JP2021179395A - Radiation detector - Google Patents

Abstract

To provide a radiation detector that can reduce the power consumption in detecting incidence of radiation rays.SOLUTION: The radiation detector according to an embodiment comprises: a plurality of detection units that have control lines, data lines, and thin-film transistors, and detect radiation rays directly or in cooperation with a scintillator; a gate driving circuit that switches between an on state and an off state of the thin-film transistors; a signal detection circuit that reads out image data from the detection units when the thin-film transistors are in the on state; a radiation incidence determination circuit that determines the start of incidence of radiation rays based on the value of the read-out image data; and a controller that controls the gate driving circuit and the signal detection circuit. The controller divides the plurality of control lines into a first group and a second group to perform control. The radiation incidence determination circuit determines the start of incidence of radiation rays based on the value of the image data read out from the detection units electrically connected with the control lines included in the first group.SELECTED DRAWING: Figure 10

Description

本発明の実施形態は、放射線検出器に関する。 Embodiments of the present invention relate to a radiation detector.

放射線検出器の一例にＸ線検出器がある。Ｘ線検出器には、例えば、複数の光電変換部を有するアレイ基板と、複数の光電変換部の上に設けられＸ線を蛍光に変換するシンチレータとが設けられている。また、光電変換部には、シンチレータからの蛍光を電荷に変換する光電変換素子、電荷の蓄積および放出のスイッチングを行う薄膜トランジスタ、電荷を蓄積する蓄積キャパシタなどが設けられている。 An example of a radiation detector is an X-ray detector. The X-ray detector is provided with, for example, an array substrate having a plurality of photoelectric conversion units and a scintillator provided on the plurality of photoelectric conversion units to convert X-rays into fluorescence. Further, the photoelectric conversion unit is provided with a photoelectric conversion element that converts fluorescence from a scintillator into electric charges, a thin film transistor that switches between charge accumulation and emission, a storage capacitor that stores electric charges, and the like.

一般的には、Ｘ線検出器は、以下のようにして画像データを読み出す。まず、外部から入力された信号によりＸ線の入射を認識する。次に、予め定められた時間の経過後に、読み出しを行う光電変換部の薄膜トランジスタをオン状態にして、蓄積された電荷を画像データとして読み出す。しかしながら、この様にすると、Ｘ線源などの外部機器とＸ線検出器との同期をとるための同期インターフェースが必要になる。 Generally, the X-ray detector reads out image data as follows. First, the incident of X-rays is recognized by the signal input from the outside. Next, after the lapse of a predetermined time, the thin film transistor of the photoelectric conversion unit to be read is turned on, and the accumulated charge is read out as image data. However, in this way, a synchronization interface for synchronizing the X-ray detector with an external device such as an X-ray source is required.

ここで、シンチレータと光電変換素子とによって得られた画像データの値は、Ｘ線が入射した時と、Ｘ線が入射していない時とで変化する。そのため、Ｘ線が入射していない時の画像データの値と、Ｘ線が入射した時の画像データの値との差を検出して、Ｘ線の入射開始を検出する技術が提案されている。しかしながら、この様にすると、比較のベースとなるＸ線が入射していない時の画像データを撮影準備段階で予め取得、保存しておき、常に画像データを取り込んで比較演算を行う必要がある。 Here, the value of the image data obtained by the scintillator and the photoelectric conversion element changes between when X-rays are incident and when X-rays are not incident. Therefore, a technique has been proposed in which the difference between the value of the image data when the X-ray is not incident and the value of the image data when the X-ray is incident is detected to detect the start of the X-ray incident. .. However, in this way, it is necessary to acquire and save the image data when the X-ray, which is the base of the comparison, is not incident in advance at the shooting preparation stage, and always capture the image data to perform the comparison calculation.

そのため、Ｘ線が入射していない待機時においても常に電力を消費しており、消費電力が大きくなるという問題がある。この場合、電池を電源とする携帯型のＸ線検出器の場合には、電池の消耗が大きくなるので、長時間の使用が困難となる。また、電力消費が大きいため回路の温度が上昇しやすくなり、高温環境でのＸ線検出器の使用に制限が生じる場合がある。さらに、比較画像の保存が必要となるので、大容量の画像メモリが必要となる。
そこで、放射線の入射を検出する際の消費電力を抑制することができる放射線検出器の開発が望まれていた。 Therefore, there is a problem that the power consumption is always large even in the standby time when the X-ray is not incident. In this case, in the case of a portable X-ray detector using a battery as a power source, the battery is consumed more and it becomes difficult to use it for a long time. Further, since the power consumption is large, the temperature of the circuit tends to rise, which may limit the use of the X-ray detector in a high temperature environment. Further, since it is necessary to save the comparison image, a large capacity image memory is required.
Therefore, it has been desired to develop a radiation detector capable of suppressing power consumption when detecting the incident of radiation.

特開２０１９−０２０１４１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-020141

本発明が解決しようとする課題は、放射線の入射を検出する際の消費電力を抑制することができる放射線検出器を提供することである。 An object to be solved by the present invention is to provide a radiation detector capable of suppressing power consumption when detecting an incidental radiation.

実施形態に係る放射線検出器は、第１の方向に延び、前記第１の方向に交差する第２の方向に並べられた複数の制御ラインと、前記第２の方向に延び、前記第１の方向に並べられた複数のデータラインと、対応する前記制御ラインと対応する前記データラインとに電気的に接続された薄膜トランジスタを有し、放射線を直接的またはシンチレータと協働して検出する複数の検出部と、前記薄膜トランジスタのオン状態とオフ状態を切り替えるゲート駆動回路と、前記薄膜トランジスタがオン状態の時に、前記検出部から画像データを読み出す信号検出回路と、前記読み出された画像データの値に基づいて前記放射線の入射開始を判定する放射線入射判定回路と、前記ゲート駆動回路、および前記信号検出回路を制御するコントローラと、を備えている。前記コントローラは、前記複数の制御ラインを、第１の群と、前記第２の方向において前記第１の群に隣接する第２の群とに分けて前記制御を行う。前記放射線入射判定回路は、前記第１の群に含まれている前記制御ラインに電気的に接続された前記検出部から読み出された前記画像データの値に基づいて前記放射線の入射開始を判定する。 The radiation detector according to the embodiment extends in the first direction and extends in the second direction with a plurality of control lines arranged in the second direction intersecting the first direction. A plurality of directionally aligned data lines and a plurality of thin films electrically connected to the corresponding control line and the corresponding data line to detect radiation either directly or in collaboration with a scintillator. The detection unit, the gate drive circuit that switches between the on state and the off state of the thin film, the signal detection circuit that reads image data from the detection unit when the thin film is on, and the value of the read image data. A radiation incident determination circuit for determining the start of radiation incident based on the radiation incident determination circuit, a gate drive circuit, and a controller for controlling the signal detection circuit are provided. The controller divides the plurality of control lines into a first group and a second group adjacent to the first group in the second direction to perform the control. The radiation incident determination circuit determines the start of radiation incident based on the value of the image data read from the detection unit electrically connected to the control line included in the first group. do.

本実施の形態に係るＸ線検出器を例示するための模式斜視図である。It is a schematic perspective view for exemplifying the X-ray detector which concerns on this embodiment. アレイ基板の回路図である。It is a circuit diagram of an array board. Ｘ線検出器のブロック図である。It is a block diagram of an X-ray detector. 画像データの読み出しを例示するためのシーケンス図である。It is a sequence diagram for exemplifying reading of image data. 画像データの読み出しを例示するためのタイミングチャートである。It is a timing chart for exemplifying reading of image data. Ｘ線画像の取得動作の内部等価回路である。It is an internal equivalent circuit of the acquisition operation of the X-ray image. Ｘ線入射判定回路を例示するためのブロック図である。It is a block diagram for exemplifying an X-ray incident determination circuit. 「入射検出領域」を例示するための模式図である。It is a schematic diagram for exemplifying the "incident detection region". 読み出しの切り替えを考慮した場合の等価回路である。This is an equivalent circuit when reading switching is taken into consideration. 画像データの読み出しの切り替えを例示するためのシーケンス図である。It is a sequence diagram for exemplifying switching of reading of image data. 「入射検出領域」からの画像データの読み出しを例示するためのタイミングチャートである。It is a timing chart for exemplifying reading of image data from "incident detection area". 画像データの値の変化のパターンを例示するための模式図である。It is a schematic diagram for exemplifying the pattern of change of the value of image data. 「Ｘ線画像を取得する領域」からの画像データの読み出しを例示するためのタイミングチャートである。It is a timing chart for exemplifying reading of image data from "the area for acquiring an X-ray image".

以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
本実施の形態に係る放射線検出器は、Ｘ線のほかにもγ線などの各種放射線に適用させることができる。ここでは、一例として、放射線の中の代表的なものとしてＸ線に係る場合を例にとり説明をする。したがって、以下の実施形態の「Ｘ線」を「他の放射線」に置き換えることにより、他の放射線にも適用させることができる。 Hereinafter, embodiments will be illustrated with reference to the drawings. In each drawing, similar components are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted as appropriate.
The radiation detector according to the present embodiment can be applied to various types of radiation such as γ-rays in addition to X-rays. Here, as an example, the case of X-rays as a typical example of radiation will be described. Therefore, by replacing "X-ray" in the following embodiment with "other radiation", it can be applied to other radiation.

また、以下に例示をするＸ線検出器１は、放射線画像であるＸ線画像を検出するＸ線平面センサである。Ｘ線平面センサには、大きく分けて直接変換方式と間接変換方式がある。
直接変換方式は、入射Ｘ線により光導電膜内部に発生した光導電電荷（電荷）を高電界により電荷蓄積用の蓄積キャパシタに直接導く方式である。なお、直接変換方式のＸ線検出器の検出部には既知の技術を適用することができるので、詳細な説明は省略する。
間接変換方式は、Ｘ線をシンチレータにより蛍光（可視光）に変換し、蛍光をフォトダイオードなどの光電変換素子により電荷に変換し、電荷を蓄積キャパシタに導く方式である。 Further, the X-ray detector 1 illustrated below is an X-ray plane sensor that detects an X-ray image which is a radiation image. The X-ray plane sensor is roughly divided into a direct conversion method and an indirect conversion method.
The direct conversion method is a method in which the photoconductive charge (charge) generated inside the photoconductive film by the incident X-ray is directly guided to the storage capacitor for charge storage by a high electric field. Since a known technique can be applied to the detection unit of the direct conversion type X-ray detector, detailed description thereof will be omitted.
The indirect conversion method is a method in which X-rays are converted into fluorescence (visible light) by a scintillator, the fluorescence is converted into electric charges by a photoelectric conversion element such as a photodiode, and the electric charges are guided to a storage capacitor.

以下においては、一例として、間接変換方式のＸ線検出器１を例示するが、本発明は直接変換方式のＸ線検出器にも適用することができる。
すなわち、Ｘ線検出器は、Ｘ線を電気的な情報に変換する検出部を有するものであれば良い。検出部は、例えば、Ｘ線を直接的またはシンチレータと協働して検出するものとすることができる。
また、Ｘ線検出器１は、例えば、一般医療などに用いることができる。ただし、Ｘ線検出器１の用途は一般医療などに限定されるわけではない。 In the following, the indirect conversion type X-ray detector 1 will be illustrated as an example, but the present invention can also be applied to the direct conversion type X-ray detector.
That is, the X-ray detector may have a detector that converts X-rays into electrical information. The detector may, for example, detect X-rays directly or in collaboration with a scintillator.
Further, the X-ray detector 1 can be used for general medical treatment, for example. However, the use of the X-ray detector 1 is not limited to general medical treatment and the like.

図１は、本実施の形態に係るＸ線検出器１を例示するための模式斜視図である。
図２は、アレイ基板２の回路図である。
図３は、Ｘ線検出器１のブロック図である。
図４は、画像データ１００の読み出しを例示するためのシーケンス図である。
図５は、画像データ１００の読み出しを例示するためのタイミングチャートである。
図６は、Ｘ線画像の取得動作の内部等価回路である。
図１〜図３に示すように、Ｘ線検出器１には、Ｘ線検出モジュール１０、および回路基板２０を設けることができる。また、Ｘ線検出器１には、図示しない筐体を設けることができる。筐体の内部には、Ｘ線検出モジュール１０、および回路基板２０を設けることができる。例えば、筐体の内部に板状の支持板を設け、支持板のＸ線の入射側の面にはＸ線検出モジュール１０を設け、支持板のＸ線の入射側とは反対側の面には回路基板２０を設けることができる。 FIG. 1 is a schematic perspective view for exemplifying the X-ray detector 1 according to the present embodiment.
FIG. 2 is a circuit diagram of the array board 2.
FIG. 3 is a block diagram of the X-ray detector 1.
FIG. 4 is a sequence diagram for exemplifying the reading of the image data 100.
FIG. 5 is a timing chart for exemplifying the reading of the image data 100.
FIG. 6 is an internal equivalent circuit of an X-ray image acquisition operation.
As shown in FIGS. 1 to 3, the X-ray detector 1 can be provided with an X-ray detection module 10 and a circuit board 20. Further, the X-ray detector 1 may be provided with a housing (not shown). An X-ray detection module 10 and a circuit board 20 can be provided inside the housing. For example, a plate-shaped support plate is provided inside the housing, an X-ray detection module 10 is provided on the surface of the support plate on the X-ray incident side, and the support plate is provided on the surface opposite to the X-ray incident side. Can be provided with a circuit board 20.

Ｘ線検出モジュール１０には、アレイ基板２、およびシンチレータ３を設けることができる。
アレイ基板２には、基板２ａ、光電変換部２ｂ、制御ライン（又はゲートライン）Ｇ、データライン（又はシグナルライン）Ｓ、配線パッド２ｄ１、配線パッド２ｄ２および保護層２ｆを設けることができる。なお、光電変換部２ｂ、制御ラインＧ、およびデータラインＳの数などは例示をしたものに限定されるわけではない。
また、本実施の形態に係るＸ線検出器１の場合には、光電変換部２ｂがＸ線をシンチレータ３と協働して検出する検出部となる。 The X-ray detection module 10 can be provided with an array board 2 and a scintillator 3.
The array substrate 2 may be provided with a substrate 2a, a photoelectric conversion unit 2b, a control line (or gate line) G, a data line (or signal line) S, a wiring pad 2d1, a wiring pad 2d2, and a protective layer 2f. The number of the photoelectric conversion unit 2b, the control line G, the data line S, and the like are not limited to those illustrated.
Further, in the case of the X-ray detector 1 according to the present embodiment, the photoelectric conversion unit 2b is a detection unit that detects X-rays in cooperation with the scintillator 3.

基板２ａは、板状を呈し、無アルカリガラスなどのガラスから形成することができる。基板２ａの平面形状は、四角形とすることができる。
光電変換部２ｂは、基板２ａの一方の面側に複数設けることができる。光電変換部２ｂは、矩形状を呈し、制御ラインＧとデータラインＳとにより画された領域に設けることができる。複数の光電変換部２ｂは、マトリクス状に並べることができる。なお、１つの光電変換部２ｂは、例えば、Ｘ線画像の１つの画素（pixel）に対応する。 The substrate 2a has a plate shape and can be formed of glass such as non-alkali glass. The planar shape of the substrate 2a can be a quadrangle.
A plurality of photoelectric conversion units 2b can be provided on one surface side of the substrate 2a. The photoelectric conversion unit 2b has a rectangular shape and can be provided in a region defined by the control line G and the data line S. The plurality of photoelectric conversion units 2b can be arranged in a matrix. One photoelectric conversion unit 2b corresponds to, for example, one pixel of an X-ray image.

複数の光電変換部２ｂのそれぞれには、光電変換素子２ｂ１と、スイッチング素子である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin Film Transistor）２ｂ２を設けることができる。また、光電変換素子２ｂ１において変換した信号電荷を蓄積する蓄積キャパシタ２ｂ３を設けることができる。蓄積キャパシタ２ｂ３は、例えば、平板状を呈し、各薄膜トランジスタ２ｂ２の下に設けることができる。ただし、光電変換素子２ｂ１の容量によっては、光電変換素子２ｂ１が蓄積キャパシタ２ｂ３を兼ねることができる。 Each of the plurality of photoelectric conversion units 2b may be provided with a photoelectric conversion element 2b1 and a thin film transistor (TFT) 2b2 which is a switching element. Further, a storage capacitor 2b3 for accumulating the signal charge converted by the photoelectric conversion element 2b1 can be provided. The storage capacitor 2b3 has, for example, a flat plate shape and can be provided under each thin film transistor 2b2. However, depending on the capacity of the photoelectric conversion element 2b1, the photoelectric conversion element 2b1 can also serve as the storage capacitor 2b3.

光電変換素子２ｂ１は、例えば、フォトダイオードなどとすることができる。
薄膜トランジスタ２ｂ２は、蓄積キャパシタ２ｂ３への電荷の蓄積および放出のスイッチングを行うことができる。薄膜トランジスタ２ｂ２は、ゲート電極２ｂ２ａ、ドレイン電極２ｂ２ｂ及びソース電極２ｂ２ｃを有することができる。薄膜トランジスタ２ｂ２のゲート電極２ｂ２ａは、対応する制御ラインＧと電気的に接続することができる。薄膜トランジスタ２ｂ２のドレイン電極２ｂ２ｂは、対応するデータラインＳと電気的に接続することができる。薄膜トランジスタ２ｂ２のソース電極２ｂ２ｃは、対応する光電変換素子２ｂ１と蓄積キャパシタ２ｂ３とに電気的に接続することができる。また、光電変換素子２ｂ１のアノード側と蓄積キャパシタ２ｂ３は、グランドに電気的に接続することができる。なお、光電変換素子２ｂ１のアノード側と蓄積キャパシタ２ｂ３は、図示しないバイアスラインに電気的に接続することもできる。 The photoelectric conversion element 2b1 can be, for example, a photodiode or the like.
The thin film transistor 2b2 can switch between the accumulation and emission of electric charges in the storage capacitor 2b3. The thin film transistor 2b2 can have a gate electrode 2b2a, a drain electrode 2b2b, and a source electrode 2b2c. The gate electrode 2b2a of the thin film transistor 2b2 can be electrically connected to the corresponding control line G. The drain electrode 2b2b of the thin film transistor 2b2 can be electrically connected to the corresponding data line S. The source electrode 2b2c of the thin film transistor 2b2 can be electrically connected to the corresponding photoelectric conversion element 2b1 and the storage capacitor 2b3. Further, the anode side of the photoelectric conversion element 2b1 and the storage capacitor 2b3 can be electrically connected to the ground. The anode side of the photoelectric conversion element 2b1 and the storage capacitor 2b3 can also be electrically connected to a bias line (not shown).

制御ラインＧは、所定の間隔をあけて互いに平行に複数設けることができる。複数の制御ラインＧは、例えば、行方向（第１の方向の一例に相当する）に延び、行方向に交差する列方向（第２の方向の一例に相当する）に並べられている。１つの制御ラインＧは、基板２ａの周縁近傍に設けられた複数の配線パッド２ｄ１のうちの１つと電気的に接続することができる。１つの配線パッド２ｄ１には、フレキシブルプリント基板２ｅ１に設けられた複数の配線のうちの１つを電気的に接続することができる。フレキシブルプリント基板２ｅ１に設けられた複数の配線の他端は、回路基板２０に設けられたゲート駆動回路２０ａとそれぞれ電気的に接続することができる。 A plurality of control lines G may be provided in parallel with each other at predetermined intervals. The plurality of control lines G extend in the row direction (corresponding to an example of the first direction) and are arranged in a column direction (corresponding to an example of the second direction) intersecting the row directions, for example. One control line G can be electrically connected to one of a plurality of wiring pads 2d1 provided in the vicinity of the peripheral edge of the substrate 2a. One of a plurality of wirings provided on the flexible printed circuit board 2e1 can be electrically connected to one wiring pad 2d1. The other ends of the plurality of wirings provided on the flexible printed circuit board 2e1 can be electrically connected to the gate drive circuit 20a provided on the circuit board 20, respectively.

データラインＳは、所定の間隔をあけて互いに平行に複数設けることができる。データラインＳは、例えば、列方向に延び、行方向に並べられている。１つのデータラインＳは、基板２ａの周縁近傍に設けられた複数の配線パッド２ｄ２のうちの１つと電気的に接続することができる。１つの配線パッド２ｄ２には、フレキシブルプリント基板２ｅ２に設けられた複数の配線のうちの１つを電気的に接続することができる。フレキシブルプリント基板２ｅ２に設けられた複数の配線の他端は、回路基板２０に設けられた信号検出回路２０ｂとそれぞれ電気的に接続することができる。
制御ラインＧ、およびデータラインＳは、例えば、アルミニウムやクロムなどの低抵抗金属を用いて形成することができる。 A plurality of data lines S may be provided in parallel with each other at predetermined intervals. The data lines S extend in the column direction and are arranged in the row direction, for example. One data line S can be electrically connected to one of a plurality of wiring pads 2d2 provided near the peripheral edge of the substrate 2a. One of a plurality of wirings provided on the flexible printed circuit board 2e2 can be electrically connected to one wiring pad 2d2. The other ends of the plurality of wirings provided on the flexible printed circuit board 2e2 can be electrically connected to the signal detection circuit 20b provided on the circuit board 20, respectively.
The control line G and the data line S can be formed by using a low resistance metal such as aluminum or chromium.

保護層２ｆは、光電変換部２ｂ、制御ラインＧ、およびデータラインＳを覆うことができる。保護層２ｆは、絶縁性材料から形成することができる。 The protective layer 2f can cover the photoelectric conversion unit 2b, the control line G, and the data line S. The protective layer 2f can be formed from an insulating material.

シンチレータ３は、複数の光電変換部２ｂの上に設けることができる。シンチレータ３は、入射したＸ線を蛍光に変換することができる。シンチレータ３は、複数の光電変換部２ｂが設けられた領域（有効画素領域）を覆うように設けることができる。シンチレータ３は、例えば、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）：タリウム（Ｔｌ）、ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）：タリウム（Ｔｌ）、あるいは臭化セシウム（ＣｓＢｒ）：ユーロピウム（Ｅｕ）などを用いて形成することができる。シンチレータ３は、真空蒸着法を用いて形成することができる。真空蒸着法を用いてシンチレータ３を形成すれば、複数の柱状結晶の集合体からなるシンチレータ３が形成される。 The scintillator 3 can be provided on a plurality of photoelectric conversion units 2b. The scintillator 3 can convert the incident X-rays into fluorescence. The scintillator 3 can be provided so as to cover a region (effective pixel region) in which a plurality of photoelectric conversion units 2b are provided. The scintillator 3 can be formed using, for example, cesium iodide (CsI): thallium (Tl), sodium iodide (NaI): thallium (Tl), cesium bromide (CsBr): europium (Eu), or the like. can. The scintillator 3 can be formed by using a vacuum vapor deposition method. When the scintillator 3 is formed by using the vacuum vapor deposition method, the scintillator 3 composed of an aggregate of a plurality of columnar crystals is formed.

また、シンチレータ３は、例えば、テルビウム賦活硫酸化ガドリニウム（Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ／Ｔｂ、又はＧＯＳ）などを用いて形成することもできる。この場合、複数の光電変換部２ｂごとに四角柱状のシンチレータ３が設けられるように、マトリクス状の溝部を設けることができる。 Further, the scintillator 3 can also be formed by using, for example, terbium-activated sulfated gadolinium (Gd ₂ O ₂ S / Tb, or GOS). In this case, a matrix-shaped groove portion can be provided so that the square columnar scintillator 3 is provided for each of the plurality of photoelectric conversion units 2b.

その他、シンチレータ３のＸ線の入射側に、反射層を設けることができる。反射層は、シンチレータ３において生じた蛍光のうち、光電変換部２ｂが設けられた側とは反対側に向かう光を反射させて、光電変換部２ｂに向かうようにする。
また、シンチレータ３および反射層を覆う防湿部を設けることができる。 In addition, a reflective layer can be provided on the incident side of the X-ray of the scintillator 3. The reflective layer reflects light that is directed to the side opposite to the side where the photoelectric conversion unit 2b is provided among the fluorescence generated in the scintillator 3 so that the light is directed to the photoelectric conversion unit 2b.
In addition, a moisture-proof portion that covers the scintillator 3 and the reflective layer can be provided.

回路基板２０は、アレイ基板２の、シンチレータ３が設けられる側とは反対側に設けることができる。回路基板２０は、Ｘ線検出モジュール１０（アレイ基板２）と電気的に接続することができる。 The circuit board 20 can be provided on the side of the array board 2 opposite to the side on which the scintillator 3 is provided. The circuit board 20 can be electrically connected to the X-ray detection module 10 (array board 2).

図３に示すように、回路基板２０には、ゲート駆動回路２０ａ、信号検出回路２０ｂ、メモリ２０ｃ、Ｘ線入射判定回路２０ｄ、コントローラ２０ｅ、および画像構成回路２０ｆを設けることができる。なお、これらを１つの基板に設けることもできるし、これらを複数の基板に分けて設けることもできる。 As shown in FIG. 3, the circuit board 20 may be provided with a gate drive circuit 20a, a signal detection circuit 20b, a memory 20c, an X-ray incident determination circuit 20d, a controller 20e, and an image configuration circuit 20f. It should be noted that these can be provided on one substrate, or these can be provided separately on a plurality of substrates.

ゲート駆動回路２０ａは、薄膜トランジスタ２ｂ２のオン状態とオフ状態を切り替えることができる。ゲート駆動回路２０ａは、複数のゲートドライバ２０ａａと行選択回路２０ａｂとを有することができる。 The gate drive circuit 20a can switch between an on state and an off state of the thin film transistor 2b2. The gate drive circuit 20a can have a plurality of gate drivers 20aa and a row selection circuit 20ab.

行選択回路２０ａｂには、コントローラ２０ｅから制御信号１０１を入力することができる。行選択回路２０ａｂは、Ｘ線画像のスキャン方向に従って、対応するゲートドライバ２０ａａに制御信号１０１を入力することができる。
ゲートドライバ２０ａａは、対応する制御ラインＧに制御信号１０１を入力することができる。 A control signal 101 can be input to the row selection circuit 20ab from the controller 20e. The row selection circuit 20ab can input the control signal 101 to the corresponding gate driver 20aa according to the scanning direction of the X-ray image.
The gate driver 20aa can input the control signal 101 to the corresponding control line G.

例えば、図４および図５に示すように、ゲート駆動回路２０ａは、フレキシブルプリント基板２ｅ１を介して、制御信号１０１を制御ラインＧ１〜Ｇｍ毎に順次入力することができる。制御ラインＧに入力された制御信号１０１により薄膜トランジスタ２ｂ２がオン状態となり、蓄積キャパシタ２ｂ３から電荷（画像データ１００）を読み出すことができるようになる。 For example, as shown in FIGS. 4 and 5, the gate drive circuit 20a can sequentially input the control signal 101 for each control line G1 to Gm via the flexible printed circuit board 2e1. The thin film transistor 2b2 is turned on by the control signal 101 input to the control line G, and the electric charge (image data 100) can be read out from the storage capacitor 2b3.

信号検出回路２０ｂは、薄膜トランジスタ２ｂ２がオン状態の時に、光電変換部２ｂから画像データ１００を読み出すことができる。信号検出回路２０ｂは、複数の積分アンプ２０ｂａ、複数の選択回路２０ｂｂ、および複数のＡＤコンバータ２０ｂｃを有することができる。
１つの積分アンプ２０ｂａは、１つのデータラインＳと電気的に接続することができる。積分アンプ２０ｂａは、光電変換部２ｂからの画像データ１００を順次受信することができる。そして、積分アンプ２０ｂａは、一定時間内に流れる電流を積分し、その積分値に対応した電圧を選択回路２０ｂｂへ出力することができる。この様にすれば、所定の時間内にデータラインＳを流れる電流の値（電荷量）を電圧値に変換することができる。すなわち、積分アンプ２０ｂａは、シンチレータ３において発生した蛍光の強弱分布に対応した画像データ情報を、電位情報へと変換することができる。 The signal detection circuit 20b can read the image data 100 from the photoelectric conversion unit 2b when the thin film transistor 2b2 is in the ON state. The signal detection circuit 20b can have a plurality of integrating amplifiers 20ba, a plurality of selection circuits 20bb, and a plurality of AD converters 20bc.
One integrator 20ba can be electrically connected to one data line S. The integrating amplifier 20ba can sequentially receive the image data 100 from the photoelectric conversion unit 2b. Then, the integration amplifier 20ba can integrate the current flowing within a fixed time and output the voltage corresponding to the integrated value to the selection circuit 20bb. By doing so, the value (charge amount) of the current flowing through the data line S can be converted into a voltage value within a predetermined time. That is, the integrating amplifier 20ba can convert the image data information corresponding to the intensity distribution of the fluorescence generated in the scintillator 3 into the potential information.

選択回路２０ｂｂは、読み出しを行う積分アンプ２０ｂａを選択し、電位情報へと変換された画像データ１００を順次読み出すことができる。
ＡＤコンバータ２０ｂｃは、読み出された画像データ１００をデジタル信号に順次変換することができる。デジタル信号に変換された画像データ１００は、メモリ２０ｃに格納することができる。 The selection circuit 20bb can select the integration amplifier 20ba to be read out and sequentially read out the image data 100 converted into the potential information.
The AD converter 20bc can sequentially convert the read image data 100 into a digital signal. The image data 100 converted into a digital signal can be stored in the memory 20c.

例えば、信号検出回路２０ｂは、フレキシブルプリント基板２ｅ２を介して、画像データ１００をデータラインＳ１〜Ｓｎ毎に順次読み出すことができる。
この様なＸ線画像の取得動作を内部等価回路で表すと、図６のようになる。なお、図４および図６は、単に、画像データ１００を読み出す場合であり、後述する「入射検出領域」からの画像データ１００の読み出しと、「Ｘ線画像を取得する領域」からの画像データ１００の読み出しとの切り替えは考慮していない。 For example, the signal detection circuit 20b can sequentially read out the image data 100 for each data line S1 to Sn via the flexible printed circuit board 2e2.
FIG. 6 shows the operation of acquiring such an X-ray image by an internal equivalent circuit. Note that FIGS. 4 and 6 are merely cases where the image data 100 is read out, and the image data 100 is read out from the “incident detection region” described later and the image data 100 from the “region for acquiring an X-ray image”. Switching to reading is not considered.

メモリ２０ｃは、例えば、回路基板２０に設けられた各回路を制御する制御プログラムを格納することができる。また、メモリ２０ｃは、例えば、制御プログラムを実行する際に必要となる閾値などのデータを格納することができる。また、メモリ２０ｃは、デジタル信号に変換された画像データ１００を一時的に格納することもできる。 The memory 20c can store, for example, a control program for controlling each circuit provided on the circuit board 20. Further, the memory 20c can store data such as a threshold value required when executing a control program, for example. Further, the memory 20c can also temporarily store the image data 100 converted into a digital signal.

また、メモリ２０ｃは、Ｘ線入射判定回路２０ｄによりＸ線の入射開始を判定する際に用いられる「比較データ」を格納する比較データ用メモリ２０ｃ１を有することができる（図７を参照）。「比較データ」は、例えば、判定の対象となる画像データ１００の直前に読み出された画像データ１００とすることができる。 Further, the memory 20c can have a comparison data memory 20c1 for storing "comparison data" used when determining the start of X-ray incident by the X-ray incident determination circuit 20d (see FIG. 7). The "comparison data" can be, for example, the image data 100 read immediately before the image data 100 to be determined.

Ｘ線入射判定回路２０ｄは、薄膜トランジスタ２ｂ２がオン状態の時に読み出された画像データ１００の値に基づいてＸ線の入射開始を判定することができる。
図７は、Ｘ線入射判定回路２０ｄを例示するためのブロック図である。
図７に示すように、Ｘ線入射判定回路２０ｄには、セレクタ２０ｄ１、セレクタ２０ｄ２、減算回路２０ｄ３、比較回路２０ｄ４、および判定回路２０ｄ５を設けることができる。 The X-ray incident determination circuit 20d can determine the start of X-ray incident based on the value of the image data 100 read out when the thin film transistor 2b2 is in the ON state.
FIG. 7 is a block diagram for exemplifying the X-ray incident determination circuit 20d.
As shown in FIG. 7, the X-ray incident determination circuit 20d may be provided with a selector 20d1, a selector 20d2, a subtraction circuit 20d3, a comparison circuit 20d4, and a determination circuit 20d5.

セレクタ２０ｄ１は、メモリ２０ｃに格納されている、判定の対象となる画像データ１００を抽出することができる。
セレクタ２０ｄ２は、比較データ用メモリ２０ｃ１に格納されている、「比較データ」を抽出することができる。
減算回路２０ｄ３は、判定の対象となる画像データ１００と、「比較データ」との差を求めることができる。
比較回路２０ｄ４は、減算回路２０ｄ３により求められた差分の値と、メモリ２０ｃに格納されている閾値と、を比較することができる。例えば、Ｘ線が入射すると、読み出された画像データ１００の値が変化するので差分の値が大きくなる。そのため、判定回路２０ｄ５は、差分の値が閾値よりも小さければＸ線の入射が開始されていないと判定し、差分の値が閾値を超えた場合にはＸ線の入射が開始されたと判定することができる。
Ｘ線入射判定回路２０ｄは、Ｘ線の入射が開始されたと判定した場合には、Ｘ線の入射が開始された旨の信号をコントローラ２０ｅに送信することができる。 The selector 20d1 can extract the image data 100 to be determined, which is stored in the memory 20c.
The selector 20d2 can extract "comparison data" stored in the comparison data memory 20c1.
The subtraction circuit 20d3 can obtain the difference between the image data 100 to be determined and the "comparison data".
The comparison circuit 20d4 can compare the difference value obtained by the subtraction circuit 20d3 with the threshold value stored in the memory 20c. For example, when X-rays are incident, the value of the read image data 100 changes, so that the difference value becomes large. Therefore, the determination circuit 20d5 determines that the X-ray incident has not started if the difference value is smaller than the threshold value, and determines that the X-ray incident has started if the difference value exceeds the threshold value. be able to.
When the X-ray incident determination circuit 20d determines that the X-ray incident has started, the X-ray incident determination circuit 20d can transmit a signal to the effect that the X-ray incident has started to the controller 20e.

コントローラ２０ｅは、メモリ２０ｃに格納されている制御プログラムに基づいて、回路基板２０に設けられた各回路を制御することができる。例えば、コントローラ２０ｅは、制御プログラムに基づいて、ゲート駆動回路２０ａ、および信号検出回路２０ｂを制御することができる。 The controller 20e can control each circuit provided on the circuit board 20 based on the control program stored in the memory 20c. For example, the controller 20e can control the gate drive circuit 20a and the signal detection circuit 20b based on the control program.

画像構成回路２０ｆは、メモリ２０ｃに格納されている画像データ１００に基づいて、Ｘ線画像を構成することができる。なお、画像構成回路２０ｆは、Ｘ線検出器１の外部に設けることもできる。画像構成回路２０ｆがＸ線検出器１の外部に設けられる場合には、回路基板２０と画像構成回路２０ｆとの間のデータ通信を無線により行うこともできるし、配線などを介して行うこともできる。画像構成回路２０ｆは、構成されたＸ線画像のデータを、Ｘ線検出器１の外部に設けられた表示装置やその他の機器に送信することができる。 The image configuration circuit 20f can configure an X-ray image based on the image data 100 stored in the memory 20c. The image configuration circuit 20f can also be provided outside the X-ray detector 1. When the image constituent circuit 20f is provided outside the X-ray detector 1, data communication between the circuit board 20 and the image constituent circuit 20f can be performed wirelessly or via wiring or the like. can. The image configuration circuit 20f can transmit the configured X-ray image data to a display device or other device provided outside the X-ray detector 1.

次に、Ｘ線の入射開始の判定についてさらに説明する。
前述したように、判定の対象となる画像データ１００と、「比較データ」との差を求めれば、Ｘ線の入射開始を知ることができる。Ｘ線の入射時期を予想することは困難であるため、判定の対象となる画像データ１００と、「比較データ」とを継続的に取得および比較する必要がある。そのため、図７に例示をしたＸ線入射判定回路２０ｄを常に動かしておく必要がある。この場合、１枚分のＸ線画像のデータを用いて、Ｘ線の入射開始の判定を行うと、Ｘ線入射判定回路２０ｄのほぼすべてが常時動作することになり、Ｘ線が入射していない待機時においても消費電力が大きくなる。また、発熱による温度上昇が生じるので、高温環境でのＸ線検出器１の使用に制限が生じる場合がある。さらに、１枚分のＸ線画像の「比較データ」の保存が必要となるので、大容量の比較データ用メモリ２０ｃ１が必要となる。 Next, the determination of the start of X-ray incident will be further described.
As described above, the start of X-ray incident can be known by obtaining the difference between the image data 100 to be determined and the "comparison data". Since it is difficult to predict the incident time of X-rays, it is necessary to continuously acquire and compare the image data 100 to be determined and the "comparison data". Therefore, it is necessary to keep the X-ray incident determination circuit 20d illustrated in FIG. 7 in operation at all times. In this case, when the determination of the start of X-ray incident is performed using the data of one X-ray image, almost all of the X-ray incident determination circuit 20d is always in operation, and X-rays are incident. Power consumption increases even when there is no standby mode. Further, since the temperature rises due to heat generation, the use of the X-ray detector 1 in a high temperature environment may be restricted. Further, since it is necessary to save the "comparison data" of one X-ray image, a large capacity memory for comparison data 20c1 is required.

そこで、本実施の形態に係るＸ線検出器１においては、複数の制御ラインＧを、第１の群と、列方向において第１の群に隣接する第２の群とに分けて、ゲート駆動回路２０ａ、および信号検出回路２０ｂの制御を行う。例えば、第１の群は、「入射検出領域」に含まれる複数の制御ラインＧとすることができる。例えば、第２の群は、「Ｘ線画像を取得する領域」に含まれる複数の制御ラインＧとすることができる。 Therefore, in the X-ray detector 1 according to the present embodiment, the plurality of control lines G are divided into a first group and a second group adjacent to the first group in the column direction, and the gate is driven. The circuit 20a and the signal detection circuit 20b are controlled. For example, the first group can be a plurality of control lines G included in the “incident detection region”. For example, the second group can be a plurality of control lines G included in the “region for acquiring an X-ray image”.

図８は、「入射検出領域」を例示するための模式図である。
列方向において、「入射検出領域」は、「Ｘ線画像を取得する領域」の少なくとも一方の外側に設けることができる。図８に例示をしたものの場合には、「入射検出領域」は、「Ｘ線画像を取得する領域」の両方の外側のそれぞれに設けられている。 FIG. 8 is a schematic diagram for illustrating an “incident detection region”.
In the column direction, the "incident detection region" can be provided outside at least one of the "regions for acquiring X-ray images". In the case of the example shown in FIG. 8, "incident detection regions" are provided on the outer sides of both "regions for acquiring X-ray images".

本発明者の得た知見によれば、Ｘ線の入射検出には、数本の制御ラインＧ（図８においては、「ｋ本」または「ｍ−ｌ本」）が含まれていればよい。例えば、全制御ラインＧのうち、５％程度の制御ラインＧを用いるようにすればよい。既存のＸ線検出器において本発明を実施する場合には、既に設けられている複数の制御ラインＧの一部を「入射検出領域」として用いることができる。この場合、複数の制御ライＧンの一部を「入射検出領域」のみに用いたとしても、全体の数％程度であるため、Ｘ線画像の品質が大幅に低下することがない。また、「入射検出領域」の画像データは、Ｘ線画像の周縁部分の構成に用いられるが、Ｘ線画像の周縁部分に撮影対象があったり、重要な撮影部分があったりすることは非常に少ない。そのため、複数の制御ラインＧの一部を「入射検出領域」のみに用いたとしても、診断などに悪影響が生じるおそれは少ない。 According to the knowledge obtained by the present inventor, the incident detection of X-rays may include several control lines G (“k lines” or “ml lines” in FIG. 8). .. For example, about 5% of all control lines G may be used. When the present invention is carried out in an existing X-ray detector, a part of a plurality of control lines G already provided can be used as an "incident detection region". In this case, even if a part of the plurality of control lines is used only in the "incident detection region", the quality of the X-ray image is not significantly deteriorated because it is about several% of the whole. Further, the image data of the "incident detection region" is used to construct the peripheral portion of the X-ray image, but it is very unlikely that the peripheral portion of the X-ray image has a shooting target or an important shooting portion. few. Therefore, even if a part of the plurality of control lines G is used only in the “incident detection region”, there is little possibility that the diagnosis or the like will be adversely affected.

また、複数の制御ラインＧの一部を「入射検出領域」と「Ｘ線画像を取得する領域」の両方に用いることができる。例えば、「入射検出領域」によりＸ線の入射が検出された場合には、「Ｘ線画像を取得する領域」から画像データ１００を読み出す。「Ｘ線画像を取得する領域」から画像データ１００を読み出している間にもＸ線は照射されているので、「入射検出領域」には再度電荷が蓄積される。そのため、「Ｘ線画像を取得する領域」から画像データ１００を読み出した後、「入射検出領域」から画像データ１００を読み出せば、１枚分のＸ線画像の画像データ１００を読み出すことができる。 Further, a part of the plurality of control lines G can be used for both the "incident detection region" and the "area for acquiring an X-ray image". For example, when the incident of X-rays is detected by the "incident detection area", the image data 100 is read out from the "area for acquiring the X-ray image". Since the X-rays are irradiated even while the image data 100 is being read out from the "region for acquiring the X-ray image", the electric charge is accumulated again in the "incident detection region". Therefore, if the image data 100 is read from the "area for acquiring the X-ray image" and then the image data 100 is read from the "incident detection area", the image data 100 of one X-ray image can be read. ..

新たに製造するＸ線検出器の場合には、既存のＸ線検出器の制御ラインＧの数と同じ数の制御ラインＧを設け、前述したものと同様に、制御ラインＧの一部を「入射検出領域」として用いることができる。また、「入射検出領域」のみに用いる制御ラインＧを増加させることもできる。制御ラインＧを増加させる場合には、増加させた制御ラインＧに接続される光電変換部２ｂ、データラインＳ、ゲート駆動回路２０ａ、信号検出回路２０ｂなどを増加させる必要があるが、増加する数は全体の数％程度であり、これらは半導体製造プロセスにより一括して製造されるため、ハードウェアの変更や大幅なコストの増加が生じることはない。 In the case of a newly manufactured X-ray detector, the same number of control lines G as the number of control lines G of the existing X-ray detector is provided, and a part of the control line G is "" in the same manner as described above. It can be used as an "incident detection area". It is also possible to increase the control line G used only for the "incident detection region". When increasing the control line G, it is necessary to increase the photoelectric conversion unit 2b, the data line S, the gate drive circuit 20a, the signal detection circuit 20b, etc. connected to the increased control line G, but the number is increased. Is about a few percent of the total, and since these are manufactured together by the semiconductor manufacturing process, there is no hardware change or significant cost increase.

図３に示すように、信号検出回路２０ｂ（ＡＤコンバータ２０ｂｃ）の電源をＯＮ／ＯＦＦするための回路を追加すれば、「入射検出領域」からの画像データ１００の読み出しと、「Ｘ線画像を取得する領域」からの画像データ１００の読み出しとの切り替えを行うことができる。 As shown in FIG. 3, if a circuit for turning on / off the power of the signal detection circuit 20b (AD converter 20bc) is added, the image data 100 can be read out from the “incident detection area” and the “X-ray image can be obtained”. It is possible to switch between reading the image data 100 from the "acquired area".

図９は、読み出しの切り替えを考慮した場合の等価回路である。
図９に示すように、ＡＤコンバータ２０ｂｃの電源をＯＮ／ＯＦＦするための回路を設けることができる。この様にすれば、「入射検出領域」からの画像データ１００の読み出しと、「Ｘ線画像を取得する領域」からの画像データ１００の読み出しとの切り替えを行うことができる。 FIG. 9 is an equivalent circuit in the case of considering the switching of reading.
As shown in FIG. 9, a circuit for turning on / off the power supply of the AD converter 20bc can be provided. By doing so, it is possible to switch between reading out the image data 100 from the "incident detection region" and reading out the image data 100 from the "region for acquiring an X-ray image".

図１０は、画像データ１００の読み出しの切り替えを例示するためのシーケンス図である。
図１１は、「入射検出領域」からの画像データ１００の読み出しを例示するためのタイミングチャートである。
図１２は、画像データ１００の値の変化のパターンを例示するための模式図である。
図１３は、「Ｘ線画像を取得する領域」からの画像データ１００の読み出しを例示するためのタイミングチャートである。 FIG. 10 is a sequence diagram for exemplifying the switching of reading out the image data 100.
FIG. 11 is a timing chart for illustrating the reading of the image data 100 from the “incident detection region”.
FIG. 12 is a schematic diagram for exemplifying a pattern of change in the value of the image data 100.
FIG. 13 is a timing chart for exemplifying the reading of the image data 100 from the “region for acquiring an X-ray image”.

図１０に示すように、画像データ１００の読み出しは、複数の制御ラインＧ１〜Ｇｍ毎に順次（例えば、図１０中の制御ラインＧ１から順番に）行われる。例えば、時間管理を行うことで、「入射検出領域（１）、（２）」からの画像データ１００の読み出しと、「Ｘ線画像を取得する領域」からの画像データ１００の読み出しとを分けることができる。 As shown in FIG. 10, the image data 100 is read out sequentially for each of the plurality of control lines G1 to Gm (for example, in order from the control line G1 in FIG. 10). For example, by performing time management, the reading of the image data 100 from the "incident detection area (1), (2)" and the reading of the image data 100 from the "area for acquiring an X-ray image" are separated. Can be done.

Ｘ線の入射を検出する状態（待機状態）では、図１１の「入射検出領域（１）」に示すように、スキャン開始（Ｇ１ライン）からスキャン終了（Ｇｋライン）まではゲートドライバ２０ａａをＯＮ状態として、光電変換部２ｂから画像データ１００を読み出し可能とする。この際、ＡＤコンバータ２０ｂｃの電源をＯＮ状態にしておけば、画像データ１００を読み出すことができるので、読み出された画像データ１００を比較データ用メモリ２０ｃ１に格納し、また、比較データ用メモリ２０ｃ１に格納されていた「比較データ」との比較を行うことができる。 In the state of detecting the incident of X-rays (standby state), as shown in the “incident detection area (1)” of FIG. 11, the gate driver 20aa is turned on from the start of scanning (G1 line) to the end of scanning (Gk line). As a state, the image data 100 can be read out from the photoelectric conversion unit 2b. At this time, if the power of the AD converter 20bc is turned on, the image data 100 can be read out. Therefore, the read image data 100 is stored in the comparison data memory 20c1 and the comparison data memory 20c1. It is possible to make a comparison with the "comparison data" stored in.

Ｘ線の入射を検出する状態（待機状態）では、「Ｘ線画像を取得する領域」からの画像データ１００の読み出しを行わない。そのため、図１１に示すように、Ｇｋ＋１ライン〜Ｇｌ−１ラインまではゲートドライバ２０ａａをＯＦＦ状態とする。これによって、光電変換部２ｂに蓄積されている電荷が保持されるため、Ｘ線がスキャン途中で入力されたとしても、Ｘ線画像の品質への影響はない。「Ｘ線画像を取得する領域」からの画像データ１００の読み出しは行わないため、ＡＤコンバータ２０ｂｃの電源をＯＦＦ状態とし、光電変換や信号処理（画像データ１００の取得、比較データ用メモリ２０ｃ１への画像データ１００の格納、「比較データ」との比較）は、行う必要がない。 In the state of detecting the incident of X-rays (standby state), the image data 100 is not read out from the "area for acquiring the X-ray image". Therefore, as shown in FIG. 11, the gate driver 20aa is turned off from the Gk + 1 line to the Gl-1 line. As a result, the electric charge accumulated in the photoelectric conversion unit 2b is retained, so that even if X-rays are input during scanning, there is no effect on the quality of the X-ray image. Since the image data 100 is not read from the "area for acquiring the X-ray image", the power of the AD converter 20bc is turned off, and photoelectric conversion and signal processing (acquisition of the image data 100 and the comparison data memory 20c1) are performed. It is not necessary to store the image data 100 and compare it with the "comparison data").

また、Ｘ線の入射を検出する状態（待機状態）では、図１１の「入射検出領域（２）」に示すように、Ｇｌライン〜Ｇｍラインまでは、「入射検出領域（１）」の場合と同様に、ゲートドライバ２０ａａをＯＮ状態として、光電変換部２ｂから画像データ１００を読み出しを可能とする。この際、ＡＤコンバータ２０ｂｃの電源をＯＮ状態にしておけば、画像データ１００を読み出すことができるので、読み出された画像データ１００を比較データ用メモリ２０ｃ１に格納し、また、比較データ用メモリ２０ｃ１に格納されていた「比較データ」との比較を行うことができる。 Further, in the state of detecting the incident of X-rays (standby state), as shown in the “incident detection region (2)” of FIG. 11, the Gl line to the Gm line is the case of the “incident detection region (1)”. Similarly, with the gate driver 20aa in the ON state, the image data 100 can be read out from the photoelectric conversion unit 2b. At this time, if the power of the AD converter 20bc is turned on, the image data 100 can be read out. Therefore, the read image data 100 is stored in the comparison data memory 20c1 and the comparison data memory 20c1. It is possible to make a comparison with the "comparison data" stored in.

「入射検出領域（１）」における検出、および「入射検出領域（２）」における検出のいずれにおいても、「比較データ」との差が無い場合には、Ｘ線の入射がないと判断して、「入射検出領域（１）」における検出、「Ｘ線画像を取得する領域」における検出、および「入射検出領域（２）」における検出を繰り返すことができる。この際、スキャン時間のほとんどを占める「Ｘ線画像を取得する領域」における検出では、ゲートスキャン動作が行われないので、ＡＤコンバータ２０ｂｃでの電力消費がなく、「比較データ」との比較などの演算処理も行われない。そのため、Ｘ線の入射を検出する状態（待機状態）における消費電力を大幅に削減することができる。 If there is no difference from the "comparison data" in both the detection in the "incident detection area (1)" and the detection in the "incident detection area (2)", it is determined that there is no X-ray incident. , Detection in the "incident detection region (1)", detection in the "area for acquiring an X-ray image", and detection in the "incident detection region (2)" can be repeated. At this time, since the gate scan operation is not performed in the detection in the "area for acquiring the X-ray image" which occupies most of the scan time, there is no power consumption in the AD converter 20bc, and the comparison with the "comparison data" is performed. No arithmetic processing is performed. Therefore, the power consumption in the state of detecting the incident of X-rays (standby state) can be significantly reduced.

ここで、Ｘ線の入射検出においては、「入射検出領域（１）」における検出、「Ｘ線画像を取得する領域」における検出、および「入射検出領域（２）」における検出が繰り返し行われるが、Ｘ線の入射タイミングはランダムであるので、どのタイミングで、Ｘ線が入射するのかは分からない。 Here, in the X-ray incident detection, the detection in the "incident detection region (1)", the detection in the "region for acquiring the X-ray image", and the detection in the "incident detection region (2)" are repeatedly performed. Since the X-ray incident timing is random, it is unknown at what timing the X-ray is incident.

そのため、図１２に示すように、入射タイミングによって、検出パターンが４種類生じることになる。 Therefore, as shown in FIG. 12, four types of detection patterns are generated depending on the incident timing.

「検出パターン（１）」は、先のスキャンの「入射検出領域（２）」における検出と、後のスキャンの「入射検出領域（１）」における検出との間で、Ｘ線が入射した場合である。この場合には、「入射検出領域（１）」および「入射検出領域（２）」において電荷が蓄積するので、後のスキャンにおいて、「入射検出領域（１）」および「入射検出領域（２）」における検出画像データ１００の値に変化が生じる。 The "detection pattern (1)" is a case where X-rays are incident between the detection in the "incident detection region (2)" of the previous scan and the detection in the "incident detection region (1)" of the later scan. Is. In this case, since electric charges are accumulated in the "incident detection region (1)" and the "incident detection region (2)", the "incident detection region (1)" and the "incident detection region (2)" will be used in a later scan. The value of the detected image data 100 in "" changes.

「検出パターン（２）」は、後のスキャンの「入射検出領域（１）」における検出の際にＸ線が入射した場合である。この場合にも、「入射検出領域（１）」および「入射検出領域（２）」において電荷が蓄積するので、後のスキャンの、「入射検出領域（１）」および「入射検出領域（２）」における検出画像データ１００の値に変化が生じる。また、さらに後のスキャンにおいては、「入射検出領域（１）」に電荷が再度蓄積しているので、「入射検出領域（１）」における検出画像データ１００の値に変化が生じる。一方、さらに後のスキャンにおいては、「入射検出領域（２）」には電荷が再度蓄積していないので、「入射検出領域（２）」における検出画像データ１００の値に変化が生じない。 The "detection pattern (2)" is a case where X-rays are incident during the detection in the "incident detection region (1)" of the subsequent scan. Also in this case, since the electric charge is accumulated in the "incident detection region (1)" and the "incident detection region (2)", the "incident detection region (1)" and the "incident detection region (2)" of the subsequent scan are performed. The value of the detected image data 100 in "" changes. Further, in a later scan, the electric charge is accumulated again in the "incident detection region (1)", so that the value of the detected image data 100 in the "incident detection region (1)" changes. On the other hand, in the subsequent scan, since the electric charge is not accumulated again in the "incident detection region (2)", the value of the detected image data 100 in the "incident detection region (2)" does not change.

「検出パターン（３）」は、後のスキャンの、「入射検出領域（１）」における検出、および「入射検出領域（２）」における検出の際に、Ｘ線が入射した場合である。この場合にも、「入射検出領域（１）」および「入射検出領域（２）」において電荷が蓄積するので、「入射検出領域（１）」および入射検出領域（２）」における検出画像データ１００の値に変化が生じる。また、さらに後のスキャンにおいては、「入射検出領域（１）」および「入射検出領域（２）」に電荷が再度蓄積しているので、「入射検出領域（１）」および「入射検出領域（２）」における検出画像データ１００の値に変化が生じる。 The "detection pattern (3)" is a case where X-rays are incident during the detection in the "incident detection region (1)" and the detection in the "incident detection region (2)" in the subsequent scan. Also in this case, since the electric charge is accumulated in the "incident detection region (1)" and the "incident detection region (2)", the detected image data 100 in the "incident detection region (1)" and the incident detection region (2) " There is a change in the value of. Further, in a later scan, since the electric charge is accumulated again in the "incident detection region (1)" and the "incident detection region (2)", the "incident detection region (1)" and the "incident detection region (1)" (incident detection region (1)) The value of the detected image data 100 in "2)" changes.

「検出パターン（４）」は、後のスキャンにおいて、「入射検出領域（２）」における検出の際にＸ線が入射した場合である。この場合には、「入射検出領域（２）」において電荷が蓄積するので、「入射検出領域（２）」における検出画像データ１００の値に変化が生じる。また、さらに後のスキャンにおいては、「入射検出領域（１）」および「入射検出領域（２）」において電荷が再度蓄積しているので、「入射検出領域（１）」および「入射検出領域（２）」における検出画像データ１００の値に変化が生じる。 The "detection pattern (4)" is a case where X-rays are incident during the detection in the "incident detection region (2)" in the subsequent scan. In this case, since the electric charge is accumulated in the "incident detection region (2)", the value of the detected image data 100 in the "incident detection region (2)" changes. Further, in a later scan, since the electric charge is accumulated again in the "incident detection region (1)" and the "incident detection region (2)", the "incident detection region (1)" and the "incident detection region (1)" (incident detection region (1)) The value of the detected image data 100 in "2)" changes.

この場合、「検出パターン（１）」〜「検出パターン（４）」のいずれかに該当した場合にＸ線の入射が開始されたと判断することができる。また、図１２に示すように２つ前のスキャンの結果を含めてＸ線の入射開始を判断することもできる。この様にすれば、ノイズや振動等による誤検出を抑制することができる。 In this case, it can be determined that the X-rays have started to be incident when any of the "detection pattern (1)" to "detection pattern (4)" is applicable. Further, as shown in FIG. 12, it is possible to determine the start of X-ray incident including the result of the scan two years before. By doing so, it is possible to suppress erroneous detection due to noise, vibration, or the like.

Ｘ線の入射が開始されたと判断された場合には、図１３に示すように、「Ｘ線画像を取得する領域」から画像データ１００を読み出すことができる。Ｘ線の入射が検出されるまでは、「Ｘ線画像を取得する領域」から画像データ１００を読み出さないので、Ｘ線が入射されてからの画像データ１００を損失なく読み出すことができる。 When it is determined that the X-ray incident has started, the image data 100 can be read out from the "region for acquiring the X-ray image" as shown in FIG. Since the image data 100 is not read from the "region for acquiring an X-ray image" until the X-ray incident is detected, the image data 100 after the X-ray is incident can be read out without loss.

以上に説明した様に、コントローラ２０ｅは、複数の制御ラインＧを、第１の群と、列方向において第１の群に隣接する第２の群とに分けて制御を行う。Ｘ線入射判定回路２０ｄは、第１の群に含まれている制御ラインＧに電気的に接続された光電変換部２ｂから読み出された画像データ１００の値に基づいてＸ線の入射開始を判定することができる。
コントローラ２０ｅは、Ｘ線入射判定回路２０ｄによりＸ線の入射開始が検出されるまでは、第２の群に含まれている制御ラインＧに電気的に接続された薄膜トランジスタ２ｂ２をＯＦＦ状態にすることができる。 As described above, the controller 20e divides the plurality of control lines G into a first group and a second group adjacent to the first group in the column direction for control. The X-ray incident determination circuit 20d starts the X-ray incident based on the value of the image data 100 read from the photoelectric conversion unit 2b electrically connected to the control line G included in the first group. It can be determined.
The controller 20e turns off the thin film transistor 2b2 electrically connected to the control line G included in the second group until the X-ray incident determination circuit 20d detects the start of X-ray incident. Can be done.

信号検出回路２０ｂは、読み出された画像データ１００をデジタル信号に変換するＡＤコンバータ２０ｂｃを有することができる。コントローラ２０ｅは、Ｘ線入射判定回路２０ｄによりＸ線の入射開始が検出されるまでは、第２の群に含まれている制御ラインＧに、薄膜トランジスタ２ｂ２とデータラインＳとを介して電気的に接続されたＡＤコンバータ２０ｂｃの電源をＯＦＦ状態にすることができる。
コントローラ２０ｅは、Ｘ線入射判定回路２０ｄによりＸ線の入射開始が検出されるまでは、第２の群に含まれている制御ラインＧに電気的に接続された光電変換部２ｂからの画像データ１００の読み出しを停止することができる。
コントローラ２０ｅは、Ｘ線入射判定回路２０ｄによりＸ線の入射開始が検出されるまでは、第２の群に含まれている制御ラインＧに電気的に接続された光電変換部２ｂからの画像データ１００に関する減算回路２０ｄ３および比較回路２０ｄ４の演算を停止することができる。 The signal detection circuit 20b can have an AD converter 20bc that converts the read image data 100 into a digital signal. The controller 20e electrically connects the control line G included in the second group to the control line G included in the second group via the thin film transistor 2b2 and the data line S until the X-ray incident determination circuit 20d detects the start of X-ray incident. The power supply of the connected AD converter 20bc can be turned off.
The controller 20e has image data from the photoelectric conversion unit 2b electrically connected to the control line G included in the second group until the X-ray incident determination circuit 20d detects the start of X-ray incident. The reading of 100 can be stopped.
The controller 20e has image data from the photoelectric conversion unit 2b electrically connected to the control line G included in the second group until the X-ray incident determination circuit 20d detects the start of X-ray incident. The calculation of the subtraction circuit 20d3 and the comparison circuit 20d4 with respect to 100 can be stopped.

本実施の形態に係るＸ線検出器１は、Ｘ線の入射を検出するのに用いる領域を、複数の光電変換部２ｂが設けられた領域の一部に限定しているため、ＡＤコンバータ２０ｂｃでのＡＤ変換、画像データ１００の保存、比較処理を行う範囲などを削減することができる。「入射検出領域」からの画像データ１００の読み出しと、「Ｘ線画像を取得する領域」からの画像データ１００の読み出しは、制御信号１０１と、ＡＤコンバータ２０ｂｃの電源のＯＮ／ＯＦＦによって制御できる。そのため、既存のＸ線検出器の構成を大きく変えることなく、タイミングを制御するだけで実行可能となる。また、この構成により、Ｘ線の入射を検出する際の消費電力を抑制することができる。また、Ｘ線の入射を検出するのに用いる領域を限定するため、比較データ用メモリ２０ｃ１の容量も少なくて済む。 Since the X-ray detector 1 according to the present embodiment limits the region used for detecting the incident of X-rays to a part of the region provided with the plurality of photoelectric conversion units 2b, the AD converter 20bc It is possible to reduce the range of AD conversion, storage of image data 100, comparison processing, and the like. The reading of the image data 100 from the "incident detection area" and the reading of the image data 100 from the "area for acquiring an X-ray image" can be controlled by turning on / off the power of the control signal 101 and the AD converter 20bc. Therefore, it can be executed only by controlling the timing without significantly changing the configuration of the existing X-ray detector. Further, with this configuration, it is possible to suppress power consumption when detecting the incident of X-rays. Further, since the area used for detecting the incident of X-rays is limited, the capacity of the comparison data memory 20c1 can be reduced.

以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。 Although some embodiments of the present invention have been exemplified above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, changes, and the like can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and variations thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof. In addition, each of the above-described embodiments can be implemented in combination with each other.

１ Ｘ線検出器、２ アレイ基板、２ｂ 光電変換部、２ｂ２ 薄膜トランジスタ、３ シンチレータ、１０ Ｘ線検出モジュール、２０ 回路基板、２０ａ ゲート駆動回路、２０ｂ 信号検出回路、２０ｂｃ ＡＤコンバータ、２０ｃ メモリ、２０ｄ Ｘ線入射判定回路、２０ｄ３ 減算回路、２０ｄ４ 比較回路、２０ｅ コントローラ、１００ 画像データ 1 X-ray detector, 2 array board, 2b photoelectric converter, 2b2 thin film, 3 scintillator, 10 X-ray detection module, 20 circuit board, 20a gate drive circuit, 20b signal detection circuit, 20bc AD converter, 20c memory, 20d X Line incident determination circuit, 20d3 subtraction circuit, 20d4 comparison circuit, 20e controller, 100 image data

Claims (5)

第１の方向に延び、前記第１の方向に交差する第２の方向に並べられた複数の制御ラインと、
前記第２の方向に延び、前記第１の方向に並べられた複数のデータラインと、
対応する前記制御ラインと対応する前記データラインとに電気的に接続された薄膜トランジスタを有し、放射線を直接的またはシンチレータと協働して検出する複数の検出部と、
前記薄膜トランジスタのオン状態とオフ状態を切り替えるゲート駆動回路と、
前記薄膜トランジスタがオン状態の時に、前記検出部から画像データを読み出す信号検出回路と、
前記読み出された画像データの値に基づいて前記放射線の入射開始を判定する放射線入射判定回路と、
前記ゲート駆動回路、および前記信号検出回路を制御するコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、前記複数の制御ラインを、第１の群と、前記第２の方向において前記第１の群に隣接する第２の群とに分けて前記制御を行い、
前記放射線入射判定回路は、前記第１の群に含まれている前記制御ラインに電気的に接続された前記検出部から読み出された前記画像データの値に基づいて前記放射線の入射開始を判定する放射線検出器。 A plurality of control lines extending in the first direction and arranged in the second direction intersecting the first direction,
A plurality of data lines extending in the second direction and arranged in the first direction,
A plurality of detectors having a thin film transistor electrically connected to the corresponding control line and the corresponding data line to detect radiation directly or in cooperation with a scintillator.
A gate drive circuit that switches between the on state and the off state of the thin film transistor,
A signal detection circuit that reads image data from the detection unit when the thin film transistor is on.
A radiation incident determination circuit that determines the start of radiation incident based on the value of the read image data, and a radiation incident determination circuit.
A controller that controls the gate drive circuit and the signal detection circuit,
Equipped with
The controller divides the plurality of control lines into a first group and a second group adjacent to the first group in the second direction to perform the control.
The radiation incident determination circuit determines the start of radiation incident based on the value of the image data read from the detection unit electrically connected to the control line included in the first group. Radiation detector. 前記コントローラは、前記放射線入射判定回路により前記放射線の入射開始が検出されるまでは、前記第２の群に含まれている前記制御ラインに電気的に接続された前記薄膜トランジスタをＯＦＦ状態にする請求項１記載の放射線検出器。 The controller claims that the thin film transistor electrically connected to the control line included in the second group is turned off until the start of radiation incident is detected by the radiation incident determination circuit. Item 1. The radiation detector according to item 1. 前記信号検出回路は、読み出された前記画像データをデジタル信号に変換するＡＤコンバータを有し、
前記コントローラは、前記放射線入射判定回路により前記放射線の入射開始が検出されるまでは、前記第２の群に含まれている前記制御ラインに、前記薄膜トランジスタと前記データラインとを介して電気的に接続された前記ＡＤコンバータの電源をＯＦＦ状態にする請求項１または２に記載の放射線検出器。 The signal detection circuit has an AD converter that converts the read image data into a digital signal.
Until the start of radiation incident is detected by the radiation incident determination circuit, the controller electrically connects the control line included in the second group to the control line via the thin film transistor and the data line. The radiation detector according to claim 1 or 2, which turns off the power of the connected AD converter. 前記コントローラは、前記放射線入射判定回路により前記放射線の入射開始が検出されるまでは、前記第２の群に含まれている前記制御ラインに電気的に接続された前記検出部からの前記画像データの読み出しを停止する請求項１〜３のいずれか１つに記載の放射線検出器。 The controller has the image data from the detection unit electrically connected to the control line included in the second group until the start of radiation incident is detected by the radiation incident determination circuit. The radiation detector according to any one of claims 1 to 3. 前記放射線入射判定回路は、
判定の対象となる前記画像データと、比較データとの差を求める減算回路と、
前記減算回路により求められた差分の値と、閾値と、を比較することで前記放射線の入射開始を判定する比較回路と、
を有し、
前記コントローラは、前記放射線入射判定回路により前記放射線の入射開始が検出されるまでは、前記第２の群に含まれている前記制御ラインに電気的に接続された前記検出部からの前記画像データに関する前記減算回路および前記比較回路の演算を停止する請求項１〜４のいずれか１つに記載の放射線検出器。 The radiation incident determination circuit is
A subtraction circuit for obtaining the difference between the image data to be determined and the comparison data,
A comparison circuit that determines the start of radiation incident by comparing the difference value obtained by the subtraction circuit with the threshold value.
Have,
The controller has the image data from the detection unit electrically connected to the control line included in the second group until the start of radiation incident is detected by the radiation incident determination circuit. The radiation detector according to any one of claims 1 to 4, which stops the calculation of the subtraction circuit and the comparison circuit.

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