的放射线检测单元10发射放射线(X射线)的放射线产生装置。可以通过操作存储在计算机的RAM和ROM中的程序实现形成根据以上的实施例的放射线成像装置的图I、图7和图9中的单元和说明用于驱动放射线成像装置的方法的图3 6、图8和图11中所示的步骤。程序和用于存储程序的计算机可读存储介质被包含于本发明中。具体地说，程序被存储在诸如例如CD-ROM的存储介质中，或通过各种传送媒介被提供计算机。除了 CD-ROM以外，软盘、硬盘、磁带、磁光盘和非易失性存储卡可被用作用于存储程序的存储介质。另一方面，用于作为载体提供要被传播的程序信息的计算机网络系统(LAN、诸如因特网的WAN和无线通信网络)中的通信媒介可被用作程序的传送媒介。这种情况下的通信媒介包含诸如光纤的有线线路和无线线路。对于以下情况，程序被包含于本发明中计算机执行提供的程序以实现根据实施例的放射线成像装置的功能；程序与在计算机中操作的操作系统(OS)或其它的应用软件共同实现根据实施例的放射线成像装置的功能；以及计算机的特征扩展板和特征扩展单元执行提供的程序的处理中的全部或一部分以实现根据实施例的放射线成像装置的功能。本发明可被用于可适当地应用于医疗诊断和工业非破坏性检查的成像装置、放射线成像装置、其驱动方法和放射线成像系统中。虽然已参照示例性实施例说明了本发明，但应理解，本发明不限于公开的示例性实施例。以下的权利要求的范围应被给予最宽的解释以包含所有这些修改和等同结构和功倉泛。
权利要求
1.一种成像装置，包括 包含沿行和列方向配置的多个像素的检测单元，其中，像素中的每一个包含用于将入射放射线或入射光转换成电荷的转换元件和用于传输与电荷对应的电信号的开关元件； 用于驱动沿行方向配置的检测单元的多个开关元件以从沿行方向配置的像素并行传输电信号的驱动电路单兀； 用于并行读出电信号的读出电路单元，其中，读出电路单元包含第一采样和保持电路和第二采样和保持电路，第一采样和保持电路包含第一电容元件和第一开关以用于通过接通第一开关来对来自沿检测单元的一个列配置的像素的电信号进行采样和通过断开第一开关来将电信号保持于第一电容元件，第二采样和保持电路包含第二电容元件和第二开关以用于通过接通第二开关来对来自沿检测单元的另一个列配置的像素的电信号进行采样和通过断开第二开关来将电信号保持于第二电容元件；和 用于控制读出电路单元的控制单元， 其特征在于 控制单元控制读出电路单元，使得第二开关在第一开关的接通周期期间接通，并且使得断开第一开关的定时与断开第二开关的定时不同。
2.根据权利要求I的成像装置，还包括 用于将来自沿列方向配置的多个像素的电信号并行地传输到读出电路单元的多个读出配线，其中，多个读出配线包含与第一采样和保持电路对应配置并共同连接到沿所述一个列配置的像素上的第一读出配线和与第二采样和保持电路对应配置并共同连接到沿所述另一个列配置的像素上的第二读出配线。
3.根据权利要求2的成像装置，其中 所述多个读出配线被分为包含包括第一读出配线的第一读出配线组和包括第二读出配线的第二读出配线组的多个读出配线组。
4.根据权利要求3的成像装置，其中 第一读出配线组包含沿偶数列配置的读出配线，并且第二读出配线组包含沿奇数列配置的读出配线。
5.根据权利要求2的成像装置，其中 读出电路单元包含在第一读出配线和第一采样和保持电路之间配置的第一积分器、在第二读出配线和第二采样和保持电路之间配置的第二积分器、用于将第一积分器的电容器复位的第一复位单元和用于将第二积分器的电容器复位的第二复位单元，以及 控制单元控制读出电路单元，使得第一和第二复位单元在相互不同的定时执行复位。
6.根据权利要求1-5中的任何一项的成像装置，还包括 用于以时间序列输出被第一米样和保持电路米样和保持的电信号和被第二米样和保持电路采样和保持的电信号的输出单元。
7.根据权利要求I的成像装置，其中， 转换元件包含用于将入射放射线转换成光的磷光体和将光转换成电信号的光电转换元件。
8.根据权利要求I的成像装置，其中， 光电转换元件包含非晶硅作为主成分。
9.ー种放射线成像系统，包括 根据权利要求1-8中的任何一项的成像装置，和 用于向检测单元发射放射线的放射线产生源。
10.一种成像装置的驱动方法，该成像装置包括 包含沿行和列方向配置的多个像素的检测单元，其中，像素中的每ー个包含用于将入射放射线或入射光转换成电荷的转换元件和用于传输与电荷对应的电信号的开关元件； 用于驱动沿行方向配置的多个开关元件以从沿行方向配置的像素并行传输电信号的驱动电路单元；和 用于并行读出电信号的读出电路单元，其中，读出电路单元包含第一采样和保持电路和第二采样和保持电路，第一采样和保持电路包含第一电容元件和第一开关以用于通过接通第一开关来对来自沿检测单元的ー个列配置的像素的电信号进行采样和通过断开第一开关来将电信号保持于第一电容元件，第二采样和保持电路包含第二电容元件和第二开关以用于通过接通第二开关来对来自沿检测单元的另ー个列配置的像素的电信号进行采样和通过断开第二开关来将电信号保持于第二电容元件， 所述驱动方法包括如下步骤 控制该读出电路单元，使得第二开关在第一开关的接通周期期间接通，并且使得断开第一开关的定时与断开第二开关的定时不同。
全文摘要
本发明涉及成像装置、其驱动方法和放射线成像系统。为了能够在不使装置的配置复杂化的情况下用简单的配置减少在拾取的图像上出现的极其明显的线路噪声，成像装置包含用于对来自检测单元的一列的像素的电信号进行采样和保持的第一采样和保持电路和用于对来自检测单元的另一列的像素的电信号进行采样和保持的第二采样和保持电路、和用于控制使得第一和第二采样和保持电路在相互不同的定时执行采样和保持的控制单元。
文档编号H01L27/14GK102629991SQ20121008313
公开日2012年8月8日 申请日期2007年8月31日 优先权日2006年8月31日
发明者八木朋之, 横山启吾, 竹中克郎, 远藤忠夫, 龟岛登志男 申请人:佳能株式会社