KR100987291B1 - 광 또는 방사선 촬상장치 - Google Patents

광 또는 방사선 촬상장치 Download PDF

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가부시키가이샤 시마즈세이사쿠쇼
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Abstract

이 발명의 광 또는 방사선 촬상장치는, 주신호로부터 제1의 오프셋신호를 감산한 제1의 연산치를 연산하는 제1의 연산부(50)와, 제2의 오프셋신호와, 제1의 오프셋신호와의 차분인 제2의 연산치를 연산하는 제2의 연산부(51)와, 제1의 연산부(50)에서 연산된 제1의 연산치를, 해당 제1의 연산부(50)의 연산에 이용된 제1의 오프셋신호로부터 주신호까지의 기간과 같은 길이의 기간에 대응한, 제2의 연산부(51)에서 연산된 제2의 연산치를 이용하여 보정을 행하는 보정부(52)를 구비하고 있기 때문에, 제1의 연산치는, 제1의 오프셋신호로부터 주신호까지의 기간에 축적된 전하신호의 누출에 의한 노이즈성분을 제거하는 보정이 이루어진다. 따라서, X선 검출소자(11)에서 축적된 전하신호의 누출(누출전류)에 의한 화질의 열화를 저감시키고, 그리고, 촬영시간이 길어지는 것을 막을 수 있다.
Figure R1020087021532
광, 방사선, 촬상장치, 오프셋신호, 주신호, 전하신호, 검출소자

Description

광 또는 방사선 촬상장치{OPTICAL OR RADIATION IMAGING DEVICE}
이 발명은, 의료분야나 비파괴검사, RI(Radio Isotope)검사, 및 광학검사 등의 산업분야 등에 이용되는 광 또는 방사선 촬상장치에 관련되고, 특히, 광 또는 방사선을 검출하는 검출소자로부터의 전하신호를 판독하는 기술에 관한 것이다.
종래, 검출된 광 또는 방사선에 근거하여 촬상을 행하는 촬상장치는, 광 또는 방사선을 검출하는 광 또는 방사선검출기를 구비하고 있다. 여기에서, X선 검출기를 예를 들어 설명한다. X선 검출기는, X선 감응형의 X선 변환층(X선 변환막)을 구비하고 있고, X선의 입사에 의해 X선 변환층은 캐리어(전하신호)로 변환하고, 그 변환된 전하신호를 판독하는 것으로 X선을 검출하는 것이다. 예를 들면, X선 검출기는, 종횡의 2차원 매트릭스 형상으로 배열되고, 입사된 X선을 전하신호로 변환하는 복수의 X선 검출소자, X선 검출소자에서 변환된 전하신호를 전압신호로 변환하는 전하검출 증폭회로(CSA：Charge Sensitive Amplifier), 전하검출 증폭회로로부터의 전압신호를 증폭하는 신호 증폭회로, 신호 증폭회로로부터 출력되는 전압신호를 샘플링하고, 이 샘플링된 전압신호를 보유(홀드, hold)하고, A/D 변환기에 출력하는 샘플 홀드회로 등을 구비한 것이 있다.
또한, X선 검출소자는, 공통전극으로부터 바이어스전압이 인가된 것에 근거 하고, X선 변환층에서 변환된 전하신호를 수집하는 수집전극, 수집전극에서 수집된 전하신호를 축적하는 콘덴서, 스위칭소자로서의 박막트랜지스터(TFT：Thin Film Transistor), 게이트드라이버로부터 박막트랜지스터를 제어하기 위한 게이트선, 박막트랜지스터로부터 전하신호가 판독되는 데이터선 등으로 이루어지는 것이다.
여기에서, 피검체(M)에 X선을 조사하여 X선 촬상을 행하는 경우에는, 피검체(M)를 투과한 X선상이 아몰퍼스셀렌막 위에 투영되고, 상(像)의 농담(濃淡)에 비례한 전하신호가 막(膜) 내에 발생한다. 그 후, 막 내에서 생성된 전하신호가, 캐리어 수집전극에 수집되고, 이 수집전극에서 수집된 전하신호를 콘덴서에 의해 축적한다. 또한, 이 콘덴서에 축적된 전하신호는, 박막트랜지스터(TFT)에 의한 스위칭동작에 의해 전하검출 증폭회로에 출력된다.
이와 같은 구성에 있어서, X선 검출기의 콘덴서에 축적된 전하신호는, 박막트랜지스터에 의한 스위칭동작에 의해 전하검출 증폭회로에 출력되지만, 이 박막트랜지스터가 OFF의 상태에 있어도, 이 OFF의 상태는 완전하지 않고, 콘덴서로부터 약간의 전하신호의 누출(누출전류)이 존재한다. 또한, 박막트랜지스터로부터 전하신호가 판독되는 데이터선에 많은 검출소자가 접속되어 있으면, 이 검출소자의 수만큼 전하신호의 누출도 증가하고, 화질에 주는 영향이 커진다. 결국, 이 전하신호의 누출에 의해 아티팩트(artifact)가 발생해 화질이 열화(劣化)한다고 하는 문제가 있다. 이 문제를 해결하기 위해서, 최초에, 게이트드라이버로부터의 제어에 의해 각 게이트선에 접속된 모든 검출소자의 박막트랜지스터를 차례차례 ON의 상태로 하고, 누출전류를 포함한 모든 검출소자로부터의 데이터(전하신호)를 수집한다. 그 후, 누출전류에 상당하는 모든 검출소자로부터의 데이터(전하신호)를 수집하고, 누출전류를 포함한 모든 검출소자로부터의 전하신호로부터, 누출전류분 만큼의 전하신호를 감산하는 것에 의해, 콘덴서로부터의 전하신호의 누출의 영향을 저감시키고 있었다(예를 들면, 특허문헌 1, 2 참조).
[특허문헌 1]
특개 2004－23750호 공보
[특허문헌 2]
특개 2003－319264호 공보
[발명이 해결하려고 하는 과제]
그렇지만, 종래의 광 또는 방사선 촬상장치에서는, 다음과 같은 문제가 있다. 즉, 게이트드라이버로부터의 제어에 의해 각 게이트선에 접속된 모든 검출소자의 박막트랜지스터를 차례차례 ON상태로 하고, 누출전류를 포함한 모든 검출소자로부터의 데이터(전하신호)를 수집한다. 그 후, 누출전류에 상당하는 모든 검출소자로부터의 데이터(전하신호)를 수집하고, 누출전류를 포함한 모든 검출소자로부터의 전하신호로부터, 누출전류분 만큼의 전하신호를 감산한다. 이와 같은 경우에는, 누출전류에 상당하는 모든 검출소자로부터의 데이터(전하신호)를 수집하기 위한 시간이 여분으로 필요하게 되고, 촬영시간이 길어진다고 하는 문제가 있다.
이 발명은, 이와 같은 사정을 고려하여 이루어진 것으로서, X선 검출기의 검출소자에서 축적된 전하신호의 누출(누출전류)에 의한 화질의 열화를 저감시키고, 그리고, 촬영시간이 길어지는 것을 막을 수 있는 광 또는 방사선 촬상장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
이 발명은, 이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 다음과 같은 구성을 취한다.
즉, 이 발명의 광 또는 방사선 촬상장치는,
(A) 광 또는 방사선에 감응하여 전하신호를 출력하는 행렬형상으로 배열된 복수의 검출수단과,
(B) 상기 복수의 검출수단으로부터 출력된, 각각의 전하신호를 전압신호로 변환하는 복수의 전하전압 변환수단과,
(C) 상기 복수의 전하전압 변환수단에서 변환된 전압신호를 입력하고, 소정의 타이밍으로 샘플링하여 디지털의 전압신호로 변환하는 A/D 변환수단과,
(D) 상기 검출수단에 대해서 전하신호를 출력시키는 제어를 행하는 제어수단과,
(E) 상기 제어수단과, 상기 행렬형상으로 배열된 복수의 검출수단 중, 행방향으로 배열되는 검출수단을, 공통으로 접속하는 복수의 게이트선과,
(F) 상기 제어수단이, 상기 복수의 게이트선 중, 소정의 하나의 게이트선에 접속된 상기 검출수단에 대해서 제어를 종료한 직후에, 상기 A/D 변환수단에서 변환된 디지털의 전압신호인 주(主) 신호로부터, 해당 제어수단에 의해 해당 검출수단에 대해서 제어를 개시하기 직전에, 상기 A/D 변환수단에서 변환된 디지털의 전압신호인 제1의 오프셋신호를 감산한 제1의 연산치를 연산하는 제1의 연산수단과,
(G) 상기 제어수단이, 상기 복수의 게이트선 중, 상기 제1의 연산수단에서의 연산에 이용된 게이트선 부근의, 소정의 하나의 게이트선에 접속된 상기 검출수단에 대해서 제어를 개시하기 직전에, 상기 A/D 변환수단에서 변환된 디지털의 전압신호인 제2의 오프셋신호와, 상기 제1의 연산수단의 연산에 이용된 제1의 오프셋신호와의 차분(差分)인 제2의 연산치를 연산하는 제2의 연산수단과,
(H) 상기 제1의 연산수단에서 연산된 제1의 연산치를, 해당 제1의 연산수단의 연산에 이용된 제1의 오프셋신호로부터 주신호까지의 기간과 같은 길이의 기간에 대응한, 상기 제2의 연산수단에서 연산된 제2의 연산치를 이용하여 보정을 행하는 보정수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 1의 발명의 작용은 다음과 같다. 우선, 행렬형상으로 배열된 복수의 검출수단에 광 또는 방사선이 입사된 경우에, 이들 검출수단은, 이 입사된 광 또는 방사선에 감응하여 전하신호를 출력한다. 또한, 검출수단으로부터 출력된 전하신호는, 전하전압 변환수단에서 전압신호로 변환된다. 또, A/D 변환수단은, 전하전압 변환수단에서 변환된 전압신호를 입력하고, 소정의 타이밍으로 샘플링하여 디지털의 각 전압신호로 변환한다.
또, 제어수단은, 검출수단에 대해서 전하신호를 출력시키는 제어를 행한다. 여기에서, 제어수단과, 행렬형상으로 배열된 복수의 검출수단 중, 행방향으로 배열된 검출수단과는, 복수의 게이트선에 의해 공통으로 접속되어 있다. 또, 제1의 연산수단은, 제어수단이, 복수의 게이트선 중, 소정의 하나의 게이트선에 접속된 검출수단에 대해서 제어를 종료한 직후에, A/D 변환수단에서 변환된 디지털의 전압신호인 주신호로부터, 해당 제어수단에 의해 해당 검출수단에 대해서 제어를 개시하기 직전에, A/D 변환수단에서 변환된 디지털의 전압신호인 제1의 오프셋신호를 감산한 제1의 연산치를 연산한다. 결국, 제1의 연산치는, 주신호에 포함되어 있는 노이즈성분의 신호(제1의 오프셋신호)를 제거한 값이 된다. 또한, 제2의 연산수단은, 제어수단이, 복수의 게이트선 중, 제1의 연산수단에서의 연산에 이용된 게이트선 부근의, 소정의 하나의 게이트선에 접속된 검출수단에 대해서 제어를 개시하기 직전에, A/D 변환수단에서 변환된 디지털의 전압신호인 제2의 오프셋신호와, 제1의 연산수단의 연산에 이용된 제1의 오프셋신호와의 차분인 제2의 연산치를 연산한다. 결국, 제2의 연산치는, 제2의 오프셋신호와 제1의 오프셋신호와의 기간에 있어서 축적된, 전하신호의 누출(누출전류)의 값이다. 또한, 보정수단은, 제1의 연산수단에서 연산된 제1의 연산치를, 해당 제1의 연산수단의 연산에 이용된 제1의 오프셋신호로부터 주신호까지의 기간과 같은 길이의 기간에 대응한, 상기 제2의 연산수단에서 연산된 제2의 연산치를 이용하여 보정을 행한다. 결국, 제1의 연산치는, 제1의 오프셋신호로부터 주신호까지의 기간에 축적된 전하신호의 누출에 의한 노이즈성분을 제거하는 보정이 이루어진다.
따라서, 검출수단에서 축적된 전하신호의 누출(누출전류)에 의한 화질의 열화를 저감시키고, 그리고, 촬영시간이 길어지는 것을 막을 수 있다.
또, 청구항 2의 발명의 광 또는 방사선 촬상장치는, 청구항 1에 기재의 광 또는 방사선 촬상장치에 있어서, 상기 전하전압 변환수단과 A/D 변환수단과의 사이에는, 고주파대역 성분의 신호의 통과를 제한하는 로우패스필터와, 상기 로우패스필터를 통과한 전압신호를 샘플링하여 소정의 시간을 두고 보유하는 보유수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
이 발명의 청구항 2의 광 또는 방사선 촬상장치에 의하면, 로우패스필터는, 전하전압 변환수단에서 변환된 전압신호에 있어서의, 고주파대역 성분의 신호(고주파 노이즈)의 통과를 제한하고, 보유수단에서는, 이 로우패스필터를 통과한 전압신호를 샘플링하여 소정의 시간을 두고 보유한다. 또한, 이 보유수단으로부터의 안정된 아날로그의 전압신호를 디지털의 전압신호로 변환한다. 결국, A/D 변환수단에서는, 안정된 아날로그의 전압신호를 디지털의 전압신호로 변환하고, 또, 고주파 노이즈가 A/D 변환수단에 입력되는 것을 저감시켜, S/N비(比)를 높게 할 수 있고, 고정도(高精度)인 화상을 얻을 수 있다.
또, 청구항 3의 발명의 광 또는 방사선 촬상장치는, 청구항 1에 기재의 광 또는 방사선 촬상장치에 있어서, 상기 복수의 전하전압 변환수단에서 변환된 각 전압신호를 입력하고, 이 입력된 각 전압신호를 소정의 순번으로 시간적으로 전환하고, 다른 전하전압 변환수단의 각각에서 변환된 각 전압신호의 하나씩을 묶은 시분할신호로서 출력하는 멀티플렉서를 구비하고, 상기 A/D 변환수단은, 상기 멀티플렉서로부터 출력된 시분할신호의 각 전압신호에 관해서, 소정의 타이밍으로 샘플링하여 디지털의 시분할신호의 각 전압신호로 변환하는 것을 특징으로 한다.
이 발명의 청구항 3의 광 또는 방사선 촬상장치에 의하면, 멀티플렉서는, 복수의 전하전압 변환수단에서 변환된 각 전압신호를 입력하고, 이 입력된 각 전압신호를 소정의 순번으로 시간적으로 전환하고, 다른 전하전압 변환수단의 각각에서 변환된 각 전압신호의 하나씩을 묶은 시분할신호로서 출력한다. 또한, A/D 변환수단은, 상기 멀티플렉서로부터 출력된 시분할신호의 각 전압신호에 관해서, 소정의 타이밍으로 샘플링하여 디지털의 시분할신호의 각 전압신호로 변환한다. 따라서, 복수의 전하전압 변환수단에 대해서, A/D 변환수단을 하나만 구비하는 것만으로, 아날로그의 전압신호로부터 디지털의 전압신호로 변환할 수 있고, 디지털의 전압신호로 변환하기 위한 비용을 삭감할 수 있다.
또, 청구항 4의 발명의 광 또는 방사선 촬상장치는, 청구항 1에 기재의 광 또는 방사선 촬상장치에 있어서, A/D 변환수단은, 상기 복수의 전하전압 변환수단에 대응한 수를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
이 발명의 청구항 4의 광 또는 방사선 촬상장치에 의하면, A/D 변환수단은, 복수의 전하전압 변환수단에 대응한 수를 구비하고 있다. 따라서, 복수의 전하전압 변환수단에 대해서 하나만 A/D 변환수단을 구비하고 있는 경우와 비교해, A/D 변환수단에서의 처리시간을 단축할 수 있다.
또, 청구항 5의 발명의 광 또는 방사선 촬상장치는, 청구항 1에 기재의 광 또는 방사선 촬상장치에 있어서, 상기 주신호와, 상기 제1의 오프셋신호와, 상기 제2의 오프셋신호 중, 적어도 어느 것 하나를 복수회(回) 샘플링하고, 이들을 평균한 값인 것을 특징으로 한다.
이 발명의 청구항 5의 광 또는 방사선 촬상장치에 의하면, 주신호와, 제1의 오프셋신호와, 제2의 오프셋신호 중, 적어도 어느 것 하나를 복수회 샘플링하고, 이들을 평균한 값이다. 따라서, 주신호와, 제1의 오프셋신호와, 제2의 오프셋신호 중, 적어도 어느 것 하나의 신호의 각각에 있어서의 불규칙을 줄이고, 정도의 높은 값에 근거하여 보정을 행할 수 있고, 그 결과, 보정수단에서 보정된 값은 정도(精度)가 높은 것으로 할 수 있다.
또, 청구항 6의 발명의 광 또는 방사선 촬상장치는, 청구항 1에 기재의 광 또는 방사선 촬상장치에 있어서, 상기 제1의 연산수단에서의 제1의 연산치와, 상기 제2의 연산수단에서의 제2의 연산치와, 상기 보정수단에서 보정된 제1의 연산치와의, 적어도 어느 것 하나를 필터처리 하는 것을 특징으로 한다.
이 발명의 청구항 6의 광 또는 방사선 촬상장치에 의하면, 제1의 연산수단에서의 제1의 연산치와, 제2의 연산수단에서의 제2의 연산치와, 보정수단에서 보정된 제1의 연산치와의, 적어도 어느 것 하나를 필터처리 하는 것에 의해, 최적인 제1의 연산치, 제2의 연산치, 보정수단에서 보정된 제1의 연산치를 구할 수 있다.
또, 청구항 7의 발명의 광 또는 방사선 촬상장치는, 청구항 1에 기재의 광 또는 방사선 촬상장치에 있어서, 상기 제2의 연산수단에서의 제2의 연산치를, 과거에 취득한 해당 제2의 연산수단에서의 제2의 연산치를 이용하고, 평균화처리를 행하는 것을 특징으로 한다.
이 발명의 청구항 7의 광 또는 방사선 촬상장치에 의하면, 제2의 연산수단에서의 제2의 연산치는, 과거에 취득한 해당 제2의 연산수단에서의 제2의 연산치를 이용하고, 평균화처리가 행해진다. 따라서, 최적인 제2의 연산치를 구할 수 있고, 이 평균화처리된 제2의 연산치에 근거하는, 최적인 보정수단에서 보정된 제1의 연산치를 구할 수 있다.
또, 청구항 8의 발명의 광 또는 방사선 촬상장치는, 청구항 1에 기재의 광 또는 방사선 촬상장치에 있어서, 제2의 연산수단의 연산에 이용되는 제2의 오프셋신호로부터 제1의 오프셋신호까지의 기간은, 제1의 연산수단의 연산에 이용된 제1의 오프셋신호로부터 주신호까지의 기간의, 2의 누승(累乘)인 것을 특징으로 한다.
이 발명의 청구항 8의 광 또는 방사선 촬상장치에 의하면, 제2의 연산수단의 연산에 이용되는 제2의 오프셋신호로부터 제1의 오프셋신호까지의 기간은, 제1의 연산수단의 연산에 이용된 제1의 오프셋신호로부터 주신호까지의 기간의, 2의 누승이다. 따라서, 나눗셈 처리의 간략화를 행할 수 있고, 처리속도를 높일 수 있다.
또, 청구항 9의 발명의 광 또는 방사선 촬상장치는, 상기 검출수단은, 상기 제어수단의 제어에 근거하여 전하신호를 출력하는 스위칭소자를 구비하고, 상기 스위칭소자는, 박막트랜지스터인 것을 특징으로 한다.
이 발명의 청구항 9의 광 또는 방사선 촬상장치에 의하면, 스위칭소자는, 박막트랜지스터이다. 따라서, MOS형 FET등의 스위칭소자에 비해, 광 또는 방사선의 조사에 의한 스위칭소자 자체의 열화가 적다. 결국, 장기간 사용할 수 있다. 또, 복수의 검출수단을 구비하고 검출면적을 크게 할 수 있다.
[발명의효과]
이 발명에 관련되는 광 또는 방사선 촬상장치에 의하면, 보정수단은, 제1의 연산수단에서 연산된 제1의 연산치를, 해당 제1의 연산수단의 연산에 이용된 제1의 오프셋신호로부터 주신호까지의 기간과 같은 길이의 기간에 대응한, 제2의 연산수단에서 연산된 제2의 연산치를 이용하여 보정을 행한다. 결국, 제1의 연산치는, 제1의 오프셋신호로부터 주신호까지의 기간에 축적된 전하신호의 누출에 의한 노이즈성분을 제거하는 보정이 이루어진다. 따라서, 검출수단에서 축적된 전하신호의 누출(누출전류)에 의한 화질의 열화를 저감시키고, 그리고, 촬영시간이 길어지는 것을 막을 수 있다.
도 1은, X선 촬상장치의 전체구성을 나타내는 블럭도이다.
도 2는, X선 검출기를 나타내는 블럭도이다.
도 3은, X선 검출소자의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 4는, 전하검출부를 나타내는 블럭도이다.
도 5는, A/D 변환기에서 디지털의 전압신호에 변환되는 타이밍을 설명하는 도이다.
도 6은, 변형실시(3)에서의 X선 촬상장치의 전체구성을 나타내는 블럭도이다.
[부호의 설명]
4 … A/D 변환기(A/D 변환수단)
11 … X선 검출소자(검출수단)
12 … X선 검출제어부(제어수단)
21 … 박막트랜지스터
31 … 전하검출 증폭회로(전하전압 변환수단)
33 … 샘플 홀드회로(보유수단)
34 … 로우패스필터
36 … 멀티플렉서
50 … 제1의 연산부(제1의 연산수단)
51 … 제2의 연산부(제2의 연산수단)
52 … 보정부(보정수단)
GL1~GL5 … 게이트선
검출수단에서 축적된 전하신호의 누출(누출전류)에 의한 화질의 열화를 저감시키고, 그리고, 촬영시간이 길어지는 것을 막는다는 목적을 실현했다.
실시예의 광 또는 방사선 촬상장치의 일례로서, X선 촬상장치를 이용해 설명한다. 이하, 이 X선 촬상장치를 도면에 근거하여 상세히 설명한다. 도 1은 X선 촬상장치의 전체구성을 나타내는 블럭도이다. 도 2는 X선 검출기를 나타내는 블럭도이다. 도 3은 X선 검출소자의 구성을 나타내는 단면도이다. 도 4는 전하검출부를 나타내는 블럭도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, X선 촬상장치는, 촬상대상인 피검체(M)에 X선을 조사하는 X선관(1)과, 피검체(M)를 재치(載置)시키는 천판(天板)(2)과, 피검체(M)를 투과한 X선 양에 따른 전하신호로 변환(X선을 전하신호로서 검출)하고, 또한, 이 전하신호를 전압신호로 변환하여 출력하는 X선 검출기(3)와, X선 검출기(3)로부터 출력된 전압신호를 디지털의 전압신호로 변환하는 A/D 변환기(4)와, A/D 변환기(4)에서 변환된 디지털의 전압신호를 처리하여 화상화하는 화상처리부(5)와, X선 촬영에 관한 여러 가지의 제어를 행하는 주제어부(6)와, 주제어부(6)에서의 제어에 근거하여 관전압이나 관전류를 발생시켜 X선관(1)을 제어 하는 X선관 제어부(7)와, X선 촬영에 관한 입력설정을 행하는 것이 가능한 입력부(8), 화상처리부(5)에서 처리되어 얻어진 X선 화상 등을 표시하는 표시부(9), 화상처리부(5)에서 처리되어 얻어진 X선 화상 등을 기억하는 기억부(10), 등을 구비하고 있다. 또한, X선 촬상장치의 각부 구성을 상세히 설명한다. 또한, 상술한 A/D 변환기(4)는, 본 발명에 있어서의 A/D 변환수단에 상당한다.
X선관(1)은, 천판(2)에 재치되어 있는 피검체(M)를 사이에 두어 X선 검출기(3)와 대향(對向)하도록 배치되고 있다. 또, X선 검출기(3)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 복수의 X선 검출소자(11), X선 검출제어부(12), 게이트드라이버부(13), 앰프어레이부(14), 멀티플렉서(36)가 구비되어 있다. 이들 복수의 X선 검출소자(11)는, 게이트선(GL1~GL5)에 의해 게이트드라이버부(13)와 접속하고, 데이터선(DL1~DL5)에 의해 앰프어레이부(14)와 접속되고 있다. 또한, 앰프어레이부(14)는, 멀티플렉서(36)와 접속되고 있다. 또, X선 검출제어부(12)는 게이트드라이버부(13)와 앰프어레이부(14)에 접속되고 있다.
X선 검출소자(11)는, 입사된 X선에 감응하여 전하신호를 출력하는 것이고, X선이 입사되는 X선 검출면(S)에 종횡의 2차원 매트릭스형상(행렬형상)으로 배열되어 있는 구성이 되고 있다. 예를 들면, 실제의 X선 검출면(S)에는, X선 검출소자(11)가 행(가로)4096×열(세로)4096 정도의 2차원 매트릭스 형상으로 배열되어 있는 것이 이용되고 있다. 또한, 도 2에 있어서는, X선 검출소자(11)가 행5×열5의 2차원 매트릭스 형상으로 배열한 것을 일례로서 도시하고 있고, 복수의 게이트선(GL1~GL5)은, 게이트드라이버부(13)(X선 검출제어부(12))와, 행렬형상으로 배열된 복수의 X선 검출소자(11) 중, 행방향으로 배열되어 X선 검출소자(11)와 공통으로 접속하는 것이다. 또, X선 검출소자(11)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 고전압의 바이어스전압을 인가하기 위한 공통전극(15)과, 입사한 X선을 전하신호로 변환하는 X선 변환층(16)과, X선 변환층(16)에서 변환된 전하신호를 수집, 축적, 판독(출력)을 행하는 액티브 매트릭스 기판(17)을 구비하고 있다.
X선 변환층(16)은, X선 감응형 반도체로 이루어지고, 예를 들면, 아몰퍼스셀렌(a－Se)이, 이 X선 변환층(16)의 표면으로 면형상으로 적층 형성되어 있다. 또, X선 변환층(16)에 X선이 입사하면, 이 X선의 에너지에 비례한 소정 개수의 캐리어(전하신호)가 직접 생성되는 구성(직접 변환형)으로 되어 있다.
액티브 매트릭스 기판(17)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 유리기판(18)이 설치되고, 또한, 이 유리기판(18)상에는, 공통전극(15)으로부터 바이어스전압이 인가된 것에 근거하고, X선 변환층(16)에서 변환된 전하신호를 수집하는 수집전극(19), 수집전극(19)에서 수집된 전하신호를 축적하는 콘덴서(20), 스위칭소자로서의 박막트랜지스터(TFT：Thin Film Transistor)(21), 게이트드라이버부(13)로부터 박막트랜지스터(21)를 제어하기 위한 게이트선(GL1~GL5), 박막트랜지스터(21)로부터 전하신호가 판독되는 데이터선(DL1~DL5)을 설치하고 있다. 또한, 상술한 X선 검출소자(11)는, 본 발명에 있어서의 검출수단에 상당한다.
다음으로, X선 검출제어부(12)는, 주제어부(6)(도 1 참조)로부터 제어되고, 도 2에 나타낸 바와 같이, 게이트드라이버부(13)와 앰프어레이부(14)와 멀티플렉서(36)와 A/D 변환기(4)를 통괄제어하는 것이고, 모든 X선 검출소자(11)에서 검출된 전하신호를 순차 선택적으로 앰프어레이부(14)로부터 추출하고, 또한, 멀티플렉서(36)로부터 순차적으로 출력시키는 제어를 행하는 것이다. 구체적으로는 X선 검출제어부(12)는, 게이트드라이버부(13)의 동작을 개시시키는 게이트 동작신호와, 앰프어레이부(14)의 동작을 개시시키는 앰프 동작신호와, 멀티플렉서(36)의 동작을 제어하는 멀티플렉서 제어신호와, A/D 변환기(4)의 동작을 제어하는 A/D 변환제어신호를 출력하는 구성으로 되어 있다. 또한, 상술한 X선 검출제어부(12)는, 본 발명에 있어서의 게이트드라이버부(13)의 동작을 개시시키고, X선 검출소자(11)에 대해서 전하신호를 출력시키는 제어를 행하는 제어수단에 상당한다.
다음으로, 게이트드라이버부(13)는, 모든 X선 검출소자(11)에서 검출된 전하신호를 순차 선택적으로 추출하기 위해서, 각 X선 검출소자(11)의 박막트랜지스터(21)를 동작시키는 것이다. 상세하게는, 게이트드라이버부(13)는, X선 검출제어부(12)로부터의 게이트 동작신호에 근거하여, 게이트선(GL1~GL5)을 순차 선택적으로 동작시키고, 이 동작된 게이트선에 접속된 X선 검출소자(11)의 박막트랜지스터(21)가 일제히 스위치 온 상태가 되어, 콘덴서(20)에 축적된 전하신호가 데이터선(DL1~DL5)을 통해 앰프어레이부(14)에 출력되는 구성이 되고 있다. 또한, 상술한 전하검출 증폭회로(31)는, 본 발명에 있어서의 전하전압 변환수단에 상당한다.
다음으로, 앰프어레이부(14)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 데이터선(DL1~DL5)에 대응한 수(도 2에서는 5개)의 전하검출부(30)가 구비되어 있다. 또 한, 각 전하검출부(30)는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 각 X선 검출소자(11)로부터 출력된 전하신호를 입력하고, 전압신호로 변환하는 전하검출 증폭회로(CSA：Charge Sensitive Amplifier)(31)를 구비하고 있다.
또, 도 2에 나타내는 앰프어레이부(14) 내의 전하검출부(30)는, X선 검출제어부(12)로부터의 앰프 동작신호에 근거하여 동작하는 구성으로 되어 있다. 구체적으로는, X선 검출제어부(12)로부터의 앰프 동작신호에 근거하고, 도 4에 나타내는 전하검출부(30)의 전하검출 증폭회로(31)는 전하신호를 전압신호로 변환하고, 멀티플렉서(36)에 출력하는 것이다.
또한, 전하검출부(30)의 전기적 구성에 대해서, 도 4를 이용하여 상세히 설명한다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 전하검출부(30)의 전하검출 증폭회로(31)는, 증폭소자이고, 반전 입력단자가 데이터선(DL1~DL5)에 접속된 연산증폭기(A1)와, 이 연산증폭기(A1)의 반전 입력단자 및 출력단자의 사이에 설치된 귀환(歸還)콘덴서(Cf1)와, 이 귀환콘덴서(Cf1)에 병렬로 설치된 스위치(SW1)를 구비하고 있다. 또, 연산증폭기(A1)의 비(非)반전 입력단자에는, 기준전압(Vref)이 인가되어 있다. 또한 기준전압(Vref)은, 접지레벨(0[V])이다.
또, 스위치(SW1)는, X선 검출제어부(12)로부터의 제어에 근거하여, 도통상태 및 차단상태로 변화하는 것이다. 구체적으로는, 스위치(SW1)는 X선 검출제어부(12)로부터의 앰프 동작신호에 근거하여, 소정의 시간을 두고 도통상태가 된다. 여기에서, 스위치(SW1)가 도통상태의 경우에는, 귀환콘덴서(Cf1)에 축적된 전하(전하신호)가 방전되고, 귀환콘덴서(Cf1)가 리셋된 상태가 되고, 전하검출 증폭회로(31)가 초기화된 상태가 된다. 또한, 소정의 시간경과 후에, 스위치(SW1)가 차단상태, 결국, 초기화 상태가 해제된 시점 이후에 데이터선(DL1~DL5)으로부터 입력된 전하신호가 축적된다. 따라서, 전하검출 증폭회로(31)는, 초기화 상태가 해제된 시점 이후에 입력된 전하신호에 따른 전압을 출력하는 구성으로 되어 있다.
다음으로, 도 2에 나타낸 바와 같이, 멀티플렉서(36)는, 전하검출부(30)의 수에 대응한 수의 스위치 S1~S5(도 2에서는 5개)가 설치되고 있다. 또, X선 검출제어부(12)로부터의 멀티플렉서 제어신호에 근거하여, 순차적으로 스위치 S1~S5의 어느 것 하나를 ON상태로 전환하고, 전하검출부(30)(여기에서는, 5개)로부터 출력되는 각 전압신호(CH1~CH5)의 하나씩을 묶은 시분할신호로서, 도 4에 나타내는 A/D 변환기(4)에 출력하는 구성으로 되어 있다.
다음으로, A/D 변환기(4)는, 멀티플렉서(36)로부터의 시분할신호의 각 전압신호를, X선 검출제어부(12)로부터의 A/D 변환 제어신호에 근거하여, 소정의 타이밍으로 샘플링하여 디지털의 시분할신호의 각 전압신호로 변환하고, 화상처리부(5)에 출력하는 것이다.
화상처리부(5)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제1의 연산부(50)와 제2의 연산부(51)와 보정부(52)를 구비하고 있다. 제1의 연산부(50)는, X선 검출제어부(12)가, 복수의 게이트선 중, 소정의 하나의 게이트선에 접속된 X선 검출소자(11)에 대해서 제어를 종료한 직후에, A/D 변환기(4)에서 변환된 디지털의 전압신호인 주신호로부터, 해당 X선 검출제어부(12)에 의해 해당 X선 검출소자(11)에 대해서 제어를 개시하기 직전에, A/D 변환기(4)에서 변환된 디지털의 전압신호인 제1의 오프셋 신호를 감산한 제1의 연산치를 연산하는 것이다.
제2의 연산부(51)는, X선 검출제어부(12)가, 복수의 게이트선 중, 제1의 연산부(50)에서의 연산에 이용된 게이트선 부근의, 소정의 하나의 게이트선에 접속된 X선 검출소자(11)에 대해서 제어를 개시하기 직전에, A/D 변환기(4)에서 변환된 디지털의 전압신호인 제2의 오프셋신호와, 제1의 연산부(50)의 연산에 이용된 제1의 오프셋신호와의 차분(差分)인 제2의 연산치를 연산하는 것이다.
보정부(52)는, 제1의 연산부(50)에서 연산된 제1의 연산치를, 해당 제1의 연산부(50)의 연산에 이용된 제1의 오프셋신호로부터 주신호까지의 기간과 같은 길이의 기간에 대응한, 제2의 연산부(51)에서 연산된 제2의 연산치를 이용하여 보정을 행하는 것이다. 또, 보정부(52)는, 제1의 연산부(50)의 연산에 이용되는 제1의 오프셋신호로부터 주신호까지의 기간에 대한, 제2의 연산부(51)의 연산에 이용되는 제2의 오프셋신호로부터 제1의 오프셋신호까지의 기간의 비(比)를 기억하는 기간비 기억부(53)를 구비하고 있다. 또한, 상술한 제1의 연산부(50)는, 본 발명에 있어서의 제1의 연산수단에 상당하고, 상술한 제2의 연산부(51)는, 본 발명에 있어서의 제2의 연산수단에 상당하고, 상술한 보정부(52)는, 본 발명에 있어서의 보정수단에 상당한다.
다음으로, 이 X선 촬상장치에 있어서, 콘덴서(20)에 축적된 전하신호의 누출(누출전류)에 의한 화질의 열화를 저감시키기 위한 동작을, 도 1~5를 이용해 설명한다. 도 5는, A/D 변환기에서 디지털의 전압신호로 변환되는 타이밍을 설명하는 도이다. 우선, 도 1~3에 나타낸 바와 같이, 입력부(8)에서의 X선 촬상 개시의 지시 가 있으면, 주제어부(6)는, X선관 제어부(7)와 X선 검출기(3)의 X선 검출제어부(12)가 제어된다. X선관 제어부(7)는, 주제어부(6)로부터의 제어에 근거하여 관전압이나 관전류를 발생시켜 X선관(1)을 제어하고, X선관(1)으로부터 X선이 피검체(M)에 조사된다. 또한, 피검체(M)를 투과한 X선은, X선 검출기(3)의 X선 검출소자(11)에 의해 피검체(M)를 투과한 X선 양에 따른 전하신호로 변환되고, 콘덴서(20)에 의해 축적된다.
여기에서, 콘덴서(20)에 축적된 전하신호는, X선 검출기(3)의 게이트드라이버부(13)로부터의 게이트 동작신호에 근거하여, 스위칭소자인 박막트랜지스터(21)가 열린 상태가 되고, 데이터선(DL1~DL5)을 통해 앰프어레이부(14)에 출력되게 된다. 또, X선 검출기(3)의 게이트드라이버부(13)로부터의 게이트 동작신호가 출력되어 있지 않은 경우에는, 박막트랜지스터(21)는 닫힌 상태이지만, 이 닫힌 상태는 완전한 것이 아니고, 데이터선에 접속된 복수의 X선 검출소자(11)의 콘덴서(20)의 각각에 축적된 전하신호의 일부는 누출되어 앰프어레이부(14)에 도달하게 된다. 또, 상술한 것과 같이, 도 2에서는, X선 검출소자(11)가 행 5×열 5의 2차원 매트릭스 형상으로 배열한 것을 일례로 하고 있지만, 행4096×열4096 정도의 2차원 매트릭스 형상으로 배열되어 있는 것에 있어서는, 하나의 데이터선에 접속되고 있는 X선 검출소자(11)의 수는, 4096개나 되고, 콘덴서(20)로부터 누출되는 전하신호도 커진다. 또, X선 검출소자(11)에 입사되는 X선 강도가 큰 경우에 있어서도, 콘덴서(20)에 축적되는 전하신호도 커지고, 콘덴서(20)로부터 누출되는 전하신호도 커진다.
다음으로, X선 검출기(3)의 X선 검출제어부(12)는, 주제어부(6)(도 1 참조)로부터의 제어에 근거하여, 우선, 앰프어레이부(14)의 전하검출 증폭회로(31)에 대해서, 도 5에 나타내는 앰프 동작신호를 출력시키는 제어를 행하고, 또한 그 후에, X선 검출제어부(12)는, 게이트드라이버부(13)에 대해서 도 5에 나타내는 게이트 동작신호를 출력시키는 제어를 행한다. 여기에서 도 5에 대해 설명한다. 도 5에 있어서, 앰프 동작신호, 게이트 동작신호, A/D 변환기의 각각이 H레벨의 상태에 있어서, 동작하고 있는 상태인 것을 나타낸다. 또, 도 5의 좌측의 부분에는, (i－1)행째의 데이터선(예를 들면, 도 2에 나타내는 DL1)에 접속된, X선 검출소자(11)에 있어서의 타이밍, 도 5의 우측의 부분에는, i행째의 데이터선(예를 들면, 도 2에 나타내는 DL2)에 접속된, X선 검출소자(11)에 있어서의 타이밍에 대해서 도시되고 있다.
또, X(i)는, X선 검출제어부(12)에 의해, i행째의 데이터선(DL2)에 접속된 X선 검출소자(11)에 대해서 게이트 동작신호를 출력하기 직전에, A/D 변환기(4)에서 변환된 디지털의 전압신호인 오프셋신호(제1의 오프셋신호)이다. Y(i)는, 복수의 게이트선 중, 소정의 하나의 게이트선(i행째의 데이터선)에 접속된 X선 검출소자(11)에 있어서, X선 검출제어부(12)가 해당 X선 검출소자(11)에 대해서 게이트 동작신호를 출력하고, 게이트 동작이 종료한 직후에, A/D 변환기(4)에서 변환된 디지털의 전압신호인 주신호이다. 또, X(i－1)는, 복수의 게이트선 중, 해당 제1의 연산부(50)에서의 연산에 이용된 게이트선(DL2) 부근의, 소정의 하나의 게이트선인, (i－1)행째의 데이터선(DL1)에 접속된 X선 검출소자(11)에서의, 앰프 동작신호 가 출력되고나서 게이트 동작신호의 출력이 개시되기 직전에, A/D 변환기(4)에서 변환된 디지털의 전압신호인 오프셋신호(제2의 오프셋신호)이다. Y(i－1)는, (i－1)행째의 데이터선에 접속된 X선 검출소자(11)에 있어서, X선 검출제어부(12)가 해당 X선 검출소자(11)에 대해서 게이트 동작신호를 출력하고, 게이트 동작이 종료한 직후에, A/D 변환기(4)에서 변환된 디지털의 전압신호인 주신호이다.
또, 하나의 데이터선에 접속된, X선 검출소자(11)에서 검출된 전하신호를 처리할 시간인 앰프 동작신호의 주기의 시간을 TL로 하고, 또, 게이트 동작신호의 전후의 오프셋신호와 주신호와의 기간이며, 예를 들어 X(i)에서 Y(i)까지의 기간 및 X(i－1)에서 Y(i－1)까지의 기간을 TLK로 한다. 또한, TLK는, 10μs~100μs정도의 기간이다.
여기에서, 도 2에 나타내는, 예를 들면, i행째의 데이터선(DL2)에 접속된 X선 검출소자(11)의 콘덴서(20)로부터 누출되어 나온 전하신호에 의한 화질의 열화를 저감시키기 위한 동작에 대해서 설명한다. 우선, 게이트드라이버부(13)는, 게이트선(GL1~GL5)의 각각으로부터 순서대로 게이트 동작신호가 출력된다. 여기에서, 게이트선(GL1)을 통해서 게이트 동작신호가 출력되는 전후에 있어서는, A/D 변환기(4)에서는, 도 5에 나타내는 X(i－1), Y(i－1)의 디지털의 전압신호를 얻는다. 또한, 게이트선(GL2)을 통해서 게이트 동작신호가 출력되는 전후에 있어서는, A/D 변환기(4)에서는, 도 5에 나타내는 X(i), Y(i)의 디지털의 전압신호를 얻는다.
다음으로, 제1의 연산부(50)에서는, 주신호 Y(i)로부터, 제1의 오프셋신호 X(i)를 감산하는 연산을 행하고, 주신호 Y(i)에 포함되어 있는 노이즈성분인 제1의 오프셋신호 X(i)를 제거된 값이 구해지고, 이값을 제1의 연산치 Z(i)로 한다. 또한, 제1의 연산부(50)는, 제1의 연산치 Z(i)를 나타내는 신호를 보정부(52)에 출력한다.
다음으로, 제2의 연산부(51)에서는, 제2의 오프셋신호와 제1의 오프셋신호와의 차분인, 제1의 오프셋신호 X(i)로부터 제2의 오프셋신호 X(i－1)를 감산하는 연산을 행하고, 제2의 오프셋신호 X(i－1)로부터 제1의 오프셋신호 X(i)까지의 기간에 있어서, 데이터선(DL1)에 접속되어 있는 X선 검출소자(11)의 콘덴서(20)로부터 누출된 전하신호의 크기를 구할 수 있다. 이값을 제2의 연산치 L(i)로 한다. 또한, 제2의 연산부(51)는, 제2의 연산치 L1(i)를 나타내는 신호를 보정부(52)에 출력한다.
다음으로, 보정부(52)에서는, 우선, 제1의 연산부(50)의 연산에 이용된 제1의 오프셋신호로부터 주신호까지의 기간과 같은 길이의 기간에 대응한 제2의 연산치 L2(i)가 구해진다. 예를 들면, 도 5에 나타낸 바와 같이, 제1의 연산부(50)의 연산에 이용되는 제1의 오프셋신호로부터 주신호까지의 기간(TLK)에 있어서의, 제2의 연산부(51)의 연산에 이용되는 제2의 오프셋신호로부터 제1의 오프셋신호까지의 기간(TL)의 비(比)인 TL/TLK가 2인 경우에는, 보정부(52)의 기간비 기억부(53)에는, 미리 TL/TLK=2가 기억되어 있고, 보정부(52)는, 이값을 판독하여, 제2의 연산치 L2(i)를 제2의 연산치 L1(i)/(TL/TLK)로서 연산한다. 따라서, 제1의 오프셋신호 X(i)로부터 주신호 Y(i)까지의 기간에 있어서의, 데이터선(DL1)에 접속되고 있는 X선 검출소자(11)의 콘덴서(20)로부터 누출되는 전하신호를 구할 수 있다.
또한, 보정부(52)는, 제1의 연산부(50)에서 연산된 제1의 연산치 Z(i)로부터 제2의 연산치 L2(i)를 감산하는 것으로, 제1의 오프셋신호 X(i)로부터 주신호 Y(i)까지의 기간에 있어서의, 데이터선(DL1)에 접속되고 있는 X선 검출소자(11)의 콘덴서(20)로부터 누출되는 전하신호 분을 제거할 수 있다.
상술한 것 같이 X선 촬상장치에 의하면, 보정부(52)는, 제1의 연산부(50)에서 연산된 제1의 연산치를, 해당 제1의 연산부(50)의 연산에 이용된 제1의 오프셋신호로부터 주신호까지의 기간과 같은 길이의 기간에 대응한, 제2의 연산부(51)에서 연산된 제2의 연산치를 이용하여 보정을 행한다. 결국, 제1의 연산치는, 제1의 오프셋신호로부터 주신호까지의 기간에 축적된 전하신호의 누출에 의한 노이즈성분을 제거하는 보정이 이루어진다. 따라서, X선 검출소자(11)에서 축적된 전하신호의 누출(누출전류)에 의한 화질의 열화를 저감시키고, 그리고, 촬영시간이 길어지는 것을 막을 수 있다.
또, 멀티플렉서(36)는, 복수의 전하검출 증폭회로(31)에서 변환된 각 전압신호를 입력하고, 이 입력된 각 전압신호를 소정의 순번으로 시간적으로 전환하고, 다른 전하검출 증폭회로(31)의 각각에서 변환된 각 전압신호의 하나씩을 묶은 시분할신호로서 출력한다. 또한, A/D 변환기(4)는, 멀티플렉서(36)로부터 출력된 시분할신호의 각 전압신호에 대해서, 소정의 타이밍으로 샘플링하여 디지털의 시분할신호의 각 전압신호로 변환한다. 따라서, 복수의 전하검출 증폭회로(31)에 대해서, A/D 변환기(4)를 하나만 구비하는 것만으로, 아날로그의 전압신호로부터 디지털의 전압신호로 변환할 수 있고, 디지털의 전압신호로 변환하기 위한 비용을 삭감할 수 있다.
또, X선 검출소자(11)의 스위칭소자는, 박막트랜지스터(21)이다. 따라서, MOS형 FET등의 스위칭소자에 비해, 광 또는 방사선의 조사에 의한 스위칭소자 자체의 열화가 적다. 결국, 장기간 사용할 수 있다. 또, 복수의 검출수단을 구비하고 검출면적을 크게 할 수 있다.
이 발명은, 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 아래와 같이 변형실시할 수 있다.
(1) 상술한 실시예의 제2의 연산부(51)에 있어서, 제2의 오프셋신호를 구하기 위해서 이용되는, 제1의 연산부(50)에서의 연산에 이용된 (i)행째의 게이트선(DL2) 부근의, 소정의 하나의 게이트선으로서, (i－1)행째의 데이터선(DL1)으로서 설명했지만, (i－1)행째의 데이터선(DL1) 이외의 부근의 데이터선, 예를 들면, (i＋1)행째의 데이터선(DL3)으로 하도록 해도 좋다.
(2) 상술한 실시예에 있어서, 보정부(52)는, 미리 제1의 연산부(50)의 연산에 이용되는 제1의 오프셋신호로부터 주신호까지의 기간에 있어서의, 제2의 연산부(51)의 연산에 이용되는 제2의 오프셋신호로부터 제1의 오프셋신호까지의 기간의 비(比)를 기억하는 기간비 기억부(53)를 구비하도록 하고 있었지만, 기간비 기억부(53)를 제2의 연산부(51)에 구비하고, 제2의 연산부(51)에서 연산된 제2의 연산 치 L1(i)에, 기간비 기억부(53)에 기억되어 있는 값인 TL/TLK=2가 기억되어 있는 경우에는, 제2의 연산부(51)에서 제2의 연산치 L1(i)/2를 행하는 연산이 되고, 이값을 제2의 연산치 L2(i)로 하여, 보정부(52)에 출력하도록 해도 좋다.
(3) 상술한 실시예에 있어서, 전하검출부(30)는, 전하검출회로(30)만을 구비하도록 하고 있었지만, 도 6에 나타낸 바와 같이, 각 X선 검출소자(11)로부터 출력된 전하신호를 입력하고, 전압신호로 변환하는 전하검출 증폭회로(31)와, 이 전하검출 증폭회로(31)에서 변환된 전압신호 중, 고주파대역 성분의 신호의 통과를 제한하는 로우패스필터(34)와, 로우패스필터(34)를 통과한 각 전압신호를 샘플링하여 소정의 시간을 두고 보유하고, 출력하는 샘플 홀드회로(33)를 구비하고 있도록 해도 좋다. 따라서, 로우패스필터(34)는, 전하검출 증폭회로(31)에서 변환된 전압신호에 있어서의, 고주파대역 성분의 신호(고주파 노이즈)의 통과를 제한하고, 샘플 홀드회로(33)에서는, 이 로우패스필터(34)를 통과한 전압신호를 샘플링하여 소정의 시간을 두고 보유한다. 또한, 이 샘플 홀드회로(33)로부터의 안정된 아날로그의 전압신호를 디지털의 전압신호로 변환한다. 결국, A/D 변환기(4)에서는, 안정된 아날로그의 전압신호를 디지털의 전압신호로 변환하고, 또, 고주파 노이즈가 A/D 변환기(4)에 입력되는 것을 저감시켜, S/N비를 높게 할 수 있고, 고정도인 화상을 얻을 수 있다. 또한 상술한 샘플 홀드회로(33)는, 본 발명에 있어서의 보유수단에 상당한다.
(4) 상술한 실시예에 있어서, 복수의 전하검출부(30)(전하검출 증폭회 로(31))와 멀티플렉서(36)와 하나의 A/D 변환기(4)를 구비하도록 하고 있었지만, 멀티플렉서(36)를 구비하지 않고, A/D 변환기(4)는, 복수의 전하검출 증폭회로(31)에 대응한 수를 구비하도록 해도 좋다. 따라서, 복수의 전하검출 증폭회로(31)에 대해서 하나만 A/D 변환기(4)를 구비하고 있는 경우와 비교해, A/D 변환기(4)에서의 처리시간을 단축할 수 있다.
(5) 상술한 실시예에 있어서, 주신호와, 제1의 오프셋신호와, 제2의 오프셋신호 중, 적어도 어느 것 하나를 복수회 샘플링하고, 이들을 평균한 값이 되도록 해도 좋다. 따라서, 주신호와, 제1의 오프셋신호와, 제2의 오프셋신호 중, 적어도 어느 것 하나의 신호의 각각에 있어서의 불규칙을 줄이고, 정도의 높은 값에 근거하여 보정을 행할 수 있고, 그 결과, 보정부(52)에서 보정된 값은 정도가 높은 것으로 할 수 있다.
(6) 상술한 실시예에 있어서, 제1의 연산부(50)에서의 제1의 연산치와, 제2의 연산부(51)에서의 제2의 연산치와, 보정부(52)에서 보정된 제1의 연산치와, 적어도 어느 것 하나를 필터처리 하도록 해도 좋다. 결국, 누적이 되어 최적인 보정부(52)에서 보정된 제1의 연산치를 구할 수 있다.
(7) 상술한 실시예에 있어서, 제2의 연산부(51)에서의 제2의 연산치는, 과거에 취득한 해당 제2의 연산부(51)에서의 제2의 연산치를 이용하여, 평균화처리를 행하도록 해도 좋다. 예를 들면, 평균화처리되는 제2의 연산치 L1´(i)를,
제2의 연산치 L1´(i)=((n－1)/n)·L1(i－1)＋(1/n)L1(i)
의 식에 의해 구하도록 해도 좋다. 단, n은 정수이다. 따라서, 최적인 제2의 연산치를 구할 수 있다. 또한, 보정부(52)는, 이 평균화처리된 제2의 연산치L1´(i)를 이용하여, 최적인 해당 보정부(52)에서 보정된 제1의 연산치Z´(i)를, 제1의 연산치 Z´(i)=Z(i)－L1´(i)의 식에 의해 구할 수 있다.
(8) 상술한 실시예에 있어서, 제2의 연산부(51)의 연산에 이용되는 제2의 오프셋신호로부터 제1의 오프셋신호까지의 기간(TL)은, 제1의 연산부(50)의 연산에 이용된 제1의 오프셋신호로부터 주신호까지의 기간(TLK)의, 2의 누승에 있도록 해도 좋다. 결국, 기간비 기억부(53)에는, TL/TLK가 2의 누승이 되는 값이 기억되어 있고, 제2의 연산치 L2(i)를 구하기 위한, 제2의 연산치 L1(i)/(TL/TLK)의 나눗셈 처리의 간략화를 행할 수 있어, 처리속도를 높일 수 있다.
(9) 상술한 실시예에 있어서, 의료용의 장치로서 설명했지만, 의료용 이외의 비파괴검사, RI(Radio Isotope)검사, 및 광학검사 등의 산업분야 등에 대해서도 적용할 수 있다.
(10) 상술한 실시예에 있어서, 광 또는 방사선 촬상장치의 일례로서, X선 촬상장치를 이용해 설명했지만, X선에 한정하지 않고, 가시광, 방사선(중성자선,γ선,β선 등)을 이용하는 장치에 대해서도 적용할 수 있다.
(11) 상술한 실시예에 있어서, X선 검출기(3)의 X선 검출소자(11)는, X선 검출면(S)에 종횡의 2차원 매트릭스 형상으로 배열되어 있는 구성으로서 설명했지만, X선 검출소자(11)는, 복수의 X선 검출소자(11)를 일차원의 라인센서(데이터선에 복수의 X선 검출소자(11)가 접속)이어도 좋다.
(12) 상술한 실시예에 있어서, X선 검출기(3)의 X선 검출소자(11)는, X선을 직접적으로 전하신호로 변환하는 직접변환형의 것으로서 설명했지만, X선을 일단, 광으로 변환하고, 광을 전하신호로 변환하는 간접변환형이어도 좋다.
(13) 상술한 실시예에 있어서, 앰프어레이부(14)의 전하검출 증폭회로(31)에 있어서, X선 검출소자(11)로부터 출력된 전하신호를 입력하고, 전압신호로 변환하고 있었지만, X선 검출소자(11)에 전하검출 증폭회로(31)를 구비하고, X선 검출소자(11) 내에서 전하신호를 전압신호로 변환하도록 해도 좋다.

Claims (9)

  1. (A) 광 또는 방사선에 감응하여 전하신호를 출력하는 행렬형상으로 배열된 복수의 검출수단과,
    (B) 상기 복수의 검출수단으로부터 출력된, 각각의 전하신호를 전압신호로 변환하는 복수의 전하전압 변환수단과,
    (C) 상기 복수의 전하전압 변환수단에서 변환된 전압신호를 입력하고, 입력된 전압신호를 샘플링하여 디지털의 전압신호로 변환하는 A/D 변환수단과,
    (D) 상기 검출수단에 대해서 전하신호를 출력시키는 제어를 행하는 제어수단과,
    (E) 상기 제어수단과, 상기 행렬형상으로 배열된 복수의 검출수단 중, 행방향으로 배열되는 검출수단을 공통으로 접속하는 복수의 게이트선과,
    (F) 상기 제어수단이, 상기 복수의 게이트선 중, 소정의 하나의 게이트선에 접속된 상기 검출수단에 대해서 제어를 종료한 직후에, 상기 A/D 변환수단에서 변환된 디지털의 전압신호인 주신호로부터, 해당 제어수단에 의해 해당 검출수단에 대해서 제어를 개시하기 직전에, 상기 A/D 변환수단에서 변환된 디지털의 전압신호인 제1의 오프셋신호를 감산한 제1의 연산치를 연산하는 제1의 연산수단과,
    (G) 상기 제어수단이, 상기 복수의 게이트선 중, 상기 제1의 연산수단에서의 연산에 이용된 게이트선 부근의, 소정의 하나의 게이트선에 접속된 상기 검출수단에 대해서 제어를 개시하기 직전에, 상기 A/D 변환수단에서 변환된 디지털의 전압신호인 제2의 오프셋신호와, 상기 제1의 연산수단의 연산에 이용된 제1의 오프셋신호와의 차분인 제2의 연산치를 연산하는 제2의 연산수단과,
    (H) 상기 제1의 연산수단에서 연산된 제1의 연산치를, 해당 제1의 연산수단의 연산에 이용된 제1의 오프셋신호로부터 주신호까지의 기간과 같은 길이의 기간에 대응한, 상기 제2의 연산수단에서 연산된 제2의 연산치를 이용하여 보정을 행하는 보정수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 광 또는 방사선 촬상장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전하전압 변환수단과 A/D 변환수단과의 사이에는, 고주파대역 성분의 신호의 통과를 제한하는 로우패스필터와, 상기 로우패스필터를 통과한 전압신호를 안정화시키기 위하여 상기 전압신호를 샘플링하여 보유하는 보유수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 광 또는 방사선 촬상장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 전하전압 변환수단에서 변환된 각 전압신호를 입력하고, 이 입력된 각 전압신호를 소정의 순번으로 시간적으로 전환하고, 다른 전하전압 변환수단의 각각에서 변환된 각 전압신호의 하나씩을 묶은 시분할신호로서 출력하는 멀티플렉서를 구비하고, 상기 A/D 변환수단은, 상기 멀티플렉서로부터 출력된 시분할신호의 각 전압신호를 샘플링하여 디지털의 시분할신호의 각 전압신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 광 또는 방사선 촬상장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 A/D 변환수단은, 상기 복수의 전하전압 변환수단에 대응한 수를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 광 또는 방사선 촬상장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 주신호와, 상기 제1의 오프셋신호와, 상기 제2의 오프셋신호 중, 적어도 어느 것 하나를 복수회 샘플링하여, 이들을 평균한 값인 것을 특징으로 하는 광 또는 방사선 촬상장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제1의 연산수단에서의 제1의 연산치와, 상기 제2의 연산수단에서의 제2의 연산치와, 상기 보정수단에서 보정된 제1의 연산치와의, 적어도 어느 것 하나를 필터처리 하는 것을 특징으로 하는 광 또는 방사선 촬상장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제2의 연산수단에서의 제2의 연산치를, 과거에 취득한 해당 제2의 연산수단에서의 제2의 연산치를 이용하여, 평균화처리를 행하는 것을 특징으로 하는 광 또는 방사선 촬상장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제2의 연산수단의 연산에 이용되는 제2의 오프셋신호로부터 제1의 오프셋신호까지의 기간은, 제1의 연산수단의 연산에 이용된 제1의 오프셋신호로부터 주신호까지의 기간의, 2의 누승(累乘:거듭제곱)인 것을 특징으로 하는 광 또는 방사선 촬상장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 검출수단은 상기 제어수단의 제어에 근거하여 전하신호를 출력하는 스위칭소자를 구비하고, 상기 스위칭소자는, 박막트랜지스터인 것을 특징으로 하는 광 또는 방사선 촬상장치.
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