放射线成像装置和放射线成像系统的制作方法

文档序号:12839614阅读:205来源:国知局
放射线成像装置和放射线成像系统的制作方法
本发明涉及放射线成像装置和放射线成像系统。

背景技术:
作为用于通过使用诸如X射线的放射线进行医疗图像诊断和无损检查的放射线成像装置,包括矩阵基板的放射线成像装置已被投入实际使用,其中矩阵基板具有通过组合包括薄膜晶体管(TFT)的开关和包括光电转换元件的转换元件取得的像素阵列。近年来,对放射线成像装置的多功能化已进行了研究。作为多功能化的一种类型,已经研究了放射线成像装置具有监视放射线照射的内置功能。例如,这个功能使得能够检测来自放射线源的放射线照射已经开始的定时,检测放射线照射要停止的定时,并且检测放射线的照射量或累积照射量。日本专利申请特开No.2012-15913讨论了包括用于获取放射线图像的成像像素和用于检测放射线的检测像素的放射线成像装置,并且还讨论了其中用于检测放射线的信号经由连接到每个检测像素的开关元件被读出的构造。为了在从检测像素读出信号时切换开关元件的导通状态,驱动电压根据需要在导通电压与非导通电压之间切换。但是,在日本专利申请特开No.2012-15913中讨论的放射线成像装置中,当驱动电压被切换时,当控制线上的电压改变时,要发送到信号线的信号可能由于在连接到开关元件的控制线与信号线之间的寄生元件(寄生电容)而变化。因此,依赖于信号线上的电位变化,放射线照射的检测精度可能是低的。

技术实现要素:
本发明致力于能够抑制由于对于放射线检测像素中的开关元件的控制信号的切换而在信号线上发生的电位变化并且能够以高精度读出放射线照射的技术。根据本发明的一方面,放射线成像装置包括:成像像素,包括用于输出来自成像转换元件的信号的成像开关元件,被配置为获取放射线图像;检测像素,包括用于输出来自检测转换元件的信号的检测开关元件,被配置为检测放射线入射;第一控制线,电连接到成像开关元件的控制电极;第二控制线,电连接到检测开关元件的控制电极;信号线,电连接到检测开关元件的主电极;电容线,与第一控制线和第二控制线不同,被布置成与信号线电容性耦合(capacitivelycoupled);驱动单元,电连接到第二控制线和电容线并且被配置为向检测开关元件和电容线施加电压;及控制单元,被配置为控制驱动单元在接通状态电压或关断状态电压被施加到检测开关元件的情况下向电容线施加具有与该电压的极性相反的极性的电压。参照附图,本发明的更多特征将从以下对示例性实施例的描述变得清楚。附图说明图1是示出根据第一示例性实施例的放射线成像装置的构造的框图。图2是示出包括放射线成像装置的放射线成像系统的构造例子的框图。图3A和图3B示出根据第一示例性实施例的放射线成像装置中的成像像素。图4A和图4B示出根据第一示例性实施例的放射线成像装置中的检测像素。图5示出根据第一示例性实施例的放射线成像装置中的电容性元件及其附近。图6是示出根据第一示例性实施例的放射线成像装置的操作的时序图。图7是示出根据第一示例性实施例的放射线成像装置的另一构造例的框图。图8是示出根据第二示例性实施例的放射线成像装置的构造的框图。图9A和图9B示出根据第二示例性实施例的放射线成像装置中的电容性元件及其附近。图10是示出根据第二示例性实施例的放射线成像装置的操作的时序图。图11示出放射线成像装置的应用例。具体实施方式将在下面参照附图描述本发明的示例性实施例。在每个示例性实施例中,除了作为由因放射线破坏而发射的粒子(包括光子)生成的射束的α射束、β射束和γ射束,“放射线”还包括具有基本相同或更多能量的射束,例如,X射线、粒子束和宇宙射线。将参照图1来描述第一示例性实施例。图1示出根据第一示例性实施例的放射线成像装置的构造。虽然在图1中示出其中提供九行九列像素的例子,但是可以提供1000×1000个像素。可替代地,可以提供5000×5000个像素。图1中所示的放射线成像装置200包括用于获取放射线图像的多个成像像素1(在下文中,为了描述的方便,有时称为“成像像素1”),以及多个检测像素2(在下文中,为了描述的方便,有时称为“检测像素2”),每个检测像素2包括用于检测放射线入射的检测转换元件6和连接到检测转换元件6的第二开关元件7。另外,放射线成像装置200包括至少第二控制线9和驱动单元52。另外,放射线成像装置200包括电容线15。电容线15被布置成使得电容性耦合部分(电容性元件14)在检测信号线12和它本身之间形成。作为该布置的一个例子,电容线15可以通过例如被布置成经由诸如绝缘构件的介电体(dielectricbody)与检测信号线12相交而形成电容性元件14。电容线15电连接到驱动单元52。电容性元件14是示出电容线15与检测信号线12之间电容性耦合的部分的例子。因此,电容性元件14可以包括在作为无源元件形成的部分与检测信号线12之间生成的寄生电容。电容线15是作为与至少第一控制线8和第二控制线9不同的配线提供的。在下面的描述中,在多个成像像素1和多个检测像素2当中,在信号线10延伸的方向上排队的像素的阵列是列方向,而在与列方向垂直的方向上排队的像素的阵列是行方向。成像像素1是用于获取放射线图像的像素,并且包括成像转换元件4和第一开关元件5。检测像素2是具有检测放射线入射的功能的像素,并且包括成像转换元件4、第一开关元件5、检测转换元件6和第二开关元件7。因此,在本示例性实施例中,检测像素2具有检测放射线入射的功能和获取放射线图像的功能。虽然检测像素2已经被描述为包括成像转换元件4和第一开关元件5、检测转换元件6和第二开关元件7,但本发明不限于此。例如,检测元件2可以只包括检测转换元件6和第二开关元件7。在这种情况下,检测像素2中的检测转换元件6可以被布置为与成像像素1中的成像转换元件4具有相同的尺寸。本发明中的成像开关元件对应于本示例性实施例中的第一开关元件5。本发明中的检测开关元件对应于本示例性实施例中的第二开关元件7。成像转换元件4和检测转换元件6当中每一个可以包括将放射线转换成光的闪烁体(未示出)和将光转换成电信号的光电转换元件。作为一个例子,闪烁体以片形状形成以覆盖成像区域并在多个成像像素1和多个检测像素2之间共享。可替代地,成像转换元件4和检测转换元件6当中每一个可以包括直接将放射线转换成电信号的转换元件。这样,成像区域可以是当放射线入射到其上时可被放射线成像装置转换成图像的区域以及可以检测放射线入射的区域。第一开关元件5具有从成像转换元件4输出信号的功能。第二开关元件7具有从检测变换元件6输出信号的功能。第一开关元件5和第二开关元件7当中每一个可以包括薄膜晶体管(TFT),例如,其包括由诸如非晶硅或多晶硅(晶硅)的半导体组成的有源区域。成像转换元件4经由第一开关元件5和信号线10连接到读取单元51(S1至S9)。检测转换元件6经由第二开关元件7和检测信号线12连接到读取单元51。作为一个例子,检测信号线12对于多个检测像素2中相应的第二开关元件7是共用的并连接到多个检测像素2中相应的第二开关元件7。以这种方式,每个开关元件操作以便依赖于驱动状态从连接到其的转换元件输出信号。所有像素都连接到共用的偏置配线11,并且预定的偏置电压从偏置电源53施加到该偏置配线11。布置在预定行中的第一开关元件5连接到第一控制线8(Vg1至Vg9)。第二开关元件7连接到第二控制线9(Vd1至Vd3)。电容线15布置在其中布置多个成像像素1的区域(成像区域)的外侧。电容线15在与第一控制线8和/或第二控制线9相同的方向上布置。在本示例性实施例中,电容线15布置成与第一控制线8或第二控制线9平行。在本示例性实施例中,电容线15的布置不限于此。电容线15可以以这样一种方式布置:即使得电容性元件14在检测信号线12和其本身之间形成。图1中所示的放射线成像设备200设有在检测放射线时被使用的九个放射线检测区域(感兴趣区域(ROI))(图1中的R1至R9)。检测像素2布置在放射线检测区域(ROI)中。放射线检测区域R1、R2和R3中的相应检测像素2连接到共用检测信号线12(图1中的D1)。类似地,放射线检测区域R4、R5和R6中的相应检测像素2连接到共用检测信号线12(图1中的D2),并且放射线检测区域R7、R8和R9中的相应检测像素2连接到共用检测信号线12(图1中的D3)。虽然在本示例性实施例中已经描述在每个放射线检测区域(ROI)中布置一个检测像素2的例子,但是多个检测像素2可以布置在一个放射线检测区域(ROI)中。作为一个例子,多个检测像素2可以在行或列方向上连接并布置。在这种情况下,检测像素2理想地是在至少放射线检测区域(ROI)的行或列方向或倾斜方向中具有规则布置。规则布置可以不仅包括其中检测像素2连续布置的情况,而且包括其中成像像素1和检测像素2在放射线检测区域(ROI)中以预定间隔布置的情况。虽然九(三×三)个放射线检测区域(ROI)在图1中布置,但本发明不限于此。例如,可以提供25(5×5)个放射线检测区域(ROI),或者可以提供100(10×10)个放射线检测区域(ROI)。放射线检测区域(ROI)可以均匀地布置在基板上,或可者以不均匀地布置在特定的范围中。成像像素1和检测像素2的布置是个例子。本发明不限于该布置。读取单元51可以包括多个检测单元132、多路复用器144和模数转换器146(以下简称为ADC)。多个信号线10和多个检测信号线12当中每一个连接到读取单元51中相应的检测单元132。信号线10或检测信号线12与检测单元132具有一对一的对应性。因此,读取单元51可以被控制为在直到放射线入射到其上为止的等待时间期间不操作对应于检测信号线12的检测单元132。结果,在放射线成像装置200中,相比在信号线10与检测信号线12之间提供共用的检测单元132的情况,功耗可以进一步降低并且热生成也可以进一步被抑制。例如,在具有内置电池的装置中(例如便携类型的放射线成像装置)中,电池的消耗可被抑制。例如,检测单元132包括差分放大器以及采样和保持电路(未示出)。检测单元132可以通过利用采样和保持电路执行采样和保持来获取信号。多路复用器144以预定顺序选择多个检测单元132,并且从选定的检测单元132向ADC146馈送信号。ADC146将馈送的信号转换成数字信号并输出该数字信号。ADC146的输出被馈送到信号处理单元224,并且被信号处理单元224处理。信号处理单元224基于ADC146的输出来输出表示到放射线成像装置200上的放射线照射的信息。更具体而言,例如,信号处理单元224检测到放射线成像装置200上的放射线照射并且计算放射线的照射量和/或累积照射量。驱动单元52电连接到第一控制线8、第二控制线9和电容线15当中每一个。在本示例性实施例中,驱动单元52输出用于使第一开关元件5和第二开关元件7导通的接通状态电压以及用于使第一开关元件5和第二开关元件7不导通的关断状态电压。这样,驱动单元52经由第一控制线8施加用于控制通过第一开关元件5的输出的电压并且经由第二控制线9施加用于控制通过第二开关元件7的输出的电压。另外,驱动单元52经由电容线15向电容性元件14施加电压。在本示例性实施例中,“驱动”是指控制每个开关元件导通或不导通,并且使电容性元件14生成电荷。另外,电容性元件驱动单元54可以与驱动单元52分开提供以驱动电容性元件14。细节将在第二示例性实施例中描述。控制单元55可以控制驱动单元52和读取单元51。例如,基于来自信号处理单元224的信息,控制单元55控制曝光(对应于成像像素10上的所照射放射线的电荷的存储)的开始和结束。这样,控制单元55可以基于放射线的量测量并取得由检测转换元件6检测到的放射线的入射量。当测量放射线的照射量时,驱动单元52经由第二控制线9向第二开关元件7施加接通状态电压。在这种情况下,电位变化经由第二开关元件7以及在第二控制线9与检测信号线12的交点处的寄生电容Cgs发生。在这种情况下,由Q=(Von-Voff)×Cgs表示的电荷Q(注入电荷)在检测信号线12上生成。检测单元132中第一级运算放大器的反馈电容可以通过电荷Q变饱和。结果,检测单元132对放射线的照射量的检测精度会降低。作为一个例子,当存储在检测转换元件6中的电荷以短间隔被读出时,如果检测单元132在其反馈电容减小且其增益增大的情况下被驱动,则检测精度的降低变得显著。进一步描述在每个放射线检测区域(ROI)中的列方向上布置多个(例如,10个)检测像素2的情况。当读取单元51同时从多个检测转换元件6读出相应的信号时,电荷Q的影响变得显著,这是因为一次被读取单元51读出的信号的数目增大,同时注入电荷与第二控制线9和检测信号线12之间的寄生电容Cgs的量值(magnitude)成比例地增大。因此,当由驱动单元52经由第二控制线9施加到第二开关元件7的电压改变时,驱动单元52抑制由经由第二控制线9与检测信号线12之间的寄生电容Cgs在检测信号线12上生成的电荷造成的信号变化。作为一个例子,驱动单元52经由电容线15向电容性元件14施加极性与施加到第二开关元件7的电压的极性相反的电压以抵消注入电荷。这样,电容性元件14用来生成与(Von-Voff)×Cgs相同的电荷,其正负极性反转。例如,电容性元件14的电容理想地等于寄生电容Cgs,并且被施加到电容性元件14的电压理想地是(-Von+Voff)。作为一个例子,电容性元件14的电容可以大约为寄生电容Cgs的两倍并且被施加到电容性元件14的电压可以是(1/2)×(-Von+Voff)。图2示出包括放射线成像装置200的放射线成像系统的示例构造。除了放射线成像装置200,放射线成像系统还包括控制器1002、接口1003、放射线源接口1004和放射线源1005。剂量A、照射时间B(ms)、X射线管电流C(mA)、管电压D(kV)和充当在那里要监视放射线的区域的放射线检测区域(ROI)被输入到控制器1002。当附连到放射线源1005的曝光开关被操作时,放射线从放射线源1005发射。例如,当布置在放射线检测区域(ROI)中的检测像素2读出的信号的累积值达到剂量A’时,放射线成像装置200中的控制单元55经由接口1003将曝光停止信号馈送到放射线源接口1004。响应于此,放射线源接口1004使放射线源1005停止放射线发射。剂量A’可以由控制单元55基于剂量A、放射线照射强度以及单元之间的通信延迟和处理延迟来确定。如果放射线的照射时间达到照射时间B,则放射线源1005停止发射放射线,而不管曝光停止信号存在还是不存在。将在下面参照图3A和图3B来描述成像像素的构造。图3A是成像像素1的平面图,而图3B是沿成像像素的线A-A’截取的横截面视图。本示例性实施例中的成像像素1包括成像转换元件4和输出对应于成像转换元件4的电荷的电信号的第一开关元件5。成像转换元件4被布置成处于堆叠在第一开关元件5上的状态下,其中第一开关元件5在诸如玻璃基板的绝缘基板100上提供,其间夹着第一层间绝缘层110。在基板100上,第一开关元件5包括从基板100侧起按顺序的控制电极101、第一绝缘层102、第一半导体层103、具有比第一半导体层103的杂质浓度高的杂质浓度的第一杂质半导体层104、第一主电极105和第二主电极106。第一杂质半导体层104在其部分区域中接触第一主电极105和第二主电极106,并且在第一半导体层103的接触该部分区域的区域与其本身之间的区域变成第一开关元件5的沟道区域。控制电极101电气接合到控制线,第一主电极105电气接合到信号线10,并且第二主电极106电气接合到成像转换元件4的个别电极111。在本示例性实施例中,第一主电极105、第二主电极106和信号线10作为同一个导电层被整体构造,并且第一主电极105构成信号线10的一部分。第二绝缘层107和第一层间绝缘层110从信号线10一侧按此顺序布置在第一主电极105、第二主电极106以及信号线10上。虽然使用主要由非晶硅制成的半导体层和杂质半导体层的逆交错型开关元件已在本发明中被用作开关元件,但本发明不限于此。例如,主要由晶硅制成的交错型开关元件可以被使用,并且有机TFT和氧化物TFT可用作开关元件。第一层间绝缘层110布置在基板100和多个个别电极111之间以覆盖第一开关元件5,并具有接触孔。成像转换元件4中的个别电极111以及第二主电极106在第一层间绝缘层110中提供的接触孔中电气接合到彼此。在第一层间绝缘层110上,成像转换元件4从第一层间绝缘层110侧起按顺序包括个别电极111、第二杂质半导体层112、第二半导体层113、第三杂质半导体层114和共用电极115。第三绝缘层116布置在成像转换元件4的共用电极115上。成像转换元件4的共用电极115电气接合到布置在第二层间绝缘层120上的偏置配线11。充当保护膜的第四绝缘层121布置在偏置配线11上。将在下面参照图4A和图4B来描述检测像素2的构造。图4A是检测像素2的平面图,而图4B是沿检测像素2的线B-B’截取的横截面视图。本示例性实施例中的检测像素2包括成像转换元件4和第一开关元件5、检测转换元件6和第二开关元件7。以与成像像素1中成像转换元件4的结构类似的结构,检测转换元件6被堆叠在第一层间绝缘层110的上层上。布置在第二层间绝缘层120上的偏置配线11电气接合到成像转换元件4与检测转换元件6之间的共用电极115。检测转换元件6中的个别电极111经由在第一层间绝缘层110中提供的接触孔连接到检测信号线12。第二绝缘层107和第一层间绝缘层110从检测信号线12一侧起按此顺序布置在检测信号线12上。第二开关元件7可以采取与第一开关元件5的结构相似的结构。在基板上100上,第二开关元件7从基板100一侧起按顺序包括控制电极201、第一绝缘层102、第一半导体层202、具有比第一半导体层202的杂质浓度高的杂质浓度的第一杂质半导体层203、第一主电极204和第二主电极205。第一杂质半导体层203在其部分区域中接触第一主电极204和第二主电极205,并且在第一半导体层202的接触该部分区域的区域与其本身之间的区域变成第二开关元件7的沟道区域。控制电极201电气接合到控制线,并且第一主电极204电气接合到信号线12。在本示例性实施例中,检测像素2中的成像转换元件4的开口面积变得比成像像素1中的成像转换元件4的开口面积小。因此,来自检测像素2的信号量减少。其影响可以通过调整检测单元132的增益或校正要被捕获的图像来减小。校正可以通过用于利用检测像素2周围的成像像素1的值内插要被捕获的图像的处理来实现。虽然成像转换元件4和检测转换元件6在本示例性实施例中分别是PIN型传感器,但本发明不限于此。可以使用MIS型传感器和TFT型传感器。将在下面参照图5来描述电容性元件14的构造。图5示出图1中所示的电容性元件14及其外围部分。电容线15被布置成使得电容性元件14在检测信号线12和其本身之间形成。电容线15优选地是利用与第二控制线9的金属层相同的金属层形成。这种构造能够使制造工艺被简化,这是因为电容线15可以在与用于形成第二控制线9的工艺的同一工艺中形成。电容性元件14可以由开关元件和光电二极管形成,就像成像像素1和检测像素2那样。作为一个例子,电容性元件14可以包括具有与第一开关元件5或第二开关元件7的结构相同的结构的开关元件。在这种情况下,电容性元件14可以被设计为以高精度具有寄生电容Cgs,并且因此在检测到放射线时在检测信号线12上出现的电位变化可以如上所述被以高精度抑制。依赖于电压施加的频率,电容性元件14不需要利用半导体层来形成。在这种情况下,电容仅仅是通过绝缘介电体形成的。因此,不发生半导体元件特有的不稳定现象。因此,可以执行稳定的操作。例如,不稳定现象包括平带电压的移位。将在下面参照图6的时序图来描述根据本示例性实施例的放射线成像装置的操作。在以下的描述中,电压Vg1至Vg9被施加到第一控制线8用于驱动成像像素1,而电压Vd1至Vd3被施加到第二控制线9用于驱动检测像素2。当馈送到控制电极的信号处于高电平时,使第一开关元件5和第二开关元件7导通,并且,当馈送到控制电极的信号处于低电平时,使第一开关元件5和第二开关元件7不导通。信号电平和导通状态的组合也可以是依赖于电路构造和开关元件的导电类型而不同的组合。在图6中示出的读取单元51和驱动单元52的相应操作是基于控制单元55的控制来执行的,如上所述。在图6中,高电平由“Von”指示,而低电平由“Voff”指示。本发明中的“接通状态电压”对应于本示例性实施例中的“Von”。本发明中的“关断状态电压”对应于本示例性实施例的“Voff”。首先,将描述图6中所示的时段T1。时段T1是在此期间等待放射线照射的开始的时段。在本示例性实施例中,时段T1是从到放射线成像装置200的电力被接通并且可以捕获放射线图像起一直到放射线源1005中的曝光开关被操作并且放射线照射被检测到为止所经过的时段。在时段T1中,电压Von被顺序地施加到第一开关元件5和第二开关元件7,并且成像转换元件4和检测转换元件6的个别电极111分别被复位到信号线10和检测信号线12的电位。电压Von可以总是保持施加到第二开关元件7。以这种方式,由暗电流生成的电荷被防止长时间地存储在成像元件1的成像转换元件4中。例如,时段T1的长度可以是几秒钟到几分钟,但是,依赖于成像方法和成像条件,时段T1的长度有很大不同。接下来,将描述图6中所示的时段T2。时段T2是在此期间放射线被照射的时段。作为一个例子,时段T2是从放射线照射的开始被检测起一直到放射线的曝光量达到最佳剂量为止经过的时段。时段T2也可以被说成是在此期间放射线的照射量被监视的时段。在时段T2中,电压Voff1总是作为电压Vg1至Vgm被施加。因此,使第一开关元件5不导通。电压Von作为电压Vd1至Vd3被间歇地施加,并且使检测像素2中的第二开关元件7间歇地导通。在这种情况下,与第二控制线9与检测信号线12之间的寄生电容Cgs成比例的注入电荷在检测信号线12上出现,如上所述。因此,放射线的检测精度会由于注入电荷而降低。另外,依赖于注入电荷的量值,连接到检测信号线12的检测单元132会误动作。因此,当接通状态或关断状态电压施加到第二控制线9时,驱动单元52向连接到电容性元件14的电容线15施加电压Vc,该电压Vc具有与电压Vd1至Vd3的极性相反的极性。当施加电压VL时,抵消在检测信号线12上出现的电荷Q的电荷在检测信号线12上生成。更具体而言,如图6中的时段T2中所示,在与电压Von作为电压Vd1施加的定时重叠的定时,驱动单元52施加具有与电压Von的极性相反的极性的电压VL作为电压Vc。虽然重叠的定时优选地是同时的定时,但本发明不限于此。例如,如果由于通过向连接到检测信号线12的第二开关7中的一个开关施加电压Von或Voff造成的寄生电容而被注入的电荷可以被基本上抑制,则定时不需要完全相互匹配。如果电荷的影响可以被抑制到这样一种程度:即使得作为检测系统在使用来自检测像素2的信号的情况下检测精度被满足,则由寄生电容Cgs引起的电荷可以基本上被抑制。将利用等式来描述在本示例性实施例中寄生电容Cgs的影响以及各电压。当第二开关元件7被驱动时经由寄生电容Cgs在检测信号线12上生成的电荷Q由以下等式(1)表示:Q=(Von-Voff)×Cgs(1)由电容性元件14生成的电荷Q’由以下等式(2)表示,其中Cc是电容性元件14的电容:Q’=(VL-VH)×Cc(2)抵消电荷Q所需的电荷Q’优选地等于Q。因此,电容性元件14的电容值理想地被定义为使得以下表达式被满足:(Von-Voff)×Cgs≈(VL-VH)×Cc(3)。根据上述关系,以下表达式(4)优选地被满足,其中,Cgs是在第二控制线9与检测信号线12之间形成的电容,ΔVpp是施加到第二控制线9的电压差,Cc是电容性地耦合的部分(电容性元件14)的电容,且ΔVc是施加到电容线15的电压差:1/2×Cgs×ΔVpp<Cc×ΔVc<2×Cgs×ΔVpp(4)在这里,VL-VH=ΔVc并且Von-Voff=ΔVpp。驱动单元52理想地定义分别施加到第二开关元件7和电容线15的电压以满足前面的等式。当电容Cc和电压差ΔVc至少在前面表达式的范围中定义时,注入电荷Q可以优选地被抑制。接下来,将在下面描述图6中所示的时段T3。时段T3是在此期间在放射线的照射完成之后由成像像素1中的放射线存储的信号被读出的时段。在时间段T3中,使得电压Vd1至Vdn处于低电平。在时段T3中,检测信号线12优选地连接到固定电位以防止检测信号线12浮动。为了扫描第一控制线8,电压Von作为电压Vg1至Vg9被顺序地施加,并且存储在成像转换元件4中的信号经由信号线10被传送到读取单元51。图7示出根据本示例性实施例的放射线成像装置的另一构造例子。如图7中所示,在多个检测区域(ROI)当中每一个中布置多个检测像素2。虽然一个检测区域中布置两个检测像素2在图7中作为一个例子,但是本发明不限于此。多个检测像素2(例如,三个像素、10个像素和20个像素)可以被布置。第二控制线9在驱动单元52与检测区域之间被捆绑到一起,并且连接到多个检测像素2。驱动单元52可以通过输出电压一次来总体驱动多个检测像素2。因此,驱动单元52与检测区域之间的配线可以简化。让驱动单元52在检测区域中获取信号所需的时段可以缩短。检测转换元件6被共同连接到在每个检测区域中的信号线10。因此,来自每个检测区域中的检测转换元件6的信号加倍。另一方面,来自每个检测区域的注入电荷Q会加倍。另外,检测像素2包括检测转换元件6和第二开关元件7的组合,并且不包括成像转换元件4和第一开关元件5。另外,检测转换元件6经由第二开关元件7连接到信号线10。因此,信号经由成像像素1与检测像素2之间共用的信号线从检测像素2被读出。这种构造使放射线的检测灵敏度得以提高,这是因为检测转换元件6可以在区域中被布置为是大的。在这种情况下,检测像素2变为缺陷像素,这是因为成像转换元件4不布置在其中。但是,可以通过根据相邻成像像素1的输出和图像数据补充其数据来校正检测像素2。读取单元51可以基于通过相加或求平均对应于从布置在检测区域中的多个检测像素2获取的信号的值所取得的值来计算(获取)每个检测区域中放射线的入射量。读取单元51的构造可以比图1中所示的放射线成像装置200的构造更简化。接下来,将在下面描述图7中所示的电容性元件14的构造。如上所述,在两个检测转换元件6在一条检测信号线12上在列方向上并排连接的情况下,对于每个像素,电容性元件14被布置成具有是在第二控制线9与检测信号线12之间形成的寄生电容的两倍的电容。驱动单元52输出电压使得施加到电容线15的电压VH与VL之间的电压差(VL-VH=ΔVc)变得等于施加到第二控制线9的电压差(Von-Voff=ΔVpp)。上述驱动使驱动单元52能够抵消由于寄生电容而出现在检测信号线12上的电荷。为了抑制上述影响,驱动单元52可以执行控制以通过驱动电容性元件14来抵消注入电荷Q。因此,放射线成像装置可以在该控制之下提高检测精度。读取单元51的误动作可以被抑制。将参照图8来描述第二示例性实施例。图8示出根据第二示例实施例的放射线成像装置的构造。本示例性实施例与第一示例性实施例的不同之处在于电容性元件14被布置在成像像素布置在其中的成像区域中。细节将在下面描述。首先,将描述电容线15的布置。多个电容线15被布置在成像区域中。另外,电容线15在每个成像区域的上部和下部分别布置。电容线15被布置成使得电容性元件14在成像区域的上部和下部中形成。在本示例性实施例中,电容线15被布置成使得电容性元件14在成像区域内是不均匀的。但是,该布置是一个例子。例如,如果注入电荷可以在成像区域内一位置处被充分抑制,则电容线15可以被布置成对于该位置而言不均匀。另外,在本实施例中,放射线成像装置包括驱动每个像素的驱动单元52和驱动电容性元件14的电容性元件驱动单元54。当有电压施加到第二控制线9并且有电压施加到第二开关元件7时,由寄生电容引起的电荷(注入电荷)出现在信号线10上,如第一示例性实施例中所描述的。在这种情况下,依赖于第二控制线9的电阻值和电容值并且由电容性元件驱动单元54施加的电压波形也在输入时间与输出时间之间改变。因此,抑制注入电荷的精度依赖于电容性元件14的布置而减小。电容性元件14优选地布置在其中生成注入电荷的位置附近。在这种情况下,电容线15优选地具有与第二控制线9的电阻值和电容值相同的电阻值和电容值。更具体而言,电容线15和第二控制线9优选地分别由具有基本相同长度和基本相同电阻值的材料形成,并且其中寄生电容可以形成的相应位点(site)优选地具有相同的介电常数和相同的厚度。“具有基本相同长度和基本相同电阻值的”的范围指示它们被设计为基本上相同到这样一种程度:即使得注入电荷可以被抵消,不需要完全相同,并且还可以包括设计误差和机器差异。将参照图9A和图9B来描述本示例性实施例中的电容性元件14。图9A和图9B示出本示例性实施例中的电容性元件14及其附近。电容性元件14在信号线10与电容线15之间形成。第二示例性实施例与第一示例性实施例的不同之处在于电容性元件14被布置成与检测转换元件6邻近。电容线15优选地由与形成第二控制线9的层相同的层形成。电容线15以与用于形成第二控制线9的工艺相同的工艺形成。因此,电容线15可以在不增大制造步骤的数目的情况下形成。图9B是示出本示例性实施例中的电容性元件14及其外围的平面图。图9B与图9A的不同之处在于电容性元件14被布置在充当生成注入电荷的位点的第二控制线9被布置其中的行中。结果,注入电荷可以更优选地被抑制。将在下面参照图10的时序图来描述根据本示例性实施例的放射线成像装置的操作。在下面的描述中,图10中所示的各个符号的含义与图6中所示的那些相同。时段T1和T3与图6中所示的相同,并且因此其描述不再重复。接下来,将在下面描述时段T2。首先,为了驱动第二开关元件5,电压Von作为电压Vd1至Vd3被施加到第二控制线9。此时,与第二控制线9与检测信号线12之间的寄生电容Cgs成比例的电荷Q在检测信号线12上生成,因此电位变化发生。由于电荷Q的生成,由检测单元132进行的放射线检测的精度会降低,并且检测单元132会误动作。另一方面,在本示例性实施例中,具有与接通状态或关断状态电压的极性相反的极性的电压被施加到多个电容线15当中靠近被驱动的第二控制线9的电容线15。通过向每个电容线15施加具有与电压Vd1至Vd3的极性相反的极性的电压,驱动单元52可以抵消由于寄生电容在信号线10上生成的电荷Q。如上所述,不像在第一示例性实施例中那样,在本示例性实施例中,电容性元件14被布置在其中布置成像像素的成像区域中。因此,当驱动单元52向检测像素2施加接通状态或关断状态电压时由寄生电容引起的电位变化可以以高精度被抑制。(示例应用实施例)将在下面参照图11来描述其中放射线成像装置200被应用到放射线检测系统的例子。由充当放射线源的X射线管6050生成的X射线6060通过被验者6061的胸部部分6062被发送,并且入射到放射线成像装置200上。关于被验者6061的身体内部的信息包括在入射X射线6060中。转换单元3将放射线转换成对应于X射线6050的入射的电荷,以取得电信息。此信息被转换成数字数据,并且接受由作为信号处理单元的图像处理器6070进行的图像处理,并且可以通过在控制室中的充当显示单元的显示器6080观察。此信息可以通过诸如电话线6090的传输处理装置传送到远处,可以在诸如医生室的另一个地方显示在充当显示单元的显示器6081上或者存储在诸如光盘的记录单元中,并且也可以被位于远处的医生诊断。信息也可被充当记录单元的胶片处理器6100记录在充当记录介质的胶片6110上。本发明的示例性实施例也可以在计算机或控制计算机执行程序(计算机程序)时被实现。用于将程序馈送到计算机的手段,例如,诸如记录了程序的光盘只读存储器(CD-ROM)的计算机可读记录介质或者诸如发送程序的因特网的传输介质,也可以被用作本发明的示例性实施例。上述程序也适用于作为本发明的示例性实施例。上述程序、记录介质和传输介质以及程序产品包括在本发明的范畴中。虽然已经基于示例性实施例在上面详细地描述本发明,但是本发明不限于具体的示例性实施例。在不背离本发明的范围的情况下,各种形式也包括在本发明的范畴中。另外,上述每个示例性实施例仅仅示出本发明的示例性实施例,并且示例性实施例也可以根据需要被组合。本发明的(一个或多个)实施例也可以由系统或装置的计算机实现,其中计算机读出并执行记录在存储介质(其也可以被更完整地称为“非临时性计算机可读存储介质”)上的计算机可执行指令(例如,一个或多个程序),以执行一个或多个上述实施例的功能,和/或计算机包括用于执行一个或多个上述实施例的功能的一个或多个电路(例如,专用集成电路(ASIC)),并且由系统或装置的计算机通过例如从存储介质中读出并执行计算机可执行指令以便执行一个或多个上述实施例的功能和/或控制一个或多个电路执行一个或多个上述实施例的功能所执行的方法来实现。计算机可以包括一个或多个处理器(例如,中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU))并且可以包括独立计算机或独立处理器的网络来读出和执行计算机可执行指令。计算机可执行指令可以从例如网络或存储介质中提供给计算机。存储介质可以包括例如硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、分布式计算系统的储存装置、光盘(诸如压缩盘(CD)、数字多样化盘(DVD)或蓝光盘(BD)TM)、闪存存储器设备、存储卡等等当中的一种或多种。其它实施例本发明的实施例还可以通过如下的方法来实现,即,通过网络或者各种存储介质将执行上述实施例的功能的软件(程序)提供给系统或装置,该系统或装置的计算机或是中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)读出并执行程序的方法。虽然已经参考示例性实施例描述本发明,但是应当理解,本发明不限于所公开的示例性实施例。以下权利要求的范围是要赋予最宽的解释,从而涵盖所有此类修改和等同结构及功能。
当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1