放射线成像装置及其驱动方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种放射线成像装置及其驱动方法。
【背景技术】
[0002]放射线成像装置包括多个传感器和驱动该多个传感器的驱动单元。每个传感器例如包括用于检测放射线的检测元件和用于初始化检测元件的重置单元。除了与检测元件所检测到的放射线对应的信号分量之外，从每个传感器输出的传感器信号还包含源自暗电流等的噪声分量。由于这个原因，在放射线照射开始之前，驱动单元通过使用每个重置单元来执行重置操作以初始化每个检测元件。
[0003]例如，在诸如连续拍摄或影像捕捉之类的重复执行放射线成像的操作模式中，驱动单元重复执行重置操作和输出传感器信号的输出操作。基于通过这样的一系列操作获得的传感器信号而形成的一个图像数据也被称为“帧”，并且每单位时间获得的图像数据的量也被称为“帧速率”。例如，当执行影像捕捉时，提高帧速率会平滑地回放影像。
[0004]日本专利公开N0.2012-85124公开了这样的布置:在该布置中，除了多个传感器和驱动单元之外，每个传感器单元还包括对传感器信号进行采样的采样单元。当对传感器信号进行采样时，每个采样单元保持采样的传感器信号，直到它对下一帧进行采样为止。因此，在每个采样单元对传感器信号进行采样之后，相应的驱动单元可以在任意定时执行输出采样的传感器信号的输出操作。根据日本专利公开N0.2012-85124，当在对于给定帧的输出操作期间开始对于下一帧的重置操作时，每个驱动单元中断输出操作，并且在完成重置操作时，重新开始中断的输出操作。
[0005]根据日本专利公开N0.2012-85124中所公开的驱动方法，当在对于给定帧的输出操作期间开始对于下一帧的重置操作时，可以缩短要重复执行的放射线成像操作之间的间隔。这可以提高帧速率。另外，根据日本专利公开N0.2012-85124中所公开的驱动方法，因为在重置操作的执行期间不执行输出操作，所以可以降低源自重置操作的噪声对通过输出操作获得的图像数据的影响。
[0006]除了信号分量之外，传感器信号还包含源自暗电流等的噪声分量。该噪声分量基于从重置操作的结束到传感器信号的采样的开始的时间。由于这个原因，根据日本专利公开N0.2012-85124中所公开的驱动方法，在对于下一帧的重置操作开始之前(由中断之前的输出操作)输出的传感器信号和重置操作结束之后(由重新开始之后的输出操作)输出的传感器信号之间，噪声分量存在差异。这可能在基于图像数据形成的放射线图像上引起由于噪声的对比度不均匀。
[0007]在对图像数据执行偏移校正以移除源自暗电流等的噪声分量时，这可能引起问题。根据偏移校正，放射线图像是基于通过在有放射线照射的情况下成像而获得的放射线图像数据和通过在没有放射线照射的情况下成像而获得的偏移图像数据之间的差异而形成的。为了通过偏移校正适当地除去以上不均匀噪声，有必要在相同的成像条件(例如，从重置操作结束到传感器信号的采样开始的时间保持相同的条件)下执行这两种成像操作。根据日本专利公开N0.2012-85124中所公开的驱动方法，因为采样开始之前的时间(即，输出操作中断的定时)对于每个帧可能改变，所以有必要准备大量的偏移图像数据来执行偏移校正。
【发明内容】
[0008]本发明提供一种有利于在提高帧速率的同时防止出现放射线图像上的不均匀噪声的技术。
[0009]本发明的第一方面提供一种放射线成像装置，该放射线成像装置包括多个传感器和被配置为驱动所述多个传感器的驱动单元，所述多个传感器中的每一个包括检测元件、采样单元和重置单元，检测元件被配置为检测放射线，采样单元被配置为对来自检测元件的信号进行采样，重置单元被配置为初始化检测元件，其中，驱动单元执行:使重置单元初始化检测元件的第一重置操作；使采样单元对来自检测元件的、根据在第一重置操作之后开始的第一放射线照射的信号进行采样的第一采样操作；输出通过第一采样操作采样的信号的第一输出操作；使重置单元初始化检测元件的第二重置操作；使采样单元对来自检测元件的、根据接着第一照射在第二重置操作之后开始的第二照射的信号进行采样的第二采样操作；以及输出通过第二采样操作采样的信号的第二输出操作，其中，驱动单元在第二重置操作完成之后开始第一输出操作。
[0010]本发明的第二方面提供一种放射线成像装置，该放射线成像装置包括多个传感器和被配置为驱动所述多个传感器的驱动单元，每个传感器包括检测元件、采样单元和重置单元，检测元件被配置为检测放射线，采样单元被配置为对来自检测元件的信号进行采样，重置单元被配置为初始化检测元件，其中，驱动单元执行:使重置单元初始化检测元件的操作；使采样单元对来自检测元件的、根据在初始化操作之后开始的放射线照射的信号进行采样的操作；输出通过采样操作采样的信号的操作，并且其中，驱动单元在使从初始化操作到采样操作的时间维持恒定的同时根据帧速率来改变输出操作的定时。
[0011 ] 本发明的第三方面提供一种用于放射线成像装置的驱动方法，所述放射线成像装置包括多个传感器，所述多个传感器中的每一个包括检测元件、采样单元和重置单元，检测元件被配置为检测放射线，采样单元被配置为对来自检测元件的信号进行采样，重置单元被配置为初始化检测元件，所述方法包括:在到所述多个传感器上的第一放射线照射开始之前，执行使重置单元初始化检测元件的第一重置操作；执行使采样单元对来自检测元件的、根据第一照射的信号进行采样的第一采样操作；执行输出在执行第一采样操作时采样的信号的第一输出操作；在紧接着第一照射的第二照射开始之前，执行使重置单元初始化检测元件的第二重置操作；执行使采样单元对来自检测元件的、根据第二照射的信号进行采样的第二采样操作；并且执行输出在执行第二采样操作时采样的信号的第二输出操作，其中，执行第一输出操作是在第二重置操作完成之后开始的。
[0012]参照附图阅读示例性实施例的以下描述，本发明的其他特征将变得清楚。
【附图说明】
[0013]图1是用于说明放射线成像装置的系统配置的示例的视图；
[0014]图2是用于说明放射线成像装置的布置的具体示例的视图；
[0015]图3是用于说明传感器单元的布置的示例的视图；
[0016]图4是用于说明读出单元的布置的示例的电路图；
[0017]图5是用于说明用于放射线成像装置的驱动方法的示例的时序图；
[0018]图6是用于说明单元传感器的布置的示例的电路图；
[0019]图7A至7C是用于传感器的驱动时序图的示例；
[0020]图8是在重复执行放射线成像的操作模式下的用于传感器的驱动时序图的示例；
[0021]图9是放射线成像装置的操作流程图的示例；
[0022]图10A和10B是放射线成像装置的操作流程图的示例；
[0023]图11是在重复执行放射线成像的操作模式下的用于传感器的驱动时序图的示例；
[0024]图12是在重复执行放射线成像的操作模式下的用于传感器的驱动时序图的示例；和
[0025]图13是在重复执行放射线成像的操作模式下的用于传感器的驱动时序图的示例。
【具体实施方式】
[0026](1.放射线成像装置的布置的示例)
[0027]图1是示出了放射线检查装置或放射线成像装置IA(下文中称为“装置IA”)的总体布置的示例的系统框图。装置IA包括成像单元100、单元101、显示单元102、放射线源控制单元103和放射线源104。
[0028]成像单元100通过放射线成像获得表示被检者的内部信息的图像数据，并且将该图像数据输出到单元101。单元101用作接收图像数据并执行图像处理或数据处理的处理单元，而且还用作与每个单元交换控制信号并对总体装置IA执行系统控制或同步控制的控制单元。显示单元102包括例如显示器，并且显示基于来自单元101的图像数据的放射线图像。
[0029]在放射线成像中，放射线源控制单元103与成像单元100同步地由单元101控制，并且响应于来自单元101的控制信号，将用于放射线照射的信号输出到放射线源104。放射线源104响应于来自放射线源控制单元103的信号，产生用于放射线成像的放射线(X射线、α射线、β射线、γ射线等)。
[0030]成像单元100包括传感器单元10、读出单元20和控制单元109，其中读出单元20从传感器单元10读出信号，控制单元109在与单元101交换控制信号和其它信号的同时控制成像单元100中的每个单元。
[0031]传感器单元10是通过排列多个传感器单元106而形成的传感器面板105。每个传感器单元106是通过例如已知的使用诸如硅晶圆之类的半导体晶圆的半导体制造工艺制造的传感器芯片。多个传感器被排列(以形成多行和多列)在每个传感器单元106上。各个相邻的传感器单元106可以通过切割物理隔离，或者可以不通过切割物理隔离。例如，在半导体晶圆上形成的每个传感器单元106可以在切割之前被检查，并且其检查结果满足预定标准的传感器单元106可以被排列为形成传感器面板105。
[0032]尽管为了方便描述，例示了其中传感器单元106被形成为2行X 14列的布置，但是传感器单元10的布置不限于该数量。
[0033]用于将放射线转换成光的闪烁体(未示出)设在传感器单元10上。传感器单元10获得与来自闪烁体的光相对应的电信号。在这种情况下，已例示了所谓的间接转换型布置，其中，放射线被闪烁体转换成光，并且该光被光电转换。然而，可以使用将放射线(直接)转换成电信号的所谓的直接转换型布置。
[0034]读出单元20例如包括复用器131至138、信号放大单元141至148以及A/D转换单元151至158。复用器131等用作选择作为预定单元中的信号读出目标的传感器的选择单元。例如，复用器131等针对每个传感器单元106或列来选择作为信号读出目标的传感器。信号放大单元141等和A/D转换单元151等用作输出来自作为选定目标的各个传感器的信号(传感器信号)的输出单元。例如，信号放大单元141等通过使用差分放大器等来放大信号。A/D转换单元151等对经放大的信号进行模数转换(A/D转换)。
[0035]用于交换信号或供应电力的多个电极被布置在传感器单元10的上侧部分和下侧部分上。这些电极可以经由悬空引线型印刷