JP5895032B2 - 放射線画像検出装置およびその作動方法 - Google Patents
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Description
というのも、パイプライン型信号処理回路では、前述のようにある行の電荷を積分アンプで積分してから対応するデジタル電圧信号(線量検出信号)をメモリに出力するまでに1サイクル分の時間の間が空くため、例えばX線の照射開始を検出しているときに、電荷を積分アンプで積分開始したタイミングで実際にX線の照射が開始された場合、デジタル電圧信号(線量検出信号)がメモリに出力されて照射開始と判定されるまでにおよそ3サイクル分の遅れが生じてしまうからである。
図1において、X線撮影システム2は、X線源10と、X線源10の動作を制御する線源制御装置11と、X線源10へのウォームアップ開始とX線の照射開始を指示するための照射スイッチ12と、被写体を透過したX線を検出してX線画像を出力する電子カセッテ13と、電子カセッテ13の動作制御やX線画像の表示処理を担うコンソール14と、被写体を立位姿勢で撮影するための立位撮影台15と、臥位姿勢で撮影するための臥位撮影台16とを有する。X線源10、線源制御装置11、および照射スイッチ12はX線発生装置2a、電子カセッテ13、およびコンソール14はX線撮影装置2bをそれぞれ構成する。X線発生装置2aとX線撮影装置2bは相互通信機能を持たず、電子カセッテ13はX線の照射開始検出機能を有する。この他にもX線源10を所望の方向および位置にセットするための線源移動装置等が設けられており、X線源10は立位撮影台15および臥位撮影台16で共用される。
第1実施形態では、信号保持部として第1、第2バッファメモリ54a、54bを設けてパイプライン処理を実現しているが、図6に示すFPD70のように、各積分アンプ50の出力端に増幅器55を介して、互いに並列接続された2つのCDS71a、71bを接続して、パイプライン処理用信号保持部とした信号処理回路72を用いてもよい。
さらには第1、第2実施形態を組み合わせて、図8に示すFPD80のように、信号保持部として第1、第2CDS81a、81bと第1、第2バッファメモリ82a、82bを設けた信号処理回路83を用いてもよい。この場合、線量検出動作時には、信号処理回路83は図9に示すように動作する。
10 X線源
11、91 線源制御装置
13、92 電子カセッテ
14 コンソール
32 制御部
35、70、80、85、95 FPD
36 画素
43、72、83 信号処理回路
50、100 積分アンプ
51、71a、71b、81a、81b CDS回路(CDS)
53 A/D変換器(A/D)
54a、54b、82a、82b バッファメモリ
61 照射開始検出部
65、105 検出画素
86 照射終了検出部
96 AEC部
101 ゲイン設定部
Claims (21)
- 放射線源から照射された放射線の線量に応じた電荷を蓄積する複数の画素と、前記画素の列毎に設けられた複数の信号線であり、前記画素が接続され、前記画素に蓄積された電荷を画像信号として出力し、かつ放射線の線量に応じた電荷を線量検出信号として出力する複数の信号線とが配列された撮像領域を有し、被写体の放射線画像を検出するFPDと、
前記複数の信号線毎に設けられ、電荷を積分して電圧信号に変換する複数の積分アンプと、前記積分アンプから連続して読み出される2回分の電圧信号を一時的に保持する第1および第2信号保持部とを有し、前記第1および第2信号保持部の一方への電圧信号の信号入力と、他方からの信号出力を並行して行うサイクルを実施するパイプライン型の信号処理回路と、
前記信号処理回路から電圧信号として出力される前記画像信号および前記線量検出信号を記憶するメモリと、
前記FPD、前記信号処理回路、および前記メモリの動作タイミングを制御する制御部であり、
前記画像信号を前記メモリへ出力する読み出し動作では、前記第1および第2信号保持部による信号入力および信号出力を並行して行う前記サイクルとして、前記積分アンプが電荷の積分を開始してリセットされるまでの1回分の積分期間に対応する一定の通常サイクルを繰り返す制御を実行し、
一方、前記線量検出信号を前記メモリへ出力する線量検出動作では、前記第1および第2信号保持部による信号入力および信号出力を並行して行う前記サイクルとして、第1サイクルと、前記第1サイクルよりも短い第2サイクルの2種類のサイクルを行い、2回の第1サイクルの間に第2サイクルを少なくとも1回挟む制御を実行する制御部とを備えることを特徴とする放射線画像検出装置。 - 前記通常サイクルにおいて、前記複数の積分アンプは、前記複数の画素の1行分の電荷を積分することを特徴とする請求項1に記載の放射線画像検出装置。
- 前記第1サイクルは、前記通常サイクルよりも長いことを特徴とする請求項1または2に記載の放射線画像検出装置。
- 前記第1サイクルまたは第2サイクルにおいて、前記積分アンプから前記第1信号保持部または前記第2信号保持部に信号入力される一方の電圧信号のみが前記線量検出信号として扱われ、他方の電圧信号は前記線量検出信号として扱われず、データ的に意味のないダミー信号として扱われることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の放射線画像検出装置。
- 前記第1サイクルと前記第2サイクルは、前記線量検出動作において設定された、前記積分アンプの1回分の積分期間が分割して割り当てられていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の放射線画像検出装置。
- 前記第1サイクルと前記第2サイクルには、それぞれの時間に応じた積分期間が割り当てられていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の放射線画像検出装置。
- 前記信号処理回路は、前記複数の積分アンプの後段に接続され、前記積分アンプで積分されたアナログの電圧信号をサンプルホールドするCDS回路と、
前記CDS回路でサンプルホールドされたアナログの電圧信号をデジタルの電圧信号に変換するA/D変換器とを有することを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の放射線画像検出装置。 - 前記第1および第2信号保持部は、前記A/D変換器と前記メモリの間に並列接続された2つのバッファメモリであることを特徴とする請求項7に記載の放射線画像検出装置。
- 前記CDS回路は、前記積分アンプの後段に2つ並列に接続されており、
前記第1および第2信号保持部は、2つの前記CDS回路であることを特徴とする請求項7に記載の放射線画像検出装置。 - 前記制御部は、第1サイクルと第2サイクルを交互に行うことを特徴とする請求項8または9に記載の放射線画像検出装置。
- 前記第1および第2信号保持部は、それぞれ2つ設けられており、
1つは、前記A/D変換器と前記メモリの間に並列接続された2つのバッファメモリであり、
もう1つは、前記積分アンプの後段に2つ並列に接続された前記CDS回路であることを特徴とする請求項7に記載の放射線画像検出装置。 - 前記制御部は、2回の第1サイクルの間に、第2サイクルを2回挟むことを特徴とする請求項11に記載の放射線画像検出装置。
- 前記制御部は、前記信号処理回路に与える動作制御信号の個数や周期を制御することにより、前記第1サイクルに対して前記第2サイクルの時間を短くすることを特徴とする請求項1ないし12のいずれか1項に記載の放射線画像検出装置。
- 前記線量検出信号は、放射線の照射が開始されたことを検出する照射開始検出、放射線の照射が終了したことを検出する照射終了検出、放射線画像の自動露出制御、および前記読み出し動作時に前記画像信号に与えるゲイン設定のうちの少なくとも1つに利用されることを特徴とする請求項1ないし13のいずれか1項に記載の放射線画像検出装置。
- 前記自動露出制御では、前記メモリに前記線量検出信号が出力される毎に、前記線量検出信号を順次加算することにより、前記放射線の累積線量を求め、
求めた前記累積線量と予め設定された照射停止閾値とを、前記メモリに前記線量検出信号が出力される毎に比較して、前記累積線量が前記照射停止閾値に達したか否かを判定する、または前記累積線量が前記照射停止閾値に達すると予想される時間を算出することを特徴とする請求項14に記載の放射線画像検出装置。 - 前記自動露出制御では、前記撮像領域に設定された採光野の前記累積線量を求めることを特徴とする請求項15に記載の放射線画像検出装置。
- 前記ゲイン設定では、前記画像信号に与えるゲインを切り替え可能なゲイン可変アンプを用い、
前記線量検出信号を所定回数積算した積算値と予め設定された閾値とを比較して、
前記積算値が前記閾値よりも大きい場合、前記ゲイン可変アンプのゲインを低く設定し、
前記積算値が前記閾値以下であった場合、前記積算値が前記閾値よりも大きい場合よりも、前記ゲイン可変アンプのゲインを高く設定することを特徴とする請求項14ないし16のいずれか1項に記載の放射線画像検出装置。 - 前記ゲイン設定では、前記撮像領域に設定された採光野の前記積算値を求めることを特徴とする請求項17に記載の放射線画像検出装置。
- 前記ゲイン設定では、前記メモリに前記線量検出信号を出力する場合、前記ゲイン可変アンプのゲインを最小値に設定することを特徴とする請求項17または18に記載の放射線画像検出装置。
- 前記FPDが可搬型の筐体に収納された電子カセッテであることを特徴とする請求項1ないし19のいずれか1項に記載の放射線画像検出装置。
- 放射線源から照射された放射線の線量に応じた電荷を蓄積する複数の画素と、前記画素の列毎に設けられた複数の信号線であり、前記画素が接続され、前記画素に蓄積された電荷を画像信号として出力し、かつ放射線の線量に応じた電荷を線量検出信号として出力する複数の信号線とが配列された撮像領域を有し、被写体の放射線画像を検出するFPDと、
前記複数の信号線毎に設けられ、電荷を積分して電圧信号に変換する複数の積分アンプと、前記積分アンプから連続して読み出される2回分の電圧信号を一時的に保持する第1および第2信号保持部とを有し、前記第1および第2信号保持部の一方への電圧信号の信号入力と、他方からの信号出力を並行して行うサイクルを実施するパイプライン型の信号処理回路と、
前記信号処理回路から電圧信号として出力される前記画像信号および前記線量検出信号を記憶するメモリと、
前記FPD、前記信号処理回路、および前記メモリの動作タイミングを制御する制御部とを備える放射線画像検出装置の作動方法であって、
前記画像信号を前記メモリへ出力する読み出し動作では、前記第1および第2信号保持部による信号入力および信号出力を並行して行う前記サイクルとして、前記積分アンプが電荷の積分を開始してリセットされるまでの1回分の積分期間に対応する一定の通常サイクルを繰り返す制御を前記制御部に実行させ、
一方、前記線量検出信号を前記メモリへ出力する線量検出動作では、前記第1および第2信号保持部による信号入力および信号出力を並行して行う前記サイクルとして、第1サイクルと、前記第1サイクルよりも短い第2サイクルの2種類のサイクルを行い、2回の第1サイクルの間に第2サイクルを少なくとも1回挟む制御を前記制御部に実行させることを特徴とする放射線画像検出装置の作動方法。
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