固體攝像裝置、X射線攝像系統及固體攝像裝置驅動方法制造方法及圖紙

固體攝像裝置包含：受光部(10)，MN個像素二維排列成M行N列而成；輸出部，輸出基于自這些像素輸入的電荷的量而生成的數字值；及控制部。控制部將受光部的MN個像素區分成分別由Q行R列的像素構成的單位區域，將這些二維排列成(M/Q)行(N/R)列的單位區域區分成分別由K行1列的單位區域構成的合并區域，對于這些二維排列成(M/KQ)行(N/R)列的合并區域，依次按每行將與自各合并區域所包含的KQR個像素輸出的電荷的量的和相應的數字值以列順序重復K次而自輸出部輸出。由此，實現了可輸出即使在合并的情況下也容易處理的信號的固體攝像裝置。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】固體攝像裝置、X射線攝像系統及固體攝像裝置驅動方法
本專利技術涉及固體攝像裝置、具備固體攝像裝置的X射線攝像系統、及驅動固體攝像裝置的方法。
技術介紹
作為固體攝像裝置，已知有使用CMOS技術的裝置，其中，已知有被動像素傳感器(PPS：PassivePixelSensor)方式的裝置。PPS方式的固體攝像裝置具備將包含產生與入射光強度相應的量的電荷的光電二極管的PPS型的像素二維排列成M行N列而成的受光部。該固體攝像裝置輸出與各像素中根據光入射而在光電二極管產生的電荷的量相應的電壓值。一般而言，各列的M個像素各自的輸出端經由對應于該列而設置的讀出用配線而與對應于該列而設置的積分電路的輸入端連接。而且，自第1行至第M行為止依次按每行，像素的光電二極管所產生的電荷通過對應的讀出用配線而輸入至對應的積分電路，且自該積分電路輸出與電荷量相應的電壓值。另外，該電壓值被AD轉換而作為數字值。PPS方式的固體攝像裝置可使用于各種用途，例如也可與閃爍器部組合而作為X射線平板使用于醫療用途或工業用途，更具體而言，也可使用于X射線CT裝置或微聚焦X射線檢查裝置等。專利文獻1所公開的X射線攝像系統可通過固體攝像裝置對自X射線產生裝置輸出且透過了攝像對象物的X射線進行攝像，從而對該攝像對象物進行攝像。該X射線攝像系統可通過固體攝像裝置以多種攝像模式對透過了攝像對象物的X射線進行攝像。現有技術文獻專利文獻專利文獻1：日本特開2006-314774號公報
技術實現思路
專利技術所要解決的問題在這樣的固體攝像裝置中，要求S/N比的提高及幀率的提高。根據用途或攝像模式，有時一邊使固體攝像裝置移動一邊進行攝像，使用于這樣的情況的固體攝像裝置通過將各像素的光電二極管作為在移動方向上長的形狀，從而期待可謀求S/N比的提高及幀率的提高。在例如全景攝像模式或CT攝像模式等中，一邊使固體攝像裝置移動一邊進行攝像，且處理通過該攝像而獲得的信號，由此再構成攝像對象物的圖像。此時，有時1幀的攝像期間中的固體攝像裝置的移動距離成為數mm。自各像素輸出的電荷的量成為與遍及每1幀的移動距離的入射光量的累積值相應的量。因此，即使將固體攝像裝置的各像素的光電二極管作為在移動方向上長的形狀，通過再構成處理而獲得的圖像的質量的下降也較小。不如通過增大各像素的光電二極管的面積而使入射至各像素的光的量增加，因而可期待S/N比提高，另外，像素數減少，因而可期待幀率提高。然而，在使用固體攝像裝置的實際的系統中，固體攝像裝置的移動速度為多種，在每個系統設計固體攝像裝置的各像素的光電二極管的移動方向的長度并不現實。另外，根據攝像模式，有時不優選將固體攝像裝置的各像素的光電二極管作為在移動方向上長的形狀。作為可獲得與將各像素的光電二極管作為在移動方向上長的形狀相同的效果的技術，有將來自某一區域所包含的多個像素的輸出值相加而得的值作為該區域的值的合并(binning)。在該技術中，能以像素單位靈活地設定合并區域的形狀或大小。對具備MN個像素二維排列成M行N列而成的受光部的固體攝像裝置應用現有的合并，且假定例如分別由2行1列的像素構成的合并區域的情況下，自固體攝像裝置輸出每1幀(M/2)行N列量的數據數的信號。即，與不合并的情況相比，在進行合并的情況下，每1幀的輸出信號的數據數成為二分之一，可將幀率設為2倍。另外，S/N比也提高。一直以來，通過合并使每1幀的輸出信號的數據數減少，另外，根據各合并區域所包含的像素的個數而使每1幀的輸出信號的數據數不同。當每1幀的輸出信號的數據數不同時，需要與此相應而變更圖像再構成處理的內容。這樣，在現有的合并中，輸出信號的處理不容易。本專利技術是為了解決上述問題而完成的專利技術，其目的在于，提供一種可輸出即使在合并的情況下也容易處理的信號的固體攝像裝置、及具備這樣的固體攝像裝置的X射線攝像系統。另外，本專利技術的目的在于，提供一種以可輸出即使在合并的情況下也容易處理的信號的方式驅動固體攝像裝置的方法。解決問題的技術手段本專利技術的固體攝像裝置，包含：(1)受光部，MN個像素P1,1～PM,N二維排列成M行N列而成，該MN個像素P1,1～PM,N分別包含產生與入射光強度相應的量的電荷的光電二極管、及與該光電二極管連接的讀出用開關；(2)行選擇用配線LV,m，對受光部中的第m行的N個像素Pm,1～Pm,N各自的讀出用開關賦予指示開關動作的第m行選擇控制信號；(3)讀出用配線LO,n，與受光部中的第n列的M個像素P1,n～PM,n各自的讀出用開關連接，將M個像素P1,n～PM,n中的任意像素的光電二極管所產生的電荷經由該像素的讀出用開關而讀出；(4)輸出部，與讀出用配線LO,1～LO,N分別連接，輸出基于經讀出用配線LO,n輸入的電荷量而生成的數字值；及(5)控制部，經由行選擇用配線LV,1～LV,M而控制受光部中的MN個像素P1,1～PM,N各自的讀出用開關的開關動作，并且控制輸出部中的數字值輸出動作。再者，固體攝像裝置，控制部將受光部中二維排列成M行N列的像素P1,1～PM,N區分成分別由Q行R列的像素構成的單位區域，將這些二維排列成(M/Q)行(N/R)列的單位區域區分成分別由K行1列的單位區域構成的合并區域，對于受光部中二維排列成(M/KQ)行(N/R)列的合并區域，依次按每行，使位于該行的合并區域所包含的像素的讀出用開關閉合，使這些像素的光電二極管所產生的電荷輸入至輸出部，且將與自各合并區域所包含的KQR個像素輸出的電荷的量的和相應的數字值依次按每列重復K次而自輸出部輸出。其中，M、N為2以上的整數，m為1以上M以下的整數，n為1以上N以下的整數，Q、R為1以上的整數，K為2以上的整數。本專利技術的X射線攝像系統包含上述構成的固體攝像裝置、及X射線產生裝置，通過固體攝像裝置對自X射線產生裝置輸出且透過了攝像對象物的X射線進行攝像。本專利技術的固體攝像裝置驅動方法是驅動包含上述構成的受光部、行選擇用配線LV,m、讀出用配線LO,n及輸出部的固體攝像裝置的方法，將受光部中二維排列成M行N列的像素P1,1～PM,N區分成分別由Q行R列的像素構成的單位區域，將這些二維排列成(M/Q)行(N/R)列的單位區域區分成分別由K行1列的單位區域構成的合并區域，對于受光部中二維排列成(M/KQ)行(N/R)列的合并區域，依次按每行，使位于該行的合并區域所包含的像素的讀出用開關閉合，使這些像素的光電二極管所產生的電荷輸入至輸出部，將與自各合并區域所包含的KQR個像素輸出的電荷的量的和相應的數字值依次按每列重復K次而自輸出部輸出。其中，M、N為2以上的整數，m為1以上M以下的整數，n為1以上N以下的整數，Q、R為1以上的整數，K為2以上的整數。專利技術的效果根據本專利技術，可在固體攝像裝置中輸出即使進行合并的情況下也容易處理的信號。附圖說明圖1是顯示第1實施方式的固體攝像裝置1的構成的圖。圖2是固體攝像裝置1的像素Pm,n、積分電路21n及保持電路22n各自的電路圖。圖3是說明固體攝像裝置1的受光部10中的單位區域及合并區域的圖。圖4是顯示固體攝像裝置1的輸出部20的第1構成例的圖。圖5是說明固體攝像裝置1的輸出部20的第1構成例的情況下的動作例的流程圖。圖6是說明固體攝像裝置1的輸出部20的第1本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種固體攝像裝置，其特征在于，包含：受光部，MN個像素P

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.07.16 JP 2014-1456121.一種固體攝像裝置，其特征在于，包含：受光部，MN個像素P1,1～PM,N二維排列成M行N列而成，該MN個像素P1,1～PM,N分別包含產生與入射光強度相應的量的電荷的光電二極管、及與該光電二極管連接的讀出用開關；行選擇用配線LV,m，對所述受光部中的第m行的N個像素Pm,1～Pm,N各自的讀出用開關賦予指示開關動作的第m行選擇控制信號；讀出用配線LO,n，與所述受光部中的第n列的M個像素P1,n～PM,n各自的讀出用開關連接，將所述M個像素P1,n～PM,n中的任意像素的光電二極管所產生的電荷經由該像素的讀出用開關而讀出；輸出部，與所述讀出用配線LO,1～LO,N分別連接，輸出基于經所述讀出用配線LO,n輸入的電荷的量而生成的數字值；及控制部，經由所述行選擇用配線LV,1～LV,M而控制所述受光部中的MN個像素P1,1～PM,N各自的讀出用開關的開關動作，并且控制所述輸出部中的數字值輸出動作，所述控制部，將所述受光部中二維排列成M行N列的像素P1,1～PM,N區分成分別由Q行R列的像素構成的單位區域，將這些二維排列成(M/Q)行(N/R)列的單位區域區分成分別由K行1列的單位區域構成的合并區域；對于所述受光部中二維排列成(M/KQ)行(N/R)列的合并區域，依次按每行，使位于該行的合并區域所包含的像素的讀出用開關閉合，使這些像素的光電二極管所產生的電荷輸入至所述輸出部，將與自各合并區域所包含的KQR個像素輸出的電荷的量的和相應的數字值依次按每列重復K次而自所述輸出部輸出，其中，M、N為2以上的整數，m為1以上M以下的整數，n為1以上N以下的整數，Q、R為1以上的整數，K為2以上的整數。2.如權利要求1所述的固體攝像裝置，其特征在于，所述輸出部包含存儲部，所述存儲部存儲與自各合并區域所包含的像素輸出的電荷的量的和相應的數字值，所述控制部將存儲于所述存儲部的數字值依次按每列重復K次而自所述存儲部讀出并輸出。3.如權利要求2所述的固體攝像裝置，其特征在于，所述輸出部包含將與自各合并區域所包含的像素輸出的電荷的量的和相應的數字值依次按每列存儲的K個FIFO存儲器來作為所述存儲部，所述控制部通過自這些K個FIFO存儲器依次輸出數字值而將與自各合并區域所包含的像素輸出的電荷的量的和相應的數字值依次按每列重復K次而輸出。4.如權利要求2所述的固體攝像裝置，其特征在于，所述輸出部包含將與自各合并區域所包含的像素輸出的電荷的量的和相應的數字值依次按每列存儲的FIFO存儲器來作為所述存儲部，所述控制部通過自所述FIFO存儲器輸出數字值并且使該數字值存儲于所述FIFO存儲器而將與自各合并區域所包含的像素輸出的電荷的量的和相應的數字值依次按每列重復K次而輸出。5.如權利要求1至4中任一項所述的固體攝像裝置，其特征在于，具備分別包含通過所述讀出用配線LO,n相互連接的所述受光部及所述輸...

【專利技術屬性】
技術研發人員：久嶋龍次，藤田一樹，岡田晴義，澤田純一，森治通，
申請(專利權)人：浜松光子學株式會社，
類型：發明
國別省市：日本,JP