專利名稱：成像裝置和成像系統(tǒng)、它們的方法和程序的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及成像裝置和成像系統(tǒng)。更特別地，本發(fā)明涉及優(yōu)選用于醫(yī)療診斷中的諸如放射線照相的靜止圖像放射線照相和諸如熒光檢查放射線照相(fluoroscopic radiographing)的運動圖像放射線照相的用于放射線成像系統(tǒng)的成像系統(tǒng)和放射線成像裝置。注意，在本發(fā)明中，除了作為由由于放射性衰變發(fā)射的粒子(包含光子)構成的射束的α射束、β射束和Y射束以外，放射線還包含諸如X射線、微粒射線和宇宙射線的具有大于等于這些射束所具有的能量的能量的射束。
背景技術：
近年來，作為用于通過X射線的醫(yī)療圖像診斷和非破壞性檢查的成像裝置，使用由半導體材料形成的平板檢測器(FPD)的放射線成像裝置開始投入實用。例如，在醫(yī)療圖像診斷中，這種放射線成像裝置被用作用于諸如放射線照相的靜止圖像放射線照相和諸如熒光檢查放射線照相的運動圖像放射線照相的數(shù)字成像裝置。關于這種放射線成像裝置，如日本專利申請公開No. H11-U8213公開的那樣，認為可以向和從X射線照射區(qū)域切換FPD讀出的區(qū)域(場尺寸)。但是，如果照射區(qū)域在切換之后變寬，那么像素感度或暗輸出在FPD中的被照射區(qū)域和未被照射區(qū)域之間不同。因此， 在提供的圖像中出現(xiàn)受照射區(qū)域影響的幻影(圖像的階差(st印of image))，這可導致圖像質(zhì)量劣化。日本專利申請公開No. 2008-167846考慮了可實施用于校正受這種照射區(qū)域改變影響的幻影的圖像處理。具體地，基于根據(jù)對于各X射線照射條件的均勻照射具有幻影的數(shù)據(jù)，導出幻影校正因子。基于幻影校正因子，導出需要的幻影校正因子，其與在收集關于要被檢查的對象部分、即照射區(qū)域的數(shù)據(jù)時的X射線照射條件以及從開始X射線照射起的時間對應。因此，通過使用需要的幻影校正因子校正關于要被檢查的對象部分的數(shù)據(jù)以產(chǎn)生校正后的圖像數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
技術問題但是，在日本專利申請公開No. 2008-167846中描述的校正技術通過使用圖像處理執(zhí)行校正，使得校正處理和參數(shù)的管理復雜，從而導致裝置總體上復雜。并且，由于例如必須事先獲取校正用數(shù)據(jù)，因此任務是麻煩的，另外，由于例如必須仔細和精確地執(zhí)行用于獲取數(shù)據(jù)的方法，因此用于獲取穩(wěn)定的圖像質(zhì)量的管理是困難的。并且，校正不減少導致上述幻影并且包含于由FPD提供的圖像信號中的殘留圖像(after image)自身的量，因此難以在各種情況下實現(xiàn)最佳的優(yōu)點。問題的解決方案申請人:敏銳地進行了研究，以提供能夠在沒有復雜的圖像處理的情況下減少可在提供的圖像中出現(xiàn)并且受照射區(qū)域影響的圖像的階差并防止明顯的圖像質(zhì)量劣化的成像裝置和成像系統(tǒng)，并且，我們已想到以下描述的本發(fā)明的各方面。根據(jù)一個方面，本發(fā)明提供了一種成像裝置，該成像裝置包括包含布置成陣列的多個像素的檢測器，其中，像素包含用于將放射線或光轉換成電荷的轉換元件，并且，檢測器執(zhí)行用于輸出與放射線或光的照射相應的圖像數(shù)據(jù)的成像操作；和用于控制包含成像操作的檢測器的操作的控制單元，其中，成像操作包含用于輸出與在與多個像素的一部分對應的第一照射場中的放射線或光的照射相應的圖像數(shù)據(jù)的第一成像操作和用于輸出與在面積比第一照射場的面積大的第二照射場中的放射線或光的照射相應的圖像數(shù)據(jù)的第二成像操作，并且，控制單元控制檢測器的操作，使得，響應從第一照射場中的照射到第二照射場中的照射的改變，檢測器在第一和第二成像操作之間的時段期間執(zhí)行用于初始化轉換元件的初始化操作。根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供一種成像系統(tǒng)，該成像系統(tǒng)包括以上的成像裝置；用于用放射線照射成像裝置的放射線產(chǎn)生器裝置；和用于控制成像裝置和放射線產(chǎn)生器裝置的控制裝置，其中，放射線產(chǎn)生器裝置包含具有根據(jù)從控制裝置接收的控制信號在第一和第二照射場之間切換的功能的機構。根據(jù)又一方面，本發(fā)明提供一種成像裝置的控制方法，該成像裝置包括包含布置成陣列的多個像素的檢測器，其中，像素包含用于將放射線或光轉換成電荷的轉換元件，并且，檢測器執(zhí)行用于輸出與放射線或光的照射相應的圖像數(shù)據(jù)的成像操作，該方法控制包含成像操作的檢測器的操作，其中，該方法包括用于輸出與在與檢測器的多個像素的一部分對應的第一照射場中的放射線或光的照射相應的圖像數(shù)據(jù)的第一成像操作；繼第一成像操作之后的響應用于將第一照射場中的照射改變?yōu)槊娣e比第一照射場的面積大的第二照射場中的照射的指令將轉換元件初始化的初始化操作；和繼初始化操作之后的用于輸出與在檢測器的第二照射場中的放射線或光的照射相應的圖像數(shù)據(jù)的第二成像操作。根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供一種用于設定計算機以執(zhí)行成像裝置的控制的計算機程序，該成像裝置包括包含布置成陣列的多個像素的檢測器，其中，像素包含用于將放射線或光轉換成電荷的轉換元件，并且，檢測器執(zhí)行用于輸出與放射線或光的照射相應的圖像數(shù)據(jù)的成像操作，使得，檢測器執(zhí)行包含成像操作的操作，其中，計算機程序設定檢測器以執(zhí)行以下的操作用于輸出與在與檢測器的多個像素的一部分對應的第一照射場中的放射線或光的照射相應的圖像數(shù)據(jù)的第一成像操作；繼第一成像操作之后的響應用于將第一照射場中的照射改變?yōu)槊娣e比第一照射場的面積大的第二照射場中的照射的指令將轉換元件初始化的初始化操作；和繼初始化操作之后的用于輸出與在檢測器的第二照射場中的放射線或光的照射相應的圖像數(shù)據(jù)的第二成像操作。本發(fā)明的有利效果本發(fā)明具有如下的有利效果，S卩，能夠在沒有復雜的圖像處理的情況下減少可在由FPD的驅(qū)動操作提供的圖像中出現(xiàn)并且受照射區(qū)域影響的幻影(圖像的階差)并防止明顯的圖像質(zhì)量劣化的有利效果。從下文參照附圖對示例性實施例的描述，本發(fā)明的其它特征將變得清晰。


圖1是包括根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的成像裝置的成像系統(tǒng)的概念性框圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的成像裝置的概念性等價電路圖。圖3是用于示出根據(jù)本發(fā)明的成像裝置和成像系統(tǒng)的操作的流程圖。圖4A、圖4B、圖4C和圖4D是用于示出根據(jù)本發(fā)明的成像裝置和成像系統(tǒng)的操作的時序圖。圖5A、圖5B、圖5C、圖5D和圖5E包含用于示出根據(jù)本發(fā)明的改變操作的時序圖和用于示出效果的“時間-階差量”的特性圖。圖6A和圖6B是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的成像裝置的概念性等價電路圖。圖7A、圖7B、圖7C和圖7D是用于示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的成像裝置和成像系統(tǒng)的操作的時序圖。圖8A、圖8B和圖8C是用于示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的改變操作的時序圖。
具體實施例方式下文將參照附圖詳細描述本發(fā)明優(yōu)選可適用的實施例。第一實施例根據(jù)本實施例的圖1所示的放射線成像系統(tǒng)包括成像裝置100、控制計算機108、 放射線控制裝置109、放射線產(chǎn)生器裝置110、顯示器113和控制臺114。成像裝置100包括平板檢測器(FPD) 104，該平板檢測器(FPD) 104包含具有用于將放射線或光轉換成電信號的多個像素的檢測單元101、用于驅(qū)動檢測單元101的驅(qū)動電路102和用于輸出來自被驅(qū)動的檢測單元101的電信號作為圖像數(shù)據(jù)的讀出電路103。成像裝置100還包括用于處理來自FPD 104的圖像數(shù)據(jù)以輸出它的信號處理單元105、用于向各部件供給單獨的控制信號以控制FPD 104的操作的控制單元106和用于向各部件供給單獨的偏壓的電源107。如下面描述的那樣，信號處理單元105接收來自控制計算機108的控制信號并將它供給到控制單元106。電源107具有從外部電源或內(nèi)置電池(未示出)接收電壓的諸如調(diào)壓器的內(nèi)置電源電路以向檢測單元101、驅(qū)動電路102和讀出電路103供給需要的電壓?？刂朴嬎銠C108執(zhí)行放射線產(chǎn)生器裝置110和成像裝置100之間的同步化、用于確定成像裝置100的狀態(tài)的控制信號的傳送和用于校正、存儲和顯示來自成像裝置100的圖像數(shù)據(jù)的圖像處理。并且，控制計算機108基于來自控制臺114的數(shù)據(jù)向放射線控制裝置109傳送用于確定放射線的照射條件的控制信號。放射線控制裝置109在從控制計算機108接收到控制信號時控制利用來自嵌入放射線產(chǎn)生器裝置110中的放射線源111的放射線的照射操作以及照射場光闌 (diaphragm) 112的操作。照射場光闌112具有可改變預定的照射場、即在該處用放射線或與放射線相當?shù)墓庹丈銯PD 104中的檢測單元101的區(qū)域的功能，并且，它在實施例中具有可在照射場A和照射場B之間切換的功能。在與本發(fā)明的第一照射場對應的照射場A中， 向多個像素的一部分照射放射線，例如，當總共存在包含約觀00行和約觀00列的像素時， 向例如約1000行和約1000列的像素照射放射線。并且，在與本發(fā)明的第二照射場對應的照射場B中，向比照射場A寬的部分，例如向所有的像素照射放射線。控制臺114被用于輸入對象的信息和成像條件，并且將它們作為用于由控制計算機108使用的各種類型的控制的參數(shù)發(fā)送到控制計算機108。顯示器113顯示作為通過控制計算機108處理的圖像的圖像數(shù)據(jù)。
下面，參照圖2描述根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的成像裝置。注意，與以上參照圖1 描述的部件類似的部件被賦予類似的附圖標記，并且其詳細的描述被省略。并且，為了簡化，圖2示出包含具有以3行和3列布置的像素的FPD的成像裝置。但是，實際的成像裝置可具有更高量級的多個像素，并且，例如，17英寸成像裝置可具有以約觀00行和約觀00列布置的像素。檢測單元101具有布置成陣列的多個像素。各像素具有用于將放射線或光轉換成電荷的轉換元件201和用于輸出與電荷相應的電信號的開關元件202。在實施例中，所使用的用于將照射到轉換元件的光轉換成電荷的光電轉換元件是設置在諸如玻璃基板的絕緣基板上并且主材料是非晶硅的PIN光電二極管。使用的轉換元件可優(yōu)選為間接轉換元件， 該間接轉換元件包含設置在光電轉換元件的放射線的入射側的用于將放射線轉換成上述的光電轉換元件可感測的波長帶中的光的波長轉換器，以及用于直接將放射線轉換成電荷的直接轉換元件。使用的開關元件202可優(yōu)選為具有控制端子和兩個主端子的晶體管，并且，在本實施例中，使用薄膜晶體管(TFT)。轉換元件201的一個電極與開關元件202的兩個主端子中的一個電連接，并且，另一電極通過共用偏壓布線Bs與偏壓電源107a電連接。 行方向上的多個開關元件，例如，Tll T13使它們的控制端子共同地與第一行中的驅(qū)動布線Gl電連接，并且，驅(qū)動電路102通過各行的驅(qū)動布線發(fā)送用于控制各開關元件的導通狀態(tài)的驅(qū)動信號。列方向上的多個開關元件，例如，Tll T31的主控制端子中的另一個與第一列中的信號布線Sigl電連接，并且，在開關元件的導通狀態(tài)期間，根據(jù)各轉換元件的電荷的電信號通過信號布線被輸出到讀出電路103。沿列方向布置的多個信號布線Sigl Sig3并行地將由多個像素輸出的電信號傳送給讀出電路103。讀出電路103包含用于放大通過檢測單元101對于各信號布線并行輸出的各電信號的放大電路207。并且，各放大電路207包含用于放大電信號輸出的積分放大器203、用于放大來自積分放大器203的電信號的可變增益放大器204、用于采樣和保持放大后的電信號的采樣和保持電路205以及緩沖放大器206。積分放大器203包含用于放大讀出的電信號以輸出它的運算放大器、積分電容器和復位開關。積分放大器203具有與積分電容器值的改變相應的可變放大因子。電信號輸出被輸入到運算放大器的反相輸入端子，并且，基準電壓Vref從基準電源107b被輸入到非反相輸入端子，并且，從輸出端子輸出放大的電信號。并且，積分電容器被設置在反相輸入端子和輸出端子之間。采樣和保持電路205與各放大電路對應地被設置，并由采樣開關和采樣電容器構成。并且，讀出電路103包含用于依次輸出從各放大電路207并行讀出的電信號作為串行信號形式的圖像信號的多路復用器208 和用于轉換圖像信號的阻抗以輸出它的緩沖放大器209。作為由緩沖放大器209輸出的模擬電信號的圖像信號Vout被模數(shù)轉換器210轉換成數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，該數(shù)字圖像數(shù)據(jù)被輸出到圖1所示的信號處理單元105。然后，由信號處理單元105處理的圖像數(shù)據(jù)被輸出到控制計算機108。響應從圖1所示的控制單元106輸入的控制信號(D-CLK、0E、DI0)，驅(qū)動電路102 向各驅(qū)動布線輸出驅(qū)動信號，該驅(qū)動信號具有用于將各開關元件設定于導通狀態(tài)的導通電壓Vcom和用于將各開關元件設定于非導通狀態(tài)的非導通電壓Vss。因此，驅(qū)動電路102控制開關元件的導通狀態(tài)和非導通狀態(tài)以驅(qū)動檢測單元101。圖1中的電源107包含偏壓電源107a和用于圖2所示的放大電路的基準電源107b。偏壓電源107a通過偏壓布線Bs向各轉換元件的另一電極共同供給偏壓電壓Vs。偏壓電壓Vs與本發(fā)明的第一電壓對應?；鶞孰娫?07b向各運算放大器的非反相輸入端子供給基準電壓Vref。圖1所示的控制單元106通過信號處理單元105接收來自外部的控制計算機108 的控制信號，并且通過向驅(qū)動電路102、電源107和讀出電路103發(fā)送各種類型的控制信號控制FPD 104的操作。控制單元106通過向驅(qū)動電路102發(fā)送控制信號D-CLK、OE和DIO 控制驅(qū)動電路102的操作。這里，控制信號D-CLK是用于用作驅(qū)動電路的移位寄存器的移位時鐘信號，并且，控制信號DIO是移位寄存器通過其轉換的脈沖信號，并且控制信號OE控制移位寄存器的輸出端子。并且，控制單元106通過向讀出電路103發(fā)送控制信號RC、SH 和CLK控制讀出電路103中的各部件的操作。這里，控制信號RC控制各積分放大器的復位開關的操作，并且，控制信號SH控制各采樣和保持電路205的操作，并且，控制信號CLK控制多路復用器208的操作。以下，參照圖1 3，特別是圖3，描述本發(fā)明的成像裝置和成像系統(tǒng)總體上的操作。操作員操作控制臺114以確定照射條件并通過使用控制計算機108開始放射線照相。 由放射線控制裝置109控制的放射線產(chǎn)生器裝置110在照射條件下用希望的放射線照射對象。成像裝置100輸出與已穿過對象的放射線相應的圖像數(shù)據(jù)，并且，輸出的圖像數(shù)據(jù)是被控制計算機108處理并在顯示器113上顯示的圖像?？刂朴嬎銠C108隨后詢問操作員放射線照相是否應繼續(xù)，并且，當操作員給予不繼續(xù)放射線照相的指令(否(NO))時，放射線照相結束。當給予繼續(xù)放射線照相的指令(是 (YES))時，控制計算機108詢問操作員是否應改變照射場。當操作員給予不改變照射場的指令(否)時，控制計算機108在事先確定的放射線照相條件下控制放射線控制裝置109 和放射線產(chǎn)生器裝置110，并且，在相同的照射條件下再次實施放射線照射。另一方面，當操作員給予改變照射場的指令(是)時，控制計算機108確定改變照射場的照射條件，并且， 放射線控制裝置109基于照射條件控制放射線產(chǎn)生器裝置110中的照射場光闌112，并由此確定改變之后的照射場。并且，控制計算機108向成像裝置100發(fā)送使成像裝置100執(zhí)行以下詳細描述的改變操作的控制信號，并且，成像裝置100執(zhí)行改變操作。在完成改變操作之后，控制計算機108在確定的照射條件下控制放射線控制裝置109和放射線產(chǎn)生器裝置 110，并且，在改變的照射條件下實施放射線照射以執(zhí)行下一放射線照相。然后，參照圖4A 4D，描述本發(fā)明的成像裝置和成像系統(tǒng)的操作。在圖4A中，一旦向轉換元件201供給偏壓電壓Vs，成像裝置100就在空閑時段期間執(zhí)行空閑操作。這里， 術語“空閑操作”是如下這樣的操作，即為了穩(wěn)定由開始施加偏壓電壓Vs導致的檢測器104 的特性的變化，重復執(zhí)行初始化操作Kl至少多次。并且，術語“初始化操作”是向轉換元件供給累積操作之前的初始偏壓以將轉換元件初始化的操作。注意，在圖4A中，對于空閑操作，多次重復執(zhí)行累積操作Wl和初始化操作Kl的集合。圖4B是用于示出圖4A中的時段A-A'中的成像裝置的操作的時序圖。如圖4B所示，在累積操作Wl中，向各轉換元件201施加偏壓電壓Vs，并且，向各開關元件202施加非導通電壓Vss，使得各像素中的開關元件被設定于非導通狀態(tài)。在初始化操作Kl中，首先， 復位開關將各積分放大器中的積分電容器和信號布線復位，并且，驅(qū)動電路102向驅(qū)動布線Gl供給導通電壓Vcom，使得第一行中的各像素中的開關元件Tll T13被設定于導通狀態(tài)。開關元件的導通狀態(tài)導致轉換元件被初始化。此時，轉換元件的電荷通過開關元件作為電信號被輸出。但是，在實施例中，在采樣和保持電路之后設置的電路不操作，并因此不從讀出電路103輸出根據(jù)電信號的數(shù)據(jù)。隨后，積分電容器和信號布線被再次復位，因此， 輸出的電信號被處理。但是，如果需要使用該數(shù)據(jù)用于校正，那么，在采樣和保持電路之后設置的電路可以以與以下描述的圖像輸出操作和暗圖像輸出操作類似的方式操作。開關元件的導通狀態(tài)的控制和復位被重復應用于第二行和第三行中的各開關元件，由此，執(zhí)行檢測單元101的初始化操作。這里，在初始化操作中，復位開關可保持在導通狀態(tài)以至少在開關元件的導通狀態(tài)的時段期間繼續(xù)復位。并且，初始化操作中的開關元件的導通持續(xù)時間可比后面描述的圖像輸出操作中的開關元件的導通持續(xù)時間短。在初始化操作中，多個行中的開關元件可同時被設定于導通狀態(tài)。在這種情況下，能夠縮短整個初始化操作的時間長度，并且更迅速地穩(wěn)定檢測器的特性的變化。注意，實施例中的初始化操作Kl在與在空閑操作之后要執(zhí)行的熒光檢查放射線照相操作中包含的圖像輸出操作的時段相同的時段期間執(zhí)行。圖4C是用于示出圖4A中的時段B-B'中的成像裝置的操作的時序圖?？臻e操作完成，并且，檢測器101處于能夠進行放射線照相的狀態(tài)，并且，隨后，成像裝置100在從控制計算機108接收到控制信號時執(zhí)行在照射場A中向FPD 104照射放射線的熒光檢查放射線照相操作。該熒光檢查放射線照相操作與本發(fā)明的第一成像操作對應。并且，成像裝置 100執(zhí)行該熒光檢查放射線照相操作的時段被稱為“熒光檢查放射線照相時段”。在熒光檢查放射線照相時段期間，成像裝置100執(zhí)行在與放射線照射的持續(xù)時間對應的時段期間的其中轉換元件201可產(chǎn)生與照射的放射線相應的電荷的累積操作Wl，和基于在累積操作Wl 中產(chǎn)生的電荷輸出圖像數(shù)據(jù)的圖像輸出操作XI。如圖4C所示，在圖像輸出操作中，首先，積分電容器和信號布線被復位，并且，驅(qū)動電路102向驅(qū)動布線Gl供給導通電壓Vcom，第一行中的開關元件Tll T13然后被設定于導通狀態(tài)。因此，根據(jù)在第一行中的各轉換元件 Sll S13中產(chǎn)生的電荷的電信號被輸出到各信號布線。通過各信號布線并行輸出的電信號被各放大電路206中的運算放大器203和可變增益放大器204放大。各放大后的電信號由放大電路中的控制信號SH所驅(qū)動的各采樣和保持電路205并行保持。在保持之后，積分電容器和信號布線被復位。在復位之后，與第一行類似地向第二行中的驅(qū)動布線G2供給導通電壓Vcom，并且，第二行中的各開關元件T21 T23被設定于導通狀態(tài)。在第二行中的開關元件T21 T23處于導通狀態(tài)的時段期間，多路復用器208依次輸出由各采樣和保持電路205保持的電信號。因此，從第一行中的各像素并行讀出的電信號被轉換成串行信號形式的圖像信號，該圖像信號被輸出到模數(shù)轉換器210并且被模數(shù)轉換器210轉換成每行的圖像信號以輸出它。從第一行到第三行對于各行執(zhí)行上述的操作，并由此通過成像裝置輸出每幀的圖像數(shù)據(jù)。并且，實施例執(zhí)行在與累積操作Wl的時段相同的時段期間的其中轉換元件201可在不照射放射線的暗狀態(tài)中產(chǎn)生電荷的累積操作W1，和基于在累積操作Wl中產(chǎn)生的電荷輸出暗圖像數(shù)據(jù)的暗圖像輸出操作F1。在暗圖像輸出操作Fl中，成像裝置100 執(zhí)行與圖像輸出操作Xl類似的操作。在熒光檢查放射線照相時段期間，當響應用于改變照射場的指令，控制計算機108 發(fā)送導致成像裝置100執(zhí)行改變操作的控制信號時，成像裝置100執(zhí)行改變操作。此時，響應來自控制計算機108的控制信號，控制單元106通過向讀出電路103和驅(qū)動電路102中的每一個發(fā)送控制信號使得FPD 104執(zhí)行改變操作。FPD 104執(zhí)行改變操作的時段被稱為 “改變操作時段”。以下參照圖5A 5E詳細描述改變操作。圖4D是用于示出圖4A中的時段C-C'中的成像裝置的操作的時序圖。在改變操作之后，成像裝置100執(zhí)行在比照射場A寬的照射場B中向FPD 104照射放射線的放射線照相操作(靜止圖像)。該放射線照相操作與本發(fā)明的第二成像操作對應。并且，成像裝置 100執(zhí)行該放射線照相操作的時段被稱為“放射線照相操作時段”。在放射線照相操作時段期間，成像裝置100執(zhí)行在與放射線照射的持續(xù)時間相應的時段期間的其中轉換元件可產(chǎn)生與照射的放射線相應的電荷的累積操作W2，以及基于在累積操作W2中產(chǎn)生的電荷執(zhí)行輸出圖像數(shù)據(jù)的圖像輸出操作X2。如圖4D所示，這里，實施例中的累積操作W2和圖像輸出操作X2分別與累積操作Wl和圖像輸出操作Xl類似。在實施例中，由于它們的時段較長， 因此使用不同的符號。但是，它們的時段可分別具有類似的長度。并且，實施例執(zhí)行在與圖像輸出操作X2之前的累積操作W2的時段相同的時段期間的、使得轉換元件可在不照射放射線的暗狀態(tài)中產(chǎn)生電荷的累積操作W2，以及基于在累積操作W2中產(chǎn)生的電荷輸出暗圖像數(shù)據(jù)的暗圖像輸出操作F2。在暗圖像輸出操作F2中，成像裝置100執(zhí)行與圖像輸出操作X2類似的操作。并且，在實施例中，成像裝置100在各累積操作W2之前執(zhí)行初始化操作 K2。這里，初始化操作K2是與上述的初始化操作Kl類似的操作，并且，在實施例中，其時段具有更長的長度，并且，使用不同的符號。但是，該時段可具有類似的長度。下面，參照圖5A 5E，描述實施例的改變操作。注意，在圖5E中，橫軸表示從在改變照射場之后執(zhí)行的成像操作的開始起的時間?？v軸表示作為包含于照射場A中的像素的輸出數(shù)據(jù)和不包含于照射場A中而包含于照射場B中的像素的輸出數(shù)據(jù)之間的差的階差量。注意，在圖5E中，使用的像素的輸出數(shù)據(jù)是暗狀態(tài)中的像素的輸出數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的改變操作中，控制單元106響應用于改變照射場的指令接收控制信號，并且，F(xiàn)PD 104響應控制信號至少一次地執(zhí)行初始化操作。如圖5E所示，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，與沒有初始化操作的情況相比，在當照射場改變時執(zhí)行初始化操作的情況下階差量減少更多。 并且，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過多次執(zhí)行初始化操作，減少效果提高。以這種方式執(zhí)行一次或多次的初始化操作可防止由可響應照射場改變在提供的圖像中出現(xiàn)的圖像的階差導致的圖像質(zhì)量劣化。在圖5A所示的改變操作中，F(xiàn)PD 104將如參照4A和4D描述的用于在照射場改變之后執(zhí)行的放射線照相操作的初始化操作K2和累積操作W2的集合執(zhí)行一次或多次。艮口， FPD 104將與用于在照射場改變之后執(zhí)行的放射線照相操作的輸出操作X2和F2對應的初始化操作K2和累積操作W2的集合執(zhí)行一次或多次。以這種方式，通過根據(jù)用于在照射場改變之后執(zhí)行的放射線照相操作的圖像輸出操作之前的操作中包含的操作執(zhí)行改變操作， 放射線照相操作的累積操作W2期間的轉換元件的特性可被穩(wěn)定化，并且，可以提供具有少量偽像的良好圖像數(shù)據(jù)。但是，在累積操作的時段期間，即使在暗狀態(tài)中也在轉換元件中產(chǎn)生電荷，這妨礙了在短時間內(nèi)使轉換元件的特性穩(wěn)定。特別是當多次執(zhí)行初始化操作時，改變操作的持續(xù)時間可更長，并且，從照射場改變到放射線照相開始的時間可更長。在圖5B所示的改變操作中，F(xiàn)PD 104將如參照圖4A和圖4B描述的用于在照射場改變之前的熒光檢查放射線照相操作之前執(zhí)行的空閑操作的初始化操作Kl執(zhí)行一次或多次。在該改變操作中，不執(zhí)行累積操作，并且，僅執(zhí)行由成像裝置100執(zhí)行的初始化操作之中的具有最短的時段長度的初始化操作K1，使得改變操作所需要的持續(xù)時間較短，從而導致系統(tǒng)的可操作性提高。但是，如果對于改變操作執(zhí)行的初始化操作不與照射場改變之后的成像操作對應，并且它對于與對于照射場改變之后的成像操作執(zhí)行的初始化操作的時段不同的時段被執(zhí)行，那么經(jīng)受成像操作的累積操作的轉換元件的特性穩(wěn)定性可劣化。因此， 可提供具有大量偽像的圖像數(shù)據(jù)。在圖5C所示的改變操作中，F(xiàn)PD 104將用于在照射場改變之后執(zhí)行的放射線照相操作的初始化操作K2執(zhí)行一次或多次。在該改變操作中，使用包含于在照射場改變之后執(zhí)行的成像操作中的初始化操作，并且，使用與改變之后的成像操作對應的初始化操作以執(zhí)行改變操作，從而提供具有少量偽像的良好的圖像數(shù)據(jù)。并且，不執(zhí)行累積操作，使得可以在更短時間內(nèi)使轉換元件的特性穩(wěn)定。特別地，對于多次執(zhí)行初始化操作的改變操作，優(yōu)選地，在緊挨在改變之后執(zhí)行的成像操作之前至少一次地執(zhí)行用于改變之后的成像操作的初始化操作。為了在更短的時間內(nèi)使轉換元件的特性穩(wěn)定，與圖5D所示的改變操作類似，更優(yōu)選地，分別將初始化操作Kl和初始化操作K2執(zhí)行至少一次。這樣，通過在照射場改變之后在圖像操作開始之前執(zhí)行改變操作，可以在沒有復雜的圖像處理的情況下減少可能在提供的圖像中出現(xiàn)并且受照射區(qū)域影響的幻影(圖像的階差)，防止明顯的圖像質(zhì)量劣化。第二實施例下面將參照圖6A和圖6B，描述根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的成像裝置。注意，由類似的附圖標記表示與第一實施例類似的部件，并且省略其詳細的描述。并且，在圖6A中，與圖2類似，為了簡化，示出具有包含以3行和3列布置的像素的FPD的成像裝置，但是，實際的成像裝置可具有更高量級的多個像素。第一實施例的檢測單元101使用PIN光電二極管作為轉換元件201，但是，本實施例的檢測單元101'使用MIS轉換元件的MIS型光電轉換元件作為轉換元件601。并且，在第一實施例中，一個像素在其中設置有用于輸出的一個開關元件，但是，在本實施例中，除了用于輸出的開關元件602以外，一個像素還在其中設置有用于刷新的開關元件603。用于刷新的開關元件603的主端子中的一個與轉換元件601的第一電極604和開關元件602的兩個主端子中的一個電連接。并且，開關元件603的主端子中的另一個通過共用布線與嵌入電源107中的刷新電源107c電連接。行方向上的多個開關元件603的控制端子共同地與用于刷新的驅(qū)動布線Gr電連接，并且，驅(qū)動信號從用于刷新的驅(qū)動電路1021 通過用于刷新的驅(qū)動布線Gr被施加到各行的用于刷新的各開關元件603。如圖6B所示，轉換元件601在其中分別設置有位于第一電極604和第二電極608 之間的半導體層606、位于第一電極604和半導體層606之間的絕緣層605、以及位于半導體層606和第二電極608之間的雜質(zhì)半導體層。第二電極608通過偏壓布線Bs與偏壓電源107a'電連接。在轉換元件601中，與轉換元件201類似，通過偏壓電源107a'向第二電極608供給偏壓電壓Vs，并且，通過開關元件602向第一電極604供給基準電壓Vref，由此執(zhí)行累積操作。這里，在熒光檢查放射線照相操作和放射線照相操作中，通過開關元件603 向第一電極604供給刷新電壓Vt，并且通過偏壓IVs-VtI刷新轉換元件601。下面，參照圖7A 7D，描述本實施例的成像裝置和成像系統(tǒng)的操作。在圖7A所示的實施例中，作為圖4A所示的第一實施例的初始化操作K1、圖像輸出操作Xl和暗圖像輸出操作Fl的替代，分別執(zhí)行初始化操作Kl'、圖像輸出操作Xl'和暗圖像輸出操作Fl'。 并且，作為圖4A所示的第一實施例的圖像輸出操作X2和暗圖像輸出操作F2的替代，分別執(zhí)行圖像輸出操作X2'和暗圖像輸出操作F2'。其它操作與第一實施例類似，并且其詳細的描述被省略。以下，參照圖7B 7D描述不同的操作。圖7B是用于示出圖7A中的時段 A-A'期間的成像裝置的操作的時序圖。圖7C是用于示出圖7A中的時段B-B'期間的成像裝置的操作的時序圖。圖7D是用于示出圖7A中的時段C-C'期間的成像裝置的操作的時序圖。在實施例中，除了用于輸出的開關元件602以外，一個像素還具有用于刷新的開關元件603。因此，圖7B所示的實施例的空閑操作中的初始化操作Kl'與每個像素的一個開關元件202操作的初始化操作Kl不同。在初始化操作Kl'中，與第一實施例類似，從驅(qū)動電路102向驅(qū)動布線G施加導通電壓Vcom，以將開關元件602設定于導通狀態(tài)，并且，通過開關元件602輸出轉換元件601的電荷作為電信號。隨后，通過驅(qū)動電路102r向驅(qū)動布線Gr施加導通電壓Vcom，以將用于刷新的開關元件603設定于導通狀態(tài)。此時，通過刷新電源107c供給刷新電壓Vt。因此，向轉換元件601施加偏壓I Vs-Vt I，由此轉換元件中的殘留電荷被消除，刷新轉換元件。積分電容器和信號布線然后被復位，并且開關元件602被再次設定于導通狀態(tài)，并且，向轉換元件施加初始偏壓I Vs-Vref I，并由此將轉換元件初始化。對于各行依次執(zhí)行這些操作，從而導致初始化操作Kl'的實現(xiàn)。其它的操作與第一實施例類似，并且它們的詳細的描述被省略。并且，在圖7C所示的實施例的熒光檢查放射線照相操作中，圖像輸出操作Xl'和圖像輸出操作Xl之間的差異以及暗圖像輸出操作Fl'和暗圖像輸出操作Fl之間的差異與上述的初始化操作Kl'與初始化操作Kl之間的差異類似。其它的操作與第一實施例類似，并且，它們的詳細的描述被省略。然后，在該實施例中的用于放射線照相操作的圖像輸出操作X2'和暗圖像輸出操作F2'中，如圖7D所示，與第一實施例類似，通過驅(qū)動電路102向驅(qū)動布線G供給導通電壓Vcom以將開關元件602設定于導通狀態(tài)。因此，對于各行通過開關元件602輸出轉換元件601的電荷作為電信號，并且，從成像裝置通過讀出電路103輸出圖像數(shù)據(jù)。隨后，通過驅(qū)動電路102r向驅(qū)動布線Gr供給導通電壓Vcom以將用于刷新的開關元件603設定于導通狀態(tài)。此時，通過刷新電源107c供給刷新電壓Vt，并由此向轉換元件601施加偏壓 IVs-VtI，并且，轉換元件中的殘留電荷被消除，從而刷新轉換元件。然后，積分電容器和信號布線被復位，并且，開關元件602被再次設定于導通狀態(tài)，并且，向轉換元件施加初始偏壓IVs-VrefI，由此將轉換元件初始化。對于各行依次執(zhí)行這些操作，從而導致圖像輸出操作X2'和暗圖像輸出操作F2'的實現(xiàn)。并且，在該實施例中，與圖像輸出操作Xl'相比，圖像輸出操作X2'具有較長的時段長度，使得它由不同的符號表示，但是它可具有相同的時段長度。下面，參照圖8A 8C，描述實施例的改變操作。在圖8A所示的改變操作中，通過使用與用于放射線照相操作的輸出操作X2'和 F2'的時段長度相同的時段長度，F(xiàn)PD 104執(zhí)行一次或更多次的與初始化操作Fl'類似的初始化操作K2'。S卩，F(xiàn)PD 104將與用于在照射場改變之后執(zhí)行的放射線照相操作的輸出操作Χ2'和F2'對應的初始化操作K2'執(zhí)行一次或多次。在該初始化操作Κ2'中，通過使用與在照射場改變之后執(zhí)行的放射線照相操作對應的初始化操作執(zhí)行改變操作，使得可以提供具有少量偽像的良好的圖像數(shù)據(jù)。并且，不執(zhí)行累積操作，并且可以在更短的時間內(nèi)使轉換元件的特性穩(wěn)定。特別地，對于多次執(zhí)行初始化操作的改變操作，優(yōu)選地，緊挨在改變之后執(zhí)行的放射線照相操作之前至少一次地執(zhí)行與改變之后的放射線照相操作對應的初始化操作。在圖8B所示的改變操作中，F(xiàn)PD 104首先將以下描述的刷新操作R執(zhí)行至少一次。隨后，F(xiàn)PD 104將與在照射場改變之后執(zhí)行的放射線照相操作的輸出操作X2'和F2' 對應的初始化操作K2'執(zhí)行一次或更多次。在該改變操作中，除了如圖8Α所示的改變操作的效果以外，通過刷新操作R的轉換元件中的殘留電荷的消除還允許更多地減少圖像的階差。以下參照圖8C描述刷新操作。圖8C是用于示出圖8Β中的時段D-D'期間的成像裝置的操作的時序圖。在圖8C所示的刷新操作中，首先，驅(qū)動電路102不向開關元件602供給導通電壓 Vcom，并且，開關元件602保持非導通狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，驅(qū)動電路102r向每行的開關元件603供給導通電壓Vcom，并且，開關元件603因此被設定于導通狀態(tài)。因此，向各轉換元件601施加偏壓IVs-VtI，并且，轉換元件中的殘留電荷被消除，由此刷新轉換元件。對于各行依次執(zhí)行這些操作，從而導致刷新操作R的實現(xiàn)。在刷新操作R之后，積分電容器和信號布線被復位，并且，驅(qū)動電路102向驅(qū)動布線G供給導通電壓Vcom，以將各開關元件602設定于導通狀態(tài)，并且，轉換元件601的電荷通過開關元件602被輸出作為電信號。隨后，通過驅(qū)動電路102r向驅(qū)動布線Gr施加導通電壓Vcom，以將用于刷新的開關元件603設定于導通狀態(tài)。此時，通過刷新電源107c供給刷新電壓Vt。因此，向轉換元件601施加偏壓I Vs-Vt I，并且，轉換元件中的殘留電荷被消除，由此再次刷新轉換元件。積分電容器和信號布線然后被復位，并且開關元件602被再次設定于導通狀態(tài)，并且，向轉換元件施加初始偏壓IVs-VrefI，從而將轉換元件初始化。對于各行依次執(zhí)行這些操作，從而導致初始化操作K2'的實現(xiàn)。注意，在本實施例中，與第一實施例類似，第二成像操作也可包含初始化操作。并且，在實施例中，通過在照射場改變之后在圖像操作開始之前執(zhí)行改變操作，可以在沒有復雜的圖像處理的情況下減少可在提供的圖像中出現(xiàn)并且受照射區(qū)域影響的幻影(圖像的階差)，從而防止明顯的圖像質(zhì)量劣化。注意，可例如通過由包含于控制單元106中的計算機執(zhí)行程序?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的各實施例。并且，用于向計算機供給程序的單元，例如諸如CD-ROM的用于記錄這種程序的計算機可讀記錄介質(zhì)或諸如因特網(wǎng)的用于傳送這種程序的傳送介質(zhì)，可應用為本發(fā)明的實施例。并且，上述的程序可應用為本發(fā)明的實施例。上述的程序、記錄介質(zhì)和傳送介質(zhì)以及程序產(chǎn)品落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。并且，本發(fā)明的范圍包含可以容易地從第一和第二實施例想到的任何可能的組合。雖然已參照示例性實施例說明了本發(fā)明，但應理解，本發(fā)明不限于公開的示例性實施例。以下的權利要求的范圍應被賦予最寬的解釋以包含所有這樣的變更方式、等同的結構和功能。本申請要求在2009年4月20日提交的日本專利申請No. 2009-102039的益處，通過引用將其全文并入此。
權利要求
1.一種成像裝置，包括檢測器，包含布置成陣列的多個像素，其中，像素包含用于將放射線或光轉換成電荷的轉換元件，并且，檢測器執(zhí)行用于輸出與放射線或光的照射相應的圖像數(shù)據(jù)的成像操作；以及控制單元，用于控制包含成像操作的檢測器的操作，其中，所述成像操作包含用于輸出與在與所述多個像素的一部分對應的第一照射場中的放射線或光的照射相應的圖像數(shù)據(jù)的第一成像操作和用于輸出與在面積比第一照射場的面積大的第二照射場中的放射線或光的照射相應的圖像數(shù)據(jù)的第二成像操作，并且，控制單元控制檢測器的操作，使得響應從第一照射場中的照射向第二照射場中的照射的改變，檢測器在第一成像操作和第二成像操作之間的時段期間執(zhí)行用于初始化轉換元件的初始化操作。
2.根據(jù)權利要求1的成像裝置，其中，控制單元控制檢測器的操作，使得檢測器在第一成像操作和第二成像操作之間的時段期間執(zhí)行多次的所述初始化操作。
3.根據(jù)權利要求1或2的成像裝置，其中，第二成像操作包含用于將照射到轉換元件上的放射線或光轉換成電荷的累積操作、以及用于基于電荷輸出圖像數(shù)據(jù)的圖像輸出操作，并且，控制單元控制檢測器以在與圖像輸出操作的時段具有相同長度的時段期間執(zhí)行所述初始化操作，使得檢測器在第一成像操作和第二成像操作之間的時段期間執(zhí)行與第二成像操作對應的初始化操作。
4.根據(jù)權利要求1或2的成像裝置，其中，第二成像操作包含用于將照射到轉換元件上的放射線或光轉換成電荷的累積操作、用于基于電荷輸出圖像數(shù)據(jù)的圖像輸出操作、以及在累積操作之前執(zhí)行的初始化操作。
5.根據(jù)權利要求1 4中的任一項的成像裝置，其中，像素還包含用于輸出與電荷相應的電信號的開關元件，檢測器包括包含布置成陣列的所述多個像素的檢測單元、用于控制開關元件的導通狀態(tài)以驅(qū)動檢測單元的驅(qū)動電路、以及用于通過與開關元件連接的信號布線輸出來自檢測單元的電信號作為圖像數(shù)據(jù)的讀出電路，讀出電路包含用于將信號布線復位的復位開關，并且，控制單元在第一成像操作和第二成像操作之間的時段期間控制驅(qū)動電路和復位開關， 使得檢測器執(zhí)行初始化操作。
6.根據(jù)權利要求1 4中的任一項的成像裝置，其中，像素還包含用于輸出與電荷相應的電信號的開關元件以及附加開關元件，檢測器包括包含布置成陣列的所述多個像素的檢測單元、用于控制開關元件的導通狀態(tài)以驅(qū)動檢測單元的驅(qū)動電路、用于通過與開關元件連接的信號布線輸出來自檢測單元的電信號作為圖像數(shù)據(jù)的讀出電路、用于控制附加開關元件的導通狀態(tài)的附加驅(qū)動電路，并且，控制單元在第一成像操作和第二成像操作之間的時段期間控制驅(qū)動電路和附加驅(qū)動電路，使得驅(qū)動電路控制開關元件的導通狀態(tài)并且附加驅(qū)動電路控制附加開關元件的導通狀態(tài)，以設定檢測器對于與第二成像操作中的輸出操作具有相同長度的時段執(zhí)行初始化操作。
7.根據(jù)權利要求6的成像裝置，其中， 轉換元件是MIS型轉換元件，成像裝置還包括電源，所述電源包含用于通過開關元件向轉換元件的電極中的一個電極供給基準電壓的基準電源、用于通過附加開關元件向轉換元件的電極中的所述一個電極供給刷新電壓的刷新電源、以及用于向轉換元件的電極中的另一個電極供給偏壓電壓的偏壓電源，檢測器通過將附加開關元件設定于導通狀態(tài)、通過向轉換元件的電極中的所述另一個電極供給偏壓電壓、并且通過經(jīng)附加開關元件向轉換元件的電極中的所述一個電極供給刷新電壓，執(zhí)行用于刷新轉換元件的刷新操作，并且，控制單元控制檢測器，使得檢測器在第一成像操作和第二成像操作之間的時段期間執(zhí)行刷新操作并在刷新操作之后執(zhí)行初始化操作。
8.一種成像系統(tǒng)，包括根據(jù)權利要求1 7中的任一項的成像裝置； 放射線產(chǎn)生器裝置，用于用放射線照射成像裝置；以及控制裝置，用于控制成像裝置和放射線產(chǎn)生器裝置，其中，放射線產(chǎn)生器裝置包含具有根據(jù)從控制裝置接收的控制信號在第一照射場和第二照射場之間進行切換的功能的機構。
9.一種成像裝置的控制方法，該成像裝置包括檢測器，包含布置成陣列的多個像素，其中，像素包含用于將放射線或光轉換成電荷的轉換元件，并且，檢測器執(zhí)行用于輸出與放射線或光的照射相應的圖像數(shù)據(jù)的成像操作，該方法控制包含成像操作的檢測器的操作，其中，該方法包括第一成像操作，用于輸出與在與所述檢測器的所述多個像素的一部分對應的第一照射場中的放射線或光的照射相應的圖像數(shù)據(jù)；繼第一成像操作之后的初始化操作，用于響應用于將第一照射場中的照射改變?yōu)槊娣e比第一照射場的面積大的第二照射場中的照射的指令將轉換元件初始化；以及繼初始化操作之后的第二成像操作，用于輸出與在檢測器的第二照射場中的放射線或光的照射相應的圖像數(shù)據(jù)。
10.一種用于設定計算機以執(zhí)行成像裝置的控制的計算機程序，該成像裝置包括 檢測器，包含布置成陣列的多個像素，其中，像素包含用于將放射線或光轉換成電荷的轉換元件，并且，檢測器執(zhí)行用于輸出與放射線或光的照射相應的圖像數(shù)據(jù)的成像操作，使得所述檢測器執(zhí)行包含成像操作的操作，其中，所述計算機程序設定所述檢測器以執(zhí)行第一成像操作，用于輸出與在與檢測器的多個像素的一部分對應的第一照射場中的放射線或光的照射相應的圖像數(shù)據(jù)；繼第一成像操作之后的初始化操作，響應用于將第一照射場中的照射改變?yōu)槊娣e比第一照射場的面積大的第二照射場中的照射的指令將轉換元件初始化；以及繼初始化操作之后的第二成像操作，用于輸出與在檢測器的第二照射場中的放射線或光的照射相應的圖像數(shù)據(jù)。
全文摘要
成像操作包含用于根據(jù)與多個像素中的一部分對應的照射場A中的放射線或光對于檢測器的照射輸出圖像數(shù)據(jù)的第一成像操作和用于根據(jù)比照射場A寬的照射場B中的放射線或光對于檢測器104的照射輸出圖像數(shù)據(jù)的第二成像操作，其中，響應從照射場A中的照射到照射場B中的照射的改變，檢測器的操作被控制，使得檢測器在第一和第二成像操作之間的時段期間執(zhí)行用于初始化轉換元件的初始化操作。
文檔編號H04N5/343GK102396217SQ201080016788
公開日2012年3月28日 申請日期2010年3月30日 優(yōu)先權日2009年4月20日
發(fā)明者佐藤翔, 八木朋之, 橫山啟吾, 秋山正喜, 竹中克郎, 遠藤忠夫, 龜島登志男 申請人:佳能株式會社