CN102007759B - 光或放射线摄像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光或放射线摄像装置。放射线摄像装置具备X射线检测器，X射线检测器中包括以下两类区域：X射线检测用图像区域；和对X射线检测器电路发生的时变噪声进行检测的时变噪声检测用图像区域。由此，通过在栅极驱动电路变为ON之前，从时变噪声检测用图像区域读取电荷信号，能够可靠地检测出时变噪声，不论有源矩阵基板的栅极电路有无损伤。其结果，能够制造出画质提升的放射线摄像装置。

Description

光或放射线摄像装置
技术领域
本发明涉及医疗领域和非破坏检查、RI(Radio Isotope)检查、和光学检查等产业领域中使用的光或放射线摄像装置，特别涉及进行光或放射线检测的检测器的电路噪声除去技术。
背景技术
目前，光或放射线摄像装置中包括对光或放射线进行检测的光或放射线检测器。这里，所谓光是指红外线、可见光线、紫外线、放射线、γ射线等，在此以X射线检测器为例特别进行说明。对于X射线检测器，广泛使用的是平板探测器(下称FPD)，FPD使用有源矩阵基板检测X射线。若使用有源矩阵基板，则能够读入每个像素的X射线检测值，因此是非常有用的。
但是，在使用有源矩阵基板的FPD上作为电路噪声会产生时变噪声会。这是有源矩阵基板的布线或放大器电路产生的噪声等导致的。为了去除该时变噪声，提出了一种方法，将从修正用像素区域获得检测值作为时变噪声求出平均值，根据检测信号除去时变噪声，该修正用像素区域配置在FPD两端的不作为X射线检测用像素使用的区域、例如铅封的框体内的X射线屏蔽区域等。
例如，像专利文献1公开的那样，在FPD两端的修正用像素区域，通过切断薄膜晶体管(TFT：Thin Film Transistor)电路与X射线转换层来完全屏蔽放射线，检测出TFT电路、有源矩阵基板的布线和放大电路发生的时变噪声。
专利文献1：JP特开2003-87656号公报
然而，专利文献1公开的方法中，因为必须在FPD两端的修正用像素区域中切断TFT电路和放射线转换层，因此工序与X射线检测区域不同，费时费力。此外，在修正用像素区域的TFT电路存在缺损时，会将TFT电路的异常输出作为时变噪声检测。还存在如下问题：由于必须切断TFT电路和放射线转换层，所以无法将X射线检测元件作为修正用元件使用。
发明内容
本发明就是鉴于上述情况提出的，目的在于提供一种正确除去时变噪声的光或放射线摄像装置，而不受修正用像素区域的感应光或放射线的检测元件的异常输出的影响。
为了达到如上目的，本发明采取以下结构。
也就是说，本发明的光或放射线摄像装置，其特征在于，包括：光或放射线检测机构，以二维矩阵状设有多个检测元件，该检测元件感应光或放射线，从而生成电荷信号；读出机构，输送对所述光或放射线检测机构的二维矩阵的每一行读出所述电荷信号的开关信号；电荷电压转换机构，将从所述光或放射线检测机构逐行读出的电荷信号，分别逐列转换成电压信号；电压信号保持机构，对所述电荷电压转换机构转换之后的电压信号逐列进行规定时间的取样，并保持规定的时间；和图像处理部，根据所述电压信号保持机构保持了规定的时间的电压信号，构成摄像图像。所述检测元件被分为：设在所述光或放射线检测机构内的主像素区域的部分、和设在修正用像素区域的部分。还具有控制机构，其按照如下方式进行控制，对于在从设于所述修正用像素区域的所述检测元件开始到所述电荷电压转换机构的路径上不同于感应光或放射线而生成的电荷信号而另外生成的电荷信号，在所述开关信号被传输前，经所述电荷电压转换机构并由所述电压保持机构进行取样，从而得到修正用电压信号，并且对于所述主像素区域上生成的电荷信号，在所述开关信号被传输后，经所述电荷电压转换机构在所述电压保持机构中进行取样，从而得到主像素检测信号。所述图像处理部使用所述主像素检测信号和所述修正用电压信号，构成除去了时变噪声的摄像图像。
根据本发明的光或放射线摄像装置，在开关信号输送之前，对来自修正用像素区域内的检测元件的电压信号进行取样，就可以测定修正用电压信号，而不受修正用像素区域内的检测元件的异常输出和因散射光或散射射线而生成的电荷的影响。由此，得到可正确除去时变噪声的光或放射线摄像装置。
此外，对于修正用像素区域内的检测元件和主像素区域的检测元件，由于对电压信号取样的定时是有差异的，分别在开关信号输送的前和后，所以可以将主像素区域的检测元件当作修正用像素区域内的检测元件使用。
此外，图像处理部也可以包括：偏移信号除去部，从所述主像素检测信号和所述修正用电压信号中，除去偏移信号；时变噪声第1估算部，计算按行区分的时变噪声平均值，该按行区分的时变噪声平均值是除去偏移信号的所述修正用电压信号的各行的平均值；时变噪声第2估算部，计算时变噪声总平均值，该时变噪声总平均值是按行区分的时变噪声平均值的所有行的平均值；时变噪声第3估算部，从按行区分的时变噪声平均值减去时变噪声总平均值，计算各行的时变噪声；和时变噪声除去部，从所述主像素检测信号中，减去对应的各行的时变噪声。
通过上述构成，可以高精度地算出各行不同的时变噪声，可以从主像素检测信号中正确除去按行区分的时变噪声。
此外，作为图像处理部的另一构成，也可以包括：偏移信号除去部，从所述主像素检测信号和所述修正用电压信号中，除去偏移信号；时变噪声第1估算部，计算按行区分的时变噪声平均值，该按行区分的时变噪声平均值是除去偏移信号的所述修正用电压信号的各行的平均值；时变噪声第2估算部，根据从第n行(其中，n为自然数)到第(n-m)行(其中，m为自然数)各行得到的按行区分的时变噪声平均值，计算时变噪声块平均值，该时变噪声块平均值是从第n行到第(n-m)行的所有行的平均值；时变噪声第3估算部，从第n行的所述按行区分的时变噪声平均值中，减去所述时变噪声块平均值，算出第n行的时变噪声；和时变噪声除去部，从第n行的所述主像素检测信号中，减去第n行的所述时变噪声。按照第n行、第n+1行、第n+2行、…的顺序，各行依次进行上述信号处理。
根据上述图像处理部的构成，无需缓存一个帧的摄像数据，所以，可以减轻图像处理部的负担。此外，由于可以实时除去时变噪声，所以在进行运动图像摄影时等也是有效的。
此外，优选修正用像素区域与主像素区域相邻配置。在光或放射线照射光或放射线检测机构整体的情况下，修正用像素区域可以配置在放射线或光检测机构的一端或两端。
由此，可以配合光或放射线的放射区域，与区域发生变化的主像素区域相邻地配置修正用像素区域。即便主像素区域是放射线或光检测机构的一部分，也可以紧挨其附近配置修正用像素区域，来可靠地取得时变噪声。
根据本发明所涉及的光或放射线摄像装置，可获得正确除去时变噪声的光或放射线摄像装置，而不受修正用像素区域的感应光或放射线的检测元件的异常输出的影响。
附图说明
图1是实施例所涉及的X射线摄像装置的整体构成框图。
图2是实施例所涉及的X射线摄像装置具备的X射线检测器的电路构成图。
图3是实施例所涉及的X射线摄像装置具备的X射线检测器的X射线转换层周边部的纵截面略图。
图4是实施例所涉及的放大器阵列部的构成框图。
图5是实施例所涉及的针对主像素区域像素的X射线检测控制部的时序图。
图6是实施例所涉及的针对修正用像素区域像素的X射线检测控制部的时序图。
图7是实施例所涉及的除去时变噪声的序列的流程图。
图8是实施例所涉及的计算时变噪声的说明图。
图9是本发明的另一实施例所涉及的射线检测器的电路构成图。
图10是本发明的另一实施例所涉及的射线检测器的电路构成图。
图11是本发明的另一实施例所涉及的射线检测器的电路构成图。
图12是本发明的另一实施例所涉及的针对修正用像素区域像素的X射线检测控制部的时序图。
图13是本发明的另一实施例所涉及的针对修正用像素区域像素的X射线检测控制部的时序图。
图中：
1…X射线管
3…X射线检测器
4…A/D转换器
5…图像处理部
11…X射线检测控制部
12…栅极驱动电路
13…放大器阵列部
14…取样保持部
15…多路器
22…电荷电压转换放大器
23…图像存储部
24…偏移信号除去部
25…时变噪声估算部
26…时变噪声除去部
27…时变噪声第1估算部
28…时变噪声第2估算部
29…时变噪声第3估算部
DU…检测元件
S…检测面
A1…主像素区域
B1…修正用像素区域
GL1～GL10…栅极线
DL1～DL10…数据线
SH1～SH10…取样保持电路
具体实施方式
下面，参照附图，对本发明的实施例进行说明。
图1是实施例所涉及的X射线摄像装置的构成框图，图2是X射线摄像装置中具备的X射线检测器的电路构成图，图3是X射线摄像装置的X射线转换层周边的纵截面略图，图4是放大器阵列部的构成框图。在本实施例中，射入的光或放射线是以X射线为例进行说明，同时，放射线摄像装置是以X射线摄像装置为例进行说明。
<X射线摄像装置>
本实施例所涉及的X射线摄像装置对被检体照射X射线并进行摄像。具体而言，透过被检体之后的X射线影像被投射到X射线转换层(本实施例是无定形硒膜)上，在层内产生与影像的浓淡成比例的载流子(电荷信号)，使得X射线影像被转换为载流子。
如图1所示，X射线摄像装置包括：X射线管1，向作为摄像对象的被检体M照射X射线；载置板2，载置被检体M；X射线平面检测器3，生成与透过被检体M的X射线量相应电荷信号(将X射线作为电荷信号检测)，然后将该电荷信号转换为电压信号输出；A/D转换器4，对X射线平面检测器3输出的电压信号进行从模拟到数字的转换；图像处理部5，对A/D转换器4转换之后的数字电压信号进行处理，构成图像；主控制部6，进行与X射线摄像有关的各种控制；X射线管控制部7，根据主控制部6的控制，产生管电压和管电流，控制X射线管1；输入部8，可以进行与X射线摄像有关的输入设定；显示部9，对图像处理部5处理后得到的X射线图像等进行显示；和存储部10，对图像处理部5处理后得到的X射线图像等进行储存。进一步，对X射线摄像装置的各部构成进行详细说明。
如图2所示，X射线平面检测器3包括：多个X射线检测元件DU、X射线检测控制部11、栅极驱动电路12、放大器阵列部13、取样保持部14、多路器15。这些诸多的X射线检测元件DU通过栅极线G1～G10与栅极驱动电路12连接，通过数据线DL1～DL10与放大器阵列部13连接。X射线检测控制部11与栅极驱动电路12、放大器阵列部13、取样保持部14、和多路器15连接。X射线平面检测器3相当于本发明的光或放射线检测机构。
X射线检测元件DU是对射入的X射线进行感应并输出电荷信号的元件，在X射线射入的X射线检测面S上，它被纵横排列成二维矩阵状。在实际的X射线检测面S上，X射线检测元件DU例如被排列成约纵4096×横4096的二维矩阵状。另外，图2示出了X射线检测元件DU被排列成纵10×横10的二维矩阵状的一个例子。
X射线平面检测器3内的检测面S被分为主像素区域A1和修正用像素区域B1。在本实施例中，修正用像素区域B1被配置在X射线检测面S的左端。配置在主像素区域A1的检测元件DU用来测定透过被检体M的放射线量，配置在修正用像素区域B1的检测元件DU用来测定时变噪声，各行例如配置30～60个左右。另外，在图2中配置了两个。
此外，如图3所示，X射线检测元件DU包括：电压施加电极16，施加高电压的偏置电压Va；X射线转换层17，将射入的X射线转换成电荷信号；和有源矩阵基板18，对X射线转换层17转换之后的电荷信号进行收集、积蓄、读出(输出)。
X射线转换层17由X射线感应型半导体组成，例如，由非结晶形的无定形硒(a-Se)膜形成。此外，X射线转换层17构成为，当X射线射入到X射线转换层17时，与该X射线的能量成比例的规定个数的载流子(电荷信号)被直接生成(直接转换型)。
如图3所示，有源矩阵基板18设有绝缘性的玻璃基板19，在该玻璃基板19上，设有：收集电极20，根据电压施加电极16施加偏置电压Va的情况，对X射线转换层17转换的电荷信号进行收集；电容器Ca，积蓄收集电极20所收集的电荷信号；作为开关元件的TFT21；栅极线GL1～GL10，用来从栅极驱动电路12控制TFT21；和数据线DL1～DL10，从TFT21读出电荷信号。
接下来，X射线检测控制部11由主控制部6(参照图1)控制，如图2所示，它总体控制栅极驱动电路12、放大器阵列部13、取样保持部14和多路器15，有选择地依次将X射线检测元件DU检测出的电荷信号取出至放大器阵列部13，然后控制多路器15依次输出。具体而言，X射线检测控制部11构成为输出以下信号，即：启动栅极驱动电路12的栅极动作信号；使放大器阵列部13开始进行放大器复位的放大器复位信号；控制取样保持部14动作的取样保持控制信号；和控制多路器15动作的多路器控制信号。
接下来，栅极驱动电路12为有选择地依次将X射线检测元件DU检测出的电荷信号取出，使各X射线检测元件DU的TFT21进行动作。栅极驱动电路12根据来自X射线检测控制部11的栅极动作信号，依次选择X射线检测元件DU每一横行共同连接的栅极线GL1～GL10，并输送栅极信号。该选择的行内的X射线检测元件DU的TFT21因栅极信号而同时变为开关导通状态，积蓄在电容器Ca上的电荷信号通过数据线DL1～DL10，被输出至放大器阵列部13。栅极驱动电路12相当于本发明的读出机构，栅极信号相当于本发明的开关信号。
接下来，如图2所示，放大器阵列部13具备数量(图2中为10个)与X射线检测元件DU每一纵列的数据线DL1～DL10相对应的电荷电压转换放大器22。电荷电压转换放大器22是将各X射线转换元件DU输出的电荷信号转换成电压信号的电荷检测放大电路(CSA：Charge SensitiveAmplifier)。电荷电压转换放大器22在来自X射线检测控制部11的放大器复位信号停止后，将电荷信号转换为电压信号，输出到取样保持部14。放大器阵列部13相当于本发明的电荷电压转换机构。
另外，利用图4，对电荷电压转换放大器22的电路构成进行详细说明。如图4所示，电荷电压转换放大器22包括：运算放大器A1，它是放大元件，反向输入端子与数据线DL1～DL10连接；反馈电容器Cf1，设置在上述运算放大器A1的反向输入端子与输出端子之间；和开关SW1，与上述反馈电容器Cf1并列设置。此外，基准电压Vref被施加在运算放大器A1的非反向输入端子。另外，基准电压Vref是接地电平(0[V])。
此外，开关SW1根据来自X射线检测控制部11的控制，变化成导通状态和断开状态。具体而言就是，开关SW1根据来自X射线检测控制部11的放大器复位信号，在规定时间内处于导通状态。这里，当开关SW1为导通状态时，积蓄在反馈电容器Cf1的电荷(电荷信号)被放电，反馈电容器Cf1变为复位之后状态，电荷电压转换放大器22变为被初始化之后状态。然后，在规定时间过后，开关SW1变为断开状态，这时，初始化状态被解除，从数据线DL1～DL10输入的电荷信号此后被作为电压信号积蓄在反馈电容器Cf1中。由此，电荷电压转换放大器22构成为：在初始化状态被解除的时间点后，输出与所输入的电荷信号相应电压。
接下来，取样保持部14设有取样保持电路SH1～SH10，其数量与电荷电压转换放大器22相对应。此外，它根据来自X射线检测控制部12的取样保持控制信号，在规定时间内，对电荷电压转换放大器22输出的电压信号进行取样，保持(hold)经过了规定时间的时间点上的电压信号，将稳定状态的电压信号输出到多路器15。取样保持部14相当于本发明的电压信号保持机构。
接下来，多路器15内部设有开关，其数量与取样保持电路SH1～SH10的数量相对应。此外，多路器15根据来自X射线检测控制部12的多路器控制信号，依次将开关的任意一个切换成ON状态，作为对取样保持电路SH1～SH10输出的各个电压信号进行复用之后的时分信号，向图1所示的A/D转换器4输出。
接下来，A/D转换器4以规定的定时对来自多路器15的时分信号的各电压信号进行取样，转换为数字的时分信号的各电压信号，输出到图像处理部5。
如图1所示，图像处理部5在内部设有：图像存储部23、偏移信号除去部24、时变噪声估算部25、和时变噪声除去部26。时变噪声估算部25内进一步设有：时变噪声第1估算部27、时变噪声第2估算部28、时变噪声第3估算部29。
A/D转换器4输出的数字的时分信号的电压信号被暂时保存在图像存储部23中。此外，预先所测定的偏移信号也被保存在图像存储部23中。这里，偏移信号可通过平均化X射线管1不照射X射线时拍摄的多张暗图像而得到。当然，该暗图像也包含时变噪声，但通过平均化多张图像的信号，时变噪声被相互抵消，对偏移信号几乎没有影响。
偏移信号除去部24从A/D转换器4输出的电压信号中除去偏移信号。如果从A/D转换器4输出的电压信号是来自主像素区域A1的检测元件DU的主像素检测信号，则再次保存到图像存储部23中；如果是来自修正用像素区域B1的检测元件DU的修正用电压信号，则向时变噪声估算部25输出。这里，本实施例将从主像素区域A1的检测元件DU通过数据线DL3～DL10、放大器阵列部13、取样保持部14、多路器15输入到图像处理部5的电压信号称为主像素检测信号。此外，将从修正用像素区域B1的检测元件DU通过数据线DL1或DL2、放大器阵列部13、取样保持部14、多路器15输入到图像处理部5的电压信号称为修正用电压信号。
时变噪声估算部25对每一条栅极线的时变噪声进行估算，输出到时变噪声除去部26。该时变噪声的估算方法将在以后详述。
时变噪声除去部26从保存在图像存储部23中的主像素检测信号中除去时变噪声估算部25输出的时变噪声，构成没有噪声的摄像图像。
<X射线摄像>
下面，利用图1～图9，对本实施例中的由X射线摄像装置进行X射线摄像时的动作进行说明。
首先，如图1～图3所示，当输入部8指示X射线摄像开始时，主控制部6对X射线管控制部7、X射线平面检测器3的X射线检测控制部11进行控制。X射线管控制部7根据来自主控制部6的控制，产生管电压和管电流，控制X射线管1，从X射线管1对被检体M照射X射线。然后，透过被检体M的X射线由X射线平面检测器3的X射线检测元件DU转换成与透过被检体M的X射线量相应的电荷信号，由电容器Ca积蓄。
接下来，利用图5，对经由栅极线GL1～GL10与主像素区域A1上配置的各检测元件DU连接的栅极驱动电路12的动作、经由数据线DL3～DL10与主像素区域A1配置的各检测元件DU连接的放大器阵列部13、取样保持部14的动作、和控制它们的X射线检测控制部11的动作进行说明。
X射线检测控制部11根据来自主控制部6的控制，对放大器阵列部13的电荷电压转换放大器22输出放大器复位信号。通过放大器复位信号，电荷电压转换放大器22的开关SW1在ON状态下导通，反馈电容器Cf1被复位，如图5(a)所示，电荷电压转换放大器22被初始化(t0～t1)。另外，在电荷电压转换放大器22初始化结束后，X射线检测控制部11对栅极驱动电路12输出栅极动作信号。通过该栅极动作信号，如图5(b)所示，栅极驱动电路12依次选择栅极线(t3～t4)。本实施例假设按照栅极线G1、G2、G3、…、G9、G10的顺序逐个选择来进行说明。X射线检测控制部11相当于本发明的控制机构。
首先，栅极驱动电路12选择栅极线G1，于是与栅极线G1连接的各检测元件DU就被指定。被指定的各检测元件DU的TFT21的栅极由于栅极信号的输送，而被施加电压，变为ON状态。由此，与被指定的各TFT21相连的电容器Ca所积蓄的载流子经由TFT21，被读出到数据线DL3～DL10。接下来，按照同样步骤，栅极驱动电路12选择栅极线G2，于是与栅极线G2连接的各检测元件DU被指定，该被指定的各检测元件DU的电容器Ca中所积蓄的电荷信号按照数据线DL3～DL10的顺序被读出。对于余下的栅极线G3到G10，通过同样地依次选择，就会读出二维状的载流子。
这样，通过栅极驱动电路12依次选择栅极线GL1～GL10，与各栅极线连接的检测元件DU就会被指定，积蓄在该被指定的各检测元件DU的电容器Ca上的电荷信号被读出到数据线DL3～DL10。
在各个数据线上读出的电荷信号在电荷电压转换放大器22中被转换为电压信号，同时也被放大，积蓄在反馈电容器Cf1上。
另外，X射线检测控制部11在停止向栅极驱动电路12发送栅极动作信号后，向经由放大器阵列部13分别与数据线DL3～DL10连接的取样保持电路SH3～SH10输送取样保持控制信号。通过该信号，取样保持电路SH3～SH10就会如图5(c)所示，对由放大器阵列部13转换之后的电压信号取样，同时暂时进行保持(t5～t6)。
其后，X射线检测控制部11将多路器控制信号送往多路器15。通过该信号，从多路器15依次输出保持在取样保持电路SH3～SH10的电压信号，使其成为时分信号。输出的电压信号由A/D转换器4从模拟值转换为数字值。根据该转换后的数字信号，图像处理部5进行信号处理，构成二维状摄像图像。
下面，利用图6，对经由栅极线GL1～GL10与配置在修正用像素区域B1的各检测元件DU连接的栅极驱动电路12的动作、经由数据线DL1或DL2与配置在修正用像素区域B 1的各检测元件DU连接的放大器阵列部13、取样保持部14的动作、和控制它们的X射线检测控制部11的动作进行说明。
X射线检测控制部11根据来自主控制部6的控制，向放大器阵列部13的电荷电压转换放大器22输出放大器复位信号。通过放大器复位信号，如图6(a)所示，电荷电压转换放大器22被初始化(t0～t1)。另外，在电荷电压转换放大器22初始化结束后，X射线检测控制部11将取样保持控制信号送往取样保持电路SH1和SH2。通过该信号，取样保持电路SH1和SH2如图6(c)所示那样，对积蓄在电荷电压转换放大器22的电容Cf1中的电压信号进行取样，同时暂时进行保持(t2～t3)。
也就是说，针对配置在修正用像素区域B1的检测元件DU的取样保持定时、与针对配置在主像素区域A1的检测元件DU的取样保持定时，是在栅极驱动电路12发送栅极信号的前和后错开的。对于配置在主像素区域A1的检测元件DU，是在栅极信号发送到各检测元件DU之后，将各检测元件DU内的电荷信号读入放大器阵列部13，转换为电压信号，并对该电压信号进行取样保持。
相对于此，对于配置在修正用像素区域B1的检测元件DU，是在栅极信号发送到各检测元件DU之前，也就是检测元件DU内的电荷信号读入放大器阵列部13之前，对已被放大器阵列部13从电荷信号转换为电压信号的电压信号进行取样保持。在这种情况下，由于取样保持是在栅极信号被送到各检测元件DU之前，所以各检测元件DU的TFT21是OFF状态，无法将积蓄在电容器Ca中的电荷信号读入放大器阵列部13。也就是说，取样保持电路SH1和SH2取样并保持的电压信号是，在电荷电压转换放大器22复位后，在以下路径发生的时变噪声积蓄在电荷电压转换放大器22内的电容器Cf1上的电压信号。该路径是从配置在修正用像素区域B1的各检测元件DU的TFT21的栅极开始，经由数据线DL1或DL2到达电荷电压转换放大器22的路径。上述电压信号中也包含数据线DL1或DL2和电荷电压转换放大器22上发生的时变噪声。
其后，如上所述，X射线检测控制部11对栅极驱动电路12输出栅极动作信号。通过该栅极动作信号，如图6(b)所示，栅极驱动电路12依次选择栅极线(t3～t4)。这样，与属于主像素区域A1的检测元件DU同样地，读出积蓄在属于修正用像素区域B1的检测元件DU的电容器Ca中的电荷信号，积蓄到电荷电压转换放大器22内的电容Cf1。但是，由于已经进行过取样，所以检测元件DU生成的、从积蓄在电容器Ca中的电荷信号转换而来的电压信号在放大器复位时会被删除，不向图像处理部输送。
其后，X射线检测控制部11将多路器控制信号送往多路器15。通过该信号，从多路器15依次输出保持在取样保持电路SH1～SH2的电压信号，使其成为时分信号。被输出的电压信号由A/D转换器4进行从模拟值到数字值的转换。转换为该数字值的修正用电压信号被送往图像处理部5，实施图像处理。
<时变噪声的除去>
下面，说明从主像素区域A1的各检测元件DU所检测出的主像素检测信号中除去时变噪声的方法。
可以从主像素区域A1的检测元件DU到图像处理部5的路径中得到的主像素检测信号由3个信号分量构成。
(主像素检测信号)＝(X射线透过图像信号)+(时变噪声信号)+(偏移信号)
这里，通过除去预先测定的偏移信号，就会求出由(X射线透过图像信号)+(时变噪声信号)组成的电压信号。
相对于此，可以从修正用像素区域B1的检测元件DU到图像处理部5的路径中得到的修正用电压信号由2个信号分量构成。
(修正用电压信号)＝(时变噪声信号)+(偏移信号)
图像处理部5通过除去预先测定的偏移信号，就会求出(时变噪声信号)。
从主像素区域A1的检测元件DU得到的主像素检测信号中，除去在修正用像素区域B1得到的修正用电压信号中包含的时变噪声信号，就可以得到除去噪声的X射线透过图像信号。由于该时变噪声的计算方法有几种，所以要对其进行说明。
参照图1和图7，说明对时变噪声进行累加平均进而除去的方法。
图像处理部5利用根据上述方法从主像素区域A1的路径得到的主像素检测信号和从修正用像素区域B1的路径得到的修正用电压信号，按照以下说明的方法，从主像素检测信号中除去时变噪声信号。首先，说明静止图像中时变噪声的除去方法。
(步骤1)偏移信号的除去
偏移信号除去部24通过从保存在图像存储部23的主像素检测信号以及修正用电压信号中，减去预先计测的对应各检测元件DU的偏移信号，来除去偏移信号。除去偏移信号的主像素检测信号被再次保存到存储部37。除去偏移信号之后的修正用电压信号被送往时变噪声估算部25。
(步骤2)按行区分的时变噪声的平均值估算
接下来，时变噪声第1估算部对步骤1中已除去偏移信号的修正用电压信号以栅极线为单位估算平均值，求出按行区分的时变噪声平均值。在本实施例中，由于栅极线为10条，所以是计算每一条栅极线GL1～GL10的按行区分的时变噪声平均值，得到10个按行区分的时变噪声平均值Da1～Da10。将该按行区分的时变噪声平均值Da1～Da10送往时变噪声第2估算部和时变噪声第3估算部。
(步骤3)时变噪声总平均值的计算
接下来，时变噪声第2估算部对在步骤2已求出的按行区分的时变噪声平均值Da1～Da10求平均。也就是说，求出时变噪声总平均值Avd，它是从修正用像素区域B1的所有检测元件DU取得的、除去了偏移信号的所有修正用电压信号的平均值。然后，将时变噪声总平均值Avd送往时变噪声第3估算部。
(步骤4)按行区分的时变噪声的计算
接下来，时变噪声第3估算部逐行求出时变噪声总平均值Avd、与按行区分的时变噪声平均值Da1～Da10的差。设该差为各栅极线G1～G10的按行区分的时变噪声Nz1～Nz10。
(步骤5)主像素检测信号的修正
从各栅极线G1～G10的主像素检测信号中减去与之对应的在步骤4中求出的按行区分的时变噪声Nz1～Nz10。由此，就可以正确测量由主像素区域A1内的检测元件DU检测出的X射线透过图像信号。根据该X射线透过图像信号，图像处理部5中构成X射线透过图像，将X射线透过图像送往主控制部6。
根据以上的时变噪声的计算方法，对于每条栅极线的时变噪声，可以通过对应的主像素检测信号进行除去。因此，可以除去与每条栅极线对应的时变噪声。此外，通过从时变噪声总平均值Avd中减去按行区分的时变噪声平均值Da1～Da10，算出按行区分的时变噪声Nz1～Nz10，可以求出更加正确的每条栅极线的时变噪声。此外，由于本方法是求出时变噪声总平均值Avd，所以对静止图像那样的有充裕时间进行图像处理的情况等特别有效。
在使用上述方法对运动图像进行图像处理的情况下，只要将一幅图像数据保持在图像存储部23中，或在图像处理部5内设置保持一幅图像数据的缓冲部，即便是运动图像，也可以在监视器上显示实施过上述修正的图像。这样，即便是运动图像，也可以对按行区分的时变噪声的整体求出平均，计算时变噪声总平均值。在进行监视器显示时，延迟一帧进行显示。
在进行实时图像处理的情况下，也可以使用移动平均法，即根据估算时变噪声的修正用电压信号的栅极线的前3行左右的栅极线的按行区分的时变噪声的平均值，求出时变噪声。在这种情况下，时变噪声第2估算部通过对过去3行左右的按行区分的时变噪声平均值与新处理的行的按行区分的时变噪声平均值进行平均计算，求出4行的时变噪声块平均值Avbd。也可以求出按行区分的时变噪声，它是该时变噪声块平均值Avbd与按行区分的时变噪声平均值的差，从主像素检测信号中减去按行区分的时变噪声，从而显示X射线透过图像信号。
例如，在实施例中，从与栅极线GL6连接的检测元件DU的修正用像素区域B1求时变噪声时，会求出栅极线GL3～GL5的按行区分的时变噪声平均值Da3～Da5与栅极线GL6的按行区分的时变噪声平均值Da6的时变噪声块平均值Avbd并进行更新，从时变噪声块平均值Avbd中减去按行区分的时变噪声平均值Da6，求出按行区分的时变噪声Nz6，再将其从栅极线6的像素DU的图像数据中减去。以下的行只要依次重复上述内容即可。
此外，在从栅极线GL1的修正用像素区域B1求时变噪声时，在前面没有行的情况下，本实施例会求出前一帧算出的栅极线GL7～GL10的按行区分的时变噪声平均值Da7～Da10与栅极线GL1的按行区分的时变噪声平均值Da1的时变噪声块平均值Avbd并进行更新，从时变噪声块平均值Avbd中减去按行区分的时变噪声平均值Da1，求出按行区分的时变噪声Nz1，再将其从栅极线1的像素DU的图像数据中减去即可。
此外，通常，既可以根据前3行的按行区分的时变噪声平均值进行计算，也可以不断更新求出的时变噪声块平均值Avbd。在这种情况下，也可以将前1行算出的时变噪声块平均值与当前行的按行区分的时变噪声块平均值两个平均值的平均值，作为新的时变噪声块平均值Avbd，求出按行区分的时变噪声。
这样，即便是在拍摄运动图像时，也可以在不产生帧延迟的情况下除去时变噪声。由此，尽管是实时的透视图像，但也能显示除去了时变噪声的摄像图像。此外，上述例子是根据4行的按行区分的时变噪声平均值，算出时变噪声块平均值Avbd，也可以不限于4行，适当设定最佳的行数。
如上所述构成的X射线摄像装置1可以正确检测并除去时变噪声，不受修正用像素区域内的检测元件的异常输出的影响，例如不受TFT21的异常输出和X射线转换层17因缺损而造成的异常输出等的影响。此外，由于对修正用电压信号进行取样保持的时间点是在栅极被驱动之前，所以不会取入散射的X射线生成的电荷。
本发明不限于上述实施方式，也能以如下的方式变形实施。
(1)在上述实施例中，修正用像素区域B1仅在检测面S的一端配置，但也可以如图9所示那样，在检测面S的两端存在修正用像素区域B2和修正用像素区域B3。此外，在检测面S两端设置修正用像素区域设置的情况下，既可以使用两端的修正用像素区域B2和B3的修正用电压信号的平均值，也可以像图10所示的那样，将主像素区域也分割为2个，分别对主像素区域A3和A4进行独立地修正。
(2)在上述实施例中，主像素区域A1和修正用像素区域B1是被固定的区域，但也可以如图11所示那样，在光点摄影时等的摄像图像的范围较窄的情况下，将靠近该摄像图像范围A5外侧的检测区域作为修正用像素区域B6，对修正用电压信号进行检测。也就是说，可以将主像素区域的检测元件当作修正用像素区域的检测元件使用。根据本发明，主像素区域和修正用像素区域都不是被固定的区域，仅改变检测元件DU的取样保持定时，就可以实现任何一方的用途。
(3)在上述的实施例中，栅极信号被送到修正用像素区域B1的检测元件DU的TFT电路，但也可以如图12所示那样，构成为不将栅极信号送到修正用像素区域B1的检测元件DU。根据该构成，进行取样保持的时间点可以是t1～t6间的任意一个时间点。由此，在X射线转换层17上生成的电荷不会被取样保持，所以可以检测出修正用电压信号。
(4)在上述实施例中，与修正用像素区域B1的检测元件DU连接的放大器阵列部13的复位被解除之后，栅极变为ON，但也可以如图13所示那样，构成为在栅极为ON的期间也进行放大器复位。在该构成中，X射线转换层17上生成的电荷不会被取样保持，所以可以检测出修正用电压信号。
(5)在上述实施例中，检测元件DU是感应X射线的X摄像感应型半导体，但也可以制作一种光摄像装置，其采用光感应型半导体，能够以相同构成除去时变噪声。

Claims (7)

1.一种光或放射线摄像装置，其特征在于，
包括：光或放射线检测机构，以二维矩阵状设有多个检测元件，该检测元件感应光或放射线，从而生成电荷信号；
读出机构，输送对所述光或放射线检测机构的二维矩阵的每一行读出所述电荷信号的开关信号；
电荷电压转换机构，将从所述光或放射线检测机构逐行读出的电荷信号，分别逐列转换成电压信号；
电压信号保持机构，对所述电荷电压转换机构转换之后的电压信号逐列进行规定时间的取样，并保持规定的时间；和
图像处理部，根据所述电压信号保持机构保持了规定的时间的电压信号，构成摄像图像，
所述检测元件被分为：设在所述光或放射线检测机构内的主像素区域的部分、和设在修正用像素区域的部分，
还具有控制机构，其按照如下方式进行控制，
对于在从设于所述修正用像素区域的所述检测元件开始到所述电荷电压转换机构的路径上不同于感应光或放射线而生成的电荷信号而另外生成的电荷信号，在所述开关信号被传输前，经所述电荷电压转换机构并由所述电压信号保持机构进行取样，从而得到修正用电压信号，并且对于所述主像素区域上生成的电荷信号，在所述开关信号被传输后，经所述电荷电压转换机构在所述电压信号保持机构中进行取样，从而得到主像素检测信号，
所述图像处理部使用所述主像素检测信号和所述修正用电压信号，构成除去了时变噪声的摄像图像。
2.根据权利要求1所述的光或放射线摄像装置，其特征在于，
所述图像处理部包括：
偏移信号除去部，从所述主像素检测信号和所述修正用电压信号中，除去偏移信号；
时变噪声第1估算部，计算按行区分的时变噪声平均值，该按行区分的时变噪声平均值是除去了偏移信号的所述修正用电压信号的各行的平均值；
时变噪声第2估算部，计算时变噪声总平均值，该时变噪声总平均值是所述按行区分的时变噪声平均值的所有行的平均值；
时变噪声第3估算部，从所述按行区分的时变噪声平均值中减去时变噪声总平均值，计算各行的时变噪声；和
时变噪声除去部，从所述主像素检测信号中，减去对应的各行的时变噪声。
3.根据权利要求1所述的光或放射线摄像装置，其特征在于，
所述图像处理部包括：
偏移信号除去部，从所述主像素检测信号和所述修正用电压信号中，除去偏移信号；
时变噪声第1估算部，计算按行区分的时变噪声平均值，该按行区分的时变噪声平均值是除去了偏移信号的所述修正用电压信号的各行的平均值；
时变噪声第2估算部，根据对从第n行到第(n-m)行各行得到的按行区分的时变噪声平均值，计算时变噪声块平均值，该时变噪声块平均值是从第n行到第(n-m)行的所有行的平均值，其中的n、m为自然数，所述(n-m)为负整数的情况下，根据从第n行到第1行、和从前一帧下端的行到从下端开始的第|n-m|行各行得到的按行区分的时变噪声平均值，计算时变噪声块平均值，该时变噪声块平均值是从第n行到第1行、和从前一帧下端的行到从下端开始的第|n-m|行的所有行的平均值；
时变噪声第3估算部，从第n行的所述按行区分的时变噪声平均值中，减去所述时变噪声块平均值，算出第n行的时变噪声；和
时变噪声除去部，从第n行的所述主像素检测信号中，减去第n行的所述时变噪声，
按照第n行、第n+1行、第n+2行、...的顺序，各行依次进行上述信号处理。
4.根据权利要求1所述的光或放射线摄像装置，其特征在于，
所述读出机构不向设在修正用像素区域的所述检测元件输送所述开关信号。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的光或放射线摄像装置，其特征在于，
所述修正用像素区域与所述主像素区域相邻配置。
6.根据权利要求5所述的光或放射线摄像装置，其特征在于，
所述修正用像素区域配置在所述放射线检测机构的一端。
7.根据权利要求5所述的光或放射线摄像装置，其特征在于，
所述修正用像素区域配置在所述放射线检测机构的两端。
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