專利名稱：成像設(shè)備和放射線成像系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種成像設(shè)備和一種放射線成像系統(tǒng)，其優(yōu)選地用于
醫(yī)療診斷和工業(yè)無損探查。本說明書中的放射線將包括X射線、a射 線、P射線、y射線。
背景技術(shù)：
近年來，在醫(yī)院設(shè)置內(nèi)對(duì)于將X射線圖像進(jìn)行數(shù)字化的需求日益 增加。膠片已經(jīng)被具有包括以二維矩陣布置的轉(zhuǎn)換元件的平面檢測(cè)器 的X射線成像設(shè)備所替代。這種轉(zhuǎn)換元件將X射線轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。這 種平面檢測(cè)器將縮寫為FPD (平板檢測(cè)器)。
實(shí)際使用的能夠?qū)o態(tài)圖像進(jìn)行成像的放射線成像設(shè)備包括在 以諸如玻璃的材料制成的絕緣村底上被提供有薄膜半導(dǎo)體(例如非晶 硅)的FPD。外圍單元(例如驅(qū)動(dòng)電路單元和信號(hào)處理電路單元)被 包括在以單晶半導(dǎo)體制成的集成電路中，以及被布置在絕緣襯底中。 對(duì)于這種放射線成像設(shè)備，已經(jīng)通過制造以例如非晶硅的材料制成的 薄膜半導(dǎo)體的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)了至少40平方厘米的大面積FPD,來覆蓋 人體胸部區(qū)域的尺寸。這種制造工藝相對(duì)簡(jiǎn)單。因此，正期待實(shí)現(xiàn)廉 價(jià)放射線成像設(shè)備。非晶硅可以在例如以不大于lmm的薄玻璃制成 的絕緣襯底上被制造，以及因此，可以有利地被制成得厚度極其薄， 以作為檢測(cè)器。
近來，通過這種放射線成像設(shè)備進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)圖像拾取正在進(jìn)行 中。期望每個(gè)單位廉價(jià)地制造這種設(shè)備，從而對(duì)靜止圖像和運(yùn)動(dòng)圖像 的圖像拾取廣為應(yīng)用到很多醫(yī)院。
例如在日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_No.2003-218339中描述了具有能夠進(jìn) 行靜止圖像和運(yùn)動(dòng)圖像的圖像拾取的FPD的這種放射線成像設(shè)備。日
6本專利申請(qǐng)?zhí)亻_No.2003-218339討論了像素，像素包括PIN光電轉(zhuǎn)換 元件和MIS光電轉(zhuǎn)換元件、將放射線的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換為可由光電轉(zhuǎn)換元件 感測(cè)的光的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器、和將光轉(zhuǎn)換為電荷以及包含生成與入射放射 線對(duì)應(yīng)的電信號(hào)的轉(zhuǎn)換元件的光電轉(zhuǎn)換元件。此外，日本專利申請(qǐng)?zhí)?開No.2003-218339討論了例如包括主電極的薄膜晶體管(TFT)的輸 出開關(guān)元件，主電極之一連接到轉(zhuǎn)換元件的電極之一，從而輸出基于 由轉(zhuǎn)換元件生成的電荷的電信號(hào)。日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_No.2003-218339 討論了包括主電極的初始化開關(guān)元件，主電極之一連接到轉(zhuǎn)換元件的 電極之一，從而對(duì)轉(zhuǎn)換元件進(jìn)行初始化。關(guān)于日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_ No.2003-218339, —個(gè)^象素包括這些轉(zhuǎn)換元件、輸出開關(guān)元件和初始 化開關(guān)元件中的每一個(gè)中的至少一個(gè)單元。轉(zhuǎn)換單元包括以二維矩陣 布置的這些像素。
日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_No.2003-218339討論了被提供給每一行并共 同連接到沿著行布置的輸出開關(guān)元件的多個(gè)控制電極以將輸出驅(qū)動(dòng)信 號(hào)給予每一行的輸出驅(qū)動(dòng)配線。日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_No.2003-218339討 論了被提供給每一行并共同連接到沿著行布置的初始化開關(guān)元件的多 個(gè)控制電極以將初始化驅(qū)動(dòng)信號(hào)給予每一行的初始化驅(qū)動(dòng)配線。這些 轉(zhuǎn)換單元、偏置配線、輸出驅(qū)動(dòng)配線、初始化驅(qū)動(dòng)配線和信號(hào)配線被 布置在通過薄膜半導(dǎo)體技術(shù)以例如玻璃的材料制成的絕緣村底上，并 被包括在傳感器面板中。專利文獻(xiàn)1討論了一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路單元，其均 被提供給對(duì)于每一行而提供的輸出驅(qū)動(dòng)配線以及初始化驅(qū)動(dòng)配線，從 而分別給出輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)和初始化驅(qū)動(dòng)信號(hào)。此外，每一信號(hào)配線包 括至少一個(gè)運(yùn)算放大器，其被提供有信號(hào)處理電路單元(讀出電路單 元)，信號(hào)處理電路單元包括復(fù)用器，復(fù)用器將來自多個(gè)信號(hào)配線的 并行信號(hào)轉(zhuǎn)換為串行信號(hào)。該信號(hào)處理電路單元從像素讀出模擬電信 號(hào)。該信號(hào)處理電路單元可以包括A/D轉(zhuǎn)換器，其對(duì)模擬電信號(hào)進(jìn)行 數(shù)字化，以及A/D轉(zhuǎn)換器可以被提供給信號(hào)處理電路單元的下游級(jí)。 這些驅(qū)動(dòng)電路單元和信號(hào)處理電路是被制成芯片的單晶半導(dǎo)體集成電 路(IC芯片)，并被布置在傳感器面板中，以包括對(duì)于傳感器面板的電連接。因此，在每一行上使得能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)換元件和像素之一的輸出 和讀出操作以及初始化操作。
然而，由于在每一像素行上輸出驅(qū)動(dòng)配線和初始化驅(qū)動(dòng)配線二者
都連接到一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路單元，因此曰本專利申請(qǐng)?zhí)亻_No.2003-218339 中描述的放射線成像設(shè)備是具有高配線密度的模式。成像設(shè)備有時(shí)候 包括傳感器面板以及作為IC芯片的驅(qū)動(dòng)電路單元，該傳感器面板在 絕緣襯底上包含非單晶半導(dǎo)體開關(guān)元件以及轉(zhuǎn)換元件和各種配線，其 中，驅(qū)動(dòng)電路單元被布置在傳感器面板中。于是，較高的配線密度將 增加驅(qū)動(dòng)電路單元的電封裝密度。因此，具有小像素間距的較高配線 密度將使得幾乎不能夠?qū)︱?qū)動(dòng)電路單元進(jìn)行電封裝。
于是，在布置預(yù)定行的初始化開關(guān)元件以及后續(xù)行的輸出開關(guān)元 件從而成為對(duì)于相同驅(qū)動(dòng)配線的連接的情況下，對(duì)于一個(gè)像素行僅一 個(gè)驅(qū)動(dòng)配線將是合適的。然而，在這種模式下，將同時(shí)執(zhí)行預(yù)定行的 初始化操作以及后續(xù)行的輸出操作。因此，用于同時(shí)輸出預(yù)定行和后 續(xù)行的被稱為像素相加的輸出操作模式例如將不再可行。也就是說， 僅在每一行上依次進(jìn)行輸出的輸出操作模式是可行的，導(dǎo)致的問題是， 減少了選擇輸出操作模式的自由。
因此，在日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_No.2007-104219中，例如，將輸出 驅(qū)動(dòng)配線拉出到傳感器面板的第一側(cè)，以提供輸出驅(qū)動(dòng)電路單元，以 及將初始化驅(qū)動(dòng)配線拉出到第二側(cè)，以提供初始化驅(qū)動(dòng)電路單元，從
而傳感器面板的第一側(cè)和第二側(cè)將轉(zhuǎn)換單元夾在中間。通過這種配置， 每側(cè)的驅(qū)動(dòng)電路單元的電封裝密度小于日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_ No.2003-218339中的密度，從而減少驅(qū)動(dòng)電路單元上的電封裝負(fù)荷。 因此，可以防止降低選擇輸出操作模式的自由。

發(fā)明內(nèi)容
然而，所謂的明暗現(xiàn)象(shading)偶爾出現(xiàn)在日本專利申請(qǐng)?zhí)?開No.2007-104219中的放射線成像設(shè)備中，導(dǎo)致的問題是，在列方向 上多個(gè)布置的每一信號(hào)配線的初始規(guī)則的模擬電信號(hào)輸出變得不均
8勻，以及此后，所獲得的圖像(信號(hào)輸出)的密度(density)變得不 均勻。產(chǎn)生這種明暗現(xiàn)象的情況而導(dǎo)致的問題是，出現(xiàn)將模擬電信號(hào) 轉(zhuǎn)換為數(shù)字電信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換器的動(dòng)態(tài)范圍的偏差，無法獲取正確數(shù) 字圖像數(shù)據(jù)，從而降低了圖像質(zhì)量。
鑒于上述問題而獲得本發(fā)明。其目的在于，提供一種成像設(shè)備和 一種放射線成像系統(tǒng)，其能夠?qū)︱?qū)動(dòng)電路單元進(jìn)行簡(jiǎn)單電封裝，確保 自由選擇輸出操作模式，以及在減少的明暗現(xiàn)象影響的情況下實(shí)現(xiàn)高 質(zhì)量圖像的獲取。
本發(fā)明的成像設(shè)備包括轉(zhuǎn)換單元，其包括在絕緣村底上以矩陣 被布置的多個(gè)像素，其中，所述像素包括轉(zhuǎn)換元件，其具有至少兩 個(gè)電極，以及將放射線或光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；輸出開關(guān)元件，其具有兩 個(gè)主電極，所述兩個(gè)主電極之一連接到所述轉(zhuǎn)換元件的所述兩個(gè)電極 之一，以用于輸出電信號(hào)；和初始化開關(guān)元件，其具有兩個(gè)主電極， 所述兩個(gè)主電極之一連接到所述轉(zhuǎn)換元件的兩個(gè)電極之一 ，以用于對(duì) 所述轉(zhuǎn)換元件進(jìn)行初始化；第一驅(qū)動(dòng)配線，其電連接到預(yù)定行中的像 素的輸出開關(guān)元件的控制電極；第二驅(qū)動(dòng)配線，其電連接到預(yù)定行中 的像素的初始化開關(guān)元件的控制電極；第三驅(qū)動(dòng)配線，其電連接到與 所述預(yù)定行不同的另 一行中的像素的輸出開關(guān)元件的控制電極；第四 驅(qū)動(dòng)配線，其電連接到所述另 一 行中的像素的初始化開關(guān)元件的控制 電極；第一驅(qū)動(dòng)電路單元，其沿著所述絕緣襯底的第一側(cè)而被布置， 以及電連接到第一驅(qū)動(dòng)配線和第二驅(qū)動(dòng)配線；和第二驅(qū)動(dòng)電路單元， 其沿著所述絕緣襯底的第二側(cè)被布置，以及電連接到第三驅(qū)動(dòng)配線和 第四驅(qū)動(dòng)配線，所述絕緣襯底的第二側(cè)被布置為與所述第一側(cè)相對(duì)， 從而將所述轉(zhuǎn)換單元夾在所述第一側(cè)與所述第二側(cè)之間。
此外，本發(fā)明的成像設(shè)備包括轉(zhuǎn)換單元，其包括在絕緣襯底上 以矩陣被布置的多個(gè)像素，其中，所述像素包括轉(zhuǎn)換元件，其具有 至少兩個(gè)電極，以及將放射線或光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；輸出開關(guān)元件，其 具有兩個(gè)主電極，所述兩個(gè)主電極之一連接到所述轉(zhuǎn)換元件的所述兩 個(gè)電極之一，以用于執(zhí)行輸出操作，從而輸出電信號(hào)；和初始化開關(guān)所述兩個(gè)主電極之一連接到所述轉(zhuǎn)換元件的兩個(gè)電極之一，以用于進(jìn)行初始化操作，從而對(duì)所述轉(zhuǎn)換元件進(jìn)行
初始化；第一驅(qū)動(dòng)電路單元，其沿著所述絕緣襯底的第一側(cè)而被布置，從而第 一驅(qū)動(dòng)電路單元將用于執(zhí)行所述輸出操作的第 一輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給預(yù)定行中的像素的輸出開關(guān)元件的控制電極，以及將用于執(zhí)行所述初始化操作的第一初始化驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給預(yù)定行中像素的初始化開關(guān)元件的控制電極；和第二驅(qū)動(dòng)電路單元，沿著所述絕緣襯底的第二側(cè)而被布置，從而第二驅(qū)動(dòng)電路單元將用于執(zhí)行輸出操作的第二輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給與所述預(yù)定行不同的另 一行中的像素的輸出開關(guān)元件的控制電極，以及將用于執(zhí)行初始化操作的第二初始化驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給與所述預(yù)定行不同的另 一行中的像素的初始化開關(guān)元件的控制電極，所述絕緣襯底的第二側(cè)被布置為與所述第一側(cè)相對(duì)，從而將所述轉(zhuǎn)換單元夾在所述第一側(cè)與所述第二側(cè)之間。
本發(fā)明的放射線成像系統(tǒng)包括上述成像設(shè)備；和放射線生成單元，用于生成放射線，從而照射(impinge)到對(duì)象上，然后入射到所述轉(zhuǎn)換元件中。本發(fā)明使得能夠?qū)︱?qū)動(dòng)電路單元進(jìn)行簡(jiǎn)單電封裝，確保自由選擇輸出操作模式，以及在減少的明暗現(xiàn)象影響的情況下獲取高質(zhì)量圖像。
結(jié)合附圖從以下示例性實(shí)施例的描述，本發(fā)明的進(jìn)一步的特征將變得清楚。


圖1是示意性包括成像設(shè)備的本發(fā)明第一實(shí)施例的模式示圖(pattern diagram )。
圖2是例示與本發(fā)明第 一 實(shí)施例有關(guān)的成像設(shè)備的處理過程的流程圖。
圖3是示出與本發(fā)明第 一 實(shí)施例有關(guān)的成像設(shè)備的操作模式1下的驅(qū)動(dòng)方法的時(shí)序圖。
圖4是示出與本發(fā)明第 一 實(shí)施例有關(guān)的成像設(shè)備的操作模式2下
10的驅(qū)動(dòng)方法的時(shí)序圖。
圖5是示出與本發(fā)明第一實(shí)施例有關(guān)的成像設(shè)備的操作模式3下的驅(qū)動(dòng)方法的時(shí)序圖。
圖6A和圖6B是包括第一驅(qū)動(dòng)電路單元的內(nèi)部以及例示其驅(qū)動(dòng)定時(shí)的本發(fā)明第一實(shí)施例的模式示圖。
圖7是例示與本發(fā)明第一實(shí)施例有關(guān)的成像設(shè)備中所包括的轉(zhuǎn)換單元與各個(gè)驅(qū)動(dòng)電路單元和讀出電路單元之間的配線的模式示圖。
圖8是示意性包括與傳統(tǒng)例子有關(guān)的成像設(shè)備的模式示圖。
圖9是例示與圖8所示的傳統(tǒng)例子有關(guān)的成像設(shè)備的暗信號(hào)(FPN輸出)的特性示圖。
圖10是例示與本發(fā)明第二實(shí)施例有關(guān)的成像設(shè)備中所包括的轉(zhuǎn)換單元與各個(gè)驅(qū)動(dòng)電路單元和讀出電路單元之間的配線的模式示圖。
圖IIA和圖11B是例示包括第一驅(qū)動(dòng)電路單元和第二驅(qū)動(dòng)電路單元的內(nèi)部的本發(fā)明第三實(shí)施例的模式示圖。
圖12是例示圖IIA和圖IIB所示的第一驅(qū)動(dòng)電路單元和第二驅(qū)動(dòng)電路單元的驅(qū)動(dòng)定時(shí)的時(shí)序圖。
圖13是示意性包括轉(zhuǎn)換單元中所包括的一個(gè)像素的本發(fā)明第四實(shí)施例的截面圖。
圖14是示意性包括放射線成像系統(tǒng)的本發(fā)明第五實(shí)施例的模式示圖。
具體實(shí)施例方式
首先將描述明暗現(xiàn)象出現(xiàn)的原因。為了研究，將顯示與日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_No.2007-104219有關(guān)的成像設(shè)備。圖8是示意性包括與曰本專利申請(qǐng)?zhí)亻_No.2007-104219有關(guān)的成像設(shè)備的模式示圖。
該圖8所示的放射線成像設(shè)備800被提供有輸出驅(qū)動(dòng)電路單元821和初始化驅(qū)動(dòng)電路單元822，輸出驅(qū)動(dòng)電路單元821僅連接到輸出驅(qū)動(dòng)配線VgTl至VgT6，初始化驅(qū)動(dòng)電路單元822 ^f又連接到初始化驅(qū)動(dòng)配線VgRl至VgR6。對(duì)于以下描述，圖8所示的讀出電路單元830、傳感器偏置電源840和初始化電源850的功能通常分別與讀出電路單 元130、傳感器偏置電源140和初始化電源150的功能相似，以及因 此，將省略關(guān)于它們的詳細(xì)描述。
圖8所示的放射線成像設(shè)備800連接到各個(gè)驅(qū)動(dòng)電路單元821和 822，從而同一行中的輸出開關(guān)元件的輸出驅(qū)動(dòng)配線和初始化開關(guān)元件 的初始化驅(qū)動(dòng)配線具有相同的總配線長(zhǎng)度。驅(qū)動(dòng)電路單元被布置到轉(zhuǎn) 換單元810的左邊和右邊，并通常連接到相同數(shù)量的驅(qū)動(dòng)配線。輸出 驅(qū)動(dòng)電路單元包括這樣的組件，以解決例如驅(qū)動(dòng)電路單元的高封裝密 度的制造問題。然而，圖8所示的放射線成像設(shè)備800導(dǎo)致以下問題。
圖9是例示圖8所示的成像設(shè)備的的暗信號(hào)(FPN輸出)的特性 示圖。該圖9的橫坐標(biāo)軸是列坐標(biāo)，以及示出一行包括2156個(gè)像素的 情況。圖9的縱坐標(biāo)軸已經(jīng)對(duì)來自讀出電路單元830的暗信號(hào)(FPN 輸出)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。圖9中的特性示圖示出讀出電路單元830的內(nèi) 部的增益變化到1、 1.5和3的情況下的特性。如圖9所示，通過改變 增益，暗信號(hào)變得更大。如果從當(dāng)放射線照射時(shí)的輸出信號(hào)減去這些 暗信號(hào)，則可以獲得真正的輸出信號(hào)(真正的圖像信號(hào))。
然而，如圖9中增益為3的特性的情況所示，下側(cè)的暗信號(hào)偏離 A/D轉(zhuǎn)換器832的下側(cè)的動(dòng)態(tài)范圍的情況導(dǎo)致的問題是，沒有獲得正 確圖像信號(hào)。在圖9中增益為1.5的情況下，暗信號(hào)在A/D轉(zhuǎn)換器832 的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)。然而，在輸出驅(qū)動(dòng)電路單元821的附近的輸出開關(guān)元 件的坐標(biāo)O處，暗信號(hào)近似為62 (AU)。也就是說，期望暗信號(hào)(偏 移輸出)呈現(xiàn)出平坦特性，而沒有圖9中增益為1、 1.5和3的情況所 示的明暗現(xiàn)象。
動(dòng)電流)的、情況下的、暗信號(hào)特性。在此情況下 如圖9所示，暗信號(hào) 特性是平坦的。
圖9示出在無明暗現(xiàn)象的情況下暗信號(hào)(FPN輸出)電平近似 35 ( AU)。這是由讀出電路單元830和A/D轉(zhuǎn)換器832的基準(zhǔn)電位 所確定的電平，并且，不是特別異常的?？梢酝ㄟ^減法處理(補(bǔ)償處理)來解決該情況。
通常，在暗狀態(tài)下，有限暗電流也在轉(zhuǎn)換元件中流動(dòng)。波動(dòng)取決 于該電流的所累積的電荷的數(shù)量而出現(xiàn)。這種波動(dòng)在每一像素中隨機(jī) 出現(xiàn)，并且被稱為散粒噪聲，它是因圖像的粒度而引起的噪聲。還出 現(xiàn)因開關(guān)元件的接通電阻以及信號(hào)配線和驅(qū)動(dòng)配線的電阻值而引起的
熱噪聲(Johnson噪聲)。這種噪聲在每一像素中隨機(jī)出現(xiàn)，類似于 上述散粒噪聲。讀出電路單元830中也出現(xiàn)隨機(jī)噪聲。圖像的質(zhì)量(圖 像質(zhì)量)根據(jù)因預(yù)放大器Al至A3中包括的晶體管(特別地，放大器 中的晶體管的初始級(jí)差分對(duì))而引起的熱噪聲和1/f噪聲而變化。A/D 轉(zhuǎn)換器中的量化噪聲將是隨機(jī)噪聲。也就是說，作為減少在轉(zhuǎn)換元件 和開關(guān)元件中出現(xiàn)的所顯現(xiàn)的噪聲的單元，預(yù)放大器Al至A3的增益 增加。在發(fā)生過程中，各個(gè)部件中獨(dú)立地出現(xiàn)噪聲(例如散粒噪聲和 熱噪聲)。由平方和的平方根來表示它們的總噪聲量。
另一方面，信號(hào)量與讀出電路單元830的預(yù)放大器Al至A3的 增益成比例。也就是說，如圖9所示，在將增益設(shè)置為3的情況下， 例如，增益是設(shè)置為1.5的增益的兩倍大，并且因此，信號(hào)量將是兩 倍大。然而，由于在原理上讀出電路單元830的噪聲量將不為零，因 此總噪聲量將并非兩倍大。其原因是，預(yù)放大器Al至A3的后續(xù)級(jí)中 也存在生成隨機(jī)噪聲的噪聲源。也就是說，在將增益設(shè)置為3的情況 下的S/N大于將增益設(shè)置為1.5的情況下的S/N。具體地說，為了減 少在熒光攝影(fluorography )的情況下連續(xù)拾取多頁圖像而在對(duì)象 (患者)上照射的放射線量，期望將讀出電路單元830的預(yù)放大器Al 至A3的增益設(shè)置為較大。
然而，圖9所示的暗信號(hào)特性包括在有關(guān)放射線成像設(shè)備800內(nèi) 部具有大偏移輸出的明暗現(xiàn)象特性。因此，在較大增益的情況下，偏 移輸出明暗現(xiàn)象可能偏離A/D轉(zhuǎn)換器的動(dòng)態(tài)范圍。因此，對(duì)于熒光攝 影，偶爾可能不允許將增益設(shè)置得較大。也就是說，圖8所示的放射 線成像設(shè)備800無法拾取具有良好S/N比率的X射線圖像，導(dǎo)致的問 題是，不能夠減少在對(duì)象(患者)上照射的放射線量。
13此后，以下將描述圖9所示的暗信號(hào)的明暗現(xiàn)象的原因。 首先，將僅考慮輸出開關(guān)元件的輸出操作。每次當(dāng)在接通電位(高 電位)與關(guān)斷電位(低電位)之間切換驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，該電位變化分
變成連接的節(jié)點(diǎn)。雖然電流在輸出開關(guān)元件中流動(dòng)，但上述節(jié)點(diǎn)停留 在特定恒定電位。然而，當(dāng)沒有電流流動(dòng)時(shí)，通過柵極電容在沒有電 流在上述節(jié)點(diǎn)處流動(dòng)時(shí)保持電位變化分量。當(dāng)接下來(也就是說，后 續(xù)幀)電流在輸出開關(guān)元件中流動(dòng)時(shí)，這種電位變化分量將基本上被 讀出為暗偏移信號(hào)。然而，在此情況下，當(dāng)在后續(xù)幀中電流在輸出開 關(guān)元件中流動(dòng)時(shí)，因接通電位而引起的電位變化分量以及因關(guān)斷電位 而引起的電位變化分量彼此相消，導(dǎo)致沒有偏移輸出。也就是說，如 果無論電流是否流動(dòng)，到達(dá)輸出開關(guān)元件的輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)都是相似的 矩形波，則認(rèn)為沒有生成偏移輸出(不管距輸出驅(qū)動(dòng)電路單元821的 距離如何)。也就是說，如果僅輸出開關(guān)元件受驅(qū)動(dòng)，但初始化開關(guān) 元件不受驅(qū)動(dòng)，則在如圖9所示的偏移輸出中不出現(xiàn)明暗現(xiàn)象。
接下來，將考慮既驅(qū)動(dòng)輸出開關(guān)元件又驅(qū)動(dòng)初始化開關(guān)元件的情 況。在此情況下，電流在后續(xù)初始化開關(guān)元件中流動(dòng)，并且由此，當(dāng) 輸出開關(guān)元件關(guān)斷時(shí)流入的上述節(jié)點(diǎn)中所保留的電信號(hào)(電荷)是停 止的，并且將決不^皮讀出。此后，當(dāng)初始化開關(guān)元件關(guān)斷時(shí)流入的電 信號(hào)(電荷)被保留在上述節(jié)點(diǎn)中，并且將當(dāng)在后續(xù)幀中電流在輸出 開關(guān)元件中流動(dòng)時(shí)而被讀出?；谠撛?，當(dāng)在沿著轉(zhuǎn)換單元810的 左側(cè)定位的輸出驅(qū)動(dòng)電路單元821附近的像素的初始化開關(guān)元件中沒 有電流流動(dòng)時(shí)，從沿著轉(zhuǎn)換單元810的右側(cè)定位的遠(yuǎn)距初始化驅(qū)動(dòng)電 路單元822提供脈沖波形(下降)，并且因此，脈沖波形(下降)將 損失尖銳性(sharpness)。另一方面，當(dāng)電流在有關(guān)像素的輸出開關(guān) 元件中流動(dòng)時(shí)，從附近的輸出驅(qū)動(dòng)電路單元821提供脈沖波形(上升)， 并且因此，矩形波是尖銳的。
通過柵極電容流入的電荷量取決于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的脈沖波形，并且因 此，不影響缺少尖銳性的波形。相應(yīng)地，位于轉(zhuǎn)換單元810的左邊的
14像素將顯著受輸出開關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的上升脈沖所影響，并且將是
在"+"側(cè)的暗信號(hào)。另一方面，與之對(duì)照，位于轉(zhuǎn)換單元810的右 邊的像素的暗信號(hào)主要受初始化開關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的下降脈沖所影 響，并且將是在"-"側(cè)的暗信號(hào)。轉(zhuǎn)換單元810中心附近的像素中的 暗信號(hào)將被抵消，以變?yōu)槠胶獾陌敌盘?hào)。
因控制輸出開關(guān)元件的輸出驅(qū)動(dòng)配線的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的信號(hào)波形與 控制初始化開關(guān)元件的初始化驅(qū)動(dòng)配線的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的信號(hào)波形之間的 差而導(dǎo)致圖9中的暗信號(hào)(偏移輸出)特性中的明暗現(xiàn)象。更具體地 說，其原因在于，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)電位變化時(shí)(例如在下降和上升之一的 情況下)，流入使得輸出開關(guān)元件和初始化開關(guān)元件變成連接的節(jié)點(diǎn) 的電位變化分量(電荷)根據(jù)行方向而不同。
施加到這些驅(qū)動(dòng)配線的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的信號(hào)波形取決于驅(qū)動(dòng)配線的 電阻值以及開關(guān)元件的電極間電容，并且對(duì)于在此的實(shí)施例，取決于 TFT的柵極電極(G)與漏極電極(D)和源極電極(S)中的一個(gè)之 間的寄生電容(Cgs， Cgd)。因驅(qū)動(dòng)配線的材料、它們的配線寬度以 及膜厚度而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)配線的電阻。隨著電阻值越小，信號(hào)波形的尖銳 性的減少就越小。隨著開關(guān)元件的電極間電容越小，信號(hào)波形的尖銳 性的減少也越小。信號(hào)波形的尖銳性的減少還參照上升特性的下降特 性以及與配線長(zhǎng)度有關(guān)的時(shí)間延遲。
放射線成像設(shè)備的有效像素區(qū)域通常符合于普通倫琴膜。半切割 (half-cut)尺寸將是大的，近似為35cm x 43cm的尺寸。拾取人類胸 部區(qū)域的圖像需要這樣的尺寸。西方人的形體尺寸大于日本人的形體 尺寸。實(shí)現(xiàn)了具有43 cm x 43 cm有效像素區(qū)域的放射線成像設(shè)備， 用于實(shí)際使用。作為轉(zhuǎn)換元件的這種大放射線成像設(shè)備的主要材料是 非單晶半導(dǎo)體材料(例如非晶硒和非晶硅)。在絕緣襯底(例如玻璃
襯底)上形成主要以非單晶半導(dǎo)體材料(例如非晶硅)作為主要材料 制成的薄膜晶體管(TFT)，從而用作輸出開關(guān)元件和初始化開關(guān)元 件。例如鋁、鉬、鉻和鉭的材料主要用作TFT驅(qū)動(dòng)配線的材料。
在這種大放射線成像設(shè)備的情況下，驅(qū)動(dòng)TFT的驅(qū)動(dòng)配線的長(zhǎng)度不小于43cm，并且極其大。必要的是，驅(qū)動(dòng)配線的電阻值將變高。 通常，以單晶半導(dǎo)體材料制成的光學(xué)傳感器(例如單晶硅CMOS傳感 器、MOS傳感器和CCD)受限于晶片尺寸。因此，不可能例如通過 一個(gè)晶片制造43 cm x 43 cm的大傳感器。通常，在放射線成像設(shè)備 包括以單晶半導(dǎo)體晶片制成的傳感器的情況下，考慮執(zhí)行以下操作之 一通過收縮光學(xué)系統(tǒng)以小型芯片進(jìn)行圖像形成，以及進(jìn)行設(shè)計(jì)以通 過排列多個(gè)小型芯片來獲得擴(kuò)展的面積。
然而，開關(guān)元件的配線長(zhǎng)度短于具有以非單晶半導(dǎo)體材料制成的 開關(guān)元件的放射線成像設(shè)備的開關(guān)元件的配線長(zhǎng)度，并且配線的電阻 值小于具有以非單晶半導(dǎo)體材料制成的開關(guān)元件的放射線成像設(shè)備的 配線的電阻值。通常，已知單晶硅的遷移率比非單晶半導(dǎo)體(例如非 晶硅)大近似二位數(shù)到三位數(shù)。在以非單晶半導(dǎo)體材料制成的開關(guān)元 件和例如MOS晶體管的開關(guān)元件包括與單晶半導(dǎo)體材料(例如單晶 硅)等效的特性的情況下，可以使得溝道尺寸小。因此，可以使得以 單晶半導(dǎo)體制成的開關(guān)元件的電極間電容極其小于以非單晶半導(dǎo)體制 成的開關(guān)元件(例如以非晶硅制成的TFT)的電極間電容。在工藝精 度規(guī)則方面，單晶半導(dǎo)體通常高于例如以非晶硅制成的非單晶半導(dǎo)體。 因此，可以通過自對(duì)準(zhǔn)來形成溝道，并且可以使得電極間電容小。
通常，成像元件的尺寸在以單晶半導(dǎo)體制成的傳感器中是小的。 因此，柵極配線短，并且電阻值小。此外，由于大的遷移率，故開關(guān) 元件的尺寸可以顯著小于以非單晶半導(dǎo)體制成的開關(guān)元件的尺寸。因 此，柵極配線的寄生電極間電容小。因此，在以單晶半導(dǎo)體制成的傳 感器的圖9中所示的暗信號(hào)(偏移)中幾乎不出現(xiàn)明暗現(xiàn)象。偶然出 現(xiàn)的影響小。也就是說，上述問題可能是具有以非單晶半導(dǎo)體制成的 開關(guān)元件(例如非晶硅TFT)的放射線成像設(shè)備特有的問題。也就是 說，在大面積放射線成像設(shè)備包括能夠通過變更(diverting)處理技 術(shù)來擴(kuò)展面積的薄膜半導(dǎo)體(例如非晶硅TFT)的情況下，出現(xiàn)上述 問題。
本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，因暗信號(hào)(偏移)中出現(xiàn)的明暗現(xiàn)象而導(dǎo)
16致放射線成像設(shè)備800中出現(xiàn)的所獲得的圖像中的密度(信號(hào)輸出) 不均勻性(也就是所謂的明暗現(xiàn)象)。作為深刻檢查的結(jié)果，本發(fā)明 的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，包括下面將要描述的實(shí)施例的本發(fā)明可以解決因暗信 號(hào)(偏移)中的明暗現(xiàn)象而引起的圖像中出現(xiàn)的明暗現(xiàn)象。 (第一實(shí)施例)
以下將通過附圖描述本發(fā)明第一實(shí)施例。圖l是示意性包括成像 設(shè)備的本發(fā)明第一實(shí)施例的模式示圖。
如圖1所示，放射線成像設(shè)備100包括轉(zhuǎn)換單元110、第一驅(qū) 動(dòng)電路單元121和第二驅(qū)動(dòng)電路單元122、讀出電路單元130、傳感器 偏置電源140、初始化電源150、控制單元160、模式選擇單元170。
轉(zhuǎn)換單元110被形成為包括多個(gè)像素lll，所述多個(gè)像素lll 以二維矩陣被布置在絕緣襯底上(圖1所示的玻璃襯底10上)。 一個(gè) 像素lll被形成為包括一個(gè)轉(zhuǎn)換元件(S11至S63之一)、 一個(gè)輸 出開關(guān)元件(TT11至TT63之一)、 一個(gè)初始化開關(guān)元件(TR11至 TR63之一)。為了方便，在圖1中的轉(zhuǎn)換單元110中示出像素111 的總共六行x三列的18個(gè)像素的部分。然而，自然地，可以以二維 矩陣布置更多的像素111,并且形成更多的像素111。
轉(zhuǎn)換元件Sll至S63將入射放射線和入射光之一轉(zhuǎn)換為電荷。輸 出開關(guān)元件TT11至TT63將基于由各個(gè)轉(zhuǎn)換元件Sll至S63轉(zhuǎn)換的 電荷的電信號(hào)輸出到^^素111外部。初始化開關(guān)元件TR11至TR63 對(duì)各個(gè)轉(zhuǎn)換元件sil至S63進(jìn)行初始化。對(duì)于輸出開關(guān)元件和初始化 開關(guān)元件，使用以非單晶半導(dǎo)體(例如非晶硅)制成的TFT (薄膜晶 體管)。
作為每一輸出開關(guān)元件(TT11至TT63之一)的兩個(gè)主電極之 一的漏極電極電連接到每一轉(zhuǎn)換元件(Sll至S63之一)的電極之一。 每一初始化開關(guān)元件(TR11至TR63之一 )的漏極電極連接到每一轉(zhuǎn) 換元件(S11至S63之一)的電極之一。每一轉(zhuǎn)換元件(S11至S63 之一)的另一電極電連接到偏置配線140。通過偏置配線141將偏置 電壓Vs從傳感器偏置電源140施加到每一轉(zhuǎn)換元件。作為每一輸出
17開關(guān)元件(TT11至TT63之一)的兩個(gè)主電極的另一主電極的源極電 極連接到每一信號(hào)配線(Sigl至Sig3之一 )。此外，作為每一初始化 開關(guān)元件(TRll至TR63之一)的兩個(gè)主電才及的另一主電極的源才及電 才及電連接到初始化電壓配線152。
放射線成像設(shè)備100被提供有輸出驅(qū)動(dòng)配線VgTl至VgT6，其 電連接作為行方向上的各個(gè)像素111中的輸出開關(guān)元件TT11至TT63 的控制電極的柵極電極。放射線成像設(shè)備100被提供有初始化驅(qū)動(dòng)配 線VgRl至VgR6，其電連接行方向上的各個(gè)像素111中的初始化開 關(guān)元件TR11至TR63的柵極電極。
在輸出驅(qū)動(dòng)配線VgTl至VgT6之中，輸出驅(qū)動(dòng)配線VgTl、VgT3 和VgT5電連接到第一驅(qū)動(dòng)電路單元121，以及輸出驅(qū)動(dòng)配線VgT2、 VgT4和VgT6電連接到第二驅(qū)動(dòng)電路單元122。在初始化驅(qū)動(dòng)配線 VgRl至VgR6之中，初始化驅(qū)動(dòng)配線VgRl、 VgR3和VgR5電連接 到第一驅(qū)動(dòng)電路單元121，以及初始化驅(qū)動(dòng)配線VgR2、 VgR4和VgR6 電連接到第二驅(qū)動(dòng)電路單元122。
將以普通方式考慮圖1所示的輸出驅(qū)動(dòng)配線VgTl至VgT6和初 始4匕驅(qū)動(dòng)配線VgRl至VgR6。
例如，在奇數(shù)n的情況下，并且在電連接到第n行輸出開關(guān)元件 的輸出驅(qū)動(dòng)配線是第一驅(qū)動(dòng)配線的情況下，在圖l所示的例子中，第 一驅(qū)動(dòng)配線將是輸出驅(qū)動(dòng)配線VgTl、 VgT3和VgT5。在奇數(shù)n的情 況下，并且在電連接到第n行輸出開關(guān)元件的初始化驅(qū)動(dòng)配線是第二 驅(qū)動(dòng)配線的情況下，在圖l所示的例子中，第二驅(qū)動(dòng)配線將是初始化 驅(qū)動(dòng)配線VgRl、 VgR3和VgR5。在本實(shí)施例中，在本申請(qǐng)的本發(fā)明 中，多個(gè)第n行像素與預(yù)定行的多個(gè)像素對(duì)應(yīng)。相似地，在奇數(shù)n的 情況下，并且在電連接到第n+l行輸出開關(guān)元件的輸出驅(qū)動(dòng)配線是第 三驅(qū)動(dòng)配線的情況下，在圖l所示的例子中，第三驅(qū)動(dòng)配線將是輸出 驅(qū)動(dòng)配線VgT2、 VgT4和VgT6。在奇數(shù)n的情況下，并且在電連接 到第n+l行初始化開關(guān)元件的初始化驅(qū)動(dòng)配線是第四驅(qū)動(dòng)配線的情況 下，在圖l所示的例子中，第四驅(qū)動(dòng)配線將是初始化驅(qū)動(dòng)配線VgR2、VgR4和VgR6。在本實(shí)施例中，在本發(fā)明中，多個(gè)第n+l行^象素和與 預(yù)定行不同的另一行上的多個(gè)像素對(duì)應(yīng)。在此情況下，第一驅(qū)動(dòng)電路 單元121將電連接到第一驅(qū)動(dòng)配線和第二驅(qū)動(dòng)配線。第二驅(qū)動(dòng)電路單 元122將電連接到第三驅(qū)動(dòng)配線和第四驅(qū)動(dòng)配線。
第一驅(qū)動(dòng)電路單元121沿著作為絕緣襯底的玻璃襯底10的第一 側(cè)(圖l中的例子中的左側(cè))而被布置。另一方面，第二驅(qū)動(dòng)電路單 元122沿著玻璃村底10的第二側(cè)(圖1中的例子中的右側(cè))而被布置， 玻璃襯底10的第二側(cè)被布置為與第一側(cè)相對(duì)，從而將轉(zhuǎn)換單元110 夾在所述第一側(cè)與所述第二側(cè)之間?；趤碜钥刂茊卧?60的控制信 號(hào)，第一驅(qū)動(dòng)電路單元121在預(yù)定定時(shí)向第一驅(qū)動(dòng)配線提供輸出驅(qū)動(dòng) 信號(hào)，并且在預(yù)定定時(shí)向第二驅(qū)動(dòng)配線提供初始化驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在本實(shí) 施例中，在本發(fā)明中，從第一驅(qū)動(dòng)電路單元121提供的輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào) 和初始化驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別與第 一輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)和第 一初始化驅(qū)動(dòng)信號(hào)對(duì) 應(yīng)?；趤碜钥刂茊卧?60的控制信號(hào)，第二驅(qū)動(dòng)電路單元122在預(yù) 定定時(shí)向第三驅(qū)動(dòng)配線提供輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并且在預(yù)定定時(shí)向第四驅(qū) 動(dòng)配線提供初始化驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在本實(shí)施例中，在本發(fā)明中，從第二驅(qū) 動(dòng)電路單元122提供的輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)和初始化驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別與第二輸 出驅(qū)動(dòng)信號(hào)和第二初始化驅(qū)動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)。
讀出電路單元(信號(hào)處理電路單元)130通過各個(gè)信號(hào)配線Sigl 至Sig3讀取從各個(gè)輸出開關(guān)元件TT11至TT63輸出的電信號(hào)。讀出 電路單元130主要包括預(yù)放大器A1至A3、抽樣和保持電路SH、 模擬復(fù)用器緩沖放大器131和A/D轉(zhuǎn)換器132。讀出電路單元130的 各個(gè)信號(hào)配線Sigl至Sig3分別電連接到預(yù)放大器Al至A3的輸入。 各個(gè)預(yù)放大器Al至A3可以例如通過來自控制單元160的RC信號(hào)而 將各個(gè)配線Sigl至Sig3的電位復(fù)位為GND。
如上所述，傳感器偏置電源140通過偏置配線141將偏置電壓 Vs施加到各個(gè)轉(zhuǎn)換元件Sll至S63的另一電極。
在對(duì)各個(gè)轉(zhuǎn)換元件sil至S63進(jìn)行初始化時(shí)，初始化電源150通 過初始化電壓配線152向各個(gè)初始化開關(guān)元件TR11至TR63的源極電極提供刷新電壓Vr和復(fù)位電壓(GND)之一?；趤碜钥刂茊卧?160的控制信號(hào)而對(duì)初始化電源150的開關(guān)151進(jìn)行切換，從而向各 個(gè)初始化開關(guān)元件TRll至TR63提供刷新電壓Vr和復(fù)位電壓(GND ) 之一。由此，各個(gè)轉(zhuǎn)換元件S11至S63的電荷經(jīng)受刷新和復(fù)位之一， 從而對(duì)各個(gè)轉(zhuǎn)換元件Sll至S63進(jìn)行初始化。
動(dòng)。具體地說，本實(shí)施例的控制單元160根據(jù)由放射線成l象設(shè)備100 的模式選擇單元170所選擇的操作模式而獨(dú)立地控制第一驅(qū)動(dòng)電路單 元121和笫二驅(qū)動(dòng)電路單元122。在對(duì)各個(gè)轉(zhuǎn)換元件Sll至S63進(jìn)行 初始化時(shí)，控制單元160驅(qū)動(dòng)各個(gè)初始化開關(guān)元件TRll至TR63，以 使得初始化電源150向各個(gè)轉(zhuǎn)換元件Sll至S63的另一電極提供刷新 電壓Vr和復(fù)位電壓(GND)之一。
模式選擇單元170基于來自用戶的操作輸入而在多種操作模式之 中選擇例如一種操作模式。
本實(shí)施例的放射線成像設(shè)備100連接到各個(gè)驅(qū)動(dòng)電路單元，從而 輸出開關(guān)元件的輸出驅(qū)動(dòng)配線的電阻值近似等于同一行的像素中的初 始化開關(guān)元件的初始化驅(qū)動(dòng)配線的電阻值。也就是"i兌，各個(gè)驅(qū)動(dòng)配線 連接到各個(gè)驅(qū)動(dòng)電路單元，從而在各個(gè)像素中，用于連接輸出開關(guān)元
驅(qū)動(dòng)配線的長(zhǎng)度。例如，從第一驅(qū)動(dòng)電路單元121直到用于連接與轉(zhuǎn) 換元件S13對(duì)應(yīng)的輸出開關(guān)元件TT13的位置的輸出驅(qū)動(dòng)配線VgTl 的長(zhǎng)度近似等于初始化驅(qū)動(dòng)配線VgRl直到用于連接初始化開關(guān)元件 TR13的位置的長(zhǎng)度。由此，因初始化驅(qū)動(dòng)信號(hào)的下降而產(chǎn)生的電位 變化分量近似等于因輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)的上升而產(chǎn)生的電位變化分量。因 此，可以減少因暗信號(hào)(偏移)的明暗現(xiàn)象而引起的所獲得的圖像的 明暗現(xiàn)象。驅(qū)動(dòng)電路單元被布置在轉(zhuǎn)換單元110的左右相對(duì)位置，并 且近似相同數(shù)量的驅(qū)動(dòng)配線連接至驅(qū)動(dòng)電路單元。包括并且布置這樣 的部件，并且由此，目的是緩和各個(gè)驅(qū)動(dòng)電路單元的連接間距。因此， 在本實(shí)施例中，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)緩和因暗信號(hào)(偏移)的明暗現(xiàn)象而引
20起的所獲得的圖像的明暗現(xiàn)象并且緩和各個(gè)驅(qū)動(dòng)電路單元的連接間 距。
接下來，將描述放射線成像設(shè)備100的具體操作。 圖2是例示與本發(fā)明第一實(shí)施例有關(guān)的成像設(shè)備的處理過程的流 程圖。圖2所示的例子示出了作為可由模式選擇單元170選擇的操作 模式的操作模式1至操作模式3的情況。本實(shí)施例的放射線成像設(shè)備 100包括在垂直掃描方向上具有不同分辨率和掃描速度的多種操作才莫 式(對(duì)于本實(shí)施例，三種操作模式)。模式選擇單元170在這三種操 作模式之中選擇并且設(shè)置與在垂直掃描方向中的分辨率以及掃描速度 有關(guān)的操作模式。
首先，在步驟S201,控制單元160等待，直到用戶執(zhí)行與操作
模式有關(guān)的操作和輸入。
此后，在步驟S202，當(dāng)用戶執(zhí)行與操作模式有關(guān)的操作和輸入， 從而模式選擇單元170選擇操作模式時(shí)，控制單元160確定所選擇的 操作模式是何種模式。
在作為在步驟S202中的確定的結(jié)果，所選擇的操作模式是操作 模式1的情況下，控制單元160控制第一驅(qū)動(dòng)電路單元121和第二驅(qū) 動(dòng)電路單元122，并且在步驟S203中執(zhí)行操作模式1，從而各個(gè)輸出 驅(qū)動(dòng)配線和各個(gè)初始化驅(qū)動(dòng)配線逐一經(jīng)受垂直掃描。
在該步驟S203的情況下，具體地說，控制單元160使得電流在 預(yù)定行的輸出開關(guān)元件中流動(dòng)，從而將與對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換元件的電荷對(duì)應(yīng)的 電信號(hào)輸出到讀出電路單元130，此后，4吏得電流在同一4亍的初始化 開關(guān)元件中流動(dòng)。例如，優(yōu)選地，使得電流從輸出驅(qū)動(dòng)配線VgTl通 過初始化驅(qū)動(dòng)配線VgRl、通過輸出驅(qū)動(dòng)配線VgT2、通過初始化驅(qū)動(dòng) 配線VgT2、通過輸出驅(qū)動(dòng)配線VgT3等等到初始化驅(qū)動(dòng)配線VgR3而 在各個(gè)開關(guān)元件中流動(dòng)。由于各個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)配線和各個(gè)初始化驅(qū)動(dòng)配 線逐一經(jīng)受垂直掃描，因此該操作模式1是具有高分辨率和慢掃描速 度的操作模式。
在作為在步驟S202中的確定的結(jié)果，所選擇的操作模式是操作模式2的情況下，控制單元160控制第一驅(qū)動(dòng)電路單元121和第二驅(qū) 動(dòng)電路單元122，并且在步驟S204中執(zhí)行操作模式2，從而各個(gè)輸出 驅(qū)動(dòng)配線中的兩個(gè)和各個(gè)初始化驅(qū)動(dòng)配線中的兩個(gè)同時(shí)經(jīng)受垂直掃 描。
在該步驟S204的情況下，控制單元160使得電流在連接到輸出 開關(guān)元件的第一行輸出驅(qū)動(dòng)配線VgTl和第二行輸出驅(qū)動(dòng)配線VgT2 中同時(shí)流動(dòng)，從而進(jìn)行控制，以將基于兩行的對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換元件的電荷的 電信號(hào)讀出到讀出電路單元130。此后，控制單元160使得電流在連 接到初始化開關(guān)元件的笫一行初始化驅(qū)動(dòng)配線VgRl和笫二行初始化 驅(qū)動(dòng)配線VgR2中同時(shí)流動(dòng)，從而進(jìn)行控制，以將對(duì)應(yīng)兩行的轉(zhuǎn)換元 件初始化。由于各個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)配線中的兩個(gè)以及各個(gè)初始化驅(qū)動(dòng)配線 中的兩個(gè)同時(shí)經(jīng)受垂直掃描，因此該操作模式2是具有中等分辨率和 中等掃描速度的操作模式。
在作為在步驟S202中的確定的結(jié)果，所選擇的操作模式是操作 模式3的情況下，控制單元160控制第一驅(qū)動(dòng)電路單元121和第二驅(qū) 動(dòng)電路單元122，并且在步驟S205中執(zhí)行操作才莫式3，從而各個(gè)輸出 驅(qū)動(dòng)配線中的四個(gè)和各個(gè)初始化驅(qū)動(dòng)配線中的四個(gè)同時(shí)經(jīng)受垂直掃 描。
在該步驟S205的情況下，具體地說，控制單元160使得電流在 連接到輸出開關(guān)元件的第一行輸出驅(qū)動(dòng)配線VgTl至第四行輸出驅(qū)動(dòng) 配線VgT4中同時(shí)流動(dòng)，從而進(jìn)行控制，以將與四行的對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換元件 的電荷對(duì)應(yīng)的電信號(hào)讀出到讀出電路單元130。此后，控制單元160 使得電流在第一行初始化驅(qū)動(dòng)配線VgRl至第四行初始化驅(qū)動(dòng)配線 VgR4中同時(shí)流動(dòng)，從而進(jìn)行控制，以將對(duì)應(yīng)四行的轉(zhuǎn)換元件初始化。
時(shí)經(jīng)受垂直掃描，因此該操作模式3是具有低分辨率和快掃描速度的 操作模式。
因此，控制單元160分別控制第一驅(qū)動(dòng)電路單元121和第二驅(qū)動(dòng) 電路單元122，從而至少對(duì)于由模式選擇單元170所選擇的每種操作模式，同時(shí)達(dá)成電連接的驅(qū)動(dòng)配線的數(shù)量是不同的。
此后，將通過圖3至圖5描述操作模式1至操作模式3中放射線 成像設(shè)備100中所包括的單元的具體操作。
圖3是示出與本發(fā)明第 一實(shí)施例有關(guān)的成像設(shè)備的操作模式1下 的驅(qū)動(dòng)方法的時(shí)序圖。
如上所述，當(dāng)模式選擇單元170選擇操作模式1時(shí)，控制單元160 控制第一驅(qū)動(dòng)電路單元121和第二驅(qū)動(dòng)電路單元122，從而各個(gè)輸出 驅(qū)動(dòng)配線和各個(gè)初始化驅(qū)動(dòng)配線逐一經(jīng)受垂直掃描。
首先，在圖3所示的時(shí)段[11期間，控制單元160控制例如將在下 面描述的圖14所示的X射線生成單元(放射線生成單元)6050，以 及用類似脈沖的X射線6051照射到對(duì)象6060上。由此，透射通過對(duì) 象6060的X射線到達(dá)轉(zhuǎn)換單元110。在各個(gè)轉(zhuǎn)換元件Sll至S63中累 積與入射X射線對(duì)應(yīng)的電信號(hào)(電荷)。
此后，在時(shí)段[2期間，控制單元160例如向讀出電路單元130 提供RC信號(hào)(復(fù)位信號(hào))，并且由此，將各個(gè)信號(hào)配線Sigl至Sig3 的電位設(shè)置為GND電位，并且復(fù)位預(yù)放大器Al至A3的積分電容。
此后，在時(shí)段[3期間，控制單元160控制第一驅(qū)動(dòng)電路單元121 將輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加到連接到第一行輸出開關(guān)元件TT11至TT13的 柵極電極的第一行輸出驅(qū)動(dòng)配線VgTl。由此，由讀出電路單元130 通過各個(gè)信號(hào)配線Sigl至Sig3并行讀出與第 一行轉(zhuǎn)換元件Sll至S13 中所累積的電荷對(duì)應(yīng)的電信號(hào)。
此后，例如，在時(shí)段[4]期間，控制單元160向讀出電路單元130 提供SH信號(hào)(抽樣和保持信號(hào))。由此，由讀出電路單元130讀出 的與第一行轉(zhuǎn)換元件sil至S13對(duì)應(yīng)的并行電信號(hào)在抽樣和保持電路 SH以及模擬復(fù)用器緩沖放大器131中經(jīng)受采樣，并且被轉(zhuǎn)換為串行 模擬信號(hào)。
此后，在時(shí)段[5期間，控制單元160再次向讀出電路單元130 提供RC信號(hào)，從而復(fù)位預(yù)放大器Al至A3的積分電容，并且將各個(gè) 信號(hào)配線的電位同時(shí)設(shè)置為GND，從而電流在第一行初始化開關(guān)元件TRll至TR13中流動(dòng)。同時(shí)，控制單元160使得初始化電源150通過 初始化電壓配線152向各個(gè)初始化開關(guān)元件提供刷新電壓Vr，由此控 制并且刷新第一行轉(zhuǎn)換元件Sll至S13。在此情況下，在單獨(dú)電極(一 個(gè)電極)側(cè)以電位Vr來刷新第一行轉(zhuǎn)換元件Sll至S13。
此后，在時(shí)段[6期間，在提供RC信號(hào)并且電流在第一行初始化 開關(guān)元件中流動(dòng)的狀態(tài)下，控制單元160使得初始化電源150通過初 始化電壓配線152提供復(fù)位電壓(GND)。由此，每一轉(zhuǎn)換元件的單 獨(dú)電極側(cè)的電位達(dá)到GND電位，從而使得能夠進(jìn)行對(duì)于入射X射線 電信號(hào)(電荷)的轉(zhuǎn)換操作。
此后，在時(shí)段[7]期間，控制單元160進(jìn)行控制，從而沒有電流在 第一行初始化開關(guān)元件TR11至TR13中流動(dòng)。由此，保留每一轉(zhuǎn)換 元件的電場(chǎng)，從而能夠準(zhǔn)備對(duì)于入射X射線電信號(hào)(電荷)的轉(zhuǎn)換操 作。時(shí)段[7]也是在信號(hào)配線的電位因?yàn)轵?qū)動(dòng)配線和信號(hào)配線的耦合電 容而波動(dòng)的情況下為了減緩電位以便準(zhǔn)備下一電信號(hào)(電荷)的輸出 而提供的時(shí)段，在該時(shí)段期間，在操作中，沒有電流在第一行初始化 開關(guān)元件TR11至TR13中流動(dòng)。
時(shí)段[3至?xí)r段[7]所示的輸出操作和刷新操作在驅(qū)動(dòng)配線的所有 行上逐一 (基于單個(gè)行)經(jīng)受掃描。由此，可以讀出整個(gè)轉(zhuǎn)換單元110 的各個(gè)轉(zhuǎn)換元件sil至S63的電信號(hào)(電荷)。
通過該操作模式l，如圖3所示，控制單元160控制第一驅(qū)動(dòng)電 路單元121以在不同定時(shí)向輸出驅(qū)動(dòng)配線VgTl (第一驅(qū)動(dòng)配線)和 初始化驅(qū)動(dòng)配線VgRl (第二驅(qū)動(dòng)配線)提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)?？刂茊卧?60 控制第二驅(qū)動(dòng)電路單元122以在不同定時(shí)向輸出驅(qū)動(dòng)配線VgT2 (第 三驅(qū)動(dòng)配線)和初始化驅(qū)動(dòng)配線VgR2 (第四驅(qū)動(dòng)配線)提供驅(qū)動(dòng)信 號(hào)。
控制單元160控制第一驅(qū)動(dòng)電路單元121和第二驅(qū)動(dòng)電路單元 122以在不同定時(shí)向輸出驅(qū)動(dòng)配線VgTl (第一驅(qū)動(dòng)配線)和輸出驅(qū)動(dòng) 配線VgT2 (第三驅(qū)動(dòng)配線)提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)?？刂茊卧?60控制第一 驅(qū)動(dòng)電路單元121和第二驅(qū)動(dòng)電路單元122以在不同定時(shí)向初始化驅(qū)動(dòng)配線VgRl (第二驅(qū)動(dòng)配線)和初始化驅(qū)動(dòng)配線VgR2 (第四驅(qū)動(dòng)配 線)提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
特別地，該操作模式1的分辨率在這三種操作模式中是最高的。 另一方面，由于所有驅(qū)動(dòng)配線被逐一掃描，因此，就速度來說，掃描 需要時(shí)間。
圖4是示出與本發(fā)明第一實(shí)施例有關(guān)的成像設(shè)備的操作模式2下 的驅(qū)動(dòng)方法的時(shí)序圖。
如上所述，當(dāng)模式選擇單元170選擇操作模式2時(shí)，控制單元160 控制第一驅(qū)動(dòng)電路單元121和第二驅(qū)動(dòng)電路單元122,從而每次每?jī)?個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)配線以及每次每?jī)蓚€(gè)初始化驅(qū)動(dòng)配線經(jīng)受垂直掃描。
首先，在圖4所示的時(shí)段[1期間，控制單元160控制例如將在下 面描述的圖14所示的X射線生成單元(》文射線生成單元)6050，以 及用類似脈沖的X射線6051照射到對(duì)象6060上。由此，透射通過對(duì) 象6060的X射線到達(dá)轉(zhuǎn)換單元110。在各個(gè)轉(zhuǎn)換元件Sll至S63中累 積與入射X射線對(duì)應(yīng)的電信號(hào)(電荷)。
此后，在時(shí)段[2]期間，控制單元160例如向讀出電路單元130 提供RC信號(hào)(復(fù)位信號(hào))，并且由此，將各個(gè)信號(hào)配線Sigl至Sig3 的電位復(fù)位為GND電位。
此后，在時(shí)段[3]期間，控制單元160控制第一驅(qū)動(dòng)電路單元121 和第二驅(qū)動(dòng)電路單元122將輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)同時(shí)施加到第 一行輸出驅(qū)動(dòng) 配線VgTl和第二行輸出驅(qū)動(dòng)配線VgT2。第一行輸出驅(qū)動(dòng)配線VgTl 連接到第一行輸出開關(guān)元件TT11至TT13的柵極電極，第二行輸出 驅(qū)動(dòng)配線VgT2連接到第二行輸出開關(guān)元件TT21至TT23的柵極電 極。由此，由讀出電路單元130通過各個(gè)信號(hào)配線Sigl至Sig3讀出 第一行轉(zhuǎn)換元件Sll至S13和第二行轉(zhuǎn)換元件S21至S23中累積的電 信號(hào)(電荷)。在此情況下，由讀出電路單元130疊加并且讀出轉(zhuǎn)換 元件Sll和S21、轉(zhuǎn)換元件S12和S22以及轉(zhuǎn)換元件S13和S23的各 個(gè)組中的各個(gè)電信號(hào)(電荷)。
此后，例如，在時(shí)段[4]期間，控制單元160向讀出電路單元130提供SH信號(hào)(抽樣和保持信號(hào))。由此，由讀出電路單元130疊加 并且讀出的電信號(hào)(電荷)在抽樣和保持電路SH以及^=莫擬復(fù)用器緩 沖放大器131中經(jīng)受采樣，并且被轉(zhuǎn)換為串行模擬信號(hào)。
此后，在時(shí)段[5]期間，控制單元160再次向讀出電路單元130 提供RC信號(hào)，從而復(fù)位預(yù)放大器A1至A3的積分電容，并且將各個(gè) 信號(hào)配線的電位同時(shí)復(fù)位為GND，從而電流在第一行初始化開關(guān)元件 和第二行初始化開關(guān)元件中同時(shí)流動(dòng)。同時(shí)，控制單元160使得初始 化電源150通過初始化電壓配線152向各個(gè)初始化開關(guān)元件提供刷新 電壓Vr，由此控制并且刷新第一行和第二行轉(zhuǎn)換元件Sll至S23。在 此情況下，在單獨(dú)電極側(cè)以電位Vr來刷新第一行和第二行轉(zhuǎn)換元件 Sll至S23。
此后，在時(shí)段[6期間，在提供RC信號(hào)并且電流在第一行初始化 開關(guān)元件和第二行初始化開關(guān)元件中流動(dòng)的狀態(tài)下，控制單元160使 得初始化電源150通過初始化電壓配線152提供復(fù)位電壓(GND)。 由此，每一轉(zhuǎn)換元件的單獨(dú)電極側(cè)達(dá)到GND電位，從而使得能夠進(jìn) 行對(duì)于入射X射線電信號(hào)(電荷)的轉(zhuǎn)換操作。
此后，在時(shí)l殳[7]期間，控制單元160進(jìn)行控制，從而沒有電流在 第一行和第二行初始化開關(guān)元件TR11至TR23中流動(dòng)。由此，保留 每一轉(zhuǎn)換元件的電場(chǎng)，從而能夠準(zhǔn)備對(duì)于入射X射線電信號(hào)(電荷) 的轉(zhuǎn)換操作。時(shí)段[7]也是在信號(hào)配線的電位因?yàn)轵?qū)動(dòng)配線和信號(hào)配線 的耦合電容而波動(dòng)的情況下為了減緩電位以便準(zhǔn)備下一電信號(hào)的輸出 而提供的時(shí)段，在該時(shí)段期間，在操作中，沒有電流在第一行和第二 行初始化開關(guān)元件TR11至TR23中流動(dòng)。
時(shí)段[3至?xí)r段[7]所示的輸出操作和刷新操作對(duì)于驅(qū)動(dòng)配線的所 有行每次每?jī)蓚€(gè)(每?jī)尚?經(jīng)受掃描。由此，可以讀出整個(gè)轉(zhuǎn)換單元 110的各個(gè)轉(zhuǎn)換元件Sll至S63的電信號(hào)(電荷)。
在該操作模式2中，如圖4所示，控制單元160控制第一驅(qū)動(dòng)電 路單元121在不同定時(shí)向輸出驅(qū)動(dòng)配線VgTl (第一驅(qū)動(dòng)配線)和初 始化驅(qū)動(dòng)配線VgRl (第二驅(qū)動(dòng)配線)提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)?？刂茊卧?60
26控制第二驅(qū)動(dòng)電路單元122在不同定時(shí)向輸出驅(qū)動(dòng)配線VgT2 (第三 驅(qū)動(dòng)配線)和初始化驅(qū)動(dòng)配線VgR2 (第四驅(qū)動(dòng)配線)提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
此外，控制單元160控制第一驅(qū)動(dòng)電路單元121和第二驅(qū)動(dòng)電路 單元122在相同定時(shí)向輸出驅(qū)動(dòng)配線VgTl (第一驅(qū)動(dòng)配線)和輸出 驅(qū)動(dòng)配線VgT2 (第三驅(qū)動(dòng)配線)提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)。控制單元160控制 第一驅(qū)動(dòng)電路單元121和第二驅(qū)動(dòng)電路單元122在相同定時(shí)向初始化 驅(qū)動(dòng)配線VgRl (第二驅(qū)動(dòng)配線)和初始化驅(qū)動(dòng)配線VgR2 (第四驅(qū)動(dòng) 配線)提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
由于當(dāng)每次掃描每?jī)蓚€(gè)驅(qū)動(dòng)配線時(shí)分辨率或多或少地減少，因此 該操作模式2劣于操作模式1，但由于信號(hào)電平上升，因此在SNR方 面優(yōu)于操作模式1，從而通過將所需時(shí)間減少一半來提高了掃描速度。
圖5是示出與本發(fā)明第 一實(shí)施例有關(guān)的成像設(shè)備的操作模式3下 的驅(qū)動(dòng)方法的時(shí)序圖。在圖5中，為了方便還描述了圖1中未示出的 輸出驅(qū)動(dòng)配線VgT7和VgT8以及初始化驅(qū)動(dòng)配線VgR7和VgR8的 定時(shí)。
如上所述，當(dāng)模式選擇單元170選擇操作模式3時(shí)，控制單元160 控制第一驅(qū)動(dòng)電路單元121和第二驅(qū)動(dòng)電路單元122，從而每次每四 個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)配線以及每次每四個(gè)初始化驅(qū)動(dòng)配線經(jīng)受垂直掃描。
首先，在圖5所示的時(shí)段[1I期間，控制單元160控制例如將在下 面描述的圖14所示的X射線生成單元(i丈射線生成單元)6050,以 及用類似脈沖的X射線6051照射到對(duì)象6060上。由此，透射通過對(duì) 象6060的X射線到達(dá)轉(zhuǎn)換單元110。在各個(gè)轉(zhuǎn)換元件Sll至S63中累 積與入射X射線對(duì)應(yīng)的電信號(hào)(電荷)。
此后，在時(shí)段[2]期間，控制單元160例如向讀出電路單元130 提供RC信號(hào)(復(fù)位信號(hào))，并且由此，將各個(gè)信號(hào)配線Sigl至Sig3 的電4立復(fù)4立為GND電4立。
此后，在時(shí)段[3期間，控制單元160控制第一驅(qū)動(dòng)電路單元121 和第二驅(qū)動(dòng)電路單元122將輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)同時(shí)施加到第 一行輸出驅(qū)動(dòng) 配線和第三行輸出驅(qū)動(dòng)配線以及第二行輸出驅(qū)動(dòng)配線和第四行輸出驅(qū)動(dòng)配線。由此，由讀出電路單元130通過各個(gè)信號(hào)配線Sigl至Sig3 并行讀出基于第一行轉(zhuǎn)換元件至第四行轉(zhuǎn)換元件Sll至S43中所累積 的電荷的電信號(hào)。在此情況下，由讀出電路單元130疊加并且讀出轉(zhuǎn) 換元件Sll至S41、轉(zhuǎn)換元件S12至S42和轉(zhuǎn)換元件S13至S43的各 個(gè)組中的各個(gè)電信號(hào)。
此后，例如，在時(shí)段4期間，控制單元160向讀出電路單元130 提供SH信號(hào)(抽樣和保持信號(hào))。由此，由讀出電路單元130疊加 并且讀出的電信號(hào)(電荷)在抽樣和保持電路SH以及模擬復(fù)用器緩 沖放大器131中經(jīng)受采樣，并且被轉(zhuǎn)換為串行模擬信號(hào)。
此后，在時(shí)段[5期間，控制單元160再次向讀出電路單元130 提供RC信號(hào)，從而復(fù)位預(yù)放大器Al至A3的積分電容，并且將各個(gè) 信號(hào)配線的電位同時(shí)設(shè)置為GND，從而電流在第一行初始化開關(guān)元件 至第四行初始化開關(guān)元件中同時(shí)流動(dòng)。同時(shí)，控制單元160使得初始 化電源150通過初始化電壓配線152向各個(gè)初始化開關(guān)元件提供刷新 電壓Vr，由此控制并且刷新第一行轉(zhuǎn)換元件至第四行轉(zhuǎn)換元件Sll 至S43。在此情況下，在單獨(dú)電極側(cè)以電位Vr來刷新第一行轉(zhuǎn)換元件 至第四行轉(zhuǎn)換元件Sll至S43。
此后，在時(shí)段[6]期間，在提供RC信號(hào)并且電流在第一行初始化 開關(guān)元件至第四行初始化開關(guān)元件中流動(dòng)的狀態(tài)下，控制單元160使 得初始化電源150通過初始化電壓配線152提供復(fù)位電壓(GND)。 由此，每一轉(zhuǎn)換元件的單獨(dú)電極側(cè)達(dá)到GND電位，從而使得能夠進(jìn) 行對(duì)于入射X射線電信號(hào)(電荷)的轉(zhuǎn)換操作。
此后，在時(shí)段[7]期間，控制單元160進(jìn)行控制，從而沒有電流在 第一行初始化開關(guān)元件至第四行初始化開關(guān)元件TR11至TR43中流 動(dòng)。由此，保留每一轉(zhuǎn)換元件的電場(chǎng)，從而能夠準(zhǔn)備對(duì)于入射X射線 電信號(hào)(電荷)的轉(zhuǎn)換操作。
時(shí)段[3]至?xí)r段[7]所示的輸出操作和刷新操作對(duì)于驅(qū)動(dòng)配線的所 有行每次每四個(gè)(每四行)經(jīng)受掃描。由此，可以讀出整個(gè)轉(zhuǎn)換單元 IIO的各個(gè)轉(zhuǎn)換元件的電信號(hào)(電荷)。由于當(dāng) 一次掃描每四個(gè)驅(qū)動(dòng)配線時(shí)分辨率進(jìn)一步減少，因此該操
作模式3劣于操作模式1和2，但由于信號(hào)電平進(jìn)一步上升，因此在 SNR方面優(yōu)于操作模式1和2。關(guān)于掃描速度，與操作模式l相比， 所需時(shí)間將減少到四分之一，從而進(jìn)一步提高速度。
接下來，將描述第一驅(qū)動(dòng)電路單元121和第二驅(qū)動(dòng)電路單元122 中包括的內(nèi)部及其驅(qū)動(dòng)定時(shí)。
圖6A和圖6B是包括第一驅(qū)動(dòng)電路單元的內(nèi)部并且例示其驅(qū)動(dòng) 定時(shí)的本發(fā)明第一實(shí)施例的模式示圖。為了方便，圖6A和圖6B示出 第一驅(qū)動(dòng)電路單元121。第二驅(qū)動(dòng)電路單元122同樣是類似的。
如圖6A所示，第一驅(qū)動(dòng)電路單元121包括D觸發(fā)器(1211a至 1211d)以及AND門(1212a至1212d )。第一驅(qū)動(dòng)電路單元121受 控于控制單元160所提供的SIN信號(hào)(開始脈沖信號(hào))、SCLK信號(hào) (移位時(shí)鐘信號(hào))和ENB信號(hào)(使能信號(hào))。圖6B示出圖6A所示 的第一驅(qū)動(dòng)電路單元121的驅(qū)動(dòng)定時(shí)。
在第一驅(qū)動(dòng)電路單元121和第二驅(qū)動(dòng)電路單元122包括圖6A所 示的移位寄存器的情況下，控制單元160例如向各個(gè)驅(qū)動(dòng)電路單元提 供不同的SIN信號(hào)、SCLK信號(hào)和ENB信號(hào)。
圖7是例示與本發(fā)明第一實(shí)施例有關(guān)的成像設(shè)備中所包括的轉(zhuǎn)換 單元與各個(gè)驅(qū)動(dòng)電路單元和讀出電路單元之間的配線的模式示圖。在 圖7中，示出作為絕緣襯底的玻璃襯底10。在該玻璃村底10上形成 轉(zhuǎn)換單元110和各個(gè)配線。
如圖7所示，以例如IC制成的多個(gè)第一驅(qū)動(dòng)電路單元121沿著 玻璃襯底10的左側(cè)(第一側(cè))而被布置。第一驅(qū)動(dòng)電路單元121被安 裝在以例如作為主要材料的聚酰亞胺(polyimide)制成的柔性基板 (base)(柔性配線板)701上。以例如IC制成的多個(gè)第二驅(qū)動(dòng)電路 單元122沿著玻璃襯底IO的右側(cè)(第二側(cè))而被布置。第二驅(qū)動(dòng)電路 單元122被安裝在以例如作為主要材料的聚酰亞胺制成的柔性基板 702上。
以例如IC制成的多個(gè)讀出電路單元130沿著玻璃襯底10的上側(cè)
29而被布置。讀出電路單元130被安裝在以例如作為主要材料的聚酰亞 胺制成的柔性基板703上。
各個(gè)基板701至703分別包括第一驅(qū)動(dòng)電路單元121、第二驅(qū) 動(dòng)電路單元122、讀出電路單元130和用于使得在玻璃襯底IO上的各 個(gè)類型的配線進(jìn)行連接的配線(盡管在附圖中未示出)。
在玻璃襯底10上形成驅(qū)動(dòng)配線704、驅(qū)動(dòng)配線705和信號(hào)配線 706，在此，驅(qū)動(dòng)配線704使得轉(zhuǎn)換單元110與第一驅(qū)動(dòng)電路單元121 連接；驅(qū)動(dòng)配線705使得轉(zhuǎn)換單元110與第二驅(qū)動(dòng)電路單元122連接； 信號(hào)配線706使得轉(zhuǎn)換單元110與讀出電路單元130連接。在外觀上， 驅(qū)動(dòng)配線704^皮示出為在驅(qū)動(dòng)配線704的配線單元704a中是彎曲的。 由于轉(zhuǎn)換單元no的像素間距不同于第一驅(qū)動(dòng)電路單元121的連接間 距，因此彎曲區(qū)域要進(jìn)行間距轉(zhuǎn)換。驅(qū)動(dòng)配線705的配線單元705a 以及信號(hào)配線706的配線單元706a同樣是類似的。位置707被示出位 于在垂直方向的中心附近形成轉(zhuǎn)換單元110的區(qū)域中。
以正常半導(dǎo)體工藝來形成第一驅(qū)動(dòng)電路單元121、第二驅(qū)動(dòng)電路 單元122和讀出電路單元130。在放射線成像設(shè)備100被應(yīng)用作為X 射線成像設(shè)備以用于醫(yī)療使用的情況下，為了拾取對(duì)象的胸部區(qū)域的 圖像，轉(zhuǎn)換單元110需要近似40平方厘米的成像區(qū)域。在此情況下， 基本上以例如多個(gè)IC來形成第一驅(qū)動(dòng)電路單元121、第二驅(qū)動(dòng)電路單 元122和讀出電路單元130,如圖7所示。從例如以CMOS工藝制造 的半導(dǎo)體晶片獲得大量的這些組件。
對(duì)于圖7所示的放射線成像設(shè)備IOO，僅沿著玻璃襯底10的一側(cè) 形成讀出電路單元130，并且因此，讀出電路單元130在成本方面是 有利的。在讀出電路單元130中，期望預(yù)放大器(Al至A3)連接到 各個(gè)信號(hào)配線，如圖1所示。為了減少通過各個(gè)信號(hào)配線連接到轉(zhuǎn)換 單元110的每一列像素的預(yù)放大器(A1至A3)的噪聲，期望有關(guān)預(yù) 放大器初始級(jí)差分對(duì)中所包括的晶體管的尺寸是大的。然而，在此情 況下，讀出電路單元130中所包括的IC芯片面積變大，從而增加了 制造成本。所消耗的功率變大。如圖7所示，僅沿著玻璃襯底10的一側(cè)形成讀出電路單元130， 從而僅將信號(hào)配線拉到有關(guān)側(cè)。由此，有利地減少了制造成本，從而 可以顯著減輕所消耗的功率。僅沿著玻璃襯底10的一側(cè)形成讀出電路 單元130并且減少讀出電路單元130的數(shù)量可以減少對(duì)于例如一個(gè)單 位中所包括的并連接到后續(xù)級(jí)的存儲(chǔ)器的包含，從而減少次生成本， 并且減少所消耗的功率，并且節(jié)省設(shè)備重量。
如圖7所示，不沿著玻璃襯底10的下側(cè)形成讀出電路單元130。 因此，轉(zhuǎn)換單元110可以被布置直到玻璃襯底10的下側(cè)附近。因此， 在例如乳房X射線照相術(shù)中，在通過將放射線成像設(shè)備100的成像區(qū) 域推到胸部以下而對(duì)圖像進(jìn)行拾取的情況下，成像區(qū)域可以特別地廣 泛地覆蓋胸部的肺部區(qū)側(cè)。
第一行輸出驅(qū)動(dòng)配線VgTl連接到圖7中的第一驅(qū)動(dòng)電路單元 121，以及第一行初始化驅(qū)動(dòng)配線VgRl類似地連接其下一級(jí)，如圖1 所示。第三行輸出驅(qū)動(dòng)配線VgT3連接到第一驅(qū)動(dòng)電路單元121的下 一級(jí)，第三行初始化驅(qū)動(dòng)配線VgR3類似地連接到其下一級(jí)。因此， 第一驅(qū)動(dòng)電路單元121連接到與奇數(shù)編號(hào)的行對(duì)應(yīng)的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)配線。 相似地，圖7中的第二驅(qū)動(dòng)電路單元122連接到與偶數(shù)編號(hào)的行對(duì)應(yīng) 的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)配線，如圖1所示。
因此，使得各個(gè)驅(qū)動(dòng)配線連接。由此，近似相同數(shù)量的驅(qū)動(dòng)配線 將連接到第一驅(qū)動(dòng)電路單元121和第二驅(qū)動(dòng)電路單元122。圖7中省 略了例如偏置配線141和初始化電壓配線152的配線。
本實(shí)施例的放射線成像設(shè)備100連接到各個(gè)驅(qū)動(dòng)電路單元，從而 輸出開關(guān)元件的輸出驅(qū)動(dòng)配線的電阻值將大致等于沿著同一行的初始 化開關(guān)元件的初始化驅(qū)動(dòng)配線的電阻值，也就是說，長(zhǎng)度大致相等。 此外，驅(qū)動(dòng)電路單元被布置在轉(zhuǎn)換單元110的左右相對(duì)位置，并且大 致相同數(shù)量的驅(qū)動(dòng)配線連接到它。由此，目標(biāo)是緩和各個(gè)驅(qū)動(dòng)電路單 元的連接間距。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例的放射線成像設(shè)備100，通過簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn) 將沿著同一行的輸出驅(qū)動(dòng)配線和初始化驅(qū)動(dòng)配線連接到笫一驅(qū)動(dòng)電路
31單元121和笫二驅(qū)動(dòng)電路單元122之一，可以獲得減少了明暗現(xiàn)象影 響的具有高質(zhì)量的圖像。沿著奇數(shù)編號(hào)的行的輸出驅(qū)動(dòng)配線和初始化 驅(qū)動(dòng)配線連接到第一驅(qū)動(dòng)電路單元121。沿著偶數(shù)編號(hào)的行的輸出驅(qū) 動(dòng)配線和初始化驅(qū)動(dòng)配線連接到第二驅(qū)動(dòng)電路單元122。因此，可以 確保自由選擇輸出操作模式。因此，例如，在由模式選擇單元170選 擇圖3至圖5所示的操作模式1至操作模式3中的任何一種的情況下， 也可以平滑地執(zhí)行操作?？梢詫?shí)現(xiàn)在垂直掃描方向上有分辨率和掃描 速度的變化的放射線圖像的成像。本發(fā)明還可以對(duì)具有以非單晶半導(dǎo) 體制成的開關(guān)元件的大面積放射線成像設(shè)備產(chǎn)生顯著效果。
本實(shí)施例的控制單元160控制每次執(zhí)行的第一驅(qū)動(dòng)電路單元121 和第二驅(qū)動(dòng)電路單元122的垂直掃描的數(shù)量。然而，不僅有關(guān)數(shù)量受 控，而且例如驅(qū)動(dòng)信號(hào)脈沖長(zhǎng)度也可以受控。
圖7中的配線示圖例示本實(shí)施例中包括的組件。例如，第一驅(qū)動(dòng)
電路單元121可以連接到第一行、第二行、第五行、第六行.......驅(qū)
動(dòng)配線。第二驅(qū)動(dòng)電路單元122可以連接到第三行、第四行、第七行、
第八行.......驅(qū)動(dòng)配線。在此情況下，如果在驅(qū)動(dòng)配線至各個(gè)驅(qū)動(dòng)電
路單元的連接中產(chǎn)生明顯的非均勻性，則這種連接將不改變本發(fā)明的 基本質(zhì)量。
在本實(shí)施例中，操作模式1至操作模式3被描述為在模式選擇單 元170中可選擇的操作模式。更多的操作模式可以用于進(jìn)行設(shè)置。 (第二實(shí)施例)
以下將通過附圖描述本發(fā)明第二實(shí)施例。在與本發(fā)明第二實(shí)施例 有關(guān)的放射線成像設(shè)備中大致包括的組件與和圖1所示的第一實(shí)施例 有關(guān)的放射線成像設(shè)備100中大致包括的組件相似。
圖10是例示與本發(fā)明第二實(shí)施例有關(guān)的成像設(shè)備中所包括的轉(zhuǎn) 換單元與各個(gè)驅(qū)動(dòng)電路單元和讀出電路單元之間的配線的模式示圖。 在圖10中，相同標(biāo)號(hào)表示圖7中包括的相同組件。
圖10與圖7的不同點(diǎn)在于，沿著玻璃襯底IO的上側(cè)和下側(cè)將讀 出電路單元形成為讀出電路單元130a和130b。在圖7中，信號(hào)配線從轉(zhuǎn)換單元110的上側(cè)到下側(cè)對(duì)于所有行進(jìn)行連接。與之對(duì)照，在圖 10中，信號(hào)配線在形成轉(zhuǎn)換單元110的區(qū)域的垂直方向的中心附近的 位置707中分離。
在第二實(shí)施例中，沿著玻璃襯底10的上側(cè)和下側(cè)這兩側(cè)來布置 讀出電路單元130a和130b。因此，在成本方面，圖10中的第二實(shí)施 例比圖7中的第一實(shí)施例更不利。然而，可以使得隨機(jī)噪聲更小。特 別地，用于醫(yī)療用途的放射線成像設(shè)備需要高S/N。因此，期望預(yù)放 大器A1至A3分別連接到信號(hào)配線，以減少噪聲，如圖l所示。其原 因在于，減少因像素中所包括的配線和轉(zhuǎn)換元件、開關(guān)元件引起的隨 機(jī)噪聲對(duì)圖像的影響。
在圖10中，信號(hào)配線比圖7中的信號(hào)配線短一半。因此，信號(hào) 配線的電阻值d、一半。由此，可以減少配線的熱噪聲。圖10中的信號(hào) 配線的寄生電容值比圖7中的值d、一半。該電容減少一半可以減少預(yù) 放大器A1至A3的噪聲的放大電平，因此，有助于減少總的隨機(jī)噪聲。
由于沿著玻璃村底10的上側(cè)和下側(cè)這兩側(cè)布置讀出電路單元 130a和130b，因此第二實(shí)施例在操作速度方面將是更有利的，并且因 此，可以使得轉(zhuǎn)換單元110的上部區(qū)域和下部區(qū)域并行操作。因此， 在設(shè)計(jì)中，第二實(shí)施例的操作速度可以是圖7所示的放射線成像設(shè)備 的操作速度兩倍那么快。因此，優(yōu)選地在考慮例如制造成本、性能和 易用性的平衡的情況下來實(shí)施包括這些組件的放射線成像設(shè)備。 (第三實(shí)施例)
以下將通過附圖描述本發(fā)明第三實(shí)施例。在與本發(fā)明第三實(shí)施例 有關(guān)的放射線成像設(shè)備中大致包括的組件與和圖1所示的第一實(shí)施例 有關(guān)的放射線成像設(shè)備100中大致包括的組件相似。
圖IIA和圖11B是例示包括第一驅(qū)動(dòng)電路單元和第二驅(qū)動(dòng)電路 單元的內(nèi)部的本發(fā)明第三實(shí)施例的模式示圖。圖IIA示出第二驅(qū)動(dòng)電 路單元122中所包括的內(nèi)部。圖IIB示出第一驅(qū)動(dòng)電路單元121中所 包括的內(nèi)部。
.圖IIA和圖11B與圖6A和圖6B的不同點(diǎn)在于，提供兩個(gè)ENB信號(hào)(使能信號(hào))，以用于控制來自AND門(1214a至12141以及1224a 至12241)的輸出。這兩個(gè)ENB信號(hào)線路進(jìn)行如圖IIA和圖11B所示 的連接，并且因此，使能三像素相加驅(qū)動(dòng)。
圖12是例示圖IIA和圖IIB所示的第一驅(qū)動(dòng)電路單元和第二驅(qū) 動(dòng)電路單元的驅(qū)動(dòng)定時(shí)的時(shí)序圖。
如圖6A和圖6B所示以一個(gè)ENB信號(hào)(使能信號(hào))進(jìn)行控制無 法驅(qū)動(dòng)三像素相加。如在第三實(shí)施例中描述的那樣，設(shè)計(jì)AND門 (1214a至12141以及1224a至12241)的控制配線，使得能夠進(jìn)行期 望數(shù)量的相加驅(qū)動(dòng)，而不受限于三像素相加。
邏輯電路示圖示出圖11A、圖11B、圖6A和圖6B中的驅(qū)動(dòng)電路 單元的內(nèi)部。因此，開關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)配線被表示為提供來自AND門 的邏輯輸出。然而，實(shí)際上，門所需的用于驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件的電壓偶爾 不需要所謂的普通邏輯電路輸出電平(例如5V和3.3V)，而需要更 高的電平。也就是說，實(shí)際上，例如，在AND門之后提供附圖中未 示出的電平移位電路，從而對(duì)于電流流動(dòng)的狀態(tài)和關(guān)斷狀態(tài)二者，將 電壓轉(zhuǎn)換為期望的電平。各個(gè)驅(qū)動(dòng)配線將被提供有這些輸出。圖11A、 圖11B、圖6A和圖6B包括關(guān)于定時(shí)關(guān)系的表示。省略例如用于調(diào)整 電壓電平的電平移位電路。 (第四實(shí)施例)
以下將通過附圖描述本發(fā)明第四實(shí)施例。在與本發(fā)明第四實(shí)施例 有關(guān)的放射線成像設(shè)備中大致包括的組件與和圖1所示的第一實(shí)施例 有關(guān)的放射線成像設(shè)備100中大致包括的組件相似。
圖13是示意性包括轉(zhuǎn)換單元110中所包括的一個(gè)像素的本發(fā)明 第四實(shí)施例的截面圖。
轉(zhuǎn)換單元110的像素lll被形成為包括第一導(dǎo)電層11、第一絕 緣層12、第一半導(dǎo)體層13、第一雜質(zhì)半導(dǎo)體層14、第二導(dǎo)電層15， 它們依次堆疊在作為絕緣襯底的玻璃襯底10上。
在該玻璃襯底10上所形成的第一導(dǎo)電層11至第二導(dǎo)電層15中 形成像素111中所包括的輸出開關(guān)元件1302、初始化開關(guān)元件1303
34和配線。輸出開關(guān)元件1302與圖1所示的輸出開關(guān)元件TT11至TT63 對(duì)應(yīng)。初始化開關(guān)元件1303與圖1所示的初始化開關(guān)元件TR11至 TR63對(duì)應(yīng)。在輸出開關(guān)元件1302和初始化開關(guān)元件1303中，第一 導(dǎo)電層11與柵極電極對(duì)應(yīng)。第二導(dǎo)電層15與源極電極/漏極電極對(duì)應(yīng)。
此后，在第二導(dǎo)電層15上形成層間絕緣層16。在有關(guān)層間絕緣 層16的預(yù)定區(qū)域中形成暴露第二導(dǎo)電層15的接觸孔。形成例如在有 關(guān)接觸孔中嵌入的插塞17。
在這個(gè)層間絕緣層16和插塞17上形成與圖1中的轉(zhuǎn)換元件Sll 至S63對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換元件，并且以下將對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)描述。
首先，在層間絕緣層16和插塞17上依次堆疊并且形成第三導(dǎo)電 層18、第二絕緣層19、第二半導(dǎo)體層20、第二雜質(zhì)半導(dǎo)體層21和第 四導(dǎo)電層22。于在該層間絕緣層16和插塞17上所形成的第三導(dǎo)電層 18至第四導(dǎo)電層22中形成與光電轉(zhuǎn)換元件對(duì)應(yīng)的MIS傳感器1301。 在此情況下，第三導(dǎo)電層18與MIS傳感器1301的下電極層對(duì)應(yīng)。此 外，第四導(dǎo)電層22與MIS傳感器1301的上電極層對(duì)應(yīng)，并且被形成 為例如透明電極層。例如由n型雜質(zhì)半導(dǎo)體層形成第二雜質(zhì)半導(dǎo)體層 21。
此后，在第四導(dǎo)電層22上依次堆疊并且形成保護(hù)層23、粘接層 24和熒光體層(閃爍物層)25。如上所述，圖1所示的轉(zhuǎn)換元件形成 為包括MIS傳感器1301、保護(hù)層23、粘接層24和熒光體層25。
如圖13所示，在玻璃村底IO是作為基準(zhǔn)的絕緣襯底的情況下， 在輸出開關(guān)元件1302和初始化開關(guān)元件1303之上在被提供有轉(zhuǎn)換元 件的堆疊結(jié)構(gòu)中形成轉(zhuǎn)換單元110中所包括的像素111。
也就是說，并非在與各個(gè)開關(guān)元件和轉(zhuǎn)換元件的層相同的層上， 而是在另一層上形成本實(shí)施例中的像素111。因此，在確保開口率(即 轉(zhuǎn)換單元110的成像區(qū)域的面積)的方面，期望在堆疊結(jié)構(gòu)中形成各 個(gè)開關(guān)元件和轉(zhuǎn)換元件。
在圖13所示的例子中，例示了釆用X射線成像設(shè)備的情況。因 此，通過MIS傳感器1301之上的保護(hù)層23和粘接層24形成熒光體層25。通常，以非晶硅、多晶硅和有機(jī)半導(dǎo)體之中的薄膜半導(dǎo)體材料 中的任何一種作為主要材料來形成MIS傳感器1301。在此情況下， MIS傳感器1301對(duì)X射線不大靈敏。因此，在MIS傳感器1301之 上形成熒光體層25，作為波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件，用于將X射線轉(zhuǎn)換為可見光。 軋(gadolinium)系的材料以及例如Csl (碘化銫)的材料用作熒光 體層25。在此，在目前的描述中，例示了采用放射線成像設(shè)備的情況。 因此，描述在光電轉(zhuǎn)換元件上被提供有波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件的轉(zhuǎn)換元件。然 而，毋庸置疑的是，如果光電轉(zhuǎn)換元件用作不包括波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件的轉(zhuǎn) 換元件，則成像設(shè)備運(yùn)行為通過入射光來拾取圖像。
在圖13所示的情況下，由焚光體層25將透過對(duì)象的X射線轉(zhuǎn)換 為可見光，并且其到達(dá)MIS傳感器1301。 MIS傳感器1301通過第二 半導(dǎo)體層20對(duì)來自熒光體層25的可見光應(yīng)用光電轉(zhuǎn)換，以生成電信 號(hào)(電荷)。由輸出開關(guān)元件1302將MIS傳感器1301所生成的電信 號(hào)(電荷)依次輸出到讀出電路單元130，并且將其讀出。
對(duì)于本實(shí)施例，轉(zhuǎn)換元件包括MIS傳感器1301和熒光體層25。 然而，本發(fā)明不限于此。例如，可將直接轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換元件應(yīng)用為轉(zhuǎn)換 元件，以將入射X射線直接轉(zhuǎn)換為電信號(hào)(電荷)，而無需提供熒光 體層25。在此情況下，優(yōu)選地以例如非晶硒、鎵砷化物、鎵磷化物、 鉛碘化物、汞碘化物、CdTe、 CdZnTe作為主要材料來制成直接轉(zhuǎn)換 的轉(zhuǎn)換元件。
光電轉(zhuǎn)換元件將不限于MIS傳感器1301,而是，pn型光電二極 管以及PIN型光電二極管將也是可行的。 (第五實(shí)施例)
以下將通過附圖描述本發(fā)明第五實(shí)施例。圖14是示意性包括放 射線成像系統(tǒng)的本發(fā)明第五實(shí)施例的模式示圖。在此，將描述應(yīng)用作 為放射線的X射線的X射線成像系統(tǒng)。
在圖14中，在圖1所示的放射線成像設(shè)備100中，在圖像傳感 器6040內(nèi)部提供轉(zhuǎn)換單元110、第一驅(qū)動(dòng)電路單元121和第二驅(qū)動(dòng) 電路單元122、傳感器偏置電源140以及初始化電源150。例如，在圖14中的圖像處理器6070中提供圖1所示的放射線成像設(shè)備100中的 讀出電路單元130和控制單元160。例如，在操作輸入裝置6071中提 供模式選擇單元170。
例如，當(dāng)用戶通過操作輸入裝置6071來命令X射線圖像成像時(shí)， 圖# 處理器6070 (控制單元160)控制來自X射線生成單元6050的 類似脈沖的X射線6051放射線，以在對(duì)象6060上進(jìn)行照射。由此， 透射通過對(duì)象6060的X射線到達(dá)圖像傳感器6040內(nèi)部的轉(zhuǎn)換單元 110。在各個(gè)轉(zhuǎn)換元件中累積與入射X射線對(duì)應(yīng)的電信號(hào)(電荷)。 此后，由圖像處理器6070內(nèi)部的讀出電路單元130讀出各個(gè)轉(zhuǎn)換元件 中累積的電信號(hào)(電荷)。此后，圖像處理器6070執(zhí)行與對(duì)象對(duì)應(yīng)的 圖像處理，以生成X射線圖像，其顯示在例如控制室的顯示器6080 上，并且被，見測(cè)。
可以通過通信線路6090將通過圖像處理器6070進(jìn)行的圖像處理 所生成的X射線圖像輸出到遠(yuǎn)程位置。例如，通過通信線路6090將X 射線圖像顯示在醫(yī)生房間中的顯示器6081上，以使得醫(yī)生能夠在遠(yuǎn)程 位置進(jìn)行診斷?？梢酝ㄟ^膠片處理器6100將該X射線圖像記錄為膠 片6110。
可以通過任意地設(shè)置并且改變垂直掃描的分辨率和速度來操作 上述各個(gè)實(shí)施例的放射線成像設(shè)備100，并且因此，上述各個(gè)實(shí)施例 的放射線成像設(shè)備IOO適用于圖14所示的X射線成像系統(tǒng)。
可以通過操作計(jì)算機(jī)的RAM和ROM中存儲(chǔ)的程序，實(shí)現(xiàn)用于 指定由與上述各個(gè)實(shí)施例有關(guān)的放射線成像設(shè)備100的控制單元160 進(jìn)行的處理過程的圖2中的各個(gè)步驟。本發(fā)明中包括可以由已經(jīng)存儲(chǔ) 了有關(guān)程序的計(jì)算機(jī)讀出的存儲(chǔ)介質(zhì)和所述程序。
具體地說，在存儲(chǔ)介質(zhì)(例如CD-ROM)中存儲(chǔ)上述程序，并 且通過各種類型的傳輸介質(zhì)將其提供給計(jì)算機(jī)。除了 CD-ROM之外， 還可以使用例如軟盤、硬盤、磁帶、磁光盤和非易失性存儲(chǔ)卡的存儲(chǔ) 介質(zhì)來存儲(chǔ)上述程序。另一方面，可以將用于作為栽波發(fā)送并且提供 程序信息的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(例如LAN、例如互聯(lián)網(wǎng)的WAN、無線通信網(wǎng)絡(luò))系統(tǒng)中的通信介質(zhì)用作上述程序的傳輸介質(zhì)。通信介質(zhì)在此情 況下包括無線線路和例如以光纖制成的有線線路。
本發(fā)明將不受限于用于由執(zhí)行所提供的程序的計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)與
各個(gè)實(shí)施例有關(guān)的放射線成像設(shè)備100的功能的這種模式。此外，在 結(jié)合在計(jì)算機(jī)中運(yùn)行的OS (操作系統(tǒng))和其它應(yīng)用軟件之一通過程 序來實(shí)現(xiàn)與各個(gè)實(shí)施例有關(guān)的放射線成像設(shè)備100的功能的情況下，
本發(fā)明中包括這樣的程序。在由計(jì)算機(jī)的功能擴(kuò)展板以及功能擴(kuò)展單 元執(zhí)行所提供的程序的所有處理以及一部分處理之一從而實(shí)現(xiàn)與各個(gè)
實(shí)施例有關(guān)的放射線成像設(shè)備100的功能的情況下，本發(fā)明包括這樣
的程序。
本發(fā)明的任何上述實(shí)施例僅具體地進(jìn)行例示，以用于實(shí)現(xiàn)本發(fā) 明。由此，不應(yīng)以受限的方式來解釋本發(fā)明的技術(shù)范圍。也就是說， 在不脫離本發(fā)明技術(shù)基本原理和本發(fā)明主要特征之一的情況下，可以 通過各種形式來執(zhí)行本發(fā)明。
工業(yè)可應(yīng)用小生
本發(fā)明涉及一種成像設(shè)備和一種放射線成像系統(tǒng)，優(yōu)選地用于醫(yī) 療診斷和工業(yè)無損探查。
雖然已經(jīng)參照示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)理解，本發(fā)明不 限于所公開的示例性實(shí)施例。所附權(quán)利要求的范圍將符合最寬泛的解 釋，從而包括所有這樣的修改和等同結(jié)構(gòu)及功能。
本申請(qǐng)要求2007年9月7日提交的日本專利申請(qǐng)2007-233313 的權(quán)益，其在此全部引入作為參考。
權(quán)利要求
1.一種成像設(shè)備，包括轉(zhuǎn)換單元，其包括在絕緣襯底上以矩陣被布置的多個(gè)像素，其中，所述像素包括轉(zhuǎn)換元件，其具有至少兩個(gè)電極，以及將放射線或光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；輸出開關(guān)元件，其具有兩個(gè)主電極，所述兩個(gè)主電極中的一個(gè)連接到所述轉(zhuǎn)換元件的所述兩個(gè)電極中的一個(gè)，以用于輸出電信號(hào)；和初始化開關(guān)元件，其具有兩個(gè)主電極，所述兩個(gè)主電極中的一個(gè)連接到所述轉(zhuǎn)換元件的所述兩個(gè)電極中的一個(gè)，以用于對(duì)所述轉(zhuǎn)換元件進(jìn)行初始化；第一驅(qū)動(dòng)配線，其電連接到預(yù)定行中的像素的輸出開關(guān)元件的控制電極；第二驅(qū)動(dòng)配線，其電連接到預(yù)定行中的像素的初始化開關(guān)元件的控制電極；第三驅(qū)動(dòng)配線，其電連接到與所述預(yù)定行不同的另一行中的像素的輸出開關(guān)元件的控制電極；第四驅(qū)動(dòng)配線，其電連接到所述另一行中的像素的初始化開關(guān)元件的控制電極；第一驅(qū)動(dòng)電路單元，其沿著所述絕緣襯底的第一側(cè)而被布置，以及被電連接到第一驅(qū)動(dòng)配線和第二驅(qū)動(dòng)配線；以及第二驅(qū)動(dòng)電路單元，其沿著所述絕緣襯底的第二側(cè)被布置，以及被電連接到第三驅(qū)動(dòng)配線和第四驅(qū)動(dòng)配線，所述絕緣襯底的第二側(cè)被布置為與所述第一側(cè)相對(duì)，從而將所述轉(zhuǎn)換單元夾在所述第一側(cè)與所述第二側(cè)之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像設(shè)備，還包括控制單元，用于獨(dú) 立地控制第一驅(qū)動(dòng)電路和第二驅(qū)動(dòng)電路。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的成像設(shè)備，其中，所述控制單元控制第一驅(qū)動(dòng)電路和第二驅(qū)動(dòng)電路，從而在不同定 時(shí)將驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給第一驅(qū)動(dòng)配線和第二驅(qū)動(dòng)配線，以及在不同定時(shí) 將驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給第三驅(qū)動(dòng)配線和第四驅(qū)動(dòng)配線。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的成像設(shè)備，其中，所述控制單元控制第一驅(qū)動(dòng)電路和第二驅(qū)動(dòng)電路，從而在不同定 時(shí)將驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給第一驅(qū)動(dòng)配線和第三驅(qū)動(dòng)配線，以及在不同定時(shí) 將驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給第二驅(qū)動(dòng)配線和第四驅(qū)動(dòng)配線。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的成像設(shè)備，其中，所述控制單元控制第一驅(qū)動(dòng)電路和第二驅(qū)動(dòng)電路，從而在相同定 時(shí)將驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給第一驅(qū)動(dòng)配線和第三驅(qū)動(dòng)配線，以及在相同定時(shí) 將驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給第二驅(qū)動(dòng)配線和第四驅(qū)動(dòng)配線。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的成像設(shè)備，還包括 模式選擇單元，用于從多種操作模式中選擇一種操作模式，其中， 所述控制單元根據(jù)由所述模式選擇單元所選擇的一種模式來控制第 一驅(qū)動(dòng)電路和第二驅(qū)動(dòng)電路。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的成像設(shè)備，其中，所述控制單元控制第一驅(qū)動(dòng)電路和笫二驅(qū)動(dòng)電路，從而至少對(duì)于 由所述模式選擇單元所選擇的模式中的每一個(gè)，第一驅(qū)動(dòng)電路和第二 驅(qū)動(dòng)電路中的每一個(gè)的驅(qū)動(dòng)配線的數(shù)量是不同的。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任意一項(xiàng)所述的成像設(shè)備，其中， 所述轉(zhuǎn)換元件具有MIS傳感器，一個(gè)，以及所述成像設(shè)備還包括電源，用于將用于進(jìn)行刷新的刷新電壓或極中的另一個(gè)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任意一項(xiàng)所述的成像設(shè)備，其中， 所述轉(zhuǎn)換元件是以從非晶硅、多晶硅和有機(jī)半導(dǎo)體中所選擇的至少 一種薄膜半導(dǎo)體材料作為主要成分來形成的。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任意一項(xiàng)所述的成像設(shè)備，其中， 所述像素具有堆疊多層結(jié)構(gòu)，其包括轉(zhuǎn)換元件，其相對(duì)于所述絕緣襯底而被設(shè)置在輸出開關(guān)元件和初始化開關(guān)元件之上。
11. 一種成像設(shè)備，包括轉(zhuǎn)換單元，其包括在絕緣襯底上以矩陣被布置的多個(gè)像素，其中， 所述像素包括轉(zhuǎn)換元件，其具有至少兩個(gè)電極，以及將放射線或光 轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；輸出開關(guān)元件，其具有兩個(gè)主電極，所述兩個(gè)主電極 中的一個(gè)連接到所述轉(zhuǎn)換元件的所述兩個(gè)電極中的一個(gè)，以用于執(zhí)行 輸出操作，從而輸出電信號(hào)；和初始化開關(guān)元件，其具有兩個(gè)主電極， 所述兩個(gè)主電極中的一個(gè)連接到所述轉(zhuǎn)換元件的所述兩個(gè)電極中的一 個(gè)，以用于進(jìn)行初始化操作，從而對(duì)所述轉(zhuǎn)換元件進(jìn)行初始化；第一驅(qū)動(dòng)電路單元，其沿著所述絕緣襯底的第一側(cè)而被布置，其 中，第 一驅(qū)動(dòng)電路單元將用于執(zhí)行輸出操作的第 一輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供 給預(yù)定行中的像素的輸出開關(guān)元件的控制電極，以及將用于執(zhí)行初始 化操作的第 一 初始化驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給預(yù)定行中的像素的初始化開關(guān)元 件的控制電極；以及第二驅(qū)動(dòng)電路單元，其沿著所述絕緣襯底的第二側(cè)而被布置，所 述絕緣襯底的第二側(cè)被布置為與所述第一側(cè)相對(duì)，從而將所述轉(zhuǎn)換單 元夾在所述第一側(cè)與所述第二側(cè)之間，其中，第二驅(qū)動(dòng)電路單元將用 于執(zhí)行輸出操作的第二輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給與所述預(yù)定行不同的另一 行中的像素的輸出開關(guān)元件的控制電極，以及將用于執(zhí)行初始化操作的第二初始化驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給與所述預(yù)定行不同的另一行中的像素的 初始化開關(guān)元件的控制電極。
12.—種放射線成像系統(tǒng)，包括 根據(jù)權(quán)利要求1至11中的任意一項(xiàng)所述的成像設(shè)備； 放射線生成單元，用于生成放射線，從而照射到對(duì)象上，然后入 射到所述轉(zhuǎn)換元件中。
全文摘要
第一驅(qū)動(dòng)配線和第二驅(qū)動(dòng)配線連接到玻璃襯底10的第一側(cè)上布置的第一驅(qū)動(dòng)電路單元121，第一驅(qū)動(dòng)配線電連接到多個(gè)第n行像素111的輸出開關(guān)元件TT11至TT63，第二驅(qū)動(dòng)配線電連接到沿著預(yù)定行的多個(gè)像素111中的初始化開關(guān)元件TR11至TR63。第三驅(qū)動(dòng)配線和第四驅(qū)動(dòng)配線連接到沿著第二側(cè)布置的第二驅(qū)動(dòng)電路單元122，第二側(cè)與玻璃襯底10的第一側(cè)相對(duì)，從而將轉(zhuǎn)換單元110夾在第一側(cè)與第二側(cè)之間，第三驅(qū)動(dòng)配線電連接到多個(gè)第n+1行像素111中的輸出開關(guān)元件，第四驅(qū)動(dòng)配線電連接到沿著與預(yù)定行不同的另一行的多個(gè)像素111中的初始化開關(guān)元件。由此，可通過電方式簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路單元，并可確保自由選擇輸出操作模式，從而可實(shí)現(xiàn)并獲得減少了明暗現(xiàn)象影響的高質(zhì)量圖像。
文檔編號(hào)H01L31/09GK101583883SQ200880002260
公開日2009年11月18日 申請(qǐng)日期2008年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月7日
發(fā)明者八木朋之, 橫山啟吾, 竹中克郎, 遠(yuǎn)藤忠夫, 龜島登志男 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社