DE60130525T2

DE60130525T2 - Bildsensorvorrichtung

Info

Publication number: DE60130525T2
Application number: DE60130525T
Authority: DE
Inventors: Osamu Tsujii; Toshikazu Tamura
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-08-11
Filing date: 2001-08-09
Publication date: 2008-06-12
Anticipated expiration: 2021-08-10
Also published as: EP1179741B1; DE60130525D1; EP1179741A2; US20020044211A1; EP1179741A3; JP2002165142A; JP3890210B2; US7079189B2

Description

Stand der Technik
Es ist bekannt, dass, wenn fluoreszierende Substanzen von bestimmten Arten durch Abstrahlungen belichtet werden (Röntgenstrahlen, α-Strahlen, β-Strahlen, γ-Strahlen, Elektronenstrahlen, ultraviolette Strahlen, etc.), ein Teil der Abstrahlungsenergie in den fluoreszierenden Substanzen angesammelt wird und dass, wenn solche fluoreszierenden Substanzen dann durch Szintillationslicht, wie etwa sichtbares Licht oder dergleichen, belichtet werden, die fluoreszierenden Substanzen eine stimulierte Emission gemäß der angesammelten Energie aufweisen. Die diese Eigenschaft besitzenden fluoreszierenden Substanzen werden Speichertyp-Leuchtstoffe (photostimulierbare Leuchtstoffe) genannt.
Es gibt Vorschläge von radiografischen Informationsaufnahme-/-reproduktionssystemen, die solche Speichertyp-Leuchtstoffe verwenden und konfiguriert sind, um radiografische Bildinformationen eines Objekts, wie etwa eines menschlichen Körpers oder dergleichen, einmalig auf eine dünne Schicht eines Speichertyp-Leuchtstoffes aufzunehmen, diese dünne fluoreszierende Speichertyp-Schicht mit Szintillationslicht, wie etwa Laserlicht oder dergleichen, abzutasten, um eine stimulierte Emission zu verursachen, dann die resultierende stimulierte Emission photoelektrisch zu lesen, um Bildsignale zu erhalten und ein radiografisches Bild des Objekts als ein sichtbares Bild auf einem Aufnahmematerial, wie etwa einem photosensitiven Film oder dergleichen, oder auf einer Anzeigeeinrichtung, wie etwa einer CRT oder dergleichen, basierend auf den Bildsignalen (z.B. in den japanischen offengelegten Patentanmeldungen Nr. 55-12429 , Nr. 56-11395 , etc.), zu präsentieren.
Es gibt auch Systeme, die kürzlich entwickelt wurden, um ein Röntgenstrahlbild in ähnlicher Weise unter Verwendung eines Halbleitersensors abzutasten. Diese Systeme haben den praktischen Vorteil einer Fähigkeit, das Bild, das einen extrem weiten Abstrahlungsbelichtungsbereich bedeckt, aufzunehmen, wie mit den herkömmlichen radiografischen Systemen verglichen, die Silberhalid-Filme verwenden. Solche Systeme werden nämlich konfiguriert, um Röntgenstrahlen in einem sehr weiten dynamischen Bereich durch photoelektrische Umwandlungseinrichtungen zu lesen, diese in elektrische Signale umzuwandeln und das radiografische Bild als ein sichtbares Bild auf dem Aufnahmematerial, wie etwa dem photosensitiven Film oder dergleichen oder auf der Anzeigeeinrichtung, wie etwa der CRT oder dergleichen, die solche elektrischen Signale verwendet, auszugeben, wobei die Systeme das radiografische Bild bereitstellen können, ohne durch eine Variation der Abstrahlungsbelichtungsdosis betroffen zu sein.
Betriebszyklen der herkömmlichen Röntgenstrahl-Sensorvorrichtung sind normalerweise eine Ein-Tages-Periodizität. Z.B. auf einen Betriebstest eines Röntgenstrahl-Generators bezogen, wird die Energie auch für solche Einrichtungen wie einen Röntgenstrahl-Filmwechsler, eine Röntgenstrahl-Festkörperdarstellungseinrichtung usw. eingeschaltet, danach wird die Energie über Stunden aufrechterhalten, wenn Objekte, z.B. Patienten, erscheinen können und die Energie wird nach einem Ende der letzten Bildabtastung an diesem Tag ausgeschaltet.
Es ist sehr selten für die Bildsensorvorrichtung, ständig über Stunden Röntgenstrahlen abzutasten. Es ist deshalb üblich, die Sensorvorrichtung auf einem geringen Energieverbrauch während nicht-abtastenden Perioden zu steuern oder das System in eine Standby-Betriebsart zu bringen, in der die Darstellungseinrichtung von einem Darstellungszustand befreit wird, um die Last auf der Darstellungseinrichtung zu reduzieren. Um es zu implementieren, stellt ein Betreiber z.B. einen Befehl bereit, um das System in die Standby-Betriebsart zu übertragen, oder die Sensorvorrichtung geht automatisch in die Standby-Betriebsart, falls dort kein Zugriff auf die Sensorvorrichtung für eine vorbestimmte Periode besteht.
Wenn ein Objekt, z.B. ein Patient, erscheint, wechselt die Vorrichtung normalerweise von der Standby-Betriebsart in die normale Darstellungsbetriebsart als Antwort auf einen Befehl, der durch den Betreiber eingegeben wird.
Die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 10-104766 offenbart den Stand der Technik, in dem ein Patient-Erfassungssensor in der Nähe des Röntgenstrahl- Bildsensors bereitgestellt wird, wobei der Röntgenstrahl-Bildsensor in dem Sensorzustand (ein) nur während einer Periode gehalten wird, wenn ein Patient vor dem Sensor anwesend ist und der Sensor wird in den Standby-Zustand (aus) während Perioden gebracht, wenn kein Patient anwesend ist.
Weil die herkömmliche Vorrichtung Übergänge zwischen der Sensorbetriebsart und der Standby-Betriebsart gemäß Anweisungen des Betreibers, wie vorstehend beschrieben, macht, kann die Vorrichtung in einem Vorbereitungszustand zum Abtasten, trotz einer Abwesenheit eines menschlichen Körpers (Objekt) aufgrund eines Betriebsfehlers eines Betreibers, einer langen Einstellung der vorbestimmten Periode oder dergleichen, gehalten werden. Dies kann manchmal in einer Verringerung der Laufzeit der Röntgenstrahl-Sensoreinrichtung resultieren. Sensoren, die aus Halbleitern bestehen, können an Problemen eines Wartezeit-Auftretens während der Sensorvorbereitung oder vor einem Abtasten und einer Verringerung der gesamten Produktlauffähigkeit leiden. Eine Stromversorgung des Sensorparts für eine lange Periode wird in einer Erzeugung eines Wärmeüberschusses in dem Sensorgehäuse resultieren und die Wärme kann einen Mangel durch ein Zunehmen von Verschiebungen des Sensors oder einer Ausleseschaltung verursachen.
Die Ausführungsbeispiele der hiermit beschriebenen gegenwärtigen Erfindung stellen eine Bildsensorvorrichtung bereit, die eine lange Laufzeit hat und die ein Bild mit verringertem Rauschen abtasten kann.
Wie hiermit beschrieben, wird eine derartige Bildsensorvorrichtung, wie etwa in dem US-Patent US-A-6035013 beschrieben, bereitgestellt, mit:
Einer zum Abstrahlen von Röntgenstrahlen angepassten Röntgenstrahl-Abstrahlungsvorrichtung; einer eine Vielzahl von Bildelementen zum Erfassen der Röntgenstrahlen aufweisenden Sensorregion; einer zum sequentiellen Auslesen von Signalen aus der Vielzahl von Bildelementen in einen gemeinsamen Ausgabeabschnitt angepassten Ausleseschaltung; einer zur Energiezufuhr zu der Sensorregion angepassten ersten Versorgungsschaltung; einer zur Energiezufuhr zu der Ausleseschaltung angepassten zweiten Versorgungsschaltung; und einer Steuereinrichtung zur Steuerung der ersten Versorgungsschaltung und der zweiten Versorgungsschaltung.
Die Bildsensorvorrichtung der gegenwärtigen Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass:
Die Steuereinrichtung zum Bewirken einer Steuerung derart angepasst ist, dass die erste Versorgungsschaltung, basierend auf einem die Röntgenstrahl-Abstrahlungsvorrichtung in einen zur Abstrahlungsbelichtung bereiten Zustand versetzenden Bereitschafts-Anforderungssignal, oder basierend auf einer Anforderung von einem Informationssystem beginnt, der Sensorregion Energie zuzuführen, und dass die zweite Versorgungsschaltung beginnt, der Ausleseschaltung Energie zuzuführen, nachdem die erste Versorgungsschaltung die Energiezufuhr zu der Sensorregion beginnt.
Die gegenwärtige Erfindung stellt auch ein Verfahren zum Steuern dieser Bildsensorvorrichtung bereit, dessen Verfahren einen Steuerschritt zum Steuern der ersten Versorgungsschaltung und der zweiten Versorgungsschaltung umfasst, wobei der Steuerschritt die Steuerung derart bewirkt, dass die erste Versorgungsschaltung basierend auf einem die Röntgenstrahl-Abstrahlungsvorrichtung in einen zur Abstrahlungsbelichtung bereiten Zustand versetzenden Bereitschafts-Anforderungssignal, oder basierend auf einer Anforderung von einem Informationssystem, beginnt, der Sensorregion Energie zuzuführen, und dass die zweite Versorgungsschaltung beginnt, die Energie zu der Ausleseschaltung zuzuführen, nachdem die erste Versorgungsschaltung die Energiezufuhr beginnt.
Vorteile und andere Merkmale der gegenwärtigen Erfindung und ihrer Ausführungsbeispiele werden aus der spezifischen Beschreibung und den Zeichnungen, die nachstehend folgen, offensichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Diagram, das eine detaillierte Konfiguration einer Röntgenstrahl-Bildsensorvorrichtung zeigt;
2 ist ein äquivalentes Schaltungsdiagramm eines Sensors;
3 ist ein Schaltungsdiagramm eines flachen Sensorfeldes;
4 ist ein Diagramm, das Energiezuführungs-Zeitsteuerungserzeugungsparts zeigt;
5 ist ein Diagramm, das ein erstes Energiezuführungs-Zeitsteuerungsbeispiel zeigt;
6 ist ein Diagramm, das ein zweites Energiezuführungs-Zeitsteuerungsbeispiel zeigt; und
7 ist ein Diagramm, das ein drittes Energiezuführungs-Zeitsteuerungsbeispiel zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Die Ausführungsbeispiele der gegenwärtigen Erfindung werden nachstehend hinsichtlich der Zeichnungen beschrieben.
Um eine Laufzeit eines flachen Flächensensors (Sensor), der Halbleiter aufweist, zu verlängern, ist die Bildsensorvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der gegenwärtigen Erfindung konfiguriert, um dem flachen Flächensensor die elektrische Energie und der Ausleseschaltung, die Verstärker zum Verstärken von elektrischen Signalen des Sensors, einen Multiplexer zum sequentiellen Auslesen von Signalen aus den Verstärkern etc., unabhängig voneinander umfasst, die elektrische Energie zuzuführen, wobei die Vorrichtung mit einigen Standby-Perioden des Sensor vor einem Abtasten bereitgestellt wird und wobei eine Wärmeerzeugung in dem Sensorpart unterdrückt werden kann.
Das vorstehende detaillierter beschreibend, hat der flache Flächensensor das Merkmal eines geringen Energieverbrauchs und stellt daher kein Problem hinsichtlich Wärmeerzeugung dar, aber wenn ein Bildabtasten sofort nach einem Einschalten der Energie beginnt, zeigt der Sensor eine hohen Verschiebungsbetrag der jeweiligen Kanäle und ist nicht in der Lage, ein stabiles Bild zu erhalten. Um dies zu lösen, kann überlegt werden, dass die Energie für den Sensor während der Zeitsteuerung der Erfassung eines Signals von einem Patient-Erfassungssensor eingeschaltet wird oder Informationen von einem Abstrahlungsinformationssystem angefordert werden und die Energie für den Sensor während der Zeitsteuerung der Erfassung einer Abwesenheit eines Patienten oder während der Zeit einer Beendigung eines sequentiellen Bildabtastens ausgeschaltet wird. Angesichts der Tatsache, dass die Laufzeit des Sensors durch eine Energieversorgung für den Sensor abnimmt, ist es jedoch in dem strengen Sinn wünschenswert, die Energie für den Sensor nicht während der Periode einzuschalten, wenn der Patient vor dem Sensor anwesend ist, sondern während der Sensorperiode.
Die Verschiebungen sind jedoch relativ groß, falls die Energie für den Sensor sofort vor einer Röntgenstrahlbelichtung eingeschaltet wird. Dies kann auf einem solchen Weg gelöst werden, dass der Betreiber eine Antriebsanforderung eines Röntgenstrahl-Generators für den Röntgenstrahl-Generator bereitstellt und der Sensor gemäß einem Bereitschafts-Anforderungssignal (ein Signal zum Antreiben von Einrichtungen in dem Röntgenstrahl-Generator, um den Röntgenstrahl-Generator in einen Bereitschaftszustand für eine Röntgenstrahlbelichtung zu bringen), das als Antwort auf die Anforderung ausgegeben wird, eingeschaltet wird. Im Allgemeinen beginnt das Bereitschafts-Anforderungssignal eine Rotation eines Rotors (rotierende Anode) einer Röntgenstrahl-Röhre und ein Bereitschaftssignal wird von dem Röntgenstrahl-Generator zu der Zeit erzeugt, wenn der Rotor bei einer konstanten Geschwindigkeit zu rotieren beginnt und ein Glühdraht und eine hohe Spannung werden bereitgestellt (Beendigung der Vorbereitung) (d.h., wenn es möglich wird, eine Anforderung für eine Röntgenstrahlbelichtung von dem Betreiber oder dergleichen zu akzeptieren). Die Zeit von der Ausgabe des Bereitschafts-Anforderungssignals zu der Ausgabe des Bereitschafts-Signals beträgt allgemein ungefähr eine Sekunde und die Periode von ungefähr einer Sekunde ist lang genug, um das Verschiebungsniveau des Sensors auf ein zufriedenstellend kleines Niveau zu reduzieren.
Die Zeit von dem Bereitschafts-Anforderungssignal zu dem Bereitschafts-Signal, die von dem Röntgenstrahl-Generator abhängig ist, kann jedoch, abhängig von Merkmalen des Sensors, vorstellbar unzureichend für die Stabilität der Verschiebungen sein. In diesem Fall kann ein Belichtungs-Erlaubnissignal für den Röntgenstrahl-Generator nach einem Fehler einer vorbestimmten Periode seit einem Einschalten der Energie für den Sensor als Antwort auf das Bereitschafts-Anforderungssignal erzeugt werden. Als ein weiteres Mittel ist es auch möglich, die Verschiebungsbeträge der Sensorfläche in Realzeit durch Verwendung der Ausleseschaltung zu kontrollieren und das Belichtungs-Erlaubnissignal zu erzeugen, während einer Kontrolle der Verschiebungsbeträge, obwohl eine Steuerung sehr komplex ist. In diesem Fall ist es notwendig, eine elektrische Energie der Ausleseschaltung anlässlich eines Lesens der Verschiebungen einzuschalten.
Weil die Ausleseschaltung zum Auslesen von Daten aus dem Sensor eine Verstärkerschaltung aufweist, die Energieverbrauchend ist, erzeugt sie auf der anderen Seite während eines Langzeitbetriebs Wärme und die Wärme kann den Sensor oder die Ausleseschaltung nachteilig beeinflussen. Weil die Ausleseschaltung sogar direkt nach einem Einschalten einer Energie stabil arbeiten kann, ist es zweckmäßig, eine von zwei Energiezuführungs- Zeitsteuerungen zu verwenden. Eine ist ein Belichtungs-Anforderungssignal (ein Signal, das als Antwort auf eine Röntgenstrahlbelichtungs-Anforderung von dem Betreiber oder dergleichen erzeugt wird) und die andere ist ein Röntgenstrahlbelichtungs-Beendigungssignal. Das Belichtungs-Beendigungssignal kann basierend auf einem Aus-Signal einer hohen Spannung des Röntgenstrahl-Generators erzeugt werden oder ein Sensor zum Kontrollieren von Röntgenstrahlen kann auf der Bildsensorvorrichtungsseite bereitgestellt werden, um für die Erzeugung des Belichtungs-Beendigungssignals verwendet zu werden.
Bezogen auf 1 wird das gesamte Röntgenstrahl-Bildsensorsystem (Bildsensorvorrichtung) des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels beschrieben. Die Ziffer 101 bezeichnet einen Röntgenstrahl-Raum, 102 einen Röntgenstrahl-Steuerungsraum und 103 einen Diagnose-Raum. Der Gesamtbetrieb des gegenwärtigen Röntgenstrahl-Bildsensorsystems wird durch eine Systemsteuerungseinheit 110 gesteuert. Die Funktionen der Systemsteuerungseinheit 110 sind hauptsächlich diese nachstehend beschriebenen.
Die Systemsteuerungseinheit 110 empfängt als erstes eine Anweisung von dem Betreiber durch eine Betreiberschnittstelle 111. Die Bildbeschaffung wird unter Verwendung einer Röntgenstrahl-Steuerungskonsole 501 zusätzlich zu der Betreiberschnittstelle 111 implementiert.
Die Betreiberschnittstelle 111 kann entweder aus einer Berührungsfläche auf einer Anzeige, einer Maus, einer Tastatur, einem Joystick, einem Fußschalter usw. bestehen. Unter Verwendung der Betreiberschnittstelle 111 kann der Betreiber Bildsensorbedingungen (immer noch Bild, bewegtes Bild, Röntgenstrahl-Röhrenspannung, Röhrenstrom, Röntgenstrahlbelichtungszeit, etc.), eine Bildsensorzeitsteuerung, Bildverarbeitungsbedingungen, Gegenstands-ID, ein Verfahren zur Verarbeitung eines erfassten Bildes usw. einstellen, aber der Betreiber muss sie nicht einer nach dem anderen eingeben, weil fast alle Informationen von einem Abstrahlungsinformationssystem übertragen werden. Eine wichtige Aufgabe eines Betreibers ist eine Bestätigungsarbeit eines abgetasteten Bildes. Der Betreiber macht nämlich Beurteilungen darüber, ob der Winkel korrekt ist, ob der Patient friert, ob die Bildverarbeitung passend ist usw..
Dann stellt die Systemsteuerungseinheit 110 eine Anweisung von Bildsensorbedingungen basierend auf der Anweisung des Betreibers 105 an eine Sensorsteuerungseinheit 214 bereit, die für die Röntgenstrahl-Sensorsequenz verantwortlich ist und sammelt dann Daten. Basierend auf der Anweisung treibt die Sensorsteuerungseinheit 214 einen Röntgenstrahl-Generator 120 als eine Abstrahlungsquelle, ein Bildsensorbett 130 und einen Röntgenstrahl-Detektor 140 an, um Bilddaten zu sammeln, überträgt dann die Daten zu einer Bildverarbeitungseinheit 10, führt die durch den Betreiber vorgesehene Bildverarbeitung durch, zeigt ein Bild auf einer Anzeige 160 an und speichert zu derselben Zeit allgemeine Bildverarbeitungsdaten in einem externen Speicher 161.
Weiterhin führt die Systemsteuerungseinheit 110 basierend auf einer Anweisung des Betreibers 105 eine Bildwiederverarbeitung und -wiedererzeugung, eine Übertragung und ein Speichern von Bilddaten zu einer Netzwerkeinrichtung, ein Anzeigen auf der Anzeigeeinheit, ein Drucken auf einem Film usw. durch.
Das System wird nachstehend der Reihe nach gemäß dem Fluss von Signalen beschrieben.
Der Röntgenstrahl-Generator 120 umfasst eine Röntgenstrahl-Röhre 121 und eine Röntgenstrahl-Kegelsteuerung 123. Die Röntgenstrahl-Röhre 121 wird durch eine unter Steuerung der Sensorsteuerungseinheit 214 stehende Hochspannung erzeugende Energiequelle 124 angetrieben, um einen Röntgenstrahl 125 auszusenden. Die Röntgenstrahl-Kegelsteuerung 123 wird durch die Sensorsteuerungseinheit 214 angetrieben, um den Röntgenstrahl 125 in Verbindung mit der Ladung eines Bildsensorbereichs derart zu formen, damit eine unnötige Röntgenstrahl-Bestrahlung vermieden wird. Der Röntgenstrahl 125 wird in Richtung eines Gegenstands 126 gelenkt, der auf dem Bildsensorbett 130 liegt, das Röntgenstrahlen überträgt. Das Bildsensorbett 130 wird basierend auf einer Anweisung der Sensorsteuerungseinheit 214 angetrieben. Der Röntgenstrahl 125 wird über den Gegenstand 126 und das Bildsensorbett 130 übertragen, um danach auf den Röntgenstrahl-Detektor 140 aufzutreffen.
Der Röntgenstrahl-Detektor 140 weist ein Gitter 141, einen Szintillator 142, einen Sensor 8, einen Röntgenstrahl-Belichtungsdosismonitor (AEC) 144 und eine Antriebsschaltung 145 auf. Hier umfasst die Antriebsschaltung die Ausleseschaltung zum Lesen von Signalen des Sensors und eine Leitungsauswahleinrichtung zum Auswählen von Bildelementen, die in dem Sensor auszulesen sind. Das Gitter 141 reduziert einen Einfluss von Röntgenstrahl-Streuung, die durch die Übertragung durch den Gegenstand 126 verursacht wird. Das Gitter 141 besteht aus einem Röntgenstrahl-Geringabsorptionsbauteil und einem Röntgenstrahl-Hochabsorptionsbauteil und besteht z.B. aus einer Streifenstruktur aus Al und Pb. Während einer Röntgenstrahl-Bestrahlung wird das Gitter 141 basierend auf einer Anweisung von der Sensorsteuerungseinheit 214 bewegt, um ein Auftreten eines Moiré-Musters wegen dem Frequenzunterschied zwischen dem Photosensor-Feld 8 und dem Gitter 141 zu vermeiden.
In dem Szintillator 142 wird eine Matrix-Substanz eines fluoreszierenden Materials durch Röntgenstrahlen hervorgerufen, die eine hohe Energie besitzen, um Fluoreszenz in der sichtbaren Region basierend auf einer Rekombinationsenergie der Rekombination auszusenden. Die Fluoreszenz ist eine, die in der Matrix selbst entsteht, wie etwa CaWO₄ oder CdWO₄ oder eine, die in einer Lumineszenzzentrum-Substanz entsteht, die in der Matrix aktiviert wird, wie etwa CsI:Tl oder ZnS:Ag.
Der Sensor 8 zum Erfassen des Objektbildes ist neben diesem Szintillator 142 angeordnet. Dieser Sensor 8 wandelt Photonen in elektrische Signale um. Der Röntgenstrahl-Belichtungsdosismonitor 144 tastet den Betrag der übertragenen Röntgenstrahlen ab. Der Röntgenstrahl-Belichtungsdosismonitor 144 kann einer sein, der direkt Röntgenstrahlen durch einen kristallinen Silikon-Photodetektor oder dergleichen erfasst, einer von einem Ionenkammer-Typ, der vor dem Sensor 8 angeordnet wird, oder einer, der Licht von dem Szintillator 142 erfasst.
In diesem Beispiel erfasst der Sensor sichtbares Licht (proportional zu dem Betrag an Röntgenstrahlen), das durch den Szintillator übertragen wird und sendet die Informationen an die Sensorsteuerungseinheit 214 und die Sensorsteuerungseinheit 214 treibt die, eine Hochspannung erzeugende Energiequelle 124, basierend auf den Informationen, Röntgenstrahlen auszuschalten oder zu steuern, an. Die Antriebsschaltung 145, die die Ausleseschaltung zum Lesen der Daten von dem Sensor 8 und andere umfasst, treibt den flachen Flächensensor 8 unter Steuerung der Sensorsteuerungseinheit 214 an, um Signale von den jeweiligen Bildelementen auszulesen. Der Sensor 8 und die Antriebsschaltung 145 werden später genau beschrieben.
Die Bildsignale von der Röntgenstrahl-Erfassungseinheit 140 werden von dem Röntgenstrahl-Raum 101 zu der Bildverarbeitungseinheit 10 in dem Röntgenstrahl-Steuerungsraum 102 übertragen. Weil ein Rauschen wegen einer Erzeugung von Röntgenstrahlen in dem Röntgenstrahl-Raum 101 hoch ist, können die Bilddaten wegen dem Rauschen in bestimmten Fällen nicht genau übertragen werden. Deshalb muss die Übertragungsleitung mit einem hohen Rauschwiderstand bereitgestellt werden. Es ist deshalb wünschenswert, ein Übertragungssystem zu betreiben, das mit einer Fehlerkorrektur-Funktion bereitgestellt wird und dazu zusätzlich eine Übertragungsleitung zu verwenden, die aus einem abgeschirmten, verdrehten Kabelpaar oder einer optischen Glasfaser mit z.B. einem unterschiedlichen Antreiber aufgebaut ist. In der Bildverarbeitungseinheit 10 werden Anzeigedaten basierend auf einer Anweisung von der Sensorsteuerungseinheit 214 geschaltet (die später genau beschrieben wird). Zusätzlich zu diesen ist es auch möglich, eine Korrektur für Bilddaten, räumliche Filterung, rekursive Verarbeitung etc. in Realzeit zu implementieren oder Tonverarbeitung, eine Korrektur für gestreute Abstrahlung, DR-Kompressionsverarbeitung usw. zu implementieren.
Das daher verarbeitete Bild wird durch einen Anzeige-Adapter 151 auf einer Anzeigeeinheit 160 angezeigt. Zur selben Zeit wie die Realzeit-Bildverarbeitung, wird das allgemeine Bild in einem Schnellspeicher 161 gespeichert, nachdem es nur für die Datenkorrektur beansprucht wurde. Der Schnellspeicher 161 ist wünschenswert eine Datenspeichereinrichtung, die eine große Kapazität, eine hohe Geschwindigkeit und eine hohe Zuverlässigkeit und wünschenswert z.B. ein Festplattenfeld oder dergleichen, wie etwa ein RAID oder dergleichen erfüllt. Basierend auf einer Betreiberanweisung werden die in dem Schnellspeicher 161 gespeicherten Bilddaten in dem externen Speicher gespeichert. Zu dieser Gelegenheit werden die Bilddaten derart rekonstruiert, um vorbestimmte Standards (z.B. IS&C) zu erfüllen und die daher rekonstruierten Daten werden in dem externen Speicher gespeichert. Der externe Speicher ist z.B. eine magnetooptische Platte 162, eine Festplatte in einem Datei-Server 170 in einem LAN usw.
Dieses Röntgenstrahl-Bildsensorsystem kann durch eine LAN-Karte 163 mit dem LAN verbunden werden und hat eine Konfiguration, die mit HIS datenkompatibel ist. Mit dem LAN ist natürlich eine Vielzahl von Röntgenstrahl-Bildsensorsystemen verbunden. Zusätzlich sind mit dem LAN ein Monitor 174 zum Anzeigen bewegter und nicht bewegter Bildaufnahmen, der Datei-Server 170 zum Ablegen der Bilddaten, ein Bilddrucker 172 zum Ausgeben des Bildes auf einem Film, ein Bildverarbeitungsendgerät 173 zum Durchführen einer komplizierten Bildverarbeitung und diagnostischer Unterstützung usw. verbunden. Das vorliegende Röntgenstrahl-Bildsensorsystem gibt die Bilddaten gemäß einem vorbestimmten Protokoll (z.B. DICOM) aus. Zusätzlich ist es auch für einen Arzt an einem entfernten Ort möglich, eine Realzeit-Diagnose auf eine Entfernung durch ein Röntgenstrahl-Abtasten unter Verwendung eines mit dem LAN verbundenen Monitors bereitzustellen.
2 zeigt eine äquivalente Schaltung eines Teils des Sensors 8. Das untenstehende Beispiel wird hinsichtlich des zweidimensionalen aus amorphem Silikon hergestellten Sensors beschrieben, aber der Sensor muss nicht auf das spezifische Beispiel begrenzt sein; z.B. kann er eine andere Einrichtung, wie etwa ein Festkörper-Bildsensor (z.B. eine ladungsgekoppelte Einrichtung) oder eine Photovervielfacher-Röhre sein. In dem Fall einer solchen anderen Einrichtung kann die A/D-Umwandlungseinheit mit einer ähnlichen Funktion und in einer ähnlichen Struktur konstruiert werden.
Nun wird eine Beschreibung mit einem Rückbezug auf 2 gegeben. In dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel weist ein Bildelement 1 ein photoelektrisches Umwandlungselement 21 und einen Schalt-TFT (Dünnfilm-Transistor) 22 zum Steuern eines Speicherns und Lesens einer Ladung auf und wird allgemein aus amorphem Silikon (α-Si) hergestellt, das auf einem Glassubstrat geformt wird. Das photoelektrische Umwandlungselement 21 kann einfach aus einer Photodiode 21D aufgebaut werden, die eine parasitäre Kapazität hat oder einer Konfiguration, die die Photodiode 21D und einen zusätzlichen Kondensator 21C, um den dynamischen Bereich zu verbessern, umfasst, die parallel miteinander verbunden sind.
Die Anode A der Diode 21D wird mit einem Vorspannungsdraht Lb verbunden, der eine herkömmliche Elektrode ist und die Kathode K davon wird mit dem steuerbaren Schalt-TFT 22 zum Auslesen der in dem Kondensator 21C gespeicherten Ladung verbunden. In diesem Beispiel ist der Schalt-TFT 22 ein zwischen der Kathode K der Diode 21D und einem ladungslesenden Verstärker 26 verbundener Dünnfilm-Transistor.
Eine Signalladung erscheint in einer solchen Weise, dass der Kondensator 21C zuerst durch einen Betrieb des Schalt-TFT 22 und einer Zurücksetzungsschalteinrichtung 25 zurückgesetzt wird, danach Strahlen 1 ausgesendet werden, die Photodiode 21D eine Ladung gemäß einer Abstrahlungsdosis erzeugt und die Ladung in dem Kondensator 21C angesammelt wird. Danach wird die Signalladung wieder auf ein kapazitives Element durch einen Betrieb des Schalt-TFT 22 und der Zurücksetzungsschalteinrichtung 25 übertragen. Dann wird der durch die Photodiode 21D gespeicherte Ladungsbetrag als ein potentielles Signal durch den Vorverstärker 26 ausgelesen und das Signal unterliegt einer A/D-Umwandlung, um die Dosis der einfallenden Abstrahlungen zu erfassen.
3 ist ein eine photoelektrische Umwandlungsvorrichtung zeigendes äquivalentes Schaltungsdiagramm, das den Sensor 8 und die Antriebsschaltung 145 (die Ausleseschaltung 36 und die Leitungsauswahleinrichtung 32) umfasst. Der photoelektrische Umwandlungsbetrieb wird nachstehend in einer spezifisch erweiterten Konfiguration beschrieben, in der eine Vielzahl von photoelektrischen Umwandlungselementen der in 2 gezeigten Struktur zweidimensional angeordnet wird.
Der Sensor 8 wird aus einem Bildelementfeld von ungefähr 2000*2000 – 4000*4000 Bildelementen zusammengesetzt und der Feldbereich ist ungefähr 200mm*200mm – 500mm*500mm groß. In 3 ist das Photodetektor-Feld 8 aus 4096*4096 Bildelementen zusammengesetzt und der Feldbereich ist 430mm*430mm groß. Deshalb beträgt die Größe eines jeden Bildelements ungefähr 105μm*105μm. 4096 Bildelemente in einem Block werden lateral verdrahtet und 4096 Leitungen werden in vertikaler Richtung angeordnet, wobei dadurch die Bildelemente zweidimensional angeordnet werden. Dieser Sensor 8 wird auf einem herkömmlichen amorphen Silikon-Halbleitersubstrat geformt.
Das vorstehende Beispiel war das Beispiel, in dem der Sensor 8 aus 4096*4096 Bildelementen aus einem Substrat konstruiert wurde, aber es ist auch möglich, den Sensor 8 aus 4096*4096 Bildelementen aus vier Sensoren zu konstruieren, wobei jeder 2048*2048 Bildelemente hat. Wenn der einzelne Sensor 8 aus vier Detektoren, bestehend aus 2048*2048 Bildelementen, konstruiert ist, stellt diese Konfiguration die Leistung einer Verbesserung dar, die sich aus einer Fabrikation aus geteilten Detektoren ergibt.
Wie vorher beschrieben, weist jedes Bildelement ein photoelektrisches Umwandlungselement 21 und ein Schalt-TFT 22 auf. Jedes von 21 (1, 1) zu 21 (4096, 4096) entspricht dem vorhergehenden photoelektrischen Umwandlungselement 21, in dem K die Kathodenseite der Photodetektionsdiode und A die Anodenseite darstellt. Jeder von 22 (1, 1) zu 22 (4096, 4096) entspricht dem Schalt-TFT 22.
Die K Elektroden der jeweiligen photoelektrischen Umwandlungselemente 21 (m, n) in jeder Spalte des Sensors 8 werden durch die Source- und Drain-leitenden Pfade der entsprechenden Schalt-TFTs 22 (m, n) mit einer herkömmlichen Spalten-Signalleitung (Lc1 bis Lc4096) entsprechend jeder Spalte verbunden.
Die photoelektrischen Umwandlungselemente 21 (1, 1) bis 21 (1, 4096) von Spalte 1 werden z.B. mit einer ersten Spalten-Signalleitung Lc1 verbunden. Die A Elektroden der jeweiligen photoelektrischen Umwandlungselemente 21 in jeder Zeile werden durch einen herkömmlichen Vorspannungsdraht Lb mit einer Vorspannungsenergiequelle 31 zur Steuerung der vorher erwähnten Betriebsart verbunden. Die Gate-Elektroden der TFTs 22 in jeder Zeile werden mit einer Zeilen-Auswahlleitung (Lr1 bis Lr4096) verbunden. Die TFTs 22 (1, 1) bis 22 (4096, 1) in Zeile 1 werden z.B. mit einer Zeilen-Auswahlleitung Lr1 verbunden.
Die Zeilen-Auswahlleitungen Lr werden durch die Leitungsauswahleinheit 32 mit der Sensorsteuerungseinheit 33 verbunden. Die Leitungsauswahleinheit 32 weist z.B. einen Adressen-Decodierer 34 und 4096 Schalteinrichtungen 35 auf. Diese Konfiguration ermöglicht einer beliebigen Leitung Lrn, ausgelesen zu werden. Die Leitungsauswahleinheit 32 kann einfach, falls in der einfachsten Form konstruiert, aus einem Schieberegister konstruiert werden, das in Flüssigkristallanzeigen oder dergleichen verwendet wird.
Die Spalten-Signalleitungen Lc werden mit der Signalleseschaltung 36 (die in der Antriebsschaltung von 1 umfasst wird) verbunden, die durch die Sensorsteuerungseinheit 33 gesteuert wird. Ziffer 25 kennzeichnet Schalter zum Zurücksetzen der Spalten-Signalleitungen Lr auf ein Referenzpotential einer Zurücksetzungsreferenzenergiequelle 24, Ziffer 26 kennzeichnet Vorverstärker zum Verstärken von Signalpotentialen, 38 Abtasthaltschaltungen, 39 einen analogen Multiplexer und 40 einen A/D-Umwandler. Signale von den jeweiligen Spalten-Signalleitungen Lrn werden durch die zugehörigen Vorverstärker 26 verstärkt, um durch die Abtasthaltschaltungen 38 gehalten zu werden. Der analoge Multiplexer 39 gibt sequentiell die Ausgabesignale zu dem A/D-Umwandler 40 aus, um sie in digitale Werte umzuwandeln und die digitalen Signale werden zu der Bildverarbeitungseinheit 10 übertragen.
Die photoelektrische Umwandlungsvorrichtung des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels ist konfiguriert, um die 4096*4096 Bildelemente in die 4096 Leitungen Lcn zu trennen, gleichzeitig Ausgaben von 4096 Bildelementen pro Zeile zu übertragen und sequentiell die Signale durch die Spalten-Signalleitungen Lc und durch die 4096 Vorverstärker 26 and 4096 Abtasthaltschaltungen 38 zu dem A/D-Umwandler 40 durch den analogen Multiplexer 39 auszugeben.
In 3 erscheint der A/D-Umwandler 40, als ob er aus einem einzelnen Umwandler konstruiert wurde, aber die A/D-Umwandlungseinheit weist in der Praxis 4 bis 32 Systeme von A/D-Umwandlern 40 auf, um eine A/D-Umwandlung gleichzeitig auszuführen. Signale aus allen mehrfachen Spalten werden nämlich einem herkömmlichen A/D-Umwandler bereitgestellt. Der Grund ist, dass die Auslesezeit von Bildsignalen benötigt wird, ohne eine unnötige Zunahme des analogen Signalbands und A/D-Umwandlungsraten verkürzt zu werden. Die A/D-Umwandlungseinheit wird später detailliert beschrieben.
Die Ansammlungszeit und die A/D-Umwandlungszeit sind in einer vertraulichen Beziehung und eine schnelle A/D-Umwandlung wird in einer Verbreiterung des Bandes der analogen Schaltung resultieren, was es schwierig macht, ein gewünschtes S/N-Verhältnis zu erreichen. Deshalb wird die Auslesezeit von Bildsignalen benötigt, ohne eine unnötige Zunahme der A/D-Umwandlungsgeschwindigkeit verkürzt zu werden. Dies kann durch ein Ausführen der A/D-Umwandlung mit vielen A/D-Umwandlern 40 implementiert werden, aber Kosten werden in diesem Fall hoch. Deshalb muss eine passende Anzahl unter Berücksichtigung der vorstehend erwähnten Punkte ausgewählt werden.
Weil die Bestrahlungszeit von Abstrahlungen 1 ungefähr 10 bis 500 msec beträgt, beträgt eine ungefähre Erfassungszeit des gesamten Bildes oder eine Ladungsansammlungszeit ungefähr 100 msec oder ein bisschen weniger als dies.
Um z.B. das Bild in 100 msec durch ein sequentielles Antreiben aller Bildelemente zu erfassen, beträgt das analoge Signalband ungefähr 50 MHz und die A/D-Umwandlung wird z.B. bei der Abtastrate von 10 MHz augeführt, die zumindest vier Systeme von A/D-Umwandlern 40 benötigt. In der gegenwärtigen Bildsensorvorrichtung wird die A/D-Umwandlung durch sechzehn Systeme gleichzeitig ausgeführt. Ausgabesignale der sechzehn Systeme von A/D-Umwandlern 40 werden sechzehn Systemen von jeweilig entsprechenden Speichern, die nicht gezeigt werden (FIFOs oder dergleichen), bereitgestellt. Die Speicher werden wahlweise geschaltet, um Bilddaten für eine kontinuierliche Abtastleitung zu erhalten und die Bilddaten werden zu der anschließenden Bildverarbeitungseinheit 10 oder zu einem Speicher davon übertragen. Danach werden die Bilddaten als ein Bild oder als ein Graph auf einem Monitor wie etwa einer Anzeigeeinheit angezeigt.
EIN/AUS-Zyklen von Energie der herkömmlichen Röntgenstrahl-Bildsensorvorrichtung sind normalerweise Energie-Zyklen von Ein-Tages-Periodizität, aber eine Energie-EIN/AUS-Zeitsteuerung der Bildsensorvorrichtung dieses Ausführungsbeispiels ist wie folgt.
4 zeigt konstituierende Abschnitte, die zum Einschalten von elektrischer Energie für den Sensor 8 und für die Ausleseschaltung 36 notwendig sind. Die Röntgenstrahl-Steuerungstabelle 501 hat zumindest zwei Schalter eines Röntgenstrahl-Bereitschaftsanforderungsschalters (SW) 601 zur Ausgabe eines Röntgenstrahl-Bereitschaftsanforderungssignals und einer Röntgenstrahlbelichtungs-Anforderung SW 602 zur Ausgabe eines Röntgenstrahlbelichtungs-Anforderungssignals und ist mit der Hochspannungserzeugungseinrichtung 124, mit der AEC 144 und mit der Sensorsteuerungseinheit 214 verbunden. Die Sensorsteuerungseinheit 214 hat einen Belichtungszulassungszeitmesser 603 und wird mit der AEC 144, mit der elektrischen Energiequelle 502 des Sensors und mit der elektrischen Energiequelle 503 der Ausleseschaltung verbunden.
Wenn der Betreiber die Röntgenstrahl-Bereitschaftsanforderung SW 601 betätigt, wird das Röntgenstrahl-Bereitschaftsanforderungssignal erzeugt. Als Antwort auf dieses Signal beginnt die Röntgenstrahleinrichtung mit der Vorbereitung für eine Belichtung, z.B. eine Rotation der rotierenden Anode der Röhre. Im Allgemeinen unterdrückt der Betreiber oft auch die Röntgenstrahlbelichtungs-Anforderung SW 602 zur selben Zeit wie die Unterdrückung der Röntgenstrahl-Bereitschaftsanforderung SW 601. In diesem Fall, wenn die rotierende Anode der Röhre eine konstante Rotation erreicht, um für eine Röntgenstrahlbelichtung bereit zu werden und dann, nachdem die Einrichtung für eine Röntgenstrahlbelichtung bereit wird, wird das Röntgenstrahlbelichtungs-Anforderungssignal bestätigt und eine Röntgenstrahlbelichtung beginnt.
Zuerst wird in 5 ein erstes Zeitsteuerungsbeispiel dargestellt, das eine Beziehung zwischen der Belichtungszeitsteuerung des Röntgenstrahl-Generators und der Bereitstellungszeitsteuerung von Energie für den Sensor 8 und für die Ausleseschaltung 36 zeigt.
Die Sensor-Energiequelle 502 wird mit der Zeitsteuerung einer Ausgabe des Röntgenstrahl-Bereitschaftsanforderungssignals eingeschaltet und die Ausleseschaltungs-Energiequelle 503 wird mit der Zeitsteuerung einer Ausgabe des Belichtungsanforderungssignals eingeschaltet. Wenn die Röntgenstrahlbelichtungseinrichtung (AEC) 144 dann einen zum Abtasten ausreichenden Röntgenstrahlen-Betrag erfasst, schaltet die AEC 144 die Röntgenstrahlbelichtung aus. Dann beginnt die Steuerungseinheit, Daten auszulesen und schaltet dann die zwei Energiequellen (die Sensor-Energiequelle 502 und die Ausleseantriebsschaltung-Energiequelle 503) zu der Beendigungszeit eines Auslesens aus. Der vorstehende Betrieb ist das erste Zeitsteuerungsbeispiel, das durch die Sensorsteuerungseinheit 214 gesteuert wird.
Als nächstes wird ein zweites Zeitsteuerungsbeispiel vorgestellt, das eine Beziehung zwischen der Belichtungszeitsteuerung des Röntgenstrahl-Generators und der Bereitstellungszeitsteuerungen von Energie für den Sensor 8 und die Ausleseschaltung 36 zeigt.
Das zweite Beispiel ist ein Beispiel, in dem die Ausleseschaltungs-Energiequelle 503 basierend auf dem Röntgenstrahlbelichtungs-Beendigungssignal eingeschaltet wird und wird in 6 gezeigt. Der Vorteil dieses Beispiels ist der Wert der Fähigkeit zu einer Verkleinerung der EIN-Zeit der Ausleseschaltung, die eine große Energieverschwendung verursacht. Zur Übertragung eines Belichtungsbeendigungssignals ist es vorstellbar, das Signal der AEC 144 direkt mit der wie in 4 gezeigten Sensorsteuerungseinheit 214 zu verbinden oder ein Signal einer Schaltung (die nicht in den Zeichnungen gezeigt wird) zu verwenden, das die hohe Spannung der Hochspannungserzeugungseinrichtung 124 kontrolliert. Eine Verwendung des Signals, das die hohe Spannung kontrolliert, ermöglicht Röntgenstrahlen, entsprechend einer Verzögerung eines Ausschaltens von Röntgenstrahlen, auch genau integriert zu sein. Die Belichtungsbeendigung kann auch auf einer solchen Weise erfasst werden, dass ein von der AEC 144 unterschiedlicher Röntgenstrahl-Monitor (der nicht in den Zeichnungen gezeigt wird) z.B., obwohl nicht gezeigt, auf der Rückseite des Sensors 8 bereitgestellt wird, um die Röntgenstrahlenbelichtung zu kontrollieren und eine Belichtungsbeendigung wird durch Verwendung eines Signals von dem Monitor bestimmt.
Als nächstes wird ein drittes Zeitsteuerungsbeispiel vorgestellt, das eine Beziehung zwischen der Belichtungszeitsteuerung des Röntgenstrahl-Generators und den Bereitstellungszeitsteuerungen von Energie für den Sensor 8 und für die Ausleseschaltung 36 zeigt.
Das dritte Zeitsteuerungsbeispiel wird in 7 dargestellt. Das dritte Zeitsteuerungsbeispiel unterscheidet sich von dem zweiten Beispiel dadurch, dass das Belichtungsanforderungssignal nicht ohne eine Ausgabe einer Belichtungserlaubnis von dem Sensor ausgegeben wird. Die ersten und zweiten Beispiele wurden derartig gestaltet, dass, falls die Belichtungsanforderung SW 602 unterdrückt wurde und falls das System für eine Röntgenstrahlbelichtung bereit war, das Belichtungsanforderungssignal dann bestätigt wurde, um die Röntgenstrahlbelichtung zu beginnen, wobei das dritte Beispiel derartig gestaltet wurde, um eine ausreichende Zeit nach einem Einschalten der Sensor-Energiequelle 502 für das Photodetektionsfeld 8 sicherzustellen, wobei die Sensorsteuerungseinheit 214 mit dem Belichtungserlaubniszeitmesser 603 (4) bereitgestellt wird, ein Erlaubnissignal nicht ausgegeben wird, bis eine fixierte Zeit zur Stabilisierung von Sensorverschiebungen seit einem Einschalten der Sensor-Energiequelle 502 abläuft und nach einem Bestätigen dieses Erlaubnissignals das Belichtungsanforderungssignal dann bestätigt wird. Die gesetzte Zeit des Belichtungserlaubniszeitmessers 603 wird unter Berücksichtigung der Merkmale des verwendeten Sensors bestimmt und wird z.B. auf einen Transport von einer Fabrik oder auf eine Installation auf einer Installationsseite gesetzt.
Wie jede der Schaltungskomponenten in dem Sensor 8 und in der Ausleseschaltung 36 ein- oder ausgeschaltet wird, wird nachstehend mit Bezug auf Tabelle 1 und 3 beschrieben.
Wie in der nachstehenden Tabelle zusammengefasst, sind alle Schaltungen in dem Sensor 8 und in der Ausleseschaltung 36 in einem Zustand von Phase 1, in dem keine elektrische Energie dazu vor der Sensoranforderung bereitgestellt wird. Wenn das Röntgenstrahl-Bereitschaftsanforderungssignal basierend auf der Sensoranforderung des Abstrahlungsinformationssystems (RIS/HIS) oder basierend auf der Sensoranforderung des Betreibers ausgegeben wird, bewegen sich die Schaltungen in Phase 2 mit einer Erfassung des Signals. In Phase 2 wird die Energie der Vorspannungsenergieleitung Lb, der Zeilenauswahlleitungen Lr und der Spaltenauswahlleitungen Lc des Sensors 8 bereitgestellt. Es bezüglich 3 beschrieben, wird die Energie den unter den Vorverstärkern 26 gezeigten Schaltungen bereitgestellt. Wenn das Röntgenstrahlbelichtungs-Anforderungssignal in dem Zustand von Phase 2 erfasst wird, wenn eine Beendigung einer aktuellen Belichtung erfasst wird, wenn ein Schalten der Hochspannungserzeugungseinrichtung in einen Low-Zustand erfasst wird, oder wenn eine Auszeit der Integrationssteuerungsschaltung auftritt, wird die Energie allen in 3 gezeigten Schaltungen bereitgestellt. Die Energie wird nämlich auch zusätzlich den Vorverstärkern 26, den Abtasthaltschaltungen 28, dem Multiplexer 38 und dem A/D-Umwandler 40 bereitgestellt. In einem Zustand von Phase 3, werden alle Ladungen einer A/D-Umwandlung ausgesetzt und dann wird eine Beendigung eines Auslesens erfasst, wobei die Schaltungen in Phase 4 übertragen werden. In Phase 4 wird bestimmt, ob ein anschließendes Abtasten auszuführen ist. Die Schaltungen gehen in Phase 2, falls ja, oder in Phase 1, falls nein.

In der vorstehend bereitgestellten Beschreibung wird beschrieben, dass die Vorverstärker 26 und die Abtasthaltschaltung 28 in einem Aus-Zustand in der Phase 2 sind. Jedoch kann es auch in der Phase 2 möglich sein, dass sie in einem Ein-Zustand sind. Tabelle 1 Energieversorgungsübergangsdiagramm

	Vorspannungsenergieleitung Lb	Signalleitungen Lc, Lr	Vorverstärker 26 und Abtasthaltschaltung 28	Multiplexer 38 und A/D-Umwandler 40
Phase 1: Leerlaufzustand vor Sensoranforderung	AUS	AUS	AUS	AUS
Phase 2: (z.B.) nach Sensoranforderung	EIN	EIN	AUS	AUS
Phase 3: (z.B.) nach Beendigung	EIN	EIN	EIN	EIN
Phase 4: nach Beendigung von Belichtung	in Phase 1 oder in Phase 2	in Phase 1 oder in Phase 2	in Phase 1 oder in Phase 2	in Phase 1 oder in Phase 2

Als eine Modifikation des dritten Zeitsteuerungsbeispiels ist es auch möglich, die Zeit zur Stabilisierung der Sensorverschiebungen, abhängig von den aktuellen Daten des Sensors, anpassend zu bestimmen, unterschiedlich von der Konfiguration, in der die Zeit zur Stabilisierung der Sensorverschiebungen durch die in dem Belichtungserlaubniszeitmesser 603 bestimmte eingestellte Zeit bestimmt wird. In diesem Fall ist es jedoch notwendig, die Ausleseantriebsschaltungs-Energiequelle 503 jedes Mal ein- und auszuschalten, wenn Daten ausgelesen werden.
Wie vorstehend beschrieben, werden die Beispiele konfiguriert, um die separaten Energiequellen für den Sensor und für das Antreiben und Ein- und Ausschalten der jeweiligen Energiequellen zu verwenden, aber es ist auch durchführbar, derartige Konfigurationen zu betreiben, dass, ohne ein An- und Ausschalten der Energiequellen in der Praxis selbst, der Sensor und die Ausleseschaltung in einem Standby-Zustand (der vorstehend durch den Ausdruck „Energie AUS" beschrieben wurde) gehalten werden, wobei keine Spannung zu jedem von denen zugeführt wird.
Den Standby-Zustand des Sensors besonders beschreibend, kann überlegt werden, dass alle Antriebsleitungen Lc, Lr, Lb des Sensors 8 auf ein identisches Potential gesetzt werden, z.B. auf das GND-Potential, um dem Sensor 8 keine Spannung zuzuführen. Wie für den Standby-Zustand der Ausleseschaltung 36, kann überlegt werden, dass der Standby-Zustand durch ein Ausschalten einer Energie von jedem, des Vorverstärkers 26, der Abtasthaltschaltung 38, des Multiplexers 39 und des A/D-Umwandlers 40 in einem Zustand implementiert wird, in dem Potentiale der peripheren Leitungsauswahleinrichtung 32, der Ausleseschaltung 36 und der Energiequelle 31 auf ein gleiches Potential gesetzt werden.
Es kann auch überlegt werden, dass, ohne die zwei Energiequellen für den Sensor und für die Ausleseschaltung bereitzustellen, dort nur eine herkömmliche Energiequelle bereitgestellt wird und dann die Energie zu den beiden oder zu einer von den beiden durch ein Schalten bereitgestellt wird.
Wenn der Betrag einer durch die Antriebsausleseschaltung erzeugten Wärme klein ist, kann auch überlegt werden, dass die Sensor-Energiequelle 502 und die Antriebs-Energiequelle 503 basierend auf dem Röntgenstrahl-Bereitschaftsanforderungssignal eingeschaltet werden. In diesem Fall können die technologischen Vorteile auch, wie mit den Stand-der-Technik-Beispielen verglichen, erreicht werden.
Wie vorstehend beschrieben, wird das Energiequellensystem des Sensorparts oder das Energiebereitstellungssystem in diese für den Sensor und für die Ausleseschaltung getrennt und diese werden gemäß der Röntgenstrahlbelichtungs-Zeitsteuerung und der Zeit zur Stabilisierung des Sensors, die die Laufzeit des Sensors verlängern kann, ein- oder ausgeschaltet. Der Energieverbrauch wird reduziert, um eine Erzeugung von Wärme zu unterdrücken und dadurch die Verschiebungen des Sensors wegen der Wärme zu verringern, wobei die Bildsensorvorrichtung mit weniger Rauschen in dem Bild erhalten werden kann.
Die gegenwärtige Erfindung umfasst auch in ihrem Umfang solche Konfigurationen, dass ein Software-Programmcode zum Implementieren der Funktionen der vorstehenden Ausführungsbeispiele bereitgestellt wird und das System gemäß dem in einem Computer (CPU oder MPU) der Bildsensorvorrichtung gespeicherten Programm betrieben wird, um die Funktionen auszuführen.
In diesem Fall implementiert der Programmcode der vorstehenden Software selbst die vohergehenden Funktionen der Ausführungsbeispiele und daher bilden der Programmcode selbst und die Einrichtungen zum Bereitstellen des Programmcodes für den Computer, z.B. ein den Programmcode speicherndes Aufnahmemedium, die gegenwärtige Erfindung. Das den Programmcode speichernde Aufnahmemedium kann z.B. von einer Diskette, einer Festplatte, einer optischen Platte, einer magnetooptischen Platte, einer CD-ROM, einem magnetischen Band, einer nichtflüchtigen Speicherkarte, einem ROM usw. ausgewählt werden.
Die vorstehenden Ausführungsbeispiele stellen nur einige der ausgeführten Formen zum Ausführen der gegenwärtigen Erfindung dar, aber es ist zu verstehen, dass der technische Umfang der gegenwärtigen Erfindung keineswegs auf diese Beispiele beschränkt ist. Die gegenwärtige Erfindung kann nämlich in verschiedenen Formen, ohne von ihrem technischen Konzept oder von den Hauptmerkmalen davon abzuweichen, ausgeführt werden.
Gemäß den Ausführungsbeispielen der Erfindung, wie vorstehend beschrieben, wird es durchführbar, die Zeitsteuerung der Energiebereitstellung für den Sensor 8, unterschiedlich von der Bereitstellungszeitsteuerung der Energie für die Ausleseschaltung 36 zu machen, die die Laufzeit des Sensors verlängern kann. Der Energieverbrauch wird reduziert, um eine Wärmeerzeugung zu unterdrücken, wobei das Bild mit weniger Rauschen erhalten werden kann.

Claims

Bildsensorvorrichtung mit: einer zum Abstrahlen von Röntgenstrahlen angepassten Röntgenstrahl-Abstrahlungsvorrichtung (120); einer eine Vielzahl von Bildelementen (21) zum Erfassen der Röntgenstrahlen aufweisenden Sensorregion (8); einer zum sequentiellen Auslesen von Signalen aus der Vielzahl von Bildelementen in einen gemeinsamen Ausgabeabschnitt (39) angepassten Ausleseschaltung (36); einer zur Energiezufuhr zu der Sensorregion angepassten ersten Versorgungsschaltung (502); einer zur Energiezufuhr zu der Ausleseschaltung angepassten zweiten Versorgungsschaltung (503); und einer Steuereinrichtung (214) zur Steuerung der ersten Versorgungsschaltung und der zweiten Versorgungsschaltung, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (214) zum Bewirken einer Steuerung derart angepasst ist, dass die erste Versorgungsschaltung (502), basierend auf einem die Röntgenstrahl-Abstrahlungsvorrichtung (120) in einen zur Abstrahlungsbelichtung bereiten Zustand versetzenden Bereitschafts-Anforderungssignal, oder basierend auf einer Anforderung von einem Informationssystem beginnt, der Sensorregion (8) Energie zuzuführen, und dass die zweite Versorgungsschaltung (503) beginnt, der Ausleseschaltung (36) Energie zuzuführen, nachdem die erste Versorgungsschaltung (502) die Energiezufuhr zu der Sensorregion (8) beginnt.
Bildsensorvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung (214) zum Bewirken der Steuerung derart angepasst ist, dass die zweite Versorgungsschaltung (503), basierend auf einer Röntgenstrahlbelichtungs-Startzeitsteuerung der Röntgenstrahl-Abstrahlungsvorrichtung, beginnt, der Ausleseschaltung (36) Energie zuzuführen.
Bildsensorvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Steuereinrichtung (214) zum Bewirken der Steuerung derart angepasst ist, dass die zweite Versorgungsschaltung (503), basierend auf einem die Röntgenstrahlbelichtungs-Startzeitsteuerung der Röntgenstrahl-Abstrahlungsvorrichtung (120) angebenden Röntgenstrahlbelichtungs-Anforderungssignal, beginnt, der Ausleseschaltung (36) Energie zuzuführen.
Bildsensorvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung (214) zum Bewirken der Steuerung derart angepasst ist, dass die zweite Versorgungsschaltung (503), basierend auf einer Röntgenstrahlbelichtungs-Beendigungszeitsteuerung der Röntgenstrahl-Abstrahlungsvorrichtung (120), beginnt, der Ausleseschaltung (36) Energie zuzuführen.
Bildsensorvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Steuereinrichtung (214) zum Bewirken der Steuerung derart angepasst ist, dass die zweite Versorgungsschaltung (503), basierend auf einem die Röntgenstrahlbelichtungs-Beendigungszeitsteuerung der Röntgenstrahl-Abstrahlungsvorrichtung angebenden Belichtungs- Beendigungssignal, beginnt, der Ausleseschaltung (36) Energie zuzuführen.
Bildsensorvorrichtung gemäß Anspruch 4, die eine zum Erfassen der Röntgenstrahlungsmenge angepasste Röntgenstrahldosis-Überwachungsschaltung (144) aufweist, wobei die Steuereinrichtung (214) angepasst ist, um, basierend auf einem Ausgabesignal der Röntgenstrahldosis-Überwachungsschaltung (144), die zweite Versorgungsschaltung (503) derart zu steuern, dass sie beginnt, der Ausleseschaltung (36) Energie zuzuführen.
Bildsensorvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung (214) angepasst ist, um eine selektive Steuerung eines ersten Zustands durchzuführen, bei dem der Sensorregion (2) und der Ausleseschaltung (36), nach Beendigung des Auslesens von Signalen von der Ausleseschaltung (36), keine Energie zugeführt wird.
Bildsensorvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung (214) angepasst ist, um eine selektive Steuerung eines ersten Zustands durchzuführen, bei dem der Sensorregion (8) und der Ausleseschaltung (36) keine Energie zugeführt wird und eines zweiten Zustands, bei dem der Ausleseschaltung (36), nach Beendigung des Auslesens von Signalen von der Ausleseschaltung (36), keine Energie zugeführt wird.
Bildsensorvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Ausleseschaltung (36) Verstärker (26) zum Verstärken der jeweiligen Signale von der Vielzahl von Bildelementen (21) aufweist.
Verfahren zum Steuern einer Bildsensorvorrichtung mit einer zum Abstrahlen von Röntgenstrahlen angepassten Röntgenstrahl-Abstrahlungsvorrichtung (120), einer eine Vielzahl von Bildelementen (21) zum Erfassen der Röntgenstrahlen aufweisende Sensorregion (8), einer zum sequentiellen Auslesen von Signalen aus der Vielzahl von Bildelementen in einen gemeinsamen Ausgabeabschnitt (39) angepassten Ausleseschaltung (36), einer zur Energiezufuhr zu der Sensorregion (8) angepassten ersten Versorgungsschaltung (502), und einer zur Energiezufuhr zu der Ausleseschaltung (36) angepassten zweiten Versorgungsschaltung (503), charakterisiert durch einen Steuerschritt zum Steuern der ersten Versorgungsschaltung (502) und der zweiten Versorgungsschaltung (503), wobei der Steuerschritt die Steuerung derart bewirkt, dass die erste Versorgungsschaltung (502) basierend auf einem die Röntgenstrahl-Abstrahlungsvorrichtung (120) in einen zur Abstrahlungsbelichtung bereiten Zustand versetzenden Bereitschafts-Anforderungssignal, oder basierend auf einer Anforderung von einem Informationssystem, beginnt, der Sensorregion (8) Energie zuzuführen, und dass die zweite Versorgungsschaltung (503) beginnt, Energie zu der Ausleseschaltung (36) zuzuführen, nachdem die erste Versorgungsschaltung (502) die Energiezufuhr beginnt.