(57)【要約】【課題】  高画質が要求される医療用放射線撮像装置に好適なＡ／Ｄ変換回路の誤差補正方法を提供する。【解決手段】  Ａ／Ｄコンバータの出力信号を複数のＡ／Ｄコンバータのうちいずれか１つのＡ／Ｄコンバータの出力信号に合わせて補正する。この補正手段として、複数のＡ／Ｄコンバータの出力の差分を検出する差分器８０５、複数のＡ／Ｄコンバータのうちいずれか１つのＡ／Ｄコンバータの出力と関連付けて差分器８０５からの出力を記憶するメモリ８０７、Ａ／Ｄコンバータの出力とメモリ８０７の出力の差分を検出する差分器８０６で構成する。これによって、Ａ／Ｄコンバータの非直線性誤差によって発生する画像違和感を低減でき、高画質化を実現できる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＡ／Ｄ変換手段を有するＡ／Ｄ変換回路において、前記複数のＡ／Ｄ変換手段の出力信号を、前記複数のＡ／Ｄ変換手段のうちいずれか１つのＡ／Ｄ変換手段の出力信号に合わせて補正する補正手段を有することを特徴とするＡ／Ｄ変換回路。
【請求項２】
前記補正手段は、前記複数のＡ／Ｄ変換手段の出力の差分を検出する第１の差分検出手段と、前記複数のＡ／Ｄ変換手段うちいずれか１つのＡ／Ｄ変換手段の出力と関連付けて前記第１の差分検出手段からの出力を記憶する記憶手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段の出力と前記記憶手段の出力の差分を検出する第２の差分検出手段とを有することを特徴とする請求項１に記載のＡ／Ｄ変換回路。
【請求項３】
前記補正手段は、更に前記複数のＡ／Ｄ変換手段に基準信号を出力する基準信号発生手段を有することを特徴とする請求項２に記載のＡ／Ｄ変換回路。
【請求項４】
複数のＡ／Ｄ変換手段を有するＡ／Ｄ変換回路の出力特性を補正する出力補正方法であって、前記複数のＡ／Ｄ変換手段の出力信号を前記複数のＡ／Ｄ変換手段のうちいずれか１つのＡ／Ｄ変換手段の出力信号に合わせて補正することを特徴とするＡ／Ｄ変換回路の出力補正方法。
【請求項５】
入射した光を電気信号に変換する光電変換素子と前記電気信号を転送するスイッチ素子とを含む画素が２次元に配列された画素部と、複数の前記画素を行方向に接続する複数の制御配線と、複数の前記画素の前記スイッチ素子を介して前記光電変換素子からの電気信号を読み出す複数の信号配線と、を備えた変換回路部と、
前記複数の制御配線を順次駆動する駆動回路部と、
前記複数の信号配線と接続され、前記光電変換素子からの電気信号を行毎に読み出す読み出し用回路部と、を有する撮像装置において、
前記読み出し用回路部は、前記複数の信号配線からの信号をデジタル信号に変換する複数のＡ／Ｄ変換手段の出力信号を、当該複数のＡ／Ｄ変換手段のうちいずれか１つのＡ／Ｄ変換手段の出力信号に合わせて補正する補正手段を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
前記補正手段は、前記複数のＡ／Ｄ変換手段の出力の差分を検出する第１の差分検出手段と、前記複数のＡ／Ｄ変換手段うちいずれか１つのＡ／Ｄ変換手段の出力と関連付けて前記第１の差分検出手段からの出力を記憶する記憶手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段の出力と前記記憶手段の出力の差分を検出する第２の差分検出手段とを有することを特徴とする請求項５に記載のＡ／Ｄ変換回路。
【請求項７】
前記補正手段は、更に前記複数のＡ／Ｄ変換手段に基準信号を出力する基準信号発生手段を有することを特徴とする請求項６に記載のＡ／Ｄ変換回路。
【請求項８】
前記補正手段は、前記基準信号を前記複数のＡ／Ｄ変換手段に入力し、前記複数のＡ／Ｄ変換手段のうちいずれか１つのＡ／Ｄ変換手段の出力と残りのＡ／Ｄ変換手段の出力との差分を、前記残りのＡ／Ｄ変換手段の出力と関連付けて前記記憶手段に記憶させる出力特性差分取得動作と、前記記憶手段から前記残りのＡ／Ｄ変換手段の出力に対応する出力値を読み出し、該出力値と前記残りのＡ／Ｄ変換出段の出力とを差分することによって前記残りのＡ／Ｄ変換手段の出力を補正する実駆動動作とを行うことを特徴とする請求項６または７のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
入射した放射線を電気信号に変換する変換手段と前記電気信号を転送するスイッチ素子とを含む画素が２次元に配列された画素部と、複数の前記画素を行方向に接続する複数の制御配線と、複数の前記画素の前記スイッチ素子を介して前記変換手段からの電気信号を読み出す複数の信号配線と、を備えた変換回路部と、
前記複数の制御配線を順次駆動する駆動回路部と、
前記複数の信号配線と接続され、光電変換手段からの電気信号を行毎に読み出す読み出し用回路部と、を有する放射線撮像装置において、
前記読み出し用回路部は、前記複数の信号配線からの信号をデジタル信号に変換する複数のＡ／Ｄ変換手段の出力信号を、当該複数のＡ／Ｄ変換手段のうちいずれか１つのＡ／Ｄ変換手段の出力信号に合わせて補正する補正手段を有することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１０】
前記補正手段は、前記複数のＡ／Ｄ変換手段の出力の差分を検出する第１の差分検出手段と、前記複数のＡ／Ｄ変換手段うちいずれか１つのＡ／Ｄ変換手段の出力と関連付けて前記第１の差分検出手段からの出力を記憶する記憶手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段の出力と前記記憶手段の出力の差分を検出する第２の差分検出手段とを有することを特徴とする請求項９に記載のＡ／Ｄ変換回路。
【請求項１１】
前記補正手段は、更に前記複数のＡ／Ｄ変換手段に基準信号を出力する基準信号発生手段を有することを特徴とする請求項１０に記載のＡ／Ｄ変換回路。
【請求項１２】
前記変換手段は、放射線を可視光に変換する蛍光体と、該蛍光体からの光を電気信号に変換する光電変換素子とを有することを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項１３】
前記変換手段は、放射線を直接電気信号に変換する変換素子を有することを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項１４】
前記補正手段は、前記基準信号を変化させながら前記複数のＡ／Ｄ変換手段に入力し、前記複数のＡ／Ｄ変換手段のうちいずれか１つのＡ／Ｄ変換手段の出力と残りのＡ／Ｄ変換手段の出力との差分を、前記残りのＡ／Ｄ変換手段の出力と関連付けて前記記憶手段に記録させる出力特性差分取得動作と、前記記憶手段から前記残りのＡ／Ｄ変換手段の出力に対応する出力値を読み出し、該出力値と前記残りのＡ／Ｄ変換出段の出力とを差分することによって前記残りのＡ／Ｄ変換手段の出力を補正する実駆動動作と、を行うことを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１５】
請求項９〜１４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画像として処理する処理手段と、前記処理手段からの信号を記録する記録手段と、前記処理手段からの信号を表示する表示手段と、前記処理手段からの信号を伝送する伝送手段と、前記放射線を発生する放射線源とを備えた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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ａ／Ｄ変換回路及びその出力補正方法、それを用いた撮像装置、放射線撮像装置、放射線撮像システムに関し、特に、Ａ／Ｄ変換回路の出力特性の補正技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体技術の進歩によりフラットパネルディテクター（ＦＰＤ）と呼ばれる光を電気信号へ変換する光電変換装置を用いたデジタルＸ線撮像装置が実用化されている。デジタルＸ線撮像装置は、フィルム式より優れた感度や画質を有し、更に、撮影後に各種の画像処理が容易に行えるため診断医の必要な画像が容易に得られる、短時間に画像が得られる、画像のデジタル化による画像管理が容易である、ネットワークを利用した遠隔診断等の新たな医療サービスが可能となる等、診断精度の向上や効率化等新たな医療サービスへの展開等、従来のＸ線撮像装置に比べて多くの利点を持っている。
【０００３】
図１１はこのようなＦＰＤの一例を示す回路図である。まず、１画素は光電変換素子とその信号を転送するＴＦＴ（薄膜トランジスタ）から構成され、この画素を２次元に配列することで２次元センサが構成されている。なお、光電変換素子としては、ＭＩＳ型光電変換素子を用いているが、ＰＩＮ型光電変換素子を用いても良い。
【０００４】
また、１０５は２次元センサのＴＦＴのゲート電圧を制御する主にシフトレジスタによって構成された垂直駆動回路、１０４はＴＦＴから信号線を介して転送される電荷を増幅する信号増幅回路である。６０５−１、６０５−２は信号増幅器回路１０４からの信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータである。
【０００５】
信号増幅回路１０４は信号増幅器６０１、増幅器６０１の出力を一定時間保持するサンプルホールド回路６０２、サンプルホールド回路６０２に保持されている信号をシリアル転送するマルチプレキサ回路６０３から構成されている。また、Ａ／Ｄコンバータを複数個用いているので、個々のＡ／Ｄコンバータから出力される信号を一つのシリアルデータに変換するマルチプレキサ回路６０４が設けられている。６０６は２次元センサのセンサバイアス線にバイアス電圧を印加するリフレッシュ電源である。リフレッシュ電源６０６は蓄積動作時とリフレッシュ動作時とでバイアス電圧を切り換える。
【０００６】
ＦＰＤの画像信号を読み出す場合には、垂直駆動回路１０５によりゲート線の電圧を操作してＴＦＴをオンし、光電変換素子に蓄積された電荷を信号増幅器６０１に転送する。この時、図１１に示すように横１ラインのＴＦＴは同じゲート線を共有しているため、横１ライン同時に信号増幅器６０１に信号が転送される。信号増幅器６０１で増幅された信号はサンプルホールド回路６０２へ転送され、サンプルホールド回路６０２によって後段のマルチプレキサ回路６０３によってＡ／Ｄコンバータ６０５へ転送されるまで保持される。最後に、マルチプレキサ回路６０３によって信号は時系列的にＡ／Ｄコンバータ６０５−１、６０５−２へ転送され、デジタル化される。デジタル化された画像信号は図示しない画像処理装置に送られ、オフセットやゲイン補正等の画像処理を行うことで診断画像として保存・表示される。
【０００７】
このようにＦＰＤは光電変換素子に蓄積された電荷からデジタル画像として読み出すことができるが、サンプルホールド回路６０２に保持された信号を時系列的にＡ／Ｄコンバータ６０５へ転送するため、１ラインの画素数が多いと画像を読み出すまでの時間が長くなってしまう。特に、Ｘ線撮像装置では人体の胸部を撮影することが求められるので、2次元センサの大きさは４０ｃｍ四方以上であることが望まれ、一方、小さな病巣の発見や体組織の観察を行う上で画素のピッチは小さいほど良いとされている。そのため、Ｘ線撮像装置では一般の撮像装置よりもセンサの画素数が多くなり、読み出し時間が長くなってしまう傾向にある。
【０００８】
例えば、横１ライン２５００画素、縦２５００ラインのＦＰＤの全画素を転送する時間を計算すると、１画素の転送に２００ｎｓｅｃ（５ＭＨｚ駆動）の場合には、横１ラインの転送にかかる時間は５００μｓｅｃであり、全画素読み出すには１．２５ｓｅｃかかる計算となる。
【０００９】
読み出しに時間がかかると、読み出しの最初と後で暗電流が蓄積する時間が異なるため、画像のシェーディングが発生するという画質の問題、動画等のフレームレートが高いアプリケーションに対応できないという問題、或いは撮影から画像を表示するまでに時間がかかるといった使い勝手の問題があった。
【００１０】
そこで、このような問題点を解決するため、例えば、特開平４−２１２４５６号公報（特許文献１）或いは特開平１１−１５０２５５号公報（特許文献２）に記載されているように複数のＡ／Ｄ変換器を用いて並列的に処理する方法が提案されている。
【００１１】
具体的には、特許文献１のものは、２次元センサの各読み出しライン（信号配線）毎に増幅器が設けられ、１ラインの増幅器は所定数の増幅器群に分けられ、それぞれの増幅器群毎に増幅器出力の並列信号を直列信号に変換するマルチプレキサが設けられている。そして、各マルチプレキサの出力毎にＡ／Ｄ変換器が設けられ、各々のマルチプレキサにおいてＡ／Ｄ変換処理を並列処理するように構成されている。
【００１２】
図１１のＡ／Ｄコンバータはこれに該当し、マルチプレキサ回路６０３により２次元センサの信号線の偶数ラインの信号がＡ／Ｄコンバータ６０５−１に出力され、奇数ラインの信号がＡ／Ｄコンバータ６０５−２に出力され、２つのＡ／Ｄコンバータ６０５−１、６０５−２でＡ／Ｄ変換処理を並列処理する。２つのＡ／Ｄコンバータ６０５−１、６０５−２の偶数ラインと奇数ラインからのデジタル信号はマルチプレキサ回路６０４により交互に出力され、図示しない画像処理装置に供給される。
【００１３】
また、特許文献２のものは、２次元センサの複数の信号配線が複数の配線群に分けられ、各信号配線群毎に増幅器群、アナログ記憶回路であるＳ／Ｈ回路群、Ｓ／Ｈ回路群の出力信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換器群が設けられている。特許文献２のものでは、Ｓ／Ｈ回路群毎にＡ／Ｄ変換器群で並列処理するものである。
【特許文献１】特開平４−２１２４５６号公報
【特許文献２】特開平１１−１５０２５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
特許文献１、２に記載されているように複数のＡ／Ｄ変換器を用いて画像信号をデジタル化すると、それぞれのＡ／Ｄ変換器の特性の違いが画像に現れる問題が発生する。一般的に、Ａ／Ｄ変換器はアナログの入力に対しリニアにデジタルデータを出力できず、図１２（ａ）に示すような積分非直線性誤差、或いは図１２（ｂ）に示すような微分非直線性誤差と呼ばれる非直線性の誤差を持っている。
【００１５】
このような誤差特性は、同型のＡ／Ｄ変換器であっても個体差があるため、複数のＡ／Ｄ変換器を用いたＦＰＤの場合には、複数のＡ／Ｄ変換器の積分非直線性誤差や微分非直線性誤差の差から縦すじ状の画像違和感が発生する。また、一つの画像の上下又は左右を別々のＡ／Ｄ変換器でデジタル化した場合には、その境界線が見える画像違和感が発生する。
【００１６】
このような複数のＡ／Ｄ変換器を用いた場合の非直線性誤差特性の違いによる画像違和感は数ＬＳＢ程度であるが、医療画像診断のような微妙な陰影を読み取るアプリケーションにおいては大きな問題となる。また、医療画像診断に用いられる放射線検出装置では、撮像装置より高い解像度が要求され、そのため用いられるＡ／Ｄ変換器に対しても高い解像度が要求される。高い解像度のＡ／Ｄ変換器では、１つの半導体チップに複数のＡ／Ｄ変換器を有することは製造上困難であり、現状の放射線検出装置においては、１つのＡ／Ｄ変換器を有する半導体チップを複数設けて構成されている。しかしながら、上記のように複数のＡ／Ｄ変換器が異なる半導体チップに形成されていると、Ａ／Ｄ変換器の非直線性誤差特性の差は非常に顕著となる。このように複数のＡ／Ｄ変換器を用いた場合には、その非直線性の特性であるがゆえに効果的な補正方法がないのが現状であった。
【００１７】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、その目的は、非直線性誤差を簡便に補正することが可能なＡ／Ｄ変換回路及びその出力補正方法、並びにそれを用いることによって画像の質を著しく向上させることが可能な撮像装置、放射線撮像装置及び放射線撮像システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、上記目的を達成するため、複数のＡ／Ｄ変換手段を有するＡ／Ｄ変換回路において、前記複数のＡ／Ｄ変換手段の出力信号を、前記複数のＡ／Ｄ変換手段のうちいずれか１つのＡ／Ｄ変換手段の出力信号に合わせて補正する補正手段を有することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、複数のＡ／Ｄ変換手段を有するＡ／Ｄ変換回路の出力特性を補正する出力補正方法であって、前記複数のＡ／Ｄ変換手段の出力信号を前記複数のＡ／Ｄ変換手段のうちいずれか１つのＡ／Ｄ変換手段の出力信号に合わせて補正することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、入射した光を電気信号に変換する光電変換素子と前記電気信号を転送するスイッチ素子とを含む画素が２次元に配列された画素部と、複数の前記画素を行方向に接続する複数の制御配線と、複数の前記画素の前記スイッチ素子を介して前記光電変換素子からの電気信号を読み出す複数の信号配線と、を備えた変換回路部と、前記複数の制御配線を順次駆動する駆動回路部と、前記複数の信号配線と接続され、前記光電変換素子からの電気信号を行毎に読み出す読み出し用回路部と、を有する撮像装置において、前記読み出し用回路部は、前記複数の信号配線からの信号をデジタル信号に変換する複数のＡ／Ｄ変換手段の出力信号を、当該複数のＡ／Ｄ変換手段のうちいずれか１つのＡ／Ｄ変換手段の出力信号に合わせて補正する補正手段を有することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明は、入射した放射線を電気信号に変換する変換手段と前記電気信号を転送するスイッチ素子とを含む画素が２次元に配列された画素部と、複数の前記画素を行方向に接続する複数の制御配線と、複数の前記画素の前記スイッチ素子を介して前記変換手段からの電気信号を読み出す複数の信号配線と、を備えた変換回路部と、前記複数の制御配線を順次駆動する駆動回路部と、前記複数の信号配線と接続され、前記変換手段からの電気信号を行毎に読み出す読み出し用回路部と、を有する放射線撮像装置において、前記読み出し用回路部は、前記複数の信号配線からの信号をデジタル信号に変換する複数のＡ／Ｄ変換手段の出力信号を、当該複数のＡ／Ｄ変換手段のうちいずれか１つのＡ／Ｄ変換手段の出力信号に合わせて補正する補正手段を有することを特徴とする。
【００２２】
また、本発明は、上記放射線撮像装置と、前記放射線撮像装置からの信号を画像として処理する処理手段と、前記処理手段からの信号を記録する記録手段と、前記処理手段からの信号を表示する表示手段と、前記処理手段からの信号を伝送する伝送手段と、前記放射線を発生する放射線源とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、複数のＡ／Ｄコンバータを用いた場合のＡ／Ｄコンバータの積分非直線性誤差或いは微分非直線性誤差を簡便に補正することができる。従って、このＡ／Ｄコンバータの非直線性補正技術を撮像装置等に用いることにより、縦すじ状の画像違和感或いは１つの画像の上下又は左右を別々のＡ／Ｄコンバータでデジタル化した場合の、その境界が見えるような画像違和感の発生を無くすことができ、画像の質を著しく向上することができる。よって、高画質を要求される医療画像診断分野において微妙な陰影を読み取るアプリケーションに好適に使用でき、診断能力の向上に寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２５】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態を示す回路図である。まず、本実施形態では、図１１に示すＦＰＤと基本構成は同じであるが、一つのＡ／Ｄコンバータの出力特性に他のＡ／Ｄコンバータの出力特性を合わせて複数のＡ／Ｄコンバータの非直線性誤差の差異による画像違和感を抑えることを特徴とする。例えば、図１１のＡ／Ｄコンバータ６０５−１、６０５−２がそれぞれ図１のＡ／Ｄコンバータ８０１、８０２に対応するものとして説明する。
【００２６】
図１１のＦＰＤの構成については詳しい説明は省略するが、上述のように光電変換素子とＴＦＴから成る画素を２次元に配列した２次元センサ、２次元センサを駆動する垂直駆動回路１０５、信号増幅器６０１とサンプルホールド回路６０２とマルチプレクサ回路６０３とを有する信号増幅回路１０４、リフレッシュ電源６０６、Ａ／Ｄコンバータ６０５−１、６０５−２、マルトプレキサ回路６０４等から構成されている。図１１におけるＦＰＤの画像信号の読み出し動作等に関しては詳しい説明を省略する。
【００２７】
まず、８０５は二つのＡ／Ｄコンバータ８０１と８０２の出力の差分を行う差分器、８０７は差分器８０５で差分されたデータを保存するメモリである。図１では、例えば、Ａ／Ｄコンバータ８０２を基準側Ａ／Ｄコンバータ、Ａ／Ｄコンバータ８０１を基準側Ａ／Ｄコンバータ８０２に特性を揃える側のＡ／Ｄコンバータとする。また、例えば、図１１の２次元センサからの信号線の偶数ラインをＡ／Ｄコンバータ８０１が受け持ち、奇数ラインをＡ／Ｄコンバータ８０２が受け持ち、並列にＡ／Ｄ変換処理を行う。マルチプレキサ回路８０８は図１１のマルチプレキサ回路６０４に対応するもので、Ａ／Ｄコンバータ８０１、８０２からの２次元センサの信号線の偶数ラインと奇数ラインの信号を交互に出力する。
【００２８】
８０６はメモリ８０７から出力される補正値と特性を揃える側のＡ／Ｄコンバータ８０１の出力とを差分する差分器、８０３はＡ／Ｄコンバータ８０１、８０２にアナログ基準信号を出力するＤ／Ａコンバータ、８０４はカウンタである。これらのＤ／Ａコンバータ８０３、カウンタ８０４によって基準信号発生器が構成されている。基準信号発生器は後述するようにキャリブレーションモード時に２つＡ／Ｄコンバータ８０１、８０２にアナログ基準信号であるステップ状の信号を供給する。
【００２９】
ＳＷ１、ＳＷ３は後述するようにキャリブレーションモード時とＡ／Ｄ変換モード時とで切り換えられるスイッチ、ＳＷ２はメモリ８０７のデータ線とＧＮＤ間の接続をオン／オフするスイッチである。８０９はメモリ８０７とＡ／Ｄコンバータ８０１又はカウンタ８０４の接続を切り換えるマルチプレキサ回路である。図１における太線はバスを示す。
【００３０】
ここで、図１ではＡ／Ｄコンバータを２個用いた場合の例を示しているが、本発明はこれに限るものではなく、例えば、後述するように３個のＡ／Ｄコンバータを用いても良いし、それ以上のＡ／Ｄコンバータを用いても良い。
【００３１】
本発明では、複数のＡ／Ｄコンバータの特性を調べ、複数のＡ／Ｄコンバータの特性を一致させるのに必要な準備を行うキャリブレーションモード（出力特性差分取得動作）と、２次元センサーからのアナログ信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換モード（実駆動動作）の二つの動作モードを有し、上記２つの動作モードを用いて複数のＡ／Ｄコンバータの出力特性の補正を実現する。ここで、図２を用いて本発明のＡ／Ｄコンバータの非直線性誤差の補正原理を説明する。図２に示す回路は図１の電気回路を簡略化して示す。図２（ａ）は、キャリブレーションモードを説明する図、図２（ｂ）は、Ａ／Ｄ変換モードを説明する図である。
【００３２】
まず、キャリブレーションモードの場合には、スイッチＳＷ１をオン、スイッチＳＷ３をオフにして、図１の基準信号発生器から各Ａ／Ｄコンバータ８０１、８０２へステップ状の信号が送られる。図３はこの基準信号発生器の各部の信号を示す。図３（ａ）はカウンタ８０４に供給されるクロックＣＬＫ＿ｃｕｎｔ１、図３（ｂ）はカウンタ８０４のＮビットの出力、図３（ｃ）はカウンタ８０４に供給されるクロックＣＬＫ＿ＤＡ、図３（ｄ）はＤ／Ａコンバータ８０３から２つのＡ／Ｄコンバータ８０１、８０２に出力されるステップ状のアナログ基準信号を示す。
【００３３】
ここで、Ｄ／Ａコンバータ８０３の出力は、１ステップがＡ／Ｄコンバータの１ＬＳＢ相当であり、最小値と最大値がＡ／Ｄコンバータの入力レンジとなっている。基準信号発生器はＤ／Ａコンバータ８０３と二つのＡ／Ｄコンバータ８０１、８０２を同一クロック（図１のＣＬＫ＿ＤＡ、ＣＬＫ＿ＡＤ１、ＣＬＫ＿ＡＤ２）を用いて同期して動作させるようになっており、２つのＡ／Ｄコンバータは同時に同じレベルのアナログ信号をＡ／Ｄ変換する。この場合、基準信号発生器から出力される信号電圧の最小値と最大値はＡ／Ｄコンバータの入力レンジの最小値と最大値であるから、Ａ／Ｄコンバータ８０１とＡ／Ｄコンバータ８０２は００…０００〜１１…１１１の範囲のコードを出力する。
【００３４】
各Ａ／Ｄコンバータ８０１、８０２への入力をｘ 、Ａ／Ｄコンバータ８０１の出力特性をｆ（ｘ）、Ａ／Ｄコンバータ８０２の出力特性をｇ（ｘ）として説明する。２つのＡ／Ｄコンバータ８０１、８０２の出力は差分器８０５によって引き算され、その時のＡ／Ｄコンバータ８０１の出力をアドレス情報として、メモリ８０７に差分器８０５の出力ｆ（ｘ）−ｇ（ｘ）の値を記録する。このようにして図３（ｄ）に示すようにステップ状の信号ｘをｘ０、ｘ１、ｘ２、…、ｘｎと変化させて、その時の差分器８０５の出力をｆ（ｘ０）−ｇ（ｘ０）、ｆ（ｘ１）−ｇ（ｘ１）ｆ（ｘ２）−ｇ（ｘ２）、…、ｆ（ｘｎ）−ｇ（ｘｎ）というようにメモリ８０７に記録していく。この結果、図２（ａ）に示すようにメモリ８０７にはＡ／Ｄコンバータ８０１の出力をアドレスとして差分器８０５の出力データが書き込まれ、Ａ／Ｄコンバータ８０１の出力と差分器８０５の出力とのテーブルが作成される。
【００３５】
次に、Ａ／Ｄ変換モードにおける２つのＡ／Ｄコンバータの誤差補正動作について説明する。図２（ｂ）は２次元センサからのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換モード時の動作を説明する図である。Ａ／Ｄ変換モードでは、スイッチＳＷ１をオフ、スイッチＳＷ３をオンしておく。Ａ／Ｄ変換モードにおいて、メモリ８０７はアウトプットモードとなっており、入力されたアドレス値に記録されているデータを出力する。
【００３６】
ここで、例えば、Ａ／Ｄコンバータ８０１に信号ｘ１が入力されたとする。この時には、Ａ／Ｄコンバータ８０１から出力されるｆ（ｘ１）が差分器８０６に入力されると同時にメモリ８０７にｆ（ｘ１）のアドレスの情報の読み出し指示がなされ、上述のように差分器８０５から得られて保持されているｆ（ｘ１）に対応するデータｆ（ｘ１）−ｇ（ｘ１）がメモリ８０７から読み出され、差分器８０６に入力される。
【００３７】
差分器８０６においては、Ａ／Ｄコンバータ８０１の出力ｆ（ｘ１）と、メモリ８０７からの出力ｆ（ｘ１）−ｇ（ｘ１）とが引き算され、引き算された結果は、ｆ（ｘ１）−［ｆ（ｘ１）−ｇ（ｘ１）］＝ｇ（ｘ１）となり、このｇ（ｘ１）が差分器８０６から出力される。即ち、Ａ／Ｄコンバータ８０１の出力がｇ（ｘ１）と補正され、他方のＡ／Ｄコンバータ８０２の出力ｇ（ｘ１）と合わせたことになる。そして、このことは、Ａ／Ｄコンバータ８０１のＡ／Ｄコンバータ８０２に対する特性差を補正し、Ａ／Ｄコンバータ８０１の出力特性をＡ／Ｄコンバータ８０２の出力特性に合わせたことに他ならない。このようにして複数のＡ／Ｄコンバータの出力特性を揃えることができる。
【００３８】
次に、図１の装置における各動作を説明する。キャリブレーションモードでは、まずメモリ８０７の初期化動作を行う。初期化動作は制御信号ｉｎｉｔをローレベルにし、マルチプレキサ回路８０９によりカウンタ８０４を選択することで、メモリ８０７のアドレス線とカウンタ８０４を接続する。この時、スイッチＳＷ２によってメモリ８０７のデータ線をローレベル（ＧＮＤ）に接続する。この状態で、カウンタ８０４を０から最大値までカウントアップし、メモリ８０７の全アドレスの全データに“０”を入力する。
【００３９】
次に、制御信号ｉｎｉｔをハイレベルとし、スイッチＳＷ２をオフしてメモリ８０７のデータ線とＧＮＤを切り離し、また、メモリ８０７のアドレス線とＡ／Ｄコンバータ８０１とを接続する。更に、制御信号Ｃａｌ／Ｒｅａｄをローレベルとし、Ｄ／Ａコンバータ８０３と各Ａ／Ｄコンバータ８０１、８０２とを接続すると共に、スイッチＳＷ１をオン、スイッチＳＷ３をオフする。この状態で、各Ａ／Ｄコンバータ８０１、８０２とＤ／Ａコンバータ８０３、カウンタ８０４に同じ周波数のクロック信号を入力し、それぞれを同期して動作させる。
【００４０】
Ｄ／Ａコンバータ８０３からは図３（ｄ）に示すステップ状の信号が出力され、各Ａ／Ｄコンバータ８０１、８０２はＤ／Ａコンバータ８０３の信号をＡ／Ｄ変換する。ここで、Ｄ／Ａコンバータ８０３から出力されるステップ状の１ステップは使用されているＡ／Ｄコンバータの１ＬＳＢに相当する電圧と同じである。また、カウンタ８０４の出力が全て“０”の時Ａ／Ｄコンバータの出力の下限であり、カウンタ８０４の出力が全て“１”の時Ａ／Ｄコンバータの出力の上限となるように設定されている。
【００４１】
各Ａ／Ｄコンバータ８０１、８０２でＡ／Ｄ変換された信号は、上述のように差分器８０５で引き算され、Ａ／Ｄコンバータ８０１の出力をアドレスとして差分器８０５の出力データが書き込まれ、Ａ／Ｄコンバータ８０１の出力と差分器８０５の出力とのテーブルが作成される。以上でキャリブレーションモードを終了する。
【００４２】
なお、一般にＡ／Ｄコンバータに比べてＤ／Ａコンバータは精度が高いため、使用しているＡ／Ｄコンバータと同じビット数のＤ／Ａコンバータを用いてもよい。また、Ａ／Ｄコンバータに入力する基準信号は上記条件が満たされれば良く、Ａ／Ｄコンバータより高いビット数のＤ／Ａコンバータを用いて、その出力段にアッテネータを取り付けることで実現しても良い。
【００４３】
次に、Ａ／Ｄ変換モードの場合には、制御信号Ｃａｌ／Ｒｅａｄをハイレベルとし、図１１に示す２次元センサからの出力と各Ａ／Ｄコンバータ８０１、８０２とを接続する。また、スイッチＳＷ１をオフして差分器８０５とメモリ８０７のデータ線を切断し、スイッチＳＷ３をオンしてメモリ８０７のデータ線と差分器８０６を接続する。
【００４４】
この状態で、２次元センサに接続されている垂直駆動回路１０５や信号増幅回路１０４と各Ａ／Ｄコンバータ８０１、８０２を同期して動作させ、画素からのアナログ信号をデジタル信号に変換する。即ち、Ａ／Ｄコンバータ８０１と８０２が並列Ａ／Ｄ変換処理を行い、各々のＡ／Ｄ変換信号をマルチプレキサ回路８０８に出力する。
【００４５】
この時のＡ／Ｄコンバータの出力補正動作は、上述のキャリブレーションモード及びＡ／Ｄ変換モードにより行われ、その結果、Ａ／Ｄコンバータ８０１の出力特性をＡ／Ｄコンバータ８０２の出力特性に揃えることができる。
【００４６】
なお、１度キャリブレーションを行えば撮影毎にキャリブレーションを行う必要は無い。但し、Ａ／Ｄコンバータの特性は温度によって変化する為、定期的にキャリブレーション動作を行うのが望ましい。また、本実施形態で使用しているメモリ８０７は、ＤＲＡＭのような揮発性のメモリでもＳＲＡＭのような不揮発性のメモリであっても構わない。更に、フラッシュメモリのような記録したデータの保持に電源を必要としないメモリを用いることで、装置の電源投入時にキャリブレーションモードを行う手間を省くことができる。
【００４７】
このように本実施形態では、複数のＡ／Ｄコンバータの出力特性を簡便に補正でき、この補正技術を撮像装置や放射線撮像装置に用いることによって画像の質を著しく向上することが可能である。特に、微妙な陰影を読み取る医療画像診断に用いられる放射線検出装置においては、著しい画質の向上が得られ、診断精度の向上に貢献することが可能となる。さらに、異なる半導体チップに形成された複数のＡ／Ｄコンバータを使用した、高性能のＡ／Ｄコンバータが必要とされる放射線検出装置においては、異なる半導体チップに形成されたことに起因する非直線性誤差特性の差による画像の質を著しく向上することが可能となる。また、複数のＡ／Ｄコンバータの特性をリアルタイムに補正するため、動画のようなリアルタイム性が要求されるアプリケーションにも対応可能である。
【００４８】
（第２の実施形態）
図４は本発明の第２の実施形態を示す回路図である。なお、図４では図１と同一部分は同一符号を付している。本実施形態では、Ａ／Ｄコンバータ８０１、８０２に加えてＡ／Ｄコンバータ８１０を設けて３個のＡ／Ｄコンバータを用いた場合の形態を示す。図１の実施形態では、Ａ／Ｄコンバータ８０２を基準側、Ａ／Ｄコンバータ８０１を特性を合わせる側としたが、本実施形態では同様にＡ／Ｄコンバータ８０２を基準側とし、Ａ／Ｄコンバータ８０１と８１０を特性を合わせる側とする。
【００４９】
差分器８１１はＡ／Ｄコンバータ８０２と８１０の出力を差分する差分器、８１２はＡ／Ｄコンバータ８１０の出力をアドレスとして差分器８１１の出力を記憶するメモリ、８１３はＡ／Ｄコンバータ８１０の出力とメモリ８１２との出力を差分する差分器である。
【００５０】
Ａ／Ｄコンバータ８０１と８０２とのキャリブレーションモード、及びＡ／Ｄ変換モードの動作は、第１の実施形態と同様である。また、Ａ／Ｄコンバータ８０２と８１０とのキャリブレーションモード、Ａ／Ｄ変換モードの動作は、Ａ／Ｄコンバータ８１０をＡ／Ｄコンバータ８０１に置き換えた場合と全く同様である。
【００５１】
本実施形態では、２次元センサからの信号線の信号はＡ／Ｄコンバータ８０１、８０２、８１０の順に振り分けられ、Ａ／Ｄコンバータ８０１、８０２、８１０はこれらの信号の並列処理を行う。マルチプレキサ回路８０８は３つのＡ／Ｄコンバータからのデジタル信号を元の順のシリアル信号として出力する。本実施形態では、Ａ／Ｄコンバータ８０１、８１０の出力特性をＡ／Ｄコンバータ８０２の出力特性に補正することができる。
【００５２】
このように本実施形態でも、第１の実施形態と同様に、複数のＡ／Ｄコンバータの出力特性を簡便に補正でき、この補正技術を撮像装置や放射線撮像装置に用いることによって画像の質を著しく向上することが可能である。特に、微妙な陰影を読み取る医療画像診断に用いられる放射線検出装置においては、著しい画質の向上が得られ、診断精度の向上に貢献することが可能となる。さらに、異なる半導体チップに形成された複数のＡ／Ｄコンバータを使用した、高性能のＡ／Ｄコンバータが必要とされる放射線検出装置においては、異なる半導体チップに形成されたことに起因する非直線性誤差特性の差による画像の質を著しく向上することが可能となる。また、複数のＡ／Ｄコンバータの特性をリアルタイムに補正するため、動画のようなリアルタイム性が要求されるアプリケーションにも対応可能である。
【００５３】
（第３の実施形態）
図５は本発明の第３の実施形態を示す回路図である。なお、図５では図１と同一部分は同一符号を付している。本実施形態では、複数のＡ／Ｄコンバータの特性を一つのＡ／Ｄコンバータの特性に揃える手段として、ソフトウェアと処理装置を用いたものである。本実施形態では、例えば、図８に示すコントロールＰＣ１１１に格納されているソフトウェアと処理装置を用いるものとして説明する。図８は本発明による撮像装置を用いた放射線撮像システムの一実施形態を示すものであるが、これについては後述する。
【００５４】
また、図５では２個のＡ／Ｄコンバータ８０１、８０２を示しており、図１１の２次元センサの信号線から送られてくる信号のうち偶数ラインをＡ／Ｄコンバータ８０１が、奇数ラインをＡ／Ｄコンバータ８０２が受け持ち、並列にＡ／Ｄ変換を行う。Ａ／Ｄコンバータ８０１、８０２によってデジタル化された２次元センサの信号はデジタルマルチプレキサ回路８１５により偶数ラインと奇数ラインが交互に出力され、コントロールＰＣ１１１の画像処理装置１０９に記録される。Ｄ／Ａコンバータ８０３とカウンタ８０４からなる基準信号発生器はＡ／Ｄコンバータを補正するためのデータを得るのに用いられる。
【００５５】
次に、本実施形態における補正方法を説明する。まず、第１の実施形態と同様にキャリブレーションモードによってＡ／Ｄコンバータの特性を揃えるために必要な情報が得られる。これは、制御信号Ｃａｌ／Ｒｅａｄ信号をローレベルとし、Ｄ／Ａコンバータ８０３と各Ａ／Ｄコンバータ８０１、８０２を接続する。次に、各Ａ／Ｄコンバータ８０１、８０２とＤ／Ａコンバータ８０３に同じクロック信号を入力してそれぞれを同期して動作させる。Ｄ／Ａコンバータ８０３からは図３（ｄ）に示すようにステップの信号が出力され、各Ａ／Ｄコンバータ８０１、８０２はこのステップ状信号をＡ／Ｄ変換する。
【００５６】
この時、デジタルマルチプレキサ回路８１５は画像を得るのと同様にＡ／Ｄコンバータ８０１、８０２の出力を交互に画像処理装置１０９に出力する。画像処理装置１０９は送られてきたデジタルデータを順次メモリに記録する。カウンタ８０４が全て１を出力した段階で画像処理装置のデータ取り込みを終了し、Ｄ／Ａコンバータ８０３、カウンタ８０４、Ａ／Ｄコンバータ８０１、８０２の動作を停止する。
【００５７】
図６（ａ）はこの時に得られたデータの例を示すグラフである。横軸は信号が取り込まれる順で、縦軸はＡ／Ｄコンバータの出力を示す。図６（ａ）のグラフでは横軸の０と偶数番はＡ／Ｄコンバータ８０１の出力、奇数番目はＡ／Ｄコンバータ８０２の出力である。よって、横軸の偶数番と奇数番を分けると、Ａ／Ｄコンバータ８０１の出力は図６（ｂ）、Ａ／Ｄコンバータ８０２の出力は図６（ｃ）に示す通りとなる。
【００５８】
ここで、図６（ａ）の横軸の０番目と１番目、２番目と３番目、…、２ｎ番目と２ｎ＋１番目というように引き算し、これら引き算のデータとＡ／Ｄコンバータ８０１のデータを関連付ける。即ち、横軸の０番目と１番目の引き算した値と０番目の値、…、２ｎ番目と２ｎ＋１番目の引き算の値と２ｎ番目の値を関連付けて記憶させることで、第１の実施形態のメモリ８０７に記録するのと同じデータが得られる。なお、図３（ａ）〜図３（ｃ）の破線は誤差が無い場合の理想的なＡ／Ｄ出力を示す。
以上のデータで形成された補正表を配列Ｌｕｔ（ａ，ｂ）（ａ＝２ｎ：ｎはＦＰＤに実装されているＡ／Ｄコンバータのビット数，ｂ＝２）と定義する。この補正表の例を図６（ｄ）に示す。配列Ｌｕｔ（ａ，１）の列には図６（ａ）のグラフの２ｎ番目の値（Ａ／Ｄコンバータ８０１の値）、Ｌｕｔ（ａ，２）の列には“２ｎ−２ｎ＋１”（Ａ／Ｄコンバータ８０１−Ａ／Ｄコンバータ８０２の値）が格納される。
【００５９】
二つのＡ／Ｄコンバータ８０１、８０２の特性をいずれか一方の特性に揃える補正処理はソフトウェアによって図７（ａ）のフローチャートのように行う。図７では図５の回路によって一つの画像をデジタル化する場合を想定しており、Ａ／Ｄコンバータ８０１は偶数側ライン、Ａ／Ｄコンバータ８０２は奇数側ラインを担当する。また、デジタル化された２次元センサの画像は図７（ｂ）に示すＩｍａｇｅ（Ｘ，Ｙ）という配列に格納されている。
【００６０】
図７（ａ）において、まず、ａ＝０、Ｘ＝０、Ｙ＝０とする（Ｓ１０１）。次いで、Ｉｍａｇｅ（Ｘ，Ｙ）に格納されているデジタル化された画像データの偶数列の画素値（Ｉｍａｇｅ（２Ｘ，Ｙ）と補正表Ｌｕｔ（ａ，１）のａ列の値とを照合する（Ｓ１０２）。この時、合致するものがあれば補正値とＬｕｔ（ａ，２）とＩｍａｇｅ（２Ｘ，Ｙ）を引き算し、Ｉｍａｇｅ（２Ｘ，Ｙ）に代入する（Ｓ１０３）。
【００６１】
次いで、“ａ＝０”とし、２Ｘ＋１＝ＸＭＡＸ、又は２Ｘ＝ＸＭＡＸかを判断し（Ｓ１０４）、２Ｘ＋１＝ＸＭＡＸ、又は２Ｘ＝ＸＭＡＸとなるまでＳ１０２〜Ｓ１０４の処理を行う。Ｓ１０４がＹＥＳになると、“Ｘ＝０”とし、Ｙ＝ＹＭＡＸかを判断し（Ｓ１０５）、Ｙ＝ＹＭＡＸとなるまでＳ１０２〜Ｓ１０５の処理を行う。このようにＳ１０２〜Ｓ１０５の処理を繰り返し行うことで偶数列のデジタル値、即ち、Ａ／Ｄコンバータ８０１の出力を補正していく。
【００６２】
この処理によって、第１の実施形態と全く同様に画像の偶数列のデジタル化を担当するＡ／Ｄコンバータ８０１の特性がＡ／Ｄコンバータ８０２の特性と同じになるように補正でき、画像の質を向上することができる。また、以上の処理はコントロールＰＣ内に記録されているソフトウェアによって行い、画像データや補正表のデータは図示しない画像処理装置１０９のメモリ内に記憶されている。
【００６３】
本実施形態は、既存のＦＰＤの制御基板にＤ／Ａコンバータとカウンタを追加し、ソフトウェアを変更するだけの小さな変更で、複数のＡ／Ｄコンバータの非直線性誤差を補正することが可能となるのが特徴である。
【００６４】
このように本実施形態でも、第１の実施形態と同様に、複数のＡ／Ｄコンバータの出力特性を簡便に補正でき、この補正技術を撮像装置や放射線撮像装置に用いることによって画像の質を著しく向上することが可能である。特に、微妙な陰影を読み取る医療画像診断に用いられる放射線検出装置においては、著しい画質の向上が得られ、診断精度の向上に貢献することが可能となる。また、複数のＡ／Ｄコンバータの特性をリアルタイムに補正するため、動画のようなリアルタイム性が要求されるアプリケーションにも対応可能である。
【００６５】
（第４の実施形態）
図８は上述のような複数のＡ／Ｄコンバータの出力特性の補正機能を有する撮像装置を用いた放射線撮像システムの一実施形態を示すブロック図である。なお、図８では図１１のＦＰＤと同一部分は同一符号を付している。図中１０１は人体を透過した放射線を可視光１０２に変換する蛍光体である。放射線としてはＸ線を用いているが、α線、β線、γ等を用いることも可能である。１１９はＸ線１２０を放射するＸ線源である。
【００６６】
また、１０３は図示しない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製した２次元センサであり、蛍光体１０１からの可視光を等倍で読み取る。２次元センサ１０３は図１１の２次元センサと同じであり、蛍光体１０１から発した人体の情報を担った光を電気信号へと変換し、蓄積する光電変換素子と、光電変換素子の信号を転送するＴＦＴとを有する画素を２次元に配列したものである。２次元センサには、ゲート線、信号線、センサバイアス線が設けられている。
【００６７】
垂直駆動回路１０５は２次元センサ１０３のゲート線から駆動信号を供給することでＴＦＴを駆動し、ＴＦＴから読み出された電気信号は信号増幅回路１０４で増幅された後、中継基板１２３を介して制御基板１２４へ送られ、Ａ／Ｄコンバータ１０６でデジタル信号へ変換される。Ａ／Ｄコンバータ１０６は上述のように複数のＡ／Ｄコンバータを用いて並列処理を行い、且つ、いずれか１つのＡ／Ｄコンバータに他のＡ／Ｄコンバータの出力特性を合わせるという複数のＡ／Ｄコンバータの出力特性の補正機能を有するものである。
【００６８】
制御基板１２４は信号増幅回路１０４や垂直駆動回路１０５へ２次元センサ１０３を駆動するための制御信号を送る制御用コンピュータ１０８のほか、２次元センサ１０３、垂直駆動回路１０５、信号増幅回路１０４で必要な電源を作るレギュレータ１０７を内包している。ここで、ＦＰＤ１１２は蛍光体１０１、２次元センサ１０３、信号増幅回路１０４、垂直駆動回路１０５、中継基板１２３、制御基板１２４で構成されている。
【００６９】
Ａ／Ｄコンバータ１０６でデジタル信号へ変換された画像データはコントロールＰＣ１１１内の画像処理装置１０９に送られ、診断に適した画像に処理され、モニター１１８上に表示される。表示された画像はオペレータの操作によってプリンタ１１６に出力することもできる。更に、画像データはコントロールＰＣ１１１内の記録装置１２２や外部記録装置１１７や病院のネットワーク上にある記録装置に適宜保存される。コントロールＰＣ１１１は画像処理装置１０９、記録装置１２２のほか、システム全体を制御するプログラム／制御ボード１１０を含んでいる。
【００７０】
これら放射線撮像システムの制御はコントロールＰＣ１１１によってすべて行い、Ｘ線源１１９との同期や画像の保存、画像の印刷、病院内ネットワーク１２６との接続等もこのコントロールＰＣ１１１で行うことができる。制御卓１１３は患者ＩＤの登録、撮影部位の情報入力や、並びに撮影した画像の画像処理の方法等を入力するものであり、これらの入力情報はコントロールＰＣ１１１に送られる。また、ＦＰＤの動作状態は動作表示灯１２５やモニター１１８によって表示される。なお、Ｘ線源制御卓１１５はＸ線源１１９の設定を行い、電源１１４はレギュレータ１０７に電源を供給する。
【００７１】
２次元センサ１０３に用いる光電変換素子には、ＭＩＳ（Metal-Insulator-Semiconductor）型光電変換素子またはＰＩＮ型光電変換素子が用いられ、これら光電変換素子やＴＦＴは大面積を均一に成膜できるアモルファスシリコンプロセスによって作製される。また、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサなど他の光電変換素子を用いても構わない。なお、光電変換素子ではなく、放射線を直接電気信号に変換する、アモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）や多結晶ＣｄＳなどからなる変換素子を用いることも可能である。その場合には、蛍光体１０１は不要である。
【００７２】
図９はＴＦＴとＭＩＳ型光電変換素子を用いた画素を示す断面図である。図９において、ＴＦＴ２１９はガラス基板２０１上に形成され、クロム、アルミニウムまたはアルミニウムの合金からなるゲート電極２０２、アモルファスシリコン窒化膜で形成される絶縁膜２０３、水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）によって形成されるチャネル層２０４、チャネル層２０４と金属電極とを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２０５、アルミニウムまたはアルミニウムの合金等の金属によって形成されるソース電極２０６、ドレイン電極２０７から構成されている。
【００７３】
ＭＩＳ型光電変換素子２２０はＴＦＴ２１９と同じくガラス基板２０１上にクロム、アルミニウムまたはアルミニウムの合金等の金属によって形成されるセンサ下部電極２０９、ＭＩＳ型フォトセンサの絶縁層となる窒化シリコン薄膜からなる絶縁層２１０、水素化アモルファスシリコンによって形成される可視光を電気信号へ変換する光電変換層２１１、光電変換層２１１と電極とのオーミックコンタクトを取り、且つ、センサバイアス線からの正孔の注入をブロックするＮ＋型アモルファスシリコン層２１２、ＭＩＳ型フォトセンサに電圧を供給するＩＴＯからなる透明電極２１３及びアルミニウムやクロムで形成されるセンサバイアス線２１４から構成されている。
【００７４】
更に、光電変換素子２２０とＴＦＴ２１９を湿度や異物から保護するための保護層２１５、放射線を可視光に変換する蛍光体２１７、蛍光体を接着するための接着層２１６、蛍光体を湿度から保護するための蛍光体保護層２１８からなっている。図９では図８の蛍光体１０１を蛍光体２１７として素子内部に組み込んでいる。
【００７５】
図１０はＴＦＴとＰＩＮ型光電変換素子を用いた画素の断面図を示す。図１０において、ＴＦＴ４１９はガラス基板４０１上にクロム、アルミニウムまたはアルミニウムの合金からなるゲート電極４０２、アモルファスシリコン窒化膜で形成される絶縁膜４０３、水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）によって形成されるチャネル層４０４、チャネル層４０４と金属電極とをオーミックコンタクトをとるための負の導電性を持つＮ＋アモルファスシリコン層４０５、アルミニウムまたはアルミニウムの合金等の金属によって形成されるソース電極４０６、ドレイン電極４０７、信号線４０８から構成されている。
【００７６】
ＰＩＮ型光電変換素子４２０はアルミニウムまたはアルミニウムの合金からなるセンサ下部電極層４０９、センサ下部電極層４０９から光電変換層４１１へ正孔の注入を阻止するため負の導電性を持つＮ＋アモルファスシリコン層４１０、水素化アモルファスシリコンによって形成される可視光を電気信号に変換する光電変換層４１１、センサバイアス線４１４並びに透明電極４１３から光電変換層４１１への電子の注入を阻止する正の導電性を持つＰ＋型アモルファスシリコン層４１２から構成されている。
【００７７】
センサバイアス線４１４はＰＩＮ型光電変換部に電圧を供給するものでアルミニウムやアルミニウム合金からなり、透明電極４１３はＩＴＯ等の透明電極材料で形成されている。また、光電変換素子４２０とＴＦＴ４１９を湿度や異物から保護するための保護層４１５、放射線を可視光に変換する蛍光体４１７、蛍光体を接着するための接着層４１６、蛍光体を湿度から保護するための蛍光体保護層４１８からなっている。図１０では図８の蛍光体１０１を蛍光体４１７として素子内部に組み込んでいる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す回路図である。
【図２】第１の実施形態のキャリブレーション動作及びＡ／Ｄ変換動作を説明する図である。
【図３】第１の実施形態の基準信号発生器の各部の信号を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態を示す回路図である。
【図５】本発明の第３の実施形態を示す回路図である。
【図６】第３の実施形態のキャリブレーション時に得られるデータの一例を示す図である。
【図７】第３の実施形態のＡ／Ｄコンバータの出力特性補正処理を示すフローチャートである。
【図８】本発明のＡ／Ｄコンバータ出力特性補正機能を有する放射線撮像システムの一実施形態を示すブロック図である。
【図９】２次元センサに用いるＭＩＳ型光電変換素子とＴＦＴを示す断面図である。
【図１０】２次元センサに用いるＰＩＮ型光電変換素子とＴＦＴを示す断面図である。
【図１１】ＦＰＤの一例を示す回路図である。
【図１２】Ａ／Ｄコンバータの誤差特性を示す図である。
【符号の説明】
【００７９】
１０１  蛍光体
１０２  可視光
１０３  ２次元センサ
１０４  信号増幅回路
１０５  垂直駆動回路
１０６  Ａ／Ｄコンバータ
１０７  レギュレータ
１０８  制御用コンピュータ
１０９  画像処理装置
１１０  プログラム／制御ボード
１１１  コントロールＰＣ
１１２  ＦＰＤ
１１３  制御卓
１１５  Ｘ線制御卓
１１７  外部記録装置
１１８  モニター
１１９  Ｘ線源
１２３  中継基板
１２４  制御基板
８０１、８０２、８１０  Ａ／Ｄコンバータ
８０３  Ｄ／Ａコンバータ
８０４  カウンタ
８０５、８０６  差分器
８０７  メモリ
８０８、８０９、８１５  マルチプレキサ回路
８１１、８１３  差分器
８１２  メモリ
８１４  マルチプレキサ回路
ＳＷ１〜ＳＷ４  スイッチ
【図１】
2005210396.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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