JP2017224991A - Radiation imaging apparatus, its driving method and program - Google Patents
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Images
Abstract
Description
本発明は、放射線撮像装置、その駆動方法およびプログラムに関する。 The present invention relates to a radiation imaging apparatus, a driving method thereof, and a program.
放射線撮像装置は、例えば、複数の画素が複数の行および複数の列を形成するように配列された撮像部と、該撮像部の各画素から読み出された画素信号に基づいて画像データを形成し、該画像データに対して補正処理を行うプロセッサとを備える。補正処理は、画像データを構成する各画素信号からオフセットノイズに相当する成分を除去するためのオフセット補正を含む。 The radiation imaging apparatus, for example, forms image data based on an imaging unit in which a plurality of pixels are arranged to form a plurality of rows and a plurality of columns, and a pixel signal read from each pixel of the imaging unit. And a processor for performing correction processing on the image data. The correction processing includes offset correction for removing a component corresponding to offset noise from each pixel signal constituting the image data.
特許文献1には、撮像部に放射線が照射されていない状態で該撮像部から複数のオフセットデータ(暗画像データ)を取得し、それらを加算平均してオフセット補正用の補正データを生成することが記載されている。プロセッサは、該補正データを用いて、放射線が照射された撮像部から得られた画像データを補正する。
In
ところで、放射線撮像装置は、更に、複数の画素から画素信号を読み出すための複数の列信号線と、それらに対応する複数の電流源とを備えうる。各列信号線は、対応する列の各画素に接続されており、各電流源は、対応する列信号線にバイアス電流を供給する。 By the way, the radiation imaging apparatus can further include a plurality of column signal lines for reading out pixel signals from a plurality of pixels, and a plurality of current sources corresponding thereto. Each column signal line is connected to each pixel in the corresponding column, and each current source supplies a bias current to the corresponding column signal line.
ここで、電流源が列信号線にバイアス電流を供給している間、該電流源には1/fノイズ(フリッカノイズ)が発生しうる。1/fノイズは、結晶欠陥(例えば、電流源にMOSトランジスタが用いられた場合にはチャネル領域の格子欠陥)で電荷がトラップされること等が原因と考えられており、周期的に発生する電流値の変動(ゆらぎ、ふらつき)として観測される。 Here, while the current source supplies a bias current to the column signal line, 1 / f noise (flicker noise) may be generated in the current source. 1 / f noise is considered to be caused by charge trapping due to crystal defects (for example, a channel region lattice defect when a MOS transistor is used as a current source), and is generated periodically. Observed as fluctuations in the current value (fluctuations, fluctuations).
よって、上述のオフセットデータには、それを取得するタイミングによって異なる量のノイズ成分が混入する。また、列毎に異なる量のノイズ成分が混入する可能性もあるため、オフセットデータには縞状の斑が発生する可能性もある。このことは、オフセット補正の精度低下をもたらし、放射線画像の品質の低下の原因となりうる。 Therefore, different amounts of noise components are mixed in the above-described offset data depending on the timing of acquiring the offset data. In addition, since a different amount of noise components may be mixed for each column, striped spots may occur in the offset data. This leads to a decrease in the accuracy of offset correction and may cause a decrease in the quality of the radiation image.
本発明の目的は、オフセット補正を精度の向上およびそれに伴う放射線画像の品質の向上に有利な技術を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a technique advantageous in improving the accuracy of offset correction and improving the quality of a radiographic image accompanying therewith.
本発明の一つの側面は放射線撮像装置にかかり、前記放射線撮像装置は、複数の画素が複数の行および複数の列を形成するように配列されて成る撮像部と、前記複数の列にそれぞれ対応し、該対応する列の各画素にそれぞれが接続された複数の列信号線と、前記複数の列にそれぞれ対応し、該対応する列の列信号線にそれぞれがバイアス電流を供給する複数の電流源と、前記撮像部に放射線が照射された後、前記撮像部の前記複数の画素から前記複数の列信号線を介して出力された画素信号に基づいて画像データを取得し、該画像データを補正データに基づいて補正するプロセッサと、を備え、前記プロセッサは、放射線が照射されていない状態の前記撮像部から得られた画像データを暗画像データとして、複数の暗画像データを、各電流源における1/fノイズに起因する前記バイアス電流の値の変動の周期である第1周期の時間間隔とは異なる時間間隔で順に取得し、前記複数の暗画像データに基づいて前記補正データを生成することを特徴とする。 One aspect of the present invention relates to a radiation imaging apparatus, and the radiation imaging apparatus corresponds to an imaging unit in which a plurality of pixels are arranged to form a plurality of rows and a plurality of columns, and the plurality of columns, respectively. And a plurality of column signal lines respectively connected to the respective pixels of the corresponding column, and a plurality of currents respectively corresponding to the plurality of columns and supplying a bias current to the column signal lines of the corresponding column. Image data is acquired based on pixel signals output from the plurality of pixels of the imaging unit via the plurality of column signal lines after radiation is applied to the source and the imaging unit, and the image data is A processor for correcting based on the correction data, wherein the processor uses the image data obtained from the imaging unit not irradiated with radiation as dark image data, and converts a plurality of dark image data to each current source. The correction data is sequentially acquired at a time interval different from the time interval of the first period, which is a period of fluctuation of the bias current value caused by 1 / f noise, and the correction data is generated based on the plurality of dark image data It is characterized by that.
本発明によれば、放射線画像の品質を向上させることができる。 According to the present invention, the quality of a radiographic image can be improved.
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明する。各図において、同一の要素には同一の参照番号を付しており、以下、重複する内容については説明を省略する。なお、各図は、構造ないし構成を説明する目的で記載されたものに過ぎず、図示された各要素の寸法は必ずしも現実のものを反映するものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and the description of the overlapping contents will be omitted below. Each drawing is only described for the purpose of explaining the structure or configuration, and the dimensions of each element shown in the drawings do not necessarily reflect actual ones.
(放射線撮像装置の構成例および駆動方法の例)
図1は、放射線撮像装置IAの全体構成例を示すブロック図である。放射線撮像装置IAは、例えばCアーム型X線透視装置等、動画撮影や連続撮影によって患者等の被検者(被写体)の体内を多様な角度から観察するための透視診断装置である。放射線撮像装置IAは、画像取得部100と、制御部101と、表示部102と、放射線源制御部103と、放射線源104とを備える。画像取得部100は、詳細は後述とするが、放射線撮影(或いは撮像)により被検者の体内の画像を示す画像データを取得し、該画像データを制御部101に出力する。
(Example of configuration and driving method of radiation imaging apparatus)
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of the overall configuration of the radiation imaging apparatus IA. The radiation imaging apparatus IA is a fluoroscopic diagnosis apparatus for observing the inside of a subject (subject) such as a patient from various angles by moving image shooting or continuous shooting, such as a C-arm X-ray fluoroscopy device. The radiation imaging apparatus IA includes an
制御部101は、各ユニット(図示されたものの他、不図示のものをも含みうる。)との間で制御信号ないし制御コマンドによる指示の授受を行って放射線撮像装置IA全体の同期制御を行い、装置IAにおけるシステムコントローラとして機能する。また、制御部101は、画像取得部100から画像データを受けて画像処理、補正処理等の処理を行う処理部としても機能しうる。制御部101には不図示の入力端末が接続され得、ユーザは該入力端末を用いて撮影情報(例えば、動作モード、フレームレートその他のパラメータ等、撮影を行うのに必要な設定情報。撮影条件と表現されてもよい。)を制御部101に入力することができる。制御部101は、該入力された撮影情報に基づいて各ユニットを同期制御する。なお、制御部101は、本明細書で説明される各動作を実現するためのプログラム又はソフトウェアが格納されたパーソナルコンピュータでもよいが、集積回路(例えばASIC、FPGA等)を備える演算装置でもよい。
The
表示部102は、例えば液晶ディスプレイ等であり、制御部101からの画像データに基づいて放射線画像を表示する。医師等のユーザは、表示部102に表示された放射線画像を参照しながら被検者の診断を行うことができる。
The
放射線源制御部103は、画像取得部100と同期するように制御部101により制御され得、制御部101からの制御信号に応答して、放射線の照射を行うための信号を放射線源104に出力する。放射線源104は、放射線源制御部103からの信号に応答して、放射線撮影を行うための放射線(典型的にはX線)を発生する。該発生した放射線は、不図示の被検者を通過して画像取得部100に入射する。
The radiation
放射線撮影の開始は、ユーザにより上記入力端末を介して実行されてもよいが、放射線源制御部103に設けられうる曝射スイッチを用いて実行されてもよい。例えば、放射線撮影の開始の指示(コマンド)が入力された場合、制御部101は、各ユニットを同期制御して、放射線源104に放射線を発生させ、該発生した放射線を画像取得部100に検知させ、画像データを画像取得部100から出力させる。
The start of radiation imaging may be executed by the user via the input terminal, but may be executed using an exposure switch that can be provided in the radiation
画像取得部100は、放射線画像を取得するための撮像部10と、撮像部10から信号を読み出す読出部20と、該読み出された信号を処理するプロセッサ109とを備える。また、プロセッサ109は、制御部101との間で制御信号、コマンド、データ等の授受を行いながら、画像取得部100内の各ユニットを駆動・制御する。
The
撮像部10は、本例では、複数のセンサチップ106が配列されて成るセンサアレイ105を含む。各センサチップ106には、例えば、シリコンウエハ等の半導体ウエハを用いて公知の半導体製造プロセスによって作製されたCMOSイメージセンサチップが用いられうる。各センサチップ106には、複数のセンサ(「センサs」とする。)がアレイ状に(複数の行および複数の列を形成するように)配列されている。このような構成によるとセンサアレイ105の大型化を実現することができる。なお、ここでは説明を容易にするため、センサチップ106が2行×14列を形成するように配列された構成を例示しているが、行数および列数はこれらの数量に限られるものではない。
In this example, the
互いに隣り合うセンサチップ106は、ダイシングによって物理的に分離されていてもよいが、分離されていなくてもよい。例えば、半導体ウエハに形成された各センサチップ106をダイシング前に検査し、該検査結果が所定の基準を満たしたセンサチップ106のみを配列してセンサアレイ105を形成すればよい。なお、センサアレイ105は、複数のセンサチップ106が基台や支持板等の板状部材の上に配列されて形成され得、この観点で、センサアレイ105は、センサパネル、センサ基板等とも表現されうる。
The
撮像部10は、センサアレイ105に対して放射線の入射側に配されたシンチレータ(不図示)を更に含みうる。該シンチレータは、放射線を光に変換する。各センサsは、該シンチレータからの光を検知し、光電変換により該光に応じた電気信号を得る。ここでは、放射線をシンチレータにより光に変換して該光を光電変換する、いわゆる間接変換型の構成の場合を考えるが、本発明は、放射線を電気信号に(直接)変換する、いわゆる直接変換型の構成の場合にも適用可能である。
The
撮像部10には、信号の入出力又は電源電圧の供給のための複数の電極(不図示)が配列され得、撮像部10は、フライングリード式プリント配線板により該複数の電極を介して外部回路に接続されうる。このような構成により、例えば、撮像部10からの信号が電極を介して読出部20により読み出され、また、プロセッサ109からの制御信号が電極を介して撮像部10に供給されうる。
A plurality of electrodes (not shown) for signal input / output or supply of power supply voltage can be arranged in the
読出部20は、例えば、マルチプレクサ131〜138と、信号増幅部141〜148と、AD変換部151〜158とを有する。マルチプレクサ131等は、信号読出の対象となるセンサを所定の単位で選択する選択部として機能する。例えば、マルチプレクサ131等は、センサチップ106ごと又は列ごとに、信号読出の対象となるセンサsを選択する。信号増幅部141等およびAD変換部151等は、該選択対象の各センサsの信号(センサ信号)を出力する出力部として機能する。例えば、信号増幅部141等は差動アンプ等により信号を増幅し、AD変換部151等は該増幅された信号をアナログデジタル変換(AD変換)する。
The
プロセッサ109は、各種インターフェースを介して、制御部101との間で制御信号、制御コマンド等による指示の授受を行い、放射線撮影を行う際には、撮像部10および読出部20を駆動・制御して放射線撮影を行う。各種インターフェースには公知の通信手段が用いられればよく、LAN等の有線の通信手段が用いられてもよいし、Wi−Fi等の無線の通信手段が用いられてもよい。プロセッサ109は、撮像部10の各センサsからセンサ信号を読み出し、それらを合成して1フレーム分の画像データ(「フレームデータ」と表現されてもよい。)を生成する。プロセッサ109は、該画像データを制御部101に出力する。
The
制御用インターフェース110は、ユーザにより入力された撮影情報、画像取得部100の動作状態等、装置の情報の授受を行って、制御部101による画像取得部100の制御を実現するためのインターフェースである。画像データインターフェース111は、画像取得部100からの画像データを制御部101に出力するためのインターフェースである。また、プロセッサ109は、画像取得部100が放射線撮影を開始可能な状態になったことを、制御部101に、インターフェース112を介してREADY信号を供給することによって通知する。制御部101は、プロセッサ109からのREADY信号がアクティブレベルになっている間、1回分の放射線撮影の開始のタイミングを、プロセッサ109に、インターフェース113を介して同期信号(同期信号SYNCとする。)を供給することによって通知する。プロセッサ109は、放射線の照射の開始を、制御部101に、インターフェース114を介して曝射許可信号を供給することによって要求する。そして、曝射許可信号がアクティブレベルの間、制御部101は、放射線源制御部103を介して放射線源104に放射線を発生させる。
The
画像取得部100は、不揮発性のメモリ360を更に備える。プロセッサ109は、必要に応じて、放射線撮影を実行するのに必要な情報(各ユニットの動作を特定するための固有値、パラメータ等、予め保持された情報)をメモリ360から読み出すことが可能である。また、プロセッサ109は、外部から受けた新たな情報に基づいて、メモリ360の保持情報を更新することもできるし、放射線撮影の間に得られたデータをメモリ360に保持させることもできる。また、画像取得部100は、撮像部10の温度を検知するための温度センサ370を更に備える。プロセッサ109は、温度センサ370による検知結果に基づいて、画像取得部100内での動作の制御方法を変更することも可能である。
The
本例では、制御部101が、放射線撮像装置IAのシステム全体の制御を統括するのに対して、プロセッサ109は、制御部101からの指示(例えば、信号、コマンド等)に基づいて画像取得部100における各ユニットを駆動し制御する。このようにして各センサsからセンサ信号が出力され、プロセッサ109は、該センサ信号に基づいて画像データを生成し且つ制御部101に出力する。制御部101は、該画像データに対して補正処理等の処理を行う。該処理の一部または全部は、プロセッサ109によって為されてもよい。
In this example, the
ここでは制御部101とプロセッサ109とを分けた構成を示したが、これらの機能は、単一のユニットで構成されてもよい。例えば、制御部101は画像取得部100に内蔵され得、制御部101の機能の一部または全部はプロセッサ109により実現されうる。プロセッサ109と制御部101とは、まとめて、プロセッサ、制御部等と称されてもよいし、演算部、撮影制御部等、他の表現で称されてもよい。
Although the configuration in which the
以上のような構成により放射線撮影を実現することができる。まとめると、画像取得部100は、撮像部10の各センサsから読み出されたセンサ信号に基づいて画像データを生成し、それを制御部101に出力する。制御部101は、画像データに対して補正処理等を行い、該画像データに基づく放射線画像を表示部102に表示させる。
Radiation imaging can be realized with the above configuration. In summary, the
放射線撮像装置IAにおける各ユニットは、上記構成に限られるものではなく、各ユニットの構成は、目的等に応じて、適宜、変更されてもよい。例えば、制御部101とプロセッサ109とが単一のユニットで構成されうることは前述のとおりであるが、他のユニットについても同様である。即ち、2以上のユニットの各機能は、1つのユニットによって実現されてもよいし、あるユニットの一部の機能は他のユニットによって実現されてもよい。
Each unit in the radiation imaging apparatus IA is not limited to the above configuration, and the configuration of each unit may be appropriately changed according to the purpose and the like. For example, as described above, the
図2(a)は、単一のセンサチップ106の構成例を示している。各センサチップ106は、複数のセンサsと、複数のセンサsを駆動するための垂直走査回路303と、複数のセンサsから信号読出を行うための水平走査回路304とを備える。
FIG. 2A shows a configuration example of a
各センサチップ106において、複数のセンサsは、例えばm行×n列を形成するように配列されている。図中において、例えば第1行かつ第2列のセンサは「s(1、2)」と示されている。詳細は後述するが、各センサsでは、信号成分に相当するS信号と、ノイズ成分に相当するN信号とがそれぞれ保持されており、S信号およびN信号は、各センサsから個別に出力される。
In each
垂直走査回路303および水平走査回路304は、例えばシフトレジスタで構成されており、プロセッサ109からの制御信号に基づいて動作する。垂直走査回路303は、プロセッサ109からの制御信号に基づいて信号読出の対象のセンサsを行ごとに駆動する駆動部として機能する。具体的には、垂直走査回路303は、制御線305を介して複数のセンサsに駆動信号を供給し、該駆動信号に基づいて複数のセンサsを行単位で駆動する。また、水平走査回路304は、プロセッサ109からの制御信号に基づいて各列のセンサsの信号を順に出力させる(「水平転送」とも称される。)。具体的には、水平走査回路304は、垂直走査回路303により駆動されたセンサsの信号(S信号およびN信号)を、列信号線306及び307並びにアナログ出力線308及び309を介して、順に外部に出力させる。
The
センサチップ106は、センサsで保持されたS信号を読み出すための端子ESと、センサsで保持されたN信号を読み出すための端子ENとを有する。また、センサチップ106はセレクト端子ECSをさらに有し、端子ECSで受ける信号がアクティブレベルになることによって、該センサチップ106の各センサsの信号が、端子ES及びENを介して読み出される。
より具体的には、各センサsは、S信号を出力するための端子tsと、N信号を出力するための端子tnとを有しており、端子tsは列信号線306に接続されており、端子tnは列信号線307に接続されている。列信号線306及び307は、水平走査回路304からの制御信号に応答して導通状態になるスイッチSWHを介して、それぞれ、アナログ出力線308及び309に接続されている。アナログ出力線308及び309の信号は、端子ECSが受ける信号に応答して導通状態になるスイッチSWCSを介して、それぞれ、端子ES及びENから出力される。
More specifically, each sensor s has a terminal ts for outputting an S signal and a terminal tn for outputting an N signal, and the terminal ts is connected to the
ここで、各列について、列信号線306及び307には、それらに動作基準点を与えるための電流源350がそれぞれ配されている。即ち、電流源350は、対応する列の各センサsからセンサ信号を読み出すためのバイアス電流を列信号線306(又は307)に供給する。
Here, for each column, the
また、センサチップ106は、垂直走査回路303および水平走査回路304を制御するための制御信号を受ける端子VST等をさらに有する。端子VSTは、垂直走査回路303に入力されるスタートパルスを受ける。端子CLKVは、垂直走査回路303に入力されるクロック信号を受ける。端子HSTは、水平走査回路304に入力されるスタートパルスを受ける。端子CLKHは、水平走査回路304に入力されるクロック信号を受ける。これらの各制御信号は、プロセッサ109から供給される。
The
以上の構成により、センサチップ106では、各センサsは行単位で制御され、各列のセンサsの信号(S信号およびN信号)が順に出力され、信号読出が為される。
With the above configuration, in the
図2(b)は、読出部20の回路構成の一部を示している。端子ESからの信号は、信号増幅部141の反転入力端子(図中で「−」と示す)に入力され、端子ENからの信号は、信号増幅部141の非反転入力端子(図中で「+」と示す)に入力される。信号増幅部141では、端子ESからの信号と端子ENからの信号との差分(信号値の差分)が増幅され、該差分に応じた信号がAD変換部151に出力される。AD変換部151は、CLKAD端子でクロック信号を受けており、該クロック信号に基づいて、信号増幅部141からの信号をAD変換する。該AD変換された信号は、ADOUT端子を介してプロセッサ109にセンサ信号として出力される。なお、ここでは説明を容易にするため、信号増幅部141およびAD変換部151のみを参照しながら述べたが(マルチプレクサ131を不図示としたが)、マルチプレクサ131をさらに含む場合についても同様である。
FIG. 2B shows a part of the circuit configuration of the
図2(c)は、画像取得部100から信号読出を行う読出動作(読出動作ROとする。)を説明するためのタイミングチャートの例を示している。横軸を時間軸とし、縦軸には各制御信号を示す。ここでは説明を容易にするため、4つのセンサチップ106(センサチップ1060〜1063とする)から信号読出を行う場合について述べる。
FIG. 2C shows an example of a timing chart for explaining a reading operation (reading operation RO) for reading a signal from the
選択信号Sel(Sel0〜Sel3)は、信号読出の対象とするセンサチップ106を選択するための制御信号である。選択信号Sel0〜Sel3は、センサチップ1060〜1063に対応し、それぞれ、対応するセンサチップ106の端子ECSに入力される。例えば、センサチップ1061を信号読出の対象とする場合には、Sel1をハイレベル(Hレベル)にし、その他の選択信号Sel0、Sel2及びSel3を、ローレベル(Lレベル)にする。
The selection signal Sel (Sel0 to Sel3) is a control signal for selecting the
その他の制御信号VST等は、各端子に入力される制御信号を示しており、例えば、端子VSTに入力される制御信号を信号VSTと示す。他の制御信号についても同様である。 The other control signals VST and the like indicate control signals input to the respective terminals. For example, a control signal input to the terminal VST is indicated as a signal VST. The same applies to other control signals.
信号VSTは行選択用のスタートパルス信号であり、この信号に基づいて、選択信号Selにより選択されたセンサチップ106における第1行の各センサsが、垂直走査回路303によって選択される。信号CLKVはクロック信号であり、端子CLKVで該クロック信号を受けるたびに、選択されている行が第1行から第m行まで順にシフトされる(即ち、各センサsが、第1行から第m行まで行ごとに順に選択される。)。
The signal VST is a row selection start pulse signal. Based on this signal, each sensor s in the first row in the
信号HSTは列選択用のスタートパルス信号であり、この信号に基づいて、選択信号Selにより選択されたセンサチップ106における第1列の各センサsが、水平走査回路304によって選択される。信号CLKHはクロック信号であり、端子CLKHで該クロック信号を受けるたびに、選択されている列が第1列から第n列まで順にシフトされる(即ち、各センサsが、第1列から第n列まで行ごとに順に選択される。)。
The signal HST is a column selection start pulse signal. Based on this signal, each sensor s in the first column in the
信号CLKADはクロック信号であり、前述のとおり、この信号に基づいて、各センサsのS信号とN信号との差分に応じた信号が、AD変換部108によってAD変換される。 The signal CLKAD is a clock signal. As described above, based on this signal, a signal corresponding to the difference between the S signal and the N signal of each sensor s is AD-converted by the AD conversion unit 108.
まず、信号VSTおよび信号CLKVがHレベルになった後、選択信号Sel0〜Sel3が順にHレベルになり、センサチップ1060〜1063が順に選択される。ある選択信号SelがHレベルになるタイミングで(又は、Hレベルになった後)、信号HSTがHレベルになり、その後、次の選択信号SelがHレベルになるまでの間、クロック信号CLKH及びCLKADが入力される。 First, the signal VST and the signal CLKV becomes H level, the selection signal Sel0~Sel3 becomes H level sequentially, the sensor chip 106 0-106 3 are sequentially selected. At a timing when a certain selection signal Sel becomes H level (or after becoming H level), the clock signal CLKH and the signal HST are changed to H level, and then the next selection signal Sel becomes H level. CLKAD is input.
このような駆動方法によって、例えば、図中の第1期間T1では、センサチップ1060〜1063の其々から、第1行の各センサsからの信号読出が為される。具体的には、まず、センサチップ1060の第1行の各センサsについて第1列から第n列まで、順に、該各センサsの信号のAD変換が為される。次に、センサチップ1061の第1行の各センサsの信号のAD変換が同様に為される。その後、センサチップ1062の第1行の各センサsの信号のAD変換が同様に為され、さらにその後、センサチップ1063の第1行の各センサsの信号のAD変換が同様に為される。第2期間T2(各センサチップ106の第2行の各センサsからの信号読出)、第3期間T3(各センサチップ106の第3行の各センサsからの信号読出)、及び、それ以降(不図示のT4以降)についても、第1期間T1と同様である。
By such a driving method, for example, in the first period T1 in the figure, signal reading from each sensor s in the first row is performed from each of the
以上のようにして読出動作ROが為される。なお、読出動作ROは、駆動部として機能する垂直走査回路303、その動作を制御するプロセッサ109又は該制御を統括する制御部101からの観点では、各センサsの信号を出力するための「出力駆動」と称されてもよい。
The read operation RO is performed as described above. Note that the read operation RO is performed from the viewpoint of the
図3(a)は、単一のセンサsの回路構成を例示している。センサsは、第1部分ps1と第2部分ps2と第3部分ps3とを含む。 FIG. 3A illustrates the circuit configuration of a single sensor s. The sensor s includes a first part ps1, a second part ps2, and a third part ps3.
第1部分ps1は、フォトダイオードPDと、トランジスタM1〜M2と、フローティングディフュージョン容量CFD(以下、FD容量CFD)と、センサ感度切替え用の容量CFD’とを有する。 The first portion ps1 includes a photodiode PD, transistors M1 and M2, a floating diffusion capacitor C FD (hereinafter, FD capacitor C FD ), and a sensor sensitivity switching capacitor C FD '.
フォトダイオードPDは光電変換素子であり、照射された放射線に応じて前述のシンチレータで生じた光(シンチレータ光)を、電気信号に変換する。具体的には、シンチレータ光の光量に応じた量の電荷がフォトダイオードPDで発生し、該発生した電荷量に応じたFD容量CFDの電圧が第2部分ps2に出力される。なお、ここでは、間接変換型の撮像部10を想定しながら、放射線を検知するための検知素子としてフォトダイオードPDを用いた構成を例示したが、他の光電変換素子が用いられてもよい。
The photodiode PD is a photoelectric conversion element, and converts light (scintillator light) generated by the above-described scintillator in accordance with irradiated radiation into an electric signal. Specifically, an amount of charge corresponding to the amount of scintillator light is generated in the photodiode PD, and the voltage of the FD capacitor C FD corresponding to the amount of generated charge is output to the second portion ps2. Here, the configuration in which the photodiode PD is used as the detection element for detecting radiation while assuming the indirect conversion
センサ感度切替え用の容量CFD’は、センサsの放射線に対する感度を切り替えるために用いられ、トランジスタM1(スイッチ素子)を介してフォトダイオードPDに接続されている。信号WIDEがアクティブレベルになることによってトランジスタM1が導通状態になり、FD容量CFDと容量CFD’との合成容量の電圧が第2部分ps2に出力される。即ち、センサsは、信号WIDEがHレベルのときは低感度モードとなり、Lレベルのときに高感度モードとなり、このような構成により、放射線に対する感度を変更することが可能である。 The sensor sensitivity switching capacitor C FD ′ is used to switch the sensitivity of the sensor s to the radiation, and is connected to the photodiode PD via the transistor M1 (switch element). When the signal WIDE becomes active level, the transistor M1 becomes conductive, and the voltage of the combined capacitance of the FD capacitor CFD and the capacitor CFD ′ is output to the second part ps2. That is, the sensor s is in a low sensitivity mode when the signal WIDE is at an H level, and is in a high sensitivity mode when the signal WIDE is at an L level. With such a configuration, the sensitivity to radiation can be changed.
トランジスタM2は、信号PRESがアクティブレベルになることによってフォトダイオードPDの電荷をリセット(初期化)し、第2部分ps2に出力される電圧をリセットする。 The transistor M2 resets (initializes) the charge of the photodiode PD when the signal PRES becomes active level, and resets the voltage output to the second portion ps2.
第2部分ps2は、トランジスタM3〜M7と、クランプ容量CCLと、定電流源(例えばカレントミラー構成のトランジスタ)とを有する。トランジスタM3とトランジスタM4と定電流源とは電流経路を形成するように直列に接続されている。トランジスタM3のゲートに入力されるイネーブル信号ENがアクティブレベルになることによって、第1部分ps1からの電圧を受けるトランジスタM4がソースフォロワ動作を行い、第1部分ps1からの電圧に応じた電圧が出力される。 The second portion ps2 includes a transistor M3~M7, and the clamp capacitor C CL, and a constant current source (e.g. transistors of the current mirror configuration). The transistor M3, the transistor M4, and the constant current source are connected in series so as to form a current path. When the enable signal EN input to the gate of the transistor M3 becomes an active level, the transistor M4 receiving the voltage from the first part ps1 performs a source follower operation, and a voltage corresponding to the voltage from the first part ps1 is output. Is done.
その後段には、トランジスタM5〜7とクランプ容量CCLとで構成されたクランプ回路が配されている。具体的には、クランプ容量CCLの一方の端子n1が、第1部分ps1のトランジスタM3とトランジスタM4との間のノードに接続されており、他方の端子n2が、トランジスタM5を介してクランプ電圧VCLに接続されている。また、トランジスタM6とトランジスタM7と定電流源とは電流経路を形成するように直接に接続されており、端子n2は、トランジスタM7のゲートに接続されている。 The subsequent stage, clamp circuit formed of a transistor M5~7 and the clamp capacitor C CL is arranged. Specifically, one terminal n1 of the clamp capacitor C CL, are connected to a node between the transistors M3 and M4 of the first portion ps1, the other terminal n2, the clamp voltage through a transistor M5 Connected to VCL. The transistors M6, M7, and the constant current source are directly connected to form a current path, and the terminal n2 is connected to the gate of the transistor M7.
このような構成により、第1部分ps1のフォトダイオードPDで生じるkTCノイズ(いわゆるリセットノイズ)が除去される。具体的には、前述のリセット時における第1部分ps1からの電圧に応じた電圧がクランプ容量CCLの端子n1に入力される。また、クランプ信号PCLがアクティブレベルになることによりトランジスタM5が導通状態になり、クランプ電圧VCLがクランプ容量CCLの端子n2に入力される。これにより、クランプ容量CCLの両端子n1−n2間の電位差が、ノイズ成分としてクランプされる。換言すると、第2部分ps2は、フォトダイオードPDで生じた電荷に応じた電圧であってkTCノイズに相当する電圧をクランプ容量CCLにより保持する保持部として機能する。本構成では、第2部分ps2では、ソースフォロワ動作を行うトランジスタM4からフォトダイオードPDで生じた電荷に応じて出力された電圧から、該クランプされたノイズ成分が除去された電圧が保持される。 With such a configuration, kTC noise (so-called reset noise) generated in the photodiode PD of the first portion ps1 is removed. Specifically, a voltage corresponding to the voltage from the first portion ps1 during the aforementioned reset is input to the terminal n1 of the clamp capacitor C CL. Further, the clamp signal PCL is the transistor M5 is in a conducting state by an active level, the clamp voltage VCL is supplied to the terminal n2 of the clamp capacitor C CL. Thus, the potential difference between both terminals n1-n2 of the clamp capacitor C CL is clamped as a noise component. In other words, the second portion ps2 functions as a holding unit that holds the voltage corresponding to the charge generated in the photodiode PD and corresponding to the kTC noise by the clamp capacitor CCL . In this configuration, in the second portion ps2, a voltage obtained by removing the clamped noise component from the voltage output according to the electric charge generated in the photodiode PD from the transistor M4 performing the source follower operation is held.
トランジスタM6のゲートは、イネーブル信号ENが供給され、イネーブル信号ENがアクティブレベルになることによってトランジスタM7がソースフォロワ動作を行い、トランジスタM7のゲート電圧に応じた電圧が第3部分ps3に出力される。例えば、フォトダイオードPDで電荷が発生することによってトランジスタM7のゲート電圧が変化し、該変化した電圧に応じた電圧が第3部分ps3に出力される。 The enable signal EN is supplied to the gate of the transistor M6. When the enable signal EN becomes active level, the transistor M7 performs a source follower operation, and a voltage corresponding to the gate voltage of the transistor M7 is output to the third portion ps3. . For example, when the charge is generated in the photodiode PD, the gate voltage of the transistor M7 changes, and a voltage corresponding to the changed voltage is output to the third portion ps3.
第3部分ps3は、トランジスタM8、M10、M11及びM13と、アナログスイッチSW9及びSW12と、容量(キャパシタ)CS及びCNと、を有する。トランジスタM8及びM10とアナログスイッチSW9と容量CSとが形成するユニットを「第1のユニットUSHS」と称する。 The third part ps3 includes transistors M8, M10, M11, and M13, analog switches SW9 and SW12, and capacitors (capacitors) CS and CN. A unit formed by the transistors M8 and M10, the analog switch SW9, and the capacitor CS is referred to as a “first unit U SHS ”.
第1のユニットUSHSにおいて、トランジスタM8と容量CSとはサンプルホールド回路を形成している。具体的には、制御信号TSを用いてトランジスタM8の状態(導通状態または非導通状態)を切り替えることによって、第2部分ps2からの信号を、S信号として容量CSに保持する。換言すると、第1のユニットUSHSは、S信号をサンプリングする第1サンプリング部として機能する。また、制御信号VSRによりアナログスイッチSW9が導通状態となった状態の下、トランジスタM10は、ソースフォロワ動作を行ってS信号を増幅し、該増幅されたS信号は、アナログスイッチSW9を介して端子tsから出力される。 In the first unit USSHS , the transistor M8 and the capacitor CS form a sample and hold circuit. Specifically, by switching the state (conductive state or nonconductive state) of the transistor M8 using the control signal TS, the signal from the second portion ps2 is held in the capacitor CS as the S signal. In other words, the first unit U SHS functions as a first sampling unit that samples the S signal. Further, under the state where the analog switch SW9 is turned on by the control signal VSR, the transistor M10 performs a source follower operation to amplify the S signal, and the amplified S signal is connected to the terminal via the analog switch SW9. is output from ts.
第1のユニットUSHSと同様にして、トランジスタM11及びM13とアナログスイッチSW12と容量CNとは、端子tnから信号を出力する「第2のユニットUSHN」を形成している。第2のユニットUSHNではN信号が容量CNで保持される。換言すると、第2のユニットUSHNは、N信号をサンプリングする第2サンプリング部として機能する。 Similarly to the first unit U SHS , the transistors M11 and M13, the analog switch SW12, and the capacitor CN form a “second unit U SHN ” that outputs a signal from the terminal tn. In the second unit USHN , the N signal is held by the capacitor CN. In other words, the second unit USHN functions as a second sampling unit that samples N signals.
このような構成により、読出部20は、S信号とN信号との差分を、端子ts及びtnを介して読み出す。これにより、第2部分ps2に起因する固定パターンノイズ(FPN:Fitted Pattern Noise)が除去される。
With such a configuration, the
以上の構成により、センサsでは、S信号およびN信号が容量CS及びCNにそれぞれ保持されており、該保持されているS信号およびN信号は、それぞれ、アナログスイッチSW9及びSW12を導通状態にすることにより、いわゆる非破壊読出で読み出される。即ち、トランジスタM8及びM11を非導通状態にしている間は、該保持されているS信号およびN信号を、任意のタイミングで読み出すことが可能である。 With the above configuration, in the sensor s, the S signal and the N signal are held in the capacitors CS and CN, respectively, and the held S signal and N signal make the analog switches SW9 and SW12 conductive, respectively. Thus, reading is performed by so-called nondestructive reading. That is, while the transistors M8 and M11 are in the non-conductive state, the held S signal and N signal can be read at an arbitrary timing.
S信号またはN信号の読み出しの際、列信号線306または307には、電流源350によりバイアス電流が供給される。詳細は後述とするが、電流源350には1/fノイズ(フリッカノイズ)が発生し得、該バイアス電流の電流値は周期的に変動しうる(周期性のゆらぎが発生しうる。)。
When reading the S signal or the N signal, a bias current is supplied from the
図3(b)は、1回の放射線撮影を行う場合(1フレーム分の画像データを取得する場合)におけるセンサチップ106の駆動方法の例を説明するためのタイミングチャートである。以下に述べる一連の動作は静止画撮影の場合の駆動方法の一例であり、動画撮影や連続撮影は、該一連の動作を繰り返し実行することによって実現されうる。なお、ここでは高感度モード(即ち、制御信号WIDEがLレベル)の場合について述べるが低感度モード(即ち、制御信号WIDEがHレベル)の場合についても同様に考えればよい。
FIG. 3B is a timing chart for explaining an example of a driving method of the
時刻t50では、撮影情報(動作モード、フレームレートその他のパラメータ等、撮影を行うのに必要な設定情報)の設定を行う。次に、時刻t51〜t56では、制御部101からの同期信号SYNCに応答して、各センサsおよびクランプ容量CCLをリセットするためのリセット駆動RDを行う。そして、時刻t60〜t69では、画像信号を読み出すためのサンプリング駆動SDを行う。その後、前述の読出動作RO(図2参照)を行う。
At time t50, shooting information (setting information necessary for shooting such as operation mode, frame rate, and other parameters) is set. Next, at time T51~t56, in response to the synchronization signal SYNC from the
時刻t51〜t56についての拡大部分に示されるように、リセット駆動RDでは、同期信号SYNCに応答して、フォトダイオードPDをリセットするリセット動作と、kTCノイズに相当する電圧をクランプ容量CCLに保持する動作とを行う。まず、時刻t51では、イネーブル信号ENをHレベルにしてトランジスタM3及びM6を導通状態にする。これにより、トランジスタM4及びM7がソースフォロア動作を行う状態になる。 As shown in the enlarged portion at times t51 to t56, in the reset driving RD, the reset operation for resetting the photodiode PD in response to the synchronization signal SYNC and the voltage corresponding to the kTC noise are held in the clamp capacitor CCL . To perform actions. First, at time t51, the enable signal EN is set to H level, and the transistors M3 and M6 are turned on. As a result, the transistors M4 and M7 enter a state in which the source follower operation is performed.
時刻t52では、信号PRESをHレベルにしてトランジスタM2を導通状態にする。これにより、フォトダイオードPDが基準電圧VRESに接続され、フォトダイオードPDがリセットされると共に容量CFDの電圧もリセットされる。また、該リセット時のトランジスタM4のゲート電圧に応じた電圧が、クランプ容量CCLの一方の端子n1(トランジスタM4側の端子)に供給される。 At time t52, the signal PRES is set to H level, so that the transistor M2 is turned on. Thus, the photodiode PD is connected to the reference voltage VRES, the voltage of the capacitor C FD with the photodiode PD is reset is reset. Further, a voltage corresponding to the gate voltage of the transistor M4 during the reset is supplied to one terminal n1 (transistor M4 side terminal) of the clamp capacitor C CL.
時刻t53では、信号PCLをHレベルにしてトランジスタM5を導通状態にする。これにより、クランプ電圧VCLがクランプ容量CCLの端子n2(トランジスタM7側の端子)に供給される。 At time t53, the signal PCL is set to H level, and the transistor M5 is turned on. Accordingly, the clamp voltage VCL is supplied to the terminal n2 (transistors M7 side terminal) of the clamp capacitor C CL.
時刻t54では、信号PRESをLレベルにしてトランジスタM2を非導通状態にする。これにより、クランプ容量CCLの端子n1は、上記リセット時のトランジスタM4のゲート電圧に応じた電圧にセットされる。 At time t54, the signal PRES is set to L level, and the transistor M2 is turned off. Thus, terminal n1 of the clamp capacitor C CL is set to a voltage corresponding to the gate voltage of the transistor M4 during the reset.
時刻t55では、信号PCLをLレベルにしてトランジスタM5を非導通状態にする。これにより、端子n1と端子n2との電位差に応じた電荷(基準電圧VRESとクランプ電圧VCLとの電位差に基づく電荷)がクランプ容量CCLに保持され、フォトダイオードPDの熱等に起因するkTCノイズがクランプされる。 At time t55, the signal PCL is set to L level, and the transistor M5 is turned off. Thus, kTC noise charge corresponding to a potential difference between the terminal n1 and the terminal n2 (charge based on the potential difference between the reference voltage VRES the clamp voltage VCL) is held by the clamp capacitance C CL, due to heat or the like of the photodiode PD Is clamped.
時刻t56では、イネーブル信号ENをLレベルにして、トランジスタM3及びM6を非導通状態にする。これにより、トランジスタM4及びM7を非動作状態にする。その後、前述の曝射許可信号をHレベルにする。 At time t56, the enable signal EN is set to L level, and the transistors M3 and M6 are turned off. This puts the transistors M4 and M7 into a non-operating state. Thereafter, the above-mentioned exposure permission signal is set to H level.
以上のようにして、リセット駆動RDの一連の動作が終了する。即ち、リセット駆動RDでは、フォトダイオードPDをリセットすると共に、クランプ容量CCLをリセットし、該リセットされたクランプ容量CCLにはkTCノイズに相当する電圧が保持される。その後、放射線が照射され、フォトダイオードPDでは放射線の照射量に応じた電荷が発生する。なお、リセット駆動RDは、全てのセンサについて一括で為され、制御タイミングのずれを防ぐことにより、センサチップ間およびセンサ間でのデータの連続性が維持される。 As described above, a series of operations of the reset driving RD is completed. That is, the reset driving RD, resets the photodiode PD, and resets the clamp capacitor C CL, the said reset the clamp capacitor C CL a voltage corresponding to the kTC noise is maintained. Thereafter, radiation is irradiated, and charges corresponding to the radiation dose are generated in the photodiode PD. Note that the reset driving RD is performed for all the sensors at once, and the continuity of data between the sensor chips and between the sensors is maintained by preventing a shift in control timing.
次に、時刻t60〜t68についての拡大部分に示されるように、サンプリング駆動SDでは、フォトダイオードPDで発生した電荷量に応じた信号レベルをS信号としてサンプリングして容量CSに保持する動作を行う。また、サンプリング駆動SDでは、センサsの構成や各素子の製造ばらつき等に起因する固定パターンノイズに相当するノイズレベルをN信号としてサンプリングして容量CNに保持する動作を行う。 Next, as shown in the enlarged portion at times t60 to t68, the sampling drive SD performs an operation of sampling a signal level corresponding to the amount of charge generated in the photodiode PD as an S signal and holding it in the capacitor CS. . In the sampling drive SD, an operation is performed in which a noise level corresponding to fixed pattern noise caused by the configuration of the sensor s, manufacturing variations of each element, and the like is sampled as an N signal and held in the capacitor CN.
時刻t60では、イネーブル信号ENをHレベルにしてトランジスタM3及びM6を導通状態にし、トランジスタM4及びM7がソースフォロア動作を行う状態になる。トランジスタM4のゲート電圧は、フォトダイオードPDで発生し蓄積された電荷量に応じて変化し、該変化したゲート電圧に応じた電圧がクランプ容量CCLの端子n1に入力され、端子n1の電位が変化する。そして、該端子n1の電位変化にしたがって、クランプ容量CCLの端子n2の電位が変化する。 At time t60, the enable signal EN is set to the H level, the transistors M3 and M6 are turned on, and the transistors M4 and M7 perform the source follower operation. The gate voltage of the transistor M4 changes according to the amount of electric charge generated in the photodiode PD accumulating a voltage corresponding to said change the gate voltage is input to the terminal n1 of the clamp capacitor C CL, the potential of the terminal n1 Change. Then, in accordance with the potential change of the terminal n1, the potential of the terminal n2 of the clamp capacitor C CL is changed.
時刻t61では、信号TSをHレベルにしてトランジスタM8を導通状態にする。これにより、端子n2の電位(上述の変化した端子n2の電位)に応じた電圧が容量CSに充電される。 At time t61, the signal TS is set to H level, and the transistor M8 is turned on. As a result, a voltage corresponding to the potential of the terminal n2 (the above-described changed potential of the terminal n2) is charged in the capacitor CS.
時刻t62では、信号TSをLレベルにしてトランジスタM8を非導通状態にする。これにより、上記電圧が容量CSに固定される(S信号のサンプリング)。また、時刻t62では、曝射許可信号をLレベルにする。なお、時刻t54〜t62の期間は、フォトダイオードPDでの電荷蓄積時間に対応し、この期間では、照射された放射線量に応じた量の電荷の他、暗電流等に起因する電荷であって該期間に応じた量の電荷が、フォトダイオードPDに蓄積される。 At time t62, the signal TS is set to L level, and the transistor M8 is turned off. As a result, the voltage is fixed to the capacitor CS (S signal sampling). At time t62, the exposure permission signal is set to the L level. Note that the period from time t54 to t62 corresponds to the charge accumulation time in the photodiode PD. In this period, in addition to the amount of charge corresponding to the amount of irradiated radiation, the charge is caused by dark current or the like. An amount of charge corresponding to the period is accumulated in the photodiode PD.
時刻t63では、信号PCLをHレベルにしてトランジスタM5を導通状態にする。これにより、クランプ電圧VCLがクランプ容量CCLの端子n2(トランジスタM7側の端子)に供給される。 At time t63, the signal PCL is set to H level, and the transistor M5 is turned on. Accordingly, the clamp voltage VCL is supplied to the terminal n2 (transistors M7 side terminal) of the clamp capacitor C CL.
時刻t64では、信号PRESをHレベルにしてトランジスタM2を導通状態にし、FD容量CFDの電圧をリセットして基準電圧VRESにすると共に、端子n1の電圧もリセットする。その後、時刻t65では、信号PRESをLレベルにしてトランジスタM2を非導通状態にする。これにより、クランプ容量CCLの端子n1は、上記リセット時のトランジスタM4のゲート電圧に応じた電圧にセットされる。 At time t64, the transistor M2 in a conductive state by a signal PRES to H level, while the reference voltage VRES resets the voltage of the FD capacitor C FD, the voltage of the terminal n1 also reset. After that, at time t65, the signal PRES is set to L level, and the transistor M2 is turned off. Thus, terminal n1 of the clamp capacitor C CL is set to a voltage corresponding to the gate voltage of the transistor M4 during the reset.
時刻t66では、信号TNをHレベルにしてトランジスタM11を導通状態にする。これにより、端子n2の電位(上述の供給された電圧VCL)に応じた電圧が容量CNに充電される。その後、時刻t67では、信号TNをLレベルにしてトランジスタM11を非導通状態にする。これにより、上記電圧が容量CNに固定される(N信号のサンプリング)。 At time t66, the signal TN is set to H level, and the transistor M11 is turned on. As a result, a voltage according to the potential of the terminal n2 (the above-mentioned supplied voltage VCL) is charged in the capacitor CN. After that, at time t67, the signal TN is set to L level, and the transistor M11 is turned off. As a result, the voltage is fixed to the capacitor CN (N signal sampling).
最後に、時刻t68では信号PCLをLレベルにしてトランジスタM5を非導通状態にし、時刻t69では、イネーブル信号ENをLレベルにしてトランジスタM3及びM6を非導通状態(トランジスタM4及びM7を非動作状態)にする。 Finally, at time t68, the signal PCL is set to L level to turn off the transistor M5, and at time t69, the enable signal EN is set to L level to turn off the transistors M3 and M6 (transistors M4 and M7 are in a non-operating state). ).
まとめると、サンプリング駆動SDでは、時刻t61〜t62でS信号のサンプリングを行い、時刻t63〜t68でフォトダオードPDのリセットし且つN信号のサンプリングを行う。 In summary, in the sampling drive SD, the S signal is sampled at times t61 to t62, the photodiode PD is reset and the N signal is sampled at times t63 to t68.
以上のようにして、サンプリング駆動SDの一連の動作が終了する。即ち、サンプリング駆動SDでは、フォトダイオードPDで発生した電荷量に応じた信号レベルをS信号としてサンプリングして容量CSに保持すると共に、固定パターンノイズに相当するノイズレベルをN信号としてサンプリングして容量CNに保持する。なお、サンプリング駆動SDは、前述のリセット駆動RDと同様、全てのセンサについて一括で為されうる。 As described above, a series of operations of the sampling drive SD is completed. That is, in the sampling drive SD, the signal level corresponding to the amount of electric charge generated in the photodiode PD is sampled as an S signal and held in the capacitor CS, and the noise level corresponding to the fixed pattern noise is sampled as an N signal to measure the capacitance. Hold on CN. Note that the sampling drive SD can be performed for all the sensors at the same time as the reset drive RD described above.
その後、前述のとおり、サンプリング駆動SD後に為される読出動作ROで、S信号およびN信号が読み出され、それらの差分に応じた信号がAD変換され、そして、該AD変換された信号の群に基づいて画像データが形成される。 Thereafter, as described above, in the read operation RO performed after the sampling drive SD, the S signal and the N signal are read, a signal corresponding to the difference between them is AD-converted, and the group of the AD-converted signals Based on the image data, image data is formed.
(オフセット補正について)
放射線撮像装置IAを用いて放射線撮影を行う場合、放射線が照射された撮像部10から得られた画像データ(以下、区別のため「放射線画像データ」という。)は、オフセット成分を含みうる。オフセット成分とは、放射線の照射量に相当する信号成分とは別に放射線画像データに表れうるノイズ成分であって、放射線が照射されていない場合(信号成分が実質的に0の場合)でもセンサ信号に含まれるノイズ成分である。換言すると、オフセット成分は、放射線が照射されていない撮像部10から得られる画像データ(以下、区別のため「暗画像データ」という。)にも表れる。即ち、暗画像データを構成する各信号は、実質的には0ではない信号値を与えるノイズ成分を有しており、これに対して、放射線画像データを構成する各信号は、このノイズ成分と、放射線の照射量に相当する信号成分とを有している。
(About offset correction)
When radiation imaging is performed using the radiation imaging apparatus IA, image data obtained from the
よって、放射線画像データから上記オフセット成分を除去するため、該放射線画像データは、図1を参照しながら述べた制御部101(又はプロセッサ109)により、補正される必要がある。この補正は、「オフセット補正」と称され得、例えば、放射線が照射された撮像部10から得られた放射線画像データと、放射線が照射されていない撮像部10から得られた暗画像データとの差をとることによって為されうる。なお、暗画像データは、「オフセットデータ」、「オフセット画像データ」等とも称されてもよい。
Therefore, in order to remove the offset component from the radiographic image data, the radiographic image data needs to be corrected by the control unit 101 (or the processor 109) described with reference to FIG. This correction may be referred to as “offset correction”. For example, radiation image data obtained from the
(1/fノイズによる放射線画像への影響について)
ところで、各センサsからS信号またはN信号を読み出す際、列信号線306または307には、電流源350によりバイアス電流が供給される。前述のとおり、電流源350には1/fノイズが発生し得、該バイアス電流の電流値は周期的に(電流源350の構成に依存するが、例えば、数[kHz]〜数[MHz]より低い周波数で)変動しうる。1/fノイズは、結晶欠陥で電荷がトラップされること等が原因と考えられている。例えば、電流源350は、例えばカレントミラー構造によって定電流源として作用しうるMOSトランジスタが用いられ得、その場合、該MOSトランジスタのチャネル領域における格子欠陥では、電荷のトラップ及びリリースが発生する。上記バイアス電流において、1/fノイズは、該電荷のトラップ及びリリースに起因する電流値の周期性の変動(ゆらぎ)として観測される。
(Effects of radiographic images due to 1 / f noise)
By the way, when reading the S signal or the N signal from each sensor s, a bias current is supplied from the
図4(a)は、ある電流源350のバイアス電流の電流値IREFの時間依存性を説明するための図であり、横軸は時間軸を示す。電流値IREFは、1/fノイズによって時間経過と共に変動し得、その変動は実質的な周期性を有しうる。例えば、電流値IREFは、時間経過と共に、中央値IAから値IB(>IA)または値IC(<IA)へと緩やかに変動しうる。ここで、センサ信号を形成するS信号およびN信号は、それぞれ、動作基準点として電流値IREFのバイアス電流が供給された列信号線306及び307を介して読み出され、上記電流値IREFの変動はセンサ信号の変動を発生させる。
FIG. 4A is a diagram for explaining the time dependency of the current value I REF of the bias current of a certain
なお、図中の中央値IAは、設計値(目標値)に相当し得、平均値、実効値等と表現されてもよい。また、値IB及びICは、変動した際の比較的大きい電流値または比較的小さい電流値であり得、必ずしも、最大値または最小値を示すものではない。 Incidentally, the median I A in the figure, obtained corresponds to the design value (target value), the average value may be expressed as an effective value or the like. The value I B and I C are relatively large current value or a relatively small current value when varied to give, it does not necessarily indicate the maximum or minimum value.
ここで、図4(b1)及び(b2)を参照しながら、2つの画像データ(それぞれ「第1データD1」、「第2データD2」とする。)を取得するタイミングが異なることによって生じうる上記1/fノイズによる影響を述べる。実際には、データD1が放射線画像データに対応し、データD2が暗画像データに対応するが、ここでは説明の容易化のため、データD1及びD2はいずれも暗画像データであるものとする。即ち、データD1及びD2は、いずれもオフセット成分のみを有し、信号成分は実質的にないものと仮定する。よって、データD1とデータD2との差をとった場合(データD2を用いてデータD1を補正した場合)、それにより得られるデータ(D1−D2)の信号値は実質的に0となればよいものとする。 Here, referring to FIGS. 4B1 and 4B2, it may be caused by different timings of acquiring two image data (referred to as “first data D1” and “second data D2”, respectively). The influence of the 1 / f noise will be described. Actually, the data D1 corresponds to the radiation image data, and the data D2 corresponds to the dark image data. Here, for the sake of easy explanation, it is assumed that both the data D1 and D2 are dark image data. That is, it is assumed that the data D1 and D2 have only an offset component and substantially no signal component. Therefore, when the difference between the data D1 and the data D2 is taken (when the data D1 is corrected using the data D2), the signal value of the data (D1−D2) obtained thereby may be substantially zero. Shall.
図4(b1)は、第1比較例として、2つの画像データD1及びD2を、理想的に同時に(同じタイミングで)取得した場合のそれらの信号値を示している。図中の横軸は、列の番号を示しており、第(K−2)列、第(K−1)列、第K列、第(K+1)列および第(K+2)列を例示している。前述のとおり、電流値IREFは時間経過と共に周期的に変動しうるが、図4(b1)の第1比較例では、データD1及びD2は理想的に同時に取得されたため、データD1とデータD2とを列ごとに比較すると、信号値はいずれも互いに等しくなる。よって、データD1とデータD2との差分をとると、信号値の差(D1−D2)は、いずれの列においても実質的に0となる。 FIG. 4B1 shows signal values when the two image data D1 and D2 are acquired ideally simultaneously (at the same timing) as the first comparative example. The horizontal axis in the figure indicates the column number, and illustrates the (K-2) th column, the (K-1) th column, the Kth column, the (K + 1) th column, and the (K + 2) th column. Yes. As described above, the current value I REF may periodically change with time. However, in the first comparative example of FIG. 4B1, the data D1 and D2 are ideally acquired simultaneously, so the data D1 and the data D2 Are compared for each column, the signal values are equal to each other. Therefore, when the difference between the data D1 and the data D2 is taken, the difference (D1-D2) in the signal value is substantially 0 in any column.
しかし、実際には、2つのデータD1及びD2の取得のタイミングには時間差が発生しうるため、データD1とデータD2との間で、各列の信号値は互いに異なりうる。 However, in practice, there may be a time difference in the timing of acquisition of the two data D1 and D2, and therefore the signal values of each column may be different between the data D1 and the data D2.
図4(b2)は、第2比較例として、2つの画像データD1及びD2を、互いに異なるタイミングで取得した場合のそれらの信号値を示している(なお、比較のため、データD1については図4(b1)と同じとする。)。図4(b2)の第2比較例では、データD1とデータD2との間で各列の信号値が互いに異なるため、信号値の差(D1−D2)が実質的に0とならない列が多く、信号値の差(D1−D2)に列間で“ばらつき”が発生している。 FIG. 4B2 shows signal values when two image data D1 and D2 are acquired at different timings as a second comparative example (for comparison, the data D1 is shown in FIG. 4). 4 (b1) is the same). In the second comparative example of FIG. 4 (b2), the signal value of each column is different between the data D1 and the data D2, so there are many columns in which the difference (D1-D2) in the signal value is not substantially zero. In the signal value difference (D1−D2), “variation” occurs between the columns.
前述のとおり、電流源350は、各列の列信号線306及び307のそれぞれに配されており、バイアス電流の電流値IREFは、列間でも異なりうるが、同じ列の列信号線306と列信号線307との間でも異なりうる。よって、図4(b2)の第2比較例によると、補正後の画像データ(即ち、D1−D2)には、1/fノイズに起因する信号値の差が列間に発生し、このことは、例えば、放射線画像に縞状の斑が表れ、画像の品質が低下しうることを示している。
As described above, the
ここで、図4(c)の例(本例)は、2つの画像データD1及びD2のうちデータD2について平均化処理を行った場合のデータD1及びD2の信号値を示している(なお、比較のため、データD1については図4(b1)及び(b2)と同じとする。)。本例では、上記図4(b2)の第2比較例に比べて、データD2の各列の信号値が中央値IAに近くなっており、その結果、信号値の差(D1−D2)の上記ばらつきが低減される。よって、本例によると、放射線画像に表れうる縞状の斑が低減ないし抑制される。以下、本例に従う具体例を、いくつかの実施形態およびそれらの変形例を参照しながら説明する。 Here, the example (this example) of FIG.4 (c) has shown the signal value of data D1 and D2 when the averaging process is performed about data D2 among two image data D1 and D2 (Note that For comparison, the data D1 is the same as that shown in FIGS. 4B1 and 4B2.) In the present example, as compared to the second comparative example of FIG. 4 (b2), the signal value of each column of the data D2 has become close to the median value I A, as a result, the difference between the signal value (D1-D2) The above-mentioned variation is reduced. Therefore, according to this example, striped spots that can appear in the radiation image are reduced or suppressed. Hereinafter, specific examples according to this example will be described with reference to some embodiments and their modifications.
(第1実施形態)
図5は、放射線撮像装置IAの駆動方法の例を示すフローチャートである。なお、本フローチャートに従う制御シーケンスは、図1を参照しながら述べたように、制御部101からの指示を受けたプロセッサ109により実質的に実行されうるが、そのうちの一部は制御部101により実行されてもよい。
(First embodiment)
FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a driving method of the radiation imaging apparatus IA. As described with reference to FIG. 1, the control sequence according to this flowchart can be substantially executed by the
ステップS1100(以下、単にS1100。他のステップについても同様。)では、暗画像データの取得条件が設定される。S1100では、例えば、暗画像データを取得する際に駆動・制御される各ユニットについて、必要なパラメータ等が設定される。例えば、暗画像データを取得する際のフレームレート(1フレーム分の画像データを取得するのに要する時間、具体的には、フォトダイオードPDでの電荷蓄積時間、垂直走査および水平走査に要する時間、データの転送時間など)が設定される。また、例えば、暗画像データを取得する際の動作モード(例えば、高感度モードか低感度モードか)が設定される。 In step S1100 (hereinafter simply referred to as S1100; the same applies to other steps), dark image data acquisition conditions are set. In S1100, for example, necessary parameters and the like are set for each unit that is driven and controlled when dark image data is acquired. For example, the frame rate for acquiring dark image data (time required to acquire image data for one frame, specifically, charge accumulation time in the photodiode PD, time required for vertical scanning and horizontal scanning, Data transfer time). Further, for example, an operation mode (for example, a high sensitivity mode or a low sensitivity mode) for acquiring dark image data is set.
後述の放射線画像データの取得の際には、S1100で設定された条件とは異なる条件が採用される可能性があるため、S1100では、予め決められた条件(典型的な条件)が設定されてもよいし、ユーザによる使用履歴に基づいて設定されてもよい。例えば、フレームレートの例では、10〜200[FPS]の範囲内から典型的なものが選択され得、暗画像データ取得用のフレームレートとして設定されうる。 When acquiring radiographic image data, which will be described later, a condition different from the condition set in S1100 may be adopted. Therefore, a predetermined condition (typical condition) is set in S1100. Alternatively, it may be set based on the use history by the user. For example, in the example of the frame rate, a typical one can be selected from the range of 10 to 200 [FPS], and can be set as the frame rate for dark image data acquisition.
S1110では、S1100で設定された条件に基づいて、複数の暗画像データが取得される。なお、複数の暗画像データとは、複数フレーム分の画像データである。また、S1110で取得されるべき暗画像データの枚数は、S1100で設定されていればよく、少なくとも2枚は必要であるが、それより多くてもよい。 In S1110, a plurality of dark image data is acquired based on the conditions set in S1100. The plurality of dark image data are image data for a plurality of frames. Further, the number of dark image data to be acquired in S1110 only needs to be set in S1100, and at least two are necessary, but it may be larger.
本実施形態では、前述のS1100において、複数の暗画像データが、電流源350での1/fノイズの周期(第1周期)の時間間隔とは異なる時間間隔で順に取得されるように設定されたものとする。これを実現するため、画像取得部100にはタイマー(不図示)が配され得、プロセッサ109は、該タイマーによる計測値に基づいて、複数の暗画像データの其々の取得(取得開始)のタイミングを調整しうる。
In the present embodiment, in the above-described S1100, a plurality of dark image data is set to be acquired in order at a time interval different from the time interval of the 1 / f noise cycle (first cycle) in the
上記1/fノイズの周期は、例えば、放射線撮像装置IAの出荷前(製造された装置IAの検査工程、形成された電流源350の評価工程など)においてスペクトル解析によって予め測定され、メモリ360に格納されていればよい。そして、S1110では、プロセッサ109は、メモリ360を参照することにより、複数の暗画像データの其々の取得のタイミングを、該1/fノイズの周期の時間間隔とは異なる時間間隔になるように調整すればよい。なお、メモリ360に格納された該1/fノイズの周期は、装置IAのメンテナンス等の際に更新されてもよい。
The period of the 1 / f noise is measured in advance by spectrum analysis, for example, before shipment of the radiation imaging apparatus IA (inspection process of the manufactured apparatus IA, evaluation process of the formed
本実施形態では、複数の暗画像データの其々の取得のタイミングは、該1/fノイズの周期の時間間隔より大きい時間間隔であるものとするが、該1/fノイズの周期の時間間隔より小さい時間間隔でもよい。なお、ある暗画像データの取得のタイミングと、その次の暗画像データの取得のタイミングとの時間差が、該1/fノイズの周期の時間間隔と異なっていればよく、必ずしも、該複数の暗画像データを周期的に(同間隔で)取得する必要はない。 In the present embodiment, the timing of obtaining each of the plurality of dark image data is assumed to be a time interval larger than the time interval of the 1 / f noise period, but the time interval of the 1 / f noise period Smaller time intervals may be used. Note that the time difference between the acquisition timing of a certain dark image data and the acquisition timing of the next dark image data may be different from the time interval of the cycle of the 1 / f noise. It is not necessary to acquire image data periodically (at the same interval).
ここでは、上記1/fノイズに起因する信号値の変動の周期が1種類の場合を想定しているが、2種類以上の周期が混在している場合もあり得、その場合には、いずれの周期の時間間隔とも異なる時間間隔で、複数の暗画像データを順に取得すればよい。特に、該2種類以上の周期のうち最大のものの時間間隔より大きい時間間隔で、複数の暗画像データを順に取得すればよい。 Here, it is assumed that the period of fluctuation of the signal value due to the 1 / f noise is one kind, but two or more kinds of periods may be mixed, in which case What is necessary is just to acquire several dark image data in order by the time interval different from the time interval of this period. In particular, a plurality of dark image data may be sequentially acquired at a time interval larger than the maximum time interval of the two or more types of cycles.
S1120では、放射線撮影の開始指示があったか否かが判定される。該開始指示があれば、該開始指示に含まれる撮影条件(放射線の照射量(強度、時間)、放射線画像データを取得する際に駆動・制御される各ユニットについての必要なパラメータ等)が設定された後、S1130に進む。また、時間経過に伴って放射線撮像装置IAの温度等の環境が変化しうるため、該開始指示がなければ、S1110に戻り、再び複数の暗画像データを取得する。 In S1120, it is determined whether or not there is an instruction to start radiography. If the start instruction is given, imaging conditions (radiation dose (intensity, time), necessary parameters for each unit driven and controlled when acquiring radiation image data) included in the start instruction are set. Then, the process proceeds to S1130. Further, since the environment such as the temperature of the radiation imaging apparatus IA may change with time, if there is no start instruction, the process returns to S1110 and a plurality of dark image data is acquired again.
S1130では、オフセット補正に用いる補正データの準備ができているか否かが判定され、補正データが準備できていなければS1140に進み、補正データが準備できていればS1150に進む。 In S1130, it is determined whether correction data used for offset correction is ready. If correction data is not ready, the process proceeds to S1140. If correction data is ready, the process proceeds to S1150.
S1140では、補正データを生成する。補正データは、S1110で得られた複数の暗画像データに基づいて生成され、具体的には、複数の暗画像データの加算平均(より具体的には、複数の暗画像データの其々を構成する信号値を画素ごとに加算平均すること)により得られうる。 In S1140, correction data is generated. The correction data is generated based on the plurality of dark image data obtained in S1110. Specifically, the correction data is an average of a plurality of dark image data (more specifically, each of the plurality of dark image data is configured. The signal value to be added is averaged for each pixel).
ここで、S1110で得られた複数の暗画像データは、前述のとおり、電流源350での1/fノイズの周期の時間間隔とは異なる時間間隔で順に取得されたものである。そのため、S1140において、これら複数の暗画像データの加算平均をとることにより、各暗画像データにおける1/fノイズに起因する信号値(実質的にオフセット成分のみの信号値)の変動は、適切にキャンセルされると考えられる。換言すると、取得のタイミングに依存して変動しうる暗画像データの各信号値は中央値に近付くように平均化される。仮に、複数の暗画像データが、1/fノイズの周期の時間間隔と同じ時間間隔で得られたとすると、それらの加算平均をとっても、1/fノイズに起因する該変動は適切にキャンセルされない(暗画像データの各信号値は中央値に近付かない。)。
Here, as described above, the plurality of dark image data obtained in S1110 are sequentially acquired at a time interval different from the time interval of the 1 / f noise period in the
なお、本実施形態では、補正データの生成は複数の暗画像データの加算平均により為されるものとしたが、必要に応じて、加重加算平均が為されてもよいし、標準偏差等を考慮した他の演算処理が付随的に為されてもよい。 In this embodiment, the correction data is generated by adding and averaging a plurality of dark image data. However, if necessary, weighted averaging may be performed, and standard deviation and the like are taken into consideration. Other arithmetic processes may be performed incidentally.
S1150では、補正データの更新の要否が判定され、必要であればS1110に戻り、不要であればS1160に進む。S1150の判定は、例えば、補正データが最初に生成され又は補正データが最後に更新されてから所定期間が経過したこと及び/又はそれに伴って温度が変化したこと等に基づいて為されうる。ここでの温度は、撮像部10の温度であり、図1を参照しながら述べた温度センサ370により検知されうる。
In S1150, it is determined whether or not the correction data needs to be updated. If necessary, the process returns to S1110, and if not necessary, the process proceeds to S1160. The determination in S1150 can be made based on, for example, that a predetermined period has elapsed since the correction data was first generated or the correction data was last updated, and / or that the temperature has changed accordingly. The temperature here is the temperature of the
S1160では、放射線撮影が開始される。放射線撮影時の放射線撮像装置IAでの動作は、図2〜3を参照しながら述べたとおりであり、これにより、放射線画像データが得られる。 In S1160, radiography is started. The operation of the radiation imaging apparatus IA at the time of radiation imaging is as described with reference to FIGS. 2 to 3, whereby radiation image data is obtained.
S1170では、放射線画像データに対して、前述のオフセット補正を行う。オフセット補正は、S1140で生成された補正データを用いて為され(具体的には、放射線画像データと補正データとの差をとることによって為され)、これにより、放射線画像データからオフセット成分が除去される。 In S1170, the above-described offset correction is performed on the radiation image data. The offset correction is performed using the correction data generated in S1140 (specifically, by taking the difference between the radiation image data and the correction data), thereby removing the offset component from the radiation image data. Is done.
S1180では、S1170において補正された放射線画像データを、図1を参照しながら述べた表示部102に出力し、表示部102に放射線画像を表示させる。
In S1180, the radiographic image data corrected in S1170 is output to the
前述のとおり、S1140で生成された補正データでは、上記1/fノイズに起因する信号値の変動は適切にキャンセルされているため、S1170において放射線画像データは適切にオフセット補正されうる。よって、補正後の放射線画像データによれば、放射線画像に表れ得た縞状の斑が抑制ないし低減され得、画像の品質が向上する。 As described above, in the correction data generated in S1140, the fluctuation of the signal value due to the 1 / f noise is appropriately canceled. Therefore, in S1170, the radiation image data can be appropriately offset-corrected. Therefore, according to the corrected radiographic image data, striped spots that may appear in the radiographic image can be suppressed or reduced, and the quality of the image is improved.
S1190では、放射線撮影を継続するか否かが判定され、放射線撮影を継続する場合(停止ないし中断しない場合)にはS1200に進み、そうでない場合(停止ないし中断する場合)にはS1210に進む。例えば、動画撮影や連続撮影を行う場合には、その停止ないし中断の指示が入力されるまで、上記S1160〜S1180の一連の動作が繰り返し実行されうる。 In S1190, it is determined whether or not to continue radiation imaging. If radiation imaging is to be continued (when not stopped or interrupted), the process proceeds to S1200, and if not (when stopped or interrupted), the process proceeds to S1210. For example, when performing moving image shooting or continuous shooting, the series of operations from S1160 to S1180 can be repeatedly executed until an instruction to stop or interrupt the shooting is input.
S1200では、補正データの更新の要否が判定され、必要であればS1110に戻り、不要であればS1160に戻る。即ち、S1190で、放射線撮影を継続すると判定されたとしても、S1200で、時間経過またはそれに伴う温度の変化によって補正データの更新が必要と判定された場合には、撮影を停止してS1110に戻る。一方、補正データの更新が不要であれば、上記S1160〜S1180の一連の動作が実行される。S1200は、S1150同様に為されればよい。 In S1200, it is determined whether or not the correction data needs to be updated. If necessary, the process returns to S1110, and if not necessary, the process returns to S1160. That is, even if it is determined in S1190 that radiography is to be continued, if it is determined in S1200 that the correction data needs to be updated due to the passage of time or the accompanying temperature change, the imaging is stopped and the process returns to S1110. . On the other hand, if it is not necessary to update the correction data, a series of operations from S1160 to S1180 are executed. S1200 may be performed similarly to S1150.
S1210では、放射線撮影を終了するか否かが判定される。放射線撮影を終了する場合には、本シーケンスは終了となり、そうでない場合にはS1100に戻り、例えば、次の放射線撮影のためのセットアップ等を行う。 In S1210, it is determined whether or not to end radiation imaging. If the radiography is to be terminated, this sequence is terminated. If not, the process returns to S1100, and, for example, setup for the next radiography is performed.
本実施形態によると、複数の暗画像データは、電流源350での1/fノイズの周期の時間間隔とは異なる時間間隔で順に取得され(S1110)、それらに基づいて補正データを生成する。そのため、該1/fノイズに起因する信号値の変動が適切にキャンセルされた補正データが得られる。よって、放射線画像データは、この補正データを用いて適切にオフセット補正されるため(S1170)、補正後の放射線画像データによれば、放射線画像に表れ得た縞状の斑が抑制ないし低減され得、画像の品質が向上する。 According to the present embodiment, a plurality of dark image data is sequentially acquired at a time interval different from the time interval of the 1 / f noise period in the current source 350 (S1110), and correction data is generated based on them. Therefore, it is possible to obtain correction data in which the fluctuation of the signal value due to the 1 / f noise is appropriately canceled. Therefore, since the radiographic image data is appropriately offset-corrected using this correction data (S1170), according to the radiographic image data after correction, striped spots that may appear in the radiographic image can be suppressed or reduced. , Improve the image quality.
上記フローチャートは、該1/fノイズに起因する信号値の変動をキャンセルするための放射線撮像装置IAの駆動方法の一例に過ぎず、その趣旨を逸脱しない範囲で、その一部が変更されてもよい。例えば、S1110で得られた複数の暗画像データの全てがS1140で用いられる必要はない。具体的には、S1110で、所定周期で暗画像データの群を取得し、S1140で、該暗画像データの群の一部(該1/fノイズの周期の時間間隔とは異なる時間間隔で得られた一部)を選択し、補正データを生成してもよい。即ち、該1/fノイズに起因する信号値の変動をキャンセルするのに適切な複数の暗画像データを、S1110で得られた暗画像データの群のなかから、後の工程(S1140)で選択的に抽出し、それらに基づいて補正データを生成する。この方法によっても前述同様の効果が得られる。 The above flowchart is merely an example of a driving method of the radiation imaging apparatus IA for canceling the fluctuation of the signal value caused by the 1 / f noise, and even if a part thereof is changed without departing from the gist thereof. Good. For example, not all of the plurality of dark image data obtained in S1110 need be used in S1140. Specifically, in S1110, a group of dark image data is acquired at a predetermined cycle, and in S1140, a part of the group of dark image data (obtained at a time interval different from the time interval of the 1 / f noise cycle). Correction data may be generated. That is, a plurality of dark image data appropriate for canceling the fluctuation of the signal value due to the 1 / f noise is selected in the subsequent step (S1140) from the group of dark image data obtained in S1110. Are extracted, and correction data is generated based on the extracted data. By this method, the same effect as described above can be obtained.
(第2実施形態)
前述の第1実施形態で述べたとおり、放射線画像データの取得の際には、S1100で設定された条件とは異なる条件が採用される可能性があるため、S1100では、予め決められた条件(典型的な条件)が設定されうる。第2実施形態では、S1100で、放射線画像データの取得の際に指定されうる複数の撮影条件のそれぞれについて、複数の暗画像データを取得する、という点で第1実施形態と異なる。
(Second Embodiment)
As described in the first embodiment described above, when acquiring radiographic image data, a condition different from the condition set in S1100 may be adopted. Therefore, in S1100, a predetermined condition ( Typical conditions) can be set. The second embodiment is different from the first embodiment in that a plurality of dark image data is acquired for each of a plurality of imaging conditions that can be specified at the time of acquisition of radiation image data in S1100.
即ち、第2実施形態では、例えば、高感度モード/低感度モード(信号WIDEがLレベル/Hレベル)、フレームレートが所定範囲内から選択される場合には各フレームレート、それらの組み合わせについて、複数の暗画像データを取得する。そして、S1120で放射線撮影の開始指示を受けた場合には、S1130では、該開始指示に含まれる撮影条件に対応する複数の暗画像データを用いて補正データを生成する。 That is, in the second embodiment, for example, when the high sensitivity mode / low sensitivity mode (signal WIDE is L level / H level) and the frame rate is selected from within a predetermined range, for each frame rate, and a combination thereof, Acquire a plurality of dark image data. If a radiation imaging start instruction is received in S1120, correction data is generated in S1130 using a plurality of dark image data corresponding to the imaging conditions included in the start instruction.
第2実施形態によっても前述の第1実施形態と同様の効果が得られる他、任意の撮影条件に対応可能なオフセット補正を行うことができるため、画像の品質の向上に更に有利である。 According to the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and offset correction that can cope with arbitrary shooting conditions can be performed, which is further advantageous in improving the quality of an image.
(その他)
本発明は、上記実施形態の1以上の機能を実現するプログラムをネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、該システム又は装置のコンピュータにおける1以上のプロセッサがプログラムを読み出して実行する処理により実現されてもよい。例えば、本発明は、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によって実現されてもよい。
(Other)
The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiment to a system or apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or apparatus read and execute the program May be realized. For example, the present invention may be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
以上、いくつかの好適な態様を例示したが、本発明はこれらの例に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、その一部が変更されてもよい。また、本明細書に記載された個々の用語は、本発明を説明する目的で用いられたものに過ぎず、本発明は、その用語の厳密な意味に限定されるものでないことは言うまでもなく、その均等物をも含みうる。 As mentioned above, although some suitable aspects were illustrated, this invention is not limited to these examples, The one part may be changed in the range which does not deviate from the meaning of this invention. In addition, it is needless to say that each term described in this specification is merely used for the purpose of describing the present invention, and the present invention is not limited to the strict meaning of the term. The equivalent can also be included.
IA:放射線撮像装置、s:画素、10:撮像部、100:画像取得部、101:制御部、109:プロセッサ、306〜307:列信号線、303:駆動部、350:電流源、360:メモリ、370:温度センサ。 IA: radiation imaging apparatus, s: pixel, 10: imaging unit, 100: image acquisition unit, 101: control unit, 109: processor, 306 to 307: column signal line, 303: drive unit, 350: current source, 360: Memory, 370: Temperature sensor.
Claims (11)
前記複数の列にそれぞれ対応し、該対応する列の各画素にそれぞれが接続された複数の列信号線と、
前記複数の列にそれぞれ対応し、該対応する列の列信号線にそれぞれがバイアス電流を供給する複数の電流源と、
前記撮像部に放射線が照射された後、前記撮像部の前記複数の画素から前記複数の列信号線を介して出力された画素信号に基づいて画像データを取得し、該画像データを補正データに基づいて補正するプロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、
放射線が照射されていない状態の前記撮像部から得られた画像データを暗画像データとして、複数の暗画像データを、各電流源における1/fノイズに起因する前記バイアス電流の値の変動の周期である第1周期の時間間隔とは異なる時間間隔で順に取得し、
前記複数の暗画像データに基づいて前記補正データを生成する
ことを特徴とする放射線撮像装置。 An imaging unit in which a plurality of pixels are arranged to form a plurality of rows and a plurality of columns;
A plurality of column signal lines respectively corresponding to the plurality of columns and connected to each pixel of the corresponding column;
A plurality of current sources respectively corresponding to the plurality of columns, each supplying a bias current to a column signal line of the corresponding column;
After the imaging unit is irradiated with radiation, image data is acquired based on pixel signals output from the plurality of pixels of the imaging unit via the plurality of column signal lines, and the image data is used as correction data. A processor for correcting based on,
The processor is
The image data obtained from the imaging unit in a state in which no radiation is irradiated is used as dark image data, and a plurality of dark image data is converted into a cycle of fluctuations in the value of the bias current caused by 1 / f noise in each current source. In order at a time interval different from the time interval of the first cycle,
The radiation imaging apparatus, wherein the correction data is generated based on the plurality of dark image data.
前記プロセッサは、前記メモリに格納された前記第1周期を参照して前記複数の暗画像データを前記第1周期の時間間隔とは異なる時間間隔で順に取得する
ことを特徴とする請求項1に記載の放射線撮像装置。 A memory for storing the first period;
2. The processor according to claim 1, wherein the processor sequentially acquires the plurality of dark image data at a time interval different from the time interval of the first period with reference to the first period stored in the memory. The radiation imaging apparatus described.
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to claim 1, wherein an average of the plurality of dark image data is acquired as the correction data.
前記駆動部は、放射線が照射されていない状態の前記撮像部を所定周期で駆動して前記撮像部から暗画像データの群を出力させ、
前記プロセッサは、前記出力された暗画像データの群のうちの一部を前記複数の暗画像データとして選択する
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の放射線撮像装置。 A drive unit for driving the imaging unit;
The drive unit drives the imaging unit that is not irradiated with radiation in a predetermined cycle to output a group of dark image data from the imaging unit,
The radiographic imaging according to any one of claims 1 to 3, wherein the processor selects a part of the group of the output dark image data as the plurality of dark image data. apparatus.
ことを特徴とする請求項4に記載の放射線撮像装置。 The processor selects, as the plurality of dark image data, a group obtained at a time interval different from the time interval of the first period from the group of the output dark image data. Item 5. The radiation imaging apparatus according to Item 4.
ことを特徴とする請求項4または請求項5に記載の放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to claim 4, wherein the predetermined period is different from the first period.
ことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の放射線撮像装置。 The radiation processor according to any one of claims 1 to 6, wherein the processor acquires the plurality of dark image data at a time interval larger than the time interval of the first period.
ことを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の放射線撮像装置。 When a predetermined period has elapsed since the generation of the correction data, the processor newly acquires a plurality of dark image data in order at a time interval different from the time interval of the first period, and newly adds correction data. The radiation imaging apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein:
前記プロセッサは、前記温度センサによる検知結果に基づいて、新たに複数の暗画像データを前記第1周期の時間間隔とは異なる時間間隔で順に取得し、新たに補正データを生成する
ことを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の放射線撮像装置。 A temperature sensor for detecting the temperature of the imaging unit;
The processor is configured to newly acquire a plurality of dark image data in order at a time interval different from the time interval of the first period based on a detection result by the temperature sensor, and newly generate correction data. The radiation imaging apparatus according to any one of claims 1 to 8.
前記複数の列にそれぞれ対応し、該対応する列の各画素にそれぞれが接続された複数の列信号線と、
前記複数の列にそれぞれ対応し、該対応する列の列信号線にそれぞれがバイアス電流を供給する複数の電流源と、を備える放射線撮像装置の駆動方法であって、
各電流源における1/fノイズに起因する前記バイアス電流の値の変動の周期を第1周期として取得する工程と、
放射線が照射されていない前記撮像部から得られた画像データを暗画像データとして、複数の暗画像データを、前記第1周期の時間間隔とは異なる時間間隔で順に取得し、前記複数の暗画像データに基づいて補正データを生成する工程と、
前記撮像部に放射線が照射された後、該撮像部から得られた画像データを前記補正データに基づいて補正する工程と、を含む
ことを特徴とする放射線撮像装置の駆動方法。 An imaging unit in which a plurality of pixels are arranged to form a plurality of rows and a plurality of columns;
A plurality of column signal lines respectively corresponding to the plurality of columns and connected to each pixel of the corresponding column;
A plurality of current sources respectively corresponding to the plurality of columns and supplying a bias current to the column signal lines of the corresponding columns,
Obtaining a period of variation in the value of the bias current due to 1 / f noise in each current source as a first period;
Using the image data obtained from the imaging unit not irradiated with radiation as dark image data, a plurality of dark image data is sequentially acquired at a time interval different from the time interval of the first period, and the plurality of dark images Generating correction data based on the data;
And a step of correcting image data obtained from the imaging unit based on the correction data after the imaging unit is irradiated with radiation. A method for driving a radiation imaging apparatus, comprising:
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