JP2017228863A - Radiation imaging apparatus - Google Patents
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Images
Abstract
Description
本発明は、放射線画像撮影装置に関する。 The present invention relates to a radiographic image capturing apparatus.
従来、被検体を介して照射されたX線等の放射線を二次元配列された放射線検出素子により検出して、当該検出結果から被検体の診断に用いられる放射線画像の画像データを生成する放射線画像撮影装置がある。放射線画像撮影装置における放射線画像の画像データの生成は、例えば、入射した放射線量に応じて放射線検出素子から出力された画素信号を相関二重サンプリングにより抽出し、当該抽出された信号をデジタル信号に変換することにより行われる。ここで、相関二重サンプリングにおけるサンプリング間隔は、放射線画像の撮影条件に応じて適宜変更することができる。例えば、放射線画像を連続撮影する場合におけるサンプリング間隔は、放射線画像に係る画像データの生成処理時間を短縮させるために、静止画を撮影する場合におけるサンプリング間隔よりも小さく設定される。 Conventionally, a radiation image in which radiation such as X-rays irradiated through a subject is detected by a two-dimensionally arranged radiation detection element and image data of a radiation image used for diagnosis of the subject is generated from the detection result There is a photographing device. Generation of image data of a radiographic image in the radiographic imaging device is performed by, for example, extracting a pixel signal output from a radiation detection element according to an incident radiation dose by correlated double sampling, and converting the extracted signal into a digital signal. This is done by converting. Here, the sampling interval in correlated double sampling can be changed as appropriate according to the radiographic image capturing conditions. For example, the sampling interval in the case of continuously capturing radiographic images is set to be smaller than the sampling interval in the case of capturing a still image in order to shorten the generation processing time of image data related to the radiographic image.
また、放射線画像撮影装置は、入力された直流電圧を所定の電源電圧に変換して出力するDC−DCコンバーターを備え、当該変換後の電源電圧により放射線検出素子及びその駆動回路などの各部が動作する構成とすることができる。ここで、DC−DCコンバーターとしては、コイル及びダイオードを組み合わせた回路に対する直流電圧の供給と停止をスイッチング素子によって所定の切替周波数で切り替えることで電圧を変換する方式のものが用いられる(例えば、特許文献1)。 In addition, the radiographic imaging apparatus includes a DC-DC converter that converts an input DC voltage into a predetermined power supply voltage and outputs the power supply voltage, and the radiation detection element and its drive circuit are operated by the converted power supply voltage. It can be set as the structure to do. Here, as the DC-DC converter, a system that converts a voltage by switching supply and stop of a DC voltage to a circuit combining a coil and a diode at a predetermined switching frequency by a switching element is used (for example, a patent) Reference 1).
しかしながら、上記従来の放射線画像撮影装置では、相関二重サンプリングを行う信号抽出部において相関二重サンプリングのサンプリング間隔が変更されると、当該信号抽出部における周波数に応じた信号の利得が変動するため、変更後のサンプリング間隔によっては、DC−DCコンバーターの動作に起因して生じる切替周波数のノイズが信号抽出部において増幅される。この結果、信号抽出部により抽出された信号に含まれる切替周波数のノイズが増大して放射線画像の画質が低下するという課題がある。 However, in the conventional radiographic imaging apparatus, when the sampling interval of the correlated double sampling is changed in the signal extracting unit that performs correlated double sampling, the gain of the signal corresponding to the frequency in the signal extracting unit varies. Depending on the changed sampling interval, noise of the switching frequency caused by the operation of the DC-DC converter is amplified in the signal extraction unit. As a result, there is a problem that the noise of the switching frequency included in the signal extracted by the signal extraction unit increases and the image quality of the radiographic image decreases.
この発明の目的は、より安定して放射線画像におけるノイズの発生を抑制することができる放射線画像撮影装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a radiographic imaging apparatus that can more stably suppress the generation of noise in a radiographic image.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の放射線画像撮影装置の発明は、
入射した放射線量に応じた画素信号を各々出力する二次元配列された複数の放射線検出素子を有する放射線検出部と、
前記複数の放射線検出素子から出力された前記画素信号を相関二重サンプリングにより抽出する信号抽出部と、
直流電圧が入力される回路の構成を所定の切替周波数で切り替えることにより、入力された直流電圧を所定の電源電圧に変換して出力する電圧変換部と、
前記相関二重サンプリングにおけるサンプリング間隔が互いに異なる複数の動作モードで前記信号抽出部を動作させ、前記信号抽出部が前記複数の動作モードのうち何れの動作モードで動作している期間においても、前記切替周波数に対する前記信号抽出部の利得を、1よりも小さい所定の上限利得以下に制御する制御部と、
を備えることを特徴としている。
In order to achieve the above object, the invention of the radiographic imaging device according to claim 1 comprises:
A radiation detector having a plurality of two-dimensionally arranged radiation detection elements each outputting a pixel signal corresponding to an incident radiation dose;
A signal extraction unit for extracting the pixel signals output from the plurality of radiation detection elements by correlated double sampling;
A voltage converter that converts the input DC voltage into a predetermined power supply voltage by switching the configuration of the circuit to which the DC voltage is input at a predetermined switching frequency; and
The signal extraction unit is operated in a plurality of operation modes having different sampling intervals in the correlated double sampling, and the signal extraction unit is operated in any operation mode of the plurality of operation modes. A control unit for controlling the gain of the signal extraction unit with respect to a switching frequency to be equal to or lower than a predetermined upper limit gain smaller than 1;
It is characterized by having.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の放射線画像撮影装置において、
前記放射線検出部は、第1の方向に延在する複数の走査線、及び前記第1の方向と交差する第2の方向に延在する複数の信号線を有し、
前記複数の放射線検出素子の各々は、前記複数の走査線の何れか一つ及び前記複数の信号線の何れか一つと接続され、
前記制御部は、
前記信号抽出部の動作モードに対応する選択周期で前記複数の走査線に対して順に所定の選択信号を供給することにより、当該選択信号が供給された走査線に接続されている前記放射線検出素子から前記信号線に前記画素信号を出力させ、
前記信号抽出部が前記一の動作モードで動作している期間における前記切替周波数は、前記一の動作モードに対応する前記選択周期に係るナイキスト周波数よりも大きい
ことを特徴としている。
The invention according to
The radiation detection unit includes a plurality of scanning lines extending in a first direction and a plurality of signal lines extending in a second direction intersecting the first direction,
Each of the plurality of radiation detection elements is connected to any one of the plurality of scanning lines and any one of the plurality of signal lines,
The controller is
The radiation detection element connected to the scanning line to which the selection signal is supplied by sequentially supplying a predetermined selection signal to the plurality of scanning lines at a selection period corresponding to an operation mode of the signal extraction unit. Output the pixel signal to the signal line from
The switching frequency during a period in which the signal extraction unit is operating in the one operation mode is greater than a Nyquist frequency related to the selection period corresponding to the one operation mode.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の放射線画像撮影装置において、
前記制御部は、前記信号抽出部を前記複数の動作モードのうち何れの動作モードで動作させる場合においても、前記電圧変換部により同一の前記切替周波数で前記回路の構成の切り替えを行わせることを特徴としている。
The invention according to claim 3 is the radiographic imaging device according to
The control unit causes the voltage conversion unit to switch the configuration of the circuit at the same switching frequency when the signal extraction unit is operated in any of the plurality of operation modes. It is a feature.
請求項4に記載の発明は、請求項1又は2に記載の放射線画像撮影装置において、
前記制御部は、前記信号抽出部の動作モードを切り替える場合に、切り替え後の動作モードにおける前記利得が前記上限利得以下となるように前記電圧変換部における前記切替周波数を調整することを特徴としている。
The invention according to
When the operation mode of the signal extraction unit is switched, the control unit adjusts the switching frequency in the voltage conversion unit so that the gain in the operation mode after switching is equal to or lower than the upper limit gain. .
請求項5に記載の発明は、請求項2に記載の放射線画像撮影装置において、
前記制御部は、前記信号抽出部の動作モードを切り替える場合に、切り替え後の動作モードにおける前記利得が前記上限利得以下となり、かつ、前記切替周波数が、前記切り替え後の動作モードに対応する前記選択周期に係るナイキスト周波数よりも大きくなるように、前記電圧変換部における前記切替周波数を調整することを特徴としている。
The invention according to
When the control unit switches the operation mode of the signal extraction unit, the gain in the operation mode after switching is less than or equal to the upper limit gain, and the switching frequency corresponds to the operation mode after switching The switching frequency in the voltage converter is adjusted so as to be higher than the Nyquist frequency related to the period.
請求項6に記載の発明は、請求項4又は5に記載の放射線画像撮影装置において、
前記複数の動作モードに対応付けられて予め定められた複数の前記切替周波数を記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、前記信号抽出部の動作モードを切り替える場合に、前記記憶部を参照して、前記切り替え後の動作モードに対応付けられた前記切替周波数を選択する
ことを特徴としている。
The invention according to claim 6 is the radiographic imaging device according to
A storage unit that stores a plurality of the switching frequencies that are predetermined in association with the plurality of operation modes;
When the operation mode of the signal extraction unit is switched, the control unit refers to the storage unit and selects the switching frequency associated with the switched operation mode.
請求項7に記載の発明は、請求項4又は5に記載の放射線画像撮影装置において、
前記制御部は、前記切り替え後の動作モードにおける前記サンプリング間隔に基づいて、当該切り替え後の動作モードにおける前記利得が前記上限利得以下となる前記切替周波数を算出することを特徴としている。
The invention according to claim 7 is the radiographic imaging device according to
The control unit calculates the switching frequency at which the gain in the operation mode after switching is equal to or lower than the upper limit gain based on the sampling interval in the operation mode after switching.
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の放射線画像撮影装置において、
前記制御部は、前記信号抽出部が切り替え前の動作モードで動作している期間における前記切替周波数に対し、前記切り替え後の動作モードにおける前記利得を算出し、当該算出された利得が前記上限利得よりも大きい場合に、前記切り替え後の動作モードにおける前記利得が前記上限利得以下となる前記切替周波数を算出することを特徴としている。
The invention according to
The control unit calculates the gain in the operation mode after switching with respect to the switching frequency in a period in which the signal extraction unit is operating in the operation mode before switching, and the calculated gain is the upper limit gain. The switching frequency at which the gain in the operation mode after switching is less than or equal to the upper limit gain is calculated.
請求項9に記載の発明は、請求項7又は8に記載の放射線画像撮影装置において、
前記制御部は、前記切り替え後の動作モードにおける前記サンプリング間隔と前記切替周波数との積が整数に近付くように前記切替周波数を調整することを特徴としている。
The invention according to
The control unit adjusts the switching frequency so that a product of the sampling interval and the switching frequency in the operation mode after the switching approaches an integer.
請求項10に記載の発明は、請求項5に記載の放射線画像撮影装置において、
前記制御部は、前記切り替え後の動作モードにおける前記サンプリング間隔、及び当該切り替え後の動作モードに対応する前記選択周期に基づいて、当該切り替え後の動作モードに対応する前記切替周波数を算出することを特徴としている。
The invention according to
The control unit calculates the switching frequency corresponding to the operation mode after switching based on the sampling interval in the operation mode after switching and the selection cycle corresponding to the operation mode after switching. It is a feature.
請求項11に記載の発明は、請求項1〜10の何れか一項に記載の放射線画像撮影装置において、
前記信号抽出部による前記画素信号の抽出結果に基づいて放射線画像の画像データを生成する画像データ生成部を備え、
前記制御部は、
前記画像データ生成部により静止画の放射線画像の画像データを生成させる静止画撮影モードにおいて、前記複数の動作モードのうち所定の第1の動作モードで前記信号抽出部を動作させ、前記画像データ生成部により放射線画像の画像データを連続して生成させる連続撮影モードにおいて、前記複数の動作モードのうち前記サンプリング間隔が前記第1の動作モードにおけるサンプリング間隔よりも小さい第2の動作モードで前記信号抽出部を動作させ、
前記静止画撮影モードと前記連続撮影モードとを切り替える場合に、前記信号抽出部の動作モードを切り替える
ことを特徴としている。
The invention according to claim 11 is the radiographic imaging apparatus according to any one of claims 1 to 10,
An image data generation unit that generates image data of a radiographic image based on the extraction result of the pixel signal by the signal extraction unit;
The controller is
In the still image shooting mode in which the image data generating unit generates radiographic image data of a still image, the signal extraction unit is operated in a predetermined first operation mode among the plurality of operation modes, and the image data generation is performed. In the continuous imaging mode in which the image data of the radiation image is continuously generated by the unit, the signal extraction is performed in the second operation mode in which the sampling interval is smaller than the sampling interval in the first operation mode among the plurality of operation modes. Operating part
When switching between the still image shooting mode and the continuous shooting mode, the operation mode of the signal extraction unit is switched.
本発明に従うと、より安定して放射線画像におけるノイズの発生を抑制することができるという効果がある。 According to the present invention, there is an effect that generation of noise in a radiographic image can be suppressed more stably.
以下、本発明の放射線画像撮影装置に係る実施の形態を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the radiation image capturing apparatus of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態である放射線画像撮影装置の外観を示す斜視図である。
放射線画像撮影装置1は、放射線検出素子7(図2)が配列されたセンサーパネルや、放射線画像撮影装置1の各部の動作を制御する制御回路等が筐体2内に収納されて構成されている。筐体2の一方の側面には、電源スイッチ25、放射線画像撮影装置1の撮影モードの切り替えを行うための切替スイッチ26、外部機器との有線通信に用いられるコネクター27、バッテリー状態や放射線画像撮影装置1の稼働状態等を表示するLED等で構成されたインジケーター28、等が設けられている。また、筐体2の反対側の側面には、外部機器との無線通信に用いられるアンテナ29(図2)が設けられている。
FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a radiographic image capturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
The radiographic imaging device 1 is configured by housing a sensor panel in which radiation detection elements 7 (FIG. 2) are arranged, a control circuit for controlling the operation of each part of the radiographic imaging device 1, and the like in a
図2は、放射線画像撮影装置1の構成を示すブロック図である。放射線画像撮影装置1は、放射線検出部3と、走査線駆動回路15と、読み出しIC16と、制御部22(画像データ生成部)と、記憶部23と、電源回路24(電圧変換部)と、通信部30などを備える。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the radiographic image capturing apparatus 1. The radiographic imaging device 1 includes a radiation detection unit 3, a scanning
放射線検出部3は、図2の左右方向(第1の方向)に延在するように形成された複数の走査線5と、図1の上下方向(第2の方向)に延在するように形成された複数の信号線6と、複数の信号線6及び複数の信号線6の交差に対応する位置に設けられ二次元マトリクス状に配列された複数の放射線検出素子7とを有する。走査線5、信号線6及び放射線検出素子7は、例えば基材であるガラス基板上に形成される。なお、複数の放射線検出素子7は、マトリクス状に代えて、例えばハニカム状といった他の態様で二次元配列されていても良い。
The radiation detection unit 3 has a plurality of
放射線検出素子7は、当該放射線検出素子7の形成領域に入射した放射線の量に応じた電荷を発生させる。放射線検出素子7は、例えばpin型のフォトダイオードにより構成することができる。また、放射線検出素子7としては、放射線検出素子7の放射線入射側に設けられた図示略のシンチレーターにより放射線を可視光の波長域の電磁波に変換し、当該電磁波の量を検出する方式のものを用いても良いし、放射線を直接検出して電荷を発生させる方式のものを用いても良い。 The radiation detection element 7 generates a charge corresponding to the amount of radiation incident on the formation region of the radiation detection element 7. The radiation detection element 7 can be composed of, for example, a pin type photodiode. Further, as the radiation detecting element 7, a radiation detecting element 7 that converts radiation into an electromagnetic wave in the wavelength range of visible light by a scintillator (not shown) provided on the radiation incident side of the radiation detecting element 7 and detects the amount of the electromagnetic wave. It may be used, or a system that generates radiation by directly detecting radiation may be used.
各放射線検出素子7は、薄膜トランジスター8(Thin Film Transistor。以下、TFTと記す。)を介して一つの走査線5及び一つの信号線6に接続されている。即ち、TFT8のソースSに放射線検出素子7の第1電極7aが接続されているとともに、TFT8のゲートGが走査線5に、またドレインDが信号線6にそれぞれ接続されている。また、放射線検出素子7の第2電極7bは、バイアス線9に接続されており、バイアス線9に接続された結線10を介して電源回路24から逆バイアス電圧が印加されるようになっている。
Each radiation detection element 7 is connected to one
複数の走査線5は、走査線駆動回路15に接続されている。走査線駆動回路15は、複数の走査線5に対して、所定の選択周期で順にオン電圧(選択信号)を供給して走査線5を順番に選択する。また、走査線駆動回路15は、選択していない走査線5に対しては、オフ電圧を供給する。
走査線5にオン電圧が供給されると、当該走査線5にゲートGが接続されたTFT8のソースS−ドレインD間が導通状態となり(以下では、この状態をオン状態とも記す。)、放射線検出素子7内に蓄積された電荷が信号線6に放出されることにより、放射線検出素子7から画素信号が出力される。この後、走査線5にオフ電圧が供給されると、TFT8のソースS−ドレインD間が非導通状態となり、放射線検出素子7内で発生した電荷が放射線検出素子7内に蓄積される。
The plurality of
When an on-voltage is supplied to the
ここで、本実施形態の走査線駆動回路15は、放射線画像撮影装置1の撮影モード等に応じて異なる選択周期で走査線5を順番に選択する。例えば、放射線画像撮影装置1の撮影モードが、静止画の放射線画像を撮影する静止画撮影モードである場合には、第1の選択周期Tg1で走査線5を選択し、放射線画像撮影装置1の撮影モードが、放射線画像を連続して生成する連続撮影モードである場合には、第2の選択周期Tg2(<Tg1)で走査線を選択する。これにより、連続撮影モードにおいて生成される動画のフレームレートを増大させることができる。
なお、走査線駆動回路15による走査線5の選択周期は、上記第1及び第2の選択周期に限られない。例えば、放射線画像撮影装置1の撮影モードが連続撮影モードである場合における選択周期は、放射線画像撮影装置1において生成される放射線画像のフレームレートに応じて互いに異なる値とされても良い。
Here, the scanning
Note that the selection cycle of the
読み出しIC16は、複数の信号線6に対応する複数の読み出し回路17と、アナログマルチプレクサー20と、A/D変換器21とを備える。このうち複数の読み出し回路17の各々は、対応する一つの信号線6に接続されており、増幅回路18と、相関二重サンプリング回路19(信号抽出部)(以下では「CDS19(Correlated Double Sampling)」と記す。)とを有する。
増幅回路18は、放射線検出素子7から放出された電荷に応じた電圧信号をCDS19に出力する。
CDS19は、増幅回路18から出力された電圧信号を相関二重サンプリングにより抽出(サンプリング)し、アナログ信号の画素データとしてアナログマルチプレクサー20に出力する。
アナログマルチプレクサー20は、CDS19により出力された画素データを、A/D変換器21に順次送信する。
A/D変換器21は、入力されたアナログ信号の画素データをデジタル信号の画素データに変換して制御部22に出力する。
The read
The
The
The
The A /
図3は、一の放射線検出素子7と、読み出しIC16のうち当該一の放射線検出素子7に対応する部分の構成を示すブロック図である。なお、図3中では、アナログマルチプレクサー20は省略されている。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of one radiation detection element 7 and a portion corresponding to the one radiation detection element 7 in the
本実施形態では、増幅回路18は、電源回路24から供給される電源電圧で動作するオペアンプ18aと、オペアンプ18aに並列に設けられたコンデンサー18bと、コンデンサー18bの電極間の導通及び非導通を切り替える電荷リセット用スイッチ18cと、オペアンプ18aとCDS19との導通及び非導通を切り替えるスイッチ18dとを有するチャージアンプ回路で構成されている。オペアンプ18aの入力側の反転入力端子には、信号線6が接続されている。
In this embodiment, the
増幅回路18の電荷リセット用スイッチ18cは、制御部22によりオン/オフが制御されるようになっている。また、スイッチ18dは、電荷リセット用スイッチ18cと連動するように切り替えられ、電荷リセット用スイッチ18cがオン状態となっているときにオフ状態となり、電荷リセット用スイッチ18cがオフ状態となっているときにオン状態となるように制御部22により制御される。
On / off of the charge reset
放射線画像撮影装置1では、放射線検出素子7内に残存する電荷を除去するための各放射線検出素子7のリセット処理を行う場合には、図4に示されるように、電荷リセット用スイッチ18cがオン状態(従って、スイッチ18dがオフ状態)とされた状態で、各TFT8がオン状態とされる。すると、オン状態とされた各TFT8を介して放射線検出素子7から電荷が信号線6に放出され、増幅回路18の電荷リセット用スイッチ18cを通過してオペアンプ18aの出力端子側からオペアンプ18a内を通り、非反転入力端子から出てアースされたり、オペアンプ18aに接続された電源回路24に流出したりする。このようにして、各放射線検出素子7のリセット処理が行われる。
In the radiographic imaging device 1, when resetting each radiation detection element 7 to remove the charge remaining in the radiation detection element 7, the charge reset
また、放射線検出素子7からの画素信号の読み出し処理を行う場合には、図5(a)に示されるように、増幅回路18の電荷リセット用スイッチ18cがオフ状態(従って、スイッチ18dがオン状態)とされた状態で、オン状態とされたTFT8を介して放射線検出素子7から電荷が信号線6に放出され、電荷が増幅回路18のコンデンサー18bに蓄積される。
Further, when the pixel signal is read out from the radiation detection element 7, as shown in FIG. 5A, the charge reset
増幅回路18では、コンデンサー18bに蓄積された電荷量に応じた電圧値がオペアンプ18aの出力端子から出力される。即ち、増幅回路18では、放射線検出素子7から流出した電荷量が、電圧信号に変換される。
In the
増幅回路18の出力側に設けられたCDS19は、制御部22からのパルス信号Sp1(図5)の入力に応じて、上述したリセット処理の後、かつ放射線検出素子7から電荷が流出する前の時点において増幅回路18から出力されている電圧値V1を、図示略の第1のサンプルホールド回路により保持する。また、その後、制御部22からのパルス信号Sp2(図5)の入力に応じて、上述した読み出し処理により放射線検出素子7から流出した電荷が増幅回路18のコンデンサー18bに蓄積された後の時点において増幅回路18から出力されている電圧値V2を図示略の第2のサンプルホールド回路により保持する。そして、CDS19は、第1及び第2のサンプルホールド回路により保持された電圧値の差分V2−V1を算出し、当該差分V2−V1をアナログ値の画素データとして後段の回路(図2のアナログマルチプレクサー20)に出力する。
このように、CDS19は、放射線検出素子7から出力された画素信号を相関二重サンプリングにより抽出する。以下では、パルス信号Sp1及びパルス信号Sp2が入力される時間間隔を、相関二重サンプリングのサンプリング間隔とも記す。
The
In this way, the
ここで、本実施形態のCDS19は、放射線画像撮影装置1の撮影モード等に応じて異なる複数の動作モードで動作する。即ち、CDS19は、放射線画像撮影装置1の撮影モードが静止画撮影モードである場合には、図5(a)に示されるように、サンプリング間隔がTc1である第1の動作モードで動作し、放射線画像撮影装置1の撮影モードが連続撮影モードである場合には、図5(b)に示されるように、サンプリング間隔がTc2(<Tc1)である第2の動作モードで動作する。
なお、CDS19の動作モードは、上記第1及び第2の動作モードに限られない。例えば、放射線画像撮影装置1の撮影モードが連続撮影モードである場合におけるCDS19の動作モードは、放射線画像撮影装置1において生成される放射線画像のフレームレートに応じてサンプリング間隔が互いに異なる2以上の動作モードから、当該フレームレートに対応して選択されても良い。
Here, the
Note that the operation mode of the
制御部22は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)及びこれらを接続するバスなどを備える。CPUは、ROMに記憶された各種制御用のプログラムや設定データを読み出してRAMに記憶させ、当該プログラムを実行して各種演算処理を行う。また、CPUは、走査線駆動回路15、読み出しIC16、記憶部23、電源回路24といった放射線画像撮影装置1の各部の動作を統括制御する。RAMは、CPUに作業用のメモリー空間を提供し、一時データを記憶する。ROMは、CPUにより実行される各種制御用のプログラムや設定データ等を格納する。この設定データとしては、CDS19におけるサンプリング間隔及び走査線5の選択周期と、DC−DCコンバーター24aの切替周波数とが対応付けられて記憶された後述するテーブルデータが含まれる。なお、ROMに代えてEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)やフラッシュメモリー等の書き換え可能な不揮発性メモリーが用いられても良い。また、制御部22は、FPGA(Field Programmable Gate Array)により構成されても良い。
The
記憶部23は、制御部22に接続され、読み出しIC16から制御部22に出力された画素データからなる放射線画像の画像データが記憶される。記憶部23としては、例えばSRAM(Static Random Access Memory)やSDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)などが用いられる。
The
電源回路24は、放射線画像撮影装置1の外部に設けられた外部電源40に接続され、外部電源40から入力された直流電圧をDC−DCコンバーターにより複数の所定の電源電圧に変換して走査線駆動回路15、読み出しIC16、制御部22、記憶部23等の各部に供給する。なお、外部電源40に代えて、放射線画像撮影装置1の内部に設けられたバッテリーや電池が用いられても良い。
The
図6は、電源回路24におけるDC−DCコンバーター24aの構成及び動作を説明する図である。
図6(a)に示されるDC−DCコンバーター24aは、三角波発振回路241と、三角波発振回路241の出力が一方の入力端子に入力されるコンパレーター242と、コンパレーター242の出力電圧に応じてオン/オフ動作するスイッチング素子としてのTFT243と、TFT243のドレインと接地電位との間に設けられたダイオード244と、TFT243のドレインに一端が接続されたコイル245と、コイル245の他端と接地電位との間に直列に設けられた抵抗246,247とを備える。TFT243のソースには、外部電源40から直流電圧が入力される。また、コンパレーター242の他方の入力端子には、コイル245の他端の電圧を抵抗246,247により分圧した電圧が入力される。また、三角波発振回路241の発振周波数は、制御部22により制御される。
コンパレーター242は、三角波発振回路241から出力される電圧の値に応じてTFT243をオン状態とする電圧及びオフ状態とする電圧を交互に出力する。
TFT243がオン状態となっている場合には、外部電源40からコイル245に流れる電流によりコイルにエネルギーが蓄えられ、TFT243がオフ状態となると、コイル245の誘導起電力による誘導電流がダイオード244及びコイル245を流れる。DC−DCコンバーター24aでは、この動作が繰り返されることにより、TFT243がオフ状態となっている期間の割合に応じて入力電圧が降圧されて出力端子から出力される。
FIG. 6 is a diagram illustrating the configuration and operation of the DC-DC converter 24 a in the
The DC-DC converter 24a shown in FIG. 6A includes a triangular wave oscillation circuit 241, a comparator 242 to which the output of the triangular wave oscillation circuit 241 is input to one input terminal, and an output voltage of the comparator 242. The TFT 243 as a switching element that performs on / off operation, a diode 244 provided between the drain of the TFT 243 and the ground potential, a coil 245 having one end connected to the drain of the TFT 243, and the other end of the coil 245 and the ground potential And resistors 246 and 247 provided in series. A DC voltage is input from the
The comparator 242 alternately outputs a voltage that turns on the TFT 243 and a voltage that turns it off according to the value of the voltage output from the triangular wave oscillation circuit 241.
When the TFT 243 is in the on state, energy is stored in the coil by the current flowing from the
図6(b)は、コンパレーター242からTFT243のゲートに出力される信号を示す図である。このように、コンパレーター242からは、三角波発振回路の発振周波数に対応する切替周波数の矩形波が出力される。本実施形態では、三角波発振回路241の発振周波数は、制御部22により制御され、当該制御に従ってDC−DCコンバーター24aにおける切替周波数が変更される。
また、電源回路24は、出力する電源電圧の種類に対応する数のDC−DCコンバーター24aを備える。なお、電源回路24では、昇圧型のDC−DCコンバーターが用いられても良い。また、チャージポンプ等の他の方式のDC−DCコンバーターが用いられても良い。
FIG. 6B is a diagram illustrating a signal output from the comparator 242 to the gate of the TFT 243. In this manner, the comparator 242 outputs a rectangular wave having a switching frequency corresponding to the oscillation frequency of the triangular wave oscillation circuit. In the present embodiment, the oscillation frequency of the triangular wave oscillation circuit 241 is controlled by the
The
通信部30は、アンテナ29を介して外部と無線方式を行い、またコネクター27を介して外部と有線通信を行う。放射線画像撮影装置1では、通信部30を介して、生成された放射線画像の画像データの送信や、放射線画像撮影装置1の動作を指示する制御命令の受信が行われる。
The
次に、放射線画像撮影装置1における電源回路24の切替周波数の調整について説明する。
放射線画像撮影装置1では、CDS19における相関二重サンプリングのサンプリング間隔に応じて、CDS19における周波数に応じた信号の利得が変動する。このため、撮影モードの切り替え等によってCDS19におけるサンプリング間隔が変更されると、変更後のサンプリング間隔によっては、電源回路24のDC−DCコンバーター24aの動作に起因して生じる切替周波数のノイズがCDS19において増幅される。この結果、CDS19において抽出された信号に含まれる切替周波数のノイズが増大して放射線画像の画質が低下してしまう。
そこで、本実施形態の放射線画像撮影装置1では、CDS19におけるノイズの発生が抑制されるようにDC−DCコンバーター24aの切替周波数が調整される。以下では、この切替周波数の調整方法について説明する。
Next, adjustment of the switching frequency of the
In the radiographic imaging device 1, the gain of the signal corresponding to the frequency in the
Therefore, in the radiographic image capturing apparatus 1 of the present embodiment, the switching frequency of the DC-DC converter 24a is adjusted so that the generation of noise in the
CDS19における周波数Fの信号の利得gは、相関二重サンプリングのサンプリング間隔をTcとして下記の式(1)により表される。
g=[2−2cos{2π(F×Tc)}]^(1/2)…(1)
式(1)に示されるように、利得gは、周波数Fとサンプリング間隔Tcとの積が整数となる場合に、CDS19における差分V2−V1の算出時に信号がキャンセルされることに起因して最小値(0)となる。他方で、利得gは、周波数Fとサンプリング間隔Tcとの積が1/2の奇数倍となる場合に最大値(2)となる。
The gain g of the signal of frequency F in the
g = [2-2 cos {2π (F × Tc)}] ^ (1/2) (1)
As shown in the equation (1), the gain g is the minimum due to the signal being canceled when calculating the difference V2-V1 in the
図7は、CDS19における周波数に応じた信号の利得の例を示す図である。図7(a)は、放射線画像撮影装置1が静止画撮影モードである場合における利得を示し、図7(b)は、放射線画像撮影装置1が連続撮影モードである場合における利得を示す。本実施形態の静止画撮影モードでは、サンプリング間隔Tcが175[μs]に設定され、連続撮影モードでは、サンプリング間隔Tcが31.6[μs]に設定される。また、静止画撮影モードでは、走査線5の選択周期Tgが280[μs]に設定され、連続撮影モードでは、走査線5の選択周期Tgが50[μs]に設定される。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of signal gain according to the frequency in the
図7(a)に示されるように、放射線画像撮影装置1が静止画撮影モードとなっている場合のCDS19における利得gは、周波数Fに対して0と2との間で周期的に変動し、周波数Fが1/175[μs]≒5.7[kHz]の整数倍となる場合に0となる。このため、DC−DCコンバーター24aにおける切替周波数を、図7(a)において利得gが1未満となる範囲(例えば、図7(a)における周波数範囲R1a,R1b,R1c等)内で調整することにより、DC−DCコンバーター24aの動作により発生する切替周波数のノイズを、CDS19において低減させることができる。特に、切替周波数を利得gが0となる周波数、即ち5.7[kHz]の整数倍とすることにより、切替周波数のノイズを最も効果的に低減させることができる。
As shown in FIG. 7A, the gain g in the
また、本実施形態では、切替周波数は、走査線5の選択周期Tgに係るナイキスト周波数Fn=1/(2Tg)よりも大きい周波数の範囲内で調整される。切替周波数をナイキスト周波数Fnよりも大きくすることにより、選択周期Tgで切替周波数のノイズが画素信号に混入(サンプリング)される際に、ナイキスト周波数を超える周波数成分に折り返し(エイリアシング)が生じるため、画素信号に混入した上記ノイズの空間周波数をナイキスト周波数Fnに対応する周波数未満に抑制することができる。
本実施形態では、静止画撮影モードにおけるナイキスト周波数Fn1は、1/(2×280[μs])≒1.8[kHz]であり、この周波数よりも大きい周波数の範囲で切替周波数が調整される。
In the present embodiment, the switching frequency is adjusted within a range of frequencies larger than the Nyquist frequency Fn = 1 / (2Tg) related to the selection cycle Tg of the
In the present embodiment, the Nyquist frequency Fn1 in the still image shooting mode is 1 / (2 × 280 [μs]) ≈1.8 [kHz], and the switching frequency is adjusted in a frequency range larger than this frequency. .
また、図7(b)に示されるように、放射線画像撮影装置1が連続撮影モードとなっている場合のCDS19における利得gは、周波数Fが1/31.6[μs]≒31.6[kHz]の整数倍となる場合に0となる。連続撮影モードにおいても、利得gが1未満であり、かつナイキスト周波数Fn2(Fn2=1/(2×50)=10[kHz])よりも大きい範囲(例えば、図7(b)における周波数範囲R2等)内で切替周波数が調整される。特に、切替周波数を利得gが0となる周波数、即ち31.6[kHz]の整数倍とすることにより、切替周波数のノイズを最も効果的に低減させることができる。
Further, as shown in FIG. 7B, the gain F in the
図8は、切替周波数の設定に用いられるテーブルデータの例を示す図である。
このテーブルデータでは、放射線画像撮影装置1の複数の撮影モード(静止画撮影1,2、連続撮影1,2,…,m)の各々において設定されるCDS19のサンプリング間隔(a1,a2,…,an)及び走査線5の選択周期(b1,b2,…,bn)に対して、上記の方法により決定された最適なDC−DCコンバーター24aの切替周波数が対応付けられている。また、このテーブルデータは、制御部のROMに記憶され、撮影モードの切り替えが行われる場合にCPUにより参照されて、切り替え後の撮影モードにおけるサンプリング間隔、選択周期及び切替周波数の設定に用いられる。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of table data used for setting the switching frequency.
In this table data, the sampling interval (a1, a2,...,
なお、図8に示されるように2種類の静止画撮影モード(静止画撮影1,2)が設けられる例としては、放射線画像撮影装置1を外部の放射線照射装置における放射線照射開始動作と連携させて撮影動作を開始させる場合(連携時)と、外部の放射線照射装置とは連携させずに、入射した放射線量を検知して撮影動作を開始させる場合(非連携時)とで放射線画像撮影装置1の動作設定を異ならせる場合が挙げられる。この例では、非連携時において放射線の曝射を検出する間隔を空けて感度を高めるために、CDS19のサンプリング間隔や走査線5の選択周期が、連携時に対して相対的に大きい値に設定される。
また、複数の連続撮影モード(動画撮影1,2,…,m)が設けられる例としては、連続撮影時に生成される放射線画像のフレームレートの大きさに応じて放射線画像撮影装置1の動作設定を異ならせる場合が挙げられる。この例では、フレームレートが大きいほどCDS19のサンプリング間隔や走査線5の選択周期が小さい値に設定される。
なお、図8は、テーブルデータの一例を示すものであってこれに限定されず、少なくとも2つの切替周波数が定められているものであれば良い。例えば、放射線画像撮影装置1の撮影モードは、2つ(例えば、一つの静止画撮影モード及び一つの連続撮影モード)又は3つ以上の任意の数とすることができる。また、同一の撮影モードに対して、撮影モード以外のパラメーターに応じて、サンプリング間隔及び選択周期のうち少なくともサンプリング間隔が異なる2つの設定を用意し、当該設定ごとに切替周波数が定められていても良い。
As an example in which two types of still image capturing modes (still image capturing 1 and 2) are provided as shown in FIG. 8, the radiation image capturing apparatus 1 is linked with the radiation irradiation start operation in an external radiation irradiation apparatus. Radiographic imaging device when the imaging operation is started (when linked) and when the radiation operation is detected and the imaging operation is started without linkage with an external radiation irradiation device (when not linked) There is a case where the operation setting of 1 is changed. In this example, the sampling interval of the
Further, as an example in which a plurality of continuous imaging modes (moving image shooting 1, 2,..., M) are provided, the operation setting of the radiographic image capturing apparatus 1 is set according to the size of the frame rate of the radiographic image generated at the time of continuous imaging May be different. In this example, the sampling interval of the
FIG. 8 shows an example of the table data, and the present invention is not limited to this. Any data may be used as long as at least two switching frequencies are determined. For example, the radiographic image capturing apparatus 1 may have two (for example, one still image capturing mode and one continuous image capturing mode) or any number of three or more. In addition, for the same shooting mode, two settings with different sampling intervals and at least a sampling interval are prepared according to parameters other than the shooting mode, and a switching frequency is determined for each setting. good.
続いて、放射線画像撮影装置1により実行される放射線画像撮影処理の制御部22による制御手順について説明する。ここでは、上述した連携時における処理を例に挙げて説明する。
Subsequently, a control procedure by the
図9は、放射線画像撮影処理の制御手順を示すフローチャートである。
放射線画像撮影処理が開始されると、制御部22は、撮影モードの設定の入力を受け付ける(ステップS101)。撮影モードの設定の入力は、例えば、切替スイッチ26による入力操作により行われる。
FIG. 9 is a flowchart showing a control procedure of the radiographic image capturing process.
When the radiographic image capturing process is started, the
制御部22は、撮影モードの設定の入力が行われたか否かを判別し(ステップS102)、撮影モードの設定の入力が行われていないと判別された場合には(ステップS102で“NO”)、処理をステップS105に移行させる。
The
撮影モードの設定の入力が行われたと判別された場合には(ステップS102で“YES”)、制御部22は、記憶部23に記憶されたテーブルデータから、切り替え後の撮影モードに対応する切替周波数を取得する(ステップS103)。また、制御部22は、DC−DCコンバーター24aにおける切替周波数の設定を変更し、ステップS103で取得された切替周波数でDC−DCコンバーター24aを動作させる(ステップS104)。
If it is determined that the shooting mode setting has been input ("YES" in step S102), the
ステップS104の処理が終了すると、制御部22は、外部の制御装置から通信部30を介して撮影開始命令が入力されたか否かを判別し(ステップS105)、撮影開始命令が入力されていないと判別された場合には(ステップS105で“NO”)、処理をステップS101に移行させる。
When the process of step S104 is completed, the
撮影開始命令が入力されたと判別された場合には(ステップS105で“YES”)、制御部22は、放射線画像の撮影を行う(ステップS106)。即ち、制御部22は、放射線検出素子7のリセット処理を完了させ、全ての走査線5に対してオフ電圧を供給させて、放射線検出素子7内において放射線量に応じた電荷を蓄積させる。続いて、制御部22は、上述した読み出し処理を実行し、放射線検出素子7から出力された画素信号を抽出して放射線画像の画像データを生成する。制御部22は、撮影モードの設定に応じて、生成された画像データを記憶部23に記憶させ、また通信部30を介して外部に出力する。
ステップS106において、撮影モードの設定に応じた枚数の放射線画像の撮影が終了すると、制御部22は、放射線画像撮影処理を終了させる。
When it is determined that an imaging start command has been input (“YES” in step S105), the
In step S106, when imaging of the number of radiographic images corresponding to the setting of the imaging mode is completed, the
(変形例1)
次に、上記実施形態の変形例1について説明する。この変形例では、切替周波数の調整においてテーブルデータを参照せず、放射線画像撮影装置1の撮影モードに対応して設定されたサンプリング間隔及び走査線5の選択周期から直接切替周波数を算出する点で上記実施形態と異なる。その他の点は上記実施形態と同様であるため、以下では上記実施形態との差異点について説明する。
(Modification 1)
Next, the modification 1 of the said embodiment is demonstrated. In this modification, the table frequency is not referred to in the adjustment of the switching frequency, and the switching frequency is directly calculated from the sampling interval and the selection cycle of the
図10は、本変形例に係る放射線画像撮影処理の制御手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、上記実施形態に係る図9のフローチャートにおけるステップS103をステップS103aに変更し、ステップS107を追加したものである。以下では、図9と同一のステップについては説明を省略する。 FIG. 10 is a flowchart illustrating a control procedure of the radiographic image capturing process according to the present modification. In this flowchart, step S103 in the flowchart of FIG. 9 according to the above embodiment is changed to step S103a, and step S107 is added. Hereinafter, description of the same steps as those in FIG. 9 will be omitted.
本変形例の放射線画像撮影処理では、撮影モードの設定の入力がなされると(ステップS102で“YES”)、制御部22は、切り替え後の撮影モードにおいて、現在の切替周波数に対するCDS19の利得gが1以上であるか否かを判別する(ステップS107)。即ち、制御部22は、上記の式(1)におけるTcを、切り替え後の撮影モードに係るサンプリング間隔とし、また式(1)におけるFを、現在の設定に係る切替周波数とした場合の利得gが1以上であるか否かを判別する。当該利得gが1未満であると判別された場合には(ステップS107で“NO”)、制御部22は、処理をステップS105に移行させる。
In the radiographic image capturing process of the present modification, when the setting of the imaging mode is input (“YES” in step S102), the
上記利得gが1以上であると判別された場合には(ステップS107で“YES”)、制御部22は、切り替え後の撮影モードに対応して設定されているサンプリング間隔及び走査線5の選択周期に基づいて、CDS19における利得gが1未満となる切替周波数を算出する(ステップS103a)。即ち、制御部22は、上記の式(1)におけるTcを、切り替え後の撮影モードに係るサンプリング間隔とした場合において、利得gが1未満となり、かつ走査線5の選択期間に係るナイキスト周波数よりも大きい周波数Fを算出する。典型的には、上記条件を満たし利得gが0となるような最小の周波数Fを算出する。そして、制御部22は、DC−DCコンバーター24aにおける切替周波数の設定を変更し、ステップS103aで算出された切替周波数でDC−DCコンバーター24aを動作させる(ステップS104)。
When it is determined that the gain g is 1 or more (“YES” in step S107), the
(変形例2)
次に、上記実施形態の変形例2について説明する。この変形例では、放射線画像撮影装置1において設定され得る全ての撮影モードにおいて、切替周波数に対するCDS19の利得が1未満となり、かつ切替周波数が走査線5の選択周期に係るナイキスト周波数よりも大きくなるように、予め一の切替周波数が設定され、DC−DCコンバーター24aは、各撮影モードにおいて当該一の切替周波数で動作する。即ち、DC−DCコンバーター24aは、CDS19の動作モードに関わらず同一の切替周波数で動作する。その他の点は、上記実施形態と同様である。
(Modification 2)
Next,
ここでは、放射線画像撮影装置1の撮影モードが、一つの静止画撮影モード及び一つの連続撮影モードのみであり、静止画撮影モードでのCDS19における信号の利得gが図7(a)により表され、連続撮影モードでのCDS19における信号の利得gが図7(b)により表される場合を例に挙げて説明する。
Here, the radiographic image capturing apparatus 1 has only one image capturing mode and one continuous image capturing mode, and the signal gain g in the
この場合には、静止画撮影モードのナイキスト周波数Fn1及び連続撮影モードのナイキスト周波数Fn2の何れよりも大きく、かつ静止画撮影モード及び連続撮影モードにおける利得gが何れも1未満となるような周波数範囲、即ち図7(a)における周波数範囲R1b,R1cから上記一の切替周波数が設定される。この切替周波数は、例えば、図7(a)における利得gが0となるような周波数に設定される。あるいは、静止画撮影モード及び連続撮影モードにおける利得gが等しくなるような周波数に設定されても良い。 In this case, a frequency range in which the Nyquist frequency Fn1 in the still image shooting mode and the Nyquist frequency Fn2 in the continuous shooting mode are larger than each other, and the gain g in the still image shooting mode and the continuous shooting mode is both less than 1. That is, the one switching frequency is set from the frequency ranges R1b and R1c in FIG. This switching frequency is set to a frequency at which the gain g in FIG. Alternatively, the frequency may be set such that the gains g in the still image shooting mode and the continuous shooting mode are equal.
以上のように、本実施形態に係る放射線画像撮影装置1は、入射した放射線量に応じた画素信号を各々出力する二次元配列された複数の放射線検出素子7を有する放射線検出部3と、複数の放射線検出素子7から出力された画素信号を相関二重サンプリングにより抽出するCDS19と、直流電圧が入力される回路の構成を所定の切替周波数で切り替えることにより、入力された直流電圧を所定の電源電圧に変換して出力する電源回路24と、相関二重サンプリングにおけるサンプリング間隔が互いに異なる複数の動作モードでCDS19を動作させ、CDS19が複数の動作モードのうち何れの動作モードで動作している期間においても、当該期間における切替周波数に対するCDS19の利得を1未満に制御する制御部22と、を備える。
このような構成によれば、CDS19におけるサンプリング間隔によらず、切替周波数に対するCDS19の利得が1未満となるため、CDS19が何れの動作モードで動作している場合においても、CDS19において、電源回路24の動作に起因して生じる切替周波数のノイズを低減させることができる。この結果、放射線画像撮影装置1により生成される放射線画像におけるノイズの発生を、より安定して抑制することができる。
As described above, the radiation image capturing apparatus 1 according to the present embodiment includes a plurality of radiation detection units 3 each having a plurality of two-dimensionally arranged radiation detection elements 7 that output pixel signals corresponding to incident radiation doses, and a plurality of radiation detection units 3. The
According to such a configuration, the gain of the
また、放射線検出部3は、第1の方向に延在する複数の走査線5、及び第1の方向と交差する第2の方向に延在する複数の信号線6を有し、複数の放射線検出素子7の各々は、複数の走査線5の何れか一つ及び複数の信号線6の何れか一つと接続され、制御部22は、CDS19の動作モードに対応する選択周期で複数の走査線5に対して順にオン電圧を供給することにより、当該オン電圧が供給された走査線5に接続されている放射線検出素子7から信号線6に画素信号を出力させ、CDS19が一の動作モードで動作している期間における切替周波数は、一の動作モードに対応する選択周期に係るナイキスト周波数よりも大きい。これにより、上記選択周期で切替周波数のノイズが画素信号に混入(サンプリング)される際に、ナイキスト周波数を超える周波数成分に折り返し(エイリアシング)が生じるため、画素信号に混入した上記ノイズの空間周波数をナイキスト周波数に対応する周波数未満に抑制することができる。この結果、放射線画像におけるノイズをより低減させ、また視認されにくくすることができる。
The radiation detection unit 3 includes a plurality of
また、制御部22は、CDS19を複数の動作モードのうち何れの動作モードで動作させる場合においても、電源回路24により同一の切替周波数で回路の構成の切り替えを行わせる。このような構成によれば、撮影モードの切り替え等に従ってCDS19の動作モードを切り替える場合に、電源回路24において切替周波数を変更することなく放射線画像におけるノイズの発生を安定して抑制することができる。よって、より簡易な制御により放射線画像におけるノイズの発生を抑制することができる。
Further, the
また、制御部22は、CDS19の動作モードを切り替える場合に、切り替え後の動作モードにおける利得が1未満となるように電源回路24における切替周波数を調整する。これにより、CDS19の動作モードの切り替えに応じて、ノイズを低減させることが可能な適切な切替周波数で電源回路24を動作させることができる。よって、CDS19が複数の動作モードにおいて多数の異なるサンプリング間隔で動作する場合においても、安定して放射線画像におけるノイズの発生を抑制することができる。
In addition, when the operation mode of the
また、制御部22は、CDS19の動作モードを切り替える場合に、切り替え後の動作モードにおける利得が1未満となり、かつ、切替周波数が、切り替え後の動作モードに対応する選択周期に係るナイキスト周波数よりも大きくなるように、電源回路24における切替周波数を調整する。このような構成によれば、CDS19が複数の動作モードにおいて多数の異なるサンプリング間隔で動作する場合においても、安定して放射線画像におけるノイズをより低減させ、また視認されにくくすることができる。
Further, when switching the operation mode of the
また、複数の動作モードに対応付けられて予め定められた複数の切替周波数を記憶する記憶部23を備え、制御部22は、CDS19の動作モードを切り替える場合に、記憶部23を参照して、切り替え後の動作モードに対応付けられた切替周波数を選択する。これにより、CDS19の動作モードの切り替え時に、簡易な処理によりノイズを低減できる適切な切替周波数を選択して電源回路24を動作させることができる。
Further, the
また、制御部22は、切り替え後の動作モードにおけるサンプリング間隔に基づいて、当該切り替え後の動作モードにおける利得が1未満となる切替周波数を算出する。これにより、CDS19におけるサンプリング間隔に応じて、ノイズを低減できる適切な切替周波数を設定することができる。
Further, the
また、制御部22は、CDS19が切り替え前の動作モードで動作している期間における切替周波数に対し、切り替え後の動作モードにおける利得を算出し、当該算出された利得が1以上である場合に、切り替え後の動作モードにおける利得が1未満となる切替周波数を算出する。これによれば、切替後の動作モードで動作するCDS19において切替周波数のノイズが低減されない場合にのみ、切替周波数の調整が行われる。よって、切替周波数の調整頻度を低減させることができる。
Further, the
また、制御部22は、切り替え後の動作モードにおけるサンプリング間隔と切替周波数との積が整数に近付くように切替周波数を調整する。これにより、切り替え後の動作モードで動作するCDS19において、切替周波数の利得を0に近付けることができる。この結果、放射線画像におけるノイズの発生をより効果的に抑制することができる。
Further, the
また、制御部22は、切り替え後の動作モードにおけるサンプリング間隔、及び当該切り替え後の動作モードに対応する選択周期に基づいて、当該切り替え後の動作モードに対応する切替周波数を算出する。これにより、CDS19におけるサンプリング間隔及び走査線5の選択周期に応じて、ノイズを低減できる適切な切替周波数を設定することができる。
Further, the
また、制御部22は、CDS19による画素信号の抽出結果に基づいて放射線画像の画像データを生成し(画像データ生成部)、静止画の放射線画像の画像データを生成する静止画撮影モードにおいて、複数の動作モードのうち所定の第1の動作モードでCDS19を動作させ、放射線画像の画像データを連続して生成する連続撮影モードにおいて、複数の動作モードのうちサンプリング間隔が第1の動作モードにおけるサンプリング間隔よりも小さい第2の動作モードでCDS19を動作させ、静止画撮影モードと連続撮影モードとを切り替える場合に、CDS19の動作モードを切り替える。このような構成により、静止画撮影モード及び連続撮影モードの双方において、安定して放射線画像におけるノイズの発生を抑制することができる。
In addition, the
なお、本発明は、上記実施形態及び各変形例に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、上記実施形態及び各変形例では、切替周波数に対するCDS19の利得gが1未満となるように切替周波数を設定する例を用いて説明したが、これに限定する趣旨ではなく、1未満の所定の上限利得以下となるように切替周波数を設定しても良い。このような上限利得は、特には限られないが、例えばノイズを30%以下に低減可能となる「0.3」とすることができる。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and various modifications can be made.
For example, in the above-described embodiment and each modification, the switching frequency is set so that the gain g of the
また、上記実施形態及び各変形例では、切替周波数に対するCDS19の利得gが所定の上限利得以下となり、かつ走査線5の選択周期に係るナイキスト周波数よりも大きくなるように切替周波数が設定される例を用いて説明したが、これに限定する趣旨ではない。例えば、切替周波数に対するCDS19の利得gが所定の上限利得以下となる条件のみを考慮して切替周波数を設定しても良い。
Further, in the above embodiment and each modification, the switching frequency is set such that the gain g of the
また、上記実施形態及び各変形例では、センサーパネルが筐体内に収納されて持ち運び可能とされた、いわゆる可搬型の放射線画像撮影装置を例に挙げて説明したが、これに限定する趣旨ではなく、例えば、撮影室に設置され、支持台等と一体的に形成された放射線画像撮影装置に対しても本発明を適用することができる。 Further, in the above embodiment and each modification, the sensor panel is housed in the housing and can be carried, and the so-called portable radiographic imaging device has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, the present invention can also be applied to a radiographic imaging apparatus that is installed in an imaging room and formed integrally with a support base or the like.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。 Although several embodiments of the present invention have been described, the scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof. .
1 放射線画像撮影装置
3 放射線検出部
5 走査線
6 信号線
7 放射線検出素子
8 TFT
14 電源回路(電圧変換部)
15 走査線駆動回路
17 読み出し回路
18 増幅回路
19 CDS(信号抽出部)
20 アナログマルチプレクサー
21 A/D変換器
22 制御部(画像データ生成部)
23 記憶部
24 電源回路
24a DC−DCコンバーター
40 外部電源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Radiation imaging device 3
14 Power supply circuit (voltage converter)
15 Scanning
20 Analog multiplexer 21 A /
23
Claims (11)
前記複数の放射線検出素子から出力された前記画素信号を相関二重サンプリングにより抽出する信号抽出部と、
直流電圧が入力される回路の構成を所定の切替周波数で切り替えることにより、入力された直流電圧を所定の電源電圧に変換して出力する電圧変換部と、
前記相関二重サンプリングにおけるサンプリング間隔が互いに異なる複数の動作モードで前記信号抽出部を動作させ、前記信号抽出部が前記複数の動作モードのうち何れの動作モードで動作している期間においても、前記切替周波数に対する前記信号抽出部の利得を、1よりも小さい所定の上限利得以下に制御する制御部と、
を備えることを特徴とする放射線画像撮影装置。 A radiation detector having a plurality of two-dimensionally arranged radiation detection elements each outputting a pixel signal corresponding to an incident radiation dose;
A signal extraction unit for extracting the pixel signals output from the plurality of radiation detection elements by correlated double sampling;
A voltage converter that converts the input DC voltage into a predetermined power supply voltage by switching the configuration of the circuit to which the DC voltage is input at a predetermined switching frequency; and
The signal extraction unit is operated in a plurality of operation modes having different sampling intervals in the correlated double sampling, and the signal extraction unit is operated in any operation mode of the plurality of operation modes. A control unit for controlling the gain of the signal extraction unit with respect to a switching frequency to be equal to or lower than a predetermined upper limit gain smaller than 1;
A radiographic imaging apparatus comprising:
前記複数の放射線検出素子の各々は、前記複数の走査線の何れか一つ及び前記複数の信号線の何れか一つと接続され、
前記制御部は、
前記信号抽出部の動作モードに対応する選択周期で前記複数の走査線に対して順に所定の選択信号を供給することにより、当該選択信号が供給された走査線に接続されている前記放射線検出素子から前記信号線に前記画素信号を出力させ、
前記信号抽出部が前記一の動作モードで動作している期間における前記切替周波数は、前記一の動作モードに対応する前記選択周期に係るナイキスト周波数よりも大きい
ことを特徴とする請求項1に記載の放射線画像撮影装置。 The radiation detection unit includes a plurality of scanning lines extending in a first direction and a plurality of signal lines extending in a second direction intersecting the first direction,
Each of the plurality of radiation detection elements is connected to any one of the plurality of scanning lines and any one of the plurality of signal lines,
The controller is
The radiation detection element connected to the scanning line to which the selection signal is supplied by sequentially supplying a predetermined selection signal to the plurality of scanning lines at a selection period corresponding to an operation mode of the signal extraction unit. Output the pixel signal to the signal line from
The switching frequency during a period in which the signal extraction unit is operating in the one operation mode is greater than a Nyquist frequency related to the selection period corresponding to the one operation mode. Radiographic imaging device.
前記制御部は、前記信号抽出部の動作モードを切り替える場合に、前記記憶部を参照して、前記切り替え後の動作モードに対応付けられた前記切替周波数を選択する
ことを特徴とする請求項4又は5に記載の放射線画像撮影装置。 A storage unit that stores a plurality of the switching frequencies that are predetermined in association with the plurality of operation modes;
The said control part selects the said switching frequency matched with the said operation mode after the switching with reference to the said memory | storage part, when switching the operation mode of the said signal extraction part. Or the radiographic imaging apparatus of 5.
前記制御部は、
前記画像データ生成部により静止画の放射線画像の画像データを生成させる静止画撮影モードにおいて、前記複数の動作モードのうち所定の第1の動作モードで前記信号抽出部を動作させ、前記画像データ生成部により放射線画像の画像データを連続して生成させる連続撮影モードにおいて、前記複数の動作モードのうち前記サンプリング間隔が前記第1の動作モードにおけるサンプリング間隔よりも小さい第2の動作モードで前記信号抽出部を動作させ、
前記静止画撮影モードと前記連続撮影モードとを切り替える場合に、前記信号抽出部の動作モードを切り替える
ことを特徴とする請求項1〜10の何れか一項に記載の放射線画像撮影装置。 An image data generation unit that generates image data of a radiographic image based on the extraction result of the pixel signal by the signal extraction unit;
The controller is
In the still image shooting mode in which the image data generating unit generates radiographic image data of a still image, the signal extraction unit is operated in a predetermined first operation mode among the plurality of operation modes, and the image data generation is performed. In the continuous imaging mode in which the image data of the radiation image is continuously generated by the unit, the signal extraction is performed in the second operation mode in which the sampling interval is smaller than the sampling interval in the first operation mode among the plurality of operation modes. Operating part
The radiographic image capturing apparatus according to claim 1, wherein an operation mode of the signal extraction unit is switched when switching between the still image capturing mode and the continuous capturing mode.
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