专利名称：放射照像成像设备、放射照像成像系统和控制放射照像成像设备的方法
技术领域：
本发明涉及放射照像成像设备、放射照像成像系统和控制放射照像成像设备的方法。本发明特别涉及用于成像用于医疗目的的放射照像图像的放射照像成像设备、放射照像成像系统和控制放射照像成像设备的方法。
背景技术：
迄今，已经知道执行用于医疗诊断的目的的放射照像成像的放射照像成像设备。该放射照像成像设备检测已经从辐射照射设备照射并且透射通过成像对象的辐射，并且成像射照像图像。放射照像成像设备通过收集和读出根据照射的辐射而产生的电荷来成像放射照像图像。 已知该放射照像成像设备设置有由光电转换元件等形成的传感器部分、开关元件和检测部分。该传感器部分由于辐射的照射或已经从辐射转换的光的照亮而产生电荷。开关元件读出在传感器部分中产生的电荷。检测部分根据从开关元件读出的电荷检测到辐射的照射的开始(放射照像图像的成像的开始)。在包括检测部分的这个放射照像成像设备中，在通过例如由来自电磁波的干扰等引起的影响或噪声而在传感器部分中产生电荷的情况下，检测部分可能误检辐射的照射的开始。因此，存在防止这种误检的技术。例如，日本专利申请特开(JP-A)No. 2010-268171公开了一种放射照像成像设备，该放射照像成像设备基于在偏置线路中流动的电流的值来检测辐射的照射的开始。这个放射照像成像设备可以防止在偏置线路中的电压值的升高被误检为辐射的照射的开始，该电压值的升高是因为当在偏置线路中流动的电流上叠加施加到开关元件的接通(ON)电压或断开(OFF)电压时的噪声而发生的。而且，JP-A No. 2006-246961公开了 X射线成像设备。该X射线成像设备可以避免由于噪声而造成的误检，并且可以正确地检测成像开始定时，而不论X射线辐射是基于从AC电源电压整流的半波波形的定期辐射还是基于作为由高频反相器系统提供的直接DC电压的电压波形的稳定辐射。然而，在如上所述的技术中，可能需要时间来确定检测部分已经误检了辐射的照射的开始，并且可能因为这个时间而未检测到用于成像放射照像图像的辐射的照射的实际开始。因此，即使由于干扰等的原因而产生了噪声，期望不占用时间的的辐射的照射的开始的精确的检测。
发明内容
本发明提供了放射照像成像设备、放射照像成像系统和控制放射照像成像设备的方法，它们可以精确地检测辐射的照射的开始，即使由于干扰等的起因而产生噪声。本发明的第一方面是一种放射照像成像设备，包括多个像素，每一个像素包括传感器部分和开关元件，所述传感器部分按照照射的辐射来产生电荷，所述开关元件按照控制信号来从所述传感器部分读出所述电荷，并且向信号线路输出根据所述电荷的电信号；辐射检测元件，其是所述多个像素中所述开关元件被短路的像素，并且其根据由于照射的辐射产生的电荷来输出电信号；检测装置，其基于在检测时段中从所述辐射检测元件输出的所述电信号来检测所述辐射的照射的开始；控制信号输出装置，其输出对所述电荷的读出进行控制的控制信号；；以及确定装置，其在所述检测装置已经检测到所述辐射的照射的开始后的放射照像成像时段中，检测从所述辐射检测元件输出的所述电信号，并且基于所检测到的电信号的时间变化来确定所述检测装置是否已经误检了所述辐射的照射的开始。所述检测装置基于在所述检测时段中从所述辐射检测元件输出的所述电信号来检测所述辐射的照射的开始。然而，在由于干扰等的原因而产生噪声(电信号)的情况下，所述检测装置可能误检所述辐射的照射的开始。根据本发明的第一方面，在检测到所述辐射的照射的开始后，所述确定装置检测在所述放射照像成像时段中从所述辐射检测元件输出的所述电信号。所述确定装置然后基于所检测到的电信号的时间变化来确定所述检测装置是否已经误检了所述辐射的照射的 开始。作为由干扰引起的噪声的电信号具有时间变化与在通常的放射照像成像期间的电信号不同的特性。在本发明的第一方面中，所述确定装置基于所检测到的电信号的所述时间变化来确定是否已经误检了所述辐射的照射的开始。因此，本发明的第一方面可以精确地检测所述辐射的照射的开始，即使产生了因为干扰等造成的噪声。在本发明的第二方面中，在上面的方面中，所述确定装置可以基于根据所检测到的电信号的电荷的极性和表达所述电荷量的所述时间变化的波形的幅度中的至少一个的时间变化来确定所述检测是否是误检。本发明的第三方面中，在上面的方面中，所述确定装置可以基于为每个预定义的信号线路预先确定的值确定所述检测是否是误检。本发明的第四方面在上面的方面中可以进一步包括控制装置，其在所述成像时段中输出禁止从所述像素提取电荷的控制信号，并且在所述成像时段已经结束后控制所述控制信号输出装置输出所述控制信号以便提取所述电荷；以及切换装置，其在所述检测装置检测到所述辐射的照射的开始的情况下从所述检测时段切换到所述成像时段，并且在切换到所述成像时段后，在所述确定装置确定所述检测是误检的情况下从所述成像时段切换到所述检测时段。在本发明的第五方面中，在上面四个方面中，在所述确定装置确定所述检测是误检的情况下，并且在所述切换装置已经从所述成像时段切换到所述检测时段的情况下，所述控制装置可以控制所述控制信号输出装置通过输出用于执行电荷的提取的所述控制信号来执行复位操作，所述复位操作从所述多个像素提取所述电荷。本发明的第六方面在上面的方面中可以进一步包括输出装置，所述输出装置在所述成像时段中输出从所述多个像素读出的所述电信号，并且在所述确定装置确定所述检测是误检的情况下，丢弃从所述多个像素提取的所述电信号，而不输出所述电信号。本发明的第七方面是一种放射照像成像系统，包括照射设备，所述照射设备照射辐射；以及根据上面的方面的放射照像成像设备，其按照从所述照射设备照射的辐射来成像放射照像图像。本发明的第八方面是一种放射照像成像系统，包括照射设备，所述照射设备照射辐射；根据第五方面的放射照像成像设备，其按照从所述照射设备照射的辐射来成像放射照像图像；以及控制设备，其执行控制以便在所述放射照像成像设备的所述复位操作期间禁止通过所述照射设备进行的辐射的照射。本发明的第九方面是一种控制放射照像成像设备的方法，所述放射照像成像设备包括多个像素，每一个像素包括传感器部分和开关元件，所述传感器部分按照照射的辐射来产生电荷，所述开关元件按照所述控制信号来从所述传感器部分读出所述电荷，并且向信号线路输出根据所述电荷的电信号；辐射检测元件，其是所述多个像素中所述开关元件被短路的像素，并且其根据由于照射的辐射产生的电荷来输出电信号；检测装置，其基于在检测时段中从所述辐射检测元件输出的所述电信号来检测所述辐射的照射的开始；控制信
号输出装置，其输出对所述电荷的读出进行控制的控制信号；以及确定装置，其在所述检测装置已经检测到所述辐射的照射的开始后的放射照像成像时段中，检测从所述辐射检测元件输出的所述电信号，并且基于所检测到的电信号的时间变化来确定所述检测装置是否已经误检了所述辐射的照射的开始，所述方法包括在所述检测装置已经检测到所述辐射的照射的开始后的放射照像成像时段中检测从所述辐射检测元件输出的所述电信号；以及，基于所检测到的电信号的时间变化来确定所述检测装置是否已经误检了所述辐射的照射的开始。在JP-A No. 2010-268171中公开的噪声是在施加到切换元件的接通电压或断开电压被重叠到在偏置线路中流动的电流上时才产生的。因此，这些噪声具有可被预测的特定周期。因此，这些噪声可以通过提供带通滤波器(BPF)或低通滤波器(LPF)以及通过配置为经由BPF或LPF输出偏置线路中的电流来移除。然而，由于干扰等产生的噪声是不可预测地和不规则地产生的，因此，可能无法通过BPF或LPF来移除。所以，本发明所关注的是由于干扰等产生的噪声。如上所述，根据上面的方面，本发明可以精确地检测辐射的照射的开始，即使由于干扰等的原因而导致产生噪声。
将基于下面的附图来详细描述本发明的示例性实施例，在附图中图I是示出根据本示例性实施例的放射照像成像系统的示意配置图；图2是示出根据本示例性实施例的整个放射照像成像设备的配置图；图3是图示根据本示例性实施例的辐射检测器的配置的平面图；图4是根据本示例性实施例的辐射检测器的截面图；图5是根据本示例性实施例的辐射检测器的截面图；图6是示出根据本示例性实施例的放射照像成像设备的信号检测电路的示意配置图；图7是示出当在根据本示例性实施例的放射照像成像设备处照射辐射(用于成像放射照像图像)时的操作的流程的时序图；图8是示出当在根据本示例性实施例的放射照像成像设备处通过由干扰引起的噪声来产生电荷时的操作流程的时序图；图9是示出根据本示例实施例的在对放射照像图像进行成像时的操作流程的流程图；图10是示出根据本示例实施例的在辐射被照射到放射照相检测器时的电信号的时间变化的图；图11是示出根据本示例实施例的在放射照相检测器中产生了噪声时的电信号的时间变化的图；图12是图示根据替代示例性实施例的辐射检测器的配置的平面图；图13是图示根据替代示例性实施例的辐射检测器的配置的平面图；以及
图14是图示根据替代示例性实施例的辐射检测器的配置的平面图。
具体实施例方式在下文中，将参考附图描述本发明的示例性实施例。首先，将描述采用本示例性实施例的放射照像成像设备的放射照像成像系统的配置。图I是本示例性实施例的放射照像成像系统的示例的示意配置图。放射照像成像系统200被配置成包括辐射照射设备204、配备有辐射检测器10的放射照像成像设备100、和控制设备202。辐射照射设备204在成像对象206处照射辐射(例如，X射线等)。辐射检测器10检测已经从辐射照射设备204照射并且透射通过成像对象206的辐射。控制设备202指令放射照像图像的成像，并且从放射照像成像设备100获取放射照像图像。在按照由控制设备202的控制的定时从辐射照射设备204照射的辐射透射通过位于成像位置处的成像对象206，并且承载图像信息的透射的辐射被照射到放射照像成像设备100上。接下来，描述本示例性实施例的放射照像成像设备100的配置。在本示例性实施例中，将描述下述情况其中本发明被应用到间接转换型的辐射检测器10，其中，将X射线等的辐射暂时转换为光，并且然后将已转换的光转换为电子电荷。在本示例性实施例中，放射照像成像设备100被配置成包括间接转换型辐射检测器10。注意，在图2中未示出将辐射转换为光的闪烁体。在辐射检测器10中，以矩阵图案布置了多个像素20，每个像素包括传感器部分103和TFT开关4。传感器部分103接收光并且产生电荷，并且累积所产生的电荷。TFT开关4是用于读出在传感器部分103中累积的电荷的开关元件。在本示例性实施例中，传感器部分103当用由闪烁体转换的光照射时产生电荷。像素20多个地被布置在一个方向(在图2中的扫描线路101的方向，它是在图2中的水平方向)和与扫描线路方向相交的方向(在图2中的信号线路3的方向，它是在图2中的垂直方向)上的矩阵中。注意，在图2中简化了像素20的布置，并且例如，可以以扫描线路方向1024X信号线路方向1024来布置像素20。在本示例性实施例中，在多个像素20当中，事先指定了用于放射照像成像的像素20A (放射照像成像像素)和用于辐射检测的像素20B(辐射检测像素)。在图2中，通过虚线来包围辐射检测像素20B。放射照像成像像素20A用于检测辐射并且产生用于表示该辐射的图像。辐射检测像素20B是用于检测辐射并且甚至在电荷累积时段中输出电荷的像素。
在辐射检测器10中，提供了多条扫描线路101和多条信号线路3以在基板I上彼此相交(参见图3)。扫描线路101将TFT开关4接通和断开。信号线路3读出在传感器部分103中累积的电荷。在本示例性实施例中，对于在一个方向上的每一条像素线路提供一条信号线路3，并且对于在相交方向上的每条像素线路提供一条扫描线路101。例如，如果以扫描线路方向1024X信号线路方向1024来布置像素20，则对于信号线路3和扫描线路101中的每种提供了 1024条。在辐射检测器10中，与信号线路3并联地设置公共电极线路25。公共电极线路25的一端和另一端并联连接。该一端连接到供应预定偏置电压 的电源110。传感器部分103连接到公共电极线路25，并且偏置电压经由公共电极线路25被施加到传感器部分103。用于开关TFT开关4的控制信号流过扫描线路101。因此，通过在扫描线路101中流动的这些控制信号来开关TFT开关4。与在像素20中累积的电荷相对应的电信号按照像素20的TFT开关4的开关状态而流入信号线路3内。更具体地，当连接到信号线路3之一的像素20之一的TFT开关4接通时，与累积的电荷量相对应的电信号流入信号线路3内。检测在信号线路3中流动的电信号的信号检测电路105连接到信号线路3。向扫描线路101输出用于接通和断开TFT开关4的控制信号的扫描信号控制电路104连接到扫描线路101。图2被简化以示出单个信号检测电路105和单个扫描信号控制电路104。然而，例如，可以多个地提供信号检测电路105和扫描信号控制电路104，并且预定数目(例如，256)的信号线路3和扫描线路101可以连接到相应的信号检测电路105和扫描信号控制电路104。例如，如果对于信号线路3和扫描线路101中的每种提供了 1024条，则可以提供扫描信号控制电路104的四个，并且扫描线路101的256条的集合可以与其连接，并且可以提供信号检测电路105的四个，并且传感器部分103的256条的集合可以与其连接。每一个信号检测电路105合并了用于每条信号线路3的放大电路(参见图6 )，该放大电路放大所输入的电信号。在信号检测电路105中，由信号线路3输入的电信号被放大电路放大，并且被模数转换器(ADC)转换成数字信号。控制部分106连接到信号检测电路105和扫描信号控制电路104。控制部分106向被信号检测电路105转换的数字信号应用诸如降噪等的预定处理。而且，控制部分106向信号检测电路105输出用于表示信号检测定时的控制信号，并且向扫描信号控制电路104输出用于表不扫描信号输出定时的控制信号。本示例性实施例的控制部分106由微计算机来配置，并且设置有中央处理单元(CPU)、R0M、RAM和由快闪存储器配置的非易失性存储器部分等。控制部分106用CPU来执行在ROM中存储的程序，并且因此执行用于成像放射照像图像的控制。控制部分106向已经应用了上述的预定处理的图像数据应用用于对于辐射检测像素20B的图像数据进行内插的处理(内插处理)，并且产生用于表示照射的辐射的图像。即，控制部分106通过基于已经应用了上述预定处理的图像数据来对于辐射检测像素20B的图像数据进行内插，来产生用于表示照射的辐射的图像。图3示出按照本示例性实施例的间接转换型辐射检测器10的配置的平面图。图4示出沿着在图3中的线A-A所取的放射照像成像像素20A之一的截面图。图5示出沿着在图3中的线B-B所取的辐射检测像素20B之一的截面图。
如图4中所示，在辐射检测器10的每一个像素20A，扫描线路101 (参见图3)和栅极电极2形成在由无碱玻璃等形成的绝缘基板I上，并且扫描线路101与栅极电极2连接(参见图3)。使用Al或Cu或主要由Al或Cu制成的分层膜来形成其中形成了扫描线路101和栅极电极2的布线层(在下文中称为“第一布线层”)。然而，第一布线层的材料不限于这些。绝缘层15形成在第一信号层的整体上。被布置在栅极电极2上的绝缘层15的部分操作为TFT开关4的栅极绝缘膜。绝缘层15例如由SiNx等形成，并且通过例如化学气相沉积(CVD)膜构造形成。半导体有源层8在绝缘层15上形成为在栅极电极2上的岛。半导体有源层8是TFT开关4的沟道部分，并且包括例如非晶硅膜。源极电极9和漏极电极13形成在其上的层中。信号线路3也形成在其中形成了源极电极9和漏极电极13的布线层中。源极电极9连接到信号线路3 (参见图3)。使用 Al或Cu或主要由Al或Cu形成的分层膜来形成其中形成了源极电极9、漏极电极13和信 号线路3的布线层(在下文中称为“第二布线层”)。然而，第二布线层的材料不限于这些。在源极电极9和半导体有源层8之间和在漏极电极13和半导体有源层8之间形成由掺杂了杂质的非晶硅等形成的掺杂了杂质的半导体层(在附图中未示出)。根据上面的内容，配置了用于开关的TFT开关4。在TFT开关4中，源极电极9和漏极电极13可以由于由下电极11收集和累积的电荷的极性而相反。TFT保护膜层30形成在其中在基板I (几乎整个区域)上设置像素20的区域的大体整个范围上，覆盖第二布线层。TFT保护膜层30用于保护TFT开关4和信号线路3。TFT保护膜层30例如由SiNx等形成，并且由例如CVD膜构造形成。在TFT保护膜层30上形成涂敷的层间绝缘膜12。层间绝缘膜12被光敏有机材料以I微米至4微米的膜厚度形成(例如，正光敏丙烯酸树脂其中重氮期萘醌正光敏剂与基础聚合物混和在一起的材料，该基础聚合物包括甲基丙烯酸和甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物)，该光敏有机材料具有低介电常数(相对介电常数e r=2至4)。在根据本示例性实施例的辐射检测器10中，层间绝缘膜12将在层间绝缘膜12顶上和之下布置的金属之间的电容保持得低。而且，通常，该材料也具有作为平整膜的功能，并且也可以平整下面形成的阶梯。在根据本示例性实施例的辐射检测器10中，在层间绝缘膜12和与漏极电极13相对的TFT保护膜层30中的位置中形成接触孔17。传感器部分103的下电极11以在填充接触孔17的同时覆盖像素区域的方式形成在层间绝缘膜12上。下电极11连接到TFT开关4的漏极电极13。下电极11实际上对于它们的材料没有限制，只要该材料在下述的半导体层21为大约I微米厚的情况下是导电的。因为这个原因，可以使用诸如Al材料或ITO的导电材料来形成下电极11。另一方面，在半导体层21的膜厚度较薄(大约0. 2微米至0. 5微米)的情况下，光吸收率可能在半导体层21中不足。因为这个原因，为了防止在因为向TFT开关4的光的施加导致的漏电流上的增大，优选的是，使用主要由挡光金属制成的分层膜或合金形成下电极11。充当光电二极管的半导体层21形成在每一个下电极11上。在本示例性实施例中，将具有其中n+层、i层和P+层(n+非晶硅、非晶硅和P+非晶硅)分层堆叠的PIN结构的光电二极管用作半导体层21。通过从下层起依序分层堆叠n+层21A、i层21B和p+层21C来形成半导体层21。作为向i层21B施加光的结果，i层21B产生电荷(自由电子和自由空穴对)。n+层21A和P+层21C充当接触层，并且将i层21B电连接到下电极11和上述的上电极22。上电极22独立地形成在半导体层21的每一个上。诸如ITO或IZO (铟锌氧化物)的其透光率高的材料用于上电极22。在根据本示例性实施例的辐射检测器10中，传感器部分103被配置成包括上电极22、半导体层21和下电极11。以在与上电极22相对应的部分中具有开口 27A这样的方式以及以覆盖半导体层21的每一个这样的方式，在层间绝缘膜12、半导体层21和上电极22上形成涂敷的层间绝缘膜23。公共电极线路25通过Al或Cu或主要由Al或Cu制成的合金或分层膜来形成在涂敷的层间绝缘膜23上。接触焊盘27形成在开口 27A的相邻部分中，并且公共电极线路 25经由在涂敷的层间绝缘膜23中的开口 27A电连接到上电极22。另一方面，在辐射检测器10的每个辐射检测像素20B中，如图5中所示，形成TFT开关4使得源极电极9和漏极电极13接触。S卩，在像素20B中，TFT开关4的源极和漏极短路。因此，在像素20B的下电极11处收集的电荷流入信号线路3内，而与TFT开关4的开关状态无关。在已经如上所述形成的辐射检测器10上，如果需要，则通过其光吸收率低的绝缘材料来进一步形成保护膜，并且，使用其光吸收率低的粘结树脂在保护膜的表面上粘结包括GOS等的闪烁体。接下来，描述本示例性实施例的信号检测电路105的配置。图6是本示例性实施例的信号检测电路105的实例的示意配置图。本示例性实施例的信号检测电路105被配置成包括放大电路50和模数转换器(ADC)54。虽然在图6中未不出，但是对于每条信号线路3提供放大电路50。即，信号检测电路105被配置成包括与在辐射检测器10中的信号线路3的数目相同数目的多个放大器电路50。放大电路50由电荷放大电路构成。放大电路50设置有放大器52，诸如运算放大器等；电容器C，其与放大器52并联；以及电荷复位开关SWl，其与放大器52并联。在放大电路50中，当电荷复位开关SWl处于断开状态时，像素20的TFT开关4读出电荷(电信号)。然后，在电容器C处累积由TFT开关4读出的电荷，并且放大按照累积的电荷量从放大器52输出的电压值。控制部分106向电荷复位开关SWl施加电荷复位信号，并且执行控制以将电荷复位开关SWl接通和断开。注意，在其中电荷复位开关SWl接通的情况下，放大器52的输入侧和输出侧一起短路，并且在电容器C处的电荷被放电。在将采样保持(S/H)开关SW接通的状态中，ADC 54将作为从放大电路50输入的模拟信号的电信号转换为数字信号。ADC 54连续向控制部分106输出被转换为数字信号的电信号。从在信号检测电路105中设置的全部放大电路50输出的电信号被输入到本不例性实施例的ADC 54。即，本示例性实施例的信号检测电路105设置有单个ADC 54，而与放大电路50 (和信号线路3)的数目无关。
在本示例性实施例中，信号检测电路105的放大电路50检测来自连接到辐射检测像素20B的信号线路3 (在图2中，D2和D3之一或两者；例如，D2)的电信号(电荷信息)。控制部分106将由信号检测电路105转换的数字信号的值与用于辐射检测的预指定的阈值作比较。然后，控制部分106按照数字信号的值是否大于阈值来确定是否已经照射了辐射。因此，在本示例性实施例中，不需要来自控制设备202的控制信号来用于检测辐射的照射，并且因此该控制信号被配置为“无同步”。控制部分106关于是否已经照射了辐射的确定不限于与辐射检测阈值的这种比较。例如，控制部分106可以基于诸如检测的数目等的预指定的条件来检测辐射的照射。注意，在本示例性实施例中的术语电信号的“检测”的含义意欲包括电信号的采样。
接下来，将参考图7至图11来描述在由具有如上所述的配置的放射照像成像设备100的放射照像图像的成像期间的操作的流程，重点在于用于检测辐射的照射的开始的操作。图7是示出当照射辐射时的操作的流程的示例(如果正在成像放射照像图像)的时序图。图8是示出当由因为干扰等造成的噪声产生电荷时的操作的流程的示例的时序图。进一步，图9是示出在对放射照像图像进行成像时的操作流程的流程图。放射照像成像设备100检测辐射的照射的开始，在辐射检测器10的像素20中累积电荷，并且根据累积的电荷基于图像数据来输出辐射图像。因此，放射照像成像设备100将放射照像图像成像。在本示例性实施例中，在要成像放射照像图像的情况下，放射照像成像设备100被控制设备202转为成像模式(图9，步骤S100)。当放射照像成像设备100被转为成像模式时，放射照像成像设备100转向用于检测辐射的辐射检测待机状态(图9，步骤S102)。然后，当放射照像成像设备100检测到辐射的照射时(图9，步骤S104中的“是”)，放射照像成像设备100转向用于在辐射检测器10中累积电荷的电荷累积状态(图9，步骤S106中的“是”)。而且，在辐射的检测后的预定持续时间(图9，步骤S118中的“是”)，放射照像成像设备100转向用于读出累积电荷的电荷读取状态(图9，步骤S120)。当完成电荷的读取时，并且如果辐射图像仍然未被成像，放射照像成像设备100转向待机状态(图9，步骤122中的“否”)。然而，如果不是，则放射照像成像设备100终止当前的处理(图9，步骤S122中的“是”)。当从辐射照射设备204照射辐射时，所照射的辐射被闪烁体吸收，并且被转换为可见光。可以从辐射检测器10的前侧或后侧照射辐射。已经被闪烁体转换为可见光的光照亮在像素20的传感器部分103上。当照亮光时，在传感器部分103内产生电荷。然后，所产生的电荷被下电极11收集。在每个放射照像成像像素20A中，漏极电极13和源极电极9不被一起短路。因此，在下电极11收集的电荷累积在放射照像成像像素20A中。相反，在每一个辐射检测像素20B中，漏极电极13和源极电极9 一起短路。因此，在像素20B的下电极11处收集的电荷流入信号线路3中。在本示例性实施例的放射照像成像设备100中，在信号检测电路105的放大电路50处检测从辐射检测像素20B输出的电信号(电荷信息)，如上所述。然后，控制部分106将所检测到的电信号(电荷信息)与用于辐射检测的预指定的阈值作比较，并且基于电信号是否大于阈值来确定是否已经开始了辐射的照射(图9，步骤S104)。如图7、图8和图9中所示，在检测到辐射的照射的开始的情况下(图9，步骤S104中的“是”)，放射照像成像设备100转换到用于累积由传感器部分103产生的电荷的累积时段(参见在图7中和在图8中的Gk+2以及图9中的S106)。需注意的是，在本不例性实施例中，由于累积时段是用于累积电荷以用于成像的，该时段也可以被称为“成像时段”。在本示例性实施例的放射照像成像设备100中，可以在传感器部分103中产生漏电流。因此，如图7和图8中所示，在辐射检测时段中，接通信号依序被输出到扫描线路101，并且依序被应用到TFT开关4的栅极电极2，并且以恒定时段的间隔来从传感器部分103输出电荷。因此，放射照像成像设备100执行复位操作，该复位操作复位在传感器部分103处累积的电荷。
在检测到辐射的照射的开始并且放射照像成像设备100被转为累积时段的情况下，控制部分106指令辐射检测器10累积电荷(图9，步骤S108)。在辐射检测器10的放射照像成像像素20A中，由于TFT开关4被维持在断开状态中，所以放射照像成像像素20A累积电荷。相反，由于辐射检测像素20B的TFT开关4被短路，所以辐射检测像素20B甚至在电荷累积时段(其中，TFT开关4断开)中也向信号检测电路105输出电荷。采样保持开关SW5以预定的定时来接通和断开，而与放射照像成像设备100是否在电荷累积时段或读取时段中无关(参见在图7和图8中的采样CA)。因此，从辐射检测像素20B输出的电荷的信息以电信号(电荷信息)的形式经由信号检测电路105的放大电路50和ADC 54被输入到控制部分106。当照射辐射(将放射照像图像成像)时，本示例性实施例的放射照像成像设备100用定时器(在附图中未示出)来确定检测到何时从辐射的照射的开始已经过去预定持续时间(图9，步骤S118)。当预定持续时间尚未过去时(图9，步骤S118中的“否”)，放射照像成像设备100持续累积电荷(图9，步骤S116)。另一方面，当预定持续时间已经过去时(图9，步骤S118中的“是”)，放射照像成像设备100结束累积时段，并且转向用于从像素20A读取所累积的电荷的读取时段(图9，步骤120)。具体地说，在读取时段中，放射照像成像设备100经由扫描线路101依序向TFT开关4的栅极电极2应用接通信号。因此，像素20A的TFT开关4依序被接通，并且放射照像成像设备100按照在像素20A中累积的电荷量通过输出到信号线路3的电信号来读出电荷。另一方面，将描述由于噪声而造成误检了辐射的照射的开始的情况。由于电磁波等的影响或干扰，在传感器部分103中产生的噪声(电荷)可以产生超过阈值的电荷(参见在图8中的Gk+2)。基于由于干扰而产生的噪声(电荷)的电信号(电荷信息)具有与基于由于在放射照像图像的通常成像期间辐射的照射而产生的电荷的电信号(电荷信息)不同的特性。特别地，时间变化是不同的。例如，如通过将图7与图8作比较可以看出的，电信号的极性可以与通常的极性相反，因为如果其是噪声，则电荷可能相反地流动。而且，如果其是噪声，则由电信号(电荷信息)的时间变化表达的波形的幅度振荡，如图8中所示。下面将描述在本示例实施例中的辐射检测器10中的由辐射的照射造成的电信号和由噪声造成的电信号之间的差异。图10是示出根据本示例实施例的在辐射被照射到放射照相检测器时的电信号的时间变化的图。需要注意的是，图10中的(1)、(2)和(3)分别不出了电信号Di、电信号Di的一阶微分Dil以及电信号Di的二阶微分Di2的时间变化。进一步地，附图11是示出根据本示例实施例的在放射照相检测器中产生了噪声时的电信号的时间变化的图。需要注意的是，图11中的(1)、(2)和(3)分别示出了电信号Di、电信号Di的一阶微分Dil以及电信号Di的二阶微分Di2的时间变化。如图10中的(I)所示，当照射辐射时，由于电信号Di与时间一起增加和变化，电信号Di可以被表示为时间t的函数f (t)。在本示例实施例中，辐射的照射的开始是基于电信号Di是否超过了用于辐射监测的阈值来检测的。而且，如图11中的(I)所示，当产生噪声时，由于电信号Di与时间一起变化，电信号Di可以被表示为时间t的函数g (t)，当辐射被照射时作为电信号Di。然而，由噪声造成的电信号Di具有阻尼振荡波形，其是具有恒定频率和衰减振幅的正弦波。当对由噪声造成的该电信号Di进行一阶微分时，获得波形gl (t)，其与电信号Di有90度的相位差，如图11中的(2)所示。如图10中的(2)所示，当照射辐射时，函数f (t)的一阶微分fl (t)在辐射的照射开始后迅速增加并且很快变为恒定。另一方面，如图11的(2)所示，当产生噪声时，函数g (t)的一阶微分gl (t)也具有带90度相位差的阻尼振荡波形。而且，当照射了辐射后，一阶微分fl (t)总是具有正极性。另一方面，当产生了噪声后，一阶微分gl (t)具有在正 极性和负极性之间来回摆动的幅值。此外，如图10的(3)所示，当照射辐射时，函数f (t)的二阶微分f2 (t)具有类似高斯函数的特征。另一方面，如图11的(3)所示，当产生噪声时，函数g (t)的二阶微分g2 (t)也具有类似一阶微分gl (t)的相位差的阻尼振荡波形。因此，如同在一阶微分中一样，当照射辐射时，二阶微分f2 (t)总是具有正极性。另一方面，当产生噪声时，二阶微分g2 (t)在一个时段具有负极性，接着具有在正极性和负极性之间来回摆动的幅值。需注意的是，比较图10和11即可知，一阶微分fl (t)(当照射辐射时)的幅值比一阶微分gl (t)(当产生噪声时)的幅值小。类似地，二阶微分f2 (t)(当照射福射时)的幅值比二阶微分g2 (t)(当产生噪声时)的幅值小。因此，可以通过如下步骤来作出误检(噪声)的确定首先设置用于误检确定(thl和th2)的阈值以区分一阶微分fl (t)和一阶微分gl (t)，并且如果电信号的时间变化超过用于误检确定的阈值则确定为是误检。类似地，可以通过如下步骤来作出误检(噪声)的确定首先设置用于误检确定(th3和th4)的阈值以区分二阶微分f2 (t)和二阶微分g2 (t)，并且如果电信号的时间变化超过用于误检确定的阈值则确定为是误检。在本示例性实施例中，从辐射检测像素20B输出的电信号(电荷信息)的检测在转向累积时段后继续。因此，在本示例性实施例中，控制部分106基于用于预定检测时段的电信号(电荷信息)的时间变化是否具有噪声的特征特性来确定是否已经误检了辐射的照射的开始，如上所述(图9，步骤S110)。具体地说，如上所述，可以通过确定电信号的极性是否与在检测时段中通常的极性相反来执行误检的确定。而且，可以通过下述方式来执行误检的确定区分(例如一阶微分或二阶微分)在检测时段中输出的电信号(电荷信息)的幅度，并且如果梯度大体不变或逐渐增大，则确定已经正确地检测到辐射的照射的开始，并且如果梯度降低，则确定已经误检了辐射的照射的开始。而且，可以通过使用用于误检确定的阈值来执行误检确定。注意，为了进一步提高检测精度，可以组合多种检测。用于检测电信号的预定检测时段(成像时段)取决于成像条件和放射照像成像设备100等而不同。因此，例如，可以通过在先测试等来确定成像时段等的百分比。而且，在强影响被体验为干扰的情况下，电荷在特定的信号线路3中消失，并且所产生的噪声在信号线路3之间不同。在该情况下，可以通过测试等来首先获得在信号线路3中产生的噪声，并且可以在信号线路3之间不同地设置确定准则。例如，对于信号线路3中的每一个，上述用于误检(tl至t4)的确定可以被预先确定。在该情况下，例如，基于信号线路的位置，可以将多个信号线路3分成多个区域，诸如辐射检测器10的端部的端部区域以及辐射检测器10的中心的中心区域。在该情况下，每个区域可以具有用于误检确定的不同的阈值。在用于误检确定的阈值对于每个信号线路3或每个区域不同的情况下，对每个信号线路3或每个区域执行误检的确定。在这样的情况下，当作出了一次误检确定或者在一预定时间段中作出了误检确定，可以取消累积时段。在本示例性实施例的放射照像成像设备100中，在确定已经有误检的情况下(图9，步骤SllO的“是”)，取消累积时段，电荷信息的累积停止(图9，步骤S112)，并且放射照像成像设备100转向辐射检测时段，如图8中所示。在图8中所示的情况下，放射照像成像设备100结束累积时段，并且立即转向辐射 检测时段。然而，为了防止由于在这个累积时段中累积的电荷造成的在辐射的照射的开始的确定中的错误，可以在转向辐射检测时段之前执行上述的复位操作，并且可以读出和丢弃电信号(电荷信息)(图9，步骤S114)。在该情况下，复位操作的时段变为其中未检测到辐射的时段(未检测时段)。因此，为了缩短非检测时段，可以对于多条扫描线路101同时执行复位操作。控制设备202可以执行控制以便禁止在复位操作期间来自辐射照射设备204的辐射的照射。如上所述，在本示例性实施例的放射照像成像设备100中，当照射辐射时，信号检测电路105在预定检测时段期间检测来自按照照射而产生的电荷的、在电荷累积时段中从福射检测像素20B输出的电信号(电荷信息)。控制部分106确定电信号(电荷信息)的时间变化是否具有预指定的噪声的特性。如果控制部分106确定电信号没有预先指定的特性，则确定已经正确地检测到辐射的照射的开始。因此，电荷累积时段继续，并且将放射照像图像成像。另一方面，如果控制部分106确定电信号具有预指定的特性并且因此是噪声，则控制部分106确定已经误检了辐射的照射的开始，停止(取消)电荷累积时段，并且转向辐射检测时段。因此，在本示例性实施例中，可以基于在电荷累积时段期间从辐射检测像素20B输出的电信号(电荷信息)来确定辐射的照射的开始的检测是否是由因为干扰等造成的噪声而引起的误检。因此，本示例性实施例可以精确地检测辐射的照射的开始，即使在由于干扰等造成的噪声出现的情况下。在本示例性实施例中，如果确定误检，则停止(取消)电荷累积时段，并且放射照像成像设备100转向辐射检测时段。因此，本示例性实施例可以缩短在误检的确定之前的时间。如果在误检的确定之前需要时间，则可以在误检的确定之前照射辐射。结果，当将放射照像图像成像时，可能未正确地检测到辐射，并且可能未获得正确的放射照像图像。在这样的情况下，存在将成像对象206进行不必要的曝光的风险。然而，本示例性实施例可以防止上面的风险。并且，可以考虑如下的情况在确定了在已经开始照射辐射之后该检测是否是误检之后，开始累积时段。然而，在该情况下，在辐射的照射开始之后直到作出了该检测不是误检的确定为止成像对象206已经接收的曝光量，变为并不对放射照像图像作出贡献的不必要的曝光。另一方面，如上所述，在检测到辐射的照射开始之后，本示例实施例在转到累积时段之后确定该检测是否是误检。而且，如果确定该检测时误检，本示例实施例立即停止累积时段，并返回至辐射检测时段。因此，与在确定了该检测是否是误检之后将辐射检测器10转到累积时段的情况相比，本示例实施例可以精确地检测辐射的照射的开始，并且可以减少因实时检测造成的不必要的曝光量。而且，如果基于噪声的图像被输出为放射照像图像，则可能有误诊、服务呼叫的增多等的风险。然而，对于本示例性实施例，不输出基于噪声的图像。因此，本示例性实施例可以防止这样的风险。在上面的示例性实施例中，已经描述了下述情况辐射检测像素20B用于用于控制部分106的像素20以在电荷累积时段期间获取电信号，该辐射检测像素20B每一个包括使得源极和漏极短路的TFT开关4。然而，用于在电荷累积时段期间获取电信号的像素20不限于此。例如，如图12中所示，连接线路82可以从沿着漏极电极13的中途形成，并且可 以与信号线路3连接。在该情况下，有效地短路TFT开关4的源极和漏极。当如上和在图12中所述TFT开关4的源极和漏极一起短路时，栅极电极2可以形成为与扫描线路101分离，如图13中所示。例如，如图14中所示，在每一个辐射检测像素20B中，可以形成连接线路82，并且传感器部分103和信号线路3可以经由连接线路82和接触孔17连接，并且可以电断开漏极电极13和接触孔17。在所描述的上面的示例性实施例中内，已经描述了使得TFT开关4短路的像素被用作辐射检测像素20B。然而，未使得TFT开关4短路的像素可以被用作辐射检测像素20B。在该情况下，可以与像素20A的TFT开关4的控制分离地执行像素20B的TFT开关4的控制。此外，在该情况下，辐射检测器10的预定像素20可以被用作像素20B，或者，可以提供在辐射检测器10中的除了像素20之外的像素。在本示例性实施例的放射照像成像设备100的辐射检测器10 (参见图2)中，辐射检测像素20B连接到信号线路3的一些。然而，本发明不限于此。辐射检测像素20B可以被设置在其中可以连接所有的信号线路3的位置处。辐射检测像素20的位置不被上面的示例性实施例限制。另外，在上述示例实施例中，描述了如下的情况由于转换后的光而产生电荷的间接转换型的辐射检测器10，被应用在本发明中。然而，本发明并非限于此。例如，可以将直接转换型的辐射检测器10应用到本发明，这种直接转换型的辐射检测器10使用诸如无定形的硒(a-Se)等，并且直接将辐射转换到电荷，作为吸收辐射并转换到电荷的光电转换层。在上面的示例性实施例中描述的放射照像成像设备100和辐射检测器10的配置、操作等是示例，并且，可以在不偏离本发明的精神的情况下被适当地修改。本发明的“辐射”不被本示例性实施例特别地限制；可以采用X射线、伽马射线等。
权利要求
1.一种放射照像成像设备，包括 多个像素，每一个像素包括 传感器部分，所述传感器部分按照照射的辐射来产生电荷，以及 开关元件，所述开关元件按照控制信号来从所述传感器部分读出所述电荷，并且向信号线路输出根据所述电荷的电信号； 辐射检测元件，所述辐射检测元件是所述多个像素中所述开关元件被短路的像素，并且所述辐射检测元件根据由于照射的辐射产生的电荷来输出电信号； 检测装置，所述检测装置基于在检测时段中从所述辐射检测元件输出的所述电信号来检测所述辐射的照射的开始； 控制信号输出装置，所述控制信号输出装置输出对所述电荷的读出进行控制的所述控制信号；以及 确定装置，所述确定装置在所述检测装置已经检测到所述辐射的照射的开始后的放射照像成像时段中，检测从所述辐射检测元件输出的所述电信号，并且基于所检测到的电信号的时间变化来确定所述检测装置是否已经误检了所述辐射的照射的开始。
2.根据权利要求I所述的放射照像成像设备，其中，所述确定装置基于下述的至少一个的时间变化来确定所述检测是否是误检 根据所检测到的电信号的电荷的极性，以及 表达所述电荷量的时间变化的波形的幅度。
3.根据权利要求I或2所述的放射照像成像设备，其中所述确定装置基于为每个预定义的信号线路预先确定的值确定所述检测是否是误检。
4.根据权利要求I所述的放射照像成像设备，进一步包括 控制装置，所述控制装置在所述成像时段中输出禁止从所述像素提取电荷的控制信号，并且在所述成像时段已经结束后控制所述控制信号输出装置输出所述控制信号以便提取所述电荷；以及 切换装置，所述转换装置在所述检测装置检测到所述辐射的照射的开始的情况下从所述检测时段切换到所述成像时段，并且在切换到所述成像时段后，在所述确定装置确定所述检测是误检的情况下从所述成像时段切换到所述检测时段。
5.根据权利要求4所述的放射照像成像设备，其中，在所述确定装置确定所述检测是误检的情况下，并且在所述切换装置已经从所述成像时段切换到所述检测时段的情况下，所述控制装置控制所述控制信号输出装置通过输出用于执行电荷的提取的所述控制信号来执行复位操作，所述复位操作从所述多个像素提取所述电荷。
6.根据权利要求I所述的放射照像成像设备，进一步包括输出装置，所述输出装置在所述成像时段中输出从所述多个像素读出的所述电信号，并且在所述确定装置确定所述检测是误检的情况下，丢弃从所述多个像素提取的所述电信号，而不输出所述电信号。
7.一种放射照像成像系统，包括 照射设备，所述照射设备照射辐射；以及 根据权利要求I所述的放射照像成像设备，该放射照像成像设备按照照射的辐射来成像放射照像图像。
8.一种放射照像成像系统，包括照射设备，所述照射设备照射辐射； 根据权利要求4所述的放射照像成像设备，该放射照像成像设备按照照射的辐射来成像放射照像图像；以及 控制设备，所述控制设备执行控制以便在所述放射照像成像设备的所述复位操作期间禁止通过所述照射设备进行的所述辐射的照射。
9.一种控制放射照像成像设备的方法，所述放射照像成像设备包括 多个像素，每一个像素包括传感器部分和开关元件，所述传感器部分按照照射的辐射来产生电荷，所述开关元件按照控制信号来从所述传感器部分读出所述电荷，并且向信号线路输出根据所述电荷的电信号； 辐射检测元件，所述辐射检测元件是所述多个像素中所述开关元件被短路的像素，并且所述辐射检测元件根据由于照射的辐射产生的电荷来输出电信号； 检测装置，所述检测装置基于在检测时段中从所述辐射检测元件输出的所述电信号来检测所述辐射的照射的开始； 控制信号输出装置，所述控制信号输出装置输出对所述电荷的读出进行控制的所述控制信号； 确定装置，所述确定装置在所述检测装置已经检测到所述辐射的照射的开始后的放射照像成像时段中，检测从所述辐射检测元件输出的所述电信号，并且基于所检测到的电信号的时间变化来确定所述检测装置是否已经误检了所述辐射的照射的开始，所述方法包括 在所述检测装置已经检测到所述辐射的照射的开始后的放射照像成像时段中检测从所述辐射检测元件输出的所述电信号；以及， 基于所检测到的电信号的时间变化来确定所述检测装置是否已经误检了所述辐射的照射的开始。
全文摘要
本发明提供了一种放射照像成像设备、放射照像成像系统和控制放射照像成像设备的方法，它们可以精确地检测辐射的照射的开始，即使由干扰等产生噪声。即，当照射辐射时，信号检测电路在检测时段期间检测在电荷累积时段中从辐射检测像素输出的电信号。控制部分确定电信号的时间变化是否表征噪声的预指定的特性。如果否，则已经正确地检测到辐射的照射的开始，电荷累积时段继续，并且成像放射照像图像。然而，如果电信号表征了预指定的特性，则确定已经误检了辐射的照射的开始，电荷累积时段停止并且切换到辐射检测时段。
文档编号G01T1/17GK102780857SQ20121014448
公开日2012年11月14日 申请日期2012年5月10日 优先权日2011年5月10日
发明者冈田美广 申请人:富士胶片株式会社
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
