(57)【要約】【課題】撮影条件に対応したセンサ駆動を行ってノイズを低減するのに有利な技術を提供する。【解決手段】複数の画素と、各画素を制御するための制御部と、を備え、各画素は、放射線又は光を検知するためのセンサと、センサからの信号を保持するための第１保持部と、センサからの信号に含まれ得るノイズ信号を保持するための第２保持部と、を有しており、制御部は、第１モードでは、第１保持部が、放射線又は光を検知したセンサからの信号を保持し、第２保持部が、ノイズ信号を保持するように制御し、第２モードでは、第１保持部が、放射線又はを検知したセンサからの信号を保持し、第２保持部が、ノイズ信号を保持しないように制御する。【選択図】図１
2015177355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素と、各画素を制御するための制御部と、を備える撮像装置であって、
各画素は、
放射線又は光を検知するためのセンサと、
前記センサからの信号を保持するための第１保持部と、
前記センサからの信号に含まれ得るノイズ信号を保持するための第２保持部と、
を有しており、
前記制御部は、
第１モードでは、前記第１保持部が、放射線又は光を検知した前記センサからの信号を保持し、前記第２保持部が、前記ノイズ信号を保持するように制御し、
第２モードでは、前記第１保持部が、放射線又は光を検知した前記センサからの信号を保持し、前記第２保持部が、前記ノイズ信号を保持しないように制御する
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
各画素からの信号を出力するための出力部をさらに備え、
前記出力部は、
前記第１モードでは、前記第１保持部の信号と前記第２保持部の信号との信号値の差を出力し、
前記第２モードでは、前記第１保持部の信号を出力する
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記制御部は、予め設定された撮影条件に基づいて前記第１モード及び前記第２モードの一方を選択する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記撮影条件は、撮影モード、１回の撮影に必要な時間、１回の撮影での放射線の照射の回数、撮影が開始されてからの時間、及び、前記撮像装置を起動してからの経過時間の少なくとも１つを含む
ことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
各画素は、前記第２モードにおいて前記第２保持部を前記第１保持部と電気的に並列に接続するスイッチ部をさらに有し、
前記第２モードでは、前記第１保持部および前記第２保持部の双方が、放射線を検知した前記センサからの信号を保持する
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記出力部は、前記第１保持部の信号を増幅するための第１信号増幅部と、第２信号増幅部と、第２のスイッチ部と、を含み、
前記第２のスイッチ部は、
前記第１モードでは、前記第２信号増幅部が前記第２保持部の信号を増幅するように前記第２信号増幅部を前記第２保持部に電気的に接続し、
前記第２モードでは、前記第２信号増幅部が前記第１保持部の信号を増幅するように前記第２信号増幅部を前記第１保持部に電気的に接続する
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
各画素は、
前記センサと前記第１保持部との間の経路に配された第１トランジスタと、
前記センサと前記第２保持部との間の経路に配された第２トランジスタと、
をさらに有しており、
前記第２モードでは、前記制御部は、前記第１トランジスタを導通状態に維持し、前記第２トランジスタを非導通状態に維持する
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
各画素は、前記センサをリセットするためのリセット部と、前記第１保持部および前記第２保持部と前記センサとの間に配された、前記センサが前記リセット部によりリセットされた時の該センサからの信号をクランプするためのクランプ回路をさらに有する
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記第１保持部および前記第２保持部のそれぞれは、サンプルホールド回路の一部を形成している
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記第１モードおよび前記第２モードの制御を前記複数の画素について一度に行う
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか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源と、を具備する
ことを特徴とする放射線検査装置。
【請求項１２】
複数の画素を備える撮像装置の制御方法であって、
各画素は、放射線又は光を検知するためのセンサと、前記センサからの信号を保持するための第１保持部と、前記センサからの信号に含まれ得るノイズ信号を保持するための第２保持部と、を有しており、
前記撮像装置の制御方法は、
前記第１保持部が、放射線又は光を検知した前記センサからの信号を保持し、前記第２保持部が、前記ノイズ信号を保持する第１モードと、前記第１保持部が、放射線又は光を検知した前記センサからの信号を保持し、前記第２保持部が、前記ノイズ信号を保持しない第２モードと、の一方を選択する選択工程を有する
ことを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項１３】
前記選択工程の前に、撮影条件を設定する設定工程をさらに有し、
前記選択工程では、前記設定工程で設定された前記撮影条件に基づいて前記第１モード及び前記第２モードの一方を選択する
ことを特徴とする請求項１２に記載の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、撮像装置、その制御方法、及び、放射線検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線撮像装置（以下、「撮像装置」）は、放射線又は光を検出するための複数のセンサと、各センサからの信号を読み出す読出部と、を備えうる。撮像装置で生じうるノイズ成分は、暗電流成分やセンサや読出部の回路構成や素子のパラメータばらつき等に起因する固定パターンノイズと、トランジスタを駆動することによるｋＴＣノイズや読出部の増幅器のノイズ等のランダムノイズと、を含む。
【０００３】
特許文献１や特許文献２には、放射線の照射量に基づくセンサの信号（Ｓ信号）と、センサをリセットした時のセンサの信号（Ｎ信号）との差分を出力することによってノイズ成分を除去する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２９７５４６号公報
【特許文献２】特開２００２−３４５７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、撮像装置は、静止画モードや動画モード等、複数の撮影モードを有し、撮影条件に応じてセンサの駆動方法を変更することが考えられる。
【０００６】
ここで、どのようなセンサ駆動を行うかによって、撮像装置で生じうるノイズ成分が異なる。例えば、上述のＳ信号を読み出すための回路とＮ信号を読み出すための回路との双方を駆動することによってｋＴＣノイズが生じ、また、撮像装置の温度が変化することによって固定パターンノイズが変動しうる。
【０００７】
本発明の目的は、撮影条件に対応したセンサ駆動を行ってノイズを低減するのに有利な技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一つの側面は撮像装置にかかり、前記撮像装置は、複数の画素と、各画素を制御するための制御部と、を備える撮像装置であって、各画素は、放射線又は光を検知するためのセンサと、前記センサからの信号を保持するための第１保持部と、前記センサからの信号に含まれ得るノイズ信号を保持するための第２保持部と、を有しており、前記制御部は、第１モードでは、前記第１保持部が、放射線又は光を検知した前記センサからの信号を保持し、前記第２保持部が、前記ノイズ信号を保持するように制御し、第２モードでは、前記第１保持部が、放射線又は光を検知した前記センサからの信号を保持し、前記第２保持部が、前記センサが前記ノイズ信号を保持しないように制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、撮影条件に対応したセンサ駆動を行ってノイズを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】放射線撮像システムの全体構成例を説明するための図。
【図２】センサの構成例を説明するための図。
【図３】放射線撮像装置の構成例の一部を説明するための図。
【図４】センサの駆動方法の例を説明するための図。
【図５】センサの構成例を説明するための図。
【図６】放射線撮像装置の構成例の一部を説明するための図。
【図７】センサの駆動方法の例を説明するための図。
【図８】センサの構成例を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（放射線撮像システムの全体構成例）
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（以下、単に「撮像システムＳＹＳ」という）の全体構成例を示している。撮像システムＳＹＳは、放射線撮像装置１００と、コンピュータ１０８と、制御端末１１３と、ディスプレイ１１４と、放射線制御装置１０９と、放射線発生装置１１０と、を具備する。
【００１２】
放射線撮像装置１００（以下、単に「撮像装置１００」という）は、Ｘ線、α線、β線、γ線等の放射線を受けて画像データを取得する。撮像装置１００は、例えば、シンチレータ１０１と、センサ部１０２と、駆動部１０３と、読出部１０４と、処理部１０５と、制御部１０６と、電源部１０７とを備えている。
【００１３】
シンチレータ１０１は、入射した放射線を光に変換する。センサ部１０２は、基板上に配列された複数のセンサ（「センサｓ」とする）を有する。各センサｓは、例えばフォトダイオード等の光電変換素子を含み、これによってシンチレータ１０１からの光を検知する。なお、ここでは、放射線をシンチレータにより光に変換して該光を光電変換する、いわゆる間接変換型の構成を例示したが、放射線を電気信号に（直接）変換する、いわゆる直接変換型の構成でもよい。すなわち、センサｓは、放射線又は光を検知し、検知した放射線又は光を電気信号に変換するものである。
【００１４】
駆動部１０３は、制御信号をセンサ部１０２に出力して、センサ部１０２の各センサｓを行単位で駆動する。読出部１０４は、センサ部１０２の各センサｓからの信号を列単位で読み出す。処理部１０５は、読出部１０４からの信号を受けて、該信号を処理して外部に出力する。制御部１０６は、駆動部１０３、読出部１０４および処理部１０５を、対応する制御信号を用いて制御する。電源部１０７は、レギュレータ等の電源回路を含み、外部電源又は内蔵バッテリー（共に不図示）から電圧を受けて、駆動部１０３、読出部１０４、処理部１０５および制御部１０６に、対応する電源電圧を供給する。
【００１５】
なお、本構成では、これらの各ユニット１０２〜１０７を、公知のＣＭＯＳ製造技術を用いて、同一のシリコン基板上に形成することが可能である。
【００１６】
コンピュータ１０８は、制御端末１１３で設定された撮影条件等の情報に基づいて、撮像システムＳＹＳの全体を制御する。具体的には、例えば、コンピュータ１０８は、撮像装置１００と放射線制御装置１０９とを同期させる。また、コンピュータ１０８は、撮影条件等の情報に基づく制御信号を撮像装置１００に出力する。また、コンピュータ１０８は、該情報に基づいて放射線照射用の制御信号を生成し、放射線制御装置１０９に出力する。また、コンピュータ１０８は、メモリ１１５を有しており、撮像装置１００からの画像データを受けて所定の演算処理を行い、メモリ１１５に格納し、または、該画像データに基づく放射線画像をディスプレイ１１４に表示させる。
【００１７】
放射線制御装置１０９は、コンピュータ１０８が受けた放射線照射の開始を要求する信号（曝射要求信号）に応答して、放射線発生装置１１０に制御信号を出力する。該制御信号は、放射線源１１１を駆動するための制御信号や、絞り機構１１２を駆動するための制御信号等を含む。
【００１８】
（第１実施形態）
以下、図２〜５を参照しながら第１実施形態を説明する。
【００１９】
図２は、センサ部１０２の単位センサｓの構成例を示している。センサｓは、フォトダイオードＰＤ、複数のＭＯＳトランジスタＭ１〜Ｍ４及びＭ８〜Ｍ１３、並びに、キャパシタＣＨ１及びＣＨ２を有して、１つの画素を形成している。また、図中において破線で示されているキャパシタＣＰＤは、フォトダイオードＰＤの接合容量を示している。また、キャパシタＣＦＤは、トランジスタＭ１のソース領域の接合容量を示しており、フローティングディフュージョン容量とも称される。
【００２０】
トランジスタＭ１は、駆動部１０３からの制御信号ＴＸが活性化されたことに応答して導通状態になり、フォトダイオードＰＤで生じた電荷をフローティングディフュージョン容量ＣＦＤに転送する転送部である。トランジスタＭ２は、駆動部１０３からの制御信号ＲＥＳが活性化されたことに応答して導通状態になり、フローティングディフュージョン容量ＣＦＤをリセット（初期化）するリセット部である。
【００２１】
トランジスタＭ３は、駆動部１０３からの制御信号ＳＥＬ１が活性化されたことに応答して導通状態になり、これにより、トランジスタＭ４がソースフォロワ動作を行う。具体的には、トランジスタＭ４には、トランジスタＭ４のゲート電圧（即ち、フローティングディフュージョン容量ＣＦＤの電圧）に応じた量の電流が流れる。
【００２２】
トランジスタＭ８は、駆動部１０３からの制御信号ＳＨ１が活性化されたことに応答して導通状態になり、これにより、キャパシタＣＨ１（保持部）に電流を供給する。その後、制御信号ＳＨ１が非活性化されたことに応答してトランジスタＭ８は非導通状態になり、キャパシタＣＨ１には、トランジスタＭ４のゲート電圧に応じた電圧（信号レベル）が保持される。即ち、トランジスタＭ８とキャパシタＣＨ１とは、該信号レベルをサンプリングするためのサンプルホールド回路を形成している。トランジスタＭ９は、駆動部１０３からの制御信号ＳＥＬ２が活性化されたことに応答して導通状態になり、これにより、トランジスタＭ１０がソースフォロワ動作を行う。具体的には、トランジスタＭ１０には、キャパシタＣＨ１の電圧に応じた量の電流が流れる。
【００２３】
トランジスタＭ１１〜Ｍ１３およびキャパシタＣＨ２は、トランジスタＭ８〜Ｍ１０およびキャパシタＣＨ１と同様の動作を行う。なお、キャパシタＣＨ１の容量値とキャパシタＣＨ２の容量値とは略等しいものが用いられうるが、後段にゲインが互いに異なる増幅器を配置して、これらの容量値を互いに異なる構成にしてもよい。
【００２４】
ここで、キャパシタＣＨ１には、前述シンチレータ１０１からの光を検知したセンサｓからの信号に基づく信号レベル、いわゆる光信号が保持される。また、キャパシタＣＨ２には、トランジスタＭ２によりリセットされたときのセンサｓからの信号に基づく信号レベル、いわゆるノイズ信号が保持される。このノイズ信号は、センサｓからの信号に基づく信号レベル（光信号）に含まれ得るものであり、図２ではトランジスタＭ４のオフセット成分に起因する信号である。本明細書では、上記光信号を「Ｓ信号」と称し、上記ノイズ信号を「Ｎ信号」と称する。
【００２５】
センサｓからのＳ信号およびＮ信号の双方は、列信号線ＬＣＳ及びＬＣＮを介して、読出部１０４に読み出され、その後、例えば、Ｓ信号線ＬＯＳおよびＮ信号線ＬＯＮを介して出力される。
【００２６】
図３は、撮像装置１００の一部、具体的には、一部のセンサｓ（３行×３列）と、駆動部１０３の一部である垂直シフトレジスタＶＳＲと、読出部１０４の一部である水平シフトレジスタＨＳＲ及び差動アンプＡ１と、を示している。なお、ここでは図の説明を容易にするため、各制御信号（ＴＸ等）をＳＥＬ、ＲＥＳ、ＴＸと記している。
【００２７】
各列に対応して配された列信号線ＬＣＳ及びＬＣＮは、ＭＯＳトランジスタＭ２０を介して、Ｓ信号線ＬＯＳおよびＮ信号線ＬＯＮに電気的に接続されている。トランジスタＭ２０は、水平シフトレジスタＨＳＲからの制御信号に応答して列単位で導通状態になり、列信号線ＬＣＳとＳ信号線ＬＯＳとを電気的に接続し、列信号線ＬＣＮとＮ信号線ＬＯＮとを電気的に接続する。これにより、Ｓ信号およびＮ信号の各々が読み出される。
【００２８】
差動アンプＡ１は、Ｓ信号およびＮ信号に基づく信号を出力する出力部として機能する。差動アンプＡ１は２つの入力端子を有しており、一方の入力端子（「入力端子ｎ１」とする）は、Ｓ信号線ＬＯＳに接続されている。また、差動アンプＡ１の他方の入力端子（「入力端子ｎ２」とする）は、スイッチＳＷ１によって、Ｎ信号線ＬＯＮまたはユニットＵＲＥＦに選択的に接続される。スイッチＳＷ１には、トランジスタ等のスイッチ手段ないしスイッチ部が用いられればよい。ユニットＵＲＥＦは、例えば、基準電圧供給部と、抵抗および容量で構成されたローパスフィルタと、を含み、固定電圧供給部として機能する。
【００２９】
スイッチＳＷ１は、例えば、制御部１０６からの制御信号に基づいて、差動アンプＡ１の入力端子ｎ２を、Ｎ信号線ＬＯＮおよびユニットＵＲＥＦの一方に接続する。該制御信号は、例えば、ユーザにより制御端末１１３で設定された撮影条件や動作条件等に従う。
【００３０】
上記構成によると、差動アンプＡ１の入力端子ｎ２がＮ信号線ＬＯＮに接続されているときは、差動アンプＡ１は、Ｓ信号とＮ信号との差分（信号値の差）に基づく信号を出力することが可能である。本明細書では、この動作モードを「第１モード」と称する。
【００３１】
一方、差動アンプＡ１の入力端子ｎ２がユニットＵＲＥＦに接続されているときは、差動アンプＡ１は、Ｓ信号及びＮ信号のうちのＳ信号に基づく信号を出力することが可能である。本明細書では、この動作モードを「第２モード」と称する。
【００３２】
第１モードによると、撮像装置１００の温度変化（装置温度の変化）によるトランジスタＭ４の閾値電圧Ｖｔｈの変化に起因する固定パターンノイズの変動を補正し、又は、固定パターンノイズを除去することができる。これに対して、第２モードでは、Ｎ信号用のトランジスタＭ１１及びキャパシタＣＨ２を休止状態にするため、これらを駆動した場合に比べて、ｋＴＣノイズ等のランダムノイズを低減することができる。
【００３３】
図４（ａ）は、センサｓの駆動方法を説明するための、第１モードにおけるタイミングチャートを例示している。図４（ａ）の横軸を時間軸とする。図４（ａ）の縦軸には、各制御信号ＲＥＳ、ＴＸ、ＳＥＬ１、ＳＥＬ２、ＳＨ１及びＳＨ２の信号レベル、並びに、読み出された信号の信号処理の状態ＲＯ（信号処理を行っている状態をハイレベルとする）を記す。
【００３４】
時刻Ｔ１では、制御信号ＴＸをハイレベル（Ｈ）にする。これにより、トランジスタＭ１が導通状態になり、フォトダイオードＰＤで生じた電荷がフローティングディフュージョン容量ＣＦＤに転送される。
【００３５】
時刻Ｔ２では、制御信号ＴＸをローレベル（Ｌ）にすると共に、制御信号ＳＥＬ１及びＳＨ１をＨにする。制御信号ＴＸがＬになることにより、トランジスタＭ１が非導通状態になり、上記電荷の転送を終了する。制御信号ＳＥＬ１がＨになることにより、トランジスタＭ３が導通状態になり、トランジスタＭ４はソースフォロワ動作を行う。制御信号ＳＨ１がＨになることにより、トランジスタＭ８が導通状態になり、キャパシタＣＨ１が充電され、キャパシタＣＨ１の電圧はトランジスタＭ４のゲート電圧に応じた信号レベルになる。
【００３６】
時刻Ｔ３では、制御信号ＳＨ１をＬにすると共に、制御信号ＲＥＳおよびＳＨ２をＨにする。制御信号ＳＨ１がＬになることにより、トランジスタＭ８が非導通状態になり、キャパシタＣＨ１への充電を終了し、キャパシタＣＨ１はトランジスタＭ４のゲート電圧に応じた信号レベル（Ｓ信号）を保持する。制御信号ＲＥＳがＨになることにより、トランジスタＭ２が導通状態になり、フローティングディフュージョン容量ＣＦＤがリセットされる。制御信号ＳＨ２がＨになることにより、トランジスタＭ１１が導通状態になり、キャパシタＣＨ２が充電され、キャパシタＣＨ２の電圧はトランジスタＭ４のゲート電圧に応じた信号レベルになる。ここで、トランジスタＭ４のゲート電圧は、フローティングディフュージョン容量ＣＦＤがリセットされたときの電圧である。
【００３７】
時刻Ｔ４では、制御信号ＲＥＳ、ＳＥＬ１及びＳＨ２をＬにすると共に、制御信号ＳＥＬ２をＨにする。制御信号ＲＥＳがＬになることにより、トランジスタＭ２が非導通状態になり、トランジスタＭ２はフローティングディフュージョン容量ＣＦＤのリセットを終了する。制御信号ＳＥＬ１がＬになることにより、トランジスタＭ３が非導通状態になり、トランジスタＭ４はソースフォロワ動作を終了する。制御信号ＳＨ２がＬになることにより、トランジスタＭ１１が非導通状態になり、キャパシタＣＨ２への充電を終了し、キャパシタＣＨ２はトランジスタＭ４のゲート電圧に応じた信号レベル（Ｎ信号）を保持する。制御信号ＳＥＬ２がＨになることにより、トランジスタＭ９及びＭ１２が導通状態になり、Ｓ信号およびＮ信号の双方が読出部１０４により読み出される。
【００３８】
その後、時刻Ｔ４〜Ｔ１１の間に、時刻Ｔ１〜Ｔ４で読み出されたＳ信号およびＮ信号の信号処理（１フレーム分）を行う。時刻Ｔ１１〜Ｔ１４では、時刻Ｔ１〜Ｔ４と同様の動作が為され、次のフレームについての読出動作が為されうる。なお、上記センサｓの駆動は、センサ部１０２の全てのセンサｓについて一度に（一括で）為されてもよい。
【００３９】
以上の第１モードでは、前述の差動アンプＡ１の入力端子ｎ２はスイッチＳＷ１によりＮ信号線ＬＯＮに接続されており、差動アンプＡ１はＳ信号とＮ信号との差分に基づく信号を出力する。よって、装置温度の変化に起因する固定パターンノイズが除去される。
【００４０】
図４（ｂ）は、センサｓの駆動方法を説明するための、第２モードにおけるタイミングチャートを例示している。第２モードは、時刻Ｔ３〜Ｔ４の間（及び時刻Ｔ１３〜Ｔ１４の間）に制御信号ＳＨ２をＬに維持する、という点で第１モード（図４（ａ）参照）と異なる。
【００４１】
第２モードでは、トランジスタＭ１１が非導通状態になっており、Ｎ信号の読出動作が為されない。よって、第２モードでは、トランジスタＭ１１を導通状態にする第１モードに比べてランダムノイズが低減される。そして、前述のとおり、差動アンプＡ１の入力端子ｎ２はスイッチＳＷ１によりユニットＵＲＥＦに接続されており、差動アンプＡ１はＳ信号に基づく信号を出力する。
【００４２】
なお、ここでは、第１モードおよび第２モードの２つの動作モードを例示したが、動作モードが３つ以上となる構成でもよい。
【００４３】
また、スイッチＳＷ１の切り替えは、制御部１０６からの制御信号に基づいて自動的に為されてもよいが本構成に限られるものではなく、他の方法で為されてもよい。例えば、スイッチＳＷ１の切り替えは、個別に設けられたスイッチをユーザが手動で操作することによって為されてもよいし、該スイッチを他の制御手段により自動で制御することによって為されてもよい。また、スイッチＳＷ１は、撮影が開始される前（図４（ａ）及び（ｂ）の１フレーム分の信号読出が開始される前）に切り替えられるとよい。これにより、読み出される信号へのｋＴＣノイズによる影響を防ぐことができる。
【００４４】
上述の動作モードは、例えば、撮影モードが静止画モードか動画モードか、１回の撮影に必要な時間が所定時間よりも長いか否か、等に基づいて選択ないし設定されうる。例えば、被検者の体内を透視しながら検査する場合等、撮影時間が比較的長く（例えば数分程度）、装置温度の変化が大きい（例えば１℃以上）場合には、センサ部１０２の各センサｓを第１モードで駆動してもよい。また、例えば、複数の放射線画像を用いて３Ｄ画像を形成する場合等、撮影時間が比較的短く（例えば数秒〜数十秒程度）、装置温度の変化が小さい場合には、センサ部１０２の各センサｓを第２モードで駆動してもよい。
【００４５】
なお、上述の動作モードを選択するための撮影条件は、これらの例に限られるものでなく、他の条件によって選択されてもよい。例えば、動作モードは、１回の撮影での放射線の照射の回数が所定回数よりも多いか否か、撮影が開始されてからの時間が所定時間よりも長いか否か、等に基づいて選択されてもよい。さらには、撮像装置１００を起動してからの経過時間に基づいて選択されてもよい。
【００４６】
以上、本実施形態によると、撮影条件に対応したノイズ補正処理を行うことができ、放射線画像の高品質化に有利である。
【００４７】
なお、上述の第２モードでは、装置温度の変化に起因する固定パターンノイズの変動の補正を行わないため、第１モードとは異なる他の方法で該変動を補正してもよい。例えば、装置温度の変化と固定パターンノイズの変動との相関関係を示す参照テーブルを予め準備しておき、装置温度をモニタしつつ、該モニタ結果と参照テーブルとに基づいて固定パターンノイズの変動を補正してもよい。参照テーブルは、撮像装置１００のメモリに予め格納されたものが処理部１０５やコンピュータ１０８によって参照されてもよいし、別途用意されたものが制御端末１１３にユーザにより入力されることによって参照されてもよい。或いは、撮像装置１００を起動して装置温度が安定してから（装置温度の変化による影響が十分に小さい温度になってから）撮影を開始してもよい。
【００４８】
（第２実施形態）
図５を参照しながら第２実施形態を説明する。本実施形態は、主に、センサｓが、動作モードに応じてキャパシタＣＨ２の接続先を切り替えるためのスイッチＳＷ２をさらに有する、という点で前述の第１実施形態と異なる。
【００４９】
図５は、本実施形態のセンサｓの構成例を示している。本実施形態の第１モードでは、キャパシタＣＨ２は、スイッチＳＷ２によりトランジスタＭ１３のゲートに電気的に接続され、第２モードでは、キャパシタＣＨ２は、スイッチＳＷ２によりキャパシタＣＨ１と電気的に並列に接続される。
【００５０】
前述の第１実施形態の第２モードでは、トランジスタＭ１１は非導通状態であり、キャパシタＣＨ２は使用されていない状態であった。本実施形態の第２モードでは、キャパシタＣＨ２がキャパシタＣＨ１と電気的に並列に接続され、第２モードでＳ信号を保持するためのキャパシタの容量値が、第１実施形態に比べて２倍になる。
【００５１】
ここで、ｋＴＣノイズは（ｋＴ／Ｃ）１／２に比例するため、本実施形態の第２モードにおけるｋＴＣノイズは第１実施形態に比べて（１／２）１／２倍になる。よって、本実施形態の第２モードによると、ランダムノイズを効果的に低減することができる。
【００５２】
以上、本実施形態によると、撮影条件に対応したノイズ補正処理を行うことができ、放射線画像の高品質化に有利である。
【００５３】
（第３実施形態）
図６を参照しながら第３実施形態を説明する。本実施形態は、主に、Ｓ信号線ＬＯＳおよびＮ信号線ＬＯＮと差動アンプＡ１との間の経路に、バッファアンプＡ２及びＡ３（信号増幅部）が配されている、という点で前述の第１実施形態と異なる。
【００５４】
図６は、本実施形態の撮像装置１００の一部を、図３（第１実施形態）と同様に示している。バッファアンプＡ２は、Ｓ信号線ＬＯＳと差動アンプＡ１の入力端子ｎ１との間に配されており、センサｓからのＳ信号を所定の増幅率で増幅して入力端子ｎ１に出力する。
【００５５】
バッファアンプＡ３には、その入力にスイッチＳＷ３が配されており、その出力にスイッチＳＷ４が配されている。第１モードでは、スイッチＳＷ３は、バッファアンプＡ３の入力を、Ｎ信号線ＬＯＮに接続し、スイッチＳＷ４は、バッファアンプＡ３の出力を差動アンプＡ１側（スイッチＳＷ１側）に接続する。
【００５６】
一方、第２モードでは、スイッチＳＷ３は、バッファアンプＡ３の入力を、バッファアンプＡ２の入力に接続し、スイッチＳＷ４は、バッファアンプＡ３の出力をバッファアンプＡ２の出力に接続する。即ち、第２モードでは、バッファアンプＡ３は、バッファアンプＡ２と電気的に並列に接続される。そのため、本構成によると、第２モードでのＳ信号の信号量が２倍になるのに対してノイズ量が２１／２倍になり、結果として、ＳＮ比は２１／２倍となる。よって、本実施形態の第２モードによると、ランダムノイズを効果的に低減することができる。
【００５７】
以上、本実施形態によると、撮影条件に対応したノイズ補正処理を行うことができ、放射線画像の高品質化に有利である。
【００５８】
なお、本実施形態では、バッファアンプＡ２及びＡ３を例示したが、本発明は、バッファアンプに限られるものではなく、Ｓ信号およびＮ信号のそれぞれに対応する一対の他のユニットを有する構成においても同様の制御が為されてもよい。即ち、第２モードにおいて、一方のユニットのみが駆動され、他方のユニットが休止状態となりうる場合には、該他方のユニットを一方のユニットと並列に駆動することが可能である。
【００５９】
（第４実施形態）
図７を参照しながら第４実施形態を説明する。本実施形態は、主に、第２モードにおいてトランジスタＭ８を導通状態に維持し、トランジスタＭ１１を非導通状態に維持する、という点で前述の第１実施形態と異なる。
【００６０】
図７は、本実施形態の第２モードにおけるタイミングチャートを、図４（第１実施形態）と同様に示している。本実施形態の第２モードでは、制御信号ＳＨ１をＨに維持し、制御信号ＳＨ２をＬに維持する。即ち、本実施形態の第２モードでは、トランジスタＭ８及びＭ１１の双方について、導通状態または非導通状態の切り替えを行わない。そのため、本方法によると、該切り替えによって生じうるｋＴＣノイズを防ぐことができる。よって、本実施形態の第２モードによると、ランダムノイズを効果的に低減することができる。
【００６１】
以上、本実施形態によると、撮影条件に対応したノイズ補正処理を行うことができ、放射線画像の高品質化に有利である。
【００６２】
なお、本方法では、キャパシタＳＨ１に保持された信号レベルが時刻Ｔ３で制御信号ＲＥＳがＨになることによって初期化されないように、制御信号ＳＥＬ１を時刻Ｔ３（及び時刻Ｔ１３）でＬにすればよい。
【００６３】
（第５実施形態）
本発明は、センサｓの多様な構成に適用することが可能である。以下、図８を参照しながら第５実施形態を説明する。本実施形態のセンサｓは、トランジスタＭ５〜Ｍ７及びクランプ容量ＣＣＬを含むクランプ部ＵＣＬをさらに有する。
【００６４】
また、本構成では、フォトダイオードＰＤは、トランジスタＭ２に接続されている。トランジスタＭ２は、制御信号ＲＥＳが活性化されたことに応答して、フォトダイオードＰＤをリセットする。
【００６５】
また、本構成では、フォトダイオードＰＤがトランジスタＭ１４を介してキャパシタＣ１に接続されており、該トランジスタＭ１４を導通状態または非導通状態に切り替えることによって、センサｓの光感度を切り替えることが可能である。
【００６６】
クランプ容量ＣＣＬの一方の端子には、トランジスタＭ４のソースが接続されている。クランプ容量ＣＣＬの他方の端子には、トランジスタＭ５のソースが接続されており、トランジスタＭ５は、制御信号ＣＬが活性化されたことに応答して導通状態になり、該他方の端子に電源電圧を供給する。また、トランジスタＭ６は、制御信号ＳＥＬ１が活性化されたことに応答して導通状態になり、トランジスタＭ７はソースフォロワ動作を行う。クランプ容量ＣＣＬの上記他方の端子はトランジスタＭ７のゲートに接続されており、トランジスタＭ７には、該他方の端子の電位に応じた電流が流れる。なお、図８の構成におけるノイズ信号は、光信号に含まれ得るトランジスタＭ７のオフセット成分に起因する信号である。
【００６７】
本構成のセンサｓの駆動方法では、まず、フォトダイオードＰＤをリセットしたときのノイズ成分をクランプ容量ＣＣＬにクランプする。その後、放射線量ないし受光光量に応じてフォトダイオードＰＤで生じた電荷によって、クランプ容量ＣＣＬの一方の端子の電位が変化し、該電位の変化量に応じた信号が、クランプ回路ＵＣＬにより得られる。本構成によると、フォトダイオードＰＤによるｋＴＣノイズの補正を、センサｓの内部で行うことが可能である。
【００６８】
以上、本発明は、センサｓの多様な構成に適用することが可能であり、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うる。
【００６９】
（その他）
以上の５つの実施形態を例示したが、本発明はこれらに限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、目的等に応じて、その一部を変更してもよいし、各実施形態を組み合わせてもよい。また、以上では放射線撮像装置を例示して各実施形態を述べたが、本発明は、光を検知するセンサを備える固体撮像装置等、他の撮像装置にも適用可能である。
【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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