(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線をパルス状に断続的に被写体に放出する放射線発生源と、該被写体からの放射線を光に変換するシンチレータと、該光を電気信号に変換して該電気信号に基づく信号を出力する撮像素子とを備え、
前記撮像素子は、複数の画素を行及び列に複数配して構成され、列ごとに配された出力線に前記画素から前記信号を出力してなる放射線撮像装置において、
前記画素は、前記シンチレータによって変換された光を電気信号に変換するフォトダイオードと、前記フォトダイオードをリセットするリセットトランジスタと、前記フォトダイオードによって変換された電気信号を増幅する増幅トランジスタと、前記増幅トランジスタの定電流源への接続及び非接続を制御する制御トランジスタと、一端が前記増幅トランジスタに結合され他端がクランプ電位の供給を制御するトランジスタに結合されたクランプ容量を有して前記リセットトランジスタが前記フォトダイオードをリセットする際に生じるノイズを除去するためのクランプ回路と、第１トランジスタと第１容量とを有して前記第１トランジスタをオンすることにより前記増幅トランジスタによって増幅された電気信号を前記第１容量に蓄積するための第１サンプルホールド回路と、第２トランジスタと第２容量とを有して前記第２トランジスタをオンすることにより前記クランプ電位に基づく電気信号を前記第２容量に蓄積するための第２サンプルホールド回路と、を有し、
全画素で同時に前記第２容量に前記クランプ電位に基づく電気信号が蓄積されて前記制御トランジスタによる前記増幅トランジスタと前記定電流源とが非接続となった後から該リセットトランジスタによる全ての画素のフォトダイオードのリセットを一括して開始するまでの期間に、前記放射線発生源はパルス状の前記放射線を放出することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２】
放射線発生源からパルス状に断続的に放出され被写体を透過した放射線を光に変換するシンチレータと、該光を電気信号に変換して該電気信号に基づく信号を出力する撮像素子とを備え、
前記撮像素子は、複数の画素を行及び列に複数配して構成され、列ごとに配された出力線に前記画素から前記信号を出力してなる放射線撮像装置において、
前記画素は、前記シンチレータによって変換された光を電気信号に変換するフォトダイオードと、前記フォトダイオードをリセットするリセットトランジスタと、前記フォトダイオードによって変換された電気信号を増幅する増幅トランジスタと、前記増幅トランジスタの定電流源への接続及び非接続を制御する制御トランジスタと、一端が前記増幅トランジスタに結合され他端がクランプ電位の供給を制御するトランジスタに結合されたクランプ容量を有して前記リセットトランジスタが前記フォトダイオードをリセットする際に生じるノイズを除去するためのクランプ回路と、第１トランジスタと第１容量とを有して前記第１トランジスタをオンすることにより前記増幅トランジスタによって増幅された電気信号を前記第１容量に蓄積するための第１サンプルホールド回路と、第２トランジスタと第２容量とを有して前記第２トランジスタをオンすることにより前記クランプ電位に基づく電気信号を前記第２容量に蓄積するための第２サンプルホールド回路と、を有し、
前記リセットトランジスタによるリセットと、前記第２容量への前記クランプ電位に基づく電気信号の蓄積と、前記第１容量への前記増幅された電気信号の蓄積とが、それぞれ全画素で同時に行われることを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の放射線撮像装置において、前記第２容量に前記クランプ電位に基づく電気信号が蓄積されて前記制御トランジスタによる前記増幅トランジスタと前記定電流源とが非接続となった後から該リセットトランジスタによる全ての画素のフォトダイオードのリセットを一括して開始するまでの期間に、前記第１容量に蓄積された前記増幅された電気信号の前記第１容量からの出力と、前記第２容量に蓄積された前記クランプ電位に基づく電気信号の前記第２容量からの出力と、を行うことを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の放射線撮像装置において、前記フォトダイオードに並列に容量を付加するスイッチ手段を有することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の放射線撮像装置において、複数の前記撮像素子を並べて配置して構成したことを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項６】
請求項１から５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信号処理手段と、
前記信号処理手段からの信号を記録するための記録手段と、
前記信号処理手段からの信号を表示するための表示手段と、
前記信号処理手段からの信号を伝送するための伝送処理手段と、
を具備することを特徴とする放射線撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は放射線撮像装置及び放射線撮像システムに係わり、特に放射線を被写体に放出する放射線発生源と、該被写体からの放射線を光信号に変換する変換体と、該光信号を電気信号に変換する撮像素子とを備えた放射線撮像装置及び放射線撮像システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、他の分野と同様に医療分野においても電子化、デジタル化が進み、フィルムを使ったレントゲン写真の変わりに撮影後すぐに電子化できるＸ線撮像装置の開発が進んでいる。さらに、Ｘ線撮像装置において静止画のみならず、心臓等の動く被写体のＸ線像を検出することも望まれている。
【０００３】
従来のＸ線撮像装置としては、例えばイメージ・インテンシ・ファイア（Ｉ．Ｉ）とＣＣＤとを組み合わせたものが使われている。しかし、画像の歪みやハレーションによるコントラスト低下の問題で良好な画像が得られない。また形状が大きく重量が重いため使いにくく、特に手術中の使用においては使いにくかった。
【０００４】
これに代わって、撮像素子にＣｓＩ等のシンチレータを貼り合わせた薄型、大面積のＸ線撮像装置が研究されている。撮像素子としては一般にＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサが知られている。
【０００５】
撮像素子としてＣＣＤセンサを用いた場合には、ＣＣＤは原理上、面積に比例した消費電流が必要で大面積化に適さず、特に動画を撮ろうとする場合には電源を長く入れ続けなければならないので、大面積のＸ線撮像装置の実現が困難である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図１３に従来のＣＭＯＳ型撮像素子の各画素を構成する画素部の構成図を示す。４０１は光電変換をするフォトダイオード（ＰＤ）、４０４はフォトダイオード４０１に蓄積された電荷をリセットするＭＯＳトランジスタ（画素リセットスイッチ）、４０６はフォトダイオードが生成した電荷を垂直転送線（出力線）５０５に転送するソース・フォロワ・アンプとして機能する増幅ＭＯＳトランジスタ（画素アンプ）である。行選択ＭＯＳトランジスタ４０５は撮像信号を読み出す画素の行選択をおこなう（行選択スイッチ）。列選択ＭＯＳトランジスタ５０６は行選択で読み出された撮像信号を列毎に選択する（列選択スイッチ）。そして、列選択で読み出された撮像信号を撮像素子外部へ供給するバッファとしてアンプ５０８がある。増幅ＭＯＳトランジスタ４０６、行選択ＭＯＳトランジスタ４０５は出力手段を構成する。
【０００７】
なお、画素リセットスイッチ４０４のゲートは垂直シフトレジスタ５０１からのリセットパルス５０３に接続され、行選択スイッチ４０５のゲートは垂直走査回路たる垂直シフトレジスタ５０１からの行選択パルス５０４に接続され、列選択スイッチ５０６のゲートは水平シフトレジスタ５０７に接続されている。
【０００８】
次に、図１４を参照しながら、上記、撮像素子の駆動タイミングを説明する。
なお、Ｘ線は連続で照射されている。
【０００９】
先ず、被写体撮像のための露光時間を経て、Ｔ４で行選択パルス５０４−１がハイレベルになることで該当行の行選択ＭＯＳトランジスタ４０５群がオンとなり、増幅アンプ４０６を介して垂直転送線５０５に撮像信号が読み出される。こうして読み出された１行分の撮像信号は、水平シフトレジスタ５０７により列選択パルス５０９−１，５０９−２，５０９−３が順次オンになることでアンプ５０８を介して撮像素子の外部へ読み出される。その後、Ｔ１でリセットパルス５０３−１がハイレベルになり、１行目のリセットＭＯＳトランジスタ４０４群がオンになることで、該当行のフォトダイオード４０１に蓄積された電荷が所定のレベルにリセットされる。なお、１行目の露光期間は、前回読み出し時のリセットパルス５０３−１の完了（不図示）から行選択パルス５０４−１の完了Ｔ４まで（読み出し時のリセットパルス５０３−１の完了Ｔ１から行選択パルス５０４−１の完了Ｔ４′までの期間と同じ長さの期間）となる。
【００１０】
次の行の行選択パルス５０４−２による垂直転送線５０５へ撮像信号の読み出しは、前行の列選択パルス５０９が完了した後、即ち、Ｔ７以降に行わなければならない。また、２行目の露光期間は前回読み出し時のリセットパルス５０３−２の完了（不図示）からＴ５の行選択パルス５０４−２の完了まで（読み出し時のリセットパルス５０３−２の完了Ｔ２から行選択パルス５０４−１の完了Ｔ５′までの期間と同じ長さの期間）となる。このため、２行目のフォトダイオードのリセットは、前行のＴ１でのリセットパルスより遅れたＴ２でリセットパルス５０３−２がハイレベルにされリセットＭＯＳトランジスタ群がオンとなることで実行される。リセット後の読み出しシーケンスは１行目と同様である。
【００１１】
３行目の画素リセットは、さらにＴ２より遅れたＴ３からのリセットパルス５０３−３で行われる。この場合の露光期間はリセットパルス５０３−３の完了Ｔ３″からＴ６の行選択パルス５０４−３の完了までとなる。
【００１２】
したがって、この撮像素子による画像の露光は、１ライン毎に時間が遅れたものとなる。この結果、動く被写体では実時間とのずれが生じる。
【００１３】
さらに、線順次走査における撮像素子間の動画の時間ずれを説明するために、上記の撮像素子を９個用いて大版構成した例を図１５に示す。
【００１４】
ここで、１００，１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０，１７０，１８０は、上記構成の線順次走査をおこなう撮像素子である。１０１〜１０３は撮像素子１００の走査線，１１１〜１１３は撮像素子１１０の走査線，１２１〜１２３は撮像素子１２０の走査線，１３１〜１３３は撮像素子１３０の走査線，１４１〜１４３は撮像素子１４０の走査線，１５１〜１５３は撮像素子１５０の走査線，１６１〜１６３は撮像素子１６０の走査線，１７１〜１７３は撮像素子１７０の走査線，１８１〜１８３は撮像素子１８０の走査線を示している。なお矢印は撮像信号の読み出し方向を示している。なお、撮像のための露光は、撮像素子１００，１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０，１７０，１８０の１番目の走査線（撮像素子１００では走査線１０１に相当）から、９個同時に開始される。
【００１５】
これら撮像素子内の走査では、上記したように、1番目の走査線の撮像露光時間から最後の走査線までの間で撮像露光タイミングのずれが生じる。例えば、撮像素子１００では走査線１０２の撮像露光タイミングは走査線１０１の撮像露光タイミングより遅れており、走査線１０３の撮像露光タイミングは走査線１０１の撮像露光タイミングより略１フレーム時間遅れている。従って、動く被写体を撮像する撮像素子内の走査線間で生じる露光の時間ずれが画像に影響する。
【００１６】
さらに、上記構成の撮像素子１３０の走査線１３１と撮像素子１００の走査線１０３とは、略１フレーム時間の違いが生じるため、動く被写体を撮像する場合に撮像素子１００と１３０間の貼り合わせ部分の動画像の繋がりが不自然となる。もちろん、撮像素子１３０と撮像素子１６０，撮像素子１１０と撮像素子１４０，撮像素子１４０と撮像素子１７０，撮像素子１２０と撮像素子１５０，撮像素子１５０と撮像素子１８０の境界においても動画像が不自然と成る。
【００１７】
上述したように、貼りあわせで大版化が可能なＣＭＯＳ撮像素子は、通常、線順次走査をおこなうため動く被写体に対し時間ずれを生じる。この時間ずれは特に撮像素子間の境界で顕著となる。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の放射線撮像装置は、放射線をパルス状に断続的に被写体に放出する放射線発生源と、該被写体からの放射線を光に変換するシンチレータと、該光を電気信号に変換して該電気信号に基づく信号を出力する撮像素子とを備え、前記撮像素子は、複数の画素を行及び列に複数配して構成され、列ごとに配された出力線に前記画素から前記信号を出力してなる放射線撮像装置において、前記画素は、前記シンチレータによって変換された光を電気信号に変換するフォトダイオードと、前記フォトダイオードをリセットするリセットトランジスタと、前記フォトダイオードによって変換された電気信号を増幅する増幅トランジスタと、前記増幅トランジスタの定電流源への接続及び非接続を制御する制御トランジスタと、一端が前記増幅トランジスタに結合され他端がクランプ電位の供給を制御するトランジスタに結合されたクランプ容量を有して前記リセットトランジスタが前記フォトダイオードをリセットする際に生じるノイズを除去するためのクランプ回路と、第１トランジスタと第１容量とを有して前記第１トランジスタをオンすることにより前記増幅トランジスタによって増幅された電気信号を前記第１容量に蓄積するための第１サンプルホールド回路と、第２トランジスタと第２容量とを有して前記第２トランジスタをオンすることにより前記クランプ電位に基づく電気信号を前記第２容量に蓄積するための第２サンプルホールド回路と、を有し、全画素で同時に前記第２容量に前記クランプ電位に基づく電気信号が蓄積されて前記制御トランジスタによる前記増幅トランジスタと前記定電流源とが非接続となった後から該リセットトランジスタによる全ての画素のフォトダイオードのリセットを一括して開始するまでの期間に、前記放射線発生源はパルス状の前記放射線を放出することを特徴とする。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明ではＸ線等の放射線を検出する放射線撮像装置を取りあげて説明する。
【００２２】
（第１実施例）
図１は本発明による放射線撮像装置の構成を示すブロック図である。図２は水平、垂直シフトレジスタなどの周辺回路を有効画素エリアの中に作りこんだ撮像素子構成を示すブロック図である。図３は有効エリア内の画素およびシフトレジスタ、保護回路、外部端子などのレイアウト関係を示す図である。図４は該撮像素子を９個貼りあわせた撮像装置を説明するための図、図５は画素部の駆動タイミングを示す図である。
【００２３】
図１に示すように、被写体２の動画像を得る場合は、パルスＸ線発生器１からＸ線を発生させ、被写体２を透過したＸ線がシンチレータ３によって可視光等の光に変換される。この光を５個以上の撮像素子で構成された撮像装置４で電気信号に変換する。アナログ量の電気信号はＡ／Ｄ変換器５によりデジタル信号に変換された後、動画像を複数フレーム蓄積する記憶装置６に蓄積される。なお、画像の表示には、透過画像処理部１０とＤ／Ａ変換器１１が用いられる。詳しくは、Ａ／Ｄ変換後のリアルタイム透過データ、または、記憶後透過データが透過画像処理部１０で画像処理された後にデジタル／アナログ信号変換され透過画像モニタ１２に表示される。なお、パルスＸ線発生器１、撮像装置４の各撮像素子、および、透過画像処理装置１０の制御はコントローラ７が行っている。このコントローラ７への入力操作には、操作装置９、および、操作モニタ８が用いられる。なお、本発明の撮像装置を構成する個別の撮像素子は図１３に示した構成と同じである。
【００２４】
Ｘ線発生器１は、図５のタイミングチャートに示されるように、パルス状に断続的にＸ線を放射し、画素リセット後から光電変換手段となるフォトダイオード（ＰＤ）で信号電荷が蓄積完了となるまでの期間で、コントローラ７より設定された期間のパルス状Ｘ線を発生する。図５に示したタイミングチャートは図１４に示したタイミングチャートとＸ線発生のタイミングが異なることを除き同じである。
【００２５】
図２は現在主流の８インチウエハ６００から一個の撮像素子（全面画素）６０２を取り出す場合の例を示す。ＣＭＯＳプロセスによって１３８ｍｍ□のＣＭＯＳ型撮像素子基板を１枚取りで作成する。医療用のＸ線撮像装置では画素の大きさは、１００μｍ□〜２００μｍ□程度に大きくてよい。図２に示すように撮像素子内には垂直シフトレジスタ６０１、水平シフトレジスタ６０７が形成され、水平シフトレジスタ６０７の近傍の素子端部には外部端子（電極パッド）が設けられている。この電極パッドはフレキシブル基板等との接続に用いられる。
【００２６】
図３は図２に示した撮像素子の有効領域内の画素およびシフトレジスタ、保護回路、外部端子などのレイアウト関係を示す平面図である。図３に示すように、撮像素子内に複数の画素２１０１が垂直、水平方向に２次元に配置されている。垂直シフトレジスタ２１０２、水平シフトレジスタ２１０３は撮像素子の有効領域に配置され、垂直シフトレジスタ２１０２、水平シフトレジスタ２１０３が画素の１ピッチ内に収まるように縦及び横の一ラインの画素の面積が小さくされている。水平シフトレジスタ２１０３の上部には垂直出力線を選択する選択トランジスタ２１０４が設けられ、水平シフトレジスタ２１０３近傍の素子端部には外部端子（電極パッド）２１０５、保護回路２１０７が設けられている。外部端子２１０５はバンプ２１０６により電気的接続がされる。
【００２７】
図４は図２に示した１３８ｍｍ□の撮像素子を、９枚貼り合わせることにより４１４ｍｍ□の大面積放射線動画撮像装置を構成した場合の例を示す。撮像素子６０２は基台上に９枚貼り合わされ、全体で大画面の撮像装置が構成されている。
【００２８】
上記構成の放射線動画撮像装置においては、各撮像素子内、撮像素子間で受光領域を均一サイズ、且つ、重心を等ピッチの配置にすることで、シフトレジスタ等を有効領域に配置しても各撮像素子間、撮像素子内での感度ばらつきや、受光領域の重心のばらつきを生じないので、タイル貼りした構成でも実質的に繋ぎ目のない画像を得ることができる。また、撮像素子の端部領域にも画素が配置され、シフトレジスタ等によるデッドスペースが生じないので、撮像素子全面が有効領域となる。
【００２９】
本実施例によれば、Ｘ線をパルス状に発生させることで、１フレーム内各行の像は図５に示すＸ1の期間の像になり撮像素子の各画素行ともに同時に露光される。また、複数枚貼り合わせた装置であっても像のずれはない。さらに、動画の観察ができると同時に各フレームの１枚、１枚観察した場合にボケが少ない。従って、心臓等を撮影しても良好な画像を得ることができる。
【００３０】
（第２実施例）
図６は本発明の放射線撮像装置の画素部の第２実施例による駆動タイミングを示す図である。
【００３１】
図６に示すように、各画素のリセットを最終行のリセットタイミングに合わせて一括して行い、その後にＸ線をパルス状に発生させる。このような動作により、センサのダーク電流の蓄積が、Ｉ1、Ｉ2、Ｉ3 の期間となり、平均的なダーク電流蓄積が少なくなり、ダーク電流に伴うショットノイズが小さく良好なものとなる。
【００３２】
（第３実施例）
図７は本発明の放射線撮像装置を構成する撮像素子の他の画素構成を示す回路図である。
【００３３】
図７に示す画素は、光電変換部でのｋＴＣノイズ（リセットノイズ）補正を画素内で行うようにし、また感度切り替え手段を画素内に設けることで、静止画撮影と高速動画撮影をモード切り替えで実現している。さらに画素内に露光動作と独立して信号を保存し信号を読み出すためにサンプルホールド回路を設けている。
【００３４】
動画撮影時の照射Ｘ線量は静止画撮影時の１／１００程度であり、動画撮影時には大きな感度を得るためにフォトダイオードの容量は小さくすることが望ましく、静止画撮影時にはＸ線量が大きくダイナミックレンジが不足するので、容量は大きくすることが望ましい。本実施例では、切り換えスイッチ４１を設けて、ダイナミックレンジ拡大用の容量素子４０をフォトダイオードと並列に付加できるようにし感度の切り換えを可能としている。また、クランプ容量４９、クランプスイッチ４７を有するクランプ回路を設けることで光電変換部で発生するｋＴＣノイズを除去している。さらに、露光動作と独立して信号を保存し信号を読み出すために、光信号蓄積用のサンプルホールド回路（容量５３及びＭＯＳトランジスタ５２）とノイズ信号蓄積用のサンプルホールド回路（容量５４及びＭＯＳトランジスタ５７）とを備えている。
【００３５】
すなわち、図７に示すように本実施例の画素は、光電変換素子としてフォトダイオード４４、感度を変えるための容量素子４０、感度切り替え用のスイッチＭＯＳトランジスタ４１、フォトダイオード４４をリセットするためのリセットＭＯＳトランジスタ４３、フォトダイオード４４からの撮像信号を増幅するソースフォロワＭＯＳトランジスタ４６、増幅トランジスタ４６への定電流源をオンオフするためのＭＯＳトランジスタ４５、定電流源４８を備えている。また、この画素には、フォトトランジスタ４４をリセットする際生じるkTCノイズをキャンセルし、撮像信号を定電圧でクランプするための容量４９、クランプ電位をオンオフするＭＯＳトランジスタ４７、ソースフォロワＭＯＳトランジスタ５０、ソースフォロワＭＯＳトランジスタ５０への定電流源をオンオフするためのＭＯＳトランジスタ５１、定電流源５６、撮像信号を蓄積するための容量５３、容量５３へ撮像信号をオンオフするためのＭＯＳトランジスタ５２、撮像信号を垂直線へ出力するソースフォロワＭＯＳトランジスタ５８、ソースフォロワＭＯＳトランジスタ５８の出力をオンオフするための選択ＭＯＳトランジスタ５９、この出力の際に用いられる定電流源６２、クランプ電位を蓄積するための容量５７、容量５７へクランプ電位をオンオフするためのＭＯＳトランジスタ５４、クランプ電位を垂直線へ出力する際のソースフォロワＭＯＳトランジスタ６０、ソースフォロワの垂直線への出力をオンオフする選択ＭＯＳトランジスタ６１、この出力の際に用いられる定電流源６３を備えている。
【００３６】
次に、図８を用いてこの撮像素子の駆動タイミングを説明する。
【００３７】
本実施例では、容量素子４０の接続または切断をＭＯＳトランジスタ４１のゲート信号ＳＳＷで行い、フォトダイオード４４に容量素子４０の容量を付加、切断することで感度切り替えを行っている。前述したように静止画撮影モードではとＭＯＳトランジスタ４１をオンして容量を付加し、高速動画撮影モードではＭＯＳトランジスタ４１をオフして容量を切断する。
【００３８】
まず、信号ＥＮ，ＣＨＧをハイレベルとし増幅トランジスタ４６，５０への定電流源をオンし、信号ＲＳをハイレベルとしてフォトダイオード４４の電荷を略、電位６４にリセットする。次に信号ＲＣをハイレベルとしてＭＯＳトランジスタ４７もオンすることで、クランプ容量４９の１端が略、電位６６にバイアスされる。こうしてフォトダイオード４４の電荷のリセットにより生じるｋＴＣノイズ（リセットノイズ）をクランプ容量４９に蓄積する。また、信号ＴＮをハイレベルとすると、クランプ容量４９のクランプ電位が容量５７に蓄積される。以上がノイズ信号蓄積動作である。
【００３９】
次に、Ｘ線のパルス曝射により露光が行われ、光電荷がフォトダイオード４４（動画撮影モード）、またはフォトダイオード４４と容量４０（静止画撮影モード）に蓄積される（これが露光動作である。）。この後で信号ＥＮをハイレベルにすると、クランプ容量４９の一端の電位は光電荷に対応する信号成分だけ変動する。すなわち、クランプ容量４９にはｋＴＣノイズ成分が蓄積されているので、ｋＴＣノイズ成分を含む撮像信号からｋＴＣノイズ成分が差し引かれた電位分クランプ容量４９の一端の電位が変動することになる。このｋＴＣノイズのキャンセルされた撮像信号を読み出すため、信号ＣＨＧおよび信号ＴＳをハイレベルにすることで、ｋＴＣノイズのキャンセルされた撮像信号（光信号）が容量５２に蓄積される。以上が光信号蓄積動作である。
【００４０】
上記の一連の動作が繰り返される。ここで、該撮像素子の露光可能時間は、クランプ電位を容量５７に転送後、即ち、信号ＥＮがロウレベルになってから、信号ＲＳがハイレベルになりリセットＭＯＳトランジスタ４３がオンになる迄である。従って、この期間であれば、Ｘ線の曝射時間を長短して決定することが可能である。なお、露光可能期間に、信号読み出しが行われる。すなわち、露光可能期間内に、各行ごとに信号ＳＥＬをハイレベルとし、さらに各列ごとに信号ＳＥＬＨ（不図示）をハイレベルとすることで、ノイズ信号と光信号とが出力される。光信号からノイズ信号とを不図示の減算アンプで減算することで、ソースフォロワアンプでの熱ノイズ、１／ｆノイズ、温度差、プロセスばらつきによる固定パターンノイズ（ＦＰＮ）を除去することができる。
【００４１】
以上説明した撮像動作においては、全画素共にリセットは信号ＲＳをハイレベル、画素（光）信号の読み出しは信号Ｔｓをハイレベルとすることで、同時に行われる。また、ノイズ信号と光信号の出力とパルス状の露光とが並列に行われ、フレーム・スピードを速くできる。そして、フレーム・スピードを速くすることで、ダークの蓄積が少なくなりノイズを少なくすることができる。
【００４２】
また第２実施例と比較してダークの蓄積時間が一定になり、画質が全面的に均一となり、良好な画像を得ることができる。またＸ線照射可能期間を長く取ることができ制御が簡易なものとなる。また、ある程度Ｘ線パルスが長くしてもフレーム・スピードが落ちない。
【００４３】
上述したように、本撮像装置によれば図１０に示す撮像素子７０及至７８の撮像面すべてが同時露光可能となり、従来の課題であった動画の走査線、および、撮像素子繋ぎ部分でのずれが、ＣＭＯＳ撮像素子の貼り合わせにおいても解消される。
【００４４】
（第４実施例）
図９は本発明の放射線撮像装置の画素部の他の駆動タイミングを示す図である。
【００４５】
図９に示すように、本実施例では、画素のリセットパルスＲＳをＸ線パルスの直前に加えたものである。本実施例においてはダークの蓄積をより短くすることができる。
【００４６】
次に、本発明による放射線撮像装置の撮像部の構成、および放射線撮像装置を用いたＸ線検出システムの具体例について説明する。
【００４７】
図１１は本発明による放射線撮像装置の撮像部の構成を示す断面図である。図１１に示すように、ベース基体７０４上には複数の撮像素子７０１が配置され、入射したＸ線等の放射線７０３は蛍光体７０２等のシンチレータで撮像素子７０１の検出可能な波長領域の光、例えば可視光や赤外光に変換され、入射した放射線に対応する光が撮像素子７０１で検出される。７０５は撮像素子からの信号をベース基板７０４に転送するフレキシブル基板である。
【００４８】
図１２は本発明による放射線撮像装置のＸ線診断システムへの応用例を示したものである。
【００４９】
Ｘ線チューブ６０５０で発生したＸ線６０６０は患者あるいは被験者６０６１の胸部６０６２を透過し、シンチレータを上部に実装した撮像装置６０４０に入射する。この入射したＸ線には患者６０６１の体内部の情報が含まれている。Ｘ線の入射に対応してシンチレータは発光し、これを光電変換して、電気的情報を得る。この情報はディジタルに変換され信号処理手段となるイメージプロセッサ６０７０により画像処理され制御室のディスプレイ６０８０で観察できる。
【００５０】
また、この情報は電話回線６０９０等の伝送処理手段により遠隔地へ転送でき、別の場所のドクタールームなどディスプレイ６０８１に表示もしくは光ディスク等の記録手段に保存することができ、遠隔地の医師が診断することも可能である。またフィルムプロセッサ６１００によりフィルム６１１０等の記録手段に記録することもできる。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、撮像素子を貼り合わせ歪の少ない撮像と各撮像素子内および撮像素子間の時間ずれのない動画像の撮像が可能となる。また、フレーム・スピードを速くすることが可能となり、ダークの蓄積が少なくなりノイズを少なくすることができる。また、ダークの蓄積時間が一定になり、画質が全面的に均一となり、良好な画像を得ることができる。また、放射線照射可能期間を長く取ることができ、制御が簡易なものとなる。さらに、ある程度放射線パルスを長くしてもフレーム・スピードが落ちない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による放射線撮像装置の第１実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】水平、垂直シフトレジスタなどの周辺回路を有効画素エリアの中に作りこんだ撮像素子構成を示すブロック図である。
【図３】有効エリア内の画素およびシフトレジスタ、保護回路、外部端子などのレイアウト関係を示す図である。
【図４】撮像素子を９個貼りあわせた撮像装置を説明するための図である。
【図５】画素部の駆動タイミングを示す図である。
【図６】本発明による放射線撮像装置の第２実施例の画素部の駆動タイミングを示す図である。
【図７】本発明による放射線撮像装置の第３実施例に用いる一括露光可能なＣＭＯＳ撮像素子の構成を示す図である。
【図８】本発明による放射線撮像装置の構成を示す断面図である。
【図９】本発明による放射線撮像装置の第４実施例の画素部の駆動タイミングを示す図である。
【図１０】撮像素子を９個貼りあわせた撮像装置を説明するための図である。
【図１１】本発明による放射線撮像装置の撮像部の構成を示す断面図である。
【図１２】本発明による放射線撮像装置を用いたＸ線検出システムの具体例について説明する図である。
【図１３】従来のＣＭＯＳ型撮像素子の各画素を構成する画素部の構成図である。
【図１４】撮像素子の駆動タイミングを説明する図である。
【図１５】従来のＣＭＯＳ撮像素子を９個用いて大版構成した撮像装置の図である。
【符号の説明】
１  パルスＸ線発生器
２  被写体
３  シンチレータ
４  撮像装置
５  Ａ／Ｄ変換器
６  記憶装置
８  操作モニタ
１０  透過画像処理部
１１  Ｄ／Ａ変換器
１２  透過画像モニタ
【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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【図１４】
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【図１５】
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