(57)【要約】【課題】多数の画像検出素子と画像検出素子の周囲に配置されたダミー検出素子とを備えた画像検出器から画像信号を取得する画像信号取得方法において、画像検出素子群の周辺部分において断線などの異常が発生した場合においても、その配線に接続された画像検出素子の情報を適切に取得し、製造歩留まりを改善して製造コストの低減を図る。【解決手段】画像検出素子が配置される画像検出エリアのデータ配線Ｄ５において断線が発生した場合には、データ配線Ｄ５に接続された画像検出素子の画素データを、データ配線Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８に接続された画像検出素子およびダミー検出素子により取得された画素データに基づいて補間する。【選択図】図４
2008252691.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に配置された複数の画像検出素子と、
該画像検出素子の周囲に配置された複数のダミー検出素子と、
前記画像検出素子と前記ダミー検出素子とに接続され、前記画像検出素子と前記ダミー検出素子とから画素データを取得する信号検出回路と、
前記複数の画像検出素子からなるマトリクスの周縁部分に配置された画像検出素子の画素データを、少なくとも前記ダミー検出素子により取得された画素データに基づいて補正する画素データ補正部とを備えたことを特徴とする画像信号取得装置。
【請求項２】
前記画素データ補正部が、前記マトリクスの周縁部分に配置された画像検出素子の画素データに欠損がある場合に、該画像検出素子の画素データを前記ダミー検出素子により取得された画素データに基づいて補正するものであることを特徴とする請求項１記載の画像信号取得装置。
【請求項３】
前記画素データ補正部が、前記マトリクスの周縁部分に配置された画像検出素子の画素データを、該画像検出素子に行方向または列方向に隣接する所定数ずつの画像検出素子およびダミー検出素子の画素データに基づいて補正をするものであることを特徴とする請求項１または２記載の画像信号取得装置。
【請求項４】
マトリクス状に配置された複数の画像検出素子と該画像検出素子の周囲に配置された複数のダミー検出素子とから画素データを取得し、
前記複数の画像検出素子からなるマトリクスの周縁部分に配置された画像検出素子の画素データを、前記ダミー検出素子により取得された画素データに基づいて補正することを特徴とする画像信号取得方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜トランジスタを有する多数の画像検出素子が２次元状に配列された画像検出器から画像信号を取得する画像信号取得方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＴＦＴアクティブマトリックス基板上にＸ線感応層を配置し、Ｘ線情報を直接デジタルデータに変換できるＦＰＤ（ｆｌａｔ  ｐａｎｅｌ  ｄｅｔｅｃｔｏｒ）が実用化されている。従来のイメージングプレートに比べて、即時に画像を確認でき、動画も確認できるといったメリットがあり、急速に普及が進んでいる。
【０００３】
まず、図６を用いてＦＰＤとしての放射線画像検出器について説明する。
【０００４】
従来の放射線画像検出器は、図６に示すように、Ｘ線感応層からなり、Ｘ線を検出して電荷を発生するセンサ素子１０１と、センサ素子１０１によって発生した電荷を蓄積する蓄積容量１０２と、蓄積容量１０２に蓄積された電荷を読み出すためのＴＦＴスイッチ１０３とからなる画像検出素子が縦横に２次元状に配置されている。そして、ＴＦＴスイッチ１０３をＯＮ／ＯＦするための制御信号が流れる走査配線１０４と蓄積容量１０２からＴＦＴスイッチ１０３を介して出力された電荷信号が流れ出すデータ配線１０５とが直交して配置されている。そして、走査配線１０４には、ＴＦＴスイッチ１０３をＯＮ／ＯＦＦするための制御信号を出力するゲートドライバ１０６が接続されており、データ配線１０５には、データ配線１０５に流れ出した電荷信号を検出するアンプ１０７が接続されている。
【０００５】
そして、画像検出素子群の周辺には、ダミー検出素子が配置されている。このダミー検出素子は、画像検出素子群の周辺近傍の検出素子のＸ線感応層に印加される電界強度の均一性を向上するために設けられたものである。ダミー検出素子群がない場合には、周辺近傍の検出素子のＸ線感応層に印加される電界強度が強くなり、中央部とＸ線検出感度の差が生じやすい。そして、ダミー検出素子群にもデータ配線１０５が接続されているが、ダミー検出素子群が接続されたデータ配線１０５にはアンプ１０７は接続されていない。
【０００６】
そして、図６の紙面上部よりＸ線が入射し、センサ素子１０１において電荷信号に変換され、その電荷信号が蓄積容量１０２に蓄積されることにより放射線画像の記録が行われる。そして、ゲートドライバ１０６から走査配線１０４に順次制御信号が出力され、ＴＦＴスイッチ１０３が順次ＯＮすることによって蓄積容量１０２に蓄積された電荷信号が順次データ配線１０５に流れ出し、その電荷信号がアンプ１０７によって放射線画像信号として検出されることによって放射線画像の読取りが行われる。なお、このとき画像検出素子により検出された電荷信号だけがアンプ１０７によって放射線画像信号として取得される。
【０００７】
ここで、一般的に放射線画像検出器では、数百〜数千本のデータ配線が配置されている。このため、その一部のデータ配線に断線不良や、アンプの接触不良などが発生することも多い。そして、これらの異常を発生したデータ配線からは正常な信号が得られないため、放射線画像検出器としても不良箇所となる。アクティブマトリクス基板は、放射線画像検出器を構成する部品のなかでも最も高価な部品であるため、製造コスト低減を図る上で重要な問題となっている。そして、この問題を解決するため、画像処理により、データ配線不良により欠損した情報を補間する方法がとられている。この方法によれば、あるデータ配線に断線不良があった場合、少なくとも不良配線に隣接する２つのデータ配線の情報が得られれば、画像処理による補間が可能である。
【特許文献１】特開平１１−１９０７７４号公報
【特許文献２】特開２００１−１３５８０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図６に示すように、画像検出素子群の最外郭の画像検出素子に接続されたデータ配線Ｓ１において、断線もしくは接触不良が発生すると、不良配線の右側の情報はデータ配線Ｓ２に接続された画像検出素子により得ることができるが、左側の情報は得ることができず、その結果、画像処理による補間ができないという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑み、画像検出素子群の周辺部部分の画像検出素子に接続されるデータ配線に異常が発生した場合においても、そのデータ配線に接続された画素の情報を適切に取得することができ、製造歩留まりを改善して製造コストの低減を図ることができる画像信号取得方法および装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の画像信号取得装置は、マトリクス状に配置された複数の画像検出素子と、画像検出素子の周囲に配置された複数のダミー検出素子と、画像検出素子とダミー検出素子とに接続され、画像検出素子とダミー検出素子とから画素データを取得する信号検出回路と、複数の画像検出素子からなるマトリクスの周縁部分に配置された画像検出素子の画素データを、ダミー検出素子により取得された画素データに基づいて補正する画素データ補正部とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、上記本発明の画像信号取得装置においては、画素データ補正部を、マトリクスの周縁部分に配置された画像検出素子の画素データに欠損がある場合に、その画像検出素子の画素データをダミー検出素子により取得された画素データに基づいて補正するものとすることができる。
【００１２】
また、画素データ補正部を、マトリクスの周縁部分に配置された画像検出素子の画素データを、その画像検出素子に行方向または列方向に隣接する所定数ずつの画像検出素子およびダミー検出素子の画素データに基づいて補正をするものとすることができる。
【００１３】
本発明の画像信号取得方法は、マトリクス状に配置された複数の画像検出素子と画像検出素子の周囲に配置された複数のダミー検出素子によって検出された電荷信号を画素データとして取得し、複数の画像検出素子からなるマトリクスの周縁部分に配置された画像検出素子の画素データを、ダミー検出素子により取得された画素データに基づいて補正することを特徴とする。
【００１４】
ここで、上記「画像検出素子」とは、検出した電荷信号が画像を構成する画素データとして直接利用される検出素子のことをいう。
【００１５】
また、上記「ダミー検出素子」とは、検出した電荷信号が画像を構成する画素データとして直接利用されない検出素子のことをいう。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の画像信号取得方法および装置によれば、マトリクス状に配置された複数の画像検出素子と画像検出素子の周囲に配置された複数のダミー検出素子とから画素データを取得し、複数の画像検出素子からなるマトリクスの周縁部分に配置された画像検出素子の画素データを、ダミー検出素子により取得された画素データに基づいて補正するようにしたので、たとえば、画像検出素子のマトリクスの周縁部分に配置された画素検出素子に接続される配線に異常が発生した場合においても、その配線に接続された画素データを適切に取得することができ、製造歩留まりを改善して製造コストの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の画像信号取得装置の一実施形態を用いた放射線画像信号取得装置について説明する。図１に一実施形態の放射線画像信号取得装置の放射線画像検出器１００の概略構成図を示す。
【００１８】
放射線画像検出器１００は、図１に示すように、アクティブマトリクス基板１０と、このアクティブマトリクス基板１０上の略全面に形成された半導体膜２０と、半導体膜２０上に設けられた上部電極２１とによって構成されている。
【００１９】
半導体膜２０は、電磁波導電性を有するものであり、Ｘ線が照射されると膜の内部に電荷を発生するものである。半導体膜２０としては、たとえば、セレンを主成分とする膜厚保１００〜１０００μｍの非晶質ａ−Ｓｅ膜を用いることができる。上記半導体膜２０は、真空蒸着法によってたとえば３００〜１０００μｍの厚みで形成されている。
【００２０】
上部電極２２は、Ａｕ、Ａｌなどの低抵抗の導電材料で構成されている。
【００２１】
アクティブマトリクス基板１０は、半導体膜２０において発生した電荷を収集する収集電極１１、収集電極１１によって収集された電荷を蓄積する蓄積容量１２および蓄積容量１２に蓄積された電荷を読み出すためのＴＦＴスイッチ１３を有する多数の画素１４とＴＦＴスイッチ１３をＯＮ／ＯＦＦするための多数の走査配線１５と蓄積容量１２に蓄積された電荷が読み出される多数のデータ配線１６とを備えている。画素１４は、アレイ状に配置されている。
【００２２】
ＴＦＴスイッチ１３としては、一般的には、アモルファスシリコンを活性層に用いたａ−ＳｉＴＦＴが用いられる。
【００２３】
そして、データ配線１６の終端には、アンプ２３が接続されている。
【００２４】
図２に放射線画像検出器１００の等価回路図を示す。
【００２５】
図２に示すように、放射線画像検出器１００は、走査配線１５とデータ配線１６とが直交して配置されており、その交差部近傍にＴＦＴスイッチ１３が配置されている。そして、図２に示すように、画像検出素子１４が２次元状に配置され、その画像検出素子のマトリクスの周囲には、ダミー検出素子２６が配置されている。
【００２６】
画像検出素子１４とダミー検出素子２６とは、その構成は同じであるがその用途が異なる。画像検出素子１４は、検出した電荷信号が画像を構成する画素データとして直接利用される検出素子であり、ダミー検出素子２６は、検出した電荷信号が画像を構成する画素データとして直接利用されない検出素子である。
【００２７】
図３に、放射線画像検出器１００の全体図を示す。図３においては、画像検出素子１４とダミー検出素子２６は図示省略してあるが、四角で囲む範囲が画像検出エリアであり、この画像検出エリア内に画像検出素子１４が２次元状に配置されている。そして、画像検出エリアの周囲の範囲がダミー検出エリアであり、このダミー検出エリア内にダミー検出素子２６が配置されている。
【００２８】
そして、走査配線１５には、ゲートドライバ４０が接続され、データ配線１６には、アンプ２３から構成される信号処理器４１が接続されている。そして、本実施形態の放射線画像検出器においては、ダミー検出素子２６が接続されるデータ配線１６にも信号処理回路４１が接続されている。そして、信号処理回路４１には、画素データ補間部２４を含むデータ処理回路４２が接続されている。データ処理回路４２の作用については、後で詳述する。
【００２９】
そして、本実施形態の放射線画像検出器１００は、２００６画素×２００４画素の大きさであり、そのうち２０００画素×２０００画素が画像検出エリアであり、図３の横方向の両端の３画素ラインずつと、縦方向の両端の２画素ラインずつがダミー検出エリアである。
【００３０】
そして、データ処理回路４２には、データ処理回路４２から出力された画像データに基づいて画像を表示するコンピュータ５０が接続されている。
【００３１】
次に、本実施形態の放射線画像検出器の動作原理について説明する。
【００３２】
図１の上方より被写体を透過したＸ線が照射されると半導体膜２０はその内部に電荷を発生する。そして、半導体膜２０で発生した電荷のうち正孔は上部電極２１と収集電極１１との間のバイアスにより収集電極１１に集められ、収集電極１１と電気的に接続された蓄積容量１２に蓄積される。半導体膜２０はＸ線量に依存して異なる電荷量を発生するため、Ｘ線が担持した画像情報に依存した量の電荷が各画像検出素子１４とダミー検出素子２６の蓄積容量１２に蓄積される。
【００３３】
その後、走査配線１５を介してＴＦＴスイッチ１３をＯＮ状態にする信号が順次加えられ、データ配線１６を介して蓄積容量１２に蓄積された電荷が読み出される。そして、さらにアンプ２３で各画像検出素子１４およびダミー検出素子の電荷量を検出することにより画素データを取得することができる。
【００３４】
ここで、画像検出エリアの周縁部分において配線の断線などのデバイス欠陥が発生した場合の画像信号取得方法について説明する。
【００３５】
図４には、データ配線Ｄ５ラインがゲート配線Ｇ４部分で断線した場合における各検出素子によって取得される画素データを模式的に示している。上記のように断線が発生した場合、その断線した配線に接続された画像検出素子により画素データを取得することが困難となり、データ配線Ｄ５ラインのＧ５画素より上の画素（Ｇ６、Ｇ７、・・・）の画素データは、図４に示すように０（白）となる。なお、図４中の色は、各検出素子により取得される画素データを模式的に示しており、その色が薄いほど画素データが小さいことを示している。
【００３６】
図５は、図４のＡ−Ａ’線断面の画像情報、画素データ、出力画像データとを示している。なお、画像情報とは、放射線画像検出器に記録された放射線画像の大きさを示すものであり、画素データとは、各検出素子により取得された画素データの大きさを示すものであり、出力画像データとは、データ処理回路４２から出力される画像データの大きさを示すものである。
【００３７】
上述したように、Ｄ５ラインの画素データは０となっている。そして、データ処理回路４２は、画像検出エリアの画像検出素子により取得された画素データを画像データとして出力し、ダミー検出エリアのダミー検出素子により取得された画素データは出力しない。つまり、Ｄ１からＤ３ラインの画素データはカットされ、コンピュータ５０には出力されない。
【００３８】
そして、Ｄ５ラインの画素データについては、図５に示すように、Ｄ５ラインの左右３画素ずつの画素データを用いて補間する。これにより、画像検出エリアの周辺部分の画像検出素子または配線にデバイス欠陥が発生したとしても、画素データを適切に取得することができる。なお、補間方法については、欠損画素の周囲の画素データの傾向を考慮した補間方法を採用するようにすればよい。たとえば、周囲の画素データの平均値を算出し、これを欠損画素の画素データとすることができる。
【００３９】
なお、上記実施形態の説明においては、データ配線Ｄ５ラインに接続される画像検出素子の画素データを補間して求めるようにしたが、Ｄ５ラインに限らず、画像検出エリアの一番外側のデータ配線Ｄ４に接続される画像検出素子の画素データや画像検出エリアの外側から３番目のデータ配線Ｄ６に接続される画像検出素子の画素データを、上記と同様に、周囲の画素データを用いて補間するようにしてもよい。
【００４０】
また、上記実施形態においては、画像検出エリアの周辺部分のデータ配線が断線した場合の画素データの取得方法について説明したが、これに限らず、たとえば、画像検出エリアの周辺部分のゲート配線が断線した場合においても、上記と同様にして補間することにより画素データを適切に取得することができる。たとえば、図４におけるゲート配線Ｇ４が断線した場合には、ゲート配線Ｇ４に上下に隣接するゲート配線Ｇ２、Ｇ３、Ｇ５、Ｇ６に接続される画像検出素子およびダミー検出素子の画素データを用いてゲート配線Ｇ４に接続される画像検出素子の画素データを補間するようにすればよい。また、図４におけるゲート配線Ｇ３が断線した場合には、ゲート配線Ｇ３に上下に隣接するゲート配線Ｇ１、Ｇ２、Ｇ４、Ｇ５に接続される画像検出素子およびダミー検出素子の画素データを用いてゲート配線Ｇ３に接続される画像検出素子の画素データを補間するようにすればよい。また、また、図４におけるゲート配線Ｇ５が断線した場合には、ゲート配線Ｇ５に上下に隣接するゲート配線Ｇ３、Ｇ４、Ｇ６、Ｇ７に接続される画像検出素子およびダミー検出素子の画素データを用いてゲート配線Ｇ３に接続される画像検出素子の画素データを補間するようにすればよい。
【００４１】
また、上記実施形態の説明においては、データ配線またはゲート配線が断線した場合に、そのデータ配線またはゲート配線に接続された画像検出素子の画素データを補間するようにしたが、データ配線またはゲート配線に断線などの異常が発生した場合に限らず、上記異常が発生していない場合においても、画像検出エリアの周縁部分の画像検出素子の画素データを、その画像検出素子に隣接する画像検出素子およびダミー検出素子の画素データを用いて補正するようにしてもよい。上記のように画素データを補正することによりノイズやムラを補正することができる。なお、補正方法については、たとえば、特開平１１−２５８７１６に記載の方法などを採用することができる。
【００４２】
また、上記実施形態の放射線画像検出器は、放射線の照射を直接受けて電荷を発生する、いわゆる直接変換型の放射線画像検出器であるが、本発明の画像検出器は、直接変換型の放射線画像検出器に限らず、放射線を蛍光体により一旦光に変換し、その光の照射を受けて電荷を発生する、いわゆる間接変換型の放射線画像検出器にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の画像信号取得装置の一実施形態を用いた放射線信号取得装置の放射線画像検出器の断面図
【図２】図１に示す放射線画像検出器の等価回路図
【図３】放射線画像検出器の全体図
【図４】データ配線Ｄ５ラインがゲート配線Ｇ４部分で断線した場合における各検出素子によって取得される画素データを模式的に示した図
【図５】図４のＡ−Ａ’線断面の画像情報、画素データ、出力画像データとを示す図
【図６】従来の放射線画像検出器の等価回路図
【符号の説明】
【００４４】
１０  アクティブマトリックス基板
１１  電荷収集電極
１２，１０２  蓄積容量
１３，１０３  ＴＦＴスイッチ
１４  画素
１５，１０４  走査配線
１６，１０５  データ配線
２３，１０７  アンプ
２４  画素データ補間部
４０，１０６  ゲートドライバ
４１  信号検出器
４２  データ処理回路
５０  コンピュータ
１００，２００  放射線画像検出器
１０１  センサ素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図４】
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