CN101234025B - 放射线成像设备、其控制方法以及放射线成像系统 - Google Patents

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Abstract

提供了一种在不增加负荷和成本的情况下能够遵循任意数据获取周期(帧率)改变指令的设备，和用于控制这种设备的方法和系统。为了实现它们，在本发明中，包括一种用于逐线地读出累积在排列成矩阵的多个像素中的电信号的区域传感器，和用于控制该区域传感器的控制单元。该区域传感器交替地按以下两种操作进行操作：用于通过在放射线的照射下进行读取来得到放射线图像数据的第一操作，和用于通过在不进行放射线照射下进行读取来得到放射线图像数据的第二操作。该控制单元在从第一操作的读取结束直到第二操作的读取结束的时段期间对用于得到放射线图像数据的周期进行切换。

Description

放射线成像设备、其控制方法以及放射线成像系统
技术领域
本发明涉及放射线成像设备、这种放射线成像设备的控制方法以及放射线成像系统。
背景技术
近年来，随着半导体技术的发展，使用二维排列的传感器(其中在玻璃基板上形成有用于将光转换成电信号的转换元件)的数字X射线成像设备被付诸实践并普及。
在美国登记专利第6453008号中，描述了一种包括具有偏移数据的多个偏移存储器的放射线检测器，该偏移数据是预先与多种模式(顺序读出、像素添加、修整、高帧率以及高照射)相对应地获取的，并用于根据对应的模式选择性地使用偏移存储器。
此外，在日本专利申请特开第2004-194702号中，描述了一种适合于收集其中预先执行了扫描模式(荧光透视法、照相法)的改变的偏移数据的数字放射线成像设备。
在荧光透视法(运动画面射线照相法)中，由于下述3个原因，对帧率(即，用于照射X射线以获取放射线图像数据的一系列操作之间的间隔)进行切换。
作为第一个原因，提及了减少暴露于放射线的剂量。近年来，在对X射线曝光很感兴趣、并且需要一种可以执行暴露于放射线的剂量尽可能低的射线照相的X射线诊断设备或射线照相技术的情况下，已经采用了一种利用脉冲荧光透视法并设定荧光透视帧率来尽可能降低暴露于放射线的剂量的方法。脉冲荧光透视法是一种对应于设定的帧率以脉冲形式照射X射线的荧光透视射线照相方法。在该脉冲荧光透视法中设定的帧率就是每单位时间的X射线照射量。在脉冲荧光透视法的情况下，操作员可以在如下状态下执行射线照相：帧率被降低到使得在操作中没有不便的水平，以由此降低作为射线照相的对象的患者暴露于放射线的剂量。例如，提及这样一个示例：在获取掩模图像、由注射器开始造影剂注射、在血管造影术中结束造影剂注射的一系列工作中，根据工作状态对帧率进行适当切换以将患者的放射线暴露剂量抑制到尽可能低。由此，需要一种能够对帧率进行任意切换的荧光透视系统。
第二个原因是与被照射对象的运动的同步。已经对与对象的诸如心脏的心跳或床的运动之类的各种运动相同步地执行射线照相的应用进行了研究和开发。
第三个原因是荧光透视系统正在被应用于各种X射线诊断系统。一个应用是简单CT类应用。CT(计算机断层造影)是一种用于利用X射线对对象的周缘进行圆周扫描以获得对象的X射线断层造影图像的技术。近年来，新增了一种CT，作为使用平坦平面X射线检测器作为检测器的荧光透视系统的可选功能。在该荧光透视系统中，由于相对地布置有X射线源和检测器，因此围绕对象执行旋转，使得可以执行类似于CT的射线照相。由于必不可少地要求旋转角速度与射线照相帧之间的同步以获得精确的CT图像，因此有必要通过将从运动开始起的角速度的变化考虑在内来获取图像。出于此原因，要求任意地改变帧率。
如上所述，如在先前公开的专利文献中的问题中提到的那样，存在如下问题：在存在对荧光透视系统中的帧率进行切换的要求时，在平坦平面X射线检测器中在切换帧率紧接之后偏移校正并不充分。偏移校正是要校正输出，所述输出不取决于从平坦平面X射线检测器输出的X射线量。作为偏移的要素，存在各种要素；存在读出电路的电偏移和基于从转换元件输出的暗电流的偏移。在帧率切换之后无法充分执行偏移校正的原因是存储时间取决于帧率而变化。此外，作为增大这种误差的一种要素，提到了与帧率的切换相一致的对读出电路的增益设定切换，以及由于像素增加而获得的线数的变化。
在专利文献1和2中，采用了一种使得对每个帧率切换模式都具有偏移校正数据以由此应对这种问题的方法。
发明内容
然而，根据该方法，为了顺应大量的帧率，必须具有大量偏移校正数据。需要为此提供存储器设备容量和用于对帧率的切换进行分析的系统。此外，偏移本身并不总是恒定的。由于偏移依赖于使用环境和设备的工作年数以及在执行射线照相时的X射线量等而变化，因此需要对所保存的偏移数据进行更新和管理。从如上所述的事实可知，存在系统复杂并且变得昂贵的问题。
本发明的一个目的是提供一种能够在不增加负荷和成本的情况下遵循任意数据获取周期(帧率)改变指令的放射线成像设备、其控制方法以及放射线成像系统。
根据本发明的放射线成像设备针对这样的放射线成像设备，其包括：用于逐线地读出累积在排列成矩阵的多个像素中的电信号的区域传感器；和用于控制所述区域传感器的控制单元，其中该区域传感器交替地按以下两种操作进行操作：用于通过在放射线的照射下进行读取来得到放射线图像数据的第一操作，和用于通过在不进行放射线照射下进行读取来得到放射线图像数据的第二操作；并且所述控制单元在从所述第一操作的读取结束到所述第二操作的读取结束的时段期间对用于得到所述放射线图像数据的周期进行切换。
此外，根据本发明的放射线成像设备针对这样的放射线成像设备，其包括：用于逐线地读出累积在排列成矩阵的多个像素中的电信号以得到二维数据的区域传感器；和用于控制所述区域传感器的控制单元，其中该区域传感器交替地按以下两种操作进行操作：用于通过在放射线的照射下进行读取来得到放射线图像数据的第一操作，和用于通过在不进行放射线照射下进行读取来得到放射线图像数据的第二操作；并且所述控制单元在所述第二操作的时段期间将用于得到所述二维数据的周期从所述第一操作的第一周期切换到与所述第一周期不同的第二周期。
此外，根据本发明的对放射线成像设备进行控制的方法针对这样的方法，其对一种放射线成像设备进行控制，该放射线成像设备包括用于逐线地读出累积在排列成矩阵的多个像素中的电信号的区域传感器，其中该区域传感器交替地按以下两种操作进行操作：用于通过在放射线的照射下进行读取来得到放射线图像数据的第一操作，和用于通过在不进行放射线照射下进行读取来得到放射线图像数据的第二操作；并且该方法包括以下步骤：对所述区域传感器进行控制，以在从所述第一操作的读取结束到所述第二操作的读取结束的时段期间对用于得到所述放射线图像数据的周期进行切换。
此外，根据本发明的对放射线成像设备进行控制的方法针对这样的方法，其对一种放射线成像设备进行控制，该放射线成像设备包括用于逐线地读出累积在排列成矩阵的多个像素中的电信号以得到二维数据的区域传感器，其中该区域传感器交替地按以下两种操作进行操作：用于通过在放射线的照射下进行读取来得到放射线图像数据的第一操作，和用于通过在不进行放射线照射下进行读取来得到放射线图像数据的第二操作；并且该方法包括以下步骤：对所述区域传感器进行控制，以在所述第二操作的时段期间将用于得到所述二维数据的周期从所述第一操作的第一周期切换到与所述第一周期不同的第二周期。
根据本发明，由于不必对每个帧率切换模式存储偏移校正数据，因此可以通过简单且低成本的配置来进行偏移校正。
根据结合附图的示例性实施例的以下说明，本发明的其他特征将变得明了。
附图说明
图1A和1B是例示了一种根据第一示例性实施例的控制放射线成像设备的方法的图。
图2是例示了根据本发明第一示例性实施例的数字放射线(X射线)成像系统的结构示例的图。
图3是例示了一种平坦平面X射线检测器的结构示例的图。
图4A、4B以及4C是例示了一种转换元件的结构示例的图。
图5A和5B是例示了偏移校正单元的结构示例及其处理方法的图。
图6是例示了在沿帧率增大的方向上执行切换的情况下偏移校正单元的处理方法的图。
图7例示了在帧率切换之前和之后的平坦平面X射线检测器的驱动定时图。
图8A和8B是例示了根据本发明第二示例性实施例的偏移校正单元602的结构示例及其处理方法的图。
图9是例示了根据本发明第三示例性实施例的平坦平面X射线检测器的结构示例的电路图。
图10例示了图9的平坦平面X射线检测器的驱动定时图。
图11A和11B是例示了根据本发明第四示例性实施例的数字放射线(X射线)成像系统的结构示例的图。
具体实施方式
(第一示例性实施例)
图2是例示了根据本发明第一示例性实施例的数字放射线(X射线)成像系统的结构示例的图。该数字放射线成像系统包括X射线源101、X-射线控制器102以及数字放射线成像设备。X射线源101是用于产生并照射放射性射线(以下根据场合的需要简称为放射线)(X射线)的放射线生成器。数字放射线成像设备包括控制PC(个人计算机)103、控制台104、监视器105、图像处理和控制电路106、电源单元109以及平坦平面X射线检测器111。具体来说，平坦平面X射线检测器111是包括系统电路107、读出电路108、传感器阵列110以及垂直驱动电路112的二维区域传感器；并用于将放射线转换成电信号以输出二维数据。标号113表示的部分是对象。
控制PC103连接到电源单元109，并用于根据用户对控制台104的操作来控制X-射线控制器102和图像处理和控制电路106，以在监视器105上显示图像和数据。X射线源101根据X-射线控制器102的控制向对象(人)113照射X射线。传感器阵列110包括二维布置的转换元件，这些转换元件用于将透射穿过对象113并承载对象113的信息的X射线转换为电信号，以累积该电信号。垂直驱动电路112对传感器阵列110的开关元件进行控制以逐线地读出图像信号。读出电路108读出传感器阵列110的图像信号以对该图像信号进行放大。系统电路107将该图像信号从模拟信号转换成数字信号。图像处理和控制电路106用于对已通过系统电路107读出的图像信号实施图像处理。控制PC103可以在监视器105上显示在图像处理和控制电路106进行处理的图像。
此外，控制PC103可以向读出电路108和垂直驱动电路112输出用于驱动传感器阵列110的控制信号，使得与X-射线源101同步，并对图像执行图像处理或存储/显示。此外，系统电路107包括用于产生在传感器阵列110、垂直驱动电路112以及读出电路108内的信号放大器电路处所必需的电压的调压器或操作定时电路。
图3是例示了平坦平面X射线检测器111的结构示例的图。该平坦平面X射线检测器111包括TFT(薄膜晶体管)201、转换元件202、传感器电源203、可变增益放大器204、积分放大器205、放大器电路206、抽样和保持电路207、复用器208、缓冲放大器209、A/D转换器210以及放大器基准电源211。TFT201具有栅极G、源极S以及漏极D。
将传感器阵列110适配成使得具有二维布置的像素，在这些像素中组合有用于将放射线转换成电信号的转换元件202和用于输出经转换元件202转换的电信号的TFT(开关元件)201。
尽管为描述的简明起见在此对具有4×4像素的平坦平面X射线检测器111进行描述，但是在实际放射线成像设备中使用的平坦平面X射线检测器的像素数量是1000×1000到2800×2800。
将传感器阵列110适配成使得具有二维布置的像素，在这些像素中组合有转换元件202和充当开关元件的TFT201。此外，用于转移累积在转换元件202中的电荷的信号配线Sig1到Sig4、连接到TFT201的栅极G的驱动配线Vg1到Vg4、以及用于提供转换元件202所必需的电压Vs的线路的各公共配线连接到传感器阵列110。读出电路108连接到传感器阵列110的信号配线Sig1到Sig4，而垂直驱动电路112连接到其驱动配线Vg1到Vg4。
第一线1包括通过驱动配线Vg1而被控制的转换元件S11、S12、S13以及S14的像素。第二线2包括通过驱动配线Vg2而被控制的转换元件S21、S22、S23以及S24的像素。第三线3包括通过驱动配线Vg3而被控制的转换元件S31、S32、S33以及S34的像素。第四线4包括通过驱动配线Vg4而被控制的转换元件S41、S42、S43以及S44的像素。
读出电路108连接到各信号配线Sig1到Sig4，并在其中包括一对一地连接到信号配线Sig1到Sig4的4个放大器电路206。放大器电路206包括用于对已从转换元件202转移的电荷进行累积和放大的积分放大器205、用于对积分放大器205的信号进行放大的可变增益放大器204、以及用于暂时保持来自可变增益放大器204的输出的抽样和保持电路207。放大器电路206对信号执行放大和抽样。将积分放大器205适配成改变连接到放大器的反馈部分的电容器的数量，以由此具有改变放大因子的能力。
在放大器电路206内的抽样和保持电路207的后续级处，设置有用于按时间序列方式读出累积在抽样和保持电路207中的电信号的复用器208。复用器208顺序地将电信号(图像信号)传送到缓冲放大器209。缓冲放大器209对图像信号进行放大，以将图像信号VOUT输出到A/D转换器210。A/D转换器210将从缓冲放大器209输出的模拟信号转换成数字信号。
传感器电源203是用于提供使得转换元件202可以将放射性射线或光线转换成电荷所需的电压Vs的电源。通过共享线路从传感器电源203向各转换元件202提供电压Vs。此外，根据转换元件202的结构或转换方法来改变所使用的电压值的大小或极性以及电源的数量。将这些因素选择成使得转换元件202可以获得足够的S/N。
按使得横向上的TFT 201和驱动配线Vg1到Vg4被共用的形式连接传感器阵列110的TFT 201，并将垂直驱动电路112连接到驱动配线Vg1到Vg4。垂直驱动电路112根据从控制电路106输入的脉冲D-CLK、OE以及DIO来输出包括所输入的两个电源的电压Vcom和Vss在内的驱动信号。此外，垂直驱动电路112可以将驱动信号顺序地输出到与其连接的驱动配线Vg1到Vg4。通过此垂直驱动电路112的操作，可以对横向上的一线的TFT 201的接通/关断进行控制。
作为用于上述传感器阵列110的像素的转换元件202，可以使用MIS(金属绝缘体半导体)型转换元件、PIN型转换元件以及直接型转换元件。
图4A到4C是例示了转换元件202的结构示例的图。图4A例示了PIN型转换元件的结构示例。该转换元件202包括PIN下电极301、P层302、I层303、N层304以及PIN上电极305。标号203表示的电路组件表示传感器电源。标号316表示的电路组件是TFT。此外，标号317表示的部分是荧光体(波长转换体)。标号318表示的部分是X射线(放射性射线)，标号319表示的部分是可见光线。该PIN型转换元件组合有用于将X射线318转换成可见光线的荧光体317和PIN光电二极管。将该PIN光电二极管配置成包括：含有P型非晶硅的P层(P型杂质半导体层)302、含有本征非晶硅的I层(本征半导体层)303、以及含有N型非晶硅的N层(N型杂质半导体层)304。在如上所述的转换元件中，由荧光体317将透射穿过人体并承载人体信息的X射线318转换成可见光线319。由PIN光电二极管将该可见光线319转换成电荷。由此产生的电荷累积在TFT 316与PIN光电二极管之间的寄生电容处。
图4B例示了MIS型转换元件的结构示例。该MIS型转换元件包括MIS下电极306、绝缘层307、A-Si层(本征半导体层)308、N+层(N型杂质半导体层)309以及MIS上电极310。标号203表示的电路组件表示传感器电源。标号315表示的电路组件表示刷新电源。标号316表示的电路组件表示TFT。标号317表示的部分表示荧光体。标号318表示的部分表示X射线。标号319表示的部分表示可见光线。该MIS型转换元件组合有用于将X射线318转换成可见光线319的荧光体317和MIS型光电传感器。将该MIS型光电传感器配置成包括：含有N+型非晶硅的N+层309、含有本征非晶硅的A-Si层308、以及含有非晶氮化硅膜的绝缘层307。在如上所述的MIS型转换元件中，由荧光体317将透射穿过人体并承载人体信息的X射线318转换成可见光线319，并由MIS型光电传感器将由此获得的可见光线319转换成电荷。由此产生的电荷累积在A-Si层308与绝缘层307之间。由于曾经产生的电荷持续累积在MIS型转换元件中，因此有必要执行刷新操作以定期地或在确定了电荷累积量之后清除已累积在A-Si层308与绝缘层307中的电荷。在用于执行此刷新操作的MIS型转换元件中，要求具有传感器偏压的两个或更多个电压值。
由于前述PIN型转换元件和MIS型转换元件通过使用荧光体317将X射线318转换成可见光线319以进而将可见光线319转换成电信号，因此将这些转换元件称为间接型转换元件。将间接型转换元件配置成包括诸如PIN光电二极管或MIS光电传感器之类的光电转换元件，和用于将X射线318转换成可见光线319的波长转换体。在图4A的PIN型转换元件和图4B的MIS型转换元件中，使得荧光体(波长转换体)317与光电转换元件的光入射表面侧紧密接触。荧光体317对X射线318执行波长转换以产生可见光线319。
图4C例示了直接型转换元件的结构示例。该直接型转换元件包括：像素电极311、A-Se层312以及传感器偏压电极313。标号314表示的电路组件表示HV电源。标号316表示的电路组件表示TFT。标号318表示的部分表示X射线。该直接型转换元件利用一种材料将X射线318直接转换成电信号。作为材料，可以使用非晶硒层312。当施加若干kV的电压时，此非晶硒可以将X射线318转换成电荷。
通过非晶硅工艺来制造上述TFT、MIS型转换元件以及PIN型转换元件。采用非晶硅工艺的原因在于这种转换元件适合于作为传感器在X射线成像设备中使用，例如，诸如TFT或转换元件之类的有源元件可以被均匀地形成以占大面积；非晶硅在可见光中表现出敏感性，并且X射线耐受性强。
图1A和1B是例示了一种根据本实施例的控制放射线成像设备的方法的图，并例示了一种对在X射线荧光透视法中使用的平坦平面X射线检测器111进行驱动的方法。在图1A中，由W1、R1、W2、R2以模型形式表示平坦平面X射线检测器111的驱动状态。由W1和W2表示的状态是等待操作，即，关断所有像素的状态TFT 201。在此状态下，电荷累积在转换元件202中。由R1和R2表示的操作状态是读出操作，即，逐线传送累积在转换元件202中的电荷的操作。在读出电路108处将已传送的模拟图像数据转换成数字图像数据。由W1和R1表示的操作状态分别是用于在时段T11中实现30帧/秒的帧率的等待操作和读出操作。由W2和R2表示的操作分别是用于在时段T12中实现15帧/秒的帧率的等待操作和读出操作。
周期T1是1/30秒的X射线照射周期。直到第二次照射X射线之前，X射线照射周期是T1，是30次/秒。周期T3是1/15秒的X射线照射周期。在X射线的第三次照射及其后续照射中，X射线照射周期是T3，是15次/秒。周期T1与T3之间的时段T2是用于进行帧率切换的X射线照射周期的切换时段。在图1中，X-射线控制器102可以根据X射线照射的周期切换信号来改变X射线源101照射的X射线的周期。X射线(放射性射线)照射周期是按预定时间间隔多次照射X射线的情况下的X射线照射周期，并且是从此X射线照射开始到下一次X射线照射开始的时段。
偏移数据F0是通过在没有X射线照射到二维区域传感器上的状态下执行等待操作W1和读出操作R1而生成的帧图像数据。在此，在本发明中，将二维区域传感器获取偏移数据(例如F0)的操作称为第二操作。接着，放射线图像数据X1是作为将第一X射线照射在二维区域传感器上以执行等待操作W1和读出操作R1的事实的结果而产生的帧图像数据。在此，在本发明中，将二维区域传感器获取放射线图像数据(例如X1)的操作称为第一操作。接着，偏移数据F1是作为在没有X射线照射到二维区域传感器上的状态下执行等待操作W1和读出操作R1的事实的结果而生成的帧图像数据。接着，放射线图像数据X2是作为将第二X射线照射在二维区域传感器上进而执行等待操作W1和读出操作R1的事实的结果而产生的帧图像数据。需要指出的是，在本发明中，将紧接在由帧切换信号切换了帧率之前获取的放射线图像数据X2称为第一放射线图像数据。此外，将在切换帧率之前获取的偏移数据(例如F0或F1)称为第一偏移数据。
现在对由帧切换信号指示将帧率从30帧/秒切换到15帧/秒的情况进行描述。在此之后的时间中，等待操作和读出操作分别是W2和R2。在此情况下，在本发明中，将在由帧切换信号切换帧率之前获取帧图像数据的周期称为第一周期，并将在切换了帧率之后获取帧图像数据的周期称为第二周期。接着，偏移数据F2是作为不将X射线照射在二维区域传感器上而执行等待操作W2和读出操作R2的事实的结果而产生的帧图像数据。接着，放射线图像数据X3是作为将第三X射线照射在二维区域传感器上以执行等待操作W2和读出操作R2的事实的结果而产生的帧图像数据。接着，偏移数据F3是作为不将X射线照射在二维区域传感器上而执行等待操作W2和读出操作R2的事实的结果而产生的帧图像数据。接着，放射线图像数据X4是作为将第四X射线照射在二维区域传感器上以执行等待操作W2和读出操作R2的事实的结果而产生的帧图像数据。接着，偏移数据F4是作为不将X射线照射在二维区域传感器上而执行等待操作W2和读出操作R2的事实的结果而产生的帧图像数据。在此情况下，在本发明中，将紧接在由帧切换信号切换了帧率之后所获取的放射线图像数据X3称为第二放射线图像数据。此外，将在切换了帧率之后所获取的偏移数据(例如F3或F4)称为第二偏移数据。
在时段T11中，平坦平面X射线检测器111的用于获取单个放射线图像数据的数据获取周期(第一周期)是等待操作W1与读出操作R1的时间之和。此外，平坦平面X射线检测器111的用于获取单个偏移数据的数据获取周期(第一周期)也是等待操作W1与读出操作R1的时间之和。相反，在时段T12中，平坦平面X射线检测器111的用于获取单个放射线图像数据的数据获取周期(第二周期)是等待操作W2与读出操作R2的时间之和。此外，平坦平面X射线检测器111的用于获取单个偏移数据的数据获取周期(第二周期)也是等待操作W2与读出操作R2的时间之和。数据获取周期表示平坦平面X射线检测器111对单个图像的数据获取时间。
在本实施例中，读出放射线图像数据Xn(n是整数)和偏移数据Fn(n是整数)这两幅图像。放射线图像数据Xn是在照射X射线的时段内生成的，并且是包括与入射在荧光体或转换元件202的转换元件体上的X射线成比例的电荷信号作为主要部分的图像。偏移数据Fn是包含转换元件202的暗电流或图像滞后以及因读出电路108而产生的偏移信号作为主要部分的图像。放射线图像数据Xn是在照射X射线(放射性射线)时传感器阵列110输出的二维数据。偏移数据Fn是在不照射X射线(放射性射线)时平面X射线检测器111输出的二维数据。使得放射线图像数据Xn和偏移图像Fn成为一组。由此，执行减去偏移数据Fn的处理以便从放射线图像数据Xn消除偏移分量。将该处理称为偏移校正。如图1B所例示，存在两种减法操作的组合。
第一种方法是利用紧接在放射线图像数据Xn之前获取的偏移数据Fn-1来执行校正的方法。当以公式的形式来写校正后图像Im时，可以按下述方式表示校正后图像。以下，将此偏移校正方法描述为前偏移校正。
Im＝Xn-Fn-1
第二种方法是利用紧接在放射线图像数据Xn之后获取的偏移数据Fn来进行校正的方法。按如下所述的公式形式来表示校正后图像Im。以下，将此偏移校正方法描述为后偏移校正。
Im＝Xn-Fn
在本实施例中，从偏移数据F2的获取操作起执行帧率切换。图1A例示了此时的操作。在该图中，读出放射线图像数据X2，然后对平坦平面X射线检测器111的数据获取周期进行切换，以将帧率从30帧/秒切换到15帧/秒。
尽管稍后要详细描述，如图7所例示，为了获得一帧的图像，向驱动配线Vg1到Vg4顺序地传送脉冲。首先，使得驱动配线Vg1处于高电平。结果，读出了第一线1的转换元件S11到S14的图像信号。接着，使得驱动配线Vg2处于高电平。结果，读出了第二线2的转换元件S21到S24的图像信号。接着，使得驱动配线Vg3处于高电平。结果，读出了第三线3的转换元件S31到S34的图像信号。接着，使得驱动配线Vg4处于高电平。结果，读出了第四线4的转换元件S41到S44的图像信号。当驱动配线Vg1到Vg4从高电平变成低电平时，TFT 201关断。结果，转换元件S11到S44开始电荷等待操作W1或W2。即，在同一帧图像数据中，等待操作W1或W2和读出操作R1或R2的定时是对于每一线变化的。
如图1A所示，在第一行线1处，在读出操作R1或R2的开始部分执行读出操作。在完成了其读出操作之后，开始下一等待操作W1或W2。相反，在第四线4处，在读出操作R1或R2的最后部分执行读出。在完成了其读出操作之后，开始下一等待操作W1或W2。
在偏移数据F1，第一线1的数据获取时间t1与第四线4的数据获取时间t1是相同的。在此，数据获取时间t1是读出操作R1的时间tR1与等待操作W1的时间tW1之和。此外，在放射线图像数据X2中，第一线1的数据获取时间t1与第四线4的数据获取时间t1是相同的。在此，数据获取时间是像素的TFT 201处于关断状态的时间，并且是基于在转换元件202中产生的电荷的电信号被累积在像素中的时间。
相反，在偏移数据F2中，第一线1的数据获取时间t2与第四线4的数据获取时间t3彼此不同。在此，数据获取时间t2是读出操作R1的时间tR1与等待操作W2的时间tW2之和。此外，数据获取时间t3是读出操作R2的时间tR2与等待操作W2的时间tW2之和。
此外，在放射线图像数据X3中，第一线1的数据获取时间t3与第四线4的数据获取时间t3是相同的。此外，在偏移数据F3中，第一线1的数据获取时间t3与第四线4的数据获取时间t3是相同的。
图像F0、X1、F1、X2的数据获取周期是等待操作W1与读出操作R1的时间之和，并且是30帧/秒的帧率的数据获取周期。图像X3、F3、X4、F4的数据获取周期是等待操作W2与读出操作R2的时间之和，并且是15帧/秒的帧率的数据获取周期。用于获取偏移数据F2的等待操作和读出操作的周期是数据获取周期的切换时段。帧率是获取用于向诸如监视器105的输出设备提供输出的一幅图像所必需的一系列操作的时间间隔的倒数。具体来说，帧率是用于获取放射线图像数据的等待操作和读出操作的总时间与用于获取偏移数据的等待操作和读出操作的总时间之和的倒数。
如上所述，发生在对数据获取周期进行切换的期间所获取的偏移数据F2对于每线不同的现象。对于除此以外的放射线图像数据和偏移数据，所有线的数据获取时间都相同。
即，平坦平面X射线检测器111的每一线的实质数据获取时间是从读出操作R1或R2完成的时刻起直至下一读出操作R1或R2开始的时刻的时间。在偏移数据F2中，第一行线1的数据获取时间t2是读出操作R1的时间tR1与等待操作W2的时间tW2之和。相反，第四线4的数据获取时间t3是读出操作R2的时间tR2与等待操作W2的时间tW2之和。
如根据上述内容可以理解的，由于前一读出操作R1或R2所需的时间影响下一帧的等待操作W1或W2的时间，因此在数据获取周期的切换时段期间所获取的图像F2的数据获取时间对于每线不同。由于此原因，该图像F2具有阴影。即，不能说该画面质量是足够的。
此外，阴影的倾斜是不均匀的。因此，难以充分校正这种阴影。例如，当在放射线图像数据的获取操作开始时刻切换数据获取周期时，由于在切换时段期间获取的放射线图像数据具有阴影，其画面质量不是足以作为用于操作或诊断的图像的画面质量。
在本实施例中，采用了一种在获取放射线图像数据的读出操作的结束与获取偏移数据的读出操作的结束之间对用于获取区域传感器的二维数据的操作周期进行切换的方法，以切换用于获取放射线图像数据的操作周期。换句话说，在用于获取放射线图像数据X2的操作与用于获取放射线图像数据X3的操作之间的执行获取偏移数据F2的操作的时段中对获取二维数据的周期进行切换。通过执行这种切换控制，使得具有阴影的图像是偏移数据，由此具有消除对不可使用的放射线图像数据的获取的能力。
此外，与放射线图像数据的偏移校正相关联，如图1B所示，在前偏移校正中，对于紧接在改变了数据获取周期之后的放射线图像数据X3，通过利用紧接其后获取的偏移数据F3执行校正。控制电路(控制单元)106执行控制以仅对紧接在改变了数据获取周期之后的放射线图像数据X3通过利用紧接其后获取的偏移数据F3进行偏移校正。此外，对于除放射线图像数据X3以外的放射线图像数据Xn，控制电路106通过利用紧接在其之前获取的偏移数据Fn-1来执行控制。
此外，在后偏移校正中，对于在数据获取周期的切换时段期间获取的放射线图像数据X2，通过利用紧接在其之前获取的偏移数据F1来执行校正。控制电路106执行控制，以便仅对于紧接在切换数据获取周期之前已获取的放射线图像数据X2，通过利用紧接在其之前已获取的偏移图像F1来进行偏移校正。此外，对于除放射线图像数据X2以外的放射线图像数据Xn，控制电路106执行控制以通过利用紧接在其之后获取的偏移数据Fn来进行偏移校正。
甚至在前偏移校正和后偏移校正这二者的情况下，控制电路106均执行控制以针对紧接在切换数据获取周期之前已获取的放射线图像数据X2，通过利用在获取放射线图像数据X2之前已获取的偏移数据来进行偏移校正。执行控制，以通过利用例如偏移数据F0或F1作为在获取放射线图像数据X2之前已获取的偏移数据来进行偏移校正。在本发明中，将这种校正称为第一校正。在第一校正中，更期望利用紧接在获取放射线图像数据X2之前已获取的偏移数据F1。此外，控制电路106执行控制，以对于紧接在改变了数据获取周期之后的放射线图像数据X3，通过利用在获取放射线图像数据X2之后已获取的偏移数据进行偏移校正。执行控制，以通过利用例如偏移数据F3或F4作为在获取放射线图像数据X2之后获取的偏移数据来进行偏移校正。在本发明中，将这种校正称为第二校正。在第二校正中，更期望利用紧接在获取放射线图像数据X2之后获取的偏移数据F3。
如上所述，即使在任何一种校正方法中，对于紧接在切换数据获取周期之前的放射线图像数据X2和紧接在改变了数据获取周期之后的放射线图像数据X3，都不利用在切换数据获取周期中获取的偏移数据F2来执行校正。通过必然在相同条件下获取的偏移图像来校正这些放射线图像数据。由于此原因，不必使偏移数据对应于获取条件。结果，以良好的精度进行校正。不可能利用在切换数据获取周期时获取的偏移数据F2作为偏移数据来进行校正。由于此原因，可以说用于获取偏移数据F2的操作是为了对像素中累积的电荷进行复位而执行的像素初始化操作。
图5A和5B是例示了用于执行上述偏移校正的偏移校正单元602的结构示例及其处理方法的图。在图2的图像处理和控制电路106内设置有偏移校正单元602和图像存储器603。偏移校正单元602包括放射线图像数据存储器Mx、偏移数据存储器Mf、切换器SW、差值电路604以及偏移校正控制单元605。切换器SW根据一输入存储器切换信号将来自平坦平面X射线检测器111的数字图像信号的输出目的地切换到存储器Mx或Mf。当输入存储器切换信号处于高电平时，将平坦平面X射线检测器111输出的放射线图像数据Xn输出到放射线图像数据存储器Mx。当输入存储器切换信号处于低电平时，将平坦平面X射线检测器111输出的偏移数据Fn输出到偏移数据存储器Mf中。
WE_X信号是用于将图像写入放射线图像数据存储器Mx中的写使能信号。
当WE_X信号处于高电平时，将放射线图像数据Xn写入放射线图像数据存储器Mx中。WE_F信号是用于将图像写入偏移数据存储器Mf中的写使能信号。当WE_F信号处于高电平时，将偏移数据Fn写入偏移数据存储器Mf中。
偏移校正控制单元605根据WE_X信号、WE_F信号、帧率切换信号以及偏移校正信号将OutPut信号输出到存储器Mx和Mf中。当输入了切换脉冲作为帧率切换信号时，指示将帧率从30帧/秒切换到15帧/秒。该帧率切换信号的接收时段是等待操作W1或W2和平坦平面X射线检测器111的放射线图像数据Xn的读出操作R1或R2的时段。当输入了切换脉冲时，紧接在其后从偏移数据F2的等待操作W2和读出操作R2起切换数据获取周期。
偏移校正信号是用于指示前偏移校正或后偏移校正的信号。偏移校正控制单元605根据偏移校正信号在前偏移校正时向存储器Mx或Mf输出OutPut信号，或在后偏移校正时输出OutPut信号。当使得OutPut信号处于高电平时，将写在存储器Mx和Mf中的图像输出到差值电路604。
差值电路604计算两个存储器Mx和Mf的输出数据之差，以将其差值图像输出到图像存储器603中。将该差值图像写入到图像存储器603中。由此，可以执行图1B所例示的前偏移校正或后偏移校正。
如上所述，从平坦平面X射线检测器111向偏移校正单元602提供按与从平坦平面X射线检测器111进行的图像获取相联锁的方式生成的输入存储器切换信号、通知已切换了帧率的帧率切换信号、WE_X信号以及WE_F信号。WE_X信号和WE_F信号分别是指示将图像写入和不写入图像存储器Mx和Mf中的写使能信号。向偏移校正控制单元605提供表示偏移校正方法的偏移校正信号、通知已切换了帧率的帧率切换信号、WE_X信号以及WE_F信号。上述信号是按与对平坦平面X射线检测器111的驱动相联锁的方式而发送的脉冲，并且是由控制电路106生成的。
图5B例示了在切换帧率时和平坦平面X射线检测器111的操作中的各脉冲的波形。生成这样的输入存储器切换信号：当开始读出放射线图像数据Xn时，该输入存储器切换信号处于高电平，而当开始读出偏移数据Fn时，该输入存储器切换信号处于低电平。根据输入存储器切换信号将放射线图像数据Xn和偏移数据Fn分别存储在存储器Mx和Mf中。存储器Mx和Mf是FIFO(先入先出)型存储器。在读出操作时可以先读出在写入操作时先写入的数据。当输入存储器切换信号处于高电平时，将图像数据写入存储器Mx中。当输入存储器切换信号处于低电平时，将图像数据写入存储器Mf中。由于输入存储器切换信号的高电平时间或低电平时间比发送图像数据的时段要长出等待操作的时间tW1或tW2，因此设置WE_F信号和WE_X信号，使得不向存储器带入额外数据。当将来自偏移校正控制单元605的OutPut信号输入存储器Mx和Mf中时，将已写入存储器Mx和Mf中的图像数据发送到差值电路604。
差值电路604计算从两个存储器Mx和Mf发送的图像数据之间的差，以将该差值写入图像存储器603中。由于通过偏移校正信号使存储器Mx和Mf向差值电路604发送图像数据的时间不同，因此在偏移校正控制单元605执行前偏移校正的情况下，偏移校正控制单元605对WE_X信号的上升进行感测以输出OutPut信号。此外，在后偏移校正时，偏移校正控制单元605对WE_F信号的上升进行感测以输出OutPut信号。
在切换帧率的情况下，偏移校正控制单元605根据偏移校正信号执行两种操作。在前偏移校正时，偏移校正控制单元605对WE_F信号的下降进行感测，以如图5B所例示地利用偏移数据F3代替偏移数据F2来改变处理，以输出OutPut信号。在后偏移校正时，偏移校正控制单元605对WE_X信号的下降进行感测，以利用偏移数据F1代替偏移数据F2来改变处理，以输出OutPut信号。
在此，不必要求OutPut信号的脉冲宽度与帧率相同步。图像传送操作时间所需的时间比通过将等待操作W1或W2与读出操作R1或R2的时间相加而获得的时间短就足够了。此外，在考虑偏移校正后的图像处理所需的时间或平坦平面X射线检测器111可以驱动的最大帧率的情况下，对偏移校正单元602内的电路具有的数据传送率进行优化。
通过上述处理，可以在不利用具有阴影的偏移数据F2来进行校正的情况下处理这种偏移数据F2，以通过利用合适的偏移数据来执行放射线图像数据的偏移校正。
在此，作为偏移校正单元602，可以使用将诸如DRAM、SDRAM或SRAM之类的存储器与CPU组合起来的IC，或具有上述功能的IC。
跟随有帧率切换的前述切换偏移校正的方法既可以应用于图5B中例示的沿帧率降低的方向执行切换的情况，也可以应用于图6中例示的沿帧率升高的方向执行切换的情况。图7是例示了在沿帧率升高的方向执行切换的情况下偏移校正单元602的处理方法的图。当输入了帧率切换信号的脉冲时，将帧率从15帧/秒切换到30帧/秒。图6的处理类似于图5B的处理。
此外，未接受帧率切换信号的时段是获取偏移数据Fn的时段，并且是从改变了数据获取周期的时刻直到第一偏移数据F3被写入存储器Mf中的时段。可以在1到2帧内切换帧率。由此，帧率切换指令可以从用户(操作员)或设备任意地且连续地给定。
控制电路106执行控制，以根据用户的任意定时的指令对平坦平面X射线检测器111的数据获取周期进行切换。此外，控制电路106执行控制，以根据帧率切换信号对平坦平面X射线检测器111的数据获取周期进行切换。
图7是平坦平面X射线检测器111在帧率切换之前和之后的驱动定时图。为了描述简洁起见，作为示例例示图2所例示的4×4像素的平坦平面X射线检测器111的电路结构的情况。然而，像素的数量并不限于4×4。此外，读出电路108的数量、A/D转换器210的数量、信号配线Sig1到Sig4沿列方向的数量、以及垂直驱动电路112的数量并不限于图2所例示的电路组件的那些数量。
为了获得单个放射线图像数据和偏移图像，在执行了等待操作W1或W2之后，执行读出操作R1或R2。等待操作对应于图7所例示的时段W1和W2，并且是这样的操作：将传感器电源203的电压Vs设定为期望的值，以在允许转换元件202执行光电转换的状态下将TFT 201关断。此时，可以将读出电路108内的积分放大器205置于复位状态。
用于读出累积在转换元件202中的电荷的操作对应于从R1-L1到R1-L4的时段和从R2-L1到R2-L4的时段。读出操作R1是从R1-L1到R1-L4的时段，读出操作R2是从R2-L1到R2-L4的时段。R1-L1和R2-L1表示第一线1的读出操作及其时间，R1-L2和R2-L2表示第二线2的读出操作及其时间，R1-L3和R2-L3表示第三行线3的读出操作及其时间，R1-L4和R2-L4表示第四线4的读出操作及其时间。
在第一线1的读出操作R1-L1中，由RC信号将积分放大器205的反馈部分短路，以将积分放大器205的输出复位。通过采用这种方法，消除了基于在前一操作时发生的电荷的影响。
接着，将D-CLK信号和DIO信号输出给垂直驱动电路112，将电压Vcom仅传送给第一线1的驱动配线Vg1，将电压Vss传送给其他线的驱动配线Vg2到Vg4。在已使RC信号变成低电平之后使得OE信号处于高电平，以将电压Vcom施加到第一线1的驱动配线Vg1，以接通第一行线1的TFT 201，以将累积在转换元件202中的电荷传送给积分放大器205。
在将TFT 201接通足够的时间之后，将电压Vss施加给第一线1的驱动配线Vg1，以关断TFT 201。此外，在关断TFT 201之后，使得SH信号处于高电平以使得抽样和保持电路207可以工作，以保持积分放大器205的输出。
在下一条线的读出操作时由复用器208将已保持在抽样和保持电路207中的信号输出到A/D转换器210，使得将由此输出的信号转换成数字数据。在其后的时间中，将电压Vcom的脉冲顺序地施加给驱动配线Vg2到Vg4，以与第一线的读出操作R1-L1类似地执行第二到第四线的读出操作R1-L2到R1-L4。通过按驱动配线的数量重复上述读出操作，可以执行所有像素的读出操作。
当输入了帧率切换信号的脉冲时，从读出操作R2起改变数据获取周期。直到读出操作R1之前，数据获取周期较短。从读出操作R2起，数据获取周期变长。类似于上述读出操作R1-L1到R1-L4执行读出操作R2-L1到R2-L4。
当指示切换帧率时，在平坦平面X射线检测器111中改变读出操作R1、R2的时间或等待操作W1、W2的时间。作为最简单的方法，存在如下方法：固定读出操作R1、R2的时间，使得这种时间变得等于在最大帧率(例如30帧/秒)时的操作时间(最短时间)，以根据帧率只改变存储时间W1、W2。然而，当缩短了读出操作R1、R2的时间时，由于TFT 201的电荷传送能力问题，不能充分传送累积在转换元件202中的电荷。此外，由于要求将读出电路108内的LP(低通滤波器)的频带移位到更高频带侧，因此噪声会进入信号中。此外，由于积分放大器205的复位时间不足，因此会将噪声混入图像中。由于上述现象，图像的信噪比降低。此外，为了将TFT 201关断然后立即执行抽样和保持操作，将驱动配线的电压变化作为偏移叠加在图像信号上。
由于上述事实，采用使得读出时间保持较短的方法不提供好处，尽管帧率较小使得可以充分利用读出时间。从图像的观点来说，期望根据帧率来适当改变读出时间。
对于驱动定时，如图7所例示，例如，可以采用仅仅将各信号的脉冲乘以常数的方法，或者可以对每个帧率提供这样的驱动模式：将该驱动模式优化成使得信噪比变高到系统不会变复杂的程度。
例如，可以提供1帧/秒、7.5帧/秒、10帧/秒、15帧/秒、20帧/秒以及30帧/秒的读出驱动模式。由此，通过改变存储时间W1、W2，可以在其间执行与帧率的相符。
如上所述，根据本实施例，避免了取决于切换帧率时的存储时间的差异而不使用在数据获取周期的切换时段期间获取的图像的问题，以利用紧接在其之前或紧接在其之后获取的偏移图像来执行校正。由此，无论增益或存储时间的差异以及读出方法的差异如何，都可以校正放射线图像数据。
本实施例是这样一种简单的系统：其中，即使如上述专利文献1和2的情况那样未为每一种帧率切换模式提供校正数据，也设置两个图像存储器Mx和Mf，以与对荧光透视系统的驱动相同步地执行偏移校正。本实施例可以符合各种帧率切换操作。此外，本实施例具有如下优点：利用在时间方面与放射线图像数据获取类似的、并且获取条件相同的偏移数据来执行偏移校正，使得可以进行具有高精度的偏移校正。
需要指出的是，像素的数量并不限于本实施例中的4×4，而是读出电路的数量、A/D转换器的数量、列方向上的信号配线的数量以及垂直驱动电路的数量并不限于图2所例示的电路组件的数量。
此外，作为本实施例中的转换元件，可以使用图4A到4C所例示的3种转换元件中的任一种。无论信号放大方法、模拟数字转换方法和/或读出电路或A/D转换器的数量如何，都可以应用本实施例中的转换元件。此外，尽管在本实施例中由读出电路108将偏移数据F2从模拟图像数据转换成数字图像数据，但是本申请的发明并不限于这种实现方式。也可以将如下配置包括在本申请的发明中：由二维区域传感器执行对与偏移数据F2相对应的电信号的读出，但是在不允许读出电路108工作的情况下不获取偏移数据F2。
(第二示例性实施例)
图8A和8B是例示了根据本发明第二示例性实施例的偏移校正单元602的结构示例及其处理方法的图。现在对本实施例与第一示例性实施例的不同点进行描述。图8A的偏移校正单元602与图5A的偏移校正单元602的不同之处在于：通过使用与一幅图像相对应的图像存储器Mem和可以保持与平坦平面X射线检测器111的一条线相对应的数据的缓冲器Buf来配置偏移校正单元602。当输入存储器切换信号处于高电平时，切换器SW1将平坦平面X射线检测器111的输出连接到存储器Mem。当输入存储器切换信号处于低电平时，切换器SW1将平坦平面X射线检测器111的输出连接到缓冲器Buf。
此外，图8A的偏移校正单元602与图5A的偏移校正单元602的不同之处在于：为了执行偏移校正而从外部输入的信号是帧率切换信号、以及与放射线图像数据和偏移数据相同步的帧信号。对于这两个信号，偏移校正控制单元605生成输入存储器切换信号、用于对存储器Mem的写入操作进行控制的WE信号、以及OutPut信号。
图8B例示了图8A的偏移校正单元602的偏移校正的定时。在本实施例中，从偏移校正单元602的配置的观点来说，只可以执行前偏移校正。
在切换帧率之前的状态下，在获取偏移数据Fn时，使得输入存储器切换信号处于高电平以将平坦平面X射线检测器111的偏移数据Fn输出到存储器Mem。在获取放射线图像数据Xn时，使得输入存储器切换信号处于低电平，以将平坦平面X射线检测器111的放射线图像数据Xn逐线地输出到缓冲器Buf。当使得OutPut信号处于高电平时，将存储在存储器Mem中的偏移数据Fn输出到差值电路604。差值电路604计算从缓冲器Buf输出的放射线图像数据Xn与从存储器Mem输出的偏移数据Fn之间的差，以将由此计算出的差写入图像存储器603中。通过采用这种方法，执行前偏移校正。
当输入了帧率切换信号时，偏移校正控制单元605使得可以将WE信号置于低电平，以不获取具有阴影的偏移数据F2。
接着，使得输入存储器切换信号和WE信号处于高电平，以将放射线图像数据X3放入存储器Mem，以将放射线图像数据X3写入存储器Mem。最后，在将偏移数据F3放入缓冲器Buf中时，按与以上方式相反的方式，使得输入存储器切换信号处于低电平，以将偏移数据F3输出到缓冲器Buf中。与此同时，偏移校正控制单元605使得OutPut信号可以与帧信号相同步地处于高电平。由此，将放射线图像数据X3从存储器Mem输出到差值电路604。在此之后，执行与以上类似的前偏移校正。
通过上述操作，紧接在改变了数据获取周期(帧率)之后得到用于执行后偏移校正的操作。由此，可以执行不使用在偏移处具有阴影的偏移数据F2的偏移校正。在此，仅当OutPut信号处于高电平时，图像存储器603才保持差值电路604的信号。当OutPut信号处于低电平时，图像存储器603不保持数据。根据本实施例，可以减小存储器的容量。由此，可以降低偏移校正单元602的成本。需要指出的是，在本实施例中，在读出电路108处将偏移数据F2从模拟图像数据转换成数字图像数据，并且偏移校正控制单元605进行控制以不获取偏移数据F2。然而，本申请的发明并不限于这种实现方式。也可以将如下配置包括在本申请的发明中：其中，由二维区域传感器执行对与偏移数据F2相对应的电信号的读出，但是在不允许读出电路108工作的情况下不获取偏移数据F2。
(第三示例性实施例)
图9是例示了根据本发明第三示例性实施例的平坦平面X射线检测器111的结构示例的电路图，并且例示了采用MIS型转换元件1001作为转换元件的平坦平面X射线检测器111的电路图。现在将对本实施例与第一示例性实施例的不同点进行描述。平坦平面X射线检测器111包括：MIS型转换元件1001、传送TFT 1002、刷新TFT 1003、刷新电源1004、传送垂直驱动电路1005、刷新垂直驱动电路1006、传感器偏压电源1007、刷新线1008以及传感器偏压线1009。
在MIS型转换元件1001中，如先前参照图4B描述的那样，存在如下问题：当电荷累积在充当光电转换层的A-Si层308与绝缘层307之间的界面处使得电荷的累积量增大时，A-Si层308的两端的电压彼此相等，使得不能执行光电转换。
为了解决此问题，准备光电转换电源1007和具有比该电源的电压要低的电压的刷新电源1004这两种电源作为传感器阵列的传感器偏压电源，由此通过刷新操作将累积在界面上的电荷清除掉，以定期对电压进行切换。
在图9中，除了用于将累积在转换元件1001中的电荷传送到读出电路108内的积分放大器的传送TFT 1002以外，还设置有用于将电压从刷新电源1004施加到转换元件1001的刷新TFT 1003。由此，采用了如下配置：改变传感器电极的绝缘层侧的电位，以执行刷新操作。
此配置的特征在于可以在横向方向上对每一线都执行对转换元件1001的刷新操作，以执行与读出操作相并行的刷新操作。用于对刷新TFT 1003进行驱动的垂直驱动电路1006是新设置的。向垂直驱动电路1006提供D-CLK_R信号、DIO_R信号以及OE_R信号，以将一电压传送给驱动配线Vg1_R、Vg2_R、Vg3_R以及Vg4_R。这些驱动配线Vg1_R、Vg2_R、Vg3_R以及Vg4_R分别连接到线1到线4的刷新TFT 1003的栅极。
图10是图9的平坦平面X射线检测器111的驱动定时图。在此，传送TFT 1002和读出电路108的操作与在第一示例性实施例中描述过的那些操作相同。
为了按相对于读出操作延迟一条线的方式来执行刷新操作，相对于递送给传送垂直驱动电路1005的DIO信号和D-CLK信号来说在延迟的情况下递送DIO_R信号和D-CLK_R信号。当向驱动配线Vg1到Vg4顺序地递送脉冲以将传送TFT 1002接通时，可以传送电荷。对于其中完成了对电荷的传送的行，在已读出了下一条线上的电荷的时段中，向驱动配线Vg1_R到Vg4_R顺序地递送脉冲以将刷新TFT1003接通。与此基本上同时，将刷新线108上的电压切换成VR1，以将累积在转换元件1001中的电荷清除到传感器偏压线1009。
接着，将刷新线1008的电压切换成VR2，然后将刷新TFT 1003关断。通过上述操作，完成了一条线的刷新操作。为了执行对所有像素的刷新操作，与各个线的读出操作相同步地执行所有线的刷新操作就足够了。由此，如图10所例示，在单幅图像的最后时间，发生只包括被表示为R1-Dummy和R2-Dummy的刷新操作的操作。由此，与图8相比，延长了对应于一条线的读出时间。
根据上述事实，即使对于需要进行刷新操作的传感器阵列，作为操作本身，类似于如先前描述的图2例示的二维区域传感器，可以连续地获得图像。此外，即使在切换了帧率的情况下，操作也类似于第一示例性实施例的操作。因此，甚至可以将本实施例应用于使用MIS型转换元件1001的二维区域传感器。
(第四示例性实施例)
图11A和11B是例示了根据本发明第四示例性实施例的数字放射线(X射线)成像系统的结构示例的图。本实施例的数字放射线成像系统针对一种荧光透视系统，作为利用了根据第一到第三示例性实施例中的任何一个的传感器阵列的平坦平面X射线检测器111的应用示例。
图11A例示了C-臂(在天花板上运行的类型)的数字放射线成像系统，图11B例示了C-臂(移动类型)的数字放射线成像系统。该数字放射线成像系统包括X-射线源401、平坦平面X射线检测器402、C-臂403、监视器404、床405、推车406(移动荧光透视系统)以及悬挂单元407。在图11B中，将X-射线源401和平坦平面X射线检测器402置于C-型悬挂仪器的两侧，并将该C-型悬挂仪器固定在可移动推车406上。
荧光透视法是X-射线运动画面射线照相。由此，在低分辨率下按与静态图像相比要低一个位数或更多位数的每一幅图像的X-射线剂量来连续执行放射线照相。在荧光透视设备中，如图11A和11B所例示，相对地设置被适配成用于获得放射线图像数据的平坦平面X射线检测器402和X-射线源(X-射线生成器)401。荧光透视法主要可以在执行导管插入或外科手术、以及血管或器官的病变诊断时进行监视，并且可以满足从各种角度对对象执行射线照相的需求。
此外，作为高灵敏度X-射线检测器，存在其中组合有被称为图像增强器(I·I)的光电倍增器和CCD照相机的系统。然而，近年来，由于发展了平坦平面X射线检测器的高灵敏度的实现和高速操作的实现，使得可以改进性能，直至可以充分执行荧光透视法，因此可以将使用平坦平面X射线检测器的荧光透视设备付诸实践。
在平坦平面X射线检测器的情况下，由于与I·I和CCD照相机系统相比设备本身变得紧凑，因此可以按射线照相常规上很困难的角度来执行射线照相。由此，该平坦平面X射线检测器具有图像没有失真并且对比度高的优异特征。
如上所述，在第一到第四示例性实施例中，设置了一帧以执行用于获取放射线图像数据的读出操作，并设置了一帧以执行用于获取与放射线图像数据相连续的偏移数据的读出操作，以通过利用这种偏移数据对放射线图像数据进行校正。此外，由于对于每条线在用于获取二维数据的数据获取周期的切换时段期间获取的帧的存储时间不同，因此在获取偏移数据时执行数据获取周期的切换。此外，可以通过分别利用紧接在切换数据获取周期之前和之后所获取的偏移数据F1、F3来执行紧接在切换数据获取周期之前和之后的放射线图像数据X2、X3的偏移校正。通过如上所述的操作，即使改变了存储时间、读出线的数量以及增益，也可以由在与放射线图像数据的条件相同的条件下获取的偏移图像来精确校正放射线图像数据的偏移。
平坦平面X射线检测器111是用于对累积在排列成矩阵的多个像素中的电信号逐线地执行读出操作以将放射线(X射线)转换成电信号以输出二维数据的二维区域传感器。将平坦平面X射线检测器111适配成使得二维区域传感器在对该二维区域传感器在放射线照射下执行读出操作，以由此获取放射线图像数据，并在对该二维区域传感器在不进行放射线照射下执行读出操作，由此具有获取偏移数据的能力。控制电路(控制单元)106在用放射线照射的周期的切换时段T2中在用于获取放射线图像数据X2的读出操作的结束与能够获取偏移数据F2的读出操作的结束之间执行对用于获取平坦平面X射线检测器111的二维数据的周期的切换。由此，执行控制以进行对用于获取放射线图像数据的周期的切换。
根据第一到第四示例性实施例，可以减少要保持的偏移校正数据量。由此，可以简化系统，并且可以降低系统成本。此外，由于使用实时获取的偏移数据，因此可以根据帧率切换指令立即执行切换。由此，可以实现与外部设备的互锁操作，并且可以基于精细的帧率管理有效地执行对放射线暴露剂量的减少。结果，可以实现便利并且廉价的放射线成像设备。
此外，可以简化采用能够自由地改变帧率的平坦平面X射线检测器的荧光透视设备的结构。此外，即使在连续切换帧率的情况下，也可以执行偏移校正。此外，由于操作员减少了作为对象的患者的放射线暴露剂量，因此可以精细地调节帧率。此外，可以在与各种设备同步的同时执行荧光透视。由此，可以减少放射线暴露剂量并通过CT执行射线照相。
需要指出的是，上述示例性实施例都只是例示了实现本发明的实施例的示例，因此不应当由这些示例性实施例来严格解释本发明的技术范围。即，可以在不脱离本发明的技术思想及其主要特征的情况下以各种形式执行本发明。
尽管参照示例性实施例对本发明进行了描述，但是应当明白，本发明并不限于所公开的示例性实施例。以下权利要求的范围应当予以最宽泛的解释，以涵盖所有这种修改和等同结构及功能。

Claims (21)

1.一种放射线成像设备，包括：
用于逐线地读出累积在排列成矩阵的多个像素中的电信号的区域传感器，其中该区域传感器交替地按以下两种操作进行操作：用于通过读取在放射线的照射下累积的信号来得到放射线图像数据的第一操作，和用于通过读取在不进行放射线照射下累积的信号来得到偏移数据的第二操作，其中，所述第二操作接在所述第一操作中的读取结束之后连续进行，并且帧率为用于第一操作的第一时间与用于第二操作的第二时间之和的倒数；和
用于控制所述区域传感器的控制单元，
其中，当指示了对帧率的切换时，所述控制单元在从所述第一操作的读取结束直到所述第二操作的读取结束的时段期间对用于得到所述放射线图像数据的周期进行切换。
2.根据权利要求1所述的放射线成像设备，该放射线成像设备还包括：
用于校正所述放射线图像数据的校正单元，其中所述控制单元对该校正单元进行控制，使得该校正单元不基于在对用于得到放射线图像数据的周期进行切换的期间获取的偏移数据校正所述放射线图像数据，所述偏移数据是通过在从所述第一操作的读取结束直到所述第二操作的读取结束的时段期间操作的第二操作所得到的数据。
3.根据权利要求2所述的放射线成像设备，其中，
所述控制单元对所述校正单元进行控制，使得所述校正单元基于第一偏移数据校正第一放射线图像数据并且基于第二偏移数据校正第二放射线图像数据，其中所述第一放射线图像数据是紧接在切换所述周期之前得到的放射线图像数据，所述第一偏移数据是在得到所述第一放射线图像数据之前所得到的偏移数据，所述第二放射线图像数据是紧接在切换所述周期之后得到的放射线图像数据，所述第二偏移数据是在得到所述第二放射线图像数据之后所得到的偏移数据。
4.根据权利要求3所述的放射线成像设备，其中，
所述控制单元对所述校正单元进行控制，使得所述校正单元基于所述第二偏移数据仅对所述第二放射线图像数据进行校正，而基于在得到包括所述第一放射线图像数据在内的其他放射线图像数据之前所得到的偏移数据对所述其他放射线图像数据进行校正。
5.根据权利要求3所述的放射线成像设备，其中，
所述校正单元基于所述第一偏移数据仅对所述第一放射线图像数据进行校正，而基于在得到包括所述第二放射线图像数据在内的其他放射线图像数据之后所得到的偏移数据对所述其他放射线图像数据进行校正。
6.一种放射线成像设备，包括：
用于逐线地读出累积在排列成矩阵的多个像素中的电信号以得到二维数据的区域传感器，其中该区域传感器交替地按以下两种操作进行操作：用于通过读取在放射线的照射下累积的信号来得到放射线图像数据的第一操作，和用于通过读取在不进行放射线照射下累积的信号来得到偏移数据的第二操作，其中，所述第二操作接在所述第一操作中的读取结束之后连续进行，并且帧率为用于第一操作的第一时间与用于第二操作的第二时间之和的倒数；和
用于控制所述区域传感器的控制单元，
其中，当指示了对帧率的切换时，所述控制单元在所述第二操作的时段期间将用于得到所述二维数据的周期从所述第一操作的第一周期切换到与所述第一周期不同的第二周期。
7.根据权利要求6所述的放射线成像设备，该放射线成像设备还包括：
用于校正所述放射线图像数据的校正单元，其中所述控制单元对该校正单元进行控制，使得该校正单元不基于在对用于得到放射线图像数据的周期进行切换的期间获取的偏移数据校正所述放射线图像数据，所述偏移数据是通过在所述控制单元对用于得到所述二维数据的周期进行切换的时段中进行操作的所述第二操作所得到的数据。
8.根据权利要求7所述的放射线成像设备，其中，
所述控制单元对所述校正单元进行控制，使得所述校正单元基于第一偏移数据校正第一放射线图像数据并且基于第二偏移数据校正第二放射线图像数据，其中所述第一放射线图像数据是紧接在切换所述周期之前得到的放射线图像数据，所述第一偏移数据是在得到所述第一放射线图像数据之前所得到的偏移数据，所述第二放射线图像数据是紧接在切换所述周期之后得到的放射线图像数据，所述第二偏移数据是在得到所述第二放射线图像数据之后所得到的偏移数据。
9.根据权利要求8所述的放射线成像设备，其中，
所述控制单元对所述校正单元进行控制，使得所述校正单元基于所述第二偏移数据仅对所述第二放射线图像数据进行校正，而基于在得到包括所述第一放射线图像数据在内的其他放射线图像数据之前所得到的偏移数据对所述其他放射线图像数据进行校正。
10.根据权利要求8所述的放射线成像设备，其中，
所述校正单元基于所述第一偏移数据仅对所述第一放射线图像数据进行校正，而基于在得到包括所述第二放射线图像数据在内的其他放射线图像数据之后所得到的偏移数据对所述其他放射线图像数据进行校正。
11.一种对放射线成像设备进行控制的方法，该放射线成像设备包括用于逐线地读出累积在排列成矩阵的多个像素中的电信号的区域传感器，其中该区域传感器交替地按以下两种操作进行操作：用于通过读取在放射线的照射下累积的信号来得到放射线图像数据的第一操作，和用于通过读取在不进行放射线照射下累积的信号来得到偏移数据的第二操作，其中，所述第二操作接在所述第一操作中的读取结束之后连续进行，并且帧率为用于第一操作的第一时间与用于第二操作的第二时间之和的倒数，该方法包括以下步骤：
当指示了对帧率的切换时，对所述区域传感器进行控制，使得在从所述第一操作的读取结束直到所述第二操作的读取结束的时段期间对用于得到所述放射线图像数据的周期进行切换。
12.根据权利要求11所述的方法，该方法还包括以下步骤：
对所述放射线图像数据进行校正，使得不基于在对用于得到放射线图像数据的周期的进行切换期间获取的偏移数据校正所述放射线图像数据，所述偏移数据是通过在从所述第一操作的读取结束直到所述第二操作的读取结束的时段期间操作的第二操作所得到的数据。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，
在所述校正步骤中，基于第一偏移数据校正第一放射线图像数据并且基于第二偏移数据校正第二放射线图像数据，其中所述第一放射线图像数据是紧接在切换所述周期之前得到的放射线图像数据，所述第一偏移数据是在得到所述第一放射线图像数据之前所得到的偏移数据，所述第二放射线图像数据是紧接在切换所述周期之后得到的放射线图像数据，所述第二偏移数据是在得到所述第二放射线图像数据之后所得到的偏移数据。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，
在所述校正步骤中，基于所述第二偏移数据仅对所述第二放射线图像数据进行校正，而基于在得到包括所述第一放射线图像数据在内的其他放射线图像数据之前所得到的偏移数据对所述其他放射线图像数据进行校正。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，
在所述校正步骤中，基于所述第一偏移数据仅对所述第一放射线图像数据进行校正，而基于在得到包括所述第二放射线图像数据在内的其他放射线图像数据之后所得到的偏移数据对所述其他放射线图像数据进行校正。
16.一种对放射线成像设备进行控制的方法，该放射线成像设备包括用于逐线地读出累积在排列成矩阵的多个像素中的电信号以得到二维数据的区域传感器，其中该区域传感器交替地按以下两种操作进行操作：用于通过读取在放射线的照射下累积的信号来得到放射线图像数据的第一操作，和用于通过读取在不进行放射线照射下累积的信号来得到偏移数据的第二操作，其中，所述第二操作接在所述第一操作中的读取结束之后连续进行，并且帧率为用于第一操作的第一时间与用于第二操作的第二时间之和的倒数，该方法包括以下步骤：
当指示了对帧率的切换时，对所述区域传感器进行控制，以在所述第二操作的时段期间将用于得到所述二维数据的周期从所述第一操作的第一周期切换到与所述第一周期不同的第二周期。
17.根据权利要求16所述的方法，该方法还包括以下步骤：
对所述放射线图像数据进行校正，使得校正单元不基于在对用于得到放射线图像数据的周期的进行切换期间获取的偏移数据校正所述放射线图像数据，所述偏移数据是通过在控制单元对用于得到所述二维数据的周期进行切换的时段中进行操作的所述第二操作所得到的数据。
18.根据权利要求16所述的方法，其中，
在所述校正步骤中，基于第一偏移数据校正第一放射线图像数据并且基于第二偏移数据校正第二放射线图像数据，其中所述第一放射线图像数据是紧接在切换所述周期之前得到的放射线图像数据，所述第一偏移数据是在得到所述第一放射线图像数据之前所得到的偏移数据，所述第二放射线图像数据是紧接在切换所述周期之后得到的放射线图像数据，所述第二偏移数据是在得到所述第二放射线图像数据之后所得到的偏移数据。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，
在所述校正步骤中，基于所述第二偏移数据仅对所述第二放射线图像数据进行校正，而基于在得到包括所述第一放射线图像数据在内的其他放射线图像数据之前所得到的偏移数据对所述其他放射线图像数据进行校正。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，
在所述校正步骤中，基于所述第一偏移数据仅对所述第一放射线图像数据进行校正，而基于在得到包括所述第二放射线图像数据在内的其他放射线图像数据之后所得到的偏移数据对所述其他放射线图像数据进行校正。
21.一种放射线成像系统，其包括：
根据权利要求1或6所述的放射线成像设备；和
用于产生放射线的放射线生成器，
其中所述控制单元对由所述放射线生成器产生的放射线的周期进行切换。
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