(57)【要約】【課題】複数のセンサユニットをタイリングした撮像装置において、センサユニット間での出力のばらつきを抑制する。【解決手段】複数の画素が配された撮像領域をそれぞれ有する複数のセンサユニットと、複数のセンサユニットを制御するための制御部と、を含む撮像装置であって、制御部は、複数のセンサユニットのそれぞれの撮像領域から取得される黒レベルに基づいて、複数のセンサユニットの間の黒レベルの差が小さくなるように、複数のセンサユニットのそれぞれのセンサユニットごとに、複数の画素のそれぞれに供給される電圧を制御する。【選択図】図６
2018014573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素が配された撮像領域をそれぞれ有する複数のセンサユニットと、前記複数のセンサユニットを制御するための制御部と、を含む撮像装置であって、
前記制御部は、前記複数のセンサユニットのそれぞれの前記撮像領域から取得される黒レベルに基づいて、前記複数のセンサユニットの間の黒レベルの差が小さくなるように、前記複数のセンサユニットのそれぞれのセンサユニットごとに、前記複数の画素のそれぞれに供給される電圧を制御することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記複数の画素のそれぞれは、光電変換素子を含む変換部と、前記変換部をリセットするリセット部と、前記変換部で生成された信号を保持する保持部と、を更に含み、
前記電圧は、前記リセット部に供給されることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記複数の画素のそれぞれは、光電変換素子を含む変換部と、前記変換部で生成された信号を増幅する増幅部と、前記増幅部で増幅された信号を保持する保持部と、リセット部と、を更に含み、
前記増幅部は、前記変換部から入力する信号を増幅する第１の増幅トランジスタと、前記保持部に出力する信号を増幅する第２の増幅トランジスタと、前記第１の増幅トランジスタと前記第２の増幅トランジスタとの間に配された容量と、を含み、
前記リセット部は、前記容量と前記第２の増幅トランジスタとの接続ノードをリセットし、
前記電圧は、前記リセット部に供給されることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記電圧を決定するために、前記複数の画素のそれぞれに参照電圧を供給し、
前記複数のセンサユニットのそれぞれの前記撮像領域から黒レベルを取得し、
前記複数の画素のそれぞれに前記参照電圧が供給された際の黒レベルの電圧と所定の電圧との差分に基づいて、前記複数のセンサユニットのそれぞれのセンサユニットごとに、前記電圧を決定することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記撮像装置は、電圧生成部を更に有し、
前記制御部は、前記複数のセンサユニットのそれぞれのセンサユニットごとに、
前記複数の画素のそれぞれに前記参照電圧が供給された際の黒レベルの電圧と所定の電圧との差分に基づいた差分電圧を前記電圧生成部に生成させ、
前記参照電圧と前記差分電圧との和に基づいて前記電圧を決定することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記撮像装置は、複数種の電圧を供給する電圧供給部を更に含み、
前記制御部は、前記複数のセンサユニットのそれぞれのセンサユニットごとに、
前記複数種の電圧から、前記複数の画素のそれぞれに前記参照電圧が供給された際の黒レベルの電圧と所定の電圧との差分に基づいた電圧を選択し、
前記参照電圧と選択された電圧との和に基づいて前記電圧を決定することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記電圧が供給された際の前記複数のセンサユニットの間の黒レベルの差が、前記参照電圧が供給された際の前記複数のセンサユニットの間の黒レベルの差の２０％以下になるように、前記複数のセンサユニットのそれぞれのセンサユニットごとに、前記複数の画素のそれぞれに供給される前記電圧を決定することを特徴とする請求項４乃至６の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記黒レベルが、前記複数のセンサユニットのそれぞれのセンサユニットごとに、センサユニットに配された前記複数の画素のうち２つ以上の画素から出力される信号の平均値に基づくことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記２つ以上の画素が、前記複数のセンサユニットのそれぞれのセンサユニットごとに配された前記複数の画素のうち少なくとも１つの行に含まれる画素であることを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記複数のセンサユニットは、それぞれのセンサユニットごとに分離可能な構成を有し、
前記複数の画素は、前記複数のセンサユニットのそれぞれのセンサユニットごとに２次元アレイ状に配されることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れか１項に記載の撮像装置と、
放射線を発生するための放射線発生装置と、
を備えることを特徴とする放射線撮像システム。
【請求項１２】
複数の画素が配された撮像領域をそれぞれ有する複数のセンサユニットを含む撮像装置の駆動方法であって、
前記複数のセンサユニットのそれぞれの前記撮像領域から取得される黒レベルに基づいて、前記複数のセンサユニットの間の黒レベルの差が小さくなるように、前記複数のセンサユニットのそれぞれのセンサユニットごとに、前記複数の画素のそれぞれに供給される電圧を制御する工程を含むことを特徴とする駆動方法。
【請求項１３】
前記制御する工程の後、動画または静止画を撮像する工程を更に含むことを特徴とする請求項１２に記載の駆動方法。
【請求項１４】
コンピュータに、請求項１２または１３に記載の駆動方法の各工程を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、放射線撮像システム、撮像装置の駆動方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
光電変換素子と薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などのスイッチ素子とを組み合わせた画素がアレイ状に配された平面型のセンサパネルを含む撮像装置が広く利用されている。特許文献１には、大面積のセンサパネルを実現するために、複数のセンサユニットをタイリングすることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２６３０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
複数のセンサユニットで構成されるセンサパネルにおいて、それぞれのセンサユニットに配される画素のスイッチ素子のしきい値などの特性が、センサユニットごとに変化しうる。センサユニットごとにスイッチ素子の特性がばらついた場合、同じ光の入力に対して、それぞれのセンサユニットからの出力がばらつく。センサユニット間で出力がばらついた場合、センサパネルのダイナミックレンジは、最も出力レンジの低いセンサユニットによって制限されうる。
【０００５】
本発明は、複数のセンサユニットをタイリングした撮像装置において、センサユニット間での出力のばらつきを抑制する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題に鑑みて、本発明の実施形態に係る撮像装置は、複数の画素が配された撮像領域をそれぞれ有する複数のセンサユニットと、複数のセンサユニットを制御するための制御部と、を含む撮像装置であって、制御部は、複数のセンサユニットのそれぞれの撮像領域から取得される黒レベルに基づいて、複数のセンサユニットの間の黒レベルの差が小さくなるように、複数のセンサユニットのそれぞれのセンサユニットごとに、複数の画素のそれぞれに供給される電圧を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
上記手段によって、複数のセンサユニットをタイリングした撮像装置において、センサユニット間での出力のばらつきを抑制する技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る撮像装置のシステム構成例を示す図。
【図２】図１の撮像装置の画素および画素出力部の構成例を示す図。
【図３】図１の撮像装置のセンサユニットの構成例を示す図。
【図４】図２の画素および画素出力部の駆動方法の例を示すタイミングチャート。
【図５】図２の画素および画素出力部のリセット直後の信号レベルの例を示す図。
【図６】図２の画素および画素出力部を用いたセンサユニットの読出部の構成例を示す図。
【図７】図２の画素および画素出力部を用いたセンサユニットの黒レベルの信号の出力を補正するためのフローチャート。
【図８】図２の画素および画素出力部の補正後の信号レベルの例を示す図。
【図９】図１の撮像装置の画素および画素出力部の構成例を示す図。
【図１０】図９の画素および画素出力部の駆動方法の例を示すタイミングチャート。
【図１１】図９の画素および画素出力部のリセット直後の信号レベルの例を示す図。
【図１２】図９の画素および画素出力部を用いたセンサユニットの読出部の構成例を示す図。
【図１３】図９の画素および画素出力部を用いたセンサユニットの黒レベルの信号の出力を補正するためのフローチャート。
【図１４】図９の画素および画素出力部の補正後の信号レベルの例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る撮像装置の具体的な実施形態及び実施例を、添付図面を参照して説明する。以下の実施形態では、撮像装置の一例として放射線撮像装置を扱う。しかし、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。本発明は放射線撮像装置だけでなく、他の撮像装置、例えばカメラにも適用されうる。なお、以下の説明及び図面において、複数の図面に渡って共通の構成については共通の符号を付している。そのため、複数の図面を相互に参照して共通する構成を説明し、共通の符号を付した構成については適宜説明を省略する。
【００１０】
第１の実施形態
図１〜８を参照して、本発明の実施形態による撮像装置の構成、及び、駆動方法について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態における撮像装置１００を備える放射線撮像システムＳＹＳの全体構成例を示すシステムブロック図である。放射線撮像システムＳＹＳは、撮像装置１００、処理部１０１、表示部１０２、照射制御部１０３および放射線源１０４を含む。
【００１１】
撮像装置１００は、放射線撮影によって被検体の内部情報を示す画像データを取得し、画像データを処理部１０１に出力する。処理部１０１は、撮像装置１００から出力された画像データに対して画像処理やデータ処理を行う。また、処理部１０１は、それぞれのユニット間で制御信号の授受を行い、撮像装置１００や照射制御部１０３を含む放射線撮像システムＳＹＳ全体のシステム制御や同期制御を行う制御部としても機能する。表示部１０２は、例えばディスプレイを含み、撮像装置１００から処理部１０１を介して出力される画像データに基づいて、放射線画像を表示する。
【００１２】
照射制御部１０３は、放射線撮影の際に、撮像装置１００と同期するように処理部１０１から制御される。照射制御部１０３は、処理部１０１から出力される制御信号に応じて、放射線の照射を行うための信号を放射線発生装置である放射線源１０４に出力する。放射線源１０４は、照射制御部１０３から出力される信号に応じて、放射線撮影を行うための放射線を発生する。本発明における放射線には、放射線崩壊によって放出される粒子（光子を含む）の作るビームであるα線、β線、γ線などの他に、同程度以上のエネルギを有するビーム、例えばＸ線や粒子線、宇宙線なども含みうる。
【００１３】
撮像装置１００は、センサ部１２０と、制御部１２２とを含む。制御部１２２は、センサ部１２０から出力される信号を読み出す読出部１２１と、処理部１０１との間で制御信号などの信号の授受を行いながら撮像装置１００内の各ユニットを制御する動作制御部１０９と、を含む。
【００１４】
センサ部１２０は、複数のセンサユニット１０６が配列されて形成されたセンサパネル１０５でありうる。それぞれのセンサユニット１０６は、例えば、シリコンウェーハなどの半導体の基板を用いて公知の半導体製造プロセスによって作製されたセンサチップである。それぞれのセンサユニット１０６は、被検体の内部情報を示す画像データを取得するための撮像領域を有する。それぞれのセンサユニット１０６の撮像領域には、複数の画素Ｐが、複数の行および複数の列を形成するように２次元アレイ状に配される。また、それぞれのセンサユニット１０６は、撮像領域の他に、遮光されたオプティカルブラック領域を有していてもよい。それぞれのセンサユニット１０６は、ダイシングなどによって物理的に分離されたものでありうる。換言すると、センサパネル１０５に配される複数のセンサユニット１０６は、それぞれのセンサユニット１０６ごとに分離可能な構成を有しうる。例えば、半導体基板上に形成されたそれぞれのセンサユニット１０６をダイシング前に検査し、検査結果が所定の基準を満たしたセンサユニット１０６をダイシング後、タイリングしてセンサパネル１０５を形成してもよい。複数のセンサユニット１０６を例えば板状の基台の上にタイリングすることによって、センサパネル１０５を大型化することが可能となる。図１に示す構成では、説明を容易にするため、センサユニット１０６が２行×７列タイリングされた構成を示すが、センサ部１２０の構成は、この数量に限られるものではない。
【００１５】
センサ部１２０の上には、例えば、放射線を光に変換するシンチレータ（不図示）が配され、センサ部１２０によって、放射線から変換された光に応じた電気信号が得られる。本実施形態では、放射線をシンチレータによって光に変換し、変換された光を光電変換する間接型の光電変換素子を用いた撮像装置の構成例を示すが、放射線を直接、電気信号に変換する直接型の光電変換素子を用いた撮像装置であってもよい。
【００１６】
読出部１２１は、例えば、差動増幅器などを含む信号増幅部１０７とアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換を行うＡ／Ｄ変換器１０８と、を含む。読出部１２１の詳細な構成および動作については後述する。
【００１７】
センサ部１２０の上辺部、及び、下辺部には、信号の授受、または、電源の供給を行うための電極が配される。電極は、フライングリード式プリント配線板（不図示）などによって外部回路に接続される。例えば、センサ部１２０からの信号は、電極を介して読出部１２１によって読み出され、また、動作制御部１０９からの制御信号は、電極を介してセンサ部１２０に供給される。
【００１８】
動作制御部１０９は、センサ部１２０や読出部１２１の各ユニットの動作を制御し、例えば、それぞれのセンサユニット１０６に供給する基準電圧の設定や各画素の駆動制御、動作モード制御を行う。また、動作制御部１０９は、読出部１２１のＡ／Ｄ変換器１０８によってＡ／Ｄ変換されたセンサ部１２０の各画素から出力された画像データ（デジタルデータ）を用いて単位期間ごとに１つのフレームデータに合成し、処理部１０１に出力する。
【００１９】
動作制御部１０９と処理部１０１との間では、各種インタフェースを介して、制御コマンドなどの制御信号や画像データなどの授受が行われる。制御用インタフェース１１０は、駆動モードや各種パラメータなどの撮影情報や設定情報の授受を行うためのインタフェースである。また、制御用インタフェース１１０は、撮像装置１００の動作状態などの装置情報の授受を行ってもよい。画像データインタフェース１１１は、撮像装置１００から出力される画像データを処理部１０１に出力するためのインタフェースである。また、動作制御部１０９は、撮像装置１００が撮影可能な状態になったことをＲＥＡＤＹ信号１１２によって処理部１０１に通知する。処理部１０１は、動作制御部１０９から出力されるＲＥＡＤＹ信号１１２に応じて、放射線の照射開始（曝射）のタイミングを、同期信号１１３によって動作制御部１０９に通知する。処理部１０１は、動作制御部１０９から出力される曝射許可信号１１４がイネーブル状態の間に、照射制御部１０３に制御信号を出力し、放射線照射を開始させる。
【００２０】
以上のような構成によって、放射線撮像システムＳＹＳにおける各ユニットの制御、例えば駆動制御、同期制御、駆動モード制御などがなされる。例えば、処理部１０１に、ユーザが動作モードや各種パラメータなどの設定情報などを入力するための情報入力部や情報入力端末などの入力部（不図示）が接続されていてもよく、各ユニットの制御は、ユーザによって入力された撮影条件に基づいてなされる。例えば、処理部１０１は、駆動モード設定部として機能し、ユーザの入力した撮影条件に基づいて駆動モードを選択し、放射線撮像システムＳＹＳが動作するように、放射線撮像システムＳＹＳ全体を制御する。そして、撮像装置１００は、センサ部１２０から読み出されたセンサ信号を、１つ１つの単位期間ごとにフレームデータに合成し、画像データとして処理部１０１に出力する。処理部１０１は、画像データに対して所定の画像処理やデータ処理を行い、画像データに基づく放射線画像を表示部１０２に表示させる。
【００２１】
放射線撮像システムＳＹＳにおける各ユニットは、上記構成に限られるものではなく、各ユニットの構成は、目的などに応じて、適宜変更されてもよい。例えば、処理部１０１と照射制御部１０３などの２つ以上のユニットの各機能が、１つのユニットによって達成されてもよいし、また、あるユニットの一部の機能が、他のユニットによって達成されてもよい。
【００２２】
図２は、センサ部１２０のそれぞれのセンサユニット１０６が有する撮像領域に配された画素Ｐの回路の概略と出力回路とを説明する等価回路図である。画素Ｐは、変換部ＣＰ、増幅部ＡＰ、リセット部ＲＰ、２つの保持部ＳＨ１、ＳＨ２および２つの出力部ＯＰ１、ＯＰ２を含む。本実施形態において、ｎチャネルトランジスタを多段に組み合わせた構成を用いる。この場合、撮像装置１００のダイナミックレンジを確保するために、変換部ＣＰから出力される電気信号が通るそれぞれのトランジスタに、しきい値電圧Ｖｔｈの小さいトランジスタが用いられうる。
【００２３】
変換部ＣＰは、上述のように放射線をシンチレータによって光に変換し、変換された光を光電変換する間接型の光電変換素子としてフォトダイオードＰＤと、フローティングディフュージョン（ＦＤ）容量Ｃｆｄと、を含む。シンチレータで放射線から変換された光に応じた量の電荷がフォトダイオードＰＤで発生し、発生した電荷量に応じたＦＤ容量Ｃｆｄの電圧が増幅部ＡＰに出力される。
【００２４】
増幅部ＡＰは、制御トランジスタＭ３、Ｍ６、増幅トランジスタＭ４、Ｍ７、クランプ容量Ｃｃｌおよび複数の定電流源を含む。制御トランジスタＭ３と増幅トランジスタＭ４と定電流源（例えばカレントミラー構成のトランジスタを含む。）とは、電流経路を形成するように直列に接続される。制御トランジスタＭ３のゲート（制御電極）に入力されるイネーブル信号ＥＮが活性化されることによって、変換部ＣＰからの電圧をゲート（制御電極）に受ける増幅トランジスタＭ４が動作状態となる。これによって、ソースフォロワ回路が形成され、変換部ＣＰから入力する電圧を増幅した電圧が、増幅トランジスタＭ４の一方の主電極から出力される。増幅トランジスタＭ４から出力された電圧は、クランプ容量Ｃｃｌを介して増幅トランジスタＭ７のゲート（制御電極）に入力する。制御トランジスタＭ６と増幅トランジスタＭ７と定電流源とは、電流経路を形成するように直列に接続される。制御トランジスタＭ６のゲートに入力されるイネーブル信号ＥＮが活性化されることによって、増幅トランジスタＭ４からの電圧をゲート（制御電極）に受ける増幅トランジスタＭ７が動作状態となる。これによって、ソースフォロワ回路が形成され、増幅トランジスタＭ４から出力された電圧を増幅した電圧が増幅トランジスタＭ７の一方の主電極から出力される。クランプ部を構成するクランプ容量Ｃｃｌは、増幅トランジスタＭ４の一方の主電極と増幅トランジスタＭ７のゲートとの間に直列に配される。クランプ容量Ｃｃｌによるクランプ動作については、次に説明するリセット部ＲＰとあわせて説明する。
【００２５】
リセット部ＲＰは、リセットトランジスタＭ２とリセットトランジスタＭ５とを含む。リセットトランジスタＭ２は、リセット信号ＰＲＥＳが活性化されることによってフォトダイオードＰＤに電圧ＶＲＥＳを供給し、フォトダイオードＰＤを含む変換部ＣＰの電荷を初期化する。フォトダイオードＰＤを含む変換部ＣＰを初期化することによって、増幅部ＡＰに出力される電圧がリセットされる。リセットトランジスタＭ５は、クランプ容量Ｃｃｌと増幅トランジスタＭ７との間の接続ノードｎ２にクランプ電圧ＶＣＬを供給することによって、増幅トランジスタＭ７から出力される電圧をリセットする。
【００２６】
リセットトランジスタＭ２によるリセット時の変換部ＣＰからの電圧に応じた電圧が、増幅トランジスタＭ４とクランプ容量Ｃｃｌとの接続ノードｎ１に入力される。また、クランプ信号ＰＣＬが活性化されることによって、リセットトランジスタＭ５が導通状態になり、クランプ電圧ＶＣＬが接続ノードｎ２に入力される。次に、リセット信号ＰＲＥＳが不活性化されリセットトランジスタＭ２が非導通状態に遷移する。次いでクランプ信号ＰＲＥＳが不活性化されリセットトランジスタＭ５が不導通状態に遷移すると、クランプ容量Ｃｃｌの両端の接続ノードｎ１−ｎ２間で生じた電圧差が保たれる。
【００２７】
以上の動作によって、クランプ容量Ｃｃｌと増幅トランジスタＭ７との接続ノードｎ２の電位をノイズ成分としてクランプし、その後、フォトダイオードＰＤでの電荷の発生および蓄積に伴う電圧の変化分を信号成分として出力する。これがクランプ容量Ｃｃｌを用いたクランプ動作であり、このクランプ動作によって変換部ＣＰで生じるｋＴＣノイズや増幅トランジスタＭ４のオフセットなどのノイズ成分が抑制される。
【００２８】
保持部ＳＨ１は、転送トランジスタＭ８と保持容量ＣＳとを含むサンプルホールド回路であり、変換部ＣＰで放射線または光から変換された電荷を増幅部ＡＰで増幅した信号が保持される。具体的には、制御信号ＴＳを用いて転送トランジスタＭ８の導通／非導通の状態を切り替えることによって、変換部ＣＰ変換され増幅部ＡＰで増幅された信号を保持容量ＣＳに転送し保持するサンプリングを行う。出力部ＯＰ１は、信号増幅トランジスタＭ１０と出力スイッチＳＷ９とを含む。信号増幅トランジスタＭ１０は、保持容量ＣＳに保持された電圧を増幅した信号を出力するためのトランジスタである。出力スイッチＳＷ９は、信号増幅トランジスタＭ１０によって出力された信号を転送するスイッチである。具体的には、出力スイッチＳＷ９に入力される制御信号ＶＳＲによって出力スイッチＳＷ９が導通状態になることによって、後段の定電流源と信号増幅トランジスタＭ１０とでソースフォロワ回路が形成される。これによって、画素ＰからフォトダイオードＰＤで光から変換され、保持容量ＣＳに保持された電圧に基づく信号Ｓが出力される。
【００２９】
保持部ＳＨ２は、転送トランジスタＭ１１と保持容量ＣＮとを含むサンプルホールド回路であり、増幅部ＡＰのオフセット信号が保持される。具体的には、制御信号ＴＮを用いて転送トランジスタＭ１１の導通／非導通の状態を切り替えることによって、増幅部ＡＰのオフセット信号を保持容量ＣＮに転送し保持するサンプリングを行う。出力部ＯＰ２は、信号増幅トランジスタＭ１３と出力スイッチＳＷ１２とを含む。信号増幅トランジスタＭ１３は、保持容量ＣＮに保持された電圧を増幅した信号を出力するためのトランジスタである。出力スイッチＳＷ１２は、信号増幅トランジスタＭ１３によって出力された信号を転送するスイッチである。具体的には、出力スイッチＳＷ１２に入力される制御信号ＶＳＲによって出力スイッチＳＷ１２が導通状態になることによって、後段の定電流源と信号増幅トランジスタＭ１３とでソースフォロワ回路が形成される。これによって、画素Ｐから保持容量ＣＮに保持されたオフセット信号に基づく信号Ｎが出力される。
【００３０】
センサ部１２０のそれぞれのセンサユニット１０６が有する撮像領域には、以上、説明した画素Ｐが２次元アレイ状に複数配される。
【００３１】
画素Ｐからの信号Ｓ、Ｎは、画素出力部ＲＤに出力される。信号線４０６、４０７はセンサユニット１０６中の列信号線、信号線４０８、４０９はそれぞれアナログ出力線を示す。定電流源と列信号増幅トランジスタＡｖとでソースフォロワ回路が形成される。また、定電流源とセンサユニット最終増幅トランジスタＡｏｕｔとでソースフォロワ回路が形成される。センサユニット最終増幅トランジスタＡｏｕｔによって増幅された信号は、センサユニット１０６の端子Ｅｎおよび端子Ｅｓから、制御部１２２の読出部１２１に出力される。
【００３２】
次に、センサ部１２０のセンサユニット１０６および制御部１２２の読出部１２１の構成について図３（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図３（ａ）は、本実施形態の撮像装置１００のセンサユニット１０６の概略構成を説明するための等価回路図である。センサユニット１０６のそれぞれは、複数の画素Ｐと、それぞれの画素Ｐを駆動するための垂直走査回路４０３と、それぞれの画素Ｐから信号読出を行うための水平走査回路４０４と、を含む。垂直走査回路４０３および水平走査回路４０４は、例えばシフトレジスタで構成されており、動作制御部１０９からの制御信号に基づいて動作する。垂直走査回路４０３は、信号線４０５を介してそれぞれの画素Ｐに制御信号ＶＳＲを出力し、制御信号ＶＳＲに基づいて画素Ｐを行単位で駆動する。すなわち、垂直走査回路４０３は行選択部として機能し、信号読出を行うべき画素Ｐを行ごとに選択する。また、水平走査回路４０４は列選択部として機能し、制御信号ＨＳＲに基づいて画素Ｐを列ごとに選択して、画素Ｐからの信号を順に出力させる（水平転送）。本明細書において、上述の通り、図３（ａ）の縦方向（同じ信号線４０６、４０７に接続される画素Ｐが並ぶ方向）を列方向、横方向（同じ信号線４０５に接続される画素Ｐが並ぶ方向）を行方向と呼ぶ。ここで、行選択部（垂直走査回路４０３）の動作周波数は、列選択部（水平走査回路４０４）の動作周波数に比べて低く、即ち、行選択部（垂直走査回路４０３）は列選択部（水平走査回路４０４）に比べて動作が遅い。
【００３３】
また、センサユニット１０６は、それぞれの画素Ｐの容量ＣＳに保持された信号Ｓを読み出すための端子Ｅｓと、容量ＣＮに保持された信号Ｎを読み出すための端子Ｅｎと、を含む。また、センサユニット１０６は、端子Ｅｃｓを更に含み、端子Ｅｃｓが受ける信号が活性化されることによって、画素Ｐの信号が、端子Ｅｓ及びＥｎを介して読み出される。
【００３４】
具体的には、前述のそれぞれの画素Ｐの信号Ｓを出力する端子Ｓおよび信号Ｎを出力する端子Ｎは、それぞれの端子に対応する信号線４０６、４０７に接続されている。信号線４０６、４０７は、列信号増幅トランジスタＡｖと水平走査回路４０４からの制御信号ＨＳＲに応答して導通状態になるスイッチＳＷｈを介して、信号線４０８、４０９に接続される。信号線４０８、４０９に出力された画素Ｐからの信号Ｓ、Ｎは、信号増幅トランジスタＡｏｕｔと端子Ｅｃｓとが受ける信号に応答して導通状態になるスイッチＳＷｃｓを介して、端子Ｅｓ、Ｅｎから出力される。
【００３５】
また、それぞれのセンサユニット１０６は、垂直走査回路４０３および水平走査回路４０４を制御するための各制御信号を受ける端子ＨＳＴ、ＣＬＫＨ、ＶＳＴ、ＣＬＫＶを更に有する。端子ＨＳＴは、水平走査回路４０４に入力されるスタートパルスを受ける。端子ＣＬＫＨは、水平走査回路４０４に入力されるクロック信号を受ける。端子ＶＳＴは、垂直走査回路４０３に入力されるスタートパルスを受ける。端子ＣＬＫＶは、垂直走査回路４０３に入力されるクロック信号を受ける。これらの制御信号は、制御部１２２の動作制御部１０９から入力されうる。水平走査回路４０４は入力されたスタートパルスとクロック信号とに基づいて制御信号ＨＳＲを生成および出力し、垂直走査回路４０３は入力されたスタートパルスとクロック信号とに基づいて制御信号ＶＳＲを生成および出力する。これによって、センサユニット１０６に配されるそれぞれの画素からの信号Ｓ、Ｎが、Ｘ-Ｙアドレス方式で順次、読み出される。すなわち、センサユニット１０６では、それぞれの画素Ｐは行単位で制御され、保持部ＳＨ１、ＳＨ２に保持された信号が列単位で出力され（水平転送がなされ）、信号が読み出される。
【００３６】
図３（ｂ）は、制御部１２２の読出部１２１の概略構成を説明するための等価回路図である。読出部１２１は、図３（ｂ）に示すユニットＵＮＩＴを、図１に示すようにセンサユニット１０６ごとに備える。それぞれのユニットＵＮＩＴは、例えば差動増幅器などを含む信号増幅部１０７とＡ／Ｄ変換を行うＡ／Ｄ変換器１０８とを含む。端子Ｅｓからの信号は、信号増幅部１０７の非反転入力端子に入力される。信号増幅部１０７は、信号ＡＤＣＬＫの周期に追従可能な応答特性を有するように設計されればよい。また、端子Ｅｎからの信号は、制御信号ＳＥＬに応答して導通状態が端子Ａ−Ｃ間導通、端子Ｂ−Ｃ間導通と選択的に切り替わるスイッチＳＷｓｅｌを介して、信号増幅部１０７の反転入力端子に入力される。信号増幅部１０７では、端子Ｅｓからの信号と端子Ｅｎからの信号との差分または端子Ｅｓからの信号と端子ＲＥＦからの信号との差分が増幅される。増幅された差分はＡ／Ｄ変換器１０８でＡＤＣＬＫ端子を介して入力されるクロック信号に基づいてＡ／Ｄ変換される。以上の構成によって、センサユニット１０６で取得された信号から画像データ（デジタルデータ）が得られ、ＡＤＯＵＴ端子を介して動作制御部１０９に出力される。
【００３７】
図４は、図２、３に示す回路を有する撮像装置１００において、固定フレームレートで１つのフレーム当たりの放射線の照射時間Ｔに制限のある場合の動画撮影の駆動制御の一例を示すタイミングチャートである。以下、動画撮影において、保持容量ＣＳ、ＣＮに電荷がサンプルホールドされるまでの制御信号のタイミングについて説明する。横軸を時間軸とし、縦軸にはそれぞれの制御信号を示す。
【００３８】
図４に示されるように、まず、時刻ｔ５０において、ユーザが、駆動モードの設定ＳＴなど撮影を行うために必要な情報である撮影条件の設定を行う。次いで、時刻ｔ５１からリセット駆動Ｒ１が開始される。リセット駆動Ｒ１は、フォトダイオードＰＤを含む変換部ＣＰおよび増幅部ＡＰの増幅トランジスタＭ７から出力される電圧のそれぞれリセットを行う駆動である。まず、時刻ｔ５１でイネーブル信号ＥＮを活性化し、増幅トランジスタＭ４および増幅トランジスタＭ７を動作状態にする。次に、時刻ｔ５２で、リセット信号ＰＲＥＳを活性化し、リセットトランジスタＭ２を導通状態にし、フォトダイオードＰＤに電圧ＶＲＥＳを供給することによってフォトダイオードＰＤおよびＦＤ容量Ｃｆｄの電荷を初期化する。これによって、変換部ＣＰから増幅部ＡＰに出力される電圧をリセットする。リセットトランジスタＭ２によるリセット時の変換部ＣＰからの電圧に応じた電圧が、増幅トランジスタＭ４とクランプ容量Ｃｃｌとの間の接続ノードｎ１に入力される。次いで、時刻ｔ５３で、クランプ信号ＰＣＬが活性化されることによってリセットトランジスタＭ５が導通状態になり、クランプ電圧ＶＣＬがクランプ容量Ｃｃｌと増幅トランジスタＭ７との接続ノードｎ２に入力される。次に、時刻ｔ５４で、リセット信号ＰＲＥＳが不活性化され、リセットトランジスタＭ２が非導通状態になる。続いて時刻ｔ５５で、クランプ信号ＰＣＬが不活性化され、リセットトランジスタＭ５が非導通状態になると、クランプ容量の両端の接続ノードｎ１−ｎ２間で生じた電圧差が保たれる。
【００３９】
時刻ｔ５５から、フォトダイオードＰＤで発生した電荷のＦＤ容量Ｃｆｄでの蓄積が開始される。次いで、時刻ｔ５６で、イネーブル信号ＥＮを不活性化し、増幅トランジスタＭ４、増幅トランジスタＭ７を非動作状態にする。これによって、リセット駆動Ｒ１が終了し、蓄積状態に移行したため曝射許可信号をイネーブルにし放射線の曝射を要求する。後に続くリセット駆動Ｒ１（例えば、時刻ｔ８１から）においても、同様のタイミングで制御されうる。
【００４０】
動画撮影時にそれぞれの画素Ｐ間および走査線間の時間的なスイッチングのずれによって生じる画像ズレを防止するために、センサパネル１０５に配された全ての画素Ｐにおいて、同一のタイミング、同一の期間でリセット駆動Ｒ１が行われる。その後、一括露光による電荷の蓄積が行われ、それぞれの画素ＰのフォトダイオードＰＤで発生した電荷がＦＤ容量Ｃｆｄに蓄積される。
【００４１】
次に、時刻ｔ６０から始まるサンプリング駆動Ｓ１について説明する。時刻ｔ６０でイネーブル信号ＥＮを活性化し、制御トランジスタＭ３と制御トランジスタＭ６とを導通状態にする。制御トランジスタＭ３のゲートに入力されるイネーブル信号ＥＮが活性化されることによって、変換部ＣＰからの電圧を受ける増幅トランジスタＭ４が動作状態となり、変換部ＣＰからの電圧を増幅した電圧が増幅トランジスタＭ４の一方の主端子から出力される。同時に、制御トランジスタＭ６のゲートに入力されるイネーブル信号ＥＮが活性化される。これによって、増幅トランジスタＭ４からの電圧を受ける増幅トランジスタＭ７が動作状態となり、増幅トランジスタＭ４からの電圧を増幅した電圧が増幅トランジスタＭ７から出力される。
【００４２】
次に、時刻ｔ６１から時刻ｔ６３の期間、サンプルホールド回路の制御信号ＴＳを用いて転送トランジスタＭ８の導通／非導通を切り替える。これによって、変換部ＣＰで変換された電荷を増幅部ＡＰで増幅した信号を保持容量ＣＳに転送し保持する（サンプリング）。信号の保持（サンプルホールド）の開始後、時刻ｔ６２で曝射許可信号を非許可状態にして放射線曝射を禁止する。
【００４３】
次いで、リセットトランジスタＭ２は、時刻ｔ６４でリセット信号ＰＲＥＳが活性化されることによって、フォトダイオードＰＤに所定の電位を供給してフォトダイオードＰＤの電荷を初期化し、増幅部ＡＰに出力される電圧をリセットする。リセットトランジスタＭ２によるリセット時の変換部ＣＰからの電圧に応じた電圧が、増幅トランジスタＭ４とクランプ容量Ｃｃｌとの間の接続ノードｎ１に入力される。また、リセットトランジスタＭ５は、時刻ｔ６５でクランプ信号ＰＣＬが活性化されることによって、クランプ容量Ｃｃｌと増幅トランジスタＭ７との間の接続ノードｎ２に電圧ＶＣＬを供給する。これによって、増幅トランジスタＭ７から出力される電圧をリセットし、クランプ電圧ＶＣＬが接続ノードｎ２に入力される。
【００４４】
次に、時刻ｔ６７から時刻ｔ６８の期間、サンプルホールド回路の制御信号ＴＮを用いて転送トランジスタＭ１１の導通／非導通を切り替えることによって、増幅部ＡＰのオフセット信号を保持容量ＣＮに転送し保持する（サンプリング）。時刻ｔ６９でクランプ信号ＰＣＬが不活性化され、リセットトランジスタＭ５が非導通状態になると、クランプ容量Ｃｃｌの両端の接続ノードｎ１−ｎ２間で生じた電圧差が保たれる。時刻ｔ７０で、制御トランジスタＭ３と制御トランジスタＭ６とのゲートに入力されるイネーブル信号ＥＮが不活性化されることによって、増幅トランジスタＭ４と増幅トランジスタＭ７とは非動作状態となる。
【００４５】
サンプリング駆動Ｓ１は、センサ部１２０にタイリングされたセンサユニット１０６に配されたすべての画素Ｐにおいて、一括して行う。後に続くサンプリング駆動Ｓ１（例えば、時刻ｔ９０から）も、同様のタイミングで制御されうる。サンプリング駆動Ｓ１の後、時刻ｔ８１にて再びリセット駆動Ｒ１が開始され、次のフレームのフォトダイオードＰＤで発生した電荷の蓄積を開始させる。
【００４６】
時刻ｔ６０から時刻ｔ７０でサンプリングされたそれぞれの画素Ｐの信号は、読出期間ＲＤ１に上述したように、センサ部１２０から動作制御部１０９へ読み出される。
【００４７】
図５に、図２に示した画素Ｐおよび画素出力部ＲＤの等価回路のリセット駆動Ｒ１の直後の回路内の信号レベルの概念を表す。しきい値電圧Ｖｔｈ１〜Ｖｔｈ４は、増幅トランジスタのそれぞれのゲート−ソース間の電位差を示す。具体的には、しきい値電圧Ｖｔｈ１は増幅トランジスタＭ７のしきい値電圧を示す。しきい値電圧Ｖｔｈ２は信号増幅トランジスタＭ１０、Ｍ１３のしきい値電圧を示す。しきい値電圧Ｖｔｈ３は列信号増幅トランジスタＡｖのしきい値電圧を示す。しきい値電圧Ｖｔｈ４はセンサユニット最終増幅トランジスタＡｏｕｔのしきい値電圧Ｖｔｈを示す。すなわちゲート−ソース間の電位差が、それぞれの増幅トランジスタのしきい値電圧Ｖｔｈである。
【００４８】
半導体などの基板上に画素Ｐや画素出力部ＲＤなどを形成し、センサユニット１０６を製造する際、製造プロセスのそれぞれの工程においてばらつきが生じうる。同一の基板に形成されたトランジスタのしきい値電圧Ｖｔｈはほぼ同じ特性を有しうる。しかし、例えば、ロットの異なる基板に形成されるトランジスタのしきい値電圧Ｖｔｈは、同一の基板に作成されたトランジスタよりも製造プロセスのばらつきに起因する差を生じる可能性が高い。
【００４９】
センサユニット１０６の信号を出力する端子Ｅｓには、接続ノードｎ２の電位が、増幅トランジスタＭ７、信号増幅トランジスタＭ１０、列信号増幅トランジスタＡｖおよびセンサユニット最終増幅トランジスタＡｏｕｔを経由して出力される。このため、端子Ｅｓの電圧は、クランプ容量Ｃｃｌの出力側の接続ノードｎ２の電圧から少なくともしきい値電圧Ｖｔｈの４倍の電圧、低い電圧となる。センサユニット１０６のノイズ信号を出力する端子Ｅｎも、端子Ｅｓと同様の回路構成を備えるため、端子Ｅｎの電圧は、クランプ容量Ｃｃｌの出力側の接続ノードｎ２の電圧から少なくともしきい値電圧Ｖｔｈの４倍の電圧、低い電圧となる。これは、製造プロセスにおいてロット間などで生じるしきい値電圧Ｖｔｈのばらつきが、画素Ｐからの信号の出力に大きな影響を及ぼすことを意味する。なお、電圧の低下は、しきい値電圧Ｖｔｈ以外にも、例えば配線抵抗などによっても起こりうる。
【００５０】
上述のように、リセット駆動Ｒ１直後、クランプ容量Ｃｃｌを用いたクランプ動作によって、接続ノードｎ２に接続している増幅トランジスタＭ７のゲート電圧が、黒レベルにリセットされる。その後、放射線または光の照射によって電荷がフォトダイオードＰＤに発生すると、増幅トランジスタＭ４のゲート電圧は、入射した放射線または光に応じた量だけ、図５の矢印Ａで示す方向に下がっていく。上述の図４に示した駆動タイミングによって、クランプ容量Ｃｃｌの両端の接続ノードｎ１−ｎ２間は、蓄積の期間中、接続ノードｎ１−ｎ２間で生じた電圧差が保たれたまま変化する。
【００５１】
ここで、電圧ＯＵＴ１は、画素Ｐおよび画素出力部ＲＤに含まれるトランジスタが、代表的なしきい値電圧Ｖｔｈを有する場合の端子Ｅｓの黒レベルの信号の出力電圧を示す。電圧ＯＵＴ２は、製造プロセスなどのばらつきによって、画素Ｐおよび画素出力部ＲＤに含まれるトランジスタのしきい値電圧Ｖｔｈが複数のセンサユニット１０６の中で最小となった場合の黒レベルの信号の出力電圧を示す。電圧ＯＵＴ３は、電圧ＯＵＴ２とは逆に、画素Ｐおよび画素出力部ＲＤに含まれるトランジスタのしきい値電圧Ｖｔｈが複数のセンサユニット１０６の中で最大となった場合の黒レベルの信号の出力電圧を示す。ここで、代表的なしきい値電圧Ｖｔｈとは、例えば、センサパネル１０５全体の画素Ｐおよび画素出力部ＲＤに含まれるトランジスタのしきい値電圧Ｖｔｈの平均であってもよい。また例えば、センサ部１２０のセンサユニット１０６を設計する際の、それぞれのトランジスタのしきい値電圧Ｖｔｈの設計値であってもよい。
【００５２】
ここで、電圧ＯＵＴ２と電圧ＯＵＴ１との電圧差を電圧Ｏｕｔ２−電圧Ｏｕｔ１＝Δａ（Ｖ）、電圧ＯＵＴ１と電圧ＯＵＴ３との電圧差を電圧Ｏｕｔ１−電圧Ｏｕｔ３＝Δｂ（Ｖ）とする。出力０Ｖ近傍での回路飽和領域２０１を考慮した場合、電圧ＯＵＴの有効な出力レンジは電圧ＯＵＴ１でレンジＤ１、最小のしきい値電圧Ｖｔｈを有する電圧ＯＵＴ２でレンジＤ２、最大のしきい値電圧Ｖｔｈを有する電圧ＯＵＴ３でレンジＤ３となる。ここで、レンジＤ１、Ｄ２、Ｄ３のそれぞれの出力レンジの広さは、レンジＤ２＞レンジＤ１＞レンジＤ３の関係となる。図２に示す等価回路において、接続ノードｎ２の電圧変化分が、センサユニット１０６から信号を出力する端子Ｅｓの電圧変化分となるため、黒レベルの出力電圧が高いセンサユニット１０６は出力レンジの幅（ダイナミックレンジ）が広くなる。一方で、黒レベルの出力電圧が低いセンサユニット１０６は出力レンジの幅（ダイナミックレンジ）が狭い。
【００５３】
例えば製造ロットなどによって、センサユニット１０６ごとにしきい値電圧Ｖｔｈなどの特性の異なるトランジスタを有する複数のセンサユニット１０６が基台にタイリングされ、センサパネル１０５が構成される。この場合、センサパネル１０５は、先に飽和が始まるしきい値電圧Ｖｔｈが大きいトランジスタを有するセンサユニット１０６によって、ダイナミックレンジが制限される。図５の出力２０２は、フォトダイオードＰＤの出力レンジを示す。フォトダイオードＰＤから画素Ｐおよび画素出力部ＲＤを通過した電圧ＯＵＴの出力レンジよりも、フォトダイオードＰＤの出力レンジの方が広いことが分かる。
【００５４】
一方、図３（ｂ）に示した読出部１２１の差動増幅器等を含む信号増幅部１０７の入力レンジには制限がある。センサパネル１０５内にしきい値電圧Ｖｔｈが小さいトランジスタを有するセンサユニット１０６があると、黒レベルの出力電圧が高くなりセンサパネル１０５の出力レンジが広くなる。また、センサパネル１０５内でセンサユニット１０６ごとの出力レンジに大きなばらつきがある場合など、センサパネル１０５のアナログ信号読み出し回路の入力レンジ、動作レンジを広くとる回路構成にする必要がある。高速なアナログ信号を読み出すための読出回路の入力レンジ、動作レンジを広くとるためにはアナログ回路の電源電圧を高くする、入力レンジの広い増幅器を使用するなど、回路設計に制限が生じる。更に、電源電圧を高くした場合、高い電源電圧の使用に起因する発熱を抑える必要がある。
【００５５】
このしきい値電圧Ｖｔｈのばらつきに対して、本実施形態において、制御部１２２は、電圧ＯＵＴの出力レンジのばらつきを抑制するために、センサユニット１０６ごとに制御された基準電圧を、それぞれの画素Ｐに供給する。図６は、基準電圧を決定するための制御部１２２の読出部１２１に配されるそれぞれのユニットＵＮＩＴの構成を説明するための等価回路図である。ここで、それぞれのセンサユニット１０６の黒レベルの電圧ＯＵＴを、画素Ｐおよび画素出力部ＲＤに含まれるトランジスタが代表的なしきい値電圧Ｖｔｈを有する場合の黒レベルの電圧ＯＵＴ１に近付ける、または、等しくなるように調整する方法を説明する。このため、以下において電圧ＯＵＴ１を所定の電圧ＯＵＴ１と呼ぶ場合がある。
【００５６】
制御部１２２に含まれる読出部１２１のそれぞれのユニットＵＮＩＴは、上述の信号増幅部１０７およびＡ／Ｄ変換器１０８の他、加算器１５０、Ｄ／Ａコンバータ１５１、バッファ増幅器１５２、分圧器１５７および切り替えスイッチＳＷｓｅｌを更に含む。Ｄ／Ａコンバータ１５１は、動作制御部１０９の指令値に従って可変のアナログの電圧を出力する。バッファ増幅器１５２は、例えばボルテージフォロアなどの増幅器である。動作制御部１０９は、電圧源１１９を含み、参照電圧ＲＥＦ１およびリセット電圧ＶＲＥＳを出力しうる。分圧器１５７は、電圧ＯＵＴ１／参照電圧ＲＥＦ１の分圧比を有し、参照電圧ＲＥＦ１を入力すると、所定の電圧ＯＵＴ１に分圧される。Ｄ／Ａコンバータ１５１およびバッファ増幅器１５２は、電圧生成部１６０を構成し、電圧生成部１６０の出力は可変参照電圧ＲＥＦ２（差分電圧）となる。加算器１５０は、動作制御部１０９から出力される参照電圧ＲＥＦ１と電圧生成部１６０で生成される可変参照電圧ＲＥＦ２とをアナログ加算するアナログ加算器である。この参照電圧ＲＥＦ１とセンサユニット１０６ごとに可変参照電圧ＲＥＦ２とが加算器１５０でアナログ加算された電圧が基準電圧となり、後述するようにクランプ電圧ＶＣＬとしてセンサユニット１０６に入力される。参照電圧ＲＥＦ１は、図６に示すようにそれぞれのセンサユニット１０６に対して、共通の電圧であってもよいし、センサユニット１０６ごとに異なっていてもよい。
【００５７】
信号増幅部１０７はバッファ増幅器１５５、１５６と差動増幅器１５９を含み構成される。端子Ｅｓから出力される信号は、信号増幅部１０７（差動増幅器１５９）の非反転入力端子に入力される。端子Ｅｎから出力される信号は、切り替えスイッチＳＷｓｅｌを介して、信号増幅部１０７（差動増幅器１５９）の反転入力端子に入力される。信号増幅部１０７の差動出力はＡ／Ｄ変換器１０８に入力され、信号ＡＤＣＬＫに同期してＡ／Ｄ変換が行われ、ＡＤＯＵＴ端子を介して動作制御部１０９に出力される。
【００５８】
切り替えスイッチＳＷｓｅｌは、信号増幅部１０７の反転入力端子の入力を切り替えるアナログスイッチやリレーなどのスイッチである。制御信号ＳＥＬによって、切り替えスイッチＳＷｓｅｌは、センサ部１２０の端子Ｅｎとつながる端子Ａと、参照電圧ＲＥＦ１が分圧器１５７を通過した所定の電圧ＯＵＴ１が出力される端子Ｂと、の間を切り替える。
【００５９】
動作制御部１０９は、制御線１５３を用いて電圧生成部１６０のＤ／Ａコンバータ１５１を制御する。リセット電圧ＶＲＥＳ、制御信号ＨＳＴ、ＣＬＫＨ、ＶＳＴ、ＣＬＫＶなどは、信号線１５４を用いて動作制御部１０９からセンサユニット１０６に出力される。
【００６０】
図６に示すように、制御部１２２の読出部１２１においてユニットＵＮＩＴが、センサユニット１０６ごとに配される。この構成によって、動作制御部１０９は、センサユニット１０６ごとに基準電圧としてクランプ電圧ＶＣＬを個々に独立して制御することが可能となる。クランプ電圧ＶＣＬは、上述の図２に示すように、リセット部ＲＰに供給され、リセットトランジスタＭ５を介して接続ノードｎ２に供給される。
【００６１】
本実施形態において、バッファ増幅器１５２のゲインは１倍、Ｄ／Ａコンバータ１５１の出力電圧は、動作制御部１０９から出力される指令値によって、−ΔａＶから＋ΔｂＶの電圧を出力できるものとする。これによって、可変参照電圧ＲＥＦ２は、−ΔａＶから＋ΔｂＶの範囲で可変の電圧となる。結果として、クランプ電圧ＶＣＬは、加算器１５０に参照電圧ＲＥＦ１と可変参照電圧ＲＥＦ２とを入力することによって、参照電圧ＲＥＦ１−Δａ（Ｖ）から参照電圧ＲＥＦ１＋Δｂ（Ｖ）の範囲で可変の電圧となる。
【００６２】
図７にセンサユニット１０６の黒レベルの信号の出力を所定の電圧ＯＵＴ１に近付けるためのフローチャートの例を示す。１つのセンサユニット１０６の端子Ｅｓと端子Ｅｎとからの画素に光が入射しない黒レベルの信号の電圧ＯＵＴは、トランジスタのしきい値電圧Ｖｔｈは同等の特性を有するため、同等の値の電圧ＯＵＴが測定されうる。そのため、まず、ステップＳ１０１で黒レベルの電圧ＯＵＴの絶対値を測定するために、動作制御部１０９は、制御信号ＳＥＬを用いて、切り替えスイッチＳＷｓｅｌが端子Ｂと端子Ｃとの間を短絡するように切り替える。
【００６３】
次に、ステップＳ１０２において、動作制御部１０９は、電圧生成部１６０のＤ／Ａコンバータ１５１の出力電圧が０Ｖになるように設定する。この場合、可変参照電圧ＲＥＦ２は０Ｖとなり、センサユニット１０６に供給されるクランプ電圧ＶＣＬは参照電圧ＲＥＦ１となる。
【００６４】
次いで、ステップＳ１０３において、動作制御部１０９は、図４に示す時刻ｔ５１で始まるリセット駆動Ｒ１および時刻ｔ６０で始まるサンプリング駆動Ｓ１を行う。このとき、動作制御部１０９は、時刻ｔ６０で始まるサンプリング駆動Ｓ１において、曝射許可信号をイネーブル状態にはせず、放射線の照射は行わない。更にステップＳ１０４で、動作制御部１０９は、読出期間ＲＤ１における読出動作を行い、センサユニット１０６に含まれる画素から、参照電圧ＲＥＦ１が供給された際に出力される黒レベルの信号が取得される。例えば、同じ信号線４０５によって駆動される１つの行に含まれる画素から出力された黒レベルの信号の電圧ＯＵＴが取得される。
【００６５】
ここで、例えば、センサユニット１０６の画素Ｐおよび画素出力部ＲＤに含まれるに含まれるトランジスタのしきい値電圧Ｖｔｈが小さい場合、黒レベルの信号の電圧ＯＵＴは、電圧ＯＵＴ１に対してΔａ（Ｖ）高い電圧ＯＵＴ２を出力しうる。また、上述したように分圧器１５７は分圧比が電圧ＯＵＴ１／参照電圧ＲＥＦ１であるため、参照電圧ＲＥＦ１を入力すると分圧器１５７の出力は所定の電圧ＯＵＴ１となる。従って、信号増幅部１０７の差動入力はΔａ（Ｖ）となる。
【００６６】
次いでステップＳ１０５で、動作制御部１０９は、Ａ／Ｄ変換器１０８から出力される、センサユニット１０６の１つの行から出力された黒レベルの信号の出力ＡＤＯＵＴの値の平均化を行う。この場合、平均値は、所定の電圧ＯＵＴ１よりもΔａ高い電圧値を検出しうる。
【００６７】
次いで、動作制御部１０９は、Ａ／Ｄ変換器１０８の出力ＡＤＯＵＴが０に近付くように、制御線１５３を経由してＤ／Ａコンバータ１５１を制御する。具体的には、ステップＳ１０６で電圧生成部１６０のＤ／Ａコンバータ１５１の出力が、所定の電圧ＯＵＴ１から黒レベルの信号の電圧ＯＵＴ２を減算した値を有する差分電圧−Δａ（Ｖ）になるように指令値を出力する。これによって、図８に示すように、クランプ電圧ＶＣＬは、補正前のクランプ電圧ＶＣＬ１からΔａ（Ｖ）低い、基準電圧である補正後のクランプ電圧ＶＣＬ２となる。結果として、センサユニット１０６の画素Ｐから出力される黒レベルの信号は電圧Ｏｕｔ１もしくは電圧ＯＵＴ１に近い値となる。
【００６８】
ステップＳ１０６の後、ステップＳ１０７で、切り替えスイッチＳＷｓｅｌを制御信号ＳＥＬによって端子Ａと端子Ｃとが短絡するように切り替えて補正を終了する。
【００６９】
同様にセンサユニット１０６の画素Ｐおよび画素出力部ＲＤに含まれるに含まれるトランジスタのしきい値電圧Ｖｔｈが大きい場合、黒レベルの電圧ＯＵＴは、電圧ＯＵＴ１に対してΔｂ（Ｖ）低い電圧ＯＵＴ３を出力しうる。この場合は、ステップＳ１０６において、電圧生成部１６０のＤ／Ａコンバータ１５１の出力が、所定の電圧ＯＵＴ１から黒レベルの信号の電圧ＯＵＴ３を減算した値を有する差分電圧Δｂ（Ｖ）になるよう指令値を出力する。これによって、図８に示すようにクランプ電圧ＶＣＬは、補正前のクランプ電圧ＶＣＬ１からΔｂ（ｖ）高い基準電圧である補正後のクランプ電圧ＶＣＬ３となる。結果として、センサユニット１０６の画素Ｐから出力される黒レベルの信号は、電圧Ｏｕｔ１もしくは電圧ＯＵＴ１に近い値となる。
【００７０】
以上のように、センサユニット１０６の黒レベルの出力が、センサユニット１０６内に含まれるトランジスタのしきい値電圧Ｖｔｈのばらつきによって、所定の電圧Ｏｕｔ１を中心にΔａ（Ｖ）〜−Δｂ（Ｖ）の間でばらついた場合であっても補正が可能となる。
【００７１】
ステップＳ１０４において、読み出す画素Ｐは、例えばセンサユニット１０６の信号線の抵抗値を考慮し、センサユニット１０６に含まれる画素Ｐのうち読出部１２１に近い行の画素Ｐを選択してもよい。またセンサユニット１０６に含まれる複数の画素から黒レベルの信号を読み出す際、読み出す画素Ｐは１つの行に含まれる画素Ｐであることに限られない。例えば、複数の行の画素Ｐから読み出してもよいし、任意に複数の画素を選択してもよい。また、１つの画素から黒レベルの信号を読み出してもよい。黒レベルの信号を読み出す画素Ｐが１つの場合、ステップＳ１０５を省略してもよい。
【００７２】
図８は、画素Ｐおよび画素出力部ＲＤの等価回路の補正後の回路内の信号レベルの概念を表したグラフである。ステップＳ１０１からステップＳ１０７の処理をそれぞれのセンサユニット１０６に対して行い、センサユニット１０６ごとに、画素Ｐに供給する基準電圧を制御する。これによって、補正後のセンサユニット１０６の黒レベルの信号の差が小さくなる。本実施形態の場合、それぞれのセンサユニット１０６の端子Ｅｓから出力される黒レベルの信号の出力が所定の電圧Ｏｕｔ１に近付く。
【００７３】
黒レベルの信号に対する補正処理は、例えば、センサユニット１０６ごとに順次、動作制御部１０９に配されたＣＰＵなどを用いて行ってもよい。また例えば、黒レベルの信号に対する補正処理は、動作制御部１０９での並列処理によって複数のセンサユニット１０６で同時に行ってもよい。
【００７４】
通常、撮像装置１００に用いられるトランジスタのしきい値電圧Ｖｔｈは、０．２５Ｖから０．５０Ｖ程度でありうる。上述の代表的なしきい値電圧Ｖｔｈは、しきい値電圧Ｖｔｈのばらつきの中心値（０．３７５Ｖ）程度であり、この場合、ばらつきによって黒レベルの信号が、所定の電圧Ｏｕｔ１に対してセンサユニット１０６ごとに±０．５Ｖ程度の範囲で異なる。例えば、所定の電圧Ｏｕｔ１が３Ｖである場合、しきい値電圧Ｖｔｈが最少の０．２５Ｖのセンサユニット１０６の黒レベル出力は３．５Ｖ、しきい値電圧Ｖｔｈが最大の０．５０Ｖのセンサユニット１０６の黒レベル出力は２．５Ｖとなりうる。
【００７５】
また、それぞれのセンサユニット１０６の黒レベルの信号の出力を完全に一致させる必要はない。動作制御部１０９および読出部１２１を含む制御部１２２は、センサユニット１０６間の補正後の黒レベルの差が小さくなるように、センサユニット１０６ごとに基準電圧（本実施形態において、クランプ電圧ＶＣＬ）を制御できればよい。例えば、センサユニット１０６の間の補正後の黒レベルの電圧の最大値と最小値との差が、参照電圧ＲＥＦ１を供給した際の黒レベルの電圧の最大値と最初値との差の２０％以下になるように、センサユニット１０６ごとに供給する基準電圧を制御してもよい。センサユニット１０６の間の黒レベルの信号の出力差を補正前の２０％以内に合わせれば、得られる放射線画像の画質の低下の抑制に十分に効果がありうる。本実施形態の場合、黒レベルの信号は、±０．５Ｖの範囲でばらつきうるため、補正処理によって例えば±０．１Ｖにばらつきを抑制できればよい。
【００７６】
上述のように、黒レベルの信号に応じて補正後の黒レベルの差が小さくなるように、センサユニット１０６ごとに画素Ｐに供給される基準電圧を決定した後、撮像装置１００（放射線撮像システムＳＹＳ）による撮像を開始する。撮像は、図４に示すようにリセット駆動Ｒ１、サンプリング駆動Ｓ１および読出期間ＲＤ１での信号の読出動作を繰り返す動画の撮像であってもよい。この場合、撮像装置１００は、６０ｆｐｓ以上（例えば６０〜９０ｆｐｓ）の動画撮像を行い、信号ＡＤＣＬＫの動作周波数（ピクセルクロック）は２０ＭＨｚ以上となりうる。また、撮像は、リセット駆動Ｒ１、サンプリング駆動Ｓ１および読出期間ＲＤ１での信号の読出動作を１回行う静止画の撮像であってもよい。センサユニット１０６ごとに補正を行うことによって、それぞれのセンサユニット１０６に含まれる画素Ｐのトランジスタのセンサユニット１０６ごとのしきい値電圧Ｖｔｈのばらつきによる影響を抑制し、得られる画像の画質が向上しうる。
【００７７】
第２の実施形態
図９〜１４を参照して、本発明の実施形態による撮像装置の構成、及び、駆動方法について説明する。図９は、本発明の第２の実施形態におけるセンサ部１２０のそれぞれのセンサユニット１０６に配される画素Ｐの回路の概略と出力回路とを説明する等価回路図である。図２に示す第１の実施形態の画素Ｐの回路と比較して、増幅部ＡＰからクランプ回路を構成するクランプ容量Ｃｃｌ、制御トランジスタＭ６、増幅トランジスタＭ７およびリセット部ＲＰからリセットトランジスタＭ５を除いた構成となっている。これ以外の画素Ｐの構成や、図１に示す放射線撮像システムＳＹＳおよび図３（ａ）に示すセンサユニット１０６の構成は、上述の第１の実施形態と同じであってもよい。
【００７８】
図１０は、図３、９に示す回路を有する撮像装置１００において、固定フレームレートで１つのフレーム当たりの放射線の照射時間Ｔに制限のある場合の動画撮影の駆動制御の一例を示すタイミングチャートである。本実施形態において、図４に示す第１の実施形態のタイムチャートから、クランプ容量Ｃｃｌと増幅トランジスタＭ７との間の接続ノードｎ２をリセットするためのクランプ信号ＰＣＬを除いたタイミングと同等に、それぞれの制御信号を駆動してもよい。
【００７９】
図１１に、図９に示した画素Ｐおよび画素出力部ＲＤの等価回路のリセット駆動Ｒ１の直後の回路内の信号レベルの概念を表す。しきい値電圧Ｖｔｈ２〜Ｖｔｈ５は、増幅トランジスタのそれぞれのゲート−ソース間の電位差を示す。具体的には、しきい値電圧Ｖｔｈ５は増幅トランジスタＭ４のしきい値電圧を示す。しきい値電圧Ｖｔｈ２は信号増幅トランジスタＭ１０、Ｍ１３のしきい値電圧を示す。しきい値電圧Ｖｔｈ３は列信号増幅トランジスタＡｖのしきい値電圧を示す。しきい値電圧Ｖｔｈ４はセンサユニット最終増幅トランジスタＡｏｕｔのしきい値電圧Ｖｔｈを示す。すなわちゲート−ソース間の電位差が、それぞれの増幅トランジスタのしきい値電圧Ｖｔｈである。
【００８０】
センサユニット１０６の信号を出力する端子Ｅｓには、フォトダイオードＰＤのカソードの電圧が、増幅トランジスタＭ４、信号増幅トランジスタＭ１０、列信号増幅トランジスタＡｖおよびセンサユニット最終増幅トランジスタＡｏｕｔを経由して出力される。このため、端子Ｅｓの電圧は、フォトダイオードＰＤのカソードの電圧から少なくともしきい値電圧Ｖｔｈの４倍の電圧、低い電圧となる。センサユニット１０６のノイズ信号を出力する端子Ｅｎも、端子Ｅｓと同様の回路構成を備えるため、端子Ｅｎの電圧は、フォトダイオードＰＤのカソードの電圧から少なくともしきい値電圧Ｖｔｈの４倍の電圧、低い電圧となる。これは、製造プロセスにおいてロット間などで生じるしきい値電圧Ｖｔｈのばらつきが、画素Ｐからの信号の出力に大きな影響を及ぼすことを意味する。
【００８１】
リセット部ＲＰは、リセットトランジスタＭ２を含む。リセット駆動Ｒ１において、リセットトランジスタＭ２は、リセット信号ＰＲＥＳが活性化されることによってフォトダイオードＰＤに所定のリセット電圧ＶＲＥＳを供給してフォトダイオードＰＤの電荷を初期化し、増幅部ＡＰに出力される電圧をリセットする。すなわち、リセット駆動Ｒ１によりリセットトランジスタＭ２のゲート電圧が、フォトダイオードＰＤに光が入射しない黒レベルにリセットされる。その後、放射線の照射によって電荷がフォトダイオードＰＤに発生すると、増幅トランジスタＭ４のゲート電圧は、入射した光に応じた量のだけ、図１１の矢印Ａで示す方向に下がっていく。
【００８２】
ここで、電圧ＯＵＴ１は、上述の第１の実施絵形態と同様に、画素Ｐおよび画素出力部ＲＤに含まれるトランジスタが、代表的なしきい値電圧Ｖｔｈを有する場合の端子Ｅｓの黒レベルの出力電圧を示す。電圧ＯＵＴ２は、製造プロセスなどのばらつきによって、画素Ｐおよび画素出力部ＲＤに含まれるトランジスタのしきい値電圧Ｖｔｈがセンサ部１２０で最小となった場合の黒レベルの出力電圧を示す。電圧ＯＵＴ３は、電圧ＯＵＴ２とは逆に、画素Ｐおよび画素出力部ＲＤに含まれるトランジスタのしきい値電圧Ｖｔｈが最大となった場合の黒レベルの出力電圧を示す。
【００８３】
上述の第１の実施形態と同様に、電圧ＯＵＴ２と電圧ＯＵＴ１との電圧差を電圧Ｏｕｔ２−電圧Ｏｕｔ１＝Δａ（Ｖ）とする。また、電圧ＯＵＴ１と電圧ＯＵＴ３との電圧差を電圧Ｏｕｔ１−電圧Ｏｕｔ３＝Δｂ（Ｖ）とする。出力０Ｖ近傍での回路飽和領域２０１を考慮した場合、電圧ＯＵＴの有効な出力レンジは電圧ＯＵＴ１でレンジＤ１、最小のしきい値電圧Ｖｔｈを有する電圧ＯＵＴ２でレンジＤ２、最大のしきい値電圧Ｖｔｈを有する電圧ＯＵＴ３でレンジＤ３となる。ここで、レンジＤ１、Ｄ２、Ｄ３のそれぞれの出力レンジの広さは、レンジＤ２＞レンジＤ１＞レンジＤ３の関係となる。図９に示す等価回路において、フォトダイオードＰＤのカソードの電圧変化分が、センサユニット１０６から信号を出力する端子Ｅｓの電圧変化分となるため、黒レベルの出力電圧が高いセンサユニット１０６は出力レンジの幅（ダイナミックレンジ）が広くなる。一方で、黒レベルの出力電圧が低いセンサユニット１０６は出力レンジの幅（ダイナミックレンジ）が狭い。
【００８４】
このしきい値電圧Ｖｔｈのばらつきに対して、本実施形態において、制御部１２２は、電圧ＯＵＴの出力レンジのばらつきを抑制するために、センサユニット１０６ごとに制御された基準電圧を、それぞれの画素Ｐに供給する。図１２は、基準電圧を決定するための制御部１２２の読出部１２１に配されるユニットＵＮＩＴの構成を説明するための等価回路図である。図１２に示される回路は、図６に示す回路と同等であるが、加算器１５０によって、参照電圧ＲＥＦ１と可変参照電圧ＲＥＦ２とがアナログ加算された基準電圧が、リセット電圧ＶＲＥＳとしてセンサユニット１０６ごとに入力される。リセット電圧ＶＲＥＳは、図９に示すように、リセット部ＲＰに供給され、リセットトランジスタＭ２を介してフォトダイオードＰＤに供給される。また、リセット電圧ＶＲＥＳが基準電圧として供給されるため、信号線１５４は制御信号ＨＳＴ、ＣＬＫＨ、ＶＳＴ、ＣＬＫＶを動作制御部１０９からセンサユニット１０６に転送する。
【００８５】
次に、図１１に示すセンサユニット１０６の黒レベルの電圧ＯＵＴを、画素Ｐおよび画素出力部ＲＤに含まれるトランジスタが代表的なしきい値電圧Ｖｔｈを有する場合の黒レベルの電圧ＯＵＴ１に近付ける、または、等しくなるように調整する方法を説明する。このため、上述の第１の実施形態と同様に、以下において電圧ＯＵＴ１を所定の電圧ＯＵＴ１と呼ぶ場合がある。
【００８６】
上述の第１の実施形態と同様に、バッファ増幅器１５２のゲインは１倍、Ｄ／Ａコンバータ１５１の出力電圧は、動作制御部１０９から出力される指令値によって、−ΔａＶから＋ΔｂＶの電圧を出力できるとする。これによって、可変参照電圧ＲＥＦ２は、−ΔａＶから＋ΔｂＶの範囲で可変の電圧となる。これによって、リセット電圧ＶＲＥＳは、加算器１５０に参照電圧ＲＥＦ１と可変参照電圧ＲＥＦ２とを入力することによって、参照電圧ＲＥＦ１−Δａ（Ｖ）から参照電圧ＲＥＦ１＋Δｂ（Ｖ）の範囲で可変の電圧となる。
【００８７】
図１３にセンサユニット１０６の黒レベルの信号の出力を所定の電圧ＯＵＴ１に近付けるためのフローチャートの例を示す。まず、ステップＳ２０１で黒レベルの信号の電圧ＯＵＴの絶対値を測定するために、動作制御部１０９は、制御信号ＳＥＬを用いて、切り替えスイッチＳＷｓｅｌが端子Ｂと端子Ｃとの間を短絡するように切り替える。
【００８８】
次に、ステップＳ２０２において、動作制御部１０９は、Ｄ／Ａコンバータ１５１（電圧生成部１６０）の出力電圧が０Ｖになるように設定する。この場合、可変参照電圧ＲＥＦ２は０Ｖとなり、センサユニット１０６に供給されるリセット電圧ＶＲＥＳは参照電圧ＲＥＦ１となる。
【００８９】
次いで、ステップＳ２０３において、動作制御部１０９は、図１０に示す時刻ｔ５１で始まるリセット駆動Ｒ１および時刻ｔ６０で始まるサンプリング駆動Ｓ１を行う。このとき、動作制御部１０９は、時刻ｔ６０で始まるサンプリング駆動Ｓ１において、曝射許可信号をイネーブル状態にはせず、放射線の照射は行わない。更にステップＳ２０４で、動作制御部１０９は、読出期間ＲＤ１における読出動作を行い、センサユニット１０６に含まれる画素から、参照電圧ＲＥＦ１が供給された際に出力される黒レベルの信号が取得される。例えば、同じ信号線４０５によって駆動される１つの行に含まれる画素から出力された黒レベルの信号の電圧ＯＵＴが取得される。
【００９０】
ここで、例えば、センサユニット１０６の画素Ｐおよび画素出力部ＲＤに含まれるに含まれるトランジスタのしきい値電圧Ｖｔｈが最小である場合、黒レベルの信号の電圧ＯＵＴは、電圧ＯＵＴ１に対してΔａ（Ｖ）高い電圧ＯＵＴ２を出力しうる。また、上述したように分圧器１５７は分圧比が電圧ＯＵＴ１／参照電圧ＲＥＦ１であるため、参照電圧ＲＥＦ１を入力すると分圧器１５７の出力は所定の電圧ＯＵＴ１となる。従って、信号増幅部１０７の差動入力はΔａ（Ｖ）となる。
【００９１】
次いでステップＳ２０５で、動作制御部１０９はＡ／Ｄ変換器１０８から出力される、センサユニット１０６の１つの行から出力された黒レベルの信号の出力ＡＤＯＵＴの値の平均化を行う。この場合、平均値は、所定の電圧ＯＵＴ１よりもΔａ高い電圧値を検出しうる。
【００９２】
次いで、動作制御部１０９は、Ａ／Ｄ変換器１０８の出力ＡＤＯＵＴが０に近付くように、制御線１５３を経由してＤ／Ａコンバータ１５１を制御する。具体的には、ステップＳ２０６で電圧生成部１６０のＤ／Ａコンバータ１５１の出力が、所定の電圧ＯＵＴ１から黒レベルの信号の電圧ＯＵＴ２を減算した値を有する差分電圧−Δａ（Ｖ）になるように指令値を出力する。これによって、図１４に示すように、リセット電圧ＶＲＥＳは、補正前のリセット電圧ＶＲＥＳ１からΔａ（Ｖ）低い基準電圧である補正後のリセット電圧ＶＲＥＳ２となる。結果として、センサユニット１０６の画素Ｐから出力される黒レベルの信号は、電圧Ｏｕｔ１もしくは電圧ＯＵＴ１に近い値となる。
【００９３】
ステップＳ２０６の後、ステップＳ２０７で、切り替えスイッチＳＷｓｅｌを制御信号ＳＥＬによって端子Ａと端子Ｃとが短絡するように切り替えて補正を終了する。
【００９４】
同様にセンサユニット１０６の画素Ｐおよび画素出力部ＲＤに含まれるに含まれるトランジスタのしきい値電圧Ｖｔｈが最大である場合、黒レベルの電圧ＯＵＴは、電圧ＯＵＴ１に対してΔｂ（Ｖ）低い電圧ＯＵＴ３を出力しうる。この場合は、ステップＳ１０６において、電圧生成部１６０のＤ／Ａコンバータ１５１の出力が、所定の電圧ＯＵＴ１から黒レベルの信号の電圧ＯＵＴ３を減算した値を有する差分電圧Δｂ（Ｖ）になるよう指令値を出力する。これによって、図１４に示すようにリセット電圧ＶＲＥＳは、補正前のリセット電圧ＶＲＥＳ１からΔｂ（ｖ）高い基準電圧である補正後のリセット電圧ＶＲＥＳ３となる。結果として、センサユニット１０６の画素Ｐから出力される黒レベルの信号は、電圧Ｏｕｔ１もしくは電圧ＯＵＴ１に近い値となる。
【００９５】
以上のように、センサユニット１０６の黒レベルの出力が、センサユニット１０６内に含まれるトランジスタのしきい値電圧Ｖｔｈのばらつきによって、所定の電圧Ｏｕｔ１を中心にΔａ（Ｖ）〜−Δｂ（Ｖ）の間でばらついた場合であっても補正が可能となる。
【００９６】
図１４は、画素Ｐおよび画素出力部ＲＤの等価回路の補正後の回路内の信号レベルの概念を表したグラフである。ステップＳ２０１からステップＳ２０７の処理をそれぞれのセンサユニット１０６に対して行うことによって、補正後のセンサユニット１０６の黒レベルの信号の差が小さくなる。本実施形態の場合、それぞれのセンサユニット１０６の端子Ｅｓから出力される黒レベルの信号の出力が所定の電圧Ｏｕｔ１に近付く。
【００９７】
本実施形態においても、上述の第１の実施形態と同様に、センサユニット１０６ごとに補正を行う。これによって、それぞれのセンサユニット１０６に含まれる画素Ｐのトランジスタのセンサユニット１０６ごとのしきい値電圧Ｖｔｈのばらつきによる影響を抑制し、得られる画像の画質が向上しうる。
【００９８】
上述の２つの実施形態では、基準電圧を決定するために、Ｄ／Ａコンバータ１５１を含む電圧生成部１６０を用いる例を示したが、これに限られることはない。例えば動作制御部１０９の電圧源１１９が、複数種の電圧を供給する電圧供給部として機能し、複数種の電圧から所定の電圧ＯＵＴ１から黒レベルの信号の電圧ＯＵＴを減算した差分に応じた電圧を選択し、可変参照電圧ＲＥＦ２として供給してもよい。この場合は、例えば所定の電圧ＯＵＴ１から黒レベルの信号の電圧ＯＵＴを減算した値に最も近い電圧を複数種の電圧から選択してもよい。また、電圧供給部が、動作制御部１０９の外部に配され、不図示のスイッチなどを用いて、動作制御部１０９が可変参照電圧ＲＥＦ２となる電圧を選択してもよい。
【００９９】
また、本発明は、プログラムないしソフトウェアをコンピュータにより実行することによってもなされうる。具体的には、例えば、上述の実施形態の機能を実現するプログラムが、ネットワーク又は各種記憶媒体を介して、システムないし装置に供給される。システムないし装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）は、その後、該プログラムを読み出して実行する。
【０１００】
以上、本発明に係る実施形態を示したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態、実施例は適宜変更、組み合わせが可能である。上述の実施形態では、複数のセンサユニット１０６をタイリングし、センサユニット１０６ごとに画素Ｐに供給する基準電圧を制御する例を示したが、これに限られることはない。例えば、センサユニット１０６内で複数の領域を更に設定し、領域ごとに画素Ｐに供給する基準電圧を制御してもよい。また例えば、センサパネル１０５が１つのセンサユニットによって構成され、センサパネル１０５内で複数の領域を設定し、領域ごとに画素Ｐに供給する基準電圧を制御してもよい。
【符号の説明】
【０１０１】
１００：撮像装置、１０６：センサユニット、１２２：制御部、Ｐ：画素
【図１】
2018014573.tif 000003
【図２】
2018014573.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2018014573.tif 000007
【図６】
2018014573.tif 000008
【図７】
2018014573.tif 000009
【図８】
2018014573.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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