光或放射线摄像装置.pdf

摘要
申请专利号：	CN200980158928.X	申请日：	2009.04.24
公开号：	CN102413763A	公开日：	2012.04.11
当前法律状态：	终止	有效性：	无权
法律详情：	未缴年费专利权终止IPC(主分类):A61B 6/00申请日:20090424授权公告日:20140312终止日期:20170424\|\|\|授权\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):A61B 6/00申请日:20090424\|\|\|公开
IPC分类号：	A61B6/00	主分类号：	A61B6/00
申请人：	株式会社岛津制作所
发明人：	田边晃一; 岸原弘之
地址：	日本京都府
优先权：
专利代理机构：	北京林达刘知识产权代理事务所(普通合伙) 11277	代理人：	刘新宇
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内容摘要

在本发明的放射线摄像装置中，改变在电容器中蓄积将利用X射线转换层对起因于流经X射线转换层的暗电流的暗电流噪声进行转换而得到的电荷信号的时间来获得暗图像信号，由此能够得到暗电流噪声的准确的温度特性。由此，从进行X射线摄像时得到的X射线检测信号中去除周期性地获取到的偏置信号，并且使用暗电流噪声的温度特性进行基于获取偏置信号时与进行X射线摄像时的温度差的暗电流噪声的变化量的校正，从而能够高精度地去除起因于暗电流的噪声。

权利要求书

1：一种光或放射线摄像装置，其特征在于，具备：转换层，其将光或放射线转换为电荷信号；电容器，其按照将上述转换层以二维矩阵状分割而成的每个检测元件来蓄积上述电荷信号；读出单元，其读出蓄积在上述电容器中的电荷信号；电荷电压转换单元，其将从上述读出单元读出的电荷信号转换为电压信号；温度测量单元，其测量上述转换层的温度；以及暗电流噪声计算部，其根据预先在暗图像时改变在上述电容器中蓄积上述电荷信号的时间而求得的暗电流噪声温度特性和由上述温度测量单元测量出的温度，来算出由于流经上述转换层的暗电流产生的暗电流噪声。
2：根据权利要求 1 所述的光或放射线摄像装置，其特征在于，还具备：暗图像信号去除部，其从自上述转换层读出的电压信号中去除暗图像信号；噪声变化量计算部，其计算由上述暗电流噪声计算部算出的在获取暗图像信号时的温度条件下的暗电流噪声与由上述暗电流噪声计算部算出的在摄像时的温度条件下的暗电流噪声之间的变化量；噪声变化量去除部，其从自上述转换层读出的电压信号中去除由上述噪声变化量计算部算出的暗电流噪声变化量。
3：根据权利要求 2 所述的光或放射线摄像装置，其特征在于，周期性地获取上述暗图像信号。
4：根据权利要求 2 所述的光或放射线摄像装置，其特征在于，还具备温度判断部，该温度判断部判断由上述温度测量单元测量出的温度是否超出了预先确定的温度范围，在上述温度判断部判断为由上述温度测量单元测量出的温度超出了预先确定的温度范围的情况下，获取上述暗图像信号。
5：根据权利要求 1 至 4 中的任一项所述的光或放射线摄像装置，其特征在于，将上述暗电流噪声温度特性作为近似式存储到上述温度变化噪声计算部中。
6：根据权利要求 1 至 4 中的任一项所述的光或放射线摄像装置，其特征在于，将上述暗电流噪声温度特性作为查找表存储到上述温度变化噪声计算部中。
7：根据权利要求 1 至 6 中的任一项所述的光或放射线摄像装置，其特征在于，上述光或放射线的转换层是多晶化合物半导体。
8：根据权利要求 7 所述的光或放射线摄像装置，其特征在于，上述光或放射线的转换层以 CdTe 或 CdZnTe 为主要原料。

说明书

光或放射线摄像装置
    技术领域本发明涉及一种用于医疗领域、非破坏性检查、 RI(Radio Isotope ：放射性同位素 ) 检查以及光学检查等产业领域等的光或放射线摄像装置，特别是涉及一种对由于转换层的温度变化而产生的噪声进行校正的光或放射线摄像装置，该转换层将光或放射线转换为电荷信号。
     背景技术以往，在光或放射线摄像装置中具备对光或者放射线进行检测的光或放射线检测器。这里光是指红外线、可见光线、紫外线、放射线以及 γ 射线等，但在此以 X 射线为例特别进行说明。在 X 射线检测器中广泛应用了 X 射线平板检测器，该 X 射线平板检测器使用有源矩阵基板来检测 X 射线。这是由于当使用有源矩阵基板时，能够读入各像素的 X 射线检测值，这是非常有用的。并且，当在有源矩阵基板上层叠由半导体构成的 X 射线转换层时，能够按每个有源元件形成 X 射线检测元件。
     当 X 射线转换层使用半导体层时，能够将入射到 X 射线转换层的 X 射线转换为电荷信号 ( 载体 )。将转换得到的该电荷信号按照每个 X 射线检测元件蓄积到电容器中，由有源矩阵基板按照每个 X 射线检测元件读出蓄积得到的电荷信号，并且，电荷信号在转换为电压信号的同时被放大。能够根据该电压信号通过图像处理部来构成 X 射线透视图像。
     在这样发送至图像处理部的电压信号中，除了包含基于从 X 射线转换得到的电荷信号的电压信号之外，作为噪声信号还包含由于 X 射线转换层中的暗电流而产生的电压信号、由于将电荷信号一边转换为电压信号一边放大时所产生的放大器噪声而产生的电压信号。
     作为 X 射线转换层，如果是以往所采用的非晶硒 (α-Se) 膜，则由于暗电流而产生的噪声信号不会相对于温度变化而发生大的变化。另外，放大器噪声也不会相对于温度变化而发生大的变化，因此例如专利文献 1 那样，周期性地测量没有照射 X 射线时的暗图像信号 ( 以后称为偏置信号 )，将该偏置信号作为噪声信号除去。
     专利文献 1 ：日本特开 2006-305228 号公报
     发明内容发明要解决的问题
     然而，作为 X 射线转换层，例如 CdTe 多晶化合物半导体膜那样，当由于暗电流而产生的噪声信号相对于温度变化显著变化时，即使如以往那样周期性地测量偏置信号，仍会发生无法校正周期之间的噪声信号的问题。
     本发明是鉴于这种情况而完成的，目的在于提供一种光或放射线摄像装置，其能够与对光或者放射线起感应的转换层的温度变化相对应地去除暗电流噪声信号。
     用于解决问题的方案
     本发明为了完成这种目的采用如下结构。
     即，本发明的光或放射线摄像装置的特征在于，具备：转换层，其将光或放射线转换为电荷信号；电容器，其按照将上述转换层以二维矩阵状分割而成的每个检测元件来蓄积上述电荷信号；读出单元，其读出蓄积在上述电容器中的电荷信号；电荷电压转换单元，其将从上述读出单元读出的电荷信号转换为电压信号；温度测量单元，其测量上述转换层的温度；以及暗电流噪声计算部，其根据预先在暗图像时改变在上述电容器中蓄积上述电荷信号的时间而求得的暗电流噪声温度特性和由上述温度测量单元测量出的温度，来算出由于流经上述转换层的暗电流产生的暗电流噪声。
     根据本发明的光或放射线摄像装置，通过转换层将光或者放射线转换为电荷信号，将转换得到的电荷信号按检测元件蓄积到电容器中，蓄积得到的电荷信号通过读出单元被读出并通过电荷电压转换单元被转换为电压信号。此时，流经转换层的暗电流也被转换为电压信号，因此产生暗电流噪声。通过预先求出该暗电流噪声的温度特性能够高精度地算出暗电流噪声。在暗图像时通过改变在电容器中蓄积电荷信号的时间来求出该温度特性，因此能够高精度地求出由于暗电流而产生的噪声信号的温度特性。在暗电流噪声计算部中，通过将从温度测量单元发送来的温度应用于该温度特性，能够高精度地算出该温度条件下的暗电流噪声的信号值。另外，也可以具备：暗图像信号去除部，其从自转换层读出的电压信号中去除暗图像信号；噪声变化量计算部，其计算获取暗图像信号时的温度条件下的暗电流噪声与摄像时的温度条件下的暗电流噪声的变化量；以及噪声变化量去除部，其从自转换层读出的电压信号中去除由噪声变化量计算部算出的噪声变化量。由此，只需计算出相对于暗图像信号获取时的暗电流噪声的变化量并将其去除即可，因此不需要频繁地获取暗图像信号，即使在连续地照射光或者放射线时也能够高精度地进行暗电流噪声的温度校正。
     另外，通过周期性地获取暗图像信号，能够高精度地针对相对于温度变化而缓慢变化的噪声成分进行温度校正。另外，也可以取代周期性地获取暗图像，而具备温度判断部，该温度判断部对获取暗图像时由温度测量单元测量出的温度预先设定基准，并将该基准值与由温度测量单元实时地测量出的温度相比较。当实时地测量出的温度超过对获取暗图像时的温度预先确定的基准时，温度判断部进行控制使得获取暗图像信号，由此能够高精度地针对相对于温度变化而缓慢地变化的噪声成分进行温度校正。
     另外，暗电流噪声的温度特性既可以是近似式，也可以是查找表。如果是近似式，则能够对噪声进行高精度的温度校正，如果是查找表，则能够实现温度校正的高速化。
     另外，转换层也可以是多晶化合物半导体。如果是多晶化合物半导体，则晶体生长容易从而能够形成大面积的转换层。另外，作为具体例，如果将 CdTe 或 CdZnTe 作为主要原料，则能够形成光或放射线的响应性好、转换效率高的转换层。
     发明的效果
     根据本发明所涉及的光或放射线摄像装置，能够提供如下的一种光或放射线摄像装置：能够与对光或者放射线起感应的转换层的温度变化相对应地去除暗电流噪声信号。
     附图说明
     图 1 是表示实施例所涉及的 X 射线摄像装置的整体结构的框图。图 2 是表示实施例所涉及的 X 射线摄像装置所具备的 X 射线平板检测器的结构的框图。图 3 是实施例所涉及的 X 射线摄像装置所具备的 X 射线平板检测器的 X 射线转换层周边区域的概要纵截面图。
     图 4 是表示实施例所涉及的电荷电压转换部的结构的电路图。
     图 5 是表示实施例所涉及的检测电压信号所包含的噪声信号与温度之间的关系的曲线图。
     图 6 是表示实施例所涉及的检测电压信号所包含的噪声信号与温度之间的关系的曲线图。
     图 7 是表示实施例所涉及的检测电压信号所包含的噪声信号与温度之间的关系的曲线图。
     图 8 是实施例所涉及的改变在电容器中蓄积的时间并读出电荷信号的时序图。
     图 9 是表示实施例所涉及的暗电流噪声信号与温度之间的关系的曲线图。
     图 10 是表示本发明的其它实施方式所涉及的 X 射线摄像装置的结构的框图。
     附图标记说明
     3： X 射线平板检测器 (FPD) ； 5：图像处理部； 11 ：温度传感器； 13 ：栅极驱动电路； 14 ：电荷电压转换部； 19 ： X 射线转换层； 20 ：有源矩阵基板； 26 ：偏置信号去除部； 27 ：暗电流噪声计算部； 28 ：噪声变化量计算部； 29 ：噪声变化量去除部； 31 ：温度判断部； DU ： X 射线检测元件； Ca ：电容器
     具体实施方式
     下面，参照附图来说明本发明的实施例。
     图 1 是表示实施例所涉及的 X 射线摄像装置的整体结构的框图，图 2 是表示 X 射线摄像装置所具备的 X 射线平板检测器的结构的框图。图 3 是 X 射线平板检测器的 X 射线转换层周边区域的概要纵截面图，图 4 是表示电荷电压转换部的结构的电路图。在本实施例中，作为所入射的光或者放射线，以 X 射线为例来进行说明，并且作为放射线摄像装置以 X 射线摄像装置为例进行说明。

     如图 1 所示， X 射线摄像装置具备： X 射线管 1，其对作为摄像对象的被检体 M 照射 X 射线；顶板 2，其载置被检体 M ； X 射线平板检测器 ( 以下称为 FPD)3，其根据透过被检体 M 的 X 射线量转换为电荷信号 ( 将 X 射线检测为电荷信号 )，并且将该电荷信号转换为电压信号进行输出； A/D 转换器 4，其将从 FPD 3 输出的电压信号从模拟转换为数字；图像处理部 5，其处理由 A/D 转换器 4 转换而得到的数字的电压信号并构成图像；主控制部 6，其进行与 X 射线摄像有关的各种控制； X 射线管控制部 7，其根据主控制部 6 的控制来产生管电压、管电流并控制 X 射线管 1 ；输入部 8，其能够进行与 X 射线摄像有关的输入设定；显示部 9，其显示由图像处理部 5 处理得到的 X 射线图像等；存储部 10，其存储由图像处理部 5 处理得到的 X 射线图像等；以及温度传感器 11，其测量 FPD 3 内部的温度。接下来，详细地说明 X 射线摄像装置的各部结构。
     如图 2 所示， FPD 3 中具备：多个 X 射线检测元件 DU、 X 射线检测控制部 12、栅极驱动电路 13、电荷电压转换部 14、采样保持器部 15 以及多路复用器 16。这些多个 X 射线检测元件 DU 经由栅极线 GL1 ～ GL10 与栅极驱动电路 13 相连接，并且经由数据线 DL1 ～ DL10 与电荷电压转换部 14 相连接。X 射线检测控制部 12 与栅极驱动电路 13、电荷电压转换部 14、采样保持器部 15 以及多路复用器 16 相连接。X 射线检测元件 DU 相当于本发明的检测元件，电荷电压转换部 14 相当于本发明的电荷电压转换单元。
     另外，在 FPD 3 的内部设置有温度传感器 11，用于测量 X 射线转换层 19 的温度和 FPD 3 的内部的温度，并将测量出的温度发送到图像处理部 5 和主控制部 6。作为温度传感器 11 能够采用测温电阻器、热电偶、热敏电阻等。
     X 射线检测元件 DU 是对所输入的 X 射线起感应并输出电荷信号的元件，在被入射 X 射线的 X 射线检测部 XD 中排列成纵横的二维矩阵状。此外，在图 2 中，作为一例图示了 X 射线检测元件 DU 排列成纵 10× 横 10 的二维矩阵状的情况，但实际上，在 X 射线检测部 XD 中 X 射线检测元件 DU 例如是排列成纵 4096× 横 4096 左右的二维矩阵状来使用的。
     另外，如图 3 所示， X 射线检测元件 DU 具备：电压施加电极 18，其施加高电压的偏压 Va ； X 射线转换层 19，其将所入射的 X 射线转换为电荷信号；以及有源矩阵基板 20，其读出 ( 输出 ) 由 X 射线转换层 19 转换得到的电荷信号。有源矩阵基板 20 相当于本发明的读出单元。 X 射线转换层 19 由 X 射线感应型半导体构成，例如用多晶化合物半导体膜 CdTe 或 CdZnTe 形成。如果是多晶化合物半导体膜，则晶体生长容易从而能够形成大面积的 X 射线转换层 19。另外，通过使多晶化合物半导体膜的内部也以 CdTe 或 CdZnTe 为主要原料，能够形成 X 射线的响应性好、转换效率高的 X 射线转换层 19。得到当对 X 射线转换层 19 入射 X 射线时，直接生成与该 X 射线的能量成比例的规定个数的电荷信号 ( 载体 ) 的结构 ( 直接转换型 )。另外，利用通过由电压施加电极 18 施加偏压 Va 而在 X 射线转换层 19 内产生的电场来按照每个像素电极 22 收集所生成的电荷信号。
     如图 3 所示，有源矩阵基板 20 中设置有绝缘性的玻璃基板 21，该玻璃基板 21 上设置有：电容器 Ca，其蓄积按照每个像素电极 22 收集得到的电荷信号；薄膜晶体管 ( 以下称为 TFT)23，其作为开关元件；栅极线 GL1 ～ GL10，其用于由栅极驱动电路 13 控制 TFT 23 ；以及数据线 DL1 ～ DL10，其从 TFT 23 读出电荷信号。
     接着， X 射线检测控制部 12 被主控制部 6( 参照图 1) 控制，如图 2 所示， X 射线检测控制部 12 统一控制栅极驱动电路 13、电荷电压转换部 14、采样保持器部 15 以及多路复用器 16，且 X 射线检测控制部 12 进行控制，使得由 X 射线检测元件 DU 检测得到的电荷信号被依次选择性地取出到电荷电压转换部 14，并且从多路复用器 16 依次输出。具体地说， X 射线检测控制部 12 构成为输出以下信号：使栅极驱动电路 12 开始动作的栅极动作信号、使电荷电压转换部 14 的放大器复位开始的放大器复位信号、对采样保持器部 15 的采样保持器进行控制的采样保持器控制信号以及对多路复用器 16 的动作进行控制的多路复用器控制信号。
     接着，栅极驱动电路 13 为了依次选择性地取出由 X 射线检测元件 DU 检测到的电荷信号而使各 X 射线检测元件 DU 的 TFT23 动作。栅极驱动电路 13 根据来自 X 射线检测控制部 12 的栅极动作信号依次选择与 X 射线检测元件 DU 的每个横行共同连接的栅极线 GL1 ～ GL10 并发送栅极信号。所选择出的该行内的 X 射线检测元件 DU 的 TFT 23 基于栅极信号而同时成为导通状态，电容器 Ca 中蓄积的电荷信号通过数据线 DL1 ～ DL10 输出到电
     荷电压转换部 14。
     接着，电荷电压转换部 14 中具备如图 4 所示的电荷电压转换放大器 24，该电荷电压转换放大器 24 的数量与 X 射线检测元件 DU 的每个纵列的数据线 DL1 ～ DL10 相对应 ( 在图 2 中为 10 个 )。电荷电压转换放大器 24 是将从各 X 射线检测元件 DU 输出的电荷信号转换为电压信号的电荷检测放大电路 (CSA ： Charge Sensitive Amplifier)。电荷电压转换放大器 24 将从数据线 DL1 ～ DL10 读入的电荷信号转换为电压信号，输出到采样保持器部 15。电荷电压转换部 14 相当于本发明的电荷电压转换单元。
     接着，采样保持器部 15 设置有采样保持器电路，采样保持器电路的数量与电荷电压转换放大器 24 的数量相对应。另外，根据来自 X 射线检测控制部 12 的采样保持器信号在规定的时间内对从电荷电压转换放大器 24 输出的电压信号进行采样，保持 (hold) 经过规定时间后的时刻的电压信号，将稳定状态的电压信号输出到多路复用器 16。
     接着，在多路复用器 16 的内部设置有开关，开关的数量与采样保持器电路的数量相对应。根据来自 X 射线检测控制部 12 的多路复用器控制信号依次地将开关中的某一个开关切换为导通状态，并转换为将从各采样保持器电路输出的电压信号逐个捆束而得到的时间分割信号，输出到 A/D 转换器 4。A/D 转换器 4 根据来自多路复用器 16 的电压信号以规定的定时进行采样后转换为数字的电压信号，并输出到图像处理部 5。 < 图像处理部 >
     如图 1 所示，图像处理部 5 的内部具备图像存储器部 25、偏置信号去除部 26、暗电流噪声计算部 27、噪声变化量计算部 28、噪声变化量去除部 29 以及图像生成部 30。在图像处理部 5 中，从电压信号中去除偏置信号和温度变化噪声来生成 X 射线透视图像，该电压信号是经由 A/D 转换器 4 从 FPD 3 传送来的。
     首先，说明被传送到图像处理部 5 的电压信号是什么样的信号。根据其产生原因能够将被传送到图像处理部 5 的电压信号 ( 以下称为检测电压信号 ) 分为三个成分。也就是说，检测电压信号由 X 射线透视图像信号、暗电流噪声 Nt 以及放大器噪声 Mt 构成，其中，该 X 射线透视图像信号重建 X 射线透视图像，该暗电流噪声 Nt 是由于流经 X 射线转换层的暗电流而产生的，该放大器噪声 Mt 是在由电荷电压转换部 14 等放大电压信号时产生的。
     ( 检测电压信号 ) ＝ (X 射线透视图像信号 )+Nt+Mt… (1)
     X 射线透视图像信号是由 X 射线转换层 19 将根据透过被检体 M 的 X 射线转换得到的电荷信号产生的电压信号，是重建 X 射线透视图像所需的电压信号。
     暗电流噪声 Nt 是将在 X 射线转换层 19 内流通的暗电流转换为电压信号而产生的噪声信号，其值根据 X 射线转换层 19 的温度 T 而敏感地变化。暗电流噪声 Nt 一般能够以下式来表示。
     Nt ＝ α(exp(β/T)-1)、 (α、 β：常数、 T：绝对温度 [K])… (2)
     放大器噪声 Mt 是由于电荷电压转换部 14 的放大器的放大作用而产生的噪声信号，当温度变化时放大器噪声 Mt 也发生变化，但与暗电流噪声 Nt 的相对于温度的变化量相比，该变化量非常小。由此，仅通过周期性地获取偏置信号就能够去除放大器噪声 Mt。
     暗电流噪声 Nt 和放大器噪声 Mt 都会使 X 射线透视图像信号的动态范围缩小。另外，即使进行温度调节， X 射线摄像装置的设置环境的温度也总是会时时刻刻始终发生变化，当因温度变化而在透视图像上出现暗电流噪声 Nt 时，不能获得准确的透视图像。图 5
     图示了暗电流噪声 Nt 和放大器噪声 Mt。根据暗电流的性质，暗电流噪声 Nt 相对于温度 T 而呈指数函数性地变化。另外，放大器噪声 Mt 相对于温度 T 缓慢地变化。
     通过获取在不从 X 射线管 1 照射 X 射线时得到的检测电压信号即偏置信号 Ft，能够准确地求出将这些暗电流噪声 Nt 与放大器噪声 Mt 相加得到的总噪声信号 Dt( 参照图 5)。
     Dt ＝ Nt+Mt … (3)
     ＝ Ft … (4)
     在此，如图 6 所示，在以某一温度 TO 获取偏置信号 FO 时与以温度 T2 进行 X 射线摄像时之间的时间间隔短的情况下，两个时刻的 FPD 3 的温度差小，因此进行 X 射线摄像时的放大器噪声 M2 与获取偏置信号 FO 时的放大器噪声 MO 之差 ΔM2( ＝ M2-MO) 极小，因此能够视为 MO ≒ M2。其结果是也能够用温度变化噪声 ΔN2 将进行 X 射线摄像时的总噪声信号 Dt 表示为如下那样。
     D2 ＝ N2+M2
     ≒ N2+Mo ( ∵ Mo ≒ M2)
     ＝ (ΔN2+No)+Mo ( ∵ ΔN2 ＝ N2-No) ＝ ΔN2+FO … (5) ( ∵ FO ＝ NO+MO)
     在此，温度变化噪声 ΔN2 是进行 X 射线摄像时的检测电压信号所包含的暗电流噪声 N2 与获取偏置信号 FO 时的偏置信号 FO 内所包含的暗电流噪声 NO 之差。另外，在获取偏置信号 FO 时的温度条件与进行 X 射线摄像时的温度条件相同的情况下， ΔN2 ＝ 0，因此检测电压信号由两个成分构成。
     ( 检测电压信号 ) ＝ (X 射线透视图像信号 )+FO( 其中，温度固定 )… (6)
     由此，如果预先求出暗电流噪声 Nt 的温度特性，则即使从获取偏置信号 FO 时起 X 射线转换层 19 的温度发生变化，也能够通过测量 X 射线转换层 19 的温度来从检测电压信号中去除暗电流噪声 Nt 和放大器噪声 Mt。在此，以下说明高精度地测量暗电流噪声 Nt 的方法。
     (2) 式中的 α 和 β 的值是根据 X 射线转换层 19 的构成物质和构成状态而变化的值。因此，如图 7 所示，当改变在电容器 Ca 中蓄积电荷信号的时间来获取偏置信号并求出各自的差时，能够求出该温度条件下的暗电流噪声 Nt。也就是说，在相同的温度条件下，从在电容器 Ca 中将电荷信号蓄积时间 2Ts 期间所得到的偏置信号 F2Ts 减去将电荷信号蓄积时间 Ts 期间所得到偏置信号 FTs，由此能够测量该温度条件下的暗电流噪声 Nt。在此，将时间 Ts 设为进行 X 射线摄像时在电容器 Ca 中蓄积电荷信号的实际的时间。这样，按照每个温度来测量改变在电容器 Ca 中蓄积电荷信号的时间而得到的偏置信号的差，由此能够求出暗电流噪声 Nt 的温度特性。该暗电流噪声 Nt 的温度特性既可以作为式 (2) 的近似式来求出，也可以作为与各温度相对应的查找表来求出。
     如图 8 所示，对于改变在电容器 Ca 中蓄积电荷信号的时间，可以通过控制栅极的导通和截止时间以及电荷电压转换放大器 24 的开关 SW1 的导通和截止时间来进行调节。通过 X 射线控制部 12 分别控制栅极驱动电路 13 以及电荷电压转换部 14 来进行所述各控制。
     首先，说明在电容器 Ca 中将电荷信号蓄积时间 Ts 期间的情况。在获取暗图像信号时，如图 8 的 (a) 所示，当依次选择 GL1 ～ GL10 而使与各栅极线相连接的检测元件 DU 内
     的栅极成为导通状态时，蓄积在电容器 Ca 中的电荷信号被依次读出到电荷电压转换部 14。在电荷电压转换部 14 中，所读出的电荷信号被输入到与各数据线相连接的电荷电压转换放大器 24 中。如图 8 的 (b) 所示，在电荷电压转换放大器 24 中，紧接在使各栅极成为导通状态之前使开关 SW1 暂时成为导通状态从而使电荷电压转换放大器 24 初始化，之后，将所输入的电荷信号转换为电压信号并放大。当依次选择 GL1 ～ GL10 并读出二维图像信息结束后，存在使栅极和开关 SW1 在固定时间内为截止状态的暂停时间。在进行运动图像拍摄时，在该暂停时间内进行下一帧的 X 射线摄像。即，蓄积时间 Ts 为从 10×10 的 X 射线检测元件 DU 读出电荷信号的读出时间加上暂停时间所得到的时间。实际上蓄积时间 Ts 优选为进行 X 射线摄像时在电容器 Ca 中蓄积电荷信号的时间。这样，能够获得在电容器 Ca 中将电荷信号蓄积时间 Ts 期间所得到的偏置信号 FTs。偏置信号 FTs 的信号成分如下。
     FTs ＝ NTs+MTs… (7)
     接着，说明将电荷信号蓄积时间 2Ts 期间的情况，其中，该时间 2Ts 期间是刚才在电容器 Ca 中蓄积电荷信号的时间 Ts 的 2 倍。在获取暗图像信号时，通过调节图 8 所示的暂停时间来在电容器 Ca 中将电荷信号蓄积时间 Ts 的 2 倍的 2Ts 期间。并且，使栅极依次成为导通状态来将蓄积在电容器 Ca 中的电荷信号读出到电荷电压转换部 14。这样，能够获得在电容器 Ca 中将电荷信号蓄积时间 2Ts 期间所获得的偏置信号 F2Ts。电荷电压转换放大器 24 的放大器发挥作用的时间与获取偏置信号 FTs 的时间相同，因此在所获取到的偏置信号中产生的放大器噪声信号也成为相同值。另外，暗电流噪声 Nt 与由流经 X 射线转换层 19 的暗电流产生的电荷信号在电容器 Ca 中进行蓄积的时间成比例，因此，偏置信号 F2Ts 的信号成分如下。
     F2Ts ＝ N2Ts+MTs
     ＝ 2×NTs+MTs… (8)
     当通过式 (7) 和式 (8) 从在电容器 Ca 中将电荷信号蓄积时间 2Ts 期间所得到的偏置信号 F2Ts 减去将在电容器 Ca 中的电荷信号的蓄积时间变为时间 Ts 的一半时所得到的偏置信号 FTs 时，能够准确地求出暗电流变化噪声 NTs。
     F2Ts-FTs ＝ (2×NTs+MTs)-(NTs+MTs)
     ＝ NTs … (9)
     如以上那样，能够根据改变在电容器 Ca 中蓄积电荷信号的时间而得到的偏置信号来高精度地求出该温度条件下的暗电流噪声 Nt，从而能够通过一边改变 X 射线转换层 19 的温度一边获取暗电流噪声 Nt 来高精度地求出暗电流噪声 Nt 的温度特性。例如，能够通过求出两个常数 α、 β 来获取暗电流噪声 Nt 的近似式。能够求出温度和偏置信号的测量次数越增加，精度越高的近似式。另外，也可以创建温度与暗电流噪声 Nt 的关系的查找表来代替近似式。这样，能够创建每个检测元件 DU 的温度与暗电流噪声 Nt 的近似式或查找表。
     接着，说明根据检测电压信号求出 X 射线透视图像信号的图像处理部 5 的各结构部。
     从 A/D 转换器 4 输出的数字的电压信号被暂时存储到图像存储器部 25 中。
     偏置信号去除部 26 中存储有周期性地拍摄暗图像时所获取的偏置信号。每当拍摄暗图像时更新所存储的偏置信号。偏置信号去除部 26 从检测电压信号去除偏置信号，将所去除的值发送到噪声变化量去除部 29，其中，上述检测电压信号是从图像存储器部 25 发送来的。
     暗电流噪声计算部 27 中具备作为暗电流噪声 Nt 的温度特性的温度转换近似式或查找表，根据从温度传感器 11 发送来的温度信息算出暗电流噪声 Nt。可以是使用温度转换近似式或查找表的结构，也可以进行区分使得在静止图像拍摄时使用温度转换近似式来高精度地进行温度校正，在运动图像拍摄时使用查找表来高速地进行温度校正。分别算出周期性地拍摄暗图像时的温度 TO 条件下的暗电流噪声 NO 和进行 X 射线摄像时的温度 T2 条件下的暗电流噪声 N2，并发送到噪声变化量计算部 28。
     如图 9 所示，在噪声变化量计算部 28 中将周期性地拍摄暗图像时的温度 TO 条件下的暗电流噪声成分 NO 作为零点，算出与进行 X 射线摄像时的温度 T2 条件下的暗电流噪声 Nt 之差即温度变化噪声 ΔN2。所算出的温度变化噪声 ΔN2 被发送到噪声变化量去除部 29。
     在噪声变化量去除部 29 中，将基于被去除了偏置信号 FO 的检测电压信号而算出的温度变化噪声 ΔN2 去除，由此能够获取每个 X 射线检测元件 DU 的 X 射线透视图像信号。
     在图像生成部 30 中，根据 X 射线透视图像信号来生成 X 射线透视图像。另外，不限于透视图像，也能够在 CT 摄像时重建断层图像。所形成的 X 射线透视图像被传送到主控制部 6 而在显示部 9 中进行显示，或者被存储到存储部 10 中。
     接着，使用图 1 ～图 4 来说明利用本实施例的 X 射线摄像装置执行 X 射线摄像时的动作。
     首先，操作者能够通过输入部 8 来设定获取偏置信号的周期，例如，设定为以 10 分钟的间隔来获取偏置信号。根据该设定，主控制部 6 对 X 射线管控制部 7 和 FPD 3 的 X 射线检测控制部 12 进行指示，使得每 10 分钟获取偏置信号。接着，当通过输入部 8 指示开始 X 射线摄像时，主控制部 6 控制 X 射线管控制部 7 和 X 射线检测控制部 12。X 射线管控制部 7 根据来自主控制部 6 的控制产生管电压、管电流并控制 X 射线管 1，从而从 X 射线管 1 对被检体 M 照射 X 射线。并且，透过被检体 M 的 X 射线通过 FPD 3 的 X 射线检测元件 DU 转换为与透过被检体 M 的 X 射线量相应的电荷信号，并蓄积到电容器 Ca 中。
     接着， X 射线检测控制部 12 对栅极驱动电路 13 输出栅极动作信号。栅极驱动电路 13 根据该栅极动作信号依次选择栅极线。在本实施例中，设为按照栅极线 G1、 G2、 G3、…、 G9、 G10 的顺序逐个进行选择的情况并进行说明。栅极驱动电路 13 选择栅极线 G1，指定与栅极线 G1 相连接的各检测元件 DU。所指定的各检测元件 DU 的 TFT 23 的栅极通过发送栅极信号而被施加电压，从而成为导通状态。由此，与所指定的各 TFT 23 相连接的电容器 Ca 中蓄积的载体经由 TFT 23 被读出到数据线 DL1 ～ DL10。接着，栅极驱动电路 13 选择栅极线 G2，按照同样的步骤指定与栅极线 G2 相连接的各检测元件 DU，该指定出的各检测元件 DU 的电容器 Ca 中蓄积的电荷信号被读出到数据线 DL1 ～ DL10。剩余的栅极线 G3 ～ G10 也以同样的顺序进行选择，由此二维状地读出电荷信号。
     这样，栅极驱动电路 13 通过依次选择栅极线 GL1 ～ GL10 来指定与各栅极线相连接的检测元件 DU，该指定的各检测元件 DU 的电容器 Ca 中蓄积的电荷信号被读出到数据线 DL1 ～ DL10。
     被读出到各数据线的电荷信号在电荷电压转换部 14 内的 TFT 23 电荷电压转换放
     大器 24 中被转换为电压信号并被放大。并且，在采样保持器部 15 中，对由电荷电压转换部 14 转换得到的电压信号进行采样并且暂时保持。之后，将在采样保持器部 15 中保持的电压信号转换为时间分割信号而从多路复用器 16 依次输出。所输出的电压信号通过 A/D 转换器 4 由模拟值转换为数字值。被转换为数字值的电压信号被发送到图像处理部 5。
     被发送到图像处理部 5 的电压信号 ( 检测电压信号 ) 被存储到图像存储器部 25。接着，由图像存储器部 25 向偏置信号去除部 26 发送检测电压信号。在偏置信号去除部 26 中，保存周期性地例如以 10 分钟的间隔得到的偏置信号，将该偏置信号从检测电压信号中去除。然而，在被去除了偏置信号的检测电压信号中，偏置信号获取时和进行 X 射线摄像时的 FPD 3 与 X 射线检测层 19 的温度不同，因此，没有完全去除基于该温度变化的噪声。
     接着，当获取偏置信号时，由温度传感器 11 向暗电流噪声计算部 27 发送获取偏置信号时的温度 TO，因此暗电流噪声计算部 27 根据暗电流噪声 Nt 的温度特性来算出获取偏置信号时的暗电流噪声 NO，向噪声变化量计算部 28 传送暗电流噪声 NO。另外，在进行 X 射线摄像时，由温度传感器 11 向暗电流噪声计算部 27 发送进行 X 射线摄像时的温度 T2，因此暗电流噪声计算部 27 根据暗电流噪声 Nt 的温度特性来算出暗电流噪声 N2，向噪声变化量计算部 28 传送暗电流噪声 N2。在噪声变化量计算部 28 中，通过从进行 X 射线摄像时的暗电流噪声 N2 中减去获取偏置信号时的暗电流噪声 NO 来算出温度变化噪声 ΔN2。将算出的该温度变化噪声 ΔN2 发送到噪声变化量去除部 29。
     在噪声变化量去除部 29 中，还从被去除了偏置信号 FO 的检测电压信号中去除温度变化噪声 ΔN2。能够伴随温度的变化来去除暗电流噪声，该暗电流噪声相对于 FPD 3 和 X 射线转换层 19 的温度变化而敏感地变化。去除了偏置信号 FO 和温度变化噪声 ΔN2 的检测电压信号被发送到图像生成部 30 来生成 X 射线透视图像或 CT 图像等。所形成的 X 射线透视图像或 CT 图像等经由主控制部 6 被显示在显示部 9 中，或者被存储到存储部 10 中。
     如上所述，根据本实施方式，当周期性地例如以 10 分钟的间隔获取偏置信号时和实施 X 射线摄像时，即使 X 射线转换层 19 的温度发生变化也能够与该温度变化相应地高精度地去除暗电流噪声。即，根据暗电流噪声 Nt 的温度特性算出对温度变化敏感的暗电流噪声 Nt 的从获取偏置信号时起的变化量即温度变化噪声 ΔNt，由此能够高精度地去除噪声信号。根据改变在电容器 Ca 中蓄积电荷信号的时间所得到的偏置信号而高精度地求出由于流经 X 射线转换层的暗电流而产生的暗电流噪声 Nt，测量不同温度条件下的暗电流噪声 Nt，从而预先求出暗电流噪声 Nt 的温度特性，由此能够实现高精度地去除噪声信号。
     另外，只需计算相对于获取暗图像信号 FO 时的暗电流噪声 NO 的变化量即温度变化噪声 ΔNt 并将其去除即可，因此不需要频繁地获取暗图像信号 FO，即使在连续地照射光或者放射线时也能够高精度地对暗电流噪声 Nt 进行温度校正。这样，只要周期性地获取偏置信号 FO 即可，因此例如即使在运动图像拍摄时等连续地拍摄的情况下也能够恰当地处理检测电压信号中所包含的噪声信号的温度校正，从而能够进行高画质的摄像。
     本发明不限于上述实施方式，能够进行如下的变形来实施。
     (1) 在上述实施例中，周期性地获取偏置信号 FO，但也可以构成为：将相对于获取偏置信号时的温度 TO 而设定的阈值与由温度传感器 11 实时地测量出的温度进行比较，在温度判断部 31 判断为所测量出的温度变得比阈值高或者低的情况下，再次获取偏置信号
     FO。也就是说，在温度 T 发生变化，使得使偏置信号 FO 内所包含的放大器噪声 MO 与由温度传感器 11 测量出的温度 T 条件下的放大器噪声 Mt 不能作为相同值而近似的情况下，温度判断部 31 对主控制部 6 发送再次获取偏置信号的命令。由此，主控制部 6 对 X 射线管控制部 7 发送使 X 射线管 1 停止照射的指示，并且对 X 射线检测控制部 12 发出获取偏置信号的指示。这样，取代周期性地获取偏置信号 FO 而不断地监视 X 射线检测层 19 的温度变化，在获取偏置信号 FO 时的温度与当前的温度之间的变化量超过允许范围的情况下，再次获取偏置信号 FO，因此能够根据使温度变化的允许范围成为何种程度来实现图像质量的差异化。
     (2) 在上述实施例中，在从检测电压信号中去除偏置信号 FO 之后去除温度变化噪声 ΔN2，但并不限于此，可以先从检测电压信号中去除温度变化噪声 ΔN2，之后再去除偏置信号 FO，也可以从检测电压信号中同时去除偏置信号 FO 和温度变化噪声 ΔN2。
     (3) 在上述实施例中，在暗电流噪声计算部 27 中使用了每个 X 射线检测元件 DU 的暗电流噪声的温度特性，但也可以是按照聚集有 X 射线检测元件 DU 的每个区域来预先求出暗电流噪声的温度特性，使用该每个区域的温度特性来算出各 X 射线检测元件 DU 的温度变化噪声。由此，能够更加高速地对检测电压信号进行温度校正。
     (4) 在上述实施例中， X 射线检测元件 DU 是对 X 射线起感应的 X 射线感应型半导体，但如果采用光感应型半导体，则能够制作能够以相同结构高精度地去除转换层的温度变化噪声的光摄像装置。

资源描述

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1、(10)申请公布号 CN 102413763 A(43)申请公布日 2012.04.11CN102413763A*CN102413763A*(21)申请号 200980158928.X(22)申请日 2009.04.24A61B 6/00(2006.01)(71)申请人株式会社岛津制作所地址日本京都府(72)发明人田边晃一岸原弘之(74)专利代理机构北京林达刘知识产权代理事务所(普通合伙) 11277代理人刘新宇(54) 发明名称光或放射线摄像装置(57) 摘要在本发明的放射线摄像装置中，改变在电容器中蓄积将利用X射线转换层对起因于流经X射线转换层的暗电流的暗电流噪声进行转换而得到的电荷信号。

2、的时间来获得暗图像信号，由此能够得到暗电流噪声的准确的温度特性。由此，从进行X射线摄像时得到的X射线检测信号中去除周期性地获取到的偏置信号，并且使用暗电流噪声的温度特性进行基于获取偏置信号时与进行X射线摄像时的温度差的暗电流噪声的变化量的校正，从而能够高精度地去除起因于暗电流的噪声。(85)PCT申请进入国家阶段日2011.10.24(86)PCT申请的申请数据PCT/JP2009/001895 2009.04.24(87)PCT申请的公布数据WO2010/122609 JA 2010.10.28(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页。

3、说明书 10 页附图 8 页CN 102413776 A 1/1页21.一种光或放射线摄像装置，其特征在于，具备：转换层，其将光或放射线转换为电荷信号；电容器，其按照将上述转换层以二维矩阵状分割而成的每个检测元件来蓄积上述电荷信号；读出单元，其读出蓄积在上述电容器中的电荷信号；电荷电压转换单元，其将从上述读出单元读出的电荷信号转换为电压信号；温度测量单元，其测量上述转换层的温度；以及暗电流噪声计算部，其根据预先在暗图像时改变在上述电容器中蓄积上述电荷信号的时间而求得的暗电流噪声温度特性和由上述温度测量单元测量出的温度，来算出由于流经上述转换层的暗电流产生的暗电流噪声。2.根据权利要求1所述的。

4、光或放射线摄像装置，其特征在于，还具备：暗图像信号去除部，其从自上述转换层读出的电压信号中去除暗图像信号；噪声变化量计算部，其计算由上述暗电流噪声计算部算出的在获取暗图像信号时的温度条件下的暗电流噪声与由上述暗电流噪声计算部算出的在摄像时的温度条件下的暗电流噪声之间的变化量；噪声变化量去除部，其从自上述转换层读出的电压信号中去除由上述噪声变化量计算部算出的暗电流噪声变化量。3.根据权利要求2所述的光或放射线摄像装置，其特征在于，周期性地获取上述暗图像信号。4.根据权利要求2所述的光或放射线摄像装置，其特征在于，还具备温度判断部，该温度判断部判断由上述温度测量单元测量出的温度是否超出了预先确定的。

5、温度范围，在上述温度判断部判断为由上述温度测量单元测量出的温度超出了预先确定的温度范围的情况下，获取上述暗图像信号。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的光或放射线摄像装置，其特征在于，将上述暗电流噪声温度特性作为近似式存储到上述温度变化噪声计算部中。6.根据权利要求1至4中的任一项所述的光或放射线摄像装置，其特征在于，将上述暗电流噪声温度特性作为查找表存储到上述温度变化噪声计算部中。7.根据权利要求1至6中的任一项所述的光或放射线摄像装置，其特征在于，上述光或放射线的转换层是多晶化合物半导体。8.根据权利要求7所述的光或放射线摄像装置，其特征在于，上述光或放射线的转换层以CdTe或CdZnT。

6、e为主要原料。权利要求书CN 102413763 ACN 102413776 A 1/10页3光或放射线摄像装置技术领域0001 本发明涉及一种用于医疗领域、非破坏性检查、RI(Radio Isotope：放射性同位素)检查以及光学检查等产业领域等的光或放射线摄像装置，特别是涉及一种对由于转换层的温度变化而产生的噪声进行校正的光或放射线摄像装置，该转换层将光或放射线转换为电荷信号。背景技术0002 以往，在光或放射线摄像装置中具备对光或者放射线进行检测的光或放射线检测器。这里光是指红外线、可见光线、紫外线、放射线以及射线等，但在此以X射线为例特别进行说明。在X射线检测器中广泛应用了X射。

7、线平板检测器，该X射线平板检测器使用有源矩阵基板来检测X射线。这是由于当使用有源矩阵基板时，能够读入各像素的X射线检测值，这是非常有用的。并且，当在有源矩阵基板上层叠由半导体构成的X射线转换层时，能够按每个有源元件形成X射线检测元件。0003 当X射线转换层使用半导体层时，能够将入射到X射线转换层的X射线转换为电荷信号(载体)。将转换得到的该电荷信号按照每个X射线检测元件蓄积到电容器中，由有源矩阵基板按照每个X射线检测元件读出蓄积得到的电荷信号，并且，电荷信号在转换为电压信号的同时被放大。能够根据该电压信号通过图像处理部来构成X射线透视图像。0004 在这样发送至图像处理部的电压信号中，除了包。

8、含基于从X射线转换得到的电荷信号的电压信号之外，作为噪声信号还包含由于X射线转换层中的暗电流而产生的电压信号、由于将电荷信号一边转换为电压信号一边放大时所产生的放大器噪声而产生的电压信号。0005 作为X射线转换层，如果是以往所采用的非晶硒(-Se)膜，则由于暗电流而产生的噪声信号不会相对于温度变化而发生大的变化。另外，放大器噪声也不会相对于温度变化而发生大的变化，因此例如专利文献1那样，周期性地测量没有照射X射线时的暗图像信号(以后称为偏置信号)，将该偏置信号作为噪声信号除去。0006 专利文献1：日本特开2006-305228号公报发明内容0007 发明要解决的问题0008 然而，作为X射。

9、线转换层，例如CdTe多晶化合物半导体膜那样，当由于暗电流而产生的噪声信号相对于温度变化显著变化时，即使如以往那样周期性地测量偏置信号，仍会发生无法校正周期之间的噪声信号的问题。0009 本发明是鉴于这种情况而完成的，目的在于提供一种光或放射线摄像装置，其能够与对光或者放射线起感应的转换层的温度变化相对应地去除暗电流噪声信号。0010 用于解决问题的方案0011 本发明为了完成这种目的采用如下结构。说明书CN 102413763 ACN 102413776 A 2/10页40012 即，本发明的光或放射线摄像装置的特征在于，具备：转换层，其将光或放射线转换为电荷信号；电容器，其按照将上述转。

10、换层以二维矩阵状分割而成的每个检测元件来蓄积上述电荷信号；读出单元，其读出蓄积在上述电容器中的电荷信号；电荷电压转换单元，其将从上述读出单元读出的电荷信号转换为电压信号；温度测量单元，其测量上述转换层的温度；以及暗电流噪声计算部，其根据预先在暗图像时改变在上述电容器中蓄积上述电荷信号的时间而求得的暗电流噪声温度特性和由上述温度测量单元测量出的温度，来算出由于流经上述转换层的暗电流产生的暗电流噪声。0013 根据本发明的光或放射线摄像装置，通过转换层将光或者放射线转换为电荷信号，将转换得到的电荷信号按检测元件蓄积到电容器中，蓄积得到的电荷信号通过读出单元被读出并通过电荷电压转换单元被转换为电压信。

11、号。此时，流经转换层的暗电流也被转换为电压信号，因此产生暗电流噪声。通过预先求出该暗电流噪声的温度特性能够高精度地算出暗电流噪声。在暗图像时通过改变在电容器中蓄积电荷信号的时间来求出该温度特性，因此能够高精度地求出由于暗电流而产生的噪声信号的温度特性。在暗电流噪声计算部中，通过将从温度测量单元发送来的温度应用于该温度特性，能够高精度地算出该温度条件下的暗电流噪声的信号值。0014 另外，也可以具备：暗图像信号去除部，其从自转换层读出的电压信号中去除暗图像信号；噪声变化量计算部，其计算获取暗图像信号时的温度条件下的暗电流噪声与摄像时的温度条件下的暗电流噪声的变化量；以及噪声变化量去除部，其从自转。

12、换层读出的电压信号中去除由噪声变化量计算部算出的噪声变化量。由此，只需计算出相对于暗图像信号获取时的暗电流噪声的变化量并将其去除即可，因此不需要频繁地获取暗图像信号，即使在连续地照射光或者放射线时也能够高精度地进行暗电流噪声的温度校正。0015 另外，通过周期性地获取暗图像信号，能够高精度地针对相对于温度变化而缓慢变化的噪声成分进行温度校正。另外，也可以取代周期性地获取暗图像，而具备温度判断部，该温度判断部对获取暗图像时由温度测量单元测量出的温度预先设定基准，并将该基准值与由温度测量单元实时地测量出的温度相比较。当实时地测量出的温度超过对获取暗图像时的温度预先确定的基准时，温度判断部进行控制使。

13、得获取暗图像信号，由此能够高精度地针对相对于温度变化而缓慢地变化的噪声成分进行温度校正。0016 另外，暗电流噪声的温度特性既可以是近似式，也可以是查找表。如果是近似式，则能够对噪声进行高精度的温度校正，如果是查找表，则能够实现温度校正的高速化。0017 另外，转换层也可以是多晶化合物半导体。如果是多晶化合物半导体，则晶体生长容易从而能够形成大面积的转换层。另外，作为具体例，如果将CdTe或CdZnTe作为主要原料，则能够形成光或放射线的响应性好、转换效率高的转换层。0018 发明的效果0019 根据本发明所涉及的光或放射线摄像装置，能够提供如下的一种光或放射线摄像装置：能够与对光或者放射线起。

14、感应的转换层的温度变化相对应地去除暗电流噪声信号。附图说明0020 图1是表示实施例所涉及的X射线摄像装置的整体结构的框图。0021 图2是表示实施例所涉及的X射线摄像装置所具备的X射线平板检测器的结构的说明书CN 102413763 ACN 102413776 A 3/10页5框图。0022 图3是实施例所涉及的X射线摄像装置所具备的X射线平板检测器的X射线转换层周边区域的概要纵截面图。0023 图4是表示实施例所涉及的电荷电压转换部的结构的电路图。0024 图5是表示实施例所涉及的检测电压信号所包含的噪声信号与温度之间的关系的曲线图。0025 图6是表示实施例所涉及的检测电压信号所包含。

15、的噪声信号与温度之间的关系的曲线图。0026 图7是表示实施例所涉及的检测电压信号所包含的噪声信号与温度之间的关系的曲线图。0027 图8是实施例所涉及的改变在电容器中蓄积的时间并读出电荷信号的时序图。0028 图9是表示实施例所涉及的暗电流噪声信号与温度之间的关系的曲线图。0029 图10是表示本发明的其它实施方式所涉及的X射线摄像装置的结构的框图。0030 附图标记说明0031 3：X射线平板检测器(FPD)；5：图像处理部；11：温度传感器；13：栅极驱动电路；14：电荷电压转换部；19：X射线转换层；20：有源矩阵基板；26：偏置信号去除部；27：暗电流噪声计算部；28：噪声变化量计算。

16、部；29：噪声变化量去除部；31：温度判断部；DU：X射线检测元件；Ca：电容器具体实施方式0032 下面，参照附图来说明本发明的实施例。0033 图1是表示实施例所涉及的X射线摄像装置的整体结构的框图，图2是表示X射线摄像装置所具备的X射线平板检测器的结构的框图。图3是X射线平板检测器的X射线转换层周边区域的概要纵截面图，图4是表示电荷电压转换部的结构的电路图。在本实施例中，作为所入射的光或者放射线，以X射线为例来进行说明，并且作为放射线摄像装置以X射线摄像装置为例进行说明。0034 0035 如图1所示，X射线摄像装置具备：X射线管1，其对作为摄像对象的被检体M照射X射线；顶板2，其载置被。

17、检体M；X射线平板检测器(以下称为FPD)3，其根据透过被检体M的X射线量转换为电荷信号(将X射线检测为电荷信号)，并且将该电荷信号转换为电压信号进行输出；A/D转换器4，其将从FPD 3输出的电压信号从模拟转换为数字；图像处理部5，其处理由A/D转换器4转换而得到的数字的电压信号并构成图像；主控制部6，其进行与X射线摄像有关的各种控制；X射线管控制部7，其根据主控制部6的控制来产生管电压、管电流并控制X射线管1；输入部8，其能够进行与X射线摄像有关的输入设定；显示部9，其显示由图像处理部5处理得到的X射线图像等；存储部10，其存储由图像处理部5处理得到的X射线图像等；以及温度传感器11，其测。

18、量FPD 3内部的温度。接下来，详细地说明X射线摄像装置的各部结构。0036 如图2所示，FPD 3中具备：多个X射线检测元件DU、X射线检测控制部12、栅极驱动电路13、电荷电压转换部14、采样保持器部15以及多路复用器16。这些多个X射线检说明书CN 102413763 ACN 102413776 A 4/10页6测元件DU经由栅极线GL1GL10与栅极驱动电路13相连接，并且经由数据线DL1DL10与电荷电压转换部14相连接。X射线检测控制部12与栅极驱动电路13、电荷电压转换部14、采样保持器部15以及多路复用器16相连接。X射线检测元件DU相当于本发明的检测元件，电荷电压转换部1。

19、4相当于本发明的电荷电压转换单元。0037 另外，在FPD 3的内部设置有温度传感器11，用于测量X射线转换层19的温度和FPD 3的内部的温度，并将测量出的温度发送到图像处理部5和主控制部6。作为温度传感器11能够采用测温电阻器、热电偶、热敏电阻等。0038 X射线检测元件DU是对所输入的X射线起感应并输出电荷信号的元件，在被入射X射线的X射线检测部XD中排列成纵横的二维矩阵状。此外，在图2中，作为一例图示了X射线检测元件DU排列成纵10横10的二维矩阵状的情况，但实际上，在X射线检测部XD中X射线检测元件DU例如是排列成纵4096横4096左右的二维矩阵状来使用的。0039 另外，如图3所。

20、示，X射线检测元件DU具备：电压施加电极18，其施加高电压的偏压Va；X射线转换层19，其将所入射的X射线转换为电荷信号；以及有源矩阵基板20，其读出(输出)由X射线转换层19转换得到的电荷信号。有源矩阵基板20相当于本发明的读出单元。0040 X射线转换层19由X射线感应型半导体构成，例如用多晶化合物半导体膜CdTe或CdZnTe形成。如果是多晶化合物半导体膜，则晶体生长容易从而能够形成大面积的X射线转换层19。另外，通过使多晶化合物半导体膜的内部也以CdTe或CdZnTe为主要原料，能够形成X射线的响应性好、转换效率高的X射线转换层19。得到当对X射线转换层19入射X射线时，直接生成与该X。

21、射线的能量成比例的规定个数的电荷信号(载体)的结构(直接转换型)。另外，利用通过由电压施加电极18施加偏压Va而在X射线转换层19内产生的电场来按照每个像素电极22收集所生成的电荷信号。0041 如图3所示，有源矩阵基板20中设置有绝缘性的玻璃基板21，该玻璃基板21上设置有：电容器Ca，其蓄积按照每个像素电极22收集得到的电荷信号；薄膜晶体管(以下称为TFT)23，其作为开关元件；栅极线GL1GL10，其用于由栅极驱动电路13控制TFT 23；以及数据线DL1DL10，其从TFT 23读出电荷信号。0042 接着，X射线检测控制部12被主控制部6(参照图1)控制，如图2所示，X射线检测控制部。

22、12统一控制栅极驱动电路13、电荷电压转换部14、采样保持器部15以及多路复用器16，且X射线检测控制部12进行控制，使得由X射线检测元件DU检测得到的电荷信号被依次选择性地取出到电荷电压转换部14，并且从多路复用器16依次输出。具体地说，X射线检测控制部12构成为输出以下信号：使栅极驱动电路12开始动作的栅极动作信号、使电荷电压转换部14的放大器复位开始的放大器复位信号、对采样保持器部15的采样保持器进行控制的采样保持器控制信号以及对多路复用器16的动作进行控制的多路复用器控制信号。0043 接着，栅极驱动电路13为了依次选择性地取出由X射线检测元件DU检测到的电荷信号而使各X射线检测元件D。

23、U的TFT23动作。栅极驱动电路13根据来自X射线检测控制部12的栅极动作信号依次选择与X射线检测元件DU的每个横行共同连接的栅极线GL1GL10并发送栅极信号。所选择出的该行内的X射线检测元件DU的TFT 23基于栅极信号而同时成为导通状态，电容器Ca中蓄积的电荷信号通过数据线DL1DL10输出到电说明书CN 102413763 ACN 102413776 A 5/10页7荷电压转换部14。0044 接着，电荷电压转换部14中具备如图4所示的电荷电压转换放大器24，该电荷电压转换放大器24的数量与X射线检测元件DU的每个纵列的数据线DL1DL10相对应(在图2中为10个)。电荷电压转换放。

24、大器24是将从各X射线检测元件DU输出的电荷信号转换为电压信号的电荷检测放大电路(CSA：Charge Sensitive Amplifier)。电荷电压转换放大器24将从数据线DL1DL10读入的电荷信号转换为电压信号，输出到采样保持器部15。电荷电压转换部14相当于本发明的电荷电压转换单元。0045 接着，采样保持器部15设置有采样保持器电路，采样保持器电路的数量与电荷电压转换放大器24的数量相对应。另外，根据来自X射线检测控制部12的采样保持器信号在规定的时间内对从电荷电压转换放大器24输出的电压信号进行采样，保持(hold)经过规定时间后的时刻的电压信号，将稳定状态的电压信号输出到多路。

25、复用器16。0046 接着，在多路复用器16的内部设置有开关，开关的数量与采样保持器电路的数量相对应。根据来自X射线检测控制部12的多路复用器控制信号依次地将开关中的某一个开关切换为导通状态，并转换为将从各采样保持器电路输出的电压信号逐个捆束而得到的时间分割信号，输出到A/D转换器4。A/D转换器4根据来自多路复用器16的电压信号以规定的定时进行采样后转换为数字的电压信号，并输出到图像处理部5。0047 0048 如图1所示，图像处理部5的内部具备图像存储器部25、偏置信号去除部26、暗电流噪声计算部27、噪声变化量计算部28、噪声变化量去除部29以及图像生成部30。在图像处理部5中，从电压信。

26、号中去除偏置信号和温度变化噪声来生成X射线透视图像，该电压信号是经由A/D转换器4从FPD 3传送来的。0049 首先，说明被传送到图像处理部5的电压信号是什么样的信号。根据其产生原因能够将被传送到图像处理部5的电压信号(以下称为检测电压信号)分为三个成分。也就是说，检测电压信号由X射线透视图像信号、暗电流噪声Nt以及放大器噪声Mt构成，其中，该X射线透视图像信号重建X射线透视图像，该暗电流噪声Nt是由于流经X射线转换层的暗电流而产生的，该放大器噪声Mt是在由电荷电压转换部14等放大电压信号时产生的。0050 (检测电压信号)(X射线透视图像信号)+Nt+Mt(1)0051 X射线透视图像信号。

27、是由X射线转换层19将根据透过被检体M的X射线转换得到的电荷信号产生的电压信号，是重建X射线透视图像所需的电压信号。0052 暗电流噪声Nt是将在X射线转换层19内流通的暗电流转换为电压信号而产生的噪声信号，其值根据X射线转换层19的温度T而敏感地变化。暗电流噪声Nt一般能够以下式来表示。0053 Nt(exp(/T)-1)、(、：常数、T：绝对温度K)(2)0054 放大器噪声Mt是由于电荷电压转换部14的放大器的放大作用而产生的噪声信号，当温度变化时放大器噪声Mt也发生变化，但与暗电流噪声Nt的相对于温度的变化量相比，该变化量非常小。由此，仅通过周期性地获取偏置信号就能够去除放大器噪声Mt。

28、。0055 暗电流噪声Nt和放大器噪声Mt都会使X射线透视图像信号的动态范围缩小。另外，即使进行温度调节，X射线摄像装置的设置环境的温度也总是会时时刻刻始终发生变化，当因温度变化而在透视图像上出现暗电流噪声Nt时，不能获得准确的透视图像。图5说明书CN 102413763 ACN 102413776 A 6/10页8图示了暗电流噪声Nt和放大器噪声Mt。根据暗电流的性质，暗电流噪声Nt相对于温度T而呈指数函数性地变化。另外，放大器噪声Mt相对于温度T缓慢地变化。0056 通过获取在不从X射线管1照射X射线时得到的检测电压信号即偏置信号Ft，能够准确地求出将这些暗电流噪声Nt与放大器噪声Mt。

29、相加得到的总噪声信号Dt(参照图5)。0057 DtNt+Mt (3)0058 Ft (4)0059 在此，如图6所示，在以某一温度TO获取偏置信号FO时与以温度T2进行X射线摄像时之间的时间间隔短的情况下，两个时刻的FPD 3的温度差小，因此进行X射线摄像时的放大器噪声M2与获取偏置信号FO时的放大器噪声MO之差M2(M2-MO)极小，因此能够视为MOM2。其结果是也能够用温度变化噪声N2将进行X射线摄像时的总噪声信号Dt表示为如下那样。0060 D2N2+M20061 N2+Mo(MoM2)0062 (N2+No)+Mo(N2N2-No)0063 N2+FO(5) (FONO+MO)006。

30、4 在此，温度变化噪声N2是进行X射线摄像时的检测电压信号所包含的暗电流噪声N2与获取偏置信号FO时的偏置信号FO内所包含的暗电流噪声NO之差。另外，在获取偏置信号FO时的温度条件与进行X射线摄像时的温度条件相同的情况下，N20，因此检测电压信号由两个成分构成。0065 (检测电压信号)(X射线透视图像信号)+FO(其中，温度固定)(6)0066 由此，如果预先求出暗电流噪声Nt的温度特性，则即使从获取偏置信号FO时起X射线转换层19的温度发生变化，也能够通过测量X射线转换层19的温度来从检测电压信号中去除暗电流噪声Nt和放大器噪声Mt。在此，以下说明高精度地测量暗电流噪声Nt的方法。0067。

31、 (2)式中的和的值是根据X射线转换层19的构成物质和构成状态而变化的值。因此，如图7所示，当改变在电容器Ca中蓄积电荷信号的时间来获取偏置信号并求出各自的差时，能够求出该温度条件下的暗电流噪声Nt。也就是说，在相同的温度条件下，从在电容器Ca中将电荷信号蓄积时间2Ts期间所得到的偏置信号F2Ts减去将电荷信号蓄积时间Ts期间所得到偏置信号FTs，由此能够测量该温度条件下的暗电流噪声Nt。在此，将时间Ts设为进行X射线摄像时在电容器Ca中蓄积电荷信号的实际的时间。这样，按照每个温度来测量改变在电容器Ca中蓄积电荷信号的时间而得到的偏置信号的差，由此能够求出暗电流噪声Nt的温度特性。该暗电流噪声。

32、Nt的温度特性既可以作为式(2)的近似式来求出，也可以作为与各温度相对应的查找表来求出。0068 如图8所示，对于改变在电容器Ca中蓄积电荷信号的时间，可以通过控制栅极的导通和截止时间以及电荷电压转换放大器24的开关SW1的导通和截止时间来进行调节。通过X射线控制部12分别控制栅极驱动电路13以及电荷电压转换部14来进行所述各控制。0069 首先，说明在电容器Ca中将电荷信号蓄积时间Ts期间的情况。在获取暗图像信号时，如图8的(a)所示，当依次选择GL1GL10而使与各栅极线相连接的检测元件DU内说明书CN 102413763 ACN 102413776 A 7/10页9的栅极成为导通状态。

33、时，蓄积在电容器Ca中的电荷信号被依次读出到电荷电压转换部14。在电荷电压转换部14中，所读出的电荷信号被输入到与各数据线相连接的电荷电压转换放大器24中。如图8的(b)所示，在电荷电压转换放大器24中，紧接在使各栅极成为导通状态之前使开关SW1暂时成为导通状态从而使电荷电压转换放大器24初始化，之后，将所输入的电荷信号转换为电压信号并放大。当依次选择GL1GL10并读出二维图像信息结束后，存在使栅极和开关SW1在固定时间内为截止状态的暂停时间。在进行运动图像拍摄时，在该暂停时间内进行下一帧的X射线摄像。即，蓄积时间Ts为从1010的X射线检测元件DU读出电荷信号的读出时间加上暂停时间所得到的。

34、时间。实际上蓄积时间Ts优选为进行X射线摄像时在电容器Ca中蓄积电荷信号的时间。这样，能够获得在电容器Ca中将电荷信号蓄积时间Ts期间所得到的偏置信号FTs。偏置信号FTs的信号成分如下。0070 FTsNTs+MTs(7)0071 接着，说明将电荷信号蓄积时间2Ts期间的情况，其中，该时间2Ts期间是刚才在电容器Ca中蓄积电荷信号的时间Ts的2倍。在获取暗图像信号时，通过调节图8所示的暂停时间来在电容器Ca中将电荷信号蓄积时间Ts的2倍的2Ts期间。并且，使栅极依次成为导通状态来将蓄积在电容器Ca中的电荷信号读出到电荷电压转换部14。这样，能够获得在电容器Ca中将电荷信号蓄积时间2Ts期间所。

35、获得的偏置信号F2Ts。电荷电压转换放大器24的放大器发挥作用的时间与获取偏置信号FTs的时间相同，因此在所获取到的偏置信号中产生的放大器噪声信号也成为相同值。另外，暗电流噪声Nt与由流经X射线转换层19的暗电流产生的电荷信号在电容器Ca中进行蓄积的时间成比例，因此，偏置信号F2Ts的信号成分如下。0072 F2TsN2Ts+MTs0073 2NTs+MTs(8)0074 当通过式(7)和式(8)从在电容器Ca中将电荷信号蓄积时间2Ts期间所得到的偏置信号F2Ts减去将在电容器Ca中的电荷信号的蓄积时间变为时间Ts的一半时所得到的偏置信号FTs时，能够准确地求出暗电流变化噪声NTs。0075 。

36、F2Ts-FTs(2NTs+MTs)-(NTs+MTs)0076 NTs(9)0077 如以上那样，能够根据改变在电容器Ca中蓄积电荷信号的时间而得到的偏置信号来高精度地求出该温度条件下的暗电流噪声Nt，从而能够通过一边改变X射线转换层19的温度一边获取暗电流噪声Nt来高精度地求出暗电流噪声Nt的温度特性。例如，能够通过求出两个常数、来获取暗电流噪声Nt的近似式。能够求出温度和偏置信号的测量次数越增加，精度越高的近似式。另外，也可以创建温度与暗电流噪声Nt的关系的查找表来代替近似式。这样，能够创建每个检测元件DU的温度与暗电流噪声Nt的近似式或查找表。0078 接着，说明根据检测电压信号求出X。

37、射线透视图像信号的图像处理部5的各结构部。0079 从A/D转换器4输出的数字的电压信号被暂时存储到图像存储器部25中。0080 偏置信号去除部26中存储有周期性地拍摄暗图像时所获取的偏置信号。每当拍摄暗图像时更新所存储的偏置信号。偏置信号去除部26从检测电压信号去除偏置信号，将说明书CN 102413763 ACN 102413776 A 8/10页10所去除的值发送到噪声变化量去除部29，其中，上述检测电压信号是从图像存储器部25发送来的。0081 暗电流噪声计算部27中具备作为暗电流噪声Nt的温度特性的温度转换近似式或查找表，根据从温度传感器11发送来的温度信息算出暗电流噪声Nt。可。

38、以是使用温度转换近似式或查找表的结构，也可以进行区分使得在静止图像拍摄时使用温度转换近似式来高精度地进行温度校正，在运动图像拍摄时使用查找表来高速地进行温度校正。分别算出周期性地拍摄暗图像时的温度TO条件下的暗电流噪声NO和进行X射线摄像时的温度T2条件下的暗电流噪声N2，并发送到噪声变化量计算部28。0082 如图9所示，在噪声变化量计算部28中将周期性地拍摄暗图像时的温度TO条件下的暗电流噪声成分NO作为零点，算出与进行X射线摄像时的温度T2条件下的暗电流噪声Nt之差即温度变化噪声N2。所算出的温度变化噪声N2被发送到噪声变化量去除部29。0083 在噪声变化量去除部29中，将基于被去除了。

39、偏置信号FO的检测电压信号而算出的温度变化噪声N2去除，由此能够获取每个X射线检测元件DU的X射线透视图像信号。0084 在图像生成部30中，根据X射线透视图像信号来生成X射线透视图像。另外，不限于透视图像，也能够在CT摄像时重建断层图像。所形成的X射线透视图像被传送到主控制部6而在显示部9中进行显示，或者被存储到存储部10中。0085 0086 接着，使用图1图4来说明利用本实施例的X射线摄像装置执行X射线摄像时的动作。0087 首先，操作者能够通过输入部8来设定获取偏置信号的周期，例如，设定为以10分钟的间隔来获取偏置信号。根据该设定，主控制部6对X射线管控制部7和FPD 3的X射线检测控。

40、制部12进行指示，使得每10分钟获取偏置信号。接着，当通过输入部8指示开始X射线摄像时，主控制部6控制X射线管控制部7和X射线检测控制部12。X射线管控制部7根据来自主控制部6的控制产生管电压、管电流并控制X射线管1，从而从X射线管1对被检体M照射X射线。并且，透过被检体M的X射线通过FPD 3的X射线检测元件DU转换为与透过被检体M的X射线量相应的电荷信号，并蓄积到电容器Ca中。0088 接着，X射线检测控制部12对栅极驱动电路13输出栅极动作信号。栅极驱动电路13根据该栅极动作信号依次选择栅极线。在本实施例中，设为按照栅极线G1、G2、G3、G9、G10的顺序逐个进行选择的情况并进行说明。。

41、栅极驱动电路13选择栅极线G1，指定与栅极线G1相连接的各检测元件DU。所指定的各检测元件DU的TFT 23的栅极通过发送栅极信号而被施加电压，从而成为导通状态。由此，与所指定的各TFT 23相连接的电容器Ca中蓄积的载体经由TFT 23被读出到数据线DL1DL10。接着，栅极驱动电路13选择栅极线G2，按照同样的步骤指定与栅极线G2相连接的各检测元件DU，该指定出的各检测元件DU的电容器Ca中蓄积的电荷信号被读出到数据线DL1DL10。剩余的栅极线G3G10也以同样的顺序进行选择，由此二维状地读出电荷信号。0089 这样，栅极驱动电路13通过依次选择栅极线GL1GL10来指定与各栅极线相连接的检测元件DU，该指定的各检测元件DU的电容器Ca中蓄积的电荷信号被读出到数据线DL1DL10。0090 被读出到各数据线的电荷信号在电荷电压转换部14内的TFT 23电荷电压转换放说明书CN 102413763 A。

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