(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の感度で放射線を検知する放射線撮像装置の信号読出動作を高速化する。【解決手段】第１及び第２感度で放射線を検知する複数のセンサが配列されたセンサアレイと、センサアレイを行ごとに選択する行選択部と、行選択部により選択された行の各センサから信号を読み出す信号読出部と、制御部とを備え、複数のセンサのそれぞれは第１及び第２保持部とを有し、制御部は、第１及び第２感度で取得した第１及び第２信号が第１及び第２保持部に保持されるように前記センサアレイを制御する第１の制御と、第１及び第２信号が前記信号読出部により各センサから行ごとに読み出されるように前記行選択部を制御する第２の制御と、を行い、第２の制御では、行選択部は、行選択部により選択されている行の各センサの第１及び第２保持部が保持する第１及び第２信号が信号読出部により読み出された後に、次の行の各センサを選択する。【選択図】図１
2015012546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに感度が異なる第１感度及び第２感度で放射線を検知する複数のセンサが配列されたセンサアレイと、
前記センサアレイの各センサを行ごとに選択する行選択部と、
前記行選択部により選択された行の各センサから信号を読み出す信号読出部と、
制御部と、を備え、
前記複数のセンサのそれぞれは、前記第１感度で取得した第１信号を保持する第１保持部と、前記第２感度で取得した第２信号を保持する第２保持部とを有し、
前記制御部は、前記第１信号及び前記第２信号が前記第１保持部及び前記第２保持部に保持されるように前記センサアレイを制御する第１の制御と、当該第１の制御により得られた前記第１信号と前記第２信号とが前記信号読出部により各センサから行ごとに読み出されるように前記行選択部を制御する第２の制御とを行い、
前記第２の制御では、前記行選択部は、前記行選択部により選択されている行の各センサの前記第１保持部が保持する前記第１信号と前記第２保持部が保持する前記第２信号とが前記信号読出部により読み出された後に、次の行の各センサを選択する、
ことを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２】
前記行選択部により選択されている行の各センサのうち、前記信号読出部により信号が読み出されるべきセンサを列ごとに選択する列選択部をさらに備え、
前記第２の制御では、前記制御部は、前記列選択部により選択されている列のセンサの前記第１保持部が保持する前記第１信号と前記第２保持部が保持する前記第２信号とが前記信号読出部により読み出された後に、次の列のセンサが選択されるように前記列選択部をさらに制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
【請求項３】
前記行選択部により選択されている行の各センサのうち、前記信号読出部により信号が読み出されるべきセンサを列ごとに選択する列選択部をさらに備え、
前記第２の制御では、前記制御部は、前記行選択部により選択されている行の各センサの前記第１保持部が保持する前記第１信号が前記信号読出部により読み出された後に、当該行の各センサの前記第２保持部が保持する前記第２信号が前記信号読出部により読み出されるように前記列選択部をさらに制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
【請求項４】
動作モードに応じて、前記第１信号と、前記第２信号と、前記第１信号と前記第２信号との合成信号と、のいずれか１つを出力する、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項５】
前記第１信号及び前記第２信号の一方を出力する動作モードにおいて当該一方を出力することができない場合に、前記第１信号及び前記第２信号の他方に基づく信号を当該一方の代わりに出力する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項６】
前記複数のセンサのそれぞれは、放射線量に応じた電気信号を出力する変換素子と、前記変換素子に接続された第１容量と、前記変換素子にスイッチ素子を介して接続された第２容量とを有し、
前記制御部は、前記スイッチ素子を用いて各センサの感度を変更する、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項７】
前記センサアレイは、各々が複数のセンサを有する複数のセンサユニットが基台の上に配列されて形成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の放射線撮像装置と、
前記放射線撮像装置からの信号を処理する処理部と、
を備えることを特徴とする放射線検査装置。
【請求項９】
互いに感度が異なる第１感度及び第２感度で放射線を検知する複数のセンサが配列されたセンサアレイと、前記センサアレイの各センサを行ごとに選択する行選択部と、前記行選択部により選択された行の各センサから信号を読み出す信号読出部と、を備える放射線撮像装置の制御方法であって、
前記複数のセンサのそれぞれは、前記第１感度で取得した第１信号を保持する第１保持部と、前記第２感度で取得した第２信号を保持する第２保持部とを有し、
前記放射線撮像装置の制御方法は、
前記第１信号及び前記第２信号が前記第１保持部及び前記第２保持部に保持されるように前記センサアレイを制御する第１の制御工程と、
前記第１の制御工程により得られた前記第１信号と前記第２信号とが前記信号読出部により各センサから行ごとに読み出されるように前記行選択部を制御する第２の制御工程とを有し、
前記第２の制御工程では、前記行選択部は、前記行選択部により選択されている行の各センサの前記第１保持部が保持する前記第１信号と前記第２保持部が保持する前記第２信号とが前記信号読出部により読み出された後に、次の行の各センサを選択する、
ことを特徴とする放射線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、放射線撮像装置及び放射線検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、センサアレイの各センサが、照射された放射線量に応じた信号を保持する保持部（サンプルホールド回路）を有する放射線撮像装置が開示されている。特許文献１によると、放射線量に応じた信号は、各センサにおいて保持部によって個別に保持されるため、１フレームの読出（信号読出）と、次のフレームのための放射線の照射とを同時に行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３４４８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、放射線撮像装置は、各センサにおいて、例えば２つの感度で信号をそれぞれ取得し、これらの信号を用いて画像データを生成する動作モード（例えば、ダイナミックレンジ拡張を行う動作モード等）を有しうる。この動作モードを達成する１つの方法として、２つの保持部を各センサに設け、各感度で得られた信号を、各保持部でそれぞれ保持して個別に読み出す方式が考えられる。
【０００５】
各センサには、センサアレイの各行に対応して配された制御線を介して、制御信号が入力される。信号読出は、制御信号に応答して各センサから出力された信号を、信号読出部が行ごとに読み出すことによって為される。信号読出を行う際には、この制御信号により、制御線と交差する信号読出用の列信号線において電位変動が生じうる。そのため、信号を読み出すべき各センサを切り替えたときは当該電位変動が収まった後（所定期間が経過した後）に信号読出を行う必要があり、センサアレイの各センサから信号を読み出すのには相当の時間を要する。このことは、特にセンサパネルの大型化に伴って、センサアレイの行数が多くなり、また、信号線の配線容量が大きくなるため顕著になる。
【０００６】
本発明の目的は、複数の感度で放射線を検知する放射線撮像装置において各感度で得られた信号をそれぞれ読み出すのに有利な技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一つの側面は放射線撮像装置にかかり、前記放射線撮像装置は、互いに感度が異なる第１感度及び第２感度で放射線を検知する複数のセンサが配列されたセンサアレイと、前記センサアレイの各センサを行ごとに選択する行選択部と、前記行選択部により選択された行の各センサから信号を読み出す信号読出部と、制御部と、を備え、前記複数のセンサのそれぞれは、前記第１感度で取得した第１信号を保持する第１保持部と、前記第２感度で取得した第２信号を保持する第２保持部とを有し、前記制御部は、前記第１信号及び前記第２信号が前記第１保持部及び前記第２保持部に保持されるように前記センサアレイを制御する第１の制御と、当該第１の制御により得られた前記第１信号と前記第２信号とが前記信号読出部により各センサから行ごとに読み出されるように前記行選択部を制御する第２の制御とを行い、前記第２の制御では、前記行選択部は、前記行選択部により選択されている行の各センサの前記第１保持部が保持する前記第１信号と前記第２保持部が保持する前記第２信号とが前記信号読出部により読み出された後に、次の行の各センサを選択することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複数の感度で放射線を検知する放射線撮像装置の信号読出動作を高速化するのに有利である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】放射線撮像システムの構成例を説明する図。
【図２】センサの構成例を説明する図。
【図３】センサの制御方法の例を説明するタイミングチャートの図。
【図４】センサユニットの構成例を説明する図。
【図５】信号読出部の構成例を説明する図。
【図６】信号読出部の制御方法の例を説明するタイミングチャートの図。
【図７】信号読出部の他の構成例を説明する図。
【図８】信号読出部の制御方法の他の例を説明するタイミングチャートの図。
【図９】放射線撮像装置の動作モードの設定方法の例を説明する図。
【図１０】動作モードの一例におけるセンサの制御方法を説明するタイミングチャートの図。
【図１１】動作モードの一例における信号読出部の制御方法の例を説明するタイミングチャートの図。
【図１２】放射線撮像システムの他の構成例を説明する図。
【図１３】信号読出部の制御方法の他の例を説明するタイミングチャートの図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１実施形態）
図１乃至７を参照しながら第１実施形態を説明する。図１は、放射線検査装置に代表される放射線撮像システムＳＹＳの構成例を例示している。放射線撮像システムＳＹＳは、放射線撮像装置１００（以下、撮像装置１００）と、放射線を発生する放射線源１０４と、曝射制御部１０３と、画像処理およびシステム制御を行う処理部１０１と、ディスプレイ等を含む表示部１０２と、を具備する。放射線撮影を行う際には、処理部１０１によって撮像装置１００と曝射制御部１０３とが同期制御されうる。被検者を通過した放射線（Ｘ線、α線、β線、γ線等）は、撮像装置１００によって検知され、処理部１０１等において所定の処理が為された後、当該放射線に基づく画像データが生成される。当該画像データは表示部１０２に放射線画像として表示される。撮像装置１００は、センサアレイ１０を有するセンサパネル１０５と、センサアレイ１０から信号を読み出す信号読出部２０と、各ユニットを制御する制御部１０９とを備える。センサアレイ１０は、複数の行および複数の列を形成するように配列された複数のセンサを含む。
【００１１】
センサパネル１０５は、複数のセンサユニット１２０が板状の基台の上にタイリング（２次元配列）されて構成され、このような構成により大型のセンサパネル１０５が形成されうる。なお、各センサユニット１２０には複数のセンサが配列されている。また、ここでは、複数のセンサユニット１２０が７列×２行を形成するようにタイリングされた構成が例示されているが、この構成に限られるものではない。
【００１２】
センサアレイ１０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）が設けられうる。各センサには、光電変換を行う公知のセンサが用いられればよい。これにより、照射された放射線量に基づく電気信号が得られる。
【００１３】
信号読出部２０は、例えば、差動アンプ等を含む信号増幅部１０７と、アナログデジタル変換（ＡＤ変換）を行うＡＤ変換部１０８とを有しうる。また、例えば、センサパネル１０５の上辺部および下辺部には、電気信号の入出力又は電源の供給を行うための複数の電極が配列されている。電極は、フライングリード式プリント配線板（不図示）により外部回路に接続されうる。例えば、センサアレイ１０からの信号は、電極を介して信号読出部２０により読み出され、また、制御部１０９からの制御信号は、電極を介してセンサアレイ１０に入力される。
【００１４】
制御部１０９は、例えば処理部１０１との間で、制御コマンドの通信を行い、同期信号の通信を行い、また、処理部１０１への画像データの出力を行う。また、制御部１０９は、センサアレイ１０ないし各ユニットを制御し、例えば、各センサの駆動制御や動作モード制御を行う。また、制御部１０９は、信号読出部２０のＡＤ変換部１０８によりＡＤ変換された各センサユニット１２０の画像データ（デジタルデータ）を用いて１つのフレームデータに合成し、処理部１０１に出力する。
【００１５】
制御部１０９と処理部１０１との間では、各種インターフェースを介して、制御コマンドないし制御信号および画像データの授受が行われる。処理部１０１は、制御用インターフェース１１０を介して、動作モードや各種パラメータなどの設定情報ないし撮影情報を制御部１０９に出力する。また、制御部１０９は、制御用インターフェース１１０を介して、撮像装置１００の動作状態などの装置情報を処理部１０１に出力する。また、制御部１０９は、画像データインターフェース１１１を介して、撮像装置１００で得られた画像データを処理部１０１に出力する。また、制御部１０９は、ＲＥＡＤＹ信号１１２を用いて、撮像装置１００が撮影可能な状態になったことを処理部１０１に通知する。また、処理部１０１は、外部同期信号１１３を用いて、制御部１０９からのＲＥＡＤＹ信号１１２に応答して制御部１０９に、放射線の照射開始（曝射）のタイミングを通知する。また、制御部１０９は、曝射許可信号１１４がイネーブル状態の間に、曝射制御部１０３に制御信号を出力して放射線照射を開始させる。
【００１６】
図２は、センサアレイ１０を形成する単位センサＳの回路構成を例示している。センサＳは、例えば、第１部分ｐｓ１と第２部分ｐｓ２と第３部分ｐｓ３とを含みうる。第１部分ｐｓ１は、フォトダイオードＰＤと、トランジスタＭ１〜Ｍ３と、フローティングディフュージョン容量ＣＦＤ（以下、ＦＤ容量ＣＦＤ）と、感度切り替え用の容量ＣＦＤ’とを有しうる。フォトダイオードＰＤは光電変換素子であり、照射された放射線に応じて前述のシンチレータで生じた光を電気信号に変換する。具体的には、当該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の電圧が第２部分ｐｓ２に出力される。
【００１７】
また、感度切り替え用の容量ＣＦＤ’は、センサＳの放射線に対する感度を切り替えるために用いられ、トランジスタＭ１（スイッチ素子）を介してフォトダイオードＰＤに接続されている。ＷＩＤＥ信号が活性化されることによってトランジスタＭ１が導通状態になり、ＦＤ容量ＣＦＤと容量ＣＦＤ’との合成容量の電圧が第２部分ｐｓ２に出力される。このように、センサＳでは、容量ＣＦＤ’を用いるか否かで放射線に対する感度を変更している。また、トランジスタＭ２は、ＰＲＥＳ信号が活性化されることによってフォトダイオードＰＤの電荷を初期化し、第２部分ｐｓ２に出力される電圧をリセットする。
【００１８】
第２部分ｐｓ２は、トランジスタＭ３〜Ｍ７とクランプ容量ＣＣＬと定電流源とを有しうる。トランジスタＭ３とトランジスタ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）とは電流経路を形成するように直列に接続されている。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、第１部分ｐｓ１からの電圧を受けるトランジスタＭ４が動作状態となる。このようにしてソースフォロワ回路が形成され、第１部分ｐｓ１からの電圧に応じた電圧が出力される。
【００１９】
その後段には、トランジスタＭ５〜７とクランプ容量ＣＣＬとで構成されたクランプ回路が設けられている。具体的には、クランプ容量ＣＣＬの一方の端子ｎ１が、第１部分ｐｓ１のトランジスタＭ３とトランジスタＭ４との間のノードに接続されており、他方の端子ｎ２が、クランプスイッチとして機能するトランジスタＭ５に接続されている。また、トランジスタＭ６とトランジスタＭ７と定電流源とは電流経路を形成するように直接に接続されており、当該他方の端子ｎ２は、トランジスタＭ７のゲートに接続されている。この構成により、第１部分ｐｓ１のフォトダイオードＰＤで生じるｋＴＣノイズ（いわゆるリセットノイズ）が除去される。
【００２０】
具体的には、前述のリセット時における第１部分ｐｓ１からの電圧に応じた電圧がクランプ容量ＣＣＬの端子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りトランジスタＭ５が導通状態になり、クランプ電圧ＶＣＬがクランプ容量ＣＣＬの端子ｎ２に入力される。このようにして、クランプ容量ＣＣＬの両端子ｎ１−ｎ２間で生じた電位差をノイズ成分としてクランプし、その後のフォトダイオード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。
【００２１】
また、イネーブル信号ＥＮはトランジスタＭ６のゲートにも入力され、イネーブル信号ＥＮが活性化されることによってトランジスタＭ７が動作状態となる。このようにしてソースフォロワ回路が形成され、トランジスタＭ７のゲート電圧に応じた電圧が第３部分ｐｓ３に出力される。
【００２２】
第３部分ｐｓ３は、トランジスタＭ８、Ｍ１０、Ｍ１１、Ｍ１３、Ｍ１４及びＭ１６と、アナログスイッチＳＷ９、ＳＷ１２及びＳＷ１５と、容量ＣＳ１、ＣＳ２およびＣＮとを有しうる。
【００２３】
トランジスタＭ８と容量ＣＳ１とはサンプルホールド回路を形成しており、第２部分ｐｓ２からの出力値を保持する保持部として機能する。具体的には、制御信号ＴＳ１を用いてトランジスタＭ８の状態（導通状態または非導通状態）を切り替えることにより、第２部分ｐｓ２から得られる信号（光成分にしたがう信号）を容量ＣＳ１に保持し、即ち、サンプリングを行う。また、トランジスタＭ１０は、そのソースフォロワ動作によってアンプとして機能し、これによって当該信号は増幅される。当該増幅された信号は、制御信号ＶＳＲを用いてアナログスイッチＳＷ９を導通状態にすることより、端子Ｓ１から出力される。ここで、トランジスタＭ８及びＭ１０とアナログスイッチＳＷ１０と容量ＣＳ１とが形成するユニットを第１のユニットＵＳＨ１と称する。
【００２４】
第１のユニットＵＳＨ１と同様にして、トランジスタＭ１１及びＭ１３とアナログスイッチＳＷ１２と容量ＣＳ２とは、端子Ｓ２から信号を出力する第２のユニットＵＳＨ２を形成している。例えば、第１のユニットＵＳＨ１ではセンサＳを第１感度で動作させた場合の信号（第１信号）が保持され、第２のユニットＵＳＨ２ではセンサＳを第２感度（第１感度とは異なる感度）で動作させた場合の信号（第２信号）が保持される。
【００２５】
また、同様にして、トランジスタＭ１４及びＭ１６とアナログスイッチＳＷ１５と容量ＣＮとは、端子Ｎから信号を出力する第３のユニットＵＳＨＮを形成している。なお、後述するが、第３のユニットＵＳＨＮでは基準信号が保持され、信号読出部２０は、端子Ｓ１、Ｓ２及びＮを介して、第１感度については第１信号と基準信号との差分を読み出し、第２感度については第２信号と基準信号との差分を読み出す。これにより、第２部分ｐｓ２に起因する固定パターンノイズ（ＦＰＮ：Ｆｉｔｔｅｄ  Ｐａｔｔｅｒｎ  Ｎｏｉｓｅ）が除去される。
【００２６】
以下では、図３を参照しながら、動作モードの一例として、動画撮影モードにおけるセンサＳの駆動方法の例を述べる。当該動画撮影モードでは、例えば２つの感度で得られる各信号を容量ＣＳ１およびＣＳ２に保持し、それぞれ個別に読み出す。例えば、２つの感度で得られた各信号を用いてダイナミックレンジ拡張を行うことも可能である。
【００２７】
まず、図３の（Ａ）に例示されるように、時刻ｔ１で動作モード設定および撮影開始設定が為される。その後、時刻ｔ２では撮影のための駆動が開始され、その後、図３の（Ｂ）の拡大図に例示されるリセット駆動ＲＤと、図３の（Ｃ）の拡大図に例示されるサンプリング駆動ＳＤとが交互に繰り返される。また、サンプリング駆動ＳＤの後（かつ、その次のリセット駆動ＲＤの前）において、センサアレイ１０から信号読出を行う読出動作ＲＯが為される。
【００２８】
リセット駆動ＲＤでは、リセット動作と、リセット時の出力成分をノイズ成分としてクランプする動作と、を行う。具体的には、図３の（Ｂ）に例示されるように、時刻ｔ２では、イネーブル信号ＥＮをＨｉレベルにして、トランジスタＭ３及びＭ６を導通状態にする。これにより、トランジスタＭ４及びＭ７がソースフォロア動作を行う状態になる。
【００２９】
時刻ｔ３では、信号ＰＲＥＳ及びＷＩＤＥをＨｉレベルにして、感度切替え用のトランジスタＭ１を導通状態にした状態で、リセット用のトランジスタＭ２を導通状態にする。これにより、フォトダイオードＰＤは基準電圧ＶＲＥＳに接続され、フォトダイオードＰＤがリセットされると共に容量ＣＦＤ’の電圧もリセットされる。また、リセット直後のトランジスタＭ４のゲート電圧に応じた電圧が、クランプ容量ＣＣＬの一方の端子ｎ１（トランジスタＭ４側の端子）に入力される。
【００３０】
時刻ｔ４では、信号ＰＣＬをＨｉレベルにして、前述のクランプを行うためのトランジスタＭ５を導通状態にする。これにより、クランプ電圧ＶＣＬがクランプ容量ＣＣＬの他方の端子ｎ２（トランジスタＭ７側の端子）に入力される。
【００３１】
また、時刻ｔ４では、信号ＴＳ１、ＴＳ２およびＴＮをＨｉレベルにして、前述のサンプリングを行うためのトランジスタＭ８、Ｍ１１およびＭ１４を導通状態にする。これにより、容量ＣＳ１、ＣＳ２およびＣＮはいずれも初期状態（トランジスタＭ７のゲート電圧が基準電圧ＶＣＬのときの第２部分ｐｓ２の出力値の電圧）になる。
【００３２】
時刻ｔ５では、信号ＰＲＥＳ及びＷＩＤＥをＬｏｗレベルにして、トランジスタＭ１及びＭ２を非導通状態にする。これにより、容量ＣＦＤ’は、トランジスタＭ１が非導通状態になるため、リセット直後の電圧で固定され、また、クランプ容量ＣＣＬの端子ｎ１は、リセット直後のトランジスタＭ４のゲート電圧に応じた電圧にセットされる。
【００３３】
時刻ｔ６では、信号ＰＣＬをＬｏｗレベルにして、トランジスタＭ５を非導通状態にする。これにより、端子ｎ１と端子ｎ２との電位差（基準電圧ＶＲＥＳにしたがう電圧と基準電圧ＶＣＬとの電位差）に応じた電荷がクランプ容量ＣＣＬに保持され、前述のｋＴＣノイズのクランプが完了する。
【００３４】
また、時刻ｔ６では、信号ＴＳ１、ＴＳ２およびＴＮをＬｏｗレベルにして、トランジスタＭ８、Ｍ１１およびＭ１４を非導通状態にする。これにより、容量ＣＳ１、ＣＳ２およびＣＮの電圧が固定される。
【００３５】
また、時刻ｔ６では、前述の曝射許可信号１１４をＨｉレベル（許可状態）にする。その後、フォトダイオードＰＤでは電荷が発生し蓄積される。
【００３６】
時刻ｔ７では、イネーブル信号ＥＮをＬｏｗレベルにして、トランジスタＭ３及びＭ６を非導通状態にする。これにより、トランジスタＭ４及びＭ７を非動作状態にする。
【００３７】
以上のようにして、リセット駆動ＲＤの一連の動作が終了する。即ち、リセット駆動ＲＤでは、フォトダイオードＰＤをリセットすると共に、第１部分ｐｓ１のフォトダイオードＰＤに起因するｋＴＣノイズに相当する電圧がクランプ容量ＣＣＬに保持され、また、容量ＣＳ１、ＣＳ２およびＣＮが初期化される。
【００３８】
なお、リセット駆動ＲＤは、全てのセンサについて一括で為され、その後（例えば時刻ｔ３１〜ｔ３２）に為されるリセット駆動ＲＤも上述と同様のタイミングで為されうる。また、制御タイミングのずれを防ぐことによって隣接画素間でデータの連続性が維持されうる。
【００３９】
次に、サンプリング駆動ＳＤでは、センサＳを２つの感度で駆動し、各感度で得られる信号を容量ＣＳ１およびＣＳ２に保持する動作を行う。具体的には、図３の（Ｃ）に例示されるように、時刻ｔ１１でイネーブル信号ＥＮをＨｉレベルにしてトランジスタＭ３及びＭ６を導通状態にし、トランジスタＭ４及びＭ７がソースフォロア動作を行う状態になる。なお、時刻ｔ１１では信号ＷＩＤＥはＬｏｗレベルであり、センサＳは、第１感度に対応する高感度モードになっている。
【００４０】
トランジスタＭ４のゲート電圧（即ち、ＦＤ容量ＣＦＤの電圧）は、フォトダイオードＰＤで発生し蓄積された電荷量に応じて変化しており、当該変化したゲート電圧に応じた電圧がクランプ容量ＣＣＬの一方の端子ｎ１に入力され、端子ｎ１の電位が変化する。クランプ容量ＣＣＬの他方の端子ｎ２の電位変化は、当該端子ｎ１の電位変化にしたがう。ここで、前述のとおり、クランプ容量ＣＣＬにはｋＴＣノイズに相当する電圧が保持されているため、この電位変化の量が信号成分として第３部分ｐｓ３に出力される。
【００４１】
時刻ｔ１２では、信号ＴＳ１をＨｉレベルにしてトランジスタＭ８を導通状態にし、即ち、上述の高感度モードにおける第２部分ｐｓ２の出力値についてのサンプリングを開始する。具体的には、容量ＣＳ１は、時刻ｔ１１の駆動にしたがう第２部分ｐｓ２の出力値の電圧（トランジスタＭ７のゲート電圧に応じた電圧）になる。次に、時刻ｔ１３では、時刻ｔ１２でサンプリングを開始したので、曝射許可信号１１４をＬｏｗレベル（禁止状態）にする。その後、時刻ｔ１４では、信号ＴＳ１をＬｏｗレベルにしてトランジスタＭ８を非導通状態にし、即ち、第２部分ｐｓ２の出力値をホールドする。具体的には、容量ＣＳ１の電圧が第２部分ｐｓ２の出力値で固定される。
【００４２】
即ち、時刻ｔ１２〜ｔ１４では、第１感度で得られた第１信号が、第１のユニットＵＳＨ１の保持部（容量ＣＳ１）に保持される。
【００４３】
次に、時刻ｔ１５では、信号ＷＩＤＥをＨｉレベルとして、感度切替え用のトランジスタＭ１を導通状態にする。これにより、トランジスタＭ１を介して容量ＣＦＤ’がフォトダイオードＰＤに電気的に接続され、トランジスタＭ４のゲート電圧は、ＦＤ容量ＣＦＤと容量ＣＦＤ’との合成容量の電圧となる。当該合成容量の値は、ＦＤ容量ＣＦＤの値よりも大きいため、トランジスタＭ４のゲート電圧が変化しにくくなり、即ち、センサＳは、第２感度に対応する低感度モードに切り替わる。一方で、フォトダイオードＰＤの電荷を、さらに読み出すことが可能になる。
【００４４】
時刻ｔ１６では、信号ＴＳ２をＨｉレベルにしてトランジスタＭ１１を導通状態にし、即ち、上述の低感度モードにおける第２部分ｐｓ２の出力値についてのサンプリングを開始する。具体的には、容量ＣＳ２は、時刻ｔ１５の駆動にしたがう第２部分ｐｓ２の出力値の電圧（トランジスタＭ７のゲート電圧に応じた電圧）になる。その後、時刻ｔ１７では、信号ＴＳ２をＬｏｗレベルにしてトランジスタＭ１１を非導通状態にし、即ち、第２部分ｐｓ２の出力値をホールドする。具体的には、容量ＣＳ２の電圧が第２部分ｐｓ２の出力値で固定される。
【００４５】
即ち、時刻ｔ１６〜ｔ１７では、第２感度で得られた第２信号が、第２のユニットＵＳＨ２の保持部（容量ＣＳ２）に保持される。
【００４６】
次に、時刻ｔ１８では、信号ＰＲＥＳをＨｉレベルにして、リセット用のトランジスタＭ２を導通状態にする。これにより、ＦＤ容量ＣＦＤ及び容量ＣＦＤ’の電圧をリセットして基準電圧ＶＲＥＳにし、端子ｎ１の電圧も時刻ｔ３と同じ状態にリセットされる。
【００４７】
時刻ｔ１９では、信号ＰＣＬをＨｉレベルにしてトランジスタＭ５を導通状態にし、クランプ電圧ＶＣＬがクランプ容量ＣＣＬの他方の端子ｎ２（トランジスタＭ７側の端子）に入力される。
【００４８】
時刻ｔ２０では、信号ＰＲＥＳ及びＷＩＤＥをＬｏｗレベルにしてトランジスタＭ１及びＭ２を非導通状態にする。これにより、容量ＣＦＤ’はリセット直後の電圧で固定され、また、クランプ容量ＣＣＬの端子ｎ１は、リセット直後のトランジスタＭ４のゲート電圧に応じた電圧にセットされる。
【００４９】
時刻ｔ２１では、信号ＴＮをＨｉレベルにしてトランジスタＭ１４を導通状態にする。これにより、容量ＣＮは充電され、トランジスタＭ７のゲート電圧が基準電圧ＶＣＬのときの第２部分ｐｓ２の出力値の電圧になる。時刻ｔ２２では、信号ＴＮをＬｏｗレベルにしてトランジスタＭ１４を非導通状態にする。これにより、容量ＣＮの電圧が固定される。
【００５０】
即ち、時刻ｔ２１〜ｔ２２では、第２部分ｐｓ２の回路構成に依存する熱ノイズ、１／ｆノイズ、温度差、プロセスばらつき等の固定パターンノイズに相当する電圧が容量ＣＮに保持される。
【００５１】
最後に、時刻ｔ２３では信号ＰＣＬをＬｏｗレベルにしてトランジスタＭ５を非導通状態にし、時刻ｔ２４ではイネーブル信号ＥＮをＬｏｗレベルにしてトランジスタＭ３及びＭ６を非導通状態（トランジスタＭ４及びＭ７を非動作状態）にする。
【００５２】
以上のようにして、サンプリング駆動ＳＤの一連の動作が終了する。即ち、サンプリング駆動ＳＤでは、センサＳの各感度で得られる信号が容量ＣＳ１およびＣＳ２に保持されると共に、第２部分ｐｓ２に起因する固定パターンノイズに相当する電圧が容量ＣＮに保持される。
【００５３】
なお、サンプリング駆動ＳＤは、前述のリセット駆動ＲＤと同様に、各センサユニット１２０の制御タイミングのずれを防ぐため、全てのセンサについて一括で為されうる。例えば、この後（例えば時刻ｔ４１〜ｔ４３）に為されるサンプリング駆動ＳＤも、上述と同様のタイミングで為されうる。
【００５４】
次に、図４を参照しながら、前述の各センサユニット１２０の構成例を述べる。前述のとおり、複数のセンサユニット１２０が基台の上にタイリングされることによって大型のセンサパネル１０５が形成されうる。各センサユニット１２０は、ｍ行×ｎ列で配列された複数のセンサＳと、各センサＳを駆動するための垂直走査回路４０３と、各センサＳから信号読出を行うための水平走査回路４０４と、を備える。
【００５５】
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、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、制御線４０５を介して各センサＳに制御信号を入力し、当該制御信号に基づいて各センサＳを行単位で駆動する。例えば、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センサＳ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、制御信号に基づいて各センサＳを列ごとに選択して、当該各センサＳからの信号を順に出力させる（水平転送）。ここで、行選択部（垂直走査回路４０４）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大きく、即ち、行選択部（垂直走査回路４０４）は列選択部（水平走査回路４０４）に比べて動作が遅い。
【００５６】
また、各センサユニット１２０は、各センサＳの容量ＣＳ１に保持された第１信号を読み出すための端子ＥＳ１と、容量ＣＳ２に保持された第２信号を読み出すための端子ＥＳ２と、容量ＣＮに保持された電圧を読み出すための端子ＥＮと、を有する。また、各センサユニット１２０はセレクト端子ＥＣＳをさらに有し、端子ＥＣＳが受ける信号が活性化されることによって、当該センサユニット１２０の各センサＳの信号が、端子ＥＳ１、ＥＳ２及びＥＮを介して読み出されうる。
【００５７】
具体的には、前述の各センサＳの端子Ｓ１、Ｓ２及びＮは、各端子に対応する列信号線４０６〜４０８に接続されている。当該列信号線４０６〜４０８は、水平走査回路４０４からの制御信号に応答して導通状態になるスイッチＳＷＨを介して、アナログ出力線４０９〜４１１に接続されている。当該アナログ出力線４０９〜４１１の信号は、端子ＥＣＳ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ＥＳ１、ＥＳ２及びＥＮから出力される。
【００５８】
また、各センサユニット１２０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およびＣＬＫＶをさらに有する。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。これらの各制御信号は、制御部１０９から入力される。
【００５９】
以上に例示された構成により、センサユニット１２０では、各センサＳは行単位で制御され、各保持部に保持された信号が列単位で出力され（水平転送が為され）、信号読出が為される。
【００６０】
図５は、信号読出部２０の回路構成を例示しており、信号読出部２０は、例えば差動アンプ等を含む信号増幅部１０７とＡＤ変換を行うＡＤ変換部１０８とを有しうる。端子ＥＳ１からの信号は、端子ＴＲＯ１からの制御信号に応答して導通状態になるスイッチＭ５０を介して、信号増幅部１０７の反転入力端子に入力される。また、端子ＥＳ２からの信号は、端子ＴＲＯ２からの制御信号に応答して導通状態になるスイッチＭ５１を介して、当該反転入力端子に入力される。スイッチＭ５０及びＭ５１は、端子ＥＳ１及び端子ＥＳ２の一方の信号が当該反転入力端子に入力されるように制御される。なお、スイッチＭ５０及びＭ５１並びに信号増幅部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。
【００６１】
また、端子ＥＮ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では、端子ＥＳ１からの信号と端子ＥＮからの信号との差分、又は端子ＥＳ２からの信号と端子ＥＮからの信号との差分が増幅され、当該差分はＡＤ変換部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ＡＤ変換される。このような構成により、前述の固定パターンノイズが除去されると共に、センサユニット１２０の画像データ（デジタルデータ）が得られ、ＡＤＯＵＴ端子を介して制御部１０９に出力される。
【００６２】
以下、図６を参照しながら、本実施形態にかかる信号読出のための撮像装置１００の制御方法を述べる。図６は、制御用の各端子（ＶＳＴ、ＣＬＫＶ、ＴＲＯ１、ＴＲＯ２、ＨＳＴ、ＣＬＫＨおよびＡＤＣＬＫ）に入力される制御信号について、信号読出を行うためのタイミングチャートを例示している。なお、センサユニット１２０から信号読出を行う際は、当該センサユニット１２０の端子ＥＣＳにはＨｉレベルが入力され、スイッチＳＷＣＳは導通状態になっている。
【００６３】
以下では、各端子に入力される制御信号を、単に「信号」と称し、端子の記号を付して表す。例えば、端子ＶＳＴに入力される制御信号を信号ＶＳＴと示す（他の制御信号についても同様とする）。
【００６４】
図６の（Ａ）に示されるように、時刻ｔ１００では信号ＶＳＴをＨｉレベルにする（端子ＶＳＴでスタートパルスを受ける。）これにより、第１行目のセンサＳが垂直走査回路４０３により選択されるようにセットされる。その後、時刻ｔ１３０までクロック信号ＣＬＫＶを受け、垂直走査回路４０３は、クロック信号ＣＬＫＶを受けるたびに、選択している行を、第１行目から第ｍ行目まで順にシフトさせる。即ち、時刻ｔ１００〜ｔ１３０では、各センサＳが、第１行目から第ｍ行目まで行ごとに順に選択される。
【００６５】
また、水平走査回路４０４は、垂直走査回路４０３により１行分の各センサＳが選択されている間（例えば時刻ｔ１１０〜ｔ１２０の間）に、当該各センサＳを第１列目から第ｎ列目まで列ごとに選択して順に信号を出力させる。即ち、例えば時刻ｔ１１０〜ｔ１２０では、水平走査回路４０４は第１行目の各センサＳの信号の水平転送を行う。具体的には、図６の（Ｂ）に示例されるシーケンスが為される。
【００６６】
まず、時刻ｔ１１０でクロック信号ＣＬＫＶを受けた後、時刻ｔ１１１では端子ＨＳＴでスタートパルスを受ける（時刻ｔ１１１〜ｔ１１２にわたって信号ＨＳＴをＨｉレベルにする）。これにより、第１行目の各センサＳのうち、第１列目のセンサＳが水平走査回路４０４により選択されるようにセットされる。
【００６７】
その後、時刻ｔ１２０までクロック信号ＣＬＫＨを受け、水平走査回路４０４は、クロック信号ＣＬＫＨを受けるたびに、選択している列を、第１列目から第ｎ列目まで順にシフトさせる。ここで、ある列のセンサＳが水平走査回路４０４によって選択されることにより、前述のスイッチＳＷ９、ＳＷ１２及びＳＷ１５が導通状態になり、前述の保持部（容量ＣＳ１等）の信号が、対応する列信号線４０６〜４０８にそれぞれ出力される。当該列のセンサＳが水平走査回路４０４により選択されている間に、当該センサＳから出力された信号が読み出される。
【００６８】
例えば、時刻ｔ１１３では、クロック信号ＣＬＫＨをＨｉレベルにして、第１行目・第１列目のセンサＳを選択すると共に、信号ＴＲＯ１をＨｉレベルにして当該センサＳの第１信号（容量ＣＳ１の信号）を出力する。その後、時刻ｔ１１４では、クロック信号ＣＬＫＨをＬｏｗレベルにすると共に、信号ＡＤＣＬＫをＨｉレベルにして当該第１信号についてのＡＤ変換を行う。次に、時刻ｔ１１５では、信号ＴＲＯ１をＬｏｗレベルにすると共に信号ＴＲＯ２をＨｉレベルにして当該センサＳの第２信号（容量ＣＳ２の信号）を出力する。その後、時刻ｔ１１６では、信号ＡＤＣＬＫをＨｉレベルにして当該第２信号についてのＡＤ変換を行う。なお、前述のとおり、これらのＡＤ変換は、固定パターンノイズを除去するため、基準信号（容量ＣＮの信号）との差分について為される。
【００６９】
即ち、時刻ｔ１１３〜ｔ１１６では、垂直走査回路４０３により選択されている第１行目の各センサＳのうち、第１列目のセンサＳが水平走査回路４０４により選択され、当該センサＳの第１信号および第２信号がそれぞれ出力され、ＡＤ変換が為される。その結果、第１行目・第１列目のセンサＳから、第１感度および第２感度のそれぞれについてのデジタル信号が得られる。
【００７０】
その後、第２列目〜第ｎ列目についても同様の制御を行って、時刻ｔ１２０までに、第１行目についての１行分のデジタルデータ（第１感度及び第２感度のそれぞれについてのデジタルデータ）が得られる。
【００７１】
以上のシーケンスを第２行目〜第ｍ行目の各行についても同様にして行い、全てのセンサＳからの信号読出が完了する。読み出されたデジタルデータは、順次、画像データとして制御部１０９に出力され、制御部１０９ないし処理部１０１で所定の信号処理を経て、放射線画像として表示部１０２に表示されうる。ここで、制御部１０９に出力されたデジタルデータは、信号読出部２０で読み出された順番で、画像データインターフェース１１１により処理部１０１に送信されうる。
【００７２】
以上では、第１感度および第２感度で取得した信号の両方を読み出した。これにより、一方の信号を選択的に用いて放射線画像を生成してもよいし、当該一方の信号を出力できない場合には他方の信号を当該一方の信号の代わりに用いてもよいし、また、両方の信号を用いてもよい。なお、一方の信号を選択的に用いる動作モードにおいて、当該一方の信号を出力できない場合には、他方の信号をゲイン調整等によって補正して、当該一方の信号の代わりに用いてもよい。また、両方の信号を用いる場合には、例えばダイナミックレンジ拡張を行ってもよい。この時、第２感度のデジタルデータが欠陥であり、第１感度のデジタルデータが正常であった場合、飽和領域でなければ第１感度のデジタルデータをゲイン比で補正したデジタルデータを、第２感度の欠陥補正デジタルデータの代わりに使用する。また、第１感度のデジタルデータが欠陥で、第２感度のデジタルデータが正常であった場合も、ノイズ領域でなければ第２感度のデジタルデータをゲイン比で補正したデジタルデータを、第１感度の欠陥補正デジタルデータの代わりに使用する。これにより、欠陥画素を周辺画素で補正するよりも正確な欠陥画素補正を行うことができる。
【００７３】
ここで、垂直走査回路４０３が制御線４０５を介して制御信号を出力して「行」を選択することにより、制御線４０５と交差する列信号線４０６〜４０８ではノイズ等に起因する電位変動が生じる。よって、信号読出は、この電位変動が収まった後に（即ち、「行」の選択が為されてから所定期間が経過した後に）為される必要があり、このことは読出時間の増大をもたらしうる。特に、多画素化に伴って、行数が増大し、また、各列信号線の配線容量も大きくなるため、この影響は顕著になる。
【００７４】
本実施形態では、ある行の各センサＳについての第１信号および第２信号の読み出しを行った後に、次の行の各センサＳについての第１信号および第２信号の読み出しを行う。よって、本実施形態の信号読出の方法によれば、垂直走査回路４０３が「行」を選択する回数（以下、行選択回数と称する）はｍ回である。
【００７５】
例えば、参考例として、全ての行で第１信号についての信号読出を行った後に、全ての行で第２信号についての信号読出を行う場合は、行選択回数はｍ×２回となってしまうため、本実施形態によると、この参考例よりも行選択回数を低減させることができる。即ち、本実施形態によると、複数の感度で得られた各信号をそれぞれ読み出すのに際して、信号読出の高速化という点で有利である。
【００７６】
なお、以上では、信号読出部２０は、図５に示されるように、信号増幅部１０７およびＡＤ変換部１０８を有し、容量ＣＳ１の第１信号と容量ＣＳ２の第２信号とについて順にＡＤ変換を行う構成を例示したが、本発明はこの構成に限られるものではない。例えば、信号読出部２０は、図７に例示されるように、第１信号及び第２信号のそれぞれに対応するように、信号増幅部１０７ａ及び１０７ｂとＡＤ変換部１０８ａ及び１０８ｂとをそれぞれ設けてもよい。この構成によると、第１信号および第２信号の読み出し（出力およびＡＤ変換）を並列に行うことが可能であり、信号読出の高速化に有利である。
【００７７】
（第２実施形態）
図８を参照しながら、第２実施形態を説明する。前述の第１実施形態では、ある列のセンサＳからの第１信号および第２信号の読み出しを行った後に、次の列のセンサＳからの第１信号および第２信号の読み出しを行う場合を例示した。しかしながら、本発明は、ある行の各センサＳについての第１信号および第２信号の読み出しを行った後に、次の行の各センサＳについての第１信号および第２信号の読み出しを行えばよく、この構成に限られない。本実施形態では、ある行の各センサＳから第１信号を読み出した後に、当該行の各センサＳから第２信号を読み出し、その後、次の行の各センサＳについての信号読出を行う。
【００７８】
図８は、本実施形態にかかる信号読出のための撮像装置１００の制御方法を説明するためのタイミングチャートを、図６と同様にして例示している。第１実施形態と異なる主な点は、信号ＴＲＯ１及びＴＲＯ２の波形である。即ち、第１行目の各センサＳから信号を読み出す時刻ｔ２１０〜ｔ２２０の間のうち、前半では各センサＳからの第１信号の読み出しを行い、後半では当該各センサＳからの第２信号の読み出しを行う。また、この制御方法に伴って、信号ＨＳＴ及びＡＤＣＬＫの波形を第１実施形態（図６）から変更している。
【００７９】
具体的には、以下のシーケンスにしたがう。まず、時刻ｔ２００において端子ＶＳＴでスタートパルスを受けた後、時刻ｔ２１０でクロック信号ＣＬＫＶを受けて第１行目の各センサＳが選択される。その後、時刻ｔ２１１〜ｔ２１５にわたって信号ＴＲＯ１をＨｉレベルにし、信号ＴＲＯ２をＬｏｗレベルにする。これにより、当該各センサＳの第１信号が出力される状態になる。
【００８０】
時刻ｔ２１１において端子ＨＳＴでスタートパルスを受けた後、時刻ｔ２１２でクロック信号ＣＬＫＨを受ける。第１実施形態でも述べたように、水平走査回路４０４は、クロック信号ＣＬＫＨを受けるたびに、選択している列を、第１列目から第ｎ列目まで順にシフトさせる。各クロック信号ＣＬＫＨの間（例えば、時刻ｔ２１３）では信号ＡＤＣＬＫが入力され、これにより、選択されている列におけるセンサＳからの第１信号についてのＡＤ変換が為される。その後、例えば時刻ｔ２１４で、次の列のセンサＳが選択され、当該センサＳについての第１信号の出力およびＡＤ変換が同様にして為される。このようにして、第１信号の読出動作が第１列目から第ｎ列目まで順に列ごとに為される。その後、時刻ｔ２１５では、信号ＴＲＯ１をＬｏｗレベルにし、信号ＴＲＯ２をＨｉレベルにして、第１列目から第ｎ列目まで順に列ごとに、第２信号の読出動作を同様の手順で行う。ここで、制御部１０９に出力されたデジタルデータは、信号読出部２０で読み出された順番で、センサパネル１０５の行ごとに画像データインターフェース１１１により処理部１０１に送信されうる。
【００８１】
本実施形態によると、ある行の各センサＳから第１信号を読み出した後に、当該行の各センサＳから第２信号を読み出し、その後、次の行の各センサＳについての信号読出を行う。このような制御方法によっても、垂直走査回路４０３による行選択回数はｍ回であり、第１実施形態と同様の効果が得られる。この制御方法は、例えば、信号の読み出し速度が、信号増幅部１０７の動作速度に律速される場合や、信号ＡＤＣＬＫ、若しくは信号ＴＲＯ１及びＴＲＯ２の周波数に律速される場合に有利である。
【００８２】
（第３実施形態）
図９乃至１１を参照しながら、第３実施形態を説明する。前述の各実施形態では、２つの感度で得られる２つの信号のそれぞれを順に読み出す場合を例示した。しかし、この信号読出は、動作モードに応じて為されればよく、他の動作モードでは２つの信号のうちの一方のみが読み出されてもよい。
【００８３】
図９は、複数の動作モードにしたがう撮像装置１００の動作のフローチャートを例示している。撮像装置１００は、動作モードとして、２つの信号の一方のみを読み出す第１モードと、２つの信号の両方を読み出す第２モード（例えばダイナミックレンジ拡張を行うモード）とを有しうる。
【００８４】
まず、ステップＳ９０１（以下、単に「Ｓ９０１」とし、他のステップについても同様とする。）では、動作モードの設定が開始される。次に、Ｓ９０２では、制御部１０９は、制御用インターフェース１１０を介して、設定情報ないし撮影情報を処理部１０１から受ける。Ｓ９０３では、処理部１０１からの設定情報ないし撮影情報に基づいて、動作モードを判定する。この判定結果に基づいて、Ｓ９０４で第１モードを設定し、又は、Ｓ９０５で第２モードを設定する。最後に、Ｓ９０６で動作モードの設定を完了する。
【００８５】
図１０は、各センサＳから２つの信号の一方のみを読み出す第１モードにおけるセンサＳの駆動方法を例示している。第１モードでは、第１感度及び第２感度の一方について、前述の第１実施形態（図３）と同様の手順で各センサＳを駆動すればよい。具体的には、サンプリング駆動ＳＤにおいて、信号ＷＩＤＥをＨｉレベル及びＬｏｗレベルの一方に固定した状態で、信号ＴＳ１及びＴＳ２の少なくとも一方を駆動すればよい。
【００８６】
例えば、信号ＷＩＤＥは、高感度モードではＬｏｗレベルに固定し、低感度モードではＨｉレベルに固定すればよい。信号ＴＳ１及びＴＳ２は、一方のみを活性化させてもよいし、両方を活性化させてもよい。ここでは、両方を活性化させる場合を例示しているが、この場合は、それにより得られる２つの信号は互いに同じ信号レベルである。なお、リセット駆動ＲＤについては、前述の第１実施形態と同様にすればよい。
【００８７】
より具体的には、時刻ｔ３０１〜ｔ３０５にわたってイネーブル信号ＥＮをＨｉレベルにし、その間の時刻ｔ３０２〜ｔ３０３で信号ＴＳ１及びＴＳ２をＨｉレベルにする。これにより、容量ＣＳ１及びＣＳ２には同じレベルの信号が保持される。その後の時刻ｔ３０４〜ｔ３０５では、前述の第１実施形態と同様にして、固定パターンノイズを除去するための基準信号が容量ＣＮに保持される。
【００８８】
図１１は、上述の第１モードで得られた信号の信号読出のための撮像装置１００の制御方法を説明するためのタイミングチャートを例示している。ここでは図示しないが、信号ＴＲＯ１及びＴＲＯ２については、２つの保持部（容量ＣＳ１及びＣＳ２）のうちの信号を読み出すべきいずれか一方に対応する信号を活性化させればよい。時刻ｔ４１０〜ｔ４１１に例示されるように、第１行目について第１列目から第ｎ列目まで列ごとに順に各センサＳの保持部から信号が出力され、ＡＤ変換が為される。
【００８９】
以上、本実施形態によると、撮像装置１００を動作モードに応じて制御することが可能である。各センサＳから２つの信号の一方のみを読み出す第１モードではフレームレートを重視した信号読出が可能である。一方、各センサＳから２つの信号の両方を読み出す第２モードでは第１〜第２実施形態と同様の制御を行えばよい。
【００９０】
（第４実施形態）
図１２および図１３を参照しながら、第４実施形態を説明する。前述の第１実施形態（図１）では、センサアレイ１０から読み出された２つの信号は、処理部１０１で所定の処理が為される構成を例示したが、本発明はこの構成に限られない。例えば、一部の処理については、撮像装置１００の内部で為されるように構成されてもよい。例えば、撮像装置１００は、図１２に例示されるように、各センサＳから読み出された２つの信号を用いた処理（例えばダイナミックレンジ拡張のための処理）を行う第２の処理部１３０を、制御部１０９と処理部１０１との間に配されるように備えてもよい。処理部１３０では、例えば、高感度モードに対応する第１感度で得られた画像データと、低感度モードに対応する第２感度で得られた画像データとが画素ごとに合成される。このようにして生成された合成データないし合成信号は、画像データインターフェース１１１を介して処理部１０１に出力されうる。このような構成により、処理部１０１の演算処理の負担を軽減することもできる。
【００９１】
図１３は、本実施形態にかかる読出動作ＲＯについての１行分のタイミングチャートを例示している。まず、時刻ｔ５００でクロック信号ＣＬＫＶをＨｉレベルにして、例えば第１行目の各センサＳが選択される。次に、時刻ｔ５０１では端子ＨＳＴでスタートパルスを受けて、第１列目のセンサＳが水平走査回路４０４により選択されるようにセットされる。
【００９２】
時刻ｔ５１０では、クロック信号ＣＬＫＨを受けて第１列目のセンサＳが水平走査回路４０４により選択されると共に、信号ＴＲＯ１をＨｉレベルにして、当該センサＳの第１感度で得られた第１信号が出力される。その後、時刻ｔ５１１で信号ＡＤＣＬＫをＨｉレベルにして、当該第１信号についてのＡＤ変換が為される。次に、時刻ｔ５１２で信号ＴＲＯ１をＬｏｗレベルにすると共に信号ＴＲＯ２をＨｉレベルにして、当該センサＳの第２感度で得られた第２信号が出力される。その後、時刻ｔ５１３で信号ＡＤＣＬＫをＨｉレベルにして、当該第２信号についてのＡＤ変換が為される。
【００９３】
時刻ｔ５１４では、クロック信号ＣＬＫＨを受けて、その次の列（第２列目）のセンサＳが水平走査回路４０４により選択される。この時、制御部１０９では信号ＡＤＣＬＫ２回分のデジタルデータは読み飛ばし、３回目、４回目の２回分を読みこむように制御されうる。以降、第２列目〜第ｎ列目についても同様の制御を行って、時刻ｔ５２０までに、第１行目についての１行分のデジタルデータ（第１感度及び第２感度のそれぞれについてのデジタルデータ）が得られる。
【００９４】
上述のようにして得られるデジタルデータは、制御部１０９によって順に処理部１３０に出力され、所定の処理を経て、合成データが生成される。当該合成データは、画像データインターフェース１１１を介して処理部１０１に出力される。
【００９５】
以上、本実施形態によっても、前述の各実施形態と同様の効果が得られる。なお、ここでは、信号ＡＤＣＬＫの周波数をクロック信号ＣＬＫＨの４倍として例示したが、本発明はこの構成に限られるものではなく、適宜、周波数の変更が可能である。
【００９６】
以上の４つの実施形態を述べたが、本発明はこれらに限られるものではなく、目的、状態、用途及び機能その他の仕様に応じて、適宜、変更が可能であり、他の実施形態によっても為されうる。例えば、上述の各実施形態では、複数のセンサユニット１２０をタイリングして構成されたセンサパネル１０５を例示した。しかし、複数のセンサが配列されたセンサアレイ１０を有し、行単位および列単位で各センサを制御することができればよく、本発明は各実施形態の構成に限られるものではない。その他、各実施形態の方式を組み合わせてもよく、例えば、第４実施形態の読出動作ＲＯに、第２実施形態の読出動作ＲＯの方式を適用してもよい。
【図１】
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【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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