[發(fā)明專利]攝像設備及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010182891.9
• 申請日: 2010-05-21
• 公開（公告）號: CN101889869A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發(fā)明（設計）人: 井上仁司;宮本秀昭;近江裕行
• 申請（專利權）人: 佳能株式會社
• 主分類號: A61B6/00
• 分類號: A61B6/00
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;陳立航

技術領域

本發(fā)明涉及攝像設備及其控制方法，更具體地，涉及一種用于獲取X射線圖像以及用于獲取數(shù)字圖像的設備。

背景技術

用于對物質照射以X射線為代表的放射線、并且對由于透過該物質而衰減的放射線的強度分布進行測量和成像的技術帶來了醫(yī)學技術的發(fā)展。自X射線的發(fā)現(xiàn)以來，用于對強度分布進行成像的技術采用如下技術，該技術包括在使用熒光體將X射線強度分布轉換成可見光之后，在鹵化銀膠片上產生潛像并對該潛像進行顯影。近年來，一種使用所謂成像板的技術變得普及，該技術包括：使用輝盡性熒光體(photostimulablephosphor)，通過利用激光激勵并讀出作為由X射線照射產生的輝盡性熒光體中的蓄積能量的分布所形成的潛像，對X射線圖像進行數(shù)字化。另外，由于半導體技術的進步，已開發(fā)出了可以覆蓋整個人體的大幅面固態(tài)圖像傳感器、或者所謂的平板檢測器(flat?panel?detector)，從而能夠通過直接對X射線圖像進行數(shù)字化而無需產生潛像來進行有效診斷。

同時，還可以使用以光電倍增管(圖像增強器)為代表的高靈敏度圖像傳感器來對由微弱的X射線產生的熒光進行成像，并且觀察人體內的動態(tài)，其中，這種技術現(xiàn)在越來越得到普遍使用。近年來的平板檢測器的靈敏度與這些圖像增強器的靈敏度相當，從而現(xiàn)在可以在人體的大范圍區(qū)域內用X射線對動態(tài)進行攝影。

平板檢測器將已通過被攝體的X射線的強度分布轉換成閃爍體的光強度分布或者由半導體的自由電子激勵產生的電子密度的二維分布。為了提取圖像信息作為一維電信號，使用稱為TFT(薄膜晶體管)的晶體管來進行順次掃描，其中，通過使用半導體制造技術在二維平面狀態(tài)下以高密度印刷來實現(xiàn)該晶體管。

平板檢測器的原理

圖11示出用于將閃爍體的光強度分布轉換成電信號的平板檢測器的典型結構的示例。在圖11的示例中，通過粘合閃爍體201和平面圖像傳感器202或者通過將該閃爍體直接沉積到圖像傳感器上來構成平板檢測器。當具有空間強度分布的X射線從圖11的箭頭的方向到達平板檢測器時，閃爍體根據(jù)X射線強度分布發(fā)射光，并且通過圖像傳感器提取圖像信息作為電信號。

圖12示出普通圖像傳感器202的內部結構和外圍電路，以及圖13示意性示出包括圖像傳感器202的傳統(tǒng)X射線攝像設備的結構。

在圖12中，由虛線101圍繞的框是單個像素。像素101具有光電二極管102和TFT?103，該TFT是場效應晶體管。通常，在平面狀態(tài)下將這些像素以約0.1mm至0.2mm的間隔配置成柵格狀。類似于普通的場效應晶體管，TFT具有柵極信號線108和源極信號線109。

配置在二維平面上的柵極信號線108連接至橫向上的其他柵極信號線，并且如圖12所示，連接至移位寄存器104的單個輸出(111)。從而，進行晶體管柵極的切換控制。將類似連接施加于在橫向上所排列的像素的所有柵極信號線，并且將柵極信號線連接至移位寄存器104的輸出。如圖13所示，通過行選擇控制單元142來對移位寄存器104進行控制。具體地，通過至移位寄存器104的時鐘脈沖輸入105，在移位寄存器104中順次選擇柵極信號。

另一方面，如圖12所示，在縱向上連接所有的作為TFT的輸出的源極信號線，并且經(jīng)由采樣和保持電路(S/H電路)113將信號輸入至多路復用器106。在下文中，將S/H電路113和多路復用器106統(tǒng)稱為采樣/保持-多路復用器電路(S/H-MPX)110。

將該連接施加于在縱向上布置的像素的TFT的所有源極信號線。如圖13所示，通過列選擇控制單元141控制采樣/保持-多路復用器電路110。具體地，進行用于在S/H電路113中采樣并保持輸入信號之后在多路復用器106中順次選擇該輸入信號的控制。然后，如圖13所示，將多路復用器106的輸出順次輸入放大器(AMP)152。

通過重復行選擇控制和列選擇控制來完成平面掃描。將放大器152的輸出輸入至模數(shù)轉換器121，以便將該輸出轉換成作為圖像信息的數(shù)字值，并且輸出用作圖像信號的數(shù)字值序列。