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JP5996067B2 - IMAGING DEVICE, ITS CONTROL METHOD, AND IMAGING SYSTEM - Google Patents

IMAGING DEVICE, ITS CONTROL METHOD, AND IMAGING SYSTEM Download PDF

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JP5996067B2 JP2015187379A JP2015187379A JP5996067B2 JP 5996067 B2 JP5996067 B2 JP 5996067B2 JP 2015187379 A JP2015187379 A JP 2015187379A JP 2015187379 A JP2015187379 A JP 2015187379A JP 5996067 B2 JP5996067 B2 JP 5996067B2
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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Description

本発明は、医療用の診断や工業用の非破壊検査に用いて好適な撮像装置及びその制御方法、並びに、当該撮像装置を含む撮像システムに関する。特に、各々が変換素子とスイッチ素子とを含む複数の画素を行列状に備え、放射線又は光を電気信号に変換する検出部を有する撮像装置及びその制御方法、並びに、撮像システムに関する。 The present invention relates to an imaging apparatus suitable for medical diagnosis and industrial nondestructive inspection, a control method thereof, and an imaging system including the imaging apparatus . In particular, each comprises a plurality of pixels including conversion elements and switch elements in a matrix, the imaging apparatus and a control method thereof detector for converting a radiation or light into an electric signal, and relates to an imaging system.

近年、X線による医療画像診断や非破壊検査に用いる撮影装置として、半導体材料によって形成された平面型の検出器(Flat Panel Detector、以下、「FPD」と略す)を用いた放射線撮像装置が実用化され始めている。このFPDを用いた放射線撮像装置は、患者などの被検体を透過したX線等の放射線をFPDでアナログ電気信号に変換し、そのアナログ電気信号をアナログ/デジタル変換してデジタル画像信号を取得するデジタル撮影が可能な装置である。このようなFPDを有する放射線撮像装置は、例えば医療画像診断においては、一般撮影のような静止画撮影や、透視撮影のような動画撮影のデジタル撮像装置として用いられている。   2. Description of the Related Art In recent years, a radiation imaging apparatus using a flat panel detector (hereinafter referred to as “FPD”) formed of a semiconductor material is practically used as an imaging apparatus used for medical image diagnosis and nondestructive inspection using X-rays. It is beginning to become. In this radiation imaging apparatus using FPD, radiation such as X-rays transmitted through a subject such as a patient is converted into an analog electrical signal by FPD, and the analog electrical signal is converted from analog to digital to obtain a digital image signal. It is a device capable of digital photography. For example, in medical image diagnosis, a radiation imaging apparatus having such an FPD is used as a digital imaging apparatus for still image shooting such as general shooting or moving image shooting such as fluoroscopic shooting.

このような撮像装置において、X線の撮影を行う場合、X線発生装置によるX線の照射と撮像装置の動作とを同期させる必要がある。具体的に、撮像装置は、X線照射の開始に合わせて、被写体を透過したX線に基づく電気信号を蓄積する蓄積動作に入り、X線照射の終了後に、蓄積した電気信号の読み出しを行う読出動作を開始する必要がある。   In such an imaging apparatus, when X-ray imaging is performed, it is necessary to synchronize the X-ray irradiation by the X-ray generator and the operation of the imaging apparatus. Specifically, the imaging apparatus enters an accumulation operation for accumulating electric signals based on X-rays transmitted through the subject at the start of X-ray irradiation, and reads the accumulated electric signals after the X-ray irradiation ends. It is necessary to start the read operation.

X線発生装置によるX線照射と撮像装置の動作とを同期させる方法として、ケーブルを用いてX線発生装置と撮像装置を接続する方法と、ケーブルを用いた接続はせずにX線の照射を撮像装置が検知し、当該検知されたX線の照射に合わせて撮像装置を動作させる方法とがある。   As a method of synchronizing the X-ray irradiation by the X-ray generator and the operation of the imaging device, a method of connecting the X-ray generator and the imaging device using a cable, and an X-ray irradiation without connecting using a cable Is detected by the imaging apparatus, and the imaging apparatus is operated in accordance with the detected X-ray irradiation.

また、撮像装置がX線の照射を検知する方法としては、例えば、下記の特許文献1や特許文献2に開示されている技術が知られている。特許文献1には、X線の照射を検知する際に、隣接した画素の信号を加算し、加算した信号を順次読み出す技術が記載されている。また、特許文献2には、任意に選択された判定画素の信号を順次読み出してX線照射を検知する技術が記載されている。   In addition, as a method for detecting the X-ray irradiation by the imaging apparatus, for example, techniques disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 below are known. Patent Document 1 describes a technique of adding signals of adjacent pixels and sequentially reading the added signals when detecting X-ray irradiation. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 describes a technique for detecting X-ray irradiation by sequentially reading out signals of arbitrarily selected determination pixels.

特開2001−116846号公報JP 2001-116646 A 特開2005−143802号公報JP-A-2005-143802

上述したX線の照射の検知には、被写体が無い状態もしくは被写体からのX線透過量が多い領域でX線の照射の検知をする必要がある。しかしながら、被写体がどのように配置されているかは撮影前には分からないため、検出部の広い領域でX線を検知する必要がある。また、撮像装置は半導体材料によって形成された平面型の検出器を使用するため、蓄積時間が長いと暗電流が増加して画質が劣化する。そのため、X線のパルス幅(照射開始から照射終了までの幅)を正確に検知して最小限の蓄積時間で撮影を行う必要がある。そのため、X線の照射の検知には、検出部の広い領域の信号を高速に読み出す必要がある。   In the above-described detection of X-ray irradiation, it is necessary to detect X-ray irradiation in a state where there is no subject or in a region where the amount of X-ray transmission from the subject is large. However, since it is not known how the subject is arranged before imaging, it is necessary to detect X-rays in a wide area of the detection unit. In addition, since the imaging device uses a planar detector formed of a semiconductor material, if the accumulation time is long, dark current increases and image quality deteriorates. For this reason, it is necessary to accurately detect the X-ray pulse width (width from the start of irradiation to the end of irradiation) and perform imaging with a minimum accumulation time. For this reason, it is necessary to read out signals in a wide area of the detection unit at high speed in detecting X-ray irradiation.

特許文献1では、隣接画素で加算した信号を順次読み出すため、検出部の広い領域の信号を読み出すことはできるが、信号の読み出しに時間が掛かり、X線のパルス幅を正確に検知できない。また、特許文献2では、任意に選択された画素の信号を順次読み出すため、選択画素が少ないと、選択画素に対するX線の照射量が少なく、信号を検出し難い場合がある。また、選択画素を多くすると、信号の読み出しに時間が掛かり、X線パルス幅を正確にモニタできない。   In Patent Document 1, since signals added in adjacent pixels are sequentially read out, signals in a wide area of the detection unit can be read out, but it takes time to read out the signals, and the X-ray pulse width cannot be detected accurately. In Patent Document 2, since signals of arbitrarily selected pixels are sequentially read out, if the number of selected pixels is small, the amount of X-ray irradiation with respect to the selected pixels is small and it may be difficult to detect the signal. Further, when the number of selected pixels is increased, it takes time to read out signals, and the X-ray pulse width cannot be monitored accurately.

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、X線(放射線)の照射をより正確に検知し、X線の照射と撮像装置の動作とをより正確に同期させることが可能な撮像装置及びその制御方法、並びに、撮像システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and can detect X-ray (radiation) irradiation more accurately and synchronize X-ray irradiation and the operation of the imaging apparatus more accurately. An object of the present invention is to provide a possible imaging apparatus, a control method thereof, and an imaging system.

本発明の撮像装置は、各々が変換素子とスイッチ素子とを含む複数の画素を行列状に備え、放射線又は光を電気信号に変換する検出部と、記スイッチ素子の導通状態を制御する駆動回路部と、前記検出部から得られた信号に応じて前記駆動回路部を制御する制御部と、を含む撮像装置であって、前記制御部は、前記駆動回路部によって不連続な複数の行の前記スイッチ素子を同時に導通状態にさせる第1の動作と、前記第1の動作によって前記検出部から得られた信号を閾値と比較することで行われる、放射線又は光の照射の開始又は終了の判定に基づき、前記駆動回路部によって前記スイッチ素子を非導通状態とさせる第2の動作と、前記第2の動作で前記複数の画素に蓄積された信号に基づく画像が取得されるように前記駆動回路部に前記スイッチ素子を行単位で導通状態とさせる第3の動作と、前記第3の動作がなされた前記検出部に対して前記駆動回路部によって前記不連続な複数の行の前記スイッチ素子を同時に導通状態にさせる第4の動作と、前記第4の動作がなされた前記検出部に対して前記駆動回路部によって放射線又は光の照射が無い状態で前記スイッチ素子を非導通状態とさせる第5の動作と、前記第5の動作で前記複数の画素に蓄積された信号に基づいて前記画像と減算処理を行うためのオフセット画像が取得されるように前記駆動回路部に前記スイッチ素子を行単位で導通状態とさせる第6の動作と、を行うように、前記駆動回路部を制御する。
また、本発明は、上述した撮像装置の制御方法、並びに、上述した撮像装置を含む撮像システムを含む。
Imaging apparatus of the present invention, to control and detection units each for converting a plurality of pixels including conversion elements and switch elements provided in a matrix, the radiation or light into an electric signal, the conduction state before Symbol switching element a drive moving circuit part that, an imaging apparatus and a control unit for controlling the drive circuit section in accordance with a signal obtained from the detection unit, the control unit is discontinuous by the driving circuit unit Start of radiation or light irradiation, which is performed by comparing a signal obtained from the detection unit by a first operation for simultaneously turning on the switch elements of a plurality of rows with a threshold value. Alternatively, based on the determination of termination, the driving circuit unit obtains an image based on a second operation for causing the switch element to be in a non-conductive state and a signal accumulated in the plurality of pixels in the second operation. In the drive circuit section A third operation for bringing the switch elements into a conductive state in units of rows, and the drive circuit unit simultaneously conducting the switch elements in the plurality of discontinuous rows with respect to the detection unit that has performed the third operation. A fourth operation for bringing the switch element into a state, and a fifth operation for bringing the switch element into a non-conductive state in a state in which no radiation or light is irradiated by the drive circuit unit with respect to the detection unit in which the fourth operation has been performed. And the switch elements are connected to the drive circuit unit in units of rows so that an offset image for performing the subtraction process with the image is acquired based on the signals accumulated in the plurality of pixels in the fifth operation. The drive circuit unit is controlled so as to perform the sixth operation for setting the state.
The present invention also includes a method for controlling the imaging device described above and an imaging system including the imaging device described above.

本発明によれば、X線(放射線)の照射をより正確に検知し、X線の照射と撮像装置の動作とをより正確に同期させることが可能な撮像装置及びその制御方法、並びに、撮像システムを提供することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the imaging device which can detect irradiation of X-ray (radiation) more correctly, and can synchronize X-ray irradiation and operation | movement of an imaging device more correctly, its control method, and imaging A system can be provided.

本発明の第1の実施形態に係る撮像装置の一例を示すブロック図である。It is a block diagram showing an example of an imaging device concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る撮像装置の一例を示す概略的等価回路図である。1 is a schematic equivalent circuit diagram illustrating an example of an imaging apparatus according to a first embodiment of the present invention. 図1及び図2に示す読み出し回路部(第1の読み出し回路部)の詳細の一例を示す等価回路図である。FIG. 3 is an equivalent circuit diagram illustrating an example of details of a read circuit unit (first read circuit unit) illustrated in FIGS. 1 and 2. 本発明の第1の実施形態に係る撮像装置の制御方法による処理手順の一例を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure by the control method of the imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る撮像装置の撮像動作の一例を示すタイミングチャートである。3 is a timing chart illustrating an example of an imaging operation of the imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る撮像装置の撮像動作の一例を示すタイミングチャートである。3 is a timing chart illustrating an example of an imaging operation of the imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態に係る撮像装置の一例を示す等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram which shows an example of the imaging device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る撮像装置の撮像動作の一例を示すタイミングチャートである。6 is a timing chart illustrating an example of an imaging operation of an imaging apparatus according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施形態に係る撮像装置の一例を示す等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram which shows an example of the imaging device which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る撮像装置の撮像動作の一例を示すタイミングチャートである。10 is a timing chart illustrating an example of an imaging operation of an imaging apparatus according to a third embodiment of the present invention. 本発明の応用例を示し、透視撮影と静止画撮影が可能な可搬型の放射線撮像装置を用いた放射線撮像システムの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a radiation imaging system using a portable radiation imaging apparatus capable of performing fluoroscopic imaging and still image imaging, showing an application example of the present invention.

以下に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態(実施形態)について説明する。なお、本明細書では、放射線としてX線を例に挙げて説明を行うが、本発明においては、X線に限らず、γ線などの電磁波やα線、β線も放射線に含まれるものとする。   Hereinafter, embodiments (embodiments) for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In this specification, X-rays will be described as an example of radiation. However, in the present invention, not only X-rays but also electromagnetic waves such as γ-rays, α-rays, and β-rays are included in the radiation. To do.

(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る撮像装置の一例を示すブロック図である。図1の撮像装置100は、検出部101と、駆動回路部102と、読み出し回路部103、A/D変換部104及びデジタルデータ処理部105を含む信号処理部106と、電源部107と、制御回路部108と、を含む。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of an imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention. 1 includes a detection unit 101, a drive circuit unit 102, a read circuit unit 103, a signal processing unit 106 including an A / D conversion unit 104 and a digital data processing unit 105, a power supply unit 107, and a control. Circuit portion 108.

検出部101は、放射線又は光をアナログ電気信号に変換するための画素を行列状に複数備える。駆動回路部102は、検出部101の複数の画素から行単位でアナログ電気信号を並列に出力するために、検出部101の複数の画素を行単位で駆動する。   The detection unit 101 includes a plurality of pixels for converting radiation or light into an analog electrical signal in a matrix. The drive circuit unit 102 drives the plurality of pixels of the detection unit 101 in units of rows in order to output analog electric signals in parallel from the plurality of pixels of the detection unit 101 in units of rows.

本実施形態では、説明の簡便化のために、検出部101は、8行8列の画素を有する形態とし、4画素列分を一組とする第1の画素群101a、第2の画素群101bに分割されている。第1の画素群101aの画素から出力されたアナログ電気信号である画素信号は、対応する第1の読み出し回路部103aによって読み出される。第1の読み出し回路部103aで複数の画素から並列に読み出し並列直列変換された画素信号113は、対応する第1のA/D変換部104aによってデジタルデータ114に変換される。同様に、第2の画素群101bからのアナログ電気信号である画素信号は、対応する第2の読み出し回路部103b及び第2のA/D変換部104bによって読み出されてデジタルデータに変換される。   In the present embodiment, for simplification of description, the detection unit 101 has a form having pixels of 8 rows and 8 columns, and a first pixel group 101a and a second pixel group each including four pixel columns. 101b. A pixel signal that is an analog electric signal output from a pixel of the first pixel group 101a is read by the corresponding first readout circuit unit 103a. The pixel signal 113 read out in parallel from a plurality of pixels by the first readout circuit unit 103a and subjected to parallel-serial conversion is converted into digital data 114 by the corresponding first A / D conversion unit 104a. Similarly, a pixel signal which is an analog electric signal from the second pixel group 101b is read by the corresponding second readout circuit unit 103b and the second A / D conversion unit 104b and converted into digital data. .

第1のA/D変換部104a及び第2のA/D変換部104bからのデジタルデータは、デジタルデータ処理部105によって、信号処理やデジタルマルチプレックス処理、オフセット補正等が行われ、デジタル画像信号(115)として出力される。   The digital data from the first A / D conversion unit 104a and the second A / D conversion unit 104b is subjected to signal processing, digital multiplex processing, offset correction, and the like by the digital data processing unit 105, and a digital image signal (115) is output.

信号処理部106は、第1の読み出し回路部103a及び第2の読み出し回路部103bからなる読み出し回路部103と、第1のA/D変換部104a及び第2のA/D変換部104bからなるA/D変換部104と、デジタルデータ処理部105とを有する。   The signal processing unit 106 includes a reading circuit unit 103 including a first reading circuit unit 103a and a second reading circuit unit 103b, and a first A / D conversion unit 104a and a second A / D conversion unit 104b. An A / D conversion unit 104 and a digital data processing unit 105 are included.

そして、撮像装置100は、信号処理部106に対して夫々の構成部に対応するバイアスを与える電源部107を有する。電源部107は、読み出し回路部103に対して基準電圧Vref1及びVref2を与え、A/D変換部104に対して基準電圧Vref3を与える。撮像装置100は、更に、駆動回路部102、信号処理部106及び電源部107の少なくともいずれかを制御するための制御回路部108を有する。この制御回路部108は、電源部107に対して制御信号118を供給している。また、制御回路部108は、読み出し回路部103に対して制御信号116,117及び120を供給している。また、制御回路部108は、A/D変換部104に対して制御信号129を供給し、デジタルデータ処理部105に対して制御信号130を供給している。そして、制御回路部108は、駆動回路部102に制御信号119を供給し、駆動回路部102は、この制御信号119に基づいて検出部101に駆動信号111を供給している。   The imaging apparatus 100 includes a power supply unit 107 that applies a bias corresponding to each component to the signal processing unit 106. The power supply unit 107 supplies the reference voltages Vref1 and Vref2 to the reading circuit unit 103, and supplies the reference voltage Vref3 to the A / D conversion unit 104. The imaging apparatus 100 further includes a control circuit unit 108 for controlling at least one of the drive circuit unit 102, the signal processing unit 106, and the power supply unit 107. The control circuit unit 108 supplies a control signal 118 to the power supply unit 107. The control circuit unit 108 supplies control signals 116, 117, and 120 to the reading circuit unit 103. The control circuit unit 108 supplies a control signal 129 to the A / D conversion unit 104 and supplies a control signal 130 to the digital data processing unit 105. The control circuit unit 108 supplies a control signal 119 to the drive circuit unit 102, and the drive circuit unit 102 supplies a drive signal 111 to the detection unit 101 based on the control signal 119.

図2は、本発明の第1の実施形態に係る撮像装置の一例を示す概略的等価回路図である。なお、図1を用いて説明した構成と同じ構成のものは同じ符号を付与しており、その詳細な説明は割愛する。   FIG. 2 is a schematic equivalent circuit diagram showing an example of the imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention. In addition, the same structure as the structure demonstrated using FIG. 1 is provided with the same code | symbol, and the detailed description is omitted.

検出部101は、行列状に複数配置された画素201を有する。図2には、8行8列にわたって8×8個の画素201が配置されている。画素201は、放射線又は光を電荷に変換する変換素子S(S11〜S88)と、その電荷に応じた電気信号を出力するスイッチ素子T(T11〜T88)とを含む。 The detection unit 101 includes a plurality of pixels 201 arranged in a matrix. In FIG. 2, 8 × 8 pixels 201 are arranged over 8 rows and 8 columns. The pixel 201 includes a conversion element S (S 11 to S 88 ) that converts radiation or light into electric charge, and a switch element T (T 11 to T 88 ) that outputs an electrical signal corresponding to the electric charge.

駆動回路部102は、スイッチ素子(T11〜T88)を行単位で導通状態とし、かつ、不連続な複数の行のスイッチ素子が少なくとも一時的に導通状態にあるように、スイッチ素子の導通状態を制御することが可能なものである。スイッチ素子が導通状態であると、スイッチ素子は変換素子で変換された電荷に応じた電気信号を出力する。このスイッチ素子の動作を出力動作と称する。一方、スイッチ素子が非導通状態であると、スイッチ素子は変換素子に電荷を蓄積させる。このスイッチ素子の動作を蓄積動作と称する。 The drive circuit unit 102 sets the switch elements (T 11 to T 88 ) in a conductive state in units of rows, and makes the switch elements conductive so that the switch elements in a plurality of discontinuous rows are at least temporarily in a conductive state. It is possible to control the state. When the switch element is in a conductive state, the switch element outputs an electrical signal corresponding to the electric charge converted by the conversion element. This operation of the switch element is referred to as an output operation. On the other hand, when the switch element is in a non-conductive state, the switch element accumulates electric charge in the conversion element. This operation of the switch element is referred to as an accumulation operation.

光を電荷に変換する変換素子Sとしては、ガラス基板等の絶縁性基板上に配置され、アモルファスシリコンを主材料とするPIN型フォトダイオードなどの、光電変換素子が好適に用いられる。また、放射線を電荷に変換する変換素子Sとしては、上述の光電変換素子の放射線入射側に放射線を光電変換素子が感知可能な波長帯域の光に変換する波長変換体を備えた間接型の変換素子や、放射線を直接電荷に変換する直接型の変換素子が好適に用いられる。   As the conversion element S that converts light into electric charge, a photoelectric conversion element such as a PIN photodiode that is disposed on an insulating substrate such as a glass substrate and uses amorphous silicon as a main material is preferably used. Further, as the conversion element S that converts radiation into electric charge, an indirect type conversion including a wavelength conversion body that converts radiation into light in a wavelength band that can be detected by the photoelectric conversion element on the radiation incident side of the photoelectric conversion element described above. An element or a direct conversion element that directly converts radiation into electric charge is preferably used.

スイッチ素子Tとしては、制御端子と2つの主端子を有するトランジスタで形成されており、光電変換素子が絶縁性基板上の備えられる画素の場合には、薄膜トランジスタ(TFT)が好適に用いられる。   The switch element T is formed of a transistor having a control terminal and two main terminals. In the case of a pixel in which the photoelectric conversion element is provided on an insulating substrate, a thin film transistor (TFT) is preferably used.

変換素子Sの一方の電極は、スイッチ素子Tの2つの主端子(ソース電極及びドレイン電極)の一方に電気的に接続され、他方の電極は、共通の配線を介してバイアス電源Vsと電気的に接続される。   One electrode of the conversion element S is electrically connected to one of the two main terminals (source electrode and drain electrode) of the switch element T, and the other electrode is electrically connected to the bias power source Vs via a common wiring. Connected to.

行方向の複数の画素のスイッチ素子T、例えば1行目の複数のスイッチ素子T11〜T18は、それらの制御端子が1行目の駆動配線G1に共通に電気的に接続されている。そして、駆動回路部102からスイッチ素子Tの導通状態と非導通状態とを制御する駆動信号が、駆動配線(G1等)を介して行単位で与えられる。駆動信号には、スイッチ素子Tを導通状態とするための導通電圧と、スイッチ素子Tを非導通状態とするための非導通電圧と、が含まれる。 The switch elements T of a plurality of pixels in the row direction, for example, the plurality of switch elements T 11 to T 18 in the first row, have their control terminals electrically connected in common to the drive wiring G 1 in the first row. . Then, a drive signal for controlling the conduction state and the non-conduction state of the switch element T is given from the drive circuit unit 102 in units of rows via the drive wiring (G 1 or the like). The drive signal includes a conduction voltage for making the switch element T conductive and a non-conduction voltage for making the switch element T non-conductive.

列方向の複数の画素のスイッチ素子T、例えば1列目の複数のスイッチ素子T11〜T81は、それらの他方の主端子が1列目の信号配線Sig1に電気的に接続されている。そして、スイッチ素子Tが導通状態になっている間に、スイッチ素子Tは、変換素子の電荷に応じた電気信号を、当該信号配線Sig1を介して読み出し回路部103に出力する。 The switch elements T of the plurality of pixels in the column direction, for example, the plurality of switch elements T 11 to T 81 in the first column, have their other main terminals electrically connected to the signal wiring Sig 1 in the first column. . While the switch element T is in a conductive state, the switch element T outputs an electrical signal corresponding to the charge of the conversion element to the readout circuit unit 103 via the signal wiring Sig 1 .

列方向に複数配列された信号配線Sig1〜Sig8は、検出部101の複数の画素から出力された電気信号を並列に読み出し回路部103に伝送する。本実施形態では、図1に示すように、検出部101は、4画素列分を一組とする第1の画素群101a、第2の画素群101bに分割されている。第1の画素群101aから出力されたアナログ電気信号は、読み出し回路部103内の対応する第1の読み出し回路部103aによって並列に読み出される。また、第2の画素群101bから出力されたアナログ電気信号は、第2の読み出し回路部103bによって並列に読み出される。この際、読み出し回路部103は、列方向の画素201に含まれるスイッチ素子が出力する電気信号の加算もしくは平均を行うことが可能な構成となっている。つまり、信号処理部106は、放射線の照射の開始又は終了を検知する際に、列方向の画素201に含まれるスイッチ素子が出力する電気信号を加算又は平均して、検知用信号を生成することが可能な構成となっている。 A plurality of signal lines Sig 1 to Sig 8 arranged in the column direction transmit electric signals output from a plurality of pixels of the detection unit 101 to the readout circuit unit 103 in parallel. In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the detection unit 101 is divided into a first pixel group 101 a and a second pixel group 101 b that form a set of four pixel columns. Analog electric signals output from the first pixel group 101 a are read in parallel by the corresponding first read circuit unit 103 a in the read circuit unit 103. Further, the analog electric signals output from the second pixel group 101b are read in parallel by the second reading circuit portion 103b. At this time, the readout circuit unit 103 is configured to be able to add or average the electrical signals output from the switch elements included in the pixels 201 in the column direction. That is, when detecting the start or end of radiation irradiation, the signal processing unit 106 adds or averages the electrical signals output from the switch elements included in the pixels 201 in the column direction to generate a detection signal. Is possible.

第1の読み出し回路部103aは、第1の画素群101aから並列に出力された電気信号を増幅する第1の増幅回路部202aと、第1の増幅回路部202aからの電気信号をサンプルホールドするための第1のサンプルホールド回路部203aとを有する。また、第1の読み出し回路部103aは、第1のサンプルホールド回路部203aから並列に読み出された電気信号を、順次出力して直列信号の画像信号として出力する第1のマルチプレクサ204aを有する。更に、第1の読み出し回路部103aは、画像信号をインピーダンス変換して出力する出力バッファである第1の可変増幅部205aを有する。   The first readout circuit unit 103a samples and holds the first amplification circuit unit 202a that amplifies the electrical signal output in parallel from the first pixel group 101a and the electrical signal from the first amplification circuit unit 202a. A first sample-and-hold circuit unit 203a. The first readout circuit unit 103a includes a first multiplexer 204a that sequentially outputs the electrical signals read in parallel from the first sample and hold circuit unit 203a and outputs the electrical signals as serial image signals. Furthermore, the first readout circuit unit 103a includes a first variable amplification unit 205a that is an output buffer that outputs an impedance-converted image signal.

第2の読み出し回路部103bも同様に、第2の増幅回路部202bと第2のサンプルホールド回路部203bと第2のマルチプレクサ204bと第2の可変増幅部205bとを有する。   Similarly, the second readout circuit unit 103b includes a second amplification circuit unit 202b, a second sample and hold circuit unit 203b, a second multiplexer 204b, and a second variable amplification unit 205b.

画素からの電気信号は、信号用バッファSFSを介して第1の可変増幅部205a又は第2の可変増幅部205bに入力される。また、ノイズ成分は、ノイズ用バッファSFNを介して第1の可変増幅部205a又は第2の可変増幅部205bに入力される。   The electric signal from the pixel is input to the first variable amplification unit 205a or the second variable amplification unit 205b via the signal buffer SFS. The noise component is input to the first variable amplification unit 205a or the second variable amplification unit 205b via the noise buffer SFN.

第1の可変増幅部205aに入力された画素からの電気信号とノイズ成分は減算されて出力され、第1のA/D変換部104aに入力される。同様に、第2の可変増幅部205bに入力された画素からの電気信号とノイズ成分は減算されて出力され、第2のA/D変換部104bに入力される。   The electric signal and noise component from the pixel input to the first variable amplification unit 205a are subtracted and output, and input to the first A / D conversion unit 104a. Similarly, the electrical signal and noise component from the pixel input to the second variable amplification unit 205b are subtracted and output, and input to the second A / D conversion unit 104b.

第1のA/D変換部104a及び第2のA/D変換部104bには、電源部107から基準電圧Vref3が入力される。ここで、第1の読み出し回路部103a及び第2の読み出し回路部103bの信号用バッファSFSのゲートには、リセットスイッチSRSを介して電源部107から所定のタイミングで基準電圧Vref2が入力される。   The reference voltage Vref3 is input from the power supply unit 107 to the first A / D conversion unit 104a and the second A / D conversion unit 104b. Here, the reference voltage Vref2 is input to the gates of the signal buffer SFS of the first readout circuit unit 103a and the second readout circuit unit 103b from the power source unit 107 through the reset switch SRS at a predetermined timing.

また、第1の読み出し回路部103a及び第2の読み出し回路部103bのノイズ用バッファSFNのゲートには、リセットスイッチSRNを介して電源部107から所定のタイミングで基準電圧Vref2が入力される。つまり、リセットスイッチSRは、所定のタイミングでバッファSFのゲートに基準電圧Vref2を与えることにより、所定のタイミングで可変増幅部205a及び205bの入力をリセットするものである。   Further, the reference voltage Vref2 is input to the gates of the noise buffer SFN of the first readout circuit unit 103a and the second readout circuit unit 103b from the power supply unit 107 through the reset switch SRN at a predetermined timing. That is, the reset switch SR resets the inputs of the variable amplifiers 205a and 205b at a predetermined timing by applying the reference voltage Vref2 to the gate of the buffer SF at a predetermined timing.

制御回路部108は、撮像装置100を制御する。制御回路部108内には、信号処理部106から出力された検知用信号115と閾値とを比較し、X線(放射線)又は光の照射の有無を判定する比較部501が備えられている。また、制御回路部108内には、比較部501の結果をもとに撮像装置100(駆動回路部102、信号処理部106等)を制御するタイミング発生部502も備えられている。また、制御回路部108(タイミング発生部502)は、第1の増幅回路部202a及び第2の増幅回路部202bに対して制御信号116を与えている。また、制御回路部108(タイミング発生部502)は、それぞれ、リセットスイッチSRS,SRNに対して制御信号117aを与え、第1のマルチプレクサ204a及び第2のマルチプレクサ204bに対して制御信号117bを与えている。そして、制御回路部108(タイミング発生部502)は、第1のサンプルホールド回路部203a及び第2のサンプルホールド回路部203bに対して、制御信号120s、120n及び120oeを与えている。更に、制御回路部108(タイミング発生部502)は、それぞれ、第1のA/D変換部104a及び第2のA/D変換部104bに対して制御信号129を与えて制御し、デジタルデータ処理部105に対して制御信号130を与えて制御する。   The control circuit unit 108 controls the imaging device 100. The control circuit unit 108 includes a comparison unit 501 that compares the detection signal 115 output from the signal processing unit 106 with a threshold value and determines the presence or absence of X-ray (radiation) or light irradiation. The control circuit unit 108 also includes a timing generation unit 502 that controls the imaging device 100 (the drive circuit unit 102, the signal processing unit 106, and the like) based on the result of the comparison unit 501. In addition, the control circuit unit 108 (timing generation unit 502) supplies a control signal 116 to the first amplifier circuit unit 202a and the second amplifier circuit unit 202b. Further, the control circuit unit 108 (timing generation unit 502) supplies a control signal 117a to the reset switches SRS and SRN, respectively, and supplies a control signal 117b to the first multiplexer 204a and the second multiplexer 204b. Yes. The control circuit unit 108 (timing generation unit 502) provides control signals 120s, 120n, and 120oe to the first sample hold circuit unit 203a and the second sample hold circuit unit 203b. Further, the control circuit unit 108 (timing generation unit 502) controls the first A / D conversion unit 104a and the second A / D conversion unit 104b by supplying a control signal 129, respectively, and performs digital data processing. The unit 105 is controlled by giving a control signal 130.

図3は、図1及び図2に示す読み出し回路部103(第1の読み出し回路部103a)の詳細の一例を示す等価回路図である。第1の増幅回路部202aは、各信号配線に対応して、それぞれ、画素から読み出された電気信号(画素信号)を増幅して出力する演算増幅器Aと、積分容量Cfと、積分容量CfをリセットするリセットスイッチRCとを有する増幅回路を備える。演算増幅器Aの反転入力端子には、出力された電気信号が入力され、出力端子から増幅された電気信号が出力される。演算増幅器Aの正転入力端子には、電源部107から基準電圧Vref1が入力される。また、積分容量Cfが演算増幅器Aの反転入力端子と出力端子の間に配置され、積分容量Cfと並列にリセットスイッチRCが接続される。   FIG. 3 is an equivalent circuit diagram illustrating an example of the details of the read circuit unit 103 (first read circuit unit 103a) illustrated in FIGS. The first amplifying circuit unit 202a amplifies and outputs an electrical signal (pixel signal) read from the pixel, an integration capacitor Cf, and an integration capacitor Cf, corresponding to each signal line. And an amplifying circuit having a reset switch RC for resetting. The output electric signal is input to the inverting input terminal of the operational amplifier A, and the amplified electric signal is output from the output terminal. The reference voltage Vref <b> 1 is input from the power supply unit 107 to the normal rotation input terminal of the operational amplifier A. An integration capacitor Cf is disposed between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier A, and a reset switch RC is connected in parallel with the integration capacitor Cf.

第1のサンプルホールド回路部203aは、各増幅回路に対応して奇数行信号用サンプルホールド回路、偶数行信号用サンプルホールド回路、奇数行ノイズ用サンプルホールド回路、偶数行ノイズ用サンプルホールド回路を備えている。   The first sample hold circuit unit 203a includes an odd row signal sample hold circuit, an even row signal sample hold circuit, an odd row noise sample hold circuit, and an even row noise sample hold circuit corresponding to each amplifier circuit. ing.

奇数行信号用サンプルホールド回路は、奇数行の画素からの電気信号をサンプリングするサンプリングスイッチSHOSと、奇数行の画素信号を保持するサンプリング容量Chosとを有している。偶数行信号用サンプルホールド回路は、偶数行の画素信号をサンプリングするサンプリングスイッチSHESと、偶数行の画素信号を保持するサンプリング容量Chesとを有している。奇数行ノイズ用サンプルホールド回路は、奇数行の画素信号をサンプリングする前に演算増幅器Aのノイズ成分をサンプリングするサンプリングスイッチSHONと、当該ノイズ信号を保持するサンプリング容量Chonとを有している。偶数行ノイズ用サンプルホールド回路は、偶数行の画素信号をサンプリングする前に演算増幅器AのノイズをサンプリングするサンプリングスイッチSHENと、当該ノイズ信号を保持するサンプリング容量Chenとを有している。   The odd-row signal sample-hold circuit includes a sampling switch SHOS that samples an electrical signal from an odd-row pixel and a sampling capacitor Chos that holds an odd-row pixel signal. The even-row signal sample-hold circuit has a sampling switch SHES that samples even-row pixel signals and a sampling capacitor Ches that holds even-row pixel signals. The odd-numbered noise sample-and-hold circuit has a sampling switch SHON that samples the noise component of the operational amplifier A before sampling the odd-numbered pixel signals, and a sampling capacitor Chon that holds the noise signal. The even-row noise sample-hold circuit has a sampling switch SHEN that samples the noise of the operational amplifier A before sampling the even-row pixel signals, and a sampling capacitor Chen that holds the noise signal.

第1のマルチプレクサ204aは、それぞれ、奇数行信号用サンプルホールド回路に対応してスイッチMSOSを、偶数行信号用サンプルホールド回路に対応してスイッチMSESを、各増幅回路に対応してそれぞれ備えている。また、奇数行ノイズ用サンプルホールド回路に対応してスイッチMSONを、偶数行ノイズ用サンプルホールド回路に対応してスイッチMSENを、各増幅回路に対応してそれぞれ備えている。そして、各スイッチを順次選択することにより、画素信号又はノイズ成分の並列信号を直列信号に変換する動作が行われる。   Each of the first multiplexers 204a includes a switch MSOS corresponding to the odd-row signal sample hold circuit, a switch MSES corresponding to the even-row signal sample hold circuit, and corresponding to each amplifier circuit. . Further, a switch MSON is provided corresponding to the odd-numbered row noise sample and hold circuit, and a switch MEN is provided corresponding to the even-numbered row noise sample and hold circuit, corresponding to each amplifier circuit. Then, by sequentially selecting each switch, an operation of converting a parallel signal of a pixel signal or a noise component into a serial signal is performed.

次に、図4、図5及び図6を参照して、本発明の撮像装置の動作を説明する。図4は、本発明の第1の実施形態に係る撮像装置の制御方法による処理手順の一例を示すフローチャートである。なお、図4に示すフローチャートの各ステップの処理は、例えば、制御回路部108による制御に基づき行われる。図5及び図6は、本発明の第1の実施形態に係る撮像装置の撮像動作の一例を示すタイミングチャートである。   Next, the operation of the imaging apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. 4, FIG. 5, and FIG. FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure according to the control method of the imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention. 4 is performed based on control by the control circuit unit 108, for example. 5 and 6 are timing charts showing an example of the imaging operation of the imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention.

ここでは、まず、パルス状に照射されるX線の照射の開始を検知する動作(以下、X線照射開始検知動作と称する)から説明する。本例では、X線の照射の開始を検知する動作について説明するが、これは一例であって、例えば、光の照射の開始を検知する動作について適用することも可能である。   Here, first, an operation for detecting the start of X-ray irradiation irradiated in a pulsed manner (hereinafter referred to as an X-ray irradiation start detection operation) will be described. In this example, the operation for detecting the start of X-ray irradiation will be described. However, this is an example, and for example, the operation for detecting the start of light irradiation can also be applied.

まず、X線の照射の開始を検知するため、駆動回路部102は、制御回路部108の制御に基づいて、少なくとも、不連続な複数の行、ここでは1行目と8行目の2行、のスイッチ素子T11〜T18及びT81〜T88が同時に導通状態となるようにする。これは、図4のステップS201の「検知用駆動配線ON」に相当する。それにより、撮像装置は、変換素子S11〜S18及びS81〜S88に照射されたX線を検知する。ここでは、不連続な複数の行の画素に含まれるスイッチ素子を導通状態とし、この不連続な複数の行の画素が検出部101の最も外側の行に配置されている。但し、駆動回路部102は、制御回路部108の制御に基づいて、この検知用出力動作において導通状態とされるスイッチ素子を含む画素の行を変更可能である。例えば、駆動回路部102は、制御回路部108の制御に基づいて、ユーザーの入力に応じて、検知用出力動作において導通状態とされるスイッチ素子を含む画素の行を変更可能である。また、例えば、駆動回路部102は、制御回路部108の制御に基づいて、撮影する被写体の部位に応じて、検知用出力動作において導通状態とされるスイッチ素子を含む画素の行を変更可能である。 First, in order to detect the start of X-ray irradiation, the drive circuit unit 102, based on the control of the control circuit unit 108, at least a plurality of discontinuous rows, here two rows of the first row and the eighth row. The switch elements T 11 to T 18 and T 81 to T 88 are made conductive at the same time. This corresponds to “detection drive wiring ON” in step S201 of FIG. Thereby, the imaging device detects the X-rays irradiated to the conversion elements S 11 to S 18 and S 81 to S 88 . Here, the switch elements included in the pixels in the plurality of discontinuous rows are turned on, and the pixels in the plurality of discontinuous rows are arranged in the outermost row of the detection unit 101. However, the drive circuit unit 102 can change a row of pixels including a switch element that is turned on in the detection output operation based on the control of the control circuit unit 108. For example, the drive circuit unit 102 can change a row of pixels including a switch element that is rendered conductive in the detection output operation in accordance with a user input based on the control of the control circuit unit 108. In addition, for example, the drive circuit unit 102 can change the row of pixels including a switch element that is turned on in the detection output operation in accordance with the part of the subject to be imaged based on the control of the control circuit unit 108. is there.

スイッチ素子T11〜T18及びT81〜T88を導通状態とした状態で、制御回路部108から制御信号116が与えられ、リセットスイッチRCによって積分容量Cfがリセットされ増幅回路がリセットされる。 With the switch elements T 11 to T 18 and T 81 to T 88 in a conductive state, a control signal 116 is given from the control circuit unit 108, the integration capacitor Cf is reset by the reset switch RC, and the amplifier circuit is reset.

次に、制御回路部108からサンプルホールド回路部203a,203bに制御信号120n,120oeが与えられる。それにより、奇数行ノイズ用サンプルホールド回路のサンプリングスイッチSHONが導通され、リセットされた増幅回路から増幅回路のノイズ成分がサンプリング容量Chonに転送される。そして、サンプリングスイッチSHONが非導通にされてノイズ成分がサンプリング容量Chonに保持される。   Next, control signals 120n and 120oe are supplied from the control circuit unit 108 to the sample and hold circuit units 203a and 203b. As a result, the sampling switch SHON of the odd-numbered row noise sample and hold circuit is turned on, and the noise component of the amplifier circuit is transferred from the reset amplifier circuit to the sampling capacitor Chon. Then, the sampling switch SHON is made non-conductive and the noise component is held in the sampling capacitor Cho.

次に、X線をモニタしない変換素子も暗電流をリセットするため、スイッチ素子T11〜T18及びT81〜T88の2行以外も、図4のステップS202及びS203で、スイッチ素子を導通状態として、変換素子をリセットする。この間、スイッチ素子T11〜T18及びT81〜T88は、導通状態を維持し続け、X線の照射の開始の検知を行う。ここで、暗電流のリセット動作は、図6のタイミングチャートのように、複数本もしくは、全ラインをオンし続け、X線の照射の開始が確認されてからオフしてもよいし、図5のタイミングチャートのように、G2〜G7を順次オン/オフしてリセットしてもよい。 Then, for resetting the conversion element is also a dark current without monitoring the X-ray, also other two rows of the switching elements T 11 through T 18 and T 81 through T 88, at steps S202 and S203 in FIG. 4, conduct switching element As a state, the conversion element is reset. During this time, the switch elements T 11 to T 18 and T 81 to T 88 continue to maintain the conduction state and detect the start of X-ray irradiation. Here, as shown in the timing chart of FIG. 6, the dark current resetting operation may be turned off after a plurality of lines or all the lines are continuously turned on and the start of X-ray irradiation is confirmed. As in the timing chart, G2 to G7 may be sequentially turned on / off to be reset.

次に、サンプリングスイッチSHONが非導通になってから時間を空けて、制御回路部108からサンプルホールド回路部203a,203bに制御信号120s,120oeが与えられる。それにより、奇数行信号用サンプルホールド回路のサンプリングスイッチSHOSが導通され、信号がサンプリング容量Chosに転送され、その後、サンプリングスイッチSHOSが非導通にされる。   Next, after the sampling switch SHON is turned off, the control circuit unit 108 gives the control signals 120s and 120oe to the sample and hold circuit units 203a and 203b. As a result, the sampling switch SHOS of the odd-row signal sample-hold circuit is turned on, the signal is transferred to the sampling capacitor Chos, and then the sampling switch SHOS is turned off.

X線発生装置(放射線発生装置)から検出部101の変換素子S11〜S18及びS81〜S88にX線が照射されていた場合、各変換素子Sには、照射されたX線に応じた電荷が生成される。ここで、生成された電荷は、増幅回路の積分容量Cfに転送され、サンプリングスイッチSHONが非導通になってから、サンプリングスイッチSHOSが非導通とされるまでの差分が電気信号である画素信号として現れる。 When X-rays are irradiated from the X-ray generator (radiation generator) to the conversion elements S 11 to S 18 and S 81 to S 88 of the detection unit 101, each conversion element S is irradiated with the irradiated X-rays. A corresponding charge is generated. Here, the generated charge is transferred to the integration capacitor Cf of the amplifier circuit, and the difference between the sampling switch SHON being non-conductive and the sampling switch SHOS being non-conductive is a pixel signal that is an electrical signal. appear.

続いて、撮像装置100は、以下に示す信号処理を行う。制御回路部108から、各リセットスイッチSRS,SRNに制御信号117aが与えられる。それにより、各リセットスイッチSRS,SRNが導通されて、各バッファSFS,SFNのゲートに基準電圧Vref2が与えられ、各可変増幅部205a,205bの入力がリセットされる。   Subsequently, the imaging apparatus 100 performs the following signal processing. A control signal 117a is supplied from the control circuit unit 108 to the reset switches SRS and SRN. Accordingly, the reset switches SRS and SRN are turned on, the reference voltage Vref2 is applied to the gates of the buffers SFS and SFN, and the inputs of the variable amplifiers 205a and 205b are reset.

次に、各リセットスイッチSRS,SRNが非導通にされ、制御回路部108から各マルチプレクサ204a,204bに制御信号117bが与えられる。それに応じて、第1のマルチプレクサ204aのスイッチMSOS1及びスイッチMSON1が導通される。それにより、1列目の画素の画素信号がバッファSFSを介して、ノイズ成分がバッファSFNを介して、それぞれ第1の可変増幅部205aに入力される。また、第2のマルチプレクサ204bのスイッチMSOS5及びスイッチMSON5が同時に導通される。それにより、ノイズ成分が付加された5列目の画素の画素信号がバッファSFSを介して、ノイズ成分がバッファSFNを介して、それぞれ第2の可変増幅部205bに入力される。   Next, the reset switches SRS and SRN are turned off, and the control signal 117b is given from the control circuit unit 108 to the multiplexers 204a and 204b. In response, the switch MSOS1 and the switch MSON1 of the first multiplexer 204a are turned on. Accordingly, the pixel signal of the pixel in the first column is input to the first variable amplification unit 205a via the buffer SFS and the noise component via the buffer SFN. Further, the switch MOS5 and the switch MSON5 of the second multiplexer 204b are turned on simultaneously. As a result, the pixel signals of the pixels in the fifth column to which the noise component has been added are input to the second variable amplifying unit 205b via the buffer SFS and the noise component via the buffer SFN, respectively.

ノイズ成分が付加された画素信号とノイズ成分は、各可変増幅部205a,205bにおいて差分処理される。そして、差分処理された画素信号が増幅されて各可変増幅部205a,205bから出力される。これにより、増幅回路からの出力から各増幅回路のノイズ成分が除去される。各A/D変換部104a,104bは、出力された各画素信号をそれぞれデジタルデータAD_DATA_a,AD_DATA_bに変換して、デジタルデータ処理部105に出力する。   The pixel signal to which the noise component is added and the noise component are subjected to differential processing in the variable amplification units 205a and 205b. Then, the differentially processed pixel signal is amplified and output from each of the variable amplification units 205a and 205b. Thereby, the noise component of each amplifier circuit is removed from the output from the amplifier circuit. The A / D converters 104 a and 104 b convert the output pixel signals into digital data AD_DATA_a and AD_DATA_b, respectively, and output the digital data to the digital data processor 105.

次に、2列目及び6列目に対して画素データ出力動作が行われ、各A/D変換部104a,104bから、それぞれ、デジタルデータAD_DATA_a,AD_DATA_bがデジタルデータ処理部105に出力される。同様に、3〜4列目及び7〜8列目に対する画素データ出力動作が順次行われる。   Next, pixel data output operation is performed for the second and sixth columns, and the digital data AD_DATA_a and AD_DATA_b are output from the A / D conversion units 104a and 104b to the digital data processing unit 105, respectively. Similarly, pixel data output operations for the third to fourth columns and the seventh to eighth columns are sequentially performed.

上述した実施例では、スイッチMSOS1〜4及びスイッチMSON1〜4を順次切り替えて、デジタルデータにそれぞれ変換した。しかしながら、同時に4つのスイッチをオンして、加算し平均化した信号をまとめて1回でデジタルデータに変換することで、X線(放射線)又は光の照射の開始を検知する速度を上げることもできる。また、上述した実施例では、読み出し回路部103a及び103bの2つの読み出し回路部103を動作させているが、片方だけ動作させ、消費電力を抑えながら検知してもよい。また、検知時には、後述する被写体画像を読み出す時に比べて、読み出し回路部103のCf容量を大きくし、検知のための信号を大きくして読めるようにしておいても良い。また、読み出し速度を上げるため、読み出し回路部103内のフィルタの時定数を小さくすることもできる。   In the above-described embodiment, the switches MMOS1 to MOS4 and the switches MSON1 to MSON1 are sequentially switched and converted into digital data, respectively. However, it is also possible to increase the speed of detecting the start of X-ray (radiation) or light irradiation by simultaneously turning on four switches and converting the summed and averaged signals into digital data at once. it can. In the above-described embodiment, the two readout circuit units 103, 103a and 103b, are operated. However, only one of the readout circuit units 103 may be operated and detection may be performed while suppressing power consumption. Further, at the time of detection, the Cf capacity of the reading circuit unit 103 may be made larger than when reading a subject image, which will be described later, so that the signal for detection can be enlarged and read. In addition, in order to increase the reading speed, the time constant of the filter in the reading circuit unit 103 can be reduced.

デジタルデータに変換された信号は、デジタルデータ処理部105に入力され、AD_DATA_a及びAD_DATA_bの加算値、もしくは平均化した平均値、もしくは最大値、もしくは最小値が、検知用信号115として算出(生成)される。そして、制御回路部108は、検知用信号115を比較部501に入力して、比較部501で検知用信号115と閾値とを比較し、X線の照射の有無を判定する。これは、図4のステップS204に相当する。ここでは、X線の開始パルスの検出時は、予め設定した閾値よりも大きい検知用信号115が比較部501に入力された場合にX線の照射が開始されたと判定する。   The signal converted into digital data is input to the digital data processing unit 105, and the addition value of AD_DATA_a and AD_DATA_b, or the averaged average value, maximum value, or minimum value is calculated (generated) as the detection signal 115. Is done. Then, the control circuit unit 108 inputs the detection signal 115 to the comparison unit 501, and the comparison unit 501 compares the detection signal 115 with a threshold value to determine the presence or absence of X-ray irradiation. This corresponds to step S204 in FIG. Here, when the X-ray start pulse is detected, it is determined that X-ray irradiation has started when a detection signal 115 larger than a preset threshold value is input to the comparison unit 501.

閾値の設定は、予めノイズレベルを測定し、ノイズレベルに対して、十分余裕のある値に設定する。もしくは1つ前のモニタ結果からの微分値を計算し、増加量で評価してもよい。   The threshold is set by measuring the noise level in advance and setting it to a value with a sufficient margin with respect to the noise level. Alternatively, a differential value from the previous monitor result may be calculated and evaluated by an increase amount.

本実施形態では、比較部501を制御回路部108内に構成しているが、例えば、比較部501をデジタルデータ処理部105内に構成して比較判定を行ってもよい。比較判定の結果、X線の照射が開始されていない場合には(図4のステップS204/NO)、図4のステップS202に戻り、「検知用駆動配線ON」を引き続き継続して行う。一方、比較判定の結果、X線の照射が開始された場合には(図4のステップS204/YES)、蓄積動作に移行する。   In this embodiment, the comparison unit 501 is configured in the control circuit unit 108. However, for example, the comparison unit 501 may be configured in the digital data processing unit 105 to perform comparison determination. If X-ray irradiation has not been started as a result of the comparison determination (step S204 / NO in FIG. 4), the process returns to step S202 in FIG. 4, and “detection drive wiring ON” is continuously performed. On the other hand, when the X-ray irradiation is started as a result of the comparison determination (step S204 / YES in FIG. 4), the operation proceeds to the accumulation operation.

蓄積動作では、図4のステップS205の「検知用駆動配線以外の駆動配線OFF」で、スイッチ素子T11〜T18及びT81〜T88の2行以外のスイッチ素子を非導通状態とする。そして、X線照射開始検知動作と同じように、図4のステップS206の「信号読み出し」で、読み出し回路部103a,103bを動作させる。 In the accumulation operation, the switch elements other than the two rows of the switch elements T 11 to T 18 and T 81 to T 88 are brought into a non-conducting state at “drive lines other than the detection drive lines OFF” in step S205 of FIG. Then, in the same manner as the X-ray irradiation start detection operation, the readout circuit units 103a and 103b are operated by “signal readout” in step S206 of FIG.

デジタルデータ処理部105では、入力されたAD_DATA_a、AD_DATA_bの加算値もしくは平均化した平均値もしくは最大値もしくは最小値が、検知用信号115として算出(生成)される。そして、制御回路部108は、検知用信号115を比較部501に入力して閾値と比較し(図4のステップS207の「閾値>検知用信号?」)、X線の照射の有無を判定する。X線の照射の終了の検知では、検知用信号115が予め設定した閾値よりも小さくなったとき、X線の照射が終了したと判定される。また、この際の閾値は、X線照射開始検知動作時の閾値と変えてもよい。また、スイッチ素子T11〜T18及びT81〜T88の2行以外では、スイッチ素子がオフされているので、照射されたX線に応じて、各変換素子で電荷が発生し、各変換素子で電荷が蓄積される。 The digital data processing unit 105 calculates (generates) the added value of AD_DATA_a and AD_DATA_b that are input, or an averaged average value, maximum value, or minimum value as the detection signal 115. Then, the control circuit unit 108 inputs the detection signal 115 to the comparison unit 501 and compares it with a threshold value (“threshold value> detection signal?” In step S207 in FIG. 4), and determines the presence or absence of X-ray irradiation. . In detection of the end of X-ray irradiation, when the detection signal 115 becomes smaller than a preset threshold value, it is determined that X-ray irradiation has ended. Further, the threshold value at this time may be changed from the threshold value during the X-ray irradiation start detection operation. In addition to the two rows of switch elements T 11 to T 18 and T 81 to T 88 , since the switch elements are turned off, charges are generated in each conversion element in accordance with the irradiated X-rays, and each conversion is performed. Charge is accumulated in the element.

X線の照射の終了が確認された場合(図4のステップS207/YES)、読み出し動作に移行する。一方、X線の照射の終了が確認されなかった場合(図4のステップS207/NO)、図4のステップS206に戻る。   When the end of X-ray irradiation is confirmed (step S207 / YES in FIG. 4), the process proceeds to a reading operation. On the other hand, when the end of X-ray irradiation is not confirmed (step S207 / NO in FIG. 4), the process returns to step S206 in FIG.

図4のステップS208の「被写体画像読み出し」としての読み出し動作は、制御回路部108から、読み出し回路部103a,103b及び駆動回路部102に制御信号を伝達する。それにより、駆動回路部102が、不連続な複数の行のスイッチ素子を非導通状態とする。また、駆動回路部102が1行目の駆動配線G1から駆動配線G8まで順次、導通電圧を供給していき、変換素子に蓄積された電荷が読み出される。 In the readout operation as “subject image readout” in step S208 in FIG. 4, a control signal is transmitted from the control circuit unit 108 to the readout circuit units 103a and 103b and the drive circuit unit 102. As a result, the drive circuit unit 102 turns off the switch elements in a plurality of discontinuous rows. The driving circuit unit 102 sequentially from the drive line G 1 of the first row to the drive wire G 8, continue to supply a conducting voltage, the electric charge accumulated in the conversion element is read out.

まず、制御回路部108から増幅回路部202に制御信号116が与えられ、リセットスイッチRCによって積分容量Cfがリセットされて増幅回路がリセットされる。次に、制御回路部108からサンプルホールド回路部203に制御信号120n,120oeが与えられる。それにより、奇数行ノイズ用サンプルホールド回路のサンプリングスイッチSHONが導通され、リセットされた増幅回路から増幅回路のノイズ成分がサンプリング容量Chonに転送される。その後。サンプリングスイッチSHONが非導通にされてノイズ成分がサンプリング容量Chonに保持される。   First, the control signal 116 is given from the control circuit unit 108 to the amplifier circuit unit 202, the integration capacitor Cf is reset by the reset switch RC, and the amplifier circuit is reset. Next, control signals 120 n and 120 oe are supplied from the control circuit unit 108 to the sample hold circuit unit 203. As a result, the sampling switch SHON of the odd-numbered row noise sample and hold circuit is turned on, and the noise component of the amplifier circuit is transferred from the reset amplifier circuit to the sampling capacitor Chon. after that. The sampling switch SHON is turned off and the noise component is held in the sampling capacitor Chon.

次に、制御回路部108から駆動回路部102に制御信号119が供給され、駆動回路部102は、それに基づいて1行目の駆動配線G1に導通電圧を出力しスイッチ素子T11〜T18を導通状態にする。そして、スイッチ素子T11〜T18が導通状態であると、変換素子S11〜S18に蓄積された電荷に応じた電気信号が積分容量Cfに出力されて増幅回路から出力された電気信号に比例する出力が現れる。そして、十分に電気信号が出力されてからスイッチ素子T11〜T18を非導通状態にする。 Next, the control circuit section control signal 119 to the drive circuit unit 102 to 108 is supplied, the driving circuit unit 102 outputs a conduction voltage to the driving line G 1 in the first row on the basis thereof the switch element T 11 through T 18 Is turned on. When the switch elements T 11 to T 18 are in a conductive state, an electrical signal corresponding to the electric charge accumulated in the conversion elements S 11 to S 18 is output to the integration capacitor Cf and converted into an electrical signal output from the amplifier circuit. Proportional output appears. Then, after sufficient electrical signals are output, the switch elements T 11 to T 18 are brought into a non-conducting state.

次に、制御回路部108からサンプルホールド回路部203に制御信号120s,120oeが与えられる。それにより、奇数行信号用サンプルホールド回路のサンプリングスイッチSHOSが導通され、信号がサンプリング容量Chosに転送される。その後、サンプリングスイッチSHOSが非導通にされ、サンプリング容量Chosに照射されたX線に応じた画素信号が保存される。   Next, control signals 120 s and 120 oe are supplied from the control circuit unit 108 to the sample hold circuit unit 203. Thereby, the sampling switch SHOS of the odd-row signal sample-hold circuit is turned on, and the signal is transferred to the sampling capacitor Chos. Thereafter, the sampling switch SHOS is turned off, and the pixel signal corresponding to the X-ray irradiated to the sampling capacitor Chos is stored.

次に、制御回路部108から各リセットスイッチSRS,SRNに制御信号117aが与えられる。それにより、各リセットスイッチSRS,SRNが導通されて、各バッファSFS,SFNのゲートに基準電圧Vref2が与えられ、各可変増幅部205a,205bの入力がリセットされる。 Next, a control signal 117a is given from the control circuit unit 108 to the reset switches SRS and SRN. Thereby, the reset switches SRS and SRN are turned on, the reference voltage Vref 2 is applied to the gates of the buffers SFS and SFN, and the inputs of the variable amplifiers 205a and 205b are reset.

次に、各リセットスイッチSRS,SRNが非導通にされ、制御回路部108から各マルチプレクサに制御信号117bが与えられる。それに応じて、第1のマルチプレクサ204aのスイッチMSOS1及びスイッチMSON1が導通される。それにより、1列目の画素の画素信号がバッファSFSを介して、また、ノイズ成分がバッファSFNを介して、それぞれ第1の可変増幅部205aに入力される。また、第2のマルチプレクサ204bのスイッチMSOS5及びスイッチMSON5が同時に導通される。それにより、ノイズ成分が付加された5列目の画素の画素信号がバッファSFSを介して、また、ノイズ成分がバッファSFNを介して、それぞれ第2の可変増幅部205bに入力される。   Next, the reset switches SRS and SRN are made non-conductive, and a control signal 117b is given from the control circuit unit 108 to each multiplexer. In response, the switch MSOS1 and the switch MSON1 of the first multiplexer 204a are turned on. As a result, the pixel signal of the pixel in the first column is input to the first variable amplification unit 205a via the buffer SFS and the noise component via the buffer SFN. Further, the switch MOS5 and the switch MSON5 of the second multiplexer 204b are turned on simultaneously. Thereby, the pixel signal of the pixel in the fifth column to which the noise component is added is input to the second variable amplification unit 205b via the buffer SFS and the noise component via the buffer SFN.

ノイズ成分が付加された画素信号とノイズ成分は、各可変増幅器において差分処理される。そして、差分処理された画素信号が増幅されて可変増幅器から出力される。これにより、増幅回路からの出力から各増幅回路のノイズ成分が除去される。各A/D変換部104a,104bは、出力された各画素信号をデジタルデータS(1、1)、S(1、5)に変換してデジタルデータ処理部105に出力する。   The pixel signal to which the noise component is added and the noise component are subjected to differential processing in each variable amplifier. Then, the difference-processed pixel signal is amplified and output from the variable amplifier. Thereby, the noise component of each amplifier circuit is removed from the output from the amplifier circuit. Each A / D conversion unit 104a, 104b converts each output pixel signal into digital data S (1, 1), S (1, 5) and outputs the digital data to the digital data processing unit 105.

次に、2列目及び6列目に対して画素データ出力動作が行われ、各A/D変換部104a,104bからデジタルデータS(1、2)、S(1、6)がデジタルデータ処理部105に出力される。同様に、3〜4列目及び7〜8列目に対する画素データ出力動作が順次行われる。同様に2〜8行目を同じように動作させることにより、X線を照射した被写体画像を取得することができる。   Next, pixel data output operation is performed for the second and sixth columns, and the digital data S (1,2) and S (1,6) are processed by the digital data from the A / D conversion units 104a and 104b. Is output to the unit 105. Similarly, pixel data output operations for the third to fourth columns and the seventh to eighth columns are sequentially performed. Similarly, a subject image irradiated with X-rays can be acquired by operating the second to eighth lines in the same manner.

また、図5のタイミングチャート、及び、図4のステップS209の「オフセット補正用画像読み出し」では、X線を照射しないオフセット画像を取得する。このため、X線照射後の読み出し動作後、X線照射開始検知動作、蓄積動作、読み出し動作をX線の照射が無い状態で、もう一度同じ時間で繰り返してオフセット画像を取得する。そして、デジタルデータ処理部105では、被写体画像とオフセット画像を減算処理し、オフセット補正を行う。   Further, in the timing chart of FIG. 5 and the “offset correction image reading” in step S209 of FIG. 4, an offset image that is not irradiated with X-rays is acquired. For this reason, after the readout operation after X-ray irradiation, the X-ray irradiation start detection operation, the accumulation operation, and the readout operation are repeated once again at the same time in the absence of X-ray irradiation, and an offset image is acquired. Then, the digital data processing unit 105 performs subtraction processing on the subject image and the offset image to perform offset correction.

本実施形態では、X線の照射の開始や終了を検知するため、不連続な複数の行のスイッチ素子として1行目のスイッチ素子T11〜T18及び8行目のスイッチ素子T81〜T88を使用しているが、同じ行をモニタのために使用し続けると、変換素子Sやスイッチ素子Tが劣化することがある。そのため、1行目のスイッチ素子T11〜T18と2行目のスイッチ素子T21〜T28とを、及び、8行目のスイッチ素子T81〜T88と7行目のスイッチ素子T71〜T78とを、それぞれ交互に使用し、劣化を抑制することもできる。 In the present embodiment, in order to detect the start and end of X-ray irradiation, the switch elements T 11 to T 18 in the first row and the switch elements T 81 to T in the eighth row as the switch elements in a plurality of discontinuous rows. Although 88 is used, if the same row is continuously used for monitoring, the conversion element S and the switch element T may be deteriorated. Therefore, the switch elements T 11 to T 18 in the first row and the switch elements T 21 to T 28 in the second row, and the switch elements T 81 to T 88 in the eighth row and the switch element T 71 in the seventh row are used. and through T 78, respectively used alternately, it is possible to suppress the deterioration.

また、本実施形態では、スイッチ素子T11〜T18及びT81〜T88を含む2行のX線を検知している画素は、蓄積動作をしていないため、読み出し動作時にX線情報が無く無信号の行となってしまう。そのため、ユーザーが使用しない外周部のダミー行とするか、欠陥行の画素として隣接の行の画素で欠陥補正して補間することができる。ここで、欠陥補正は、例えば、デジタルデータ処理部105で行われ、この欠陥補正を行うデジタルデータ処理部105は、「補正部」を構成する。また、欠陥行として使用する場合には、当該行の両側(上下)で隣接する行が蓄積動作を行っていると、上下の行の画素の画素信号(電気信号)を使用して補正できるため、補正精度を高くすることができる。そのため、X線を検知する際、隣接しない不連続な行で検知することにより、広範囲のX線を高速に検知することが可能となり、X線の照射の開始又は終了を精度よく検出でき、また精度の高い欠陥補正を行うことができる。 Further, in the present embodiment, the pixels that detects the second line of the X-ray including a switch element T 11 through T 18 and T 81 through T 88, because that is not the accumulation operation, the X-ray information in the read operation is There will be no signal line. Therefore, it is possible to interpolate by correcting the defect with the pixel in the adjacent row as the pixel in the outer peripheral portion which is not used by the user or as the pixel in the defective row. Here, the defect correction is performed by, for example, the digital data processing unit 105, and the digital data processing unit 105 that performs the defect correction constitutes a “correction unit”. Further, when used as a defective row, if adjacent rows on both sides (upper and lower sides) of the row are performing the accumulation operation, correction can be performed using pixel signals (electrical signals) of pixels in the upper and lower rows. The correction accuracy can be increased. For this reason, when detecting X-rays, it is possible to detect a wide range of X-rays at high speed by detecting them in non-adjacent discontinuous rows, and to accurately detect the start or end of X-ray irradiation. It is possible to perform highly accurate defect correction.

また、X線撮影では、撮影を行う技師が撮影前に部位を選択し、部位によってX線発生装置の条件を決める。そのため、X線を検知する行も撮影する部位と連動し、X線の透過量が多い領域に検知する行を配置し、検出部101の検出精度を上げることができる。例えば、胸部の撮影を行う際は、被写体の脇の下や首の横など、X線が被写体を透過せずに直接、撮像装置100に入力する領域がX線の照射の開始又は終了を検知しやすい。また、部位を選択せずに撮影を行う場合、技師が任意に検知に使用する行を選択し、例えば、当該選択を制御回路部108が検知して駆動回路部102を制御して、X線の照射の開始又は終了を検知することも可能である。   Further, in X-ray imaging, a technician who performs imaging selects a site before imaging, and determines the conditions of the X-ray generator according to the site. Therefore, the detection line of the detection unit 101 can be improved by arranging the detection line in a region where the amount of X-ray transmission is large in conjunction with the part to be imaged. For example, when photographing the chest, an area that is directly input to the imaging apparatus 100 without X-rays passing through the subject, such as the armpit of the subject or the side of the neck, can easily detect the start or end of X-ray irradiation. . When imaging is performed without selecting a region, an engineer arbitrarily selects a row to be used for detection. For example, the control circuit unit 108 detects the selection and controls the drive circuit unit 102 to perform X-rays. It is also possible to detect the start or end of irradiation.

(第2の実施形態)
次に、図7及び図8を用いて本発明の第2の実施形態を説明する。第2の実施形態は、第1の実施形態と撮像装置の構成が異なっている。なお、第1の実施形態と同様の装置構成及び動作については、詳細な説明は割愛する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The second embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the imaging device. Note that a detailed description of the same apparatus configuration and operation as in the first embodiment will be omitted.

図7は、本発明の第2の実施形態に係る撮像装置の一例を示す等価回路図である。また、図8は、本発明の第2の実施形態に係る撮像装置の撮像動作の一例を示すタイミングチャートである。   FIG. 7 is an equivalent circuit diagram illustrating an example of an imaging apparatus according to the second embodiment of the present invention. FIG. 8 is a timing chart showing an example of the imaging operation of the imaging apparatus according to the second embodiment of the present invention.

第1の実施形態では、駆動配線G1〜G8が行方向で全て共通になっていたが、第2の実施形態では、検出部101の中央で分かれている。即ち、検出部101の行の複数の画素が複数の群(図7の例では2つ)に分割されている。駆動配線GR1〜GR8は、駆動回路部102aから駆動信号が供給され、駆動配線GL1〜GL8は、駆動回路部102bから駆動信号が供給される構成となっている。 In the first embodiment, the drive wirings G 1 to G 8 are all common in the row direction, but in the second embodiment, they are separated at the center of the detection unit 101. That is, the plurality of pixels in the row of the detection unit 101 are divided into a plurality of groups (two in the example of FIG. 7). The drive wirings GR 1 to GR 8 are supplied with a drive signal from the drive circuit unit 102a, and the drive lines GL 1 to GL 8 are supplied with a drive signal from the drive circuit unit 102b.

そのため、X線照射開始検知動作及び蓄積動作では、駆動配線GR1を制御してスイッチ素子T11〜T14をオンし、駆動配線GR8を制御してスイッチ素子T81〜T84をオンする。また、駆動配線GL3を制御してスイッチ素子T35〜T38をオンし、駆動配線GL5を制御してスイッチ素子T55〜T58をオンする。それにより、X線パルスの開始、終了を検知している。そのため、第1の実施形態に比べて、X線の照射を検知する画素の位置を分散させて配置でき、X線照射の開始又は終了の検出率を上げることができる。 Therefore, in the X-ray irradiation start detection operation and the accumulation operation, the drive wiring GR 1 is controlled to turn on the switch elements T 11 to T 14 , and the drive wiring GR 8 is controlled to turn on the switch elements T 81 to T 84 . . Further, the drive wiring GL 3 is controlled to turn on the switch elements T 35 to T 38 , and the drive wiring GL 5 is controlled to turn on the switch elements T 55 to T 58 . Thereby, the start and end of the X-ray pulse are detected. Therefore, as compared with the first embodiment, the positions of pixels that detect X-ray irradiation can be distributed and the detection rate of the start or end of X-ray irradiation can be increased.

(第3の実施形態)
次に、図9及び図10を用いて本発明の第3の実施形態を説明する。第3の実施形態は、第1及び第2の実施形態と撮像装置の構成が異なっている。なお、第1及び第2の実施形態と同様の装置構成及び動作については、詳細な説明は割愛する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The third embodiment is different from the first and second embodiments in the configuration of the imaging device. Detailed description of the apparatus configuration and operation similar to those of the first and second embodiments is omitted.

図9は、本発明の第3の実施形態に係る撮像装置の一例を示す等価回路図である。また、図10は、本発明の第3の実施形態に係る撮像装置の撮像動作の一例を示すタイミングチャートである。   FIG. 9 is an equivalent circuit diagram illustrating an example of an imaging apparatus according to the third embodiment of the present invention. FIG. 10 is a timing chart showing an example of the imaging operation of the imaging apparatus according to the third embodiment of the present invention.

第1及び第2の実施形態では、信号配線Sig1〜Sig8が列方向で全て共通になっていたが、第3の実施形態では、検出部101の中央で分かれている。信号配線SigU1〜SigU4は読み出し回路部103aへ接続され、信号配線SigU5〜SigU8は読み出し回路部103bへ接続されている。また、信号配線SigD1〜SigD4は読み出し回路部103cへ接続され、信号配線SigD5〜SigD8は読み出し回路部103dへ接続されている。 In the first and second embodiments, the signal wirings Sig 1 to Sig 8 are all common in the column direction, but in the third embodiment, they are separated at the center of the detection unit 101. The signal wirings SigU 1 to SigU 4 are connected to the readout circuit unit 103a, and the signal wirings SigU 5 to SigU 8 are connected to the readout circuit unit 103b. The signal wirings SigD 1 to SigD 4 are connected to the readout circuit unit 103c, and the signal wirings SigD 5 to SigD 8 are connected to the readout circuit unit 103d.

そのため、X線照射開始検知動作及び蓄積動作では、駆動配線GR1を制御してスイッチ素子T11〜T14をオンし、駆動配線GR8を制御してスイッチ素子T81〜T84をオンする。また、駆動配線GL3を制御してスイッチ素子T35〜T38をオンし、駆動配線GL5を制御してスイッチ素子T55〜T58をオンする。それにより、X線の照射の開始又は終了を検知する。 Therefore, in the X-ray irradiation start detection operation and the accumulation operation, the drive wiring GR 1 is controlled to turn on the switch elements T 11 to T 14 , and the drive wiring GR 8 is controlled to turn on the switch elements T 81 to T 84 . . Further, the drive wiring GL 3 is controlled to turn on the switch elements T 35 to T 38 , and the drive wiring GL 5 is controlled to turn on the switch elements T 55 to T 58 . Thereby, the start or end of X-ray irradiation is detected.

第1及び第2の実施形態では、読み出し回路部103の積分容量Cfに2行分のX線モニタ時の信号電荷を加算していた。しかしながら、本実施形態では、制御回路部108内の加算器503で2行分の信号電荷を加算し、その後、比較部501でX線の照射の開始又は終了の有無を判定している。   In the first and second embodiments, the signal charges at the time of X-ray monitoring for two rows are added to the integration capacitor Cf of the readout circuit unit 103. However, in this embodiment, the signal charges for two rows are added by the adder 503 in the control circuit unit 108, and then the presence or absence of the start or end of X-ray irradiation is determined by the comparison unit 501.

動画撮影の場合、信号配線Sigを中央で分割することで読み出し動作を高速にし、フレームレートを速くすることができる。そのため、X線照射開始検知動作及び蓄積動作でのX線の照射の検知は、読み出し回路部103a〜103dで読み出した後の信号をA/D変換部104a〜104dでデジタルデータに変換し、加算器503で加算することによりX線パルスをモニタできる。   In the case of moving image shooting, by dividing the signal wiring Sig at the center, the reading operation can be performed at a high speed and the frame rate can be increased. Therefore, the detection of X-ray irradiation in the X-ray irradiation start detection operation and the accumulation operation is performed by converting the signals after being read by the reading circuit units 103a to 103d into digital data by the A / D conversion units 104a to 104d and adding them. The X-ray pulse can be monitored by adding in the unit 503.

(応用例)
次に、図11(a)及び図11(b)に、本発明を用いた移動可能な放射線撮像システムへの応用例を示す。図11(a)は、本発明の応用例を示し、透視撮影と静止画撮影が可能な可搬型の放射線撮像装置を用いた放射線撮像システムの概略構成図である。図11(a)において、撮像装置100をC型アーム601から取り外し、C型アーム601に備えられた放射線発生装置206を用いて撮影を行う例を示している。ここで、C型アーム601は、放射線発生装置206及び撮像装置100を保持するものである。
(Application examples)
Next, FIGS. 11A and 11B show an application example to a movable radiation imaging system using the present invention. FIG. 11A shows an application example of the present invention, and is a schematic configuration diagram of a radiation imaging system using a portable radiation imaging apparatus capable of fluoroscopic imaging and still image imaging. FIG. 11A shows an example in which the imaging apparatus 100 is detached from the C-type arm 601 and imaging is performed using the radiation generator 206 provided in the C-type arm 601. Here, the C-shaped arm 601 holds the radiation generator 206 and the imaging device 100.

表示部602は、撮像装置100で得られた画像データに基づく画像の表示が可能な表示媒体であり、寝台603は、被検体604を載せるための台である。また、台車605は、放射線発生装置206、撮像装置100及びC型アーム601を移動可能にするもの、移動型の制御装置(制御コンピュータ)606は、それらを制御可能な構成を有するものである。   The display unit 602 is a display medium capable of displaying an image based on the image data obtained by the imaging apparatus 100, and the bed 603 is a table on which the subject 604 is placed. The cart 605 allows the radiation generator 206, the imaging device 100, and the C-type arm 601 to move, and the movable control device (control computer) 606 has a configuration capable of controlling them.

制御装置606は、撮像装置100で得られた画像信号を画像処理して表示部602等に伝送することも可能である。また、制御装置606による画像処理により生成された画像データは、電話回線等の伝送手段により遠隔地へ転送することができる。それにより、ドクタールームなどの別の場所でディスプレイに表示もしくは光ディスク等の保存手段に保存することができ、遠隔地の医師が診断することも可能である。また、伝送された画像データをフィルムプロセッサによりフィルムとして記録することもできる。なお、上述した本発明の実施形態における制御回路部108は、その構成の一部又は全部が撮像装置100内に備えられていてもよく、また、制御装置606内に備えられていてもよい。また、例えば、制御回路部108が撮像装置100内に備えられている場合に、制御装置606は、制御回路部108に制御信号を送信する形態であってもよい。   The control device 606 can perform image processing on the image signal obtained by the imaging device 100 and transmit the image signal to the display unit 602 or the like. The image data generated by the image processing by the control device 606 can be transferred to a remote place by a transmission means such as a telephone line. Thereby, it can be displayed on a display in another place such as a doctor room or stored in a storage means such as an optical disk, and can be diagnosed by a remote doctor. Further, the transmitted image data can be recorded as a film by a film processor. Note that a part or all of the configuration of the control circuit unit 108 in the above-described embodiment of the present invention may be provided in the imaging device 100, or may be provided in the control device 606. For example, when the control circuit unit 108 is provided in the imaging device 100, the control device 606 may be configured to transmit a control signal to the control circuit unit 108.

図11(b)は、本発明の応用例を示し、透視撮影と静止画撮影が可能な可搬型の放射線撮像装置を用いた放射線撮像システムの概略構成図である。図11(b)において、図11(a)と同様の装置構成については、同じ符号を付し、その詳細な説明は割愛する。   FIG. 11B is a schematic configuration diagram of a radiation imaging system using a portable radiation imaging apparatus capable of fluoroscopic imaging and still image imaging, showing an application example of the present invention. In FIG. 11B, the same components as those in FIG. 11A are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図11(b)では、撮像装置100をC型アーム601から取り外し、C型アーム601に備えられた放射線発生装置206とは別の放射線発生装置607を用いて撮影を行う例を示している。このように、別の放射線発生装置607を用いて撮影を行う際、ケーブルや無線で放射線発生装置607と撮像装置100を通信することなく、X線の照射の開始や終了を検知することにより同期を取り撮影することができる。   FIG. 11B illustrates an example in which the imaging apparatus 100 is detached from the C-type arm 601 and imaging is performed using a radiation generation apparatus 607 different from the radiation generation apparatus 206 provided in the C-type arm 601. As described above, when imaging is performed using another radiation generation apparatus 607, synchronization is performed by detecting the start or end of X-ray irradiation without communication between the radiation generation apparatus 607 and the imaging apparatus 100 via a cable or wirelessly. You can take pictures.

なお、本発明の実施形態は、例えばコンピュータがプログラムを実行することによって実現することができる。また、プログラムをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムを記録したCD−ROM等のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体又はかかるプログラムを伝送するインターネット等の伝送媒体も本発明の実施形態として適用することができる。また、上記のプログラムも本発明の実施形態として適用することができる。上記のプログラム、記憶媒体、伝送媒体及びプログラムは、本発明の範疇に含まれる。また、本発明の各実施形態では、撮像装置100のデジタルデータ処理部105が補正処理を行ったが、本発明はそれに限定されるものではない。制御装置606等の撮像装置100の外部の画像処理装置で行ってもよい。また、本発明の各実施形態から容易に想像可能な組み合わせによる発明も本発明の範疇に含まれる。   The embodiment of the present invention can be realized by, for example, a computer executing a program. Also, means for supplying a program to a computer, for example, a computer-readable storage medium such as a CD-ROM recording such a program, or a transmission medium such as the Internet for transmitting such a program is also applied as an embodiment of the present invention. Can do. The above program can also be applied as an embodiment of the present invention. The above program, storage medium, transmission medium, and program are included in the scope of the present invention. In each embodiment of the present invention, the digital data processing unit 105 of the imaging apparatus 100 performs the correction process, but the present invention is not limited thereto. You may carry out with the image processing apparatus outside the imaging devices 100, such as the control apparatus 606. FIG. In addition, an invention that can be easily imagined from each embodiment of the present invention is also included in the scope of the present invention.

101 検出部、102 駆動回路部、103a,103b 読み出し回路部、104a,104b A/D変換部、105 デジタルデータ処理部、106 信号処理部、107 電源部、108 制御回路部、201 画素、202a,202b 増幅回路部、203a,203b サンプルホールド回路部、204a,204b マルチプレクサ、205a,205b 可変増幅部、501 比較部、502 タイミング発生部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Detection part, 102 Drive circuit part, 103a, 103b Reading circuit part, 104a, 104b A / D conversion part, 105 Digital data processing part, 106 Signal processing part, 107 Power supply part, 108 Control circuit part, 201 Pixel, 202a, 202b amplifier circuit unit, 203a, 203b sample hold circuit unit, 204a, 204b multiplexer, 205a, 205b variable amplifier unit, 501 comparison unit, 502 timing generation unit

Claims (13)

各々が変換素子とスイッチ素子とを含む複数の画素を行列状に備え、放射線又は光を電気信号に変換する検出部と、
記スイッチ素子の導通状態を制御する駆動回路部と、
前記検出部から得られた信号に応じて前記駆動回路部を制御する制御部と、
を含む撮像装置であって、
前記制御部は、前記駆動回路部によって不連続な複数の行の前記スイッチ素子を同時に導通状態にさせる第1の動作と、前記第1の動作によって前記検出部から得られた信号を閾値と比較することで行われる、放射線又は光の照射の開始又は終了の判定に基づき、前記駆動回路部によって前記スイッチ素子を非導通状態とさせる第2の動作と、前記第2の動作で前記複数の画素に蓄積された信号に基づく画像が取得されるように前記駆動回路部に前記スイッチ素子を行単位で導通状態とさせる第3の動作と、前記第3の動作がなされた前記検出部に対して前記駆動回路部によって前記不連続な複数の行の前記スイッチ素子を同時に導通状態にさせる第4の動作と、前記第4の動作がなされた前記検出部に対して前記駆動回路部によって放射線又は光の照射が無い状態で前記スイッチ素子を非導通状態とさせる第5の動作と、前記第5の動作で前記複数の画素に蓄積された信号に基づいて前記画像と減算処理を行うためのオフセット画像が取得されるように前記駆動回路部に前記スイッチ素子を行単位で導通状態とさせる第6の動作と、を行うように、前記駆動回路部を制御する、ことを特徴とする撮像装置。
A detecting unit, each of which converts a plurality of pixels including conversion elements and switch elements provided in a matrix, the radiation or light into an electric signal,
A drive moving the circuit part that controls the conduction state of the prior SL switching element,
A control unit that controls the drive circuit unit according to a signal obtained from the detection unit;
An imaging device comprising:
The control unit compares a signal obtained from the detection unit by the first operation with a threshold value by a first operation that causes the switch elements in a plurality of discontinuous rows to be in a conductive state simultaneously by the drive circuit unit. Based on the determination of the start or end of radiation or light irradiation, the driving circuit unit causes the switch element to be in a non-conductive state, and the plurality of pixels in the second operation. A third operation for causing the drive circuit unit to turn on the switch elements in a row unit so that an image based on the signal accumulated in the signal is acquired; and the detection unit that has performed the third operation A fourth operation for simultaneously bringing the switch elements of the plurality of discontinuous rows into a conductive state by the drive circuit unit, and radiation by the drive circuit unit with respect to the detection unit on which the fourth operation has been performed. Is for performing a subtraction process on the image based on a fifth operation that causes the switch element to be in a non-conducting state in the absence of light irradiation, and a signal accumulated in the plurality of pixels in the fifth operation. An image pickup apparatus that controls the drive circuit unit to perform a sixth operation of causing the drive circuit unit to conduct the switch element in a row unit so that an offset image is acquired. .
前記制御部は、前記判定を行う比較部と、前記判定に基づき前記駆動回路部を制御する制御回路部と、を含み、
前記比較部が放射線又は光の照射が開始されたと判定した場合、前記制御回路部は、前記不連続な複数の行の前記スイッチ素子の導通状態を維持し且つ前記不連続な複数の行以外の行の前記スイッチ素子を非導通状態とするように、前記駆動回路部を制御することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
The control unit includes a comparison unit that performs the determination, and a control circuit unit that controls the drive circuit unit based on the determination,
When the comparison unit determines that radiation or light irradiation has started, the control circuit unit maintains the conduction state of the switch elements in the discontinuous rows and other than the discontinuous rows. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the drive circuit unit is controlled so that the switch elements in a row are turned off.
前記比較部が放射線又は光の照射が終了されたと判定した場合、前記制御回路部は、前記不連続な複数の行の前記スイッチ素子を非導通状態とするように、前記駆動回路部を制御することを特徴とする請求項に記載の撮像装置。 When the comparison unit determines that radiation or light irradiation has been completed, the control circuit unit controls the drive circuit unit so that the switch elements in the plurality of discontinuous rows are turned off. The imaging apparatus according to claim 2 . 前記スイッチ素子は、トランジスタで形成されており、
前記変換素子の一方の電極と前記トランジスタのソース電極又はドレイン電極とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の撮像装置。
The switch element is formed of a transistor,
The imaging apparatus according to claim 1, wherein one electrode of the conversion element and a source electrode or a drain electrode of the transistor are electrically connected.
前記不連続な複数の行の前記スイッチ素子が出力する信号を加算もしくは平均して検知用信号を生成する信号処理部を更に有し、
前記信号処理部に含まれる読み出し回路部は、列方向の前記スイッチ素子が出力する前記電気信号の加算もしくは平均を行うことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の撮像装置。
A signal processing unit for generating a detection signal by adding or averaging signals output from the switching elements of the discontinuous rows;
5. The imaging apparatus according to claim 1, wherein a readout circuit unit included in the signal processing unit performs addition or averaging of the electrical signals output from the switch elements in a column direction. .
前記検出部の行の複数の画素が複数の群に分割されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の撮像装置。   The imaging device according to claim 1, wherein a plurality of pixels in a row of the detection unit are divided into a plurality of groups. 前記不連続な複数の行の前記画素が前記検出部の最も外側の行に配置されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の撮像装置。   The imaging device according to claim 1, wherein the pixels in the plurality of discontinuous rows are arranged in an outermost row of the detection unit. 前記駆動回路部は、前記不連続な複数の行の前記スイッチ素子の駆動を変更可能であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の撮像装置。   The imaging device according to claim 1, wherein the drive circuit unit is capable of changing driving of the switch elements in the plurality of discontinuous rows. 前記駆動回路部は、ユーザーの入力に応じて、前記不連続な複数の行の前記スイッチ素子の駆動を変更可能であることを特徴とする請求項8に記載の撮像装置。   The imaging device according to claim 8, wherein the driving circuit unit can change driving of the switch elements in the plurality of discontinuous rows in accordance with a user input. 前記駆動回路部は、撮影する被写体の部位に応じて、前記不連続な複数の行の前記スイッチ素子の駆動を変更可能であることを特徴とする請求項8に記載の撮像装置。   The imaging device according to claim 8, wherein the driving circuit unit can change driving of the switch elements in the plurality of discontinuous rows according to a part of a subject to be photographed. 前記不連続な複数の行の前記画素を当該不連続な複数の行に隣接する行の前記画素で欠陥補正する補正部を更に有することを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の撮像装置。   The correction unit that further performs defect correction on the pixels in the plurality of discontinuous rows with the pixels in a row adjacent to the plurality of discontinuous rows. The imaging device described. 請求項1〜11のいずれか1項に記載の撮像装置と、
前記制御部に制御信号を送信する制御コンピュータと、
を含むことを特徴とする撮像システム。
The imaging device according to any one of claims 1 to 11,
A control computer for transmitting a control signal to the control unit ;
An imaging system comprising:
各々が変換素子とスイッチ素子とを含む複数の画素を行列状に備え、放射線又は光を電気信号に変換する検出部と、記スイッチ素子の導通状態を制御する駆動回路部と、を有する撮像装置の制御方法であって、
前記駆動回路部によって不連続な複数の行の前記スイッチ素子を同時に導通状態にさせる第1の動作と、
前記第1の動作によって前記検出部から得られた信号を閾値と比較することで行われる、放射線又は光の照射の開始又は終了の判定に基づき、前記駆動回路部によって前記スイッチ素子を非導通状態とさせる第2の動作と、
前記第2の動作で前記複数の画素に蓄積された信号に基づく画像が取得されるように前記駆動回路部に前記スイッチ素子を行単位で導通状態とさせる第3の動作と、
前記第3の動作の後に前記駆動回路部によって前記不連続な複数の行の前記スイッチ素子を同時に導通状態にさせる第4の動作と、
前記第4の動作の後に前記駆動回路部によって放射線又は光の照射が無い状態で前記スイッチ素子を非導通状態とさせる第5の動作と、
前記第5の動作で前記複数の画素に蓄積された信号に基づいて前記画像と減算処理を行うためのオフセット画像が取得されるように前記駆動回路部に前記スイッチ素子を行単位で導通状態とさせる第6の動作と、
を含むことを特徴とする撮像装置の制御方法。
Each comprising a plurality of pixels in a matrix comprising a conversion element and a switch element, a detector for converting radiation or light into an electric signal, and drive the dynamic circuit unit that controls the conduction state of the prior SL switching element, A method for controlling an imaging apparatus having:
A first operation for simultaneously bringing the switch elements of a plurality of discontinuous rows into a conductive state by the drive circuit unit;
Based on the determination of the start or end of irradiation of radiation or light, which is performed by comparing the signal obtained from the detection unit by the first operation with a threshold value, the switch element is made non-conductive by the drive circuit unit A second operation to be
A third operation for causing the drive circuit unit to turn on the switch elements in a row unit so that an image based on signals accumulated in the plurality of pixels in the second operation is acquired;
A fourth operation for bringing the switch elements in the plurality of discontinuous rows into a conductive state simultaneously by the drive circuit unit after the third operation;
A fifth operation for causing the switch element to be in a non-conducting state without radiation or light irradiation by the drive circuit unit after the fourth operation;
The switch elements are placed in a conductive state in units of rows in the drive circuit unit so that an offset image for performing the subtraction process with the image is acquired based on signals accumulated in the plurality of pixels in the fifth operation. And a sixth operation that
A method for controlling an imaging apparatus, comprising:
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