JP2020039083A - Radiation detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、放射線検出器に関する。 Embodiments of the present invention relate to a radiation detector.
放射線検出器の一例にX線検出器がある。X線検出器には、例えば、複数の光電変換部を有するアレイ基板と、複数の光電変換部の上に設けられX線を蛍光に変換するシンチレータとが設けられている。また、光電変換部には、シンチレータからの蛍光を電荷に変換する光電変換素子、電荷の蓄積および放出のスイッチングを行う薄膜トランジスタ、電荷を蓄積する蓄積キャパシタなどが設けられている。 One example of the radiation detector is an X-ray detector. The X-ray detector includes, for example, an array substrate having a plurality of photoelectric conversion units, and a scintillator provided on the plurality of photoelectric conversion units and converting X-rays into fluorescence. The photoelectric conversion unit is provided with a photoelectric conversion element for converting fluorescence from the scintillator into electric charges, a thin film transistor for switching between accumulation and release of electric charges, a storage capacitor for accumulating electric charges, and the like.
一般的には、X線検出器は、以下のようにして画像データを読み出す。まず、外部から入力された信号によりX線の入射を認識する。次に、予め定められた時間の経過後に、読み出しを行う光電変換部の薄膜トランジスタをオン状態にして、蓄積された電荷を画像データとして読み出す。
しかしながら、この様にすると、X線検出器の動作の開始が外部からの信号に依存することになるので、タイムラグなどにより処理時間が長くなるという問題がある。
Generally, an X-ray detector reads out image data as follows. First, X-ray incidence is recognized based on a signal input from the outside. Next, after a predetermined time has elapsed, the thin film transistor of the photoelectric conversion unit from which reading is performed is turned on, and the stored charge is read as image data.
However, in this case, since the start of the operation of the X-ray detector depends on an external signal, there is a problem that the processing time becomes longer due to a time lag or the like.
ここで、半導体素子である薄膜トランジスタにX線が照射されると、薄膜トランジスタがオフ状態となっていてもドレイン電極とソース電極との間に電流が流れる。また、薄膜トランジスタのドレイン電極はデータラインと電気的に接続されている。
そこで、薄膜トランジスタをオフ状態とし、X線が照射された時にデータラインに流れる電流の値と、X線が照射されていない時にデータラインに流れる電流の値との差に基づいて、X線の入射開始時を検出する技術が提案されている。
Here, when a thin film transistor which is a semiconductor element is irradiated with X-rays, current flows between the drain electrode and the source electrode even when the thin film transistor is off. The drain electrode of the thin film transistor is electrically connected to the data line.
Therefore, the thin film transistor is turned off, and the X-ray incidence is determined based on the difference between the value of the current flowing through the data line when the X-ray is irradiated and the value of the current flowing through the data line when the X-ray is not irradiated. Techniques for detecting the start time have been proposed.
ところが、薄膜トランジスタがオフ状態となっている時にデータラインに流れる電流の値は極めて小さくなる。またさらに、人体に対して大量のX線照射を行うと健康への悪影響があるため、人体へのX線照射量は必要最低限に抑えられる。そのため、医療に用いられるX線検出器の場合には、入射するX線の強度が非常に弱いものとなり、薄膜トランジスタがオフ状態となっている時にデータラインに流れる電流の値がさらに小さくなる。 そのため、薄膜トランジスタがオフ状態となっている時にデータラインに流れる電流の値を検出しても、X線の入射開始時を精度良く検出することが困難となるおそれがある。 However, the value of the current flowing through the data line when the thin film transistor is off is extremely small. Further, if a large amount of X-rays are irradiated on the human body, there is a bad effect on health, and therefore the X-ray irradiation amount on the human body can be suppressed to the minimum necessary. Therefore, in the case of an X-ray detector used for medical treatment, the intensity of the incident X-ray becomes very weak, and the value of the current flowing through the data line when the thin film transistor is in the off state is further reduced. Therefore, even if the value of the current flowing through the data line is detected when the thin film transistor is in the off state, it may be difficult to accurately detect the start of X-ray incidence.
そこで、読み出しを行う光電変換部の薄膜トランジスタをオン状態にし、読み出された画像データを用いてX線の入射開始時を検出する技術が提案されている。ところが、薄膜トランジスタの数は非常に多いので、X線の入射開始時の検出に用いるデータの量(読み出された画像データの量)が膨大となる。そのため、X線の入射開始時の検出時間が長くなるおそれがある。
そこで、放射線の入射開始時を精度良く検出することができ、且つ、検出時間の短縮を図ることができる放射線検出器の開発が望まれていた。
Therefore, a technique has been proposed in which the thin film transistor of the photoelectric conversion unit that performs reading is turned on, and the start of X-ray incidence is detected using the read image data. However, since the number of thin film transistors is very large, the amount of data (the amount of read image data) used for detection at the start of X-ray incidence becomes enormous. Therefore, the detection time at the start of X-ray incidence may be long.
Therefore, development of a radiation detector capable of accurately detecting the start of radiation incidence and shortening the detection time has been desired.
本発明が解決しようとする課題は、放射線の入射開始時を精度良く検出することができ、且つ、検出時間の短縮を図ることができる放射線検出器を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a radiation detector capable of accurately detecting the start of radiation incidence and shortening the detection time.
実施形態に係る放射線検出器は、基板と、前記基板に設けられ、第1の方向に延びる複数の制御ラインと、前記基板に設けられ、前記第1の方向に交差する第2の方向に延びる複数のデータラインと、前記第1の方向および前記第2の方向に並べて設けられ、それぞれが対応する前記制御ラインと対応する前記データラインとに電気的に接続された薄膜トランジスタを有し、放射線を直接的またはシンチレータと協働して検出する複数の検出部と、前記薄膜トランジスタのオン状態とオフ状態を切り替える制御回路と、前記薄膜トランジスタがオン状態の時に、前記複数の検出部のそれぞれから画像データを読み出す信号検出回路と、第1の放射線画像を構成する複数の前記画像データと、前記第1の放射線画像の直前に撮影された第2の放射線画像を構成する複数の前記画像データから選定された複数の前記画像データと、に基づいて、または、前記第1の放射線画像を構成する複数の前記画像データと、前記選定された複数の画像データから作成された複数の補間データと、に基づいて、前記放射線の入射開始時を判定する入射放射線検出部と、を備えている。前記選定された複数の画像データは、選定された複数の前記制御ラインのそれぞれに沿って設けられた複数の前記検出部、および、選定された複数の前記データラインのそれぞれに沿って設けられた複数の前記検出部の少なくともいずれかから読み出された画像データである。 A radiation detector according to an embodiment includes a substrate, a plurality of control lines provided on the substrate, extending in a first direction, and a plurality of control lines provided on the substrate, extending in a second direction intersecting the first direction. A plurality of data lines, and thin film transistors provided side by side in the first direction and the second direction, each of which is electrically connected to the corresponding control line and the corresponding data line. A plurality of detection units that detect directly or in cooperation with a scintillator, a control circuit that switches an on state and an off state of the thin film transistor, and when the thin film transistor is in an on state, image data is output from each of the plurality of detection units. A signal detection circuit to be read; a plurality of image data constituting a first radiographic image; and a second radiograph taken immediately before the first radiographic image. A plurality of image data selected from a plurality of image data forming a line image, or a plurality of the image data forming the first radiation image; and the selected plurality of images An incident radiation detector that determines a start time of the radiation based on a plurality of interpolation data created from the data. The plurality of selected image data is provided along each of the plurality of detection units provided along each of the plurality of selected control lines, and each of the plurality of selected data lines. The image data is read from at least one of the plurality of detection units.
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
本実施の形態に係る放射線検出器は、X線のほかにもγ線などの各種放射線に適用させることができる。ここでは、一例として、放射線の中の代表的なものとしてX線に係る場合を例にとり説明をする。したがって、以下の実施形態の「X線」を「他の放射線」に置き換えることにより、他の放射線にも適用させることができる。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In each of the drawings, similar components are denoted by the same reference numerals, and detailed description will be omitted as appropriate.
The radiation detector according to the present embodiment can be applied to various radiations such as γ-rays in addition to X-rays. Here, as an example, a case where X-rays are used as a typical radiation will be described. Therefore, by replacing “X-ray” in the following embodiment with “other radiation”, the present invention can be applied to other radiation.
また、以下に例示をするX線検出器1は、放射線画像であるX線画像を検出するX線平面センサである。X線平面センサには、大きく分けて直接変換方式と間接変換方式がある。
直接変換方式のX線検出器には、例えば、アモルファスセレンなどからなる光電変換膜が設けられている。直接変換方式のX線検出器においては、外部から入射したX線は、光電変換膜に吸収され、信号電荷に直接変換される。
間接変換方式のX線検出器には、例えば、複数の光電変換部を有するアレイ基板と、複数の光電変換部の上に設けられX線を蛍光(可視光)に変換するシンチレータとが設けられている。間接変換方式のX線検出器においては、外部から入射したX線はシンチレータにより蛍光に変換される。発生した蛍光は、光電変換部により信号電荷に変換される。
The
The direct conversion type X-ray detector is provided with a photoelectric conversion film made of, for example, amorphous selenium. In the direct conversion type X-ray detector, X-rays incident from the outside are absorbed by the photoelectric conversion film and directly converted into signal charges.
The indirect conversion type X-ray detector includes, for example, an array substrate having a plurality of photoelectric conversion units and a scintillator provided on the plurality of photoelectric conversion units and converting X-rays into fluorescent light (visible light). ing. In an indirect conversion type X-ray detector, X-rays incident from the outside are converted into fluorescent light by a scintillator. The generated fluorescence is converted into signal charges by the photoelectric conversion unit.
以下においては、一例として、間接変換方式のX線検出器1を例示するが、本発明は直接変換方式のX線検出器にも適用することができる。
すなわち、X線検出器は、X線を電気的な情報に変換する検出部を有するものであれば良い。検出部は、例えば、X線を直接的またはシンチレータと協働して検出するものとすることができる。
なお、直接変換方式のX線検出器の基本的な構成には既知の技術を適用することができるので詳細な説明は省略する。
In the following, the indirect conversion
That is, the X-ray detector only needs to have a detection unit that converts X-rays into electrical information. The detection unit may detect X-rays directly or in cooperation with a scintillator, for example.
Since a known technique can be applied to the basic configuration of the direct conversion type X-ray detector, detailed description is omitted.
また、以下においては、一例として、配線を介してデータ通信を行う有線タイプのX線検出器1を例示するが、本発明は配線を介さずにデータ通信を行う無線タイプのX線検出器にも適用することができる。
また、X線検出器1は、例えば、一般医療などに用いることができる。ただし、X線検出器1の用途は、一般医療に限定されるわけではない。
In the following, as an example, a
Further, the
図1は、X線検出器1を例示するための模式斜視図である。
なお、図1においては、バイアスライン2c3などを省いて描いている。
図2は、X線検出器1のブロック図である。
図3は、アレイ基板2の回路図である。
図1〜図3に示すように、X線検出器1には、アレイ基板2、信号処理部3、画像処理部4、シンチレータ5、メモリ6、および入射X線検出部7が設けられている。
FIG. 1 is a schematic perspective view illustrating the
In FIG. 1, the bias line 2c3 and the like are omitted.
FIG. 2 is a block diagram of the
FIG. 3 is a circuit diagram of the
As shown in FIGS. 1 to 3, the
アレイ基板2は、シンチレータ5によりX線から変換された蛍光を電気信号に変換する。
アレイ基板2は、基板2a、光電変換部2b、制御ライン(又はゲートライン)2c1、データライン(又はシグナルライン)2c2、バイアスライン2c3、配線パッド2d1、配線パッド2d2、および保護層2fなどを有する。
本実施の形態においては、光電変換部2bがX線をシンチレータ5と協働して検出する検出部となる。
なお、光電変換部2b、制御ライン2c1、データライン2c2、およびバイアスライン2c3などの数は例示をしたものに限定されるわけではない。
The
The
In the present embodiment, the
Note that the numbers of the
基板2aは、板状を呈し、無アルカリガラスなどの透光性材料から形成されている。
光電変換部2bは、基板2aの一方の面に複数設けられている。光電変換部2bは、制御ライン2c1とデータライン2c2とにより画された領域に設けられている。複数の光電変換部2bは、制御ライン2c1が延びる方向(第1の方向の一例に相当する)、およびデータライン2c2が延びる方向(第2の方向の一例に相当する)に並べて設けられている。複数の光電変換部2bは、マトリクス状に並べられている。なお、1つの光電変換部2bは、X線画像における1つの画素(pixel)に対応する。
The
A plurality of
複数の光電変換部2bのそれぞれには、光電変換素子2b1と、薄膜トランジスタ(TFT;Thin Film Transistor)2b2とが設けられている。
また、図3に示すように、光電変換素子2b1において変換した電荷が供給される蓄積キャパシタ2b3を設けることができる。蓄積キャパシタ2b3は、例えば、矩形平板状を呈し、薄膜トランジスタ2b2の下に設けることができる。ただし、光電変換素子2b1の容量によっては、光電変換素子2b1が蓄積キャパシタ2b3を兼ねることができる。
Each of the plurality of
Further, as shown in FIG. 3, a storage capacitor 2b3 to which the charge converted in the photoelectric conversion element 2b1 is supplied can be provided. The storage capacitor 2b3 has, for example, a rectangular plate shape and can be provided below the thin film transistor 2b2. However, depending on the capacitance of the photoelectric conversion element 2b1, the photoelectric conversion element 2b1 can also serve as the storage capacitor 2b3.
光電変換素子2b1が蓄積キャパシタ2b3を兼ねる場合(蓄積キャパシタ2b3が省略される場合)には、電荷の蓄積および放出が行われるのは光電変換素子2b1となる。この場合、薄膜トランジスタ2b2をオン状態とすることで光電変換部2bから電荷が放出され、薄膜トランジスタ2b2をオフ状態とすることで光電変換部2bに電荷が蓄積される。
蓄積キャパシタ2b3が設けられる場合には、薄膜トランジスタ2b2をオフ状態にするとバイアスライン2c3から蓄積キャパシタ2b3に一定の電荷が蓄積され、薄膜トランジスタ2b2をオン状態にすると蓄積キャパシタ2b3に蓄積されている電荷が放出される。
なお、以下においては、一例として、蓄積キャパシタ2b3が設けられる場合を例示する。
When the photoelectric conversion element 2b1 also serves as the storage capacitor 2b3 (when the storage capacitor 2b3 is omitted), charge is stored and released in the photoelectric conversion element 2b1. In this case, by turning on the thin film transistor 2b2, charge is released from the
When the storage capacitor 2b3 is provided, when the thin film transistor 2b2 is turned off, a constant charge is stored in the storage capacitor 2b3 from the bias line 2c3, and when the thin film transistor 2b2 is turned on, the charge stored in the storage capacitor 2b3 is released. Is done.
In the following, a case where the storage capacitor 2b3 is provided is illustrated as an example.
光電変換素子2b1は、例えば、フォトダイオードなどとすることができる。
薄膜トランジスタ2b2は、蓄積キャパシタ2b3への電荷の蓄積および放出のスイッチングを行う。薄膜トランジスタ2b2は、ゲート電極2b2a、ドレイン電極2b2b及びソース電極2b2cを有している。薄膜トランジスタ2b2のゲート電極2b2aは、対応する制御ライン2c1と電気的に接続される。薄膜トランジスタ2b2のドレイン電極2b2bは、対応するデータライン2c2と電気的に接続される。すなわち、薄膜トランジスタ2b2は、対応する制御ライン2c1と対応するデータライン2c2とに電気的に接続されている。薄膜トランジスタ2b2のソース電極2b2cは、対応する光電変換素子2b1と蓄積キャパシタ2b3とに電気的に接続される。また、光電変換素子2b1のアノード側と蓄積キャパシタ2b3は、対応するバイアスライン2c3と電気的に接続される(図3を参照)。
The photoelectric conversion element 2b1 can be, for example, a photodiode or the like.
The thin-film transistor 2b2 performs switching of charge accumulation and discharge to the storage capacitor 2b3. The thin film transistor 2b2 has a gate electrode 2b2a, a drain electrode 2b2b, and a source electrode 2b2c. Gate electrode 2b2a of thin film transistor 2b2 is electrically connected to corresponding control line 2c1. The drain electrode 2b2b of the thin film transistor 2b2 is electrically connected to the corresponding data line 2c2. That is, the thin film transistor 2b2 is electrically connected to the corresponding control line 2c1 and the corresponding data line 2c2. Source electrode 2b2c of thin film transistor 2b2 is electrically connected to corresponding photoelectric conversion element 2b1 and storage capacitor 2b3. The anode side of the photoelectric conversion element 2b1 and the storage capacitor 2b3 are electrically connected to the corresponding bias line 2c3 (see FIG. 3).
制御ライン2c1は、所定の間隔をあけて互いに平行に複数設けられている。制御ライン2c1は、例えば、行方向に延びている。1つの制御ライン2c1は、基板2aの周縁近傍に設けられた複数の配線パッド2d1のうちの1つと電気的に接続されている。1つの配線パッド2d1には、フレキシブルプリント基板2e1に設けられた複数の配線のうちの1つが電気的に接続されている。フレキシブルプリント基板2e1に設けられた複数の配線の他端は、信号処理部3に設けられた制御回路31とそれぞれ電気的に接続されている。
A plurality of control lines 2c1 are provided in parallel with each other at predetermined intervals. The control line 2c1 extends, for example, in the row direction. One control line 2c1 is electrically connected to one of the plurality of wiring pads 2d1 provided near the periphery of the
データライン2c2は、所定の間隔をあけて互いに平行に複数設けられている。データライン2c2は、例えば、行方向に交差する列方向に延びている。1つのデータライン2c2は、基板2aの周縁近傍に設けられた複数の配線パッド2d2のうちの1つと電気的に接続されている。1つの配線パッド2d2には、フレキシブルプリント基板2e2に設けられた複数の配線のうちの1つが電気的に接続されている。フレキシブルプリント基板2e2に設けられた複数の配線の他端は、信号処理部3に設けられた信号検出回路32とそれぞれ電気的に接続されている。
A plurality of data lines 2c2 are provided in parallel with each other at a predetermined interval. The data line 2c2 extends, for example, in a column direction crossing the row direction. One data line 2c2 is electrically connected to one of a plurality of wiring pads 2d2 provided near the periphery of the
図3に示すように、バイアスライン2c3は、データライン2c2とデータライン2c2との間に、データライン2c2と平行に設けられている。バイアスライン2c3には、図示しないバイアス電源が電気的に接続されている。図示しないバイアス電源は、例えば、信号処理部3などに設けることができる。なお、バイアスライン2c3は、必ずしも必要ではなく、必要に応じて設けるようにすればよい。バイアスライン2c3が設けられない場合には、光電変換素子2b1のアノード側と蓄積キャパシタ2b3は、バイアスライン2c3に代えてグランドに電気的に接続される。
制御ライン2c1、データライン2c2、およびバイアスライン2c3は、例えば、アルミニウムやクロムなどの低抵抗金属を用いて形成することができる。
As shown in FIG. 3, the bias line 2c3 is provided between the data line 2c2 and the data line 2c2 in parallel with the data line 2c2. A bias power supply (not shown) is electrically connected to the bias line 2c3. A bias power supply (not shown) can be provided, for example, in the
The control line 2c1, the data line 2c2, and the bias line 2c3 can be formed using, for example, a low-resistance metal such as aluminum or chrome.
保護層2fは、光電変換部2b、制御ライン2c1、データライン2c2、およびバイアスライン2c3を覆っている。保護層2fは、例えば、酸化物絶縁材料、窒化物絶縁材料、酸窒化物絶縁材料、および樹脂材料の少なくとも1種を含む。
The
信号処理部3は、アレイ基板2の、シンチレータ5側とは反対側に設けられている。
信号処理部3には、制御回路31と、信号検出回路32とが設けられている。
制御回路31は、薄膜トランジスタ2b2のオン状態とオフ状態を切り替える。
The
The
The
図2に示すように、制御回路31は、複数のゲートドライバ31aと行選択回路31bとを有する。
行選択回路31bには、画像処理部4などから制御信号S1が入力される。行選択回路31bは、X線画像のスキャン方向に従って、対応するゲートドライバ31aに制御信号S1を入力する。
ゲートドライバ31aは、対応する制御ライン2c1に制御信号S1を入力する。
例えば、制御回路31は、フレキシブルプリント基板2e1を介して、制御信号S1を各制御ライン2c1毎に順次入力する。制御ライン2c1に入力された制御信号S1により薄膜トランジスタ2b2がオン状態となり、光電変換部2b(蓄積キャパシタ2b3)からの電荷(画像データS2)が受信できるようになる。
As shown in FIG. 2, the
The control signal S1 is input to the
The
For example, the
信号検出回路32は、薄膜トランジスタ2b2がオン状態の時に、複数の光電変換部2b(蓄積キャパシタ2b3)のそれぞれから電荷(画像データS2)を読み出す。また、信号検出回路32は、読み出された画像データS2(アナログ信号)をデジタル信号に順次変換する。
The
読み出された画像データS2は、メモリ6に一時的に格納される。
また、複数の画像データS2は、入射X線検出部7のベース画像メモリ72にも入力される。この際、後述する選定条件に基づいて選定された複数の画像データS2がベース画像メモリ72に入力されるようにすることができる。複数の画像データS2の選定は、例えば、画像処理部4により行うことができる。
The read image data S2 is temporarily stored in the
The plurality of image data sets S2 are also input to the
入射X線検出部7によりX線が入射したと判定された場合には、画像処理部4は、メモリ6に格納されている複数の画像データS2に基づいて、X線画像を構成する。
なお、複数の画像データS2の選定、入射X線検出部7の作用などに関する詳細は後述する。
画像処理部4、メモリ6、および入射X線検出部7は、信号処理部3と一体化されていてもよい。
When the
The details of the selection of the plurality of image data sets S2, the operation of the
The
シンチレータ5は、複数の光電変換素子2b1の上に設けられ、入射するX線を蛍光に変換する。シンチレータ5は、基板2a上の複数の光電変換素子2b1が設けられた領域(有効画素領域)を覆うように設けられている。
シンチレータ5は、例えば、ヨウ化セシウム(CsI):タリウム(Tl)、あるいはヨウ化ナトリウム(NaI):タリウム(Tl)などを用いて形成することができる。この場合、真空蒸着法などを用いて、シンチレータ5を形成すれば、複数の柱状結晶の集合体からなるシンチレータ5が形成される。
The
The
また、シンチレータ5は、例えば、酸硫化ガドリニウム(Gd2O2S)などを用いて形成することもできる。この場合、複数の光電変換部2bごとに四角柱状のシンチレータ5が設けられるように、マトリクス状の溝部を形成することができる。溝部の内部には、大気(空気)、あるいは酸化防止用の窒素ガスなどの不活性ガスが満たされるようにすることができる。また、溝部の内部が真空状態となるようにしてもよい。
Further, the
その他、蛍光の利用効率を高めて感度特性を改善するために、シンチレータ5の表面側(X線の入射面側)を覆うように図示しない反射層を設けることができる。
また、空気中に含まれる水蒸気により、シンチレータ5の特性と反射層の特性が劣化するのを抑制するために、シンチレータ5と反射層を覆う図示しない防湿部を設けることができる。
In addition, a reflection layer (not shown) can be provided so as to cover the surface side (the X-ray incident surface side) of the
Further, in order to prevent the characteristics of the
メモリ6は、信号検出回路32と画像処理部4との間に電気的に接続されている。メモリ6は、デジタル信号に変換された画像データS2を一時的に格納する。メモリ6は、X線が入射したか否かの判定対象となるX線画像を構成する複数の画像データS2を格納する。
また、メモリ6は、X線の入射開始時を判定する際に用いられる光電変換部2b(検出部)に関する情報を格納することもできる。すなわち、メモリ6は、複数の光電変換部2bのそれぞれから読み出された画像データS2と、X線の入射開始時を判定する際に用いられる光電変換部2bに関する情報と、を格納することができる。なお、X線の入射開始時を判定する際に用いられる光電変換部2bに関する情報(光電変換部2bの選定条件)については後述する。なお、光電変換部2bの選定条件は、ベース画像メモリ72に格納してもよい。
The
The
入射X線検出部7は、メモリ6に電気的に接続されている。入射X線検出部7は、信号検出回路32などを介してメモリ6に電気的に接続することができる。
入射X線検出部7は、判定対象となるX線画像(第1の放射線画像の一例に相当する)を構成する複数の画像データS2と、判定対象となるX線画像の直前に撮影されたX線画像(第2の放射線画像の一例に相当する)を構成する複数の画像データS2から選定された複数の画像データS2と、に基づいてX線の入射開始時を判定する。
また、入射X線検出部7は、判定対象となるX線画像を構成する複数の画像データS2と、選定された複数の画像データS2から作成された複数の補間データと、に基づいてX線の入射開始時を判定することもできる。
なお、入射X線検出部7に関する詳細は後述する。
The
The incident
Further, the incident
The details of the
ここで、X線検出器1は、例えば、以下のようにしてX線画像を構成することができる。
まず、制御回路31は、薄膜トランジスタ2b2をオフ状態にする。薄膜トランジスタ2b2がオフ状態となることで、バイアスライン2c3を介して一定の電荷が蓄積キャパシタ2b3に蓄積される。次に、X線が照射されると、シンチレータ5によりX線が蛍光に変換される。蛍光が光電変換素子2b1に入射すると、光電効果によって電荷(電子およびホール)が発生し、発生した電荷と、蓄積されている電荷(異種電荷)とが結合して蓄積されている電荷が減少する。次に、制御回路31は、薄膜トランジスタ2b2を順次オン状態にする。信号検出回路32は、サンプリング信号に従って各蓄積キャパシタ2b3に蓄積されている電荷(画像データS2)をデータライン2c2を介して読み出す。そして、信号検出回路32は、読み出された画像データS2(アナログ信号)をデジタル信号に順次変換する。デジタル信号に変換された画像データS2は、メモリ6に格納される。画像処理部4は、メモリ6に格納されている画像データS2に基づいて、X線画像を構成する。構成されたX線画像のデータは、画像処理部4から外部の機器などに向けて出力される。
Here, the
First, the
図4は、画像データS2の読み出しを例示するためのタイミングチャートである。
図4は、n本の制御ライン2c1と、m本のデータライン2c2が設けられた場合である。
まず、画像処理部4などから信号検出回路32にサンプリング信号21を入力する。図4に示すように、サンプリング信号21がオンとなることで、信号検出回路32は、データライン(1)〜データライン(m)に対するサンプリングを開始する。サンプリング信号21は所定の期間経過後にオフとなる。
FIG. 4 is a timing chart illustrating the reading of the image data S2.
FIG. 4 shows a case where n control lines 2c1 and m data lines 2c2 are provided.
First, the
一方、サンプリング信号21がオンとなっている間に、画像処理部4などから制御回路31を介して制御ライン(1)に制御信号S1を入力する。制御信号S1がオンとなることで、制御ライン(1)に電気的に接続された薄膜トランジスタ2b2がオン状態となる。制御信号S1は所定の期間経過後にオフとなる。
信号検出回路32は、薄膜トランジスタ2b2がオン状態の時にデータライン(1)〜データライン(m)からの画像データS2を順次読み出す。
その後、以上の手順を制御ライン(2)〜制御ライン(n)に対して行う。
以上の様にして読み出された画像データS2は、メモリ6に格納される。薄膜トランジスタ2b2がオン状態の時に読み出された画像データS2は、n行m列の画像データS2となる。
On the other hand, while the
The
Thereafter, the above procedure is performed for the control lines (2) to (n).
The image data S2 read as described above is stored in the
なお、図4においては、制御信号S1をオンとする前にサンプリング信号21をオンにしているが、制御信号S1のオンとサンプリング信号21のオンとは同時であってもよいし、制御信号S1をオンにした後にサンプリング信号21をオンとしてもよい。
また、図4においては、制御信号S1をオフとした後にサンプリング信号21をオフにしているが、制御信号S1のオフとサンプリング信号21のオフとは同時であってもよいし、制御信号S1をオフにする前にサンプリング信号21をオフとしてもよい。
In FIG. 4, the
In FIG. 4, the
ここで、一般的なX線検出器においては、以下のようにしてX線検出器にX線が入射したことを認識し、撮影動作を開始する。
まず、X線源などの外部機器からの信号により、X線がX線検出器に入射したのを認識する。次に、予め定められた時間の経過後に、読み出しを行う光電変換部2bの薄膜トランジスタ2b2をオン状態にして、蓄積されている電荷を読み出す。すなわち、一般的なX線検出器の場合には、X線が実際にX線検出器に入射したのを検出しているわけではない。そのため、外部機器からの信号が入力された時点と、読み出し動作を開始する時点との間に所定の時間を設ける必要がある。その結果、タイムラグなどが生じて、処理時間が長くなる。
Here, a general X-ray detector recognizes that X-rays have entered the X-ray detector as described below, and starts an imaging operation.
First, based on a signal from an external device such as an X-ray source, it is recognized that the X-ray has entered the X-ray detector. Next, after a lapse of a predetermined time, the thin film transistor 2b2 of the
ここで、半導体素子である薄膜トランジスタ2b2にX線が照射されると、薄膜トランジスタ2b2がオフ状態となっていてもドレイン電極2b2bとソース電極2b2cとの間に電流が流れる。また、薄膜トランジスタ2b2のドレイン電極2b2bはデータライン2c2と電気的に接続されている。そのため、X線が照射された時にデータライン2c2に流れる電流の値と、X線が照射されていない時にデータライン2c2に流れる電流の値との差に基づいて、X線の入射開始時を検出することができる。X線の入射開始時を直接検出することができれば、タイムラグなどが生じることがないので、処理時間が長くなるのを抑制することができる。 Here, when the thin film transistor 2b2, which is a semiconductor element, is irradiated with X-rays, a current flows between the drain electrode 2b2b and the source electrode 2b2c even when the thin film transistor 2b2 is off. The drain electrode 2b2b of the thin film transistor 2b2 is electrically connected to the data line 2c2. Therefore, the start of X-ray incidence is detected based on the difference between the value of the current flowing through the data line 2c2 when the X-ray is irradiated and the value of the current flowing through the data line 2c2 when the X-ray is not irradiated. can do. If the start time of X-ray incidence can be directly detected, no time lag or the like occurs, so that it is possible to suppress an increase in processing time.
ところが、薄膜トランジスタ2b2がオフ状態となっている時にデータライン2c2に流れる電流の値は極めて小さくなる。またさらに、人体に対して大量のX線照射を行うと健康への悪影響があるため、人体へのX線照射量は必要最低限に抑えられる。そのため、医療に用いられるX線検出器の場合には、入射するX線の強度が非常に弱いものとなり、薄膜トランジスタ2b2がオフ状態となっている時にデータライン2c2に流れる電流の値がさらに小さくなる。
その結果、薄膜トランジスタ2b2がオフ状態となっている時にデータライン2c2に流れる電流の値に基づいてX線の入射開始時を検出すると、X線の入射開始時を精度良く検出することが困難となるおそれがある。
However, the value of the current flowing through the data line 2c2 when the thin film transistor 2b2 is off is extremely small. Further, if a large amount of X-rays are irradiated on the human body, there is a bad effect on health, and therefore the X-ray irradiation amount on the human body can be suppressed to the minimum necessary. Therefore, in the case of an X-ray detector used for medical treatment, the intensity of the incident X-ray becomes extremely weak, and the value of the current flowing through the data line 2c2 when the thin film transistor 2b2 is in the off state is further reduced. .
As a result, if the start of X-ray incidence is detected based on the value of the current flowing through the data line 2c2 when the thin-film transistor 2b2 is in the off state, it becomes difficult to accurately detect the start of X-ray incidence. There is a risk.
そこで、本実施の形態に係るX線検出器1には、入射X線検出部7が設けられている。 X線検出器1にX線が入射すると、入射したX線の強度に応じて画像データS2の値が変化する。例えば、X線が入射すると、画像データS2の値が小さくなる(X線画像が明るくなる)。そのため、入射X線検出部7は、撮影されたX線画像(判定対象となるX線画像)を構成する複数の画像データS2と、当該X線画像の直前に撮影されたX線画像(比較対象となるX線画像)を構成する複数の画像データS2と、を比較することで、X線の入射開始時を検出することができる。
Therefore, the
図5は、入射X線検出部7の構成を例示するためのブロック図である。
図5に示すように、入射X線検出部7には、第1のセレクタ71、ベース画像メモリ72、第2のセレクタ73、減算回路74、比較・カウンタ回路75、および判定回路76が設けられている。
FIG. 5 is a block diagram for illustrating the configuration of the
As shown in FIG. 5, the
第1のセレクタ71は、メモリ6に格納されている複数の画像データS2から判定対象となる画像データS2を抽出する。画像データS2の抽出は、例えば、判定対象となる画像データS2が読み出された光電変換部2bのアドレス情報に基づいて行うことができる。
The
ベース画像メモリ72は、比較対象となるX線画像における複数の画像データS2を格納する。比較対象となるX線画像は、判定対象となるX線画像(メモリ6に格納されている複数の画像データS2)の直前に撮影されたX線画像とすることができる。この場合、ベース画像メモリ72は、選定された光電変換部2bから読み出された画像データS2を格納することができる。ベース画像メモリ72に格納される複数の画像データS2は、例えば、画像処理部4により選定することができる。なお、ベース画像メモリ72に格納される複数の画像データS2に関する詳細は後述する。
The
第2のセレクタ73は、ベース画像メモリ72に格納されている複数の画像データS2から、第1のセレクタ71により抽出された画像データS2に対応する画像データS2を抽出する。
減算回路74は、第1のセレクタ71により抽出された画像データS2と、第2のセレクタ73により抽出された画像データS2との差を演算する。
The
The
比較・カウンタ回路75は、例えば、減算回路74により演算された値が所定の範囲を超えた回数が閾値を超えたか否かを演算する。
判定回路76は、比較・カウンタ回路75により閾値を超えたことが判明した場合には、X線がX線検出器1に入射したと判定することができる。
なお、この判定に用いられる閾値などは、実験やシミュレーションを行うことで予め設定することができる。
The comparison /
The
The threshold value used for this determination can be set in advance by performing an experiment or a simulation.
判定回路76により、X線がX線検出器1に入射したと判定された場合には、画像処理部4は、メモリ6に格納されている複数の画像データS2を用いてX線画像を構成する。 判定回路76により、X線がX線検出器1に入射していないと判定された場合には、ベース画像メモリ72に格納されている複数の画像データS2が消去される。また、後述する選定条件に基づいて、メモリ6に格納されている複数の画像データS2から、所定の画像データS2が抽出されてベース画像メモリ72に格納される。その後、メモリ6に格納されている複数の画像データS2が消去される。画像データS2の抽出と格納、画像データS2の消去は、例えば、画像処理部4により行うことができる。
When the
以上に説明したように、入射X線検出部7は、薄膜トランジスタ2b2がオン状態となっている時に読み出された画像データS2に基づいてX線が入射したか否かを判定する。この場合、薄膜トランジスタ2b2がオン状態となっていれば抵抗が低くなるので、データライン2c2に流れる電流の値(読み出された画像データS2の値)が大きくなる。そのため、X線の入射開始時を精度良く検出することが容易となる。
また、前述したように、医療に用いられるX線検出器1の場合には、入射するX線の強度が非常に弱いものとなる。しかしながら、薄膜トランジスタ2b2がオン状態の時に得られた画像データS2を用いてX線の入射開始時を検出すれば、X線の入射開始時を精度良く検出することが可能となる。
As described above, the
Further, as described above, in the case of the
この場合、X線検出器1の温度が変化すると、画像データS2の値が変動する場合がある。そのため、X線の入射開始時を検出する際には、判定対象となるX線画像を構成する複数の画像データS2と、当該X線画像の直前に撮影されたX線画像を構成する複数の画像データS2と、を用いることが好ましい。この様にすれば、X線検出器1の温度変化に伴う画像データS2の値の変動を抑制することができる。
In this case, when the temperature of the
次に、ベース画像メモリ72に格納される複数の画像データS2についてさらに説明する。
以下に例示をする比較例においては、X線の入射開始時を検出する際に、全ての光電変換部2bから読み出された画像データS2の値(X線画像の全領域における画像データS2の値)同士を比較している。
図6(a)は、判定対象となるX線画像の領域101を表すための模式図である。
図6(b)は、比較対象となるX線画像の領域102を表すための模式図である。
図6(c)は、領域102のデータ量103を表すための模式図である。
比較例に係るX線の入射開始時の検出においては、図6(a)、(b)に示すように、X線画像の全領域における画像データS2の値を比較している。
ところが、光電変換部2bの数は非常に多い。例えば、光電変換部2bの数は、数百万個に達する場合もある。そのため、X線画像の全領域における画像データS2の値を比較すると、図6(c)に示すように、比較するデータ量103の量が膨大となる。
比較するデータ量103の量が多くなると、検出時間が長くなる。医療に用いられるX線検出器1の場合には、X線の照射時間が長くなると健康への悪影響があるため、X線の照射時間は短くすることが好ましい。そのため、検出時間が長くなると、X線が照射されている期間内にX線の入射判定が完了しなくなるおそれがある。すなわち、検出時間が長くなると、X線の入射開始時が検出できなくなるおそれがある。
またさらに、比較対象となるX線画像を構成する複数の画像データS2は、温度などの環境の変化によって変動することから書き換えが必要となる場合がある。また、振動や外部電磁波などの突発的ノイズ、駆動回路等に起因する自己ノイズによる誤動作を防ぐため、数枚のX線画像を撮影し、画像データS2を平均化するなどの対策が必要となる場合がある。そのため、大容量のベース画像メモリ72が必要なったり、平均化の処理に時間がかかったりしてコストアップや処理時間が長くなるなどの問題も生じる場合がある。
Next, the plurality of image data S2 stored in the
In a comparative example illustrated below, when detecting the start of X-ray incidence, the value of image data S2 read from all
FIG. 6A is a schematic diagram illustrating an
FIG. 6B is a schematic diagram illustrating the
FIG. 6C is a schematic diagram showing the data amount 103 of the
In the detection at the start of X-ray incidence according to the comparative example, as shown in FIGS. 6A and 6B, the values of the image data S2 in all regions of the X-ray image are compared.
However, the number of
As the amount of
Further, the plurality of image data sets S2 constituting the X-ray image to be compared may need to be rewritten because they change due to environmental changes such as temperature. Further, in order to prevent malfunctions due to sudden noises such as vibrations and external electromagnetic waves, and self-noises caused by drive circuits, it is necessary to take measures such as taking several X-ray images and averaging the image data S2. There are cases. For this reason, there may be a problem that a large-capacity
そこで、本実施の形態に係る入射X線検出部7は、選定された光電変換部2bから読み出された画像データS2に基づいて、X線の入射開始時を検出するようにしている。この様にすれば、比較するデータ量を低減させることができるので、検出時間の短縮を図ることができる。選定された光電変換部2bから読み出された画像データS2は、ベース画像メモリ72に格納される。
Therefore, the incident
図7(a)は、判定対象となるX線画像の領域101を表すための模式図である。
図7(b)は、比較対象となるX線画像の領域102aを表すための模式図である。
なお、領域102aは、選定された複数の光電変換部2bが設けられている領域である。
図7(c)は、領域102aのデータ量103aを表すための模式図である。
FIG. 7A is a schematic diagram illustrating an
FIG. 7B is a schematic diagram for illustrating the
Note that the
FIG. 7C is a schematic diagram illustrating the
図7(b)に示すように、領域102aは、選定された複数の制御ライン2c1に沿った領域とすることができる。複数の制御ライン2c1は、例えば、所定のピッチ寸法で選定することができる。この様にすれば、図7(c)に示すように、比較するデータ量103aを少なくすることができる。なお、選定される複数の制御ライン2c1の数が少なすぎると検出精度が悪くなるおそれがある。選定される複数の制御ライン2c1の数が多すぎると、検出時間の短縮が図れなくなるおそれがある。そのため、複数の制御ライン2c1の数やピッチ寸法などは、実験やシミュレーションを行うことで適宜決定することが好ましい。
As shown in FIG. 7B, the
図8(a)は、判定対象となるX線画像の領域101を表すための模式図である。
図8(b)は、比較対象となるX線画像の領域102bを表すための模式図である。
なお、領域102bは、選定された複数の光電変換部2bが設けられている領域である。
図8(c)は、領域102bのデータ量103bを表すための模式図である。
FIG. 8A is a schematic diagram illustrating an
FIG. 8B is a schematic diagram illustrating an
The
FIG. 8C is a schematic diagram showing the data amount 103b of the
図8(b)に示すように、領域102bは、選定された複数のデータライン2c2に沿った領域とすることができる。複数のデータライン2c2は、例えば、所定のピッチ寸法で選定することができる。この様にすれば、図8(c)に示すように、比較するデータ量103bを少なくすることができる。なお、選定される複数のデータライン2c2の数が少なすぎると検出精度が悪くなるおそれがある。選定される複数のデータライン2c2の数が多すぎると、検出時間の短縮が図れなくなるおそれがある。そのため、複数のデータライン2c2の数やピッチ寸法などは、実験やシミュレーションを行うことで適宜決定することが好ましい。
As shown in FIG. 8B, the
図9(a)は、判定対象となるX線画像の領域101を表すための模式図である。
図9(b)は、比較対象となるX線画像の領域102a、102bを表すための模式図である。
図9(c)は、領域102a、102bのデータ量103cを表すための模式図である。
図9(b)に示すように、領域102aは、選定された複数の制御ライン2c1に沿った領域とすることができる。領域102bは、選定された複数のデータライン2c2に沿った領域とすることができる。複数の制御ライン2c1は、例えば、所定のピッチ寸法で選定することができる。複数のデータライン2c2は、例えば、所定のピッチ寸法で選定することができる。この様にすれば、図9(c)に示すように、比較するデータ量103cを少なくすることができる。なお、選定される複数の制御ライン2c1の数、および複数のデータライン2c2の数が少なすぎると検出精度が悪くなるおそれがある。選定される複数の制御ライン2c1の数、および複数のデータライン2c2の数が多すぎると、検出時間の短縮が図れなくなるおそれがある。そのため、複数の制御ライン2c1の数やピッチ寸法、および複数のデータライン2c2の数やピッチ寸法などは、実験やシミュレーションを行うことで適宜決定することが好ましい。
FIG. 9A is a schematic diagram illustrating an
FIG. 9B is a schematic diagram illustrating the
FIG. 9C is a schematic diagram illustrating the data amount 103c of the
As shown in FIG. 9B, the
図10(a)は、判定対象となるX線画像の領域101を表すための模式図である。
図10(b)は、比較対象となるX線画像の領域102a、および入射X線の強度を表すための模式図である。
図10(b)の右側のグラフ図に示すように、入射X線の強度は、X線画像の中央領域で強く、X線画像の周縁領域で弱くなる傾向がある。また、入射X線の強度の変化量は、X線画像の中央領域で少なく、X線画像の周縁領域で多くなる傾向がある。
そのため、図10(b)の左側の図に示すように、X線画像の周縁領域においては、選定される複数の制御ライン2c1のピッチ寸法を短くしたり、数を多くしたりすることが好ましい。この様にすれば、検出精度を向上させることが容易となる。また、X線画像の中央領域においては、選定される複数の制御ライン2c1のピッチ寸法を長くしたり、数を少なくしたりすることが好ましい。この様にすれば、データ量を少なくすることができるので検出時間の短縮を図るのが容易となる。
FIG. 10A is a schematic diagram illustrating an
FIG. 10B is a schematic diagram illustrating the
As shown in the graph on the right side of FIG. 10B, the intensity of the incident X-ray tends to be strong in the central region of the X-ray image and weak in the peripheral region of the X-ray image. The amount of change in the intensity of incident X-rays tends to be small in the central region of the X-ray image and large in the peripheral region of the X-ray image.
Therefore, as shown in the left-side diagram of FIG. 10B, in the peripheral region of the X-ray image, it is preferable to reduce the pitch dimension of the selected control lines 2c1 or increase the number. . This makes it easier to improve the detection accuracy. Further, in the central region of the X-ray image, it is preferable to increase the pitch dimension of the selected control lines 2c1 or to reduce the number. In this case, the data amount can be reduced, so that the detection time can be easily reduced.
なお、X線検出器1が設置される環境によっては、入射X線の強度が変動する場合がある。この様な場合には、発生した入射X線の強度の違いに合わせて、選定される複数の制御ライン2c1のピッチ寸法や数などを変更することもできる。
そのため、複数の制御ライン2c1の数やピッチ寸法などは、実験やシミュレーションを行うことで適宜決定することが好ましい。
なお、以上においては、複数の制御ライン2c1が並ぶ方向(複数のデータライン2c2が延びる方向)における入射X線の強度について説明したが、複数のデータライン2c2が並ぶ方向(複数の制御ライン2c1が延びる方向)における入射X線の強度についても同様である。すなわち、入射X線の強度の変化に応じて、複数の制御ライン2c1の選定条件、および複数のデータライン2c2の選定条件の少なくともいずれかを変更することができる。
Note that the intensity of incident X-rays may vary depending on the environment in which the
Therefore, it is preferable that the number, the pitch size, and the like of the plurality of control lines 2c1 are appropriately determined by performing experiments and simulations.
In the above description, the intensity of incident X-rays in the direction in which the plurality of control lines 2c1 are arranged (the direction in which the plurality of data lines 2c2 extend) has been described. However, the direction in which the plurality of data lines 2c2 are arranged (the plurality of control lines 2c1 are not included). The same applies to the intensity of incident X-rays in the direction of extension. That is, at least one of the selection condition of the plurality of control lines 2c1 and the selection condition of the plurality of data lines 2c2 can be changed according to the change in the intensity of the incident X-ray.
図11(a)は、判定対象となるX線画像の領域101を表すための模式図である。
図11(b)は、比較対象となるX線画像の領域102aを表すための模式図である。 図11(b)に示すように、実際に画像データS2を読み出す領域102aは、選定された複数の制御ライン2c1に沿った領域とすることができる。そして、領域102aと領域102aの間の領域102cにおいては、実際に読み出された画像データS2に基づいて作成された補間データを適用することができる。例えば、領域102cにおける補間データは、領域102cを挟む2つの領域102aのいずれかの画像データS2と同じとすることができる。領域102cにおける補間データは、領域102cを挟む2つの領域102aの画像データS2を平均したり、線形補間したりしたものとすることができる。領域102cにおける補間データは、領域102cの近傍における3つ以上の領域102aの画像データS2に基づいて作成された近似式により求められたものとすることができる。
FIG. 11A is a schematic diagram illustrating an
FIG. 11B is a schematic diagram illustrating an
この様にすれば、メモリ6に格納されるのは、実際に読み出された画像データS2となるので、格納されるデータ量が増加することはない。また、作成された補間データを用いることができるので、全画像の比較や任意の領域の比較を行うことが可能となる。そのため、検出精度の更なる向上を図ることができる。
In this case, the image data S2 actually read is stored in the
なお、以上においては、複数の制御ライン2c1が並ぶ方向(複数のデータライン2c2が延びる方向)における補間データの作成について説明したが、複数のデータライン2c2が並ぶ方向(複数の制御ライン2c1が延びる方向)における補間データの作成についても同様である。すなわち、領域102aにおいて実際に読み出された画像データS2、または、領域102bにおいて実際に読み出された画像データS2を用いて、補間データを作成することができる。
In the above, the creation of the interpolation data in the direction in which the plurality of control lines 2c1 are arranged (the direction in which the plurality of data lines 2c2 extend) has been described, but the direction in which the plurality of data lines 2c2 are arranged (the plurality of control lines 2c1 extend). The same applies to the creation of interpolation data in (direction). That is, interpolation data can be created using the image data S2 actually read in the
また、図7(a)〜図11(b)において例示をした選定条件は、X線検出器1の機種や、要求される検出精度などに応じて適宜選択したり組み合わせたりすることができる。
以上に説明したように、選定された複数の画像データS2は、選定された複数の制御ライン2c1のそれぞれに沿って設けられた複数の光電変換部2b、および、選定された複数のデータライン2c2のそれぞれに沿って設けられた複数の光電変換部2bの少なくともいずれかから読み出された画像データS2とすることができる。
選定された複数の制御ライン2c1は、所定のピッチ寸法で並んでいるものとすることができる。
データライン2c2が延びる方向における基板2aの周縁領域に設けられた選定された複数の制御ライン2c1のピッチ寸法は、データライン2c2が延びる方向における基板2aの中央領域に設けられた選定された複数の制御ライン2c1のピッチ寸法よりも短くすることができる。
選定された複数のデータライン2c2は、所定のピッチ寸法で並んでいるものとすることができる。
制御ライン2c1が延びる方向における基板2aの周縁領域に設けられた選定された複数のデータライン2c2のピッチ寸法は、制御ライン2c1が延びる方向における基板2aの中央領域に設けられた選定された複数のデータライン2c2のピッチ寸法よりも短くすることができる。
The selection conditions exemplified in FIGS. 7A to 11B can be appropriately selected or combined according to the model of the
As described above, the selected plurality of image data S2 includes the plurality of
The selected control lines 2c1 may be arranged at a predetermined pitch dimension.
The pitch dimension of the selected control lines 2c1 provided in the peripheral region of the
The selected plurality of data lines 2c2 can be arranged at a predetermined pitch dimension.
The pitch dimension of the selected plurality of data lines 2c2 provided in the peripheral region of the
ここで、複数の画像データS2のうちには、判定に用いるのに適していないものが含まれている場合がある。例えば、複数の光電変換部2bのうちには、短絡や断線などの欠陥がある光電変換部2b(欠陥画素などとも称される)が含まれている場合がある。
例えば、欠陥がある光電変換部2bから読み出された画像データS2の値は、所定の閾値よりも常に高くなる場合がある。そのため、欠陥がある光電変換部2bの数が余り多くなると、X線が入射していないにも係わらずX線が入射したと誤検出するおそれがある。
Here, the plurality of image data S2 may include data that is not suitable for use in the determination. For example, the plurality of
For example, the value of the image data S2 read from the defective
光電変換部2bの欠陥は、主に、アレイ基板2を製造する際に発生する。そのため、アレイ基板2の製品検査またはX線検出器1の製品検査を行えば、どの光電変換部2bに欠陥があるのかを知ることができる。例えば、被写体がない状態でX線画像を撮影し(暗画像の撮影)、複数の光電変換部2bのそれぞれから読み出された画像データS2の値を調べれば、どの光電変換部2bに欠陥があるのかを知ることができる。
また、制御ライン2c1およびデータライン2c2の短絡や断線なども、暗画像を撮影すれば知ることができる。
The defect of the
Further, a short circuit or disconnection of the control line 2c1 and the data line 2c2 can be known by taking a dark image.
製品検査やその後の検査において検出された、不適切な画像データS2が読み出され得る光電変換部2bの位置情報(アドレス情報)は、例えば、メモリ6に格納することができる。
例えば、画像処理部4は、当該位置情報に基づいて、ベース画像メモリ72に格納する画像データS2から、該当する画像データS2を除外することができる。
この様にすれば、X線の入射開始時をさらに精度良く検出することができる。
The position information (address information) of the
For example, the
In this way, the start of X-ray incidence can be detected with higher accuracy.
以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。 While some embodiments of the present invention have been described above, these embodiments have been presented by way of example only, and are not intended to limit the scope of the inventions. These novel embodiments can be implemented in other various forms, and various omissions, replacements, changes, and the like can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and equivalents thereof. The above-described embodiments can be implemented in combination with each other.
1 X線検出器、2 アレイ基板、2a 基板、2b 光電変換部、2b1 光電変換素子、2b2 薄膜トランジスタ、2b3 蓄積キャパシタ、2c1 制御ライン、2c2 データライン、3 信号処理部、4 画像処理部、5 シンチレータ、6 メモリ、7 入射X線検出部、71 第1のセレクタ、72 ベース画像メモリ、73 第2のセレクタ、74 減算回路、75 比較・カウンタ回路、76 判定回路
Claims (5)
前記基板に設けられ、第1の方向に延びる複数の制御ラインと、
前記基板に設けられ、前記第1の方向に交差する第2の方向に延びる複数のデータラインと、
前記第1の方向および前記第2の方向に並べて設けられ、それぞれが対応する前記制御ラインと対応する前記データラインとに電気的に接続された薄膜トランジスタを有し、放射線を直接的またはシンチレータと協働して検出する複数の検出部と、
前記薄膜トランジスタのオン状態とオフ状態を切り替える制御回路と、
前記薄膜トランジスタがオン状態の時に、前記複数の検出部のそれぞれから画像データを読み出す信号検出回路と、
第1の放射線画像を構成する複数の前記画像データと、前記第1の放射線画像の直前に撮影された第2の放射線画像を構成する複数の前記画像データから選定された複数の前記画像データと、に基づいて、
または、前記第1の放射線画像を構成する複数の前記画像データと、前記選定された複数の画像データから作成された複数の補間データと、に基づいて、前記放射線の入射開始時を判定する入射放射線検出部と、
を備え、
前記選定された複数の画像データは、選定された複数の前記制御ラインのそれぞれに沿って設けられた複数の前記検出部、および、選定された複数の前記データラインのそれぞれに沿って設けられた複数の前記検出部の少なくともいずれかから読み出された画像データである放射線検出器。 Board and
A plurality of control lines provided on the substrate and extending in a first direction;
A plurality of data lines provided on the substrate and extending in a second direction intersecting the first direction;
A thin film transistor that is provided side by side in the first direction and the second direction and that is electrically connected to the corresponding control line and the corresponding data line, respectively, and directs radiation directly or in cooperation with a scintillator; A plurality of detectors that operate and detect;
A control circuit for switching between an on state and an off state of the thin film transistor;
When the thin film transistor is on, a signal detection circuit that reads image data from each of the plurality of detection units,
A plurality of image data constituting a first radiation image; and a plurality of image data selected from a plurality of image data constituting a second radiation image taken immediately before the first radiation image. ,On the basis of the,
Alternatively, based on a plurality of the image data constituting the first radiation image and a plurality of interpolation data created from the selected plurality of image data, an incidence that determines a start time of the radiation is determined. A radiation detection unit;
With
The plurality of selected image data is provided along each of the plurality of detection units provided along each of the plurality of selected control lines, and each of the plurality of selected data lines. A radiation detector, which is image data read from at least one of the plurality of detection units.
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003126072A (en) * | 2001-10-23 | 2003-05-07 | Canon Inc | X-ray imaging apparatus and imaging method of x-ray imaging apparatus |
JP2013195407A (en) * | 2012-03-23 | 2013-09-30 | Katsuhiro Dobashi | Device for adjusting radiation spatial intensity distribution and energy spatial distribution, and x-ray generator and radiation detector using said adjusting device |
JP2014198147A (en) * | 2013-03-29 | 2014-10-23 | キヤノン株式会社 | Image processing device, image processing device control method, and program |
JP2014230225A (en) * | 2013-05-27 | 2014-12-08 | コニカミノルタ株式会社 | Radiation image capturing system and radiation image capturing device |
-
2018
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003126072A (en) * | 2001-10-23 | 2003-05-07 | Canon Inc | X-ray imaging apparatus and imaging method of x-ray imaging apparatus |
JP2013195407A (en) * | 2012-03-23 | 2013-09-30 | Katsuhiro Dobashi | Device for adjusting radiation spatial intensity distribution and energy spatial distribution, and x-ray generator and radiation detector using said adjusting device |
JP2014198147A (en) * | 2013-03-29 | 2014-10-23 | キヤノン株式会社 | Image processing device, image processing device control method, and program |
JP2014230225A (en) * | 2013-05-27 | 2014-12-08 | コニカミノルタ株式会社 | Radiation image capturing system and radiation image capturing device |
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