專利名稱：放射線檢測(cè)器以及放射線攝影裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在醫(yī)療領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域中使用的檢測(cè)X射線、Y射線等放射線的放射線檢測(cè)器以及放射線攝影裝置。
背景技術(shù)：
以往，作為這種放射線檢測(cè)器，例如有平板型X射線檢測(cè)器(下面適當(dāng)簡(jiǎn)寫為 “FPD”)。Fro是由轉(zhuǎn)換層和有源矩陣基板層疊而構(gòu)成的，該轉(zhuǎn)換層將X射線轉(zhuǎn)換為電荷(信號(hào)電荷)，該有源矩陣基板進(jìn)行由轉(zhuǎn)換層轉(zhuǎn)換得到的電荷的蓄積以及讀出。如圖I所示，有源矩陣基板111是由儲(chǔ)能電容113和開關(guān)元件115呈二維狀地排列而構(gòu)成的，該儲(chǔ)能電容113蓄積由轉(zhuǎn)換層103轉(zhuǎn)換得到的電荷，該開關(guān)元件115用于讀出蓄積在儲(chǔ)能電容113中的電荷。開關(guān)元件115的輸入/輸出端子分別連接有柵極(地址) 線Gl GlO以及數(shù)據(jù)(讀出)線Dl D10。通過從柵極線Gl GlO提供信號(hào)來使開關(guān)元件115成為連接(ON)的狀態(tài)。由此，使得蓄積在儲(chǔ)能電容113中的電荷通過開關(guān)元件115 被從數(shù)據(jù)線Dl DlO讀出。此外，由偏置電源109對(duì)轉(zhuǎn)換層103施加偏置電壓Va(例如參照日本特開2000-349269號(hào)公報(bào))。具備這種結(jié)構(gòu)的FPD 101具有用于對(duì)靜止圖像進(jìn)行攝影的“攝影模式”和用于對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行攝影的“透視模式”作為動(dòng)作模式。即，在FPD 101為攝影、透視兩用的情況下，通過進(jìn)行動(dòng)作模式的切換來以攝影模式或者透視模式進(jìn)行攝影。在攝影模式下，每次一列地使排列成二維狀的開關(guān)元件115進(jìn)行動(dòng)作。即，在攝影模式下，由于重視空間分辨率， 因此按每個(gè)像素(檢測(cè)元件DU)進(jìn)行讀出動(dòng)作。另一方面，在透視模式下，為了確保電荷量和大的幀頻而進(jìn)行像素的像素合并(binning)。像素合并是指將鄰接的多個(gè)像素作為一個(gè)像素進(jìn)行處理，例如，如圖I所示，是指將2X2像素的像素a d設(shè)為一個(gè)像素。作為具體的動(dòng)作，從柵極驅(qū)動(dòng)電路119向兩根柵極線G1、G2同時(shí)發(fā)送信號(hào)，驅(qū)動(dòng)連接于這些柵極線G1、G2的像素a d等的開關(guān)元件115。 于是，蓄積在像素a和像素b中的兩個(gè)像素量的電荷被從數(shù)據(jù)線Dl讀出，蓄積在像素c和像素d中的兩個(gè)像素量的電荷被從數(shù)據(jù)線D2讀出。兩個(gè)像素量的電荷被電荷電壓轉(zhuǎn)換放大器121轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，通過多路轉(zhuǎn)接器123，被A/D轉(zhuǎn)換器125從模擬值轉(zhuǎn)換為數(shù)字值。 然后，由圖像處理部131等將橫向鄰接的兩個(gè)像素量(像素a+像素b以及像素c+像素d) 的電壓信號(hào)(X射線檢測(cè)信號(hào))相加，得到將四個(gè)像素量(像素a+像素b+像素c+像素d) 設(shè)為一個(gè)像素的電壓信號(hào)。通常，與這種攝影模式或者透視模式下的攝影、即有無像素合并無關(guān)，而對(duì)轉(zhuǎn)換層 103施加固定的偏置電壓Va進(jìn)行使用。如上所述，在例如以2X2像素進(jìn)行像素合并的透視模式時(shí)，從數(shù)據(jù)線Dl DlO讀出兩個(gè)像素量的電荷。然而，在儲(chǔ)能電容113中除了蓄積X射線入射到轉(zhuǎn)換層103并被進(jìn)行轉(zhuǎn)換而得到的電荷之外，還蓄積由于即使在未對(duì)轉(zhuǎn)換層103照射X射線的狀態(tài)下也仍有電流流動(dòng)的漏電流而產(chǎn)生的電荷。并且，這兩個(gè)像素量的由于漏電流而產(chǎn)生的電荷也被讀出。因此，后級(jí)的電荷電壓轉(zhuǎn)換放大器121的放大器用儲(chǔ)能電容129蓄積兩個(gè)像素量的由于漏電流而產(chǎn)生的電荷，從而導(dǎo)致能夠有效使用的容量變小。即，產(chǎn)生了動(dòng)態(tài)范圍DR下降的問題。尤其是在轉(zhuǎn)換層103使用了作為高靈敏度材料的CdTeXdZnTe等化合物半導(dǎo)體的檢測(cè)器中，與由a-Se等構(gòu)成的轉(zhuǎn)換層103相比電阻率小，因此具有當(dāng)施加偏置電壓Va時(shí)容易流動(dòng)漏電流的性質(zhì)。因此，動(dòng)態(tài)范圍DR下降的影響大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于這種情形而完成的，其目的在于提供一種能夠在以像素合并的方式進(jìn)行攝影的情況下抑制動(dòng)態(tài)范圍的下降的放射線檢測(cè)器以及放射線攝影裝置。本發(fā)明為了達(dá)到這種目的而采用如下的結(jié)構(gòu)。S卩，本發(fā)明是一種檢測(cè)放射線的放射線檢測(cè)器，上述裝置包括以下要素轉(zhuǎn)換層， 其將入射的放射線轉(zhuǎn)換為電荷；偏置電源，其對(duì)上述轉(zhuǎn)換層施加偏置電壓；儲(chǔ)能電容，其呈二維狀排列，蓄積由上述轉(zhuǎn)換層轉(zhuǎn)換得到的電荷；開關(guān)元件，其呈二維狀排列，讀出蓄積在上述儲(chǔ)能電容中的電荷；柵極驅(qū)動(dòng)電路，其選擇性地以每次一列以及每次多列中的任一種方式驅(qū)動(dòng)上述開關(guān)元件；以及控制部，其與由上述柵極驅(qū)動(dòng)電路以每次多列的方式驅(qū)動(dòng)上述開關(guān)元件的進(jìn)行像素合并的情況和以每次一列的方式驅(qū)動(dòng)上述開關(guān)元件的無像素合并的情況相應(yīng)地，改變由上述偏置電源對(duì)上述轉(zhuǎn)換層施加的偏置電壓。根據(jù)本發(fā)明所涉及的放射線檢測(cè)器，控制部根據(jù)有無像素合并、即在由柵極驅(qū)動(dòng)電路每次多列地驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件的進(jìn)行像素合并的情況和由柵極驅(qū)動(dòng)電路每次一列地驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件的無像素合并的情況中，使由偏置電源對(duì)轉(zhuǎn)換層施加的偏置電壓改變。因此，在以像素合并的方式進(jìn)行攝影的透視模式時(shí)，能夠抑制動(dòng)態(tài)范圍的下降。另外，在無像素合并地進(jìn)行攝影的攝影模式時(shí)，能夠提高空間分辨率。即，現(xiàn)有裝置將攝影模式中所需的偏置電壓不做改變地應(yīng)用于透視模式時(shí)會(huì)導(dǎo)致動(dòng)態(tài)范圍下降，另外，當(dāng)與透視模式相應(yīng)地將偏置電壓設(shè)定成較低時(shí)會(huì)導(dǎo)致空間分辨率降低。然而，本發(fā)明所涉及的放射線檢測(cè)器能夠與動(dòng)作模式相應(yīng)地同時(shí)實(shí)現(xiàn)高的動(dòng)態(tài)范圍和空間分辨率。另外，在上述放射線檢測(cè)器中，優(yōu)選上述控制部將進(jìn)行像素合并時(shí)由上述偏置電源對(duì)上述轉(zhuǎn)換層施加的偏置電壓設(shè)定得比無像素合并時(shí)的偏置電壓低。由此，例如在以 2X2像素進(jìn)行像素合并來進(jìn)行攝影的透視模式時(shí)，將偏置電壓設(shè)定得比無像素合并時(shí)的偏置電壓低，從而被讀出兩個(gè)像素量的由于漏電流而產(chǎn)生的電荷量減少，能夠抑制動(dòng)態(tài)范圍的下降。另一方面，在無像素合并地進(jìn)行攝影的攝影模式時(shí)，將偏置電壓設(shè)定得比進(jìn)行像素合并時(shí)的偏置電壓高，從而能夠提高空間分辨率。另外，在上述放射線檢測(cè)器中，優(yōu)選由上述柵極驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)的上述開關(guān)元件的列數(shù)越多，上述控制部將由上述偏置電源對(duì)上述轉(zhuǎn)換層施加的偏置電壓設(shè)定得越低。由此， 能夠與進(jìn)行像素合并的縱方向的像素?cái)?shù)(列數(shù))相應(yīng)地抑制動(dòng)態(tài)范圍DR的下降。另外，上述放射線檢測(cè)器的優(yōu)選的一例是上述轉(zhuǎn)換層由CdTe以及CdZnTe中的任一個(gè)構(gòu)成。CdTe或者CdZnTe隨著對(duì)入射的X射線的靈敏度高，而例如與a_Se相比漏電流的量大。因此，在以2X2像素進(jìn)行像素合并的情況下，由于兩個(gè)像素量的由于漏電流而產(chǎn)生的電荷被讀出，因此導(dǎo)致動(dòng)態(tài)范圍下降，但是通過改變偏置電壓，能夠抑制動(dòng)態(tài)范圍的下降。
另外，本發(fā)明是一種對(duì)靜止圖像和運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行攝影的放射線攝影裝置，上述裝置包括以下要素放射線照射部，其照射放射線；以及放射線檢測(cè)器，其檢測(cè)透過了被檢體的放射線，其中，上述放射線檢測(cè)器包括轉(zhuǎn)換層，其將入射的放射線轉(zhuǎn)換為電荷；偏置電源，其對(duì)上述轉(zhuǎn)換層施加偏置電壓；儲(chǔ)能電容，其呈二維狀排列，蓄積由上述轉(zhuǎn)換層轉(zhuǎn)換得到的電荷；開關(guān)元件，其呈二維狀排列，讀出蓄積在上述儲(chǔ)能電容中的電荷；柵極驅(qū)動(dòng)電路，其選擇性地以每次一列以及每次多列中的任一種方式驅(qū)動(dòng)上述開關(guān)元件；以及控制部， 其與由上述柵極驅(qū)動(dòng)電路以每次多列的方式驅(qū)動(dòng)上述開關(guān)元件的進(jìn)行像素合并的情況和以每次一列的方式驅(qū)動(dòng)上述開關(guān)元件的無像素合并的情況相應(yīng)地，改變由上述偏置電源對(duì)上述轉(zhuǎn)換層施加的偏置電壓。根據(jù)本發(fā)明所涉及的放射線攝影裝置，控制部根據(jù)有無像素合并、即在由柵極驅(qū)動(dòng)電路每次多列地驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件的進(jìn)行像素合并的情況和由柵極驅(qū)動(dòng)電路每次一列地驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件的無像素合并的情況中，使由偏置電源對(duì)轉(zhuǎn)換層施加的偏置電壓改變。因此，在以像素合并的方式進(jìn)行攝影的透視模式時(shí)，能夠抑制動(dòng)態(tài)范圍的下降。另外，在無像素合并地?cái)z影的攝影模式時(shí)，能夠提高空間分辨率。即，現(xiàn)有裝置將攝影模式中所需的偏置電壓不做改變地應(yīng)用于透視模式時(shí)會(huì)導(dǎo)致動(dòng)態(tài)范圍下降，另外，當(dāng)與透視模式相應(yīng)地將偏置電壓設(shè)定成較低時(shí)會(huì)導(dǎo)致空間分辨率降低。然而，本發(fā)明所涉及的放射線攝影裝置能夠與動(dòng)作模式相應(yīng)地同時(shí)實(shí)現(xiàn)高的動(dòng)態(tài)范圍和空間分辨率。


為了說明發(fā)明而圖示了當(dāng)前認(rèn)為優(yōu)選的幾個(gè)實(shí)施方式，但希望理解為發(fā)明并不限定于圖示的結(jié)構(gòu)和方法。圖I是表示現(xiàn)有的平板型X射線檢測(cè)器的概要結(jié)構(gòu)的俯視圖，圖2是表示實(shí)施例I所涉及的平板型X射線檢測(cè)器的概要結(jié)構(gòu)的縱截面圖，圖3是表示實(shí)施例I所涉及的平板型X射線檢測(cè)器的概要結(jié)構(gòu)的俯視圖，圖4A是針對(duì)無像素合并(1X1像素)的情況，概念性地示出偏置電壓(電場(chǎng))與動(dòng)態(tài)范圍DR的關(guān)系的圖，圖4B是針對(duì)無像素合并(1X1像素)的情況，概念性地示出偏置電壓(電場(chǎng))與空間分辨率MTF的關(guān)系的圖，圖5A是針對(duì)進(jìn)行像素合并(2X2像素)的情況，概念性地示出偏置電壓(電場(chǎng)) 與動(dòng)態(tài)范圍DR的關(guān)系的圖，圖5B是針對(duì)進(jìn)行像素合并(2X2像素)的情況，概念性地示出偏置電壓(電場(chǎng)) 與空間分辨率MTF的關(guān)系的圖，圖6是實(shí)施例2所涉及的X射線攝影裝置的概要結(jié)構(gòu)圖，圖7A涉及變形例，是概念性地示出取決于進(jìn)行像素合并的縱向像素?cái)?shù)的偏置電壓(電場(chǎng))與動(dòng)態(tài)范圍DR的關(guān)系的圖，圖7B涉及變形例，是概念性地示出取決于進(jìn)行像素合并的縱向像素?cái)?shù)的偏置電壓(電場(chǎng))與空間分辨率MTF的關(guān)系的圖，圖7C涉及變形例，是概念性地示出進(jìn)行像素合并的縱向像素?cái)?shù)與偏置電壓(電場(chǎng))的關(guān)系的圖。
具體實(shí)施例方式下面，根據(jù)附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例。實(shí)施例I下面，參照

本發(fā)明的實(shí)施例。在實(shí)施例中，以平板型X射線檢測(cè)器為放射線檢測(cè)器的一例進(jìn)行說明。此外，圖2是表示實(shí)施例I所涉及的平板型X射線檢測(cè)器的概要結(jié)構(gòu)的縱截面圖，圖3是其俯視圖。參照?qǐng)D2或圖3。平板型X射線檢測(cè)器(FPD) I具備轉(zhuǎn)換層3，其將入射的X射線直接轉(zhuǎn)換為電荷；共用電極5，其設(shè)置于轉(zhuǎn)換層3的一面，施加偏置電壓Va ;以及像素電極 7，其隔著轉(zhuǎn)換層3設(shè)置于與共用電極5相反一側(cè)的面，收集由轉(zhuǎn)換層3轉(zhuǎn)換得到的電荷。轉(zhuǎn)換層3例如由a-Se (非晶硒)、CdTe (碲化鎘)或者CdZnTe (碲鋅鎘)等構(gòu)成。 在轉(zhuǎn)換層3由a-Se構(gòu)成的情況下，施加IOkV左右的偏置電壓Va，在轉(zhuǎn)換層3由CdTe或者 CdZnTe構(gòu)成的情況下，施加100V左右的偏置電壓Va。偏置電壓Va被施加于共用電極5。 即，偏置電壓Va通過共用電極5被施加于轉(zhuǎn)換層3。偏置電壓Va由偏置電源9施加。偏置電源9能夠根據(jù)需要來變更電壓設(shè)定值。共用電極5被設(shè)置成各像素共用，多個(gè)像素電極7以與各像素對(duì)應(yīng)的方式呈二維 (矩陣)狀排列。另外，F(xiàn)PD I在轉(zhuǎn)換層3的像素電極7側(cè)具備有源矩陣基板11，該有源矩陣基板11 進(jìn)行由轉(zhuǎn)換層3轉(zhuǎn)換得到的電荷的蓄積和讀出。有源矩陣基板11按每個(gè)像素具備儲(chǔ)能電容13和開關(guān)元件15。儲(chǔ)能電容13由電容器等構(gòu)成，蓄積由轉(zhuǎn)換層3轉(zhuǎn)換得到的電荷。開關(guān)元件15由薄膜晶體管(TFT)等構(gòu)成，為了讀出蓄積在儲(chǔ)能電容13中的電荷而進(jìn)行儲(chǔ)能電容13與后述的數(shù)據(jù)線Dl DlO之間的電連接以及電切斷。此外，為了便于說明，在本實(shí)施例中，設(shè)為儲(chǔ)能電容13、開關(guān)元件15等以IOX 10個(gè)(10X10像素)構(gòu)成。另外，有源矩陣基板11具備柵極線Gl GlO以及數(shù)據(jù)線Dl DlO。柵極線Gl GlO按排列成二維狀的開關(guān)元件15的橫向的每列進(jìn)行設(shè)置，與各列的開關(guān)元件15的柵極相連接。數(shù)據(jù)線Dl DlO按排列成二維狀的開關(guān)元件15的縱向的每列進(jìn)行設(shè)置，連接到各列的開關(guān)元件15的與儲(chǔ)能電容13相反一側(cè)(讀出側(cè))。此外，有源矩陣基板11是在絕緣基板17上具備儲(chǔ)能電容13、開關(guān)元件15、柵極線 Gl GlO以及數(shù)據(jù)線Dl D10。另外，檢測(cè)元件DU由轉(zhuǎn)換層3、共用電極5、像素電極7、儲(chǔ)能電容13以及開關(guān)元件15構(gòu)成。檢測(cè)元件DU呈二維狀排列。檢測(cè)元件DU與X射線圖像的一個(gè)像素相對(duì)應(yīng)。另外，F(xiàn)PD I具備柵極驅(qū)動(dòng)電路19，該柵極驅(qū)動(dòng)電路19通過柵極線Gl GlO來每次一列或者每次多列地驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件15。柵極驅(qū)動(dòng)電路19與多個(gè)柵極線Gl GlO電連接。通過由柵極驅(qū)動(dòng)電路19對(duì)各柵極線Gl GlO施加電壓來發(fā)送信號(hào)，使開關(guān)元件15變?yōu)檫B接(ON)的狀態(tài)，從而進(jìn)行蓄積在儲(chǔ)能電容13中的電荷的讀出。例如在進(jìn)行2X2像素的像素合并來進(jìn)行攝影的情況下，對(duì)兩列柵極線同時(shí)地施加電壓來每次兩列地驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件15。另外，F(xiàn)PD I具備電荷電壓轉(zhuǎn)換放大器21、多路轉(zhuǎn)接器23、以及A/D轉(zhuǎn)換器25。電荷電壓轉(zhuǎn)換放大器21將通過數(shù)據(jù)線Dl DlO取出的電荷轉(zhuǎn)換為電壓來作為電壓信號(hào)進(jìn)行輸出。電荷電壓轉(zhuǎn)換放大器21具備與數(shù)據(jù)線Dl DlO相連接的放大器27以及與該放大器的輸入/輸出端并聯(lián)連接的放大器用儲(chǔ)能電容29。多路轉(zhuǎn)接器23從多個(gè)電壓信號(hào)中選擇一個(gè)電壓信號(hào)進(jìn)行輸出。A/D轉(zhuǎn)換器25將電壓信號(hào)從模擬值轉(zhuǎn)換為數(shù)字值。此外，在A/ D轉(zhuǎn)換器25的后級(jí)設(shè)置有圖像處理部31，該圖像處理部31針對(duì)基于電壓信號(hào)(X射線檢測(cè)信號(hào))得到的X射線圖像進(jìn)行偏移校正等各種處理。偏置電源9和柵極驅(qū)動(dòng)電路19由驅(qū)動(dòng)控制部33進(jìn)行控制。驅(qū)動(dòng)控制部33進(jìn)行用于對(duì)靜止圖像進(jìn)行攝影的攝影模式和用于對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行攝影的透視模式的動(dòng)作模式切換。具體地說，在攝影模式下，對(duì)轉(zhuǎn)換層3施加用于攝影模式的偏置電壓Va，在透視模式下，對(duì)轉(zhuǎn)換層3施加被設(shè)定成比用于攝影模式的偏置電壓Va低的用于透視模式的偏置電壓 Va。另外，在攝影模式下，每次一列地驅(qū)動(dòng)排列成二維狀的開關(guān)元件15，在透視模式下，由于進(jìn)行像素合并，因此每次多列地驅(qū)動(dòng)排列成二維狀的開關(guān)元件15。此外，驅(qū)動(dòng)控制部33相當(dāng)于本發(fā)明中的控制部。驅(qū)動(dòng)控制部33為了在攝影模式或者透視模式下進(jìn)行攝影、即根據(jù)有無像素合并， 改變由偏置電源9對(duì)轉(zhuǎn)換層3施加的偏置電壓Va。參照?qǐng)D4A、圖4B、圖5A以及圖5B。此外，圖4A是針對(duì)無像素合并(1X1像素)的情況，概念性地示出偏置電壓(電場(chǎng))與動(dòng)態(tài)范圍DR的關(guān)系的圖，圖4B是針對(duì)無像素合并(1X1像素)的情況，概念性地示出偏置電壓(電場(chǎng))與空間分辨率MTF的關(guān)系的圖。圖5A是針對(duì)進(jìn)行像素合并(2X2像素)的情況，概念性地示出偏置電壓(電場(chǎng))與動(dòng)態(tài)范圍DR的關(guān)系的圖，圖5B是針對(duì)進(jìn)行像素合并 (2X2像素)的情況，概念性地示出偏置電壓(電場(chǎng))與空間分辨率MTF的關(guān)系的圖。在攝影模式下進(jìn)行攝影的無像素合并的情況下，如圖4A所示，即使將偏置電壓Va 設(shè)定得較高，動(dòng)態(tài)范圍DR的下降也比較小。另外，如圖4B所示，將偏置電壓Va設(shè)定得越高，空間分辨率MTF越高。因而，通過設(shè)定成比較高的偏置電壓Va來進(jìn)行使用，例如如符號(hào) P所示，能夠拍攝到空間分辨率MTF好的圖像。另一方面，在透視模式下進(jìn)行攝影的進(jìn)行像素合并的情況下，如圖5A所示，將偏置電壓Va設(shè)定得越高，動(dòng)態(tài)范圍的下降越是比較大。另外，如圖5B所示，將偏置電壓Va設(shè)定得越高，空間分辨率MTF越高，但是原本就因像素合并而空間分辨率MTF下降，因此變化 (斜率)比較小。因此如果將偏置電壓Va設(shè)定得高，則動(dòng)態(tài)范圍DR的下降大，因此需要盡可能地降低偏置電壓Va，而由將偏置電壓設(shè)定得較低所引起的空間分辨率MTF的下降比較小。因而，例如如符號(hào)q所示，通過將偏置電壓Va設(shè)定成低于無像素合并時(shí)的偏置電壓來進(jìn)行使用，能夠拍攝到動(dòng)態(tài)范圍DR大的圖像。這樣，通過利用偏置電源9將施加于轉(zhuǎn)換層3的偏置電壓Va設(shè)為可變偏壓，來根據(jù)各個(gè)動(dòng)作模式，分開使用在攝影模式下進(jìn)行攝影的無像素合并時(shí)的偏置電壓Va和在透視模式下進(jìn)行攝影的進(jìn)行像素合并時(shí)的被設(shè)定成比無像素合并時(shí)低的偏置電壓Va。接著，說明本實(shí)施例的FPD I的動(dòng)作。驅(qū)動(dòng)控制部33根據(jù)是在對(duì)靜止圖像進(jìn)行攝影的攝影模式下進(jìn)行還是在對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行攝影的透視模式下進(jìn)行的設(shè)定，來操作偏置電源9和柵極驅(qū)動(dòng)電路19。通過未圖示的輸入部等設(shè)定是在攝影模式下進(jìn)行還是在透視模式下進(jìn)行。首先，假設(shè)被設(shè)定為以2X2像素進(jìn)行像素合并的透視模式。[透視模式]由偏置電源9對(duì)轉(zhuǎn)換層3施加預(yù)先設(shè)定的用于透視模式的偏置電壓 Va。用于透視模式的偏置電壓Va被設(shè)定得比用于攝影模式的偏置電壓Va低。在被施加用于透視模式的偏置電壓Va的狀態(tài)下從未圖示的X射線管照射X射線。照射出的X射線透過被檢體入射到FPD I的轉(zhuǎn)換層3。參照?qǐng)D2。入射的X射線與透過被檢體而形成的X射線圖像的X射線強(qiáng)度相應(yīng)地在轉(zhuǎn)換層3被轉(zhuǎn)換為電荷。轉(zhuǎn)換得到的電荷被排列成二維狀的像素電極7收集，被蓄積在分別設(shè)置的儲(chǔ)能電容13中。進(jìn)行蓄積在儲(chǔ)能電容13中的電荷的讀出。柵極驅(qū)動(dòng)電路19執(zhí)行以2X2像素進(jìn)行像素合并的透視模式的讀出動(dòng)作。參照?qǐng)D3。柵極驅(qū)動(dòng)電路19每次多列地驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件 15。S卩，在以2X2像素進(jìn)行像素合并的情況下，柵極驅(qū)動(dòng)電路19針對(duì)與開關(guān)元件15的橫向的每列連接的柵極線Gl G10，每次兩列(條)地依次施加電壓來發(fā)送信號(hào)，由此驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件15。由此，例如驅(qū)動(dòng)與柵極線G1、G2相連接的列的開關(guān)元件15，從而通過數(shù)據(jù)線Dl DlO讀出蓄積在各個(gè)儲(chǔ)能電容13中的電荷。此時(shí)，通過數(shù)據(jù)線Dl讀出像素a和像素b的兩個(gè)像素量的電荷(像素a+像素b)，通過數(shù)據(jù)線D2讀出像素c和像素d的兩個(gè)像素量的電荷(像素c+像素d)。通過數(shù)據(jù)線Dl DlO讀出的電荷被輸入到電荷電壓轉(zhuǎn)換放大器21，被蓄積在放大器用儲(chǔ)能電容29中，作為被放大后的電壓信號(hào)進(jìn)行輸出。此外，由于對(duì)轉(zhuǎn)換層3施加用于透視模式的偏置電壓Va，因此在放大器用儲(chǔ)能電容29中蓄積有由于漏電流而產(chǎn)生的電荷減少了的兩個(gè)像素量的電荷。然后，多路轉(zhuǎn)接器23從通過數(shù)據(jù)線Dl DlO讀出的、由電荷電壓轉(zhuǎn)換放大器21 轉(zhuǎn)換得到的各電壓信號(hào)中選擇一個(gè)電壓信號(hào)進(jìn)行輸出。通過A/D轉(zhuǎn)換器25將從多路轉(zhuǎn)接器23輸出的電壓信號(hào)從模擬值轉(zhuǎn)換為數(shù)字值后進(jìn)行輸出。由A/D轉(zhuǎn)換器25轉(zhuǎn)換為數(shù)字值后的電壓信號(hào)從FPD I輸出，作為X射線檢測(cè)信號(hào)被送入到后級(jí)的圖像處理部31。在以2X2像素進(jìn)行像素合并的情況下，圖像處理部31按橫向鄰接的每?jī)蓚€(gè)像素進(jìn)行加法運(yùn)算。即，將從數(shù)據(jù)線Dl讀出的像素a+像素b與從數(shù)據(jù)線D2讀出的像素c+像素d相加，求出“像素a+像素b+像素c+像素d”。另外，由圖像處理部31進(jìn)行偏移校正等其它需要的處理。通過這樣，能夠獲取將2X2像素作為一個(gè)像素來進(jìn)行像素合并而得到的 X射線圖像(運(yùn)動(dòng)圖像)。此外，由圖像處理部31處理后得到的X射線圖像被顯示在未圖示的監(jiān)視器上、或者存儲(chǔ)到未圖示的存儲(chǔ)部中。[攝影模式]由偏置電源9對(duì)轉(zhuǎn)換層3施加預(yù)先設(shè)定的用于攝影模式的偏置電壓 Va。在被施加用于攝影模式的偏置電壓Va的狀態(tài)下，X射線被入射到FPD I的轉(zhuǎn)換層3。 入射的X射線在轉(zhuǎn)換層3被轉(zhuǎn)換為電荷后蓄積在儲(chǔ)能電容13中。進(jìn)行蓄積在儲(chǔ)能電容13中的電荷的讀出。柵極驅(qū)動(dòng)電路19執(zhí)行無像素合并的攝影模式的讀出動(dòng)作。柵極驅(qū)動(dòng)電路19每次一列地驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件15。即，柵極驅(qū)動(dòng)電路19 針對(duì)與開關(guān)元件15的橫向的每列連接的柵極線Gl G10，每次一列(條)地依次施加電壓來發(fā)送信號(hào)，由此驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件15。由此，例如驅(qū)動(dòng)與柵極線Gl相連接的列的開關(guān)元件 15，從而通過數(shù)據(jù)線Dl DlO讀出蓄積在各個(gè)儲(chǔ)能電容13中的電荷。通過數(shù)據(jù)線Dl DlO讀出的電荷被輸入到電荷電壓轉(zhuǎn)換放大器21，被蓄積在放大器用儲(chǔ)能電容29中，作為被放大后的電壓信號(hào)進(jìn)行輸出。然后，由電荷電壓轉(zhuǎn)換放大器21 轉(zhuǎn)換得到的電壓信號(hào)被多路轉(zhuǎn)接器23、A/D轉(zhuǎn)換器25依次處理后從FPD I輸出，作為X射線檢測(cè)信號(hào)被送入到后級(jí)的圖像處理部31。圖像處理部31進(jìn)行偏移校正等其它需要的處理。通過這樣，能夠獲取無像素合并(1X1像素)的X射線圖像(靜止圖像)。此外，由圖像處理部31處理后得到的X射線圖像被顯示在未圖示的監(jiān)視器上、或者存儲(chǔ)到未圖示的存儲(chǔ)部中。根據(jù)上述實(shí)施例I所涉及的FPD I，驅(qū)動(dòng)控制部33根據(jù)有無像素合并、即在由柵極驅(qū)動(dòng)電路19每次多列地驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件15的進(jìn)行像素合并的情況和由柵極驅(qū)動(dòng)電路19每次一列地驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件15的無像素合并的情況中，使由偏置電源9對(duì)轉(zhuǎn)換層3施加的偏置電壓Va改變。因此，在以像素合并方式進(jìn)行攝影的透視模式時(shí)，能夠抑制動(dòng)態(tài)范圍DR的下降。另外，在無像素合并地進(jìn)行攝影的攝影模式時(shí)，能夠提高空間分辨率MTF。S卩，現(xiàn)有裝置將攝影模式中所需的偏置電壓Va不做改變地應(yīng)用于透視模式時(shí)會(huì)導(dǎo)致動(dòng)態(tài)范圍DR下降， 另外，當(dāng)與透視模式相應(yīng)地將偏置電壓Va設(shè)定成較低時(shí)會(huì)導(dǎo)致空間分辨率MTF降低。然而， 本實(shí)施例I所涉及的FPD I能夠與動(dòng)作模式相應(yīng)地同時(shí)實(shí)現(xiàn)高的動(dòng)態(tài)范圍DR和空間分辨率 MTF。另外，驅(qū)動(dòng)控制部33將進(jìn)行像素合并時(shí)由偏置電源9對(duì)轉(zhuǎn)換層3施加的偏置電壓 Va設(shè)定成比無像素合并時(shí)的偏置電壓低。由此，例如在以2X2像素進(jìn)行像素合并來進(jìn)行攝影的透視模式時(shí)，通過將偏置電壓Va設(shè)定成比無像素合并時(shí)的偏置電壓低，而被讀取兩個(gè)像素量的由于漏電流而產(chǎn)生的電荷量減少，能夠抑制動(dòng)態(tài)范圍DR的下降。另一方面，在無像素合并地進(jìn)行攝影的攝影模式時(shí)，通過將偏置電壓Va設(shè)定成比進(jìn)行像素合并時(shí)的偏置電壓高，能夠提高空間分辨率MTF。另外，轉(zhuǎn)換層3由CdTe或者CdZnTe構(gòu)成。CdTe或者CdZnTe隨著對(duì)入射的X射線的靈敏度高，而例如與a-Se相比漏電流的量大。因此，在以2X2像素進(jìn)行像素合并的情況下，由于兩個(gè)像素量的漏電流而產(chǎn)生的電荷被讀出，因此導(dǎo)致動(dòng)態(tài)范圍DR下降，但是通過改變偏置電壓Va，能夠抑制動(dòng)態(tài)范圍DR的下降。實(shí)施例2接著，參照

本發(fā)明的實(shí)施例2。圖6是實(shí)施例2所涉及的X射線攝影裝置的概要結(jié)構(gòu)圖。此外，針對(duì)與上述實(shí)施例重復(fù)的結(jié)構(gòu)，省略其說明。參照?qǐng)D6。實(shí)施例2所涉及的X射線攝影裝置41具備實(shí)施例I的FPD I。另外，X 射線攝影裝置41具備照射X射線的X射線管43、對(duì)X射線管43執(zhí)行照射X射線所需的控制的X射線管控制部45以及統(tǒng)一控制X射線攝影裝置41的各結(jié)構(gòu)的主控制部47。X射線管控制部45具有使X射線管3產(chǎn)生管電壓或管電流的高電壓產(chǎn)生部49。主控制部47對(duì)X射線管控制部45、FPD I的驅(qū)動(dòng)控制部33以及圖像處理部31等進(jìn)行操作。 此外，X射線管43相當(dāng)于本發(fā)明中的放射線照射部。FPD I檢測(cè)透過了被檢體M的X射線。根據(jù)上述實(shí)施例2所涉及的X射線攝影裝置41，具備FPD I以及照射X射線的X 射線管43等。由此，X射線攝影裝置41能夠在以像素合并的方式進(jìn)行攝影的透視模式時(shí)抑制動(dòng)態(tài)范圍DR的下降。另外，能夠在無像素合并地進(jìn)行攝影的攝影模式時(shí)提高空間分辨率MTF。即，X射線攝影裝置41能夠與動(dòng)作模式相應(yīng)地同時(shí)實(shí)現(xiàn)高的動(dòng)態(tài)范圍DR和空間分辨率MTF。此外，在圖6中，F(xiàn)PD I具備偏置電源9、柵極驅(qū)動(dòng)電路19、驅(qū)動(dòng)控制部33以及A/ D轉(zhuǎn)換器25，但是偏置電源9、柵極驅(qū)動(dòng)電路19、驅(qū)動(dòng)控制部33以及A/D轉(zhuǎn)換器25也可以配置在FPD I的外部。即，X射線攝影裝置41也可以具備偏置電源9、柵極驅(qū)動(dòng)電路19、驅(qū)動(dòng)控制部33以及A/D轉(zhuǎn)換器25。另外，F(xiàn)PD I也可以具備圖像處理部31。另外，主控制部 47也可以與攝影模式或者透視模式的動(dòng)作模式相應(yīng)地直接操作偏置電源9和柵極驅(qū)動(dòng)電路19。在這種情況下，主控制部47相當(dāng)于本發(fā)明中的控制部。本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，能夠?qū)嵤┤缦碌淖冃巍?I)在上述實(shí)施例中，以2X2像素進(jìn)行像素合并來拍攝了運(yùn)動(dòng)圖像，但是進(jìn)行像素合并的像素?cái)?shù)不限定于2X 2像素。例如也可以是3X3像素、縱橫為2X1像素或者縱橫為3X2像素。即，只要是由柵極驅(qū)動(dòng)電路19每次多列地驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件15就能夠應(yīng)用。另外，進(jìn)行像素合并的縱向的像素?cái)?shù)存在如圖7A 圖7C所示的關(guān)系。圖7A是概念性地示出取決于進(jìn)行像素合并的縱向像素?cái)?shù)的偏置電壓(電場(chǎng))與動(dòng)態(tài)范圍DR的關(guān)系的圖，圖7B 是概念性地示出取決于進(jìn)行像素合并的縱向像素?cái)?shù)的偏置電壓(電場(chǎng))與空間分辨率MTF 的關(guān)系的圖。另外，圖7C是概念性地示出進(jìn)行像素合并的縱向像素?cái)?shù)與偏置電壓(電場(chǎng)) 的關(guān)系的圖。如果使進(jìn)行像素合并的縱向的像素?cái)?shù)增多，則如圖7A所示那樣表示由偏置電壓 Va引起的動(dòng)態(tài)范圍DR的變化的斜率變大。另外，如圖7B所示那樣表示由偏置電壓Va引起的空間分辨率MTF的變化的斜率變小。因而，如圖7C所示，進(jìn)行像素合并的縱向像素?cái)?shù)越多、即由柵極驅(qū)動(dòng)電路19驅(qū)動(dòng)的開關(guān)元件15的列數(shù)越多，則將由偏置電源9對(duì)轉(zhuǎn)換層3施加的偏置電壓Va設(shè)定得越低。由此，能夠與進(jìn)行像素合并的縱向的像素?cái)?shù)(列數(shù))相應(yīng)地抑制動(dòng)態(tài)范圍DR的下降。(2)在上述實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換層由將入射的X射線直接轉(zhuǎn)換為電荷的a-Se、CdTe以及 CdZnTe等構(gòu)成，但是不限于該結(jié)構(gòu)。即，轉(zhuǎn)換層也可以是由閃爍體層和光電二極管構(gòu)成的所謂的間接轉(zhuǎn)換型，該閃爍體層由將入射的X射線轉(zhuǎn)換成光的例如碘化銫(CsI)等構(gòu)成，光電二極管將由閃爍體層轉(zhuǎn)換得到的光轉(zhuǎn)換為電荷。此外，偏置電壓Va施加于光電二極管。(3)在上述實(shí)施例中，作為放射線檢測(cè)器的一例，說明了檢測(cè)X射線的平板型X射線檢測(cè)器(FPD),但是不限定于該結(jié)構(gòu)。例如，也可以是被使用在ECT (Emission Computed Tomography :發(fā)射單光子計(jì)算機(jī)斷層掃描儀)裝置中的、檢測(cè)從被投放了放射線同位素元素(RI)的被檢體放射出的Y射線的Y射線檢測(cè)器。本發(fā)明在不脫離其思想或者本質(zhì)的情況下能夠以其它具體方式進(jìn)行實(shí)施，因而， 以上的說明并不表示發(fā)明的范圍，應(yīng)該參照所附加的權(quán)利要求。
權(quán)利要求
1.一種放射線檢測(cè)器，其檢測(cè)放射線，該放射線檢測(cè)器包括以下要素轉(zhuǎn)換層，其將入射的放射線轉(zhuǎn)換為電荷；偏置電源，其對(duì)上述轉(zhuǎn)換層施加偏置電壓；儲(chǔ)能電容，其呈二維狀排列，蓄積由上述轉(zhuǎn)換層轉(zhuǎn)換得到的電荷；開關(guān)元件，其呈二維狀排列，讀出蓄積在上述儲(chǔ)能電容中的電荷；柵極驅(qū)動(dòng)電路，其選擇性地以每次一列以及每次多列中的任一種方式驅(qū)動(dòng)上述開關(guān)元件；以及控制部，其與由上述柵極驅(qū)動(dòng)電路以每次多列的方式驅(qū)動(dòng)上述開關(guān)元件的進(jìn)行像素合并的情況和以每次一列的方式驅(qū)動(dòng)上述開關(guān)元件的無像素合并的情況相應(yīng)地，改變由上述偏置電源對(duì)上述轉(zhuǎn)換層施加的偏置電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的放射線檢測(cè)器，其特征在于，上述控制部將像素合并時(shí)由上述偏置電源對(duì)上述轉(zhuǎn)換層施加的偏置電壓設(shè)定得比無像素合并時(shí)的偏置電壓低。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的放射線檢測(cè)器，其特征在于，由上述柵極驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)的上述開關(guān)元件的列數(shù)越多，上述控制部將由上述偏置電源對(duì)上述轉(zhuǎn)換層施加的偏置電壓設(shè)定得越低。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中的任一項(xiàng)所述的放射線檢測(cè)器，其特征在于，上述轉(zhuǎn)換層由CdTe以及CdZnTe中的任一個(gè)構(gòu)成。
5.一種放射線攝影裝置，其對(duì)靜止圖像和運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行攝影，該放射線攝影裝置包括以下要素放射線照射部，其照射放射線；以及放射線檢測(cè)器，其檢測(cè)透過了被檢體的放射線，其中，上述放射線檢測(cè)器包括轉(zhuǎn)換層，其將入射的放射線轉(zhuǎn)換為電荷；偏置電源，其對(duì)上述轉(zhuǎn)換層施加偏置電壓；儲(chǔ)能電容，其呈二維狀排列，蓄積由上述轉(zhuǎn)換層轉(zhuǎn)換得到的電荷；開關(guān)元件，其呈二維狀排列，讀出蓄積在上述儲(chǔ)能電容中的電荷；柵極驅(qū)動(dòng)電路，其選擇性地以每次一列以及每次多列中的任一種方式驅(qū)動(dòng)上述開關(guān)元件；以及控制部，其與由上述柵極驅(qū)動(dòng)電路以每次多列的方式驅(qū)動(dòng)上述開關(guān)元件的進(jìn)行像素合并的情況和以每次一列的方式驅(qū)動(dòng)上述開關(guān)元件的無像素合并的情況相應(yīng)地，改變由上述偏置電源對(duì)上述轉(zhuǎn)換層施加的偏置電壓。
全文摘要
本發(fā)明提供一種放射線檢測(cè)器以及放射線攝影裝置。驅(qū)動(dòng)控制部根據(jù)有無像素合并、即在由柵極驅(qū)動(dòng)電路每次多列地驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件的進(jìn)行像素合并的情況和由柵極驅(qū)動(dòng)電路每次一列地驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件的無像素合并的情況中，使由偏置電源對(duì)轉(zhuǎn)換層施加的偏置電壓改變。因此，在以像素合并的方式進(jìn)行攝影的透視模式時(shí)，能夠抑制動(dòng)態(tài)范圍的下降。另外，在無像素合并地進(jìn)行攝影的攝影模式時(shí)，能夠提高空間分辨率。即，能夠與動(dòng)作模式相應(yīng)地使高的動(dòng)態(tài)范圍和空間分辨率最優(yōu)化。
文檔編號(hào)H01L27/146GK102590844SQ201110400089
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月2日
發(fā)明者佐藤敏幸, 吉松圣菜, 吉牟田利典, 岸原弘之, 德田敏, 桑原章二, 田邊晃一, 貝野正知 申請(qǐng)人:株式會(huì)社島津制作所