CN109758169A

CN109758169A - 放射线成像装置

Info

Publication number: CN109758169A
Application number: CN201811300190.3A
Authority: CN
Inventors: 大藤将人; 渡边实; 藤吉健太郎; 佐藤翔
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2017-11-10
Filing date: 2018-11-02
Publication date: 2019-05-17
Anticipated expiration: 2038-11-02
Also published as: CN109758169B; JP7045834B2; US20190146103A1; US10914849B2; JP2019091969A

Abstract

公开了放射线成像装置。放射线成像装置包括：像素部分，其中多个像素以矩阵形式被布置，每个像素包括被配置成将放射线转换成电荷的转换元件；驱动电路，被配置成驱动多条驱动线；以及处理单元，被配置成处理来自像素部分的信号。驱动电路执行其中所述多个像素的转换元件被重复地复位的复位操作。像素部分包括其中像素已被划分成多个组的行。所述多个组的转换元件在复位操作中在不同的定时处被复位，并且处理单元通过使用另一个组的像素的信号来校正具有由复位操作造成的数据缺陷的组的像素的信号。

Description

放射线成像装置

技术领域

本发明涉及用于静止图像捕获(诸如一般成像)和移动图像捕获(诸如医疗诊断中的荧光透视)的放射线成像装置。

背景技术

作为用于医疗图像诊断和使用放射线的非破坏性检查的成像装置，使用平板检测器(下文中简称为FPD)的放射线成像装置是普遍的。当放射线生成装置和放射线成像装置彼此物理连接以进行同步时，放射线成像装置的安装位置和使用位置受到限制。如果放射线成像装置被布置成使得装置本身可以检测放射线照射的开始和结束，那么将不需要上面提到的连接，并且将能够在各种位置使用放射线成像装置。

在日本专利特许公开第2012-191599号中公开的装置中，执行复位操作，以通过周期性地将开关元件设置为导通状态来放电在传感器中累积的电荷，使得由于暗电流引起的电荷在直到放射线照射开始为止的判定时段期间将不会在传感器中累积。在复位操作时执行放射线照射的情况下，如果放射线成像装置从放射线照射开始时起花时间检测放射线照射的开始，那么像素中生成的有效电荷中的一些将泄漏到信号线，并且这可以造成数据缺陷。这在由放射线成像装置取得的图像中生成线缺陷。如果直到检测为止的时间进一步延长，那么线缺陷会进一步扩展为带状。

在日本专利特许公开第2012-191599号中，通过指定其中出现线缺陷的范围来校正(恢复)放射线成像装置的像素值，其中指定范围是通过基于行方向(栅极线方向)上的像素值的平均值来分析列方向(信号方向)上每个像素值的轮廓(profile)来实现的。但是，在列方向上的轮廓的分析阶段中，如果由于数据缺陷而生成的线缺陷与像素值的轮廓的实际变化不能被彼此区分，那么会存在不能适当地校正线缺陷的情况。因此，会在校正后的图像上生成伪像。

发明内容

考虑到上述情况而做出了本发明，并且本发明提供了一种有利于减少由放射线成像装置捕获的图像中包括的伪像的技术。

根据本发明的一方面，本发明提供了一种放射线成像装置，该装置包括：像素部分，其中多个像素被以矩阵形式布置，每个像素包括被配置成将放射线转换成电荷并累积电荷的转换元件和将转换元件连接到信号线的开关元件；驱动电路，被配置成驱动多条驱动线；以及处理单元，被配置成处理来自像素部分的信号，其中，所述多个像素中的每个像素的开关元件的控制端子被连接到所述多条驱动线中的任一条，驱动电路执行其中所述多个像素的转换元件被重复地复位直到放射线照射被检测到为止的复位操作，在检测到放射线照射时停止复位操作，使转换元件累积电荷，并且随后使转换元件输出与累积的电荷的量对应的信号，像素部分包括其中像素已被划分成多个组的行，并且所述多个组中的转换元件在复位操作中在不同的定时处被复位，并且处理单元通过使用另一个组的像素的信号来校正具有由复位操作造成的数据缺陷的组的像素的信号。

参考附图，根据示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得清楚。

附图说明

图1是放射线成像系统的布置的框图；

图2是成像装置的电路图；

图3是图示放射线成像装置的控制方法的流程图；

图4是示出放射线成像装置的控制方法的时序图；

图5A和图5B分别是示出表示校正前的像素值的二维图像的视图和表示校正前后的像素值的视图；

图6A至图6D是当被检体布置在像素部分上时取得的像素值轮廓图；

图7A和图7B分别是示出表示校正前的像素值的二维图像的视图和表示校正前后的像素值的视图；

图8是示出放射线成像装置的控制方法的时序图；

图9A和图9B分别是示出表示校正前的像素值的二维图像的视图和表示校正前后的像素值的视图；

图10是成像装置的一部分的电路图；

图11是成像装置的电路图；

图12是示出放射线成像装置的控制方法的时序图；

图13A是示出表示校正前的像素值的二维图像的视图；

图13B和图13C是各自示出校正方法的视图；

图14A是示出表示校正前的像素值的二维图像的视图；

图14B至图14D是示出校正方法的视图；

图15A和图15B分别是示出驱动线的驱动定时的时序图和示出校正方法的视图；

图16A和图16B分别是示出驱动线的驱动定时的时序图和示出校正方法的视图；

图17是成像装置的电路图；

图18是示出校正方法的视图；以及

图19是示出放射线成像系统的布置的框图。

具体实施方式

以下将描述可以应用本发明的实施例。要注意的是，根据本发明的放射线不仅可以包括作为由放射性衰变发射的粒子(包括光子)生成的射束的α射线、β射线和γ射线，而且还可以包括其能量等于或高于这些射束的能量的射束，例如，X射线、粒子束和宇宙射线。

(第一实施例)

图1是示出可以应用本发明的放射线成像系统的布置的示例的框图。放射线成像系统包括放射线生成装置201、放射线控制装置202、处理单元206和放射线成像装置203。放射线成像装置203包括二维检测单元205、驱动控制单元204和检测单元1001。处理单元206包括校正系数取得单元207和图像校正单元208。

放射线控制装置202控制由放射线生成装置201执行的放射线照射。放射线生成装置201在放射线控制装置202的控制下用放射线经由被检体照射(曝光)放射线成像装置203。二维检测单元205是其中放射线检测元件以Y行和X列的矩阵二维排列的传感器，并且二维检测单元在驱动控制单元204的控制下向处理单元206输出与检测到的放射线照射对应的图像信息。稍后将参考图2详细描述二维检测单元205的布置。校正系数取得单元207基于从二维检测单元205输入的图像信息来计算校正系数并且向图像校正单元208输出所取得的校正系数。图像校正单元208使用从校正系数取得单元207输入的校正系数来校正从二维检测单元205输入的图像信息。检测单元1001检测放射线照射操作的开始和结束，并向驱动控制单元204输出指示出放射线照射的信号。驱动控制单元204通过预先从处理单元206请求的驱动方法来控制二维检测单元205的操作，并且基于从检测单元1001输出的指示出放射线照射的信号来改变二维检测单元205的驱动方法。因此，放射线成像装置203可以在不连接到放射线控制装置202的情况下执行成像。

图2是示出二维检测单元205的布置的示例的电路图。二维检测单元205包括驱动电路(移位寄存器)114、像素部分112、偏置电源单元103、读出电路113、输出缓冲放大器109和模拟/数字(A/D)转换器110。二维检测单元205是其中放射线检测像素100以二维矩阵排列的传感器，并且二维检测单元通过检测放射线来输出图像信息。虽然为了描述方便起见，在图2的像素部分112中仅示出了一些像素100，但是实际的二维检测单元205可以具有更多像素并且在17×17英寸的二维检测单元的情况下可以具有2800行×2800列像素。像素部分112包括行，其中布置在行中的多个像素被划分为多个组。属于不同行的组包括在不同定时处被复位的像素。在这里，为了描述方便起见，布置在行中的像素被划分为两个组，并且属于这两个组的像素分别被称为用于成像的像素100a和用于校正的像素100b。用于成像的像素100a以二维矩阵布置从而形成要用于诊断的图像，并且用于校正的像素100b以分散的方式布置从而通过一种方法(稍后描述)校正用于成像的相应像素100a的成像和像素值。在这个实施例中，假设如图2中所示在各行中用于成像的像素100a和用于校正的像素100b形成Y行和X列的二维矩阵，并且假设每行包括至少一个用于校正的像素100b。为了描述方便起见，假设对于每一行，属于第S列的像素将是用于校正的像素100b并且属于其它列的像素将是用于成像的像素100a。但是，可以采用其它布置(诸如针对每行改变其中布置用于校正的像素100b的列等)。用于成像的像素100a和用于校正的像素100b在下文中将统称为像素100。

每个像素100包括将放射线或光转换成电荷的转换元件102以及输出与转换元件的电荷对应的电信号的开关元件101。转换元件102是间接或直接转换元件，并将接收到的放射线转换成电荷。间接转换元件包括将放射线转换成光的波长转换器和将光转换成电荷的光电转换元件。直接转换元件直接将放射线转换成电荷。作为将接收到的光转换成电荷的光电转换元件，能够使用布置在诸如玻璃基板等之类的绝缘基板上的主要由非晶硅制成的MIS光电二极管。光电转换元件也可以是PIN光电二极管。

作为每个开关元件101，可以使用包括控制端子和两个主端子的晶体管。能够将薄膜晶体管(TFT)用于开关元件。每个转换元件102的一个电极电连接到开关元件101的两个主端子中的一个，并且另一个电极经由共用偏置线Bs电连接到偏置电源单元103。偏置电源单元103将偏置电压Vs供给偏置线Bs。属于第0行的用于成像的像素100a和用于校正的像素100b的开关元件101的控制端子分别电连接到驱动线Vg(0)和Vg(1)。以相同的方式，属于第k行的用于成像的像素100a和用于校正的像素100b的开关元件101的控制端子分别电连接到线Vg(2k)和Vg(2k+1)。来自驱动电路114的驱动线Vg与相应行的组对应地布置。驱动电路114可以由移位寄存器形成。驱动电路114通过经由驱动线Vg(0)、Vg(1)、......中对应的一条向开关元件101供给驱动信号来控制每个开关元件101的导通状态。以相同的方式，属于第k列(k＝0至X-1)的用于成像的像素100a或用于校正的像素100b的每个开关元件101的一个主端子连接到转换元件102，并且另一个主端子电连接到信号线Sig(k)中对应的一条。当开关元件处于导通状态时，与相应转换元件的电荷对应的电信号经由信号线Sig(k)输出到读出电路113。信号线Sig(k)将从多个像素输出的电信号输出到读出电路113。

在读出电路113中，为每条信号线Sig(k)布置放大来自对应信号线的每个电信号的放大电路106。每个放大电路106包括积分放大器105、可变增益放大器104以及采样和保持电路107。积分放大器105放大来自信号线的电信号。可变增益放大器104通过可变增益来放大来自积分放大器105的电信号。采样和保持电路107采样并保持由可变增益放大器104放大的电信号。积分放大器105包括放大来自信号线的电信号并输出放大的电信号的运算放大器121、积分电容器122以及复位开关123。积分放大器105可以通过改变积分电容器122的值来改变增益(放大因子)。在每列的运算放大器121中，反相输入端子连接到信号线，非反相输入端子连接到基准电压Vref的基准电源单元111，并且输出端子输出放大的电信号。基准电源单元111将基准电压Vref供给每个运算放大器121的非反相输入端子。积分电容器122布置在运算放大器121的反相输入端子和输出端子之间。采样和保持电路107包括采样开关124和采样电容器125。读出电路113还包括相应列的开关126和多路复用器108。多路复用器108顺序地将相应列的开关126设置为导通状态，以顺序地输出从相应放大电路106并行输出的信号，作为到输出缓冲放大器109的串行信号。输出缓冲放大器109对每个电信号进行阻抗转换并输出转换后的信号。模拟/数字(A/D)转换器110将从输出缓冲放大器109输出的每个模拟电信号转换成数字电信号，并将电信号作为图像信息输出到图1所示的处理单元206。

驱动电路114根据从图1的驱动控制单元204输入的控制信号D-CLK、OE和DIO向驱动线Vg(0)、Vg(1)....输出具有将开关元件改变为导通状态的导通(on-stage)电压和将开关元件改变为非导通状态的关断(off-stage)电压的驱动信号。这允许驱动电路114通过控制开关元件的导通状态和非导通状态来驱动像素部分112。控制信号D-CLK是被用作驱动电路114的移位寄存器的移位时钟。控制信号DIO是用作驱动电路114的移位寄存器的传送脉冲。控制信号OE是用作驱动电路114的移位寄存器的输出使能信号。驱动电路114通过上述信号设置驱动时间和扫描方向。驱动控制单元204将控制信号RC、SH和CLK输出到读出电路113，以控制读出电路113的相应部件的操作。控制信号RC是用于控制每个积分放大器105的复位开关123的操作的信号。控制信号SH是用于控制每个采样和保持电路107的采样开关124的信号。控制信号CLK是用于控制多路复用器108的操作的时钟信号。

图3是图示图1中所示的放射线成像系统的控制方法的流程图。图4是这个控制方法的时序图。在步骤S301中，驱动控制单元204判定是否已经开始放射线照射。当从放射线控制装置202输入指示出放射线照射操作的信号时，放射线生成装置201执行放射线照射。当从检测单元1001输入指示出放射线照射的信号时，驱动控制单元204判定放射线照射已经开始，并且处理前进到步骤S303。另一方面，如果未从检测单元输入指示出放射线照射的信号，那么驱动控制单元判定放射线照射尚未开始，并且处理前进到步骤S302。

在步骤S302中，像素部分112在驱动控制单元204的控制下执行复位像素100的转换元件中不必要的累积电荷的操作(以下称为空读取(dummy read))。在本发明中，用于成像的像素100a和用于校正的像素100b在不同的定时处按以下方式复位。如图4中所示，首先，将驱动线Vg(0)设置为导通电压达预定时段，并且在属于第0行的每个用于成像的像素100a的转换元件中执行复位由暗电流造成的不必要的累积电荷的操作。随后，处理返回到步骤S301。接下来，当处理前进到步骤S302时，将驱动线Vg(2)设置为导通电压达预定时段，并且执行属于第1行的每个用于成像的像素100a的转换元件的复位操作，并且处理返回到步骤S301。通过重复这些处理直到驱动线Vg(2Y-2)为止，完成从初始第0行到最后第(Y-1)行的用于成像的像素100a的空读取。在随后的步骤S302中，驱动线Vg(1)、Vg(3)、...、Vg(2Y-1)被顺序地设置为导通电压达预定时段，并且完成从初始第0行到最后第(Y-1)行的用于校正的像素100b的空读取。用于成像的像素的空读取和用于校正的像素的空读取被重复执行，直到判定放射线照射的开始为止。

当在步骤S301中判定了放射线照射的开始时，停止空读取，并且处理前进到步骤S303。在这个实施例中，假设如图4中所示，在从放射线照射实际开始起延迟时段T的情况下判定放射线照射的开始，并且在这个时段期间继续空读取操作。在这里，假设在时段T期间将驱动线Vg(2N-4)、Vg(2N-2)和Vg(2N)顺序地设置为导通电压达预定时段。在相应的第(N-2)、第(N-1)和第N行的用于成像的像素100a的转换元件中累积的有效电荷中的一些(其应当作为图像数据被实际读取)可能泄漏到对应的信号线Sig(k)，并且这可能造成随后要读出的图像数据部分地有缺陷。另一方面，由于未执行从第(N-2)行到第N行的用于校正的像素100b的空读取，因此电荷不会泄漏。放射线成像装置可以根据已经判定放射线照射开始直到根据放射线照射开始做出开始判定为止的定时来判定已经被空读取的行或像素组的范围。例如，由于放射线成像装置可以根据判定放射线照射开始的定时指定其复位操作已经停止的像素行或组，因此已经被空读取的时间范围或预定的行计数或组可以根据复位操作的速度和放射线的强度模式来判定。可替代地，放射线成像装置可以通过根据从用于成像的像素读出的信号值与从用于校正的像素读出的信号值之间的差异判定是否存在信号值缺陷来判定校正范围。在这种情况下，可以通过将信号值差异与阈值进行比较来判定具有缺陷的组。

在步骤S303中，驱动控制单元204判定放射线照射是否已经结束。例如，驱动控制单元204可以在从判定放射线照射的开始时起经过预定时间(放射线照射时段)之后判定放射线照射的结束。当来自检测单元1001的指示出放射线照射的信号的输入已经停止时，驱动控制单元204也可以判定放射线照射已经结束。如果放射线照射已结束，那么处理前进到步骤S305。否则，处理前进到步骤S304。

在步骤S304中，像素部分112在驱动控制单元204的控制下执行电荷累积操作。如图4中所示，将所有驱动线Vg(0)至Vg(2Y-1)设置为关断电压，以将所有像素的开关元件改变为非导通状态，并且与放射线照射对应的电荷累积在转换元件中。随后，处理返回到步骤S303。

在步骤S305中，像素部分112在驱动控制单元204的控制下执行读出与放射线照射对应的像素信号的操作(以下称为主读取(main read))。在主读取操作中，驱动线Vg(0)、Vg(1)、Vg(2)、Vg(3)、......被顺序地设置为导通电压。因此，电信号以(第0行的用于成像的像素)、(第0行的用于校正的像素)、(第1行的用于成像的像素)、(第1行的用于校正的像素)......的顺序输出到对应的信号线Sig(k)。A/D转换器110将每个像素的像素值输出到处理单元206。

在如图5A中所示已经被读出的校正前二维图像中，由于在除其上布置有用于校正的像素的第S列和第(N-2)行至第N行之外的用于成像的像素100a中，第(N-2)行至第N行的有效电荷中的一些已经丢失，因此每个像素值z相应地减小。像素值z具有高值，这是因为在每个用于校正的像素100b中没有丢失电荷。图5B示出了在校正之前和校正之后的x列和第N行的像素值z(x,N)的行方向图。在本发明中，任意位置x的像素值z(x,N)可以通过参考(作为基准)同一行的第S列中布置的用于校正的像素的像素值z(S,N)来校正。作为最简单的校正方法，可以执行校正，使得在校正之后取得的用于成像的像素的像素值(除第S列的像素值之外)的平均值对于每一行将匹配校正之前取得的用于校正的像素的像素值z(S,N)。即，在第N行中，第x列的像素值z(x,N)和除第S列的像素之外的所有像素(用于成像的像素)的像素值的平均值<z(x,N)>被用于通过下式取得校正之后的像素值z'(x,N)

z'(x,N)＝z(x,N)×{z(S,N)/<z(x,N)>}...(1)

在第N行上第S列之前和之后的预定数量的列的像素值可以被用于取得平均值。用于成像的每个像素的像素值被用于校正的像素的像素值校正。可以基于来自用于成像的像素和用于校正的像素的电信号来形成整个图像。

作为另一种校正方法，能够通过使用从对像素值z(S,N)和其相邻像素的像素值求平均取得的平均值代替作为用于校正的像素的值的一个像素的像素值z(S,N)来执行校正，以抑制各种噪声的影响。例如，在这种情况下，来自第(N+1)行和后续行的用于校正的像素和用于成像的像素(其电荷尚未丢失)可以被用作相邻像素。此外，在用于校正的像素布置在除第S列之外的列中的情况下(如稍后将描述的)，这些像素可以被用作相邻像素以执行校正。在校正其它行(第(N-1)行等)时，可以执行与针对上述第N行执行的校正相同的校正以校正每一行。

通过执行线缺陷校正，能够减少伪像。当在像素值的轮廓在列方向上改变的区域附近生成线缺陷时，也能够执行校正。假设被检体800已经布置在像素部分112上，如图6A中所示。在没有生成线缺陷的情况下，列方向上的像素值z(x,y)的轮廓以图6B中所示的方式在被检体的边缘附近变化很大。现在，如图6C中所示，假设在上述边缘附近的区域的空读取操作期间执行放射线照射时已经生成带状线缺陷。当这要被校正时，可能难以通过使用从像素值的行方向轮廓指定已生成线缺陷的区域的方法来区分实际像素值轮廓的变化。取决于诸如被检体的边缘和已经生成线缺陷的区域之间的位置关系、轮廓的步长量、数据缺陷生成量等之类的条件，难以区分实际像素值轮廓的变化状态与由数据缺陷生成的线缺陷的状态。即使可以区分两种状态，在计算用于线缺陷的校正计算的每种类型的系数(诸如用于线性近似线缺陷附近的每个像素值的截距和梯度等)时也会出现误差。因此，存在在校正后的图像中将生成伪像的可能性。另一方面，根据本发明的方法，由于用于校正的像素的像素值不受数据缺陷的影响，如图6D中点线所指示的，因此在用于成像的像素中生成的线缺陷可以基于用于校正的像素的像素值来校正。此外，即使在上述时段T非常长并且处于将在用于校正的像素的数据中生成数据缺陷的状态的情况下，也可以取得具有不同数据缺陷程度的两种类型的轮廓，这是因为用于成像的像素和用于校正的像素在时间上彼此分开。通过适当地分析这些轮廓，能够估计数据缺陷的生成区域和生成量。在任何情况下，都能够适当地校正线缺陷并防止伪像出现在校正后的图像中。要注意的是，本发明的效果不限于图6A中所示的状态，而是例如在网格平行于像素部分112的行方向布置的情况下也可以取得。此外，可以通过考虑每个像素值中包括的偏移值来执行校正。

(第一实施例的修改)

用于校正的多个像素100b可以以图7A中所示的方式布置在除第S列之外的列中。在这种情况下，如图7B中所示，能够通过根据用于成像的校正目标像素100a的位置参考不同的用于校正的像素100b来执行校正。通过使用在具有缺陷的用于成像的像素附近的用于校正的像素的像素值进行校正，即使在校正前的像素值在行方向上逐渐改变(在阴影中)的情况下，也能够准确地执行校正。

而且，虽然在上面的描述中已经假设在用于成像的像素的空读取时段期间用于成像的像素的电荷中的一些自放射线照射操作开始起丢失，但是如图8中所示，依赖于照射定时，可以在用于校正的像素的空读取时段期间开始放射线照射操作。在这种情况下，已经读出的像素值的二维图像和像素值轮廓变为如图9A中所示的那些。在这个时候，可以切换用于校正的像素100b和用于成像的像素100a的角色，使得通过参考至少一个用于成像的像素100a的像素值或多个用于成像的像素100a的像素值来校正每个用于校正的像素100b的像素值。图9B示出了校正之前和校正之后的像素值轮廓。一般而言，在用于成像的像素和用于校正的像素之间，只要其电荷由于空读取而丢失的每个像素的像素值通过参考其电荷未丢失的像素的像素值被校正，就能够校正已经丢失电荷的用于成像的像素或用于校正的像素。因此，在开始一系列校正处理之前，执行每个用于成像的像素的像素值与用于校正的像素的像素值之间的比较判定操作并根据需要执行切换相应像素的角色以便使用具有较大像素值的像素作为用于校正的像素的处理也是有效的。而且，作为另一种方法，如图10中所示，可以将已经布置在同一行上的多个用于校正的像素100b预先划分为多个组(例如，2个组，100b-1和100b-2)，并且这些组可以连接到驱动线的单独系统(诸如系统Vg(1-1)和系统Vg(1-2)等)。这允许针对每个组划分空读取时段。可以进行控制，以便按照Vg(0)、Vg(2)......的系统、Vg(1-1)、Vg(1-3)......的系统以及Vg(1-2)、Vg(3-2)......的系统的次序执行空读取。在这个示例中，属于一行的像素被划分为三组，并且可以为每个组顺序地执行复位操作。

(第二实施例)

图11是示出二维检测单元205的布置的另一个示例的电路图。像素部分112包括以Y行和X列的二维矩阵排列的像素100。在第0行中，属于偶数列(第0、第2、第4......列)的相应像素的开关元件的控制端子共同电连接到驱动线Vg(0)，并且属于奇数列(第1、第3、第5......列)的相应像素的开关元件的控制端子共同电连接到驱动线Vg(1)。随后，以相同的方式，在第k行中，属于偶数列的相应像素的开关元件的控制端子和属于奇数列的相应像素的开关元件的控制端子分别共同电连接到驱动线Vg(2k)和Vg(2k+1)。此外，这个实施例具有在两个相邻像素之间共享一条信号线的布置。即，在分别属于第2k列和第(2k+1)列(k＝0，1，2，...)的像素的每个开关元件中，一侧主端子连接到转换元件，并且另一侧主端子共同电连接到信号线Sig(k)。被设置为使得每行布置两条驱动线的驱动线Vg连接到与驱动线对应的每个组的开关元件的控制端子，使得偶数列组的开关元件或奇数列组的开关元件将在每一行中被驱动。当驱动线Vg(2k)和驱动线Vg(2k+1)分别在驱动电路114的控制下被设置为导通电压和关断电压时，在偶数列的像素中累积的信号被输出到对应的信号线。当驱动线Vg(2k)和驱动线Vg(2k+1)分别被设置为关断电压和导通电压时，在奇数列的像素中累积的信号被输出到对应的信号线。通过设置上述布置，能够将信号线的数量减半到X/2条线，并且与第一实施例相比，读出电路113的电路规模也可以减半。

要注意的是，代替在两个相邻像素之间共享信号线的布置，可以以与第一实施例类似的方式布置与像素列的数量(X列)相同数量的信号线(X条线)。而且，对于偶数列的像素和对于奇数列的像素分开布置的偏置线BS也可以对于偶数列的像素和对于奇数列的像素共同布置。

图12是根据这个实施例的放射线成像系统的控制方法的时序图。在空读取时段中，偶数列和奇数列被交替地空读取，使得奇数列的像素被顺序读取，随后偶数列的像素被顺序读取。在偶数列的像素的空读取时段期间由于执行放射线照射操作而发生数据缺陷的情况下，偶数列的像素被设置为用于成像的像素并且奇数列的像素被设置为用于校正的像素。即，将参考奇数列的像素值来校正偶数列的像素值。另一方面，在奇数列的像素的空读取时段期间由于执行放射线照射操作而发生数据缺陷的情况下，通过将奇数列的像素设置为用于成像的像素并且将偶数列的像素设置为用于校正的像素来执行像素值校正。

图13A是当在偶数列的像素中发生数据缺陷时读出的二维图像的概念图。假设因为在奇数列的空读取操作期间没有执行放射线照射所以对于奇数列的像素没有发生数据缺陷。可以针对每一行通过各种方法来校正像素值。虽然在下文中将示出第N行的像素值的恢复方法的一些示例，但是也可以通过相同的方法来校正第(N-1)行等的像素值。

(A)使用一对像素值的情况。

如图13B中所示，通过使用由其电荷已经部分丢失的第k列的像素值z(k,N)和附近的其电荷没有丢失的第(k+1)列像素值z(k+1,N)构成的一对像素来执行校正。可以基于像素值之间的比率通过下式来计算第N行的任意列x的校正后的像素值z'(x,N)：

z'(x,N)＝z(x,N)×z(k+1,N)/z(k,N)...(2)

要注意的是，还可以考虑每个像素值中包括的偏移分量来执行偏移校正。在包括在像素值z(x,N)中的偏移分量的大小(magnitude)是offset(x,N)的情况下，可以通过下式计算校正后的像素值z'(x,y)：

z'(x,N)

＝{z(x,N)-offset(x,N)}

×{z(k+1,N)-offset(k+1,N)}

/{z(k,N)-offset(k,N)}+offset(x,N)...(2')

要注意的是，作为偏移分量取得方法，例如，存在取得在与放射线照射时段对应的时段期间开关元件是OFF并且放射线照射不被执行的状态下生成的值的方法。可替代地，可以使用在与放射线照射时段对应的上述时段期间开关元件是OFF并且放射线照射被执行的状态下生成的值。还能够通过使用在与放射线照射时段对应的上述时段期间开关元件是ON并且放射线照射不被执行的状态下生成的值来取得偏移分量。

(B)使用多个像素值的情况。

如图13C中所示，第k列(k是偶数)附近的4个像素的像素值可以被用于通过下式计算校正后的像素值z'(x,N)：

z'(x,N)

＝z(x,N)

×[{z(k-1,N)+z(k+1,N)}/2]

/[{z(k-2,N)+z(k,N)}/2]...(3)

可以使用更多数量的像素值。使用多个像素值抑制了噪声影响，并且即使在由于在二维图像读取操作期间接收各种噪声影响而改变了像素值的情况下也允许准确地执行像素值校正。

(C)根据要校正的用于成像的像素的位置改变用作参考的用于校正的像素的情况。

如图14A中所示，第x列(x是偶数)附近的4个像素的像素值可以被用于计算校正后的像素值z'(x,N)：

z'(x,N)

＝z(x,N)

×[{z(x-1,N)+z(x+1,N)}/2]

/[{z(x-2,N)+z(x,N)}/2]...(4)

如图14B至图14D中所示，通过根据上述等式顺序地执行属于任意列x的像素的校正，即使在每个校正前像素值以例如图7A中所示的方式在行方向上改变(在阴影中)的情况下，也可以准确地校正每个像素值。

(第二实施例的修改)

(A)隔行驱动的示例

图15A是图11中所示电路的这种修改的时序图。仅示出了在空读取操作期间的驱动线Vg(0)至Vg(7)。空读取时段被设置为空读取时段1至4的重复，并且驱动线Vg(4k)的组、驱动线Vg(4k+1)的组、驱动线Vg(4k+2)的组和驱动线Vg(4k+3)的组分别在空读取时段1至4中被顺序地驱动和复位。在时段1中，从属于偶数行的偶数列的像素顺序地读出电信号。在时段2中，从属于偶数行的奇数列的像素顺序地读出电信号。在时段3中，从属于奇数行的偶数列的像素顺序地读出电信号。在时段4中，从属于奇数行的奇数列的像素顺序地读出电信号。因此，在空读取时段1至4中，从属于偶数行的偶数列的像素、偶数行的奇数列的像素、奇数行的偶数列的像素和奇数行的奇数列的像素顺序地读出电信号。通过交替地读出来自属于偶数行的像素的电信号和来自属于奇数行的像素的电信号，以这种方式执行通过隔行驱动的像素的空读取操作。

图15B示出了当在时段3中由于放射线照射而发生数据缺陷时取得的二维图像的概念图。除了在每个偶数行和每个奇数行上交替执行像素的空读取操作之外，还对于偶数列和奇数列改变空读取定时。这使得在离散的定时而不是连续的定时处对相邻布置的像素执行空读取操作。因此，当校正作为缺陷像素的用于成像的像素100a时，能够不仅使用与缺陷像素水平相邻的像素，而且还使用与缺陷像素垂直相邻的列像素作为用于校正的像素100b。因此，即使在读取二维图像期间接收到各种噪声影响，也可以以高精度执行校正。

(B)同时驱动多行的示例

在图11所示的电路中，多行可以在空读取时段中被同时复位，如图16A的时序图中所示。如果要使用在每条偏置线Bs中流动的电流的值来检测放射线照射，那么放射线检测灵敏度得以提高，这是因为可以检测多行的偏置电流变化。图16B示出了当在偶数列的像素的空读取时段期间由于放射线照射而发生数据缺陷时取得的二维图像的概念图。用于成像的像素的像素值的校正方法可以与第一实施例中的相同。

(C)在隔行驱动时改变开关元件的驱动的示例

图17是示出二维检测单元205的布置的另一个示例的电路图。以与图11相同的方式，在第0行和第1行中，属于偶数列的相应像素的开关元件的控制端子共同连接到驱动线Vg(2k)，属于奇数列的相应像素的开关元件的控制端子共同连接到驱动线Vg(2k+1)(k是整数)。另一方面，与图11不同，在第2行和第3行中，属于偶数列的相应像素的开关元件的控制端子共同连接到驱动线Vg(2k+1)，并且属于奇数列的相应像素的开关元件的控制端子共同连接到驱动线Vg(2k)。随后，将4行像素设置为一个周期，并且以上述方式连接的像素重复地布置，直到最后的第(Y-1)行位置。在这种修改中，以与“(A)隔行驱动的示例”相同的方式执行如由图15A的时序图所示的驱动操作。围绕预定像素布置的像素的驱动定时在离散的定时而不是连续定时处执行。图18示出了当在空读取时段3中由于放射线照射而发生数据缺陷时的二维图像的概念图。当通过将缺陷像素设置为用于成像的像素100a来执行校正时，能够不仅使用与缺陷像素水平相邻布置的像素和与缺陷像素垂直相邻布置的像素，而且还使用更多像素作为用于校正的像素100b。这将允许以更高的精度执行校正。在除上述示例之外的情况下，可以控制每列和每行的像素的复位定时，使得要复位的像素的布置将是离散的。因此，可以使用更多数量的像素进行校正。

(其它实施例)

图19是示出可以应用本发明的放射线成像系统的布置的另一个示例的框图。与图1所示的系统不同，该系统不包括检测单元1001，并且包括在放射线成像装置203中的驱动控制单元204经由有线或无线连接而连接到放射线控制装置202。在图3的步骤S303中，当从放射线控制装置202输入指示出放射线照射的信号时，驱动控制单元204判定放射线照射已经开始。当没有输入指示出放射线照射的信号时，驱动控制单元判定放射线照射没有开始。在这个示例中，驱动控制单元204可以使用从放射线控制装置202发送的指示出放射线照射的信号。而且在这种情况下，取决于各种条件(装置之间的通信速度、放射线开始判定所需的时间等)，从放射线照射开始直到由放射线成像装置检测到放射线照射的开始位置会需要时间。因此，会发生数据缺陷。即使在以这种方式从成像装置外部输入指示出X射线照射的信号的系统中，以上述方式控制执行空读取(复位操作)的定时在线缺陷校正方面也是有效的。

虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应当理解的是，本发明不限于所公开的示例性实施例。以下权利要求的范围应当被赋予最广泛的解释，以涵盖所有此类修改以及等同的结构和功能。

Claims

1.一种放射线成像装置，包括：

像素部分，其中多个像素被以矩阵形式布置，每个像素包括被配置成将放射线转换成电荷并累积电荷的转换元件和将转换元件连接到信号线的开关元件；

驱动电路，被配置成驱动多条驱动线；以及

处理单元，被配置成处理来自像素部分的信号，

其中，所述多个像素中的每个像素的开关元件的控制端子被连接到所述多条驱动线中的任一条，

驱动电路执行其中所述多个像素的转换元件被重复地复位直到放射线照射被检测到为止的复位操作，在检测到放射线照射时停止复位操作，使转换元件累积电荷，并且随后使转换元件输出与累积的电荷的量对应的信号，

像素部分包括其中像素已被划分成多个组的行，并且所述多个组中的转换元件在复位操作中在不同的定时处被复位，并且

处理单元通过使用另一个组的像素的信号来校正具有由复位操作造成的数据缺陷的组的像素的信号。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多条驱动线分别与所述多个组对应地布置。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多个组包括由属于偶数列的像素构成的组和由属于奇数列的像素构成的组。

4.根据权利要求3所述的装置，其中，在每行中相邻地布置的属于奇数列和偶数列的像素的转换元件连接到对于属于奇数列的像素和属于偶数列的像素共同布置的信号线。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，复位操作包括第一时段和第二时段，在第一时段中对于至少第一组的转换元件的每一行顺序地执行复位操作，在第二时段中对于与第一组不同的第二组的转换元件的每一行顺序地执行复位操作，并且第一时段和第二时段被重复。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，每隔一行地执行复位操作。

7.根据权利要求5所述的装置，其中，在相同的定时处对于预定组的多行的转换元件顺序地执行复位操作。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，第一驱动线和第二驱动线对于像素部分的每一行而言被在列方向上并行布置，并且在连续的两行中，属于偶数列的每个像素的开关元件的控制端子被连接到第一驱动线并且属于奇数列的每个像素的开关元件的控制端子被连接到第二驱动线，并且在所述连续的两行之后的连续的两行中，属于偶数列的每个像素的开关元件的控制端子被连接到第二驱动线并且属于奇数列的每个像素的开关元件的控制端子被连接到第一驱动线。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，在复位操作中，驱动电路每隔一行地顺序地驱动第一驱动线并且每隔一行地顺序地驱动第二驱动线，并且重复这个操作。

10.根据权利要求1所述的装置，其中，基于具有低平均值的组的信号值的大小与具有高平均值的组的信号值的大小的比来执行校正。

11.根据权利要求1所述的装置，其中，基于属于与具有缺陷的组的像素同一行的另一个组的像素的信号来执行校正。

12.根据权利要求1所述的装置，其中，基于属于与具有缺陷的组的像素相邻的另一个组的像素的信号来执行校正。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的装置，其中，基于放射线照射被检测到的定时来判定具有缺陷的组。