JP2016111631A - 放射線撮像装置および放射線撮像システム - Google Patents
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Abstract
Description
図1を用いて第一の実施形態について説明する。図1は第一の実施形態における放射線撮像装置の構成を示す図である。ここで、図1には9行9列の画素が設けられている例を示すが、1000×1000画素が設けられていても良いし、5000×5000画素が設けられてもよい。
Q=Cgs×(Von−Voff)×n 式1
電荷Qを打ち消すために、駆動部52は、Vd1にVon電圧が印加されるのと同時に、Vd2にVoff2電圧を印加する。そして、Vd2にVoff2電圧を印加した際に発生する電荷をQ’とし、同時にVon電圧を印加する第二の制御線の本数をmとすると、Q’は式2で表わされる。
Q’=Cgs×(Voff−Voff2)×m 式2
そして、本実施形態では、n=m=1のため、
(Von−Voff)=(Voff−Voff2) 式3
となるように、Von、Voff、Voff2の各電圧を規定すれば良い。
第二の実施形態について図6を用いて説明する。図6は第二の実施形態に係る放射線撮像装置の動作を示す図である。なお、本実施形態の放射線撮像装置の構成は、第一の実施形態と同様である。制御部55は、検知信号線12に共通に接続された2以上の検知用スイッチ7のうち少なくとも1つの検知用スイッチ7に対してオン電圧又はオフ電圧を駆動部52に印加させる。第一の実施形態と異なる点は、この場合に、当該電圧を印加される第二のスイッチとは異なる複数の第二のスイッチ7に対して該電圧を受けるスイッチと逆極性の電圧を印加している点である。具体的には、図6のT2の期間において、駆動部52は、Vd1にVon電圧が印加されたタイミングと重複するように、Vd2及びVd3にVon電圧と逆極性のVoff2電圧を供給する。この時に好適な電圧は、式1および式2を用いて算出することができる。第二の実施形態では、Vd2とVd3の電圧を重複するタイミングで変化させるため、n=1、m=2となる。この場合に、これらの電圧の関係は式4で表される。
(Von−Voff)=2×(Voff−Voff2) 式4
以上により、放射線検知用画素のスイッチ素子への制御信号の切り替えに起因して検知信号線に発生する電位変動を抑制し得る。そして、第一の実施形態の放射線撮像装置では、放射線の照射を高い精度で読み出すことができ、より適切な線量制御および露出制御の実現に寄与し得る。
次に、第三の実施形態について図7、図8を用いて説明する。図7は第三の実施形態に係る放射線撮像装置の構成を示す図である。図8は第三の実施形態に係る検知画素の構造を示す図である。ここで、図7には9行9列の画素が設けられている例を示すが、1000×1000画素が設けられていても良いし、5000×5000画素が設けられてもよい。本実施形態と第一の実施形態との構成上の差異は、図8に示すように、検知画素2が、検知用変換素子6と第二のスイッチ素子7の組み合わせから成り、撮像用変換素子4と第一のスイッチ素子5を含まない点である。また、検知画素2は撮像用画素と信号線が共通である。この構成によると、検知用変換素子6の面積を大きく配置できるため放射線の検知感度の向上を図ることができる。さらに、検知用変換素子6は第二のスイッチ素子7を介して信号線10に接続されている。この場合において、検知画素2には撮像用変換素子4が配置されていないため欠陥画素となってしまうが、隣接する撮像画素の出力や画像データからデータを補完することで補正可能である。また、本実施形態では、ひとつの検知領域(ROI)に検知画素が複数配置されている。この場合、検知画素2は、検知領域20の中で行方向又は列方向叉は斜め方向の少なくとも規則的な配置であることが望ましい。 ここで、規則的な配置とは、連続的に配置されている場合だけでなく、検知領域20内に所定の間隔で撮像画素1と検知画素2が配置されている場合も含み得る。このため、読出部51は、検知領域20に配置された複数の検知画素から取得される信号に応じた値を加算又は平均化した値に基づいて夫々の検知領域20の放射線の入射量を算出(取得)する。当該加算又は平均化処理は、信号処理部224がAD変換器146から取得したデジタル信号を処理することにより行われ得る。また、当該当該加算又は平均化処理は、これに限られるものではなく、検知部132が、差動増幅器に入力された複数の検知画素2から取得したアナログ信号を加算叉は平均した値をAD変換器146に供給することによっても放射線の入射量を算出(取得)し得る。そして、制御部55は、駆動部52を制御することにより検知領域内の検知画素2を同時に読み出すこともできる。この場合には、上述し電位変動の影響がより大きくなり得る。そのため、各実施形態で示す動作による効果がより大きくなり得る。
次に、図9を用いて本実施形態における放射線撮像装置について説明する。本実施形態と第一の実施形態との動作上の差異は、信号線のサンプルホールド及び配線リセットを検知画素への駆動電圧がオン状態の際に行う点である。また、制御部は、検知画素へ順次Vonを印加するタイミングと、当該オンされる検知画素とは異なる検知画素がオフ電圧を印加されるタイミングが同時になるように駆動部を制御する。以下、図9を用いて詳細な動作について説明する。なお、放射線撮像装置の構成については、前述のいずれであっても適用可能である。
次に、図10を参照しながら、放射線撮像装置200を放射線検知システムに応用した例を説明する。
2 検知画素
6 検知用変換素子
7 検知用スイッチ素子
12 検知信号線
52 駆動部
55 制御部
200 放射線撮像装置
Claims (13)
- 放射線画像の取得のための複数の撮像画素と、放射線の入射を検知する検知用変換素子と前記検知用変換素子に接続される検知用スイッチ素子とを夫々が有する複数の検知画素と、を含む放射線撮像装置であって、
前記複数の検知画素のうち2以上の検知用スイッチ素子に共通に接続された信号線と、
前記信号線に共通に接続された検知用スイッチ素子を駆動する駆動部と、
前記信号線に共通に接続された2以上の検知用スイッチ素子のうち少なくとも1つの検知用スイッチ素子に対してオン又はオフ電圧を印加させた場合に、前記検知用スイッチ素子とは異なる検知用スイッチ素子に対し該電圧と逆極性の電圧を印加するように前記駆動部を制御する制御部と、
を有することを特徴とする放射線撮像装置。 - 前記制御部は、前記オン又はオフ電圧を印加するタイミングと前記逆極性の電圧を印加するタイミングが重複するように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項1に記載の放射線撮像装置。
- 前記制御部は、前記オン又はオフ電圧を印加するタイミングと前記逆極性の電圧を印加するタイミングが同時になるように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項1叉は2に記載の放射線撮像装置。
- 前記駆動部は、検知用スイッチ素子を導通状態にするオン電圧と、検知用スイッチ素子を非導通状態にする第一のオフ電圧と、前記第一のオフ電圧よりも前記オン電圧との差が大きい第二のオフ電圧を印加することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の放射線撮像装置。
- 前記駆動部と前記検知用スイッチ素子とを接続する制御線を更に有し、
前記制御線と前記信号線との間の容量に基づいて前記オフ電圧の大きさが規定されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の放射線撮像装置。 - 前記制御部は、前記逆極性の電圧を重複するタイミングで複数の検知用スイッチ素子に対して印加することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の放射線撮像装置。
- 前記検知画素に接続された信号線に現れる信号を読み出す読出部を更に有し、
前記制御部は、前記オン電圧の印加中に、前記オン電圧が印加される検知画素に接続された信号線に現れる信号を読み出させるように読出部を制御することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の放射線撮像装置。 - 前記読出部はサンプルホールド回路を有し、前記制御部からの制御に基づいてサンプルホールドを行うことを特徴とする請求項7に記載の放射線撮像装置。
- 放射線画像の取得のための複数の撮像画素と、放射線の入射を検知する検知用変換素子と前記検知用変換素子に接続される検知用スイッチ素子とを有する複数の検知画素と、を含む放射線撮像装置であって、
前記複数の検知画素のうち2以上の検知用スイッチ素子に共通に接続された信号線と、
前記信号線に共通に接続された検知用スイッチ素子を駆動する駆動部と、
検知用スイッチ素子を導通状態にするオン電圧と、検知用スイッチ素子を非導通状態にする第一のオフ電圧と、前記第一のオフ電圧よりも前記オン電圧との差が大きい第二のオフ電圧と、を印加するように駆動部を制御する制御部と、を有することを特徴とする放射線撮像装置。 - 前記検知用変換素子によって検知された放射線の量に基づいて、放射線の入射量を測定することを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の放射線撮像装置。
- 前記検知画素は、撮像用変換素子と前記撮像用変換素子に接続される撮像用スイッチ素子とを更に有することを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の放射線撮像装置。
- 放射線画像の取得のための複数の撮像画素と、放射線の入射を検知する検知用変換素子と前記検知用変換素子に接続される検知用スイッチ素子とを有する複数の検知画素と、前記複数の検知画素のうち2以上の検知用スイッチ素子に共通に接続された信号線と、前記信号線に共通に接続された検知用スイッチ素子を制御する電圧を印加する駆動部と、を含む放射線撮像装置の制御方法であって、
前記信号線に共通に接続された2以上の検知用スイッチ素子のうち少なくとも1つの検知用スイッチ素子に対してオン又はオフ電圧を印加するように駆動部を制御する工程と、
前記オン又はオフ電圧を印加された検知用スイッチ素子とは異なる検知用スイッチ素子に対し逆極性の電圧を印加するように駆動部を制御する工程と、
を有する放射線撮像装置の制御方法。 - 放射線を発生する放射線源と、
請求項1から11のいずれか1項に記載の放射線撮像装置と、
を有する放射線撮像システム。
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