JP5509032B2 - Radiation image detector - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、連続撮影時にノイズ混入による画像劣化を抑制した放射線画像検出器に関する。 Embodiments described herein relate generally to a radiation image detector that suppresses image deterioration due to noise mixing during continuous imaging.
新世代のX線診断用検出器としてアクティブマトリックスを用いた放射線画像検出器が大きな注目を集めている。この放射線画像検出器にX線を照射することにより、X線撮影像又はリアルタイムのX線画像がデジタル信号とし出力される。また、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極めて期待が大きい。この為、多くの大学やメーカーが研究開発に取り組んでいる。 As a new generation X-ray diagnostic detector, a radiological image detector using an active matrix has attracted much attention. By irradiating the radiation image detector with X-rays, an X-ray image or a real-time X-ray image is output as a digital signal. In addition, since it is a flat solid detector, it is highly expected in terms of image quality and stability. For this reason, many universities and manufacturers are working on research and development.
放射線画像検出器は、直接方式と間接方式の2方式に大別される。 Radiation image detectors are roughly classified into two methods, a direct method and an indirect method.
直接方式は、X線をa−Se等の光導電膜により直接電荷信号に変換し、電荷蓄積用のキャパシタに導く方式である。 The direct method is a method in which X-rays are directly converted into a charge signal by a photoconductive film such as a-Se and led to a charge storage capacitor.
一方の間接方式は、蛍光体層によりX線を受けて一旦可視光に変換し、可視光をa−Siフォトダイオードなどにより電荷信号に変換して電荷蓄積用キャパシタに導く方式である。 One indirect method is a method in which X-rays are received by a phosphor layer and converted to visible light, and then the visible light is converted into a charge signal by an a-Si photodiode or the like and led to a charge storage capacitor.
現在実用化されている放射線画像検出器の多くが間接方式を採用している。 Many of the radiation image detectors currently in practical use employ the indirect method.
従来の間接型放射線画像検出器は、ガラス基板上に、可視光を電荷信号に変換するフォトダイオード及びスイッチング素子としてのTFTトランジスタを含む画素を二次元状に配列して画像検出部を形成し、その上に、放射線を可視光に変換する蛍光変換膜が設けられている。 A conventional indirect radiation image detector forms an image detection unit by two-dimensionally arranging pixels including a photodiode that converts visible light into a charge signal and a TFT transistor as a switching element on a glass substrate, On top of that, a fluorescence conversion film for converting radiation into visible light is provided.
この間接型放射線画像検出器では、外部から入射したX線が蛍光変換膜の内部にて可視光に変換され、この可視光が画像検出部の画素内のフォトダイオードに入射する。可視光は電荷に変換され、その電荷はフォトダイオード内部もしくは並列接続されている容量素子内部に蓄積される。 In this indirect radiation image detector, X-rays incident from the outside are converted into visible light inside the fluorescence conversion film, and this visible light enters a photodiode in a pixel of the image detection unit. Visible light is converted into electric charge, and the electric charge is accumulated in the photodiode or in the capacitor element connected in parallel.
電荷に変換されたX線情報は、フォトダイオードに接続されているスイッチング素子(TFTトランジスタ)を通して、行方向に配置された行選択線に接続された画素群毎に、各々の画素と列方向に接続された信号線により画像検出部の外部へと伝達される。 The X-ray information converted into electric charges passes through each switching element (TFT transistor) connected to the photodiode for each pixel group connected to the row selection line arranged in the row direction in each pixel and column direction. The signal is transmitted to the outside of the image detection unit through the connected signal line.
TFTトランジスタを駆動する行選択線の電位は通常1本のみの行選択線の電位を変化させることにより、ある特定の行に相当するすべての画素内部のTFTトランジスタを導通状態にする。電位を変化させる行選択線を順次変更することで、外部にはある特定の行に相当する画素からの信号が外部に排出される。電荷の排出された信号線の位置と、その時点で電位の変動した選択線の位置を参照することで、X線の入射位置と強度を算出することが可能となる。 The potential of the row selection line for driving the TFT transistor is normally changed to the potential of only one row selection line, thereby bringing the TFT transistors in all pixels corresponding to a specific row into a conductive state. By sequentially changing the row selection line for changing the potential, a signal from a pixel corresponding to a specific row is discharged to the outside. By referring to the position of the signal line from which the charge has been discharged and the position of the selection line whose potential has fluctuated at that time, it is possible to calculate the X-ray incident position and intensity.
ガラス基板外部に排出された電荷信号は、各信号線に接続された積分増幅器へと入力される。積分増幅器に入力された電荷情報は増幅され、電位信号に変換されて出力される。積分増幅器から出力された電位信号はアナログ、デジタル変換機にてデジタル値に変換され、最終的には画像信号として編集されて放射線画像検出器の外部へと出力される。 The charge signal discharged to the outside of the glass substrate is input to an integrating amplifier connected to each signal line. The charge information input to the integrating amplifier is amplified, converted into a potential signal, and output. The potential signal output from the integrating amplifier is converted into a digital value by an analog / digital converter, and finally edited as an image signal and output to the outside of the radiation image detector.
放射線画像検出器は主に医療目的に使用されることが多く、大量に被爆すると有害であるX線の被爆量を抑えるため、撮影には微弱なX線を用いることが多い。そのため、TFT回路や積分増幅器特有の漏れ電流やオフセット電流の影響が大きく、その影響を除去することはX線撮影においては重要なこととなっている。 Radiation image detectors are often used mainly for medical purposes, and weak X-rays are often used for imaging in order to reduce the amount of X-ray exposure that is harmful when exposed in large quantities. For this reason, the influence of leakage current and offset current peculiar to the TFT circuit and the integration amplifier is large, and it is important to remove the influence in X-ray imaging.
微弱なX線画像の撮影時に問題となるTFT回路や積分増幅器の漏れ電流やオフセット電流の影響を除去するには、X線を入射しない状態で撮影を行い、そのときに得られた暗画像を用いることになる。この暗画像データを用い、X線を入射したときに得られた画像から暗画像成分を減算することにより、TFT回路や積分増幅器の漏れ電流やオフセット電流の影響を除去することが可能となる。 To eliminate the effects of leakage current and offset current of TFT circuits and integrating amplifiers, which are problematic when taking weak X-ray images, take an image in the absence of X-ray incidence, and obtain the dark image obtained at that time. Will be used. By using this dark image data and subtracting the dark image component from the image obtained when X-rays are incident, it is possible to remove the influence of the leakage current and offset current of the TFT circuit and the integrating amplifier.
通常の撮影動作においては、放射線画像検出器の温度や増幅率、撮影時間等の駆動条件が変化しない限り、TFT回路や積分増幅器の漏れ電流やオフセット電流の値は変化しない。そのため放射線画像検出器の温度や駆動条件が変化しない限り、1種類の暗画像データをあらかじめ撮影し、そのデータを用いることで、TFT回路や積分増幅器の漏れ電流やオフセット電流の影響を除去することが可能となる。 In a normal imaging operation, the values of the leakage current and offset current of the TFT circuit and the integrating amplifier do not change unless the driving conditions such as the temperature, amplification factor, and imaging time of the radiation image detector change. Therefore, as long as the temperature and driving conditions of the radiation image detector do not change, one kind of dark image data is taken in advance and the data is used to eliminate the influence of leakage current and offset current of the TFT circuit and integrating amplifier. Is possible.
これに対し、検査を目的としたX線画像の撮影において、連続した撮影を求められることがある。これは異なるX線の線質にて複数の撮影を行い、それぞれの撮影において得られたX線画像の違いから、被写体の物質の違いや密度の違い、厚みの違いの情報を得るためである。 On the other hand, continuous imaging may be required in imaging X-ray images for the purpose of inspection. This is to perform a plurality of radiographs with different X-ray quality, and to obtain information on the difference in the substance of the subject, the difference in density, and the difference in thickness from the difference in the X-ray images obtained in each radiographing. .
特に人体を対象にした検査の場合、連続した撮影の間は被写体の動きを止めておかなければならないため、できる限り短期間に複数枚の撮影を実行する必要がある。そのため、通常の放射線画像検査装置では1回の電気信号に対して1度の撮影しか行わないが、連続して複数枚の撮影を行う場合には1度の電気信号に対して複数の撮影を行うことで、電気信号の処理などに伴う装置の処理時間のロスを削減し、撮影間隔を短くすることが必要となる。 In particular, in the case of an examination for a human body, it is necessary to stop the movement of the subject during consecutive photographing, and therefore it is necessary to perform a plurality of photographings in the shortest possible time. Therefore, a normal radiographic image inspection apparatus performs only one imaging with respect to one electrical signal. However, when a plurality of images are continuously captured, a plurality of imaging with respect to one electrical signal is performed. By doing so, it is necessary to reduce the processing time loss of the apparatus accompanying the processing of electrical signals and shorten the imaging interval.
撮影を目的とした放射線画像検出器では、撮影動作を行っていない場合、TFTパネル内部の画素や積分増幅器の状態を常に初期状態に戻す動作が必要になる。 In a radiographic image detector intended for imaging, when an imaging operation is not performed, it is necessary to always return the state of the pixels in the TFT panel and the integration amplifier to the initial state.
通常の撮影動作の場合、撮影と撮影との間隔は十分な時間があるため、TFTパネルの画素や積分増幅器は次の撮影が始まるまでに十分な期間をもって初期化を行うため、撮影開始時には画素や積分増幅器は完全な初期化が可能となっている。 In the normal shooting operation, there is a sufficient interval between shooting, so the TFT panel pixels and the integration amplifier are initialized with a sufficient period until the next shooting starts. And the integration amplifier can be completely initialized.
しかし、連続した撮影動作の場合、1枚目の撮影動作では十分な初期化が行われるが、2枚目以降の撮影においては、直前に行われた撮影動作からの期間が極めて短く、十分な初期化時間を取れない場合が多い。このため、2枚目以降の撮影動作を行うと、撮影動作特有のTFTへの電圧供給状態の影響が残り、1枚目の撮影時とは暗画像レベルが異なってしまう。 However, in the case of continuous shooting operations, sufficient initialization is performed in the first shooting operation, but in the second and subsequent shooting, the period from the last shooting operation is extremely short and sufficient. In many cases, initialization time cannot be taken. For this reason, when the shooting operation for the second and subsequent sheets is performed, the influence of the voltage supply state to the TFT peculiar to the shooting operation remains, and the dark image level is different from that during the shooting of the first sheet.
よって、1種類の暗画像データのみを用いた画像処理では、1枚目と2枚目以降の撮影画像から、TFT回路や積分増幅器の漏れ電流やオフセット電流、そして薄膜トランジスタ内部に残留している電荷の成分の影響を十分に除去することができない。 Therefore, in image processing using only one type of dark image data, the leakage current and offset current of the TFT circuit and the integration amplifier, and the charge remaining in the thin film transistor from the first and second captured images. The effects of the components cannot be removed sufficiently.
そこで、本発明は、連続撮影時におけるX線画像に混入するノイズを改善することが可能な放射線画像検出器を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a radiographic image detector that can improve noise mixed in an X-ray image during continuous imaging.
上述の目的を達成するため、本放射線画像検出器は、基板上に二次元状に配列され、可視光を入射して全体として1画像の信号情報に変換する複数の画素が行方向に延伸する複数本の行選択線のうちの1本及び列方向に延伸する複数本の信号線のうちの1本にそれぞれ接続された画像検出部、及び当該画像検出部の前記複数の画素上に設けられ放射線を可視光に変換する蛍光変換膜を備えた放射線センサと、前記行選択線毎に順次駆動電圧を印加するゲート駆動回路と、撮影が終了する毎に前記画素内の電荷の状態を初期化するリフレッシュ動作を介してn枚の画像の連続撮影を行う際の任意の枚数目の撮影中に、前記放射線が照射された状態で前記駆動電圧が印加された任意の1本の前記行選択線と接続された画素に接続される前記信号線を介して前記画素からの画像信号情報を読み取る読取信号を発する第1の読取制御回路と、前記放射線が照射されていない状態で前記連続撮影と同様にして非照射の連続撮影を行った際の前記任意の枚数目と同じ枚数目の非照射撮影中において前記駆動電圧が印加された任意の1本の前記行選択線と接続された画素群に接続される前記信号線を介して前記画素からのノイズ信号情報を読み取る読取信号を発する第2の読取制御回路と、前記第1の読取制御回路からの読取信号により前記画像信号情報を読み取り、前記第2の読取制御回路からの読取信号により前記ノイズ信号情報を読み取って、前記画像信号情報及び前記ノイズ信号情報を保存する読取回路と、前記画像信号情報を前記ノイズ信号情報に基づいて補正する補正回路と、前記補正された画像信号情報を表示する表示装置と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, the radiation image detector is arranged in a two-dimensional manner on a substrate, and a plurality of pixels that enter visible light and convert it into signal information of one image as a whole extend in the row direction. Provided on one of the plurality of row selection lines and one of the plurality of signal lines extending in the column direction, respectively, and on the plurality of pixels of the image detection unit A radiation sensor having a fluorescence conversion film that converts radiation into visible light, a gate drive circuit that sequentially applies a drive voltage to each row selection line, and an initialization of the charge state in the pixel every time imaging is completed Any one of the row selection lines to which the driving voltage is applied in a state where the radiation is irradiated during the photographing of an arbitrary number of images when performing continuous imaging of n images through the refresh operation. The signal line connected to the pixel connected to A first reading control circuit that issues a reading signal for reading image signal information from the pixels via the non-irradiation continuous photographing in the same manner as the continuous photographing in a state where the radiation is not irradiated. During non-irradiation imaging of the same number as the arbitrary number of sheets, the signal from the pixel is connected via the signal line connected to the pixel group connected to the arbitrary one row selection line to which the driving voltage is applied. A second read control circuit that issues a read signal for reading noise signal information; and the image signal information is read by a read signal from the first read control circuit, and the noise is read by a read signal from the second read control circuit. A reading circuit that reads signal information and stores the image signal information and the noise signal information, a correction circuit that corrects the image signal information based on the noise signal information, and the correction Characterized in that it comprises a display device for displaying the image signal information, the.
また、本放射線画像検出器は、基板上に二次元状に配列された、放射線を電気信号に変換する複数の画素が行方向に延伸する複数本の行選択線のうちの1本及び列方向に延伸する複数本の信号線のうちの1本にそれぞれ接続された画像検出部を備えた放射線センサと、前記行選択線毎に順次駆動電圧を印加するゲート駆動回路と、撮影が終了する毎に前記画素内の電荷の状態を初期化するリフレッシュ動作を介してn枚の画像の連続撮影を行う際の任意の枚数目の撮影中に、前記放射線が照射された状態で前記駆動電圧が印加された任意の1本の前記行選択線と接続された画素に接続される前記信号線を介して前記画素からの画像信号情報を読み取る読取信号を発する第1の読取制御回路と、前記放射線が照射されていない状態で前記連続撮影と同様にして非照射の連続撮影を行った際の前記任意の枚数目と同じ枚数目の非照射撮影中において前記駆動電圧が印加された任意の1本の前記行選択線と接続された画素群に接続される前記信号線を介して前記画素からのノイズ信号情報を読み取る読取信号を発する第2の読取制御回路と、前記第1の読取制御回路からの読取信号により前記画像信号情報を読み取り、前記第2の読取制御回路からの読取信号により前記ノイズ信号情報を読み取って、前記画像信号情報及び前記ノイズ信号情報を保存する読取回路と、前記画像信号情報を前記ノイズ信号情報に基づいて補正する補正回路と、前記補正された画像信号情報を表示する表示装置と、を備えることを特徴とする。 The radiological image detector also includes one of a plurality of row selection lines arranged in a two-dimensional array on the substrate and extending in the row direction, and a column direction. A radiation sensor having an image detection unit connected to one of a plurality of signal lines extending in a row, a gate drive circuit for sequentially applying a drive voltage to each row selection line, and each time imaging is completed In addition, the drive voltage is applied in a state in which the radiation is irradiated during imaging of an arbitrary number of images when performing continuous imaging of n images through a refresh operation that initializes the state of charge in the pixel. A first read control circuit for emitting a read signal for reading image signal information from the pixel via the signal line connected to the pixel connected to any one of the row selection lines, and the radiation The above continuous shooting without irradiation In the same manner as described above, pixels connected to any one of the row selection lines to which the drive voltage is applied during the non-irradiation shooting of the same number as the arbitrary number when performing non-irradiation continuous shooting. A second reading control circuit for issuing a reading signal for reading noise signal information from the pixels via the signal line connected to the group; and reading the image signal information by a reading signal from the first reading control circuit. A read circuit that reads the noise signal information by a read signal from the second read control circuit and stores the image signal information and the noise signal information; and corrects the image signal information based on the noise signal information And a display device for displaying the corrected image signal information.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(放射線画像検出器の全体構成)
図1に、本発明に係る放射線画像検出器の一実施の形態を示す。
(Overall configuration of radiation image detector)
FIG. 1 shows an embodiment of a radiation image detector according to the present invention.
この放射線画像検出器10は、入射したX線を光に変換する蛍光体層及び入射した光を電気信号に変換する画像検出部を有する放射線センサ11と、画像検出部に2次元的に配置された画素につき走査ライン毎に順次駆動電圧を印加するゲート駆動回路13と、ゲート駆動回路13に対して列方向のスキャンタイミングを決める駆動信号を生成する駆動制御回路15と、選択された一行の画素の電気信号を読み取って増幅する読取回路17と、読取回路17での読取タイミングを決める読取信号を生成する第1の読取制御回路18a、第2の読取制御回路18bと、ノイズ信号が混入した画像信号からノイズ信号を減算してノイズ補正を行う補正回路19と、ノイズ補正を行った後の画像信号を表示する表示装置20と、を備えている。
The radiation image detector 10 is two-dimensionally arranged in a
(放射線センサ11)
図2は、放射線センサ11の具体的な構成の一例を示すものである。
(Radiation sensor 11)
FIG. 2 shows an example of a specific configuration of the
この放射線センサ11は、入射X線21を蛍光に変換する蛍光変換膜23と、この蛍光を電気信号による画像情報へと変換する画像検出部25とを備えている。
The
画像検出部25は、主にガラス基板により構成されている保持基板27上に、フォトダイオード及び薄膜トランジスタ(TFT)を含む画素28が多数配列された回路層29を設けて形成されている。
The
図3に画像検出部25の等価回路を、図4に画素28内部の等価回路を示す。
FIG. 3 shows an equivalent circuit of the
画素28は、薄膜トランジスタ31、フォトダイオード33を含み、薄膜トランジスタ31のゲートには行選択線(ゲート線)35が接続され、薄膜トランジスタ31のソースには信号線37が接続され、薄膜トランジスタ31のドレインにはフォトダイオード33とコンデンサ36とが並列に接続されている。なお、コンデンサ36は、フォトダイオード33の電極間の容量である。
The
また、信号線37の終端には、信号線37を伝わる電荷信号を増幅し、外部に出力する機能を有する積分アンプ41が信号線37と一対一に接続されている。 Further, an integrating amplifier 41 having a function of amplifying a charge signal transmitted through the signal line 37 and outputting the amplified signal to the outside is connected to the signal line 37 on a one-to-one basis.
更に、行選択線(ゲート線)35は、図5に示すゲートドライバ63の特定の信号線に接続される。 Furthermore, the row selection line (gate line) 35 is connected to a specific signal line of the gate driver 63 shown in FIG.
(ゲート駆動回路13、読取回路17)
図5は、図1のゲート駆動回路13及び読取回路17の具体的な構成の一例を示すものである。
(
FIG. 5 shows an example of a specific configuration of the
ゲート駆動回路13は、ゲートドライバ63及び行選択回路65を備え、読取回路17は積分アンプ41、A/D(アナログ・デジタル)変換器67及び駆動器69を備えている。
The
ゲートドライバ63は、外部からの信号を受信すると、放射線センサ11に接続されている多数の信号線の電圧を順番に変更していく機能を有している。また、このゲートドライバ63には行選択回路65が接続される。
The gate driver 63 has a function of sequentially changing the voltages of a large number of signal lines connected to the
行選択回路65は、X線画像の走査方向に従って対応するゲートドライバ63へと信号を送る機能を有しており、図1の駆動制御回路15と接続されている。
The row selection circuit 65 has a function of sending a signal to the corresponding gate driver 63 according to the scanning direction of the X-ray image, and is connected to the
また、積分アンプ41は、A/D変換器67を介して駆動器69に接続されている。駆動器69は、図1に示す第1の読取制御回路18a、第2の読取制御回路18bと接続されており、第1の読取制御回路18a及び第2の読取制御回路18bからの読取信号により、A/D変換器67でデジタル化された信号の読み取りを行う。
Further, the integrating amplifier 41 is connected to a driver 69 via an A /
(第1の読取制御回路18a、第2の読取制御回路18b)
第1の読取制御回路18aは、撮影が終了する毎に画素28内の電荷の状態を初期化するリフレッシュ動作を介してn枚の画像の連続撮影を行う際の任意の枚数目の撮影中に、放射線が照射された状態で駆動電圧が印加された任意の1本の行選択線35と接続された画素28に接続される信号線37を介して画素28からの画像信号情報を読み取る読取信号を発する。
(First reading control circuit 18a, second reading control circuit 18b)
The first reading control circuit 18a is performing any number of images during continuous shooting of n images through a refresh operation that initializes the state of charge in the
また、第2の読取制御回路18bは、放射線が照射されていない状態で連続撮影と同様にして非照射の連続撮影を行った際の任意の枚数目と同じ枚数目の非照射撮影中において駆動電圧が印加された任意の1本の行選択線35と接続された画素28に接続される信号線37を介して画素28からのノイズ信号情報を読み取る読取信号を発する。
Further, the second reading control circuit 18b is driven during the non-irradiation imaging of the same number as the arbitrary number when the non-irradiation continuous imaging is performed in the same manner as the continuous imaging without radiation. A read signal for reading noise signal information from the
(補正回路19)
補正回路19は、X線を入射した条件において連続撮影動作を実行した際に読取回路17で読み取られたX線画像信号と、X線を入射しない条件において同様の連続撮影動作を実行した際に読み取られた複数枚の暗画像データ(ノイズ信号)を個別に記録し、X線画像信号からノイズ信号を減算処理して、ノイズ信号を除去した画像信号のみを表示装置20へ出力する。
(Correction circuit 19)
The
(放射線画像検出器10の動作)
以下に、上記の放射線画像検出器10の動作について説明する。
(Operation of Radiation Image Detector 10)
Below, operation | movement of said radiographic image detector 10 is demonstrated.
初期状態において、図4におけるコンデンサ36には電荷が蓄えられており、並列接続されているフォトダイオード33には逆バイアス状態の電圧が加えられている。このときの電圧は、信号線37に加えられている電圧と同じである。フォトダイオード33はダイオードの一種なので、逆バイアスの電圧が加えられても電流はほとんど流れることは無い。そのためコンデンサ36に蓄えられた電荷は減少することなく保持されることになる。 In the initial state, electric charge is stored in the capacitor 36 in FIG. 4, and a reverse bias voltage is applied to the photodiodes 33 connected in parallel. The voltage at this time is the same as the voltage applied to the signal line 37. Since the photodiode 33 is a kind of diode, even if a reverse bias voltage is applied, almost no current flows. Therefore, the electric charge stored in the capacitor 36 is held without decreasing.
この状態において、図2に示す入射X線21が蛍光変換膜23に入射すると、蛍光変換膜23内部において、高エネルギーのX線が低エネルギーの多数の可視光に変換される。蛍光変換膜23内部にて発生した蛍光の一部は、画像検出部25の表面に配置されているフォトダイオード33へと到達する。
In this state, when the
図4に示すフォトダイオード33に入射した蛍光は、フォトダイオード33内部にて電子とホールからなる電荷に変換され、コンデンサ36に印加されている電界方向に沿ってフォトダイオード33の両端子へと到達することで、フォトダイオード33内部を流れる電流として観測される。 Fluorescence incident on the photodiode 33 shown in FIG. 4 is converted into charges consisting of electrons and holes inside the photodiode 33, and reaches both terminals of the photodiode 33 along the direction of the electric field applied to the capacitor 36. Thus, the current flowing through the photodiode 33 is observed.
フォトダイオード33の内部において発生した電流は、並列接続されているコンデンサ36へと流れ込み、コンデンサ36内部に蓄えられている電荷を打ち消す作用を及ぼす。その結果、コンデンサ36に蓄えられていた電荷は減少し、コンデンサ36の端子間に発生していた電位差も初期状態と比べて減少する。 The current generated inside the photodiode 33 flows into the capacitor 36 connected in parallel, and acts to cancel the electric charge stored in the capacitor 36. As a result, the charge stored in the capacitor 36 decreases, and the potential difference generated between the terminals of the capacitor 36 also decreases compared to the initial state.
図5において、ゲートドライバ63は多数の制御線の電位を順番に変化させる機能を有するが、ある特定の時間において電位の変化している制御線は1本のみである。この制御線に接続されている行選択線35に並列接続されている薄膜トランジスタ31のソース、ドレイン間端子は、絶縁状態から導通状態へと変化する。 In FIG. 5, the gate driver 63 has a function of sequentially changing the potentials of a large number of control lines, but there is only one control line whose potential changes at a specific time. The source-drain terminal of the thin film transistor 31 connected in parallel to the row selection line 35 connected to the control line changes from an insulating state to a conductive state.
図4の各信号線37には特定の電圧がかけられており、電位の変化した行選択線35に接続されている薄膜トランジスタ31のソース、ドレイン端子を通じて接続されているコンデンサ36に電圧が印加されることになる。 A specific voltage is applied to each signal line 37 in FIG. 4, and the voltage is applied to the capacitor 36 connected through the source and drain terminals of the thin film transistor 31 connected to the row selection line 35 whose potential has changed. Will be.
初期状態においては、コンデンサ36は信号線37と同じ電位状態になっているため、コンデンサ36の電荷量が初期状態と変化していない場合、コンデンサ36では信号線37からの電荷の移動は発生しない。しかし、外部からの入射X線21より蛍光変換膜23内部にて発生した蛍光が入射したフォトダイオード33と並列接続しているコンデンサ36では、内部に蓄えられている電荷が減少しており、初期状態の電位とは変化している。そのため導通状態となった薄膜トランジスタ31を通じて信号線37より電荷の移動が発生し、コンデンサ36内部に蓄えられた電荷量は初期状態に戻る。また、移動した電荷量は信号線37を流れる信号となり外部へと伝わっていく。
Since the capacitor 36 is in the same potential state as the signal line 37 in the initial state, if the charge amount of the capacitor 36 is not changed from the initial state, the capacitor 36 does not move the charge from the signal line 37. . However, in the capacitor 36 connected in parallel with the photodiode 33 into which the fluorescence generated inside the fluorescence conversion film 23 from the
図4における信号線37を流れる電流は、対応する積分アンプ41へと入力され、積分アンプ41は、一定時間内に流れる電流を積分し、その積分値に対応した電圧を外部へと出力する。この動作を行うことで、ある一定時間内に信号線を流れる電荷量を電圧値に変換することが可能となる。この結果、入射X線21にて蛍光変換膜23内部にて発生した蛍光の強弱分布に対応した電荷信号がフォトダイオード33内部にて発生し、この電荷信号が積分アンプ41によって電位情報へと変換される。
The current flowing through the signal line 37 in FIG. 4 is input to the corresponding integrating amplifier 41, and the integrating amplifier 41 integrates the current flowing within a predetermined time and outputs a voltage corresponding to the integrated value to the outside. By performing this operation, the amount of charge flowing through the signal line within a certain time can be converted into a voltage value. As a result, a charge signal corresponding to the intensity distribution of the fluorescence generated inside the fluorescence conversion film 23 by the
積分アンプ41より発生した電位は、図5に示すA/D変換器67にて順次デジタル信号へと変換される。デジタル値となった信号は、駆動器69を介して、図1に示す補正回路19にてノイズ信号を除去した後、図示しない画像合成回路にて回路層29に配置された画素の行と列に従って順次整理され、画像信号として外部へと出力される。
The potential generated by the integrating amplifier 41 is sequentially converted into a digital signal by the A /
外部へと出力された電気信号による画像情報は、通常のディスプレイ装置などの表示装置20によって容易に画像化が可能であり、X線画像を可視光による画像として観察することが可能となる。
Image information based on electrical signals output to the outside can be easily imaged by a
(撮影の際の各種信号動作)
図6は、通常の一枚のみの撮影動作(単発撮影)を行う際の駆動方法の一例を示すタイミングチャート、図7は連続撮影を行う際の駆動方法の一例を示すタイミングチャートである。
(Various signal operations during shooting)
FIG. 6 is a timing chart illustrating an example of a driving method when performing a normal photographing operation (single shooting), and FIG. 7 is a timing chart illustrating an example of a driving method when performing continuous shooting.
以下、図6に基づいて、各種信号動作について説明する。 Hereinafter, various signal operations will be described with reference to FIG.
図6における「撮影信号」の入力により、リフレッシュ期間70が終了し、撮影動作が開始される。撮影動作は、一対のX線照射期間72と画像読取期間74から構成される。 When the “shooting signal” in FIG. 6 is input, the refresh period 70 ends and the shooting operation is started. The imaging operation includes a pair of X-ray irradiation periods 72 and an image reading period 74.
「行選択線1」は、図2の画像検出部25内の行列状に配置された複数の画素28における上端の行の画素群に接続されており、「行選択線2」は上端から2番目の行の画素群に接続されている。同様に「行選択線3」は3行目、行選択線NはN番目(下端)の行の画素群に接続されている。
The “
図4に示すように、各々の行選択線は、対応する行の画素28内部に配置されている薄膜トランジスタ(TFT)31のゲート端子に接続されている。
As shown in FIG. 4, each row selection line is connected to a gate terminal of a thin film transistor (TFT) 31 disposed inside the
図1の駆動制御回路15で生成された図6に示す各行選択線1〜Nのタイミング信号(Lo状態→Hi状態)に基づき、ゲート駆動回路13は各行選択線1〜Nに電圧を印加する。ここで、図6に示すように、行選択線1〜Nには、接続されているTFTを絶縁状態にする電圧(Lo状態)が大部分の期間において印加されているが、特定の期間のみ薄膜トランジスタ(TFT)31を導通状態にする電圧(Hi状態)が印加される。
Based on the timing signals (Lo state → Hi state) of the
また、ゲート駆動回路13が各々の行選択線1〜Nに対して薄膜トランジスタ(TFT)31を導通状態にする電圧を印加する期間は全て異なっており、図6のように、行選択線1から行選択線Nまで順に期間をずらした電圧印加を行う。このようにすることで、異なる行に属する画素28からの電荷信号はお互いに交じり合うことなく、共通する信号線37を通じて積分アンプ41に入力されることになる。
Further, the period during which the
次に、図6における「積分アンプリセット」の動作は、図1の第1の読取制御回路18aで生成されたタイミング信号に基づいて積分アンプ41に蓄積された電荷情報をリセットし初期状態にするものである。積分アンプ41は、信号線37を流れる電荷を蓄積し、電圧に変換する。この動作を行うに当たって、特定の行に属する画素28からの電荷情報を蓄積する場合には、直前の動作において異なる行に属する画素28からの電荷情報の蓄積を開放し、初期状態に戻すリセット動作を行う。このリセット動作を各々の行選択線がON状態になる直前に行うことで、目的とする行に属する画素28からの信号のみを積分アンプ41にて蓄積することが可能となる。
Next, the “integration amplifier reset” operation in FIG. 6 resets the charge information accumulated in the integration amplifier 41 based on the timing signal generated by the first read control circuit 18a in FIG. Is. The integrating amplifier 41 accumulates the charge flowing through the signal line 37 and converts it into a voltage. In performing this operation, in the case of accumulating charge information from the
また、「積分アンプ蓄積」の動作は、第1の読取制御回路18aからの信号がHi状態の時に信号線37に接続されている全ての積分アンプ41の電荷蓄積動作を行い、信号線37に流れる電荷を蓄積する。一方、Lo状態の時に電荷蓄積動作を休止して信号線37に流れる電荷の蓄積を休止する動作を行う。 Further, the operation of “integrating amplifier accumulation” performs the charge accumulating operation of all the integrating amplifiers 41 connected to the signal line 37 when the signal from the first reading control circuit 18 a is in the Hi state. Accumulate the flowing charge. On the other hand, when the Lo state is set, the charge accumulation operation is paused and the accumulation of the charge flowing through the signal line 37 is paused.
更に、「AD変換」の動作は、図5に示す積分アンプ41の後に接続されているA/D変換器67によりアナログ/デジタル変換を行うものである。第1の読取制御回路18aからのタイミング信号がHiからLoに変化する時刻において、A/D変換器67は積分アンプ41に蓄積され電圧に変換されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。図6に示すように、「積分アンプ蓄積」のタイミング信号をHi状態からLo状態とした直後に、「AD変換」のタイミング信号をHi状態とすることにより、積分アンプ41の電荷蓄積が終了したタイミングでA/D変換が行われることになる。
Further, the “AD conversion” operation is an analog / digital conversion performed by an A /
(リフレッシュ動作)
撮影動作が終了し次の撮影命令が到着するまでの期間は、リフレッシュ期間70,76として、画素28内の薄膜トランジスタ31を導通状態にして、画素28内部のコンデンサ36に蓄えられている電荷量を初期状態に保つ動作(リフレッシュ動作)を行う。
(Refresh operation)
During the period from the end of the shooting operation to the arrival of the next shooting command, as the refresh periods 70 and 76, the thin film transistor 31 in the
通常、コンデンサ36に並列接続されているフォトダイオード33特有の現象である漏れ電流により、コンデンサ36の電荷量は時間と共に減少してしまう。この現象は、外部からX線が入射しない場合においても発生する。このため、撮影と撮影との間にリフレッシュ動作を行わないと、次の撮影時にはコンデンサ36に蓄えられている電荷量が減少し、次の撮影時に入射したX線の画像にノイズとして混入してしまうこととなる。 Usually, the amount of charge in the capacitor 36 decreases with time due to leakage current, which is a phenomenon peculiar to the photodiode 33 connected in parallel to the capacitor 36. This phenomenon occurs even when X-rays are not incident from the outside. For this reason, if the refresh operation is not performed between imaging, the amount of electric charge stored in the capacitor 36 is reduced at the next imaging, and is mixed as noise in the X-ray image incident at the next imaging. It will end up.
通常の動作においては、リフレッシュ動作によりすべての薄膜トランジスタ31を導通状態にする必要があり、この期間中は撮影を行うことができない。そのためリフレッシュ動作では、図3に示す複数の行選択線35の電圧を同時に変更し、それら行選択線35に接続された薄膜トランジスタ31を導通状態にしている。複数の行選択線35の電圧を同時に変更し、その動作を順次他の行選択線35の電圧も変更することにより、多数の行が存在する放射線画像検出器10の画素28のすべてをリフレッシュするに要する時間を短くすることができる。この動作を行うことで次の撮影動作が遅れてしまうことを最小限にすることが可能となる。
In a normal operation, it is necessary to make all the thin film transistors 31 conductive by a refresh operation, and photographing cannot be performed during this period. Therefore, in the refresh operation, the voltages of the plurality of row selection lines 35 shown in FIG. 3 are simultaneously changed, and the thin film transistors 31 connected to the row selection lines 35 are turned on. By simultaneously changing the voltages of the plurality of row selection lines 35 and sequentially changing the voltages of the other row selection lines 35, all of the
(単発撮影の際の駆動方法)
上述したように、図6において、撮影動作の期間は、一対のX線照射期間72と画像読取期間74から構成されている。
(Driving method for single shooting)
As described above, in FIG. 6, the imaging operation period includes a pair of X-ray irradiation periods 72 and an image reading period 74.
撮影信号が入力される以前は、リフレッシュ期間70においてリフレッシュ動作を繰り返しているが、撮影信号が電気パルスもしくは信号線を使ったコマンドを用いて入力されると、リフレッシュ動作の繰り返しを終了する。 Before the imaging signal is input, the refresh operation is repeated in the refresh period 70, but when the imaging signal is input using an electric pulse or a command using a signal line, the refresh operation is terminated.
リフレッシュ期間70における繰り返しのリフレッシュ動作を終了すると、X線照射期間72となる。X線照射期間72の間はすべての行選択線35にはそれらに蓄積されている薄膜トランジスタ31を非導通状態にする電圧が印加され、すべての画素28におけるコンデンサ36とフォトダイオード33は回路から分離される。
When the repeated refresh operation in the refresh period 70 is completed, an X-ray irradiation period 72 is reached. During the X-ray irradiation period 72, all the row selection lines 35 are applied with a voltage for turning off the thin film transistors 31 stored therein, and the capacitors 36 and the photodiodes 33 in all the
X線照射期間72においては、外部から入射したX線による蛍光によりフォトダイオード33内部に電流が発生し、並列接続されているコンデンサ36の電荷を減少させる。この電荷の減少量は入射するX線の量とフォトダイオード33特有の漏れ電流成分、そして薄膜トランジスタ31にて発生するドレイン−ソース間の漏れ電流、そして薄膜トランジスタ31内部に残留している電荷の成分が合成されたものとなる。 In the X-ray irradiation period 72, current is generated inside the photodiode 33 due to fluorescence caused by X-rays incident from the outside, and the charge of the capacitors 36 connected in parallel is reduced. This decrease in charge is due to the amount of incident X-rays, the leakage current component peculiar to the photodiode 33, the drain-source leakage current generated in the thin film transistor 31, and the charge component remaining inside the thin film transistor 31. It will be synthesized.
X線照射期間72が終了すると、次は画像読取期間74となる。この画像読取期間74においては、図3に示すそれぞれの行選択線35に順次電圧を印加していく。この電圧は行選択線35に接続された薄膜トランジスタ31を導通状態にするため、導通状態になった薄膜トランジスタ31に接続されているコンデンサ36と信号線37が電気的に接続されることとなる。このことにより、導通状態になった薄膜トランジスタ31に接続されているコンデンサ36に信号線37から電荷が移動するが、この電荷量はX線照射期間72における入射X線による蛍光によるフォトダイオード33の光電流量と、X線照射期間72と画像読取期間74にて薄膜トランジスタ31が導通状態になるまでの期間におけるフォトダイオード33と薄膜トランジスタ31の漏れ電流の合計量となる。 When the X-ray irradiation period 72 ends, the next is an image reading period 74. In the image reading period 74, voltages are sequentially applied to the respective row selection lines 35 shown in FIG. This voltage brings the thin film transistor 31 connected to the row selection line 35 into a conductive state, so that the capacitor 36 and the signal line 37 connected to the thin film transistor 31 in the conductive state are electrically connected. As a result, charges are transferred from the signal line 37 to the capacitor 36 connected to the thin film transistor 31 that is in a conductive state. This amount of charge is the photoelectric of the photodiode 33 due to fluorescence by incident X-rays in the X-ray irradiation period 72. The total amount of the leakage current of the photodiode 33 and the thin film transistor 31 in the period until the thin film transistor 31 becomes conductive in the X-ray irradiation period 72 and the image reading period 74.
信号線37を流れる電荷は、信号線37に接続されている積分アンプ41に流れ込む。図3の各行選択線35に電圧を印加している期間は、図1に示す第1の読取制御回路18aによって発せられた「積分アンプ蓄積」におけるHi信号により電荷の蓄積を行っている。積分アンプ41は蓄積を開始する直前に「積分アンプリセット」のHi信号により直前まで蓄積していた電荷を開放しているため、積分アンプ41には薄膜トランジスタ31が導通状態になっている期間のみに信号線37を流れる電荷を蓄積している。 The charge flowing through the signal line 37 flows into the integrating amplifier 41 connected to the signal line 37. During the period in which the voltage is applied to each row selection line 35 in FIG. 3, charges are accumulated by the Hi signal in the “integration amplifier accumulation” generated by the first read control circuit 18a shown in FIG. Since the integration amplifier 41 releases the charge accumulated until immediately before by the Hi signal of “integration amplifier reset” immediately before the accumulation starts, the integration amplifier 41 is only in a period during which the thin film transistor 31 is in a conductive state. Charges flowing through the signal line 37 are accumulated.
「積分アンプ蓄積」が終了すると、積分アンプ41に接続されているA/D変換器67によるA/D変換を開始する。これはA/D変換タイミング信号によって開始され、デジタル値に変換された電荷量の情報は図示しない画像合成回路に入力される。
When “integrating amplifier accumulation” is completed, A / D conversion by the A /
即ち、画像読取期間74において行選択線35への電圧印加を順次行っていくことで、各行選択線35に接続されている画素28からの電荷が順次信号線37を通じ、積分アンプ41によって増幅されA/D変換器67によりデジタル信号に変換される。この動作によりすべての画素28からの電化量をデジタル信号に変換して画像合成回路に入力することとなり、この画像合成回路にてデジタル信号は画像信号へと変換される。
That is, by sequentially applying a voltage to the row selection line 35 in the image reading period 74, charges from the
画像読取期間74が終了するとリフレッシュ期間76となる。図6に示した例では、リフレッシュ期間76ではすべての行選択線35に同時に電圧を印加しており、この動作によりすべての画素28における薄膜トランジスタ31が導通状態となる。このためすべての画素28におけるコンデンサ36と信号線37は接続状態となり、信号線37を通じてコンデンサ36への電荷の移動が行われる。このリフレッシュ動作は次に撮影信号が入力されるまで長時間続き、画素28内部のコンデンサ36は十分な電荷を蓄積することが可能となる。そして次の撮影信号が入力されると、上述した撮影動作を再開することとなる。
When the image reading period 74 ends, a refresh period 76 starts. In the example shown in FIG. 6, a voltage is simultaneously applied to all the row selection lines 35 in the refresh period 76, and the thin film transistors 31 in all the
また、上述した画像合成回路にて画像信号として出力された画像信号内部には、積分アンプ41のオフセット成分や、撮影期間中における画素28内部の薄膜トランジスタ31の漏れ電流、そしてフォトダイオード33の漏れ電流、そして薄膜トランジスタ31内部に残留している電荷の成分が含まれることになる。これらの信号は画像信号内にノイズとして混入しているため、それを画像演算にて除去する必要がある。
In addition, in the image signal output as an image signal by the above-described image composition circuit, the offset component of the integrating amplifier 41, the leakage current of the thin film transistor 31 inside the
この画像演算は、通常は撮影直前もしくは撮影直後にX線を入射せずに撮影動作を行って暗画像データを取得し、補正回路19により、X線入射時に得られた画像データからその暗画像データを減算することにより行うことが可能である。この暗画像データの取得は放射線画像検出器10へのX線入力がなされないだけで、通常の撮影と同じ動作を行っている。
In this image calculation, dark image data is usually obtained by performing a photographing operation without incident X-rays immediately before or immediately after photographing, and the dark image is obtained from the image data obtained at the time of X-ray incidence by the
(連続撮影の際の駆動方法)
図7に、連続撮影を行う際の駆動方法のタイミングチャートを示す。
(Driving method for continuous shooting)
FIG. 7 shows a timing chart of a driving method when performing continuous shooting.
先ず、連続撮影を開始する撮影信号が入力されると、1枚目の撮影動作を開始する。1枚目の撮影動作の期間は、第1X線照射期間82と第1画像読取期間84にて構成される。 First, when a shooting signal for starting continuous shooting is input, the first shooting operation is started. The period of the first imaging operation includes a first X-ray irradiation period 82 and a first image reading period 84.
1枚目の撮影動作は図6に示す通常の単発撮影の動作と同じである。即ち、撮影信号の入力によって十分な期間を持つ第1リフレッシュ期間80が終了し、第1X線照射期間82へと移行する。第1X線照射期間82の動作は、図6に示す単発撮影時のX線照射期間72と同じ動作を行う。次に、第1X線照射期間82が終了すると第1画像読取期間84へと移行する。この第1画像読取期間84の動作も図6に示す画像読取期間74と同じ動作を行うこととなる。 The first shooting operation is the same as the normal single shooting operation shown in FIG. That is, the first refresh period 80 having a sufficient period is completed by the input of the imaging signal, and the process proceeds to the first X-ray irradiation period 82. The operation in the first X-ray irradiation period 82 is the same as that in the X-ray irradiation period 72 during single-shot imaging shown in FIG. Next, when the first X-ray irradiation period 82 ends, the process proceeds to the first image reading period 84. The operation in the first image reading period 84 is the same as that in the image reading period 74 shown in FIG.
同様に、2枚目の撮影における第2X線照射期間88と第2画像読取期間90の動作も、それぞれ図6に示すX線照射期間72と画像読取期間74と同じ動作を行う。 Similarly, the operations of the second X-ray irradiation period 88 and the second image reading period 90 in the second imaging are the same as those of the X-ray irradiation period 72 and the image reading period 74 shown in FIG.
しかし、本連続撮影の場合、1枚目の撮影と2枚目の撮影の間には、図6のリフレッシュ期間76とは異なる第2リフレッシュ期間86が存在する。この第2リフレッシュ期間86の時間は、短期間にて複数枚の撮影を行うために、図6のリフレッシュ期間76と比べて大幅に短くなっている。 However, in the case of this continuous shooting, a second refresh period 86 different from the refresh period 76 in FIG. 6 exists between the first shooting and the second shooting. The time of the second refresh period 86 is significantly shorter than the refresh period 76 of FIG. 6 because a plurality of images are taken in a short time.
また、図7に示す例では、第2リフレッシュ期間86において全行選択線35への電圧印加を1回のみとしている。 In the example shown in FIG. 7, the voltage application to all the row selection lines 35 is performed only once in the second refresh period 86.
通常のX線撮影においては、1枚のX線撮影が行われると撮影技師がX線画像を見て判断する動作が入るため、少なくとも数秒間の期間を置いた後に次の撮影動作を行うのに対して、連続撮影動作では被写体である人体の動きによる各撮影における画像のブレを抑えるため、できる限り短時間に連続撮影動作を完了しなければならない。このため、連続撮影時における各撮影と撮影との間にあるリフレッシュ期間はできる借り短くすることが必要になる。 In normal X-ray imaging, when a single X-ray image is taken, an imaging engineer performs an operation of judging by looking at the X-ray image, so the next imaging operation is performed after a period of at least several seconds. On the other hand, in the continuous shooting operation, the continuous shooting operation must be completed in as short a time as possible in order to suppress image blurring in each shooting due to the movement of the human body that is the subject. For this reason, it is necessary to reduce the borrow period of the refresh period between each shooting in continuous shooting.
一般に、各画素28における薄膜トランジスタ31では、X線照射期間72と画像読取期間74においての大部分ではゲート端子に電圧が印加されていない状態が非常に長く、それを原因とした薄膜トランジスタ31内部の半導体中の電荷の残留が発生する。これはアモルファス半導体にて構成される薄膜トランジスタ31特有の問題であり、これを解消することは非常に難しい。
In general, in the thin film transistor 31 in each
しかし、通常の単発撮影においてはリフレッシュ期間70、76が非常に長く、薄膜トランジスタ31のゲート端子には頻繁に電圧が印加されることとなる。このため、薄膜トランジスタ31内部の半導体膜中に残留する電荷はリフレッシュ期間70、76中に十分に初期化をすることが可能となる。 However, in normal single shooting, the refresh periods 70 and 76 are very long, and a voltage is frequently applied to the gate terminal of the thin film transistor 31. Therefore, the charge remaining in the semiconductor film inside the thin film transistor 31 can be sufficiently initialized during the refresh periods 70 and 76.
しかし、図7の連続撮影における2枚目の撮影では、第2X線照射期間88直前の第2リフレッシュ期間86が短いため、1枚目の第1X線照射期間82と第1画像読取期間84中に発生する薄膜トランジスタ31内部の電荷の残留を十分に初期化することができない。この薄膜トランジスタ31内部に発生する電荷の残留は、次の画像読取期間において画素28内のコンデンサ36への電荷の移動に伴う電流成分に混入し、最終的には出力画像へのノイズとして現われることとなる。
However, in the second imaging in the continuous imaging of FIG. 7, the second refresh period 86 immediately before the second X-ray irradiation period 88 is short, and therefore during the first X-ray irradiation period 82 and the first image reading period 84. It is not possible to sufficiently initialize the residual charge in the thin film transistor 31 that is generated in the above. The residual charge generated in the thin film transistor 31 is mixed into a current component accompanying the movement of the charge to the capacitor 36 in the
この際、従来の単発撮影と同じ方法により、画像合成回路から出力される画像信号から1種類の暗画像成分からなる数値を減算すると、1枚目と2枚目では暗画像成分が異なるため、どちらの画像にも同時に最適な画像処理を行うことができなくなってしまう。 At this time, if the numerical value consisting of one kind of dark image component is subtracted from the image signal output from the image synthesis circuit by the same method as the conventional single shooting, the dark image component is different between the first and second images. It becomes impossible to perform optimal image processing on both images at the same time.
そこで、本実施形態では、複数の暗画像データを準備し、連続撮影において得られたX線画像から差分処理を行うことで、最適なX線画像を得ることができるようにしている。具体的には、X線を入射しない条件において通常と同じ連続撮影動作を実行し、図1に示す第2の読取制御回路18bにより発せられる読取信号によって読取回路17で読み取りを行い、その際に得られる複数枚の暗画像データを補正回路19に個別に記録する。この際に連続撮影を複数回行い、その際に得られた暗画像データを個別に平均化することで、さらに精度の良い暗画像データを得ることができる。
Therefore, in the present embodiment, a plurality of dark image data is prepared, and an optimum X-ray image can be obtained by performing a difference process from the X-ray image obtained in continuous imaging. Specifically, the same continuous imaging operation as usual is executed under the condition where X-rays are not incident, and reading is performed by the
また、画像補正に用いる暗画像データの蓄積時間を通常のn倍としても良い。この場合、得られる電荷量はn倍になるが、積分アンプ41やA/D変換器67から発生するノイズ量は変化しない。従って、この得られた電荷量を1/nにすることで、通常の蓄積時間の電荷量と等しくでき、かつ積分アンプ41やA/D変換器67から発生するノイズ量を1/nにすることができる。よって、X線画像の補正において、積分アンプ41やA/D変換器67からのノイズが少ない補正電荷量を用いることができるので、高精度な暗画像データを用いることが可能となる。なお、nは、ノイズを低減する観点から2〜10の範囲とすることが好ましい。
Further, the accumulation time of dark image data used for image correction may be set to n times the normal time. In this case, the amount of charge obtained is n times, but the amount of noise generated from the integrating amplifier 41 and the A /
次に、上述した動作により得られた暗画像データを用い、補正回路19により、X線を入射した際の連続撮影動作により得られたX線画像データに対して減算処理を実施する。この際に、1枚目のX線画像に対しては1枚目の暗画像データを用いて減算処理を行い、同様に2枚目のX線画像データからは2枚目の暗画像データを用いて減算処理を行う。連続撮影動作における3枚目以降のX線画像データが存在する場合には同様の処理を行うことで、最適な画像処理が可能となる。
Next, using the dark image data obtained by the above-described operation, the
実際に放射線画像検出器を用いて検証を行った結果、通常の1種類の暗画像データのみを用いた画像処理では出力されるX線画像に対して2.63LSBのノイズが混入するのに対して、本実施形態の減算処理では出力されるX線画像に対して2.26LSBのノイズの混入に留まっており、ノイズ低減による効果を確認することができた。 As a result of actual verification using a radiographic image detector, 2.63 LSB noise is mixed with the output X-ray image in the normal image processing using only one type of dark image data. In the subtraction process according to the present embodiment, 2.26 LSB noise is mixed in the output X-ray image, and the effect of noise reduction can be confirmed.
なお、上記の実施の形態においては、放射線センサ11としてフォトダイオード33を設けた間接方式の例を示したが、光導電膜によりX線を直接電荷信号に変換して電荷蓄積用のキャパシタに導く直接方式についても同様に適用することができる。この場合は、蛍光変換膜23を省略し、画像検出部25のフォトダイオード33に代えてa−Seなどの光導電膜とすることで、同様の効果を奏することができる。
In the above embodiment, an example of the indirect system in which the photodiode 33 is provided as the
10:放射線画像検出器
11:放射線センサ
13:ゲート駆動回路
15:駆動制御回路
17:読取回路
18a:第1の読取制御回路
18b:第2の読取制御回路
19:補正回路
20:表示装置
21:入射X線
23:蛍光変換膜
25:画像検出部
27:保持基板
28:画素
29:回路層
31:薄膜トランジスタ
33:フォトダイオード
35:行選択線
36:コンデンサ
37:信号線
41:積分アンプ
63:ゲートドライバ
65:行選択回路
67:A/D変換器
69:駆動器
70、76:リフレッシュ期間
72、78:X線照射期間
74:画像読取期間
80:第1リフレッシュ期間
82:第1X線照射期間
84:第1画像読取期間
86:第2リフレッシュ期間
88:第2X線照射期間
90:第2画像読取期間
10: Radiation image detector 11: Radiation sensor 13: Gate drive circuit 15: Drive control circuit 17: Reading circuit 18a: First reading control circuit 18b: Second reading control circuit 19: Correction circuit 20: Display device 21: Incident X-ray 23: Fluorescence conversion film 25: Image detection unit 27: Holding substrate 28: Pixel 29: Circuit layer 31: Thin film transistor 33: Photo diode 35: Row selection line 36: Capacitor 37: Signal line 41: Integration amplifier 63: Gate Driver 65: Row selection circuit 67: A / D converter 69: Driver 70, 76: Refresh period 72, 78: X-ray irradiation period 74: Image reading period 80: First refresh period 82: First X-ray irradiation period 84 : First image reading period 86: Second refresh period 88: Second X-ray irradiation period 90: Second image reading period
Claims (5)
前記行選択線毎に順次駆動電圧を印加するゲート駆動回路と、
撮影が終了する毎に前記画素内の電荷の状態を初期化するリフレッシュ動作を介してn枚の画像の連続撮影を行う際の任意の枚数目の撮影中に、前記放射線が照射された状態で前記駆動電圧が印加された任意の1本の前記行選択線と接続された画素に接続される前記信号線を介して前記画素からの画像信号情報を読み取る読取信号を発する第1の読取制御回路と、
前記放射線が照射されていない状態で前記連続撮影と同様にして非照射の連続撮影を行った際の前記任意の枚数目と同じ枚数目の非照射撮影中において前記駆動電圧が印加された任意の1本の前記行選択線と接続された画素群に接続される前記信号線を介して前記画素からのノイズ信号情報を読み取る読取信号を発する第2の読取制御回路と、
前記第1の読取制御回路からの読取信号により前記画像信号情報を読み取り、前記第2の読取制御回路からの読取信号により前記ノイズ信号情報を読み取って、前記画像信号情報及び前記ノイズ信号情報を保存する読取回路と、
前記画像信号情報を前記ノイズ信号情報に基づいて補正する補正回路と、
前記補正された画像信号情報を表示する表示装置と、
を備えることを特徴とする放射線画像検出器。 A plurality of pixels arranged in a two-dimensional manner on a substrate and incident on visible light and converted into signal information of one image as a whole extend in the row direction in one and a plurality of row selection lines. Radiation sensor comprising an image detection unit connected to each of a plurality of signal lines to be stretched, and a fluorescence conversion film provided on the plurality of pixels of the image detection unit for converting radiation into visible light When,
A gate driving circuit for sequentially applying a driving voltage to each row selection line;
In a state in which the radiation is irradiated during an arbitrary number of images when performing continuous imaging of n images through a refresh operation that initializes the state of charge in the pixel every time imaging is completed. A first reading control circuit that issues a reading signal for reading image signal information from the pixel via the signal line connected to a pixel connected to any one of the row selection lines to which the driving voltage is applied When,
Arbitrary image to which the drive voltage is applied during non-irradiation imaging of the same number as the arbitrary number of images when continuous non-irradiation imaging is performed in the same manner as the continuous imaging in a state where the radiation is not irradiated. A second read control circuit for issuing a read signal for reading noise signal information from the pixel via the signal line connected to the pixel group connected to one row selection line;
The image signal information is read by a read signal from the first read control circuit, the noise signal information is read by a read signal from the second read control circuit, and the image signal information and the noise signal information are stored. A reading circuit to
A correction circuit for correcting the image signal information based on the noise signal information;
A display device for displaying the corrected image signal information;
A radiation image detector comprising:
前記行選択線毎に順次駆動電圧を印加するゲート駆動回路と、
撮影が終了する毎に前記画素内の電荷の状態を初期化するリフレッシュ動作を介してn枚の画像の連続撮影を行う際の任意の枚数目の撮影中に、前記放射線が照射された状態で前記駆動電圧が印加された任意の1本の前記行選択線と接続された画素に接続される前記信号線を介して前記画素からの画像信号情報を読み取る読取信号を発する第1の読取制御回路と、
前記放射線が照射されていない状態で前記連続撮影と同様にして非照射の連続撮影を行った際の前記任意の枚数目と同じ枚数目の非照射撮影中において前記駆動電圧が印加された任意の1本の前記行選択線と接続された画素群に接続される前記信号線を介して前記画素からのノイズ信号情報を読み取る読取信号を発する第2の読取制御回路と、
前記第1の読取制御回路からの読取信号により前記画像信号情報を読み取り、前記第2の読取制御回路からの読取信号により前記ノイズ信号情報を読み取って、前記画像信号情報及び前記ノイズ信号情報を保存する読取回路と、
前記画像信号情報を前記ノイズ信号情報に基づいて補正する補正回路と、
前記補正された画像信号情報を表示する表示装置と、
を備えることを特徴とする放射線画像検出器。 One of a plurality of row selection lines extending in the row direction and a plurality of signal lines extending in the column direction, which are two-dimensionally arranged on the substrate and convert the radiation into electrical signals. A radiation sensor having an image detection unit connected to each one of them,
A gate driving circuit for sequentially applying a driving voltage to each row selection line;
In a state in which the radiation is irradiated during an arbitrary number of images when performing continuous imaging of n images through a refresh operation that initializes the state of charge in the pixel every time imaging is completed. A first reading control circuit that issues a reading signal for reading image signal information from the pixel via the signal line connected to a pixel connected to any one of the row selection lines to which the driving voltage is applied When,
Arbitrary image to which the drive voltage is applied during non-irradiation imaging of the same number as the arbitrary number of images when continuous non-irradiation imaging is performed in the same manner as the continuous imaging in a state where the radiation is not irradiated. A second read control circuit for issuing a read signal for reading noise signal information from the pixel via the signal line connected to the pixel group connected to one row selection line;
The image signal information is read by a read signal from the first read control circuit, the noise signal information is read by a read signal from the second read control circuit, and the image signal information and the noise signal information are stored. A reading circuit to
A correction circuit for correcting the image signal information based on the noise signal information;
A display device for displaying the corrected image signal information;
A radiation image detector comprising:
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