JP2020174242A - 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 radiation detectors.
放射線検出器の一例にＸ線検出器がある。例えば、Ｘ線検出器には、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、例えば、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。 An example of a radiation detector is an X-ray detector. For example, the X-ray detector is provided with an array substrate having a plurality of photoelectric conversion units and a scintillator provided on the plurality of photoelectric conversion units to convert X-rays into fluorescence. Further, for example, the photoelectric conversion unit is provided with a photoelectric conversion element that converts fluorescence from a scintillator into an electric charge, a thin film transistor that switches charge accumulation and emission, a storage capacitor that accumulates an electric charge, and the like.
一般的には、Ｘ線検出器は、以下のようにして画像信号を読み出す。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信号として読み出す。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, the X-ray detector reads out an image signal as follows. First, the incident of X-rays is recognized by the signal input from the outside. Next, after the elapse of a predetermined time, the thin film transistor of the photoelectric conversion unit to be read is turned on, and the accumulated charge is read out as an image signal. However, in this way, the start of operation of the X-ray detector depends on the signal from the outside, so that there is a problem that the processing time becomes long due to a time lag or the like.
そこで、薄膜トランジスタがオン状態の時に、当該薄膜トランジスタが電気的に接続されたデータラインに流れる電流（画像信号）の値に基づいてＸ線の入射開始時を判定する技術が提案されている。例えば、Ｘ線がＸ線検出器に入射した時と、Ｘ線がＸ線検出器に入射していない時とでは画像信号の値が異なるものとなる。そのため、Ｘ線がＸ線検出器に入射した時の画像信号の値と、Ｘ線がＸ線検出器に入射していない時の画像信号の値との差を求め、求められた差の値と所定の閾値とを比較することでＸ線の入射開始時を判定することができる。 Therefore, a technique has been proposed in which when the thin film transistor is on, the start of X-ray incident is determined based on the value of the current (image signal) flowing through the data line to which the thin film transistor is electrically connected. For example, the value of the image signal is different when the X-ray is incident on the X-ray detector and when the X-ray is not incident on the X-ray detector. Therefore, the difference between the value of the image signal when the X-ray is incident on the X-ray detector and the value of the image signal when the X-ray is not incident on the X-ray detector is obtained, and the obtained difference value is obtained. And a predetermined threshold value can be compared with each other to determine when the X-ray starts to be incident.
この場合、Ｘ線がＸ線検出器に入射していない時の画像信号の値は、例えば、撮影準備段階で予め取得して保存するようにしている。しかしながら、画像信号の値は、Ｘ線検出器の温度により変化するおそれがある。そのため、Ｘ線検出器の温度によっては、最低検出線量付近でのＸ線の入射が検出できなかったり、Ｘ線の入射判定を誤ることで誤動作が生じたりするおそれがある。 In this case, the value of the image signal when the X-ray is not incident on the X-ray detector is acquired and saved in advance at the shooting preparation stage, for example. However, the value of the image signal may change depending on the temperature of the X-ray detector. Therefore, depending on the temperature of the X-ray detector, the incident of X-rays near the minimum detected dose may not be detected, or the X-ray incident determination may be erroneous, resulting in malfunction.
この場合、温度依存性を抑制するために、画像信号の値を常時取得し、直近の画像信号の値と、その直前に取得された画像信号の値との差に基づいてＸ線の入射判定を行うこともできる。しかしながら、判定の精度を上げるためには、例えば、基準値として、Ｘ線画像１枚分の画像信号の値の平均値などを用いる必要がある。そのため、常時、全ての光電変換部からの画像信号の値を平均するなどの処理が必要となるので、大容量のメモリが必要となる。また、平均化の処理に時間がかかり、コストアップや、判定に時間がかかるなどの問題が生じるおそれがある。
そこで、放射線検出器の温度が変化した場合であっても、放射線の入射判定を簡易に行うことができる技術の開発が望まれていた。
In this case, in order to suppress the temperature dependence, the value of the image signal is constantly acquired, and the X-ray incident determination is made based on the difference between the value of the latest image signal and the value of the image signal acquired immediately before that. Can also be done. However, in order to improve the accuracy of the determination, for example, it is necessary to use the average value of the image signal values for one X-ray image as the reference value. Therefore, processing such as averaging the values of the image signals from all the photoelectric conversion units is always required, so that a large-capacity memory is required. In addition, the averaging process takes time, which may cause problems such as cost increase and time required for determination.
Therefore, it has been desired to develop a technique capable of easily determining the incident of radiation even when the temperature of the radiation detector changes.
本発明が解決しようとする課題は、放射線検出器の温度が変化した場合であっても、放射線の入射判定を簡易に行うことができる放射線検出器を提供することである。 An object to be solved by the present invention is to provide a radiation detector capable of easily determining the incident of radiation even when the temperature of the radiation detector changes.
実施形態に係る放射線検出器は、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、前記複数の検出部のそれぞれから画像信号を読み出す信号処理回路と、放射線検出器の温度を検出する温度検出部と、前記放射線の入射開始を判定する入射判定回路と、前記放射線が前記放射線検出器に入射していない時の前記画像信号の値である基準値と、前記放射線検出器の温度と前記放射線の入射開始を判定する際に用いる閾値との関係に関するデータと、を格納するメモリと、を備えている。前記入射判定回路は、前記温度検出部により検出された温度と、前記メモリに格納されている前記温度と前記閾値との関係に関するデータと、から適切な前記閾値を求める。 The radiation detector according to the embodiment includes a plurality of detectors that detect radiation directly or in cooperation with a scintillator, a signal processing circuit that reads an image signal from each of the plurality of detectors, and a temperature of the radiation detector. A temperature detection unit that detects radiation, an incident determination circuit that determines the start of radiation incident, a reference value that is the value of the image signal when the radiation is not incident on the radiation detector, and the radiation detector. A memory for storing data on the relationship between the temperature of the radiation and a threshold used for determining the start of radiation incident is provided. The incident determination circuit obtains an appropriate threshold value from the temperature detected by the temperature detection unit and data on the relationship between the temperature and the threshold value stored in the memory.
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 illustrated with reference to the drawings. In each drawing, similar components are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted as appropriate.
The radiation detector according to the present embodiment can be applied to various types of radiation such as γ-rays in addition to X-rays. Here, as an example, the case of X-rays as a typical example of radiation will be described as an example. Therefore, by replacing "X-ray" in the following embodiment with "other radiation", it 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。
直接変換方式は、入射Ｘ線により光導電膜内部に発生した光導電電荷（電荷）を高電界により電荷蓄積用の蓄積キャパシタに直接導く方式である。
間接変換方式は、Ｘ線をシンチレータにより蛍光（可視光）に変換し、蛍光をフォトダイオードなどの光電変換素子により電荷に変換し、電荷を蓄積キャパシタに導く方式である。
Further, the
The direct conversion method is a method in which the photoconducting charge (charge) generated inside the photoconductive film by the incident X-ray is directly guided to the storage capacitor for charge storage by a high electric field.
The indirect conversion method is a method in which X-rays are converted into fluorescence (visible light) by a scintillator, the fluorescence is converted into electric charges by a photoelectric conversion element such as a photodiode, and the electric charges are guided to a storage capacitor.
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。
In the following, the indirect conversion
That is, the X-ray detector may have a detector that converts X-rays into electrical information. The detector may, for example, detect X-rays directly or in collaboration with a scintillator.
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。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。
Since a known technique can be applied to the basic configuration of the direct conversion type X-ray detector, detailed description thereof will be omitted. Further, the
図１は、本実施の形態に係るＸ線検出器１を例示するための模式斜視図である。
図２は、アレイ基板２の回路図である。
図３は、Ｘ線検出器１のブロック図である。
図１に示すように、Ｘ線検出器１には、Ｘ線検出モジュール１０、信号処理回路１１、入射判定回路１２、メモリ１３、制御回路１４、画像構成回路１５、および温度検出部１６を設けることができる。
FIG. 1 is a schematic perspective view for exemplifying the
FIG. 2 is a circuit diagram of the
FIG. 3 is a block diagram of the
As shown in FIG. 1, the
また、Ｘ線検出器１には、図示しない筐体を設けることができる。筐体の内部には、Ｘ線検出モジュール１０、信号処理回路１１、入射判定回路１２、メモリ１３、制御回路１４、画像構成回路１５、および温度検出部１６を設けることができる。例えば、筐体の内部に板状の支持板を設け、支持板のＸ線の入射側の面にはＸ線検出モジュール１０を設け、支持板のＸ線の入射側とは反対側の面には信号処理回路１１、入射判定回路１２、メモリ１３、制御回路１４、画像構成回路１５、および温度検出部１６を設けることができる。
Further, the
なお、温度検出部１６は、必ずしも支持板に設ける必要はない。温度検出部１６は、例えば、筐体の内部や筐体の外壁面、Ｘ線検出モジュール１０などに設けることもできる。ただし、温度検出部１６が、Ｘ線検出モジュール１０の近傍に設けられていれば、光電変換部２ｂの温度を検出する精度を向上させることができるので、Ｘ線の入射判定の精度を向上させることができる。
The
Ｘ線検出モジュール１０には、アレイ基板２およびシンチレータ３を設けることができる。
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、配線パッド２ｄ１、配線パッド２ｄ２および保護層２ｆを有することができる。
なお、光電変換部２ｂ、制御ライン２ｃ１、およびデータライン２ｃ２の数などは例示をしたものに限定されるわけではない。
また、本実施の形態に係るＸ線検出器１の場合には、光電変換部２ｂがＸ線をシンチレータ３と協働して検出する検出部となる。
The
The
The numbers of the
Further, in the case of the
基板２ａは、板状を呈し、無アルカリガラスなどのガラスから形成することができる。 光電変換部２ｂは、基板２ａの一方の面側に複数設けることができる。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ることができる。複数の光電変換部２ｂは、マトリクス状に並べることができる。なお、１つの光電変換部２ｂは、例えば、Ｘ線画像の１つの画素（pixel）に対応する。
The
複数の光電変換部２ｂのそれぞれには、光電変換素子２ｂ１と、スイッチング素子である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin Film Transistor）２ｂ２を設けることができる。また、光電変換素子２ｂ１において変換した電荷を蓄積する蓄積キャパシタ２ｂ３を設けることができる。蓄積キャパシタ２ｂ３は、例えば、各薄膜トランジスタ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。
A photoelectric conversion element 2b1 and a thin film transistor (TFT) 2b2, which is a switching element, can be provided in each of the plurality of
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、蓄積キャパシタへの電荷の蓄積および放出のスイッチングを行うことができる。
図２に示すように、薄膜トランジスタ２ｂ２は、例えば、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と電気的に接続することができる。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と電気的に接続することができる。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と蓄積キャパシタとに電気的に接続することができる。また、光電変換素子２ｂ１のアノード側と蓄積キャパシタは、グランドに接続することができる。なお、光電変換素子２ｂ１のアノード側と蓄積キャパシタ２ｂ３は、図示しないバイアスラインに接続することもできる。
The photoelectric conversion element 2b1 can be, for example, a photodiode or the like.
The thin film transistor 2b2 can switch the accumulation and emission of electric charges in the storage capacitor.
As shown in FIG. 2, the thin film transistor 2b2 has, for example, a gate electrode 2b2a, a drain electrode 2b2b, and a source electrode 2b2c. The gate electrode 2b2a of the thin film transistor 2b2 can be electrically connected to the corresponding control line 2c1. The drain electrode 2b2b of the thin film transistor 2b2 can be electrically connected to the corresponding data line 2c2. The source electrode 2b2c of the thin film transistor 2b2 can be electrically connected to the corresponding photoelectric conversion element 2b1 and the storage capacitor. Further, the anode side of the photoelectric conversion element 2b1 and the storage capacitor can be connected to the ground. The anode side of the photoelectric conversion element 2b1 and the storage capacitor 2b3 can also be connected to a bias line (not shown).
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ることができる。制御ライン２ｃ１は、例えば、行方向に延びるものとすることができる。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つと電気的に接続することができる。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つを電気的に接続することができる。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、信号処理回路１１に設けられた読み出し回路１１ａとそれぞれ電気的に接続することができる。
A plurality of control lines 2c1 may be provided in parallel with each other at predetermined intervals. The control line 2c1 may extend in the row direction, for example. One control line 2c1 can be electrically connected to one of a plurality of wiring pads 2d1 provided near the peripheral edge 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ることができる。データライン２ｃ２は、例えば、行方向に直交する列方向に延びるものとすることができる。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つと電気的に接続することができる。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つを電気的に接続することができる。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、信号処理回路１１に設けられた信号検出回路１１ｂとそれぞれ電気的に接続することができる。
制御ライン２ｃ１、およびデータライン２ｃ２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。
A plurality of data lines 2c2 may be provided in parallel with each other at predetermined intervals. The data line 2c2 can, for example, extend in the column direction orthogonal to the row direction. One data line 2c2 can be electrically connected to one of a plurality of wiring pads 2d2 provided near the peripheral edge of the
The control line 2c1 and the data line 2c2 can be formed by using a low resistance metal such as aluminum or chromium.
保護層２ｆは、光電変換部２ｂ、制御ライン２ｃ１、およびデータライン２ｃ２を覆うものとすることができる。保護層２ｆは、絶縁性材料から形成することができる。
The
シンチレータ３は、複数の光電変換部２ｂの上に設けることができる。シンチレータ３は、入射するＸ線を可視光すなわち蛍光に変換することができる。シンチレータ３は、基板２ａ上の複数の光電変換部２ｂが設けられた領域（有効画素領域）を覆うように設けることができる。シンチレータ３は、例えば、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）：タリウム（Ｔｌ）、ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）：タリウム（Ｔｌ）、あるいは臭化セシウム（ＣｓＢｒ）：ユーロピウム（Ｅｕ）などを用いて形成することができる。シンチレータ３は、真空蒸着法を用いて形成することができる。真空蒸着法を用いてシンチレータ３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３を形成することができる。シンチレータ３の厚みは、例えば、６００μｍ程度とすることができる。
The
また、シンチレータ３は、例えば、テルビウム賦活硫酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ／Ｔｂ、又はＧＯＳ）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３が設けられるように、マトリクス状の溝部を設けることができる。
The
その他、シンチレータ３のＸ線の入射側に、図示しない反射層を設けることができる。例えば、反射層は、シンチレータ３において生じた蛍光のうち、光電変換部２ｂが設けられた側とは反対側に向かう光を反射させて、光電変換部２ｂに向かうようにする。
また、シンチレータ３および反射層を覆う防湿部を設けることができる。
In addition, a reflective layer (not shown) can be provided on the incident side of the
In addition, a moisture-proof portion that covers the
信号処理回路１１は、アレイ基板２の、シンチレータ３が設けられる側とは反対側に設けることができる。信号処理回路１１は、Ｘ線検出モジュール１０（アレイ基板２）と電気的に接続することができる。信号処理回路１１は、複数の光電変換部２ｂのそれぞれから画像信号Ｓ２を読み出すことができる。
図３に示すように、信号処理回路１１には、読み出し回路１１ａ、および信号検出回路１１ｂを設けることができる。
The
As shown in FIG. 3, the
読み出し回路１１ａ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ことができる。読み出し回路１１ａは、複数のゲートドライバ１１ａａと行選択回路１１ａｂとを有することができる。例えば、行選択回路１１ａｂには、制御回路１４から制御信号Ｓ１が入力される。行選択回路１１ａｂは、Ｘ線画像の走査方向に従って、対応するゲートドライバ１１ａａに制御信号Ｓ１を入力することができる。ゲートドライバ１１ａａは、対応する制御ライン２ｃ１に制御信号Ｓ１を入力することができる。例えば、読み出し回路１１ａ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、蓄積キャパシタ２ｂ３からの電荷（画像信号Ｓ２）が受信できるようになる。
The
信号検出回路１１ｂは、複数の積分アンプ１１ｂａ、複数の選択回路１１ｂｂ、および複数のＡＤコンバータ１１ｂｃを有することができる。
１つの積分アンプ１１ｂａは、１つのデータライン２ｃ２と電気的に接続することができる。積分アンプ１１ｂａは、光電変換部２ｂからの画像信号Ｓ２を順次受信することができる。そして、積分アンプ１１ｂａは、一定時間内に流れる電流を積分し、その積分値に対応した電圧を選択回路１１ｂｂへ出力することができる。この様にすれば、所定の時間内にデータライン２ｃ２を流れる電流の値（電荷量）を電圧値に変換することが可能となる。すなわち、積分アンプ１１ｂａは、シンチレータ３において発生した蛍光の強弱分布に対応した画像データ情報を、電位情報へと変換することができる。
The signal detection circuit 11b can have a plurality of integrating amplifiers 11ba, a plurality of selection circuits 11bb, and a plurality of AD converters 11bc.
One integrator 11ba can be electrically connected to one data line 2c2. The integrating amplifier 11ba can sequentially receive the image signal S2 from the
選択回路１１ｂｂは、読み出しを行う積分アンプ１１ｂａを選択し、電位情報へと変換された画像信号Ｓ２を順次読み出すことができる。
ＡＤコンバータ１１ｂｃは、読み出された画像信号Ｓ２をデジタル信号に順次変換することができる。デジタル信号に変換された画像信号Ｓ２は、メモリ１３に一時的に格納することができる。
The selection circuit 11bb can select the integrating amplifier 11ba to be read out and sequentially read out the image signal S2 converted into the potential information.
The AD converter 11bc can sequentially convert the read image signal S2 into a digital signal. The image signal S2 converted into a digital signal can be temporarily stored in the
入射判定回路１２は、Ｘ線の入射開始を判定することができる。例えば、入射判定回路１２は、読み出された画像信号Ｓ２の値と、メモリ１３に格納されている基準値との差を求める。入射判定回路１２は、温度検出部１６により検出された温度データに基づいて、メモリ１３に格納されている複数の閾値から適切な閾値を求めることができる。入射判定回路１２は、求められた差の値と、求められた閾値とを比較することで、Ｘ線の入射が開始されたか否かを判定することができる。
なお、入射判定回路１２の作用や閾値などに関する詳細は後述する。
The
Details regarding the action and threshold value of the
メモリ１３は、例えば、信号処理回路１１および画像構成回路１５を制御する制御プログラムを格納することができる。また、メモリ１３は、例えば、制御プログラムを実行する際に必要となるデータを格納することができる。データは、例えば、Ｘ線がＸ線検出器１に入射していない時の画像信号Ｓ２の値である基準値や、Ｘ線検出器１の温度とＸ線の入射開始を判定する際に用いる閾値との関係に関するデータなどとすることができる。なお、基準値、温度と閾値との関係に関するデータなどに関する詳細は後述する。
また、メモリ１３は、デジタル信号に変換された画像信号Ｓ２を一時的に格納することもできる。
The
Further, the
制御回路１４は、メモリ１３に格納されている制御プログラムに基づいて、信号処理回路１１および画像構成回路１５を制御することができる。例えば、制御回路１４は、制御プログラムに基づいて、動作モードの切り替えを行い、切り替えられた動作モードの動作を、信号処理回路１１および画像構成回路１５に実行させることができる。動作モードは、例えば、Ｘ線の入射開始を判定する判定モード、撮影モード、待機モードなどとすることができる。なお、撮影モードおよび待機モード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。
The
画像構成回路１５は、メモリ１３に格納されている画像信号Ｓ２に基づいてＸ線画像を構成することができる。なお、画像構成回路１５は、信号処理回路１１と一体化することもできるし、筐体の外部に設けることもできる。画像構成回路１５が筐体の外部に設けられる場合には、信号処理回路１１と画像構成回路１５との間のデータ通信を無線により行うこともできるし、配線などを介して行うこともできる。構成されたＸ線画像のデータは、Ｘ線検出器１の外部に設けられた表示装置やその他の機器に送信することができる。
The
温度検出部１６は、Ｘ線検出器１の温度を検出する。温度検出部１６は、例えば、温度センサとすることができる。温度検出部１６は、例えば、筐体の内壁、筐体の外壁、筐体の内部に設けられた支持板や支持部材、アレイ基板２、信号処理回路１１などが設けられた回路基板などに設けることができる。
The
次に、Ｘ線の入射開始の判定についてさらに説明する。
Ｘ線がＸ線検出器１に入射すると、シンチレータ３によりＸ線が蛍光に変換され、光電変換素子２ｂ１により蛍光が電荷に変換される。そのため、Ｘ線がＸ線検出器１に入射した時と、Ｘ線がＸ線検出器１に入射していない時とでは画像信号Ｓ２の値が異なるものとなる。そのため、Ｘ線がＸ線検出器１に入射していない時の画像信号Ｓ２の値を基準値とし、読み出された画像信号Ｓ２の値と基準値との差を求め、求められた差の値と所定の閾値とを比較すれば、Ｘ線の入射開始時を判定することができる。例えば、入射判定回路１２は、閾値を超えた画像信号Ｓ２の数（光電変換部２ｂの数）が所定の数を超えた場合には、Ｘ線が入射したと判定することができる。
Next, the determination of the start of X-ray incident will be further described.
When X-rays enter the
この場合、基準値は、例えば、予め取得してメモリ１３に格納することができる。基準値は、例えば、Ｘ線がＸ線検出器１に入射していない時に、複数の光電変換部２ｂのそれぞれから読み出された画像信号Ｓ２の平均値とすることができる。なお、基準値を求める際に対象とする光電変換部２ｂの数、配置などは、Ｘ線検出器１の大きさ、用途、Ｘ線検出器１が設置される環境などに応じて適宜変更することができる。例えば、基準値は、Ｘ線画像１枚分の画像信号Ｓ２の値の平均値とすることもできる。
In this case, the reference value can be acquired in advance and stored in the
ところが、光電変換部２ｂに設けられている光電変換素子２ｂ１や薄膜トランジスタ２ｂ２の出力値には、温度依存性がある場合がある。そのため、読み出された画像信号Ｓ２の値は、Ｘ線検出器１の温度により変化するおそれがある。その結果、Ｘ線検出器１の温度によっては、最低検出線量付近でのＸ線の入射が検出できなかったり、Ｘ線の入射判定を誤ることで誤動作が生じたりするおそれがある。
However, the output values of the photoelectric conversion element 2b1 and the thin film transistor 2b2 provided in the
この場合、温度依存性を抑制するために、画像信号Ｓ２の値を常時取得し、直近の画像信号Ｓ２の値と、その直前に取得された画像信号Ｓ２の値との差に基づいてＸ線の入射判定を行うこともできる。しかしながら、判定の精度を上げるためには、例えば、基準値としてＸ線画像１枚分の画像信号Ｓ２の値の平均値などを用いる必要がある。そのため、常時、全ての光電変換部２ｂからの画像信号Ｓ２の値を平均するなどの処理が必要となる。ところが、この様にすると、大容量のメモリ１３が必要となる。また、平均化の処理に時間がかかり、コストアップや、判定に時間がかかるなどの問題が生じるおそれがある。
In this case, in order to suppress the temperature dependence, the value of the image signal S2 is constantly acquired, and X-rays are obtained based on the difference between the value of the latest image signal S2 and the value of the image signal S2 acquired immediately before that. It is also possible to determine the incidentity of. However, in order to improve the accuracy of the determination, for example, it is necessary to use the average value of the values of the image signal S2 for one X-ray image as the reference value. Therefore, it is always necessary to perform processing such as averaging the values of the image signals S2 from all the
そこで、入射判定回路１２は、温度検出部１６により検出された温度と、メモリ１３に格納されている温度と閾値との関係に関するデータと、から適切な閾値を求めるようにしている。
Therefore, the
図４は、Ｘ線検出器１の温度と、画像信号Ｓ２の値との関係を例示するためのグラフ図である。
図４から分かるように、Ｘ線検出器１の温度が変化すると、画像信号Ｓ２の値も変化する。光電変換部２ｂに設けられている光電変換素子２ｂ１や薄膜トランジスタ２ｂ２の出力値には、温度依存性があるので、Ｘ線検出器１の温度が変化すると、画像信号Ｓ２の値も変化すると考えられる。
FIG. 4 is a graph for exemplifying the relationship between the temperature of the
As can be seen from FIG. 4, when the temperature of the
図５は、Ｘ線検出器１の温度と、閾値との関係を例示するためのグラフ図である。
図４に例示をしたように、Ｘ線検出器１の温度が変化すると、画像信号Ｓ２の値も変化する。そのため、図５に示すように、温度により変化する画像信号Ｓ２の値と、基準値との差を判定するのに用いる閾値も温度に応じて変化させることが好ましい。
図６は、温度と閾値との関係に関するデータの一例を例示するための表である。
温度と閾値との関係に関するデータは、例えば、Ｘ線検出器１の型式毎に作成することができる。例えば、所定の温度に対する閾値を実験やシミュレーションを行うことで求め、これを複数の温度において行うことで作成することができる。この場合、格子点以外のデータは、コンター等を用いて補間することで求めることもできる。また、採用する閾値の値は、移動平均値などを求め、急激な温度変化による値や外乱などによる値を除外することが好ましい。
FIG. 5 is a graph for exemplifying the relationship between the temperature of the
As illustrated in FIG. 4, when the temperature of the
FIG. 6 is a table for exemplifying an example of data regarding the relationship between temperature and threshold value.
Data on the relationship between the temperature and the threshold value can be created for each model of the
また、例えば、温度に対する画像信号Ｓ２の値の変化から、予め各温度における閾値を求め、求められた閾値をＸ線検出器１において実際に確認することもできる。この場合、最小検出線量および最小検出個数の観点から、各温度における各閾値でのデータを測定し、常温でのスペックを満足できる閾値を求めることもできる。
Further, for example, the threshold value at each temperature can be obtained in advance from the change in the value of the image signal S2 with respect to the temperature, and the obtained threshold value can be actually confirmed by the
前述したように、入射判定回路１２は、読み出された画像信号Ｓ２の値と、メモリ１３に格納されている基準値と、の差を求める。入射判定回路１２は、温度検出部１６により検出された温度データに基づいて、メモリ１３に格納されている複数の閾値から適切な閾値を求めることができる。例えば、温度検出部１６により検出された温度データと、図６に例示をしたような温度と閾値との関係に関するデータを用いて、適切な閾値を求めることができる。
As described above, the
なお、温度検出部１６により検出された温度が、メモリ１３に格納されている温度と閾値との関係に関するデータにない場合には、入射判定回路１２は、検出された温度よりも高い温度に対応する閾値と、検出された温度よりも低い温度に対応する閾値と、を用いて、補間法によりＸ線の入射開始を判定する際に用いる閾値を求めることができる。
If the temperature detected by the
入射判定回路１２は、求められた差の値と、求められた閾値とを比較することで、Ｘ線の入射が開始されたか否かを判定することができる。例えば、入射判定回路１２は、求められた差の値が、求められた閾値を超えた場合には、Ｘ線の入射が開始されたと判定することができる。この場合、入射判定回路１２は、閾値を超えた画像信号Ｓ２の数（光電変換部２ｂの数）が所定の数を超えた場合には、Ｘ線が入射したと判定することもできる。この様にすれば、Ｘ線の入射判定の精度を向上させることができる。
The
本実施の形態に係るＸ線検出器１とすれば、予め求められた基準値と、予め求められた温度と閾値との関係に関するデータとを用いて、Ｘ線の入射開始を判定することができるので、Ｘ線検出器１の温度が変化した場合であっても、Ｘ線の入射判定を簡易に行うことができる。
If the
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。 Although some embodiments of the present invention have been illustrated above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, changes, etc. can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof. In addition, the above-described embodiments can be implemented in combination with each other.
１ Ｘ線検出器、２ アレイ基板、２ｂ 光電変換部、１０ Ｘ線検出モジュール、１１ 信号処理回路、１１ａ 読み出し回路、１１ｂ 信号検出回路、１２ 入射判定回路、１３ メモリ、１４ 制御回路、１５ 画像構成回路、１６ 温度検出部 1 X-ray detector, 2 array board, 2b photoelectric converter, 10 X-ray detection module, 11 signal processing circuit, 11a readout circuit, 11b signal detection circuit, 12 incident determination circuit, 13 memory, 14 control circuit, 15 image configuration Circuit, 16 temperature detector
Claims (5)
前記複数の検出部のそれぞれから画像信号を読み出す信号処理回路と、
放射線検出器の温度を検出する温度検出部と、
前記放射線の入射開始を判定する入射判定回路と、
前記放射線が前記放射線検出器に入射していない時の前記画像信号の値である基準値と、前記放射線検出器の温度と前記放射線の入射開始を判定する際に用いる閾値との関係に関するデータと、を格納するメモリと、
を備え、
前記入射判定回路は、前記温度検出部により検出された温度と、前記メモリに格納されている前記温度と前記閾値との関係に関するデータと、から適切な前記閾値を求める放射線検出器。 Multiple detectors that detect radiation directly or in collaboration with scintillators,
A signal processing circuit that reads out image signals from each of the plurality of detectors, and
A temperature detector that detects the temperature of the radiation detector,
An incident determination circuit that determines the start of radiation incident and
Data on the relationship between the reference value, which is the value of the image signal when the radiation is not incident on the radiation detector, and the temperature of the radiation detector and the threshold value used for determining the start of radiation incident. , And the memory to store
With
The incident determination circuit is a radiation detector that obtains an appropriate threshold value from the temperature detected by the temperature detection unit and data on the relationship between the temperature and the threshold value stored in the memory.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2019073957A JP2020174242A (en) | 2019-04-09 | 2019-04-09 | Radiation detector |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2019073957A JP2020174242A (en) | 2019-04-09 | 2019-04-09 | Radiation detector |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| JP2020174242A true JP2020174242A (en) | 2020-10-22 |
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ID=72831751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019073957A Pending JP2020174242A (en) | 2019-04-09 | 2019-04-09 | Radiation detector |
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| Country | Link |
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-
2019
- 2019-04-09 JP JP2019073957A patent/JP2020174242A/en active Pending
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