(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線又は光を電気信号に変換する変換素子と、前記電気信号を転送する転送用スイッチ素子と、前記変換素子を初期化する初期化用スイッチ素子と、を含む画素が絶縁性基板上に行列状に複数配設されており、前記転送用スイッチ素子と前記初期化用スイッチ素子とは、それぞれ、ゲート電極と非単結晶半導体層とソース電極及びドレイン電極とを含み、前記転送用スイッチ素子のソース電極及びドレイン電極の一方と前記初期化用スイッチ素子のソース電極及びドレイン電極の一方とが前記変換素子に電気的に接続された変換部と、
ｎ行目の複数の前記画素における前記転送用スイッチ素子のゲート電極に電気的に接続される第１の駆動配線と、
ｎ行目の複数の前記画素における前記初期化用スイッチ素子のゲート電極に電気的に接続される第２の駆動配線と、
ｎ＋１行目の複数の前記画素における前記転送用スイッチ素子のゲート電極に電気的に接続される第３の駆動配線と、
ｎ＋１行目の複数の前記画素における前記初期化用スイッチ素子のゲート電極に電気的に接続される第４の駆動配線と、
前記絶縁性基板の第１の辺に電気実装され、前記第１の駆動配線と前記第２の駆動配線に電気的に接続される第１の駆動回路部と、
前記絶縁性基板の前記第１の辺と前記変換部を挟んで対向する第２の辺に電気実装され、前記第３の駆動配線と前記第４の駆動配線に電気的に接続される第２の駆動回路部と
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第１の駆動回路部及び前記第２の駆動回路部を独立に制御する制御部を更に有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、前記第１の駆動配線と前記第２の駆動配線に異なるタイミングで駆動信号を与えように、及び、前記第３の駆動配線と前記第４の駆動配線に異なるタイミングで駆動信号を与えるように、前記第１の駆動回路部及び前記第２の駆動回路部を制御することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第１の駆動配線と前記第３の駆動配線に異なるタイミングで駆動信号を与えるように、及び、前記第２の駆動配線と前記第４の駆動配線に異なるタイミングで駆動信号を与えるように、前記第１の駆動回路部及び前記第２の駆動回路部を制御することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記第１の駆動配線と前記第３の駆動配線に同じタイミングで駆動信号を与えるように、及び、前記第２の駆動配線と前記第４の駆動配線に同じタイミングで駆動信号を与えるように、前記第１の駆動回路部及び前記第２の駆動回路部を制御することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項６】
複数の動作モードの中から１つの動作モードを選択するモード選択部を更に有し、
前記制御部は、前記モード選択部で選択された動作モードに応じて、前記第１の駆動回路部及び前記第２の駆動回路部を制御することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記第１の駆動回路部及び前記第２の駆動回路部の各駆動回路部において、同時に電気的に接続させる駆動配線の本数が、少なくとも、前記モード選択部で選択される動作モードごとに異なるように、前記第１の駆動回路部及び前記第２の駆動回路部を制御することを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記変換素子は、ＭＩＳ型センサを有して形成され、
前記初期化用スイッチ素子は、前記変換素子のリフレッシュ及びリセットのうちの少なくとも一方を行うものであり、
前記初期化用スイッチ素子のソース電極に、前記リフレッシュを行うためのリフレッシュ電圧又は前記リセットを行うためのリセット電圧を与える電源を更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】
前記変換素子は、アモルファスシリコン、多結晶シリコン及び有機半導体のうちのいずれか１つの薄膜半導体材料を主材料として形成され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】
前記画素は、前記絶縁性基板を基準として、前記転送用スイッチ素子及び前記初期化用スイッチ素子の上方に、前記変換素子を設けた積層構造で形成されている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、
被写体に放射線を照射し、当該放射線を前記変換素子に入射させるように設けられた放射線発生装置と
を有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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療用の診断や工業用の非破壊検査に用いて好適な撮像装置及び放射線撮像システムに関する。なお、本明細書では、Ｘ線、α線、β線、γ線などが放射線として含まれるものとする。
【背景技術】
【０００２】
近年、病院内でのＸ線画像のデジタル化の要求が高まりつつあり、フィルムに替わり、Ｘ線を電気信号に変換する変換素子を２次元行列状に配設させた平面検出器を用いたＸ線撮像装置が使われ始めている。以下、この平面検出器を、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）と略称する。
【０００３】
このＦＰＤは、Ｘ線画像をデジタル情報に置き換えることができるため、画像情報を遠方に、しかも瞬時に伝送することが可能になる。そのため、遠方にいながら都心の大学病院に匹敵する高度な診断が受けられる長所がある。また、フィルムを用いなければ、病院内でフィルムの保管スペースが省ける長所もある。将来的には、優れた画像処理技術を導入できれば、放射線医師を介さずに、コンピュータを用いた自動診断化の可能性が大いに期待されている。
【０００４】
更に、ＦＰＤにアモルファスシリコンなどの薄膜半導体をガラス等の絶縁性基板上に設け、周辺の駆動回路部や信号処理回路部には単結晶半導体の集積回路を用いて絶縁性基板に実装して、静止画像を撮影できる放射線撮像装置が実用化されている。この放射線撮像装置としては、アモルファスシリコン等の薄膜半導体の製造技術を用いて、人体胸部の大きさをカバーする４０ｃｍ角を超える大面積のＦＰＤが実現されている。そして、この製造プロセスが比較的容易であるため、将来的には、安価な放射線撮像装置の実現が期待されている。しかも、アモルファスシリコンは１ｍｍ以下の薄いガラス等の絶縁性基板上に製造可能であるため、ディテクタとしての厚さを非常に薄くできる長所がある。
【０００５】
さらに最近では、このような放射線撮像装置により動画像を撮影する開発が進められている。このような装置１台が安価に製造できれば、静止画像及び動画像が撮影できるため、多くの病院に普及することが期待できる。
【０００６】
このような静止画及び動画像の撮影が可能なＦＰＤを用いた放射線撮像装置としては、例えば、下記の特許文献１に記載のものがある。特許文献１には、ＰＩＮ型の光電変換素子やＭＩＳ型の光電変換素子と、放射線を光電変換素子が感知可能な光に波長変換する波長変換体と光を電荷に変換する光電変換素子とを有し、入射される放射線に応じて電気信号を発生する変換素子を含む画素が示されている。また、特許文献１には、変換素子の一方の電極に主電極の一方が接続され、変換素子で発生した電荷に基づく電気信号を転送・出力するための薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などの転送用スイッチ素子が示されている。更に、特許文献１には、変換素子の一方の電極に主電極の一方が接続され、変換素子を初期化するための初期化用スイッチ素子が示されている。そして、特許文献１では、これらの変換素子、転送用スイッチ素子及び初期化用スイッチ素子を各々少なくとも１つずつ含んで１つの画素が構成され、これらの画素が２次元行列状に配設されて変換部が構成されている。
【０００７】
また、特許文献１では、行毎に転送用駆動信号を与えるために、行方向に配列された複数の転送用スイッチ素子の制御電極に共通に接続される転送用駆動配線が、行毎に設けられている。また、特許文献１では、行毎に初期化用駆動信号を与えるために、行方向に配列された複数の初期化用スイッチ素子の制御電極に共通に接続される初期化用駆動配線が、行毎に設けられている。これら変換部、バイアス配線、転送用駆動配線、初期化用駆動配線、及び信号配線は、ガラス等の絶縁性基板上に薄膜半導体技術により配置され、センサパネルを構成している。そして、特許文献１では、行毎に設けられた転送用駆動配線及び初期化用駆動配線に、それぞれ、転送用駆動信号及び初期化用駆動信号を与える１つの駆動回路部が設けられている。さらに、信号配線毎に少なくとも１つの演算増幅器を有し、複数の信号配線からの並列信号を直列信号に変換するマルチプレクサを有する信号処理回路部（読み出し回路部）が設けられている。この信号処理回路部は、画素からのアナログ電気信号を読み出すためのものである。この信号処理回路部には、アナログ電気信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換器を有していてもよいし、信号処理回路部の後段にＡ／Ｄ変換器が別途設けられていても良い。これら駆動回路部や信号処理回路はチップ化された単結晶半導体集積回路（ＩＣチップ）であり、センサパネルに実装されてセンサパネルと電気的な接続を行う構成となっている。このような構成により、行単位での電気信号の転送動作及び読み出し動作と、行単位での変換素子もしくは画素の初期化動作を行うことを可能としている。
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の放射線撮像装置では、１画素行毎に、転送用駆動配線と初期化用駆動配線の２本の駆動配線が１つの駆動回路部に接続されるため、配線密度の高い形態となっている。絶縁性基板上に非単結晶半導体のスイッチ素子や変換素子、各種配線を備えたセンサパネルとＩＣチップである駆動回路部とを有し、駆動回路部がセンサパネルに実装されてなる撮像装置においては、配線密度が高くなると駆動回路部の電気実装の密度が高くなる。そのため、画素ピッチが小さく配線密度が高くなればなるほど、駆動回路部の電気実装が困難となる。
【０００９】
この場合、所定行の初期化用スイッチ素子と、次行の転送用スイッチ素子とを同じ駆動配線に接続されるように配置すれば、１画素行あたりに１本の駆動配線を設けるだけでよくなる。しかしながら、そのような形態では、所定行の初期化動作と次行の転送動作を同時に行うこととなり、例えば、所定行と次行を同時に転送するいわゆる画素加算と呼ばれる転送動作モードを行うことができなくなる。即ち、行単位で順次転送を行う転送動作モードしか行うことができず、転送動作モードの選択の自由度が低下するという問題が生じる。
【００１０】
そこで、例えば、下記の特許文献２では、センサパネルの第１の辺側に転送用駆動配線を引き出して転送用駆動回路部を設け、センサパネルの第１の辺と変換部を挟んで対向する第２の辺側に初期化用駆動配線を引き出して初期化用駆動回路部を設けている。そして、このような構成を採ることにより、特許文献１の構成に比べて１辺あたりの駆動回路部の電気実装の密度が低下して、駆動回路部の電気実装の負担が低減され、また、転送動作モードの選択の自由度が低下することを防止できる。
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−２１８３３９号公報
【特許文献２】特開２００２−１３９５７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献２の放射線撮像装置では、列方向に複数配設された信号配線毎に規則性を有するアナログ電気信号の出力のムラが発生し、その後、取得された画像に濃度（信号出力）ムラが発生する、いわゆるシェーディングが起こる場合があった。このようなシェーディングが発生する場合は、アナログ電気信号をデジタル電気信号に変換するＡ／Ｄ変換器のダイナミックレンジの範囲を逸脱し、正しいデジタル画像データが取得されず、画像の画質が低下してしまう問題がある。
【００１３】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、駆動回路部の簡易な電気実装が可能で、転送動作モードの選択の自由度を確保し、且つシェーディングの影響を低減させた高画質な画像の取得を実現する撮像装置及び放射線撮像システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の撮像装置は、放射線又は光を電気信号に変換する変換素子と、前記電気信号を転送する転送用スイッチ素子と、前記変換素子を初期化する初期化用スイッチ素子と、を含む画素が絶縁性基板上に行列状に複数配設されており、前記転送用スイッチ素子と前記初期化用スイッチ素子とは、それぞれ、ゲート電極と非単結晶半導体層とソース電極及びドレイン電極とを含み、前記転送用スイッチ素子のソース電極及びドレイン電極の一方と前記初期化用スイッチ素子のソース電極及びドレイン電極の一方とが前記変換素子に電気的に接続された変換部と、ｎ行目の複数の前記画素における前記転送用スイッチ素子のゲート電極に電気的に接続される第１の駆動配線と、ｎ行目の複数の前記画素における前記初期化用スイッチ素子のゲート電極に電気的に接続される第２の駆動配線と、ｎ＋１行目の複数の前記画素における前記転送用スイッチ素子のゲート電極に電気的に接続される第３の駆動配線と、ｎ＋１行目の複数の前記画素における前記初期化用スイッチ素子のゲート電極に電気的に接続される第４の駆動配線と、前記絶縁性基板の第１の辺に電気実装され、前記第１の駆動配線と前記第２の駆動配線に電気的に接続される第１の駆動回路部と、前記絶縁性基板の前記第１の辺と前記変換部を挟んで対向する第２の辺に電気実装され、前記第３の駆動配線と前記第４の駆動配線に電気的に接続される第２の駆動回路部とを有する。
【００１５】
本発明の放射線撮像システムは、前記撮像装置と、被写体に放射線を照射し、当該放射線を前記変換素子に入射させるように設けられた放射線発生装置とを有する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、駆動回路部の簡易な電気実装が可能であり、転送動作モードの選択の自由度を確保し、且つ、シェーディングの影響を低減させた高画質な画像を取得することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、本発明に係る撮像装置及び放射線撮像システムの実施形態について説明する。なお、以下に示す本発明に係る撮像装置及び放射線撮像システムの実施形態の説明においては、撮像装置として放射線撮像装置を、放射線としてＸ線を適用した例を示すが、本発明においてはこれに限定されない。本発明の放射線としては、Ｘ線に限らず、例えば、α線、β線、γ線なども含まれるものとし、これらの放射線を用いて撮影された放射線画像を処理する装置及びシステムも本発明に含まれるものとする。
【００１８】
（第１の実施形態）
以下に、添付図面を用いて、本発明の第１の実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の概略構成の一例を示す模式図である。
【００１９】
図１に示すように、放射線撮像装置１００は、変換部１１０、第１の駆動回路部１２１及び第２の駆動回路部１２２、読み出し回路部１３０、センサバイアス電源１４０、初期化用電源１５０、制御部１６０、並びに、モード選択部１７０を有して構成されている。
【００２０】
変換部１１０は、画素１１１が絶縁性基板上（図１に示すガラス基板１０上）に２次行列状に複数配設されて形成されている。また、１つの画素１１１は、変換素子（Ｓ１１〜Ｓ６３）と、転送用スイッチ素子（ＴＴ１１〜ＴＴ６３）と、初期化用スイッチ素子（ＴＲ１１〜ＴＲ６３）とを、それぞれ１つずつ含み形成されている。ここで、図１の変換部１１０には、便宜上、画素１１１が６行×３列の計１８画素分だけ示されているが、更に多くの画素１１１が２次行列状に配設されて形成されていても良いことは当然のことである。
【００２１】
変換素子Ｓ１１〜Ｓ６３は、入射した放射線又は光を電荷に変換するためのものである。転送用スイッチ素子ＴＴ１１〜ＴＴ６３は、各変換素子Ｓ１１〜Ｓ６３で変換された電荷に基づく電気信号を画素１１１の外部に転送・出力するためのものである。初期化用スイッチ素子ＴＲ１１〜ＴＲ６３は、各変換素子Ｓ１１〜Ｓ６３を初期化するためのものである。ここで、転送用スイッチ素子及び初期化用スイッチ素子には、例えば、アモルファスシリコン等の非単結晶半導体のＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が用いられている。
【００２２】
各変換素子Ｓ１１〜Ｓ６３の一方の電極側には、センサバイアス電源１４０からバイアス配線１４１を介してバイアス電圧Ｖｓが印加されている。また、各変換素子Ｓ１１〜Ｓ６３の他方の電極側には、各転送用スイッチ素子ＴＴ１１〜ＴＴ６３及び各初期化用スイッチ素子ＴＲ１１〜ＴＲ６３のドレイン電極が接続されている。また、各転送用スイッチ素子ＴＴ１１〜ＴＴ６３のソース電極は、各信号配線Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ３に接続されている。
【００２３】
また、放射線撮像装置１００には、各画素１１１における転送用スイッチ素子ＴＴ１１〜ＴＴ６３のゲート電極を、行方向に電気的に接続する転送用駆動配線ＶｇＴ１〜ＶｇＴ６が設けられている。また、放射線撮像装置１００には、各画素１１１における初期化用スイッチ素子ＴＲ１１〜ＴＲ６３のゲート電極を、行方向に電気的に接続する初期化用駆動配線ＶｇＲ１〜ＶｇＲ６が設けられている。
【００２４】
転送用駆動配線ＶｇＴ１〜ＶｇＴ６のうち、転送用駆動配線ＶｇＴ１、ＶｇＴ３及びＶｇＴ５は第１の駆動回路部１２１に電気的に接続されており、転送用駆動配線ＶｇＴ２、ＶｇＴ４及びＶｇＴ６は第２の駆動回路部１２２に電気的に接続されている。また、初期化用駆動配線ＶｇＲ１〜ＶｇＲ６のうち、初期化用駆動配線ＶｇＲ１、ＶｇＲ３及びＶｇＲ５は第１の駆動回路部１２１に電気的に接続されており、初期化用駆動配線ＶｇＲ２、ＶｇＲ４及びＶｇＲ６は第２の駆動回路部１２２に電気的に接続されている。
【００２５】
ここで、図１に示す転送用駆動配線ＶｇＴ１〜ＶｇＴ６及び初期化用駆動配線ＶｇＲ１〜ＶｇＲ６を一般化して考える。
【００２６】
例えば、ｎを奇数とし、ｎ行目の転送用スイッチ素子に電気的に接続される転送用駆動配線を第１の駆動配線とすると、図１に示す例では、第１の駆動配線は、転送用駆動配線ＶｇＴ１、ＶｇＴ３及びＶｇＴ５となる。また、ｎを奇数とし、ｎ行目の初期化用スイッチ素子に電気的に接続される初期化用駆動配線を第２の駆動配線とすると、図１に示す例では、第２の駆動配線は、初期化用駆動配線ＶｇＲ１、ＶｇＲ３及びＶｇＲ５となる。同様に、ｎを奇数とし、ｎ＋１行目の転送用スイッチ素子に電気的に接続される転送用駆動配線を第３の駆動配線とすると、図１に示す例では、第３の駆動配線は、転送用駆動配線ＶｇＴ２、ＶｇＴ４及びＶｇＴ６となる。また、ｎを奇数とし、ｎ＋１行目の初期化用スイッチ素子に電気的に接続される初期化用駆動配線を第４の駆動配線とすると、図１に示す例では、第４の駆動配線は、初期化用駆動配線ＶｇＲ２、ＶｇＲ４及びＶｇＲ６となる。そして、この場合、第１の駆動回路部１２１は、第１の駆動配線と第２の駆動配線に電気的に接続されていることになり、第２の駆動回路部１２２は、第３の駆動配線と第４の駆動配線に電気的に接続されていることになる。
【００２７】
第１の駆動回路部１２１は、絶縁性基板であるガラス基板１０の第１の辺（図１の例では、左側の辺）に実装されている。一方、第２の駆動回路部１２２は、ガラス基板１０の第１の辺と変換部１１０を挟んで対向する第２の辺（図１の例では、右側の辺）に実装されている。第１の駆動回路部１２１は、制御部１６０からの制御信号に基づいて、第１の駆動配線に所定のタイミングで転送用駆動信号を与え、また、第２の駆動配線に所定のタイミングで初期化用駆動信号を与えるためのものである。第２の駆動回路部１２２は、制御部１６０からの制御信号に基づいて、第３の駆動配線に所定のタイミングで転送用駆動信号を与え、また、第４の駆動配線に所定のタイミングで初期化用駆動信号を与えるためのものである。
【００２８】
読み出し回路部（信号処理回路部）１３０は、各信号配線Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ３を介して、各転送用スイッチ素子ＴＴ１１〜ＴＴ６３から転送される電気信号を読み出すためのものである。読み出し回路部１３０は、主として、初段の増幅器であるプリアンプＡ１〜Ａ３、サンプルホールド回路ＳＨ、アナログマルチプレクサ・バッファアンプ１３１及びＡ／Ｄ変換器１３２を備えて構成されている。読み出し回路部１３０では、各信号配線Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ３が、それぞれ、プリアンプＡ１〜Ａ３の入力に電気的に接続されている。各プリアンプＡ１〜Ａ３は、例えば、制御部１６０からのＲＣ信号によって、各信号配線Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ３の電位をＧＮＤにリセットすることができる。
【００２９】
センサバイアス電源１４０は、上述したように、バイアス配線１４１を介してバイアス電圧Ｖｓを各変換素子Ｓ１１〜Ｓ６３に印加する。
【００３０】
初期化用電源１５０は、各変換素子Ｓ１１〜Ｓ６３を初期化する際に、各初期化用スイッチ素子ＴＲ１１〜ＴＲ６３のソース電極に対して、初期化用電圧配線１５２を介してリフレッシュ電圧Ｖｒ又はリセット電圧（ＧＮＤ）を供給する。ここで、初期化用電源１５０は、制御部１６０からの制御信号に基づいてスイッチ１５１が切り替わり、各初期化用スイッチ素子ＴＲ１１〜ＴＲ６３に対してリフレッシュ電圧Ｖｒ又はリセット電圧（ＧＮＤ）が供給される。これにより、各変換素子Ｓ１１〜Ｓ６３の電気信号（電荷）がリフレッシュ又はリセットされる。
【００３１】
制御部１６０は、放射線撮像装置１００における駆動を統括的に制御するものである。特に、本実施形態では、制御部１６０は、モード選択部１７０によって選択された放射線撮像装置１００の動作モードに応じて、第１の駆動回路部１２１及び第２の駆動回路部１２２を独立に制御する。また、制御部１６０は、各変換素子Ｓ１１〜Ｓ６３の初期化を行う際、各初期化用スイッチ素子ＴＲ１１〜ＴＲ６３を駆動させて、各変換素子Ｓ１１〜Ｓ６３の他方の電極に、初期化用電源１５０からリフレッシュ電圧Ｖｒ又はリセット電圧（ＧＮＤ）を供給させる。
【００３２】
モード選択部１７０は、例えば、ユーザーからの操作入力に基づいて、複数の動作モードの中から１つの動作モードを選択するものである。
【００３３】
次に、放射線撮像装置１００の具体的な動作について説明する。
【００３４】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の処理手順の一例を示すフローチャートである。図２に示す例では、モード選択部１７０により選択可能な動作モードとして、動作モード１〜動作モード３の場合を示している。本実施形態の放射線撮像装置１００は、垂直走査方向の解像度及び走査速度の異なる複数の動作モード（本例では、３つの動作モード）を有し、モード選択部１７０は、垂直走査方向の解像度及び走査速度に係る動作モードを３通りの中から選択し設定する。
【００３５】
まず、ステップＳ２０１において、制御部１６０は、ユーザーから動作モードに係る操作入力がなされるまで待機する。
【００３６】
続いて、ステップＳ２０２において、制御部１６０は、ユーザーから動作モードに係る操作入力がなされ、モード選択部１７０で動作モードの選択がなされると、選択された動作モードがどのようなモードであるかを判断する。
【００３７】
ステップＳ２０２の判断の結果、選択された動作モードが動作モード１である場合には、ステップＳ２０３に進む。ステップＳ２０３に進むと、制御部１６０は、第１の駆動回路部１２１及び第２の駆動回路部１２２を制御し、各転送用駆動配線及び各初期化用駆動配線をそれぞれ１本ずつ垂直走査する動作モード１を行う。
【００３８】
このステップＳ２０３の場合、具体的に、制御部１６０は、所定行の転送用スイッチ素子をオンさせて対応する変換素子の電荷に応じた電気信号を読み出し回路部１３０に出力した後に、同一の行の初期化用スイッチ素子をオンさせるようにする。例えば、転送用駆動配線ＶｇＴ１→初期化用駆動配線ＶｇＲ１→転送用駆動配線ＶｇＴ２→初期化用駆動配線ＶｇＴ２→転送用駆動配線ＶｇＴ３→初期化用駆動配線ＶｇＲ３、・・・といったように、各スイッチ素子をオンさせればよい。この動作モード１は、各転送用駆動配線及び各初期化用駆動配線をそれぞれ１本ずつ垂直走査するため、解像度が高解像度、走査速度が低速の動作モードである。
【００３９】
また、ステップＳ２０２の判断の結果、選択された動作モードが動作モード２である場合には、ステップＳ２０４に進む。ステップＳ２０４に進むと、制御部１６０は、第１の駆動回路部１２１及び第２の駆動回路部１２２を制御し、各転送用駆動配線及び各初期化用駆動配線をそれぞれ２本同時に垂直走査する動作モード２を行う。
【００４０】
このステップＳ２０４の場合、制御部１６０は、まず、１行目及び２行目の転送用駆動配線ＶｇＴ１及びＶｇＴ２の転送用スイッチ素子を同時にオンさせて、対応する２行分の変換素子の電荷に基づく電気信号を読み出し回路部１３０に読み出す制御を行う。その後に、制御部１６０は、１行目及び２行目の初期化用駆動配線ＶｇＲ１及びＶｇＲ２の初期化用スイッチ素子を同時にオンさせて、対応する２行分の変換素子を初期化する制御を行う。この動作モード２は、各転送用駆動配線及び各初期化用駆動配線をそれぞれ２本同時に垂直走査するため、解像度が中解像度、走査速度が中速の動作モードである。
【００４１】
また、ステップＳ２０２の判断の結果、選択された動作モードが動作モード３である場合には、ステップＳ２０５に進む。ステップＳ２０５に進むと、制御部１６０は、第１の駆動回路部１２１及び第２の駆動回路部１２２を制御し、各転送用駆動配線及び各初期化用駆動配線をそれぞれ４本同時に垂直走査する動作モード３を行う。
【００４２】
このステップＳ２０５の場合、具体的に、制御部１６０は、まず、１行目〜４行目の転送用駆動配線ＶｇＴ１〜ＶｇＴ４の転送用スイッチ素子を同時にオンさせて、対応する４行分の変換素子の電荷に応じた電気信号を読み出し回路部１３０に読み出す制御を行う。その後に、制御部１６０は、１行目〜４行目の初期化用駆動配線ＶｇＲ１〜ＶｇＲ４を同時にオンさせて、対応する４行分の変換素子を初期化する制御を行う。この動作モード３は、各転送用駆動配線及び各初期化用駆動配線をそれぞれ４本同時に垂直走査するため、解像度が低解像度、走査速度が高速の動作モードである。
【００４３】
このように、制御部１６０は、第１の駆動回路部１２１及び第２の駆動回路部１２２の各駆動回路部において、同時に電気的に接続させる駆動配線の本数が、少なくとも、モード選択部１７０で選択される動作モードごとに異なるように制御をしている。
【００４４】
続いて、図３〜図５を用いて、動作モード１〜動作モード３における放射線撮像装置１００の各構成部の具体的に動作について説明する。
【００４５】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の動作モード１における駆動方法を示すタイミングチャートである。
【００４６】
上述したように、モード選択部１７０で動作モード１が選択されると、制御部１６０は、第１の駆動回路部１２１及び第２の駆動回路部１２２に対して、各転送用駆動配線及び各初期化用駆動配線をそれぞれ１本ずつ垂直走査するように制御する。
【００４７】
まず、図３に示す期間［１］では、制御部１６０は、例えば、後述の図１４に示すＸ線発生装置（放射線発生装置）６０５０を制御し、パルス状のＸ線（Ｘ−ｒａｙ）６０５１を被写体６０６０に照射する。これにより、被写体６０６０を透過したＸ線が変換部１１０に入射し、入射したＸ線に応じた電気信号（電荷）が各変換素子Ｓ１１〜Ｓ６３に蓄積される。
【００４８】
続いて、期間［２］では、例えば、制御部１６０は、読み出し回路部１３０にＲＣ信号（リセット信号）を供給することにより、各信号配線Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ３の電位をＧＮＤ電位にリセットする。
【００４９】
続いて、期間［３］では、制御部１６０は、第１の駆動回路部１２１を制御し、１行目の転送用スイッチ素子ＴＴ１１〜ＴＴ１３のゲート電極が接続された１行目の転送用駆動配線ＶｇＴ１に、転送用駆動信号を印加させる。これにより、１行目の変換素子Ｓ１１〜Ｓ１３に蓄積された電荷に応じた電気信号が各信号配線Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ３を介して読み出し回路部１３０に並列に読み出される。
【００５０】
続いて、期間［４］では、例えば、制御部１６０は、読み出し回路部１３０にＳＨ信号（サンプルホールド信号）を供給する。これにより、読み出し回路部１３０に読み出された１行目の変換素子Ｓ１１〜Ｓ１３に応じた並列の電気信号が、サンプルホールド回路ＳＨ、アナログマルチプレクサ・バッファアンプ１３１において、サンプリングされて直列のアナログ信号に変換される。
【００５１】
続いて、期間［５］では、制御部１６０は、読み出し回路部１３０に再度、ＲＣ信号を供給してプリアンプＡ１〜Ａ３の積分容量をリセットすると同時に各信号配線の電位をＧＮＤにしながら１行目の初期化用スイッチ素子ＴＲ１１〜ＴＲ１３をオンさせる。同時に、制御部１６０は、各初期化用スイッチ素子に対して初期化用電源１５０から初期化用電圧配線１５２を介してリフレッシュ電圧Ｖｒを供給させることにより、１行目の変換素子Ｓ１１〜Ｓ１３をリフレッシュする制御を行う。この場合、１行目の変換素子Ｓ１１〜Ｓ１３は、個別電極側の電位がＶｒとなり、リフレッシュされる。
【００５２】
続いて、期間［６］では、制御部１６０は、ＲＣ信号を供給した状態で、且つ１行目の初期化用スイッチ素子をオンの状態で、初期化用電源１５０から初期化用電圧配線１５２を介してリセット電圧（ＧＮＤ）を供給させる。これにより、各変換素子の個別電極側の電位がＧＮＤ電位となり、入射したＸ線の電気信号（電荷）への変換動作が可能となる。
【００５３】
続いて、期間［７］では、制御部１６０は、１行目の初期化用スイッチ素子ＴＲ１１〜ＴＲ１３をオフする制御を行う。これにより、各変換素子の電界は維持され、入射したＸ線の電気信号（電荷）への変換動作に備えることができる。また、期間［７］は、１行目の初期化用スイッチ素子ＴＲ１１〜ＴＲ１３のオフ動作によって、駆動配線と信号配線との結合容量によって信号配線の電位が変動した場合に、次の電気信号（電荷）の転送に備えて、その電位緩和のために設けている期間でもある。
【００５４】
期間［３］〜期間［７］に示す転送動作とリフレッシュ動作を、全ての行の駆動配線に対して、１本ずつ（１行ずつ）走査させることにより、変換部１１０の全体における各変換素子Ｓ１１〜Ｓ６３の電気信号（電荷）を読み出すことが可能である。
【００５５】
この動作モード１では、図３に示すように、制御部１６０は、第１の駆動回路部１２１に対して、転送用駆動配線ＶｇＴ１（第１の駆動配線）と初期化用駆動配線ＶｇＲ１（第２の駆動配線）に異なるタイミングで駆動信号を与えように制御している。また、制御部１６０は、第２の駆動回路部１２２に対して、転送用駆動配線ＶｇＴ２（第３の駆動配線）と初期化用駆動配線ＶｇＲ２（第４の駆動配線）に異なるタイミングで駆動信号を与えるように制御している。
【００５６】
また、制御部１６０は、第１の駆動回路部１２１及び第２の駆動回路部１２２に対して、転送用駆動配線ＶｇＴ１（第１の駆動配線）と転送用駆動配線ＶｇＴ２（第３の駆動配線）に異なるタイミングで駆動信号を与えるように制御している。また、制御部１６０は、第１の駆動回路部１２１及び第２の駆動回路部１２２に対して、初期化用駆動配線ＶｇＲ１（第２の駆動配線）と初期化用駆動配線ＶｇＲ２（第４の駆動配線）に異なるタイミングで駆動信号を与えるように制御している。
【００５７】
この動作モード１は、３つの動作モードの中で解像度が最も高い点が特徴である。一方で、全ての駆動配線を１本ずつ走査するため、走査速度の面では時間を必要とする。
【００５８】
図４は、本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の動作モード２における駆動方法を示すタイミングチャートである。
【００５９】
上述したように、モード選択部１７０で動作モード２が選択されると、制御部１６０は、第１の駆動回路部１２１及び第２の駆動回路部１２２に対して、各転送用駆動配線及び各初期化用駆動配線をそれぞれ２本ずつ垂直走査するように制御する。
【００６０】
まず、図４に示す期間［１］では、制御部１６０は、例えば、後述の図１４に示すＸ線発生装置（放射線発生装置）６０５０を制御し、パルス状のＸ線（Ｘ−ｒａｙ）６０５１を被写体６０６０に照射する。これにより、被写体６０６０を透過したＸ線が変換部１１０に入射し、入射したＸ線に応じた電気信号（電荷）が各変換素子Ｓ１１〜Ｓ６３に蓄積される。
【００６１】
続いて、期間［２］では、例えば、制御部１６０は、読み出し回路部１３０にＲＣ信号（リセット信号）を供給することにより、各信号配線Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ３の電位をＧＮＤ電位にリセットする。
【００６２】
続いて、期間［３］では、制御部１６０は、第１の駆動回路部１２１及び第２の駆動回路部１２２を制御し、それぞれ、１行目の転送用駆動配線ＶｇＴ１及び２行目の転送用駆動配線ＶｇＴ２に、同時に、転送用駆動信号を印加させる。ここで、１行目の転送用駆動配線ＶｇＴ１には、１行目の転送用スイッチ素子ＴＴ１１〜ＴＴ１３のゲート電極が接続されており、また、２行目の転送用駆動配線ＶｇＴ２には、２行目の転送用スイッチ素子ＴＴ２１〜ＴＴ２３のゲート電極が接続されている。これにより、１行目の変換素子Ｓ１１〜Ｓ１３及び２行目の変換素子Ｓ２１〜Ｓ２３に蓄積された電気信号（電荷）が各信号配線Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ３を介して読み出し回路部１３０に読み出される。この際、変換素子Ｓ１１及びＳ２１、変換素子Ｓ１２及びＳ２２、変換素子Ｓ１３及びＳ２３の各群におけるそれぞれの電気信号（電荷）が重畳されて、読み出し回路部１３０に読み出される。
【００６３】
続いて、期間［４］では、例えば、制御部１６０は、読み出し回路部１３０にＳＨ信号（サンプルホールド信号）を供給する。これにより、読み出し回路部１３０に重畳されて読み出された電気信号（電荷）が、サンプルホールド回路ＳＨ、アナログマルチプレクサ・バッファアンプ１３１において、サンプリングされて直列のアナログ信号に変換される。
【００６４】
続いて、期間［５］では、制御部１６０は、読み出し回路部１３０に再度、ＲＣ信号を供給してプリアンプＡ１〜Ａ３の積分容量をリセットすると同時に各信号配線の電位をＧＮＤにリセットしながら１行目及び２行目の初期化用スイッチ素子を同時にオンさせる。また、同時に、制御部１６０は、各初期化用スイッチ素子に対して初期化用電源１５０から初期化用電圧配線１５２を介してリフレッシュ電圧Ｖｒを供給させることにより、１行目及び２行目の変換素子Ｓ１１〜Ｓ２３をリフレッシュする制御を行う。この場合、１行目及び２行目の変換素子Ｓ１１〜Ｓ２３は、個別電極側の電位がＶｒとなり、リフレッシュされる。
【００６５】
続いて、期間［６］では、制御部１６０は、ＲＣ信号を供給した状態で、且つ１行目及び２行目の初期化用スイッチ素子をオンの状態で、初期化用電源１５０から初期化用電圧配線１５２を介してリセット電圧（ＧＮＤ）を供給させる。これにより、各変換素子の個別電極側がＧＮＤ電位となり、入射したＸ線の電気信号（電荷）への変換動作が可能となる。
【００６６】
続いて、期間［７］では、制御部１６０は、１行目及び２行目の初期化用スイッチ素子ＴＲ１１〜ＴＲ２３をオフする制御を行う。これにより、各変換素子の電界は維持され、入射したＸ線の電気信号（電荷）への変換動作に備えることができる。また、期間［７］は、１行目及び２行目の初期化用スイッチ素子ＴＲ１１〜ＴＲ２３のオフ動作によって、駆動配線と信号配線との結合容量によって信号配線の電位が変動した場合に、次の電気信号の転送に備えて、その電位緩和のために設けている期間でもある。
【００６７】
期間［３］〜期間［７］に示す転送動作とリフレッシュ動作を、全ての行の駆動配線に対して、２本ずつ（２行ずつ）走査させることにより、変換部１１０の全体における各変換素子Ｓ１１〜Ｓ６３の電気信号（電荷）を読み出すことが可能である。
【００６８】
この動作モード２では、図４に示すように、制御部１６０は、第１の駆動回路部１２１に対して、転送用駆動配線ＶｇＴ１（第１の駆動配線）と初期化用駆動配線ＶｇＲ１（第２の駆動配線）に異なるタイミングで駆動信号を与えように制御している。また、制御部１６０は、第２の駆動回路部１２２に対して、転送用駆動配線ＶｇＴ２（第３の駆動配線）と初期化用駆動配線ＶｇＲ２（第４の駆動配線）に異なるタイミングで駆動信号を与えるように制御している。
【００６９】
また、制御部１６０は、第１の駆動回路部１２１及び第２の駆動回路部１２２に対して、転送用駆動配線ＶｇＴ１（第１の駆動配線）と転送用駆動配線ＶｇＴ２（第３の駆動配線）に同じタイミングで駆動信号を与えるように制御している。また、制御部１６０は、第１の駆動回路部１２１及び第２の駆動回路部１２２に対して、初期化用駆動配線ＶｇＲ１（第２の駆動配線）と初期化用駆動配線ＶｇＲ２（第４の駆動配線）に同じタイミングで駆動信号を与えるように制御している。
【００７０】
この動作モード２は、駆動配線が２本ずつ走査されるため、動作モード１と比較して、解像度が多少低下する一方で、信号レベルが高くなりＳＮＲ的に有利であり、且つ走査速度の面では必要な時間が１／２となり速度が向上する。
【００７１】
図５は、本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の動作モード３における駆動方法を示すタイミングチャートである。なお、図５には、便宜上、図１には示されていない転送用駆動配線ＶｇＴ７及びＶｇＴ８、並びに、初期化用駆動配線ＶｇＲ７及びＶｇＲ８のタイミングも図示している。
【００７２】
上述したように、モード選択部１７０で動作モード３が選択されると、制御部１６０は、第１の駆動回路部１２１及び第２の駆動回路部１２２に対して、各転送用駆動配線及び各初期化用駆動配線をそれぞれ４本ずつ垂直走査するように制御する。
【００７３】
まず、図５に示す期間［１］では、制御部１６０は、例えば、後述の図１４に示すＸ線発生装置（放射線発生装置）６０５０を制御し、パルス状のＸ線（Ｘ−ｒａｙ）６０５１を被写体６０６０に照射する。これにより、被写体６０６０を透過したＸ線が変換部１１０に入射し、入射したＸ線に応じた電気信号（電荷）が各変換素子Ｓ１１〜Ｓ６３に蓄積される。
【００７４】
続いて、期間［２］では、例えば、制御部１６０は、読み出し回路部１３０にＲＣ信号（リセット信号）を供給することにより、各信号配線Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ３の電位をＧＮＤ電位にリセットする。
【００７５】
続いて、期間［３］では、制御部１６０は、第１の駆動回路部１２１及び第２の駆動回路部１２２を制御し、それぞれ、１行目及び３行目の転送用駆動配線、及び、２行目及び４行目の転送用駆動配線に、同時に、転送用駆動信号を印加させる。これにより、１行目〜４行目の変換素子Ｓ１１〜Ｓ４３に蓄積された電荷に基づく電気信号が各信号配線Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ３を介して読み出し回路部１３０に並列に読み出される。この際、変換素子Ｓ１１〜Ｓ４１、変換素子Ｓ１２〜Ｓ４２、変換素子Ｓ１３〜Ｓ４３の各群におけるそれぞれの電気信号が重畳されて、読み出し回路部１３０に読み出される。
【００７６】
続いて、期間［４］では、例えば、制御部１６０は、読み出し回路部１３０にＳＨ信号（サンプルホールド信号）を供給する。これにより、読み出し回路部１３０に重畳されて読み出された電気信号（電荷）が、サンプルホールド回路ＳＨ、アナログマルチプレクサ・バッファアンプ１３１において、サンプリングされて直列のアナログ信号に変換される。
【００７７】
続いて、期間［５］では、制御部１６０は、読み出し回路部１３０に再度、ＲＣ信号を供給してプリアンプＡ１〜Ａ３の積分容量をリセットすると同時に各信号配線の電位をＧＮＤにしながら、１行目〜４行目の初期化用スイッチ素子を同時にオンさせる。また、同時に、制御部１６０は、各初期化用スイッチ素子に対して初期化用電源１５０から初期化用電圧配線１５２を介してリフレッシュ電圧Ｖｒを供給させることにより、１行目〜４行目の変換素子Ｓ１１〜Ｓ４３をリフレッシュする制御を行う。この場合、１行目〜４行目の変換素子Ｓ１１〜Ｓ４３は、個別電極側の電位がＶｒとなり、リフレッシュされる。
【００７８】
続いて、期間［６］では、制御部１６０は、ＲＣ信号を供給した状態で、且つ１行目〜４行目の初期化用スイッチ素子をオンの状態で、初期化用電源１５０から初期化用電圧配線１５２を介してリセット電圧（ＧＮＤ）を供給させる。これにより、各変換素子の個別電極側がＧＮＤ電位となり、入射したＸ線の電気信号（電荷）への変換動作が可能となる。
【００７９】
続いて、期間［７］では、制御部１６０は、１行目〜４行目の初期化用スイッチ素子ＴＲ１１〜ＴＲ４３をオフする制御を行う。これにより、各変換素子の電界は維持され、入射したＸ線の電気信号（電荷）への変換動作に備えることができる。
【００８０】
期間［３］〜期間［７］に示す転送動作とリフレッシュ動作を、全ての行の駆動配線に対して、４本ずつ（４行ずつ）走査させることにより、変換部１１０の全体における各変換素子の電気信号（電荷）を読み出すことが可能である。
【００８１】
この動作モード３は、駆動配線が４本ずつ走査されるため、動作モード１及び２と比較して、解像度が更に低下する一方で、信号レベルが更に高くなりＳＮＲ的に有利である。また、走査速度の面では、動作モード１と比較して、必要な時間が１／４となり速度が更に向上する。
【００８２】
次に、第１の駆動回路部１２１及び第２の駆動回路部１２２における内部構成、並びに、その駆動タイミングについて説明する。
【００８３】
図６は、本発明の第１の実施形態を示し、第１の駆動回路部における内部構成及びその駆動タイミングの一例を示す模式図である。なお、図６には、便宜上、第１の駆動回路部１２１について示すが、第２の駆動回路部１２２についても同様である。
【００８４】
図６（ａ）に示すように、第１の駆動回路部１２１は、Ｄフリップフロップ（１２１１ａ〜１２１１ｄ）と、ＡＮＤゲート（１２１２ａ〜１２１２ｄ）を有して構成されている。第１の駆動回路部１２１は、制御部１６０から供給されるＳＩＮ信号（スタートパルス信号）、ＳＣＬＫ信号（シフトクロック信号）及びＥＮＢ信号（イネーブル信号）により制御されている。図６（ｂ）には、図６（ａ）に示す第１の駆動回路部１２１の駆動タイミングが示されている。
【００８５】
なお、第１の駆動回路部１２１及び第２の駆動回路部１２２が図６（ａ）に示すシフトレジスタで構成される場合、制御部１６０は、例えば、それぞれの駆動回路部に対して、異なるＳＩＮ信号、ＳＣＬＫ信号、ＥＮＢ信号を供給する。
【００８６】
図７は、本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の構成部のうち、変換部と、各駆動回路部及び読み出し回路部との結線の一例を示す模式図である。また、図７には、絶縁性基板であるガラス基板１０も示されており、このガラス基板１０上には、変換部１１０及び各種の配線が形成されている。
【００８７】
図７に示すように、ガラス基板１０の左側の辺（第１の辺）には、例えばＩＣ等からなる第１の駆動回路部１２１が複数実装されている。また、第１の駆動回路部１２１は、例えば、ポリイミドを主材としたフレキシブルな基台（フレキシブル配線板）７０１に搭載されている。また、ガラス基板１０の右側の辺（第２の辺）には、例えばＩＣ等からなる第２の駆動回路部１２２が複数実装されており、また、第２の駆動回路部１２２は、例えば、ポリイミドを主材としたフレキシブルな基台７０２に搭載されている。
【００８８】
また、ガラス基板１０の上側の辺には、例えばＩＣ等からなる読み出し回路部１３０が複数実装されており、また、読み出し回路部１３０は、例えば、ポリイミドを主材としたフレキシブルな基台７０３に搭載されている。
【００８９】
また、各基台７０１〜７０３には、不図示であるが、それぞれ、第１の駆動回路部１２１、第２の駆動回路部１２２、読み出し回路部１３０と、ガラス基板１０上の各種の配線とを接続のための配線が具備されている。
【００９０】
また、ガラス基板１０上には、変換部１１０と第１の駆動回路部１２１とを接続する駆動配線７０４、変換部１１０と第２の駆動回路部１２２とを接続する駆動配線７０５、変換部１１０と読み出し回路部１３０とを接続する信号配線７０６が形成されている。また、駆動配線７０４の配線部７０４ａでは、駆動配線７０４が曲がっている様子を示しているが、これは、変換部１１０の画素ピッチと第１の駆動回路部１２１の接続ピッチとが異なるために、ピッチ変換している領域である。駆動配線７０５の配線部７０５ａ及び信号配線７０６の配線部７０６ａについても同様である。また、位置７０７は、変換部１１０の形成領域の上下方向の中央付近の位置を示している。
【００９１】
第１の駆動回路部１２１、第２の駆動回路部１２２及び読み出し回路部１３０は、通常の半導体プロセスで形成される。変換部１１０は、放射線撮像装置１００が医療用のＸ線撮像装置として応用される場合、被写体の胸部を撮影するためには、約４０ｃｍ角の撮像領域が必要である。この場合、第１の駆動回路部１２１、第２の駆動回路部１２２及び読み出し回路部１３０は、図７に示すように、実質上、複数のＩＣ等で形成され、それらは、例えば、ＣＭＯＳプロセスなどで製作された半導体ウェハから多数個採取される。
【００９２】
図７に示すような放射線撮像装置１００では、読み出し回路部１３０がガラス基板１０の一辺のみに形成されているため、コスト的に有利である。また、読み出し回路部１３０は、図１にも示されているように、信号配線毎にプリアンプ（Ａ１〜Ａ３）が接続されることが望ましい。また、変換部１１０の画素の各列に各信号配線を介して接続されたプリアンプ（Ａ１〜Ａ３）のノイズを下げるためには、当該プリアンプ初段の差動対を構成するトランジスタのサイズを大きくすることが望ましい。ただし、この場合は、読み出し回路部１３０を構成するＩＣのチップの面積が大きくなって製造コストが増加し、また、消費電力も大きくなる。
【００９３】
また、図７に示すように、読み出し回路部１３０をガラス基板１０の一辺のみに形成して当該一辺のみに信号配線を引き出すことにより、製造コストを下げ、且つ、消費電力を大きく軽減できる長所がある。また、読み出し回路部１３０をガラス基板１０の一辺のみに形成して読み出し回路部１３０の数を減らすることは、後段に接続されるメモリなどの構成部も減らすことができ、副次的なコストダウンと消費電力の低減にもつながり、また、装置の軽量化もできる。
【００９４】
また、図７に示すように、ガラス基板１０の下側の辺に読み出し回路部１３０を形成しないため、変換部１１０をガラス基板１０の下側の辺の近傍まで配置することができる。これは、例えば、乳房撮影（マンモグラフィ）などにおいて、放射線撮像装置１００の撮像領域を乳房下に押し当てて撮影する場合など、乳房の肺野側を広く撮影領域に入れることができる特徴がある。
【００９５】
また、図７の第１の駆動回路部１２１には、図１に示すように、１行目の転送用駆動配線ＶｇＴ１と、その次段に、同じく１行目の初期化用駆動配線ＶｇＲ１が接続されている。そして、第１の駆動回路部１２１には、その次段に、３行目の転送用駆動配線ＶｇＴ３と、その次段に、同じく３行目の初期化用駆動配線ＶｇＲ３が接続されている。このように、第１の駆動回路部１２１には、奇数行に該当する２つの駆動配線が接続されている。同様に、図７の第２の駆動回路部１２２には、図１に示すように、偶数行に該当する２つの駆動配線が接続されている。
【００９６】
このように、各駆動配線を結線することにより、第１の駆動回路部１２１及び第２の駆動回路部１２２に、ほぼ同数の駆動配線が結線されることになる。なお、図７では、バイアス配線１４１及び初期化用電圧配線１５２等の配線は、省略している。
【００９７】
本実施形態の放射線撮像装置１００は、同一行における転送用スイッチ素子の転送用駆動配線と、初期化用スイッチ素子の初期化用駆動配線との抵抗値が概略等しくなるように、即ち概略長さが等しくなるように、各駆動回路部に接続されている。また、駆動回路部を変換部１１０の左右の対向する位置に配置し概略同数の駆動配線を接続することにより、各駆動回路部の接続ピッチを緩和することを狙いとしている。
【００９８】
次に、比較例に係る撮像装置を提示し、本実施形態に係る撮像装置の説明を更に行う。
【００９９】
図８は、比較例に係る撮像装置の概略構成の一例を示す模式図である。
この図８に示す比較例に係る放射線撮像装置８００では、転送用駆動配線ＶｇＴ１〜ＶｇＴ６のみを接続する転送用駆動回路部８２１と、初期化用駆動配線ＶｇＲ１〜ＶｇＲ６のみを接続する初期化用駆動回路部８２２が設けられている。また、以下の説明では、図８に示す読み出し回路部８３０、センサバイアス電源８４０、初期化用電源８５０の機能については、図１に示す読み出し回路部１３０、センサバイアス電源１４０、初期化用電源１５０の機能と大差ないため、その詳細な説明は省略する。
【０１００】
図８に示す比較例に係る放射線撮像装置８００は、同一行における転送用スイッチ素子の転送用駆動配線と初期化用スイッチ素子の初期化駆動配線とは、全体の配線長が等しくなるように各駆動回路部８２１及び８２２に接続されている。また、駆動回路部は、変換部８１０の左右に配置されており、概略同数の駆動配線が接続されている。
【０１０１】
ここで、図８に示す比較例に係る放射線撮像装置８００と上記の特許文献１の放射線撮像装置との違いは、初期化用スイッチ素子の駆動配線と転送用スイッチ素子の駆動配線とを引き出す辺を互いに対向する辺に配置していることである。この図８に示す放射線撮像装置８００では、［背景技術］で説明した駆動回路部の実装密度が高くなるという製造上の課題は解決される。しかしながら、図８に示す比較例に係る放射線撮像装置８００では、以下の問題点が発生する。
【０１０２】
図９は、図８に示す比較例に係る撮像装置の暗時出力（ＦＰＮ出力）の一例を示す特性図である。この図９の横軸は、コラム座標であり、１行あたりに２１５６画素が具備されている場合を示している。また、図９の縦軸は、読み出し回路部８３０において、アナログ信号をＡ／Ｄ変換器８３２でＡ／Ｄ変換した際の暗時出力（ＦＰＮ出力）である。
【０１０３】
図９の特性図では、読み出し回路部８３０内のプリアンプＡ１〜Ａ３の積分容量を１ｐＦ、２ｐＦ、３ｐＦとゲインを変えた場合の特性を示している。図９に示すように、ゲインを変化させることにより、暗時出力信号は大きくなっている。放射線を照射したときの出力信号からこの暗時出力信号を減算すれば、真の出力信号（真の画像信号）を得ることができる。
【０１０４】
しかしながら、図９の１ｐＦで示されるように、下側の暗時出力信号がＡ／Ｄ変換器８３２の下側のダイナミックレンジ範囲を逸脱してしまっている場合、正しい画像信号が得られないという問題がある。
【０１０５】
また、図９の２ｐＦの場合では、暗時出力信号がＡ／Ｄ変換器８３２のダイナミックレンジ範囲内にあるが、転送用駆動回路部８２１に近い転送用スイッチ素子の座標０においては、暗時出力が約６５００（ＡＤＵ）になっている。この場合、１４ビットのＡ／Ｄ変換器８３２（０〜１６３８３の出力コード）を用いた場合、およそ１００００のレンジとなる。即ち、暗時出力は、図９の１ｐＦ、２ｐＦ、３ｐＦに示すようなシェーディングを持たずにフラットな特性であることが望ましい。
【０１０６】
また、図９には、初期化用スイッチ素子を駆動（オン）させない場合の暗時出力特性も示している。この場合は、図９に示すように、フラットな暗時出力特性を有している。
【０１０７】
続いて、図９に示すような暗時出力のシェーディングの発生する原因について、以下に説明する。
【０１０８】
ここでは、まず、転送用スイッチ素子だけの転送動作を考える。
変換素子と転送用スイッチ素子とが接続されているノードは、ゲート波形がオン／オフする度に、転送用スイッチ素子のゲート容量を介して電荷が流入する。転送用スイッチ素子がオンしている間、前記ノードはある一定の電位になるが、オフした際に、ゲート容量を介してオフ時の電気信号（電荷）が前記ノードに保持される。この電荷は、基本的に暗時オフセット出力として転送用スイッチ素子が次にオンした際（即ち、次フレーム）に読み出されることになる。しなしながら、この場合、次のフレームにおいて転送用スイッチ素子がオンする際に、オンとオフとでキャンセルされるため、オフセット出力にはならない。
【０１０９】
つまり、転送用スイッチ素子に転送用駆動信号がオン時とオフ時が同様の矩形波であれば、（転送用駆動回路部８２１からの距離によらずに）オフセット出力にならないと考えられる。即ち、転送用スイッチ素子のみの駆動であって初期化用スイッチ素子を駆動することがなければ、図９に示すようなオフセット出力のシェーディングは発生しない。
【０１１０】
次に、転送用スイッチ素子と初期化用スイッチ素子の両方を駆動する場合について考える。この場合、転送用スイッチ素子がオフした際に流入し、前記ノードに保持された電気信号（電荷）は、次の初期化用スイッチ素子がオンすることによりリセットされ、読み出されることはない。その後、初期化用スイッチ素子がオフした際に流入する電気信号（電荷）が前記ノードに保持されて、次のフレームにおいて転送用スイッチ素子がオンする時に読み出されることになる。
【０１１１】
この原理に基づくと、変換部８１０の左側の辺に位置する転送用駆動回路部８２１に近い画素の初期化用スイッチ素子のパルス波形（立下り）は、変換部８１０の右側の辺に位置する遠方の初期化用駆動回路部８２２から供給されるために鈍ることになる。一方、当該画素の転送用スイッチ素子のパルス波形（立ち上がり）は、近傍の転送用駆動回路部８２１から供給されるために鈍っていない矩形波である。
【０１１２】
ゲート容量を介して流入する電荷量は、駆動信号のパルス波形によって異なり、鈍った波形においては、その影響は小さい。したがって、変換部８１０の左側に位置する画素は、転送用スイッチ素子の駆動信号の立ち上がりパルスによる影響が大きくなり、「＋」側の暗時出力になる。一方、反対に、変換部８１０の右側に位置する画素の暗時出力は、初期化用スイッチ素子の駆動信号の立下がりパルスによる影響が支配的となり、「−」側の暗時出力となる。なお、変換部８１０の中央付近の画素の暗時出力は、それらが相殺しあって平衡状態の暗時出力となる。
【０１１３】
なお、図９において、シェーディングがない時の暗時出力（ＦＰＮ出力）レベルは、およそ３５００を示しているが、これは読み出し回路部８３０やＡ／Ｄ変換器８３２の基準電位によって決定されるレベルであり、特に異常なことではない。これは、後に減算処理（補正処理）を行うことで対応できる。
【０１１４】
一般に、変換素子には、暗状態においても有限のダーク電流が流れ、その電流の蓄積電荷数に依存したゆらぎが発生する。このゆらぎは、画素毎にランダムに発生し、ショットノイズと呼ばれ画像の粒状性に起因するノイズとなる。また、スイッチ素子のオン抵抗や信号配線や駆動配線の抵抗値に起因する熱雑音（ジョンソンノイズ）も発生し、これも前述のショットノイズ同様に、画素毎にランダムに発生する。また、読み出し回路部８３０においてもランダムなノイズは発生し、プリアンプＡ１〜Ａ３を構成するトランジスタ、特にアンプ初段の差動対のトランジスタに起因する熱雑音や１／ｆノイズにより画像の品位（画質）が変わってくる。また、ＡＤコンバータの量子化ノイズもランダム性のノイズになる。つまり、変換素子やスイッチ素子から発生する雑音を、見かけ上小さくする手段として、プリアンプＡ１〜Ａ３のゲインを上げることが行われる。ここで、ショットノイズや熱雑音などの各コンポーネントから発生するノイズは、その発生過程が互いに独立事象であり、その総ノイズ量は２乗和の平方根で表される。
【０１１５】
一方、信号量は、読み出し回路部８３０のプリアンプＡ１〜Ａ３におけるゲインに比例する。即ち、例えば、図９に示す場合、１ｐＦの設定時は、２ｐＦ設定時よりも２倍のゲインを有しているため、信号量は２倍にとなるが、総ノイズ量は、読み出し回路部８３０のノイズが原理上零にはならないため２倍にならない。その理由はプリアンプＡ１〜Ａ３の後段においても、ランダムなノイズを発生させるノイズ源があるからである。つまり、２ｐＦ設定時よりも１ｐＦ設定時の方がＳ／Ｎが大きい。特に、複数枚の画像を連続的に撮影する透視撮影など、被写体（患者）への被曝線量を低減させるためには、読み出し回路部８３０のプリアンプＡ１〜Ａ３におけるゲインを大きく設定することが望ましい。
【０１１６】
しかしながら、図９に示すような暗示出力特性は、当該放射線撮像装置８００内で大きなシェーディング特性を有するため、透視撮影時にはゲインを大きく設定することができない。即ち、図８に示す放射線撮像装置８００では、良好なＳ／ＮのＸ線画像を撮影できず、また、被写体（患者）への被曝線量を下げられないという問題が生じる。
【０１１７】
一方、本実施形態の放射線撮像装置１００では、同一行の転送用駆動配線及び初期化用駆動配線を第１の駆動回路部１２１又は第２の駆動回路部１２２に接続している構成のため、上述した図８の比較例に係る放射線撮像装置８００での問題点は生じない。
【０１１８】
本実施形態の放射線撮像装置１００によれば、同一行の転送用駆動配線及び初期化用駆動配線を第１の駆動回路部１２１又は第２の駆動回路部１２２に接続するという簡易な実装で、シェーディングの影響を低減させた高画質な画像を取得することができる。また、奇数行の転送用駆動配線及び初期化用駆動配線を第１の駆動回路部１２１に接続し、偶数行の転送用駆動配線及び初期化用駆動配線を第２の駆動回路部１２２に接続しているため、転送動作モードの選択の自由度を確保することができる。これは、例えば、モード選択部１７０により、図３〜図５に示す動作モード１〜動作モード３のいずれか１つが選択された場合であっても快適に動作を行うことができ、垂直走査方向の解像度、走査速度を変更した放射線画像の撮影が実現可能となる。
【０１１９】
また、図９のオフセット出力のシェーディングの原因は、転送用スイッチ素子を制御する転送用駆動配線の駆動信号の信号波形と、初期化用スイッチ素子を制御する初期化用駆動配線の駆動信号の信号波形とが異なることによるものである。より具体的には、転送用スイッチ素子と初期化用スイッチ素子との結合ノードに、オンオフする際に流入する電荷量が異なるためである。
【０１２０】
それら駆動配線に印加される駆動信号の信号波形は、駆動配線の抵抗値と、スイッチ素子の電極間容量、本実施形態ではＴＦＴのゲート電極（Ｇ）とドレイン電極（Ｄ）またはソース電極（Ｓ）の間に寄生する容量（Ｃｇｓ、Ｃｇｄ）に依存する。駆動配線の抵抗は、駆動配線の材料やその配線幅、膜厚に起因し、抵抗値が小さいほど信号波形の鈍りは小さい。また、スイッチ素子の電極間容量も小さいほど信号波形の鈍りは小さい。信号波形の鈍りとは、立ち上がり特性の立下がり特性と、配線の長さに関係する時間的遅延も指している。
【０１２１】
放射線撮像装置の有効画素領域は、一般のレントゲンフィルムに準拠することが多い。半切サイズとなると、おおよそ３５ｃｍ×４３ｃｍと大型になる。これらは、人体の胸部を撮影するに必要なサイズである。また、日本人よりも欧米人の体格は大きく、４３ｃｍ×４３ｃｍの有効画素領域を持つ放射線撮像装置が実用化されている。このような大型の放射線撮像装置には、変換素子としてアモルファスセレンやアモルファスシリコン等の非単結晶半導体材料を主たる材料にしている。そして、転送用スイッチ素子や初期化用スイッチ素子は、アモルファスシリコン等の非単結晶半導体材料を主たる材料とする薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）をガラス基板などの絶縁性基板上に形成して用いている。また、ＴＦＴの駆動配線の材料は、主にアルミニウム、モリブデン、クロム、タンタルなどが用いられる。
【０１２２】
このような大型の放射線撮像装置の場合、ＴＦＴを駆動する駆動配線の長さも４３ｃｍ以上と大変長くなり、必然的に駆動配線の抵抗値が高くなる。一般に単結晶半導体材料の光センサ、例えば単結晶シリコンのＣＭＯＳセンサやＭＯＳセンサ、ＣＣＤなどは、ウェハのサイズに制限されるため、例えば４３ｃｍ×４３ｃｍのような大面積のセンサを１つのウェハで製造することはできない。一般に単結晶半導体ウェハから製造されたセンサを用いて放射線撮像装置を構成する場合、小さいチップに縮小光学系を用いて結像させるか、小さいチップを複数枚並べて大面積化を図ることが考えられる。
【０１２３】
しかしながら、非単結晶半導体材料のスイッチ素子を用いた放射線撮像装置に比べて、何れもスイッチ素子の配線長は短く配線の抵抗値は小さい。また、単結晶シリコンは、一般にその移動度がアモルファスシリコン等の非単結晶半導体に比べて、２〜３桁程度大きいことが知られている。単結晶半導体材料、例えば単結晶シリコンでＭＯＳ型トランジスタのようなスイッチ素子を非単結晶半導体材料のスイッチ素子と同等の特性になるように構成した場合、チャネルのサイズを小さくすることができる。このことは、単結晶半導体のスイッチ素子の電極間容量を、アモルファスシリコンのＴＦＴ等の非単結晶半導体のスイッチ素子の電極間容量に比べて極めて小さくすることができる。また、一般の単結晶半導体は、アモルファスシリコン等の非単結晶半導体に比べてプロセスルールの精度が高く、セルフアラインでのチャネル形成も可能であり電極間容量を小さくできる。
【０１２４】
単結晶半導体のセンサにおいては、一般に撮像素子のサイズが小さいため、ゲート配線が短く、抵抗値が小さい。更に、移動度が大きいことからスイッチ素子のサイズを非単結晶半導体のスイッチ素子よりも格段に小さくすることができ、ゲート配線に寄生する電極間の容量が小さい。これらのことは、単結晶半導体のセンサでは図９のようなオフセットシェーディングの発生が極めて少なく、また、発生したとしてもその影響は小さい。つまり、上記課題は、アモルファスシリコンＴＦＴ等の非単結晶半導体のスイッチ素子を用いた放射線撮像装置に特有の課題といえる。すなわち、大面積化が可能なアモルファスシリコンＴＦＴ等の薄膜半導体のプロセス技術を流用して大面積の放射線撮像装置を構成した場合に、本件の課題が発生する。そのため、本発明は非単結晶半導体のスイッチ素子を用いた大面積の放射線撮像装置に格別な効果をもたらす。
【０１２５】
なお、本実施形態では、制御部１６０は、第１の駆動回路部１２１及び第２の駆動回路部１２２の同時に垂直走査する本数を制御するようにしているが、当該本数の制御だけではなく、例えば、駆動信号のパルス長なども制御可能である。
【０１２６】
本実施形態の構成例として図７の結線図を示したが、例えば、第１の駆動回路部１２１に１行目、２行目、５行目、６行目、・・・の駆動配線を接続し、第２の駆動回路部１２２に３行目、４行目、７行目、第８行、・・・の駆動配線を接続するようにしても良い。この場合、各駆動回路部への駆動配線の接続に著しく不均等が生じなければ、このように接続しても何ら発明の本質を変えるものではない。
【０１２７】
また、本実施形態では、モード選択部１７０において選択可能な動作モードとして動作モード１〜動作モード３を示したが、更に多くの動作モードを設定可能としてもよい。
【０１２８】
（第２の実施形態）
以下に、添付図面を用いて、本発明の第２の実施形態について説明する。
本発明の第２の実施形態に係る放射線撮像装置の概略構成については、図１に示す第１の実施形態に係る放射線撮像装置１００の概略構成と同様である。
【０１２９】
図１０は、本発明の第２の実施形態に係る撮像装置の構成部のうち、変換部と、各駆動回路部及び読み出し回路部との結線の一例を示す模式図である。ここで、図１０において、図７と同一の構成部については、同一の符号を付けている。
【０１３０】
ここで、図１０において、図７と異なるところは、読み出し回路部が、ガラス基板１０の上側の辺と下側の辺の両側に、読み出し回路部１３０ａ及び１３０ｂとして形成されている点である。また、図７では、信号配線が変換部１１０の上側から下側までの全行分接続されているのに対して、図１０では、変換部１１０の形成領域の上下方向の中央付近の位置７０７で分離されている。
【０１３１】
第２の実施形態では、読み出し回路部１３０ａ及び１３０ｂがガラス基板１０の上側の辺と下側の辺の両側に配置されているために、コスト的には図７よりも不利であるが、ランダムノイズを小さくできる。特に、医療用の放射線撮像装置の場合、高いＳ／Ｎが要求されるため、図１に示されているように、ノイズ低減のためには、信号配線毎にプリアンプＡ１〜Ａ３を接続することが望ましい。この理由は、画素を構成する変換素子やスイッチ素子、配線等の抵抗などによるランダム雑音による画像への影響を下げるためである。
【０１３２】
図１０では、図７よりも信号配線が半分の長さであるため、信号配線の抵抗値が半分である。これによって、配線の熱雑音を低減することができる。また、図１０では、信号配線に寄生する容量値も図７に比べて半分になる。この容量の半減により、プリアンプＡ１〜Ａ３のノイズを増幅度が下がることができ、結果的にトータルのランダムノイズを下げることに寄与する。
【０１３３】
また、第２の実施形態では、読み出し回路部１３０ａ及び１３０ｂがガラス基板１０の上側の辺と下側の辺の両側に配置されているために、変換部１１０の上側領域と下側領域を平行で動作させることができ、動作速度的に有利になる。この点、第２の実施形態では、図７で示した放射線撮像装置の動作速度に比べて２倍の高速化が図れる。このように、放射線撮像装置の構成については、製造コスト、性能、使い勝手などのバランスを考えて実施すればよい。
【０１３４】
（第３の実施形態）
以下に、添付図面を用いて、本発明の第３の実施形態について説明する。
本発明の第３の実施形態に係る放射線撮像装置の概略構成については、図１に示す第１の実施形態に係る放射線撮像装置１００の概略構成と同様である。
【０１３５】
図１１は、本発明の第３の実施形態を示し、第１の駆動回路部及び第２の駆動回路部における内部構成の一例を示す模式図である。ここで、図１１（ａ）に第２の駆動回路部１２２における内部構成を示し、図１１（ｂ）に第１の駆動回路部１２１における内部構成を示す。
【０１３６】
図１１において図６と異なるところは、ＡＮＤゲート（１２１４ａ〜１２１４ｌ、１２２４ａ〜１２２４ｌ）から出力を制御するＥＮＢ信号（イネーブル信号）を、２つ設けているところである。この２つのＥＮＢ信号線を、図１１に示すように接続することにより、３画素加算の駆動を可能にしている。
【０１３７】
図１２は、図１１に示す第１の駆動回路部及び第２の駆動回路部の駆動タイミングの一例を示すタイミングチャートである。
【０１３８】
図６に示すような１つのＥＮＢ信号（イネーブル信号）を用いた制御では、３画素加算の駆動ができない。第３の実施形態で示すように、ＡＮＤゲート（１２１４ａ〜１２１４ｌ、１２２４ａ〜１２２４ｌ）の制御配線に工夫をすることにより、３画素加算に限らず、所望の数の加算駆動が容易に可能となる。
【０１３９】
なお、図１１や図６においては、駆動回路部の内部構成として論理回路図で示しているため、スイッチ素子の駆動配線には、ＡＮＤゲートからの論理出力が供給されるような表現になっている。しかしながら、実際には、スイッチ素子の駆動においては、そのゲートに必要な電圧は、例えば、５Ｖや３．３Ｖのようないわゆる一般の論理回路の出力レベルではなく、高いレベルが必要とされる場合が多い。即ち、実際には、ＡＮＤゲートの後に、不図示であるがレベルシフト回路等が設けられており、オン状態もオフ状態も両方とも所望の電圧レベルに変換して、その出力が各駆動配線に供給されることになる。また、図１１や図６に示す構成は、タイミング関係を表現するためのものであって、電圧レベルを調整するようなレベルシフト回路等は省略している。
【０１４０】
（第４の実施形態）
以下に、添付図面を用いて、本発明の第４の実施形態について説明する。
本発明の第４の実施形態に係る放射線撮像装置の概略構成については、図１に示す第１の実施形態に係る放射線撮像装置１００の概略構成と同様である。
【０１４１】
図１３は、本発明の第４の実施形態を示し、変換部１１０を構成する１つの画素の概略構成の一例を示す断面図である。
【０１４２】
変換部１１０を構成する画素１１１は、まず、絶縁性基板であるガラス基板１０上に、第１の導電層１１、第１の絶縁層１２、第１の半導体層１３、第１の不純物半導体層１４及び第２の導電層１５が順次積層されて形成されている。
【０１４３】
このガラス基板１０上に形成された第１の導電層１１〜第２の導電層１５から、画素１１１を構成する転送用スイッチ素子１３０２、初期化用スイッチ素子１３０３及び配線が形成される。ここで、転送用スイッチ素子１３０２は、図１に示す転送用スイッチ素子ＴＴ１１〜ＴＴ６３に相当し、初期化用スイッチ素子１３０３は、図１に示す初期化用スイッチ素子ＴＲ１１〜ＴＲ６３に相当する。また、転送用スイッチ素子１３０２及び初期化用スイッチ素子１３０３において、第１の導電層１１はゲート電極に相当するものであり、第２の導電層１５は、ソース電極／ドレイン電極に相当するものである。
【０１４４】
その後、第２の導電層１５上に、層間絶縁層１６を形成した後、当該層間絶縁層１６の所定領域に第２の導電層１５を露出させるコンタクトホールを形成して、例えば、当該コンタクトホールを埋め込むプラグ１７を形成する。
【０１４５】
そして、この層間絶縁層１６及びプラグ１７上に、図１の変換素子Ｓ１１〜Ｓ６３に相当する変換素子が形成される。以下に、詳細に説明する。
【０１４６】
まず、層間絶縁層１６及びプラグ１７上に、第３の導電層１８、第２の絶縁層１９、第２の半導体層２０、第２の不純物半導体層２１及び第４の導電層２２が順次積層されて形成されている。この層間絶縁層１６及びプラグ１７上に形成された第３の導電層１８〜第４の導電層２２から、光電変換素子に相当するＭＩＳ型センサ１３０１が形成される。この際、第３の導電層１８は、ＭＩＳ型センサ１３０１の下部電極層に相当する。また、第４の導電層２２は、ＭＩＳ型センサ１３０１の上部電極層に相当し、例えば、透明電極層として形成される。また、第２の不純物半導体層２１は、例えば、ｎ型の不純物半導体層で形成される。
【０１４７】
その後、第４の導電層２２上に、保護層２３、接着層２４及び蛍光体層（シンチレータ層）２５が順次積層されて形成されている。以上、ＭＩＳ型センサ１３０１、保護層２３、接着層２４及び蛍光体層２５から、図１に示す変換素子が形成される。
【０１４８】
図１３に示すように、変換部１１０を構成する画素１１１は、絶縁性基板であるガラス基板１０を基準として、転送用スイッチ素子１３０２及び初期化用スイッチ素子１３０３の上方に、変換素子を設けた積層構造で形成されている。
【０１４９】
即ち、本実施形態における画素１１１は、各スイッチ素子と変換素子とは、同一の階層では無く、他の階層に形成されている。このように、各スイッチ素子と変換素子とを積層構造で形成することは、開口率、即ち変換部１１０の撮像領域の面積を確保する観点で望ましい。
【０１５０】
図１３に示す例では、Ｘ線撮影装置を想定した場合の例を示しているため、ＭＩＳ型センサ１３０１の上部に、保護層２３と接着層２４を介して蛍光体層２５を形成している。一般的に、ＭＩＳ型センサ１３０１は、アモルファスシリコン、多結晶シリコン及び有機半導体のうちのいずれか１つの薄膜半導体材料を主材料として形成されている。そして、この場合、ＭＩＳ型センサ１３０１は、Ｘ線に対する感度がほとんどない。このため、ＭＩＳ型センサ１３０１の上方に、Ｘ線を可視光に変換する波長変換を行う波長変換体である蛍光体層２５が形成されている。ここで、蛍光体層２５としては、例えば、ガドリニウム系の材料やＣｓＩ（ヨウ化セシウム）等の材料が用いられる。なお、これまでの説明においては、放射線撮像装置を想定した場合の例を示しているため、光電変換素子上に波長変換体を設けた変換素子を示した。しかしながら、波長変換体を除いて光電変換素子を変換素子として用いれば、入射した光を用いて撮像する撮像装置として機能することは言うまでもない。
【０１５１】
図１３に示す場合、被写体を透過したＸ線は、蛍光体層２５で可視光に変換され、ＭＩＳ型センサ１３０１に入射する。そして、ＭＩＳ型センサ１３０１では、蛍光体層２５からの可視光を第２の半導体層２０で光電変換して、電気信号（電荷）を発生させる。そして、ＭＩＳ型センサ１３０１で発生した電気信号（電荷）は、転送用スイッチ素子１３０２により、順次、読み出し回路部１３０に転送されて読み出される。
【０１５２】
また、本実施形態では、変換素子として、ＭＩＳ型センサ１３０１及び蛍光体層２５を備えて構成するようにしているが、本発明のおいては、これに限定されるものではない。例えば、変換素子として、蛍光体層２５を設けずに、入射したＸ線を直接、電気信号（電荷）に変換する直接変換型の変換素子を適用することも可能である。この場合、直接変換型の変換素子としては、アモルファスセレン、ガリウム砒素、ガリウムリン、ヨウ化鉛、ヨウ化水銀、ＣｄＴｅ、ＣｄＺｎＴｅ等を主材料とするものが好適である。
【０１５３】
また、光電変換素子は、ＭＩＳ型センサ１３０１に限定されず、例えば、ｐｎ型やＰＩＮ型のフォトダイオードでもよい。
【０１５４】
（第５の実施形態）
以下に、添付図面を用いて、本発明の第５の実施形態について説明する。
図１４は、本発明の第５の実施形態を示し、放射線撮像システムの概略構成の一例を示す模式図である。ここでは、放射線としてＸ線を適用したＸ線撮像システムについて説明する。
【０１５５】
図１４において、図１に示す放射線撮像装置１００のうち、例えば、変換部１１０、第１の駆動回路部１２１及び第２の駆動回路部１２２、センサバイアス電源１４０、並びに、初期化用電源１５０は、イメージセンサ６０４０の内部に設けられている。また、図１４において、図１に示す放射線撮像装置１００のうち、例えば、読み出し回路部１３０及び制御部１６０は、イメージプロセッサ６０７０に設けられている。また、例えば、モード選択部１７０は、操作入力装置６０７１に設けられている。
【０１５６】
例えば、ユーザーから操作入力装置６０７１を介してＸ線画像の撮影の指示がなされると、イメージプロセッサ６０７０（制御部１６０）は、Ｘ線発生装置６０５０から、パルス状のＸ線６０５１を被写体６０６０に照射する制御を行う。これにより、被写体６０６０を透過したＸ線がイメージセンサ６０４０の内部の変換部１１０に入射し、入射したＸ線に応じた電気信号（電荷）が各変換素子に蓄積される。その後、各変換素子に蓄積された電気信号（電荷）がイメージプロセッサ６０７０の内部の読み出し回路部１３０で読み出される。その後、イメージプロセッサ６０７０では、目的に応じた画像処理などを施してＸ線画像を生成し、例えば、コントロールルームのディスプレイ６０８０に表示されて観察される。
【０１５７】
また、イメージプロセッサ６０７０による画像処理により生成されたＸ線画像は、通信回線６０９０により遠隔地へ転送できる。例えば、通信回線６０９０を介してＸ線画像をドクタールームにあるディスプレイ６０８１に表示させ、遠隔地の医師が診断することも可能である。また、このＸ線画像をフィルムプロセッサ６１００によりフィルム６１１０として記録することもできる。
【０１５８】
上述した各実施形態の放射線撮像装置１００は、垂直走査における解像度と速度を任意に設定、変更して動作可能であるため、図１４に示すＸ線撮影システムに好適である。
【０１５９】
前述した各実施形態に係る放射線撮像装置１００の制御部１６０による処理手順を示す図２の各ステップは、コンピュータのＲＡＭやＲＯＭなどに記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。このプログラム及び当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は本発明に含まれる。
【０１６０】
具体的に、前記プログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭのような記憶媒体に記録し、或いは各種伝送媒体を介し、コンピュータに提供される。前記プログラムを記録する記憶媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ以外に、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、光磁気ディスク、不揮発性メモリカード等を用いることができる。他方、前記プログラムの伝送媒体としては、プログラム情報を搬送波として伝搬させて供給するためのコンピュータネットワーク（ＬＡＮ、インターネットの等のＷＡＮ、無線通信ネットワーク等）システムにおける通信媒体を用いることができる。また、この際の通信媒体としては、光ファイバ等の有線回線や無線回線などが挙げられる。
【０１６１】
また、本発明は、コンピュータが供給されたプログラムを実行することにより各実施形態に係る放射線撮像装置１００の機能が実現される態様に限られない。そのプログラム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）或いは他のアプリケーションソフト等と共同して各実施形態に係る放射線撮像装置１００の機能が実現される場合も、かかるプログラムは本発明に含まれる。また、供給されたプログラムの処理の全て、或いは一部がコンピュータの機能拡張ボードや機能拡張ユニットにより行われて各実施形態に係る放射線撮像装置１００の機能が実現される場合も、かかるプログラムは本発明に含まれる。
【０１６２】
また、前述した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の概略構成の一例を示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の動作モード１における駆動方法を示すタイミングチャートである。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の動作モード２における駆動方法を示すタイミングチャートである。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の動作モード３における駆動方法を示すタイミングチャートである。
【図６】本発明の第１の実施形態を示し、第１の駆動回路部における内部構成及びその駆動タイミングの一例を示す模式図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の構成部のうち、変換部と、各駆動回路部及び読み出し回路部との結線の一例を示す模式図である。
【図８】比較例に係る撮像装置の概略構成の一例を示す模式図である。
【図９】図８に示す比較例に係る撮像装置の暗時出力（ＦＰＮ出力）の一例を示す特性図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る撮像装置の構成部のうち、変換部と、各駆動回路部及び読み出し回路部との結線の一例を示す模式図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態を示し、第１の駆動回路部及び第２の駆動回路部における内部構成の一例を示す模式図である。
【図１２】図１１に示す第１の駆動回路部及び第２の駆動回路部の駆動タイミングの一例を示すタイミングチャートである。
【図１３】本発明の第４の実施形態を示し、変換部を構成する１つの画素の概略構成の一例を示す断面図である。
【図１４】本発明の第５の実施形態を示し、放射線撮像システムの概略構成の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１６４】
１０  ガラス基板
１００  放射線撮像装置
１１０  変換部
１１１  画素
１２１  第１の駆動回路部
１２２  第２の駆動回路部
１３０  読み出し回路部
１３１  アナログマルチプレクサ・バッファアンプ
１３２  Ａ／Ｄ変換器
１４０  センサバイアス電源
１４１  バイアス配線
１５０  初期化用電源
１５１  スイッチ
１５２  初期化用電圧配線
１６０  制御部
１７０  モード選択部
Ｓ１１〜Ｓ６３  変換素子
ＴＴ１１〜ＴＴ６３  転送用スイッチ素子
ＴＲ１１〜ＴＲ６３  初期化用スイッチ素子
ＶｇＴ１〜ＶｇＴ６  転送用駆動配線
ＶｇＲ１〜ＶｇＲ６  初期化用駆動配線
Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ３  信号配線
Ａ１〜Ａ３  プリアンプ
【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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