攝像裝置和圖像拍攝顯示系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了攝像裝置和圖像拍攝顯示系統(tǒng)。該攝像裝置包括：攝像部，其含有多個(gè)像素，每個(gè)像素含有光電轉(zhuǎn)換器件和場(chǎng)效應(yīng)晶體管；驅(qū)動(dòng)部，其控制要被施加至晶體管的電壓以對(duì)累積在像素中的信號(hào)電荷進(jìn)行讀出驅(qū)動(dòng)；和校正部，其用來(lái)校正用于驅(qū)動(dòng)晶體管的電壓值；晶體管含有彼此面對(duì)地布置且其間插有半導(dǎo)體層的第一柵極電極和第二柵極電極，驅(qū)動(dòng)部通過(guò)分別將第一電壓施加至所述第一柵極電極且將第二電壓施加至所述第二柵極電極來(lái)進(jìn)行晶體管的導(dǎo)通/截止控制，且校正部根據(jù)晶體管的閾值電壓的偏移量校正第一電壓和第二電壓中的一者或兩者的電壓值。根據(jù)本發(fā)明，能夠通過(guò)減輕由所述晶體管的閾值電壓的偏移造成的不利影響獲得高的可靠性。
【專利說(shuō)明】攝像裝置和圖像拍攝顯示系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及包括有光電轉(zhuǎn)換器件的攝像裝置和包含這樣的攝像裝置的圖像拍攝顯不系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]已經(jīng)提出了各種類型的攝像裝置作為每個(gè)像素(攝像像素)中內(nèi)置有光電轉(zhuǎn)換器件的攝像裝置。這種包含這樣的光電轉(zhuǎn)換器件的攝像裝置的示例可以包括所謂的光學(xué)觸控面板和射線照相攝像裝置(例如，日本待審查專利第2011-135561號(hào)公報(bào))。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在如上所述的這樣的攝像裝置中，使用薄膜晶體管(TFT)作為用于從每個(gè)像素讀出信號(hào)電荷的開(kāi)關(guān)器件。然而，可能產(chǎn)生這樣的缺點(diǎn):由于TFT的閾值電壓的偏移，攝像裝置的可靠性降低。
[0004]因此，期望提供一種能夠通過(guò)減小由晶體管的閾值電壓的偏移造成的不利影響來(lái)獲得高可靠性的攝像裝置，以及含有這樣的攝像裝置的圖像拍攝顯示系統(tǒng)。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種攝像裝置，其包括:攝像部，所述攝像部含有多個(gè)像素，每個(gè)所述像素含有光電轉(zhuǎn)換器件和場(chǎng)效應(yīng)晶體管；驅(qū)動(dòng)部，所述驅(qū)動(dòng)部被構(gòu)造用來(lái)控制將被施加至所述晶體管的電壓以進(jìn)行對(duì)累積在所述像素中的信號(hào)電荷的讀出驅(qū)動(dòng)；和校正部，所述校正部被構(gòu)造用來(lái)校正用于驅(qū)動(dòng)所述晶體管的電壓值。所述晶體管含有第一柵極電極和第二柵極電極，所述第一柵極電極和所述第二柵極電極彼此面對(duì)地布置且所述第一柵極電極與所述第二柵極電極之間設(shè)置有半導(dǎo)體層。所述驅(qū)動(dòng)部被構(gòu)造用來(lái)通過(guò)將第一電壓施加至所述晶體管的第一柵極電極且將第二電壓施加至所述晶體管的第二柵極電極來(lái)進(jìn)行所述晶體管的導(dǎo)通/截止控制。所述校正部被構(gòu)造用來(lái)根據(jù)所述晶體管的閾值電壓的偏移量來(lái)校正所述第一電壓和所述第二電壓中的一者或兩者的電壓值。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種圖像拍攝顯示系統(tǒng)，其包括:攝像裝置；和顯示裝置，所述顯示裝置被構(gòu)造用來(lái)基于由所述攝像裝置獲得的攝像信號(hào)進(jìn)行圖像顯示。所述攝像裝置包括:攝像部，所述攝像部含有多個(gè)像素，每個(gè)所述像素含有光電轉(zhuǎn)換器件和場(chǎng)效應(yīng)晶體管；驅(qū)動(dòng)部，所述驅(qū)動(dòng)部被構(gòu)造用來(lái)控制將被施加至所述晶體管的電壓以進(jìn)行對(duì)累積在所述像素中的信號(hào)電荷的讀出驅(qū)動(dòng)；和校正部，所述校正部被構(gòu)造用來(lái)校正用于驅(qū)動(dòng)所述晶體管的電壓值。所述晶體管含有第一柵極電極和第二柵極電極，所述第一柵極電極和所述第二柵極電極彼此面對(duì)地布置且所述第一柵極電極與所述第二柵極電極之間設(shè)置有半導(dǎo)體層。所述驅(qū)動(dòng)部被構(gòu)造用來(lái)通過(guò)將第一電壓施加至所述晶體管的第一柵極電極且將第二電壓施加至所述晶體管的第二柵極電極來(lái)進(jìn)行所述晶體管的導(dǎo)通/截止控制。所述校正部被構(gòu)造用來(lái)根據(jù)所述晶體管的閾值電壓的偏移量來(lái)校正所述第一電壓和所述第二電壓中的一者或兩者的電壓值。
[0007]在根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例的攝像裝置和圖像拍攝顯示系統(tǒng)中，當(dāng)讀出所述信號(hào)電荷時(shí)，通過(guò)將所述第一電壓施加至所述晶體管的第一柵極電極且將所述第二電壓施加至所述晶體管的第二柵極電極來(lái)進(jìn)行所述晶體管的導(dǎo)通/截止控制。根據(jù)所述晶體管的閾值電壓的偏移量在預(yù)定的時(shí)刻對(duì)所述第一電壓和所述第二電壓中的一者的電壓值進(jìn)行校正。
[0008]在根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例的攝像裝置和圖像拍攝顯示系統(tǒng)中，所述攝像部包括多個(gè)像素，每個(gè)所述像素含有光電轉(zhuǎn)換器件和場(chǎng)效應(yīng)晶體管，且所述晶體管包括所述第一柵極電極和所述第二柵極電極，所述第一柵極電極和所述第二柵極電極彼此面對(duì)地布置且所述第一柵極電極和所述第二柵極電極之間設(shè)置有半導(dǎo)體層。所述驅(qū)動(dòng)部通過(guò)將所述第一電壓施加至如此構(gòu)造的所述晶體管的第一柵極電極且將所述第二電壓施加至所述晶體管的第二柵極電極，來(lái)進(jìn)行所述晶體管的導(dǎo)通/截止控制，且所述校正部根據(jù)所述閾值電壓的偏移量對(duì)所述第一電壓和所述第二電壓中的一者的電壓值進(jìn)行校正。因此，能夠通過(guò)減輕由所述晶體管的閾值電壓的偏移造成的不利影響來(lái)獲得高的可靠性。
[0009]應(yīng)當(dāng)理解，前面的一般性說(shuō)明和下面的詳細(xì)說(shuō)明都是示例性的，且旨在對(duì)權(quán)利要求書(shū)中請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)提供進(jìn)一步的說(shuō)明。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]這里所包括的附圖提供了對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，這些附圖被并入本說(shuō)明書(shū)中且構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分。附圖圖示了實(shí)施例，并且與本說(shuō)明書(shū)一起用來(lái)解釋本發(fā)明的原理。
[0011]圖1是圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的攝像裝置的整體構(gòu)造示例的框圖。
[0012]圖2是圖示了圖1中所示的攝像部的示意性構(gòu)造示例的示意圖。
[0013]圖3是圖示了圖1中所示的像素等的詳細(xì)構(gòu)造示例的電路圖。
[0014]圖4是圖示了圖3中所示的晶體管的示意性構(gòu)造示例的截面圖。
[0015]圖5A是圖示了圖1中所示的行掃描部的詳細(xì)構(gòu)造示例的框圖。
[0016]圖5B是圖示了圖1中所示的列選擇部的詳細(xì)構(gòu)造示例的框圖。
[0017]圖6A是圖示了圖1中所示的偏置電壓控制部的構(gòu)造的功能框圖。
[0018]圖6B是圖示了偏置電壓控制示例的示意圖。
[0019]圖7A是圖示了在曝光期間內(nèi)的操作狀態(tài)的示例的電路圖。
[0020]圖7B是圖示了在讀出/復(fù)位期間內(nèi)的操作狀態(tài)的示例的電路圖。
[0021 ] 圖8是用于說(shuō)明攝像驅(qū)動(dòng)操作的時(shí)序圖。
[0022]圖9是用于說(shuō)明X-射線照射下的閾值電壓偏移的電流-電壓特性圖。
[0023]圖10是用于說(shuō)明當(dāng)校正偏置電壓(Vtg)時(shí)要進(jìn)行的驅(qū)動(dòng)操作的時(shí)序圖。
[0024]圖11是用于說(shuō)明分別在還沒(méi)有進(jìn)行X-射線照射的情況下(OGy)和在已經(jīng)進(jìn)行了X-射線照射的情況下(75Gy)的電流-電壓特性的變化的特性圖。
[0025]圖12是用于說(shuō)明當(dāng)已經(jīng)進(jìn)行了 X-射線照射(75Gy)時(shí)電流-電壓特性相對(duì)于偏置電壓的變化的偏移的特性圖。
[0026]圖13是用于說(shuō)明基于像素值采樣的偏置電壓校正操作的特性圖。
[0027]圖14是圖示了偏置電壓控制部和根據(jù)變型例I的觸點(diǎn)構(gòu)造示例的功能框圖。
[0028]圖15是圖示了根據(jù)變型例2的偏置電壓控制部的構(gòu)造的功能框圖。
[0029]圖16是圖示了根據(jù)變型例3的像素等的構(gòu)造的電路圖。
[0030]圖17是圖示了根據(jù)變型例4的像素等的構(gòu)造的電路圖。
[0031]圖18是圖示了圖17中所示的兩個(gè)晶體管的示意性構(gòu)造的截面圖。
[0032]圖19是圖示了根據(jù)變型例5的像素等的構(gòu)造的電路圖。
[0033]圖20是圖示了根據(jù)變型例6的像素等的構(gòu)造的電路圖。
[0034]圖21A是圖示了根據(jù)變型例7的攝像部的示意性構(gòu)造的示意圖。
[0035]圖21B是圖示了根據(jù)變型例8的攝像部的示意性構(gòu)造示例的示意圖。
[0036]圖22是圖示了根據(jù)應(yīng)用例的圖像拍攝顯示系統(tǒng)的示意性構(gòu)造的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0037]在下文中，將參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行。應(yīng)注意，將以下面的順序進(jìn)行說(shuō)明。
[0038]1.實(shí)施例(在將偏置電壓施加至兩個(gè)柵極電極中的一者時(shí)讀出信號(hào)并且根據(jù)閾值電壓的偏移量校正偏置電壓的攝像裝置的示例)
[0039]2.變型例I (將被施加偏置電壓的柵極電極暫時(shí)地切換至浮動(dòng)狀態(tài)的示例)
[0040]3.變型例2 (暫時(shí)切換將被施加偏置電壓要的柵極電極以使其具有與另一個(gè)柵極電極相同的電位的示例)
[0041]4.變型例3 (無(wú)源像素電路的另一個(gè)示例)
[0042]5.變型例4 (無(wú)源像素電路的又一個(gè)示例)
[0043]6.變型例5和6 (有源像素電路的示例)
[0044]7.變型例7和8 (基于照射攝像的攝像部的示例)
[0045]8.應(yīng)用例(應(yīng)用于圖像拍攝顯示系統(tǒng)的示例)
[0046]1.實(shí)施例
[0047][攝像裝置I的整體構(gòu)造]
[0048]圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的攝像裝置(攝像裝置I)的整體模塊構(gòu)造。攝像裝置I可以基于例如后面所述的照射等入射光(攝像光)讀出對(duì)象的信息(拍攝對(duì)象的圖像)。攝像裝置I包括攝像部11、行掃描部13、A/D轉(zhuǎn)換部14、列掃描部15、系統(tǒng)控制部16和偏置電壓控制部18。在上述的各部中，行掃描部13、A/D轉(zhuǎn)換部14、列掃描部15、系統(tǒng)控制部16和偏置電壓控制部18對(duì)應(yīng)于本發(fā)明實(shí)施例中的“驅(qū)動(dòng)部”的具體示例，偏置電壓控制部18對(duì)應(yīng)于本發(fā)明實(shí)施例中的“校正部”的具體示例。
[0049](攝像部11)
[0050]攝像部11根據(jù)入射光(攝像光)生成電信號(hào)。在攝像部11中，像素(圖像拾取像素或單元像素)20以行列形式(以矩陣形式)二維地排列，并且每個(gè)像素20含有光電轉(zhuǎn)換器件(下文所述的光電轉(zhuǎn)換器件21)，所述光電轉(zhuǎn)換器件根據(jù)攝像光生成光電荷(光電荷的電荷量取決于攝像光的光量)并累積生成的光電荷。應(yīng)當(dāng)注意，在下文中，說(shuō)明是這樣進(jìn)行的:如圖1所述，把攝像部11內(nèi)的水平方向(行方向)稱為“H”方向且把攝像部11內(nèi)的垂直方向(列方向)稱為“V”方向。
[0051]圖2圖示了攝像部11的示意性構(gòu)造示例。攝像部11包括光電轉(zhuǎn)換層111，在光電轉(zhuǎn)換層111中，為每個(gè)像素20配置有光電轉(zhuǎn)換器件21。如圖2所示，光電轉(zhuǎn)換層111被構(gòu)造為使得進(jìn)行基于入射的攝像光Lin的光電轉(zhuǎn)換(從攝像光Lin轉(zhuǎn)換成信號(hào)電荷)。
[0052]圖3圖示了像素20的電路構(gòu)造(所謂的無(wú)源電路構(gòu)造)示例，以及下文所述的A/D轉(zhuǎn)換部14中的列選擇部17的電路構(gòu)造示例。無(wú)源型像素20包括一個(gè)光電轉(zhuǎn)換器件21和一個(gè)晶體管22。此外，在H方向上延伸的讀出控制線(下文所述的兩條讀出控制線Lreadl和Lread2)和在V方向上延伸的信號(hào)線Lsig連接至像素20。
[0053]光電轉(zhuǎn)換器件21可以由例如PIN (正-本征-負(fù))型光電二極管或MIS (金屬-絕緣體-半導(dǎo)體)型傳感器構(gòu)造而成，以如上所述地生成信號(hào)電荷(信號(hào)電荷的電荷量根據(jù)入射光(攝像光Lin)的光量)。應(yīng)當(dāng)注意，在這個(gè)示例中，光電轉(zhuǎn)換器件21的陰極連接至累積節(jié)點(diǎn)N。
[0054]晶體管22是根據(jù)從每個(gè)讀出控制線(Lreadl和Lread2)供給的行掃描信號(hào)而導(dǎo)通以將由光電轉(zhuǎn)換器件21獲得的信號(hào)電荷(輸入電壓Vin)輸出至信號(hào)線Lsig的晶體管(讀出晶體管)。在這個(gè)示例中，晶體管22由N-溝道型(N-型)場(chǎng)效應(yīng)管(FET)構(gòu)成?？商娲兀w管22可以由P-溝道型(P-型)FET等構(gòu)成。
[0055]在本實(shí)施例中，晶體管22具有所謂的雙柵結(jié)構(gòu)，所述雙柵結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)柵極(下文所述的第一柵極電極220A和第二柵極電極220B)，這兩個(gè)柵極彼此面對(duì)地布置且在它們之間設(shè)置有半導(dǎo)體層(下文所述的半導(dǎo)體層226)。
[0056]圖4圖示了晶體管22的截面結(jié)構(gòu)。在基板110上，晶體管22包括第一柵極電極220A (第一柵極電極)和被形成為覆蓋第一柵極電極220A的第一柵極絕緣膜229。在第一柵極絕緣膜229上形成有包括溝道層(活性層)226a、LDD (輕摻雜漏極)層226b和N+層226c的半導(dǎo)體層226。第二柵極絕緣膜230被形成為覆蓋半導(dǎo)體層226，并且第二柵極電極220B (第二柵極電極)被布置在第二柵極絕緣膜230上的與第一柵極電極220A相對(duì)的區(qū)域中。具有接觸孔Hl的第一層間絕緣膜231形成在第二柵極電極220B上，并且形成有源極-漏極電極228以填滿接觸孔H1。在第一層間絕緣膜231和源極-漏極電極228上形成有第二層間絕緣膜232。
[0057]半導(dǎo)體層226例如可以由諸如非晶質(zhì)硅(非晶硅)、微晶硅和/或多晶質(zhì)硅(多晶娃)等娃基半導(dǎo)體構(gòu)成，且理想地可以由低溫多晶娃(LTPS:Low TemperaturePoly-silicon)構(gòu)成?？商娲?半導(dǎo)體層226可以由諸如銦鎵鋅氧化物(InGaZnO)和氧化鋅(ZnO)等氧化物半導(dǎo)體構(gòu)成。在半導(dǎo)體層226中，LDD層226b形成在溝道層226a與N+層226c之間以減小泄漏電流。源極-漏極電極228起到源極或漏極的作用，且可以由例如T1、Al、Mo、W和Cr等材料中的任何一種制成的單層膜或由上述材料制成的層壓膜構(gòu)成。
[0058]第一柵極電極220A和第二柵極電極220B分別可以由例如T1、Al、Mo、W和Cr等材料中的任何一種制成的單層膜構(gòu)成或由上述材料制成的層壓膜構(gòu)成。如上所述，第一柵極電極220A和第二柵極電極220B被布置為彼此面對(duì)并且在它們之間設(shè)置有第一柵極絕緣膜229、半導(dǎo)體層226和第二柵極絕緣膜230。
[0059]第一柵極絕緣膜229和第二柵極絕緣膜230均可以是由例如氧化硅(S12)膜或氮氧化硅(S1N)膜等構(gòu)成的單層膜，或可以是含有諸如上述膜和氮化硅(SiNx)膜等硅化合物膜的層壓膜。例如，第一柵極絕緣膜229可以是由從基板110開(kāi)始層疊氮化硅膜229A和氧化硅膜229B而構(gòu)成的，第二柵極絕緣膜230可以是由從基板110開(kāi)始層疊氧化硅膜230A、氮化娃膜230B和氧化娃膜230C而構(gòu)成的。然而，當(dāng)半導(dǎo)體層226由低溫多結(jié)晶娃(低溫多晶硅)制成時(shí)，從制造的角度來(lái)看，這樣的結(jié)構(gòu)可能是可取的:在第一柵極絕緣膜229和第二柵極絕緣膜230中，將氧化硅膜(氧化硅膜229B和230A)設(shè)置與半導(dǎo)體層226 (詳細(xì)地說(shuō)，溝道層226a)相接觸的表面上。
[0060]第一層間絕緣膜231和第二層間絕緣膜232均可以由例如氧化硅膜、氮化硅膜和氮氧化硅膜等中的任何一種形成的單層膜構(gòu)成或由上述的膜形成的層壓膜構(gòu)成。例如，第一層間絕緣膜231可以由從基板110開(kāi)始層疊氧化硅膜231a和氮化硅膜231b構(gòu)成，第二層間絕緣膜232可以由氧化硅膜構(gòu)成。
[0061]在本實(shí)施例中，例如，在像素20的電路構(gòu)造中，第一柵極電極220A可以連接至讀出控制線Lreadl且第二柵極電極220B可以連接至讀出控制線Lread2。在這樣的構(gòu)造中，分別地控制將要施加至第一柵極電極220A和第二柵極電極220B的電壓。具體地，可以由例如系統(tǒng)控制部16和行掃描部13控制將要施加至第一柵極電極220A的電壓，并且可以由例如偏置電壓控制部18控制將要施加至第二柵極電極220B的電壓。因此，與行掃描信號(hào)相對(duì)應(yīng)的脈沖電壓Vg (第一電壓)被施加至第一柵極電極220A，并且偏置電壓Vtg (第二電壓)被施加至第二柵極電極220B。應(yīng)當(dāng)注意的是，在此示例中，盡管將要被施加脈沖電壓的第一柵極電極220A布置在下側(cè)(在半導(dǎo)體層266下方)并且將要被施加偏置電壓的第二柵極電極220B布置在上側(cè)(在半導(dǎo)體層226上方)，但是垂直逆轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)也是可以的。晶體管22的源極(源極-漏極電極228)可以連接至例如信號(hào)線Lsig，且晶體管22的漏極(源極-漏極電極228)可以經(jīng)由累積節(jié)點(diǎn)N連接至例如光電轉(zhuǎn)換器件21的陰極。此外，在此示例中，光電轉(zhuǎn)換器件21的陽(yáng)極被連接到地(接地)。
[0062](行掃描部13)
[0063]行掃描部13是這樣的像素驅(qū)動(dòng)部(行掃描電路):被構(gòu)造為包括下文所述的移位寄存器電路和預(yù)定的邏輯電路等等，并且對(duì)攝像部11中的多個(gè)像素20進(jìn)行逐行(逐個(gè)水平線)驅(qū)動(dòng)(線順序掃描)。具體地，可以通過(guò)例如線順序掃描進(jìn)行諸如后面所述的讀出操作和復(fù)位操作等攝像操作。應(yīng)當(dāng)注意的是，可以通過(guò)經(jīng)由例如讀出控制線Lreadl將行掃描信號(hào)供給至每個(gè)像素20，來(lái)進(jìn)行線順序掃描。
[0064]圖5A圖示了行掃描部13的模塊構(gòu)造示例。行掃描部13包括在V方向上延伸的多個(gè)單元電路130。應(yīng)當(dāng)注意,在這個(gè)示例中，從上到下地由Lreadl (I)至Lreadl (8)表示連接至附圖中所示的四個(gè)單元電路130的八條讀出控制線Lreadl。
[0065]每個(gè)單元電路130可以包括例如一列或多列(在這里，兩列)移位寄存器電路131、132 (為了方便起見(jiàn)，在附圖的框中縮寫(xiě)為“S/R”；同樣適用于下文)、四個(gè)AND電路(邏輯與電路)133A至133D、兩個(gè)OR電路(邏輯或電路)134A、134B和兩個(gè)緩沖電路135A、135B。盡管這里將說(shuō)明包括有兩列移位寄存器電路的構(gòu)造作為示例，但是單元電路可以由一列移位寄存器電路構(gòu)造而成。然而，盡管沒(méi)有詳細(xì)地說(shuō)明，但是可以通過(guò)設(shè)置兩列或兩列以上的移位寄存器電路來(lái)在一個(gè)幀期間內(nèi)進(jìn)行多次復(fù)位操作。
[0066]移位寄存器電路131是這樣的電路:根據(jù)從系統(tǒng)控制部16供給的起始脈沖VSTl和時(shí)鐘信號(hào)CLK1，生成在作為整體的多個(gè)單元電路130內(nèi)在V方向上順序地移位的脈沖信號(hào)。同樣，移位寄存器電路132是這樣的電路:根據(jù)從系統(tǒng)控制部16供給的起始脈沖VST2和時(shí)鐘信號(hào)CLK2，生成在作為整體的多個(gè)單元電路130內(nèi)在V方向上順序地移位的脈沖信號(hào)。因此，例如，移位寄存器電路131可以生成用于第一復(fù)位驅(qū)動(dòng)的脈沖信號(hào)且移位寄存器電路132可以生成用于第二復(fù)位驅(qū)動(dòng)的脈沖信號(hào)。
[0067]用于控制(規(guī)定)從移位寄存器電路131和132中輸出的各個(gè)脈沖信號(hào)(各個(gè)輸出信號(hào))的有效期間的四種類型的使能信號(hào)ENl至EN4分別被輸入至AND電路133A至133D。具體地，來(lái)自移位寄存器電路132的脈沖信號(hào)被輸入至AND電路133A的一個(gè)輸入端子且使能信號(hào)ENl被輸入至AND電路133A的另一個(gè)輸入端子。來(lái)自移位寄存器電路131的脈沖信號(hào)被輸入至AND電路133B的一個(gè)輸入端子且使能信號(hào)EN2被輸入至AND電路133B的另一個(gè)輸入端子。來(lái)自移位寄存器電路132的脈沖信號(hào)被輸入至AND電路133C的一個(gè)輸入端子且使能信號(hào)EN3被輸入至AND電路133C的另一個(gè)輸入端子。來(lái)自移位寄存器電路131的脈沖信號(hào)被輸入至AND電路133D的一個(gè)輸入端子且使能信號(hào)EN4被輸入至AND電路133D的另一個(gè)輸入端子。
[0068]OR電路134A是生成來(lái)自AND電路133A的輸出信號(hào)與來(lái)自AND電路133B的輸出信號(hào)的邏輯或信號(hào)(0R信號(hào))的電路。同樣，OR電路134B是生成來(lái)自AND電路133C的輸出信號(hào)與來(lái)自AND電路133D的輸出信號(hào)的邏輯或信號(hào)的電路。這樣，在控制各個(gè)輸出信號(hào)的有效期間時(shí)，分別由上述的AND電路133A至133D和OR電路134A、134B生成從移位寄存器電路131和132中輸出的輸出信號(hào)(脈沖信號(hào))的邏輯或信號(hào)。因此，規(guī)定了在要進(jìn)行多次下文所述的復(fù)位驅(qū)動(dòng)時(shí)的各驅(qū)動(dòng)時(shí)序等。
[0069]緩沖電路135A是作為用于來(lái)自O(shè)R電路134A的輸出信號(hào)(脈沖信號(hào))的緩沖器的電路，緩沖電路135B是作為用于來(lái)自O(shè)R電路134B的輸出信號(hào)的緩沖器的電路。經(jīng)過(guò)緩沖電路135A和135B緩沖之后的脈沖信號(hào)(行掃描信號(hào))經(jīng)由讀出控制線Lreadl被輸出至攝像部11中的各像素20。
[0070](A/D 轉(zhuǎn)換部 14)
[0071]A/D轉(zhuǎn)換部14包括多個(gè)列選擇部17，一個(gè)列選擇部17是對(duì)應(yīng)于每幾條(在這里，每四條)信號(hào)線Lsig設(shè)置的，并且A/D轉(zhuǎn)換部14基于經(jīng)由信號(hào)線Lsig輸入的信號(hào)電壓(信號(hào)電荷)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換(模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換)。因此，生成了由數(shù)字信號(hào)構(gòu)成的輸出數(shù)據(jù)Dout(攝像信號(hào))并將其輸出到外部。
[0072]例如，如圖3和圖5B所示，每個(gè)列選擇部17包括電荷放大器172、電容元件(電容器或反饋電容元件)Cl、開(kāi)關(guān)SW1、采樣/保持(S/Η)電路173、A/D轉(zhuǎn)換器175以及含有四個(gè)開(kāi)關(guān)SW2的多路復(fù)用電路(選擇電路)174。在上述組件中，電荷放大器172、電容元件Cl、開(kāi)關(guān)SW1、S/H電路173和開(kāi)關(guān)SW2是對(duì)應(yīng)于每條信號(hào)線Lsig設(shè)置的，且多路復(fù)用電路174和A/D轉(zhuǎn)換器175是對(duì)應(yīng)于每個(gè)列選擇部17設(shè)置的。
[0073]電荷放大器172是被構(gòu)造用來(lái)把從信號(hào)線Lsig中讀出的信號(hào)電荷轉(zhuǎn)換成電壓(Q-V轉(zhuǎn)換)的放大器。電荷放大器172被構(gòu)造為使得信號(hào)線Lsig的一端連接至負(fù)側(cè)(_側(cè))輸入端子且預(yù)定的復(fù)位電壓Vrst輸入至正側(cè)(+側(cè))輸入端子。電荷放大器172的輸出端子和負(fù)側(cè)輸入端子經(jīng)過(guò)由彼此并聯(lián)連接的電容元件Cl和開(kāi)關(guān)SWl構(gòu)成的電路彼此反饋連接。即，電容元件Cl的一個(gè)端子連接至電荷放大器172的負(fù)側(cè)輸入端子，且電容元件Cl的另一個(gè)端子連接至電荷放大器172的輸出端子。同樣，開(kāi)關(guān)SWl的一個(gè)端子連接至電荷放大器172的負(fù)側(cè)輸入端子，且開(kāi)關(guān)SWl的另一個(gè)端子連接至電荷放大器172的輸出端子。應(yīng)當(dāng)注意，使用經(jīng)由放大器復(fù)位控制線Lcarst從系統(tǒng)控制部16供給的控制信號(hào)(放大器復(fù)位控制信號(hào))來(lái)控制開(kāi)關(guān)SWl的接通/斷開(kāi)狀態(tài)。
[0074]S/Η電路173布置在電荷放大器172與多路復(fù)用電路174 (開(kāi)關(guān)SW2)之間，并且S/Η電路173是被構(gòu)造用來(lái)暫時(shí)保持來(lái)自電荷放大器172的輸出電壓Vca的電路。
[0075]多路復(fù)用電路174是這樣的電路:該電路通過(guò)根據(jù)由列掃描部15進(jìn)行的掃描驅(qū)動(dòng)依次逐個(gè)接通四個(gè)開(kāi)關(guān)SW2，選擇性地建立或切斷每個(gè)S/Η電路173與A/D轉(zhuǎn)換器175之間的連接。
[0076]A/D轉(zhuǎn)換器175是這樣的電路:該電路通過(guò)對(duì)已經(jīng)從S/Η電路173中輸出并經(jīng)由開(kāi)關(guān)SW2輸入到A/D轉(zhuǎn)換器175中的輸出電壓進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，來(lái)生成并輸出上述的輸出數(shù)據(jù) Dout。
[0077](列掃描部15)
[0078]列掃描部15可以被構(gòu)造為包括例如未示出的移位寄存器和地址譯碼器等等，且在掃描上述列選擇部17中的各開(kāi)關(guān)SW2時(shí)依次驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)SW2。通過(guò)如上所述的由列掃描部15進(jìn)行的這樣的選擇性掃描，已經(jīng)經(jīng)由各信號(hào)線Lsig從各像素20中讀出的信號(hào)(上述的輸出數(shù)據(jù)Dout)被依次輸出至外部。
[0079](偏置電壓控制部18)
[0080]偏置電壓控制部18可以經(jīng)由讀出控制線Lread2將偏置電壓Vtg供給至例如上述的第二柵極電極220B且可以根據(jù)晶體管22的閾值電壓Vth的偏移量校正偏置電壓Vtg?？梢栽陬A(yù)定的時(shí)刻(例如，在攝像裝置啟動(dòng)時(shí))或可以每隔一段時(shí)間自動(dòng)地進(jìn)行由偏置電壓控制部18進(jìn)行的偏置電壓Vtg的校正操作?？商娲兀梢愿鶕?jù)外部輸入信號(hào)(經(jīng)由未示出的外部輸入部而獲得的輸入信號(hào))，手動(dòng)地進(jìn)行上述校正操作。應(yīng)當(dāng)注意，盡管可以根據(jù)來(lái)自系統(tǒng)控制部16的控制信號(hào)進(jìn)行偏置電壓控制部18的各項(xiàng)操作(如由圖1中的虛線箭頭Al所示)，但是在本實(shí)施例中，偏置電壓控制部18可以具有例如如下所述的功能構(gòu)造以獨(dú)立于系統(tǒng)控制部16來(lái)控制偏置電壓。
[0081]圖6A圖示了偏置電壓控制部18的功能構(gòu)造以及讀出控制線Lread2。應(yīng)當(dāng)注意，作為示例，圖6A圖示了在對(duì)于每行像素的連接至像素部11的讀出控制線Lread2中的從頂部開(kāi)始數(shù)的三條線:讀出控制線Lread2 (I)至Lread2 (3)。偏置電壓控制部18可以包括例如FPGA (現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列)控制部180、D/A轉(zhuǎn)換器181和LDO (低壓差)穩(wěn)壓器182。在偏置電壓控制部18中，由FPGA控制部180設(shè)定偏置電壓Vtg的電壓值和切換時(shí)刻等等。例如，可以如圖6B所示那樣設(shè)定偏置電壓Vtg的電壓值pl、p2、p3和p4及各個(gè)電壓值的切換時(shí)亥Ij tl、t2和t3。
[0082]在FPGA控制部180的控制下，D/A轉(zhuǎn)換器181將這樣設(shè)定的偏置電壓Vtg從數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，然后經(jīng)由LDO穩(wěn)壓器182將偏置電壓Vtg輸出。從偏置電壓控制部18輸出的偏置電壓Vtg被供給至讀出控制線Lread2 (l)、Lread2 (2)和Lread2 (3)等每條控制線?？梢酝ㄟ^(guò)使用例如FPGA控制型偏置電壓控制部18來(lái)形成偏置電壓控制部18以使之被外接于現(xiàn)有面板，且能夠在不對(duì)周邊電路部的設(shè)計(jì)進(jìn)行大的改變的情況下實(shí)現(xiàn)如下文所述的本實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)操作。
[0083](系統(tǒng)控制部16)
[0084]系統(tǒng)控制部16控制行掃描部13、A/D轉(zhuǎn)換部14和列掃描部15各自的操作。具體地，系統(tǒng)控制部16包括用于生成前述各種時(shí)序信號(hào)(控制信號(hào))的時(shí)序生成器，并根據(jù)時(shí)序生成器生成的各種時(shí)序信號(hào)控制行掃描部13、A/D轉(zhuǎn)換部14和列掃描部15的驅(qū)動(dòng)。根據(jù)系統(tǒng)控制部16進(jìn)行的控制，行掃描部13、A/D轉(zhuǎn)換部14和列掃描部15對(duì)攝像部11內(nèi)的多個(gè)像素20進(jìn)行攝像驅(qū)動(dòng)(線順序攝像驅(qū)動(dòng))，因而，從攝像部11獲取輸出數(shù)據(jù)Dout。
[0085][攝像裝置I的作用和效果]
[0086]在本實(shí)施例的攝像裝置I中，當(dāng)攝像光Lin入射到攝像部11上時(shí)，每個(gè)像素20中的光電轉(zhuǎn)換器件21將攝像光Lin轉(zhuǎn)換(光電轉(zhuǎn)換)成信號(hào)電荷。此時(shí)，由于由光電轉(zhuǎn)換生成的信號(hào)電荷的累積，在累積節(jié)點(diǎn)N中發(fā)生了根據(jù)節(jié)點(diǎn)電容的電壓變化。具體地，假設(shè)Cs表示累積節(jié)點(diǎn)電容且q表示生成的信號(hào)電荷，那么在累積節(jié)點(diǎn)N中電壓將改變(在這里，降低)與(q/Cs)相對(duì)應(yīng)的量。根據(jù)這樣的電壓變化,將輸入電壓Lin (與信號(hào)電荷相對(duì)應(yīng)的電壓)供給到晶體管22的漏極。當(dāng)晶體管22根據(jù)從讀出控制線Lreadl供給的行掃描信號(hào)而導(dǎo)通時(shí)，累積在累積節(jié)點(diǎn)N中的信號(hào)電荷從像素20被讀出至信號(hào)線Lsig。
[0087]這樣讀出的信號(hào)電荷經(jīng)由信號(hào)線Lsig以多列(在這里，四列)像素為單元被輸入至A/D轉(zhuǎn)換部14中的列選擇部17。在列選擇部17中，首先，由電荷放大器172等構(gòu)成的電荷放大器電路對(duì)從每條信號(hào)線Lsig輸入的各信號(hào)電荷進(jìn)行Q-V轉(zhuǎn)換(信號(hào)電荷轉(zhuǎn)換成信號(hào)電壓)。然后，經(jīng)由S/Η電路173和多路復(fù)用電路174，由A/D轉(zhuǎn)換器175對(duì)被上述那樣轉(zhuǎn)換的各信號(hào)電壓(來(lái)自電荷放大器172的各輸出電壓Vca)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，以生成由數(shù)字信號(hào)構(gòu)成的輸出數(shù)據(jù)Dout (攝像信號(hào))。以這樣的方式，從各個(gè)列選擇部17中依次輸出各條輸出數(shù)據(jù)Dout并將它們傳輸?shù)酵獠?或輸入到未圖示出的內(nèi)部存儲(chǔ)器)。下面，將詳細(xì)說(shuō)明這樣的攝像驅(qū)動(dòng)操作。
[0088](在曝光期間和讀出期間內(nèi)的操作)
[0089]圖7A和圖7B圖示了在曝光期間和讀出期間內(nèi)的像素20和列選擇部17中電荷放大器電路的操作示例。應(yīng)當(dāng)注意，為了便于說(shuō)明，通過(guò)使用開(kāi)關(guān)來(lái)圖示晶體管22的導(dǎo)通/截止?fàn)顟B(tài)。
[0090]首先，在如圖7A所示的曝光期間Tex內(nèi)，晶體管22處于截止?fàn)顟B(tài)。在此狀態(tài)下，基于入射到像素20中的光電轉(zhuǎn)換器件21上的攝像光Lin的信號(hào)電荷累積在累積節(jié)點(diǎn)N中，且不向信號(hào)線Lsig側(cè)輸出(未讀出)該信號(hào)電荷。另一方面，因?yàn)殡姾煞糯笃麟娐诽幱谝呀?jīng)進(jìn)行了后面所述的放大器復(fù)位操作(電荷放大器電路的復(fù)位操作)之后的狀態(tài)，所以開(kāi)關(guān)Sffl處于接通狀態(tài)，且因此，形成電壓跟隨器電路。
[0091]然后，在經(jīng)過(guò)曝光期間Tex之后，進(jìn)行從像素20中讀出信號(hào)電荷的操作(讀出操作)和用于使累積在像素20中的信號(hào)電荷復(fù)位(放電)的操作(復(fù)位操作，或像素復(fù)位操作)。在本實(shí)施例中，因?yàn)橄袼?0包括無(wú)源像素電路，所以復(fù)位操作是與上述的讀出操作一起進(jìn)行的。在下文中，將通過(guò)把進(jìn)行讀出和復(fù)位操作的期間稱為“讀出/復(fù)位期間Tr”或簡(jiǎn)稱為“期間Tr”來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。
[0092]具體地，在如圖7B所示的讀出/復(fù)位期間Tr內(nèi)，通過(guò)使晶體管22導(dǎo)通來(lái)從像素20中的累積節(jié)點(diǎn)N朝向信號(hào)線Lsig側(cè)(見(jiàn)附圖中的箭頭Pll)讀出信號(hào)電荷。盡管這樣讀出的信號(hào)電荷被輸入至電荷放大器電路，但是在此時(shí)電荷放大器電路中的開(kāi)關(guān)SWl處于斷開(kāi)狀態(tài)(電荷放大器電路處于正在進(jìn)行讀出操作的狀態(tài))。因此，被輸入至電荷放大器電路的信號(hào)電荷累積在電容兀件Cl中，且從電荷放大器172輸出取決于累積電荷的信號(hào)電壓(輸出電壓Vca)。應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)進(jìn)行后面所述的放大器復(fù)位操作時(shí)，通過(guò)接通開(kāi)關(guān)SWl來(lái)使累積在電容元件Cl中的電荷復(fù)位(進(jìn)行放大器復(fù)位操作)。
[0093]在讀出/復(fù)位期間Tr內(nèi)，與上述的讀出操作一起進(jìn)行如圖7B中的箭頭P12所示的利用電荷放大器電路(電荷放大器172)的虛擬短路現(xiàn)象的復(fù)位操作。詳細(xì)地，因?yàn)樘摂M短路現(xiàn)象導(dǎo)致電荷放大器172的負(fù)側(cè)輸入端子側(cè)(信號(hào)線Lsig側(cè))上的電壓變得幾乎等于被施加至電荷放大器172的正側(cè)輸入端子的復(fù)位電壓Vrst，所以累積節(jié)點(diǎn)N的電壓也變得等于復(fù)位電壓Vrst。在使用無(wú)源像素電路的本實(shí)施例中，以這樣的方式，通過(guò)在讀出/復(fù)位期間Tr內(nèi)進(jìn)行信號(hào)電荷讀出操作，累積節(jié)點(diǎn)N的電壓被復(fù)位至預(yù)定的復(fù)位電壓Vrst。應(yīng)當(dāng)注意，以線順序?qū)Ω鱾€(gè)讀出控制線Lreadl進(jìn)行這樣的讀出操作。
[0094]圖8圖示了在如上所述的攝像驅(qū)動(dòng)時(shí)的各個(gè)電壓的時(shí)序波形。具體地，圖8圖示了將要施加至讀出控制線Lreadl的脈沖電壓Vg、將要施加至讀出控制線Lread2的偏置電壓Vtg、來(lái)自電荷放大器172的輸出電壓Vca、信號(hào)線Lsig的電壓Vsig和累積節(jié)點(diǎn)N的電壓Vn各自的時(shí)序波形。應(yīng)當(dāng)注意，每個(gè)波形是在含有對(duì)于一條線的攝像驅(qū)動(dòng)操作中的一個(gè)幀期間Λ Tv的數(shù)個(gè)前幀和后幀的期間內(nèi)呈現(xiàn)出的波形。
[0095]首先，在一個(gè)幀期間ATv內(nèi)的曝光期間Tex(從每個(gè)時(shí)刻til至每個(gè)時(shí)刻tl2)內(nèi)，以上述的方式(圖7A)進(jìn)行曝光操作。因此，由像素20中的光電轉(zhuǎn)換器件21將入射的攝像光Lin轉(zhuǎn)換(光電轉(zhuǎn)換)成信號(hào)電荷。當(dāng)信號(hào)電荷累積在累積節(jié)點(diǎn)N中時(shí)，累積節(jié)點(diǎn)N的電壓Vn逐漸地改變(圖8中的箭頭P31)。在這個(gè)示例中，因?yàn)楣怆娹D(zhuǎn)換器件21的陰極側(cè)連接至累積節(jié)點(diǎn)N，所以在曝光期間Tex內(nèi)，電壓Vn逐漸地從復(fù)位電壓Vrst側(cè)向OV降低。因?yàn)榫w管22在曝光期間Tex內(nèi)處于截止?fàn)顟B(tài)，所以脈沖電壓Vg的導(dǎo)通電壓Von和截止電壓Voff中的截止電壓Voff被施加至讀出控制線Lreadl。
[0096]然后,在讀出/復(fù)位期間Tr (從每個(gè)時(shí)刻tl2至每個(gè)時(shí)刻til)內(nèi)，如上所述地進(jìn)行讀出操作和復(fù)位操作。具體地，導(dǎo)通電壓Von被施加至(將電壓從截止電壓Voff切換到導(dǎo)通電壓Von)讀出控制線Lreadl (S卩，晶體管22的第一柵極電極220A)。因此，晶體管22導(dǎo)通。然后，將截止電壓施加至(將電壓從導(dǎo)通電壓Von切換到截止電壓Vof f )讀出控制線Lreadl (晶體管22的第一柵極電極220A)以使晶體管22截止。應(yīng)當(dāng)注意，導(dǎo)通電壓Von是能夠使晶體管22從截止?fàn)顟B(tài)切換至導(dǎo)通狀態(tài)的電壓，且可以是脈沖電壓Vg的高側(cè)的電壓(例如，正電位)。截止電壓Voff是能夠使晶體管22從導(dǎo)通狀態(tài)切換至截止?fàn)顟B(tài)的電壓，且可以是脈沖電壓Vg的低側(cè)的電壓(例如，負(fù)電位)。此后，使電荷放大器電路中的開(kāi)關(guān)SWl接通，從而，使累積在電荷放大器電路中的電容元件Cl中的電荷復(fù)位(進(jìn)行放大器復(fù)位操作)。
[0097]另一方面,在如上所述的攝像驅(qū)動(dòng)時(shí)的曝光期間Tex和讀出/復(fù)位期間Tr內(nèi)，固定電壓(具有電壓值VtgO)被施加至讀出控制線Lread2 (即，第二柵極電極220B)。電壓值VtgO可以是例如在攝像裝置等啟動(dòng)之前就已經(jīng)被設(shè)定的初始設(shè)定的電壓值(或在校正偏置電壓之前的電壓值)，且可以被設(shè)定為任選的電壓值(例如，地電壓值)。
[0098]在本實(shí)施例中，通過(guò)分別控制第一柵極電極220A和第二柵極電極220B來(lái)控制晶體管22的導(dǎo)通/截止?fàn)顟B(tài)，且以這樣的方式將脈沖電壓Vg和偏置電壓Vtg分別施加至第一柵極電極220A和第二柵極電極220B。換言之，脈沖電壓Vg被增大了(或降低了)偏置電壓Vtg，且被增大(或被降低)的脈沖電壓Vg施加至半導(dǎo)體層226 (詳細(xì)地，溝道層226a)，從而控制晶體管22的導(dǎo)通/截止?fàn)顟B(tài)。以這樣的方式，從每個(gè)像素20中讀出基于入射的放射線的信號(hào)電荷。
[0099]入射到攝像裝置I上的一些放射線(X-射線)在沒(méi)有經(jīng)過(guò)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的情況下泄漏進(jìn)入攝像部11。當(dāng)晶體管22暴露于這樣泄漏進(jìn)入攝像部11的放射線下時(shí)，可能發(fā)生如下故障。即，因?yàn)榫w管22在第一柵極絕緣膜129和第二柵極絕緣膜130中具有氧化硅膜，所以當(dāng)所述放射線入射到含氧的膜上時(shí)，這些膜中的電子被所謂的光電效應(yīng)、康普頓散射或電子對(duì)形成等激發(fā)。因此，在第一柵極絕緣膜129和第二柵極絕緣膜130的膜中的界面和缺陷中捕獲并累積了空穴，且因此，晶體管22的閾值電壓Vth向負(fù)側(cè)偏移。
[0100]圖9圖示了在已經(jīng)用X-射線照射由低溫多晶硅制成的晶體管22的情況下，漏極電流(Id)相對(duì)于柵極電壓(Vg)的關(guān)系(電流-電壓特性)。如圖9所示，能夠看出，當(dāng)已經(jīng)使用X-射線照射晶體管22時(shí)，隨著X-射線的照射量(劑量)從OGy增加至54Gy、79Gy、104Gy、129Gy、154Gy、254Gy然后直至354Gy，閾值電壓Vth逐漸向負(fù)側(cè)偏移。此外，隨著照射量增加，S (亞閾值擺幅)值相應(yīng)地變?cè)恪４送?，閾值電壓Vth的偏移量的增加造成截止電流和導(dǎo)通電流的變化。因?yàn)槔缃刂闺娏骺赡茉龃笠栽斐呻娏餍孤?，或者?dǎo)通電流可能減小以使信號(hào)讀出變得困難等其它原因，可能變得難以維持晶體管的可靠性。在使用低溫多晶硅的射線照相攝像裝置中，特別地，晶體管22的閾值電壓Vth由于曝光而向負(fù)側(cè)偏移，這導(dǎo)致可靠性下降。因此，在本實(shí)施例中，如下所述地進(jìn)行已經(jīng)將閾值電壓Vth的偏移量考慮在內(nèi)的校正(校準(zhǔn))。
[0101](偏置電壓校正操作)
[0102]例如，通過(guò)上述的FPGA控制，偏置電壓控制部18可以在預(yù)定的時(shí)刻根據(jù)晶體管22的閾值電壓Vth的偏移量來(lái)校正如上所述的偏置電壓Vtg。具體地，以下面的方式進(jìn)行校正。
[0103]圖10圖示了用于說(shuō)明當(dāng)校正偏置電壓Vtg時(shí)要進(jìn)行的驅(qū)動(dòng)操作的各個(gè)電壓的時(shí)序波形。圖示了在進(jìn)行上述的攝像驅(qū)動(dòng)操作的情況下的脈沖電壓Vg、偏置電壓Vtg、輸出電壓Nca'電壓Vsig和電壓Vn的時(shí)序波形。
[0104]首先，偏置電壓控制部18在暗狀態(tài)(非曝光狀態(tài))下改變將被供給至讀出控制線Lread2的電壓的值，且可以對(duì)每個(gè)電壓值采樣信號(hào)輸出(例如，像素值)。例如，偏置電壓控制部18在以恒定的間隔(每個(gè)期間Ta)以階梯式的方式將偏置電壓Vtg的電壓值改變?yōu)殡妷褐礦tg (I)、Vtg (2)和Vtg (3)等的同時(shí)，可以進(jìn)行與如上所述的攝像驅(qū)動(dòng)中進(jìn)行的操作相似的讀出操作?？梢匀我獾卦O(shè)定期間Ta且可以將期間Ta設(shè)定為例如長(zhǎng)于一個(gè)幀期間的期間。此外，期間Ta可以被設(shè)定為跨越數(shù)個(gè)幀期間，且在此情況下，可以將各幀的平均值設(shè)定為與施加至相關(guān)幀的電壓的值相對(duì)應(yīng)的像素值。例如，可以將期間Ta設(shè)定為兩個(gè)幀期間(2ΛΤν)，在施加電壓值為Vtg (I)(同樣也適用于電壓值Vtg (2)和Vtg (3))的電壓時(shí)可以逐幀獲取像素值bl和b2，并且可以將兩個(gè)像素值bl和b2的平均值bl2設(shè)置為與電壓值Vtg (I)(或Vtg (2)或Vtg (3))相對(duì)應(yīng)的像素值。在圖10中，通過(guò)示例的方式，偏置電壓Vtg的電壓值可以例如每次改變0.5V以使得Vtg (1)=-0.5V、Vtg (2)=0V且Vtg(3)=0.5V 等等。
[0105]圖11圖示了在將偏置電壓Vtg設(shè)為地電壓(OV)的狀態(tài)下，在還沒(méi)有進(jìn)行X-射線照射(照射量為OGy)的情況下的電流-電壓特性(電流-電壓特性A)和在已經(jīng)進(jìn)行X-射線照射(管電壓為SOkV且照射量為75Gy)的情況下的電流-電壓特性(電流-電壓特性B)。如圖11所示，電流-電壓特性隨著X-射線照射而變化且閾值電壓Vth相應(yīng)地向負(fù)側(cè)大幅偏移。圖12圖示了在如下情況下的電流-電壓特性:將被施加至晶體管22 (其具有在經(jīng)X-射線照射之后而獲得的電流-電壓特性B)的偏置電壓Vtg的值在從-3V至3V (包括兩端)的范圍內(nèi)每次變化1.0V。應(yīng)當(dāng)注意，將漏極與源極之間的電壓Vds設(shè)置為了 0.1V。
[0106]如圖12所示，能夠看出，隨著將被施加至經(jīng)X-射線照射后的晶體管22的偏置電壓Vtg的值改變，電流-電壓特性B在正方向或負(fù)方向上平行地移動(dòng)。即，能夠通過(guò)改變偏置電壓Vtg來(lái)補(bǔ)償晶體管22的閾值電壓Vth的偏移，并且因此能夠根據(jù)閾值電壓Vth的偏移來(lái)進(jìn)行晶體管22的導(dǎo)通/截止控制。
[0107]具體地，以下面的方式，獲得根據(jù)閾值電壓Vth的偏移量的偏置電壓Vtg的最佳電壓值(電壓值Vtgl)并且將被用于稍后進(jìn)行的攝像驅(qū)動(dòng)操作中的偏置電壓Vtg的值從電壓值VtgO變?yōu)殡妷褐礦tgl。首先，偏置電壓控制部18預(yù)先保持在初始狀態(tài)(X-射線照射量為OGy)下的偏置電壓Vtg的閾值電壓(被稱為V0)。將初始狀態(tài)下的閾值電壓VO與校正中的偏置電壓Vtg的閾值電壓(被稱為VI)進(jìn)行比較以根據(jù)晶體管22的閾值電壓Vth的偏移量確定偏置電壓Vtg的值。
[0108]例如，作為攝像裝置I的初始設(shè)定，如圖13所示，可以通過(guò)進(jìn)行與圖10中所述的驅(qū)動(dòng)操作相似的操作，事先采樣并保持與初始狀態(tài)下的偏置電壓Vtg的各個(gè)電壓值Vtg
(I)、Vtg (2)和Vtg (3)等相對(duì)應(yīng)的像素值。從對(duì)應(yīng)于各電壓值的像素值中獲得與像素值的基準(zhǔn)值相對(duì)應(yīng)的偏置電壓Vtg的值，且將這樣獲得的值設(shè)定為初始狀態(tài)下的偏置電壓Vtg的基準(zhǔn)電壓V0。在校正時(shí)，通過(guò)進(jìn)行已經(jīng)參照?qǐng)D10說(shuō)明的驅(qū)動(dòng)操作，如上所述地對(duì)與偏置電壓Vtg的各個(gè)電壓值Vtg (l)、Vtg (2)和Vtg (3)等相對(duì)應(yīng)的像素值進(jìn)行采樣。在圖13中，繪制了經(jīng)75Gy的X-射線照射后的被采樣的像素值作為示例。然而，在此示例中，可以在假設(shè)像素值的基準(zhǔn)值是例如1000LSB (最低有效位)的條件下設(shè)定基準(zhǔn)值VO (例如，
4.6V)。這個(gè)像素值對(duì)應(yīng)于LSB且可以例如由下面的表達(dá)式(I)來(lái)表達(dá)。
[0109]像素值(LSB)=晶體管22的泄漏電流(A) /幀速率(fps) /元電荷(C) /158LSB+光電轉(zhuǎn)換器件21的泄漏常數(shù)A...(I)
[0110]在這里，在假設(shè)幀速率為?.5 (fps)ULSB為158e'元電荷大約為L(zhǎng) 602XE^19 (C)且泄漏常數(shù)A為O的條件下，計(jì)算出像素值。應(yīng)當(dāng)注意，將偏置電壓Vg的截止電壓設(shè)定為了 -4V。此外，ILSB的上述值僅是一個(gè)示例且可以根據(jù)已經(jīng)使用的放大器IC而變化。
[0111]然后，根據(jù)在校正時(shí)與各個(gè)電壓值相對(duì)應(yīng)的且被采樣的像素值，計(jì)算出偏置電壓Vtg的基準(zhǔn)電壓Vl (與像素值100LSB相對(duì)應(yīng)的偏置電壓Vtg)。將這樣計(jì)算出的基準(zhǔn)電壓Vl與初始狀態(tài)的基準(zhǔn)電壓VO進(jìn)行比較以計(jì)算基準(zhǔn)電壓Vl相對(duì)于基準(zhǔn)電壓VO的偏移量。將偏移量加到初始設(shè)定的電壓值VtgO (表達(dá)式(2))。例如，當(dāng)初始設(shè)定的電壓值VtgO是0V、基準(zhǔn)電壓VO是4.6V且在校正時(shí)使用的基準(zhǔn)電壓Vl是3.0V時(shí)，如表達(dá)式(3)所示，可以將電壓值Vtgl設(shè)定為大約-1.6V。即，在此示例中，進(jìn)行將偏置電壓Vtg的電壓值從VtgO(OV)變?yōu)閂tgl (大約-1.6V)的校正。
[0112]Vtgl=VtgO+(V1-V0).....................................................................(2)
[0113]Vtgl=OV+ (3.0V-4.6V)=-1.6V........................................................(3)
[0114]在本實(shí)施例中，如上所述，偏置電壓控制部18在預(yù)定的時(shí)刻對(duì)與偏置電壓Vtg的各個(gè)電壓值相對(duì)應(yīng)的像素值進(jìn)行采樣，且根據(jù)采樣的像素值計(jì)算能夠?qū)w管22的閾值電壓Vth的偏移進(jìn)行補(bǔ)償?shù)钠秒妷篤tg的最佳值(電壓值Vtgl )。偏置電壓控制部18在預(yù)定的時(shí)刻將計(jì)算出的電壓值Vtgl輸出至讀出控制線Lread2。在已經(jīng)進(jìn)行校正之后，在將電壓值Vtgl作為偏置電壓Vtg施加至讀出控制線Lread2 (第二柵極電極220B)時(shí)控制晶體管22的導(dǎo)通/截止?fàn)顟B(tài)。應(yīng)當(dāng)注意，偏置電壓校正的時(shí)刻是任意的，并且可以對(duì)偏置電壓進(jìn)行一次校正然后在經(jīng)過(guò)預(yù)定的時(shí)間之后再次對(duì)其進(jìn)行校正。當(dāng)如上所述地進(jìn)行多次校正時(shí)，每次都進(jìn)行如上所述的一系列校正操作。
[0115]應(yīng)當(dāng)注意，作為用于偏置電壓校正的參數(shù)，不限于如上所述的在暗狀態(tài)下獲得的像素值，例如，可以使用在亮狀態(tài)(曝光狀態(tài))與暗狀態(tài)之間的像素值變化量。在此情況下，對(duì)于在初始狀態(tài)下的各個(gè)電壓值Vtg (l)、Vtg (2)和Vtg (3)等可以獲得在亮狀態(tài)下的像素值和在暗狀態(tài)下的像素值。且可以對(duì)像素值在各個(gè)狀態(tài)間的變化量進(jìn)行采樣。
[0116]在本實(shí)施例中，如上所述，當(dāng)從每個(gè)像素20中讀出信號(hào)電荷時(shí)，通過(guò)向晶體管22的第一柵極電極220A施加脈沖電壓Vg并且向晶體管22的第二柵極電極220B施加偏置電壓Vtg，來(lái)控制晶體管22的導(dǎo)通/截止?fàn)顟B(tài)。此時(shí)，偏置電壓控制部18在預(yù)定的時(shí)刻根據(jù)晶體管22的閾值電壓Vth的偏移量來(lái)校正偏置電壓Vtg。因此,通過(guò)減輕由晶體管22的閾值電壓的偏移造成的不利影響，能夠?qū)崿F(xiàn)高的可靠性。
[0117]下面，將說(shuō)明上述實(shí)施例的變型例(變型例I至8)。應(yīng)當(dāng)注意，用相同的附圖標(biāo)記表示與上述實(shí)施例中相同的組件且將適當(dāng)?shù)厥÷詫?duì)它們的說(shuō)明。
[0118]2.變型例I
[0119]在上述實(shí)施例中，在直至到達(dá)通過(guò)進(jìn)行校正操作而切換電壓值的時(shí)刻前的期間內(nèi)，在要進(jìn)行攝像驅(qū)動(dòng)操作時(shí)被施加至讀出控制線Lread2 (第二柵極電極220B)的偏置電壓Vtg的電壓值是固定的。然而，如果第二柵極電極220B具有固定的電位，那么在第二柵極電極220B與半導(dǎo)體層226 (詳細(xì)地，溝道層226a)之間生成寄生電容。因此，對(duì)于要施加至讀出控制線Lreadl (第一柵極電極220A)的脈沖電壓Vg的切換操作(晶體管22的導(dǎo)通/截止切換操作)的響應(yīng)有時(shí)可能會(huì)延遲。
[0120]因此，在本變型例中，進(jìn)行在脈沖電壓Vg的導(dǎo)通電壓Von被施加至讀出控制線Lreadl的期間(例如，圖8中的期間Tr)內(nèi)的用于將讀出控制線Lread2(第二柵極電極220B)保持在所謂的浮動(dòng)狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)。
[0121]圖14圖示了本變型例的觸點(diǎn)構(gòu)造示例以及偏置電壓控制部18和系統(tǒng)控制部16。如圖所示，在本實(shí)施例中，在讀出控制線Lread2與偏置電壓控制部18 (電壓校正線LI)之間包含有開(kāi)關(guān)(SWl I)。可以根據(jù)未示出的控制信號(hào)(例如，來(lái)自行掃描部的控制信號(hào))來(lái)進(jìn)行開(kāi)關(guān)SWll的接通/斷開(kāi)切換。
[0122]在本變型例中，借助于上述的構(gòu)造，與導(dǎo)通電壓Von被施加至讀出控制線Lreadl的時(shí)刻同步地控制SWll以使其處于斷開(kāi)狀態(tài)(開(kāi)路狀態(tài))。因此，在讀出/復(fù)位期間Tr內(nèi)，第二柵極電極220B進(jìn)入浮動(dòng)狀態(tài)且如上所述的寄生電容的生成受到抑制。另一方面，在除了如上所述的這樣的讀出/復(fù)位期間Tr之外的期間(即，晶體管22的截止期間)內(nèi)，控制開(kāi)關(guān)SWll使其處于接通狀態(tài)(閉路狀態(tài))并進(jìn)行與上述實(shí)施例中相似的驅(qū)動(dòng)操作。在截止期間內(nèi)，通過(guò)以這樣的方式施加已經(jīng)根據(jù)閾值電壓的偏移量而設(shè)定的偏置電壓Vtg，能夠抑制由閾值電壓偏移造成的截止泄漏(off-leak)的增大。因此，在抑制當(dāng)進(jìn)行讀出操作時(shí)的寄生電容的生成的同時(shí)，還能夠獲得等同于上述實(shí)施例的效果。
[0123]3.變型例2
[0124]在上述的變型例I中，盡管在導(dǎo)通電壓Von被施加至讀出控制線Lreadl的期間內(nèi)將讀出控制線Lread2切換至浮動(dòng)狀態(tài)，但是如在本變型例中，可以將具有與導(dǎo)通電壓Von相同的值的電壓施加至讀出控制線Lread2。S卩，在讀出/復(fù)位期間Tr內(nèi)，可以使讀出控制線Lreadl和Lread2保持在相同的電位。
[0125]圖15圖示了本變型例的偏置電壓控制部18A的功能構(gòu)造以及系統(tǒng)控制部16。如圖所示，在本變型例中，偏置電壓控制部18A包括具有在讀出控制線Lread2上的所謂的共用觸點(diǎn)c的開(kāi)關(guān)(開(kāi)關(guān)SW12)。開(kāi)關(guān)SW12是包括共同觸點(diǎn)c和兩個(gè)觸點(diǎn)a、b的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，并且由于設(shè)置了開(kāi)關(guān)SW12，使得能夠從偏置電壓控制部18A選擇性地輸出二值的電壓值成為可能。例如，偏置電壓控制部18A可以包括生成偏置電壓Vtg的電壓值的電路部18al和生成要在讀出/復(fù)位期間Tr內(nèi)施加的電壓的電壓值的電路部18a2。電路部18al和18a2由FPGA控制部180控制。電路部18al連接至開(kāi)關(guān)SW12的觸點(diǎn)a且電路部18a2連接至開(kāi)關(guān)SW12的觸點(diǎn)b。應(yīng)當(dāng)注意，可以根據(jù)例如未示出的控制線進(jìn)行開(kāi)關(guān)SW12的轉(zhuǎn)換，以使之在正常狀態(tài)下(當(dāng)開(kāi)關(guān)SW12處于斷開(kāi)狀態(tài)時(shí))連接至觸點(diǎn)a且在操作(當(dāng)開(kāi)關(guān)SW12處于接通狀態(tài)時(shí))時(shí)連接至觸點(diǎn)b。
[0126]在本變型例中，由于上述的構(gòu)造，在與導(dǎo)通電壓Von被施加至讀出控制線Lreadl的時(shí)刻的同步過(guò)程中，讀出控制線Lread2經(jīng)由開(kāi)關(guān)SW12的觸點(diǎn)b連接至電路部18a2。因此，導(dǎo)通電壓Von被施加至讀出控制線Lread2且將讀出控制線Lreadl和Lread2設(shè)定為相同的電位。因此，可以在讀出/復(fù)位期間Tr內(nèi)抑制如上所述的寄生電容的生成。另一方面，在除了讀出/復(fù)位期間Tr之外的期間(即，晶體管22處于截止?fàn)顟B(tài)的期間)內(nèi)，讀出控制線Lread2經(jīng)由觸點(diǎn)a連接至電路部18al，并且進(jìn)行與上述實(shí)施例中相似的驅(qū)動(dòng)操作。因此，在本變型例中，也可以獲得與上述實(shí)施例和變型例I等同的效果。
[0127]4.變型例3
[0128]圖16圖示了根據(jù)變型例3的像素(像素20A)的電路構(gòu)造，以及上面實(shí)施例中所述的列選擇部17的電路構(gòu)造示例。本變型例的像素20A具有與實(shí)施例的像素20相似的所謂的無(wú)源電路構(gòu)造，且包括一個(gè)光電轉(zhuǎn)換器件21和一個(gè)晶體管22。此外，在H方向上延伸的讀出控制線Lreadl、Lread2和在V方向上延伸的信號(hào)線Lsig連接至像素20A。
[0129]然而，在本變型例的像素20A中，與上述實(shí)施例的像素20不同的是，光電轉(zhuǎn)換器件21的陽(yáng)極連接至累積節(jié)點(diǎn)N且光電轉(zhuǎn)換器件21的陰極連接到地(接地)。如在本變型例中，累積節(jié)點(diǎn)N可以連接至像素20A中的光電轉(zhuǎn)換器件21的陽(yáng)極，并且即使當(dāng)如上所述地構(gòu)造像素20A時(shí)也能夠獲得與根據(jù)上述實(shí)施例的攝像裝置I相似的效果。
[0130]5.變型例4
[0131]圖17圖示了根據(jù)變型例4的像素(像素20B)的電路構(gòu)造，以及上面實(shí)施例中所述的列選擇部17的電路構(gòu)造示例。本變型例的像素20B具有與實(shí)施例的像素20相似的所謂的無(wú)源電路構(gòu)造，包括一個(gè)光電轉(zhuǎn)換器件21，并且連接至在H方向上延伸的讀出控制線Lreadl、Lread2和在V方向上延伸的信號(hào)線Lsig。
[0132]然而，在本變型例中，像素20B包括兩個(gè)晶體管22 (晶體管22B1和22B2)。晶體管22B1和22B2彼此串聯(lián)連接(一個(gè)晶體管的源極或漏極電連接至另一個(gè)晶體管的源極或漏極，或者如下文所述地將各個(gè)晶體管中的半導(dǎo)體層226 —體連接地形成為一層)。此外，在晶體管22B1和22B2的各者中，一個(gè)柵極連接至讀出控制線Lreadl且另一個(gè)柵極連接到讀出控制線Lread2。
[0133]圖18圖示了上述的兩個(gè)晶體管22B1和22B2的截面構(gòu)造示例。如圖18所示，并排形成有兩個(gè)層壓結(jié)構(gòu)，在各層壓結(jié)構(gòu)中，半導(dǎo)體層226形成在柵極電極220A與柵極電極220B這兩個(gè)柵極電極之間；一對(duì)源極-漏極電極228布置在由這些層壓結(jié)構(gòu)構(gòu)成的一組層壓結(jié)構(gòu)的兩側(cè)。應(yīng)當(dāng)注意，在這個(gè)示例中，晶體管22B1和22B2中的半導(dǎo)體層226是一體化的。具體地，在基板110上的可選擇性區(qū)域中包含有兩個(gè)第一柵極電極220A，且形成有第一柵極絕緣膜229和半導(dǎo)體層226以使它們覆蓋這兩個(gè)第一柵極電極220A。第二柵極絕緣膜230形成在半導(dǎo)體層226上，且第二柵極電極220B布置在第二柵極絕緣膜230上的選擇性區(qū)域(面對(duì)著兩個(gè)第一柵極電極220A中的各者的區(qū)域)內(nèi)。形成有第一層間絕緣膜231以覆蓋第二柵極電極220B，并且一對(duì)源極-漏極電極228形成在第一層間絕緣膜231上以填滿接觸孔Hl。第二層間絕緣膜232形成在源極-漏極電極228上以覆蓋這兩個(gè)晶體管22B1和22B2。應(yīng)當(dāng)注意，可以通過(guò)如在本變型例中那樣并排布置柵極電極來(lái)減少截止泄漏。
[0134]以這樣的方式在像素20B中設(shè)置有兩個(gè)串聯(lián)連接的晶體管22B1和22B2，在此情況下，通過(guò)進(jìn)行如在上述實(shí)施例中所述的攝像驅(qū)動(dòng)操作和校正操作，也能夠減小由閾值電壓Vth的偏移造成的影響。應(yīng)當(dāng)注意，可以彼此串聯(lián)三個(gè)或三個(gè)以上的晶體管。
[0135]6.變型例5和6
[0136]圖19圖示了根據(jù)變型例5的像素(像素20C)的電路構(gòu)造，以及將在后面說(shuō)明的列選擇部17B的電路構(gòu)造示例。此外，圖20圖示了根據(jù)變型例6的像素(像素20D)的電路構(gòu)造，以及列選擇部17B的電路構(gòu)造示例。與到目前為止所述的像素20、20A和20B不同，根據(jù)變型例5和6的像素20C和20D均具有所謂的有源像素電路。
[0137]有源型像素20C和20D均包括一個(gè)光電轉(zhuǎn)換器件21和三個(gè)晶體管22、23和24。在H方向上延伸的讀出控制線Lreadl、Lread2和在V方向上延伸的信號(hào)線Lsig連接至像素 20C 和 20D。
[0138]在像素20C和20D中，晶體管22的一個(gè)柵極連接至讀出控制線Lreadl且它的另一個(gè)柵極連接至讀出控制線Lread2，晶體管22的源極連接至信號(hào)線Lsig且它的漏極連接至構(gòu)成源級(jí)跟隨器電路的晶體管23的漏極。晶體管23的源極連接至電源VDD且它的柵極經(jīng)由累積節(jié)點(diǎn)N連接至光電轉(zhuǎn)換器件21的陰極(圖19中的示例)或陽(yáng)極(圖20中的示例)以及晶體管24的漏極，晶體管24起到用于復(fù)位的晶體管的作用。晶體管24的柵極連接至復(fù)位控制線Lrst并且復(fù)位電壓Vrst被施加至晶體管24的源極。在圖19的變型例5中，光電轉(zhuǎn)換器件21的陽(yáng)極接地，而在圖20的變型例6中，光電轉(zhuǎn)換器件21的陰極接地。應(yīng)當(dāng)注意，盡管為了簡(jiǎn)化而在圖20中僅圖示了晶體管23和24各自的一個(gè)柵極，但詳細(xì)地，晶體管23和24均具有包括與晶體管22中相似的兩個(gè)柵極電極的結(jié)構(gòu)。因?yàn)樵诰w管23和24中可以例如在短路狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)這兩個(gè)柵極電極，所以在電路構(gòu)造方面，晶體管23和24各自的器件結(jié)構(gòu)可以變得等同于包括一個(gè)柵極的器件結(jié)構(gòu)。然而，只要在三個(gè)晶體管22、23和24中至少晶體管22具有包括如上所述的兩個(gè)柵極電極的器件結(jié)構(gòu)，就可以獲得本發(fā)明實(shí)施例的效果。
[0139]此外，在變型例5和6中，列選擇部17B包括恒流源171和放大器176，以替代前述列選擇部17包括的電荷放大器172、電容兀件Cl和開(kāi)關(guān)SWl。在放大器176中，信號(hào)線Lsig連接至正側(cè)輸入端子，且負(fù)側(cè)輸入端子與輸出端子彼此連接以形成電壓跟隨器電路。應(yīng)當(dāng)注意，恒流源171的一個(gè)端子連接至信號(hào)線Lsig的一個(gè)端側(cè)且電源VSS連接至恒流源171的另一個(gè)端子。
[0140]7.變型例7和8
[0141]圖21A和圖21B分別示意性地圖示了根據(jù)變型例7和8的攝像部11的示意性構(gòu)造。當(dāng)上述實(shí)施例的攝像裝置I是射線照相攝像裝置時(shí)，攝像部11具有變型例7的構(gòu)造或具有變型例8的構(gòu)造。
[0142]根據(jù)圖21A中示出的變型例7的攝像部11將被應(yīng)用于所謂的間接轉(zhuǎn)換型射線照相攝像裝置，且該攝像部11包括位于光電轉(zhuǎn)換層111上(光接收面?zhèn)?的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層112。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層112將放射線Rrad ( α射線、β射線、y射線和X射線等等)轉(zhuǎn)換成在光電轉(zhuǎn)換層111的敏感區(qū)域內(nèi)的波長(zhǎng)的光，且由于設(shè)置了波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層112，能夠在光電轉(zhuǎn)換層111中讀出基于放射線Rrad的信息。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層112可以由例如將諸如X-射線等放射線轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)光的熒光體(例如，閃爍體)構(gòu)成。這樣構(gòu)成的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層112可以是例如有機(jī)平坦化膜、由旋涂玻璃材料等制成的平坦化膜和熒光體膜按照這樣的順序?qū)盈B而成的層壓體。熒光體膜可以由例如CsI (添加有Tl)、Gd202S、BaFX (X是Cl、Br和I等)、NaI和/或CaF2等制成。
[0143]根據(jù)圖21B中示出的變型例8的攝像部11應(yīng)用于所謂的直接轉(zhuǎn)換型射線照相攝像裝置，且攝像部11包括吸收入射的放射線Rrad并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換層111。本變型例的光電轉(zhuǎn)換層111可以由例如非晶硒(a-Se)半導(dǎo)體和碲化鎘(CdTe)半導(dǎo)體等構(gòu)成。應(yīng)當(dāng)注意，在直接轉(zhuǎn)換型攝像裝置的情況下的像素20的電路構(gòu)造與在圖3中所示的各個(gè)組件中用電容器代替光電轉(zhuǎn)換器件21的構(gòu)造等同。
[0144]將如上所述的這樣的間接轉(zhuǎn)換型或直接轉(zhuǎn)換型射線照相攝像裝置用作基于入射的放射線Rrad獲取電信號(hào)的各種類型的攝像裝置。這樣的攝像裝置可以應(yīng)用于例如醫(yī)用X-射線攝像裝置(諸如數(shù)字化射線照相等)、用于航空港等的行李檢查X-射線攝像裝置以及工業(yè)X-射線攝像裝置(例如，用于檢查集裝箱內(nèi)的危險(xiǎn)物品等的單元)等等。
[0145]8.應(yīng)用例
[0146]根據(jù)上述實(shí)施例和變型例(變型例I至8)的攝像裝置也可應(yīng)用于如下文說(shuō)明的那樣的圖像拍攝顯示系統(tǒng)。
[0147]圖22示意性地圖示了根據(jù)應(yīng)用例的圖像拍攝顯示系統(tǒng)(圖像拍攝顯示系統(tǒng)5)的示意性構(gòu)造示例。圖像拍攝顯示系統(tǒng)5包括攝像裝置I (包括根據(jù)上述實(shí)施例和變型例中任一者的攝像部11等)、圖像處理部52和顯示器4。在這個(gè)示例中，將圖像拍攝顯示系統(tǒng)5構(gòu)造為利用放射線的圖像拍攝顯示系統(tǒng)(射線照相圖像拍攝顯示系統(tǒng))。
[0148]圖像處理部52通過(guò)對(duì)從攝像裝置I輸出的輸出數(shù)據(jù)Dout (攝像信號(hào))進(jìn)行預(yù)定的圖像處理來(lái)生成圖像數(shù)據(jù)D1。顯示器4基于圖像處理部52生成的圖像數(shù)據(jù)Dl在預(yù)定的監(jiān)視器屏幕40上進(jìn)行圖像顯示。
[0149]在這個(gè)圖像拍攝顯示系統(tǒng)5中，攝像裝置I (在這里，射線照相攝像裝置)基于從光源(在這里，諸如X-射線源等放射線源)51朝向?qū)ο?0照射的照射光(在這里，放射線)獲取對(duì)象50的圖像數(shù)據(jù)(輸出數(shù)據(jù))Dout，并將由此獲取的數(shù)據(jù)輸出到圖像處理部52。圖像處理部52對(duì)輸入的圖像數(shù)據(jù)Dout進(jìn)行上述的預(yù)定圖像處理并且將已經(jīng)經(jīng)過(guò)圖像處理的圖像數(shù)據(jù)(顯示數(shù)據(jù))Dl輸出至顯示器4。顯示器4基于輸入的圖像數(shù)據(jù)Dl將圖像信息(拍攝的圖像)顯示在監(jiān)視器屏幕40上。
[0150]在本應(yīng)用例的圖像拍攝顯示系統(tǒng)5中，因?yàn)槟軌蛴蓴z像裝置I以這樣的方式獲取對(duì)象50的圖像作為電信號(hào)，所以能夠通過(guò)將獲取的電信號(hào)傳輸?shù)斤@示器4來(lái)顯示圖像。即，能夠在不使用曾經(jīng)使用的射線照相膜的情況下觀察對(duì)象50的圖像，并且能夠應(yīng)對(duì)動(dòng)態(tài)圖像拍攝和動(dòng)態(tài)圖像顯示。
[0151]應(yīng)當(dāng)注意，盡管在本應(yīng)用例中已經(jīng)通過(guò)給出將攝像裝置I構(gòu)造為射線照相攝像裝置并且將圖像拍攝顯示系統(tǒng)相應(yīng)地構(gòu)造為使用放射線的系統(tǒng)的示例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明，但是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像拍攝顯示系統(tǒng)也可應(yīng)用于使用另一類型的攝像裝置的系統(tǒng)。
[0152]盡管已經(jīng)如上所述地給出了本發(fā)明的實(shí)施例、變型例和應(yīng)用例，但是本發(fā)明的內(nèi)容不限于上述的實(shí)施例、變型例和應(yīng)用例，且可以按照各種方式做出修改。例如，在上述的實(shí)施例、變型例和應(yīng)用例中，盡管已經(jīng)以示例的方式給出這樣的構(gòu)造:在晶體管22中，第一柵極電極220A布置在半導(dǎo)體層226下方且第二柵極電極220B布置在半導(dǎo)體層226上方，但是以垂直倒置的方式布置第一柵極電極和第二柵極電極的構(gòu)造也是可能的。即，脈沖電壓(或偏置電壓)可以被施加至這兩個(gè)柵極電極中的上電極或下電極。
[0153]此外，盡管在上述的實(shí)施例、變型例和應(yīng)用例中僅說(shuō)明了如下的情況:在將被施加至第一柵極電極220A的脈沖電壓和將被施加至第二柵極電極220B的偏置電壓中，校正偏置電壓的電壓值。但是要被校正的電壓值不限于偏置電壓的電壓值。即，可以僅校正脈沖電壓的電壓值，或可以既校正脈沖電壓的電壓值又校正偏置電壓的電壓值。然而，校正偏置電壓的電壓值可能是更可取的，因?yàn)槟軌蛟诓皇箤?shí)施例、變型例和應(yīng)用例中的如上所述的行掃描部13等的電路構(gòu)造復(fù)雜化的情況下校正偏置電壓的電壓值。
[0154]此外，盡管在上述的實(shí)施例、變型例和應(yīng)用例中攝像裝置I被構(gòu)造為使得脈沖電壓被施加至晶體管22的兩個(gè)柵極電極中的一者(第一柵極電極220A)且偏置電壓被施加至另一者(第二柵極電極220B)，但是將被施加至各個(gè)柵極電極的電壓不限于上述的電壓。
[0155]此外，在上述的實(shí)施例、變型例和應(yīng)用例中任一者中的攝像部中的像素的電路構(gòu)造可以是其它的電路構(gòu)造，而不限于上述的實(shí)施例、變型例和應(yīng)用例中所述的電路構(gòu)造(像素20及20A至20D的電路構(gòu)造)。同樣，行掃描部和列選擇部等的電路構(gòu)造可以是其它的電路構(gòu)造，而不限于上面的實(shí)施例、變型例和應(yīng)用例中所述的構(gòu)造。
[0156]此外，上面的實(shí)施例、變型例和應(yīng)用例中所述的攝像部、行掃描部、A/D轉(zhuǎn)換部(列選擇部)和列掃描部等可以被構(gòu)造為形成在例如同一基板上。具體地，例如，通過(guò)使用諸如低溫多晶硅等多晶半導(dǎo)體，還能夠?qū)⑦@些組件的電路部中的開(kāi)關(guān)等形成在同一基板上。因此，能夠根據(jù)例如來(lái)自外部系統(tǒng)控制部的控制信號(hào)對(duì)同一基板進(jìn)行驅(qū)動(dòng)操作，且能夠?qū)崿F(xiàn)當(dāng)使邊框(三邊自由的框結(jié)構(gòu))變窄和連接配線時(shí)的可靠性的提高。
[0157]根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例和變型例，可以至少實(shí)現(xiàn)下面的構(gòu)造。
[0158](I) 一種攝像裝置，其包括:
[0159]攝像部，所述攝像部含有多個(gè)像素，每個(gè)所述像素含有光電轉(zhuǎn)換器件和場(chǎng)效應(yīng)晶體管；
[0160]驅(qū)動(dòng)部，所述驅(qū)動(dòng)部被構(gòu)造用來(lái)控制將被施加至所述晶體管的電壓以進(jìn)行對(duì)累積在所述像素中的信號(hào)電荷的讀出驅(qū)動(dòng)；和
[0161]校正部，所述校正部被構(gòu)造用來(lái)校正用于驅(qū)動(dòng)所述晶體管的電壓值，
[0162]其中，所述晶體管含有第一柵極電極和第二柵極電極，所述第一柵極電極和所述第二柵極電極彼此面對(duì)地布置且所述第一柵極電極與所述第二柵極電極之間設(shè)置有半導(dǎo)體層，
[0163]所述驅(qū)動(dòng)部被構(gòu)造用來(lái)通過(guò)將第一電壓施加至所述晶體管的第一柵極電極且將第二電壓施加至所述晶體管的第二柵極電極來(lái)進(jìn)行所述晶體管的導(dǎo)通/截止控制，且
[0164]所述校正部被構(gòu)造用來(lái)根據(jù)所述晶體管的閾值電壓的偏移量來(lái)校正所述第一電壓和所述第二電壓中的一者或兩者的電壓值。
[0165](2)根據(jù)上述(I)所述的攝像裝置，其中，所述第一電壓是脈沖電壓且所述第二電壓是偏置電壓。
[0166](3)根據(jù)上述(2)所述的攝像裝置，其中，所述校正部根據(jù)所述閾值電壓的所述偏移量在預(yù)定的時(shí)刻校正所述第二電壓的電壓值。
[0167](4)根據(jù)上述(I)至(3)中任一項(xiàng)所述的攝像裝置，其中，所述攝像部根據(jù)入射的放射線生成電信號(hào)。
[0168](5)根據(jù)上述(I)至(4)中任一項(xiàng)所述的攝像裝置，其中，所述晶體管包括含有氧化硅膜的柵極絕緣膜。
[0169](6)根據(jù)上述(I)至(5)中任一項(xiàng)所述的攝像裝置，其中，所述半導(dǎo)體層含有多晶硅、微晶硅、非晶硅或氧化物半導(dǎo)體。
[0170](7)根據(jù)上述(6)所述的攝像裝置，其中，所述半導(dǎo)體層含有低溫多晶硅。
[0171]( 8 )根據(jù)上述(3 )所述的攝像裝置，其中，
[0172]在非曝光狀態(tài)下，在作為第二電壓的電壓在多個(gè)電壓值之間階梯式地變化以將所述第二電壓施加至所述第二柵極電極的同時(shí)，所述校正部對(duì)與所述多個(gè)電壓值中的各電壓值相對(duì)應(yīng)的像素值進(jìn)行采樣，且
[0173]所述校正部基于已經(jīng)被采樣的多個(gè)像素值、根據(jù)所述閾值電壓的所述偏移量來(lái)計(jì)算所述第二電壓的最佳值。
[0174](9 )根據(jù)上述(2 )、( 3 )和(8 )中任一項(xiàng)所述的攝像裝置，其中，
[0175]所述脈沖電壓包括導(dǎo)通電壓和截止電壓，且
[0176]在正在施加所述第一電壓中的所述導(dǎo)通電壓的期間內(nèi)，所述驅(qū)動(dòng)部使所述第二柵極電極保持在浮動(dòng)狀態(tài)。
[0177](10)根據(jù)上述(2)、(3)和(8)中任一項(xiàng)所述的攝像裝置，其中，
[0178]所述脈沖電壓包括導(dǎo)通電壓和截止電壓，且
[0179]在正在施加所述第一電壓中的所述導(dǎo)通電壓的期間內(nèi)，所述驅(qū)動(dòng)部將具有與所述第一電壓中的所述導(dǎo)通電壓相同的值的電壓施加至所述第二柵極電極。
[0180](11)根據(jù)上述(4)所述的攝像裝置，其中，所述攝像部包括位于所述光電轉(zhuǎn)換器件的光入射側(cè)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層，所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層被構(gòu)造用來(lái)將所述放射線轉(zhuǎn)換成具有所述光電轉(zhuǎn)換器件的敏感區(qū)域內(nèi)的波長(zhǎng)的光。
[0181](12)根據(jù)上述(4)所述的攝像裝置，其中，每個(gè)所述像素吸收所述放射線并將吸收的所述放射線轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
[0182](13)根據(jù)上述(4)、(11)和(12)所述的攝像裝置，其中，所述放射線是X射線。
[0183](14)根據(jù)上述(I)至(13)中任一項(xiàng)所述的攝像裝置，其中，所述光電轉(zhuǎn)換器件由PIN型光電二極管和MIS型傳感器中的一者構(gòu)成。
[0184](15) 一種圖像拍攝顯不系統(tǒng)，其包括:
[0185]攝像裝置；和
[0186]顯示裝置，所述顯示裝置被構(gòu)造用來(lái)基于由所述攝像裝置獲得的攝像信號(hào)進(jìn)行圖像顯示，
[0187]其中，所述攝像裝置是如上述(I)至(14)中任一者所述的攝像裝置。
[0188]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依據(jù)設(shè)計(jì)要求和其他因素，可以在本發(fā)明隨附的權(quán)利要求或其等同物的范圍內(nèi)進(jìn)行各種修改、組合、次組合以及改變。
[0189]相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考
[0190]本申請(qǐng)主張享有于2013年3月28日提交的日本優(yōu)先權(quán)專利申請(qǐng)JP2013-068636的優(yōu)先權(quán)，并將該日本優(yōu)先權(quán)申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容以引用的方式并入本文。
【權(quán)利要求】
1.一種攝像裝置，其包括: 攝像部，所述攝像部含有多個(gè)像素，每個(gè)所述像素含有光電轉(zhuǎn)換器件和場(chǎng)效應(yīng)晶體管； 驅(qū)動(dòng)部，所述驅(qū)動(dòng)部被構(gòu)造用來(lái)控制將被施加至所述晶體管的電壓以進(jìn)行對(duì)累積在所述像素中的信號(hào)電荷的讀出驅(qū)動(dòng)；和 校正部，所述校正部被構(gòu)造用來(lái)校正用于驅(qū)動(dòng)所述晶體管的電壓值， 其中，所述晶體管含有第一柵極電極和第二柵極電極，所述第一柵極電極和所述第二柵極電極彼此面對(duì)地布置且所述第一柵極電極與所述第二柵極電極之間設(shè)置有半導(dǎo)體層，所述驅(qū)動(dòng)部被構(gòu)造用來(lái)通過(guò)將第一電壓施加至所述晶體管的第一柵極電極且將第二電壓施加至所述晶體管的第二柵極電極來(lái)進(jìn)行所述晶體管的導(dǎo)通/截止控制，且 所述校正部被構(gòu)造用來(lái)根據(jù)所述晶體管的閾值電壓的偏移量來(lái)校正所述第一電壓和所述第二電壓中的一者或兩者的電壓值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像裝置，其中，所述第一電壓是脈沖電壓且所述第二電壓是偏置電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的攝像裝置，其中，所述校正部根據(jù)所述閾值電壓的所述偏移量在預(yù)定的時(shí)刻校正所述第二電壓的電壓值。
4.根據(jù)權(quán)利要求 1至3中任一項(xiàng)所述的攝像裝置，其中，所述攝像部根據(jù)入射的放射線生成電信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的攝像裝置，其中，所述晶體管包括含有氧化硅膜的柵極絕緣膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的攝像裝置，其中，所述半導(dǎo)體層含有多晶硅、微晶硅、非晶硅或氧化物半導(dǎo)體。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的攝像裝置，其中，所述半導(dǎo)體層含有低溫多晶硅。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的攝像裝置，其中， 在非曝光狀態(tài)下，在作為第二電壓的電壓在多個(gè)電壓值之間階梯式地變化以將所述第二電壓施加至所述第二柵極電極的同時(shí)，所述校正部對(duì)與所述多個(gè)電壓值中的各電壓值相對(duì)應(yīng)的像素值進(jìn)行采樣，且 所述校正部基于已經(jīng)被采樣的多個(gè)像素值、根據(jù)所述閾值電壓的所述偏移量來(lái)計(jì)算所述第二電壓的最佳值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的攝像裝置，其中， 所述校正部通過(guò)將所述閾值電壓的所述偏移量加到所述第二電壓的初始設(shè)定的電壓值來(lái)校正所述第二電壓的電壓值。
10.根據(jù)權(quán)利要求2、3、8和9中任一項(xiàng)所述的攝像裝置，其中， 所述脈沖電壓包括導(dǎo)通電壓和截止電壓，且 在正在施加所述第一電壓中的所述導(dǎo)通電壓的期間內(nèi)，所述驅(qū)動(dòng)部使所述第二柵極電極保持在浮動(dòng)狀態(tài)。
11.根據(jù)權(quán)利要求2、3、8和9中任一項(xiàng)所述的攝像裝置，其中， 所述脈沖電壓包括導(dǎo)通電壓和截止電壓，且 在正在施加所述第一電壓中的所述導(dǎo)通電壓的期間內(nèi)，所述驅(qū)動(dòng)部將具有與所述第一電壓中的所述導(dǎo)通電壓相同的值的電壓施加至所述第二柵極電極。
12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的攝像裝置，其中，所述攝像部包括位于所述光電轉(zhuǎn)換器件的光入射側(cè)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層，所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層被構(gòu)造用來(lái)將所述放射線轉(zhuǎn)換成具有所述光電轉(zhuǎn)換器件的敏感區(qū)域內(nèi)的波長(zhǎng)的光。
13.根據(jù)權(quán)利要求4所述的攝像裝置，其中，每個(gè)所述像素吸收所述放射線并將吸收的所述放射線轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求4所述的攝像裝置，其中，所述放射線是X射線。
15.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、8和9中任一項(xiàng)所述的攝像裝置，其中，所述光電轉(zhuǎn)換器件由PIN型光電二極管和MIS型傳感器中的一者構(gòu)成。
16.一種圖像拍攝顯示系統(tǒng)，其包括: 攝像裝置；和 顯示裝置，所述顯示裝置被構(gòu)造用來(lái)基于由所述攝像裝置獲得的攝像信號(hào)進(jìn)行圖像顯示， 其中，所述攝像裝 置是如權(quán)利要求1至15中任一者所述的攝像裝置。
【文檔編號(hào)】H04N5/3745GK104079847SQ201410108644
【公開(kāi)日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月28日
【發(fā)明者】山田泰弘 申請(qǐng)人:索尼公司