放射線成像設(shè)備和放射線成像系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及放射線成像設(shè)備和放射線成像系統(tǒng)。該放射線成像設(shè)備包括具有像素的像素陣列、將偏置電位施加到像素的轉(zhuǎn)換器的偏置線、檢測流動到偏置線的電流的檢測電路、以及基于來自檢測電路的輸出來檢測放射線照射到像素陣列的開始并且根據(jù)該檢測控制像素的電荷蓄積操作的控制單元。檢測電路包括差分放大器電路以及反饋路徑，并且將與基準(zhǔn)偏置電位對應(yīng)的電位施加到偏置線。差分放大器電路包括接收基準(zhǔn)偏置電位的第一輸入端子、連接到偏置線的第二輸入端子以及輸出端子，并且反饋路徑將輸出端子和第二輸入端子連接。
【專利說明】放射線成像設(shè)備和放射線成像系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及放射線成像設(shè)備及放射線成像系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】 [0002]放射線成像設(shè)備與放射線產(chǎn)生設(shè)備進(jìn)行的照射同步地執(zhí)行成像操作。日本專利公開N0.2010-268171描述了一種檢測照射并且相應(yīng)地開始蓄積電荷的放射線圖像捕獲設(shè)備。該放射線圖像捕獲設(shè)備包括排列成矩陣的多個放射線檢測元件以及多個偏置線，其中每個偏置線連接到對應(yīng)列的放射線檢測元件。多個偏置線連接到連接線。該放射線圖像捕獲設(shè)備包括用于檢測流動到連接件的電流的電流檢測裝置。電流檢測裝置檢測流動到連接件的電流的增大/減小，由此檢測照射的開始或者結(jié)束。在這個放射線圖像捕獲設(shè)備中，當(dāng)不必要檢測流動到連接件的電流時，停止電流檢測裝置的操作，并且偏置電源連接到該連接件。
[0003]在日本專利公開N0.2010-268171中描述的放射線圖像捕獲設(shè)備中，當(dāng)不必檢測流動到連接到多個偏置線的連接件的電流時，偏置電源連接到該連接件并且將偏置電壓施加給多個偏置線。因此，噪聲容易從偏置電源傳送到多個偏置線，并且諸如線路噪聲之類的噪聲可能在捕獲圖像中出現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種用于控制基于流動到偏置線的電流檢測放射線照射的放射線成像設(shè)備中的偏置線的電位的新技術(shù)。
[0005]本發(fā)明的第一方面提供一種放射線成像設(shè)備，其包括:在其中排列有多個像素的像素陣列，所述多個像素中的每一個包括被配置為蓄積與放射線對應(yīng)的電荷的轉(zhuǎn)換器；偏置線，被配置為將偏置電位施加到多個像素的轉(zhuǎn)換器；檢測電路，被配置為檢測流動到偏置線的電流；以及控制單元，被配置為基于來自檢測電路的輸出來檢測放射線照射到像素陣列的開始，并且被配置為根據(jù)放射線照射的開始的檢測來控制多個像素的電荷蓄積操作，其中檢測電路包括差分放大器電路以及反饋路徑，并且被配置為將與基準(zhǔn)偏置電位對應(yīng)的電位施加到偏置線，差分放大器電路包括施加有基準(zhǔn)偏置電位的第一輸入端子、連接到偏置線的第二輸入端子以及輸出端子，并且反饋路徑連接輸出端子和第二輸入端子，以及檢測放射線照射的檢測操作中的反饋路徑的阻抗高于來自像素陣列的信號的讀出操作中的反饋路徑的阻抗。
[0006]本發(fā)明的第二方面提供一種放射線成像系統(tǒng)，其包括:如第一方面所限定的放射線成像設(shè)備；以及處理器，被配置為處理從所述放射線成像設(shè)備輸出的信號。
[0007]根據(jù)以下參考附圖的實施例的描述，本發(fā)明更多的特征將變得清晰。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的放射線成像設(shè)備的整個布置的框圖；[0009]圖2是用于說明在驅(qū)動像素時流動的電流的電路圖；
[0010]圖3是示出了檢測電路的布置的示例的電路圖；
[0011]圖4A和圖4B分別是用于說明根據(jù)第一和第二實施例的放射線成像設(shè)備的操作的時序圖；以及
[0012]圖5是例示放射線成像系統(tǒng)的圖。
【具體實施方式】
[0013]現(xiàn)在將參考附圖通過實施例描述本發(fā)明。下述的本發(fā)明的每個實施例能夠單獨(dú)實現(xiàn)或者在必要時或在來自各個實施例的元件或特征的組合在單個實施例中是有利的時作為多個實施例或者其特征的組合來實現(xiàn)。
[0014]將參考圖1描述根據(jù)本發(fā)明一個實施例的放射線成像設(shè)備100的整個布置。放射線成像設(shè)備100被配置為捕獲通過放射線形成的圖像。圖像能夠通過從放射線源(未示出)發(fā)射并且透射通過被檢體的放射線來形成。放射線可以是例如X射線、α射線、β射線或者Y射線。
[0015]放射線成像設(shè)備100包括像素陣列101、驅(qū)動電路102、讀出電路103、檢測電路120、基準(zhǔn)偏置電位產(chǎn)生電路126和控制單元106。放射線成像設(shè)備100還可以包括信號處理單元(處理器)105。
[0016]像素陣列101包括二維 地排列以形成多個行和多個列的多個像素ΡΙΧ。在圖1所示出的示例中，像素Pix被排列以形成3行X3列。實際上，更多的像素PIX被排列以形成更多的行和列。每個像素PIX包括將放射線或者光轉(zhuǎn)換成電荷的轉(zhuǎn)換器201、以及將與該電荷對應(yīng)的電信號輸出到信號線Sig的開關(guān)元件Τ。
[0017]轉(zhuǎn)換器201可以是例如間接轉(zhuǎn)換器,其包括將光轉(zhuǎn)換成電荷的光電轉(zhuǎn)換器S以及將放射線轉(zhuǎn)換成具有可由光電轉(zhuǎn)換器檢測的波長的光的波長轉(zhuǎn)換器(閃爍體)?？商娲?，轉(zhuǎn)換器201可以是直接將放射線轉(zhuǎn)換成電荷的直接轉(zhuǎn)換器。光電轉(zhuǎn)換器S可以是例如主要由布置在諸如玻璃襯底之類的絕緣襯底上的非晶硅形成的PIN光電二極管。當(dāng)轉(zhuǎn)換器201的光電轉(zhuǎn)換器是PIN光電二極管時,轉(zhuǎn)換器201可以具有電容器Cs。
[0018]開關(guān)元件T可以是具有控制端子和兩個主端子的晶體管，例如薄膜晶體管(TFT)。轉(zhuǎn)換器201的一個電極電連接到開關(guān)元件T的兩個主端子的一個電極，并且轉(zhuǎn)換器201的另一個電極電連接到公共的偏置線Vs。檢測電路120將偏置電位VVs供應(yīng)到偏置線Vs。
[0019]開關(guān)元件T的柵極連接到由驅(qū)動電路102驅(qū)動的驅(qū)動信號線G。驅(qū)動電路102將像素陣列101中的要選擇的一行的驅(qū)動信號線G驅(qū)動到有效電平。當(dāng)經(jīng)由驅(qū)動信號線G將有效電平的信號供應(yīng)給開關(guān)元件T的柵極時，開關(guān)元件T變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)。因此與所選的行的像素PIX的轉(zhuǎn)換器201中蓄積的電荷對應(yīng)的信號并行地輸出到多個信號線Sig。
[0020]由讀出電路103讀出輸出到信號線Sig的信號。讀出電路103包括多個放大器電路207和多路復(fù)用器208。多個放大器電路207被設(shè)置為使得一個放大器電路207對應(yīng)于一個信號線Sig。并行地輸出到多個信號線Sig的所選行的像素PIX的信號被多個放大器電路207并行地放大。
[0021 ] 每個放大器電路207可以包括例如積分放大器203、將來自積分放大器203的信號放大的可變放大器204、對來自可變放大器204的信號進(jìn)行采樣保持的采樣保持電路205、以及緩沖放大器206。積分放大器203可以包括例如放大在輸出到信號線Sig的信號與來自基準(zhǔn)電源107的基準(zhǔn)電位Vrefl之間的差的運(yùn)算放大器、積分電容器和復(fù)位開關(guān)。積分放大器203可以通過改變積分電容器的值來改變放大系數(shù)。輸出到信號線Sig的信號被供應(yīng)給運(yùn)算放大器的反相輸入端子，并且來自基準(zhǔn)電源107的基準(zhǔn)電壓Vref被供應(yīng)給非反相輸入端子。輸出端子連接到可變放大器204的輸入端子。積分電容器和復(fù)位開關(guān)被并聯(lián)地連接在運(yùn)算放大器的非反相輸入端子與輸出端子之間。采樣保持電路205可以由例如采樣開關(guān)和采樣電容器形成。
[0022]多路復(fù)用器208順序地選擇和輸出從分別與多個信號線Sig對應(yīng)的多個放大器電路207并行地讀出的信號。讀出電路103可以包括緩沖來自多路復(fù)用器208的信號的緩沖放大器209。緩沖放大器209可以用作阻抗轉(zhuǎn)換器。讀出電路103可以包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器210。模數(shù)轉(zhuǎn)換器210可以被布置為例如將從緩沖放大器209輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。
[0023]從讀出電路103輸出的信號可以被提供給信號處理單元105。信號處理單元105可以被配置為處理從讀出電路103輸出的信號并且將其供應(yīng)給計算機(jī)108。信號處理單元105可以被并入放射線成像設(shè)備100中或者被設(shè)置作為放射線成像設(shè)備100的外部裝置。
[0024]控制單元106產(chǎn)生用于控制驅(qū)動電路102的控制信號、用于控制讀出電路103的控制信號等。驅(qū)動電路102根據(jù)來自控制單元106的控制信號將要讀出信號的行的每個像素PIX的開關(guān)元件T改變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)。用于控制讀出電路103的控制信號可以包括例如復(fù)位信號RC、采樣保持信號SH和時鐘信號CLK。復(fù)位信號RC控制積分放大器203的復(fù)位開關(guān)。采樣保持信號SH控制采樣保持電路205。時鐘信號CLK控制多路復(fù)用器208。
[0025]將參考圖2描述在驅(qū)動像素PIX時流動的電流。為了簡單起見圖2示出一個像素Pix來代表多個像素PIX。開關(guān)元件T的第一主端子tl連接到轉(zhuǎn)換器201 (光電轉(zhuǎn)換器S)的第一電極Si，并且開關(guān)元件T的第二主端子t2連接到信號線Sig。當(dāng)有效電平的驅(qū)動信號經(jīng)由驅(qū)動信號線G被供應(yīng)給控制端子t3時，開關(guān)元件T被設(shè)定在導(dǎo)通狀態(tài)中。當(dāng)開關(guān)元件T被設(shè)定為導(dǎo)通狀態(tài)時,與在轉(zhuǎn)換器201 (光電轉(zhuǎn)換器S)中產(chǎn)生并且蓄積在電容器Cs中的電荷對應(yīng)的信號被輸出到信號線Sig。開關(guān)元件T包括在控制端子t3和第一主端子tl之間的電容器Cgs、在控制端子t3與第二主端子t2之間的電容器Cgd、以及在第一主端子tl與第二主端子t2之間的電容器Cds。
[0026]信號線Sig由讀出電路103的放大器電路207驅(qū)動以使得維持基準(zhǔn)電位Vrefl。為了將開關(guān)元件T設(shè)定為導(dǎo)通狀態(tài)，驅(qū)動信號線G經(jīng)由導(dǎo)通電壓線Von和驅(qū)動電路102的開關(guān)SW被驅(qū)動到導(dǎo)通電源Won。為了將開關(guān)元件T設(shè)定為非導(dǎo)通狀態(tài)，驅(qū)動信號線G經(jīng)由非導(dǎo)通電壓線Voff和驅(qū)動電路102的開關(guān)SW被驅(qū)動到非導(dǎo)通電源VVoff。
[0027]下面將描述在利用放射線照射像素PIX時流動的電流。首先，將說明其中在開關(guān)元件T處于非導(dǎo)通狀態(tài)時從放射線轉(zhuǎn)換得到的光照射轉(zhuǎn)換器201的情況。根據(jù)由光照射產(chǎn)生的電子空穴對、轉(zhuǎn)換器201的電容器Cs、和開關(guān)元件T的電容器，非導(dǎo)通電源電流I_Voff流動到驅(qū)動信號線G作為從非導(dǎo)通電源VVoff朝向像素PIX的驅(qū)動信號線電流I_Vg。信號線電流I_Vrefl從基準(zhǔn)電位Vrefl側(cè)朝向像素PIX地流動到信號線Sig。等于流動到像素PIX的信號線電流I_Vrefl和驅(qū)動信號線電流I_Vg的和的偏置線電流I_Vs從像素PIX朝向偏置電位Vs的供應(yīng)側(cè)(稍后要描述的檢測電路120)地流動到偏置線Vs。[0028]接下來，將說明其中在開關(guān)元件T處于導(dǎo)通狀態(tài)時由放射線轉(zhuǎn)換得到的光照射轉(zhuǎn)換器201的情況。偏置線電流I_Vs從像素PIX朝向偏置電位Vs的供應(yīng)側(cè)(稍后要描述的檢測電路120)地流動到偏置線Ns。信號線電流I_Vref I從積分放大器203朝向像素PIX地流動到信號線Sig。如上所述，當(dāng)利用光照射光電轉(zhuǎn)換器S時，與照射轉(zhuǎn)換器的光對應(yīng)的偏置電流I_Vs流動到偏置線Vs。
[0029]下面將參考圖3描述檢測電路120。檢測電路120檢測流動到偏置線Vs的電流，并且將表示該電流的偏置電流信號VSD提供給控制單元106。檢測電路120可以包括例如電流-電壓轉(zhuǎn)換放大器310、電壓放大器320、濾波器電路330和模數(shù)轉(zhuǎn)換器340。電流-電壓轉(zhuǎn)換放大器310將流動到偏置線Vs的電流轉(zhuǎn)換成電壓。電壓放大器320放大從電流-電壓轉(zhuǎn)換放大器310輸出的信號(電壓信號)。電壓放大器320可以由例如儀表放大器(instrumentation amplifier)形成。濾波器電路330是限制從電壓放大器320輸出的信號的頻帶的濾波器，并且可以例如是低通濾波器。模數(shù)轉(zhuǎn)換器340把作為由從濾波器電路330輸出的信號(模擬信號)轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字信號的偏置電流信號VSD供應(yīng)給控制單元106。
[0030]檢測電路120或者電流-電壓轉(zhuǎn)換放大器310不僅檢測流動到偏置線Vs的電流而且將與由基準(zhǔn)偏置電位產(chǎn)生電路126給予的基準(zhǔn)偏置電位Vs_ref對應(yīng)的電位供應(yīng)給偏置線Vs。電流-電壓轉(zhuǎn)換放大器310可以是跨阻抗放大器。電流-電壓轉(zhuǎn)換放大器310包括例如運(yùn)算放大器311、以及布置在運(yùn)算放大器311的輸出端子和反相輸入端子(第二輸入端子)之間的反饋路徑312。 基準(zhǔn)偏置電位￥8_1*社被給予運(yùn)算放大器311的非反相輸入端子(第一輸入端子)。反饋路徑可以包括例如通過電阻器Rfl使運(yùn)算放大器311的輸出端子和反相輸入端子短路的第一路徑、通過電阻器Rf2使反相輸入端子和輸出端子短路的第二路徑以及通過導(dǎo)電線CL使反相輸入端子和輸出端子短路的第三路徑。
[0031 ] 相位補(bǔ)償電容器Cf I可以與電阻器Rf I并聯(lián)地連接。相位補(bǔ)償電容器Cf 2可以與電阻器Rf2并聯(lián)地連接。相位補(bǔ)償電容器Cfl和Cf2有效地防止例如電流-電壓轉(zhuǎn)換放大器310振蕩。開關(guān)SWC可以串聯(lián)地布置在包括電阻器Rf2的路徑中。開關(guān)SWB可以串聯(lián)地布置在由導(dǎo)電線CL形成的路徑中。
[0032]控制單元106將控制信號VSX供應(yīng)給檢測電路120并且從包括第一路徑、第二路徑和第三路徑的多個路徑當(dāng)中選擇要啟用的路徑，由此控制反饋阻抗。當(dāng)開關(guān)SWB閉合時，由導(dǎo)電線CL形成的第三路徑被啟用，并且包括電阻器Rfl的第一路徑和包括電阻器Rf2的第二路徑被禁用。當(dāng)開關(guān)SWB斷開并且開關(guān)SWC閉合時，第三路徑被禁用，并且第一路徑和第二路徑被啟用。
[0033]開關(guān)SWA和電阻器R可以被串聯(lián)地布置在地與運(yùn)算放大器311的反相輸入端子之間。電容器C可以被布置在地與運(yùn)算放大器311的反相輸入端子之間。
[0034]電流-電壓轉(zhuǎn)換放大器310包括反饋路徑312并且因此用來在反相輸入端子(第二輸入端子)中產(chǎn)生與給予運(yùn)算放大器311的非反相輸入端子(第一輸入端子)的基準(zhǔn)偏置電位Vs_ref對應(yīng)的電位。更具體地，電流-電壓轉(zhuǎn)換放大器310用來在反相輸入端子中產(chǎn)生幾乎等于給予差分放大器電路311的非反相輸入端子的基準(zhǔn)偏置電位Vs_ref的電位。在該情況下，控制單元106控制電流-電壓轉(zhuǎn)換放大器310的反饋路徑312的阻抗(在下文中被稱為反饋阻抗)。[0035]大反饋阻抗意味著電流-電壓轉(zhuǎn)換放大器310的增益大。另一方面，當(dāng)反饋阻抗大時，偏置電流I_Vs的大小受此限制，并且偏置線Vs的電位會不穩(wěn)定。因此，反饋阻抗優(yōu)選地根據(jù)放射線成像設(shè)備100的操作(例如檢測向像素陣列101的放射線照射的檢測操作或者來自像素PIX的信號的讀出操作)被控制。這個下面將更詳細(xì)地描述。
[0036]在該實施例中，控制單元106基于來自檢測電路120的輸出(即，偏置電流信號VSD)檢測放射線照射到像素陣列101的開始，并且相應(yīng)地控制多個像素PIX的電荷蓄積操作。也就是說，為了快速檢測放射線照射到像素陣列101的開始，檢測電路120需要以高靈敏度檢測流動到偏置線Vs的電流。因此，在檢測向像素陣列101的放射線照射的檢測操作中，反饋阻抗優(yōu)選地較大。
[0037]另一方面，當(dāng)經(jīng)由開關(guān)元件T將蓄積在轉(zhuǎn)換器201的電容器Cs中的電荷傳送到信號線Sig時，如果反饋阻抗大，則從偏置線Vs到轉(zhuǎn)換器201的第二電極s2側(cè)的電流供應(yīng)延遲。特別地，當(dāng)強(qiáng)放射線部分地?fù)舸蛳袼仃嚵?01時，由于從偏置線Vs到轉(zhuǎn)換器201的第二電極s2側(cè)的電流供應(yīng)的延遲，容易在捕獲圖像中出現(xiàn)噪聲。因此，當(dāng)經(jīng)由開關(guān)元件T將蓄積在轉(zhuǎn)換器201的電容器Cs中的電荷轉(zhuǎn)移到信號線Sig時，優(yōu)選地使得反饋阻抗較小。
[0038]控制單元106控制反饋阻抗使得在檢測放射線照射的檢測操作中的反饋阻抗變得大于在來自像素Pix的信號的讀出操作中的反饋阻抗。下面將描述其中電阻器Rf2具有比電阻器Rfl低的電阻的示例。在該情況下，當(dāng)選擇包括電阻器Rf2的第二路徑時，增益增大。 [0039]控制單元106例如在檢測放射線照射的檢測操作中斷開開關(guān)SWB，并且在來自像素Pix的信號的讀出操作中閉合開關(guān)SWB。在該情況下，開關(guān)SWC可以在檢測放射線照射的檢測操作和來自像素PIX的信號的讀出操作兩者中被斷開或閉合。
[0040]可替代地，控制單元106在檢測放射線照射的檢測操作中斷開開關(guān)SWB且閉合開關(guān)SWC，并且在來自像素PIX的信號的讀出操作中閉合開關(guān)SWB (因為開關(guān)SWB被閉合，所以開關(guān)SWC可以被斷開或閉合)。
[0041]開關(guān)SWA和電阻器R不是必不可少的。然而，當(dāng)提供開關(guān)SWA和電阻器R時，開關(guān)SWA可以在檢測電路120的非操作時段期間被閉合，而在檢測放射線照射的檢測操作中被斷開。更優(yōu)選地，檢測電路120的非操作時段是除檢測放射線照射的檢測操作、稍后要描述的蓄積操作和圖像輸出操作以外的時段。開關(guān)SWA可以在來自像素PIX的信號的讀出操作中被閉合或者斷開。在該情況下，電阻器R優(yōu)選地具有比電阻器Rfl和Rf2更高的電阻。例如，電阻器R可以被設(shè)定為IOk Ω，電阻器Rfl可以被設(shè)定為lkQ，并且電阻器Rf2可以被設(shè)定為1050 Ω。
[0042]電壓放大器320可以被形成為具有可變增益的放大器。例如，電壓放大器320的增益可以通過閉合或者斷開開關(guān)SWD來改變。
[0043]接下來將參考圖4A描述根據(jù)本發(fā)明第一實施例的放射線成像設(shè)備100的操作。由控制單元106控制放射線成像設(shè)備100的操作，更具體地，像素陣列101、驅(qū)動電路102、讀出電路103和檢測電路120的操作。放射線成像設(shè)備100的操作包括初始化操作、蓄積操作和圖像輸出操作。
[0044]初始化操作是以行為基礎(chǔ)使像素陣列101的多個像素PIX初始化的操作。蓄積操作是將通過放射線照射產(chǎn)生的電荷蓄積在像素陣列101的每個像素PIX中的操作。圖像輸出操作是從像素陣列101讀出與由于放射線照射到像素陣列101而蓄積在像素陣列101的每個像素Pix中的電荷對應(yīng)的信號并且輸出圖像(圖像信號)的操作。
[0045]當(dāng)控制單元106基于來自檢測電路120的輸出而檢測到放射線開始照射到放射線成像設(shè)備100 (圖4A中的“照射開始檢測”)時出現(xiàn)從初始化操作到蓄積操作的轉(zhuǎn)移。當(dāng)控制單元106基于來自檢測電路120的輸出而檢測到放射線結(jié)束照射到放射線成像設(shè)備100(圖4A中的“照射結(jié)束檢測”)時出現(xiàn)從蓄積操作到圖像輸出操作的轉(zhuǎn)移。
[0046]下面將描述更詳細(xì)的放射線成像設(shè)備100的操作示例。在初始化操作中，控制單元106重復(fù)將第一行到最后一行的驅(qū)動信號線G順序地設(shè)定為有效電平并且將復(fù)位信號RC設(shè)定為有效電平的操作。當(dāng)復(fù)位信號RC變?yōu)橛行щ娖綍r，積分放大器203被設(shè)定在電壓跟隨器狀態(tài)中，并且基準(zhǔn)電位Vrefl被供應(yīng)給信號線Sig。在該狀態(tài)下，驅(qū)動信號線G被設(shè)定為有效電平的行的開關(guān)T變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，并且蓄積在轉(zhuǎn)換器201的電容器Cs中的電荷被初始化。
[0047]在初始化操作和蓄積操作的時段期間，控制單元106使用檢測電路120執(zhí)行檢測放射線照射到像素陣列101的檢測操作。更具體地，在初始化操作和蓄積操作的時段期間，檢測電路120檢測流動到偏置線Vs的電流I_Vs，并且將表示該電流的偏置電流信號VSD供應(yīng)給控制單元106?？刂茊卧?06基于偏置電流信號VSD檢測放射線照射到像素陣列101的開始?？刂茊卧?06可以基于例如偏置電流信號VSD的瞬時值、積分值和微分值中的至少一個檢測放射線照射到像素陣列101的開始。如上所述，控制單元106將檢測放射線照射的檢測操作中的反饋阻抗設(shè)定為高于來自像素PIX的信號的讀出操作中的反饋阻抗。在該示例中，開關(guān)SWB被斷開以便禁用第三路徑。
[0048]在檢測到放射線照射到像素陣列101的開始時，控制單元106將控制信號供應(yīng)給驅(qū)動電路102以便停止初始化操作。相應(yīng)地，像素陣列101的像素開始蓄積操作。
[0049]甚至在蓄積操作期間，控制單元106也監(jiān)視偏置電流信號VSD并且基于偏置電流信號VSD檢測放射線照射到像素陣列101的結(jié)束。控制單元106可以基于例如偏置電流信號VSD的瞬時值、積分值和微分值中的至少一個檢測放射線照射到像素陣列101的結(jié)束。
[0050]在檢測到放射線照射到像素陣列101的結(jié)束時，控制單元106將控制信號供應(yīng)給驅(qū)動電路102以便將像素陣列101的多個行的驅(qū)動信號線G順序地驅(qū)動為有效電平。驅(qū)動信號線G被驅(qū)動為有效電平的行(也就是說，所選的行)的像素PIX的信號被輸出到信號線Sig并且由讀出電路103讀出。緊挨著在像素陣列101的所選的行的信號被輸出到信號線Sig之前，復(fù)位信號RC被設(shè)定為有效電平,并且積分放大器203 (的積分電容器)被復(fù)位。
[0051]另外，在檢測到放射線照射到像素陣列101的結(jié)束時，控制單元106將控制信號VSX設(shè)定為有效電平。根據(jù)控制信號VSX改變?yōu)橛行щ娖剑瑱z測電路120將反饋阻抗設(shè)定為來自像素PIX的信號的讀出操作中的反饋阻抗。也就是說，在檢測到放射線照射到像素陣列101的結(jié)束時，控制單元106使得檢測電路120的反饋阻抗低。控制單元106可以被配置為在其中在檢測到放射線照射到像素陣列101的結(jié)束之后讀出電路103 (的放大器電路207)首次被復(fù)位的時段期間使得反饋阻抗低。在該示例中，開關(guān)SWB被閉合以便啟用第三路徑。
[0052]當(dāng)圖像輸出操作結(jié)束時，控制單元106將放射線成像設(shè)備100從圖像輸出操作轉(zhuǎn)移到初始化操作。相應(yīng)地，反饋阻抗被設(shè)定為在檢測向像素陣列101的放射線照射的檢測操作中的反饋阻抗。也就是說，控制單元106根據(jù)圖像輸出操作(讀出操作)的結(jié)束使得檢測電路120的反饋阻抗高。
[0053]下面將參考圖4B描述根據(jù)本發(fā)明第二實施例的放射線成像設(shè)備100的操作。注意，下面沒有提到的事物能夠遵從第一實施例。
[0054]在第二實施例中，控制單元106沒有基于來自檢測電路120的輸出來檢測放射線照射的結(jié)束，而作為替代，在從放射線照射開始起逝去預(yù)定時間之后結(jié)束蓄積操作。
[0055]第二實施例的初始化操作與第一實施例的初始化操作相同。在初始化操作的時段期間，控制單元106使用檢測電路120執(zhí)行檢測向像素陣列101的放射線照射的檢測操作。更具體地，在初始化操作和蓄積操作的時段期間，檢測電路120檢測流動到偏置線Vs的電流I_Vs,并且將表示該電流的偏置電流信號VSD供應(yīng)給控制單元106?？刂茊卧?06基于偏置電流信號VSD檢測放射線照射到像素陣列101的開始?？刂茊卧?06可以基于例如偏置電流信號VSD的瞬時值、積分值和微分值中的至少一個檢測放射線照射到像素陣列101的開始。如上所述，控制單元106將檢測放射線照射的檢測操作中的反饋阻抗設(shè)定為高于來自像素PIX的信號的讀出操作中的反饋阻抗。在該示例中，開關(guān)SWB被斷開以便禁用第三路徑。
[0056]在檢測到放射線照射到放射線成像設(shè)備100的開始時，控制單元106將控制信號供應(yīng)給驅(qū)動電路102以便停止初始化操作。相應(yīng)地，像素陣列101的像素開始蓄積操作。另外，在檢測到放射線照射到放射線成像設(shè)備100的開始時，控制單元106將控制信號VSX設(shè)定為有效電平。根據(jù)控制信號VSX改變?yōu)橛行щ娖剑瑱z測電路120將反饋阻抗設(shè)定為來自像素PIX的信號的讀出 操作中的反饋阻抗。也就是說，在檢測到放射線照射到放射線成像設(shè)備100的開始時，控制單元106使得檢測電路120的反饋阻抗低。在該示例中，開關(guān)SWB被閉合以便啟用第三路徑。
[0057]因此，在第二實施例中，控制單元106不能基于檢測電路120的輸出檢測放射線照射到像素陣列101的結(jié)束。在從蓄積操作開始起逝去預(yù)定時間之后，控制單元106認(rèn)為放射線照射結(jié)束并且將操作從蓄積操作轉(zhuǎn)移到圖像輸出操作。第二實施例的圖像輸出操作與第一實施例的圖像輸出操作相同。
[0058]圖5為示出了其中根據(jù)本發(fā)明的放射線成像設(shè)備被應(yīng)用于X射線診斷系統(tǒng)(放射線成像系統(tǒng))的示例的圖。放射線成像系統(tǒng)包括放射線成像設(shè)備6040 (對應(yīng)于上述的放射線成像設(shè)備100)和處理從放射線成像設(shè)備6040輸出的信號的圖像處理器6070。由X射線管(放射線源)6050產(chǎn)生的X射線6060經(jīng)過病人或被檢體6061的胸部6062，并且進(jìn)入放射線成像設(shè)備6040。已經(jīng)進(jìn)入的X射線包括被檢體6061的內(nèi)部信息。圖像處理器(處理器)6070可以處理從放射線成像設(shè)備6040輸出的信號(圖像)并且例如基于通過處理獲得的信號將圖像顯示在控制室中的顯示器6080上。
[0059]圖像處理器6070還可以經(jīng)由傳輸線6090將通過處理獲得的信號傳送到遠(yuǎn)程地點(diǎn)。這使得可以在布置于另一個地方中的醫(yī)生室中的顯示器6081上顯示圖像，或者將圖像記錄在諸如光盤之類的記錄介質(zhì)中。記錄介質(zhì)可以為膠片6110。在該情況下，膠片處理器6100將圖像記錄在膠片6110上。
[0060]雖然已經(jīng)參考示例性實施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于所公開的示例性實施例。以下權(quán)利要求的范圍將被給予最寬的解釋從而包括所有這樣的修改、等同的結(jié) 構(gòu)與功能。
【權(quán)利要求】
1.一種放射線成像設(shè)備，包括: 在其中排列有多個像素的像素陣列，所述多個像素中的每一個包括被配置為蓄積與放射線對應(yīng)的電荷的轉(zhuǎn)換器； 偏置線，被配置為將偏置電位施加到所述多個像素的轉(zhuǎn)換器； 檢測電路，被配置為檢測流動到偏置線的電流；以及 控制單元，被配置為基于來自檢測電路的輸出來檢測放射線照射到像素陣列的開始，并且被配置為根據(jù)放射線照射的開始的檢測來控制所述多個像素的電荷蓄積操作， 其中檢測電路包括差分放大器電路以及反饋路徑，并且被配置為將與基準(zhǔn)偏置電位對應(yīng)的電位施加到偏置線， 差分放大器電路包括施加有基準(zhǔn)偏置電位的第一輸入端子、連接到偏置線的第二輸入端子以及輸出端子，并且反饋路徑將輸出端子和第二輸入端子連接，以及 檢測放射線照射的檢測操作中的反饋路徑的阻抗高于來自像素陣列的信號的讀出操作中的反饋路徑的阻抗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射線成像設(shè)備，其中控制單元基于來自檢測電路的輸出來控制反饋路徑的阻抗。
3.根據(jù)權(quán)利要求 2所述的放射線成像設(shè)備，其中控制單元基于來自檢測電路的輸出來檢測放射線照射到像素陣列的結(jié)束，并且根據(jù)放射線照射的結(jié)束的檢測來使得反饋路徑的阻抗低。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的放射線成像設(shè)備，還包括讀出電路，所述讀出電路被配置為讀出從所述多個像素當(dāng)中選擇的像素的信號， 其中控制單元在檢測到放射線照射到像素陣列的結(jié)束之后讀出電路首次被復(fù)位的時段期間使得反饋路徑的阻抗低。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的放射線成像設(shè)備，其中控制單元根據(jù)放射線照射到像素陣列的開始的檢測來使得反饋路徑的阻抗低。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射線成像設(shè)備，其中控制單元根據(jù)讀出操作的結(jié)束來使得反饋路徑的阻抗高。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射線成像設(shè)備，其中反饋路徑包括將輸出端子和第二輸入端子連接的多個路徑，以及 控制單元通過從多個路徑當(dāng)中選擇要啟用的路徑來控制反饋路徑的阻抗。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的放射線成像設(shè)備，其中所述多個路徑包括具有電阻器的路徑以及由導(dǎo)電線形成的路徑。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的放射線成像設(shè)備，其中具有電阻器的路徑還包括與所述電阻器并聯(lián)連接的電容器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射線成像設(shè)備，其中差分放大器電路和反饋路徑形成電流-電壓轉(zhuǎn)換放大器，以及 檢測電路還包括電壓放大器，所述電壓放大器被配置為放大電流-電壓轉(zhuǎn)換放大器的輸出。
11.一種放射線成像系統(tǒng)，包括: 根據(jù)權(quán)利要求1到10中的任何一個所述的放射線成像設(shè)備；以及處理器，被配置為處理從所述放射線成像設(shè)備輸出的信號。
【文檔編號】A61B6/00GK104023184SQ201410069591
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月28日
【發(fā)明者】佐藤惠梨子, 龜島登志男, 八木朋之, 竹中克郎, 岡田英之, 佐藤翔, 巖下貴司, 笠拓哉 申請人:佳能株式會社