JP2001042042A - 撮像装置 - Google Patents
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- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
- H04N25/63—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to dark current
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- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/40—Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled
- H04N25/41—Extracting pixel data from a plurality of image sensors simultaneously picking up an image, e.g. for increasing the field of view by combining the outputs of a plurality of sensors
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- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/14—Picture signal circuitry for video frequency region
- H04N5/16—Circuitry for reinsertion of dc and slowly varying components of signal; Circuitry for preservation of black or white level
- H04N5/18—Circuitry for reinsertion of dc and slowly varying components of signal; Circuitry for preservation of black or white level by means of "clamp" circuit operated by switching circuit
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- H04N5/14—Picture signal circuitry for video frequency region
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- H04N5/21—Circuitry for suppressing or minimising disturbance, e.g. moiré or halo
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- Signal Processing (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 オプチカルブラックのX線ノイズを低減する
ことにより、主にX線像の画像読み取りにおける画質を
改善することにある。 【解決手段】 被写体を通過したX線像を可視光に変換
し、その可視像を光電変換する撮像センサーを備えた撮
像装置において、前記X線の通過を阻止する部材を前記
撮像センサーの一部に設けたことを特徴とする。また、
上記撮像装置において、前記撮像センサーの一部は、撮
像センサーの行走査方向のクランプ検出用撮像素子をカ
バーし且つ前記撮像センサーの読み取り用走査回路、読
み取り画像信号を増幅する増幅器であることを特徴とす
る。
ことにより、主にX線像の画像読み取りにおける画質を
改善することにある。 【解決手段】 被写体を通過したX線像を可視光に変換
し、その可視像を光電変換する撮像センサーを備えた撮
像装置において、前記X線の通過を阻止する部材を前記
撮像センサーの一部に設けたことを特徴とする。また、
上記撮像装置において、前記撮像センサーの一部は、撮
像センサーの行走査方向のクランプ検出用撮像素子をカ
バーし且つ前記撮像センサーの読み取り用走査回路、読
み取り画像信号を増幅する増幅器であることを特徴とす
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像を撮影する撮
像装置に関し、主にレントゲン写真等のX線像を撮影す
る撮像装置に関する。
像装置に関し、主にレントゲン写真等のX線像を撮影す
る撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、画像読み取り系としては、1次元
のラインセンサーや2次元のエリアセンサーとして、C
CDを用いた縮小光学型CCDセンサーや、画素の光電
変換素子に蓄積された電荷を増幅するアンプを有するC
MOSセンサー、a−Si(アモルファスシリコン)を
用いた等倍型CISセンサー等が用いられている。
のラインセンサーや2次元のエリアセンサーとして、C
CDを用いた縮小光学型CCDセンサーや、画素の光電
変換素子に蓄積された電荷を増幅するアンプを有するC
MOSセンサー、a−Si(アモルファスシリコン)を
用いた等倍型CISセンサー等が用いられている。
【0003】このような各種の画像センサーには、レン
トゲン写真によく使用されている撮像装置として、光を
透光するファイバを並列に2次元状に敷き詰めて透過し
てきたX線を透光して光電変換装置によって画像信号を
得る等倍型撮像装置がある。
トゲン写真によく使用されている撮像装置として、光を
透光するファイバを並列に2次元状に敷き詰めて透過し
てきたX線を透光して光電変換装置によって画像信号を
得る等倍型撮像装置がある。
【0004】この撮像装置は、ファイバ・オプティク・
プレート上にX線シンチレータを形成し、それを撮像セ
ンサ上に貼合わせたX線イメージセンサといわれる。例
えば浜松ホトニクス株式会社が発行した「FIBER OPTIC
PLATE WITH X-RAY SCINTILLATOR」資料にはCCDセン
サを利用したX線デバイスが紹介されている。
プレート上にX線シンチレータを形成し、それを撮像セ
ンサ上に貼合わせたX線イメージセンサといわれる。例
えば浜松ホトニクス株式会社が発行した「FIBER OPTIC
PLATE WITH X-RAY SCINTILLATOR」資料にはCCDセン
サを利用したX線デバイスが紹介されている。
【0005】このX線デバイスでは、被写体を透過した
X線はX線像を可視光像に変換するX線シンチレータ
で、X線量に応じた可視光に変換される。X線シンチレ
ータではその構成材料により、入射したX線の約30%
〜70%が吸収され、一部は可視光に変換されず、その
まま透過し、センサへ入射する。センサへ入射したX線
はセンサ基板をつき抜けたり、あるいは基板電位に吸収
されたりするが、一部は光電変換され、出力画像上では
輝点として観察される。この輝点を減らすためにX線シ
ールド・ファイバ・オプティクス・プレートで、透過す
るX線を90%以上吸収するものもある。
X線はX線像を可視光像に変換するX線シンチレータ
で、X線量に応じた可視光に変換される。X線シンチレ
ータではその構成材料により、入射したX線の約30%
〜70%が吸収され、一部は可視光に変換されず、その
まま透過し、センサへ入射する。センサへ入射したX線
はセンサ基板をつき抜けたり、あるいは基板電位に吸収
されたりするが、一部は光電変換され、出力画像上では
輝点として観察される。この輝点を減らすためにX線シ
ールド・ファイバ・オプティクス・プレートで、透過す
るX線を90%以上吸収するものもある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、透過X線を完
全になくすことが出来ず、ある頻度で発生するX線ノイ
ズにより、画像の黒レベルが変化する問題があった。図
8にその説明図を示す。
全になくすことが出来ず、ある頻度で発生するX線ノイ
ズにより、画像の黒レベルが変化する問題があった。図
8にその説明図を示す。
【0007】撮像信号はオプチカルブラックのダーク信
号と、被写体信号とからなる。オプチカルブラックはセ
ンサ上で可視光を遮光するためAl膜等で被われてい
る。X線はAl膜を透過するため、X線が侵入したオプ
チカルブラックの画素では、その信号レベルがダークレ
ベルにはならず、図示の様にある信号振幅を有するノイ
ズとなって発生する。撮像装置では一般的にオプチカル
ブラックをクランプして映像信号の黒基準を設定する
が、上記ノイズにより黒基準が明るい方向にクランプさ
れてしまう。従って、画面上では、オプチカルブラック
にX線が侵入した画素行は水平ラインの筋状のノイズと
なって画質を著しく悪化させていた。
号と、被写体信号とからなる。オプチカルブラックはセ
ンサ上で可視光を遮光するためAl膜等で被われてい
る。X線はAl膜を透過するため、X線が侵入したオプ
チカルブラックの画素では、その信号レベルがダークレ
ベルにはならず、図示の様にある信号振幅を有するノイ
ズとなって発生する。撮像装置では一般的にオプチカル
ブラックをクランプして映像信号の黒基準を設定する
が、上記ノイズにより黒基準が明るい方向にクランプさ
れてしまう。従って、画面上では、オプチカルブラック
にX線が侵入した画素行は水平ラインの筋状のノイズと
なって画質を著しく悪化させていた。
【0008】また、撮像素子の周辺には周辺回路(駆動
用、増幅用、メモリなど)があるが、この様な周辺回路
にX線が侵入すると誤動作を生ずる。例えば駆動用回路
ではリセット回路にノイズが発生し、走査が一時的に停
止したり、また、シフトパルスがずれたりする。他の周
辺回路では主にノイズとなる場合が多い。
用、増幅用、メモリなど)があるが、この様な周辺回路
にX線が侵入すると誤動作を生ずる。例えば駆動用回路
ではリセット回路にノイズが発生し、走査が一時的に停
止したり、また、シフトパルスがずれたりする。他の周
辺回路では主にノイズとなる場合が多い。
【0009】本発明の課題は、オプチカルブラックのX
線ノイズを低減することにより、主にX線像の画像読み
取りにおける画質を改善することにある。
線ノイズを低減することにより、主にX線像の画像読み
取りにおける画質を改善することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】撮像素子のオプチカルブ
ラック用画素や周辺回路上にX線の通過を阻止する部材
を設ける。
ラック用画素や周辺回路上にX線の通過を阻止する部材
を設ける。
【0011】本発明は、被写体を通過したX線像を可視
光に変換し、その可視像を光電変換する撮像センサーを
備えた撮像装置において、前記X線の通過を阻止する部
材を前記撮像センサーの一部に設けたことを特徴とす
る。
光に変換し、その可視像を光電変換する撮像センサーを
備えた撮像装置において、前記X線の通過を阻止する部
材を前記撮像センサーの一部に設けたことを特徴とす
る。
【0012】また、上記撮像装置において、前記撮像セ
ンサーの一部は、撮像センサーの行走査方向のクランプ
検出用撮像素子をカバーし且つ前記撮像センサーの読み
取り用走査回路、読み取り画像信号を増幅する増幅器で
あることを特徴とする。
ンサーの一部は、撮像センサーの行走査方向のクランプ
検出用撮像素子をカバーし且つ前記撮像センサーの読み
取り用走査回路、読み取り画像信号を増幅する増幅器で
あることを特徴とする。
【0013】また、上記撮像装置において、前記撮像セ
ンサーを少なくとも4枚基板上に貼り合わせたことを特
徴とする。
ンサーを少なくとも4枚基板上に貼り合わせたことを特
徴とする。
【0014】また、本発明は、被写体を通過したX線を
可視光に変換し、その可視像を光電変換する撮像センサ
ーを備えた撮像装置において、前記撮像センサーの撮像
領域のクランプレベルを検出する光電変換素子と前記撮
像センサー用周辺回路とに前記X線の通過を阻止する部
材を設けたことを特徴とする。
可視光に変換し、その可視像を光電変換する撮像センサ
ーを備えた撮像装置において、前記撮像センサーの撮像
領域のクランプレベルを検出する光電変換素子と前記撮
像センサー用周辺回路とに前記X線の通過を阻止する部
材を設けたことを特徴とする。
【0015】また、本発明は、被写体からの信号を電気
信号に変換する撮像領域と、前記撮像領域の一部に設け
た可視光を遮光する部材を通過する性質を有する電磁波
の通過を阻止する部材と、を有することを特徴とする。
信号に変換する撮像領域と、前記撮像領域の一部に設け
た可視光を遮光する部材を通過する性質を有する電磁波
の通過を阻止する部材と、を有することを特徴とする。
【0016】また、本発明は、被写体からの信号を電気
信号に変換する撮像領域と、前記撮像領域の一部に設け
た可視光を遮光する第1の部材と、前記撮像領域の一部
に設けた前記第1の部材を通過する性質を有する電磁波
の通過を阻止する第2の部材と、を有することを特徴と
する。
信号に変換する撮像領域と、前記撮像領域の一部に設け
た可視光を遮光する第1の部材と、前記撮像領域の一部
に設けた前記第1の部材を通過する性質を有する電磁波
の通過を阻止する第2の部材と、を有することを特徴と
する。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明による実施形態について、
図面を参照しつつ詳細に説明する。
図面を参照しつつ詳細に説明する。
【0018】図1に撮像センサーを4枚貼り合わせた撮
像装置の概略構成図を示す。図において、11と22、
12と21はそれぞれ同一形態の撮像センサーであり、
1枚の同一基板上に撮像センサー11と22及び撮像セ
ンサー12と21が対角をなすように平面的に貼り合わ
せられる。この4枚の撮像センサー11,12,21,
22はそれぞれ、列走査回路(HSR)1と、行走査回
路(VSR)2と、メモリ回路3と、出力アンプ4とを
備え、2次元状に高密度に配置された光電変換素子を有
する撮像領域A1,A2,B1,B2を有している。
像装置の概略構成図を示す。図において、11と22、
12と21はそれぞれ同一形態の撮像センサーであり、
1枚の同一基板上に撮像センサー11と22及び撮像セ
ンサー12と21が対角をなすように平面的に貼り合わ
せられる。この4枚の撮像センサー11,12,21,
22はそれぞれ、列走査回路(HSR)1と、行走査回
路(VSR)2と、メモリ回路3と、出力アンプ4とを
備え、2次元状に高密度に配置された光電変換素子を有
する撮像領域A1,A2,B1,B2を有している。
【0019】ここで、撮像センサー11を代表して、撮
像センサーの構成を説明する。撮像センサー11の撮像
領域A1は、光電変換素子の画素が水平及び垂直方向に
複数配置されることで構成される。画素間のピッチは適
用分野によって異なるが、X線による人間の胸部撮像装
置に応用する場合は、撮像領域A1は約15cm角程度
で、解像度は50μm〜100μmが求められ、本実施
形態では画素間のピッチが50μmピッチの場合につい
て説明する。なお、縮小型CCDセンサーやCMOSセ
ンサー等は画素間のピッチが5〜50μmピッチのもの
が開発されており、50μmピッチの撮像領域を有する
撮像装置の生産は容易であり、大型化することのほうが
困難性が高いほどである。本実施形態では、撮像領域A
1が大きいので、1対1光学系の半導体装置MPA(Mi
rror Projection Aligner)を使っても問題はない。約
15cm角程度の撮像領域A1の撮像センサーは、8イ
ンチウェハーのシリコンチップで製造され、更にね約2
0cm角程度でも12インチウェハーで製造可能であ
る。撮像センサーの画素数は撮像領域15cm角、画素
ピッチ75μmとすると、2000×2000=400
万画素となる。
像センサーの構成を説明する。撮像センサー11の撮像
領域A1は、光電変換素子の画素が水平及び垂直方向に
複数配置されることで構成される。画素間のピッチは適
用分野によって異なるが、X線による人間の胸部撮像装
置に応用する場合は、撮像領域A1は約15cm角程度
で、解像度は50μm〜100μmが求められ、本実施
形態では画素間のピッチが50μmピッチの場合につい
て説明する。なお、縮小型CCDセンサーやCMOSセ
ンサー等は画素間のピッチが5〜50μmピッチのもの
が開発されており、50μmピッチの撮像領域を有する
撮像装置の生産は容易であり、大型化することのほうが
困難性が高いほどである。本実施形態では、撮像領域A
1が大きいので、1対1光学系の半導体装置MPA(Mi
rror Projection Aligner)を使っても問題はない。約
15cm角程度の撮像領域A1の撮像センサーは、8イ
ンチウェハーのシリコンチップで製造され、更にね約2
0cm角程度でも12インチウェハーで製造可能であ
る。撮像センサーの画素数は撮像領域15cm角、画素
ピッチ75μmとすると、2000×2000=400
万画素となる。
【0020】撮像領域A1の一辺には、行走査回路(V
SH)2が設けられ、この行走査回路2により垂直方向
の画素行の選択を行い、撮像領域A1の他辺には行走査
回路2で駆動された画素行の画素電荷信号を一時的に保
持するメモリ回路3と、画素の電荷を増幅する読出増幅
トランジスタを能動状態に制御する不図示のトランジス
タ回路と、垂直信号線の残留信号をリセットする不図示
のリセット回路と、メモリ回路からの画素信号の読出し
を制御する列走査回路(HSR)1と、メモリ回路3の
出力を増幅してインピーダンス変換されて外部に出力す
る出力アンプ4とが設けられている。この撮像センサー
は画素部分がフォトダイオードとCMOSアンプ、メモ
リ回路は容量とMOSスイッチ、走査回路はCMOSト
ランジスタ、出力アンプもCMOSとランジスタから構
成され、全体的にCMOSプロセスにより形成される。
SH)2が設けられ、この行走査回路2により垂直方向
の画素行の選択を行い、撮像領域A1の他辺には行走査
回路2で駆動された画素行の画素電荷信号を一時的に保
持するメモリ回路3と、画素の電荷を増幅する読出増幅
トランジスタを能動状態に制御する不図示のトランジス
タ回路と、垂直信号線の残留信号をリセットする不図示
のリセット回路と、メモリ回路からの画素信号の読出し
を制御する列走査回路(HSR)1と、メモリ回路3の
出力を増幅してインピーダンス変換されて外部に出力す
る出力アンプ4とが設けられている。この撮像センサー
は画素部分がフォトダイオードとCMOSアンプ、メモ
リ回路は容量とMOSスイッチ、走査回路はCMOSト
ランジスタ、出力アンプもCMOSとランジスタから構
成され、全体的にCMOSプロセスにより形成される。
【0021】また、撮像領域A1が走査回路2とメモリ
回路3と接する領域の所定の画素(例えば、数十画素)
は、黒信号クランプのためのAl膜等の遮光手段が施さ
れている。また、X線遮蔽部材10はその遮光手段領域
の内側に施されている。
回路3と接する領域の所定の画素(例えば、数十画素)
は、黒信号クランプのためのAl膜等の遮光手段が施さ
れている。また、X線遮蔽部材10はその遮光手段領域
の内側に施されている。
【0022】図1によれば、上述の撮像センサー11と
対称した位置に同一構成の撮像センサー22と、これら
に相互に隣接する撮像センサー12と撮像センサー21
とが貼り合わせられて配置される。この貼り合わせられ
た4枚のつなぎ部分は、静止画にしろ動画にしろ被写体
を撮影する場合に重要である。走査方法としては、図1
上、水平方向を左から右に、垂直方向は上から下に走査
するとして、4枚の画面のつなぎ部(撮像領域A1とB
1の接続部など)で画像の連続性がなくなるので、フレ
ーム周波数を60Hzから600Hzとすることで、視
覚的につなぎ部を視覚できなくできるが、例えば4枚×
400万画素=1600万画素とすると、30フレーム
/秒で読み取るとして、その周波数は1600万×30
=480MHzとなり、単純な走査技術では困難なの
で、本実施形態では4枚の撮像センサーをパラレルに駆
動して周波数を1/4とし、1枚の撮像センサーを8線
出力として周波数を1/8とし、駆動周波数を480M
Hz/32=15MHzに低下させて、4枚のつなぎ部
の問題をクリアしている。
対称した位置に同一構成の撮像センサー22と、これら
に相互に隣接する撮像センサー12と撮像センサー21
とが貼り合わせられて配置される。この貼り合わせられ
た4枚のつなぎ部分は、静止画にしろ動画にしろ被写体
を撮影する場合に重要である。走査方法としては、図1
上、水平方向を左から右に、垂直方向は上から下に走査
するとして、4枚の画面のつなぎ部(撮像領域A1とB
1の接続部など)で画像の連続性がなくなるので、フレ
ーム周波数を60Hzから600Hzとすることで、視
覚的につなぎ部を視覚できなくできるが、例えば4枚×
400万画素=1600万画素とすると、30フレーム
/秒で読み取るとして、その周波数は1600万×30
=480MHzとなり、単純な走査技術では困難なの
で、本実施形態では4枚の撮像センサーをパラレルに駆
動して周波数を1/4とし、1枚の撮像センサーを8線
出力として周波数を1/8とし、駆動周波数を480M
Hz/32=15MHzに低下させて、4枚のつなぎ部
の問題をクリアしている。
【0023】また、この際の行走査方向は、撮像領域A
1とB1は行走査回路2のV1からVnに、撮像領域B
2とA2は行走査回路2のVnからV1に並列的に行走
査させ、列走査方向は、撮像領域A1とB2は列走査回
路1のH1からHnに、撮像領域B1とA2は列走査回
路1のHnからH1に走査されて読み出される。そこ
で、X線遮蔽領域は、主にクランプ回路の基準電位を決
定するブラック領域へのX線の入射を防止するために、
撮像領域A1とB2K列走査回路1のH1からH4領域
に相当する部分に、鉛を主としたX線遮蔽部材を設けて
おく。
1とB1は行走査回路2のV1からVnに、撮像領域B
2とA2は行走査回路2のVnからV1に並列的に行走
査させ、列走査方向は、撮像領域A1とB2は列走査回
路1のH1からHnに、撮像領域B1とA2は列走査回
路1のHnからH1に走査されて読み出される。そこ
で、X線遮蔽領域は、主にクランプ回路の基準電位を決
定するブラック領域へのX線の入射を防止するために、
撮像領域A1とB2K列走査回路1のH1からH4領域
に相当する部分に、鉛を主としたX線遮蔽部材を設けて
おく。
【0024】つぎに、図2に本撮像装置の概略断面図を
示す。上記4枚張り合わせのX線撮像装置では、撮像セ
ンサの内部にはオプチカルブラックがない、即ち可視光
像撮像用の画素がある。この様な撮像センサのオプチカ
ルブラック用画素と周辺回路上にはX線遮蔽材である鉛
板を設けている。
示す。上記4枚張り合わせのX線撮像装置では、撮像セ
ンサの内部にはオプチカルブラックがない、即ち可視光
像撮像用の画素がある。この様な撮像センサのオプチカ
ルブラック用画素と周辺回路上にはX線遮蔽材である鉛
板を設けている。
【0025】図2において、図1に示す撮像センサー3
0と、撮像センサー30に蛍光を導光するある程度のX
線量を減衰する導光材32と、X線により蛍光を発する
可視光変換部材31と、X線を遮蔽するX線遮蔽部材3
3と、撮像センサー30を固定する実装基板35と、撮
像センサー30の周辺に実装基板35上に配置されたド
ライバ34とから構成されている。
0と、撮像センサー30に蛍光を導光するある程度のX
線量を減衰する導光材32と、X線により蛍光を発する
可視光変換部材31と、X線を遮蔽するX線遮蔽部材3
3と、撮像センサー30を固定する実装基板35と、撮
像センサー30の周辺に実装基板35上に配置されたド
ライバ34とから構成されている。
【0026】この構成により、図上から人体の一部を透
過してきたX線を受光して発光する蛍光体を塗布された
可視光変換部材31によりX線量の大きい部分は明るく
発光し、その蛍光をX線を減殺する鉛を混入された光フ
ァイバー等の導光材32で導光する。導光された蛍光は
実装基板35上に4枚の撮像センサ30が貼合わされて
実倍の画像を読み取り、画像信号を出力し、その周辺の
ドライバ34や撮像信号用のA/D変換器等の周辺回路
で、信号処理がなされて、例えば表示装置に表示した
り、印画紙に焼き込んでレントゲン写真として出力した
りする。
過してきたX線を受光して発光する蛍光体を塗布された
可視光変換部材31によりX線量の大きい部分は明るく
発光し、その蛍光をX線を減殺する鉛を混入された光フ
ァイバー等の導光材32で導光する。導光された蛍光は
実装基板35上に4枚の撮像センサ30が貼合わされて
実倍の画像を読み取り、画像信号を出力し、その周辺の
ドライバ34や撮像信号用のA/D変換器等の周辺回路
で、信号処理がなされて、例えば表示装置に表示した
り、印画紙に焼き込んでレントゲン写真として出力した
りする。
【0027】撮像センサ30上には可視光変換部材(蛍
光体:Gd2 O2 S(Tb)やCsI(TI))31を
直接あるいはファイバオプティクスプレートと一体化し
たものが設けられ、その周囲上にX線遮蔽部材が取付け
られていて、特にクランプ用のブラック量を検出する光
電変換素子へのX線の侵入を阻止している。
光体:Gd2 O2 S(Tb)やCsI(TI))31を
直接あるいはファイバオプティクスプレートと一体化し
たものが設けられ、その周囲上にX線遮蔽部材が取付け
られていて、特にクランプ用のブラック量を検出する光
電変換素子へのX線の侵入を阻止している。
【0028】つぎに、図3に本発明の出力信号波形図を
示す。黒信号をクランプする位置にはX線遮蔽部材10
により、X線の侵入が阻止され、X線ノイズが発生しな
い。従って、クランプは正常に働き、ラインノイズは発
生しない。また周辺回路もX線を阻止しているため、誤
動作やノイズも発生しない。
示す。黒信号をクランプする位置にはX線遮蔽部材10
により、X線の侵入が阻止され、X線ノイズが発生しな
い。従って、クランプは正常に働き、ラインノイズは発
生しない。また周辺回路もX線を阻止しているため、誤
動作やノイズも発生しない。
【0029】また、図4に周辺回路の一実施形態を示
す。図示上、左のメモリとしての容量41の4画素分は
読み出しスイッチ43を介して転送された画素電荷を蓄
える。これは、オプチカル信号用である。Al膜による
オプチカルブラックはX線遮蔽部材の位置ずれを補償す
るために、数十画素分設けている。本実施形態ではX線
遮蔽された画素の中で、4画素分を平均化して、出力信
号線へ転送するようにしている。この平均化には、オプ
チカルブラック・パルスφOBの供給により、X線遮蔽
部材の各容量41の電荷をスイッチMOS42をショー
トすることにより得られる。その結果を水平シフトレジ
スタHSRのレジスタ値によって、アンプ46で増幅さ
れて出力される。また、各画素を読み出した後に、スイ
ッチ45をオンしてリセットする。こうすることでA/
D変換後、本オプチカルブラック(OB)信号をデジタ
ル的にクランプし、クランプ精度を向上させることが出
来る。
す。図示上、左のメモリとしての容量41の4画素分は
読み出しスイッチ43を介して転送された画素電荷を蓄
える。これは、オプチカル信号用である。Al膜による
オプチカルブラックはX線遮蔽部材の位置ずれを補償す
るために、数十画素分設けている。本実施形態ではX線
遮蔽された画素の中で、4画素分を平均化して、出力信
号線へ転送するようにしている。この平均化には、オプ
チカルブラック・パルスφOBの供給により、X線遮蔽
部材の各容量41の電荷をスイッチMOS42をショー
トすることにより得られる。その結果を水平シフトレジ
スタHSRのレジスタ値によって、アンプ46で増幅さ
れて出力される。また、各画素を読み出した後に、スイ
ッチ45をオンしてリセットする。こうすることでA/
D変換後、本オプチカルブラック(OB)信号をデジタ
ル的にクランプし、クランプ精度を向上させることが出
来る。
【0030】また、図5に図4の出力信号波形例を示
す。図において、4画素平均のOB信号があり、ダミー
画素に続いて被写体信号が出力される。この4画素平均
のOB信号をクランプレベルとして、撮像センサーの画
像出力信号をこのクランプレベル以上の成分だけを出力
するクランプ回路を介して、ノイズ成分を削除し、S/
Nに優れた画像信号を得ることとし、特に透過量を削減
することの困難なX線を遮蔽する領域をこのOB信号用
の画素領域とすることで、従来のX線によりOB信号に
悪影響を及ぼしていたことを削除した。
す。図において、4画素平均のOB信号があり、ダミー
画素に続いて被写体信号が出力される。この4画素平均
のOB信号をクランプレベルとして、撮像センサーの画
像出力信号をこのクランプレベル以上の成分だけを出力
するクランプ回路を介して、ノイズ成分を削除し、S/
Nに優れた画像信号を得ることとし、特に透過量を削減
することの困難なX線を遮蔽する領域をこのOB信号用
の画素領域とすることで、従来のX線によりOB信号に
悪影響を及ぼしていたことを削除した。
【0031】上述したX線遮蔽材料には、現在のとこ
ろ、鉛(Pb)が該当し、光電変換装置の前面のグラス
ファイバーにある程度のX線を減衰する性能を持たせる
ことができるが、それと蛍光光量を減衰することも同時
に生成するので、結果的にOB領域にX線を遮蔽する部
材を設けることが最善である。また、X線遮蔽部材或い
はX線阻止部材を撮像センサーの周辺回路にもカバーす
ることで、半導体装置のX線からの影響も、例えば高密
度に集積されたDRAM等への悪影響を削減できる。
ろ、鉛(Pb)が該当し、光電変換装置の前面のグラス
ファイバーにある程度のX線を減衰する性能を持たせる
ことができるが、それと蛍光光量を減衰することも同時
に生成するので、結果的にOB領域にX線を遮蔽する部
材を設けることが最善である。また、X線遮蔽部材或い
はX線阻止部材を撮像センサーの周辺回路にもカバーす
ることで、半導体装置のX線からの影響も、例えば高密
度に集積されたDRAM等への悪影響を削減できる。
【0032】次に、本発明の撮像装置を用いた応用例を
図6に示して説明する。図6は撮像装置の全体構成の一
実施形態の構成を示す図である。
図6に示して説明する。図6は撮像装置の全体構成の一
実施形態の構成を示す図である。
【0033】図6において、被写体(例えば人間の胸
部)101は光源(X線)100からの放射線により撮
像される。センサーユニット102は図2の撮像センサ
ーと放射線を可視光に変換する蛍光体とX線遮蔽部材及
び周辺駆動回路から構成されている。
部)101は光源(X線)100からの放射線により撮
像される。センサーユニット102は図2の撮像センサ
ーと放射線を可視光に変換する蛍光体とX線遮蔽部材及
び周辺駆動回路から構成されている。
【0034】センサーユニット102からの、4×8系
統の信号(4つの撮像センサーから8出力線により出力
される信号)はA/D変換器103でアナログからデジ
タル信号に変換される。センサー駆動部109はセンサ
ーユニット102に隣接して実装されている。
統の信号(4つの撮像センサーから8出力線により出力
される信号)はA/D変換器103でアナログからデジ
タル信号に変換される。センサー駆動部109はセンサ
ーユニット102に隣接して実装されている。
【0035】A/D変換された信号は画像処理回路10
5とメモリ104により4枚の画像信号の合成や、画素
欠陥ノイズの補正等が行なわれる。その処理信号は記録
部107にメモリしたり、あるいは表示部(モニタ)1
06に表示されたり、必要に応じてプリントされる。こ
れらの回路や各装置はコントローラ108で全体制御が
なされる。
5とメモリ104により4枚の画像信号の合成や、画素
欠陥ノイズの補正等が行なわれる。その処理信号は記録
部107にメモリしたり、あるいは表示部(モニタ)1
06に表示されたり、必要に応じてプリントされる。こ
れらの回路や各装置はコントローラ108で全体制御が
なされる。
【0036】また、図7は本発明による撮像装置を用い
た画像処理システム(X線診断システム)のさらに具体
的な例を示す模式図である。
た画像処理システム(X線診断システム)のさらに具体
的な例を示す模式図である。
【0037】X線チューブ6050で発生したX線60
60は患者あるいは被験者6061の胸部6062を透
過し、シンチレーターを上部に実装した本発明に係わる
撮像装置6040に入射する。この入射したX線には患
者6061の体内部の情報が含まれている。X線606
0の入射に対応してシンチレーターは発光し、これを光
電変換して、電気的情報を得る。この情報はディジタル
に変換されイメージプロセッサ6070により画像処理
され制御室のディスプレイ6080で観察できる。
60は患者あるいは被験者6061の胸部6062を透
過し、シンチレーターを上部に実装した本発明に係わる
撮像装置6040に入射する。この入射したX線には患
者6061の体内部の情報が含まれている。X線606
0の入射に対応してシンチレーターは発光し、これを光
電変換して、電気的情報を得る。この情報はディジタル
に変換されイメージプロセッサ6070により画像処理
され制御室のディスプレイ6080で観察できる。
【0038】また、この情報は電話回線6090等の伝
送手段により遠隔地へ転送でき、別の場所のドクタール
ームなどディスプレイ6081に表示もしくは光ディス
ク等の保存手段に保存することができ、遠隔地の医師が
診断することも可能である。またフィルムプロセッサ6
100によりフィルム6110に記録することもでき
る。特に、クランプレベルを的確に検出して、撮像セン
サーから読み出されたノイズ成分をクランプすることに
より、ダイナミックレンジの大きい、S/Nに優れ、コ
ントラストの高い画像信号を得ることにより、レントゲ
ン画像によって診断の正確性を得ることができる。
送手段により遠隔地へ転送でき、別の場所のドクタール
ームなどディスプレイ6081に表示もしくは光ディス
ク等の保存手段に保存することができ、遠隔地の医師が
診断することも可能である。またフィルムプロセッサ6
100によりフィルム6110に記録することもでき
る。特に、クランプレベルを的確に検出して、撮像セン
サーから読み出されたノイズ成分をクランプすることに
より、ダイナミックレンジの大きい、S/Nに優れ、コ
ントラストの高い画像信号を得ることにより、レントゲ
ン画像によって診断の正確性を得ることができる。
【0039】上記実施形態では、主に4枚構成の撮像セ
ンサーを張り合わせて、実写によるX線用撮像装置につ
いて説明したが、1枚構成の撮像センサーであってもよ
く、その際にも列走査回路の4つの光電変換素子をクラ
ンプレベルの検出に用いる場合には、X線遮蔽領域とし
てクランプレベルの検出用光電変換素子を含んで鉛等の
遮蔽材で覆う構成とすることで、上述と同様な効果を奏
し得る。また、1枚の撮像センサーからなるX線用撮像
装置の場合には、上述の4枚の撮像センサーを用いる場
合よりも構成が簡単となり、行列の走査回路や信号処理
回路等が簡単となり、その簡単な分もX線の侵入による
悪影響を防止できる。
ンサーを張り合わせて、実写によるX線用撮像装置につ
いて説明したが、1枚構成の撮像センサーであってもよ
く、その際にも列走査回路の4つの光電変換素子をクラ
ンプレベルの検出に用いる場合には、X線遮蔽領域とし
てクランプレベルの検出用光電変換素子を含んで鉛等の
遮蔽材で覆う構成とすることで、上述と同様な効果を奏
し得る。また、1枚の撮像センサーからなるX線用撮像
装置の場合には、上述の4枚の撮像センサーを用いる場
合よりも構成が簡単となり、行列の走査回路や信号処理
回路等が簡単となり、その簡単な分もX線の侵入による
悪影響を防止できる。
【0040】以上の実施形態では、X線像を撮像する撮
像装置について説明したが、X線の波長以外の電磁波を
受信する撮像装置の場合でも、同様にその電磁波の通過
を阻止する性質を有した部材を設けることにより、安定
した高画質を得ることが可能である。
像装置について説明したが、X線の波長以外の電磁波を
受信する撮像装置の場合でも、同様にその電磁波の通過
を阻止する性質を有した部材を設けることにより、安定
した高画質を得ることが可能である。
【0041】
【発明の効果】本発明によれば、撮像センサの周辺回路
上にX線阻止部材を設けることにより、クランプノイズ
や画像の不安定さがなく、安定した高画質のX線撮像が
可能となった。
上にX線阻止部材を設けることにより、クランプノイズ
や画像の不安定さがなく、安定した高画質のX線撮像が
可能となった。
【図1】本発明の実施形態の4枚撮像装置の外観構成図
である。
である。
【図2】本発明の実施形態による撮像装置の断面図であ
る。
る。
【図3】本発明の実施形態による撮像装置の検出波形図
である。
である。
【図4】本発明の実施形態による撮像装置の一部の具体
的回路図である。
的回路図である。
【図5】本発明の実施形態による撮像装置の検出波形図
である。
である。
【図6】本発明の実施形態による撮像装置を用いた応用
的なブロック図である。
的なブロック図である。
【図7】本発明の実施形態による撮像装置を用いた応用
的な概念図である。
的な概念図である。
【図8】従来例による撮像装置の検出波形図である。
1 列走査回路(HSR) 2 行走査回路(VSR) 3 メモリ回路 4 出力アンプ 10 X線遮蔽部材 11,12,21,22 撮像センサー 30 撮像センサー 31 可視光変換部材(シンチレータ) 32 導光材 33 X線遮蔽部材 34 ドライバ・A/D変換器 35 実装基板
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成12年9月14日(2000.9.1
4)
4)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】 被写体を通過したX線像を可視光に変換
し、その可視像を光電変換する撮像センサーを備えた撮
像装置において、 前記X線の通過を阻止する部材を前記撮像装置の一部に
設けたことを特徴とする撮像装置。
し、その可視像を光電変換する撮像センサーを備えた撮
像装置において、 前記X線の通過を阻止する部材を前記撮像装置の一部に
設けたことを特徴とする撮像装置。
【請求項7】 被写体からの信号を電気信号に変換する
撮像領域を備えた撮像装置において、 前記撮像装置の一部に、可視光を遮光する部材を通過す
る性質を有する電磁波の通過を阻止する部材を設けたこ
とを特徴とする撮像装置。
撮像領域を備えた撮像装置において、 前記撮像装置の一部に、可視光を遮光する部材を通過す
る性質を有する電磁波の通過を阻止する部材を設けたこ
とを特徴とする撮像装置。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】本発明は、被写体を通過したX線像を可視
光に変換し、その可視像を光電変換する撮像センサーを
備えた撮像装置において、前記X線の通過を阻止する部
材を前記撮像装置の一部に設けたことを特徴とする。
光に変換し、その可視像を光電変換する撮像センサーを
備えた撮像装置において、前記X線の通過を阻止する部
材を前記撮像装置の一部に設けたことを特徴とする。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0015
【補正方法】変更
【補正内容】
【0015】また、本発明は、被写体からの信号を電気
信号に変換する撮像領域を備えた撮像装置において、前
記撮像装置の一部に、可視光を遮光する部材を通過する
性質を有する電磁波の通過を阻止する部材を設けたこと
を特徴とする。
信号に変換する撮像領域を備えた撮像装置において、前
記撮像装置の一部に、可視光を遮光する部材を通過する
性質を有する電磁波の通過を阻止する部材を設けたこと
を特徴とする。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】削除
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 結城 修 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 林 英俊 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 2G088 EE29 FF02 GG20 JJ05 JJ29 LL11
Claims (8)
- 【請求項1】 被写体を通過したX線像を可視光に変換
し、その可視像を光電変換する撮像センサーを備えた撮
像装置において、 前記X線の通過を阻止する部材を前記撮像センサーの一
部に設けたことを特徴とする撮像装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の撮像装置において、前
記撮像センサーの一部は、前記撮像センサーの行走査方
向のクランプ検出用撮像素子をカバーし且つ前記撮像セ
ンサーの読み取り用走査回路、読み取り画像信号を増幅
する増幅器であることを特徴とする撮像装置。 - 【請求項3】 請求項2に記載の撮像装置において、黒
検出用画素の一部を平均化して出力することを特徴とす
る撮像装置。 - 【請求項4】 請求項2に記載の撮像装置において、黒
検出信号の少なくとも一部を黒基準信号とすることを特
徴とする撮像装置。 - 【請求項5】 請求項1又は2に記載の撮像装置におい
て、前記撮像センサーを少なくとも4枚基板上に貼り合
わせたことを特徴とする撮像装置。 - 【請求項6】 被写体を通過したX線を可視光に変換
し、その可視光を光電変換する撮像センサーを備えた撮
像装置において、 前記撮像センサーの撮像領域のクランプレベルを検出す
る光電変換素子と前記撮像センサーの周辺回路とに物理
的に前記X線の通過を阻止する部材を設けたことを特徴
とする撮像装置。 - 【請求項7】 被写体からの信号を電気信号に変換する
撮像領域と、 前記撮像領域の一部に設けた可視光を遮光する部材を通
過する性質を有する電磁波の通過を阻止する部材と、を
有することを特徴とする撮像装置。 - 【請求項8】 被写体からの信号を電気信号に変換する
撮像領域と、 前記撮像領域の一部に設けた可視光を遮光する第1の部
材と、 前記撮像領域の一部に設けた前記第1の部材を通過する
性質を有する電磁波の通過を阻止する第2の部材と、 を有することを特徴とする撮像装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11212285A JP2001042042A (ja) | 1999-07-27 | 1999-07-27 | 撮像装置 |
US09/624,623 US6627896B1 (en) | 1999-07-27 | 2000-07-25 | Image sensing apparatus |
EP00306360A EP1073265B1 (en) | 1999-07-27 | 2000-07-26 | Image sensing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11212285A JP2001042042A (ja) | 1999-07-27 | 1999-07-27 | 撮像装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001042042A true JP2001042042A (ja) | 2001-02-16 |
Family
ID=16620078
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11212285A Pending JP2001042042A (ja) | 1999-07-27 | 1999-07-27 | 撮像装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6627896B1 (ja) |
EP (1) | EP1073265B1 (ja) |
JP (1) | JP2001042042A (ja) |
Cited By (11)
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EP3859402A1 (en) | 2020-02-03 | 2021-08-04 | Hamamatsu Photonics K.K. | Radiation detection device |
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