辐射成像设备和辐射成像系统的制作方法

1.本发明涉及辐射成像设备和辐射成像系统。


背景技术：

2.存在具有自动曝光控制(aec)功能的已知辐射成像设备。这种辐射成像设备可以测量被发射的辐射剂量并且依据测量结果结束照射。辐射成像设备例如通过在照射期间仅以高速操作用于检测辐射的像素集合来监测辐射剂量。另外，辐射成像设备进行用于依次操作像素的重置操作，以便直到接收到开始照射的请求为止重置累积在像素中的暗电荷。日本专利公开no.2020-089714描述了一种辐射成像设备，该辐射成像设备在接收到照射开始请求之前获得被发射到用于检测辐射的像素的辐射剂量，并基于该辐射剂量确定用于aec的校正值。


技术实现要素：

3.日本专利公开no.2020-089714中的辐射成像设备紧接在发射辐射之前确定校正值，以改善aec的准确性。然而，在执行确定校正值的操作时不能接收照射，这影响了可以开始图像捕获的定时。本公开的一个方面提供了一种用于减少确定用于监测被发射的辐射剂量的校正值的操作对图像捕获的定时的影响的技术。
4.根据一个方面，辐射成像设备包括：多个像素，包括第一像素；和控制单元，被配置为执行：校正值确定操作，即，在辐射未被发射到辐射成像设备上的状态下读出来自第一像素的信号一次或多次并确定基于从第一像素读出的信号的校正值；和辐射剂量确定操作，即，在辐射被发射到辐射成像设备上时读出来自第一像素的信号并使用从第一像素读出的信号的值和校正值确定被发射的辐射剂量。控制单元确定是否执行校正值确定操作，在确定要执行校正值确定操作的情况下，执行校正值确定操作并使用在校正值确定操作中确定的校正值执行辐射剂量确定操作，并且在确定不执行校正值确定操作的情况下，在不执行校正值确定操作的情况下执行辐射剂量确定操作。
5.根据另一个方面，辐射成像设备包括：多个像素；和控制单元，被配置为使用基于在辐射未被发射到辐射成像设备上的状态下从多个像素输出的信号而获得的校正值，对在辐射被发射到辐射成像设备上的状态下从多个像素输出的信号进行校正处理，从而进行获得被发射的辐射剂量的辐射剂量获得操作。控制单元被配置为能够执行更新校正值的校正值更新操作，并基于从获得校正值起已经经过的时间来确定在进行辐射剂量获得操作之前是否执行校正值更新操作。
6.根据以下参考附图对示例性实施例的描述，本发明的其它特征将变得清楚。
附图说明
7.图1是示出根据第一实施例的辐射成像设备的配置的图。
8.图2是示出根据第一实施例的放大单元的配置的图。
9.图3是示出根据第一实施例的像素的配置的平面图。
10.图4a和图4b是示出根据第一实施例的像素的配置的截面图。
11.图5是示出包括辐射成像设备的辐射成像系统的配置示例的图。
12.图6是示出根据第一实施例的辐射成像设备的操作的流程图。
13.图7是示出根据第一实施例的辐射成像设备的操作的时序图。
14.图8是示出根据第一实施例的辐射成像设备的操作的时序图。
15.图9是图示根据第一实施例的校正值确定操作的定时的图。
16.图10是示出根据第二实施例的辐射成像设备的操作的流程图。
17.图11是示出根据第三实施例的辐射成像设备的操作的时序图。
18.图12是示出根据第六实施例的辐射成像设备的操作的流程图。
19.图13是示出辐射成像系统的配置示例的图。
具体实施方式
20.在下文中，将参考附图详细描述实施例。注意，以下实施例不旨在限制所要求保护的发明的范围。在实施例中描述了多个特征，但是不限制发明需要所有这样的特征，并且可以适当地组合多个这样的特征。此外，在附图中，相同的附图标记被赋予相同或类似的配置，并且省略其冗余描述。
21.第一实施例
22.图1示出了根据本公开的第一实施例的辐射成像设备100的配置示例。辐射成像设备100包括布置在图像捕获区域ir中以形成多个行和多个列的多个像素、多个驱动线110以及多个信号线120。多个驱动线110与多行像素相对应地布置，并且每个驱动线110对应于一个像素行。多个信号线120与多列像素相对应地布置，并且每个信号线120对应于一个像素列。
23.多个像素包括用于获得辐射图像的多个图像捕获像素101、用于监测照射剂量的至少一个检测像素104以及用于校正照射剂量的至少一个校正像素107。校正像素107对辐射的灵敏度低于检测像素104对辐射的灵敏度。
24.每个图像捕获像素101包括用于将辐射转换为电信号的转换元件102以及用于连接对应的信号线120和转换元件102的开关元件103。检测像素104包括用于将辐射转换为电信号的转换元件105以及用于将对应的信号线120和转换元件105彼此连接的开关元件106。检测像素104被设置为包括在行和列中，并且每行和每列包括多个图像捕获像素101。校正像素107包括用于将辐射转换为电信号的转换元件108以及用于将信号线120和转换元件108彼此连接的开关元件109。校正像素107被设置为包括在行和列中，并且每行和每列包括多个图像捕获像素101。在图1和后续的图中，通过将不同的阴影线应用于转换元件102、转换元件105和转换元件108来将图像捕获像素101、检测像素104和校正像素107彼此区分。
25.每个转换元件102、转换元件105和转换元件108可以各自由用于将辐射转换为光的闪烁器以及用于将光转换为电信号的光电转换元件构成。通常，闪烁器以片状形状形成以覆盖图像捕获区域ir，并且由多个像素共享。相反，转换元件102、转换元件105和转换元件108可以由用于将辐射直接转换为电信号的转换元件构成。
26.开关元件103、开关元件106和开关元件109可以各自包括薄膜晶体管(tft)，在tft
中有源区域由非晶硅、多晶硅等的半导体制成。
27.转换元件102的第一电极连接到开关元件103的第一主电极，并且转换元件102的第二电极连接到偏置线130。一个偏置线130在列方向上延伸，并且连接到布置在列方向上的多个转换元件102的第二电极，并且在它们之间共享。偏置线130从电源电路140接收偏置电压vs。包括在一列中的一个或多个图像捕获像素101的开关元件103的第二主电极连接到一个信号线120。包括在一行中的一个或多个图像捕获像素101的开关元件103的控制电极连接到一个驱动线110。
28.检测像素104和校正像素107具有类似于图像捕获像素101的像素配置的像素配置，并且各自连接到对应的驱动线110和对应的信号线120。检测像素104和校正像素107排他性地连接到信号线120。也就是说，校正像素107不连接到检测像素104所连接的信号线120。而且，检测像素104不连接到校正像素107所连接的信号线120。图像捕获像素101可以连接到检测像素104或校正像素107所连接的信号线120。
29.驱动电路150被配置为依据来自控制单元180的控制信号通过多个驱动线110将驱动信号供应给要被驱动的像素。在该实施例中，驱动信号是用于接通包括在要被驱动的像素中的开关元件的信号。每个像素的开关元件通过高电平信号被接通，并且通过低电平信号被关断。因此，该高电平信号被称为驱动信号。通过被供应驱动信号的像素，可以由读出电路160读出累积在该像素的转换元件中的信号。如果驱动线110连接到检测像素104和校正像素107中的至少一个，则驱动线110被称为“检测驱动线111”。
30.读出电路160被配置为通过多个信号线120读出来自多个像素的信号。读出电路160包括多个放大单元161、多路复用器162和模拟数字转换器(在下文中，“a/d转换器”)163。多个信号线120中的每一个连接到读出电路160的多个放大单元161当中的对应的放大单元161。一个信号线120对应于一个放大单元161。多路复用器162以预定顺序选择多个放大单元161，并将来自所选择的放大单元161的信号供应给a/d转换器163。a/d转换器163将所供应的信号转换为数字信号并输出数字信号。
31.从图像捕获像素101读出的信号被供应给信号处理单元170，并且经受由信号处理单元170进行的诸如计算和存储之类的处理。具体地，信号处理单元170包括计算单元171和存储单元172，并且计算单元171基于从图像捕获像素101读出的信号生成辐射图像，并将辐射图像供应给控制单元180。从检测像素104和校正像素107读出的信号被供应给信号处理单元170，并且经受由计算单元171进行的诸如计算和存储之类的处理。具体地，信号处理单元170基于从检测像素104和校正像素107读出的信号输出指示对辐射成像设备100上的照射的信息。例如，信号处理单元170检测对辐射成像设备100上的照射，并确定照射剂量和/或积分的照射剂量。
32.控制单元180基于来自信号处理单元170的信息控制驱动电路150和读出电路160。例如，控制单元180基于来自信号处理单元170的信息控制曝光的开始和结束(与从图像捕获像素101发射的辐射相对应的电荷的累积)。
33.为了确定照射剂量，控制单元180通过控制驱动电路150仅扫描检测驱动线111，使得仅可以从检测像素104和校正像素107读出信号。接下来，控制单元180通过控制读出电路160读出与检测像素104和校正像素107相对应的列的信号，并将信号输出作为指示照射剂量的信息。由于这种操作，辐射成像设备100可以在照射期间在检测像素104中获得照射信
息。
34.图2示出了每个放大单元161的电路配置的详细示例。放大单元161包括差分放大器电路amp和采样保持电路sh。差分放大器电路amp放大并输出出现在信号线120上的信号。控制单元180可以通过将控制信号供应给差分放大器电路amp的开关元件来重置信号线120的电位。来自差分放大器电路amp的输出可以保持在采样保持电路sh中。控制单元180通过向采样保持电路sh的开关元件供应控制信号来使采样保持电路sh保持信号。由多路复用器162读出保持在采样保持电路sh中的信号。
35.将参考图3至图4b描述辐射成像设备100的像素的结构示例。图3是示出辐射成像设备100中的图像捕获像素101、检测像素104和校正像素107的配置的平面图。平面图等同于到平行于辐射成像设备100的图像捕获区域ir的平面上的正交投影。如通过阴影所指示的，金属层设置在校正像素107的转换元件108上，并且转换元件108由于该金属层而被屏蔽着免受光。
36.图4a是沿着图3中的线a-a’截取的图像捕获像素101的截面图。检测像素104的截面图类似于图像捕获像素101的截面图。开关元件103设置在诸如玻璃基板之类的绝缘支撑基板400上。开关元件103可以是tft(薄膜晶体管)。中间绝缘层401设置在开关元件103上。转换元件102设置在中间绝缘层401上。该转换元件102是可以将光转换为电信号的光电转换元件。例如，转换元件102由电极402、pin光电二极管403和电极404构成。转换元件102也可以由mis传感器代替pin光电二极管而构成。
37.保护膜405、中间绝缘层406、偏置线130和保护膜407按顺序布置在转换元件102上。平坦化膜和闪烁器(未图示)设置在保护膜407上。电极404经由接触孔连接到偏置线130。具有光学透明度的ito用作电极404的材料，其可以透射通过闪烁器(未图示)转换辐射而获得的光。
38.图4b是沿着图3中的线b-b’截取的校正像素107的截面图。校正像素107与图像捕获像素101和检测像素104的不同在于转换元件108被遮光构件408覆盖，并且除此之外可以是相同的。例如，遮光构件408由与偏置线130处于相同层的金属层形成。由于校正像素107的转换元件108被遮光构件408覆盖，因此与图像捕获像素101和检测像素104对辐射的灵敏度相比，校正像素107对辐射的灵敏度显著低。可以说累积在校正像素107的转换元件108上的电荷不是由于辐射引起的。
39.图5示出了包括辐射成像设备100的辐射成像系统500的配置示例。辐射成像系统500包括辐射成像设备100、辐射源501、辐射源接口502、通信接口503和控制器504。
40.辐射剂量、照射时间(ms)的上限、管电流(ma)、管电压(kv)、作为要监测辐射的区域的感兴趣区域(roi)等被输入到控制器504。当对附接到辐射源501的曝光开关进行操作时，控制器504将开始请求信号发送到辐射成像设备100。开始请求信号是用于请求开始照射的信号。辐射成像设备100开始依据接收到的开始请求信号来准备接收照射。当准备好时，辐射成像设备100经由通信接口503向辐射源接口502发送准备开始信号。准备开始信号是用于进行可以开始照射的通知的信号。辐射源接口502依据接收到的准备开始信号来使辐射源501开始照射。
41.当达到发射的辐射剂量的积分值的阈值时，辐射成像设备100经由通信接口503将结束请求信号发送到辐射源接口502。结束请求信号是用于请求结束照射的信号。辐射源接
口502依据接收到的结束请求信号来使辐射源501结束照射。由控制单元180基于辐射剂量、照射强度、单元之间的通信延迟、处理延迟等的输入值来确定辐射剂量阈值。当照射时间达到已经输入的照射时间的上限时，即使在未接收到结束请求信号时，辐射源501也停止照射。
42.在停止照射之后，辐射成像设备100依次地扫描仅连接到图像捕获像素101的驱动线110(除检测驱动线111以外的驱动线110)，并且通过读出电路160读出图像捕获像素101的图像信号来获得辐射图像。由于在照射期间读出累积在检测像素104中的电荷，并且校正像素107被屏蔽免受光，因此来自这些像素的信号不能用于形成辐射图像。鉴于此，辐射成像设备100的信号处理单元170通过使用检测像素104和校正像素107周围的图像捕获像素101的像素值进行插值处理来插入这些像素的位置处的像素值。
43.将参考图6描述辐射成像设备100的操作示例。该操作由控制单元180执行。控制单元180可以由诸如微处理器之类的通用处理电路构成，或者可以由诸如专用集成电路(asic)之类的专用处理电路构成。如果控制单元180由通用处理电路构成，则控制单元180可以进一步包括存储器，并且可以通过通用处理电路执行存储在存储器中的程序来进行图6中的处理。当辐射成像设备100的电源断开时，开始图6中的操作。
44.在步骤s601中，控制单元180依据辐射成像设备100的电源被接通在省电状态下起动辐射成像设备100。在省电状态下，控制单元180可以经由通信接口503与诸如辐射源501或控制器504之类的另一设备进行通信。在省电状态下，操作电源不需要供应给除控制单元180以外的构成元件，诸如驱动电路150、图像捕获区域ir中的像素、读出电路160和信号处理单元170。
45.在步骤s602中，控制单元180确定是否已经从外部设备接收到图像捕获信息。例如，从控制器504发送图像捕获信息到辐射成像设备100。图像捕获信息可以包括关于图像捕获的信息，诸如辐射成像设备100的增益设定。如果已经接收到图像捕获信息(步骤s602中为“是”)，则过程转变到步骤s603，否则(步骤s602中为“否”)过程重复步骤s602。以这种方式，辐射成像设备100保持在省电状态下，直到接收到图像捕获信息为止。
46.在步骤s603中，控制单元180开始多个像素的重置操作。重置操作是去除累积在像素的转换元件上的电荷的操作，或者具体地，通过向驱动线110供应驱动信号来电连接像素的开关元件的操作。因此，控制单元180离开省电状态以进行重置操作。对像素行重复地进行重置操作，直到开始不同和后续的操作为止。
47.在步骤s604中，控制单元180确定是否执行确定用于校正从检测像素104读出的信号的校正值以便执行aec的操作(在下文中，称为“校正值确定操作”)。如果确定要执行校正值确定操作(步骤s604中为“是”)，则过程转变到步骤s605，并且控制单元180结束重置操作并执行校正值确定操作。稍后将描述校正值确定操作的具体方法。在校正值确定操作结束之后，在步骤s606中，控制单元180经由通信接口503通知控制器504可以开始图像捕获。在校正值确定操作结束之后，控制单元180可以恢复重置操作。在辐射未被发射到辐射成像设备100上的状态下执行校正值确定操作。
48.如果在步骤s604中确定不执行校正值确定操作(步骤s604中为“否”)，则过程转变到步骤s606，并且控制单元180经由通信接口503通知控制器504可以在不执行校正值确定操作的情况下开始图像捕获。在这种情况下，可以采用以下配置，其中控制单元180重复重
置操作，直到图像捕获区域ir稳定为止，然后进行该通知。
49.将描述用于在步骤s604中确定要执行校正值确定操作的确定标准。确定标准可以包括关于影响校正值的参数的标准。确定标准可以包括例如关于从最后执行校正值确定操作起已经经过的时间的标准。确定标准可以包括例如从最后执行校正值确定操作起已经经过的预定时间(例如，三天)。可替代地或附加地，确定标准可以包括关于辐射成像设备100的内部温度的标准。确定标准可以包括例如执行步骤s604的时间点处的内部温度超出在过去(例如，最后)执行校正值确定操作时辐射成像设备100的内部温度的预定范围(例如，相差2％或更多)。
50.确定标准可以包括关于检测像素104和校正像素107的偏移输出的标准。确定标准可以包括例如进行步骤s604的时间点处的偏移输出超出在过去(例如，最后)执行校正值确定操作时这些像素的偏移输出的预定范围(例如，相差2％或更多)。控制单元180可以基于从检测像素104和校正像素107读出的信号直接确定检测像素104和校正像素107的偏移输出。可替代地，控制单元180可以通过基于与偏移输出相关的输出进行推断来间接地确定检测像素104和校正像素107的偏移输出。可以在制造时确定上述确定标准并将其存储在存储单元172中。此外，辐射成像设备100的用户可以能够更新或生成确定标准。
51.在步骤s607中，控制单元180确定是否已经接收到开始请求信号。例如，从控制器504发送开始请求信号。如果已经接收到开始请求信号(步骤s607中为“是”)，则过程转变到步骤s608，否则(步骤s607中为“否”)，过程重复步骤s607。控制单元180继续重置操作，直到接收到开始请求信号为止。
52.在步骤s608中，控制单元180使用在步骤s602中接收到的图像捕获信息进行图像捕获操作。在图像捕获操作期间，辐射被发射到辐射成像设备100上。在辐射被发射到辐射成像设备100上时，控制单元180读出来自检测像素104和校正像素107的信号，并且使用这些信号的值和校正值执行确定被发射的辐射剂量的操作(在下文中，称为辐射剂量确定操作)。如果在步骤s604中确定要执行校正值确定操作，则控制单元180在辐射剂量确定操作中使用在步骤s605中确定的校正值。如果在步骤s604中确定不执行校正值确定操作，则控制单元180可以在辐射剂量确定操作中使用在先前执行的校正值确定操作中确定并存储在存储单元172中的校正值。可替代地，控制单元180可以在辐射剂量确定操作中使用预先(例如，在制造时)存储在存储单元172中的校正值。
53.在步骤s609中，控制单元180确定是否已经接收到下一个图像捕获信息。如果已经接收到下一个图像捕获信息(步骤s609中为“是”)，则过程转变到步骤s604，并且控制单元180再次确定是否执行校正值确定操作。否则(步骤s609中为“否”)，过程转变到步骤s610。在步骤s610中，控制单元180将辐射成像设备100的状态改变为仅控制单元180在操作的省电状态。
54.当在步骤s605中执行校正值确定操作时，控制单元180不能开始图像捕获，直到该操作结束为止。因此，在起动辐射成像设备100之后，直到可以开始图像捕获(也就是说，直到第一次可以执行辐射剂量确定操作)需要时间。在上述方法中，通过在步骤s604中确定是否执行校正值确定操作，可以仅在需要时执行校正值确定操作。因此，可以缩短直到可以开始图像捕获的时间，同时降低对aec的准确性的影响。
55.在图6中的示例性操作中，在步骤s603中开始重置操作之后，控制单元180在步骤
s604中确定是否执行校正值确定操作。可替代地，控制单元180可以在步骤s602中的接收到图像捕获信息的确定与步骤s603中的重置操作的开始之间确定是否执行校正值确定操作。
56.在图6中的示例性操作中，无论图像捕获的类型如何，控制单元180都在步骤s604中确定是否执行校正值确定操作。可替代地，控制单元180可以仅在进行aec的图像捕获的情况下在步骤s604中确定是否执行校正值确定操作。在不进行aec的图像捕获的情况下，控制单元180不进行步骤s604中的确定，并且不需要进行校正值确定操作。因此，在不进行aec的图像捕获的情况下，可以缩短直到可以开始图像捕获的时间。
57.将参考图7描述如果在图6中的步骤s604中确定要执行校正值确定操作时的辐射成像设备100的示例性操作。在图7中，“辐射”指示辐射是否被发射到辐射成像设备100上。辐射为低指示未发射辐射，并且辐射为高指示发射辐射。“vg1”至“vgn”指示从驱动电路150供应给多个驱动线110的驱动信号。“vgk”对应于第k行上的驱动线110(k＝1，......或驱动线的总数)。如上所述，多个驱动线110的一部分也称为“检测驱动线111”。第j个检测驱动线111由“vdj”指示(j＝1，......或检测驱动线的总数)。指示供应给放大单元161的采样保持电路sh的控制信号的电平。指示供应给放大单元161的差分放大器电路amp的控制信号的电平。“检测像素信号”指示从检测像素104读出的信号的值。“校正像素信号”指示从校正像素107读出的信号的值。“积分的照射剂量”指示被发射到辐射成像设备100上的辐射的积分值。稍后将描述用于确定该积分值的方法。
58.在时间t0(对应于图6中的步骤s603)，控制单元180开始多个像素的重置操作。控制单元180通过控制驱动电路150重置连接到第一行上的驱动线110的像素。随后，控制单元180重置连接到第二行上的驱动线110的像素。控制单元180对最后一行上的驱动线110重复该操作。在重复重置操作的同时，控制单元180确定要执行校正值确定操作。
59.在时间t1(对应于图6中的步骤s605)，控制单元180至少进行一次从检测像素104和校正像素107读出信号的读出操作，并确定校正值。对检测驱动线111执行读出操作，并且不对其它驱动线110执行读出操作。具体地，驱动电路150将驱动信号供应给多个驱动线110当中的连接到检测像素104和校正像素107中的至少一个的驱动线110(也就是说，检测驱动线111)。然而，驱动电路150不向多个驱动线110当中的未连接到检测像素104和校正像素107中的任何一个的驱动线110供应驱动信号。此外，驱动电路150将驱动信号同时供应给多个驱动线110当中的连接到检测像素104和校正像素107中的至少一个的驱动线110。因此，来自连接到信号线120的多个像素的信号被读出电路160结合并读出。检测像素104和校正像素107排他性地连接到信号线120，因此读出电路160可以分开读出具有不同灵敏度的像素的信号。
60.在一个读出操作中，控制单元180将驱动信号临时供应给至少一个检测驱动线111。然后控制单元180通过将控制信号临时改变为高电平来将由读出电路160通过信号线120从像素读出的信号保持到采样保持电路sh。然后，控制单元180通过将控制信号临时改变为高电平来重置读出电路160(具体地，这里放大单元161的差分放大器电路amp)。当在图像捕获区域ir中设定感兴趣区域时，不需要读出来自未包括在该感兴趣区域中的检测像素104的信号。
61.为了确定校正值，控制单元180进行预定次数的读出操作，预定次数即一次或多
次。信号处理单元170确定校正值od和校正值oc，校正值od基于作为进行预定次数的读出操作的结果从检测像素104读出的信号，校正值oc基于作为进行这样预定次数的读出操作的结果从校正像素107读出的信号。将详细描述校正值od的确定。如果预定次数是一次，则从检测像素104读出的信号的数量是一，因此信号处理单元170指定该信号的值作为校正值od。如果预定次数是多次，则信号处理单元170指定多个读出信号的平均值作为校正值od。可以使用另一种统计值代替平均值。基于从校正像素107读出的信号，以类似的方式确定校正值oc。信号处理单元170将以这种方式确定的校正值od和oc存储到存储单元172，使得这些校正值可以用于接下来的处理。
62.当确定校正值时，控制单元180在时间t2(对应于图6中的步骤s606)通知控制器504可以开始图像捕获。在进行可以开始图像捕获的通知之后，控制单元180重复执行上述重置操作。
63.作为以这种方式在接收到照射开始请求信号之前确定校正值od和oc的结果，可以防止该确定操作影响辐射的曝光延迟。因此，可以增加进行用于确定校正值od和oc的读出操作的次数(例如，进行读出操作数千次)。通过使多次进行读出操作获得的值平均，可以降低校正值od和oc的噪声影响，并改善校正准确性。
64.在时间t3(对应于图6中的步骤s607中的“是”)，控制单元180从控制器504接收开始请求信号。依据接收到的开始请求信号，控制单元180对最后一行进行重置操作，并结束重置操作。控制单元180可以在对最后一行进行重置操作之前结束重置操作，并转变到下一个处理。例如，如果在对第k行上的驱动线110的重置操作期间接收到开始请求信号，则控制单元180可以在不向前继续进行对第k+1行上的驱动线110的重置操作的情况下转变到下一个处理。在这种情况下，可以通过调整用于获得辐射图像的驱动并进行辐射图像的图像处理来减少在辐射图像中可能出现的不均匀性。
65.在时间t4，控制单元180开始图像捕获操作。具体地，控制单元180开始用于确定被发射到辐射成像设备100上的辐射剂量的确定操作以及导致在图像捕获像素101中累积电荷的累积操作。在确定操作中，控制单元180重复执行读出来自检测像素104和校正像素107的信号的读出操作。图像捕获操作中的读出操作可以类似于校正值确定操作中的读出操作，因此省略冗余描述。信号处理单元170测量每个读出操作的照射剂量dose，并确定其积分值是否超过阈值。在时间t5，控制单元180向辐射源接口502发送准备开始信号。在时间t6开始照射。
66.下面将描述用于确定照射剂量dose的方法。由sd指示在最后读出操作中从检测像素104读出的信号的值。由sc指示在最后读出操作中从校正像素107读出的信号的值。信号处理单元170通过将sd、sc、od和oc应用于下面的表达式1来计算dose。
67.dose＝(sd-od)-(sc-oc)...表达式1
68.在该表达式中，基于在发送准备开始信号之后从校正像素107读出的信号的值sc与基于在发送准备开始信号之前从校正像素107读出的信号确定的校正值oc之间的差异来确定dose。
69.另外，信号处理单元170还可以通过将sd、sc、od和oc应用于下面的表达式2而不是表达式1来计算dose。
70.dose＝sd-od
×
sc/oc...表达式2
71.在该表达式中，基于在发送准备开始信号之后从校正像素107读出的信号的值sc与基于在发送准备开始信号之前从校正像素107读出的信号确定的校正值oc之间的比率来确定dose。
72.在该实施例中，使用从校正像素107读出的信号的值(sc和oc)来确定照射剂量dose。可以想到，校正像素107对辐射的灵敏度非常低，因此在开始照射之后从校正像素107读出的信号的值sc表示从检测像素104读出的信号的值sd的偏移分量。此外，在该实施例中，使用基于在开始照射之前从检测像素104和校正像素107读出的信号的校正值od和oc来确定照射剂量dose。因此，可以校正像素特性之间的差异(检测电路的通道之间的差异、像素之间的寄生电阻和寄生电容的差异等)。
73.如果积分的照射剂量在时间t7处达到阈值，则控制单元180将结束请求信号发送给辐射源接口502。可替代地，控制单元180可以估计积分的照射剂量将达到阈值的时间，并在此估计的时间发送结束请求信号。在时间t8，依据接收到结束请求信号，辐射源接口502使辐射源501结束照射。
74.将参考图8描述如果在图6中的步骤s604中确定不执行校正值确定操作时的辐射成像设备100的示例性操作。在时间t0(对应于图6中的步骤s603)，控制单元180开始多个像素的重置操作。在重复进行重置操作时，控制单元180确定不执行校正值确定操作。鉴于此，控制单元180通知控制器504可以开始图像捕获。时间t3和稍后的操作类似于图7中的示例性操作。使用先前确定并存储在存储单元172中的校正值oc和od确定照射剂量dose。
75.还可以采用以下配置，其中控制单元180存储在多个定时处获得的校正值od和oc，并且基于关于诸如温度之类的环境的信息或者关于从获得校正值起已经经过的时间的信息来选择用于校正的校正值od和oc。控制单元180监测辐射成像设备100的温度，并且例如使用在接近于辐射检测时的温度环境的温度环境中获得的校正值od和oc。因此，可以抑制根据温度改变的偏移分量的影响。可替代地，控制单元180可以通过使用在接近温度环境中获得的多个校正值od和oc的平均值来进一步改善校正准确性。另外，例如，控制单元180记录从确定校正值od和oc起直到检测到辐射的时间段，并且使用在确定之后未经过长时间的校正值od和oc，从而可以抑制随时间改变的偏移分量的影响。另外，控制单元180可以通过使用在确定之后未经过长时间的多个校正值od和oc的平均值来改善校正准确性。
76.如图9中所示，可以以分开的方式进行用于确定校正值od和oc的读出操作，而不是一次进行数千次。例如，控制单元180通过在时间t0处执行重置操作然后在时间t1处执行数百次读出操作来确定校正值od和oc。然后，控制单元180在时间t2再次执行重置操作，然后在时间t3处例如执行数百次读出操作，从而确定校正值od和oc。从此，以类似的方式重复重置操作和校正值确定操作。控制单元180通过对以这种方式确定的多个校正值od和oc进行平均来确定用于校正的校正值od和oc。通过以如上所述的分开方式进行确定校正值od和oc的操作，可以在时间t1确定包括校正值od和校正值oc的对，并且校正值od和oc的准确性可以在进行每次确定时都得到改善。
77.第二实施例
78.将描述根据第二实施例的辐射成像设备。根据第二实施例的辐射成像设备的硬件配置可以类似于第一实施例的硬件配置。因此，根据第二实施例的辐射成像设备也被称为“辐射成像设备100”。根据第二实施例的辐射成像设备100的操作与第一实施例的操作不
同。除此之外，第二实施例可以类似于第一实施例，因此省略冗余描述。下面将描述与第一实施例的差异，但是可以在第二实施例或第三实施例中进行相同的改变。
79.将参考图10描述辐射成像设备100的示例性操作。由控制单元180以与图6中的操作类似的方式执行该操作。步骤s601至s610可以类似于图6中的操作，因此省略冗余描述。
80.如果在步骤s607中确定控制单元180未接收到开始请求信号(步骤s607中为“否”)，则过程转变到步骤s1001。在步骤s1001中，控制单元180确定从在步骤s602中接收到图像捕获信息起是否已经经过预定时间(例如，5分钟)。如果已经经过预定时间(步骤s1001中为“是”)，则过程转变到步骤s1002，否则(步骤s1001中为“否”)，过程转变到步骤s607。
81.在步骤s1002中，控制单元180与步骤s605类似地执行校正值确定操作。随后，控制单元180在步骤s610中转变到省电状态，然后返回到步骤s602，并且等待直到新接收到图像捕获信息。由于状态转变到省电状态，因此重置操作结束。以这种方式，如果从接收到图像捕获信息起已经经过预定时间仍未开始图像捕获，则估计不会进行图像捕获一段时间。因此，通过在辐射成像设备100转变到省电状态之前的时间点执行校正值确定操作，可以在图像捕获不太受影响的定时执行校正值确定操作。另外，在后续的步骤s604中，可以抑制确定要执行校正值确定操作的频率。
82.如果在步骤s609中确定控制单元180未接收到图像捕获信息(步骤s609中为“否”)，则过程转变到步骤s1002。同样在这种情况下，控制单元180在辐射成像设备100转变到省电状态之前执行校正值确定操作。与以上类似的，通过在此时间点执行校正值确定操作，可以在下一个图像捕获不太受影响的定时执行校正值确定操作。另外，可以抑制在步骤s604中确定要执行校正值确定操作的频率。
83.第三实施例
84.将描述根据第三实施例的辐射成像设备。根据第三实施例的辐射成像设备的硬件配置可以类似于第一实施例中的硬件配置。因此，根据第三实施例的辐射成像设备也被称为“辐射成像设备100”。根据第三实施例的辐射成像设备100的操作与第一实施例中的操作不同。除此之外，第三实施例可以类似于第一实施例，因此省略冗余描述。下面将描述与第一实施例的差异，但是可以在第二实施例中进行相同的改变。
85.将参考图11描述如果在图6中的步骤s604中确定要执行校正值确定操作时的辐射成像设备100的示例性操作。图11与图6的不同在于，虽然在t0至t1处执行重置操作，但控制单元180不仅重置图像捕获像素101，而且还读出来自图像捕获像素101的信号(偏移输出)。除此之外，图11可以类似于图6。图像捕获像素101、检测像素104和校正像素107具有相同的结构，因此在辐射剂量确定操作期间图像捕获像素101的读出操作的偏移输出与检测像素104和校正像素107的偏移输出高度相关。鉴于此，在该实施例中，控制单元180使用图像捕获像素101的读出操作的偏移输出来确定是否执行校正值确定操作。
86.如图11中所示，控制单元180在重复重置操作的一部分的时段期间(例如，t0至t1)获得图像捕获像素101的偏移输出。在步骤s603中的确定中，控制单元180基于图像捕获像素101的偏移输出估计校正值od和oc，并基于估计的校正值确定是否执行校正值确定操作。例如，图像捕获像素101的偏移输出与检测像素104和校正像素107的偏移输出之间的相关性可以存储在存储单元172中。控制单元180可以基于该相关性和图像捕获像素101的偏移输出来估计检测像素104和校正像素107的偏移输出，并将估计值指定为校正值od和oc。
87.控制单元180可以在辐射成像设备100的运输或安装时获得并存储该相关性，或可以在每次在执行校正值确定操作时获得检测像素104和校正像素107的偏移输出时更新该相关性。通过以这种方式更新该关系，即使当像素的偏移输出随时间或由于驱动历史而改变时，也可以准确地推断校正值并进行确定。
88.确定标准可以包括估计校正值相对于通过在过去(例如，最后)执行校正值确定操作而确定的校正值超出预定范围(例如，相差2％或更多)。当估计校正值相对于过去确定的校正值超出预定范围时，可以想到估计校正值的准确性低，因此控制单元180可以新执行校正值确定操作。当估计校正值相对于过去确定的校正值在预定范围内时，控制单元180可以使用估计校正值在步骤s608中执行辐射剂量确定操作，而无需新执行校正值确定操作。
89.第四实施例
90.将描述根据第四实施例的辐射成像设备。根据第四实施例的辐射成像设备的硬件配置可以类似于第一实施例的硬件配置。因此，根据第四实施例的辐射成像设备也被称为“辐射成像设备100”。根据第四实施例的辐射成像设备100的操作与第一实施例的操作不同。除此之外，第四实施例可以类似于第一实施例，因此省略冗余描述。下面将描述与第一实施例的差异，但是可以在第二实施例或第三实施例中进行相同的改变。
91.当重置操作在图7中的时间t1结束时，控制单元180通过将控制信号临时提高到高电平来将基于信号线120的电位的信号保持到采样保持电路sh，而不向检测像素104和校正像素107供应驱动信号。然后，控制单元180通过将控制信号临时提高到高电平来重置读出电路160。该操作被称为“获得操作”。
92.然后，控制单元180将驱动信号临时供应给检测像素104和校正像素107，然后将控制信号临时提高到高电平，从而将从信号线120读出的信号保持到采样保持电路sh。然后，控制单元180通过将控制信号临时提高到高电平来重置读出电路160。该操作被称为“读出操作”。该读出操作类似于根据第一实施例的读出操作。控制单元180交替地以重复的方式执行获得操作和读出操作。
93.在重置操作结束之后，控制单元180进行获得操作和读出操作预定次数，该预定次数即一次或多次。信号处理单元170确定校正值od1和校正值oc1，该校正值od1基于关于检测像素104所连接的信号线120的在获得操作中获得的信号，该校正值oc1基于关于校正像素107所连接的信号线120的在获取操作中获得的信号。此外，信号处理单元170确定校正值od2和校正值oc2，该校正值od2基于在进行预定次数的读出操作中从检测像素104读出的信号，该校正值oc2基于在进行预定次数的该读出操作中从校正像素107读出的信号。可以与上述校正值od和oc类似地确定校正值od1和oc1。另外，校正值od2和oc2是类似于以上校正值od和oc的值。
94.在时间t4，控制单元180重复执行上述获得操作和读出操作。信号处理单元170测量每个读出操作的照射剂量dose，并确定其积分值是否超过阈值。
95.下面将描述用于确定照射剂量dose的方法。由sd1指示关于检测像素104所连接的信号线120的在最后获得操作中获得的信号的值。由sc1指示关于校正像素107所连接的信号线120的在最后获得操作中获得的信号的值。由sd2指示在最后读出操作中从检测像素104读出的信号的值。由sc2指示在最后读出操作中从校正像素107读出的信号的值。sd2和
sc2是类似于以上sd和sc的值。信号处理单元170通过将sd1、sc1、od1、oc1、sd2、sc2、od2和oc2应用于下面的表达式3来计算dose。
96.dose＝{(sd2-od2)-(sd1-od1)}-{(sc2-oc2)-(sc1-oc1)}...表达式3
97.在该表达式中，基于在发送准备开始信号之后从校正像素107读出的信号的值sc1与基于在发送准备开始信号之前从校正像素107读出的信号确定的校正值oc1之间的差异来确定dose。
98.另外，信号处理单元170可以通过将sd1、sc1、od1、oc1、sd2、sc2、od2和oc2应用于下面的表达式4代替表达式3来计算dose。
99.dose＝(sd2-sd1)-(od2-od1)
×
(sc2-sc1)/(oc2-oc1)...表达式4
100.在该表达式中，基于在发送准备开始信号之后从校正像素107读出的信号的值sc1与基于在发送准备开始信号之前从校正像素107读出的信号确定的校正值oc1的比率来确定dose。其它操作可以类似于第一实施例的操作，因此省略冗余描述。
101.下面将描述该实施例的效果。在一个信号线120与连接到该信号线的像素中包括的转换元件的电极之间生成寄生电容。由于该寄生电容，信号线120和转换元件的电极电容耦合，并且可能发生串扰。为此，当一行中的转换元件的电极的电位由于光电转换而改变同时经由信号线120从另一行中的像素的转换元件读出信号时，信号线120的电位可能由于串扰而改变。这种改变可能导致确定照射剂量的准确性降低。
102.在上述获得操作中，在开关元件未电连接的状态下获得基于信号线120的电位的信号，因此可以提取仅表示串扰的信号。在上述读出操作中，在开关元件电连接之后读出信号，并且可以读出作为存储在转换元件中的信号和串扰的组合的信号。如果在获得操作和读出操作中从信号线120的电位重置起直到进行采样的时间段是相同的，则串扰的量大约是相同的，因此可以通过取其差值来校正串扰。此外，可以与第一实施例类似地使用以上的表达式3和4来校正偏移分量。
103.第五实施例
104.将描述根据第五实施例的辐射成像设备。根据第五实施例的辐射成像设备的硬件配置可以类似于第一实施例中的硬件配置。因此，根据第五实施例的辐射成像设备也被称为“辐射成像设备100”。根据第五实施例的辐射成像设备100的操作与第一实施例的操作不同。除此之外，第五实施例可以类似于第一实施例，因此省略冗余描述。下面将描述与第一实施例的差异，但是可以在第二实施例或第三实施例中进行相同的改变。
105.在读出操作中，控制单元180维持将驱动信号经由检测驱动线111供应给检测像素104和校正像素107的状态。因此，检测像素104和校正像素107的开关元件保持导通。控制单元180在维持该状态的同时确定被发射的以上辐射剂量。具体地，控制单元180通过将控制信号临时提高到高电平来将由读出电路160通过信号线120从像素读出的信号保持到采样保持电路sh。然后，控制单元180通过将控制信号临时提高到高电平来重置读出电路160(具体地，放大单元161的差分放大器电路amp)。其它操作可以类似于第一实施例中的操作，因此省略冗余描述。
106.在以上实施例中，使用sd、sc、od和oc来确定照射剂量dose。相反，也可以使用sd和od而不使用sc和oc来确定照射剂量dose。在这种情况下，在校正值确定操作和辐射剂量确定操作中，不需要从校正像素107读出信号。另外，在辐射成像设备100中，可以省略校正像
素107。
107.第六实施例
108.将描述根据第六实施例的辐射成像设备。根据第六实施例的辐射成像设备的硬件配置可以类似于第一实施例和第二实施例中的硬件配置。因此，根据第六实施例的辐射成像设备也被称为“辐射成像设备100”。根据第六实施例的辐射成像设备100的操作与第一实施例和第二实施例中的操作不同。除此之外，第六实施例可以类似于第一实施例和第二实施例，因此省略冗余描述。下面将描述与第二实施例的差异。
109.将参考图12描述辐射成像设备100的示例性操作。由控制单元180与图10中的操作类似地执行该操作。步骤s601至s610和s1001可以类似于图10中的操作，因此省略冗余描述。
110.在步骤s607中，在用于接收开始请求信号的待机期间，如果在步骤s1001中确定未经过预定时间(步骤s1001中为“否”)，则过程转变到步骤s1201。在步骤s1201中，进行是否执行校正值确定操作的确定，并且如果确定要执行校正值确定操作(步骤s1201中为“是”)，则过程转变到步骤s1202，在该步骤中执行校正值确定操作。然后过程转变到步骤s607。如果确定不执行校正值确定操作(步骤s1201中为“否”)，则过程转变到步骤s607而不转变到步骤s1202。通过以这种方式在用于接收开始请求信号的待机期间获得校正值，即使当在用于接收开始请求信号的待机期间偏移输出改变时，也可以准确地进行校正。
111.另外，如果在步骤s609中确定已经接收到图像捕获信息(步骤s609中为“是”)，则过程转变到步骤s606，而不进行步骤s605中的校正值确定操作，并且可以转变到可以进行图像捕获的状态。
112.注意，可以在步骤s607中在用于接收开始请求信号的待机期间进行图像捕获，因此，当正在进行步骤s1202中的校正值确定操作的同时接收到开始请求信号时，也可以停止步骤s1202中的校正值确定操作，并转变到步骤s608中的图像捕获操作。另外，例如，可以如图9中那样以分开的方式进行步骤s1202中的校正值确定操作。通过以分开的方式进行操作，当接收到开始请求信号时，可以迅速转变到步骤s608中的图像捕获操作，同时在短时间内确定校正值以改善准确性。步骤s1202中的校正值确定操作的确定标准可以比步骤s604中的确定标准更严格。通过增加步骤s1202中的校正值确定操作的频率，当在转变到步骤s610中的省电状态之后在步骤s602中接收到图像捕获信息时，可以抑制步骤s605中的校正值确定操作的频率。因此，可以缩短从在步骤s602中接收到图像捕获信息起直到转变到步骤s606中的可以进行图像捕获的状态的时间段。
113.其它实施例
114.下面将参考图13描述辐射成像设备100应用于辐射检测系统的示例。由作为辐射源的x射线管6050生成的x射线6060穿过患者或受试者6061的胸部6062，并且入射到由上述辐射成像设备100代表的辐射成像设备6040。该入射x射线包括关于受试者6061的内部主体部分的信息。闪烁器发射与入射的x射线相对应的光，并且光被光电转换元件进行光电转换，并且获得电信息。该信息被转换为数字，并且经受由作为信号处理单元的图像处理器6070进行的图像处理，并且在作为控制室的显示单元的显示器6080上被观察到。
115.另外，该信息可以被使用诸如电话线6090之类的传输处理单元传送到远程位置，并且可以在不同位置处的医生室等中的作为显示单元的显示器6081上被显示或存储在诸
如光盘之类的记录单元中，并且远程位置处的医生可以使用该信息进行诊断。而且，该信息可以由作为记录单元的胶片处理器6100记录在作为记录介质的胶片6110上。
116.虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最广泛的解释以便包涵所有此类修改以及等效结构和功能。