JP2021040196A - Radiation imaging apparatus, radiation imaging system, and control method of radiation imaging apparatus - Google Patents

Radiation imaging apparatus, radiation imaging system, and control method of radiation imaging apparatus Download PDF

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Abstract

To provide a technology that can suppress the degradation of sharpness in a radiation imaging apparatus that can be used by switching feedback capacitance of an integrating amplifier.SOLUTION: The imaging apparatus includes a pixel array in which pixels PIX are arranged, a readout circuit 103, and a control unit. The readout circuit includes a holding circuit 324 that holds a plurality of signals read out via an integrating amplifier 302 that includes a feedback capacitance 312 that can change a plurality of capacitance values. The control unit controls the readout circuit so that a time for sampling the signals read out from the pixels PIX in the holding circuit 324 is longer in a first mode than in a second mode when changing from the second mode to the first mode in which the capacitance value of the feedback capacitance 312 is smaller than that of the second mode.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、放射線撮像装置、放射線撮像システム、及び、放射線撮像装置の制御方法に関する。 The present invention relates to a radiation imaging device, a radiation imaging system, and a control method for the radiation imaging device.

特許文献1は、被写体を透過したX線等の放射線の照射を受けて被写体に関する画像信号を生成する放射線撮像装置を提案する。この放射線撮像装置は、放射線を電荷に変換する変換素子を含む複数の画素が2次元行列状に配列された画素アレイを含む。複数の画素で生成された電荷は、画素アレイの行単位で列ごとに設けられた積分増幅器に転送され、積分される。この積分増幅器は、帰還容量の容量値を切り替えることによりゲイン(増幅率)を変更することが可能な構成となっている。この放射線撮像装置は、サンプルホールド回路を用いて積分増幅器の出力信号をサンプルしてホールドする。また、この放射線撮像装置は、積分増幅器の出力信号から低周波ノイズを除去するために、2つのサンプルホールド回路を用いて積分増幅器の出力信号に対して相関2重サンプリング(CDS)を行い得る。そして、この放射線撮像装置は、サンプルホールド回路にホールドされた出力信号が並列直列変換処理(マルチプレックス処理)及びアナログデジタル変換処理(A/D変換処理)されることにより、1フレーム分の画像データが取得され得る。 Patent Document 1 proposes a radiation imaging device that generates an image signal related to a subject by being irradiated with radiation such as X-rays transmitted through the subject. This radiation imaging device includes a pixel array in which a plurality of pixels including a conversion element that converts radiation into electric charges are arranged in a two-dimensional matrix. The charges generated by the plurality of pixels are transferred to an integrator amplifier provided for each column of the pixel array and integrated. This integral amplifier has a configuration in which the gain (amplification factor) can be changed by switching the capacitance value of the feedback capacitance. This radiation imaging device uses a sample hold circuit to sample and hold the output signal of the integrating amplifier. The radiation imaging apparatus can also perform correlated double sampling (CDS) on the output signal of the integrating amplifier using two sample hold circuits in order to remove low frequency noise from the output signal of the integrating amplifier. Then, in this radiation imaging device, the output signal held in the sample hold circuit is subjected to parallel series conversion processing (multiplex processing) and analog-to-digital conversion processing (A / D conversion processing) to obtain image data for one frame. Can be obtained.

特開2015−198263号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-198263

積分増幅器の帰還容量を切り替えるにあたり、帰還容量が主に使用する第一容量値Cf1より小さい第二容量値Cf2に切り替える場合、第一容量値Cf1の際に比べて、積分増幅器での電荷電圧変換により大きな電流が必要となる。 When switching the feedback capacitance of the integrator amplifier, when switching to the second capacitance value Cf2 whose feedback capacitance is smaller than the first capacitance value Cf1 mainly used, the charge-voltage conversion in the integrator amplifier is compared with the case of the first capacitance value Cf1. Requires a larger current.

そのため、第二容量値Cf2の場合には第一容量値Cf1の場合に比べてサンプルホールド回路でのサンプリングに長い時間が必要となる。この充放電能力の律速やサンプリング時間の律速により、サンプルホールド回路へ出力信号がサンプリングしきれず、その結果、同一のサンプルホールド回路にて読み出された直前の出力信号が次の出力信号に重畳されてしまうという課題が生じ得る。この出力信号の重畳により、画像の鮮鋭度の指標であるMTF(Modulation Transfer Function)が低下し得る。特に、ある行の画素からの電荷に基づく出力信号を並列直列変換処理する間にある行の次に走査される行の画素からの電荷に基づく信号を積分増幅器へ転送する動作を行う場合、一行あたりに割り当てられる時間が短くなる。そのような場合、上記課題はより顕著に生じ得る。 Therefore, in the case of the second capacitance value Cf2, a longer time is required for sampling in the sample hold circuit than in the case of the first capacitance value Cf1. Due to the rate-determining of the charge / discharge capacity and the rate-determining of the sampling time, the output signal cannot be sampled to the sample hold circuit, and as a result, the output signal immediately before being read by the same sample hold circuit is superimposed on the next output signal. The problem of being discharged can occur. By superimposing the output signal, the MTF (Modulation Transfer Function), which is an index of the sharpness of the image, can be lowered. In particular, when performing an operation of transferring a charge-based signal from a pixel in a row to be scanned next to an integral amplifier while performing a parallel-series conversion process of an output signal based on the charge from a pixel in a row, one row is performed. The time allotted around is shortened. In such cases, the above problems may occur more prominently.

そこで、本願発明は、積分増幅器の帰還容量が切り替えられて使用され得る放射線撮像装置にあって鮮鋭度の低下を抑制し得る技術を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a technique capable of suppressing a decrease in sharpness in a radiation imaging apparatus in which the feedback capacitance of an integrating amplifier can be switched and used.

本発明の放射線撮像装置は、複数の画素が配列された画素アレイと、複数の容量値を変更可能な帰還容量を含む積分増幅器を介して前記複数の画素から読み出された複数の信号をサンプリングして保持する保持回路を含む読出回路と、前記読出回路を制御する制御部と、を含む放射線撮像装置であって、前記制御部は、前記帰還容量の容量値が第二のモードよりも小さい第一のモードに第二のモードから変更する場合、前記保持回路に前記画素から読み出された信号をサンプリングする時間を、前記第二のモードよりも前記第一のモードが長くなるように、前記読出回路を制御することを特徴とする。 The radiation imaging apparatus of the present invention samples a plurality of signals read from the plurality of pixels via a pixel array in which a plurality of pixels are arranged and an integrating amplifier including a feedback capacitance capable of changing a plurality of capacitance values. A radiation imaging device including a reading circuit including a holding circuit for holding the reading circuit and a control unit for controlling the reading circuit. The control unit has a capacitance value of the feedback capacitance smaller than that of the second mode. When changing from the second mode to the first mode, the time for sampling the signal read from the pixel in the holding circuit is set so that the first mode is longer than the second mode. It is characterized in that the read circuit is controlled.

本願発明により、積分増幅器の帰還容量が切り替えられて使用され得る放射線撮像装置にあって鮮鋭度の低下を抑制し得る技術を提供することが可能となる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a technique capable of suppressing a decrease in sharpness in a radiation imaging apparatus that can be used by switching the feedback capacitance of an integrating amplifier.

放射線撮像装置及び放射線撮影システムの構成例を示すブロック図Block diagram showing a configuration example of a radiation imaging device and a radiation imaging system 放射線撮像装置の構成例を示す概略等価回路図Schematic equivalent circuit diagram showing a configuration example of a radiation imaging device 放射線撮像装置の構成例を示す概略等価回路図Schematic equivalent circuit diagram showing a configuration example of a radiation imaging device 放射線撮像装置の動作例を示すタイミングチャートTiming chart showing an operation example of a radiation imaging device 1ライン期間の動作の制御例を示すタイミングチャートTiming chart showing an example of operation control for one line period 1ライン期間の動作の制御例を示すタイミングチャートTiming chart showing an example of operation control for one line period 制御における制御条件を決定するプロセスを説明するフローチャートFlowchart explaining the process of determining control conditions in control 制御条件を決定するルックアップテーブルの例An example of a look-up table that determines control conditions

以下、添付図面を参照しながら本発明のその例示的な実施形態を通して説明する。ただし、各実施形態に示す構造の詳細は、本文および図中に示す限りではない。なお、放射線は、X線の他、α線、β線、γ線、及び各種粒子線なども含む。 Hereinafter, an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the details of the structure shown in each embodiment are not limited to those shown in the text and the drawings. In addition to X-rays, radiation also includes α-rays, β-rays, γ-rays, and various particle beams.

図1には、本発明の一つの実施形態の放射線撮像システムRIS(Radiology Information System)の構成が示されている。放射線撮像システムRISは、X線等の放射線を被検体に照射し被検体を透過したX線を検出することによって被検体の放射線画像を得る。放射線撮像システムRISは、例えば、放射線源112、曝射制御装置113、制御装置111および放射線撮像装置100を備えうる。曝射制御装置113は、操作者による曝射指令に応答して放射線源112に放射線を発生させる。制御装置111は、放射線撮像装置100を制御し、また、放射線撮像装置100から放射線画像を取得して表示装置(不図示)へ表示する画像を処理する画像処理装置として機能する。また、制御装置111は、曝射制御装置113を制御する。 FIG. 1 shows the configuration of a radiological imaging system RIS (Radiology Information System) according to an embodiment of the present invention. The radiation imaging system RIS obtains a radiographic image of a subject by irradiating the subject with radiation such as X-rays and detecting X-rays that have passed through the subject. The radiation imaging system RIS may include, for example, a radiation source 112, an exposure control device 113, a control device 111, and a radiation imaging device 100. The exposure control device 113 generates radiation to the radiation source 112 in response to an exposure command by the operator. The control device 111 functions as an image processing device that controls the radiation imaging device 100 and processes an image that acquires a radiation image from the radiation imaging device 100 and displays it on a display device (not shown). Further, the control device 111 controls the exposure control device 113.

放射線撮像装置100は、放射線画像を撮像する撮像部104、制御装置111との通信を行う通信部107、撮像部104を制御する制御部106、撮像部104に電力を供給する電源部108を備えうる。また、放射線撮像装置100は、撮像部104から出力された画像を解析して判定する判定部109、画像の演算処理を行う処理部105を備えうる。放射線撮像装置100の構成要素の一部は、制御装置111に組み込まれてもよいし、放射線撮像装置100および制御装置111は、一体化されてもよい。例えば、図1に示された例では、判定部109および処理部105が放射線撮像装置100に組み込まれているが、判定部109および処理部105は、制御装置111に組み込まれてもよい。 The radiation imaging device 100 includes an imaging unit 104 that captures a radiation image, a communication unit 107 that communicates with a control device 111, a control unit 106 that controls the imaging unit 104, and a power supply unit 108 that supplies power to the imaging unit 104. sell. Further, the radiation imaging apparatus 100 may include a determination unit 109 that analyzes and determines an image output from the imaging unit 104, and a processing unit 105 that performs arithmetic processing of the image. Some of the components of the radiation imaging device 100 may be incorporated in the control device 111, or the radiation imaging device 100 and the control device 111 may be integrated. For example, in the example shown in FIG. 1, the determination unit 109 and the processing unit 105 are incorporated in the radiation imaging device 100, but the determination unit 109 and the processing unit 105 may be incorporated in the control device 111.

撮像部104は、例えば、画素アレイ101、走査回路102および読出回路103を含みうる。画素アレイ101は、複数の行および複数の列を構成するように複数の画素が配列されて構成される。走査回路102は、複数のモード(撮影モード)のうち選択されたモードに従って画素アレイ101の複数の行を走査する。読出回路103は、画素アレイ101から信号を読み出す。より具体的には、読出回路103は、画素アレイ101の複数の行のうち走査回路102による走査において選択される行の画素の信号を読み出す。画素アレイ101からの信号の読出は、画素アレイ101から出力される信号を処理し、該信号に対応する信号を出力することを意味する。 The imaging unit 104 may include, for example, a pixel array 101, a scanning circuit 102, and a reading circuit 103. The pixel array 101 is configured by arranging a plurality of pixels so as to form a plurality of rows and a plurality of columns. The scanning circuit 102 scans a plurality of rows of the pixel array 101 according to a mode selected from the plurality of modes (shooting modes). The read circuit 103 reads a signal from the pixel array 101. More specifically, the reading circuit 103 reads the signal of the pixel of the row selected by the scanning circuit 102 among the plurality of rows of the pixel array 101. Reading a signal from the pixel array 101 means processing the signal output from the pixel array 101 and outputting the signal corresponding to the signal.

図2、3には、撮像部104の等価回路が例示的に示されている。画素PIXは、例えば、放射線又は光を電荷に変換する変換素子201と、その電荷に応じた電気信号を出力するスイッチ素子202とを含みうる。一例において、変換素子201は、変換素子201に照射された光を電荷に変換する光電変換素子であり、ガラス基板等の絶縁性基板上に配置されアモルファスシリコンを主材料とするPIN型フォトダイオードまたはMIS型フォトダイオードである。また、変換素子201としては、放射線を光電変換素子が検知可能な波長帯域の光に変換する波長変換体を備えた間接型の変換素子や、放射線を直接電荷に変換する直接型の変換素子が採用されうる。 FIGS. 2 and 3 illustrate the equivalent circuit of the imaging unit 104. The pixel PIX may include, for example, a conversion element 201 that converts radiation or light into an electric charge, and a switch element 202 that outputs an electric signal corresponding to the electric charge. In one example, the conversion element 201 is a photoelectric conversion element that converts the light irradiated to the conversion element 201 into electric charges, and is a PIN-type photodiode or a PIN-type photodiode whose main material is amorphous silicon and is arranged on an insulating substrate such as a glass substrate. It is a MIS type photodiode. Further, as the conversion element 201, an indirect type conversion element provided with a wavelength converter that converts radiation into light in a wavelength band that can be detected by the photoelectric conversion element, and a direct type conversion element that directly converts radiation into electric charge are used. Can be adopted.

スイッチ素子202としては、制御端子と2つの主端子を有するトランジスタ、例えば、薄膜トランジスタ(TFT)が採用されうる。変換素子201の一方の電極はスイッチ素子202の2つの主端子の一方に電気的に接続され、他方の電極は共通のバイアス線Vsを介して電源部108と電気的に接続される。図2では、変換素子201を相互に区別するために、変換素子201にSij(iは行の番号、jは列の番号を示す)の符号が付されている。また、スイッチ素子202を相互に区別するために、スイッチ素子202にTij(iは行の番号、jは列の番号を示す)の符号が付されている。 As the switch element 202, a transistor having a control terminal and two main terminals, for example, a thin film transistor (TFT) can be adopted. One electrode of the conversion element 201 is electrically connected to one of the two main terminals of the switch element 202, and the other electrode is electrically connected to the power supply unit 108 via a common bias line Vs. In FIG. 2, in order to distinguish the conversion elements 201 from each other, the conversion elements 201 are designated by Sij (i indicates a row number and j indicates a column number). Further, in order to distinguish the switch elements 202 from each other, the switch elements 202 are designated by Tij (i indicates a row number and j indicates a column number).

1つの行を構成する複数の画素PIXのスイッチ素子202の制御端子は、当該行の駆動線Gi(iは行の番号)に接続されている。例えば、第1行を構成する複数の画素PIXのスイッチ素子T11〜T1nの制御端子は、第1行の駆動線G1に電気的に接続されている。したがって、走査回路102による画素アレイ101の複数の画素PIXの駆動の最小単位は、1つの行を構成する画素PIXである。 The control terminals of the switch elements 202 of the plurality of pixels PIX constituting one row are connected to the drive line Gi (i is the row number) of the row. For example, the control terminals of the switch elements T11 to T1n of the plurality of pixels PIX constituting the first row are electrically connected to the drive line G1 of the first row. Therefore, the minimum unit for driving the plurality of pixel PIXs of the pixel array 101 by the scanning circuit 102 is the pixel PIXs constituting one row.

1つの列を構成する複数の画素PIXのスイッチ素子202の他方の主端子は、当該列の信号線Sigj(jは列の番号)に接続されている。例えば、第1列を構成する複数の画素PIXのスイッチ素子T11〜Tm1の主端子は、第1列の信号線Sig1に電気的に接続されている。スイッチ素子202が導通状態である間は、変換素子201の電荷に応じた電気信号が信号線Sigjを介して読出回路103に出力される。複数の信号線Sig1〜Signは、読出回路103に電気的に接続される。 The other main terminal of the switch element 202 of the plurality of pixels PIX constituting one row is connected to the signal line Sigma (j is the row number) of the row. For example, the main terminals of the switch elements T11 to Tm1 of the plurality of pixels PIX constituting the first row are electrically connected to the signal line Sigma1 in the first row. While the switch element 202 is in the conductive state, an electric signal corresponding to the electric charge of the conversion element 201 is output to the read circuit 103 via the signal line Sigma. The plurality of signal lines Sign1 to Sign are electrically connected to the read circuit 103.

読出回路103は、画素アレイ101から複数の信号線Sig1〜Signを介して並列に出力された複数の電気信号をそれぞれ増幅する複数の増幅回路300を含む。各増幅回路300は、例えば、積分増幅器302と、サンプルホールド回路303と、バッファアンプ304又は305とを含みうる。積分増幅器302は、信号線Sigjを介して出力された電気信号を増幅する。サンプルホールド回路303は、積分増幅器302からの電気信号をサンプルしホールドする。バッファアンプ304及びバッファアンプ305は、サンプルホールド回路303からの電気信号をバッファリングする。 The read circuit 103 includes a plurality of amplifier circuits 300 for amplifying a plurality of electric signals output in parallel from the pixel array 101 via the plurality of signal lines Sign1 to Sign. Each amplifier circuit 300 may include, for example, an integrator amplifier 302, a sample hold circuit 303, and a buffer amplifier 304 or 305. The integrator amplifier 302 amplifies the electric signal output via the signal line Sigma. The sample hold circuit 303 samples and holds an electric signal from the integrator amplifier 302. The buffer amplifier 304 and the buffer amplifier 305 buffer the electric signal from the sample hold circuit 303.

積分増幅器302は、例えば、演算増幅器311と、帰還容量312と、リセットスイッチ313とを含みうる。演算増幅器311は、信号線Sigjを介して提供される電気信号を受ける反転入力端子と、基準電源から基準電圧Vrefを受ける非反転入力端子と、出力端子とを有する。帰還容量312およびリセットスイッチ313は、反転入力端子と出力端子との間に並列に配置される。帰還容量312は、可変の容量値Cfを有しうる。サンプルホールド回路303は、相関二重サンプリング(CDS:correlated double sampling)を行う第一のCDS回路341及び第二のCDS回路342を含む。第一のCDS回路341は、第一の保持回路323と第二の保持回路324を備え、信号線Sigjを介して提供される電気信号に基づいて相関二重サンプリングを行う。バッファアンプ304は、差動アンプで構成されており、第一の保持回路323からの出力と第二の保持回路324からの出力を差動増幅して出力する。第二のCDS回路342は、第一の保持回路333と第二の保持回路334を備え、信号線Sigjを介して提供される電気信号に基づいて相関二重サンプリングを行う。バッファアンプ305は、差動アンプで構成されており、第一の保持回路333からの出力と第二の保持回路334からの出力を差動増幅して出力する。 The integrating amplifier 302 may include, for example, an operational amplifier 311, a feedback capacitance 312, and a reset switch 313. The operational amplifier 311 has an inverting input terminal that receives an electric signal provided via the signal line Sigma, a non-inverting input terminal that receives a reference voltage Vref from a reference power supply, and an output terminal. The feedback capacitance 312 and the reset switch 313 are arranged in parallel between the inverting input terminal and the output terminal. The feedback capacitance 312 may have a variable capacitance value Cf. The sample hold circuit 303 includes a first CDS circuit 341 and a second CDS circuit 342 that perform correlated double sampling (CDS). The first CDS circuit 341 includes a first holding circuit 323 and a second holding circuit 324, and performs correlated double sampling based on an electric signal provided via the signal line Sigj. The buffer amplifier 304 is composed of a differential amplifier, and differentially amplifies and outputs the output from the first holding circuit 323 and the output from the second holding circuit 324. The second CDS circuit 342 includes a first holding circuit 333 and a second holding circuit 334, and performs correlated double sampling based on an electric signal provided via the signal line Sigma. The buffer amplifier 305 is composed of a differential amplifier, and differentially amplifies and outputs the output from the first holding circuit 333 and the output from the second holding circuit 334.

第一の保持回路323は抵抗素子322とスイッチ325とコンデンサ326を含みうる。第一の保持回路323は積分増分増幅器302からの電気信号を抵抗素子322とコンデンサ326によるローパスフィルタ処理を行った上で保持する。また抵抗素子322はスイッチ321で選択的に有効にするか無効にするかを設定することが可能である。 The first holding circuit 323 may include a resistance element 322, a switch 325 and a capacitor 326. The first holding circuit 323 holds the electric signal from the integrating incremental amplifier 302 after being subjected to a low-pass filter process by the resistance element 322 and the capacitor 326. Further, the resistance element 322 can be selectively enabled or disabled by the switch 321.

第二の保持回路324は抵抗素子322とスイッチ327とコンデンサ326を含みうる。第二の保持回路323は積分増分増幅器302からの電気信号を抵抗素子322とコンデンサ328によるローパスフィルタ処理を行った上で保持する。また抵抗素子322はスイッチ321で選択的に有効にするか無効にするかを設定することが可能である。 The second holding circuit 324 may include a resistance element 322, a switch 327 and a capacitor 326. The second holding circuit 323 holds the electric signal from the integrating incremental amplifier 302 after being subjected to a low-pass filter process by the resistance element 322 and the capacitor 328. Further, the resistance element 322 can be selectively enabled or disabled by the switch 321.

読出回路103は、さらに、マルチプレクサ306と、バッファ増幅器307と、A/D変換器308とを含みうる。マルチプレクサ306は、複数の増幅回路300から並列に出力される電気信号を順次に選択して出力して画像信号として出力する。バッファ増幅器307は、マルチプレクサ306から出力される画像信号をインピーダンス変換して画像信号Voutとしてのアナログ電気信号を出力する。A/D変換器308は、バッファ増幅器307から出力された画像信号Voutをデジタルの画像データに変換し、処理部105および解析部109に提供する。 The read circuit 103 may further include a multiplexer 306, a buffer amplifier 307, and an A / D converter 308. The multiplexer 306 sequentially selects and outputs electrical signals output in parallel from a plurality of amplifier circuits 300, and outputs them as image signals. The buffer amplifier 307 impedance-converts the image signal output from the multiplexer 306 and outputs an analog electric signal as the image signal Vout. The A / D converter 308 converts the image signal Vout output from the buffer amplifier 307 into digital image data and provides it to the processing unit 105 and the analysis unit 109.

上記の画像信号の検出がSignまで接続された読出回路ごとに行われて1行分の画像信号が検出される。この動作をGmまで走査し繰り返すことで最終的に放射線撮像装置の全面のデジタル画像信号が検出される。 The above-mentioned image signal detection is performed for each read circuit connected to Sign, and one line of image signal is detected. By scanning and repeating this operation up to Gm, the digital image signal on the entire surface of the radiation imaging device is finally detected.

次に、図4を用いて撮像装置の動作を説明する。図4(a)及び図4(b)は、撮像装置の撮像動作を説明するためのタイミングチャートである。本実施形態において、放射線撮像装置100は行単位で画素の出力動作を行う。ここで、1フレーム期間は、蓄積期間と読出期間とを含む。蓄積期間は、照射された放射線に応じた信号を複数の画素PIXが蓄積する蓄積動作を行う期間である。読出期間は、走査回路102によって複数の行を走査しながら読出回路103によって画素アレイ101から1フレーム分の信号を読み出す読出動作を行う期間である。 Next, the operation of the image pickup apparatus will be described with reference to FIG. 4 (a) and 4 (b) are timing charts for explaining the imaging operation of the imaging apparatus. In the present embodiment, the radiation imaging apparatus 100 performs a pixel output operation on a line-by-line basis. Here, the one-frame period includes a storage period and a read period. The storage period is a period during which a plurality of pixel PIXs perform a storage operation in which signals corresponding to the irradiated radiation are stored. The read period is a period during which the scan circuit 102 scans a plurality of rows and the read circuit 103 reads a signal for one frame from the pixel array 101.

放射線撮像装置100は、曝射スイッチが押されて放射線(X線)が照射されるまで、画素リセット動作を繰り返し行っている。画素リセット動作は、読出期間に行われる読出動作と同様に走査回路102によって行単位の走査を繰り返すことで放射線撮像装置の全面の画素をリセットする動作である。 The radiation imaging device 100 repeatedly performs a pixel reset operation until the exposure switch is pressed and radiation (X-rays) is emitted. The pixel reset operation is an operation of resetting the pixels on the entire surface of the radiation imaging apparatus by repeating scanning line by line by the scanning circuit 102 in the same manner as the reading operation performed during the reading period.

曝射スイッチが押されて放射線(X線)が照射されると、画素アレイ101に放射線又は光が照射されて、各変換素子S11〜S1nには照射された放射線又は光に応じた電荷が生成される。次に、放射線撮像装置100は以下に示すリセット動作を開始する。制御部106から制御信号RSTが与えられたリセットスイッチ313によって帰還容量312がリセットされ、伝送経路である積分増幅器302がリセットされる。そしてリセットスイッチ313が非導通状態となることにより、リセット動作が終了する。ここで、リセット動作はリセットスイッチの導通状態を維持している動作であり、伝送経路の電位を規定された初期値に戻す動作である。 When the exposure switch is pressed and radiation (X-rays) is emitted, the pixel array 101 is irradiated with radiation or light, and each conversion element S11 to S1n is generated with an electric charge corresponding to the irradiated radiation or light. Will be done. Next, the radiation imaging apparatus 100 starts the reset operation shown below. The feedback capacitance 312 is reset by the reset switch 313 to which the control signal RST is given from the control unit 106, and the integrating amplifier 302 which is the transmission path is reset. Then, when the reset switch 313 becomes non-conducting, the reset operation ends. Here, the reset operation is an operation of maintaining the continuity state of the reset switch, and is an operation of returning the potential of the transmission path to a specified initial value.

次に、放射線撮像装置100は以下に示すノイズ成分サンプルホールド動作を開始する。制御部106からサンプルホールド回路部303に制御信号ODDCDS1が与えられる。それにより第一のCDS回路341の第一の保持回路323のスイッチ325が導通され、リセットされた積分増幅器302から積分増幅器302のノイズ成分がコンデンサ326に転送される。スイッチ325が非導通にされてノイズ成分がコンデンサ326に保持される。そしてスイッチ325が非導通状態となることにより、ノイズ成分サンプルホールド動作が終了する。ここで、ノイズ成分サンプルホールド動作はスイッチ325又はスイッチ335の導通状態を維持している動作である。 Next, the radiation imaging apparatus 100 starts the noise component sample hold operation shown below. The control signal ODDCDS1 is given from the control unit 106 to the sample hold circuit unit 303. As a result, the switch 325 of the first holding circuit 323 of the first CDS circuit 341 is conducted, and the noise component of the integrated amplifier 302 is transferred from the reset integrator amplifier 302 to the capacitor 326. The switch 325 is made non-conducting and the noise component is held in the capacitor 326. Then, when the switch 325 becomes non-conducting, the noise component sample hold operation ends. Here, the noise component sample hold operation is an operation of maintaining the conduction state of the switch 325 or the switch 335.

次に、放射線撮像装置100は以下に示す1行目の出力動作を開始する。ここで、1行目の出力動作の開始は、走査回路102から1行目の駆動配線G1に与えられる駆動信号の立ち上がりによって規定され、1行目の画素PIXのスイッチ素子T11〜T1nが導通される。それにより、1行目の変換素子S11〜S1nで発生された電荷に基づくアナログ電気信号(画素信号)が、各画素から信号配線Sig1〜Signを介して並列に第1の読出回路103に出力される。そして、駆動配線G1の立下りにより、1行目の画素PIXのスイッチ素子T11〜T1nが非導通状態となり、画素からの出力動作が終了する。なお、本発明において、出力動作は画素PIXのスイッチ素子202の導通状態を維持している動作をいう。なお、以下では、m行目n列目の画素の画素信号をS(m,n)と示す。 Next, the radiation imaging apparatus 100 starts the output operation of the first line shown below. Here, the start of the output operation of the first line is defined by the rising edge of the drive signal given to the drive wiring G1 of the first line from the scanning circuit 102, and the switch elements T11 to T1n of the pixel PIX of the first line are conducted. To. As a result, analog electric signals (pixel signals) based on the electric charges generated by the conversion elements S11 to S1n on the first line are output from each pixel to the first read circuit 103 in parallel via the signal wirings Sign1 to Sign. To. Then, due to the falling edge of the drive wiring G1, the switch elements T11 to T1n of the pixel PIX in the first row are brought into a non-conducting state, and the output operation from the pixel is completed. In the present invention, the output operation refers to an operation of maintaining the conduction state of the switch element 202 of the pixel PIX. In the following, the pixel signal of the pixel in the mth row and the nth column is referred to as S (m, n).

次に、放射線撮像装置100は以下に示す信号サンプルホールド動作を開始する。制御部106からサンプルホールド回路部303に制御信号ODDCDS2が与えられ、第一のCDS回路341の第二の保持回路324のスイッチ327が導通される。それにより読み出された1行目の画素PIXの画素信号が積分増幅器302を介してコンデンサ328に転送される。この際、画素信号には積分増幅器302のノイズ成分が付加される。そしてスイッチ327が非導通にされてノイズ成分が付加された画素信号がコンデンサ328に保持される。そして、スイッチ327が非導通状態となることにより、信号サンプルホールド動作が終了する。ここで、信号サンプルホールド動作はスイッチ327又はスイッチ337の導通状態を維持している動作である。 Next, the radiation imaging device 100 starts the signal sample hold operation shown below. The control signal ODDCDS2 is given from the control unit 106 to the sample hold circuit unit 303, and the switch 327 of the second hold circuit 324 of the first CDS circuit 341 is conducted. The pixel signal of the pixel PIX of the first row read by this is transferred to the capacitor 328 via the integrator amplifier 302. At this time, the noise component of the integrating amplifier 302 is added to the pixel signal. Then, the switch 327 is made non-conducting and the pixel signal to which the noise component is added is held in the capacitor 328. Then, when the switch 327 becomes non-conducting, the signal sample hold operation ends. Here, the signal sample hold operation is an operation of maintaining the conduction state of the switch 327 or the switch 337.

次に、放射線撮像装置100は以下に示す信号処理動作を開始する。コンデンサ326に保持されたノイズ成分と、コンデンサ328に保持されたノイズ成分が付加された1列目の画素の画素信号とがそれぞれ差動アンプであるバッファアンプ304に入力される。そして、各積分増幅器302のノイズ成分が除去される信号が出力される。その後、マルチプレクサ306によって選択的に転送された前記ノイズ成分が除去された信号を、バッファアンプ307を介してA/D変換器308に出力する。A/D変換器308は出力された画素信号をデジタルデータS(1、1)に変換してデジタルデータを処理する処理部105に出力する。2列目の出力動作は、1列目の出力動作と並行して行われ、1列目のA/D変換が実施されたのちにマルチプレクサ306によって選択的に転送され、1列目と同様にA/D変換器308からデジタルデータS(1、2)が処理部105に出力される。以後同様に、3列目からn列目に対する画素データ出力動作が順次行われる。それにより処理部105にデジタルデータS(1、3)〜S(1、n)がそれぞれ出力され、信号処理動作が終了する。ここで、この信号処理動作は、ある行のリセット動作の開始から、当該行の次に行われる行のリセット動作の開始までの間に行われている。つまり、ある行の画素に対する信号処理動作は、当該行の次に動作される行の画素の出力動作と、時間的に並列に行われている。 Next, the radiation imaging apparatus 100 starts the signal processing operation shown below. The noise component held in the capacitor 326 and the pixel signal of the pixel in the first row to which the noise component held in the capacitor 328 is added are input to the buffer amplifier 304, which is a differential amplifier, respectively. Then, a signal from which the noise component of each integrating amplifier 302 is removed is output. Then, the signal from which the noise component selectively transferred by the multiplexer 306 is removed is output to the A / D converter 308 via the buffer amplifier 307. The A / D converter 308 converts the output pixel signal into digital data S (1, 1) and outputs it to the processing unit 105 that processes the digital data. The output operation of the second row is performed in parallel with the output operation of the first row, and after the A / D conversion of the first row is performed, it is selectively transferred by the multiplexer 306, as in the first row. Digital data S (1, 2) is output from the A / D converter 308 to the processing unit 105. After that, similarly, the pixel data output operation for the third column to the nth column is sequentially performed. As a result, the digital data S (1, 3) to S (1, n) are output to the processing unit 105, respectively, and the signal processing operation ends. Here, this signal processing operation is performed between the start of the reset operation of a certain line and the start of the reset operation of the line next to the line. That is, the signal processing operation for the pixels of a certain row is performed in parallel with the output operation of the pixels of the row that is operated next to the row in time.

以下1行目と同様に、2行目のリセット動作、ノイズ成分サンプルホールド動作、出力動作、信号サンプルホールド動作、及び、信号処理動作が行われる。3行目以降も同様の処理を行単位で順次繰返し、画素アレイ101の全ての画素に対応する画素信号を出力する。 Similarly to the first line, the reset operation, the noise component sample hold operation, the output operation, the signal sample hold operation, and the signal processing operation of the second line are performed. The same processing is sequentially repeated row by row in the third and subsequent rows, and pixel signals corresponding to all the pixels of the pixel array 101 are output.

以上より、第一のCDS回路341の第一の保持回路323で得られたノイズ成分と、第一のCDS回路341の第二の保持回路324で得られたノイズ成分を含む信号成分と、の差分が、読出回路103で得られる画像信号となる。また、第二のCDS回路342の第一の保持回路333で得られたノイズ成分と、第二のCDS回路342の第二の保持回路334で得られたノイズ成分を含む信号成分と、の差分が、読出回路103で得られる画像信号となる。なお、各保持回路は、抵抗素子322と各コンデンサとによるローパスフィルタとしてとしても動作することとなる。このため、各CDS回路のコンデンサに保持される電気信号の電圧は過渡応答を示す。このため、ノイズ成分サンプルホールド動作及び信号サンプルホールド動作のための時間(サンプリング時間)は、ローパスフィルタの過渡応答を鑑みて、積分増幅器302からの出力が十分なされるように、設定され得る。 From the above, the noise component obtained by the first holding circuit 323 of the first CDS circuit 341 and the signal component including the noise component obtained by the second holding circuit 324 of the first CDS circuit 341. The difference becomes an image signal obtained by the read circuit 103. Further, the difference between the noise component obtained by the first holding circuit 333 of the second CDS circuit 342 and the signal component including the noise component obtained by the second holding circuit 334 of the second CDS circuit 342. Is the image signal obtained by the read circuit 103. In addition, each holding circuit also operates as a low-pass filter by the resistance element 322 and each capacitor. Therefore, the voltage of the electric signal held in the capacitor of each CDS circuit shows a transient response. Therefore, the time (sampling time) for the noise component sample hold operation and the signal sample hold operation can be set so that the output from the integrating amplifier 302 is sufficient in consideration of the transient response of the low-pass filter.

しかしながら、帰還容量312の容量値によっては、サンプリング時間が不足してしまい、各第一の保持回路に保持されるべき信号の転送が不十分となり、列方向の画像鮮鋭度の指標であるMTFが低下してしまうことを見出した。これは、帰還容量312の容量値が小さくなると、積分増幅器302の出力電圧の変動に大きな電流が必要となるが、各保持回路のサンプリングに際して経路を流せる電流は一定である。そのため、各コンデンサの電圧を変動させるのに必要な能力が不足してしまう場合があることが原因と考えられる。このことは、例えば、互いに異なる複数の容量値に切り替え可能な帰還容量312を有して互いに異なるフレームレートの動作モードで放射線画像の取得を行う場合、サンプリング時間を帰還容量312の大きい動作モードにあわせて設定した場合に起こり得る。この能力不足に対して、帰還容量312の容量値を大きくすると、ノイズが増えてしまい、信号対ノイズ比(SNR)の観点で不利となってしまう。また、サンプリング時間を大きくすると、1行あたりに必要となる時間(1ライン時間)が増えてしまい、フレームレートの観点で不利となってしまう。そのため、帰還容量312の容量値が小さい撮影モードであっても、トレードオフの関係にあるフレームレートを所定の値にしてもMTFやSNRを確保することが可能な技術を提供することが求められる。 However, depending on the capacitance value of the feedback capacitance 312, the sampling time becomes insufficient, the transfer of the signal to be held in each first holding circuit becomes insufficient, and the MTF, which is an index of image sharpness in the column direction, becomes insufficient. I found that it would decrease. This is because when the capacitance value of the feedback capacitance 312 becomes small, a large current is required for the fluctuation of the output voltage of the integrator amplifier 302, but the current that can be passed through the path when sampling each holding circuit is constant. Therefore, it is considered that the cause may be that the capacity required to fluctuate the voltage of each capacitor may be insufficient. This means that, for example, when a radiation image is acquired in an operation mode having different frame rates with feedback capacities 312 capable of switching to a plurality of different capacitance values, the sampling time is set to a large operation mode with a feedback capacitance 312. It can happen when it is set together. If the capacitance value of the feedback capacitance 312 is increased in response to this insufficient capacity, noise increases, which is disadvantageous in terms of the signal-to-noise ratio (SNR). Further, if the sampling time is increased, the time required for one line (one line time) increases, which is disadvantageous from the viewpoint of the frame rate. Therefore, it is required to provide a technique capable of securing MTF and SNR even if the frame rate having a trade-off relationship is set to a predetermined value even in a shooting mode in which the capacity value of the feedback capacity 312 is small. ..

そこで、本願発明者は、鋭意検討の結果、以下の制御部106の走査回路102および読出回路103の制御に応じた制御部106の撮像部104に対する制御によって解決手段を見出した。図5を用いて、本発明の概要を説明する。図5は、図4(b)に示すタイミングチャートの1行あたりのリセット動作、ノイズ成分サンプルホールド動作、出力動作、信号サンプルホールド動作に係る期間(1ライン期間)のタイミングチャートである。なお、図5では、説明の簡略化のために、第一のCDS回路341に対するタイミングチャートを用いて説明するが、第二のCDS回路342でも適用できるものである。帰還容量312は、変更可能な容量値Cfを有し、図5を用いた説明では、第一のモードが第二のモードよりも容量値Cfが小さい撮像モードで放射線画像を撮像する場合を例示している。第二の保持回路324のスイッチ327をONにするタイミングを可変として、第一のモードでは第二のモードに比べて前倒しする。これにより、積分増幅器311の帰還容量312の容量値に応じて第二の保持回路324による信号サンプルホールド動作のサンプリング時間を確保する。これにより、第一のモードが第二のモードよりも容量値Cfが小さい場合に、第二のモードにおける信号サンプルホールド動作のサンプリング時間よりも第一のモードにおける信号サンプルホールド動作のサンプリング時間を長くする第一制御を行うことができる。 Therefore, as a result of diligent studies, the inventor of the present application has found a solution by controlling the imaging unit 104 of the control unit 106 according to the control of the scanning circuit 102 and the reading circuit 103 of the control unit 106 as follows. The outline of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a timing chart of a period (one line period) related to a reset operation, a noise component sample hold operation, an output operation, and a signal sample hold operation per line of the timing chart shown in FIG. 4 (b). In FIG. 5, for the sake of simplification of the description, the timing chart for the first CDS circuit 341 will be used, but the second CDS circuit 342 can also be applied. The feedback capacitance 312 has a changeable capacitance value Cf, and in the description using FIG. 5, the case where the first mode captures a radiation image in an imaging mode in which the capacitance value Cf is smaller than that of the second mode is exemplified. doing. The timing at which the switch 327 of the second holding circuit 324 is turned on is variable, and the first mode is advanced as compared with the second mode. As a result, the sampling time of the signal sample holding operation by the second holding circuit 324 is secured according to the capacitance value of the feedback capacitance 312 of the integrating amplifier 311. As a result, when the capacitance value Cf is smaller in the first mode than in the second mode, the sampling time of the signal sample hold operation in the first mode is longer than the sampling time of the signal sample hold operation in the second mode. The first control can be performed.

ただし、図5に例示する変更には、1ライン期間によって変更時間に制限があり、1ライン期間の中での変更では所望のMTFを確保できない場合がある。具体的には、制御信号ODDCDS2による信号サンプルホールド動作の終了は、最大でもリセット動作の開始のタイミングまでの期間で設定する必要がある。 However, in the change illustrated in FIG. 5, the change time is limited depending on the one-line period, and the desired MTF may not be secured by the change within the one-line period. Specifically, the end of the signal sample hold operation by the control signal ODDCDS2 needs to be set at the maximum until the start timing of the reset operation.

そこで図6に示すように、1ライン期間を長くする変更を行うことで、その分で第二の保持回路324のサンプリング時間を長くすることも可能である。具体的には、画像取得のフレームレートを十分に満たしている場合は、1ライン期間を長くする変更を行う第二制御を行うことでき、その変更分で第二の保持回路324のサンプリング時間を長くすることが可能である。 Therefore, as shown in FIG. 6, by making a change to lengthen the one-line period, it is possible to lengthen the sampling time of the second holding circuit 324 by that amount. Specifically, when the frame rate of image acquisition is sufficiently satisfied, the second control for making a change to lengthen the one-line period can be performed, and the sampling time of the second holding circuit 324 is set by the change. It can be lengthened.

次に、図7を用いて、制御部106が帰還容量312の容量値Cfに応じた画像信号CDS2のサンプリング時間を可変とする撮像モードにおける制御条件を決定する判定部109による判定プロセスのフローチャートを示す。ここでは、第一のモードでMTF低下が発生した場合を考える。ステップS701において、第一のモードの容量値Cfを上げてSNRが許容範囲にあるかどうかを判定する。許容範囲にあればステップS702へ進み、許容範囲になければステップS711へ進む。ステップS702において、第一のモードの容量値Cfを上げて所定のMTFを満たすどうかを判定する。所定のMTFを満たせば当該制御条件で撮像モードを決定し、満たさないければステップS711へ進む。ステップS711において、1ライン期間の中で信号サンプルホールド動作のサンプリング時間を長くする制御条件の変更を行う。次に、ステップS712において、1ライン期間の中で信号サンプルホールド動作のサンプリング時間を長くして所定のMTFを満たすどうかを判定する。所定のMTFを満たせば当該制御条件で撮像モードを決定し、満たさないければステップS721へ進む。ステップS721において、当該制御条件がフレームレートを十分に満たしているかどうか判定する。満たしていればステップS722へ進み、満たしていなければ撮像は不可であると判定する。ステップS722において、1ライン期間を長くしてその分を第二の保持回路324のサンプリング時間を長くするように制御条件を変更する。次に、ステップS723において、当該制御条件を変更して所定のMTFを満たすどうかを判定する。所定のMTFを満たせば当該制御条件で撮像モードを決定し、満たさないければ撮像は不可であると判定する。 Next, using FIG. 7, a flowchart of the determination process by the determination unit 109 in which the control unit 106 determines the control conditions in the imaging mode in which the sampling time of the image signal CDS2 is variable according to the capacitance value Cf of the feedback capacitance 312 is shown. Shown. Here, consider the case where the MTF decrease occurs in the first mode. In step S701, the capacitance value Cf of the first mode is increased to determine whether the SNR is within the permissible range. If it is within the permissible range, the process proceeds to step S702, and if it is not within the permissible range, the process proceeds to step S711. In step S702, it is determined whether or not the capacitance value Cf of the first mode is increased to satisfy a predetermined MTF. If the predetermined MTF is satisfied, the imaging mode is determined under the control conditions, and if not satisfied, the process proceeds to step S711. In step S711, the control condition for lengthening the sampling time of the signal sample hold operation is changed in one line period. Next, in step S712, it is determined whether or not the sampling time of the signal sample hold operation is lengthened in one line period to satisfy a predetermined MTF. If the predetermined MTF is satisfied, the imaging mode is determined under the control conditions, and if not satisfied, the process proceeds to step S721. In step S721, it is determined whether or not the control condition sufficiently satisfies the frame rate. If it is satisfied, the process proceeds to step S722, and if it is not satisfied, it is determined that imaging is not possible. In step S722, the control conditions are changed so that the one-line period is lengthened and the sampling time of the second holding circuit 324 is lengthened accordingly. Next, in step S723, it is determined whether or not the control condition is changed to satisfy a predetermined MTF. If the predetermined MTF is satisfied, the imaging mode is determined under the control conditions, and if it is not satisfied, it is determined that imaging is not possible.

当該フローは、第一のモードが第二のモードよりもフレームレートが小さい場合でも同様であり、第一のモードは第二のモードに比べて信号サンプルホールド動作のサンプリング時間を長くする変更を行うことができる。所定のMTFを確保するプロセスは、図7に示すように当該フローと同様である。なお、所定のMTFを満たしているかどうかの判定は、MTFの主走査方向に対する副走査方向の劣化量によって判定され得る。変更すると判定された場合には、MTFの主走査方向に対する副走査方向の劣化量によって変更される時間が決定され得る。また、信号サンプルホールド動作のサンプリング時間を変えずに、帰還容量312の容量値Cfを上げて必要な充電時間を減らして所定のMTFを得ることも可能である。 The flow is the same even when the frame rate of the first mode is smaller than that of the second mode, and the first mode is changed to lengthen the sampling time of the signal sample hold operation as compared with the second mode. be able to. The process of securing a predetermined MTF is the same as that of the flow as shown in FIG. It should be noted that the determination as to whether or not the predetermined MTF is satisfied can be determined by the amount of deterioration in the sub-scanning direction with respect to the main scanning direction of the MTF. When it is determined to change, the time to be changed can be determined by the amount of deterioration in the sub-scanning direction with respect to the main scanning direction of the MTF. It is also possible to obtain a predetermined MTF by increasing the capacitance value Cf of the feedback capacitance 312 and reducing the required charging time without changing the sampling time of the signal sample hold operation.

ただし、帰還容量312の容量値Cfを上げると画像のSNRが悪化することがわかっている。そのためMTFとSNRのトレードオフを鑑みて、帰還容量312の容量値Cfを設定する必要がある。そこで、図8に示すような、容量値CfとフレームレートFPSをマトリクスとしたルックアップテーブルを用いて信号サンプルホールド動作のサンプリング時間CDSを決定することが好ましい。例えば、容量値Cf(C)でかつ、フレームレートがFPS(a)である撮像モードにおいて、信号サンプルホールド動作のサンプリング時間CDSをあらかじめCDS2(Ca)と設定することが可能である。このようなルックアップテーブルを使用することにより、容量値CfとフレームレートFPSに応じて、適切なサンプリング時間CDS2が設定された撮像モードをあらかじめ準備することが可能である。これにより、要求される容量値CfとフレームレートFPSに応じて、所定のMTFを実現できる撮像モードを容易に選択することができる。 However, it is known that increasing the capacitance value Cf of the feedback capacitance 312 worsens the SNR of the image. Therefore, in consideration of the trade-off between MTF and SNR, it is necessary to set the capacitance value Cf of the feedback capacitance 312. Therefore, it is preferable to determine the sampling time CDS of the signal sample hold operation by using a look-up table in which the capacitance value Cf and the frame rate FPS are used as a matrix as shown in FIG. For example, in the imaging mode in which the capacitance value is Cf (C) and the frame rate is FPS (a), the sampling time CDS of the signal sample hold operation can be set to CDS2 (Ca) in advance. By using such a look-up table, it is possible to prepare in advance an imaging mode in which an appropriate sampling time CDS2 is set according to the capacitance value Cf and the frame rate FPS. Thereby, the imaging mode capable of realizing a predetermined MTF can be easily selected according to the required capacitance value Cf and the frame rate FPS.

なお、発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。 The invention is not limited to the above embodiment, and various modifications and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, a claim is attached to make the scope of the invention public.

100 放射線撮像装置
101 画素アレイ
103 読出回路
106 制御部
302 積分増幅器
312 帰還容量
324 第二の保持回路
100 Radiation Imaging Device 101 Pixel Array 103 Read Circuit 106 Control Unit 302 Integral Amplifier 312 Feedback Capacity 324 Second Holding Circuit

Claims (10)

複数の画素が配列された画素アレイと、
複数の容量値を変更可能な帰還容量を含む積分増幅器を介して前記複数の画素から読み出された複数の信号をサンプリングして保持する保持回路を含む読出回路と、
前記読出回路を制御する制御部と、
を含む放射線撮像装置であって、
前記制御部は、前記帰還容量の容量値が第二のモードよりも小さい第一のモードに第二のモードから変更する場合、前記保持回路に前記画素から読み出された信号をサンプリングする時間を、前記第二のモードよりも前記第一のモードが長くなるように、前記読出回路を制御することを特徴とする放射線撮像装置。
A pixel array in which multiple pixels are arranged and
A read circuit including a hold circuit that samples and holds a plurality of signals read from the plurality of pixels via an integrator amplifier that includes a feedback capacitance that can change a plurality of capacitance values.
A control unit that controls the read circuit and
It is a radiation imaging device including
When the control unit changes from the second mode to the first mode in which the capacitance value of the feedback capacitance is smaller than that of the second mode, the holding circuit is given a time to sample the signal read from the pixel. , The radiation imaging apparatus, characterized in that the reading circuit is controlled so that the first mode is longer than the second mode.
前記画素アレイは、複数の行および複数の列を構成するように前記複数の画素が配列されており、
前記積分増幅器は、前記帰還容量をリセットするリセットスイッチを含み、
前記制御部は、前記リセットスイッチが前記帰還容量をリセットするリセット動作と、前記リセット動作の後に前記複数の行のうちの少なくとも1行の画素から前記読出回路へ信号を出力する出力動作と、前記出力動作によって出力された信号をサンプリングして保持する信号サンプルホールド動作と、を前記複数の行の行単位で1行あたりの前記リセット動作から前記信号サンプルホールド動作に係る期間である1ライン期間で繰り返し行う、ことを特徴とする請求項1に記載の放射線撮像装置。
In the pixel array, the plurality of pixels are arranged so as to form a plurality of rows and a plurality of columns.
The integrating amplifier includes a reset switch that resets the feedback capacitance.
The control unit includes a reset operation in which the reset switch resets the feedback capacitance, an output operation in which a signal is output from a pixel in at least one of the plurality of rows to the read circuit after the reset operation, and the output operation. A signal sample hold operation that samples and holds the signal output by the output operation, and a one-line period that is a period from the reset operation per line to the signal sample hold operation in units of the plurality of lines. The radiation imaging apparatus according to claim 1, wherein the radiation imaging apparatus is repeatedly performed.
前記制御部は、前記1ライン期間の中で前記サンプリングする時間を長くする第一制御を行うことを特徴とする請求項2に記載の放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to claim 2, wherein the control unit performs first control for lengthening the sampling time within the one-line period. 前記制御部は、前記第二モードよりも前記第一モードが長くなるように、前記1ライン期間を変更する第二制御を行うことを特徴とする請求項3に記載の放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to claim 3, wherein the control unit performs a second control for changing the one-line period so that the first mode is longer than the second mode. 前記制御部は、前記第二制御において、前記1ライン期間を長くする変更を行うことで、その変更分で前記サンプリングする時間を長くすることを特徴とする請求項4に記載の放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to claim 4, wherein the control unit makes a change to lengthen the one-line period in the second control, and the sampling time is lengthened by the change. 前記制御部は、前記第一制御及び前記第二制御の少なくとも一方を行うように制御条件を決定することを特徴とする請求項5に記載の放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to claim 5, wherein the control unit determines control conditions so as to perform at least one of the first control and the second control. 前記制御部は、信号対ノイズ比であるSNRと画像鮮鋭度の指標であるMTFとを鑑みて、前記制御条件を決定することを特徴とする請求項6に記載の放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to claim 6, wherein the control unit determines the control conditions in consideration of SNR, which is a signal-to-noise ratio, and MTF, which is an index of image sharpness. 前記制御条件の決定に際して前記MTFが所定のMTFを満たしているかどうかを判定する判定部を更に含むことを特徴とする請求項7に記載の放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to claim 7, further comprising a determination unit for determining whether or not the MTF satisfies a predetermined MTF when determining the control conditions. 請求項1乃至8のいずれか1項に記載の放射線撮像装置と、
前記放射線撮像装置から取得して表示装置へ表示する放射線画像を処理する画像処理装置と、
を含む放射線撮像システム。
The radiation imaging apparatus according to any one of claims 1 to 8.
An image processing device that processes a radiation image acquired from the radiation imaging device and displayed on the display device, and an image processing device.
Radiation imaging system including.
複数の画素が配列された画素アレイと、複数の容量値を変更可能な帰還容量を含む積分増幅器を介して前記複数の画素から読み出された複数の信号をサンプリングして保持する保持回路を含む読出回路と、を含む放射線撮像装置の制御方法であって、
前記帰還容量の容量値が第二のモードよりも小さい第一のモードに第二のモードから変更する場合、前記保持回路に前記画素から読み出された信号をサンプリングする時間を、前記第二のモードよりも前記第一のモードが長くなるように、前記読出回路を制御することを特徴とする制御方法。
Includes a pixel array in which a plurality of pixels are arranged, and a holding circuit that samples and holds a plurality of signals read from the plurality of pixels via an integrating amplifier including a feedback capacitance capable of changing a plurality of capacitance values. A method of controlling a radiation imaging device including a read circuit.
When changing from the second mode to the first mode in which the capacitance value of the feedback capacitance is smaller than the second mode, the time for sampling the signal read from the pixel in the holding circuit is set to the second mode. A control method comprising controlling the read circuit so that the first mode is longer than the mode.
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