圖像拾取設備、圖像拾取系統和圖像拾取方法

2023-04-25 07:16:11

專利名稱：圖像拾取設備、圖像拾取系統和圖像拾取方法
技術領域：
本發明涉及圖像拾取設備和圖像拾取系統，更具體地，涉及能夠使用多個A/D轉 換器讀取信號並且輸出這些信號作為數位訊號的圖像拾取設備和圖像拾取系統。
背景技術：
近年來，作為用於使用X射線的醫療圖像診斷和無損檢查的圖像拾取設備，包含 由半導體材料形成的平板檢測器(FPD)的放射線圖像拾取設備已投入實際使用。這種使用 FPD的放射線圖像拾取設備通過使用FPD將諸如透射通過諸如患者的被檢體的X射線之類 的放射線轉換成模擬電信號，並將該模擬電信號轉換成數字圖像信號，執行數字拍攝。包含 於放射線圖像拾取設備中的FPD的例子包括直接轉換FPD和間接轉換FPD。直接轉換放射 線圖像拾取設備包含以矩陣布置像素的FPD，這些像素具有由能夠將放射線直接轉換成電 荷的諸如a-Se之類的半導體材料形成的轉換元件。間接轉換放射線圖像拾取設備包含以 矩陣布置像素的FPD，這些像素具有能夠將放射線轉換成光的諸如螢光部件之類的波長轉 換部件和由能夠將光轉換成電荷的諸如a-Si之類的半導體材料形成的光電轉換部件。在 醫療圖像診斷的領域中，使用這種包含FPD的放射線圖像拾取設備作為用於靜態圖像的一 般拍攝和諸如透視攝影(fluorogr即hy)之類的運動圖像的拍攝的數字圖像拾取設備。
放射線圖像拾取設備除了輸出在拍攝時使用透射通過被檢體的放射線獲得的圖 像信號以外，還輸出諸如用於偏移校正的圖像信號和用於敏感度校正的圖像信號之類的用 於校正在拍攝時獲得的圖像信號的圖像信號。用於偏移校正的圖像信號基於在不在檢測器 上照射光或放射線的狀態下獲得的輸出(暗輸出)。此外，用於敏感度校正的圖像信號基於 在檢測器上基本上均勻地照射光或放射線的狀態下獲得的輸出(明輸出)。由於使用這樣 的用於校正的圖像信號校正在拍攝時獲得的圖像信號，因此可以獲得具有低的噪聲和高的 精度的圖像信號。 此外，放射線圖像拾取設備除了包括檢測器以外，還包括用於驅動該檢測器的驅 動電路、讀取來自該檢測器的模擬電信號的讀取電路、以及將模擬電信號轉換成數位訊號 的A/D轉換器。A/D轉換器輸出被數位化的在拍攝時獲得的圖像信號和用於校正的圖像信 號。 但是，A/D轉換器會產生非線性誤差。當發生非線性誤差時，作為輸入模擬電信號 和輸出數位訊號之間的轉換特性(A/D轉換特性)，未獲得理想的線性特性。因此，使用數字 信號產生的圖像會包含由於A/D轉換器的非線性誤差產生的噪聲和不均勻性。當產生噪聲 和不均勻性時，防止非線性誤差或校正非線性誤差的影響。 日本專利特開No. 2005-210480公開了一種A/D轉換電路，所述A/D轉換電路將與
從A/D轉換單元輸出的作為地址數據的信號同步化的基準信號存儲在由A/D轉換單元規定
的地址中，並且根據該基準信號校正從A/D轉換單元輸出的信號。通過該配置，可以減少由
於A/D轉換單元的非線性誤差產生的圖像不均勻性，並實現高圖像質量。 此外，日本專利特開No. 2007-017650公開了一種A/D轉換設備，該A/D轉換設備包含與多個A/D轉換電路成對、並且根據相應的A/D轉換電路的輸入_輸出特性被設定的 LUT (查找表)，該A/D轉換設備將供給到LUT的數位訊號轉換成根據預定的輸入_輸出信 號特性的值，並且輸出轉換後的信號。以這種方式，A/D轉換電路的特性之間的差異被校正， 並且，A/D轉換電路各自輸出根據預定的輸入-輸出特性的信號。如上所述，根據日本專利 特開No. 2005-210480和No. 2007-017650的A/D轉換電路和A/D轉換設備通過校正從A/D 轉換器輸出的數位訊號，減少由A/D轉換器的非線性誤差導致的噪聲和不均勻性。

發明內容
根據本發明的實施例，提供一種設備，該設備包括檢測器，其包括將放射線或光 轉換成模擬電信號的多個像素；信號處理器，其包括讀取輸出的模擬電信號的讀取電路和 將所述模擬電信號轉換成數位訊號的A/D轉換器；電源單元，其被配置為向所述檢測器和 所述信號處理器施加偏壓；以及控制器，其被配置為根據關於所述A/D轉換器的A/D轉換特 性的信息和關於要被輸入到所述A/D轉換器的輸入模擬電信號的信息，控制所述信號處理 器和所述電源單元中的至少一個。 通過參照附圖閱讀示例性實施例的以下描述，本發明的其它特徵將變得清晰。


圖1是示意性地示出根據本發明的第一實施例的圖像拾取設備的框圖。 圖2是示意性示出包含根據本發明的第一實施例的圖像拾取設備的等效電路的
圖像拾取系統的圖。 圖3A 3C是示出用於說明A/D轉換器的INL和DNL的輸入-輸出特性的曲線圖。 圖4A和圖4B示出根據本發明的第一實施例的控制處理的流程圖。 圖5A和圖5B示出根據本發明的第二實施例的控制處理的流程圖。 圖6A和圖6B是示意性地示出使用根據本發明的實施例的圖像拾取設備的放射線
圖像拾取系統的圖。
具體實施例方式
圖1是示意性地示出根據本發明的第一實施例的圖像拾取設備100的框圖。圖1 所示的圖像拾取設備100包括檢測器101和驅動電路102，所述檢測器101包含用於將放射 線或光轉換成模擬電信號的多個像素，所述驅動電路102驅動檢測器101，使得檢測器101 輸出所述模擬電信號。在本實施例中，放射線中可包括諸如X射線和Y射線之類的電磁射 線、a射線和|3射線。圖像拾取設備100還包括信號處理器105，所述信號處理器105包 括讀取從檢測器101供給的模擬電信號的讀取電路103以及將從讀取電路103供給的模擬 電信號113轉換成數位訊號114的A/D轉換器104。圖像拾取設備100還包括分別向檢測 器101和信號處理器105施加偏壓的電源單元106。電源單元106包含向檢測器101供給 傳感器偏壓Vs的偏壓電源106a、向讀取電路103供給第一基準電壓Vrefl的第一基準電源 106b、和向A/D轉換器104供給第二基準電壓Vref2的第二基準電源106c。圖像拾取設備 100還包括控制信號處理器105和電源單元106中的至少一個的控制器109。
控制器109包括存儲單元108和控制電路107，所述存儲單元108存儲關於A/D轉換器104的A/D轉換特性的信息，所述控制電路107基於該信息控制信號處理器105和電 源單元106中的至少一個。控制電路107分別向偏壓電源106a、第一基準電源106b和第 二基準電源106c供給增益控制信號116、基準電壓控制信號117和基準電壓控制信號118。 此夕卜，控制電路107向讀取電路103供給增益控制信號115。此夕卜，控制電路107向驅動電 路102供給驅動控制信號119，並且，驅動電路102根據驅動控制信號119向檢測器101供 給驅動信號lll。 圖2是示意性示出包含根據本發明的第一實施例的圖像拾取設備的等效電路的 圖像拾取系統的圖。注意，與圖l所示的部件相同的部件由與圖l所示的附圖標記相同的 附圖標記表示，並且省略它們的詳細描述。檢測器101包含以矩陣布置的多個像素201。在 圖2中，以具有m行和n列的矩陣布置mXn個像素201。像素201中的每一個包含將放射 線或光轉換成電荷的轉換元件S和輸出根據所述電荷的電信號的開關元件T。作為將光轉 換成電荷的轉換元件S，適合使用主要由非晶矽形成並且被設置在諸如玻璃基板之類的絕 緣基板上的光電轉換元件，諸如PIN光電二極體或MIS轉換元件。作為將放射線轉換成電 荷的轉換元件S，適合使用間接轉換元件或直接轉換元件，所述間接轉換元件在光電轉換元 件的放射線接收側包括波長轉換部件，所述波長轉換部件將放射線轉換成可由光電轉換元 件感測的波長帶中的光，所述直接轉換元件直接將放射線轉換成電荷。作為開關元件T，適 合使用具有控制端子以及第一和第二主端子的電晶體。當像素201中的每一個包括被布置 在絕緣基板上的光電轉換元件時，適合使用薄膜電晶體(TFT)作為開關元件T。轉換元件S 具有與開關元件T的第一主端子電連接的一個電極和通過共用布線與偏壓電源106a電連 接的另一電極。被布置在同一行上的諸如開關元件Tn T^的多個開關元件各具有與第一 驅動線^共同電連接的控制端子。對於各個行，驅動電路102通過驅動線向控制端子供給 用於控制開關元件的導通狀態的驅動信號。被布置在同一列中的諸如開關元件ln Tml的 多個開關元件各具有與第一列的信號線Si^電連接的第二主端子。當開關元件處於導通 狀態時，開關元件通過信號線向讀取電路103輸出與轉換元件的電荷對應的電信號。在列 方向上布置的多個信號線Sigl Sign被用於並行地向讀取電路103傳送從包括在檢測器 101中的像素201輸出的電信號。 讀取電路103包括放大電路單元202和採樣和保持電路單元203，所述放大電路 單元202放大並行地從檢測器101輸出的電信號，所述採樣和保持電路單元203對從放大 電路單元202供給的電信號進行採樣和保持。放大電路單元202包括用於各單個信號線的 放大電路。放大電路中的每一個包括放大並輸出讀取的電信號的計算放大器A、積分電容 器組Cf 、用於改變放大因子的開關組SW和將積分電容器復位的復位開關RC。計算放大器 A具有接收輸出的電信號的反向輸入端子、接收從第一基準電源106b供給的第一基準電壓 Vrefl的正常輸入端子、和輸出已被放大的電信號的輸出端子。包含並聯布置的多個積分電 容器的積分電容器組Cf被插入在計算放大器A的反向輸入端子和輸出端子之間。採樣和 保持電路單元203對於各單個放大電路包括採樣和保持電路，所述採樣和保持電路中的每 一個包括採樣開關SH和採樣電容器Ch。讀取電路103還包括多路復用器204和可變放大 器205，所述多路復用器204相繼輸出從採樣和保持電路單元203並行讀取的電信號作為圖 像串行信號，所述可變放大器205用作在對圖像信號執行阻抗轉換之後輸出該圖像信號的 輸出緩衝器。作為從讀取電路103輸出的模擬電信號的圖像信號被A/D轉換器104轉換成
7數字圖像信號，並且，從A/D轉換器104輸出該數字圖像信號。A/D轉換器104接收從第二 基準電源106c供給的第二基準電壓Vref2。 圖2所示的控制電路107向開關組SW中的每一個供給包括在圖1所示的增益控 制信號115中的增益控制信號115a，並且向可變放大器205供給包括在增益控制信號115 中的增益控制信號115b。控制電路107還向諸如X射線源之類的放射線產生裝置206供給 用於控制要被照射的放射線的劑量的放射線劑量控制信號120。控制電路107根據存儲在 存儲單元108中的關於A/D轉換器104的A/D轉換特性的信息，控制信號處理器105和電 源單元106中的至少一個。 存儲在存儲單元108中的關於A/D轉換器104的A/D轉換特性的信息包含以下的 信息。首先，存儲關於A/D轉換器104的非線性的信息。非線性代表模擬輸入和數字輸出 (A/D轉換值)間的實際關係與理想直線之間的差異。具體地，非線性由微分非線性(DNL) 或積分非線性(INL)表示。將參照圖3A和圖3B描述INL和DNL。 INL代表A/D轉換器104 的整個輸入_輸出特性中的實際輸入_輸出特性相對於理想輸入_輸出直線的偏差。INL 是通過使用用於將數字輸出改變1LSB的理想模擬輸入量VMd^將用於通過A/D轉換器104 輸出數字輸出N的模擬輸入量的理想值VNIdral與用於實際獲得輸出N的模擬輸入量VN之間 的偏差量標準化而獲得的值。即，INL由下式1表示。
INL = I (VN_VNIdeal) I /VAIdeal (式1) 這裡，通過將用於將數字輸出改變lLSB的模擬輸入量VMd^乘以N並將得到的值 加上A/D轉換器的偏移量V。ff^，獲得用於輸出數字輸出N的模擬輸入量的理想值V,^。理 想值V^d^由下式2表示。 VNIdeal = NXVAIdeal+V。ffset (式2) DNL代表相對於單獨地觀察輸入和輸出階幅(st印)時的理想階幅的偏差。具體 地，DNL是通過使用理想模擬輸入量VAIdeal將用於將數字輸出N變為數字輸出N+l (改變 1LSB)的模擬輸入量的變化量V^與理想模擬輸入量VMd^之間的偏差量標準化獲得的值。 艮卩，DNL由下式3表示。 DNL = I (VAN-VAIdeal) | /VAIdeal (式3) 然後，存儲關於由非線性導致的A/D轉換器104的輸出誤差的信息。INL和DNL導 致輸入_輸出誤差。當發生輸入_輸出誤差時，被實際輸出的數位訊號從與實際模擬輸入 量對應的數位訊號偏移。此外，如圖3C所示，當DNL的絕對值大於1/2LSB時，可能不能從 A/D轉換器104輸出應被輸出的數位訊號。這被稱為遺漏碼。在關於A/D轉換器104的輸 出誤差的信息中包括關於A/D轉換器104的輸入-輸出誤差的信息和關於遺漏碼的信息。
此外，存儲單元108存儲關於要被供給到A/D轉換器104的輸入模擬電信號的信 息。該信息包含關於獲得用於偏移校正的圖像信號時的輸入模擬電信號的範圍的信息、關 於獲得用於敏感度校正的圖像信號時的輸入模擬電信號的範圍的信息、和關於在實際拍攝 時獲得圖像信號時的輸入模擬電信號的範圍的信息。具體地，當圖像拾取設備100獲得諸 如用於偏移校正的圖像信號和用於敏感度校正的圖像信號之類的用於校正的圖像信號時， 被供給到A/D轉換器104的模擬電信號的寬度被限制為相對於整個動態範圍來說相當窄的 範圍，因此，實現具有高精度的預測。此外，由於用於校正的圖像信號限於窄的範圍，因此A/ D轉換器104的輸入-輸出誤差或遺漏碼的影響比在執行拍攝時獲得的圖像信號的情況大。
8如果用於校正的圖像信號受到顯著影響，那麼校正的精度受到顯著影響。因此，為了提高校 正精度，對於用於校正的圖像信號來說，避免輸入-輸出誤差或遺漏碼的影響是重要的。在 裝運或安裝之前，根據運動圖像拍攝操作、靜態圖像拍攝操作或獲得校正圖像的操作，事先 獲得或存儲關於要被輸入的輸入模擬電信號的信息。注意，本發明不限於此，可以監視立即 要被實際供給到A/D轉換器104之前的模擬電信號，並且可以實時獲得關於模擬電信號的 範圍的信息，並且，可根據該信息執行控制。 控制電路107可根據存儲在存儲單元108中的關於A/D轉換器104的A/D轉換特 性的信息，控制信號處理器105和電源單元106中的至少一個。即，包含控制電路107和存 儲單元108的控制器109可根據A/D轉換器104的A/D轉換特性控制信號處理器105和電 源單元106中的至少一個。這裡，控制電路107基於關於要被輸入到A/D轉換器104的輸 入模擬電信號的信息，以及基於關於A/D轉換器104的非線性的信息和關於A/D轉換器104 的輸出誤差的信息中的至少一個，確定控制。然後，根據關於A/D轉換特性的信息，控制電 路107控制信號處理器105和電源單元106中的至少一個，使得被輸入到A/D轉換器104 的模擬電信號不導致A/D轉換器104的A/D轉換特性進入不希望的範圍。A/D轉換器104 的A/D轉換特性的不希望的範圍是A/D轉換特性包含遺漏碼的範圍以及A/D轉換器104的 輸入-輸出誤差大於預定值的範圍、即輸入-輸出誤差的標準偏差大於30的範圍。可根 據形式和配置適當地設定該預定值。具體地，控制電路107確定並適當地改變包括在信號 處理器105的讀取電路103中的放大電路單元202或可變放大器205的放大因子。例如， 對於放大電路單元202的放大因子，用於改變該放大因子的開關組SW確定積分電容器組Cf 的電容值。此外，控制電路107確定是否要改變包括在電源單元106中的偏壓電源106a、 第一基準電源106b和第二基準電源106c中的至少一個，並在適當情況下改變它們之中的 至少一個。當從偏壓電源106a供給的傳感器偏壓Vs被改變時，檢測器101的敏感度改變。 當從第一基準電源106b供給的第一基準電壓Vrefl被改變時，正或負的直流分量被添加到 要被供給到放大電路單元202的模擬電信號，並且，從放大電路單元202輸出的模擬 信號被 改變。可對各計算放大器A執行第一基準電壓Vrefl的確定和改變。作為替代方案，可以 以多個計算放大器A的組為單位執行第一基準電壓Vrefl的確定和改變。類似地，可通過 整個放大電路單元202執行確定和改變。此外，當從第二基準電源106c供給的第二基準電 壓Vref2被改變時，即A/D轉換器104的基準電壓被改變時，A/D轉換器104的A/D轉換特 性的不希望的範圍被改變。本發明的這個實施例的控制器109執行控制，以減少輸出用作 圖像信號的輸入模擬信號的像素當中的輸出與A/D轉換特性的不希望的範圍對應的輸入 模擬信號的像素的數量。換句話說，通過上述的控制，減少用作圖像信號的所有輸入模擬信 號當中的、與A/D轉換特性的不希望的範圍對應的輸入模擬信號的數量。例如，本發明的本 實施例的控制器109在適當的情況下選擇性地執行上述的控制，使得被供給到A/D轉換器 104的模擬電信號的平均值不被包含在A/D轉換器104的A/D轉換特性的不希望的範圍中。 此外，本發明的本實施例的控制器109在適當情況下選擇性地執行上述的控制，使得要被 輸入到A/D轉換器104的模擬電信號不被包含在A/D轉換器104的A/D轉換特性的不希望 的範圍中。注意，取決於拍攝條件，適當地選擇由於偏壓電源106a或讀取電路103的放大 因子的改變導致的圖像拾取設備100的增益的變化、由於第一基準電源106b的變化導致的 直流分量的添加、或由於第二基準電源106c的變化導致的A/D轉換器104的電平變化。執行上述的控制器109的控制，使得從讀取電路103供給的輸入模擬電信號被包含在A/D轉 換器104的動態範圍中。此外，在當獲得用於校正的圖像信號時、當獲得用於校正的另一圖 像信號時或當獲得實際拍攝時的圖像信號時執行上述的控制之後，根據包含改變的項目的 項目執行操作。注意，對於偏壓電源106a、第一基準電源106b和第二基準電源106c適當地 使用已知的可變電壓源。對於控制電路107適當地使用微計算機、FPGA(現場可編程門陣 列)或定製IC (custom IC)等。 以下，將參照附圖詳細描述控制的例子。圖4示出根據本實施例的控制的流程圖。 在本例子中，使用關於遺漏碼的信息作為關於A/D轉換器104的輸出誤差的信息，並且，使 用關於獲得用於偏移校正的圖像信號時的輸入模擬電信號的範圍的信息作為關於輸入模 擬電信號的信息。然後，控制器109控制包括在電源單元106中的第一基準電源106b，以確 定是否改變要被供給到放大電路單元202的第一基準電壓Vrefl。 在圖4A中，在裝運或安裝設備之前，每次在執行諸如靜態圖像拍攝或運動圖像拍 攝之類的操作時獲得用於偏移校正的圖像信號時的輸入模擬電信號的範圍被存儲在存儲 單元108中。這裡，放大電路單元202的放大因子、偏壓電源106a的傳感器偏壓Vs、第一 基準電源106b的第一基準電壓Vrefl和第二基準電源106c的第二基準電壓Vref2作為缺 省值被存儲在存儲單元108中。這些預設值被用作實際拍攝時的預設值。此外，存儲單元 108存儲關於A/D轉換器104的遺漏碼的信息。 在圖4B中，當開始獲得用於偏移校正的圖像信號的操作時，圖像拾取設備100執 行以下的操作。控制電路107取決於之後執行的拍攝操作，參照存儲在存儲單元108中的 信息當中的關於遺漏碼的信息和關於輸入模擬電信號的範圍的信息。然後，確定A/D轉換 器104的遺漏碼是否包含在輸入模擬電信號的範圍中。當所述確定為否定時，控制器109 將從電源單元106供給的電壓確定為預設值。然後，控制器109控制圖像拾取設備100以 獲得用於偏移校正的圖像信號。另一方面，當所述確定為肯定時，應向輸入模擬電信號施加 直流分量，使得輸入模擬電信號的範圍不與遺漏碼重疊。控制器109確定作為直流分量的 第一基準電源106b的電壓值從預設值的變化量。根據該確定，控制器109向第一基準電源 106b供給基準電壓控制信號117，以改變第一基準電壓Vrefl。然後，在向放大電路單元202 供給改變的第一基準電壓Vrefl的狀態下，控制器109控制圖像拾取設備100以獲得用於 偏移校正的圖像信號。注意，雖然在上述的例子中使用關於遺漏碼的信息作為關於A/D轉 換器104的輸出誤差的信息，但是本發明不限於此。如果不使用關於輸出誤差的信息而使 用關於A/D轉換器104的非線性的信息，那麼控制電路107可使用要用於控制的關於非線 性的信息來產生關於輸出誤差的信息。此外，雖然上面描述了獲得用於偏移校正的圖像信 號的操作，但本發明不限於此。該信息可被用於獲得用於敏感度校正的圖像信號或實際拍 攝時的圖像信號的操作。注意，由於獲得該圖像信號時的輸入模擬電信號的寬度被限制為 與實際拍攝的情況相比相當窄的範圍，因此，當獲得用於校正的圖像信號時，本發明是更適 用的。 根據本實施例，可以減少與導致A/D轉換器104的A/D轉換特性進入不希望的範 圍的模擬電信號對應的像素的數量。此外，要被輸入到A/D轉換器104的模擬電信號不導 致A/D轉換器104的A/D轉換特性進入不希望的範圍。因此，與對於經過了 A/D轉換的數 字信號執行校正處理的方法相比，即使A/D轉換器104包含A/D轉換特性的不希望的範圍，也可很容易地以高精度執行A/D轉換。此外，當與校正數位訊號的電路相比時，可使用小的 簡單的電路以高精度執行A/D轉換。 下面，將參照圖2、圖3和圖5描述本發明的第二實施例。注意，與第一實施例所描 述的部件相同的部件由與第一實施例的附圖標記相同的附圖標記表示，並且省略對它們的 描述。圖5示出圖示本實施例的控制操作的流程圖。 第二實施例與第一實施例的不同之處在於，雖然在第一實施例中使用關於遺漏碼 的信息作為關於A/D轉換器104的輸出誤差的信息，但是，在本實施例中使用關於輸入_輸 出誤差的信息。 此外，在第一實施例中，使用存儲在存儲單元108中的關於獲得用於偏移校正的 圖像信號時的輸入模擬電信號的範圍的信息作為關於輸入模擬電信號的信息。但是，在第 二實施例中，通過對已被獲得並經過了 A/D轉換的用於敏感度校正的圖像信號求平均而獲 得的平均值不是被事先存儲在存儲單元108中，而是被直接使用。這一點與第一實施例不 同。 此外，在第一實施例中，控制器109確定並改變第一基準電源106b的電壓值。但 是，第二實施例與第一實施例的不同之處在於，控制器109確定並控制從放射線產生裝置 206放射的放射線的量。其它的配置與第一實施例的配置相同，因此執行相同的處理。
首先，在圖5A中，在裝運之前，存儲單元108存儲輸入_輸出誤差大於預定值的數 字輸出值，作為關於A/D轉換器104的輸入-輸出誤差的信息。所述數字輸出值的例子包 括DNL的絕對值大於1/2LSB的數字輸出值或INL的標準偏差大於3 o的數字輸出值。適當 地設定關於輸入-輸出誤差的信息，並且，輸入-輸出誤差被包含在比預定值大的範圍中。
然後，在圖5B中，控制器109激活圖像拾取設備100和放射線產生裝置206，並且 獲得經過了 A/D轉換的用於敏感度校正的圖像信號的平均值。這裡，存儲單元108存儲放射 線產生裝置206的操作條件。控制電路107參照存儲在存儲單元108中的關於A/D轉換器 104的輸入-輸出誤差的信息，並且確定該平均值是否被包含在導致大的輸入-輸出誤差的 數字輸出值附近的區域中。該數字輸出值附近的範圍被適當地設定。當該確定為否定時， 獲得的用於敏感度校正的圖像信號被確定為合適的用於校正的圖像信號，並被存儲在存儲 單元108中。另一方面，當該確定為肯定時，應通過控制減少輸出與A/D轉換特性的不希望 的範圍對應的輸入模擬信號的像素的數量。控制器109確定從放射線產生裝置206放射的 放射線的量。根據該確定，控制器109向放射線產生裝置206供給放射線控制信號120，以 改變放射線的量。然後，控制器109使用改變的放射線的量再次獲得用於敏感度校正的圖 像信號，並且，重複執行相同的操作，直到確定用於敏感度校正的圖像信號的平均值不被包 含在導致大的輸入-輸出誤差的數字輸出值的附近的區域中。 注意，雖然在本實施例中使用關於輸入-輸出誤差的信息，但是本發明不限於此， 並且，可適當地使用關於另一A/D轉換特性的信息。此外，雖然在本實施例中描述了用于敏 感度校正的圖像信號，但是本發明不限於此，並且，可以對於用於偏移校正的圖像信號和實 際拍攝時的圖像信號適當地使用本發明。但是，在用於偏移校正的圖像信號的情況下，控制 器109不控制放大電路單元202，而是控制信號處理器105或電源單元106。此外，在實際 拍攝時的圖像信號的情況下，控制器109控制信號處理器105、電源單元106和放大電路單 元202中的至少一個。此外，雖然在本實施例中存儲單元108存儲用於敏感度校正的圖像
11信號，但本發明不限於此，並且，可以設置另一存儲單元。 根據本實施例，可減少與導致A/D轉換器104的A/D轉換特性進入不希望的範圍 的模擬電信號對應的像素的數量。因此，與對於經過了A/D轉換的數位訊號執行校正處理 的方法相比，即使A/D轉換器104包含A/D轉換特性的不希望的範圍，也可容易地以高精度 執行A/D轉換。此外，與校正數位訊號的電路相比，可使用小的簡單的電路以高精度執行A/ D轉換。
應用 下面，將參照圖6A和圖6B描述應用本發明的可移動的放射線圖像拾取系統的例 子。圖6A是示意性地示出使用能夠執行透視攝影和靜態圖像拍攝的可移動的放射線圖像 拾取設備的放射線圖像拾取系統的圖。圖6A示出拍攝的例子，所述拍攝被執行為使得從C 形臂601拆下圖像拾取設備100，並且使用包括在C形臂601中的放射線產生裝置206執 行所述拍攝。注意，C形臂601支撐放射線產生裝置206和圖像拾取設備100。顯示單元 602能夠顯示在圖像拾取設備100中獲得的圖像信號。被檢體604被安置在床603上。臺 車605被用於運送放射線產生裝置206、圖像拾取設備100和C形臂601。可移動的控制器 606控制C形臂601、顯示單元602、床603和臺車605。控制器606還對於通過圖像拾取設 備100獲得的圖像信號執行圖像處理，以獲得圖像數據並將該圖像數據傳送到例如顯示單 元602 。此外，通過由控制器606執行的圖像處理獲得的圖像數據可通過諸如電話線之類的 傳送單元被供給到遠程地點。由此，可以在諸如診室的另一位置中的顯示單元上顯示圖像， 或者，可以在諸如光碟之類的存儲單元中存儲圖像。因此，遠程地點的醫生可進行診斷。此 外，被傳送的圖像數據可通過膠片處理器被記錄為膠片。注意，本發明的控制器109的配置 的一部分或整個配置可被包括在圖像拾取設備100或控制器606中。 圖6B示出使用能夠執行透視攝影和靜態圖像拍攝的可移動的放射線圖像拾取設 備的另一放射線圖像拾取系統。圖6B示出拍攝的例子，所述拍攝被執行為使得從C形臂 601拆下圖像拾取設備100，並且使用與放射線產生裝置206不同的放射線產生裝置607執 行所述拍攝。注意，很顯然，本發明的控制器109可控制放射線產生裝置607以及放射線產 生裝置206。 注意，例如可在計算機執行程序時實現本發明的實施例。此外，用於向計算機供給 程序的單元、即例如記錄這種程序的諸如CD-ROM(緊湊盤只讀存儲器)之類的計算機可讀 記錄介質和傳送該程序的諸如網際網路之類的傳送介質也被包括在本發明的實施例中。程 序、記錄介質、傳送介質和程序產品也被包括在本發明中。注意，通過根據第一和第二實施 例的可想到的組合獲得的發明也被包括在本發明中。 雖然已參照示例性實施例描述了本發明，但應理解，本發明不限於公開的示例性 實施例。以下的權利要求的範圍應被賦予最寬的解釋，以包含所有這些變更方式和等同的 結構和功能。
權利要求
一種圖像拾取設備，該設備包括檢測器，其包括將放射線或光轉換成模擬電信號的多個像素；信號處理器，其包括讀取從所述檢測器輸出的模擬電信號的讀取電路和將所讀取的模擬電信號轉換成數位訊號的A/D轉換器；電源單元，其被配置為向所述檢測器和所述信號處理器施加偏壓；以及控制器，其被配置為根據關於所述A/D轉換器的A/D轉換特性的信息和關於要被輸入到所述A/D轉換器的輸入模擬電信號的信息，控制所述信號處理器和所述電源單元中的至少一個。
2. 根據權利要求l所述的圖像拾取設備，其中，能夠減少與在A/D轉換特性包含遺漏碼的區域或A/D轉換器的輸入-輸出誤差 大於預定值的區域中輸入的模擬電信號對應的像素的數量。
3. 根據權利要求l所述的圖像拾取設備，其中，被輸入到A/D轉換器的模擬電信號不被包含在A/D轉換特性包含遺漏碼的區域 或A/D轉換器的輸入-輸出誤差大於預定值的區域中。
4. 根據權利要求l所述的圖像拾取設備，其中，所述控制器包括存儲單元和控制電路，所述存儲單元存儲關於A/D轉換器的非 線性的信息和關於A/D轉換器的輸出誤差的信息中的至少一個信息作為關於A/D轉換特性 的信息，所述控制電路根據所述至少一個信息和關於輸入模擬電信號的信息，控制所述信 號處理器和所述電源單元中的至少一個。
5. 根據權利要求l所述的圖像拾取設備，其中，當獲得用於校正的圖像信號時，根據作為關於輸入模擬電信號的信息的關於獲 得所述用於校正的圖像信號時的輸入模擬電信號的範圍的信息，所述控制器控制所述信號 處理器和所述電源單元中的至少一個。
6. 根據權利要求l所述的圖像拾取設備，其中，所述讀取電路包括被配置為放大模擬電信號的放大電路單元， 所述電源單元包括向所述檢測器供給偏壓的偏壓電源、向所述放大電路單元供給第一 基準電壓的第一基準電源、以及向所述A/D轉換器供給第二基準電壓的第二基準電源。
7. 根據權利要求6所述的圖像拾取設備，其中，所述控制器確定偏壓、第一基準電壓和第二基準電壓中的至少一個的變化。
8 . 根據權利要求l所述的圖像拾取設備， 其中，所述控制器確定讀取電路的放大因子的變化。
9. 一種圖像拾取系統，該圖像拾取系統包括權利要求1所述的圖像拾取設備。
10. —種圖像拾取系統，包括檢測器，其包括將放射線轉換成模擬電信號的多個像素； A/D轉換器，其被配置為將模擬電信號轉換成數位訊號； 產生裝置，其被配置為產生放射線；禾口 控制器，其被配置為控制所述產生裝置，其中，所述控制器根據關於A/D轉換器的A/D轉換特性的信息和關於要被輸入到所述 A/D轉換器的輸入模擬電信號的信息，控制產生裝置。
11. 根據權利要求io所述的圖像拾取系統，其中，所述控制器確定要從所述產生裝置放射的放射線的量，使得能夠減少與在A/D 轉換器的A/D轉換特性包含遺漏碼的區域或A/D轉換器的輸入-輸出誤差大於預定值的區 域中輸入的模擬電信號對應的像素的數量。
12. 根據權利要求IO所述的圖像拾取系統，其中，所述控制器確定要從所述產生裝置放射的放射線的量，使得被輸入到A/D轉換 器的模擬電信號不被包含在A/D轉換器的A/D轉換特性包含遺漏碼的區域或A/D轉換器的 輸入_輸出誤差大於預定值的區域中。
13. 根據權利要求IO所述的圖像拾取系統，其中，所述控制器包括存儲單元和控制電路，所述存儲單元存儲關於A/D轉換器的非 線性的信息和關於A/D轉換器的輸出誤差的信息中的至少一個信息作為關於A/D轉換特性 的信息，所述控制電路根據所述至少一個信息和關於輸入模擬電信號的信息，確定要從所 述產生裝置放射的放射線的量。
14. 根據權利要求IO所述的圖像拾取系統，其中，在獲得用於校正的圖像信號之前，根據作為關於輸入模擬電信號的信息的關於 獲得所述用於校正的圖像信號時的輸入模擬電信號的範圍的信息，所述控制器確定要從所 述產生裝置放射的放射線的量。
15. —種圖像拾取方法，包括通過包括多個像素的檢測器將放射線或光轉換成模擬電信號；通過讀取電路讀取從所述檢測器輸出的模擬電信號，並且通過信號處理器的A/D轉換 器將讀取的模擬電信號轉換成數位訊號；通過電源單元向所述檢測器和所述信號處理器施加偏壓；以及根據關於A/D轉換器的A/D轉換特性的信息和關於輸入模擬電信號的信息，控制所述 信號處理器和所述電源單元中的至少一個。
16. 根據權利要求15的圖像拾取方法，其中，能夠減少與在A/D轉換特性包含遺漏碼的區域或A/D轉換器的輸入-輸出誤差 大於預定值的區域中輸入的模擬電信號對應的像素的數量。
17. 根據權利要求15所述的圖像拾取方法，其中，被輸入到A/D轉換器的模擬電信號不被包含在A/D轉換特性包含遺漏碼的區域 或A/D轉換器的輸入-輸出誤差大於預定值的區域中。
18. 根據權利要求15所述的圖像拾取方法，其中，所述控制器包括存儲單元和控制電路，所述存儲單元存儲關於A/D轉換器的非 線性的信息和關於A/D轉換器的輸出誤差的信息中的至少一個信息作為關於A/D轉換特性 的信息，所述控制電路根據所述至少一個信息和關於輸入模擬電信號的信息，控制所述信 號處理器和所述電源單元中的至少一個。
19. 根據權利要求15所述的圖像拾取方法，其中，當獲得用於校正的圖像信號時，根據作為關於輸入模擬電信號的信息的關於獲 得所述用於校正的圖像信號時的輸入模擬電信號的範圍的信息，所述控制器控制所述信號 處理器和所述電源單元中的至少一個。
20.根據權利要求15所述的圖像拾取方法，其中，所述讀取電路包括被配置為放大模擬電信號的放大電路單元， 所述電源單元包括向所述檢測器供給偏壓的偏壓電源、向所述放大電路單元供給第一 基準電壓的第一基準電源、以及向所述A/D轉換器供給第二基準電壓的第二基準電源。
全文摘要
本發明涉及圖像拾取設備、圖像拾取系統和圖像拾取方法。該圖像拾取設備包括檢測器，其包括將放射線或光轉換成模擬電信號的多個像素；信號處理器，其包括讀取從所述檢測器輸出的模擬電信號的讀取電路和將所述模擬電信號轉換成數位訊號的A/D轉換器；電源單元，其被配置為向所述檢測器和所述信號處理器施加偏壓。所述設備還包括控制器，所述控制器被配置為根據關於所述A/D轉換器的A/D轉換特性的信息和關於要被輸入到所述A/D轉換器的輸入模擬電信號的信息，控制所述信號處理器和所述電源單元中的至少一個。
文檔編號H03M1/12GK101744624SQ20091025851
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月11日 優先權日2008年12月12日
發明者八木朋之, 橫山啟吾, 竹中克郎, 遠藤忠夫, 龜島登志男 申請人:佳能株式會社