CN102547148A - 放射线摄像设备及其控制方法 - Google Patents

放射线摄像设备及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102547148A
CN102547148A CN2011103085370A CN201110308537A CN102547148A CN 102547148 A CN102547148 A CN 102547148A CN 2011103085370 A CN2011103085370 A CN 2011103085370A CN 201110308537 A CN201110308537 A CN 201110308537A CN 102547148 A CN102547148 A CN 102547148A
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
output
radioactive ray
analog signal
image element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2011103085370A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102547148B (zh
Inventor
内藤雄一
斋藤秀彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to CN201510051423.0A priority Critical patent/CN104660921B/zh
Publication of CN102547148A publication Critical patent/CN102547148A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102547148B publication Critical patent/CN102547148B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/65—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to reset noise, e.g. KTC noise related to CMOS structures by techniques other than CDS
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/30—Transforming light or analogous information into electric information
    • H04N5/32—Transforming X-rays
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/40—Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/40—Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled
    • H04N25/41—Extracting pixel data from a plurality of image sensors simultaneously picking up an image, e.g. for increasing the field of view by combining the outputs of a plurality of sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/40—Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled
    • H04N25/44—Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled by partially reading an SSIS array
    • H04N25/445—Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled by partially reading an SSIS array by skipping some contiguous pixels within the read portion of the array
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/68—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to defects
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
    • H04N25/75—Circuitry for providing, modifying or processing image signals from the pixel array
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H04N25/767—Horizontal readout lines, multiplexers or registers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H04N25/77—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components
    • H04N25/771—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components comprising storage means other than floating diffusion

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

一种放射线摄像设备及其控制方法，其中，所述设备包括：输出单元，用于通过采样和保持从放射线转换得到的电信号来输出各像素电路的模拟信号；以及选择单元，用于选择输出所述模拟信号的像素电路的位置；其中，在所述输出单元输出与预定数量的像素电路相对应的电信号作为模拟信号之后，所述选择单元停止所述选择，并且所述输出单元根据所述选择的停止而停止所述输出。

Description

放射线摄像设备及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种放射线摄像设备和该放射线摄像设备的控制方法，尤其涉及一种减少在通过利用放射线以脉冲形式间歇地照射被摄体来拍摄被摄体时的图像伪影的放射线摄像设备和该放射线摄像设备的控制方法。
背景技术
近年来，在放射线摄像设备尤其是数字X射线摄像设备领域中，为了增强分辨率、缩小体积和抑制图像失真，代替图像增强器，已广泛使用基于利用光电转换元件的1×光学系统的大面积平板型放射线摄像设备。
作为用于放射线摄像设备的基于1×光学系统的平板传感器，可以使用通过二维接合在硅半导体晶圆上利用CMOS半导体制造工艺所生成的光电转换元件而形成的大面积平板传感器。
日本特开2002-026302号公报公开了一种方法，其中，为了实现等于或大于硅半导体晶圆大小的大面积平板传感器，该方法通过砌贴作为以条的形式从硅半导体晶圆裁切光电转换元件所获得的矩形摄像元件的多个矩形半导体基板，来制造大面积平板传感器。
另外，日本特开2002-344809号公报公开了通过以条的形式裁切光电转换元件所获得的各矩形半导体基板的电路结构。在以条的形式裁切出的各矩形半导体基板上，将作为读出控制电路的垂直移位寄存器和水平移位寄存器与二维排列的光电转换元件配置在一起。在水平移位寄存器附近设置外部端子(电极焊盘)。从该外部端子输入的控制信号和时钟信号控制各矩形半导体基板上的垂直移位寄存器和水平移位寄存器，以使得各个移位寄存器与时钟信号同步地顺次输出各自的像素阵列。
例如，如图5A所示，当从所有光电转换元件输出电信号所需的扫描时间ST与放射线信号累积时间XT(曝光时间XT)之和小于同步信号的摄像间隔FT时，即帧频相对较低时，不会发生大的问题。
图5B示出从所有光电转换元件输出电信号所需的扫描时间ST与放射线信号累积时间XT(曝光时间XT)之和大于同步信号的摄像间隔XT的摄像模式的例子。也就是说，这是帧频相对较高的摄像模式，在该摄像模式下，扫描各矩形半导体基板上的移位寄存器，以在模拟信号的输出期间在图5B中以t9所表示的时间点进行用于开始放射线信号累积的复位操作。然而，如果在模拟信号扫描期间进行复位操作，则电流同时流过矩形半导体基板上的所有像素，从而导致矩形半导体基板的电源电压的波动。也就是说，复位操作期间所输出的模拟信号失真，从而在运动图像中产生伪影。
本发明考虑到上述问题，提供一种用于通过即使在高速摄像模式下也减少伪影来获得高质量图像的技术。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种放射线摄像设备，所述放射线摄像设备包括：输出单元，用于通过采样和保持从放射线转换得到的电信号来输出各像素电路的模拟信号；以及选择单元，用于顺次选择输出所述模拟信号的像素电路的位置；其中，在所述输出单元输出与预定数量的像素电路相对应的电信号作为模拟信号之后，所述选择单元停止所述选择，并且所述输出单元根据所述选择的停止而停止所述输出。
根据本发明的另一方面，提供一种放射线摄像设备的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：输出步骤，用于通过采样和保持从放射线转换得到的电信号来输出各像素电路的模拟信号；以及选择步骤，用于顺次选择输出所述模拟信号的像素电路的位置；其中，在所述输出步骤中输出与预定数量的像素电路相对应的电信号作为模拟信号之后，在所述选择步骤中停止所述选择，并且在所述输出步骤中根据所述选择的停止而停止所述输出。
通过以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的其它特征将变得明显。
附图说明
图1是示出整个放射线运动图像拍摄系统的示意性框图；
图2是示意性示出矩形半导体基板的内部结构的图；
图3是示出图像读出操作的例子的时序图；
图4是示出与矩形半导体基板上的一个像素相对应的等效电路的电路图；
图5A和5B是矩形半导体基板控制信号的时序图；
图6是矩形半导体基板控制信号的时序图；以及
图7是矩形半导体基板控制时的流程图。
具体实施方式
现参考附图详细说明本发明的典型实施例。应该注意，除非特别说明，否则这些实施例中所述的组件的相对配置、数值表达式和数值不限制本发明的范围。
第一实施例
将参考图1说明示出基于大面积平板系统的整个放射线运动图像拍摄系统的示意性框图。放射线运动图像拍摄系统包括放射线摄像设备100、图像处理/系统控制设备101、图像显示设备102、X射线生成器103和X射线管104。在摄像操作时，图像处理/系统控制设备101同步控制放射线摄像设备100和X射线生成器103。闪烁器(未示出)将透过被摄体的放射线转换成可见光，其中，根据光量对该可见光进行光电转换。然后对作为结果的数据进行A/D转换。在A/D转换之后，放射线摄像设备100将与施加的X射线相对应的帧图像数据发送给图像处理/系统控制设备101。在图像处理之后，图像显示设备102实时显示放射线图像。
放射线摄像设备100包括平板传感器106。平板传感器106包括以条的形式从硅半导体晶圆二维裁切出的矩形半导体基板107。以14列×2行的矩阵的形式在平坦基台(未示出)上砌贴矩形半导体基板107。在平板传感器106的上侧部分和下侧部分各自成直线排列有设置在以矩阵形式排列的矩形半导体基板107上的外部端子(电极焊盘)(未示出)。矩形半导体基板107上所设置的电极焊盘通过飞线式印刷电路板(未示出)与外部电路连接。模拟多路复用器131～138根据来自摄像单元控制电路108的控制信号选择来自所连接的矩形半导体基板107的像素输出，并且将所选择的输出输出给分别与模拟多路复用器131～138连接的差分放大器141～148。A/D转换器151～158根据从摄像单元控制电路108所输出的同步时钟将来自差分放大器141～148的模拟信号转换成数字信号，并且将信号输出给摄像单元控制电路108。摄像单元控制电路108将以块形式经过了A/D转换器151～158的A/D转换的数字图像数据组合成帧数据，并且经由连接部109将其传送给图像处理/系统控制设备101。
以条的形式裁切出的矩形半导体基板107各自都是例如宽约20mm且长约140mm的基板。由通过以14列×2行的矩阵形式砌贴基板所形成的平板传感器106例如长约280mm且宽约280mm，即具有约11平方英寸大小的正方形形状。
接着将参考图2说明矩形半导体基板107的内部结构。将参考图3说明示出来自在其上砌贴有矩形半导体基板107的平板传感器106的图像读出处理的例子的时序图。
参考图2，矩形半导体基板107包括像素电路201、垂直移位寄存器202和水平移位寄存器203。行控制信号204是行方向上的信号。列控制信号205是列方向上的信号。
像素电路201是包括二维排列在矩形半导体基板107上的光电转换元件的像素电路。垂直移位寄存器202和水平移位寄存器203用作读出控制电路，该电路经由外部端子接收水平移位寄存器开始信号HST、垂直移位寄存器开始信号VST、水平移位时钟信号CLKH和垂直移位时钟信号CLKV。
参考图3的时序图，当垂直移位时钟信号CLKV在垂直移位寄存器开始信号VST处于“H”的情况下升高时，复位垂直移位寄存器202的内部电路。然后向垂直移位寄存器202的输出V0输出“H”信号，以使得与由行控制信号204所控制的一个行相对应的像素输出有效。当水平移位时钟信号CLKH在水平移位寄存器开始信号HST处于“H”的情况下升高时，复位水平移位寄存器203的内部电路。然后向水平移位寄存器203的输出H0输出“H”信号，以向模拟输出端子输出行控制信号204使其有效的像素输出中从由输出H0所选择的像素电路201所输出的像素输出。向水平移位寄存器203顺次输入水平移位时钟信号CLKH脉冲，以将“H”输出顺次变换成H0、H1、......、H126和H127，从而完成与一个行相对应的读出操作。然后向垂直移位寄存器202输入垂直移位时钟信号CLKV，以将“H”输出切换成V1。此后，使与由行控制信号204所控制的一个行相对应的像素输出有效，从而进行像素读出操作。顺次重复该操作将从整个矩形半导体基板107读出像素输出。
由于与水平移位时钟信号CLKH同步地将来自矩形半导体基板107的像素值顺次输出给外部模拟输出端子，所以A/D转换器响应于与水平移位时钟信号CLKH同步的A/D转换时钟CLKAD进行A/D转换。
图4是与各砌贴的矩形半导体基板上的一个像素相对应的电路图。参考图4，向开关MOS晶体管301施加复位电压VRES将使光电二极管单元302和浮动扩散电容器310复位。开关MOS晶体管303启动用作浮动扩散放大器的MOS晶体管314。开关MOS晶体管313启动用作源极跟随器放大器的MOS晶体管315。将开关MOS晶体管304与箝位电容器305(电容器305)组合以形成可以消除由光电二极管单元302所生成的kTC噪声(复位噪声)的箝位电路。开关MOS晶体管306采样并保持与光量相对应的信号电压。当接通开关MOS晶体管306时，电容器308累积电荷。电容器308累积与添加了噪声和暗电流成分的光电二极管单元302的电压相对应的电荷。当接通开关MOS晶体管307时，电容器309累积电荷。电容器309累积与箝位电压VCL、即噪声和暗电流成分相对应的电荷。从电容器308中累积的电荷减去电容器309中累积的电荷，可以获得来自光电二极管单元302的与光量相对应的电压。差分放大器141～148进行该减法。
从矩形半导体基板107所获得的像素值数据包含不能通过从电容器308中累积的电荷减去电容器309中累积的电荷来消除的、由光电二极管单元302所生成的噪声成分。为此，众所周知，通过使用在不施加放射线的情况下所拍摄的像素值数据作为固定模式噪声(FPN)、即FPN图像来校正这类像素值数据。
将参考图4和5A说明在利用放射线以脉冲的形式间歇地照射被摄体来拍摄运动图像时要进行的采样操作。
参考图5A，在时刻t1，从图像处理/系统控制设备101输入同步信号SYNC。当输入了同步信号SYNC以开始放射线的累积时，图像处理/系统控制设备101在时刻t2将EN信号设置成“高”(High)，以接通开关MOS晶体管303和开关MOS晶体管313。图像处理/系统控制设备101接着启动传感器芯片上的像素电路并且将PRES信号设置成“高”以接通开关MOS晶体管301。图像处理/系统控制设备101向浮动扩散电容器310施加复位电压VRES以复位传感器。输入同步信号SYNC的间隔与针对运动图像的摄像间隔FT相对应。
在时刻t3，图像处理/系统控制设备101通过断开开关MOS晶体管301(PRES信号)取消复位，然后将PCL信号设置成“高”以接通开关MOS晶体管304，从而向箝位电容器305施加箝位电压VCL。
在时刻t4，图像处理/系统控制设备101断开开关MOS晶体管303(EN信号)和开关MOS晶体管304(PCL信号)以结束像素复位操作，并且开始在光电二极管单元302中累积，因而使放射线的曝光有效。
利用放射线以脉冲的形式照射被摄体预定时间段。因此，为了最小化由光电二极管单元302所生成的噪声成分的影响，当经过与放射线的施加时间相对应的时间时，图像处理/系统控制设备101结束累积。
在时刻t5，图像处理/系统控制设备101再次将EN信号设置成“高”以接通开关MOS晶体管303和开关MOS晶体管313，并且启动传感器芯片上的像素电路。图像处理/系统控制设备101接着将TS信号设置成“高”以接通开关MOS晶体管306，而且使电容器308采样并保持光电二极管单元302的电压。
在时刻t6，图像处理/系统控制设备101断开开关MOS晶体管306(TS信号)以结束采样和保持，并且使放射线的曝光无效。接着，图像处理/系统控制设备101将PRES信号设置成“高”以接通开关MOS晶体管301，并向浮动扩散电容器310施加复位电压VRES，从而复位传感器。
在时刻t7，图像处理/系统控制设备101断开开关MOS晶体管301(PRES信号)，接着将PCL信号设置成“高”以接通开关MOS晶体管304，并向电容器305施加箝位电压VCL。图像处理/系统控制设备101接着将TN信号设置成“高”以接通开关MOS晶体管307，并且使电容器309采样和保持箝位电压VCL。
在时刻t8，图像处理/系统控制设备101通过断开开关MOS晶体管307(TN信号)、开关MOS晶体管304(PCL信号)、开关MOS晶体管303和开关MOS晶体管313(EN信号)以结束采样和保持。图像处理/系统控制设备101通过扫描垂直移位寄存器和水平移位寄存器，向外部顺次输出通过电容器308和电容器309所采样和保持的电压。
尽管可以根据预定设置改变这些驱动定时，但是在摄像操作期间重复所设置的驱动操作以简化控制。也就是说，图像处理/系统控制设备101在时刻t9时再次检测同步信号SYNC。在检测到同步信号SYNC时，图像处理/系统控制设备101在时刻t10将EN信号设置成“高”以接通开关MOS晶体管303和开关MOS晶体管313，并且启动传感器芯片上的像素电路。图像处理/系统控制设备101重复上述操作。图像处理/系统控制设备101对于所有像素同时进行上述采样操作。这实现了集中电子快门操作，并且使各个像素的累积时间相等，从而防止由矩形半导体基板的砌贴所导致的像素值的不连续。对于各矩形半导体基板，通过扫描水平方向和垂直方向上的移位寄存器，读出所采样和保持的电压作为模拟信号。通过A/D转换器将该模拟信号转换成数字信号将生成数字图像信号。由于可以在同一时刻进行放射线的累积和扫描，因此在进行放射线的曝光时进行扫描可以应付运动图像拍摄时的高帧频。
将参考图5A、5B、6和7说明在利用放射线以脉冲的形式间歇地照射被摄体来拍摄运动图像时要进行的采样操作。
首先，在图7的步骤S401，放射线摄像设备100开始在通过图像处理/系统控制设备101所设置的摄像模式下的操作。该摄像模式是例如高帧频或低帧频的摄像。
在步骤S402，放射线摄像设备100判断是否检测到从图像处理/系统控制设备101所输入的与第一个图像相对应的同步信号。如果放射线摄像设备100判断为检测到同步信号(步骤S402为“是”)，则处理进入步骤S403。如果放射线摄像设备100判断为没有检测到同步信号(步骤S402为“否”)，则处理等待直到检测到同步信号为止。
在步骤S403，图像处理/系统控制设备101复位所有像素，并且开始放射线的累积。在图6的时刻t1，当从图像处理/系统控制设备101输入第一个同步信号SYNC时，为了开始放射线的累积，图像处理/系统控制设备101在时刻t2将EN信号设置成“高”以接通开关MOS晶体管303和开关MOS晶体管313，以启动传感器芯片上的像素电路。同时，图像处理/系统控制设备101将PRES信号设置成“高”以接通开关MOS晶体管301，并向光电二极管单元302和浮动扩散电容器310施加复位电压VRES，从而复位传感器。随后，图像处理/系统控制设备101在时刻t3断开开关MOS晶体管301(PRES信号)以取消复位。然后图像处理/系统控制设备101将PCL信号设置成“高”以接通开关MOS晶体管304，并向箝位电容器305(电容器305)施加箝位电压VCL。在时刻t4，图像处理/系统控制设备101通过断开开关MOS晶体管304(PCL信号)和开关MOS晶体管301(PRES信号)结束复位操作。这使得开始在光电二极管单元302中的累积，并使放射线的曝光有效。
在步骤S404，在经过预定累积时间XT之后，图像处理/系统控制设备101进行采样和保持。利用放射线以脉冲的形式照射被摄体预定时间段。当经过了与施加时间相对应的累积时间XT时，为了结束累积，图像处理/系统控制设备101在时刻t5将EN信号设置成“高”以接通开关MOS晶体管303和开关MOS晶体管313，并且启动传感器芯片上的像素电路。同时，图像处理/系统控制设备101将TS信号设置成“高”以接通开关MOS晶体管306，并且使电容器308采样和保持光电二极管单元302的电压。当图像处理/系统控制设备101在时刻t6断开开关MOS晶体管306(TS信号)时，结束采样和保持操作，从而使放射线的曝光无效。然后图像处理/系统控制设备101将PRES信号设置成“高”以接通开关MOS晶体管301，并向浮动扩散电容器310施加复位电压VRES，从而复位传感器。在时刻t7，图像处理/系统控制设备101断开开关MOS晶体管301(PRES信号)，然后将PCL信号设置成“高”以接通开关MOS晶体管304，并向电容器305施加箝位电压VCL。然后图像处理/系统控制设备101将TN信号设置成“高”以接通开关MOS晶体管307，并使电容器309对箝位电压VCL进行采样和保持。
在时刻t8，图像处理/系统控制设备101断开开关MOS晶体管307(TN信号)，并且断开开关MOS晶体管304(PCL信号)、开关MOS晶体管303和开关MOS晶体管313(EN信号)，从而结束采样和保持操作。
在步骤S405，图像处理/系统控制设备101根据所设置的摄像模式确定同步信号的最小摄像间隔FT。图像处理/系统控制设备101判断从所有光电转换元件输出电信号所需的扫描时间ST(还称为输出时间ST)和放射线信号累积时间XT(还称为曝光时间XT)的总时间是否大于同步信号的摄像间隔FT。如果图像处理/系统控制设备101判断为该总时间大于同步信号的摄像间隔FT(步骤S405为“是”)，则处理进入步骤S406。如果图像处理/系统控制设备101判断为该总时间不大于同步信号的摄像间隔FT(步骤S405为“否”)，则处理进入步骤S412。由于步骤S412中的驱动信号的定时与图5A中的相同，所以省略对其的说明。
注意，在上述采样操作中，由于电流同时流过矩形半导体基板上的所有像素电路，所以矩形半导体基板的电源电压波动。
因此，在本实施例中，在步骤S406，图像处理/系统控制设备101等待预定时间段，直到电源电压的波动收敛为止。在图6中的时刻t9，图像处理/系统控制设备101扫描利用放射线曝光A累积了放射线的各像素电路以开始扫描A1，以输出作为模拟信号的所得值。当输出与预定数量的像素电路相对应的模拟信号时，图像处理/系统控制设备101在时刻t10暂时停止扫描移位寄存器。更具体地，图像处理/系统控制设备101停止向图2中的垂直移位寄存器202和水平移位寄存器203输入水平移位寄存器开始信号HST、垂直移位寄存器开始信号VST、水平移位时钟信号CLKH和垂直移位时钟信号CLKV，以暂时停止输出模拟信号。
在步骤S407，图像处理/系统控制设备101在图6中的时刻t11判断是否检测到针对第二个图像的同步信号SYNC。如果图像处理/系统控制设备101判断为检测到了同步信号(步骤S407为“是”)，则处理进入步骤S408。如果图像处理/系统控制设备101判断为没有检测到同步信号(步骤S407为“否”)，则处理等待直到检测到该信号为止。
在步骤S408，为了开始放射线的累积，图像处理/系统控制设备101在时刻t12将EN信号设置成“高”以接通开关MOS晶体管303和开关MOS晶体管313，并且启动传感器芯片上的像素电路。同时，图像处理/系统控制设备101将PRES信号设置成“高”以接通开关MOS晶体管301，并向光电二极管单元302和浮动扩散电容器310施加复位电压VRES，从而复位传感器。
这时，由于电流流过所有像素电路，所以半导体电路基板的电源电压波动。然而，由于暂时停止扫描，所以不会干扰输出模拟信号。然而，根据像素电路的结构，电源电压的波动可能使得所采样和保持的模拟信号发生偏移。由于电源电压的波动而生成的偏移是恒定的。因此，可以在放射线曝光之前利用与上述的驱动操作相同的驱动操作来获取用于噪声部分的偏移校正的FPN图像(固定模式噪声图像)，并且基于放射线图像和用于偏移校正的FPN图像的像素值数据之间的差抵消偏移。
随后，在时刻t13，图像处理/系统控制设备101通过断开开关MOS晶体管301(PRES信号)来取消复位。图像处理/系统控制设备101然后将PCL信号设置成“高”以接通开关MOS晶体管304，并且向电容器305施加箝位电压VCL。在时刻t14，图像处理/系统控制设备101通过断开开关MOS晶体管304(PCL信号)、开关MOS晶体管303和开关MOS晶体管313(EN信号)来结束像素的复位操作。这使得开始在光电二极管单元302的累积并且使放射线曝光B有效。
从时刻t12～时刻t14，半导体电路板的电源电压由于复位操作而波动。在经过直到电源电压的波动收敛为止的预定时间段之后，图像处理/系统控制设备101在时刻t15重新开始扫描A2，以使得半导体电路板输出未被输出的模拟信号。在时刻t16，图像处理/系统控制设备101在所有半导体电路板都输出了模拟信号时停止扫描。此时，图像处理/系统控制设备101确定扫描时间ST1，以使得用于扫描A2的扫描时间ST2变得等于或小于曝光时间XT。在扫描A1中要扫描的像素的数量可以是与扫描时间ST1相对应的像素的数量。
例如，如图1所示，矩形半导体基板107上的像素的数量是128×896＝114688，并且水平移位时钟信号CLKH具有20MHz的频率。扫描时间ST与扫描四个矩形半导体基板107所需的时间相对应，因此：
ST＝114688×(1/20M)×4＝约23ms。
如果帧频为15FPS，则如下给出摄像间隔FT：
FT＝1/15＝66.7ms。
如果放射线信号的累积时间XT(曝光时间XT)为16ms，那么：
XT+ST＝16ms+23ms＝39ms＜FT＝66.7ms。
因此，在这种情况下，处理从图7中的步骤S405变换至步骤S412，并且在不暂时停止的情况下以图5A中示出的方式控制移位寄存器扫描。
然而，如果将帧频进一步增大到30FPS，则如下给出摄像间隔FT：
FT＝1/30＝33.3ms。
因此，如果放射线信号的累积时间XT为16ms，那么：
XT+ST＝16ms+23ms＝39ms＞FT＝33.3ms。
处理从图7中的步骤S405变换至步骤S406。图像处理/系统控制设备101暂时停止扫描移位寄存器，并且以如图6中示出的方式进行控制操作。此时，例如，如果考虑复位时间，扫描时间ST2＝14ms＜XT＝16ms，则可以将扫描时间ST1设置成9ms。当扫描与9ms相对应的数量的像素时，图像处理/系统控制设备101暂时停止扫描。
如上所述，当扫描预定数量的像素时，暂时停止扫描，直到检测到同步信号为止。利用该操作，即使在同步信号中发生抖动，在复位操作前后要扫描的像素的数量也保持不变。因此，还可以通过获取用于偏移校正的FPN图像、并计算FPN图像和放射线图像之间的差来减少伪影。这使得可以输出高质量的放射线图像。
第二实施例
在第一实施例中，当扫描的像素的数量达到预定数量时，图像处理/系统控制设备101使得输入给垂直移位寄存器202和水平移位寄存器203的水平移位寄存器开始信号HST、垂直移位寄存器开始信号VST、水平移位时钟信号CLKH和垂直移位时钟信号CLKV暂时无效，并且检测同步信号。然而，本发明不局限于该方法。可以将该设备配置成在扫描了预定数量的行时使得水平移位寄存器开始信号HST、垂直移位寄存器开始信号VST、水平移位时钟信号CLKH和垂直移位时钟信号CLKV暂时无效，并且检测同步信号。
这使得通过仅计数垂直移位时钟信号CLKV就可以控制移位寄存器扫描的暂时停止和重新开始。这可以使得容易控制移位寄存器。另外，由于该设备以行为单位暂时停止和重新开始移位寄存器扫描，所以可以使得伪影不大明显。
另外，可以以来自模拟多路复用器131～138的控制信号为单位控制移位寄存器扫描，其中，模拟多路复用器131～138用于从多个矩形半导体基板107选择模拟输出。这可以提高扫描时间ST1和ST2的设置精度。
根据本发明，目的是在高速摄像模式下通过减少伪影来获得高质量图像。
其它实施例
还可以利用读出并执行记录在存储器装置上的程序以进行上述实施例的功能的系统或设备的计算机(或者CPU或MPU等装置)和通过下面的方法实现本发明的方面，其中，利用系统或设备的计算机通过例如读出并执行记录在存储器装置上的程序以进行上述实施例的功能来进行上述方法的各步骤。为此，例如，通过网络或者通过用作存储器装置的各种类型的记录介质(例如，计算机可读介质)将该程序提供给计算机。
尽管参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不局限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有修改、等同结构和功能。

Claims (7)

1.一种放射线摄像设备，包括：
输出单元，用于通过采样和保持从放射线转换得到的电信号来输出各像素电路的模拟信号；以及
选择单元，用于顺次选择输出所述模拟信号的像素电路的位置，
其中，在所述输出单元将与预定数量的像素电路相对应的电信号作为模拟信号输出之后，所述选择单元停止所述选择，并且所述输出单元响应于所述选择的停止而停止所述输出。
2.根据权利要求1所述的放射线摄像设备，其特征在于，还包括：
检测单元，用于检测同步信号；以及
控制单元，用于控制所述输出单元，使得在以与所述同步信号相对应的摄像间隔开始放射线的曝光且经过了曝光时间之后，采样和保持所述电信号。
3.根据权利要求2所述的放射线摄像设备，其特征在于，还包括判断单元，所述判断单元用于判断所述曝光时间和输出与所有像素电路相对应的模拟信号所需的输出时间的总时间是否长于所述摄像间隔，
其中，当所述判断单元判断为所述总时间长于所述摄像间隔时，在所述输出单元将与所述预定数量的像素电路相对应的电信号作为模拟信号输出之后，所述选择单元停止所述选择，并且所述输出单元响应于所述选择的停止而停止所述输出。
4.根据权利要求3所述的放射线摄像设备，其特征在于，当所述检测单元再次检测到所述同步信号时，复位所述采样和保持，并且在从以与所述同步信号相对应的摄像间隔开始放射线的曝光起经过预定时间段之后且在经过所述曝光时间之前，所述选择单元重新开始所述选择，而且所述输出单元重新开始在其余像素电路的位置处的输出。
5.根据权利要求4所述的放射线摄像设备，其特征在于，还包括校正单元，所述校正单元用于基于放射线图像和固定模式噪声的像素值数据之间的差来校正噪声偏移，其中，所述放射线图像是基于从所述输出单元输出的模拟信号的放射线图像，所述固定模式噪声的像素值数据是所述输出单元基于在所述放射线的曝光之前预先输出的模拟信号预先获取到的像素值数据。
6.根据权利要求5所述的放射线摄像设备，其特征在于，所述选择单元针对像素电路的各阵列，选择输出所述模拟信号的像素电路的位置。
7.一种放射线摄像设备的控制方法，包括以下步骤：
输出步骤，用于通过采样和保持从放射线转换得到的电信号来输出各像素电路的模拟信号；以及
选择步骤，用于顺次选择输出所述模拟信号的像素电路的位置，
其中，在所述输出步骤中将与预定数量的像素电路相对应的电信号作为模拟信号输出之后，在所述选择步骤中停止所述选择，并且在所述输出步骤中响应于所述选择的停止而停止所述输出。
CN201110308537.0A 2010-10-12 2011-10-12 放射线摄像设备及其控制方法 Expired - Fee Related CN102547148B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510051423.0A CN104660921B (zh) 2010-10-12 2011-10-12 放射线摄像设备及其控制方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010230102A JP5559000B2 (ja) 2010-10-12 2010-10-12 放射線撮像装置、放射線撮像装置の制御方法、およびプログラム
JP2010-230102 2010-10-12

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510051423.0A Division CN104660921B (zh) 2010-10-12 2011-10-12 放射线摄像设备及其控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102547148A true CN102547148A (zh) 2012-07-04
CN102547148B CN102547148B (zh) 2015-02-11

Family

ID=44862262

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510051423.0A Active CN104660921B (zh) 2010-10-12 2011-10-12 放射线摄像设备及其控制方法
CN201110308537.0A Expired - Fee Related CN102547148B (zh) 2010-10-12 2011-10-12 放射线摄像设备及其控制方法

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510051423.0A Active CN104660921B (zh) 2010-10-12 2011-10-12 放射线摄像设备及其控制方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9270907B2 (zh)
EP (1) EP2442557B1 (zh)
JP (1) JP5559000B2 (zh)
KR (1) KR101464630B1 (zh)
CN (2) CN104660921B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108065945A (zh) * 2016-11-10 2018-05-25 佳能株式会社 放射线成像装置、放射线成像系统和放射线成像方法

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6053374B2 (ja) * 2012-07-31 2016-12-27 キヤノン株式会社 放射線撮像装置、放射線撮像装置の制御方法、およびプログラム
JP6383191B2 (ja) 2014-06-25 2018-08-29 キヤノン株式会社 放射線撮像装置、その駆動方法およびプログラム
JP6532214B2 (ja) 2014-11-08 2019-06-19 キヤノン株式会社 放射線撮像装置及び放射線撮像システム
US10416323B2 (en) * 2016-03-29 2019-09-17 Canon Kabushiki Kaisha Radiation imaging apparatus, radiation imaging system, and method of operating radiation imaging apparatus
JP6417368B2 (ja) * 2016-03-29 2018-11-07 キヤノン株式会社 放射線撮像装置および放射線撮像システム
JP6762769B2 (ja) * 2016-06-03 2020-09-30 キヤノン株式会社 放射線撮影装置とその制御方法
JP6974948B2 (ja) * 2017-02-10 2021-12-01 キヤノン株式会社 放射線撮像装置および放射線撮像方法
JP6934769B2 (ja) * 2017-07-28 2021-09-15 キヤノン株式会社 放射線撮像装置および放射線撮像方法
JP2019149615A (ja) * 2018-02-26 2019-09-05 コニカミノルタ株式会社 画像処理装置、画像読み取り装置及び画像形成装置
JP7245001B2 (ja) * 2018-05-29 2023-03-23 キヤノン株式会社 放射線撮像装置および撮像システム
JP7063199B2 (ja) * 2018-08-31 2022-05-09 コニカミノルタ株式会社 放射線画像撮影システム
KR102498086B1 (ko) * 2021-05-07 2023-02-10 오스템글로벌 주식회사 광 센서를 이용하여 오프셋이 보정된 이미지를 제공하는 방법, 디바이스 및 기록매체

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002026302A (ja) * 2000-07-11 2002-01-25 Canon Inc 放射線撮像装置とその製造方法
CN1132408C (zh) * 1994-06-01 2003-12-24 西玛茨有限公司 成象装置、成象系统及成象方法
CN101137018A (zh) * 2006-08-31 2008-03-05 佳能株式会社 成像装置、其驱动方法和放射线成像系统
CN101234025A (zh) * 2007-02-01 2008-08-06 佳能株式会社 放射线成像设备、其控制方法以及放射线成像系统

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6035013A (en) 1994-06-01 2000-03-07 Simage O.Y. Radiographic imaging devices, systems and methods
US6130965A (en) 1995-08-03 2000-10-10 Canon Kabushiki Kaisha Image data outputting apparatus and facsimile apparatus in which image data on a plurality of record sheets are combined into one page of image data for transmission
US6127684A (en) * 1996-02-26 2000-10-03 Canon Kabushiki Kaisha Photoelectric conversion apparatus and driving method of the apparatus
US6801256B1 (en) 1998-06-02 2004-10-05 Kabushiki Kaisha Toshiba High-speed solid-state imaging device capable of suppressing image noise
JP4724313B2 (ja) 2001-05-18 2011-07-13 キヤノン株式会社 撮像装置、放射線撮像装置及びそれを用いた放射線撮像システム
US7076023B2 (en) * 2001-10-26 2006-07-11 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. X-ray therapy electronic portal imaging system and method for artifact reduction
JP4208482B2 (ja) * 2002-05-08 2009-01-14 キヤノン株式会社 撮像装置及び同撮像装置を用いたｘ線診断システム
JP4110066B2 (ja) * 2003-09-12 2008-07-02 キヤノン株式会社 信号読出装置、ｘ線撮像装置、及び信号読出方法
EP1515163B1 (en) 2003-09-12 2009-07-29 Canon Kabushiki Kaisha Image reading apparatus and x-ray imaging apparatus
JP4695967B2 (ja) * 2005-11-17 2011-06-08 パナソニック株式会社 固体撮像装置及びカメラ
JP4882404B2 (ja) 2006-02-14 2012-02-22 株式会社島津製作所 放射線撮像装置および放射線検出信号処理方法
JP4870528B2 (ja) * 2006-11-17 2012-02-08 オリンパス株式会社 固体撮像装置
US9118850B2 (en) 2007-11-27 2015-08-25 Capso Vision, Inc. Camera system with multiple pixel arrays on a chip
JP5253028B2 (ja) * 2008-07-23 2013-07-31 キヤノン株式会社 撮像システムおよびその制御方法
JP5251778B2 (ja) * 2009-08-03 2013-07-31 ソニー株式会社 固体撮像装置、固体撮像装置のアナログ−デジタル変換方法および電子機器
JP5576754B2 (ja) 2010-09-29 2014-08-20 キヤノン株式会社 放射線撮像装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1132408C (zh) * 1994-06-01 2003-12-24 西玛茨有限公司 成象装置、成象系统及成象方法
JP2002026302A (ja) * 2000-07-11 2002-01-25 Canon Inc 放射線撮像装置とその製造方法
CN101137018A (zh) * 2006-08-31 2008-03-05 佳能株式会社 成像装置、其驱动方法和放射线成像系统
CN101234025A (zh) * 2007-02-01 2008-08-06 佳能株式会社 放射线成像设备、其控制方法以及放射线成像系统

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108065945A (zh) * 2016-11-10 2018-05-25 佳能株式会社 放射线成像装置、放射线成像系统和放射线成像方法
CN108065945B (zh) * 2016-11-10 2021-06-15 佳能株式会社 放射线成像装置、放射线成像系统和放射线成像方法
US11047808B2 (en) 2016-11-10 2021-06-29 Canon Kabushiki Kaisha Radiation imaging apparatus, radiation imaging system, and radiation imaging method
US11686691B2 (en) 2016-11-10 2023-06-27 Canon Kabushiki Kaisha Radiation imaging apparatus, radiation imaging system, and radiation imaging method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012085124A (ja) 2012-04-26
CN104660921A (zh) 2015-05-27
JP5559000B2 (ja) 2014-07-23
KR101464630B1 (ko) 2014-12-04
EP2442557A3 (en) 2013-12-11
EP2442557A2 (en) 2012-04-18
US20120087471A1 (en) 2012-04-12
EP2442557B1 (en) 2019-03-13
CN102547148B (zh) 2015-02-11
KR20120037883A (ko) 2012-04-20
US9270907B2 (en) 2016-02-23
CN104660921B (zh) 2018-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102547148B (zh) 放射线摄像设备及其控制方法
EP2448255B1 (en) Imaging apparatus, radiation imaging system, and control method of image sensor
JP6116152B2 (ja) イメージセンサ駆動装置および方法、放射線画像撮像装置
US9482628B2 (en) Imaging apparatus, control method therefor, and storage medium
KR101548794B1 (ko) 촬상 장치, ｘ선 검출기, 및 촬상 방법
JP6039926B2 (ja) 放射線撮影装置、放射線撮影装置の制御方法、およびプログラム
JP2012075033A (ja) 放射線撮像装置、放射線撮像装置の制御方法
JP5781198B2 (ja) 放射線撮像装置
JP2013012886A (ja) 放射線撮像装置、方法、および放射線撮像システム
JP2016163224A (ja) 放射線撮像装置、放射線撮像システム及び放射線撮像装置の駆動方法
JP2016152542A (ja) 放射線撮像装置及びその制御方法
JP6053374B2 (ja) 放射線撮像装置、放射線撮像装置の制御方法、およびプログラム
JP2012235248A (ja) 撮像装置、放射線撮像装置、及び撮像装置の制御方法
JP2014030150A (ja) イメージセンサ駆動装置および方法、放射線画像撮像装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150211

Termination date: 20211012

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee