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Stand der Technik
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Vorteile
und andere Merkmale der gegenwärtigen
Erfindung und ihrer Ausführungsbeispiele
werden aus der spezifischen Beschreibung und den Zeichnungen, die
nachstehend folgen, offensichtlich.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Diagram, das eine detaillierte Konfiguration einer Röntgenstrahl-Bildsensorvorrichtung zeigt;
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2 ist
ein äquivalentes
Schaltungsdiagramm eines Sensors;
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3 ist
ein Schaltungsdiagramm eines flachen Sensorfeldes;
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4 ist
ein Diagramm, das Energiezuführungs-Zeitsteuerungserzeugungsparts
zeigt;
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5 ist
ein Diagramm, das ein erstes Energiezuführungs-Zeitsteuerungsbeispiel
zeigt;
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6 ist
ein Diagramm, das ein zweites Energiezuführungs-Zeitsteuerungsbeispiel
zeigt; und
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7 ist
ein Diagramm, das ein drittes Energiezuführungs-Zeitsteuerungsbeispiel
zeigt.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Die
Ausführungsbeispiele
der gegenwärtigen
Erfindung werden nachstehend hinsichtlich der Zeichnungen beschrieben.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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..
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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.
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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.
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Das
System wird nachstehend der Reihe nach gemäß dem Fluss von Signalen beschrieben.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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 |
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.