JP2010034663A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アンプへのノイズによる画質低下を低減させることができる撮像装置を提供することを目的とする。
【解決手段】コントローラは取り出し動作制御の機能を備え、その取り出し動作制御の機能は、電荷電圧変換アンプのサンプルホールドで保持された電圧値を取り出す取り出し動作を、電荷電圧変換アンプ中のアンプをリセットするアンプリセット中に行うように制御するので、取り出し動作を行う素子であるスイッチング素子を駆動させることによるノイズが混入してもリセットされて、アンプへのノイズによる画質低下を低減させることができる。このとき、好ましくは、Ａ／Ｄ変換もアンプリセット中に行うように制御すると、Ａ／Ｄ変換器を駆動させることによるノイズが混入してもリセットされて、アンプへのノイズによる画質低下をより一層低減させることができる。
【選択図】図４

Description

この発明は、医療分野、工業分野、さらには原子力分野などに用いられる撮像装置に関する。

電荷情報に基づいて画像を得る撮像装置についてＸ線を入射して電荷情報に変換する場合を例に採って説明する。撮像装置は、Ｘ線感応型のＸ線変換層を備えており、Ｘ線の入射によりＸ線変換層はキャリア（電荷情報）に変換する。Ｘ線変換層としては非晶質のアモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）膜が用いられる。

また、撮像装置は、Ｘ線変換層で変換されたキャリアを蓄積して読み出す回路を備えている。この回路は、図８に示すように、２次元状に配列した複数のゲートラインＧおよびデータラインＤで構成されているとともに、キャリアを蓄積するコンデンサＣａおよびそのコンデンサＣａに蓄積されたキャリアをＯＮ／ＯＦＦの切り換えで読み出す薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）Ｔｒを２次元状に配列して構成されている。ゲートラインＧは、各々の薄膜トランジスタＴｒのＯＮ／ＯＦＦ切り換えを制御し、かつ各々の薄膜トランジスタＴｒのゲートに電気的に接続されている。データラインＤは、薄膜トランジスタＴｒの読み出し側に電気的に接続されている。

例えば、図８に示すように、ゲートラインＧが１０本のゲートラインＧ１〜Ｇ１０からなり、データラインＤが１０本のデータラインＤ１〜Ｄ１０からなるときの制御シーケンスは以下のようになる。先ず、Ｘ線の入射によってキャリアが生成されて、そのキャリアがキャリアとしてコンデンサＣａに蓄積される。ゲート駆動回路１０１からゲートラインＧ１を選択して、選択されたゲートラインＧ１に接続されている各薄膜トランジスタＴｒが選択指定される。その選択指定された各薄膜トランジスタＴｒに接続されているコンデンサＣａから蓄積されたキャリアが読み出されて、データラインＤ１〜Ｄ１０の順に読み出される。次に、ゲート駆動回路１０１からゲートラインＧ２を選択して、同様の手順で、選択されたゲートラインＧ１および各薄膜トランジスタＴｒに接続されているコンデンサＣａから蓄積されたキャリアが読み出されて、データラインＤ１〜Ｄ１０の順に読み出される。残りのゲートラインＧについても同様に順に選択することで、２次元状のキャリアを読み出す。読み出された各キャリアは電荷電圧変換アンプで電圧に変換された状態でそれぞれ増幅されて、Ａ／Ｄ変換器でアナログ値からディジタル値に変換される。このディジタル値に変換されたキャリアに基づいて２次元状の画像を得る。なお、電荷電圧変換アンプやＡ／Ｄ変換器は、図８に示すように回路基板１０２に搭載されている。

ゲートラインＧの１本分のキャリアを読み出す時間の間隔である読み出し間隔は、図９（ｂ）に示すように、アンプリセットの時間、薄膜トランジスタのゲートＯＮの時間、アンプ出力ホールド（サンプルホールドがＯＮ）の時間、Ａ／Ｄ変換の変換時間などで決定される。なお、各フレームレートごとの読み出しの時間を「読み出し期間」とすると、図９（ａ）に示すように、読み出し間隔×１０（ゲートラインＧ１〜Ｇ１０までの１０本のライン）となる。また、フレームレートは、フレーム同期信号間の時間間隔でもあり、このフレーム同期信号に同期して画像単位を表わすフレームの出力（すなわちフレームの読み出し）のタイミングが制御される。すなわち、一定周期のフレーム同期信号に対して同期信号から固定時間後（図９では固定時間「０」）にキャリアの読み出しが開始される（例えば、特許文献１参照）。図９においては、上述した読み出し間隔は、電荷電圧変換アンプによる電荷電圧変換期間にも相当する。また、読み出し終了から次の読み出し開始までの期間を「ブランク期間」とすると、そのブランク期間の間でＸ線の照射が行われてＸ線がＸ線変換層に入射される。なお、Ｘ線照射（入射）終了から次のフレーム同期信号までの期間を、図９に示すようにａとする。

ところで、図９に示すタイミングチャートは高速に動作を行う場合で、電荷電圧変換と同時に、サンプルホールドからの取り出し動作（図９中の右上斜線のハッチングを参照）およびＡ／Ｄ変換（図９中の左上斜線のハッチングを参照）を行っている。通常は、図１０に示すタイミングチャートのように、電荷電圧変換アンプによる電荷電圧変換（サンプルホールドによる保持（蓄積）も含まれる）を行った後にサンプルホールドからの取り出し動作（図１０中の右上斜線のハッチングを参照）およびＡ／Ｄ変換（図１０中の左上斜線のハッチングを参照）を行っている。したがって、図１０においては、読み出し間隔が、電荷電圧変換期間と取り出し動作およびＡ／Ｄ変換とを足した時間となる。一方、図９においては、電荷電圧変換と同時に、取り出し動作およびＡ／Ｄ変換を行うことで、上述したように、読み出し間隔は電荷電圧変換期間にまで短縮することができ、取り出し動作およびＡ／Ｄ変換にかかる時間の分だけ省くことができる。
特開２００６−３０４２１１号公報（第７−９頁、図４）

しかしながら、図１０のように電荷電圧変換アンプによる電荷電圧変換を行って、サンプルホールドで蓄積された後に、サンプルホールドからの取り出し動作およびＡ／Ｄ変換を行う方法では、図８に示すフラットパネル型検出器を備えた撮影装置（フラットパネル撮影装置）のような多チャンネルの撮像装置では、画像データを高速に収集する場合にはＡ／Ｄ変換器の集積回路(IC: Integrated Circuit)の数を増やす必要があり、コストや消費電力や発熱の面でこのましくない。また、図９のように電荷電圧変換と同時に、取り出し動作およびＡ／Ｄ変換を行う方法では、アンプ部分でリセット終了からサンプルホールドするまでの期間に、サンプルホールド以降の回路（サンプルホールドの後段のスイッチング素子やＡ／Ｄ変換器）を駆動させることによるノイズが入ることで画質を低下させるという問題がある。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、アンプへのノイズによる画質低下を低減させることができる撮像装置を提供することを目的とする。

この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、光または放射線の入射により前記光または放射線の情報を電荷情報に変換する変換層と、その変換層で変換された電荷情報を蓄積して読み出す蓄積・読み出し回路と、その蓄積・読み出し回路で読み出された電荷情報を電圧情報に変換して保持する電荷電圧変換回路と、その電荷電圧変換回路で保持された電圧情報に基づいて画像を得る撮像装置であって、前記電荷電圧変換回路で保持された電圧情報を取り出す取り出し動作を、前記電荷電圧変換回路中のアンプをリセットするアンプリセット中に行うように制御する取り出し動作制御手段を備えることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、取り出し動作制御手段を備え、その取り出し動作制御手段は、電荷電圧変換回路で保持された電圧情報を取り出す取り出し動作を、電荷電圧変換回路中のアンプをリセットするアンプリセット中に行うように制御する。アンプリセット中に取り出し動作を行うので、取り出し動作を行う素子を駆動させることによるノイズが混入してもリセットされて、アンプへのノイズによる画質低下を低減させることができる。なお、図９のように高速に動作を行う場合には、アンプリセットのリセット時間を従来よりも長くすることで、アンプリセット中に取り出し動作を行うことが可能になる。また、リセット時間を長くすることで、電荷電圧変換回路中のアンプの消費電力を抑えることができ、消費電力や発熱を低減させることができる。

通常の撮像装置は、電荷電圧変換回路で保持されて取り出された電圧情報のアナログ値からディジタル値に変換するアナログ／ディジタル変換回路を備えている。取り出し動作を行う素子を駆動させることによるノイズのみならず、その素子の後段のアナログ／ディジタル変換回路を駆動させることによるノイズもアンプに混入し易い。そこで、取り出し動作制御手段は、取り出し動作およびアナログ／ディジタル変換回路での変換動作を、アンプリセット中に行うように制御するのが好ましい（請求項２に記載の発明）。アンプリセット中に取り出し動作およびアナログ／ディジタル変換回路での変換動作を行うので、取り出し動作を行う素子を駆動させることによるノイズのみならず、その素子の後段のアナログ／ディジタル変換回路を駆動させることによるノイズが混入してもリセットされて、アンプへのノイズによる画質低下をより一層低減させることができる。

この発明に係る撮像装置によれば、取り出し動作制御手段は、電荷電圧変換回路で保持された電圧情報を取り出す取り出し動作を、電荷電圧変換回路中のアンプをリセットするアンプリセット中に行うように制御するので、取り出し動作を行う素子を駆動させることによるノイズが混入してもリセットされて、アンプへのノイズによる画質低下を低減させることができる。

以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。
図１は、実施例に係るＸ線撮影装置の概略ブロック図であり、図２は、Ｘ線撮影装置のＸ線変換層周辺の概略断面図であり、図３は、Ｘ線撮影装置の電荷電圧変換アンプやＡ／Ｄ変換器の周辺回路図である。本実施例では、入射する放射線としてＸ線を例に採って説明するとともに、撮像装置としてＸ線撮影装置を例に採って説明する。

本実施例に係るＸ線撮影装置は、被検体にＸ線を照射して撮像を行う。具体的には、被検体を透過したＸ線像がＸ線変換層（本実施例ではアモルファスセレン膜）上に投影されて、像の濃淡に比例したキャリア（電荷情報）が層内に発生することでキャリアに変換される。

Ｘ線撮影装置は、図１に示すように、後述するゲートラインＧを選択するゲート駆動回路１と、Ｘ線変換層２３（図２を参照）で変換されたキャリアを蓄積して読み出すことでＸ線を検出する検出素子用回路２と、その検出素子用回路２で読み出されたキャリアを電圧に変換した状態で増幅する電荷電圧変換アンプ３と、その電荷電圧変換アンプ３で増幅された電圧のアナログ値からディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器４と、そのＡ／Ｄ変換器４でディジタル値に変換された電圧値に対して信号処理を行って画像を得る画像処理部５と、これらの回路１，２や電荷電圧変換アンプ３やＡ／Ｄ変換器４や画像処理部５や後述するメモリ部７やモニタ９などを統括制御するコントローラ６と、処理された画像などを記憶するメモリ部７と、入力設定を行う入力部８と、処理された画像などを表示するモニタ９とを備えている。本明細書では、キャリアや画像などの情報を、画像に関する画像情報とする。Ｘ線変換層２３は、この発明における変換層に相当し、検出素子用回路２は、この発明における蓄積・読み出し回路に相当し、電荷電圧変換アンプ３は、この発明における電荷電圧変換回路に相当し、Ａ／Ｄ変換器４は、この発明におけるアナログ／ディジタル変換回路に相当する。

ゲート駆動回路１は複数のゲートラインＧに電気的に接続されている。ゲート駆動回路１から各ゲートラインＧに電圧を印加することで、後述する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）ＴｒをＯＮにして後述するコンデンサＣａに蓄積されたキャリアの読み出しを開放し、各ゲートラインＧへの電圧を停止する（電圧を−１０Ｖにする）ことで、薄膜トランジスタＴｒをＯＦＦにしてキャリアの読み出しを遮断する。なお、各ゲートラインＧに電圧を印加することでＯＦＦにしてキャリアの読み出しを遮断し、各ゲートラインＧへの電圧を停止することでＯＮにしてキャリアの読み出しを開放するように、薄膜トランジスタＴｒを構成してもよい。

検出素子用回路２は、２次元状に配列した複数のゲートラインＧおよびデータラインＤで構成されているとともに、キャリアを蓄積するコンデンサＣａおよびそのコンデンサＣａに蓄積されたキャリアをＯＮ／ＯＦＦの切り換えで読み出す薄膜トランジスタＴｒを２次元状に配列して構成されている。ゲートラインＧは、各々の薄膜トランジスタＴｒのＯＮ／ＯＦＦ切り換えを制御し、かつ各々の薄膜トランジスタＴｒのゲートに電気的に接続されている。データラインＤは、薄膜トランジスタＴｒの読み出し側に電気的に接続されている。

説明の便宜上、本実施例では、縦・横式２次元マトリックス状配列で10×10個の薄膜トランジスタＴｒおよびコンデンサＣａが形成されているとする。すなわち、ゲートラインＧは、１０本のゲートラインＧ１〜Ｇ１０からなり、データラインＤは、１０本のデータラインＤ１〜Ｄ１０からなる。各ゲートラインＧ１〜Ｇ１０は、図１中のＸ方向に並設された１０個の薄膜トランジスタＴｒのゲートにそれぞれ接続され、各データラインＤ１〜Ｄ１０は、図１中のＹ方向に並設された１０個の薄膜トランジスタＴｒの読み出し側にそれぞれ接続されている。薄膜トランジスタＴｒの読み出し側とは逆側にはコンデンサＣａが電気的に接続されており、薄膜トランジスタＴｒとコンデンサＣａとの個数が一対一に対応する。

また、検出素子用回路２は、図２に示すように、検出素子ＤＵが２次元マトリックス状配列で絶縁基板２１にパターン形成されている。すなわち、絶縁基板２１の表面に、各種真空蒸着法による薄膜形成技術やフォトリソグラフィ法によるパターン技術を利用して、上述したゲートラインＧ１〜Ｇ１０およびデータラインＤ１〜Ｄ１０を配線し、薄膜トランジスタＴｒ，コンデンサＣａ，キャリア収集電極２２，Ｘ線変換層２３および電圧印加電極２４を順に積層形成することで構成されている。

Ｘ線変換層２３は、Ｘ線感応型の半導体厚膜で形成されており、本実施例では、非晶質のアモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）膜で形成されている。Ｘ線変換層２３は、Ｘ線の入射によりＸ線の情報を電荷情報であるキャリアに変換する。なお、Ｘ線変換層２３は、Ｘ放射線の入射によりキャリアが生成されるＸ線感応型の物質であれば、アモルファスセレンに限定されない。また、Ｘ線以外の放射線（γ線など）を入射して撮像を行う場合には、Ｘ線変換層２３の替わりに、放射線の入射によりキャリアが生成される放射線感応型の物質を用いてもよい。また、光を入射して撮像を行う場合には、Ｘ線変換層２３の替わりに、光の入射によりキャリアが生成される光感応型の物質を用いてもよい。

キャリア収集電極２２は、コンデンサＣａに電気的に接続されており、Ｘ線変換層２３で変換されたキャリアを収集してコンデンサＣａに蓄積する。このキャリア収集電極２２も、薄膜トランジスタＴｒおよびコンデンサＣａと同様に、縦・横式２次元マトリックス状配列で多数個（本実施例では10×10個）形成されている。それらキャリア収集電極２２，コンデンサＣａおよび薄膜トランジスタＴｒが各検出素子ＤＵとしてそれぞれ分離形成されている。また、電圧印加電極２４は、全検出素子ＤＵの共通電極として全面にわたって形成されている。

電荷電圧変換アンプ３は、図３に示すように、各々のデータラインＤ（図３ではＤ１〜Ｄ１０）に電気的に接続されたアンプ３１と、各々のデータラインＤに電気的に接続されたアンプ用コンデンサ３２と、データラインＤ毎のアンプ３１およびアンプ用コンデンサ３２に電気的に並列に接続されたサンプルホールド３３と、データラインＤ毎のサンプルホールド３３に電気的に接続されたスイッチング素子３４とを備えている。また、アンプ３１と検出素子用回路２のデータラインＤの端部とは、スイッチング素子ＳＷを介して、データラインＤ毎に電気的に接続されている。データラインＤに読みだされたキャリアを、スイッチング素子ＳＷがＯＮにして電荷電圧変換アンプ３のアンプ３１およびアンプ用コンデンサ３２に送り込む。送り込まれたキャリアを、アンプ３１およびアンプ用コンデンサ３２が電圧に変換した状態で増幅し、増幅された電圧値をサンプルホールド３３は所定時間だけ一旦蓄積する。一旦蓄積された電圧値を、スイッチング素子３４をＯＮにしてＡ／Ｄ変換器４に送り込み、送り込まれた電圧のアナログ値からディジタル値にＡ／Ｄ変換器４は変換する。

なお、電荷電圧変換アンプ３が、サンプルホールド３３を備えることで、電圧値をサンプルホールド３３が保持（蓄積）する。また、スイッチング素子３４をＯＮにすることで電荷電圧変換アンプ３のサンプルホールド３３で保持された電圧値を取り出す取り出し動作を行い、続けてＡ／Ｄ変換器４に送り込まれた電圧のアナログ値をＡ／Ｄ変換器４にてディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器４での変換動作を行う。本実施例では、上述した取り出し動作およびＡ／Ｄ変換器４での変換動作（すなわちＡ／Ｄ変換）を、アンプリセット中に行う。

図２の説明に戻って、画像処理部５は、Ａ／Ｄ変換器４でディジタル値に変換された電圧値に対して各種の信号処理を行って画像を求める。コントローラ６は、回路１，２や電荷電圧変換アンプ３やＡ／Ｄ変換器４や画像処理部５や後述するメモリ部７やモニタ９などを統括制御し、本実施例では上述した取り出し動作およびＡ／Ｄ変換器４での変換動作（すなわちＡ／Ｄ変換）を、アンプリセット中に行うように制御する機能（取り出し動作制御の機能）をも備えている。画像処理部５およびコントローラ６は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成されている。コントローラ６は、この発明における取り出し動作制御手段に相当する。

メモリ部７は、画像情報などを書き込んで記憶し、コントローラ６からの読み出し指令に応じて画像情報などがメモリ部７から読み出される。メモリ部７は、ＲＯＭ（Read-only Memory）やＲＡＭ（Random-Access Memory）などに代表される記憶媒体などで構成されている。なお、画像情報の書き込みにはＲＡＭが用いられ、例えば制御シーケンスに関するプログラムの読み出しによって制御シーケンスをコントローラ６に実行させる場合には、制御シーケンスに関するプログラムの読み出し専用にはＲＯＭが用いられる。本実施例では、取り出し動作およびＡ／Ｄ変換器４での変換動作をアンプリセット中に行うように制御する制御シーケンスに関するプログラムをメモリ部７に記憶させ、そのプログラムの読み出しによって制御シーケンスをコントローラ６に実行させる。

入力部８は、マウスやキーボードやジョイスティックやトラックボールやタッチパネルなどに代表されるポインティングデバイス、あるいはボタンやスイッチやレバーなどの入力手段で構成されている。入力部８に入力設定すると、入力設定データがコントローラ６に送り込まれ、入力設定データに基づいて回路１，２や電荷電圧変換アンプ３やＡ／Ｄ変換器４や画像処理部５やメモリ部７やモニタ９などが制御される。

続いて、本実施例のＸ線撮影装置の制御シーケンスについて説明する。電圧印加電極２４に高電圧（例えば数１００Ｖ〜数１０ｋＶ程度）のバイアス電圧Ｖ_Ａを印加した状態で、検出対象であるＸ線を入射させる。

Ｘ線の入射によってＸ線変換層２３でキャリアが生成されて、そのキャリアが電荷情報としてキャリア収集電極２２を介してコンデンサＣａに蓄積される。ゲート駆動回路１の信号（ここではキャリア）読み出し用の走査信号（すなわちゲート駆動信号）によって、対象となるゲートラインＧが選択される。本実施例では、ゲートラインＧ１，Ｇ２，Ｇ３，…，Ｇ９，Ｇ１０の順に１つずつ選択されるものとして説明する。また、ゲート駆動回路１からの信号読み出し用の走査信号は、ゲートラインＧに電圧（例えば１５Ｖ程度）を印加する信号である。

ゲート駆動回路１から対象となるゲートラインＧを選択して、選択されたゲートラインＧに接続されている各薄膜トランジスタＴｒが選択指定される。この選択指定で選択指定された薄膜トランジスタＴｒのゲートに電圧が印加されてＯＮ状態となる。その選択指定された各薄膜トランジスタＴｒに接続されているコンデンサＣａから蓄積されたキャリアが、選択指定されてＯＮ状態に移行した薄膜トランジスタＴｒを経由して、データラインＤに読み出される。すなわち、選択されたゲートラインＧに関する検出素子ＤＵが選択指定されて、その選択指定された検出素子ＤＵのコンデンサＣａに蓄積されたキャリアが、データラインＤに読み出される。

一方、選択指定された同一のゲートラインＧに関する各々の検出素子ＤＵからの読み出し順については、データラインＤ１〜Ｄ１０の順に１つずつ選択されて読み出されるものとして説明する。すなわち、データラインＤに接続されている電荷電圧変換アンプ３のアンプ３１がリセットされて、さらに薄膜トランジスタＴｒがＯＮ状態（すなわちゲートがＯＮ）に移行することで、キャリアがデータラインＤに読み出され、電荷電圧変換アンプ３のアンプ３１およびアンプ用コンデンサ３２にて電圧に変換された状態で増幅される。

つまり、各検出素子ＤＵのアドレス（番地）指定は、ゲート駆動回路１からの信号読み出し用の走査信号と、データラインＤに接続されているアンプ３１の選択とに基づいて行われる。

先ず、ゲート駆動回路１からゲートラインＧ１を選択して、選択されたゲートラインＧ１に関する検出素子ＤＵが選択指定されて、その選択指定された検出素子ＤＵのコンデンサＣａに蓄積されたキャリアが、データラインＤ１〜Ｄ１０の順に読み出される。次に、ゲート駆動回路１からゲートラインＧ２を選択して、同様の手順で、選択されたゲートラインＧ２に関する検出素子ＤＵが選択指定されて、その選択指定された検出素子ＤＵのコンデンサＣａに蓄積されたキャリアが、データラインＤ１〜Ｄ１０の順に読み出される。残りのゲートラインＧについても同様に順に選択することで、２次元状のキャリアを読み出す。

読みだされた各キャリアはアンプ３１およびアンプ用コンデンサ３２で電圧に変換された状態でそれぞれ増幅されて、サンプルホールド３３で一旦蓄積されて、Ａ／Ｄ変換器４でアナログ値からディジタル値に変換される。このディジタル値に変換された電圧値に基づいて、画像処理部５は各種の信号処理を行って、２次元状の画像を得る。得られた２次元状の画像やキャリアなどに代表される画像情報は、コントローラ６を介してメモリ部７に書き込まれて記憶され、必要に応じてコントローラ６を介してメモリ部７から読み出される。また、画像情報は、コントローラ６を介してモニタ９に表示される。

次に、アンプリセット中に行われる取り出し動作およびＡ／Ｄ変換器４での変換動作（すなわちＡ／Ｄ変換）の制御について、図４を参照して説明する。図４（ａ）は、読み出し間隔のタイミングチャートであって、図４（ｂ）は、読み出し間隔を細分化したタイミングチャートである。

読み出し間隔は、ゲートラインＧの１本分のキャリアを読み出す時間の間隔である。本明細書では、読み出し間隔は、図４（ｂ）に示すようなタイミングチャートに細分化され、選択の対象であるゲートラインＧにおけるアンプ３１でのアンプリセット開始から、次に選択されるゲートラインＧにおけるアンプ３１でのアンプリセット開始までの間隔を示す。

具体的には、図４（ｂ）に示すように、アンプリセットが終了した後に、ゲートラインＧを選択して薄膜トランジスタＴｒのゲートがＯＮ状態に移行する。この移行によりゲートラインＧに関する各々の検出素子ＤＵからのキャリアの読み出しが行われる。薄膜トランジスタＴｒのゲートがＯＦＦ状態に移行した後に、アンプリセット開始からアンプ３１の出力が安定するまでの時間、より正確に述べると薄膜トランジスタＴｒのゲートがＯＦＦ状態に移行してからアンプ３１の出力が安定するまでの時間であるアンプ出力安定待ち時間が経過した後に、アンプ出力ホールドを示すサンプルホールド３３をＯＮにする。サンプルホールド３３をＯＦＦかつスイッチング素子３４をＯＮにした後にＡ／Ｄ変換器４をＯＮにしてアナログ値からディジタル値に変換される。

上述したように、スイッチング素子３４をＯＮにすることで電荷電圧変換アンプ３のサンプルホールド３３で保持された電圧値を取り出す取り出し動作（図４中の右上斜線のハッチングを参照）を行い、続けてＡ／Ｄ変換器４に送り込まれた電圧のアナログ値をＡ／Ｄ変換器４にてディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器４での変換動作（図4中の左上斜線のハッチングを参照）を行う。従来の図９では、取り出し動作（図９中の右上斜線のハッチングを参照）を行っているときにはアンプリセットが既に終了しており、もちろん、その取り出し動作後のＡ／Ｄ変換器４での変換動作（すなわちＡ／Ｄ変換）（図９中の左上斜線のハッチングを参照）を行っているときにもアンプリセットは行われていない。したがって、アンプ部分でリセット終了からサンプルホールドするまでの期間に、サンプルホールド以降の回路（本実施例ではスイッチング素子３４やＡ／Ｄ変換器４）を駆動させることによるノイズが入ることで画質を低下させる。

これに対して、本実施例の図４では、アンプリセットのリセット時間を従来よりも長くすること（図４のアンプリセットでの矢印を参照）で、取り出し動作およびＡ／Ｄ変換をアンプリセット中に行う。全アンプ出力のＡ／Ｄ変換の時間は、Ａ／Ｄ変換器４の数と速度に依存するが、画素数の多いフラットパネル撮影装置では、一般的にアンプリセットの時間よりもＡ／Ｄ変換の時間が長くする。そこで、取り出し動作にかかる時間も含めて、Ａ／Ｄ変換の時間に合わせて、リセット時間を長くすることで、電荷電圧変換期間、読み出し間隔は長くなるがアンプの消費電力を抑えることができる。

上述した本実施例に係るＸ線撮影装置によれば、コントローラ６は取り出し動作制御の機能を備え、その取り出し動作制御の機能は、電荷電圧変換アンプ３のサンプルホールド３３で保持された電圧値を取り出す取り出し動作を、電荷電圧変換アンプ３のアンプ３１をリセットするアンプリセット中に行うように制御する。アンプリセット中に取り出し動作を行うので、取り出し動作を行う素子（ここではスイッチング素子３４）を駆動させることによるノイズが混入してもリセットされて、アンプへのノイズによる画質低下を低減させることができる。なお、図９のように高速に動作を行う場合には、アンプリセットのリセット時間を従来よりも長くすることで、アンプリセット中に取り出し動作を行うことが可能になる。また、リセット時間を長くすることで、電荷電圧変換回路（ここでは電荷電圧変換アンプ３）中のアンプの消費電力を抑えることができ、消費電力や発熱を低減させることができる。

通常の撮像装置（ここではＸ線撮影装置）は、電荷電圧変換回路（ここでは電荷電圧変換アンプ３）で保持されて取り出された電圧値のアナログ値からディジタル値に変換するアナログ／ディジタル変換回路（ここではＡ／Ｄ変換器４）を備えている。取り出し動作を行う素子（ここではスイッチング素子３４）を駆動させることによるノイズのみならず、その素子の後段のＡ／Ｄ変換器４を駆動させることによるノイズもアンプに混入し易い。そこで、本実施例では、取り出し動作制御の機能は、好ましくは、取り出し動作およびＡ／Ｄ変換器４での変換動作（すなわちＡ／Ｄ変換）を、アンプリセット中に行うように制御している。アンプリセット中に取り出し動作およびＡ／Ｄ変換を行うので、取り出し動作を行う素子（ここではスイッチング素子３４）を駆動させることによるノイズのみならず、その素子の後段のＡ／Ｄ変換器４を駆動させることによるノイズが混入してもリセットされて、アンプへのノイズによる画質低下をより一層低減させることができる。

この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

（１）上述した実施例では、図１に示すようなＸ線撮影装置を例に採って説明したが、この発明は、例えばＣ型アームに配設されたＸ線透視撮影装置にも適用してもよい。また、この発明は、Ｘ線ＣＴ装置にも適用してもよい。

（２）上述した実施例では、入射したＸ線に代表される放射線をＸ線変換層（変換層）によって電荷情報に直接に変換した、「直接変換型」の検出素子用回路をこの発明は適用したが、入射した放射線をシンチレータなどの変換層によって光に変換し、光感応型の物質で形成された変換層によってその光を電荷情報に変換する「間接変換型」の検出素子用回路をこの発明は適用してもよい。

（３）上述した実施例では、Ｘ線を検出するための検出素子用回路を例に採って説明したが、この発明は、ＥＣＴ（Emission Computed Tomography）装置のように放射性同位元素（ＲＩ）を投与された被検体から放射されるγ線を検出するための検出素子用回路に例示されるように、放射線を検出する検出素子用回路であれば特に限定されない。同様に、この発明は、上述したＥＣＴ装置に例示されるように、放射線の入射により撮像を行う装置であれば特に限定されない。

（４）上述した実施例では、Ｘ線などに代表される放射線撮像を例に採って説明したが、この発明は、光の入射により撮像を行う装置にも適用することができる。

（５）上述した実施例では、取り出し動作およびＡ／Ｄ変換器４での変換動作（すなわちＡ／Ｄ変換）を、アンプリセット中に行うように制御したが、Ａ／Ｄ変換器４を駆動させることによるノイズが無視できるほど小さい場合には、例えば図５に示すように、取り出し動作（図５中の右上斜線のハッチングを参照）のみをアンプリセット中に行う制御を行うとともに、アンプリセット終了と同時にＡ／Ｄ変換を行う制御、あるいはアンプリセットの途中にＡ／Ｄ変換を行い、かつＡ／Ｄ変換の途中でアンプリセットを終了させる制御を行ってもよい。

（６）上述した実施例では、Ａ／Ｄ変換器を１個の構成として説明したが、電荷電圧変換アンプを複数群に分け、各々の群に対してＡ／Ｄ変換器を設けて変換速度を上げてもよい。例えば、図６に示すように、電荷電圧変換アンプ３を２つの群に分け、各々の群に対してＡ／Ｄ変換器４を設けて（すなわち２つのＡ／Ｄ変換器４を設けて）変換速度を２倍に上げ、図７に示すような制御シーケンス（タイミングチャート）で行ってもよい。

（７）画像収集を高速に行う場合には、図４，図５または図７のいずれかの制御シーケンス（タイミングチャート）で行い、読み出し時間に余裕のある単撮影では、図１０の制御シーケンス（タイミングチャート）で行ってもよい。なお、図４や図５や図７の読み出し間隔と、図１０の読み出し間隔とは、図面上では大差がないように図示されているが、ここでは、図４や図５や図７の読み出し間隔が、図１０の読み出し間隔よりもかなり短いということを前提にして説明していることに留意されたい。

（８）上述した実施例では、電荷電圧変換アンプ３とＡ／Ｄ変換器４とを個別にしたが、電荷電圧変換アンプ３がＡ／Ｄ変換器４を内蔵してもよい。

実施例に係るＸ線撮影装置の概略ブロック図である。 Ｘ線撮影装置のＸ線変換層周辺の概略断面図である。 Ｘ線撮影装置の電荷電圧変換アンプやＡ／Ｄ変換器の周辺回路図である。 （ａ）は、実施例に係る読み出し間隔のタイミングチャートであって、（ｂ）は、読み出し間隔を細分化したタイミングチャートである。 （ａ）は、変形例に係る読み出し間隔のタイミングチャートであって、（ｂ）は、読み出し間隔を細分化したタイミングチャートである。 電荷電圧変換アンプを２つの群に分けたときのＸ線撮影装置の電荷電圧変換アンプやＡ／Ｄ変換器の周辺回路図である。 （ａ）は、電荷電圧変換アンプを２つの群に分けたときの読み出し間隔のタイミングチャートであって、（ｂ）は、読み出し間隔を細分化したタイミングチャートである。 従来のＸ線撮影装置の概略ブロック図である。 （ａ）は、従来の読み出し間隔のタイミングチャートであって、（ｂ）は、読み出し間隔を細分化したタイミングチャートである。 図９よりも低速の場合で、（ａ）は、従来の読み出し間隔のタイミングチャートであって、（ｂ）は、読み出し間隔を細分化したタイミングチャートである。

符号の説明

２ … 検出素子用回路
２３ … Ｘ線変換層
３ … 電荷電圧変換アンプ
３４ … スイッチング素子
４ … Ａ／Ｄ変換器
６ … コントローラ

Claims (2)

1. 光または放射線の入射により前記光または放射線の情報を電荷情報に変換する変換層と、その変換層で変換された電荷情報を蓄積して読み出す蓄積・読み出し回路と、その蓄積・読み出し回路で読み出された電荷情報を電圧情報に変換して保持する電荷電圧変換回路と、その電荷電圧変換回路で保持された電圧情報に基づいて画像を得る撮像装置であって、前記電荷電圧変換回路で保持された電圧情報を取り出す取り出し動作を、前記電荷電圧変換回路中のアンプをリセットするアンプリセット中に行うように制御する取り出し動作制御手段を備えることを特徴とする撮像装置。
2. 請求項１に記載の撮像装置において、前記電荷電圧変換回路で保持されて取り出された電圧情報のアナログ値からディジタル値に変換するアナログ／ディジタル変換回路を備え、前記取り出し動作制御手段は、前記取り出し動作および前記アナログ／ディジタル変換回路での変換動作を、前記アンプリセット中に行うように制御することを特徴とする撮像装置。

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