专利名称：成像装置和成像系统、它们的方法和程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及成像装置和成像系统。更特别地，本发明涉及优选用于医疗诊断中的诸如放射线照相的静止图像放射线照相和诸如荧光检查放射线照相(fluoroscopic radiographing)的运动图像放射线照相的用于放射线成像系统的成像系统和放射线成像装置。注意，在本发明中，除了作为由由于放射性衰变发射的粒子(包含光子)构成的射束的α射束、β射束和Y射束以外，放射线还包含诸如X射线、微粒射线和宇宙射线的具有大于等于这些射束所具有的能量的能量的射束。
背景技术：
近年来，作为用于通过X射线的医疗图像诊断和非破坏性检查的成像装置，使用由半导体材料形成的平板检测器(FPD)的放射线成像装置开始投入实用。例如，在医疗图像诊断中，这种放射线成像装置被用作用于诸如放射线照相的静止图像放射线照相和诸如荧光检查放射线照相的运动图像放射线照相的数字成像装置。关于这种放射线成像装置，如日本专利申请公开No. H11-U8213公开的那样，认为可以向和从X射线照射区域切换FPD读出的区域(场尺寸)。但是，如果照射区域在切换之后变宽，那么像素感度或暗输出在FPD中的被照射区域和未被照射区域之间不同。因此， 在提供的图像中出现受照射区域影响的幻影(图像的阶差(st印of image))，这可导致图像质量劣化。日本专利申请公开No. 2008-167846考虑了可实施用于校正受这种照射区域改变影响的幻影的图像处理。具体地，基于根据对于各X射线照射条件的均勻照射具有幻影的数据，导出幻影校正因子。基于幻影校正因子，导出需要的幻影校正因子，其与在收集关于要被检查的对象部分、即照射区域的数据时的X射线照射条件以及从开始X射线照射起的时间对应。因此，通过使用需要的幻影校正因子校正关于要被检查的对象部分的数据以产生校正后的图像数据。
发明内容
技术问题但是，在日本专利申请公开No. 2008-167846中描述的校正技术通过使用图像处理执行校正，使得校正处理和参数的管理复杂，从而导致装置总体上复杂。并且，由于例如必须事先获取校正用数据，因此任务是麻烦的，另外，由于例如必须仔细和精确地执行用于获取数据的方法，因此用于获取稳定的图像质量的管理是困难的。并且，校正不减少导致上述幻影并且包含于由FPD提供的图像信号中的残留图像(after image)自身的量，因此难以在各种情况下实现最佳的优点。问题的解决方案申请人:敏锐地进行了研究，以提供能够在没有复杂的图像处理的情况下减少可在提供的图像中出现并且受照射区域影响的图像的阶差并防止明显的图像质量劣化的成像装置和成像系统，并且，我们已想到以下描述的本发明的各方面。根据一个方面，本发明提供了一种成像装置，该成像装置包括包含布置成阵列的多个像素的检测器，其中，像素包含用于将放射线或光转换成电荷的转换元件，并且，检测器执行用于输出与放射线或光的照射相应的图像数据的成像操作；和用于控制包含成像操作的检测器的操作的控制单元，其中，成像操作包含用于输出与在与多个像素的一部分对应的第一照射场中的放射线或光的照射相应的图像数据的第一成像操作和用于输出与在面积比第一照射场的面积大的第二照射场中的放射线或光的照射相应的图像数据的第二成像操作，并且，控制单元控制检测器的操作，使得，响应从第一照射场中的照射到第二照射场中的照射的改变，检测器在第一和第二成像操作之间的时段期间执行用于初始化转换元件的初始化操作。根据另一方面，本发明提供一种成像系统，该成像系统包括以上的成像装置；用于用放射线照射成像装置的放射线产生器装置；和用于控制成像装置和放射线产生器装置的控制装置，其中，放射线产生器装置包含具有根据从控制装置接收的控制信号在第一和第二照射场之间切换的功能的机构。根据又一方面，本发明提供一种成像装置的控制方法，该成像装置包括包含布置成阵列的多个像素的检测器，其中，像素包含用于将放射线或光转换成电荷的转换元件，并且，检测器执行用于输出与放射线或光的照射相应的图像数据的成像操作，该方法控制包含成像操作的检测器的操作，其中，该方法包括用于输出与在与检测器的多个像素的一部分对应的第一照射场中的放射线或光的照射相应的图像数据的第一成像操作；继第一成像操作之后的响应用于将第一照射场中的照射改变为面积比第一照射场的面积大的第二照射场中的照射的指令将转换元件初始化的初始化操作；和继初始化操作之后的用于输出与在检测器的第二照射场中的放射线或光的照射相应的图像数据的第二成像操作。根据另一方面，本发明提供一种用于设定计算机以执行成像装置的控制的计算机程序，该成像装置包括包含布置成阵列的多个像素的检测器，其中，像素包含用于将放射线或光转换成电荷的转换元件，并且，检测器执行用于输出与放射线或光的照射相应的图像数据的成像操作，使得，检测器执行包含成像操作的操作，其中，计算机程序设定检测器以执行以下的操作用于输出与在与检测器的多个像素的一部分对应的第一照射场中的放射线或光的照射相应的图像数据的第一成像操作；继第一成像操作之后的响应用于将第一照射场中的照射改变为面积比第一照射场的面积大的第二照射场中的照射的指令将转换元件初始化的初始化操作；和继初始化操作之后的用于输出与在检测器的第二照射场中的放射线或光的照射相应的图像数据的第二成像操作。本发明的有利效果本发明具有如下的有利效果，S卩，能够在没有复杂的图像处理的情况下减少可在由FPD的驱动操作提供的图像中出现并且受照射区域影响的幻影(图像的阶差)并防止明显的图像质量劣化的有利效果。从下文参照附图对示例性实施例的描述，本发明的其它特征将变得清晰。
图1是包括根据本发明的第一实施例的成像装置的成像系统的概念性框图。
图2是根据本发明的第一实施例的成像装置的概念性等价电路图。图3是用于示出根据本发明的成像装置和成像系统的操作的流程图。图4A、图4B、图4C和图4D是用于示出根据本发明的成像装置和成像系统的操作的时序图。图5A、图5B、图5C、图5D和图5E包含用于示出根据本发明的改变操作的时序图和用于示出效果的“时间-阶差量”的特性图。图6A和图6B是根据本发明的第二实施例的成像装置的概念性等价电路图。图7A、图7B、图7C和图7D是用于示出根据本发明的第二实施例的成像装置和成像系统的操作的时序图。图8A、图8B和图8C是用于示出根据本发明的第二实施例的改变操作的时序图。
具体实施例方式下文将参照附图详细描述本发明优选可适用的实施例。第一实施例根据本实施例的图1所示的放射线成像系统包括成像装置100、控制计算机108、 放射线控制装置109、放射线产生器装置110、显示器113和控制台114。成像装置100包括平板检测器(FPD) 104，该平板检测器(FPD) 104包含具有用于将放射线或光转换成电信号的多个像素的检测单元101、用于驱动检测单元101的驱动电路102和用于输出来自被驱动的检测单元101的电信号作为图像数据的读出电路103。成像装置100还包括用于处理来自FPD 104的图像数据以输出它的信号处理单元105、用于向各部件供给单独的控制信号以控制FPD 104的操作的控制单元106和用于向各部件供给单独的偏压的电源107。如下面描述的那样，信号处理单元105接收来自控制计算机108的控制信号并将它供给到控制单元106。电源107具有从外部电源或内置电池(未示出)接收电压的诸如调压器的内置电源电路以向检测单元101、驱动电路102和读出电路103供给需要的电压。控制计算机108执行放射线产生器装置110和成像装置100之间的同步化、用于确定成像装置100的状态的控制信号的传送和用于校正、存储和显示来自成像装置100的图像数据的图像处理。并且，控制计算机108基于来自控制台114的数据向放射线控制装置109传送用于确定放射线的照射条件的控制信号。放射线控制装置109在从控制计算机108接收到控制信号时控制利用来自嵌入放射线产生器装置110中的放射线源111的放射线的照射操作以及照射场光阑 (diaphragm) 112的操作。照射场光阑112具有可改变预定的照射场、即在该处用放射线或与放射线相当的光照射FPD 104中的检测单元101的区域的功能，并且，它在实施例中具有可在照射场A和照射场B之间切换的功能。在与本发明的第一照射场对应的照射场A中， 向多个像素的一部分照射放射线，例如，当总共存在包含约观00行和约观00列的像素时， 向例如约1000行和约1000列的像素照射放射线。并且，在与本发明的第二照射场对应的照射场B中，向比照射场A宽的部分，例如向所有的像素照射放射线。控制台114被用于输入对象的信息和成像条件，并且将它们作为用于由控制计算机108使用的各种类型的控制的参数发送到控制计算机108。显示器113显示作为通过控制计算机108处理的图像的图像数据。
下面，参照图2描述根据本发明的第一实施例的成像装置。注意，与以上参照图1 描述的部件类似的部件被赋予类似的附图标记，并且其详细的描述被省略。并且，为了简化，图2示出包含具有以3行和3列布置的像素的FPD的成像装置。但是，实际的成像装置可具有更高量级的多个像素，并且，例如，17英寸成像装置可具有以约观00行和约观00列布置的像素。检测单元101具有布置成阵列的多个像素。各像素具有用于将放射线或光转换成电荷的转换元件201和用于输出与电荷相应的电信号的开关元件202。在实施例中，所使用的用于将照射到转换元件的光转换成电荷的光电转换元件是设置在诸如玻璃基板的绝缘基板上并且主材料是非晶硅的PIN光电二极管。使用的转换元件可优选为间接转换元件， 该间接转换元件包含设置在光电转换元件的放射线的入射侧的用于将放射线转换成上述的光电转换元件可感测的波长带中的光的波长转换器，以及用于直接将放射线转换成电荷的直接转换元件。使用的开关元件202可优选为具有控制端子和两个主端子的晶体管，并且，在本实施例中，使用薄膜晶体管(TFT)。转换元件201的一个电极与开关元件202的两个主端子中的一个电连接，并且，另一电极通过共用偏压布线Bs与偏压电源107a电连接。 行方向上的多个开关元件，例如，Tll T13使它们的控制端子共同地与第一行中的驱动布线Gl电连接，并且，驱动电路102通过各行的驱动布线发送用于控制各开关元件的导通状态的驱动信号。列方向上的多个开关元件，例如，Tll T31的主控制端子中的另一个与第一列中的信号布线Sigl电连接，并且，在开关元件的导通状态期间，根据各转换元件的电荷的电信号通过信号布线被输出到读出电路103。沿列方向布置的多个信号布线Sigl Sig3并行地将由多个像素输出的电信号传送给读出电路103。读出电路103包含用于放大通过检测单元101对于各信号布线并行输出的各电信号的放大电路207。并且，各放大电路207包含用于放大电信号输出的积分放大器203、用于放大来自积分放大器203的电信号的可变增益放大器204、用于采样和保持放大后的电信号的采样和保持电路205以及缓冲放大器206。积分放大器203包含用于放大读出的电信号以输出它的运算放大器、积分电容器和复位开关。积分放大器203具有与积分电容器值的改变相应的可变放大因子。电信号输出被输入到运算放大器的反相输入端子，并且，基准电压Vref从基准电源107b被输入到非反相输入端子，并且，从输出端子输出放大的电信号。并且，积分电容器被设置在反相输入端子和输出端子之间。采样和保持电路205与各放大电路对应地被设置，并由采样开关和采样电容器构成。并且，读出电路103包含用于依次输出从各放大电路207并行读出的电信号作为串行信号形式的图像信号的多路复用器208 和用于转换图像信号的阻抗以输出它的缓冲放大器209。作为由缓冲放大器209输出的模拟电信号的图像信号Vout被模数转换器210转换成数字图像数据，该数字图像数据被输出到图1所示的信号处理单元105。然后，由信号处理单元105处理的图像数据被输出到控制计算机108。响应从图1所示的控制单元106输入的控制信号(D-CLK、0E、DI0)，驱动电路102 向各驱动布线输出驱动信号，该驱动信号具有用于将各开关元件设定于导通状态的导通电压Vcom和用于将各开关元件设定于非导通状态的非导通电压Vss。因此，驱动电路102控制开关元件的导通状态和非导通状态以驱动检测单元101。图1中的电源107包含偏压电源107a和用于图2所示的放大电路的基准电源107b。偏压电源107a通过偏压布线Bs向各转换元件的另一电极共同供给偏压电压Vs。偏压电压Vs与本发明的第一电压对应。基准电源107b向各运算放大器的非反相输入端子供给基准电压Vref。图1所示的控制单元106通过信号处理单元105接收来自外部的控制计算机108 的控制信号，并且通过向驱动电路102、电源107和读出电路103发送各种类型的控制信号控制FPD 104的操作。控制单元106通过向驱动电路102发送控制信号D-CLK、OE和DIO 控制驱动电路102的操作。这里，控制信号D-CLK是用于用作驱动电路的移位寄存器的移位时钟信号，并且，控制信号DIO是移位寄存器通过其转换的脉冲信号，并且控制信号OE控制移位寄存器的输出端子。并且，控制单元106通过向读出电路103发送控制信号RC、SH 和CLK控制读出电路103中的各部件的操作。这里，控制信号RC控制各积分放大器的复位开关的操作，并且，控制信号SH控制各采样和保持电路205的操作，并且，控制信号CLK控制多路复用器208的操作。以下，参照图1 3，特别是图3，描述本发明的成像装置和成像系统总体上的操作。操作员操作控制台114以确定照射条件并通过使用控制计算机108开始放射线照相。 由放射线控制装置109控制的放射线产生器装置110在照射条件下用希望的放射线照射对象。成像装置100输出与已穿过对象的放射线相应的图像数据，并且，输出的图像数据是被控制计算机108处理并在显示器113上显示的图像。控制计算机108随后询问操作员放射线照相是否应继续，并且，当操作员给予不继续放射线照相的指令(否(NO))时，放射线照相结束。当给予继续放射线照相的指令(是 (YES))时，控制计算机108询问操作员是否应改变照射场。当操作员给予不改变照射场的指令(否)时，控制计算机108在事先确定的放射线照相条件下控制放射线控制装置109 和放射线产生器装置110，并且，在相同的照射条件下再次实施放射线照射。另一方面，当操作员给予改变照射场的指令(是)时，控制计算机108确定改变照射场的照射条件，并且， 放射线控制装置109基于照射条件控制放射线产生器装置110中的照射场光阑112，并由此确定改变之后的照射场。并且，控制计算机108向成像装置100发送使成像装置100执行以下详细描述的改变操作的控制信号，并且，成像装置100执行改变操作。在完成改变操作之后，控制计算机108在确定的照射条件下控制放射线控制装置109和放射线产生器装置 110，并且，在改变的照射条件下实施放射线照射以执行下一放射线照相。然后，参照图4A 4D，描述本发明的成像装置和成像系统的操作。在图4A中，一旦向转换元件201供给偏压电压Vs，成像装置100就在空闲时段期间执行空闲操作。这里， 术语“空闲操作”是如下这样的操作，即为了稳定由开始施加偏压电压Vs导致的检测器104 的特性的变化，重复执行初始化操作Kl至少多次。并且，术语“初始化操作”是向转换元件供给累积操作之前的初始偏压以将转换元件初始化的操作。注意，在图4A中，对于空闲操作，多次重复执行累积操作Wl和初始化操作Kl的集合。图4B是用于示出图4A中的时段A-A'中的成像装置的操作的时序图。如图4B所示，在累积操作Wl中，向各转换元件201施加偏压电压Vs，并且，向各开关元件202施加非导通电压Vss，使得各像素中的开关元件被设定于非导通状态。在初始化操作Kl中，首先， 复位开关将各积分放大器中的积分电容器和信号布线复位，并且，驱动电路102向驱动布线Gl供给导通电压Vcom，使得第一行中的各像素中的开关元件Tll T13被设定于导通状态。开关元件的导通状态导致转换元件被初始化。此时，转换元件的电荷通过开关元件作为电信号被输出。但是，在实施例中，在采样和保持电路之后设置的电路不操作，并因此不从读出电路103输出根据电信号的数据。随后，积分电容器和信号布线被再次复位，因此， 输出的电信号被处理。但是，如果需要使用该数据用于校正，那么，在采样和保持电路之后设置的电路可以以与以下描述的图像输出操作和暗图像输出操作类似的方式操作。开关元件的导通状态的控制和复位被重复应用于第二行和第三行中的各开关元件，由此，执行检测单元101的初始化操作。这里，在初始化操作中，复位开关可保持在导通状态以至少在开关元件的导通状态的时段期间继续复位。并且，初始化操作中的开关元件的导通持续时间可比后面描述的图像输出操作中的开关元件的导通持续时间短。在初始化操作中，多个行中的开关元件可同时被设定于导通状态。在这种情况下，能够缩短整个初始化操作的时间长度，并且更迅速地稳定检测器的特性的变化。注意，实施例中的初始化操作Kl在与在空闲操作之后要执行的荧光检查放射线照相操作中包含的图像输出操作的时段相同的时段期间执行。图4C是用于示出图4A中的时段B-B'中的成像装置的操作的时序图。空闲操作完成，并且，检测器101处于能够进行放射线照相的状态，并且，随后，成像装置100在从控制计算机108接收到控制信号时执行在照射场A中向FPD 104照射放射线的荧光检查放射线照相操作。该荧光检查放射线照相操作与本发明的第一成像操作对应。并且，成像装置 100执行该荧光检查放射线照相操作的时段被称为“荧光检查放射线照相时段”。在荧光检查放射线照相时段期间，成像装置100执行在与放射线照射的持续时间对应的时段期间的其中转换元件201可产生与照射的放射线相应的电荷的累积操作Wl，和基于在累积操作Wl 中产生的电荷输出图像数据的图像输出操作XI。如图4C所示，在图像输出操作中，首先，积分电容器和信号布线被复位，并且，驱动电路102向驱动布线Gl供给导通电压Vcom，第一行中的开关元件Tll T13然后被设定于导通状态。因此，根据在第一行中的各转换元件 Sll S13中产生的电荷的电信号被输出到各信号布线。通过各信号布线并行输出的电信号被各放大电路206中的运算放大器203和可变增益放大器204放大。各放大后的电信号由放大电路中的控制信号SH所驱动的各采样和保持电路205并行保持。在保持之后，积分电容器和信号布线被复位。在复位之后，与第一行类似地向第二行中的驱动布线G2供给导通电压Vcom，并且，第二行中的各开关元件T21 T23被设定于导通状态。在第二行中的开关元件T21 T23处于导通状态的时段期间，多路复用器208依次输出由各采样和保持电路205保持的电信号。因此，从第一行中的各像素并行读出的电信号被转换成串行信号形式的图像信号，该图像信号被输出到模数转换器210并且被模数转换器210转换成每行的图像信号以输出它。从第一行到第三行对于各行执行上述的操作，并由此通过成像装置输出每帧的图像数据。并且，实施例执行在与累积操作Wl的时段相同的时段期间的其中转换元件201可在不照射放射线的暗状态中产生电荷的累积操作W1，和基于在累积操作Wl中产生的电荷输出暗图像数据的暗图像输出操作F1。在暗图像输出操作Fl中，成像装置100 执行与图像输出操作Xl类似的操作。在荧光检查放射线照相时段期间，当响应用于改变照射场的指令，控制计算机108 发送导致成像装置100执行改变操作的控制信号时，成像装置100执行改变操作。此时，响应来自控制计算机108的控制信号，控制单元106通过向读出电路103和驱动电路102中的每一个发送控制信号使得FPD 104执行改变操作。FPD 104执行改变操作的时段被称为 “改变操作时段”。以下参照图5A 5E详细描述改变操作。图4D是用于示出图4A中的时段C-C'中的成像装置的操作的时序图。在改变操作之后，成像装置100执行在比照射场A宽的照射场B中向FPD 104照射放射线的放射线照相操作(静止图像)。该放射线照相操作与本发明的第二成像操作对应。并且，成像装置 100执行该放射线照相操作的时段被称为“放射线照相操作时段”。在放射线照相操作时段期间，成像装置100执行在与放射线照射的持续时间相应的时段期间的其中转换元件可产生与照射的放射线相应的电荷的累积操作W2，以及基于在累积操作W2中产生的电荷执行输出图像数据的图像输出操作X2。如图4D所示，这里，实施例中的累积操作W2和图像输出操作X2分别与累积操作Wl和图像输出操作Xl类似。在实施例中，由于它们的时段较长， 因此使用不同的符号。但是，它们的时段可分别具有类似的长度。并且，实施例执行在与图像输出操作X2之前的累积操作W2的时段相同的时段期间的、使得转换元件可在不照射放射线的暗状态中产生电荷的累积操作W2，以及基于在累积操作W2中产生的电荷输出暗图像数据的暗图像输出操作F2。在暗图像输出操作F2中，成像装置100执行与图像输出操作X2类似的操作。并且，在实施例中，成像装置100在各累积操作W2之前执行初始化操作 K2。这里，初始化操作K2是与上述的初始化操作Kl类似的操作，并且，在实施例中，其时段具有更长的长度，并且，使用不同的符号。但是，该时段可具有类似的长度。下面，参照图5A 5E，描述实施例的改变操作。注意，在图5E中，横轴表示从在改变照射场之后执行的成像操作的开始起的时间。纵轴表示作为包含于照射场A中的像素的输出数据和不包含于照射场A中而包含于照射场B中的像素的输出数据之间的差的阶差量。注意，在图5E中，使用的像素的输出数据是暗状态中的像素的输出数据。在本发明的改变操作中，控制单元106响应用于改变照射场的指令接收控制信号，并且，FPD 104响应控制信号至少一次地执行初始化操作。如图5E所示，已经发现，与没有初始化操作的情况相比，在当照射场改变时执行初始化操作的情况下阶差量减少更多。 并且，已经发现，通过多次执行初始化操作，减少效果提高。以这种方式执行一次或多次的初始化操作可防止由可响应照射场改变在提供的图像中出现的图像的阶差导致的图像质量劣化。在图5A所示的改变操作中，FPD 104将如参照4A和4D描述的用于在照射场改变之后执行的放射线照相操作的初始化操作K2和累积操作W2的集合执行一次或多次。艮口， FPD 104将与用于在照射场改变之后执行的放射线照相操作的输出操作X2和F2对应的初始化操作K2和累积操作W2的集合执行一次或多次。以这种方式，通过根据用于在照射场改变之后执行的放射线照相操作的图像输出操作之前的操作中包含的操作执行改变操作， 放射线照相操作的累积操作W2期间的转换元件的特性可被稳定化，并且，可以提供具有少量伪像的良好图像数据。但是，在累积操作的时段期间，即使在暗状态中也在转换元件中产生电荷，这妨碍了在短时间内使转换元件的特性稳定。特别是当多次执行初始化操作时，改变操作的持续时间可更长，并且，从照射场改变到放射线照相开始的时间可更长。在图5B所示的改变操作中，FPD 104将如参照图4A和图4B描述的用于在照射场改变之前的荧光检查放射线照相操作之前执行的空闲操作的初始化操作Kl执行一次或多次。在该改变操作中，不执行累积操作，并且，仅执行由成像装置100执行的初始化操作之中的具有最短的时段长度的初始化操作K1，使得改变操作所需要的持续时间较短，从而导致系统的可操作性提高。但是，如果对于改变操作执行的初始化操作不与照射场改变之后的成像操作对应，并且它对于与对于照射场改变之后的成像操作执行的初始化操作的时段不同的时段被执行，那么经受成像操作的累积操作的转换元件的特性稳定性可劣化。因此， 可提供具有大量伪像的图像数据。在图5C所示的改变操作中，FPD 104将用于在照射场改变之后执行的放射线照相操作的初始化操作K2执行一次或多次。在该改变操作中，使用包含于在照射场改变之后执行的成像操作中的初始化操作，并且，使用与改变之后的成像操作对应的初始化操作以执行改变操作，从而提供具有少量伪像的良好的图像数据。并且，不执行累积操作，使得可以在更短时间内使转换元件的特性稳定。特别地，对于多次执行初始化操作的改变操作，优选地，在紧挨在改变之后执行的成像操作之前至少一次地执行用于改变之后的成像操作的初始化操作。为了在更短的时间内使转换元件的特性稳定，与图5D所示的改变操作类似，更优选地，分别将初始化操作Kl和初始化操作K2执行至少一次。这样，通过在照射场改变之后在图像操作开始之前执行改变操作，可以在没有复杂的图像处理的情况下减少可能在提供的图像中出现并且受照射区域影响的幻影(图像的阶差)，防止明显的图像质量劣化。第二实施例下面将参照图6A和图6B，描述根据本发明的第二实施例的成像装置。注意，由类似的附图标记表示与第一实施例类似的部件，并且省略其详细的描述。并且，在图6A中，与图2类似，为了简化，示出具有包含以3行和3列布置的像素的FPD的成像装置，但是，实际的成像装置可具有更高量级的多个像素。第一实施例的检测单元101使用PIN光电二极管作为转换元件201，但是，本实施例的检测单元101'使用MIS转换元件的MIS型光电转换元件作为转换元件601。并且，在第一实施例中，一个像素在其中设置有用于输出的一个开关元件，但是，在本实施例中，除了用于输出的开关元件602以外，一个像素还在其中设置有用于刷新的开关元件603。用于刷新的开关元件603的主端子中的一个与转换元件601的第一电极604和开关元件602的两个主端子中的一个电连接。并且，开关元件603的主端子中的另一个通过共用布线与嵌入电源107中的刷新电源107c电连接。行方向上的多个开关元件603的控制端子共同地与用于刷新的驱动布线Gr电连接，并且，驱动信号从用于刷新的驱动电路1021 通过用于刷新的驱动布线Gr被施加到各行的用于刷新的各开关元件603。如图6B所示，转换元件601在其中分别设置有位于第一电极604和第二电极608 之间的半导体层606、位于第一电极604和半导体层606之间的绝缘层605、以及位于半导体层606和第二电极608之间的杂质半导体层。第二电极608通过偏压布线Bs与偏压电源107a'电连接。在转换元件601中，与转换元件201类似，通过偏压电源107a'向第二电极608供给偏压电压Vs，并且，通过开关元件602向第一电极604供给基准电压Vref，由此执行累积操作。这里，在荧光检查放射线照相操作和放射线照相操作中，通过开关元件603 向第一电极604供给刷新电压Vt，并且通过偏压IVs-VtI刷新转换元件601。下面，参照图7A 7D，描述本实施例的成像装置和成像系统的操作。在图7A所示的实施例中，作为图4A所示的第一实施例的初始化操作K1、图像输出操作Xl和暗图像输出操作Fl的替代，分别执行初始化操作Kl'、图像输出操作Xl'和暗图像输出操作Fl'。 并且，作为图4A所示的第一实施例的图像输出操作X2和暗图像输出操作F2的替代，分别执行图像输出操作X2'和暗图像输出操作F2'。其它操作与第一实施例类似，并且其详细的描述被省略。以下，参照图7B 7D描述不同的操作。图7B是用于示出图7A中的时段 A-A'期间的成像装置的操作的时序图。图7C是用于示出图7A中的时段B-B'期间的成像装置的操作的时序图。图7D是用于示出图7A中的时段C-C'期间的成像装置的操作的时序图。在实施例中，除了用于输出的开关元件602以外，一个像素还具有用于刷新的开关元件603。因此，图7B所示的实施例的空闲操作中的初始化操作Kl'与每个像素的一个开关元件202操作的初始化操作Kl不同。在初始化操作Kl'中，与第一实施例类似，从驱动电路102向驱动布线G施加导通电压Vcom，以将开关元件602设定于导通状态，并且，通过开关元件602输出转换元件601的电荷作为电信号。随后，通过驱动电路102r向驱动布线Gr施加导通电压Vcom，以将用于刷新的开关元件603设定于导通状态。此时，通过刷新电源107c供给刷新电压Vt。因此，向转换元件601施加偏压I Vs-Vt I，由此转换元件中的残留电荷被消除，刷新转换元件。积分电容器和信号布线然后被复位，并且开关元件602被再次设定于导通状态，并且，向转换元件施加初始偏压I Vs-Vref I，并由此将转换元件初始化。对于各行依次执行这些操作，从而导致初始化操作Kl'的实现。其它的操作与第一实施例类似，并且它们的详细的描述被省略。并且，在图7C所示的实施例的荧光检查放射线照相操作中，图像输出操作Xl'和图像输出操作Xl之间的差异以及暗图像输出操作Fl'和暗图像输出操作Fl之间的差异与上述的初始化操作Kl'与初始化操作Kl之间的差异类似。其它的操作与第一实施例类似，并且，它们的详细的描述被省略。然后，在该实施例中的用于放射线照相操作的图像输出操作X2'和暗图像输出操作F2'中，如图7D所示，与第一实施例类似，通过驱动电路102向驱动布线G供给导通电压Vcom以将开关元件602设定于导通状态。因此，对于各行通过开关元件602输出转换元件601的电荷作为电信号，并且，从成像装置通过读出电路103输出图像数据。随后，通过驱动电路102r向驱动布线Gr供给导通电压Vcom以将用于刷新的开关元件603设定于导通状态。此时，通过刷新电源107c供给刷新电压Vt，并由此向转换元件601施加偏压 IVs-VtI，并且，转换元件中的残留电荷被消除，从而刷新转换元件。然后，积分电容器和信号布线被复位，并且，开关元件602被再次设定于导通状态，并且，向转换元件施加初始偏压IVs-VrefI，由此将转换元件初始化。对于各行依次执行这些操作，从而导致图像输出操作X2'和暗图像输出操作F2'的实现。并且，在该实施例中，与图像输出操作Xl'相比，图像输出操作X2'具有较长的时段长度，使得它由不同的符号表示，但是它可具有相同的时段长度。下面，参照图8A 8C，描述实施例的改变操作。在图8A所示的改变操作中，通过使用与用于放射线照相操作的输出操作X2'和 F2'的时段长度相同的时段长度，FPD 104执行一次或更多次的与初始化操作Fl'类似的初始化操作K2'。S卩，FPD 104将与用于在照射场改变之后执行的放射线照相操作的输出操作Χ2'和F2'对应的初始化操作K2'执行一次或多次。在该初始化操作Κ2'中，通过使用与在照射场改变之后执行的放射线照相操作对应的初始化操作执行改变操作，使得可以提供具有少量伪像的良好的图像数据。并且，不执行累积操作，并且可以在更短的时间内使转换元件的特性稳定。特别地，对于多次执行初始化操作的改变操作，优选地，紧挨在改变之后执行的放射线照相操作之前至少一次地执行与改变之后的放射线照相操作对应的初始化操作。在图8B所示的改变操作中，FPD 104首先将以下描述的刷新操作R执行至少一次。随后，FPD 104将与在照射场改变之后执行的放射线照相操作的输出操作X2'和F2' 对应的初始化操作K2'执行一次或更多次。在该改变操作中，除了如图8Α所示的改变操作的效果以外，通过刷新操作R的转换元件中的残留电荷的消除还允许更多地减少图像的阶差。以下参照图8C描述刷新操作。图8C是用于示出图8Β中的时段D-D'期间的成像装置的操作的时序图。在图8C所示的刷新操作中，首先，驱动电路102不向开关元件602供给导通电压 Vcom，并且，开关元件602保持非导通状态。在这种状态下，驱动电路102r向每行的开关元件603供给导通电压Vcom，并且，开关元件603因此被设定于导通状态。因此，向各转换元件601施加偏压IVs-VtI，并且，转换元件中的残留电荷被消除，由此刷新转换元件。对于各行依次执行这些操作，从而导致刷新操作R的实现。在刷新操作R之后，积分电容器和信号布线被复位，并且，驱动电路102向驱动布线G供给导通电压Vcom，以将各开关元件602设定于导通状态，并且，转换元件601的电荷通过开关元件602被输出作为电信号。随后，通过驱动电路102r向驱动布线Gr施加导通电压Vcom，以将用于刷新的开关元件603设定于导通状态。此时，通过刷新电源107c供给刷新电压Vt。因此，向转换元件601施加偏压I Vs-Vt I，并且，转换元件中的残留电荷被消除，由此再次刷新转换元件。积分电容器和信号布线然后被复位，并且开关元件602被再次设定于导通状态，并且，向转换元件施加初始偏压IVs-VrefI，从而将转换元件初始化。对于各行依次执行这些操作，从而导致初始化操作K2'的实现。注意，在本实施例中，与第一实施例类似，第二成像操作也可包含初始化操作。并且，在实施例中，通过在照射场改变之后在图像操作开始之前执行改变操作，可以在没有复杂的图像处理的情况下减少可在提供的图像中出现并且受照射区域影响的幻影(图像的阶差)，从而防止明显的图像质量劣化。注意，可例如通过由包含于控制单元106中的计算机执行程序实现本发明的各实施例。并且，用于向计算机供给程序的单元，例如诸如CD-ROM的用于记录这种程序的计算机可读记录介质或诸如因特网的用于传送这种程序的传送介质，可应用为本发明的实施例。并且，上述的程序可应用为本发明的实施例。上述的程序、记录介质和传送介质以及程序产品落入本发明的范围内。并且，本发明的范围包含可以容易地从第一和第二实施例想到的任何可能的组合。虽然已参照示例性实施例说明了本发明，但应理解，本发明不限于公开的示例性实施例。以下的权利要求的范围应被赋予最宽的解释以包含所有这样的变更方式、等同的结构和功能。本申请要求在2009年4月20日提交的日本专利申请No. 2009-102039的益处，通过引用将其全文并入此。
权利要求
1.一种成像装置，包括检测器，包含布置成阵列的多个像素，其中，像素包含用于将放射线或光转换成电荷的转换元件，并且，检测器执行用于输出与放射线或光的照射相应的图像数据的成像操作；以及控制单元，用于控制包含成像操作的检测器的操作，其中，所述成像操作包含用于输出与在与所述多个像素的一部分对应的第一照射场中的放射线或光的照射相应的图像数据的第一成像操作和用于输出与在面积比第一照射场的面积大的第二照射场中的放射线或光的照射相应的图像数据的第二成像操作，并且，控制单元控制检测器的操作，使得响应从第一照射场中的照射向第二照射场中的照射的改变，检测器在第一成像操作和第二成像操作之间的时段期间执行用于初始化转换元件的初始化操作。
2.根据权利要求1的成像装置，其中，控制单元控制检测器的操作，使得检测器在第一成像操作和第二成像操作之间的时段期间执行多次的所述初始化操作。
3.根据权利要求1或2的成像装置，其中，第二成像操作包含用于将照射到转换元件上的放射线或光转换成电荷的累积操作、以及用于基于电荷输出图像数据的图像输出操作，并且，控制单元控制检测器以在与图像输出操作的时段具有相同长度的时段期间执行所述初始化操作，使得检测器在第一成像操作和第二成像操作之间的时段期间执行与第二成像操作对应的初始化操作。
4.根据权利要求1或2的成像装置，其中，第二成像操作包含用于将照射到转换元件上的放射线或光转换成电荷的累积操作、用于基于电荷输出图像数据的图像输出操作、以及在累积操作之前执行的初始化操作。
5.根据权利要求1 4中的任一项的成像装置，其中，像素还包含用于输出与电荷相应的电信号的开关元件，检测器包括包含布置成阵列的所述多个像素的检测单元、用于控制开关元件的导通状态以驱动检测单元的驱动电路、以及用于通过与开关元件连接的信号布线输出来自检测单元的电信号作为图像数据的读出电路，读出电路包含用于将信号布线复位的复位开关，并且，控制单元在第一成像操作和第二成像操作之间的时段期间控制驱动电路和复位开关， 使得检测器执行初始化操作。
6.根据权利要求1 4中的任一项的成像装置，其中，像素还包含用于输出与电荷相应的电信号的开关元件以及附加开关元件，检测器包括包含布置成阵列的所述多个像素的检测单元、用于控制开关元件的导通状态以驱动检测单元的驱动电路、用于通过与开关元件连接的信号布线输出来自检测单元的电信号作为图像数据的读出电路、用于控制附加开关元件的导通状态的附加驱动电路，并且，控制单元在第一成像操作和第二成像操作之间的时段期间控制驱动电路和附加驱动电路，使得驱动电路控制开关元件的导通状态并且附加驱动电路控制附加开关元件的导通状态，以设定检测器对于与第二成像操作中的输出操作具有相同长度的时段执行初始化操作。
7.根据权利要求6的成像装置，其中， 转换元件是MIS型转换元件，成像装置还包括电源，所述电源包含用于通过开关元件向转换元件的电极中的一个电极供给基准电压的基准电源、用于通过附加开关元件向转换元件的电极中的所述一个电极供给刷新电压的刷新电源、以及用于向转换元件的电极中的另一个电极供给偏压电压的偏压电源，检测器通过将附加开关元件设定于导通状态、通过向转换元件的电极中的所述另一个电极供给偏压电压、并且通过经附加开关元件向转换元件的电极中的所述一个电极供给刷新电压，执行用于刷新转换元件的刷新操作，并且，控制单元控制检测器，使得检测器在第一成像操作和第二成像操作之间的时段期间执行刷新操作并在刷新操作之后执行初始化操作。
8.一种成像系统，包括根据权利要求1 7中的任一项的成像装置； 放射线产生器装置，用于用放射线照射成像装置；以及控制装置，用于控制成像装置和放射线产生器装置，其中，放射线产生器装置包含具有根据从控制装置接收的控制信号在第一照射场和第二照射场之间进行切换的功能的机构。
9.一种成像装置的控制方法，该成像装置包括检测器，包含布置成阵列的多个像素，其中，像素包含用于将放射线或光转换成电荷的转换元件，并且，检测器执行用于输出与放射线或光的照射相应的图像数据的成像操作，该方法控制包含成像操作的检测器的操作，其中，该方法包括第一成像操作，用于输出与在与所述检测器的所述多个像素的一部分对应的第一照射场中的放射线或光的照射相应的图像数据；继第一成像操作之后的初始化操作，用于响应用于将第一照射场中的照射改变为面积比第一照射场的面积大的第二照射场中的照射的指令将转换元件初始化；以及继初始化操作之后的第二成像操作，用于输出与在检测器的第二照射场中的放射线或光的照射相应的图像数据。
10.一种用于设定计算机以执行成像装置的控制的计算机程序，该成像装置包括 检测器，包含布置成阵列的多个像素，其中，像素包含用于将放射线或光转换成电荷的转换元件，并且，检测器执行用于输出与放射线或光的照射相应的图像数据的成像操作，使得所述检测器执行包含成像操作的操作，其中，所述计算机程序设定所述检测器以执行第一成像操作，用于输出与在与检测器的多个像素的一部分对应的第一照射场中的放射线或光的照射相应的图像数据；继第一成像操作之后的初始化操作，响应用于将第一照射场中的照射改变为面积比第一照射场的面积大的第二照射场中的照射的指令将转换元件初始化；以及继初始化操作之后的第二成像操作，用于输出与在检测器的第二照射场中的放射线或光的照射相应的图像数据。
全文摘要
成像操作包含用于根据与多个像素中的一部分对应的照射场A中的放射线或光对于检测器的照射输出图像数据的第一成像操作和用于根据比照射场A宽的照射场B中的放射线或光对于检测器104的照射输出图像数据的第二成像操作，其中，响应从照射场A中的照射到照射场B中的照射的改变，检测器的操作被控制，使得检测器在第一和第二成像操作之间的时段期间执行用于初始化转换元件的初始化操作。
文档编号H04N5/343GK102396217SQ201080016788
公开日2012年3月28日 申请日期2010年3月30日 优先权日2009年4月20日
发明者佐藤翔, 八木朋之, 横山启吾, 秋山正喜, 竹中克郎, 远藤忠夫, 龟岛登志男 申请人:佳能株式会社