JP2001249183A

JP2001249183A - Ｘ線撮影装置

Info

Publication number: JP2001249183A
Application number: JP2000060810A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Nakahara; 信一中原; Takayoshi Yutsu; 隆義遊津; Toshiyoshi Yamamoto; 敏義山本; Yoshiteru Cho; 吉輝猪; Yasuhiko Makaji; 康彦眞梶; Hiroshi Tsutsui; 博司筒井; Katsuyuki Kaneko; 克幸金子
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-03-06
Filing date: 2000-03-06
Publication date: 2001-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】画像処理時間等を短縮でき、また感度を向上で
きるＸ線撮影装置を提供する。【解決手段】被検体からの透過Ｘ線を電荷に変換するマ
トリックス状に配列された複数のＸ線電荷変換手段３０
ａ等と、これら複数のＸ線電荷変換手段３０ａ等に発生
する電荷を各々蓄積する電荷蓄積部１ａ等と、電荷蓄積
部にそれぞれ接続されるＴＦＴ３ａ等と、ＴＦＴ３ａ等
のもう一端が接続される読出し線４ａ等と、読出し線４
ａ等の端部に接続される読出し回路５と、ＴＦＴ３ａ等
を制御する複数の制御線６ａ等と、複数の制御線６ａ等
に接続されるゲートドライバ７とを備え、複数の制御線
６ａ等のうちの一部の制御線のみの制御を可能としてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検体にＸ線を照
射し、その透過Ｘ線像を画像化するＸ線撮影装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】現在、Ｘ線撮影検査で主に使用される撮
像系は以下のようなものである。１）増感紙（蛍光体）とＸ線フィルムを組み合わせたス
クリーン・フィルム撮影２）輝尽発光体を塗布したプレート（イメージングプレ
ート）を使用するコンピューテッド・ラジオグラフィー
撮影３）Ｘ線を光に変換するイメージインテンシファイア
（Ｉ.Ｉ.）とテレビジョン装置（TV）を組み合わせて使
用する撮影しかしながら、近年、スクリーン・フィルム系や、イメ
ージングプレートの様な携帯性および高解像度特性を有
し、且つI.I.−ＴＶシステムの持つリアルタイム性を備
える次世代Ｘ線装置として、液晶表示装置などに用いら
れる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：ＴｈｉｎＦｉｌｍ
Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）をスイッチングゲートに使用す
るものが提案されている。

【０００３】これにはＴＦＴパネルの上にフォトダイオ
ードアレイを構成し、その上にＸ線蛍光板をおいて画像
を読み出す技術、あるいは蛍光板の代わりにＸ線を電荷
に直接変換する光導電体材料を用いて直接ＴＦＴパネル
で読み出す技術などの方式が提案されている。

【０００４】第１の方式は、Ｘ線検出面にＸ線を光に変
換する蛍光体とその光を電荷に変換するフォトダイオー
ドアレイ、電荷を蓄積するコンデンサ、電荷を読み取る
ＴＦＴスイッチ等から構成される。

【０００５】第２の方式は、Ｘ線検出面にＸ線を直接電
荷に変換する半導体層からなる光導電体部と電荷を蓄積
するコンデンサ、電荷を読み取るＴＦＴスイッチ等から
構成される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記Ｘ
線撮影装置においては、撮影領域の物理的な画像サイズ
や画素サイズは固定であり、得られる画像の大きさ、及
び解像度はこの物理的サイズにより制限を受ける。これ
は被検体の様々な撮影対象に対して，診断上必要とされ
る撮像範囲や解像度に必ずしも適合したものとはなって
いない。

【０００７】ここで、Ｘ線検出面の大きさの観点から考
えると、異なる大きさの撮影対象をカバーするために
は、なるべく広い検出面をもつことが、装置共用性や、
関心範囲より広い範囲を観察可能であるという点で好ま
しいが、関心領域が物理的撮像範囲のごく一部の場合も
あり、この場合の撮影においては、関心領域外の無効な
領域のデータ処理に時間を消費し、撮影時間が不必要に
長くなるという課題がある。また、特に透視等の動画撮
影の場合、画面サイズが大きい程、信号を読出す回路に
は高速性が要求され、透視撮影対象に必要とされる撮影
範囲以上の場合、動画として十分なプレーム数が確保で
きなくなる場合もあり、この点においても、診断上、Ｘ
線撮影装置構成上、適切な画像サイズで撮影可能とする
ことは重要である。

【０００８】また、透過Ｘ線量を電荷に変換し、電子回
路を経由して読出す本方式の場合、画面サイズを大きく
した場合は、ＴＦＴスイッチを制御する制御線や、ＴＦ
Ｔスイッチにより蓄積された蓄積電荷を読み出す、読出
し線が長くなり、寄生容量が増加し、これによるノイズ
トラップ量が増加し、感度が低下するという課題があ
り、この点においても、適切な画像サイズで撮影可能と
することは重要である。

【０００９】これらの点を解決する一手段としては、物
理的な画像サイズを臨床上必要とされる最大サイズとな
るよう構成し、撮影時は必要に応じて読出した画素信号
を選択し、撮影サイズを小さくする方法が考えられる
が、この方式では、回路的なデータ読出し時間はそのま
まであり、また、制御線や読出し線等の寄生容量にトラ
ップされるノイズも物理的最大サイズにおけるものと同
一となり、診断上必要な撮影サイズに合致した物理的サ
イズと同等には、処理速度や感度を向上することはでき
ない。

【００１０】一方、解像度においても物理的な解像度
は、被検体の様々な撮影対象に対して、診断上必要とさ
れる解像度に全て適合することは出来ない。

【００１１】この点透過Ｘ線量を電荷に変換し、電子回
路を経由して読出す本方式の場合、解像度を落とし、画
素サイズを大きくした場合は、検出される信号電荷が増
大する点と、各画素ごとの読出し線や読出し回路の熱雑
音等のノイズは基本的には変わらない点において、感度
の向上がはかられるという特性を有する。従って診断上
必要な解像度で撮影することは、高感度で高階調な画像
を得るためと、被曝線量を必要最小とする点で重要であ
る。

【００１２】また、特に透視等の動画撮影の場合、画素
を小さくし高解像度な程、信号を読出す回路には高速性
が要求され、透視撮影対象に必要とされる以上に高解像
度の画素構成の場合、動画として十分なプレーム数が確
保できなくなる場合もあり、この点においても、診断
上、Ｘ線撮影装置構成上、適切な解像度で撮影すること
は重要である。

【００１３】また、Ｘ線検出面の大きさの観点から考え
ると、異なる大きさの撮影対象をカバーするためには、
なるべく広い検出面をもつことが、装置共用性や、関心
範囲より広い範囲を観察可能であるという点で好ましい
が、撮影範囲の中で関心領域の解像度を高くしたい場合
があり、そのために必要な画素サイズで検出面を構成す
ると、広い範囲の撮影時に不必要な高解像度で撮影が必
要となり、既に述べた問題点が生じる。このように検出
面の部分的な範囲において適切な解像度で撮影すること
も、その応用上、重要である。

【００１４】これらの点を解決する一手段としては、物
理的な画素サイズを臨床上必要とされる最大解像度とな
るよう構成し、撮影時は必要に応じて読出した画素信号
を選択や合成を行い、等価的に画素サイズを拡大する方
法が考えられるが、この方式では読出し信号合成前の読
出し回路の雑音も合成されることになり、診断上必要な
解像度における、画素サイズそのものを物理的サイズに
より構成する場合と同等には感度を向上することはでき
ない。

【００１５】したがって、この発明の目的は、画像処理
時間等を短縮でき、また感度を向上できるＸ線撮影装置
を提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のＸ線撮影
装置は、被検体からの透過Ｘ線を電荷に変換するマトリ
ックス状に配列された複数のＸ線電荷変換手段と、これ
ら複数のＸ線電荷変換手段に発生する電荷を各々蓄積す
る電荷蓄積部と、電荷蓄積部にそれぞれ接続される第１
スイッチ部と、第１スイッチ部のもう一端が接続される
読出し線と、読出し線の端部に接続される読出し回路
と、第１スイッチ部を制御する複数の制御線と、複数の
制御線に接続される制御回路部とを備え、複数の制御線
のうちの一部の制御線のみの制御を可能とすることを特
徴とするものである。

【００１７】請求項１記載のＸ線撮影装置によれば、関
心領域以外の制御線を制御しないことにより、検出器の
物理構成上で決まる撮影サイズ、画素サイズを基本と
し、任意に撮影領域を選択してデータの読出し処理が可
能となり、不必要なセンサ領域のデータ読出し処理をな
くすのでり、撮影領域を狭くして画素数を減らすことが
でき、画素に蓄積された蓄積電荷の読出し時間、及び画
像処理時間等が短縮される。

【００１８】請求項２記載のＸ線撮影装置は、被検体か
らの透過Ｘ線を電荷に変換するマトリックス状に配列さ
れた複数のＸ線電荷変換手段と、これら複数のＸ線電荷
変換手段に発生する電荷を各々蓄積する電荷蓄積部と、
電荷蓄積部にそれぞれ接続される第１スイッチ部と、第
１スイッチ部のもう一端が接続される複数の読出し線
と、複数の読出し線の端部に接続される読出し回路と、
第１スイッチ部を制御する制御線と、制御線に接続され
る制御回路部とを備え、複数の読出し線のうちの一部の
読出し線のみより読み出し可能に制御を行うことを特徴
とするとするものである。

【００１９】請求項２記載のＸ線撮影装置によれば、関
心領域以外の読出し線は、読み出す制御をおこなわない
ことにより、請求項１と同様に、撮影領域を狭くし、画
素数を減らすことができ、画素に蓄積された蓄積電荷の
読出し時間、及び画像処理時間等が短縮される。

【００２０】請求項３記載のＸ線撮影装置は、被検体か
らの透過Ｘ線を電荷に変換するマトリックス状に配列さ
れた複数のＸ線電荷変換手段と、これら複数のＸ線電荷
変換手段に発生する電荷を各々蓄積する電荷蓄積部と、
電荷蓄積部にそれぞれ接続される第１スイッチ部と、第
１スイッチ部のもう一端が接続される読出し線と、読出
し線の端部に接続される読出し回路と、読出し線に構成
される複数の第２スイッチ部と、第１スイッチ部を制御
する制御線と、制御線に接続される制御回路部とを備
え、複数の第２スイッチ部のうち一部の第２スイッチ部
を開状態に制御可能とすることを特徴とするものであ
る。

【００２１】請求項３記載のＸ線撮影装置によれば、読
出し線を第２スイッチにより切り離すことにより、読出
し線と制御線等の寄生容量結合を経由して、信号電荷の
読出し線にトラップされるノイズ量を減少せしめ、感度
の向上が図られる。

【００２２】請求項４記載のＸ線撮影装置は、被検体か
らの透過Ｘ線を電荷に変換するマトリックス状に配列さ
れた複数のＸ線電荷変換手段と、これら複数のＸ線電荷
変換手段に発生する電荷を各々蓄積する電荷蓄積部と、
電荷蓄積部にそれぞれ接続される第１スイッチ部と、第
１スイッチ部のもう一端が接続される読出し線と、読出
し線の端部に接続される読出し回路と、第１スイッチ部
を制御する制御線と、制御線に接続される制御回路部
と、制御線に構成される複数の第３スイッチ部とを備
え、複数の第３スイッチ部のうち一部の第３スイッチ部
を開状態に制御可能とすることを特徴とするものであ
る。

【００２３】請求項４記載のＸ線撮影装置によれば、制
御線を第３スイッチにより切り離すことにより、制御線
と読出し線等の寄生容量結合を経由して、信号電荷の読
出し線にトラップされるノイズ量を減少せしめ、感度の
向上が図られる。

【００２４】請求項５記載のＸ線撮影装置は、被検体か
らの透過Ｘ線を電荷に変換するマトリックス状に配列さ
れた複数のＸ線電荷変換手段と、これら複数のＸ線電荷
変換手段に発生する電荷を各々蓄積する電荷蓄積部と、
電荷蓄積部にそれぞれ接続される第１スイッチ部と、第
１スイッチ部のもう一端が接続される読出し線と、読出
し線の端部に接続される読出し回路と、第１スイッチ部
を制御する複数の制御線と、複数の制御線に接続される
制御回路部とを備え、複数の制御線のうち少なくとも２
本以上同時に制御可能とすることを特徴とするものであ
る。

【００２５】請求項５記載のＸ線撮影装置によれば、同
時に２本以上の制御線を制御することにより、蓄積電荷
を画素間で合成可能とし、診断上必要とされる解像度に
近づけて撮影が可能となる。これにより画素数を減らす
ことができ、画素に蓄積された蓄積電荷の読出し時間、
及び画像処理時間等が短縮される。また、画素サイズの
拡大による感度の向上が図られる。

【００２６】請求項６記載のＸ線撮影装置は、被検体か
らの透過Ｘ線を電荷に変換するマトリックス状に配列さ
れた複数のＸ線電荷変換手段と、これら複数のＸ線電荷
変換手段に発生する電荷を各々蓄積する電荷蓄積部と、
電荷蓄積部にそれぞれ接続される第１スイッチ部と、第
１スイッチ部のもう一端が接続される読出し線と、読出
し線の端部に接続される読出し回路と、読出し線に構成
される第２スイッチ部と、第１スイッチ部と第２スイッ
チ部の間に構成され、隣接する読出し線を互いに接続す
る第４スイッチ部と、第１スイッチ部を制御する制御線
と、制御線に接続される制御回路部とを備えたものであ
る。

【００２７】請求項６記載のＸ線撮影装置によれば、第
４スイッチ部を導通させることにより、蓄積電荷を画素
間で合成可能とし、診断上必要とされる解像度に近づけ
て撮影が可能となる。これにより画素数を減らすことが
でき、画素に蓄積された蓄積電荷の読出し時間、及び画
像処理時間等が短縮される。さらに画素サイズの拡大に
よる感度の向上が図られる。

【００２８】請求項７記載のＸ線撮影装置は、請求項
１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５または請
求項６において、Ｘ線電荷変換手段が光導電体である。

【００２９】請求項７記載のＸ線撮影装置によれば、請
求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５また
は請求項６と同様な効果がある。

【００３０】請求項８記載のＸ線撮影装置は、請求項７
において、光導電体がPbI₂である。

【００３１】請求項８記載のＸ線撮影装置によれば、請
求項７と同様な効果がある。

【００３２】請求項９記載のＸ線撮影装置は、請求項
１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５または請
求項６において、Ｘ線電荷変換手段が蛍光体とフォトダ
イオードにより構成されるものである。

【００３３】請求項９記載のＸ線撮影装置によれば、請
求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５また
は請求項６と同様な効果がある。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。

【００３５】（実施の形態１）図１は、本発明における
第１の実施の形態であるＸ線撮影装置におけるＸ線検出
器の一部の構成を模式的に示したものである。

【００３６】このＸ線検出器は複数の画素からなるＸ線
電荷変換手段３０が、格子状に配列されたゲート線６と
読出し線４に囲まれた範囲を１画素としてマトリックス
状に配列されている。１は画素電極であり、各画素電極
１に電荷蓄積部２、第１スイッチ部としてのＴＦＴ３の
ドレイン側が接続され、制御線としてのゲート線６にＴ
ＦＴ３のゲートが、読出し線４にＴＦＴ３のソースが接
続されている。ＴＦＴ３は薄膜トランジスタであり、電
界効果トランジスタからなる。また、ゲート線６はスイ
ッチ８を介して制御回路部としてのゲートドライバ７、
読出し線４はスイッチ２１を介して読出し回路５に接続
される。なお図中、明示はしていないが、ＴＦＴ３、画
素電極１、電荷蓄積部１、Ｘ線電荷変換手段３０の画素
位置による区別をするため、ゲート線６ａ列に対しては
ａ〜ｄを、ゲート線６ｂ列に対してはｅ〜ｈ、ゲート線
６ｃ列に対してはｉ〜ｌ、ゲート線６ｄ列に対してはｍ
〜ｐを、それぞれのＴＦＴ３、画素電極１、電荷蓄積部
１、Ｘ線電荷変換手段３０に付記し、画素毎に区別可能
とした。

【００３７】図２にＸ線検出器の単一画素に対応する断
面の模式図を示す。図２において複数のＸ線電荷変換手
段は基板１１の上部であって、画素電極１と上部電極１
２と光電変換部１３より構成される。光電変換部１３に
はＰｂＩ₂（沃化鉛）を用いる。ＰｂＩ₂の上部電極１
２には高電位が印加され、上部電極１２より、画素電極
１に向けて電界Eが発生している。Ｘ線曝射によりＰｂ
Ｉ₂内に発生した負電荷は、上部電極１２に集められ、
正電荷は下部の画素電極１に集められる。画素電極１に
は電荷蓄積部２（コンデンサ）がＧＮＤに接続された電
極１４と絶縁層１５とで構成され、集荷された正電荷を
蓄積する。ＴＦＴ３はゲート線６に接続されるゲート電
極１６、画素電極１に接続されるドレイン電極１７、読
出し線４に接続されるソース電極１８等で構成される。

【００３８】図３にＸ線検出器の単一画素に対応する等
価回路の概略図を示す。光電変換部１３は、図３に示す
ようにコンデンサで表せ、電荷蓄積部２を形成するコン
デンサと接続される。Ｘ線曝射により光電変換部１３は
入射Ｘ線に応じて電荷を発生させ、電荷蓄積部２に蓄積
される。この状態でゲート線６を介してＴＦＴ３を構成
するゲート電極１６とソース電極１７間にスレシホール
ド電圧Vth以上の電圧Vｇｓが印加されると、TFT３は導
通状態となり、電荷蓄積部２に蓄積された電荷が読出し
線４を介して増幅器９等より構成される読出し回路５に
より読み出される。

【００３９】図１に戻り、スイッチ８、及びスイッチ２
１は閉じた状態で、Ｘ線曝射終了後に、ゲートドライバ
７からのゲート制御信号Ｖｇｓが、ゲート線６ａに加え
られると、ゲート線６ａに接続されるＴＦＴ３ａ〜３ｄ
が全て導通状態となり、Ｘ線曝射量に応じて各電荷蓄積
部２ａ〜２ｄに蓄積された電荷が、それぞれ読出し線４
ａ〜４ｄに読み出される。読み出された信号は読出し回
路５に構成される増幅器９ａ〜９ｄにより増幅された
後、マルチプレクサ１１によりパラレル信号からシリア
ル信号に変換され、図示してはいないＡ／Ｄ変換器に入
力され、対応する画素の電荷量に応じた１列のデジタル
画像信号となる。以上の動作をゲート線６ａよりゲート
線６ｄまで順次繰り返すことにより、２次元のＸ線撮影
像（静止画）やＸ線透視像（動画）が得られる。

【００４０】図４に、図１における４画素×４画素構成
時のゲート線６と読出し線４の駆動方法の１例を示す。
図４において、１９はゲート線６の駆動電圧Vｇｓであ
り、２０は読出し線４に読み出された電荷による電流で
ある。なお、電流２０は画素毎にピーク値が異なるが、
ここでは簡略化して同一な高さで記している。図４に示
すように、ゲート線６ａよりゲート線６ｄまでを順次制
御することにより、４×４画素の合計１６画素のデータ
が読出される。

【００４１】図１に戻り、関心領域の撮影が、中心の２
×２画素の４画素である場合は、図５に示すようにスイ
ッチ８ａ、８ｅ、スイッチ２１ａ、２１ｄを開として制
御する。図６に図５における２画素×２画素構成時のゲ
ート線６と読出し線４の駆動方法の１例を示す。図６に
おいて図４と同じ番号は、図４と同一構成要素である。

【００４２】図６に示すようにゲート線６ｂと６ｃ、読
出し線４ｂと４ｃに読み出されるデータのみ読み出すこ
とにより、読出し画素数が関心領域が狭まった分減り、
画素全体の読出し速度が短縮される。また、図５に示す
ように関心領域以外のゲート線６ａと６ｄ、読出し線４
ａと４ｄをスイッチ８ａと８ｅ、及びスイッチ２１ａと
２１ｄを開制御することにより、それぞれゲートドライ
バ７および読出し回路５と非導通状態とすることによ
り、これらのゲートドライバ７や読出し回路５より発生
するノイズが、寄生容量を介して最終的に読出し線４
ｂ、４ｄに結合することを防止する。

【００４３】なお、本実施の形態においては関心領域以
外のゲート線６、読出し線４をスイッチ８、及びスイッ
チ２１を開制御することにより、それぞれゲートドライ
バ７と読出し回路５と非導通状態としたが、これらの切
り離されたゲート線６や読出し線４をGND等に接続して
もよい。

【００４４】また、本実施の形態においてはＸ線電荷変
換手段３０を構成する光導電体としてＰｂＩ₂を使用し
たが、a-Se、Ｃｄ−Ｔｅ、ＨｇＩ₂、ＰｂＯ、ＺｎＴ
ｅ、ＣｕＩｎＳｅ₂、等の光導電体でもよいのはもちろ
んである。

【００４５】また、一部の画素の信号を読み出す場合、
ゲートドライバ７で電圧が印加されるゲート線６を制御
することも可能である。

【００４６】（実施の形態２）本発明の第２の実施の形
態を図７に示す。図中、図１と同一番号は図１と同一構
成要素である。第２の実施の形態は、第１の実施の形態
において、読出し線４に対して、隣接する読出し線間を
スイッチ２２ab、２２bc、２２cd（代表として２２によ
り示す）を介して接続したものである。スイッチ２２と
スイッチ２１の開閉、及びゲート線６の制御方法を組み
合わせることにより、読出し回路５の入力時点で任意の
画素サイズに画素を合成可能となる。例えば、図７にお
いて、物理的な画素構成は４×４の１６画素構成である
が、４画素ずつ合成し、２×２の４画素構成で読み出す
ことが可能となる。この場合、図７に示すように、スイ
ッチ２２のうち、スイッチ２２bcを開とし、また、スイ
ッチ２１のうち、２１ｂ、２１ｄを開状態として制御す
る。

【００４７】図８においてその動作を説明する。図８
中、図４と同一番号は図４と同一構成要素である。な
お、電流２０のピーク値は画素毎に通常異なるが、ここ
では簡易的に同じ高さで表現している。Ｘ線曝射後、図
８に示すようにゲート線６ａと６ｂが同時に制御され、
図７におけるａ，ｂ，ｅ，ｆ、及びｃ，ｄ，ｇ，ｈの画
素に蓄積された電荷が、スイッチ２１、及びスイッチ２
２の開閉構成に従い、それぞれ４画素ずつ合成されて、
増幅器９ａ、９ｃの入力電流となる。次にゲート線６ｃ
と６ｄが同時に制御され、同様にｉ，ｊ，ｍ，ｎ、及び
ｋ，ｌ，ｏ，ｐの画素に蓄積された電荷が、ぞれぞれ４
画素ずつ合成されて読み出される。

【００４８】以上のように、第２の実施の形態において
は、ゲート線６の制御方法、スイッチ２１、およびスイ
ッチ２２の開閉の組み合わせにより物理的な画素サイズ
から任意のｍ×ｎ構成（ｍ、ｎは整数）に再構成可能と
なる。従って画素合成にともなう画素数の削減により読
出し速度が向上するとともに、画素合成による信号電荷
の増加と、信号電荷を読出し回路５の増幅器９の入力端
で行なうため、増幅器５以降の電子回路の雑音合成をな
くすことによる感度の向上がはかられる。従って予め臨
床上最も高精細が要求されるサイズに物理的画素サイズ
を構成し、実使用時は対象により画素を最適サイズに再
構成することにより、増幅器等によるノイズの影響を下
げ、感度を向上させるとともに、読出し速度を最適画素
サイズに応じた読出し速度に向上可能となる。

【００４９】なお、第２の実施の形態ではスイッチ２
２、２１を読出し回路の入力側に構成したが、増幅器９
の以降、マルチプレクサ１０によりデータをシリアルデ
ータに変換する前のどの位置に構成してもよい。

【００５０】（実施の形態３）本発明の第３の実施の形
態を図９及び図１０に示す。第３の実施の形態は複数の
画素からなるＸ線電荷変換手段が、光電変換素子の上に
Ｘ線蛍光板を構成することを特徴とする。図中、図２お
よび図３と同一番号は第１の実施の形態と同一な構成要
素であることを示す。図９において、２３は画素ごとに
構成されるフォトダイオードであり、２４はフォトダイ
オード２３の静電容量成分による電荷蓄積部である。

【００５１】３は第１スイッチ部としてのＴＦＴ３であ
り、５は読出し回路、９は読出し回路の一部を構成する
増幅器である。図９において、Ｘ線曝射の前にＴＦＴ３
を導通状態とし、フォトダイオード２３に逆バイアスを
印加すると、電荷蓄積部２４にはフォトダイオード２３
のカソード側にプラスの電荷が蓄積し、アノード側にマ
イナスの電荷が蓄積する。ＴＦＴ３をゲート線６により
非導通状態でＸ線を曝射すると、フォトダイオード２３
はＸ線照射量に応じて電荷を発生し、電荷蓄積部２４に
蓄積された電荷を打ち消す。ここで再度ＴＦＴ３を導通
状態とすることで、再度、逆バイアスにより充電され
る。この充電電荷を読出し回路５を構成する増幅器９に
より読み出す。

【００５２】図１０に第３の実施の形態におけるＸ線検
出器の単一画素の断面模式図を示す。２５はＸ線を光に
変換する蛍光体でＧｄ₂Ｏ₂Ｓよりなり、画素内のＸ線の
曝射量に応じて光に変換する。

【００５３】２３はフォトダイオードであり、画素内で
Ｘ線により変換された光の入射量に応じて電荷を発生す
る。２６は上部電極で、図９に示したようにフォトダイ
オード２３に逆バイアスを印加する。よって、Ｘ線電荷
変換手段の構成は異なるが、それ以降の構成要件は第１
の実施の形態、或いは第２の実施の形態とゲート線６の
制御電圧や読出し線４を流れる電流方向等を除くと同様
であり省略するが、第１の実施の形態、或いは第２の実
施の形態と全く同様な制御が可能となる。

【００５４】なお、本実施の形態においては蛍光体とし
てＧｄ₂Ｏ₂Ｓを使用したが、ＣｄＷｏ₄、ＣｓＩ、Ｂａ
ＦＣｌ等の蛍光体のいずれでもよいことはもちろんであ
る。

【００５５】本発明によれば、ゲート線や読出し線の制
御により、検出器の物理構成上で決まる撮影サイズ、画
素サイズを基本とし、任意に撮影領域を選択してデータ
の読出し処理が可能となり、不必要なセンサ領域のデー
タ読出し処理をなくすことにより、読出し時間の短縮が
可能となる。また、ゲート線、或いは読出し線に、スイ
ッチを構成することによい、撮影領域以外のセンサ部の
ゲート線や、読出し線を回路的に切断することにより、
互いの寄生容量等を介して撮像データの読出し線に結合
される電気的ノイズ量が削減され、感度の向上が可能と
なる。

【００５６】また、ゲート線を複数本、同時に制御し、
また、隣接する読出し線間をスイッチで接続する構成に
より、任意のｍ×ｎの画素合成を読出し回路増幅器の入
力端で可能としたため、画素を削減することによる読出
し速度の向上が図られるとともに、画素合成による信号
電荷の足し合わせによる感度の向上と、信号合成にとも
なう増幅器入力端以降の電子回路経路の削減により、増
幅器ノイズ等の電子回路ノイズが低下することによる感
度の向上が図られる。

【００５７】従って診断上必要とされる、最大の画像サ
イズ、及び最小の画素サイズで検出器を物理的に構成
し、本発明を適用することにより、様々な対象部位に対
し、診断上必要な最適な画像サイズ、及び解像度で撮影
可能となり、不必要なデータ処理を削減し、データ処理
時間が短縮されるとともに、感度、及びＳ/Ｎ比を撮影
画素サイズを物理的に構成した場合による値に近い状態
まで改善出来るため、被曝線量を必要最小に近い線量と
し、かつ、最適な画質を得ることができる。同様に透視
等の動画撮影の場合、診断上最適な解像度で読出しタイ
ミングが構成可能となり、高精細な撮影と透視撮影とが
一つの検出器で可能となる。さらに、一部の関心領域の
みを高精細に、それ以外の領域はそれより解像度を低く
した最適な解像度で撮影することも可能となる。

【００５８】

【発明の効果】請求項１記載のＸ線撮影装置によれば、
関心領域以外の制御線を制御しないことにより、検出器
の物理構成上で決まる撮影サイズ、画素サイズを基本と
し、任意に撮影領域を選択してデータの読出し処理が可
能となり、不必要なセンサ領域のデータ読出し処理をな
くすのでり、撮影領域を狭くして画素数を減らすことが
でき、画素に蓄積された蓄積電荷の読出し時間、及び画
像処理時間等が短縮される。

【００５９】請求項２記載のＸ線撮影装置によれば、関
心領域以外の読出し線は、読み出す制御をおこなわない
ことにより、請求項１と同様に、撮影領域を狭くし、画
素数を減らすことができ、画素に蓄積された蓄積電荷の
読出し時間、及び画像処理時間等が短縮される。

【００６０】請求項３記載のＸ線撮影装置によれば、読
出し線を第２スイッチにより切り離すことにより、読出
し線と制御線等の寄生容量結合を経由して、信号電荷の
読出し線にトラップされるノイズ量を減少せしめ、感度
の向上が図られる。

【００６１】請求項４記載のＸ線撮影装置によれば、制
御線を第３スイッチにより切り離すことにより、制御線
と読出し線等の寄生容量結合を経由して、信号電荷の読
出し線にトラップされるノイズ量を減少せしめ、感度の
向上が図られる。

【００６２】請求項５記載のＸ線撮影装置によれば、同
時に２本以上の制御線を制御することにより、蓄積電荷
を画素間で合成可能とし、診断上必要とされる解像度に
近づけて撮影が可能となる。これにより画素数を減らす
ことができ、画素に蓄積された蓄積電荷の読出し時間、
及び画像処理時間等が短縮される。また、画素サイズの
拡大による感度の向上が図られる。

【００６３】請求項６記載のＸ線撮影装置によれば、第
４スイッチ部を導通させることにより、蓄積電荷を画素
間で合成可能とし、診断上必要とされる解像度に近づけ
て撮影が可能となる。これにより画素数を減らすことが
でき、画素に蓄積された蓄積電荷の読出し時間、及び画
像処理時間等が短縮される。さらに画素サイズの拡大に
よる感度の向上が図られる。

【００６４】請求項７記載のＸ線撮影装置によれば、請
求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５また
は請求項６と同様な効果がある。

【００６５】請求項８記載のＸ線撮影装置によれば、請
求項７と同様な効果がある。

【００６６】請求項９記載のＸ線撮影装置によれば、請
求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５また
は請求項６と同様な効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態におけるＸ線検出器
の一部分の構成の模式図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態におけるＸ線検出器
の単一画素に対応する断面の模式図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態におけるＸ線検出器
の単一画素に対応する等価回路の概略図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態におけるＸ線検出器
４×４画素の駆動方法の一例の波形図である。

【図５】本発明の第１の実施の形態におけるＸ線検出器
２×２画素の駆動時のＸ線検出器の一部分の構成の模式
図である。

【図６】本発明の第１の実施の形態におけるＸ線検出器
２×２画素の駆動方法の一例の波形図である。

【図７】本発明の第２の実施の形態におけるＸ線検出器
の一部分の構成の模式図である。

【図８】本発明の第２の実施の形態におけるＸ線検出器
２×２画素の合成駆動方法の一例の波形図である。

【図９】本発明の第３の実施の形態におけるＸ線検出器
単一画素に対応する等価回路の概略図である。

【図１０】本発明の第３の実施の形態におけるＸ線検出
器単一画素に対応する断面の模式図である。

【符号の説明】

１画素電極２電荷蓄積部３ＴＦＴ４読出し線５読出し回路６ゲート線７ゲートドライバ８第３スイッチ部１３光導電体２１第２スイッチ部２２第４スイッチ部２４電荷蓄積部２５蛍光体３０Ｘ線電荷変換手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ａ６１Ｂ 6/00 ３００Ｈ０１Ｌ 31/00 Ａ (72)発明者山本敏義大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者猪吉輝大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者眞梶康彦大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者筒井博司大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者金子克幸大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 2G088 EE01 EE27 FF02 FF14 GG19 GG20 GG21 JJ05 KK32 KK35 KK40 4C093 AA01 CA27 CA29 EA02 EB12 EB13 EB17 FA13 FA34 FC03 FF28 5F088 AA01 AA11 BA01 BB07 LA08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検体からの透過Ｘ線を電荷に変換する
マトリックス状に配列された複数のＸ線電荷変換手段
と、これら複数のＸ線電荷変換手段に発生する電荷を各
々蓄積する電荷蓄積部と、前記電荷蓄積部にそれぞれ接
続される第１スイッチ部と、前記第１スイッチ部のもう
一端が接続される読出し線と、前記読出し線の端部に接
続される読出し回路と、前記第１スイッチ部を制御する
複数の制御線と、前記複数の制御線に接続される制御回
路部とを備え、前記複数の制御線のうちの一部の制御線
のみの制御を可能とすることを特徴とするＸ線撮影装
置。
【請求項２】被検体からの透過Ｘ線を電荷に変換する
マトリックス状に配列された複数のＸ線電荷変換手段
と、これら複数のＸ線電荷変換手段に発生する電荷を各
々蓄積する電荷蓄積部と、前記電荷蓄積部にそれぞれ接
続される第１スイッチ部と、前記第１スイッチ部のもう
一端が接続される複数の読出し線と、前記複数の読出し
線の端部に接続される読出し回路と、前記第１スイッチ
部を制御する制御線と、前記制御線に接続される制御回
路部とを備え、前記複数の読出し線のうちの一部の読出
し線のみより読み出し可能に制御を行うことを特徴とす
るとするＸ線撮影装置。
【請求項３】被検体からの透過Ｘ線を電荷に変換する
マトリックス状に配列された複数のＸ線電荷変換手段
と、これら複数のＸ線電荷変換手段に発生する電荷を各
々蓄積する電荷蓄積部と、前記電荷蓄積部にそれぞれ接
続される第１スイッチ部と、前記第１スイッチ部のもう
一端が接続される読出し線と、前記読出し線の端部に接
続される読出し回路と、前記読出し線に構成される複数
の第２スイッチ部と、前記第１スイッチ部を制御する制
御線と、前記制御線に接続される制御回路部とを備え、
前記複数の第２スイッチ部のうち一部の第２スイッチ部
を開状態に制御可能とすることを特徴とするＸ線撮影装
置。
【請求項４】被検体からの透過Ｘ線を電荷に変換する
マトリックス状に配列された複数のＸ線電荷変換手段
と、これら複数のＸ線電荷変換手段に発生する電荷を各
々蓄積する電荷蓄積部と、前記電荷蓄積部にそれぞれ接
続される第１スイッチ部と、前記第１スイッチ部のもう
一端が接続される読出し線と、前記読出し線の端部に接
続される読出し回路と、前記第１スイッチ部を制御する
制御線と、前記制御線に接続される制御回路部と、前記
制御線に構成される複数の第３スイッチ部とを備え、前
記複数の第３スイッチ部のうち一部の第３スイッチ部を
開状態に制御可能とすることを特徴とするＸ線撮影装
置。
【請求項５】被検体からの透過Ｘ線を電荷に変換する
マトリックス状に配列された複数のＸ線電荷変換手段
と、これら複数のＸ線電荷変換手段に発生する電荷を各
々蓄積する電荷蓄積部と、前記電荷蓄積部にそれぞれ接
続される第１スイッチ部と、前記第１スイッチ部のもう
一端が接続される読出し線と、前記読出し線の端部に接
続される読出し回路と、前記第１スイッチ部を制御する
複数の制御線と、前記複数の制御線に接続される制御回
路部とを備え、前記複数の制御線のうち少なくとも２本
以上同時に制御可能とすることを特徴とするＸ線撮影装
置。
【請求項６】被検体からの透過Ｘ線を電荷に変換する
マトリックス状に配列された複数のＸ線電荷変換手段
と、これら複数のＸ線電荷変換手段に発生する電荷を各
々蓄積する電荷蓄積部と、前記電荷蓄積部にそれぞれ接
続される第１スイッチ部と、第１スイッチ部のもう一端
が接続される読出し線と、前記読出し線の端部に接続さ
れる読出し回路と、前記読出し線に構成される第２スイ
ッチ部と、前記第１スイッチ部と前記第２スイッチ部の
間に構成され、隣接する前記読出し線を互いに接続する
第４スイッチ部と、前記第１スイッチ部を制御する制御
線と、前記制御線に接続される制御回路部とを備えたＸ
線撮影装置。
【請求項７】Ｘ線電荷変換手段は光導電体である請求
項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５または
請求項６記載のＸ線撮影装置。
【請求項８】光導電体はPbI₂である請求項７記載のＸ
線撮影装置。
【請求項９】Ｘ線電荷変換手段は蛍光体とフォトダイ
オードにより構成される請求項１、請求項２、請求項
３、請求項４、請求項５または請求項６記載のＸ線撮影
装置。