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公開番号2025115197
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-06
出願番号2024009602
出願日2024-01-25
発明の名称放射線撮像装置の作動方法及び放射線撮像装置
出願人キヤノン株式会社
代理人弁理士法人大塚国際特許事務所
主分類H04N 25/00 20230101AFI20250730BHJP(電気通信技術)
要約【課題】放射線撮像装置におけるスイッチ素子の特性を判定する放射線撮像装置の作動方法及び装置を提供する。
【解決手段】放射線撮像装置は、放射線又は光を電荷に変換して蓄積する変換素子102と、変換素子から電荷に応じた電気信号を読み出すスイッチ素子101とを備えた複数の画素100と、変換素子にバイアス線Bsを介してバイアス電位を供給するバイアス電源103と、スイッチ素子の制御電極に駆動線Vg(k)を介して制御信号を供給してスイッチ素子を制御する駆動回路114と、スイッチ素子から信号線Sig(j)を介して電気信号を読み出す読出回路113と、信号線、バイアス線及び駆動線の何れか一つを流れる電流に基づく電荷量を測定する電荷測定部と、制御演算部と、を備える。スイッチ素子は、非導通状態から導通状態に遷移する間に電荷測定部により電荷量を測定し、制御演算部が測定した電荷量に基づきスイッチ素子の特性を判定する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
放射線又は光を電荷に変換して蓄積する変換素子と、前記変換素子から前記電荷に応じた電気信号を読み出すスイッチ素子と、を備えた複数の画素と、
前記変換素子にバイアス線を介してバイアス電位を供給するバイアス電源と、
前記スイッチ素子の制御電極に駆動線を介して制御信号を供給して前記スイッチ素子を制御する駆動回路と、
前記スイッチ素子から信号線を介して電気信号を読み出す読出回路と、
前記信号線、前記バイアス線及び前記駆動線のいずれか一つを流れる電流に基づく電荷量を測定する電荷測定部と、
制御演算部と、を備えた放射線撮像装置の作動方法であって、
前記スイッチ素子が非導通状態から導通状態に、または導通状態から非導通状態に遷移する間に前記電荷測定部により前記電荷量を測定する測定工程と、
前記制御演算部により前記測定された前記電荷量に基づいて前記スイッチ素子の特性を判定する判定工程と、を含むことを特徴とする放射線撮像装置の作動方法。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記測定工程では、前記複数の画素に備えられている前記スイッチ素子が非導通状態から導通状態に、または導通状態から非導通状態に遷移する間に前記電荷量が測定され、
前記判定工程では、前記測定された前記電荷量に基づいて前記複数の画素が備える前記スイッチ素子の特性を判定することを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置の作動方法。
【請求項３】
前記変換素子がリセットされた後に前記測定工程を実施することを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置の作動方法。
【請求項４】
前記測定工程は、前記スイッチ素子が非導通状態に制御されたときに前記電荷測定部により第１電荷量を測定する第１工程と、前記スイッチ素子が導通状態に制御されたときに前記電荷測定部により第２電荷量を測定する第２工程と、前記第１電荷量と前記第２電荷量との差を求める第３工程と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置の作動方法。
【請求項５】
前記スイッチ素子のチャネル層は酸化物半導体であることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置の作動方法。
【請求項６】
前記電荷測定部は積分アンプを有することを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置の作動方法。
【請求項７】
前記スイッチ素子の特性の判定は、前記測定された前記電荷量を予め定められた基準値と比較して行うことを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置の作動方法。
【請求項８】
前記スイッチ素子の特性は、前記スイッチ素子の閾値電圧に関する情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置の作動方法。
【請求項９】
前記制御演算部は、前記閾値電圧に関する情報が予め定められた範囲を外れた前記スイッチ素子の数を許容値と比較することにより、前記放射線撮像装置の状態を判定する工程をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の放射線撮像装置の作動方法。
【請求項１０】
放射線又は光を電荷に変換して蓄積する変換素子と前記変換素子から前記電荷に応じた電気信号を読み出すスイッチ素子と、を備えた複数の画素と、
前記変換素子にバイアス線を介してバイアス電位を供給するバイアス電源と、
前記スイッチ素子の制御電極に駆動線を介して制御信号を供給して前記スイッチ素子を制御する駆動回路と、
前記スイッチ素子から信号線を介して電気信号を読み出す読出回路と、
前記スイッチ素子が非導通状態から導通状態に、または導通状態から非導通状態に遷移する間に前記信号線、前記バイアス線及び前記駆動線のいずれか一つを流れる電流に基づく電荷量を測定する電荷測定部と、
前記電荷量に基づいて前記スイッチ素子の特性を判定する制御演算部と、を備えることを特徴とする放射線撮像装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線撮像装置の作動方法及び放射線撮像装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
ＰＩＮダイオードなどの光電変換素子と薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などのスイッチ素子とを有する画素を二次元の行列状に形成したセンサ基板に、シンチレータや駆動回路などを配置した放射線撮像装置がある。こうした放射線撮像装置は画像診断を目的とした医療用だけでなく、電子部品検査や配管検査などの工業用にも使用される。電子部品検査用途においては高精細、高フレームレートが求められるため、ＴＦＴとしてはチャネル層に酸化物半導体を用いた酸化物ＴＦＴを使用するとよい。
【０００３】
放射線撮像装置を長時間使用すると、スイッチ素子に印加される電圧やスイッチ素子に照射されるＸ線などの影響により、スイッチ素子の閾値電圧が変動し、撮影画像品位が低下することがある。特許文献１は、このような品位の低下や、それに起因する放射線撮像装置の寿命を検出するための手段として、放射線撮像装置においてスイッチ素子の閾値電圧を測定する方法を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２３－９５５０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし特許文献１に記載の方法では、スイッチ素子の制御電極に対して導通電位に加え、少なくとも異なる２つ以上の非導通電位を供給できるようにし、バイアス電源も複数電位を供給できるようにする必要があった。このために装置構成が複雑となった。またスイッチ素子のリーク電流が安定するのを待つ必要があり、測定に時間がかかることがあった。
【０００６】
本発明は、放射線撮像装置におけるスイッチ素子の特性を判定するのに有利な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の放射線撮像装置の作動方法は、放射線又は光を電荷に変換して蓄積する変換素子と、前記変換素子から前記電荷に応じた電気信号を読み出すスイッチ素子とを備えた複数の画素と、前記変換素子にバイアス線を介してバイアス電位を供給するバイアス電源と、前記スイッチ素子の制御電極に駆動線を介して制御信号を供給して前記スイッチ素子を制御する駆動回路と、前記スイッチ素子から信号線を介して電気信号を読み出す読出回路と、前記信号線、前記バイアス線及び前記駆動線のいずれか一つを流れる電流に基づく電荷量を測定する電荷測定部と、制御演算部とを備えた放射線撮像装置の作動方法であって、前記スイッチ素子が非導通状態から導通状態に遷移する間に前記電荷測定部により前記電荷量を測定する測定工程と、前記制御演算部により前記測定された前記電荷量に基づいて前記スイッチ素子の特性を判定する判定工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
放射線撮像装置におけるスイッチ素子の特性を判定するのに有利な技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施例１の放射線撮像システムのブロック図。
実施例１の放射線撮像装置の回路図の一部。
実施例１の作動方法を説明する図。
実施例１の測定動作を説明する図。
実施例１の変形例の作動方法を説明する図。
実施例１の測定動作を説明する図。
実施例２の放射線撮像装置の回路図の一部。
実施例２の測定動作を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
（【００１１】以降は省略されています）

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