专利名称：X射线透视图像装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及实时透视X射线透视图像的图像装置，尤其涉及以医用诊断用途为目的的X射线透视图像装置。
近年来，正在开发使用半导体摄像传感器的射线摄像装置，以取代单纯地用于X射线透视图像装置的X射线胶片和成像底片。该摄像传感器有两种，其一为它由将一X射线转换为光的X射线转换膜、和在其正下方以行列式设置的光电二极管阵列，以及与各光电二极管阵列相连接的TFT开关所构成，在X射线照射之后，各TFT开关依次接通，读出蓄积在各像素中的信号电荷而形成X射线图像；其二为具有由直接输出与射线相感应并与入射线量相对应的电荷信号的转换膜所构成的射线传感器阵列，在其正下方以行列式设置的电极与TFT开关相连接，照射时，依次接通接通各TFT开关，从而读出蓄积在各像素中的信号电荷，形成X射线。下面对前一类型进行说明。
图3、图4示出已有的前者类型射线摄像装置。该装置构成包括摄像传感器1；为依次取出来自各像素14的电荷信号的栅极激励电路2；为读出来自各像素14的电荷信号的读出放大器3；控制栅极激励电路2及读出放大器3的控制电路4。然后，由读出放大器3向外部输出来自摄像传感器1的X射线视频数字数据信号。
摄像传感器1的像素14沿纵横向有规律地正确排列，通过来自控制电路4的信号驱动栅极激励电路2，通过栅极线13，沿横向使脉冲信号依次传送至各像素14；另一方面，通过来自控制电路4的信号，驱动读出放大器3，通过读出信号线12，沿纵向依次读出各像素14的X射线视频电荷信号。
像素14依照X射线的入射强度，闪烁器发光，该光进入光电二极管的而发生电荷信号，射入X射线一侧在与对侧各像素14对应的位置上，晶体管开关，例如具有信号读出开关功能的FET，对各像素14以二维排列，通过来自栅极激励电路2的栅极线13的开关脉冲，借助于读出信号线12在读出放大器3上读出电荷信号。
由读出放大器3向外部输出来自摄像传感器1的X射线数字数据信号，但是，由于摄像传感器1的各像素14的灵敏度有误差和有缺陷像素的存在，所以一般设有校正处理电路5，进行放大校正等的校正处理，同时进行调整偏差校正(在无X射线输入时，校正为零级)。此外，为了容易见到X射线图像，设置图像处理电路6强调X射线视频数字数据信号边缘，进行图像处理的精加工等。
这样，需要时间，摄制1枚X射线照片，实时摄制十几枚/秒图像。
已有的X射线透视图像装置是以上述方式构成的。一般的程序控制多半是采用这样的系统，即控制全部系统的控制部是由X射线发生器、X射线管、检查诊断台、平板型摄像装置等的移动控制机构和数据收集控制机构组合的系统。这种系统越是复杂，控制该系统的控制部越易发生系统故障，无法工作的可能性增大。例如进行手术使用这种装置时，控制该系统的控制电路发生故障，即得不到X射线图像，这就失去了手术用的重要器具的意义。在此种情况下，若装置能够发生X射线，取代已有的平板型摄影装置的控制系统，以可单独控制的机构，取出输出信号，即可在一般的TV监视器上进行观察图像。
本发明是鉴于上述情况而作出的X射线透视图像装置，其目的在于，提供一种在装置操作中，即使由于控制系统发生故障而未得到X射线图像，但只若是装置可发生X射线状态，并且平板型摄像装置可单独工作，可取出输出信号，并可通过在一般的TV监视器上进行观察的X射线透视图像装置。
为达到上述目的，本发明的X射线透视图像装置，包括有由输出与射线相感应并与入射量相对应的电荷信号的光电转换元件所构成的二维射线传感器阵列；在其正下方以行列设置的并与所述光电转换元件相连接的TFT开关；在该读出信号时依次接通各TFT开关的栅极激励电路；读出蓄积在各像素中的电荷信号的读出放大电路以及控制所述两电路的控制电路；其特征在于包括由水平扫描/同步脉冲波形发生电路及垂直扫描/同步脉冲波形电路所构成的TV标准信号电路；和视频信号叠加电路，该电路通过来自所述的TV标准信号电路的信号驱动栅极激励电路，通过读出放大器取出来自所述射线传感器阵列的视频信号，与前期TV标准信号电路的信号同步，叠加视频信号，输出TV模拟视频信号。
其次，本发明的装置包括在读出扫描射线传感器阵列的电荷信号时，将多数像素汇总并形成一像素，控制驱动栅极激励电路与读出放大器的控制电路。
还有，本发明装置包括能以无线电传送模拟视频输出信号的无线电装置。
再有，本发明装置包括能转换数字视频控制与模拟视频控制的数字/模拟转换电路。
本发明的X射线透视图像装置是按如上所述构成的，通过来自TV标准信号电路的信号驱动栅极激励电路，通过读出放大器取出来自射线传感器阵列的视频信号，与TV标准信号电路的信号同步，叠加视频信号，输出TV模拟视频信号，因此，所谓通常的控制程序，特别是平板型摄像装置可单独地将X射线图像显示在监视器上。
此外，在读出扫描射线传感器阵列的电荷信号时，将多数像素汇总制成一像素，控制并驱动栅极激励电路与读出放大器，因此可扩大传感器更广泛有效的区域。
还有，通过能以无线电传送模拟视频输出信号的无线电传送装置向监视器传送信号，因此不需要电缆，在远离场所的监视器上可观察到X射线图像。
再有，设置有能转换并使用数字视频控制与模拟视频控制的数据/模拟转换电路，因此可转换并使用在装置附近所设置的监视器和根据需要在远离场所的监视器。
以下说明附图及其标号。
图1为表示本发明X射线透视图像实施例图。
图2为说明本发明X射线透视图像装置的TV扫描方式的图。
图3为表示已有X射线透视图像装置图。
图4为说明已有X射线透视图像装置的摄像传感器扫描的图。
在上述图中，1-摄像传感器、2-栅极激励电路、3-读出放大器、4-控制电路、5-校正处理电路、6-图像处理电路、7-TV标准信号电路、7a-水平扫描/同步脉冲波形发生电路、7b垂直扫描/同步脉冲波形发生电路、8-视频信号叠加电路、9-无线电传送装置、10-光电转换元件、11-FET、12-读出信号线、13-栅级线、14-像素、15-视频信号、16-白色电平、17-水平同步脉冲、18-黑色电平、19-回扫线消隐脉冲。
实施例参照图1说明本发明X射线透视图像装置一实施例。图1为示出本发明X射线透视图像装置的视频信号系统图。该装置包括与入射X射线强度相对应发生X射线镜像电荷的摄像传感器1；依次取出来自各像素14的电荷信号用的栅极激励电路2；读出来自各像素14的电荷信号用的，读出放大器3；具有图像控制电路20及D/A转换电路21并控制栅极激励电路2及读出放大器3的控制电路4；具有水平扫描/同步脉冲波形发生电路7a及垂直扫描/同步脉冲波形发生电路7b的TV标准信号电路7；视频信号叠加电路8，该视频电路8通过来自所述TV标准信号电路7的信号驱动栅极激励电路2，通过读出放大器3取出来自所述摄像传感器1的视频信号，与来自前期TV标准信号电路7的信号同步，叠加视频信号，输出模拟视频信号；不使用电缆而将视频信号由无线电传送到外部的无线电传送装置9；进行灵敏度调整及偏差调整的校正处理电路5。
摄像传感器1，与图4相同，像素14沿纵横有规则地正确排列，通过来自控制电路4的信号驱动栅极激励电路2，通过栅极线13，脉冲信号依次地由横向向各像素14传送。另一方面，由来自控制电路4的信号驱动读出放大器3，通过读出信号线12，由纵向依次地读出各画素14的X射线视频电荷信号。
控制电路4的图像控制电路20与D/A转换电路21是在已有电路上增加设置的。于是，将信号向栅极激励电路2及读出放大器3输送，驱动两电路，在输出通常的数字视频信号时，如以前那样，依次扫描各像素14，但作为本发明的X射线透视图像装置输出模拟视频信号时，将控制器4上所设置的D/A转换电路21转换成模拟一侧，然后在读出扫描摄像传感器1的电荷信号时，转换图像控制电路20，将多数像素14汇总构成一像素，可控制驱动栅极激励电路2和读出放大器3，从而可扩大传感器有效区域。
TV标准信号电路7，为了通过标准的TV扫描方式可读出扫描摄影传感器1的电荷信号，设置有水平扫描/同步脉冲波形发生电路7a与垂直扫描/同步脉冲波形发生电路7b。通过来自该TV标准信号电路7的信号，控制栅极激励电路2，通过来自控制电路4的信号，以标准TV扫描方式读出扫描摄影传感器1的电荷信号。此外，水平扫描/同步脉冲波形发生电路7a以及垂直扫描/同步脉冲波形发生电路7b的同步脉冲信号同时传送至视频信号叠加电路8。
视频信号叠加电路8是通过TV标准扫描方式，借助于读出放大器3输出摄像传感器1的X射线电荷信号，将这样的视频信号与来自TV标准信号电路7的水平扫描同步脉冲与垂直扫描同步脉冲同步，与TV标准扫描信号叠加，成为标准模拟TV扫描信号向外部输出。通过这种可将X射线图像显示在外部的一般TV监视器上。
无线电传送装置9，具有天线或红外线源。为了将模拟视频信号传送到外部的监视器，不使用电缆，而使用电波或红外线等的无线电传送装置9，可将该信号传送至外部监视器。
校正处理电路5，由于摄像传感器1的各像素14的灵敏度不同，有误差，而且还有缺欠的像素存在，因此要进行放大校正等的校正处理。同时，在无X射线输入时，进行将读出信号校正为零级的偏差校正。
图2示出为说明本装置的标准TV扫描方法的图。作为标准扫描是沿NTSC说明的。NTSC中使用扫描线525条、扫描比4∶3的交替方式。摄像传感器1通常具有数千×数千阵列，例如，2000×2000的像素14，在各行转换的同时，对各列读出其信号而得到X射线图像。为此，将多数像素14汇总成一个像素进行扫描。例如，若在纵向上将每三个像素作成一个像素，在横向上将每三个像素作成一个像素，则在扫描线525条中像素数在纵横向一起525×3=1575个像素数，可有效地被利用。通过转换并设定在控制电路4上所设置的像素控制电路20，可以变更。
首先，如图2(a)所示，从上部左上方开始依次地扫描1、3、5、7、……252，然后，从上部左侧上方开始扫描2、4、6、8、……524。通过该2∶1的交替而构成一帧。(b)示出水平扫描波形，一个锯齿形波成为扫描线一条的扫描驱动电压波形。(c)示出垂直扫描波形，使扫描面交替地进行二次扫描。一个锯齿形波形成由画面的上部至下部的垂直扫描驱动电压波形。(d)示出在TV标准扫描信号上叠加视频信号15的情形。横轴表示时间轴，表示一个水平扫描信号。在下部设定白色电平16，为无输入信号状态的电平。为了从扫描线的起点开始至返回点同步，设置水平同步脉冲17，扫描的回扫线之间设置回扫线消隐脉冲19，作成黑色电平18。垂直同步脉冲也同样设定，垂直回扫线之间设置回扫线消隐脉冲，作成黑色电平18。
在本装置中，在数字视频信号发生时所使用的控制电路4，在模拟视频信号发生时不使用，通过D/A转换电路21的转换，TV标准电路7驱动扫描栅极激励电路。即是说，TV标准信号电路7在单独的情况下具有输出模拟图像信号[NTSC(EIA)、PAL(CCIR)的电视信号]的模式。
在NTSC中为525条扫描线，而在PAL中为625条扫描线，通过使其与摄像传感器1的各行相对，通过各列方向依次输出信号，可输出它们的模拟信号。
还有，NTSC(EIA)和PAL(CCIR)是具有4∶3扫描比的TV信号，但是不局限于此，其他扫描比的TV信号也是相同的。
即是说，在摄像传感器1中，所谓以来自控制电路4的信号为基础，转换各行收集图像的序列模式，是指例如在NTSC(EIA)的情况下，具有规定为水平扫描频率15.75Hz、垂直扫描频率60Hz的、作成TV帧同步信号等的标准信号的TV标准信号电路7以及将这些信号相组合，转换各行并与同步信号混合输出的视频信号叠加电路8，并设有模拟输出端子。
此外，对灵敏度校正和偏差校正，是在读出放大器3的附近设置校正处理电路5，用校正表对各像素14进行实时校正。因而，即使对不能进行强调边缘和精加工处理等的图像处理，也可以在平板本体内部只进行灵敏度校正与偏差校正。在这种情况下，最好是，各像素14的信号一旦进行A/D转换，作成数据信号，并进行校正运算之后，进行D/A转换，作成模拟信号。
还有，对每2像素14已转换的模拟信号进行加法运算，既可以用于使用了多路扫描装置的摸拟上，也可以用于数字上。例如，摄像传感器1的像素14的数定为纵2000×横2000。若将垂直扫描线定为525条，扫描比定为4∶3，扫描摄像传感器时，若对每一像素14进行扫描，则可使用纵525×横7000的区域。于是，将设置在控制电路4上的像素控制电路20转换，将纵2像素14与横2像素14作成一个像素14，由像素控制电路20将纵向扫描信号输入栅极激励电路2，将横向读出信号输入读出放大器3，同时扫描两条栅极线13和两条读出信号线12。
将加法运算的信号作成视频信号由读出放大器3输入到视频信号叠加电路8。在此种情况下，使用纵1050×横1400的区域。由此，可扩大传感器的有效区域。上述是由摄像传感器1的像素14的扫描方法通过数字处理进行加法运算的，例如，由纵2像素14扫描，横2像素14在每一像素14中读出，通过读出放大器3的模拟信号，也可以用加法运算的方法运算前后信号。
还有，为了将上述模拟视频信号向监视器传送，需要电缆，但是，可以用电波或红外线等无线电装置将该信号传送至监视器，这种无线电传送装置和监视器一侧所需的无线电接收装置均可利用一般公知的技术。
本发明的X射线透视图像装置是按如上所述构成的，所谓通常的控制电路，特别是将作成TV帧同步信号等的标准信号的TV标准信号电路与其信号组合，使摄像传感器的各行转换并与同步信号混合而输出的视频信号叠加电路安装在平板内，因此即使通常的控制电路发生系统故障，也可以通过一般的TV标准扫描方式的模拟视频输出X射线透视图像显示在监视器上。
此外，将摄像传感器的多数像素汇总作成一像素，驱动控制栅极激励电路和读出放大器，因此可改变传感器的有效区域，并可根据诊断部位的大小进行选择。
还有，由于具有使用电波或红外线的无线电传送装置，所以不需要电缆，可在远离场所的监视器上观察X射线图像。
再有，由于设置有可转换数字输出和模拟输出所使用的数字/模拟转换电路，所以可根据需要来转换并使用装置的监视器和远离场所的监视器。
权利要求
1．一种X射线透视图像装置，包括有由输出与射线相感应并与入射量相对应的电荷信号的光电转换元件所构成的二维射线传感器阵列；在其正下方以行列设置的并与所述光电转换元件相连接的TFT开关；在读出信号时依次接通各TFT开关的栅极电路；读出蓄积在各像素中的电荷信号的读出放大电路以及控制所述两电路的控制电路；其特征在于包括由水平扫描/同步脉冲波形发生电路及垂直扫描/同步脉冲波形电路所构成的TV标准信号电路；和视频信号叠加电路，该电路通过来自所述的TV标准信号电路的信号驱动栅极激励电路，通过读出放大器取出来自所述射线传感器阵列的视频信号，与前期TV标准信号电路的信号同步，叠加视频信号，输出TV模拟视频信号。
2．根据权利要求1所述的X射线透视图像装置，其特征在于，包括在读出扫描射线传感器阵列的电荷信号时，将多数像素汇总并形成一像素，控制驱动栅极激励电路与读出放大器的控制电路。
3．根据权利要求1所述的X射线透视图像装置，其特征在于，包括能以无线电传送模拟视频输出信号的无线电装置。
4．根据权利要求1所述的X射线透视图像装置，其特征在于，包括能转换数字视频控制与模拟视频控制的数字/模拟转换电路。
全文摘要
本发明提供一种具有即使摄像传感器控制电路发生故障也可单独工作的控制电路的X射线透视图像装置。该装置可摸拟转换D/A转换电路,由像素控制电路20将多数像素控制为1个,通过由TV标准信号电路7发生的TV标准扫描方式的信号,通过栅极激励电路扫描摄像传感器1。使来自放大器3的X射线图像信号通过视频信号叠加电路8与标准扫描方式的TV帧同步信号叠加,以模拟视频信号输出。然后,根据需要,用电波或红外线等无线电装置9输送至外部监视器显示。
文档编号A61B6/00GK1302174SQ0013015
公开日2001年7月4日 申请日期2000年10月18日 优先权日1999年12月28日
发明者竹本隆之 申请人:株式会社岛津制作所