CN110501739B - 放射线检测器以及放射线透射图像取得系统 - Google Patents

放射线检测器以及放射线透射图像取得系统 Download PDF

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Abstract

放射线检测器将检测放射线并产生电荷的元件以阵列状排列，以规定的周期逐行地选择并将对应所述放射线的剂量的电荷读出。不等待从首行到末行选择结束的期间即一帧分的读出结束，从所述首行开始行的选择。

Description

放射线检测器以及放射线透射图像取得系统
与申请/优先权相关的引用
本申请是基于2018年5月16日在日本申请的特愿第2018-094805号请求优先权。通过在此提及，其所有的内容可以并入本申请。
技术领域
本发明涉及一种放射线检测器，尤其是，涉及一种间接方式的放射线检测器以及放射线透射图像取得系统。
背景技术
作为放射线检查，例如，已知间接方式的放射线检测器(例如参照日本特开第2002-335446号公报)。间接方式的放射线检测器以规定的周期逐行地选择并将对应从放射线(X光)已照射的检查对象物已检测的放射线的剂量的电荷读出。
如此的放射线检测器，例如，将根据对应已照射在检查对象物的放射线的透射量变化的放射线光变化部(闪烁器)的光的发光量，对应就每个配置在行方向以及列方向分别的光电光接收元件(光电二极管)的所述发光量变换成电荷量的电荷。已变换的电荷积存，将已积存的电荷读出并产生图像数据。通过如此，能够得到检查对象物的透射图。
放射线检测器包括将选择行方向的光电光接收元件的行驱动电路、与在行驱动电路已选择的光电光接收元件积存的电荷在列方向并排地读出的读出电路。
行驱动电路从首行朝向末行以规定的周期逐行地选择(扫描)光电光接收元件。在此，将行驱动电路从首行到末行选择结束的期间定义为一帧。在已选择的各行中，将已积存在各行的光电光接收元件的电荷向读出电路输出。
另一方面，即使放射线检测器为未照射放射线的状态(以下，也称作dark状态)，称作暗电流的电荷(暗电流电荷)也积存在光电光接收元件。通过进行已积存在光电光接收元件的电荷的读出动作能够将暗电流电荷(以下，也称作暗电流)复位。因此，即使在dark状态也需要定期地进行读出动作(复位动作)。
发明内容
本发明所要解决的技术问题
然而，由于放射线检测器与将放射线在检查对象物照射的放射线照射装置非同步地动作，在以往的驱动时机，在接收选择行的途中表示放射线已照射的放射线照射信号的情况下，在将从等待末行为止的选择而开始首行的驱动、到此为止已积存的电荷复位后，需要进行通过放射线的照射的电荷(以下，也称作信号电荷)的积存。
如此，由于考虑从选择行的途中已接收放射线照射信号的时间点、到将等待末行的选择为止已积存的电荷复位的复位时间，有不得不照射为了得到检查图像需要的时间以上的放射线的缺陷。
关于此点，在日本特开第2002-335446号公报中，记载了将变更行驱动电路的驱动频率的复位动作的所需时间缩短的构成。
然而，即使在日本特开第2002-335446号公报记载的构成，不得不等待最长一帧期间是不变的并发生难以将在行的选择的途中已接收放射线照射信号的情况下的放射线照射时间缩短的课题。
因此，本发明以提供一种能够将在行的选择的途中已接收放射线照射信号的情况下的放射线照射时间缩短的放射线检测器以及放射线透射图像取得系统为目的。
解决问题的手段
为了解决前述的课题，提供接下来的从第一方式到第三方式的放射线检测器以及第一方式与第二方式的放射线透射图像取得系统。
(1)第一方式的放射线检测器
本发明的第一方式的放射线检测器将检测放射线并产生电荷的元件以阵列状排列，以规定的周期逐行地选择并将对应所述放射线的剂量的电荷读出，不等待从首行到末行选择结束的期间即一帧分的读出结束，从所述首行开始行的选择。
(2)第一方式的放射线透射图像取得系统
本发明的第一方式的放射线透射图像取得系统包括所述本发明的第一方式的放射线检测器、以及将所述放射线检测器已读出的电荷处理成图像的信息处理装置，所述放射线检测器仅在向所述检查对象物的放射线照射的检测时，将所述已读出的电荷转送至所述信息处理装置。
(3)第二方式的放射线检测器
本发明的第二方式的放射线检测器将检测放射线并产生电荷的元件以阵列状排列，检测透射检查对象物的放射线，包括以规定的周期逐行地选择，进行从首行至末行选择结束的期间即一帧分的读出的第一期间、以及通过检测向所述检查对象物所述放射线已照射，开始从首行的选择，以规定的周期逐行地选择，进行所述电荷的从首行至末行选择结束的期间即一帧分的读出的第二期间，不等待所述第一期间结束而开始所述第二期间，所述第一期间与所述第二期间重叠的期间产生多个选择行。
(4)第二方式的放射线透射图像取得系统
本发明的第二方式的放射线透射图像取得系统包括所述本发明的第二方式的放射线检测器、以及将所述放射线检测器已读出的电荷处理成图像的信息处理装置，所述放射线检测器仅在向所述检查对象物的放射线照射的检测时，将所述已读出的电荷转送至所述信息处理装置。
(5)第三方式的放射线检测器
本发明的第三方式的放射线检测器将检测放射线并产生电荷的元件以阵列状排列，以规定的周期逐行地选择并将对应从所述放射线已照射的检查对象物已检测的所述放射线的剂量的电荷读出，读出通过所述放射线的照射而积存了的信号后，不等待通过从首行至末行选择结束的期间即一帧分的读出的电荷的复位结束，从所述首行开始行的选择。
发明效果
根据本发明，可将在行的选择的途中放射线照射信号已接收的情况下的放射线照射时间缩短。例如，即使在选择行的途中的情况下，就这样维持现在的选择，可产生从首行开始新的选择的信号。
附图说明
图1是表示具备本实施方式的放射线检测器的放射线透射图像取得系统的概略构成的框图。
图2是表示图1琐事的放射线透射图像取得系统中的放射线检测器的概略构成的框图。
图3是表示在传感器部中一个光电光接收元件与光电光接收元件连接的读出电路的构成例子的电路图。
图4是表示对于在放射线未照射状态下的放射线检测器中的光电光接收元件的驱动时机的时序图。
图5是表示以往的驱动时机的时序图。
图6是表示第一实施方式的驱动时机的时序图。
图7是表示第二实施方式的驱动时机的时序图。
图8是表示第三实施方式的驱动时机的时序图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式参照图面并进行说明。在以下的说明中，对相同的部件赋予相同的符号。这些的名称以及功能也相同。因此，不重复对这些进行详细的说明。
[第一实施方式]
(放射线检测器的整体构成)
图1是表示具备本实施方式的放射线检测器130的放射线透射图像取得系统100的概略构成的框图。
如图1所示，放射线透射图像取得系统100包括将放射线(X光)在检查对象物200照射的放射线照射装置110、以及检测已透射检查对象物200的放射线的强度，将图像输出的图像检测装置120。
放射线照射装置110包括放射线照射装置控制部111、以及放射线照射部112。放射线照射装置控制部111输出指示放射线的照射的放射线照射指示信号Sa并指示幅射线照射部112照射放射线。此时，放射线照射装置控制部111将表示放射线已照射的放射线照射信号Sb输出至图像检测装置120并将放射线的照射实机传送置图像检测装置120。当放射线照射部112接收从放射线照射装置控制部111的放射线照射指示信号Sa时，将放射线朝向检查对象物200照射。
图像检测装置120包括放射线检测器130、将放射线检测器130已读出的电荷处理成图像的信息处理装置140(个人计算机：PC)、以及输出装置150(显示装置)。
放射线检测器130以规定的周期逐行地选择并将对应从放射线已照射的检查对象物已检测的放射线的剂量的电荷读出。
放射线检测器130包括检测已透射检查对象物200的放射线的剂量的传感器部160(传感器面板)、以及放射线检测器控制部170。
传感器部160包括放射线光变换部161(例如闪烁器)、以及阵列部162(例如光电二极管阵列)。
放射线光变换部161包括将放射线变换成光(可视光)的功能。放射线光变换部161发出对应已照射在检查对象物200的放射线的透射辆的发光量的光。阵列部162是多个光电光接收元件162a～162a(例如光电二极管)在行方向X以及列方向Y并列设置。放射线光变换部161将阵列部162中的光电光接收元件162a～162a整体地覆盖。光电光接收元件162a～162a对应从放射线光变换部161的光的发光量进行光电变换。
在放射线检测器130中，将从放射线光变换部161的光的发光量变换成对应每个光电光接收元件162a～162a的所述发光量的电荷辆的电荷。积存已变换的电荷，将已积存的电荷读出并进行数位处理。通过如此，得到检查对象物200的透射图。
放射线检测器控制部170在从放射线照射装置控制部111送出的放射线照射信号Sb的放射线的照射时机，检测放射线照射的时机。放射线检测器将从控制部170在放射线已照射时的阵列部162的电荷(信号电荷)向信息处理装置140发送。信息处理装置140基于从放射线检出器控制部170送出的信号产生图像数据，将产生的图像数据在输出装置150输出(显示)。
图2是表示图1所示的放射线透射图像取得系统100中的放射线检测器130的概略构成的框图。又，图3是表示在传感器部160中一个光电光接收元件162a与光电光接收元件162a连接的读出电路164的构成例子的电路图。
如图2所示，传感器部160包括行驱动电路163与读出电路164。行驱动电路163选择阵列部162中的行方向X的光电光接收元件162a～162a。读出电路164将在行驱动电路163已选择的光电光接收元件162a中已积存的电荷在列方向Y并列地读出。
在此例子中，传感器部160采用将已积存在各光电光接收元件162a～162a的电荷直接读出的PPS(Passive Pixel Sensor)方式。
如图3所示，阵列部162包括光电光接收元件162a的电荷积存部162b(电荷积存节点)与读出开关162c。
光电光接收元件162a使通过光电变换产生的电荷积存在电荷积存部162b。由此，对应向光电光接收元件162a入射光量的电荷积存在电荷积存部162b。
读出开关162c一端测连接在电荷积存部162b，另一端侧连接在信号输出线165。读出开关162c将电荷积存部162b与信号输出线165之间对应从读出电路控制部173的指示在切断状态与导通状态切换。
又，读出电路164包括每个连接的列配线的读出放大器164c，由于读出放大器164c的后段即数位、类比变换电路(省略图示)，将对应积存在光电光接收元件162a的电荷的数位值输出。
读出电路164包括放大器复位开关164a、反馈电容164b以及读出放大器164c。在读出放大器164c的输入端子，连接信号输出线165、反馈电容164b的一端侧以及放大器复位开关164a的一端侧。又，在读出放大器164c的输出端子，连接读出放大器输出线166、反馈电容164的其他端侧以及放大器复位开关164a的其他端侧。
由此，当读出开关162c切换至导通状态时，对应已积存在电荷积存部162b的电荷量的电荷积存在读出放大器164c并列地已连接的反馈电容164b。其结果，当将从读出放大器164c向读出放大器输出线166的输出电位设为Vout、将已积存在电荷积存部162b的电荷量设为Qsig、将反馈电容164b设为Cf时，输出电位Vout，如下述的式(1)所示，成为对应已积存在光电二极管162a的电荷量的输出电位。
Vout＝Qsig/Cf...(1)
此时，信号输出线165的电位通过读出放大器164c的反馈，设定在规定的电位。当读出结束时，读出开关162c被开启(被关闭)，电荷积存部162b与信号输出线165之间被切断并在电荷积存部162b再次进行电荷积存。
如图2所示，放射线检侧控制部170包括放射线照射信号检测部171、行驱动电路控制部172(行选择控制部)、读出电路控制部173、以及主通信部174。
放射线照射信号检测部171检测从放射线照射装置控制部111(参照图1)的放射线照射信号Sb的发送的有无，当检测有放射线照射信号Sb的发送时，对于行驱动电路控制部172指示行驱动(行选择)的开始。
以下，对本实施方式的动作进行说明。
图4是表示对于在放射线未照射状态下(dark时)的放射线检测器130中的光电光接收元件162a～162a的驱动时机的时序图。
接着，参照图2以及图4的同时，对将在没有放射线的照射的状态已积存的暗电流(在放射线的照射以外产生的电荷)复位的复位动作在以下进行说明。
由于没有放射线的照射，放射线照射信号检测部171不检测放射线照射信号Sb。因此，行驱动电路控制部172向如图4记载的行驱动电路163将行驱动开始信号Sc以预先决定的间隔输出。行驱动电路163将光电光机收元件162a～162a的行依序地激活并输出信号(参照图2以及图4中的R1～Rn)。已成为有源的各行将已积存在各行的光电光接收元件162a的电荷向读出电路164输出(参照图2中的S1～Sm)。此时，将已积存的电荷已读出的光电光接收元件162失去电荷而被复位。通过重复前述的动作，将产生的暗电流定期地复位。
即，行驱动电路163从首行朝向末行，以规定的周期逐行地选择(扫描)光电光接收元件162a。在此，将行驱动电路163从首行到末行选择结束的期间与背景技术同样地定义成一帧。尤其是将如前述以预先决定的间隔从首行到末行选择结束动作的一帧称作第一期间。
接着对已照射放射线的状态的动作进行说明。
图6是表示对于在放射线已照射的情况下的放射线检测器130中的光电光接收元件162a～162a的本实施方式的驱动时机的时序图。又，为了说明本实施方式的效果，在图5显示以往的电路的电路的动作时机。
参照图2、图5以及图6的同时，对在放射线照射时的电荷的读出动作在以下进行说明。
在以往的电路中，如图5所示，在行的选择的途中已开始放射线的照射的情况下(在选择行的途中有放射线照射的情况)(参照图5中的α)，由于根据每行的放射线信号积存期间tR1与信号积存tRn不同，为了将信号积存期间设为相同，回到首行并仅在复位期间进行一次电荷的复位，在复位后需要开始信号(信号电荷)的积存。即，由于等待末行为止的选择，根据γ后的行驱动开始信号Sc(t3)开始首行的驱动，在将到此为止已积存的电荷复位后，需要进行通过放射线的照射的信号(信号电荷)的积存。若如此，当末行的选择结束且没有接下来的行驱动开始信号Sc的输出时，由于无法开始首行的选择，会产生不必要的等待时间。
详细而言，如图5所示，在第一时间t1行驱动电路的输出开始，由于放射线照射开始(参照图5中的α)到输出接下来的行驱动开始信号Sc的第三时间t3的数据不是整体的图像数据，需要取得从第三时间t3的数据作为图像数据。即放射线照射期间需要两帧期间以上，不必要的放射线照射期间产生。
如此，由于考虑到将从选择行的途中时放射线照射已开始的时间点，到等待末行为止的选择已积存的电荷复位为止的复位时间Ta，为了得到检查图像不得不照射所需时间以上的放射线。
另一方面，在图6所示的本实施方式的电路的驱动时机，当放射线检测器130检测到放射线照射信号Sb时，开始与行的选择状态不相关的从首行的行的选择。又，放射线检测器130在已将通过放射线的照射已积存的信号(信号电荷)读出后，不等待一帧分的读出结束，从首行开始行的选择。通过如此驱动，由于检测到幅射线照射信号Sb，能够马上根据放射线的照射开始信号(信号电荷)的积存，放射线照射时间能够比以往短的同时，能够得到与以往相同品质的检查图像。
详细而言，如图6所示，行驱动电路控制部172到放射线照射信号Sb开启为止，将行驱动开始信号Sc，如在图4中说明，以一定间隔的时机向行驱动电路163输出(参照图6中的第一时间t1)。即使行驱动电路控制部172在选择途中，当放射线照射信号检测部171检测到幅射线照射信号Sb时(参照图6中的α)，产生对于首行的行驱动开始信号Sc(参照图6中的第二时间t2)，马上将行驱动开始信号Sc向行驱动电路输出。
行驱动电路163将行驱动电路输出(R1～Rn)从头重新开始。在此，通过放射线照射的检测，将行驱动电路控制部172反应并进行的一帧称作为了与上述第一期间区别的第二期间。由此，读出电路164一旦放射线照射信号Sb开启时，即一旦放射线照射时，可开始从光电光接收元件162a的信号(信号电荷)的第二期间的读出，如此，能够将复位时间Ta缩短。在图6中引用图5的时机，记载复位时间Ta的比较。如图6记载知道仅β期间缩短。因此，能够更快完成在行的选择的途中已接收放射线照射信号的情况下的信号读出结束，能够将放射线照射期间缩短。在此，第一期间与第二期间重叠的期间，如图6所示，选择行产生多次。在图6第一期间与第二期间重叠的期间中，如行驱动电路输出R1与行驱动电路输出R5、行驱动电路输出R2与行驱动电路输出R6、行驱动电路输出R3与行驱动电路输出R7...的多个选择行产生。
在读出电路164已读出的数据从读出电路控制部173通过主通信部174向信息处理装置140输出。
行驱动电路控制部172在以检测放射线照射信号Sb时也将放射线照射信号Sb以开启传送至读出电路控制部173。由此，仅在具有放射线的照射时，也可进行将传感器部160的检测结果(信号电荷)向主通信部174发送。
[第二实施方式]
本实施方式的放射线检测器130由于不等待从首行到末行选择结束的期间即一帧分的读出结束，能够从首行开始行的选择，如图7，在积存放射线照射已进行后的信号，信号读出已结束后，不考虑暗电流的复位期间，进行放射线的照射，可取得放射线透射图像。
[第三实施方式]
通过在放射线照射后进行的信号积存，在传感器部160大量电荷被积存。通过读出动作，虽然大致全部的电荷向读出电路164转送，但是也有残留的电荷。此电荷给予下次的读出影响，被检测作为残像。为了防止残像的产生，如图8，在放射线照射后的信号读出后，进行在短时间多次的读出，进行电荷的复位。
即使在如此多次的读出的期间，本实施方式的放射线检测器130，若放射线照射，也基于驱动频率复原并进行电荷的积存与读出。
本发明不限定为以上说明的实施方式，能够以其他的各种形态实施。因此，实施方式在各方面仅是例示性的，不为限定性的解释。本发明的范围是通过权利要求的范围表示，完全不受说明书本文的拘束。此外，属于权利要求的范围的均等范围的变形、变更，全部在本发明的范围内。

Claims (14)

1.一种放射线检测器，其将检测放射线并产生电荷的元件以阵列状排列，以规定的周期逐行地选择并将与所述放射线的剂量对应的电荷读出，其特征在于，
不等待从首行到末行选择结束的期间即一帧分的读出结束，从所述首行开始行的选择；
在行的选择的中途开始了所述放射线的照射的情况下，对所述元件进行了一次所述电荷的复位后，进行所述电荷的积存；
在所述一帧内各行中，重复所述电荷的积存期间。
2.根据权利要求1所述的放射线检测器，其特征在于，
所述放射线检测器检测透射检查对象物的放射线，
通过检测向所述检查对象物已照射放射线，从所述首行开始行的选择。
3.根据权利要求2所述的放射线检测器，其特征在于，
在没有所述检测的期间，以一定间隔从所述首行开始行的选择。
4.根据权利要求3所述的放射线检测器，其特征在于，
通过以所述一定间隔从首行的行的选择，将在所述放射线的照射以外产生的电荷复位。
5.一种放射线透射图像取得系统，其特征在于，包括：
权利要求2至权利要求4中任一项所述的放射线检测器；以及
将所述放射线检测器已读出的电荷处理成图像的信息处理装置，
所述放射线检测器仅在向所述检查对象物的放射线照射的检测时，将所述已读出的电荷转送至所述信息处理装置。
6.一种放射线检测器，其将检测放射线并产生电荷的元件以阵列状排列，检测透射检查对象物的放射线，其特征在于，包括：
第一期间，以规定的周期逐行地选择，进行所述电荷的从首行至末行选择结束的期间即一帧分的读出；以及
第二期间，通过检测向所述检查对象物所述放射线已照射，开始从首行的选择，以规定的周期逐行地选择，进行所述电荷的从首行至末行选择结束的期间即一帧分的读出，
不等待所述第一期间结束而开始所述第二期间，
所述第一期间与所述第二期间重叠的期间产生多个选择行；
在行的选择的中途开始了所述放射线的照射的情况下，对所述元件进行了一次所述电荷的复位后，进行所述电荷的积存；
在所述一帧内各行中，重复所述电荷的积存期间。
7.根据权利要求6所述的放射线检测器，其特征在于，
所述第一期间将在所述放射线的照射以外的产生的电荷复位。
8.一种放射线透射图像取得系统，其特征在于，包括：
权利要求6或权利要求7所述的放射线检测器；以及
将所述放射线检测器已读出的电荷处理成图像的信息处理装置，
所述放射线检测器仅在向所述检查对象物的放射线照射的检测时，将所述已读出的电荷转送至所述信息处理装置。
9.一种放射线检测器，其将检测放射线并产生电荷的元件以阵列状排列，以规定的周期逐行地选择并读出与从照射了所述放射线的检查对象物检测到的所述放射线的剂量对应的电荷，其特征在于，
读出通过所述放射线的照射而积存的信号后，不等待通过从首行至末行选择结束的期间即一帧分的读出的电荷的复位结束，从所述首行开始行的选择；
在行的选择的中途开始了所述放射线的照射的情况下，对所述元件进行了一次所述电荷的复位后，进行所述电荷的积存；
在所述一帧内各行中，重复所述电荷的积存期间。
10.一种放射线检测器，其特征在于，
以矩阵状配置能够检测放射线并产生电荷的元件，
在进行从首行到末行的选择的一帧中以规定的周期逐行选择，将与通过所述选择来选择的行对应的所述元件所积存的电荷复位后，进行一帧分的所述元件所产生的电荷的积存，且读出所述一帧分的电荷，
在所述行的选择的中途开始了所述放射线的照射的情况下，
不等待所述一帧分的电荷的积存、读出的结束，而从所述首行开始行的选择，
针对与选择的行对应的所述元件，进行了所述元件的电荷的复位后，进行一帧量通过所述放射线照射所述元件产生的电荷的积蓄，读出与剂量对应的电荷。
11.根据权利要求10所述的放射线检测器，其特征在于，其为检测透过检查对象物的放射线的放射线检测器。
12.根据权利要求11所述的放射线检测器，其特征在于，
在没有所述检测的期间，以一定间隔从所述首行开始行的选择。
13.根据权利要求12所述的放射线检测器，其特征在于，
通过以所述一定间隔从首行的行的选择，将在所述放射线的照射以外产生的电荷复位。
14.一种放射线透射图像取得系统，其特征在于，具备：
权利要求11所述的放射线检测器；以及
将所述放射线检测器已读出的电荷处理成图像的信息处理装置，
所述放射线检测器仅在向所述检查对象物的放射线照射的检测时，将所述已读出的电荷转送至所述信息处理装置。
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