JP4655346B2 - X-ray equipment - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検体にX線を照射し、その透過X線像を画像化するX線撮影装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
現在、X線撮影検査で主に使用される撮像系は以下のようなものである。
【0003】
1)増感紙(蛍光体)とX線フィルムを組み合わせたスクリーン・フィルム撮影
2)輝尽発光体を塗布したプレート(イメージングプレート)を使用するコンピューテッド・ラジオグラフィー撮影
3)X線を光に変換するイメージインテンシファイア(I.I.)とテレビジョン装置(TV)を組み合わせて使用する撮影
しかしながら、近年、前記フィルム・スクリーン系や、イメージングプレートの様な携帯性、高解像度特性を有し、且つI.I.−TVシステムの持つリアルタイム性を備える次世代X線装置として、液晶表示装置などに用いられる薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)をスイッチングゲートに使用するものが提案されている。これにはTFTパネルの上にフォトダイオードアレイを構成し、その上にX線蛍光板をおいて画像を読み出す技術、あるいは蛍光板の代わりにX線を電荷に直接変換する光導電体材料を用いて直接TFTパネルで読み出す技術などの方式が提案されている。
【0004】
第1の方式は、X線検出面にX線を光に変換する蛍光体とその光を電荷に変換するフォトダイオードアレイ、電荷を蓄積するコンデンサ、電荷を読み取るTFTスイッチ等から構成される。
【0005】
第2の方式は、X線検出面にX線を直接電荷に変換する半導体層からなる光導電体部と電荷を蓄積するコンデンサ、電荷を読み取るTFTスイッチ等から構成される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記X線撮影装置においては、撮影領域の物理的解像度は個々のTFT等により構成される画素サイズに固定であり、より高解像度化の必要がある場合は、TFTを含めた画素構成要素をより細密化する必要がある。しかしながら細密化は製造プロセスの能力より制限される。また、個々のTFT等により構成される画素間は密着しているため、画素間にクロストークが発生し、実質の解像度は、前記物理的解像度より低下するという課題があった。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した
【0008】
請求項の発明は、被検体からの透過X線を電荷に変換するX線電荷変換手段と、これら複数のX線電荷変換手段の各々に電圧を印加するための対向する2つの電極と、電極の一方に接続され、これら複数のX線電荷変換手段に発生する電荷を各々蓄積する電荷蓄積手段と、蓄積された電荷を各々読み出す電荷読み出し手段とよりなり、電荷蓄積部と接続される電極に対向するもう一方の電極が、画素内で分離された複数の電極より構成されることを要旨とする。
【0009】
この発明によれば、画素を構成する要素を全て細密化することなく、撮像領域内で必要な範囲の解像度を向上可能となる。
【0010】
請求項の発明は、請求項において、複数の電極への電圧印加が時分割に制御されるとともに、時分割タイミングに同期して、X線電荷変換手段に蓄積された電荷を各々読み出す制御をおこなうことを要旨とする。
【0011】
この発明によれば画素を構成する要素を全て細密化することなく、解像度を向上させるとともに、電圧印加されていない電極に対応するX線電荷変換手段の暗電流を低下せしめ、X線感度を向上させることが可能となる。
【0012】
請求項の発明は、請求項において、フィルタの位置が、複数のX線電荷変換手段に対して位置可動とするとともに、フィルタの位置に対応して、電荷蓄積部と接続される電極に対向する複数の電極への電圧印加が制御されるとともに、X線電荷変換手段に蓄積された電荷を各々読み出す制御をおこなうことを要旨とする。
【0013】
この発明によれば、画素を構成する要素を全て細密化することなく、解像度を向上させるとともに、電圧印加されていない電極に対応するX線電荷変換手段の暗電流を低下せしめ、X線感度を向上させる。また、電圧の印加されていないセンサに対する不用なX線照射を避けることにより、X線電荷変換手段のX線照射寿命が向上可能となる。
【0014】
請求項は、請求項において、電荷蓄積部と接続される電極に対向する複数の電極の各々に対応するフィルタX線通過孔の面積が、電荷蓄積部と接続される電極に対向する複数の電極各々の面積よりも小さな通過面積を有することを要旨とする。
【0015】
この発明によれば、X線を電荷蓄積部と接続される電極に対向する複数の電極各々の面積よりも狭い範囲にX線を照射可能となり、複数の電極個々の周囲へのX線を遮断可能となるため、複数の電極により構成される画素間のクロストークが減少し、解像度が向上する。
【0016】
請求項は、請求項1、2、3、4において電荷蓄積部と接続される電極に対向する複数の電極に対応して、X線電荷変換手段を分離形成したことを要旨とする。
【0017】
この発明によれば、請求項1、2、3、4において、画素間のクロストークが減り、解像度が向上する。
【0018】
請求項は、請求項3、4において、フィルタの位置に応じて、X線電荷変換手段に蓄積された電荷を各々読み出すことにより構成される被写体の透過X線像を構成する際、隣接する、或いは複数のX線電荷変換手段より読み出される電荷量を合成した量を、画像構成に使用することを要旨とする。
【0019】
この発明によれば、縦、横比が被検体に等しい画像が構成可能となる。
【0020】
請求項は、請求項において、時分割タイミングに同期して、X線電荷変換手段に蓄積された電荷を各々読み出すことにより構成される被写体の透過X線像を構成する際、隣接する、或いは複数のX線電荷変換手段より読み出される電荷量を合成した量を、画像構成に使用することを要旨とする。
【0021】
請求項は、請求項1ないし7において、X線電荷変換手段は光導電体であることを要旨とする。
【0022】
請求項は、請求項1ないし7においてX線電荷変換手段は蛍光体とフォトダイオードであることを要旨とする。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【0024】
(実施の形態1)
図1は、第1の実施形態であるX線撮影装置のX線検出器の一部の構成を模式的に示したものである。
【0025】
本X線検出器は複数の画素からなるX線電荷変換手段が、格子状に配列されたゲート線6と読出し線4に囲まれた範囲を1画素としてマトリックス状に配列されている。1は画素電極であり、各画素電極1に電荷蓄積部2、電荷読み出し手段としてのTFT3のドレイン側が接続され、制御線としてのゲート線6に前記TFT3のゲートが、読出し線4に前記TFT3のソースが接続されている。TFT3は薄膜トランジスタであり、電界効果トランジスタからなる。また、ゲート線6は制御回路部としてのゲートドライバ7、読出し線4は読出し回路5に接続される。
【0026】
図中、明示はしていないが、TFT3、画素電極1、電荷蓄積部1の画素位置による区別をするため、ゲート線6a列に対してはa〜dを、ゲート線6b列に対してはe〜h、ゲート線6c列に対してはi〜l、ゲート線6d列に対してはm〜pを、それぞれのTFT3、画素電極1、電荷蓄積部1に付記し、画素毎に区別可能とした。
【0027】
図2にX線検出器単一画素に対応する断面の模式図を示す。図2において複数のX線電荷変換手段は基板10の上部であって、画素電極1と上部電極11と光導電体12より構成される。光導電体12はPbI2(沃化鉛)より形成される
。PbI2の上部電極11には高電位が印加され、上部電極11より、画素電極
1に向けて電界が発生している。X線曝射によりPbI2内に発生した負電荷は
、上部電極11に集められ、正電荷は画素電極1に集められる。画素電極1には電荷蓄積部2(コンデンサ)がGNDに接続された電極13と絶縁層14とで構成され、前記集荷された正電荷を蓄積する。TFT3はゲート線6に接続されるゲート電極15、画素電極1に接続されるドレイン電極16、読出し線4に接続されるソース電極17等で構成される。なお、上部電極11は、マトリックス状に配列された各々の画素に対して図1に示すごとく、1枚の共通電極として構成されている。
【0028】
図3にX線検出器単一画素に対応する等価回路概略図を示す。光導電体12は、図3に示すようにコンデンサで表せ、電荷蓄積部2を形成するコンデンサと接続される。X線曝射により光電変換部12は入射X線に応じて電荷を発生させ、電荷蓄積部2に蓄積される。この状態でゲート線6を介してTFT3を構成するゲート電極15とソース電極17間にスレシホールド電圧Vth以上の電圧Vgsが印加されると、TFT3は導通状態となり、電荷蓄積部2に蓄積された電荷が読出し線4を介して増幅器8等より構成される読出し回路5により読み出される。
【0029】
図1に戻り、X線曝射終了後に、ゲートドライバ7からのゲート制御信号Vgsが、ゲート線6aに加えられると、ゲート線6aに接続されるTFT3a〜3dが全て導通状態となり、X線曝射量に応じて各電荷蓄積部2a〜2dに蓄積された電荷が、それぞれ読出し線4a〜4dに読み出される。読み出された信号は読出し回路5に構成される増幅器8a〜8dにより増幅された後、マルチプレクサ9によりパラレル信号からシリアル信号に変換され、図示してはいないA/D変換器に入力され、対応する画素の電荷量に応じた1列のデジタル画像信号となる。以上の動作をゲート線6aより、6dまで順次繰り返すことにより、2次元のX線撮影像(静止画)やX線透視像(動画)が得られる。
【0030】
図4において、図2と同一番号は同一構成要素を示し、a〜pは図1において、画素電極1、電荷蓄積部2、TFT3により構成される各画素に対応している。18は本発明によるところのフィルタであり、X線を遮断するため、鉛で構成され、通過孔19が形成されている。図中、フィルタ18は上部電極11と離れて記載されているが、実際は密着して構成される。通過孔19はa〜pの各画素に対応して形成され、各画素の周囲を残して、各画素より小さく形成される。なお、フィルタ18は説明の容易のため、図1、及び図2には記載していない。
【0031】
X線が曝射され、被検体を通過したX線は、矢印20のように通過孔19の部分のみフィルタを通過し、対応する画素の、画素電極1と上部電極11と光導電体12より構成されるX線電荷変換手段に入射し、既に説明した方式で画像信号として読み出される。この際、各画素間の境界領域にはフィルタ18によりX線の入射が制限されるため、画素境界上における上部電極11と画素電極1との間に発生する電界の不均一や、光導変換部12に入射したX線の散乱等による画素間のクロストークが低減される。
【0032】
(実施の形態2)
図5に第2の実施形態を示す。図中、図4と同一番号は第1の図4と同一構成要素である。21は本実施形態に特徴のフィルタである。フィルタ21は矢印24に示すように、図示はしていないが、圧電アクチュエータにより図上、上下に移動可能に構成される。フィルタ21以外の構成要素35は、図1、図2、図3で説明した第1の実施形態と同一構成要素であり、また、図1、図2、図3と同一番号は、同じく同一構成要素であることを示す。図5においてフィルタ21に形成された通過孔22は、画素a〜pに対応し、その画素面積の半分より小さく、それぞれ形成され、各画素に対する通過孔の位置が、全ての画素で同一となるよう配置される。即ち、図5においては、各画素の下半分、a2〜p2にX線が照射される位置に配置される。X線が曝射されると、透過X線は、矢印23に示すように、まず、フィルタ21の通過孔が面する、各画素の下半分a2〜p2に対応する領域のみの光導電体12に照射され、各画素の下半分の領域における透過X線量に応じて、光導電体12に電荷が発生する。その後第1の実施形態と同様な動作にて、画像データを取得する。次にフィルタ21を移動し、通過孔22が各画素の上半分a1〜p1に対応する位置で停止する。ここで再び、X線を曝射し、同様に画像データを取得する。従って実施の形態2においては、画素電極1、電荷蓄積部2、TFT3等で構成される1画素のサイズは実施の形態1と同一であるが、フィルタ21を移動して、それぞれ1画素に対する透過X線の照射領域を上下半分に分けて、時分割に画像データを取得することにより、擬似的に図上で解像度が縦方向に2倍に撮影が可能となる。
【0033】
なお、本実施例においては、画素a〜pのサイズの縦、横比は概1:1の正方形の画素であるが、本実施例により得られた画像データは、概2:1となる。そこで、例えばa1とe1画素データの平均値により、その中間位置の画像データを構成し、縦、横比が概1:1となるように、画像を再構成した。
【0034】
なお、本発明においてはフィルタ21は圧電アクチュエータにより駆動するとしたが、本発明はかかる駆動方法によるものではなく、例えばエンコーダとサーボモータを使用して駆動しても良いことはもちろんである。
【0035】
(実施の形態3)
図6、7、8に実施の形態3を示す。図中、図1、2、3、4と同一番号は実施の形態1と同一構成要素である。図6、7、8において本実施の形態の特徴は、実施の形態1における上部電極11を画素内で分離して、上部電極25とした点である。また、図6、及び図7において示されるように本実施例においては、各画素に対して読出し線4と平行に、図上、各画素の上下半分を分割するかたちで上部電極25a、25bを形成した。図7において、スイッチ26がオンとなると、スイッチ26と接続された上部電極25aに電圧が印加され、上部電極25aと画素電極1との間に電界が発生し、スイッチ27がオンとなると上部電極25bに電圧が印加され、画素電極1との間に電界が発生する。従って、まず、スイッチ26をオン、27をオフの状態で図6に示す矢印28の方向からX線を曝射し、第1の実施形態と同様な動作にて、画像データを取得する。次にスイッチ27をオン、スイッチ26をオフの状態でX線を曝射し、画像データを取得する。
【0036】
以上のように、実施の形態2と同様に、画素電極1、電荷蓄積部2、TFT3等で構成される1画素のサイズは実施の形態1と同一であるが、上部電極25a、及び25bへの電圧印加を時分割に行い、それぞれX線を照射し、画像データを取得することにより、擬似的に図上で解像度が縦方向に2倍に撮影が可能となる。
【0037】
また、1画素のサイズに対応する上部電極11の面積に対して、25a、25bと電極を分割し、一方の印加電圧をオフ制御するため、実施の形態1における1画素当たりの暗電流が低減し、分割電極25a或いは25bに対応する画素当たりのX線に対する感度が向上した。
【0038】
なお、本実施例においては、実施の形態2と同様に画素a〜pのサイズの縦、横比は概1:1の正方形の画素であるが、本実施例により得られた画像データは、概2:1となる。そこで、例えばa1とe1画素データの平均値により、その中間位置の画像データを構成し、縦、横比が概1:1となるように、画像を再構成した。
【0039】
本実施例においては、上部電極25を読出し線と平行に、画素毎に上部電極25aと25bに2分割としたが、本発明はかかる分割方向や分割数によるものではなく、例えば、ゲート線と平行に分離し、分割数も3以上としてもよいことはもちろんである。また、本実施例においてはX線照射を上部電極25aと25bへの時分割電圧印加に同期して曝射するタイミングとしたが、本発明はかかる分割された上部電極への電圧印加タイミングや、X線照射タイミングによるものではなく、例えば、X線連続曝射中に、上部電極25aへの電圧印加と画像データの読出し、引き続いて上部電極25bへの電圧印加と画像データの読出しとしてもよい。また、各画素ごとの上部電極分割を2分割とし、スイッチを用いて同時に印加する上部電極を2つの組に分けたが、本発明はかかる電圧印加方法によるものではなく、例えば分割電極毎に電圧を順次印加し画像データを取得してもよいし、高解像度が必要な撮像領域のみ、分割制御し、他は分割制御しなくてもよい。
【0040】
(実施の形態4)
図9に実施の形態4を示す。実施の形態4は実施の形態2のフィルタ21と実施の形態3を組み合わせたことを特徴とする。図中、図5と図6と同一番号は、それぞれ実施の形態2と実施の形態3と同一構成要素である。
【0041】
図9において、フィルタ21は矢印28に示すように、図示はしていないが、圧電アクチュエータにより図上、上下に移動可能に構成される。フィルタ21に形成された通過孔22は、画素a〜pに対応し、その画素面積の半分より小さく、それぞれ形成され、各画素に対する通過孔の位置が、全ての画素で同一となるよう形成される。即ち、図9においては、各画素の下半分、a2〜p2にX線が照射される位置に配置される。そして実施の形態3と同様に、スイッチ26をオン、27をオフの状態で図6に示す矢印28の方向からX線を曝射し、第1の実施形態と同様な動作にて、画像データを取得する。次にフィルタ21を移動し、通過孔22が画素のa1〜p1に対応する位置で停止させ、スイッチ27をオン、スイッチ26をオフの状態でX線を曝射し、画像データを取得する。なお、本実施例においては、画素a〜pのサイズの縦、横比は概1:1の正方形の画素であるが、本実施例により得られた画像データは、概1:2となる。そこで、例えばa1とe1画素データの平均値により、その中間位置の画像データを構成し、縦、横比が概1:1となるように、再構成した。
【0042】
以上のように、実施の形態2、或いは3と同様に、画素電極1、電荷蓄積部2、TFT3等で構成される1画素のサイズは実施の形態1と同一であるが、フィルタ21の移動にあわせて、上部電極25a、及び25bへの電圧印加を時分割に行い、それぞれX線を照射し、画像データを取得することにより、擬似的に図上で解像度が縦方向に2倍に撮影が可能となる。また、1画素のサイズに対応する上部電極11の面積に対して、25a、25bと電極を分割し、一方の印加電圧をオフ制御するため、実施の形態1における1画素当たりの暗電流が低減し、分割電極25に対応する分割画素当たりのX線に対する感度が向上するとともに、実施の形態3においては、分割された上部電極25と画素電極1の電界分布が、上部電極25への電圧印加方法に従って異なった電界分布となり、殊に上部電極25の分割した方向と垂直な方向に、即ち、図7においてゲート線6と平行な方向に、1画素に対応する上部電極25a或いは25bに対して、複数の画素電極1との間に電界が発生し、クロストークが発生するが、本実施例においては、画像を取得しない分割画素に対してX線照射をフィルタ21により遮断するため、クロストークを削減し、解像度を向上する効果がある。さらにフィルタ21により光導電体12に対して不要なX線照射を防ぐことにより、光導電体12のX線照射による劣化を少なくし、寿命を延ばす効果がある。また、フィルタ21の通過孔22の大きさを、図9の28に示すように、例えば画素Pの分割画素P2に対応する分割電極25aよりも小さく形成することにより、X線の対応画素以外への照射を低減し、クロストークを削減することにより、より解像度を向上させた。
【0043】
なお、実施の形態2と同様に、本発明においてはフィルタ21は圧電アクチュエータにより駆動するとしたが、本発明はかかる駆動方法によるものではなく、例えばエンコーダとサーボモータを使用して駆動しても良いことはもちろんである。また、上部電極25を読出し線と平行に、画素毎のに上部電極25aと25bに2分割としたが、本発明はかかる分割方向や分割数によるものではなく、例えば、ゲート線と平行に分離し、分割数も3以上としてもよいことはもちろんである。また、X線照射をフィルタ21の位置に応じて、上部電極25aと25bへの時分割電圧印加を制御して曝射するタイミングとしたが、本発明はかかる分割された上部電極への電圧印加タイミングや、X線照射タイミングによるものではなく、例えば、X線連続曝射中に、上部電極25aへの電圧印加と画像データの読出し、引き続いてフィルタ21を移動後、上部電極25bへの電圧印加と画像データの読出しとしてもよい。また、本実施例においては、各画素ごとの上部電極分割を2分割とし、スイッチを用いて同時に印加する上部電極を2つの組に分けたが、本発明はかかる電圧印加方法によるものではなく、例えば分割電極毎に電圧を順次印加し画像データを取得してもよい。
【0044】
(実施の形態5)
図10に実施の形態5を示す。実施の形態5は、実施の形態3、4において分割した上部電極25a、25bに対応して、X電荷変換手段を分離形成し29a、29bとしたものである。その他の構成は実施の形態3、4と全て同一である。実施の形態4で示したように、分割された上部電極25と画素電極1の電界分布が、上部電極25への電圧印加方法に従って異なった電界分布となり、殊に上部電極25の分割した方向と垂直な方向に、即ち、図7においてゲート線と平行な方向に、1画素に対応する上部電極25a或いは25bに対して、複数の画素電極1との間に電界が発生し、クロストークが発生するが、本実施例により、本クロストークをほぼなくすことができ、解像度を向上させることができる。
【0045】
(実施の形態6)
図11、及び図12に第6の実施形態を示す。第6の実施形態は、実施の形態1、2、3、4における複数の光導電体が、光電変換素子の上にX線蛍光板を構成することを特徴とする。図中、図2、図3と同一番号は第1の実施形態と同一な構成要素である。図11において31は画素ごとに構成されるフォトダイオードであり、30はフォトダイオード31の静電容量成分による電荷蓄積部である。
【0046】
3は第1スイッチ部としてのTFT3であり、5は読出し回路、9は読出し回路の一部を構成する増幅器である。
【0047】
X線曝射の前にTFT3を導通状態とし、フォトダイオード31に逆バイアスを印加すると、電荷蓄積部30にはフォトダイオードのカソード側にプラスの、アノード側にマイナスの電荷が蓄積する。TFT3をゲート線6により非導通状態でX線を曝射すると、フォトダイオード31はX線照射量に応じて電荷を発生し、電荷蓄積部30に蓄積された電荷を打ち消す。ここで再度TFT3を導通状態とすることで、再度、逆バイアスにより充電される。この充電電荷を読出し回路5を構成する増幅器9により読み出す。
【0048】
図12に第6の実施形態におけるX線検出器の単一画素の断面模式図を示す。33はX線を光に変換する蛍光体でGd22Sよりなり、画素内のX線の曝射量に応じて光に変換する。
【0049】
31はフォトダイオードであり、画素内でX線により変換された光の入射量に応じて電荷を発生する。32は上部電極で、図11に示したようにフォトダイオード32に逆バイアスを印加する。上部電極32は、実施の形態1、2、3、4の上部電極11、25に対応する。よって、光導電体の構成は異なるが、それ以降の構成要件は実施形態1、2、3、4とゲート線6の制御電圧や読出し線4を流れる電流方向等を除くと同様であり省略するが、実施形態1、2、3、4と全く同様な構成が可能となる。
【0050】
なお、本実施例においては蛍光体としてGd22Sを使用したが、CdWo4、CsI、BaFCl等の蛍光体のいずれでもよいことはもちろんである。
【0051】
【発明の効果】
実施の形態1に示す発明によれば、X線を物理的画素サイズより小さな穴のみより通過させ、個々のX線電荷変換手段に入射させ、画素の周囲へのX線を遮断可能となるため、画素間のクロストークが減少し、解像度が向上する。
【0052】
実施の形態2に示す発明によれば、画素を構成する要素を細密化することなく、解像度が向上する。また、被写体の透過X線像を構成する際、隣接する、或いは周辺のX線電荷変換手段より読み出される電荷量を合成した量を、画像構成に使用することにより、縦、横比が被検体に等しい画像が構成可能となる。
【0053】
実施の形態3に示す発明によれば、上部電極のみを細密化することにより、画素を構成する要素を全て細密化することなく、撮像領域内で必要な範囲の解像度を向上可能となるとともに、電圧印加されていない電極に対応するX線電荷変換手段の暗電流を低下せしめ、X線感度を向上させることが可能となる。
【0054】
実施の形態4に示す発明によれば、画素を構成する要素を全て細密化することなく、解像度を向上させるとともに、電圧印加されていない電極に対応するX線電荷変換手段の暗電流を低下せしめ、X線感度を向上させる。また、電圧の印加されていないセンサに対する不用なX線照射を避けることにより、クロストークが減少し、解像度が向上するとともに、X線電荷変換手段のX線照射寿命が向上する。
【0055】
実施の形態5に示す発明によれば、殊に上部電極の分割した方向と垂直な方向に発生するクロストークをほぼなくすことができ、解像度を向上させることができる。
【0056】
実施の形態6に示す発明によれば、実施の形態1、2、3、4における複数のX線電荷変換手段が、光電変換素子の上にX線蛍光板により構成可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1におけるX線検出器の一部分の構成模式図
【図2】 本発明の実施の形態1におけるX線検出器単一画素に対応する断面の模式図
【図3】 本発明の実施の形態1におけるX線検出器単一画素に対応する等価回路概略図
【図4】 本発明の実施の形態1におけるX線検出器の全体構成模式図
【図5】 本発明の実施の形態2におけるX線検出器の全体構成模式図
【図6】 本発明の実施の形態3におけるX線検出器の全体構成模式図
【図7】 本発明の実施の形態3におけるX線検出器の一部分の構成模式図
【図8】 本発明の実施の形態3におけるX線検出器単一画素に対応する断面の模式図
【図9】 本発明の実施の形態4におけるX線検出器の全体構成模式図
【図10】 本発明の実施の形態5におけるX線検出器単一画素に対応する断面模式図
【図11】 本発明の実施の形態6におけるX線検出器単一画素に対応する等価回路概略図
【図12】 本発明の実施の形態6におけるX線検出器単一画素に対応する断面の模式図
【符号の説明】
1 画素電極
2 電荷蓄積部
3 TFT
4 読出し線
5 読出し回路
6 ゲート線
7 ゲートドライバ
8 増幅器
10 基板
11 上部電極
12 光電変換部
18 フィルタ
19 通過孔
21 フィルタ
22 通過孔
25a 上部電極
25b 上部電極
30 電荷蓄積部
31 フォトダイオード
33 蛍光体
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to an X-ray imaging apparatus for irradiating a subject with X-rays and imaging a transmitted X-ray image thereof.
[0002]
[Prior art]
  At present, imaging systems mainly used in X-ray imaging inspection are as follows.
[0003]
  1) Screen film photography combining intensifying screen (phosphor) and X-ray film
  2) Computed radiography using a plate (imaging plate) coated with a stimulable phosphor
  3) Photography using a combination of an image intensifier (II) that converts X-rays to light and a television (TV)
  However, in recent years, it has portability and high resolution characteristics such as the film / screen system and the imaging plate, and I.I. I. As a next-generation X-ray device having a real-time property of the TV system, a device using a thin film transistor (TFT) used for a liquid crystal display device or the like as a switching gate has been proposed. For this, a photodiode array is formed on the TFT panel, and an X-ray fluorescent plate is placed on the TFT array, and an image is read out, or a photoconductor material that directly converts X-rays into electric charges is used instead of the fluorescent plate. A method such as a technique of reading with a TFT panel has been proposed.
[0004]
  The first system includes a phosphor that converts X-rays into light on the X-ray detection surface, a photodiode array that converts the light into charges, a capacitor that accumulates charges, a TFT switch that reads charges, and the like.
[0005]
  The second system includes a photoconductor portion made of a semiconductor layer that directly converts X-rays into charges on the X-ray detection surface, a capacitor that accumulates charges, a TFT switch that reads charges, and the like.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
  However, in the X-ray imaging apparatus, the physical resolution of the imaging region is fixed to the pixel size constituted by individual TFTs, and if higher resolution is required, the pixel components including TFTs It is necessary to make it more precise. However, densification is limited by the capacity of the manufacturing process. In addition, since pixels formed by individual TFTs are in close contact with each other, crosstalk occurs between the pixels, and there is a problem that the actual resolution is lower than the physical resolution.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  The present invention employs the following means in order to solve the above problems..
[0008]
  Claim1According to the present invention, X-ray charge conversion means for converting transmitted X-rays from a subject into electric charge, two opposing electrodes for applying a voltage to each of the plurality of X-ray charge conversion means, and one of the electrodes And a charge accumulating unit for accumulating charges generated in the plurality of X-ray charge conversion units, and a charge reading unit for reading out the accumulated charges, respectively, facing the electrodes connected to the charge accumulating unit. The gist is that the other electrode is composed of a plurality of electrodes separated in the pixel.
[0009]
  According to the present invention, it is possible to improve the resolution of a necessary range in the imaging region without making all the elements constituting the pixel finer.
[0010]
  Claim2The invention of claim1In the present invention, voltage application to a plurality of electrodes is controlled in a time-sharing manner, and control for reading out each of the charges accumulated in the X-ray charge conversion means is performed in synchronization with the time-sharing timing.
[0011]
  According to the present invention, the resolution is improved without miniaturizing all the elements constituting the pixel, and the dark current of the X-ray charge conversion means corresponding to the electrode to which no voltage is applied is reduced, thereby improving the X-ray sensitivity. It becomes possible to make it.
[0012]
  Claim3The invention of claim1The position of the filter is movable with respect to the plurality of X-ray charge conversion means, and voltage application to a plurality of electrodes opposed to the electrode connected to the charge storage unit is performed corresponding to the position of the filter. The gist of the present invention is to control each of the charges stored in the X-ray charge conversion means while being controlled.
[0013]
  According to the present invention, the resolution is improved without miniaturizing all the elements constituting the pixel, the dark current of the X-ray charge conversion means corresponding to the electrode to which no voltage is applied is reduced, and the X-ray sensitivity is increased. Improve. Further, by avoiding unnecessary X-ray irradiation on the sensor to which no voltage is applied, the X-ray irradiation life of the X-ray charge conversion means can be improved.
[0014]
  Claim4Claims3The area of the filter X-ray passage hole corresponding to each of the plurality of electrodes facing the electrode connected to the charge storage unit is smaller than the area of each of the plurality of electrodes facing the electrode connected to the charge storage unit The gist is to have a passage area.
[0015]
  According to this invention, it becomes possible to irradiate X-rays in a range narrower than the area of each of the plurality of electrodes facing the electrode connected to the charge storage unit, and blocks the X-rays around each of the plurality of electrodes. Therefore, crosstalk between pixels formed by a plurality of electrodes is reduced, and resolution is improved.
[0016]
  Claim5Claims1, 2, 3, 4The X-ray charge conversion means is separately formed corresponding to a plurality of electrodes opposed to the electrodes connected to the charge storage portion in FIG.
[0017]
  According to the invention, the claims1, 2, 3, 4In, crosstalk between pixels is reduced and resolution is improved.
[0018]
  Claim6Claims3, 4In constructing a transmission X-ray image of a subject constituted by reading out the charges accumulated in the X-ray charge conversion means according to the position of the filter, from adjacent or plural X-ray charge conversion means The gist of the invention is to use an amount obtained by synthesizing the amount of electric charge to be read out for image construction.
[0019]
  According to the present invention, it is possible to construct an image having the same aspect ratio as that of the subject.
[0020]
  Claim7Claims2In constructing a transmission X-ray image of a subject formed by reading out the charges accumulated in the X-ray charge conversion means in synchronization with the time division timing, adjacent or plural X-ray charge conversion means The gist is to use an amount obtained by synthesizing the amount of charges read out more for image construction.
[0021]
  Claim8Claims1 to 7The X-ray charge conversion means is a photoconductor.
[0022]
  Claim9Claims1 to 7In,The gist of the X-ray charge conversion means is a phosphor and a photodiode.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0024]
  (Embodiment 1)
  FIG. 1 schematically shows a configuration of a part of an X-ray detector of the X-ray imaging apparatus according to the first embodiment.
[0025]
  In this X-ray detector, X-ray charge conversion means composed of a plurality of pixels is arranged in a matrix with a range surrounded by the gate lines 6 and readout lines 4 arranged in a grid as one pixel. Reference numeral 1 denotes a pixel electrode. Each pixel electrode 1 is connected to a charge storage unit 2 and a drain side of a TFT 3 as a charge readout means, a gate line 6 as a control line is connected to the gate of the TFT 3, and a readout line 4 is connected to the TFT 3. The source is connected. The TFT 3 is a thin film transistor and is composed of a field effect transistor. The gate line 6 is connected to a gate driver 7 as a control circuit unit, and the read line 4 is connected to a read circuit 5.
[0026]
  Although not explicitly shown in the figure, in order to distinguish the TFT 3, the pixel electrode 1, and the charge storage unit 1 by the pixel positions, a to d are applied to the gate line 6 a column, and vice versa. e to h, i to l for the gate line 6c column, and m to p for the gate line 6d column are added to the TFT 3, the pixel electrode 1, and the charge storage unit 1, respectively, and can be distinguished for each pixel. It was.
[0027]
  FIG. 2 shows a schematic diagram of a cross section corresponding to a single pixel of the X-ray detector. In FIG. 2, the plurality of X-ray charge conversion means are formed on the upper portion of the substrate 10 and are composed of the pixel electrode 1, the upper electrode 11 and the photoconductor 12. The photoconductor 12 is PbI2Formed from (lead iodide)
. PbI2A high potential is applied to the upper electrode 11 of the pixel electrode, and the pixel electrode is
An electric field is generated toward 1. PbI by X-ray exposure2The negative charge generated inside
The positive charges are collected on the pixel electrode 1. In the pixel electrode 1, a charge accumulating portion 2 (capacitor) is composed of an electrode 13 connected to GND and an insulating layer 14, and accumulates the collected positive charges. The TFT 3 includes a gate electrode 15 connected to the gate line 6, a drain electrode 16 connected to the pixel electrode 1, a source electrode 17 connected to the readout line 4, and the like. The upper electrode 11 is configured as one common electrode as shown in FIG. 1 for each pixel arranged in a matrix.
[0028]
  FIG. 3 shows a schematic diagram of an equivalent circuit corresponding to a single pixel of the X-ray detector. The photoconductor 12 can be represented by a capacitor as shown in FIG. 3 and is connected to the capacitor forming the charge storage section 2. The photoelectric conversion unit 12 generates charges according to the incident X-rays by the X-ray exposure and accumulates them in the charge accumulation unit 2. In this state, when a voltage Vgs equal to or higher than the threshold voltage Vth is applied between the gate electrode 15 and the source electrode 17 constituting the TFT 3 via the gate line 6, the TFT 3 becomes conductive and is stored in the charge storage unit 2. The read charges are read out by the read circuit 5 including the amplifier 8 and the like via the read line 4.
[0029]
  Returning to FIG. 1, when the gate control signal Vgs from the gate driver 7 is applied to the gate line 6a after completion of the X-ray exposure, the TFTs 3a to 3d connected to the gate line 6a are all in a conductive state, and the X-ray exposure is performed. The charges stored in the charge storage units 2a to 2d according to the amount of radiation are read out to the read lines 4a to 4d, respectively. The read signal is amplified by amplifiers 8a to 8d included in the read circuit 5, and then converted from a parallel signal to a serial signal by a multiplexer 9, and input to an A / D converter (not shown). A digital image signal of one column corresponding to the charge amount of the pixel to be processed. By sequentially repeating the above operation from the gate line 6a to 6d, a two-dimensional X-ray image (still image) or X-ray fluoroscopic image (moving image) can be obtained.
[0030]
  4, the same reference numerals as those in FIG. 2 indicate the same components, and ap correspond to each pixel configured by the pixel electrode 1, the charge storage unit 2, and the TFT 3 in FIG. 1. Reference numeral 18 denotes a filter according to the present invention, which is made of lead and has a passage hole 19 for blocking X-rays. In the drawing, the filter 18 is illustrated as being separated from the upper electrode 11, but is actually configured to be in close contact. The passage hole 19 is formed corresponding to each pixel of a to p, and is formed smaller than each pixel, leaving the periphery of each pixel. The filter 18 is not shown in FIGS. 1 and 2 for ease of explanation.
[0031]
  The X-rays that have been exposed and passed through the subject pass through the filter only at the passage hole 19 as indicated by the arrow 20, and from the pixel electrode 1, the upper electrode 11, and the photoconductor 12 of the corresponding pixel. It is incident on the X-ray charge conversion means, and is read out as an image signal by the method already described. At this time, since the X-ray incidence is restricted by the filter 18 in the boundary region between the pixels, nonuniformity of the electric field generated between the upper electrode 11 and the pixel electrode 1 on the pixel boundary, and the optical conversion unit Crosstalk between pixels due to scattering of X-rays incident on 12 is reduced.
[0032]
  (Embodiment 2)
  FIG. 5 shows a second embodiment. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 4 denote the same components as those in the first FIG. Reference numeral 21 denotes a filter characteristic of the present embodiment. As shown by an arrow 24, the filter 21 is configured to be movable up and down in the drawing by a piezoelectric actuator, although not shown. The constituent elements 35 other than the filter 21 are the same constituent elements as those in the first embodiment described in FIGS. 1, 2, and 3, and the same reference numerals as those in FIGS. 1, 2, and 3 denote the same constituent elements. Indicates an element. In FIG. 5, the through holes 22 formed in the filter 21 correspond to the pixels a to p and are formed smaller than half of the pixel area, and the positions of the through holes for each pixel are the same in all the pixels. Arranged so that. That is, in FIG. 5, the lower half of each pixel, a2 to p2, is arranged at a position where X-rays are irradiated. When the X-rays are exposed, the transmitted X-rays are first exposed to the photoconductor 12 only in the region corresponding to the lower halves a2 to p2 of each pixel facing the passage hole of the filter 21 as indicated by an arrow 23. , And a charge is generated in the photoconductor 12 in accordance with the transmitted X-ray dose in the lower half region of each pixel. Thereafter, image data is acquired by the same operation as in the first embodiment. Next, the filter 21 is moved, and the passage hole 22 stops at a position corresponding to the upper half a1 to p1 of each pixel. Here, X-rays are again emitted, and image data is acquired in the same manner. Accordingly, in the second embodiment, the size of one pixel composed of the pixel electrode 1, the charge storage unit 2, the TFT 3, and the like is the same as that in the first embodiment, but the filter 21 is moved to transmit each pixel. By dividing the X-ray irradiation area into upper and lower halves and acquiring image data in a time-division manner, it becomes possible to image the image with a resolution doubled vertically in the figure.
[0033]
  In this embodiment, the pixels a to p are square pixels whose aspect ratio and aspect ratio are approximately 1: 1, but the image data obtained by this embodiment is approximately 2: 1. Thus, for example, image data at an intermediate position is constituted by an average value of a1 and e1 pixel data, and the image is reconstructed so that the aspect ratio is approximately 1: 1.
[0034]
  In the present invention, the filter 21 is driven by a piezoelectric actuator. However, the present invention is not based on such a driving method, and may be driven using, for example, an encoder and a servo motor.
[0035]
  (Embodiment 3)
  The third embodiment is shown in FIGS. In the figure, the same reference numerals as those in FIGS. 1, 2, 3, and 4 denote the same components as those in the first embodiment. 6, 7, and 8, the feature of this embodiment is that the upper electrode 11 in the first embodiment is separated into pixels to form the upper electrode 25. Further, as shown in FIGS. 6 and 7, in this embodiment, the upper electrodes 25a and 25b are formed by dividing the upper and lower halves of each pixel in the figure in parallel with the readout line 4 for each pixel. Formed. In FIG. 7, when the switch 26 is turned on, a voltage is applied to the upper electrode 25a connected to the switch 26, an electric field is generated between the upper electrode 25a and the pixel electrode 1, and when the switch 27 is turned on, the upper electrode A voltage is applied to 25b, and an electric field is generated between the pixel electrode 1 and the voltage. Therefore, first, X-rays are emitted from the direction of the arrow 28 shown in FIG. 6 with the switch 26 turned on and the switch 27 turned off, and image data is acquired by the same operation as in the first embodiment. Next, X-rays are emitted with the switch 27 turned on and the switch 26 turned off to acquire image data.
[0036]
  As described above, as in the second embodiment, the size of one pixel including the pixel electrode 1, the charge storage unit 2, the TFT 3, and the like is the same as that in the first embodiment, but the upper electrodes 25a and 25b are connected. Is applied in a time-sharing manner, X-rays are respectively emitted, and image data is acquired, so that the image can be imaged twice in the vertical direction on the figure in a pseudo manner.
[0037]
  Further, the electrodes 25a and 25b are divided into the area of the upper electrode 11 corresponding to the size of one pixel, and one applied voltage is controlled off, so that the dark current per pixel in the first embodiment is reduced. In addition, the sensitivity to X-rays per pixel corresponding to the divided electrode 25a or 25b was improved.
[0038]
  In this example, the vertical and horizontal ratios of the pixels a to p are square pixels as in the second embodiment, but the image data obtained by this example is as follows. Approximately 2: 1. Thus, for example, image data at an intermediate position is constituted by an average value of a1 and e1 pixel data, and the image is reconstructed so that the aspect ratio is approximately 1: 1.
[0039]
  In this embodiment, the upper electrode 25 is divided into two divided into upper electrodes 25a and 25b for each pixel in parallel with the readout line. However, the present invention does not depend on the dividing direction or the number of divisions. Of course, they may be separated in parallel and the number of divisions may be three or more. Further, in this embodiment, the X-ray irradiation is set to the timing of exposure in synchronism with the time-division voltage application to the upper electrodes 25a and 25b, but the present invention is the voltage application timing to the divided upper electrodes, For example, during continuous X-ray irradiation, voltage application to the upper electrode 25a and reading of image data may be performed, and subsequently voltage application to the upper electrode 25b and reading of image data may be performed. In addition, the upper electrode division for each pixel is divided into two, and the upper electrodes to be applied simultaneously using a switch are divided into two groups. However, the present invention is not based on such a voltage application method. May be sequentially applied to acquire image data, or only the imaging region requiring high resolution may be divided and may not be divided.
[0040]
  (Embodiment 4)
  FIG. 9 shows a fourth embodiment. The fourth embodiment is characterized in that the filter 21 of the second embodiment and the third embodiment are combined. In the figure, the same reference numerals as those in FIGS. 5 and 6 are the same constituent elements as those in the second and third embodiments, respectively.
[0041]
  In FIG. 9, the filter 21 is configured to be movable up and down in the drawing by a piezoelectric actuator, although not shown, as indicated by an arrow 28. The through holes 22 formed in the filter 21 correspond to the pixels a to p, are formed to be smaller than half of the pixel area, and are formed so that the positions of the through holes for each pixel are the same in all the pixels. The That is, in FIG. 9, the lower half of each pixel, a2 to p2, is arranged at a position where X-rays are irradiated. As in the third embodiment, X-rays are emitted from the direction of the arrow 28 shown in FIG. 6 with the switch 26 turned on and 27 turned off, and the image data is operated in the same manner as in the first embodiment. To get. Next, the filter 21 is moved, the passage hole 22 is stopped at a position corresponding to the pixels a1 to p1, X-rays are emitted with the switch 27 turned on and the switch 26 turned off, and image data is acquired. In this embodiment, the pixels a to p are square pixels whose aspect ratio and aspect ratio are approximately 1: 1, but the image data obtained by this embodiment is approximately 1: 2. Therefore, for example, image data at an intermediate position is constituted by an average value of a1 and e1 pixel data, and reconstructed so that the aspect ratio is approximately 1: 1.
[0042]
  As described above, as in the second or third embodiment, the size of one pixel including the pixel electrode 1, the charge storage unit 2, the TFT 3, and the like is the same as that in the first embodiment, but the movement of the filter 21 At the same time, voltage is applied to the upper electrodes 25a and 25b in a time-sharing manner, and each is irradiated with X-rays to acquire image data. Is possible. Further, the electrodes 25a and 25b are divided into the area of the upper electrode 11 corresponding to the size of one pixel, and one applied voltage is controlled off, so that the dark current per pixel in the first embodiment is reduced. In addition, the sensitivity to X-rays per divided pixel corresponding to the divided electrode 25 is improved, and in the third embodiment, the electric field distribution between the divided upper electrode 25 and the pixel electrode 1 is applied to the upper electrode 25. Depending on the method, the electric field distribution differs, and in particular in the direction perpendicular to the divided direction of the upper electrode 25, that is, in the direction parallel to the gate line 6 in FIG. 7, with respect to the upper electrode 25a or 25b corresponding to one pixel. An electric field is generated between the pixel electrodes 1 and crosstalk occurs. In this embodiment, X-ray irradiation is blocked by the filter 21 for the divided pixels from which no image is acquired. To, reduce crosstalk, the effect of improving the resolution. Further, by preventing unnecessary X-ray irradiation to the photoconductor 12 by the filter 21, there is an effect of reducing the deterioration of the photoconductor 12 due to X-ray irradiation and extending the life. Further, as shown in 28 of FIG. 9, the size of the passage hole 22 of the filter 21 is formed smaller than the divided electrode 25a corresponding to the divided pixel P2 of the pixel P, for example, so that it is other than the corresponding pixel of the X-ray. The resolution was further improved by reducing the amount of irradiation and reducing crosstalk.
[0043]
  As in the second embodiment, the filter 21 is driven by a piezoelectric actuator in the present invention. However, the present invention is not based on such a driving method, and may be driven using, for example, an encoder and a servo motor. Of course. In addition, the upper electrode 25 is divided in two into the upper electrodes 25a and 25b for each pixel in parallel with the readout line. However, the present invention does not depend on the division direction or the number of divisions. For example, the upper electrode 25 is separated in parallel with the gate line. Of course, the number of divisions may be three or more. In addition, although the X-ray irradiation is performed by controlling the time-division voltage application to the upper electrodes 25a and 25b in accordance with the position of the filter 21, the present invention is adapted to apply the voltage to the divided upper electrodes. For example, during continuous X-ray irradiation, voltage application to the upper electrode 25a and reading of image data, and subsequent movement of the filter 21, followed by voltage application to the upper electrode 25b are not based on timing or X-ray irradiation timing. And image data may be read out. Further, in this embodiment, the upper electrode division for each pixel is divided into two, and the upper electrode applied simultaneously using a switch is divided into two groups, but the present invention is not based on such a voltage application method, For example, the image data may be acquired by sequentially applying a voltage to each divided electrode.
[0044]
  (Embodiment 5)
  FIG. 10 shows the fifth embodiment. In the fifth embodiment, corresponding to the upper electrodes 25a and 25b divided in the third and fourth embodiments, X charge conversion means are separately formed to be 29a and 29b. Other configurations are all the same as those in the third and fourth embodiments. As shown in the fourth embodiment, the electric field distribution of the divided upper electrode 25 and the pixel electrode 1 becomes different electric field distribution according to the voltage application method to the upper electrode 25, and in particular, the direction in which the upper electrode 25 is divided. In the vertical direction, that is, in the direction parallel to the gate line in FIG. 7, an electric field is generated between the plurality of pixel electrodes 1 with respect to the upper electrode 25a or 25b corresponding to one pixel, and crosstalk occurs. However, according to the present embodiment, the crosstalk can be almost eliminated and the resolution can be improved.
[0045]
  (Embodiment 6)
  FIG. 11 and FIG. 12 show a sixth embodiment. The sixth embodiment is characterized in that the plurality of photoconductors in the first, second, third, and fourth embodiments constitute an X-ray fluorescent plate on the photoelectric conversion element. In the figure, the same reference numerals as those in FIGS. 2 and 3 denote the same components as those in the first embodiment. In FIG. 11, reference numeral 31 denotes a photodiode configured for each pixel, and reference numeral 30 denotes a charge storage unit based on the electrostatic capacitance component of the photodiode 31.
[0046]
  Reference numeral 3 denotes a TFT 3 as a first switch unit, 5 denotes a readout circuit, and 9 denotes an amplifier constituting a part of the readout circuit.
[0047]
  When the TFT 3 is turned on before X-ray exposure and a reverse bias is applied to the photodiode 31, positive charge is accumulated on the cathode side of the photodiode and negative charge on the anode side. When the TFT 3 is exposed to X-rays by the gate line 6 in a non-conductive state, the photodiode 31 generates charges according to the amount of X-ray irradiation, and cancels the charges accumulated in the charge accumulation unit 30. Here, the TFT 3 is again turned on to be charged again by the reverse bias. This charged charge is read out by the amplifier 9 constituting the reading circuit 5.
[0048]
  FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of a single pixel of the X-ray detector in the sixth embodiment. 33 is a phosphor that converts X-rays into light.2O2S and converted into light according to the amount of X-ray exposure in the pixel.
[0049]
  Reference numeral 31 denotes a photodiode, which generates an electric charge according to the amount of incident light converted by X-rays in the pixel. Reference numeral 32 denotes an upper electrode, which applies a reverse bias to the photodiode 32 as shown in FIG. The upper electrode 32 corresponds to the upper electrodes 11 and 25 of the first, second, third, and fourth embodiments. Therefore, although the configuration of the photoconductor is different, the subsequent configuration requirements are the same as in the first, second, third, and fourth embodiments except for the control voltage of the gate line 6, the direction of the current flowing through the readout line 4, etc. However, the same configuration as in the first, second, third, and fourth embodiments is possible.
[0050]
  In this embodiment, Gd is used as the phosphor.2O2S was used, but CdWoFourOf course, any of phosphors such as CsI and BaFCl may be used.
[0051]
【The invention's effect】
  According to the invention shown in the first embodiment, it is possible to allow X-rays to pass through only holes smaller than the physical pixel size, enter the individual X-ray charge conversion means, and block X-rays around the pixels. , Crosstalk between pixels is reduced and resolution is improved.
[0052]
  According to the invention shown in the second embodiment, the resolution is improved without miniaturizing the elements constituting the pixel. In addition, when constructing a transmission X-ray image of a subject, the amount of the charge read by the adjacent or peripheral X-ray charge conversion means is used in the image composition, so that the aspect ratio and aspect ratio of the subject can be increased. Can be constructed.
[0053]
  According to the invention shown in the third embodiment, by refining only the upper electrode, it is possible to improve the resolution of a necessary range in the imaging region without refining all elements constituting the pixel, The dark current of the X-ray charge conversion means corresponding to the electrode to which no voltage is applied can be reduced, and the X-ray sensitivity can be improved.
[0054]
  According to the invention shown in the fourth embodiment, the resolution is improved without reducing all the elements constituting the pixel, and the dark current of the X-ray charge conversion means corresponding to the electrode to which no voltage is applied is reduced. , Improve X-ray sensitivity. Further, by avoiding unnecessary X-ray irradiation to a sensor to which no voltage is applied, crosstalk is reduced, resolution is improved, and the X-ray irradiation lifetime of the X-ray charge conversion means is improved.
[0055]
  According to the invention shown in the fifth embodiment, in particular, the crosstalk generated in the direction perpendicular to the divided direction of the upper electrode can be substantially eliminated, and the resolution can be improved.
[0056]
  According to the invention shown in the sixth embodiment, the plurality of X-ray charge conversion means in the first, second, third, and fourth embodiments can be configured by an X-ray fluorescent plate on the photoelectric conversion element.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a part of an X-ray detector according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view corresponding to a single pixel of the X-ray detector according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an equivalent circuit schematic diagram corresponding to a single pixel of the X-ray detector according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram of the entire configuration of an X-ray detector according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram of the entire configuration of an X-ray detector according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 6 is a schematic diagram of the entire configuration of an X-ray detector according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a part of an X-ray detector according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view corresponding to a single pixel of an X-ray detector according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 9 is a schematic diagram of the entire configuration of an X-ray detector according to Embodiment 4 of the present invention.
10 is a schematic cross-sectional view corresponding to an X-ray detector single pixel in Embodiment 5 of the present invention. FIG.
FIG. 11 is an equivalent circuit schematic diagram corresponding to an X-ray detector single pixel according to Embodiment 6 of the present invention;
12 is a schematic cross-sectional view corresponding to a single pixel of an X-ray detector in Embodiment 6 of the present invention. FIG.
[Explanation of symbols]
  1 Pixel electrode
  2 Charge storage unit
  3 TFT
  4 Read line
  5 Reading circuit
  6 Gate line
  7 Gate driver
  8 Amplifier
  10 Substrate
  11 Upper electrode
  12 Photoelectric converter
  18 Filter
  19 Passing hole
  21 Filter
  22 Passing hole
  25a Upper electrode
  25b Upper electrode
  30 Charge storage unit
  31 photodiode
  33 Phosphor

Claims (9)

被検体からの透過X線を電荷に変換する複数のX線電荷変換手段と、これら複数のX線電荷変換手段の各々に電圧を印加するための対向する2つの電極と、電極の一方に接続され、これら複数のX線電荷変換手段に発生する電荷を各々蓄積する電荷蓄積手段と、蓄積された電荷を各々読み出す電荷読み出し手段とよりなり、電荷蓄積部と接続される電極に対向するもう一方の電極が、画素内で分離された複数の電極より構成されることを特徴とするX線撮影装置。  A plurality of X-ray charge conversion means for converting transmitted X-rays from the subject into charges, two opposing electrodes for applying a voltage to each of the plurality of X-ray charge conversion means, and one of the electrodes connected The charge storage means for storing the charges generated in the plurality of X-ray charge conversion means and the charge reading means for reading out the stored charges, respectively, and the other facing the electrode connected to the charge storage section An X-ray imaging apparatus comprising: a plurality of electrodes separated in a pixel. 複数の電極への電圧印加が時分割に制御されるとともに、時分割タイミングに同期して、X線電荷変換手段に蓄積された電荷を各々読み出す制御をおこなうことを特徴とする請求項記載のX線撮影装置。With the voltage applied to the plurality of electrodes is controlled in time division, time synchronization with the division timing, according to claim 1, characterized in that each read control the charge accumulated in the X-ray charge conversion means X-ray imaging device. フィルタの位置が、複数のX線電荷変換手段に対して位置可動とするとともに、フィルタの位置に対応して、電荷蓄積部と接続される電極に対向する複数の電極への電圧印加が制御されるとともに、X線電荷変換手段に蓄積された電荷を各々読み出す制御をおこなうことを特徴とする請求項記載のX線撮影装置。The position of the filter is movable with respect to the plurality of X-ray charge conversion means, and voltage application to the plurality of electrodes opposed to the electrode connected to the charge storage unit is controlled according to the position of the filter. Rutotomoni, X-rays imaging apparatus according to claim 1, characterized in that each read control the charges accumulated in the X-ray charge conversion means. 電荷蓄積部と接続される電極に対向する複数の電極の各々に対応するX線通過孔の面積が、電荷蓄積部と接続される電極に対向する複数の電極各々の面積よりも小さな通過面積を有することを特徴とする請求項記載のX線撮影装置。The area of the X-ray passage hole corresponding to each of the plurality of electrodes facing the electrode connected to the charge storage unit is smaller than the area of each of the plurality of electrodes facing the electrode connected to the charge storage unit The X-ray imaging apparatus according to claim 3, further comprising: 電荷蓄積部と接続される電極に対向する複数の電極に対応して、X線電荷変換手段を分離形成したことを特徴とする請求項1、2、3、4のいずれか1項に記載のX線撮影装置。Corresponding to the plurality of electrodes opposite to the electrode connected to the charge storage unit, according to any one of claims 1, 2, 3, 4, characterized in that separate form an X-ray charge conversion means X-ray imaging device. フィルタの位置に応じて、X線電荷変換手段に蓄積された電荷を各々読み出すことにより構成される被写体の透過X線像を構成する際、隣接する、或いは複数のX線電荷変換手段より読み出される電荷量を合成した量を、画像構成に使用することを特徴とする請求項3又は4記載のX線撮影装置。Depending on the position of the filter, when constructing a transmission X-ray image of a subject constituted by reading out each of the charges accumulated in the X-ray charge conversion means, it is read out by an adjacent or plural X-ray charge conversion means. The X-ray imaging apparatus according to claim 3 or 4 , wherein an amount obtained by synthesizing the charge amount is used for an image configuration. 時分割タイミングに同期して、X線電荷変換手段に蓄積された電荷を各々読み出すことにより構成され被写体の透過X線像を構成する際、隣接する、或いは複数のX線電荷変換手段より読み出される電荷量を合成した量を、画像構成に使用することを特徴とする請求項記載のX線撮影装置。In synchronism with the time division timing, each of the charges accumulated in the X-ray charge conversion means is read out, and when a transmission X-ray image of the subject is formed, it is read out from an adjacent or a plurality of X-ray charge conversion means. The X-ray imaging apparatus according to claim 2 , wherein an amount obtained by synthesizing the charge amount is used for image construction. 複数のX線電荷変換手段は光導電体であることを特徴とする請求項1ないしのいずれか1項に記載のX線撮影装置。X-ray imaging apparatus according to any one of claims 1, wherein the plurality of X-ray charge conversion means is a photoconductive member 7. 複数のX線電荷変換手段は蛍光体とフォトダイオードであることを特徴とする請求項1ないしのいずれか1項に記載のX線撮影装置。The X-ray imaging apparatus according to any one of claims 1 to 7 , wherein the plurality of X-ray charge conversion means are a phosphor and a photodiode.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100815370B1 (en) * 2007-03-30 2008-03-19 삼성전기주식회사 The slide cover device for toilet bowl
JP2016058559A (en) 2014-09-10 2016-04-21 ソニー株式会社 Solid state image pickup device, driving method of the same, and electronic apparatus
WO2017119448A1 (en) * 2016-01-08 2017-07-13 株式会社ニコン Imaging element and imaging device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0682305A (en) * 1992-08-31 1994-03-22 Shimadzu Corp Two-dimensional detector
JPH0730084A (en) * 1993-07-14 1995-01-31 Fuji Xerox Co Ltd Two-dimensional contact image sensor
JPH1152058A (en) * 1997-07-30 1999-02-26 Shimadzu Corp Two dimensional radiation detector

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63126883U (en) * 1987-02-09 1988-08-18
JPH04372892A (en) * 1991-06-24 1992-12-25 Shimadzu Corp Radioactive ray image pick up device
JPH08313640A (en) * 1995-05-17 1996-11-29 Hitachi Ltd Two-dimensional radiation image detector
JPH10170659A (en) * 1996-12-13 1998-06-26 Hitachi Ltd Two-dimensional radiation detector
JPH11259647A (en) * 1998-03-12 1999-09-24 Hitachi Medical Corp X-ray photographing device
JP2000111651A (en) * 1998-09-30 2000-04-21 Shimadzu Corp Radioactive ray two-dimensional detector
JP2000111653A (en) * 1998-09-30 2000-04-21 Shimadzu Corp Radiation two-dimensional detector

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0682305A (en) * 1992-08-31 1994-03-22 Shimadzu Corp Two-dimensional detector
JPH0730084A (en) * 1993-07-14 1995-01-31 Fuji Xerox Co Ltd Two-dimensional contact image sensor
JPH1152058A (en) * 1997-07-30 1999-02-26 Shimadzu Corp Two dimensional radiation detector

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