JP2014168602A - Radial ray image detection apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an X-ray image detection apparatus improved in offset correction.SOLUTION: The radial ray image detection apparatus includes: a radial ray detection unit 10 converting incident radial rays x to electric charge to read them out and making image signals by pixels 11 arranged on a substrate 12; and offset correction processing circuits 40, 45 correcting the image signals on the basis of offset data obtained from the pixels 11 when the radial rays x are not incident. In the radial ray image detection apparatus, a period for obtaining the offset data is set just before the radial rays are incident, and the length of the period for obtaining the offset data is set to be shorter than a period for reading out the data as the image signals from the pixels by the radial ray incidence.

Description

本発明の実施形態は、X線等の放射線像を電気信号に変換する放射線画像検出装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to a radiation image detection apparatus that converts a radiation image such as an X-ray into an electrical signal.

放射線画像検出装置は放射線像を電気信号に変換して可視表示を可能にする検出器で、医療診断や非破壊検査等に用いられている。   A radiation image detection device is a detector that converts a radiation image into an electrical signal to enable visual display, and is used for medical diagnosis, non-destructive inspection, and the like.

放射線画像検出装置例えばX線画像検出装置はX線を電気変換する素子を用いた直接変換方式と、X線をいったん蛍光変換膜で光に変換しこの光をフォトダイオードにより電気信号に変換する間接変換方式がある。いずれの方式も基板上にマトリクス状に画素を配置し、各画素がX線像を電荷に変換する検出器を有している。   Radiation image detection devices, such as X-ray image detection devices, use a direct conversion system that uses an element that converts X-rays electrically, and indirectly convert X-rays into light using a fluorescence conversion film and then convert the light into electrical signals using a photodiode. There is a conversion method. In either method, pixels are arranged in a matrix on a substrate, and each pixel has a detector that converts an X-ray image into an electric charge.

間接変換方式を例に説明すると、各画素には光の検出器であるフォトダイオード、電荷を蓄積するコンデンサーおよび電荷を取り出して信号とするスイッチング素子が設けられている。フォトダイオードおよびスイッチング素子はガラス基板上に堆積したアモルファスシリコン薄膜、多結晶シリコン薄膜または半導体金属酸化物によって形成され、フォトダイオードはpinダイオード、スイッチング素子はMOS型TFTトランジスタである。各画素は基板の行方向に配列された走査線と列方向に配列された信号線によって制御され、蓄積電荷は信号線を通って各信号線に接続された積分増幅器に入力される。   The indirect conversion method will be described as an example. Each pixel is provided with a photodiode as a light detector, a capacitor for accumulating electric charge, and a switching element for taking out electric charge as a signal. The photodiode and the switching element are formed of an amorphous silicon thin film, a polycrystalline silicon thin film or a semiconductor metal oxide deposited on a glass substrate, the photodiode is a pin diode, and the switching element is a MOS type TFT transistor. Each pixel is controlled by a scanning line arranged in the row direction of the substrate and a signal line arranged in the column direction, and the accumulated charge is input to an integrating amplifier connected to each signal line through the signal line.

積分増幅器に入力された電荷情報は増幅され、電位信号に変換されて出力される。積分増幅器から出力された電位信号はアナログ・デジタル変換器によりデジタル値に変換され、最終的に画像信号として編集されてX線画像検出装置の外部へと出力される。   The charge information input to the integrating amplifier is amplified, converted into a potential signal, and output. The potential signal output from the integrating amplifier is converted into a digital value by an analog / digital converter, and finally edited as an image signal and output to the outside of the X-ray image detection apparatus.

X線画像検出装置内部に蓄積された画像情報はLAN回線などを通じて外部に出力され、外部に接続されたパソコンなどによる情報処理装置内部に転送される。   Image information stored in the X-ray image detection apparatus is output to the outside through a LAN line or the like, and transferred to the inside of the information processing apparatus such as a personal computer connected to the outside.

上記動作では行選択線の一つのみの電位を順次に変化させ、電位が変化した行選択線に接続されている画素からの信号を外部に出力することで一つの画素からの信号が出力画像を構成する一つの画素に対応した画像を作り出している。また隣接する行選択線の電位を同時に変化させてスイッチング素子を駆動すなわちONにし、得られる複数の画素からの信号を統合して出力画像の一つの画素にまとめる動作があり、これは一般的に「ビニングモード」と呼ばれる動作として知られている。   In the above operation, the potential of only one of the row selection lines is sequentially changed, and the signal from the pixel connected to the row selection line whose potential has changed is output to the outside, so that the signal from one pixel is an output image. An image corresponding to one pixel constituting the image is created. In addition, there is an operation in which the potentials of adjacent row selection lines are simultaneously changed to drive or turn on the switching element, and the signals from a plurality of obtained pixels are integrated into one pixel of the output image. This is known as an operation called “binning mode”.

X線画像検出装置から出力された画像情報には、個々の画素から発生する暗電流成分や信号線に接続されている積分増幅器に特有のオフセット成分が含まれており、その成分は撮影画像に混入するため画像ノイズとしての挙動を示す。   The image information output from the X-ray image detection device includes a dark current component generated from each pixel and an offset component peculiar to the integrating amplifier connected to the signal line. The component is included in the captured image. Since it is mixed, the behavior as image noise is shown.

図4に示すように、上記暗電流成分やオフセット成分に起因する画像ノイズを補正するために、一連のX線画像撮影動作期間200の前にオフセットデータを取得するオフセット取得期間201を設け、その後に行われるX線を用いた撮影にて得られた画像データからオフセットデータを減算処理を行うことで、暗電流成分に起因する画像ノイズを除去することが可能となる。画像データは撮影開始でX線照射期間203と画像読み出し期間204によって得られる。   As shown in FIG. 4, in order to correct the image noise caused by the dark current component and the offset component, an offset acquisition period 201 for acquiring offset data is provided before a series of X-ray imaging operation periods 200, and thereafter By subtracting the offset data from the image data obtained by X-ray imaging performed in the above, it is possible to remove image noise caused by the dark current component. Image data is obtained by an X-ray irradiation period 203 and an image readout period 204 at the start of imaging.

上記X線撮影に先立って行われるオフセットデータ取得は、X線を入射していない状態でX線画像検出装置を動作させ、その読み出し時に出力される無補正の画像データを用いることが一般的である。   The offset data acquisition performed prior to the X-ray imaging is generally performed by operating the X-ray image detection apparatus in a state where no X-ray is incident and using uncorrected image data output at the time of reading. is there.

上記オフセットデータには各画素のフォトダイオードの暗電流成分、トランジスタの特性ドリフトによる影響、信号線に接続されている積分増幅器のオフセット成分、行選択線からの誘導ノイズなどが含まれるため、撮影時の露光時間や、通常撮影とビニングモード撮影とで異なる行選択線の駆動条件によってそれらの値は変化する。そのため一般的にはX線撮影時とオフセットデータ取得時では同じ露光時間、行選択線の駆動条件とすることで、撮影時の画像に含まれるオフセット成分と同じオフセットデータを得ることが可能となる。   The above-mentioned offset data includes the dark current component of the photodiode of each pixel, the effect of transistor characteristic drift, the offset component of the integrating amplifier connected to the signal line, and the induced noise from the row selection line. These values vary depending on the exposure time and the driving conditions of the row selection lines that differ between normal shooting and binning mode shooting. Therefore, in general, the same exposure time and row selection line driving conditions are used for X-ray imaging and offset data acquisition, so that the same offset data as the offset component included in the image at the time of imaging can be obtained. .

特開2003−244540号公報JP 2003-244540 A

X線画像検出装置に用いられている例えばアモルファスシリコンフォトダイオードは安定した出力が得られるまでに長時間かかることが知られている。特にフォトダイオードへのバイアス電圧を印加した直後においては大きな電流が流れ、その安定化期間t(図4)としては数十秒以上かかることもある。   For example, an amorphous silicon photodiode used in an X-ray image detection apparatus is known to take a long time to obtain a stable output. In particular, a large current flows immediately after the bias voltage is applied to the photodiode, and the stabilization period t (FIG. 4) may take several tens of seconds or more.

X線撮影においては被写体を通ったX線と被写体以外を通ったX線が同時にX線画像検出装置に照射され、その強度差は数十倍から数百倍以上になることが多い。そのため被写体以外を通ったX線が照射された領域の画素では、大量の可視光がフォトダイオードに入射されるため、コンデンサーによって保持された電荷がすべて消費され、フォトダイオード内部の逆バイアス電界が消滅してしまう。   In X-ray imaging, X-rays that have passed through a subject and X-rays that have passed outside the subject are simultaneously irradiated onto the X-ray image detection apparatus, and the difference in intensity is often several tens to several hundreds of times. For this reason, in the pixels in the area irradiated with X-rays other than the subject, a large amount of visible light is incident on the photodiode, so that all the charge held by the capacitor is consumed and the reverse bias electric field inside the photodiode disappears. Resulting in.

上記逆バイアス電界が消滅したフォトダイオードにおいては、外部からの可視光によって発生した光電子がフォトダイオード両端の電極まで移動することができなくなり、発生した光電子はフォトダイオード内部のアモルファスシリコンに長時間とどまることになる。   In the photodiode in which the reverse bias electric field disappears, photoelectrons generated by external visible light cannot move to the electrodes at both ends of the photodiode, and the generated photoelectrons remain in the amorphous silicon inside the photodiode for a long time. become.

フォトダイオードを構成するアモルファスシリコン内部には大量の格子欠陥が存在する。上記逆バイアス電界のなくなったフォトダイオードにおいて入射光によって発生した大量の光電子がアモルファスシリコン内部に長時間とどまることになり、アモルファスシリコン内部の格子欠陥に捕獲されてしまう確率が非常に高くなる。   There are a large number of lattice defects in the amorphous silicon constituting the photodiode. In the photodiode having no reverse bias electric field, a large amount of photoelectrons generated by incident light stay in the amorphous silicon for a long time, and the probability of being trapped by lattice defects inside the amorphous silicon becomes very high.

格子欠陥に捕獲された光電子は格子欠陥の深さと温度によって左右される確率によって捕獲から解除されることが知られている。この解除までの時間は前述したように条件によるが、数秒から数十秒にわたることが知られている。   It is known that photoelectrons captured by lattice defects are released from the capture by the probability depending on the depth and temperature of the lattice defects. As described above, the time until the release depends on the conditions, but it is known that it takes several seconds to several tens of seconds.

上記のように大量のX線が入射した画素ではフォトダイオード内部のアモルファスシリコンにおける格子欠陥に大量の光電子が捕獲され、捕獲された光電子はその後に行われる次の撮影時にも放出が続くことになる。この現象は現在の撮影画像に過去の撮影画像が残像となって加算される。   As described above, in a pixel to which a large amount of X-rays are incident, a large amount of photoelectrons are captured by lattice defects in amorphous silicon inside the photodiode, and the captured photoelectrons continue to be emitted during the next imaging. . In this phenomenon, a past photographed image is added to the current photographed image as an afterimage.

上記残像現象はX線画像を用いた診断に大きな支障となることが多い。残像が発生すると被写体を通過し減衰した微弱なX線画像信号に混入するためである。   The afterimage phenomenon often becomes a major obstacle to diagnosis using an X-ray image. This is because when an afterimage is generated, it is mixed with a weak X-ray image signal that has passed through the subject and attenuated.

一般的に上記残像現象を改善する方法としてX線撮影に着手する前にオフセットデータを取得し、そのオフセットデータを用いてその直後に得られた撮影画像を補正する。   In general, as a method of improving the afterimage phenomenon, offset data is acquired before X-ray imaging is started, and a captured image obtained immediately after that is corrected using the offset data.

上記手法ではオフセットデータを取得してから撮影動作を行うまでの時間を短くすることが有効である。これは残像現象がアモルファスシリコン中に捕獲された光電子が確率によって解放されて画像に混入する現象であるため、残像の強弱は時間とともに変化するためである。しかしこの性質によりオフセットデータを取得してからX線撮影動作を行う期間が長い場合、その期間にオフセット状態が変化し、得られたオフセットデータを用いても撮影画像の補正が完全にできないことになる。   In the above method, it is effective to shorten the time from when the offset data is acquired until the photographing operation is performed. This is because the afterimage phenomenon is a phenomenon in which photoelectrons trapped in amorphous silicon are released by probability and mixed into an image, so that the strength of the afterimage changes with time. However, if the period during which the X-ray imaging operation is performed after acquiring the offset data is long due to this property, the offset state changes during that period, and even if the obtained offset data is used, the captured image cannot be completely corrected. Become.

上記オフセットデータをX線撮影直前に行うことで残像補正が可能となるが、X線撮影直前にオフセットデータを取得する動作を行うと、X線撮影のタイミングがずれる。これは医師などがX線撮影を開始することを決定してからオフセットデータを取得するため、オフセットデータを取得するための期間が必要であり、その後にX線撮影を行うことになるためである。なおオフセットデータ取得とX線撮影とは同じ駆動条件である。通常のX線撮影では500ミリ秒以上の露光期間を必要とするため、その後のデータ読み出し転送をあわせると1秒以上の動作であることから、オフセットデータ取得には同じだけの時間が必要となる。   Although the afterimage correction can be performed by performing the offset data immediately before the X-ray imaging, if the operation of acquiring the offset data is performed immediately before the X-ray imaging, the timing of the X-ray imaging is shifted. This is because a doctor or the like decides to start X-ray imaging and acquires offset data, so a period for acquiring offset data is necessary, and X-ray imaging is performed thereafter. . The offset data acquisition and the X-ray imaging are the same drive conditions. In normal X-ray imaging, an exposure period of 500 milliseconds or more is required. Therefore, when combined with subsequent data read and transfer, the operation takes 1 second or more, so the same amount of time is required to acquire offset data. .

上記現象を考慮して効果的な残像補正を行うとX線撮影動作のタイミングが遅れてしまう。この遅れは心臓など動きのある部位の撮影などを行う場合には非常に悪影響が生じ、X線撮影による診断に大きな支障となってしまう。   If effective afterimage correction is performed in consideration of the above phenomenon, the timing of the X-ray imaging operation is delayed. This delay has a very bad influence when imaging a moving part such as the heart, which greatly impedes diagnosis by X-ray imaging.

一実施形態によれば、基板上に配置した画素により、入射する放射線を電荷に変換し読み出して画像信号とする放射線検出部と、前記放射線の非入射時に前記画素から取得したオフセットデータにより前記画像信号を補正するオフセット補正処理回路を具備する放射線画像検出装置において、前記オフセットデータの取得期間は前記放射線が入射する直前に設定され、前記オフセットデータの取得期間の長さが前記放射線入射により前記画素から前記画像信号として読み出す期間よりも短く設定されていることを特徴とする放射線画像検出装置にある。   According to one embodiment, a pixel disposed on a substrate converts incident radiation into electric charges and reads out the image signal as an image signal, and the image is obtained by offset data acquired from the pixel when the radiation is not incident. In the radiological image detection apparatus including an offset correction processing circuit that corrects a signal, the offset data acquisition period is set immediately before the radiation is incident, and the length of the offset data acquisition period is determined by the radiation incidence as the pixel. The radiation image detecting apparatus is characterized in that it is set to be shorter than the period for reading out as the image signal.

一実施形態の回路構成図。The circuit block diagram of one Embodiment. 一実施形態の分解斜視図。The exploded perspective view of one embodiment. 一実施形態の動作説明図。Operation | movement explanatory drawing of one Embodiment. 従来技術の動作説明図。Operation | movement explanatory drawing of a prior art.

図面を参照して一実施形態について説明する。本実施形態は、放射線画像撮影前にあらかじめ基準二次オフセットデータを取得しておき、放射線画像撮影の放射線入射直前に直前二次オフセットデータを取得し、基準二次オフセットデータおよび直前二次オフセットデータに基づき放射線画像撮影により得られる画像信号をオフセット補正するものである。さらに直前二次オフセットデータ取得期間を放射線画像撮影時における放射線入射後の画像信号読み出し期間より短い期間にする。   An embodiment will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, reference secondary offset data is acquired in advance before radiographic imaging, and the immediately preceding secondary offset data is acquired immediately before radiation incidence in radiographic imaging, and the reference secondary offset data and the immediately preceding secondary offset data are acquired. Based on the above, an image signal obtained by radiographic imaging is offset-corrected. Further, the immediately prior secondary offset data acquisition period is set to a period shorter than the image signal readout period after radiation incidence at the time of radiographic imaging.

画像検出装置の出荷前や機器据え付け時に検査により、または最近の撮影後に十分な時間を経て取得したオフセット補正データを基本的な一次オフセット補正処理のデータとすると、基準二次および直前二次オフセットデータは、撮影操作の段階の二次オフセット補正用のデータである。   If the offset correction data acquired by inspection prior to shipment of the image detection device or at the time of equipment installation or after a sufficient amount of time after recent imaging is used as basic primary offset correction data, the reference secondary and immediately preceding secondary offset data Is data for secondary offset correction at the stage of photographing operation.

すなわち図3に示すように、基準二次オフセットデータを撮影の準備段階で取得しておき(基準二次オフセットデータ取得期間101)、撮影開始のX線照射(X線照射期間103)の直前において直前二次オフセットデータを取得する(直前二次オフセットデータ取得期間102)。   That is, as shown in FIG. 3, reference secondary offset data is acquired at the preparation stage of imaging (reference secondary offset data acquisition period 101), and immediately before X-ray irradiation (X-ray irradiation period 103) at the start of imaging. The immediately preceding secondary offset data is acquired (immediately prior secondary offset data acquisition period 102).

X線画像検出装置は、製造の最終段階や機器への据え付け、保守時などにおいて、個々の装置についてオフセットデータ、ゲインデータ、欠陥画素データを取得しメモリー装置に記憶させておき、これにより撮影により得られる画像信号の補正処理をするようにしている。このオフセットデータは装置の基本的特性データであり、図3において符号105で示すON期間がその一次オフセットデータ取得期間である。X線画像検出装置は一般に駆動など使用環境や経時的な要因で特性が変化する可能性を持つために、上記した基本的な補正処理のほか、変動が生じやすいオフセットについて撮影の準備段階で改めて二次的にオフセットデータを取得する。本実施形態はこの二次オフセットデータの取得に関し、撮影準備段階の二次オフセットデータ(基準二次オフセットデータ取得期間101)に加えて、撮影開始とともにX線照射直前に直前二次オフセットデータ(直前二次オフセット取得期間102)を取得するものである。1枚(フレーム)の撮影画像はX線照射(X線照射期間103)とその後の画像読み出し(画像読み出し期間104)により得られる。   X-ray image detection devices acquire offset data, gain data, and defective pixel data for each device and store them in a memory device at the final stage of production, installation in equipment, maintenance, etc. The obtained image signal is corrected. This offset data is basic characteristic data of the apparatus, and the ON period indicated by reference numeral 105 in FIG. 3 is the primary offset data acquisition period. Since X-ray image detection devices generally have characteristics that may change due to operating conditions such as driving and factors over time, in addition to the basic correction processing described above, offsets that are likely to fluctuate are revisited at the preparation stage of imaging. Secondary, offset data is acquired. The present embodiment relates to the acquisition of the secondary offset data. In addition to the secondary offset data (reference secondary offset data acquisition period 101) in the imaging preparation stage, the immediately preceding secondary offset data (immediately before the X-ray irradiation at the start of imaging). The secondary offset acquisition period 102) is acquired. One (frame) captured image is obtained by X-ray irradiation (X-ray irradiation period 103) and subsequent image reading (image reading period 104).

この直前二次オフセットデータ取得期間102を短縮することにより、タイムラグの少ない撮影を可能にし、しかも撮影間隔を短くしても残像ノイズの低減された画像が得られる。   By shortening the immediately preceding secondary offset data acquisition period 102, it is possible to perform photographing with a small time lag, and an image with reduced afterimage noise can be obtained even if the photographing interval is shortened.

(実施形態の構成)
図1はX線画像検出装置10内部の回路構成を示している。X線画像検出装置10は入射したX線を電気信号に変換するものであり、図2に示すように、複数の画素11をガラスの基板12の平面に格子状に行列方向に配列している。これらの画素11は検出素子としてのフォトダイオード14と、コンデンサー15(図1参照)を有し、入射したX線xを蛍光変換膜13によって光変換し、さらに画素のフォトダイオード14で光電変換され発生する電荷を蓄積する。
(Configuration of the embodiment)
FIG. 1 shows a circuit configuration inside the X-ray image detection apparatus 10. The X-ray image detection apparatus 10 converts incident X-rays into electric signals. As shown in FIG. 2, a plurality of pixels 11 are arranged in a matrix on a plane of a glass substrate 12 in a matrix. . These pixels 11 have a photodiode 14 as a detection element and a capacitor 15 (see FIG. 1). The incident X-ray x is converted into light by a fluorescence conversion film 13 and further photoelectrically converted by the photodiode 14 of the pixel. Accumulate the generated charge.

これら画素のコンデンサー15には、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薄膜トランジスタ16のドレイン電極16dが接続されている。薄膜トランジスタ16のゲート電極16gは、行方向の各薄膜トランジスタ16別に各行選択線30,30,30,…を介してゲートドライバー31が接続されている。 A drain electrode 16d of a thin film transistor 16 serving as a switching element for reading out the accumulated charges is connected to the capacitor 15 of these pixels. A gate driver 31 is connected to the gate electrode 16g of the thin film transistor 16 via each row selection line 30 1 , 30 2 , 30 3 ,... For each thin film transistor 16 in the row direction.

このゲートドライバー31は、行選択回路32によって制御されるもので、各行選択線30(30,30,30,…)のうち1本の選択線のみの電位を変化させ、特定の行方向の各薄膜トランジスタ16別にそれぞれ駆動(ON)させ、他の行の各薄膜トランジスタをOFFさせる各ゲート信号を出力する。これにより、行選択線の電位を1つの行から隣接する行例えば図1では下行の行選択線を順時選択し電位を変化させることにより、コンデンサー15に蓄積された各電荷が各行方向の薄膜トランジスタ16別にソース電極16sを通して読み出される。このようにして電荷の排出された信号線33(33,33,33,…)の位置と、その時点で電位の変動した行選択線30の位置とを参照することで、X線の入射位置と強度を算出することができる。各画素は入射X線量の増加に対して一定の動作範囲で比例して電荷量を蓄積する。 The gate driver 31 is controlled by a row selection circuit 32, and changes the potential of only one selection line among the row selection lines 30 (30 1 , 30 2 , 30 3 ,. Each of the thin film transistors 16 in the direction is driven (ON), and each gate signal for turning off the thin film transistors in other rows is output. As a result, the potential of the row selection line is sequentially selected from one row to an adjacent row, for example, the lower row selection line in FIG. 16 are read out through the source electrode 16s. By referring to the position of the signal line 33 (33 1 , 33 2 , 33 3 ,...) From which charges have been discharged in this way and the position of the row selection line 30 whose potential has changed at that time, X-rays are obtained. The incident position and intensity can be calculated. Each pixel accumulates an amount of charge in proportion to a certain operating range with respect to an increase in incident X-ray dose.

またフォトダイオード16の一端は必要なバイアス電圧を印加するバイアス線34に接続されている。   One end of the photodiode 16 is connected to a bias line 34 for applying a necessary bias voltage.

各薄膜トランジスタ16のソース電極16sには、各列方向の信号線33,33,33,…が接続され、薄膜トランジスタ16別にそれぞれ演算増幅器35a、容量35b、スイッチ35cで構成された積分増幅器35(35,35,…)が接続されている。さらに、各積分増幅器の出力端子には、マルチプレクサ36、A/D変換器37が接続されている。 The signal lines 33 1 , 33 2 , 33 3 ,... Are connected to the source electrode 16 s of each thin film transistor 16. (35 1 , 35 2 ,...) Are connected. Further, a multiplexer 36 and an A / D converter 37 are connected to the output terminals of each integrating amplifier.

したがって、各画素から読み出された電荷は、それぞれ各積分増幅器35,35,…によってサンプリングホールドされて増幅されて電位情報となり、マルチプレクサ36を通して1画素単位に選択され、次にA/D変換器37によりデジタル値に変換されて出力される。得られるデジタル出力は画像再構成回路38に入力され画像信号になる。 Therefore, the charges read from each pixel are sampled and held by the integrating amplifiers 35 1 , 35 2 ,... And amplified to become potential information, and are selected in units of pixels through the multiplexer 36, and then A / D It is converted into a digital value by the converter 37 and output. The obtained digital output is input to the image reconstruction circuit 38 and becomes an image signal.

上記動作では行選択線の一つのみの電位を変化させ、電位が変化した行選択線に接続されている画素からの信号を外部に出力することで一つの画素からの信号が出力画像を構成する一つの画素に対応した画像を作り出している。このほか、複数の画素からの信号を統合して出力画像の一つの画素にまとめる動作があり、これは一般的に「ビニングモード」と呼ばれる動作として知られている。   In the above operation, the potential of only one row selection line is changed, and the signal from the pixel connected to the row selection line whose potential has changed is output to the outside, so that the signal from one pixel forms the output image. An image corresponding to one pixel is created. In addition, there is an operation of integrating signals from a plurality of pixels into one pixel of an output image, which is generally known as an operation called “binning mode”.

ビニングモードの動作は隣接する複数の行選択線の電位を同時に変更することで、これらの行選択線に接続されている隣接複数行の画素からの電荷情報を同時に信号線に流し込むことで垂直方向における複数の画素からの電化情報を加算し出力を行う動作である。この動作において出力されるのは垂直方向の画素数が少なくなった画像であるが、信号線から出力されデジタル信号に変換された画像データに対して水平方向の複数の画素を加算し一つの画素情報にまとめることで、水平方向および垂直方向に縮小化した画像データが出力されることになる。   In the binning mode, the potentials of adjacent row selection lines are changed simultaneously, and the charge information from adjacent rows of pixels connected to these row selection lines flows into the signal lines at the same time in the vertical direction. In this operation, the electrification information from a plurality of pixels is added and output. In this operation, an image with a reduced number of pixels in the vertical direction is output, but a plurality of pixels in the horizontal direction are added to the image data output from the signal line and converted into a digital signal. By collecting the information, image data reduced in the horizontal direction and the vertical direction is output.

上記ビニングモードでは複数の行選択線を一度に駆動することから一画面全体の行選択線を順次駆動する時間を少なくすることが可能であり、また出力される画像データの画素数が少ないため、電気回線や光回線などを通じて検出装置から外部に画像データを送信するための時間を少なくすることが可能である。このため動画像撮影や高速処理などが必要な場合に特に有効な動作方法となっている。   In the binning mode, it is possible to reduce the time for sequentially driving the row selection lines of the entire screen from driving a plurality of row selection lines at a time, and because the number of pixels of the output image data is small, It is possible to reduce the time for transmitting image data from the detection device to the outside through an electric line, an optical line, or the like. For this reason, this is an effective operation method particularly when moving image shooting or high-speed processing is required.

本実施形態の二次オフセットデータはビニングモードで取得するのが好適である。すなわちこのオフセットデータ取得はX線照射後の画像読み出し期間よりも短縮して読み出せばよいので、単一行選択線駆動を画像読み出し期間よりも短期間で実行してもよい。   The secondary offset data of this embodiment is preferably acquired in the binning mode. That is, this offset data acquisition may be performed with a shorter time than the image readout period after the X-ray irradiation, so that the single row selection line drive may be executed in a shorter period than the image readout period.

上記A/D変換された画像信号は画像再構成回路38によって画素の行と列によって再構成される。   The A / D converted image signal is reconstructed by the image reconstruction circuit 38 into pixel rows and columns.

再構成された画像信号はX線画像検出部10内部にある画素の暗電流成分や積分増幅器35のオフセット成分を除去するためのオフセット補正処理回路40によって画像処理され、さらに各画素感度差や積分増幅器35の増幅率差を除去するためのゲイン補正処理回路41、そして欠陥画素の画素データを除去するための欠陥補正処理回路42を通過した後に、画像表示装置43にて表示される。   The reconstructed image signal is subjected to image processing by an offset correction processing circuit 40 for removing dark current components of pixels in the X-ray image detection unit 10 and offset components of the integrating amplifier 35, and further, each pixel sensitivity difference and integration. After passing through the gain correction processing circuit 41 for removing the amplification factor difference of the amplifier 35 and the defect correction processing circuit 42 for removing the pixel data of the defective pixel, it is displayed on the image display device 43.

上記オフセット処理回路40やゲイン補正処理回路41、そして欠陥補正処理回路42には、演算に用いるための基本特性データであるパラメーターを格納するオフセット補正用テーブル(一次オフセットデータ)40a、ゲイン補正用テーブル(ゲインデータ)41aそして欠陥補正用テーブル(欠陥データ)42aがメモリー装置44に用意され、各テーブルの内容にしたがって各補正処理を行う。   In the offset processing circuit 40, the gain correction processing circuit 41, and the defect correction processing circuit 42, an offset correction table (primary offset data) 40a for storing parameters that are basic characteristic data used for calculation, a gain correction table. (Gain data) 41a and a defect correction table (defect data) 42a are prepared in the memory device 44, and each correction process is performed according to the contents of each table.

本実施形態はオフセット補正処理回路40とゲイン補正処理回路41間に二次オフセット補正処理回路45を有している。メモリー装置44には撮影準備段階で取得した基準二次オフセットデータ47とX線照射直前に取得する直前二次オフセットデータ48を蓄積しこれらのデータは差分処理回路46で減算される。差分されたデータは二次オフセット補正処理回路45に入力され、画像信号は二次オフセット処理される。   In the present embodiment, a secondary offset correction processing circuit 45 is provided between the offset correction processing circuit 40 and the gain correction processing circuit 41. The memory device 44 stores reference secondary offset data 47 acquired at the imaging preparation stage and immediately before secondary offset data 48 acquired immediately before X-ray irradiation, and these data are subtracted by the difference processing circuit 46. The difference data is input to the secondary offset correction processing circuit 45, and the image signal is subjected to secondary offset processing.

上記補正処理であるが、X線画像検出部内部に機能を有している場合もあるが、付随したLAN回線などによって接続されているパソコンなどの情報処理装置内部に格納されているプログラムによって実行される場合もある。   Although the above correction processing may have a function inside the X-ray image detection unit, it is executed by a program stored in an information processing apparatus such as a personal computer connected by an attached LAN line or the like. Sometimes it is done.

(X線画像検出装置の動作)
初期状態において図1におけるコンデンサー15にはバイアス線34を通じて電荷が蓄えられており、並列接続されているフォトダイオード14には逆バイアス状態の電圧が加えられている。このときのフォトダイオード14と薄膜トランジスタ16を連結する線の電圧は信号線33に加えられている電圧と同じである。
(Operation of X-ray image detection apparatus)
In the initial state, charges are stored in the capacitor 15 in FIG. 1 through the bias line 34, and a reverse bias voltage is applied to the photodiodes 14 connected in parallel. At this time, the voltage of the line connecting the photodiode 14 and the thin film transistor 16 is the same as the voltage applied to the signal line 33.

フォトダイオード14はダイオードの一種なので、逆バイアスの電圧が加えられても電流はほとんど流れることは無い。そのためコンデンサー15に蓄えられた電荷は減少することなく保持されることになる。   Since the photodiode 14 is a kind of diode, even if a reverse bias voltage is applied, almost no current flows. Therefore, the electric charge stored in the capacitor 15 is held without decreasing.

上記状況にて図2に示している入射X線xが蛍光変換膜13に入射すると、蛍光変換膜13内部において高エネルギーのX線が可視光からなる蛍光に変換され、蛍光変換膜13内部にて発生した蛍光の一部は画像検出部10表面に配置されている画素11へと到達する。   When the incident X-ray x shown in FIG. 2 enters the fluorescence conversion film 13 in the above situation, high-energy X-rays are converted into visible light fluorescence inside the fluorescence conversion film 13, and inside the fluorescence conversion film 13. A part of the generated fluorescence reaches the pixel 11 arranged on the surface of the image detection unit 10.

画素11に入射した蛍光は図1で示したフォトダイオード14内部にて電子とホールからなる電荷に変換され、コンデンサー15に印加されている電界方向に沿ってフォトダイオード14の両端子へと到達することで、フォトダイオード14内部を流れる電流として観測される。   Fluorescence incident on the pixel 11 is converted into charges composed of electrons and holes inside the photodiode 14 shown in FIG. 1 and reaches both terminals of the photodiode 14 along the direction of the electric field applied to the capacitor 15. Thus, it is observed as a current flowing in the photodiode 14.

蛍光の入射により発生したフォトダイオード14内部を流れる電流は並列接続されているコンデンサー15へと流れ込み、コンデンサー15内部に蓄えられている電荷を打ち消す作用を及ぼす。その結果コンデンサー15に蓄えられていた電荷は減少し、コンデンサー15の端子間に発生していた電位差も初期状態と比べて減少する。   The current flowing in the photodiode 14 generated by the incidence of the fluorescence flows into the capacitor 15 connected in parallel, and acts to cancel the electric charge stored in the capacitor 15. As a result, the electric charge stored in the capacitor 15 decreases, and the potential difference generated between the terminals of the capacitor 15 also decreases compared to the initial state.

行選択線30はゲートドライバー31に接続され特定の行に並列された薄膜トランジスタ16に接続される。ゲートドライバー31では多数の行選択線を順番に電位変化させる機能を有する。ある特定の時間においてはゲートドライバー31において電位の変化している行選択線30は1本のみであり、電位の変化した行選択線に並列接続されている薄膜トランジスタ16のソース、ドレイン間端子は絶縁状態から導通状態へと変化する。   The row selection line 30 is connected to the thin film transistor 16 connected to the gate driver 31 and arranged in parallel to a specific row. The gate driver 31 has a function of changing the potential of many row selection lines in order. At a certain time, the gate driver 31 has only one row selection line 30 whose potential has changed, and the terminals between the source and drain of the thin film transistor 16 connected in parallel to the row selection line whose potential has changed are insulated. Changes from a state to a conductive state.

各信号線33には特定の電圧がかけられており、電位の変換した行選択線30に接続されている薄膜トランジスタ16のソース16s、ドレイン16d端子を通じて接続されているコンデンサー15に印加されることになる。   A specific voltage is applied to each signal line 33 and is applied to the capacitor 15 connected through the source 16s and drain 16d terminals of the thin film transistor 16 connected to the row selection line 30 whose potential has been converted. Become.

初期状態においてコンデンサー15は信号線33と同じ電位状態になっているため、コンデンサー15の電荷量が初期状態と変化していない場合、コンデンサー15には信号線33からの電荷の移動は発生しない。しかし外部からの入射X線xにより蛍光変換膜13内部に発生した蛍光が照射された画素11におけるフォトダイオード14と並列接続しているコンデンサー15では、フォトダイオード14に発生した光電流により内部に蓄えられている電荷が減少し、初期状態の電位とは変化している。そのため導通状態となった薄膜トランジスター16を通じて信号線33より電荷の移動が発生し、コンデンサー15内部に蓄えられた電荷量は初期状態に戻る。また移動した電荷量は信号線33を流れる信号となり外部へと伝わっていく。   Since the capacitor 15 is in the same potential state as the signal line 33 in the initial state, if the charge amount of the capacitor 15 is not changed from the initial state, no charge transfer from the signal line 33 occurs in the capacitor 15. However, in the capacitor 15 connected in parallel with the photodiode 14 in the pixel 11 irradiated with the fluorescence generated inside the fluorescence conversion film 13 by the incident X-ray x from the outside, it is stored inside by the photocurrent generated in the photodiode 14. The charged charge is reduced, and the initial potential is changed. For this reason, a movement of electric charge is generated from the signal line 33 through the thin film transistor 16 in the conductive state, and the amount of electric charge stored in the capacitor 15 returns to the initial state. The amount of electric charge that has moved becomes a signal that flows through the signal line 33 and is transmitted to the outside.

図1に示すように信号線33は積分増幅器35へと接続されている。信号線33はそれぞれに対応した積分増幅器35に1対1に接続されており、信号線33を流れる電流は対応する積分増幅器35へと入力される。積分増幅器35では一定時間内に流れる電流を積分し、その積分値に対応した電圧を外部へと出力する機能を有する。この動作をおこなうことにより、ある一定時間内に信号線を流れる電荷量を電圧値に変換することが可能となる。この結果入力X線xにより蛍光変換膜13内部に発生した蛍光の強弱分布に対応してフォトダイオード14内部に発生する電荷信号は、積分増幅器35よって電位信号へと変換される。   As shown in FIG. 1, the signal line 33 is connected to the integrating amplifier 35. The signal lines 33 are connected to the corresponding integration amplifiers 35 on a one-to-one basis, and the current flowing through the signal lines 33 is input to the corresponding integration amplifiers 35. The integrating amplifier 35 has a function of integrating a current flowing within a predetermined time and outputting a voltage corresponding to the integrated value to the outside. By performing this operation, the amount of charge flowing through the signal line within a certain time can be converted into a voltage value. As a result, the charge signal generated in the photodiode 14 corresponding to the intensity distribution of the fluorescence generated in the fluorescence conversion film 13 by the input X-ray x is converted into a potential signal by the integrating amplifier 35.

積分増幅器35より発生した電位はマルチプレクサ36によって並直列変換され、A/D変換器37にて順次デジタル信号へと変換される。デジタル値となった信号は画像再構成回路38内部でX線画像検出部10内部に配置された画素の行と列にしたがって順次整理された画像信号へと変換される。   The potential generated from the integrating amplifier 35 is parallel-serial converted by the multiplexer 36 and sequentially converted into a digital signal by the A / D converter 37. The signal that has become a digital value is converted into an image signal that is sequentially arranged in accordance with the row and column of pixels arranged inside the X-ray image detection unit 10 inside the image reconstruction circuit 38.

通常の画像信号補正処理はオフセット補正回路40、ゲイン補正処理回路41および欠陥補正処理回路42を経る。   Normal image signal correction processing passes through an offset correction circuit 40, a gain correction processing circuit 41, and a defect correction processing circuit 42.

すなわち画像再構成回路38から出力された画像信号にはX線画像検出部10内部に配置されている個々の画素11によって異なるオフセット成分と、積分増幅器35の持つ個々のオフセット成分からなる画像ノイズが含まれている。画像再構成回路38から出力された画像信号はオフセット補正処理回路40を通すことでこれらのノイズ成分を除去することができる。   That is, the image signal output from the image reconstruction circuit 38 includes an image noise including an offset component that differs depending on each pixel 11 arranged in the X-ray image detection unit 10 and an individual offset component of the integrating amplifier 35. include. These noise components can be removed by passing the image signal output from the image reconstruction circuit 38 through the offset correction processing circuit 40.

同様に画像再構成回路38から出力された画像信号には個々の画素11によって異なる光検出効率と、積分増幅器35の増幅率、そして蛍光変換膜13の変換効率のばらつきが含まれているため、ゲイン補正処理回路41を通すことによって感度ばらつきを除去することが可能となる。   Similarly, the image signal output from the image reconstruction circuit 38 includes variations in the light detection efficiency, the amplification factor of the integration amplifier 35, and the conversion efficiency of the fluorescence conversion film 13 that vary depending on the individual pixels 11. Sensitivity variations can be removed by passing the gain correction processing circuit 41.

ゲイン補正処理回路41から出力された画像信号は欠陥補正処理回路42に入力される。欠陥補正処理回路42では欠陥補正テーブル42a内部に記録されている欠陥データすなわち欠陥画素情報に基づき、画像内部に含まれている欠陥画素からの信号を除去し、周囲の正常画素からの信号を元に欠陥画素からの画像情報を修復し出力する機能を有する。   The image signal output from the gain correction processing circuit 41 is input to the defect correction processing circuit 42. The defect correction processing circuit 42 removes the signal from the defective pixel included in the image based on the defect data recorded in the defect correction table 42a, that is, the defective pixel information, and generates the original signal from the surrounding normal pixels. Has a function of repairing and outputting image information from defective pixels.

次に本実施形態に特有の動作について説明する。本実施形態では通常の一次オフセット補正処理以外に二次オフセット補正処理回路45と基準二次オフセットデータ47、直前二次オフセットデータ48が含まれている。   Next, operations unique to this embodiment will be described. In the present embodiment, in addition to the normal primary offset correction process, a secondary offset correction processing circuit 45, reference secondary offset data 47, and immediately preceding secondary offset data 48 are included.

通常のオフセット補正処理回路40に用いるオフセット補正テーブル(一次オフセットデータ)40aは、X線撮影動作と同じ露光期間と行選択線動作にて駆動され、X線が照射されていない期間にX線画像検出装置から得られた画像データからなる。このオフセット補正テーブル40aに格納されている画像データは、X線照射から十分な期間をおき直前のX線照射による残像の影響がない状況において得られている。   An offset correction table (primary offset data) 40a used in a normal offset correction processing circuit 40 is driven by the same exposure period and row selection line operation as the X-ray imaging operation, and is an X-ray image during a period when X-rays are not irradiated. It consists of image data obtained from a detection device. The image data stored in the offset correction table 40a is obtained in a situation where there is no influence of the afterimage due to the immediately preceding X-ray irradiation after a sufficient period from the X-ray irradiation.

それに対して基準二次オフセットデータ47はX線撮影動作よりも短い露光期間もしくは行選択線の駆動が異なり出力画素数の少ないビニングモードの駆動条件により、X線が照射されていない期間にX線画像検出装置から得られた画像データからなる。この基準二次オフセットデータ47も一次オフセットデータ40aと同様にX線照射から十分な期間をおき直前のX線照射による残像の影響がない状況において得られている。   On the other hand, the reference secondary offset data 47 is obtained when the X-ray is not irradiated during the exposure period shorter than the X-ray imaging operation or the binning mode driving condition in which the driving of the row selection line is different and the number of output pixels is small. It consists of image data obtained from an image detection device. Similar to the primary offset data 40a, the reference secondary offset data 47 is obtained in a situation where there is no influence of the afterimage due to the immediately preceding X-ray irradiation after a sufficient period from the X-ray irradiation.

また直前二次オフセットデータ48は基準二次オフセットデータ47と同じ露光時間と行選択線の駆動条件にて得られるが、基準二次オフセットデータ47とは異なりX線撮影の直前に得られたオフセットデータとなっており、直前のX線撮影にて発生した残像成分が含まれている場合がある。   The immediately preceding secondary offset data 48 is obtained with the same exposure time and row selection line driving conditions as the reference secondary offset data 47, but unlike the reference secondary offset data 47, the offset obtained immediately before the X-ray imaging. In some cases, it is data, and an afterimage component generated in the immediately preceding X-ray imaging is included.

図3に示すように、本実施形態ではあらかじめオフセットデータ取得期間105で取得した一次オフセットデータ40aをメモリーしておき、さらにX線撮影から十分に時間をおいた二次オフセットデータ取得期間101に基準二次オフセットデータ47のデータを取得する。この基準二次オフセットデータはその前のX線撮影から十分な時間がとられているときに取得するため、以前のX線撮影に由来する残像成分は含まれていない。また複数枚のオフセット撮影や二次オフセット撮影を行い、それらのデータの平均値を一次オフセットデータ40aや基準二次オフセットデータ47として利用することでノイズの少ない良質なデータとすることができる。   As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the primary offset data 40a acquired in advance in the offset data acquisition period 105 is stored in memory, and the secondary offset data acquisition period 101 that is sufficiently long after X-ray imaging is used as a reference. Data of the secondary offset data 47 is acquired. Since this reference secondary offset data is acquired when a sufficient time has been taken since the previous X-ray imaging, an afterimage component derived from the previous X-ray imaging is not included. Further, by performing a plurality of offset photographing and secondary offset photographing, and using the average value of the data as the primary offset data 40a and the reference secondary offset data 47, it is possible to obtain high-quality data with little noise.

次にX線撮影を行う動作であるが、医師などによるX線撮影を行うための撮影開始の情報をX線画像検出装置が受け取ると、直前二次オフセットデータ期間102で直前二次オフセットデータ48の取得動作を開始する。直前二次オフセットデータ48は基準二次オフセットデータ47と同じ露光時間と行選択線駆動条件にて行われる。この際にX線撮影の照射時間よりも短い時間もしくはビニングモードにて駆動することで、直前二次オフセットデータ取得動作はその後に行われるX線撮影動作よりも短い動作時間で完了することが可能となる。   Next, X-ray imaging is performed. When the X-ray image detection apparatus receives imaging start information for performing X-ray imaging by a doctor or the like, the immediately preceding secondary offset data 48 is displayed in the immediately preceding secondary offset data period 102. The acquisition operation of is started. The immediately preceding secondary offset data 48 is performed under the same exposure time and row selection line driving conditions as the reference secondary offset data 47. At this time, by driving in the time shorter than the irradiation time of X-ray imaging or in the binning mode, the immediately preceding secondary offset data acquisition operation can be completed in an operation time shorter than the X-ray imaging operation performed thereafter. It becomes.

直前二次オフセットデータ取得動作が完了すると、すぐにX線撮影動作を開始する。X線撮影動作はX線画像検出部10へのX線入射期間103と、得られる画素電荷の読み出し期間104を含んでいる。この動作により得られた画像データは一次オフセットデータ40aを用いたオフセット補正処理回路40にて個々の画素の漏れ電流や積分増幅器のオフセット成分、行選択線からの誘導ノイズなどが除去される。   When the immediately preceding secondary offset data acquisition operation is completed, the X-ray imaging operation is started immediately. The X-ray imaging operation includes an X-ray incident period 103 to the X-ray image detection unit 10 and a pixel charge readout period 104 obtained. The image data obtained by this operation is subjected to the offset correction processing circuit 40 using the primary offset data 40a to remove the leakage current of each pixel, the offset component of the integrating amplifier, the induced noise from the row selection line, and the like.

次に直前二次オフセットデータ48から基準二次オフセットデータ47を差分処理回路46により減算処理した画像データを作成する。この減算処理した画像データは残像成分を有する直前二次オフセットデータ48と残像成分のない基準二次オフセットデータ47の差分のため、残像成分のみが残ることになる。   Next, image data obtained by subtracting the reference secondary offset data 47 from the immediately preceding secondary offset data 48 by the difference processing circuit 46 is created. Since the subtracted image data is a difference between the immediately preceding secondary offset data 48 having an afterimage component and the reference secondary offset data 47 having no afterimage component, only the afterimage component remains.

オフセット補正処理回路40を通った画像信号は二次オフセット補正処理回路45によって上記した減算処理した画像データ成分を取り除く減算処理が行われる。この処理を行うことでX線画像から以前のX線撮影動作にて発生した残像成分を除去することが可能となる。   The image signal that has passed through the offset correction processing circuit 40 is subjected to subtraction processing by the secondary offset correction processing circuit 45 to remove the image data component subjected to the above-described subtraction processing. By performing this process, it is possible to remove the afterimage component generated in the previous X-ray imaging operation from the X-ray image.

上記二次オフセット補正処理が行われた画像信号は、従来技術と同じゲイン補正処理41と欠陥補正処理42を通り外部に出力されることになる。   The image signal that has been subjected to the secondary offset correction process is output to the outside through the same gain correction process 41 and defect correction process 42 as in the prior art.

上記動作を行うことで、X線撮影直前に発生するタイムラグを短くし、かつ残像の少ないX線画像を出力することが可能となる。   By performing the above operation, it is possible to shorten the time lag that occurs immediately before X-ray imaging and output an X-ray image with little afterimage.

また1枚目の撮影の後の2枚目の撮影で、前の撮影の残像分が残っても直前二次オフセットデータの取得により除去することができるので、撮影間隔を狭めることが可能になる。   In addition, even if an afterimage of the previous shooting remains in the second shooting after the first shooting, it can be removed by acquiring the immediately preceding secondary offset data, so the shooting interval can be reduced. .

上記実施形態において二次オフセット補正処理45に用いる基準二次オフセットデータ47と直前二次オフセットデータ48にローパスフィルタ処理を行うことも有効である。この処理を行うことでX線照射毎に1枚のみ得られる直前二次オフセットデータに含まれるA/D変換誤差などを少なくし、最終画像のノイズ成分を改善することが可能になる。   It is also effective to perform low-pass filter processing on the reference secondary offset data 47 and the immediately preceding secondary offset data 48 used for the secondary offset correction processing 45 in the above embodiment. By performing this processing, it is possible to reduce the A / D conversion error included in the immediately preceding secondary offset data obtained only for each X-ray irradiation, and to improve the noise component of the final image.

なお上記実施形態の説明では各種補正処理をX線画像検出部内部にて行う例を示したが、これらの処理はX線画像検出部外部に接続されているパソコンなどを情報処理装置内部にてソフトウエア処理にて行われることも有効である。   In the description of the above-described embodiment, an example in which various correction processes are performed inside the X-ray image detection unit has been shown. However, these processes are performed inside the information processing apparatus such as a personal computer connected to the outside of the X-ray image detection unit. It is also effective to be performed by software processing.

また本実施形態では間接変換方式について説明したが、蛍光変換膜を用いない直接変換方式についても実施可能である。直接変換方式ではX線等の放射線を直接的に電荷に変換する放射線−電気変換膜を使用する。膜の一面に複数の画素電極を、他面に共通電極を形成して、個々の画素電極に接続されたコンデンサーに電荷を蓄積する。画像信号処理は上記実施形態と同様である。   Moreover, although this embodiment demonstrated the indirect conversion system, it can implement also about the direct conversion system which does not use a fluorescence conversion film. In the direct conversion method, a radiation-electric conversion film that directly converts radiation such as X-rays into electric charge is used. A plurality of pixel electrodes are formed on one surface of the film and a common electrode is formed on the other surface, and charges are accumulated in capacitors connected to the individual pixel electrodes. Image signal processing is the same as in the above embodiment.

上記実施形態は直前二次オフセットデータの取得にビニングモードを用いることを説明した。これにより一括駆動する行選択線数を増加して、データ取得期間を短縮することができる。一方、データは一括して同時に選択された画素のオフセット値の平均値になるので、その後のX線照射により得られる画像信号のオフセット値とのずれが実用的な範囲にとどまるようにデータ取得期間を選択する。   The above embodiment has explained that the binning mode is used to acquire the immediately preceding secondary offset data. As a result, the number of row selection lines to be collectively driven can be increased and the data acquisition period can be shortened. On the other hand, since the data becomes the average value of the offset values of the pixels selected simultaneously, the data acquisition period so that the deviation from the offset value of the image signal obtained by the subsequent X-ray irradiation remains within a practical range. Select.

また上記実施形態で直前オフセットデータの取得期間終了とX線照射の開始の間に時間差を設けないで説明したが、わずかな時間差を設けてもよい。   In the above embodiment, a time difference is not provided between the end of the immediately preceding offset data acquisition period and the start of X-ray irradiation. However, a slight time difference may be provided.

以上実施形態で説明したように、X線などの放射線の画像検出装置においてX線撮影直前のタイムラグが少なく、残像を抑制した動作を行うことが可能となる。   As described above, in the image detection apparatus for radiation such as X-rays, the time lag immediately before X-ray imaging is small, and an operation with reduced afterimage can be performed.

また動画撮影の場合、X線を照射しながら例えばビニングモードで複数フレームの読み出しを行うが、直前二次オフセットデータの取得をX線照射直前に一回取得してデータ補正に用いる。動画時間が長い場合は所定期間ごとにX線照射をOFFにしてその期間中に直前二次オフセットデータを取得更新する。取得期間は1フレーム読み出し期間以内にするのが望ましい。   In the case of moving image shooting, a plurality of frames are read in, for example, the binning mode while irradiating X-rays, but acquisition of the immediately preceding secondary offset data is acquired once immediately before X-ray irradiation and used for data correction. When the moving image time is long, X-ray irradiation is turned off every predetermined period, and the immediately preceding secondary offset data is acquired and updated during that period. The acquisition period is preferably within one frame readout period.

また以上説明した実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Moreover, embodiment described above is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

10:X線画像検出部
11:画素
12:基板
13:蛍光変換膜
14:フォトダイオード
15:コンデンサー
16:薄膜トランジスタ
30(301,302,303…):行選択線
31:ゲートドライバー
32:行選択回路
33:(331,332,333…):信号線
34:バイアス線
35:積分増幅器
36:マルチプレクサ
37:A/D変換器
38:画像再構成回路
40:オフセット補正処理回路
40a:オフセット補正用テーブル
41:ゲイン補正処理回路
41a:ゲイン補正用テーブル
42:欠陥補正処理回路
42a:欠陥補正用テーブル
43:画像表示装置
44:メモリー装置
45:二次オフセット補正処理回路
46:差分処理回路
47:基準二次オフセットデータ
48:直前二次オフセットデータ
x:入射X線
101:基準二次オフセットデータ取得期間
102:直前二次オフセットデータ取得期間
103:X線照射期間
104:画像読み出し期間
105:オフセットデータ取得期間
10: X-ray image detection unit 11: pixel 12: substrate 13: fluorescence conversion film 14: photodiode 15: capacitor 16: thin film transistor 30 (301, 302, 303...): Row selection line 31: gate driver 32: row selection circuit 33: (331, 332, 333...): Signal line 34: bias line 35: integrating amplifier 36: multiplexer 37: A / D converter 38: image reconstruction circuit 40: offset correction processing circuit 40a: offset correction table 41 : Gain correction processing circuit 41a: gain correction table 42: defect correction processing circuit 42a: defect correction table 43: image display device 44: memory device 45: secondary offset correction processing circuit 46: difference processing circuit 47: reference secondary Offset data 48: immediately before secondary offset data x: incident X-ray 101: reference secondary offset Set data acquisition period 102: just before the secondary offset data acquisition period 103: X-ray irradiation period 104: image reading period 105: offset data acquisition period

Claims (8)

基板上に配置した画素により、入射する放射線を電荷に変換し読み出して画像信号とする放射線検出部と、前記放射線の非入射時に前記画素から取得したオフセットデータにより前記画像信号を補正するオフセット補正処理回路を具備する放射線画像検出装置において、
前記オフセットデータの取得期間は前記放射線が入射する直前に設定され、前記オフセットデータの取得期間の長さが前記放射線入射により前記画素から前記画像信号として読み出す期間よりも短く設定されていることを特徴とする放射線画像検出装置。
A radiation detector that converts incident radiation into electric charge and reads it as an image signal by pixels arranged on the substrate, and offset correction processing that corrects the image signal by offset data acquired from the pixel when the radiation is not incident In a radiological image detection apparatus comprising a circuit,
The offset data acquisition period is set immediately before the radiation is incident, and the length of the offset data acquisition period is set to be shorter than the period for reading out the image signal from the pixel by the radiation incidence. Radiation image detection apparatus.
前記オフセットデータは前記放射線入射の前にあらかじめ取得される基準オフセットデータと前記放射線入射直前に取得される直前オフセットデータからなり、前記基準オフセットデータと前記直前オフセットデータとが差分処理されて前記オフセット処理回路に入力されることを特徴とする請求項1記載の放射線画像検出装置。   The offset data includes reference offset data acquired in advance before the radiation incidence and immediately preceding offset data acquired immediately before the radiation incidence, and the offset processing is performed by performing a differential process between the reference offset data and the immediately preceding offset data. The radiation image detection apparatus according to claim 1, wherein the radiation image detection apparatus is input to a circuit. オフセットデータ、ゲインデータおよび欠陥データを記憶するメモリー装置を有しており、前記オフセット補正データは前記放射線検出部の基本特性のデータである一次オフセットデータと、前記基準二次オフセットデータと前記直前二次オフセットデータを含み放射線画像撮影段階で取得する二次オフセットデータとからなり、前記二次オフセットデータによるオフセット補正処理は前記一次オフセットデータにより補正された前記画像信号をさらに補正するものである請求項2記載の放射線画像検出装置。   A memory device for storing offset data, gain data, and defect data, wherein the offset correction data includes primary offset data that is basic characteristic data of the radiation detector, the reference secondary offset data, and the immediately preceding secondary data; The offset correction processing using the secondary offset data further corrects the image signal corrected by the primary offset data. 3. The radiological image detection apparatus according to 2. 前記基板と、この基板上に配置された複数本の行選択線および複数本の信号線と、各前記行選択線と各前記信号線に接続された複数のスイッチング素子と、前記スイッチング素子に接続され外部から入射した放射線を直接にまたは蛍光変換膜を介して電荷に変換する画素とを具備し放射線画像撮影により画像信号を得る前記放射線検出部と、
前記信号線のそれぞれに接続され、前記行選択線および前記信号線の制御により前記スイッチング素子を介して読み出された前記画素の電荷を電位信号に変換する積分増幅器と、
前記行選択線および前記信号線の制御により前記放射線が非入射の状態で得られる前記画素のオフセットデータをメモリーするメモリー装置と、
を具備する放射線画像検出装置において、
前記放射線画像撮影前にあらかじめ基準二次オフセットデータを取得して前記メモリー装置にメモリーし、前記放射線画像撮影の放射線入射直前に直前二次オフセットデータを取得し、前記直前二次オフセットデータ取得期間は前記放射線画像撮影時における前記放射線入射後の画像信号読み出し期間より短い期間であり、前記基準二次オフセットデータおよび前記直前オフセットデータから前記放射線画像撮影の前記電位信号から得られる画像信号をオフセット補正することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の放射線画像検出装置。
The substrate, a plurality of row selection lines and a plurality of signal lines arranged on the substrate, a plurality of switching elements connected to the row selection lines and the signal lines, and a connection to the switching elements The radiation detection unit comprising a pixel that converts radiation incident from the outside directly or through a fluorescence conversion film into a charge, and obtains an image signal by radiographic imaging,
An integrating amplifier that is connected to each of the signal lines and converts the charge of the pixel read out through the switching element by the control of the row selection line and the signal line into a potential signal;
A memory device for storing offset data of the pixels obtained in a non-incident state by the control of the row selection line and the signal line;
In the radiological image detection apparatus comprising:
Prior to the radiographic image acquisition, reference secondary offset data is acquired in advance and stored in the memory device, the immediately prior secondary offset data is acquired immediately before the radiation incidence of the radiographic image acquisition, and the immediately preceding secondary offset data acquisition period is This is a period shorter than the image signal readout period after the incidence of radiation at the time of radiographic imaging, and offset correction is performed on the image signal obtained from the potential signal of the radiographic imaging from the reference secondary offset data and the immediately preceding offset data. The radiographic image detection apparatus according to claim 1, wherein the radiation image detection apparatus is a radiographic image detection apparatus.
画像信号読み出しは行選択線を順次走査することで単独行の画素からの信号を順次外部に出力する動作を有し、前記直前二次オフセットデータ取得は複数行の行選択線を同時に変更することでこれらの行選択線に接続されている複数の画素からの信号を合成し前記信号線を通じて外部に出力する動作を有することを特徴とする請求項4記載の放射線画像検出装置。   Image signal readout has the operation of sequentially outputting signals from pixels in a single row to the outside by sequentially scanning the row selection lines, and the immediately preceding secondary offset data acquisition is to simultaneously change a plurality of row selection lines. 5. The radiological image detection apparatus according to claim 4, further comprising an operation of combining signals from a plurality of pixels connected to the row selection lines and outputting the signals to the outside through the signal lines. 前記画像信号読み出しおよび前記直前二次オフセットデータの取得を、いずれも複数行の行選択線の電位を同時に変更することでこれらの行選択線に接続されている複数の画素からの信号を合成し前記信号線を通じて得ることを特徴とする請求項4または5に記載の放射線画像検出装置。   Both the readout of the image signal and the acquisition of the immediately preceding secondary offset data are performed by synthesizing signals from a plurality of pixels connected to the row selection lines by simultaneously changing the potentials of the row selection lines of the plurality of rows. The radiation image detection apparatus according to claim 4, wherein the radiation image detection apparatus is obtained through the signal line. 前記基準二次オフセットデータおよび前記直前二次オフセットデータは同一条件で取得されることを特徴とする請求項3ないし6のいずれかに記載の放射線画像検出装置。   The radiological image detection apparatus according to claim 3, wherein the reference secondary offset data and the immediately preceding secondary offset data are acquired under the same conditions. 前記蛍光変換膜を介して電荷に変換し画素を形成する検出素子がフォトダイオードであり、アモルファスシリコンで形成されている請求項4に記載の放射線画像検出装置。   The radiographic image detection apparatus according to claim 4, wherein the detection element that forms a pixel by converting the electric charge through the fluorescence conversion film is a photodiode, and is formed of amorphous silicon.
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