固体摄像装置的制作方法

专利名称：固体摄像装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及产生对应于入射的X射线像的图像数据的固体摄像装置。
背景技术：
在X射线摄影技术中，近年来广泛利用取代X射线感光底片而使用固体摄像元件的X射线摄像系统。这样的X射线摄像系统不需要X射线感光底片那样的显影，可实时地确认X射线图像等，便利性高，在数据保存性或处理容易性方面也具有优势。例如在牙科诊断的X射线摄影中，在全口、颅、CT等的各种摄像模式中，此类X射线摄像系统日益普及。作为一例，在专利文献I所公开的牙科用X射线摄像装置由包含CXD方式的X射线检测元件，拍摄从X射线源输出并穿透被照体的X射线。而且，作为用于此类X射线摄像系统的固体摄像装置，利用CMOS技术的装置已为人所知，其中，被动像素传感器(PPS:Passive PixelSensor)方式尤其为人所知。PPS方式的固体摄像装置具备PPS型像素二 维排列成M行N列的像素排列，所述PPS型像素包含产生与入射光强度对应的量的电荷的光电二极管，将在各像素中对应于光入射而在光电二极管中产生的电荷，在积分电路中转换为电压值，并进一步将该电压值转换为数字值而输出。一般而言，各列的M个像素各自的输出端经由对应于该列而设置的读出用配线，与对应于该列而设置的积分电路的输入端连接。然后，在各像素的光电二极管中产生的电荷从第I行至第M行，依次在每行通过对应于该列的读出用配线而输入至积分电路，从该积分电路，对应于电荷量的电压值从第I列至第N列依次输入至模拟/数字转换器。专利文献专利文献1:日本特开2004-208754号公报

发明内容
发明所要解决的问题在上述X射线摄像系统中，固体摄像装置的像素排列所要求的大小依其摄像用途而为各式各样，例如牙科诊断的X射线摄影中，在颅摄影中，要求像素排列的长边方向的宽度为22cm以上的长条形固体摄像装置。若要求此类长条形固体摄像装置，根据用于该固体摄像装置的生产的半导体晶圆的直径，存在难以在单一基板上制作该固体摄像装置的情况。此类情况下，在长条方向排列短于对固体摄像装置所要求的尺寸的2片基板，配合各自的像素排列而作为I个固体摄像装置使用(所谓拼接)，由此可符合要求尺寸。然而，由于在制造上难以消除基板的端部与在该基板上所制作的像素排列的端部之间的隙缝，因此排列2片基板而使用的情况下，在这些像素排列彼此的交界部分(接缝)，产生未拍摄X射线像的区域(死区)。根据摄像用途，存在对此类死区的位置有限制的情况。例如在牙科的颅摄影中，在使固体摄像装置的长条方向与上下方向(铅直方向)一致的状态下，一边使得固体摄像装置在横方向(水平方向)移动一边进行摄像，但由于在X射线像的中心附近存在颚关节，因此若在被拼接的像素排列全体的中心附近存在死区，则恐怕会欠缺诊断上重要部分的图像数据。因此，在此类情况下，必须通过使2片基板的像素排列各自的长条方向的宽度互不相同，使得死区的位置从中心附近偏离。此处，将构成上述PPS方式的固体摄像装置的2片基板在各自的像素排列的行方向上并排配置的情况下，若各基板的像素排列的长条方向的宽度互不相同，则各基板的像素排列的列数会互不相同而产生以下问题。即，在PPS方式的固体摄像装置中，在各像素的光电二极管中产生的电荷在各列逐一转换为电压值，并进一步转换为数字值，但若从2片基板并行输出该数字值，到输出所有列的数字值所需要的时间在各基板不同，从列数多的基板将数字值输出结束为止的期间，列数少的基板不得不为等待状态，一帧的摄像所需要的时间变长。本发明是为了解决上述问题点而完成，其目的在于，具备在2片基板上形成的各像素排列在行方向上拼接(tiling)的结构的固体摄像装置中，缩短一帧的摄像所需要的时间。解决问题的技术手段本发明所涉及的固体摄像装置的特征在于，其为生成对应于入射的X射线像的图像数据的固体摄像装置，具备:第I基板，其具有第I像素排列，该第I像素排列为将分别包含光电二极管的MXNA个(M及NA为2以上的整数)像素二维排列成M行NA列而成的像素排列；第2基板，其具有第2像素排列，该第2像素排列是将分别包含光电二极管的MXNB个(NB为小于NA的2以上的整数)像素二维排列成M行NB列而成且其第I列沿着第I像素排列的第NA列配置的像素排列；(NA+NB)条读出用配线，在第I及第2像素排列的各列逐一配设，经由读出用开关而与对应列的像素所包含的光电二极管连接；信号输出部，其保持与经过读出用配线而输入的电荷对应的量的电压值，通过一个或多个模拟/数字转换器将该保持的电压值转换为数字值而输出；以及闪烁器，其对应于入射的X射线而产生闪烁光，并将X射线像转换为光像， 将该光像输出至第I及第2像素排列；包含第I像素排列的第I列的一个或多个连续列及包含第2像素排列的第NB列的一个或多个连续列成为入射X射线受到遮蔽的无感区域，信号输出部将对应于从第I像素排列的第I列至第η列(2含η<ΝΑ)的各列的数字值，从第I列开始至第η列为止或者从第η列开始至第I列为止依次输出，并且与该输出并行地，将对应于从第I像素排列的第(η+1)列经第NA列及第2像素排列的第I列而至第NB列的各列对应的数字值，以与第I像素排列的第I列至第η列相反的顺序依次输出。本发明所涉及的固体摄像装置中，具有第I像素排列的第I基板与具有列数少于第I像素排列的第2像素排列的第2基板，以第I像素排列的第NA列与第2像素排列的第I列互相顺沿的方式拼接。即，该固体摄像装置具有从第I像素排列的第I列至第NA列加上从第2像素排列的第I列至第NB (〈NA)列的(ΝΑ+ΝΒ)列的像素排列。然后，信号输出部将数字值输出至数据总线等时，并行地输出以下数字值，即对应于第I像素排列的第η列以前的各列(即从第I列至第η列)的数字值,与对应于第(η+1)列以后的各列及第2像素排列的第I列至第NB列(即从第I像素排列的第(η+1)列，经第NA列及第2像素排列的第I列而至第NB列)的数字值。如此，通过以列数多的第I像素排列的第I列与第NA列之间的列(第η列)作为界线分割输出动作,而并行地使数字值输出，可使被分割的一个区域的列数与另一个区域的列数互为相同或接近的列数。因此，根据本发明的固体摄像装置，与例如从第I像素排列的第I列至第NA列使数字值输出，与此并行地从第2像素排列的第I列至第NB列使数字值输出的方式相比较，可使得输出动作的等待时间接近零，可有效地缩短一帧的摄像所需要的时间。另外，本发明所涉及的固体摄像装置中，包含第I像素排列的第I列的一个或多个连续列、及包含第2像素排列的第NB列的一个或多个连续列，成为入射X射线受到遮蔽的无感区域。产生对应于入射的X射线像的图像数据的固体摄像装置中，为了从X射线保护配置于像素排列旁的移位寄存器等的电路部分，大多由X射线遮蔽部件覆盖像素排列的周围。然后，若X射线遮蔽部 分盖到像素排列的一部分，则在像素排列中会产生上述无感区域。从信号输出部所输出的数字值中，对应于该无感区域所包含的像素的数字值成为与X射线像无关的无效数据。此类情况下，若将以第η列作为界线分割的一个区域的数字值的输出顺序、与另一个区域的数字值的输出顺序设为相同顺序，则产生如下不便。即，从信号输出部所输出的数字值经由数据总线等而送往其它电子电路(CPU等)，此时，在一个区域，最初输出相当于无感区域的数字值(无效数据)，在另一个区域，最后输出无效数据。如此，若数字值的输出顺序中无效数据的位置在各区域不同，则成为以其它电子电路进行实时处理时的障碍。为了一并解决此类问题，本发明所涉及的固体摄像装置，以第η列作为界线分割的一个区域的数字值的输出顺序与另一个区域的数字值的输出顺序，互为逆向顺序。即，信号输出部将对应于从第I像素排列的第I列至第η列的各列的数字值，从第I列开始至第η列为止,或者从第η列开始至第I列为止依次输出，并且将对应于从第I像素排列的第(n+1)列，经第NA列及第2像素排列的第I列而至第NB列的各列的数字值，以与第I像素排列的第I列至第η列相反的顺序依次输出。通过信号输出部以这样的顺序将数字值输出至数据总线等，可使数字值的输出顺序中的无效数据的位置在各区域互相一致，能够由其它电子电路容易地进行实时处理。发明的效果根据本发明，具备形成于2片基板上的各像素排列在行方向上拼接的结构的固体摄像装置，能够缩短一帧的摄像所需要的时间。


图1为X射线摄像系统100的构成图。图2为表示从被照体Α(被检者的头部)上方看到的固体摄像装置I及X射线发生装置106对于被照体A进行直线位移的情况的图。图3为固体摄像装置I的平面图。图4(a)为沿着图3的IVa-1Va线的固体摄像装置I的侧剖面图，及(b)为沿着图3的IVb-1Vb线的固体摄像装置I的侧剖面图。图5为表示固体摄像装置I的内部结构的图，其代表表示对应于多个信号读出部21A 21L中的I个信号读出部的像素排列IOA(IOB)的部分(像素块)。
图6为固体摄像装置I的上述像素块所包含的像素Pnu、积分电路Sj及保持电路Hj各自的电路图。图7为说明像素排列IOA的第I列 第η列所包含的像素块的动作，及对应于该像素块的信号输出部20的动作的时序图。图8为说明像素排列IOA的第(n+1)列 第NA列、及像素排列IOB的第I列 第NB列所包含的像素块的动作，及对应于该像素块的信号输出部20的动作的时序图。图9为说明对应于像素排列IOA的第I列 第η列所包含的像素块而设置的FIFO数据缓冲器23A 23F的输入和输出动作的时序图。图10为说明对应于像素排列IOA的第(n+1)列 第NA列及像素排列IOB的第I列 第NB列所包含的像素块而设置的FIFO数据缓冲器23G 23L的输入和输出动作的时序图。图11(a)为表示2个像素排列110A、IlOB在上下方向拼接，一面在水平方向上平行移动一面进行摄像的情况的图，及(b)为表示2个像素排列120A、120B在上下方向上拼接，一面在水平方向上平行移动一面进行摄像的情况的图。图12(a)为表示硅晶圆W中，进行长条方向的宽度宽的多个像素排列120A及长条方向的宽度窄的多个像素排列120B的拼版的状况的图，及(b)表示硅晶圆W中，进行长条方向的宽度相等的多个像素排列110的拼版的情况的图。图13(ar(h)为表示从各自对应于一方的像素排列的8个像素块的8个FIFO数据缓冲器a广(8)，输出数字值的时序的一例的时序图，及ara)表示从各自对应于另一方的像素排列的4个像素块的4个FIFO数据缓冲器(9广(12)，输出数字值的时序的一例的时序图。图14(a) (h)表示从各自对应于一方的像素排列的8个像素块的8个FIFO数据缓冲器a广(8)，输出数字值的时序的一例的时序图，及ara)表示从各自对应于另一方的像素排列的4个像素块的4个FIFO数据缓冲器(9Γ (12)，输出数字值的时序的一例的时序图。图15 (ar(l)表示来自各FIFO数据缓冲器23A 23L的数字值的输出顺序的时序图。图16(a)表示在同一平面上，使表面各自蒸镀有膜状的闪烁器4A、4B的半导体基板3A、3B邻接而排列的方式的图，(b)表示在同一平面上，使半导体基板3A、3B邻接而排列，并排配置半导体基板3A、3B后，统一蒸镀闪烁器4A、4B的方式的图，及(c)表示以在半导体基板3A的端部重叠半导体基板3B的端部的方式排列半导体基板3A、3B的方式的图。
具体实施例方式以下，参考附图而详细说明用以实施本发明的方式。再者，在附图的说明中，同一要素附上同一符号，并省略重复说明。

图1表示具备本发明所涉及的一个实施方式的固体摄像装置I的医疗用X射线摄像系统100的结构的图。本实施方式的X射线摄像系统100主要具备牙科医疗中的全口摄影、颅摄影、CT摄影等的摄像模式，其拍摄被检者的颚部的X射线像。X射线摄像系统100具备固体摄像装置I及X射线发生装置106，由固体摄像装置1，对从X射线发生装置106输出并穿透被照体A (亦即被检者的颚部)的X射线进行摄像。X射线发生装置106朝向被照体A产生X射线。从X射线发生装置106产生的X射线的照射区域由一次狭缝板106b控制。在X射线发生装置106中内建有X射线管，通过调整该X射线管的管电压、管电流及通电时间等条件，来控制对被照体A的X射线照射量。而且，X射线发生装置106由于一次狭缝板106b的开口范围受到控制，可在某摄像模式时，以规定的扩开角输出X射线，在别的摄像模式，以窄于该规定的扩开角的扩开角输出X射线。固体摄像装置I为包含有二维排列的多个像素的CMOS型固体摄像装置，将通过被照体A的X射线像转换为电气图像数据D。在固体摄像装置I的前方，设置有限制X射线入射区域的二次狭缝板107。X射线摄像系统100还具备回旋臂104。回旋臂104使X射线发生装置106与固体摄像装置I互相相对而保持，在CT摄影或全口摄影时，使它们在被照体A的四周回旋。另夕卜，设置有滑动机构113，其为在颅摄影或线性断层摄影时，用以使固体摄像装置I及X射线发生装置106对于被照体A进行直线位移。回旋臂104由构成旋转台的臂马达109驱动，其旋转角度由角度传感器112检测。而且，臂马达109搭载于XY台114的可动部，在水平面内任意调整旋转中心。从固体摄像装置I输出的图像数据D —旦从CPU(中央处理装置)121取入后，储存于帧内存122中。从储存于帧内存122的图像数据，通过规定的运算处理再生沿着任意断层面的断层图像或全口图像、颅图像等。再生的这些图像输出至视频内存124，由DA转换器125转换为模拟信号后，由CRT (阴极射线管)等图像显示部126显示，以供给各种诊断。CPU 121上连接有信号处理所必要的工作内存123，进一步连接有包含面板开关或X射线照射开关等的 操作面板119。另外，CPU 121分别连接于驱动臂马达109的马达驱动电路111、控制一次狭缝板106b及二次狭缝板107的开口范围的狭缝控制电路115及116、以及控制X射线发生装置106的X射线的控制电路118，而且输出用于驱动固体摄像装置I的时钟信号。X射线控制电路118根据由固体摄像装置I所拍摄到的信号，反馈控制对被照体的X射线照射量。图2为表示从被照体A(被检者的头部)上方看到的固体摄像装置I及X射线发生装置106对于被照体A进行直线位移的情况的图。颅摄影时，固体摄像装置I及X射线发生装置106 —边由滑动机构113，维持在夹着被照体A的两侧互向相对的状态，并在同一方向(图中的箭头B)进行直线移动，一边将X射线照射至被照体A，连续进行通过被照体A的X射线像的摄像。图3及图4为表示本实施方式的固体摄像装置I的结构的图。图3为固体摄像装置I的平面图。图4(a)为沿着图3的IVa-1Va线的固体摄像装置I的侧剖面图，图4(b)为沿着图3的IVb-1Vb线的固体摄像装置I的侧剖面图。再者，图3及图4中，为了容易理解而一并表示有XYZ正交坐标系统。如图3及图4(a)所示，固体摄像装置I具备半导体基板3A(第I基板)及半导体基板3B (第2基板)，由该2片半导体基板3A、3B构成I个摄像区域。对固体摄像装置I的摄像区域所要求的大小根据其摄像用途而为各式各样，牙科诊断的X射线摄影中，在颅摄影中，要求摄像区域的长边方向的宽度为22cm以上的长条形装置。因此，如本实施方式那样，在长条方向排列短于固体摄像装置I所要求的尺寸的2片半导体基板3A、3B，配合各自的像素排列IOAUOB而作为I个摄像区域使用(所谓拼接)，由此可符合要求尺寸。再者，如此排列2片半导体基板3A、3B而使用的情况下，在这些像素排列的交界部分(接缝)，产生未拍摄X射线像的区域(死区C)。这是因为在制造上，难以消除半导体基板3A及3B各自的端部，与在这些半导体基板3A、3B上所制作的像素排列10A、IOB各自的端部的隙缝。固体摄像装置I具备:分别在半导体基板3A的主面上制入的像素排列IOA (第I像素排列)及扫描移位寄存器30A ;及分别在半导体基板3B的主面上制入的像素排列IOB (第2像素排列)及扫描移位寄存器30B。另外，固体摄像装置I还具备信号输出部20，该信号输出部20具有:多个信号读出部21A 21H，其在半导体基板3A的主面上制入；多个信号读出部21广21L，其在半导体基板3B的主面上制入；多个模拟/数字(A/D)转换器22A 22L，其对应于各信号读出部21A 21L ;及多个FIFO(First-1n-First-C)Ut:先进先出)数据缓冲器23A 23L，其对应于各A/D转换器22A 22L。而且，固体摄像装置I具备:平板状的基材2、闪烁器4A、4B及X射线遮蔽部件5。上述半导体基板3A、3B粘贴于基材2，闪烁器4A及4B各自配置于半导体基板3A上及半导体基板3B上。闪烁器4A及4B对应于入射的X射线而产生闪烁光，而将X射线像转换为光像，并将该光像输出至像素排列IOA及10B。闪烁器4A、4B以覆盖像素排列10A、10B的方式分别设置，或者通过蒸镀而各自设置于像素排列10AU0B上。X射线遮蔽部件5由X射线的穿透率极低的铅等材料构成。X射线遮蔽部件5覆盖半导体基板3A、3B的周缘部，特别是配置有扫描移位寄存器30A、30B及信号读出部21A 21L的区域，防止向扫描移位寄存器30A、30B以及信号读出部2IA 2IL的X射线的入射。像素排列IOA通过MXNA个像素P (参考图4 (a)、(b))进行二维排列成M行NA列而构成。而且，像素排列IOB通过MXNB个像素P进行二维排列成M行NB列而构成。再者，图3中，列方向与X轴方向一致，行方向与Y轴方向一致。M、NA、NB各自为2以上的整数，符合NA>NB。而且，像素排列10A、10B中的行方向的像素P的数目(NA+NB)优选为多于列方向的像素P的数目M。该情况下，由像素排列IOA及IOB所组成的摄像区域呈现以行方向(Y轴方向)作为长边方向，以列方向(X轴方向)作为短边方向的长方形形状。各像素P以例如100 μ m的间距排列，具有为PPS方式的共通的结构。此处，图3中，像素排列IOA所包含的NA列中，位于最左端的列(即Y坐标最小的列)设为第I列，位于相反侧的右端的列设为第NA列。另外，同图中，像素排列IOB所包含的NB列中，位于最左端的列(即Y坐标最小的列)设为第I列，位于相反侧的右端的列设为第NB列。此情况下，本实施方式中，以像素排列IOB的第I列与像素排列IOA的第NA列互相顺沿的方式，配置像素排列IOA及10B。另外，包含像素排列IOA的第I列的一个或多个连续列由X射线遮蔽部件5所覆盖，成为入射X射线受到遮蔽的无感区域。即，由于光未入射至这些列而不产生电荷，因此无助于摄像。同样地，包含像素排列IOB的第NB列的一个或多个连续列也由X射线遮蔽部件5所覆盖，成为无感区域。因此，像素排列10A、IOB中，由X射线遮蔽部件5所覆盖的这些像素列除外的其它像素列，构成摄像用的有效区域。换言之，固体摄像装置I中的有效摄像区域由X射线遮蔽部件5的开 口 5a所规定。信号输出部20保持对应于从各像素P输出的电荷的量的电压值，将该保持的电压值转换为数字值而输出至数据总线DB。多个信号读出部21A 21H就1个信号读出部，对应于像素排列1OA中的二以上的像素列而设置，保持对应于从对应像素列的各像素P输出的电荷的量的电压值，将该电压值分别输出至对应的A/D转换器22A 22H。同样地，多个信号读出部21I11L就I个信号读出部，对应于像素排列IOB中的二以上的像素列而设置，保持对应于从对应像素列的各像素P输出的电荷的量的电压值，将该电压值分别输出至对应的A/D转换器22广22匕此时，扫描移位寄存器30A及30B控制各像素P，使得存储于各像素P的电荷在每行依次输出至信号读出部21A 21L。多个A/D转换器22A 22L输入从对应的信号读出部21A 21L所输出的电压值，对于该输入的电压值(模拟值)施行A/D转换处理,产生与该输入电压值相应的数字值。多个A/D转换器22A 22L将产生的数字值，输出至对应于该A/D转换器22A 22L的FIFO数据缓冲器23A 23L。多个FIFO数据缓冲器23A 23L，在分别将对应于像素排列1OA所包含的NA列、及像素排列IOB所包含的NB列的所有数字值凑齐后，将该数字值输出至数据总线DB。此时，FIFO数据缓冲器23A 23F将对应于从像素排列IOA的第I列至第η列(2含η<ΝΑ)的各列的数字值(储存于较图3的交界线E配置于更左侧的6个FIFO数据缓冲器23A13F的数字值)，依次输出至数据总线DB。然后，与该输出动作并行地，FIFO数据缓冲器23G 23L将对应于从像素排列10A的第(n+1)列，经第NA列及像素排列10B的第I列而至第NB列的各列的数字值(储存于较图3的交界线E配置于更右侧的6个FIFO数据缓冲器23G 23L的数字值)，依次输出至数据总线DB。S卩，从控制数据总线DB的CPU等处理装置看到的情况下，较交界线E配置于更左侧的6个FIFO数据缓冲器23A 23F作为I个输出端口而构成，较交界线E配置于更右侧的6个FIFO数据缓冲器23G 23L作为另外的输出端口而构成。其次，针对本实施方式所涉及的固体摄像装置I的详细结构来说明。图5为表示固体摄像装置I的内部结构的图，其代表表示对应于多个信号读出部21A11L中的1个信号读出部的像素排列1OA(1OB)种的部分(像素块)。像素排列1OA(1OB)中的该像素块由像素P1，~PM，k进行二维排列成M行(k-i+1)列而成。像素Pm,」位于第m行第j列。在此，
1、k为1以上的整数,满足1≤i〈k≤NA(或NB)。另夕卜，m为1以上M以下的各整数，j为i以上k以下的各整数。第m行的第(k-i+1)个像素Pm,rPm,k分别通过第m行选择用配线Lv,m而与扫描移位寄存器30A(或30B)连接。再者，图5中，扫描移位寄存器30A及30B包含于控制部6。第j列的M个像素Pij~Pmj各自的输出端通过第j列读出用配线Laj而与信号读出部2IAllL的积分电路Sj连接。信号读出部21A 21L的各个包含(k_i+l)个积分电路S厂Sk及(k_i+l)个保持电路H^Hk。各积分电路I具有共通的结构。而且，各保持电路％具有共通的结构。各积分电路I具有与读出用配线Ly连接的输入端，存储输入至该输入端的电荷，并从输出端将对应于该存储电荷量的电压值输出至保持电路H」。(k-1+1)个积分电路S厂Sk分别通过复位用配线Lk而与控制部6连接，另外通过增益设定用配线Le而与控制部6连接。各保持电路Hj具有与积分电路I的输出端连接的输入端，保持输入至该输入端的电压值，并从输出端将该保持的电压值输出至电压输出用配线Lcom。(k-i+1)个保持电路H厂Hk分别通过保持用配线Lh而与控制部6连接。另外，各保持电路&通过第j列选择用配线Liu而与控制部6的读出移位寄存器31A(或31B)连接。
A/D转换器22A 22L输入分别从(k_i+l)个保持电路H厂Hk输出至电压输出用配线Lrat的电压值，对于该输入的电压值(模拟值)进行A/D转换处理，将对应于该输入电压值的数字值分别输出至FIFO数据缓冲器23A 23L。控制部6的扫描移位寄存器30A(30B)将第m行选择控制信号Vsel (m),输出至第m行选择用配线Lv,m，并将该第m行选择控制信号Vsel (m)分别给予第m行的(k_i+l)个像素Pm，厂Pm，k。M个行选择控制信号VSel(irVSel(M)依次成为有效值。另外，控制部6的读出移位寄存器31A(31B)将第j列选择控制信号Hsel (j)输出至第j列选择用配线Liu,并将该第j列选择控制信号Hsel (j)给予保持电路H」。(k-1+Ι)个列选择控制信号Hsel (i) ^Hsel (k)也依次成为有效值。另外，控制部6将复位控制信号Reset输出至复位用配线Lk，将该复位控制信号Reset分别给予(k-1+Ι)个积分电路S^Skt5控制部6将增益设定信号Gain输出至增益设定用配线Le，分别将该增益设定信号Gain给予(k_i+l)个积分电路S厂Sk。控制部6将保持控制信号Hold输出至保持用配线Lh，将该保持控制信号Hold分别给予(k-1+Ι)个保持电路H厂Hk。进一步而言，虽未图示，但控制部6也控制A/D转换器22A 22L中的A/D转换处理。图6为固体摄像装置I的上述像素块所包含的像素Pnu、积分电路Sj及保持电路Hj各自的电路图。在此，代表像素P1，厂PM，k而表示像素Pnu的电路图，代表(k-1+Ι)个积分电路S厂Sk而表示积分电路Sj的电路图，而且代表(k-1+Ι)个保持电路H厂Hk而表示保持电路民的电路图。即，表示与第m行第j列的像素Pnu及第j列读出用配线Laj相关连的电路部分。像素Pnbj包含光电二极管ro及读出用开关SW115光电二极管ro的阳极端子接地，光电二极管ro的阴极端子经由读出用开关Sw1而与第j列读出用配线Laj连接。光电二极管F1D产生与入射光强度对应的量 的电荷,将该产生的电荷存储于接合电容部。读出用开关Sff1从控制部6,被给予通过第m行选择用配线Lv, m的第m行选择控制信号Vsel (m)。第m行选择控制信号Vsel(m)指示像素排列IOA中的第m行的NA个像素Pm，广Pm，NA及像素排列IOB中的第m行的NB个像素Pm，广Pii^nb各自的读出用开关SW1的开闭动作。该像素Pm，」中，第m行选择控制信号Vsel (m)为低电平时，读出用开关SW1打开，在光电二极管ro产生的电荷未输出至第j列读出用配线Laj而存储于接合电容部。另一方面，当第m行选择控制信号Vsel (m)为高电平时，读出用开关SW1关闭，到此为止在光电二极管H)产生生并存储于接合电容部的电荷，经读出用开关SW1而输出至第j列读出用配线Lo, j。第j列读出用配线Lq, j与像素排列IOA(或10B)的第j列的M个像素P1，厂Psu各自的读出用开关SW1连接。第j列读出用配线Laj将M个像素P1，厂Psu中的任一像素的光电二极管ro中所产生的电荷，经由该像素的读出用开关SWia出并传输至积分电路S」。积分电路S」包含放大器A2、积分用电容元件C21、积分用电容元件C22、放电用开关Sff21及增益设定用开关sw22。积分用电容元件C21及放电用开关SW21相互并联地连接，并设置于放大器A2的输入端子与输出端子之间。另外，积分用电容元件C22及增益设定用开关Sff22相互串联地连接，并以增益设定用开关SW22连接于放大器A2的输入端子侧的方式，设置于放大器A2的输入端子与输出端子之间。放大器A2的输入端子与第j列读出用配线Laj连接。放电用开关SW21从控制部6被给予经过复位用配线Lk的复位控制信号Reset。复位控制信号Reset指示对应于像素排列IOA的NA个积分电路S广Sna及对应于像素排列IOB的NB个积分电路S广Snb各自的放电用开关SW21的开闭动作。增益设定用开关SW22从控制部6，被给予经过增益设定用配线Le的增益设定信号Gain。增益设定信号Gain指示对应于像素排列IOA的NA个积分电路S1Xna及对应于像素排列IOB的NB个积分电路S1Xnb各自的增益设定用开关SW22的开闭动作。该积分电路S」中，积分用电容元件C21、C22及增益设定用开关SW22构成电容值可变的反馈电容部。即，当增益设定信号Gain为低电平、增益设定用开关SW22开启时，反馈电容部的电容值与积分用电容元件C21的电容值相等。另一方面，当增益设定信号Gain为高电平、增益设定用开关SW22关闭时，反馈电容部的电容值与积分用电容元件C21、C22各自的电容值的和相等。当复位控制信号Reset为高电平时，放电用开关SW21关闭，反馈电容部放电，从积分电路S」输出的电压值被初始化。另一方面，当复位控制信号Reset为低电平时，放电用开关SW21开启，输入至输入端的电荷存储于反馈电容部，从积分电路Sj输出与该存储电荷量对应的电压值。保持电路Hj包含输入用开关SW31、输出用开关SW32及保持用电容元件C3。保持用电容元件C3的一端接地。保持用电容元件C3的另一端经由输入用开关SW31而与积分电路Sj的输出端连接，并经由输出用开关SW32而与电压输出用配线Lwt连接。输入用开关SW3I从控制部6被给予通过保持用配线Lh的保持控制信号Hold。保持控制信号Hold为指示对应于像素排列IOA的NA个保持电路H广Hna及对应于像素排列IOB的NB个保持电路H广Hnb各自的输入用开关SW31的开闭动作的信号。输出用开关SW32从控制部6被给予通过第j列选择用配线Liu的第j列选择控制信号Hsel (j)。第j列选择控制信号Hsel (j)为指示保持电路Hj的输出用开关SW32的开闭动作的信号。该保持电路Hj中，若保持控制信号Hold从高电平转为低电平，输入用开关SW31从闭状态转为开状态，此时输入至输入端的电压值在保持用电容元件C3中保持。另外，当第j列选择控制信号Hsel (j)为高电平时，输出用开关SW32关闭，在保持用电容元件C3保持的电压值输出至电压输出用配线Uut。控制部6在输出与像素排列IOA (或10B)中的第m行的(k_i+l)个像素Pni，厂P1^k的各个的受光强度对应的电压值时，通过复位控制信号Reset，指示一旦关闭(k-1+Ι)个积分电路S厂Sk各自的放电用开关SW21后再打开之后，通过第m行选择控制信号Vsel (m)，指示在规定期间内关闭像素排列IOA(或10B)的第m行的(k-1+Ι)个像素Pm，厂Pm，k各自的读出用开关SW115控制部6在该规定期间内，通过保持控制信号Hold，指示将(k-1+Ι)个保持电路H^Hn各自的输入用开关SW31从闭状态转为开状态。然后，控制部6在该规定期间之后，通过列选择控制信号HseiarHsel (k)，指示将(k_i+l)个保持电路H厂Hk各自的输出用开关SW32依次仅在一定期间内关闭。控制部6针对各行依次进行如以上的控制。如此，控制部6控制像素排列IOA (或10B)的各像素块所包含的像素P1，厂PM，k各自的读出用开关SW1的开闭动作，并且控制信号读出部21A11L中的电压值的保持动作及输出动作。由此，控制部6使与MX (k-1+Ι)个像素P1，厂PM，k各自的光电二极管H)中所产生的电荷的量对应的电压值，在 各巾贞逐一从信号读出部21A 21L重复输出。
其次，详细说明关于固体摄像装置I的动作。固体摄像装置I中，在由控制部6所进行的控制下，M个行选择控制信号VseiarVseUM)、(NA+NB)个列选择控制信号Hsel (irHsel (NA)及Hsel (I)Isel (NB)、复位控制信号Reset以及保持控制信号Hold分别在规定时序进行电平变化，由此可拍摄入射至像素排列IOA及IOB的光的像而获得帧数据。再者，以下说明中，增益设定用开关SW22关闭。图7为说明像素排列IOA的第I列 第η列(较图3所示的交界线E更左侧的像素排列)所包含的像素块的动作，及对应于该像素块的信号输出部20的动作的时序图。该图中，从上依序表示有:(a)指示积分电路S^Sk各自的放电用开关SW21的开闭动作的复位控制信号Reset ； (b)指示该像素块中的第I行的像素P1，厂Pu各自的读出用开关SW1的开闭动作的第I行选择控制信号Vsel (I) ；(c)指示该像素块中的第2行的像素P2，厂P2，k各自的读出用开关开闭动作的第2行选择控制信号Vsel (2);以及(d)指示保持电路H厂Hk各自的输入用开关SW31的开闭动作的保持控制信号Hold。另外，在此图中进一步接下来依序表示有:(e)指示保持电路Hi的输出用开关SW32的开闭动作的第i列选择控制信号Hsel (i)；(指示保持电路Hj的输出用开关SW32的开闭动作的第j列选择控制信号Hsel (j) ；(g)指示保持电路Hk_2的输出用开关SW32的开闭动作的第(k-2)列选择控制信号Hsel (k-2) ；(h)指示保持电路Hlri的输出用开关SW32的开闭动作的第(k-Ι)列选择控制信号Hsel (k-1);及(i)指示保持电路Hk的输出用开关SW32的开闭动作的第k列选择控制信号Hsel (k)。第I行的(k-1+1)个像素P1，厂P1J各自的光电二极管ro中产生并存储于接合电容部的电荷的读出如以下进行。在时刻t1(l前，M个行选择控制信号Vsel(irVsel(M)、(k-1+l)个列选择控制信号Hsel (i) ^Hsel (k)、复位控制信号Reset及保持控制信号Hold分别设为低电平。从时刻t1(l至时刻tn的期间，从控制部6输出至复位用配线Lk的复位控制信号Reset成为高电平，由此，(k-1+Ι)个积分电路S^Sk的各个中，放电用开关SW21关闭，积分用电容元件C21X22放电。另外， 比时刻tn更晚的时刻t12至时刻t15的期间，从控制部6输出至第I行选择用配线Lu的第I行选择控制信号Vsel (I)成为高电平，由此，该像素块中的第I行的(k-1+Ι)个像素P1, TP1,,各自的读出用开关SW1关闭。在该期间(t12、15)内，从时刻t13至时刻t14的期间，从控制部6输出至保持用配线Lh的保持控制信号Hold成为高电平，由此，(k-1+Ι)个保持电路H厂Hk的各个中输入用开关SW31关闭。在期间(t12、15)内，第I行的各像素P1;j的读出用开关SW1关闭，各积分电路5」的放电用开关SW21开启。因此，至此在像素Pm的光电二极管ro中产生并存储于接合电容部的电荷，通过该像素P1, j的读出用开关SW1及第j列读出用配线Laj而传输至积分电路Sj的积分用电容元件C21X22并存储。然后，与存储于各积分电路S」的积分用电容元件C21X22的电荷的量对应的电压值，从积分电路Sj的输出端输出。在该期间(t12、15)内的时刻t14，通过保持控制信号Hold从高电平转为低电平，(k-1+Ι)个保持电路H厂Hk的各个中，输入用开关SW31从闭状态转为开状态，此时从积分电路1的输出端输出并输入至保持电路&的输入端的电压值，在保持用电容元件C3中保持。然后，在期间(t12、15)之后，从控制部6输出至列选择用配线LiuIllk的列选择控制信号HseiarHsel (k)，从Hsel (k)开始以逆向顺序(即列号成为降序的顺序)，仅在一定期间内成为高电平，由此，(k-1+Ι)个保持电路H厂Hk各自的输出用开关SW32以逆向顺序仅在一定期间内关闭，在各保持电路&的保持用电容元件C3中保持的电压值经过输出用开关SW32，以逆向顺序输出至电压输出用配线Lrat。输出至该电压输出用配线Lwt的电压值Vwt表示第I行的(k-1+Ι)个像素P1，厂Pu各自的光电二极管H)中的受光强度。从(k-1+Ι)个保持电路H厂Hk的各个以逆向顺序输出的电压值输入至A/D转换器22A 22L的任一者，并转换为与该输入电压值对应的数字值。其次，第2行的(k-1+Ι)个像素P2，厂P2，k各自的光电二极管ro中产生并存储于接合电容部的电荷的读出如以下进行。从前述动作中列选择控制信号Hsel (k)成为高电平的时刻t2(l开始，到比列选择控制信号Hsel (i) —度成为高电平后再成为低电平的时刻更晚的时刻t21的期间，从控制部6输出至复位用配线Lk的复位控制信号Reset成为高电平，由此，(k_i+l)个积分电路S厂Sk的各个中，放电用开关SW2I关闭，积分用电容元件C21、C22放电。另外，比时刻t21更晚的时刻t22至时刻t25的期间，从控制部6输出至第2行选择用配线Lv,2的第2行选择控制信号Vsel (2)成为高电平，由此，该像素块中的第2行的(k-1+Ι)个像素P2，厂P2，k各自的读出用开关SW1关闭。在此期间(t22 t25)内，从时刻t23至时刻t24的期间，从控制部6输出至保持用配线Lh的保持控制信号Hold成为高电平，由此，(k-1+Ι)个保持电路H厂Hk的各个中，输入用开关SW31关闭。然后，在期间(t22、25)之后，从控制部6输出`至列选择用配线LiuIh,,的列选择控制信号Hsel (i广Hsel (k),从Hsel (k)开始以逆向顺序,仅在一定期间内成为高电平，由此，(k-1+Ι)个保持电路HiIk各自的输出用开关SW32以逆向顺序，仅在一定期间内关闭。如以上方式，表示第2行的(k-1+Ι)个像素P2，厂P2，k各自的光电二极管H)中的受光强度的电压值Vrat，被输出至电压输出用配线Lwt。从(k-1+Ι)个保持电路H厂Hk的各个以逆向顺序输出的电压值输入至A/D转换器22A 22L的任一者，并转换为与该输入电压值对应的数字值。图8为说明像素排列IOA的第(η+1)列 第NA列及像素排列IOB的第I列 第NB列(较图3所示的交界线E更右侧的像素排列)所包含的像素块的动作，及对应于该像素块的信号输出部20的动作的时序图。在此图中，从上依序表示有:(a)复位控制信号Reset;(b)第I行选择控制信号Vsel⑴；(c)第2行选择控制信号Vsel (2) '及(d)保持控制信号Hold。再者，这些信号的动作与图7(ar(d)所示相同，像素P1，厂PM，k、积分电路S^Sk及保持电路HiIk的动作也除保持电路HiIk的输出顺序以外，均与上述动作相同，因此省略关于这些的详细说明。另外，在此图中进一步接下来依序表不有:(e)指不保持电路Hi的输出用开关SW32的开闭动作的第i列选择控制信号Hsel (i) ；(f)指示保持电路Hi+1的输出用开关SW32的开闭动作的第(i+1)列选择控制信号Hsel (i+1) ；(g)指示保持电路Hi+2的输出用开关SW32的开闭动作的第(i+2)列选择控制信号Hsel (i+2) ； (h)指示保持电路&的输出用开关SW32的开闭动作的第j列选择控制信号Hsel (j);及(i)指示保持电路Hk的输出用开关SW32的开闭动作的第k列选择控制信号Hsel (k)。第I行的(k-1+Ι)个像素P1，厂P1J各自的光电二极管ro发生并存储于接合电容部的电荷的读出被进行、在各保持电路民的保持用电容元件C3中保持的期间(tlcTt15)之后，从控制部6输出至列选择用配线Lh,厂LH，k的列选择控制信号Hsel (i广Hsel (k),从Hsel (i)开始以正向顺序(即列号成为升序的顺序)，仅在一定期间内成为高电平，由此，(k-1+Ι)个保持电路HiIk各自的输出用开关SW32以正向顺序仅在一定期间内关闭，在各保持电路Hj的保持用电容元件C3中保持的电压值经过输出用开关SW32，以正向顺序输出至电压输出用配线L。#从(k-1+Ι)个保持电路H厂Hk的各个以正向顺序输出的电压值输入至A/D转换器22PT22L的任一者，并转换为与该输入电压值对应的数字值。其次，第2行的(k-1+Ι)个像素P2，厂P2，k各自的光电二极管ro发生并存储于接合电容部的电荷的读出被进行、在各保持电路&的保持用电容元件C3中保持的期间(t21 t25)之后，从控制部6输出至列选择用配线LiuIitk的列选择控制信号Hsel (i广Hsel (k),从Hsel(i)开始以正向顺序仅在一定期间内成为高电平，由此，(k-1+Ι)个保持电路H厂Hk各自的输出用开关SW32以正向顺序，仅在一定期间内关闭。如以上方式，表示第2行的(k-1+1)个像素P2，厂P2，k各自的光电二极管H)中的受光强度的电压值Vrat，被输出至电压输出用配线Lwt。从(k-1+Ι)个保持电路H厂Hk的各个以正向顺序输出的电压值输入至A/D转换器22PT22L的任一者，并转换为与该输入电压值对应的数字值。接着图7及图8所示的第I行及第2行的动作，以后从第3行至第M行进行同样动作，获得表示以I次摄像所获得的图像的帧数据。而且，关于第M行的动作结束时，再度从第I行至第M行的范围内进行同样的动作，获得表示下一图像的帧数据。如此，通过以一定周期重复同样的动作，表示该像素块所受光的光像的二维强度分布的电压值Vwt被输出至电压输出用配线Lrat，重复获得帧数据。其次，说明 关于FIFO数据缓冲器23A 23L的动作。图9为说明对应于像素排列IOA的第I列 第η列(较图3所示的交界线E更左侧的像素排列)所包含的像素块而设置的FIFO数据缓冲器23A13F的输入和输出动作的时序图。在此图中，从上依序表示有:(a)从A/D转换器22A 22F向FIFO数据缓冲器23A 23L写入数字值的时序；(b)读出记忆在FIFO数据缓冲器23A中的数字值的时序；(c)读出记忆在FIFO数据缓冲器23B中的数字值的时序；(d)读出记忆在FIFO数据缓冲器23C中的数字值的时序；(e)读出记忆在FIFO数据缓冲器23D中的数字值的时序；(f)读出记忆在FIFO数据缓冲器23E中的数字值的时序；及(g)读出记忆在FIFO数据缓冲器23F中的数字值的时序。如图9 (a)所示，从A/D转换器22A 22F向FIFO数据缓冲器23A 23F的数字值的写入动作，分别在FIFO数据缓冲器23A13F中同时并行地进行。然后，以与向FIFO数据缓冲器23A 23F写入与构成像素排列10AU0B的第I行 第M行中的第m行对应的数字值的动作开始的时序(图中的时刻t3(l)大致相同时序，对应于其前的第(m-Ι)行的数字值从FIFO数据缓冲器23A 23F，经由数据总线DB (参考图3)而开始读出。此时，记忆在FIFO数据缓冲器23A 23F中的数字值从FIFO数据缓冲器23F开始至FIFO数据缓冲器23A，以与像素排列10AU0B的列号码逆向顺序读出。具体而言，在从FIFO数据缓冲器23F的读出动作(图9 (g))结束后，开始从FIFO数据缓冲器23E的读出动作(图9(f))，在从FIFO数据缓冲器23E的读出动作结束后，开始从FIFO数据缓冲器23D的读出动作(图9 (e))，以后，至FIFO数据缓冲器23A的读出结束为止(图9 (b))，以该顺序从各FIFO数据缓冲器读出数字值。
如前述，在信号读出部21A11F的各个所保持的各列逐一的电压值，向所对应的A/D转换器22A 22F，以与列号码相反的顺序输出。然后，从A/D转换器22A 22F输出的数字值同时并行地向FIFO数据缓冲器23A 23F写入，经由数据总线DB读出数字值时，也以该顺序(即与列号码逆向顺序)读出。因此，通过如上述从FIFO数据缓冲器23F开始读出，信号输出部20将对应于从像素排列IOA的第I列至第η列的各列的数字值，从第η列开始至第I列为止，依次以与列号码逆向顺序输出。FIFO数据缓冲器23Α 23F如此将对应于第(m_l)行的数字值，输出至数据总线DB后，将与该数字值的输出动作并行而输入的对应于第m行的数字值，以与图中的时刻t31 (将对应于第m+1行的数字值对FIFO数据缓冲器23A 23F写入的动作开始的时序)大致相同时序，且以与输出对应于第(m-Ι)行的数字值时相同的顺序，输出至数据总线DB。通过此类动作从第I行进行至第M行，帧数据输出至数据总线DB。而且，关于第M行的动作结束时，再度在第I行至第M行的范围内进行同样动作，输出表示下一图像的帧数据。图10为说明对应于像素排列IOA的第(n+1)列 第NA列及像素排列IOB的第I列 第NB列(较图3所示的交界线E更右侧的像素排列)所包含的像素块而设置的FIFO数据缓冲器23G 23L的输入和输出动作的时序图。在此图中，从上依序表示有:(a)从A/D转换器22G 22L向FIFO数据缓冲器23G 23L写入数字值的时序；(b)读出记忆在FIFO数据缓冲器23G的数字值的时序；(c)读出记忆在FIFO数据缓冲器23H的数字值的时序；(d)读出记忆在FIFO数据缓冲器231的数字值的时序；(e)读出记忆在FIFO数据缓冲器23J的数字值的时序；(f)读出记忆在FIFO数据缓冲器23K的数字值的时序；及(g)读出记忆在FIFO数据缓冲器23L的数字值的时序。如图10 (a)所示，从A/D转换器22G 22L向FIFO数据缓冲器23G 23L的数字值的写入动作，在FIFO数据缓冲器23G 23L的各个中同时并行地进行。然后，以与向FIFO数据缓冲器23G 23L写入与构成像素排列10AU0B的第I行 第M行中的第m行对应的数字值的动作开始的时序(图中的时刻t3(l)大致相同时序，对应于其前的第(m-Ι)行的数字值从FIFO数据缓冲器23G 23L经由数据总线DB (参考图3)而开始读出。此时，记忆在FI FO数据缓冲器23G 23L的数字值，从FIFO数据缓冲器23G开始至FIFO数据缓冲器23L，对于像素排列10AU0B的列号码以正向顺序读出。具体而言，在从FIFO数据缓冲器23G的读出动作(图10 (b))结束后，开始从FIFO数据缓冲器23H的读出动作(图10(c))，在从FIFO数据缓冲器23H的读出动作结束后，开始从FIFO数据缓冲器231的读出动作(图10(d))，以后，至FIFO数据缓冲器23L的读出结束为止(图10(g))，以该次序从各FIFO数据缓冲器读出数字值。如前述，在信号读出部2KT21L的各个中所保持的各列逐一的电压值，向所对应的A/D转换器22G 22L，对于列号码以正向顺序输出。然后，从A/D转换器22G 22L输出的数字值同时并行地向FIFO数据缓冲器23G 23L写入，当经由数据总线DB读出数字值时，也以该顺序(即对于列号码以正向顺序)读出。因此，通过如上述从FIFO数据缓冲器23G开始读出，信号输出部20将对应于从像素排列10A的第(n+1)列，经第NA列及像素排列10B的第I列而至第NB列的各列的数字值，以正向顺序，即以与对应于像素排列10A的第I列至第η列的各列的数字值的输出顺序相反的顺序依次输出。FIFO数据缓冲器23G 23L以如上方式将对应于第(m_l)行的数字值输出至数据总线DB后，将与该数字值的输出动作并行而输入的对应于第m行的数字值，以与图中的时刻t31 (将对应于第m+1行的数字值向FIFO数据缓冲器23G 23L写入的动作开始的时序)大致相同时序，且以与输出对应于第(m-Ι)行的数字值时相同的顺序，输出至数据总线DB。通过此类动作从第I行进行至第M行，帧数据被输出至数据总线DB。另外，关于第M行的动作结束时，再度在第I行至第M行的范围内进行同样动作，输出表示下一图像的帧数据。
关于由以上所说明的本实施方式的固体摄像装置I所获得的效果，与以往的固体摄像装置的问题一同说明。一般而言，对固体摄像装置的像素排列所要求的大小根据摄像用途而为各式各样，例如牙科诊断的颅摄影中，固体摄像装置的像素排列要求22cm以上的长条形。这是由于在颅摄影中，掌握患者的头盖骨及上下颚骨的位置关系，获得在何部位拔牙，或者患者的矫正治疗简单或困难等信息，为了获得该类信息，像素排列的上下方向宽度必须涵盖成人头部的大致全体。然而，若要求此类长条的像素排列，根据用于固体摄像装置的生产的半导体晶圆的直径，会有难以在单一基板上制作该像素排列的情况。此类情况下，在长条方向排列短于对像素排列所要求的尺寸的2片基板，配合各自的像素排列而作为I个固体摄像装置使用(所谓拼接)，由此可符合要求尺寸。然而，排列2片基板而使用的情况下，如图3所示，在像素排列彼此的交界部分(接缝)产生死区C。而且，根据摄像用途，存在对此类死区C的位置有限制的情况。牙科诊断中的X射线摄影的情况下，如图11(a)所示，2个像素排列110AU10B拼接于上下方向，一面在水平方向平行移动一面进行摄像，像素排列110A、110B的上下方向的宽度相等的情况下，如同图所示，像素排列IlOA与像素排列IlOB的交界部分通过被照体A的耳部附近。再者，图中所示的区域FA及FB分别表示像素排列IlOA及IlOB的摄像范围。在颅摄影中，如图11(a)所示的关于从被照体A的颚到包含耳部附近的区域G的信息甚为重要，但像素排列IlOA与像素排列IlOB的交界部分通过区域G的内部，会导致关于该区域G的信息欠缺，故不为优选。因此，在此类情况下，如图11(b)所示，通过使2个像素排列120AU20B各自的长条方向的宽度互相不同，可从区域G排除像素排列彼此的交界部分，即排除死区的移动路径。另外，使拼接的2个像素排列的长条方向的宽度互相不同，也具有如下优点。图12(a)表示在硅晶圆W中，进行长条方向的宽度宽的多个像素排列120A及长条方向的宽度窄的多个像素排列120B的拼版的情况的图。而且，图12(b)表示在硅晶圆W中，进行长条方向的宽度相等的多个像素排列110的拼版的情况的图。从这些图可明确，与将长条方向的宽度相等的多个像素排列110拼版相比，将长条方向的宽度宽的多个像素排列120A与长条方向的宽度窄的多个像素排列120B组合而拼版，可更减少硅晶圆W的无用的部分，能更有效率地取出像素排列。在此，为了实现上述拼接方式，将构成PPS方式的固体摄像装置的2片基板并排配置于各个像素排列的行方向的情况下，若各基板的像素排列的长条方向的宽度互不相同，则各基板的像素排列的列数不同，产生以下所说明的问题。现在，长条方向的宽度宽的一方的像素排列包含有列数互为相等的8个像素块，长条方向的宽度窄的另一方的像素排列包含有列数互为相等的4个像素块。图13(a广(h)为表示从各自对应于一方的像素排列的8个像素块的8个FIFO数据缓冲器(I广(8)，输出数字值的时序的一例的时序图，图13(i广(I)为表示从各自对应于另一方的像素排列的4个像素块的4个FIFO数据缓冲器(9Γ(12)，输出数字值的时序的一例的时序图。通常，一般由对应于形成在一方的基板上的像素排列的FIFO数据缓冲器(1Γ(8)构成I个输出端口 Pal，由对应于形成在另一方基板上的像素排列的FIFO数据缓冲器(9广(12)构成另I个输出端口 Pa2，但制成这样结构的情况下，在从各输出端口 Pal、Pa2并行地输出数字值时，到将所有数字值输出结束为止所需要的时间在各输出端口 Pal、Pa2不同。在图13所示的例中，在时刻t4(l，输出端口 Pal的FIFO数据缓冲器(I)及输出端口 Pa2的FIFO数据缓冲器
(9)开始输出动作，但由于输出端口 Pal比输出端口 Pa2的FIFO数据缓冲器的数目更多，因此输出端口 Pal的输出动作结束的时刻t42比输出端口 Pa2的输出动作结束的时刻t41更晚。因此，时刻t41、42之间，输出端口 Pa2不得不成为等待状态，一帧的摄像所需要的时间变长。这样的问题点由使得一个输出端口所包含的像素排列的列数(FIFO数据缓冲器的数目)与另一个输出端口所包含的像素排列的列数(FIFO数据缓冲器的数目)接近(优选为相等)而解决。例如图14所示，在一个输出端口 Pbl分配6个FIFO数据缓冲器
(I) (6)，在另一个输出端口 Pb2分配与此相同数目的FIFO数据缓冲器(7Γ (12)，由此可使得到将所有数字值输出结束为止所需 要的时间，在各输出端口 Pbl、Pb2相等。在图14所示的例子中，在时刻t5(l，输出端口 Pbl的FIFO数据缓冲器(I)及输出端口 Pb2的FIFO数据缓冲器⑵开始输出动作，输出端Pbl的输出动作结束的时刻t51与输出端Pb2的输出动作结束的时刻相同。有鉴于此点，本实施方式的固体摄像装置I中，信号输出部20的FIFO数据缓冲器23A13L将与各像素P所发生的电荷的量对应的数字值输出至数据总线DB时，分别并行地从FIFO数据缓冲器23A 23F，输出对应于像素排列10A的第η列以前的各列(即从第I列至第η列)的数字值；从FIFO数据缓冲器23G 23L，输出对应于第(η+1)列以后的各列及像素排列10Β的第I列至第NB列(即从像素排列10Α的第(η+1)列，经第NA列及像素排列10Β的第I列而至第NB列)的数字值。如此，以列数多的像素排列10Α的第I列与第NA列之间的列(第η列)作为界线分割输出动作，并行地使数字值输出，由此可使得分割的一个区域(较图3的交界线E更左侧的区域)的列数与分割的另一个区域(较图3的交界线E更右侧的区域)的列数互为相同或接近的列数。因此，根据本实施方式所涉及的固体摄像装置1，与例如从像素排列10Α的第I列至第NA列使数字值输出、且与此并行地从像素排列10Β的第I列至第NB列使数字值输出的方式相比较，可使得输出动作的等待时间接近零，可有效地缩短一帧的摄像所需要的时间。这样的效果在像素排列10Α的第I列至第η列的列数，等于像素排列10Α的第(η+1)列至第NA列的列数与像素排列10Β的第I列至第NB列的列数的和相等的情况下特别显著。即，通过使得以第η列为界线分割的一个区域(较图3的交界线E更左侧的区域)的列数与另一个区域(较图3的交界线E更右侧的区域)的列数相等，数字值的输出动作中的等待时间大致为零，可有效地缩短一帧的摄像所需要的时间。另外，本实施方式所涉及的固体摄像装置I中，包含像素排列10Α的第I列的一个或多个连续列、及包含像素排列10Β的第NB列的一个或多个连续列，成为由X射线遮蔽部件5使入射X射线受到遮蔽的无感区域(参考例如图4(b))。从信号输出部20所输出的数字值中，与该无感区域所包含的像素对应的数字值成为与X射线像无关的无效数据。这种情况下，若将以第η列作为界线而分割的一个区域中的数字值的输出顺序、与另一个区域的数字值的输出顺序设为相同顺序，则产生如下不便。即，图14中，由X射线遮蔽部件5产生的无效数据存在于以符号Q1、Q2所示之处，若如同图，将各列的数字值的输出次序双方均设为正向顺序(升序)，则从一个端口 Pbl最初输出无效数据Q1，从另一个端口 Pb2最后输出无效数据Q2。如此，数字值的输出顺序中的无效数据Q1、Q2的位置若在各输出端口 Pbl、Pb2中互不相同，则成为以其它电子电路进行实时处理时的障碍。对于这样的问题点，本实施方式所涉及的固体摄像装置1，以第η列作为界线而分割的一个区域(较图3的交界线E更左侧的区域)的数字值的输出顺序与另一个区域(较图3的交界线E更右侧的区域)的数字值的输出顺序，互为逆向顺序(参考图7 (e广⑴、图8 (e) ⑴、图9 (b) (g)及图10 (b) (g))。即，信号输出部20使对应于从像素排列IOA的第I列至第η列的各列的数字值，从第η列开始至第I列为止依次输出，并且使对应于从像素排列IOA的第(n+1)列，经第NA列及像素排列IOB的第I列而至第NB列的各列的数字值，以与像素排列IOA的第I列至第η列相反的顺序依次输出。图15为表示来自各FIFO数据缓冲器23Α 23L的这样的数字值的输出顺序的时序图。图15(ar(f)表示FIFO数据缓冲器23A 23F中的输出时序，与图9(br(g)对应。另夕卜，图15(g)^(I)表示FIFO数据缓冲器23G 23L的输出时序，与图10(b) (g)对应。若参考同图，在时刻t6(l，输出端口 Pcl的FIFO数据缓冲器23F及输出端口 Pc2的FIFO数据缓冲器23G开始输出动作，在时刻t61，FIFO数据缓冲器23A及23L的读出完成，由此输出端口 Pel、Pc2的输出动作结束。通过以此顺序，信号输出部20输出数字值，可使来自各输出端Pcl、Pc2的无效数据Q1、Q2的输出时序互相一致，因此能以其它电子电路容易地进行实时处理。
再者，本实施方式所涉及的固体摄像装置I中，通过并排配置半导体基板3A及3B，以进行像素排列10A、10B的拼接，作为拼接方式例如如下所述。例如图16(a)所示，在同一平面上，使表面各自蒸镀有膜状的闪烁器4A、4B的半导体基板3A、3B邻接而排列。在此方式中，闪烁器4A、4B稍微绕入半导体基板3A、3B的侧面(边缘)，因此死区C的宽度由从像素排列10A、10B各自位于最边端的像素P至半导体基板3A、3B各自的边缘的距离、各自绕入至半导体基板3A、3B的边缘的闪烁器4A、4B的该部分厚度、及在半导体基板3A、3B之间确保的隙缝(余隙)而决定。另外，图16(b)表不与图16(a)同样于同一平面上,使半导体基板3A、3B邻接而排列的方式，但在并排配置半导体基板3A、3B后，统一蒸镀闪烁器4A、4B的点上，与图16(a)所示的方式不同。在图16(b)所示的方式中，由于在排列半导体基板3A、3B后蒸镀闪烁器4八、48，因此与图16(幻所示的方式相比较，因没有向半导体基板3A、3B的边缘的闪烁器4A、4B的绕入部分，可更缩窄死区C的宽度。另外，图16(c)表示以在半导体基板3A的端部上重叠半导体基板3B的端部的方式排列半导体基板3A、3B的方式。在此方式中，使得半导体基板3A、3B的像素排列10AU0B的一端的水平方向位置互相一致而配置半导体基板3A、3B即可。由此，可极为缩窄死区C。依据本发明的固体摄像装置不限于上述实施方式，也可为其它各种变形。例如上述实施方式中，信号输出部20以逆向顺序，依次使对应于从像素排列10A的第I列至第η列的各列的数字值输出，以正向顺序依次使对应于从像素排列IOA的第(n+1)列至像素排列IOB的第NB列的各列的数字值输出。对应于像素排列10A、10B的各列的数字值的输出顺序不限于此，也可为:以正向顺序依次使对应于从像素排列IOA的第I列至第η列的各列的数字值输出，并且以逆向顺序依次使对应于从像素排列IOA的第(n+1)列至像素排列IOB的第NB列的各列的数字值输出。此情况下，图15所示的无效数据Ql、Q2的输出时序均成为各行的数据的开头(紧接于时刻t6Q之后)，由于来自各输出端口 Pel、Pc2的无效数据Q1、Q2的输出时序互相一致，因此可适宜地获得本发明的固体摄像装置所造成的效果。另外，虽描述在一条数据总线同时流入来自各输出端口的数据，但也可在各输出端口逐一设置分离的数据总线，或并联设置分别连接于各输出端口的2条数据总线。在此，依据上述实施方式的固体摄像装置为生成与入射的X射线像对应的图像数据的固体摄像装置，且具备:第I基板，其具有第I像素排列，该第I像素排列为将分别包含光电二极管的MXNA个(M及NA为2以上的整数)像素二维排列成M行NA列而成的像素排列;第2基板，其具有第2像素排列，该第2像素排列是将分别包含光电二极管的MXNB个(NB为小于NA的2以上的整数)像素二维排列成M行NB列而成且其第I列沿着第I像素排列的第NA列配置的像素排列；(NA+NB)条读出用配线，在第I及第2像素排列的各列逐一配设，经由读出用开关而与对应列的像素所包含的光电二极管连接；信号输出部，其保持对应于经读出用配线而输入的电荷的量的电压值，通过一个或多个模拟/数字转换器将该保持的电压值转换为数字值而输出；以及闪烁器，其对应于入射的X射线而产生闪烁光，而将X射线像转换为光像，将该光像输出至第I及第2像素排列；包含第I像素排列的第I列的一个或多个连续列及包含第2像素排列的第NB列的一个或多个连续列成为入射X射线受到遮蔽的无感区域，信号输出部将对应于从第I像素排列的第I列至第η列(2含η<ΝΑ)的各列的数字值，从第I列开始至第η列为止或者从第η列开始至第I列为止依次输出，并且与该输出并行，将对应于从第I像素排列的第(n+1)列经第NA列及第2像素排列的第I列而至第NB列的各列对应的数字值，以与第I像素排列的第I列至第η列相反的顺序依次输出。另外，上述固体摄像装置也可作为下述结构 第I像素排列的第I列至第η列的列数，等于第I像素排列的第(n+1)列至第NA列的列数与第2像素排列的第I列至第NB列的列数之和。即，通过使得以第η列作为界线而分割的一个区域的列数与另一个区域的列数相等，数字值的输出动作的等待时间大致为零，可更有效地缩短一帧的摄像所需要的时间。产业上的可利用性本发明，在具备形成于2片基板上的各像素排列在行方向上被拼接的结构的固体摄像装置中，可作为缩短一帧的摄像所需要的时间的固体摄像装置来利用。符号说明I固体摄像装置2基材3Α、3Β 半导体基板4Α、4Β 闪烁器5Χ射线遮蔽部件6控制部
10AU0B像素排列20信号输出部21A^21L信号读出部22A 22LA/D 转换器23A 23LFIFO数据缓冲器30A、30B扫描移位寄存器31A、31B读出移位寄存器100X射线摄像系统104回旋臂106X射线发生装置113滑动机构A被照体A2放大器B移动方向 C死区C21、C22积分用电容元件C3保持用电容元件DB数据总线ΗΓΗνα> ΗΓΗνβ 保持电路Lg增益设定用配线Lh保持用配线Liu第j列选择用配线Laj第j列读出用配线Lout电压输出用配线Le复位用配线Lv, m第m行选择用配线P, Pm； j像素Pal、Pa2、Pbl、Pb2、Pcl、Pc2 输出端口PD光电二极管Q1、Q2无效数据Reset复位控制信号S1^Sna> S1^Snb 积分电路Sff1读出用开关Sff21放电用开关Sff22增益设定用开关Sff31输入用开关Sff32输出用开关W硅晶圆
权利要求
1.一种固体摄像装置，其特征在于， 其为产生与入射的光对应的图像数据的固体摄像装置， 具备: 第I基板，具有第I像素排列，该第I像素排列为将分别包含光电二极管的MXNA个像素二维排列成M行NA列而成的像素排列，其中，M及NA为2以上的整数； 第2基板，具有第2像素排列，该第2像素排列为将分别包含光电二极管的MXNB个像素二维排列成M行NB列而成且其第I列沿着所述第I像素排列的第NA列配置的像素排列，其中，NB为小于NA的2以上的整数； NA+NB条读出用配线，在所述第I及第2像素排列的各列中逐一配设，经由读出用开关而与对应列的所述像素中所包含的所述光电二极管连接；以及 信号输出部，具有保持与经过所述读出用配线而输入的电荷的量对应的电压值并输出该电压值的一个或多个信号读出部、以及输入从所对应的信号读出部输出的电压值并将该电压值转换成数字值而输出的一个或多个模拟/数字转换器； 所述信号输出部 将对应于从所述第I像素排列的第I列至第η列的各列的所述数字值依次输出，并且与该输出并行地，将对应于从所述第I像素排列的第n+1列经第NA列及所述第2像素排列的第I列而至第NB列的各列的所述数字值依次输出，其中，2 ^ n〈NA，相对于所述第I及第2基板，设置有覆盖所述一个或多个信号读出部所配置的区域的遮蔽部件。
全文摘要
本发明的固体摄像装置(1)包含半导体基板(3A)，其具有像素排列成M行NA列的像素排列(10A)；半导体基板(3B)，其具有像素排列成M行NB列且其第1列沿着像素排列(10A)的第NA列配置的像素排列(10B)；及信号输出部(20)。信号输出部(20)将与像素排列(10A)的第1列开始到第n列(2≦n<NA)的各列对应的数字值，从第n列至第1列依次输出，并且与该输出并行地，将与像素排列(10A)的第(n+1)列开始至像素排列(10B)的第NB列的各列对应的数字值，以与像素排列(10A)的第1列至第n列相反的顺序依次输出。由此，在具备在2片基板上形成的各像素排列在行方向上拼接(tiling)的结构的固体摄像装置中，缩短一帧的摄像所需要的时间。
文档编号H04N5/32GK103142241SQ20121057223
公开日2013年6月12日 申请日期2009年6月11日 优先权日2008年6月18日
发明者森治通, 久嶋龙次, 藤田一树 申请人:浜松光子学株式会社