[发明专利]放射线成像装置和用于放射线成像装置的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及放射线成像装置和用于放射线成像装置的控制方法。

背景技术

近年来，在数字放射线成像装置的领域中，作为图像增强器(image intensifier)的替代，出于提高分辨率、减小体积和抑制图像畸变的目的，广泛地使用基于使用光电转换元件的等倍(1X)光学系统的大面积平板传感器。使用光电转换元件的成像装置包含非晶硅型装置、CCD型装置和CMOS型装置。使用玻璃基板上的非晶硅半导体的成像元件允许容易地形成大面积成像装置。另一方面，与单晶硅半导体基板相比，非晶硅使得难以对玻璃基板上的半导体基板进行微加工。因此，输出信号线的电容越大，半导体特性越不足。虽然CCD型成像装置是完全耗尽型的并且具有高的感光度，但是，将该装置用作大面积成像装置将导致用于电荷传送的传送级的数量增加，从而导致功耗是使用CMOS型成像元件的装置的功耗的10倍或更多。即，该技术不适于大面积成像装置。

日本专利公开No.2002-344809公开了这样一种大面积平板型传感器：该大面积平板型传感器通过使用CMOS型成像元件作为光电转换元件，更具体地，通过铺设(tiling)矩形成像元件，实现大面积成像，其中所述矩形成像元件是从硅半导体晶片切出的矩形CMOS型光电转换元件。与非晶硅相比，CMOS型成像元件由于微加工而能够快速地读出，并由此允许获得更高的感光度。另外，已知的是，当实现大面积平板型传感器时，CMOS型成像元件是高度有利的。这是由于，与CCD成像元件不同，CMOS型成像元件不存在用于电荷传送的传送级的数量和功耗的问题，由此有利于大面积成像的实现。

另外，日本专利公开No.2006-319529公开了使用CMOS型成像元件中的像素相加电路和感光度开关的布置。

考虑实现像素相加和感光度切换两者的CMOS型成像元件。在这种情况下，当例如该元件在高感光度模式下被驱动时，感光度开关被关断，并且，动态范围扩展电容器的一端被打开从而变成浮置。在该浮置电容器中累积的电荷是不稳定的，因此，在CMOS型成像元件的电路中产生不稳定电压。当在运动图像捕获操作中在CMOS型成像元件的电路中产生不稳定电压时，CMOS型成像元件的电路中的各MOS晶体管的栅极和源极之间的少量的泄漏变得不稳定，从而导致影响各帧的随机噪声。

另外，CMOS型成像元件具有偏移值，并且，即使在没有施加光的情况下，各像素也输出非零值作为光学信号。下述这样的方法是可用的：该方法限定在没有施加光的情况下获取的光学信号数据作为CMOS型成像元件的固定模式噪声(fixed pattern noise，FPN)模式，并且从当获取运动图像时获得的光学信号数据中减去该FPN模式。但是，由于对于各运动图像捕获操作，各浮置部分的电势随着时间改变，因此，在成像操作之前已获取了FPN模式的CMOS型成像元件中的浮置部分的电势与在实际获取运动图像时设定的浮置部分的电势不同。这导致FPN模式与在经受FPN校正的运动图像数据中从浮置部分的不稳定电压导出的噪声成分之间的差异，从而导致无法执行适当的FPN校正。

发明内容

本发明提供这样的放射线成像装置：该放射线成像装置可通过借助于在成像单元的成像操作之前的定时，执行将像素电路中的各浮置部分的不稳定电压固定于电源的预定电压的驱动操作的电势固定驱动(电势固定驱动操作)而固定CMOS型成像元件的像素电路中的各浮置部分的不稳定电压，来减少噪声成分。

根据本发明的一个方面，提供一种放射线成像装置，所述放射线成像装置包括：通过在二维区域中以m行×n列(这里，m和n是不小于2的自然数)布置像素电路而形成的成像单元，各像素电路包含适于在操作时与适于施加预定电压的电源连接并在非操作时与所述电源断开连接的开关单元、适于累积与输入放射线信号对应的一个像素所对应的信号的累积单元、适于从信号去除噪声的去除单元、适于保持被去除了噪声的信号并输出该信号的保持单元、以及适于执行由该保持单元所保持的信号和由a(a是不小于2的自然数)个相邻的其它像素电路的保持单元所保持的信号的相加处理的相加单元；以及适于控制构成成像单元的像素电路中的每一个的操作的成像控制单元，其中，成像控制单元使得构成像素电路的开关单元、累积单元、去除单元、保持单元和相加单元在成像单元的成像操作之前的定时处进行操作，以将累积单元、去除单元、保持单元和相加单元的不稳定电压固定于经由开关单元连接的电源的预定电压。