JP7108738B2 - 放射線撮像装置、放射線撮像システムおよび放射線撮像方法 - Google Patents
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Description
生した信号(E4)を加えた信号(E1+E2+E3+E4+F)をサンプルホールドする。
Claims (21)
- 被検体に照射する放射線のエネルギーを異ならせて複数回にわたって撮像して得た複数の画像を処理することによって新たな画像を得るエネルギーサブトラクション法によって放射線画像を得るための放射線撮像装置であって、
複数の画素を有する画素アレイを備え、
前記複数の画素の各々は、放射線を電気信号に変換する変換素子であって、放射線に応じて生成された電荷を蓄積する電荷蓄積部を有する変換素子と、前記電荷を電圧に変換する電荷電圧変換部と、前記電荷電圧変換部をリセットするリセット部とを含み、
前記複数の画素の各々は、第1期間において前記変換素子で発生した電気信号に応じた第1信号を出力する動作と、前記第1期間とは異なる第2期間および前記第1期間において前記変換素子で発生した電気信号に応じた第2信号を出力する動作とを実行し、
前記第1信号および前記第2信号は、前記電荷電圧変換部に蓄積された電荷を破壊することなく生成される信号であり、
前記第1期間において第1エネルギーを有する放射線が照射され、前記第2期間において前記第1エネルギーとは異なる第2エネルギーを有する放射線が照射され、
前記複数の画素の各々において、前記電荷電圧変換部がリセットされた後に前記第1期間が開始され、前記第1期間および前記第2期間を含む期間中は前記電荷電圧変換部がリセットされず、前記第2期間の後に前記電荷電圧変換部がリセットされる、
ことを特徴とする放射線撮像装置。 - 前記複数の画素の各々は、前記電荷蓄積部に接続された第1主電極と、前記電荷電圧変換部をリセットするための電位が与えられる第2主電極と、制御電極とを有する1つ以上のトランジスタを含み、前記1つ以上のトランジスタは、前記制御電極にオン電圧が与えられることによって前記第1主電極と前記第2主電極とを導通させ、
前記第1期間および前記第2期間を含む前記期間中は、前記1つ以上のトランジスタの前記制御電極に与えられる電圧が変化しない、
ことを特徴とする請求項1に記載の放射線撮像装置。 - 被検体に照射する放射線のエネルギーを異ならせて複数回にわたって撮像して得た複数の画像を処理することによって新たな画像を得るエネルギーサブトラクション法によって放射線画像を得るための放射線撮像装置であって、
複数の画素を有する画素アレイを備え、
前記複数の画素の各々は、放射線を電気信号に変換する変換素子であって、放射線に応じて生成された電荷を蓄積する電荷蓄積部を有する変換素子と、前記電荷を電圧に変換する電荷電圧変換部と、前記電荷電圧変換部をリセットするリセット部とを含み、
前記複数の画素の各々は、第1期間において前記変換素子で発生した電気信号に応じた第1信号を出力する動作と、前記第1期間とは異なる第2期間および前記第1期間において前記変換素子で発生した電気信号に応じた第2信号を出力する動作とを実行し、
前記第1期間において第1エネルギーを有する放射線が照射され、前記第2期間において前記第1エネルギーとは異なる第2エネルギーを有する放射線が照射され、
前記複数の画素の各々において、前記電荷電圧変換部がリセットされた後に前記第1期間が開始され、前記第1期間および前記第2期間を含む期間中は前記電荷電圧変換部がリセットされず、前記第2期間の後に前記電荷電圧変換部がリセットされ、
前記複数の画素の各々は、前記電荷蓄積部に接続された第1主電極と、前記電荷電圧変換部をリセットするための電位が与えられる第2主電極と、制御電極とを有する1つ以上のトランジスタを含み、前記1つ以上のトランジスタは、前記制御電極にオン電圧が与えられることによって前記第1主電極と前記第2主電極とを導通させ、
前記第1期間および前記第2期間を含む前記期間中は、前記1つ以上のトランジスタの前記制御電極に与えられる電圧が変化しない、
ことを特徴とする放射線撮像装置。 - 前記リセット部が前記トランジスタを含む、
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の放射線撮像装置。 - 前記複数の画素の各々は、前記変換素子で発生した電気信号に応じた信号を保持する保持部を更に含み、
前記複数の画素の各々は、前記保持部を経由して前記第1信号および前記第2信号を出力する、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の放射線撮像装置。 - 被検体に照射する放射線のエネルギーを異ならせて複数回にわたって撮像して得た複数の画像を処理することによって新たな画像を得るエネルギーサブトラクション法によって放射線画像を得るための放射線撮像装置であって、
複数の画素を有する画素アレイを備え、
前記複数の画素の各々は、放射線を電気信号に変換する変換素子と、前記変換素子をリセットするリセット部とを含み、
前記複数の画素の各々は、第1期間において前記変換素子で発生した電気信号に応じた第1信号を出力する動作と、前記第1期間とは異なる第2期間および前記第1期間において前記変換素子で発生した電気信号に応じた第2信号を出力する動作とを実行し、
前記第1期間において第1エネルギーを有する放射線が照射され、前記第2期間において前記第1エネルギーとは異なる第2エネルギーを有する放射線が照射され、
前記放射線撮像装置は、前記複数の画素の各々において、前記変換素子がリセットされた後に前記第1期間が開始され、前記第1期間および前記第2期間を含む期間中は前記変換素子がリセットされず、前記第2期間の後に前記変換素子がリセットされ、
前記複数の画素の各々は、前記変換素子で発生した電気信号を増幅する増幅回路を含み前記第1信号および前記第2信号を生成する生成回路と、前記第1信号を保持する第1保持部と、前記第2信号を保持する第2保持部を更に含み、
前記複数の画素の各々は、前記第1保持部を経由して前記第1信号を出力し、前記第2保持部を経由して前記第2信号を出力する、
ことを特徴とする放射線撮像装置。 - 被検体に照射する放射線のエネルギーを異ならせて複数回にわたって撮像して得た複数の画像を処理することによって新たな画像を得るエネルギーサブトラクション法によって放射線画像を得るための放射線撮像装置であって、
複数の画素を有する画素アレイを備え、
前記複数の画素の各々は、放射線を電気信号に変換する変換素子と、前記変換素子をリセットするリセット部とを含み、
前記複数の画素の各々は、第1期間において前記変換素子で発生した電気信号に応じた第1信号を出力する動作と、前記第1期間とは異なる第2期間および前記第1期間において前記変換素子で発生した電気信号に応じた第2信号を出力する動作とを実行し、
前記第1期間において第1エネルギーを有する放射線が照射され、前記第2期間において前記第1エネルギーとは異なる第2エネルギーを有する放射線が照射され、
前記放射線撮像装置は、前記複数の画素の各々において、前記変換素子がリセットされた後に前記第1期間が開始され、前記第1期間および前記第2期間を含む期間中は前記変換素子がリセットされず、前記第2期間の後に前記変換素子がリセットされ、
前記複数の画素の各々は、前記変換素子で発生した電気信号を増幅する増幅回路を含み前記第1信号および前記第2信号を生成する生成回路と、複数の保持部を含み、
前記複数の画素の各々は、前記複数の保持部のうち互いに異なるいずれかを経由して前記第1信号および前記第2信号を出力する、
ことを特徴とする放射線撮像装置。 - 被検体に照射する放射線のエネルギーを異ならせて複数回にわたって撮像して得た複数の画像を処理することによって新たな画像を得るエネルギーサブトラクション法によって放射線画像を得るための放射線撮像装置であって、
複数の画素を有する画素アレイを備え、
前記複数の画素の各々は、放射線を電気信号に変換する変換素子と、前記変換素子をリセットするリセット部とを含み、
前記複数の画素の各々は、第1期間において前記変換素子で発生した電気信号に応じた第1信号を出力する動作と、前記第1期間とは異なる第2期間および前記第1期間において前記変換素子で発生した電気信号に応じた第2信号を出力する動作とを実行し、
前記第1期間において第1エネルギーを有する放射線が照射され、前記第2期間において前記第1エネルギーとは異なる第2エネルギーを有する放射線が照射され、
前記放射線撮像装置は、前記複数の画素の各々において、前記変換素子がリセットされた後に前記第1期間が開始され、前記第1期間および前記第2期間を含む期間中は前記変換素子がリセットされず、前記第2期間の後に前記変換素子がリセットされ、
前記複数の画素の各々は、前記変換素子で発生した電気信号に応じた信号を保持する第1信号保持部と、ノイズレベルに応じた信号を保持する第2信号保持部とを含み、
前記放射線撮像装置は、
前記複数の画素の各々から前記第1信号保持部によって保持された信号および前記第2信号保持部によって保持された信号の対を読み出す読出回路と、
前記読出回路によって読み出された前記対の信号の差分を増幅する増幅部と、を更に備える、
ことを特徴とする放射線撮像装置。 - 被検体に照射する放射線のエネルギーを異ならせて複数回にわたって撮像して得た複数の画像を処理することによって新たな画像を得るエネルギーサブトラクション法によって放射線画像を得るための放射線撮像装置であって、
複数の画素を有する画素アレイを備え、
前記複数の画素の各々は、放射線を電気信号に変換する変換素子と、前記変換素子をリセットするリセット部とを含み、 前記複数の画素の各々は、第1期間において前記変換素子で発生した電気信号に応じた第1信号を出力する動作と、前記第1期間とは異なる第2期間および前記第1期間において前記変換素子で発生した電気信号に応じた第2信号を出力する動作と、前記第1期間および前記第2期間とは異なる第3期間並びに前記第1期間および前記第2期間において前記変換素子で発生した電気信号に応じた第3信号を出力する動作とを実行し、
前記第1期間において第1エネルギーを有する放射線が照射され、前記第2期間において前記第1エネルギーとは異なる第2エネルギーを有する放射線が照射され、前記第3期間において第3エネルギーを有する放射線が照射され、
前記複数の画素の各々では、前記変換素子がリセットされた後に前記第1期間が開始され、前記第1期間、前記第2期間および第3期間を含む期間において前記リセット部によって前記変換素子がリセットされない、
ことを特徴とする放射線撮像装置。 - 前記複数の画素の各々は、前記変換素子で発生した電気信号に応じた信号を保持する複数の保持部を含み、
前記複数の画素の各々は、前記複数の保持部のいずれかを経由して前記第1信号、前記第2信号および前記第3信号を出力する、
ことを特徴とする請求項9に記載の放射線撮像装置。 - 前記複数の画素の各々は、前記変換素子で発生した電気信号に応じた信号を保持する複数の第1信号保持部と、前記変換素子で発生した電気信号に応じた信号を保持する第2信号保持部とを含み、
前記放射線撮像装置は、
前記複数の画素の各々から前記複数の第1信号保持部のうち選択された第1信号保持部によって保持された信号および前記第2信号保持部によって保持された信号の対を読み出す読出回路と、
前記読出回路によって読み出された前記対の信号の差分を増幅する増幅部と、を更に備える、
ことを特徴とする請求項9に記載の放射線撮像装置。 - 被検体に照射する放射線のエネルギーを異ならせて複数回にわたって撮像して得た複数の画像を処理することによって新たな画像を得るエネルギーサブトラクション法によって放射線画像を得るための放射線撮像装置であって、
複数の画素を有する画素アレイを備え、
前記複数の画素の各々は、放射線を電気信号に変換する変換素子であって、放射線に応じて生成された電荷を蓄積する電荷蓄積部を有する変換素子と、前記電荷を電圧に変換する電荷電圧変換部と、前記電荷電圧変換部に接続された第1主電極を有するトランジスタとを含み、
前記複数の画素の各々は、第1期間において前記変換素子で発生した電気信号に応じた第1信号を出力する動作と、前記第1期間とは異なる第2期間および前記第1期間において前記変換素子で発生した電気信号に応じた第2信号を出力する動作とを実行し、
前記第1期間において第1エネルギーを有する放射線が照射され、前記第2期間において前記第1エネルギーとは異なる第2エネルギーを有する放射線が照射され、
前記放射線撮像装置は、前記複数の画素の各々において、前記第1期間および前記第2期間を含む期間中は前記トランジスタの制御電極に与えられる電圧が変化しない、
ことを特徴とする放射線撮像装置。 - 前記第1信号および前記第2信号は、前記変換素子で発生した電気信号を破壊することなく生成される信号である、
ことを特徴とする請求項6乃至12のいずれか1項に記載の放射線撮像装置。 - 被検体に照射する放射線のエネルギーを異ならせて複数回にわたって撮像して得た複数の画像を処理することによって新たな画像を得るエネルギーサブトラクション法によって放射線画像を得るための放射線撮像装置であって、
複数の画素を有する画素アレイを備え、
前記複数の画素の各々は、放射線を電気信号に変換する変換素子と、前記変換素子をリセットするリセット部とを含み、
前記複数の画素の各々は、第1期間において前記変換素子で発生した電気信号に応じた第1信号を出力する動作と、前記第1期間とは異なる第2期間および前記第1期間において前記変換素子で発生した電気信号に応じた第2信号を出力する動作とを実行し、
前記第1信号および前記第2信号は、前記変換素子で発生した電気信号を破壊することなく生成される信号であり、
前記第1期間において第1エネルギーを有する放射線が照射され、前記第2期間において前記第1エネルギーとは異なる第2エネルギーを有する放射線が照射され、
前記複数の画素の各々において、前記変換素子がリセットされた後に前記第1期間が開始され、前記第1期間および前記第2期間を含む期間中は前記変換素子がリセットされず、前記第2期間の後に前記変換素子がリセットされる、
ことを特徴とする放射線撮像装置。 - 前記複数の画素の各々は、前記第1期間において前記第1信号を出力する動作と、前記第2期間および前記第1期間において前記第2信号を出力する動作とを繰り返し実行する、
ことを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項に記載の放射線撮像装置。 - 前記第1信号および前記第2信号を含む複数の信号に基づいて前記エネルギーサブトラクション法によって放射線画像を生成する信号処理部を更に備える、
ことを特徴とする請求項1乃至15のいずれか1項に記載の放射線撮像装置。 - 放射線撮像システムであって、
請求項1乃至16のいずれか1項に記載の放射線撮像装置と、
放射線源および前記放射線撮像装置を制御する制御装置と、
を備えることを特徴とする放射線撮像システム。 - 前記第1期間に前記第1エネルギーを有する放射線を放射し前記第2期間に前記第2エネルギーを有する放射線を放射するように放射線源が指令を送る制御部を更に備える、
ことを特徴とする請求項17に記載の放射線撮像システム。 - 放射線源から放射される放射線が前記第1エネルギーを有する期間が前記第1期間となり、前記放射線源から放射される放射線が前記第2エネルギーを有する期間が前記第2期間となるように前記画素アレイを制御する制御部を備える、
ことを特徴とする請求項17に記載の放射線撮像システム。 - 放射線撮像装置を使ってエネルギーサブトラクション法によって放射線画像を得る放射線撮像方法であって、前記エネルギーサブトラクション法は、被検体に照射する放射線のエネルギーを異ならせて複数回にわたって撮像して得た複数の画像を処理することによって新たな画像を得る方法であり、
前記放射線撮像装置は、複数の画素を有する画素アレイを備え、前記複数の画素の各々は、放射線を電気信号に変換する変換素子であって、放射線に応じて生成された電荷を蓄積する電荷蓄積部を有する変換素子と、前記電荷を電圧に変換する電荷電圧変換部と、前記電荷電圧変換部と、前記電荷電圧変換部をリセットするリセット部とを含み、
前記放射線撮像方法は、
前記複数の画素の各々に、第1期間において前記変換素子で発生した電気信号に応じた第1信号を出力する動作と、前記第1期間とは異なる第2期間および前記第1期間において前記変換素子で発生した電気信号に応じた第2信号を出力する動作とを行わせる工程と、
前記第1信号に応じた信号および前記第2信号に応じた信号に基づいて放射線画像を得る工程と、を含み、
前記第1信号および前記第2信号は、前記電荷電圧変換部に蓄積された電荷を破壊することなく生成される信号であり、
前記第1期間において第1エネルギーを有する放射線が照射され、前記第2期間において前記第1エネルギーとは異なる第2エネルギーを有する放射線が照射され、
前記複数の画素の各々において、前記電荷電圧変換部がリセットされた後に前記第1期間が開始され、前記第1期間および前記第2期間を含む期間中は前記電荷電圧変換部がリセットされず、前記第2期間の後に前記電荷電圧変換部がリセットされる、
ことを特徴とする放射線撮像方法。 - 放射線撮像装置を使ってエネルギーサブトラクション法によって放射線画像を得る放射線撮像方法であって、前記エネルギーサブトラクション法は、被検体に照射する放射線のエネルギーを異ならせて複数回にわたって撮像して得た複数の画像を処理することによって新たな画像を得る方法であり、
前記放射線撮像装置は、複数の画素を有する画素アレイを備え、前記複数の画素の各々は、放射線を電気信号に変換する変換素子と、前記変換素子をリセットするリセット部とを含み、
前記放射線撮像方法は、
前記複数の画素の各々に、第1期間において前記変換素子で発生した電気信号に応じた第1信号を出力する動作と、前記第1期間とは異なる第2期間および前記第1期間において前記変換素子で発生した電気信号に応じた第2信号を出力する動作とを行わせる工程と、
前記第1信号に応じた信号および前記第2信号に応じた信号に基づいて放射線画像を得る工程と、を含み、
前記第1信号および前記第2信号は、前記変換素子で発生した電気信号を破壊することなく生成される信号であり、
前記第1期間において第1エネルギーを有する放射線が照射され、前記第2期間において前記第1エネルギーとは異なる第2エネルギーを有する放射線が照射され、
前記複数の画素の各々において、前記変換素子がリセットされた後に前記第1期間が開始され、前記第1期間および前記第2期間を含む期間中は前記変換素子がリセットされず、前記第2期間の後に前記変換素子がリセットされる、
ことを特徴とする放射線撮像方法。
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