JP2021027393A - Radiation detector and method of detecting line defect - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、放射線検出器、およびライン欠陥の検出方法に関する。 Embodiments of the present invention relate to a radiation detector and a method for detecting line defects.
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、入射したX線を蛍光に変換するシンチレータ、シンチレータからの蛍光を電荷に変換する複数の光電変換部を有するアレイ基板などが設けられている。この場合、光電変換部は、複数の制御ラインと複数のデータラインとにより囲まれた複数の領域のそれぞれに設けられている。一般的には、制御ライン、データライン、および光電変換部は、いわゆる半導体製造プロセスを用いて形成される。 An example of a radiation detector is an X-ray detector. The X-ray detector is provided with, for example, a scintillator that converts incident X-rays into fluorescence, an array substrate having a plurality of photoelectric conversion units that convert fluorescence from the scintillator into electric charges, and the like. In this case, the photoelectric conversion unit is provided in each of a plurality of regions surrounded by the plurality of control lines and the plurality of data lines. Generally, the control line, the data line, and the photoelectric conversion unit are formed by using a so-called semiconductor manufacturing process.
半導体製造プロセスは、微細かつ多数の要素を形成するのに適しているが、現状の半導体製造プロセスの技術水準では、全ての要素を欠陥なく形成するのは困難である。光電変換部などに欠陥があると、例えば、欠陥が無い場合と比べて、大幅に低い値、あるいは、大幅に高い値のデータが読み出される場合がある。そのため、欠陥があると、構成されたX線画像に、点あるいは線状の模様が生じ、X線画像の品質が低下することになる。この場合、いわゆるライン欠陥が生じると、X線画像に線状の欠陥模様が現れることになる。線状の欠陥模様は目立つため、X線画像の品質が大幅に低下するおそれがある。 The semiconductor manufacturing process is suitable for forming a large number of fine elements, but it is difficult to form all the elements without defects at the current state of the art of semiconductor manufacturing processes. If there is a defect in the photoelectric conversion unit or the like, for example, data having a significantly lower value or a significantly higher value may be read as compared with the case where there is no defect. Therefore, if there is a defect, a point or linear pattern is generated in the constructed X-ray image, and the quality of the X-ray image is deteriorated. In this case, when a so-called line defect occurs, a linear defect pattern appears in the X-ray image. Since the linear defect pattern is conspicuous, the quality of the X-ray image may be significantly deteriorated.
そのため、X線検出器の出荷検査などにおいて、欠陥を検出し、検出された欠陥の位置情報を当該X線検出器のメモリなどに格納する技術が提案されている。欠陥の位置情報があれば、X線画像のデータを補正することができる。
ところが、X線検出器が使用される環境条件や振動などにより、X線検出器の出荷後に新たな欠陥が生じる場合がある。そのため、X線検出器の保守点検などの際に欠陥の検査を行い欠陥の位置情報を更新する作業が行われている。
Therefore, a technique has been proposed in which a defect is detected in a shipping inspection of an X-ray detector and the position information of the detected defect is stored in a memory of the X-ray detector or the like. If there is the position information of the defect, the data of the X-ray image can be corrected.
However, due to the environmental conditions in which the X-ray detector is used, vibration, and the like, new defects may occur after the X-ray detector is shipped. Therefore, at the time of maintenance and inspection of the X-ray detector, the work of inspecting the defect and updating the position information of the defect is performed.
しかしながら、欠陥はいつ発生するのかが分からない。そのため、例えば、保守点検と次の保守点検との間に欠陥が発生すると、欠陥の発生時と次の保守点検との間は欠陥模様を含むX線画像が出力されることになる。この場合、保守点検を頻繁に行うと、X線検出器の稼動時間が減ることになり、撮影業務に支障をきたすおそれがある。また、保守点検費用の増大を招くことになる。 However, we do not know when the defect will occur. Therefore, for example, if a defect occurs between the maintenance and inspection and the next maintenance and inspection, an X-ray image including a defect pattern is output between the time of occurrence of the defect and the next maintenance and inspection. In this case, if maintenance and inspection are performed frequently, the operating time of the X-ray detector will be reduced, which may hinder the photographing work. In addition, maintenance and inspection costs will increase.
そこで、放射線検出器の使用の際に欠陥を検出することができる技術の開発が望まれていた。 Therefore, it has been desired to develop a technique capable of detecting defects when using a radiation detector.
本発明が解決しようとする課題は、放射線検出器を使用する際に欠陥を検出することができる放射線検出器、およびライン欠陥の検出方法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 detecting defects when using a radiation detector, and a method for detecting line defects.
実施形態に係る放射線検出器は、基板と、前記基板の一方の面に設けられ、第1の方向に延びる複数の制御ラインと、前記基板の一方の面に設けられ、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、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、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、前記複数の検出部から画像データ信号を読み出す信号読み出し部と、前記読み出された画像データ信号に基づいて、放射線画像を構成する画像処理部と、前記読み出された画像データ信号に基づいて、前記放射線画像における前記放射線が直接照射された領域を抽出し、前記抽出された放射線が直接照射された領域における欠陥を検出する演算部と、を備えている。 The radiation detector according to the embodiment is provided on the substrate, a plurality of control lines provided on one surface of the substrate and extending in the first direction, and provided on one surface of the substrate in the first direction. Multiple data lines extending in a second intersecting direction, each electrically connected to the corresponding control line and the corresponding data line, detect radiation either directly or in collaboration with a scintillator. A plurality of detection units, a signal reading unit that reads an image data signal from the plurality of detection units, an image processing unit that constitutes a radiation image based on the read image data signal, and the read-out unit. Based on the image data signal, the radiation image includes a calculation unit that extracts a region directly irradiated with the radiation and detects a defect in the region directly irradiated with the extracted radiation.
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線平面センサとすることができる。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。
Further, the
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。
The direct conversion method is a method in which the photoconducting charge (charge) generated inside the photoconductor 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。
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の用途は一般医療などに限定されるわけではない。
In the following, the indirect conversion
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、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、X線検出器1の模式分解図である。
なお、図2においては、バイアスライン2c3、画像処理部4、およびフレキシブルプリント基板7a、7bなどを省いて描いている。
図3は、X線検出器1のブロック図である。
図4は、アレイ基板2の回路図である。
図5は、フレキシブルプリント基板7b、回路基板3、および画像処理部4の接続関係を例示するためのブロック図である。
図1〜図5に示すように、X線検出器1には、アレイ基板2、回路基板3、画像処理部4、シンチレータ5、支持板6、およびフレキシブルプリント基板7a、7bを設けることができる。
FIG. 1 is a schematic perspective view for exemplifying the
FIG. 2 is a schematic exploded view of the
In FIG. 2, the bias line 2c3, the
FIG. 3 is a block diagram of the
FIG. 4 is a circuit diagram of the
FIG. 5 is a block diagram for exemplifying the connection relationship between the flexible printed
As shown in FIGS. 1 to 5, 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荷に変換することができる。
図2および図4に示すように、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などを有することができる。
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
As shown in FIGS. 2 and 4, the
In the present embodiment, the
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することができる。
光電変換部2bは、基板2aの一方の面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を設けることができる。また、図4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、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。
A photoelectric conversion element 2b1 and a thin film transistor (TFT) 2b2 can be provided in each of the plurality of
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。
When the photoelectric conversion element 2b1 also serves as the storage capacitor 2b3 (when the storage capacitor 2b3 is omitted), it is the photoelectric conversion element 2b1 that stores and discharges the electric charge. In this case, when the thin film transistor 2b2 is turned on, the electric charge is discharged from the
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をオン状態とすることで蓄積キャパシタ2b3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蓄積キャパシタ2b3に電荷が蓄積される。
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 storage capacitor 2b3 is provided, the charge is discharged from the storage capacitor 2b3 by turning on the thin film transistor 2b2, and the charge is accumulated in the storage capacitor 2b3 by turning the thin film transistor 2b2 off.
In the following, as an example, a case where the storage capacitor 2b3 is provided will be illustrated.
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ことができる。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を有するものとすることができる。
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 2b3. The thin film transistor 2b2 can have a gate electrode 2b2a, a drain electrode 2b2b, and a source electrode 2b2c.
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2b3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2b3は、対応するバイアスライン2c3と電気的に接続することができる(図4を参照)。 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 2b3. Further, the anode side of the photoelectric conversion element 2b1 and the storage capacitor 2b3 can be electrically connected to the corresponding bias line 2c3 (see FIG. 4).
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(第1の方向の一例に相当する)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7aに設けられた複数の配線7a1のうちの1つを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 extends, for example, in the row direction (corresponding to an example of the first direction). 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(第2の方向の一例に相当する)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7bに設けられた複数の配線7b1のうちの1つを電気的に接続することができる。
A plurality of data lines 2c2 may be provided in parallel with each other at predetermined intervals. The data line 2c2 extends, for example, in the column direction (corresponding to an example of the second 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
図4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と平行に設けることができる。バイアスライン2c3には、図示しないバイアス電源を電気的に接続することができる。図示しないバイアス電源は、例えば、回路基板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することができる。
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. 4, the bias line 2c3 can be provided between the data line 2c2 and the data line 2c2 in parallel with the data line 2c2. A bias power supply (not shown) can be electrically connected to the bias line 2c3. A bias power supply (not shown) can be provided on, for example, a
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 chromium.
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を覆うものとすることができる。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 protective layer 2f may cover the
回路基板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ることができる。 図3および図5に示すように、回路基板3には、制御信号部31、信号読み出し部32、演算部33、メモリ34、メモリ35、および通信部36を設けることができる。
The
制御信号部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ことができる。図3に示すように、制御信号部31は、複数のゲートドライバ31aと行選択回路31bとを有することができる。
行選択回路31bには、画像処理部4などから制御信号S1を入力することができる。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を入力することができる。
The
The control signal S1 can be input to the
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を入力することができる。例えば、制御信号部31は、フレキシブルプリント基板7aを介して、制御信号S1を各制御ライン2c1毎に順次入力することができる。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)から電荷(画像データ信号S2)を読み出すことができるようになる。
The
信号読み出し部32は、薄膜トランジスタ2b2がオン状態の時に、画像処理部4からのサンプリング信号に従って、複数の光電変換部2b(蓄積キャパシタ2b3)から電荷(画像データ信号S2)を順次読み出すことができる。画像データ信号S2は、フレキシブルプリント基板7bの配線7b1を介して読み出すことができる。また、信号読み出し部32は、読み出された画像データ信号S2(アナログ信号)を順次デジタル信号に変換することができる。
When the thin film transistor 2b2 is on, the signal reading unit 32 can sequentially read charges (image data signal S2) from a plurality of
演算部33は、メモリ34に格納されている制御プログラムに基づいて、制御信号部31、信号読み出し部32、および通信部36などの動作を制御することができる。また、演算部33は、メモリ34に格納されている制御プログラムに基づいて、欠陥の検出を行うことができる。なお、欠陥の検出に関する詳細は後述する。
例えば、演算部33は、CPU(Central Processing Unit)などとすることができる。
The
For example, the
メモリ34は、制御信号部31、信号読み出し部32、および通信部36などの動作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34は、欠陥の検出に用いるデータや、検出された欠陥の位置情報などを格納することもできる。
メモリ35は、信号読み出し部32により読み出された画像データ信号S2を一時的に格納することができる。
メモリ34およびメモリ35は、例えば、半導体メモリやハードディスクドライブなどとすることができる。
The
The
The
通信部36は、読み出された画像データ信号S2が乗った電波を送信することができる。また、通信部36は、メモリ34に格納されている欠陥の位置情報が乗った電波を送信することができる。また、通信部36は、制御信号S1などの制御情報が乗った電波を受信することができる。通信部36は、送信回路、受信回路、およびアンテナを有することができる。送信回路は、高周波信号を発生させる回路、高周波信号を所定の電力まで増大させる増幅回路、画像データ信号S2や欠陥の位置情報を高周波信号に乗せる変調回路などを有することができる。画像データ信号S2や欠陥の位置情報が乗った電波は、アンテナを介して、外部に送信することができる。受信回路は、アンテナを介して受信した制御情報が乗った電波を復調して制御情報を復元することができる。復元された制御情報は、演算部33および制御信号部31などに入力することができる。
The
画像処理部4は、回路基板3と電気的に接続することができる。この場合、図1および図5に示すように、画像処理部4と回路基板3との間のデータ通信を無線により行うことができる。なお、画像処理部4と回路基板3との間のデータ通信は、有線により行うようにしてもよい。ただし、データ通信が無線により行われるようにすれば、X線検出器1の検出部分(アレイ基板2、回路基板3およびシンチレータ5が収納された筐体)の携帯性を向上させることができる。また、画像処理部4は、回路基板3と一体化することもできる。
The
画像処理部4は、例えば、デジタル信号に変換された画像データ信号S2や欠陥の位置情報を受信し、受信した画像データ信号S2に基づいてX線画像を構成することができる。また、画像処理部4は、受信した欠陥の位置情報に基づいて、X線画像のデータを補正することができる。例えば、画像処理部4は、欠陥があるとされた位置の画像データ信号S2の値に代えて、当該位置の周辺の画像データ信号S2の値を用いたり、当該位置の周辺の複数の画像データ信号S2の値の平均値を用いたりすることができる。
For example, the
作成されたX線画像のデータは、画像処理部4から外部の機器に向けて出力することができる。なお、X線画像の構成手順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 created X-ray image data can be output from the
シンチレータ5は、複数の光電変換部2bの上に設けられ、入射するX線を蛍光に変換することができる。シンチレータ5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5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)などを含むものとすることができる。シンチレータ5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を形成することができる。
The
The
また、シンチレータ5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5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、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の特性と図示しない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と図示しない反射層を覆う図示しない防湿体を設けることができる。
In addition, in order to improve the utilization efficiency of fluorescence and improve the sensitivity characteristics, a reflective layer (not shown) can be provided so as to cover the surface side (the incident surface side of X-rays) of the
Further, in order to suppress deterioration of the characteristics of the
図1に示すように、支持板6は、板状を呈するものとすることができる。支持板6は、図示しない筐体の内部に固定することができる。支持板6の、X線の入射側の面には、アレイ基板2とシンチレータ5を設けることができる。支持板6の、X線の入射側とは反対側の面には、回路基板3を設けることができる。支持板6の材料は、例えば、アルミニウム合金などの軽金属、炭素繊維強化プラスチックなどの樹脂などとすることができる。
As shown in FIG. 1, the
フレキシブルプリント基板7aは、複数の制御ライン2c1と制御信号部31と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7aに設けられた複数の配線7a1のうちの1つは、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。フレキシブルプリント基板7aに設けられた複数の配線7a1の他端は、ゲートドライバ31aと電気的に接続することができる。
The flexible printed
フレキシブルプリント基板7bは、複数のデータライン2c2と信号読み出し部32と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7bに設けられた複数の配線7b1のうちの1つは、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。すなわち、複数の配線7b1のそれぞれの一方の端部は、データライン2c2と電気的に接続することができる。複数の配線7b1のそれぞれの他方の端部は、信号読み出し部32と電気的に接続することができる。
The flexible printed
次に、欠陥の検出についてさらに説明する。
一般的には、制御ライン2c1、データライン2c2、バイアスライン2c3、および光電変換部2bなどは、いわゆる半導体製造プロセスを用いて形成される。半導体製造プロセスは、微細かつ多数の要素を形成するのに適しているが、アレイ基板2に設けられる要素の数は膨大なものとなる。例えば、光電変換部2bの数などは、一千万個程度となる場合もある。そのため、現状の半導体製造プロセスの技術水準では、全ての要素を欠陥なく形成するのは困難である。
Next, defect detection will be further described.
Generally, the control line 2c1, the data line 2c2, the bias line 2c3, the
光電変換部2bなどに欠陥がなければ、X線の線量に応じた値の画像データ信号S2が読み出される。しかしながら、光電変換部2bなどに欠陥があると、例えば、欠陥が無い場合に比べて、大幅に低い値、あるいは、大幅に高い値の画像データ信号S2が読み出される場合がある。そのため、欠陥があると、構成されたX線画像に、点あるいは線状の模様が生じ、X線画像の品質が低下することになる。この場合、いわゆるライン欠陥が生じると、X線画像に線状の欠陥模様が現れることになる。線状の欠陥模様は目立つため、X線画像の品質が大幅に低下するおそれがある。なお、ライン欠陥は、例えば、制御ライン2c1およびデータライン2c2の少なくともいずれかに沿って連続して並ぶ複数の光電変換部2bから読み出された画像データ信号S2の値が、所定の範囲外となる場合である。ライン欠陥は、例えば、制御ライン2c1やデータライン2c2の断線、フレキシブルプリント基板7a、7bと、アレイ基板2または回路基板3と、の接続不良、光電変換部2bに設けられた要素の欠陥などにより生じる場合がある。
If there is no defect in the
前述したように、欠陥は、アレイ基板2を製造する際に生じる場合がある。アレイ基板2を製造する際に生じた欠陥は、X線検出器1の出荷検査などにおいて検出することができる。例えば、読み出された画像データ信号S2の値が所定の範囲外となった場合には欠陥があると判定し、読み出された画像データ信号S2の値が所定の範囲内となった場合には欠陥がないと判定することができる。検出された欠陥の位置情報は、例えば、メモリ34に格納することができる。画像処理部4は、欠陥の位置情報に基づいて、X線画像のデータを補正することができる。
As mentioned above, defects may occur during the manufacture of the
ところが、欠陥は、X線検出器1の出荷後に生じる場合がある。例えば、X線検出器1が使用される環境条件や振動などにより、X線検出器1の出荷後に新たな欠陥が生じる場合がある。この場合、X線検出器1の保守点検の際などに欠陥の検査を行い欠陥の位置情報を更新することもできる。
However, defects may occur after the
しかしながら、欠陥はいつ発生するのかが分からない。そのため、例えば、保守点検と次の保守点検との間に欠陥が発生すると、欠陥の発生時と次の保守点検との間は欠陥模様を含むX線画像が出力されることになる。この場合、保守点検を頻繁に行えば、欠陥模様を含むX線画像が出力されるのを抑制することができる。ところが、保守点検を頻繁に行えば、X線検出器1の稼動時間が減ることになり、撮影業務に支障をきたすおそれがある。また、保守点検費用の増大を招くことになる。
However, we do not know when the defect will occur. Therefore, for example, if a defect occurs between the maintenance and inspection and the next maintenance and inspection, an X-ray image including a defect pattern is output between the time of occurrence of the defect and the next maintenance and inspection. In this case, if maintenance and inspection are performed frequently, it is possible to suppress the output of an X-ray image including a defect pattern. However, if maintenance and inspection are performed frequently, the operating time of the
そこで、本実施の形態に係るX線検出器1においては、X線検出器1を使用する際に欠陥を検出する様にしている。
図6は、欠陥の検出手順を例示するためのフローチャートである。
図7は、欠陥模様を含むX線画像を例示するための模式図である。
Therefore, in the
FIG. 6 is a flowchart for exemplifying a defect detection procedure.
FIG. 7 is a schematic diagram for exemplifying an X-ray image including a defect pattern.
図7に示すように、欠陥があると、構成されたX線画像100に、欠陥模様(欠陥に起因する模様)103、104が含まれることになる。しかしながら、一般的には、X線画像100には被写体の画像101も含まれている。被写体を透過するX線の線量は、被写体の構成などに応じて変化するので、単に、読み出された画像データ信号S2の値を調べても、被写体の構成などによるものなのか、欠陥に起因するものなのかを判別することが困難となる。例えば、欠陥模様103、104の、被写体の画像101と重なった部分103a、104aは、被写体の構成などによるものなのか、欠陥に起因するものなのかを判別することが困難となる。
As shown in FIG. 7, if there is a defect, the configured
そのため、図6に示すように、まず、撮影されたX線画像100のデータから、X線が直接照射された領域(被写体の画像101が含まれていない領域)102を抽出する。(ステップ200)
例えば、所定の照射条件のX線が、被写体を介さずにX線検出器1に直接照射されると、各光電変換部2bから読み出される画像データ信号S2の値は所定の範囲内に収まる。
表1は、X線の照射条件と、画像データ信号S2の値との関係を例示するための表である。X線の照射条件は、例えば、X線管の電圧V(kV)、X線管の電流I(mA)、X線の照射時間T(msec)、X線管とX線検出器1と間の距離L(m)などとすることができる。X線の照射条件と、画像データ信号S2の値との関係は、予め実験などを行うことで求めることができる。求められた関係は、例えば、メモリ34に格納することができる。
Therefore, as shown in FIG. 6, first, the
For example, when X-rays under predetermined irradiation conditions are directly irradiated to the
Table 1 is a table for exemplifying the relationship between the X-ray irradiation conditions and the value of the image data signal S2. The X-ray irradiation conditions are, for example, the voltage V (kV) of the X-ray tube, the current I (mA) of the X-ray tube, the irradiation time T (msec) of the X-ray tube, and between the X-ray tube and the
ここで、X線画像におけるX線が直接照射された領域102には、通常、複数の画素が含まれている。そのため、例えば、1つの領域に複数の画素が含まれるように、X線画像100を、複数の領域に分割し、分割された領域毎に、X線が直接照射された領域102か否かを判定することができる。例えば、メモリ34に格納されている画像データ信号S2の値の範囲内(表1の画像データ信号S2の値の範囲内)にある画素の数が所定の数以上となった場合には、当該領域はX線が直接照射された領域102であると判定することができる。この様にすれば、欠陥模様103、104を含み、X線が直接照射された領域102、および、欠陥模様103、104を含まず、X線が直接照射された領域102を、検出することができる。なお、判定に用いる画素の数は、予め実験などを行うことで求めることができる。求められた画素の数は、例えば、メモリ34に格納することができる。
Here, the
次に、欠陥模様103、104が、X線が直接照射された領域102に含まれているか否かを判定する。(ステップ201)
例えば、メモリ34に格納されている画像データ信号S2の値の範囲外にある画素があれば、欠陥模様103、104が含まれていると判定することができる。
例えば、演算部33は、読み出された画像データ信号S2に基づいて、X線画像100におけるX線が直接照射された領域102を抽出し、抽出されたx線が直接照射された領域102における欠陥を検出することができる。
Next, it is determined whether or not the
For example, if there is a pixel outside the range of the value of the image data signal S2 stored in the
For example, the
ここで、前述したように、ライン欠陥が生じていると、X線画像100に線状の欠陥模様103、104が現れる。線状の欠陥模様103、104は目立つため、X線画像100の品質が大幅に低下するおそれがある。
そこで、次に、線状の欠陥模様103、104が生じているか否かを判定する。(ステップ202)
例えば、メモリ34に格納されている画像データ信号S2の値の範囲外にある画素が、データライン2c2の方向に沿って複数並んでいれば、データライン2c2が延びるの方向に延びる欠陥模様103が生じていると判定することができる。メモリ34に格納されている画像データ信号S2の値の範囲外にある画素が、制御ライン2c1の方向に沿って複数並んでいれば、制御ライン2c1が延びるの方向に延びる欠陥模様104が生じていると判定することができる。
例えば、演算部33は、複数の欠陥が、制御ライン2c1が延びる方向、および、データライン2c2が延びる方向の少なくともいずれかの方向に並んでいれば、ライン欠陥が発生したと判定することができる。
Here, as described above, when a line defect occurs,
Therefore, next, it is determined whether or not the
For example, if a plurality of pixels outside the range of the value of the image data signal S2 stored in the
For example, the
前述したように、欠陥模様103、104の、被写体の画像101と重なった部分103a、104aにおいては、読み出された画像データ信号S2の値が被写体の構成などによるものなのか、欠陥に起因するものなのかを判別することが困難である。そのため、画像補正の対象としたい、部分103a、104aを直接検出することは困難である。
As described above, in the
しかしながら、一般的に、線状の欠陥模様103、104の場合には、X線画像100の一方の端部から他方の端部まで延びている場合が多い。そのため、X線が直接照射された領域102において、欠陥模様103が生じていれば、被写体の画像101においても、欠陥模様103の部分103aが生じていると見なすことができる。X線が直接照射された領域102において、欠陥模様104が生じていれば、被写体の画像101においても、欠陥模様104の部分104aが生じていると見なすことができる。
However, in general, in the case of the
部分103a、104aが生じているとされた場合には、被写体の画像101における部分103a、104aのデータを補正することができる。(ステップ203)
例えば、画像処理部4は、欠陥があるとされた位置(部分103a、104a)の画像データ信号S2の値に代えて、当該位置の周辺の画像データ信号S2の値を用いたり、当該位置の周辺の複数の画像データ信号S2の値の平均値を用いたりすることができる。
例えば、画像処理部4は、X線画像100における被写体を介してX線が照射された領域101にもライン欠陥が発生していると見なして、ライン欠陥が発生していると見なされた位置の被写体の画像を補正することができる。
また、補正は行わず、X線検出器1の撮影者などに、線状の欠陥模様103、104の発生を通知するようにしてもよい。
例えば、演算部33は、ライン欠陥が発生したと判定した場合には、ライン欠陥の発生を通知する信号を出力することができる。
また、線状の欠陥模様103、104が新たに生じた場合には、メモリ34に格納されている欠陥の位置情報を更新することもできる。
When it is determined that the
For example, the
For example, the
Further, the correction may not be performed, and the photographer of the
For example, when it is determined that a line defect has occurred, the
Further, when the
本実施の形態に係るX線検出器1においては、被写体の画像101が含まれていない領域102において欠陥を検出するようにしているので、X線画像100を撮影した際に欠陥を検出することができる。すなわち、X線検出器1を使用する際に欠陥を検出することができる。そのため、任意の時期に欠陥を検出してX線画像の補正を行ったり、格納されている欠陥の位置情報を更新したりすることができる。その結果、欠陥模様を含むX線画像が出力されるのを抑制することができる。また、保守点検が煩雑となるのを抑制することができるので、X線検出器1の稼動時間を増加させたり、X線画像の撮影を効率的に行ったりすることができる。なお、欠陥の検出と欠陥の位置情報の更新は、X線画像の撮影の度に行うこともできるし、所定の撮影回数毎に行うこともできるし、撮影者などの要求により行うこともできる。
In the
以上に説明したように、本実施の形態に係るライン欠陥の検出方法は、以下の工程を備えることができる。
撮影されたX線画像100のデータから、X線が直接照射された領域102を抽出する工程。
X線が直接照射された領域102において、第1の方向、および、第1の方向に交差する第2の方向の少なくともいずれかの方向に並ぶ複数の欠陥を検出する工程。
As described above, the line defect detecting method according to the present embodiment can include the following steps.
A step of extracting a
A step of detecting a plurality of defects aligned in at least one of a first direction and a second direction intersecting the first direction in a
また、本実施の形態に係るライン欠陥の検出方法は、X線が直接照射された領域102において、第1の方向、および、第2の方向の少なくともいずれかの方向に並ぶ複数の欠陥が検出された場合には、被写体を介してX線が照射された領域101にも、検出された複数の欠陥に並ぶ欠陥が発生したとすることができる。
Further, in the method for detecting line defects according to the present embodiment, a plurality of defects lined up in at least one of the first direction and the second direction are detected in 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、2a 基板、2b 光電変換部、2c1 制御ライン、2c2 データライン、3 回路基板、4 画像処理部、5 シンチレータ、31 制御信号部、32 信号読み出し部、33 演算部、34 メモリ 1 X-ray detector, 2 array board, 2a board, 2b photoelectric conversion part, 2c1 control line, 2c2 data line, 3 circuit board, 4 image processing part, 5 scintillator, 31 control signal part, 32 signal reading part, 33 arithmetic Department, 34 memory
Claims (6)
前記基板の一方の面に設けられ、第1の方向に延びる複数の制御ラインと、
前記基板の一方の面に設けられ、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、
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、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、
前記複数の検出部から画像データ信号を読み出す信号読み出し部と、
前記読み出された画像データ信号に基づいて、放射線画像を構成する画像処理部と、
前記読み出された画像データ信号に基づいて、前記放射線画像における前記放射線が直接照射された領域を抽出し、前記抽出された放射線が直接照射された領域における欠陥を検出する演算部と、
を備えた放射線検出器。 With the board
A plurality of control lines provided on one surface of the substrate and extending in the first direction,
A plurality of data lines provided on one surface of the substrate and extending in a second direction intersecting the first direction,
A plurality of detectors, each electrically connected to the corresponding control line and the corresponding data line, to detect radiation directly or in collaboration with a scintillator.
A signal reading unit that reads an image data signal from the plurality of detection units, and a signal reading unit.
An image processing unit that constitutes a radiation image based on the read image data signal, and
Based on the read image data signal, an arithmetic unit that extracts a region directly irradiated with the radiation in the radiation image and detects a defect in the region directly irradiated with the extracted radiation, and a calculation unit.
Radiation detector equipped with.
前記放射線が直接照射された領域において、第1の方向、および、前記第1の方向に交差する第2の方向の少なくともいずれかの方向に並ぶ複数の欠陥を検出する工程と、
を備えたライン欠陥の検出方法。 The process of extracting the area directly irradiated with radiation from the data of the captured radiation image, and
A step of detecting a plurality of defects aligned in at least one of a first direction and a second direction intersecting the first direction in a region directly irradiated with the radiation.
A method for detecting line defects.
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