[发明专利]成像装置、其驱动方法和放射线成像系统

说明书

本分案申请是基于申请号为200710148337.7，申请日为2007年8月31日，发明名称为“成像装置、其驱动方法和放射线成像系统”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及可适当地应用于医疗诊断和工业非破坏性检查的成像装置、其驱动方法和放射线成像系统。在本说明书中，术语“放射线”包含电磁波、X射线、Y射线、α射线和β射线。

背景技术

近年来已提出了能够用单一的装置同时进行诸如射线照相的静态图像拍摄和诸如透视照相和血管照相的运动图像的射线照相的FPD。运动图像的射线照相需要保证较高的帧频，而静态图像的射线照相不是这样。一般地，心脏血管照相根据射线照相的部位和目的需要30FPS的帧频。因此，在运动图像的射线照相中，执行同时读出多个行和/或多个列上的多个像素的“像素相加”以提高S/N比和进一步增加帧频。

发明内容

在通过放射线成像装置进行的射线照相、特别是在运动图像的射线照相中，病人需要长时间被X射线照射。病人对放射线的曝露需要减少。也就是说，每帧的放射线曝露剂量需要减少，换句话说，X射线成像装置中的噪声需要减少，这是要解决的一个问题。

一般地，噪声包含由诸如与放射线检测元件中的暗电流有关的散粒噪声(shot noise)、开关元件中的热噪声和形成读出电路的运算放大器中的噪声的所谓电路噪声导致的分量。除此之外，存在从放射线检测元件和读出电路单元的电源通过信号配线(读出配线)传送的噪声和从外部噪声源通过空间进入信号配线(读出配线)中的噪声分量。

前一种噪声独立地基于像素产生，并在图像中变为与粒度有关的点状噪声，这种噪声被称为“随机噪声”。另一方面，后一种噪声影响像素，并且不是在像素的基础上的独立的产生的现象。这种噪声共同作用于特别是信号配线(读出配线)上影响图像质量。特别地，驱动装置使得来自行方向的多个像素的信号被同时读出到沿列方向的信号配线(读出配线)中会招致特定的水平的线性伪像(artifact)(沿行方向)。这种噪声被称为“线路噪声”。

一般地，如果包含于像素中的噪声是独立产生的，那么具有M行、N列像素的放射线成像装置中的随机噪声Nr由M×N暗像素数据的标准偏差表示。但是，存在源自放射线检测单元中的放射线检测元件或开关元件的特定的固定的图案噪声，使得随机噪声Nr不能通过一次获得的暗像素数据的标准偏差被算出。一般地，暗像素数据被获得两次，并且分别经过减法处理的数据的标准偏差被算出并被除以以算出随机噪声Nr。

另一方面，通过计算平均值在行的基础上被计算的M个数据的标准偏差，获得线路噪声Nl。如果特定的固定的图案噪声存在于读出电路单元或像素中，那么标准偏差可类似地除以线路噪声是特性水平线性伪像，并且与随机噪声Nr相比可更显著地使图像质量劣化。

如果线路噪声Nl的标准偏差由Nl≤Nr/10表示，那么线路噪声Nl在图像上变得不明显。例如，美国专利No.6952015说明了线路噪声Nl为≤Nr/10。附带说一句，降低线路噪声Nl是极其困难的。

导致线路噪声的噪声源包含例如向放射线检测元件提供偏压的传感器偏压源。传感器偏压源出于一些原因导致的变化通过连接在传感器偏压源和读出配线之间的放射线检测单元的电容在读出配线上产生噪声。一般地，传感器偏压源与放射线检测单元内的读出配线电容耦合。传感器偏压源的变化导致噪声进入读出配线。并且，来自像素的信号被采样并被保持在用于采样和保持的电容元件Cn中。由传感器偏压源的变化导致的噪声分量也与指示采样和保持的定时的控制信号同步与信号一起被采样和保持。

导致线路噪声的噪声源例如包含与读出电路单元连接的电源。被设置在读出电路单元中的运算放大器一般具有电源除去比(PSRR)的指标。用于提供用于操作读出电路单元的电压的电源和用于向读出电路单元的运算放大器提供基准电压的电源出于一些原因的变化使运算放大器An的输出线路变化。由变化产生的噪声分量也与指示采样和保持的定时的控制信号同步被采样和保持。换句话说，放射线检测单元和读出电路单元的电源的变化与指示采样和保持的定时的控制信号同步对变化的一部分进行采样和保持。

美国专利No.6952015公开了低通滤波器被设置在放射线检测单元及其电源之间以及读出电路单元及其电源之间以减小从电源进入放射线检测单元或读出电路单元的噪声分量。