TW202043805A - 放射線檢測器 - Google Patents

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Abstract

提供可高精度檢測出放射線的射入開始時，且可提升放射線畫像的品質的放射線檢測器。實施形態相關的放射線檢測器，係具備基板、設置於前述基板，延伸於第1方向的複數控制線、設置於前述基板的複數資料線，延伸於與前述第1方向交叉的第2方向、具有電性連接於對應之前述控制線與對應之前述資料線的薄膜電晶體，直接或與閃爍體協力動作，檢測出放射線的複數檢測部、切換前述薄膜電晶體的導通狀態與截止狀態的控制電路、在前述薄膜電晶體為導通狀態時讀取出畫像資料訊號檢測電路、及依據在前述薄膜電晶體為導通狀態時所讀取出的畫像資料之值，判定前述放射線的射入開始時的射入放射線檢測部。在前述射入放射線檢測部判定為開始前述放射線的射入時，前述訊號檢測電路，係執行在前述薄膜電晶體為導通狀態時進而讀取出畫像資料的第1讀取工程。前述控制電路，係在前述第1讀取工程之後，執行使所有前述薄膜電晶體成為截止狀態的畫像積存工程。

Description

放射線檢測器
本發明的實施形態係關於放射線檢測器。
放射線檢測器的一例有X射線檢測器。於X射線檢測器，例如設置具有複數光電轉換部的陣列基板，與設置於複數光電轉換部上，將X射線轉換成螢光的閃爍體。又，於光電轉換部，例如設置將來自閃爍體的螢光轉換成電荷的光電轉換元件、進行電荷的積存及放出之切換的薄膜電晶體、及積存電荷的蓄能電容器等。
一般來說，X射線檢測器如下所述讀取出畫像資料。首先，根據從外部輸入的訊號，辨識出X射線的射入。接著，在經過預先訂定的時間後，讓進行讀取的光電轉換部的薄膜電晶體成為導通狀態，作為畫像資料讀取出所積存的電荷。然而，如此一來，需要用以獲得X射線源等之外部機器與X射線檢測器的同步的同步介面。
又，提案有依據使薄膜電晶體成為截止狀態，射入X射線時流通於資料線的電流之值，與未射入X射線時流通於資料線的電流之值的差，檢測出X射線的射入開始時的技術。但是，薄膜電晶體為截止狀態時流通於資料線的電流之值極小。因此，有即使在薄膜電晶體為截止狀態時檢測出流通於資料線的電流之值，也難以高精度檢測出X射線的射入開始時之虞。
因此，提案有使薄膜電晶體成為導通狀態，依據射入X射線時流通於資料線的電流之值，與未射入X射線時流通於資料線的電流之值的差，檢測出X射線的射入開始時的技術。在薄膜電晶體為導通狀態時流通於資料線的電流之值會變大，所以，可高精度檢測出X射線的射入開始時。
在此，提案有使用檢測出X射線的射入開始時的工程中所讀取之畫像資料，構成X射線畫像的技術。於此種技術中，因為不知道X射線的射入什麼時候開始，所以，連續重複進行流通於資料線的電流的讀取(畫像資料的讀取)。因此，消費電力會變大。又，有雜訊增加，或發生溫度上升所致之攝影時間的限制之虞。
又進而，在讀取出1張分的X射線畫像的畫像資料的工程進行中，開始X射線的射入，或結束X射線的射入的話，X射線的射入開始時及X射線的射入結束時容易發生畫像斑紋。
因此，被期望開發出可高精度檢測出放射線的射入開始時，且可提升放射線畫像的品質的放射線檢測器。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]美國專利申請公開第2015/0078530號說明書 [專利文獻2]日本專利第6302122號公報
[發明所欲解決之課題]
本發明所欲解決之課題，係提供可高精度檢測出放射線的射入開始時，且可提升放射線畫像的品質的放射線檢測器。 [用以解決課題之手段]
實施形態相關的放射線檢測器，係具備基板、設置於前述基板，延伸於第1方向的複數控制線、設置於前述基板的複數資料線，延伸於與前述第1方向交叉的第2方向、具有電性連接於對應之前述控制線與對應之前述資料線的薄膜電晶體，直接或與閃爍體協力動作，檢測出放射線的複數檢測部、切換前述薄膜電晶體的導通狀態與截止狀態的控制電路、在前述薄膜電晶體為導通狀態時讀取出畫像資料訊號檢測電路、及依據在前述薄膜電晶體為導通狀態時所讀取出的畫像資料之值，判定前述放射線的射入開始時的射入放射線檢測部。在前述射入放射線檢測部判定為開始前述放射線的射入時，前述訊號檢測電路，係執行在前述薄膜電晶體為導通狀態時進而讀取出畫像資料的第1讀取工程。前述控制電路，係在前述第1讀取工程之後，執行使所有前述薄膜電晶體成為截止狀態的畫像積存工程。
以下，一邊參照圖面，一邊針對實施形態進行例示。再者，各圖面中，於相同的構成要素附加相同符號並適切省略詳細說明。 本實施形態的放射線檢測器係除了X射線外，也可適用於γ射線等之各種放射線。在此，作為一例，作為放射線中的代表性者，以X射線的狀況為例進行說明。所以，也可藉由將以下之實施形態的「X射線」置換成「其他放射線」，適用於其他放射線。
又，以下進行例示的X射線檢測器1係檢測出放射線畫像即X射線畫像的X射線平面感測器。於X射線平面感測器，大概區分有直接轉換方式與間接轉換方式。 直接轉換方式係將因為射入X射線發生於光導電膜內部的光導電電荷(電荷)，藉由高電場，直接導引至電荷積存用的蓄能電容器的方式。 間接轉換方式係將X射線藉由閃爍體轉換成螢光(可視光)，將螢光藉由光二極體等的光電轉換元件轉換成電荷，將電荷導引至蓄能電容器的方式。
以下，作為一例，例示間接轉換方式的X射線檢測器1，但是，本發明也可適用於直接轉換方式的X射線檢測器。 也就是說，X射線檢測器只要是具有將X射線轉換成電性資訊的檢測部即可。檢測部可作為例如直接或與閃爍體協力動作，檢測出X射線者。 再者，直接轉換方式的X射線檢測器的基本構造因為可適用已知的技術，故省略詳細說明。 又，X射線檢測器1例如可使用於一般醫療等。但是，X射線檢測器1的用途並不限定於一般醫療等。
圖1係用以例示X射線檢測器1的模式立體圖。 再者，於圖1中，省略偏壓線2c3等來描繪。 圖2係X射線檢測器1的區塊圖。 圖3係陣列基板2的電路圖。 如圖1～圖3所示，於X射線檢測器1，可設置陣列基板2、訊號處理部3  畫像處理部4、閃爍體5、射入X射線檢測部6、及記憶體7。
陣列基板2係可將藉由閃爍體5從X射線轉換的螢光，轉換成電性訊號。 陣列基板2可具有基板2a、光電轉換部2b、控制線(或閘極線)2c1、資料線(或訊號線)2c2、偏壓線2c3、配線墊片2d1、配線墊片2d2、及保護層2f等。 於本實施形態中，光電轉換部2b為與閃爍體5協力動作，檢測出X射線的檢測部。 再者，光電轉換部2b、控制線2c1、資料線2c2及偏壓線2c3等的數量並不限定於例示者。
基板2a係呈板狀，可由無鹼玻璃等的透光性材料所形成。 光電轉換部2b可於基板2a之一方的面設置複數個。光電轉換部2b係可設置於藉由控制線2c1與資料線2c2區劃的區域。複數光電轉換部2b可並排成矩陣狀。再者，1個光電轉換部2b係例如對應X射線畫像之1個像素(pixel)。
於複數光電轉換部2b，分別可設置光電轉換元件2b1，與薄膜電晶體(TFT：Thin Film Transistor)2b2。又，如圖3所示，可設置被供給光電轉換元件2b1中轉換之電荷的蓄能電容器2b3。蓄能電容器2b3係例如呈板狀，可設置於薄膜電晶體2b2下方。但是，根據光電轉換元件2b1的電容，光電轉換元件2b1也可兼用於蓄能電容器2b3。
光電轉換元件2b1兼用於蓄能電容器2b3時(省略蓄能電容器2b3時)，由光電轉換元件2b1進行電荷的積存及放出。此時，利用使薄膜電晶體2b2成為導通狀態，從光電轉換部2b放出電荷，利用使薄膜電晶體2b2成為截止狀態，於光電轉換部2b積存電荷。 在設置蓄能電容器2b3時，使薄膜電晶體2b2成為截止狀態的話從偏壓線2c3積存一定的電荷至蓄能電容器2b3，使薄膜電晶體2b2成為導通狀態的話則放出積存於蓄能電容器2b3的電荷。 再者，以下，作為一例，例示設置蓄能電容器2b3的狀況。
光電轉換元件2b1例如可設為光二極體等。 薄膜電晶體2b2可進行對蓄能電容器2b3之電荷的積存及放出的切換。薄膜電晶體2b2係可設為包含非晶矽(a-Si)或多晶矽(P-Si)等的半導體材料者。薄膜電晶體2b2可設為具有閘極電極2b2a、汲極電極2b2b及源極電極2b2c。薄膜電晶體2b2的閘極電極2b2a可與對應之控制線2c1電性連接。薄膜電晶體2b2的汲極電極2b2b可與對應之資料線2c2電性連接。
亦即，薄膜電晶體2b2可電性連接於對應之控制線2c1與對應之資料線2c2。薄膜電晶體2b2的源極電極2b2c可電性連接於對應之光電轉換元件2b1與蓄能電容器2b3。又，光電轉換元件2b1的陽極側與蓄能電容器2b3可與對應之偏壓線2c3電性連接(參照圖3)。
控制線2c1係可隔開所定間隔，相互平行地設置複數條。控制線2c1係例如延伸於行方向(相當於第1方向之一例)。1條控制線2c1可與設置於基板2a的周緣附近之複數配線墊片2d1中之一電性連接。於1個配線墊片2d1，可電性連接設置於可撓性印刷基板2e1的複數配線中之一。設置於可撓性印刷基板2e1的複數配線的另一端，可與設置於訊號處理部3的控制電路31分別電性連接。
資料線2c2係可隔開所定間隔，相互平行地設置複數條。資料線2c2係例如延伸於與行方向正交的列方向(相當於第2方向之一例)。1條資料線2c2可與設置於基板2a的周緣附近之複數配線墊片2d2中之一電性連接。於1個配線墊片2d2，可電性連接設置於可撓性印刷基板2e2的複數配線中之一。設置於可撓性印刷基板2e2的複數配線的另一端，可與設置於訊號處理部3的訊號檢測電路32分別電性連接。
如圖3所示，偏壓線2c3可在資料線2c2與資料線2c2之間，與資料線2c2平行地設置。於偏壓線2c3，可電性連接未圖示的偏壓電源。未圖示的偏壓電源例如可設置於訊號處理部3等。再者，偏壓線2c3並不一定需要，可因應需要來設置即可。在未設置偏壓線2c3時，光電轉換元件2b1的陽極側與蓄能電容器2b3可代替偏壓線2c3，電性連接於接地端子。 控制線2c1、資料線2c2及偏壓線2c3係例如可使用鋁或鉻等的低電阻金屬來形成。
保護層2f可設為覆蓋光電轉換部2b、控制線2c1、資料線2c2及偏壓線2c3者。保護層2f係例如包含氧化物絕緣材料、氮化物絕緣材料、氮氧化物絕緣材料、及樹脂材料的至少一種。
訊號處理部3係可設置於陣列基板2之閃爍體5側的相反側。 於訊號處理部3，可設置控制電路31與訊號檢測電路32。 控制電路31可切換薄膜電晶體2b2的導通狀態與截止狀態。
如圖2所示，控制電路31係具有複數閘極驅動器31a與行選擇電路31b。 於行選擇電路31b，可從畫像處理部4等輸入控制訊號S1。行選擇電路31b係可遵從X射線畫像的掃描方向，對對應的閘極驅動器31a輸入控制訊號S1。
閘極驅動器31a可對對應的控制線2c1輸入控制訊號S1。例如，控制電路31係透過可撓性印刷基板2e1，將控制訊號S1依序輸入至各控制線2c1。藉由被輸入至控制線2c1的控制訊號S1，薄膜電晶體2b2成為導通狀態，可從光電轉換部2b(蓄能電容器2b3)讀取出電荷(畫像資料S2)。 再者，於本說明書中，將薄膜電晶體2b2為導通狀態時所讀取之資料設為「畫像資料S2」，將薄膜電晶體2b2為截止狀態時所讀取的資料設為「修正資料S3」。
訊號檢測電路32係在薄膜電晶體2b2為導通狀態時，可從光電轉換部2b(蓄能電容器2b3)讀取出電荷(畫像資料S2)。又，訊號檢測電路32可將所讀取出的畫像資料S2(類比訊號)依序轉換成數位訊號。
又，訊號檢測電路32係在薄膜電晶體2b2為截止狀態時可進而讀取出修正資料S3。訊號檢測電路32可將所讀取出的修正資料S3(類比訊號)依序轉換成數位訊號。
又，訊號檢測電路32係可在讀取出畫像資料S2之前、讀取出畫像資料S2之後、及讀取出畫像資料S2之前與讀取出畫像資料S2之後的任一中，讀取修正資料S3。
又，控制電路31可將切換薄膜電晶體2b2的導通狀態與截止狀態的控制訊號S1，輸入至複數各控制線2c1。然後，訊號檢測電路32係每於輸入控制訊號S1時，可讀取出修正資料S3。
又，訊號檢測電路32係可賦予將畫像資料S2，與在讀取出該畫像資料S2之前、讀取出該畫像資料S2之後、及讀取出該畫像資料S2之前與讀取出該畫像資料S2之後的任一中所讀取出的修正資料S3設為一組的畫像索引。
又，訊號檢測電路32也可將所讀取出之畫像資料S2與所讀取出之修正資料S1的差動輸出轉換成數位訊號，並發送至畫像處理部4。如此一來，因為可將修正過的畫像資料輸入至畫像處理部4，可提升即時性。
又，在射入放射線檢測部6判定為開始X射線的射入時，訊號檢測電路32係在薄膜電晶體2b2為導通狀態時可進而讀取出畫像資料S2。 再者，於後詳述敘述畫像資料S2、修正資料S3、及畫像索引。
又，對半導體元件即薄膜電晶體2b2射入X射線的話，即使薄膜電晶體2b2為截止狀態，在汲極電極2b2b與源極電極2b2c之間也會流通電流。亦即，X射線正在射入時，會流入來自截止狀態之薄膜電晶體2b2的電流。因此，X射線正在射入時之讀取畫像資料S2的取樣時間(第1取樣訊號21的時間)、及讀取修正資料S3的取樣時間(第2取樣訊號22的時間)較短為佳。
另一方面，X射線的射入結束之後，不會流入來自截止狀態之薄膜電晶體2b2的電流。因此，X射線的射入結束之後，即使增長讀取畫像資料S2的的取樣時間、及將薄膜電晶體2b2設為導通狀態的時間，也不會有畫像斑紋的發生。又，增長讀取畫像資料S2的的取樣時間、及將薄膜電晶體2b2設為導通狀態的時間的話，可提升X射線畫像的品質。
此時，因為X射線的射入期間較短，可讓檢測出X射線的射入之後的讀取出畫像資料S2的取樣時間，及使薄膜電晶體2b2成為導通狀態的時間，成為比檢測出X射線的射入之前的讀取出畫像資料S2的取樣時間，及讀取出修正資料S3的取樣時間還長。如此一來，可抑制畫像斑紋的發生，並且可提升X射線畫像的品質。
記憶體7可電性連接於訊號檢測電路32與畫像處理部4之間。記憶體7可暫時保存被轉換成數位訊號的畫像資料S2與修正資料S3。此時，可保存被賦予畫像索引的畫像資料S2與修正資料S3。
畫像處理部4係可依據被記憶體7保存的畫像資料S2，構成X射線畫像。又，畫像處理部4可使用修正資料S3，修正畫像資料S2。此時，畫像處理部4係依據畫像索引，抽出修正資料S3，可使用所抽出的修正資料S3，修正成為一組的畫像資料S2。 畫像處理部4、記憶體7及射入X射線檢測部6係與訊號處理部3一體化亦可。
閃爍體5係設置於複數光電轉換元件2b1上，可將射入之X射線轉換成螢光。閃爍體5能以覆蓋基板2a上之設置複數光電轉換部2b的區域(有效像素區域)之方式設置。閃爍體5例如可使用碘化銫(CsI)：鉈(Tl)，或碘化鈉(NaI)：鉈(Tl)等來形成。此時，使用真空蒸鍍法等，形成閃爍體5的話，可形成由複數柱狀結晶之集合體所成的閃爍體5。
閃爍體5例如也可使用硫氧化釓(Gd2 O2 S)等來形成。此時，能以複數光電轉換部2b分別設置四角柱狀的閃爍體5之方式，形成矩陣狀的溝部。
此外，為了提升螢光的利用效率以改善感度特性，能以覆蓋閃爍體5的表面側(X射線的射入面側)之方式設置未圖示的反射層。 又，為了藉由空氣中所包含的水蒸氣，抑制閃爍體5的特性與反射層的特性劣化，可設置覆蓋閃爍體5與反射層之未圖示的防濕體。
一般來說，X射線檢測器可如下所述般構成X射線畫像。
首先，控制電路31使薄膜電晶體2b2成為截止狀態。利用使薄膜電晶體2b2成為截止狀態，透過偏壓線2c3積存一定的電荷至蓄能電容器2b3。接著，射入X射線的話，藉由閃爍體5將X射線轉換成螢光。螢光射入至光電轉換元件2b1的話，因為光電效果而產生電荷(電子及電洞)，產生的電荷與積存的電荷(異種電荷)耦合，積存的電荷會減少。接著，控制電路31依序使薄膜電晶體2b2成為導通狀態。訊號檢測電路32係遵照取樣訊號，透過資料線2c2讀取出積存於各蓄能電容器2b3的電荷(畫像資料S2)。然後，訊號檢測電路32將所讀取出的畫像資料S2(類比訊號)依序轉換成數位訊號。又，訊號檢測電路32係在薄膜電晶體2b2為截止狀態時將流通於資料線2c2的電流之值轉換成數位訊號。
記憶體7係作為畫像資料S2，暫時保存薄膜電晶體2b2為導通狀態時所得的資料。又，記憶體7係作為修正資料S3，暫時保存薄膜電晶體2b2為截止狀態時所得的資料。
畫像處理部4係依據被記憶體7保存的畫像資料S2，構成X射線畫像。又，畫像處理部4係在構成X射線畫像時，使用被記憶體7保存的修正資料S3，進行用以抑制後述之畫像斑紋的修正。進行過用以抑制畫像斑紋的修正之X射線畫像的資料，係從畫像處理部4向外部機器等輸出。
在此，於一般的X射線檢測器中，可如下所述般開始攝影動作。首先，根據來自X射線源等之外部機器的訊號，辨識出X射線射入至X射線檢測器。接著，在經過預先訂定的時間後，使進行讀取的光電轉換部2b的薄膜電晶體2b2成為導通狀態，取出所積存的電荷。亦即，一般的X射線檢測器的狀況中，並不是檢測出X射線實際射入至X射線檢測器。因此，如此一來，需要用以獲得X射線源等之外部機器與X射線檢測器的同步的同步介面。
在此，對半導體元件即薄膜電晶體2b2射入X射線的話，即使薄膜電晶體2b2為截止狀態，在汲極電極2b2b與源極電極2b2c之間也會流通電流。又，薄膜電晶體2b2的汲極電極2b2b可電性連接於資料線2c2。因此，可依據X射線射入至截止狀態的薄膜電晶體2b2時流通於資料線2c2的電流之值，與X射線未射入至截止狀態的薄膜電晶體2b2時流通於資料線2c2的電流之值的差，檢測出X射線的射入開始時。只要可直接檢測出X射線的射入開始時，則不會產生時滯等，可抑制處理時間變長。
但是，薄膜電晶體2b2為截止狀態時流通於資料線2c2的電流之值極小。又進而，對於人體進行大量的X射線照射的話對健康有不良影響，故對人體的X射線照射量被抑制為必要的最低限度。因此，使用於醫療的X射線檢測器的狀況中，射入之X射線的強度非常弱，薄膜電晶體2b2為截止狀態時流通於資料線2c2的電流之值變得更小。
結果，依據薄膜電晶體2b2為截止狀態時流通於資料線2c2的電流之值，檢測X射線的射入開始時的話，有難以高精度檢測出X射線的射入開始時之虞。
因此，於本實施形態的X射線檢測器1，設置如以下所述的射入X射線檢測部6。 射入X射線檢測部6可與訊號檢測電路32電性連接。射入X射線檢測部6係在薄膜電晶體2b2為導通狀態時，可依據該電性連接該薄膜電晶體2b2的資料線2c2的電流之值，判定X射線的射入開始時。亦即，射入X射線檢測部6係可依據在薄膜電晶體為導通狀態時所讀取出的畫像資料S2之值，判定X射線的射入開始時。例如，射入X射線檢測部6係檢測出流通於連接成為導通狀態薄膜電晶體2b2的資料線2c2的電流，在所檢測出的電流之值超過所定閾值時，可判定為X射線射入。所定閾值係可依據X射線射入至導通狀態的薄膜電晶體2b2時流通於資料線2c2的電流之值，與X射線未射入至導通狀態的薄膜電晶體2b2時流通於資料線2c2的電流之值的差，預先設定。
薄膜電晶體2b2為導通狀態的話，相較於截止狀態，可減少電阻，所以，流通於資料線2c2的電流之值會變大。因此，易於檢測出X射線的射入開始時。如上所述，使用於醫療的X射線檢測器1的狀況中，射入之X射線的強度非常弱。然而，薄膜電晶體2b2為導通狀態時檢測出X射線的射入開始時的話，可以高精度檢測出X射線的射入開始時之虞。
但是，於連接成為導通狀態的薄膜電晶體2b2的資料線2c2，也會流通來自成為截止狀態之其他薄膜電晶體2b2的電流，所以，會產生發生畫像斑紋的新的問題。 此時，於連接X射線的射入結束之後成為導通狀態的薄膜電晶體2b2的資料線2c2，不會流通來自其他薄膜電晶體2b2的電流。因此，捨棄開始X射線的射入時的資料，僅使用X射線的射入結束之後的資料來構成X射線畫像的話，可抑制畫像斑紋。但是，如此一來，會失去開始X射線的射入時的資料，所以，X射線畫像的品質會降低該些程度。
因此，射入X射線檢測部6係於使薄膜電晶體2b2成為導通狀態之前的截止狀態，及使薄膜電晶體2b2成為導通狀態之後的截止狀態的任一中，檢測出流通於資料線2c2的電流。如上所述，發生畫像斑紋的主要原因可推測是來自成為截止狀態的薄膜電晶體2b2的電流。因此，於導通狀態之前及之後的至少任一的截止狀態中，檢測出流通於連接成為導通狀態的薄膜電晶體2b2的資料線2c2的電流，利用截止狀態時所取得之修正資料S3來修正導通狀態時所取得之畫像資料S2的話，可大幅抑制畫像斑紋。又，如此一來，可使用開始X射線的射入時的畫像資料S2，所以，可抑制X射線畫像的品質降低。 亦即，設置射入X射線檢測部6的話，可檢測出X射線的射入開始時，且可抑制X射線畫像的品質的劣化。
圖4係用以例示畫像資料S2及修正資料S3的讀取的時序圖。 圖4係設置n條控制線2c1與m條資料線2c2的狀況。 首先，從畫像處理部4等對訊號檢測電路32輸入第1取樣訊號21。如圖4所示，利用第1取樣訊號21成為導通，訊號檢測電路32開始對於資料線(1)～資料線(m)的取樣。第1取樣訊號21係在經過所定期間後成為截止。
另一方面，在第1取樣訊號21成為導通之間，從畫像處理部4等透過控制電路31對控制線(1)輸入控制訊號S1。利用控制訊號S1成為導通，電性連接於控制線(1)的薄膜電晶體2b2成為導通狀態。控制訊號S1係在經過所定期間後成為截止。
訊號檢測電路32係在薄膜電晶體2b2為導通狀態時，依序讀取出來自資料線(1)～資料線(m)的畫像資料S2。 又，射入X射線檢測部6係在第1取樣訊號21為導通時流通於資料線2c2的電流之值，判定X射線的射入開始時。
接著，在第1取樣訊號21成為截止之後，從畫像處理部4等對訊號檢測電路32輸入第2取樣訊號22。利用第2取樣訊號22成為導通，訊號檢測電路32開始對於資料線(1)～資料線(m)的取樣。第2取樣訊號22係在經過所定期間後成為截止。
此時，不對控制線(1)輸入控制訊號S1，電性連接於控制線(1)的薄膜電晶體2b2維持截止狀態。 訊號檢測電路32係在薄膜電晶體2b2為截止狀態時，分別檢測出流通於資料線(1)～資料線(m)的電流。 之後，對於控制線(2)～控制線(n)進行以上的步驟。
如上所得的資料被保存於記憶體7。薄膜電晶體2b2為導通狀態時所得的資料成為n行m列的畫像資料S2。薄膜電晶體2b2為截止狀態時所得的資料成為n行m列的修正資料S3。 再者，已例示畫像資料S2與修正資料S3保存於相同記憶體7的狀況，但是，畫像資料S2與修正資料S3分別保存於不同的記憶體亦可。
又，將成為畫像資料S2的資料與成為修正資料S3的資料保存於記憶體7時，可賦予畫像索引。在圖4所例示的狀況中，對畫像資料S2賦予畫像索引TFTon1，對與畫像資料S2成為一組的修正資料S3賦予畫像索引TFToff1。此時，畫像索引TFTon1表示最初取得之畫像資料S2，畫像索引TFToff1表示與其成為一組的修正資料S3。畫像索引可對於控制線(1)～控制線(n)相關的資料分別賦予。
再者，於圖4中，在第1取樣訊號21成為截止之後，使第2取樣訊號22成為導通，但是，在第2取樣訊號22成為截止之後，使第1取樣訊號21成為導通亦可。亦即，於圖4中，在畫像資料S2的取得後取得修正資料S3，但是，修正資料S3的取得後取得畫像資料S2亦可。
又，對1條控制線輸入控制訊號S1時，對訊號檢測電路32依序輸入第2取樣訊號22、第1取樣訊號21、及第2取樣訊號22亦可。此時，對下個控制線輸入控制訊號S1時，僅對訊號檢測電路32輸入第1取樣訊號21，可對再下個控制線輸入控制訊號S1時，對訊號檢測電路32依序輸入第2取樣訊號22、第1取樣訊號21、及第2取樣訊號22。 亦即，交互輸入第1取樣訊號21與第2取樣訊號22即可。
又，於圖4中，使控制訊號S1成為導通之前使第1取樣訊號21成為導通，但是，控制訊號S1的導通與第1取樣訊號21的導通同時亦可，使控制訊號S1成為導通之後使第1取樣訊號21成為導通亦可。
又，於圖4中，使控制訊號S1成為截止之後使第1取樣訊號21成為截止，但是，控制訊號S1的截止與第1取樣訊號21的截止同時亦可，使控制訊號S1成為截止之前使第1取樣訊號21成為截止亦可。
接著，針對交互輸入第1取樣訊號21與第2取樣訊號22(交互讀取出畫像資料S2與修正資料S3)進而進行說明。 圖5係用以例示X射線射入時流通於資料線2c2之電流的模式圖。 圖5中的「○」表示使第1取樣訊號21成為導通的時序，「×」表示使第2取樣訊號22成為導通的時序。 X射線射入至X射線檢測器1的話，於資料線2c2會流通圖5所例示之波形的電流。此時，於區域A及區域C中，每單位時間的電流值的變化會變大。另一方面，於區域B中，每單位時間的電流值的變化變小。
在此，前述的修正資料S3係盡量以與畫像資料S2相同條件下取得者為佳。因此，第1取樣訊號21與第2取樣訊號22係於區域B中輸入為佳。但是，因為X射線的射入開始時不知道為何時，所以，難以將第1取樣訊號21與第2取樣訊號22於區域B中輸入。
因此，於本實施形態的X射線檢測器1中，交互輸入第1取樣訊號21與第2取樣訊號22。 例如，在圖5所例示的狀況中，如圖4所示，輸入控制線(1)相關的第1取樣訊號21，接下來可輸入第2取樣訊號22。 接著，例如，輸入控制線(2)相關的第1取樣訊號21，接下來可輸入第2取樣訊號22。 以下同樣地，可交互輸入第1取樣訊號21與第2取樣訊號22。
如此一來，可對於1個畫像資料S2，取得其前後的修正資料S3。可取得前後的修正資料S3的話，例如可求出平均值。因此，即使每單位時間的電流值的變化較大的狀況中，也可讓修正資料S3的取得條件接近畫像資料S2的取得條件。結果，可提升修正的精度，容易抑制後述之畫像斑紋。
圖6係用以例示X射線檢測器1之處理過程的流程圖。 如圖6所示，於讀取工程28中，例如掃描1條控制線2c1，可讓薄膜電晶體2b2成為ON狀態，讀取出畫像資料S2。可讓薄膜電晶體2b2成為OFF狀態，讀取出修正資料S3。可將各控制線2c1的畫像資料S2與修正資料S3附加畫像索引，保存於記憶體7。
接著，電性連接於1條控制線2c1的所有薄膜電晶體2b2的掃描(讀取)結束的話，可根據保存於記憶體7的畫像資料S2與預先訂定的閾值，判定X射線的射入開始。例如，計算超過預先訂定之閾值的畫像資料S2的數量，在達到預先訂定的計數時，可判定X射線已射入。
在判定為X射線未射入時，則可更新畫像索引，重設控制線2c1的掃描。然後，可經由畫像積存工程29回到讀取工程28。 再者，於後詳述敘述畫像積存工程29。
在判定為X射線已射入時，訊號檢測電路32係在薄膜電晶體2b2為導通狀態時可進而讀取出畫像資料S2。 此時，等待下個週期的控制線2c1的掃描結束，可在畫像資料S2與修正資料S3被保存於記憶體7的階段，中斷記憶體7的保存。利用中斷記憶體7的保存，可讓已經保存的畫像資料S2與修正資料S3不被覆寫。
接著，依據於判定為X射線已射入的週期中所賦予的畫像索引，抽出X射線的射入後的畫像資料S2與修正資料S3，可藉由畫像處理部4構成X射線畫像。此時，利用使用修正資料S3修正畫像資料S2，可抑制畫像斑紋。
在此，針對畫像斑紋的抑制進而進行說明。 如上所述，使薄膜電晶體2b2成為ON狀態依序掃描控制線2c1，根據所得的畫像資料S2來判定X射線的射入的話，會產生畫像斑紋。畫像斑紋產生的主要原因可如下所述般推估。於1條資料線2c2電性連接複數薄膜電晶體2b2。掃描控制線2c1使電性連接於所希望之控制線2c1的薄膜電晶體2b2成為導通狀態時，電性連接於其以外之控制線2c1的薄膜電晶體2b2成為OFF狀態。薄膜電晶體2b2成為OFF狀態的話，在源極電極2b2c與汲極電極2b2b之間不會流通電流。但是，X射線或藉由閃爍體5轉換的螢光射入至薄膜電晶體2b2的話，在源極電極2b2c與汲極電極2b2b之間的電阻值會下降。該電阻值下降的話，積存於蓄能電容器2b3的電荷的一部分被放出至資料線2c2，成為流通於資料線2c2的電流。可推估是因為該電流而產生畫像斑紋。
在此，在源極電極2b2c與汲極電極2b2b之間的電阻值係因為射入至X射線檢測器1之X射線的強度而變化。例如，射入至X射線檢測器1之X射線的強度，係在X射線的射入開始時及結束時大幅變化。因此，X射線的射入開始時及結束時，在源極電極2b2c與汲極電極2b2b之間的電阻值也大幅變化。此時，如圖5所例示般，流通於資料線2c2的電流也會大幅變化。 對於有效地抑制畫像斑紋來說，必須知道在電性連接於所希望之控制線2c1的薄膜電晶體2b2成為導通狀態時，電性連接於其以外之控制線2c1的截止狀態之薄膜電晶體2b2的電阻值變化。
如上所述，在使薄膜電晶體2b2成為ON狀態(使第1取樣訊號21成為導通)前後的時序，將所有薄膜電晶體2b2成為OFF狀態，使第2取樣訊號22成為導通，檢測出所有資料線2c2之電流的話，即可得知電阻值變化。
一般的X射線檢測器的資料線2c2的數量為500線以上，但是，大多的薄膜電晶體2b2為OFF狀態，故使用根據所有資料線2c2之電流所作成的修正資料S3的話，可有效地抑制畫像斑紋。
又，改變第1取樣訊號21及第2取樣訊號22的ON時間的話，圖5所例示的電流積分值之值會變動。另一方面，圖5所例示的電流積分值之值，與使薄膜電晶體2b2成為導通狀態的時間(控制訊號S1的ON時間)無關。
以第1取樣訊號21成為導通，開始流通於資料線2c2的電流的積分，以第1取樣訊號21成為截止，結束積分。然後，積算在第1取樣訊號21成為ON之間流通的電流值，作為數位訊號(電流積分值)輸出。
使薄膜電晶體2b2成為導通狀態的時間，不增長為某種程度的話，有X射線畫像的品質劣化之虞。然而，X射線射入的期間，係不需要增長使薄膜電晶體2b2成為導通狀態的時間，為了降低漏電流的影響，縮短使薄膜電晶體2b2成為導通狀態的時間以降低電流積分值為佳。另一方面，X射線的射入結束之後，因為沒有漏電流，增長使薄膜電晶體2b2成為導通狀態的時間為佳。
此時，因為X射線的射入期間較短，可讓檢測出X射線的射入之後的讀取出畫像資料S2的取樣時間，及使薄膜電晶體2b2成為導通狀態的時間，成為比檢測出X射線的射入之前的讀取出畫像資料S2的取樣時間，及讀取出修正資料S3的取樣時間還長。
如此一來，可抑制畫像斑紋的發生，並且可提升X射線畫像的品質。
接著，針對畫像積存工程29進而進行說明。 圖7係用以例示比較例之X射線畫像的攝影的時序圖。 圖7係連續攝影3張X射線畫像的狀況。 在連續攝影X射線畫像時，如圖7所示，有在讀取出1張分之X射線畫像的畫像資料S2的讀取工程28a(相當於第1讀取工程的一例)進行中，開始X射線的射入的狀況。又，有在讀取出1張分之X射線畫像的畫像資料S2的讀取工程28b(相當於第2讀取工程的一例)進行中，結束X射線的射入的狀況。如上所述，X射線的射入開始時及結束時，在源極電極2b2c與汲極電極2b2b之間的電阻值大幅變化。因此，如圖5所例示般，流通於資料線2c2的電流也會大幅變化，變得難以進行畫像斑紋的抑制。
此時，在讀取出1張分之X射線畫像的畫像資料S2的讀取工程28c進行中，X射線的射入開始及X射線的射入結束並未進行。因此，加算於讀取工程28a～28c中讀取出的畫像資料S2的話，可謀求畫像斑紋的抑制。
但是，如此一來，構成X射線畫像時所需的畫像資料S2的數量會變多。又，加算之畫像資料S2的數量變多的話，也會加算雜訊，所以，會產生X射線畫像的品質劣化等的新的課題。
圖8係用以例示本實施形態之X射線畫像的攝影的時序圖。 如圖8所示，可在讀取工程28a與讀取工程28b之間，設置畫像積存工程29。於畫像積存工程29中，使所有薄膜電晶體2b2成為截止狀態，可於所有光電轉換部2b(蓄能電容器2b3)，積存對應於閃爍體5中所產生之螢光的強弱分布的電荷。於畫像積存工程29中積存的電荷，係可於畫像積存工程29之後進行的讀取工程28b中，作為畫像資料S2讀取出。
亦即，在射入放射線檢測部6判定為開始X射線的射入時，訊號檢測電路32係可在薄膜電晶體2b2為導通狀態時執行進而讀取出畫像資料S2的讀取工程28a。控制電路31係在讀取工程28a之後，執行使所有薄膜電晶體2b2成為截止狀態的畫像積存工程29。
訊號檢測電路32係畫像積存工程29之後，執行在薄膜電晶體2b2為導通狀態時讀取出畫像資料S2的讀取工程28b。
畫像積存工程29的期間可設為比X射線的射入期間還長。如此一來，X射線的射入可結束於畫像積存工程29的期間中。又，畫像積存工程29的期間可因應X射線的射入期間來變更。
於畫像積存工程29中，即使X射線已射入，但也未掃描控制線2c1，所以，不會發生前述之電阻值的變化所致之畫像斑紋。因此，將畫像積存工程29中積存的電荷，於讀取工程28b中作為畫像資料S2讀取出，加算讀取工程28a、28b中讀取出的畫像資料S2的話，可謀求畫像斑紋的抑制。
亦即，畫像處理部4係可加算於讀取工程28a中讀取出的畫像資料S2，與讀取工程28b中讀取出的畫像資料S2。
此時、於讀取工程28b中，無法取得修正資料S3。因此，可依據讀取工程28a之修正資料S3，來判斷是否需要修正畫像資料S2。
也就是說，訊號檢測電路32係於讀取工程28a中，在薄膜電晶體2b2為截止狀態時可讀取出修正資料S3。
訊號檢測電路32係可於讀取工程28a中，在讀取出畫像資料S2之前、讀取出畫像資料S2之後、及讀取出畫像資料S2之前與讀取出畫像資料S2之後的任一中，讀取修正資料S3。
畫像處理部4係可使用修正資料S3，修正讀取工程28a中讀取出的畫像資料S2。
設置畫像積存工程29的話，只要加算讀取工程28a、28b中讀取出的畫像資料S2即可，所以，可減少加算之畫像資料的數量，進而可抑制雜訊的重疊所致之畫像劣化。又，並未使用X射線的射入結束後的殘像較大之狀態的畫像資料S2，故也可減輕殘像所致之畫像假影。 因此，設成本實施形態的X射線檢測器1的話，可高精度檢測出X射線的射入開始時，且可提升X射線畫像的品質。
又進而，設置畫像積存工程29的話，可充分確保判定X射線的射入的時間，所以，可抑制發生錯誤判定之狀況。 又，於畫像積存工程29中，並未進行控制線2c1的掃描，與畫像資料S2及修正資料S3的讀取，所以，可削減構成1張X射線畫像所需的電力。因此，假設即使重複進行讀取工程28a、畫像積存工程29及讀取工程28b，也可減低平均消費電力。又，可抑制雜訊增加，或發生溫度上升所致之攝影時間的限制。
以上，已例示本發明的幾個實施形態，但是，該等實施形態係作為範例而提示者，並無意圖限定發明的範圍。該等新穎的實施形態係可利用其他各種形態來實施，在不脫出發明之要旨的範圍內，可進行各種省略、置換、變更等。該等實施形態及其變形例係包含於發明的範圍及要旨，並且包含於申請專利範圍所記載之發明與其均等的範圍。又，前述之各實施形態可相互組合實施。
1:X射線檢測器 2:陣列基板 2a:基板 2b:光電轉換部 2b1:光電轉換元件 2b2:薄膜電晶體 2b2a:閘極電極 2b2b:汲極電極 2b2c:源極電極 2b3:蓄能電容器 2c1:控制線 2c2:資料線 2c3:偏壓線 2d1:配線墊片 2d2:配線墊片 2e1:可撓性印刷基板 2e2:可撓性印刷基板 2f:保護層 3:訊號處理部 4:畫像處理部 5:閃爍體 6:射入X射線檢測部 7:記憶體 21:第1取樣訊號 22:第2取樣訊號 28:讀取工程 28a:讀取工程 28b:讀取工程 28c:讀取工程 29:畫像積存工程 31:控制電路 31a:閘極驅動器 31b:行選擇電路 32:訊號檢測電路 S1:控制訊號 S2:畫像資料 S3:修正資料 TFTon1:畫像索引 TFToff1:畫像索引
[圖1]用以例示X射線檢測器的模式立體圖。 [圖2]X射線檢測器的區塊圖。 [圖3]陣列基板的電路圖。 [圖4]用以例示畫像資料及修正資料的讀取的時序圖。 [圖5]用以例示X射線射入時流通於資料線之電流的模式圖。 [圖6]用以例示X射線檢測器之處理過程的流程圖。 [圖7]用以例示比較例之X射線畫像的攝影的時序圖。 [圖8]用以例示本實施形態之X射線畫像的攝影的時序圖。
28:讀取工程
29:畫像積存工程

Claims (8)

  1. 一種放射線檢測器，其特徵為具備： 基板； 複數控制線，係設置於前述基板，延伸於第1方向； 複數資料線，係設置於前述基板，延伸於與前述第1方向交叉的第2方向； 複數檢測部，係具有電性連接於對應之前述控制線與對應之前述資料線的薄膜電晶體，直接或與閃爍體協力動作，檢測出放射線； 控制電路，係切換前述薄膜電晶體的導通狀態與截止狀態； 訊號檢測電路，係在前述薄膜電晶體為導通狀態時讀取出畫像資料；及 射入放射線檢測部，係依據在前述薄膜電晶體為導通狀態時所讀取出的畫像資料之值，判定前述放射線的射入開始時； 在前述射入放射線檢測部判定為開始前述放射線的射入時， 前述訊號檢測電路，係執行在前述薄膜電晶體為導通狀態時進而讀取出畫像資料的第1讀取工程； 前述控制電路，係在前述第1讀取工程之後，執行使所有前述薄膜電晶體成為截止狀態的畫像積存工程。
  2. 如請求項1所記載之放射線檢測器，其中， 前述畫像積存工程的期間，係比前述放射線的射入期間還長。
  3. 如請求項1或2所記載之放射線檢測器，其中， 前述放射線的射入，係結束於前述畫像積存工程的期間中。
  4. 如請求項1至3中任一項所記載之放射線檢測器，其中， 前述訊號檢測電路，係前述畫像積存工程之後，執行在前述薄膜電晶體為導通狀態時讀取出畫像資料的第2讀取工程。
  5. 如請求項4所記載之放射線檢測器，其中， 更具備：畫像處理部，係依據前述畫像資料，構成放射線畫像； 前述畫像處理部，係加算前述第1讀取工程中讀取出之前述畫像資料，與前述第2讀取工程中讀取出之前述畫像資料。
  6. 如請求項5所記載之放射線檢測器，其中， 前述訊號檢測電路，係於前述第1讀取工程中，在前述薄膜電晶體為截止狀態時進而讀取出修正資料。
  7. 如請求項6所記載之放射線檢測器，其中， 前述訊號檢測電路，係於前述第1讀取工程中，在讀取出前述畫像資料之前、讀取出前述畫像資料之後、及讀取出前述畫像資料之前與讀取出前述畫像資料之後的任一中，讀取前述修正資料。
  8. 如請求項6或7所記載之放射線檢測器，其中， 前述畫像處理部，係使用前述修正資料，修正於前述第1讀取工程中所讀取出的前述畫像資料。
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