电流/电压转换电路和成像装置制造方法及图纸

一种成像装置10，包括通过以二维矩阵形式布置包括在一个像素或多个像素中的成像元件单元20而形成的成像面板11。每个成像元件单元20包括将入射的电磁波转换为电流的成像元件30以及将来自成像元件的电流转换为电压的电流/电压转换电路40A。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电流/电压转换电路和成像装置
本公开涉及电流/电压转换电路以及包括这种电流/电压转换电路的成像装置。更具体地，本公开涉及可以适用于X射线平板检测器的电流/电压转换电路以及包括这种电流/电压转换电路的成像装置(X射线平板检测器)。
技术介绍
能够通过用X射线照射活体或物质并基于透射的X射线成像技术来检测和可视化透射的X射线来识别活体或物质的内部状态。在透射的X射线成像技术中，使用感光板(photographicplate)或照相胶片(photographfilm)来检测透射的X射线。但是，近年来，X射线平板检测器的发展已经取得蓬勃进展(见例如日本专利申请特开No.2010-098621)。关于X射线平板检测器，存在直接转换系统和间接转换系统，在该直接转换系统中，将X射线直接转换为电信号，且在该间接转换系统中，将X射线转换为光信号，然后将其转换为电信号。在任一系统中，都可以实现无胶片成像，且变得能够进行图片质量改善和诊断支持。另外，优点是，例如，有助于电子存档和联网且预计在各种领域中使用。图50中示出了X射线平板检测器中包括的成像元件和电流/电压转换电路的例子的等效电路图。在此，以二维矩阵形式在X和Y方向上布置的多个(M×N个)成像元件230将入射的X射线直接(直接转换系统)或间接(间接转换系统)转换为电流。在X方向上布置的多个(M个)成像元件230经由开关电路232和行布线233而连接到一个电流/电压转换电路240。电流/电压转换电路240按顺序将来自每个成像元件的电流转换为电压。在图50中，附图标记231指示成像元件230具有的寄生电容(电容值：Cpd)。电流/电压转换电路240是公知的电流/电压转换电路(一种积分电路)，其包括运算放大器241、电容器部分242(电容值：Cint)和具有复位开关电路244的短路电路243。向运算放大器241的同相输入部分输入参考电压VRef。另外，运算放大器241的反相输入部分被连接到行布线233。电容器部分242和短路电路243并行连接，且连接到运算放大器241的反相输入部分和输出部分。当启动电流/电压转换电路240时，将开关电路232置于断开状态，且将复位开关电路244置于接通状态，由此穿过电容器部分242的电势被设置为等于VRef。然后，将复位开关电路244置于断开状态，且X射线入射在成像元件230上。成像元件230将输入的电磁波转换为电流。将该电流存储在寄生电容230中，作为电荷Qin。当将开关电路232置于接通状态时，在寄生电容231中存储的电荷Qin经由行布线233传输到电流/电压转换电路240中的电容器部分242。由V0来表示从电流/电压转换电路240输出的输出电压，最终获得V0＝Qin/Cint。引用列表专利文献专利文献1：日本专利申请特开No.2010-098621
技术实现思路
本专利技术要解决的问题注意，在图50所示的传统成像元件230和电流/电压转换电路240中，在X方向上布置的多个(M个)成像元件230经由行布线233连接到一个电流/电压转换电路240。因此，行布线233的寄生电容Cline变得与成像元件的数量(M)成比例。从电流/电压转换电路240输出的电压信号中的噪声被放大到[1+(Cline+∑Cpd-m)/Cint]倍。在其中行布线233的寄生电容Cline大的传统系统中，难以获得高的S/N比。注意，“∑Cpd-m”指的是M个成像元件230的寄生电容231的总数。另外，由于在敏感度上高的行布线233的布线长度长，因此还存在无力对抗外部干扰的问题。因此，本公开的目的是提供一种电流/电压转换电路，其可以给出高的S/N比，且有力对抗外部干扰，以及提供一种成像装置，包括这种电流/电压转换电路。对问题的解决方案用于实现该目的的根据本公开的一种成像装置包括通过以二维矩阵形式布置包括在一个像素或多个像素中的成像元件单元而形成的成像面板，并且每个成像元件单元包括：成像元件，被配置为将输入的电磁波转换为电流；以及电流/电压转换电路，被配置为将来自所述成像元件的电流转换为电压。用于实现该目的的根据本公开的第一方面的一种电流/电压转换电路，是连接到成像元件的电流/电压转换电路，其被配置为将入射的电磁波转换为电流，且被配置为将来自所述成像元件的电流转换为电压，所述电流/电压转换电路包括：运算放大器，包括连接到所述电流/电压转换电路的输出部分的输出部分，且包括第一输入部分和第二输入部分；电容器部分，第一端连接到所述运算放大器的输出部分，且第二端连接到所述运算放大器的第二输入部分；以及第一开关电路和第二开关电路，被配置为互补地操作，所述运算放大器的第一输入部分连接到第一电源，以及所述成像元件的输出部分经由所述第一开关电路而连接到所述电容器部分的第二端，且经由所述第二开关电路而连接到第二电源。注意，“第一开关电路和第二开关电路互补地操作”指的是，当第一开关电路处于接通状态时，第二开关电路被置于断开状态，且当第一开关电路处于断开状态时，第二开关电路被置于接通状态。这在以下描述中也是如此。用于实现该目的的根据本公开的第二方面的电流/电压转换电路是连接到成像元件的电流/电压转换电路，其被配置为将入射的电磁波转换为电流，且被配置为将来自所述成像元件的电流转换为电压，所述电流/电压转换电路包括：场效应晶体管；电容器部分；以及第一开关电路和第二开关电路，被配置为互补地操作，所述电容器部分的第一端连接到所述场效应晶体管的一个源极/漏极区，且所述电容器部分的第二端连接到所述场效应晶体管的栅极电极，所述场效应晶体管的所述一个源极/漏极区连接到第一电源和所述电流/电压转换电路的输出部分，以及所述成像元件的输出部分经由所述第一开关电路而连接到所述电容器部分的第二端，且经由所述第二开关电路而连接到第二电源。专利技术的效果根据本公开的成像面板中的每个成像元件单元包括一个成像元件和一个电流/电压转换电路。另外，与一个成像元件对应地提供根据本公开的第一方面或第二方面的电流/电压转换电路。因此，不像其中对于多个成像元件提供一个电流/电压转换电路的传统技术，不会发生诸如由于行布线导致的从电流/电压转换电路输出的电压信号中的噪声的问题。因此，可以获得高S/N比，且可以试图减少电磁波的辐射量。另外，也能够提供有力抵抗外部干扰的成像元件单元。附图说明图1是在实施例1中的成像装置的一部分的等效电路图。图2A和2B是用于说明在实施例1中的成像装置中包括的成像元件单元的操作的等效电路图。图3A和3B是接着图2B的用于说明在实施例1中的成像装置中包括的成像元件单元的操作的等效电路图。图4A和4B是接着图3B的用于说明在实施例1中的成像装置中包括的成像元件单元的操作的等效电路图。图5是图示实施例1中的成像装置包括的成像元件单元中的各个节点处的电势的示图。图6是图示连接到输出布线的实施例1和实施例3中的成像装置中包括的M个成像元件单元中耗散的功率的总和。图7是在实施例2中的成像装置的一部分的等效电路图。图8是在实施例3中的成像装置的一部分的等效电路图。图9A和9B是用于说明在实施例3中的成像装置中包括的成像元件单元的操作的等效电路图。图10A和10B是接着图9B的用于说明在实施例3中的成像装置中包括的成像元件单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成像装置，包括通过以二维矩阵形式布置包括在一个像素或多个像素中的成像元件单元而形成的成像面板，每个成像元件单元包括成像元件，被配置为将入射的电磁波转换为电流，以及电流/电压转换电路，被配置为将来自所述成像元件的电流转换为电压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.08.23 JP 2012-1839401.一种成像装置，包括：多个成像元件单元，以二维矩阵形式布置，每个成像元件单元包括成像元件，被配置为将入射的电磁波转换为电流，以及每个成像元件单元包括电流/电压转换电路，被配置为将来自所述成像元件的电流转换为电压。2.根据权利要求1的成像装置，其中所述电流/电压转换电路包括运算放大器和电容器部分，所述运算放大器包括连接到所述电流/电压转换电路的输出部分的输出部分，且包括第一输入部分和第二输入部分，以及所述电容器部分的第一端连接到所述运算放大器的输出部分，且所述电容器部分的第二端连接到所述运算放大器的第二输入部分和所述成像元件的输出部分。3.根据权利要求2的成像装置，其中，通过来自所述成像元件的电流来将电荷存储在所述电容器部分中。4.根据权利要求2的成像装置，其中所述电流/电压转换电路包括多个电容器部分和一个切换开关电路，以及所述多个电容器部分的每个经由所述切换开关电路而连接到所述运算放大器的输出部分和所述运算放大器的第二输入部分。5.根据权利要求2的成像装置，其中所述电流/电压转换电路还包括第一开关电路和第二开关电路，所述运算放大器的第一输入部分连接到第一电源，所述成像元件的输出部分经由所述第一开关电路而连接到所述电容器部分的第二端，且经由所述第二开关电路而连接到第二电源，以及所述第一开关电路和所述第二开关电路互补地操作。6.根据权利要求5的成像装置，其中所述电流/电压转换电路还包括第二电容器部分和执行与所述第一开关电路相同的操作的第三开关电路，以及所述第二电容器部分的第一端经由所述第三开关电路而连接到所述运算放大器的输出部分。7.根据权利要求5的成像装置，其中所述电流/电压转换电路还包括第二电容器部分、第三开关电路、第四开关电路、第五开关电路和第六开关电路，所述第二电容器部分的第一端经由所述第三开关电路而连接到所述运算放大器的输出部分，所述第二电容器部分的第二端经由所述第四开关电路而连接到所述运算放大器的第二输入部分，且经由所述第五开关电路而连接到所述第一电源，以及所述第六开关电路被连接在所述电容器部分的第二端以及所述第一开关电路和所述运算放大器的第二输入部分之间。8.根据权利要求2的成像装置，其中，所述电流/电压转换电路还包括连接到所述运算放大器的输出部分和所述电流/电压转换电路的输出部分的缓冲器电路。9.根据权利要求1的成像装置，其中所述电流/电压转换电路包括场效应晶体管和电容器部分，所述电容器部分的第一端连接到所述场效应晶体管的一个源极/漏极区，且所述电容器部分的第二端连接到所述场效应晶体管的栅极电极和所述成像元件的输出部分，以及所述场效应晶体管的所述一个源极/漏极区连接到第一电源和所述电流/电压转换电路的输出部分。10.根据权利要求9的成像装置，其中，通过来自所述成像元件的电流来将电荷存储在所述电容器部分中。11.根据权利要求9的成像装置，其中所述电流/电压转换电路包括多个电容器部分和一个切换开关电路，以及所述多个电容器部分的每个经...

【专利技术属性】
技术研发人员：园田高大，铃木笃史，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP