成像装置和成像系统的制作方法_3

文档序号:9238493阅读:来源:国知局
到流过驱动线Vgl的信号充分响应且稳定化为止所花费的时间长。
[0052]例如,假定驱动线Vgl的布线电阻为Rvg且驱动线Vgl与信号线Sigl之间的寄生电容的电容值为Cvg,那么时间段Tl可被确定为满足Tl>RvgXCvgX2。驱动线Vgl的布线电阻可以是驱动线Vgl的从驱动电路120到驱动线Vgl与信号线Sigl之间的相交部分的部分的电阻值。当Tl = RvgX CvgX 5时,在经过时间段Tl之后,积分放大器IA的输出为接通薄膜晶体管Tll的时间点时的约0.7%。
[0053]在将时间段Tl设定得短的情况下,第二采样和保持电路SH2在响应不足的状态下结束采样,并且,未完成的响应在像素信号中表现为偏移。因此,时间段Tl可缩短到该偏移不使放射线成像装置100的动态范围变窄和影响其性能的程度。产生的偏移依赖于在接通薄膜晶体管Tll?T33时流过驱动线Vgl?Vg3的信号的波高以及驱动线Vgl?Vg3与信号线Sigl?Sig3之间的寄生电容。并且,所述偏移依赖于电容器Cf的电容值和高电平的控制信号同时流过的驱动线Vgl?Vg3的线的数量。因此,可在考虑这些值的同时确定时间段Tl。
[0054]当积分放大器IA的增益较高时,通过改变低通滤波器LPF的时间常数来缩短采样时间更有效。这是由于,一般地,当积分放大器IA的增益高时,放射线成像等中的图像读取时段在许多情况下相对地短,并且,另外,如果积分放大器IA的增益高,那么由于薄膜晶体管Tll?T33的接通和关断导致的输出的变化变大。出于这种原因,当带着不足的响应执行采样时,偏移的绝对量变大。
[0055]控制电路140在通过第二采样和保持电路SH2的采样的中途增加低通滤波器LPF的时间常数。具体而言,控制电路140根据从传送时段结束起经过的预先确定的时间段(图4中的Tl)增加低通滤波器LPF的时间常数。可由此减少包含于像素信号中的噪声。将参照图6描述其原理。图6是关注图4中的定时图的一部分的示图。在图6中,IntOut_n代表从积分放大器IA输出的噪声,并且,LPFOut_n代表由于积分放大器IA的噪声的影响在电容器Ch2中出现的信号。
[0056]在复位在时间t2处结束之后,积分放大器IA输出各种频率的噪声。该噪声的来源包含信号线Sigl?Sig3的热噪声和积分放大器IA的电路元件的噪声等。在图6中,出于简化描述的目的,假定积分放大器IA输出固定频率的噪声。在控制电路140在时间t4处减小低通滤波器LPF的时间常数时,如图6中的实线所示,然后在低通滤波器LPF的输出中观察到与从积分放大器IA输出的噪声相同的噪声。如图6所示,假定增加低通滤波器LPF的时间常数的定时(时间t5)与在低通滤波器LPF的输出中观察到的噪声的峰值重叠。在这种情况下,从时间t5以后,从噪声的峰值开始,产生噪声由于低通滤波器LPF而衰减的响应。因此,从增加低通滤波器LPF的时间常数直到通过第二采样和保持电路SH2的采样结束为止的时间段T2(即,t6-t5)被设定为使得该噪声充分减少。
[0057]在不减小低通滤波器LPF的时间常数的情况下(即,在开关SWf恒定地处于关断状态的情况下),在电容器Ch2中观察的噪声如图6中的虚线所示。出于这种原因,如果时间段T2短,那么带着不足的响应执行采样,并且,噪声增加。
[0058]时间段T2可通过噪声量和从时间t5以后的低通滤波器LPF的时间常数(上述的τ 2)确定。例如,可通过以各种方式改变时间段Τ2并且测量噪声增加量,在实验上确定不影响放射线成像装置100的性能的值。作为替代方案,可如下面描述的那样定性地确定时间段Τ2。
[0059]假定来自像素的噪声为Ns,在开关SWf处于关断状态中时测量的积分放大器IA和信号线Sigl中的噪声为Nampl,且在开关SWf处于接通状态中时测量的积分放大器IA和信号线Sigl中的噪声为Namp2。还假定第二采样和保持电路SH2的下游的电路中的噪声为N.。在这种情况下认为噪声的增加是由于Namp2被原样输出导致的。出于这种原因,系统中的噪声Nall的总量由下式给出。
[0060]Nall2 = N S2+Nampl2+Namp22 X G^Nadc2
[0061]这里,G是从时间t5以后的噪声的衰减量,并且它可代表G = exp (_n)(这里,η是自然数)。
[0062]例如,当如上面描述的那样改变低通滤波器LPF的时间常数的情况下的总噪声比不改变时间常数的情况下的总噪声仅大1%时,以下的关系成立。
[0063]1.0l2= (N /+Nampl^Namp22XG2+NADC2) / (Ν32+Ν?ρ12+ΝΑΒ02)
[0064]该式可被转变为G2 = (N S2+Nampl2+NADC2) X 0.0201/Namp22。
[0065]可通过在开关SWf保持于关断状态的状态中测量噪声来获取(Ns2+Nampl2+NADC2)。可从开关SWf保持在关断状态的状态中的噪声和开关SWf保持在接通状态的状态中的噪声计算 Namp2。
[0066]例如,假定Ns= 10^Nampl= 200,Namp2= 220 和 Nadc= 50, G = 0.148。因此,η =1.9。然后,可通过将为时间常数τ 2的1.9倍的时间段设定为Τ2来实现目标噪声量。例如,如果τ2 = 101^,那么时间段12被设定为19ys。一般地,时间段T2可被设定为使得Τ2〈3Χ τ 2ο
[0067]下面,将参照图7和图8中的定时图描述放射线成像装置100的其它示例性动作。图7和图8中的动作在改变低通滤波器LPF的时间常数的定时上与图4中的动作不同,并且,其它的点可以相类似。在图7中的动作中,在通过第一采样和保持电路SHl的采样结束之后,控制电路140在电荷传送时段中减小低通滤波器LPF的时间常数。在图8中的动作中,在通过第一采样和保持电路SHl的采样结束之后,控制电路140在通过第二采样和保持电路SH2的采样的中途减小低通滤波器LPF的时间常数。在任意的情况下,可缩短通过第二采样和保持电路SH2的采样所花费的时间。
[0068]并且,在上述动作中的任一个中,时间tl处的控制信号RST的上升不必与控制信号SMPl的上升同时,并且,可在开关SWr处于接通状态的状态中接通开关SWsl。并且,可在开关SWr处于接通状态的状态中接通开关SWs2。
[0069]下面,将参照图9描述列放大器CAl的另一示例性构成。图9在低通滤波器LPF具有多个电阻器Rfl?Rf4和与各电阻器连接的多个开关SWfl?SWf4上与图2中的例子不同,并且,其它的点可以类似。包含于低通滤波器LPF中的电阻器的数量不限于四个。控制电路140可通过改变开关SWfO?SWf4中的要接通的开关在三个或更多个步骤中改变低通滤波器LPF的时间常数。例如,控制电路140可根据诸如像素阵列110的动作速度的成像条件切换低通滤波器LPF在各时间点处的时间常数的值。
[0070]下面,将参照图10中的定时图描述使用图9中的列放大器CAl的放射线成像装置100的示例性动作。在该示例性动作中,对开关SWf3和SWf4的控制信号恒定地处于低电平(即,不使用这些开关),并因此省略其波形。
[0071]在积分放大器IA的复位在时间t2结束时,控制电路140在通过第一采样和保持电路SHl的采样的中途接通开关SWf2并且改变低通滤波器LPF的时间常数。低通滤波器LPF在开关SWfO和SWfl处于关断状态中且开关SWf 2处于接通状态中的状态中的时间常数表示为τ 3。在通过第一采样和保持电路SHl的采样在时间t3结束时,控制电路140关断开关SWf2并且恢复时间常数。低通滤波器LPF的时间常数为τ 3的时间段的长度表示为Τ3。低通滤波器LPF在通过第一采样和保持电路SHl的采样结束时的时间常数为τ 3。
[0072]随后,与电荷传送时段在时间t4结束同时地,控制电路140接通开关SWfO并且减小低通滤波器LPF的时间常数。与上述的例子同样,假定减小之后的时间常数为τ?。然后,控制电路140在时间t5a接通开关SWfl以增加低通滤波器LPF的时间常数,并在时间t5b关断SWfO以进一步增加低通滤波器LPF的时间常数。低通滤波器LPF在开关SWfO和SWf
当前第3页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1