特許ウォッチ

公開番号2025098798
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-02
出願番号2023215170
出願日2023-12-20
発明の名称放射線検出器、放射線撮像システム、放射線検出方法、および記憶媒体
出願人キヤノン株式会社
代理人弁理士法人近島国際特許事務所
主分類H04N 5/32 20230101AFI20250625BHJP(電気通信技術)
要約【課題】放射線を照射して対象物を撮像した時点におけるバックグラウンド成分を、高速に取得可能な技術が求められていた。
【解決手段】放射線を検出して電圧信号を出力する複数の画素と、電圧信号と第1参照信号とを比較して3値以上のデジタル信号に変換する第1のA/D変換処理と、電圧信号と第2参照信号とを比較して3値以上のデジタル信号に変換する第2のA/D変換処理と、を実行するA/D変換器を有し、第1参照信号は、放射線を受光していない画素が出力する電圧信号の最頻値が含まれる第1電圧領域において時間的に変化する信号であり、第2参照信号は、放射線を受光した画素が出力する電圧信号が含まれ、第1電圧領域とは重ならない第2電圧領域において時間的に変化する信号であり、第1電圧領域と第2電圧領域の間に、A/D変換処理を行わない第3電圧領域が存することを特徴とする放射線検出器である。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
放射線を検出して電圧信号を出力する複数の画素と、
前記電圧信号と第１参照信号とを比較して３値以上のデジタル信号に変換する第１のＡ／Ｄ変換処理と、前記電圧信号と第２参照信号とを比較して３値以上のデジタル信号に変換する第２のＡ／Ｄ変換処理と、を実行するＡ／Ｄ変換器と、
信号処理部と、を有し、
前記第１参照信号は、放射線を受光していない画素が出力する前記電圧信号の最頻値が含まれる第１電圧領域において時間的に変化する信号であり、
前記第２参照信号は、放射線を受光した画素が出力する前記電圧信号が含まれ、前記第１電圧領域とは重ならない第２電圧領域において時間的に変化する信号であり、
前記第１電圧領域と前記第２電圧領域の間に、Ａ／Ｄ変換処理を行わない第３電圧領域が存する、
ことを特徴とする放射線検出器。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記第３電圧領域の電圧幅は、前記第１のＡ／Ｄ変換処理および前記第２のＡ／Ｄ変換処理における量子化分解能に相当する電圧幅の少なくとも２倍以上である、
ことを特徴とする請求項１に記載の放射線検出器。
【請求項３】
前記Ａ／Ｄ変換器は、前記第１参照信号と前記第２参照信号を異なるタイミングで出力する参照信号発生器と、比較器とを備え、
前記比較器は、前記電圧信号と前記参照信号発生器の出力とを比較する、
ことを特徴とする請求項１に記載の放射線検出器。
【請求項４】
前記Ａ／Ｄ変換器は、第１比較器と第２比較器を備え、
前記第１比較器は、前記電圧信号と前記第１参照信号とを比較し、
前記第２比較器は、前記電圧信号と前記第２参照信号とを比較する、
ことを特徴とする請求項１に記載の放射線検出器。
【請求項５】
前記第１参照信号が前記第１比較器に入力されるタイミングと、前記第２参照信号が前記第２比較器に入力されるタイミングとが、時間的に重なる、
ことを特徴とする請求項４に記載の放射線検出器。
【請求項６】
前記第１参照信号と前記第２参照信号は、時間に対する電圧変化の傾きが実質的に等しい電圧信号である、
ことを特徴とする請求項１に記載の放射線検出器。
【請求項７】
前記第１参照信号と前記第２参照信号は、時間に対する電圧変化の傾きが互いに異なる電圧信号である、
ことを特徴とする請求項１に記載の放射線検出器。
【請求項８】
前記Ａ／Ｄ変換器は、前記第１電圧領域および前記第３電圧領域および前記第２電圧領域にまたがり時間的に変化する第３参照信号と、前記電圧信号とを比較して３値以上のデジタル信号に変換する第３のＡ／Ｄ変換処理を実行する、
ことを特徴とする請求項１に記載の放射線検出器。
【請求項９】
前記信号処理部は、
１フレームにおける複数の前記画素の電圧信号についての前記第１のＡ／Ｄ変換処理の結果に基づいて、前記電圧信号に含まれるバックグラウンドレベルを取得し、
前記バックグラウンドレベルと、前記１フレームにおける前記複数の画素の電圧信号についての前記第２のＡ／Ｄ変換処理の結果と、を用いて、前記複数の画素の各々の出力を２値化する、
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の放射線検出器。
【請求項１０】
前記信号処理部は、前記第１のＡ／Ｄ変換処理の結果であるデジタル信号の最頻値、メディアン値、平均値のいずれかを、前記バックグラウンドレベルとして取得する、
ことを特徴とする請求項９に記載の放射線検出器。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線検出器、等に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
放射線を、シンチレータ（波長変換体）を介さずにＣＭＯＳイメージセンサ等の半導体素子で受光して放射線像を得る放射線検出器が知られている。係る放射線検出器では、良好な画像を取得するために、センサ部に流れる暗電流等により生じるバックグラウンド成分を、検出された画像信号から除去することが求められる。
【０００３】
特許文献１には、ＣＭＯＳイメージセンサでＸ線を検出するＸ線撮像システムにおいて、ある画像フレームにおける画素の信号を、異なる画像フレームにおける当該画素の信号に基づいて補正することが記載されている。
【０００４】
特許文献２には、撮像対象を撮像したタイミングにおけるバックグラウンド成分を求める方法が提案されている。あるフレームにおける複数の画素に含まれるバックグラウンド成分を、当該フレームにおいて読み出された画素信号の値を用いて求める方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特表２００８－５２４８７４号公報
特開２０２３－１６０７２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された方法では、撮像対象を撮像する時刻とは別の時刻に、放射線を照射しない状態で画像センサの暗電流のレベルを予め測定し、補正係数を算出しておく。そして、撮像対象を撮像した際には、別の時刻に測定した暗電流に基づく補正係数を用いて、撮像対象を撮像した画像信号を較正する。
【０００７】
しかしながら、画像センサの暗電流は常に一定しているわけではなく、例えば放射線を照射することにより温度が変化すると、それにともなって暗電流は変化し得る。このため、特許文献１のように、撮像対象を撮像した際の画像信号を、予め放射線を照射しない状態で取得しておいた補正係数を用いて較正したのでは、撮像時点の暗電流が正しく反映された較正になっているとは限らないことになる。例えば、放射線を照射しながら連続的に撮像する場合などには、時間の経過とともにセンサの温度が上昇して暗電流が変化し、画質が安定しない、あるいは劣化する場合があり得る。
その点、特許文献２に記載された方法では、暗電流等のバックグラウンド成分が経時的に変化する場合であっても、安定した画質が得られる可能性がある。
【０００８】
一方、放射線検出器を用いて２値化画像を取得し、所謂カウンティングを行う分野では、高いフレームレートで適切な２値化画像を取得することが求められている。
【０００９】
そこで、暗電流等のバックグラウンド成分が経時的に変化する場合であっても、放射線を照射して対象物を撮像した時点におけるバックグラウンド成分を、高速に取得することができる技術が求められていた。
。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様によれば、放射線を検出して電圧信号を出力する複数の画素と、前記電圧信号と第１参照信号とを比較して３値以上のデジタル信号に変換する第１のＡ／Ｄ変換処理と、前記電圧信号と第２参照信号とを比較して３値以上のデジタル信号に変換する第２のＡ／Ｄ変換処理と、を実行するＡ／Ｄ変換器と、信号処理部と、を有し、前記第１参照信号は、放射線を受光していない画素が出力する前記電圧信号の最頻値が含まれる第１電圧領域において時間的に変化する信号であり、前記第２参照信号は、放射線を受光した画素が出力する前記電圧信号が含まれ、前記第１電圧領域とは重ならない第２電圧領域において時間的に変化する信号であり、前記第１電圧領域と前記第２電圧領域の間に、Ａ／Ｄ変換処理を行わない第３電圧領域が存する、ことを特徴とする放射線検出器である。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許