JP5266613B2 - ２次元放射線検出器、及び、該２次元放射線検出器を備えた放射線撮像装置 - Google Patents

Description

この発明は、Ｘ線像や光像などの検出対象の放射線像が投影される放射線検出面に放射線を検出する放射線検出素子が２次元マトリックス状に配列されていると共に、各放射線検出素子からアナログ電気信号の放射線検出信号を取り出して増幅してからディジタル電気信号に変換して検出対象の放射線像に相応する画素データにして出力する２次元放射線検出器、及び、該２次元放射線検出器を備えた放射線撮像装置に係り、特に、放射線検出面における一部の領域の内の放射線検出素子に対応する一部の画素データだけを選択的に出力させる（画素データの一部収集を行なう）ための技術に関する。

従来の２次元放射線検出器の一つであるＸ線像を検出対象とする２次元Ｘ線検出器８０の場合、図１３および図１４に示すように、検出対象のＸ線像が投影されるＸ線検出面（放射線検出面）ｘａにＸ線を検出する多数のＸ線検出素子８２が横・縦の２次元マトリックス状に配列されているＸ線センサ本体８１と、Ｘ線検出素子８２からＸ線検出信号をＸ線検出素子８２毎に取り出す検出信号取り出し機構８３を備えている。

検出信号取り出し機構８３は、各Ｘ線検出素子８２にそれぞれ付設された薄膜トランジスタ等の電子スイッチ（図示省略）と、Ｘ線検出素子８２の横列毎に列内のＸ線検出素子８２の電子スイッチを一斉にオンにするスイッチ制御ライン８４と、スイッチ制御ライン８４に順番にスイッチオン信号を与えるスイッチドライバー８５と、Ｘ線検出素子８２の縦列毎に列内のＸ線検出素子８２からＸ線検出信号を取り出すのに共用される信号取り出しライン８６を有している。

検出信号取り出し機構８３の作動中は、通常、先ずスイッチドライバー８５から最上段のスイッチ制御ライン８４にスイッチオン信号が与えられるのに伴って、最上段の横列の各Ｘ線検出素子８２に付設の各電子スイッチがオンとなることにより、各Ｘ線検出素子８２から電子スイッチを経由してアナログ電気信号のＸ線検出信号が各信号取り出しライン８６に送出される。

検出信号取り出し機構８３の後段では、信号取り出しライン８６が順番にアナログマルチプレクサ８７によりＡ／Ｄ変換器８８に接続されると共に、Ａ／Ｄ変換器８８に接続された信号取り出しライン８６のＸ線検出信号がＡ／Ｄ変換器８８でディジタル電気信号に順次変換されてからＦＩＦＯ型メモリ（ＦＩＦＯ型記憶手段）８９に送られて検出対象のＸ線像に相応する画素データとして記憶されると、最上段の横列のＸ線検出素子８２のＸ線検出信号が取り出されて画素データとして記憶されたことになる。
なお、ＦＩＦＯ型メモリ８９は先入れ先出し（First In First Out) タイプのメモリであり、記憶されている画素データが読み出される際には記憶時点が最も古い画素データが最初に読み出されるタイプのメモリである。

こうして最上段の横列のＸ線検出素子８２のＸ線検出信号が画素データとしてＦＩＦＯ型メモリ８９に格納されたら、次にスイッチドライバー８５から最上段の次の段のスイッチ制御ライン８４にスイッチオン信号が与えられる。そうすると、最上段の一段下の段の横列の各Ｘ線検出素子８２のＸ線検出信号が、最上段の場合と同様にしてディジタル電気信号の画素データとなってＦＩＦＯ型メモリ８９に格納される。

そして、その後も、スイッチドライバー８５からスイッチオン信号が与えられるスイッチ制御ライン８４が１ラインずつ下に移りながら、Ｘ線検出信号の取り出しから画素データの格納までの処理が繰り返し行なわれることによって、全ての各Ｘ線検出素子８２のＸ線検出信号が取り出されてディジタル電気信号の画素データとしてＦＩＦＯ型メモリ８９に記憶される。

他方、例えば２次元Ｘ線検出器８０がＸ線撮像装置に配備されていて、２次元Ｘ線検出器８０により撮影対象のＸ線像の検出が行なわれる構成とされている場合は、ＦＩＦＯ型メモリ８９に記憶された画素データは、ＦＩＦＯ型メモリ８９からディジタルマルチプレクサ９０を経由して読み出されて２次元Ｘ線検出器８０から出力されると共に、２次元Ｘ線検出器８０の後段では画素データにしたがってＸ線撮影画像が表示される。

加えて、２次元Ｘ線検出器８０は、Ｘ線検出面ｘａにおける一部の領域（例えば真ん中の１／４の領域）の内のＸ線検出素子８２に対応する一部の画素データだけを選択的に出力する（画素データの一部収集を行なう）ことができる構成とされている。
従来の２次元Ｘ線検出器８０で画素データの一部収集を行なう場合、画素データの収集対象となるＸ線検出素子８２についてだけＸ線検出信号の取り出しを行なったり、ＦＩＦＯ型メモリ８９に記憶されている画素データのうち必要な画素データを選択的に読み出したりする（特許文献１を参照）。
特開平１０−２０６５５３号公報（４頁〜６頁，図１〜図５）

しかしながら、上記従来の２次元Ｘ線検出器８０は、画素データの一部収集を行なう場合、Ｘ線検出信号の取り出しや画素データの選択出力に必要なコントローラの構成が複雑となるという問題がある。すなわち、画素データの収集対象となるＸ線検出素子８２についてだけＸ線検出信号の取り出しを行なうので、スイッチドライバー８５などのＸ線検出信号の取り出しに必要なコントローラの構成が複雑になり、またＦＩＦＯ型メモリ８９に対し記憶されている画素データの一部だけを選択的に読み出さなければならないので、画素データの読み出しに必要なコントローラの構成が複雑になる。

加えて、従来の２次元Ｘ線検出器８０は、画素データの一部収集を行なう場合、Ｘ線検出素子８２の検出動作が不安定となる心配があるという問題もある。画素データの収集対象でないＸ線検出素子８２の内に取り出されずに残留したままとなるＸ線検出信号が、画素データの収集対象であるＸ線検出素子８２の検出動作を不安定にする恐れがある。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、特に、放射線検出面における一部の領域の内の放射線検出素子に対応する一部の画素データだけを選択的に出力する際に、放射線検出信号の取り出しや画素データの選択に必要なコントローラの構成が簡単となるのに加え、放射線検出素子の検出動作が不安定となる心配がない２次元放射線検出器、及び、放射線撮像装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明に係る２次元放射線検出器は、（Ａ）検出対象の放射線像が投影される放射線検出面に放射線をアナログ電気信号に変換して検出する放射線検出素子が２次元マトリックス状に配列されている放射線検出手段と、（Ｂ）全放射線検出素子から放射線検出信号を放射線検出素子毎に取り出す全検出信号取り出し手段と、（Ｃ）全検出信号取り出し手段により取り出された放射線検出信号を増幅する検出信号増幅手段と、（Ｄ）検出信号増幅手段により増幅された放射線検出信号をディジタル電気信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、（Ｅ）Ａ／Ｄ変換手段から出力される画素データを検出対象の放射線像に相応する放射線画像の画素データとして記憶するＦＩＦＯ型記憶手段と、（Ｆ）ＦＩＦＯ型記憶手段に記憶されている放射線画像の全画素データを読み出す全データ読み出し手段と、（Ｇ）放射線検出面における一部の領域を実際に放射線検出を行なう必要のある放射線実検出域として設定する放射線実検出域設定手段と、（Ｈ）全データ読み出し手段によりＦＩＦＯ型記憶手段から読み出される全画素データのうち放射線実検出域設定手段により設定された放射線実検出域としての一部の領域の内の放射線検出素子に対応する画素データだけを選択的に通過させる画素データ選択出力手段とを備え、全検出信号取り出し手段は、放射線検出素子列毎に列内の放射線検出素子から放射線検出信号を取り出すのに共用される信号取り出しラインを有しており、検出信号増幅手段は、各信号取り出しラインを経由して取り出される放射線検出信号を増幅するアナログ増幅器を信号取り出しライン毎に有しており、Ａ／Ｄ変換手段は所定個数のアナログ増幅器毎に１個ずつ割り当てられたＡ／Ｄ変換器を有しているのに加え、Ａ／Ｄ変換器の前段に各アナログ増幅器を順番に割り当てられているＡ／Ｄ変換器に接続するアナログマルチプレクサを備え、Ａ／Ｄ変換手段とＦＩＦＯ型記憶手段の間にディジタルマルチプレクサが介在していることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項１の発明の２次元放射線検出器で放射線検出面における一部の領域の内の放射線検出素子に対応する一部の画素データだけを選択的に出力する（以下、適宜「画素データの一部収集を行なう」と記述）場合、先ず放射線実検出域設定手段によって、放射線をアナログ電気信号に変換して検出する放射線検出素子が２次元マトリックス状に配列された放射線検出面における一部の領域を実際に放射線検出を行なう必要のある放射線実検出域として設定する。そして、放射線検出手段の放射線検出面に検出対象の放射線像を投影させると共に、全検出信号取り出し手段により全放射線検出素子から放射線検出信号を放射線検出素子毎に取り出して検出信号増幅手段で増幅したうえでＡ／Ｄ変換手段によりディジタル電気信号に変換してからＦＩＦＯ型記憶手段で検出対象の放射線像に相応する放射線画像の画素データとして記憶する。更に、ＦＩＦＯ型記憶手段に記憶された放射線像に相応する画素データは全データ読み出し手段により全て読み出されると共に、全画素データのうち放射線実検出域設定手段により設定された放射線実検出域としての一部の領域の内の放射線検出素子に対応する画素データだけが画素データ選択出力手段により選択的に通過させられる結果、放射線検出面における一部の領域の内の放射線検出素子に対応する一部の画素データだけが選択的に出力される。

即ち、請求項１の発明の２次元放射線検出器の場合、画素データの一部収集を行なう際、放射線検出面に２次元マトリックス状に配列されている放射線検出素子のうち一部の放射線検出素子だけから放射線検出信号を取り出すのではなく、全検出信号取り出し手段により全ての放射線検出素子から放射線検出信号を取り出すので、放射線検出信号の取り出しに必要なコントローラの構成が簡単となる。
加えて、ＦＩＦＯ型記憶手段に記憶されている検出対象の放射線像に相応する放射線画像の画素データの一部だけを読み出すのではなく、全データ読み出し手段によりＦＩＦＯ型記憶手段から全ての画素データを読み出すのに加え、常に先入れ先出しという一定の順序で読み出されてくる全画素データのうち放射線実検出域設定手段で設定された放射線実検出域の内の放射線検出素子に対応する画素データだけを画素データ選択出力手段で選別する制御も容易である結果、一部の画素データの選択出力に必要なコントローラの構成も簡単となる。

また、請求項１の発明の２次元放射線検出器の場合、画素データの一部収集を行なう際、上記のように画素データの収集対象でない放射線検出素子も含めて全ての放射線検出素子から放射線検出信号が取り出されるので、画素データの収集対象でない放射線検出素子の存在が、画素データの収集対象である放射線検出素子の検出動作の不安定要因となる恐れもないことになる。

また、全検出信号取り出し手段により取り出される放射線検出信号が転送される信号取り出しラインは、放射線検出素子列毎に列内の放射線検出素子から放射線検出信号を取り出すのに共用されるので、信号取り出しラインの数は放射線検出素子列の数だけ設ければ済む。また、各信号取り出しラインを経由して取り出された放射線検出信号は、信号取り出しライン毎に設けられたアナログ増幅器により直ちに増幅されるので、検出信号増幅手段による放射線検出信号の増幅は、極めて速やかに進行する。

また、Ａ／Ｄ変換手段としてのＡ／Ｄ変換器は、アナログマルチプレクサにより所定個数のアナログ増幅器に時分割的に切替接続されるので、１個のＡ／Ｄ変換器が所定個数のアナログ増幅器で共用される結果、Ａ／Ｄ変換器の数が少なくて済む。

また、Ａ／Ｄ変換手段とＦＩＦＯ型記憶手段の間にディジタルマルチプレクサが介在しているので、Ａ／Ｄ変換手段をＦＩＦＯ型記憶手段に直接接続する場合に比べ、ＦＩＦＯ型記憶手段の構成を簡素化することが可能となる。

さらに、請求項２の発明は、上記の目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項２に記載の発明に係る放射線撮像装置は、請求項１に記載の２次元放射線検出器を備えていて、この２次元放射線検出器により撮影対象の放射線像の検出が行なわれることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項２の発明の放射線撮像装置の場合、請求項１に記載の２次元放射線検出器によって撮影対象の放射線像の検出が行なわれるので、２次元放射線検出器における放射線検出面における一部の領域の内の放射線検出素子に対応する一部の画素データだけを選択的に２次元放射線検出器から出力する際に、放射線検出信号の取り出しや画素データの選択出力に必要なコントローラの構成が簡単となるのに加え、放射線検出素子の検出動作が不安定となる心配がない。

請求項１の発明の２次元放射線検出器の場合、画素データの一部収集を行なう際、放射線検出面に２次元マトリックス状に配列されている放射線検出素子のうち一部の放射線検出素子だけから放射線検出信号を取り出すのではなくて、全検出信号取り出し手段により全ての放射線検出素子から放射線検出信号を取り出すので、放射線検出信号の取り出しに必要なコントローラの構成が簡単となる。
加えて、ＦＩＦＯ型記憶手段に記憶されている検出対象の放射線像に相応する放射線画像の画素データの一部だけを読み出すのではなく、全データ読み出し手段によりＦＩＦＯ型記憶手段から全ての画素データを読み出すのに加え、常に先入れ先出しという一定の順序で読み出されてくる全画素データのうち放射線実検出域設定手段で設定された放射線実検出域の内の放射線検出素子に対応する画素データだけを画素データ選択出力手段で選別する制御も容易である結果、一部の画素データの選択出力に必要なコントローラの構成も簡単となる。

また、請求項１の発明の２次元放射線検出器の場合、画素データの一部収集を行なう際、上記のように画素データの収集対象でない放射線検出素子も含めて全ての放射線検出素子から放射線検出信号が取り出されるので、画素データの収集対象でない放射線検出素子の存在が、画素データの収集対象である放射線検出素子の検出動作の不安定要因となる恐れもない。
よって、請求項１の発明の２次元放射線検出器によれば、放射線検出面における一部の領域の内の放射線検出素子に対応する一部の画素データだけを選択的に出力する際に、放射線検出信号の取り出しや画素データの選択出力に必要なコントローラの構成が簡単となるのに加え、放射線検出素子の検出動作が不安定となる心配がない。
また、全検出信号取り出し手段により取り出される放射線検出信号が転送される信号取り出しラインは、放射線検出素子列毎に列内の放射線検出素子から放射線検出信号を取り出すのに共用されるので、信号取り出しラインの数は放射線検出素子列の数だけ設ければ済む。また、各信号取り出しラインを経由して取り出された放射線検出信号は、信号取り出しライン毎に設けられたアナログ増幅器により直ちに増幅されるので、検出信号増幅手段による放射線検出信号の増幅は、極めて速やかに進行する。
また、Ａ／Ｄ変換手段としてのＡ／Ｄ変換器は、アナログマルチプレクサにより所定個数のアナログ増幅器に時分割的に切替接続されるので、１個のＡ／Ｄ変換器が所定個数のアナログ増幅器で共用される結果、Ａ／Ｄ変換器の数が少なくて済む。
また、Ａ／Ｄ変換手段とＦＩＦＯ型記憶手段の間にディジタルマルチプレクサが介在しているので、Ａ／Ｄ変換手段をＦＩＦＯ型記憶手段に直接接続する場合に比べ、ＦＩＦＯ型記憶手段の構成を簡素化することが可能となる。

さらに、請求項２の発明の放射線撮像装置の場合、請求項１に記載の２次元放射線検出器により撮影対象の放射線像の検出が行なわれるので、請求項２の発明の放射線撮像装置によれば、２次元放射線検出器における放射線検出面における一部の領域の内の放射線検出素子に対応する一部の画素データだけを選択的に２次元放射線検出器から出力する際に、放射線検出信号の取り出しや画素データの選択出力に必要なコントローラの構成が簡単となるのに加え、放射線検出素子の検出動作が不安定となる心配がない。

この発明の２次元放射線検出器および放射線撮像装置の実施例を図面を参照して説明する。図１はこの発明の２次元放射線検出器の実施例としての２次元Ｘ線検出器を備えているこの発明の放射線撮像装置の実施例である医用のＸ線撮像装置の構成を示すブロック図、図２は実施例の２次元Ｘ線検出器のＸ線検出面におけるＸ線検出素子の配列状況を示す模式図、図３は実施例の２次元Ｘ線検出器における１個のＸ線検出素子の構成を中心に示す模式図、図４は実施例の２次元Ｘ線検出器の信号読み出し機構の構成を中心に示すブロック図、図５は実施例の２次元Ｘ線検出器全体の構成を示すブロック図である。

実施例のＸ線撮像装置は、図１に示すように、Ｘ線撮影対象である被検体ＭにＸ線を照射するＸ線管１と、被検体ＭへのＸ線照射に伴って生じる被検体Ｍの透過Ｘ線像を検出する２次元Ｘ線検出器２を備えており、Ｘ線管１により被検体ＭにＸ線が照射されるのに伴って生じる被検体Ｍの透過Ｘ線像が２次元Ｘ線検出器２により検出されて被検体Ｍの透過Ｘ線像に相応する画素データが出力されるのに加え、２次元Ｘ線検出器２から出力される画素データに基づいて２次元Ｘ線検出器２の後段に設けられたＸ線画像取得部３によりＸ線撮影画像が取得された後、必要に応じて取得されたＸ線撮影画像が、表示モニタ４の画面に映し出されたり、また画像保存媒体（図示省略）に記憶されたりする。

また、実施例の装置の場合、表示モニタ４の画面にはＸ線撮影画像以外にＸ線撮影の実行に必要な操作メニュー等も映し出されるのに加え、Ｘ線撮影の実行に必要な条件設定やデータ入力を行なう為の操作部５を備えている他、操作部５の入力操作やＸ線撮影の進行状況に応じて必要なデータや命令信号を適当な箇所に送出して装置の稼働を司る役割を担っている撮像制御部６なども備えている。なお、撮像制御部６はコンピュータおよび作動プログラムを中心に構成されているものである。

２次元Ｘ線検出器２は、図２に示すように、検出対象の透過Ｘ線像が投影されるＸ線検出面（放射線検出面）ＸＡにＸ線をアナログ電気信号に変換して検出する多数のＸ線検出素子８が横・縦の２次元マトリックス状に配列されているＸ線センサ本体（放射線検出手段）７を備えている。Ｘ線検出素子８の２次元マトリックス配列の具体例としては、横４０００列×縦４０００列程度の２次元マトリックス配列が挙げられる。この実施例では、Ｘ線検出素子８はＸ線が直に電気信号に変換される直接変換タイプであるが、Ｘ線検出素子８はＸ線がいったん光に変換されてから更に電気信号に変換される間接変換タイプであってもよい。

各Ｘ線検出素子８は、図３に示すように、Ｘ線を直接電荷に変換するＸ線感応型半導体８Ａと、Ｘ線感応型半導体８Ａの表側へ他素子と共用のかたちで形成されているバイアス電圧印加電極８Ｂと、Ｘ線感応型半導体８Ａの裏側へ各素子別に形成されている個別電極８Ｃと、電荷蓄積用コンデンサ８Ｄとを有していて、検出動作中は、バイアス電圧用電源９からバイアス電圧印加電極８Ｂに数キロボルト〜数十キロボルト程度のバイアス電圧が与えられると共に、Ｘ線感応型半導体８ＡでＸ線が電荷（キャリア）に直接変換されて個別電極８Ｃを経由して電荷蓄積用コンデンサ８ＤにＸ線検出信号としてアナログ電気信号のかたちで蓄えられる。

２次元Ｘ線検出器２は、図４に示すように、全Ｘ線検出素子８からＸ線検出信号をＸ線検出素子８毎に取り出す全検出信号取り出し機構１０と、全検出信号取り出し機構１０により取り出されたＸ線検出信号を増幅する検出信号増幅機構１５を備えている。全検出信号取り出し機構１０は、各Ｘ線検出素子８にそれぞれ付設された薄膜トランジスタ等の電子スイッチ１１と、Ｘ線検出素子８の横列毎に列内のＸ線検出素子８の電子スイッチを一斉にオンにするスイッチ制御ライン１２と、スイッチ制御ライン１２に順番にスイッチオン信号を与えるスイッチドライバー１３と、Ｘ線検出素子８の縦列毎に列内のＸ線検出素子８からＸ線検出信号を取り出すのに共用される信号取り出しライン１４を有している。

全検出信号取り出し機構１０の作動中は、通常、先ずスイッチドライバー１３から最上段のスイッチ制御ライン１２にスイッチオン信号が与えられるのに伴って、最上段の横列の各Ｘ線検出素子８に付設の各電子スイッチ１１がオンとなる（閉じる）ことにより、最上段の横列の各Ｘ線検出素子８のコンデンサ８Ｄから電子スイッチ１１を経由してアナログ電気信号のＸ線検出信号が各信号取り出しライン１４にそれぞれ取り出されてから検出信号増幅機構１５により増幅される。

さらに、全検出信号取り出し機構１０は、Ｘ線検出素子８の縦列毎に列内のＸ線検出素子８からＸ線検出信号を取り出すのに共用される信号取り出しライン１４を有しており、検出信号増幅機構１５は、各信号取り出しライン１４を経由して取り出されるＸ線検出信号を増幅するアナログ増幅器１５Ａを信号取り出しライン１４毎に有している。その結果、信号取り出しライン１４は、Ｘ線線検出素子８の縦列毎に列内のＸ線検出素子８からＸ線検出信号を取り出すのに共用されるので、信号取り出しライン１４はＸ線検出素子８の縦の列の数だけ設ければ済む。また、各信号取り出しライン１４を経由して取り出されたＸ線検出信号は、信号取り出しライン１４毎に設けられたアナログ増幅器１５Ａにより直ちに増幅されるので、検出信号増幅機構１５によるＸ線検出信号の増幅は、極めて速やかに進行する。

続いて、検出信号増幅機構１５の後段の構成を、主として図５を参照しながら説明するが、以下では便宜上から、信号取り出しライン１４の数を１５本として説明する。図５に示すように、検出信号増幅機構１５の後段では、検出動作中、検出信号増幅機構１５により増幅されたＸ線検出信号がアナログマルチプレクサ機構１６を経由してＡ／Ｄ変換機構１７に送り込まれてディジタル電気信号に変換されてから、更にディジタルマルチプレクサ１８を経由してＦＩＦＯ型記憶機構１９へ送り込まれて検出対象の透過Ｘ線像に相応するＸ線撮影画像の画素データとして記憶されるＸ線検出プロセスが進行することになる。以下、実施例の２次元Ｘ線検出器２のＸ線検出プロセスを具体的に説明する。

Ａ／Ｄ変換機構１７は、５個のアナログ増幅器１５Ａ毎（つまり５本の信号取り出しライン１４毎）に１個ずつ割り当てられているかたちで３個のＡ／Ｄ変換器１７Ａを有しているのに加え、各Ａ／Ｄ変換器１７Ａの前段に５個のアナログ増幅器１５Ａを順番に割り当てられたＡ／Ｄ変換器１７Ａと接続する３個のアナログマルチプレクサ１６Ａをそれぞれ有している。そして、１５個のアナログ増幅器１５Ａの（増幅後の）Ｘ線検出信号を左から順番に♯０１〜♯１５とすると、Ｘ線検出信号♯０１〜♯１５は３個の各アナログマルチプレクサ１６Ａにより、図６に示すように、３個のＡ／Ｄ変換器１７Ａにパラレルに送り込まれてディジタル電気信号へ変換される。つまり、左端のアナログマルチプレクサ１６ＡからＸ線検出信号♯０１〜♯０５が番号順に送り出され、真ん中のアナログマルチプレクサ１６ＡからはＸ線検出信号♯０６〜♯１０が番号順に送り出され、右端のアナログマルチプレクサ１６ＡからはＸ線検出信号♯１１〜♯１５が番号順に送り出されるように、アナログマルチプレクサ機構１６の切替制御が行なわれるのである。

Ａ／Ｄ変換器１７Ａによるディジタル変換後のＸ線検出信号を♯０１〜♯１５の番号と対応させることとして♭０１〜♭１５とすると、３個のＡ／Ｄ変換器１７Ａからは、Ｘ線検出信号♭０１〜♭１５が、図７に示すように、同時に３個（例えば♭０１、♭０６，♭１１）ずつＸ線検出信号（例えば♭０１、♭０６，♭１１）がパラレルにディジタルマルチプレクサ１８に順番に送り込まれる。
そして、ディジタルマルチプレクサ１８は、図８に示すように、パラレルに送り込まれてくる３個のＸ線検出信号（例えば♭０１、♭０６，♭１１）をアナログマルチプレクサ１６Ａの３倍の速度で時分割して出力することによりＦＩＦＯ型記憶機構１９へ順に送り込む。

ＦＩＦＯ型記憶機構１９は、３個のＡ／Ｄ変換器１７Ａのそれぞれに対応する３個のＦＩＦＯ型メモリ１９Ａを有していて、左端のＡ／Ｄ変換器１７Ａから送り出されるＸ線検出信号♭０１〜♭０５は左端のＦＩＦＯ型メモリ１９Ａに番号順に書き込み記憶され、真ん中のＡ／Ｄ変換器１７Ａから送り出されるＸ線検出信号♭０６〜♭１０は真ん中のＦＩＦＯ型メモリ１９Ａに番号順に書き込み記憶され、右端のＡ／Ｄ変換器１７Ａから送り出されるＸ線検出信号♭１１〜♭１５は右端のＦＩＦＯ型メモリ１９Ａに番号順に書き込み記憶されるように、ＦＩＦＯ型記憶機構１９の読み込み制御が行なわれる。

したがって、ＦＩＦＯ型記憶機構１９の場合、図９に示すように、Ｘ線検出信号♭０１〜♭１５は３個のＦＩＦＯ型メモリ１９Ａに画素データとして記憶される。
なお、ＦＩＦＯ型メモリ１９Ａは先入れ先出し（First In First Out) タイプのメモリであり、記憶されている画素データが読み出される際には記憶時点が最も古い画素データが最初に読み出されるタイプのメモリである。

こうして最上段の横列のＸ線検出素子８のＸ線検出信号が画素データとしてＦＩＦＯ型記憶機構１９に格納されたら、次にスイッチドライバー１３から最上段の次の段のスイッチ制御ライン１２にスイッチオン信号が与えられる。そうすると、最上段の一段下の段の横列の各Ｘ線検出素子８のＸ線検出信号が、最上段の場合と同様にしてディジタル電気信号の画素データとなってＦＩＦＯ型記憶機構１９に格納される。
そして、その後も、スイッチドライバー１３からスイッチオン信号が与えられるスイッチ制御ライン１２が１ラインずつ下に移りながら、Ｘ線検出信号の取り出しから画素データの格納までのプロセスが繰り返し行なわれることによって、全ての各Ｘ線検出素子８のＸ線検出信号が取り出されてディジタル電気信号の画素データとしてＦＩＦＯ型記憶機構１９に記憶される。
ＦＩＦＯ型記憶機構１９に記憶された全画素データは検出動作全般を制御するコントローラ（全データ読み出し手段）２０の制御にしたがって読み出し動作を実行するディジタルマルチプレクサ２１によりＦＩＦＯ型記憶機構１９から読み出されてＸ線画像取得部３へ出力することができる。ＦＩＦＯ型記憶機構１９からは画素データとしてのＸ線検出信号♭０１〜♭１５が数字の順番で先入れ先出しのかたちで読み出されてくる。

さらに、実施例の２次元Ｘ線検出器２は、Ｘ線検出面ＸＡにおける一部の領域の内のＸ線検出素子８に対応する一部の画素データだけを選択的に出力することができる構成とされている。即ち、実施例の２次元Ｘ線検出器２は、Ｘ線検出面ＸＡにおける一部の領域を実際にＸ線検出を行なう必要のあるＸ線実検出域として設定するＸ線実検出域設定部２２と、コントローラ（全データ読み出し手段）２０によりＦＩＦＯ型記憶機構１９から読み出される全画素データのうちＸ線実検出域設定部２２により設定されたＸ線実検出域としての一部の領域の内のＸ線検出素子８に対応する画素データだけを選択的に通過させる画素データ選択出力部２３を備えている点を構成上の特徴としている。

そこで、以下、Ｘ線実検出域設定部２２および画素データ選択出力部２３について、具体的に全画素データのうちＸ線検出信号♭０３〜♭１３についての画素データだけを選択出力する場合に即しながら説明することとする。つまり、図１０に示すように、Ｘ線検出面ＸＡの左端と右端のそれぞれについて縦２列分のＸ線検出素子８を除いたＸ線実検出域ＸＢの内のＸ線検出素子８に対応する画像データを選択的に出力する場合に即して説明する。

まず、オペレータが図１に示す操作部５の入力操作でＸ線検出信号♭０３〜♭１３についての画素データだけを選択出力する設定操作を行なうと、設定結果が撮像制御部６から図５に示すコントローラ２０を経由してＸ線実検出域設定部２２にセットされる。具体的にはＸ線実検出域設定部２２がレジスタ（図示省略）を有していて、「０３」と「１３」の数値がレジスタによって保持される。

画素データ選択出力部２３はディジタルマルチプレクサ２１から送り出される画素データが通り抜けるゲート２３Ａと、ゲート２３Ａを開閉するカウンタ２３Ｂとを有している。カウンタ２３Ｂはコントローラ２０から送出される画素データの読み出し個数とＸ線実検出域設定部２２にセットされる数値を比較し画素データの読み出し個数がＸ線実検出域設定部２２のレジスタのセットされている「０３」と「１３」の間にある時だけゲート２３Ａを開く。
したがって、Ｘ線実検出域設定部２２および画素データ選択出力部２３の働きにより、ＦＩＦＯ型記憶機構１９からディジタルマルチプレクサ２１を介して読み出される全画素データのうちＸ線検出信号♭０３〜♭１３についての画素データだけが選択されてＸ線画像取得部３へ出力される。

以上に詳述したように、実施例の２次元Ｘ線検出器２の場合、画素データの一部収集を行なう際、Ｘ線検出面ＸＡに２次元マトリックス状に配列されているＸ線検出素子８のうち一部のＸ線検出素子８だけからＸ線検出信号を取り出すのではなく、全検出信号取り出し機構１０により全てのＸ線検出素子からＸ線検出信号を取り出すので、Ｘ線検出信号の取り出しに必要なコントローラの構成が簡単となる。
加えて、ＦＩＦＯ型記憶機構１９から検出対象の透過Ｘ線像に相応するＸ線撮影画像の画素データの一部だけを読み出すのではなく、コントローラ２０によりＦＩＦＯ型記憶機構１９から全ての画素データを読み出すのに加え、画素データが常に先入れ先出しという一定の順序で読み出されてくる全画素データのうちＸ線実検出域設定部２２で設定されたＸ線実検出域の内のＸ線検出素子８に対応する画素データだけを画素データ選択出力部２３で選別することも容易である結果、一部の画素データの選択出力に必要なコントローラの構成も簡単となる。

さらに、実施例の２次元Ｘ線検出器２の場合、画素データの一部収集を行なう際、上記のように画素データの収集対象ではないＸ線検出素子８も含めて全てのＸ線検出素子８からＸ線検出信号が取り出されるので、画素データの収集対象でないＸ線検出素子８の存在が、画素データの収集対象であるＸ線検出素子８の検出動作の不安定要因となる恐れもない。
よって、実施例の２次元Ｘ線検出器２および該２次元Ｘ線検出器２を備えたＸ線撮像装置によれば、Ｘ線検出面ＸＡにおける一部の領域の内のＸ線検出素子８に対応する一部の画素データだけを選択的に出力する際に、Ｘ線検出信号の取り出しや画素データの選択出力に必要なコントローラの構成が簡単となるのに加え、Ｘ線検出素子８の検出動作が不安定となる心配がない。

また、全検出取り出し機構１０により取り出される放射線検出信号が転送される信号取り出しライン１４は、放射線検出素子列毎に列内のＸ線検出素子８から放射線検出信号を取り出すのに共用されるので、信号取り出しライン１４の数は放射線検出素子列の数だけ設ければ済む。また、各信号取り出しライン１４を経由して取り出された放射線検出信号は、信号取り出しライン１４毎に設けられたアナログ増幅器１５Ａにより直ちに増幅されるので、検出信号増幅機構１５による放射線検出信号の増幅は、極めて速やかに進行する。

また、Ａ／Ｄ変換機構１７としてのＡ／Ｄ変換器１７Ａは、アナログマルチプレクサ１６Ａにより所定個数（例えば５個）のアナログ増幅器１５Ａに時分割的に切替接続されるので、１個のＡ／Ｄ変換器１７Ａが５個のアナログ増幅器１５Ａで共用される結果、Ａ／Ｄ変換器１７Ａの数が少なくて済む。

この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

（１）実施例の２次元Ｘ線検出器では、Ａ／Ｄ変換器１７Ａの数だけＦＩＦＯ型メモリ１９Ａを設けていたが、図１１に示すように、２個のＡ／Ｄ変換器１７Ａで１個のＦＩＦＯ型メモリ１９Ａを共用してＦＩＦＯ型メモリ１９Ａの数を減らすようにしてもよい。つまり、２個のＡ／Ｄ変換器１７ＡとＦＩＦＯ型メモリ１９Ａとの間にディジタルマルチプレクサ１８が介在しているので、Ａ／Ｄ変換器１７ＡをＦＩＦＯ型メモリ１９Ａに直接接続する場合に比べ、ＦＩＦＯ型メモリ１９Ａの構成を簡素化することが可能となる。

（２）実施例において、Ｘ線実検出域設定部２２によりＸ線検出面ＸＡにおける一部の領域を実際にＸ線検出を行なう必要のあるＸ線実検出域として設定する場合、図１２に示すように、Ｘ線検出面ＸＡの左端や右端だけでなく上端や下端のＸ線検出素子８を除いたＸ線実検出域ＸＣを設定することも当然できる。

（３）実施例の場合は放射線がＸ線であったが、この発明はＸ線以外の放射線にも適用することができる。

（４）実施例の２次元Ｘ線検出器およびＸ線撮像装置は医用のものであったが、この発明は医用に限らず、工業用あるいは原子力用にも適用することができる。

実施例のＸ線撮像装置の構成を示すブロック図である。 実施例の２次元Ｘ線検出器のＸ線検出素子の配列状況を示す模式図である。 実施例の２次元Ｘ線検出器の１個のＸ線検出素子の構成を中心に示す模式図である。 実施例の２次元Ｘ線検出器の信号読み出し機構を中心に示すブロック図である。 実施例の２次元Ｘ線検出器全体の構成を示すブロック図である。 実施例の２次元Ｘ線検出器におけるディジタル変換前のＸ線検出信号の経時変化を示すタイムチャートである。 実施例の２次元Ｘ線検出器におけるディジタル変換後のＸ線検出信号の経時変化を示すタイムチャートである。 実施例の２次元Ｘ線検出器においてディジタルマルチプレクサにより時分割されるＸ線検出信号の経時変化を示すタイムチャートである。 実施例の２次元Ｘ線検出器におけるＦＩＦＯ型メモリのＸ線検出信号の記憶状況を示す模式図である。 実施例の２次元Ｘ線検出器のＸ線実検出域設定部により設定されるＸ線実検出域の一例を示す模式図である。 変形例の２次元Ｘ線検出器のＦＩＦＯ型メモリ周りの構成を示すブロック図である。 実施例の２次元Ｘ線検出器のＸ線実検出域設定部により設定されるＸ線実検出域の他の例を示す模式図である。 従来の２次元Ｘ線検出器のＸ線検出素子の配列状況を示す模式図である。 従来の２次元Ｘ線検出器全体の構成を示すブロック図である。

符号の説明

２ …２次元Ｘ線検出器（２次元放射線検出器）
７ …Ｘ線センサ本体（放射線検出手段）
８ …Ｘ線検出素子（放射線検出素子）
１０ …全検出信号取り出し機構（全検出信号取り出し手段）
１４ …信号取り出しライン
１５ …検出信号増幅機構（検出信号増幅手段）
１５Ａ …アナログ増幅器
１６Ａ …アナログマルチプレクサ
１７ …Ａ／Ｄ変換機構（Ａ／Ｄ変換手段）
１７Ａ …Ａ／Ｄ変換器
１８ …ディジタルマルチプレクサ
１９ …ＦＩＦＯ型記憶機構（ＦＩＦＯ型記憶手段）
１９Ａ …ＦＩＦＯ型メモリ
２０ …（全データ読み出し手段としての）コントローラ
２２ …Ｘ線実検出域設定部（放射線実検出域設定手段）
２３ …画素データ選択出力部（画素データ選択出力手段）
ＸＡ …Ｘ線検出面（放射線検出面）
ＸＢ，ＸＣ …Ｘ線実検出域（放射線実検出域）

Claims (2)

1. （Ａ）検出対象の放射線像が投影される放射線検出面に放射線をアナログ電気信号に変換して検出する放射線検出素子が２次元マトリックス状に配列されている放射線検出手段と、（Ｂ）全放射線検出素子から放射線検出信号を放射線検出素子毎に取り出す全検出信号取り出し手段と、（Ｃ）全検出信号取り出し手段により取り出された放射線検出信号を増幅する検出信号増幅手段と、（Ｄ）検出信号増幅手段により増幅された放射線検出信号をディジタル電気信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、（Ｅ）Ａ／Ｄ変換手段から出力される画素データを検出対象の放射線像に相応する放射線画像の画素データとして記憶するＦＩＦＯ型記憶手段と、（Ｆ）ＦＩＦＯ型記憶手段に記憶されている放射線画像の全画素データを読み出す全データ読み出し手段と、（Ｇ）放射線検出面における一部の領域を実際に放射線検出を行なう必要のある放射線実検出域として設定する放射線実検出域設定手段と、（Ｈ）全データ読み出し手段によりＦＩＦＯ型記憶手段から読み出される全画素データのうち放射線実検出域設定手段により設定された放射線実検出域としての一部の領域の内の放射線検出素子に対応する画素データだけを選択的に通過させる画素データ選択出力手段とを備え、全検出信号取り出し手段は、放射線検出素子列毎に列内の放射線検出素子から放射線検出信号を取り出すのに共用される信号取り出しラインを有しており、検出信号増幅手段は、各信号取り出しラインを経由して取り出される放射線検出信号を増幅するアナログ増幅器を信号取り出しライン毎に有しており、Ａ／Ｄ変換手段は所定個数のアナログ増幅器毎に１個ずつ割り当てられたＡ／Ｄ変換器を有しているのに加え、Ａ／Ｄ変換器の前段に各アナログ増幅器を順番に割り当てられているＡ／Ｄ変換器に接続するアナログマルチプレクサを備え、Ａ／Ｄ変換手段とＦＩＦＯ型記憶手段の間にディジタルマルチプレクサが介在していることを特徴とする２次元放射線検出器。
2. 請求項１に記載の２次元放射線検出器を備えていて、この２次元放射線検出器により撮影対象の放射線像の検出が行なわれることを特徴とする放射線撮像装置。

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