固体摄像装置及X射线检查系统转让专利

申请号 : CN200980114758.5

文献号 : CN102017609B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 久嶋龙次藤田一树森治通

申请人 : 浜松光子学株式会社

摘要 :

本发明的固体摄像装置(1A)具备受光部(10A)、信号读出部(20)及控制部(40A)。受光部(10A),为M×N个像素部(P1,1~PM,N)以M行N列呈2维排列,所述像素部分别包含光电二极管与读出用开关。各像素部(Pm,n)所产生的电荷通过读出用配线(LO,n)而输入至积分电路(Sn),对应于该电荷量而从积分电路(Sn)输出的电压值,经由保持电路(Hn)而被输出。第1摄像模式时,从信号读出部20输出对应于电荷的量的电压值,该电荷的量为在受光部(10A)中的M×N个像素部(P1,1~PM,N)的各个的光电二极管(PD)中所产生的电荷的量。第2摄像模式时,从信号读出部(20)输出对应于电荷的量的电压值,该电荷的量为在包含于受光部(10A)中的呈连续的M1行的各像素部(Pm,n)的光电二极管(PD)中所产生的电荷的量。

权利要求 :

1.一种固体摄像装置,其特征在于:设定M、N为2以上的整数,M1为不满M的整数,m为1以上M以下的整数,n为1以上N以下的整数,该固体摄像装置具备:受光部,其为M×N个像素部P1,1~PM,N以M行N列呈2维排列的受光部,所述像素部分别包含光电二极管与读出用开关,所述光电二极管产生对应于入射光强度的量的电荷,所述读出用开关与该光电二极管连接;

读出用配线LO,n,其与所述受光部中的第n列的M个像素部P1,n~PM,n的各个的读出用开关连接,将所述M个像素部P1,n~PM,n内的任一个像素部的光电二极管所产生的电荷,经由该像素部的读出用开关而读出;

信号读出部,其与所述读出用配线LO,1~LO,N的各个连接,保持对应于电荷的量的电压值,将该所保持的电压值依照顺序输出,所述电荷的量经由所述读出用配线LO,n而被输入;

控制部,其控制所述受光部中的M×N个像素部P1,1~PM,N的各个的读出用开关的开闭动作,并且控制所述信号读出部中的电压值的输出动作,使所述信号读出部输出对应于电荷的量的电压值,该电荷的量为在所述受光部中的M×N个像素部P1,1~PM,N的各个的光电二极管中所产生的电荷的量;及切断用开关,其在所述受光部中呈连续的M1行的特定范围、与除此特定范围以外的其它范围之间,被设置在各读出用配线LO,n上,所述控制部

在第1摄像模式时,闭合所述切断用开关,使所述信号读出部输出对应于电荷的量的电压值,该电荷的量为在所述受光部中的M×N个像素部P1,1~PM,N的各个的光电二极管中所产生的电荷的量;

在第2摄像模式时,打开所述切断用开关,使所述信号读出部输出对应于电荷的量的电压值,该电荷的量为在包含于所述受光部中所述特定范围的各像素部Pm,n的光电二极管中所产生的电荷的量。

2.如权利要求1所述的固体摄像装置,其特征在于,

所述控制部在所述第2摄像模式时,从所述受光部中的M行内最接近所述信号读出部的行开始依次数起,将M1行的范围作为所述特定范围,使所述信号读出部输出对应于电荷的量的电压值,该电荷的量为在此特定范围的各像素部Pm,n的光电二极管中所产生的电荷的量。

3.如权利要求1所述的固体摄像装置,其特征在于,

具备:

放电单元,其在所述第2摄像模式时,对所述受光部中的除所述特定范围以外的其它范围的各像素部Pm,n的光电二极管的接合电容部进行放电。

4.如权利要求1所述的固体摄像装置,其特征在于,

所述控制部使所述信号读出部中的输出电压值相对于输入电荷量的比,即增益,在所述第1摄像模式与所述第2摄像模式中不同。

5.如权利要求1所述的固体摄像装置,其特征在于,

进一步具备:

闪烁器部,其以覆盖所述受光部中的M×N个像素部P1,1~PM,N的方式被设置。

6.一种X射线检查系统,其特征在于具备如权利要求5所述的固体摄像装置与X射线产生装置,且对从所述X射线产生装置输出而穿透检查对象物的X射线利用所述固体摄像装置进行摄像,从而检查该检查对象物。

说明书 :

固体摄像装置及X射线检查系统

技术领域

[0001] 本发明涉及固体摄像装置及X射线检查系统。

背景技术

[0002] 作为固体摄像装置,使用CMOS技术已为一般所知,在其中,被动像素传感器(PPS:Passive Pixel Sensor)方式已为一般所知。PPS方式的固体摄像装置具备PPS型的像素部呈2维排列为M行N列的受光部,在各像素部中,将对应于光入射而在光电二极管所产生的电荷在积分电路中储存于电容器,并输出对应于该储存电荷量的电压值,所述PPS型的像素部系包含产生对应于入射光强度的量的电荷的光电二极管。
[0003] 一般,各列的M个像素部的各个的输出端经由对应于其列而设的读出用配线,而与对应于其列而设的积分电路的输入端连接。然后,从第1行至第M行依照顺序按各行,在像素部的光电二极管所产生的电荷通过对应的读出用配线而被输入至对应的积分电路,并从该积分电路输出对应于电荷量的电压值。
[0004] PPS方式的固体摄像装置使用于各种用途,例如,与闪烁器部组合,作为X射线平面面板也使用于医疗用途或工业用途。更具体而言,也使用于X射线CT装置或微焦X射线检查装置等。专利文献1所揭示的X射线检查系统为,将从X射线产生装置所输出并穿透检查对象物的X射线,通过固体摄像装置摄像而检查该检查对象物的系统,其被设定为,将穿透检查对象物的X射线通过固体摄像装置可以在多种摄像模式进行摄像。在这些多种的摄像模式之间,受光部中的摄像区域彼此不同。
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1:国际公开第2006/109808号说明书

发明内容

[0007] 发明所要解决的问题
[0008] 在专利文献1中,虽记载着使固体摄像装置的受光部中的摄像区域因摄像模式而不同的内容,但对于固体摄像装置的构成及动作并未有任何揭示。然而,本发明者发现存在着如下待解决问题:依照固体摄像装置的构成,该固体摄像装置无法作高速动作等。 [0009] 本发明为了解决上述待解决问题而研发,目的在于提供一种可作高速动作的固体摄像装置及X射线检查系统。
[0010] 解决问题的技术手段
[0011] 本发明所涉及的固体摄像装置的特征为,具备:(1)受光部,其为M×N个像素部P1,1~PM,N以M行N列呈2维排列的受光部,所述像素部分别包含光电二极管与读出用开关,所述光电二极管产生对应于入射光强度的量的电荷,所述读出用开关与该光电二极管连接;
(2)读出用配线LO,n,其与受光部中的第n列的M个像素部P1,n~PM,n的各个的读出用开关连接,将在M个像素部P1,n~PM,n内的任一个像素部的光电二极管中所产生的电荷,经由该像素部的读出用开关而读出;(3)信号读出部,其与读出用配线LO,1~LO,N分别连接,保持对应于电荷的量的电压值,将该所保持的电压值依照顺序输出,所述电荷的量经由读出用配线LO,n而被输入;及(4)控制部,其控制受光部中的M×N个像素部P1,1~PM,N的各个的读出用开关的开闭动作,并且控制信号读出部中的电压值的输出动作,使信号读出部输出对应于电荷的量的电压值,该电荷的量为在受光部中的M×N个像素部P1,1~PM,N的各个的光电二极管中所产生的电荷的量。进而,控制部的特征为(a)在第1摄像模式时,从信号读出部输出对应于电荷的量的电压值,该电荷的量为在受光部中的M×N个像素部P1,1~PM,N的各个的光电二极管中所产生的电荷的量;及(b)在第2摄像模式时,从信号读出部输出对应于电荷的量的电压值,该电荷的量为在包含于受光部中呈连续的M1行的特定范围的各像素部Pm,n的光电二极管中所产生的电荷的量。其中,M、N为2以上的整数,M1为不满M的整数,m为1以上M以下的整数,n为1以上N以下的整数。
[0012] 本发明所涉及的固体摄像装置中,在由控制部的控制的下,在各像素部Pm,n中对应于光电二极管的光入射而产生的电荷,在该像素部 的读出用开关闭合时,通过该读出用开关及读出用配线LO,n而输入至信号读出部。在信号读出部中,输出对应于输入电荷量的电压值。此固体摄像装置具有第1摄像模式及第2摄像模式。在由控制部的控制下,在第1摄像模式时,从信号读出部输出对应于电荷的量的电压值,所述电荷的量为在受光部中的M×N个像素部P1,1~PM,N的各个的光电二极管中所产生的电荷的量。另一方面,在第2摄像模式时,从信号读出部输出对应于电荷的量的电压值,该电荷的量为在包含于受光部中呈连续的M1行的特定范围的各像素部Pm,n的光电二极管中所产生的电荷的量。 [0013] 本发明所涉及的固体摄像装置中,优选为控制部在第2摄像模式时,从受光部中的M行内最接近信号读出部的行开始依次数起,将M1行的范围作为上述特定范围,使信号读出部输出对应于电荷的量的电压值,所述电荷的量为在此特定范围的各像素部Pm,n的光电二极管在所产生的电荷的量。
[0014] 本发明所涉及的固体摄像装置进一步具备切断用开关,其在受光部中的上述特定范围、与除此特定范围以外的其它范围之间,被设置在各读出用配线LO,n上;控制部优选为在第1摄像模式时闭合切断用开关,在第2摄像模式时打开切断用开关。
[0015] 本发明所涉及的固体摄像装置优选为具备放电单元,其在第2摄像模式时,对受光部中的除上述特定范围以外的其它范围的各像素部Pm,n的光电二极管的接合电容部进行放电。
[0016] 本发明所涉及的固体摄像装置中,优选为控制部使信号读出部中的输出电压值相对于输入电荷量的比,即增益,在第1摄像模式与第2摄像模式中不同。
[0017] 本发明所涉及的固体摄像装置优选为进一步具备闪烁器部,其以覆盖受光部中的M×N个像素部P1,1~PM,N的方式设置。
[0018] 另外,本发明所涉及的X射线检查系统的特征为具备上述与本发明有关的固体摄像装置与X射线产生装置,对从X射线产生装置所输出而穿透检查对象物的X射线,利用固体摄像装置进行摄像而检查该检查对象物。另外,优选为:X射线产生装置在第1输出模式时以规定的扩张角输出X射线,在第2输出模式时以比所述规定的扩张角窄的扩张角输出X射线,在X射线产生装置以第1输出模式输出X射线时固体摄像装置以第1摄像模式动作,在X射线产生装置以第2输出模式输出X射线时固体摄像装置以第2摄像模式动作。 [0019] 发明的效果
[0020] 本发明所涉及的固体摄像装置可作高速动作。

附图说明

[0021] 图1为显示第1实施方式所涉及的固体摄像装置1A的构成的图;
[0022] 图2为显示第1实施方式所涉及的固体摄像装置1A的剖面的图;
[0023] 图3为第1实施方式所涉及的固体摄像装置1A的像素部Pm,n、积分电路Sn及保持电路Hn的各个的电路图;
[0024] 图4为说明第1实施方式所涉及的固体摄像装置1A的动作的时序流程图; [0025] 图5为说明第1实施方式所涉及的固体摄像装置1A的动作的时序流程图; [0026] 图6为说明第1实施方式所涉及的固体摄像装置1A的动作的时序流程图; [0027] 图7为显示第2实施方式所涉及的固体摄像装置1B的构成的图;
[0028] 图8为本实施方式所涉及的X射线检查系统100的构成图;
[0029] 图9为显示本实施方式所涉及的固体摄像装置1A、1B的构成的变形例的图。 具体实施方式
[0030] 以下,参考附图,关于用于实施本发明的最佳方式作详细说明。再者,在附图的说明中,对同一要素赋予同一符号,但省略重复的说明。
[0031] 首先,关于第1实施方式所涉及的固体摄像装置1A作说明。图1显示第1实施方式所涉及的固体摄像装置1A的构成的图。此图所示固体摄像装置1A具备受光部10A、信号读出部20、A/D转换部30及控制部40A。另外,在作为X射线检测用而使用的情形时,以覆盖固体摄像装置1A的受光部10A的方式而设有闪烁器部。
[0032] 受光部10A为M×N个像素部P1,1~PM,N2维排列为M行N列。像素部Pm,n位于第m行第n列。各像素部Pm,n例如以100μm间距而排列。此处,M、N的各个为2以上的整数,m为1以上M以下的各整数,n为1以上N以下的各整数。各像素部Pm,n为PPS方式,具有共通的构成。
[0033] 再者,存在受光部10A在2维排列为M行N列的M×N个像素部P1,1~PM,N的周围具有包含光电二极管的像素部的情况。然而,这些周围的像素部由防止往信号读出部20等的X射线的入射的遮蔽部所覆盖,由于光并不入射,不产生电荷,因此在摄像上并不发生作用。受光部10A,作为用于摄像的有效的像素部至少包含2维排列为M行N列的M×N个像素部P1,1~PM,N。
[0034] 第m行的N个像素部Pm,1~Pm,N的各个通过第m行选择用配线LV,m而与控制部40A连接。第n列的M个像素部P1,n~PM,n的各个的输出端,通过第n列读出用配线LO,n而与信号读出部20的积分电路Sn连接。
[0035] 信号读出部20包含N个积分电路S1~SN及N个保持电路H1~HN。各积分电路Sn具有共通的构成。另外,各保持电路Hn具有共通的构成。
[0036] 各积分电路Sn具有与读出用配线LO,n连接的输入端,储存已输入至此输入端的电荷,将对应于其储存电荷量的电压值从输出端输出至保持电路Hn。N个积分电路S1~SN的各个通过重设用配线LR而与控制部40A连接,另外,通过增益设定用配线LG而与控制部40A连接。
[0037] 各保持电路Hn具有与积分电路Sn的输出端连接的输入端,保持输入至此输入端的电压值,将该所保持的电压值从输出端输出至电压输出用配线Lout。N个保持电路H1~HN的各个通过保持用配线LH而与控制部40A连接。另外,各保持电路Hn通过第n列选择用配线LH,n而与控制部40A连接。
[0038] A/D转换部30输入从N个保持电路H1~HN的各个输出至电压输出用配线Lout的电压值,对该已输入的电压值(模拟值)作A/D转换处理,并输出对应于该输入电压值的数字值。
[0039] 控制部40A将第m行选择控制信号Vsel(m)输出至第m行选择用配线LV,m,将此第m行选择控制信号Vsel(m)赋予至第m行的N个像素部Pm,1~Pm,N的各个。M个的行选择控制信号Vsel(1)~Vsel(M)依照顺 序而被设为有效值。控制部40A为了将M个的行选择控制信号Vsel(1)~Vsel(M)依照顺序作为有效值予以输出而包含移位寄存器。 [0040] 控制部40A将第n列选择控制信号Hsel(n)输出至第n列选择用配线LH,n,将此第n列选择控制信号Hsel(n)赋予至保持电路Hn。N个的列选择控制信号Hsel(1)~Hsel(N)依照顺序而被设为有效值。控制部40A为了将N个的列选择控制信号Hsel(1)~Hsel(N)依照顺序作为有效值予以输出而包含移位寄存器。
[0041] 另外,控制部40A将重设控制信号Reset输出至重设用配线LR,将此重设控制信号Reset赋予N个积分电路S1~SN的各个。控制部40A将增益设定信号Gain输出至增益设定用配线LG,将此增益设定信号Gain赋予N个积分电路S1~SN的各个。控制部40A将保持控制信号Hold输出至保持用配线LH,将此保持控制信号Hold赋予N个保持电路H1~HN的各个。进而,虽未图示,但控制部40A也控制A/D转换部30中的A/D转换处理。 [0042] 如以上那样,控制部40A控制受光部10A中的M×N个像素部P1,1~PM,N的各个的读出用开关SW1的开闭动作,并且控制信号读出部20中的电压值的保持动作及输出动作。由此,控制部40A将对应于电荷的量的电压值作为帧数据,而使信号读出部20反复输出,所述电荷的量为在受光部10A中的M×N个像素部P1,1~PM,N的各个的光电二极管中所产生的电荷的量。
[0043] 图2为显示第1实施方式所涉及的固体摄像装置1A的剖面的图。固体摄像装置1A在平板状的基材2粘贴着半导体基板3,在半导体基板3上设有闪烁器部4。在半导体基板3的主面上,形成有排列着像素部Pm,n的受光部10A、信号读出部20、A/D转换部30及控制部40A而集成化,另外,形成有用于信号输入输出及电力供应的焊接垫50。闪烁器部4以覆盖受光部10A中的M×N个像素部P1,1~PM,N的方式设置。闪烁器部4也可在半导体基板3上由蒸镀而设置。再者,也可为如下构成:信号读出部20、A/D转换部30及控制部40A的各个并不集成化在集成化有受光部10A的半导体基板3中,而集成化在与其不同的半导体基板中。
[0044] 图3为第1实施方式所涉及的的固体摄像装置1A的像素部Pm,n、 积分电路Sn及保持电路Hn的各个的电路图。此处,显示代表M×N个像素部P1,1~PM,N的像素部Pm,n的电路图,显示代表N个积分电路S1~SN的积分电路Sn的电路图,另外,显示代表N个保持电路H1~HN的保持电路Hn的电路图。即,显示与第m行第n列的像素部Pm,n及第n列读出用配线LO,n关联的电路部分。
[0045] 像素部Pm,n包含光电二极管PD及读出用开关SW1。光电二极管PD的阳极端子接地,光电二极管PD的阴极端子经由读出用开关SW1而与第n列读出用配线LO,n连接。光电二极管PD产生对应于入射光强度的量的电荷,将其产生的电荷储存于光电二极管PD本身的接合电容部。读出用开关SW1从控制部40A被赋予通过第m行选择用配线LV,m的第m行选择控制信号Vsel(m)。第m行选择控制信号Vsel(m)指示受光部10A中的第m行的N个像素部Pm,1~Pm,N的各个的读出用开关SW1的开闭动作。
[0046] 在此像素部Pm,n方面,当第m行选择控制信号Vsel(m)为低电平时,则读出用开关SW1打开,光电二极管PD中所产生的电荷并不输出至第n列读出用配线LO,n,而储存于光电二极管PD本身的接合电容部。另一方面,当第m行选择控制信号Vsel(m)为高电平时,则读出用开关SW1闭合,至此为止光电二极管PD中所产生而储存于光电二极管PD本身的接合电容部的电荷,经由读出用开关SW1输出至第n列读出用配线LO,n。
[0047] 第n列读出用配线LO,n与受光部10A中的第n列的M个像素部P1,n~PM,n的各个的读出用开关SW1连接。第n列读出用配线LO,n将电荷经由该像素部的读出用开关SW1读出并传送至积分电路Sn,所述电荷为在M个像素部P1,n~PM,n内的任一个像素部的光电二极管PD中所产生的电荷。
[0048] 积分电路Sn包含放大器A2、积分用电容器C21、积分用电容器C22、放电用开关SW21及增益设定用开关SW22。积分用电容器C21及放电用开关SW21彼此并联连接,而设于放大器A2的输入端子与输出端子之间。另外,积分用电容器C22及增益设定用开关SW22彼此串联连接,增益设定用开关SW22以连接于放大器A2的输入端子侧的方式,而被设定于放大器A2的输入端子与输出端子之间。放大器A2的输入端子 与第n列读出用配线LO,n连接。 [0049] 放电用开关SW21从控制部40A被赋予经由重设用配线LR的重设控制信号Reset。重设控制信号Reset指示N个积分电路S1~SN的各个的放电用开关SW21的开闭动作。增益设定用开关SW22从控制部40A被赋予经由增益设定用配线LG的增益设定信号Gain。增益设定信号Gain指示N个积分电路S1~SN的各个的增益设定用开关SW22的开闭动作。 [0050] 在此积分电路Sn方面,积分用电容器C21、C22及增益设定用开关SW22构成电容值可变的反馈电容部。即,在增益设定信号Gain为低电平且增益设定用开关SW22为打开时,反馈电容部的电容值与积分用电容器C21的电容值相等。另一方面,在增益设定信号Gain为高电平且增益设定用开关SW22为闭合时,反馈电容部的电容值与积分用电容器C21、C22的各个的电容值的和相等。在重设控制信号Reset为高电平时,则放电用开关SW21闭合,反馈电容部呈放电,从积分电路Sn所输出的电压值被初期化。另一方面,在重设控制信号Reset为低电平时,则放电用开关SW21打开,已输入至输入端的电荷储存于反馈电容部,而从积分电路Sn输出对应于该储存电荷量的电压值。
[0051] 保持电路Hn包含输入用开关SW31、输出用开关SW32及保持用电容器C3。保持用电容器C3的一端接地。保持用电容器C3的另一端经由输入用开关SW31与积分电路Sn的输出端连接,经由输出用开关SW32与电压输出用配线Lout连接。输入用开关SW31从控制部40A被赋予通过保持用配线LH的保持控制信号Hold。保持控制信号Hold指示N个保持电路H1~HN的各个的输入用开关SW31的开闭动作。输出用开关SW32从控制部40A被赋予通过第n列选择用配线LH,n的第n列选择控制信号Hsel(n)。第n列选择控制信号Hsel(n)指示保持电路Hn的输出用开关SW32的开闭动作。
[0052] 该保持电路Hn中,如保持控制信号Hold从高电平转为低电平,则输入用开关SW31从闭合状态转为打开状态,在该时输入至输入端的电压值被保持于保持用电容器C3。另外,如第n列选择控制信号Hsel(n)为高电平时,则输出用开关SW32闭合,保持于保持用电容器C3的电压值被输出至电压输出用配线Lout。
[0053] 控制部40A在输出对应于受光部10A中的第m行的N个像素部Pm,1~Pm,N的各个的受光强度的电压值时,由重设控制信号Reset作指示,使N个积分电路S1~SN的各个的放电用开关SW21一度闭合后再打开,其后,由第m行选择控制信号Vsel(m)作指示,使受光部10A中的第m行的N个像素部Pm,1~Pm,N的各个的读出用开关SW1持续在规定期间内闭合。控制部40A在该规定期间内,由保持控制信号Hold作指示,使N个保持电路H1~HN的各个的输入用开关SW31从闭合状态转为打开状态。然后,控制部40A在该规定期间后,由列选择控制信号Hsel(1)~Hsel(N)作指示,使N个保持电路H1~HN的各个的输出用开关SW32依照顺序仅在一定期间内闭合。控制部40A将以上的控制关于各行依照顺序进行。 [0054] 尤其,本实施方式所涉及的固体摄像装置1A具有第1摄像模式及第2摄像模式。在第1摄像模式与第2摄像模式之间,受光部10A中的摄像区域互相不同。控制部40A在第1摄像模式时,使信号读出部20输出对应于电荷的量的电压值,所述电荷的量为在受光部10A中的M×N个像素部P1,1~PM,N的各个的光电二极管PD中所产生的电荷的量。另外,控制部40A在第2摄像模式时,使信号读出部20输出对应于电荷的量的电压值,所述电荷的量为在包含于受光部10A中的呈连续的M1行的特定范围的各像素部Pm,n的光电二极管PD中所产生的电荷的量。再者,M1为未满M的整数。
[0055] 控制部40A在第2摄像模式时,优选为从受光部10A中的M行内最接近信号读出部20的行开始依次数起,将M1行的范围作为上述特定范围,使信号读出部20输出对应于电荷的量的电压值,所述电荷的量为在该特定范围的各像素部Pm,n的光电二极管PD中所产生的电荷的量。即,如图1所示,如在受光部10A中最接近信号读出部20的行为第1行的情况下,优选为控制部40A在第2摄像模式时,将从受光部10A中的第1行至第M1行为止的范围作为上述特定范围,使信号读出部20输出对应于电荷的量的电压值,所述电荷的量为在该特定范围(第1行~第M1行)的各像素部Pm,n的光电二极管PD中所产生的电荷的量。通过采取此方式,即使在第n列读出用配线LO,n断线的情况下,在第2摄像模式时,也使信号读出部20可正常输出对应于电荷的量的电压值 的机率变高,所述电荷的量为上述特定范围的各像素部Pm,n的光电二极管PD中所产生的电荷的量。
[0056] 控制部40A优选为使信号读出部20中的输出电压值相对于输入电荷量的比(增益)在第1摄像模式与第2摄像模式中不同。即,在如图3所示那样构成各积分电路Sn的情况下,优选为控制部40A为如下:通过增益设定信号Gain将增益设定用开关SW22作开闭控制,由此,将各积分电路Sn的反馈电容部的电容值作适当设定,而在第1摄像模式与第2摄像模式使增益为不同。通过采取此方式,例如,在第1摄像模式与第2摄像模式之间,每单位时间从信号读出部20所输出的帧数据的个数(帧速率)不同的情况,或在第1摄像模式与第2摄像模式的任一方进行汇总多个像素部的数据作为1个像素数据的像素并邻组合(binning)读出的情况下,则可在第1摄像模式与第2摄像模式之间将各像素数据设为彼此接近的值。
[0057] 例如,与第1摄像模式相比在第2摄像模式时帧速率较快的情况下,或在第1摄像模式时进行像素并邻组合读出的情况下,优选为与第1摄像模式相比,在第2摄像模式时的增益较大。因而,在第1摄像模式时,通过闭合增益设定用开关SW22,而使反馈电容部的电容值等于积分用电容器C21与积分用电容器C22的各电容值的和。在其另一方面,在第2摄像模式时,通过打开增益设定用开关SW22,而使反馈电容部的电容值等于积分用电容器C21的电容值。通过采取此方式,与第1摄像模式时相比,在第2摄像模式时,减小各积分电路Sn的反馈电容部的电容值,可加大增益。通过此方式,在第1摄像模式与第2摄像模式之间,可将各像素数据设为彼此接近的值。
[0058] 其次,关于第1实施方式所涉及的固体摄像装置1A的动作作说明。在本实施方式所涉及的固体摄像装置1A中,在由控制部40A的控制下,通过M个的行选择控制信号Vsel(1)~Vsel(M)、N个的列选择控制信号Hsel(1)~Hsel(N)、重设控制信号Reset及保持控制信号Hold的各个,在规定的时序作电平变化,则可将入射至受光部10A的光的像进行摄像而获得帧数据。
[0059] 图4说明第1实施方式所涉及的固体摄像装置1A的动作的时序流程图。再者,此处,针对不作像素并邻组合读出的情况进行说明。在 此图中,从上开始按顺序显示:(a)指示N个积分电路S1~SN的各个的放电用开关SW21的开闭动作的重设控制信号Reset;(b)指示受光部10A中的第1行的N个像素部P1,1~P1,N的各个的读出用开关SW1的开闭动作的第1行选择控制信号Vsel(1);(c)指示受光部10A中的第2行的N个像素部P2,1~P2,N的各个的读出用开关SW1的开闭动作的第2行选择控制信号Vsel(2);以及,(d)指示N个保持电路H1~HN的各个的输入用开关SW31的开闭动作的保持控制信号Hold。 [0060] 另外,在此图中,进一步接着按顺序显示:(e)指示保持电路H1的输出用开关SW32的开闭动作的第1列选择控制信号Hsel(1);(f)指示保持电路H2的输出用开关SW32的开闭动作的第2列选择控制信号Hsel(2);(g)指示保持电路H3的输出用开关SW32的开闭动作的第3列选择控制信号Hsel(3);(h)指示保持电路Hn的输出用开关SW32的开闭动作的第n列选择控制信号Hsel(n);及(i)指示保持电路HN的输出用开关SW32的开闭动作的第N列选择控制信号Hsel(N)。
[0061] 第1行的N个像素部P1,1~P1,N的各个的光电二极管PD所产生且储存于光电二极管PD本身的接合电容部的电荷的读出,以如下方式进行。在时刻t10以前,M个的行选择控制信号Vsel(1)~Vsel(M)、N个的列选择控制信号Hsel(1)~Hsel(N)、重设控制信号Reset及保持控制信号Hold的各个设为低电平。
[0062] 从时刻t10起至时刻t11为止的期间,从控制部40A输出至重设用配线LR的重设控制信号Reset成为高电平,由此,在N个积分电路S1~SN的各个中,放电用开关SW21闭合,而积分用电容器C21放电。另外,从较时刻t11在后的时刻t12起至时刻t15为止的期间,从控制部40A输出至第1行选择用配线LV,1的第1行选择控制信号Vsel(1)成为高电平,由此,受光部10A中的第1行的N个像素部P1,1~P1,N的各个的读出用开关SW1闭合。 [0063] 在此期间(t12~t15)内,从时刻t13起至时刻t14为止的期间,从控制部40A输出至保持用配线LH的保持控制信号Hold成为高电平,由此,在N个保持电路H1~HN的各个中,输入用开关SW31闭合。
[0064] 在期间(t12~t15)内方面,由于第1行的各像素部P1,n的读出用开关SW1闭合,而各积分电路Sn的放电用开关SW21打开,因此,至此为止 以各像素部P1,n的光电二极管PD中所产生且已储存于光电二极管PD本身的接合电容部的电荷,通过该像素部P1,n的读出用开关SW1及第n列读出用配线LO,n,传送至积分电路Sn的积分用电容器C21而被储存。然后,对应于储存于各积分电路Sn的积分用电容器C21的电荷的量的电压值,从积分电路Sn的输出端被输出。
[0065] 在该期间(t12~t15)内的时刻t14,通过保持控制信号Hold从高电平转为低电平,而在N个保持电路H1~HN的各个中,输入用开关SW31从闭合状态转为打开状态,在该时从积分电路Sn的输出端被输出且输入至保持电路Hn的输入端的电压值,被保持于保持用电容器C3。
[0066] 然后,在期间(t12~t15)之后,从控制部40A输出至列选择用配线LH,1~LH,N的列选择控制信号Hsel(1)~Hsel(N),依照顺序仅在一定期间成为高电平,由此,N个保持电路H1~HN的各个的输出用开关SW32依照顺序仅在一定期间闭合,被保持于各保持电路Hn的保持用电容器C3的电压值,经由输出用开关SW32依照顺序被输出至电压输出用配线Lout。被输出至此电压输出用配线Lout的电压值Vout,表示第1行的N个像素部P1,1~P1,N的各个的光电二极管PD中的受光强度。
[0067] 接着,第2行的N个像素部P2,1~P2,N的各个的光电二极管PD中所产生且储存于光电二极管PD本身的接合电容部的电荷的读出,以如下方式进行。
[0068] 从时刻t20起至时刻t21为止的期间,从控制部40A输出至重设用配线LR的重设控制信号Reset成为高电平,由此,在N个积分电路S1~SN的各个中,放电用开关SW21闭合,而积分用电容器C21放电。另外,从较时刻t21在后的时刻t22起至时刻t25为止的期间,从控制部40A输出至第2行选择用配线LV,2的第2行选择控制信号Vsel(2)成为高电平,由此,受光部10A中的第2行的N个像素部P2,1~P2,N的各个的读出用开关SW1闭合。 [0069] 在此期间(t22~t25)内,从时刻t23起至时刻t24为止的期间,从控制部40A输出至保持用配线LH的保持控制信号Hold成为高电平,由此,在N个保持电路H1~HN的各个中,输入用开关SW31闭合。
[0070] 然后,在期间(t22~t25)之后,从控制部40A输出至列选择用配线LH,1~LH,N的列选择控制信号Hsel(1)~Hsel(N),依照顺序仅在一定期间 成为高电平,由此,N个保持电路H1~HN的各个的输出用开关SW32依照顺序仅在一定期间闭合。采取以上方式,而将电压值Vout输出至电压输出用配线Lout,所述电压值Vout表示第2行的N个像素部P2,1~P2,N的各个的光电二极管PD中的受光强度。
[0071] 在第1摄像模式时,跟随着如以上的关于第1行及第2行的动作之后,从第3行至第M行为止进行同样的动作,而获得表示以1次摄像所获得的图像的帧数据。另外,如关于第M行动作已结束,则再度在从第1行至第M行为止的范围进行同样的动作,而获得表示下一个的图像的帧数据。这样,通过在一定周期反复同样的动作,将电压值Vout输出至电压输出用配线Lout,而反复获得帧数据,所述电压值Vout表示受光部10A所受光的光的像的2维强度分布。
[0072] 再者,本实施方式所涉及的固体摄像装置1A,在第1摄像模式时作像素并邻组合读出的情况下,进行如图5所示的动作。图5为说明第1实施方式所涉及的固体摄像装置1A的动作的时序流程图。此图显示作2行2列的像素并邻组合读出的情况的动作(即,将帧数据中的读出像素间距设为像素部的间距的2倍的情况的动作)。再者,在作像素并邻组合读出的情况下,优选为在各积分电路Sn中,增益设定用开关SW22闭合,将反馈电容部的电容值设定为大值,将增益设为小值。
[0073] 在此图中,从上开始按顺序显示:(a)重设控制信号Reset;(b)第1行选择控制信号Vsel(1)及第2行选择控制信号Vsel(2);(c)第3行选择控制信号Vsel(3)及第4行选择控制信号Vsel(4);(d)保持控制信号Hold;(e)第1列选择控制信号Hsel(1);(f)第2列选择控制信号Hsel(2);(g)第3列选择控制信号Hsel(3);(h)第n列选择控制信号Hsel(n);以及(i)第N列选择控制信号Hsel(N)。
[0074] 作2行2列的像素并邻组合读出的情况下,如此图所示,从时刻t12起至时刻t15为止的期间,从控制部40A输出至第1行选择用配线LV,1的第1行选择控制信号Vsel(1)成为高电平,受光部10A中的第1行的N个像素部P1,1~P1,N的各个的读出用开关SW1闭合。另外,在此相同期间,从控制部40A输出至第2行选择用配线LV,2的第2行选择控制信号Vsel(2)成为高电平,受光部10A中的第2行的N个像素部P2,1~P2,N的各个的读出用开关SW1闭合。
[0075] 由此,以像素部P1,n及像素部P2,n的各个的光电二极管PD所产生且已储存于光电二极管PD本身的接合电容部的电荷,通过各像素部的读出用开关SW1及第n列读出用配线LO,n,传送至积分电路Sn的积分用电容器C21、C22而被储存。然后,对应于储存于各积分电路Sn的积分用电容器C21、C22的电荷的量的电压值,从积分电路Sn的输出端被输出。N个积分电路S1~SN及N个保持电路H1~HN的各个的动作与上述相同。
[0076] 从N个保持电路H1~HN的各个依照顺序输出的电压值,被输入至A/D转换部30,而转换为对应于其输入电压值的数字值。然后,在从A/D转换部30所输出的N个数字值的内,将对应于第1列及第2列的各个的数字值进行合计,其后也将每2个数字值合计下去。 [0077] 以同样方式,从时刻t22起至时刻t25为止的期间,从控制部40A输出至第3行选择用配线LV,3的第3行选择控制信号Vsel(3)成为高电平,受光部10A中的第3行的N个像素部P3,1~P3,N的各个的读出用开关SW1闭合。另外,在此相同期间,从控制部40A输出至第4行选择用配线LV,4的第4行选择控制信号Vsel(4)成为高电平,受光部10A中的第4行的N个像素部P4,1~P4,N的各个的读出用开关SW1闭合。信号读出部20及A/D转换部
30中进行同样的处理。然后,在从A/D转换部30所输出的N个数字值之内,将对应于第1列及第2列的各个的数字值进行合计,其后也将每2个数字值合计下去。
[0078] 这样,在受光部10A中从第1行依序将每2行同时进行处理,将从A/D转换部30所输出的N个数字值依序每2个进行合计,由此,则可作2行2列的像素并邻组合读出。 [0079] 另一方面,在第2摄像模式时,在以上的第1行至第M1行为止的范围进行同样的动作,而获得表示1次摄像所获得的图像的帧数据。如关于第M1行动作已结束,则再度在从第1行至第M1行为止的范围进行同样的动作,而获得表示下一个的图像的帧数据。这样,通过以一定周期反复同样的动作,将电压值Vout输出至电压输出用配线Lout,而反复获得帧数据,所述电压值Vout表示受光部10A所受光的光的像的2维强度分布。
[0080] 在第2摄像模式时,关于从第(M1+1)行至第M行为止的范围,并 不进行从信号读出部20往电压输出用配线Lout的电压值的输出。然而,在从第(M1+1)行至第M行为止的范围的各像素部Pm,n中,由往光电二极管PD的光入射所产生的电荷,也储存至该光电二极管PD的接合电容部,不久,即超出接合电容部的饱和电平。如储存于光电二极管PD的接合电容部的电荷的量超出饱和电平,则相当于超出饱和电平的量的电荷往相邻的像素部溢出。如相邻的像素部属于第M1行,则关于相邻的像素部从信号读出部20往电压输出用配线Lout输出的电压值会成为不正确的值。
[0081] 因而,优选为设有放电单元,而其在第2摄像模式时,将从第(M1+1)行至第M行为止的范围的各像素部Pm,n的光电二极管PD的接合电容部进行放电。在本实施方式所涉及的固体摄像装置1A方面,作为这样的放电单元,在第2摄像模式时进行如图6所示的动作,通过将电荷传送至积分电路Sn,而使该光电二极管PD的接合电容部进行放电,所述电荷储存于从第(M1+1)行至第M行为止的范围的各像素部Pm,n的光电二极管PD的接合电容部。 [0082] 图6为说明第1实施方式所涉及的固体摄像装置1A的动作的时序流程图。此图显示关于第2摄像模式中的第M1行及第(M1+1)行的各个的动作。
[0083] 在此图中,从上开始按顺序显示:(a)重设控制信号Reset;(b)第M1行选择控制信号Vsel(M1);(c)第(M1+1)行选择控制信号Vsel(M1+1);(d)保持控制信号Hold;(e)第1列选择控制信号Hsel(1);(f)第2列选择控制信号Hsel(2);(g)第3列选择控制信号Hsel(3);(h)第n列选择控制信号Hsel(n);以及(i)第N列选择控制信号Hsel(N)。 [0084] 此图6所示关于从时刻t40起至时刻t50为止的期间中的第M1行的动作,与图4所示关于从时刻t10起至时刻t20为止的期间中的第1行的动作相同。然而,从时刻t42起至时刻t45为止的期间,从控制部40A输出至第M1行选择用配线LV,M1的第M1行选择控制信号Vsel(M1)成为高电平,由此,受光部10A中的第M1行的N个像素部PM1,1~PM1,N的各个的读出用开关SW1闭合。
[0085] 第2摄像模式时,如关于第M1行的动作已结束,时刻t50以后,则进行关于从第(M1+1)行至第M行为止的范围的动作。即,时刻t50 以后,从控制部40A输出至重设用配线LR的重设控制信号Reset成为高电平,由此,在N个积分电路S1~SN的各个中,放电用开关SW21闭合。另外,在时刻t50以后的放电用开关SW21闭合的期间,从第(M1+1)行至第M行为止的行选择控制信号Vsel(M1+1)~Vsel(M)成为高电平,由此,受光部10A中的从第(M1+1)行至第M行为止的范围的各像素部Pm,n的读出用开关SW1闭合。
[0086] 这样,在第2摄像模式时,通过从第(M1+1)行至第M行为止的范围的各像素部Pm,n的读出用开关SW1呈闭合,将储存于该像素部的光电二极管PD的接合电容部的电荷传送至积分电路Sn;另外,通过在各积分电路Sn中放电用开关SW21呈闭合,而使各积分电路Sn的积分用电容器C21始终成为已放电状态。采取此方式,在第2摄像模式时,则可使从第(M1+1)行至第M行为止的范围的各像素部Pm,n的光电二极管PD的接合电容部放电。 [0087] 此时,关于从第(M1+1)行至第M行为止的范围,可将行选择控制信号Vsel(M1+1)~Vsel(M)依照顺序变为高电平,也可将行选择控制信号Vsel(M1+1)~Vsel(M)的内的多个行选择控制信号同时变为高电平,另外,也可将行选择控制信号Vsel(M1+1)~Vsel(M)的全部同时变为高电平。这样,关于从第(M1+1)行至第M行为止的范围,通过多个或全部的行选择控制信号同时成为高电平,则可使各像素部Pm,n的光电二极管PD的接合电容部进一步在短时间放电。
[0088] 再者,作为与第1摄像模式相比较使信号读出部20输出个数较少的像素部的数据的其它摄像模式,也可考虑使信号读出部20输出对应于电荷的量的电压值,所述电荷的量为在包含于受光部10A中呈连续的N1列的各像素部Pm,n的光电二极管PD中所产生的电荷的量。此处,N1为不满N的整数。然而,在这样使信号读出部20输出N1列的各像素部Pm,n的数据的摄像模式中,为了获得1帧数据,则有必要使从控制部40A输出M个的行选择控制信号Vsel(1)~Vsel(M)。相对于此,在本实施方式所涉及的固体摄像装置1A中,在使信号读出部20输出M1行的各像素部Pm,n的数据的第2摄像模式时,由于为了获得1帧数据,则使控制部40A输出M1个的行选择控制信号Vsel(1)~Vsel(M1)即可,因此可作高速动作。 [0089] 再者,在迄今为止所说明的图4~图6所示时序流程图中,在从各保持电路Hn结束电压值的读出后,将各积分电路Sn初期化。然而,如为将各积分电路Sn的输出电压值通过保持电路Hn予以保持之后的话,则也可在从各保持电路Hn读出电压值的期间,将重设控制信号Reset作为高电平而将各积分电路Sn初期化。由此,可进一步作高速的动作。 [0090] 其次,关于第2实施方式所涉及的固体摄像装置1B作说明。图7为显示第2实施方式所涉及的固体摄像装置1B的构成的图。此图所示固体摄像装置1B具备受光部10B、信号读出部20、A/D转换部30及控制部40B。另外,在作为X射线检测用而使用的情况下,以覆盖固体摄像装置1B的受光部10B的方式而设有闪烁器部。
[0091] 与图1所示的第1实施方式所涉及的固体摄像装置1A的构成作比较,此图7所示第2实施方式所涉及的固体摄像装置1B在如下的点为不同:在各第n列读出用配线LO,n上设有切断用开关SW1n及放电用开关SW2n;另外,在具备控制部40B以取代控制部40A的点有差别。
[0092] 各切断用开关SW1n设于读出用配线LO,n上、且在受光部10B中的第M1行与第(M1+1)行之间。即,在切断用开关SW1n闭合时,从第1行至第M行为止的范围的各像素部Pm,n经由读出用配线LO,n与信号读出部20连接。另一方面,在切断用开关SW1n打开时,从第1行至第M1行为止的范围的各像素部Pm,n经由读出用配线LO,n与信号读出部20连接,但从第(M1+1)行至第M行为止的范围的各像素部Pm,n与信号读出部20切断。各切断用开关SW1n通过切断用配线LD1而与控制部40B连接,从控制部40B被赋予通过切断用配线LD1的切断控制信号Disconnect。切断控制信号Disconnect指示各切断用开关SW1n的开闭动作。
[0093] 各放电用开关SW2n设于读出用配线LO,n上、且在相对于设有切断用开关SW1n的位置离信号读出部20更远的一侧。放电用开关SW2n的一端经由读出用配线LO,n,而连接于第(M1+1)行至第M行为止的范围的各像素部Pm,n。放电用开关SW2n的另一端接地。各放电用开关SW2n经由放电用配线LD2而与控制部40B连接,从控制部40B被赋予通过放电用配线LD2的放电控制信号Discharge。放电控制信号Discharge指示各放电用开关SW2n的开闭动作。
[0094] 控制部40B与第1实施方式中的控制部40A同样,将第m行选择控制信号Vsel(m)输出至第m行选择用配线LV,m,将第n列选择控制信号Hsel(n)输出至第n列选择用配线LH,n,将重设控制信号Reset输出至重设用配线LR,将增益设定信号Gain输出至增益设定用配线LG,并且,将保持控制信号Hold输出至保持用配线LH。
[0095] 除此之外,控制部40B也将切断控制信号Disconnect输出至切断用配线LD1,将此切断控制信号Disconnect赋予至N个切断用开关SW11~SW1N的各个。另外,控制部40B将放电控制信号Discharge输出至放电用配线LD2,将此放电控制信号Discharge赋予至N个放电用开关SW21~SW2N的各个。
[0096] 第2实施方式所涉及的固体摄像装置1B也具有第1摄像模式与第2摄像模式。在第1摄像模式与第2摄像模式之间,受光部10B中的摄像区域彼此不同。控制部40B在第1摄像模式时,使信号读出部20输出对应于电荷的量的电压值,所述电荷的量为在受光部
10B中的M×N个像素部P1,1~PM,N的各个的光电二极管PD中所产生的电荷的量。另外,控制部40B在第2摄像模式时,使信号读出部20输出对应于电荷的量的电压值,所述电荷的量为在受光部10B中的从第1行至第M1行为止的范围的各像素部Pm,n的光电二极管PD中所产生的电荷的量。
[0097] 第2实施方式所涉及的固体摄像装置1B中,在第1摄像模式时,从控制部40B经由切断用配线LD1而被赋予至各切断用开关SW1n的切断控制信号Disconnect成为高电平,各切断用开关SW1n闭合。另外,从控制部40B经由放电用配线LD2而被赋予至各放电用开关SW2n的放电控制信号Discharge成为低电平,各放电用开关SW2n打开。在此状态下,从第1行至第M行为止的范围的各像素部Pm,n经由读出用配线LO,n与信号读出部20连接。然后,进行与第1实施方式的情况同样的动作,使信号读出部20输出对应于电荷的量的电压值,所述电荷的量为在受光部10B中的M×N个像素部P1,1~PM,N的各个的光电二极管PD中所产生的电荷的量。
[0098] 另一方面,第2实施方式所涉及的固体摄像装置1B中,在第2摄像模式时,从控制部40B经由切断用配线LD1而被赋予至各切断用开关SW1n的切断控制信号Disconnect成为低电平,各切断用开关SW1n 打开。另外,从控制部40B经由放电用配线LD2而被赋予至各放电用开关SW2n的放电控制信号Discharge成为高电平,各放电用开关SW2n闭合。在此状态下,从第1行至第M1行为止的范围的各像素部Pm,n经由读出用配线LO,n与信号读出部20连接,但从第(M1+1)行至第M行为止的范围的各像素部Pm,n却与信号读出部20切断而接地。
[0099] 然后,在第2摄像模式时,关于从第1行至第M1行为止的范围,进行与第1实施方式的情况相同的动作,使信号读出部20输出对应于各像素部Pm,n的光电二极管PD所产生的电荷的量的电压值。另一方面,关于从第(M1+1)行至第M行为止的范围,行选择控制信号Vsel(M1+1)~Vsel(M)成为高电平,由此,各像素部Pm,n的光电二极管PD的阴极端子经由读出用开关SW1与放电用开关SW2n而接地,因此各像素部Pm,n的光电二极管PD的接合电容部被放电。即,这一情况下,各放电用开关SW2n作为放电单元而发挥作用,而其在第2摄像模式时,将从第(M1+1)行至第M行为止的范围的各像素部Pm,n的光电二极管PD的接合电容部放电。
[0100] 在第2摄像模式时,关于从第(M1+1)行至第M行为止的范围,可将行选择控制信号Vsel(M1+1)~Vsel(M)依照顺序变为高电平,也可将行选择控制信号Vsel(M1+1)~Vsel(M)的内的多个行选择控制信号同时变为高电平,另外,也可将行选择控制信号Vsel(M1+1)~Vsel(M)的全部同时变为高电平。这样,关于从第(M1+1)行至第M行为止的范围,通过多个或全部的行选择控制信号同时变为高电平,则可使各像素部Pm,n的光电二极管PD的接合电容部进一步在短时间放电。
[0101] 另外,在第2摄像模式时,下列两期间如果互相一部分重叠也可:关于从第1行至第M1行为止的范围使信号读出部20输出对应于各像素部Pm,n的光电二极管PD所产生的电荷的量的电压值的期间;及关于从第(M1+1)行至第M行为止的范围各像素部Pm,n的光电二极管PD的接合电容部进行放电的期间。在这样的情况下,则可进一步作高速的动作。 [0102] 另外,在第2摄像模式时,由于通过打开切断用配线LD1而使连接于信号读出部20的第n列读出用配线LO,n变短,因此可减低噪声。
[0103] 接着,关于包含上述实施方式所涉及的固体摄像装置的X射线检 查系统的实施方式作说明。图8为本实施方式所涉及的X射线检查系统100的构成图。本实施方式所涉及的X射线检查系统100具备固体摄像装置与X射线产生装置。将X射线产生装置所输出而穿透检查对象物的X射线,通过固体摄像装置进行摄像,从而检查该检查对象物。 [0104] 此图所示的X射线检查系统100中,X射线产生装置106朝被摄体(检查对象物)产生X射线。从X射线产生装置106所产生的X射线的照射区域由1次缝隙板106b所控制。X射线产生装置106内建有X射线管,通过调整该X射线管的管电压、管电流及通电时间等条件,而控制往被摄体的X射线照射量。X射线摄像器107内建具有呈2维排列的多个像素部的CMOS固体摄像装置,检测通过被摄体的X射线像。在X射线摄像器107的前方,设有限制X射线入射区域的2次缝隙板107a。
[0105] 回旋臂104保持使X射线产生装置106及X射线摄像器107呈相对方向,在全景断层摄影时使它们绕被摄体作回旋。另外,设有滑动单元113,其在线性断层摄影时用于使X射线摄像器107对被摄体作直线位移。回旋臂104由构成旋转台的臂马达110所驱动,其旋转角度由角度传感器112所检测。另外,臂马达110搭载于XY台114的可动部,在水平面内可将旋转中心作任意调整。
[0106] 从X射线摄像器107所输出的图像信号由A/D转换器120,例如转换为10位(=1024阶)的数字数据,一度取入至CPU(中央处理装置)121后,而储备于帧内存122。从储备于帧内存122的图像数据,由特定的运算处理而再生沿着任意的断层面的断层图像。再生后的断层图像输出至视频内存124,由DA转换器125转换为模拟信号后,由CRT(阴极射线管)等的图像显示部126显示,供各种诊断之用。
[0107] CPU121连接着信号处理所需的工作内存123,进而连接着具备面板开关及X射线照射开关等的操作面板119。另外,CPU121分别连接于驱动臂马达110的马达驱动电路111、控制1次缝隙板106b及2次缝隙板107a的开口范围的缝隙控制电路115、116、及控制X射线产生装置106的X射线控制电路118;进而,输出用于驱动X射线摄像器107的时钟信号。
[0108] X射线控制电路118根据由X射线摄像器107所摄像的信号,而 可反馈控制往被摄体的X射线照射量。
[0109] 在如以上那样构成的X射线检查系统100中,作为X射线摄像器107,使用本实施方式所涉及的固体摄像装置1A或1B。
[0110] X射线产生装置106通过控制缝隙板106b的开口范围,而可在第1输出模式时以特定的扩张角输出X射线、在第2输出模式时以比所述特定的扩张角窄的扩张角输出X射线。然后,当X射线产生装置106以第1输出模式输出X射线时,固体摄像装置(X射线摄像器107)以第1摄像模式动作。另一方面,当X射线产生装置106以第2输出模式输出X射线时,固体摄像装置(X射线摄像器107)以第2摄像模式动作。
[0111] 此处,例如,第1输出模式及第1摄像模式相当于专利文献1所记载的CT摄影模式,第2输出模式及第2摄像模式相当于专利文献1所记载的全景模式或头部模式。固体摄像装置1A、1B被配置为,第2摄像模式时的受光部10A、10B中的摄像区域(第1行~第M1行)的长边方向相对于回旋平面为垂直。
[0112] 本实施方式所涉及的X射线检查系统100由于具备本实施方式所涉及的固体摄像装置1A或1B,因此可在第2输出模式及第2摄像模式进行高速摄影。
[0113] 再者,如假定将具备固体摄像装置1A、1B的X射线检查系统100使用于牙科用的情况,则优选为在固体摄像装置1A、1B的受光部10A、10B中列数N大于行数M。这是基于如下理由。即,相当于CT摄影模式的第1摄像模式中,作为在受光部10A、10B中使用于摄像的受光范围的尺寸例如要求为8cm以上×12cm以上。另外,相当于全景模式的第2摄像模式中,作为在受光部10A、10B中使用于摄像的特定范围的尺寸例如要求为15cm以上×7mm以上。如考虑要符合与上述尺寸有关的要求,且从圆形的硅晶圆以最佳效率制作呈1个集成化的固体摄像装置1A、1B的话,则受光部10A、10B的形状必须得往一方向成为较长的长方形。然后,以受光部10A、10B必须成为长方形为前提,而使列数N大于行数M,使从控制部40A、40B所输出的选择控制信号的个数M变少。另外,优选为将信号读出部20中的N个保持电路H1~HN分为多组,对各组个别地设置A/D转换部,使这些A/D转换部作并联动作。通过采取此方式,则可实现像素数据的高速读出。
[0114] 例如,如图9所示,将N个积分电路S1~SN及N个保持电路H1~HN分为4组,将积分电路S1~Si及保持电路H1~Hi作为第1组,将积分电路Si+1~Sj及保持电路Hi+1~Hj作为第2组,将积分电路Sj+1~Sk及保持电路Hj+1~Hk作为第3组,且,将积分电路Sk+1~SN及保持电路Hk+1~HN作为第4组。此处,「1<i<j<k<N」。然后,将从第1组的保持电路H1~Hi的各个依照顺序输出的电压值,通过A/D转换部31转换为数字值,将从第2组的保持电路Hi+1~Hj的各个依照顺序输出的电压值,通过A/D转换部32转换为数字值,将从第3组的保持电路Hj+1~Hk的各个依照顺序输出的电压值,通过A/D转换部33转换为数字值,且,将从第4组的保持电路Hk+1~HN的各个依照顺序输出的电压值,通过A/D转换部34转换为数字值。而且,将4个A/D转换部31~34的各个中的A/D转换处理以并联方式进行。通过采取此方式,则可实现像素数据的高速读出。
[0115] 另外,例如,如考虑作2行2列的像素并邻组合读出,优选为以如下方式:将N个保持电路H1~HN之内对应于奇数列的保持电路作为第1组、对应于偶数列的保持电路作为第2组,对这些第1组及第2组的各个个别地设置A/D转换部,使这2个A/D转换部作并联动作。这一情况下,从对应于奇数列的保持电路、与对应于其的相邻的偶数列的保持电路同时输出电压值,将这2个电压值同时作A/D转换处理而成为数字值。然后,在作像素并邻组合处理时,将这2个数字值合计。通过采取此方式,也可实现像素数据的高速读出。 [0116] 产业上的可利用性
[0117] 本发明涉及固体摄像装置及X射线检查系统。
[0118] 符号说明
[0119] 1A、1B 固体摄像装置
[0120] 10A、10B 受光部
[0121] 20 信号读出部
[0122] 30 A/D转换部
[0123] 40A、40B 控制部
[0124] P1,1~PM,N 像素部
[0125] PD 光电二极管
[0126] SW1 读出用开关
[0127] SW11~SW1N 切断用开关
[0128] SW21~SW2N 放电用开关
[0129] S1~SN 积分电路
[0130] C21、C22 积分用电容器
[0131] SW21 放电用开关
[0132] A2 放大器
[0133] H1~HN 保持电路
[0134] C3 保持用电容器
[0135] SW31 输入用开关
[0136] SW32 输出用开关
[0137] LV,m 第m行选择用配线
[0138] LH,n 第n列选择用配线
[0139] LO,n 第n列读出用配线
[0140] LR 重设用配线
[0141] LG 增益设定用配线
[0142] LH 保持用配线
[0143] Lout 电压输出用配线