成像装置和成像系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及成像装置和成像系统。
【背景技术】
[0002]日本专利N0.4619640提出了用透过被照体的诸如X射线的放射线照射并且产生与被照体有关的图像信号的放射线成像装置。在该放射线成像装置的像素处产生的电荷被传送到积分放大器并且被积分。为了从积分放大器的输出去除低频率噪声，放射线成像装置通过使用两个采样和保持电路在积分放大器的输出上执行相关双重采样(CDS)。并且，为了从积分放大器的输出去除高频率噪声，放射线成像装置在积分放大器与采样和保持电路之间具有低通滤波器。日本专利N0.4448042也提出具有类似的构成的放射线成像装置。
【发明内容】
[0003]在日本专利N0.4619640和日本专利N0.4448042中的放射线成像装置中，低通滤波器的时间常数暂时减小，使得积分放大器的输出的响应很快稳定化。但是，在这些放射线成像装置中，低通滤波器的时间常数仅在积分放大器的复位动作期间减小，因此，不能充分地缩短读出像素信号的总体动作。本发明的一个方面提供有利于缩短成像装置中的像素信号的读出的技术。
[0004]根据一些实施例，提供一种成像装置。所述成像装置包括:产生电荷的像素；对从像素传送的电荷进行积分的积分放大器；低通滤波器，积分放大器的输出被供给到所述低通滤波器并且所述低通滤波器的时间常数是可变的；采样和保持从像素向积分放大器传送电荷之前的低通滤波器的输出的第一采样和保持电路；采样和保持从像素向积分放大器传送电荷之后的低通滤波器的输出的第二采样和保持电路；输出由第一采样和保持电路保持的信号与由第二采样和保持电路保持的信号之间的差值的差动电路；和改变低通滤波器的时间常数的控制电路。控制电路在通过第一采样和保持电路的采样结束之后减小低通滤波器的时间常数，并且在通过第二采样和保持电路的采样的中途增加低通滤波器的时间常数。
[0005]从参照附图对示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得清晰。
【附图说明】
[0006]图1是示出根据一些实施例的放射线成像装置的示例性构成的框图。
[0007]图2是示出图1中的放射线成像装置中的列放大器的示例性构成的等价电路图。
[0008]图3是示出图1中的放射线成像装置的示例性动作的定时图。
[0009]图4是详细示出图3中的动作的一部分的定时图。
[0010]图5是示出流过图1中的驱动线的控制信号的变化的示图。
[0011]图6是示出在图2中的列放大器中产生的噪声的定时图。
[0012]图7是示出图1中的放射线成像装置的另一示例性动作的定时图。
[0013]图8是示出图1中的放射线成像装置的另一示例性动作的定时图。
[0014]图9是示出图1中的放射线成像装置中的列放大器的另一示例性构成的等价电路图。
[0015]图10是示出图1中的放射线成像装置的另一示例性动作的定时图。
[0016]图11是示出根据一些实施例的放射线成像系统的构成的框图。
【具体实施方式】
[0017]以下将参照附图描述本发明的实施例。在所有的各实施例中，赋予类似的要素相同的附图标记，并且将省略重复的描述。可适当地改变或组合实施例。本发明一般适用于产生与具有特定波长范围的入射电磁波对应的图像的成像装置。以下，作为示例性的成像装置，描述产生与包含X射线等的放射线对应的图像的放射线成像装置。
[0018]将参照图1中的框图描述根据一些实施例的放射线成像装置100的构成。例如，放射线成像装置100包含像素阵列110、驱动电路120、读出电路130、控制电路140和电源电路150。控制电路140向驱动电路120和读出电路130供给各种控制信号，并且控制它们的动作。电源电路150供给用于像素阵列110、驱动电路120、读出电路130和控制电路140的动作的电压。
[0019]像素阵列110包含多个转换元件Sll?S33和多个薄膜晶体管Tll?T33。一对的一个转换元件和一个薄膜晶体管构成一个像素，并且，在像素阵列110中二维阵列状布置多个像素。在一些情况下，像素阵列110也被称为区域传感器。虽然像素阵列110在图1中的例子中具有3X3个像素，但像素的布置不限于此。
[0020]转换元件Sll?S33将具有特定波长范围的入射电磁波转换成电荷，并且存储该电荷。要通过转换元件Sll?S33转换的电磁波可以是入射到放射线成像装置100的放射线，或者可以是作为入射到放射线成像装置100的放射线被闪烁体(未示出)转换的结果获得的可见光。转换元件Sll?S33可以是PIN型转换元件，或者可以是MIS型转换元件。从电源电路150向转换元件Sll?S33的一端供给偏置电压，并且，转换元件Sll?S33的另一端通过薄膜晶体管Tll?T33与信号线Sigl?Sig3连接。
[0021]通过驱动线Vgl?Vg3从驱动电路120向薄膜晶体管Tll?T33的栅极供给控制信号。根据从驱动电路120供给的控制信号，在接通状态和关断状态之间切换薄膜晶体管Tll?T33。当薄膜晶体管Tll?T33处于接通状态时，存储于转换元件Sll?S33中的电荷被传送到信号线Sigl?Sig3。当薄膜晶体管Tll?T33处于关断状态时，电荷保持存储于转换元件Sll?S33中。也就是说，薄膜晶体管Tll?T33作为传送晶体管动作，或者，更一般地，作为传送开关动作。
[0022]从转换元件Sll?S33传送到信号线Sigl?Sig3的电荷被传送到读出电路130。具体而言，从转换元件Sll?S33传送的电荷被传送到读出电路130中的列放大器CAl?CA3。列放大器CAl?CA3将电荷转换成电压并且将其供给到多路复用器MP。多路复用器MP依次将从列放大器CAl?CA3供给的信号供给到差动电路Df。差动电路Df获得从多路复用器MP供给的两个信号之间的差值，并且将其供给到AD转换器ADC。AD转换器ADC将供给的模拟信号转换成数字信号并且输出它。
[0023]下面，将参照图2中的等价电路图描述图1中的列放大器CAl的构成。虽然在图2中示出列放大器CA1，但列放大器CA2和CA3也具有类似的构成。列放大器CAl具有积分放大器IA、低通滤波器LPF、第一采样和保持电路SHl、以及第二采样和保持电路SH2。
[0024]例如，积分放大器IA具有运算放大器OP、电容器Cf和开关SWr。对于列放大器CAl的输入即从各像素传送的电荷信号被供给到运算放大器OP的第一输入端子。基准电压Vref被供给到运算放大器OP的第二输入端子。运算放大器OP的输出端子与低通滤波器LPF连接。
[0025]积分放大器IA在电容器Cf中存储从像素传送的电荷，将存储的电荷转换成电压并且输出它。积分放大器IA的增益由电容器Cf的电容值确定。开关SWr的接通状态和关断状态由从控制电路140供给的控制信号RST控制。当开关SWr处于接通状态时，电容器Cf的两端皆被短路，并且，两端的电压变得等于基准电压Vref，并且，存储于电容器Cf中的电荷被复位。存储于电容器Cf中的电荷的复位将被称为积分放大器IA的复位。当开关Sffr处于关断状态时，根据从像素传送的电荷在电容器Cf中存储电荷。
[0026]在图2中的例子中，积分放大器IA包含一个电容器Cf。但是，积分放大器IA可被配置为包含多个电容器，以能够选择与运算放大器OP连接的电容器。该配置使得能够在通过具有不同的成像条件的多种成像技术使用放射线成像装置100的情况下对各成像技术设定适当的增益。
[0027]低通滤波器LPF具有电阻器Rf、三个开关SWf、Sffsl和SWs2以及两个电容器Chl和Ch2。积分放大器IA的输出被供给到低通滤波器LPF。通过低通滤波器LPF从积分放大器IA的输出去除高频率分量。电容器Chl的电容值和电容器Ch2的电容值可相等。
[0028]开关SWsl的接通状态和关断状态由从控制电路140供给的控制信号SMPl控制。当开关SWsl处于接通状态时，电阻器Rf和电容器Chl相互连接，并且，电阻器Rf和电容器Chl构成低通滤波器。当开关SWsl处于关断状态时，在电容器Chl中保持该低通滤波器的输出。也就