JP2013065954A - Radiation image capturing device, radiation image capturing system, control program of radiation image capturing device, and control method of radiation image capturing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放射線画像撮影装置、放射線画像撮影システム、放射線画像撮影装置の制御プログラム、及び放射線画像撮影装置の制御方法に係り、特に医療用の放射線画像の撮影に用いられる放射線画像撮影装置、放射線画像撮影システム、放射線画像撮影装置の制御プログラム、及び放射線画像撮影装置の制御方法に関する。 The present invention relates to a radiographic image capturing apparatus, a radiographic image capturing system, a control program for the radiographic image capturing apparatus, and a control method for the radiographic image capturing apparatus, and more particularly to a radiographic image capturing apparatus used for capturing a radiographic image for medical use. The present invention relates to an imaging system, a radiographic imaging apparatus control program, and a radiographic imaging apparatus control method.
従来、医療診断を目的とした放射線撮影を行う放射線画像撮影装置が知られている。当該放射線画像撮影装置は、放射線照射装置から照射され、被検体を透過した放射線を検出して放射線画像を撮影する。当該放射線画像撮影装置は、照射された放射線に応じて発生した電荷を収集して読み出すことにより放射線画像の撮影を行う。このような放射線画像撮影装置としては、いわゆるカセッテ等のFPD(Flat Panel Detector)パネルが挙げられる。 Conventionally, a radiographic imaging apparatus that performs radiography for medical diagnosis is known. The radiation image capturing apparatus captures a radiation image by detecting radiation irradiated from the radiation irradiation apparatus and transmitted through the subject. The radiographic image capturing apparatus captures a radiographic image by collecting and reading out charges generated according to the irradiated radiation. An example of such a radiographic imaging apparatus is an FPD (Flat Panel Detector) panel such as a so-called cassette.
放射線撮影において、静止画と動画(透視画)撮影を同一の放射線画像撮影装置(パネル)を用いて行えることが望まれている。一般に、静止画の場合には、診断が目的であるため、高い解像度(高精細画像)での撮影が求められる。 In radiation imaging, it is desired that still images and moving images (perspective images) can be captured using the same radiation image capturing device (panel). In general, in the case of a still image, since the purpose is diagnosis, photographing at a high resolution (high definition image) is required.
一方、動画の場合には、例えば、被検体のポジショニング等、静止画を撮影するための位置合わせを目的とする場合等に用いられ、より滑らかな画像を表示するために高いフレームレートが求められる。このような高フレームレートを実現させるため、動画撮影時では、2×2画素または4×4画素毎にまとめて電荷を読み出す、いわゆるビニングされた画像を使用することが多い。一般的なビニングでは、2本または4本の制御配線を同時に駆動して、各信号配線に同時に複数の制御配線から電荷を出力させるアナログビニングを実施した後、各信号配線の電気信号を加算してデジタル的にビニングすることが行われている。 On the other hand, in the case of a moving image, for example, it is used for the purpose of positioning for taking a still image, such as positioning of a subject, and a high frame rate is required to display a smoother image. . In order to realize such a high frame rate, a so-called binned image in which charges are read out every 2 × 2 pixels or 4 × 4 pixels is often used during moving image shooting. In general binning, two or four control wirings are driven simultaneously, analog binning is performed in which each signal wiring outputs electric charges from a plurality of control wirings at the same time, and then the electric signal of each signal wiring is added. Binning is done digitally.
一方、動作撮影時の放射線の照射線量はできるだけ低いことが好ましいが、低線量域では、S/Nが悪くなる場合がある。そのため、より高いS/Nを得るためには、できるだけアナログビニングを行い、S(電荷量に応じた電気信号)を増やすことが求められている。アナログビニングを行う技術として例えば、特許文献1が挙げられる。特許文献1には、ゲートドライバー回路部と各画素とを接続するゲート線として、各行又は各列の画素毎に接続された系統Aのゲート線と、複数行又は複数列の画素を共通に接続する系統Bのゲート線と、系統Aのデータラインと、系統Bのデータラインとを、設けて、目的に応じて、高速駆動と高精細画像の取得を可能とする技術が記載されている。
On the other hand, it is preferable that the radiation dose at the time of motion imaging is as low as possible, but the S / N may be deteriorated in a low dose range. Therefore, in order to obtain a higher S / N, it is required to perform analog binning as much as possible to increase S (an electric signal corresponding to the amount of charge). For example,
特許文献1に記載の技術では、系統Aのデータラインと、系統Bのデータラインとを備えており、目的に応じて、使用されるデータラインが異なる。そのため、配線数の増加や、データラインから出力されるデータを処理する信号検出回路等が増加するため、装置の大型化を招くという問題がある。
The technique described in
また、2画素に3本の信号配線及び制御配線を配置しているため、少なくとも1本の配線は必ず平面的に画素と重なり合う位置に配置する必要があり、寄生容量の大幅な増加に伴いノイズが増加するという問題がある。 In addition, since three signal wirings and control wirings are arranged in two pixels, at least one wiring must be arranged in a position that overlaps with the pixel in a plane, and noise increases with a significant increase in parasitic capacitance. There is a problem that increases.
本発明は、上記問題点を解決するために成されたものであり、装置の大型化と、ノイズの増加を抑制しつつ、S/Nを向上させることができる、放射線画像撮影装置、放射線画像撮影システム、放射線画像撮影装置の制御プログラム、及び放射線画像撮影装置の制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is capable of improving the S / N while suppressing increase in size of the apparatus and increase in noise, and a radiographic image capturing apparatus and radiographic image. An object is to provide an imaging system, a control program for a radiographic imaging apparatus, and a control method for a radiographic imaging apparatus.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の放射線画像撮影装置は、照射された放射線に応じた電荷を発生するセンサ部、前記センサ部から前記電荷を読み出して前記電荷を出力する第1スイッチング素子、及び前記センサ部から前記電荷を読み出して前記電荷を出力する第2スイッチング素子を各々備えた行列状に配置された複数の画素と、前記複数の画素の列毎に設けられた信号配線と、前記複数の画素の行毎に設けられ、行方向に隣接する複数の画素から成る画素群の前記第1スイッチング素子の制御端子及び当該画素群と列方向に隣接する他の画素群の前記第2スイッチング素子の制御端子が接続された制御配線と、前記画素毎に前記信号配線に前記第1スイッチング素子から電荷を出力させる場合は、前記第2スイッチング素子の前記制御端子が接続された前記画素群から前記第1スイッチング素子の前記制御端子が接続された前記画素群に向けた列方向に順次制御信号を前記制御配線に出力し、前記画素群毎に同一の前記信号配線に前記第2スイッチング素子から電荷を出力させる場合は、当該列方向と逆方向に順次前記制御信号を前記制御配線に出力するよう制御する制御手段と、を備える。
In order to achieve the above object, a radiographic imaging device according to
本発明の放射線画像撮影装置は、複数の画素が行列状に配置されている。各画素は、照射された放射線に応じた電荷を発生するセンサ部、センサ部から電荷を読み出して電荷を出力する第1スイッチング素子、及びセンサ部から電荷を読み出して電荷を出力する第2スイッチング素子を備えている。本発明の放射線画像撮影装置では、このように、同一のセンサ部から電荷を読み出して読み出した電荷を出力するスイッチング素子を、1画素に2つ備えて構成されている。また、画素の列毎に設けられた信号配線を備えている。さらに、複数の画素の行毎に設けられ、行方向に隣接する複数の画素から成る画素群の第1スイッチング素子の制御端子及び当該画素群と列方向に隣接する他の画素群の第2スイッチング素子の制御端子が接続された制御配線を備えている。 In the radiographic image capturing apparatus of the present invention, a plurality of pixels are arranged in a matrix. Each pixel includes a sensor unit that generates a charge corresponding to the irradiated radiation, a first switching element that reads the charge from the sensor unit and outputs the charge, and a second switching element that reads the charge from the sensor unit and outputs the charge It has. As described above, the radiographic image capturing apparatus of the present invention is configured to include two switching elements per pixel that read out charges from the same sensor unit and output the read charges. Further, a signal wiring provided for each column of pixels is provided. In addition, a control terminal of a first switching element of a pixel group, which is provided for each row of a plurality of pixels and includes a plurality of pixels adjacent in the row direction, and a second switching of another pixel group adjacent to the pixel group in the column direction. Control wiring to which the control terminal of the element is connected is provided.
さらに、本発明の制御手段は、画素毎に前記信号配線に前記第1スイッチング素子から電荷を出力させる場合は、第2スイッチング素子の制御端子が接続された画素群から第1スイッチング素子の制御端子が接続された画素群に向けた列方向に順次制御信号を制御配線に出力する。また、制御手段は、画素群毎に同一の信号配線に前記第2スイッチング素子から電荷を出力させる場合は、当該列方向と逆方向に順次制御信号を制御配線に出力するよう制御する。 Furthermore, when the control means of the present invention outputs charges from the first switching element to the signal wiring for each pixel, the control terminal of the first switching element is connected from the pixel group to which the control terminal of the second switching element is connected. The control signals are sequentially output to the control wiring in the column direction toward the pixel group to which is connected. In addition, when the charge is output from the second switching element to the same signal wiring for each pixel group, the control unit controls to sequentially output the control signal to the control wiring in the direction opposite to the column direction.
このように制御手段が、画素毎に信号配線に第1スイッチング素子から電荷を出力させる場合、制御配線に第1スイッチング素子の制御端子が接続された画素群の第1スイッチング素子がオン状態になり、画素毎に信号配線に電荷が出力される。同様に、制御手段が、画素群毎に同一の信号配線に前記第2スイッチング素子から電荷を出力させる場合、制御配線に第2スイッチング素子の制御端子が接続された画素群の前記第2スイッチング素子がオン状態になり、画素群毎に同一の信号配線に電荷が出力される。 As described above, when the control unit outputs the electric charge from the first switching element to the signal wiring for each pixel, the first switching element of the pixel group in which the control terminal of the first switching element is connected to the control wiring is turned on. Charge is output to the signal wiring for each pixel. Similarly, when the control means outputs charge from the second switching element to the same signal wiring for each pixel group, the second switching element of the pixel group in which the control terminal of the second switching element is connected to the control wiring. Is turned on, and charges are output to the same signal wiring for each pixel group.
このように本発明では、第2スイッチング素子の制御端子が接続された画素群から第1スイッチング素子の制御端子が接続された画素群に向けた列方向に順次制御信号を制御配線に出力することにより、画素毎に第1スイッチング素子を介して信号配線に電荷が出力され、当該列方向と逆方向に順次制御信号を制御配線に出力することにより、画素群毎にから第2スイッチング素子を介して同一の信号配線に電荷が出力される。すなわち、行方向に隣接する複数の画素から成る画素群毎に電荷をまとめて読み出す、いわゆるアナログビニングを行うことができる。 As described above, in the present invention, the control signal is sequentially output to the control wiring in the column direction from the pixel group to which the control terminal of the second switching element is connected to the pixel group to which the control terminal of the first switching element is connected. Thus, electric charges are output to the signal wiring via the first switching element for each pixel, and the control signal is sequentially output to the control wiring in the direction opposite to the column direction, so that each pixel group passes through the second switching element. Thus, charges are output to the same signal wiring. That is, so-called analog binning can be performed in which charges are collectively read for each pixel group composed of a plurality of pixels adjacent in the row direction.
従って、電荷をまとめて読み出すことができるため、電荷をまとめて読み出すことで信号処理速度が向上し、フレームレートを向上させることができる。また、電荷をまとめて読み出すための専用の信号配線や制御配線、駆動手段等を設ける必要がなくいため、装置の大型化と、ノイズの増加を抑制しつつ、アナログビニングを行うことにより、S/Nを向上させることができる、
なお、本発明は、請求項2に記載の発明のように、前記第1スイッチング素子の前記制御端子が接続された前記画素群と、前記第2スイッチング素子とが接続された前記画素群とが、列方向に配置されているようにしてもよい。
Therefore, since charges can be read together, signal processing speed can be improved and frame rate can be improved by reading charges together. In addition, since it is not necessary to provide dedicated signal wiring, control wiring, driving means, and the like for collectively reading out charges, by performing analog binning while suppressing increase in size of the device and increase in noise, S / N can be improved,
In the present invention, as in the invention described in
なお、本発明は、請求項3に記載の発明のように、前記第1スイッチング素子の前記制御端子が接続された前記画素群と、前記第2スイッチング素子とが接続された前記画素群とが、行方向に予め定められた画素数分ずれて配置されているようにしてもよい。
In the present invention, as in the invention described in
なお、本発明は、請求項4に記載の発明のように、前記信号配線は、列方向に隣接する複数の画素の前記第1スイッチング素子の出力端子のみが接続された信号配線と、列方向に隣接する複数の画素の前記第1スイッチング素子の出力端子、及び前記画素群の前記第2スイッチング素子の出力端子が接続された信号配線と、を備えるようにしてもよい。
In the present invention, as in the invention according to
なお、本発明は、請求項5に記載の発明のように、前記信号配線毎に、前記第1スイッチング素子の出力端子のみが接続された画素と、第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子が接続された画素と、が列方向に予め定められた個数毎に、交互に配置されているように構成してもよい。
In the present invention, as in the invention described in
なお、本発明は、請求項6に記載の発明のように、前記信号配線毎に設けられ、画素から前記信号配線に出力された電荷を読み取る読取手段を備え、前記制御手段は、予め定められた数の行毎に、前記読取手段が前記電荷を読み取るように、前記制御配線群に前記制御信号を出力するよう出力手段を制御することが好ましい。このように、予め定められた数の行毎に電荷を読み取ることにより、予め定められた数の行単位の画素毎に、さらにまとめて電荷を読み出すことができる。 Note that, as in the invention described in claim 6, the present invention includes a reading unit that is provided for each of the signal wirings and reads charges output from the pixels to the signal wirings, and the control unit is predetermined. It is preferable that the output means is controlled to output the control signal to the control wiring group so that the reading means reads the electric charge every several rows. In this way, by reading the charges for each predetermined number of rows, the charges can be further read for each predetermined number of rows of pixels.
請求項7に記載の放射線画像撮影装置は、第1センサ部、前記第1センサ部に入力端子が接続された第1スイッチング素子、及び前記第1センサ部に入力端子が接続された第2スイッチング素子を備えた第1画素と、第2センサ部、前記第2センサ部に入力端子が接続された第3スイッチング素子、及び前記第2センサ部に入力端子が接続された第4スイッチング素子を備えた第2画素と、から成る画素群が行列方向に配置された複数の画素と、前記画素群の列毎に設けられた、前記第1スイッチング素子の出力端子が接続された第1信号配線と、前記画素群の列毎に設けられた、前記第2スイッチング素子、前記第3スイッチング素子、及び前記第4スイッチング素子の出力端子が接続された第2信号配線と、前記画素群の行毎に設けられた、前記第1スイッチング素子及び前記第3スイッチング素子の制御端子が接続された第1制御配線と、前記画素群の行毎に設けられた、前記第2スイッチング素子及び前記第4スイッチング素子の制御端子が接続され、かつ列方向に隣接する画素の前記第1制御配線となる第2制御配線と、列方向の一端に配置された前記画素群の前記第1制御配線から列方向の他端に配置された前記画素群の前記第2制御配線へ、列方向に順次、前記第1画素及び前記第2画素から電荷を出力させるための制御信号を出力するよう出力手段を制御する第1制御と、前記他端に配置された前記画素群の前記第2制御配線から前記一端に配置された前記画素群の前記第1制御配線へ、列方向に順次、前記制御信号を出力するよう出力手段を制御する第2制御と、を行う制御手段と、を備える。
The radiographic imaging apparatus according to
なお、本発明は、請求項8に記載の発明のように、前記制御手段は、外部からの指示に基づいて、順次前記制御信号を出力する向きを切り換えるようにしてもよい。
In the present invention, as in the invention described in
請求項9に記載の放射線画像撮影システムは、放射線照射装置と、前記放射線照射装置から照射された放射線により放射線画像を撮影する前記請求項1から前記請求項7のいずれか1項に記載の放射線画像撮影装置と、を備える。 The radiation image capturing system according to claim 9, wherein the radiation image capturing system captures a radiation image by a radiation irradiation device and radiation irradiated from the radiation irradiation device. An image photographing device.
なお、本発明は、請求項10に記載の発明のように、前記放射線照射装置による放射線の照射を指示すると共に、前記放射線画像撮影装置に、放射線画像の撮影を指示する制御装置を備えるようにしてもよい。
According to the present invention, as in the invention described in
また、請求項10に記載の発明は、請求項11に記載の発明のように、前記放射線画像撮影装置の前記制御手段は、前記制御装置の制御に基づいて、順次前記制御信号を出力する向きを切り換えるようにしてもよい。 According to a tenth aspect of the present invention, as in the eleventh aspect of the present invention, the control means of the radiographic imaging apparatus is configured to output the control signals sequentially based on the control of the control apparatus. May be switched.
請求項12に記載の放射線画像撮影装置の制御プログラムは、照射された放射線に応じた電荷を発生するセンサ部、前記センサ部から前記電荷を読み出して前記電荷を出力する第1スイッチング素子、及び前記センサ部から前記電荷を読み出して前記電荷を出力する第2スイッチング素子を各々備えた行列状に配置された複数の画素と、前記複数の画素の列毎に設けられた信号配線と、前記複数の画素の行毎に設けられ、行方向に隣接する複数の画素から成る画素群の前記第1スイッチング素子の制御端子及び当該画素群と列方向に隣接する他の画素群の前記第2スイッチング素子の制御端子が接続された制御配線と、を備えた放射線画像撮影装置を制御するコンピュータを、前記画素毎に前記信号配線に前記第1スイッチング素子から電荷を出力させる場合は、前記第2スイッチング素子の前記制御端子が接続された前記画素群から前記第1スイッチング素子の前記制御端子が接続された前記画素群に向けた列方向に順次制御信号を前記制御配線に出力し、前記画素群毎に同一の前記信号配線に前記第2スイッチング素子から電荷を出力させる場合は、当該列方向と逆方向に順次前記制御信号を前記制御配線に出力するよう制御する制御手段として機能させるためのものである。 A control program for a radiographic imaging device according to claim 12, comprising: a sensor unit that generates charges according to irradiated radiation; a first switching element that reads the charges from the sensor unit and outputs the charges; and A plurality of pixels arranged in a matrix each including a second switching element that reads out the charge from the sensor unit and outputs the charge; a signal wiring provided for each column of the plurality of pixels; A control terminal of the first switching element of a pixel group composed of a plurality of pixels adjacent to each other in the row direction, and a second switching element of another pixel group adjacent to the pixel group in the column direction. A computer that controls a radiographic imaging device including a control wiring connected to a control terminal; and a charge from the first switching element to the signal wiring for each pixel. In the case of outputting, the control signals are sequentially controlled in the column direction from the pixel group to which the control terminal of the second switching element is connected to the pixel group to which the control terminal of the first switching element is connected. When the charge is output from the second switching element to the same signal wiring for each pixel group, control is performed so that the control signal is sequentially output to the control wiring in the direction opposite to the column direction. It is for functioning as a control means.
請求項13に記載の放射線画像撮影装置の制御方法は、照射された放射線に応じた電荷を発生するセンサ部、前記センサ部から前記電荷を読み出して前記電荷を出力する第1スイッチング素子、及び前記センサ部から前記電荷を読み出して前記電荷を出力する第2スイッチング素子を各々備えた行列状に配置された複数の画素と、前記複数の画素の列毎に設けられた信号配線と、前記複数の画素の行毎に設けられ、行方向に隣接する複数の画素から成る画素群の前記第1スイッチング素子の制御端子及び当該画素群と列方向に隣接する他の画素群の前記第2スイッチング素子の制御端子が接続された制御配線と、を備えた放射線画像撮影装置により、前記画素毎に前記信号配線に前記第1スイッチング素子から電荷を出力させる場合は、前記第2スイッチング素子の前記制御端子が接続された前記画素群から前記第1スイッチング素子の前記制御端子が接続された前記画素群に向けた列方向に順次制御信号を前記制御配線に出力するよう制御する工程と、前記画素群毎に同一の前記信号配線に前記第2スイッチング素子から電荷を出力させる場合は、当該列方向と逆方向に順次前記制御信号を前記制御配線に出力するよう制御する工程と、を備える。
The method for controlling a radiographic imaging device according to
以上説明したように、装置の大型化と、ノイズの増加を抑制しつつ、S/Nを向上させることができるという効果が得られる。 As described above, it is possible to obtain an effect that the S / N can be improved while suppressing an increase in the size of the apparatus and an increase in noise.
以下、各図面を参照して本実施の形態の一例について説明する。 Hereinafter, an example of the present embodiment will be described with reference to the drawings.
[第1の実施の形態]
まず、本実施の形態の放射線画像撮影装置を用いた放射線画像撮影システムの概略構成について説明する。図1は、本実施の形態の放射線画像撮影システムの一例の概略構成図である。
[First Embodiment]
First, a schematic configuration of a radiographic imaging system using the radiographic imaging apparatus of the present embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an example of a radiographic image capturing system according to the present embodiment.
放射線画像撮影システム200は、放射線(例えばエックス線(X線)等)を被検体206に照射する放射線照射装置204と、放射線照射装置204から照射され、被検体206を透過した放射線を検出する放射線検出素子10を備えた放射線画像撮影装置100と、放射線画像の撮影を指示すると共に、放射線画像撮影装置100から放射画像を取得する制御装置202と、を備えている。制御装置202の制御に基づいたタイミングで、放射線照射装置204から照射され撮影位置に位置している被検体206を透過することで画像情報を担持した放射線は放射線画像撮影装置100に照射される。
The
なお、放射線画像撮影システム200は、静止画撮影及び動画撮影を行う機能を有しており、制御装置202は、ユーザの指示、または、放射線照射装置204の制御に基づいて、静止画撮影及び動画撮影のいずれを行うかを切り換え、その旨を放射線画像撮影装置100に指示する。
The radiographic
次に、本実施の形態の放射線画像撮影装置100の概略構成について説明する。本実施の形態では、X線等の放射線を一旦光に変換し、変換した光を電荷に変換する間接変換方式の放射線検出素子10に本発明を適用した場合について説明する。本実施の形態では、放射線画像撮影装置100は、間接変換方式の放射線検出素子10を備えて構成されている。なお、図2では、放射線を光に変換するシンチレータは省略している。
Next, a schematic configuration of the radiation
放射線検出素子10には、光を受けて電荷を発生し、発生した電荷を蓄積するセンサ部13と、センサ部13に蓄積された電荷を読み出すためのスイッチング素子である2つのTFT(TFT1、TFT2)と、を含んで構成される画素20が複数、マトリックス状(行列状)に配置されている。本実施の形態では、シンチレータによって変換された光が照射されることにより、センサ部13が電荷を発生する。
The
画素20は、一方向(図2の横方向、以下「行方向」ともいう)及び当該行方向に対する交差方向(図2の縦方向、以下「列方向」ともいう)にマトリクス状に複数配置されている。図2では、画素20の配列を簡略化して示しているが、例えば、画素20は行方向及び列方向に1024×1024個配置されている。
A plurality of
また、放射線検出素子10には、TFT1及びTFT2のON/OFFを制御するための複数の制御配線G(図2では、Gn〜Gn+4)と、上記センサ部13に蓄積された電荷を読み出すための画素20の列毎に備えられた複数の信号配線D(図2では、D1〜D4)と、が互いに交差して設けられている。本実施の形態では、例えば、画素20が行方向及び列方向に1024×1024個配置されている場合、制御配線Gは、行数+1本=1025本、信号配線Dは、列数=1024本設けられている。
Further, the
なお、各画素20のセンサ部13は、図示を省略した共通配線に接続されており、共通配線を介して電源(図示省略)からバイアス電圧が印加されるように構成されている。
The
制御配線Gには、各制御配線G毎に、制御端子が接続された各TFT1及び各TFT2をスイッチングするための制御信号が流れる。このように制御信号が各制御配線Gに流れることによって、各TFT1及び各TFT2がスイッチングされる。
In the control wiring G, a control signal for switching each
信号配線Dには、各画素20のTFT1のスイッチング状態及びTFT2のスイッチング状態に応じて、各画素20に蓄積された電荷量に応じた電気信号がTFT1またはTFT2を介して流れる(詳細後述)。
In the signal wiring D, an electrical signal corresponding to the amount of charge accumulated in each
各信号配線Dには、各信号配線Dに流れ出した電気信号を検出する信号検出回路105が接続されている。なお、ここで電気信号の「検出」とは、電気信号をサンプリングすることを表している。
Each signal wiring D is connected to a
また、各制御配線Gには、各制御配線GにTFT1及びTFT2をON/OFFするための制御信号を出力する制御信号制御回路104が接続されている。図2では、信号検出回路105及び制御信号制御回路104を1つに簡略化して示しているが、例えば、信号検出回路105及び制御信号制御回路104を複数設けて所定本(例えば、256本)毎に信号配線Dまたは制御配線Gを接続してもよい。例えば、信号配線D及び制御配線Gが1024本ずつ設けられている場合、制御信号制御回路104を4個設けて256本ずつ制御配線Gを接続し、信号検出回路105も4個設けて256本ずつ信号配線Dを接続してもよい。
Each control wiring G is connected to a control
本実施の形態の放射線検出素子10では、詳細には、画素20の行(図2では、A行〜D行の4行)毎に、TFT1の制御端子が共通の制御配線Gに接続されている。また、画素20の行毎に、TFT2の制御端子が、当該画素のTFT1の制御端子が接続されている画素と列方向に隣接する共通の制御配線Gに接続されている。具体的に図2に示した一例では、制御配線Gnには、A行に配置された画素20(画素20(A1)〜画素20(A4))のTFT2の制御端子が接続されている。また、制御配線Gn+1には、A行に配置された画素20(画素20(A1)〜画素20(A4))のTFT1の制御端子と、B行に配置された画素20(画素20(B1)〜画素20(B4))のTFT2の制御端子が接続されている。制御配線Gn+2には、B行に配置された画素20(画素20(B1)〜画素20(B4))のTFT1の制御端子と、C行に配置された画素20(画素20(C1)〜画素20(C4))のTFT2の制御端子が接続されている。制御配線Gn+3には、C行に配置された画素20(画素20(C1)〜画素20(C4))のTFT1の制御端子と、D行に配置された画素20(画素20(D1)〜画素20(D4))のTFT2の制御端子が接続されている。制御配線Gn+4には、D行に配置された画素20(画素20(D1)〜画素20(D4))のTFT1の制御端子が接続されている。
In detail, in the
一方、画素20の列(図2では、1列〜4列の4列)毎に奇数列では、信号配線D(図2では、信号配線D1、D3)にTFT1及びTFT2のうち、TFT1の出力端子のみが接続されている。また、偶数列では、信号配線D(図2では、信号配線D2、D4)にTFT1の出力端子、及び当該信号配線Dに隣接する画素のTFT2の出力端子が接続されている。具体的に図2に示した一例では、信号配線D1には、1列に配置された画素20(画素20(A1)〜画素20(D1))のTFT1の出力端子が接続されている。また、信号配線D2には、1列に配置された画素20(画素20(A1)〜画素20(D1))のTFT2の出力端子と、2列に配置された画素20(画素20(A2)〜画素20(D2))のTFT1及びTFT2の出力端子が接続されている。信号配線D3には、3列に配置された画素20(画素20(A3)〜画素20(D3))のTFT1の出力端子が接続されている。信号配線D4には、3列に配置された画素20(画素20(A3)〜画素20(D3))のTFT1の出力端子と、4列に配置された画素20(画素20(A4)〜画素20(D4))のTFT1及びTFT2の出力端子が接続されている。
On the other hand, in the odd-numbered columns for each column of pixels 20 (1 column to 4 columns in FIG. 2), the output of TFT1 out of TFT1 and TFT2 is connected to signal wiring D (signal wirings D1 and D3 in FIG. 2). Only the terminals are connected. In the even columns, the output terminal of the
信号検出回路105は、各信号配線D毎に、入力される電気信号を増幅する増幅回路を内蔵している。図3及び図4に、本実施の形態の信号検出回路105の一例の概略構成図を示す。信号検出回路105では、各信号配線Dより入力される電気信号を増幅回路50により増幅し、ADC(アナログ・デジタル変換器)54によりアナログ信号をデジタル信号へ変換する。
The
本実施の形態の信号検出回路105は、増幅回路50、及びADC(アナログ・デジタル変換器)54を備えている。なお、本実施の形態では、増幅回路50は、信号配線D毎に設けられている。すなわち、信号検出回路105は、放射線検出素子10の信号配線Dの数と同じ数の、複数の増幅回路50を備えている。なお、図3は、信号配線D1及び信号配線D3のそれぞれに備えられている増幅回路50の概略構成について示しており、図4は、信号配線D2及び信号配線D4のそれぞれに備えられている増幅回路50の概略構成について示している。
The
増幅回路50は、チャージアンプ回路で構成されており、オペアンプ等のアンプ52と、アンプ52に並列に接続されたコンデンサCと、アンプ52に並列に接続された電荷リセット用のスイッチSW1と、を備えている。
The
増幅回路50では、電荷リセット用のスイッチSW1がオフの状態で画素20から電荷(電気信号)が読み出され、コンデンサCに読み出された電荷が蓄積され、蓄積される電荷量に応じてアンプ52から出力される電圧値が増加するようになっている。
In the
また、制御部106は、電荷リセット用スイッチSW1に電荷リセット信号を印加して電荷リセット用のスイッチSW1のオン/オフを制御するようになっている。なお、電荷リセット用のスイッチSW1がオン状態とされると、アンプ52の入力側と出力側とが短絡され、コンデンサCの電荷が放電される。
The
ADC54は、S/H(サンプルホールド)スイッチSWがオン状態において、増幅回路50から入力されたアナログ信号である電気信号をデジタル信号に変換する機能を有するものである。ADC54は、デジタル信号に変換した電気信号(画像データ)を制御部106に順次出力する。
The
なお、本実施の形態のADC54には、信号検出回路105に備えられた全ての増幅回路50から出力された電気信号が入力される。すなわち、本実施の形態の信号検出回路105は、増幅回路50(信号配線D)の数にかかわらず、1つのADC54を備えている。
It should be noted that the electrical signals output from all the
この信号検出回路105及び制御信号制御回路104には、信号検出回路105において変換されたデジタル信号の画像データに対してノイズ除去やゲイン補正等の所定の処理を施して照射された放射線が示す放射線画像を生成する制御部106が接続されている。また制御部106は、信号検出回路105に対して信号検出のタイミングを示す制御信号を出力し、制御信号制御回路104に対して制御信号の出力のタイミングを示す制御信号を出力する。
In the
本実施の形態の制御部106は、マイクロコンピュータによって構成されており、CPU(中央処理装置)、ROM及びRAM、フラッシュメモリ等からなる不揮発性の記憶部を備えている。制御部106は、記録媒体であるROMに記憶された制御プログラム(詳細後述)をCPUで実行することにより、放射線画像の撮影のための制御を行う。なお、当該制御プログラムは、当該ROMに予め記憶するようにしてもよいし、外部から供給されるようにしてもよい。
The
制御部106では、信号検出回路105から出力されたデジタル信号の電気信号(画像データ)に対してノイズ除去やゲイン補正等の所定の処理を施して照射された放射線が示す放射線画像を生成する。
The
次に、本実施の形態の放射線画像撮影装置100(放射線検出素子10)による放射線画像の撮影動作について図面を参照して説明する。放射線画像撮影装置100は、放射線の照射開始を検出して放射線検出素子10の各画素20で電荷を蓄積し、蓄積した電荷に応じた画像データに基づいた放射線画像を出力することにより放射線画像を撮影する。
Next, a radiographic image capturing operation by the radiographic image capturing apparatus 100 (radiation detecting element 10) of the present exemplary embodiment will be described with reference to the drawings. The
本実施の形態の放射線画像撮影装置100では、通常の撮影の場合(例えば、高い解像度で撮影を行う静止画の撮影)と、ビニングを行う撮影の場合(例えば、高いフレームレートで撮影を行う動画の撮影)と2種類の撮影を行うことができるものであるが、それぞれの種類に応じて、動作が異なる、以下、高い解像度で撮影を行う場合を静止画の撮影、高いフレームレートで撮影を行う場合を動画の撮影とし、それぞれの撮影に応じて説明する。なお、本実施の形態では、複数の画素20から電荷をまとめて読み出すことをビニングという。
In the radiographic
なお、本実施の形態では、制御装置202からの指示に基づいて、制御部106の制御により静止画の撮影及び動画の撮影のいずれかを行う。制御部106では、制御装置202から撮影指示を受け付けると、制御プログラムがCPUにより実行されることにより以下の制御処理が実行される。当該制御処理の流れの一例のフローチャートを図5に示す。
Note that in this embodiment, either a still image shooting or a moving image shooting is performed under the control of the
撮影指示を受け付けると、ステップ100では、静止画の撮影が指示されたのか、動画の撮影が指示されたのかを判断する。静止画の撮影が指示された場合は、肯定されてステップ102へ進む。なお、静止画の撮影及び動画の撮影に係わらず、照射された放射線に応じた電荷が、センサ部103により蓄積される。
When a shooting instruction is received, in
静止画の撮影を行う場合、本実施の形態では、静止画用の第1制御を制御部106が実行する。そのため、ステップ102では、TFT1をオンにさせて、TFT1を介して画素20(センサ部13)から電荷を各信号配線Dに出力させるように、順次、制御配線Gに制御信号を出力させた後、本処理を終了する。本実施の形態の静止画用の第1制御では、制御配線Gn+4から制御配線Gnへ、順次制御信号を出力する(図2、通常スキャン方向参照)。
In the case of shooting a still image, in the present embodiment, the
まず、制御配線Gn+4に制御信号を出力すると、D行の画素20(画素20(D1)〜画素20(D4))のTFT1がオン状態になり、画素20(D1)〜画素20(D4)のセンサ部13から電荷が各信号配線D(D1〜D4)に出力される。
First, when a control signal is output to the control wiring Gn + 4, the TFT1 of the pixel 20 (pixel 20 (D1) to pixel 20 (D4)) in the D row is turned on, and the pixels 20 (D1) to 20 (D4) are turned on. A charge is output from the
次に、制御配線Gn+3に制御信号を出力すると、C行の画素20(画素20(C1)〜画素20(C4))のTFT1がオン状態になり、画素20(C1)〜画素20(C4)のセンサ部13から各信号配線D(D1〜D4)に電荷が出力される。この際、D行の画素20(画素20(D1)〜画素20(D4))のTFT2もオン状態になるが、既に、画素20(D1)〜画素20(D4)からは電荷が出力済みの状態なので、当該TFT2を介して電荷が各信号配線Dに出力されることはない。同様に、制御配線Gn+2に制御信号を出力すると、B行の画素20(画素20(B1)〜画素20(B4))のTFT1がオン状態になり、画素20(B1)〜画素20(B4)のセンサ部13から各信号配線D(D1〜D4)に電荷が出力される。この際、C行の画素20(画素20(C1)〜画素20(C4))のTFT2もオン状態になるが、既に、画素20(C1)〜画素20(C4)からは電荷が出力済みの状態なので、当該TFT2を介して電荷が各信号配線Dに出力されることはない。
Next, when a control signal is output to the control wiring Gn + 3, the TFT1 of the
このように、第1制御では、制御配線Gn+4から制御配線Gnへ、順次制御信号を出力することにより、各画素20毎に、画素20の列毎に、信号配線D(D1〜D4)に、電荷が出力される。すなわち、各画素20毎に、信号配線Dに電荷が出力される。
Thus, in the first control, by sequentially outputting the control signal from the control wiring Gn + 4 to the control wiring Gn, the signal wiring D (D1 to D4) for each
このようにして信号配線Dに出力された電荷に応じた電気信号が、信号検出回路105により、デジタル信号に変換され、制御部106により、当該電気信号に応じた画像データに基づいた放射線画像を生成する。
The electric signal corresponding to the electric charge output to the signal wiring D in this way is converted into a digital signal by the
一方、制御装置202から動画の撮影を指示された場合は、ステップ100で否定されてステップ104へ進む。
On the other hand, if the
動画の撮影を行う場合、本実施の形態では、動画用の第2制御を制御部106が実行する。そのため、ステップ104では、TFT2をオンにさせて、TFT2を介して画素20(センサ部13)から電荷を各信号配線Dに出力させるように、順次、制御配線Gに制御信号を出力させた後、本処理を終了する。本実施の形態の動画用の第2制御では、制御配線Gnから制御配線Gn+4へ、順次制御信号を出力する。すなわち、第2制御では、上述の第1制御と列の逆方向に順次、制御信号を出力する(図2、ビニングスキャン方向参照)。
When shooting a moving image, in the present embodiment, the
まず、制御配線Gnに制御信号を出力すると、A行の画素20(画素20(A1)〜画素20(A4))のTFT2がオン状態になり、画素20(A1)〜画素20(A4)のセンサ部13から電荷が各信号配線D(D1〜D4)に出力される。これにより、画素20(A1)及び画素20(A2)の電荷が信号配線D2に出力される。また、画素20(A3)及び画素20(A4)の電荷が信号配線D4に出力される。
First, when a control signal is output to the control wiring Gn, the TFT2 of the pixel 20 (pixel 20 (A1) to pixel 20 (A4)) in the A row is turned on, and the pixels 20 (A1) to 20 (A4) are turned on. A charge is output from the
次に、制御配線Gn+1に制御信号を出力すると、B行の画素20(画素20(B1)〜画素20(B4))のTFT2がオン状態になり、画素20(B1)〜画素20(B4)のセンサ部13から各信号配線D(D1〜D4)に電荷が出力される。この際、A行の画素20(画素20(A1)〜画素20(A4))のTFT1もオン状態になるが、既に、画素20(A1)〜画素20(A4)からは電荷が出力済みの状態なので、当該TFT1を介して電荷が各信号配線Dに出力されることはない。これにより、画素20(B1)及び画素20(B2)の電荷が信号配線D2に出力される。また、画素20(B3)及び画素20(B4)の電荷が信号配線D4に出力される。
Next, when a control signal is output to the control wiring Gn + 1, the
同様に、制御配線Gn+2に制御信号を出力すると、画素20(C1)及び画素20(C2)の電荷が信号配線D2に出力される。また、画素20(C3)及び画素20(C4)の電荷が信号配線D4に出力される。また、制御配線Gn+3に制御信号を出力すると、画素20(D1)及び画素20(D2)の電荷が信号配線D2に出力される。また、画素20(D3)及び画素20(D4)の電荷が信号配線D4に出力される。なお、制御配線Gn+4に制御信号を出力した際は、いずれの画素20からも電荷が出力されない。
Similarly, when a control signal is output to the control wiring Gn + 2, the charges of the pixel 20 (C1) and the pixel 20 (C2) are output to the signal wiring D2. Further, the charges of the pixel 20 (C3) and the pixel 20 (C4) are output to the signal wiring D4. When a control signal is output to the control wiring Gn + 3, the charges of the pixel 20 (D1) and the pixel 20 (D2) are output to the signal wiring D2. Further, the charges of the pixel 20 (D3) and the pixel 20 (D4) are output to the signal wiring D4. When a control signal is output to the control wiring Gn + 4, no charge is output from any
このように、第2制御では、制御配線Gnから制御配線Gn+4へ、順次制御信号を出力することにより、行方向に隣接する2つの画素20(画素30)の電荷の和が隣接する信号配線D(D2、D4)に出力される。すなわち、画素30毎に、偶数番号の信号配線Dに電荷が出力される。
In this way, in the second control, the control signal is sequentially output from the control wiring Gn to the control wiring Gn + 4, whereby the sum of the charges of the two pixels 20 (pixels 30) adjacent in the row direction is adjacent to the signal wiring D. (D2, D4). That is, charge is output to the even-numbered signal wiring D for each
このようにして信号配線Dに出力された電荷に応じた電気信号が、信号検出回路105により、デジタル信号に変換され、制御部106により、当該電気信号に応じた画像データに基づいた放射線画像を生成する。
The electric signal corresponding to the electric charge output to the signal wiring D in this way is converted into a digital signal by the
このように本実施の形態では、動画の撮影を行う場合は、2つの画素20を1つの画素30のようにみなしてまとめて電荷を取り出すため、電荷をまとめて読み出すことにより信号処理速度が向上し、静止画の撮影に比べてフレームレートを向上させることができる。
As described above, in the present embodiment, when shooting a moving image, the two
以上説明したように本実施の形態の放射線画像撮影装置100(放射線検出素子10)では、各画素20が静止画撮影に用いるTFT1及び動画撮影に用いるTFT2を備えている。また、奇数番号の信号配線D(D1、D3)には、画素20の奇数列(1列、3列)のTFT1の出力端子が接続されている。一方、偶数番号の信号配線D(D2、D4)には、画素20の奇数列(1列、3列)のTFT2の出力端子と、画素20の偶数列(2列、3列)のTFT1及びTFT2の出力端子と、が接続されている。従って、偶数番号の信号配線D(D2、D4)には、複数の画素20のTFT2の出力端子が接続されるように構成されている。さらに、制御配線Gnには、A行の画素20(画素20(A1)〜画素20(A4))のTFT2の制御端子が接続されており、制御配線Gn+1には、A行の画素20のTFT1の制御端子及びBの画素20(画素20(B1)〜画素20(B4))のTFT2の制御端子が接続されている。このように、列の両端を除いた制御配線には、隣接する2つの行の画素20の、一方の行の画素20のTFT1の接続端子が接続されていると共に、他方の行の画素20のTFT2の接続端子が接続されている。
As described above, in the radiographic image capturing apparatus 100 (radiation detecting element 10) of the present embodiment, each
静止画等の通常撮影の場合は、各画素20において、TFT1から電荷が出力されるように、制御配線Gn+4から制御配線Gnへ順次、制御信号が出力される。一方、動画等のビニング撮影の場合は、各画素20において、TFT2から電荷が出力されるように、制御配線Gnから制御配線Gn+4へ順次、制御信号が出力される。静止画撮影の場合も動画撮影の場合も、制御配線に制御信号が出力された際には、当該制御配線に隣接する2つの行の画素20のうちの一方の行の画素20は、既に電荷が読み出された状態であるため、他方の行の画素20からのみ電荷が信号配線Dに出力される。
In the case of normal shooting such as a still image, control signals are sequentially output from the control wiring Gn + 4 to the control wiring Gn so that charges are output from the
このように、本実施の形態の放射線画像撮影装置100では、制御配線に制御信号を出力する順番を変えるのみで、静止画撮影(通常撮影)と、動画撮影(ビニング撮影)とを行うことができる。
As described above, the radiographic
また、本実施の形態では、2つの画素20を1つの画素30のようにみなしてまとめて電荷を取り出すため、電荷をまとめて読み出すことにより信号処理速度が向上し、静止画に比べてフレームレートを向上させることができる。
In the present embodiment, since the two
従って、動画撮影時に電荷を流すための信号配線Dや、制御配線G、及びTFT2を駆動するための駆動基板等を別途設ける必要がないため、放射線画像撮影装置100(放射線検出素子10)が大型化するのを抑制しつつ、簡便な構成及び制御でアナログビニングを行うことができる。
Accordingly, there is no need to separately provide a signal wiring D for flowing electric charge during moving image capturing, a control wiring G, a driving substrate for driving the
また、行方向に隣接する2画素(画素20)を1つの画素(画素30)とみなして複数画素単位で電荷を読み出すため、1つの積分期間に同時に読み出される画素数が2倍になり、従って、電荷量(電荷量に応じた電気信号)Sを2倍にすることができる。これにより、画素密度(S/N)を向上することができる。従ってアナログビニングによりS/Nを向上させることができる。 Further, since two pixels (pixel 20) adjacent in the row direction are regarded as one pixel (pixel 30) and the charge is read out in units of a plurality of pixels, the number of pixels read out simultaneously in one integration period is doubled. The charge amount (electrical signal corresponding to the charge amount) S can be doubled. Thereby, pixel density (S / N) can be improved. Therefore, S / N can be improved by analog binning.
なお、上述の動画撮影の場合の動作では、各行毎(制御配線G毎)に電荷を読み出す場合について説明したがこれに限らない。制御部106の制御により、複数の行毎(制御配線G毎)に電荷を読み出すようにしてもよい。この場合の、信号検出回路105の増幅回路50(アンプ52)の電荷の検出(読み取り)動作の一例のタイムチャートを図6に示す。アンプ52ではリセット後、所定周期Ts及びサンプリング期間Tcaで信号配線D(本実施の形態では、動画撮影の場合は信号配線D2、D4)にそれぞれ流れる電気信号をデジタル信号に変換させて放射線の検出を行うサンプリングを繰り返す。各所定周期Tsのホールド期間に複数(図6では、2つ)の制御配線Gに対して、TFT2をオン状態にするための制御信号(以下、オン信号という)を出力させることにより、複数の制御配線Gに応じた複数の画素20から電荷が加算された電気信号が信号配線Dに流れる。従って、当該ホールド期間の後のサンプリング期間Tcaでは、列方向に複数の画素20の電荷が加算された電気信号がアンプ52によりサンプリングされる。すなわち、列方向に複数の画素20がアナログビニングされる。
In the above-described operation in the case of moving image shooting, the case of reading out charges for each row (for each control wiring G) has been described, but the present invention is not limited to this. The charges may be read out for each of a plurality of rows (for each control wiring G) under the control of the
具体的には、図6及び図7に示したように、まず、ホールド期間に制御配線Gn及び制御配線Gn+1に順次オン信号が出力されると、次のサンプリング期間Tcaでは、画素20(A1)、画素20(A2)、画素20(B1)、及び画素20(B2)から成る2画素×2画素を1画素(画素40)とみなして画素40の電荷が加算されて信号配線D2に接続された増幅回路50のアンプ52でサンプリングされる。また、画素20(A3)、画素20(A4)、画素20(B3)、及び画素20(B4)から成る2画素×2画素を1画素(画素40)とみなして画素40の電荷が加算された電気信号が信号配線D4に接続された増幅回路50のアンプ52でサンプリングされる。
Specifically, as shown in FIGS. 6 and 7, first, when an ON signal is sequentially output to the control wiring Gn and the control wiring Gn + 1 in the hold period, in the next sampling period Tca, the pixel 20 (A1) 2 pixels × 2 pixels consisting of the pixel 20 (A2), the pixel 20 (B1), and the pixel 20 (B2) are regarded as one pixel (pixel 40), and the charges of the
このように、アンプ52のホールド期間に複数の制御配線にオン信号を出力させ、サンプリング期間Tcaに複数行の画素20の電荷が加算された電気信号をアンプ52でサンプリングさせることにより、列方向にアナログビニングすることができる。なお、図6及び図7に示した具体的一例では、2画素20×2画素20を1画素40とみなしたアナログビニングを行うように、ホールド期間に2つの制御配線Gにオン信号を出力させているがこれに限らず、ホールド期間中にさらに複数の制御配線Gにオン信号を出力させて、2画素20×3画素20以上を1画素とみなしたアナログビニングを行うようにしてもよい。
As described above, the ON signal is output to the plurality of control lines in the hold period of the
[第2の実施の形態]
第2の実施の形態の放射線画像撮影装置は、第1の実施の形態の放射線画像撮影装置100と略同様の構成であるため、同一部分にはその旨を記し、詳細な説明を省略する。なお、本実施の形態の放射線画像撮影装置は放射線検出素子の画素の配置が、第1の実施の形態の放射線検出素子10と異なるため、異なる構成、動作について詳細に説明する。
[Second Embodiment]
Since the radiographic image capturing apparatus of the second embodiment has substantially the same configuration as the radiographic
図8に、本実施の形態の放射線検出装置の概略構成の一例の構成図を示す。なお、図8では、制御信号制御回路104、信号検出回路105、及び制御部106の記載を省略している。
FIG. 8 shows a configuration diagram of an example of a schematic configuration of the radiation detection apparatus according to the present exemplary embodiment. In FIG. 8, descriptions of the control
本実施の形態の放射線検出素子50は、第1の実施の形態の放射線検出素子10と同様に、センサ部13と、センサ部13に蓄積された電荷を読み出すためのスイッチング素子である2つのTFT(TFT1、TFT2)と、を含んで構成される画素20が複数、マトリックス状(行列状)に配置されている。なお、本実施の形態では、第1の実施の形態の放射線検出素子10と異なり、A行の画素20及びB行の画素20が、行方向に1列分ずれて配置されて状態になっている。そのため、信号配線D1には、画素20(A1)のTFT1及びTFT2の出力端子、画素20(B1)のTFT1及びTFT2の出力端子、画素20(C1)のTFT1の出力端子、及び画素20(D1)のTFT1の出力端子が接続されている。また、信号配線D2には、画素20(A2)のTFT1の出力端子、画素20(B2)のTFT1の出力端子、画素20(C1)のTFT2の出力端子、画素20(C2)のTFT1及びTFT2の出力端子、画素20(D1)のTFT2の出力端子、及び画素20(D2)のTFT1及びTFT2の出力端子が接続されている。また、信号配線D3には、画素20(A2)のTFT1の出力端子、画素20(A3)のTFT1及びTFT2の出力端子、画素20(B2)のTFT2の出力端子、画素20(B3)のTFT1及びTFT2の出力端子、画素20(C3)のTFT1の出力端子、及び画素20(D3)のTFT1の出力端子が接続されている。
Similar to the
同一の信号配線DにTFT2が接続されている行方向に隣接する2つの画素20を画素30とみなしてビニングするため、本実施の形態では、図8に示すように、画素30が列方向に2つを1組にして千鳥状に配置されている。
Since two
次に、本実施の形態の放射線検出素子50による放射線画像の撮影動作について説明する。なお、本実施の形態においても、第1の実施の形態と略同様に、制御部106が、通常の撮影の場合(例えば、高い解像度で撮影を行う静止画の撮影)の第1制御と、ビニングを行う撮影の場合(例えば、高いフレームレートで撮影を行う動画の撮影)の第2制御と2種類の制御を制御装置202からの指示に基づいて行う。なお、本実施の形態においても、静止画の撮影を行う第1制御の場合は、制御配線Gn+4から制御配線Gnへ、順次制御信号を出力し(図8、通常スキャン方向参照)、動画の撮影を行う第2制御の場合は、制御配線Gnから制御配線Gn+4へ、順次制御信号を出力する(図8、ビニングスキャン方向参照)。従って、制御部106で行われる制御処理(図5参照)の流れは、第1の実施の形態と略同様であるため、ここでは具体的に説明する。
Next, a radiographic image capturing operation by the
まず、静止画の撮影を行う第1制御の場合について説明する。静止画の撮影を行う場合、制御配線Gn+4から制御配線Gnへ、順次制御信号を出力する。行毎に各画素20では、TFT1がオン状態になることにより、当該TFT1を介して、センサ部13からTFT1の出力端子が接続されている信号配線Dにそれぞれ電荷が出力される。なお、第1の実施の形態で上述したように、各画素20では、TFT2がオン状態になった際には、既に当該画素20(センサ部13)の電荷は出力済みであるため、TFT2を介して信号配線Dに電荷が出力されることはない。
First, the case of the first control for taking a still image will be described. When taking a still image, control signals are sequentially output from the control wiring Gn + 4 to the control wiring Gn. In each
このように、本実施の形態の第1制御では、第1の実施の形態と同様に、制御配線Gn+4から制御配線Gnへ、順次制御信号を出力することにより、各画素20毎に、画素20の列毎に、信号配線D(D1〜D4)に、電荷が出力される。すなわち、各画素20毎に、信号配線Dに電荷が出力される。
As described above, in the first control of the present embodiment, as in the first embodiment, the control signal Gn + 4 is sequentially output from the control wiring Gn + 4 to the control wiring Gn. Electric charge is output to the signal wiring D (D1 to D4) for each column. That is, charge is output to the signal wiring D for each
次に、動画の撮影を行う第2制御の場合について説明する。動画の撮影を行う場合、制御配線Gnから制御配線Gn+4へ、順次制御信号を出力する。行毎に各画素20では、TFT2がオン状態になることにより、当該TFT2を介してセンサ部13からTFT2の出力端子が接続されている信号配線Dにそれぞれ電荷が出力される。なお、第1の実施の形態で上述したように、各画素20では、TFT1がオン状態になった際には、既に当該画素20(センサ部13)の電荷は出力済みであるため、TFT1を介して信号配線Dに電荷が出力されることはない。
Next, the case of the second control for capturing a moving image will be described. When shooting a moving image, control signals are sequentially output from the control wiring Gn to the control wiring Gn + 4. In each
図8に示すように、制御配線Gnに、TFT2をオンにするよう制御信号が出力されると、A行の画素20のTFT2がオン状態になる。画素20(A1)の電荷が、信号配線D1に出力される。また、画素20(A2)及び画素20(A3)の電荷が、信号配線D3に出力される。また、画素20(A4)及び画素20(A5)の電荷が、信号配線D5に出力される。また同様に、制御配線Gn+1に、TFT2をオンにするよう制御信号が出力されると、B行の画素20のTFT2がオン状態になる。画素20(B1)の電荷が、信号配線D1に出力される。また、画素20(B2)及び画素20(B3)の電荷が、信号配線D3に出力される。また、画素20(B4)及び画素20(B5)の電荷が、信号配線D5に出力される。
As shown in FIG. 8, when a control signal is output to the control wiring Gn so as to turn on the
さらに、制御配線Gn+2に、TFT2をオンにするよう制御信号が出力されると、C行の画素20のTFT2がオン状態になる。画素20(C1)及び画素20(C2)の電荷が、信号配線D2に出力される。また、画素20(C3)及び画素20(C4)の電荷が、信号配線D4に出力される。また、画素20(C5)の電荷が、信号配線D6に出力される。また同様に、制御配線Gn+3に、TFT2をオンにするよう制御信号が出力されると、D行の画素20のTFT2がオン状態になる。画素20(D1)及び画素20(D2)の電荷が、信号配線D2に出力される。また、画素20(D3)及び画素20(D4)の電荷が、信号配線D4に出力される。また、画素20(D5)の電荷が、信号配線D6に出力される。
Further, when a control signal is output to the control wiring Gn + 2 to turn on the
このように、本実施の形態の放射線検出素子50では、動画の撮影を行う場合では、2画素(画素30に相当)の電荷の和が、信号配線D毎に流れる。このように本実施の形態では、動画の撮影を行う場合は、全ての信号配線D(ただし、図8では、行の両端の信号配線D1及びD6を除く)に行方向に隣接する2つの画素20を1つの画素30のようにみなすため、2画素(2行)×2画素(2列)のビニングを行う場合に、列方向に4画素(4列)のビニングを行うことができる。このように、列方向のビニング数を増加させることができるため、より、フレームレートをより向上させることができる。
As described above, in the
なお、本実施の形態では、1画素とみなした画素30を2列毎に、行方向に1画素ずらして配置しているがこれに限らない。ずらす切れ目は、任意に設定することができる。
なお、列方向2画素(2列)もしくは、4画素(4列)毎に行方向に1画素ずらすことが好ましい。4画素毎に行方向に1画素ずらした場合の、放射線検出素子50の概略構成の一例の構成図を図9に示す。
In the present embodiment, the
In addition, it is preferable to shift one pixel in the row direction every two pixels in the column direction (two columns) or every four pixels (four columns). FIG. 9 shows an example of a schematic configuration of the
また、本実施の形態では、第1の実施の形態と同様にアンプ52のホールド期間に複数の制御配線にオン信号を出力させ、サンプリング期間Tcaに複数行の画素20の電荷が加算された電気信号をアンプ52でサンプリングさせる。具体的には、図8に示した放射線検出素子50のように、2画素(2列)毎に行方向に1画素ずらした場合では、列方向に4画素をビニングして読み出すことが好ましい。図8では、制御配線Gn、Gn+1のビニング読みと同時に、制御配線Gn+2、Gn+3のビニング読みを行うことにより、信号配線D2には、画素20(C1)+画素20(C2)+画素20(D1)+画素20(D2)の電荷が出力され、信号配線D3には、画素20(A2)+画素20(A3)+画素20(B2)+画素20(B3)の電荷が出力される。このように4列(制御配線Gn〜Gn+3)分の電荷を1列分の電荷として出力することができるため、よりフレームレートを向上させることができる。また、2画素(2行)×2画素(2列)の解像度(分解能)とすることができる。
Further, in the present embodiment, as in the first embodiment, an ON signal is output to a plurality of control wirings in the hold period of the
一方、図9に示した放射線検出素子50のように、4画素(4列)毎に行方向に1画素ずらした場合では、列方向に8画素をビニングして読み出すことが好ましい。図9では、制御配線Gn、Gn+1、Gn+2、Gn+3及び制御配線Gn+4、Gn+5、Gn+6、Gn+7のビニング読みを同時に行うことにより、信号配線D2には、画素20(E1)+画素20(E2)+画素20(F1)+画素20(F2)+画素20(G1)+画素20(G2)+画素20(H1)+画素20(H2)の電荷が出力され、信号配線D3には、画素20(A2)+画素20(A3)+画素20(B2)+画素20(B3)+画素20(C2)+画素20(C3)+画素20(D2)+画素20(D3)の電荷が出力される。また、信号配線D4には、画素20(E3)+画素20(E4)+画素20(F3)+画素20(F4)+画素20(G3)+画素20(G4)+画素20(H3)+画素20(H4)の電荷が出力され、信号配線D5には、画素20(A4)+画素20(A5)+画素20(B4)+画素20(B5)+画素20(C4)+画素20(C5)+画素20(D4)+画素20(D5)の電荷が出力される。このように、8列(制御配線Gn〜Gn+8)分の電荷を1列分の電荷として出力することができるため、よりフレームレートを向上させることができる。この場合、4画素(4行)×2画素(2列)の解像度(分解能)であるが、さらに、1つ飛ばした行(図9では、信号配線D2と信号配線D4、信号配線D3と信号配線D5)をデジタルビニングすることにより、4画素(4行)×4画素(4列)の解像度(分解能)とすることができる。
On the other hand, like the
以上説明したように、本実施の形態の放射線検出素子10では、1画素とみなせる行方向に隣接する2つの画素20よりなる画素30が2画素(2行)毎に、1画素(1列)ずれて配置されている。また、列方向に4画素をビニングして読み出すことにより、4列分の電荷を1列分の電荷として出力することができるため、よりフレームレートを向上させることができる。また、4画素(4行)毎に、1画素(1列)ずれて配置されている場合は、列方向に8画素をビニングして読み出すことにより、8列分の電荷を1列分の電荷として出力することができるため、よりフレームレートを向上させることができる。さらに、この場合では、1つ飛ばした行とビニングして読み出すことにより、解像度を4画素(2行)×4画素(2列)とすることができる。
As described above, in the
なお、上述の第1の実施の形態及び第2の実施の形態では、アナログビニングのみを行う場合について詳細に説明したがこれに限らず、さらに、増幅回路52のアンプ52から出力された隣接する信号配線Dの電気信号を制御部106で加算するデジタルビニングを行うようにしてもよい。このようにデジタルビニングを併用することにより、よりフレームレートを向上させることができる。
In the first embodiment and the second embodiment described above, the case where only analog binning is performed has been described in detail. However, the present invention is not limited to this, and the adjacent outputs output from the
また、上述の第1の実施の形態及び第2の実施の形態では、列方向に隣接する2つの画素20を1画素とみなすアナログビニングのみを行う場合について詳細に説明したがこれに限らず、3つ以上の画素20を1画素とみなすようしてもよい。
In the first embodiment and the second embodiment described above, the case of performing only the analog binning in which the two
また、上述の第1の実施の形態及び第2の実施の形態では、TFT1を介して信号配線Dに画素20のセンサ部13から電荷を出力させる第1制御により静止画の撮影を行い、TFT2を介して信号配線Dに画素20のセンサ部13から電荷を出力させる第2制御により動画の撮影を行う場合について説明したが静止画及び動画の撮影に限るものではない。例えば、TFT1を介して1画素単位毎に電荷を出力させて画像データを取得する動画の撮影を行ってもよいし、TFT2を介して複数の画素単位毎に電荷を出力させて画像データを取得するよう静止画の撮影を行ってもよい。
In the first embodiment and the second embodiment described above, a still image is captured by the first control in which the charge is output from the
なお、上述の第1の実施の形態及び第2の実施の形態で説明した放射線画像撮影装置100、放射線検出素子10、50、画素20、及び制御部106等の構成、動作等は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更可能であることは言うまでもない。
Note that the configurations, operations, and the like of the radiographic
また、上述の第1の実施の形態及び第2の実施の形態の放射線は、特に限定されるものではなく、X線やγ線等を適用することができる。 Moreover, the radiation of the first embodiment and the second embodiment described above is not particularly limited, and X-rays, γ-rays, and the like can be applied.
1、2 TFT
10、50 放射線検出素子
13 センサ部
20 画素
100 放射線画像撮影装置
106 制御部
200 放射線画像撮影システム
G 制御配線
D 信号配線
1, 2 TFT
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記複数の画素の列毎に設けられた信号配線と、
前記複数の画素の行毎に設けられ、行方向に隣接する複数の画素から成る画素群の前記第1スイッチング素子の制御端子及び当該画素群と列方向に隣接する他の画素群の前記第2スイッチング素子の制御端子が接続された制御配線と、
前記画素毎に前記信号配線に前記第1スイッチング素子から電荷を出力させる場合は、前記第2スイッチング素子の前記制御端子が接続された前記画素群から前記第1スイッチング素子の前記制御端子が接続された前記画素群に向けた列方向に順次制御信号を前記制御配線に出力し、前記画素群毎に同一の前記信号配線に前記第2スイッチング素子から電荷を出力させる場合は、当該列方向と逆方向に順次前記制御信号を前記制御配線に出力するよう制御する制御手段と、
を備えた、放射線画像撮影装置。 A sensor unit that generates a charge corresponding to the irradiated radiation, a first switching element that reads the charge from the sensor unit and outputs the charge, and a second that reads the charge from the sensor unit and outputs the charge A plurality of pixels arranged in a matrix each having a switching element;
A signal wiring provided for each column of the plurality of pixels;
Provided for each row of the plurality of pixels, the control terminal of the first switching element of the pixel group consisting of a plurality of pixels adjacent in the row direction and the second of the other pixel group adjacent to the pixel group in the column direction. Control wiring to which the control terminal of the switching element is connected;
When outputting charge from the first switching element to the signal wiring for each pixel, the control terminal of the first switching element is connected from the pixel group to which the control terminal of the second switching element is connected. When the control signal is sequentially output to the control wiring in the column direction toward the pixel group, and the charge is output from the second switching element to the same signal wiring for each pixel group, the control signal is reverse to the column direction. Control means for sequentially controlling the control signal to be output to the control wiring in a direction;
A radiographic imaging apparatus comprising:
前記画素群の列毎に設けられた、前記第1スイッチング素子の出力端子が接続された第1信号配線と、
前記画素群の列毎に設けられた、前記第2スイッチング素子、前記第3スイッチング素子、及び前記第4スイッチング素子の出力端子が接続された第2信号配線と、
前記画素群の行毎に設けられた、前記第1スイッチング素子及び前記第3スイッチング素子の制御端子が接続された第1制御配線と、
前記画素群の行毎に設けられた、前記第2スイッチング素子及び前記第4スイッチング素子の制御端子が接続され、かつ列方向に隣接する画素の前記第1制御配線となる第2制御配線と、
列方向の一端に配置された前記画素群の前記第1制御配線から列方向の他端に配置された前記画素群の前記第2制御配線へ、列方向に順次、前記第1画素及び前記第2画素から電荷を出力させるための制御信号を出力するよう出力手段を制御する第1制御と、前記他端に配置された前記画素群の前記第2制御配線から前記一端に配置された前記画素群の前記第1制御配線へ、列方向に順次、前記制御信号を出力するよう出力手段を制御する第2制御と、を行う制御手段と、
を備えた、放射線画像撮影装置。 A first pixel having a first sensor unit, a first switching element having an input terminal connected to the first sensor unit, a second switching element having an input terminal connected to the first sensor unit, and a second sensor And a second pixel having a third switching element having an input terminal connected to the second sensor part and a fourth switching element having an input terminal connected to the second sensor part. A plurality of pixels arranged in a direction;
A first signal wiring provided for each column of the pixel group, to which an output terminal of the first switching element is connected;
A second signal line provided for each column of the pixel group, to which the output terminals of the second switching element, the third switching element, and the fourth switching element are connected;
A first control wiring provided for each row of the pixel group, to which control terminals of the first switching element and the third switching element are connected;
A second control wiring provided for each row of the pixel group, to which the control terminals of the second switching element and the fourth switching element are connected, and serving as the first control wiring of a pixel adjacent in the column direction;
From the first control wiring of the pixel group arranged at one end in the column direction to the second control wiring of the pixel group arranged at the other end in the column direction, the first pixel and the first A first control for controlling the output means to output a control signal for outputting charges from two pixels; and the pixel disposed at the one end from the second control wiring of the pixel group disposed at the other end. Control means for performing second control for controlling output means so as to sequentially output the control signals to the first control wirings of a group in a column direction;
A radiographic imaging apparatus comprising:
前記放射線照射装置から照射された放射線により放射線画像を撮影する前記請求項1から前記請求項8のいずれか1項に記載の放射線画像撮影装置と、
を備えた放射線画像撮影システム。 A radiation irradiation device;
The radiographic image capturing apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein a radiographic image is captured by radiation irradiated from the radiation irradiating apparatus;
Radiographic imaging system equipped with.
前記画素毎に前記信号配線に前記第1スイッチング素子から電荷を出力させる場合は、前記第2スイッチング素子の前記制御端子が接続された前記画素群から前記第1スイッチング素子の前記制御端子が接続された前記画素群に向けた列方向に順次制御信号を前記制御配線に出力し、前記画素群毎に同一の前記信号配線に前記第2スイッチング素子から電荷を出力させる場合は、当該列方向と逆方向に順次前記制御信号を前記制御配線に出力するよう制御する制御手段として機能させるための放射線画像撮影装置の制御プログラム。 A sensor unit that generates a charge corresponding to the irradiated radiation, a first switching element that reads the charge from the sensor unit and outputs the charge, and a second that reads the charge from the sensor unit and outputs the charge A plurality of pixels arranged in a matrix each including a switching element, a signal wiring provided for each column of the plurality of pixels, and a plurality of pixels adjacent to each other in the row direction, provided for each row of the plurality of pixels. A radiation image comprising: a control terminal of the first switching element of a pixel group composed of pixels and a control wiring connected to the control terminal of the second switching element of another pixel group adjacent to the pixel group in the column direction. A computer that controls the imaging device,
When outputting charge from the first switching element to the signal wiring for each pixel, the control terminal of the first switching element is connected from the pixel group to which the control terminal of the second switching element is connected. When the control signal is sequentially output to the control wiring in the column direction toward the pixel group, and the charge is output from the second switching element to the same signal wiring for each pixel group, the control signal is reverse to the column direction. A control program for a radiographic imaging apparatus for functioning as control means for controlling the control signal to be output to the control wiring sequentially in a direction.
前記画素毎に前記信号配線に前記第1スイッチング素子から電荷を出力させる場合は、前記第2スイッチング素子の前記制御端子が接続された前記画素群から前記第1スイッチング素子の前記制御端子が接続された前記画素群に向けた列方向に順次制御信号を前記制御配線に出力するよう制御する工程と、
前記画素群毎に同一の前記信号配線に前記第2スイッチング素子から電荷を出力させる場合は、当該列方向と逆方向に順次前記制御信号を前記制御配線に出力するよう制御する工程と、
を備えた放射線画像撮影装置の制御方法。 A sensor unit that generates a charge corresponding to the irradiated radiation, a first switching element that reads the charge from the sensor unit and outputs the charge, and a second that reads the charge from the sensor unit and outputs the charge A plurality of pixels arranged in a matrix each including a switching element, a signal wiring provided for each column of the plurality of pixels, and a plurality of pixels adjacent to each other in the row direction, provided for each row of the plurality of pixels. A radiation image comprising: a control terminal of the first switching element of a pixel group composed of pixels and a control wiring connected to the control terminal of the second switching element of another pixel group adjacent to the pixel group in the column direction. Depending on the shooting device,
When outputting charge from the first switching element to the signal wiring for each pixel, the control terminal of the first switching element is connected from the pixel group to which the control terminal of the second switching element is connected. Controlling to sequentially output control signals to the control wiring in a column direction toward the pixel group;
When outputting charges from the second switching element to the same signal wiring for each pixel group, controlling to sequentially output the control signal to the control wiring in a direction opposite to the column direction;
A method for controlling a radiographic imaging apparatus comprising:
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