(57)【要約】【課題】光電変換により画素に蓄積された電荷を掃き出すリフレッシュ動作を行っても自然な動画像が得られるようにする。【解決手段】ＭＩＳ型フォトセンサー（ｓ）のセンサー下部電極と、走査方向の次のラインに配設されているゲート線（Ｖｇ）とをリフレッシュ用コンデンサー（Ｃｒ）を介して接続し、ｎライン目の画素列の読み出し動作に伴うＴＦＴのＯＮ／ＯＦＦ動作によって、（ｎ−１）ライン目のＭＩＳ型フォトセンサー（ｓ）をリフレッシュすることにより、走査ラインごとのリフレッシュ動作を可能にし、従来のように、リフレッシュ動作によって動画像が不自然なものになってしまうことを防止することができるようにする。【選択図】      図１
2004328146.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を電気信号に変換して、電荷を蓄積する光電変換手段と、前記光電変換手段に蓄積された電荷を転送する転送手段とを１単位としてマトリックス状に配設された複数の画素を有する光電変換装置であって、
前記光電変換手段に蓄積された電荷を、前記光電変換手段に隣接するラインに配設された画素の転送手段に対する制御線によって掃き出す掃き出し手段を有することを特徴とする光電変換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光電変換装置に関し、特に、光電変換することにより得られた電気信号に基づいて画像を得るようにするために用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、胃や腸などの消火器系や、心臓を診断するために行われるＸ線画像の撮影には、イメージ・インテンシファイヤー（Ｉ．Ｉ）が用いられている。
【０００３】
イメージ・インテンシファイヤー（Ｉ．Ｉ）が用いられているのは、医療現場においては動画像の有効性が非常に高いためである。つまり、常に動いている臓器の静止画像を撮影しただけでは、医師の欲しい画像が得られないことが多いので、動画像による診断を行う必要があり、また、動画像を見ながら静止画像の撮影タイミングを見極めたりすることなども必要であるので、医療現場では、動画像の有効性が非常に高い。
【０００４】
イメージ・インテンシファイヤー（Ｉ．Ｉ）は、図８に示すように、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）をガラス面に蒸着した蛍光面１０１と、この蛍光面１０１に接するように配置された陰極板１０２と、陰極板１０２から発生した電子を集束し、加速する電子レンズ部（陽極板）１０３と、電子レンズ部１０３で集束された電子像を可視画像へ変換して、表示するための出力面１０４とからなる。なお、出力面１０４は、アルミ膜上に蛍光体を蒸着して形成されるものである。
【０００５】
Ｘ線源１１１から照射され、人体１０９を透過したＸ線１１０は、まず、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）をガラス面に蒸着することにより形成された蛍光面１０１でＸ線像へ変換される。
蛍光面（ＣｓＩ）１０１が発するＸ線像は、対向する陰極板１０２で電子像へ変換される。
【０００６】
電子像は、電子レンズ部１０３によって集束、加速され出力面（蛍光面）１０４へ照射され、この出力面（蛍光面）１０４で可視画像となる。
出力面（蛍光面）１０４で映し出された画像は、ＴＶカメラ１０５、またはＣＣＤカメラで観察することでモニター１０７に表示することができる。
【０００７】
しかしながら、このようなイメージ・インテンシファイヤー（Ｉ．Ｉ）は、原理上、以下の問題を抱えている。
一つは、電子レンズを採用しているために、画像に歪みが生じるということである。二つめは、電子レンズや、陰極面のサイズの制限から大きな視野が得られないということである。三つめは、装置が大型であるので、狭いＸ線室では取り回しが難しいということである。
【０００８】
これに対し、近年、半導体技術の進歩により平面検出器（フラットパネルディテクター：以下、ＦＰＤと称する）を用いたＸ線撮像装置が実用化し、今後の発展が期待されている。
【０００９】
前記ＦＰＤを用いたＸ線撮像装置の利点は、フィルムを用いたＸ線撮像装置よりも優れた感度や画質を有することや、画像のデジタル化によって画像の管理が簡便になることや、画像処理による新たな診断方法の確立を図ることができることなどである。この他に、前記ＦＰＤを用いたＸ線撮像装置は、静止画像のみならず、動画像も撮影できるという優れた利点を有している。
【００１０】
よって、前記ＦＰＤをＸ線動画像に応用できれば、イメージ・インテンシファイヤー（Ｉ．Ｉ）で撮影した場合よりも歪みの無い画像が得られ、なお且つ大角サイズのフィルムと同じ視野が得られるＸ線動画像撮影装置を実現することができる。さらに、イメージ・インテンシファイヤー（Ｉ．Ｉ）よりも装置を薄くすることができるとともに、高電圧が不要であるので、取りまわしが容易なＸ線動画像撮影装置を実現することができる。
【００１１】
このように、前記ＦＰＤを用いたＸ線動画像撮影装置を用いることで、イメージ・インテンシファイヤー（Ｉ．Ｉ）が抱える画質の歪みなどの問題を解決できる。また、静止画像と動画像とを１台の装置で撮影できるので、Ｘ線画像診断の効率化を図ることができるとともに、患者に対する負荷の軽減を図ることが実現できる。これらのことから、前記ＦＰＤによる動画撮影が注目されている。
【００１２】
前記ＦＰＤは、図９に示すように、Ｘ線制御卓２１５を用いてオペレータにより行われた入力操作に基づいて、Ｘ線源２１９から人体２２１にＸ線２２０が照射される。そして、人体２２１を透過したＸ線を蛍光体２０１で可視光２０２に変換し、その変換した可視光２０２に基づく画像を、ガラス基板上にアモルファスシリコンプロセスを用いて作られたセンサー基板２０３によって等倍で読み取る。
【００１３】
センサー基板２０３は、フォトセンサーと、フォトセンサーからの信号の出力をＯＮ／ＯＦＦ（オン及びオフ）するためのスイッチング素子とからなる画素が、２次元状に複数配置されたものであり、このセンサー基板２０３により読み取られたＸ線画像は、電気信号として出力される。
【００１４】
さらに、出力された電気信号は、信号増幅回路２０４で増幅された後、中継基板２２３を介して、制御基板２２４へ送られ、この制御基板２２４に設けられたアナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）２０６でデジタル信号へ変換される。また、制御基板２２４の制御コンピュータ２０８は、外部の電源２１４から与えられた電源２０７を中継基板２２３に供給するとともに、中継基板２２３に制御信号を出力する。
【００１５】
中継基板２２３は、制御基板２２４から出力された制御信号を信号増幅回路２０４に伝達するほか、センサー基板２０３、垂直駆動回路２０５、及び信号増幅回路２０４で必要な電源を作ることができる。
【００１６】
デジタル信号へ変換された画像データは、画像処理装置２０９によって動画像に処理されモニター２１８へ表示される。Ｘ線動画像撮影装置は、画像処理装置２０９やプログラム／制御ボード２１０などが配設されたコントロールＰＣ２１１によってすべてが制御される。
【００１７】
この他、Ｘ線源２１９との同期や、画像の保存や、画像の印刷や、病院内ネットワークとの接続などもこのコントロールＰＣ２１１で行うことができる。
なお、上記において、画像は、記憶装置２２２や外部記憶装置２１７などに保存される。
また、コントロールＰＣ２１１は、センサー制御卓２１３を用いたオペレータによる入力操作に基づいて動作する。
【００１８】
図１０に、前記ＦＰＤの１画素を示す。１画素は、ＭＩＳ（金属−絶縁体−半導体）型フォトセンサーと、スイッチング素子として配設されるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）とからなる。
【００１９】
画素は、ガラス基板上３０８に形成される。
具体的に説明すると、前記ＴＦＴは、クロムまたはアルミニウムからなるゲート電極３０１と、アモルファスシリコン窒化膜で形成される絶縁膜３０２と、水素化アモルファスシリコンによって形成されるチャネル層３０３と、チャネル層３０３と金属電極とのオーミックコンタクトをとるためのＮ＋アモルファスシリコン層３０４と、クロムやアルミニウムなどの金属によって形成されるソース電極３０５及びドレイン電極３０６とから構成される。
【００２０】
また、前記ＭＩＳ型フォトセンサーは、ＭＩＳ型アモルファスシリコンフォトセンサーであり、クロムまたはアルミニウムなどの金属によって形成されるセンサー下部電極３０９と、ＭＩＳ型フォトセンサーの絶縁層となるシリコン窒化膜からなる絶縁層３１０と、水素化アモルファスシリコンによって形成される光電変換層（Ｉ層）３１１と、光電変換層３１１と電極とのオーミックコンタクトをとるとともに、光電変換層３１１で発生した正孔をブロッキングするためのＮ＋型アモルファスシリコン層３１２と、アルミニウム、クロム、またはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ；インジウム酸化第一錫）などの透明電極材料で形成され、ＭＩＳ型フォトセンサーに電圧を供給するためのセンサーバイアス線３１３とから構成される。
【００２１】
さらに、前記ＭＩＳ型フォトセンサーと、前記ＴＦＴとを湿度や異物から保護するための保護層３１７と、放射線を可視光に変換する蛍光体３１５と、蛍光体３１５を保護層３１７に接着するための接着層３１６と、蛍光体３１５を湿度から保護するための蛍光体保護層３１４とが、前記ＴＦＴと、前記ＭＩＳ型フォトセンサーの上方に形成されている。また、図１０に示した画素では、ドレイン電極３０６に信号線３０７が接続されるようにしている。
【００２２】
前記ＦＰＤを形成する際にアモルファスシリコンプロセスが用いられる理由は、大面積を均一に成膜でき、ディテクターの特性を均一にすることができるためである。
【００２３】
前記ＭＩＳ型フォトセンサーの動作原理を、図１１に示すＭＩＳ型フォトセンサーのエネルギーバンド図を用いて説明する。
図１１（ａ）は、前記ＭＩＳ型センサーの蓄積動作時（光電変換モード）における状態を示している。
【００２４】
前記ＭＩＳ型フォトセンサーのセンサーバイアス線３１３側に正の電圧を印加すると、光電効果によって光電変換層３１１内に発生した正孔４０３は、絶縁層３１０と光電変換層３１１との界面（光電変換層−絶縁層界面）に移動し、電子４０２は、Ｎ＋アモルファスシリコン層３１２側へと移動する。
【００２５】
このとき、正孔４０３は、絶縁層３１０を抜けて移動することができないため、前記光電変換層―絶縁層界面に蓄積することになる。よって、光４０１の照射量や時間に比例した電圧が前記ＭＩＳ型フォトセンサーに発生する。
【００２６】
しかしながら、ある一定量の正孔４０３を蓄積すると、図１１（ｂ）に示すように、前記光電変換層−絶縁層界面に蓄積した正孔４０３に起因する電圧と、ＭＩＳ型フォトセンサーに印加している電圧とが等しくなり、光電変換層３１１に電界が発生しなくなる。
【００２７】
この状態では、光電変換層３１１で発生した正孔４０３は、前記光電変換層―絶縁層界面に移動できずに消滅してしまうため、光４０１の照射量や時間に比例した電圧が発生しなくなる。この状態を飽和状態と呼ぶ。
【００２８】
飽和状態になったＭＩＳ型フォトセンサーに、光４０１の照射量や時間に比例した電圧が再び発生する状態にするためには、図１１（ｃ）に示すように、センサーバイアス線３１３の電圧を図１１（ａ）および図１１（ｂ）の状態より低い電圧にして、前記光電変換層―絶縁層界面に蓄積した正孔４０３を掃き出せばよい。この動作をリフレッシュ動作という。
【００２９】
よって、前記ＭＩＳ型フォトセンサーが光４０１の照射量や時間に比例した出力を出すためには、蓄積動作、光照射、信号読み出し、リフレッシュ動作（蓄積動作→光照射→信号読み出し→リフレッシュ動作）という一連の動作を繰り返す必要がある。
【００３０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のようなＭＩＳ型フォトセンサーを用いた動画像撮影撮像装置を実現するためには、リフレッシュ動作が課題となっている。
なぜなら、仮に全画素を同時にリフレッシュする場合、信号の読み出し（蓄積動作）、リフレッシュ動作（信号の読み出し（蓄積動作）→リフレッシュ動作）というサイクルで動画像を撮影することになる。ところが、リフレッシュ動作時の情報は撮影されないため、動画像が不自然なものとなってしまう。
【００３１】
また、リフレッシュ動作を数回の読み出し動作ごとに行うようにした場合、Ｘ線の照射量が場所によって異なると、場所によっては飽和状態になっていて画像の階調が得られず動画像が不自然になってしまう問題がある。
【００３２】
本発明は、前述の問題点に鑑みてなされたものであり、光電変換により画素に蓄積された電荷を掃き出すリフレッシュ動作を行っても自然な動画像が得られるようにすることを目的とする。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
本発明の光電変換装置は、光を電気信号に変換して、電荷を蓄積する光電変換手段と、前記光電変換手段に蓄積された電荷を転送する転送手段とを１単位としてマトリックス状に配設された複数の画素を有する光電変換装置であって、前記光電変換手段に蓄積された電荷を、前記光電変換手段に隣接するラインに配設された画素の転送手段に対する制御線によって掃き出す掃き出し手段を有することを特徴としている。
【００３４】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下に、図面を参照しながら、本発明に係わる第１の実施の形態を説明する。図１は、本実施の形態における光電変換装置の構成の一例を示した回路図であり、９つの画素が３×３のマトリックス状に配置されたものを示している。
【００３５】
図１において、光電変換装置は、ＴＦＴ（ＴＦＴ１１〜ＴＦＴ３３）と、ＭＩＳ型フォトセンサー（ｓ１１〜ｓ３３）と、ゲート線（Ｖｇ１〜Ｖｇ４）と、ＭＩＳ型センサー（ｓ１１〜ｓ３３）からの電気信号を転送するための信号線（Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ３）とを有する光検出部５００と、ゲート線（Ｖｇ１〜Ｖｇ４）を制御するための垂直駆動回路５０１と、各画素からの電気信号を増幅して転送するための信号増幅回路５０５と、光電変換に必要な電圧をＭＩＳ型フォトセンサー（ｓ１１〜ｓ３３）に印加するためのセンサーバイアス源５０２とを有して構成されている。
【００３６】
信号増幅回路５０５は、各画素からの電気信号を数十倍に増幅する初段アンプ（初段ＡＭＰ）５０６と、初段ＡＭＰ５０６の電荷蓄積用コンデンサーをリセットするためのリセットスイッチ（リセットＳＷ）５０４と、初段ＡＭＰ５０６の出力を保持するためのサンプルホールド用コンデンサー５０３と、サンプルホールドした信号をシリアル信号に変換するマルチプレキサー部５０８と、図１には図示していない外部回路へシリアル信号を出力するための出力段アンプ（出力段ＡＭＰ）５０７とを有している。
【００３７】
本実施の形態の光電変換装置における特長は、ＭＩＳ型フォトセンサー（ｓ１１〜ｓ３３）のセンサー電極と共通化されていない方の電極（後述のセンサー下部電極７１１）と、走査方向の次のラインとの間に容量（リフレッシュ用コンデンサー（Ｃｒ１１〜Ｃｒ３３））を形成していることである。
【００３８】
具体的に説明すると、例えば、図１におけるＭＩＳ型フォトセンサー（ｓ１１、ｓ１２、ｓ１３）と、ゲート線（Ｖｇ２）との間にリフレッシュ用コンデンサー（Ｃｒ１１、Ｃｒ１２、Ｃｒ１３）を形成している。
【００３９】
図１に示したゲート線（Ｖｇ２）の電圧を、ＴＦＴのＯＮ電圧（正の電圧）にすると、リフレッシュ用コンデンサー（Ｃｒ１１、Ｃｒ１２、Ｃｒ１３）を介して、ＭＩＳ型フォトセンサー（ｓ１１、ｓ１２、ｓ１３）のセンサー下部電極の電位が正の方向に振られる。これにより、図１１（ｃ）に示したリフレッシュモードと同じ状態にすることができる。
【００４０】
すなわち、走査方向から数えて、ｎ（ｎは自然数）ライン目の画素列の読み出し動作に伴うＴＦＴのＯＮ／ＯＦＦ（ＯＮ動作及びＯＦＦ動作）によって、（ｎ−１）ライン目のＭＩＳ型フォトセンサーをリフレッシュモードにすることができる。よって、走査ラインごとのリフレッシュ動作が可能となり、画像が途切れることのない動画像の撮影が可能となる。
【００４１】
図２に、図１に示した本実施の形態における光電変換装置を構成する回路の駆動タイミング表すタイムチャートを示す。
１ラインの読み出しには、まず、信号増幅回路５０５のリセットＳＷ５０４をＯＮし、信号線（Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ３）の電位をリセットする。この動作によって、信号線（Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ３）の電位を、初段ＡＭＰ５０６の基準電位にリセットし、信号線（Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ３）における電位の変動が画質に影響しないようにする。
【００４２】
そして、各ＭＩＳ型フォトセンサー（ｓ１１〜ｓ３３）に蓄積した電荷を読み出すために、ＴＦＴ（ＴＦＴ１１〜ＴＦＴ１３）がＯＮする電圧を、ゲート線（Ｖｇ１）に印加する。
【００４３】
このような電圧が印加されると、ＴＦＴ（ＴＦＴ１１〜ＴＦＴ１３）がＯＮし、各ＭＩＳ型フォトセンサー（ｓ１１、ｓ１２、ｓ１３）に蓄積された電荷が、信号増幅回路５０５へ転送される。
【００４４】
電荷が転送するのに十分な時間が経過した後、サンプルホールド用コンデンサー５０３に電気信号をチャージするために、信号ＳＨをＨｉにする。
そして、十分な時間待った後、信号ＳＨをＬｏｗにし、サンプルホールド用コンデンサー５０３と、初段ＡＭＰ５０６とを電気的に切断する。
【００４５】
さらに、ＭＩＳ型フォトセンサー（ｓ１１、ｓ１２、ｓ１３）のセンサー下部電極の電位をリセットするために、信号ＲＣをＨｉにする。
これらの動作が終了したのち、ゲート（Ｖｇ１）に印加する電圧をＴＦＴ（ＴＦＴ１１〜ＴＦＴ１３）がＯＦＦする電圧にし、ＴＦＴ（ＴＦＴ１１〜ＴＦＴ１３）をＯＦＦする。
【００４６】
次のラインの読み出しも同様に行う。このように光電変換装置を駆動させることで、ＴＦＴのＯＮ／ＯＦＦ時に、前ラインのＭＩＳ型フォトセンサーがリフレッシュされる。つまり、例えば、第２の走査ライン（Ｌｉｎｅ２）の読み出し動作時に、第１の走査ライン（Ｌｉｎｅ１）のＭＩＳ型フォトセンサーのリフレッシュ動作が行われる。
【００４７】
なお、図１及び図２では、３×３画素の光電変換装置について説明したが、画素数はこれに限定されない。仮に１６０μｍの大きさを有する画素を用いて、実用的なセンサーの大きさである４３ｃｍ×４３ｃｍの大きさのセンサーを作るなら、光電変換装置は、２６８８×２６８８画素を有することとなる。
【００４８】
さらに、ゲート線（Ｖｇ１〜Ｖｇ４）の数は、走査ラインの数よりも１本多くする（走査ライン数＋１）必要がある。また、ＴＦＴ（ＴＦＴ１１〜ＴＦＴ３３）をＯＮ／ＯＦＦする電圧は、作りこむＴＦＴ（ＴＦＴ１１〜ＴＦＴ１３）に最適な電圧であるとする。
【００４９】
さらに、ＭＩＳ型フォトセンサー（ｓ１１〜ｓ３３）をリフレッシュするためのリフレッシュ用コンデンサー（Ｃｒ１１〜Ｃｒ３３）の容量や、ＴＦＴ（ＴＦＴ１１〜ＴＦＴ３３）のＯＮ電圧とＯＦＦ電圧との差によって、リフレッシュされる度合いが異なるために、これらの値は、光電変換装置が十分なダイナミックレンジを得ることができるように最適化されたものであるとする。
【００５０】
図３は、光電変換装置を構成する１画素のパターンの一例を示した図である。各ＭＩＳ型フォトセンサー（ｓ１１〜ｓ３３）は、アルミニウムやクロムなどの金属で形成されるセンサー下部電極７１１と、アモルファスシリコン窒化膜で形成される絶縁層７１０と、水素化アモルファスシリコンで形成される光電変換層７０９と、光電変換層７０９と電極とのオーミックコンタクトをとるとともに光電変換層７０９で発生した正孔をブロッキングするホールブロッキング層として働くＮ＋アモルファスシリコン層７０８と、図１に示したセンサーバイアス源５０２と接続されＭＩＳ型フォトセンサーに電圧を供給するためのセンサーバイアス線７０６とをそれぞれ有して構成される。なお、センサーバイアス線７０６は、アルミニウムなどの金属によって形成される。また、Ｎ＋アモルファスシリコン層７０８は、例えば水素化アモルファスシリコンによって形成される。
【００５１】
また、各ＴＦＴ（ＴＦＴ１１〜ＴＦＴ３３）は、アルミニウムやクロムなどの金属で形成されるゲート電極７０２と、図示されていないが、アモルファスシリコン窒化膜で形成されＴＦＴのゲート絶縁膜になる絶縁層７１３と、水素化アモルファスシリコンで形成されるチャネル層７１２と、図示されていないが、チャネル層７１２と電極とのオーミックコンタクトをとるためのＮ＋アモルファスシリコン層７１４と、アルミニウムなどの金属で形成されるドレイン電極７０３およびソース電極７０４とを有して構成されている。
【００５２】
また、図３に示すように、リフレッシュ用コンデンサー（Ｃｒ）７０７は、次の走査ラインのゲート線上にアルミニウムなどの金属で形成されたゲート電極７０２と、センサー下部電極層７１１との間に形成される。
【００５３】
このリフレッシュ用コンデンサー７０７は、アモルファスシリコン窒化膜を誘電体とするコンデンサーである。なお、図３に示したリフレッシュ用コンデンサー７０７は、図１に示したリフレッシュ用コンデンサー（Ｃｒ１１〜Ｃｒ３３）に対応するものである。
【００５４】
また、センサー下部電極層７１１と、ＴＦＴ（ＴＦＴ１１〜ＴＦＴ３３）のドレイン電極７０３およびゲート電極７０２と、リフレッシュ用コンデンサー７０７の電極とは、コンタクトホールによって接続されている。
【００５５】
図４及び図５に、１画素を形成するときの製造工程（プロセスフロー）を工程順に示す。
ガラスのような少なくとも絶縁性の基板８０１上に、アルミニウムなどの金属をスパッターによって堆積した後、リソグラフィーでパターニングし、ゲート電極７０２及びセンサー下部電極７１１を形成する（図４（ａ）のゲート電極形成工程）。
【００５６】
さらに、アモルファスシリコン窒化膜８０３と、水素化アモルファスシリコン層８０４と、Ｎ＋アモルファスシリコン層８０５とを、化学気相成長法（ＣＶＤ法）またはプラズマＣＶＤ法によって順次堆積する（図４（ｂ）のアモルファスシリコン堆積工程）。
【００５７】
ＴＦＴ（ＴＦＴ１１〜ＴＦＴ３３）のドレイン電極７０３と、ＭＩＳ型フォトセンサー（ｓ１１〜ｓ３３）のセンサー下部電極層７１１とを接続するためのコンタクトホール８０６を形成した（開けた）のち、アルミニウムなどの金属層８０７をスパッターにより堆積する（図４（ｃ）の電極層形成工程）。これにより、絶縁層７１３とチャネル層７１２とが形成される。
【００５８】
さらに、リソグラフィーによって各ＴＦＴ（ＴＦＴ１１〜ＴＦＴ３３）と、各ＭＩＳ型フォトセンサー（ｓ１１〜ｓ３３）と（各素子）を分離し、ドレイン電極７０３と、ソース電極７０４と、センサーバイアス線７０６と、Ｎ＋アモルファスシリコン層７０８と、光電変換層７０９と、絶縁層７１０とを図５（ｄ）のように形成する。このとき、ゲート電極７０２上にコンタクトホール８０８を形成する（開ける）（図５（ｄ）の素子分離工程）。
【００５９】
そして、リフレッシュ用コンデンサー７０７の電極８０９をアルミニウムなどの金属でゲート電極７０２上に形成したのち（図５（ｅ）のリフレッシュ用コンデンサー形成工程）、各素子を水分や異物から守る目的で窒化アモルファスシリコンをＣＶＤ法またはプラズマＣＶＤ法で堆積する。これにより、保護層８０２が形成される（図５（ｆ）の保護層形成工程）。
【００６０】
なお、図４及び図５に示した各工程においては、動画像撮影光電変換装置として十分な性能が得られる最適な値となるように、各層の膜厚を決定するようにする。
【００６１】
以上のように本実施の形態では、ＭＩＳ型フォトセンサーのセンサー下部電極７１１と、走査方向の次のラインに配設されているゲート線（Ｖｇ）とをリフレッシュ用コンデンサー（Ｃｒ）７０７を介して接続し、ｎライン目の画素列の読み出し動作に伴うＴＦＴのＯＮ／ＯＦＦ動作によって、（ｎ−１）ライン目のＭＩＳ型フォトセンサーをリフレッシュするようにしたので、走査ライン（ゲート線（Ｖｇ）を共有している画素）ごとのリフレッシュ動作が可能となり、従来のように、リフレッシュ動作によって動画像が不自然なものになってしまうことを防止することができる。これにより、画像が途切れることがなくなり、自然な動画像の撮影が可能となる。したがって、Ｘ線動画像に好適なフラットパネルディテクターを実現することができる。
【００６２】
すなわち、本実施の形態の光電変換装置を用いることにより、歪みがない高画質の動画像を大面積（大画面）に表示するＸ線動画撮像装置を提供することができ、医療現場における診断効率や診断精度の向上に貢献することができる。
【００６３】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態と、前述した第１の実施の形態とでは、センサーバイアス源の構成が異なる。したがって、前述した第１の実施の形態と同一の部分については、図１〜図５に付した符号と同一符号を付すなどして詳細な説明を省略する。
【００６４】
図６に、本実施の形態における光電変換装置の構成の一例を示した回路図を示す。
図６に示した光電変換装置は、動画像撮影装置に好適な前述した第１の実施の形態における光電変換装置の回路構成に、センサーバイアスを２種類追加し、静止画像において、大きなダイナミックレンジを確保することができるようにしたことを特長とする。
【００６５】
静止画像は、動画像に比べて大きなダイナミックレンジが必要とされる。前述のように、ＭＩＳ型フォトセンサーが所望の感度と、ダイナミックレンジとを維持するためには、リフレッシュ動作が必要である。特に、大きなダイナミックレンジを確保するためには、蓄積時（光電変換モード時）のセンサーバイアスとリフレッシュ動作時のセンサーバイアスとの差が大きいことが望ましい。
【００６６】
しかし、上述した第１の実施の形態におけるリフレッシュ方法では、静止画像を撮影する場合に、十分なダイナミックレンジを確保することができない恐れがある。よって、静止画像を得る場合には、全画素一括でリフレッシュを行い撮影する方法が望ましい。
【００６７】
以上の理由から、図６に示すように本実施の形態では、センサーバイアス源９０１が、蓄積時の電圧を供給する蓄積バイアスと、リフレッシュ時の電圧を供給するリフレッシュバイアスとの二つの電源電圧を有するようにする。そして、このような構成のセンサーバイアス源９０１を用いて静止画像を撮影する前にリフレッシュ動作を行うことで、静止画像を撮影するのに十分なダイナミックレンジを確保できる動画像撮影装置を実現できるようにする。
【００６８】
図７に、図６に示した本実施の形態における光電変換装置を構成する回路の駆動タイミングを表すタイムチャートを示す。
静止画像の撮影は、動画像を見ながら医師や技師が所望のタイミングで撮影を行う。静止画像の撮影要求が撮像装置に入力されると装置は、動画像の撮影動作を終了し、リフッレシュ動作に入る。
【００６９】
このときのリフレッシュ動作は、信号ＶＳＣをＬｏｗにして、センサーバイアス源９０１をリフレッシュ電圧（リフレッシュバイアス）にし、これと同時に全てのＴＦＴ（ＴＦＴ１１〜ＴＦＴ３３）をＯＮし、全画像をリフレッシュする。このときＸ線の曝射はされない。
【００７０】
リフレッシュ動作が終了した後、Ｘ線が所望の線量で曝射される。このとき全画素のＴＦＴ（ＴＦＴ１１〜ＴＦＴ３３）をＯＦＦし、センサーに電荷を蓄積する。そして、Ｘ線の曝射が終了した後読み取り動作を行う。
読み取り動作は、動画像の撮影と同様のタイミングで行う。このため、動画像の撮影がすぐに可能となる。
【００７１】
なお、リフレッシュ動作に起因する、不自然な動画像を回避するためには、上述した第１の実施の形態と同様に、走査ラインごとにＭＩＳ型フォトセンサー（ｓ１１〜ｓ３３）をリフレッシュすることが必要である。
走査ラインごと、つまり、ゲート線（Ｖｇ）を共有している画素ごとにリフレッシュを行うことで、次のラインの読み出し動作を行っている間にリフレッシュが行えるので、上述した第１の実施の形態と同様に、リフレッシュによる動画像の不自然さは解消される。
【００７２】
以上のように本実施の形態では、静止画像の撮影要求があった場合には、センサーバイアス源９０１をリフレッシュバイアスにするとともに、全てのＴＦＴ（ＴＦＴ１１〜ＴＦＴ３３）をＯＮし、全画像をリフレッシュするようにしてから、静止画像を撮影するようにしたので、前述した第１の実施の形態における効果に加え、本実施の形態の光電変換装置を用いれば、静止画像を撮影するのに十分なダイナミックレンジを確保できる動画像撮影装置を実現することができる。
【００７３】
（本発明の他の実施形態）
上述した実施形態の機能を実現するべく各種のデバイスを動作させるように、該各種デバイスと接続された装置あるいはシステム内のコンピュータに対し、前記実施形態の機能を実現するためのソフトウェアのプログラムコードを供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（ＣＰＵあるいはＭＰＵ）に格納されたプログラムに従って前記各種デバイスを動作させることによって実施したものも、本発明の範疇に含まれる。
【００７４】
また、この場合、前記ソフトウェアのプログラムコード自体が上述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、およびそのプログラムコードをコンピュータに供給するための手段、例えば、かかるプログラムコードを格納した記録媒体は本発明を構成する。かかるプログラムコードを記憶する記録媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。
【００７５】
また、コンピュータが供給されたプログラムコードを実行することにより、上述の実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）あるいは他のアプリケーションソフト等と共同して上述の実施形態の機能が実現される場合にもかかるプログラムコードは本発明の実施形態に含まれることは言うまでもない。
【００７６】
さらに、供給されたプログラムコードがコンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そのプログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した実施形態の機能が実現される場合にも本発明に含まれることは言うまでもない。
【００７７】
本発明の実施態様の例を以下に列挙する。
（実施態様１）  光を電気信号に変換して、電荷を蓄積する光電変換手段と、前記光電変換手段に蓄積された電荷を転送する転送手段とを１単位としてマトリックス状に配設された複数の画素を有する光電変換装置であって、
前記光電変換手段に蓄積された電荷を、前記光電変換手段に隣接するラインに配設された画素の転送手段に対する制御線によって掃き出す掃き出し手段を有することを特徴とする光電変換装置。
【００７８】
（実施態様２）  前記掃き出し手段は、前記光電変換手段と、前記光電変換手段に隣接するラインに配設された画素の転送手段に対する制御線との間に形成された容量と、前記隣接するラインに配設された画素の読み出し動作時における制御線の電圧変動とを用いて、前記光電変換手段に蓄積された電荷を掃き出すことを特徴とする実施態様１に記載の光電変換装置。
【００７９】
（実施態様３）  前記光電変換手段は、金属層と、絶縁層と、半導体層とを用いて形成されたＭＩＳ型の光センサーを有し、
前記転送手段は、薄膜トランジスタを有することを特徴とする実施態様１または２に記載の光電変換装置。
【００８０】
（実施態様４）  前記光電変換手段は、波長変換体を有し、上記波長変換体により波長が変換された光を電気信号に変換して、電荷を蓄積することを特徴とする実施態様１〜３の何れか１態様に記載の光電変換装置。
【００８１】
（実施態様５）
前記波長変換体は、電離放射線を可視光に変換する蛍光体であること特徴とする実施態様４に記載の光電変換装置。
【００８２】
（実施態様６）  絶縁性の基板上に金属で形成された第１の電極層と、前記第１の電極層上に窒化アモルファスシリコンで形成された絶縁層と、前記絶縁層上に水素化アモルファスシリコンで形成された光電変換層と、前記光電変換層上に水素化アモルファスシリコンで形成された負の導電性を示すアモルファスシリコン層と、前記アモルファスシリコン層上に金属で形成された第２の電極層とを少なくとも有し、前記アモルファスシリコン層が、前記光電変換層と前記第２の電極層とのオーミックコンタクトを取るようにするとともに、正の電荷に対してブロッキング層として働くようにして構成された光電変換手段と、
前記光電変換手段の第１の電極層と同様に金属で形成されたゲート電極層と、
前記ゲート電極層上に窒化アモルファスシリコンで形成されたゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層上に水素化アモルファスシリコンで形成されたチャネル層と、
前記チャネル層上に水素化アモルファスシリコンで形成された負の導電性を示すアモルファスシリコン層と、前記アモルファスシリコン層上に金属で形成されたソース電極層およびドレイン電極層とを少なくとも有し、前記アモルファスシリコン層が、前記チャネル層と、前記ソース電極層およびドレイン電極層とのオーミックコンタクトを取るようにするとともに、前記ドレイン電極層が、前記光電変換手段の第１の電極層に、前記ソース電極層が、電気信号を転送するための信号線にそれぞれ接続されるようにして構成された薄膜トランジスタと、
からなる画素を、マトリックス状に複数配置して成る平面センサーを有する光電変換装置であって、
前記光電変換手段の第１の電極層と、
前記光電変換手段に隣接するラインに配置された薄膜トランジスタをオンおよびオフするゲートライン層と、
前記第１の電極層とゲートライン層との間に形成されたアモルファスシリコン窒化膜と、
前記ゲートライン層上に金属で形成された電極層と、
を含み、前記光電変換手段に蓄積された電荷を掃き出す掃き出し手段を有することを特徴とする光電変換装置。
【００８３】
（実施態様７）  前記光を電気信号に変換する際に必要となる電圧を前記光電変換手段に与えるためのバイアス手段と、
前記光電変換手段で変換された電気信号の転送動作を制御するための制御信号を、前記制御線に供給する制御信号供給手段と、
前記制御信号供給手段により制御線に供給された制御信号に基づいて前記光電変換手段から転送された電気信号を増幅する信号増幅手段とを有することを特徴とする実施態様１〜６の何れか１態様に記載の光電変換装置。
【００８４】
（実施態様８）  前記バイアス手段は、前記光電変換手段で電荷を蓄積する場合と、前記光電変換手段に蓄積された電荷を掃き出す場合とで異なる値の電圧を前記光電変換手段に与えることを特徴とする実施態様７に記載の光電変換装置。
【００８５】
（実施態様９）  前記マトリックス状に配設された複数の画素に、動画像の撮影に好適な電気信号増幅器および垂直走査回路を接続して構成され、前記動画像の撮影に好適な方法で前記電気信号増幅器および垂直走査回路を駆動するようにしたことを特徴とする実施態様１〜６の何れか１態様に記載の光電変換装置。
【００８６】
（実施態様１０）  静止画像の撮影に必要なダイナミックレンジを前記光電変換手段が確保するようにするためのダイナミックレンジ確保手段を有することを特徴とする実施態様１〜７の何れか１態様に記載の光電変換装置。
【００８７】
（実施態様１１）  前記実施態様１〜１０の何れか１態様に記載の光電変換装置を有し、前記光電変換装置を用いて動画像を撮影することを特徴とする放射線動画撮影装置。
【００８８】
（実施態様１２）  光を電気信号に変換して、電荷を蓄積する光電変換手段と、前記光電変換手段に蓄積された電荷を転送する転送手段とを１単位としてマトリックス状に配設された複数の画素を有する光電変換装置の制御方法であって、
前記光電変換手段に蓄積された電荷を、前記光電変換手段に隣接するラインに配設された画素の転送手段に対する制御線によって掃き出す掃き出し処理を行うことを特徴とする光電変換装置の制御方法。
【００８９】
（実施態様１３）  前記掃き出し処理は、前記光電変換手段と、前記光電変換手段に隣接するラインに配設された画素の転送手段に対する制御線との間に形成された容量と、前記隣接するラインに配設された画素の読み出し動作時における制御線の電圧変動とを用いて、前記光電変換手段に蓄積された電荷を掃き出すことを特徴とする実施態様１２に記載の光電変換装置の制御方法。
【００９０】
（実施態様１４）  光を電気信号に変換して、電荷を蓄積する光電変換手段と、前記光電変換手段に蓄積された電荷を転送する転送手段とを１単位としてマトリックス状に配設された複数の画素を有する光電変換装置を制御することをコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、
前記光電変換手段に蓄積された電荷を、前記光電変換手段に隣接するラインに配設された画素の転送手段に対する制御線によって掃き出す掃き出し処理をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【００９１】
（実施態様１５）  前記実施態様１４に記載のコンピュータプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【００９２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、光を電荷に変換して、蓄積する光電変換手段と、前記光電変換手段に蓄積した電荷を転送する転送手段とを１単位とする画素をマトリックス状に複数配設し、前記光電変換手段に蓄積された電荷を、前記光電変換手段に隣接するラインに配設された画素の転送手段に対する制御線によって掃き出すようにしたので、前記ラインごとのリフレッシュ動作が可能となり、従来のように、リフレッシュ動作によって動画像が不自然なものになってしまうことを防止することができる。これにより、画像が途切れることがなくなり、自然な動画像の撮影が可能となる。したがって、歪みがない高画質の動画像を大面積（大画面）に表示する動画像撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示し、光電変換装置の構成の一例を示した回路図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態を示し、光電変換装置を構成する回路の駆動タイミング表すタイムチャートである。
【図３】本発明の第１の実施の形態を示し、光電変換装置を構成する１画素のパターンの一例を示した図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態を示し、１画素を形成するときの製造工程を工程順に示した概略工程断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態を示し、図４に続く１画素を形成するときの製造工程を工程順に示した概略工程断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態を示し、光電変換装置の構成の一例を示した回路図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態を示し、光電変換装置を構成する回路の駆動タイミングを表すタイムチャートである。
【図８】従来の技術を示し、イメージ・インテンシファイヤーの構成を示した図である。
【図９】従来の技術を示し、プラットパネルディテクターの構成を示した図である。
【図１０】従来の技術を示し、１画素の構成を示す断面図である。
【図１１】従来の技術を示し、ＭＩＳ型光電変換部のエネルギーバンドを示した図である。
【符号の説明】
５００  光検出部
５０１  垂直駆動回路
５０２  センサーバイアス源
５０５  信号増幅回路
７０１  ＴＦＴ部
７０２  ゲート電極
７０６  センサーバイアス線
７０７  リフレッシュ用コンデンサー
７０８  Ｎ＋アモルファスシリコン層
７０９  光電変換層
７１０  絶縁層
７１１  センサー下部電極層
【図１】
2004328146.tif 000003
【図２】
2004328146.tif 000004
【図３】
2004328146.tif 000005
【図４】
2004328146.tif 000006
【図５】
2004328146.tif 000007
【図６】
2004328146.tif 000008
【図７】
2004328146.tif 000009
【図８】
2004328146.tif 000010
【図９】
2004328146.tif 000011
【図１０】
2004328146.tif 000012
【図１１】
2004328146.tif 000013