JP2007000249A - Imaging sensor and imaging device using the same - Google Patents
Imaging sensor and imaging device using the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007000249A JP2007000249A JP2005181931A JP2005181931A JP2007000249A JP 2007000249 A JP2007000249 A JP 2007000249A JP 2005181931 A JP2005181931 A JP 2005181931A JP 2005181931 A JP2005181931 A JP 2005181931A JP 2007000249 A JP2007000249 A JP 2007000249A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- radiation
- power supply
- charge information
- light
- reading
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 47
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 abstract description 10
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 15
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 14
- 239000010408 film Substances 0.000 description 13
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 12
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 10
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 5
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 description 1
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
この発明は、医療分野、工業分野、さらには原子力分野などに用いられる撮像センサおよびそれを用いた撮像装置に関する。 The present invention relates to an image sensor used in the medical field, industrial field, and nuclear field, and an image pickup apparatus using the same.
検出された光または放射線に基づいて撮像を行う撮像装置は、光または放射線を検出する光または放射線検出器を備えている。X線検出器を例に採って説明する。X線検出器はX線感応型のX線変換層(半導体層)を備えており、X線の入射によりX線変換層はキャリア(電荷情報)に変換し、その変換されたキャリアを読み出すことでX線を検出する。X線変換層としては非晶質のアモルファスセレン(a−Se)膜が用いられる(例えば、非特許文献1参照)。 An imaging apparatus that performs imaging based on detected light or radiation includes a light or radiation detector that detects light or radiation. An X-ray detector will be described as an example. The X-ray detector has an X-ray sensitive X-ray conversion layer (semiconductor layer), and the X-ray conversion layer converts into carriers (charge information) by the incidence of X-rays, and reads the converted carriers. To detect X-rays. As the X-ray conversion layer, an amorphous selenium (a-Se) film is used (for example, see Non-Patent Document 1).
被検体にX線を照射して放射線撮像を行う場合には、被検体を透過した放射線像がアモルファスセレン膜上に投影されて、像の濃淡に比例したキャリアが膜内に発生する。その後、膜内で生成されたキャリアが、2次元状に配列されたキャリア収集電極に収集されて、所定時間(『蓄積時間』とも呼ばれる)分だけ積分された後、薄膜トランジスタを経由して外部に読み出される。 When radiation imaging is performed by irradiating the subject with X-rays, a radiation image transmitted through the subject is projected onto the amorphous selenium film, and carriers proportional to the density of the image are generated in the film. After that, the carriers generated in the film are collected by the two-dimensionally arranged carrier collecting electrodes and integrated for a predetermined time (also referred to as “accumulation time”). Read out.
このようなX線検出器の周辺には、薄膜トランジスタのスイッチングのON/OFFの切り換えを行うゲートドライバ回路や、キャリアを読み出すためのアンプアレイ回路といった周辺回路が配設されている。駆動回路はX線検出器に駆動信号を与えてX線検出器を駆動させ、キャリアの読み出しに関連する読み出し信号に基づいて、読み出されたキャリアをアンプアレイ回路が受け取る。これらの回路とX線検出器とを含めて撮像センサを構成している。 Around such an X-ray detector, peripheral circuits such as a gate driver circuit for switching ON / OFF of switching of the thin film transistor and an amplifier array circuit for reading carriers are arranged. The drive circuit gives a drive signal to the X-ray detector to drive the X-ray detector, and the amplifier array circuit receives the read carrier based on a read signal related to reading of the carrier. These circuits and an X-ray detector constitute an image sensor.
ところで、電源がスイッチング電源の場合には、スイッチング電源の基準クロックに同期し、その基準クロックの整数倍の周期で各駆動信号を動作させる技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、ゲートドライバ回路やアンプアレイ回路のような周辺回路は電源からのノイズに非常に敏感である。したがって、所定の電圧に整流を単純に行うドロッパ方式で電源から電力を供給する。このドロッパ方式の場合には低ノイズを実現することができるが、電源部本体が大型化してしまう。また、自己発熱も大きく変換効率が悪いという問題がある。 However, peripheral circuits such as gate driver circuits and amplifier array circuits are very sensitive to noise from the power supply. Therefore, power is supplied from the power supply by a dropper method that simply rectifies the voltage to a predetermined voltage. In the case of this dropper system, low noise can be realized, but the power source body becomes large. Further, there is a problem that self-heating is large and conversion efficiency is poor.
一方、小型で変換効率が良いスイッチング方式の場合には、上述した特許文献1の課題でも述べられているように、スイッチング動作によるノイズが大きい。例えば、図8に示すように電源内部回路のON/OFFの切り換え(スイッチング動作)を行うと、その切り換え時に交流成分としてリップル電圧が発生し、そのリップル電圧によるノイズが重畳する。かかるスイッチング方式をそのまま採用すると、ノイズによって各回路に影響を及ぼして電荷情報(すなわちキャリア)を正確に読み出すことができなくなる。フィルタによってノイズを除去することも考えられるが、上述したリップルのようなノイズまで除去することができない。そこで、上述した特許文献1によって上記課題を解決することができるが、特許文献1以外の手法でも課題を解決することが望まれる。
On the other hand, in the case of a switching method that is small and has good conversion efficiency, as described in the above-mentioned problem of
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、電荷情報を正確に読み出すことができる撮像センサおよびそれを用いた撮像装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an imaging sensor that can accurately read out charge information and an imaging apparatus using the imaging sensor.
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項1に記載の発明は、光または放射線の入射により前記光または放射線の情報を電荷情報に変換し、その変換された電荷情報を読み出すことで光または放射線を検出する光または放射線検出器と、その検出器に駆動信号を与えて駆動させる駆動手段と、前記電荷情報の読み出しに関連する読み出し信号に基づいて、読み出された電荷情報を受け取る読み出し手段と、前記駆動手段および読み出し手段の少なくともいずれか一方の手段に電力を供給する電源とを備えた撮像センサであって、前記駆動手段からの駆動信号、および前記読み出し手段への読み出し信号の少なくともいずれか一方の信号に同期して前記電源が動作する制御を行う制御手段を備えることを特徴とするものである。
In order to achieve such an object, the present invention has the following configuration.
That is, according to the first aspect of the present invention, light or radiation detection detects light or radiation by converting the light or radiation information into charge information by the incidence of light or radiation and reading the converted charge information. , Drive means for driving the detector by giving a drive signal, read means for receiving the read charge information based on a read signal related to reading of the charge information, the drive means and the read means An imaging sensor including a power supply for supplying power to at least one of the driving means, and in synchronization with at least one of the driving signal from the driving means and the reading signal to the reading means Control means for controlling the power supply to operate is provided.
[作用・効果]請求項1に記載の発明によれば、光または放射線検出器に駆動信号を与えて駆動させる駆動手段、および電荷情報の読み出しに関連する読み出し信号に基づいて、読み出された電荷情報を受け取る読み出し手段について、駆動手段からの駆動信号、および読み出し手段への読み出し信号の少なくともいずれか一方の信号に同期して電源が動作する制御を行うことで、駆動信号あるいは読み出し信号のONまたはOFFの切り換え毎に同じ振幅のノイズが入る。ノイズが同じ振幅であればオフセット補正などで補正して除去することが可能になる。したがって、同じ振幅のノイズが混入したとしてもオフセット補正などで補正すれば、電荷情報を正確に読み出すことができる。 [Operation / Effect] According to the first aspect of the present invention, reading is performed based on the driving means for driving the light or radiation detector by supplying the driving signal and the reading signal related to the reading of the charge information. For the readout means that receives the charge information, the drive signal or the readout signal is turned on by performing control that the power supply operates in synchronization with at least one of the drive signal from the drive means and the readout signal to the readout means. Alternatively, noise with the same amplitude is input every time the switch is turned OFF. If the noise has the same amplitude, it can be corrected and removed by offset correction or the like. Therefore, even if noise with the same amplitude is mixed, the charge information can be accurately read out by correcting it by offset correction or the like.
また、駆動の中でも、電荷情報に関する読み出しデータをサンプリングするタイミング(読み出し信号の一例)や、アナログ値からディジタル値へと変換するA/D変換のタイミング(読み出し信号の一例)がノイズに最も敏感となる。したがって、それ以外のタイミングではノイズに敏感でないので、それ以外のタイミングに同期するように電源が動作するようにすれば、低ノイズの撮像センサを実現することができる。その結果、電荷情報を正確に読み出すことができる。 Also, during driving, the timing for sampling read data related to charge information (an example of a read signal) and the timing of A / D conversion for converting an analog value into a digital value (an example of a read signal) are most sensitive to noise. Become. Therefore, since it is not sensitive to noise at other timings, a low-noise imaging sensor can be realized if the power supply operates so as to synchronize with other timings. As a result, charge information can be read accurately.
上述した発明の電源の一例は、直流電圧を生成するスイッチング電源である(請求項2に記載の発明)。スイッチング電源の場合には、大きいノイズが混入し易いが小型化した撮像センサを実現することができる。この発明が適用することで、低ノイズで、かつ小型化した撮像センサを実現することができる。 An example of the power supply of the invention described above is a switching power supply that generates a DC voltage (the invention according to claim 2). In the case of a switching power supply, it is possible to realize a downsized imaging sensor that is likely to contain large noise. By applying the present invention, it is possible to realize an image sensor with low noise and a reduced size.
また、請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の撮像センサを用いた撮像装置であって、前記装置は、前記撮像センサと、画像処理を行う画像処理手段とを備え、前記撮像センサは、光または放射線の入射により前記光または放射線の情報を電荷情報に変換し、その変換された電荷情報を読み出すことで光または放射線を検出する光または放射線検出器と、その検出器に駆動信号を与えて駆動させる駆動手段と、前記電荷情報の読み出しに関連する読み出し信号に基づいて、読み出された電荷情報を受け取る読み出し手段と、前記駆動手段および読み出し手段の少なくともいずれか一方の手段に電力を供給する電源とを備えるとともに、前記駆動手段からの駆動信号、および前記読み出し手段への読み出し信号の少なくともいずれか一方の信号に同期して前記電源が動作する制御を行う制御手段を備え、前記画像処理手段は、前記光または放射線検出器で検出されたデータに基づいて画像処理を行い、その検出器での検出および画像処理部による画像処理の一連の処理で撮像を行うことを特徴とするものである。
The invention according to
[作用・効果]請求項3に記載の発明によれば、光または放射線検出器に駆動信号を与えて駆動させる駆動手段、および電荷情報の読み出しに関連する読み出し信号に基づいて、読み出された電荷情報を受け取る読み出し手段について、駆動手段からの駆動信号、および読み出し手段への読み出し信号の少なくともいずれか一方の信号に同期して電源が動作する制御を行うことで、電荷情報を正確に読み出すことができる。したがって、この正確に読み出された電荷情報に基づいて、光または放射線検出器はデータを正確に検出することができ、画像処理手段による画像処理の一連の処理で撮像を正確に行うことができる。 [Operation / Effect] According to the third aspect of the present invention, reading is performed based on the driving means for driving the light or radiation detector by supplying the driving signal and the reading signal related to the reading of the charge information. For the readout means for receiving the charge information, the charge information is accurately read out by controlling the power supply to operate in synchronization with at least one of the drive signal from the drive means and the readout signal to the readout means. Can do. Therefore, the light or radiation detector can accurately detect data based on the accurately read charge information, and can accurately perform imaging by a series of image processing by the image processing means. .
上述した発明において、光または放射線検出器で検出されたデータに対するオフセット補正を行うオフセット補正手段を備えるのが好ましい(請求項4に記載の発明)。かかるオフセット補正手段を備えれば、駆動信号のONまたはOFFの切り換え毎に同じ振幅のノイズが入った際に、そのノイズをオフセット補正手段で補正して除去することが可能になる。したがって、同じ振幅のノイズが混入したとしてもオフセット補正で補正すれば、電荷情報を正確に読み出すことができるとともに、画像処理手段による画像処理の一連の処理で撮像を正確に行うことができる。 In the above-described invention, it is preferable to provide an offset correction means for performing offset correction on data detected by a light or radiation detector (the invention according to claim 4). If such an offset correction means is provided, when noise having the same amplitude is input every time the drive signal is switched ON or OFF, the noise can be corrected and removed by the offset correction means. Therefore, even if noise with the same amplitude is mixed, if it is corrected by offset correction, the charge information can be read accurately, and imaging can be accurately performed by a series of image processing by the image processing means.
この発明に係る撮像センサおよびそれを用いた撮像装置によれば、光または放射線検出器に駆動信号を与えて駆動させる駆動手段、および電荷情報の読み出しに関連する読み出し信号に基づいて、読み出された電荷情報を受け取る読み出し手段について、駆動手段からの駆動信号、および読み出し手段への読み出し信号の少なくともいずれか一方の信号に同期して電源が動作する制御を行うことで、電荷情報を正確に読み出すことができる。 According to the imaging sensor and the imaging apparatus using the imaging sensor according to the present invention, the reading is performed based on the driving unit that drives the light or radiation detector by driving the driving signal and the readout signal related to the readout of the charge information. For the readout means that receives the charge information, the charge information is accurately read out by controlling the power supply to operate in synchronization with at least one of the drive signal from the drive means and the readout signal to the readout means. be able to.
以下、図面を参照してこの発明の実施例1を説明する。
図1は、実施例1に係るX線透視撮影装置のブロック図であり、図2は、X線透視撮影装置に用いられている側面視したフラットパネル型X線検出器の等価回路であり、図3は、平面視したフラットパネル型X線検出器の等価回路である。後述する実施例2も含めて、本実施例1では、光または放射線検出器としてフラットパネル型X線検出器(以下、適宜「FPD」という)を例に採るとともに、撮像装置としてX線透視撮影装置を例に採って説明する。
FIG. 1 is a block diagram of the X-ray fluoroscopic apparatus according to the first embodiment, and FIG. 2 is an equivalent circuit of a flat panel X-ray detector used in the X-ray fluoroscopic apparatus as viewed from the side. FIG. 3 is an equivalent circuit of the flat panel X-ray detector in plan view. In Example 1, including Example 2 described later, a flat panel X-ray detector (hereinafter referred to as “FPD” as appropriate) is taken as an example of a light or radiation detector, and X-ray fluoroscopic imaging is used as an imaging device. The apparatus will be described as an example.
後述する実施例2も含めて、本実施例1に係るX線透視撮影装置は、図1に示すように、被検体Mを載置する天板1と、その被検体Mに向けてX線を照射するX線管2と、被検体Mを透過したX線を検出するFPD3とを備えている。FPD3は、この発明における放射線検出器に相当する。
As shown in FIG. 1, the X-ray fluoroscopic apparatus according to the first embodiment including the second embodiment to be described later, and the
X線透視撮影装置は、他に、天板1の昇降および水平移動を制御する天板制御部4や、FPD3の走査を制御する制御回路5や、X線管2の管電圧や管電流を発生させる高電圧発生部6を有するX線管制御部7や、FPD3から電荷信号であるX線検出信号をディジタル化して取り出すA/D変換器8や、A/D変換器8から出力されたX線検出信号に基づいて種々の処理を行う画像処理部9や、これらの各構成部を統括するコントローラ10や、処理された画像などを記憶するメモリ部11や、オペレータが入力設定を行う入力部12や、処理された画像などを表示するモニタ13などを備えている。
In addition, the X-ray fluoroscopic apparatus includes a top
天板制御部4は、天板1を水平移動させて被検体Mを撮像位置にまで収容したり、昇降、回転および水平移動させて被検体Mを所望の位置に設定したり、水平移動させながら撮像を行ったり、撮像終了後に水平移動させて撮像位置から退避させる制御などを行う。制御回路5は、FPD3を水平移動させたり、被検体Mの体軸の軸心周りに回転移動させることによる走査に関する制御などを行う。高電圧発生部6は、X線を照射させるための管電圧や管電流を発生してX線管2に与え、X線管制御部7は、X線管2を水平移動させたり、被検体Mの体軸の軸心周りに回転移動させるによる走査に関する制御や、X線管3側のコリメータ(図示省略)の照視野の設定の制御などを行う。なお、X線管2やFPD3の走査の際には、X線管2から照射されたX線をFPD3が検出できるようにX線管2およびFPD3が互いに対向しながらそれぞれの移動を行う。
The top
コントローラ10は、中央演算処理装置(CPU)などで構成されており、メモリ部11は、ROM(Read-only Memory)やRAM(Random-Access Memory)などに代表される記憶媒体などで構成されている。また、入力部12は、マウスやキーボードやジョイスティックやトラックボールやタッチパネルなどに代表されるポインティングデバイスで構成されている。X線透視撮影装置では、被検体Mを透過したX線をFPD3が検出して、検出されたX線に基づいて画像処理部9で画像処理を行うことで被検体Mの撮像を行う。画像処理部9は、この発明における画像処理手段に相当する。
The
本実施例1では、A/D変換器8と画像処理部9との間にオフセット補正部9aを配設する。このオフセット補正部9aは、FPD3で検出されたディジタル化された電荷信号のデータに対してオフセット補正を行う。本実施例1では、オフセット補正の基となるオフセット値として、後述するノイズの振幅の値を設定する。したがって、ノイズの振幅を電荷信号から減算してオフセット補正を行うことで、ノイズを除去することが可能になる。オフセット補正部9aは、この発明におけるオフセット補正手段に相当する。
In the first embodiment, an offset
本実施例1では、制御回路5は、後述するゲートドライバ回路38からの駆動信号に同期してスイッチング電源39が動作する制御を行う機能を備えている。具体的な制御回路5の機能については後述する。また、FPD3および制御回路5で、この発明における撮像センサ(図3の撮像センサSを参照)を構成する。制御回路5は、この発明における制御手段に相当する。
In the first embodiment, the
FPD3は、図2に示すように、X線などの放射線が入射することによりキャリアが生成される放射線感応型の半導体厚膜31と、半導体厚膜31の表面に設けられた電圧印加電極32と、半導体厚膜31の放射線入射側とは反対側にある裏面に設けられたキャリア収集電極33と、キャリア収集電極33への収集キャリアを溜める電荷蓄積用のコンデンサCaと、コンデンサCaに蓄積された電荷を取り出すための通常時OFF(遮断)の電荷取り出し用のスイッチ素子である薄膜トランジスタ(TFT)Trとを備えている。後述する実施例2も含めて、本実施例1では、半導体厚膜31は放射線の入射によりキャリアが生成される放射線感応型の物質、例えばアモルファスセレンで形成されているが、光の入射によりキャリアが生成される光感応型の物質であってもよい。
As shown in FIG. 2, the
この他に、後述する実施例2も含めて、本実施例1では、薄膜トランジスタTrのソースに接続されているデータ線34と、薄膜トランジスタTrのゲートに接続されているゲート線35とを備えており、電圧印加電極32,半導体厚膜31,キャリア収集電極33,コンデンサCa,薄膜トランジスタTr,データ線34およびゲート線35が絶縁基板36の上に積層されて構成されている。
In addition to this, the first embodiment including the second embodiment described later includes a
図2、図3に示すように、縦・横式2次元マトリックス状配列で多数個(例えば、1024個×1024個や4096×4096個)形成されたキャリア収集電極33ごとに、上述した各々のコンデンサCaおよび薄膜トランジスタTrがそれぞれ接続されており、それらキャリア収集電極33,コンデンサCa,および薄膜トランジスタTrが各検出素子DUとしてそれぞれ分離形成されている。また、電圧印加電極32は、全検出素子DUの共通電極として全面にわたって形成されている。また、上述したデータ線34は、図3に示すように、横(X)方向に複数本に並列されているとともに、上述したゲート線35は、図3に示すように、縦(Y)方向に複数本に並列されており、各々のデータ線34およびゲート線35は各検出素子DUに接続されている。また、データ線34はアンプアレイ回路37に接続されており、ゲート線35はゲートドライバ回路38に接続されている。なお、検出素子DUの配列個数は上述の1024個×1024個や4096×4096個だけでなく、実施形態に応じて配列個数を変更して使用することができる。したがって、検出素子DUが1個のみの形態であってもよい。
As shown in FIGS. 2 and 3, for each of the
検出素子DUは2次元マトリックス状配列で絶縁基板36にパターン形成されており、検出素子DUがパターン形成された絶縁基板36は『アクティブ・マトリクス基板』とも呼ばれている。
The detection elements DU are patterned on the insulating
また、FPD3の検出素子DU周辺を作成する場合には、絶縁基板36の表面に、各種真空蒸着法による薄膜形成技術やフォトリソグラフィ法によるパターン技術を利用して、データ線34およびゲート線35を配線し、薄膜トランジスタTr,コンデンサCa,キャリア収集電極33,半導体厚膜31,電圧印加電極32などを順に積層形成する。なお、半導体厚膜31を形成する半導体については、アモルファス型の半導体や多結晶型の半導体などに例示されるように、用途や耐電圧などに応じて適宜選択することができる。
When the periphery of the detection element DU of the
このように、ゲートドライバ回路38は、FPD3に駆動信号を与えて駆動させる機能を備えている。したがって、ゲートドライバ回路38は、この発明における駆動手段に相当する。アンプアレイ回路37は、FPD3外のA/D変換器8を含めて、キャリアの読み出しに関連する読み出し信号に基づいて、キャリアを受け取る機能を備えている。A/D変換器8およびアンプアレイ回路37は、この発明における読み出し手段に相当する。なお、A/D変換器8については、FPD3の構成内に備えてもよい。これらのゲートドライバ回路38やアンプアレイ回路37やA/D変換器8は、FPD3の周辺回路である。
Thus, the
この他に、FPD3は、DC−DCコンバータなどに代表されるスイッチング電源39を備えている。このスイッチング電源39は、直流電圧を生成するものであって、小型で変換効率が良い電源を実現することができる。本実施例1では、スイッチング電源39は、アンプアレイ回路37やA/D変換器8などの読み出し回路に電力を供給する。このスイッチング電源39は、この発明における電源に相当する。なお、本実施例1では、ゲートドライバ回路38に電力を供給する電源(図示省略)はスイッチング電源39とは別に設けられている。
In addition, the
制御回路5は、図3に示すように、ゲートドライバ回路38やアンプアレイ回路37やA/D変換器8に対して電気的に接続されているとともに、本実施例1ではスイッチング電源39にも電気的に接続されている。また、スイッチング電源39は、アンプアレイ回路37やA/D変換器8に電力を供給するために、これらに対して電気的に接続されている。
As shown in FIG. 3, the
制御回路5を、ゲートドライバ回路38やアンプアレイ回路37やA/D変換器8に対して電気的に接続することで、制御回路5は、ゲートドライバ回路38からの駆動信号の出力や停止を制御するとともに、アンプアレイ回路37やA/D変換器8への読み出し信号の出力や停止を制御する。また、本実施例1では、制御回路5を、スイッチング電源39にも電気的に接続することで、ゲートドライバ回路38からの駆動信号に同期してスイッチング電源39が動作する制御を行う。
By electrically connecting the
本実施例1の図3との比較のために、図4を参照して説明する。図4は、従来のブロック図である。従来では、図4に示すように、制御回路5を、ゲートドライバ回路38やアンプアレイ回路37やA/D変換器8に対して電気的に接続しており、スイッチング電源39をアンプアレイ回路37やA/D変換器8に対して電気的に接続している。この接続態様については、本実施例1の図3と同様である。本実施例1の図3と従来の図4との相違点は、本実施例1では、制御回路5をスイッチング電源39に対して電気的に接続している(図3を参照)のに対して、従来では、制御回路5をスイッチング電源39に対して電気的に接続しない(図4を参照)点である。
For comparison with FIG. 3 of the first embodiment, a description will be given with reference to FIG. FIG. 4 is a conventional block diagram. Conventionally, as shown in FIG. 4, the
つまり、従来では、スイッチング電源39は、制御回路5やゲートドライバ回路38やアンプアレイ回路37やA/D変換器8に対して独立に電力を供給する。したがって、制御回路5やゲートドライバ回路38やアンプアレイ回路37やA/D変換器8に依らずに、独自にスイッチング電源39は動作している。
That is, conventionally, the switching
続いて、本実施例1に係るX線透視撮影装置およびフラットパネル型X線検出器(FPD)の作用について説明する。電圧印加電極32に高電圧(例えば数100V〜数10kV程度)のバイアス電圧VAを印加した状態で、検出対象である放射線を入射させる。このバイアス電圧VAの印加の制御についても制御回路5から行う。
Next, operations of the X-ray fluoroscopic apparatus and the flat panel X-ray detector (FPD) according to the first embodiment will be described. In a state where a bias voltage V A of a high voltage (for example, about several hundred V to several tens kV) is applied to the
放射線の入射によってキャリアが生成されて、そのキャリアが電荷情報として電荷蓄積用のコンデンサCaに蓄積される。ゲートドライバ回路38の信号取り出し用の走査信号(すなわちゲート駆動信号)によって、ゲート線35が選択されて、さらに選択されたゲート線35に接続されている検出素子DUが選択指定される。その指定された検出素子DUのコンデンサCaに蓄積された電荷が、選択されたゲート線35の信号によってON状態に移行した薄膜トランジスタTrを経由して、データ線34に読み出される。
Carriers are generated by the incidence of radiation, and the carriers are stored in the charge storage capacitor Ca as charge information. The
また、各検出素子DUのアドレス(番地)指定は、データ線34およびゲート線35の信号取り出し用の走査信号(ゲート線35の場合にはゲート駆動信号、データ線34の場合にはアンプ駆動信号)に基づいて行われる。アンプアレイ回路37やゲートドライバ回路38に信号取り出し用の走査信号が送り込まれると、ゲートドライバ回路38から縦(Y)方向の走査信号(ゲート駆動信号)に従って各検出素子DUが選択される。そして、横(X)方向の走査信号(アンプ駆動信号)に従ってアンプアレイ回路37が切り換えられることによって、選択された検出素子DUのコンデンサCaに蓄積された電荷が、データ線34を介してアンプアレイ回路37に送り出される。そして、アンプアレイ回路37で増幅されて、X線検出信号としてアンプアレイ回路37から出力されてA/D変換器8に送り込まれる。
The address (address) of each detection element DU is specified by a scanning signal for extracting signals from the
上述の動作によって、例えばX線透視撮影装置の透視X線像の検出に本実施例1に係るFPD3を用いた場合、データ線34を介して外部に読み出された電荷情報(X線検出信号)が画像情報に変換されて、X線透視画像として出力される。
For example, when the
次に、駆動信号に同期するスイッチング電源39の動作シーケンスの一例について、図5を参照して説明する。図5は、実施例1に係る駆動信号に同期するスイッチング電源39の動作シーケンスを示すタイミングチャートである。図5中の駆動信号の『TFT』は薄膜トランジスタTrのゲートのONまたはOFFを示す。図5中の読み出し信号の『アンプ』はアンプアレイ回路37に関する読み出し信号を示す。図5中の読み出し信号の『A/D変換』はA/D変換器8に関する読み出し信号を示す。図5中の『電源クロック』は、ONになっているときにはスイッチング電源39からの電力の供給を示し、OFFになっているときにはスイッチング電源39からの電力の停止を示す。
Next, an example of an operation sequence of the switching
また、図5中の『アンプ』において『Reset』はリセットを示し、『Readout』は読み出しを示し、『Hold』はアナログ値のデータをサンプリングして保持するサンプリングホールドを示す。また、『A/D変換』でONになっている時間のみアナログ値からディジタル値に変換することが可能である。なお、『TFT』のON/OFFの切り換えの1回分で、1本のデータ線34の1ライン分の読み出しとなる。
Further, in “Amplifier” in FIG. 5, “Reset” indicates reset, “Readout” indicates reading, and “Hold” indicates a sampling hold for sampling and holding data of analog values. Further, it is possible to convert from an analog value to a digital value only during the time when it is ON in “A / D conversion”. It should be noted that one line of
本実施例1では、『TFT』がOFFからONに移行したタイミングに同期して、『電源クロック』はON・OFFの切り換えを行って動作する。そして、データ線34の1ライン分の読み出しが終わって、『TFT』がOFFからONに再度に移行すると、それに同期して『電源クロック』はON・OFFの切り換えを再度に行って動作する。それ以降の動作についても同様に繰り返す。
In the first embodiment, the “power supply clock” operates by switching between ON and OFF in synchronization with the timing when “TFT” shifts from OFF to ON. When the reading of one line of the
この場合には、データ線34の1ライン分の読み出しの間に、『電源クロック』のON/OFFの切り換え(スイッチング動作)を行うと、その切り換え時に交流成分としてリップル電圧が発生し(図8を参照)、そのリップル電圧によるノイズが重畳する。しかし、『電源クロック』は、『TFT』がOFFからONに移行したタイミングに同期しているので、データ線34の1ライン分の読み出し駆動毎に同じ振幅のノイズが入る。ノイズが同じ振幅であるので、データ線34の1ライン分の読み出し駆動毎に一定値のノイズが入ることになる。したがって、この一定値をオフセット値として予め設定すると、オフセット補正部9a(図1を参照)は、FPD3で検出されたディジタル化された電荷信号からノイズの振幅(オフセット値)を減算してオフセット補正を行うことで、ノイズを除去することが可能になる。
In this case, when the ON / OFF switching (switching operation) of the “power supply clock” is performed during reading of one line of the
上述した本実施例1に係る撮像センサSによれば、フラットパネル型X線検出器(FPD)3に駆動信号(図5中の『TFT』を参照)を与えて駆動させるゲートドライバ回路38について、その回路38からの駆動信号に同期してスイッチング電源39が動作する制御を制御回路5が行うことで、駆動信号のONまたはOFFの切り換え毎(本実施例1ではデータ線34の1ライン分の読み出し駆動毎)に同じ振幅のノイズが入る。ノイズが同じ振幅であれば例えばオフセット補正部9aでオフセット補正して除去することが可能になる。したがって、同じ振幅のノイズが混入したとしてもオフセット補正などで補正すれば、電荷情報であるキャリアを正確に読み出すことができる。
According to the imaging sensor S according to the first embodiment described above, the
また、撮像センサSを備えたX線透視撮影装置によれば、この正確に読み出されたキャリアに基づいてFPD3はデータを正確に検出することができ、画像処理部9による画像処理の一連の処理で撮像を正確に行うことができる。
Further, according to the fluoroscopic imaging apparatus including the imaging sensor S, the
本実施例1では、X線撮影装置装置は、オフセット補正部9aを備えている。かかるオフセット補正9aを備えれば、駆動信号のONまたはOFFの切り換え毎に同じ振幅のノイズが入った際に、そのノイズをオフセット補正手段で補正して除去することが可能になる。したがって、同じ振幅のノイズが混入したとしてもオフセット補正で補正すれば、キャリアを正確に読み出すことができるとともに、画像処理9による画像処理の一連の処理で撮像を正確に行うことができる。
In the first embodiment, the X-ray imaging apparatus includes an offset
本実施例1では、この発明における電源としてスイッチング電源39で採用しているので、本実施例1が適用しない場合には大きいノイズが混入し易いが小型化した撮像センサSを実現することができる。さらに本実施例1が適用することで、低ノイズで、かつ小型化した撮像センサSを実現することができる。
In the first embodiment, since the switching
次に、図面を参照してこの発明の実施例2を説明する。
図6は、実施例2に係る駆動信号または読み出し信号に同期するスイッチング電源の39動作シーケンスを示すタイミングチャートである。実施例1と共通する箇所については、同じ符号を付して図示を省略するとともに、その説明を省略する。なお、フラットパネル型X線検出器(FPD)3や撮像センサS、さらにはX線透視撮影装置については、図1〜図3と同様の構成である。
Next, Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 6 is a timing chart illustrating a 39 operation sequence of the switching power supply synchronized with the drive signal or the read signal according to the second embodiment. The portions common to the first embodiment are denoted by the same reference numerals and are not illustrated, and the description thereof is omitted. The flat panel X-ray detector (FPD) 3, the imaging sensor S, and the X-ray fluoroscopic apparatus have the same configuration as that shown in FIGS.
本実施例2では、ノイズに敏感なタイミング以外に同期するように電力が動作する点が上述した実施例1と相違する。したがって、図6に示すようにノイズに敏感なタイミングではスイッチング電源39からの電力を停止し、それ以外のタイミングではスイッチング電源39から電力を供給するように制御する。
The second embodiment is different from the first embodiment described above in that the power operates so as to synchronize with timing other than the timing sensitive to noise. Therefore, as shown in FIG. 6, the power from the switching
本実施例2では、(A)アンプリセットの終了、(B)TFTのON/OFF遷移時間、(C)アンプ(アンプアレイ回路37)の読み出し期間、(D)アナログデータのホールド期間(アナログ値のデータをサンプリングして保持するサンプリングホールド期間)、(E)A/D変換(A/D変換器8)時間以外のタイミングでのみスイッチング電源39から電力を供給するようにしている(図6中の『電源クロック』のONを参照)。また、(A)〜(E)の各タイミング、すなわちスイッチング電源39から電力を停止すべきタイミングについて、図6では右斜線のハッチングで図示する。また、(B)を除く(A)〜(E)の各タイミングは読み出し信号に関するものであって、(B)は駆動信号に関するものである。したがって、(B)を除く(A)〜(E)のいずれかのタイミングに同期する場合には、スイッチング電源39は読み出し信号に同期することにもなり、(B)のタイミングに同期する場合には、スイッチング電源39は駆動信号に同期することにもなる。
In the second embodiment, (A) amplifier reset end, (B) TFT ON / OFF transition time, (C) amplifier (amplifier array circuit 37) readout period, (D) analog data hold period (analog value) (Sampling hold period during which data is sampled and held) and (E) A / D conversion (A / D converter 8) power is supplied from the switching
特に、電荷情報であるキャリアに関する読み出しデータをサンプリングするタイミング(前記(D)を参照)や、アナログ値からディジタル値へと変換するA/D変換のタイミング(前記(E)を参照)がノイズに最も敏感となる。これら(D),(E)を含めた(A)〜(E)のタイミングがノイズに敏感なタイミングとなる。したがって、それ以外のタイミングではノイズに敏感でないので、それ以外のタイミングに同期するように電源が動作するようにすれば、低ノイズの撮像センサSを実現することができる。その結果、電荷情報であるキャリアを正確に読み出すことができる。 In particular, the timing of sampling the readout data related to the carrier that is the charge information (see (D) above) and the timing of A / D conversion (see (E) above) for converting from an analog value to a digital value are noises. Become the most sensitive. Timings (A) to (E) including these (D) and (E) are sensitive to noise. Therefore, since it is not sensitive to noise at other timings, the low-noise imaging sensor S can be realized if the power supply operates so as to be synchronized with other timings. As a result, carriers that are charge information can be accurately read.
この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified as follows.
(1)上述した各実施例では、図1に示すようなX線透視撮影装置を例に採って説明したが、この発明は、例えばC型アームに配設されたX線透視撮影装置にも適用してもよい。また、この発明は、X線CT装置にも適用してもよい。 (1) In each of the above-described embodiments, the X-ray fluoroscopic apparatus as shown in FIG. 1 has been described as an example. However, the present invention may be applied to an X-ray fluoroscopic apparatus disposed on a C-type arm, for example. You may apply. The present invention may also be applied to an X-ray CT apparatus.
(2)上述した各実施例では、入射した放射線を半導体厚膜31(半導体層)によって電荷情報に直接に変換した、「直接変換型」の放射線検出器をこの発明は適用したが、入射した放射線をシンチレータなどの変換層によって光に変換し、光感応型の物質で形成された半導体層によってその光を電荷情報に変換する「間接変換型」の放射線検出器をこの発明は適用してもよい。光感応型の半導体層については、上述した実施例と同じような厚膜で形成してもよいし、フォトダイオードで形成してもよい。 (2) In each of the above-described embodiments, the present invention is applied to a “direct conversion type” radiation detector in which incident radiation is directly converted into charge information by the semiconductor thick film 31 (semiconductor layer). Even if the present invention is applied to an "indirect conversion type" radiation detector that converts radiation into light by a conversion layer such as a scintillator and converts the light into charge information by a semiconductor layer formed of a photosensitive material. Good. The photosensitive semiconductor layer may be formed of a thick film similar to the above-described embodiment, or may be formed of a photodiode.
(3)上述した各実施例では、X線を検出するX線検出器を例に採って説明したが、この発明は、ECT(Emission Computed Tomography)装置のように放射性同位元素(RI)を投与された被検体から放射されるγ線を検出するγ線検出器に例示されるように、放射線を検出する放射線検出器であれば特に限定されない。同様に、この発明は、上述したECT装置に例示されるように、放射線を検出して撮像を行う装置であれば特に限定されない。 (3) In each of the above-described embodiments, the X-ray detector for detecting X-rays has been described as an example. However, in the present invention, a radioisotope (RI) is administered like an ECT (Emission Computed Tomography) apparatus. The radiation detector is not particularly limited as long as it is a radiation detector that detects radiation, as exemplified by a γ-ray detector that detects γ-rays emitted from the subject. Similarly, the present invention is not particularly limited as long as it is an apparatus that performs imaging by detecting radiation, as exemplified by the ECT apparatus described above.
(4)上述した各実施例では、X線などに代表される放射線検出器を例に採って説明したが、この発明は、光を検出する光検出器にも適用できる。したがって、光を検出して撮像を行う装置であれば特に限定されない。 (4) In each of the above-described embodiments, the radiation detector typified by X-rays has been described as an example. However, the present invention can also be applied to a photodetector that detects light. Therefore, the device is not particularly limited as long as the device detects light and performs imaging.
(5)上述した各実施例では、駆動信号または読み出し信号に同期(実施例1では駆動信号のみに同期)して動作するスイッチング電源39は、アンプアレイ回路37やA/D変換器8の読み出し手段に電力を供給するための電源であったが、アンプアレイ回路37のみに電力を供給してもよいし、アンプアレイ回路37やA/D変換器8の他にゲートドライバ回路38にも電力を供給してもよい。つまり、FPD3などに代表される光または放射線検出器に駆動信号を与えて駆動させる駆動手段(ゲートドライバ回路38)、および電荷情報であるキャリアの読み出しに関連する読み出し信号に基づいて、読み出されたキャリアを受け取る読み出し手段(アンプアレイ回路37やA/D変換器8)の少なくともいずれか一方の手段に電力を供給するのであれば、駆動手段または読み出し手段への具体的な電力の供給先については、特に限定されない。また、駆動信号および読み出し信号の少なくともいずれか一方の信号に同期してスイッチング電源39が動作するのであれば、同期の基となる具体的な信号については、特に限定されない。もちろん、駆動信号および読み出し信号の両方に同期してスイッチング電源39が動作してもよい。
(5) In each of the above-described embodiments, the switching
(6)上述した各実施例では、X線透視撮影装置に代表されるX線撮像装置は、オフセット補正部9aを備えたが、オフセット補正以外にもリップルなどのノイズを除去する目的であれば補正の手段については特に限定されない。また、上述した実施例2のように、ノイズに敏感でないタイミングに同期するようにスイッチング電源39などに代表される電源を動作するようにすれば、リップルなどのノイズも低減するので、必ずしもオフセット補正部9aなどの補正の手段は必要でない。
(6) In each of the above-described embodiments, the X-ray imaging apparatus typified by the X-ray fluoroscopic apparatus includes the offset
(7)上述した各実施例では、駆動信号または読み出し信号に同期して動作する電源はスイッチング電源39であったが、ドロッパ方式の電源などに例示されるように、電源の種類については特に限定されない。各実施例のようにスイッチング電源39のようなスイッチング方式の電源の場合には、この発明が適用することでノイズを低減させることができるので、特に有用である。
(7) In each of the above-described embodiments, the power source that operates in synchronization with the drive signal or the read signal is the switching
(8)スイッチング電源39などに代表される電源が駆動しない期間が長く続く場合、すなわち、電源からの電力の供給の停止が長く続く場合には、補助的にコンデンサやバッテリを介して電力を供給するように構成してもよい。
(8) When a period in which the power source represented by the switching
(9)上述した実施例1では、薄膜トランジスタTrのゲートがOFFからONに移行したタイミングに同期してスイッチング電源39などに代表される電源が動作し、上述した実施例2では、ノイズが敏感なタイミング以外のタイミングに同期して電源が動作したが、駆動信号または読み出し信号に関するものであれば特に限定されない。例えば、図7に示すように、1フレーム分の読み出しにおいて、各ラインの読み出し(図7中では『読み出し期間』)以外を『ブランキング期間』としたときに、ブランキング期間のみに電源が電力を供給するように動作してもよい(図7中では『電源クロック』がON/OFFの切り換えを繰り返し行う)。
(9) In the first embodiment described above, a power source represented by the switching
3 … フラットパネル型X線検出器(FPD)
5 … 制御回路
9 … 画像処理部
9a … オフセット補正部
37 … アンプアレイ回路
38 … ゲートドライバ回路
39 … スイッチング電源
S … 撮像センサ
3 ... Flat panel X-ray detector (FPD)
DESCRIPTION OF
Claims (4)
4. The imaging apparatus according to claim 3, further comprising an offset correction unit that performs offset correction on data detected by the light or radiation detector.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005181931A JP2007000249A (en) | 2005-06-22 | 2005-06-22 | Imaging sensor and imaging device using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005181931A JP2007000249A (en) | 2005-06-22 | 2005-06-22 | Imaging sensor and imaging device using the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007000249A true JP2007000249A (en) | 2007-01-11 |
Family
ID=37686393
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005181931A Pending JP2007000249A (en) | 2005-06-22 | 2005-06-22 | Imaging sensor and imaging device using the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007000249A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011130362A (en) * | 2009-12-21 | 2011-06-30 | Toshiba Electron Tubes & Devices Co Ltd | Radiographic image reading apparatus |
CN101556330B (en) * | 2008-04-08 | 2012-07-04 | 卡尔斯特里姆保健公司 | Power supply for portable radiographic detector |
CN102961156A (en) * | 2011-08-31 | 2013-03-13 | 富士胶片株式会社 | Radiation image capturing device, radiation image capturing system, computer readable medium and radiation image capturing device control method |
JP2015126240A (en) * | 2013-12-25 | 2015-07-06 | キヤノン株式会社 | Imaging apparatus and driving method of the same |
CN105628666A (en) * | 2016-03-11 | 2016-06-01 | 大连理工大学 | Method for determining average flow speed and shearing force of uniform and flat micro channel based on concentration of dynamic fluorescent powder |
-
2005
- 2005-06-22 JP JP2005181931A patent/JP2007000249A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101556330B (en) * | 2008-04-08 | 2012-07-04 | 卡尔斯特里姆保健公司 | Power supply for portable radiographic detector |
JP2011130362A (en) * | 2009-12-21 | 2011-06-30 | Toshiba Electron Tubes & Devices Co Ltd | Radiographic image reading apparatus |
CN102961156A (en) * | 2011-08-31 | 2013-03-13 | 富士胶片株式会社 | Radiation image capturing device, radiation image capturing system, computer readable medium and radiation image capturing device control method |
JP2015126240A (en) * | 2013-12-25 | 2015-07-06 | キヤノン株式会社 | Imaging apparatus and driving method of the same |
CN105628666A (en) * | 2016-03-11 | 2016-06-01 | 大连理工大学 | Method for determining average flow speed and shearing force of uniform and flat micro channel based on concentration of dynamic fluorescent powder |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5208186B2 (en) | Radiation image detection apparatus and drive control method thereof | |
US7386089B2 (en) | Radiographic imaging apparatus, control method thereof, and radiographic imaging system | |
US7302039B2 (en) | Radiography apparatus, radiography system, and control method thereof | |
JP5797630B2 (en) | Radiation image capturing apparatus, pixel value acquisition method, and program | |
JP2004328145A (en) | Radiographic imaging unit | |
US7541594B2 (en) | Image sensor, and imaging apparatus using the same | |
US20170143286A1 (en) | Method for controlling multiple wireless self-triggering radiographic image sensors in a single exposure | |
KR101141378B1 (en) | Imaging device | |
JP4739060B2 (en) | Radiation imaging apparatus, radiation imaging system, and control method thereof | |
JP2007000249A (en) | Imaging sensor and imaging device using the same | |
JP4513648B2 (en) | Imaging device | |
JP2007061386A (en) | Radiation image photographing system and console display device | |
JP4618091B2 (en) | Imaging device | |
JP4231414B2 (en) | Radiation imaging apparatus, radiation imaging system, imaging support method using radiation, and radiation detector | |
JP5634894B2 (en) | Radiation imaging apparatus and program | |
JP2007049452A (en) | Imaging sensor and imaging apparatus using same | |
JP4905460B2 (en) | Imaging device | |
JP5705534B2 (en) | Radiation image capturing apparatus, radiation image capturing method, and radiation image capturing control processing program | |
JPWO2008072312A1 (en) | Radiation imaging apparatus and radiation detection signal processing method | |
JP5626225B2 (en) | Radiographic imaging apparatus and radiographic imaging system | |
JP2010034662A (en) | Imaging device | |
JP2006153616A (en) | Radiation-imaging apparatus | |
KR20090053796A (en) | Radiography apparatus and radiation detection signal processing method | |
JP2012130406A (en) | Two-dimensional image imaging apparatus | |
JP2006304212A (en) | Imaging apparatus |