トップ :: A 生活必需品 :: A61 医学または獣医学;衛生学




【発明の名称】 Ｘ線検出器及びそれを使ったＸ線診断装置
【発明者】 【氏名】西木 雅行

【氏名】名渕 好一郎

【氏名】塚本 明

【氏名】山田 真一

【氏名】斎須 亨

【氏名】富崎 隆之

【氏名】田中 学

【氏名】永井 清一郎
【要約】 【課題】暗電流ノイズを高精度に除去できるＸ線検出器及びそれを使ったＸ線診断装置を提供すること。

【解決手段】Ｘ線が被検体に向けて曝射され、被検体を透過したΧ線を電荷信号に変換して蓄積するＸ線検出素子６３を２次元的に配列したＸ線像検出器と、Ｘ線検出素子に蓄積された電荷の読み出しを制御する読出制御ＴＦＴ６２を備えたＸ線診断装置において、Ｘ線像検出器はＸ線曝射時に電荷の蓄積が行われないようにマスクされたＸ線検出素子６３を備え、このマスクされたＸ線検出素子６３の出力に基づいて電荷信号から暗電流ノイズを除去する差分回路６８を備えている。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 Ｘ線を被検体に向けて曝射するＸ線発生手段と、前記被検体を透過したΧ線を電荷信号に変換して蓄積するＸ線検出素子を２次元的に配列したＸ線像検出部と、前記Ｘ線検出素子に蓄積された電荷の読み出しを制御する読出制御手段を備えたＸ線診断装置において、前記Ｘ線像検出部はＸ線曝射時に電荷の蓄積が行われないようにマスクされたＸ線検出素子を備え、このマスクされたＸ線検出素子の出力に基づいて前記電荷信号から暗電流ノイズを除去する補正手段を備えたことを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項２】 前記被検体を透過したΧ線を電荷信号に変換して蓄積するＸ線検出素子を２次元的に配列したＸ線像検出部を有し、前記Ｘ線検出素子に蓄積された電荷を読み出して画像化することに診断に共するＸ線検出器において、Ｘ線が曝射された際に電荷の蓄積が行われないようにマスクされたＸ線検出素子を所定数備え、このマスクされたＸ線検出素子の出力を前記電荷信号に含まれる暗電流ノイズの除去に供することを特徴とするＸ線検出器。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、Ｘ線を電気信号に変換する複数のＸ線検出素子が２次元的に配列されてなるＸ線検出器及びそれを使ったＸ線診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｘ線（半導体）平面検出器は、被検体を透過したＸ線を検出する手段として、フィルム等を使用した撮像装置やＩ．Ｉ．（イメージング・インテンシファイア）−ＴＶ撮像装置等に将来置き換わる可能性のあるＸ線撮像装置であり、検出したＸ線像は、リアルタイムに表示器に表示することができ、しかもデジタルデータとして記憶（撮影）することができる。
【０００３】図１４（ａ）は、フィルム等を使用した撮像装置の一例を示す図である。Ｘ線管１０１から放射されたＸ線は被検体１０２に曝射され、この被検体１０２を透過したＸ線は、フィルム１０３に感光される。このフィルム１０３を現像すると、被検体１０２を透過したＸ線の画像が得られる。
【０００４】また図１４（ｂ）は、Ｉ．Ｉ．−ＴＶ撮像装置の一例を示す図である。Ｘ線管１０１から放射されたＸ線は被検体に曝射され、この被検体１０２を透過したＸ線の画像は、Ｉ．Ｉ．１０４を介して光の画像に変換されて、光学系機構（レンズ等から構成される）１０５へ供給される。この光学機構１０５により光の画像は所望の大きさに集束され、焦点が合せられ、ＴＶカメラ１０６により撮影される。
【０００５】このＴＶカメラ１０６はカメラ制御器１０７により制御され、前記ＴＶカメラ１０６から出力された画像信号は、前記カメラ制御器１０７により画像としてモニタ（ＣＲＴ(cathode ray tube)ディスプレイ）１０８に表示される。
【０００６】さらに、図１５はＸ線平面検出器を使用したＸ線撮像装置の一例を示す図である。Ｘ線管１０１から放射されたＸ線は被検体１０２に曝射され、この被検体１０２を透過したＸ線は、Ｘ線平面検出器１０９に入射される。このＸ線平面検出器１０９からは前記ＴＶカメラ１０６のように、カメラ制御器１０７により制御されて、各画素の信号が順次出力されるようになっており、この信号は、カメラ制御器１０７により画像としてモニタ１０８に表示される。
【０００７】図１６は、前記Ｘ線平面検出器の要部構成の一例を示す回路図である。図１７は、前記Ｘ線平面検出器を構成するＸ線検出素子を示す回路図であり、図１８は、実際のＸ線検出素子の要部構造を示す断面図である。
【０００８】Ｘ線検出素子は、光を感知し、入射光量に応じた電荷を生成するフォトダイオード１１１と、このフォトダイオード１１１からの電荷を蓄積するコンデンサ（以下蓄積用コンデンサと称する）１１２と、この蓄積用コンデンサ１１２に蓄積された電荷を読み出すスイッチとして使用するＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１１３とから構成されている。
【０００９】なお、フォトダイオード１１１のカソード端子と蓄積用コンデンサ１１２の一方の端子との接続点は逆バイアス電源（−Ｖｎ）に接続され、フォトダイオード１１１のアノード端子と蓄積用コンデンサ１１２の他方の端子との接続点はＴＦＴ１１３のソース端子へ接続されている。
【００１０】Ｘ線平面検出器１０９は、前記Ｘ線検出素子を１素子として、それを列(Column)及びライン(Row) にアレイ状に２次元的に配列して構成されている。さらに、ＴＦＴ１１３のゲート端子は、ライン毎に共通に接続され、ゲートドライバ１１４の各ライン出力端子に接続されている。
【００１１】このゲートドライバ１１４の各ライン出力端子から、それぞれ時間系列的に順番にパルス状の制御信号が出力するようになっており、このパルス状の制御信号により、同じラインのＴＦＴ１１３は同時にＯＮ動作するが、異なるラインのＴＦＴ１１３はそれぞれ時間系列的に順番にＯＮ動作する。
【００１２】また、ＴＦＴ１１３のドレイン端子は、列毎に共通に接続され、リードアウトアンプ(Read−out Amplifier)１１５とコンデンサ（以下時定数用コンデンサと称する）１１６とリセットスイッチ１１７とからなる積分回路を介して、マルチプレクサ１１８の各入力端子に接続されている。
【００１３】このマルチプレクサ１１８は、前記ゲートドライバ１１４の各ライン出力端子から出力される１パルスの間に各入力端子に入力される信号をそれぞれ時間系列的に順番に１つずつ取込んでその出力端子から出力するようになっている。
【００１４】従って、ゲートドライバ１１４の各ライン出力端子から出力されたパルス状の制御信号により、１ラインのＴＦＴ１１３が同時のＯＮ動作すると、蓄積用コンデンサ１１２に蓄積された電荷がＴＦＴ１１３を通過して出力され、この電流は積分回路にを介して電圧に変換され、マルチプレクサ１１８により順番に１つずつ（１ラインの１画素ずつ）出力される。このようにして１ラインの読取りが終了すると、次のラインの読取りが開始される。
【００１５】すなわち、テレビジョンの走査線のように、ライン毎に各Ｘ線検出素子１個ずつ（１画素ずつ）順番に検出信号を読取って、１画面分の撮像データ（ビデオ信号）として出力するようになっている。
【００１６】さらに、前記Ｘ線検出素子を２次元的に配列したもの上に、Ｘ線を光に変換する蛍光体が層状に形成されている。すなわち、支持体１２１上の複数のＴＦＴ領域にはゲート電極１２２が形成され、その上にＳｉＮｘ層１２３が形成される。このＳｉＮｘ層１２３の上には、ＴＦＴ領域にはａ−Ｓｉ層１２４及びドレイン電極１２５、ソース電極１２６が形成される。なお、前記ドレイン電極１２５と前記ソース電極１２６とは、前記ａ−Ｓｉ層１２４を介して接続されており、直接接続しないようになっている。
【００１７】また、前記ドレイン電極１２５及び前記ソース電極１２６と前記ａ−Ｓｉ層１２４との間の隙間にはｎ+ ａ−Ｓｉ層１２７，１２８が形成される。以上によりＴＦＴ領域にＴＦＴが形成される。
【００１８】一方、支持体１１上の複数のＰＤ領域には、前記ＳｉＮｘ層１２３及び前記ソース電極１２６が形成されており、その上にｎ+ 層１２９、ｉ層１３０、Ｐ+ 層１３１からなるＰｉｎ構造のフォトダイオード１１１が形成されている。
【００１９】前記複数個のＴＦＴ上には第１のポリイミド樹脂層１３２が形成され、前記複数個のフォトダイオード１１１上には透明電極１３３が形成されている。前記第１のポリイミド樹脂層１３２上には、前記各フォトダイオードの前記透明電極１３１間を接続する金属電極１３４が形成されている。
【００２０】前記透明電極１３３及び前記金属電極１３４上には、第２のポリイミド樹脂層１３５が形成されている。この第２のポリイミド樹脂層１３５上には、透明保護膜１３６、蛍光体１３７、光反射層１３８が形成されている。
【００２１】次に、Ｘ線画像を得る方法について説明する。上方から被検体を透過したＸ線が、光反射層１３８を透過して蛍光体１３７に入射される。このとき上方から入射される可視光は、光反射層１３８により反射されて蛍光体１３７には入射されないようになっている。
【００２２】蛍光体１３７で入射Ｘ線のエネルギーは光のエネルギー（可視光）に変換され、この可視光が透明保護膜１３６及び第２のポリイミド樹脂層１３５を透過し、さらに透明電極１３３を介して可視光に感度のあるフォトダイオード１１１により受光される。
【００２３】このフォトダイオード１１１により、光のエネルギーに比例した電荷量に変化され、蓄積用コンデンサ１１２に蓄積される。蓄積された電荷は、前述したように、データラインを通してライン毎に画素単位で読み出される。読み出された信号はＸ線のエネルギーに比例したもので、画素単位で読み出された信号を再構成することによりＸ線画像を再現することができる。
【００２４】しかしながら、Ｘ線平面検出器１０９は、その構造上、Ｘ線が曝射されないときに、暗電流によってＸ線平面検出器１０９中の蓄積用コンデンサ１１２にノイズ電荷が蓄積される。このため、フォトダイオード１１１により蓄積用コンデンサ１１２に蓄積される電荷が制限されるため、広いダイナミックレンジを得る目的からＸ線の入射有無にかかわらず、常に読み出しを行うかＸ線を入射する直前に一度、空読み出しを行い、蓄積用コンデンサ１１２に蓄積された電荷（ノイズ電荷）を吐き出す動作が必要であった。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、常に読出しを行っている場合、Ｘ線の曝射タイミングをこの読出し周期に合せる必要があり、所望のタイミングにＸ線を曝射できず、操作性が悪いという問題があった。
【００２６】また、読出し周期に合せて曝射時間が制限され、十分なＸ線量を被検体に曝射することができない虞があり、明確なＸ線画像が得られない虞があるという問題があった。
【００２７】また、Ｘ線曝射前に、暗電流ノイズを各ライン毎に順次吐き出す空読出し動作をする方法では、作業者がＸ線を曝射しようとしてから準備の完了するまでに時間がかかり、即座にＸ線を曝射できないという問題があった。
【００２８】そこでこの発明は、暗電流ノイズを高精度に除去できるＸ線検出器及びそれを使ったＸ線診断装置を提供することを目的とする。
【００２９】
【課題を解決するための手段】請求項１対応の発明は、Ｘ線を被検体に向けて曝射するＸ線発生手段と、前記被検体を透過したΧ線を電荷信号に変換して蓄積するＸ線検出素子を２次元的に配列したＸ線像検出部と、前記Ｘ線検出素子に蓄積された電荷の読み出しを制御する読出制御手段を備えたＸ線診断装置において、前記Ｘ線像検出部はＸ線曝射時に電荷の蓄積が行われないようにマスクされたＸ線検出素子を備え、このマスクされたＸ線検出素子の出力に基づいて前記電荷信号から暗電流ノイズを除去する補正手段を備えたことを特徴とする。請求項２対応の発明は、前記被検体を透過したΧ線を電荷信号に変換して蓄積するＸ線検出素子を２次元的に配列したＸ線像検出部を有し、前記Ｘ線検出素子に蓄積された電荷を読み出して画像化することに診断に共するＸ線検出器において、Ｘ線が曝射された際に電荷の蓄積が行われないようにマスクされたＸ線検出素子を所定数備え、このマスクされたＸ線検出素子の出力を前記電荷信号に含まれる暗電流ノイズの除去に供することを特徴とする。
【００３０】
【発明の実施の形態】この発明の第１の実施の形態を図１乃至図４を参照して説明する。図１は、この発明を適用したＸ線撮像装置の要部構成を示すブロック図である。１は制御部である。この制御部１は、Ｘ線管球・Ｘ線管球駆動部等から構成されたＸ線発生部２に対して、所望のＸ線量を被検体に曝射するように制御する。また、被検体を透過したＸ線を検出するＸ半導体平面検出器３に対して、Ｘ線の曝射により蓄積された電荷の読取制御を行うようになっている。
【００３１】前記制御部１には、図示しない操作パネルに設けられた曝射開始スイッチ１−１が接続されており、この曝射開始スイッチ１−１のオン操作により、前記Ｘ線発生部２へ曝射開始のタイミングが供給される。なお、この曝射開始スイッチ１−１は、前記制御部１ではなく操作性の利便性から前記Ｘ線発生部２に設けても良いものである。
【００３２】図２は、前記Ｘ線平面検出器３の要部構成を示す回路図である。なお、このＸ線平面検出器３の構成は、従来の技術（図１６，図１７参照）で説明したものと同一であるので、ここではその説明は省略する。
【００３３】前記制御部１が、Ｘ線発生部２におけるＸ線曝射のタイミング情報をゲートドライバ４に供給すると、このゲートドライバ４は、その供給されたＸ線曝射のタイミング情報に基づいて、全てのＸ線検出素子を同時に駆動するため、全てのラインに対して同一タイミングのＯＮパルスの信号を出力するようになっている。
【００３４】あるいは、図３に示すように、前記制御部１からのＸ線曝射のタイミング情報が供給されると、前記ゲートドライバ４は複数個（例えば３ライン）のラインを１ブロックとして、各ブロック毎に同一タイミングのＯＮパルスの信号を出力するようになっている。
【００３５】従って、リードアウトアンプと時定数用コンデンサとからなる積分回路５は、全てのライン又は複数個のラインのＴＦＴがＯＮ動作して、それらのラインの全ての蓄積用コンデンサから蓄積電荷が同時に放電されても、それらの蓄積電荷を流すのに十分な耐電流特性（容量）を備えたものとなっている。
【００３６】このような構成の第１の実施の形態においては、例えば図４に示すように、Ｘ線曝射とＴＦＴとのタイミングが発生する。Ｘ線発生部２にてＸ線曝射のタイミングが発生し、制御部１はこのＸ線曝射のタイミングを得て、Ｘ線平面検出器３のゲートドライバ４に対してＸ線曝射のタイミング情報を供給する（時点ｔ１）。
【００３７】ゲートドライバ４は、このＸ線曝射のタイミング情報に基づいて、図２又は図３に示すように、全てのライン又は複数ラインを１ブロックとしたブロック毎に同一タイミングのＯＮパルスの信号を出力する。このＯＮパルスの信号が出力されたラインの全てのＴＦＴがＯＮ動作して、このＴＦＴに接続された蓄積用コンデンサに蓄積されている蓄積電荷（暗電流ノイズ）が放電され、リードアウトアンプと時定数用コンデンサとからなる積分回路へと流れる。このとき積分回路は、蓄積電荷（暗電流ノイズ）を積分しないようにしておくか、積分してもただちにリセットしてＸ線曝射による蓄積電荷の積分に影響のないようにする。
【００３８】このようにして、蓄積用コンデンサに蓄積された暗電流ノイズの放電（排除）が終了すると、ＴＦＴがＯＦＦ動作して（時点ｔ２）、蓄積用コンデンサはフォトダイオードにより再びＸ線曝射による電荷の蓄積が開始される。すなわち、図４において、時点ｔ１からｔ２までの時間Ａがノイズ掃き出し時間となり、時点ｔ２からＸ線曝射が終了する時点ｔ３までの時間Ｂが撮影時間、時点ｔ１から時点ｔ３までの時間ＣがＸ線の曝射時間となる。
【００３９】このように第１の実施の形態によれば、Ｘ線の曝射タイミングに合せて、全てのライン又は複数個のラインのＸ線検出素子の蓄積用コンデンサに蓄積されている暗電流ノイズ等の電荷を同時に掃き出すことにより、暗電流ノイズ等の蓄積電荷の掃き出し時間を大幅に短縮することができ、所望のタイミングにＸ線撮像を行うことができる。
【００４０】この発明の第２の実施の形態を図５を参照して説明する。この第２の実施の形態では、前述した第１の実施の形態の構成（図１，図２，図１６，図１７参照）と同一構成となっているので、ここでは構成の説明は省略する。
【００４１】この第２の実施の形態において、Ｘ線曝射とＴＦＴとのタイミングは、図５に示すように発生する。曝射開始スイッチ１−１を術者がＯＮ操作する（時点ｔ４）と、まず、ＴＦＴの第１ラインからＴＦＴの第ｎラインまでの全てのラインに同一タイミングのＯＮパルスの信号を出力する。このＯＮパルスの信号が出力されたラインの全てのＴＦＴがＯＮ動作して、このＴＦＴに接続された蓄積用コンデンサに蓄積されている蓄積電荷（暗電流ノイズ）が積分回路へ放電される。
【００４２】このようにして、暗電流ノイズの放電が終了してＴＦＴがＯＦＦ動作すると、Ｘ線曝射が開始される（時点ｔ５）。このＸ線曝射により、蓄積用コンデンサにはフォトダイオードからの電荷が蓄積される。そして、曝射開始スイッチ１−１を術者がＯＦＦ操作する（時点ｔ６）とＸ線曝射が終了し、ＴＦＴの各ラインに順次ＯＮパルス信号が供給されて、蓄積用コンデンサの蓄積電荷の読取りが行われる。なお、Ｘ線曝射時間が予め設定された最大許容曝射時間を越える場合には、術者の曝射開始スイッチ１−１のＯＦＦ操作がなくとも、自動的にＸ線曝射を終了するようになっている。
【００４３】すなわち、図５において、時点ｔ４から時点ｔ５までの時間Ｄがノイズ掃き出し時間となり、時点ｔ５から時点ｔ６までの時間ＥがＸ線の曝射時間となり、時点ｔ６以降の時間Ｆが読取り時間となる。
【００４４】このように第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様な効果を得ることができ、さらにＸ線の曝射開始の前に暗電流ノイズ等の電荷を掃き出すことができるので、Ｘ線の無駄な曝射を防止することができる。
【００４５】この発明の第３の実施の形態を図６乃至図８を参照して説明する。前述した第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、制御部１とＸ線発生部２とが直接接続されており、Ｘ線曝射のタイミングを直接Ｘ線発生部２から得るか又は制御していたのに対して、この第３の実施の形態では、制御部１がＸ線発生部２と接続されていない場合に間接的にＸ線曝射のタイミングを得る幾つかの方法を説明する。
【００４６】図６は、Ｘ線曝射のタイミングを得る第１の方法の構成を示すブロック図である。制御部１１には、Ｘ線平面検出器１２のＸ線入射面又はその背面に設けられたＸ線検出センサ１３から出力されるＸ線検出信号が入力される。
【００４７】このＸ線検出センサ１３は、前記Ｘ線平面検出器１２のＸ線入射面に配置される場合には、Ｘ線を透過する材料で形成されたものを使用し、なるべく前記Ｘ線平面検出器１２の不感部分に配置する。また、前記Ｘ線平面検出器１２のＸ線入射面の背面に配置される場合には、前記Ｘ線平面検出器１２から漏れてくるＸ線を検出するため、Ｘ線感度が高いものが使用される。
【００４８】図７は、Ｘ線曝射のタイミングを得る第２の方法の構成を示すブロック図である。制御部１４には、Ｘ線平面検出器１５の端にある１個（１画素）のＸ線検出素子又は１ラインの（複数個の）Ｘ線検出素子から構成されたＸ線センサ部１５−１から出力されるＸ線検出信号が入力される。
【００４９】図８は、Ｘ線曝射のタイミングを得る第３の方法の構成を示すブロック図である。制御部１６には、被検体にＸ線を曝射するＸ線発生部（図示せず）を構成するＸ線管球１７に流れる電流を検出する電流検出センサ１８から出力される電流検出信号が入力される。
【００５０】このような構成の第３の実施の形態においては、Ｘ線検出センサ１３、又はＸ線検出素子、又は電流検出センサ１８によりＸ線曝射のタイミングが検出され、この検出信号が制御部１１，１４，１６に供給される。
【００５１】制御部１１，１４，１６はＸ線曝射のタイミングを得て、Ｘ線平面検出器１２，１５，１９の各ゲートドライバに対してＸ線曝射のタイミング情報を供給する。以降は前述した第１の実施の形態と同じ動作となるので、ここではその説明は省略する。このように第３の実施の形態によれば、前述した第１及び第２の実施の形態と同様な効果を得ることができる。
【００５２】この発明の第４の実施の形態を図９及び図１０を参照して説明する。図９は、この発明を適用したＸ線撮像装置の１画素（１個のＸ線検出素子）周辺の要部構成を示すブロック図である。２１は制御部である。この制御部２１は、ゲートドライバ２２、及び積分回路２３を構成するスイッチ２３−１をそれぞれ後述するように制御する。
【００５３】この逆バイアス電源−Ｖｎからの電力は、Ｘ線検出素子を構成するフォトダイオード２４のアノード端子及びこのフォトダイオード２４に並列に接続されたコンデンサ（以下蓄積用コンデンサと称する）２５の一端に供給される。前記フォトダイオード２４のカソード端子と前記蓄積用コンデンサ２５の他端との接続点はＴＦＴ２６のソース端子に接続されている。
【００５４】前記ゲートドライバ２２には、ライン(Row) 毎に設けられたゲート駆動ラインが接続され、前記各ＴＦＴ２６のゲート端子にそのゲート駆動ラインが接続されている。前記各ＴＦＴ２６のドレイン端子は、列(Column)毎に設けられたデータ信号ラインを介して積分回路２３に接続され、この積分回路２３の出力端子はマルチプレクサ（図示せず）へ接続されている。
【００５５】前記積分回路２３は、前記スイッチ２３−１、リードアウトアンプ（Read−out Amplifier)２３−２及びコンデンサ（以下時定数用コンデンサと称する）２３−３から構成されている。前記リードアウトアンプ２３−２の反転入力端子に、前記ＴＦＴ２６のドレイン端子（データ信号ライン）が接続され、その反転入力端子と出力端子との間に前記スイッチ２３−１と前記コンデンサ２３−３とからなる並列回路が接続されている。なお、前記リードアウトアンプ２３−２の非反転入力端子はグラウンド（０Ｖ）に接続されている。
【００５６】このような構成の第４の実施の形態において、図１０に示すようなタイミングで制御が行われる。Ｘ線曝射を行う前（時点ｔ７まで）は、ゲートドライバ２２からゲート駆動ラインを介して供給するΤＦＴ制御信号を正電位にしてＴＦΤ２６を常にＯＮ状態とし、また積分回路２３のスイッチ２３−１はＯＮ状態とする。これによつて、暗電流ノイズは、蓄積用コンデンサ２５からＴＦΤ２６、データ信号ライン、積分回路２３を介して掃き出される。
【００５７】次に、制御部２１からＸ線の曝射開始信号がＯＮになる（時点ｔ７）と、Ｘ線発生部はＸ線の曝射を開始し、これと同時にゲートドライバ２２はΤＦＴ制御信号を零電位（負電位）にしてΤＦＴ２６をＯＦＦにする。次に、制御部２１からＸ線の曝射開始信号がＯＦＦになる（時点ｔ８）と、Ｘ線発生部はＸ線の曝射を停止する。そして、Ｘ線の曝射終了後、蓄積された電荷を読み出す前（ｔ９より前）までに、積分回路２３のスイッチ２３−１をＯＦＦ状態にしてから、その後時点ｔ９から順次信号を読み出す。
【００５８】このようにこの第４の実施の形態によれば、Ｘ線の曝射タイミングより前では、ΤＦΤ２６をＯＮにして常に暗電流ノイズが蓄積用コンデンサ２５に蓄積されないようになっているので、Ｘ線の曝射と同時に電荷の蓄積を開始することができる。よって、暗電流ノイズ等の蓄積電荷の掃き出し時間が短く、前述した第１、第２及び第３の実施の形態よりもＸ線の曝射を無駄にすることなく、所望のタイミングでＸ線撮像を行うことができる。
【００５９】この発明の第５の実施の形態を図１１を参照して説明する。図１１は、この発明を適用したＸ線撮像装置の要部構成を示すブロック図である。３１は制御部である。この制御部３１は、前述した第１の実施の形態と同様に、Ｘ線発生部３２及びＸ線平面検出器３３を制御すると共に、このＸ線平面検出器３３への電力の供給を制御する電源制御部３３−１を制御するようになっている。
【００６０】すなわち、前述した第４の実施の形態と同様に、Ｘ線の曝射タイミングの前では、Ｘ線平面検出器３３（特にこのＸ線平面検出器３３を構成する蓄積用コンデンサ）への電力供給を遮断（停止）する。そしてＸ線の曝射タイミングが発生すると、Ｘ線平面検出器３３への電力供給を行う。このようにこの第５の実施の形態によれば、前述した第４の実施の形態と同様な効果を得ることができる。
【００６１】この発明の第６の実施の形態を図１２を参照して説明する。図１２は、この発明を適用したＸ線撮像装置のＸ線平面検出器の要部構成を示す回路図である。なお、このＸ線平面検出器と前述した第１の実施の形態で説明したＸ線平面検出器（図２参照）との異なる点は、マルチプレクサから出力されたシリアル信号から暗電流ノイズ（他のノイズ（固定パターンノイズ）を含む）を除去するシェーディング補正を行う回路を設けた点である。
【００６２】すなわち、Ｘ線曝射した後、ゲートドライバ４１からライン毎にＴＦＴ４２をＯＮにする信号が時間系列的に出力される。すると、ライン毎にＴＦＴ４２に接続されたＸ線検出素子からＸ線の曝射により蓄積された電荷が、データ信号ラインとして出力される。なお、このＸ線検出素子４３は、従来の技術（図１５，図１６）で説明したように、フォトダイオードと蓄積用コンデンサとから構成されている。
【００６３】ライン毎に時間系列的に出力された電荷は、列毎にリードアウトアンプ及び時定数用コンデンサ（この時定数用コンデンサに蓄積された電荷を放電（リセット）するスイッチは省略している）から構成された積分回路４４を介してそれぞれ、マルチプレクサ４５の各入力端子に入力される。このマルチプレクサ４５は、前記各積分回路４４からの出力を時間系列的に選択してシリアル信号として出力する。
【００６４】このシリアル信号はＡ／Ｄ変換器４６に入力される。このＡ／Ｄ変換器４６では、アナログのシリアル信号をデジタル信号（デジタルデータ）に変換して出力する。この出力されたデジタルデータは減算器４７に入力される。この減算器４７には、演算処理回路４８が接続され、シェーディング用の補正データ（ノイズ量データ）が供給されるようになっている。
【００６５】この演算処理回路４８には、Ｘ線検出素子（各画素）毎に単位時間当たりのノイズ量データが予め記憶されたメモリ４９及び前回のＸ線画像の読取りからのライン毎の蓄積時間を計時する蓄積時間計時回路５０が接続され、前記メモリから対応するＸ線検出素子の単位時間当たりのノイズ量データが供給され、蓄積時間計時回路５０からは対応するラインの蓄積時間データが供給される。
【００６６】従って、この演算処理回路４９は、メモリ４８からの単位時間当たりのノイズ量のデータ及び前記蓄積時間計時回路５０からの蓄積時間データに基づいてそのデジタルデータに含まれている蓄積ノイズ量を算出し、この蓄積ノイズ量データをシェーディング用補正データとして前記減算器４７に供給する。
【００６７】この減算器４７は、前記Ａ／Ｄ変換器４６から直接供給されたデジタルデータから蓄積ノイズ量データを減算して出力するようになっている。また、前記Ａ／Ｄ変換器４６と前記メモリ４８とは接続されており、予め単位時間当たりのノイズ量を設定する時に、前記Ａ／Ｄ変換器４６から前記メモリ４８へ単位時間当たりのノイズ量データが供給される。
【００６８】このような構成の第６の実施の形態において、メモリ４９には、予めＸ線検出素子毎に単位時間当たりのノイズ量データが記憶されている。例えば、暗電流ノイズの掃き出しを行った後、Ｘ線を曝射しないで単位時間待機して（撮影して）読取りを行い、この時Ａ／Ｄ変換器４６から出力されるデジタルデータをそのままノイズ量データとしてメモリ４９にＸ線検出素子毎に記憶する。また、蓄積時間計時回路５０により、前回のＸ線画像の読取りからの経過時間（蓄積時間）が計時される。
【００６９】このような状態で、実際にＸ線を曝射してＸ線画像の読取りを行うと、Ａ／Ｄ変換器４６から出力されたデジタルデータは、メモリ４９からの単位時間当たりのノイズ量データ及び蓄積時間計時回路５０からの蓄積時間データに基づいて、演算処理回路４８で算出された蓄積ノイズ量データが減算されて、暗電流ノイズや固定パターンノイズのないＸ線曝射によるデータとなる。
【００７０】このように第６の実施の形態によれば、Ｘ線検出素子毎に単位時間当たりのノイズ量を記憶したメモリ４９と、前回のＸ線画像の読取りからの蓄積時間を計時する蓄積時間計時回路５０と、その単位時間当たりのノイズ量及び蓄積時間のデータに基づいて蓄積ノイズ量データを算出する演算処理回路４８と、Ａ／Ｄ変換器４６からのデジタルデータから蓄積ノイズ量データを減算する減算器４７とを設けたことにより、読取ったデジタルデータから暗電流ノイズによる影響を排除して正確なＸ線画像を得ることができる。
【００７１】従って、Ｘ線の曝射タイミングの前に全てのＸ線検出素子について暗電流ノイズの除去を同時に行った場合に、読取りのラインの順番で、最初に読取るラインのＸ線検出素子からの検出データと最後に読取るラインのＸ線検出素子からの検出データとでは、最後に読取るラインのＸ線検出素子の方が暗電流ノイズが多くなり、１画面のＸ線画像において、暗電流ノイズによる影響にライン毎に差が生じるという問題があるが、この第６の実施の形態により、この暗電流ノイズによるライン毎の影響の差を簡単に解消できるという効果を得ることができる。
【００７２】この発明の第７の実施の形態を図１３を参照して説明する。図１３は、この発明を適用したＸ線撮像装置のＸ線平面検出器の要部構成を示す回路図である。
【００７３】Ｘ線曝射した後、ゲートドライバ６１から各ライン毎にＴＦＴ６２をＯＮにする信号が時間系列的に出力される。すると、各ライン毎にＴＦＴ６２に接続されたＸ線検出素子からＸ線の曝射により蓄積された電荷が、データ信号ラインとして出力される。なお、このＸ線検出素子６３はそれぞれ、従来の技術で説明したように、フォトダイオードと蓄積用コンデンサとから構成され、これらのＸ線検出素子６３のうち１列（最端列）のＸ線検出素子のＸ線入射面にはＸ線を遮蔽するマスク６４が設けられている。
【００７４】ライン毎に時間系列的に出力された電荷は、列毎にリードアウトアンプ及び時定数用コンデンサ（この時定数用コンデンサに蓄積された電荷を放電（リセット）するスイッチは省略している）から構成された積分回路６５へ入力される。
【００７５】前記マスク６４が設けられた列の積分回路６５の出力端子は、第１の抵抗６６及び第２の抵抗６７からなる直列分圧回路を介してグラウンド（０Ｖ）に接続されている。
【００７６】一方、他の列の積分回路６５の出力端子は、それぞれ差分回路（差動増幅回路）６８を構成するオペアンプの反転入力端子へ抵抗６９を介して接続されている。前記第１の抵抗６６と前記第２の抵抗６７との接続点（分圧出力点）は、前記差分回路６８の各オペアンプの非反転入力端子に接続されている。
【００７７】この差分回路６８の各出力端子はそれぞれ、マルチプレクサ７０の各入力端子に接続される。このマルチプレクサ７０は、前記各差分回路６８からの出力を時間系列的に選択してシリアル信号として出力する。このシリアル信号はＡ／Ｄ変換器７１に入力される。このＡ／Ｄ変換器７１では、アナログのシリアル信号をデジタル信号に変換して出力する。
【００７８】このような構成の第７の実施の形態においては、例えば全てのＸ線検出素子６３について暗電流ノイズの同時掃き出しを行った後、Ｘ線を被検体に曝射すると、マスク６４が設けらていない各Ｘ線検出素子では、検出した透過したＸ線量に応じた電荷が蓄積されるが、一方マスク６４が設けられた各Ｘ線検出素子６３では、暗電流ノイズ（その他の各種ノイズを含む）が電荷として蓄積される。
【００７９】Ｘ線の曝射を終了して、ライン毎に時間系列的に読出しを行うと、マスク６４が設けられた１つのＸ線検出素子６２からは、暗電流ノイズを示す電荷が出力され、この電荷を示す電圧が第１の抵抗と第２の抵抗との接続点から出力され、各差分回路６８により、他のＸ線検出素子６２からの検出信号とその暗電流ノイズの電圧との差が増幅されてマルチプレクサ７０に出力される。すなわち、Ｘ線の曝射により電荷が蓄積された他のＸ線検出素子６３からの検出信号から暗電流ノイズに相当する電圧を差し引いてマルチプレクサ７０へ出力することになる。
【００８０】このようにこの第７の実施の形態によれば、所定の１列のＸ線検出素子へ入射されるＸ線を遮蔽するマスク６４と、これらのＸ線検出素子６３から出力される暗電流ノイズに対応する電圧をマスク６４を設けない他のＸ線検出素子６３からの検出信号からにより差し引く差分回路６８とを設けたことにより、前述した第６の実施の形態と同様な効果を得ることができる。
【００８１】さらに、この第７の実施の形態では、Ｘ線曝射前の暗電流ノイズの掃き出し方法において、１ライン毎に掃き出す方法においても、また複数ライン毎のブロック毎に掃き出す方法でも、さらに全てのラインを同時に掃き出す方法においても、いずれの場合においても、正確に暗電流ノイズの除去を行うことができる。また、前述した第６の実施の形態とこの第７の実施の形態とを組合わせるとより暗電流ノイズの除去においてより高い効果を得ることができる。
【００８２】そこで、Ｘ線曝射前に第１の実施の形態乃至第５の実施の形態を適切に組合わせて使用し、Ｘ線曝射後のＸ線画像データの読取り時には、第６の実施の形態と第７の実施の形態との組合わせた方法を使用すると、暗電流ノイズによる影響の排除においてより高い効果を得ることができる。
【００８３】なお、Ｘ線平面検出器を構成するリードアウトアンプと時定数用コンデンサとからなる積分回路（５，２３，４４，６５）は、Ｘ線検出素子の列毎にマルチプレクサの入力端子側に設けられていたが、これに限定されるものではない、例えばマルチプレクサの入力端子側には設けずに、マルチプレクサの出力端子側に１個だけ設けても良いものである。このようにすれば、積分回路の個数を減らすことができ、回路が単純になり基板を小さくコストを下げることができる。
【００８４】また、Ｘ線平面検出器の構成として、マルチプレクサを使用しない方法もある。すなわち、Ｘ線検出素子の列毎に設けられた積分回路にそれぞれＡ／Ｄ変換器を接続して、このＡ／Ｄ変換器からの出力を時間系列的に選択して取り込むようにすれば良いものである。
【００８５】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、暗電流ノイズを高精度に除去することができる。
【出願人】 【識別番号】５９４１６４５３１
【氏名又は名称】東芝医用システムエンジニアリング株式会社
【識別番号】０００００３０７８
【氏名又は名称】株式会社東芝
【出願日】 平成７年１１月７日（１９９５．１１．７）
【代理人】 【識別番号】１０００５８４７９
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴江 武彦 （外６名）
【公開番号】 特開２００１−３４０３２４（Ｐ２００１−３４０３２４Ａ）
【公開日】 平成１３年１２月１１日（２００１．１２．１１）
【出願番号】 特願２００１−７５９７３（Ｐ２００１−７５９７３）