放射線成像裝置及其驅(qū)動方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種放射線成像裝置及其驅(qū)動方法。
【背景技術(shù)】
[0002]放射線成像裝置包括多個傳感器和驅(qū)動該多個傳感器的驅(qū)動單元。每個傳感器例如包括用于檢測放射線的檢測元件和用于初始化檢測元件的重置單元。除了與檢測元件所檢測到的放射線對應(yīng)的信號分量之外,從每個傳感器輸出的傳感器信號還包含源自暗電流等的噪聲分量。由于這個原因,在放射線照射開始之前,驅(qū)動單元通過使用每個重置單元來執(zhí)行重置操作以初始化每個檢測元件。
[0003]例如,在諸如連續(xù)拍攝或影像捕捉之類的重復(fù)執(zhí)行放射線成像的操作模式中,驅(qū)動單元重復(fù)執(zhí)行重置操作和輸出傳感器信號的輸出操作?;谕ㄟ^這樣的一系列操作獲得的傳感器信號而形成的一個圖像數(shù)據(jù)也被稱為“幀”,并且每單位時間獲得的圖像數(shù)據(jù)的量也被稱為“幀速率”。例如,當(dāng)執(zhí)行影像捕捉時,提高幀速率會平滑地回放影像。
[0004]日本專利公開N0.2012-85124公開了這樣的布置:在該布置中,除了多個傳感器和驅(qū)動單元之外,每個傳感器單元還包括對傳感器信號進(jìn)行采樣的采樣單元。當(dāng)對傳感器信號進(jìn)行采樣時,每個采樣單元保持采樣的傳感器信號,直到它對下一幀進(jìn)行采樣為止。因此,在每個采樣單元對傳感器信號進(jìn)行采樣之后,相應(yīng)的驅(qū)動單元可以在任意定時執(zhí)行輸出采樣的傳感器信號的輸出操作。根據(jù)日本專利公開N0.2012-85124,當(dāng)在對于給定幀的輸出操作期間開始對于下一幀的重置操作時,每個驅(qū)動單元中斷輸出操作,并且在完成重置操作時,重新開始中斷的輸出操作。
[0005]根據(jù)日本專利公開N0.2012-85124中所公開的驅(qū)動方法,當(dāng)在對于給定幀的輸出操作期間開始對于下一幀的重置操作時,可以縮短要重復(fù)執(zhí)行的放射線成像操作之間的間隔。這可以提高幀速率。另外,根據(jù)日本專利公開N0.2012-85124中所公開的驅(qū)動方法,因?yàn)樵谥刂貌僮鞯膱?zhí)行期間不執(zhí)行輸出操作,所以可以降低源自重置操作的噪聲對通過輸出操作獲得的圖像數(shù)據(jù)的影響。
[0006]除了信號分量之外,傳感器信號還包含源自暗電流等的噪聲分量。該噪聲分量基于從重置操作的結(jié)束到傳感器信號的采樣的開始的時間。由于這個原因,根據(jù)日本專利公開N0.2012-85124中所公開的驅(qū)動方法,在對于下一幀的重置操作開始之前(由中斷之前的輸出操作)輸出的傳感器信號和重置操作結(jié)束之后(由重新開始之后的輸出操作)輸出的傳感器信號之間,噪聲分量存在差異。這可能在基于圖像數(shù)據(jù)形成的放射線圖像上引起由于噪聲的對比度不均勻。
[0007]在對圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行偏移校正以移除源自暗電流等的噪聲分量時,這可能引起問題。根據(jù)偏移校正,放射線圖像是基于通過在有放射線照射的情況下成像而獲得的放射線圖像數(shù)據(jù)和通過在沒有放射線照射的情況下成像而獲得的偏移圖像數(shù)據(jù)之間的差異而形成的。為了通過偏移校正適當(dāng)?shù)爻ヒ陨喜痪鶆蛟肼?,有必要在相同的成像條件(例如,從重置操作結(jié)束到傳感器信號的采樣開始的時間保持相同的條件)下執(zhí)行這兩種成像操作。根據(jù)日本專利公開N0.2012-85124中所公開的驅(qū)動方法,因?yàn)椴蓸娱_始之前的時間(即,輸出操作中斷的定時)對于每個幀可能改變,所以有必要準(zhǔn)備大量的偏移圖像數(shù)據(jù)來執(zhí)行偏移校正。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]本發(fā)明提供一種有利于在提高幀速率的同時防止出現(xiàn)放射線圖像上的不均勻噪聲的技術(shù)。
[0009]本發(fā)明的第一方面提供一種放射線成像裝置,該放射線成像裝置包括多個傳感器和被配置為驅(qū)動所述多個傳感器的驅(qū)動單元,所述多個傳感器中的每一個包括檢測元件、采樣單元和重置單元,檢測元件被配置為檢測放射線,采樣單元被配置為對來自檢測元件的信號進(jìn)行采樣,重置單元被配置為初始化檢測元件,其中,驅(qū)動單元執(zhí)行:使重置單元初始化檢測元件的第一重置操作;使采樣單元對來自檢測元件的、根據(jù)在第一重置操作之后開始的第一放射線照射的信號進(jìn)行采樣的第一采樣操作;輸出通過第一采樣操作采樣的信號的第一輸出操作;使重置單元初始化檢測元件的第二重置操作;使采樣單元對來自檢測元件的、根據(jù)接著第一照射在第二重置操作之后開始的第二照射的信號進(jìn)行采樣的第二采樣操作;以及輸出通過第二采樣操作采樣的信號的第二輸出操作,其中,驅(qū)動單元在第二重置操作完成之后開始第一輸出操作。
[0010]本發(fā)明的第二方面提供一種放射線成像裝置,該放射線成像裝置包括多個傳感器和被配置為驅(qū)動所述多個傳感器的驅(qū)動單元,每個傳感器包括檢測元件、采樣單元和重置單元,檢測元件被配置為檢測放射線,采樣單元被配置為對來自檢測元件的信號進(jìn)行采樣,重置單元被配置為初始化檢測元件,其中,驅(qū)動單元執(zhí)行:使重置單元初始化檢測元件的操作;使采樣單元對來自檢測元件的、根據(jù)在初始化操作之后開始的放射線照射的信號進(jìn)行采樣的操作;輸出通過采樣操作采樣的信號的操作,并且其中,驅(qū)動單元在使從初始化操作到采樣操作的時間維持恒定的同時根據(jù)幀速率來改變輸出操作的定時。
[0011 ] 本發(fā)明的第三方面提供一種用于放射線成像裝置的驅(qū)動方法,所述放射線成像裝置包括多個傳感器,所述多個傳感器中的每一個包括檢測元件、采樣單元和重置單元,檢測元件被配置為檢測放射線,采樣單元被配置為對來自檢測元件的信號進(jìn)行采樣,重置單元被配置為初始化檢測元件,所述方法包括:在到所述多個傳感器上的第一放射線照射開始之前,執(zhí)行使重置單元初始化檢測元件的第一重置操作;執(zhí)行使采樣單元對來自檢測元件的、根據(jù)第一照射的信號進(jìn)行采樣的第一采樣操作;執(zhí)行輸出在執(zhí)行第一采樣操作時采樣的信號的第一輸出操作;在緊接著第一照射的第二照射開始之前,執(zhí)行使重置單元初始化檢測元件的第二重置操作;執(zhí)行使采樣單元對來自檢測元件的、根據(jù)第二照射的信號進(jìn)行采樣的第二采樣操作;并且執(zhí)行輸出在執(zhí)行第二采樣操作時采樣的信號的第二輸出操作,其中,執(zhí)行第一輸出操作是在第二重置操作完成之后開始的。
[0012]參照附圖閱讀示例性實(shí)施例的以下描述,本發(fā)明的其他特征將變得清楚。
【附圖說明】
[0013]圖1是用于說明放射線成像裝置的系統(tǒng)配置的示例的視圖;
[0014]圖2是用于說明放射線成像裝置的布置的具體示例的視圖;
[0015]圖3是用于說明傳感器單元的布置的示例的視圖;
[0016]圖4是用于說明讀出單元的布置的示例的電路圖;
[0017]圖5是用于說明用于放射線成像裝置的驅(qū)動方法的示例的時序圖;
[0018]圖6是用于說明單元傳感器的布置的示例的電路圖;
[0019]圖7A至7C是用于傳感器的驅(qū)動時序圖的示例;
[0020]圖8是在重復(fù)執(zhí)行放射線成像的操作模式下的用于傳感器的驅(qū)動時序圖的示例;
[0021]圖9是放射線成像裝置的操作流程圖的示例;
[0022]圖10A和10B是放射線成像裝置的操作流程圖的示例;
[0023]圖11是在重復(fù)執(zhí)行放射線成像的操作模式下的用于傳感器的驅(qū)動時序圖的示例;
[0024]圖12是在重復(fù)執(zhí)行放射線成像的操作模式下的用于傳感器的驅(qū)動時序圖的示例;和
[0025]圖13是在重復(fù)執(zhí)行放射線成像的操作模式下的用于傳感器的驅(qū)動時序圖的示例。
【具體實(shí)施方式】
[0026](1.放射線成像裝置的布置的示例)
[0027]圖1是示出了放射線檢查裝置或放射線成像裝置IA(下文中稱為“裝置IA”)的總體布置的示例的系統(tǒng)框圖。裝置IA包括成像單元100、單元101、顯示單元102、放射線源控制單元103和放射線源104。
[0028]成像單元100通過放射線成像獲得表示被檢者的內(nèi)部信息的圖像數(shù)據(jù),并且將該圖像數(shù)據(jù)輸出到單元101。單元101用作接收圖像數(shù)據(jù)并執(zhí)行圖像處理或數(shù)據(jù)處理的處理單元,而且還用作與每個單元交換控制信號并對總體裝置IA執(zhí)行系統(tǒng)控制或同步控制的控制單元。顯示單元102包括例如顯示器,并且顯示基于來自單元101的圖像數(shù)據(jù)的放射線圖像。
[0029]在放射線成像中,放射線源控制單元103與成像單元100同步地由單元101控制,并且響應(yīng)于來自單元101的控制信號,將用于放射線照射的信號輸出到放射線源104。放射線源104響應(yīng)于來自放射線源控制單元103的信號,產(chǎn)生用于放射線成像的放射線(X射線、α射線、β射線、γ射線等)。
[0030]成像單元100包括傳感器單元10、讀出單元20和控制單元109,其中讀出單元20從傳感器單元10讀出信號,控制單元109在與單元101交換控制信號和其它信號的同時控制成像單元100中的每個單元。
[0031]傳感器單元10是通過排列多個傳感器單元106而形成的傳感器面板105。每個傳感器單元106是通過例如已知的使用諸如硅晶圓之類的半導(dǎo)體晶圓的半導(dǎo)體制造工藝制造的傳感器芯片。多個傳感器被排列(以形成多行和多列)在每個傳感器單元106上。各個相鄰的傳感器單元106可以通過切割物理隔離,或者可以不通過切割物理隔離。例如,在半導(dǎo)體晶圓上形成的每個傳感器單元106可以在切割之前被檢查,并且其檢查結(jié)果滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的傳感器單元106可以被排列為形成傳感器面板105。
[0032]盡管為了方便描述,例示了其中傳感器單元106被形成為2行X 14列的布置,但是傳感器單元10的布置不限于該數(shù)量。
[0033]用于將放射線轉(zhuǎn)換成光的閃爍體(未示出)設(shè)在傳感器單元10上。傳感器單元10獲得與來自閃爍體的光相對應(yīng)的電信號。在這種情況下,已例示了所謂的間接轉(zhuǎn)換型布置,其中,放射線被閃爍體轉(zhuǎn)換成光,并且該光被光電轉(zhuǎn)換。然而,可以使用將放射線(直接)轉(zhuǎn)換成電信號的所謂的直接轉(zhuǎn)換型布置。
[0034]讀出單元20例如包括復(fù)用器131至138、信號放大單元141至148以及A/D轉(zhuǎn)換單元151至158。復(fù)用器131等用作選擇作為預(yù)定單元中的信號讀出目標(biāo)的傳感器的選擇單元。例如,復(fù)用器131等針對每個傳感器單元106或列來選擇作為信號讀出目標(biāo)的傳感器。信號放大單元141等和A/D轉(zhuǎn)換單元151等用作輸出來自作為選定目標(biāo)的各個傳感器的信號(傳感器信號)的輸出單元。例如,信號放大單元141等通過使用差分放大器等來放大信號。A/D轉(zhuǎn)換單元151等對經(jīng)放大的信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換(A/D轉(zhuǎn)換)。
[0035]用于交換信號或供應(yīng)電力的多個電極被布置在傳感器單元10的上側(cè)部分和下側(cè)部分上。這些電極可以經(jīng)由懸空引線型印刷