JP4746746B2 - Imaging device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被験体の光を検出して画像を構成する撮像装置及び方法に関し、特に、光電変換素子が平面に多数配置された撮影装置であって、良好なX線ディジタル画像を撮影するためのX線撮影装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、医療診断を目的とする放射線撮影である医療用放射線撮影において、(スポット)撮影には、増感紙とX線写真フィルムを組み合わせたX線写真法が用いられている。
【0003】
この方法によれば、被検体を透過したX線等の放射線が増感紙に入射すると、増感紙に含まれる蛍光体がこのX線エネルギーを吸収し、蛍光を発する。
【0004】
この発光がX線写真フィルムを感光させ、X線写真フィルム上には放射線画像が形成される。このフィルムを現像・定着処理することによってX線画像を可視化することができる。
【0005】
そして、最近では放射線画像をディジタル的に取り込む手法が種々開発されている。X線に感度を持ち、検出したX線をその強度に応じた電気信号に変換・出力する光電変換素子、あるいはX線のエネルギーを吸収し、それに応じた強度の蛍光を発する蛍光体と、可視光に感度を持ちその強度に応じた電気信号を出力する光電変換素子の組み合わせからなるX線画像検出手段を用いて、X線画像を電気信号に変換し、A/D変換によってディジタル的に取り込む手法等がある。
【0006】
ここでは、蛍光体と光電変換素子とを組み合わせたX線撮影装置を例に挙げて説明する。
【0007】
図4は従来のX線撮影装置の一例を示した概略ブロック図である。
図4において、1はX線発生装置、2は被写体、3は蛍光体、4は光電変換素子が平面に多数配置された光電変換装置、5はX線制御装置を表す。X線発生装置1から照射されたX線は、被写体2を通過して蛍光体3によって、入射したX線量に比例した光に変換される。この光は光電変換装置4によって電気信号に変換され、X線制御装置5にX線ディジタル画像が転送される。そして、転送されたX線ディジタル画像はX線制御装置5によって画像処理され、不図示の表示装置に撮影したX線ディジタル画像が表示される。
【0008】
図5に光電変換素子の等価回路を示す。
以下の例では光電変換素子としてアモルファスシリコンセンサについて説明を加えていくが、光電変換素子は特に限定する必要はなく、例えばその他の固体撮像素子(電荷結合素子など)あるいは光電子倍増管のような素子であってもよい。
【0009】
図5において、1素子の光電変換素子20の構成は光検出部21と電荷の蓄積および読み取りを制御するスイッチングTFT22とで構成され、一般にはガラスの基板上に配されたアモルファスシリコン(α−Si)で形成される。
【0010】
光検出部21中の21Cはこの例では単に寄生キャパシタンスを有した光ダイオードでもよいし、光ダイオード21Dと検出器のダイナミックレンジを改良するように追加コンデンサ21Cを並列に含んでいる光検出器と捉えても良い。
【0011】
ダイオード21DのアノードAはリフレッシュ制御回路23に接続されており、リフレッシュ制御回路23がリフレッシュ信号を出力することによりコンデンサ21Cを初期化する。通常、リフレッシュ制御回路23は電圧Vsのバイアス電圧を出力しており、リフレッシュ信号として出力する時にはリフレッシュ電圧Vrを出力する。
【0012】
また、カソードKはコンデンサ21Cに蓄積された電荷を読み出すための制御自在なスイッチングTFT22に接続されている。この例では、スイッチングTFT22はダイオード21DのカソードKと電荷読み出し用増幅器25との間に接続された薄膜トランジスタである。また、スイッチングTFT22と増幅器25との間にはコンデンサ19が配置されている。ただし、コンデンサ19は実際の素子として存在しているわけでなく、配線の寄生キャパシタンスにより形成されたものである。
【0013】
また、TFT22のゲートGにはゲート制御回路24が接続されており、ゲート制御回路24がゲート信号を出力することによりコンデンサ21Cに蓄積された電荷をコンデンサ19に転送し、コンデンサ21Cに蓄積された電荷を読み出す。
【0014】
図5に示した光電変換素子20が初めてX線を検出する場合には、最初にリフレッシュ制御回路23がリフレッシュ信号を出力して光検出部21を初期化する。この時、コンデンサ21Cには電荷は蓄積されていない。
【0015】
そして、X線を照射することにより、光ダイオード21DでX線量に応じた電荷発生し、コンデンサ21Cに電荷が蓄積される。その後、ゲート制御回路24がゲート信号を出力することにより光検出部21に蓄積された電荷を、コンデンサ19に転送する。
【0016】
このとき、例えばX線照射によって、コンデンサ21Cにαの電荷が蓄積され、コンデンサ19とコンデンサ21Cの容量が等しいと仮定すると、コンデンサ19に転送される電荷はα/2である。そのため、コンデンサ21Cにもα/2の電荷が残っている。
【0017】
コンデンサ19に蓄積された電荷は増幅器25によって増幅され、サンプルホールド回路26を通して、A/D変換回路27によってA/D変換を行うことにより入射X線量を検出する。
【0018】
そして、再び光電変換素子がX線を検出する場合には、リフレッシュ制御回路23がリフレッシュ信号を出力して光検出部21を初期化し、前回のX線検出と同様の動作を繰り返す。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来例では、2回目のX線撮影時にはコンデンサ21Cにα/2の電荷が残っている。この状態で、リフレッシュ制御回路23がリフレッシュ信号を出力して、コンデンサ21Cに残った電荷を完全に取り去るのは非常に時間がかかる。従って、通常はリフレッシュ制御回路23が出力するリフレッシュ信号はある程度の時間で打ち切られてしまい、コンデンサ21Cには前回X線撮影した時に蓄積された電荷の一部が残ったままとなる。
【0020】
つまり、前記従来例では、光電変換素子20がX線を検出する場合には、光検出部21にX線量に応じた電荷が蓄積され、ゲート制御回路24がゲート信号を出力することにより光検出部21に蓄積された電荷を読み出しているが、全て電荷が読み出されず、X線量に応じて蓄積された電荷の一部が光検出部21に残ってしまう。そして、光検出部21に蓄積された電荷の全てが読み出されない場合は、次にリフレッシュ制御回路23がリフレッシュ信号を出力して光検出部21を初期化しても完全には初期化されず、一部の電荷が残ってしまう。
【0021】
そのため、連続してX線撮影を行う場合は、最初に検出したX線量の一部が2度目に検出したX線量に加算されてしまい、2度目に撮影したX線ディジタル画像には1度目に撮影したX線ディジタル画像の残像が残ってしまうという問題があった。
【0022】
そこで本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、光検出部に残った電荷を取り去ることにより、連続してX線撮影を行う場合でも、2度目に撮影したX線ディジタル画像に1度目に撮影したX線ディジタル画像の残像が残らないようにし、高精度の画像取得を可能とする信頼性の高い撮像装置及び方法を提供することを目的とする。
【0023】
【課題を解決するための手段】
本発明の撮像装置は、光検出部と、前記光検出部のアノード及びカソードと並列接続された第1の電気容量と、前記カソードに接続され選択されると導通とし非選択で絶縁とするスイッチングTFTとを有して構成される光電変換素子と、前記スイッチングTFTを介して前記第1の電気容量から読み出した電荷に比例する信号を増幅する増幅器と、前記増幅器と前記スイッチングTFTとの間に一端が接続され他端がグランドに接続されている第2の電気容量と、前記増幅器の出力をA/D変換するA/D変換回路と、前記スイッチングTFTと前記増幅器とに電源を供給する第1の電源と、前記A/D変換回路に電源を供給している第2の電源と、前記スイッチングTFTと前記第1の電源とを制御するCPUとを備え、前記CPUは、前記スイッチングTFTを非選択の状態で撮像可能な状態である第1の状態と、前記スイッチングTFTを選択された状態で前記スイッチングTFTのゲート、ソース及びドレインをグランド電位として、前記アノードと前記カソードとをグランド電位に制御する第2の状態と、を実現する機能を有し、前記第1の状態時にX線ディジタル画像を撮影した後に、前記第2の状態に所定時間移行することを特徴とする。
【0026】
本発明の撮像装置の一態様では、X線ディジタル画像を撮影した後に移行する前記第2の状態の時間は任意に変更できる。
【0035】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した具体的な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
【0036】
図1は本発明によるX線撮影装置の一例を示すブロック図である。
図1において、6は光電変換装置4からX線ディジタル画像を読み出すためのCPUであり、電源7、リフレッシュ制御回路8、行アドレス選択回路9、列アドレス選択回路10が接続されている。そして、CPU6はそれぞれの回路を制御することが出来る。また、CPU6はX線制御装置5と接続され、光電変換装置4から読み出したX線ディジタル画像をX線制御装置5に転送する。
【0037】
通常、CPU6は電源7を制御して、リフレッシュ制御回路8、行アドレス選択回路9、列アドレス選択回路10に電源を供給している。ただし、CPU6とA/D変換回路27には不図示の電源より、常に電源が供給されている。
【0038】
また、光電変換装置4は図5に示した光電変換素子20を平面に多数配置したものであり、図1においては説明を簡単にするために、行方向に2つ、列方向に2つの光電変換素子20を平面に配置している。
【0039】
前述したように、1画素の光電変換素子20は光検出部21とスイッチングTFT22とで構成される。光検出部21(1、1)〜光検出部21(2、2)は前述した光検出部21に対応するものであり、光検出部21のカソード側をK、アノード側をAとして表している。また、TFT22(1、1)〜TFT22(2、2)はスイッチングTFT22に対応するものであり、TFTのソース電極をS、ゲート電極をG、ドレイン電極をDとして表している。
【0040】
各行のTFT22のゲート電極Gは行アドレス選択回路9と接続されており、行アドレス選択回路9は前述したゲート制御回路24とスイッチSWr1〜2とからなっている。
【0041】
各列のTFT22のドレイン電極Dは列アドレス回路10と接続されており、列アドレス回路10は増幅器25、サンプルホールド回路26、スイッチSWc1〜2とからなっている。
【0042】
また、光検出部21のアノード側は全てリフレッシュ制御回路8に接続されており、通常リフレッシュ制御回路8は電圧Vsのバイアス電圧を出力しており、リフレッシュ信号として出力する時にはリフレッシュ電圧Vrを出力する。
【0043】
なお、図1において、説明を簡単にするために図5に示したコンデンサ19は省略している。
【0044】
次に、X線を照射して光電変換装置4からX線ディジタル線画像を取り込むための手順を、図2のフローチャートを用いて説明する。
【0045】
最初に、CPU6は電源7を制御して、リフレッシュ制御回路8、行アドレス選択回路9、列アドレス選択回路10に電源を供給し、レディ状態になる(S1)。
【0046】
このように、リフレッシュ制御回路8、行アドレス選択回路9、列アドレス選択回路10に電源が供給され、CPU6がそれぞれの回路を制御することができる第1の状態をレディ状態と呼ぶ。そして、レディ状態の時にX線撮影が可能となる。
【0047】
続いて、レディ状態で、CPU6はX線制御装置5からX線照射の要求を待つ(S2)。
【0048】
CPU6はX線照射の要求を受け取ると、CPU6はリフレッシュ制御回路を制御する(S3)。具体的には、リフレッシュ制御回路がリフレッレシュ信号を出力し、光検出部21(1、1)〜21(2、2)を初期化する。
【0049】
光検出部21の初期化が終了すると、X線発生装置1はX線を放射する(S4)。X線が照射されると、光検出部21(1、1)〜21(2、2)にはX線量に応じた電荷が蓄積される。
【0050】
その後、CPU6は変数Rを1に初期化し、変数Nrを2に設定する(S5)。ここで、Nrは光電変換装置4の行方向の光電変換素子数を示す。
【0051】
次に、CPU6は行アドレス選択回路を制御して、R行目のTFT22(R、1)〜TFT22(R、2)を選択し(S6)、ゲート信号を出力する。例えば、Rが1の時にはスイッチSWr1をONし、ゲート制御回路24がゲート信号を出力する。すると、R行目のTFT22(R、1)〜TFT22(R、2)が選択され、光検出部21(R、1)〜21(R、2)に蓄積された電荷が読み出し可能となる。
【0052】
次に、CPU6は変数Cを1に初期化し、変数Ncを2に設定する(S7)。ここで、Ncは光電変換装置4の列方向の光電変換素子数を示す。
【0053】
その後、CPU6は列アドレス選択回路を制御して、全列の光検出部21の信号を増幅器25で増幅する。その後、サンプルホールド回路26が増幅された信号をホールドし、C行目のスイッチSWcをONする(S8)。例えば、Cが1の時には、1列目のSWc1をONすれば1列目の光検出部21(R、1)の増幅された信号がA/D変換回路27に出力される。そして、A/D変換回路27で信号をA/D変換し(S9)、ディジタル化されたデータはCPU6に取り込まれ、X線制御装置5に転送される。
【0054】
その後、変数Cの値を1増やし(S10)、Cの値がNc以下かどうかを判定する(S11)。もしCの値がNc以下ならばS8に分岐し、再びS8〜S11の処理を繰り返す。Cの値がNcより大きい場合はループを抜け出して、次の処理に移る。
【0055】
ループを抜け出した場合は、変数Rの値を1増やし(S12)、Rの値がNr以下かどうかを判定する(S13)。もしRの値がNr以下ならばS6に分岐し、再びS6〜S13の処理を繰り返す。また、もしRの値がNrより大きい場合はループを抜け出す。
【0056】
そして、このループを抜け出すと、全ての光電変換素子20に蓄積された電荷が読み出される。ただし、既に従来例で述べたように、光電変換素子20には蓄積された電荷の一部は残ったままである。また、S6〜S13までの処理のように、光電変換素子20に蓄積された電荷が読み出す動作を駆動と呼ぶ。
【0057】
次に、CPU6は電源7を制御して、リフレッシュ制御回路8、行アドレス選択回路9、列アドレス選択回路10への電源供給を停止し、スリープ状態になる(S14)。このように、リフレッシュ制御回路8、行アドレス選択回路9、列アドレス選択回路10への電源供給を停止した第2の状態をスリープ状態と呼ぶ。そして、スリープ状態では電源7からのそれぞれの回路への電源供給が停止しているので、光検出部21のアノード電極A、カソード電極K、またTFT22のソース電極S、ゲート電極G、ドレイン電極Dはグランド電位となる。そのため、光検出部21に残った電荷は除去される。
【0058】
そして、所定時間スリープ状態で待機し(S15)、その後S1に戻り、再びレディ状態となり、次のX線照射の要求を待つ。再びX線照射要求が来ると、上述した処理を繰り返す。
【0059】
一般的にスリープ状態で待機する時間は100ms〜1s程度であり、通常はこの程度の時間で光電変換素子を駆動した後に残った電荷が完全になくなる。ただし、スリープ状態で待機する時間は、光電変換素子の特性に応じて異なる。待機する時間が短すぎると電荷が残ったままであり、待機する時間が長いと次にX線撮影可能となるまでに時間がかかる。そのため、スリープ状態で待機する時間はX線制御装置5により変更可能となっており、光電変換素子の特性に応じた最適な時間を設定することができる。
【0060】
図3は光電変換装置4からX線ディジタル線画像を取り込むための手順を示したタイミングチャートである。
【0061】
図3において、AはX線照射状態を示し、Hの時はX線発生装置1がX線を照射した事を示す。Bはリフレッシュ状態を示し、Hの時はリフレッシュ制御回路8がリフレッシュ信号を出力した事を示す。CはスイッチSWr1の状態、DはスイッチSWr2の状態を示し、それぞれHの時にスイッチがONした事を示す。EはスイッチSWc1の状態、FはスイッチSWc2の状態を示し、それぞれHの時にスイッチがONした事を示す。
【0062】
Gはレディ状態とスリープ状態を示し、Hの時はレディ状態、Lの時はスリープ状態を示す。
【0063】
最初に、レディ状態の時に(GがH)、リフレッシュ制御回路8がリフレッシュ信号を出力し(BがH)、光検出部21を初期化する。リフレッシュが終了すると、X線発生装置1がX線を照射する(AがH)。そして、X線が照射されると光検出部21にはX線量に応じた電荷が蓄積される。
【0064】
X線照射が終了すると、スイッチSWr1がONとなり(CがH)、1行目のTFT22(1、1)〜TFT22(1、2)が選択され、1行目の光検出部21(1、1)〜21(1、2)に蓄積された電荷が読み出し可能となる。この状態で、スイッチSWc1がONとなり(EがH)、1行1列目の光検出部21(1、1)の電荷が読み出され、読み出しが終了するとスイッチSWc1がOFFとなる(EがL)。更に、スイッチSWr1がONの状態で、スイッチSWc2がONとなり(FがH)、今度は1行2列目の光検出部21(1、2)の電荷が読み出され、読み出しが終了するとスイッチSWc2がOFFとなる(FがL)。その後、スイッチSWr1がOFFとなる(CがL)。
【0065】
次に、スイッチSWr2がONとなり(DがH)、2行目のTFT22(2、1)〜TFT22(2、2)が選択され、2行目の光検出部21(2、1)〜21(2、2)に蓄積された電荷が読み出し可能となる。この状態で、スイッチSWc1がONとなり(EがH)、2行1列目の光検出部21(2、1)の電荷が読み出され、読み出しが終了するとスイッチSWc1がOFFとなる(EがL)。更に、スイッチSWr2がONの状態で、スイッチSWc2がONとなり(FがH)、今度は2行2列目の光検出部21(2、2)の電荷が読み出され、読み出しが終了するとスイッチSWc2がOFFとなる(FがL)。その後、スイッチSWr1がOFFとなる(CがL)。
【0066】
そして、全ての電荷がよみだされるとスリープ状態になり(GがL)、所定時間スリープ状態を維持した後に再びレディ状態となる(GがH)。
【0067】
本実施形態では、光電変換装置4は2行2列の光電変換素子が平面に配置したものとして説明しているが、これに限定されるものではなく、実際には行方向が1000〜4000、列方向は1000〜4000からなる場合が多い。ただし、これに限定されるものではなく、もっと少なくても多くてもよい。
【0068】
また、本実施形態では、行アドレス選択回路9はゲート制御回路24とスイッチSWr1〜2とからなるとしているが、これに限定されるものではなく、行方向の光電変換素子20を選択できればよい。
【0069】
また、本実施形例では、列アドレス選択回路10は増幅器25、サンプルホールド回路26、スイッチSWc1〜2とからなるとしているが、これに限定されるものではなく、列方向の光電変換素子20を選択できればよい。
【0070】
また、図1において、電源7がリフレッシュ制御回路8、行アドレス選択回路9、列アドレス選択回路10に電源を供給しており、A/D変換回路12は不図示の電源より常に電源が供給されているとして説明したが、これに限定されるものではなく、電源7がA/D変換回路27に電源を供給してもよい。
【0071】
また、本実施形態では、スリープ状態で待機する時間は100ms〜1s程度として説明したが、これに限定されるものではなく光電変換素子を駆動した後に残った僅かな電荷が完全になくなれば良い。
【0072】
ここで、上述した実施形態の画像読取装置の各機能を実現するため、各種のデバイスを動作させるように、前記各種デバイスと接続された装置あるいはシステム内のコンピュータに対し、実施形態の機能を実現するためのソフトウェアのプログラムコードを供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(CPUあるいはMPU)に格納されたプログラムに従って前記各種デバイスを動作させることによって実施したものも、本発明の範疇に含まれる。
【0073】
また、この場合、上記ソフトウェアのプログラムコード自体が上述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、およびそのプログラムコードをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムコードを格納した記憶媒体は本発明を構成する。かかるプログラムコードを記憶する記憶媒体としては、例えばフロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることができる。
【0074】
また、コンピュータが供給されたプログラムコードを実行することにより、上述の実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードがコンピュータにおいて稼働しているOS(オペレーティングシステム)あるいは他のアプリケーションソフト等の共同して上述の実施形態の機能が実現される場合にもかかるプログラムコードは本発明の実施形態に含まれることは言うまでもない。
【0075】
更に、供給されたプログラムコードがコンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そのプログラムの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPU等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した実施形態の機能が実現される場合にも本発明に含まれる。
【0076】
【発明の効果】
本発明によれば、第1の状態時にX線撮影装置においてX線ディジタル画像を撮影した後は第2の状態に所定時間移行するようにし、光検出部に残った電荷を取り去ることにより、連続してX線撮影を行う場合でも、2度目に撮影したX線ディジタル画像に1度目に撮影したX線ディジタル画像の残像が残らないようにして、高精度の画像取得を可能とする信頼性の高い撮像装置を実現する。
【0077】
また、第2の状態の時間は変更できるようにしたために、撮像素子の特性に応じて最適な時間が設定できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるX線撮影装置の一例を示すブロック図である。
【図2】本発明によるX線ディジタル線画像を取り込むためのフローチャートである。
【図3】本発明によるX線ディジタル線画像を取り込むためのタイミングチャートである。
【図4】従来のX線撮影装置の一例を示した概略ブロック図である。
【図5】光電変換素子の等価回路図である。
【符号の説明】
1 X線発生装置
4 X線発生装置
5 X線制御装置
6 CPU
7 電源
8 リフレッシュ回路
9 行アドレス選択回路
10 列アドレス選択回路
20 光電変換素子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an imaging apparatus and method for constructing an image by detecting light of a subject, and in particular, an imaging apparatus in which a large number of photoelectric conversion elements are arranged on a plane, for imaging a good X-ray digital image. The present invention relates to an X-ray imaging apparatus.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in medical radiography, which is radiography for medical diagnosis, X-ray photography combining an intensifying screen and an X-ray photographic film is used for (spot) photography.
[0003]
According to this method, when radiation such as X-rays transmitted through the subject enters the intensifying screen, the phosphor contained in the intensifying screen absorbs the X-ray energy and emits fluorescence.
[0004]
This light emission sensitizes the X-ray photographic film and forms a radiation image on the X-ray photographic film. An X-ray image can be visualized by developing and fixing the film.
[0005]
Recently, various techniques for digitally capturing radiation images have been developed. Visible with a photoelectric conversion element that has sensitivity to X-rays and converts / outputs detected X-rays into electrical signals according to the intensity, or a phosphor that absorbs X-ray energy and emits fluorescence with the corresponding intensity. Using an X-ray image detection means comprising a combination of photoelectric conversion elements that are sensitive to light and output an electric signal corresponding to the intensity, the X-ray image is converted into an electric signal and digitally captured by A / D conversion. There are methods.
[0006]
Here, an X-ray imaging apparatus combining a phosphor and a photoelectric conversion element will be described as an example.
[0007]
FIG. 4 is a schematic block diagram showing an example of a conventional X-ray imaging apparatus.
In FIG. 4, 1 is an X-ray generator, 2 is a subject, 3 is a phosphor, 4 is a photoelectric conversion device having a large number of photoelectric conversion elements arranged on a plane, and 5 is an X-ray control device. X-rays irradiated from the
[0008]
FIG. 5 shows an equivalent circuit of the photoelectric conversion element.
In the following example, an amorphous silicon sensor will be described as a photoelectric conversion element. However, the photoelectric conversion element is not particularly limited. For example, other solid-state imaging elements (charge-coupled elements, etc.) or elements such as photomultiplier tubes It may be.
[0009]
In FIG. 5, the configuration of one
[0010]
In this example, 21C in the
[0011]
The anode A of the
[0012]
The cathode K is connected to a
[0013]
Further, a
[0014]
When the
[0015]
Then, by irradiating X-rays, charges corresponding to the X-ray dose are generated in the
[0016]
At this time, if it is assumed that the charge of α is accumulated in the capacitor 21C by, for example, X-ray irradiation and the capacitances of the
[0017]
The charge accumulated in the
[0018]
When the photoelectric conversion element detects X-rays again, the refresh control circuit 23 outputs a refresh signal to initialize the
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional example, α / 2 charges remain in the capacitor 21C during the second X-ray imaging. In this state, it takes a very long time for the refresh control circuit 23 to output a refresh signal and completely remove the charge remaining in the capacitor 21C. Therefore, normally, the refresh signal output from the refresh control circuit 23 is cut off in a certain amount of time, and a part of the electric charge accumulated during the previous X-ray imaging remains in the capacitor 21C.
[0020]
That is, in the conventional example, when the
[0021]
Therefore, when X-ray imaging is continuously performed, a part of the X-ray dose detected first is added to the X-ray dose detected the second time, and the X-ray digital image taken for the second time is the first time. There is a problem that an afterimage of the photographed X-ray digital image remains.
[0022]
Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and even if X-ray imaging is continuously performed by removing the charge remaining in the light detection unit, 1 is added to the X-ray digital image captured for the second time. It is an object of the present invention to provide a highly reliable image pickup apparatus and method that prevents an afterimage of an X-ray digital image taken at a second time from being left behind and enables high-accuracy image acquisition.
[0023]
[Means for Solving the Problems]
The imaging device according to the present invention includes a light detection unit, a first electric capacity connected in parallel with an anode and a cathode of the light detection unit, and a switching that is conductive and non-selective when connected to the cathode and selected. A photoelectric conversion element configured to include a TFT, an amplifier that amplifies a signal proportional to an electric charge read from the first electric capacity via the switching TFT, and the amplifier and the switching TFT A second electric capacity having one end connected and the other end connected to the ground, an A / D conversion circuit for A / D converting the output of the amplifier, a first for supplying power to the switching TFT and the
[0026]
In one aspect of the imaging apparatus of the present invention, the time for the second state to be shifted after taking an X-ray digital image can be arbitrarily changed.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.
[0036]
FIG. 1 is a block diagram showing an example of an X-ray imaging apparatus according to the present invention.
In FIG. 1,
[0037]
Normally, the
[0038]
In addition, the
[0039]
As described above, the one-pixel
[0040]
The gate electrode G of the
[0041]
The drain electrode D of the
[0042]
Further, the anode side of the
[0043]
In FIG. 1, the
[0044]
Next, a procedure for capturing an X-ray digital line image from the
[0045]
First, the
[0046]
As described above, the first state in which the power is supplied to the
[0047]
Subsequently, in the ready state, the
[0048]
When the
[0049]
When the initialization of the
[0050]
Thereafter, the
[0051]
Next, the
[0052]
Next, the
[0053]
Thereafter, the
[0054]
Thereafter, the value of the variable C is increased by 1 (S10), and it is determined whether or not the value of C is Nc or less (S11). If the value of C is less than or equal to Nc, the process branches to S8, and the processes of S8 to S11 are repeated again. If the value of C is larger than Nc, the process exits the loop and proceeds to the next process.
[0055]
When exiting the loop, the value of the variable R is incremented by 1 (S12), and it is determined whether or not the value of R is Nr or less (S13). If the value of R is less than or equal to Nr, the process branches to S6, and the processes of S6 to S13 are repeated again. If the value of R is greater than Nr, the loop is exited.
[0056]
When exiting this loop, the charges accumulated in all the
[0057]
Next, the
[0058]
And it waits for a predetermined time in a sleep state (S15), returns to S1 after that, becomes a ready state again, and waits for the request | requirement of the next X-ray irradiation. When the X-ray irradiation request comes again, the above-described processing is repeated.
[0059]
Generally, the waiting time in the sleep state is about 100 ms to 1 s, and normally, the charge remaining after driving the photoelectric conversion element in this time is completely eliminated. However, the waiting time in the sleep state varies depending on the characteristics of the photoelectric conversion element. If the waiting time is too short, the charge remains, and if the waiting time is long, it takes time until X-ray imaging can be performed next. Therefore, the waiting time in the sleep state can be changed by the
[0060]
FIG. 3 is a timing chart showing a procedure for capturing an X-ray digital line image from the
[0061]
In FIG. 3, “A” indicates an X-ray irradiation state, and “H” indicates that the
[0062]
G indicates a ready state and a sleep state. When H, the ready state is indicated.
[0063]
First, when in the ready state (G is H), the
[0064]
When the X-ray irradiation is finished, the switch SWr1 is turned ON (C is H), and the first row TFTs 22 (1,1) to TFT22 (1,2) are selected, and the first row light detection unit 21 (1, The charges accumulated in 1) to 21 (1, 2) can be read out. In this state, the switch SWc1 is turned on (E is H), the charge of the light detection unit 21 (1, 1) in the first row and first column is read, and when the reading is completed, the switch SWc1 is turned off (E is changed to E). L). Further, the switch SWr1 is turned on with the switch SWr1 being turned on (F is H), and the charge of the light detection unit 21 (1, 2) in the first row and second column is read out, and when the reading is finished, the switch SWr1 is turned on. SWc2 is turned off (F is L). Thereafter, the switch SWr1 is turned off (C is L).
[0065]
Next, the switch SWr2 is turned ON (D is H), the second row TFTs 22 (2, 1) to TFT 22 (2, 2) are selected, and the second row light detection units 21 (2, 1) to 21 are selected. The charge accumulated in (2, 2) can be read out. In this state, the switch SWc1 is turned on (E is H), and the electric charge of the light detection unit 21 (2, 1) in the second row and first column is read. When the reading is completed, the switch SWc1 is turned off (E is changed to E). L). Further, the switch SWr2 is turned on while the switch SWr2 is turned on (F is H), and the charge of the light detection unit 21 (2, 2) in the second row and the second column is read out. SWc2 is turned off (F is L). Thereafter, the switch SWr1 is turned off (C is L).
[0066]
When all the charges are read, the sleep state is entered (G is L), and the sleep state is maintained again for a predetermined time (G is H).
[0067]
In the present embodiment, the
[0068]
In the present embodiment, the row
[0069]
In the present embodiment, the column
[0070]
In FIG. 1, the
[0071]
In the present embodiment, the standby time in the sleep state has been described as being about 100 ms to 1 s. However, the present invention is not limited to this, and it is sufficient that the slight charge remaining after driving the photoelectric conversion element is completely eliminated.
[0072]
Here, in order to realize each function of the image reading apparatus of the above-described embodiment, the function of the embodiment is realized for an apparatus connected to the various devices or a computer in the system so that the various devices are operated. The present invention includes a program implemented by supplying software program codes for performing the above operations and operating the various devices according to programs stored in a computer (CPU or MPU) of the system or apparatus.
[0073]
In this case, the program code of the software itself realizes the functions of the above-described embodiments, and the program code itself and means for supplying the program code to the computer, for example, the program code is stored. The storage medium constitutes the present invention. As a storage medium for storing the program code, for example, a floppy disk, a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a magnetic tape, a nonvolatile memory card, a ROM, or the like can be used.
[0074]
Further, by executing the program code supplied by the computer, not only the functions of the above-described embodiments are realized, but also the OS (operating system) or other application software in which the program code is running on the computer, etc. It goes without saying that the program code is also included in the embodiment of the present invention even when the functions of the above-described embodiment are realized jointly.
[0075]
Further, after the supplied program code is stored in the memory provided in the function expansion board of the computer or the function expansion unit connected to the computer, the CPU provided in the function expansion board or function expansion unit based on the instructions of the program, etc. However, the present invention also includes a case where the function of the above-described embodiment is realized by performing part or all of the actual processing.
[0076]
【The invention's effect】
According to the present invention, after taking an X-ray digital image in the X-ray imaging apparatus in the first state, the state is shifted to the second state for a predetermined time, and the electric charge remaining in the light detection unit is removed, thereby continuously. Even when X-ray imaging is performed, an afterimage of the X-ray digital image captured at the first time is not left in the X-ray digital image captured at the second time so that high-accuracy image acquisition is possible. A high imaging device is realized.
[0077]
In addition, since the time in the second state can be changed, an optimum time can be set according to the characteristics of the image sensor.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an example of an X-ray imaging apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart for capturing an X-ray digital line image according to the present invention.
FIG. 3 is a timing chart for capturing an X-ray digital line image according to the present invention.
FIG. 4 is a schematic block diagram showing an example of a conventional X-ray imaging apparatus.
FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of the photoelectric conversion element.
[Explanation of symbols]
1
7
Claims (2)
前記スイッチングTFTを介して前記第1の電気容量から読み出した電荷に比例する信号を増幅する増幅器と、
前記増幅器と前記スイッチングTFTとの間に一端が接続され他端がグランドに接続されている第2の電気容量と、
前記増幅器の出力をA/D変換するA/D変換回路と、
前記スイッチングTFTと前記増幅器とに電源を供給する第1の電源と、
前記A/D変換回路に電源を供給している第2の電源と、
前記スイッチングTFTと前記第1の電源とを制御するCPUとを備え、
前記CPUは、前記スイッチングTFTを非選択の状態で撮像可能な状態である第1の状態と、前記スイッチングTFTを選択された状態で前記スイッチングTFTのゲート、ソース及びドレインをグランド電位として、前記アノードと前記カソードとをグランド電位に制御する第2の状態と、を実現する機能を有し、前記第1の状態時にX線ディジタル画像を撮影した後に、前記第2の状態に所定時間移行することを特徴とする撮像装置。A photodetecting unit, a first electric capacity connected in parallel with the anode and cathode of the photodetecting unit, and a switching TFT that is conductive and non-selective when connected to the cathode and selected. A photoelectric conversion element,
An amplifier that amplifies a signal proportional to the electric charge read from the first electric capacity via the switching TFT;
A second electric capacitance having one end connected between the amplifier and the switching TFT and the other end connected to the ground;
An A / D conversion circuit for A / D converting the output of the amplifier;
A first power supply for supplying power to the switching TFT and the amplifier;
A second power source supplying power to the A / D converter circuit;
A CPU for controlling the switching TFT and the first power supply;
The CPU has a first state in which the switching TFT can be imaged in a non-selected state, and the gate, source and drain of the switching TFT with the switching TFT selected and the ground potential as the anode. And a second state in which the cathode is controlled to a ground potential, and after taking an X-ray digital image in the first state, shifting to the second state for a predetermined time. An imaging apparatus characterized by the above.
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