放射线检测器制造技术

本发明专利技术涉及的APS方式的放射线检测器，其能够扩大与蓄积于像素的电荷相应的可检测输出信号的范围。在信号输出线(51)中的像素(12)与信号读出电路(21)之间的区域连接电阻器(42)，所述电阻器(42)被设定成在电荷蓄积部(14)未蓄积有电荷时从信号输出线(51)引出与在放大器晶体管(16)中流通的偏置电流大致等价的电流。

Radiographic detector

The radiation line detector of the APS mode of the present invention can expand the range of the detectable output signal corresponding to the charge of the pixel. The signal output line (51) of the pixel signal readout circuit (12) and (21) the area between the connecting resistor (42), the resistor (42) is set in the charge storing unit (14) did not accumulate charge when the output signal from the line (51) and leads in amplifier transistors (16) current in the bias current circulation of roughly equivalent.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】放射线检测器
本专利技术涉及一种对X射线等放射线进行检测的放射线检测器。
技术介绍
近年来，作为检测X射线等放射线的放射线检测器，使用了摄像元件等固体器件的放射线检测器的开发正在进行，代替了以往的增感屏—X射线薄膜的放射线检测系统。尤其是，与CCD(ChargeCoupledDevice：电荷耦合元件)、CMOS(ComplementaryMental-OxideSemiconductorDevice：互补金属氧化物半导体元件)等摄像元件相比，使用了TFT(ThinfilmTransistor：薄膜晶体管)面板的放射线检测器(放射线摄像器)具有无透镜这样的优点、适于大画面摄像这样的优点，因此，开发正在积极进行。使用了TFT面板的放射线检测器具有使许多像素(pixel)二维地排列配置的摄像电路。并且，在各像素中将与X射线量(放射线量)对应的物理量转换为信号，对转换后的信号进行测量从而进行摄像。顺便提及，在使用了TFT面板的放射线检测器中，读出各像素中被转换的信号的方法大体分两种。一个方法为直接将各像素所蓄积的电荷量(载体量)读出的方法，被称作PPS(PassivePixelSensor：被动式像素传感器)方式。另一个方法为生成与各像素中所蓄积的电荷量相应的电位或电流并读出所生成的电位或电流的方法，被称作APS(ActivePixelSensor：主动式像素传感器)方式。对于上述两个方法中的、PPS方式的面板，在每次读出时像素的电位被复位(reset)，因此，使用方法比较简单，因此，先于APS方式被实用化。另外，用于读出各像素所蓄积的电荷量的PPS方式用的读出电路也被实用化。PPS方式用的读出电路通常通过CMOS工艺等而与TFT面板个别地制成，并经由柔性基板而与TFT面板连接。图7为表示以往的PPS方式的放射线检测器中的、一个像素100和与该像素100连接的读出电路120的结构例的说明图。像素100具备光电二极管101、电荷蓄积部(电荷蓄积节点)102以及读出开关103。光电二极管101对从外部入射的规定的频带的光(放射线)进行光电转换，并将通过光电转换而生成的电荷蓄积于电荷蓄积部102。由此，与向光电二极管101的入射光量相应的电荷蓄积于电荷蓄积部102。读出开关103的一端侧与电荷蓄积部102连接，另一端侧与信号输出线110连接，根据来自未图示的控制单元的指示而将电荷蓄积部102与信号输出线110之间切换为切断状态和导通状态。此外，读出电路120具备放大器复位开关121、反馈电容122以及读出放大器123。在读出放大器123的输入端子连接有信号输出线110、反馈电容122的一端侧以及放大器复位开关121的一端侧。此外，在读出放大器123的输出端子连接有读出放大器输出线130、反馈电容122的另一端侧以及放大器复位开关121的另一端侧。由此，当读出开关103被切换为导通状态时，与电荷蓄积部102所蓄积的电荷量(Qsig)相应的电荷被蓄积于与读出放大器123并联的反馈电容122(CF)。其结果为，从读出放大器123向读出放大器输出线130的输出电位Vout如下述式(1)所示，成为与光电二极管101所蓄积的电荷量相应的输出电位。Vout＝Qsig/CF...(1)此时，信号输出线110的电位通过读出放大器123的反馈而被设定为规定的电位。当读出结束时，读出开关103打开(断开(turnoff))，电荷蓄积部102与信号输出线110之间被切断而电荷蓄积部102中再次蓄积光电转换信号。顺便提及，在放射线检测器中，为了实现进一步的可检测范围的低射线剂量化或者高清晰度化，而需要提高SN比。并且，为了提高S/N比，例如如专利文献1所记载那样，APS方式有潜力。在PPS方式中，各像素的输出为电荷量，在APS方式中通常为电流量。此外，作为读出来自各像素的输出的读出电路，通常使用电荷积分电路。因此，在PPS方式中，信号为像素所蓄积的电荷其本身，因此，在读出电路中，要求如何准确地读出电荷。相对于此，在APS方式的情形下，来自像素的输出信号为电流，因此，在通过延长积分时间而使从相同光量(放射量)向电荷的转换效率相同的情形下，与PPS方式的读出电路相比可获得较大的信号。然而，在使APS方式的放射线检测器进行动作的情形下，当各像素的初始状态存在偏差时，存在有最终获得的图像中产生噪声(noise)这样的问题。因此，在APS方式的放射线检测器中，需要在使用开始时或者定期地使像素内初始化(复位)。另外，作为用于决定进行上述的初始化动作时的动作点的方法，例如能够使用专利文献2所公开的方法。专利文献2的方法为在某像素被选择时实施反馈以使其输出与参照电压相等的方法。此外，在专利文献2的方法中，在像素中流通的电流通过负载晶体管(loadtransistor)来决定。现有技术文献专利文献专利文献1：美国专利公开第2004/0135911号说明书(2004年7月15日)专利文献2：日本国公开专利公报“特开平10-281870号公报(1998年10月23日公开)”
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题顺便提及，作为APS方式的放射线检测器的读出电路，考虑到应用PPS方式的读出电路。图8表示将图7所示的PPS方式用的读出电路应用于APS方式的像素的情形下的结构。另外，图8所示的结构是本申请专利技术者想到的方案，并不是公知技术。在图8所示的结构中，各像素100除了图7所示的像素100的结构以外，还具备与电荷蓄积部102连接的像素复位开关104、和连接于电荷蓄积部102与读出开关103之间的放大器晶体管105。像素复位开关104在设定光电二极管101的基准电压时被切换为导通状态。即，像素复位开关104为用于将光电二极管101以及电荷蓄积部102的电位复位成与规定的基准电压对应的复位电位的开关。在每次读出与电荷蓄积部102所蓄积的电荷量相应的电流时、或者每读出规定次数时进行光电二极管101及电荷蓄积部102的电位的复位。放大器晶体管105将与电荷蓄积部102所蓄积的电荷相应的电压信号转换为电流信号，并经由读出开关103输出至信号输出线110。当光入射于光电二极管101时，通过光电二极管101进行光电转换，电荷蓄积部102中蓄积有电荷而电荷蓄积部102的电位从复位电位起产生变化。其后，当读出开关103导通时，放大器晶体管105作为漏极接地放大器而发挥功能，并输出与变化后的电压相应的电流。此时，信号输出线110通过读出放大器123的反馈而被设定为规定的电位。当在时间t的期间进行读出处理时，在读出放大器123的反馈电容122中蓄积电流×时间t的电荷。由此，读出放大器123的输出电位Vout在将信号电荷设为Qsig，将光电二极管101的电容设为CPD，将放大器晶体管105的跨导(transconductance、mutualconductance)设为gm，将复位电位中在放大器晶体管105中流通的偏置电流设为IB，将积分时间设为t，将反馈电容的电容值设为CF时，成为下述式(2)。Vout＝(gm·Qsig/CPD+IB)·t/CF...(2)通过进行该运算，从而读出与通过光电二极管101而蓄积于电荷蓄积部102的电荷量对应的输出。并且，当经过时间t而结束读出时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种放射线检测器，具备:像素，其具有电荷蓄积部和电流信号生成部，其中，所述电荷蓄积部蓄积与放射线量相应的电荷，所述电流信号生成部生成与所述电荷蓄积部所蓄积的电荷量相应的电流信号；信号输出线，其与所述像素连接；以及信号读出电路，其读出从所述像素经由所述信号输出线而被输入的所述电流信号；其特征在于，具备电流调节部，其连接于所述信号输出线中的所述像素与所述信号读出电路之间的区域；所述电流调节部在所述电荷蓄积部中未蓄积有电荷时，使与所述电流信号生成部中流通的偏置电流大致等价的电流从所述信号输出线引出、或者向所述信号输出线流入。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.13 JP 2015-1399401.一种放射线检测器，具备:像素，其具有电荷蓄积部和电流信号生成部，其中，所述电荷蓄积部蓄积与放射线量相应的电荷，所述电流信号生成部生成与所述电荷蓄积部所蓄积的电荷量相应的电流信号；信号输出线，其与所述像素连接；以及信号读出电路，其读出从所述像素经由所述信号输出线而被输入的所述电流信号；其特征在于，具备电流调节部，其连接于所述信号输出线中的所述像素与所述信号读出电路之间的区域；所述电流调节部在所述电荷蓄积部中未蓄积有电荷时，使与所述电流信号生成部中流通的偏置电流大致等价的电流从所述信号输出线引出、或者向所述信号输出线流入。2.如权利要求1所述的放射线检测器，其特征在于，具备形成有多个所述像素的像素基板；所述电流调节部与所述像素基板个别地形成并与所述像素基板连接。3.如权利要求2所述的放射线检测器，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：饭塚邦彦，柏木克久，田口滋也，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP