JP2012257332A

JP2012257332A - 固体撮像装置

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Publication number: JP2012257332A
Application number: JP2012208385A
Authority: JP
Inventors: Kazuki Fujita; 一樹藤田; Harumichi Mori; 治通森; Tatsuji Kushima; 竜次久嶋; Masahiko Honda; 真彦本田
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 2012-09-21
Filing date: 2012-09-21
Publication date: 2012-12-27
Anticipated expiration: 2028-01-30
Also published as: JP5436639B2

Abstract

【課題】何れかの行選択用配線が断線している場合にも解像度が高い画像を得ることができる固体撮像装置を提供する。
【解決手段】固体撮像装置１は、受光部１０、信号読出部２０、行選択部３０、列選択部４０、溢れ出し防止部５０および制御部６０を備える。受光部１０では、入射光強度に応じた量の電荷を発生するフォトダイオードと、このフォトダイオードと接続された読出用スイッチと、を各々含むＭ×Ｎ個の画素部Ｐ_１,１〜Ｐ_Ｍ,ＮがＭ行Ｎ列に２次元配列されている。第ｍ行のＮ個の画素部Ｐ_ｍ,１〜Ｐ_ｍ,Ｎそれぞれは、第ｍ行選択用配線Ｌ_Ｖ,ｍにより行選択部３０および溢れ出し防止部５０と接続されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、固体撮像装置に関するものである。

固体撮像装置として、ＣＭＯＳ技術を用いたものが知られており、その中でもパッシブピクセルセンサ（ＰＰＳ: Passive Pixel Sensor）方式のものが知られている（特許文献１を参照）。ＰＰＳ方式の固体撮像装置は、入射光強度に応じた量の電荷を発生するフォトダイオードを含むＰＰＳ型の画素部がＭ行Ｎ列に２次元配列されていて、各画素部において光入射に応じてフォトダイオードで発生した電荷を、積分回路において容量素子に蓄積し、その蓄積電荷量に応じた電圧値を出力するものである。

一般に、各列のＭ個の画素部それぞれの出力端は、その列に対応して設けられている読出用配線を介して、その列に対応して設けられている積分回路の入力端と接続されている。そして、第１行から第Ｍ行まで順次に行毎に、画素部のフォトダイオードで発生した電荷は、対応する読出用配線を通って、対応する積分回路に入力されて、その積分回路から電荷量に応じた電圧値が出力される。

また、各行のＮ個の画素部それぞれは、その行に対応して設けられている行選択用配線を介して行選択部と接続されていて、この行選択部から行選択用配線により伝えられる行選択制御信号に従って、フォトダイオードで発生した電荷を読出用配線へ出力する。

ＰＰＳ方式の固体撮像装置は、様々な用途で用いられ、例えば、シンチレータパネルと組み合わされてＸ線フラットパネルとして医療用途や工業用途でも用いられ、更に具体的にはＸ線ＣＴ装置やマイクロフォーカスＸ線検査装置等においても用いられる。このような用途で用いられる固体撮像装置は、Ｍ×Ｎ個の画素部が２次元配列される受光部が大面積であり、各辺の長さが１０ｃｍを超える大きさの半導体基板に集積化される場合がある。したがって、１枚の半導体ウェハから１個の固体撮像装置しか製造され得ない場合がある。

特開２００６−２３４５５７号公報

上記のような固体撮像装置において、何れかの行に対応する行選択用配線が製造途中で断線した場合、その行のＮ個の画素部のうち、行選択部に対し断線位置より近いところにある画素部は行選択用配線により行選択部と接続されているが、行選択部に対し断線位置より遠いところにある画素部は行選択部と接続されていない。したがって、行選択部に対し断線位置より遠いところにある画素部において光入射に応じてフォトダイオードで発生した電荷は、積分回路へ読み出されることがなく、該フォトダイオードの接合容量部に蓄積されていく一方である。

フォトダイオードの接合容量部に蓄積される電荷の量が飽和レベルを越えると、飽和レベルを越えた分の電荷が隣の画素部へ溢れ出す。したがって、１本の行選択用配線が断線すると、その影響は、その行選択用配線と接続された行の画素部に及ぶだけでなく、両隣の行の画素部にも及び、結局、連続した３行の画素部について欠陥ラインが生じることになる。

欠陥ラインが連続しておらず、１本の欠陥ラインの両隣が正常ラインであれば、これら両隣の正常ラインの各画素データを用いて欠陥ラインの画素データを補間することも可能である。しかし、連続した３行の画素部について欠陥ラインが生じた場合には、上記のような補間をすることが困難である。特に、上述したように大面積の受光部を有する固体撮像装置は、行選択用配線が長いことから断線が生じる確率が高くなる。

特許文献１には、このような問題点を解消することを意図した発明が提案されている。この発明では、欠陥ラインの隣にある隣接ラインの全画素データの平均値を求めるとともに、更に隣にある正常な数ライン分の全画素データの平均値をも求め、これら２つの平均値の差が一定値以上であれば隣接ラインも欠陥であると判定して、該隣接ラインの画素データを補正し、さらに、該隣接ラインの画素データの補正後の値に基づいて欠陥ラインの画素データを補正する。

特許文献１に記載された発明では、欠陥であると判定された隣接ラインの画素データの補正の際には、該隣接ラインに対して両側の直近の正常ライン上の２つの画素データの平均値を求め、その平均値を該隣接ラインの画素データとする。また、欠陥ラインの画素データの補正の際には、該欠陥ラインに対して両側の隣接ライン上の２つの画素データの平均値を求め、その平均値を該欠陥ラインの画素データとする。

しかし、特許文献１に記載された発明では、欠陥ライン（および、欠陥ラインの近傍にある欠陥と判定されたライン）の画素データを補正するために、２つの画素データの平均を求めるという処理を複数回繰り返すことになるので、補正後の画像において欠陥ライン近傍では解像度が低くなる。

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、何れかの行選択用配線が断線している場合にも解像度が高い画像を得ることができる固体撮像装置を提供することを目的とする。

本発明に係る固体撮像装置は、(1) 入射光強度に応じた量の電荷を発生するフォトダイオードと、このフォトダイオードと接続された読出用スイッチと、を各々含むＭ×Ｎ個の画素部Ｐ_１,１〜Ｐ_Ｍ,ＮがＭ行Ｎ列に２次元配列された受光部と、(2) 受光部における第ｎ列のＭ個の画素部Ｐ_１,ｎ〜Ｐ_Ｍ,ｎそれぞれに含まれる読出用スイッチと接続され、Ｍ個の画素部Ｐ_１,ｎ〜Ｐ_Ｍ,ｎのうちの何れかの画素部に含まれるフォトダイオードで発生した電荷を、該画素部に含まれる読出用スイッチを介して読み出す読出用配線Ｌ_Ｏ,ｎと、(3) 読出用配線Ｌ_Ｏ,１〜Ｌ_Ｏ,Ｎそれぞれと接続され、読出用配線Ｌ_Ｏ,ｎを経て入力された電荷の量に応じた電圧値を保持し、その保持した電圧値を順次に出力する信号読出部と、(4) 受光部における第ｍ行のＮ個の画素部Ｐ_ｍ,１〜Ｐ_ｍ,Ｎそれぞれに含まれる読出用スイッチと接続され、これら読出用スイッチの開閉動作を制御する信号をこれら読出用スイッチへ伝える行選択用配線Ｌ_Ｖ,ｍと、(5) 行選択用配線Ｌ_Ｖ,１〜Ｌ_Ｖ,Ｍそれぞれの一端と接続され、受光部における各画素部Ｐ_ｍ,ｎに含まれる読出用スイッチの開閉動作を制御する行選択制御信号を行毎に順次に行選択用配線Ｌ_Ｖ,ｍへ出力して、その行選択用配線により接続された画素部において読出用スイッチを閉じることにより、該画素部に含まれるフォトダイオードで発生した電荷を読出用配線Ｌ_Ｏ,ｎへ出力させる行選択部と、(6) 行選択用配線Ｌ_Ｖ,１〜Ｌ_Ｖ,Ｍそれぞれの他端と接続され、受光部における各画素部Ｐ_ｍ,ｎに含まれる読出用スイッチの開閉動作を制御する溢れ出し防止信号を何れかの行選択用配線Ｌ_Ｖ,ｍへ出力して、その行選択用配線により接続された画素部において読出用スイッチを閉じることにより、該画素部に含まれるフォトダイオードで発生した電荷が該画素部の外へ溢れ出すことを防止する溢れ出し防止部と、(7) 行選択部および溢れ出し防止部それぞれの動作を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。ただし、Ｍ，Ｎは２以上の整数であり、ｍは１以上Ｍ以下の整数であり、ｎは１以上Ｎ以下の整数である。さらに、溢れ出し防止部が複数のシフトレジスタを含み、複数のシフトレジスタそれぞれの各段の出力端子が行選択用配線Ｌ_Ｖ,１〜Ｌ_Ｖ,Ｍの何れかに接続され、複数のシフトレジスタそれぞれが、制御部からのスタート信号が入力される入力端子と、制御部に対してエンド信号を出力する出力端子とを有し、入力端子にスタート信号が入力されると該シフトレジスタに接続された各行選択用配線へ順次に溢れ出し防止信号を出力し、該シフトレジスタに接続された各行選択用配線への溢れ出し防止信号の出力が終了するとエンド信号を出力端子から出力することを特徴とする。

本発明に係る固体撮像装置では、行選択用配線Ｌ_Ｖ,１〜Ｌ_Ｖ,Ｍそれぞれの一端は、行選択部が接続されていて、この行選択部から行選択制御信号が入力される。また、行選択用配線Ｌ_Ｖ,１〜Ｌ_Ｖ,Ｍそれぞれの他端は、溢れ出し防止部が接続されていて、この溢れ出し防止部から溢れ出し防止信号が入力される。行選択制御信号および溢れ出し防止信号の何れも、受光部における画素部に含まれる読出用スイッチの開閉動作を制御する信号である。ただし、行選択部から出力される行選択制御信号は、受光部における各画素部から電荷を読み出すための信号である。これに対して、溢れ出し防止部から出力される溢れ出し防止信号は、受光部において行選択用配線のうち何れかの行選択用配線が断線しているときに、その断線している行選択用配線に接続される画素部のうち行選択部に対し断線位置より遠いところにある画素部において読出用スイッチを閉じることにより、該画素部に含まれるフォトダイオードで発生した電荷が該画素部の外へ溢れ出すことを防止するための信号である。

本発明に係る固体撮像装置では、溢れ出し防止部は、行選択用配線Ｌ_Ｖ,１〜Ｌ_Ｖ,Ｍのうち何れかの行選択用配線が断線しているときに、その断線している行選択用配線へ選択的に溢れ出し防止信号を出力するのが好適である。

本発明に係る固体撮像装置では、溢れ出し防止部は、行選択用配線Ｌ_Ｖ,１〜Ｌ_Ｖ,Ｍのうち何れかの行選択用配線が断線しているときに、その断線している行選択用配線およびこれに隣接する行選択用配線それぞれへ溢れ出し防止信号を出力するのが好適である。

本発明に係る固体撮像装置では、溢れ出し防止部は、行選択用配線Ｌ_Ｖ,１〜Ｌ_Ｖ,Ｍのうち何れかの行選択用配線へ溢れ出し防止信号を出力する際に、行選択部から該行選択用配線への行選択制御信号の出力と同一タイミングで溢れ出し防止信号を出力するのが好適である。

また、本発明に係るＸ線ＣＴ装置は、(1) 被写体に向けてＸ線を出力するＸ線出力部と、(2) Ｘ線出力部から出力されて被写体を経て到達したＸ線を受光し撮像する上記の本発明に係る固体撮像装置と、(3) Ｘ線出力部および固体撮像装置を被写体に対して相対移動させる移動手段と、(4) 固体撮像装置から出力されるフレームデータを入力し、そのフレームデータに基づいて被写体の断層画像を生成する画像解析部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、何れかの行選択用配線が断線している場合にも解像度が高い画像を得ることができる。

本実施形態に係る固体撮像装置１の概略構成図である。本実施形態に係る固体撮像装置１に含まれる画素部Ｐ_ｍ,ｎ，積分回路Ｓ_ｎおよび保持回路Ｈ_ｎそれぞれの回路図である。本実施形態に係る固体撮像装置１の動作を説明するタイミングチャートである。本実施形態に係る固体撮像装置１に含まれる行選択部３０および溢れ出し防止部５０の第１構成例を示す図である。行選択部３０Ａに含まれるシフトレジスタ３１_ｐの構成を示す図である。本実施形態に係る固体撮像装置１に含まれる行選択部３０および溢れ出し防止部５０の第２構成例を示す図である。本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００の構成図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本実施形態に係る固体撮像装置１の概略構成図である。本実施形態に係る固体撮像装置１は、受光部１０、信号読出部２０、行選択部３０、列選択部４０、溢れ出し防止部５０および制御部６０を備える。また、Ｘ線フラットパネルとして用いられる場合、固体撮像装置１の受光面１０の上にシンチレータパネルが重ねられる。

受光部１０は、Ｍ×Ｎ個の画素部Ｐ_１,１〜Ｐ_Ｍ,ＮがＭ行Ｎ列に２次元配列されたものである。画素部Ｐ_ｍ,ｎは第ｍ行第ｎ列に位置する。ここで、Ｍ，Ｎそれぞれは２以上の整数であり、ｍは１以上Ｍ以下の各整数であり、ｎは１以上Ｎ以下の各整数である。各画素部Ｐ_ｍ,ｎは、ＰＰＳ方式のものであって、共通の構成を有している。

第ｍ行のＮ個の画素部Ｐ_ｍ,１〜Ｐ_ｍ,Ｎそれぞれは、第ｍ行選択用配線Ｌ_Ｖ,ｍにより行選択部３０および溢れ出し防止部５０と接続されている。第ｎ列のＭ個の画素部Ｐ_１,ｎ〜Ｐ_Ｍ,ｎそれぞれの出力端は、第ｎ列読出用配線Ｌ_Ｏ,ｎにより、信号読出部２０に含まれる積分回路Ｓ_ｎと接続されている。

信号読出部２０は、Ｎ個の積分回路Ｓ_１〜Ｓ_ＮおよびＮ個の保持回路Ｈ_１〜Ｈ_Ｎを含む。各積分回路Ｓ_ｎは共通の構成を有している。また、各保持回路Ｈ_ｎは共通の構成を有している。

各積分回路Ｓ_ｎは、読出用配線Ｌ_Ｏ,ｎと接続された入力端を有し、この入力端に入力された電荷を蓄積して、その蓄積電荷量に応じた電圧値を出力端から保持回路Ｈ_ｎへ出力する。Ｎ個の積分回路Ｓ_１〜Ｓ_Ｎそれぞれは、放電用配線Ｌ_Ｒにより制御部６０と接続されている。

各保持回路Ｈ_ｎは、積分回路Ｓ_ｎの出力端と接続された入力端を有し、この入力端に入力される電圧値を保持し、その保持した電圧値を出力端から出力用配線Ｌ_outへ出力する。Ｎ個の保持回路Ｈ_１〜Ｈ_Ｎそれぞれは、保持用配線Ｌ_Ｈにより制御部６０と接続されている。また、各保持回路Ｈ_ｎは、第ｎ列選択用配線Ｌ_Ｈ,ｎにより制御部６０と接続されている。

行選択部３０は、行選択用配線Ｌ_Ｖ,１〜Ｌ_Ｖ,Ｍそれぞれの一端と接続されている。図面上では、行選択部３０は、受光部１０の左方に設けられている。行選択部３０は、受光部１０における各画素部Ｐ_ｍ,ｎに含まれる読出用スイッチの開閉動作を制御する行選択制御信号Vsel(m)を行毎に順次に行選択用配線Ｌ_Ｖ,ｍへ出力して、その行選択用配線Ｌ_Ｖ,ｍにより接続された画素部において読出用スイッチを閉じることにより、該画素部に含まれるフォトダイオードで発生した電荷を読出用配線Ｌ_Ｏ,ｎへ出力させる。Ｍ個の行選択制御信号Vsel(1)〜Vsel(M)は順次に有意値とされる。行選択部３０は、Ｍ個の行選択制御信号Vsel(1)〜Vsel(M)を順次に有意値として出力するためにシフトレジスタを含む。

列選択部４０は、第ｎ列選択制御信号Hsel(n)を第ｎ列選択用配線Ｌ_Ｈ,ｎへ出力して、この第ｎ列選択制御信号Hsel(n)を保持回路Ｈ_ｎに与える。Ｎ個の列選択制御信号Hsel(1)〜Hsel(N)も順次に有意値とされる。列選択部４０は、Ｎ個の列選択制御信号Hsel(1)〜Hsel(N)を順次に有意値として出力するためにシフトレジスタを含む。

溢れ出し防止部５０は、行選択用配線Ｌ_Ｖ,１〜Ｌ_Ｖ,Ｍそれぞれの他端と接続されている。図面上では、溢れ出し防止部５０は、受光部１０の右方に設けられている。溢れ出し防止部５０は、受光部１０における各画素部Ｐ_ｍ,ｎに含まれる読出用スイッチの開閉動作を制御する溢れ出し防止信号を何れかの行選択用配線Ｌ_Ｖ,ｍへ出力して、その行選択用配線Ｌ_Ｖ,ｍにより接続された画素部において読出用スイッチを閉じることにより、該画素部に含まれるフォトダイオードで発生した電荷が該画素部の外へ溢れ出すことを防止する。

制御部６０は、固体撮像装置１の全体の動作を制御するものである。制御部６０は、行選択部３０、列選択部４０および溢れ出し防止部５０それぞれに対し、これらの動作を制御する制御信号を与える。制御部６０は、放電制御信号Resetを放電用配線Ｌ_Ｒへ出力して、この放電制御信号ResetをＮ個の積分回路Ｓ_１〜Ｓ_Ｎそれぞれに与える。また、制御部６０は、保持制御信号Holdを保持用配線Ｌ_Ｈへ出力して、この保持制御信号HoldをＮ個の保持回路Ｈ_１〜Ｈ_Ｎそれぞれに与える。

制御部６０は、以上のように、行選択部３０または溢れ出し防止部５０を介して受光部１０における第ｍ行のＮ個の画素部Ｐ_ｍ,１〜Ｐ_ｍ,Ｎそれぞれに含まれる読出用スイッチＳＷ_１の開閉動作を制御するとともに、列選択部４０を介して又は直接に信号読出部２０における電圧値の保持動作および出力動作を制御する。これにより、制御部６０は、受光部１０におけるＭ×Ｎ個の画素部Ｐ_１,１〜Ｐ_Ｍ,Ｎそれぞれに含まれるフォトダイオードＰＤで発生した電荷の量に応じた電圧値をフレームデータとして信号読出部２０から繰り返し出力させる。

図２は、本実施形態に係る固体撮像装置１に含まれる画素部Ｐ_ｍ,ｎ，積分回路Ｓ_ｎおよび保持回路Ｈ_ｎそれぞれの回路図である。ここでは、Ｍ×Ｎ個の画素部Ｐ_１,１〜Ｐ_Ｍ,Ｎを代表して画素部Ｐ_ｍ,ｎの回路図を示し、Ｎ個の積分回路Ｓ_１〜Ｓ_Ｎを代表して積分回路Ｓ_ｎの回路図を示し、また、Ｎ個の保持回路Ｈ_１〜Ｈ_Ｎを代表して保持回路Ｈ_ｎの回路図を示す。すなわち、第ｍ行第ｎ列の画素部Ｐ_ｍ,ｎおよび第ｎ列読出用配線Ｌ_Ｏ,ｎに関連する回路部分を示す。

画素部Ｐ_ｍ,ｎは、フォトダイオードＰＤおよび読出用スイッチＳＷ_１を含む。フォトダイオードＰＤのアノード端子は接地され、フォトダイオードＰＤのカソード端子は読出用スイッチＳＷ_１を介して第ｎ列読出用配線Ｌ_Ｏ,ｎと接続されている。フォトダイオードＰＤは、入射光強度に応じた量の電荷を発生し、その発生した電荷を接合容量部に蓄積する。読出用スイッチＳＷ_１は、行選択部３０から第ｍ行選択用配線Ｌ_Ｖ,ｍを通った第ｍ行選択制御信号が与えられる。第ｍ行選択制御信号は、受光部１０における第ｍ行のＮ個の画素部Ｐ_ｍ,１〜Ｐ_ｍ,Ｎそれぞれに含まれる読出用スイッチＳＷ_１の開閉動作を指示するものである。

この画素部Ｐ_ｍ,ｎでは、第ｍ行選択制御信号Vsel(m)がローレベルであるときに、読出用スイッチＳＷ_１が開いて、フォトダイオードＰＤで発生した電荷は、第ｎ列読出用配線Ｌ_Ｏ,ｎへ出力されることなく、接合容量部に蓄積される。一方、第ｍ行選択制御信号Vsel(m)がハイレベルであるときに、読出用スイッチＳＷ_１が閉じて、それまでフォトダイオードＰＤで発生して接合容量部に蓄積されていた電荷は、読出用スイッチＳＷ_１を経て、第ｎ列読出用配線Ｌ_Ｏ,ｎへ出力される。

第ｎ列読出用配線Ｌ_Ｏ,ｎは、受光部１０における第ｎ列のＭ個の画素部Ｐ_１,ｎ〜Ｐ_Ｍ,ｎそれぞれに含まれる読出用スイッチＳＷ_１と接続されている。第ｎ列読出用配線Ｌ_Ｏ,ｎは、Ｍ個の画素部Ｐ_１,ｎ〜Ｐ_Ｍ,ｎのうちの何れかの画素部に含まれるフォトダイオードＰＤで発生した電荷を、該画素部に含まれる読出用スイッチＳＷ_１を介して読み出して、積分回路Ｓ_ｎへ転送する。

積分回路Ｓ_ｎは、アンプＡ_２，積分用容量素子Ｃ_２および放電用スイッチＳＷ_２を含む。積分用容量素子Ｃ_２および放電用スイッチＳＷ_２は、互いに並列的に接続されて、アンプＡ_２の入力端子と出力端子との間に設けられている。アンプＡ_２の入力端子は、第ｎ列読出用配線Ｌ_Ｏ,ｎと接続されている。放電用スイッチＳＷ_２は、制御部６０から放電用配線Ｌ_Ｒを経た放電制御信号Resetが与えられる。放電制御信号Resetは、Ｎ個の積分回路Ｓ_１〜Ｓ_Ｎそれぞれに含まれる放電用スイッチＳＷ_２の開閉動作を指示するものである。

この積分回路Ｓ_ｎでは、放電制御信号Resetがハイレベルであるときに、放電用スイッチＳＷ_２が閉じて、積分用容量素子Ｃ_２が放電され、積分回路Ｓ_ｎから出力される電圧値が初期化される。放電制御信号Resetがローレベルであるときに、放電用スイッチＳＷ_２が開いて、入力端に入力された電荷が積分用容量素子Ｃ_２に蓄積され、その蓄積電荷量に応じた電圧値が積分回路Ｓ_ｎから出力される。

保持回路Ｈ_ｎは、入力用スイッチＳＷ_３１，出力用スイッチＳＷ_３２および保持用容量素子Ｃ_３を含む。保持用容量素子Ｃ_３の一端は接地されている。保持用容量素子Ｃ_３の他端は、入力用スイッチＳＷ_３１を介して積分回路Ｓ_ｎの出力端と接続され、出力用スイッチＳＷ_３２を介して電圧出力用配線Ｌ_outと接続されている。入力用スイッチＳＷ_３１は、制御部６０から保持用配線Ｌ_Ｈを通った保持制御信号Holdが与えられる。保持制御信号Holdは、Ｎ個の保持回路Ｈ_１〜Ｈ_Ｎそれぞれに含まれる入力用スイッチＳＷ_３１の開閉動作を指示するものである。出力用スイッチＳＷ_３２は、列選択部４０から第ｎ列選択用配線Ｌ_Ｈ,ｎを通った第ｎ列選択制御信号Hsel(n)が与えられる。第ｎ列選択制御信号Hsel(n)は、保持回路Ｈ_ｎに含まれる出力用スイッチＳＷ_３２の開閉動作を指示するものである。

この保持回路Ｈ_ｎでは、保持制御信号Holdがハイレベルからローレベルに転じると、入力用スイッチＳＷ_３１が閉状態から開状態に転じて、そのときに入力端に入力されている電圧値が保持用容量素子Ｃ_３に保持される。また、第ｎ列選択制御信号Hsel(n)がハイレベルであるときに、出力用スイッチＳＷ_３２が閉じて、保持用容量素子Ｃ_３に保持されている電圧値が電圧出力用配線Ｌ_outへ出力される。

制御部６０は、受光部１０における第ｍ行のＮ個の画素部Ｐ_ｍ,１〜Ｐ_ｍ,Ｎそれぞれの受光強度に応じた電圧値を出力するに際して、放電制御信号Resetにより、Ｎ個の積分回路Ｓ_１〜Ｓ_Ｎそれぞれに含まれる放電用スイッチＳＷ_２を一旦閉じた後に開くよう指示した後、行選択部３０から出力される第ｍ行選択制御信号Vsel(m)により、受光部１０における第ｍ行のＮ個の画素部Ｐ_ｍ,１〜Ｐ_ｍ,Ｎそれぞれに含まれる読出用スイッチＳＷ_１を所定期間に亘り閉じるよう指示する。制御部６０は、その所定期間に、保持制御信号Holdにより、Ｎ個の保持回路Ｈ_１〜Ｈ_Ｎそれぞれに含まれる入力用スイッチＳＷ_３１を閉状態から開状態に転じるよう指示する。そして、制御部６０は、その所定期間の後に、列選択部４０から出力される列選択制御信号Hsel(1)〜Hsel(N)により、Ｎ個の保持回路Ｈ_１〜Ｈ_Ｎそれぞれに含まれる出力用スイッチＳＷ_３２を順次に一定期間だけ閉じるよう指示する。制御部６０は、以上のような制御を各行について順次に行う。

次に、本実施形態に係る固体撮像装置１の動作について説明する。本実施形態に係る固体撮像装置１では、制御部６０による制御の下で、Ｍ個の行選択制御信号Vsel(1)〜Vsel(M)，Ｎ個の列選択制御信号Hsel(1)〜Hsel(N)，放電制御信号Resetおよび保持制御信号Holdそれぞれが所定のタイミングでレベル変化することにより、受光面１０に入射された光の像を撮像してフレームデータを得ることができる。

図３は、本実施形態に係る固体撮像装置１の動作を説明するタイミングチャートである。この図には、上から順に、(a) Ｎ個の積分回路Ｓ_１〜Ｓ_Ｎそれぞれに含まれる放電用スイッチＳＷ_２の開閉動作を指示する放電制御信号Reset、(b) 受光部１０における第１行のＮ個の画素部Ｐ_１,１〜Ｐ_１,Ｎそれぞれに含まれる読出用スイッチＳＷ_１の開閉動作を指示する第１行選択制御信号Vsel(1)、(c) 受光部１０における第２行のＮ個の画素部Ｐ_２,１〜Ｐ_２,Ｎそれぞれに含まれる読出用スイッチＳＷ_１の開閉動作を指示する第２行選択制御信号Vsel(2)、および、(d) Ｎ個の保持回路Ｈ_１〜Ｈ_Ｎそれぞれに含まれる入力用スイッチＳＷ_３１の開閉動作を指示する保持制御信号Hold が示されている。

また、この図には、更に続いて順に、(e) 保持回路Ｈ_１に含まれる出力用スイッチＳＷ_３２の開閉動作を指示する第１列選択制御信号Hsel(1)、(f) 保持回路Ｈ_２に含まれる出力用スイッチＳＷ_３２の開閉動作を指示する第２列選択制御信号Hsel(2)、(g) 保持回路Ｈ_３に含まれる出力用スイッチＳＷ_３２の開閉動作を指示する第３列選択制御信号Hsel(3)、(h) 保持回路Ｈ_ｎに含まれる出力用スイッチＳＷ_３２の開閉動作を指示する第ｎ列選択制御信号Hsel(n)、および、(i) 保持回路Ｈ_Ｎに含まれる出力用スイッチＳＷ_３２の開閉動作を指示する第Ｎ列選択制御信号Hsel(N) が示されている。

第１行のＮ個の画素部Ｐ_１,１〜Ｐ_１,Ｎそれぞれに含まれるフォトダイオードＰＤで発生し接合容量部に蓄積された電荷の読出しは、以下のようにして行われる。時刻ｔ_１０前には、Ｍ個の行選択制御信号Vsel(1)〜Vsel(M)，Ｎ個の列選択制御信号Hsel(1)〜Hsel(N)，放電制御信号Resetおよび保持制御信号Holdそれぞれは、ローレベルとされている。

時刻ｔ_１０から時刻ｔ_１１までの期間、制御部６０から放電用配線Ｌ_Ｒに出力される放電制御信号Resetがハイレベルとなり、これにより、Ｎ個の積分回路Ｓ_１〜Ｓ_Ｎそれぞれにおいて、放電用スイッチＳＷ_２が閉じて、積分用容量素子Ｃ_２が放電される。また、時刻ｔ_１１より後の時刻ｔ_１２から時刻ｔ_１５までの期間、行選択部３０から第１行選択用配線Ｌ_Ｖ,１に出力される第１行選択制御信号Vsel(1)がハイレベルとなり、これにより、受光部１０における第１行のＮ個の画素部Ｐ_１,１〜Ｐ_１,Ｎそれぞれに含まれる読出用スイッチＳＷ_１が閉じる。

この期間（ｔ_１２〜ｔ_１５）内において、時刻ｔ_１３から時刻ｔ_１４までの期間、制御部６０から保持用配線Ｌ_Ｈへ出力される保持制御信号Holdがハイレベルとなり、これにより、Ｎ個の保持回路Ｈ_１〜Ｈ_Ｎそれぞれにおいて入力用スイッチＳＷ_３１が閉じる。

期間（ｔ_１２〜ｔ_１５）内では、第１行の各画素部Ｐ_１,ｎに含まれる読出用スイッチＳＷ_１が閉じており、各積分回路Ｓ_ｎの放電用スイッチＳＷ_２が開いているので、それまでに各画素部Ｐ_１,ｎのフォトダイオードＰＤで発生して接合容量部に蓄積されていた電荷は、その画素部Ｐ_１,ｎの読出用スイッチＳＷ_１および第ｎ列読出用配線Ｌ_Ｏ,ｎを通って、積分回路Ｓ_ｎの積分用容量素子Ｃ_２に転送されて蓄積される。そして、各積分回路Ｓ_ｎの積分用容量素子Ｃ_２に蓄積されている電荷の量に応じた電圧値が積分回路Ｓ_ｎの出力端から出力される。

その期間（ｔ_１２〜ｔ_１５）内の時刻ｔ_１４に、保持制御信号Holdがハイレベルからローレベルに転じることにより、Ｎ個の保持回路Ｈ_１〜Ｈ_Ｎそれぞれにおいて、入力用スイッチＳＷ_３１が閉状態から開状態に転じ、そのときに積分回路Ｓ_ｎの出力端から出力されて保持回路Ｈ_ｎの入力端に入力されている電圧値が保持用容量素子Ｃ_３に保持される。

そして、期間（ｔ_１２〜ｔ_１５）の後に、列選択部４０から列選択用配線Ｌ_Ｈ,１〜Ｌ_Ｈ,Ｎに出力される列選択制御信号Hsel(1)〜Hsel(N)が順次に一定期間だけハイレベルとなり、これにより、Ｎ個の保持回路Ｈ_１〜Ｈ_Ｎそれぞれに含まれる出力用スイッチＳＷ_３２が順次に一定期間だけ閉じて、各保持回路Ｈ_ｎの保持用容量素子Ｃ_３に保持されている電圧値は出力用スイッチＳＷ_３２を経て電圧出力用配線Ｌ_outへ順次に出力される。この電圧出力用配線Ｌ_outへ出力される電圧値Ｖ_outは、第１行のＮ個の画素部Ｐ_１,１〜Ｐ_１,Ｎそれぞれに含まれるフォトダイオードＰＤにおける受光強度を表すものである。

続いて、第２行のＮ個の画素部Ｐ_２,１〜Ｐ_２,Ｎそれぞれに含まれるフォトダイオードＰＤで発生し接合容量部に蓄積された電荷の読出しが以下のようにして行われる。

時刻ｔ_２０から時刻ｔ_２１までの期間、制御部６０から放電用配線Ｌ_Ｒに出力される放電制御信号Resetがハイレベルとなり、これにより、Ｎ個の積分回路Ｓ_１〜Ｓ_Ｎそれぞれにおいて、放電用スイッチＳＷ_２が閉じて、積分用容量素子Ｃ_２が放電される。また、時刻ｔ_２１より後の時刻ｔ_２２から時刻ｔ_２５までの期間、行選択部３０から第２行選択用配線Ｌ_Ｖ,２に出力される第２行選択制御信号Vsel(2)がハイレベルとなり、これにより、受光部１０における第２行のＮ個の画素部Ｐ_２,１〜Ｐ_２,Ｎそれぞれに含まれる読出用スイッチＳＷ_１が閉じる。

この期間（ｔ_２２〜ｔ_２５）内において、時刻ｔ_２３から時刻ｔ_２４までの期間、制御部６０から保持用配線Ｌ_Ｈへ出力される保持制御信号Holdがハイレベルとなり、これにより、Ｎ個の保持回路Ｈ_１〜Ｈ_Ｎそれぞれにおいて入力用スイッチＳＷ_３１が閉じる。

そして、期間（ｔ_２２〜ｔ_２５）の後に、列選択部４０から列選択用配線Ｌ_Ｈ,１〜Ｌ_Ｈ,Ｎに出力される列選択制御信号Hsel(1)〜Hsel(N)が順次に一定期間だけハイレベルとなり、これにより、Ｎ個の保持回路Ｈ_１〜Ｈ_Ｎそれぞれに含まれる出力用スイッチＳＷ_３２が順次に一定期間だけ閉じる。

以上のようにして、第２行のＮ個の画素部Ｐ_２,１〜Ｐ_２,Ｎそれぞれに含まれるフォトダイオードＰＤにおける受光強度を表す電圧値Ｖ_outが電圧出力用配線Ｌ_outへ出力される。

以上のような第１行および第２行についての動作に続いて、以降、第３行から第Ｍ行まで同様の動作が行われて、１回の撮像に得られる画像を表すフレームデータが得られる。また、第Ｍ行について動作が終了すると、再び第１行から同様の動作が行われて、次の画像を表すフレームデータが得られる。このように、一定周期で同様の動作を繰り返すことで、受光部１０が受光した光の像の２次元強度分布を表す電圧値Ｖ_outが電圧出力用配線Ｌ_outへ出力されて、繰り返してフレームデータが得られる。

ところで、第ｍ行のＮ個の画素部Ｐ_ｍ,１〜Ｐ_ｍ,Ｎそれぞれに含まれる読出用スイッチＳＷ_１が閉じている期間において、第ｍ行の各画素部Ｐ_ｍ,ｎのフォトダイオードＰＤで発生して接合容量部に蓄積されていた電荷は、その画素部Ｐ_ｍ,ｎの読出用スイッチＳＷ_１および第ｎ列読出用配線Ｌ_Ｏ,ｎを経て、積分回路Ｓ_ｎの積分用容量素子Ｃ_２に転送される。この際に、第ｍ行の各画素部Ｐ_ｍ,ｎのフォトダイオードＰＤの接合容量部の蓄積電荷が初期化される。

しかし、或る第ｍ行選択用配線Ｌ_Ｖ,ｍが途中の位置で断線している場合には、その第ｍ行のＮ個の画素部Ｐ_ｍ,１〜Ｐ_ｍ,Ｎのうち行選択部３０に対し断線位置より遠いところにある画素部は、行選択部３０から第ｍ行選択制御信号Vsel(m)が伝えられず、読出用スイッチＳＷ_１が開いたままであり、積分回路Ｓ_ｎへ電荷を転送することができないので、この電荷転送に因るフォトダイオードＰＤの接合容量部の蓄積電荷の初期化をすることができない。このままでは、これらの画素部において光入射に応じてフォトダイオードで発生した電荷は、該フォトダイオードの接合容量部に蓄積されていく一方であり、飽和レベルを越えると両隣の行の画素部へ溢れ出して、連続した３行の画素部について欠陥ラインを生じさせることになる。

本実施形態に係る固体撮像装置１は、このような問題に対処すべく溢れ出し防止部５０を備えている。行選択部３０は行選択用配線Ｌ_Ｖ,１〜Ｌ_Ｖ,Ｍそれぞれの一端と接続されているのに対して、溢れ出し防止部５０は行選択用配線Ｌ_Ｖ,１〜Ｌ_Ｖ,Ｍそれぞれの他端と接続されている。すなわち、第ｍ行選択用配線Ｌ_Ｖ,ｍは、行選択部３０と溢れ出し防止部５０との間に延在していて、受光部１０における第ｍ行のＮ個の画素部Ｐ_ｍ,１〜Ｐ_ｍ,Ｎそれぞれに含まれる読出用スイッチＳＷ_１と接続され、これら読出用スイッチＳＷ_１の開閉動作を制御する信号をこれら読出用スイッチＳＷ_１へ伝える。読出用スイッチＳＷ_１の開閉動作を制御する信号は、行選択部３０からは行選択制御信号Vsel(m)として与えられ、溢れ出し防止部５０からは溢れ出し防止信号として与えられる。

溢れ出し防止部５０から出力される溢れ出し防止信号は、第ｍ行選択用配線Ｌ_Ｖ,ｍへ出力されて画素部Ｐ_ｍ,ｎの読出用スイッチＳＷ_１の開閉動作を制御する点で、行選択部３０から出力される行選択制御信号Vsel(1)〜Vsel(M)と同じである。

しかし、行選択部３０から出力される行選択制御信号Vsel(1)〜Vsel(M)は、受光部１０における各画素部Ｐ_ｍ,ｎから電荷を読み出すための信号である。これに対して、溢れ出し防止部５０から出力される溢れ出し防止信号は、受光部１０において行選択用配線Ｌ_Ｖ,１〜Ｌ_Ｖ,Ｍのうち何れかの行選択用配線が断線しているときに、その断線している行選択用配線に接続される画素部のうち行選択部３０に対し断線位置より遠いところにある画素部において読出用スイッチＳＷ_１を閉じることにより、該画素部に含まれるフォトダイオードＰＤで発生した電荷が該画素部の外へ溢れ出すことを防止するための信号である。

したがって、行選択部３０から出力される行選択制御信号Vsel(1)〜Vsel(M)は、行毎に順次に一定周期で出力される。これに対して、溢れ出し防止部５０から出力される溢れ出し防止信号は、その断線している行選択用配線へ選択的に出力され、或いは、その断線している行選択用配線およびこれに隣接する行選択用配線それぞれへ出力される。溢れ出し防止部５０から出力される溢れ出し防止信号は、断線していない行選択用配線へは必ずしも出力される必要はない。

溢れ出し防止部５０から出力される溢れ出し防止信号は、行選択部３０から行選択用配線への行選択制御信号の出力と異なるタイミングで出力されてもよい。例えば、行選択部３０から行選択制御信号Vsel(1)〜Vsel(M)が一通り出力されて１フレーム分の電圧値Ｖ_outが信号読出部２０から出力された後であって、次の１フレーム分の電圧値Ｖ_outが信号読出部２０から出力される前であるのが好ましい。この場合、複数本の行選択用配線が断線している場合には、これら複数本の行選択用配線に対して同時に溢れ出し防止部５０から溢れ出し防止信号が出力されるのが好ましい。

また、溢れ出し防止部５０から出力される溢れ出し防止信号は、行選択部３０から行選択用配線への行選択制御信号の出力と同一タイミングで出力されてもよい。すなわち、断線している第ｍ行選択用配線Ｌ_Ｖ,ｍに対して、行選択部３０から行選択制御信号Vsel(m)が出力されるタイミングと同じタイミングで、溢れ出し防止部５０から溢れ出し防止信号が出力される。この場合には、断線している第ｍ行選択用配線Ｌ_Ｖ,ｍに接続されているＮ個の画素部Ｐ_ｍ,１〜Ｐ_ｍ,Ｎのうち、行選択部３０に対し断線位置より近いところにある画素部に対しては行選択部３０から行選択制御信号Vsel(m)が与えられ、これと同一タイミングで、行選択部３０に対し断線位置より遠いところにある画素部に対しては溢れ出し防止部５０から溢れ出し防止信号が与えられる。

したがって、断線している第ｍ行選択用配線Ｌ_Ｖ,ｍに接続されているＮ個の画素部Ｐ_ｍ,１〜Ｐ_ｍ,Ｎの全てにおいて同一タイミングで読出用スイッチＳＷ_１が閉じるので、それまでに各画素部Ｐ_ｍ,ｎのフォトダイオードＰＤで発生して接合容量部に蓄積されていた電荷は、その画素部Ｐ_ｍ,ｎの読出用スイッチＳＷ_１および第ｎ列読出用配線Ｌ_Ｏ,ｎを通って、信号読出部２０へ転送される。そして、第ｍ行のＮ個の画素部Ｐ_ｍ,１〜Ｐ_ｍ,Ｎそれぞれに含まれるフォトダイオードＰＤにおける受光強度を表す電圧値Ｖ_outが、信号読出部２０から電圧出力用配線Ｌ_outへ出力される。

このように、本実施形態に係る固体撮像装置１では、何れかの行選択用配線が断線している場合であっても、その断線している行選択用配線に対して行選択部３０と反対側に設けられている溢れ出し防止部５０から、断線に因り行選択部３０と接続されていない画素部に対して溢れ出し防止信号が与えられる。これにより、断線に因り行選択部３０と接続されていない画素部においても、溢れ出し防止部５０から与えられる溢れ出し防止信号により読出用スイッチＳＷ_１が閉じて、光入射に応じてフォトダイオードで発生して接合容量部に蓄積されていた電荷は、飽和レベルに達する前に放電されて、隣の画素部へ溢れ出すことがない。したがって、この固体撮像装置１では、従来のような補正処理を行う必要がなく、解像度が高い画像を得ることができる。

特に、行選択部３０から行選択用配線へ行選択制御信号を出力するタイミングと同一のタイミングで溢れ出し防止部５０から該行選択用配線へ溢れ出し防止信号を出力する場合には、その溢れ出し防止信号が到達する画素部からも電荷を読み出すことができる。その行選択用配線における断線が１箇所のみであれば、断線が無い場合と同様にして、受光部１０が受光した光の像の２次元強度分布を表す電圧値Ｖ_outが信号読出部２０から電圧出力用配線Ｌ_outへ出力される。

次に、本実施形態に係る固体撮像装置１に含まれる行選択部３０および溢れ出し防止部５０それぞれの構成例について説明する。

図４は、行選択部３０および溢れ出し防止部５０の第１構成例を示す図である。この図に示される第１構成例では、図１における行選択部３０としての行選択部３０Ａは、Ｐ個のシフトレジスタ３１_１〜３１_Ｐを含む。また、図１における溢れ出し防止部５０としての溢れ出し防止部５０Ａは、Ｐ個のシフトレジスタ５１_１〜５１_Ｐを含む。各シフトレジスタ３１_ｐおよび各シフトレジスタ５１_ｐは、共通の構成を有していて、図５に示されるようにＱビットのシフトレジスタである。ここで、Ｐ，Ｑは２以上の整数であり、ｐは１以上Ｐ以下の整数であり、また、以下に登場するｑは１以上Ｑ以下の整数である。ＰとＱとの積は行数Ｍに等しい。

図５は、シフトレジスタ３１_ｐの構成を示す図である。シフトレジスタ３１_ｐは、Ｑ個のフリップフロップ３２_１〜３２_Ｑが直列的に接続されて構成されている。シフトレジスタ３１_ｐに含まれるフリップフロップ３２_ｑの出力端子は、第ｍ行選択用配線Ｌ_Ｖ,(p-1)Q+qに接続されている。シフトレジスタ３１_ｐに含まれる初段のフリップフロップ３２_１の入力端子は、制御部６０からスタート信号Start(p)が入力される。シフトレジスタ３１_ｐに含まれる最終段のフリップフロップ３２_Ｑの出力端子は、エンド信号End(p)を制御部６０へ出力する。

シフトレジスタ３１_ｐでは、制御部６０からスタート信号Start(p)のパルスが初段のフリップフロップ３２_１の入力端子に入力されると、Ｑ個のフリップフロップ３２_１〜３２_Ｑそれぞれに入力されるクロック信号に同期して、Ｑ個のフリップフロップ３２_１〜３２_Ｑそれぞれの出力端子から順次にパルスが行選択制御信号として出力される。そして、最終段のフリップフロップ３２_Ｑの出力端子から出力されるパルスは、エンド信号End(p)として制御部６０へも出力される。

行選択部３０Ａでは、Ｐ個のシフトレジスタ３１_１〜３１_Ｐに対して順次にスタート信号Start(p)のパルスが入力されて、行選択制御信号Vsel(1)〜Vsel(M)が順次に一定周期で行選択用配線へ出力される。

溢れ出し防止部５０Ａでは、Ｐ個のシフトレジスタ５１_１〜５１_Ｐに対して順次にスタート信号Start(p)のパルスが入力されて、各々の行選択用配線へ溢れ出し防止信号が出力されてもよい。また、Ｐ個のシフトレジスタ５１_１〜５１_Ｐのうち断線している行選択用配線と接続されているシフトレジスタ５１_ｐに対してのみスタート信号Start(p)のパルスが入力されてもよい。後者の場合には、消費電力が小さいので好適である。また、後者の場合には、行選択用配線の両端からの行選択制御信号および溢れ出し防止信号それぞれの入力タイミングがずれた場合に生じる行選択部３０Ａまたは溢れ出し防止部５０Ａへの突入電流の影響が小さいので、この点でも好適である。

図６は、行選択部３０および溢れ出し防止部５０の第２構成例を示す図である。この図に示される第２構成例では、図１における行選択部３０としての行選択部３０Ｂは、Ｍビットのシフトレジスタ３３およびＭ個のデジタルバッファ３４_１〜３４_Ｍを含む。また、図１における溢れ出し防止部５０としての溢れ出し防止部５０Ｂは、Ｍビットのシフトレジスタ５３およびＭ個の３ステートバッファ５４_１〜５４_Ｍを含む。

行選択部３０Ｂでは、制御部６０からスタート信号のパルスが入力されると、クロック信号に同期して、行選択制御信号Vsel(1)〜Vsel(M)が順次に一定周期で出力される。行選択制御信号Vsel(m)は、デジタルバッファ３４_ｍを経て第ｍ行選択用配線Ｌ_Ｖ,ｍへ出力される。

溢れ出し防止部５０Ｂでは、制御部６０からスタート信号のパルスが入力されると、クロック信号に同期して、溢れ出し防止信号が行毎に順次に一定周期で出力される。第ｍ行選択用配線Ｌ_Ｖ,ｍに対応して出力された溢れ出し防止信号は、３ステートバッファ５４_ｍに入力され、制御部６０から与えられるイネーブル信号Enableがハイレベルであれば３ステートバッファ５４_ｍから第ｍ行選択用配線Ｌ_Ｖ,ｍへ出力される。しかし、イネーブル信号Enableがローレベルであれば、３ステートバッファ５４_ｍの出力端子はハイインピーダンス状態とされる。

したがって、この溢れ出し防止部５０Ｂでは、断線している行選択用配線へ溢れ出し防止信号が選択的に出力され得る。また、断線していない行選択用配線に対応する３ステートバッファ５４_ｍの出力端子をハイインピーダンス状態とすることにより、行選択部３０Ｂまたは溢れ出し防止部５０Ｂへの突入電流の影響が小さい。

本実施形態に係る固体撮像装置１はＸ線ＣＴ装置において好適に用いられ得る。そこで、本実施形態に係る固体撮像装置１を備えるＸ線ＣＴ装置の実施形態について次に説明する。

図７は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００の構成図である。この図に示されるＸ線ＣＴ装置１００では、Ｘ線源１０６は被写体に向けてＸ線を発生する。Ｘ線源１０６から発生したＸ線の照射野は、１次スリット板１０６ｂによって制御される。Ｘ線源１０６は、Ｘ線管が内蔵され、そのＸ線管の管電圧、管電流および通電時間などの条件が調整されることによって、被写体へのＸ線照射量が制御される。Ｘ線撮像器１０７は、２次元配列された複数の画素部を有するＣＭＯＳの固体撮像装置を内蔵し、被写体を通過したＸ線像を検出する。Ｘ線撮像器１０７の前方には、Ｘ線入射領域を制限する２次スリット板１０７ａが設けられる。

旋回アーム１０４は、Ｘ線源１０６およびＸ線撮像器１０７を対向させるように保持して、これらをパノラマ断層撮影の際に被写体の周りに旋回させる。また、リニア断層撮影の際にはＸ線撮像器１０７を被写体に対して直線変位させるためのスライド機構１１３が設けられる。旋回アーム１０４は、回転テーブルを構成するアームモータ１１０によって駆動され、その回転角度が角度センサ１１２によって検出される。また、アームモータ１１０は、ＸＹテーブル１１４の可動部に搭載され、回転中心が水平面内で任意に調整される。

Ｘ線撮像器１０７から出力される画像信号は、ＡＤ変換器１２０によって例えば１０ビット（＝１０２４レベル）のデジタルデータに変換され、ＣＰＵ（中央処理装置）１２１にいったん取り込まれた後、フレームメモリ１２２に格納される。フレームメモリ１２２に格納された画像データから、所定の演算処理によって任意の断層面に沿った断層画像が再生される。再生された断層画像は、ビデオメモリ１２４に出力され、ＤＡ変換器１２５によってアナログ信号に変換された後、ＣＲＴ（陰極線管）などの画像表示部１２６によって表示され、各種診断に供される。

ＣＰＵ１２１には、信号処理に必要なワークメモリ１２３が接続され、さらにパネルスイッチやＸ線照射スイッチ等を備えた操作パネル１１９が接続されている。また、ＣＰＵ１２１は、アームモータ１１０を駆動するモータ駆動回路１１１、１次スリット板１０６ｂおよび２次スリット板１０７ａの開口範囲を制御するスリット制御回路１１５，１１６、Ｘ線源１０６を制御するＸ線制御回路１１８にそれぞれ接続され、さらに、Ｘ線撮像器１０７を駆動するためのクロック信号を出力する。

Ｘ線制御回路１１８は、Ｘ線撮像器１０７により撮像された信号に基づいて、被写体へのＸ線照射量を帰還制御することが可能である。

以上のように構成されるＸ線ＣＴ装置１００において、Ｘ線撮像器１０７は、本実施形態に係る固体撮像装置１の受光部１０，信号読出部２０，行選択部３０，列選択部４０，溢れ出し防止部５０および制御部６０に相当し、受光部１０の前面にシンチレータパネルが設けられている。

Ｘ線ＣＴ装置１００は、本実施形態に係る固体撮像装置１を備えていることにより、欠陥ライン近傍においても解像度が高い断層画像を得ることができる。特に、Ｘ線ＣＴ装置では、短期間に多数（例えば３００）のフレームデータを連続的に取得するとともに、固体撮像装置１の受光部１０への入射光量がフレーム毎に変動するので、欠陥ライン上の画素部から隣接ライン上の画素部へ溢れ出す電荷の量はフレーム毎に変動する。このようなＸ線ＣＴ装置において、本実施形態に係る固体撮像装置１を備えることにより、フレームデータに対して有効な補正をすることができる。

１…固体撮像装置、１０…受光部、２０…信号読出部、３０…行選択部、４０…列選択部、５０…溢れ出し防止部、６０…制御部、Ｐ_１,１〜Ｐ_Ｍ,Ｎ…画素部、ＰＤ…フォトダイオード、ＳＷ_１…読出用スイッチ、Ｓ_１〜Ｓ_Ｎ…積分回路、Ｃ_２…積分用容量素子、ＳＷ_２…放電用スイッチ、Ａ_２…アンプ、Ｈ_１〜Ｈ_Ｎ…保持回路、Ｃ_３…保持用容量素子、ＳＷ_３１…入力用スイッチ、ＳＷ_３２…出力用スイッチ、Ｌ_Ｖ,ｍ…第ｍ行選択用配線、Ｌ_Ｈ,ｎ…第ｎ列選択用配線、Ｌ_Ｏ,ｎ…第ｎ列読出用配線、Ｌ_Ｒ…放電用配線、Ｌ_Ｈ…保持用配線、Ｌ_out…電圧出力用配線。

Claims

入射光強度に応じた量の電荷を発生するフォトダイオードと、このフォトダイオードと接続された読出用スイッチと、を各々含むＭ×Ｎ個の画素部Ｐ_１,１〜Ｐ_Ｍ,ＮがＭ行Ｎ列に２次元配列された受光部と、
前記受光部における第ｎ列のＭ個の画素部Ｐ_１,ｎ〜Ｐ_Ｍ,ｎそれぞれに含まれる読出用スイッチと接続され、前記Ｍ個の画素部Ｐ_１,ｎ〜Ｐ_Ｍ,ｎのうちの何れかの画素部に含まれるフォトダイオードで発生した電荷を、該画素部に含まれる読出用スイッチを介して読み出す読出用配線Ｌ_Ｏ,ｎと、
前記読出用配線Ｌ_Ｏ,１〜Ｌ_Ｏ,Ｎそれぞれと接続され、前記読出用配線Ｌ_Ｏ,ｎを経て入力された電荷の量に応じた電圧値を保持し、その保持した電圧値を順次に出力する信号読出部と、
前記受光部における第ｍ行のＮ個の画素部Ｐ_ｍ,１〜Ｐ_ｍ,Ｎそれぞれに含まれる読出用スイッチと接続され、これら読出用スイッチの開閉動作を制御する信号をこれら読出用スイッチへ伝える行選択用配線Ｌ_Ｖ,ｍと、
行選択用配線Ｌ_Ｖ,１〜Ｌ_Ｖ,Ｍそれぞれの一端と接続され、前記受光部における各画素部Ｐ_ｍ,ｎに含まれる読出用スイッチの開閉動作を制御する行選択制御信号を行毎に順次に行選択用配線Ｌ_Ｖ,ｍへ出力して、その行選択用配線により接続された画素部において読出用スイッチを閉じることにより、該画素部に含まれるフォトダイオードで発生した電荷を読出用配線Ｌ_Ｏ,ｎへ出力させる行選択部と、
行選択用配線Ｌ_Ｖ,１〜Ｌ_Ｖ,Ｍそれぞれの他端と接続され、前記受光部における各画素部Ｐ_ｍ,ｎに含まれる読出用スイッチの開閉動作を制御する溢れ出し防止信号を何れかの行選択用配線Ｌ_Ｖ,ｍへ出力して、その行選択用配線により接続された画素部において読出用スイッチを閉じることにより、該画素部に含まれるフォトダイオードで発生した電荷が該画素部の外へ溢れ出すことを防止する溢れ出し防止部と、
前記行選択部および前記溢れ出し防止部それぞれの動作を制御する制御部と、
を備え、
前記溢れ出し防止部が複数のシフトレジスタを含み、
前記複数のシフトレジスタそれぞれの各段の出力端子が行選択用配線Ｌ_Ｖ,１〜Ｌ_Ｖ,Ｍの何れかに接続され、
前記複数のシフトレジスタそれぞれが、前記制御部からのスタート信号が入力される入力端子と、前記制御部に対してエンド信号を出力する出力端子とを有し、前記入力端子に前記スタート信号が入力されると該シフトレジスタに接続された各行選択用配線へ順次に前記溢れ出し防止信号を出力し、該シフトレジスタに接続された各行選択用配線への前記溢れ出し防止信号の出力が終了すると前記エンド信号を前記出力端子から出力する、
ことを特徴とする固体撮像装置（ただし、Ｍ，Ｎは２以上の整数、ｍは１以上Ｍ以下の整数、ｎは１以上Ｎ以下の整数）。
前記溢れ出し防止部が、行選択用配線Ｌ_Ｖ,１〜Ｌ_Ｖ,Ｍのうち何れかの行選択用配線が断線しているときに、その断線している行選択用配線へ選択的に前記溢れ出し防止信号を出力する、
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
前記溢れ出し防止部が、行選択用配線Ｌ_Ｖ,１〜Ｌ_Ｖ,Ｍのうち何れかの行選択用配線が断線しているときに、その断線している行選択用配線およびこれに隣接する行選択用配線それぞれへ前記溢れ出し防止信号を出力する、
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
前記溢れ出し防止部が、行選択用配線Ｌ_Ｖ,１〜Ｌ_Ｖ,Ｍのうち何れかの行選択用配線へ前記溢れ出し防止信号を出力する際に、前記行選択部から該行選択用配線への行選択制御信号の出力と同一タイミングで前記溢れ出し防止信号を出力する、
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
被写体に向けてＸ線を出力するＸ線出力部と、
前記Ｘ線出力部から出力されて前記被写体を経て到達したＸ線を受光し撮像する請求項１〜４の何れか１項に記載の固体撮像装置と、
前記Ｘ線出力部および前記固体撮像装置を前記被写体に対して相対移動させる移動手段と、
前記固体撮像装置から出力されるフレームデータを入力し、そのフレームデータに基づいて前記被写体の断層画像を生成する画像解析部と、
を備えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。