JP2009128186A

JP2009128186A - 放射線検出装置

Info

Publication number: JP2009128186A
Application number: JP2007303456A
Authority: JP
Inventors: Junsuke Koma; 淳介小間; Hiroshi Iwata; 弘岩田; Hiroshi Onihashi; 浩志鬼橋
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Electron Tubes and Devices Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Electron Tubes and Devices Co Ltd
Priority date: 2007-11-22
Filing date: 2007-11-22
Publication date: 2009-06-11

Abstract

【課題】Ｘ線検出パネル12に供給する各電圧に重畳するノイズを確実に除去し、画像上で横縞状に発生するノイズを軽減できるＸ線検査装置11を提供する。
【解決手段】Ｘ線検出パネル12とパネル制御部とをゲート制御ライン29で接続し、Ｘ線検出パネル12とバイアス生成部とをバイアス電圧供給ライン30で接続する。各ライン29，30のそれぞれに、バッファ回路部31及びフィルタ回路部32を接続する。バッファ回路部31及びフィルタ回路部32により、Ｘ線検出パネル12に供給する各電圧に重畳するノイズを確実に除去し、画像上で横縞状に発生するノイズを軽減する。
【選択図】図１

Description

本発明は、放射線を検出する放射線検出装置に関する。

従来、放射線検出装置としてＸ線検査装置は、Ｘ線検出パネルから出力されるシグナル信号を増幅回路、信号変換回路、表示回路を介してモニタに表示させ、Ｘ線像を検査するシステムである。

このＸ線検査装置において、画像上に横縞状に発生するランダムノイズ成分が最大の問題となっている。このランダムノイズ成分は、Ｘ線の量子ノイズと、Ｘ線検出パネルのシグナル信号に重畳するノイズ成分とに大別される。上述した横縞状に発生するランダムノイズは、Ｘ線検出パネルのシグナル信号に略周期的なゆらぎをもって重畳するノイズである。

例えば、ＴＦＴ型のＸ線検出パネルの場合、ノイズ要因には様々な種類があり、特にＴＦＴのゲートを制御するオン／オフ電圧、ＴＦＴのバイアス電圧のゆらぎが大きく影響している。

これは、Ｘ線検出パネルのオン／オフ電極及びバイアス電極と、Ｘ線検出パネルで変換した電気信号を読み出すシグナルラインとの間に数ｐＦのカップリング容量が存在するためで、各電圧がゆらぐことによって誘導電荷が発生し、シグナルラインにノイズが重畳する。オン／オフ電圧及びバイアス電圧は電源回路で生成されており、ゆらぎを抑制するために電源回路上にフィルタ回路を設けて供給する電圧の清浄化を図っている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−１６３３４３号公報（第３−４頁、図１）

しかしながら、電源回路内のフィルタ回路でのノイズ抑制のみでは、電源回路とＸ線検出パネルとを接続する接続経路で混入するノイズの除去は難しい。また、電源回路とＸ線検出パネルとは一般的に異なる面上で構築されているため、近接して配置するのが困難で、電源回路とＸ線検出パネルとを接続する接続経路でノイズが混入しやすい。そのため、電源回路から放出されるスイッチングノイズや接地ラインから混入するノイズの影響により、Ｘ線検出パネルに供給する各電圧にノイズが重畳し、画像上に横縞状のノイズ成分が発生する。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、放射線検出パネルに供給する各電圧に重畳するノイズを確実に除去し、画像上で横縞状に発生するノイズを軽減できる放射線検出装置を提供することを目的とする。

本発明は、放射線像を電気信号に変換する放射線検出パネルと、この放射線検出パネルに電圧を印加して制御するパネル制御部と、前記放射線検出パネルにバイアス電圧を供給するバイアス生成部と、前記放射線検出パネルと前記パネル制御部との間、及び前記放射線検出パネルと前記バイアス生成部との間のそれぞれに、独立して接続されたフィルタ回路部及びバッファ回路部とを具備しているものである。

本発明によれば、放射線検出パネルとパネル制御部との間、及び放射線検出パネルとバイアス生成部との間のそれぞれに、独立して接続されたフィルタ回路部及びバッファ回路部により、放射線検出パネルに供給する各電圧に重畳するノイズを確実に除去し、画像上で横縞状に発生するノイズを軽減できる。

以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。

図１ないし図３に、放射線検出装置としてＸ線検査装置11を示す。このＸ線検査装置11は、Ｘ線発生源からＸ線が人体あるいは被検査物に照射されて透過したＸ線像を検出して電気信号に変換する放射線検出パネルとしてのＸ線検出パネル12、このＸ線検出パネル12に電圧を印加して制御するパネル制御部13を構成するパネル制御基板14、Ｘ線検出パネル12にバイアス電圧を供給するレギュレータであるバイアス生成部15のバイアス生成基板16を備え、これらＸ線検出パネル12、パネル制御基板14およびバイアス生成基板16が筐体17内に配置されている。

筐体17内では、筐体17内に設けられた仕切板18の一面側に導電性の基準接地部（以下、基準ＧＮＤと呼ぶ）19を介してＸ線検出パネル12が配置されるとともにこのＸ線検出パネル12がパネル支持部20によって支持され、仕切板18の他面側にパネル制御基板14およびバイアス生成基板16が配置されている。

Ｘ線検出パネル12は、Ｘ線を光に変換するシンチレータ層及びこのシンチレータ層で変換された光を電気信号に変換する光電変換基板を備えている。光電変換基板には、フォトダイオード素子21とコンデンサ22と薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと呼ぶ）23とをそれぞれ組みとし、それぞれの組が画像の画素に対応するように格子状に配列されている。そして、フォトダイオード素子21で発生した電荷はＴＦＴ23のゲートがオン状態になるまでコンデンサ22に保持され、ＴＦＴ23のゲートがオン状態になることによりコンデンサ22の電荷がＴＦＴ23を通じてシグナルライン24から読み出される。

Ｘ線検出パネル12の一辺には各ＴＦＴ23のゲートと接続される中継アダプタ25が配置され、Ｘ線検出パネル12の一辺に隣接した辺には各シグナルライン24と接続される中継アダプタ26が配置されている。

パネル制御基板14のパネル制御部13は、ＴＦＴ23をオン制御するレギュレータ27、及びＴＦＴ23をオフ制御するレギュレータ28を備えている。

Ｘ線検出パネル12の中継アダプタ25とパネル制御基板14のパネル制御部13の各レギュレータ27，28とがゲート制御ライン29で接続され、Ｘ線検出パネル12とバイアス生成基板16のバイアス生成部15とがバイアス電圧供給ライン30で接続されている。これらライン29，30は電線ケーブルまたはフレキシブル回路基板で構成されている。また、パネル制御基板14及びバイアス生成基板16のＧＮＤは基準ＧＮＤ19に接地されている。

各ライン29，30には、Ｘ線検出パネル12の近傍に位置して、バッファ回路部31及びフィルタ回路部32がそれぞれ接続されている。これらバッファ回路部31及びフィルタ回路部32は同じ基板に搭載されて１つの回路部33としてユニット化され、Ｘ線検出パネル12の側面もしくは検出面の裏面近傍に配置されている。

各バッファ回路31は、レギュレータ27，28及びバイアス生成部15からＸ線検出パネル12に供給する電圧を波形整形してノイズを除去する。

各フィルタ回路部32は、例えばカットオフ周波数ｆｃ＝１ｋＨｚのローパスフィルタ特性を持つもので、各フィルタ回路部32のＧＮＤは基準ＧＮＤ19に接続されている。更に図５に示すようにローパスフィルタはバッファ回路の後、すなわちバッファ回路とＸ線検出パネルの間に接続されている。図６〜図７にフィルタ回路部32の各例を示す。図５は抵抗ＲとコンデンサC1，C2で構成されたＲＣローパスフィルタ回路部の例、図６はインダクタＬと抵抗Ｒで構成されたＬＲローパスフィルタ回路の例、図７はインダクタＬ、抵抗Ｒ、コンデンサC1，C2で構成されたＲＣＬローパスフィルタ回路部の例である。このフィルタ回路部32に使用する抵抗Ｒには酸化金属皮膜抵抗素子か薄膜チップ抵抗素子が使用され、コンデンサC1，C2には容量値許容差が小さく温度係数の小さいチップセラミックコンデンサが使用され、インダクタＬには薄膜チップコイルが使用される。

また、Ｘ線検出パネル12には各シグナルライン24を通じて電気信号を読み出す読出装置34に接続されている。この読出装置34のＧＮＤも基準ＧＮＤ19に接地されている。

そして、Ｘ線検査装置11は、Ｘ線検出パネル12に各電圧を供給して駆動し、このＸ線検出パネル12で人体あるいは被検査物を透過したＸ線像を検出し、Ｘ線検出パネル12から出力される電気信号を増幅回路、信号変換回路、表示回路を介してモニタに表示させ、Ｘ線像を検査する。

Ｘ線検出パネル12とパネル制御部13の各レギュレータ27，28との間及びＸ線検出パネル12とバイアス生成部15との間にそれぞれ独立したバッファ回路部31及びフィルタ回路部32を設けているため、各ライン29，30に混入するノイズをＸ線検出パネル12の手前で確実に除去することができる。そのため、Ｘ線検出パネル12に供給する各電圧に重畳するノイズを確実に除去し、画像上で横縞状に発生するノイズを軽減したＸ線検査装置11を提供できる。

バッファ回路部31及びフィルタ回路部32は１つの回路部33としてユニット化していることにより、これらバッファ回路部31及びフィルタ回路部32を各ライン29，30に容易に配置できる。

また、一般に、Ｘ線検出パネル12のＴＦＴ23を制御するオン／オフ電極やバイアス電極とシグナルライン24との間に存在するカップリング容量（図３のＣgg、Ｃoff、Ｃpdなど）は、オフ容量が最も多く約１０ｐＦ程度となり、オフ容量に対して、オン容量は約１／１００、バイアス容量は約１／５程度となる。そのため、全てのライン29，30にバッファ回路部31及びフィルタ回路部32を設けることが好ましいが、バッファ回路部31及びフィルタ回路部32を設けるラインはゲート制御ライン29のうちのオフ電極のラインとバイアス電圧供給ライン30とを主体とし、ゲート制御ライン29のうちのオン電極のラインには設けなくてもよい場合もある。

また、フィルタ回路部32のＧＮＤ、パネル制御部13のＧＮＤ、バイアス生成部15のＧＮＤを、容量の大きい１つの基準ＧＮＤ19に接続しているため、各ＧＮＤ間に電位差が生じるのを防止し、ノイズを軽減できる。

なお、フィルタ回路部32は、抵抗ＲとコンデンサC1，C2で構成されたＲＣ回路のパッシブフィルタが基本となるが、インダクタＬを付加したＲＣＬ回路や、ユニット化されたＬＰＦを用いることもできる。

また、フィルタ回路部32は、高周波のノイズを除去する場合、フェライトビーズチップインダクタ等のフィルタの追加も可能である。素子の大きさはできるだけ小型のものを選択し、Ｘ線検査装置11の形状の妨げにならない大きさを選択するのが好ましい。

本発明の一実施の形態を示す放射線検出装置の正面図である。同上放射線検出装置の断面図である。同上放射線検出装置の等価回路図である。同上放射線検出装置の一部の等価回路図である。同上放射線検出装置のフィルタ回路部の一例を示す回路図である。同上放射線検出装置のフィルタ回路部の他の例を示す回路図である。同上放射線検出装置のフィルタ回路部のさらに他の例を示す回路図である。

符号の説明

11 放射線検出装置としてＸ線検査装置
12 放射線検出パネルとしてのＸ線検出パネル
13 パネル制御部
15 バイアス生成部
19 基準接地部
31 バッファ回路部
32 フィルタ回路部
C1，C2 コンデンサ
Ｌインダクタ
Ｒ抵抗

Claims

放射線像を電気信号に変換する放射線検出パネルと、
この放射線検出パネルに電圧を印加して制御するパネル制御部と、
前記放射線検出パネルにバイアス電圧を供給するバイアス生成部と、
前記放射線検出パネルと前記パネル制御部との間、及び前記放射線検出パネルと前記バイアス生成部との間のそれぞれに、独立して接続されたフィルタ回路部及びバッファ回路部と
を具備していることを特徴とする放射線検出装置。
フィルタ回路部は、バッファ回路と放射線検出パネルとの間に設置された
ことを特徴とする請求項１記載の放射線検出装置。
フィルタ回路部及びバッファ回路部は、放射線検出パネルの近傍に設置された
ことを特徴とする請求項１または２記載の放射線検出装置。
フィルタ回路部及びバッファ回路部は、ユニット化された回路である
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載の放射線検出装置。
フィルタ回路部は、抵抗とインダクタとコンデンサとのうちのいずれかの組み合わせで構成された
ことを特徴とする請求項１ないし４いずれか記載の放射線検出装置。
フィルタ回路部は、１ｋＨｚ以下のローパスフィルタ機能を有する
ことを特徴とする請求項１ないし５いずれか記載の放射線検出装置。
放射線検出パネルの近傍に基準接地部を備え、
フィルタ回路部の接地は、前記基準接地部に接続された
ことを特徴とする請求項１ないし６いずれか記載の放射線検出装置。