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JP2013070168A - Flat surface type x-ray sensor - Google Patents

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JP2013070168A
JP2013070168A JP2011206242A JP2011206242A JP2013070168A JP 2013070168 A JP2013070168 A JP 2013070168A JP 2011206242 A JP2011206242 A JP 2011206242A JP 2011206242 A JP2011206242 A JP 2011206242A JP 2013070168 A JP2013070168 A JP 2013070168A
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Japan
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reference clock
clock
internal
photoelectric conversion
circuit
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JP2011206242A
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Japanese (ja)
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Shuichi Fujita
修一 藤田
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Toshiba Corp
Canon Electron Tubes and Devices Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Electron Tubes and Devices Co Ltd
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Publication date
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  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flat surface type X-ray sensor in which an internal driving timing and an external reference clock are matched with each other.SOLUTION: An X-ray generating apparatus generates X-ray at a predetermined time interval on the basis of an external reference clock, and a flat surface type X-ray sensor picks up X-ray images obtained by transmitting the generated X-ray through an imaging target object. An internal driving signal generating circuit 50 for generating an internal driving signal for the flat surface type X-ray sensor is provided with a PLL-based reference clock generating circuit 51. The reference clock generating circuit 51 has a voltage controlled oscillator 62, a frequency dividing circuit 63, and a phase comparing circuit 61. The voltage controlled oscillator 62 generates an internal reference clock by using a quartz oscillator, for example. The frequency dividing circuit 63 divides the internal reference clock by a predetermined frequency division ratio and outputs a frequency-divided clock. The phase comparing circuit 61 compares the phase of the external reference clock and the phase of the frequency-divided clock and inputs the phase difference into the voltage controlled oscillator 62.

Description

本実施形態は、平面型X線センサに関する。   This embodiment relates to a planar X-ray sensor.

入射されたX線を光に変換し、その光を平面にアレイ状に配置された光電変換素子を用いて、電気信号として取り出すことによりX線撮影像をリアルタイムのデジタル信号として出力させる平面状に光電変換素子を配列した光電変換素子アレイを用いた固体検出器が開発されている。平面状の固体検出器であることから、画質性能や安定性の面でも優れている。   The incident X-ray is converted into light, and the light is taken out as an electric signal using photoelectric conversion elements arranged in an array on a plane, so that an X-ray image is output as a real-time digital signal. A solid state detector using a photoelectric conversion element array in which photoelectric conversion elements are arranged has been developed. Since it is a flat solid detector, it has excellent image quality and stability.

この固体検出器は、たとえばX線発生装置などからなる外部装置ともに用いられる。一般に、X線発生装置などからなる外部装置は、外部基準クロックに基づいてX線を発生させる信号を生成し、X線を照射する。光電変換素子アレイは、照射されたX線のうち被写体を経由して入射したX線量を、電荷に変換し電気信号として取り出す。外部装置は外部基準クロックを平面型X線センサにも伝達するが、光電変換素子アレイを用いた平面型X線センサは、通常、内部のクロック生成回路によって一定の周波数の内部基準クロックを生成し、そのクロックを分周することによって内部の動作のタイミングを決める駆動信号を生成する。   This solid state detector is used together with an external device such as an X-ray generator. In general, an external device such as an X-ray generator generates a signal for generating X-rays based on an external reference clock and irradiates the X-rays. The photoelectric conversion element array converts the X-ray dose incident through the subject among the irradiated X-rays into electric charges and takes them out as electric signals. The external device also transmits an external reference clock to the planar X-ray sensor. However, a planar X-ray sensor using a photoelectric conversion element array usually generates an internal reference clock having a constant frequency by an internal clock generation circuit. Then, by dividing the clock, a drive signal that determines the internal operation timing is generated.

外部装置は、測定する対象物や測定内容によって外部基準クロックを変化させて、同期周波数を変更する場合がある。   The external device may change the synchronization frequency by changing the external reference clock depending on the object to be measured and the measurement content.

特開2002−152599号公報JP 2002-152599 A

平面型X線センサにおいて画像はデジタル信号であり、一般に、平面型X線センサは内部で作成される特定の周波数で与えられるタイミング信号を基準として動作している。このため、その動作をX線発生装置などの外部装置から伝達される外部基準クロックに完全にあわせることはできず、内部のタイミングとずれが発生する。その結果、画像に乱れが発生する可能性がある。   In the flat X-ray sensor, an image is a digital signal, and generally, the flat X-ray sensor operates on the basis of a timing signal provided at a specific frequency generated inside. For this reason, the operation cannot be completely synchronized with an external reference clock transmitted from an external device such as an X-ray generator, and an internal timing and deviation occur. As a result, the image may be disturbed.

たとえば内部の読出動作と外部の同期信号が一致した際には、読み出しを一周期分禁止するなどの対応を行う。平面センサに配置された光電変換素子にはリーク電荷が存在するため、内部の読み出しを一周期分停めるとリーク電荷が画像信号に漏れることによって、輝度レベルが変動したり、画像むらが発生するなどの問題が発生してしまう。   For example, when the internal read operation and the external synchronization signal match, a measure such as prohibiting the read for one cycle is performed. Since there is a leak charge in the photoelectric conversion element arranged in the flat sensor, if the internal readout is stopped for one cycle, the leak charge leaks to the image signal, resulting in fluctuations in the luminance level, image unevenness, etc. The problem will occur.

そこで各実施形態は、光電変換素子アレイの内部駆動タイミングと外部装置の動作の基準となる外部基準クロックとをできるだけ整合させることを目的とする。   Therefore, each embodiment aims to match the internal drive timing of the photoelectric conversion element array with the external reference clock that is a reference for the operation of the external device as much as possible.

上述の課題を解決するため実施形態による平面型X線センサは、X線発生装置が外部基準クロックに基づいて所定の時間間隔で発生したX線が被撮影物体を透過したX線画像を撮像する平面型X線センサにおいて、二次元配列された複数の光電変換素子と前記光電変換素子のそれぞれに対して設けられたスイッチング素子と前記光電変換素子のそれぞれの行に対して設けられて前記スイッチング素子に接続されたゲートラインと前記光電変換素子のそれぞれの列に対して設けられて前記スイッチング素子を介して前記光電変換素子に接続されたデータラインとを有する光電変換素子アレイと、内部基準クロックを生成する電圧制御発振器と、前記内部基準クロックをあらかじめ定められた分周比で分周して分周クロックを出力する分周回路と、前記外部基準クロックと前記分周クロックとの位相を比較してその位相差を前記電圧制御発振器に入力する位相比較回路と、を備えて前記内部基準クロックに基づいて内部駆動信号を生成する内部駆動信号生成回路と、前記内部駆動信号に基づいて前記ゲートラインにゲート駆動信号を与えるゲート駆動回路と、前記内部駆動信号に基づいて前記光電変換素子アレイから前記データラインを介して画素信号を読み出す読出回路と、を具備することを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, the planar X-ray sensor according to the embodiment captures an X-ray image in which an X-ray generation apparatus transmits X-rays generated at predetermined time intervals through an object to be photographed based on an external reference clock. In a planar X-ray sensor, a plurality of photoelectric conversion elements arranged two-dimensionally, a switching element provided for each of the photoelectric conversion elements, and the switching element provided for each row of the photoelectric conversion elements A photoelectric conversion element array having a gate line connected to each of the photoelectric conversion elements and a data line provided to each column of the photoelectric conversion elements and connected to the photoelectric conversion element via the switching element, and an internal reference clock A voltage-controlled oscillator to be generated, and a frequency dividing circuit that divides the internal reference clock by a predetermined frequency dividing ratio and outputs a frequency-divided clock; A phase comparison circuit that compares phases of the external reference clock and the divided clock and inputs the phase difference to the voltage controlled oscillator, and generates an internal drive signal based on the internal reference clock. A signal generation circuit; a gate drive circuit that applies a gate drive signal to the gate line based on the internal drive signal; and a readout that reads out a pixel signal from the photoelectric conversion element array via the data line based on the internal drive signal And a circuit.

また、実施形態による平面型X線センサは、X線発生装置が外部基準クロックに基づいて所定の時間間隔で発生したX線が被撮影物体を透過したX線画像を撮像する平面型X線センサにおいて、二次元配列された複数の光電変換素子と前記光電変換素子のそれぞれに対して設けられたスイッチング素子と前記光電変換素子のそれぞれの行に対して設けられて前記スイッチング素子に接続されたゲートラインと前記光電変換素子のそれぞれの列に対して設けられて前記スイッチング素子を介して前記光電変換素子に接続されたデータラインとを有する光電変換素子アレイと、所定の周波数の固定クロックを生成する基準発振器と、前記外部基準クロックの1周期での前記固定クロックのクロック数をカウントしてそのクロック数に基づいて分周比を算出する周波数判定回路と、前記固定クロックを前記分周比で分周して内部基準クロックを生成する分周回路と、を備えて前記内部基準クロックに基づいて内部駆動信号を生成する内部駆動信号生成回路と、前記内部駆動信号に基づいて前記ゲートラインにゲート駆動信号を与えるゲート駆動回路と、前記内部駆動信号に基づいて前記光電変換素子アレイから前記データラインを介して画素信号を読み出す読出回路と、を具備することを特徴とする。   In addition, the planar X-ray sensor according to the embodiment is a planar X-ray sensor that captures an X-ray image in which an X-ray generated by a X-ray generator at a predetermined time interval based on an external reference clock passes through an object to be imaged. A plurality of photoelectric conversion elements arranged two-dimensionally, a switching element provided for each of the photoelectric conversion elements, and a gate provided for each row of the photoelectric conversion elements and connected to the switching elements A photoelectric conversion element array having a line and a data line provided for each column of the photoelectric conversion elements and connected to the photoelectric conversion elements via the switching elements, and generating a fixed clock of a predetermined frequency Count the number of clocks of the fixed clock in one cycle of the reference oscillator and the external reference clock, and divide based on the number of clocks An internal drive that generates an internal drive signal based on the internal reference clock, and a frequency determination circuit that calculates an internal reference clock by dividing the fixed clock by the division ratio A signal generation circuit; a gate drive circuit that applies a gate drive signal to the gate line based on the internal drive signal; and a readout that reads out a pixel signal from the photoelectric conversion element array via the data line based on the internal drive signal And a circuit.

第1実施形態による平面型X線センサのブロック図である。1 is a block diagram of a planar X-ray sensor according to a first embodiment. 第1実施形態によるX線撮像システムのブロック図である。1 is a block diagram of an X-ray imaging system according to a first embodiment. 第1実施形態による光電変換素子アレイの模式的斜視図である。It is a typical perspective view of the photoelectric conversion element array by 1st Embodiment. 第1実施形態による光電変換素子アレイの等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram of the photoelectric conversion element array according to the first embodiment. 第1実施形態におけるタイミングチャートである。It is a timing chart in a 1st embodiment. 第1実施形態において内部分周クロックの位相が外部基準クロックに対して進んだ場合の変化を示すタイミングチャートである。6 is a timing chart showing a change when the phase of the inner partial clock advances with respect to the external reference clock in the first embodiment. 第1実施形態において内部分周クロックの位相が外部基準クロックに対して遅れた場合の変化を示すタイミングチャートである。6 is a timing chart showing changes when the phase of the inner partial clock is delayed with respect to the external reference clock in the first embodiment. 第2実施形態による平面型X線センサのブロック図である。It is a block diagram of the plane type X-ray sensor by a 2nd embodiment. 第2実施形態におけるタイミングチャートである。It is a timing chart in a 2nd embodiment. 第2実施形態において内部分周クロックの位相が外部基準クロックに対して遅れた場合の変化を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows a change when the phase of an inner part circumference clock is late to an external standard clock in a 2nd embodiment. 第2実施形態において内部分周クロックの位相が外部基準クロックに対して進んだ場合の変化を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows change when the phase of an inner part circumference clock advances with respect to an external reference clock in a 2nd embodiment.

以下、いくつかの実施形態によるX線平面センサを、図面を参照して説明する。なお、同一または類似の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   Hereinafter, X-ray planar sensors according to some embodiments will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same or similar structure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

[第1実施形態]
図2は、第1実施形態によるX線撮像システムのブロック図である。
[First Embodiment]
FIG. 2 is a block diagram of the X-ray imaging system according to the first embodiment.

X線撮像システムは、X線発生装置10と平面型X線センサ20とを有している。X線発生装置10は、外部基準クロック発生器11とX線発生器12とを有している。外部基準クロック発生器11は、外部基準クロックを発生する。外部基準クロックは、X線発生器12がX線を発生するタイミングの基準となる。外部基準クロックは、パルス状の信号として伝達される。X線発生器12は、外部基準クロックに基づく所定の周期でX線13を発生する。たとえば、X線発生器12は、外部基準クロックの1周期毎にX線を発生する。   The X-ray imaging system includes an X-ray generator 10 and a planar X-ray sensor 20. The X-ray generator 10 includes an external reference clock generator 11 and an X-ray generator 12. The external reference clock generator 11 generates an external reference clock. The external reference clock is a reference for the timing at which the X-ray generator 12 generates X-rays. The external reference clock is transmitted as a pulse signal. The X-ray generator 12 generates X-rays 13 at a predetermined cycle based on an external reference clock. For example, the X-ray generator 12 generates X-rays for every cycle of the external reference clock.

平面型X線センサ20は、光電変換素子アレイ30、ゲート駆動回路22、読出回路23、駆動制御回路24、画像記憶・転送回路25および内部駆動信号生成回路50を有している。   The planar X-ray sensor 20 includes a photoelectric conversion element array 30, a gate drive circuit 22, a readout circuit 23, a drive control circuit 24, an image storage / transfer circuit 25, and an internal drive signal generation circuit 50.

光電変換素子アレイ30には、患者などの撮像対象14を透過したX線13が入射する。光電変換素子アレイ30は、入射したX線13の線量を電荷に変換して電気信号として出力する。   X-rays 13 that have passed through the imaging target 14 such as a patient are incident on the photoelectric conversion element array 30. The photoelectric conversion element array 30 converts the dose of the incident X-rays 13 into electric charges and outputs them as electric signals.

ゲート駆動回路22は、光電変換素子アレイ30にゲート駆動信号を与える。読出回路23は、入射したX線13の線量を電荷に変換した電気信号を光電変換素子アレイ30から読み出す。   The gate drive circuit 22 gives a gate drive signal to the photoelectric conversion element array 30. The readout circuit 23 reads out from the photoelectric conversion element array 30 an electrical signal obtained by converting the dose of incident X-rays 13 into electric charges.

内部駆動信号生成回路50は、光電変換素子アレイ30に蓄えられた電気信号を取り出すために、X線発生装置10から与えられた外部基準クロックから内部の駆動タイミング信号を生成する。より具体的には、内部駆動信号生成回路50は、外部基準クロック発生器11から外部基準クロックの信号を受信して駆動タイミング信号を生成し、駆動制御回路24に与える。   The internal drive signal generation circuit 50 generates an internal drive timing signal from an external reference clock supplied from the X-ray generator 10 in order to take out an electrical signal stored in the photoelectric conversion element array 30. More specifically, the internal drive signal generation circuit 50 receives an external reference clock signal from the external reference clock generator 11, generates a drive timing signal, and supplies the drive timing signal to the drive control circuit 24.

駆動制御回路24は、内部駆動信号生成回路50で生成された駆動タイミング信号に従って光電変換素子アレイ30を駆動する。より具体的には、駆動制御回路24は、駆動タイミング信号に従ってゲート駆動回路22および読出回路23を制御する。画像記憶・転送回路25は、読出回路23が読み出した電気信号を記憶し、外部に転送する。   The drive control circuit 24 drives the photoelectric conversion element array 30 according to the drive timing signal generated by the internal drive signal generation circuit 50. More specifically, the drive control circuit 24 controls the gate drive circuit 22 and the readout circuit 23 according to the drive timing signal. The image storage / transfer circuit 25 stores the electrical signal read by the reading circuit 23 and transfers it to the outside.

図3は、本実施形態による光電変換素子アレイの模式的斜視図である。図4は、本実施形態による光電変換素子アレイの等価回路図である。   FIG. 3 is a schematic perspective view of the photoelectric conversion element array according to the present embodiment. FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of the photoelectric conversion element array according to the present embodiment.

光電変換素子アレイ30は、アレイ基板31とシンチレータ膜32とを有している。アレイ基板31は、ガラス基板33を有している。ガラス基板33の表面には、複数の微細な画素34が正方格子状に配列されている。それぞれの画素34は、薄膜トランジスタ35とフォトダイオード36とを有している。また、ガラス基板33の表面には、画素34が配列された正方格子の行と同数のゲートライン37が各画素34の間を延びている。さらに、ガラス基板33の表面には、画素34が配列された正方格子の列の数と同数のデータライン38が各画素34の間を延びている。   The photoelectric conversion element array 30 includes an array substrate 31 and a scintillator film 32. The array substrate 31 has a glass substrate 33. On the surface of the glass substrate 33, a plurality of fine pixels 34 are arranged in a square lattice pattern. Each pixel 34 includes a thin film transistor 35 and a photodiode 36. On the surface of the glass substrate 33, the same number of gate lines 37 as the square lattice rows in which the pixels 34 are arranged extend between the pixels 34. Further, on the surface of the glass substrate 33, the same number of data lines 38 as the number of square lattice columns in which the pixels 34 are arranged extend between the pixels 34.

シンチレータ膜32は、アレイ基板31の画素34が配列された領域の表面に形成されている。シンチレータ膜32は、X線13が入射すると可視光領域の蛍光を発生する。発生した蛍光は、アレイ基板31の表面に到達する。   The scintillator film 32 is formed on the surface of the area where the pixels 34 of the array substrate 31 are arranged. The scintillator film 32 generates fluorescence in the visible light region when the X-ray 13 enters. The generated fluorescence reaches the surface of the array substrate 31.

アレイ基板31は、シンチレータ膜32で発生した蛍光を受光して電気信号を発生する。その結果、入射したX線によってシンチレータ膜32で発生した可視光像は、電気信号で表現された画像情報に変換される。   The array substrate 31 receives the fluorescence generated by the scintillator film 32 and generates an electrical signal. As a result, the visible light image generated in the scintillator film 32 by the incident X-rays is converted into image information expressed by an electrical signal.

それぞれのフォトダイオード36は、スイッチング素子である薄膜トランジスタ35を介してゲートライン37およびデータライン38に接続されている。また、それぞれのフォトダイオード36には、蓄積キャパシタ39が並列に接続されている。   Each photodiode 36 is connected to a gate line 37 and a data line 38 through a thin film transistor 35 which is a switching element. In addition, a storage capacitor 39 is connected to each photodiode 36 in parallel.

フォトダイオード36およびそれに並列に接続された蓄積キャパシタ39は、薄膜トランジスタ35のドレイン・ソース電極を介してデータライン38に接続されている。薄膜トランジスタ35のゲート電極は、ゲートライン37に接続されている。   The photodiode 36 and the storage capacitor 39 connected in parallel to the photodiode 36 are connected to the data line 38 through the drain / source electrode of the thin film transistor 35. The gate electrode of the thin film transistor 35 is connected to the gate line 37.

配列の同じ行に位置する画素34の薄膜トランジスタ35のゲート電極は、同一のゲートライン37に接続されている。配列の同じ列に位置する画素34のフォトダイオード36および蓄積キャパシタ39は、薄膜トランジスタ35を介して同一のデータライン38に接続されている。各薄膜トランジスタ35は、フォトダイオード36への蛍光の入射にて発生した電荷を蓄積および放出させるスイッチング機能を担う。   The gate electrodes of the thin film transistors 35 of the pixels 34 located in the same row of the array are connected to the same gate line 37. The photodiodes 36 and the storage capacitors 39 of the pixels 34 located in the same column of the array are connected to the same data line 38 via the thin film transistor 35. Each thin film transistor 35 has a switching function of accumulating and discharging charges generated by the incidence of fluorescence on the photodiode 36.

光電変換素子アレイ30は、平面構造のため2次元的に走査する必要がある。ゲート駆動回路22は、2次元配列された画素34の横方向の1行を選択し、その1行に対応するゲートライン37に薄膜トランジスタ35をONの状態にするパルス状の信号を与える。ゲート駆動回路22が選択するラインを縦方向に順次切り替えて、すべての行選択を走査することにより、平面すべてが選択される。また、読出回路23は、ゲート駆動回路22によって選択された1行内で、横方向に信号を走査して読み出すための回路である。   The photoelectric conversion element array 30 needs to be scanned two-dimensionally because of its planar structure. The gate drive circuit 22 selects one row in the horizontal direction of the two-dimensionally arranged pixels 34 and gives a pulse-like signal for turning on the thin film transistor 35 to the gate line 37 corresponding to the one row. All the planes are selected by sequentially switching the lines selected by the gate drive circuit 22 in the vertical direction and scanning all the row selections. The readout circuit 23 is a circuit for scanning and reading out signals in the horizontal direction within one row selected by the gate drive circuit 22.

このように、ゲート駆動回路22による行選択と、読出回路23による1行内の信号読出を繰り返すことにより、平面すべての画素34の信号を読み出すことができる。画像記憶・転送回路25は、順次読み出された電気信号を一時的に記録し、画像処理、画像表示に適したデータに並び替え、転送する。これらの動作により、被写体を透過したX線信号を電気信号の強弱の2次元データとして取り込むことができる。   As described above, by repeating the row selection by the gate driving circuit 22 and the signal reading in one row by the reading circuit 23, the signals of all the pixels 34 in the plane can be read. The image storage / transfer circuit 25 temporarily records sequentially read electrical signals, rearranges them into data suitable for image processing and image display, and transfers them. By these operations, the X-ray signal transmitted through the subject can be captured as two-dimensional data of the strength of the electric signal.

なお、図3および図4において、画素は5行5列あるいは4行4列分しか記載していないが、実際にはもっと多く、解像度、撮像面積に応じて必要な画素が形成されている。   3 and 4, the pixels are only described for 5 rows and 5 columns or 4 rows and 4 columns, but actually more pixels are formed according to the resolution and imaging area.

図1は、本実施形態による平面型X線センサのブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram of the planar X-ray sensor according to the present embodiment.

内部駆動信号生成回路50は、基準クロック生成回路51、分周・位相制御回路52および内部同期信号生成回路53を有している。基準クロック生成回路51は、位相比較回路61と電圧制御発振器62と分周回路63とを有している。電圧制御発振器62は、高い精度で発振する水晶発振子を用いた電圧制御発振器(VCxO)であることが望ましい。   The internal drive signal generation circuit 50 includes a reference clock generation circuit 51, a frequency division / phase control circuit 52, and an internal synchronization signal generation circuit 53. The reference clock generation circuit 51 includes a phase comparison circuit 61, a voltage control oscillator 62, and a frequency divider circuit 63. The voltage controlled oscillator 62 is desirably a voltage controlled oscillator (VCxO) using a crystal oscillator that oscillates with high accuracy.

基準クロック生成回路51は、いわゆる位相同期回路(PLL)であり、外部基準クロック発生器11が生成した外部基準クロックと位相のそろった内部基準クロックを生成する。内部基準クロックは、たとえば15MHzである。したがって、内部基準クロックの周期は67nsecである。   The reference clock generation circuit 51 is a so-called phase synchronization circuit (PLL), and generates an internal reference clock in phase with the external reference clock generated by the external reference clock generator 11. The internal reference clock is 15 MHz, for example. Therefore, the period of the internal reference clock is 67 nsec.

外部基準クロックは、パルス状の信号として、位相比較回路61に入力される。位相比較回路61の出力は、電圧制御発振器62に入力される。電圧制御発振器62の出力信号は、分周・位相制御回路に伝達されるとともに、分周回路63に伝達される。分周回路63は、電圧制御発振器62の出力信号をあらかじめ定められた分周比で分周する。分周回路63から出力される分周クロックは、位相比較回路61に入力される。位相比較回路61は、外部基準クロックおよび分周クロックの位相を比較し、位相差を出力し、電圧制御発振器62に入力する。このようにして電圧制御発振器62は、内部基準クロックを生成する。   The external reference clock is input to the phase comparison circuit 61 as a pulse signal. The output of the phase comparison circuit 61 is input to the voltage controlled oscillator 62. The output signal of the voltage controlled oscillator 62 is transmitted to the frequency division / phase control circuit and also to the frequency division circuit 63. The frequency divider 63 divides the output signal of the voltage controlled oscillator 62 by a predetermined frequency division ratio. The divided clock output from the frequency dividing circuit 63 is input to the phase comparison circuit 61. The phase comparison circuit 61 compares the phases of the external reference clock and the divided clock, outputs a phase difference, and inputs it to the voltage controlled oscillator 62. In this way, the voltage controlled oscillator 62 generates an internal reference clock.

内部同期信号生成回路53は、分周回路63から内部基準クロックを分周したクロック信号を受け取り、内部同期信号を生成する。分周・位相制御回路52は、内部同期信号生成回路53から内部同期信号を受信し、また、電圧制御発振器62から内部基準クロックを受信して、スタートパルスを生成する。分周・位相制御回路52が生成するスタートパルスは、駆動制御回路24に与えられる。駆動制御回路24は、スタートパルスを受け取ると処理を開始する。つまり、スタートパルスは、駆動制御回路24による処理の開始のタイミングを示す内部駆動信号である。   The internal synchronizing signal generation circuit 53 receives a clock signal obtained by dividing the internal reference clock from the frequency dividing circuit 63, and generates an internal synchronizing signal. The frequency division / phase control circuit 52 receives the internal synchronization signal from the internal synchronization signal generation circuit 53 and also receives the internal reference clock from the voltage controlled oscillator 62 and generates a start pulse. The start pulse generated by the frequency division / phase control circuit 52 is given to the drive control circuit 24. When receiving the start pulse, the drive control circuit 24 starts processing. That is, the start pulse is an internal drive signal that indicates the timing of the start of processing by the drive control circuit 24.

図5は、本実施形態におけるタイミングチャートである。図6は、本実施形態において内部分周クロックの位相が外部基準クロックに対して進んだ場合の変化を示すタイミングチャートである。図7は、本実施形態において内部分周クロックの位相が外部基準クロックに対して遅れた場合の変化を示すタイミングチャートである。   FIG. 5 is a timing chart in the present embodiment. FIG. 6 is a timing chart showing changes when the phase of the inner partial clock advances with respect to the external reference clock in the present embodiment. FIG. 7 is a timing chart showing a change when the phase of the inner partial clock is delayed with respect to the external reference clock in the present embodiment.

図5に示すように、本実施形態によれば、分周回路63が生成する内部分周クロックは、外部基準クロックと位相のそろったものとなる。この内部分周クロックが外部基準クロックと周波数がずれたりして、位相がずれてしまった場合には、位相比較回路Xがその位相差を検出し、位相差を電圧値に変換する。この位相差が変換された電圧によって電圧制御発振器Xが制御される。   As shown in FIG. 5, according to the present embodiment, the internal partial clock generated by the frequency divider circuit 63 is in phase with the external reference clock. When the phase of the inner partial clock is shifted from that of the external reference clock, the phase comparison circuit X detects the phase difference and converts the phase difference into a voltage value. The voltage controlled oscillator X is controlled by the voltage obtained by converting the phase difference.

図6に示すように、内部分周クロックが外部基準クロックの位相に対して進んだ場合、すなわち、内部分周クロックの周波数が外部基準クロックの周波数に比べて高い場合には、電圧制御発振器Xの発振周波数を下げる方向に制御される。つまり、この場合には、内部分周クロックと外部基準クロックの位相を比較した後の内部基準クロックの周期t2は、位相比較前の内部分周クロックの周期t1よりも長くなるように制御される。   As shown in FIG. 6, when the internal partial clock advances with respect to the phase of the external reference clock, that is, when the frequency of the internal partial clock is higher than the frequency of the external reference clock, the voltage controlled oscillator X The oscillation frequency is controlled to decrease. That is, in this case, the cycle t2 of the internal reference clock after comparing the phases of the internal partial clock and the external reference clock is controlled to be longer than the cycle t1 of the internal partial clock before the phase comparison. .

逆に、内部分周クロックが外部基準クロックの位相に対して遅れた場合、すなわち、内部分周クロックの周波数が外部基準クロックの周波数に比べて低い場合には、電圧制御発振器Xの発振周波数を上げる方向に制御される。つまり、この場合には、内部分周クロックと外部基準クロックの位相を比較した後の内部基準クロックの周期t3は、位相比較前の内部分周クロックの周期t1よりも長くなるように制御される。   On the contrary, when the internal partial clock is delayed with respect to the phase of the external reference clock, that is, when the frequency of the internal partial clock is lower than the frequency of the external reference clock, the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator X is set. Controlled in the direction of raising. That is, in this case, the period t3 of the internal reference clock after comparing the phases of the internal partial clock and the external reference clock is controlled to be longer than the period t1 of the internal partial clock before the phase comparison. .

これらの制御によって、外部基準クロックと内部分周クロックとは完全に周波数および位相が一致する。1秒間に60フレームの動画を撮影する場合には、撮像間隔は約17msecである。しかし、本実施形態のようにPLL回路によって周波数を追従させる場合、周波数の追従に要する時間はこの撮像間隔に比べて非常に小さいため、次の撮像までの間に周波数は追従する。さらに、一旦、外部基準クロックと内部分周クロックとが同期した後には、同期した状態からの変化にのみ追従すればよいため、より速く同期することになる。   By these controls, the external reference clock and the internal partial clock are completely matched in frequency and phase. When shooting a moving image of 60 frames per second, the imaging interval is about 17 msec. However, when the frequency is tracked by the PLL circuit as in the present embodiment, the time required for frequency tracking is very small compared to the imaging interval, so the frequency follows until the next imaging. Further, once the external reference clock and the inner partial clock are synchronized, it is only necessary to follow the change from the synchronized state, so that the synchronization is faster.

このように、本実施形態の平面型X線センサ20においては、外部基準クロックと内部分周クロックを一致させるために、内部駆動信号発生回路50内の基準基準クロックを生成する回路で生成するクロックの周波数を固定ではなく、可変としている。内部基準クロックを、外部基準クロックにあわせて可変とすることで外部基準クロックと内部動作の基準となる内部分周クロックの周波数および位相を一致させることができる。   As described above, in the planar X-ray sensor 20 of the present embodiment, the clock generated by the circuit for generating the reference reference clock in the internal drive signal generation circuit 50 in order to make the external reference clock and the inner peripheral clock coincide with each other. The frequency is not fixed but variable. By making the internal reference clock variable according to the external reference clock, it is possible to make the frequency and phase of the external reference clock coincide with the frequency of the internal peripheral clock that is the reference for internal operation.

外部基準クロックとは無関係に特定の周波数のクロックを発振して内部基準クロックを生成し、内部同期信号もそのクロックを分周して生成すると、外部基準クロックと内部同期信号との位相を完全に一致させることはできない。つまり、外部基準クロックと内部の処理クロックは非同期の関係となる。この場合、以下のような問題が生じる。   When an internal reference clock is generated by oscillating a clock of a specific frequency regardless of the external reference clock, and the internal sync signal is also generated by dividing the clock, the phases of the external reference clock and the internal sync signal are completely Cannot match. That is, the external reference clock and the internal processing clock are in an asynchronous relationship. In this case, the following problems occur.

X線発生装置10と平面型X線センサ20とが非同期に動作する場合、外部基準クロックは、平面型X線センサ20の処理クロックとは非同期に入力されることになる。動画を撮像する場合は、通常、外部基準クロックは一定の周波数で入力され、平面型X線センサ20も外部基準クロックに合わせて動作する。   When the X-ray generator 10 and the planar X-ray sensor 20 operate asynchronously, the external reference clock is input asynchronously with the processing clock of the planar X-ray sensor 20. When capturing a moving image, the external reference clock is normally input at a constant frequency, and the planar X-ray sensor 20 also operates in accordance with the external reference clock.

平面型X線センサ20の動作期間(内部処理の期間)は、X線からの透過線による電荷を取り込む信号蓄積期間と、受け取った電荷を外部装置に転送するための信号処理・転送期間とに分けられる。信号蓄積期間は、内部基準クロックを分周することによって得られるX線の電荷蓄積を決める期間である。このため、信号蓄積期間の長さが変わると蓄積される電荷量も変わってしまう。また、信号処理・転送期間も、処理に所定の時間が必要である。したがって、信号蓄積期間および信号処理・転送期間を動画のフレーム毎に変えることはできない。つまり、内部処理の期間は、いずれのフレームでも実質的に一定である。   The operation period (internal processing period) of the planar X-ray sensor 20 includes a signal accumulation period for capturing charges from transmission lines from X-rays, and a signal processing / transfer period for transferring received charges to an external device. Divided. The signal accumulation period is a period for determining the X-ray charge accumulation obtained by dividing the internal reference clock. For this reason, when the length of the signal accumulation period changes, the amount of stored charge also changes. The signal processing / transfer period also requires a predetermined time for processing. Therefore, the signal accumulation period and the signal processing / transfer period cannot be changed for each frame of the moving image. That is, the internal processing period is substantially constant in any frame.

そこで、外部基準クロックによって、これらの動作の開始タイミングを設定し、一定期間を確保することで、外部基準クロックに追従させる方法がある。この方法では、信号蓄積期間と信号処理・転送期間の和が外部基準クロックの周期より十分短い場合は、待機時間を設けることによって同期をとることができる。逆に、信号蓄期間と信号処理・転送期間の和が、外部基準クロックの周期より長い場合は、たとえば外部基準クロックの2周期毎に1回の信号蓄積および信号処理・転送をするなど、外部基準クロックを間引くことにより、外部基準クロックと同期をとって平面型X線センサを動作させることができる。   Therefore, there is a method in which the start timing of these operations is set by an external reference clock and a certain period is ensured to follow the external reference clock. In this method, when the sum of the signal accumulation period and the signal processing / transfer period is sufficiently shorter than the cycle of the external reference clock, synchronization can be achieved by providing a standby time. Conversely, if the sum of the signal accumulation period and the signal processing / transfer period is longer than the period of the external reference clock, for example, signal accumulation and signal processing / transfer are performed once every two periods of the external reference clock. By thinning out the reference clock, the planar X-ray sensor can be operated in synchronization with the external reference clock.

しかし、外部基準クロックと内部分周クロックがほぼ同じ周期になり内部基準クロックの1周期内の差しかない場合や、外部基準クロックの周期が、信号蓄積時間と信号処理・転送時間の和の周期が整数倍になる場合には、内部処理が外部基準クロックの周期に間に合う場合と間に合わない場合が発生する。間に合う場合には、外部装置から伝達される次の同期信号で次の処理に移ることができるが、間に合わない場合には、次の外部基準クロック1周期分は処理をせず、その次の同期信号で動作が開始することになる。すなわち、同期信号に追従できない期間が発生し、特定のタイミングで1フレーム抜けることになる。   However, when the external reference clock and the internal partial clock have almost the same cycle and do not fall within one cycle of the internal reference clock, or the cycle of the external reference clock is the sum of the signal accumulation time and the signal processing / transfer time. In the case of an integral multiple, there are cases where internal processing is in time for the external reference clock cycle and when it is not in time. If it is in time, the next synchronization signal transmitted from the external device can be used to proceed to the next processing. If it is not in time, the next synchronization of the next external reference clock is not performed and the next synchronization signal is not processed. The operation starts with the signal. That is, a period in which the synchronization signal cannot be followed occurs and one frame is missed at a specific timing.

つまり、外部基準クロックの周期と内部処理の周期がほぼ一致してしまう場合や外部同期信号が内部処理周期のほぼ整数倍になってしまう場合の問題点は、内部基準クロックの1クロックの期間内で同期ずれが発生するために、固定周期の内部基準クロックでは制御できないことにある。内部基準クロックを分周して作成される内部同期と外部同期では内部クロック1クロックの期間内のずれが発生するため、同期周波数がほぼ一致する場合には、1周期毎、外部基準クロックの周期が内部分周クロックの周期のN倍の場合には、N回の同期ごとに処理が間に合わない期間が発生してしまう。   That is, when the period of the external reference clock substantially coincides with the period of the internal processing, or when the external synchronization signal becomes an integer multiple of the internal processing period, the problem is that within the period of one clock of the internal reference clock. In this case, a synchronization shift occurs, so that it cannot be controlled by an internal reference clock having a fixed period. The internal synchronization generated by dividing the internal reference clock and the external synchronization cause a shift within the period of one internal clock. Therefore, if the synchronization frequencies are almost the same, the period of the external reference clock every cycle. Is N times the period of the inner partial clock, a period in which processing is not in time for every N synchronizations occurs.

平面センサ内の光電変換素子には、電荷が蓄積される。この電荷は、読み出す必要があるため、TFT構造の素子に接続されている。しかし、TFT構造の半導体を通して電荷が少しずつリークしてしまい、隣接画素や信号線へ電荷が移動してしまう症状が発生する。リーク量は、画素から読み出しをしない場合に発生し、画素によって特性が異なるため、読み出しを行わない時間差が大きいほどリークによる影響が大きくなる。その結果、内部処理が外部基準クロックに追従できない期間が発生した場合、その間でのリーク電荷の影響により、周期内に読み出せる場合と読み出し電荷量が変化し画像輝度が一定にならないという問題が発生する。結果として、特定の周期で動画の画像輝度が揺れる症状となってしまう。   Electric charges are accumulated in the photoelectric conversion elements in the flat sensor. Since this electric charge needs to be read out, it is connected to an element having a TFT structure. However, the charge leaks little by little through the semiconductor having the TFT structure, and there is a symptom that the charge moves to an adjacent pixel or a signal line. The amount of leakage occurs when readout is not performed from a pixel, and the characteristics differ depending on the pixel. Therefore, the greater the time difference during which readout is not performed, the greater the effect of leakage. As a result, when a period during which internal processing cannot follow the external reference clock occurs, due to the influence of leakage charge during that period, there is a problem that the amount of readout charge changes and the image brightness does not become constant due to the influence of leakage charge during that period. To do. As a result, it becomes a symptom in which the image brightness of the moving image fluctuates in a specific cycle.

しかし、本実施形態では、内部基準クロックを生成する基準クロック生成回路51は、PLL構成をとり、内部基準クロックは電圧制御発振器62により生成される。内部基準クロックは、分周回路63で分周され、外部基準クロックとほぼ同じ周波数の内部分周クロックが生成される。この際、分周回路63の分周比は、外部基準クロックの周期にあわせて電圧制御発振器62の発振範囲を超えないように制御される。   However, in this embodiment, the reference clock generation circuit 51 that generates the internal reference clock has a PLL configuration, and the internal reference clock is generated by the voltage controlled oscillator 62. The internal reference clock is frequency-divided by the frequency dividing circuit 63, and an internal partial clock having substantially the same frequency as the external reference clock is generated. At this time, the frequency dividing ratio of the frequency dividing circuit 63 is controlled so as not to exceed the oscillation range of the voltage controlled oscillator 62 in accordance with the period of the external reference clock.

その結果、外部基準クロックと内部分周クロックのタイミングが一致し、平面型X線センサ20における処理を開始するタイミング信号であるスタートパルスは、外部基準クロックに対応したタイミングとなる。このように本実施形態によれば、光電変換素子アレイの内部駆動タイミングと外部装置の動作の基準となる外部基準クロックとをできるだけ整合させることができる。   As a result, the timings of the external reference clock and the inner peripheral clock coincide with each other, and the start pulse that is a timing signal for starting processing in the planar X-ray sensor 20 has a timing corresponding to the external reference clock. As described above, according to the present embodiment, the internal drive timing of the photoelectric conversion element array and the external reference clock serving as a reference for the operation of the external device can be matched as much as possible.

したがって、外部基準クロックのある特定期間に平面型X線センサ20が処理できない状況が発生する可能性は極めて小さくなる。動画を撮影している場合には、特定のタイミングで1フレーム抜けてしまう可能性が極めて小さくなる。また、画素34からのリーク電荷の影響を抑制することができる。   Therefore, the possibility that a situation in which the planar X-ray sensor 20 cannot process during a certain period of the external reference clock occurs is extremely small. When a moving image is shot, the possibility of missing one frame at a specific timing is extremely small. In addition, the influence of leakage charge from the pixel 34 can be suppressed.

また、本実施形態によれば、X線発生装置10などの外部装置と平面型X線センサとで同一の基準クロックを用いなくても、フリッカやむらの無い画像を得ることができる。したがって、平面型X線センサとX線発生装置などの外部装置とを独立して設計できる。このため、既存のX線発生装置と本実施形態の平面型X線センサとを組み合わせても、フリッカやむらの無い画像を得ることができる。   Further, according to the present embodiment, an image without flicker and unevenness can be obtained without using the same reference clock for an external device such as the X-ray generation device 10 and the planar X-ray sensor. Therefore, a planar X-ray sensor and an external device such as an X-ray generator can be designed independently. For this reason, even if the existing X-ray generator and the planar X-ray sensor of this embodiment are combined, an image free from flicker and unevenness can be obtained.

[第2実施形態]
図8は、第2実施形態による平面型X線センサのブロック図である。
[Second Embodiment]
FIG. 8 is a block diagram of a planar X-ray sensor according to the second embodiment.

本実施形態の平面型X線センサは、第1実施形態の基準クロック生成回路51(図1参照)の代わりに、同期追従回路54を設けたものである。同期追従回路54は、基準発振器72と、周波数判定回路71と、分周回路73と、を有している。   The planar X-ray sensor of the present embodiment is provided with a synchronization tracking circuit 54 instead of the reference clock generation circuit 51 (see FIG. 1) of the first embodiment. The synchronization tracking circuit 54 includes a reference oscillator 72, a frequency determination circuit 71, and a frequency divider circuit 73.

基準発振器72は、所定の周波数の固定クロックを生成する。基準発振器72は、たとえば水晶発振器であって、非常に精度の高い周波数の固定クロックを生成する。周波数判定回路71は、外部基準クロックの1周期での固定クロックのクロック数をカウントする。また、周波数判定回路71は、カウントしたクロック数に基づいて分周比を算出する。分周回路73は、基準発振器72が生成した固定クロックをこの分周比で分周して内部基準クロックを生成する。   The reference oscillator 72 generates a fixed clock having a predetermined frequency. The reference oscillator 72 is, for example, a crystal oscillator, and generates a fixed clock having a very high frequency. The frequency determination circuit 71 counts the number of fixed clocks in one cycle of the external reference clock. Further, the frequency determination circuit 71 calculates a frequency division ratio based on the counted number of clocks. The frequency dividing circuit 73 divides the fixed clock generated by the reference oscillator 72 by this frequency dividing ratio to generate an internal reference clock.

図9は、本実施形態におけるタイミングチャートである。図10は、本実施形態において内部分周クロックの位相が外部基準クロックに対して遅れた場合の変化を示すタイミングチャートである。図11は、本実施形態において内部分周クロックの位相が外部基準クロックに対して進んだ場合の変化を示すタイミングチャートである。   FIG. 9 is a timing chart in the present embodiment. FIG. 10 is a timing chart showing a change when the phase of the inner partial clock is delayed with respect to the external reference clock in the present embodiment. FIG. 11 is a timing chart showing changes when the phase of the inner partial clock advances with respect to the external reference clock in the present embodiment.

周波数判定回路71は、次のようにして分周比を算出する。まず、外部基準クロックの1周期での固定クロックのクロック数をカウントする。次に、ここでカウントしたクロック数を、規定カウント数と比較する。ここで、この規定カウント数とは、内部処理に必要な時間を基準発振器72が発振する固定クロックのクロック数で表したものである。   The frequency determination circuit 71 calculates the frequency division ratio as follows. First, the number of fixed clocks in one cycle of the external reference clock is counted. Next, the number of clocks counted here is compared with a specified count number. Here, the specified count number represents the time required for internal processing as the number of fixed clocks oscillated by the reference oscillator 72.

外部基準クロック1周期での固定クロックのカウント数が、規定カウント数で表した値よりも少ない場合を考える。この場合、外部基準クロックの1周期の間に内部処理が完了しないことになる。そこで、このような場合には、外部基準クロックを数パルス間引くことによって、内部処理が可能な最短周期よりも長くなるように外部基準クロックを調整する。たとえば外部基準クロックの2周期毎に、信号蓄積とその信号の読み取り・転送を行うこととする。   Consider a case where the fixed clock count in one cycle of the external reference clock is less than the value represented by the specified count. In this case, the internal processing is not completed during one cycle of the external reference clock. Therefore, in such a case, the external reference clock is adjusted to be longer than the shortest cycle in which internal processing is possible by thinning out the external reference clock by several pulses. For example, signal accumulation and signal reading / transfer are performed every two cycles of the external reference clock.

このようにして、外部基準クロック1周期あるいは所定の周期の間に内部処理が完了するように、内部処理の時間を設定しておく。つまり、外部基準クロック1周期あるいは所定の周期での固定クロックのカウント数が、規定カウント数よりも小さくならないようにしておく。さらに、内部分周クロックの周期を間引かれた外部基準クロックの周期と同一になるように分周比を設定する。   In this way, the internal processing time is set so that the internal processing is completed during one external reference clock cycle or a predetermined cycle. That is, the count number of the fixed clock in one external reference clock cycle or a predetermined cycle is set not to be smaller than the specified count number. Further, the frequency division ratio is set so that the cycle of the internal partial clock is the same as the cycle of the external reference clock thinned out.

次に、外部基準クロック1周期での固定クロックのカウント数が、規定カウント数に比べて多い場合を考える。この場合、基準カウント数を分周比として、内部分周クロックを生成すると、その内部分周クロックの周波数は外部基準クロックの周波数よりも高くなる。したがって、外部基準クロックの1周期よりも短い時間で内部処理は完了する。そこで、内部処理の完了後、基準クロックのいくつかの周期分、次のスタートパルスを遅らせる。つまり分周比を大きくする。これにより、外部基準クロック1周期ごとに、適切に内部処理を完了することができる。   Next, consider a case where the fixed clock count in one cycle of the external reference clock is larger than the specified count. In this case, when the internal partial clock is generated using the reference count number as the frequency division ratio, the frequency of the internal partial clock becomes higher than the frequency of the external reference clock. Therefore, the internal processing is completed in a time shorter than one cycle of the external reference clock. Therefore, after the completion of the internal processing, the next start pulse is delayed by several cycles of the reference clock. That is, the division ratio is increased. As a result, the internal processing can be appropriately completed for each cycle of the external reference clock.

外部基準クロックの周期と内部処理の周期とがほぼ一致する場合や、外部基準クロックの周期が内部処理周期のほぼ整数倍する場合以外、つまり、これらの周波数が異なる場合は、周波数の差に応じて、数周期間隔で処理が間に合わないタイミングが発生する。この場合、本実施形態では、内部の基準となるクロックの周波数の調整を行わずに、駆動制御回路24などを制御する。   When the external reference clock cycle and internal processing cycle are almost the same, or when the external reference clock cycle is almost an integral multiple of the internal processing cycle, that is, when these frequencies are different, depending on the frequency difference As a result, a timing at which processing is not in time at intervals of several cycles occurs. In this case, in this embodiment, the drive control circuit 24 and the like are controlled without adjusting the frequency of the internal reference clock.

分周回路73は、外部基準クロックにあわせて、基準発振器72が生成した固定クロックを分周して、内部分周クロックを生成する。この内部分周クロックが外部基準クロックと比べて遅れてしまうと、次の外部基準クロック1周期分は処理をせず、その次の同期信号で動作が開始することになる。すなわち、同期信号に追従できない期間が発生し、特定のタイミングで1フレーム抜けることになる。   The frequency dividing circuit 73 divides the fixed clock generated by the reference oscillator 72 in accordance with the external reference clock to generate an internal partial clock. If this inner peripheral clock is delayed compared to the external reference clock, the next external reference clock is not processed for one period, and the operation starts with the next synchronization signal. That is, a period in which the synchronization signal cannot be followed occurs and one frame is missed at a specific timing.

この状態を避けるため、本実施形態では、分周回路73のクロック分周比を必ず外部基準クロックの周期と比べて内部分周クロックの周期が小さくなるように設定する。この分周比を決定するのが、周波数判定回路71である。   In order to avoid this state, in this embodiment, the clock frequency division ratio of the frequency divider circuit 73 is always set so that the cycle of the inner partial clock is smaller than the cycle of the external reference clock. The frequency determination circuit 71 determines this frequency division ratio.

外部基準クロックの周期が内部処理に要する時間よりも短い場合は、同期信号を数パルス間引くことにより、処理可能な最小周期となるように外部同期信号を調整する。また、内部分周クロックの周期を間引かれた外部同期信号と同一になるように、分周比を調整する。更に、クロック1個分の差によって内部分周クロックに遅れが発生する場合は、分周比を1クロック分少なくすることにより位相遅れが無い様に随時調整を行う。この動作を継続的に行うことによって、外部同期1周期のずれをなくし、1クロック分の時間差で吸収する事ができる。   When the period of the external reference clock is shorter than the time required for the internal processing, the external synchronization signal is adjusted so as to be the minimum processable period by thinning out the synchronization signal by several pulses. In addition, the frequency division ratio is adjusted so as to be the same as the external synchronization signal whose internal partial frequency clock is thinned. Further, when a delay occurs in the internal partial clock due to a difference of one clock, adjustment is performed as needed so that there is no phase delay by reducing the frequency division ratio by one clock. By continuously performing this operation, it is possible to eliminate the shift of one cycle of the external synchronization and absorb the time difference of one clock.

このように本実施形態によれば、光電変換素子アレイの内部駆動タイミングと外部装置の動作の基準となる外部基準クロックとをできるだけ整合させることができる。このときリーク電荷は、同期信号一周期分である数ミリ〜数十ミリ秒の単位から、数十ナノ秒〜数マイクロ秒に圧縮される為、無視できるレベルに低減される。   As described above, according to the present embodiment, the internal drive timing of the photoelectric conversion element array and the external reference clock serving as a reference for the operation of the external device can be matched as much as possible. At this time, the leakage charge is reduced from a unit of several milliseconds to several tens of milliseconds corresponding to one cycle of the synchronization signal to several tens of nanoseconds to several microseconds, and thus is reduced to a negligible level.

また、本実施形態と第1実施形態を組み合わせてもよい。この場合は、外部基準クロックと内部分周クロックの位相差が固定クロックの1クロック範囲内の違いかどうかを周波数判別回路で判断する。位相差が1クロック範囲外であれば、本実施形態の処理を行い、1クロック内であれば第1実施形態と同様の処理を行う。このような組合せで処理を行うことにより、本実施形態では発生する1クロック分のリーク電荷の影響も避けることができる。   Moreover, you may combine this embodiment and 1st Embodiment. In this case, the frequency discriminating circuit determines whether or not the phase difference between the external reference clock and the inner peripheral clock is within one clock range of the fixed clock. If the phase difference is outside the one clock range, the processing of this embodiment is performed. If the phase difference is within one clock, the same processing as in the first embodiment is performed. By performing processing in such a combination, it is possible to avoid the influence of the leak charge for one clock generated in this embodiment.

[他の実施の形態]
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
[Other embodiments]
Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

10…X線発生装置、11…外部基準クロック発生器、12…X線発生器、13…X線、14…撮像対象、20…平面型X線センサ、22…ゲート駆動回路、23…読出回路、24…駆動制御回路、25…画像記憶・転送回路、30…光電変換素子アレイ、31…アレイ基板、32…シンチレータ膜、33…ガラス基板、34…画素、35…薄膜トランジスタ、36…フォトダイオード、37…ゲートライン、38…データライン、39…蓄積キャパシタ、50…内部駆動信号生成回路、51…基準クロック生成回路、52…分周・位相制御回路、53…内部同期信号生成回路、54…同期追従回路、61…位相比較回路、62…電圧制御発振器、63…分周回路、71…周波数判定回路、72…基準発振器、73…分周回路

DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... X-ray generator, 11 ... External reference clock generator, 12 ... X-ray generator, 13 ... X-ray, 14 ... Imaging object, 20 ... Planar X-ray sensor, 22 ... Gate drive circuit, 23 ... Read-out circuit , 24 ... drive control circuit, 25 ... image storage / transfer circuit, 30 ... photoelectric conversion element array, 31 ... array substrate, 32 ... scintillator film, 33 ... glass substrate, 34 ... pixel, 35 ... thin film transistor, 36 ... photodiode, 37 ... Gate line, 38 ... Data line, 39 ... Storage capacitor, 50 ... Internal drive signal generation circuit, 51 ... Reference clock generation circuit, 52 ... Division / phase control circuit, 53 ... Internal synchronization signal generation circuit, 54 ... Synchronization Tracking circuit 61 ... Phase comparison circuit 62 ... Voltage controlled oscillator 63 ... Division circuit 71 ... Frequency determination circuit 72 ... Reference oscillator 73 ... Division circuit

Claims (4)

X線発生装置が外部基準クロックに基づいて所定の時間間隔で発生したX線が被撮影物体を透過したX線画像を撮像する平面型X線センサにおいて、
二次元配列された複数の光電変換素子と前記光電変換素子のそれぞれに対して設けられたスイッチング素子と前記光電変換素子のそれぞれの行に対して設けられて前記スイッチング素子に接続されたゲートラインと前記光電変換素子のそれぞれの列に対して設けられて前記スイッチング素子を介して前記光電変換素子に接続されたデータラインとを有する光電変換素子アレイと、
内部基準クロックを生成する電圧制御発振器と、前記内部基準クロックをあらかじめ定められた分周比で分周して分周クロックを出力する分周回路と、前記外部基準クロックと前記分周クロックとの位相を比較してその位相差を前記電圧制御発振器に入力する位相比較回路と、を備えて前記内部基準クロックに基づいて内部駆動信号を生成する内部駆動信号生成回路と、
前記内部駆動信号に基づいて前記ゲートラインにゲート駆動信号を与えるゲート駆動回路と、
前記内部駆動信号に基づいて前記光電変換素子アレイから前記データラインを介して画素信号を読み出す読出回路と、
を具備することを特徴とする平面型X線センサ。
In a planar X-ray sensor that captures an X-ray image in which an X-ray generated by an X-ray generator at a predetermined time interval based on an external reference clock is transmitted through an object to be imaged,
A plurality of photoelectric conversion elements arranged two-dimensionally, a switching element provided for each of the photoelectric conversion elements, a gate line provided for each row of the photoelectric conversion elements and connected to the switching elements; A photoelectric conversion element array having a data line provided for each column of the photoelectric conversion elements and connected to the photoelectric conversion elements via the switching elements;
A voltage controlled oscillator that generates an internal reference clock; a frequency dividing circuit that divides the internal reference clock by a predetermined frequency dividing ratio to output a divided clock; and the external reference clock and the divided clock. A phase comparison circuit that compares phases and inputs the phase difference to the voltage controlled oscillator, and an internal drive signal generation circuit that generates an internal drive signal based on the internal reference clock;
A gate drive circuit for providing a gate drive signal to the gate line based on the internal drive signal;
A readout circuit that reads out a pixel signal from the photoelectric conversion element array via the data line based on the internal drive signal;
A flat X-ray sensor comprising:
前記内部駆動信号生成回路は、所定の周波数の固定クロックを生成する基準発振器と前記外部基準クロックの1周期での前記固定クロックのクロック数をカウントしてそのクロック数に基づいて分周比を算出する周波数判定回路と前記固定クロックを前記分周比で分周して第2内部基準クロックを生成する第2分周回路とを備えた同期追従回路と、をさらに有し、前記周波数判定回路がカウントしたクロック数と所定の規定クロック数との差が所定の値未満であるときは前記内部基準クロックにそれ以外のときは前記第2内部基準クロックに基づいて内部駆動信号を生成することを特徴とする請求項1に記載の平面型X線センサ。   The internal drive signal generation circuit counts the number of clocks of the fixed clock in one cycle of the reference oscillator that generates a fixed clock with a predetermined frequency and the external reference clock, and calculates a division ratio based on the number of clocks A synchronization tracking circuit comprising: a frequency determination circuit that performs frequency division, and a second frequency dividing circuit that divides the fixed clock by the frequency division ratio to generate a second internal reference clock; and the frequency determination circuit includes: An internal drive signal is generated based on the internal reference clock when the difference between the counted number of clocks and a predetermined specified clock number is less than a predetermined value, and based on the second internal reference clock otherwise. The planar X-ray sensor according to claim 1. 前記所定の規定クロック数は前記光電変換素子に電荷を蓄積するのに要する時間と前記光電変換素子から画素信号を読み出すのに要する時間を前記固定クロックの数で表した値よりも大きく、前記所定の値は1であることを特徴とする請求項2に記載の平面型X線センサ。   The predetermined specified number of clocks is larger than a value expressed by the number of fixed clocks for the time required to store charges in the photoelectric conversion element and the time required to read out a pixel signal from the photoelectric conversion element. The flat X-ray sensor according to claim 2, wherein the value of 1 is 1. X線発生装置が外部基準クロックに基づいて所定の時間間隔で発生したX線が被撮影物体を透過したX線画像を撮像する平面型X線センサにおいて、
二次元配列された複数の光電変換素子と前記光電変換素子のそれぞれに対して設けられたスイッチング素子と前記光電変換素子のそれぞれの行に対して設けられて前記スイッチング素子に接続されたゲートラインと前記光電変換素子のそれぞれの列に対して設けられて前記スイッチング素子を介して前記光電変換素子に接続されたデータラインとを有する光電変換素子アレイと、
所定の周波数の固定クロックを生成する基準発振器と、前記外部基準クロックの1周期での前記固定クロックのクロック数をカウントしてそのクロック数に基づいて分周比を算出する周波数判定回路と、前記固定クロックを前記分周比で分周して内部基準クロックを生成する分周回路と、を備えて前記内部基準クロックに基づいて内部駆動信号を生成する内部駆動信号生成回路と、
前記内部駆動信号に基づいて前記ゲートラインにゲート駆動信号を与えるゲート駆動回路と、
前記内部駆動信号に基づいて前記光電変換素子アレイから前記データラインを介して画素信号を読み出す読出回路と、
を具備することを特徴とする平面型X線センサ。

In a planar X-ray sensor that captures an X-ray image in which an X-ray generated by an X-ray generator at a predetermined time interval based on an external reference clock is transmitted through an object to be imaged,
A plurality of photoelectric conversion elements arranged two-dimensionally, a switching element provided for each of the photoelectric conversion elements, a gate line provided for each row of the photoelectric conversion elements and connected to the switching elements; A photoelectric conversion element array having a data line provided for each column of the photoelectric conversion elements and connected to the photoelectric conversion elements via the switching elements;
A reference oscillator that generates a fixed clock of a predetermined frequency, a frequency determination circuit that counts the number of clocks of the fixed clock in one cycle of the external reference clock, and calculates a division ratio based on the number of clocks; A frequency dividing circuit that divides a fixed clock by the frequency dividing ratio to generate an internal reference clock, and an internal drive signal generation circuit that generates an internal drive signal based on the internal reference clock;
A gate drive circuit for providing a gate drive signal to the gate line based on the internal drive signal;
A readout circuit that reads out a pixel signal from the photoelectric conversion element array via the data line based on the internal drive signal;
A flat X-ray sensor comprising:

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