JP2019062388A - Radiation imaging system, dynamic image generation method and program - Google Patents

Radiation imaging system, dynamic image generation method and program Download PDF

Info

Publication number
JP2019062388A
JP2019062388A JP2017185316A JP2017185316A JP2019062388A JP 2019062388 A JP2019062388 A JP 2019062388A JP 2017185316 A JP2017185316 A JP 2017185316A JP 2017185316 A JP2017185316 A JP 2017185316A JP 2019062388 A JP2019062388 A JP 2019062388A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
reset
image
pixel
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017185316A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6936680B2 (en
Inventor
松本 和正
Kazumasa Matsumoto
和正 松本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2017185316A priority Critical patent/JP6936680B2/en
Priority to US16/135,232 priority patent/US10557948B2/en
Publication of JP2019062388A publication Critical patent/JP2019062388A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6936680B2 publication Critical patent/JP6936680B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

To provide a technology that is advantageous to reduction in noise of a frame image.SOLUTION: A radiation imaging system for generating a dynamic image comprises: a plurality of pixels each having a signal generation unit that converts radiation into electric charges; a reading circuit that reads out from each pixel an accumulation signal outputted by the signal generation unit depending on accumulated electric charges, and a reset signal outputted by the signal generation unit that is in a reset state; a storage unit that can store data; and a signal processing unit. The signal processing unit stores in the storage unit a correction image generated on the basis of the reset signal and the accumulation signal read out from each pixel, before first radiation irradiation, and in each frame time period, generates a frame image on the basis of a radiation image generated on the basis of the accumulation signal read out from each pixel, a reset image generated on the basis of the reset signal read out from each pixel, and the correction image stored in the storage unit.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、放射線撮像システム、動画像生成方法及びプログラムに関する。   The present invention relates to a radiation imaging system, a moving image generation method, and a program.

放射線撮像装置の分野では、解像度の向上や体積の小型化、画像の歪みを押さえるために、光電変換素子を用いた等倍光学系の大面積フラットパネル式の放射線撮像装置が普及している。特許文献1に、放射線が照射されていない状態で生成されたオフセット画像を放射線画像から減算してフレーム画像を生成することによって、暗電流等に起因するノイズ成分を除去することが記載されている。また、放射線画像は、第1サンプルホールド回路の保持された光信号から、第2サンプルホールド回路に保持されたノイズ信号を減算することによって生成される。   In the field of radiation imaging devices, large-area flat panel radiation imaging devices of an equal-magnification optical system using photoelectric conversion elements have become widespread in order to improve resolution, reduce the volume, and suppress distortion of images. Patent Document 1 describes that a noise component caused by a dark current or the like is removed by subtracting an offset image generated without radiation irradiation from a radiation image to generate a frame image. . Also, a radiation image is generated by subtracting the noise signal held in the second sample and hold circuit from the light signal held in the first sample and hold circuit.

特開2016−95278号公報JP, 2016-95278, A

放射線撮像装置に含まれる増幅トランジスタ、定電流源及びスイッチなどの半導体素子に起因して、オフセット画像及び放射線画像には1/fノイズや温度ドリフトによるノイズが発生する。これらのノイズは時間変動するため、オフセット画像取得と放射線画像取得との時間間隔が長いと、放射線画像とオフセット画像とのそれぞれに含まれるノイズの差が大きくなり、フレーム画像からノイズを十分に低減できない。本発明の一部の側面は、フレーム画像のノイズを低減するために有利な技術を提供することを目的とする。   Due to semiconductor elements such as an amplification transistor, a constant current source, and a switch included in the radiation imaging apparatus, 1 / f noise and noise due to temperature drift occur in the offset image and the radiation image. Since these noises fluctuate with time, if the time interval between offset image acquisition and radiation image acquisition is long, the difference between the noise included in each of the radiation image and the offset image becomes large, and the noise is sufficiently reduced from the frame image Can not. Some aspects of the present invention aim to provide an advantageous technique for reducing the noise of a frame image.

上記課題に鑑みて、動画像を生成する放射線撮像システムであって、放射線を電荷に変換する信号生成部をそれぞれが有する複数の画素と、各画素から、蓄積された電荷に応じて前記信号生成部が出力する蓄積信号と、リセット状態にある前記信号生成部が出力するリセット信号と、を読み出す読出し回路と、データを記憶可能な記憶部と、信号処理部と、を備え、前記信号処理部は、最初の放射線照射前に、各画素から読み出された前記リセット信号及び前記蓄積信号に基づいて生成した補正用画像を前記記憶部に記憶し、各フレーム期間に、各画素から読み出された前記蓄積信号に基づいて生成した放射線画像と、各画素から読み出された前記リセット信号に基づいて生成したリセット画像と、前記記憶部に記憶されている前記補正用画像とに基づいてフレーム画像を生成することを特徴とする放射線撮像システムが提供される。   In view of the above problems, a radiation imaging system for generating a moving image, the plurality of pixels each having a signal generation unit for converting radiation into charge, and the signal generation according to charges accumulated from each pixel A readout circuit for reading out an accumulation signal output from the storage unit and a reset signal output from the signal generation unit in a reset state; a storage unit capable of storing data; and a signal processing unit; Stores the correction image generated based on the reset signal read from each pixel and the accumulated signal before the first radiation irradiation, and reads out from each pixel in each frame period. The radiation image generated based on the accumulated signal, the reset image generated based on the reset signal read from each pixel, and the correction image stored in the storage unit Radiation imaging system is provided, characterized in that to generate the frame image based on and.

上記手段により、フレーム画像のノイズが低減する。   By the above means, the noise of the frame image is reduced.

本発明の一部の実施形態の画素の構成を説明する等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram explaining the composition of the pixel of some embodiments of the present invention. 本発明の一部の実施形態の画素アレイ及び信号読出部の構成を説明する等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram explaining the composition of the pixel array of some embodiments of the present invention, and a signal read-out part. 本発明の一部の実施形態の放射線撮像システムの構成を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the structure of the radiation imaging system of the one part embodiment of this invention. 本発明の一部の実施形態の動画撮影時の駆動方法の一例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows an example of the drive method at the time of video recording of some embodiments of the present invention. 本発明の一部の実施形態の補正用画像を生成する処理の一例を示すフローチャートである。5 is a flowchart illustrating an example of a process for generating a correction image according to some embodiments of the present invention. 本発明の一部の実施形態のフレーム画像を生成する処理の一例を示すフローチャートである。5 is a flowchart illustrating an example of a process of generating a frame image according to some embodiments of the present invention. 本発明の一部の実施形態の複数の感度で信号を読み出す駆動方法の一例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows an example of the drive method which reads a signal with a plurality of sensitivity of some embodiments of the present invention. 本発明の一部の実施形態の複数の感度で補正用画像を生成する処理の一例を示すフローチャートである。5 is a flowchart illustrating an example of a process for generating a correction image with multiple sensitivities of some embodiments of the present invention. 本発明の一部の実施形態の複数の感度でフレーム画像を生成する処理の一例を示すフローチャートである。5 is a flowchart illustrating an example of a process for generating frame images with multiple sensitivities of some embodiments of the present invention.

添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態について以下に説明する。様々な実施形態を通じて同様の要素には同一の参照符号を付し、重複する説明を省略する。また、各実施形態は適宜変更、組み合わせが可能である。以下の説明する実施形態は、デジタルX線撮像装置などの放射線撮像装置及び放射線撮像システムに関する。放射線撮像システムは、とりわけ、動画像を生成する。   Embodiments of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings. Like elements are given the same reference numerals throughout the various embodiments and duplicate descriptions are omitted. In addition, each embodiment can be appropriately changed and combined. Embodiments described below relate to a radiation imaging apparatus such as a digital X-ray imaging apparatus and a radiation imaging system. The radiation imaging system generates, inter alia, moving images.

<第1実施形態>
図1は、本発明の一部の実施形態の放射線撮像装置100(図3)における1つの画素Pの概略回路を説明する等価回路図である。画素Pは、変換部CPと増幅部APとリセット部RPと保持部SH1〜SH3と出力部OP1〜OP3とを含む。以下の例では、これらの構成のそれぞれが回路で構成される。例えば、変換部CPは変換回路によって構成される。
First Embodiment
FIG. 1 is an equivalent circuit diagram illustrating a schematic circuit of one pixel P in a radiation imaging apparatus 100 (FIG. 3) according to some embodiments of the present invention. The pixel P includes a conversion unit CP, an amplification unit AP, a reset unit RP, holding units SH1 to SH3, and output units OP1 to OP3. In the following example, each of these configurations is comprised of a circuit. For example, the conversion unit CP is configured by a conversion circuit.

変換部CPは、フォトダイオードPDと、トランジスタM1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、感度切り替え用の付加容量Cfd’とを有する。フォトダイオードPDは光電変換素子の一例であり、波長変換体であるシンチレータに入射した放射線に応じて生じた光を電荷に変換する。すなわち、放射線を光に変換する波長変換体と、光を電荷に変換する光電変換素子とによって、放射線を電荷に変換する変換素子が構成される。これに代えて、変換素子として、放射線を直接電荷に変換する素子が用いられてもよい。放射線に応じた量の電荷がフォトダイオードPDで発生し、発生した電荷量に応じたFD容量Cfdの電圧が増幅部APに出力される。また、感度切り替え用の容量Cfd’は、放射線に対する画素Pの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。WIDE信号が活性化され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増幅部APに出力される。すなわち、トランジスタM1の導通状態を制御することにより、高感度の変換部CPで変換された電荷に応じた電圧である高感度信号と、低感度の変換部CPで変換された電荷に応じた電圧である低感度信号と、の何れかが出力される。   The conversion unit CP includes a photodiode PD, a transistor M1, a floating diffusion capacitance Cfd (hereinafter referred to as an FD capacitance Cfd), and an additional capacitance Cfd 'for sensitivity switching. The photodiode PD is an example of a photoelectric conversion element, and converts light generated in response to radiation incident on a scintillator that is a wavelength converter into charge. That is, a conversion element for converting radiation into charge is constituted by the wavelength converter for converting radiation into light and the photoelectric conversion element for converting light into charge. Instead of this, as the conversion element, an element that converts radiation directly into electric charge may be used. A charge corresponding to the radiation is generated by the photodiode PD, and the voltage of the FD capacitance Cfd corresponding to the generated charge amount is output to the amplification unit AP. The sensitivity switching capacitor Cfd 'is used to switch the sensitivity of the pixel P to radiation, and is connected to the photodiode PD via the transistor M1 (switch element). As the WIDE signal is activated, the transistor M1 is turned on, and the voltage of the combined capacitance of the FD capacitance Cfd and the capacitance Cfd 'is output to the amplification unit AP. That is, by controlling the conduction state of the transistor M1, a high sensitivity signal, which is a voltage corresponding to the charges converted by the high sensitivity converter CP, and a voltage corresponding to the charges converted by the low sensitivity converter CP. The low sensitivity signal which is

増幅部APは、制御トランジスタM3と増幅トランジスタM4とクランプ容量Cclと制御トランジスタM6と増幅トランジスタM7と各定電流源とを有する。制御トランジスタM3と増幅トランジスタM4と定電流源(例えばカレントミラー構成のトランジスタ)とは電流経路を形成するように直列に接続されている。制御トランジスタM3のゲートに入力されるイネーブル信号ENが活性化されることによって、変換部CPからの電圧を受ける増幅トランジスタM4が動作状態となる。このようにしてソースフォロワ回路が形成され、変換部CPからの電圧を増幅した電圧が増幅トランジスタM4から出力される。増幅トランジスタM4から出力された電圧は、クランプ容量Cclを介して増幅トランジスタM7に入力される。制御トランジスタM6と増幅トランジスタM7と定電流源とは電流経路を形成するように直列に接続されている。制御トランジスタM6のゲートに入力されるイネーブル信号ENが活性化されることによって、増幅トランジスタM4からの電圧を受ける増幅トランジスタM7が動作状態となる。このようにしてソースフォロワ回路が形成され、増幅トランジスタM4からの電圧を増幅した電圧が増幅トランジスタM7から出力される。クランプ容量Cclは増幅トランジスタM4と増幅トランジスタM7との間に直列に配置されている。クランプ容量Cclによるクランプ動作については、後に説明するリセット部RPと併せて説明する。   The amplification unit AP includes a control transistor M3, an amplification transistor M4, a clamp capacitance Ccl, a control transistor M6, an amplification transistor M7, and respective constant current sources. The control transistor M3, the amplification transistor M4, and the constant current source (for example, a transistor having a current mirror configuration) are connected in series so as to form a current path. The activation of the enable signal EN input to the gate of the control transistor M3 causes the amplification transistor M4 receiving the voltage from the conversion unit CP to be in the operating state. Thus, a source follower circuit is formed, and a voltage obtained by amplifying the voltage from the conversion unit CP is output from the amplification transistor M4. The voltage output from the amplification transistor M4 is input to the amplification transistor M7 via the clamp capacitance Ccl. The control transistor M6, the amplification transistor M7, and the constant current source are connected in series so as to form a current path. As the enable signal EN input to the gate of the control transistor M6 is activated, the amplification transistor M7 receiving the voltage from the amplification transistor M4 is put into operation. Thus, a source follower circuit is formed, and a voltage obtained by amplifying the voltage from the amplification transistor M4 is output from the amplification transistor M7. The clamp capacitance Ccl is disposed in series between the amplification transistor M4 and the amplification transistor M7. The clamp operation by the clamp capacitance Ccl will be described together with the reset unit RP described later.

リセット部RPは、リセットトランジスタM2とリセットトランジスタM5とを含む。リセットトランジスタM2は、リセット信号PRESが活性化されるとフォトダイオードPDに所定の電位を供給し、それ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、増幅部APに出力される電圧をリセットする。リセットトランジスタM5は、クランプ容量Cclと増幅トランジスタM7との間の接続ノードに所定の電位を供給することにより、増幅トランジスタM7から出力される電圧をリセットする。リセットトランジスタM2によるリセット時の変換部CPからの電圧に応じた電圧がクランプ容量Cclの入力端子n1に入力される。また、クランプ信号PCLが活性化されることによりリセットトランジスタM5が導通状態になり、所定の電位であるクランプ電圧VCLがクランプ容量Cclの出力端子n2に入力される。このようにして、クランプ容量Cclの両端子間で生じた電位差をノイズ成分としてクランプし、その後のフォトダイオードPDでの電荷の発生および蓄積に伴い変化した電圧を信号成分として出力する。これがクランプ容量Cclを用いたクランプ動作であり、クランプ動作により変換部CPで生じるkTCノイズや増幅トランジスタM4のオフセット等のノイズ成分が抑制される。   The reset unit RP includes a reset transistor M2 and a reset transistor M5. The reset transistor M2 supplies a predetermined potential to the photodiode PD when the reset signal PRES is activated, thereby resetting (initializing) the charge of the photodiode PD and resetting the voltage output to the amplification unit AP Do. The reset transistor M5 resets the voltage output from the amplification transistor M7 by supplying a predetermined potential to the connection node between the clamp capacitance Ccl and the amplification transistor M7. A voltage corresponding to the voltage from the conversion unit CP at the time of reset by the reset transistor M2 is input to the input terminal n1 of the clamp capacitance Ccl. Further, activation of the clamp signal PCL turns on the reset transistor M5, and the clamp voltage VCL, which is a predetermined potential, is input to the output terminal n2 of the clamp capacitance Ccl. In this manner, the potential difference generated between both terminals of the clamp capacitance Ccl is clamped as a noise component, and the voltage changed with the subsequent generation and accumulation of charges in the photodiode PD is output as a signal component. This is the clamp operation using the clamp capacitance Ccl, and the clamp operation suppresses noise components such as kTC noise generated in the conversion unit CP and an offset of the amplification transistor M4.

変換部CPと増幅部APとによって、放射線を電荷に変換し、変換部CPに蓄積された電荷に基づく信号を生成する信号生成部が構成される。蓄積された電荷に応じた信号を蓄積信号と呼ぶ。変換部CPに蓄積された電荷は、放射線に応じて発生した電荷と、放射線によらずに発生した電荷(いわゆる暗電荷)とを含む。蓄積信号は、上述の高感度信号又は低感度信号に基づく。この信号生成部をリセット部RPが電荷蓄積前の状態にリセットすることによって信号生成部が生成する信号をリセット信号と呼ぶ。信号生成部のリセットは、上述のように、光電変換素子PDの電位とクランプ容量Cclの出力端子n2の電位とをリセットすることによって行われる。蓄積信号とリセット信号とを総称して画素信号と呼ぶ。変換部CPに電荷が蓄積された後に信号生成部が出力する画素信号が蓄積信号であり、信号生成部がリセット状態である場合に出力する画素信号がリセット信号である。   The conversion unit CP and the amplification unit AP constitute a signal generation unit that converts radiation into charge and generates a signal based on the charge accumulated in the conversion unit CP. A signal corresponding to the accumulated charge is called an accumulation signal. The charge stored in the conversion unit CP includes a charge generated according to radiation and a charge generated without radiation (so-called dark charge). The accumulated signal is based on the high sensitivity signal or the low sensitivity signal described above. A signal generated by the signal generation unit is called a reset signal when the reset unit RP resets the signal generation unit to a state before charge accumulation. As described above, the signal generation unit is reset by resetting the potential of the photoelectric conversion element PD and the potential of the output terminal n2 of the clamp capacitor Ccl. The accumulation signal and the reset signal are collectively referred to as a pixel signal. The pixel signal output from the signal generation unit after the charge is accumulated in the conversion unit CP is the accumulation signal, and the pixel signal output when the signal generation unit is in the reset state is the reset signal.

保持部SH1は、増幅部APから出力された画素信号を保持可能な部分であり、転送トランジスタM8と保持容量CS1とを含むサンプルホールド回路である。具体的には、サンプルホールド制御信号TS1を用いて転送トランジスタ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り、画素信号を容量CS1に転送して保持するサンプリングを行う。出力部OP1は、信号増幅トランジスタM10と出力スイッチSW9とを含む。信号増幅トランジスタM10は、保持容量CS1に保持された画素信号を増幅して出力するためのトランジスタであり、出力スイッチSW9は信号増幅トランジスタM10によって出力された画素信号を転送するスイッチである。具体的には、出力スイッチSW9に入力される垂直走査信号VSRによって出力スイッチSW9が導通状態となることにより、列信号線406で接続される後段の定電流源CCSpと信号増幅トランジスタM10とでソースフォロワ回路が形成される。これにより、出力部OP1によって、保持部SH1に保持された画素信号が増幅されて画素Pから出力される。以下では、画素Pから出力された増幅後の画素信号を画素信号S1と呼ぶ。また、画素信号が蓄積信号である場合は蓄積信号S1、リセット信号である場合はリセット信号S1と呼ぶ。   The holding unit SH1 is a portion capable of holding the pixel signal output from the amplification unit AP, and is a sample hold circuit including the transfer transistor M8 and the holding capacitance CS1. Specifically, sampling is performed to transfer and hold the pixel signal to the capacitor CS1 by switching the state (conductive state or non-conductive state) of the transfer transistor M8 using the sample hold control signal TS1. The output unit OP1 includes a signal amplification transistor M10 and an output switch SW9. The signal amplification transistor M10 is a transistor for amplifying and outputting the pixel signal held by the holding capacitance CS1, and the output switch SW9 is a switch for transferring the pixel signal outputted by the signal amplification transistor M10. Specifically, when the output switch SW9 is turned on by the vertical scanning signal VSR input to the output switch SW9, the source of the signal amplification transistor M10 and the constant current source CCSp of the subsequent stage connected by the column signal line 406 A follower circuit is formed. Accordingly, the pixel signal held in the holding unit SH1 is amplified by the output unit OP1 and output from the pixel P. Hereinafter, the amplified pixel signal output from the pixel P is referred to as a pixel signal S1. Also, when the pixel signal is an accumulation signal, it is called accumulation signal S1, and when it is a reset signal, it is called reset signal S1.

保持部SH2は、増幅部APから出力された画素信号を保持可能な部分であり、転送トランジスタM11と保持容量CS2とを含むサンプルホールド回路である。具体的には、サンプルホールド制御信号TS2を用いて転送トランジスタM11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り、画素信号を容量CS2に転送して保持するサンプリングを行う。出力部OP2は、信号増幅トランジスタM13と出力スイッチSW12とを含む。信号増幅トランジスタM13は、保持容量CS2に保持された画素信号を増幅して出力するためのトランジスタであり、出力スイッチSW12は信号増幅トランジスタM13によって出力された画素信号を転送するスイッチである。具体的には、出力スイッチSW12に入力される垂直走査信号VSRによって出力スイッチSW12が導通状態となることにより、列信号線407で接続される後段の定電流源CCSpと信号増幅トランジスタM13とでソースフォロワ回路が形成される。これにより、出力部OP2によって、保持部SH2に保持された画素信号が増幅されて画素Pから出力される。以下では、画素Pから出力された増幅後の画素信号を画素信号S2と呼ぶ。また、画素信号が蓄積信号である場合は蓄積信号S2、リセット信号である場合はリセット信号S2と呼ぶ。   The holding unit SH2 is a portion capable of holding the pixel signal output from the amplification unit AP, and is a sample hold circuit including the transfer transistor M11 and the holding capacitance CS2. Specifically, sampling is performed by transferring the pixel signal to the capacitor CS2 and holding the pixel signal by switching the state (conductive state or non-conductive state) of the transfer transistor M11 using the sample hold control signal TS2. The output part OP2 includes a signal amplification transistor M13 and an output switch SW12. The signal amplification transistor M13 is a transistor for amplifying and outputting the pixel signal held by the holding capacitance CS2, and the output switch SW12 is a switch for transferring the pixel signal outputted by the signal amplification transistor M13. Specifically, when the output switch SW12 is turned on by the vertical scanning signal VSR input to the output switch SW12, the source of the signal amplification transistor M13 and the constant current source CCSp of the subsequent stage connected by the column signal line 407 A follower circuit is formed. Accordingly, the pixel signal held in the holding unit SH2 is amplified by the output unit OP2 and output from the pixel P. Hereinafter, the amplified pixel signal output from the pixel P is referred to as a pixel signal S2. Also, when the pixel signal is an accumulation signal, it is called accumulation signal S2, and when it is a reset signal, it is called reset signal S2.

保持部SH3は、増幅部APから出力された画素信号を保持可能な部分であり、転送トランジスタM14と保持容量CS3とを含むサンプルホールド回路である。具体的には、サンプルホールド制御信号TS3を用いて転送トランジスタM14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り、画素信号を容量CS3に転送して保持するサンプリングを行う。出力部OP3は、信号増幅トランジスタM16と出力スイッチSW15とを含む。信号増幅トランジスタM16は、保持容量CS3に保持された画素信号を増幅して出力するためのトランジスタであり、出力スイッチSW15は信号増幅トランジスタM16によって出力された画素信号を転送するスイッチである。具体的には、出力スイッチSW15に入力される垂直走査信号VSRによって出力スイッチSW15が導通状態となることにより、列信号線408で接続される後段の定電流源CCSpと信号増幅トランジスタM16とでソースフォロワ回路が形成される。これにより、出力部OP3によって、保持部SH3に保持された画素信号が増幅されて画素Pから出力される。以下では、画素Pから出力された増幅後の画素信号を画素信号S3と呼ぶ。また、画素信号が蓄積信号である場合は蓄積信号S3、リセット信号である場合はリセット信号S3と呼ぶ。   The holding unit SH3 is a portion capable of holding the pixel signal output from the amplification unit AP, and is a sample hold circuit including the transfer transistor M14 and the holding capacitance CS3. Specifically, sampling is performed to transfer and hold the pixel signal to the capacitor CS3 by switching the state (conductive state or non-conductive state) of the transfer transistor M14 using the sample and hold control signal TS3. The output unit OP3 includes a signal amplification transistor M16 and an output switch SW15. The signal amplification transistor M16 is a transistor for amplifying and outputting the pixel signal held by the holding capacitance CS3, and the output switch SW15 is a switch for transferring the pixel signal outputted by the signal amplification transistor M16. Specifically, when the output switch SW15 is turned on by the vertical scanning signal VSR input to the output switch SW15, the source of the signal amplification transistor M16 and the constant current source CCSp of the subsequent stage connected by the column signal line 408 A follower circuit is formed. Accordingly, the pixel signal held in the holding unit SH3 is amplified by the output unit OP3 and output from the pixel P. Hereinafter, the amplified pixel signal output from the pixel P is referred to as a pixel signal S3. In addition, when the pixel signal is an accumulation signal, it is called accumulation signal S3, and when it is a reset signal, it is called reset signal S3.

容量CS1、容量CS2および容量CS3のサンプルホールド後は、転送トランジスタM8、転送トランジスタM11および転送トランジスタM14がオフとなり、これによって容量CS1、容量CS2および容量CS3が前段の増幅部APから切り離される。このため、保持された画素信号(蓄積信号又はリセット信号)は、再度サンプルホールドされるまで非破壊で読み出すことが可能である。   After the sample and hold of the capacitors CS1, CS2 and CS3, the transfer transistor M8, the transfer transistor M11 and the transfer transistor M14 are turned off, whereby the capacitors CS1, CS2 and CS3 are disconnected from the amplification unit AP of the previous stage. Therefore, the held pixel signal (stored signal or reset signal) can be read out nondestructively until it is sampled and held again.

次に図2(A)及び図2(B)を用いて、本実施形態の放射線撮像装置100の画素アレイ120及び読出し回路20を説明する。図1の画素Pが二次元アレイ状に複数配列されて画素アレイ120が構成される。そして、画素アレイ120からの信号は読出し回路20によって読み出される。まず、図2(A)を用いて本実施形態の放射線撮像装置100の画素アレイ120を説明する。図2(A)は、本実施形態の放射線撮像装置100の画素アレイ120の概略構成を説明するための等価回路図である。   Next, the pixel array 120 and the readout circuit 20 of the radiation imaging apparatus 100 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 (A) and 2 (B). A plurality of pixels P in FIG. 1 are arranged in a two-dimensional array to form a pixel array 120. Then, the signal from the pixel array 120 is read out by the readout circuit 20. First, the pixel array 120 of the radiation imaging apparatus 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2A is an equivalent circuit diagram for describing a schematic configuration of the pixel array 120 of the radiation imaging apparatus 100 of the present embodiment.

画素アレイ120は、複数の画素Pと、各画素Pを駆動するための垂直走査回路403と、各画素Pから信号読出を行うための水平走査回路404と、を備える。垂直走査回路403および水平走査回路404は、例えばシフトレジスタで構成されており、制御部109(図3)からの制御信号に基づいて動作する。垂直走査回路403は、制御線405を介して各画素Pに垂直走査信号VSRを供給し、当該垂直走査信号VSRに基づいて各画素Pを行単位で駆動する。すなわち、垂直走査回路403は行選択部として機能し、信号読出を行うべき画素Pを行単位で選択する。また、水平走査回路404は列選択部として機能し、水平走査信号HSRに基づいて各画素Pを列単位で選択して、各画素Pからの信号を順に出力させる(水平転送)。ここで、行選択部(垂直走査回路403)の動作周波数は、列選択部(水平走査回路404)の動作周波数に比べて低く、即ち、行選択部(垂直走査回路403)は列選択部(水平走査回路404)に比べて動作が遅い。   The pixel array 120 includes a plurality of pixels P, a vertical scanning circuit 403 for driving each pixel P, and a horizontal scanning circuit 404 for performing signal readout from each pixel P. The vertical scanning circuit 403 and the horizontal scanning circuit 404 are constituted by shift registers, for example, and operate based on control signals from the control unit 109 (FIG. 3). The vertical scanning circuit 403 supplies a vertical scanning signal VSR to each pixel P via the control line 405, and drives each pixel P row by row based on the vertical scanning signal VSR. That is, the vertical scanning circuit 403 functions as a row selection unit, and selects pixels P for which signal readout is to be performed row by row. Further, the horizontal scanning circuit 404 functions as a column selection unit, selects each pixel P in units of columns based on the horizontal scanning signal HSR, and sequentially outputs signals from each pixel P (horizontal transfer). Here, the operating frequency of the row selection unit (vertical scanning circuit 403) is lower than the operating frequency of the column selection unit (horizontal scanning circuit 404), that is, the row selection unit (vertical scanning circuit 403) Operation is slower than horizontal scanning circuit 404).

また、画素アレイ120は、各画素Pの容量CS1に保持された画素信号を読み出すための端子Es1と、容量CS2に保持された画素信号を読み出すための端子Es2と、容量CS3に保持された画素信号を読み出すための端子Es3と、を有する。また、画素アレイ120はセレクト端子Ecsをさらに有し、端子Ecsが受ける信号が活性化されることによって、当該画素アレイ120の各画素Pの画素信号が、端子Es1、Es2及びEs3を介して読み出される。具体的には、前述の各画素Pの画素信号S1、画素信号S2及び画素信号S3が、各端子に対応する列信号線406〜408に供給される。   The pixel array 120 also has a terminal Es1 for reading out the pixel signal held in the capacitor CS1 of each pixel P, a terminal Es2 for reading out the pixel signal held in the capacitor CS2, and a pixel held in the capacitor CS3. And a terminal Es3 for reading out the signal. The pixel array 120 further has a select terminal Ecs, and the signal received by the terminal Ecs is activated, whereby the pixel signal of each pixel P of the pixel array 120 is read out via the terminals Es1, Es2 and Es3. Be Specifically, the pixel signal S1, the pixel signal S2, and the pixel signal S3 of each pixel P described above are supplied to the column signal lines 406 to 408 corresponding to the respective terminals.

制御トランジスタSWchと増幅トランジスタAvと定電流源CCSvとは電流経路を形成するように直列に接続されている。増幅トランジスタAvの出力は、水平走査回路404からの水平走査信号HSRに応答して導通状態になる転送トランジスタSWahを介して、アナログ信号線409〜411に接続されている。制御トランジスタSWchのゲートに入力される水平走査信号HSRが活性化されることによって、列信号線406〜408からの電圧をそれぞれに受ける増幅トランジスタAvが動作状態になる。このようにしてソースフォロワ回路が形成され、列信号線406〜408からの電圧を増幅した電圧が、水平走査信号HSRに応答して導通状態になる転送トランジスタSWahを介してアナログ信号線409〜411に出力される。   The control transistor SWch, the amplification transistor Av and the constant current source CCSv are connected in series to form a current path. The output of the amplification transistor Av is connected to the analog signal lines 409 to 411 via the transfer transistor SWah which becomes conductive in response to the horizontal scanning signal HSR from the horizontal scanning circuit 404. As the horizontal scanning signal HSR input to the gate of the control transistor SWch is activated, the amplification transistors Av receiving the voltages from the column signal lines 406 to 408 are activated. Thus, the source follower circuit is formed, and voltages obtained by amplifying the voltages from the column signal lines 406 to 408 become conductive in response to the horizontal scanning signal HSR via the analog signal lines 409 to 411 via the transfer transistor SWah. Output to

増幅トランジスタAoutと定電流源CCSoutとは電流経路を形成するように直列に接続され、動作状態のソースフォロワ回路が形成されている。これによりアナログ信号線409〜411からの電圧を増幅した電圧が、端子Ecsが受ける信号に応答して導通状態になる転送トランジスタSWcsを介して、端子Es1、Es2及びEs3から出力される。   The amplification transistor Aout and the constant current source CCSout are connected in series so as to form a current path, and a source follower circuit in an operating state is formed. As a result, voltages obtained by amplifying the voltages from the analog signal lines 409 to 411 are output from the terminals Es1, Es2 and Es3 via the transfer transistors SWcs which are rendered conductive in response to the signal received by the terminal Ecs.

また、画素アレイ120は、垂直走査回路403および水平走査回路404を制御するための各制御信号を受ける端子HST、CLKH、VSTおよびCLKVをさらに有する。端子HSTは、水平走査回路404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404に入力されるクロック信号を受ける。端子VSTは、垂直走査回路403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403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、後述する制御部109から入力される。水平走査回路404は入力されたスタートパルスとクロック信号とに基づいて水平走査信号HSRを生成して出力し、垂直走査回路403は入力されたスタートパルスとクロック信号とに基づいて垂直走査信号VSRを生成して出力する。これにより、画素信号S1、画素信号S2及び画素信号S3が、各画素からX‐Yアドレス方式で順次に読み出される。すなわち、画素アレイ120では、各画素Pは行単位で制御され、各保持部に保持された信号が列単位で出力される(水平転送される)ことによって、信号が読み出される。   Pixel array 120 further includes terminals HST, CLKH, VST, and CLKV receiving control signals for controlling vertical scanning circuit 403 and horizontal scanning circuit 404. Terminal HST receives the start pulse input to horizontal scanning circuit 404. Terminal CLKH receives a clock signal input to horizontal scanning circuit 404. Terminal VST receives the start pulse input to vertical scanning circuit 403. Terminal CLKV receives a clock signal input to vertical scanning circuit 403. These control signals are input from the control unit 109 described later. The horizontal scanning circuit 404 generates and outputs a horizontal scanning signal HSR based on the input start pulse and the clock signal, and the vertical scanning circuit 403 generates the vertical scanning signal VSR based on the input start pulse and the clock signal. Generate and output. Thereby, the pixel signal S1, the pixel signal S2 and the pixel signal S3 are sequentially read out from each pixel by the XY address method. That is, in the pixel array 120, each pixel P is controlled in row units, and the signal is read by outputting (horizontally transferring) the signals held in each holding unit in column units.

次に、図2(B)を用いて本実施形態の放射線撮像装置の読出し回路20を説明する。図2(B)は、本実施形態の放射線撮像装置の読出し回路20の概略構成を説明するための等価回路図である。読出し回路20は、例えば差動増幅器等を含む信号増幅部107とAD変換を行うAD変換部108とを有する。   Next, the readout circuit 20 of the radiation imaging apparatus of the present embodiment will be described using FIG. 2 (B). FIG. 2B is an equivalent circuit diagram for describing a schematic configuration of the readout circuit 20 of the radiation imaging apparatus of the present embodiment. The readout circuit 20 includes, for example, a signal amplification unit 107 including a differential amplifier and the like, and an AD conversion unit 108 that performs AD conversion.

端子Es3からの画素信号S3は信号増幅部107の非反転入力端子AMP+に入力される。また、端子Es1からの画素信号S1は、制御端子に入力される制御信号TRO1に応答して導通状態になるスイッチM51を介して、信号増幅部107の反転入力端子AMP−に入力される。また、端子Es2からの画素信号S2は、制御端子に入力される制御信号TRO2に応答して導通状態になるスイッチM52を介して、反転入力端子AMP−に入力される。スイッチM51及びM52は、端子Es1及び端子Es2の一方の信号が反転入力端子AMP−に入力されるように制御される。スイッチM51及びM52並びに信号増幅部107は、信号ADCLKの周期に追従可能な応答特性を有するように設計される。   The pixel signal S3 from the terminal Es3 is input to the non-inversion input terminal AMP + of the signal amplification unit 107. Further, the pixel signal S1 from the terminal Es1 is input to the inverting input terminal AMP− of the signal amplification unit 107 via the switch M51 which is turned on in response to the control signal TRO1 input to the control terminal. Further, the pixel signal S2 from the terminal Es2 is input to the inverting input terminal AMP- through the switch M52 which is turned on in response to the control signal TRO2 input to the control terminal. The switches M51 and M52 are controlled such that one of the signals of the terminal Es1 and the terminal Es2 is input to the inverting input terminal AMP-. Switches M51 and M52 and signal amplification unit 107 are designed to have a response characteristic that can follow the cycle of signal ADCLK.

信号増幅部107では、端子Es1からの信号と端子Es3からの信号との差分、又は端子Es2からの信号と端子Es3からの信号との差分が増幅される。この差分はAD変換部108で、端子ADCLKを介して入力されるクロック信号に基づいてデジタルデータにAD変換される。このような構成により、画素アレイ120の画像データ(デジタルデータ)が得られ、端子ADOUTを介して後述する制御部109に出力される。   In the signal amplification unit 107, the difference between the signal from the terminal Es1 and the signal from the terminal Es3 or the difference between the signal from the terminal Es2 and the signal from the terminal Es3 is amplified. This difference is AD converted to digital data by the AD converter 108 based on the clock signal input via the terminal ADCLK. With such a configuration, image data (digital data) of the pixel array 120 is obtained, and is output to the control unit 109 described later via the terminal ADOUT.

以上のような画素アレイ120及び読出し回路20を用いて、本実施形態の放射線撮像装置100及び放射線撮像システムSYSが構成される。次に、図3を用いて本実施形態の放射線撮像装置100及び放射線撮像システムSYSを説明する。図3は、本実施形態の放射線撮像装置100及び放射線撮像システムSYSの概略構成を説明するための模式図である。   The radiation imaging apparatus 100 and the radiation imaging system SYS of the present embodiment are configured using the pixel array 120 and the readout circuit 20 as described above. Next, the radiation imaging apparatus 100 and the radiation imaging system SYS of the present embodiment will be described using FIG. 3. FIG. 3 is a schematic view for explaining a schematic configuration of the radiation imaging apparatus 100 and the radiation imaging system SYS of the present embodiment.

放射線撮像システムSYSは、放射線撮像装置100と、放射線を発生する放射線発生装置104と、照射制御部103と、画像処理およびシステム制御を行う信号処理部101と、ディスプレイ等を含む表示部102と、を備える。放射線撮影を行う際には、信号処理部101によって放射線撮像装置100と照射制御部103とが同期制御される。被検者を通過した放射線(X線、α線、β線、γ線等)に基づいて放射線撮像装置100が信号を生成し、この信号に対して信号処理部101等において所定の処理が為された後、当該放射線に基づく画像データが生成される。当該画像データは表示部102に放射線画像として表示される。放射線撮像装置100は、撮像領域10を有する撮像パネル105と、撮像領域10から信号を読み出す読出し回路20と、各ユニットを制御する制御部109とを備える。   The radiation imaging system SYS includes a radiation imaging apparatus 100, a radiation generation apparatus 104 for generating radiation, an irradiation control unit 103, a signal processing unit 101 for performing image processing and system control, and a display unit 102 including a display and the like. Equipped with When radiation imaging is performed, the signal processing unit 101 synchronously controls the radiation imaging apparatus 100 and the irradiation control unit 103. The radiation imaging apparatus 100 generates a signal based on the radiation (X-ray, α-ray, β-ray, γ-ray, etc.) that has passed through the subject, and this signal is processed by the signal processing unit 101 etc. After being generated, image data based on the radiation is generated. The image data is displayed on the display unit 102 as a radiation image. The radiation imaging apparatus 100 includes an imaging panel 105 having an imaging area 10, a readout circuit 20 for reading out a signal from the imaging area 10, and a control unit 109 for controlling each unit.

撮像パネル105は、複数の画素アレイ120が板状の基台の上にタイリング(2次元配列)されて構成され、このような構成により大型の撮像パネル105が形成される。各画素アレイ120には複数の画素Pが配列されており、撮像領域10は、複数の画素アレイ120によって行および複数の列を形成するように配列された複数の画素Pを含む。また、ここでは、複数の画素アレイ120が7列×2行を形成するようにタイリングされた構成が例示されているが、この構成に限られるものではない。   The imaging panel 105 is configured by tiling a plurality of pixel arrays 120 on a plate-like base (two-dimensional array), and a large-sized imaging panel 105 is formed by such a configuration. A plurality of pixels P are arranged in each pixel array 120, and the imaging region 10 includes a plurality of pixels P arranged to form a row and a plurality of columns by the plurality of pixel arrays 120. Moreover, although the structure by which the some pixel array 120 was tiled so that 7 row x 2 rows may be formed is illustrated here, it is not restricted to this structure.

制御部109は、例えば信号処理部101との間で、制御コマンドの通信を行い、同期信号の通信を行い、信号処理部101への画像データの出力を行う。また、制御部109は、撮像領域10又は各ユニットを制御し、例えば、各画素アレイ120の基準電圧の設定、各画素の駆動制御や動作モード制御を行う。また、制御部109は、読出し回路20のAD変換部108によりAD変換された各画素アレイ120の画像データ(デジタルデータ)を用いて1つのフレーム画像データに合成し、信号処理部101に出力する。制御部109は、CPU等のプロセッサと、RAMやROMなどのメモリとで構成されてもよい。制御部109のプロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することによって、後述する放射線撮像装置100の動作が実行されてもよい。これに代えて、制御部109は、ASIC(特定用途向け集積回路)等の専用回路で構成されてもよい。信号処理部101も同様に、CPU等のプロセッサと、RAMやROMなどのメモリとで構成されたコンピュータであってもよいし、ASIC等の専用回路で構成されてもよい。信号処理部101は後述するように画像を生成するので、画像生成装置と呼ぶこともできる。信号処理部101には、信号処理部101の処理で用いられるデータを記憶可能な記憶部115が接続されている。記憶部115は、例えば磁気ディスクや半導体ドライブなどで構成されてもよい。   The control unit 109 communicates control commands with, for example, the signal processing unit 101, communicates synchronization signals, and outputs image data to the signal processing unit 101. Further, the control unit 109 controls the imaging region 10 or each unit, and performs, for example, setting of a reference voltage of each pixel array 120, drive control of each pixel, and operation mode control. Further, the control unit 109 combines the image data (digital data) of each pixel array 120 AD-converted by the AD conversion unit 108 of the readout circuit 20 into one frame image data, and outputs it to the signal processing unit 101. . The control unit 109 may be configured by a processor such as a CPU and a memory such as a RAM or a ROM. The processor of the control unit 109 may execute the program stored in the memory to execute an operation of the radiation imaging apparatus 100 described later. Instead of this, the control unit 109 may be configured by a dedicated circuit such as an ASIC (application specific integrated circuit). Similarly, the signal processing unit 101 may be a computer configured by a processor such as a CPU and a memory such as a RAM or a ROM, or may be configured by a dedicated circuit such as an ASIC. Since the signal processing unit 101 generates an image as described later, it can also be called an image generation device. The signal processing unit 101 is connected to a storage unit 115 capable of storing data used in processing of the signal processing unit 101. The storage unit 115 may be configured of, for example, a magnetic disk or a semiconductor drive.

制御部109と信号処理部101との間では、各種インターフェースを介して、制御コマンド又は制御信号および画像データの授受が行われる。信号処理部101は、制御用インターフェース110を介して、動作モードや各種パラメータなどの設定情報又は撮影情報を制御部109に出力する。また、制御部109は、制御用インターフェース110を介して、放射線撮像装置100の動作状態などの装置情報を信号処理部101に出力する。また、制御部109は、画像データインターフェース111を介して、放射線撮像装置100で得られた画像データを信号処理部101に出力する。また、制御部109は、READY信号112を用いて、放射線撮像装置100が撮影可能な状態になったことを信号処理部101に通知する。また、信号処理部101は、同期信号113を用いて、制御部109からのREADY信号112に応答して制御部109に、放射線の照射開始のタイミングを通知する。また、また、照射許可信号114は撮像パネル105が蓄積中であることを信号処理部101に通知する信号である。信号処理部101は、照射許可信号114がイネーブル状態の間に、照射制御部103に制御信号を出力して放射線照射を開始させる。   The control unit 109 and the signal processing unit 101 exchange control commands or control signals and image data via various interfaces. The signal processing unit 101 outputs setting information such as an operation mode and various parameters or photographing information to the control unit 109 via the control interface 110. Further, the control unit 109 outputs device information such as the operation state of the radiation imaging apparatus 100 to the signal processing unit 101 via the control interface 110. The control unit 109 also outputs the image data obtained by the radiation imaging apparatus 100 to the signal processing unit 101 via the image data interface 111. Further, the control unit 109 notifies the signal processing unit 101 that the radiation imaging apparatus 100 is in a state in which imaging is possible using the READY signal 112. Further, the signal processing unit 101 uses the synchronization signal 113 to notify the control unit 109 of the timing of the start of radiation irradiation in response to the READY signal 112 from the control unit 109. In addition, the irradiation permission signal 114 is a signal for notifying the signal processing unit 101 that the imaging panel 105 is accumulating. The signal processing unit 101 outputs a control signal to the irradiation control unit 103 to start radiation irradiation while the irradiation permission signal 114 is in the enable state.

図4は放射線撮像装置100の駆動方法の一例を示すタイムチャートである。この方法は、制御部109が放射線撮像装置100の各コンポーネントの動作を制御することによって実行される。放射線撮像装置100は、複数のフレーム画像で構成される動画撮影を行う。リセット画像とは各画素から読み出されたリセット信号に基づいて生成される画像のことである。   FIG. 4 is a time chart showing an example of a driving method of the radiation imaging apparatus 100. As shown in FIG. This method is implemented by the control unit 109 controlling the operation of each component of the radiation imaging apparatus 100. The radiation imaging apparatus 100 captures a moving image composed of a plurality of frame images. The reset image is an image generated based on the reset signal read from each pixel.

図4において、「SYNC」〜「WIDE」は、各信号のレベルを示す。「CS1」、「CS2」及び「CS3」は、容量素子CS1、CS2及びCS3に保持されている信号を示す。「Es1」、「Es2」及び「Es3」は画素アレイ120の各保持部から読出し回路20へ信号を読み出す期間を示す。制御部109は、「Es1」〜「Es3」がハイレベルの間に信号の読出し動作を実行する。「AMP−」は信号増幅部107の反転入力端子AMP−に信号が入力される期間を示す。「AMP+」は信号増幅部107の非反転入力端子AMP+に信号が入力される期間を示す。期間Rは信号増幅部107の出力端子から信号が出力される期間を示す。「AMP−」及び「AMP+」はいずれもハイレベルで信号の入力期間を示す。   In FIG. 4, “SYNC” to “WIDE” indicate the levels of the respective signals. “CS1”, “CS2” and “CS3” indicate signals held in the capacitive elements CS1, CS2 and CS3. “Es1”, “Es2” and “Es3” indicate periods in which signals are read out from the holding units of the pixel array 120 to the readout circuit 20. The control unit 109 performs the signal read operation while “Es1” to “Es3” are at high level. “AMP−” indicates a period during which a signal is input to the inverting input terminal AMP− of the signal amplification unit 107. “AMP +” indicates a period during which a signal is input to the non-inverting input terminal AMP + of the signal amplification unit 107. A period R indicates a period in which a signal is output from the output terminal of the signal amplification unit 107. "AMP-" and "AMP +" both indicate the input period of the signal at high level.

図4の駆動方法において、フレーム画像レートが一定であり、リセット駆動RD後の期間Tc及びサンプルホールド駆動SD後の期間Tsが画素信号の読み出し期間Rより長く、付加容量Cfd’が付加されない撮影モードが設定された場合について説明する。   In the driving method of FIG. 4, the frame image rate is constant, the period Tc after the reset driving RD and the period Ts after the sample and hold driving SD are longer than the reading period R of the pixel signal, and the additional capacitance Cfd 'is not added. The case where is set will be described.

フレーム期間F1〜F2は、撮影開始後の1番目〜2番目のフレーム期間を示す。フレーム期間とは、複数のフレーム画像を生成するために反復される期間のことである。蓄積期間Tは、フレーム期間F1〜F2に対応する蓄積期間を示す。蓄積期間とは、電荷が光電変換素子PDに蓄積される期間のことである。蓄積期間Tの間、制御部109は放射線の照射が可能であることを照射許可信号114によって信号処理部101に通知する。   The frame periods F1 and F2 indicate the first and second frame periods after the start of shooting. A frame period is a period repeated to generate a plurality of frame images. The accumulation period T indicates an accumulation period corresponding to the frame periods F1 and F2. The accumulation period is a period in which charge is accumulated in the photoelectric conversion element PD. During the accumulation period T, the control unit 109 notifies the signal processing unit 101 by the irradiation permission signal 114 that irradiation of radiation is possible.

撮影前に撮影モードが設定される。具体的に、画素Pの感度が、感度切り替え用の付加容量Cfd’を付加しないFD容量Cfdのみの高感度であるので、制御部109は、制御信号WIDEを非活性化する。制御部109は、SYNC信号におけるパルスの立ち上がりを検出すると、フレーム期間F1でフレーム画像を生成するための駆動を開始する。SYNC信号は外部同期信号と内部同期信号とのどちらでも構わないが、本実施形態では外部同期信号とする。例えば、SYNC信号におけるパルスの立ち上がりによって1つのフレーム期間F1が始まり、次の立ち上がりによってこのフレーム期間F1が終わり、次のフレーム期間F2が始まる。駆動RDは、フレーム期間F1〜F2に実行されるリセット駆動を示し、駆動SDは、フレーム期間F1〜F2に実行されるサンプルホールド駆動を示す。リセット駆動とは、変換部CPと増幅部APのリセットと、リセット信号のサンプルホールドとを行う駆動のことである。サンプルホールド駆動とは、蓄積信号のサンプルホールドを行う駆動のことである。   The shooting mode is set before shooting. Specifically, since the sensitivity of the pixel P is high sensitivity of only the FD capacitance Cfd to which the additional capacitance Cfd 'for sensitivity switching is not added, the control unit 109 deactivates the control signal WIDE. When detecting the rising of the pulse in the SYNC signal, the control unit 109 starts driving for generating a frame image in the frame period F1. The SYNC signal may be either an external synchronization signal or an internal synchronization signal, but in this embodiment it is an external synchronization signal. For example, the rise of a pulse in the SYNC signal starts one frame period F1, the next rise ends this frame period F1, and the next frame period F2 starts. The drive RD indicates the reset drive performed in the frame periods F1 to F2, and the drive SD indicates the sample and hold drive performed in the frame periods F1 to F2. The reset drive is a drive for performing reset of the conversion unit CP and the amplification unit AP and sample hold of the reset signal. The sample and hold drive is a drive for performing sample and hold of the accumulation signal.

フレーム期間F1におけるリセット駆動RDについて説明する。制御部109は、以下に説明するリセット駆動RDを撮像パネル105に含まれるすべての画素Pに対して一括して行う。すなわち、制御部109は、複数の画素のそれぞれが同じタイミングでリセット信号を生成するように各画素Pを制御する。   The reset drive RD in the frame period F1 will be described. The control unit 109 collectively performs reset drive RD described below on all the pixels P included in the imaging panel 105. That is, the control unit 109 controls each pixel P such that each of the plurality of pixels generates a reset signal at the same timing.

制御部109は、SYNC信号におけるパルスの立ち上がりを検出すると、フレーム期間F1でフレーム画像を生成するための駆動を開始する。制御部109は、イネーブル信号ENを活性化する。これによって、制御トランジスタM3及び制御トランジスタM6が導通状態になる。制御トランジスタM3が導通状態になると、変換部CPからの電圧を受ける増幅トランジスタM4が動作状態となり、変換部CPからの電圧を増幅した電圧が増幅トランジスタM4から出力される。また、制御トランジスタM6が導通状態になると、増幅トランジスタM4からの電圧を受ける増幅トランジスタM7が動作状態となり、増幅トランジスタM4からの電圧を増幅した電圧が増幅トランジスタM7から出力される。   When detecting the rising of the pulse in the SYNC signal, the control unit 109 starts driving for generating a frame image in the frame period F1. The control unit 109 activates the enable signal EN. As a result, the control transistor M3 and the control transistor M6 become conductive. When the control transistor M3 becomes conductive, the amplification transistor M4 receiving the voltage from the conversion unit CP is activated, and a voltage obtained by amplifying the voltage from the conversion unit CP is output from the amplification transistor M4. When the control transistor M6 is turned on, the amplification transistor M7 receiving the voltage from the amplification transistor M4 is activated, and a voltage obtained by amplifying the voltage from the amplification transistor M4 is output from the amplification transistor M7.

また、制御部109は、リセット信号PRESを活性化する。これによって、フォトダイオードPDに所定の電位であるリセット電圧VRESが供給され、フォトダイオードPDの電荷がリセットされる。その結果、増幅部APに出力される電圧がリセットされ、リセットトランジスタM2によるリセット時の変換部CPからの電圧に応じた電圧がクランプ容量Cclの入力端子n1に入力される。制御部109は、次にクランプ信号PCLを活性化する。これによって、クランプ容量Cclと増幅トランジスタM7との間の接続ノードに所定の電圧VCLが供給される。その結果、増幅トランジスタM7から出力される電圧がリセットされ、所定の電位であるクランプ電圧VCLがクランプ容量Cclの出力端子n2に入力される。   Further, the control unit 109 activates the reset signal PRES. As a result, the reset voltage VRES which is a predetermined potential is supplied to the photodiode PD, and the charge of the photodiode PD is reset. As a result, the voltage output to the amplification unit AP is reset, and a voltage corresponding to the voltage from the conversion unit CP at the time of reset by the reset transistor M2 is input to the input terminal n1 of the clamp capacitance Ccl. The control unit 109 next activates the clamp signal PCL. As a result, a predetermined voltage VCL is supplied to the connection node between the clamp capacitance Ccl and the amplification transistor M7. As a result, the voltage output from the amplification transistor M7 is reset, and the clamp voltage VCL which is a predetermined potential is input to the output terminal n2 of the clamp capacitance Ccl.

制御部109は、次にクランプ信号PCLを非活性化するまでの間に制御信号TS1〜TS3を一時的に活性化する。これによって、転送トランジスタM8、M11、M14が一時的に非導通状態から導通状態に切り替わり、リセット信号S1〜S3が保持容量CS1〜CS3に転送され保持される(すなわち、リセット信号のサンプリングが行われる)。   The control unit 109 temporarily activates control signals TS1 to TS3 until the clamp signal PCL is inactivated. As a result, the transfer transistors M8, M11, and M14 temporarily switch from the non-conductive state to the conductive state, and the reset signals S1 to S3 are transferred to and held by the holding capacitances CS1 to CS3 (that is, sampling of the reset signals is performed). ).

制御部109は、制御信号TS1〜TS3を一時的に活性化している間にリセット信号PRESを非活性化する。これによって、リセットトランジスタM2が非導通状態になる。制御部109は、制御信号TS1〜TS3を非活性化した後にクランプ信号PCLを非活性化する。これによって、リセットトランジスタM5が非導通状態になり、入力端子n1と出力端子n2との間で生じた電位差がクランプ容量Cclの両端子に保たれ、放射線に応じて変換された電荷が光電変換素子PDに蓄積される蓄積期間Tが始まる。制御部109は、クランプ信号PCLを非活性化にした後、制御トランジスタM3と制御トランジスタM6のゲートに入力されるイネーブル信号ENを非活性化する。これで、フレーム期間F1におけるリセット駆動RDを終了する。   The control unit 109 deactivates the reset signal PRES while temporarily activating the control signals TS1 to TS3. As a result, the reset transistor M2 becomes nonconductive. The control unit 109 deactivates the clamp signal PCL after inactivating the control signals TS1 to TS3. As a result, the reset transistor M5 becomes nonconductive, the potential difference generated between the input terminal n1 and the output terminal n2 is maintained at both terminals of the clamp capacitance Ccl, and the charge converted according to the radiation is a photoelectric conversion element The accumulation period T accumulated in PD starts. After inactivating the clamp signal PCL, the control unit 109 deactivates the enable signal EN input to the control transistor M3 and the gate of the control transistor M6. This completes the reset driving RD in the frame period F1.

図4の参照を続けて、フレーム期間F1の期間Tcにおいてリセット信号S1及びリセット信号S3を読み出す動作について説明する。本実施形態で、読出し回路20は、リセット信号S1〜S3の保持開始から所定時間を経過後にリセット信号S1及びリセット信号S3の読出しを開始する。フレーム期間F1のリセット駆動RD終了時点で、保持容量CS1〜CS3にリセット信号S1〜S3が保持されている。そこで、制御部109は、リセット駆動RD終了から所定時間が経過後に、これらの保持容量に保持されたリセット信号S1及びリセット信号S3の読出しを開始する。具体的に、制御部109は、セレクト端子Ecs及び制御信号TRO1を活性化するとともに、制御信号TRO2を不活性化する。続いて、制御部109は、垂直走査回路403及び水平走査回路404を制御することによって、画素アレイ120に含まれる複数の画素Pのうち最初に読み出す画素を選択する。これによって、選択された画素Pの保持部TS1に保持されたリセット信号S1が信号増幅部107の反転入力端子AMP−に入力され、選択された画素Pの保持部TS3に保持されたリセット信号S3が信号増幅部107の非反転入力端子AMP+に入力される。このように、読出し回路20は、リセット信号S1及びリセット信号S3を同じタイミングで読み出す。   The operation of reading the reset signal S1 and the reset signal S3 in the period Tc of the frame period F1 will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the readout circuit 20 starts readout of the reset signal S1 and the reset signal S3 after a predetermined time has elapsed from the start of holding the reset signals S1 to S3. At the end of the reset driving RD in the frame period F1, the holding capacitances CS1 to CS3 hold the reset signals S1 to S3. Therefore, the control unit 109 starts reading out the reset signal S1 and the reset signal S3 held in the storage capacitors after a predetermined time has elapsed since the end of the reset driving RD. Specifically, the control unit 109 activates the select terminal Ecs and the control signal TRO1, and deactivates the control signal TRO2. Subsequently, the control unit 109 controls the vertical scanning circuit 403 and the horizontal scanning circuit 404 to select a pixel to be read out first among the plurality of pixels P included in the pixel array 120. Thus, the reset signal S1 held in the holding unit TS1 of the selected pixel P is input to the inverting input terminal AMP− of the signal amplification unit 107, and the reset signal S3 held in the holding unit TS3 of the selected pixel P Are input to the non-inverted input terminal AMP + of the signal amplification unit 107. Thus, the read circuit 20 reads the reset signal S1 and the reset signal S3 at the same timing.

前述のリセット駆動RDで、同電位のリセット信号が保持容量CS1及び保持容量CS3に保持されている。制御部109は、保持されたリセット信号S1及びリセット信号S3を、画素アレイ120内部の2系統の画素信号の信号経路(差動信号経路)を通じて読み出し、信号増幅部107に出力する。画素アレイ120からの出力を受けた信号増幅部107は、リセット信号S1及びリセット信号S3の差分をとって得られる信号を出力する。リセット信号S1は保持部SH1から第1信号経路を通じて読み出され、リセット信号S3は保持部SH3から第1信号経路とは異なる第2信号経路を通じて読出し回路20に読み出される。蓄積信号S1及びリセット信号S1は、各画素Pから同一の第1信号経路を通じて読出し回路20に読み出される。   In the above-described reset driving RD, the holding capacitance CS1 and the holding capacitance CS3 hold the reset signal of the same potential. The control unit 109 reads out the held reset signal S1 and reset signal S3 through signal paths (differential signal paths) of pixel signals of two systems in the pixel array 120, and outputs the signal to the signal amplification unit 107. The signal amplification unit 107 receiving the output from the pixel array 120 outputs a signal obtained by taking the difference between the reset signal S1 and the reset signal S3. The reset signal S1 is read from the holding unit SH1 through the first signal path, and the reset signal S3 is read from the holding unit SH3 to the readout circuit 20 through the second signal path different from the first signal path. The accumulation signal S1 and the reset signal S1 are read from each pixel P to the readout circuit 20 through the same first signal path.

信号増幅部107からの出力信号は、差動入力により2系統の信号経路の共通のオフセットが補正された画素信号に相当するが、2系統の信号経路に含まれる異なるノイズの差分は残る。この出力信号は、AD変換部108によってデジタルデータに変換され、制御部109に供給される。制御部109は、期間Rで、垂直走査回路403及び水平走査回路404を制御することによって選択画素を順次切り替え、画像を生成するための画素データを取得し、フレーム期間F1に対応するリセット信号で構成されるリセット画像を生成する。   The output signal from the signal amplification unit 107 corresponds to a pixel signal in which the common offset of the two signal paths is corrected by differential input, but the difference between different noises included in the two signal paths remains. The output signal is converted into digital data by the AD converter 108 and supplied to the controller 109. The control unit 109 sequentially switches the selected pixels by controlling the vertical scanning circuit 403 and the horizontal scanning circuit 404 in a period R, acquires pixel data for generating an image, and generates a reset signal corresponding to the frame period F1. Generate a configured reset image.

続いて、フレーム期間F1におけるサンプルホールド駆動SDについて説明する。制御部109は、以下に説明するサンプルホールド駆動SDを撮像パネル105に含まれるすべての画素Pに対して一括して行う。すなわち、制御部109は、複数の画素のそれぞれが同じタイミングで蓄積信号を生成するように各画素Pを制御する。   Subsequently, the sample and hold drive SD in the frame period F1 will be described. The control unit 109 collectively performs sample and hold driving SD described below on all the pixels P included in the imaging panel 105. That is, the control unit 109 controls each pixel P such that each of the plurality of pixels generates an accumulation signal at the same timing.

制御部109は、フレーム期間F1におけるリセット駆動RDでイネーブル信号ENを非活性化してから期間Tc経過後、イネーブル信号ENを活性化する。これによって、制御トランジスタM3及び制御トランジスタM6が導通状態になる。制御トランジスタM3が導通状態になると、変換部CPからの電圧を受ける増幅トランジスタM4が動作状態となり、変換部CPからの電圧を増幅した電圧が増幅トランジスタM4から出力される。また、制御トランジスタM6が導通状態になると、増幅トランジスタM4からの電圧を受ける増幅トランジスタM7が動作状態となり、増幅トランジスタM4からの電圧を増幅した電圧が増幅トランジスタM7から出力される。   The control unit 109 activates the enable signal EN after a lapse of a period Tc since the enable signal EN is deactivated by the reset driving RD in the frame period F1. As a result, the control transistor M3 and the control transistor M6 become conductive. When the control transistor M3 becomes conductive, the amplification transistor M4 receiving the voltage from the conversion unit CP is activated, and a voltage obtained by amplifying the voltage from the conversion unit CP is output from the amplification transistor M4. When the control transistor M6 is turned on, the amplification transistor M7 receiving the voltage from the amplification transistor M4 is activated, and a voltage obtained by amplifying the voltage from the amplification transistor M4 is output from the amplification transistor M7.

制御部109は、次に制御信号TS1を一時的に活性化する。これによって、転送トランジスタM8が非導通状態から導通状態に切り替わり、期間Tで蓄積された蓄積信号S1が保持容量CS1に転送され保持される(すなわち、蓄積信号のサンプリングが行われる)。制御部109は、サンプリング完了後に制御トランジスタM3と制御トランジスタM6のゲートに入力されるイネーブル信号ENを非活性化する。これによって、増幅トランジスタM4及び増幅トランジスタM7は非動作状態となる。   Next, control unit 109 temporarily activates control signal TS1. As a result, the transfer transistor M8 switches from the non-conductive state to the conductive state, and the storage signal S1 stored in the period T is transferred to the storage capacitor CS1 and held (that is, sampling of the storage signal is performed). The control unit 109 deactivates the enable signal EN input to the gates of the control transistor M3 and the control transistor M6 after the completion of sampling. As a result, the amplification transistor M4 and the amplification transistor M7 are inactivated.

図4の参照を続けて、フレーム期間F1の期間Tsにおいて蓄積信号S1及びリセット信号S3を読み出す動作について説明する。本実施形態で、読出し回路20は、蓄積信号S1の保持開始から所定時間を経過後に蓄積信号S1及びリセット信号S3の読出しを開始する。フレーム期間F1のサンプルホールド駆動SD終了時点で、保持容量CS1に蓄積信号S1が、保持容量CS2〜CS3にリセット信号S2〜S3が保持されている。そこで、制御部109は、サンプルホールド駆動SD終了から所定時間が経過後に、これらの保持容量に保持された蓄積信号S1及びリセット信号S3の読出しを開始する。具体的に、制御部109は、セレクト端子Ecs及び制御信号TRO1を活性化するとともに、制御信号TRO2を不活性化する。続いて、制御部109は、垂直走査回路403及び水平走査回路404を制御することによって、画素アレイ120に含まれる複数の画素Pのうちの1つを選択する。これによって、選択された画素Pの保持部TH1に保持された蓄積信号S1が信号増幅部107の反転入力端子AMP−に入力され、選択された画素Pの保持部TH3に保持されたリセット信号S3が信号増幅部107の非反転入力端子AMP+に入力される。このように、読出し回路20は、蓄積信号S1及びリセット信号S3を同じタイミングで読み出す。   The operation of reading out the accumulation signal S1 and the reset signal S3 in the period Ts of the frame period F1 will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the reading circuit 20 starts reading of the accumulation signal S1 and the reset signal S3 after a predetermined time has elapsed from the start of holding the accumulation signal S1. At the end of the sample hold drive SD in the frame period F1, the storage signal CS1 holds the storage signal S1 and the holding capacitors CS2 to CS3 hold the reset signals S2 to S3. Therefore, the control unit 109 starts reading out of the accumulation signal S1 and the reset signal S3 held in the holding capacitors after a predetermined time has elapsed since the end of the sample and hold driving SD. Specifically, the control unit 109 activates the select terminal Ecs and the control signal TRO1, and deactivates the control signal TRO2. Subsequently, the control unit 109 controls the vertical scanning circuit 403 and the horizontal scanning circuit 404 to select one of the plurality of pixels P included in the pixel array 120. Thus, the storage signal S1 held in the holding portion TH1 of the selected pixel P is input to the inverting input terminal AMP- of the signal amplification portion 107, and the reset signal S3 held in the holding portion TH3 of the selected pixel P Are input to the non-inverted input terminal AMP + of the signal amplification unit 107. Thus, the read circuit 20 reads the accumulation signal S1 and the reset signal S3 at the same timing.

制御部109は、保持された蓄積信号S1及びリセット信号S3を、画素アレイ120内部の2系統の画素信号の信号経路(差動信号経路)を経て読み出し、信号増幅部107に出力する。画素アレイ120からの出力を受けた信号増幅部107は、蓄積信号S1及びリセット信号S3の差分をとって得られる信号を出力する。信号増幅部107出力信号は、差動入力により2系統の信号経路のオフセットが補正された画素信号に相当するが、2系統の信号経路に含まれるノイズの差分は残る。蓄積信号S1は保持部SH1から第1信号経路を通じて読み出され、リセット信号S3は保持部SH3から第2信号経路を通じて読み出される。   The control unit 109 reads out the held accumulation signal S1 and reset signal S3 via signal paths (differential signal paths) of pixel signals of two systems in the pixel array 120, and outputs the readout signal to the signal amplification unit 107. The signal amplification unit 107 receiving the output from the pixel array 120 outputs a signal obtained by taking the difference between the accumulation signal S1 and the reset signal S3. Although the output signal of the signal amplification unit 107 corresponds to a pixel signal in which the offsets of the signal paths of the two systems are corrected by the differential input, the difference between the noises included in the signal paths of the two systems remains. The accumulation signal S1 is read from the holding unit SH1 through the first signal path, and the reset signal S3 is read from the holding unit SH3 through the second signal path.

この出力信号は、AD変換部108によってデジタルデータに変換され、制御部109に供給される。制御部109は、期間Rで、垂直走査回路403及び水平走査回路404を制御することによって選択画素を順次切り替え、画像を生成するためのデジタルデータを取得し、フレーム期間F1に対応する蓄積信号の画像を生成する。このように、各画素から読み出された蓄積信号に基づいて生成された画像を蓄積画像と呼ぶ。後述するように、図4の処理は、放射線撮像装置100に放射線が照射されていない状態と、放射線撮像装置100に放射線が照射されている状態と、のそれぞれで行われる。放射線撮像装置100に放射線が照射されていない状態で生成された蓄積画像を暗画像と呼ぶ。放射線撮像装置100に放射線が照射されている状態で生成された蓄積画像を放射線画像と呼ぶ。リセット信号を読み出して生成されたリセット画像と蓄積信号を読み出して生成された蓄積画像は、同一解像度であってもよい。例えば、スイッチを用いた信号加算を行う場合は、リセット画像と蓄積画像に対して同一の信号加算が行われる。   The output signal is converted into digital data by the AD converter 108 and supplied to the controller 109. The control unit 109 sequentially switches the selected pixel by controlling the vertical scanning circuit 403 and the horizontal scanning circuit 404 in the period R, acquires digital data for generating an image, and stores the storage signal corresponding to the frame period F1. Generate an image. Thus, an image generated based on the accumulation signal read from each pixel is referred to as an accumulation image. As described later, the processing in FIG. 4 is performed in each of a state in which the radiation imaging apparatus 100 is not irradiated with radiation and a state in which the radiation imaging apparatus 100 is irradiated with radiation. The accumulated image generated in a state where the radiation imaging apparatus 100 is not irradiated with radiation is called a dark image. A stored image generated in a state where radiation is irradiated to the radiation imaging apparatus 100 is referred to as a radiation image. The reset image generated by reading out the reset signal and the accumulated image generated by reading out the accumulated signal may have the same resolution. For example, when performing signal addition using a switch, the same signal addition is performed on the reset image and the stored image.

続いて、フレーム期間F2においてもフレーム期間F1と同様に順次リセット駆動RD、サンプルホールド駆動SDが行われる。リセット駆動RDによりリセット信号S1〜S3が保持容量CS1〜CS3に転送され保持される。サンプルホールド駆動SDにより蓄積信号S1が保持容量CS1に転送され保持される。リセット駆動RDの終了とサンプルホールド駆動SDの開始までの期間Tcの間に、制御部109は、期間Rで、選択画素を順次切り替え、画像を生成するためのデジタルデータを取得し、フレーム期間F2に対応するリセット画像を生成する。   Subsequently, in the frame period F2, as in the frame period F1, the reset drive RD and the sample hold drive SD are sequentially performed. The reset signals S1 to S3 are transferred to and held by the holding capacitors CS1 to CS3 by the reset driving RD. The accumulation signal S1 is transferred to the holding capacitor CS1 and held by the sample hold drive SD. During a period Tc between the end of the reset drive RD and the start of the sample-and-hold drive SD, the control unit 109 sequentially switches the selected pixels in a period R to acquire digital data for generating an image, and a frame period F2 Generates a reset image corresponding to

サンプルホールド駆動SDの終了と次のフレーム期間F3のリセット駆動RDの開始までの期間Tsの間に、制御部109は、期間Rで、選択画素を順次切り替え、画像を生成するためのデジタルデータを取得し、フレーム期間F2に対応する蓄積画像を生成する。フレーム期間F3以降のフレーム期間もフレーム期間F2と同様の駆動が行われ、リセット画像と蓄積画像が順次生成される。   During a period Ts from the end of the sample and hold drive SD to the start of the reset drive RD in the next frame period F3, the control unit 109 sequentially switches the selected pixels in a period R to digital data for generating an image. Acquire and generate a stored image corresponding to the frame period F2. Driving similar to the frame period F2 is performed also in the frame period after the frame period F3 and a reset image and a stored image are sequentially generated.

画素アレイ120内部の画素信号の信号経路には、信号線の他に増幅トランジスタ、定電流源及びスイッチなどの半導体素子が含まれ、個々の半導体素子起因により異なる1/fノイズ、温度ドリフトが発生する。この1/fノイズは周波数が下がるほど大きい。読出し回路20を構成する信号増幅部107及びAD変換部108の半導体も1/fノイズ成分を含む。すなわち、生成される信号には、画素アレイ120内部の信号経路のノイズに、読出し回路20のノイズ成分が重畳されている。
上述の例で、読出し信号が差動で伝送される方法が行われる。差動の各伝送経路の半導体素子には固有のオフセット、1/fノイズ、温度ドリフトが存在する。差動信号間の差は生成される画像に重畳され、固有のアーチファクト、ランダムノイズ、縦線ノイズ、ブロック状アーチファクトとして画像に現れる。固有のオフセットに関しては、撮影前にあらかじめ取得した暗画像を、放射線画像から減算することによりアーチファクトを抑制することが可能である。
時間変動する半導体素子の1/fノイズを良好に補正するために、暗画像は撮影開始の直前に生成することが考えられる。しかし、撮影モードが数種類に限定されていたとしても蓄積を含む暗画像の生成には時間を要し、特に撮影の直前に生成する場合は撮影開始にタイムラグが発生する。
また、低周波ノイズが画像に及ぼす影響は、半導体素子が使用される回路の場所で異なる。例えば、画素アレイ120の画素回路Pの保持容量の増幅トランジスタM10、M13及びM16の低周波ノイズはランダムノイズとして画像に影響する。画素アレイ120の列信号線406〜408の画素信号の増幅に用いられる定電流源CCSp、増幅トランジスタAv及び定電流源CCSvの低周波ノイズは縦線ノイズとして画像に影響する。アナログ信号線409〜411の画素信号の増幅に用いられる増幅トランジスタAout及び定電流源CCSout、信号増幅部107及びAD変換部108の低周波ノイズは、画素アレイ全領域にノイズが重畳され、ブロック状アーチファクトとして画像に影響する。特に、大面積フラットパネルセンサを使用した3D撮影において、縦線ノイズ、ブロック状アーチファクトは3Dの再構成画像にリングアーチファクトを発生させ、ランダムノイズ以上に画像に影響を及ぼすことが知られている。
本実施形態では、最初の放射線照射前に補正用画像を生成し、補正用画像と、各フレーム期間に生成したリセット画像及び放射線画像と、に基づいてフレーム画像を生成する。これによって、1/fノイズに起因して発生する縦線ノイズ、ブロック状アーチファクトを補正可能である。
The signal paths of pixel signals in the pixel array 120 include semiconductor elements such as amplification transistors, constant current sources and switches in addition to signal lines, and different 1 / f noise and temperature drift occur due to individual semiconductor elements. Do. The 1 / f noise increases as the frequency decreases. The semiconductors of the signal amplification unit 107 and the AD conversion unit 108 that constitute the readout circuit 20 also include 1 / f noise components. That is, in the generated signal, the noise component of the readout circuit 20 is superimposed on the noise of the signal path inside the pixel array 120.
In the above example, a method is performed in which the read signal is transmitted differentially. Intrinsic offset, 1 / f noise, and temperature drift exist in the semiconductor elements of each differential transmission path. The differences between the differential signals are superimposed on the generated image and appear in the image as inherent artifacts, random noise, vertical noise, and blocky artifacts. With regard to the inherent offset, it is possible to suppress an artifact by subtracting a dark image acquired before imaging from a radiation image.
In order to correct well the 1 / f noise of the time-varying semiconductor element, it is conceivable that a dark image is generated immediately before the start of imaging. However, even if the photographing mode is limited to several types, generation of a dark image including accumulation takes time, and in particular, when generating immediately before photographing, a time lag occurs at the start of photographing.
Also, the effect of low frequency noise on the image differs at the location of the circuit where the semiconductor device is used. For example, low frequency noise of the amplification transistors M10, M13 and M16 of the storage capacitor of the pixel circuit P of the pixel array 120 affects the image as random noise. Low frequency noise of constant current source CCSp, amplification transistor Av and constant current source CCSv used for amplification of pixel signals of column signal lines 406 to 408 of pixel array 120 affects the image as vertical line noise. The low frequency noise of the amplification transistor Aout and constant current source CCSout used for amplification of the pixel signal of the analog signal lines 409 to 411, the signal amplification unit 107, and the AD conversion unit 108 is superimposed on the entire pixel array area, Affects the image as an artifact. In particular, in 3D imaging using a large area flat panel sensor, it is known that vertical line noise and block-like artifacts cause ring artifacts in a 3D reconstructed image and affect the image more than random noise.
In the present embodiment, a correction image is generated before the first radiation irradiation, and a frame image is generated based on the correction image and the reset image and radiation image generated in each frame period. By this, it is possible to correct vertical line noise and block-like artifacts generated due to 1 / f noise.

続いて、図5及び図6を参照してフレーム画像の生成方法について説明する。図5は補正用画像を生成するための動作を説明する。図5の動作は放射線撮影開始前、具体的には最初の放射線照射前に実行される。   Subsequently, a method of generating a frame image will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. 5 explains the operation for generating the correction image. The operation of FIG. 5 is performed before the start of radiography, specifically, before the first irradiation.

S101において、信号処理部101は、放射線撮像装置100の制御部109に制御用インターフェース110を通して制御コマンドを発行し、撮影モードを設定する。撮影モードの設定は、感度設定、フレーム画像レートの設定、蓄積時間設定、画素加算設定などである。信号処理部101はさらに、制御コマンドにより放射線撮像装置100を撮像可能状態に遷移させる。   In step S101, the signal processing unit 101 issues a control command to the control unit 109 of the radiation imaging apparatus 100 through the control interface 110, and sets an imaging mode. The setting of the photographing mode includes sensitivity setting, frame image rate setting, accumulation time setting, pixel addition setting, and the like. The signal processing unit 101 further causes the radiation imaging apparatus 100 to transition to the imaging enabled state by the control command.

S102において、信号処理部101は、放射線撮像装置100が撮影可能状態に遷移したかどうかを判定する。撮影可能状態に遷移した場合(S102で「YES」)に、信号処理部101は処理をS103に進め、撮影可能状態に遷移していない場合(S102で「NO」)に、信号処理部101はS102を繰り返す。   In S102, the signal processing unit 101 determines whether or not the radiation imaging apparatus 100 has transitioned to the imaging enabled state. If the signal processing unit 101 transitions to the imaging enabled state ("YES" in S102), the signal processing unit 101 advances the process to S103, and if not transitioning to the imaging enabled state ("NO" in S102), the signal processing unit 101 Repeat S102.

S103において、信号処理部101は、信号処理部101内部の撮影カウンタnを0にリセットする。S104において、信号処理部101は、撮影カウンタnのインクリメントを行い、補正用画像の元となる蓄積画像及びリセット画像の生成を開始する。   In step S103, the signal processing unit 101 resets the imaging counter n in the signal processing unit 101 to zero. In step S104, the signal processing unit 101 increments the shooting counter n, and starts generation of a stored image and a reset image that are the source of the correction image.

S105において、信号処理部101は同期信号114を通して同期信号パルスSYNCを制御部109に出力する。補正用画像は暗画像に基づいて生成されるので、放射線発生装置104は放射線の照射は行わない。S106において、制御部109は、同期信号114経由で同期信号パルスSYNCを受けると、図4のタイムチャートに従って撮像パネル105及び読出し回路20を駆動する。制御部109は、各画素に保持されたリセット信号をフレーム期間内にAD変換し、画像データインターフェース111を通して、画素データとして信号処理部101に転送する。信号処理部101は転送されてくる画素データに基づいてリセット画像を生成し、記憶部115に記憶する。   In S105, the signal processing unit 101 outputs the synchronization signal pulse SYNC to the control unit 109 through the synchronization signal 114. Since the correction image is generated based on the dark image, the radiation generator 104 does not perform radiation irradiation. In S106, when receiving the synchronization signal pulse SYNC via the synchronization signal 114, the control unit 109 drives the imaging panel 105 and the readout circuit 20 according to the time chart of FIG. The control unit 109 AD converts the reset signal held in each pixel within a frame period, and transfers the reset signal as pixel data to the signal processing unit 101 through the image data interface 111. The signal processing unit 101 generates a reset image based on the transferred pixel data, and stores the reset image in the storage unit 115.

S107において、制御部109は各画素に保持された蓄積信号をフレーム期間内にAD変換し、暗画像の画素データとして信号処理部101に転送する。信号処理部101は順次転送されてくる画素データから蓄積画像を生成し、この蓄積画像から、S106で記憶部115に記憶されたリセット画像を減算することによって、第n補正用画像を生成する。信号処理部101は、第n補正用画像を記憶部115に記憶する。   In step S107, the control unit 109 AD converts the accumulated signal held in each pixel within a frame period, and transfers it to the signal processing unit 101 as pixel data of a dark image. The signal processing unit 101 generates an accumulated image from sequentially transferred pixel data, and subtracts the reset image stored in the storage unit 115 in S106 from this accumulated image to generate an n-th correction image. The signal processing unit 101 stores the nth correction image in the storage unit 115.

S108において、信号処理部101は、撮影モード設定処理で設定した撮影モードで既定枚数Nの補正用画像が取得できたかを判定する。既定枚数Nを取得できた場合(S108で「YES」)に、信号処理部101は、処理をS110に進める。既定枚数Nを取得できていない場合(S108で「NO」)に、信号処理部101は、処理をS109に進める。S109において、信号処理部101は、同期信号パルスSYNCの出力からフレーム期間Fが経過するのを待機し、処理をS104に戻す。   In step S108, the signal processing unit 101 determines whether the predetermined number N of correction images can be acquired in the shooting mode set in the shooting mode setting process. If the default number N has been acquired ("YES" in S108), the signal processing unit 101 advances the process to S110. If the default number N has not been acquired ("NO" in S108), the signal processing unit 101 advances the process to S109. In S109, the signal processing unit 101 waits for the frame period F to elapse from the output of the synchronization signal pulse SYNC, and returns the process to S104.

既定枚数Nの画像データの取得が完了したので、S110において、信号処理部101は、現在の撮影モードでの画像生成の終了を伝える制御コマンドを、制御用インターフェース110を通して制御部109に伝える。S111において、信号処理部101は、N枚の補正用画像を平均することによって1つの画像を生成し、この画像を補正用画像として記憶部115に記憶する。この補正用画像は、複数回読み出された蓄積信号と複数回読み出されたリセット信号とに基づく。   Since acquisition of the predetermined number N of image data is completed, in S110, the signal processing unit 101 transmits a control command for notifying the end of image generation in the current shooting mode to the control unit 109 through the control interface 110. In S111, the signal processing unit 101 generates one image by averaging the N correction images, and stores the image in the storage unit 115 as a correction image. The correction image is based on the accumulated signal read a plurality of times and the reset signal read a plurality of times.

S112において、信号処理部101は、放射線撮像装置100が撮影不可状態(例えば、スリープ状態)であるか否かを判定する。状態の変化は、S110で送信した終了制御コマンドによって確認可能である。撮影不能状態に遷移した場合(S112で「YES」)に、信号処理部101は処理をS113に進め、撮影不能状態に遷移していない場合(S112で「NO」)に、信号処理部101はS112を繰り返す。   In step S112, the signal processing unit 101 determines whether the radiation imaging apparatus 100 is in the imaging disable state (for example, the sleep state). The change of the state can be confirmed by the termination control command transmitted in S110. When transitioning to the imaging impossible state ("YES" in S112), the signal processing unit 101 advances the process to S113, and when not transitioning to the imaging impossible state ("NO" in S112), the signal processing unit 101 Repeat S112.

S113において、信号処理部101は、放射線撮像システムSYSが撮影に使用する撮影モードの種類だけ補正用画像の取得が完了したか判定する。完了していない場合(S113で「NO」)に、信号処理部101は、処理をS101に戻し、必要な種類だけ補正用画像を生成する。完了した場合(S113で「YES」)に、信号処理部101は処理を終了する。   In step S113, the signal processing unit 101 determines whether acquisition of the correction image has been completed for only the type of imaging mode used for imaging by the radiation imaging system SYS. If the process has not been completed (“NO” in S113), the signal processing unit 101 returns the process to S101 and generates correction images of the required types. When it is completed ("YES" in S113), the signal processing unit 101 ends the process.

以上の処理のS107で取得した暗画像には、変換部CP及び増幅部APのオフセットに加え、読出し系のオフセットが重畳されている。一方で、S106で取得したリセット画像は読出し系のオフセットのみが含まれる。S107で、暗画像からリセット画像を減算することにより、互いの画像の読出し系のオフセット成分が相殺され、読出し系のオフセットを含まない変換部CP及び増幅部APのオフセットのみの画像が得られる。このようにして得られた画像を複数枚平均化処理したものが補正用画像であるので、ランダムノイズの少ない補正用画像が得られる。   In addition to the offsets of the conversion unit CP and the amplification unit AP, the readout system offset is superimposed on the dark image acquired in S107 of the above processing. On the other hand, the reset image acquired in S106 includes only the reading system offset. By subtracting the reset image from the dark image in S107, the offset components of the readout system of each other are offset, and an image of only the offset of the conversion unit CP and the amplification unit AP that does not include the readout system offset is obtained. Since a correction image is obtained by averaging a plurality of images obtained in this manner, a correction image with less random noise can be obtained.

図5のフローチャートの例では、S107のフレーム画像nの生成を信号処理部101内で行っているが、暗画像からリセット画像の減算処理を制御部109が行ってもよい。この場合に、制御部109は、リセット画像を記憶する記憶部を含み、減算処理後の画像を制御部109が信号処理部101に転送する。S107での信号処理部101の処理は、転送されてくる画像に基づいて第n補正用画像を生成し、記憶部115に保存する。   In the example of the flowchart of FIG. 5, the generation of the frame image n in S107 is performed in the signal processing unit 101, but the control unit 109 may perform the subtraction process of the reset image from the dark image. In this case, the control unit 109 includes a storage unit for storing a reset image, and the control unit 109 transfers the image after subtraction processing to the signal processing unit 101. In the processing of the signal processing unit 101 in S107, the n-th correction image is generated based on the transferred image, and is stored in the storage unit 115.

続いて、図6を参照して放射線画像を生成するための動作を説明する。図6の動作は放射線撮影開始後に実行される。   Subsequently, an operation for generating a radiation image will be described with reference to FIG. The operation of FIG. 6 is performed after radiation imaging is started.

S201において、信号処理部101は、制御部109に制御コマンドを発行し、撮影モードを設定する。その後、信号処理部101は、制御コマンドにより放射線撮像装置100を撮像可能状態に遷移させる。S202において、信号処理部101は、放射線撮像装置100が撮影可能状態に遷移したかどうかを判定する。撮影可能状態に遷移した場合(S202で「YES」)に、信号処理部101は処理をS203に進め、撮影可能状態に遷移していない場合(S202で「NO」)に、信号処理部101はS202を繰り返す。撮影可能状態に遷移したかどうかは、例えばREADY信号112が活性化したかによって判定可能である。信号処理部101は、放射線撮像装置100が撮影可能状態になったと判断したら放射線撮影を開始する。   In step S201, the signal processing unit 101 issues a control command to the control unit 109, and sets a shooting mode. Thereafter, the signal processing unit 101 causes the radiation imaging apparatus 100 to transition to the imaging enabled state by the control command. In step S202, the signal processing unit 101 determines whether the radiation imaging apparatus 100 has transitioned to the imaging enabled state. When transitioning to the imaging enabled state ("YES" in S202), the signal processing unit 101 advances the process to S203, and when not transitioning to the imaging enabled state ("NO" in S202), the signal processing unit 101 Repeat S202. It can be determined whether, for example, the READY signal 112 has been activated or not, whether or not it has transitioned to the imaging enabled state. The signal processing unit 101 starts radiation imaging when determining that the radiation imaging apparatus 100 is ready for imaging.

S203において、信号処理部101は同期信号パルスSYNCを制御部109に出力する。制御部109は、同期信号パルスSYNCを受けると図4のタイムチャートに従って撮像パネル105の駆動を開始し、S201で設定された蓄積期間Tの間、照射許可信号114を信号処理部101に出力する。   In S203, the signal processing unit 101 outputs the synchronization signal pulse SYNC to the control unit 109. When receiving the synchronization signal pulse SYNC, the control unit 109 starts driving the imaging panel 105 according to the time chart of FIG. 4 and outputs the irradiation permission signal 114 to the signal processing unit 101 during the accumulation period T set in S201. .

S204において、信号処理部101は、照射許可信号114が活性化しているか否かを判定する。照射許可信号114が活性化している場合(S204で「YES」)に、信号処理部101は処理をS205に進め、照射許可信号114が活性化していない場合(S204で「NO」)に、信号処理部101はS204を繰り返す。   In S204, the signal processing unit 101 determines whether the irradiation permission signal 114 is activated. If the irradiation permission signal 114 is activated ("YES" in S204), the signal processing unit 101 proceeds the process to S205, and if the irradiation permission signal 114 is not activated ("NO" in S204), The processing unit 101 repeats S204.

S205において、信号処理部101は、蓄積期間Tの期間に合わせて放射線の照射が行われるように照射制御部103に制御信号を出力する。S206において、制御部109は、S203から開始した駆動に合わせて撮像パネル105及び読出し回路20を駆動する。制御部109は、各画素に保持されたリセット信号をフレーム期間内にAD変換し、画像データインターフェース111を通して、リセット画像の画素データとして信号処理部101に転送する。信号処理部101は転送されてくる画素データに基づいてリセット画像を生成し、記憶部115に記憶する。   In S205, the signal processing unit 101 outputs a control signal to the irradiation control unit 103 so that irradiation of radiation is performed in accordance with the period of the accumulation period T. In step S206, the control unit 109 drives the imaging panel 105 and the readout circuit 20 in accordance with the drive started from step S203. The control unit 109 AD converts the reset signal held in each pixel within a frame period, and transfers the signal to the signal processing unit 101 as pixel data of a reset image through the image data interface 111. The signal processing unit 101 generates a reset image based on the transferred pixel data, and stores the reset image in the storage unit 115.

S207において、制御部109は各画素に保持された蓄積信号をフレーム期間内にAD変換し、放射線画像の画素データとして信号処理部101に転送する。信号処理部101は順次転送されてくる画素データに基づいて放射線画像を生成する。信号処理部101は、放射線画像から、S206で記憶部115に記憶されたリセット画像と、S111で記憶部115に記憶された補正用画像と、を減算することによって、フレーム画像を生成する。この処理では、解像度や蓄積時間など放射線撮影と同じ撮影モードの補正用画像が選択される。   In step S207, the control unit 109 AD converts the accumulated signal held in each pixel within a frame period, and transfers it to the signal processing unit 101 as pixel data of a radiation image. The signal processing unit 101 generates a radiation image based on the sequentially transferred pixel data. The signal processing unit 101 generates a frame image by subtracting the reset image stored in the storage unit 115 in S206 and the correction image stored in the storage unit 115 in S111 from the radiation image. In this process, a correction image of the same imaging mode as radiation imaging such as resolution and accumulation time is selected.

S208において、信号処理部101は、撮影モードに合わせてフレーム画像を後工程に転送する。後工程では、転送されてきたフレーム画像に対し、放射線撮影と並行してパイプライン方式でゲイン補正処理、尖鋭化処理などの画像処理が行われる。放射線透視撮影などリアルタイムに画像を観察する撮影であれば処理後の画像が表示部102に転送され表示される。3D撮影など複数枚の画像を元に処理を行うための撮影であれば、画像処理後のフレーム画像は記憶部115に記憶される。   In step S208, the signal processing unit 101 transfers the frame image to the subsequent process in accordance with the shooting mode. In the post-process, image processing such as gain correction processing and sharpening processing is performed on the transferred frame image in parallel with radiation imaging by a pipeline method. In the case of radiography in which an image is observed in real time such as radioscopic radiography, the processed image is transferred to the display unit 102 and displayed. In the case of imaging for processing based on a plurality of images such as 3D imaging, a frame image after image processing is stored in the storage unit 115.

S209において、信号処理部101は、撮影を終了するかどうかを、放射線透視スイッチ(不図示)又はプログラムされた枚数などをもとに判定する。撮影を継続する場合(S209で「NO」)に、信号処理部101は、S210において、フレーム期間の時間経過を判定する。撮影が終了したと判定した場合(S209で「YES」)に、信号処理部101は、S211において、現在の撮影モードでの画像生成の終了を伝える制御コマンドを、制御用インターフェース110を通して制御部109に伝え、撮影の終了処理を行う。   In step S209, the signal processing unit 101 determines whether to end the imaging based on a fluoroscopic switch (not shown) or a programmed number of sheets. When imaging is continued (“NO” in S209), the signal processing unit 101 determines in step S210 that the frame period has elapsed. When it is determined that the imaging is completed ("YES" in S209), the signal processing unit 101 transmits a control command for notifying the end of image generation in the current imaging mode through the control interface 110 in S211. To the end of the shooting process.

S210において、信号処理部101は、フレーム期間が経過したか否かを判定する。フレーム期間が経過していないと判定した場合(S210で「NO」)に、信号処理部101は、処理をS209に戻す。フレーム期間が経過したと判定した場合(S210で「YES」)に、信号処理部101は、処理をS203に戻し、次のフレーム画像の撮影を行う。   In S210, the signal processing unit 101 determines whether a frame period has elapsed. If it is determined that the frame period has not elapsed ("NO" in S210), the signal processing unit 101 returns the process to S209. If it is determined that the frame period has elapsed ("YES" in S210), the signal processing unit 101 returns the process to S203 and performs shooting of the next frame image.

S212において、信号処理部101は、放射線撮像装置100が撮影不可状態(例えば、スリープ状態)であるか否かを判定する。状態の変化は、終了制御コマンドによって確認可能である。撮影不能状態に遷移した場合(S212で「YES」)に、信号処理部101は処理を終了し、撮影不能状態に遷移していない場合(S212で「NO」)に、信号処理部101はS212を繰り返す。   In step S <b> 212, the signal processing unit 101 determines whether the radiation imaging apparatus 100 is in the imaging disable state (for example, the sleep state). The change of state can be confirmed by the termination control command. The signal processing unit 101 ends the processing when transitioning to the imaging disabled state ("YES" in S212), and the signal processing unit 101 proceeds to S212 when the transition to the imaging disabled state is not performed ("NO" in S212). repeat.

図6のフローチャートの例では、S207の処理で放射線画像の画素データからリセット画像の画素データの減算処理を信号処理部101が行っているが、当該減算処理を制御部109が行ってもよい。この場合に、制御部109は、リセット画像を記憶する記憶部を有し、フレーム期間内に先に読み出すリセット画像を記憶部に記憶する。そして、制御部109は、次に撮像パネル105から読み出される放射線画像の画素データから、記憶部から読み出したリセット画像の画素データを減算処理し、当該処理後の画素データを信号処理部101に転送する。S207での信号処理部101の処理は、転送されてくる画素データから、補正用画像の画素データを減算することによってフレーム画像を生成する。   In the example of the flowchart of FIG. 6, the signal processing unit 101 performs subtraction processing of pixel data of a reset image from pixel data of a radiation image in the processing of S207, but the control processing may perform the subtraction processing. In this case, the control unit 109 includes a storage unit that stores a reset image, and stores, in the storage unit, a reset image to be read first within a frame period. Then, the control unit 109 subtracts the pixel data of the reset image read from the storage unit from the pixel data of the radiation image read out from the imaging panel 105 next, and transfers the processed pixel data to the signal processing unit 101. Do. The processing of the signal processing unit 101 in S207 generates a frame image by subtracting the pixel data of the correction image from the pixel data transferred.

以上の処理のS207で取得した放射線画像には、変換部CP及び増幅部APのオフセットに加え、読出し系のオフセットが重畳されている。一方で、リセット画像は読出し系のオフセットのみが含まれる。放射線画像からリセット画像を減算することにより、互いの画像の読出し系のオフセット成分が相殺され、変換部CP及び増幅部APのオフセットのみが重畳された画像が得られる。当該画像から補正用画像の変換部CP及び増幅部APのオフセット成分を減算することで、変換部CP及び増幅部APのオフセット成分を相殺したフレーム画像を生成できる。このフレーム画像ではノイズやアーチファクトが良好に抑制される。本実施形態では、差動で読み出す方法を示したが、読出し回路20は差動でなくシングルエンドで信号を読み出してもよい。   In addition to the offsets of the conversion unit CP and the amplification unit AP, the readout system offset is superimposed on the radiation image acquired in S207 of the above processing. On the other hand, the reset image includes only the readout offset. By subtracting the reset image from the radiation image, the offset components of the readout systems of the respective images are offset, and an image in which only the offsets of the conversion unit CP and the amplification unit AP are superimposed is obtained. By subtracting the offset components of the conversion unit CP of the correction image and the amplification unit AP from the image, it is possible to generate a frame image in which the offset components of the conversion unit CP and the amplification unit AP are offset. Noise and artifacts are well suppressed in this frame image. Although the differential readout method is described in the present embodiment, the readout circuit 20 may read out a signal not in differential but in single end.

<第2実施形態>
図7を参照して、第2実施形態に係る放射線撮像装置100の駆動方法について説明する。放射線撮像装置100のハードウェア構成は第1実施形態と同じであってもよいので重複する説明を省略する。以下では、第1実施形態と第2実施形態との相違点を中心に説明する。図7の駆動方法において、2種類の感度で信号を読み出す撮影モードが設定された場合について説明する。
Second Embodiment
A driving method of the radiation imaging apparatus 100 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. The hardware configuration of the radiation imaging apparatus 100 may be the same as that of the first embodiment, and thus the description will not be repeated. Hereinafter, differences between the first embodiment and the second embodiment will be mainly described. A case will be described where in the driving method of FIG. 7, a photographing mode in which signals are read out with two types of sensitivity is set.

図7の駆動方法において、フレーム画像レートが一定であり、期間Tc及期間Tsが画素信号の読み出し期間Rよりも長い場合について説明する。さらに、付加容量Cfd’が付加されない高感度と、付加容量Cfd’が付加される低感度とについて信号を読み出す撮影モードが設定されている。第1実施形態と同様にSYNCは外部同期信号とする。読み出された2種類の感度の画像は、例えばダイナミックレンジを拡張するための合成用の画像として使用される。撮影前に撮影モードが設定される。   A case where the frame image rate is constant and the period Tc and the period Ts are longer than the readout period R of the pixel signal in the driving method of FIG. 7 will be described. Furthermore, a shooting mode is set in which signals are read out for the high sensitivity to which the additional capacitance Cfd 'is not added and the low sensitivity to which the additional capacitance Cfd' is added. As in the first embodiment, SYNC is an external synchronization signal. The read-out images of the two types of sensitivity are used, for example, as an image for composition for extending the dynamic range. The shooting mode is set before shooting.

フレーム期間F1におけるリセット駆動RDについて説明する。制御部109は、SYNC信号におけるパルスの立ち上がりを検出すると、フレーム期間F1でフレーム画像を生成するための駆動を開始する。まず、制御部109は、イネーブル信号ENを活性化する。また、制御部109は、リセット信号PRES、感度切り替え用制御信号WIDEを活性化する。これによって、トランジスタM1が導通状態になり、変換部CPのフォトダイオードPD、フローティングディフュージョン容量Cfd、感度切り替え用付加容量Cfd’の電荷がリセットされる。その結果、リセット時の変換部CPからの電圧に応じた電圧がクランプ容量Cclの入力端子n1に入力される。制御部109は、次にクランプ信号PCLを活性化する。これによって、クランプ電圧VCLがクランプ容量Cclの出力端子n2に入力される。   The reset drive RD in the frame period F1 will be described. When detecting the rising of the pulse in the SYNC signal, the control unit 109 starts driving for generating a frame image in the frame period F1. First, the control unit 109 activates the enable signal EN. The control unit 109 also activates the reset signal PRES and the sensitivity switching control signal WIDE. As a result, the transistor M1 becomes conductive, and the charges of the photodiode PD of the conversion unit CP, the floating diffusion capacitance Cfd, and the sensitivity switching additional capacitance Cfd 'are reset. As a result, a voltage corresponding to the voltage from the conversion unit CP at the time of reset is input to the input terminal n1 of the clamp capacitor Ccl. The control unit 109 next activates the clamp signal PCL. Thereby, the clamp voltage VCL is input to the output terminal n2 of the clamp capacitor Ccl.

制御部109は、次に制御信号WIDEを非活性化する。これによって、リセット時の電圧が付加容量Cfd’に保持される。制御部109は、次にクランプ信号PCLを非活性化するまでの間に制御信号TS1〜TS3を一時的に活性化する。これによって、リセット信号S1〜S3が保持容量CS1〜CS3に転送され保持される(すなわち、リセット信号のサンプリングが行われる)。   Next, the control unit 109 deactivates the control signal WIDE. As a result, the voltage at the time of reset is held in the additional capacitance Cfd '. The control unit 109 temporarily activates control signals TS1 to TS3 until the clamp signal PCL is inactivated. As a result, the reset signals S1 to S3 are transferred to and held by the holding capacitors CS1 to CS3 (that is, sampling of the reset signal is performed).

制御部109は、制御信号TS1〜TS3を一時的に活性化している間にリセット信号PRESを非活性化する。これによって、リセットトランジスタM2が非導通状態になる。制御部109は、制御信号TS1〜TS3を非活性化した後にクランプ信号PCLを非活性化する。これによって、放射線に応じて変換された電荷が光電変換素子PDに蓄積される蓄積期間Tが始まる。制御部109は、クランプ信号PCLを非活性化にした後、イネーブル信号ENを非活性化する。これで、フレーム期間F1におけるリセット駆動RDを終了する。   The control unit 109 deactivates the reset signal PRES while temporarily activating the control signals TS1 to TS3. As a result, the reset transistor M2 becomes nonconductive. The control unit 109 deactivates the clamp signal PCL after inactivating the control signals TS1 to TS3. This starts an accumulation period T in which the charge converted according to the radiation is accumulated in the photoelectric conversion element PD. The control unit 109 deactivates the enable signal EN after inactivating the clamp signal PCL. This completes the reset driving RD in the frame period F1.

図7の参照を続けて、フレーム期間F1の期間Tcにおいてリセット信号S1〜S3を読み出す動作について説明する。第2実施形態で、読出し回路20は、リセット信号S1〜S3の保持開始から所定時間を経過後にリセット信号S1〜S3の読出しを開始する。具体的に、まず制御部109は、セレクト端子Ecsを活性化し、次に制御信号TRO1を活性化し、制御信号TRO2を不活性化する。これによりリセット信号S1が選択される。続いて、制御部109は、垂直走査回路403及び水平走査回路404を制御することによって、画素アレイ120に含まれる複数の画素Pのうちの最初に読み出す画素を選択する。これによって、最初の画素のリセット信号S1が信号増幅部107の反転入力端子AMP−に入力されリセット信号S3が信号増幅部107の非反転入力端子AMP+に入力される。このように、読出し回路20は、リセット信号S1とリセット信号S3の差分を同じタイミングで読み出す。制御部109は、水平走査回路404を制御することによって選択画素を順次切り替え、1行分の画素データをリセット信号S1とリセット信号S3の差分として読み出す。   The operation of reading the reset signals S1 to S3 in the period Tc of the frame period F1 will be described with reference to FIG. In the second embodiment, the readout circuit 20 starts readout of the reset signals S1 to S3 after a predetermined time has elapsed from the start of holding of the reset signals S1 to S3. Specifically, first, the control unit 109 activates the select terminal Ecs, then activates the control signal TRO1, and deactivates the control signal TRO2. Thus, the reset signal S1 is selected. Subsequently, the control unit 109 controls the vertical scanning circuit 403 and the horizontal scanning circuit 404 to select the first pixel to be read out of the plurality of pixels P included in the pixel array 120. As a result, the reset signal S1 of the first pixel is input to the inverting input terminal AMP- of the signal amplifier 107, and the reset signal S3 is input to the non-inverting input terminal AMP + of the signal amplifier 107. Thus, the reading circuit 20 reads the difference between the reset signal S1 and the reset signal S3 at the same timing. The control unit 109 switches the selected pixels sequentially by controlling the horizontal scanning circuit 404, and reads out pixel data of one row as a difference between the reset signal S1 and the reset signal S3.

制御部200は、次に制御信号TRO1を非活性化し、制御信号TRO2を活性化する。これによりリセット信号S2が選択される。制御部109は、水平走査回路404を制御することによって選択画素を順次切り替え、1行分の画素データをリセット信号S2とリセット信号S3の差分として読み出す。すなわち、制御部109は、1行を2回走査し、最初の走査でリセット信号S1とリセット信号S3との差分を読み出し、2回目の走査でリセット信号S2とリセット信号S3との差分を読み出す。   Next, control unit 200 deactivates control signal TRO1 and activates control signal TRO2. Thus, the reset signal S2 is selected. The control unit 109 switches the selected pixels sequentially by controlling the horizontal scanning circuit 404, and reads out pixel data for one row as a difference between the reset signal S2 and the reset signal S3. That is, the control unit 109 scans the first row twice, reads the difference between the reset signal S1 and the reset signal S3 in the first scan, and reads the difference between the reset signal S2 and the reset signal S3 in the second scan.

制御部109は、垂直走査回路403及び水平走査回路404を制御しながら、制御信号TRO1と制御信号TRO2とを1走査ごとに切り替えることにより、期間Tcの読出し期間Rで2種類の画像を生成するための画素データを生成する。この画素データをもとに、フレーム期間F1の保持容量CS1に保持されたリセット信号S1に基づくリセット画像と、保持容量CS2に保持されたリセット信号S2に基づくリセット画像とが生成される。リセット信号S1に基づくリセット画像を高感度リセット画像と呼び、リセット信号S2に基づくリセット画像を低感度リセット画像と呼び、
続いて、フレーム期間F1におけるサンプルホールド駆動SDについて説明する。制御部109は、フレーム期間F1におけるリセット駆動RDでイネーブル信号ENを非活性化してから期間Tcが経過後、イネーブル信号ENを活性化する。制御部109は、次に感度切り替え用制御信号WIDEを非活性化したまま、制御信号TS1を一時的に活性化する。期間Tで電荷がフォトダイオードPDで発生し、発生した電荷量に応じたFD容量Cfdの高感度電圧が蓄積信号S1として保持容量CS1に転送され保持される。
The control unit 109 switches between the control signal TRO1 and the control signal TRO2 for each scan while controlling the vertical scanning circuit 403 and the horizontal scanning circuit 404 to generate two types of images in the reading period R of the period Tc. To generate pixel data. Based on the pixel data, a reset image based on the reset signal S1 stored in the storage capacitor CS1 of the frame period F1 and a reset image based on the reset signal S2 stored in the storage capacitor CS2 are generated. The reset image based on the reset signal S1 is called a high sensitivity reset image, and the reset image based on the reset signal S2 is called a low sensitivity reset image,
Subsequently, the sample and hold drive SD in the frame period F1 will be described. The control unit 109 activates the enable signal EN after a lapse of a period Tc since the enable signal EN is inactivated by the reset drive RD in the frame period F1. Next, the control unit 109 temporarily activates the control signal TS1 while deactivating the sensitivity switching control signal WIDE. Charge is generated in the photodiode PD in the period T, and the high sensitivity voltage of the FD capacitance Cfd corresponding to the generated charge amount is transferred to the holding capacitance CS1 as the accumulation signal S1 and held.

次に、制御部109は、感度切り替え用制御信号WIDE及び制御信号TS2を活性化する。WIDE信号が活性化されることによってトランジスタM1が導通状態になり、変換部CPの容量はFD容量Cfdと容量Cfd’との合成容量となる。変換部CPの出力は、期間TにフォトダイオードPDで発生した電荷に応じたFD容量Cfdと容量Cfd’との合成容量の低感度電圧となる。   Next, the control unit 109 activates the sensitivity switching control signal WIDE and the control signal TS2. As the WIDE signal is activated, the transistor M1 becomes conductive, and the capacitance of the conversion unit CP becomes a combined capacitance of the FD capacitance Cfd and the capacitance Cfd '. The output of the conversion unit CP is a low sensitivity voltage of the combined capacitance of the FD capacitance Cfd and the capacitance Cfd 'according to the charge generated in the photodiode PD in the period T.

次に、制御部109は、感度切り替え用制御信号WIDEを非活性化する。トランジスタM1が非導通状態になり、変換部CPの容量はFD容量Cfdとなるが変換部CPの出力は維持される。次に、制御部109は、制御信号TS2を非活性化する。低感度電圧が蓄積信号S2として保持容量CS2に転送され保持される。制御部109は、サンプリング完了後にイネーブル信号ENを非活性化する。   Next, the control unit 109 deactivates the sensitivity switching control signal WIDE. The transistor M1 becomes nonconductive, and the capacitance of the conversion unit CP becomes the FD capacitance Cfd, but the output of the conversion unit CP is maintained. Next, the control unit 109 deactivates the control signal TS2. The low sensitivity voltage is transferred to and held by the storage capacitor CS2 as the storage signal S2. The control unit 109 deactivates the enable signal EN after the sampling is completed.

図7の参照を続けて、フレーム期間F1の期間Tsにおいて蓄積信号S1、蓄積信号S2及びリセット信号S3を読み出す動作について説明する。制御部109は、垂直走査回路403及び水平走査回路404を制御しながら、制御信号TRO1と制御信号TRO2とを1走査ごとに切り替えることにより、期間Tsの読出し期間Rで2種類の画像を生成するための画素データを生成する。この画素データをもとに、フレーム期間F1に対応する保持容量CS1に保持された高感度電圧信号の蓄積画像と保持容量CS2に保持された低感度電圧信号の蓄積画像とが生成される。高感度電圧信号の蓄積画像を高感度蓄積画像と呼び、低感度電圧信号の蓄積画像を低感度蓄積画像と呼ぶ。   The operation of reading out the accumulation signal S1, the accumulation signal S2 and the reset signal S3 in the period Ts of the frame period F1 will be described with reference to FIG. 7 continuously. The control unit 109 switches between the control signal TRO1 and the control signal TRO2 for each scan while controlling the vertical scanning circuit 403 and the horizontal scanning circuit 404 to generate two types of images in the reading period R of the period Ts. To generate pixel data. Based on the pixel data, an accumulated image of the high sensitivity voltage signal held in the holding capacitance CS1 corresponding to the frame period F1 and an accumulated image of the low sensitivity voltage signal held in the holding capacitance CS2 are generated. The accumulated image of the high sensitivity voltage signal is called a high sensitivity accumulated image, and the accumulated image of the low sensitivity voltage signal is called a low sensitivity accumulated image.

続いて、フレーム期間F2においてもフレーム期間F1と同様に順次リセット駆動RD、サンプルホールド駆動SDが行われる。リセット駆動RDによりリセット信号S1〜S3が保持容量CS1〜CS3に転送され保持される。サンプルホールド駆動SDにより高感度の蓄積信号S1が保持容量CS1に保持され、低感度の蓄積信号S2が保持容量CS2に保持される。   Subsequently, in the frame period F2, as in the frame period F1, the reset drive RD and the sample hold drive SD are sequentially performed. The reset signals S1 to S3 are transferred to and held by the holding capacitors CS1 to CS3 by the reset driving RD. The storage signal CS1 of high sensitivity is held in the holding capacitance CS1 by the sample and hold driving SD, and the storage signal S2 of low sensitivity is held in the holding capacitance CS2.

リセット駆動RDの終了とサンプルホールド駆動SDの開始までの期間Tcの間に、制御部109は、選択画素を順次切り替え、期間Rでデジタルデータを取得し、フレーム期間F2に対応する高感度リセット画像と低感度リセット画像を生成する。   During a period Tc between the end of the reset drive RD and the start of the sample-and-hold drive SD, the control unit 109 sequentially switches the selected pixels, acquires digital data in the period R, and the high sensitivity reset image corresponding to the frame period F2. And generate a low sensitivity reset image.

サンプルホールド駆動SDの終了と次のフレーム期間F3のリセット駆動RDの開始までの期間Tsの間に、制御部109は、期間Rで、選択画素を順次切り替え、デジタルデータを取得し、フレーム期間F2に対応する高感度蓄積画像と低感度蓄積画像を生成する。フレーム期間F3以降のフレーム期間もフレーム期間F2と同様の駆動が行わる。   During a period Ts from the end of the sample hold drive SD to the start of the reset drive RD in the next frame period F3, the control unit 109 sequentially switches the selected pixels in period R to acquire digital data, and the frame period F2 To generate a high sensitivity storage image and a low sensitivity storage image corresponding to Driving similar to the frame period F2 is performed also in the frame period after the frame period F3.

第2実施形態での動画像生成方法でも第1実施形態と同様に、最初の放射線照射前に補正用画像を生成し、補正用画像と、各フレーム期間に生成したリセット画像及び放射線画像と、に基づいてフレーム画像を生成する。これによって、1/fノイズに起因して発生する縦線ノイズ、ブロック状アーチファクトを補正可能である。   In the moving image generation method according to the second embodiment, as in the first embodiment, the correction image is generated before the first radiation irradiation, the correction image, the reset image and the radiation image generated in each frame period, and Generate a frame image based on. By this, it is possible to correct vertical line noise and block-like artifacts generated due to 1 / f noise.

図8は補正用画像を生成するための動作を説明する。図8の動作は放射線照射開始前に実行される。以下では、第1実施形態と第2実施形態との相違点を中心に説明する。図7の駆動方法に示した2種類の感度を読み出す撮影モードが設定された場合について説明する。   FIG. 8 explains the operation for generating the correction image. The operation of FIG. 8 is performed before the start of radiation irradiation. Hereinafter, differences between the first embodiment and the second embodiment will be mainly described. The case where the imaging mode for reading out the two types of sensitivity shown in the driving method of FIG. 7 is set will be described.

図8のS101〜S105の処理は第1実施形態と同等である。S106’において、制御部109は、撮像パネル105及び読出し回路20を駆動する。具体的に、制御部109は、各画素に保持されたリセット信号をフレーム期間内にAD変換し、高感度リセット画像及び低感度リセット画像の画素データを信号処理部101に転送する。信号処理部101は転送されてくる画素データに基づいて高感度リセット画像及び低感度リセット画像を生成し、記憶部115に記憶する。   The processes of S101 to S105 in FIG. 8 are equivalent to those of the first embodiment. At S106 ', the control unit 109 drives the imaging panel 105 and the readout circuit 20. Specifically, the control unit 109 AD converts the reset signal held in each pixel within a frame period, and transfers pixel data of the high sensitivity reset image and the low sensitivity reset image to the signal processing unit 101. The signal processing unit 101 generates a high sensitivity reset image and a low sensitivity reset image based on the transferred pixel data, and stores the high sensitivity reset image and the low sensitivity reset image in the storage unit 115.

S107’において、制御部109は各画素に保持された蓄積信号をフレーム期間内にAD変換し、高感度暗画像及び低感度暗画像の画素データを信号処理部101に転送する。信号処理部101は順次転送されてくる画素データから当該画素データに対応する記憶部115内の高感度リセット画像又は低感度リセット画像の画素データを減算することによって、高感度補正用画像及び低感度補正用画像を生成し、記憶部115に記憶する。図8のS108〜S110の処理は第1実施形態と同等である。   In S <b> 107 ′, the control unit 109 AD converts the accumulated signal held in each pixel within a frame period, and transfers pixel data of the high sensitivity dark image and the low sensitivity dark image to the signal processing unit 101. The signal processing unit 101 subtracts the pixel data of the high sensitivity reset image or the low sensitivity reset image in the storage unit 115 corresponding to the pixel data from the sequentially transferred pixel data to obtain a high sensitivity correction image and a low sensitivity. A correction image is generated and stored in the storage unit 115. The processes of S108 to S110 in FIG. 8 are equivalent to those of the first embodiment.

S111’において、信号処理部101は、N枚の高感度補正用画像を平均することによって得られた画像を高感度補正用画像として、N枚の低感度補正用画像を平均することによって得られた画像を低感度補正用画像としてそれぞれ記憶部115に記憶する。図8のS112〜S113の処理は第1実施形態と同等である。   In S111 ′, the signal processing unit 101 obtains the image obtained by averaging the N high sensitivity correction images as the high sensitivity correction image, and is obtained by averaging the N low sensitivity correction images. The stored images are stored in the storage unit 115 as low sensitivity correction images. The process of S112 to S113 in FIG. 8 is equivalent to that of the first embodiment.

続いて、図9を参照して放射線画像を生成するための動作を説明する。図9の動作は放射線撮影開始後に実行される。以下では、第1実施形態と第2実施形態との相違点を中心に説明する。図7の駆動方法に示した2種類の感度を読み出す撮影モードが設定された場合について説明する。   Subsequently, an operation for generating a radiation image will be described with reference to FIG. The operation of FIG. 9 is performed after radiation imaging is started. Hereinafter, differences between the first embodiment and the second embodiment will be mainly described. The case where the imaging mode for reading out the two types of sensitivity shown in the driving method of FIG. 7 is set will be described.

図9のS201〜S205の処理は第1実施形態と同等である。S206’で、制御部109は、撮像パネル105及び読出し回路20を駆動する。具体的に、制御部109は、各画素に保持されたリセット信号をフレーム期間内にAD変換し、高感度リセット画像及び低感度リセット画像の画素データを信号処理部101に転送する。信号処理部101は転送されてくる画素データに基づいて高感度リセット画像及び低感度リセット画像を生成し、記憶部115に記憶する。   The processes of S201 to S205 in FIG. 9 are the same as those in the first embodiment. At S206 ', the control unit 109 drives the imaging panel 105 and the readout circuit 20. Specifically, the control unit 109 AD converts the reset signal held in each pixel within a frame period, and transfers pixel data of the high sensitivity reset image and the low sensitivity reset image to the signal processing unit 101. The signal processing unit 101 generates a high sensitivity reset image and a low sensitivity reset image based on the transferred pixel data, and stores the high sensitivity reset image and the low sensitivity reset image in the storage unit 115.

S207’において、制御部109は各画素に保持された蓄積信号をフレーム期間内にAD変換し、高感度放射線画像及び低感度放射線画像の画素データとして信号処理部101に転送する。信号処理部101は順次転送されてくる画素データから、当該画素データに対応する感度のリセット画像の画素データと、対応する感度の補正用画像の画素データと、を減算することによって、高感度フレーム画像及び低感度フレーム画像を生成する。ここで使用する補正用画像は、撮影モードに合わせてあらかじめ記憶部に保存していた補正用画像である。解像度や蓄積時間など放射線撮影と同じ撮影モードの補正用画像が選択される。   In S207 ', the control unit 109 AD converts the accumulated signal held in each pixel within a frame period, and transfers it to the signal processing unit 101 as pixel data of a high sensitivity radiation image and a low sensitivity radiation image. The signal processing unit 101 subtracts the pixel data of the reset image of the sensitivity corresponding to the pixel data and the pixel data of the correction image of the corresponding sensitivity from the sequentially transferred pixel data to obtain a high sensitivity frame. Generate images and low sensitivity frame images. The correction image used here is a correction image stored in advance in the storage unit according to the shooting mode. A correction image of the same imaging mode as radiation imaging, such as resolution and accumulation time, is selected.

S208’において、信号処理部101は、撮影モードに合わせて複数の感度のフレーム画像を後工程に転送する。後工程では、転送されてきたフレーム画像に対し、放射線撮影と並行してパイプライン方式でゲイン補正処理、ダイナミックレンジ拡張処理、尖鋭化処理などの画像処理が行われる。放射線透視撮影などリアルタイムに画像を観察する撮影であれば処理後の画像を表示部102に転送し表示する。3D撮影など複数枚の画像を元に処理を行うための撮影であれば、画像処理後のフレーム画像は記憶部115に記憶される。図9のS209〜S212の処理は第1実施形態と同等である。   In step S208 ', the signal processing unit 101 transfers frame images of a plurality of sensitivities to a post-process according to the shooting mode. In the post-process, image processing such as gain correction processing, dynamic range expansion processing, and sharpening processing is performed on the transferred frame image in parallel with radiation imaging by a pipeline method. In the case of radiography in which an image is observed in real time such as radioscopic radiography, the processed image is transferred to the display unit 102 and displayed. In the case of imaging for processing based on a plurality of images such as 3D imaging, a frame image after image processing is stored in the storage unit 115. The processes of S209 to S212 in FIG. 9 are the same as those in the first embodiment.

P 画素、SYS 放射線撮像システム、100 放射線撮像装置、101 信号処理部、102 表示部、103 照射制御部、104 放射線発生装置、109 制御部 P pixel, SYS radiation imaging system, 100 radiation imaging apparatus, 101 signal processing unit, 102 display unit, 103 irradiation control unit, 104 radiation generator, 109 control unit

Claims (11)

動画像を生成する放射線撮像システムであって、
放射線を電荷に変換する信号生成部をそれぞれが有する複数の画素と、
各画素から、蓄積された電荷に応じて前記信号生成部が出力する蓄積信号と、リセット状態にある前記信号生成部が出力するリセット信号と、を読み出す読出し回路と、
データを記憶可能な記憶部と、
信号処理部と、を備え、
前記信号処理部は、
最初の放射線照射前に、各画素から読み出された前記リセット信号及び前記蓄積信号に基づいて生成した補正用画像を前記記憶部に記憶し、
各フレーム期間に、各画素から読み出された前記蓄積信号に基づいて生成した放射線画像と、各画素から読み出された前記リセット信号に基づいて生成したリセット画像と、前記記憶部に記憶されている前記補正用画像とに基づいてフレーム画像を生成する
ことを特徴とする放射線撮像システム。
A radiation imaging system for generating a moving image, comprising:
A plurality of pixels each having a signal generation unit for converting radiation into charge;
A readout circuit that reads out, from each pixel, an accumulation signal output from the signal generation unit according to the accumulated charge and a reset signal output from the signal generation unit in a reset state;
A storage unit capable of storing data;
And a signal processing unit,
The signal processing unit
Before the first radiation irradiation, the correction image generated based on the reset signal read from each pixel and the accumulation signal is stored in the storage unit.
A radiation image generated based on the accumulated signal read from each pixel during each frame period, a reset image generated based on the reset signal read from each pixel, and stored in the storage unit A radiation imaging system comprising: generating a frame image based on the correction image.
前記蓄積信号及び前記リセット信号は、各画素から同一の信号経路を通じて前記読出し回路に読み出されることを特徴とする請求項1に記載の放射線撮像システム。   The radiation imaging system according to claim 1, wherein the accumulation signal and the reset signal are read out from each pixel to the readout circuit through the same signal path. 前記複数の画素のそれぞれは、前記蓄積信号及び前記リセット信号を保持可能な保持部を更に有し、
前記読出し回路は、前記保持部に保持された前記蓄積信号及び前記リセット信号を読み出すことを特徴とする請求項1又は2に記載の放射線撮像システム。
Each of the plurality of pixels further includes a holding unit capable of holding the accumulation signal and the reset signal,
The radiation imaging system according to claim 1, wherein the readout circuit reads out the accumulated signal and the reset signal held by the holding unit.
前記保持部から前記リセット信号が読み出された後に前記保持部に前記蓄積信号が保持されることを特徴とする請求項3に記載の放射線撮像システム。   The radiation imaging system according to claim 3, wherein the accumulated signal is held in the holding unit after the reset signal is read out from the holding unit. 前記蓄積信号を生成するための蓄積期間は、前記リセット信号を前記保持部に保持させた後に始まることを特徴とする請求項3又は4に記載の放射線撮像システム。   The radiation imaging system according to claim 3, wherein an accumulation period for generating the accumulation signal starts after holding the reset signal in the holding unit. 前記信号処理部は、前記放射線画像から前記リセット画像及び前記補正用画像を減算することによって前記フレーム画像を生成することを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の放射線撮像システム。   The radiation imaging system according to any one of claims 1 to 5, wherein the signal processing unit generates the frame image by subtracting the reset image and the correction image from the radiation image. . 前記複数の画素のそれぞれは、第1保持部及び第2保持部を更に有し、
前記信号生成部が出力した前記蓄積信号は前記第1保持部に保持され、前記信号生成部が出力した前記リセット信号は前記第1保持部及び前記第2保持部のそれぞれに保持され、
前記信号処理部は、
最初の放射線照射前に、前記第1保持部から第1信号経路を通じて読み出された前記リセット信号から、前記第2保持部から第2信号経路を通じて読み出された前記リセット信号を減算した第1結果に基づいて前記リセット画像を生成し、
各フレーム期間に、前記第1保持部から第1信号経路を通じて読み出された前記蓄積信号から、前記第2保持部から第2信号経路を通じて読み出された前記リセット信号を減算した第2結果に基づいて前記放射線画像を生成することを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の放射線撮像システム。
Each of the plurality of pixels further includes a first holding unit and a second holding unit,
The accumulation signal output from the signal generation unit is held in the first holding unit, and the reset signal output from the signal generation unit is held in each of the first holding unit and the second holding unit.
The signal processing unit
The first reset signal read out from the second holding unit through the second signal path is subtracted from the reset signal read out from the first holding unit through the first signal path before the first radiation irradiation. Generating the reset image based on the result,
A second result obtained by subtracting the reset signal read from the second holding unit through the second signal path from the accumulated signal read from the first holding unit through the first signal path in each frame period The radiation imaging system according to any one of claims 1 to 6, wherein the radiation image is generated based on it.
前記読出し回路はAD変換部を更に備え、
前記読出し回路は、前記AD変換部によってデジタルデータに変換された前記第1結果及び前記第2結果を前記信号処理部に供給することを特徴とする請求項7に記載の放射線撮像システム。
The readout circuit further includes an AD converter.
The radiation imaging system according to claim 7, wherein the readout circuit supplies the first result and the second result converted into digital data by the AD conversion unit to the signal processing unit.
前記信号処理部は、各画素から複数回読み出された前記リセット信号及び複数回読み出された前記蓄積信号に基づいて前記補正用画像を生成することを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載の放射線撮像システム。   The signal processing unit generates the correction image based on the reset signal read a plurality of times from each pixel and the accumulated signal read a plurality of times. The radiation imaging system according to claim 1. 放射線を電荷に変換する信号生成部をそれぞれが有する複数の画素と、各画素から、蓄積された電荷に応じて前記信号生成部が出力する蓄積信号と、リセット状態にある前記信号生成部が出力するリセット信号と、を読み出す読出し回路とを有する放射線撮像装置で得られたデータを用いて動画像を生成する方法であって、
最初の放射線照射前に、各画素から読み出された前記リセット信号及び前記蓄積信号に基づいて生成した補正用画像を記憶部に記憶する工程と、
各フレーム期間に、各画素から読み出された前記蓄積信号に基づいて生成した放射線画像と、各画素から読み出された前記リセット信号に基づいて生成したリセット画像と、前記記憶部に記憶されている前記補正用画像とに基づいてフレーム画像を生成する工程と、
を有することを特徴とする方法。
A plurality of pixels each having a signal generation unit for converting radiation into charge, an accumulated signal output from the signal generation unit according to the charge accumulated from each pixel, and the signal generation unit in a reset state output A moving image generation method using data obtained by a radiation imaging apparatus having a reset signal for
Storing a correction image generated based on the reset signal and the accumulation signal read from each pixel before the first radiation irradiation;
A radiation image generated based on the accumulated signal read from each pixel during each frame period, a reset image generated based on the reset signal read from each pixel, and stored in the storage unit Generating a frame image based on the correction image,
A method characterized in that it comprises:
コンピュータに請求項10に記載の方法の各工程を実行させるためのプログラム。   The program for making a computer perform each process of the method of Claim 10.
JP2017185316A 2017-09-26 2017-09-26 Radiation imaging system, moving image generation method and program Active JP6936680B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017185316A JP6936680B2 (en) 2017-09-26 2017-09-26 Radiation imaging system, moving image generation method and program
US16/135,232 US10557948B2 (en) 2017-09-26 2018-09-19 Radiation imaging system and moving image generation method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017185316A JP6936680B2 (en) 2017-09-26 2017-09-26 Radiation imaging system, moving image generation method and program

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019062388A true JP2019062388A (en) 2019-04-18
JP6936680B2 JP6936680B2 (en) 2021-09-22

Family

ID=66176745

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017185316A Active JP6936680B2 (en) 2017-09-26 2017-09-26 Radiation imaging system, moving image generation method and program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6936680B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023037600A1 (en) * 2021-09-09 2023-03-16 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Imaging element and imaging device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010245891A (en) * 2009-04-07 2010-10-28 Olympus Imaging Corp Imaging device and imaging method
JP2013012888A (en) * 2011-06-29 2013-01-17 Canon Inc Photographing device, photographing system, control device, and control method of image sensor
JP2013162164A (en) * 2012-02-01 2013-08-19 Canon Inc Imaging apparatus, x-ray detector and imaging method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010245891A (en) * 2009-04-07 2010-10-28 Olympus Imaging Corp Imaging device and imaging method
JP2013012888A (en) * 2011-06-29 2013-01-17 Canon Inc Photographing device, photographing system, control device, and control method of image sensor
JP2013162164A (en) * 2012-02-01 2013-08-19 Canon Inc Imaging apparatus, x-ray detector and imaging method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023037600A1 (en) * 2021-09-09 2023-03-16 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Imaging element and imaging device

Also Published As

Publication number Publication date
JP6936680B2 (en) 2021-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10557948B2 (en) Radiation imaging system and moving image generation method
JP6116152B2 (en) Image sensor driving apparatus and method, and radiographic imaging apparatus
US9354184B2 (en) Imaging apparatus, X-ray detector, and imaging method
JP6579741B2 (en) Imaging apparatus and radiation imaging system
JP6608132B2 (en) Radiation imaging apparatus and radiation imaging system
JP7033932B2 (en) Radiation image pickup device, control method and program of radiation image pickup device
JP6532214B2 (en) Radiation imaging apparatus and radiation imaging system
US9838619B2 (en) Radiation imaging apparatus and radiation inspection apparatus
WO2018083894A1 (en) Radiation imaging device, radiation imaging system, driving method for radiation imaging device and program
JP6708474B2 (en) Imaging device and radiation imaging system
US20190230299A1 (en) Imaging apparatus and radiation imaging system
JP6936680B2 (en) Radiation imaging system, moving image generation method and program
US10969501B2 (en) Radiation imaging apparatus, driving method therefor, and radiation imaging system
JP6936681B2 (en) Radiation imaging system, moving image generation method and program
JP2018014573A (en) Imaging device, radiation imaging system, method of driving imaging device, and program
JP2023088698A (en) Radiation imaging system, method for picking up moving images, and program
US20230199338A1 (en) Radiation imaging apparatus and method of controlling the same, and storage medium
JP2023091731A (en) Radiation imaging apparatus and method for controlling the same, program, and storage medium
JP6373442B2 (en) Radiation imaging apparatus and radiation inspection apparatus
JP2019087892A (en) Radiation imaging device, radiation imaging system and control method for radiation imaging device
JP2024073166A (en) Radiation imaging apparatus, method for controlling radiation imaging apparatus, and program
JP2023115684A (en) Radiation imaging apparatus, radiation imaging system, control method of radiation imaging apparatus and image processing apparatus
JP2021136554A (en) Radiation imaging apparatus, radiation imaging system, driving method of radiation imaging apparatus, and program
JP6103847B2 (en) Image sensor driving apparatus and method, and radiographic imaging apparatus
JP2017200013A (en) Imaging apparatus, radiation imaging system, and control method for imaging apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200928

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20210103

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210113

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210625

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210730

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210827

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6936680

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151