JP6470508B2 - 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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Description
・放射線の自動検出機能
・放射線自動露出制御機能
特許文献1には、1画素内に、TFTを介して信号配線と接続された撮像用光電変換素子と、前記撮像用光電変換素子と同層で配置されたモニタ用(放射線自動露出制御用)光電変換素子において、バイアス線が共通化された構成が提案されている。蛍光体層で可視光に変換された放射線がモニタ用光電変換素子に入射されると、可視光が電荷に変換され、配線を通じてモニタ用信号処理回路部に輸送される。この輸送された電荷量をX線照射量としてリアルタイムで測定し、設定量に到達したところでX線源に信号を送り、X線の照射を停止させる。その後、撮像用光電変換素子に蓄積された電荷を読み取る。それによって、放射線自動露出制御機能を検出装置に内蔵させることを可能としている。
先ず、図1、2を用いて本発明の実施形態1について説明する。図1は本実施形態に係る放射線検出装置の回路構成を示す等価回路図である。ここで、図1には6行6列の画素が設けられている例を示すが、その数はこれに限定されるものではなく、例えば、2000×2000画素が設けられていても良い。
E1≧40000V/cm
20000V/cm≦E2≦40000V/cm
E1≧E2
このような状態で、蛍光体層(不図示)で可視光線に変換された放射線がモニタ用光電変換素子17に入射すると、第2半導体層114で吸収された可視光が電荷に変換される。電界強度E2により第1のモニタ用配線31を通じてモニタ用信号処理回路55へ電荷が輸送される。その為、放射線自動検知や、放射線照射量の測定をリアルタイムに行うことが出来る。即ち、放射線が照射される際に、撮像用光電変換素子15よりもモニタ用光電変換素子17の方が小さい電位差が印加されている。
次に、本発明の実施形態2について説明する。図5は本実施形態に係る放射線検出装置の回路構成を示す等価回路図である。ここで、図5には6行6列の画素が設けられている例を示すが、その数はこれに限定されるものではなく、例えば、2000×2000画素が設けられていても良い。実施形態1との差異は、第1のモニタ用配線31を信号配線30と平行に、列に沿って並べて配置した点である。また、撮像用の光電変換素子15とモニタ用の光電変換素子17とを1画素内に配置した撮像用画素を有する点。さらに、画素領域の最外周の外側に配線を接続する接続素子を形成し、列状の第1のモニタ用配線31を接続素子の内部でゲート配線32と平行する方向の第2のモニタ用配線35に引き回した点である。
次に、本発明の実施形態3について説明する。図8は本実施形態に係る放射線検出装置の回路構成を示す等価回路図である。ここで、図8には6行6列の画素が設けられている例を示すが、その数はこれに限定されるものではなく、例えば、2000×2000画素が設けられていても良い。実施形態1との差異は、バイアス電源として第1のバイアス電源53と第2のバイアス電源54との2系統を設けた点である。第1のバイアス電源53を撮像用光電変換素子15と接続し、第2のバイアス電源をモニタ用光電変換素子17に接続する。この結果、撮像用光電変換素子15に印加される電界強度と、モニタ用光電変換素子17に印加される電界強度をそれぞれ、バイアス電源によって個別に設定可能にできる。
Ra=Rb
Ca=Cb
となるように、配線幅、配線層膜厚、各絶縁層の膜厚を設定すれば容量結合または誘導結合による影響を軽減できる。
次に、本発明の実施形態4について説明する。図11は本実施形態に係る放射線検出装置の回路構成を示す等価回路図であり、図12は本実施形態に係る第3のモニタ用素子9の平面図である。実施形態1との差異は、第3のモニタ用素子9のモニタ用光電変換素子17の個別電極が、TFT36を介して第1のモニタ用配線31と接続されている点である。また、TFT36のゲートを駆動する第2ゲート駆動回路56が設けられ、TFT36のゲートと第2ゲート駆動回路との間が第2のゲート配線37で接続されている点でも相違する。さらに、第1のモニタ用配線31が信号配線30と光電変換素子内の同じ層で形成されている点で相違する。
次に、図13を用いて、本発明の検出装置を用いた放射線撮像システムを説明する。放射線源であるX線チューブ6050で発生したX線6060は、患者あるいは被験者6061の胸部6062を透過し、放射線撮像装置6040に入射する。この入射したX線には患者6061の体内部の情報が含まれている。X線が入射すると、放射線撮像装置6040で電荷に変換されて、電気的情報が得られる。この情報はデジタルデータに変換され信号処理手段となるイメージプロセッサ6070により画像処理され制御室の表示手段となるディスプレイ6080で観察できる。
Claims (6)
- 放射線に応じた撮像信号を生成するための、第1電極と第2電極とを有する複数の第1の変換素子と、放射線を検知するための、第3電極と第4電極とを有する複数の第2の変換素子と、
前記第1の変換素子がリセットされるための第1の電位差を前記第1の変換素子の前記第1電極と前記第2電極との間に印加し、かつ前記第1の電位差よりも小さく前記第2の変換素子がリセットされるための第2の電位差を前記第2の変換素子の前記第3電極と前記第4電極との間に印加する電位差印加手段と、
前記第2の変換素子からの信号に基づいて前記放射線の照射量の測定を行う測定部と、
を有し、
前記電位差印加手段は、前記第1の変換素子の第1電極に接続される第1のバイアス配線と、前記第2の変換素子の第3電極に接続される第2のバイアス配線と、を含み、
前記第4電極に第1のモニタ用配線が接続されており、平面視において前記第2のバイアス配線と前記第1のモニタ用配線とは重なるように配置されていることを特徴とする放射線撮像装置。 - 前記電位差印加手段は、前記第1のバイアス配線に接続される第1のバイアス電位差印加手段と、前記第2のバイアス配線に接続される第2のバイアス電位差印加手段と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の放射線撮像装置。 - 前記第2の変換素子と前記第1のモニタ用配線とはスイッチを介して接続されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の放射線撮像装置。
- 前記第1の変換素子を含む画素が行列状に配置されており、
前記第1のモニタ用配線が列に配置された画素に沿って配置され、
前記行列状に配置された最外周の画素の外側に、前記第1のモニタ用配線と行に配置された画素に沿って配置された第2のモニタ用配線とを接続する接続素子が配置されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の放射線撮像装置。 - 前記電位差印加手段は、
前記第1の変換素子の前記第1電極及び前記第2電極間に印加される電界強度をE1、前記第2の変換素子の前記第3電極及び前記第4電極に印加される電界強度をE2とした時に、
E1≧40000V/cm
20000V/cm≦E2≦40000V/cm
E1≧E2
となる、前記第1の電位差と前記第2の電位差とを前記第1電極と前記第2電極との間及び前記第3電極と前記第4電極との間に印加することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の放射線撮像装置。 - 放射線を発生する放射線源と、
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の放射線撮像装置と、
を備えることを特徴とする放射線撮像システム。
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