(57)【要約】【課題】一部のゲートのみを順次スキャンして光電変換素子の信号を読み出した後に残りのゲートのスキャン動作を短時間で行っても、オフセットレベルの差がない画像を得る。【解決手段】Ｘ線平面検出器は、光電変換素子とスイッチング素子と含む画素を正方格子に配列したＴＦＴアレーと、正方格子の行のそれぞれに対して設けられてスイッチング素子に接続されたゲート線３１と、ゲート線３１に接続されてスイッチング素子をスイッチするパルス状の制御信号を出力するゲート制御回路３７とを有する。ゲート制御回路３７は、全画素領域２９のうち有効画素領域２０内の画素に接続された複数のゲート線３１にＴＦＴをＯＮ状態にするパルス状信号を順次出力するスキャン動作と、無効画素領域２１内の画素に接続された複数のゲート線３１に複数のパルス状信号を順次出力するリフレッシュ動作とを行う。【選択図】図１
2013026912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換素子とＯＮ状態およびＯＦＦ状態に制御されるスイッチング素子とを含む複数の画素を画素領域に格子状に配列したアレーと、
前記画素の行のそれぞれに対して設けられて前記スイッチング素子に接続されたゲート線と、
前記画素の列のそれぞれに対して設けられて前記スイッチング素子を介して前記光電変換素子に接続された信号線と、
前記信号線のそれぞれに接続された信号検出回路と、
前記スイッチング素子を前記ＯＮ状態にするパルス状信号を前記画素領域のうち前記行単位で設定された有効画素領域内の前記画素に接続された複数の前記ゲート線に順次出力して前記光電変換素子から画素情報を読み出すスキャン動作と、前記有効画素領域外の前記画素に接続された前記ゲート線のそれぞれに複数の前記パルス状信号を順次出力して前記有効画素領域外の前記画素の前記光電変換素子をリフレッシュするリフレッシュ動作と、を行うゲート制御回路と、
を具備することを特徴とするＸ線平面検出器。
【請求項２】
前記ゲート制御回路はそれぞれ複数の前記ゲート線に接続された複数のゲート制御素子を含み、
前記リフレッシュ動作のときに各前記ゲート制御素子は同位置に接続された前記ゲート線に同一の前記制御信号を同時に出力することを特徴とする請求項１に記載のＸ線平面検出器。
【請求項３】
前記リフレッシュ動作のときに隣り合う前記ゲート線を流れる前記制御信号は同時に前記ＯＮ信号とならないことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＸ線平面検出器。
【請求項４】
前記制御回路は前記スキャン動作のときに隣り合う２本の前記ゲート線を組として同時に前記ＯＮ信号を与え、前記リフレッシュ動作のときに隣り合う前記組に流れる前記制御信号は同時に前記ＯＮ信号とならないことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＸ線平面検出器。
【請求項５】
前記リフレッシュ動作のときの前記ＯＮ信号のパルス幅は前記スキャン動作のときの前記ＯＮ信号のパルス幅よりも短いことを特徴とする請求項１に記載のＸ線平面検出器。
【請求項６】
前記リフレッシュ動作のときに前記信号検出回路はリセット状態であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のＸ線平面検出器。
【請求項７】
光電変換素子とＯＮ状態およびＯＦＦ状態に制御されるスイッチング素子とを含む複数の画素を画素領域に格子状に配列したアレーと、前記画素の行のそれぞれに対して設けられて前記スイッチング素子に接続されたゲート線と、前記画素の列のそれぞれに対して設けられて前記スイッチング素子を介して前記光電変換素子に接続された信号線と、前記信号線のそれぞれに接続された信号検出回路と、を有するＸ線平面検出器の駆動方法において、
前記スイッチング素子を前記ＯＮ状態にするパルス状信号を前記画素領域のうち前記行単位で設定された有効画素領域内の前記画素に接続された複数の前記ゲート線に順次与えて前記光電変換素子から画素情報を読み出すスキャン工程と、
前記有効画素領域外の前記画素に接続された前記ゲート線のそれぞれに複数の前記パルス状信号を順次与えて前記有効画素領域外の前記画素の前記光電変換素子をリフレッシュするリフレッシュ工程と、
を具備することを特徴とするＸ線平面検出器の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の各実施形態は、Ｘ線平面検出器およびその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
平面検出器（フラットパネルイメージャー：以下、ＦＰＩと称する）を用いたＸ線撮像装置が実用化されている。ＦＰＩを用いたＸ線撮像装置は、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、動画像も撮影できるという優れた利点を有している。
【０００３】
ＦＰＩでは、Ｘ線源から人体にＸ線が照射され、人体を透過したＸ線が蛍光体で可視光に変換される。この可視光によって、ガラス基板上にアモルファスシリコンプロセスなどで作られた光電変換素子で電荷が発生し、その電荷が蓄積される。蓄積された電荷は、信号線に接続された複数の信号増幅器によって検出される。ＴＦＴアレー基板は、光電変換素子と、光電変換素子からの信号の出力をＯＮ／ＯＦＦ（オンおよびオフ）するためのＴＦＴ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る。このＴＦＴアレー基板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。
【０００４】
２次元で多数画素を有する光電変換装置で部分的な画素領域を読み出したい場合は、全ライン（駆動線）を駆動すなわち全画素を駆動し、全画素の出力を読み取った後、対象とする画素領域（有効画素領域）に対応する信号出力を抽出するという信号処理が必要となる。そのため、不必要な画素領域（無効画素領域）に属する駆動線を駆動する時間および不必要な信号出力を読み取る時間がかかる。そこで、複数の光電変換素子の任意の駆動線のみを順次スキャンし、残りの駆動線は、駆動しないか、あるいはスキャンされる駆動線とは異なるタイミングで複数線同時に駆動して信号電荷を転送する方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−３２１２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＴＦＴがＯＮの状態のときに、蓄積された電荷が光電変換素子から読み出される。しかし、ＴＦＴは理想的なスイッチ素子ではないため、電荷の読み残しが発生する。ＴＦＴは有限な抵抗値Ｒｏｎ（数Ｍオーム）を持つため、光電変換素子の容量ＣＰＤとの間で決まる時定数によって、所定の時間内に読み出させる電荷の量に制限を受ける。このため、十分な電荷を読み取るためには、ＴＦＴをＯＮする時間を長くしなくてはいけない。
【０００７】
したがって、スキャンしない残りの駆動線を駆動しないか、高速動作のためにＴＦＴのＯＮ時間を短くしてしまうと、順次スキャンした任意のゲート線上の光電変換素子とそれ以外の光電変換素子とでは、ゲートスキャン後のオフセットレベルが異なる可能性がある。オフセットレベルが異なってしまうと、画像として境界が見える場合がある。この現象は、特に、部分駆動から全面駆動に切り替える場合に生じる可能性がある。
【０００８】
そこで、部分駆動後にもう一度、全画面にわたり、ＴＦＴをＯＮしてＴＦＴをスイッチさせて電荷をリセットさせる方法がある。しかし、この方法では、さらに追加のリセット時間が必要となる。
【０００９】
また、残りのゲート線を同時にＯＮさせる方法もある。しかし、隣り合う複数本のゲート線を同時にＯＮさせてしまうと、ＯＮ時に隣接画素へ電荷が誘導される。このため、順次スキャンした任意のゲート線上の光電変換素子とは、オフセットレベルが異なってしまい、同様に画像として境目が見える場合がある。特に、動画用途のようにゲインが高い設定では、この境目が顕著に見える。
【００１０】
順次スキャンした任意のゲート線以外のゲート線でも十分な電荷を吐き出すためには十分なＴＦＴのＯＮ時間が必要であり、そのため、短い時間に十分電荷を吐き出すために光電変換素子に掛かる電圧の極性を変えたりするなどの工夫が施されている。しかしながら、この方法も光電変換素子に印加する電圧の極性をフレーム単位で変化させなくてはならず、動作の安定性に欠ける場合がある。
【００１１】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、全画素領域の一部の有効画素領域のゲート線のみを順次スキャンして一部の光電変換素子の信号を読み出した後に残りのゲートのスキャン動作を短時間で行っても、有効画素領域とそれ以外の無効画素領域でのオフセットレベルの差がない画像が得られるＸ線平面検出器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、一実施形態によるＸ線平面検出器は、光電変換素子とＯＮ状態およびＯＦＦ状態に制御されるスイッチング素子とを含む複数の画素を画素領域に格子状に配列したアレーと、前記画素の行のそれぞれに対して設けられて前記スイッチング素子に接続されたゲート線と、前記画素の列のそれぞれに対して設けられて前記スイッチング素子を介して前記光電変換素子に接続された信号線と、前記信号線のそれぞれに接続された信号検出回路と、前記スイッチング素子を前記ＯＮ状態にするパルス状信号を前記画素領域のうち前記行単位で設定された有効画素領域内の前記画素に接続された複数の前記ゲート線に順次出力して前記光電変換素子から画素情報を読み出すスキャン動作と、前記有効画素領域外の前記画素に接続された前記ゲート線のそれぞれに複数の前記パルス状信号を順次出力して前記有効画素領域外の前記画素の前記光電変換素子をリフレッシュするリフレッシュ動作と、を行うゲート制御回路と、を具備することを特徴とする。
【００１３】
また、一実施形態によるＸ線平面検出器の駆動方法は、光電変換素子とＯＮ状態およびＯＦＦ状態に制御されるスイッチング素子とを含む複数の画素を画素領域に格子状に配列したアレーと、前記画素の行のそれぞれに対して設けられて前記スイッチング素子に接続されたゲート線と、前記画素の列のそれぞれに対して設けられて前記スイッチング素子を介して前記光電変換素子に接続された信号線と、前記信号線のそれぞれに接続された信号検出回路と、を有するＸ線平面検出器の駆動方法において、前記スイッチング素子を前記ＯＮ状態にするパルス状信号を前記画素領域のうち前記行単位で設定された有効画素領域内の前記画素に接続された複数の前記ゲート線に順次与えて前記光電変換素子から画素情報を読み出すスキャン工程と、前記有効画素領域外の前記画素に接続された前記ゲート線のそれぞれに複数の前記パルス状信号を順次与えて前記有効画素領域外の前記画素の前記光電変換素子をリフレッシュするリフレッシュ工程と、を具備することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態によるＸ線平面検出器において全画素領域の一部を読み出す場合の領域区分を示す模式的平面図である。
【図２】第１実施形態によるＸ線平面検出器において無効画素領域のリフレッシュ動作時のゲート制御信号のタイミングチャートである。
【図３】第１実施形態によるＸ線平面検出器の模式的斜視図である。
【図４】第１実施形態によるＸ線平面検出器の回路図である。
【図５】第１実施形態による信号検出回路のブロック図である。
【図６】第２実施形態によるＸ線平面検出器において無効画素領域のリフレッシュ動作時のゲート制御信号のタイミングチャートである。
【図７】第３実施形態によるＸ線平面検出器においてリフ無効画素領域のリフレッシュ動作時のゲート制御信号のタイミングチャートである。
【図８】順次隣り合うゲート線に対して重ならないように単パルスを与えてリフレッシュ動作を行う場合のゲート制御信号のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、いくつかの実施形態によるＸ線平面検出器を、図面を参照して説明する。なお、同一または類似の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
［第１実施形態］
図３は、第１実施形態によるＸ線平面検出器の模式的斜視図である。
【００１６】
Ｘ線平面検出器は、ＴＦＴアレー基板３９と、Ｘ線変換膜１２とを有している。ＴＦＴアレー基板３９は、ガラス製の基板１３の表面に画素３６を正方格子に配列したものである。Ｘ線変換膜１２は、Ｘ線１４が入射すると蛍光を発生する。
【００１７】
図４は、本実施形態によるＸ線平面検出器の回路図である。
【００１８】
ＴＦＴアレー基板３９に形成された各画素３６は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）３５と光電変換素子３３とを有している。光電変換素子３３は、たとえば並列に接続されたフォトダイオードおよびコンデンサからなっている。光電変換素子３３は、Ｘ線変換膜１２がＸ線を受けて発生した蛍光を電荷に変換する。
【００１９】
光電変換素子３３の一方の端部は、ＴＦＴのドレイン電極に接続されている。光電変換素子３３の他方の端部は、バイアス線３４に接続されている。ＴＦＴ３５のゲート電極は、ゲート線３１に接続されている。ＴＦＴ３５のソース電極は、信号線３２に接続されている。信号線３２は、光電変換素子３３からの電荷信号を転送する。
【００２０】
なお、図３および図４では、画素３６を５行５列あるいは３行３列しか記載していないが、必要とする解像度、検出領域の大きさに応じて適宜増減する。
【００２１】
ゲート線３１は、ゲート制御回路３７に接続されている。信号線３２は、信号検出回路３８に接続されている。バイアス線３４は、電源１０に接続されている。信号検出回路３８は、画像処理回路１１に接続されている。ゲート制御回路３７は、ＴＦＴ３５のゲートを制御する。
【００２２】
ゲート制御回路３７によってＴＦＴ３５がスイッチされ、光電変換素子３３に蓄積された電荷は信号線３２を通って信号検出回路３８で電気信号として検出される。つまり、ＴＦＴ３５は、ゲート線３１から与えられるパルス状のゲート制御信号によってスイッチされるスイッチング素子である。また、光電変換素子３３に蓄積された画素信号は、このスイッチング素子を介して信号線３２を用いて読み出される。
【００２３】
図５は、本実施形態による信号検出回路のブロック図である。
【００２４】
信号検出回路３８は、積分アンプ１５と電圧アンプ１６とサンプルホールド回路１７とマルチプレクサ回路１８とＡ／Ｄ変換器１９とを有している。
【００２５】
各画素３６からの電荷信号は、積分アンプ１５で電圧に変換され、アナログの電圧アンプ１６で電圧増幅される。その後、サンプルホールド回路１７でサンプルホールドされる。これまでの処理は、信号線３２に対して並列処理される。
【００２６】
並列処理された信号をマルチプレクサ回路１８で一つに選択し、Ａ／Ｄ変換器１９を通してデジタル値に変換する。Ａ／Ｄ変換器１９の後段の画像処理回路１１は、デジタル値に変換された信号に、画像並び替え、画像処理などを施し、画像信号として外部に出力する。
【００２７】
このＸ線平面検出器に、Ｘ線１４が照射されると、各画素３６の光電変換素子３３に電荷信号が蓄積される。スイッチング素子であるＴＦＴ３５は、ゲート線３１を流れる制御信号によって、オン（ＯＮ）状態およびオフ（ＯＦＦ）状態に制御される。ゲート線３１には、ＴＦＴ３５をＯＮ状態またはＯＦＦ状態に制御するパルス状の制御信号がゲート制御回路３７から出力される。ゲート線３１に、ＴＦＴ３５をＯＮ状態に制御するパルス状信号が出力されると、光電変換素子３３に蓄積された画像信号が信号線３２に流れる。ゲート制御回路３７がＴＦＴ３５をＯＮ状態にするパルス状信号を複数のゲート線３１に順次出力するスキャン動作によって、所定の時間で画素３６に蓄積された電荷信号が読み出される。
【００２８】
図１は、本実施の形態によるＸ線平面検出器において全画素領域の一部を読み出す場合の領域区分を示す模式的平面図である。
【００２９】
このＸ線平面検出器では、全画素領域２９の全体をスキャンしてＸ線画像を取得できるとともに、全画素領域２９の一部を有効画素領域２０として設定し、有効画素領域２０のみをスキャンしてＸ線画像を取得できるようになっている。有効画素領域２０が設定された場合の、スキャンされない残りの画素３６が配置された領域を無効画素領域２１と呼ぶこととする。
【００３０】
有効画素領域２０は、ゲート線３１単位で設定される。ゲート制御回路３７は、複数のゲート制御素子８１で構成される。本実施形態において、有効画素領域２０は、ゲート制御素子８１単位で設定される。たとえばそれぞれのゲート制御素子８１は、ｇ本のゲート線３１に接続されている。ゲート制御素子８１の数をｍ個とし、全画素領域２９には、ｍｇ本のゲート線３１が設けられているとする。
【００３１】
ゲート制御回路３７は、有効画素領域２０内の画素３６の電荷信号をスキャンするため、スキャン動作を行う。スキャン動作の際には、有効画素領域２０内の光電変換素子３３に接続された複数のゲート線３１にＴＦＴ３５をＯＮ状態にするパルス状のゲート制御信号を順次出力する。このスキャン動作によって、有効画素領域２０内の画素３６に蓄積された電荷信号が読み出される。
【００３２】
ゲート制御回路３７は、有効画素領域２０内の画素３６をスキャンした後、無効画素領域２１のリフレッシュ動作を行う。リフレッシュ動作では、無効画素領域２１内の画素３６に接続されたゲート線３１を順次スキャンする。無効画素領域２１内の画素３６に接続されたゲート線３１を走査するタイミングでは、ＴＦＴ３５はスイッチするが積分アンプ１５はリセット状態にされる。これにより、ＴＦＴ３５がＯＮとなって画素３６から信号が流れても、積分アンプ１５よりも後段の回路で、信号線３２を流れる画素信号は画像信号として画像処理がされないようになり、画素３６から出力される画素信号は読み捨てられる。
【００３３】
有効画素領域２０は、全画素領域２９の中央付近に設けられる場合が多い。したがって、無効画素領域２１は、全画素領域２９の周辺部分に設けられることが多くなる。全画素領域２０の周辺部分には、患者などの被検査体を透過しないＸ線が直接入射することが多い。このため、無効画素領域２１は、有効画素領域２０に比べて多くのＸ線に起因する蛍光を受光しており、より多くの電荷が蓄積している場合がある。このため、無効画素領域２１のリフレッシュを適切に行うことが必要である。
【００３４】
図２は、本実施の形態によるＸ線平面検出器において無効画素領域のリフレッシュ動作時のゲート制御信号のタイミングチャートである。図２において、Ｇｉは無効画素領域２２内の画素３６に接続されたｉ番目のゲート線３１のゲート制御信号を示し、縦軸はゲートのＯＮ／ＯＦＦを示している。また、図２において、横軸は時間の経過を示している。図２は、無効画素領域２１内の画素３６に接続されたゲート線３１の数がｎである場合について示している。
【００３５】
リフレッシュ動作において、１つのゲート線３１に流れるゲート制御信号Ｇｉは、一定間隔を置いて複数回連続したパルスとして出力される。リフレッシュ動作が開始されると、まず１番目のゲート線３１に、間隔９０を置いた２つのＯＮのパルス９１，９２のゲート制御信号Ｇ１が流れる。２つのＯＮのパルス９１，９２の長さは、いずれもＴｏｎであるとし、２つのパルス９１，９２の間のＯＦＦとなる間隔９０の長さはＴｏｆｆであるとする。Ｔｏｆｆは、Ｔｏｎ以上である。
【００３６】
次に、２番目のゲート線３１に、間隔９０を置いた２つのＯＮのパルス９１，９２のゲート制御信号Ｇ２が流れる。Ｇ２に流れる最初のＯＮのパルス９１は、１番目のゲート制御信号Ｇ１の２つのＯＮのパルス９１，９２の間のＯＦＦ９０のときに出力される。Ｇ２に流れる２つめのＯＮのパルス９２は、１番目のゲート線Ｇ１に流れる２つ目のＯＮのパルス９２の後に出力される。
【００３７】
その後、順次、ｎ番目のゲート線３１まで、間隔９０を置いた２つのＯＮのパルス９１，９２のゲート制御信号線Ｇｎが流れる。このとき、ｉ番目のゲート線３１に流れるゲート制御信号Ｇｉにおいて、最初のＯＮのパルス９１は、（ｉ−１）番目のゲート線３７に流れるゲート制御信号Ｇ（ｉ−１）の２つのＯＮのパルス９１，９２の間のＯＦＦ９０のときに出力される。また、ｉ番目のゲート線３７Ｇｉに流れるゲート制御信号Ｇ（ｉ−１）の２つめのＯＮのパルス９２は、（ｉ−１）番目のゲート線３７に流れるゲート制御信号Ｇ（ｉ−１）の２つのＯＮのパルス９１，９２の後に出力される。すべてのゲート線３７に流れるゲート制御信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｎにおいて、全てのＯＮのパルス９１，９２の長さはＴｏｎである。また、すべてのゲート線３１に流れるゲート制御信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｎにおいて２つのＯＮのパルス９１，９２の間のＯＦＦ９０の長さはＴｏｆｆである。
【００３８】
このように、本実施形態では、無効画素領域２１内の画素３６に接続されたゲート線３１に対しては、多パルス状に時間配分して順次スキャンしている。このような多パルス状の時間配分をしたリフレッシュ動作を行うことにより、単パルス状のリフレッシュ動作を行う場合に比べて、トータルのリフレッシュ時間を短くすることができる。
【００３９】
リフレッシュ動作において、ＴＦＴ３５のＯＮ時間が短すぎると、画素３６に蓄積された電荷信号がリフレッシュ動作後にも残存し、次の電荷信号の蓄積の際に画素３６に入射したＸ線の強度を正確に観測できない。このため、リフレッシュ動作において、ＴＦＴ３５のＯＮ時間は十分に長くして、画素３６に蓄積された電荷信号を吐き出しておく必要がある。しかし、単パルスを順次ゲート線３１に与えてリフレッシュ動作を行う場合、ＴＦＴ３５のＯＮ時間を２倍あるいは４倍に伸ばすと、リフレッシュ動作に要する時間も単純に２倍あるいは４倍となる。
【００４０】
図８は、順次隣り合うゲート線に対して重ならないように単パルスを与えてリフレッシュ動作を行う場合のゲート制御信号のタイミングチャートである。
【００４１】
たとえば、順次隣り合うゲート線３１に対して重ならないように単パルスを与えてリフレッシュ動作を行う場合、リフレッシュのＯＮ時間をＴｏｎ、ゲート線３１に接続されているＴＦＴ３５の個数をｎとすれば、リフレッシュに要する時間は、２Ｔｏｎ×ｎである。このように、単にゲート線３１に与えるパルスのＯＮ時間をｐ倍に長くすると、リフレッシュに要する時間がｐ倍に長くなる。
【００４２】
また、パルスの周期を変えずにＴＦＴ３５のゲートのＯＮ時間を単純に延ばし、ゲートが開いている状態で隣接するゲートを開いてしまうと、消費電流が増大するとともに、すでにＯＮしている画素３６へＴＦＴ３５のＯＮ時の電荷が誘導し、大きくオフセットしてしまう。このため、得られるＸ線画像が、不自然になる。
【００４３】
一方、本実施形態のＸ線平面検出器では、リフレッシュ動作において、信号を２以上の多パルスとし、かつ、隣り合うゲート線３１で同時にＯＮとならないようにしている。隣り合うゲート線３１で同時にＯＮのゲート信号が流れないため、同一信号線３１に接続された隣り合うＴＦＴ３５が同時にＯＮとなることがない。その結果、消費電流の増大や隣接した画素３６のＴＦＴ３５への電荷の誘導が抑制される。しかも、多パルスとしているため、隣り合うゲート線３１で同時にＯＮとならないようにしても、すべてのリフレッシュ動作が完了するまでの時間は、１つのパルスの長さＴｏｎにリフレッシュするＴＦＴに接続されたゲート線３１の数ｎを乗じた時間に、分割したパルス数から１を減じた数（ここでは１＝２−１）をパルス周期（Ｔｏｎ＋Ｔｏｆｆ）に乗じた時間を加えたものにしかならない。
【００４４】
たとえば、単パルスによるリフレッシュ動作で、ＯＮ時間を１０μ秒として無効画素領域２１に属するゲート線３１を順次スキャンした場合、（１００×１００）ピクセルの場合、全スキャン時間は、１０×１００＝１０００μ秒である。ＯＮ時間を２０μ秒にすれば、２０×１００＝２０００μ秒となる。
【００４５】
ところが、本実施形態の駆動方式では、トータルのＯＮ時間を２倍の２０秒としたとしても、Ｔｏｆｆを１０μ秒とすると、１０×１００＋（２−１）×（１０＋１０）＝１０２０μ秒となる。つまり、リフレッシュ時のＴＦＴ１５のＯＮ時間を２倍にしても、全体としては２０μ秒、すなわち２％しか延びずにリフレッシュすることができる。
【００４６】
一般的に、ＴＦＴ１５のＯＮ／ＯＦＦのＤｕｔｙを５０％とし、ＴＦＴのＯＮ時間をＴｏｎ、ＯＦＦ時間をＴｏｆｆとし、リフレッシュ時間をＰ倍にする場合を考える。パルス数をｐとすれば、リフレッシュに必要な時間はｎ×Ｔｏｎ＋（ｐ−１）（Ｔｏｎ＋Ｔｏｆｆ）となる。つまり、全ゲートをリフレッシュするトータル時間は、リフレッシュ時間をｐ倍にしても（ｐ−１）（Ｔｏｎ＋Ｔｏｆｆ）時間しか延びない。つまり、リフレッシュ時間をｐ倍にした場合の全ゲートをリフレッシュするトータル時間の増分は、ゲート線３１に接続されているＴＦＴ３５の個数に依存せず、ゲート線３１の数ｎが多くなるほど効果が大きくなる。
【００４７】
このように、無効画素領域２１のリフレッシュ時に、ｉ番目のゲート線３１のゲート制御信号Ｇｉの複数のＯＮのパルスが同じタイミング時間内でＯＮしないように位相調整すれば、隣接画素への誘導電荷の影響を受けることなく、より短い時間で光電変換素子に蓄積されている残電荷を消去し、平衡状態にすることができる。つまり、効率よく無効画素領域に属する光電変換素子に蓄積した電荷をリフレッシュさせることができる。その結果、部分スキャン後に短時間でリフレッシュ動作を完了した場合であっても、部分スキャンから瞬時に全面スキャンに切り替えた後に有効画素領域２０のゲート線３１上の光電変換素子３３と無効画素領域２２の光電変換素子３３とでは、ゲートスキャン後のオフセットレベルがほぼ一致するために画像として境界は見えない。
【００４８】
したがって、本実施の形態によれば、全画素領域の一部の有効画素領域のゲート線のみを順次スキャンして一部の光電変換素子の信号を読み出した後に全ゲートのスキャン動作を短時間で行っても、有効画素領域とそれ以外の無効画素領域でのオフセットレベルの差がない画像が得られる平面検出器が提供される。つまり、本実施形態によるリフレッシュ動作方法は、隣接画素３６への誘導電荷もなく、画像も安定しており、非常に画期的なリフレッシュの方法である。
［第２実施形態］
図６は、第２実施形態によるＸ線平面検出器においてリフレッシュ動作時の無効領域に対応するゲート制御素子に与えられるパルスのタイミングチャートである。
【００４９】
本実施形態によるＸ線平面検出器において、有効画素領域２０（図１参照）は、ゲート制御素子８１（図１参照）単位で設定される。つまり、ゲート制御素子８１は複数であって、有効画素領域２０（図１参照）と無効画素領域２１（図１参照）との境界は、隣り合うゲート制御素子８１に属するゲート線３１（図１参照）の間に位置している。
【００５０】
このＸ線平面検出器では、無効画素領域２１に対応するゲート制御素子８１が複数の場合、リフレッシュ動作の際、それぞれのゲート制御素子８１を同時に駆動する。つまり、リフレッシュ動作のときに無効画素領域２２に制御信号を出力する各ゲート制御素子８１は、互いに同位置に接続されたゲート線３１に同一の制御信号を同時に出力する。
【００５１】
より具体的には、１番目のゲート制御素子８１は、接続されたゲート線３１に対してゲート制御信号Ｇ１１、Ｇ１２、Ｇ１３、…、Ｇ１ｇを出力する。無効画素領域２１に対応するゲート制御素子８１がＳ個の場合、最終のＳ番目のゲート制御素子８１は、接続されたゲート線３１に対してゲート制御信号ＧＳ１、ＧＳ２、ＧＳ３、…、ＧＳｇを出力する。ここで、１からｇはゲート制御素子８１に接続されたゲート線３１の位置を示していて、Ｇ１１とＧＳ１とは同一の信号であって同時に出力されている。Ｇ１２とＧＳ２と、Ｇ１３とＧＳ３と、…、Ｇ１ｇとＧＳｇとについても同様である。
【００５２】
図６に示すように、本実施形態では、無効画素領域２２に属する光電変換素子３３（図４参照）は、ゲート制御素子８１単位で同じタイミングで同時にリフレッシュされる。
【００５３】
ゲート制御素子８１単位でそれぞれリフレッシュを行っているため、同時にＯＮとなるゲート線３１の間には、それぞれのゲート制御素子８１に接続されたゲート線３１の数ｇから１を減じた数のゲート線３１が存在する。したがって、隣接画素への誘導電荷の影響もほとんどなく、電荷を消去できる。また、ゲート制御素子８１単位でリフレッシュを行うので、リフレッシュに要する時間は、無効画素領域２２に属するゲート線３１に接続されたゲート制御素子が２以上の場合であっても、１つの場合と同じである。このため、無効画素領域２２を広くしても、リフレッシュ時間が長くなることはない。
［第３実施形態］
図７は、第３実施形態によるＸ線平面検出器においてリフレッシュ動作時の無効領域に対応するゲート制御素子に与えられるパルスのタイミングチャートである。
【００５４】
本実施の形態によるＸ線平面検出器は、有効画素領域２０（図１参照）から電荷信号を読み出すスキャン動作時に、隣接するゲート線３１（図１参照）を同時にＯＮさせて、一つの信号線３２（図１参照）に電荷を加算して読み出す画素加算モードで電荷信号を読み出すことができるものである。画素加算モードでのスキャン動作では、たとえば有効画素領域２０に属する画素３６（図４参照）に接続されたゲート線３１のうち、ｉ番目のものと（ｉ＋１）番目のものに同時にＯＮの信号を与え、２つの画素３６からの電荷を加算して読み出す動作を順次繰り返す。このＸ線平面検出器においては、同時に電荷が加算して読み出される画素群は隣接しているものの、誘導電荷の影響がないようになっている。
【００５５】
このようなＸ線平面検出器において、リフレッシュ動作においても、無効画素領域２２（図１参照）に属する画素３６に接続されたゲート線３１のうち、２ｉ番目のものと（２ｉ＋１）番目のものに同時にＯＮの信号を与え、２つの画素３６からの電荷を加算して読み出す動作を順次繰り返す。この際、２ｉ番目のゲート線３１と２（ｉ＋１）のゲート線３１とには、同時にＯＮ信号が与えられないように位相調整する。
【００５６】
このように、画素加算モードが可能なＸ線平面検出器であっても、リフレッシュ動作において、無効画素領域２１に属するゲート線３１に間隔を置いて２以上のＯＮの制御信号を与えることによって、第１実施形態と同様に、リフレッシュに要する時間を短くすることができる。また、加算読み出しされる画素群に関して、隣り合う画素群では同時にリフレッシュ動作のＯＮの制御信号が与えられることがないため、隣接する画素群への誘導電荷の影響は小さい。なお、ここでは、２つのゲート線３１に同時にＯＮ信号を与える場合について示したが、３つ以上のゲート線３１に同時にＯＮ信号を与える場合も同様である。
［他の実施形態］
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５７】
１０…電源、１１…画像処理回路、１２…Ｘ線変換膜、１３…基板、１４…Ｘ線、１５…積分アンプ、１６…電圧アンプ、１７…サンプルホールド回路、１８…マルチプレクサ回路、１９…Ａ／Ｄ変換器、２０…有効画素領域、２１…無効画素領域、２９…全画素領域、３１…ゲート線、３２…信号線、３３…光電変換素子、３４…バイアス線、３５…ＴＦＴ、３６…画素、３７…ゲート制御回路、３８…信号検出回路、３９…ＴＦＴアレー基板、８１…ゲート制御素子、９０…間隔、９１…パルス、９２…パルス
【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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