[发明专利]摄像设备及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及摄像设备及其控制方法，更具体地，涉及一种用于获取X射线图像以及用于获取数字图像的设备。

背景技术

用于对物质照射以X射线为代表的放射线、并且对由于透过该物质而衰减的放射线的强度分布进行测量和成像的技术带来了医学技术的发展。自X射线的发现以来，用于对强度分布进行成像的技术采用如下技术，该技术包括在使用荧光体将X射线强度分布转换成可见光之后，在卤化银胶片上产生潜像并对该潜像进行显影。近年来，一种使用所谓成像板的技术变得普及，该技术包括：使用辉尽性荧光体(photostimulablephosphor)，通过利用激光激励并读出作为由X射线照射产生的辉尽性荧光体中的蓄积能量的分布所形成的潜像，对X射线图像进行数字化。另外，由于半导体技术的进步，已开发出了可以覆盖整个人体的大幅面固态图像传感器、或者所谓的平板检测器(flat panel detector)，从而能够通过直接对X射线图像进行数字化而无需产生潜像来进行有效诊断。

同时，还可以使用以光电倍增管(图像增强器)为代表的高灵敏度图像传感器来对由微弱的X射线产生的荧光进行成像，并且观察人体内的动态，其中，这种技术现在越来越得到普遍使用。近年来的平板检测器的灵敏度与这些图像增强器的灵敏度相当，从而现在可以在人体的大范围区域内用X射线对动态进行摄影。

平板检测器将已通过被摄体的X射线的强度分布转换成闪烁体的光强度分布或者由半导体的自由电子激励产生的电子密度的二维分布。为了提取图像信息作为一维电信号，使用称为TFT(薄膜晶体管)的晶体管来进行顺次扫描，其中，通过使用半导体制造技术在二维平面状态下以高密度印刷来实现该晶体管。

平板检测器的原理

图11示出用于将闪烁体的光强度分布转换成电信号的平板检测器的典型结构的示例。在图11的示例中，通过粘合闪烁体201和平面图像传感器202或者通过将该闪烁体直接沉积到图像传感器上来构成平板检测器。当具有空间强度分布的X射线从图11的箭头的方向到达平板检测器时，闪烁体根据X射线强度分布发射光，并且通过图像传感器提取图像信息作为电信号。

图12示出普通图像传感器202的内部结构和外围电路，以及图13示意性示出包括图像传感器202的传统X射线摄像设备的结构。

在图12中，由虚线101围绕的框是单个像素。像素101具有光电二极管102和TFT 103，该TFT是场效应晶体管。通常，在平面状态下将这些像素以约0.1mm至0.2mm的间隔配置成栅格状。类似于普通的场效应晶体管，TFT具有栅极信号线108和源极信号线109。

配置在二维平面上的栅极信号线108连接至横向上的其他栅极信号线，并且如图12所示，连接至移位寄存器104的单个输出(111)。从而，进行晶体管栅极的切换控制。将类似连接施加于在横向上所排列的像素的所有栅极信号线，并且将栅极信号线连接至移位寄存器104的输出。如图13所示，通过行选择控制单元142来对移位寄存器104进行控制。具体地，通过至移位寄存器104的时钟脉冲输入105，在移位寄存器104中顺次选择栅极信号。

另一方面，如图12所示，在纵向上连接所有的作为TFT的输出的源极信号线，并且经由采样和保持电路(S/H电路)113将信号输入至多路复用器106。在下文中，将S/H电路113和多路复用器106统称为采样/保持-多路复用器电路(S/H-MPX)110。

将该连接施加于在纵向上布置的像素的TFT的所有源极信号线。如图13所示，通过列选择控制单元141控制采样/保持-多路复用器电路110。具体地，进行用于在S/H电路113中采样并保持输入信号之后在多路复用器106中顺次选择该输入信号的控制。然后，如图13所示，将多路复用器106的输出顺次输入放大器(AMP)152。

通过重复行选择控制和列选择控制来完成平面扫描。将放大器152的输出输入至模数转换器121，以便将该输出转换成作为图像信息的数字值，并且输出用作图像信号的数字值序列。