JPH1194532A - Ｘ線固体平面検出器及びｘ線診断装置 - Google Patents
Ｘ線固体平面検出器及びｘ線診断装置Info
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- JPH1194532A JPH1194532A JP9257311A JP25731197A JPH1194532A JP H1194532 A JPH1194532 A JP H1194532A JP 9257311 A JP9257311 A JP 9257311A JP 25731197 A JP25731197 A JP 25731197A JP H1194532 A JPH1194532 A JP H1194532A
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Landscapes
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- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ｘ線検出器のダイナミックレンジをＸ線曝射
条件に応じて変更し、Ｘ線吸収が大いに異なる領域を含
む部位の透視における画像品質を改善し、Ａ／Ｄ変換後
の階調を有効に利用する。 【解決手段】 ＫＢ２３から入力された情報に基づい
て、Ｘ線曝射条件選択部１９がＸ線曝射条件を選択し、
このＸ線曝射条件により対応テーブル１７を検索して曝
射条件に適合するゲイン制御状態を読出し、これによっ
てアナログＳＷ設定部１５を駆動する。アナログＳＷ設
定部１５の信号により初段積分アンプ４７の積分容量４
９、５３、５７を切り替えてゲイン制御する。
条件に応じて変更し、Ｘ線吸収が大いに異なる領域を含
む部位の透視における画像品質を改善し、Ａ／Ｄ変換後
の階調を有効に利用する。 【解決手段】 ＫＢ２３から入力された情報に基づい
て、Ｘ線曝射条件選択部１９がＸ線曝射条件を選択し、
このＸ線曝射条件により対応テーブル１７を検索して曝
射条件に適合するゲイン制御状態を読出し、これによっ
てアナログＳＷ設定部１５を駆動する。アナログＳＷ設
定部１５の信号により初段積分アンプ４７の積分容量４
９、５３、５７を切り替えてゲイン制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線診断装置に好
適なＸ線固体平面検出器に係り、特にその透視画質改善
技術に関するものである。
適なＸ線固体平面検出器に係り、特にその透視画質改善
技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来よりＸ線撮像手段としてイメージイ
ンテンシファイア（Ｉ．Ｉ．）−ＴＶカメラ系を備えた
Ｘ線透視撮影装置が用いられている。このＩ．Ｉ．−Ｔ
Ｖ系を備えたＸ線透視撮影装置による心臓血管検査等で
は、被写体のパンニングを伴いなおかつ肺野、横隔膜等
のＸ線低吸収領域と心臓部を含むＸ線高吸収領域が混在
する透視撮影領域となる。このＸ線低吸収領域における
ハレーションを防止し透視画質を向上させるために、従
来電動コリメータや電動補償フィルタ等のメカニカルフ
ィルタが使われてきた。しかし、メカニカルフィルタの
操作は画角が替わる度に行わなければならず、操作が煩
雑であった。
ンテンシファイア（Ｉ．Ｉ．）−ＴＶカメラ系を備えた
Ｘ線透視撮影装置が用いられている。このＩ．Ｉ．−Ｔ
Ｖ系を備えたＸ線透視撮影装置による心臓血管検査等で
は、被写体のパンニングを伴いなおかつ肺野、横隔膜等
のＸ線低吸収領域と心臓部を含むＸ線高吸収領域が混在
する透視撮影領域となる。このＸ線低吸収領域における
ハレーションを防止し透視画質を向上させるために、従
来電動コリメータや電動補償フィルタ等のメカニカルフ
ィルタが使われてきた。しかし、メカニカルフィルタの
操作は画角が替わる度に行わなければならず、操作が煩
雑であった。
【０００３】そこで近年、透視画質を改善する方法とし
て、「Ｘ線イメージング装置の自動輝度補償方法」（特
開平４−３２９９３４号公報）や、「Ｘ線記録のダイナ
ミック圧縮方法及びその装置」（特開平４−２７１６７
７号公報）が提案されている。
て、「Ｘ線イメージング装置の自動輝度補償方法」（特
開平４−３２９９３４号公報）や、「Ｘ線記録のダイナ
ミック圧縮方法及びその装置」（特開平４−２７１６７
７号公報）が提案されている。
【０００４】また近年、半導体製造技術を応用したＸ線
固体平面検出器の構成として、間接変換型Ｘ線固体平面
検出器（米国特許ＵＳＰ４６８９４８７ほか）、及び直
接変換型Ｘ線固体平面検出器（米国特許ＵＳＰ５３１９
２０６ほか）が提案されている。
固体平面検出器の構成として、間接変換型Ｘ線固体平面
検出器（米国特許ＵＳＰ４６８９４８７ほか）、及び直
接変換型Ｘ線固体平面検出器（米国特許ＵＳＰ５３１９
２０６ほか）が提案されている。
【０００５】この間接変換型Ｘ線固体平面検出器は、Ｘ
線を増感紙やヨウ化セシウム（ＣｓＩ）結晶などの化学
物質を介して光に変換し、この光の強度をフォトダイオ
ードの光電変換作用で電荷に変換し、この電荷を画素毎
の容量に蓄積する。
線を増感紙やヨウ化セシウム（ＣｓＩ）結晶などの化学
物質を介して光に変換し、この光の強度をフォトダイオ
ードの光電変換作用で電荷に変換し、この電荷を画素毎
の容量に蓄積する。
【０００６】そして、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴ
と略す）マトリックス等のスイッチング手段により蓄積
された電荷を順次読み出して、チャージアンプ（初段積
分アンプとも呼ばれる）により電圧に変換し、この電圧
をＡ／Ｄ変換してディジタル画像信号を得るものである
（図８参照）。
と略す）マトリックス等のスイッチング手段により蓄積
された電荷を順次読み出して、チャージアンプ（初段積
分アンプとも呼ばれる）により電圧に変換し、この電圧
をＡ／Ｄ変換してディジタル画像信号を得るものである
（図８参照）。
【０００７】一方、直接変換型Ｘ線固体平面検出器は、
図９に模式断面図を示すように、高電界下のセレン（Ｓ
ｅ）等の半導体へ入射したＸ線が直接光電効果により電
荷生成に寄与し、この電荷が画素毎の信号蓄積容量に蓄
積される。そして、間接変換型と同様に、蓄積された電
荷をＴＦＴのスイッチングにより順次読み出し、図示さ
れないチャージアンプにより電圧に変換し、Ａ／Ｄ変換
してディジタル画像信号を得る。
図９に模式断面図を示すように、高電界下のセレン（Ｓ
ｅ）等の半導体へ入射したＸ線が直接光電効果により電
荷生成に寄与し、この電荷が画素毎の信号蓄積容量に蓄
積される。そして、間接変換型と同様に、蓄積された電
荷をＴＦＴのスイッチングにより順次読み出し、図示さ
れないチャージアンプにより電圧に変換し、Ａ／Ｄ変換
してディジタル画像信号を得る。
【０００８】なお、図１０（ａ）のアモルファス−セレ
ン（ａ−Ｓｅ）の膜厚ｄSe＝１６０μｍ，バイアス電圧
Ｖｂを変化（１０００Ｖ〜１７００Ｖ）させた場合の単
位吸収エネルギー当たりの発生電子数の変化を図１０
（ｂ）に示す（参考文献：”X-ray imaging using amor
phous selenium:Determination of x-ray sensitivityb
y pulse height spectroscopy”，J.A.Rowlands,G.DeCr
escenzo,and N.Araj，Medical Physics VOL.19,No.4,pp
1065-1069,Jul/Aug 1992）。
ン（ａ−Ｓｅ）の膜厚ｄSe＝１６０μｍ，バイアス電圧
Ｖｂを変化（１０００Ｖ〜１７００Ｖ）させた場合の単
位吸収エネルギー当たりの発生電子数の変化を図１０
（ｂ）に示す（参考文献：”X-ray imaging using amor
phous selenium:Determination of x-ray sensitivityb
y pulse height spectroscopy”，J.A.Rowlands,G.DeCr
escenzo,and N.Araj，Medical Physics VOL.19,No.4,pp
1065-1069,Jul/Aug 1992）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｘ線撮
像装置の利用方法において、透視と撮影では、Ｘ線条件
すなわちＸ線管電流と曝射時間との積であるＸ線量（ｍ
Ａｓ）が大きく異なり、それぞれの条件において、Ｘ線
固体平面検出器の各画素に蓄積される電荷量が異なる。
像装置の利用方法において、透視と撮影では、Ｘ線条件
すなわちＸ線管電流と曝射時間との積であるＸ線量（ｍ
Ａｓ）が大きく異なり、それぞれの条件において、Ｘ線
固体平面検出器の各画素に蓄積される電荷量が異なる。
【００１０】例えば透視条件と撮影条件では、１画素に
蓄積される最大電荷量で数百倍の差がある。このため、
透視条件などの電荷量が少ない信号範囲では、ＡＤＣの
持つビットレンジを有効活用できず、ディジタル変換後
の信号値の分解能が低くなるという問題点があった。
蓄積される最大電荷量で数百倍の差がある。このため、
透視条件などの電荷量が少ない信号範囲では、ＡＤＣの
持つビットレンジを有効活用できず、ディジタル変換後
の信号値の分解能が低くなるという問題点があった。
【００１１】また、従来の透視画像改善方法では、イメ
ージインテンシファイアの出力をＴＶカメラで撮像した
後のビデオ信号に対して種々の処理を施す方法なので、
Ｉ．Ｉ．からの光強度が、カメラのダイナミックレンジ
以上である場合に対しては改善の余地がないという問題
点があった。
ージインテンシファイアの出力をＴＶカメラで撮像した
後のビデオ信号に対して種々の処理を施す方法なので、
Ｉ．Ｉ．からの光強度が、カメラのダイナミックレンジ
以上である場合に対しては改善の余地がないという問題
点があった。
【００１２】一方、従来のＸ線固体平面検出器では、入
力Ｘ線に対する出力信号の関係は、ほぼ線形でかつ平面
的に一様であり、検出面の２次元的な領域によってこれ
を変更することはできなかった。
力Ｘ線に対する出力信号の関係は、ほぼ線形でかつ平面
的に一様であり、検出面の２次元的な領域によってこれ
を変更することはできなかった。
【００１３】以上の問題点に鑑み、本発明の目的は、Ｘ
線曝射条件によらず、常に与えられたビットレンジを有
効に利用して、濃度分解能の高いＸ線画像を得ることの
できるＸ線固体平面検出器を提供することである。
線曝射条件によらず、常に与えられたビットレンジを有
効に利用して、濃度分解能の高いＸ線画像を得ることの
できるＸ線固体平面検出器を提供することである。
【００１４】また本発明の目的は、Ｘ線固体平面検出器
の入力Ｘ線に対する出力信号の関係を２次元的な領域に
よって変更することで、従来のＩ．Ｉ．−ＴＶカメラに
よる透視画像では得られなかった情報を得、さらに見易
い画像を観察者に提供することである。
の入力Ｘ線に対する出力信号の関係を２次元的な領域に
よって変更することで、従来のＩ．Ｉ．−ＴＶカメラに
よる透視画像では得られなかった情報を得、さらに見易
い画像を観察者に提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、入射するＸ線または光に応じて発生した電
荷を伝達するマトリクス状に配列された画素電極と、前
記画素電極の出力を蓄積する蓄積手段と、前記蓄積手段
に蓄積された電荷を読み出す読み出し手段と、前記読み
出し手段を介した前記蓄積手段の出力を積分及び増幅す
る前段処理回路と、前記前段処理回路のアナログ出力信
号をディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器と、Ｘ線曝射
条件に応じて前記前段処理回路の特性を変える制御手段
とを備えたことを要旨とするＸ線固体平面検出器であ
る。
に本発明は、入射するＸ線または光に応じて発生した電
荷を伝達するマトリクス状に配列された画素電極と、前
記画素電極の出力を蓄積する蓄積手段と、前記蓄積手段
に蓄積された電荷を読み出す読み出し手段と、前記読み
出し手段を介した前記蓄積手段の出力を積分及び増幅す
る前段処理回路と、前記前段処理回路のアナログ出力信
号をディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器と、Ｘ線曝射
条件に応じて前記前段処理回路の特性を変える制御手段
とを備えたことを要旨とするＸ線固体平面検出器であ
る。
【００１６】以上の構成により本発明においては、Ａ／
Ｄ変換器の前段に設けられた前段処理回路の積分定数や
ゲイン等の特性をＸ線曝射条件に応じて変えることによ
り、前段処理回路がＡ／Ｄ変換器に出力するアナログ電
圧値をＡ／Ｄ変換器が飽和しない範囲内で十分大きい値
とすることができ、Ａ／Ｄ変換器のダイナミックレンジ
をフルに活用した精度の高いディジタルＸ線画像情報を
得ることが出来る。
Ｄ変換器の前段に設けられた前段処理回路の積分定数や
ゲイン等の特性をＸ線曝射条件に応じて変えることによ
り、前段処理回路がＡ／Ｄ変換器に出力するアナログ電
圧値をＡ／Ｄ変換器が飽和しない範囲内で十分大きい値
とすることができ、Ａ／Ｄ変換器のダイナミックレンジ
をフルに活用した精度の高いディジタルＸ線画像情報を
得ることが出来る。
【００１７】また本発明においては、Ａ／Ｄ変換器の前
段に設けられた前段処理回路の出力が所定の値以上とな
った時に、前段処理回路の出力電圧を低下させるように
制御手段により制御することにより、Ａ／Ｄ変換器の飽
和を防ぐことができる。
段に設けられた前段処理回路の出力が所定の値以上とな
った時に、前段処理回路の出力電圧を低下させるように
制御手段により制御することにより、Ａ／Ｄ変換器の飽
和を防ぐことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】次に図面を参照して、本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明に係るＸ線
固体平面検出器の第１の実施形態を説明するブロック回
路図である。本実施の形態は、Ｘ線曝射条件に応じて前
段処理回路である初段積分アンプのゲインを変更するこ
とによりＡ／Ｄ変換特性を制御する例を示している。
施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明に係るＸ線
固体平面検出器の第１の実施形態を説明するブロック回
路図である。本実施の形態は、Ｘ線曝射条件に応じて前
段処理回路である初段積分アンプのゲインを変更するこ
とによりＡ／Ｄ変換特性を制御する例を示している。
【００１９】図１において、Ｘ線診断装置１は、Ｘ線源
であるＸ線管球１１と、Ｘ線管球１１からのＸ線曝射条
件を制御するＸ線曝射制御部１３と、アナログスイッチ
（以下、アナログＳＷと略す）設定部１５と、Ｘ線曝射
条件とゲイン制御との対応テーブル１７と、Ｘ線曝射条
件選択部１９と、Ｘ線画像情報を保持する画像メモリ２
１と、Ｘ線曝射条件を入力するためのキーボード（以
下、ＫＢと略す）２３と、Ｘ線画像を表示するＣＲＴ２
５と、Ｘ線固体平面検出器３１とを備えて構成されてい
る。
であるＸ線管球１１と、Ｘ線管球１１からのＸ線曝射条
件を制御するＸ線曝射制御部１３と、アナログスイッチ
（以下、アナログＳＷと略す）設定部１５と、Ｘ線曝射
条件とゲイン制御との対応テーブル１７と、Ｘ線曝射条
件選択部１９と、Ｘ線画像情報を保持する画像メモリ２
１と、Ｘ線曝射条件を入力するためのキーボード（以
下、ＫＢと略す）２３と、Ｘ線画像を表示するＣＲＴ２
５と、Ｘ線固体平面検出器３１とを備えて構成されてい
る。
【００２０】Ｘ線固体平面検出器３１は、例えば、１０
００×１０００の行列状に配置された各画素に対応する
複数の光電変換素子４３と、各光電変換素子４３のそれ
ぞれに対応して設けられた読出スイッチとしての複数の
ＴＦＴ４１と、各列のＴＦＴ４１のゲートに駆動信号を
送出するゲートドライバ４５と、各行のＴＦＴ４１のド
レインが共通に接続された初段積分アンプ４７と、各初
段積分アンプ４７の出力を時分割多重化するマルチプレ
クサ６１と、マルチプレクサ６１の出力を増幅するアン
プ６３と、アンプ６３の出力をアナログ／ディジタル変
換して画像メモリ２１へ出力するＡＤＣ６５とを備えて
いる。
００×１０００の行列状に配置された各画素に対応する
複数の光電変換素子４３と、各光電変換素子４３のそれ
ぞれに対応して設けられた読出スイッチとしての複数の
ＴＦＴ４１と、各列のＴＦＴ４１のゲートに駆動信号を
送出するゲートドライバ４５と、各行のＴＦＴ４１のド
レインが共通に接続された初段積分アンプ４７と、各初
段積分アンプ４７の出力を時分割多重化するマルチプレ
クサ６１と、マルチプレクサ６１の出力を増幅するアン
プ６３と、アンプ６３の出力をアナログ／ディジタル変
換して画像メモリ２１へ出力するＡＤＣ６５とを備えて
いる。
【００２１】Ｘ線固体平面検出器３１の複数の光電変換
素子４３は、Ｘ線を直接電荷に変換する直接変換型の光
電変換素子であってもよいし、Ｘ線入射面に形成された
図示されない蛍光体によりＸ線を可視光に変換し、この
可視光の強度分布を電荷に変換する間接変換型の光電変
換素子であってもかまわない。
素子４３は、Ｘ線を直接電荷に変換する直接変換型の光
電変換素子であってもよいし、Ｘ線入射面に形成された
図示されない蛍光体によりＸ線を可視光に変換し、この
可視光の強度分布を電荷に変換する間接変換型の光電変
換素子であってもかまわない。
【００２２】Ｘ線固体平面検出器３１の初段積分アンプ
４７は、差動増幅器５９と、コンデンサ４９、５３、５
７と、電子的に開閉動作が行われる例えば相補型ＭＯＳ
−ＦＥＴを用いたバイラテラルゲートのようなアナログ
ＳＷ５１、５５と、を備えて構成されている。
４７は、差動増幅器５９と、コンデンサ４９、５３、５
７と、電子的に開閉動作が行われる例えば相補型ＭＯＳ
−ＦＥＴを用いたバイラテラルゲートのようなアナログ
ＳＷ５１、５５と、を備えて構成されている。
【００２３】そして、アナログＳＷ設定部１５からの信
号によりアナログＳＷ５１および５５が開閉され、積分
アンプの積分容量を変化させることができるようになっ
ている。
号によりアナログＳＷ５１および５５が開閉され、積分
アンプの積分容量を変化させることができるようになっ
ている。
【００２４】次に、この第１の実施形態の動作を説明す
る。Ｘ線撮影または透視に際して、まずＣＲＴ２５にメ
ニュー画面が表示され、このメニューに従って、管電
圧、管電流、曝射時間等のＸ線曝射条件がＸ線曝射条件
選択部１９に入力される。Ｘ線曝射条件選択部１９は、
入力されたＸ線曝射条件に応じた制御信号をＸ線曝射制
御部１３に出力するとともに、このＸ線曝射条件によっ
て、Ｘ線曝射条件とゲイン制御との対応テーブル１７を
検索し、このＸ線曝射条件に応じた初段積分アンプ４７
のゲイン（積分容量）を形成するアナログＳＷ制御状態
を求める。
る。Ｘ線撮影または透視に際して、まずＣＲＴ２５にメ
ニュー画面が表示され、このメニューに従って、管電
圧、管電流、曝射時間等のＸ線曝射条件がＸ線曝射条件
選択部１９に入力される。Ｘ線曝射条件選択部１９は、
入力されたＸ線曝射条件に応じた制御信号をＸ線曝射制
御部１３に出力するとともに、このＸ線曝射条件によっ
て、Ｘ線曝射条件とゲイン制御との対応テーブル１７を
検索し、このＸ線曝射条件に応じた初段積分アンプ４７
のゲイン（積分容量）を形成するアナログＳＷ制御状態
を求める。
【００２５】このＸ線曝射条件とゲイン制御との対応テ
ーブル１７は、例えばＸ線透視の場合などＸ線曝射量が
少ない場合には、発生電荷量が少ないので積分容量を小
さくし、例えばＸ線撮影の場合などＸ線曝射量が多い場
合には、発生電荷量が多いので積分容量を大きくするよ
うにアナログＳＷの開閉状態を制御するものであり、例
えばＲＯＭ等に予め書き込まれた固定値でもよいし、Ｅ
ＥＰＲＯＭ等を用いて、Ｘ線管球１１やＸ線固体平面検
出器３１の経年変化に応じて書き換えても良い。
ーブル１７は、例えばＸ線透視の場合などＸ線曝射量が
少ない場合には、発生電荷量が少ないので積分容量を小
さくし、例えばＸ線撮影の場合などＸ線曝射量が多い場
合には、発生電荷量が多いので積分容量を大きくするよ
うにアナログＳＷの開閉状態を制御するものであり、例
えばＲＯＭ等に予め書き込まれた固定値でもよいし、Ｅ
ＥＰＲＯＭ等を用いて、Ｘ線管球１１やＸ線固体平面検
出器３１の経年変化に応じて書き換えても良い。
【００２６】そして、このアナログＳＷ制御状態を実現
するアナログＳＷ設定信号をアナログＳＷ設定部１５で
作成し、Ｘ線固体平面検出器３１の各初段積分アンプ４
７のアナログＳＷ５１、５５へ送出する。
するアナログＳＷ設定信号をアナログＳＷ設定部１５で
作成し、Ｘ線固体平面検出器３１の各初段積分アンプ４
７のアナログＳＷ５１、５５へ送出する。
【００２７】こうして、Ｘ線曝射条件に応じたＸ線固体
平面検出器３１の初段積分アンプのゲインが設定され
る。次いで、Ｘ線管球１１からＸ線が曝射されたとき、
図示されない被検体を透過してＸ線固体平面検出器３１
の各画素に入射したＸ線の強度は、光電変換素子４３に
より電荷に変換され、各光電変換素子４３に蓄積された
電荷量は、各画素毎に設けられたＴＦＴ４１のスイッチ
により初段積分アンプ４７により電圧に変換される。
平面検出器３１の初段積分アンプのゲインが設定され
る。次いで、Ｘ線管球１１からＸ線が曝射されたとき、
図示されない被検体を透過してＸ線固体平面検出器３１
の各画素に入射したＸ線の強度は、光電変換素子４３に
より電荷に変換され、各光電変換素子４３に蓄積された
電荷量は、各画素毎に設けられたＴＦＴ４１のスイッチ
により初段積分アンプ４７により電圧に変換される。
【００２８】このとき、初段積分アンプ４７はＸ線曝射
量に応じた適切なゲインに設定されているので、マルチ
プレクサ６１を介して、アンプ６３で増幅された後、Ａ
ＤＣ６５に入力するアナログＸ線画像信号の振幅レベル
は、ＡＤＣ６５のビット分解能を十分に引き出すことが
できる。ＡＤＣ６５によりアナログ／ディジタル変換さ
れたディジタルＸ線画像信号は、画像メモリ２１に書き
込まれ、ＣＲＴ２５に十分な濃度分解能で表示される。
量に応じた適切なゲインに設定されているので、マルチ
プレクサ６１を介して、アンプ６３で増幅された後、Ａ
ＤＣ６５に入力するアナログＸ線画像信号の振幅レベル
は、ＡＤＣ６５のビット分解能を十分に引き出すことが
できる。ＡＤＣ６５によりアナログ／ディジタル変換さ
れたディジタルＸ線画像信号は、画像メモリ２１に書き
込まれ、ＣＲＴ２５に十分な濃度分解能で表示される。
【００２９】以上説明したように、本実施の形態では、
初段積分アンプ４７のゲインがＸ線曝射条件に応じた適
切なゲインに設定されているので、ＡＤＣ６５に入力さ
れる信号がＡＤＣ６５のダイナミックレンジを有効に利
用し、Ｘ線画像の濃度分解能を高め、微小なコントラス
ト変化が読み取れるようになる。
初段積分アンプ４７のゲインがＸ線曝射条件に応じた適
切なゲインに設定されているので、ＡＤＣ６５に入力さ
れる信号がＡＤＣ６５のダイナミックレンジを有効に利
用し、Ｘ線画像の濃度分解能を高め、微小なコントラス
ト変化が読み取れるようになる。
【００３０】なお、本実施の形態では、積分容量のコン
デンサを４９、５３、５７と３通りの容量を設け、これ
を２つのアナログＳＷ５１、５５により切り替えたが、
これに限らずコンデンサ５７にも直列にアナログＳＷを
設けてもよいし、さらに任意の数の積分容量とこれらを
切り替えるアナログＳＷ群を設けることも可能である。
デンサを４９、５３、５７と３通りの容量を設け、これ
を２つのアナログＳＷ５１、５５により切り替えたが、
これに限らずコンデンサ５７にも直列にアナログＳＷを
設けてもよいし、さらに任意の数の積分容量とこれらを
切り替えるアナログＳＷ群を設けることも可能である。
【００３１】また、本実施の形態の変形例として、初段
積分アンプ４７の出力、マルチプレクサ６１の出力、ま
たはアンプ６３の出力などのＡＤＣ６５の前段処理回路
の出力を監視し、この監視結果によりアナログＳＷ設定
部１５を制御する制御手段を更に設け、これらの出力電
圧が所定の値以上となったときに、初段積分アンプ４７
の積分定数やゲインを変更して前段処理回路の出力電圧
が低下するように制御しても良い。
積分アンプ４７の出力、マルチプレクサ６１の出力、ま
たはアンプ６３の出力などのＡＤＣ６５の前段処理回路
の出力を監視し、この監視結果によりアナログＳＷ設定
部１５を制御する制御手段を更に設け、これらの出力電
圧が所定の値以上となったときに、初段積分アンプ４７
の積分定数やゲインを変更して前段処理回路の出力電圧
が低下するように制御しても良い。
【００３２】図２は、本発明に係るＸ線固体平面検出器
の第２の実施形態を説明するブロック回路図である。本
実施の形態は、Ｘ線曝射条件に応じてＡ／Ｄ変換器の前
段処理回路であるアンプのゲインを変更することにより
Ａ／Ｄ変換特性を制御する例を示している。
の第２の実施形態を説明するブロック回路図である。本
実施の形態は、Ｘ線曝射条件に応じてＡ／Ｄ変換器の前
段処理回路であるアンプのゲインを変更することにより
Ａ／Ｄ変換特性を制御する例を示している。
【００３３】図２において、Ｘ線診断装置３は、Ｘ線管
球１１と、Ｘ線曝射制御部１３と、アナログＳＷ設定部
１５と、Ｘ線曝射条件とゲイン制御との対応テーブル１
７と、Ｘ線曝射条件選択部１９と、画像メモリ２１と、
ＫＢ２３と、ＣＲＴ２５と、Ｘ線固体平面検出器３３と
を備えて構成されている。
球１１と、Ｘ線曝射制御部１３と、アナログＳＷ設定部
１５と、Ｘ線曝射条件とゲイン制御との対応テーブル１
７と、Ｘ線曝射条件選択部１９と、画像メモリ２１と、
ＫＢ２３と、ＣＲＴ２５と、Ｘ線固体平面検出器３３と
を備えて構成されている。
【００３４】本実施の形態のＸ線診断装置３は、Ｘ線固
体平面検出器３１の代わりにＸ線固体平面検出器３３が
用いられていることを除いて第１の実施形態と同じであ
るので重複する説明は省略する。
体平面検出器３１の代わりにＸ線固体平面検出器３３が
用いられていることを除いて第１の実施形態と同じであ
るので重複する説明は省略する。
【００３５】Ｘ線固体平面検出器３３は、例えば、１０
００×１０００の行列状に配置された複数の光電変換素
子４３と、各光電変換素子４３のそれぞれに対応して設
けられた読出スイッチとしての複数のＴＦＴ４１と、各
列のＴＦＴ４１のゲートに駆動信号を送出するゲートド
ライバ４５と、各行のＴＦＴ４１のドレインが共通に接
続された初段積分アンプ７１と、各初段積分アンプ４７
の出力を時分割多重化するマルチプレクサ６１と、マル
チプレクサ６１の出力を増幅するアンプ８５と、アンプ
８５の出力をアナログ／ディジタル変換して画像メモリ
２１へ出力するＡＤＣ６５とを備えている。
００×１０００の行列状に配置された複数の光電変換素
子４３と、各光電変換素子４３のそれぞれに対応して設
けられた読出スイッチとしての複数のＴＦＴ４１と、各
列のＴＦＴ４１のゲートに駆動信号を送出するゲートド
ライバ４５と、各行のＴＦＴ４１のドレインが共通に接
続された初段積分アンプ７１と、各初段積分アンプ４７
の出力を時分割多重化するマルチプレクサ６１と、マル
チプレクサ６１の出力を増幅するアンプ８５と、アンプ
８５の出力をアナログ／ディジタル変換して画像メモリ
２１へ出力するＡＤＣ６５とを備えている。
【００３６】Ｘ線固体平面検出器３３の構成要素のう
ち、複数の光電変換素子４３、各光電変換素子４３に対
応して設けられたＴＦＴ４１、ゲートドライバ４５、マ
ルチプレクサ６１、ＡＤＣ６５は、第１の実施形態のＸ
線固体平面検出器３１と同様の構成要素であるので、重
複する説明は省略する。
ち、複数の光電変換素子４３、各光電変換素子４３に対
応して設けられたＴＦＴ４１、ゲートドライバ４５、マ
ルチプレクサ６１、ＡＤＣ６５は、第１の実施形態のＸ
線固体平面検出器３１と同様の構成要素であるので、重
複する説明は省略する。
【００３７】本実施の形態のＸ線固体平面検出器３３
は、ゲイン（積分容量）が固定の初段積分アンプ７１を
備えるとともに、各初段積分アンプ７１の出力を時分割
多重化するマルチプレクサ６１とＡＤＣ６５との間に設
けられた増幅度可変のアンプ８５を備えている点が第１
の実施形態と異なる。
は、ゲイン（積分容量）が固定の初段積分アンプ７１を
備えるとともに、各初段積分アンプ７１の出力を時分割
多重化するマルチプレクサ６１とＡＤＣ６５との間に設
けられた増幅度可変のアンプ８５を備えている点が第１
の実施形態と異なる。
【００３８】アンプ８５は、その入力側に設けられた抵
抗７３の値Ｒｉと、アンプ８５の出力からその負入力に
帰還する帰還抵抗値Ｒｆにより増幅度（Ｒｆ／Ｒｉ）が
決まるので、アンプ８５の出力からその負入力に帰還す
る抵抗７７、８１、にそれぞれ直列にアナログＳＷ７
５、７９を設け、各ＳＷ７５、７９をアナログＳＷ設定
部１５からの信号により開閉状態を切り替える。これに
より帰還抵抗値が変化するのでアンプ８５の増幅度を切
り替えることができる。
抗７３の値Ｒｉと、アンプ８５の出力からその負入力に
帰還する帰還抵抗値Ｒｆにより増幅度（Ｒｆ／Ｒｉ）が
決まるので、アンプ８５の出力からその負入力に帰還す
る抵抗７７、８１、にそれぞれ直列にアナログＳＷ７
５、７９を設け、各ＳＷ７５、７９をアナログＳＷ設定
部１５からの信号により開閉状態を切り替える。これに
より帰還抵抗値が変化するのでアンプ８５の増幅度を切
り替えることができる。
【００３９】このアナログＳＷ７５、８１にも第１の実
施形態に用いたアナログＳＷと同様な、電子的に開閉動
作が行われる例えば相補型ＭＯＳ−ＦＥＴを用いたバイ
ラテラルゲート等の素子を利用することができる。
施形態に用いたアナログＳＷと同様な、電子的に開閉動
作が行われる例えば相補型ＭＯＳ−ＦＥＴを用いたバイ
ラテラルゲート等の素子を利用することができる。
【００４０】次に、この第２の実施形態の動作を説明す
る。Ｘ線撮影または透視に際して、まずＣＲＴ２５にメ
ニュー画面が表示され、このメニューに従って、管電
圧、管電流、曝射時間等のＸ線曝射条件がＸ線曝射条件
選択部１９に入力される。Ｘ線曝射条件選択部１９は、
入力されたＸ線曝射条件に応じた制御信号をＸ線曝射制
御部１３に出力するとともに、このＸ線曝射条件によっ
て、Ｘ線曝射条件とゲイン制御との対応テーブル１７を
検索し、このＸ線曝射条件に応じたアンプ８５のゲイン
を形成するアナログＳＷ制御状態を求める。
る。Ｘ線撮影または透視に際して、まずＣＲＴ２５にメ
ニュー画面が表示され、このメニューに従って、管電
圧、管電流、曝射時間等のＸ線曝射条件がＸ線曝射条件
選択部１９に入力される。Ｘ線曝射条件選択部１９は、
入力されたＸ線曝射条件に応じた制御信号をＸ線曝射制
御部１３に出力するとともに、このＸ線曝射条件によっ
て、Ｘ線曝射条件とゲイン制御との対応テーブル１７を
検索し、このＸ線曝射条件に応じたアンプ８５のゲイン
を形成するアナログＳＷ制御状態を求める。
【００４１】このＸ線曝射条件とゲイン制御との対応テ
ーブル１７は、Ｘ線曝射量が少ない場合には、発生電荷
量が少ないのでアンプ８５ゲインを大きくするため帰還
抵抗値Ｒｆを大きくし、Ｘ線曝射量が多い場合には、発
生電荷量が多いのでゲインを小さくするために帰還抵抗
値Ｒｆを小さくするようにアナログＳＷ７７、８１の開
閉状態を制御するものであり、例えばＲＯＭ等に予め書
き込まれた固定値でもよいし、ＥＥＰＲＯＭ等を用い
て、Ｘ線管球１１やＸ線固体平面検出器３３の経年変化
に応じて書き換えても良い。
ーブル１７は、Ｘ線曝射量が少ない場合には、発生電荷
量が少ないのでアンプ８５ゲインを大きくするため帰還
抵抗値Ｒｆを大きくし、Ｘ線曝射量が多い場合には、発
生電荷量が多いのでゲインを小さくするために帰還抵抗
値Ｒｆを小さくするようにアナログＳＷ７７、８１の開
閉状態を制御するものであり、例えばＲＯＭ等に予め書
き込まれた固定値でもよいし、ＥＥＰＲＯＭ等を用い
て、Ｘ線管球１１やＸ線固体平面検出器３３の経年変化
に応じて書き換えても良い。
【００４２】そして、このアナログＳＷ制御状態を実現
するアナログＳＷ設定信号をアナログＳＷ設定部１５で
作成し、Ｘ線固体平面検出器３３のアンプ８５のアナロ
グＳＷ７５、８１へ送出する。
するアナログＳＷ設定信号をアナログＳＷ設定部１５で
作成し、Ｘ線固体平面検出器３３のアンプ８５のアナロ
グＳＷ７５、８１へ送出する。
【００４３】こうして、Ｘ線曝射条件に応じたＸ線固体
平面検出器３３のアンプ８５のゲインが設定され、Ｘ線
が曝射されたとき、その曝射量に最適なアンプのゲイン
が得られ、ＡＤＣ６５のダイナミックレンジを有効に利
用し、Ｘ線画像の濃度分解能を高め、微小なコントラス
ト変化が読み取れるようになる。
平面検出器３３のアンプ８５のゲインが設定され、Ｘ線
が曝射されたとき、その曝射量に最適なアンプのゲイン
が得られ、ＡＤＣ６５のダイナミックレンジを有効に利
用し、Ｘ線画像の濃度分解能を高め、微小なコントラス
ト変化が読み取れるようになる。
【００４４】なお、本実施の形態では、アンプ８５の帰
還抵抗を７７、８１、８３、と３本設けたが、これに限
らず任意の数の帰還抵抗を切り替えることも可能であ
る。
還抵抗を７７、８１、８３、と３本設けたが、これに限
らず任意の数の帰還抵抗を切り替えることも可能であ
る。
【００４５】また、第２実施形態の変形例として、後段
のアンプ８５のゲインを切り替える代わりに、図３
（ａ）、（ｂ）に示すように、複数の直列に接続された
後段アンプＱ１，Ｑ２またはＱ５，Ｑ５を設けて、その
段数を切り替えても良いし、特に図示しないが、それぞ
れゲインの異なる複数のアンプを設けて、アンプを切り
替えてもよい。いずれの場合も切り替えるアンプの段数
やアンプの個数には特に制限はなく、必要に応じて任意
の数を設け切り替えればよい。
のアンプ８５のゲインを切り替える代わりに、図３
（ａ）、（ｂ）に示すように、複数の直列に接続された
後段アンプＱ１，Ｑ２またはＱ５，Ｑ５を設けて、その
段数を切り替えても良いし、特に図示しないが、それぞ
れゲインの異なる複数のアンプを設けて、アンプを切り
替えてもよい。いずれの場合も切り替えるアンプの段数
やアンプの個数には特に制限はなく、必要に応じて任意
の数を設け切り替えればよい。
【００４６】さらに、本実施の形態の変形例として、初
段積分アンプ７１の出力、マルチプレクサ６１の出力、
またはアンプ８５の出力などのＡＤＣ６５の前段処理回
路の出力を監視し、この監視結果によりアナログＳＷ設
定部１５を制御する制御手段を更に設け、これらの出力
電圧が所定の値以上となったときに、アンプ８５のゲイ
ンを変更して前段処理回路の出力電圧が低下するように
制御しても良い。
段積分アンプ７１の出力、マルチプレクサ６１の出力、
またはアンプ８５の出力などのＡＤＣ６５の前段処理回
路の出力を監視し、この監視結果によりアナログＳＷ設
定部１５を制御する制御手段を更に設け、これらの出力
電圧が所定の値以上となったときに、アンプ８５のゲイ
ンを変更して前段処理回路の出力電圧が低下するように
制御しても良い。
【００４７】図４は、本発明に係るＸ線固体平面検出器
の第３の実施形態を説明するブロック回路図である。本
実施の形態は、Ｘ線固体平面検出器３５の読出信号の２
次元的な領域に応じてアンプのゲインを変更することに
よりＡ／Ｄ変換特性を制御する例を示している。
の第３の実施形態を説明するブロック回路図である。本
実施の形態は、Ｘ線固体平面検出器３５の読出信号の２
次元的な領域に応じてアンプのゲインを変更することに
よりＡ／Ｄ変換特性を制御する例を示している。
【００４８】図４において、Ｘ線固体平面検出器３５
は、例えば、１０００×１０００の行列状に配置された
各画素に対応する複数の光電変換素子４３と、各光電変
換素子４３のそれぞれに対応して設けられた読出スイッ
チとしての複数のＴＦＴ４１と、各列のＴＦＴ４１のゲ
ートに駆動信号を送出するゲートドライバ４５と、各行
のＴＦＴ４１のドレインが共通に接続された初段積分ア
ンプ７１と、各初段積分アンプ７１の出力を時分割多重
化するマルチプレクサ６１と、マルチプレクサ６１の出
力を増幅するアンプ９３と、アンプ９３の出力をアナロ
グ／ディジタル変換して画像メモリ２１へ出力するＡＤ
Ｃ６５と、マルチプレクサ６１の出力から低周波成分を
抽出する低周波抽出手段８７と、低周波抽出手段８７に
よる抽出結果に応じてそれぞれアンプ９３のオフセット
およびゲインを設定するアンプオフセット設定手段８９
およびアンプゲイン設定手段９１とを備えている。
は、例えば、１０００×１０００の行列状に配置された
各画素に対応する複数の光電変換素子４３と、各光電変
換素子４３のそれぞれに対応して設けられた読出スイッ
チとしての複数のＴＦＴ４１と、各列のＴＦＴ４１のゲ
ートに駆動信号を送出するゲートドライバ４５と、各行
のＴＦＴ４１のドレインが共通に接続された初段積分ア
ンプ７１と、各初段積分アンプ７１の出力を時分割多重
化するマルチプレクサ６１と、マルチプレクサ６１の出
力を増幅するアンプ９３と、アンプ９３の出力をアナロ
グ／ディジタル変換して画像メモリ２１へ出力するＡＤ
Ｃ６５と、マルチプレクサ６１の出力から低周波成分を
抽出する低周波抽出手段８７と、低周波抽出手段８７に
よる抽出結果に応じてそれぞれアンプ９３のオフセット
およびゲインを設定するアンプオフセット設定手段８９
およびアンプゲイン設定手段９１とを備えている。
【００４９】Ｘ線固体平面検出器３５の複数の光電変換
素子４３は、Ｘ線を直接電荷に変換する直接変換型の光
電変換素子であってもよいし、Ｘ線入射面に形成された
図示されない蛍光体によりＸ線を可視光に変換し、この
可視光の強度分布を電荷に変換する間接変換型の光電変
換素子であってもかまわない。
素子４３は、Ｘ線を直接電荷に変換する直接変換型の光
電変換素子であってもよいし、Ｘ線入射面に形成された
図示されない蛍光体によりＸ線を可視光に変換し、この
可視光の強度分布を電荷に変換する間接変換型の光電変
換素子であってもかまわない。
【００５０】次に、本第３実施形態の動作を説明する。
Ｘ線固体平面検出器３５の各画素にＸ線またはＸ線から
変換された光線が入射し、入射したＸ線または光線の量
に応じた電荷が各光電変換素子４３に生成され、これが
アナログのＸ線画像信号としてマルチプレクサ６１の出
力信号として得られることは、従来のＸ線固体平面検出
器と同じである。マルチプレクサ６１の出力として得ら
れたＸ線画像信号は、アンプ９３に入力されるととも
に、低周波成分抽出手段８７により、その低周波成分が
抽出される。抽出された低周波成分の情報は、アンプオ
フセット設定手段８９およびアンプゲイン設定手段９１
にそれぞれ入力され、低周波成分を抑制し、高周波成分
を強調するようなアンプオフセットおよびアンプゲイン
制御信号に変換され、アンプ９３に供給される。アンプ
９３は、このアンプオフセットおよびアンプゲインに応
じてアナログＸ線画像信号を増幅し、ＡＤＣ６５に出力
する。
Ｘ線固体平面検出器３５の各画素にＸ線またはＸ線から
変換された光線が入射し、入射したＸ線または光線の量
に応じた電荷が各光電変換素子４３に生成され、これが
アナログのＸ線画像信号としてマルチプレクサ６１の出
力信号として得られることは、従来のＸ線固体平面検出
器と同じである。マルチプレクサ６１の出力として得ら
れたＸ線画像信号は、アンプ９３に入力されるととも
に、低周波成分抽出手段８７により、その低周波成分が
抽出される。抽出された低周波成分の情報は、アンプオ
フセット設定手段８９およびアンプゲイン設定手段９１
にそれぞれ入力され、低周波成分を抑制し、高周波成分
を強調するようなアンプオフセットおよびアンプゲイン
制御信号に変換され、アンプ９３に供給される。アンプ
９３は、このアンプオフセットおよびアンプゲインに応
じてアナログＸ線画像信号を増幅し、ＡＤＣ６５に出力
する。
【００５１】図５は本第３実施形態の作用を説明する図
である。同図（ａ）は、光電変換素子４３のマトリック
スにより得られたＸ線のイメージを示している。同図
（ａ）における（ア）ラインのプロファイルは、本発明
を用いなければ同図（ｂ）の様に出力され、（イ）ライ
ンで示されたＡ／Ｄコンバータの入力上限値を越えて入
力される情報は量子化されずに失われてしまう。そこで
同図（ｃ）に示すような低周波成分を抽出し、これを用
いて低周波成分を抑制し、高周波成分を強調すれば同図
（ｄ）に得られるようなプロファイルが得られることに
なる。
である。同図（ａ）は、光電変換素子４３のマトリック
スにより得られたＸ線のイメージを示している。同図
（ａ）における（ア）ラインのプロファイルは、本発明
を用いなければ同図（ｂ）の様に出力され、（イ）ライ
ンで示されたＡ／Ｄコンバータの入力上限値を越えて入
力される情報は量子化されずに失われてしまう。そこで
同図（ｃ）に示すような低周波成分を抽出し、これを用
いて低周波成分を抑制し、高周波成分を強調すれば同図
（ｄ）に得られるようなプロファイルが得られることに
なる。
【００５２】次に、本発明に係るＸ線固体平面検出器の
第４の実施形態を説明する。図６は、本発明に係るＸ線
固体平面検出器の第４の実施形態を説明するブロック回
路図である。本実施の形態は、Ｘ線曝射条件に応じてＸ
線を電荷に変換する光電変換膜のバイアス電圧を変更す
ることによりＡ／Ｄ変換特性を制御する例を示してい
る。
第４の実施形態を説明する。図６は、本発明に係るＸ線
固体平面検出器の第４の実施形態を説明するブロック回
路図である。本実施の形態は、Ｘ線曝射条件に応じてＸ
線を電荷に変換する光電変換膜のバイアス電圧を変更す
ることによりＡ／Ｄ変換特性を制御する例を示してい
る。
【００５３】図６において、Ｘ線診断装置５は、Ｘ線源
であるＸ線管球１１と、Ｘ線管球１１からのＸ線曝射条
件を制御するＸ線曝射制御部１３と、Ｘ線曝射条件とゲ
イン制御との対応テーブル１７と、Ｘ線曝射条件選択部
１９と、Ｘ線画像情報を保持する画像メモリ２１と、Ｘ
線曝射条件を入力するためのＫＢ２３と、Ｘ線画像を表
示するＣＲＴ２５と、Ｘ線固体平面検出器３７と、Ｘ線
固体平面検出器３７にバイアス電圧を供給するバイアス
用可変電源９７と、バイアス電圧設定部９９と、最大最
小検出部１０１とを備えて構成されている。
であるＸ線管球１１と、Ｘ線管球１１からのＸ線曝射条
件を制御するＸ線曝射制御部１３と、Ｘ線曝射条件とゲ
イン制御との対応テーブル１７と、Ｘ線曝射条件選択部
１９と、Ｘ線画像情報を保持する画像メモリ２１と、Ｘ
線曝射条件を入力するためのＫＢ２３と、Ｘ線画像を表
示するＣＲＴ２５と、Ｘ線固体平面検出器３７と、Ｘ線
固体平面検出器３７にバイアス電圧を供給するバイアス
用可変電源９７と、バイアス電圧設定部９９と、最大最
小検出部１０１とを備えて構成されている。
【００５４】Ｘ線固体平面検出器３７は、例えば、１０
００×１０００の行列状に配置された各画素に対応する
複数の光電変換素子４３と、各光電変換素子４３のそれ
ぞれに対応して設けられた読出スイッチとしての複数の
ＴＦＴ４１と、各列のＴＦＴ４１のゲートに駆動信号を
送出するゲートドライバ４５と、各行のＴＦＴ４１のド
レインが共通に接続された初段積分アンプ７１と、各初
段積分アンプ７１の出力を時分割多重化するマルチプレ
クサ６１と、マルチプレクサ６１の出力を増幅するアン
プ６３と、アンプ６３の出力をアナログ／ディジタル変
換して画像メモリ２１へ出力するＡＤＣ６５とを備えて
いる。
００×１０００の行列状に配置された各画素に対応する
複数の光電変換素子４３と、各光電変換素子４３のそれ
ぞれに対応して設けられた読出スイッチとしての複数の
ＴＦＴ４１と、各列のＴＦＴ４１のゲートに駆動信号を
送出するゲートドライバ４５と、各行のＴＦＴ４１のド
レインが共通に接続された初段積分アンプ７１と、各初
段積分アンプ７１の出力を時分割多重化するマルチプレ
クサ６１と、マルチプレクサ６１の出力を増幅するアン
プ６３と、アンプ６３の出力をアナログ／ディジタル変
換して画像メモリ２１へ出力するＡＤＣ６５とを備えて
いる。
【００５５】Ｘ線固体平面検出器３７は、例えば、アモ
ルファス−セレン膜（以下、ａ−Ｓｅと略す）を用いた
直接変換型の複数の光電変換素子４３と、この複数の光
電変換素子４３に共通のバイアス電圧を印加する共通バ
イアス電極９５とを備えている。
ルファス−セレン膜（以下、ａ−Ｓｅと略す）を用いた
直接変換型の複数の光電変換素子４３と、この複数の光
電変換素子４３に共通のバイアス電圧を印加する共通バ
イアス電極９５とを備えている。
【００５６】次に、この第４の実施形態の動作を説明す
る。Ｘ線撮影または透視に際して、まずＣＲＴ２５にメ
ニュー画面が表示され、このメニューに従って、管電
圧、管電流、曝射時間等のＸ線曝射条件がＸ線曝射条件
選択部１９に入力される。Ｘ線曝射条件選択部１９は、
入力されたＸ線曝射条件に応じた制御信号をＸ線曝射制
御部１３に出力するとともに、このＸ線曝射条件によっ
て、Ｘ線曝射条件とゲイン制御との対応テーブル１７を
検索し、このＸ線曝射条件に応じたバイアス電圧を求め
る。
る。Ｘ線撮影または透視に際して、まずＣＲＴ２５にメ
ニュー画面が表示され、このメニューに従って、管電
圧、管電流、曝射時間等のＸ線曝射条件がＸ線曝射条件
選択部１９に入力される。Ｘ線曝射条件選択部１９は、
入力されたＸ線曝射条件に応じた制御信号をＸ線曝射制
御部１３に出力するとともに、このＸ線曝射条件によっ
て、Ｘ線曝射条件とゲイン制御との対応テーブル１７を
検索し、このＸ線曝射条件に応じたバイアス電圧を求め
る。
【００５７】このＸ線曝射条件とゲイン制御との対応テ
ーブル１７は、Ｘ線曝射量が少ない場合には、発生電荷
量が多くなるようにバイアス電圧を高め、Ｘ線曝射量が
多い場合には、発生電荷量が少なくなるようにバイアス
電圧を低めるように制御するものであり、例えばＲＯＭ
等に予め書き込まれた固定値でもよいし、ＥＥＰＲＯＭ
等を用いて、Ｘ線管球１１やＸ線固体平面検出器３７の
経年変化に応じて書き換えても良い。
ーブル１７は、Ｘ線曝射量が少ない場合には、発生電荷
量が多くなるようにバイアス電圧を高め、Ｘ線曝射量が
多い場合には、発生電荷量が少なくなるようにバイアス
電圧を低めるように制御するものであり、例えばＲＯＭ
等に予め書き込まれた固定値でもよいし、ＥＥＰＲＯＭ
等を用いて、Ｘ線管球１１やＸ線固体平面検出器３７の
経年変化に応じて書き換えても良い。
【００５８】そして、Ｘ線曝射条件とゲイン制御との対
応テーブル１７の検索の結果、得られたバイアス電圧の
条件をバイアス設定部９９に送り、バイアス設定部９９
はこのバイアス電圧の条件に応じたバイアス電圧を発生
するようにバイアス用可変電源９７を制御する。こうし
てＸ線曝射条件に応じたバイアス電圧がＸ線固体平面検
出器３７に与えられる。
応テーブル１７の検索の結果、得られたバイアス電圧の
条件をバイアス設定部９９に送り、バイアス設定部９９
はこのバイアス電圧の条件に応じたバイアス電圧を発生
するようにバイアス用可変電源９７を制御する。こうし
てＸ線曝射条件に応じたバイアス電圧がＸ線固体平面検
出器３７に与えられる。
【００５９】次いで、Ｘ線管球１１からＸ線が曝射され
たとき、図示されない被検体を透過してＸ線固体平面検
出器３７の各画素に入射したＸ線の強度は、光電変換素
子４３により電荷に変換され、各光電変換素子４３に蓄
積された電荷量は、各画素毎に設けられたＴＦＴ４１の
スイッチにより初段積分アンプ７１により電圧に変換さ
れる。
たとき、図示されない被検体を透過してＸ線固体平面検
出器３７の各画素に入射したＸ線の強度は、光電変換素
子４３により電荷に変換され、各光電変換素子４３に蓄
積された電荷量は、各画素毎に設けられたＴＦＴ４１の
スイッチにより初段積分アンプ７１により電圧に変換さ
れる。
【００６０】この電圧は、マルチプレクサ６１を介し
て、アンプ６３で増幅された後、ＡＤＣ６５に入力す
る。このＡＤＣ６５に入力されるアナログＸ線画像信号
の振幅レベルは、ＡＤＣ６５のビット分解能を十分に引
き出すことができる。ＡＤＣ６５によりアナログ／ディ
ジタル変換されたディジタルＸ線画像信号は、画像メモ
リ２１に書き込まれ、ＣＲＴ２５に十分な濃度分解能で
表示される。
て、アンプ６３で増幅された後、ＡＤＣ６５に入力す
る。このＡＤＣ６５に入力されるアナログＸ線画像信号
の振幅レベルは、ＡＤＣ６５のビット分解能を十分に引
き出すことができる。ＡＤＣ６５によりアナログ／ディ
ジタル変換されたディジタルＸ線画像信号は、画像メモ
リ２１に書き込まれ、ＣＲＴ２５に十分な濃度分解能で
表示される。
【００６１】本実施の形態では、Ｘ線曝射条件、被検者
の体格、体位、撮影部位によっては、Ｘ線曝射条件だけ
では、バイアス電圧が最適になるとは限らない場合もあ
る。このような場合、第２回目のＸ線曝射は、第１回目
のＸ線曝射の結果のアナログ／ディジタル変換結果を利
用して、バイアス電圧を変更することができる。
の体格、体位、撮影部位によっては、Ｘ線曝射条件だけ
では、バイアス電圧が最適になるとは限らない場合もあ
る。このような場合、第２回目のＸ線曝射は、第１回目
のＸ線曝射の結果のアナログ／ディジタル変換結果を利
用して、バイアス電圧を変更することができる。
【００６２】このために、ＡＤＣ６５の出力をモニタす
る最大・最小検出部１０１が設けられている。最大・最
小検出部１０１は、ＡＤＣ６５が変換したディジタルＸ
線画像データから最大値および最小値を検出し、各画素
毎に光電変換素子４３の発生電荷量が飽和しているか飽
和していないかを判定する。
る最大・最小検出部１０１が設けられている。最大・最
小検出部１０１は、ＡＤＣ６５が変換したディジタルＸ
線画像データから最大値および最小値を検出し、各画素
毎に光電変換素子４３の発生電荷量が飽和しているか飽
和していないかを判定する。
【００６３】この判定において、例えば、図７（ａ）に
示すように、全ての画素の発生電荷量が飽和していなく
て、現在のＸ線画像の出力レベルがＡＤＣのレンジより
十分小さければ、次回からバイアス電圧を高めるように
バイアス設定部９９に信号を送る。この判定において、
例えば、図７（ｂ）に示すように、発生電荷量が飽和し
ている画素の領域がある程度以上に大きければ、次回よ
りバイアス電圧を低めるようにバイアス設定部９９に信
号を送る。
示すように、全ての画素の発生電荷量が飽和していなく
て、現在のＸ線画像の出力レベルがＡＤＣのレンジより
十分小さければ、次回からバイアス電圧を高めるように
バイアス設定部９９に信号を送る。この判定において、
例えば、図７（ｂ）に示すように、発生電荷量が飽和し
ている画素の領域がある程度以上に大きければ、次回よ
りバイアス電圧を低めるようにバイアス設定部９９に信
号を送る。
【００６４】これにより、Ｘ線固体平面検出器３７のバ
イアス電圧がＸ線曝射条件に応じた適切なゲインに設定
されているので、ＡＤＣ６５に入力される信号がＡＤＣ
６５のダイナミックレンジを有効に利用し、Ｘ線画像の
濃度分解能を高め、微小なコントラスト変化が読み取れ
るようになる。
イアス電圧がＸ線曝射条件に応じた適切なゲインに設定
されているので、ＡＤＣ６５に入力される信号がＡＤＣ
６５のダイナミックレンジを有効に利用し、Ｘ線画像の
濃度分解能を高め、微小なコントラスト変化が読み取れ
るようになる。
【００６５】また、本実施の形態においては、Ｘ線曝射
条件によるバイアス電圧の設定が困難な場合でも、２枚
目以降ののＸ線撮影または２フレーム目以降のＸ線透視
において、最適なＸ線固体平面検出器のバイアス電圧が
得られる。
条件によるバイアス電圧の設定が困難な場合でも、２枚
目以降ののＸ線撮影または２フレーム目以降のＸ線透視
において、最適なＸ線固体平面検出器のバイアス電圧が
得られる。
【００６６】さらに、本実施の形態ではＡ／Ｄ変換器の
出力に基づいて光電変換素子の発生電荷量が飽和してい
ることを検出しているが、Ａ／Ｄ変換器に入力されるア
ナログ電圧からコンパレータ等を用いて直接検出する構
成としても良い。
出力に基づいて光電変換素子の発生電荷量が飽和してい
ることを検出しているが、Ａ／Ｄ変換器に入力されるア
ナログ電圧からコンパレータ等を用いて直接検出する構
成としても良い。
【００６７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ｘ
線透視の際にＡ／Ｄ変換後のディジタル階調がフルに利
用可能となり、Ｘ線画像の濃度分解能を高め、微小なコ
ントラスト変化が読み取れるようになり、診断能を向上
させることができるという効果がある。
線透視の際にＡ／Ｄ変換後のディジタル階調がフルに利
用可能となり、Ｘ線画像の濃度分解能を高め、微小なコ
ントラスト変化が読み取れるようになり、診断能を向上
させることができるという効果がある。
【００６８】また本発明によれば、心臓血管検査など
の、被写体のパンニングを伴いなおかつＸ線の低吸収領
域と高吸収領域が混在する部位のＸ線透視に於いても、
メカニカルフィルタを用いることなしにハレーションを
防止した見易い画像にて観察することができるという効
果がある。
の、被写体のパンニングを伴いなおかつＸ線の低吸収領
域と高吸収領域が混在する部位のＸ線透視に於いても、
メカニカルフィルタを用いることなしにハレーションを
防止した見易い画像にて観察することができるという効
果がある。
【図１】本発明に係るＸ線固体平面検出器の第１実施形
態を用いたＸ線撮像装置の構成を示すシステム構成図で
ある。
態を用いたＸ線撮像装置の構成を示すシステム構成図で
ある。
【図２】本発明に係るＸ線固体平面検出器の第２実施形
態を用いたＸ線撮像装置の構成を示すシステム構成図で
ある。
態を用いたＸ線撮像装置の構成を示すシステム構成図で
ある。
【図３】第２実施形態の変形例を説明する部分回路図で
ある。
ある。
【図４】本発明に係るＸ線固体平面検出器の第３実施形
態を説明するブロック回路図である。
態を説明するブロック回路図である。
【図５】第３実施形態の動作を説明する図であり、
（ａ）はＸ線のイメージ、（ｂ）は本発明が適用されな
いときの（ア）ラインのプロファイル、（ｃ）は抽出さ
れた低周波成分、（ｄ）は本発明を適用したときの
（ア）ラインのプロファイルをそれぞれ示す。
（ａ）はＸ線のイメージ、（ｂ）は本発明が適用されな
いときの（ア）ラインのプロファイル、（ｃ）は抽出さ
れた低周波成分、（ｄ）は本発明を適用したときの
（ア）ラインのプロファイルをそれぞれ示す。
【図６】本発明に係るＸ線固体平面検出器の第４実施形
態を用いたＸ線撮像装置の構成を示すシステム構成図で
ある。
態を用いたＸ線撮像装置の構成を示すシステム構成図で
ある。
【図７】第４実施形態の動作を説明する図である。
【図８】従来のＸ線固体平面検出器の構成を説明するブ
ロック回路図である。
ロック回路図である。
【図９】直接変換型Ｘ線固体平面検出器の画素部の構造
を説明する模式断面図である。
を説明する模式断面図である。
【図１０】直接変換型Ｘ線固体検出器に用いられるアモ
ルファスセレン（ａ−Ｓｅ）膜におけるバイアス電圧
（Ｖｂ）をパラメータとした入射Ｘ線エネルギーに対す
る生成電子数を示すグラフである。
ルファスセレン（ａ−Ｓｅ）膜におけるバイアス電圧
（Ｖｂ）をパラメータとした入射Ｘ線エネルギーに対す
る生成電子数を示すグラフである。
１…Ｘ線診断装置、１１…Ｘ線管球、１３…Ｘ線曝射制
御部、１５…アナログＳＷ設定部、１７…Ｘ線曝射条件
とゲイン制御との対応テーブル、１９…Ｘ線曝射条件選
択部、２１…画像メモリ、２３…ＫＢ、２５…ＣＲＴ、
３１…Ｘ線固体平面検出器、４１…ＴＦＴ、４３…光電
変換素子、４５…ゲートドライバ、４７…初段積分アン
プ、４９、５３、５７…コンデンサ、５１、５５…アナ
ログＳＷ、５９…差動アンプ、６１…マルチプレクサ、
６３…アンプ、６５…アナログ／ディジタルコンバータ
（ＡＤＣ）。
御部、１５…アナログＳＷ設定部、１７…Ｘ線曝射条件
とゲイン制御との対応テーブル、１９…Ｘ線曝射条件選
択部、２１…画像メモリ、２３…ＫＢ、２５…ＣＲＴ、
３１…Ｘ線固体平面検出器、４１…ＴＦＴ、４３…光電
変換素子、４５…ゲートドライバ、４７…初段積分アン
プ、４９、５３、５７…コンデンサ、５１、５５…アナ
ログＳＷ、５９…差動アンプ、６１…マルチプレクサ、
６３…アンプ、６５…アナログ／ディジタルコンバータ
（ＡＤＣ）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西木 雅行 栃木県大田原市下石上1385番の１ 株式会 社東芝那須工場内
Claims (9)
- 【請求項１】 入射するＸ線または光に応じて発生した
電荷を伝達するマトリクス状に配列された画素電極と、 前記画素電極の出力を蓄積する蓄積手段と、 前記蓄積手段に蓄積された電荷を読み出す読み出し手段
と、 前記読み出し手段を介した前記蓄積手段の出力を積分及
び増幅する前段処理回路と、 前記前段処理回路のアナログ出力信号をディジタル値に
変換するＡ／Ｄ変換器と、 Ｘ線曝射条件に応じて前記前段処理回路の特性を変える
制御手段とを備えたことを特徴とするＸ線固体平面検出
器。 - 【請求項２】 前記前段処理回路は前記蓄積手段に蓄積
された電荷量を電圧に変換する積分アンプを備え、前記
制御手段は前記積分アンプのゲイン又は積分定数を変え
るものであることを特徴とする請求項１記載のＸ線固体
平面検出器。 - 【請求項３】 前記前段処理回路は複数の積分アンプを
備え、前記制御手段は前記積分アンプの接続段数を切り
替えるものであることを特徴とする請求項１記載のＸ線
固体平面検出器。 - 【請求項４】 前記制御手段はＸ線画像の低周波成分を
抑制し、高周波成分を強調するように前記積分アンプの
ゲインを変えるものであることを特徴とする請求項１乃
至請求項３のいずれか１項記載のＸ線固体平面検出器。 - 【請求項５】 前記制御手段は、透視用と撮影用の設定
情報を記憶する記憶手段を有し、この記憶された設定情
報に基づいて前記前段処理回路の特性を切り替えること
を特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載
のＸ線固体平面検出器。 - 【請求項６】 前記制御手段は、前記前段処理回路の出
力が所定の値以上となった時に、前記前段処理回路の出
力電圧が低下するように制御を行うものであることを特
徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載のＸ
線固体平面検出器。 - 【請求項７】 入射するＸ線または光に応じて電荷を発
生する変換手段と、 前記変換手段の一方の面に設けられた第１の電極と、 前記変換手段の他方の面にマトリクス状に設けられた第
２の電極と、 前記変換手段により発生された電荷を蓄積する蓄積手段
と、 前記蓄積手段に蓄積された電荷を読み出す読み出し手段
と、 前記読み出し手段を介した前記変換手段の出力を積分及
び増幅する前段処理回路と、 前記前段処理回路のアナログ出力信号をディジタル値に
変換するＡ／Ｄ変換器と、 前記第１の電極と前記第２の電極の間にバイアス電圧を
供給するバイアス電圧発生手段と、 Ｘ線曝射条件に応じて前記バイアス電圧発生手段の発生
する電圧を変える制御手段とを備えたことを特徴とする
Ｘ線固体平面検出器。 - 【請求項８】 前記制御手段は、前記前段処理回路の出
力が所定の値以上となった時に、前記バイアス電圧発生
手段の発生する電圧が低下するように制御を行うもので
あることを特徴とする請求項７記載のＸ線固体平面検出
器。 - 【請求項９】 請求項１乃至請求項８のいずれか１項記
載のＸ線固体平面検出器を用いたことを特徴とするＸ線
診断装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9257311A JPH1194532A (ja) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | Ｘ線固体平面検出器及びｘ線診断装置 |
| US09/158,285 US6163029A (en) | 1997-09-22 | 1998-09-22 | Radiation detector, radiation detecting method and X-ray diagnosing apparatus with same radiation detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9257311A JPH1194532A (ja) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | Ｘ線固体平面検出器及びｘ線診断装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1194532A true JPH1194532A (ja) | 1999-04-09 |
Family
ID=17304605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9257311A Pending JPH1194532A (ja) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | Ｘ線固体平面検出器及びｘ線診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1194532A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004329783A (ja) * | 2003-05-12 | 2004-11-25 | Canon Inc | 放射線画像撮影装置及び方法 |
| JP2005511175A (ja) * | 2001-12-05 | 2005-04-28 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 放射線装置の入射線量を測定する方法 |
| JP2006072401A (ja) * | 2004-08-31 | 2006-03-16 | Fujitsu Ltd | 画像複合装置および画像複合方法 |
| JP2007097658A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-19 | Canon Inc | 放射線撮像装置、放射線撮像システム及びプログラム |
| JP2008245284A (ja) * | 2008-03-24 | 2008-10-09 | Toshiba Corp | Ｘ線平面検出器のパラメータ調整方法及び装置、ｘ線診断装置 |
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| WO2013042514A1 (ja) * | 2011-09-21 | 2013-03-28 | 富士フイルム株式会社 | 放射線動画像撮影装置、放射線動画像撮影装置用関心領域設定方法、放射線画像撮影システム、放射線動画像撮影制御プログラム |
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| CN108968992A (zh) * | 2017-05-31 | 2018-12-11 | 佳能株式会社 | 放射线摄像装置、放射线摄像方法及计算机可读存储介质 |
| CN109521455A (zh) * | 2018-12-13 | 2019-03-26 | 北京纳米维景科技有限公司 | 一种实现自动增益切换的x射线影像探测器及其方法 |
| US10267751B2 (en) | 2014-04-23 | 2019-04-23 | Hamamatsu Photonics K.K. | Image acquisition device and image acquisition method |
-
1997
- 1997-09-22 JP JP9257311A patent/JPH1194532A/ja active Pending
Cited By (19)
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| US8558186B2 (en) | 2011-02-09 | 2013-10-15 | Fujifilm Corporation | Radiographic image detector and gain setting method for radiographic image detector |
| WO2012137484A1 (ja) * | 2011-04-04 | 2012-10-11 | 株式会社島津製作所 | 撮像装置 |
| JPWO2012137484A1 (ja) * | 2011-04-04 | 2015-02-23 | 株式会社島津製作所 | 撮像装置 |
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| CN109521455B (zh) * | 2018-12-13 | 2024-02-27 | 北京纳米维景科技有限公司 | 一种实现自动增益切换的x射线影像探测器及其方法 |
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