JP4446409B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置に関し、特に、放射線感知検出素子を含む固体像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
患者の構造的特徴を調べるためにＸ線照射を使用する歯科およびその他の医療応用分野においてＣＣＤおよびその他の型の固体検出器を使用することが提案されている。ＣＣＤは、従来のシステムに使用されていたフィルムに置き換わるもので、より制御された低いＸ線照射量でもって所定の露出を得ることができると共に、実時間撮像を行うことができる。
【０００３】
１つの既知の構成においては、ＣＣＤは、口腔内に使用され、Ｘ線源に電気的に接続されている。Ｘ線源が付勢されるとき、開始信号が、接続ワイヤにそってＣＣＤおよびその制御回路へと送信され、像取得および読取りが開始される。その他の構成においては、Ｘ線源およびＣＣＤは、物理的接続を有していない。Ｘ線エネルギーの発生を検出するためにＣＣＤの像形成領域に近接して補足センサが配列されている。入射Ｘ線エネルギーを検出するとき、そのセンサは、信号をＣＣＤへ送り、撮像を開始させる。
【０００４】
もう一つ別の構成においては、ＣＣＤは、Ｘ線による照射前に連続的に読み出される。ＣＣＤから導出された信号は、ある基準レベルと比較される。もし、その信号がその基準レベルを越えている場合には、ＣＣＤ動作の像取得相が開始される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、像形成装置が口腔内に配置されるような歯科Ｘ線診断に使用して特に効果的であるが、その他の医療または診断応用にも使用でき、また、非医療応用にも使用して効果的であるような改良された撮像装置を提供せんとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、行および列のアレイに配列された放射線感知検出素子を有する固体像形成装置と、２つまたはそれ以上の行における素子からの電荷を加算して出力信号を導出するための手段と、前記出力信号を使用して撮像すべき放射線が前記アレイに入射するときを検出するための手段と、入射放射線が検出されるときに像取得を開始させるための手段とを備えた撮像装置が提供される。
【０００７】
ＣＣＤの如き固体装置は、暗流として知られた熱に基づく信号を発生してしまうものである。例えば、Ｘ線システムにおいては、Ｘ線露出前の待期期間中に、像形成装置は、暗流を発生し、この暗流により、この装置の信号取り扱い容量の一部分が占められてしまうことがあり、また、その信号取り扱い容量の全部が占められてしまい、信号情報のためのスペースが全くなくなってしまうことさえある。したがって、Ｘ線の発生が開始されるときに、装置は、熱的発生によって保持されている電荷を空にしなければならない。
【０００８】
シリコン装置においては、暗流は、７°Ｃ毎に約２倍となる。そして、歯科使用においては、ＣＣＤは、４０°Ｃまでの動作温度で使用されることがある。したがって、信号出力を基準レベルと比較するような従来の構成においては、４０°Ｃの暗流およびその他のノイズ特性から生ずる信号を考慮して、その基準を比較的に高いレベルに設定する必要がある。もし、その設定基準が低過ぎると、誤りトリガ信号が生じて、欠陥のある像が生ぜしめられてしまうことがあり、その場合には、もう一度患者に照射を行う必要が生じてしまう。
【０００９】
本発明を使用することにより、像形成装置の像取得相は、Ｘ線照射前に検出素子からクロックされる信号が閾値レベルと比較されるような従来の構成よりも、より早く開始させられうる。本発明により２つまたはそれ以上の行における電荷を加算することにより、そうしない場合よりも、より大きな信号が与えられる。この加算プロセスは、本質的にはノイズを含まず、したがって、信号の信号対雑音比が高められ、感度が改善される。この加算手段は、２つまたはそれ以上の行から相続いて転送されてくる電荷を加算するためのレジスタを含むのが好ましく、また、このレジスタから加算電荷を読み出すための手段も含まれるとよい。さらにまた、この加算手段は、レジスタの異なるセルに蓄積された加算電荷を加え合わせる手段を含むと効果的である。こうして、その結果生ずる加算信号は、いくつかの行および列からの電荷から導出されたものとなりうる。
【００１０】
アレイの行のうちのいくつか、またはすべてが、出力信号を導出する加算電荷を発生するのに使用されうる。選択する行の数は、所望の感度を与えるに必要とされる信号のレベルおよび蓄積電荷をレジスタへとクロックするのに掛かる時間によっている。
【００１１】
本発明は、Ｘ線照射を必要最小限まで減ずることができるので、歯科使用や乳房撮影の如きその他の医療使用のための患者へのＸ線照射に使用すると特に効果的である。患者が曝されるＸ線放射線の照射量は、像取得がＸ線パルスの開始により近いところで開始されるときに、最少とされる。健康および安全要件からすれば、Ｘ線放射線に対する不必要な露出を避けるべきであり、本発明を使用することにより、このような要件を満足することができる。
【００１２】
本発明は、歯科応用に特に有用であるが、その他の医療および非医療応用にも使用して効果のあるものでもある。本発明は、Ｘ線システムに使用され得るし、また、その他の型の高エネルギー放射線にも使用し得る。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面に基づいて、本発明の一実施例について説明する。図１は、本発明による口腔内歯科使用のためのＸ線撮像装置の構成を略示している。
【００１４】
図１を参照するに、Ｘ線源１は、撮像すべき歯またはその他の物体２を照射するように配列されている。その歯またはその他の物体２の背後には、ＣＣＤ３が配置されている。ＣＣＤ３は、行および列のアレイに配列された放射線感知検出素子４のアレイと、出力レジスタ５と、電荷増幅器６とを備える。それら検出素子は、それらに入射する放射線の強度にしたがって電荷を蓄積する。
【００１５】
アレイの列の数と対応する数の電荷蓄積セル７を有する出力レジスタ５は、素子４からクロックされる電荷を行毎に受け取るように配列されている。コントロールユニット８は、適当な制御信号を装置の電極に加えて、電荷の転送を行わせる。
【００１６】
レジスタ５の出力は、増幅器６を介してシュレッシュホルダ９へ接続される。信号処理回路１０は、レジスタ５からの信号を受け取るように構成されている。
【００１７】
物体２にＸ線源を照射する前の準備期間中、暗流のために、ＣＣＤ３の素子４に電荷が蓄積される。このような構成では、３つの行ｍ０、ｍ１およびｍ２の電荷がコントロールユニット８の制御の下で、レジスタ５へと相続いてクロックされる。したがって、各セルの電荷は、対応する列の３つの素子に蓄積された電荷の和である。それらの３つの行がレジスタ５へ転送されたとき、その出力が増幅器６へ加えられる。別の実施例としては、異なる数の行が加算されてもよい。
【００１８】
シュレッシュホルダ９は、素子４から導出された信号を、ある閾値レベルと比較する。Ｘ線源による照射前では、その信号は、その閾値レベルを越えておらず、ＣＣＤ３は、準備モードに維持されている。Ｘ線放射線が放射線検出素子４に入射するとき、これら素子の電荷は、急速に増大する。その時、増幅器６を介して加えられるレジスタ５からの加算された電荷は、閾値レベルよりも大きい。このような状態がシュレッシュホルダ９で検出されるとき、開始信号がコントロールユニット８へ送信され、ＣＣＤの像取得プロセスが開始させられる。また、信号処理回路１０は、ＣＣＤ３から像情報を受け取り、信号処理を行う。
【００１９】
本発明の他の実施例としては、セル５の各々に蓄積された電荷は、増幅器６で一緒に加算されて、高出力信号を発生するようにすることもできる。
【００２０】
本発明のさらに別の実施例としては、感度をさらに改善するために、行および列の両方において電荷を加算することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による口腔内歯科使用のためのＸ線撮像装置の構成を略示する図である。
【符号の説明】
１ Ｘ線源
２ 歯またはその他の物体
３ ＣＣＤ
４ 放射線感知検出素子
５ 出力レジスタ
６ 電荷増幅器
７ 電荷蓄積セル
８ コントロールユニット
９ シュレッシュホルダ
１０ 信号処理回路

Claims (9)

1. 行および列のアレイに配列された放射線感知検出素子（４）を有する固体像形成装置（３）と、
   ２つまたはそれ以上の行における素子からの電荷を一緒に加算して、準備モード中に出力信号を導出する加算手段（７，８）と、
   準備モード中の前記出力信号を使用して撮像すべき放射線が前記アレイに入射したときを検出する手段（９）と、
   像取得モードにおいて、素子からの電荷を行毎にクロックすることによって、前記入射放射線が検出されるときに像取得を開始させる手段（８）と
   を備えたことを特徴とする撮像装置。
2. 前記加算手段は、２つまたはそれ以上の行から相続いて転送されてくる電荷を加算するレジスタと、該レジスタから加算された電荷を読み出す手段とを含む請求項１記載の撮像装置。
3. 前記加算手段は、前記レジスタの異なるセルに蓄積された加算電荷を加え合わせる手段を含む請求項２記載の撮像装置。
4. 前記出力信号を使用して撮像すべき放射線が前記アレイに入射したときを検出する手段は、検知器素子からの出力信号へテストを適用し、検知器素子から得られた出力信号と閾値レベルとを比較するための手段を含む請求項１または２または３記載の撮像装置。
5. 前記固体像形成装置は、ＣＣＤである請求項１から４のうちのいずれかに記載の撮像装置。
6. 前記固体像形成装置は、Ｘ線放射線に対して感応するように配列されている請求項１から５のうちのいずれかに記載の撮像装置。
7. 前記固体像形成装置が背後に配置された物体に、使用中に、照射を行うように配列されたＸ線放射線源を含む請求項６記載の撮像装置。
8. 請求項１から７のうちのいずれかに記載した撮像装置を含む歯科Ｘ線構成対。
9. 行および列のアレイに配列された放射線感知検出素子（４）を有する固体撮像素子（３）と、
   ２つまたはそれ以上の行における素子からの電荷を一緒に加算して、準備モード中に出力信号を導出する加算手段（７，８）と、
   準備モード中の前記出力信号を使用して撮像すべき放射線が前記アレイに入射したときを検出する手段（９）と、
   像取得モードにおいて、素子からの電荷を行毎にクロックすることによって、前記入射放射線が検出されるときに像取得を開始させる手段（８）と、
   を備え、
   アレイの行のいくつか又はその全てが、加算された電荷であって当該加算された電荷から出力信号が導出される当該加算された電荷を生成するために使用され得、
   選択される行の数が、所望の感度、及び、蓄積された電荷をレジスタ内に移動させるためのクロックを与えるために必要とされる時間、を与えるために必要とされる信号のレベルに依存する、
   ことを特徴とする撮像装置。

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