(57)【要約】【課題】積算後の画像に現れる線状のノイズを低減できる放射線撮像システム及び固体撮像装置の制御方法を提供する。【解決手段】固体撮像装置１Ａは、移動方向Ｂ１と交差する方向に並ぶＬ個の撮像領域２０Ａを有し、各撮像領域２０Ａの各列が移動方向Ｂ１に沿って延在する受光部２と、各画素において生成された電気信号を行毎に出力させる垂直シフトレジスタ部３０と、行毎に出力された電気信号に基づくアナログ信号を列毎に出力用配線へ出力する水平シフトレジスタと、Ｌ個の撮像領域２０Ａに対応してそれぞれ設けられ、出力用配線を介して送られたアナログ信号を、フレーム画像となるディジタル信号に変換するＬ個のＡ／Ｄ変換部と、を有する。Ａ／Ｄ変換部は、第ｍ行のアナログ信号をディジタル信号に変換したのち、第（ｍ＋１）行のアナログ信号をディジタル信号に変換する前に、一回又は複数回のダミー変換を行う。【選択図】図３
2018023637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線源から出射されて被写体を透過した放射線を撮像する固体撮像装置と、
前記固体撮像装置と前記被写体とを相対的に移動させる機構と、を備え、
前記固体撮像装置は、移動中に撮像を繰り返し行い、得られた複数のフレーム画像を移動速度に応じてシフトさせながら積算することにより画像を生成し、
前記固体撮像装置は、
移動方向と交差する方向に並ぶＬ個（Ｌは２以上の整数）の撮像領域を有し、Ｍ行Ｎ列（Ｍ，Ｎは２以上の整数）に二次元配列された複数の画素を各撮像領域が含み、各撮像領域の各列が前記移動方向に沿って延在する受光部と、
前記複数の画素において生成された電気信号を各行毎に出力させる行選択部と、
各行毎に出力された前記電気信号に基づくアナログ信号を各列毎に出力用配線へ出力する列選択部と、
前記Ｌ個の撮像領域に対応してそれぞれ設けられ、前記出力用配線を介して送られたアナログ信号を、前記フレーム画像となるディジタル信号に変換するＬ個のＡ／Ｄ変換部と、を有し、
少なくとも一つのフレーム画像を取得する際、少なくともいずれかの前記Ａ／Ｄ変換部が、第ｍ行（ｍは１以上Ｍ以下の整数）のアナログ信号をディジタル信号に変換したのち、第（ｍ＋１）行のアナログ信号をディジタル信号に変換する前に、一回又は複数回のダミー変換を行う、放射線撮像システム。
【請求項２】
前記出力用配線に出力される前の前記アナログ信号を各列毎に保持するホールド回路を更に備え、
前記Ａ／Ｄ変換部は、前記ホールド回路が前記アナログ信号を取り込んだのちに前記ダミー変換を行う、請求項１に記載の放射線撮像システム。
【請求項３】
一つの前記フレーム画像を取得する際、前記Ｌ個のＡ／Ｄ変換部すべてが前記ダミー変換を行う、請求項１または２に記載の放射線撮像システム。
【請求項４】
一つの前記フレーム画像を取得する際、前記Ｌ個のＡ／Ｄ変換部のうち一部の前記Ａ／Ｄ変換部が前記ダミー変換を行う、請求項１または２に記載の放射線撮像システム。
【請求項５】
前記複数のフレーム画像それぞれを取得する際に、少なくともいずれかの前記Ａ／Ｄ変換部が前記ダミー変換を行う、請求項１〜４のいずれか一項に記載の放射線撮像システム。
【請求項６】
Ａ／Ｄ変換タイミングを制御する制御信号を前記Ｌ個のＡ／Ｄ変換部に出力する制御部を更に備え、
前記制御部から前記Ｌ個のＡ／Ｄ変換部それぞれへ前記制御信号を伝えるＬ本の配線の長さが互いに等しい、請求項１〜５のいずれか一項に記載の放射線撮像システム。
【請求項７】
前記一回又は複数回のダミー変換のうち最後の前記ダミー変換と、前記第（ｍ＋１）行の最初の列のアナログ信号からディジタル信号への変換との時間間隔が、前記第（ｍ＋１）行の各列間のアナログ信号からディジタル信号への変換の時間間隔と等しい、請求項１〜６のいずれか一項に記載の放射線撮像システム。
【請求項８】
放射線源から出射されて被写体を透過した放射線を撮像する固体撮像装置と、前記固体撮像装置と前記被写体とを相対的に移動させる機構と、を備え、移動中に撮像を繰り返し行い、得られた複数のフレーム画像を移動速度に応じてシフトさせながら積算することにより画像を生成する放射線撮像システムの前記固体撮像装置を制御する方法であって、
移動方向と交差する方向に並ぶＬ個（Ｌは２以上の整数）の撮像領域を有し、Ｍ行Ｎ列（Ｍ，Ｎは２以上の整数）に二次元配列された複数の画素を各撮像領域が含み、各撮像領域の各列が前記移動方向に沿って延在する受光部を前記固体撮像装置が有しており、
第ｍ行の各列の前記画素において生成された電気信号に基づくアナログ信号を、前記Ｌ個の撮像領域に対応してそれぞれ設けられたＬ個のＡ／Ｄ変換部において、前記フレーム画像となるディジタル信号に変換する第１のＡ／Ｄ変換ステップと、
第（ｍ＋１）行の各列の前記画素において生成された電気信号に基づくアナログ信号を、前記Ｌ個のＡ／Ｄ変換部において、前記フレーム画像となるディジタル信号に変換する第２のＡ／Ｄ変換ステップと、
を含み、
少なくとも一つのフレーム画像を取得する際、前記第１のＡ／Ｄ変換ステップと前記第２のＡ／Ｄ変換ステップとの間に、少なくともいずれかの前記Ａ／Ｄ変換部において一回又は複数回のダミー変換を行う、固体撮像装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線撮像システム及び固体撮像装置の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、デジタルパノラマＸ線撮影装置に関する技術が開示されている。この装置は、旋回手段と、像記憶手段と、画像処理手段とを備えている。旋回手段は、被写体を挟んで対向配置されたＸ線源とＸ線像検出部とを、被写体の周りに一体的に旋回させる。像記憶手段は、Ｘ線像検出部で得られた画像情報を、フレーム画像として逐次記憶する。画像処理手段は、像記憶手段から所定の時間間隔で画像情報を順次取り出し、各画像情報を所定距離ずつシフトさせながら加算することにより、パノラマ画像を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−１４４５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
放射線撮像システムには、被写体と固体撮像装置とを相対的に移動させながら撮像を繰り返し行い、得られた複数のフレーム画像を移動速度に応じてシフトさせながら積算することにより画像を生成するものがある。例えば、患者の顎部のデジタルパノラマ画像を取得する歯科用Ｘ線撮像システムでは、細長い受光部を有する固体撮像装置を、その長手方向が移動方向と交差する状態で顎部の周囲に沿って移動させながら、３０００枚〜４０００枚のフレーム画像を撮像する。そして、それらのフレーム画像を移動速度に応じてシフトさせながら積算することにより、鮮明なデジタルパノラマ画像を得る。
【０００５】
上記のような放射線撮像システムにおいては、固体撮像装置の受光部が、長手方向に並ぶ複数の撮像領域に分割される場合がある。複数の撮像領域の画素データを並行して読み出すことにより、読み出し速度を高速化できるからである。しかしながらそのような場合、複数の撮像領域の境界線において画素の値が不連続となることがある。更に、複数の撮像領域の並び方向が移動方向と交差するので、複数の撮像領域の境界線は移動方向に沿って延在することとなる。従って、境界線に隣接する画素の画素データが繰り返し積算され、不連続性が強調されてしまい、積算後の画像における境界線部分に線状のノイズが現れてしまう。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、積算後の画像に現れる線状のノイズを低減できる放射線撮像システム及び固体撮像装置の制御方法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】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明による放射線撮像システムは、放射線源から出射されて被写体を透過した放射線を撮像する固体撮像装置と、固体撮像装置と被写体とを相対的に移動させる機構と、を備える。固体撮像装置は、移動中に撮像を繰り返し行い、得られた複数のフレーム画像を移動速度に応じてシフトさせながら積算することにより画像を生成する。更に、固体撮像装置は、移動方向と交差する方向に並ぶＬ個（Ｌは２以上の整数）の撮像領域を有し、Ｍ行Ｎ列（Ｍ，Ｎは２以上の整数）に二次元配列された複数の画素を各撮像領域が含み、各撮像領域の各列が移動方向に沿って延在する受光部と、複数の画素において生成された電気信号を各行毎に出力させる行選択部と、各行毎に出力された電気信号に基づくアナログ信号を各列毎に出力用配線へ出力する列選択部と、Ｌ個の撮像領域に対応してそれぞれ設けられ、出力用配線を介して送られたアナログ信号を、フレーム画像となるディジタル信号に変換するＬ個のＡ／Ｄ変換部と、を有する。少なくとも一つのフレーム画像を取得する際、少なくともいずれかのＡ／Ｄ変換部は、第ｍ行（ｍは１以上Ｍ以下の整数）のアナログ信号をディジタル信号に変換したのち、第（ｍ＋１）行のアナログ信号をディジタル信号に変換する前に、一回又は複数回のダミー変換を行う。
【０００８】
また、本発明による固体撮像装置の制御方法は、放射線源から出射されて被写体を透過した放射線を撮像する固体撮像装置と、固体撮像装置と被写体とを相対的に移動させる機構と、を備え、移動中に撮像を繰り返し行い、得られた複数のフレーム画像を移動速度に応じてシフトさせながら積算することにより画像を生成する放射線撮像システムの固体撮像装置を制御する方法であって、移動方向と交差する方向に並ぶＬ個（Ｌは２以上の整数）の撮像領域を有し、Ｍ行Ｎ列（Ｍ，Ｎは２以上の整数）に二次元配列された複数の画素を各撮像領域が含み、各撮像領域の各列が移動方向に沿って延在する受光部を固体撮像装置が有しており、第ｍ行の各列の画素において生成された電気信号に基づくアナログ信号を、Ｌ個の撮像領域に対応してそれぞれ設けられたＬ個のＡ／Ｄ変換部において、フレーム画像となるディジタル信号に変換する第１のＡ／Ｄ変換ステップと、第（ｍ＋１）行の各列の画素において生成された電気信号に基づくアナログ信号を、Ｌ個のＡ／Ｄ変換部において、フレーム画像となるディジタル信号に変換する第２のＡ／Ｄ変換ステップと、を含み、少なくとも一つのフレーム画像を取得する際、第１のＡ／Ｄ変換ステップと第２のＡ／Ｄ変換ステップとの間に、少なくともいずれかのＡ／Ｄ変換部において一回又は複数回のダミー変換を行う。
【０００９】
複数の撮像領域の画素データを並行して読み出す場合、各撮像領域にＡ／Ｄ変換部が設けられることがある。その場合、各撮像領域において、次の動作が並行して行われる。まず、第１行の各画素において発生した電気信号（例えば電荷もしくは電圧信号）が出力される。この出力タイミングは、行選択部によって制御される。次に、この電気信号に基づくアナログ信号が、各列毎に出力用配線へ出力される。出力されたアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換部によって各列毎にＡ／Ｄ変換され、ディジタル信号として固体撮像装置の外部へ出力される。このような動作が、第２行以降の各行についても順次行われる。
【００１０】
本発明者は、複数の撮像領域の境界線において画素の値が不連続となる原因が、Ａ／Ｄ変換部の出力特性にあることを見出した。すなわち、Ａ／Ｄ変換部では、或る行の第１列から最終列までのアナログ信号をディジタル信号に順次変換したのち、次行の第１列から最終列までのアナログ信号をディジタル信号に順次変換する。そのとき、Ａ／Ｄ変換部では、或る行の変換が完了してから次行の変換を開始する際に、最初の１回もしくは数回のＡ／Ｄ変換の出力特性が通常と異なってしまう（不安定となる）ことがある。そのため、撮像領域同士の境界線の両側に位置する画素のうち一方側の画素（すなわち最終列の画素）の画素データと、他方側の画素（すなわち第１列の画素）の画素データとの間で不連続が生じてしまう。
【００１１】
そこで、上記の放射線撮像システム及び固体撮像装置の制御方法では、少なくとも一つのフレーム画像を取得する際、少なくともいずれかのＡ／Ｄ変換部において、第ｍ行（ｍは１以上Ｍ以下の整数）のアナログ信号をディジタル信号に変換したのち（第１のＡ／Ｄ変換ステップののち）、第（ｍ＋１）行のアナログ信号をディジタル信号に変換する前に（第２のＡ／Ｄ変換ステップの前に）、一回又は複数回のダミー変換を行う。ダミー変換とは、有意なアナログ信号を受けていない状態で行うＡ／Ｄ変換である。これにより、或る行の変換が完了してから次行の変換を開始する際の最初の１回もしくは数回のＡ／Ｄ変換の出力特性の変化を抑えることができるので、複数の撮像領域の境界線における画素の値の不連続性を低減できる。従って、上記の放射線撮像システム及び固体撮像装置の制御方法によれば、積算後の画像に現れる線状のノイズを低減できる。
【００１２】
また、放射線撮像システムは、出力用配線に出力される前のアナログ信号を各列毎に保持するホールド回路を更に備え、Ａ／Ｄ変換部は、ホールド回路がアナログ信号を取り込んだのちにダミー変換を行ってもよい。これにより、アナログ信号がホールド回路によって保持される際に、Ａ／Ｄ変換部の動作に起因するノイズがアナログ信号に重畳することを回避できる。
【００１３】
また、放射線撮像システムにおいて、一つのフレーム画像を取得する際、Ｌ個のＡ／Ｄ変換部すべてがダミー変換を行ってもよく、或いは、Ｌ個のＡ／Ｄ変換部のうち一部のＡ／Ｄ変換部がダミー変換を行ってもよい。これらの何れかによって、上述した放射線撮像システムの効果を好適に奏することができる。
【００１４】
また、放射線撮像システムにおいて、複数のフレーム画像それぞれを取得する際に、少なくともいずれかのＡ／Ｄ変換部がダミー変換を行ってもよい。このように、各フレーム画像を取得する毎にＡ／Ｄ変換部がダミー変換を行うことによって、積算後の画像に現れる線状のノイズをより効果的に低減できる。
【００１５】
また、放射線撮像システムは、Ａ／Ｄ変換タイミングを制御する制御信号をＬ個のＡ／Ｄ変換部に出力する制御部を更に備え、制御部からＬ個のＡ／Ｄ変換部それぞれへ制御信号を伝えるＬ本の配線の長さが互いに等しくてもよい。これにより、複数のＡ／Ｄ変換部の相互間における制御信号の到達タイミングのずれを抑えることができる。
【００１６】
また、放射線撮像システムにおいて、一回又は複数回のダミー変換のうち最後のダミー変換と、第（ｍ＋１）行の最初の列のアナログ信号からディジタル信号への変換との時間間隔が、第（ｍ＋１）行の各列間のアナログ信号からディジタル信号への変換の時間間隔と等しくてもよい。これにより、ダミー変換を各列のＡ／Ｄ変換に疑似させることができ、Ａ／Ｄ変換部の出力特性の変化を効果的に抑えることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明による放射線撮像システム及び固体撮像装置の制御方法によれば、積算後の画像に現れる線状のノイズを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の放射線撮像システムの第１実施形態として、医療用Ｘ線撮像システムの構成を示す図である。
【図２】被写体の上方から見て、固体撮像装置が被写体の周囲を旋回移動する様子を示す図である。
【図３】固体撮像装置の概略構成を示す平面図である。
【図４】パノラマ撮影における画像データの作成方法を説明する図である。
【図５】撮像領域及び信号出力部の構成を示す図である。
【図６】固体撮像装置の画素、積分回路、及びホールド回路それぞれの回路構成の一例を示す図である。
【図７】固体撮像装置の制御方法を示すフローチャートである。
【図８】撮像領域および信号出力部に入力される各信号のタイミングチャートである。
【図９】比較例としてのタイミングチャートを示す図である。
【図１０】第１実施形態の一変形例に係るタイミングチャートを示す図である。
【図１１】第２実施形態としてのＡＰＳ型の撮像領域及び信号出力部の構成を示す図である。
【図１２】第ｍ行第ｎ列の画素の回路図である。
【図１３】ホールド回路の回路図である。
【図１４】撮像領域および信号出力部に入力される各信号のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照しながら本発明による放射線撮像システム及び固体撮像装置の制御方法の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２０】
（第１実施形態）
図１は、本発明の放射線撮像システムの第１実施形態として、医療用Ｘ線撮像システム１００の構成を示す図である。本実施形態のＸ線撮像システム１００は、主に歯科医療におけるパノラマ撮影、セファロ撮影、ＣＴ撮影といった撮像モードを備えており、被検者の顎部のＸ線像を撮像する。Ｘ線撮像システム１００は、固体撮像装置とＸ線発生装置とを備えており、Ｘ線発生装置から出力されて被写体Ａ（すなわち被検者の顎部）を透過したＸ線を固体撮像装置により撮像する。
【００２１】
この図に示されるＸ線撮像システム１００は、固体撮像装置１Ａ、Ｘ線源１０６、並びに、固体撮像装置１Ａ及びＸ線源１０６と被写体Ａとを相対的に移動させるための機構（旋回アーム１０４）を備えている。
【００２２】
Ｘ線源１０６は、本実施形態における放射線源であり、被写体Ａに向けてＸ線を発生する。Ｘ線源１０６から発生したＸ線の照射野は、一次スリット板１０６ｂによって制御される。Ｘ線源１０６にはＸ線管が内蔵されており、そのＸ線管の管電圧、管電流および通電時間などの条件が調整されることによって、被写体ＡへのＸ線照射量が制御される。また、Ｘ線源１０６は、一次スリット板１０６ｂの開口範囲が制御されることで、或る撮像モードのときに所定の拡がり角でＸ線を出力し、別の撮像モードではこの所定の拡がり角より狭い拡がり角でＸ線を出力することができる。
【００２３】
固体撮像装置１Ａは、２次元配列された複数の画素を有するＣＭＯＳ型の固体撮像装置であり、被写体Ａを通過したＸ線像を電気的な画像データＤに変換する。固体撮像装置１Ａの前方には、Ｘ線入射領域を制限する二次スリット板１０７が設けられる。回転制御部１０８は、固体撮像装置１Ａを、固体撮像装置１Ａの受光部２の表面に垂直な軸線Ｃ周りに回転可能に支持し、ＣＴ撮影やパノラマ撮影、セファロ撮影といった撮像モードに応じた所定の角度位置に固体撮像装置１Ａを回転させる。
【００２４】
旋回アーム１０４は、Ｘ線源１０６と固体撮像装置１Ａとを互いに対向させるように保持して、ＣＴ撮影やパノラマ撮影の際にこれらを被写体Ａの周りに旋回させる。また、セファロ撮影の際には、固体撮像装置１Ａを被写体Ａに対して直線変位させるためのスライド機構１１３が設けられる。旋回アーム１０４は、回転テーブルを構成するアームモータ１０９によって駆動され、その回転角度が角度センサ１１２によって検出される。また、アームモータ１０９は、ＸＹテーブル１１４の可動部に搭載され、回転中心が水平面内で任意に調整される。
【００２５】
固体撮像装置１Ａから出力される画像データＤは、ＣＰＵ（中央処理装置）１２１にいったん取り込まれた後、フレームメモリ１２２に格納される。フレームメモリ１２２に格納された画像データから、所定の演算処理によって任意の断層面に沿った断層画像やパノラマ画像が再生される。再生された断層画像やパノラマ画像は、ビデオメモリ１２４に出力された後、画像表示部（ディスプレイ）１２５によって表示され、各種診断に供される。
【００２６】
ＣＰＵ１２１には、信号処理に必要なワークメモリ１２３が接続され、さらにパネルスイッチやＸ線照射スイッチ等を備えた操作パネル１１９が接続されている。また、ＣＰＵ１２１は、アームモータ１０９を駆動するモータ駆動回路１１１、一次スリット板１０６ｂ及び二次スリット板１０７の開口範囲を制御するスリット制御回路１１５及び１１６、並びにＸ線源１０６を制御するＸ線制御回路１１８にそれぞれ接続され、さらに、固体撮像装置１Ａを駆動するためのクロック信号を出力する。Ｘ線制御回路１１８は、固体撮像装置１Ａにより撮像された信号に基づいて、被写体へのＸ線照射量を帰還制御する。
【００２７】
図２は、被写体Ａ（被検者の顎部）の上方から見て、固体撮像装置１Ａが被写体Ａの周囲を旋回移動する様子を示す図である。なお、この図では、固体撮像装置１Ａの軌跡を一点鎖線で示している。固体撮像装置１Ａは、旋回アーム１０４によって、被写体Ａを中心とし水平面に沿った周方向（図中の矢印Ｂ１）に移動しながら、被写体Ａを通過したＸ線像の撮像を行う。この際、固体撮像装置１Ａの受光部２が常に被写体Ａと対向するように、固体撮像装置１Ａの向きが設定される。
【００２８】
図３は、固体撮像装置１Ａの概略構成を示す平面図である。図３に示されるように、固体撮像装置１Ａは、或る方向Ｂ２に沿って延びる細長形状の受光部２を有する。受光部２は、Ｌ個（Ｌは２以上の整数）の撮像領域２０Ａを有する。Ｌ個の撮像領域２０Ａは、方向Ｂ２に沿って一列に並んで配置されており、隣り合う撮像領域２０Ａは互いに接している。図中の矢印Ｂ１は、パノラマ撮影の際の固体撮像装置１Ａの移動方向を表す。すなわち、パノラマ撮影の際、受光部２の長手方向（撮像領域２０Ａの並び方向）Ｂ２と移動方向Ｂ１とは互いに交差（一例では直交）する。なお、移動方向Ｂ１は、本実施形態において基準となる所定方向である。
【００２９】
固体撮像装置１Ａは、垂直シフトレジスタ部３０（行選択部）と、Ｌ個の信号出力部４０とを更に有する。垂直シフトレジスタ部３０は、長手方向Ｂ２と交差する受光部２の一対の側辺の一方（若しくは双方）に沿って配置されている。Ｌ個の信号出力部４０は、長手方向Ｂ２に沿って延びる受光部２の端辺に沿って並んで配置されており、Ｌ個の撮像領域２０Ａとそれぞれ対応している。一例では、各信号出力部４０は、対応する撮像領域２０Ａに隣接して配置されている。なお、垂直シフトレジスタ部３０は、受光部２と並んで一枚の基板上に設けられてもよく、受光部２とは別個の基板上に設けられてもよい。同様に、Ｌ個の信号出力部４０は、受光部２と並んで一枚の基板上に設けられてもよく、受光部２とは別個の基板上に設けられてもよい。
【００３０】
また、固体撮像装置１Ａは、受光部２上に設けられた図示しないシンチレータを更に備える。シンチレータは、入射したＸ線に応じてシンチレーション光を発生してＸ線像を光像へと変換し、この光像を受光部２へ出力する。シンチレータは受光部２を覆うように設置されるか、或いは受光部２上に蒸着により設けられる。
【００３１】
図４は、パノラマ撮影における画像データの作成方法を説明する図である。線種が異なる複数の四角形は、それぞれ異なるタイミングにおけるフレーム画像Ｑ１〜Ｑ４を示している。同図に示されるように、パノラマ撮影の際、固体撮像装置１Ａは、方向Ｂ１に沿って移動しながら撮像を繰り返し行い、方向Ｂ１における位置が少しずつシフトされた複数のフレーム画像Ｑ１〜Ｑ４を取得する。各フレーム画像のシフト量は、固体撮像装置１Ａの移動速度と、撮像周期との積により決定される。固体撮像装置１Ａは、こうして取得した複数のフレーム画像Ｑ１〜Ｑ４を、計算機（例えばＣＰＵ１２１）内にて移動速度に応じてシフトさせながら積算する。これにより、方向Ｂ１に沿って延びるパノラマ画像を生成することができる。
【００３２】
ここで、固体撮像装置１Ａの各撮像領域２０Ａ及び各信号出力部４０の詳細な構成について説明する。図５は、撮像領域２０Ａ及び信号出力部４０の構成を示す図である。本実施形態の固体撮像装置１Ａは、いわゆるＰＰＳ（Passive Pixel Sensor）型の構成を有する。撮像領域２０Ａは、Ｍ×Ｎ個（Ｍ，Ｎは２以上の整数）の画素Ｐ１，１〜ＰＭ，ＮがＭ行Ｎ列に２次元配列されて成る。各行は、図３に示された受光部２の長手方向Ｂ２に沿って延在する。各列は、図３に示された固体撮像装置１Ａの長手方向Ｂ２と直交する方向（すなわち、移動方向Ｂ１に沿う方向）に沿って延在する。第ｍ行（ｍ＝１，２，・・・，Ｍ）のＮ個の画素Ｐｍ，１〜Ｐｍ，Ｎは、第ｍ行選択用配線Ｑｍを介して垂直シフトレジスタ部３０に接続されている。垂直シフトレジスタ部３０は、制御部６と電気的に接続され、制御部６によって制御される。また、第ｎ列（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）のＭ個の画素Ｐ１，ｎ〜ＰＭ，ｎは、第ｎ列読出用配線Ｒｎを介して信号出力部４０に接続されている。
【００３３】
信号出力部４０は、各列毎に設けられたＮ個の積分回路４２及びＮ個のホールド回路４４を有する。積分回路４２及びホールド回路４４は、各列毎に互いに直列に接続されている。Ｎ個の積分回路４２は互いに共通の構成を有する。また、Ｎ個のホールド回路４４は互いに共通の構成を有する。
【００３４】
Ｎ個の積分回路４２それぞれは、読出用配線Ｒ１〜ＲＮそれぞれに接続された入力端を有し、読出用配線Ｒ１〜ＲＮから入力端に入力された電荷を蓄積し、その蓄積電荷量に応じた電圧値（アナログ信号）を出力端からＮ個のホールド回路４４それぞれへ出力する。Ｎ個の積分回路４２それぞれは、Ｎ個の積分回路４２に対して共通に設けられたリセット用配線６３を介して制御部６に接続されている。Ｎ個のホールド回路４４それぞれは、積分回路４２の出力端に接続された入力端を有し、この入力端に入力される電圧値を保持し、その保持した電圧値を出力端から出力用配線４８へ出力する。Ｎ個のホールド回路４４それぞれは、Ｎ個のホールド回路４４に対して共通に設けられた保持用配線６２を介して制御部６に接続されている。また、Ｎ個のホールド回路４４それぞれは、第１列選択用配線Ｕ１〜第Ｎ列選択用配線ＵＮそれぞれを介して水平シフトレジスタ部６１（列選択部）に接続されている。水平シフトレジスタ部６１は、制御部６と電気的に接続され、制御部６によって制御される。なお、Ｌ個の信号出力部４０に対して一つの共通の制御部６が設けられてもよく、Ｌ個の信号出力部４０のそれぞれに対応してＬ個の制御部６が設けられてもよい。
【００３５】
信号出力部４０は、アンプ４９及びＡ／Ｄ変換部５０を更に有する。出力用配線４８は、アンプ４９を介してＡ／Ｄ変換部５０に接続されている。Ａ／Ｄ変換部５０は、出力用配線４８を介して送られた電圧値を、フレーム画像となるディジタル信号に変換する。本実施形態では、Ｌ個のＡ／Ｄ変換部５０が、Ｌ個の撮像領域２０Ａに対応してそれぞれ設けられている。Ａ／Ｄ変換部５０は、Ａ／Ｄ変換制御用配線５１を介して制御部６に接続されている。制御部６は、Ａ／Ｄ変換制御信号Ａｄを、Ａ／Ｄ変換制御用配線５１を介してＡ／Ｄ変換部５０に提供する。Ａ／Ｄ変換制御用配線５１は、Ｌ個のＡ／Ｄ変換部５０に対応してＬ本設けられている。Ｌ本のＡ／Ｄ変換制御用配線５１の長さは、互いに等しい。
【００３６】
Ａ／Ｄ変換制御信号Ａｄは、Ａ／Ｄ変換部５０の変換タイミングを制御する。例えば、Ａ／Ｄ変換制御信号Ａｄの非有意値（例えばローレベル）から有意値（例えばハイレベル）への立ち上がりをトリガとして、Ａ／Ｄ変換部５０は変換動作を開始する。
【００３７】
垂直シフトレジスタ部３０は、第ｍ行選択制御信号ＶＳｍを、第ｍ行選択用配線Ｑｍを介して第ｍ行のＮ個の画素Ｐｍ，１〜Ｐｍ，Ｎそれぞれに提供する。垂直シフトレジスタ部３０において、行選択制御信号ＶＳ１〜ＶＳＭは順次に有意値とされ、複数の画素Ｐ１，１〜ＰＭ，Ｎにおいて生成された電荷が各行毎に出力される。また、水平シフトレジスタ部６１は、列選択制御信号ＨＳ１〜ＨＳＮを、列選択用配線Ｕ１〜ＵＮを介してＮ個のホールド回路４４それぞれに提供する。水平シフトレジスタ部６１において、列選択制御信号ＨＳ１〜ＨＳＮは順次に有意値とされ、ホールド回路４４に保持された電圧値が各列毎に出力用配線４８へ出力される。また、制御部６は、リセット制御信号ＲＥを、リセット用配線６３を介してＮ個の積分回路４２それぞれに提供するとともに、保持制御信号Ｈｄを、保持用配線６２を介してＮ個のホールド回路４４それぞれに提供する。
【００３８】
図６は、固体撮像装置１０の画素Ｐｍ，ｎ、積分回路４２、及びホールド回路４４それぞれの回路構成の一例を示す図である。ここでは、Ｍ×Ｎ個の画素Ｐ１，１〜ＰＭ，Ｎを代表して画素Ｐｍ，ｎの回路図を示している。
【００３９】
図６に示されるように、画素Ｐｍ，ｎは、読出用スイッチとしてのトランジスタ２１と、フォトダイオード２２とを備えている。トランジスタ２１の一方の電流端子は、フォトダイオード２２のカソード端子に接続されている。フォトダイオード２２のアノード端子は接地されている。また、トランジスタ２１の他方の電流端子は、対応する読出用配線（例えば画素Ｐｍ，ｎの場合、第ｎ列読出用配線Ｒｎ）に接続されている。トランジスタ２１の制御端子は、対応する行選択用配線（例えば画素Ｐｍ，ｎの場合、第ｍ行選択用配線Ｑｍ）に接続されている。トランジスタ２１には、第ｍ行選択用配線Ｑｍを介して第ｍ行選択制御信号ＶＳｍが提供される。第ｍ行選択制御信号ＶＳｍは、第ｍ行のＮ個の画素Ｐｍ，１〜Ｐｍ，Ｎそれぞれに含まれるトランジスタ２１の開閉動作を指示する。例えば、第ｍ行選択制御信号ＶＳｍが非有意値（例えばローレベル）であるときに、トランジスタ２１が非導通状態となる。このとき、フォトダイオード２２において発生した電荷は、読出用配線Ｒｎへ出力されることなくフォトダイオード２２の接合容量部に蓄積される。一方、第ｍ行選択制御信号ＶＳｍが有意値（例えばハイレベル）であるときに、トランジスタ２１が接続状態となる。このとき、フォトダイオード２２の接合容量部に蓄積されていた電荷（すなわち入射光量に応じた大きさの電気信号）が、トランジスタ２１を経て読出用配線Ｒｎへ出力される。この電荷は、読出用配線Ｒｎを介して積分回路４２へ送られる。
【００４０】
積分回路４２は、アンプ４２ａ、容量素子４２ｂ、及び放電用スイッチ４２ｃを含む。容量素子４２ｂ及び放電用スイッチ４２ｃは、互いに並列に接続され、且つアンプ４２ａの入力端子と出力端子との間に接続されている。アンプ４２ａの入力端子は読出用配線Ｒｎに接続されている。放電用スイッチ４２ｃには、リセット用配線６３を介してリセット制御信号ＲＥが提供される。
【００４１】
リセット制御信号ＲＥは、Ｎ個の積分回路４２それぞれの放電用スイッチ４２ｃの開閉動作を指示する。例えば、リセット制御信号ＲＥが有意値（例えばハイレベル）であるときに、放電用スイッチ４２ｃが閉じて、容量素子４２ｂが放電され、積分回路４２の出力電圧値が初期化される。また、リセット制御信号ＲＥが非有意値（例えばローレベル）であるときに、放電用スイッチ４２ｃが開いて、積分回路４２に入力された電荷が容量素子４２ｂに蓄積され、その蓄積電荷量に応じた電圧値が、積分回路４２からホールド回路４４を介して出力用配線４８に出力される。
【００４２】
ホールド回路４４は、出力用配線４８に出力される前の電圧値を各列毎に保持する。ホールド回路４４は、入力用スイッチ４４ａ、出力用スイッチ４４ｂ及び容量素子４４ｃを含む。容量素子４４ｃの一端は接地されている。容量素子４４ｃの他端は、入力用スイッチ４４ａを介して積分回路４２の出力端に接続され、且つ、出力用スイッチ４４ｂを介して出力用配線４８と接続されている。入力用スイッチ４４ａには、保持用配線６２を介して保持制御信号Ｈｄが与えられる。保持制御信号Ｈｄは、Ｎ個のホールド回路４４それぞれの入力用スイッチ４４ａの開閉動作を指示する。ホールド回路４４の出力用スイッチ４４ｂには、第ｎ列選択用配線Ｕｎを介して第ｎ列選択制御信号ＨＳｎが与えられる。選択制御信号ＨＳｎは、ホールド回路４４の出力用スイッチ４４ｂの開閉動作を指示する。
【００４３】
例えば、保持制御信号Ｈｄがローレベルからハイレベルに転じると、入力用スイッチ４４ａが閉状態から開状態に転じて、そのときにホールド回路４４に入力されている電圧値が容量素子４４ｃに保持される。また、第ｎ列選択制御信号ＨＳｎがローレベルからハイレベルに転じると、出力用スイッチ４４ｂが閉じて、容量素子４４ｃに保持されている電圧値が出力用配線４８へ出力される。
【００４４】
ここで、固体撮像装置１Ａの動作について、固体撮像装置１Ａの制御方法とともに説明する。図７は、固体撮像装置１Ａの制御方法を示すフローチャートである。図８は、撮像領域２０Ａおよび信号出力部４０に入力される各信号のタイミングチャートである。図８においては、上から順に、リセット制御信号ＲＥ、第１行選択制御信号ＶＳ１、第２行選択制御信号ＶＳ２、第Ｍ行選択制御信号ＶＳＭ、保持制御信号Ｈｄ、第１列選択制御信号ＨＳ１〜第Ｎ列選択制御信号ＨＳＮ、およびＡ／Ｄ変換制御信号Ａｄがそれぞれ示されている。
【００４５】
まず、制御部６がリセット制御信号ＲＥをハイレベルとする。これにより、Ｎ個の積分回路４２それぞれにおいて、放電用スイッチ４２ｃが閉状態となり、容量素子４２ｂが放電される。その後、制御部６はリセット制御信号ＲＥをローレベルとする。
【００４６】
次に、第１行の各列の画素において生成された電荷を出力させる（ステップＳ１）。具体的には、垂直シフトレジスタ部３０が第１行選択制御信号ＶＳ１を有意値（ハイレベル）とする。これにより、第１行の画素Ｐ１，１〜Ｐ１，Ｎにおいてトランジスタ２１が接続状態となり、画素Ｐ１，１〜Ｐ１，Ｎそれぞれのフォトダイオード２２において蓄積された電荷が読出用配線Ｒ１〜ＲＮを通って積分回路４２に出力され、容量素子４２ｂに蓄積される。積分回路４２からは、容量素子４２ｂに蓄積された電荷量に応じた大きさの電圧値が出力される。その後、第１行の画素Ｐ１，１〜Ｐ１，Ｎそれぞれのトランジスタ２１は非接続状態とされる。
【００４７】
そして、制御部６が保持制御信号Ｈｄをハイレベルとする。これにより、Ｎ個のホールド回路４４のそれぞれにおいて入力用スイッチ４４ａが接続状態となり、積分回路４２から出力された電圧値が容量素子４４ｃによって保持される（ステップＳ２）。
【００４８】
続いて、容量素子４４ｃに保持された電圧値を、各列毎に出力用配線４８へ出力する（ステップＳ３）。具体的には、水平シフトレジスタ部６１が、第１列選択制御信号ＨＳ１〜第Ｎ列選択制御信号ＨＳＮを順次ハイレベルとする。これにより、Ｎ個のホールド回路４４の出力用スイッチ４４ｂが順次閉状態となり、容量素子４４ｃに保持されていた電圧値が、順に出力用配線４８へ出力される。また、この間、制御部６がリセット制御信号ＲＥをハイレベルとし、積分回路４２の容量素子４２ｂが放電される。
【００４９】
また、ステップＳ３では、上記動作と並行して、出力用配線４８へ出力された電圧値を、Ａ／Ｄ変換部５０においてディジタル信号に変換する（第１のＡ／Ｄ変換ステップ）。具体的には、水平シフトレジスタ部６１が各列選択制御信号ＨＳｎをハイレベルとする毎に、制御部６が、Ａ／Ｄ変換制御信号Ａｄをローレベルからハイレベルに立ち上げる。この立ち上げ動作は、各列選択制御信号ＨＳｎがハイレベルである間に行われる。これにより、出力用配線４８に出力されたアナログ信号である各列の電圧値が、それぞれディジタル信号に変換される。これらのディジタル信号は、１つのフレーム画像の第１行の画素データとしてＣＰＵ１２１（図１参照）に出力される。
【００５０】
続いて、第２行の各列の画素において生成された電荷を出力させる（ステップＳ４）。具体的には、垂直シフトレジスタ部３０が第２行選択制御信号ＶＳ２をハイレベルとする。これにより、第２行の画素Ｐ２，１〜Ｐ２，Ｎにおいてトランジスタ２１が接続状態となり、画素Ｐ２，１〜Ｐ２，Ｎそれぞれのフォトダイオード２２において蓄積された電荷が読出用配線Ｒ１〜ＲＮを通って積分回路４２に出力され、容量素子４２ｂに蓄積される。積分回路４２からは、容量素子４２ｂに蓄積された電荷量に応じた大きさの電圧値が出力される。その後、第２行の画素Ｐ２，１〜Ｐ２，Ｎそれぞれのトランジスタ２１は非接続状態とされる。
【００５１】
そして、積分回路４２から出力された電圧値を容量素子４４ｃによって保持する（ステップＳ５）。続いて、容量素子４４ｃに保持された電圧値を、各列毎に出力用配線へ出力する（ステップＳ６）。また、このとき、出力用配線４８へ出力された電圧値を、Ａ／Ｄ変換部５０においてディジタル信号に変換する（ステップＳ６、第２のＡ／Ｄ変換ステップ）。なお、これらのステップＳ５及びＳ６の詳細は、それぞれ前述したステップＳ２及びＳ３と同様である。
【００５２】
以降、第３行ないし第Ｍ行に対しても、第１行及び第２行と同様の動作によって、容量素子４２ｂに蓄積された電荷量に応じた大きさの電圧値がＮ個のホールド回路４４から逐次に出力用配線４８へ出力され、ディジタル信号に変換される（ステップＳ７〜Ｓ９）。こうして、Ｌ個の撮像領域２０Ａからの一枚のフレーム画像の読み出しが完了する。固体撮像装置１Ａは、このような動作を移動中に繰り返し行い（ステップＳ１０）、複数のフレーム画像を取得する。そして、例えばＣＰＵ１２１において、複数のフレーム画像が移動速度に応じてシフトされながら積算され、一枚のパノラマ画像が作成される（ステップＳ１１）。
【００５３】
ここで、本実施形態では、Ａ／Ｄ変換部５０が、第ｍ行の電圧値をディジタル信号に変換したのち、第（ｍ＋１）行の電圧値をディジタル信号に変換する前に、一回又は複数回のダミー変換を行う。ダミー変換とは、有意な電圧値を受けていない状態で行うＡ／Ｄ変換である。例えば、制御部６は、第１行の第１列〜第Ｍ列に対応する立ち上がり（図中の符号Ｃ１）をＡ／Ｄ変換制御信号Ａｄに与えたのち、第２行の第１列〜第Ｍ列に対応する立ち上がり（図中の符号Ｃ２）をＡ／Ｄ変換制御信号Ａｄに与える前に、ダミーの立ち上がり（図中の符号ＣＤ）をＡ／Ｄ変換制御信号Ａｄに与える。このダミーの立ち上がりは、一回でもよく、複数回でもよい（図には４回の場合を例示）。制御部６は、第３行以降についても同様の処理を行う。すなわち、制御部６は、第ｍ行の第１列〜第Ｍ列に対応する立ち上がりをＡ／Ｄ変換制御信号Ａｄに与えたのち、第（ｍ＋１）行の第１列〜第Ｍ列に対応する立ち上がりをＡ／Ｄ変換制御信号Ａｄに与える前に、ダミーの立ち上がりＣＤをＡ／Ｄ変換制御信号Ａｄに与える。
【００５４】
Ａ／Ｄ変換部５０のダミー変換は、第１列〜第Ｍ列に対するＡ／Ｄ変換を模擬するものである。従って、複数回のダミー変換同士の時間間隔ｔａ、及び、一回または複数回のダミー変換のうち最後のダミー変換と第１行のＡ／Ｄ変換との時間間隔ｔｂのうち少なくとも一方（好ましくは両方）は、第１行〜第Ｎ行の各列間のＡ／Ｄ変換の時間間隔ｔと等しいことが好ましい。
【００５５】
また、第（ｍ＋１）行に対してダミーの立ち上がりが付与される期間では、第（ｍ＋１）行選択制御信号ＶＳｍ＋１がハイレベルとされて第（ｍ＋１）行の各画素Ｐｍ＋１，１〜Ｐｍ＋１，Ｎからの電荷が出力され、積分回路４２によって該電荷が電圧値に変換されたのち、保持制御信号Ｈｄがハイレベルとされて第（ｍ＋１）行の各画素Ｐｍ＋１，１〜Ｐｍ＋１，Ｎからの電荷に対応する電圧値がホールド回路４４それぞれに保持される。すなわち、本実施形態では、第（ｍ＋１）行の各画素Ｐｍ＋１，１〜Ｐｍ＋１，Ｎからの電荷の読み出し、及び該電荷に対応する電圧値の保持と並行して、Ａ／Ｄ変換部５０のダミー変換が行われる。
【００５６】
なお、本実施形態では、第ｍ行のＡ／Ｄ変換と第（ｍ＋１）行のＡ／Ｄ変換との間だけでなく、第１行のＡ／Ｄ変換の直前においてもダミー変換を行っている。すなわち、図７に示されるように、制御部６は、第１行の第１列〜第Ｍ列に対応する立ち上がり（図中の符号Ｃ１）をＡ／Ｄ変換制御信号Ａｄに与える前にも、ダミーの立ち上がり（図中の符号ＣＤ）をＡ／Ｄ変換制御信号Ａｄに与える。
【００５７】
このようなＡ／Ｄ変換部５０のダミー変換は、複数のフレーム画像をそれぞれ取得するための複数の撮像処理の全てにおいて行われてもよく、必要に応じて、任意の少なくとも１回の撮像処理において行われてもよい。また、上述した例では、Ａ／Ｄ変換部５０のダミー変換は第１行〜第Ｍ行の全ての読み出し処理の際に行われているが、必要に応じて、任意の少なくとも１行の読み出し処理の際に行われてもよい。また、一つのフレーム画像を取得する際、Ｌ個の撮像領域２０Ａにそれぞれ対応するＬ個のＡ／Ｄ変換部５０の全てがダミー変換を行ってもよく、或いは、Ｌ個のＡ／Ｄ変換部５０のうち一部のＡ／Ｄ変換部５０がダミー変換を行ってもよい。
【００５８】
以上に説明した本実施形態のＸ線撮像システム１００及び固体撮像装置１Ａの制御方法によって得られる効果について説明する。複数の撮像領域２０Ａの画素データを並行して読み出す場合、本実施形態のように、各撮像領域２０ＡにＡ／Ｄ変換部５０が設けられることがある。その場合、各撮像領域２０Ａにおいて、次の動作が並行して行われる。図９は、比較例としてのタイミングチャートを示す図である。図９に示されるように、まず、第１行選択制御信号ＶＳ１がハイレベルとされ、第１行の各画素Ｐ１，１〜Ｐ１，Ｎにおいて発生した電荷が出力される。この出力タイミングは、垂直シフトレジスタ部３０によって制御される。次に、保持制御信号Ｈｄがハイレベルとされ、この電荷に基づいて積分回路４２にて生成された電圧値がホールド回路４４によって保持される。続いて、列選択制御信号ＨＳ１〜ＨＳＮが順にハイレベルとされ、ホールド回路４４に保持された電圧値が各列毎に出力用配線４８へ出力される。このとき、各列の電圧値が出力される毎にＡ／Ｄ変換制御信号Ａｄが立ち上がる。これにより、出力された電圧値はＡ／Ｄ変換部５０によって各列毎にＡ／Ｄ変換され、ディジタル信号として固体撮像装置の外部へ出力される。このような動作が、第２行以降の各行についても順次行われる。
【００５９】
しかしながら、複数の撮像領域２０Ａの画素データを並行して読み出す場合、複数の撮像領域２０Ａの境界線において画素の値が不連続となることがある。更に、図３に示されたように複数の撮像領域２０Ａの並び方向Ｂ２が移動方向Ｂ１と交差するので、複数の撮像領域２０Ａの境界線は移動方向Ｂ１に沿って（例えば平行に）延在することとなる。その結果、境界線に隣接する画素の画素データが繰り返し積算され、不連続性が強調されてしまい、積算後のパノラマ画像における境界線部分に線状のノイズが現れてしまう。
【００６０】
本発明者は、複数の撮像領域２０Ａの境界線において画素の値が不連続となる原因が、Ａ／Ｄ変換部５０の出力特性にあることを見出した。すなわち、Ａ／Ｄ変換部５０では、或る行の第１列から第Ｎ列までの電圧値がディジタル信号に順次変換されたのち、次行の第１列から第Ｎ列までの電圧値がディジタル信号に順次変換される。そのとき、Ａ／Ｄ変換部５０では、或る行の変換が完了してから次行の変換を開始する際に、最初の１回もしくは数回のＡ／Ｄ変換の出力特性が通常と異なってしまう（不安定となる）ことがある。その一因として、次行の電圧値を保持（ホールド）する期間等、或る行の変換が完了してから次行の変換を開始するまでの間に生じる休止期間ＴＡが考えられる。Ａ／Ｄ変換部５０では、このような休止期間ＴＡが生じると、休止期間ＴＡ後の最初の１回もしくは数回のＡ／Ｄ変換の出力特性が通常と異なってしまう（不安定となる）ことがあるからである。そのため、撮像領域２０Ａ同士の境界線の両側に位置する画素のうち一方側の画素（すなわち第Ｎ列の画素Ｐｍ，Ｎ）の画素データと、他方側の画素（すなわち第１列の画素Ｐｍ，１）の画素データとの間で画素データに不連続が生じてしまう。また、他方側においても、Ａ／Ｄ変換が不安定となった列の画素データと、安定してＡ／Ｄ変換された列の画素データとの間で画素データに不連続が生じてしまう。これらの不連続が、線状のノイズとなって積算後の画像に現れる。
【００６１】
そこで本実施形態では、少なくとも一つのフレーム画像を取得する際、少なくともいずれかのＡ／Ｄ変換部５０において、第ｍ行の電圧値をディジタル信号に変換したのち（例えば第１のＡ／Ｄ変換ステップＳ３ののち）、第（ｍ＋１）行の電圧値をディジタル信号に変換する前に（例えば第２のＡ／Ｄ変換ステップＳ６の前に）、一回又は複数回のダミー変換を行う。これにより、休止期間ＴＡ後の最初の１回もしくは数回のＡ／Ｄ変換（すなわち第１列若しくは数列のＡ／Ｄ変換）の出力特性の変化を抑えることができるので、複数の撮像領域２０Ａの境界線付近における画素の値の不連続性を低減できる。従って、本実施形態によれば、積算後のパノラマ画像に現れる線状のノイズを低減できる。なお、本発明者の知見によれば、１つのフレーム画像における線状のノイズは僅かであり目視では確認できないが、複数のフレーム画像を積算すると、線状のノイズが明瞭に現れる。従って、「少なくとも一つの」フレーム画像を取得する際、「少なくともいずれかの」Ａ／Ｄ変換部５０においてダミー変換を行うことにより、結果的に線状のノイズを抑制できればよい。
【００６２】
また、本実施形態のように、第ｍ行の電圧値をディジタル信号に変換したのち、第（ｍ＋１）行の電圧値をディジタル信号に変換する前に、休止期間ＴＡを設けてもよい。これにより、Ａ／Ｄ変換部５０に放熱のための期間を与え、Ａ／Ｄ変換部５０の温度上昇を抑えることができる。更には、Ａ／Ｄ変換部５０の消費電力を抑えることができる。また、休止期間ＴＡが設けられる場合、休止期間ＴＡにおいてＡ／Ｄ変換部５０を動作させ続けるのではなく、本実施形態のように第（ｍ＋１）行のＡ／Ｄ変換の直前に限って一回または数回のダミー変換を行うことにより、ダミー変換によるＡ／Ｄ変換部５０の発熱や消費電力を抑えることができる。
【００６３】
また、本実施形態のように、一つのフレーム画像を取得する際、Ｌ個のＡ／Ｄ変換部５０すべてがダミー変換を行ってもよく、或いは、Ｌ個のＡ／Ｄ変換部５０のうち一部のＡ／Ｄ変換部５０がダミー変換を行ってもよい。例えば、Ｌ個の撮像領域２０Ａ同士の境界線のうち、画素値の不連続性が特に顕著な境界線に隣接する撮像領域２０ＡのＡ／Ｄ変換部５０において、ダミー変換を行ってもよい。また、例えば線状のノイズの出現位置がフレーム画像毎に変化するような場合には、Ｌ個のＡ／Ｄ変換部５０すべてがダミー変換を行うとよい。これにより、積算後のパノラマ画像に現れる線状のノイズを効果的に低減できる。
【００６４】
また、本実施形態のように、複数のフレーム画像それぞれを取得する際、少なくともいずれかのＡ／Ｄ変換部５０がダミー変換を行ってもよい。このように、各フレーム画像を取得する毎にＡ／Ｄ変換部５０がダミー変換を行うことによって、積算後のパノラマ画像に現れる線状のノイズをより効果的に低減できる。
【００６５】
また、本実施形態のように、制御部６からＬ個のＡ／Ｄ変換部５０それぞれへＡ／Ｄ変換制御信号Ａｄを伝えるＬ本のＡ／Ｄ変換制御用配線５１の長さが互いに等しくてもよい。これにより、複数のＡ／Ｄ変換部５０の相互間におけるＡ／Ｄ変換制御信号Ａｄの到達タイミングのずれを抑えることができる。
【００６６】
また、本実施形態のように、一回又は複数回のダミー変換のうち最後のダミー変換と、第（ｍ＋１）行の最初の列の電圧値からディジタル信号への変換との時間間隔ｔｂ（図８参照）が、第（ｍ＋１）行の各列間の電圧値からディジタル信号への変換の時間間隔ｔ（図８参照）と等しくてもよい。また、ダミー変換同士の時間間隔ｔａ（図８参照）が、時間間隔ｔと等しくてもよい。これらの少なくとも一方により、ダミー変換を各列のＡ／Ｄ変換に疑似させることができ、Ａ／Ｄ変換部５０の出力特性の変化を効果的に抑えることができる。特に、最初の列のＡ／Ｄ変換は不安定となり易いので、上述した時間間隔ｔｂと時間間隔ｔとを等しくすることによって、第２列以降と同様の条件で最初の列のＡ／Ｄ変換を行うことができ、Ａ／Ｄ変換部５０の出力特性の変化をより効果的に抑えることができる。
【００６７】
（変形例）
図１０は、上記実施形態の一変形例に係るタイミングチャートを示す図である。この変形例では、上記実施形態と異なり、Ａ／Ｄ変換部５０にダミーの立ち上がりＣＤが付与される期間の前に、第２行選択制御信号ＶＳ２がハイレベルとされて第２行の各画素Ｐ２，１〜Ｐ２，Ｎからの電荷が出力され、積分回路４２によって該電荷が電圧値に変換されたのち、保持制御信号Ｈｄがハイレベルとされて第２行の各画素Ｐ２，１〜Ｐ２，Ｎからの電荷に対応する電圧値がホールド回路４４それぞれに保持される。第３行ないし第Ｍ行についても同様の動作が行われる。すなわち、本変形例では、ホールド回路４４が電圧値を取り込んだのちに、Ａ／Ｄ変換部５０のダミー変換が行われる。これにより、電圧値がホールド回路４４によって保持される際に、Ａ／Ｄ変換部５０の動作に起因するノイズが電圧値に重畳することを回避できるので、より鮮鋭なパノラマ画像を作成できる。
【００６８】
（第２実施形態）
第１実施形態ではＰＰＳ型の固体撮像装置１Ａを例示したが、本発明の構成は、ＡＰＳ（Active Pixel Sensor）型の固体撮像装置にも適用可能である。図１１は、ＡＰＳ型の撮像領域２０Ｂ及び信号出力部４１の構成を示す図である。撮像領域２０Ｂ及び信号出力部４１は、それぞれ図３に示された撮像領域２０Ａ及び信号出力部４０と置き換えられる。
【００６９】
撮像領域２０Ｂは、Ｍ×Ｎ個（Ｍ，Ｎは２以上の整数）の画素Ｐ１，１〜ＰＭ，ＮがＭ行Ｎ列に２次元配列されて成る。各行は、図３に示された受光部２の長手方向Ｂ２に沿って延在する。各列は、図３に示された固体撮像装置１Ａの移動方向Ｂ１に沿って延在する。各画素Ｐ１，１〜ＰＭ，Ｎは、共通の構成を有しており、フォトダイオードに入射した光の強度に応じた電圧値を読出用配線Ｒ１〜ＲＮへ出力する。第ｎ列の読出用配線Ｒｎは、第ｎ列にあるＭ個の画素Ｐ１，ｎ〜ＰＭ，ｎそれぞれの出力端に接続されている。
【００７０】
第ｍ行のＮ個の画素Ｐｍ，１〜Ｐｍ，Ｎは、第ｍ行選択用配線Ｑｍ、第ｍ行リセット用配線Ｗｍ、及び第ｍ行転送用配線Ｘｍを介して垂直シフトレジスタ部３１に接続されている。なお、垂直シフトレジスタ部３１は本実施形態における行選択部であって、図３に示された垂直シフトレジスタ部３０と置き換えられる。垂直シフトレジスタ部３１は、制御部６と電気的に接続され、制御部６によって制御される。
【００７１】
信号出力部４１は、各列毎に設けられたＮ個のホールド回路４５を有する。Ｎ個のホールド回路４５は互いに共通の構成を有する。Ｎ個のホールド回路４５それぞれは、読出用配線Ｒ１〜ＲＮそれぞれに接続された入力端を有し、画素Ｐｍ，ｎから読出用配線Ｒｎへ順次に出力される２種類の電圧値を入力し保持する。そして、保持したそれらの電圧値を、出力端から出力用配線４８ａ，４８ｂへそれぞれ出力する。Ｎ個のホールド回路４５それぞれは、Ｎ個のホールド回路４５に対して共通に設けられた第１保持用配線６４及び第２保持用配線６５を介して制御部６に接続されている。また、Ｎ個のホールド回路４５それぞれは、第１列選択用配線Ｕ１〜第Ｎ列選択用配線ＵＮそれぞれを介して水平シフトレジスタ部６１（列選択部）に接続されている。水平シフトレジスタ部６１は、制御部６と電気的に接続され、制御部６によって制御される。
【００７２】
信号出力部４１は、差演算部５５及びＡ／Ｄ変換部５０を更に有する。差演算部５５は、２本の出力用配線４８ａおよび４８ｂを介して各ホールド回路４５の出力端に接続されており、順次に各ホールド回路４５から出力用配線４８ａ，４８ｂへ出力される２種類の電圧値を入力して差演算を行い、その演算結果を表す電圧値を出力する。Ａ／Ｄ変換部５０は、差演算部５５から得られた電圧値（アナログ信号）をディジタル信号に変換する。なお、Ａ／Ｄ変換部５０の構成及び動作は、第１実施形態と同様である。
【００７３】
図１２は、第ｍ行第ｎ列の画素Ｐｍ，ｎの回路図である。画素Ｐｍ，ｎは、フォトダイオード２３、容量素子２４、増幅用トランジスタ２５、転送用トランジスタ２６、放電用トランジスタ２７、及び選択用トランジスタ２８を含む。フォトダイオード２３は、入射光強度に応じた量の電荷を発生する。容量素子２４は、フォトダイオード２３に対して並列に接続され、フォトダイオード２３で発生した電荷を蓄積する。増幅用トランジスタ２５は、ゲート端子に入力する電圧値に応じた電圧値を出力する。転送用トランジスタ２６は、容量素子２４の蓄積電荷量に応じた電圧値を増幅用トランジスタ２５のゲート端子に入力させる。放電用トランジスタ２７は、容量素子２４の電荷を放電する。選択用トランジスタ２８は、増幅用トランジスタ２５から出力される電圧値を選択的に配線Ｒｎへ出力する。なお、この電圧値は、画素Ｐｍ，ｎにおいて生成される電気信号の一例である。
【００７４】
増幅用トランジスタ２５は、そのドレイン端子がバイアス電位とされている。転送用トランジスタ２６は、そのドレイン端子が増幅用トランジスタ２５のゲート端子に接続され、そのソース端子がフォトダイオード２３のカソードおよび容量素子２４の一方の端子に接続されている。フォトダイオード２３のアノードと容量素子２４の反対側の端子は接地電位に接続されている。放電用トランジスタ２７は、そのソース端子が増幅用トランジスタ２５のゲート端子に接続され、そのドレイン端子がバイアス電位とされている。選択用トランジスタ２８は、そのソース端子が増幅用トランジスタ２５のソース端子と接続され、そのドレイン端子が読出用配線Ｒｎと接続されている。また、この読出用配線Ｒｎには定電流源２９が接続されている。増幅用トランジスタ２５および選択用トランジスタ２８は、定電流源２９とともにソースフォロワ回路を構成する。
【００７５】
転送用トランジスタ２６のゲート端子には、図１１に示された第ｍ行転送用配線Ｘｍを介して第ｍ行転送制御信号ＴＲｍが入力される。放電用トランジスタ２７のゲート端子には、図１１に示された第ｍ行リセット用配線Ｗｍを介して第ｍ行放電制御信号Ｒｅｍが入力される。また、選択用トランジスタ２８のゲート端子には、図１１に示された第ｍ行選択用配線Ｑｍを介して第ｍ行選択制御信号ＶＳｍが入力される。第ｍ行転送制御信号ＴＲｍがハイレベルであって、第ｍ行放電制御信号Ｒｅｍがローレベルであるときに、転送用トランジスタ２６は、容量素子２４の蓄積電荷量に応じた電圧値を増幅用トランジスタ２５のゲート端子に入力させる。第ｍ行転送制御信号ＴＲｍがハイレベルであって、第ｍ行放電制御信号Ｒｅｍもハイレベルであるときに、転送用トランジスタ２６および放電用トランジスタ２７は、容量素子２４の電荷を放電する。また、第ｍ行選択制御信号ＶＳｍがハイレベルであるときに、選択用トランジスタ２８は、増幅用トランジスタ２５から出力される電圧値を読出用配線Ｒｎへ出力する。
【００７６】
このように構成される画素Ｐｍ，ｎでは、第ｍ行転送制御信号ＴＲｍがローレベルとなり第ｍ行放電制御信号Ｒｅｍがハイレベルとなることで、増幅用トランジスタ２５のゲート端子の電荷が放電される。また、第ｍ行選択制御信号ＶＳｍがハイレベルであれば、その初期化状態にある増幅用トランジスタ２５から出力される電圧値（暗信号成分）が選択用トランジスタ２８を経て読出用配線Ｒｎに出力される。一方、第ｍ行放電制御信号Ｒｅｍがローレベルであって、第ｍ行転送制御信号ＴＲｍおよび第ｍ行選択制御信号ＶＳｍそれぞれがハイレベルであれば、フォトダイオード２３で発生して容量素子２４に蓄積されていた電荷の量に応じた電圧値が増幅用トランジスタ２５のゲート端子に入力して、その入力電圧値に応じて増幅用トランジスタ２５から出力される電圧値（明信号成分）が選択用トランジスタ２８を経て読出用配線Ｒｎに出力される。
【００７７】
なお、図１２に示された回路では、電荷を蓄積する容量素子２４がフォトダイオード２３に対して並列に接続されているが、容量素子２４は省略されてもよい。また、容量素子の配置はこれに限られない。例えば、転送用トランジスタ２６と放電用トランジスタ２７との間のノード（フローティングディフュージョン部）と接地電位線との間に容量素子が接続されてもよい。
【００７８】
また、図１２に示された回路において、転送用トランジスタ２６は省略されてもよい。その場合においても、容量素子２４がフォトダイオード２３と並列に接続されてもよく、或いは、容量素子２４が省略されてもよい。
【００７９】
図１３は、各ホールド回路４５の回路図である。この図に示されるように、各ホールド回路４５は、第１保持部４６および第２保持部４７を含む。第１保持部４６および第２保持部４７それぞれは、互いに同様の構成を有し、第ｎ列に存在するＭ個の画素Ｐ１，ｎ〜ＰＭ，ｎそれぞれの選択用トランジスタ２８から順次に出力される電圧値を入力して保持することができ、また、その保持している電圧値を出力することができる。
【００８０】
第１保持部４６は、トランジスタ４６ａ、トランジスタ４６ｂおよび容量素子４６ｃを含む。容量素子４６ｃの一端は接地電位とされ、容量素子４６ｃの他端は、トランジスタ４６ａのドレイン端子およびトランジスタ４６ｂのソース端子それぞれと接続されている。トランジスタ４６ａのソース端子は、読出用配線Ｒｎを介して画素Ｐｍ，ｎの選択用トランジスタ２８と接続されている。トランジスタ４６ｂのドレイン端子は出力用配線４８ａと接続されている。このように構成される第１保持部４６は、図１１に示された第１保持用配線６４を介してトランジスタ４６ａのゲート端子に入力する第１入力制御信号Ｓｗｍ１がハイレベルであるときに、読出用配線Ｒｎを介して接続されている画素Ｐｍ，ｎから出力される電圧値を容量素子４６ｃに保持させる。また、第１保持部４６は、図１１に示された第ｍ列選択用配線Ｕｍを介してトランジスタ４６ｂのゲート端子に入力する第ｍ列選択制御信号ＨＳｍがハイレベルであるときに、容量素子４６ｃに保持されている電圧値を出力用配線４８ａへ出力する。
【００８１】
第２保持部４７は、トランジスタ４７ａ、トランジスタ４７ｂおよび容量素子４７ｃを含む。容量素子４７ｃの一端は接地電位とされ、容量素子４７ｃの他端は、トランジスタ４７ａのドレイン端子およびトランジスタ４７ｂのソース端子それぞれと接続されている。トランジスタ４７ａのソース端子は、読出用配線Ｒｎを介して画素Ｐｍ，ｎの選択用トランジスタ２８と接続されている。トランジスタ４７ｂのドレイン端子は読出用配線４８ｂと接続されている。このように構成される第２保持部４７は、図１１に示された第２保持用配線６５を介してトランジスタ４７ａのゲート端子に入力する第２入力制御信号Ｓｗｍ２がハイレベルであるときに、読出用配線Ｒｎを介して接続されている画素Ｐｍ，ｎから出力される電圧値を容量素子４７ｃに保持させる。また、第２保持部４７は、図１１に示された第ｍ列選択用配線Ｕｍを介してトランジスタ４７ｂのゲート端子に入力する第ｍ列選択制御信号ＨＳｍがハイレベルであるときに、容量素子４７ｃに保持されている電圧値を読出用配線４８ｂへ出力する。
【００８２】
第１保持部４６および第２保持部４７それぞれは、互いに異なるタイミングで動作する。例えば、第１保持部４６は、読出用配線Ｒｎを介して接続されている画素Ｐｍ，ｎにおいて第ｍ行転送制御信号ＴＲｍがローレベルであって第ｍ行放電制御信号Ｒｅｍおよび第ｍ行選択制御信号ＶＳｍそれぞれがハイレベルであるときに、増幅用トランジスタ２５から出力される電圧値（暗信号成分）を入力して保持する。一方、第２保持部４７は、読出用配線Ｒｎを介して接続されている画素Ｐｍ，ｎにおいて第ｍ行放電制御信号Ｒｅｍがローレベルであって第ｍ行転送制御信号ＴＲｍおよび第ｍ行選択制御信号ＶＳｍそれぞれがハイレベルであるときに、増幅用トランジスタ２５から出力される電圧値（明信号成分）を入力して保持する。
【００８３】
図１４は、撮像領域２０Ｂおよび信号出力部４１に入力される各信号のタイミングチャートである。図１４においては、上から順に、第１行選択制御信号ＶＳ１、第１行放電制御信号Ｒｅ１、第１行転送制御信号ＴＲ１、第２行選択制御信号ＶＳ２、第２行放電制御信号Ｒｅ２、第２行転送制御信号ＴＲ２、第Ｍ行選択制御信号ＶＳＭ、第Ｍ行放電制御信号ＲｅＭ、第Ｍ行転送制御信号ＴＲＭ、第１入力制御信号Ｓｗｍ１、第２入力制御信号Ｓｗｍ２、第１列選択制御信号ＨＳ１〜第Ｎ列選択制御信号ＨＳＮ、およびＡ／Ｄ変換制御信号Ａｄがそれぞれ示されている。なお、画素Ｐｍ，ｎへの入射光強度に応じた電圧値が撮像領域２０Ｂから出力される期間は、その画素Ｐｍ，ｎの選択用トランジスタ２８のゲート端子に入力される第ｍ行選択制御信号ＶＳｍはハイレベルである。
【００８４】
まず、第１行転送制御信号ＴＲ１がローレベルとされ、第１行放電制御信号Ｒｅ１がハイレベルとされ、第１入力制御信号Ｓｗｍ１および第２入力制御信号Ｓｗｍ２がローレベルとされる。次に、第１行放電制御信号Ｒｅ１がローレベルに転じる。その後、第１入力制御信号Ｓｗｍ１がハイレベルに転じ、更にローレベルに転じる。この第１入力制御信号Ｓｗｍ１がハイレベルである期間に、画素Ｐ１，ｎの増幅用トランジスタ２５から出力される電圧値（暗信号成分）は、第１保持部４６の容量素子４６ｃに保持される。
【００８５】
続いて、第１行転送制御信号ＴＲ１が、ハイレベルに転じ、更にローレベルに転じる。これにより、フォトダイオード２３で発生して容量素子２４に蓄積されていた電荷の量に応じた電圧値が、増幅用トランジスタ２５のゲート端子に入力される。更に続いて、第２入力制御信号Ｓｗｍ２は、ハイレベルに転じ、更にローレベルに転じる。この第２入力制御信号Ｓｗｍ２がハイレベルである期間に、画素Ｐ１，ｎの増幅用トランジスタ２５から出力される電圧値（明信号成分）は、第２保持部４７の容量素子４７ｃに保持される。そして、第１行放電制御信号Ｒｅ１がハイレベルに転じる。これにより、容量素子２４の電荷が放電される。その後、第１行転送制御信号ＴＲ１が、ハイレベルに転じ、更にローレベルに転じる。これにより、容量素子２４がリセットされる。
【００８６】
続いて、容量素子４６ｃ，４７ｃに保持された電圧値を、各列毎に出力用配線４８ａ，４８ｂへ出力する。具体的には、水平シフトレジスタ部６１が、第１列選択制御信号ＨＳ１〜第Ｎ列選択制御信号ＨＳＮを順次ハイレベルとする。これにより、容量素子４６ｃに保持されていた電圧値が、順に出力用配線４８ａへ出力される。また、容量素子４７ｃに保持されていた電圧値が、順に出力用配線４８ｂへ出力される。これらの電圧値は差演算部５５に入力され、この差演算部５５により差演算が行われ、その演算結果を表す電圧値が出力される。この電圧値は、画素Ｐｍ，ｎのフォトダイオード２３に入射する光の強度に応じたものであって、暗信号成分が除去されることにより優れたＳ／Ｎ比を有する。
【００８７】
また、このとき、差演算部５５から出力された電圧値を、Ａ／Ｄ変換部５０においてディジタル信号に変換する。具体的には、水平シフトレジスタ部６１が各列選択制御信号ＨＳｎをハイレベルとする毎に、制御部６が、Ａ／Ｄ変換制御信号Ａｄをローレベルからハイレベルに立ち上げる。この立ち上げ動作は、各列選択制御信号ＨＳｎがハイレベルとされた直後に行われる。これにより、差演算部５５から出力されたアナログ信号である各列の電圧値が、それぞれディジタル信号に変換される。これらのディジタル信号は、１つのフレーム画像の第１行の画素データとして固体撮像装置１Ａの外部に出力される。
【００８８】
以降、第２行ないし第Ｍ行に対しても、第１行と同様の動作によって、画素Ｐｍ，ｎのフォトダイオード２３に入射する光の強度に応じたディジタル信号が生成される。こうして、Ｌ個の撮像領域２０Ｂからの一枚のフレーム画像の読み出しが完了する。固体撮像装置は、このような動作を移動中に繰り返し行い、複数のフレーム画像を取得する。そして、複数のフレーム画像が移動速度に応じてシフトされながら積算され、一枚のパノラマ画像が作成される。
【００８９】
ここで、本実施形態においても、Ａ／Ｄ変換部５０が、第ｍ行の電圧値をディジタル信号に変換したのち、第（ｍ＋１）行の電圧値をディジタル信号に変換する前に、一回又は複数回のダミー変換を行う。例えば、制御部６は、第１行の第１列〜第Ｍ列に対応する立ち上がり（図中の符号Ｃ１）をＡ／Ｄ変換制御信号Ａｄに与えたのち、第２行の第１列〜第Ｍ列に対応する立ち上がり（図中の符号Ｃ２）をＡ／Ｄ変換制御信号Ａｄに与える前に、ダミーの立ち上がり（図中の符号ＣＤ）をＡ／Ｄ変換制御信号Ａｄに与える。このダミーの立ち上がりは、一回でもよく、複数回でもよい（図には４回の場合を例示）。制御部６は、第３行以降についても同様の処理を行う。すなわち、制御部６は、第ｍ行の第１列〜第Ｍ列に対応する立ち上がりをＡ／Ｄ変換制御信号Ａｄに与えたのち、第（ｍ＋１）行の第１列〜第Ｍ列に対応する立ち上がりをＡ／Ｄ変換制御信号Ａｄに与える前に、ダミーの立ち上がりＣＤをＡ／Ｄ変換制御信号Ａｄに与える。
【００９０】
本実施形態のように、本発明は、ＰＰＳ型の固体撮像装置に限られず、ＡＰＳ型の固体撮像装置にも適用可能である。その場合でも、休止期間後の最初のＡ／Ｄ変換の出力特性の変化を抑えることができ、複数の撮像領域２０Ｂの境界線における画素の値の不連続性を低減できる。従って、積算後のパノラマ画像に現れる線状のノイズを低減できる。
【００９１】
また、本実施形態においても、図１０に示されたように、ホールド回路４５が電圧値を取り込んだのちに、Ａ／Ｄ変換部５０のダミー変換が行われてもよい。これにより、電圧値がホールド回路４５によって保持される際に、Ａ／Ｄ変換部５０の動作に起因するノイズが電圧値に重畳することを回避できるので、より鮮鋭なパノラマ画像を作成できる。
【００９２】
本発明による放射線撮像システム及び固体撮像装置の制御方法は、上述した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上述した各実施形態及び変形例を、必要な目的及び効果に応じて互いに組み合わせてもよい。また、上記実施形態では固体撮像装置が移動する場合を例示したが、本発明では固体撮像装置と被写体とが相対的に移動すればよく、例えば固体撮像装置の位置が固定され、被写体が移動する形態であってもよい。このような形態は、例えばＸ線検査装置において有用である。
【００９３】
また、上記実施形態では放射線の例としてＸ線を示したが、本発明はＸ線以外の放射線を撮像するシステムにおいても適用可能である。また、上記実施形態では受光部上にシンチレータが設けられる構成を例示したが、本発明は、シンチレータを用いることなく放射線を電気信号に直接変換するタイプの固体撮像装置（例えば各画素がＣｄＴｅを含むもの）を備える放射線撮像システムにも適用可能である。また、本発明は、ＣｄＴｅ等の直接変換素子と、ＣＭＯＳ−ＡＳＩＣやＴＦＴ基板などの読み出し回路とを組みわせた固体撮像装置に対しても有効である。
【００９４】
また、上記実施形態では歯科用のパノラマ撮影の場合を例示したが、本発明は、固体撮像装置を移動させて得られた複数のフレーム画像を積算するモードであれば、他の撮影モード（例えばＣＴ撮影やセファロ撮影）においても適用可能である。また、本発明では、固体撮像装置の長手方向が移動方向に対して厳密に直交している必要はなく、これらの方向が僅かに傾斜していてもよい。また、上記実施形態では各画素から出力された電気信号に基づく電圧値がホールド回路によって一旦保持されているが、このようなホールド回路は省略されてもよい。
【００９５】
また、上記実施形態では本発明をＣＭＯＳ型の固体撮像装置に適用しているが、本発明は、例えばアモルファスシリコンにより構成されるＴＦＴ型の固体撮像装置にも適用可能である。また、本発明は、複数の撮像素子をタイリングして１つの固体撮像装置として用いる場合にも有効である。
【００９６】
また、上記実施形態では行選択部及び列選択部としてシフトレジスタを用いているが、行選択部及び列選択部はこれに限らず、例えばデコーダ等の他の回路を用いてもよい。また、上記実施形態では、第ｍ行のＡ／Ｄ変換と第（ｍ＋１）行のＡ／Ｄ変換との間に休止期間が設けられ、その休止期間にダミー変換を行っているが、本発明は、休止期間が設けられない場合にも適用可能である。そのような場合であっても、第ｍ行のＡ／Ｄ変換と第（ｍ＋１）行のＡ／Ｄ変換との間にダミー変換を行うことによって、上記実施形態の効果を得ることができる。
【００９７】
また、固体撮像素子の読出し方式として、例えば各列毎にＡ／Ｄ変換部を設けるカラムＡＤ方式がある。そのような方式では、たとえ休止期間があったとしても全ての列において同じ条件でＡ／Ｄ変換が行われるので、ノイズが平均化される。本発明は、複数列を含む撮像領域を複数有し、各撮像領域毎にＡ／Ｄ変換部が設けられているが故に生じる課題を解決するものである。
【００９８】
また、上記実施形態では固体撮像装置を備える放射線撮像システム及び固体撮像装置の制御方法について説明したが、本発明の特徴は、固体撮像装置そのものに具現化されてもよい。すなわち、本発明の固体撮像装置は、放射線源から出射されて被写体を透過した放射線を撮像する装置であって、所定方向と交差する方向に並ぶＬ個（Ｌは２以上の整数）の撮像領域を有し、Ｍ行Ｎ列（Ｍ，Ｎは２以上の整数）に二次元配列された複数の画素を各撮像領域が含み、各撮像領域の各列が所定方向に沿って延在する受光部と、複数の画素において生成された電気信号を各行毎に出力させる行選択部と、各行毎に出力された電気信号に基づくアナログ信号を各列毎に出力用配線へ出力する列選択部と、Ｌ個の撮像領域に対応してそれぞれ設けられ、出力用配線を介して送られたアナログ信号を、フレーム画像となるディジタル信号に変換するＬ個のＡ／Ｄ変換部と、を有し、少なくとも一つのフレーム画像を取得する際、少なくともいずれかのＡ／Ｄ変換部が、第ｍ行（ｍは１以上Ｍ以下の整数）のアナログ信号をディジタル信号に変換したのち、第（ｍ＋１）行のアナログ信号をディジタル信号に変換する前に、一回又は複数回のダミー変換を行うことを特徴とする。
【００９９】
この固体撮像装置によれば、上述した実施形態と同様に、各行の最初の１回もしくは数回のＡ／Ｄ変換（すなわち第１列若しくは数列のＡ／Ｄ変換）の出力特性の変化を抑えることができる。また例えば、この固体撮像装置は、所定方向に沿って被写体に対し相対的に移動しながら移動中に撮像を繰り返し行い、得られた複数のフレーム画像を移動速度に応じてシフトさせながら積算して画像を生成する用途に用いられることができる。この場合、複数の撮像領域の境界線付近における画素の値の不連続性を低減できるので、積算後の画像に現れる線状のノイズを低減できる。
【０１００】
また、上記の固体撮像装置は、出力用配線に出力される前のアナログ信号を各列毎に保持するホールド回路を更に備え、Ａ／Ｄ変換部は、ホールド回路がアナログ信号を取り込んだのちにダミー変換を行ってもよい。これにより、アナログ信号がホールド回路によって保持される際に、Ａ／Ｄ変換部の動作に起因するノイズがアナログ信号に重畳することを回避できる。
【０１０１】
また、上記の固体撮像装置において、一つのフレーム画像を取得する際、Ｌ個のＡ／Ｄ変換部すべてがダミー変換を行ってもよく、或いは、Ｌ個のＡ／Ｄ変換部のうち一部のＡ／Ｄ変換部がダミー変換を行ってもよい。これらの何れかによって、上述した放射線撮像システムの効果を好適に奏することができる。
【０１０２】
また、上記の固体撮像装置において、複数のフレーム画像それぞれを取得する際に、少なくともいずれかのＡ／Ｄ変換部がダミー変換を行ってもよい。このように、各フレーム画像を取得する毎にＡ／Ｄ変換部がダミー変換を行うことによって、画像に現れる線状のノイズをより効果的に低減できる。
【０１０３】
また、上記の固体撮像装置は、Ａ／Ｄ変換タイミングを制御する制御信号をＬ個のＡ／Ｄ変換部に出力する制御部を更に備え、制御部からＬ個のＡ／Ｄ変換部それぞれへ制御信号を伝えるＬ本の配線の長さが互いに等しくてもよい。これにより、複数のＡ／Ｄ変換部の相互間における制御信号の到達タイミングのずれを抑えることができる。
【０１０４】
また、上記の固体撮像装置において、一回又は複数回のダミー変換のうち最後のダミー変換と、第（ｍ＋１）行の最初の列のアナログ信号からディジタル信号への変換との時間間隔が、第（ｍ＋１）行の各列間のアナログ信号からディジタル信号への変換の時間間隔と等しくてもよい。これにより、ダミー変換を各列のＡ／Ｄ変換に疑似させることができ、Ａ／Ｄ変換部の出力特性の変化を効果的に抑えることができる。
【符号の説明】
【０１０５】
１Ａ…固体撮像装置、２…受光部、６…制御部、１０…固体撮像装置、２０Ａ，２０Ｂ…撮像領域、２１…トランジスタ、２２，２３…フォトダイオード、２４…容量素子、２５…増幅用トランジスタ、２６…転送用トランジスタ、２７…放電用トランジスタ、２８…選択用トランジスタ、２９…定電流源、３０，３１…垂直シフトレジスタ部、４０，４１…信号出力部、４２…積分回路、４４，４５…ホールド回路、４６…第１保持部、４７…第２保持部、４８，４８ａ，４８ｂ…出力用配線、４９…アンプ、５０…Ａ／Ｄ変換部、５１…Ａ／Ｄ変換制御用配線、５５…差演算部、６１…水平シフトレジスタ部、６２…保持用配線、６３…リセット用配線、６４…第１保持用配線、６５…第２保持用配線、１００…Ｘ線撮像システム、１０４…旋回アーム、１０６…Ｘ線源、Ａ…被写体、Ｂ１…移動方向、Ｂ２…長手方向、Ｐ１，ｎ…画素、Ｑ１〜Ｑ４…フレーム画像。
【図１】
2018023637.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【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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【手続補正書】
【提出日】平成29年12月6日(2017.12.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向に沿って並ぶＬ個（Ｌは２以上の整数）の撮像領域を保持するとともに、放射線源から放射線が照射された被写体の放射線像を撮像する固体撮像装置であって、
前記Ｌ個の撮像領域を有する受光部であって、前記Ｌ個の撮像領域それぞれが二次元的に配列されたＭ個（Ｍは２以上の整数）×Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の画素を含み、各撮像領域の各列が前記第１方向と交差する第２方向に沿って延在する受光部と、
前記Ｍ個×Ｎ個の画素それぞれにおいて生成された電荷量に相当する電気信号を各行毎に出力させる行選択部と、
各行毎に出力された前記電気信号に基づくアナログ信号を各列毎に出力用配線へ出力させる列選択部と、
前記Ｌ個の撮像領域に対応してそれぞれ設けられ、前記出力用配線を介して送られたアナログ信号を、フレーム画像となるディジタル信号に変換するＬ個のＡ／Ｄ変換部と、
前記被写体の放射線像の撮像を繰り返し行うことにより得られる複数のフレーム画像のうち少なくとも一つの特定フレーム画像を取得する際、前記Ｌ個のＡ／Ｄ変換部のうちから選択された少なくともいずれかの前記Ａ／Ｄ変換部に対して、前記選択されたＡ／Ｄ変換部が第ｍ行（ｍは１以上Ｍ以下の整数）を構成する画素からのアナログ信号をディジタル信号に変換したのち、かつ、第（ｍ＋１）行を構成する画素からのアナログ信号をディジタル信号に変換する前に、ダミー変換を行うためのＡ／Ｄ変換制御信号を一回又は複数回出力する制御部と、を備える、固体撮像装置。
【請求項２】
前記受光部と前記出力用配線との間に配置されたホールド回路であって、前記出力用配線に出力される前の前記アナログ信号を各列毎に保持するホールド回路を更に備え、
前記制御部は、前記ホールド回路が前記アナログ信号を取り込んだのちに、前記選択されたＡ／Ｄ変換部に対して、前記ダミー変換を行うためのＡ／Ｄ変換制御信号を出力する、請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記特定フレーム画像を取得する際、前記Ｌ個のＡ／Ｄ変換部すべてに対して、前記ダミー変換を行うためのＡ／Ｄ変換制御信号をそれぞれ出力する、請求項１または２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記特定フレーム画像を取得する際、前記Ｌ個のＡ／Ｄ変換部のうちＬ１個（Ｌ１は２以上かつＬ未満）の前記Ａ／Ｄ変換部に対して、前記ダミー変換を行うためのＡ／Ｄ変換制御信号をそれぞれ出力する、請求項１または２に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記複数のフレーム画像それぞれを取得する期間ごとに、前記選択されたＡ／Ｄ変換部に対して、前記ダミー変換を行うためのＡ／Ｄ変換制御信号を出力する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記制御部から前記Ｌ個のＡ／Ｄ変換部それぞれへ前記制御信号を伝えるＬ本の配線の長さが互いに等しい、請求項１〜５のいずれか一項に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記第（ｍ＋１）行の列毎のＡ／Ｄ変換の時間間隔が、前記第ｍ行の最後の列のＡ／Ｄ変換から前記第（ｍ＋１）行の最初の列のＡ／Ｄ変換までの期間中に実行されるダミー変換のうち最後のダミーＡ／Ｄ変換から前記第（ｍ＋１）行の最初の列のＡ／Ｄ変換までの時間間隔と等しい、請求項１〜６のいずれか一項に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか一項に記載の固体撮像装置と、
前記第２方向に沿って、前記被写体に対する前記固体撮像装置の位置を相対的に移動させる機構と、
前記被写体に対する前記固体撮像装置の相対位置を前記第２方向に沿って移動させながら得られた前記複数のフレーム画像それぞれを、前記固体撮像装置の相対位置の移動速度に対応する距離だけ前記第２方向に対応する軸方向に沿ってそれらをシフトさせながら、積算することにより画像を生成する画像生成部と、を備える、放射線撮像システム。
【請求項９】
請求項１〜７の何れか一項に記載の固体撮像装置の制御方法であって、
第ｍ行を構成する画素からの電気信号に基づくアナログ信号を、前記Ｌ個のＡ／Ｄ変換部において前記第ｍ行の列毎にディジタル信号に変換する第１のＡ／Ｄ変換ステップと、
第（ｍ＋１）行を構成する画素からの電気信号に基づくアナログ信号を、前記Ｌ個のＡ／Ｄ変換部において前記第（ｍ＋１）行の列毎にディジタル信号に変換する第２のＡ／Ｄ変換ステップと、
前記複数のフレーム画像のうち少なくとも何れかのフレーム画像を取得する際、前記Ｌ個のＡ／Ｄ変換部のうち少なくとも何れかのＡ／Ｄ変換部に対して、前記第１のＡ／Ｄ変換ステップと前記第２のＡ／Ｄ変換ステップとの間に一回または又は複数回のダミー変換を行うダミー変換ステップと、を含む、固体撮像装置の制御方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明による固体撮像装置は、第１方向に沿って並ぶＬ個（Ｌは２以上の整数）の撮像領域を保持するとともに、放射線源から放射線が照射された被写体の放射線像を撮像する固体撮像装置であって、Ｌ個の撮像領域を有する受光部であって、Ｌ個の撮像領域それぞれが二次元的に配列されたＭ個（Ｍは２以上の整数）×Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の画素を含み、各撮像領域の各列が第１方向と交差する第２方向に沿って延在する受光部と、Ｍ個×Ｎ個の画素それぞれにおいて生成された電荷量に相当する電気信号を各行毎に出力させる行選択部と、各行毎に出力された電気信号に基づくアナログ信号を各列毎に出力用配線へ出力させる列選択部と、Ｌ個の撮像領域に対応してそれぞれ設けられ、出力用配線を介して送られたアナログ信号を、フレーム画像となるディジタル信号に変換するＬ個のＡ／Ｄ変換部と、被写体の放射線像の撮像を繰り返し行うことにより得られる複数のフレーム画像のうち少なくとも一つの特定フレーム画像を取得する際、Ｌ個のＡ／Ｄ変換部のうちから選択された少なくともいずれかのＡ／Ｄ変換部に対して、選択されたＡ／Ｄ変換部が第ｍ行（ｍは１以上Ｍ以下の整数）を構成する画素からのアナログ信号をディジタル信号に変換したのち、かつ、第（ｍ＋１）行を構成する画素からのアナログ信号をディジタル信号に変換する前に、ダミー変換を行うためのＡ／Ｄ変換制御信号を一回又は複数回出力する制御部と、を備える。
また、本発明による放射線撮像システムは、上記の固体撮像装置と、第２方向に沿って、被写体に対する固体撮像装置の位置を相対的に移動させる機構と、被写体に対する固体撮像装置の相対位置を第２方向に沿って移動させながら得られた複数のフレーム画像それぞれを、固体撮像装置の相対位置の移動速度に対応する距離だけ第２方向に対応する軸方向に沿ってそれらをシフトさせながら、積算することにより画像を生成する画像生成部と、を備える。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
また、本発明による固体撮像装置の制御方法は、上記の固体撮像装置の制御方法であって、第ｍ行を構成する画素からの電気信号に基づくアナログ信号を、Ｌ個のＡ／Ｄ変換部において第ｍ行の列毎にディジタル信号に変換する第１のＡ／Ｄ変換ステップと、第（ｍ＋１）行を構成する画素からの電気信号に基づくアナログ信号を、Ｌ個のＡ／Ｄ変換部において第（ｍ＋１）行の列毎にディジタル信号に変換する第２のＡ／Ｄ変換ステップと、複数のフレーム画像のうち少なくとも何れかのフレーム画像を取得する際、Ｌ個のＡ／Ｄ変換部のうち少なくとも何れかのＡ／Ｄ変換部に対して、第１のＡ／Ｄ変換ステップと第２のＡ／Ｄ変換ステップとの間に一回または又は複数回のダミー変換を行うダミー変換ステップと、を含む。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、固体撮像装置は、受光部と出力用配線との間に配置されたホールド回路であって、出力用配線に出力される前のアナログ信号を各列毎に保持するホールド回路を更に備え、制御部は、ホールド回路がアナログ信号を取り込んだのちに、選択されたＡ／Ｄ変換部に対して、ダミー変換を行うためのＡ／Ｄ変換制御信号を出力してもよい。これにより、アナログ信号がホールド回路によって保持される際に、Ａ／Ｄ変換部の動作に起因するノイズがアナログ信号に重畳することを回避できる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、固体撮像装置において、制御部は、特定フレーム画像を取得する際、Ｌ個のＡ／Ｄ変換部すべてに対して、ダミー変換を行うためのＡ／Ｄ変換制御信号をそれぞれ出力してもよく、或いは、Ｌ１個（Ｌ１は２以上かつＬ未満）のＡ／Ｄ変換部に対して、ダミー変換を行うためのＡ／Ｄ変換制御信号をそれぞれ出力してもよい。これらの何れかによって、上述した放射線撮像システムの効果を好適に奏することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、固体撮像装置において、制御部は、複数のフレーム画像それぞれを取得する期間ごとに、選択されたＡ／Ｄ変換部に対して、ダミー変換を行うためのＡ／Ｄ変換制御信号を出力してもよい。このように、各フレーム画像を取得する毎にＡ／Ｄ変換部がダミー変換を行うことによって、積算後の画像に現れる線状のノイズをより効果的に低減できる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、固体撮像装置において、制御部からＬ個のＡ／Ｄ変換部それぞれへ制御信号を伝えるＬ本の配線の長さが互いに等しくてもよい。これにより、複数のＡ／Ｄ変換部の相互間における制御信号の到達タイミングのずれを抑えることができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、固体撮像装置において、第（ｍ＋１）行の列毎のＡ／Ｄ変換の時間間隔が、第ｍ行の最後の列のＡ／Ｄ変換から第（ｍ＋１）行の最初の列のＡ／Ｄ変換までの期間中に実行されるダミー変換のうち最後のダミーＡ／Ｄ変換から第（ｍ＋１）行の最初の列のＡ／Ｄ変換までの時間間隔と等しくてもよい。これにより、ダミー変換を各列のＡ／Ｄ変換に疑似させることができ、Ａ／Ｄ変換部の出力特性の変化を効果的に抑えることができる。