JP4812503B2 - X-ray equipment - Google Patents

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X線診断等で使用されるX線撮影装置において,X線検出器の入出力特性を被写体に合わせて誤撮影を防止するために利用されるものである。   In an X-ray imaging apparatus used in X-ray diagnosis or the like, the input / output characteristics of an X-ray detector are matched with a subject to prevent erroneous imaging.

X線診断装置の分野においては,近年X線FPD(Flat Panel Detector)と呼ばれるX線検出器が使用されている。X線FPDはイメージセンサの入力面上にシンチレータを配置したものであり,シンチレータによってX線像を光像に変換した後にイメージセンサで検出するものである。イメージセンサにはTFT(Thin Film Transistor)センサが利用される。TFTセンサは主にアモルファスシリコンプロセスを利用してガラス基板上にフォトダイオードやTFTスイッチを形成したものであり,薄型で大面積のものを安価に作成できる利点がある。しかしX線FPDにはX線II(Image Intensifier)のような信号増幅機能がないため,従来のX線IIとテレビカメラを組み合わせたX線検出器に比べて低線量領域のS/Nが悪いという欠点がある。
X線FPDのS/Nを改善するために,TFTセンサの各画素にアンプを内蔵したアクティブピクセル型X線FPDが研究されている(例えば非特許文献1)。
In the field of X-ray diagnostic apparatuses, an X-ray detector called an X-ray FPD (Flat Panel Detector) has recently been used. The X-ray FPD has a scintillator arranged on the input surface of the image sensor, and is detected by the image sensor after the X-ray image is converted into a light image by the scintillator. A TFT (Thin Film Transistor) sensor is used as the image sensor. A TFT sensor is one in which photodiodes and TFT switches are formed on a glass substrate mainly using an amorphous silicon process, and has an advantage that a thin and large area can be produced at low cost. However, since the X-ray FPD does not have a signal amplification function like the X-ray II (Image Intensifier), the S / N in the low-dose region is worse than the conventional X-ray detector combining the X-ray II and the TV camera. There is a drawback.
In order to improve the S / N of the X-ray FPD, an active pixel X-ray FPD in which an amplifier is built in each pixel of the TFT sensor has been studied (for example, Non-Patent Document 1).

Larry E. Antonuk等、”Investigation of Strategies to Achieve Optimal DQE Performance from Indirect Detection, Active Matrix Flat-Panel Imagers (AMFPIs) through Novel Pixel Amplification Architectures”, Proc. SPIE, Vol. 5745, pp18-31, 2005Larry E. Antonuk et al., “Investigation of Strategies to Achieve Optimal DQE Performance from Indirect Detection, Active Matrix Flat-Panel Imagers (AMFPIs) through Novel Pixel Amplification Architectures”, Proc. SPIE, Vol. 5745, pp18-31, 2005

非特許文献1には,アクティブピクセル型X線FPDの電流出力を検出する方法が開示されている。本方法で用いられている回路の構成を図6に示す。図6において,各画素103は,フォトダイオードPD,画素スイッチM1,画素アンプM2,PDリセットスイッチM3から構成されている。画素アンプM2の一端およびPDリセットスイッチの一端には図示しないラインを通して供給電位Vddが与えられている。またフォトダイオードPDの一端には図示しないラインを通してPD基準電位Vssが与えられている。フォトダイオードPDのもう一端はPDリセットスイッチM3に接続されており,M3をオンにした時点でフォトダイオードPDの両端にVdd-Vssの逆バイアス電圧が印加される。フォトダイオードPDが光を検出すると光電流が発生して画素アンプM2のゲート電圧VoがVddからVssへと変化して行く。このため,画素アンプM2のゲート電圧VoはフォトダイオードPDへの入射光量に応じて変化することになる。画素選択ライン102を通して画素スイッチM1がオンになると,上記ゲート電圧Voによって画素アンプM2にドレイン電流Idが流れる。上記ドレイン電流はデータライン100を通してチャージアンプCSAにて積分される。このようにして,各画素で検出された信号はドレイン電流Idの形で出力される。ここで,ドレイン電流Idは次式で表すことができる。   Non-Patent Document 1 discloses a method for detecting a current output of an active pixel X-ray FPD. The circuit configuration used in this method is shown in FIG. In FIG. 6, each pixel 103 includes a photodiode PD, a pixel switch M1, a pixel amplifier M2, and a PD reset switch M3. A supply potential Vdd is applied to one end of the pixel amplifier M2 and one end of the PD reset switch through a line (not shown). A PD reference potential Vss is applied to one end of the photodiode PD through a line (not shown). The other end of the photodiode PD is connected to the PD reset switch M3. When M3 is turned on, a reverse bias voltage of Vdd-Vss is applied to both ends of the photodiode PD. When the photodiode PD detects light, a photocurrent is generated, and the gate voltage Vo of the pixel amplifier M2 changes from Vdd to Vss. Therefore, the gate voltage Vo of the pixel amplifier M2 changes according to the amount of light incident on the photodiode PD. When the pixel switch M1 is turned on through the pixel selection line 102, a drain current Id flows through the pixel amplifier M2 by the gate voltage Vo. The drain current is integrated by the charge amplifier CSA through the data line 100. In this way, the signal detected at each pixel is output in the form of a drain current Id. Here, the drain current Id can be expressed by the following equation.

Figure 0004812503
Figure 0004812503

ただしVoはM2のゲート電圧,Vt2はM2の閾値電圧,VsはCSAの基準電位とする。またrおよびkはそれぞれ次式で表される。   However, Vo is the gate voltage of M2, Vt2 is the threshold voltage of M2, and Vs is the reference potential of CSA. R and k are respectively expressed by the following equations.

Figure 0004812503
Figure 0004812503

Figure 0004812503
Figure 0004812503

ただしμ,Co, W, L はそれぞれキャリアの移動度,ゲート膜酸化容量,ゲート幅およびゲート長を表し,添え字1,2はそれぞれM1およびM2のTFTに対応するものとする。更にVpはM1のゲート電圧である。数1をみると,M2のゲート電圧Voとドレイン電流Idの関係は非線形であることがわかる。これは本回路方式では入出力関係が非線形になることに相当する。一例として,上記入出力関係を計算した結果を図7に示す。このような入出力特性の非線形性は,X線計測の定量性を低下させる原因となる。特にX線FPDを用いたコーンビームCT計測では上記入出力特性の非線形性がCT値の精度を著しく低下させるという問題がある。一方図7を見ると,本回路方式では入力信号Vdd-Voが小さい程出力の変化量が大きく,入力信号が大きくなるにつれて出力の変化が鈍化することがわかる。このような入出力特性は検出器のダイナミックレンジを拡大するため,X線計測には好都合な面もある。例えばX線診断装置における胸部撮影では,縦隔部のように信号レベルの小さい部位と肺野部のように信号レベルの大きい部位が混在する。このため,縦隔部のコントラストを損なうことなく,同時に肺野部でハレーションを発生しないようにするためには,本回路方式のような入出力特性が好都合である。ただしこのような入出力特性が常に有効である訳ではなく,撮影対象に応じて適切な入出力特性選択できるようにすることが望ましい。しかしこれまでは,X線FPDの入出力特性を変えることが困難であったため,このような試みは行われていなかった。   Here, μ, Co, W, and L represent carrier mobility, gate film oxidation capacity, gate width, and gate length, respectively, and subscripts 1 and 2 correspond to M1 and M2 TFTs, respectively. Furthermore, Vp is the gate voltage of M1. From Equation 1, it can be seen that the relationship between the gate voltage Vo of M2 and the drain current Id is non-linear. This corresponds to the fact that the input / output relationship becomes nonlinear in this circuit system. As an example, FIG. 7 shows the result of calculating the input / output relationship. Such nonlinearity of the input / output characteristics causes a decrease in the quantitativeness of the X-ray measurement. In particular, cone beam CT measurement using an X-ray FPD has a problem that the nonlinearity of the input / output characteristic significantly reduces the accuracy of the CT value. On the other hand, FIG. 7 shows that in this circuit system, the smaller the input signal Vdd-Vo, the larger the amount of change in the output, and the slower the change in output as the input signal becomes larger. Since such input / output characteristics expand the dynamic range of the detector, there is an advantageous aspect for X-ray measurement. For example, in chest imaging in an X-ray diagnostic apparatus, a part with a low signal level such as the mediastinum part and a part with a high signal level such as a lung field part are mixed. For this reason, in order to prevent halation from occurring in the lung field at the same time without impairing the contrast of the mediastinum, the input / output characteristics as in this circuit system are advantageous. However, such input / output characteristics are not always effective, and it is desirable to be able to select appropriate input / output characteristics according to the object to be imaged. However, until now, it has been difficult to change the input / output characteristics of the X-ray FPD, so that such an attempt has not been made.

本発明の目的は,撮影対象に応じてX線FPDの入出力特性を変えて,望ましい特性を選択できるようにするための技術を提供することにある。また本発明の別の目的は,非線形なX線FPDの入力特性に対しても,定量性の高いX線計測を行えるようにするための技術を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a technique for changing desired input / output characteristics of an X-ray FPD in accordance with an object to be imaged so as to select desired characteristics. Another object of the present invention is to provide a technique for enabling highly quantitative X-ray measurement even for input characteristics of a non-linear X-ray FPD.

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば,以下の通りである。
(手段1)
X線を発生する手段と,被写体のX線透過像を検出するX線検出手段を有するX線撮影装置において,前記X線検出手段の撮像面を構成する個々の画素がフォトダイオードおよびフォトダイオードの検出信号を増幅するアンプを有しており,前記フォトダイオードおよびアンプに供給する電圧を設定する供給電圧設定手段と,前記供給電圧に応じて前記X線検出器の入出力特性を補正する入出力特性補正手段を有することを特徴とするX線撮影装置である。これは数1において画素アンプM2のゲート電圧Voが変化する範囲を変えることに相当する。これにより,検出器の入出力特性を種々変化させることができる。また,どのような入出力特性を選択した場合も測定データを線形な入出力特性のデータに変換できるため,定量性を損なうことなくX線計測を実施できる。
(手段2)
手段1に記載のX線撮影装置において,前記フォトダイオードの両端電圧をリセットするリセット手段と,リセット時の前記フォトダイオードの両端電圧を前記供給電圧によらず一定に保持する電圧保持手段を有することを特徴とするX線撮影装置である。これにより,前記供給電圧を変化させても,フォトダイオードの特性(リーク電流や接合容量の大きさ等)を変えずに,安定した計測が行える。
(手段3)
手段1および2に記載のX線撮影装置において,対象とする被写体に応じて前記供給電圧の設定値を予め指定できることを特徴とするX線撮影装置である。これにより,撮影対象毎にユーザーが適正な入出力特性を予め選択しておくことができる。その結果,撮影対象に応じてその都度適正な入出力特性を設定する手間を省くことができる。
(手段4)
X線を発生する手段と,被写体のX線透過像を検出するX線検出手段を有するX線撮影装置において,前記X線検出手段の撮像面を構成する個々の画素がフォトダイオードおよびフォトダイオードの検出信号を増幅するアンプを有しており,前記アンプの出力電圧を設定する出力電圧設定手段と,前記出力電圧に応じて前記X線検出器の入出力特性を補正する入出力特性補正手段を有することを特徴とするX線撮影装置である。これは数1においてチャージアンプCSAの基準電位Vsを変化させることに相当する。これにより,手段1と同様の効果を得ることができる。
(手段5)
手段4に記載のX線撮影装置において,対象とする被写体に応じて前記出力電圧の設定値を予め指定できることを特徴とするX線撮影装置である。これにより,手段3と同様の効果を得ることができる。
(手段6)
手段1〜5に記載のX線撮影装置において,前記入出力特性補正手段は予め用意された入出力特性補正テーブルに基づいて前記X線検出器の入出力特性を補正することを特徴とするX線撮影装置である。これにより,入出力特性の補正を高速に行うことができる。
The following is a brief description of an outline of typical inventions among the inventions disclosed in the present application.
(Means 1)
In an X-ray imaging apparatus having means for generating X-rays and X-ray detection means for detecting an X-ray transmission image of a subject, individual pixels constituting the imaging surface of the X-ray detection means are photodiodes and photodiodes. An amplifier for amplifying a detection signal; supply voltage setting means for setting a voltage to be supplied to the photodiode and the amplifier; and an input / output for correcting input / output characteristics of the X-ray detector in accordance with the supply voltage An X-ray imaging apparatus including a characteristic correction unit. This corresponds to changing the range in which the gate voltage Vo of the pixel amplifier M2 changes in Equation 1. Thereby, various input / output characteristics of the detector can be changed. In addition, since any measured input / output characteristic can be converted into linear input / output characteristic data, X-ray measurement can be performed without impairing quantitativeness.
(Means 2)
The X-ray imaging apparatus according to means 1, comprising reset means for resetting the voltage across the photodiode and voltage holding means for holding the voltage across the photodiode at the time of reset constant regardless of the supply voltage. An X-ray imaging apparatus characterized by the above. Thereby, even if the supply voltage is changed, stable measurement can be performed without changing the characteristics of the photodiode (leakage current, junction capacitance, etc.).
(Means 3)
The X-ray imaging apparatus according to any one of the means 1 and 2, wherein the set value of the supply voltage can be designated in advance according to a subject to be processed. Thereby, the user can select in advance appropriate input / output characteristics for each photographing target. As a result, it is possible to save the trouble of setting appropriate input / output characteristics each time according to the object to be photographed.
(Means 4)
In an X-ray imaging apparatus having means for generating X-rays and X-ray detection means for detecting an X-ray transmission image of a subject, individual pixels constituting the imaging surface of the X-ray detection means are photodiodes and photodiodes. An amplifier for amplifying a detection signal; output voltage setting means for setting an output voltage of the amplifier; and input / output characteristic correction means for correcting input / output characteristics of the X-ray detector in accordance with the output voltage. It is an X-ray imaging apparatus characterized by having. This corresponds to changing the reference potential Vs of the charge amplifier CSA in Equation 1. Thereby, the effect similar to the means 1 can be acquired.
(Means 5)
4. The X-ray imaging apparatus according to claim 4, wherein a set value of the output voltage can be designated in advance according to a subject to be processed. Thereby, the effect similar to the means 3 can be acquired.
(Means 6)
The X-ray imaging apparatus according to any one of Items 1 to 5, wherein the input / output characteristic correction unit corrects the input / output characteristic of the X-ray detector based on an input / output characteristic correction table prepared in advance. X-ray apparatus. Thereby, the input / output characteristics can be corrected at high speed.

本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば,以下の通りである。
X線検出器の入出力特性を種々変えることができ,撮影対象に合わせて望ましい入出力特性を選択できるようになる。これにより,X線検出器のダイナミックレンジを拡大して診断能を向上できる。
The following is a brief description of the effects obtained by the typical inventions among the inventions disclosed in the present application.
Various input / output characteristics of the X-ray detector can be changed, and a desired input / output characteristic can be selected in accordance with the object to be imaged. Thereby, the dynamic range of an X-ray detector can be expanded and diagnostic performance can be improved.

以下,本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は,本実施の形態に係るX線撮影装置の構成である。本X線撮影装置は,X線管1,コリメータ2,支柱3,X線検出器4,寝台6,コンソール10,撮影制御手段11,フレームメモリ12,信号処理手段13,入出力特性変換テーブル14,入出力特性設定テーブル15,および画像表示手段16等から構成される。またコンソール10にはX線撮影を指示するための公知の指示機構,および撮影条件を設定するための公知の設定機構の他に,撮影対象やX線検出器4の入出力特性を規定する電圧設定を指示する機構が設けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows the configuration of the X-ray imaging apparatus according to the present embodiment. The X-ray imaging apparatus includes an X-ray tube 1, a collimator 2, a support 3, an X-ray detector 4, a bed 6, a console 10, an imaging control unit 11, a frame memory 12, a signal processing unit 13, and an input / output characteristic conversion table 14. , Input / output characteristic setting table 15, image display means 16, and the like. In addition to a known instruction mechanism for instructing X-ray imaging and a known setting mechanism for setting imaging conditions, the console 10 has a voltage that defines the imaging target and input / output characteristics of the X-ray detector 4. A mechanism for instructing the setting is provided.

以下ではX線管1,コリメータ2,およびX線検出器4からなる構成を撮影系と呼ぶ。撮影系の各構成要素には公知のデバイスが使用される。コリメータ2はX線管1の前面に固定されており,被写体5に対するX線の照射範囲を制限する公知の機能を有する。撮影系全体は支柱3により支持されている。   Hereinafter, a configuration including the X-ray tube 1, the collimator 2, and the X-ray detector 4 is referred to as an imaging system. A known device is used for each component of the photographing system. The collimator 2 is fixed to the front surface of the X-ray tube 1 and has a known function for limiting the X-ray irradiation range to the subject 5. The entire photographing system is supported by the support 3.

X線管1のX線発生点とX線検出器4の入力面との距離の代表例は110 [cm]である。X線検出器4には後述するアクティブピクセル型FPDが使用される。X線検出器4の仕様の代表例は入力面サイズ307.2 [mm]×307.2 [mm],画素数2048 [ピクセル]×2048 [ピクセル]である。またX線検出器4は撮影モードと透視モードを有しており,透視モードにおけるフレームレートの代表例は30 [フレーム/秒]である。なお,上記各仕様はこれらの値に限定されるものではなく,X線撮影装置の構成に応じて種々変更可能である。   A typical example of the distance between the X-ray generation point of the X-ray tube 1 and the input surface of the X-ray detector 4 is 110 [cm]. An active pixel type FPD, which will be described later, is used for the X-ray detector 4. A typical example of the specification of the X-ray detector 4 is an input surface size of 307.2 [mm] × 307.2 [mm] and the number of pixels of 2048 [pixels] × 2048 [pixels]. The X-ray detector 4 has an imaging mode and a fluoroscopic mode, and a typical example of the frame rate in the fluoroscopic mode is 30 [frame / second]. The above specifications are not limited to these values and can be variously changed according to the configuration of the X-ray imaging apparatus.

次に,本実施の形態に係るX線撮影装置の動作手順を説明する。まず検者は被写体5の撮影に先立って,コンソール10を通して撮影対象部位(頭部,胸部,腹部等)を指定する。コンソール10は,上記撮影対象部位の指定に応じて入出力特性設定テーブル15を参照し,X線検出器4の所定の入出力特性を実現するための電圧設定(Vdd, Vss, Vs)の値を読み出してX線検出器4に設定する。次にコンソール10は撮影制御手段11に撮影開始の指示を与える。撮影制御手段11はX線管1およびX線検出器4にシーケンスを与えて撮影もしくは透視を開始する。このとき被写体5のX線透過像はX線検出器4によって検出され,取得した画像はフレームメモリ12に書き込まれる。次に信号処理手段13は,コンソール10より指示された入出力特性の設定値に基づいて対応する入出力特性変換テーブル14を参照し,フレームメモリ12に書き込まれた画像の画素値を変換する。なお本画素値の変換は,X線検出器4の入出力特性の歪みを修正してリニアな特性に変換するものである。最後に信号処理手段13は,上記変換後の画像を画像表示手段16に出力し,画像が表示される。なお,X線透視時においては上記一連の処理が所定のフレームレートで繰り返し行われる。   Next, the operation procedure of the X-ray imaging apparatus according to this embodiment will be described. First, the examiner designates a region to be imaged (head, chest, abdomen, etc.) through the console 10 prior to photographing the subject 5. The console 10 refers to the input / output characteristic setting table 15 according to the designation of the imaging target region, and sets the voltage setting (Vdd, Vss, Vs) for realizing the predetermined input / output characteristic of the X-ray detector 4. Are set in the X-ray detector 4. Next, the console 10 gives an instruction to start photographing to the photographing control means 11. The imaging control means 11 gives a sequence to the X-ray tube 1 and the X-ray detector 4 to start imaging or fluoroscopy. At this time, the X-ray transmission image of the subject 5 is detected by the X-ray detector 4, and the acquired image is written in the frame memory 12. Next, the signal processing means 13 refers to the corresponding input / output characteristic conversion table 14 based on the set value of the input / output characteristic instructed from the console 10 and converts the pixel value of the image written in the frame memory 12. Note that the conversion of the pixel value is performed by correcting the distortion of the input / output characteristics of the X-ray detector 4 and converting it to linear characteristics. Finally, the signal processing unit 13 outputs the converted image to the image display unit 16, and the image is displayed. Note that the above-described series of processing is repeatedly performed at a predetermined frame rate during fluoroscopy.

図2はX線検出器4の構成を説明するための図である。X線検出器4はポリシリコンおよび/またはアモルファスシリコンのプロセスを用いてガラス基板20上に画素103をアレイ状に形成したものである。なお画素103の内部の構成は図6に示したものと同一である。画素のリセットおよび信号読出し画素の選択は,それぞれリセットライン101および画素選択ライン102を介して実施される。また上記選択画素から出力されるドレイン電流Idは,データライン100を介して読み出される。ガラス基板20上にはこの他に,シフトレジスタ21および信号読出し回路22が配置されている。これらは共にシリコンウェハ上に形成された個別のチップであり,後からガラス基板上に接着固定されたものである。シフトレジスタ21はリセットライン101および画素選択ライン102に与える電圧を上下方向に順次切り替えて,この方向の画素の読み出し位置を選択する。また信号読出し回路22は図示しない公知のチャージアンプ,CDS(Correlated Double Sampling)回路,マルチプレクサ,およびAD変換器等から構成されており,読み出した信号を紙面水平方向に切り替えると共に,各信号をデジタルデータに変換してフレームメモリ12に出力する。なお撮影制御手段11による撮影の制御は,シフトレジスタ21および信号読出し回路22にシーケンスを与えることで実施される。またコンソール10は図示しないデータ線を通して供給電位Vdd,PD基準電位Vss, およびCSA基準電位Vsの電圧を制御する。   FIG. 2 is a diagram for explaining the configuration of the X-ray detector 4. The X-ray detector 4 is obtained by forming pixels 103 in an array on a glass substrate 20 using a polysilicon and / or amorphous silicon process. Note that the internal configuration of the pixel 103 is the same as that shown in FIG. Pixel reset and signal readout pixel selection are performed via a reset line 101 and a pixel selection line 102, respectively. The drain current Id output from the selected pixel is read out via the data line 100. In addition to this, a shift register 21 and a signal readout circuit 22 are arranged on the glass substrate 20. These are both individual chips formed on a silicon wafer, and are later bonded and fixed on a glass substrate. The shift register 21 sequentially switches the voltage applied to the reset line 101 and the pixel selection line 102 in the vertical direction, and selects the pixel readout position in this direction. The signal readout circuit 22 is composed of a well-known charge amplifier (not shown), a CDS (Correlated Double Sampling) circuit, a multiplexer, an AD converter, and the like. The readout signal is switched in the horizontal direction on the paper and each signal is converted into digital data. And converted to the frame memory 12. The photographing control by the photographing control means 11 is performed by giving a sequence to the shift register 21 and the signal readout circuit 22. The console 10 controls the supply potential Vdd, PD reference potential Vss, and CSA reference potential Vs through data lines (not shown).

図3は入出力特性設定テーブル15の構成を示したものである。本テーブルには撮影対象部位毎に推奨設定およびユーザー設定が設けられている。検者はコンソール10を介してユーザー設定の入力,撮影対象部位の選択および推奨設定とユーザー設定の選択等を行うことができる。このとき検者は,電圧設定(Vdd, Vss, Vs)を直接入力しても良いし,予め用意された入出力特性のサンプル(入出力特性1,2,・・・等)から好みのものを選んで設定しても良い。   FIG. 3 shows the configuration of the input / output characteristic setting table 15. In this table, recommended settings and user settings are provided for each part to be imaged. The examiner can input user settings, select an imaging target region, and select recommended settings and user settings via the console 10. At this time, the examiner may directly input the voltage setting (Vdd, Vss, Vs), or a desired one from a sample of input / output characteristics prepared in advance (input / output characteristics 1, 2,...). You may select and set.

図4は供給電位Vddと入出力特性の関係を示した図である。なおここではCSA基準電位Vsは全て0 [V]とした。また横軸のVdd-Voはフォトダイオードへの入射光量に比例する電圧である。図4を見ると,Vddが高くなるにつれて入出力特性のリニアリティが向上していることがわかる。一方Vddが低い場合,入射光量が大きくなるにつれてリニアリティが低下し,Idの変化が圧縮されるようになる。このような入出力特性の信号をAD変換した場合,特に入射光量の小さい領域において濃度分解能を向上できるという利点がある。なお図4に示した入出力特性に基づき,IdからVdd-Voへの変換をテーブル化したものが入出力特性変換テーブル14に相当する。入出力特性変換テーブル14を用いれば,非線形な入出力特性を線形なものに変換できるので,コーンビームCT等,特に線形性が必要とされる計測にも対応できる。また図4中にはPD基準電位Vssの設定値を示さなかったが,VssはVoの可変範囲をVss〜Vddに規定するパラメータである。ただし,画素アンプM2が動作する範囲でVoが変化するようにVssの値を決める必要がある。またVdd-Vssの値が変わるとフォトダイオードのリーク電流や接合容量等の特性が変わるため,Vdd-Vssの値を一定値に保ったまま Vddの変化に合わせてVssを自動的に設定するようにしても良い。   FIG. 4 is a graph showing the relationship between the supply potential Vdd and the input / output characteristics. Here, the CSA reference potentials Vs are all 0 [V]. Vdd-Vo on the horizontal axis is a voltage proportional to the amount of light incident on the photodiode. As can be seen from FIG. 4, the linearity of the input / output characteristics improves as Vdd increases. On the other hand, when Vdd is low, linearity decreases as the amount of incident light increases, and the change in Id is compressed. When AD conversion is performed on a signal having such input / output characteristics, there is an advantage that the density resolution can be improved particularly in a region where the amount of incident light is small. Note that the table of conversion from Id to Vdd-Vo based on the input / output characteristics shown in FIG. If the input / output characteristic conversion table 14 is used, nonlinear input / output characteristics can be converted into linear ones, so that it is possible to cope with measurements such as cone beam CT that require linearity in particular. In FIG. 4, the set value of the PD reference potential Vss is not shown, but Vss is a parameter that defines the variable range of Vo to Vss to Vdd. However, it is necessary to determine the value of Vss so that Vo changes within the range in which the pixel amplifier M2 operates. In addition, characteristics such as photodiode leakage current and junction capacitance change when the value of Vdd-Vss changes, so Vss is automatically set according to changes in Vdd while keeping the value of Vdd-Vss constant. Anyway.

図5はCSA基準電位Vsと入出力特性の関係を示した図である。なおここでは供給電位Vddは全て3 [V]とした。図5を見ると,Vsを変えることで,図4の場合と同様の入出力特性を実現できる。   FIG. 5 shows the relationship between the CSA reference potential Vs and the input / output characteristics. Here, all the supply potentials Vdd are set to 3 [V]. Referring to FIG. 5, by changing Vs, the same input / output characteristics as in FIG. 4 can be realized.

以上,本発明の実施の形態を示したが,本発明は本実施の形態のみに限定されるものではなく,その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。例えば工業用のX線撮影装置等にも本発明を適用できることは言うまでもない。   Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, it goes without saying that the present invention can be applied to, for example, an industrial X-ray imaging apparatus.

本実施の形態に係るX線撮影装置の構成。The structure of the X-ray imaging apparatus which concerns on this Embodiment. X線検出器4の構成。Configuration of the X-ray detector 4. 入出力特性設定テーブル15の構成。Configuration of input / output characteristic setting table 15. 供給電位Vddと入出力特性の関係。Relationship between supply potential Vdd and input / output characteristics. CSA基準電位Vsと入出力特性の関係。Relationship between CSA reference potential Vs and input / output characteristics. アクティブピクセル型X線FPDの回路の構成。Configuration of an active pixel X-ray FPD circuit. アクティブピクセル型X線FPDの入出力特性の例。An example of input / output characteristics of an active pixel X-ray FPD.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・X線管,
2・・・コリメータ,
3・・・支柱,
4・・・X線検出器,
5・・・被写体,
6・・・寝台,
20・・・ガラス基板,
21・・・シフトレジスタ,
22・・・信号読出し回路,
100・・・データライン,
101・・・リセットライン,
102・・・画素選択ライン,
103・・・画素。
1 ... X-ray tube,
2 ... Collimator,
3 ... posts,
4 ... X-ray detector,
5 ... Subject,
6 ... Sleeper,
20 ... Glass substrate,
21... Shift register,
22... Signal readout circuit,
100 ... data line,
101 ... reset line,
102 ... Pixel selection line,
103: Pixel.

Claims (4)

X線を発生する手段と,被写体のX線透過像を検出するX線検出手段を有するX線撮影装置において,前記X線検出手段の撮像面を構成する個々の画素がフォトダイオードおよびフォトダイオードの検出信号を増幅するアンプを有しており,前記フォトダイオードおよびアンプに供給する電圧若しくは前記アンプの出力電圧を設定する電圧設定手段と,前記設定された電圧に応じて前記X線検出器の入出力特性を補正する入出力特性補正手段を有することを特徴とするX線撮影装置。   In an X-ray imaging apparatus having means for generating X-rays and X-ray detection means for detecting an X-ray transmission image of a subject, individual pixels constituting the imaging surface of the X-ray detection means are photodiodes and photodiodes. An amplifier for amplifying a detection signal; a voltage setting means for setting a voltage supplied to the photodiode and the amplifier or an output voltage of the amplifier; and an input of the X-ray detector according to the set voltage. An X-ray imaging apparatus comprising input / output characteristic correction means for correcting output characteristics. 請求項1に記載のX線撮影装置において,前記フォトダイオードの両端電圧を所定の設定値に変更するリセット手段と,前記リセット手段によるリセット時において、前記フォトダイオードの両端電圧の差分値を前記供給電圧によらず一定に保持する電圧保持手段を有することを特徴とするX線撮影装置。 2. The X-ray imaging apparatus according to claim 1, wherein a reset means for changing a voltage across the photodiode to a predetermined set value and a difference value between the voltages across the photodiode upon resetting by the reset means are supplied. An X-ray imaging apparatus comprising voltage holding means for holding constant regardless of voltage. 請求項1および2に記載のX線撮影装置において,対象とする被写体に応じて前記供給電圧の設定値を予め指定できることを特徴とするX線撮影装置。   3. The X-ray imaging apparatus according to claim 1, wherein the set value of the supply voltage can be designated in advance according to a target subject. 請求項1〜3に記載のX線撮影装置において,前記入出力特性補正手段は予め用意された入出力特性補正テーブルに基づいて前記X線検出器の入出力特性を補正することを特徴とするX線撮影装置。   4. The X-ray imaging apparatus according to claim 1, wherein the input / output characteristic correction unit corrects the input / output characteristic of the X-ray detector based on an input / output characteristic correction table prepared in advance. X-ray imaging device.
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