放射线摄像设备、系统和该设备的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种放射线摄像设备、放射线摄像系统和用于控制该放射线摄像设备的方法。
【背景技术】
[0002]包括具有将诸如薄膜晶体管(TFT)等的开关与诸如光电转换元件等的转换元件组合的像素阵列的矩阵基板的放射线摄像设备作为在使用诸如X射线等的放射线的医学图像诊断和非损伤性检查中所使用的放射线摄像设备已投入实践使用。
[0003]近年来，对于增加放射线摄像设备的功能进行了研究。一个示例是包括用于监视放射线的照射的功能。该功能使得能够例如检测开始来自放射源的放射线的照射的定时、检测停止放射线的照射的定时、以及检测放射线的剂量或者放射线的累积剂量。
[0004]日本特开2012-15913号公开一种包括用于获取放射线图像的摄像像素和用于检测放射线的检测像素的放射线摄像设备。此外，日本特开2012-15913号公开了一种经由与检测像素连接的开关元件读取用于检测放射线的信号的配置。此外，日本特开2012-15913号公开了这样一种配置，在该配置中，适当地使驱动电压在导通电压和非导通电压之间切换，以使得在读取用于检测的像素的信号时切换开关元件的导通状态。
[0005]然而，在日本特开2012-15913号所述的放射线摄像设备中，在切换驱动电压的情况下，信号线的电位可能由于作为控制线的电压变化的结果的控制线和与开关元件连接的信号线之间的寄生元件(寄生电容)而发生变化。信号线的电位的变化有时导致放射线的照射的检测精度不足。
【发明内容】
[0006]根据本发明的一个方面，一种设备，其包括:检测像素，其包括被配置成检测放射线的入射的转换元件和被配置成连接至用于检测的所述转换元件的开关元件；包括不同转换元件和不同开关元件的不同像素，其中所述不同转换元件连接至所述不同开关元件；信号线，其被共通连接至多个所述检测像素的多个用于检测的所述开关元件；驱动单元，其被配置成驱动所述不同开关元件和所述开关元件；以及控制单元，其被配置成控制所述驱动单元，其中，所述控制单元控制所述驱动单元，从而使得在向多个所述开关元件中的至少一个开关元件施加接通状态电压或者断开状态电压的情况下，向与所述至少一个开关元件不同的相异开关元件施加相对所述接通状态电压或者所述断开状态电压极性相反的电压，或者向所述不同开关元件施加相对所述接通状态电压或者所述断开状态电压极性相反的电压。
[0007]根据本发明的另一方面，一种设备，其包括:多个用于获取放射线图像的摄像像素和多个检测像素，其中，每一所述检测像素都包括被配置成检测放射线的入射的转换元件和连接至用于检测的转换元件的开关元件；信号线，其共通连接至所述多个检测像素的两个以上的用于检测的开关元件；驱动单元，其被配置成驱动共通连接至所述信号线的开关元件；以及控制单元，其被配置成控制所述驱动单元，从而使得在向共通连接至所述信号线的所述两个以上的开关元件中的至少一个开关元件施加接通状态电压或者断开状态电压的情况下，向与所述开关元件不同的用于检测的开关元件施加相对所述接通状态电压或者所述断开状态电压极性相反的电压。
[0008]根据本发明的另一方面，一种设备，其包括:摄像像素和检测像素，其中，所述摄像像素包括用于获取放射线图像的摄像转换元件和与所述摄像转换元件连接的、用于摄像的开关元件，所述检测像素包括被配置成检测放射线的入射的转换元件和被配置成与所述转换元件连接的开关元件；控制线，其被连接至用于摄像的开关元件；信号线，其被连接至所述开关元件，并且被配置成与所述摄像像素或者所述控制线重叠；驱动单元，其被配置成驱动用于摄像的开关元件和所述开关元件；以及控制单元，其被配置成驱动所述驱动单元，从而使得在向所述开关元件施加接通状态电压或者断开状态电压的情况下，向用于摄像的开关元件施加相对所述接通状态电压或者所述断开状态电压极性相反的电压。
[0009]根据本发明的另一方面，一种设备，其包括:多个用于获取放射线图像的摄像像素和多个检测像素，其中，所述每一检测像素都包括被配置成检测放射线的入射的转换元件和连接至用于检测的转换元件的开关元件；驱动单元，其被配置成驱动所述开关元件；多个检测区域，在各检测区域中，配置所述多个检测像素；控制单元，其被配置成控制所述驱动单元，以在不同时间驱动被配置在所述多个检测区域的每一个中的多个检测像素；以及获取单元，其被配置成基于对从所述驱动单元所驱动的多个检测像素中读取的信号进行加法或平均化所获得的值，来获取所述多个检测区域的每一个的放射线的入射量。
[0010]根据本发明的另一方面，一种放射线摄像设备的控制方法，其中，所述设备包括:检测像素，其包括被配置成检测放射线的入射的转换元件和被配置成连接至用于检测的所述转换元件的开关元件；包括不同转换元件和不同开关元件的不同像素，其中所述不同转换元件连接至所述不同开关元件；信号线，其被共通连接至多个所述检测像素的多个用于检测的所述开关元件；以及驱动单元，其被配置成驱动所述不同开关元件和所述开关元件，其中，在向多个所述开关元件中的至少一个开关元件施加接通状态电压或者断开状态电压的情况下，所述驱动单元向与所述至少一个开关元件不同的相异开关元件施加相对所述接通状态电压或者所述断开状态电压极性相反的电压，或者向所述不同开关元件施加相对所述接通状态电压或者所述断开状态电压极性相反的电压。
[0011]根据本发明的另一方面，一种放射线摄像设备的控制方法，其中所述设备包括:摄像像素，其被配置成获取放射线图像；检测像素，其被配置成检测放射线的入射，并且包括用于检测的开关元件，其中所述开关元件被配置成输出来自用于检测的转换元件的信号；信号线，其连接至所述开关元件；以及驱动单元，其被配置成驱动两个以上的所述开关元件，其中，所述驱动单元使电压在使所述开关元件切换成非导通状态的断开状态电压和使所述开关元件切换成导通状态的接通状态电压之间逐渐变化。
[0012]通过以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的其它特征将显而易见。
【附图说明】
[0013]图1示出根据第一典型实施例的放射线摄像设备的结构。
[0014]图2示出包括放射线摄像设备的放射线摄像系统的结构的示例。
[0015]图3A和3B各自示出根据第一典型实施例的放射线摄像设备的摄像像素。
[0016]图4A和4B各自示出根据第一典型实施例的放射线摄像设备的检测像素。
[0017]图5示出根据第一典型实施例的放射线摄像设备的操作。
[0018]图6示出根据第二典型实施例的放射线摄像设备的操作。
[0019]图7示出根据第三典型实施例的放射线摄像设备的结构。
[0020]图8示出根据第三典型实施例的放射线摄像设备的检测像素。
[0021]图9示出根据第四典型实施例的放射线摄像设备的操作。
[0022]图10示出根据第五典型实施例的放射线摄像设备的操作。
[0023]图11示出根据第六典型实施例的放射线摄像设备的操作。
[0024]图12示出根据第七典型实施例的放射线摄像设备的结构。
[0025]图13示出根据第七典型实施例的放射线摄像设备的操作。
[0026]图14示出根据第八典型实施例的放射线摄像设备的操作。
[0027]图15示出根据第九典型实施例的放射线摄像设备的结构。
[0028]图16示出根据第十典型实施例的放射线摄像设备的结构。
[0029]图17示出根据第十典型实施例的放射线摄像设备的操作。
[0030]图18示出根据第十一典型实施例的放射线摄像设备的结构。
[0031]图19A和19B各自示出根据第十一典型实施例的放射线摄像设备的像素。
[0032]图20示出放射线摄像设备的应用示例。
【具体实施方式】
[0033]下面参考附图详细说明本发明的各种典型实施例、特征和方面。在各典型实施例中，术语“放射线”是指作为由于放射衰变而发射的粒子(包括光子)所产生的光束的α射线、β射线和Y射线等以及诸如X射线、粒子束和宇宙射线等的具有相同或者更尚振幅的能量的光束。
[0034]下面参考图1说明第一典型实施例。图1示出根据第一典型实施例的放射线摄像设备的结构。尽管图1示出设置9X9像素的示例，但是可以设置1000X1000像素，或者可以设置5000 X 5000像素。
[0035]图1所示的放射线摄像设备200包括用于获取放射线图像的多个摄像像素I和多个检测像素2。多个检测像素2每一个都包括用于检测的检测转换元件6和第二开关元件
7。检测转换元件6被配置成检测放射线的入射。第二开关元件7与检测转换元件6连接。放射线摄像设备200至少还包括检测信号线12、驱动单元52和控制单元55。
[0036]将配置在多个摄像像素I和多个检测像素2中信号线10延伸的方向上的像素阵列称为列方向，并且将配置在与列方向垂直的方向上的像素阵列称为行方向。
[0037]摄像像素I是用于获取放射线图像的像素。摄像像素I每一个包括用于摄像的摄像转换元件4和第一开关元件5。检测像素2是具有用于检测放射线的入射的功能的像素。检测像素2每一个都包括摄像转换元件4、第一开关元件5、检测转换元件6和第二开关元件7。因而，在本典型实施例中，检测像素2具有用于检测放射线的入射的功能以及用于获取放射线图像的功能。尽管说明了检测像素2包括摄像转换元件4、第一开关元件5、检测转换元件6和第二开关元件7的结构，但是检测像素2的结构不局限于上述结构。例如，检测像素2可以仅包括检测转换元件6和第二开关元件7。在这种情况下，可以下面的方式设置检测像素2的检测转换元件6:检测转换元件6具有与摄像像素I的摄像转换元件4相同的大小。下面在第三典型实施例中进行详细说明。用于摄像的开关元件对应于本典型实施例中的第一开关元件5 ο此外，用于检测的开关元件对应于本典型实施例中的第二开关元件7。
[0038]摄像转换元件4和检测转换元件6可以包括被配置成将放射线转换成光的闪烁体(未示出)和被配置成将光转换成电信号的光电转换元件。闪烁体可以例如形成薄片的形状以覆盖摄像区域，并且被多个摄像像素I和多个检测像素2共享。可选地，摄像转换元件4和检测转换元件6可以包括被配置成直接将放射线转换成电信号的转换元件。
[0039]第一开关元件5和第二开关元件7可以包括例如具有由诸如非晶硅、多晶硅