CN109069085B

CN109069085B - 放射线图像拍摄装置、放射线图像拍摄系统和放射线图像拍摄装置的控制方法

Info

Publication number: CN109069085B
Application number: CN201780023623.2A
Authority: CN
Inventors: 佐藤惠梨子; 八木朋之; 竹田慎市; 冈田英之; 笠拓哉; 竹中克郎
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2016-04-18
Filing date: 2017-02-10
Publication date: 2022-08-05
Anticipated expiration: 2037-02-10
Also published as: JP6706963B2; WO2017183264A1; US10716522B2; CN109069085A; US20190029618A1; JP2017192443A

Abstract

该放射线图像拍摄装置包括拍摄放射线图像的图像拍摄单元，其中，图像拍摄单元包含检测放射线的检测元件，并且放射线图像拍摄装置设置有处理单元，处理单元根据来自用户的曝光请求执行复位检测元件的第一复位操作，并且在第一复位操作之后基于来自检测元件的信号检测放射线剂量。

Description

放射线图像拍摄装置、放射线图像拍摄系统和放射线图像拍摄装置的控制方法

技术领域

本发明涉及放射线图像拍摄装置、放射线图像拍摄系统和放射线图像拍摄装置的控制方法。

背景技术

包括阵列状布置分别通过组合将放射线转换成电荷的转换元件和诸如薄膜晶体管(TFT)的开关元件获得的像素的平板检测器(FPD)的放射线图像拍摄装置被广泛使用。在这种放射线图像拍摄装置中，自动曝光控制(AEC)功能是已知的。AEC功能检测在放射线照射期间入射到放射线图像拍摄装置的放射线的照射量。PTL1描述了一种放射线图像拍摄装置，该放射线图像拍摄装置接通(电连接)从多个像素选择的像素的开关元件以检测从放射线照射的开始起的照射量，并且，如果从该像素输出的信号的蓄积值超过设定阈值，则停止放射线照射。

引文列表

专利文献

PTL 1：日本专利公开No.2010-75556

发明内容

技术问题

在常规的放射线图像拍摄装置中，在拍摄放射线图像之前，为了去除通过布置在放射线图像拍摄装置中的各像素中的暗电流产生的电荷，执行在预定周期(cycle)中重复地复位各像素的复位操作。在复位操作期间，对各行依次复位所有像素。当如在PTL 1中描述的那样根据放射线照射指令立即迁移到读出操作时，从最后复位到用于检测照射量的第一信号读出的时间会在所选择的检测照射量的像素中改变。如果从复位到读出操作的时间改变，则电荷的读出量会由于由暗电流导致的电荷的量的变化而改变，从而降低检测的放射线的照射量的精度。

本发明的目的是，提供更精确地检测入射到放射线图像拍摄装置的放射线的照射量的技术。

问题的解决方案

考虑上述的问题，根据本发明的实施例的放射线图像拍摄装置包括被配置为拍摄放射线图像的图像拍摄单元，其中，图像拍摄单元包含被配置为检测放射线的检测元件，并且放射线图像拍摄装置包含处理器，处理器被配置为根据来自用户的曝光请求执行复位检测元件的第一复位操作，并且被配置为在第一复位操作之后基于来自检测元件的信号检测放射线的照射量。

发明的有利效果

通过上述的手段，提供更精确地检测入射到放射线图像拍摄装置的放射线的照射量的技术。

根据结合附图进行的以下描述，本发明的其它特征和优点将是清晰的，在这些附图中，类似的附图标记始终表示相同或类似的部分。

附图说明

包含于说明书中并构成其一部分的附图例示了本发明的实施例，并与说明一起用于解释本发明的原理。

图1是示出根据本发明的实施例的使用放射线图像拍摄装置的放射线图像拍摄系统的布置的例子的示图；

图2是示出图1中的放射线图像拍摄装置的检测器的布置的例子的示图；

图3是示出图1中的放射线图像拍摄装置的像素的截面图；

图4是图1中的放射线图像拍摄装置的等价电路图；

图5是示出图1中的放射线图像拍摄系统的比较例中的驱动方法的流程图；

图6是示出图1中的放射线图像拍摄系统的比较例中的驱动方法的定时图；

图7是示出图1中的放射线图像拍摄系统的驱动方法的流程图；

图8是示出图1中的放射线图像拍摄系统的驱动方法的定时图；以及

图9是示出图1中的放射线图像拍摄系统的驱动方法的定时图。

具体实施方式

以下将参照附图描述根据本发明的放射线图像拍摄装置的详细实施例。注意，根据本发明的放射线可以不仅包括作为通过由放射性衰变发射的粒子(包含光子)产生的射束的α射线、β射线和γ射线，而且包括能量等于或高于通过粒子产生的以上射束的能量的射束，例如，X射线、粒子束和宇宙射线。

将参照图1～9描述根据本发明的实施例的放射线图像拍摄装置和放射线图像拍摄系统的布置和操作。图1是示出根据本发明的实施例的使用放射线图像拍摄装置210的放射线图像拍摄系统200的布置的例子的示图。放射线图像拍摄系统200被配置为电拍摄通过放射线产生的光学图像并且获得电放射线图像(即，放射线图像数据)。

放射线图像拍摄系统200包括放射线图像拍摄装置210、照射控制器220、放射线源230和计算机240。放射线源230根据来自照射控制器220的照射指令执行放射线照射。从放射线源230发射的放射线穿过被检体(未示出)并且照射放射线图像拍摄装置210。放射线源230根据来自照射控制器220的照射停止指令停止放射线照射。

放射线图像拍摄装置210包括被配置为拍摄放射线图像的图像拍摄单元212和被配置为检测入射的放射线的照射量的处理器214。图像拍摄单元212包括布置用于拍摄放射线图像的多个像素和用于检测放射线的照射量的检测元件的像素阵列。基于从图像拍摄单元212输出的信号，处理器214检测入射的放射线的量，并且输出用于停止来自放射线源230的放射线照射的照射停止信号。照射停止信号被供给到照射控制器220，并且照射控制器220根据照射停止信号向放射线源230发送照射停止指令。在本实施例中，处理器214还控制图像拍摄单元212的操作。处理器214可以例如由诸如FPGA(现场可编程门阵列)的PLD(可编程逻辑器件)形成。作为替代方案，处理器214可由ASIC(专用集成电路)或其中安装有程序的通用计算机形成。作为替代方案，处理器214可由它们中的全部或一些的组合形成。图像拍摄单元212的操作不限于通过处理器214的控制，并且，可以与处理器分开地布置被配置为控制图像拍摄单元212的操作的控制器。在这种情况下，分开地布置的控制器可以例如由诸如FPGA的PLD或ASIC形成。

计算机240控制放射线图像拍摄装置210和照射控制器220。计算机240还接收从放射线图像拍摄装置210输出的放射线图像数据并且处理放射线图像数据。在例子中，照射控制器220包括曝光开关，并且当用户接通曝光开关时，向放射线源230发送照射指令并且向计算机240发送指示开始放射线照射的开始通知。接收开始通知的计算机240根据开始通知向放射线图像拍摄装置210中的处理器214通知放射线照射的开始。

图2示出放射线图像拍摄装置210中的图像拍摄单元212的布置的例子。图像拍摄单元212包括像素阵列112，像素阵列112包括用于拍摄放射线图像的多个像素PIX。图像拍摄单元212还包含被配置为驱动像素阵列112的驱动器(行选择电路)114和被配置为检测来自像素PIX的信号的读出单元113。图像拍摄单元212还包括用于通过各像素PIX传送来自驱动器114的驱动信号的栅极线G和用于向读出单元113传送从各像素PIX输出的信号的列信号线Sig。在图2中，为了便于描述，在像素阵列112中布置3(行)×3(列)像素PIX。但是，实际上，可以在像素阵列112中布置更多的像素PIX。例如，17英寸像素阵列112可以包括约3000(行)×3000(列)像素PIX。

各像素PIX包括检测放射线的转换元件C以及连接转换元件C和列信号线Sig中的相应的一个的开关SW。转换元件C经由开关SW向列信号线Sig输出对应于入射到转换元件C的放射线的量的电信号(电荷)。转换元件C可以形成为直接将放射线转换成电信号的直接类型的转换元件，或者可以形成为在放射线被转换成光之后检测转换的光的间接类型的转换元件。对于间接类型的转换元件C，用于将放射线转换成光的闪烁体可被多个像素PIX共享。

开关SW可以例如由诸如包括控制端子(栅极)和两个主端子(源极和漏极)的薄膜晶体管(TFT)的晶体管形成。转换元件C包括两个主电极，转换元件C的一个主电极连接到开关SW的两个主端子中的一个主端子，并且转换元件C的另一主电极经由共用偏置线Bs连接到偏置电源103。偏置电源103向各转换元件C供给偏置电压Vs。第一行的像素PIX中的开关SW的控制端子连接到栅极线G1。第二行的像素PIX中的开关SW的控制端子连接到栅极线G2。第三行的像素PIX中的开关SW的控制端子连接到栅极线G3。驱动器114向栅极线G1、G2和G3供给相应的驱动信号Vg1、Vg2和Vg3。

第一列的像素PIX中的开关SW的主端子中的不连接到转换元件C的主端子连接到第一列的列信号线Sig1。第二列的像素PIX中的开关SW的不连接到转换元件C的主端子连接到第二列的列信号线Sig2。第三列的像素PIX中的开关SW的不连接到转换元件C的主端子连接到第三列的列信号线Sig3。各列信号线Sig包含电容器CC。

读出单元113包含多个列放大单元CA，使得一个列放大单元CA对应于一个列信号线Sig。各列放大单元CA可以包含积分放大器105、可变放大器104、采样和保持电路107以及缓冲电路106。积分放大器105放大在相应的信号线Sig中出现的各信号。积分放大器105可以包含运算放大器、并联连接于运算放大器的反相输入端子与输出端子之间的积分电容器、以及复位开关。基准电势Vref被供给到运算放大器的非反相输入端子。通过接通复位开关，各列信号线Sig的电势与积分电容器的复位一起被复位到基准电势Vref。可以通过从处理器214供给的复位脉冲，控制复位开关。

可变放大器104以由积分放大器105设定的放大因子放大信号。采样和保持电路107采样和保持从可变放大器104输出的信号。采样和保持电路107可由例如采样开关和采样电容器构成。缓冲电路106缓冲(阻抗转换)从采样和保持电路107输出的信号并且输出所述信号。采样开关可以由从处理器214供给的采样脉冲控制。

读出单元113还包含以预定的次序选择和输出来自被设置为分别对应于多个列信号线Sig的多个列放大单元CA的信号的多路复用器108。多路复用器108包含例如偏移寄存器。偏移寄存器根据从处理器214供给的时钟信号执行偏移操作。偏移寄存器从多个列放大单元CA中选择信号。读出单元113还可以包括缓冲(阻抗转换)从多路复用器108输出的信号的缓冲器109和将作为来自缓冲器109的输出信号的模拟信号转换成数字信号的AD转换器110。AD转换器110的输出即放射线图像数据被供给到计算机240。

图3示出包括间接类型的转换元件C的像素PIX的截面结构的例子。像素PIX在诸如玻璃基板的绝缘基板310上形成。作为替代方案，例如，可对基板210使用金属或半导体基板，并且像素PIX可以形成于基板上的绝缘层上。像素PIX在基板310上包括导电层311、绝缘层312、半导体层313、杂质半导体层314和导电层315。导电层311形成晶体管(例如，TFT)的栅极，所述晶体管(例如，TFT)形成开关SW。绝缘层312被布置为覆盖导电层311。半导体层313在绝缘层312上被布置在导电层311的形成栅极的部分之上。杂质半导体层314被布置在半导体层313上，以形成晶体管的两个主端子(源极和漏极)，所述晶体管形成开关SW。导电层315形成连接至形成开关SW的晶体管的两个主端子(源极和漏极)的布线图案。导电层315的一部分形成列信号线Sig，而另一部分形成用于连接转换元件C和开关SW的布线图案。

像素PIX还包括覆盖绝缘层312和导电层315的层间电介质膜316。层间电介质膜316包括经由导电层315连接到开关SW的接触插头317。在像素PIX中，转换元件C被布置在层间电介质膜316上。在图3中，转换元件C形成为包括用于将放射线转换成光的闪烁体325的间接类型的转换元件。转换元件C包括堆叠在层间电介质膜316上的导电层318、绝缘层319、半导体层320、杂质半导体层321、导电层322、保护层323、粘接层324和闪烁体325。

导电层318和导电层322分别形成光电转换元件的下电极和上电极，所述光电转换元件形成所述转换元件C。导电层322由例如透明材料制成。导电层318、绝缘层319、半导体层320、杂质半导体层321和导电层322形成用作光电转换元件的MIS传感器。转换元件C不限于MIS转换元件，并且可以是例如pn或pin光电二极管。杂质半导体层321由例如n型杂质半导体形成。闪烁体325例如由诸如氧硫化钆(GOS)的钆基材料或诸如碘化铯(CsI)的材料形成。

作为替代方案，转换元件C可以形成为将入射的放射线直接转换成电信号(电荷)的直接类型的转换元件。作为直接类型的转换元件C，可以给出主要由例如非晶态硒(a-Se)、砷化镓(GaAs)、磷化镓(GaP)、碘化铅(PbI)、碘化汞(HgI)、碲化镉(CdTe)或碲化镉锌(CdZnTe)等制成的转换元件。在这种情况下，不需要布置闪烁体325。

在图3所示的布置中，在向形成像素阵列112的表面的正交投影中，各列信号线Sig与像素PIX中的相应的一个的一部分重叠。虽然这种布置有利地增加像素PIX中的转换元件C的面积，但不利地增加列信号线Sig与转换元件C之间的电容耦合。当放射线入射到转换元件C时，电荷在转换元件C中蓄积，并且用作下电极的导电层318的电势变化，列信号线Sig的电势也由于列信号线Sig与转换元件C之间的电容耦合而变化。可以根据放射线图像拍摄装置210要求的规范适当地设计像素PIX与列信号线Sig之间的重叠。

下面将参照图4～9描述放射线图像拍摄系统200和放射线图像拍摄装置210的操作。放射线图像拍摄系统200的操作由计算机240控制。放射线图像拍摄装置210的操作在计算机240的控制下由处理器214控制。

图4是像素阵列112的简单等效电路图。在图4所示的布置中，像素阵列112包括3(行)×7(列)像素PIX。在本实施例中，多个像素PIX中的连接到栅极线GA、GB和GC的像素PIX被用作分别用于检测入射放射线的照射量的检测元件121、122和123。在本实施例中，检测元件121、122和123中的每一个可以具有与其他像素PIX相同的结构，并且形成形成放射线图像数据的信号。通过在照射期间也从检测元件121、122和123中的每一个读出信号，能够检测入射放射线的照射量并将其用于例如自动曝光控制(AEC)的操作。在图4所示的布置中，对3(行)×7(列)像素PIX中的每隔一行，设定检测元件。但是，在实际中，根据例如胸部区域的成像，可以在能够覆盖肺部的位置处对几百行中的约一行设定检测元件。可以如图4所示的那样存在仅一个检测元件或多个检测元件。在本实施例中，检测元件使用从多个像素PIX选择的像素PIX。但是，为了检测放射线的照射量，可以使用与像素PIX不同的专用检测元件。

图5是示出放射线图像拍摄装置210和放射线图像拍摄系统200的本实施例的比较例中的驱动方法的流程图。放射线图像拍摄装置可以通过执行一次在步骤S400中执行图像拍摄的图像拍摄操作来拍摄静止图像，或者可以通过多次重复执行步骤S400来拍摄运动图像。这里将描述步骤S400中的一次图像拍摄操作。

首先，在步骤S410中，进行图像拍摄准备。图像拍摄准备可以包括例如图像拍摄部分的设定、放射线照射条件的设定以及用于执行自动曝光控制(AEC)的关注区域或曝光信息的设定等。例如，可以由用户通过计算机240的输入设备设定它们。曝光信息的设定可以是一个关注区域中的目标曝光量的设定。作为替代方案，曝光信息的设定可以是多个关注区域中的曝光量的最大值或平均值。作为替代方案，曝光信息的设定可以是多个关注区域中的曝光量的最大值和最小值之间的差或比率。作为替代方案，可以基于图像拍摄部分或放射线照射条件(照射能量)决定曝光信息的设定。根据曝光信息的设定，决定放射线剂量的阈值，放射线剂量的阈值用于在处理器214中决定通过放射线源230停止放射线发射的定时。

在图像拍摄准备之后，处理迁移到步骤S412。在步骤S412中，处理器214重复地复位图像拍摄单元212，直到开始经由被检体从放射线源230到放射线图像拍摄装置210的放射线照射为止。更具体地说，处理器214使图像拍摄单元212的驱动器114和读出单元113中的每一个重复地执行复位各个像素PIX的复位操作。在步骤S414中，确定是否输入了来自用户的曝光请求。如果确定通过曝光请求的输入开始放射线照射，则复位操作结束，并且处理前进到步骤S417。如果确定没有接收到照射请求而不开始放射线发射，则处理返回到步骤S412。在复位操作期间，驱动器114以活动电平依次驱动供给到像素阵列112的栅极线G1、GA、G2、GB、G3、GC和G4的驱动信号Vg，并去除在各个转换元件C中蓄积的暗电荷。在复位操作中，活动电平处的复位脉冲被供给到集成放大器105的复位开关，从而将列信号线Sig复位到基准电势。在本说明书中，暗电荷指的是由于例如即使没有放射线入射到转换元件C也产生的暗电流等导致的电荷。

然后，当用户接通曝光开关时，处理前进到步骤S417。基于例如从照射控制器220经由计算机240供给的开始通知，处理器214可以识别来自放射线源230的放射线发射的开始。可以设置通过开始放射线照射来检测流过像素阵列112的偏置线Bs或列信号线Sig等的电流的检测电路。处理器214可以基于检测电路的输出识别来自放射线源230的放射线发射的开始。在识别到来自放射线源230的放射线发射的开始时，图像拍摄操作从步骤S417前进到步骤S418。

在步骤S418中，读出单元113逐行电连接形成像素阵列112的多个像素PIX中的、分别用于检测放射线的照射量的检测元件121～123的各个开关SW。更具体地说，驱动器114以活动电平依次驱动供给到像素阵列112的栅极线GA～GC的驱动信号VgA～VgC。当驱动信号VgA～VgC被设定于活动电平时，检测元件121～123的各个开关SW被电连接并依次接通。因此，通过放射线照射在转换元件C中蓄积的电荷经由列信号线Sig被读出到读出单元113。注意，开关SW被接通的顺序可以根据关注区域被设定。开关SW可例如从设定于放射线检测面板的边缘处的检测元件起被依次接通。例如，执行以栅极线GA→GB→GC的顺序将驱动信号VgA、VgB和VgC设定于活动电平并且以检测元件121、122和123的顺序重复地读出信号的、用于检测放射线的照射量的读出操作。

在步骤S420中，如果从检测元件121～123中的每一个检测的放射线的照射量的蓄积值小于根据曝光信息的设定预设的放射线剂量的阈值，则重复步骤S418。在步骤S420中，如果放射线的照射量的蓄积值超过根据曝光信息的设定预设的放射线剂量的阈值，则处理前进到处理器214输出用于停止放射线照射的照射停止信号的步骤S422。照射停止信号被供给到照射控制器220，照射控制器220根据照射停止信号向放射线源230发送照射停止指令。当放射线照射停止时，处理前进到步骤S424，在步骤S424中，为了产生放射线图像数据，处理器214从各像素PIX读出通过放射线照射产生的电荷。

为了阐明本实施例的放射线图像拍摄装置210和放射线图像拍摄系统200的有用性，下面将参照图6描述比较例。图6是示出放射线图像拍摄装置210的驱动方法的比较例中的驱动方法的定时图。图6在从步骤S412到步骤S424的各个驱动状态下示出施加到栅极线G的驱动信号Vg以及作为从检测元件121～123中的每一个读出的电荷量的电荷信息。图6还示出从检测元件121～123之中的检测元件121的电荷信息获得的入射放射线的照射量的蓄积值。

如果驱动信号Vg处于HI电平，则各个像素PIX的开关SW电连接并接通。在步骤S412中，图像拍摄单元212的像素PIX和检测元件121～123对于各行依次地执行重复复位的复位操作。然后，考虑这样一种情况，即，通过用户操作曝光开关的曝光请求信号，处理迁移到用于曝光控制的驱动。这里的用于曝光控制的驱动指的是用于检测放射线的照射量的读出操作，读出操作对于自动曝光控制(AEC)逐行地重复地读出来自检测元件121～123中的每一个的信号。当通过接通曝光开关输入曝光请求时，如在时段T2中那样，通过将驱动信号VgA、VgB和VgC依次设定于HI电平，检测元件121～123的开关SW电连接(接通)。并且，读出单元113被同时驱动，从而获得电荷信息项A～C。这些电荷信息项包括从放射线转换为光并由转换元件C产生的信号成分La～Lc以及入射放射线的照射量的运算所不需要的转换元件C的暗电荷成分Da～Dc和Da′～Dc′。

进一步关注暗电荷成分，在时段T2a中读出的暗电荷成分Da的量和在时段T2b中读出的暗电荷成分Da′的量是不同的。在时段T1中所执行的复位操作中，设T11是所有像素PIX和检测元件121～123中的每一个从一次复位的开始到下一次复位的开始的时间。另一方面，设T12是通过曝光请求照射放射线时在检测元件121～123中的每一个中从读出的开始到下一个读出的开始的时间。在时段T2中，以高速仅驱动布置了所选择的检测元件121～123的行，因此时间T11≥时间T12成立。在这种情况下，例如，从通过栅极线GA的开关SW的复位操作中的最后复位的开始到读出操作中的第一信号读出的开始的时间与到读出操作中的第二或后续信号读出的开始的时间是不同的。因此，从最后复位到第一信号读出所蓄积的暗电荷成分Da的量与直到第二或随后的信号读出为止所蓄积的暗电荷成分Da′的量是不同的，由此，暗电荷成分的量Da≥暗电荷成分的量Da′成立。因此，如果例如在紧挨着曝光之前的时段T2a中读出暗电荷成分并且为了校正从在时段T2b中读出的电荷信息减去所述暗电荷成分，则通过放射线照射产生的电荷成分也会丢失。由于暗电荷成分的量Da～Dc不同，因此，例如，如果每次拍摄放射线图像时选择检测元件121～123中的不同检测元件，则实际发射的放射线的照射量会变化。

为了抑制如上所述的暗电荷成分Da～Dc和Da′～Dc′的影响，将参照图7和图8描述本实施例中的放射线图像拍摄系统200和放射线图像拍摄装置210的驱动方法。图7和图8分别是示出放射线图像拍摄系统200和放射线图像拍摄装置210的驱动方法的流程图和定时图。在图7的流程图中，步骤S412和步骤S414与在上述的图5中相同，因此将省略其描述。在本实施例中，当输入来自用户的曝光请求时，处理在开始放射线照射的步骤S417之前前进到步骤S416。在步骤S416中，在时段T3中，根据曝光请求执行将连接到栅极线GA～GC的检测元件121～123复位的复位操作。复位操作被控制，使得所有检测元件121～123被复位至少一次。此时，除检测元件121～123之外的像素PIX不被复位，从而设定能够蓄积通过入射放射线产生的电荷的状态。并且，在复位操作之后，在用于检测入射放射线的照射量的读出操作之前，在曝光请求和放射线照射之间的时间中，可以读出用于校正电荷信息的暗电荷成分。换句话说，在读出暗电荷成分之后，照射控制器220可以向放射线源230提供照射指令。在图8所示的布置中，在时段T3中执行检测元件121～123的复位操作，并且在时段T4中执行读出暗电荷成分的读出操作。在执行时段T4中的读出暗电荷成分的读出操作之后，处理器214迁移到执行从检测元件121～123中的每一个读出入射放射线的照射量的读出操作的步骤S418。根据检测放射线的照射量的步骤S418的开始，照射控制器220向放射线源230供给照射指令，从而用放射线照射放射线图像拍摄装置210。此时，在检测元件121～123中的每一个中，从复位的开始到暗电荷成分的读出的开始的时间T13可以与从暗电荷成分的读出的开始到用于检测照射量的第一读出的开始的时间T14彼此相等。并且，这些时间T13和T14可以与读出检测元件121～123中的每一个中的入射放射线的照射量的读出操作中的从一次信号读出的开始到下一读出的时间T15彼此相等。换句话说，一次复位检测元件121～123的所有像素中的每一个的复位操作所需的时间可以与一次从检测元件121～123的所有像素中的每一个读出信号的时间彼此相等。由于在时间T13、T14和T15中以高速仅驱动布置了所选择的检测元件121～123的行，因此作为复位所有像素PIX和检测元件121～123的周期的时间T11可以等于或长于时间T13、T14和T15。即，在时间T11、T13、T14和T15中，时间T11≥时间T13＝时间T14＝时间T15可以成立。

在检测来自检测元件121～123中的每一个的放射线的照射量之前，检测像素被复位。这使得能够减少由于一次复位所有像素PIX和检测元件121～123中的每一个所需要的时间T11与一次复位检测元件121～123中的每一个所需要的时间T13之间的时间差导致的暗电荷成分的差异。这使得能够提高检测入射放射线的照射量的精度。在时段T4中，还能够获得用于校正当在时段T5中获得剂量信息时重叠的暗电荷成分Da′～Dc′的量的暗电荷成分。通过基于作为在时段T5中获得的信号的电荷信息和作为在时段T4中获得的信号的暗电荷成分的量检测入射放射线的照射量，变得能够进一步提高检测的照射量的精度。

注意，如果在步骤S416在时段T3中多次重复检测元件121～123的复位操作，则可以在时间T13中重复该操作。与复位操作类似，如果在时段T4中多次重复暗电荷成分的读出，则可以在时间T14中重复读出，并且获得的暗电荷成分可以被平均并且被用于用于校正暗电荷成分的数据。注意，在本实施例中，在用户的曝光请求和放射线照射之间的时间中，检测元件121～123中的每一个被复位一次，从而使得执行复位操作的时段T3的长度等于时间T13的长度。类似地，从检测元件121～123中的每一个读出暗电荷成分一次，从而使得执行暗电荷成分的读出操作的时段T4的长度变得等于时间T14的长度。

然后，在步骤S418中，处理器214从作为从检测元件121～123中的每一个输出的信号的电荷信息计算入射放射线的照射量的蓄积值。此时，输入到处理器214的信号可以包括像素阵列112和读出单元113中的偏移变化或增益变化。为了应对这点，可以在对从检测元件121～123输出的信号进行积分之前，对各列信号线Sig执行偏移校正或增益校正。这使得能够执行更高精度的曝光控制。

然后，在步骤S420中，处理器214基于检测的放射线的照射量的蓄积值确定是否停止放射线照射。更具体地说，处理器214确定所述照射量的蓄积值是否超过预设的阈值，并且，如果处理器214确定蓄积值超过阈值，则处理转移到步骤S422。在步骤S422中，处理器214输出用于停止来自放射线源230的放射线发射的照射停止信号。根据所述照射停止信号，照射控制器220向放射线源230发送停止指令，并且放射线源230根据停止指令停止放射线发射。因此，适当地控制曝光量。

当停止放射线照射时，处理前进到步骤S424，在步骤S424中，执行从布置在图像拍摄单元212中的各像素PIX读出用于生成放射线图像的图像信号的读出操作。在步骤S424中，处理器214使驱动器114和读出单元113中的每一个执行读出操作。在对图像信号的读出操作中，驱动器114以活动电平依次驱动供给到像素阵列112的各栅极线G的驱动信号Vg。然后，读出单元113经由多个列信号线Sig读出在转换元件C中蓄积的电荷，并且经由多路复用器108、缓冲器109和AD转换器110将它们作为放射线图像数据输出到计算机240。

读出图像信号的步骤S424可以包括用于校正诸如包含于图像信号中的暗电荷的偏移成分的驱动。例如，如在图8所示的布置中那样，当在时段T7中读出图像信号之后，执行复位各个像素PIX的复位操作。可以在所有像素PIX和检测元件121～123上执行该复位操作。所有像素PIX和检测元件121～123被复位的时间可以等于时间T11。随后，在时段T18期间，像素PIX的偏移成分被蓄积，并在时段T9中从各个像素PIX被读出。虽然在时段T7中读出的图像信号包括由放射线照射产生的信号和偏移成分，但是在时段T9中读出的数据仅包括偏移成分。因此，基于在时段T7中获得的信号和在时段T9中获得的信号，获得用于产生放射线图像的信号。更具体地说，通过从在时段T7中获得的信号减去在时段T9中获得的信号来执行校正。注意，设T16是从时段T1所示的像素PIX和检测元件121～123的复位操作中的最后复位的开始到用于读出图像信号的读出操作中的信号读出的开始的时间。另外，设T18是从在图像信号的读出操作之后执行的复位操作中的最后复位的开始到偏移成分的读出操作中的信号读出的开始的时间。为了更准确地校正像素PIX的偏移成分，可以使得时间T16和时间T18彼此相等。

下面，将参照图9，描述减少当在步骤S418中从检测元件121～123中的每一个读出信号时由于列信号线Sig与转换元件C中的相应的一个之间的电容耦合导致的各列信号线Sig的电势变化的影响的方法。图9是示出图8所示的定时图的修改的定时图。与上面图8中所描述的定时图中一样，根据来自用户的曝光请求，在时段T3中执行检测元件121～123的复位操作，在时段T4中执行读出暗电荷成分的读出操作。随后，当开始放射线曝光时，通过列信号线Sig与转换元件C之间的电容耦合，出现即使相应的开关SW未接通(电连接)也改变列信号线Sig的电势的作为噪声成分的串扰。与暗电荷成分类似，当对入射放射线的剂量的蓄积值进行积分时，不需要串扰成分，从而要求校正。不管开关SW是ON还是OFF，都产生该串扰成分。因此，除了通过接通检测元件121～123中的每一个的开关SW来用读出单元113从列信号线Sig读出信号的读出操作之外，通过关断检测元件121～123中的每一个中的开关SW来从列信号线Sig读出信号。即，在从检测元件121～123读出信号之后并且在读出下一个信号之前，处理器214执行读出将从检测元件121～123输出的信号传送到读出单元131的列信号线Sig的噪声成分的读出操作。除了在获得通过放射线产生的剂量信息时有效的信号La以外，通过接通开关SW读出的信号包括暗电荷成分Da′和串扰成分Cta的量。另一方面，通过关断开关SW读出的信号仅包含Cta。为了仅提取信号La，可以从通过接通开关SW读出的信号减去在放射线照射之前读出的暗电荷成分Da′和当关断开关SW时获得的串扰成分Cta的量。即，通过基于在时段T5中的读出操作中获得的信号、通过在时段T4中获得的暗电荷成分的信号和用作噪声成分的串扰成分获得剂量信息，变得能够进一步提高放射线剂量信息的精度。

在图8和图9中的每一个所示的布置中，已示出在紧挨着放射线照射之前执行检测元件121～123的复位操作和读出用于校正暗电荷成分的数据的读出操作的方法。但是，本发明不限于此，并且，可以事先获得用于校正检测元件121～123的暗电荷成分的数据。在这种情况下，首先执行复位操作，并然后获得用于校正暗电荷成分的数据。并且，在这种情况下，使得从复位操作中的复位的开始到用于校正暗电荷成分的数据的读出的开始的时间与作为用于检测入射放射线的剂量的周期的时间T15彼此相等。

在本实施例中，分别用于检测放射线的照射量的检测元件121～123选自布置在图像拍摄单元212的像素阵列112中的多个像素PIX，并且被使用。但是，为了检测放射线的照射量，可以使用与像素PIX不同的专用检测元件。并且，在使用专用检测元件的情况下，可以在输入来自用户的曝光请求之前执行重复地复位各检测元件的复位操作。虽然多个检测元件被依次复位，但是，即使在扫描中途输入曝光请求，也根据曝光请求执行在时段T3中复位所有检测元件至少一次的操作。当在时段T3中执行复位操作之后，检测入射放射线的照射量。这使得能够如以上的描述那样使得从各检测元件输出的暗电荷成分的量彼此相等并且提高检测的照射量的精度。如以上的描述那样，读出暗电荷成分的时段T4可以被设置在执行复位操作的时段T3与检测放射线的照射量的时段T5之间。在时段T4中，通过获得用于校正当在时段T5中获得剂量信息时重叠的暗电荷成分的暗电荷成分，能够提高检测的放射线的照射量的精度。

当经由网络或存储介质向系统或装置供给用于实现以上的实施例的一种或更多种功能的程序时，可以实现本发明，并且，系统或装置的计算机中的一个或更多个处理器读出并执行程序。另外，也可以通过用于实现一种或更多种功能的电路(例如，ASIC)实现本发明。

本发明不限于以上的实施例，并且，可以在本发明的精神和范围内提出各种变化和修改。因此，为使公众了解本发明的范围，提出所附的权利要求。

本申请要求在2016年4月18日提交的日本专利申请No.2016-083124的权益，在这里通过引用并入其全部内容。

Claims

1.一种放射线图像拍摄装置，包括：

图像拍摄单元，所述图像拍摄单元包括多个像素并且被配置为拍摄放射线图像，所述多个像素的一部分像素被用作检测元件，所述检测元件被配置为检测放射线，以用于与获得放射线图像分开地获得入射在放射线图像拍摄装置上的照射的放射线的蓄积值，以及

处理器，所述处理器被配置为基于来自所述多个像素的所述一部分像素的信号计算照射的放射线的蓄积值，

其中，所述处理器：

在接收到来自用户的曝光请求之前执行重复地复位所述多个像素的第二复位操作；

根据曝光请求执行复位所述多个像素的所述一部分像素的第一复位操作，其中所述多个像素中的除了所述多个像素的所述一部分像素之外的像素不被复位；以及

在复位所述多个像素的所述一部分像素的第一复位操作之后基于来自所述多个像素的所述一部分像素的信号计算照射的放射线的蓄积值。

2.根据权利要求1所述的放射线图像拍摄装置，其中，图像拍摄单元包括布置有所述多个像素的像素阵列。

3.根据权利要求1所述的放射线图像拍摄装置，其中，放射线图像拍摄装置执行第一读出操作，以用于通过重复地从所述多个像素的所述一部分像素读出信号来计算照射的放射线的蓄积值，以及

从第一复位操作中的复位的开始到第一读出操作中的第一信号读出的开始的时间与在第一读出操作中从自所述多个像素的所述一部分像素的信号读出的开始到下一读出的开始的时间相同。

4.根据权利要求1所述的放射线图像拍摄装置，其中，放射线图像拍摄装置：

在曝光请求与放射线照射之间并且在第一复位操作之后的时间，执行从所述多个像素的所述一部分像素读出信号的第二读出操作，

在第二读出操作之后，执行通过重复地从所述多个像素的所述一部分像素读出信号来检测照射的放射线的量的第一读出操作，和

基于通过第一读出操作获得的信号和通过第二读出操作获得的信号检测照射的放射线的量。

5.根据权利要求4所述的放射线图像拍摄装置，其中，

从第一复位操作中的复位的开始到第二读出操作中的信号读出的开始的时间、从第二读出操作中的信号读出的开始到第一读出操作中的第一信号读出的开始的时间、以及在第一读出操作中从自所述多个像素的所述一部分像素的信号读出的开始到下一读出的开始的时间彼此相等。

6.根据权利要求4所述的放射线图像拍摄装置，其中，在第一读出操作中在从所述多个像素的所述一部分像素读出信号之后并且在读出下一信号之前，

放射线图像拍摄装置：

执行读出传送从所述多个像素的所述一部分像素输出的信号的信号线的噪声成分的第三读出操作，并且

基于通过第一读出操作获得的信号、通过第二读出操作获得的信号、以及所述噪声成分检测照射的放射线的量。

7.根据权利要求3所述的放射线图像拍摄装置，其中，在重复地复位所述多个像素的第二复位操作中从复位的开始到下一复位的开始的时间不短于在第一读出操作中从信号读出的开始到下一读出的开始的时间。

8.根据权利要求1所述的放射线图像拍摄装置，其中，基于检测的照射的放射线的量，输出用于使放射线照射停止的照射停止信号。

9.根据权利要求7所述的放射线图像拍摄装置，其中，

(i)放射线图像拍摄装置：

基于照射的放射线的蓄积值，输出用于使放射线照射停止的照射停止信号，并且在使第一读出操作停止之后，

执行从图像拍摄单元读出信号的第三读出操作，

在第三读出操作之后，执行复位图像拍摄单元的第三复位操作，以及，

在复位图像拍摄单元的第三复位操作之后，执行从图像拍摄单元读出信号的第四读出操作，

(ii)基于通过第三读出操作获得的信号和通过第四读出操作获得的信号，获得放射线图像，并且

(iii)从重复地复位图像拍摄单元的第二复位操作中的最后复位的开始到第三读出操作中的信号读出的开始的时间与从复位图像拍摄单元的第三复位操作中的复位的开始到第四读出操作中的信号读出的开始的时间相同。

10.一种放射线图像拍摄系统，包括：

根据权利要求1～9中的任一项所述的放射线图像拍摄装置；被配置为执行放射线照射的放射线源；以及，被配置为控制放射线照射的照射控制器，

其中，照射控制器根据放射线的照射量的检测的开始使放射线源执行向放射线图像拍摄装置的放射线照射。

11.一种放射线图像拍摄系统，包括：

根据权利要求8或9所述的放射线图像拍摄装置；被配置为执行放射线照射的放射线源；以及，被配置为控制放射线照射的照射控制器，

其中，照射控制器：

根据放射线的照射量的检测的开始使放射线源执行向放射线图像拍摄装置的放射线照射，并且

根据照射停止信号使从放射线源向放射线图像拍摄装置的放射线照射停止。

12.一种用于控制放射线图像拍摄装置的控制方法，放射线图像拍摄装置包括图像拍摄单元，所述图像拍摄单元包括多个像素并且被配置为拍摄放射线图像，所述多个像素的一部分像素被用作检测元件，所述检测元件被配置为检测放射线，以用于与获得放射线图像分开地获得入射在放射线图像拍摄装置上的照射的放射线的蓄积值，其中

所述方法包括：

在接收到来自用户的曝光请求之前重复地复位所述多个像素；

根据曝光请求复位所述多个像素的所述一部分像素，其中所述多个像素中的除了所述多个像素的所述一部分像素之外的像素不被复位；以及

在复位所述多个像素的所述一部分像素之后基于来自所述多个像素的所述一部分像素的信号计算入射在放射线图像拍摄装置上的放射线的蓄积值。