CN1317568C - 光检测装置，x射线摄影方法和装置，以及光电变换元件 - Google Patents

Abstract

本发明提供光检测装置，X射线摄影方法和装置，以及光电变换元件，能够实现X射线传感器驱动中的节省电能。该X射线摄影装置包括：由用于将放射线变换为电信号的多个光电变换元件构成的摄像装置；对从上述多个光电变换元件输出的电信号进行放大的多个放大装置；对上述放大装置的驱动进行开/关控制的驱动装置。

Description

光检测装置，X射线摄影方法和装置， 以及光电变换元件

技术领域

本发明涉及控制光电变换元件的驱动的X射线摄影方法、X射线摄影装置以及光电变换元件，特别是涉及考虑了光电变换元件的驱动范围和读出范围的X射线摄影方法、X射线摄影装置以及光电变换元件。

背景技术

在以往的X射线摄影装置中，从X射线源通过医疗患者那样的被分析对象照射X射线束，在X射线束通过了被检测体以后，使用屏面胶片盒，胶片自动换片器，CR(Computed Radiography)，FPD(Flat Panel Detector)等进行摄影。

在X射线照相中提出使用了FPD的高分辨率的固体X射线检测器，该检测器具有由在各维使用了3000～4000个以光电二极管等为代表的光电变换元件的二维阵列构成的X射线传感器。各个光电变换元件生成与投射到X射线传感器上的X射线的量相对应的电信号。由此，把被拍摄物体放置在X射线源与X射线传感器之间，把透过了被拍摄物体的X射线量变换为电信号，得到被拍摄物体的X射线像。另外，来自各个光电变换元件的信号分别读出后进行数字化，然后进行图像处理、存储以及显示。这样的检测器例如公开在日本专利申请公开特开平9-257944号公报中。

进而，伴随着薄型化、高可靠性技术的提高，使用了FPD的固体X射线检测器也像X射线屏面胶片盒那样正在实现小型化、薄型化。

但是，在使用了FPD的固体X射线检测器中，具有在X射线传感器中的光电变换元件的驱动方面消耗大量功率这样的问题。特别是，例如在薄型、小型X射线数字摄影装置内部装载了电池的情况下，需要进行减少通常摄影时的薄型X射线摄影装置所消耗的功率的驱动。

发明内容

本发明的目的在于提供能够进行节省功率的X射线传感器的驱动的X射线摄影装置及X射线摄影方法，以及光电变换元件。

为了实现上述目的，本发明提供一种光电变换元件，包括：把光变换为电信号的光检测装置；放大由该光检测装置输出的电信号的放大装置；对该放大装置的驱动进行开/关控制的驱动装置。

此外，本发明提供一种X射线摄影装置，包括：由用于将放射线变换为电信号的多个光电变换元件构成的摄像装置；对从上述多个光电变换元件输出的电信号进行放大的多个放大装置；对上述放大装置的驱动进行开/关控制的驱动装置。

此外，本发明提供一种X射线摄影装置，包括：由用于将光变换为电信号的多个光电变换元件构成的摄像装置；用于指定对构成上述摄像装置的各个光电变换元件进行驱动的范围的驱动范围指定装置；对由上述驱动范围指定装置指定的范围的光电变换元件进行驱动的驱动装置；以及读取由上述驱动装置驱动了的光电变换元件的输出的信号读取装置；其中，上述驱动范围指定装置通过附随于上述摄像装置的坐标输入装置，指定驱动上述光电变换元件的范围。

本发明的其他目的、特征以及优点，通过结合附图详细说明会弄明白。在这些附图中，相同的参照标号表示相同或相似的部分。

附图说明

图1是X射线摄影***的结构图。

图2是光电变换元件的等效电路图。

图3示出了摄影装置的结构例。

图4是操作X射线摄影装置的显示装置的结构例。

图5是与光圈协同动作指定X射线图像摄影区域时的结构图。

图6表示与光圈协同动作指定X射线图像摄影区域的装置的计算方法。

图7是由附属于X射线摄影装置的装置指定X射线图像摄影区域时的结构图。

图8是由前一次摄影时的照射场识别装置指定X射线图像摄影区域的装置。

图9用于说明通过使用被拍摄物体与X射线摄影装置之间的相对位置信息，指定X射线图像摄影区域的方法。

图10是由本发明产生的省电效果的示意图。

图11是表示选择摄影区域的流程的流程图。

具体实施方式

参照附图详细说明本发明的优选实施例。

第1实施例

以下，参照附图，详细地说明本发明的实施例1。图1示出表示本发明一实施例的X射线摄影***的结构框图。10是X射线室，12是X射线控制室，14是诊断室和其它的操作室。

在X射线控制室12中，配置着控制本X射线摄影***总体动作的***控制器20。由X射线曝光请求SW，触摸屏，鼠标，键盘，操作室以及脚踏开关等构成的操作者接口22，在操作者把各种指令输入到***控制器20时使用。操作者21的指示内容例如有摄影条件(静止图像/活动图像，X射线管电压，管电流以及X射线照射时间等)，摄影定时，图像处理条件，被检查者ID以及读取图像的处理方法等，除此以外，还有摄影区域的设定方法，摄影区域的确认等。

***控制器20的摄影控制电路24控制放置在X射线室10中的X射线摄影***，图像处理电路26把由X射线室10的X射线摄影***产生的图像进行图像处理。图像处理电路26中的图像处理例如是照射场识别，图像数据的校正，空间滤波，递归处理，色调处理，散射线校正以及动态范围压缩处理等。大容量高速的存储装置28存储由图像处理电路26处理了的基本图像数据，例如由(RAID)等硬盘阵列构成。30是显示图像的监视显示器(以下简称为监视器)，32是控制监视器30使得显示各种文字以及图像的显示控制器，34是大容量的外存装置(例如光磁盘)，36是连接X射线控制室12的装置与诊断室或和它操作室14的装置，把X射线室10中的摄影图像等传送到诊断室和其它操作室14的装置的LAN板。

在X射线室10中，放置发生X射线的X射线发生器40。X射线发生器40由发生X射线的X射线管42，由摄影控制电路24进行控制来驱动X射线管42的高压电源44，以及把由X射线管42发生的X射线束缩小到所希望的摄影区域内的X射线光圈46构成。47是CCD照相机，在本实施例中，按照与X射线管焦点在光学上相等的调整定位来设置，构成为通过分析CCD照相机47中的摄影图像，能够监视从X射线管42放射的X射线。

作为患者的被检查体50躺在摄影用床48上。摄影用床48依照来自摄影控制电路24的控制信号被驱动，能够变更被检查体对于来自X射线发生器40的X射线束的朝向。在摄影用床48的下面，配置检测透过被检查体50以及摄影用床48的X射线束的X射线检测器52。

说明图1中的X射线检测器52的结构。X射线检测器52由网格54，闪烁器56，作为多个光电变换元件的二维阵列构成的X射线传感器(摄像装置)58以及驱动X射线曝光量监测器60的叠层体，和X射线传感器(摄像装置)58的驱动电路62构成。网格54为了减少由透过被检查体50产生的X射线散射的影响而设置。网格54由X射线低吸收部件和高吸收部件构成，例如由Al和Pb的条形构造构成。在X射线照射时X射线检测器52根据来自摄影控制电路24的设定使网格54振动，使得不会因X射线传感器(摄像装置)58与网格54的网格比的关系产生莫尔条纹。

是否使网格54振动由摄影者选择，也可以使网格54固定进行摄影。在使网格54固定进行摄影的情况下，最好设定成难以因X射线传感器(摄像装置)58与网格54网格比的关系发生混叠或者差拍等的莫尔条纹。另外，网格条纹本身映入到图像中，最好还通过图像处理进行减弱网格条纹本身的频率等的处理。

在闪烁器56中，由能量高的X射线激励荧光体的母体物质(吸收)，利用其再结合能量发生可见区的荧光。即，把X射线变换为可见光。该荧光有由CaWo4或CdWo4等母体自身产生的，或者由添加在CsI:Tl或ZnS:Ag的母体内的发光中心物质产生的。X射线传感器(摄像装置)58把由闪烁器56产生的可见光变换为电信号。

另外，在本实施例中，把闪烁器56和X射线传感器(摄像装置)58做成单独的结构，但也适用于由直接把X射线变换为电子的光电变换元件构成的X射线传感器(摄像装置)58中。例如，是由非晶型Se或者PbI2等的感光部和非晶硅TFT等构成的光电变换元件。

X射线曝光量监视器60以监视X射线透射量为目的而配置。作为X射线曝光量监视器60既可以使用结晶硅的感光元件等直接检测X射线，还可以检测由闪烁器56产生的荧光。在该实施例中，X射线曝光量监视器60由在X射线传感器(摄像装置)58的基板背面成膜了的非晶硅感光元件构成，检测透过X射线传感器(摄像装置)58的可见光(与X射线量成比例)，把其光量信息传送到摄影控制电路24。摄影控制电路24根据来自X射线曝光量监视器60的信息控制高压电源44，调节X射线量。驱动电路62在摄影控制电路24的控制下驱动构成光检测器阵列58的光电变换元件，从各个像素读出信号。

说明图1中的薄型X射线检测器152。薄型X射线检测器152作为多种传感器的代表图示了1个，而也能够进行交换使用空间分辨率不同，或者薄型X射线检测器152的大小，即摄影区域的大小不同的传感器等。X射线检测器52与薄型X射线检测器152的不同点是，第一薄型X射线检测器152的厚度是与胶片屏面类的盒相一致的大约20mm以下，这一点是最大的不同。另外，还在于在薄型X射线检测器152中，在内部没有安装网格54，在内部安装了简易电源和大容量(10图像以上20图像以下)存储器，与中继器153能够无电缆地进行图像信号以及控制信号的交换等诸点。同样，在内部安装着闪烁器56，X射线传感器(摄像装置)58和驱动X射线曝光量监视器60的叠层体，以及X射线传感器(摄像装置)58的驱动电路62。既能够有电缆154也能够没有电缆进行动作，在使用了电缆154的情况下，由于能够高速地进行图像传送，因此能够用更短的时间实现X射线摄影后的图像取得、处理、确认的动作。该薄型X射线检测器152，例如为了摄影四肢等，其它的薄型X射线检测器152经过中继器153连接到***控制器20上。

说明图1中的诊断室和其它的操作室14。在诊断室和其它的操作室14中，设置着连接在用于经由LAN板指示摄影被检查体的信息以及摄影方法等的HIS/LIS等上，把来自LAN板36的图像进行图像处理、诊断支援的图像处理终端70，把来自LAN板36的图像(活动图像/静止图像)进行显示的监视器72，图像打印机74以及保存图像数据的文件服务器76。

另外，能够根据来自X射线控制室12内的操作者接口22，或者位于诊断室或其它操作室14内的图像处理终端70的指示发生来自***控制器20的对于各设备的信号。

说明图1所示的***控制器20的基本动作。驱动控制器20根据操作者21的指示向控制X射线摄影***的程序的摄影控制电路24指令摄影条件，摄影控制电路24根据该指令，驱动X射线发生器40，摄影用床48以及X射线检测器52，拍摄X射线像。从X射线检测器52输出的X射线图像信号供给到图像处理电路26，实施操作者21指定的图像处理后在监视器30上进行图像显示，同时，作为基本图像数据保存在存储装置28中。信号控制器20还根据操作者21的指示，执行再次图像处理及其结果的图像显示，图像数据向网络上的装置的传送，保存，图像显示以及胶片打印等。

按照信号流说明图1所示的***的基本动作。X射线发生器40的高压电压源44根据来自摄影控制电路24的控制信号在X射线管42上施加用于发生X射线的高压。由此，X射线管42发生X射线束。所发生的X射线束经过X射线光圈46照射到作为患者的被检查体50上。根据要照射的X射线束的位置，由摄影控制器24控制X射线光圈46。即，X射线光圈46伴随着摄影区域的变更，把X射线束进行整形使得不进行不必要的X射线照射。

图1中的X射线发生器40输出的X射线束透过躺在X射线透射性的摄影用床48上的被检查体50以及摄影用床48，入射到X射线检测器52。另外，由摄影控制电路24控制摄影用床48，使得在被检查体50的不同部位或者方向透过X射线束。另外，在使用薄型X射线检测器152的情况下，操作者21调节薄型X射线检测器152以及被检查体50，使得从X射线发生器40输出的X射线束透过被检查体50入射到薄型X射线检测器。这时，为了限定摄影区域，最好在薄型X射线检测器152上添加未图示的摄影区域指定装置，使得能够指定可以摄影的区域。另外，在预先设定与X射线管光圈46协同动作能够指定X射线摄影区域的情况下，最好使未图示的摄影区域显示装置位于薄型X射线检测器152等的表面。

图1中的X射线检测器52的网格54减少由于透过被检查体50而产生的X射线散射的影响。摄影控制电路24在X射线照射时使网格54振动，使得不会因光检测器阵列58与网格54的网格比的关系产生莫尔条纹。在闪烁器56中，由能量高的X射线激励荧光体的母体物质(吸收X射线)，通过这时发生的再结合能量发生可见区的荧光。与闪烁器56邻接配置的X射线传感器(摄像装置)58把在闪烁器56中发生的荧光变换为电信号。X射线曝光量监视器60检测透过了X射线传感器(摄像装置)58的可见光(与X射线量成比例)，把其检测量信息供给到摄影控制器24。摄影控制电路24根据该X射线曝光量信息控制高压电源44，遮挡或者调节X射线。驱动电路62在摄影控制电路24的控制下驱动X射线传感器(摄影装置)58，从各个光检测器读出像素信号。

从图1中的X射线检测器52以及薄型X射线检测器152输出的像素信号输出到X射线控制室12内的图像处理电路26。由于在X射线室10内伴随着X射线发生的噪声大，因此从X射线检测器52到图像处理电路26的信号信道需要是抗噪声性高的信道，具体地讲，最好采用具备高度的纠错功能的数字传输***，或者利用差分驱动器的带屏蔽的双扭线或者光纤。

图1中的图像处理电路26根据来自***控制器20的指令切换图像信号的显示形式，而除此以外，还能够实时地进行图像信号的校正，空间滤波处理以及递归处理等，能够执行色调处理，散射线校正以及DR压缩处理等。由图像处理电路26处理了的图像在监视器30的画面上显示。在实时图像处理的同时，仅进行了图像校正的图像信息(基本图像)保存在存储装置28中。另外，根据操作者21的指示，保存在存储装置28中的图像信息进行再次构成使得满足预定的标准(例如，Image Save & Carry(IS & C))以后，保存在外存装置34以及文件服务器76内的硬盘等中。

图1中的X射线控制室12的装置经过LAN板36连接到LAN(或者WAN)。在LAN上，当然能够连接多个X射线摄影***。LAN板36根据预定的协议(例如，Digital Imaging andCommunications in Medicine(DICOM))，输出图像数据。在连接到(或者WAN)上的监视器72的画面上把X射线图像显示为高分辨率静止图像以及活动图像，几乎与X射线摄影的同时，能够实现医师进行的实时远程诊断。

图2表示作为X射线传感器(摄像装置)58的构成单位的光电变换元件的等效电路的一个例子。1个光电变换元件由光检测单元80和控制电荷存储以及读出的开关薄膜晶体管(TFT)82构成，一般，在玻璃基板上由非晶硅(a-Si)形成。光检测单元80还由光二极管80a与电容器80b的并联电路构成，作为恒流源81写入光电效果产生的电荷。电容器80b既可以是光二极管80a的寄生电容，也可以是改善光二极管80a的动态范围而添加的电容器。光检测单元(光二极管80a)的阴极经过作为共同电极(D电极)的偏置布线Lb连接到偏置电源85上。光检测单元80(光二极管80a)的阳极从栅极电极(G电极)经过开关TFT 82连接到电容器86以及电荷读出用前置放大器(放大装置)88。前置放大器(放大装置)88的输入还经过复位用开关90以及信号线偏置电源91连接到接地点。在本实施例中，在图2中，调整前置放大器(放大装置)88的电源，或者根据来自进行ON/OFF的未图示的驱动电路的控制信号，调整被指定为摄影区域的部分的光电变换元件的电源。通过调整前置放大器(放大装置)88的电源，能够抑制光电变换元件的功耗。特别是在用该光电变换元件构成大面积的X射线传感器(摄像装置)58的情况下，调整摄影所不需要的范围内的光电变换元件的电源，抑制功耗的效果特别显著。这是因为在X射线传感器(摄像装置)58中使用数万单位的光电变换元件。

其次使用图2说明光电变换摄影装置的读出方法。图中的顺序大致分为复位，存储，读出三个阶段。

复位：暂时使开关TFT 82和复位用开关90成为导通，把电容线80b复位。

存储：接着使开关TFT 82和复位用开关90关断。然后，发生X射线，照射在被检查体50上。闪烁器56把透过被检查体50的X射线像变换为可见光线像，光二极管80a由于该可见光线像成为导通状态，使电容器80b的电荷放电。

读出：使开关TFT 82导通，把电容器80b与电容器86连接。由此，电容器80b的放电量的信息也传递到电容器86。通过前置放大器(放大装置)88放大由电容器86的存储电荷产生的电压，或者由用虚线表示的电容器89进行电荷-电压变换，输出到外部。

接着，使用图3说明把图2所示的光电变换元件扩展为二维构成时的光电变换动作。图3是具备二维排列的光电变换元件的X射线传感器(摄像装置)58的等效电路。由于二维读出动作与在上述两种等效电路中相同，因此图3使用图2所示的等效电路实现。

图3中的X射线传感器(摄像装置)58由2000×2000～4000×4000左右的光电元件构成，阵列面积是200mm×200mm～500mm×500mm左右。1个光电变换元件的输出对应于1个像素。即，在图2中，X射线传感器(摄像装置)58由4096×4096的像素构成，阵列面积是430mm×430mm。由此，1个像素的尺寸大约是105×105μm。把沿着横方向配置的4096个像素作为1个块，沿着纵方向配置4096个块，做成二维结构。

如图2说明的那样，1个光电变换元件由1个光检测单元80和开关TFT 82构成。在图3中，示出光电变换元件(1，1)～(4096，4096)，作为开关TFT的传输用开关SW(1，1)～(4096，4096)。光电变换元件PD(m，n)的栅极电极(G电极)经过相对应的开关SW(m，n)连接到对于该列共同的列信号线Lcm。例如，第1列的光电变换元件PD(1，1)～(4096，1)连接到第1列信号线Lc1。各个光电变换元件PD(m，n)的共同电极(D电极)全部经过偏置部件Lb连接到偏置电源85。

同一行的开关SW(m，n)的控制端子连接到共同的行选线Lrn。例如，第1行的开关SW(1，1)～(1，4096)连接到行选线Lr1。行选线Lr1～4096经过行选择器(读取范围指定装置)92连接到摄影控制电路24。行选择器(读取范围指定装置)92，由把来自摄影控制电路24的控制信号译码，决定要读出哪一行的光电变换元件的信号电荷的地址译码器94，以及根据地址译码器94的输出开闭的4096个开关元件96-1～96-4096构成。根据该结构，能够读出连接在任意行Lrn上的开关SW(m，n)所连接的光电变换元件PD(m，n)的信号电荷。由此能够仅从作为目标的光电变换元件进行信号读出。

行选择器(读取范围指定装置)92，作为最简单的结构可以只是由在液晶显示器等中使用的移位寄存器构成。在本实施例中，通过用行译码器94选择拍摄行的区域，具有能够缩短存储电荷的读取时间的效果。这是在要求短时间内的显示的医疗现场特别需要的效果。进而，在活动图像方面使用X射线传感器(摄像装置)58的情况下，具有提高帧速率的效果。

列信号线Lc1～4096连接到由摄影控制电路24控制的信号读出电路100。在信号读出电路100中，102-1～4096是复位用开关，分别把列信号线Lc1～4096复位到复位基准电位101。106-1～4096分别是放大来自列信号线Lc1～4096的信号电位的前置放大器(放大装置)，108-1～4096分别是取样保持前置放大器106-1～4096的输出的取样保持(S/H)电路，110是把取样保持(S/H)电路108-1～4096的输出在时间轴上复用的模拟多路转换器，112是把多路转换器110的模拟输出数字化的A/D变换器。A/D变换器112的输出供给到图像处理电路26。另外，通过由摄影控制电路24控制的信号分别控制驱动前置放大器(放大装置)106-1～4096的电源(未图示)，能够仅驱动作为目标的光电变换元件。在该结构中，构成为控制在列方向配置的光电变换元件，但是也可以构成为通过分别控制各光电变换元件的驱动，来调整各光电变换元件的驱动。

在图3所示的光检测器阵列中，4096×4096个像素通过列信号线Lc1～4096分为4096个列，同时读出每一列的4096个像素的信号电荷，经过各列信号线Lc1～4096，前置放大器(放大装置)106-1～4096以及S/H电路108-1～4096，传送到模拟多路转换器110，在这里进行时间轴复用，顺序地由A/D变换器112变换为数字信号。即，成为按照每列读取信号的结构，而通过在各个光电变换元件中设置开关96-1～96-4096，还能够做成选择单独的光电变换元件的读出的结构。

在本发明中，通过使用调整各个光电变换元件的前置放大器(放大装置)88的电源的开关98，仅使摄影范围的光电变换元件成为准备就绪状态。这一点在图3中，通过为了仅在摄影区域的光电变换元件上供给电源，而用未图示的驱动装置调整图3中的106-1～106-4096的前置放大器(放大装置)88的电源输入来实现。该驱动装置接受摄影控制电路24的控制。

另外，为了限制图3的纵向的摄影范围，行选择器(读取范围指定装置)92把来自摄影控制电路24的控制信号译码，经过地址译码器94决定读取变换元件的信号电荷的行。由此，开闭与被指定为摄影范围的范围相当的开关元件(96-1～96-4096)。

第2实施例

图4表示由操作X射线摄影装置的装置指定X射线图像摄影区域的显示装置。使用图4，说明从X射线摄影装置的操作装置指定驱动光电变换元件的范围以及调用光电变换元件的输出信号范围的方法。1101是显示画面的例子。作为显示装置，使用能够通过用手指、笔等直接接触画面进行输入的触摸屏方式的显示装置。1102是取得图像的缩小简易图像显示区域。在使用了薄型X射线检测器152的情况下，通过利用前面的无线通信传送来的图像进行再处理，在该显示区域1102中进行图像显示。1103是显示与各个X射线检测器52或者薄型X射线检测器152相对应的摄影对象部位的按钮，在进行摄影之前，通过选择按钮1103特定摄影对象。1104是有效X射线检测器显示区域。在有效X射线检测器显示区域1104中，显示着表示处在***控制器20可控制状态下的X射线检测器52或者薄型X射线检测器152的图标。1105是CCD照相机47的图像，1106是光电变换元件的驱动范围或者光电变换元件的信号读出范围。利用安装在X射线管上的CCD照相机，经过与从X射线管输出的X射线几乎相等的调整定位的摄影路径，在图像1105上映出摄影装置和被摄影患者。图像1105通过在触摸屏上所显示的作为显示装置的触摸屏上用手指或者笔指示光电变换元件的驱动范围或者光电变换元件的信号读出范围1106，能够指定摄影区域。

这种情况下，例如，预先指示在显示画面1105上显示的X射线传感器(摄像装置)58的预定坐标(例如X射线传感器的四个角的坐标)，从所指示的坐标预先计算并且保存显示图像105上的坐标和X射线传感器(摄像装置)上的位置关系。由此，摄影控制电路24从在触摸屏上用手指或者笔指示的区域1106的坐标计算X射线传感器(摄像装置)58上的坐标。

另外，在使用了实施例1的X射线传感器(摄像装置)58的情况下，通过指示区域1106，同时确定光电变换元件的驱动范围或者光电变换元件的信号读出范围。这样，通过使用与从X射线管出射的X射线几乎相同地被调整定位的CCD照相机47的图像，具有能够从显示装置1101简易地指示X射线传感器(摄像装置)58上的区域的效果。进而，由于能够实际上在显示装置1101上一边确认摄影对象一边指示X射线传感器(摄像装置)58上的区域，因此具有能够高精度地指示所需要的最小限度的区域的效果。

然后，通过按压按钮1103，从存储装置28把所选择的摄影对象的被检查物信息读入到摄影控制电路24中。这里，作为被检查物信息指的是体格，摄影部位，患者的性别，年龄，国籍，人种等患者信息。这时，代替把被检查物信息分配到按钮1103，也可以在显示画面1101中添加输入患者的被检查物信息的项目。例如，根据体格等的患者信息使得根据儿童与成人男子大致确定所使用的摄影区域，来大致确定摄影所使用的范围。从而，如果在触摸屏上指示希望摄影的区域的中心，则能够指示X射线传感器(摄像装置)58上的光电变换元件的驱动范围或者光电变换元件的信号读出范围。在采用这种结构的情况下，具有在把同一种类的被拍摄物体进行多次摄影等的情况下，能够指示与该被拍摄物体相适应的区域的效果。这是因为如果根据被检查物信息确定了被拍摄物体的种类，则能够统计地或者经验地确定摄影所需要的区域的缘故。

第3实施例

图5是与光圈协同动作指定X射线图像摄影区域的装置的结图，图6表示与光圈协同动作指定X射线图像摄影区域的装置的计算法。使用图5、图6说明摄影范围的指定方法与X射线发生装置的光圈协同动作时的具体方法。

如图5所示，X射线发生器40由发生X射线的X射线管42，受摄影控制电路24控制而驱动X射线管42的高压电源44，把由X射线管42发生的X射线束缩小到所希望的摄影区域中的X射线光圈46构成。这里，X射线光圈一般为了遮挡X射线使用铅等。X射线发生器40为了显示由X射线光圈46缩小的摄影区域，具备灯泡等可见光源201。该可见光源201与X射线光圈46的位置关系在光学上几乎等同于X射线管42的焦点203与X射线光圈46的位置关系。从而，被可见光202照射的范围几乎与照射X射线的范围相等。

说明仅根据该X射线管与X射线光圈的量和X射线摄影装置的几何关系，计算其摄影区域时的实施例。在计算摄影区域时所需要的信息是X射线管-X射线摄影装置之间距离(L1+L2)，从各个准直透镜的中心离开的距离(Lx1，Lx2，Ly1，Ly2)，从X射线管发生的X射线的中心点到达了X射线摄影装置的某处的位置信息(SCx，SCy)，X射线管与X射线摄影装置表面之间的倾角(θx，θy)。

另外，作为设定了装置时所需要的信息，有从X射线管焦点到准直透镜的距离L1。如果根据这些信息，把在X射线摄影装置中X射线到达的范围作为用(Ssx1，Ssy1)，(Ssx1，Ssy2)，(Ssx2，Ssy1)，(Ssx2，Ssy2)所包围的范围，则计算为

S sx1＝SCx-(L1+L2)·Lx1·cosθx/L1     (式1)

S sy1＝SCy-(L1+L2)·Ly1·cosθy/L1     (式2)

S sx2＝SCx+(L1+L2)·Lx2·cosθx/L1     (式3)

S sy2＝SCy+(L1+L2)·Ly2·cosθy/L1     (式4)

另外，上述的计算假设由准直透镜限定了范围的X射线照射的范围是长方形或者是正方形，而由准直透镜限定了范围的X射线照射的范围即使是椭圆形或者圆形也能够通过同样的计算，计算X射线照射的X射线范围。其中，X射线管与X射线摄影装置表面之间的倾角(θx，θy)最好事前把反射镜放置在X射线摄影装置的表面，通过利用由灯泡照射的反射，使得θx，θy同时为0。

使用包括以上得到的X射线摄影范围那样的范围，来确定行选线或者前置放大器(放大装置)的电源进行驱动的范围。这时，通过设定，能够做成进行选择使得X射线摄影范围利用比X射线照射范围大的范围，或者，利用比X射线照射范围小的范围的结构。由此，具有如果事先测定必要信息，则只测定X射线管的光圈量，就能够决定X射线传感器的驱动范围或者读出范围的效果。

第4实施例

图7是由附属于X射线传感器(摄像装置)58的装置210、211指定X射线图像摄影区域的结构例。即，说明能够由位于X射线摄影装置内的装置210、211指定X射线传感器(摄像装置)58的驱动范围或者读出范围的方法。位于X射线摄影装置内的指定X射线摄影范围的摄像装置的附属装置210、211如图7所示，构成为位于能够摄影的范围以外(例如，是摄像装置的周边区域，不存在光电变换元件的区域)，而且该位置根据与X射线图像摄影区域的关系易于直觉了解的位置。图7中，具有与各个光电变换元件相对应的作为附属装置的按钮210，其中仅点亮所使用的光电变换元件。由LED等点亮的状态是作为附属装置的按钮211。从点亮的按钮211能够联想起摄影区域212。这是因为在这种情况下，例如从点亮的按钮211的纵横的AND关系能够决定摄影范围(例如212(A))的缘故。

但是，例如，在把摄影区域取为212(A)和212(D)等多个的情况下，作为重像的区域，有时联想到212(C)，212(B)。从而，在指示多个区域的情况下如用215所示那样，也可以采用把位于周边区域的水平轴方向的按钮210进一步细分，表示垂直轴方向的坐标的结构。

通过按压作为附属装置的按钮210，点亮按钮211，同时指示X射线传感器(摄像装置)58上的驱动范围或者读出范围。这样，从按钮211的位置信息摄影控制电路24分析并确定驱动范围或者读出范围。另外，作为其它的结构，也可以构成为使得与调整行选择器(读取范围指定装置)92的开关96，或者前置放大器(放大装置)88的电源输入的驱动装置的未图示ON/OFF开关机械地联动。

第5实施例

图8用于说明利用前一次摄影时的照射场识别装置指定X射线图像摄影区域的方法。使用图8，说明使用了前一次摄影时的照射场信息的X射线摄影范围的指定方法。直接使用前一个图像的照射场范围，或者把根据前一个图像的照射场范围的信息移动了预定距离的范围作为X射线传感器(摄像装置)58的驱动范围或者读取范围(摄影范围)。这样的照射场识别，例如能够通过在图像处理电路26内实施在日本专利申请公开特开2000-271107中公开的照射场识别方法而抽取。摄影控制电路24根据图像处理电路26的照射场识别结果分析并确定驱动范围或者读出范围。

其次，在已知照射场区域(摄影区域)按照一定规则移动了的情况下，可以与照射场区域的移动相吻合，摄影控制电路24可以顺序地设定驱动范围或者读出范围。例如，在空港的货物X射线检查中，使放置在传送带上的货物沿着二维平面放射线检测装置的摄影区域移动的同时进行摄影时，具有省电、短时间读出这样的效果。

另外，也可以是即使在摄影域区域自身固定的情况下，在已知被拍摄物体自身按照一定规则移动了时，与被拍摄物体的移动相吻合，摄影控制电路24顺序地设定驱动范围或者读出范围的结构。这种情况下，在沿着摄影区域移动的同时进行摄影时，也具有省电、短时间读出这样的效果。

图8表示摄影流程的一例。使用前一次的照射场识别信息进行摄影范围指定时，首先选择是否可以与前一次摄影时相同，接着，进行是否可以直接使用在前一次摄影时得到的摄影范围的选择。在否定的情况下，通过变更大小、位置、形状，能够使用前一次摄影时的照射场识别信息，这一点是有利的。另外，所谓「前一次的」照射场识别信息，指的是在希望得到的图像之前所拍摄的图像，不一定是刚刚拍摄完的图像。

第6实施例

在使用传感器(摄像装置)88拍摄活动图像时，在从CCD照相机47得到的被拍摄物体的图像中，计算随着时间变化所拍摄的图像的差，摄影控制电路24计算被拍摄物体的发生了移动的部分。其次，摄影控制电路24仅把发生了移动的部分作为传感器(摄像装置)88的驱动范围或读出范围，或者驱动范围和读出范围。由此，具有能够在时间上缩短图像的读出等，以及减小图像容量的效果。可以说犹如进行了硬件性的活动图像压缩处理一样。

第7实施例

图9用于说明通过使用被检查物体与X射线摄影装置之间的相对位置信息，指示传感器(摄像装置)58的驱动范围或读出范围，或者驱动范围和读出范围的方法。使用图9，说明使用被检查物体与X射线摄影装置之间的相对位置信息的方法。

关于被检查物体与X射线摄影装置之间的相对位置信息，目的是了解X射线摄影装置中的摄影范围，因此不需要了解三维的位置信息，最好是例如在与X射线管的焦点光学上接近的位置设置CCD等小型的照相机。

第8实施例

说明决定使用了CCD照相机47的X射线摄影范围的方法。由CCD照相机拍摄的图像显示在监视器上，操作者在拍摄X射线之前，了解从X射线发送装置观看的X射线摄影装置与被拍摄物体的几何关系。操作者首先用鼠标等指定X射线摄影装置的范围，接着用鼠标等指定在摄影中使用的范围。这些信息也可以通过图像处理自动地求出。另外，在通过该图像处理自动地求出时，也可以使用在操作X射线摄影装置的装置中指定的摄影部位，患者的性别，年龄，传感器管距离等摄影范围以外的输入信息。根据被指定并被选择了的CCD照相机拍摄的图像上的X射线摄影装置的范围和希望摄影的范围的相对位置关系，可以得到所使用的放大器光电变换元件等的信息。由于这时通过使用在图10中说明的几何上的位置关系(式(1)～式(4))的反函数，能够知道如果使X射线发送装置的光圈10改变多少就可以仅在外部发生所需要的最小限度的X射线，因此能够采用使X射线发生器装置的光圈10自动改变的结构。

图9的表示摄影区域的范围由灯泡照亮，由附属于X射线管的CCD照相机47等取得图像，为了指定在摄影中使用的二维平面传感器的位置，也可以通过实施图像处理进行计算。

以下说明这时的计算顺序。第一步骤：从附属于X射线管的CCD照相机通过参数识别等探索X射线图像摄影装置。这时除了从CCD照相机选择的图像以外，例如，也可以使用X射线管-传感器间距离，以及所使用的X射线图像摄影装置的种类或者大小等附带信息来增加计算的快速性和正确性。另外，除去自动地进行识别以外，还可以通过例如在图像上示出X射线图像摄影装置的范围以及由可见光照明的X射线图像摄影装置的范围，指定在摄影中使用的范围。

第二步骤：通过根据图像处理从所选择的X射线图像摄影装置的位置发现由可见光改变了其色调信息的范围，计算摄影区域。

第三步骤：从①所得到的摄影区域以及②X射线图像摄影装置到货时的光电变换元件块信息指定在摄影时使用的光电变换元件块。

第四步骤：变更参数，使得在控制装置中仅使用在空读入，摄影时读出，摄影后读出，放大器光电变换元件等摄影的各阶段所使用的范围。

另外，在活动图像等中使用本二维平面放射线检测装置的情况下，有时可以仅拍摄一部分，其它范围的部分在摄影中不需要使用。例如，可以举出希望用本二维平面放射线检测装置确认心脏旁瓣手术中的导管的***位置的情况等。这样的情况下，仅把最初的一帧在整个摄影范围内进行摄影，在第二次以后的帧中，可以进行所需要部分的摄影后进行合成。特别是，在活动图像摄影中进行摄影区域的部分就绪或者部分读出时，通过在每一帧使摄影区域变化，能够增大加快摄影速度的效果。例如，在以30帧/秒进行活动图像摄影时，最好1秒中只1次在整个摄影范围内进行摄影，其它的29次/秒把部分摄影区域与整个摄影范围进行合成。

另外，在知道该部分摄影区域移动的情况下，也可以控制该区域使其进行移动。例如，在空港的货物X射线检查中使放置在传送带上的货物沿着二维平面放射线检测装置的摄影区域移动的同时进行摄影时，具有省电的效果。

图10示出本发明的省电效果的示意图。图10中用时间-功率的直线示意地示出的部分的面积相当于总功耗。根据本发明，用斜线包围的部分的面积，具有省电的效果。该省电的效果分为两种。一种是通过仅输入与被指定为摄影驱动范围的部分相当的光电变换元件的电源，使得位于纵轴的电功率减少。

另一点是通过用地址译码器94选择仅与被指定的摄影驱动范围的部分相当的行，使得读取X射线照射后的电荷(主读取)时间和读取校正用的电荷(后读取)的时间缩短，因此使得输入放大器光电变换元件的电源的时间缩短。根据这两个效果，从电功率和时间两方面，使功耗降低图10的用斜线包围部分的面积，这一点是本发明的特征。

另外，本发明进行的摄影区域的部分指定，也可以在这些操作中组合使用把以数据读出的高速化为目的的利用抽样的数字变倍或者像素平均等组合起来的读出方法。

图11示出本发明实施例中的流程。首先设置X射线发生装置和X射线摄影装置的位置。接着，选择是否指定X射线摄影范围，在不指定的情况下驱动X射线摄影装置的整个范围。在指定的情况下，选择(i)X射线管的光圈，(ii)附属于X射线摄影装置的装置，(iii)前一次摄影时的照射场识别信息，(iv)被检查者与摄影装置之间的相对位置信息，(v)操作X射线摄影装置的装置中的一个以上，决定摄影范围。作为附属于(ii)的摄影装置，例如，如图11所示，示出位于X射线摄影装置的机箱表面上的按钮。(ii)以外，对于在操作者接口22上进行操作的情况，由于在(ii)中具有在X射线检测器52，薄型X射线检测器152上指定摄影范围的装置，因此最好与其它相比较具有优先权，使得即使不通过图11的流程也能够进行指定。即，在采用X射线摄影装置的全部范围或者使用(i)～(v)进行了部分摄影的指定时，在X射线检测器52，薄型X射线检测器152上示出拍摄哪一部分。由于如果摄影失败或者不得已进行再次摄影，则被曝光量过多，因此在摄影之前最好一定参照该摄影范围的显示。在希望改变摄影范围时最好使用该(ii)的优先权进行改变。另外，该优先权在(v)中，对下列情况可以提供优先权，例如根据使用从CCD照相机等得到的图像进行指定的情况，或者在监视器上进行指定的情况。

其它实施例

通过将一个存储有用于实施根据第一或第二实施例的装置或者***的功能的软件的程序代码的存储介质提供给一个装置或者***，从而该装置或者***的计算机(CPU、MPU等)读取并执行存储在该存储介质中的程序代码，也能实现本发明的目的。

在这种情况下，从该存储介质读取的程序代码自身实现了第一或者第二实施例的功能，因而存储该程序代码的存储介质和程序代码本身构成本发明。

存储该程序代码的存储介质例如可以是ROM、软盘(floppy disk，注册商标)、硬盘、光盘、磁光盘、CD-ROM、CD-R、磁带、非易失性存储卡等。

此外，不但由计算机读取并执行该程序代码能够实现第一或第二实施例的功能，而且根据该程序代码的指令利用在计算机上运行的OS等通过计算机执行部分或全部处理，同样会实现第一或第二实施例的功能。后者也是本发明的一个实施例。

此外，从存储介质读取的程序代码可以写到***计算机中的功能扩展板或者连接到计算机的功能扩展单元的存储器中。由该功能扩展板或者功能扩展单元的CPU等根据该程序代码的指令执行部分或全部处理也能实现第一或第二实施例的功能。这也是本发明的一个

实施例。

本发明可以应用到程序或者存储该程序的存储介质。

本发明也可以应用到包括多个设备(例如，放射线发生设备、X射线发生设备、图像处理设备、和接口设备等)的***和能够实现这些设备的功能的单一设备。当本发明应用到包括多个设备的***时，这些设备相互之间例如通过电、光、和/或机械装置，和/或其他装置通信。

此外，本发明也可以应用到包括网络(LAN和/或WAN等)的图像诊断辅助***。

本发明从而实现了上述目的。

本发明不限于上述实施例，在本发明的精神和范围内可以进行各种改变和变更。因此，附上如下权利要求书，以将本发明的范围告知公众。

Claims (5)

1.一种光电变换元件，包括：

把光变换为电信号的光检测装置；

放大由该光检测装置输出的电信号的放大装置；以及

对该放大装置的驱动进行开/关控制的驱动装置。

2.一种X射线摄影装置，包括：

由用于将放射线变换为电信号的多个光电变换元件构成的摄像装置；

对从上述多个光电变换元件输出的电信号进行放大的多个放大装置；

对上述放大装置的驱动进行开/关控制的驱动装置。

3.根据权利要求2所述的X射线摄影装置，其特征在于，还包括：

指定要由该驱动装置驱动的光电变换元件的范围的读取范围指定装置；以及

读取由该读取范围指定装置所指定的范围内的光电变换元件的输出的信号读取装置。

4.根据权利要求3所述的X射线摄影装置，其特征在于：

上述读取范围指定装置使由上述摄像装置拍摄到的图像显示，并从所显示的图像中指定读取上述光电变换元件的范围。

5.一种X射线摄影装置，包括：

由用于将光变换为电信号的多个光电变换元件构成的摄像装置；

用于指定对构成上述摄像装置的各个光电变换元件进行驱动的范围的驱动范围指定装置；

对由上述驱动范围指定装置指定的范围的光电变换元件进行驱动的驱动装置；以及

读取由上述驱动装置驱动了的光电变换元件的输出的信号读取装置；

其中，上述驱动范围指定装置通过附随于上述摄像装置的坐标输入装置，指定驱动上述光电变换元件的范围。

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