放射线成像装置和放射线成像系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种放射线成像装置和一种放射线成像系统。
【背景技术】
[0002]具有像素阵列的放射线成像装置已经作为用于借助于诸如X射线的放射线进行医学成像诊断和非破坏性检查的放射线成像装置投入实际使用，在像素阵列中，组合了诸如TFT(薄膜晶体管)的开关和诸如光电转换元件的转换元件。每个开关被布置在转换元件和列信号线之间，并且通过导通开关，通过列信号线从转换元件读出信号。
[0003]日本专利公开N0.2011-255020公开了一种具有相关双采样单元(⑶S单元)的放射线检测装置。该CDS单元包括第一样本保持电路、第二样本保持电路和差分放大器。第一样本保持电路保持信号电荷的残留成分(噪声成分)的样本，并且第二样本保持电路保持信号电荷的样本(噪声成分+信号成分)。差分放大器放大第一样本保持电路的输出和第二样本保持电路的输出之间的差。
[0004]在用于从转换元件读出信号的列信号线和该列信号线被布置在其中的列内的多个转换元件的电极之间形成寄生电容。由于这些寄生电容，列信号线和转换元件被电容地耦合，并且因此可能发生串扰。因此，当通过列信号线从一行中的像素的转换元件读出信号时，如果另一行中的像素的转换元件的电极的电势由于光电转换而改变，该列信号线的电势可能由于串扰而改变。这可能导致读出的信号的信噪比减小。
[0005]注意，相关双采样(⑶S)是用于消除KTC噪声的技术，其基于第一采样实例中的噪声成分与第二采样实例中的噪声成分相同的前提。注意，采用通常的CDS，在针对列信号线或者转换元件的电势的重置操作之后，执行第一采样实例，并且此后，在不再一次执行重置操作的情况下执行第二采样实例。如果在第一采样实例和第二采样实例之间执行重置操作，那么在第一米样实例中米样的噪声成分(KTC噪声)将与在第二米样实例中米样的噪声成分(KTC噪声)不同。因此，在这种情况下，不能消除噪声成分。
【发明内容】
[0006]本发明提供了一种对于减小串扰的影响有利的技术。
[0007]本发明的第一方面提供了一种放射线成像装置，包括:像素，该像素包括被配置为将放射线转换为电信号的转换元件，以及被配置为将该转换元件连接到信号线的开关；读出单元，被配置为读出出现在所述信号线上的信号；以及信号处理单元，其中读出单元包括被配置为重置该信号线的电势的重置单元，在其期间该读出单元读出出现在所述信号线上的信号的时间段包括:第一时间段，包括由该重置单元重置该信号线的电势的操作，和其后的读出在该开关不导通状态下出现在该信号线上的信号的操作，以及第二时间段，包括由该重置单元重置该信号线的电势的操作，和其后的读出由于该开关导通出现在该信号线上的信号的操作，并且该信号处理单元计算由读出单元在第二时间段内读出的信号和由读出单元在第一时间段内读出的信号之间的差。
[0008]本发明的第二方面提供了一种放射线成像系统，包括:被配置为产生放射线的放射线源；以及根据本发明的第一方面定义的放射线成像装置。
[0009]本发明的第三方面提供了一种放射线成像装置，包括:像素，该像素包括被配置为将放射线转换为电信号的转换元件，以及被配置为将该转换元件连接到信号线的开关；读出单元，被配置为读出出现在该信号线上的信号；和信号处理单元，其中读出单元包括被配置为重置信号线的电势的重置单元，在其期间该读出单元读出出现在该信号线上的信号的时间段包括:第一时间段，包括由该重置单元重置该信号线的电势的操作，和其后的两次读出在该开关不导通状态下出现在信号线上的信号的操作，以及第二时间段，包括由该重置单元重置信号线的电势的操作，和其后的由读出单元读出在该开关不导通的状态下出现在所述信号线上的信号的操作，以及其后的读出由于开关导通而出现在信号线上的信号的操作，并且该信号处理单元计算第二时间段中由于所述开关导通而出现在该信号线上的信号和第二时间段中在该开关不导通的状态下出现在该信号线上的信号之间的差，与第一时间段中两次读出的信号之间的差之间的差。
[0010]本发明的第四方面提供了一种放射线成像系统，包括:被配置为产生放射线的放射线源；和根据本发明的第三方面定义的放射线成像装置。
[0011]根据以下参考附图对示例实施例的描述，本发明的其它特征将变得清楚。
【附图说明】
[0012]图1是示出根据本发明的第一实施例的放射线成像装置的结构的图。
[0013]图2是示出包括放射线成像装置的放射线成像系统的结构的示例的图。
[0014]图3是示出根据本发明的第一实施例的放射线成像装置的修改示例的结构的图。
[0015]图4是示出由根据本发明的第一实施例的放射线成像装置执行的操作的图。
[0016]图5是示出根据本发明的第一实施例的放射线成像装置中的成像像素和感测像素的结构的平面图。
[0017]图6A是沿着图5中的线A-A’取得的横截面图。
[0018]图6B是沿着图5中的线B-B’取得的横截面图。
[0019]图7是示出根据本发明的第一实施例的放射线成像装置的结构的图。
[0020]图8是示出一个比较示例的图。
[0021]图9是示出由根据本发明的第一实施例的放射线成像装置执行的操作的图。
[0022]图10是示出根据本发明的第二实施例的放射线成像装置的结构的图。
[0023]图11是示出由根据本发明的第二实施例的放射线成像装置执行的操作的图。
[0024]图12是示出根据本发明的第三实施例的放射线成像装置的结构的图。
[0025]图13是示出根据本发明的第三实施例的放射线成像装置的结构的图。
[0026]图14是示出根据本发明的第四实施例的放射线成像装置的结构的图。
[0027]图15是示出放射线成像系统的结构的示例的图。
【具体实施方式】
[0028]以下将参考附图，通过本发明的示例性实施例描述本发明。
[0029]图1示出了根据本发明的第一实施例的放射线成像装置200的结构。放射线成像装置200具有多个像素，这些像素排列在成像区域IR中，以便形成多个行和多个列。该多个像素包括用于获得放射线图像的多个成像像素101，和用于监视放射线的照射的感测像素121。每一个成像像素101包括将放射线转换为电信号的第一转换元件102，和布置在列信号线106和第一转换元件102之间的第一开关103。每一个感测像素121包括将放射线转换为电信号的第二转换元件122和布置在感测信号线125和第二转换元件122之间的第二开关123。感测像素121可与该多个成像像素101的一部分布置在同一列中。
[0030]可以使用将放射线转换为光的闪烁体和将光转换为电信号的光电转换元件形成第一转换元件102和第二转换元件122。该闪烁体通常可被形成为片状，以便覆盖成像区域IR，并且它可被多个像素共享。可替代地，可以使用将放射线直接转换为光的转换元件形成第一转换元件102和第二转换元件122。
[0031]第一开关103和第二开关123可以，例如，包括薄膜晶体管(TFT)，其中由诸如非晶硅或者多晶硅(优选地，多晶硅)的半导体形成有源区域。
[0032]放射线成像装置200具有多个列信号线106和多个驱动线104。列信号线106对应于成像区域IR中的多个列中的一个列。驱动线104对应于成像区域IR中的多个行中的一个行。驱动线104由行选择单元221驱动。
[0033]第一转换元件102的第一电极被连接到第一开关103的第一主电极，并且第一转换元件102的第二电极被连接到偏置线108。此处，一个偏置线108在列方向上延伸，并且公共地连接到在列方向上对齐的多个转换元件102的第二电极。偏置线108从电源电路226接收偏置电压Vs。形成一列的多个成像像素101的第一开关103的第二主电极被连接到一个列信号线106。形成一行的多个成像像素101的第一开关103的控制电极被连接到一个驱动线104。
[0034]多个列信号线106被连接到读出单元130。此处，读出单元130可以包括多个感测单元132、多路复用器134和模拟数字转换器(以下称为“AD转换器”)136。列信号线106中的每一个被连接到读出单元130的多个感测单元132中对应的感测单元132。此处，一个列信号线106对应于一个感测单元132。感测单元132包括，例如差分放大器。多路复用器134以预定顺序选择多个感测单元132，并且将来自选择的感测单元132的信号提供给AD转换器136。AD转换器136将提供的信号转换为数字信号，并且输出该信号。
[0035]第二转换元件122的第一电极被连接到第二开关123的第一主电极，并且第二