專利名稱：放射線成像裝置和用于放射線成像裝置的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及放射線成像裝置和用于放射線成像裝置的控制方法。
背景技術(shù)：
近年來，在數(shù)字放射線成像裝置的領(lǐng)域中，作為圖像增強(qiáng)器(image intensifier) 的替代，出于提高分辨率、減小體積和抑制圖像畸變的目的，廣泛地使用基于使用光電轉(zhuǎn)換元件的等倍(IX)光學(xué)系統(tǒng)的大面積平板傳感器。使用光電轉(zhuǎn)換元件的成像裝置包含非晶硅型裝置、CXD型裝置和CMOS型裝置。使用玻璃基板上的非晶硅半導(dǎo)體的成像元件允許容易地形成大面積成像裝置。另一方面，與單晶硅半導(dǎo)體基板相比，非晶硅使得難以對(duì)玻璃基板上的半導(dǎo)體基板進(jìn)行微加工。因此，輸出信號(hào)線的電容越大，半導(dǎo)體特性越不足。雖然 CCD型成像裝置是完全耗盡型的并且具有高的感光度，但是，將該裝置用作大面積成像裝置將導(dǎo)致用于電荷傳送的傳送級(jí)的數(shù)量增加，從而導(dǎo)致功耗是使用CMOS型成像元件的裝置的功耗的10倍或更多。即，該技術(shù)不適于大面積成像裝置。日本專利公開No. 2002-344809公開了這樣一種大面積平板型傳感器該大面積平板型傳感器通過使用CMOS型成像元件作為光電轉(zhuǎn)換元件，更具體地，通過鋪設(shè)(tiling) 矩形成像元件，實(shí)現(xiàn)大面積成像，其中所述矩形成像元件是從硅半導(dǎo)體晶片切出的矩形 CMOS型光電轉(zhuǎn)換元件。與非晶硅相比，CMOS型成像元件由于微加工而能夠快速地讀出，并由此允許獲得更高的感光度。另外，已知的是，當(dāng)實(shí)現(xiàn)大面積平板型傳感器時(shí)，CMOS型成像元件是高度有利的。這是由于，與CCD成像元件不同，CMOS型成像元件不存在用于電荷傳送的傳送級(jí)的數(shù)量和功耗的問題，由此有利于大面積成像的實(shí)現(xiàn)。另外，日本專利公開No. 2006-319529公開了使用CMOS型成像元件中的像素相加電路和感光度開關(guān)的布置?？紤]實(shí)現(xiàn)像素相加和感光度切換兩者的CMOS型成像元件。在這種情況下，當(dāng)例如該元件在高感光度模式下被驅(qū)動(dòng)時(shí)，感光度開關(guān)被關(guān)斷，并且，動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展電容器的一端被打開從而變成浮置。在該浮置電容器中累積的電荷是不穩(wěn)定的，因此，在CMOS型成像元件的電路中產(chǎn)生不穩(wěn)定電壓。當(dāng)在運(yùn)動(dòng)圖像捕獲操作中在CMOS型成像元件的電路中產(chǎn)生不穩(wěn)定電壓時(shí)，CMOS型成像元件的電路中的各MOS晶體管的柵極和源極之間的少量的泄漏變得不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致影響各幀的隨機(jī)噪聲。另外，CMOS型成像元件具有偏移值，并且，即使在沒有施加光的情況下，各像素也輸出非零值作為光學(xué)信號(hào)。下述這樣的方法是可用的該方法限定在沒有施加光的情況下獲取的光學(xué)信號(hào)數(shù)據(jù)作為CMOS型成像元件的固定模式噪聲(fixed pattern noise, FPN) 模式，并且從當(dāng)獲取運(yùn)動(dòng)圖像時(shí)獲得的光學(xué)信號(hào)數(shù)據(jù)中減去該FPN模式。但是，由于對(duì)于各運(yùn)動(dòng)圖像捕獲操作，各浮置部分的電勢(shì)隨著時(shí)間改變，因此，在成像操作之前已獲取了 FPN 模式的CMOS型成像元件中的浮置部分的電勢(shì)與在實(shí)際獲取運(yùn)動(dòng)圖像時(shí)設(shè)定的浮置部分的電勢(shì)不同。這導(dǎo)致FPN模式與在經(jīng)受FPN校正的運(yùn)動(dòng)圖像數(shù)據(jù)中從浮置部分的不穩(wěn)定電壓導(dǎo)出的噪聲成分之間的差異，從而導(dǎo)致無法執(zhí)行適當(dāng)?shù)腇PN校正。發(fā)明 內(nèi)容本發(fā)明提供這樣的放射線成像裝置該放射線成像裝置可通過借助于在成像單元的成像操作之前的定時(shí)，執(zhí)行將像素電路中的各浮置部分的不穩(wěn)定電壓固定于電源的預(yù)定電壓的驅(qū)動(dòng)操作的電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)(電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作)而固定CMOS型成像元件的像素電路中的各浮置部分的不穩(wěn)定電壓，來減少噪聲成分。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種放射線成像裝置，所述放射線成像裝置包括通過在二維區(qū)域中以m行Xn列(這里，m和η是不小于2的自然數(shù))布置像素電路而形成的成像單元，各像素電路包含適于在操作時(shí)與適于施加預(yù)定電壓的電源連接并在非操作時(shí)與所述電源斷開連接的開關(guān)單元、適于累積與輸入放射線信號(hào)對(duì)應(yīng)的一個(gè)像素所對(duì)應(yīng)的信號(hào)的累積單元、適于從信號(hào)去除噪聲的去除單元、適于保持被去除了噪聲的信號(hào)并輸出該信號(hào)的保持單元、以及適于執(zhí)行由該保持單元所保持的信號(hào)和由a (a是不小于2的自然數(shù)) 個(gè)相鄰的其它像素電路的保持單元所保持的信號(hào)的相加處理的相加單元；以及適于控制構(gòu)成成像單元的像素電路中的每一個(gè)的操作的成像控制單元，其中，成像控制單元使得構(gòu)成像素電路的開關(guān)單元、累積單元、去除單元、保持單元和相加單元在成像單元的成像操作之前的定時(shí)處進(jìn)行操作，以將累積單元、去除單元、保持單元和相加單元的不穩(wěn)定電壓固定于經(jīng)由開關(guān)單元連接的電源的預(yù)定電壓。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于放射線成像裝置的控制方法，所述放射線成像裝置包括通過在二維區(qū)域中以m行Xn列(這里，m和η是不小于2的自然數(shù))布置像素電路而形成的成像單元，各像素電路包含適于在操作時(shí)與適于施加預(yù)定電壓的電源連接并在非操作時(shí)與所述電源斷開連接的開關(guān)單元、適于累積與輸入放射線信號(hào)對(duì)應(yīng)的一個(gè)像素所對(duì)應(yīng)的信號(hào)的累積單元、適于從信號(hào)去除噪聲的去除單元、適于保持被去除了噪聲的信號(hào)并輸出該信號(hào)的保持單元、以及適于執(zhí)行由保持單元保持的信號(hào)和由是不小于 2的自然數(shù))個(gè)相鄰的其它像素電路的保持單元保持的信號(hào)的相加處理的相加單元；以及適于控制構(gòu)成成像單元的像素電路中的每一個(gè)的操作的成像控制單元，所述方法包括使成像控制單元使得構(gòu)成像素電路的開關(guān)單元、累積單元、去除單元、保持單元和相加單元在成像單元的成像操作之前的定時(shí)進(jìn)行操作以將累積單元、去除單元、保持單元和相加單元的不穩(wěn)定電壓固定于經(jīng)由開關(guān)單元連接的電源的預(yù)定電壓的步驟。根據(jù)本發(fā)明，能夠通過在成像單元的成像操作之前的定時(shí)、將像素電路中的各浮置部分的不穩(wěn)定電壓固定于電源的預(yù)定電壓來減少噪聲成分。(參照附圖)閱讀示例性實(shí)施例的以下描述，本發(fā)明的其它特征將變得清晰。


圖1是表示第一實(shí)施例中的像素電路的驅(qū)動(dòng)定時(shí)的時(shí)序圖；圖2是表示第二實(shí)施例中的像素電路的驅(qū)動(dòng)定時(shí)的時(shí)序圖；圖3是表示根據(jù)第三實(shí)施例的放射線成像裝置的示意性布置的框圖；圖4是表示根據(jù)第四實(shí)施例的放射線成像裝置的示意性布置的框圖；圖5是表示根據(jù)第四實(shí)施例的放射線成像裝置中的成像控制單元中的驅(qū)動(dòng)過程的示圖6是表示CMOS成像元件的像素電路的布置的例子的電路圖；圖7是CMOS 成像元件的像素電路的驅(qū)動(dòng)定時(shí)的時(shí)序圖；圖8A是表示CMOS型成像元件的像素電路中的相加電路的布置的例子的電路圖；圖8B是表示經(jīng)由相加電路連接的CMOS型成像元件的示意性布置的示圖；圖9A是表示根據(jù)第一實(shí)施例的放射線成像裝置的布置的例子的框圖；以及圖9B是表示與CMOS型成像元件的一個(gè)像素對(duì)應(yīng)的像素電路的功能布置的框圖。
具體實(shí)施例方式(第一實(shí)施例)圖9A和圖9B表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的放射線成像裝置204的布置。圖9A中所示的放射線成像裝置204包含成像單元210和成像控制單元201，成像單元210由多個(gè) CMOS型成像元件202構(gòu)成，成像控制單元201控制多個(gè)CMOS型成像元件202中的每一個(gè)的操作。圖9B表示與CMOS型成像元件的一個(gè)像素對(duì)應(yīng)的像素電路的功能布置，所述CMOS 型成像元件用于通過從晶片以矩形形狀切出CMOS型成像元件而獲得的矩形成像元件的鋪設(shè)。成像單元210由按照m行Xn列(這里，m和η是大于或等于2的自然數(shù))布置的像素電路構(gòu)成。各像素電路的開關(guān)單元910在操作時(shí)與用于施加預(yù)定的電壓的電源連接，并且在非操作時(shí)與電源斷開連接。累積單元920累積與輸入放射線信號(hào)對(duì)應(yīng)的一個(gè)像素所對(duì)應(yīng)的信號(hào)。去除單元930從在累積單元920中累積的信號(hào)去除噪聲。保持單元940可保持通過去除單元930去除了噪聲的信號(hào)，并且輸出該信號(hào)。相加單元950對(duì)于由保持單元940 保持的信號(hào)和由a個(gè)(a是大于或等于2的自然數(shù))相鄰的其它像素電路的保持單元保持的信號(hào)執(zhí)行相加處理。成像控制單元201可控制構(gòu)成成像單元210的像素電路中的每一個(gè)的操作。在成像單元210的成像操作之前的定時(shí)，成像控制單元201使得構(gòu)成各像素電路的開關(guān)單元910、累積單元920、去除單元930、保持單元940和相加單元950進(jìn)行操作。成像控制單元201在累積單元920、去除單元930、保持單元940和相加單元950中設(shè)定經(jīng)由開關(guān)單元910連接的電源的預(yù)定電壓(電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作)。在成像單元210成像之前的定時(shí)執(zhí)行電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作可通過將像素電路中的累積單元920、去除單元930、保持單元 940和相加單元950的不穩(wěn)定電壓固定到電源的預(yù)定電壓而減少噪聲成分并精確地校正固定模式噪聲。以下將參照CMOS成像元件的具體電路布置來描述電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作。(CMOS成像元件的電路布置的例子)圖6是表示與CMOS型成像元件的一個(gè)像素對(duì)應(yīng)的像素電路的例子的電路圖，所述 CMOS型成像元件用于通過從晶片以矩形形狀切出CMOS型成像元件而獲得的矩形成像元件的鋪設(shè)。參照?qǐng)D6，附圖標(biāo)記PD表示執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換的光電二極管；Cfd表示浮置擴(kuò)散區(qū)域的電容，其根據(jù)由光電二極管PD從放射線信號(hào)轉(zhuǎn)換的光學(xué)信號(hào)而累積電荷；并且，M2表示用于去除在浮置擴(kuò)散區(qū)域中累積的電荷的復(fù)位MOS晶體管(復(fù)位開關(guān))。復(fù)位開關(guān)M2在操作時(shí)與用于施加作為預(yù)定電壓的復(fù)位電壓VRES的第一電源連接，并且，在非操作時(shí)與第一電源斷開連接。附圖標(biāo)記Ml表示用于切換和設(shè)定高動(dòng)態(tài)范圍模式和高感光度模式的感光度切換 MOS晶體管(感光度開關(guān))；并且，Cl表示可在接通感光度開關(guān)Ml時(shí)累積電荷的動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展電容器。當(dāng)感光度開關(guān)Ml被接通時(shí)，電荷累積單元(浮置擴(kuò)散區(qū)域)的電容Cfd增大。這減小感光度，但擴(kuò)展動(dòng)態(tài)范圍。例如，當(dāng)執(zhí)行需要高感光度的熒光成像(fluoroscopic imaging)操作時(shí)，感光度開關(guān)Ml被關(guān)斷。當(dāng)執(zhí)行需要高動(dòng)態(tài)范圍的DSA成像操作時(shí)，感光度開關(guān)Ml被接通。附圖標(biāo)記M4表示作為源極跟隨器進(jìn)行操作的放大MOS晶體管(第一像素放大器)；并且，M3表示用于激活第一像素放大器M4的選擇MOS晶體管(選擇開關(guān))。第一像素放大器M4的后一級(jí)被提供有箝位電路(去噪電路)，所述箝位電路(去噪電路)去除在通過復(fù)位開關(guān)M2的接通操作導(dǎo)致連接到復(fù)位電壓VRES時(shí)產(chǎn)生的 復(fù)位噪聲 (kTC噪聲)。附圖標(biāo)記Ccl表示箝位電容器；并且，M5表示箝位MOS晶體管(箝位開關(guān))。 箝位開關(guān)M5在操作時(shí)與用于施加作為預(yù)定電壓的箝位電壓VCL的第二電源連接，并且在非操作時(shí)與第二電源斷開連接。附圖標(biāo)記M7表示作為源極跟隨器進(jìn)行操作的放大MOS晶體管(第二像素放大器)；并且，M6表示用于激活第二像素放大器M7的選擇MOS晶體管(選擇開關(guān))。第二像素放大器M7的后一級(jí)被提供有兩個(gè)采樣和保持電路。附圖標(biāo)記M8表示形成用于光學(xué)信號(hào)累積的采樣和保持電路(第一采樣和保持電路)的采樣和保持MOS晶體管 (采樣和保持開關(guān))；CS表示光學(xué)信號(hào)保持電容器；Mll表示形成噪聲信號(hào)累積采樣和保持電路(第二采樣和保持電路)的采樣和保持MOS晶體管(采樣和保持開關(guān))；CN表示噪聲信號(hào)保持電容器；并且，MlO表示作為源極跟隨器進(jìn)行操作的光學(xué)信號(hào)放大MOS晶體管(像素放大器)。像素放大器MlO (第三像素放大器)輸出由光學(xué)信號(hào)累積采樣和保持電路(第一采樣和保持電路)保持的光學(xué)信號(hào)電壓。附圖標(biāo)記M9表示用于將由像素放大器MlO放大的光學(xué)信號(hào)輸出到S信號(hào)輸出線的模擬開關(guān)(傳送開關(guān))；并且，M13表示作為源極跟隨器進(jìn)行操作的噪聲信號(hào)放大MOS晶體管(像素放大器)。像素放大器M13(第四像素放大器)輸出由噪聲信號(hào)累積采樣和保持電路(第二采樣和保持電路)保持的噪聲信號(hào)電壓。附圖標(biāo)記M12表示用于將由像素放大器M13放大的噪聲信號(hào)輸出到N信號(hào)輸出線的模擬開關(guān)(傳送開關(guān))。EN信號(hào)輸入單元與選擇開關(guān)M3和選擇開關(guān)M6的柵極連接。從EN信號(hào)輸入單元輸入的EN信號(hào)控制第一像素放大器M4和第二像素放大器M7的操作狀態(tài)。當(dāng)EN信號(hào)被設(shè)為高電平時(shí)，第一像素放大器M4和第二像素放大器M7同時(shí)被激活。當(dāng)EN信號(hào)被設(shè)為低電平時(shí)，第一像素放大器M4和第二像素放大器M7同時(shí)失活(deactivate)。WIDE信號(hào)輸入單元與感光度開關(guān)Ml的柵極連接。從WIDE信號(hào)輸入單元輸入的WIDE信號(hào)控制感光度切換。 當(dāng)WIDE信號(hào)被設(shè)為低電平時(shí)，感光度開關(guān)被關(guān)斷以設(shè)定高感光度模式。當(dāng)WIDE信號(hào)被設(shè)為高電平時(shí)，感光度開關(guān)被接通以設(shè)定低感光度模式。PRES信號(hào)是用于接通復(fù)位開關(guān)M2以將累積于浮置擴(kuò)散電容器Cfd中的電荷放電的復(fù)位信號(hào)。PCL信號(hào)是用于控制箝位開關(guān)M5的信號(hào)。當(dāng)PCL信號(hào)被設(shè)為高電平時(shí)，箝位開關(guān)M5被接通以將箝位電容器Ccl設(shè)為處于作為基準(zhǔn)電壓的箝位電壓VCL。TS信號(hào)是光學(xué)信號(hào)采樣和保持控制信號(hào)。將TS信號(hào)設(shè)為高電平以接通采樣和保持開關(guān)M8將使得光學(xué)信號(hào)經(jīng)由第二像素放大器M7而一起(collectively) 傳送往電容器CS。隨后，對(duì)于所有的像素一并(at once)以低電平設(shè)定TS信號(hào)從而關(guān)斷采樣開關(guān)M8 將停止在采樣和保持電路中保持光學(xué)信號(hào)電荷。TN信號(hào)是噪聲信號(hào)采樣和保持控制信號(hào)。 以高電平設(shè)定TS信號(hào)從而接通采樣和保持開關(guān)Mll將使噪聲信號(hào)經(jīng)由第二像素放大器M7 一起傳送往電容器CN。對(duì)于所有的像素一并以低電平設(shè)定TN信號(hào)從而關(guān)斷采樣和保持開關(guān)Mil將停止在采樣和保持電路中保持噪聲信號(hào)電荷。(CMOS成像 元件的驅(qū)動(dòng)操作的例子)圖7是例示當(dāng)圖6中的像素電路不執(zhí)行電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作時(shí)運(yùn)動(dòng)圖像捕獲操作中的驅(qū)動(dòng)定時(shí)的時(shí)序圖。將參照?qǐng)D7來描述在運(yùn)動(dòng)圖像捕獲操作中、直到在光學(xué)信號(hào)保持電容器CS和噪聲信號(hào)保持電容器CN中采樣和保持電荷時(shí)的控制信號(hào)的上升和下降定時(shí)。在時(shí)間t0處，累積開始驅(qū)動(dòng)操作開始。累積開始驅(qū)動(dòng)操作是執(zhí)行復(fù)位和箝位的驅(qū)動(dòng)操作。首先，在時(shí)間t0處，該裝置將EN信號(hào)從低電平變?yōu)楦唠娖揭约せ畹谝幌袼胤糯笃?M4和第二像素放大器M7。該裝置然后將PRES信號(hào)從低電平變?yōu)楦唠娖揭赃B接光電二極管 PD與復(fù)位電壓VRES以執(zhí)行復(fù)位。該裝置將PRES信號(hào)從高電平變?yōu)榈碗娖揭酝Ｖ箯?fù)位，由此在箝位電容器Ccl的第一像素放大器M4側(cè)設(shè)定復(fù)位電壓VRES。在時(shí)間tl處，該裝置將PCL信號(hào)從低電平變?yōu)楦唠娖揭越油槲婚_關(guān)M5，以在箝位電容器Ccl的第二像素放大器M7側(cè)設(shè)定箝位電壓VCL。在時(shí)間t2處，該裝置將PCL信號(hào)從高電平變?yōu)榈碗娖揭躁P(guān)斷箝位開關(guān)M5。與箝位電壓VCL和復(fù)位電壓VRES之間的電壓差對(duì)應(yīng)的電荷累積于箝位電容器Ccl中以停止箝位。在時(shí)間t2處，累積開始驅(qū)動(dòng)操作結(jié)束。當(dāng)累積開始驅(qū)動(dòng)操作結(jié)束時(shí)，光電轉(zhuǎn)換單元的浮置擴(kuò)散電容器Cfd從時(shí)間t2開始累積。所鋪設(shè)的CMOS型成像元件被配置為在同一時(shí)段中以相同的定時(shí)一起執(zhí)行各成像元件的所有像素的累積開始驅(qū)動(dòng)操作，以防止在運(yùn)動(dòng)圖像捕獲操作時(shí)由成像元件和掃描線間的時(shí)間上的切換偏移導(dǎo)致的圖像重合失調(diào)(misregistration)。然后，在浮置擴(kuò)散電容器 Cfd中一起累積由光電二極管PD產(chǎn)生的光電荷。在從時(shí)間t0到時(shí)間t2的累積開始驅(qū)動(dòng)操作中，當(dāng)復(fù)位開關(guān)M2被接通并且與復(fù)位電壓VRES連接時(shí)，產(chǎn)生復(fù)位噪聲(kTC噪聲)。該裝置通過將箝位電路的箝位電容器Ccl的第二像素放大器M7側(cè)固定于箝位電壓VCL來去除該復(fù)位噪聲(kTC噪聲)。在時(shí)間t3處，初始驅(qū)動(dòng)操作開始。該裝置將EN信號(hào)從低電平變?yōu)楦唠娖揭越油ㄟx擇開關(guān)M3和選擇開關(guān)M6。這將在浮置擴(kuò)散電容器Cfd中累積的電荷轉(zhuǎn)換成電壓并且將轉(zhuǎn)換后的電壓從作為源極跟隨器進(jìn)行操作的第一像素放大器M4輸出到箝位電容器Cc 1。從第一像素放大器M4輸出的電壓包含復(fù)位噪聲。由于第二像素放大器M7側(cè)在復(fù)位時(shí)被箝位電路設(shè)為箝位電壓VCL，因此，包含復(fù)位噪聲的電壓作為被去除了復(fù)位噪聲的光學(xué)信號(hào)電壓被輸出到第二像素放大器M7。該裝置然后將采樣和保持控制信號(hào)TS設(shè)為高電平以接通采樣和保持開關(guān)M8，由此經(jīng)由第二像素放大器M7向光學(xué)信號(hào)保持電容器CS —起傳送光學(xué)信號(hào)電壓。在時(shí)間t4處，該裝置將TS信號(hào)從高電平變?yōu)榈碗娖揭躁P(guān)斷采樣和保持開關(guān)M8，由此在光學(xué)信號(hào)保持電容器CS中采樣和保持與光學(xué)信號(hào)電壓對(duì)應(yīng)的電荷(光學(xué)信號(hào)電荷)。在時(shí)間t4處，該裝置將復(fù)位信號(hào)PRES從低電平變?yōu)楦唠娖揭越油◤?fù)位開關(guān)M2， 以將浮置擴(kuò)散電容器Cfd復(fù)位到與復(fù)位電壓VRES對(duì)應(yīng)的電勢(shì)。在時(shí)間t5處，該裝置將復(fù)位信號(hào)PRES從高電平變?yōu)榈碗娖揭酝瓿蓮?fù)位。此時(shí)，在箝位電容器Ccl的第一像素放大器 M4側(cè)設(shè)定復(fù)位電壓VRES。在時(shí)間t5處，該裝置將PCL信號(hào)從低電平變?yōu)楦唠娖健＿@接通箝位開關(guān)M5以在箝位電容器Ccl的第二像素放大器M7側(cè)設(shè)定箝位電壓VCL。該裝置在箝位電容器Ccl中累積與箝位電壓VCL和復(fù)位電壓VRES之間的電壓差對(duì)應(yīng)的電荷。
在時(shí)間t5處，該裝置將TN信號(hào)從低電平變?yōu)楦唠娖揭越油ú蓸雍捅３珠_關(guān)Mil。 這將當(dāng)設(shè)定箝位電壓VCL時(shí)產(chǎn)生的噪聲信號(hào)電壓傳送到噪聲信號(hào)保持電容器CN。在時(shí)間t6處，該裝置將TN信號(hào)從高電平變?yōu)榈碗娖?，以關(guān)斷采樣和保持開關(guān)Mil。 這導(dǎo)致噪聲信號(hào)保持電容器CN采樣和保持與噪聲信號(hào)電壓對(duì)應(yīng)的電荷(噪聲信號(hào)電荷)。 在時(shí)間t6處，該裝置將EN信號(hào)和PCL信號(hào)從高電平變?yōu)榈碗娖揭酝瓿沙跏简?qū)動(dòng)操作。該裝置對(duì)于所有的像素一起執(zhí)行初始驅(qū)動(dòng)操作。

在初始驅(qū)動(dòng)操作之后，該裝置在時(shí)間t7處再次執(zhí)行累積開始驅(qū)動(dòng)操作，以使得光電二極管PD開始累積當(dāng)前幀(第N幀(N 自然數(shù)))的下一幀(第(N+1)幀)。對(duì)于各像素執(zhí)行光學(xué)信號(hào)和噪聲信號(hào)掃描。接通傳送開關(guān)M9和傳送開關(guān)M12將輸出與光學(xué)信號(hào)保持電容器CS中的電荷對(duì)應(yīng)的光學(xué)信號(hào)電壓和與噪聲信號(hào)保持電容器CN中的電荷對(duì)應(yīng)的噪聲信號(hào)電壓。與光學(xué)信號(hào)保持電容器CS中的電荷對(duì)應(yīng)的光學(xué)信號(hào)電壓經(jīng)由像素放大器MlO 被傳送到光學(xué)信號(hào)輸出線。與噪聲信號(hào)保持電容器CN中的電荷對(duì)應(yīng)的噪聲信號(hào)電壓經(jīng)由像素放大器M13被傳送到噪聲信號(hào)輸出線。與光學(xué)信號(hào)輸出線和噪聲信號(hào)輸出線連接的差分輸入放大器(未示出)將傳送到光學(xué)信號(hào)輸出線的光學(xué)信號(hào)電壓和傳送到噪聲信號(hào)輸出線的噪聲信號(hào)電壓相減，以獲得它們之間的差值。噪聲信號(hào)電壓與例如由像素放大器產(chǎn)生的熱噪聲、Ι/f噪聲、溫度差、或者由于工藝變化導(dǎo)致的固定模式噪聲(FPN)對(duì)應(yīng)。差分輸入放大器中的減法處理從光學(xué)信號(hào)電壓去除固定模式噪聲(FPN)?？蓚魉团c當(dāng)前幀關(guān)聯(lián)的噪聲信號(hào)電壓和光學(xué)信號(hào)電壓的時(shí)段是從采樣和保持結(jié)束時(shí)間t6到采樣和保持與下一幀關(guān)聯(lián)的光學(xué)信號(hào)電荷的時(shí)間t9的間隔。在圖6中的電路中，浮置擴(kuò)散電容器Cfd的累積開始定時(shí)是圖7中的時(shí)間t2或時(shí)間t8，在圖7中的時(shí)間t2或時(shí)間t8處，PCL信號(hào)被設(shè)為低電平以完成箝位。累積結(jié)束定時(shí)是時(shí)間t4或時(shí)間tlO，在時(shí)間t4或時(shí)間tlO處，TS信號(hào)從高電平變?yōu)榈碗娖揭圆蓸雍捅３止鈱W(xué)信號(hào)電壓?？梢酝ㄟ^在用于采樣和保持光學(xué)信號(hào)電壓與噪聲信號(hào)電壓的初始驅(qū)動(dòng)操作 701和初始驅(qū)動(dòng)操作702之間插入用于累積時(shí)間開始的累積開始驅(qū)動(dòng)操作或初始驅(qū)動(dòng)操作來限制累積時(shí)間。在圖7所示的情況下，該裝置在時(shí)間t7處插入累積開始驅(qū)動(dòng)操作703。 雖然采樣和保持光學(xué)信號(hào)電壓的時(shí)段的范圍為從時(shí)間t4到時(shí)間tlO，但是，該裝置將累積時(shí)間限制為從時(shí)間t8到時(shí)間tlO的時(shí)間間隔，該時(shí)間間隔等于從時(shí)間t2到時(shí)間t4的時(shí)間間隔。各像素電路包含用于連接光學(xué)信號(hào)累積采樣和保持電路(第一采樣和保持電路) 與其它像素電路的光學(xué)信號(hào)累積采樣和保持電路(第三采樣和保持電路)以將光學(xué)信號(hào)電壓相加的第一相加電路。像素電路包含用于連接噪聲信號(hào)采樣和保持電路(第二采樣和保持電路)與其它像素電路的噪聲信號(hào)采樣和保持電路(第四采樣和保持電路)以將噪聲信號(hào)電壓相加的第二相加電路。圖8A是表示CMOS型成像元件的像素電路中的相加電路(第一和第二相加電路) 的布置的例子的電路圖。圖8A表示相加電路(第一和第二相加電路)被插入到以簡(jiǎn)化的形式表示與兩個(gè)電路對(duì)應(yīng)的像素電路801和802的電路布置中的電路布置的例子。光電二極管160和161中的每一個(gè)與圖6中的光電二極管PD對(duì)應(yīng)。附圖標(biāo)記162、163、166、167、172 和173分別表示在各電路中作為源極跟隨器進(jìn)行操作的放大MOS晶體管(像素放大器)。像素放大器162和163中的每一個(gè)與圖6中的第一像素放大器M4對(duì)應(yīng)。像素放大器166和 167中的每一個(gè)與圖6中的第二像素放大器M7對(duì)應(yīng)。像素放大器172和173與圖6中的像素放大器MlO(第三像素放大器)和像素放大器M13(第四像素放大器)對(duì)應(yīng)。附圖標(biāo)記 164和165表示各像素電路的箝位電容器，并且分別與圖6中的箝位電容器Ccl對(duì)應(yīng)。附圖標(biāo)記168和169分別表示作為用于累積對(duì)應(yīng)的像素電路中的光學(xué)信號(hào)電壓或噪聲信號(hào)電壓的采樣和保持電路的部件的采樣MOS晶體管(采樣和保持開關(guān))。采樣和保持開關(guān)168和 169中的每一個(gè)與圖6中的采樣和保持開關(guān)M8或采樣和保持開關(guān)Mll對(duì)應(yīng)。附圖標(biāo)記170 和171分別表示與圖6中的光學(xué)信號(hào)保持電容器CS或噪聲信號(hào)保持電容器CN對(duì)應(yīng)的光學(xué)信號(hào)保持電容器或噪聲信號(hào)保持電容器。相加電路150連接像素電路801中的光學(xué)信號(hào)保持電容器(噪聲信號(hào)保持電容器)與相加電路151。相加 電路151連接像素電路802中的光學(xué)信號(hào)保持電容器(噪聲信號(hào)保持電容器)與相加電路150。為了簡(jiǎn)化例示，圖8A將相加電路150和151中的每一個(gè)示為電路元件。該裝置布置實(shí)際上包含與用于將光學(xué)信號(hào)電壓相加的第一相加電路和用于將噪聲信號(hào)電壓相加的第二相加電路對(duì)應(yīng)的電路元件。圖8B是表示經(jīng)由相加電路(第一和第二相加電路)連接的CMOS型成像元件的示意性布置的示圖。圖6所示的各像素電路用矩形“ □”表示。被圖8A和圖8B中的虛線包圍的部分表示一樣的電路部分。如圖8B所示，相鄰像素的光學(xué)信號(hào)保持電容器或噪聲信號(hào)保持電容器相互連接， 以執(zhí)行像素相加。這使得可以通過在不丟棄像素信息的情況下減少要掃描的像素的數(shù)量而以更高的幀速率讀取信號(hào)。將相加信號(hào)從Low電平(低電平)變?yōu)镠igh電平(高電平) 將激活(接通)與相加信號(hào)線連接的所有相加MOS晶體管。參照?qǐng)D8B，以高電平設(shè)定ADD 信號(hào)并且以低電平設(shè)定ADDl信號(hào)可執(zhí)行2X2個(gè)像素的像素相加。以高電平設(shè)定ADD信號(hào)并且以高電平設(shè)定ADDl信號(hào)可執(zhí)行4X4個(gè)像素的像素相加。另外，ADD信號(hào)、ADDl信號(hào)和 ADD2信號(hào)處于高電平可執(zhí)行8X8個(gè)像素的像素相加。 (CMOS成像元件的驅(qū)動(dòng)控制)將參照?qǐng)D1的時(shí)序圖來描述作為本發(fā)明的特性特征執(zhí)行電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作的 CMOS成像元件的驅(qū)動(dòng)控制。圖1是在與圖6、圖8A和圖8B所示的CMOS型成像元件的一個(gè)像素對(duì)應(yīng)的像素電路中執(zhí)行從第一幀到第二幀的運(yùn)動(dòng)圖像捕獲操作時(shí)的驅(qū)動(dòng)波形的時(shí)序圖。假定進(jìn)行像素電路設(shè)置，以設(shè)定高的感光度、不執(zhí)行像素相加、并且對(duì)于CMOS型成像元件中的所有像素一起執(zhí)行圖1所示的驅(qū)動(dòng)操作。將按照時(shí)間順序(chronological order)來描述圖1的時(shí)序圖。為了固定CMOS 型成像元件的像素電路中的各浮置部分的不穩(wěn)定電壓，本實(shí)施例在成像單元的成像操作之前的定時(shí)執(zhí)行將不穩(wěn)定電壓固定到電源的預(yù)定電壓的驅(qū)動(dòng)操作(電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作)。首先，在時(shí)間til處，裝置將EN信號(hào)、TS信號(hào)、PRES信號(hào)、PCL信號(hào)、TN信號(hào)、以及WIDE信號(hào)從低電平變?yōu)楦唠娖?。這接通復(fù)位開關(guān)M2、箝位開關(guān)M5、采樣和保持開關(guān)M8、采樣和保持開關(guān)Mil、感光度開關(guān)Ml、選擇開關(guān)M3、以及選擇開關(guān)M6。參照?qǐng)D6，向像素電路的輸入側(cè)的傳送開關(guān)M9與輸出側(cè)的傳送開關(guān)M12之間的各浮置部分施加穩(wěn)定的電勢(shì)。在使像素電路中的所有浮置部分固定于穩(wěn)定的電勢(shì)之后，裝置在時(shí)間tl2處將EN信號(hào)、TS信號(hào)、PRES 信號(hào)、PCL信號(hào)、TN信號(hào)、以及WIDE信號(hào)從高電平變?yōu)榈碗娖健＿@關(guān)斷復(fù)位開關(guān)M2、箝位開關(guān)M5、采樣和保持開關(guān)M8、采樣和保持開關(guān)Mil、感光度開關(guān)Ml、選擇開關(guān)M3、以及選擇開關(guān)M6。通過該操作，參照?qǐng)D6，像素電路的輸入側(cè)的傳送開關(guān)M9與輸出側(cè)的傳送開關(guān)M12之間的所有浮置部分被固定(箝位)于穩(wěn)定的電勢(shì)。在時(shí)間tl2處，裝置將ADD、ADDl和ADD2從低電平變?yōu)楦唠娖?，以接通相加電?150和相加電路151 (圖8B)。這在圖8B所示的像素電路中的所有浮置部 分中設(shè)定穩(wěn)定的電勢(shì)。為了將圖8B所示的像素電路中的所有浮置部分固定于穩(wěn)定的電勢(shì)，裝置在時(shí)間tl3 處將ADD、ADDl和ADD2從高電平變?yōu)榈碗娖?。這將圖8B所示的像素電路的浮置部分固定于穩(wěn)定的電勢(shì)。CMOS型成像元件中的像素電路中的所有浮置部分被設(shè)為固定的電勢(shì)。從圖 1中的時(shí)間til到時(shí)間tl2執(zhí)行電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作。裝置然后執(zhí)行累積開始驅(qū)動(dòng)操作。累積開始驅(qū)動(dòng)操作是從圖1中的時(shí)間tl4到時(shí)間tl6的執(zhí)行復(fù)位和箝位的驅(qū)動(dòng)操作。首先，在時(shí)間tl4處，裝置將EN信號(hào)從低電平變?yōu)楦唠娖揭约せ畹谝幌袼胤糯笃鱉4和第二像素放大器M7。裝置然后將復(fù)位信號(hào)(PRES信號(hào)) 從低電平變?yōu)楦唠娖揭越油◤?fù)位開關(guān)。浮置擴(kuò)散電容器Cfd通過與復(fù)位電壓VRES連接而被復(fù)位。在時(shí)間tl5處，裝置將PRES信號(hào)從高電平變?yōu)榈碗娖揭酝Ｖ箯?fù)位。這在箝位電容器Ccl的第一像素放大器M4側(cè)設(shè)定復(fù)位電壓VRES。在時(shí)間tl5處，裝置將PCL信號(hào)從低電平變?yōu)楦唠娖揭越油槲婚_關(guān)M5。這在箝位電容器Ccl的第二像素放大器M7側(cè)設(shè)定箝位電壓VCL。在時(shí)間tl6處，裝置將PCL信號(hào)從高電平變?yōu)榈碗娖揭躁P(guān)斷箝位開關(guān)M5，以在箝位電容器Ccl中累積與箝位電壓VCL和復(fù)位電壓VRES之間的電壓差對(duì)應(yīng)的電荷，由此完成箝位操作。累積開始驅(qū)動(dòng)操作在時(shí)間tl6處結(jié)束。裝置從時(shí)間tl6開始浮置擴(kuò)散電容器Cfd中的累積。所鋪設(shè)的CMOS型成像元件被配置為在同一時(shí)段中以相同的定時(shí)一起執(zhí)行各成像元件的所有像素的累積開始驅(qū)動(dòng)操作，以防止在運(yùn)動(dòng)圖像捕獲操作時(shí)由成像元件和掃描線之間的時(shí)間上的切換偏移導(dǎo)致的圖像重合失調(diào)。然后，在浮置擴(kuò)散電容器Cfd中一起累積由光電二極管PD產(chǎn)生的光電荷。在從時(shí)間tl4到時(shí)間tl6的累積開始驅(qū)動(dòng)操作中，當(dāng)復(fù)位開關(guān)M2被接通并且與復(fù)位電壓VRES 連接時(shí)，產(chǎn)生復(fù)位噪聲(kTC噪聲)。裝置通過將箝位電路的箝位電容器Ccl的第二像素放大器M7側(cè)固定于箝位電壓VCL而去除該復(fù)位噪聲(kTC噪聲)。將描述在時(shí)間tl7處開始的初始驅(qū)動(dòng)操作。裝置將EN信號(hào)從低電平變?yōu)楦唠娖剑?以接通選擇開關(guān)M3和選擇開關(guān)M6。這將在浮置擴(kuò)散電容器Cfd中累積的電荷轉(zhuǎn)換成電壓并且將轉(zhuǎn)換的電壓從作為源極跟隨器進(jìn)行操作的第一像素放大器M4輸出到箝位電容器Ccl。 從第一像素放大器M4輸出的電壓包含復(fù)位噪聲。由于第二像素放大器M7側(cè)被固定于箝位電壓VCL，因此，復(fù)位噪聲被去除。被去除了復(fù)位噪聲的光學(xué)信號(hào)電壓被輸出到第二像素放大器M7。在時(shí)間tl7處，裝置然后將采樣和保持控制信號(hào)TS從低電平變?yōu)楦唠娖揭越油ú蓸雍捅３珠_關(guān)M8，由此經(jīng)由第二像素放大器M7向光學(xué)信號(hào)保持電容器CS —起傳送光學(xué)信號(hào)電壓。在時(shí)間tl8處，裝置將TS信號(hào)從高電平變?yōu)榈碗娖揭躁P(guān)斷采樣和保持開關(guān)M8。這導(dǎo)致光學(xué)信號(hào)保持電容器CS采樣和保持與光學(xué)信號(hào)電壓對(duì)應(yīng)的光學(xué)信號(hào)電荷。在時(shí)間tl8處，裝置將復(fù)位信號(hào)PRES從低電平變?yōu)楦唠娖揭越油◤?fù)位開關(guān)M2。這通過與復(fù)位電壓VRES對(duì)應(yīng)的電荷將浮置擴(kuò)散電容器Cfd復(fù)位。在時(shí)間tl9處，裝置將復(fù)位信號(hào)PRES從高電平變?yōu)榈碗娖揭酝瓿蓮?fù)位操作。這在箝位電容器Ccl的第一像素放大器 M4側(cè)設(shè)定復(fù)位電壓VRES。 在時(shí)間tl9處，裝置將PCL信號(hào)從低電平變?yōu)楦唠娖?。這接通箝位開關(guān)M5以在箝位電容器Ccl的第二像素放大器M7側(cè)設(shè)定箝位電壓VCL。箝位電容器Ccl然后累積與箝位電壓VCL和復(fù)位電壓VRES之間的電壓差對(duì)應(yīng)的電荷。在時(shí)間tl9處，裝置將TN信號(hào)從低電平變?yōu)楦唠娖揭越油ú蓸雍捅３珠_關(guān)M11，以將當(dāng)將電容器設(shè)為箝位電壓VCL時(shí)產(chǎn)生的噪聲信號(hào)電壓傳送到噪聲信號(hào)保持電容器CN。在時(shí)間t20處，裝置將TN信號(hào)從高電平變?yōu)榈碗娖?，以關(guān)斷采樣和保持開關(guān)Mil。 這導(dǎo)致噪聲信號(hào)保持電容器CN采樣和保持與噪聲信號(hào)電壓對(duì)應(yīng)的噪聲信號(hào)電荷。在時(shí)間 t20處，裝置將EN信號(hào)和PCL信號(hào)從高電平變?yōu)榈碗娖揭酝瓿沙跏简?qū)動(dòng)操作。裝置對(duì)于所有的像素一起執(zhí)行初始驅(qū)動(dòng)操作。在初始驅(qū)動(dòng)操作之后，裝置在時(shí)間t21處再次執(zhí)行累積開始驅(qū)動(dòng)操作以使得浮置擴(kuò)散電容器Cfd開始當(dāng)前幀(第N幀(N:自然數(shù)))的下一幀(第(N+1)幀)中的累積。 裝置對(duì)于各像素執(zhí)行光學(xué)信號(hào)和噪聲信號(hào)掃描。接通傳送開關(guān)M9和傳送開關(guān)M12使得光學(xué)信號(hào)保持電容器CS和噪聲信號(hào)保持電容器CN分別輸出光學(xué)信號(hào)電壓和噪聲信號(hào)電壓。 艮口，來自光學(xué)信號(hào)保持電容器CS的光學(xué)信號(hào)電壓經(jīng)由像素放大器MlO (第三像素放大器) 被傳送到光學(xué)信號(hào)輸出線。來自噪聲信號(hào)保持電容器CN的噪聲信號(hào)電壓經(jīng)由像素放大器 M13(第四像素放大器)被傳送到噪聲信號(hào)輸出線。與光學(xué)信號(hào)輸出線和噪聲信號(hào)輸出線連接的差分輸入放大器(未示出)將傳送到噪聲信號(hào)輸出線的噪聲信號(hào)電壓和傳送到光學(xué)信號(hào)輸出線的光學(xué)信號(hào)電壓相減，以獲得它們之間的差值。噪聲信號(hào)電壓與例如由像素放大器產(chǎn)生的熱噪聲、Ι/f噪聲、溫度差、或由于工藝變化導(dǎo)致的固定模式噪聲(FPN)對(duì)應(yīng)。由差分輸入放大器執(zhí)行的減法處理從光學(xué)信號(hào)電壓去除固定模式噪聲(FPN)?？蓚魉团c當(dāng)前幀關(guān)聯(lián)的噪聲信號(hào)電壓和光學(xué)信號(hào)電壓的時(shí)段是從采樣和保持結(jié)束時(shí)間t20到再次采樣和保持與下一幀關(guān)聯(lián)的光學(xué)信號(hào)電荷的時(shí)間t23的間隔。通過差分輸入放大器的減法處理而獲得的光學(xué)信號(hào)以在沒有光施加的條件下事先獲取的光學(xué)信號(hào)的FPN模式進(jìn)一步經(jīng)受FPN校正。在圖1的驅(qū)動(dòng)操作中，由于設(shè)定了高感光度并且沒有執(zhí)行像素相加，因此，在累積開始驅(qū)動(dòng)操作之后，裝置不接通感光度開關(guān)Ml、相加電路150、以及相加電路151，并且，電容器Cl、相加電路150、以及相加電路151之間的浮置部分保持不變。但是，裝置在運(yùn)動(dòng)圖像捕獲操作之前將電容器Cl、相加電路150、以及相加電路151之間的電勢(shì)固定，從而使得因電路中的不穩(wěn)定電壓導(dǎo)致的在捕獲的圖像的背景中產(chǎn)生的隨機(jī)噪聲的一部分固定。使隨機(jī)噪聲的一部分固定允許執(zhí)行精確的FPN校正，這是因?yàn)樵讷@取FPN模式時(shí)CMOS型成像元件電路中的浮置部分的電勢(shì)與實(shí)際獲取運(yùn)動(dòng)圖像時(shí)浮置部分的電勢(shì)之間沒有差異。在圖6中的電路中，浮置擴(kuò)散電容器Cfd的累積開始定時(shí)是圖1中的時(shí)間tl6或 t22，在時(shí)間tl6或t22處，裝置將PCL信號(hào)設(shè)為低電平以完成箝位。累積結(jié)束定時(shí)是時(shí)間 tl8或時(shí)間t24，在時(shí)間tl8或時(shí)間t24處，裝置將TS信號(hào)設(shè)為低電平以采樣和保持光學(xué)信號(hào)?？梢酝ㄟ^在用于采樣和保持光學(xué)信號(hào)與噪聲信號(hào)的初始驅(qū)動(dòng)操作101和初始驅(qū)動(dòng)操作 102之間插入用于累積時(shí)間開始的累積開始驅(qū)動(dòng)操作或初始驅(qū)動(dòng)操作來限制累積時(shí)間。
在圖1所示的情況 下，裝置在時(shí)間t21處插入累積開始驅(qū)動(dòng)操作103。雖然采樣和保持光學(xué)信號(hào)的時(shí)段的范圍為從時(shí)間tl8到時(shí)間t24，但是，裝置將累積時(shí)間限制為從時(shí)間t22到時(shí)間t24的時(shí)間間隔，該時(shí)間間隔等于從時(shí)間tl6到時(shí)間tl8的時(shí)間間隔。當(dāng)在時(shí)間t21處插入初始驅(qū)動(dòng)操作時(shí)，裝置將掃描時(shí)段限制于從時(shí)間t20到裝置開始初始驅(qū)動(dòng)操作并且采樣和保持光學(xué)信號(hào)電荷之前的時(shí)間t21的間隔。如果需要的累積時(shí)間與采樣時(shí)段一致，那么裝置在不在時(shí)間t21和時(shí)間t22之間插入累積開始驅(qū)動(dòng)操作的情況下從時(shí)間 t21開始初始驅(qū)動(dòng)操作。(沒有像素相加的低感光度模式)以下將描述在像素電路中設(shè)定低感光度并且擴(kuò)展動(dòng)態(tài)范圍的像素電路的操作模式(低感光度模式(高動(dòng)態(tài)范圍模式))。假定不執(zhí)行像素相加。由于裝置除了 WIDE信號(hào)的定時(shí)之外以與圖1所示的時(shí)序圖中的驅(qū)動(dòng)定時(shí)相同的驅(qū)動(dòng)定時(shí)進(jìn)行操作，因此，將參照?qǐng)D1和圖6描述與圖1的不同。在時(shí)間tl4處，裝置將WIDE信號(hào)從低電平變?yōu)楦唠娖揭越油ǜ泄舛乳_關(guān)Ml。這使浮置擴(kuò)散電容器Cfd與電容器Cl并聯(lián)連接，以增大浮置節(jié)點(diǎn)部分的電容，從而導(dǎo)致以感光度減小為代價(jià)而擴(kuò)展動(dòng)態(tài)范圍。在WIDE信號(hào)在圖1中的時(shí)間tl4處從低電平變?yōu)楦唠娖街?，信?hào)保持在高電平，直到成像操作結(jié)束。這在成像操作期間以感光度減小為代價(jià)擴(kuò)展動(dòng)態(tài)范圍。當(dāng)感光度減小時(shí)，在相加電路150和相加電路151之間形成浮置部分。但是，可以通過在成像單元的成像操作之前的定時(shí)將像素電路中的浮置部分的不穩(wěn)定電壓固定到電源的預(yù)定電壓來降低噪聲成分。(具有像素相加的高感光度模式)將通過例示2X2像素的像素相加來描述像素相加的例子。假定高感光度模式被設(shè)定。在2X2像素的像素相加的例子中，裝置除了 ADD信號(hào)以外以與圖1所示的時(shí)序圖所示的方式相同的方式進(jìn)行操作，因此，將參照?qǐng)D1、圖6、圖8A和圖8B來描述與圖1的不同。 在時(shí)間t20處，成像控制單元201將TN信號(hào)從高電平變?yōu)榈碗娖?，以接通采樣和保持開關(guān) Mil,由此完成噪聲信號(hào)保持電容器CN中的噪聲信號(hào)成分的累積。然后，成像控制單元201 將ADD信號(hào)設(shè)為高電平以接通相加電路150和相加電路151。此時(shí)，成像控制單元201接通與圖8B中的ADD信號(hào)線連接的所有MOS晶體管。通過該操作，成像控制單元201對(duì)于在時(shí)間tl8處在光學(xué)信號(hào)保持電容器CS中完成(completely)累積的光學(xué)信號(hào)和在噪聲信號(hào)保持電容器CN中完成累積的噪聲信號(hào)執(zhí)行2X2像素的像素相加。成像控制單元201在時(shí)間t23處將ADD信號(hào)從高電平變?yōu)榈碗娖?。在光學(xué)信號(hào)和噪聲信號(hào)的掃描時(shí)段中，相鄰的 2X2像素經(jīng)受像素相加。當(dāng)根據(jù)圖7的時(shí)序圖在高感光度模式中執(zhí)行2X2像素的像素相加時(shí)，電容器Cl 和圖8B中的用于4X4像素的像素相加和8X8像素的像素相加的相加電路成為浮置部分。 但是，可以通過借助于根據(jù)圖1的時(shí)序圖在運(yùn)動(dòng)圖像捕獲操作之前執(zhí)行電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作而固定像素電路中的浮置部分的不穩(wěn)定電壓來減少噪聲成分。同樣地，當(dāng)執(zhí)行4X4像素的像素相加時(shí)，成像控制單元201在時(shí)間t20處將ADD 信號(hào)和ADDl信號(hào)從低電平變?yōu)楦唠娖揭越油ㄅcADD信號(hào)線和ADDl信號(hào)線連接的所有MOS 晶體管。通過該操作，成像控制單元201對(duì)于在時(shí)間tl8處在光學(xué)信號(hào)保持電容器CS中完成累積的光學(xué)信號(hào)和在噪聲信號(hào)保持電容器CN中完成累積的噪聲信號(hào)兩者執(zhí)行4X4像素的像素相加。成像控制單元201在時(shí)間t23處將ADD信號(hào)和ADDl信號(hào)從高電平變?yōu)榈碗娖健．?dāng)根據(jù)圖7的時(shí)序圖在高感光度模式中執(zhí)行4X4像素的像素相加時(shí)，電容器Cl和圖 8B中的用于8X8像素的像素相加電路成為浮置部分。但是，可以通過借助于根據(jù)圖1的時(shí)序圖在運(yùn)動(dòng)圖像捕獲操作之前執(zhí)行電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作而固定像素電路中的浮置部分的不穩(wěn)定電壓來減少噪聲成分。同樣地，當(dāng)執(zhí)行8 X 8像素的像素相加時(shí)，成像控制單元201在時(shí)間t20處將ADD信號(hào)、ADDl信號(hào)和ADD2信號(hào)從低電平變?yōu)楦唠娖?，以接通與ADD信號(hào)線、ADDl信號(hào)線和ADD2 信號(hào)線連接的所有MOS晶體管。通過該操作，成像控制單元201對(duì)于在時(shí)間tl8處在光學(xué)信號(hào)保持電容器CS中完成累積的光學(xué)信號(hào)和在噪聲信號(hào)保持電容器CN中完成累積的噪聲信號(hào)兩者執(zhí)行8X8像素的像素相加。成像控制單元201在時(shí)間t23處將ADD信號(hào)、ADDl信號(hào)和ADD2信號(hào)從高電平變?yōu)榈碗娖?。?dāng)根據(jù)圖7的時(shí)序圖在高感光度模式中執(zhí)行8X8像素的像素相加時(shí)，電容器Cl成為浮置部分。但是，可以通過借助于根據(jù)圖1的時(shí)序圖在運(yùn)動(dòng)圖像捕獲操作之前執(zhí)行電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作而固定像素電路中的浮置部分的不穩(wěn)定電壓來減少噪聲成分。另外，這使得能夠精確地執(zhí)行FPN校正。在高感光度模式中，電容器Cl變?yōu)楦≈貌糠?。?dāng)減小感光度時(shí)，成像控制單元201 將WIDE信號(hào)從低電平變?yōu)楦唠娖揭越油ǜ泄舛乳_關(guān)Ml。這使浮置擴(kuò)散電容器Cfd與電容器 Cl并聯(lián)連接，以增大浮置節(jié)點(diǎn)部分的電容，從而導(dǎo)致以感光度減小為代價(jià)擴(kuò)展動(dòng)態(tài)范圍。當(dāng)減小感光度并執(zhí)行2X2、4X4和8X8像素的像素相加時(shí)，電容器Cl不成為浮置部分當(dāng)減小感光度并執(zhí)行2X2像素的像素相加時(shí)，用于4X4像素的像素相加和8X8 像素的像素相加的各相加電路成為浮置部分。當(dāng)減小感光度并執(zhí)行4X4像素的像素相加時(shí)，用于8X8像素的像素相加的各相加電路成為浮置部分。在這些情況下，也可以通過借助于在運(yùn)動(dòng)圖像捕獲操作之前執(zhí)行電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作(圖1)而固定像素電路中的浮置部分的不穩(wěn)定電壓來減少噪聲成分。另外，這使得能夠精確地執(zhí)行FPN校正。注意，在電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作中，裝置將EN信號(hào)、TS信號(hào)、PRES信號(hào)、PCL信號(hào)、TN 信號(hào)、WIDE信號(hào)、ADD信號(hào)、ADDl信號(hào)、以及ADD2信號(hào)從低電平變?yōu)楦唠娖?。可以改變裝置將各信號(hào)從低電平變?yōu)楦唠娖揭约皬母唠娖阶優(yōu)榈碗娖降亩〞r(shí)，只要能夠?qū)崿F(xiàn)將所有的浮置部分設(shè)定于穩(wěn)定的電勢(shì)的目的即可。例如，裝置可改變將EN信號(hào)、TS信號(hào)、PRES信號(hào)、 PCL信號(hào)和TN信號(hào)設(shè)為低電平的定時(shí)和設(shè)為高電平的定時(shí)，以便實(shí)現(xiàn)與初始驅(qū)動(dòng)操作中相同的驅(qū)動(dòng)模式。也可以重復(fù)地使一個(gè)信號(hào)從高電平變?yōu)榈碗娖?。雖然圖1所示的累積開始驅(qū)動(dòng)操作和初始驅(qū)動(dòng)操作表示不同的驅(qū)動(dòng)模式，但是， 本發(fā)明不限于該例子。例如，可以根據(jù)與初始驅(qū)動(dòng)操作的驅(qū)動(dòng)模式類似的驅(qū)動(dòng)模式執(zhí)行累積開始驅(qū)動(dòng)操作。這使得裝置可以僅實(shí)現(xiàn)一個(gè)驅(qū)動(dòng)模式。這導(dǎo)致實(shí)現(xiàn)的簡(jiǎn)化。另外，裝置不需要執(zhí)行從時(shí)間t21開始的累積開始驅(qū)動(dòng)操作和從時(shí)間t23開始的初始驅(qū)動(dòng)操作。這使得可以僅捕獲一個(gè)幀的圖像。根據(jù)本實(shí)施例，可以通過在成像單元的運(yùn)動(dòng)圖像捕獲操作之前的定時(shí)、將像素電路中的浮置部分的不穩(wěn)定電壓固定于電源的預(yù)定電壓而減少噪聲成分并精確地校正固定模式噪聲。(第二實(shí)施例)以下將參照?qǐng)D2的時(shí)序圖來描述根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的CMOS成像元件的驅(qū)動(dòng)控制。與圖1類似，圖2是在與圖6、圖8A和圖8B所示的CMOS型成像元件的一個(gè)像素對(duì)應(yīng)的像素電路中執(zhí)行從第一幀到第二幀的運(yùn)動(dòng)圖像捕獲操作時(shí)的驅(qū)動(dòng)波形的時(shí)序圖。假定進(jìn)行像素電路設(shè)置，以設(shè)定高的感光度并且不執(zhí)行像素相加。本實(shí)施例對(duì)于CMOS型成像元件中的所有像素一起執(zhí)行圖2所示的驅(qū)動(dòng)操作。

圖2的時(shí)序圖與圖1的時(shí)序圖不同在于，電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作包含運(yùn)動(dòng)圖像捕獲操作開始時(shí)對(duì)于第一幀的累積開始驅(qū)動(dòng)操作。以下將按照時(shí)間順序描述圖2。如第一實(shí)施例那樣，裝置執(zhí)行驅(qū)動(dòng)(電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作)以將所有的浮置部分設(shè)為穩(wěn)定的電勢(shì)(固定的電勢(shì))。在時(shí)間t25處，裝置將EN信號(hào)、TS信號(hào)、PRES信號(hào)、PCL信號(hào)、TN信號(hào)和WIDE信號(hào)從低電平變?yōu)楦唠娖?。這接通復(fù)位開關(guān)M2、箝位開關(guān)M5、采樣和保持開關(guān)M8、采樣和保持開關(guān)Mil、感光度開關(guān)Ml、選擇開關(guān)M3、以及選擇開關(guān)M6。參照?qǐng)D6，向像素電路的輸入側(cè)的傳送開關(guān)M9和輸出側(cè)的傳送開關(guān)M12之間的所有部分分別施加穩(wěn)定的電勢(shì)。在固定了 CMOS型成像元件中的所有電勢(shì)之后，裝置在時(shí)間t26處將TS信號(hào)、PCL 信號(hào)、TN信號(hào)和WIDE信號(hào)從高電平變?yōu)榈碗娖?。在使選擇開關(guān)M3和復(fù)位開關(guān)M2保持在接通狀態(tài)的同時(shí)，裝置從時(shí)間t26開始累積開始驅(qū)動(dòng)操作。在時(shí)間t26處，裝置將ADD信號(hào)、ADDl信號(hào)和ADD2信號(hào)從低電平變?yōu)楦唠娖?，以固定圖8B所示的像素相加電路的電勢(shì)。在時(shí)間t27處，裝置將PRES信號(hào)從高電平變?yōu)榈碗娖揭酝瓿蓮?fù)位。因此，在箝位電容器Ccl的第一像素放大器M4側(cè)設(shè)定復(fù)位電壓VRES。在時(shí)間t27處，裝置將PCL信號(hào)從低電平變?yōu)楦唠娖剑越油槲婚_關(guān)M5，由此在箝位電容器Ccl的第二像素放大器M7側(cè)設(shè)定箝位電壓VCL。裝置累積與箝位電壓VCL和復(fù)位電壓VRES之間的電壓差對(duì)應(yīng)的電荷，并且完成箝位操作。在時(shí)間t28處，裝置將EN信號(hào)、PCL信號(hào)、ADD信號(hào)、ADDl信號(hào)和ADD2信號(hào)從高電平變?yōu)榈碗娖揭酝瓿呻妱?shì)固定驅(qū)動(dòng)操作的組合。在時(shí)間t28處，裝置執(zhí)行控制以將ADD 信號(hào)、ADDl信號(hào)和ADD2信號(hào)與EN信號(hào)和PCL信號(hào)一起從高電平變?yōu)榈碗娖?。在這種情況下，除非裝置將TS信號(hào)和TN信號(hào)設(shè)為高電平，否則，圖8B所示的像素相加電路、箝位電容器Ccl和浮置擴(kuò)散電容器Cfd在電氣上相互斷開連接。因此，這種方式的驅(qū)動(dòng)沒有問題。在時(shí)間t28之后，裝置根據(jù)與第一實(shí)施例中的圖1中的時(shí)間tl3之后的操作的驅(qū)動(dòng)模式類似的驅(qū)動(dòng)模式進(jìn)行操作。根據(jù)電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作和累積開始驅(qū)動(dòng)操作的組合操作各像素電路允許在電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作結(jié)束的同時(shí)執(zhí)行累積開始驅(qū)動(dòng)操作。這使得可以縮短在各光電轉(zhuǎn)換元件開始電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作之后獲取第一幀的圖像所需的時(shí)間?？梢酝ㄟ^在成像單元的運(yùn)動(dòng)圖像捕獲操作之前的定時(shí)、將像素電路中的浮置部分的不穩(wěn)定電壓固定于電源的預(yù)定電壓來減少噪聲成分并精確地校正固定模式噪聲。(第三實(shí)施例)圖3是表示根據(jù)第三實(shí)施例的放射線成像裝置的示意性布置的框圖。放射線成像裝置204中的所有CMOS型成像元件202 (像素電路)與成像控制單元201連接。來自成像控制單元201的控制信號(hào)控制CMOS型成像元件202 (像素電路)。放射線成像裝置204包含用于測(cè)量時(shí)間的定時(shí)器205 (計(jì)時(shí)器(tim印iece)單元)。成像控制單元201在與成像控制單元201連接的存儲(chǔ)器203中存儲(chǔ)為了執(zhí)行電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作而向各CMOS型成像元件 202(像素電路)傳送控制信號(hào)的時(shí)間。
假定在操作人員接通放射線成像裝置204的電源之后，裝置通過第一設(shè)置下的驅(qū)動(dòng)操作獲取運(yùn)動(dòng)圖像，并然后很快在將第一設(shè)置變?yōu)榈诙O(shè)置之后獲取運(yùn)動(dòng)圖像。當(dāng)在接通放射線成像裝置204的電源之后第一次獲取運(yùn)動(dòng)圖像時(shí)，CMOS型成像元件202 (像素電路)中的各浮置部分之間的電勢(shì)差變得不穩(wěn)定。這不可避免地延長(zhǎng)直到浮置部分的電勢(shì)變得穩(wěn)定的時(shí)間。當(dāng)在捕獲運(yùn)動(dòng)圖像之后再次捕獲運(yùn)動(dòng)圖像時(shí)，由于裝置已執(zhí)行了一次電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作，因此，在更短的時(shí)間段中固定浮置部分的電勢(shì)。在一些情況下，不需要執(zhí)行電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作。是否執(zhí)行電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作或者電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作應(yīng)被執(zhí)行多長(zhǎng)時(shí)間依賴于從已進(jìn)行了前一個(gè)電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作起所經(jīng)過的時(shí)間。當(dāng)在通過第一成像操作捕獲運(yùn)動(dòng)圖像之后通過第二成像操作捕獲運(yùn)動(dòng)圖像時(shí)，成像控制單元201比較當(dāng)前時(shí)間與存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器203中的時(shí)間，以計(jì)算從成像控制單元201 已執(zhí)行了前一個(gè)電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操 作的時(shí)間起所經(jīng)過的時(shí)間?？梢允孪仍诖鎯?chǔ)器203中存儲(chǔ)例如閾值時(shí)間作為用于電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作的控制的基準(zhǔn)時(shí)間。作為替代方案，可以經(jīng)由操作輸入單元(未示出)設(shè)定閾值時(shí)間。成像控制單元201也可比較閾值TH與所計(jì)算的經(jīng)過時(shí)間TE，并且根據(jù)比較結(jié)果來控制電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作。如果例如經(jīng)過時(shí)間落入閾值時(shí)間內(nèi)(TE ( TH)，那么成像控制單元201可執(zhí)行控制以不執(zhí)行電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作。如果經(jīng)過時(shí)間TE超過閾值時(shí)間ΤΗ(ΤΕ > ΤΗ)，那么成像控制單元201可執(zhí)行控制以執(zhí)行電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作。成像控制單元201使得構(gòu)成像素電路的開關(guān)單元910、累積單元920、去除單元930和保持單元940進(jìn)行操作以在累積單元920、去除單元930和保持單元940中設(shè)定與經(jīng)由開關(guān)單元910連接的電源的預(yù)定電壓對(duì)應(yīng)的電勢(shì)?？梢愿鶕?jù)運(yùn)動(dòng)圖像的成像環(huán)境和成像條件而使用一個(gè)或兩個(gè)或更多個(gè)閾值時(shí)間 (THl和ΤΗ2 =THl < ΤΗ2)。在這種情況下，成像控制單元201可比較經(jīng)過時(shí)間TE與第一閾值時(shí)間THl和第二閾值時(shí)間ΤΗ2，并且根據(jù)比較結(jié)果來控制電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作。如果例如經(jīng)過時(shí)間TE落入第一閾值時(shí)間THl內(nèi)(TE彡THl)，那么成像控制單元201可執(zhí)行控制以不執(zhí)行電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作。如果經(jīng)過時(shí)間TE超過第一閾值時(shí)間THl并落入第二閾值時(shí)間 ΤΗ2內(nèi)(THl < TE彡ΤΗ2)，那么成像控制單元201可執(zhí)行控制以在第一電勢(shì)固定時(shí)間TCl中執(zhí)行電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作。如果經(jīng)過時(shí)間TE超過第二閾值時(shí)間ΤΗ2，那么成像控制單元201 可執(zhí)行控制以在比第一電勢(shì)固定時(shí)間TCl長(zhǎng)的第二電勢(shì)固定時(shí)間TC2中執(zhí)行電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作。以上的情況例示了使用第一閾值時(shí)間THl和第二閾值時(shí)間ΤΗ2作為多個(gè)閾值時(shí)間。 但是，本發(fā)明的要旨不限于此。例如，成像控制單元201可通過使用經(jīng)過時(shí)間TE和Ν(自然數(shù))個(gè)閾值時(shí)間在多個(gè)步驟中控制電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作。成像控制單元201根據(jù)經(jīng)過時(shí)間和閾值時(shí)間之間的比較結(jié)果而改變電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作的時(shí)間。這可減少在執(zhí)行了一次運(yùn)動(dòng)圖像捕獲操作并然后再次執(zhí)行成像操作的情況下直到準(zhǔn)備好施加放射線時(shí)由于電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作導(dǎo)致的時(shí)間損失。作為使用存儲(chǔ)傳送控制信號(hào)的時(shí)間的存儲(chǔ)器203的替代，成像控制單元201也可使用利用計(jì)數(shù)器的方法，其中，當(dāng)執(zhí)行電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作時(shí)將該計(jì)數(shù)器復(fù)位。成像控制單元 201可通過參照計(jì)數(shù)器的值來控制電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作。(第四實(shí)施例)圖4表示根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的放射線成像裝置的示意性布置。放射線成像裝置204包含控制裝置的操作的系統(tǒng)控制單元206、放射線圖像顯示單元207、以及與X射線管209連接的X射線產(chǎn)生單元208。放射線成像裝置204中的所有CMOS型成像元件 202(像素電路)與成像控制單元201連接。來自成像控制單元201的控制信號(hào)控制CMOS 型成像元件202 (像素電路)。系統(tǒng)控制單元206具有圖像處理功能，處 理由CMOS型成像元件202 (像素電路)捕獲的圖像，并且將得到的數(shù)據(jù)輸出到放射線圖像顯示單元207。在成像操作時(shí)，系統(tǒng)控制單元206同步地控制放射線成像裝置204和X射線產(chǎn)生單元208。閃爍體(未示出)將透過被檢體的放射線轉(zhuǎn)換成可見光。放射線成像裝置204的CMOS型成像元件202然后根據(jù)光的量而執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換。放射線成像裝置204在光電轉(zhuǎn)換之后執(zhí)行A/D轉(zhuǎn)換，并然后向系統(tǒng)控制單元206傳送與X射線施加對(duì)應(yīng)的幀圖像數(shù)據(jù)。系統(tǒng)控制單元206的圖像處理功能執(zhí)行圖像處理。然后，放射線圖像顯示單元207實(shí)時(shí)地顯示放射線圖像。在這種情況下，系統(tǒng)控制單元206通過使用命令而與放射線成像裝置204的成像控制單元201通信。成像控制單元201根據(jù)從系統(tǒng)控制單元206傳送的命令來控制和進(jìn)行對(duì)于CMOS型成像元件202的電源的驅(qū)動(dòng)設(shè)置。驅(qū)動(dòng)設(shè)置包含感光度、像素相加、幀速率、以及放射線累積時(shí)間的設(shè)置。圖5是表示根據(jù)第四實(shí)施例的放射線成像裝置204中的成像控制單元201的驅(qū)動(dòng)過程的示圖。將參照?qǐng)D5來描述處理過程。成像控制單元201具有用于以有線或無線方式與系統(tǒng)控制單元206通信的通信功能。首先，系統(tǒng)控制單元206向成像控制單元201傳送用于執(zhí)行放射線成像裝置204的初始化的命令(Cl)。系統(tǒng)控制單元206然后向成像控制單元 201傳送用于驅(qū)動(dòng)CMOS型成像元件202 (像素電路)的設(shè)置命令(c2)。在接收到設(shè)置命令之后，成像控制單元201設(shè)定感光度、像素相加、幀速率和放射線累積時(shí)間。系統(tǒng)控制單元 206然后向成像控制單元201傳送用于接通CMOS型成像元件202的電源的命令(c3)。在接收到在步驟c3中從系統(tǒng)控制單元206傳送的命令之后，成像控制單元201接通CMOS型成像元件202的電源以使得它們開始電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作。在這種情況下，步驟c2和c3的順序可以顛倒。系統(tǒng)控制單元206然后向成像控制單元201傳送用于開始成像操作的命令 (c4)。在接收到在步驟c4中傳送的命令之后，成像控制單元201使得CMOS型成像元件202 完成電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作和開始成像驅(qū)動(dòng)操作。成像驅(qū)動(dòng)操作表示從圖1中的時(shí)間tl3開始的驅(qū)動(dòng)操作。隨后，系統(tǒng)控制單元206在成像操作結(jié)束定時(shí)向成像控制單元201傳送用于完成成像操作的命令(c5)。在接收到在步驟c5中傳送的命令之后，成像控制單元201使得 CMOS型成像元件202完成成像驅(qū)動(dòng)操作。在執(zhí)行下一個(gè)成像操作時(shí)，系統(tǒng)控制單元206再次向成像控制單元201傳送用于執(zhí)行驅(qū)動(dòng)設(shè)置的命令(c6)以在成像控制單元201中再次設(shè)定感光度、像素相加、幀速率和放射線累積時(shí)間。在接收到在步驟c6中傳送的命令之后，成像控制單元201使得CMOS型成像元件開始電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作。系統(tǒng)控制單元206然后向成像控制單元201傳送成像操作開始命令(c7)以使得CMOS型成像元件開始成像驅(qū)動(dòng)操作。當(dāng)完成成像操作時(shí)，系統(tǒng)控制單元206如在上述的步驟c5中那樣在成像操作結(jié)束定時(shí)向成像控制單元201傳送成像操作結(jié)束命令。在接收到傳送的成像操作結(jié)束命令之后，成像控制單元201使得CMOS型成像元件202完成成像驅(qū)動(dòng)操作。如上所述，當(dāng)成像控制單元201從系統(tǒng)控制單元206接收到命令時(shí)，電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作開始(步驟c2或c6)。當(dāng)成像控制單元201要在接收到成像操作開始命令(步驟c4 或c7)之后執(zhí)行電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作時(shí)，不允許放射線成像裝置204在電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作期間施加放射線。出于這種原因，操作人員不能在他/她想要開始成像操作的定時(shí)開始放射線施加，而是需要考慮到由于電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作導(dǎo)致的成像操作的開始的延遲而操作該裝置。但是，根據(jù)本實(shí)施例，可以在接收到成像操作開始命令之前開始電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作。這使得可以對(duì)于電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作設(shè)定足夠的時(shí)間。另外，操作人員可以在不用考慮由于電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作導(dǎo)致的成像操作的開始的延遲的情況下操作放射線成像裝置。其它實(shí)施例也可通過讀出并執(zhí)行記錄 在存儲(chǔ)設(shè)備上的程序以執(zhí)行上述實(shí)施例的功能的系統(tǒng)或裝置的計(jì)算機(jī)(或諸如CPU或MPU的設(shè)備)、以及通過由系統(tǒng)或裝置的計(jì)算機(jī)通過例如讀出并執(zhí)行記錄在存儲(chǔ)設(shè)備上的程序以執(zhí)行上述實(shí)施例的功能來執(zhí)行其各個(gè)步驟的方法，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的各方面。出于這種目的，例如經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)或從用作存儲(chǔ)設(shè)備的各種類型的記錄介質(zhì)(例如，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì))向計(jì)算機(jī)提供程序。雖然已參照示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)理解，本發(fā)明不限于所公開的示例性實(shí)施例。所附權(quán)利要求的范圍應(yīng)被賦予最寬的解釋以包含所有這樣的變更方式以及等同的結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
1.一種放射線成像裝置，包括成像單元，通過在二維區(qū)域中以m行Xn列布置像素電路而形成所述成像單元，這里，m 和η是不小于2的自然數(shù)，各像素電路包含開關(guān)單元、累積單元、去除單元、保持單元、以及相加單元，所述開關(guān)單元適于在操作時(shí)與適于施加預(yù)定電壓的電源連接并且在非操作時(shí)與電源斷開連接，所述累積單元適于累積與輸入放射線信號(hào)對(duì)應(yīng)的一個(gè)像素所對(duì)應(yīng)的信號(hào)， 所述去除單元適于從信號(hào)去除噪聲，所述保持單元適于保持被去除了噪聲的信號(hào)并輸出該信號(hào)，所述相加單元適于執(zhí)行由所述保持單元保持的信號(hào)和由a個(gè)相鄰的其它像素電路的保持單元保持的信號(hào)的相加處理，這里，a是不小于2的自然數(shù)；以及成像控制單元，適于控制構(gòu)成所述成像單元的所述像素電路中的每一個(gè)像素電路的操作，其中，所述成像控制單元使得構(gòu)成所述像素電路的所述開關(guān)單元、所述累積單元、所述去除單元、所述保持單元、以及所述相加單元在所述成像單元的成像操作之前的定時(shí)進(jìn)行操作，以將所述累積單元、所述去除單元、所述保持單元、以及所述相加單元的不穩(wěn)定電壓固定于經(jīng)由所述開關(guān)單元連接的所述電源的預(yù)定電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，還包括計(jì)時(shí)器單元，適于測(cè)量時(shí)間；以及存儲(chǔ)單元，適于存儲(chǔ)所述成像控制單元傳送控制信號(hào)以在要執(zhí)行第一成像操作時(shí)使得所述開關(guān)單元、所述累積單元、所述去除單元、所述保持單元、以及所述相加單元進(jìn)行操作的時(shí)間，其中，當(dāng)在第一成像操作之后執(zhí)行第二成像操作時(shí)，如果從存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)單元中的時(shí)間到通過所述計(jì)時(shí)器單元所獲得的當(dāng)前時(shí)間的經(jīng)過時(shí)間超過閾值時(shí)間，那么所述成像控制單元使得構(gòu)成所述像素電路的所述開關(guān)單元、所述累積單元、所述去除單元、所述保持單元、以及所述相加單元對(duì)于電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作進(jìn)行操作，以將所述累積單元、所述去除單元、所述保持單元、以及所述相加單元的不穩(wěn)定電壓固定于經(jīng)由所述開關(guān)單元連接的所述電源的預(yù)定電壓，以及其中，當(dāng)執(zhí)行第二成像操作時(shí)，如果從存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)單元中的時(shí)間到所述當(dāng)前時(shí)間的經(jīng)過時(shí)間落入閾值時(shí)間內(nèi)，那么所述成像控制單元不通過電勢(shì)固定驅(qū)動(dòng)操作固定不穩(wěn)定電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中，所述成像控制單元包含通信單元，所述通信單元適于與系統(tǒng)控制單元通信，所述系統(tǒng)控制單元適于控制放射線成像裝置的操作，以及其中，在接收到從所述系統(tǒng)控制單元傳送的用于接通所述像素電路的電源的命令之后，所述成像控制單元使得構(gòu)成所述像素電路的所述開關(guān)單元、所述累積單元、所述去除單元、所述保持單元、以及所述相加單元進(jìn)行操作，以將所述累積單元、所述去除單元、所述保持單元、以及所述相加單元的不穩(wěn)定電壓固定于經(jīng)由所述開關(guān)單元連接的所述電源的預(yù)定電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其中，在接收到從所述系統(tǒng)控制單元傳送的用于驅(qū)動(dòng)所述像素電路的設(shè)置命令之后，所述成像控制單元使得構(gòu)成所述像素電路的所述開關(guān)單元、所述累積單元、所述去除單元、所述保持單元、以及所述相加單元進(jìn)行操作，以將所述累積單元、所述去除單元、所述保持單元、以及所述相加單元的不穩(wěn)定電壓固定于經(jīng)由所述開關(guān)單元連接的所述電源的預(yù)定電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中，所述開關(guān)單元包含復(fù)位單元，適于在操作時(shí)與適于施加復(fù)位電壓作為預(yù)定電壓的第一電源連接并且在非操作時(shí)與所述第一電源斷開連接；以及箝位開關(guān)單元，適于在操作時(shí)與適于施加箝位電壓作為預(yù)定電壓的第二電源連接并且在非操作時(shí)與所述第二電源斷開連接， 其中，所述累積單元包含電荷累積單元，適于累積與通過轉(zhuǎn)換單元從放射線信號(hào)轉(zhuǎn)換的光學(xué)信號(hào)電壓對(duì)應(yīng)的電荷；設(shè)定單元，適于設(shè)定所述電荷累積單元的動(dòng)態(tài)范圍；以及第一像素放大器單元，適于輸出與在所述電荷累積單元中累積的電荷對(duì)應(yīng)的光學(xué)信號(hào)電壓，其中，所述去除單元包含去噪單元，適于通過使用與復(fù)位電壓和箝位電壓之間的差值對(duì)應(yīng)的電壓來去除包含于從所述第一像素放大器單元輸出的光學(xué)信號(hào)電壓中的噪聲；以及第二像素放大器單元，適于輸出通過所述去噪單元被去除了噪聲的光學(xué)信號(hào)電壓，以及其中，所述保持單元包含第一采樣和保持單元，適于保持與從所述第二像素放大器單元輸出的光學(xué)信號(hào)電壓對(duì)應(yīng)的電荷；第二采樣和保持單元，適于保持與當(dāng)所述箝位開關(guān)單元與所述第二電源連接時(shí)的噪聲信號(hào)電壓對(duì)應(yīng)的電荷；第三像素放大器單元，適于輸出與由所述第一采樣和保持單元保持的電荷對(duì)應(yīng)的光學(xué)信號(hào)電壓；以及第四像素放大器單元，適于輸出與由所述第二采樣和保持單元保持的電荷對(duì)應(yīng)的噪聲信號(hào)電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的裝置，其中，在所述成像單元的成像操作之前的定時(shí)，所述成像控制單元使得所述復(fù)位單元、所述設(shè)定單元、所述電荷累積單元、以及所述第一像素放大器單元進(jìn)行操作，以便將所述設(shè)定單元、所述電荷累積單元、以及所述第一像素放大器單元的不穩(wěn)定電壓固定于經(jīng)由所述復(fù)位單元連接的所述第一電源的復(fù)位電壓，以及其中，在所述成像單元的成像操作之前的定時(shí)，所述成像控制單元使得所述箝位開關(guān)單元、所述去噪單元、所述第二像素放大器單元、所述第一采樣和保持單元、所述第二采樣和保持單元、所述第三像素放大器單元、以及所述第四像素放大器單元進(jìn)行操作，以便將所述去噪單元、所述第二像素放大器單元、所述第一采樣和保持單元、所述第二采樣和保持單元、所述第三像素放大器單元、以及所述第四像素放大器單元的不穩(wěn)定電壓固定于經(jīng)由所述箝位開關(guān)單元連接的所述第二電源的箝位電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的裝置，其中，所述相加單元包含第一相加單元，適于連接所述第一采樣和保持單元與第三采樣和保持單元，所述第三采樣和保持單元適于保持與其它像素電路中的光學(xué)信號(hào)電壓對(duì)應(yīng)的電荷；以及第二相加單元，適于連接所述第二采樣和保持單元與第四采樣和保持單元，所述第四采樣和保持單元適于保持與所述其它像素電路中的噪聲信號(hào)電壓對(duì)應(yīng)的電荷，以及其中，在所述第一采樣和保持單元及所述第二采樣和保持單元的不穩(wěn)定電壓被固定于箝位電壓之后、在所述成像單元的成像操作之前的定時(shí)，所述成像控制單元使得所述第一相加單元和所述第二相加單元進(jìn)行操作，以將所述第一相加單元和所述第二相加單元的不穩(wěn)定電壓固定于經(jīng)由所述箝位開關(guān)單元連接的箝位電壓。
8. 一種用于放射線成像裝置的控制方法， 所述放射線成 像裝置包括成像單元，通過在二維區(qū)域中以m行Xn列布置像素電路而形成所述成像單元，這里，m 和η是不小于2的自然數(shù)，各像素電路包含開關(guān)單元、累積單元、去除單元、保持單元、以及相加單元，所述開關(guān)單元適于在操作時(shí)與適于施加預(yù)定電壓的電源連接并且在非操作時(shí)與電源斷開連接，所述累積單元適于累積與輸入放射線信號(hào)對(duì)應(yīng)的一個(gè)像素所對(duì)應(yīng)的信號(hào)， 所述去除單元適于從信號(hào)去除噪聲，所述保持單元適于保持被去除了噪聲的信號(hào)并輸出該信號(hào)，所述相加單元適于執(zhí)行由所述保持單元保持的信號(hào)和由a個(gè)相鄰的其它像素電路的保持單元保持的信號(hào)的相加處理，這里，a是不小于2的自然數(shù)，以及成像控制單元，適于控制構(gòu)成所述成像單元的像素電路中的每一個(gè)像素電路的操作， 所述控制方法包括使得所述成像控制單元使構(gòu)成像素電路的開關(guān)單元、累積單元、去除單元、保持單元、 以及相加單元在所述成像單元的成像操作之前的定時(shí)進(jìn)行操作以便將累積單元、去除單元、保持單元和相加單元的不穩(wěn)定電壓固定于經(jīng)由開關(guān)單元連接的電源的預(yù)定電壓的步馬聚ο
全文摘要
本發(fā)明涉及放射線成像裝置和用于放射線成像裝置的控制方法。所述放射線成像裝置包括成像單元和成像控制單元。成像控制單元使得構(gòu)成成像單元的像素電路的開關(guān)單元、累積單元、去除單元、保持單元和相加單元在成像單元的成像操作之前的定時(shí)進(jìn)行操作，以便將累積單元、去除單元、保持單元和相加單元的不穩(wěn)定電壓固定于經(jīng)由開關(guān)單元連接的電源的預(yù)定電壓。
文檔編號(hào)H04N5/374GK102447850SQ20111030347
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月29日
發(fā)明者堂脅可菜子, 山崎貴史, 齋藤秀彥, 松本和正 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社