專利名稱：放射線成像設(shè)備及其控制方法、放射線成像系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及用于放射線成像的設(shè)備及其控制方法和利用該設(shè)備的系統(tǒng)。本發(fā)明尤其涉及對(duì)用于放射線成像的驅(qū)動(dòng)電路的控制。
背景技術(shù)：
用于醫(yī)學(xué)成像診斷的常規(guī)成像方法大致包括用于獲得靜態(tài)圖像的放射線照相和用于獲得運(yùn)動(dòng)圖像的透視照相。根據(jù)需要為這些成像方法選擇適當(dāng)?shù)某上裨O(shè)備。放射線照相通常使用組合了熒光屏和膠片的屏幕膠片系統(tǒng)。這種方法包括用于對(duì)膠片曝光和顯影然后對(duì)其定影的方法以及用于在可光激勵(lì)的(photostimulable)熒光體上記錄放射線圖像作為潛像然后用激光掃描來(lái)讀出圖像的方法。然而，上述方法由于獲得放射線圖像的復(fù)雜工作流程而不能產(chǎn)生立即的結(jié)果。透視照相通常使用圖像增強(qiáng)劑。然而，由于這種方法使用電子管，因此設(shè)備體積大，視野區(qū)域受到限制，并且失真和串?dāng)_很顯著。在這種情況下，期望得到能夠瞬間獲得大面積高質(zhì)量圖像的放射線成像設(shè)備及各種方案。日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)第08-116044號(hào)和第2003-218339號(hào)公開(kāi)了一種放射線成像設(shè)備，所述設(shè)備利用二維排列的像素形成的傳感器陣列，每個(gè)像素包含MIS傳感器和TFT。日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)第08-116044號(hào)中公開(kāi)的放射線成像設(shè)備在整個(gè)傳感器陣列中連續(xù)地交替執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換操作和刷新操作。日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)第2003-218339號(hào)中公開(kāi)的放射線成像設(shè)備不是在整個(gè)傳感器陣列上而是對(duì)每個(gè)垂直掃描線執(zhí)行刷新操作。然而，這些常規(guī)放射線成像設(shè)備具有與光電轉(zhuǎn)換操作時(shí)段相獨(dú)立的刷新操作的操作時(shí)段。因此很難高速連續(xù)執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換?？紤]到傳感器陣列的電位變化，在一些情況中，刷新操作需要每幀大約10毫秒到幾十毫秒的時(shí)間。這個(gè)時(shí)間相對(duì)于透視照相所必需的30FPS(30幀每秒)即33毫秒/幀是不可忽略的。這使得很難實(shí)現(xiàn)透視照相。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是提供具有更快幀率的放射線成像設(shè)備及其控制方法和利用放射線成像設(shè)備的放射線成像系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明，提供一種放射線成像設(shè)備，其包括驅(qū)動(dòng)連接于轉(zhuǎn)換元件的第一開(kāi)關(guān)元件的第一驅(qū)動(dòng)電路單元，所述轉(zhuǎn)換元件把放射線轉(zhuǎn)換為電荷；驅(qū)動(dòng)連接于轉(zhuǎn)換元件的第二開(kāi)關(guān)元件的第二驅(qū)動(dòng)電路單元；以及獨(dú)立地以不同定時(shí)控制第一驅(qū)動(dòng)電路和第二驅(qū)動(dòng)電路的控制單元。根據(jù)本發(fā)明，提供一種放射線成像系統(tǒng)，其包括放射線生成器以及上述放射線成像設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于控制放射線成像設(shè)備的控制方法，該控制方法包括如下步驟控制驅(qū)動(dòng)連接于轉(zhuǎn)換元件的第一開(kāi)關(guān)元件的第一驅(qū)動(dòng)電路單元的步驟；以及控制驅(qū)動(dòng)連接于轉(zhuǎn)換元件的第二開(kāi)關(guān)元件的第二驅(qū)動(dòng)電路單元的步驟，其中以不同定時(shí)獨(dú)立控制第一驅(qū)動(dòng)電路和第二驅(qū)動(dòng)電路。根據(jù)本發(fā)明，提供一種存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)可讀的存儲(chǔ)介質(zhì)，該程序使計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述控制方法。參照附圖通過(guò)下面的對(duì)示例性實(shí)施例的描述，本發(fā)明的其它特征將變得清楚。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選第一實(shí)施例的放射線成像設(shè)備的示例性電路圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選第一實(shí)施例的控制單元的操作序列的流程圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選第一實(shí)施例的定時(shí)圖(模式1)；圖4是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選第一實(shí)施例的定時(shí)圖(模式2)；圖5是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選第一實(shí)施例的定時(shí)圖(模式3)；圖6A是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的移位寄存器的電路圖；圖6B是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的移位寄存器的定時(shí)圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選第二實(shí)施例的放射線成像設(shè)備的示例性電路圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選第二實(shí)施例的定時(shí)圖(模式1)；圖9是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選第二實(shí)施例的定時(shí)圖(模式2)；圖10是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選第二實(shí)施例的定時(shí)圖(模式3)；圖11是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選第三實(shí)施例的像素的一部分的截面平面?zhèn)纫晥D；圖12是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選第四實(shí)施例的系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式下面將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。這些實(shí)施例描述了 X射線作為放射線的一個(gè)示例，但放射線不應(yīng)局限于X射線。應(yīng)該認(rèn)可，放射線包括α射線、β射線、Y射線等。[第一實(shí)施例]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選第一實(shí)施例的放射線成像設(shè)備的示例性電路。圖2示出了根據(jù)第一實(shí)施例的控制單元的操作序列的流程圖。圖3、4和5示出了用于說(shuō)明圖1中所示的放射線成像設(shè)備的模式的操作的定時(shí)圖。如圖1中所示，根據(jù)本實(shí)施例的放射線成像設(shè)備中使用的傳感器陣列通過(guò)二維排列像素形成，所述像素具有MIS傳感器Sll到S63，傳輸TFT TTll到ΤΤ63和刷新TFT TRll到TR63，其中每個(gè)MIS傳感器充當(dāng)轉(zhuǎn)換元件，每個(gè)傳輸TFT充當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)元件，每個(gè)刷新TFT充當(dāng)?shù)诙_(kāi)關(guān)元件。即，第一開(kāi)關(guān)元件和第二開(kāi)關(guān)元件是為每個(gè)像素單獨(dú)準(zhǔn)備的，其中第一開(kāi)關(guān)元件傳輸被轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換的電子電荷，第二開(kāi)關(guān)元件復(fù)位轉(zhuǎn)換元件從而把它改變到接近于初始狀態(tài)的可轉(zhuǎn)換狀態(tài)。多個(gè)二維排列的像素形成一個(gè)轉(zhuǎn)換單元。根據(jù)本實(shí)施例的放射線成像設(shè)備的布置在以下幾點(diǎn)與現(xiàn)有技術(shù)不同。(1)該放射線成像設(shè)備具有兩個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)電路單元，即，傳輸柵極驅(qū)動(dòng)電路單元103和刷新柵極驅(qū)動(dòng)電路單元104。即，該設(shè)備具有驅(qū)動(dòng)第一開(kāi)關(guān)元件來(lái)傳輸被轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換的電荷的第一驅(qū)動(dòng)電路單元。該設(shè)備與第一驅(qū)動(dòng)電路單元獨(dú)立地具有第二驅(qū)動(dòng)電路單元，它驅(qū)動(dòng)第二開(kāi)關(guān)元件來(lái)復(fù)位轉(zhuǎn)換元件并把它們改變到接近于初始狀態(tài)的可轉(zhuǎn)換狀態(tài)。(2)該放射線成像設(shè)備具有可以通過(guò)模式選擇單元106選擇的多個(gè)操作模式。(3)該放射線成像設(shè)備具有連接于模式選擇單元106并且能夠控制傳輸柵極驅(qū)動(dòng)電路單元103和刷新柵極驅(qū)動(dòng)電路單元104的操作的控制單元105。(4)充當(dāng)?shù)谝或?qū)動(dòng)電路單元的傳輸柵極驅(qū)動(dòng)電路單元103和充當(dāng)?shù)诙?qū)動(dòng)電路單元的刷新柵極驅(qū)動(dòng)電路單元104經(jīng)由轉(zhuǎn)換單元彼此相對(duì)，并且能夠響應(yīng)來(lái)自控制單元105的控制信號(hào)獨(dú)立控制這些操作。常規(guī)放射線成像設(shè)備沒(méi)有具有不同速度或者分辨率的模式。特別地，常規(guī)設(shè)備使單一柵極驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)傳感器陣列的每個(gè)TFT的柵電極而不任意設(shè)置垂直方向上的掃描速度和分辨率。由于這個(gè)原因，不可能任意設(shè)置垂直方向上的速度和分辨率。常規(guī)技術(shù)不能在實(shí)現(xiàn)高速操作的同時(shí)任意地設(shè)置和改變垂直方向上的分辨率和掃描速度，并且沒(méi)有公開(kāi)解決這些問(wèn)題的技術(shù)。因此，很難任意設(shè)置和改變垂直方向上的分辨率和速度。然而，在本實(shí)施例中，通過(guò)同時(shí)掃描多條柵極線，能夠任意改變垂直掃描方向上的分辨率和掃描速度。接下來(lái)將更詳細(xì)描述根據(jù)本實(shí)施例的放射線成像設(shè)備的布置。傳感器偏置電源對(duì)像素的MIS傳感器Sll到S63的公共電極(上電極)側(cè)施加一個(gè)偏置電壓Vs。像素的MIS傳感器Sll到S63的單獨(dú)電極(下電極)側(cè)連接于傳輸TFT TTll到TT63和刷新TFT TRll到TR63的漏電極。像素的傳輸TFT TTll到TT63的源電極連接于公共信號(hào)線Sigl到Sig3。公共信號(hào)線Sigl到Sig3連接于讀單元101的前置放大器102的輸入端。前置放大器102能夠通過(guò)RC脈沖將公共信號(hào)線Sigl到Sig3的電位復(fù)位到GND。像素的刷新TFT TRll到TR63的源電極經(jīng)由公共刷新線連接于刷新電源Vr。傳輸TFT TTll到TT63的柵電極連接于傳輸柵極線VgTl到VgT6。傳輸柵極線VgTl到VgT6連接于包括移位寄存器(未示出)的傳輸柵極驅(qū)動(dòng)電路單元103。刷新TFT TRll到TR63的柵電極連接于刷新柵極線VgRl到VgR6。刷新柵極線VgRl到VgR6連接于包括移位寄存器(未示出)的刷新柵極驅(qū)動(dòng)電路單元104。傳輸柵極驅(qū)動(dòng)電路單元103和刷新柵極驅(qū)動(dòng)電路單元104能夠響應(yīng)來(lái)自控制單元105的信號(hào)從而被獨(dú)立控制。即，該設(shè)備被設(shè)計(jì)為將不同寬度和定時(shí)的脈沖施加給傳輸柵極線VgTl到VgT6和刷新柵極線VgRl到VgR6。將在下面參照?qǐng)D2的流程圖和圖3到圖5中的定時(shí)圖詳細(xì)描述根據(jù)本實(shí)施例的放射線成像設(shè)備的操作。作為一個(gè)特征，本實(shí)施例的放射線成像設(shè)備具有在垂直掃描方向上有不同分辨率和掃描速度的多個(gè)操作模式。
更具體地，該放射線成像設(shè)備具有三個(gè)操作模式。模式選擇單元106能夠設(shè)置垂直掃描方向上的三種分辨率和掃描速度。模式選擇單元106包括一個(gè)工作站(未示出)。將在下面描述本實(shí)施例的三個(gè)操作模式。模式1 高分辨率和低速度模式，用于逐個(gè)掃描傳輸柵極線VgTl到VgT6和刷新柵極線VgRl到VgR6。模式2 中等分辨率和中等速度模式，用于兩個(gè)兩個(gè)地掃描傳輸柵極線VgTl到VgT6和刷新柵極線VgRl到VgR6。模式3 低分辨率和高速度模式，用于三個(gè)三個(gè)地掃描傳輸柵極線VgTl到VgT6和刷新柵極線VgRl到VgR6。將參照?qǐng)D2中的流程圖描述模式選擇單元106和控制單元105的操作。在步驟S201中，控制單元105確定模式選擇單元106所選擇的模式。如果控制單元105確定模式選擇單元106選擇模式1，過(guò)程前進(jìn)到步驟S202?？刂茊卧?05控制傳輸柵極驅(qū)動(dòng)電路單元103垂直地逐個(gè)掃描傳輸TFT TTll到TT63的柵極線?？刂茊卧?05還控制刷新柵極驅(qū)動(dòng)電路單元104垂直地逐個(gè)掃描刷新TFT TRll到TR63的柵極線。如果控制單元105確定模式選擇單元106選擇模式2，則過(guò)程前進(jìn)到步驟S203?？刂茊卧?05進(jìn)行控制以兩個(gè)兩個(gè)地垂直掃描TFT的柵極線。如果控制單元105確定模式選擇單元106選擇模式3，則過(guò)程前進(jìn)到步驟S204?？刂茊卧?05進(jìn)行控制以三個(gè)三個(gè)地垂直掃描TFT的柵極線。將在下面參照?qǐng)D3、4和5描述本實(shí)施例的操作。圖3是用于說(shuō)明模式1的操作的定時(shí)圖。圖4是用于說(shuō)明模式2的操作的定時(shí)圖。圖5是用于說(shuō)明模式3的操作的定時(shí)圖?！茨Ｊ?>當(dāng)例如包括工作站(未示出)的模式選擇單元106選擇模式1時(shí)，控制單元105控制傳輸柵極驅(qū)動(dòng)電路單元103和刷新柵極驅(qū)動(dòng)電路單元104來(lái)垂直地逐個(gè)掃描柵極線。如圖3中所示，在時(shí)段a中，透射通過(guò)對(duì)象的X射線脈沖(X射線)進(jìn)入傳感器陣列，使得MIS傳感器Sll到S63存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于對(duì)象信息的電荷。在時(shí)段b中，RC脈沖將公共信號(hào)線Sigl到Sig3的電位復(fù)位到GND。在時(shí)段c中，傳輸柵極驅(qū)動(dòng)電路單元103將脈沖施加給連接于傳輸TFT TTll到TT13的柵電極的傳輸柵極線VgTl。在時(shí)段d中，讀單元101施加采樣保持脈沖SH來(lái)對(duì)信號(hào)采樣。讀單元101的模擬多路復(fù)用器把SH脈沖所采樣的MIS傳感器Sll到S13的信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。在時(shí)段e中，再次施加RC脈沖來(lái)將公共信號(hào)線Sigl到Sig3的電位復(fù)位為GND。當(dāng)刷新TFT TRll到TR63在這種狀態(tài)下被接通時(shí)，MIS傳感器Sll到S13的單獨(dú)電極側(cè)的電位變?yōu)閂r，從而刷新MIS傳感器Sll到S13。在時(shí)段f中，刷新TFT TRll到TR13被關(guān)斷，且傳輸TFT TTll到TT13被接通，同時(shí)保持施加RC脈沖。因此，MIS傳感器Sll到S63的單獨(dú)電極側(cè)的電位變?yōu)镚ND從而允許進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換操作。在時(shí)段g中，傳輸TFT TTll到TT13被關(guān)斷。然而，保持MIS傳感器Sll到S63的電場(chǎng)，以便為光電轉(zhuǎn)換操作做準(zhǔn)備。
對(duì)所有傳輸柵極線和刷新柵極線中的每一個(gè)重復(fù)從時(shí)段c到g中的操作來(lái)讀取訪問(wèn)并刷新整個(gè)傳感器陣列。作為模式1的特征，因?yàn)闁艠O線被逐個(gè)掃描，所以分辨率最高。另一方面，由于所有柵極線都被掃描，所以這種模式是耗時(shí)的并且降低速度?！茨Ｊ?>下面將參照?qǐng)D4描述模式2的操作。當(dāng)例如包括工作站(未示出)的模式選擇單元106選擇模式2時(shí)，控制單元105控制傳輸柵極驅(qū)動(dòng)電路單元103和刷新柵極驅(qū)動(dòng)電路單元104兩個(gè)兩個(gè)地垂直掃描柵極線。在時(shí)段a中，透射通過(guò)對(duì)象的X射線脈沖進(jìn)入傳感器陣列，使得MIS傳感器Sll到S63存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于對(duì)象信息的電荷。在時(shí)段b中，RC脈沖將信號(hào)線Sigl到Sig3的電位復(fù)位到GND。在時(shí)段c中，傳輸柵極驅(qū)動(dòng)電路單元103將脈沖施加到連接于傳輸TFTTTl 1到TT13和TT21到TT23的柵電極的傳輸柵極線VgTl和VgT2以接通傳輸TFT TTll到TT13和TT21到TT23。此時(shí)，MIS傳感器Sll和S2US12和S22、S13和S23的像素的信號(hào)是互相疊加的。在時(shí)段d中，讀單元101施加采樣保持脈沖SH以對(duì)該疊加的信號(hào)進(jìn)行采樣。讀單元101的模擬多路復(fù)用器把信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。在時(shí)段e中，再次施加RC脈沖來(lái)將公共信號(hào)線Sigl到Sig3的電位復(fù)位為GND。當(dāng)刷新TFT TRll到TR13和TR21到TR23在這種狀態(tài)下被接通時(shí)，MIS傳感器Sll到S13和S21到S23的單獨(dú)電極側(cè)的電位變?yōu)閂r，從而刷新MIS傳感器Sll到S13和S21到S23。在時(shí)段f中，刷新TFT TRll到TR13和TR21到TR23被關(guān)斷，同時(shí)保持施加RC脈沖。接著，傳輸TFT TTll到TT13和TT21到TT23再次被接通從而將MIS傳感器Sll到S13和S21到S23的單獨(dú)電極側(cè)的電位改變?yōu)镚ND。該MIS傳感器Sll到S13和S21到S23準(zhǔn)備下次X射線照射。在時(shí)段g中，傳輸TFT TTll到TT13和TT21到TT23被關(guān)斷。然而，保持MIS傳感器Sll到S13和S21到S23的電場(chǎng)，以便為光電轉(zhuǎn)換操作做準(zhǔn)備。對(duì)所有傳輸柵極線VgTl到VgT6和刷新柵極線VgRl到VgR6中的三個(gè)重復(fù)時(shí)段c到g中的操作來(lái)讀取訪問(wèn)并刷新整個(gè)傳感器陣列。作為模式2的特征，因?yàn)閮蓚€(gè)兩個(gè)地掃描柵極，所以分辨率略微降低。另一方面，信號(hào)電平是高的，并且用于垂直掃描需要的時(shí)間降為模式1的1/2。< 模式 3>作為圖5所示的模式3的特征，與模式2相比，同時(shí)掃描三條柵極線。即，作為模式3的特征，由于三個(gè)三個(gè)地掃描柵極線，所以分辨率進(jìn)一步降低。另一方面，信號(hào)電平更高，并且垂直掃描所需要的時(shí)間降低為模式1的1/3。圖6A是示出了移位寄存器的示例的電路圖，該移位寄存器適用于根據(jù)本實(shí)施例的放射線成像設(shè)備的傳輸柵極驅(qū)動(dòng)電路單元103和刷新柵極驅(qū)動(dòng)電路單元104。圖6B是該移位寄存器的定時(shí)圖。如圖6A所示，根據(jù)本實(shí)施例的移位寄存器包括D觸發(fā)器D-FFl到D-FF4和“與”門ANDl到AND4。“與”門ANDl到AND4接收來(lái)自D觸發(fā)器的輸出端子OUT的信號(hào)和使能信號(hào)ENB,并且給出輸出信號(hào)到傳輸柵極線VgTl到VgT6。D觸發(fā)器D-FFl通過(guò)輸入端子IN接收開(kāi)始脈沖SIN并且響應(yīng)移位時(shí)鐘SCLK進(jìn)行操作。如圖6B所示，當(dāng)開(kāi)始脈沖SIN位于邏輯“H”，并且移位時(shí)鐘SCLK從邏輯“L”變?yōu)檫壿嫛癏”時(shí)，D觸發(fā)器D-FFl的輸出端子OUT被激活為邏輯“H”。當(dāng)被延遲了一個(gè)時(shí)鐘周期的下一個(gè)移位時(shí)鐘SCLK從邏輯“L”變?yōu)檫壿嫛癏”時(shí)，D觸發(fā)器D-FFl的輸出端子OUT被無(wú)效為邏輯“L”?！芭c”門ANDl對(duì)使能信號(hào)ENB和來(lái)自D觸發(fā)器D-FFl的輸出端子OUT的輸出信號(hào)進(jìn)行“與”運(yùn)算，并且給出輸出信號(hào)到傳輸柵極線VgTl。相似地，D觸發(fā)器D-FF2接收來(lái)自D觸發(fā)器D-FFl的輸出端子OUT的輸出信號(hào)，并且響應(yīng)移位時(shí)鐘SCLK進(jìn)行操作。當(dāng)D觸發(fā)器D-FFl的輸出端子OUT位于邏輯“H”，并且移位時(shí)鐘SCLK從邏輯“L”變?yōu)檫壿嫛癏”時(shí)，D觸發(fā)器D-FF2的輸出端子OUT的輸出被激活為邏輯“H”。輸出端子OUT直到下一個(gè)移位時(shí)鐘SCLK從邏輯“L”變?yōu)椤癏”都是被激活的?！芭c”門AND2對(duì)使能信號(hào)ENB和來(lái)自D觸發(fā)器D-FF2的輸出端子OUT的輸出信號(hào)進(jìn)行“與”運(yùn)算，并且給出輸出信號(hào)到傳輸柵極線VgT2。D觸發(fā)器D-FF3和D-FF4也分別以相同方法給出輸出信號(hào)到傳輸柵極線VgT3和VgT4，在本實(shí)施例中，到柵極線的輸出信號(hào)是來(lái)自邏輯運(yùn)算符的信號(hào)。作為替代，通過(guò)使用電平轉(zhuǎn)換電路(未示出)可以將電壓變化的信號(hào)提供給柵極線。根據(jù)本實(shí)施例的控制單元105可以被設(shè)計(jì)為至少使SIN、SCLK、和ENB中的至少一個(gè)在傳輸柵極驅(qū)動(dòng)電路單元103和刷新柵極驅(qū)動(dòng)電路104之間以不同定時(shí)操作。當(dāng)傳輸柵極驅(qū)動(dòng)電路單元103和刷新柵極驅(qū)動(dòng)電路104的每個(gè)都包括圖6中所示的移位寄存器時(shí)，控制單元105能夠?qū)艠O驅(qū)動(dòng)電路單元103和104施加具有不同定時(shí)的SIN、SCLK、和ENB。因此，如圖3、4和5中所示，能夠以不同定時(shí)控制傳輸柵極線VgTl到VgT6和刷新柵極線VgRl 至Ij VgR6。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，該設(shè)備具有模式選擇單元、控制單元、連接于傳輸柵極線的傳輸柵極驅(qū)動(dòng)電路單元和連接于刷新柵極線的刷新柵極驅(qū)動(dòng)電路單元。能夠根據(jù)模式獨(dú)立地控制柵極驅(qū)動(dòng)電路單元，并且在改變垂直方向上的分辨率和掃描速度的同時(shí)執(zhí)行操作。通過(guò)這種布置，可以實(shí)現(xiàn)能夠解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題即能夠在改變垂直掃描方向上的分辨率和掃描速度的同時(shí)進(jìn)行操作的放射線成像設(shè)備。本實(shí)施例的放射線成像設(shè)備的控制單元不僅能夠優(yōu)選地控制要被每個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)電路單元同時(shí)掃描的柵極線的個(gè)數(shù)，而且還能控制脈沖的寬度和定時(shí)?？刂茊卧踔羶?yōu)選地控制讀單元的操作。在本實(shí)施例中，柵極驅(qū)動(dòng)電路單元被置于傳感器陣列的經(jīng)由轉(zhuǎn)換單元彼此相對(duì)的各側(cè)。柵極驅(qū)動(dòng)電路單元可以被放置于傳感器陣列的同側(cè)，盡管這點(diǎn)導(dǎo)致了復(fù)雜的互連布局和安裝。將柵極驅(qū)動(dòng)電路單元集成到一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路單元使驅(qū)動(dòng)電路單元的設(shè)計(jì)和操作復(fù)雜，導(dǎo)致設(shè)備的成本增加。考慮到這些因素，在本發(fā)明中，優(yōu)選地將柵極驅(qū)動(dòng)電路單元設(shè)置到傳感器陣列的經(jīng)由轉(zhuǎn)換單元彼此相對(duì)的各側(cè)。在本實(shí)施例中，可以設(shè)置上述三個(gè)模式。然而在本發(fā)明中，可以設(shè)置四個(gè)或更多模式。TFT和MIS傳感器可以由非晶硅或者多晶硅或者有機(jī)材料制成。轉(zhuǎn)換元件和TFT可以由不同材料制成。轉(zhuǎn)換元件可以使用諸如結(jié)晶硅、砷化鎵、非晶硒、磷化鎵、碘化鉛、碘化汞、CdTe、或者CdSiTe之類的吸收如X射線之類的放射線并且直接把它們轉(zhuǎn)換為電荷的半導(dǎo)體材料。用作轉(zhuǎn)換元件的光電轉(zhuǎn)換元件不局限于MIS傳感器，并且可以使用pn或者pin光電二極管。Pn或者pin光電二極管不像MIS傳感器，它們不需要執(zhí)行刷新操作。作為替代，為了消除保留在光電二極管中的電荷，與傳輸電荷的第一開(kāi)關(guān)元件獨(dú)立地為每個(gè)像素設(shè)置消除電荷的第二開(kāi)關(guān)元件。當(dāng)通過(guò)使第二開(kāi)關(guān)元件消除保持的電荷來(lái)執(zhí)行復(fù)位從而將光電二極管改變到接近起始狀態(tài)的狀態(tài)時(shí)可以應(yīng)用本發(fā)明。如果包含在傳感器陣列中的像素的數(shù)量即柵極線的數(shù)量很大，則可以通過(guò)級(jí)聯(lián)多個(gè)稱為柵極驅(qū)動(dòng)器的移位寄存器IC而形成第一和第二驅(qū)動(dòng)電路單元。作為替換方案，該第一和第二驅(qū)動(dòng)電路單元可以包括使用例如形成在傳感器陣列上的多晶硅的移位寄存器。[第二實(shí)施例]將參照附圖在下面詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選第二實(shí)施例。圖7是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選第二實(shí)施例的放射線成像設(shè)備的示意性電路圖。圖8、9和10是用于說(shuō)明圖7中所示的放射線成像設(shè)備的模式的操作的定時(shí)圖。如圖7所示，本實(shí)施例的放射線成像設(shè)備在以下幾點(diǎn)不同于圖1中描述的第一實(shí)施例的放射線成像設(shè)備。除了第一實(shí)施例的放射線成像設(shè)備的布置之外，連接于刷新TFT的公共刷新線的刷新電源能夠響應(yīng)來(lái)自控制單元的信號(hào)切換刷新電位Vr和GND。其余的布置和第一實(shí)施例中相同。模式選擇單元所選擇的操作模式也與圖2中的相同。本實(shí)施例的放射線成像設(shè)備具有三個(gè)操作模式，這三個(gè)模式在垂直掃描方向上具有不同分辨率和掃描速度。模式選擇單元能夠在放射線成像設(shè)備中在垂直掃描方向上設(shè)置三種分辨率和掃描速度。模式選擇單元包括一個(gè)工作站(未示出)。將在下面參照?qǐng)D8、9、和10描述本實(shí)施例的操作。與第一實(shí)施例中相同的部分的描述將被省略。圖8是用于說(shuō)明模式1的操作的定時(shí)圖。圖9是用于說(shuō)明模式2的操作的定時(shí)圖。圖10是用于說(shuō)明模式3的操作的定時(shí)圖。〈模式1>當(dāng)模式選擇單元106選擇模式1時(shí)，控制單元105控制傳輸柵極驅(qū)動(dòng)電路單元103和刷新柵極驅(qū)動(dòng)電路單元104以逐個(gè)地垂直掃描柵極線。如圖9中所示，在時(shí)段a中，透射通過(guò)對(duì)象的X射線脈沖(X射線)進(jìn)入傳感器陣列，使得MIS傳感器Sll到S63存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于對(duì)象信息的電荷。在時(shí)段b中，RC脈沖將信號(hào)線Sigl到Sig3的電位復(fù)位到GND。在時(shí)段c中，傳輸柵極驅(qū)動(dòng)電路單元103將脈沖施加到連接于傳輸TFT TTll到TT13的柵電極的傳輸柵極線VgTl。在時(shí)段d中，讀單元101施加采樣保持脈沖SH以對(duì)信號(hào)采樣。讀單元101的模擬多路復(fù)用器把被SH脈沖采樣的MIS傳感器Sll到S13的信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。這一點(diǎn)的操作與圖3中描述的第一實(shí)施例中相同。在時(shí)段e中，再次施加RC脈沖以將公共信號(hào)線Sigl到Sig3的電位復(fù)位到GND，并且在這種狀態(tài)下，刷新TFT TRll到TR13被接通。此時(shí)，控制單元105將刷新電源設(shè)置到
1電位Vr。MIS傳感器Sll到S13的單獨(dú)電極側(cè)的電位變?yōu)閂r，從而刷新MIS傳感器Sll到S13。在時(shí)段f中，輸入RC脈沖以將公共信號(hào)線Sigl到Sig3的電位改變?yōu)镚ND。另夕卜，控制單元在保持刷新TFT TRll到TR13為接通狀態(tài)的同時(shí)將刷新電源的電位返回到GND。因此，MIS傳感器Sll到S63的單獨(dú)電極側(cè)的電位變?yōu)镚ND，從而允許進(jìn)行光電轉(zhuǎn)
換操作。在時(shí)段g中，刷新TFT TRll到TR13被關(guān)斷。然而，MIS傳感器Sll到S63的電場(chǎng)被保持，以便為光電轉(zhuǎn)換操作做準(zhǔn)備。在第一實(shí)施例中，在刷新操作后，通過(guò)傳輸TFT，單獨(dú)電極變?yōu)镚ND。然而，在第二實(shí)施例中，通過(guò)刷新TFT，單獨(dú)電極變?yōu)镚ND。對(duì)所有傳輸柵極線和刷新柵極線中的每一個(gè)重復(fù)在時(shí)段c到g中的操作，從而讀取訪問(wèn)并刷新整個(gè)傳感器陣列。作為模式1的特征，因?yàn)闁艠O線被逐個(gè)掃描，所以分辨率最高。另一方面，由于所有柵極線都被掃描，這個(gè)模式耗時(shí)并且降低速度?！茨Ｊ?>作為圖9中所示的模式2的特征，與模式1相比，同時(shí)掃描兩個(gè)柵極線。S卩，作為模式2的特征，因?yàn)閮蓚€(gè)兩個(gè)地掃描柵極線，所以分辨率降低。另一方面，信號(hào)電平高，SNR更有優(yōu)勢(shì)，并且垂直掃描所需要的時(shí)間降低為模式1的1/2?！茨Ｊ?>作為圖10中所示的模式3的特征，與模式2相比，同時(shí)掃描三個(gè)柵極線。S卩，作為模式3的特征，因?yàn)槿齻€(gè)三個(gè)地掃描柵極線，所以分辨率進(jìn)一步降低。另一方面，信號(hào)電平更高，SNR更有優(yōu)勢(shì)，并且垂直掃描所需要的時(shí)間降低為模式1的1/3。即使在這個(gè)實(shí)施例中，傳輸柵極驅(qū)動(dòng)電路單元和刷新柵極驅(qū)動(dòng)電路單元優(yōu)選地使用具有圖6中所示的布置的移位寄存器。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的放射線成像設(shè)備被設(shè)計(jì)為除了允許控制單元控制傳輸柵極驅(qū)動(dòng)電路單元和刷新柵極驅(qū)動(dòng)電路單元以外還允許控制刷新電源。柵極驅(qū)動(dòng)電路單元和刷新電源根據(jù)多個(gè)操作模式而被控制，以便在改變垂直方向的分辨率和掃描速度的同時(shí)執(zhí)行操作。[第三實(shí)施例]圖11是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選第三實(shí)施例的放射線成像設(shè)備中所包括的傳感器陣列的像素的截面圖。將參照?qǐng)D11描述根據(jù)本實(shí)施例的放射線成像設(shè)備中使用的傳感器陣列1100的像素的截面結(jié)構(gòu)。在傳輸TFT 1101和刷新TFT 1102中，下電極1104、絕緣層1105、非晶硅半導(dǎo)體層1106、非晶硅η層1107、源電極層1108、和上電極1109被層疊在玻璃基板1103上。互連部分1121與傳輸TFT 1101和刷新TFT 1102具有相同結(jié)構(gòu)。絕緣層1110覆蓋傳輸TFT1101和刷新TFT 1102的整個(gè)上部分。根據(jù)這個(gè)布置，傳輸TFT 1101和刷新TFT 1102具有相同的層結(jié)構(gòu)并且因此能夠由同樣的制作方法形成。絕緣層1110具有接觸孔，以便暴露漏電極層1109的一部分。接觸插頭1111填充絕緣層1110中形成的所述接觸孔。TFT 1302的漏電極層1311由互連部分1303和接觸孔(未示出)連接。
包括下電極層1113、絕緣層1114、半導(dǎo)體層1115、孔阻塞層1116和上電極層1117的層結(jié)構(gòu)形成在絕緣層1110和接觸插頭1111之上，從而形成像素的MIS傳感器1112。由非晶硅氮化物膜或者聚酰亞胺制成的保護(hù)層1118覆蓋整個(gè)MIS傳感器1112。圖11示出了 X射線成像設(shè)備的一個(gè)示例。因此，熒光體層1120被布置在保護(hù)層1118上的粘合劑層1119上。通常，非晶硅制成的MIS傳感器1112對(duì)X射線幾乎沒(méi)有敏感性。由于這個(gè)原因，最好將熒光體層1120粘合到保護(hù)層1118上的粘合劑層1119，以便將X射線轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)光。熒光體層1120能夠使用生長(zhǎng)成柱狀結(jié)構(gòu)的CsI (碘化銫)或者基于釓的材料。在本實(shí)施例中，傳輸TFT 1101和刷新TFT 1102被設(shè)置在MIS傳感器1112下方。即，TFT部分和光電轉(zhuǎn)換部分具有分層結(jié)構(gòu)。當(dāng)一個(gè)像素使用兩個(gè)TFT即傳輸TFT 1101和刷新TFT 1102時(shí)，通過(guò)如本實(shí)施例中那樣在TFT部分和光電轉(zhuǎn)換部分中使用分層結(jié)構(gòu)，開(kāi)口比率即光電轉(zhuǎn)換部分的面積能夠增大。透射通過(guò)對(duì)象的X射線進(jìn)入熒光體層1120，被轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)光，接著進(jìn)入MIS傳感器1112。在MIS傳感器1112的半導(dǎo)體層1115中生成的電荷由傳輸TFT 1101按照順序傳輸?shù)阶x單元101，被讀出并被刷新。[第四實(shí)施例]圖12是示出將根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的放射線成像設(shè)備應(yīng)用于放射線成像系統(tǒng)的示例的示意圖。放射線生成器1250如X射線管所生成的X射線1260穿過(guò)如病人或者對(duì)象1261的胸部之類的觀察部位1沈2，并且入射到圖像傳感器1240。入射X射線包含對(duì)象1261的內(nèi)部信息。圖像傳感器1240根據(jù)入射X射線獲得電信息。該信息被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。圖像處理器1270對(duì)轉(zhuǎn)換后的信號(hào)進(jìn)行圖像處理并將處理后的信號(hào)輸出到控制室中的顯示器1觀0，從而使得用戶能夠觀察顯示器1280上顯示的圖像。另外，圖像處理器1270例如能夠經(jīng)由如電話線和無(wú)線之類的傳輸處理裝置1290將從圖像處理器1270輸出的處理后的信號(hào)輸出到遠(yuǎn)程位置。然后，被傳輸?shù)男盘?hào)顯示在顯示器1281上或者例如輸出到膠片，并且允許醫(yī)生在如不同于控制室的醫(yī)生室之類的遠(yuǎn)程位置進(jìn)行診斷。在醫(yī)生室中得到的信息也能夠通過(guò)如處理器之類的記錄單元1200被記錄或者保存在記錄裝置上，所述記錄裝置如光盤、磁光盤、磁盤或者如膠片和紙張之類的記錄裝置1210。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的放射線成像設(shè)備被布置在圖像傳感器1240中。圖像處理器1270為了各種目的對(duì)A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)執(zhí)行圖像處理。模式選擇單元106由工作站(未示出)配置，并且圖像處理器1270包含控制單元105?？刂茊卧?05被配置為控制放射線生成器1250和放射線成像設(shè)備的每個(gè)元件。在本實(shí)施例中，把放射線生成器1250配置成被控制為使得放射線生成器1250對(duì)對(duì)象1261生成放射線脈沖是優(yōu)選的?？刂茊卧?05被配置為控制顯示器1280和1281也是優(yōu)選的。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的放射線成像設(shè)備對(duì)于圖12中示出的放射線成像系統(tǒng)是優(yōu)選的，因?yàn)槠淇杀徊僮鳛樵O(shè)置和改變垂直掃描的分辨率和速度。[其它實(shí)施例]本發(fā)明可以應(yīng)用于由多個(gè)裝置(例如主機(jī)、接口裝置等)組成的系統(tǒng)或者孤立設(shè)
本發(fā)明的目標(biāo)也可以通過(guò)將包含執(zhí)行上述實(shí)施例的功能的軟件程序代碼的存儲(chǔ)介質(zhì)提供給系統(tǒng)或者設(shè)備并使該系統(tǒng)或者設(shè)備的計(jì)算機(jī)(或者CPU或者M(jìn)PU)讀取并執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)上的程序代碼而實(shí)現(xiàn)。在那種情況下，從存儲(chǔ)介質(zhì)讀取的程序代碼實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的功能，并且存儲(chǔ)有程序代碼的存儲(chǔ)介質(zhì)構(gòu)成本發(fā)明。用于提供程序代碼的存儲(chǔ)介質(zhì)可以是軟盤(TM)、盤、硬盤、光盤、磁光盤、⑶-ROM、⑶-R、磁帶、非易失性存儲(chǔ)卡或者ROM。本發(fā)明不僅包括通過(guò)計(jì)算機(jī)讀取并執(zhí)行程序代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的特征的實(shí)施，而且還包括運(yùn)行在計(jì)算機(jī)上的OS(操作系統(tǒng))等根據(jù)程序代碼中的指令執(zhí)行所有或者部分的實(shí)際處理以實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的特征的實(shí)施。此外，本發(fā)明還包括以下情況，其中從存儲(chǔ)介質(zhì)中讀取的程序代碼被寫入到插入計(jì)算機(jī)中的擴(kuò)展板或者設(shè)置于連接到計(jì)算機(jī)的擴(kuò)展單元中的存儲(chǔ)器中，并且設(shè)置在擴(kuò)展板或者擴(kuò)展單元中的CPU或者其它處理器執(zhí)行全部或者部分的實(shí)際處理，并且該處理實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的特征。雖然參照示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)該理解，本發(fā)明不局限于所公開(kāi)的示例性實(shí)施例。以下權(quán)利要求的范圍應(yīng)被給予最寬的解釋以便包含所有這樣的變形以及等同結(jié)構(gòu)和功能。本申請(qǐng)要求2005年10月3日提交的日本專利申請(qǐng)第2005-290372號(hào)的權(quán)益，在此引用其全文作為參考。
權(quán)利要求
1.一種放射線成像設(shè)備，包括轉(zhuǎn)換單元，具有以矩陣布置的多個(gè)像素，所述多個(gè)像素中的每一個(gè)包括轉(zhuǎn)換元件、第一晶體管、以及第二晶體管，所述轉(zhuǎn)換元件將放射線轉(zhuǎn)換成電荷，所述第一晶體管的源電極和漏電極中的一個(gè)連接到所述轉(zhuǎn)換元件的第一電極，所述第二晶體管的源電極和漏電極中的一個(gè)連接到所述轉(zhuǎn)換元件的所述第一電極；在列方向上布置的多條第一柵極線，其中，所述多條第一柵極線中的每一條連接到在行方向上布置的像素中所包括的第一晶體管的柵電極；在列方向上布置的多條第二柵極線，其中，所述多條第二柵極線中的每一條連接到在行方向上布置的像素中所包括的第二晶體管的柵電極；在行方向上布置的多條信號(hào)線，其中，所述多條信號(hào)線中的每一條連接到在列方向上布置的像素中所包括的第一晶體管的源電極和漏電極中的另一個(gè)；第一電源，連接到所述多個(gè)像素中所包括的轉(zhuǎn)換元件的第二電極，以供給第一電位；第二電源，連接到所述多個(gè)像素中所包括的第二晶體管的源電極和漏電極中的另一個(gè)，以供給第二電位；讀取電路單元，連接到所述多條信號(hào)線，并且能夠供給第三電位；第一驅(qū)動(dòng)電路單元，連接到所述多條第一柵極線，以驅(qū)動(dòng)第一晶體管；第二驅(qū)動(dòng)電路單元，連接到所述多條第二柵極線，以驅(qū)動(dòng)第二晶體管；以及控制單元，被配置為獨(dú)立地控制所述第一驅(qū)動(dòng)電路單元和第二驅(qū)動(dòng)電路單元；其中，所述控制單元被進(jìn)一步配置為控制所述第一驅(qū)動(dòng)電路單元和第二驅(qū)動(dòng)電路單元以對(duì)于所述多個(gè)像素中的像素執(zhí)行；第一操作，在所述第一操作中，第一驅(qū)動(dòng)電路單元接通第一晶體管并且第二驅(qū)動(dòng)電路單元關(guān)斷第二晶體管；第二操作，在所述第二操作中，在第一操作之后，第一驅(qū)動(dòng)電路單元關(guān)斷第一晶體管；第三操作，在所述第三操作中，在第二操作之后，第二驅(qū)動(dòng)電路單元接通第二晶體管；第四操作，在所述第四操作中，在第二操作之后在讀取電路單元供給第三電位的同時(shí)，第一驅(qū)動(dòng)電路單元接通第一晶體管并且第二驅(qū)動(dòng)電路單元關(guān)斷第二晶體管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的放射線成像設(shè)備，其中所述控制單元被配置為控制所述第一驅(qū)動(dòng)電路單元和第二驅(qū)動(dòng)電路單元，以對(duì)每一個(gè)或更多個(gè)像素行執(zhí)行第一到第四操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的放射線成像設(shè)備，還包括模式選擇單元，該模式選擇單元被配置為從多個(gè)操作模式中選擇模式，所述多個(gè)操作模式包括第一模式和第二模式；其中，所述控制單元被配置為控制所述第一驅(qū)動(dòng)電路單元和第二驅(qū)動(dòng)電路單元，以使得當(dāng)由模式選擇單元選擇第一模式時(shí)，第一驅(qū)動(dòng)電路單元基本上同時(shí)驅(qū)動(dòng)連接到一條第一柵極線的第一晶體管，以及，第二驅(qū)動(dòng)電路單元基本上同時(shí)驅(qū)動(dòng)連接到一條第二柵極線的第二晶體管；以及當(dāng)由模式選擇單元選擇第二模式時(shí)，第一驅(qū)動(dòng)電路單元基本上同時(shí)驅(qū)動(dòng)連接到至少兩條第一柵極線的第一晶體管，以及，第二驅(qū)動(dòng)電路單元基本上同時(shí)驅(qū)動(dòng)連接到至少兩條第二柵極線的第二晶體管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的放射線成像設(shè)備，其中所述第一晶體管是利用非晶硅、多晶硅和有機(jī)半導(dǎo)體中的任一個(gè)而在基板上形成的薄膜晶體管，所述第二晶體管是利用非晶硅、多晶硅和有機(jī)半導(dǎo)體中的任一個(gè)而在基板上形成的薄膜晶體管，所述轉(zhuǎn)換元件被布置在覆蓋所述第一晶體管和第二晶體管的絕緣層之上，以及第一晶體管的源電極和漏電極中的所述一個(gè)和第二晶體管的源電極和漏電極中的所述一個(gè)經(jīng)由在所述絕緣層中填充的接觸插頭而電連接到轉(zhuǎn)換元件的第一電極。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的放射線成像設(shè)備，其中所述轉(zhuǎn)換元件具有MIS傳感器，該MIS傳感器包括在所述第一電極和第二電極之間形成的半導(dǎo)體層、在所述第一電極和所述半導(dǎo)體層之間形成的絕緣層、以及在所述第二電極和所述半導(dǎo)體層之間形成的雜質(zhì)半導(dǎo)體層，以及第一電位和第二電位向轉(zhuǎn)換元件供給用于由MIS傳感器執(zhí)行刷新的電壓，并且，第一和第三電位向轉(zhuǎn)換元件供給用于由MIS傳感器執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換的電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的放射線成像設(shè)備，其中所述半導(dǎo)體層由非晶硅制成，所述轉(zhuǎn)換元件進(jìn)一步包括用于將放射線轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)光的熒光體層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的放射線成像設(shè)備，其中所述轉(zhuǎn)換元件是具有Pin光電二極管的光電轉(zhuǎn)換元件。
8.一種放射線成像系統(tǒng)，包括放射線生成器；以及如權(quán)利要求1到7中任一項(xiàng)所述的放射線成像設(shè)備。
9.一種用于控制放射線成像設(shè)備的方法，該放射線成像設(shè)備包括轉(zhuǎn)換單元，具有以矩陣布置的多個(gè)像素，所述多個(gè)像素中的每一個(gè)包括轉(zhuǎn)換元件、第一晶體管、以及第二晶體管，所述轉(zhuǎn)換元件將放射線轉(zhuǎn)換成電荷，所述第一晶體管的源電極和漏電極中的一個(gè)連接到所述轉(zhuǎn)換元件的第一電極，所述第二晶體管的源電極和漏電極中的一個(gè)連接到所述轉(zhuǎn)換元件的所述第一電極；在列方向上布置的多條第一柵極線，其中，所述多條第一柵極線中的每一條連接到在行方向上布置的像素中所包括的第一晶體管的柵電極；在列方向上布置的多條第二柵極線，其中，所述多條第二柵極線中的每一條連接到在行方向上布置的像素中所包括的第二晶體管的柵電極；在行方向上布置的多條信號(hào)線，其中，所述多條信號(hào)線中的每一條連接到在列方向上布置的像素中所包括的第一晶體管的源電極和漏電極中的另一個(gè)；第一電源，連接到所述多個(gè)像素中所包括的轉(zhuǎn)換元件的第二電極，以供給第一電位；第二電源，連接到所述多個(gè)像素中所包括的第二晶體管的源電極和漏電極中的另一個(gè)，以供給第二電位；讀取電路單元，連接到所述多條信號(hào)線，并且能夠供給第三電位；第一驅(qū)動(dòng)電路單元，連接到所述多條第一柵極線，以驅(qū)動(dòng)第一晶體管；第二驅(qū)動(dòng)電路單元，連接到所述多條第二柵極線，以驅(qū)動(dòng)第二晶體管；以及，該方法包括第一步驟，在所述第一步驟中，對(duì)于所述多個(gè)像素中的某像素，第一驅(qū)動(dòng)電路單元接通第一晶體管并且第二驅(qū)動(dòng)電路單元關(guān)斷第二晶體管；第二步驟，在所述第二步驟中，在第一步驟之后，對(duì)于所述某像素，第一驅(qū)動(dòng)電路單元關(guān)斷第一晶體管；第三步驟，在所述第三步驟中，在第二步驟之后，對(duì)于所述某像素，第二驅(qū)動(dòng)電路單元接通第二晶體管；第四步驟，在所述第四步驟中，在第二步驟之后在讀取電路單元供給第三電位的同時(shí)，對(duì)于所述某像素，第一驅(qū)動(dòng)電路單元接通第一晶體管并且第二驅(qū)動(dòng)電路單元關(guān)斷第二晶體管。
10.一種放射線成像設(shè)備，包括轉(zhuǎn)換單元，具有以矩陣布置的多個(gè)像素，所述多個(gè)像素中的每一個(gè)包括轉(zhuǎn)換元件、第一晶體管、以及第二晶體管，所述轉(zhuǎn)換元件將放射線轉(zhuǎn)換成電荷，所述第一晶體管的源電極和漏電極中的一個(gè)連接到所述轉(zhuǎn)換元件的第一電極，所述第二晶體管的源電極和漏電極中的一個(gè)連接到所述轉(zhuǎn)換元件的所述第一電極；在列方向上布置的多條第一柵極線，其中，所述多條第一柵極線中的每一條連接到在行方向上布置的像素中所包括的第一晶體管的柵電極；在列方向上布置的多條第二柵極線，其中，所述多條第二柵極線中的每一條連接到在行方向上布置的像素中所包括的第二晶體管的柵電極；在行方向上布置的多條信號(hào)線，其中，所述多條信號(hào)線中的每一條連接到在列方向上布置的像素中所包括的第一晶體管的源電極和漏電極中的另一個(gè)；第一電源，連接到所述多個(gè)像素中所包括的轉(zhuǎn)換元件的第二電極，以供給第一電位；第二電源，連接到所述多個(gè)像素中所包括的第二晶體管的源電極和漏電極中的另一個(gè)，并且能夠供給第二電位或第三電位；第一驅(qū)動(dòng)電路單元，連接到所述多條第一柵極線，以驅(qū)動(dòng)第一晶體管；第二驅(qū)動(dòng)電路單元，連接到所述多條第二柵極線，以驅(qū)動(dòng)第二晶體管；以及控制單元，被配置為獨(dú)立地控制所述第一驅(qū)動(dòng)電路單元和第二驅(qū)動(dòng)電路單元；其中，所述控制單元被進(jìn)一步配置為控制所述第一驅(qū)動(dòng)電路單元和第二驅(qū)動(dòng)電路單元以對(duì)于所述多個(gè)像素中的像素執(zhí)行；第一操作，在所述第一操作中，第一驅(qū)動(dòng)電路單元接通第一晶體管并且第二驅(qū)動(dòng)電路單元關(guān)斷第二晶體管；第二操作，在所述第二操作中，在第一操作之后，第一驅(qū)動(dòng)電路單元關(guān)斷第一晶體管，第二驅(qū)動(dòng)電路單元接通第二晶體管，并且第二電源供給第二電位；以及第三操作，在所述第三操作中，在第二操作之后，第一驅(qū)動(dòng)電路單元關(guān)斷第一晶體管，第二驅(qū)動(dòng)電路單元接通第二晶體管，并且第二電源供給第三電位；以及對(duì)于每一個(gè)或更多個(gè)像素行執(zhí)行第一到第三操作。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的放射線成像設(shè)備，還包括模式選擇單元，該模式選擇單元被配置為從多個(gè)操作模式中選擇操作模式，所述多個(gè)操作模式包括第一模式和第二模式，其中，所述控制單元被配置為控制所述第一驅(qū)動(dòng)電路單元和第二驅(qū)動(dòng)電路單元，以使得當(dāng)由模式選擇單元選擇第一模式時(shí)，第一驅(qū)動(dòng)電路單元基本上同時(shí)驅(qū)動(dòng)連接到一條第一柵極線的第一晶體管，以及，第二驅(qū)動(dòng)電路單元基本上同時(shí)驅(qū)動(dòng)連接到一條第二柵極線的第二晶體管；以及當(dāng)由模式選擇單元選擇第二模式時(shí)，第一驅(qū)動(dòng)電路單元基本上同時(shí)驅(qū)動(dòng)連接到至少兩條第一柵極線的第一晶體管，以及，第二驅(qū)動(dòng)電路單元基本上同時(shí)驅(qū)動(dòng)連接到至少兩條第二柵極線的第二晶體管。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的放射線成像設(shè)備，其中所述第一晶體管是利用非晶硅、多晶硅和有機(jī)半導(dǎo)體中的任一個(gè)而在基板上形成的薄膜晶體管，所述第二晶體管是利用非晶硅、多晶硅和有機(jī)半導(dǎo)體中的任一個(gè)而在基板上形成的薄膜晶體管，所述轉(zhuǎn)換元件被布置在覆蓋所述第一晶體管和第二晶體管的絕緣層之上，以及第一晶體管的源電極和漏電極中的所述一個(gè)和第二晶體管的源電極和漏電極中的所述一個(gè)經(jīng)由在所述絕緣層中填充的接觸插頭而電連接到轉(zhuǎn)換元件的第一電極。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的放射線成像設(shè)備，其中所述轉(zhuǎn)換元件具有MIS傳感器，該MIS傳感器包括在所述第一電極和第二電極之間形成的半導(dǎo)體層、在所述第一電極和所述半導(dǎo)體層之間形成的絕緣層、以及在所述第二電極和所述半導(dǎo)體層之間形成的雜質(zhì)半導(dǎo)體層，以及第一電位和第二電位向轉(zhuǎn)換元件供給用于由MIS傳感器執(zhí)行刷新的電壓，并且，第一和第三電位向轉(zhuǎn)換元件供給用于由MIS傳感器執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換的電壓。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的放射線成像設(shè)備，其中所述半導(dǎo)體層由非晶硅制成，所述轉(zhuǎn)換元件進(jìn)一步包括用于將放射線轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)光的熒光體層。
15.根據(jù)權(quán)利要求12的放射線成像設(shè)備，其中所述轉(zhuǎn)換元件是具有Pin光電二極管的光電轉(zhuǎn)換元件。
16.一種放射線成像系統(tǒng)，包括放射線生成器；以及如權(quán)利要求10到15中任一項(xiàng)所述的放射線成像設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種放射線成像設(shè)備及其控制方法、放射線成像系統(tǒng)。其中所述放射線成像設(shè)備包括第一驅(qū)動(dòng)電路單元，用于驅(qū)動(dòng)連接于轉(zhuǎn)換元件的第一開(kāi)關(guān)元件，其中該轉(zhuǎn)換元件把放射線轉(zhuǎn)換為電荷；第二驅(qū)動(dòng)電路單元，用于驅(qū)動(dòng)連接于所述轉(zhuǎn)換元件的第二開(kāi)關(guān)元件；控制單元，用于獨(dú)立地以不同定時(shí)控制第一驅(qū)動(dòng)電路和第二驅(qū)動(dòng)電路。
文檔編號(hào)H01L27/14GK102379710SQ20111024200
公開(kāi)日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2006年10月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月3日
發(fā)明者八木朋之, 橫山啟吾, 竹中克郎, 遠(yuǎn)藤忠夫, 龜島登志男 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社