(57)【要約】      （修正有）【課題】放射線検出素子と、積分回路と、スイッチ素子と、を備えた放射線画像撮影装置において、動画撮影を行う際のオフセット補正の精度を高める。【解決手段】放射線画像撮影装置は、第一サンプルホールド回路５１２ｂに所定時間サンプリングさせる第一回路制御手段と、第二サンプルホールド回路５１２ｃに、当該第二サンプルホールド回路５１２ｃの時定数τよりも長い時間サンプリングさせる第二回路制御手段と、非導通状態におけるサンプリングを所定回数行う毎に、相関二重サンプリング回路５１２の出力に基づく補正情報を取得する取得手段と、取得した補正情報に基づいて補正値を算出する補正値算出手段と、導通状態を経てサンプリングした後の相関二重サンプリング回路５１２の出力である信号値ΔＶを補正する補正手段と、補正した信号値に基づいて放射線画像を生成する画像生成手段と、を備える。【選択図】図３
2020057966.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次元状に広がるように配列され、受けた放射線の線量に応じた量の電荷をそれぞれ発生させる複数の放射線検出素子と、
流入した電荷の量を時間積分して電圧を出力する積分回路と、
前記積分回路が出力する電圧をサンプリングし、第一電圧として保持することが可能な第一サンプルホールド回路と、前記積分回路が出力する電圧をサンプリングし、第二電圧として保持することが可能な第二サンプルホールド回路と、を有し、前記第二電圧と前記第一電圧との差分を出力する相関二重サンプリング回路と、
前記放射線検出素子と前記積分回路とが導通した導通状態、又は前記放射線検出素子と前記積分回路とが導通していない非導通状態に切り替えることが可能なスイッチ素子と、を備え、
前記積分回路が電圧のリセットを終える毎に、前記積分回路が出力する電圧を、前記第一サンプルホールド回路に所定時間サンプリングさせる第一回路制御手段と、
前記第一サンプルホールド回路がサンプリングを終えた後、前記積分回路が出力する電圧を、前記第二サンプルホールド回路に、当該第二サンプルホールド回路の時定数よりも長い時間サンプリングさせる第二回路制御手段と、
前記非導通状態における前記第一サンプルホールド回路及び前記第二サンプルホールド回路によるサンプリングを所定回数行う毎に、前記相関二重サンプリング回路の出力に基づく補正情報を取得する取得手段と、
前記取得手段が取得した前記補正情報に基づいて補正値を算出する補正値算出手段と、
前記導通状態を経て前記第二サンプルホールド回路がサンプリングした後の前記相関二重サンプリング回路の出力である信号値を、前記補正値算出手段が算出した前記補正値を用いて補正する補正手段と、
前記補正手段が補正した前記信号値に基づいて放射線画像を生成する画像生成手段と、を備えることを特徴とする放射線画像撮影装置。
【請求項２】
単位時間あたりに前記放射線画像の生成を繰り返す回数である撮影フレームレートを設定可能な設定手段を備え、
前記第一回路制御手段は、前記設定手段が設定した撮影フレームレートに応じて、前記第一サンプルホールド回路にサンプリングさせる時間を変更することが可能であることを特徴とする請求項１に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項３】
複数の前記放射線検出素子は、行列状に配列されており、
前記積分回路、前記相関二重サンプリング回路は、前記放射線検出素子の各列に対応してそれぞれ複数設けられており、
前記第一回路制御手段は、複数の前記第一サンプルホールド回路に、サンプリング及び前記第一電圧の保持を同時に行わせるよう構成されるとともに、前記第二回路制御手段は、複数の前記第二サンプルホールド回路に、サンプリング及び前記第二電圧の保持を同時に行わせるよう構成されており、
前記取得手段は、複数の前記相関二重サンプリング回路の各出力に基づく複数の補正情報をそれぞれ取得するよう構成されており、
前記補正値算出手段は、前記取得手段が複数の前記相関二重サンプリング回路からそれぞれ取得した複数の前記補正情報の平均値を前記補正値として算出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項４】
前記第一回路制御手段は、前記第一サンプルホールド回路に、サンプリング及び前記第一電圧の保持を複数回繰り返し行わせるよう構成されるとともに、前記第二回路制御手段は、前記第二サンプルホールド回路に、サンプリング及び前記第二電圧の保持を複数回繰り返し行わせるよう構成されており、
前記取得手段は、前記相関二重サンプリング回路が出力を行う度に前記補正情報を取得するよう構成されており、
前記補正値算出手段は、前記取得手段が前記相関二重サンプリング回路の出力に基づいて複数回繰り返し取得した複数の前記補正情報の平均値を前記補正値として算出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項５】
前記補正値算出手段は、前記補正値を算出する前に、複数の前記補正情報にメディアンフィルターを施すよう構成されていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項６】
医用放射線フィルムカセッテと寸法が略等しい筐体を備え、持ち運びすることが可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項７】
前記補正手段は、前記信号値を、対応する第二電圧が前記第二サンプルホールド回路に保持された時点から所定時間内のタイミングで前記補正値算出手段が算出した前記補正値を用いて補正することを特徴とする請求項１に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項８】
受けた放射線の線量に応じた量の電荷を発生させる複数の放射線検出素子と、流入した電荷の量を時間積分して電圧を出力する積分回路と、前記積分回路の出力をサンプリングし、第一電圧として保持することが可能な第一サンプルホールド回路と、前記積分回路の出力をサンプリングし、第二電圧として保持することが可能な第二サンプルホールド回路と、前記放射線検出素子と前記積分回路とが導通した導通状態、又は前記放射線検出素子と前記積分回路とが導通していない非導通状態に切り替えることが可能なスイッチ素子と、を備える放射線画像撮影装置を、
前記積分回路が電圧のリセットを終える毎に、前記積分回路が出力する電圧を、前記第一サンプルホールド回路に所定時間サンプリングさせる第一回路制御手段、
前記第一サンプルホールド回路がサンプリングを終えた後、前記積分回路が出力する電圧を、前記第二サンプルホールド回路に、当該第二サンプルホールド回路の時定数よりも長い時間サンプリングさせる第二回路制御手段、
前記非導通状態における前記第一サンプルホールド回路及び前記第二サンプルホールド回路によるサンプリングを所定回数行う毎に、前記相関二重サンプリングの出力に基づく補正情報を取得する取得手段、
前記取得手段が取得した前記補正情報に基づいて補正値を算出する補正値算出手段と、
前記導通状態を経て前記第二サンプルホールド回路がサンプリングした後の前記相関二重サンプリング回路の出力である信号値を、前記補正値算出手段が算出した前記補正値を用いて補正する補正手段、
前記補正手段が補正した前記信号値に基づいて放射線画像を生成する画像生成手段、として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線画像撮影装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
受けた放射線の線量に応じた量の電荷を放射線検出素子に蓄積し、蓄積された電荷の量をアナログ信号値として読み出し、それをデジタル化することで放射線画像の画像データを生成する放射線画像撮影装置においては、個々の放射線検出素子に蓄積される電荷の量は非常に小さく、そのままでは正確にデジタル化することが困難であるため、信号値の読み出しを行う読出し回路に放射線検出素子から流入してくる電流を増幅する増幅回路を設ける必要がある。しかし、そのようにすると、増幅回路が増幅を行う際に信号値にノイズが混入してしまうという問題があった。
そこで、従来、スキャン線に接続されたＴＦＴ（Thin Film Transistor）がオフ状態のときに読み出し（以下、ＴＦＴオフ読み出し）を繰り返し行い、それにより得られた信号値の平均値をオフセットデータとして算出しておき、ＴＦＴを導通状態にしたときに読み出した撮影画像の画像データからオフセットデータを差し引いて放射線画像を補正することが行われている（特許文献１参照）。
【０００３】
近年、電荷の蓄積及び読み出しを高速で繰り返す動画撮影に対応した放射線画像撮影装置が開発されてきている。
動画撮影では、電荷の蓄積及び読み出しが比較的長時間（例えば数十秒程度）繰り返される。このため、動画撮影を行っている間に、読出し回路の温度が次第に上昇して応答特性が低下することにより、読み出される信号値が経時的に変化するオフセットドリフトと呼ばれる現象が生じてしまう。
そこで、近年は、動画を構成するフレームを生成する度にＴＦＴオフ読み出しを行って各フレームのオフセットデータを取得し、各オフセットデータと予め取得しておいた基準オフセットデータとに基づいてオフセットのドリフト量を算出し、各フレームから対応するオフセットデータ及びドリフト量を差し引いて各フレームを補正することが行われている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１４１８３２号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１７／０２７８２７７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
増幅時に混入するノイズの除去には、一般に、相関二重サンプリング（Correlated Double Sampling、以下ＣＤＳ）回路が用いられる。
ＣＤＳ回路は、二つのコンデンサーを有している。そして、ＴＦＴオフ読み出しを行ったときの出力電圧で一方のコンデンサーを充電（サンプリング）し、コンデンサーの両電極間の電圧を第一電圧として保持（サンプルホールド）する。一方、放射線の照射を受けた後にＴＦＴを導通状態にして読み出しを行ったときの出力電圧で他方のコンデンサーを充電し、コンデンサーの両電極間の電圧を第二電圧として保持する。そして、第二電圧から第一電圧を差し引くことで、ノイズ成分が除去された信号値を出力するようになっている（例えば図３参照）。
上述したオフセットドリフトは、一対のサンプルホールド回路のうちの一方の回路の応答特性の低下の程度が他方の回路と異なるために、時間が経つにつれて両回路の応答特性に開きが出てくることが主な原因とされている（図７参照）。
このため、第一電圧と第二電圧を正確にサンプリングすることが求められる。
【０００６】
ところで、コンデンサーが充電を開始してから電圧が収束するまでにはある程度の時間（ＣＤＳ回路のＲＣ時定数τ以上）を要する。
また、ＴＦＴが導通状態にして画像を読み出す際には、画素と増幅回路との間に貫通電流が流れることが知られている。貫通電流は、ＴＦＴのオン／オフを切り替える際に、ＴＦＴのゲート端子とソース端子との間に存在する寄生容量と、増幅回路のコンデンサーとの間を電荷が行き来することにより生じる（例えば図８参照）。この貫通電流の影響で、ＴＦＴを導通状態にすると増幅回路の出力電圧が一時的に下がる。
【０００７】
こうした現象は、各コンデンサーの充電時間が十分に長ければ問題にならないが、高フレームレート（例えば１５フレーム／秒）で動画撮影を行う場合、１行あたりの読み出し時間が短くなるため、第二電圧をサンプリングする時間がＣＤＳ回路のＲＣ時定数τと比較して短くなってしまう。すると、一時的に低下した増幅回路の出力電圧が収束しない状態でサンプリングが行われることとなり、正確な第二電圧を得ることができない、という問題が生じる。
また、ＣＤＳ回路の温度が上昇し応答特性が低下すると、出力電圧はより一層収束しにくくなってしまう。
これでは、ＴＦＴオフ読出しのときのオフセットのドリフト量と画像読み出しのときのオフセットのドリフト量とが一致せず、画像を補正するための補正値を生成できなくなってしまうのだが、こうした問題点は、特許文献１，２に記載されたような従来技術においては考慮されていなかった。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、受けた放射線の線量に応じた量の電荷を発生させる放射線検出素子と、流入した電荷の量を時間積分して電圧を出力する積分回路と、放射線検出素子と前記積分回路とが導通した導通状態、又は導通していない非導通状態に切り替えることが可能なスイッチ素子と、を備えた放射線画像撮影装置において、動画撮影を行う際のオフセット補正の精度を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の問題を解決するために、本発明の放射線画像撮影装置は、
二次元状に広がるように配列され、受けた放射線の線量に応じた量の電荷をそれぞれ発生させる複数の放射線検出素子と、
流入した電荷の量を時間積分して電圧を出力する積分回路と、
前記積分回路が出力する電圧をサンプリングし、第一電圧として保持することが可能な第一サンプルホールド回路と、前記積分回路が出力する電圧をサンプリングし、第二電圧として保持することが可能な第二サンプルホールド回路と、を有し、前記第二電圧と前記第一電圧との差分を出力する相関二重サンプリング回路と、
前記放射線検出素子と前記積分回路とが導通した導通状態、又は前記放射線検出素子と前記積分回路とが導通していない非導通状態に切り替えることが可能なスイッチ素子と、を備え、
前記積分回路が電圧のリセットを終える毎に、前記積分回路が出力する電圧を、前記第一サンプルホールド回路に所定時間サンプリングさせる第一回路制御手段と、
前記第一サンプルホールド回路がサンプリングを終えた後、前記積分回路が出力する電圧を、前記第二サンプルホールド回路に、当該第二サンプルホールド回路の時定数よりも長い時間サンプリングさせる第二回路制御手段と、
前記非導通状態における前記第一サンプルホールド回路及び前記第二サンプルホールド回路によるサンプリングを所定回数行う毎に、前記相関二重サンプリング回路の出力に基づく補正情報を取得する取得手段と、
前記取得手段が取得した前記補正情報に基づいて補正値を算出する補正値算出手段と、
前記導通状態を経て前記第二サンプルホールド回路がサンプリングした後の前記相関二重サンプリング回路の出力である信号値を、前記補正値算出手段が算出した前記補正値を用いて補正する補正手段と、
前記補正手段が補正した前記信号値に基づいて放射線画像を生成する画像生成手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、動画撮影を行う際のオフセット補正の精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る放射線画像撮影装置の斜視図である。
【図２】図１の放射線画像撮影装置の電気的構成を表すブロック図である。
【図３】図１の放射線画像撮影装置が備える読出し回路を表す回路図である。
【図４】図１の放射線画像撮影装置の動作を表す図である。
【図５】図３の読出し回路の積分回路が出力する電圧のグラフであり、（ａ）は途中でスイッチ素子を導通状態にする場合、（ｂ）はスイッチ素子を導通状態にしない場合である。
【図６】（ａ）は図４の読出し回路によって得られるスイッチ素子を非導通状態にして読み出した信号値、撮影画像の信号値、及び両者の差のプロット図であり、（ｂ）は従来の読出し回路によって得られるスイッチ素子を非導通状態にして読み出した信号値、撮影画像の信号値、及び両者の差のプロット図である。
【図７】従来の読出し回路の積分回路が出力する電圧のグラフである。
【図８】貫通電流の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
なお、ここでは、照射された放射線をシンチレーターで可視光等の他の波長の光に変換する間接型の放射線画像撮影装置について説明するが、本発明は、放射線を直接検出する、いわゆる直接型の放射線画像撮影装置に対しても適用することができる。
また、ここでは、持ち運びすることが可能な放射線画像撮影装置について説明するが、本発明は、例えば室内や撮影台等に据え付けられた専用機型の放射線画像撮影装置に対しても適用可能である。
【００１３】
〔全体の概略〕
本実施形態に係る放射線画像撮影装置（以下撮影装置１００）の概略について説明する。図１は本実施形態に係る撮影装置１００の斜視図、図２は撮影装置１００の電気的構成を表すブロック図である。
【００１４】
本実施形態に係る撮影装置１００は、図１，２に示したように、筐体１の他、この筐体１に収納される、シンチレーター２と、放射線検出部３と、走査駆動部４と、読出し部５と、制御部６と、記憶部７と、通信部８と、内蔵電源９と、を備えている。
【００１５】
筐体１は、図１に示したように、従来ある医用放射線フィルムカセッテと寸法が略等しいパネル状に形成されている。
筐体１の一側面には、図１に示したように、電源スイッチ１１や操作スイッチ１２、インジケーター１３、通信部８のコネクター８２等が設けられている。
【００１６】
シンチレーター２は、放射線を受けると可視光等の放射線よりも波長の長い電磁波を発する材料で板状に形成されている。
なお、放射線検出部３により多くの電磁波が伝わるように、シンチレーター２における放射線検出部３と対応する面に反射層を備えていてもよい。
また、電磁波の拡散を低減するため、シンチレーター２を、例えばＣｓＩを用いた柱状結晶で形成することも可能である。
【００１７】
放射線検出部３は、図２に示したように、基板３１と、複数の走査線３２と、複数の信号線３３と、複数の放射線検出素子３４と、複数のスイッチ素子３５と、複数のバイアス線３６と、結線３７と、バイアス電源回路３８と、を備えている。
【００１８】
基板３１は、板状に形成され、シンチレーターと並行に対向するよう配置されている。
複数の走査線３２は、所定間隔を空けて互いに平行に延びるよう設けられている。
複数の信号線３３は、所定間隔を空けて互いに平行に延びるように、走査線３２と直交するように、かつ各走査線と導通しないように設けられている。
すなわち、複数の走査線３２及び信号線３３は格子状に設けられている。
【００１９】
複数の放射線検出素子３４は、基板３１の表面に二次元状に広がるように配列され、それぞれシンチレーターと対向している。具体的には、基板３１表面における、複数の走査線３２及び信号線３３によって格子状に区画された複数の領域内にそれぞれ設けられることにより、行列状（マトリクス状）に配列されている。
また、各放射線検出素子３４は、例えばフォトダイオードや、フォトトランジスター等で、受けた放射線の線量（或いはシンチレーターで変換された電磁波の光量）に応じた量の電荷をそれぞれ発生させるように構成されている。
各放射線検出素子３４の一方の端子３４ａには、スイッチ素子であるスイッチ素子３５のドレイン端子が、他方の端子３４ｂにはバイアス線がそれぞれ接続されている。
【００２０】
複数のスイッチ素子３５は、放射線検出素子３４と同様、複数の走査線３２及び信号線３３によって区画された複数の領域内にそれぞれ設けられている。
各スイッチ素子３５は、ゲート電極が近接する走査線３２に、ソース電極が近接する信号線３３に、ドレイン電極が同じ領域内の放射線検出素子３４の一方の端子にそれぞれ接続されている。
そして、各スイッチ素子３５は、放射線検出素子３４と信号線３３（積分回路５１１）とが導通した導通状態、又は放射線検出素子３４と信号線３３とが導通していない非導通状態に切り替えることが可能となっている。
【００２１】
複数のバイアス線３６は、各放射線検出素子３４の他方の端子３４ｂに接続されている。
なお、本実施形態のバイアス線３６は、結線３７で接続する構成としているが、各バイアス線３６を直接バイアス電源回路３８に接続しても良いし、複数本の結線３７にバイアス線３６を分けて接続しても良い。結線３７で接続するとバイアス線３６を流れる電流が集中し、配線抵抗による電圧降下が大きくなってしまうが、分割することで、電圧降下を低減する効果が得られる。
また、バイアス線３６は、配線抵抗の影響を低減するため、全面に面形状となるように配置しても良いし、縦横に配置した配線が交差部で接続した井桁形状となるように配置しても良い。
バイアス電源回路３８は、逆バイアス電圧を生成し、バイアス線３６を介して各放射線検出素子に逆バイアス電圧を印加するようになっている。
【００２２】
走査駆動部４は、ゲート電源回路４１や、ゲートドライバー４２等で構成されている。
ゲート電源回路４１は、それぞれ電圧の異なるオン電圧とオフ電圧を生成し、ゲートドライバー４２に供給するようになっている。
ゲートドライバー４２は、各走査線３２に印加する電圧をオン電圧かオフ電圧に切り替えることが可能に構成されている。
【００２３】
読出し部５は、複数の読出し回路５１と、アナログマルチプレクサー５２と、Ａ／Ｄ変換器５３と、を備えている。
なお、図示は省略するが、本実施形態に係る読出し部５は、複数の読出しＩＣ５Ａを備えており、各読出しＩＣ５Ａが複数の読出し回路５１、アナログマルチプレクサー５２、及びＡ／Ｄ変換器５３をそれぞれ備えている。
【００２４】
複数の読出し回路５１は、各読出し回路５１は、放射線検出素子３４の各列に対応してそれぞれ複数設けられ、各信号線３３にそれぞれ接続されている。
また、各読出し回路５１は、積分回路５１１と、相関二重サンプリング（Correlated Double Sampling、）回路（以下、ＣＤＳ回路５１２）と、をそれぞれ備えている。
そして、各読出し回路５１は、各信号線３３から入力された電荷の量に基づいてアナログ信号値を生成し、アナログマルチプレクサー５２へ出力するようになっている。
なお、読出し回路５１の詳細については後述する。
【００２５】
アナログマルチプレクサー５２には、複数の読出し回路５１の出力端子が接続されている。
また、アナログマルチプレクサー５２は、複数の読出し回路５１の中からＡ／Ｄ変換器５３に接続する読出し回路５１を選択的に切り替えることで、各読出し回路５１が出力した信号値を一つずつＡ／Ｄ変換器５３へ入力させることが可能となっている。
なお、複数の画素から１つの画素（例えば、４画素を平均化した１画素）を生成するため、アナログマルチプレクサー５２を、入力された複数の入力信号のうち２つ以上をＡ／Ｄ変換器５３へ出力できるよう構成してもよい。
【００２６】
Ａ／Ｄ変換器５３は、入力されたアナログ信号値をデジタル信号値に順次変換するようになっている。
なお、各ＣＤＳ回路５１２にＡ／Ｄ変換器５３をそれぞれ接続するようにしてもよい。その場合、アナログマルチプレクサー５２は不要となる。
【００２７】
制御部６は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力インターフェース等がバスに接続されたコンピューターや、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等で構成されている。なお、専用の制御回路で構成されていてもよい。
そして、ＣＰＵが、他の装置（放射線発生装置やコンソール等）からの制御信号等に基づいて、記憶部７に記憶されている各種プログラムを読み出してＲＡＭ内に展開し、展開されたプログラムに従って各種処理を実行し、撮影装置１００の各部の動作を統括的に制御するようになっている。
【００２８】
記憶部７は、ＳＲＡＭ（Static ＲＡＭ）やＳＤＲＡＭ（Synchronous ＤＲＡＭ）、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリー、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等で構成されている。
また、記憶部７は、各種処理プログラムの他、当該プログラムの実行に必要なパラメーターやファイル等を記憶している。
【００２９】
通信部８は、アンテナ８１やコネクター８２を介して他の装置（コンソールや放射線発生装置）と無線又は有線で通信することが可能となっている。
【００３０】
内蔵電源９は、リチウムイオン電池やリチウムイオンキャパシタ等で構成され、撮影装置１００の各部に電力を供給するようになっている。
【００３１】
〔読出し回路〕
次に、上記撮影装置１００の読出し部５が備える読出し回路５１の詳細について説明する。図３は、読出し回路５１の具体的構成を表す回路図である。
【００３２】
複数の読出し回路５１は、例えば図３に示したように、積分回路５１１と、ＣＤＳ回路５１２と、をそれぞれ備えている。
【００３３】
積分回路５１１は、オペアンプ５１１ａと、コンデンサー５１１ｂと、リセットスイッチ５１１ｃと、を備えている。
オペアンプ５１１ａは、反転入力端子に信号線３３が接続され、非反転入力端子に基準電圧Ｖ０が印加されている。このため、信号線３３に印加される電圧も基準電圧Ｖ０となっている。
そして、信号線３３から電荷が流入すると、その電荷の量に応じた出力電圧Ｖｏｕｔを出力するようになっている。
なお、基準電圧Ｖ０としてＧＮＤ電位を印加してもよい。
【００３４】
コンデンサー５１１ｂと及びリセットスイッチ５１１ｃは、オペアンプ５１１ａの反転入力端子と出力端子との間に並列に接続されている。
積分回路５１１は、このように構成されることで、流入した電荷の量を時間積分して電圧をＣＤＳ回路５１２へ出力することが可能となっている。
また、リセットスイッチ５１１ｃが導通状態にされると、コンデンサー５１１ｂに蓄積していた電荷を放出して電圧をリセットするようになっている。
【００３５】
ＣＤＳ回路５１２は、抵抗５１２ａと、第一サンプルホールド回路５１２ｂと、第二サンプルホールド回路５１２ｃと、差分回路５１２ｄと、を備えている。
【００３６】
抵抗５１２ａは、積分回路５１１のオペアンプ５１１ａの出力端子に直列に接続されている。
【００３７】
第一サンプルホールド回路５１２ｂは、第一コンデンサーＣｒと、第一スイッチＳｒと、を備えている。
第一コンデンサーＣｒは一方の電極が抵抗５１２ａと差分回路５１２ｄの反転入力端子との間に接続され、他方の電極がＧＮＤに接続されている。
第一スイッチＳｒは、抵抗５１２ａと第一コンデンサーＣｒとの間に設けられている。
そして、第一スイッチＳｒが導通状態にされると、積分回路５１１と第一コンデンサーＣｒとが接続され、第一コンデンサーＣｒが充電される。
その後、第一スイッチＳｒが非導通状態にされると、積分回路５１１と第一コンデンサーＣｒとの接続が解除され、その時点の第一コンデンサーＣｒの両電極間の電圧（以下、第一電圧Ｖｃｒ）を保持するようになっている。
第一サンプルホールド回路５１２ｂは、このように構成されることで、積分回路５１１の出力をサンプリングし、第一電圧Ｖｃｒとして保持することが可能となっている。
【００３８】
第二サンプルホールド回路５１２ｃは、第二コンデンサーＣｓと、第二スイッチＳｓと、を備えている。
第二コンデンサーＣｓは一方の電極が抵抗５１２ａと差分回路５１２ｄの非反転入力端子との間に接続され、他方の電極がＧＮＤに接続されている。
第二スイッチＳｓは、抵抗５１２ａと第二コンデンサーＣｓとの間に設けられている。
そして、第二スイッチＳｓが導通状態にされると、積分回路５１１と第二コンデンサーＣｓとが接続され、第二コンデンサーＣｓが充電されるようになっている。
その後、第二スイッチＳｓが非導通状態にされると、積分回路５１１と第二コンデンサーＣｓとの接続が解除され、その時点の第二コンデンサーＣｓの両電極間の電圧（以下、第二電圧Ｖｃｓ）を保持するようになっている。
第二サンプルホールド回路５１２ｃは、このように構成されることで、積分回路５１１の出力をサンプリングし、第二電圧Ｖｃｓとして保持することが可能となっている。
【００３９】
差分回路５１２ｄは、反転入力端子に第一サンプルホールド回路５１２ｂが接続され、非反転入力端子に第二サンプルホールド回路５１２ｃが接続されている。
そして、差分回路５１２ｄは、第二サンプルホールド回路５１２ｃが保持している信号値としての第二電圧Ｖｃｓから第一サンプルホールド回路５１２ｂが保持している第一電圧Ｖｃｒを差し引いた差分を出力するようになっている。
この差分は、前述したアナログ信号値ΔＶとして、アナログマルチプレクサー５２（図４参照）を介してＡ／Ｄ変換器５３へ出力される。
【００４０】
〔基本動作〕
次に、上記撮影装置１００の動作について説明する。図４は撮影装置１００の動作を表す図、図５は積分回路５１１の出力電圧Ｖｏｕｔの経時変化を表すグラフである。
【００４１】
撮影装置１００の制御部６は、撮影装置１００の各部を以下のように動作させるようになっている。
電源スイッチ１１が操作（ＯＮに）されると、制御部６は、まず、各読出し回路５１に、各信号線３３へ基準電圧Ｖ０を印加させるとともに、バイアス電源回路３８に、結線３７及びバイアス線３６を介して各放射線検出素子３４へ逆バイアス電圧を印加させる。
その後、制御部６は、図４に示したように、撮影装置１００をウォームアップリセット状態に遷移させる（ｔ１）。この状態における制御部６は、読出し部５に読み出し動作を繰り返し行わせ、読出し部５の温度を上昇させる。
ここで、読出し部５の温度をある程度上げておくことで、動画撮影時の読出し部５の温度上昇を緩やかにすることができる。
【００４２】
また、本実施形態における制御部６は、後述する本撮影状態に入るまでのいずこかのタイミングで、単位時間あたりに放射線画像の生成を繰り返す回数である撮影フレームレートを設定する。
設定は、操作スイッチ１２になされた操作に基づいて行ってもよいし、撮影装置１００に接続される他の装置（コンソールや放射線発生装置）から数値を取得して行ってもよい。
これにより、本実施形態に係る制御部６は、本発明における設定手段をなす。
【００４３】
その後、制御部６は、撮影装置１００を、オフセットキャリブレーション状態に遷移させる（ｔ２）。この状態は、例えば、ウォームアップリセット状態において読み出し動作を所定回数繰り返したこと、読み出し動作の繰り返しを開始してから所定時間経過したこと、読出し部５が所定温度に達したこと、ユーザーによる所定操作が行われたこと等を契機として開始される。
この状態における制御部６は、まず、走査駆動部４に、全ての走査線３２へオフ電圧を印加させ、全てのスイッチ素子３５を非導通状態とする。すると、各放射線検出素子が発生させた暗電荷が各画素に蓄積される（ｔ２〜ｔ３）。
【００４４】
その後、制御部６は、まず、各積分回路５１１にリセットスイッチ５１１ｃを導通状態にさせ、積分回路５１１をリセットさせる。すると、図５に示したように、積分回路５１１の出力電圧Ｖｏｕｔが低下する。
各積分回路５１１が電圧のリセットを終えると、制御部６は、各積分回路５１１の出力電圧Ｖｏｕｔを、各第一サンプルホールド回路５１２ｂに所定時間サンプリングさせる。具体的には、第一スイッチＳｒを導通状態にして、第一コンデンサーＣｒを充電する。
本実施形態においては、複数の積分回路５１１が、それぞれ第一サンプルホールド回路５１２ｂへ電圧を出力しているため、制御部６は、複数の第一サンプルホールド回路５１２ｂに、サンプリング及び第一電圧Ｖｃｒの保持を同時に行わせることになる。
サンプリング値は、第一電圧Ｖｃｒとして保持（サンプルホールド）される。
これにより、制御部６は、本発明における第一回路制御手段をなす。
【００４５】
その後、制御部６は、走査駆動部４に一本の走査線３２へオン電圧を印加させ、その走査線３２に接続された各スイッチ素子３５を導通状態とする。すると、信号線３３に印可されている基準電圧Ｖ０とバイアス線３６に印可されている逆バイアス電圧との電圧差により、オン電圧が印加されている走査線３２に接続された各画素内に蓄積されていた暗電荷が暗電流となって各信号線３３へ放出される。こうして、一本のゲートラインの暗電荷がリセットされる。また、このとき、貫通電流の影響で、上昇していた積分回路の出力電圧Ｖｏｕｔが再び低下する。
【００４６】
暗電流が各信号線３３へ放出されると、各読出し回路５１の積分回路５１１は信号線３３から流入する暗電流を時間積分し、得られた出力電圧ＶｏｕｔをＣＤＳ回路５１２へ出力する。
その後、制御部６は、各積分回路５１１の出力電圧Ｖｏｕｔを、各第二サンプルホールド回路５１２ｃに所定時間サンプリングさせる。具体的には、第二スイッチＳｓを導通状態にして、第二コンデンサーＣｓを充電する。
本実施形態においては、複数の積分回路５１１が、それぞれ第二サンプルホールド回路５１２ｃへ電圧を出力しているため、制御部６は、複数の第二サンプルホールド回路５１２ｃに、サンプリング及び第二電圧Ｖｃｓの保持を同時に行わせることになる。
サンプリング値は、第二電圧Ｖｃｓとして保持（サンプルホールド）される。
【００４７】
ところで、動画撮影においては、第二コンデンサーＣｓの充電時間が短いことや、貫通電流の影響で積分回路５１１の出力電圧が収束しにくいことは、発明が解決しようとする課題の欄で既に述べた通りである。
このため、制御部６は、第二サンプルホールド回路５１２ｃに、当該第二サンプルホールド回路５１２ｃの時定数τ（抵抗５１２ａの抵抗値Ｒと第二コンデンサーＣｓの静電容量Ｃの積）よりも長い時間サンプリングさせるようになっている。
なお、サンプリング時間は時定数τの３〜５倍の範囲内とするのが好ましい。
これにより、制御部６は、本発明における第二回路制御手段をなすこととなり、積分回路５１１の出力電圧が収束するまで第二コンデンサーＣｓで充電を行うことができるため、第二電圧Ｖｃｓを正確にサンプリングすることができる。
【００４８】
なお、第二サンプルホールド回路５１２ｃがサンプリングを行う時間を長くしても、１フレーム当たりの周期は変えることができない。このため、本実施形態においては、設定した撮影フレームレートに応じて、第一サンプルホールド回路５１２ｂにサンプリングさせる時間を変更することが可能としている。このため、設定された撮影フレームレートの値が大きい場合には、第一サンプルホールド回路５１２ｂにサンプリングさせる時間を、第二サンプルホールド回路５１２ｃがサンプリングを行う時間を長くした分だけ短くすることで、フレーム当たりの周期をそのままに第二サンプルホールド回路５１２ｃがサンプリングを行う時間を長くすることができる。
なお、第一サンプルホールド回路５１２ｂにサンプリングさせる時間ではなく、積分回路５１１をリセットする時間やスイッチ素子３５を導通状態とする時間を変更（短く）してもよい。
【００４９】
また、第一サンプルホールド回路５１２ｂにサンプリングさせる時間が短くなると、出力電圧Ｖｏｕｔが収束しないうちにスイッチ素子３５の導通状態が始まってしまい、第一電圧Ｖｃｒを正確にサンプリングできなくなるが、少なくとも第二電圧Ｖｃｓを確実にサンプリングできるため、この第二サンプルホールド回路５１２ｃでサンプリングして得られた第二電圧と予め取得しておいた基準オフセットデータを基にして第一電圧を算出することができる。
【００５０】
各第二サンプルホールド回路５１２ｃに第二電圧Ｖｃｓが保持されると、各差分回路５１２ｄは、第二電圧と第一電圧との差分であるアナログ信号値ΔＶをアナログマルチプレクサー５２へ出力する。
アナログマルチプレクサー５２は入力された複数のアナログ信号値ΔＶをＡ／Ｄ変換器５３に順次出力する。
そして、Ａ／Ｄ変換器５３が、入力されたアナログ信号値ΔＶをデジタル信号値に順次変換する。
上記一本の走査線３２へのオン電圧の印加からここまでの動作を、対象とする走査線を変えながら繰り返すことにより、一枚のフレームの画像データが生成される（ｔ３〜ｔ４）。
なお、ここで生成される画像データは、使用せずに破棄してもよいし、補正等に用いるために保存しておいてもよい。
【００５１】
一枚のフレームの読み出しを行った後、制御部６は、全ての走査線３２にオフ電圧を印加させ、全てのスイッチ素子３５を非導通状態とする（ｔ４）。
そして、制御部６は、非導通状態において各積分回路５１１の出力電圧Ｖｏｕｔを、各第一サンプルホールド回路５１２ｂに所定時間サンプリングさせる。
また、第一サンプルホールド回路５１２ｂがサンプリングを終えた後、制御部６は、積分回路５１１の出力電圧Ｖｏｕｔを、第二サンプルホールド回路５１２ｃに所定時間サンプリングさせる。
【００５２】
各第二サンプルホールド回路５１２ｃに第二電圧Ｖｃｓが保持されると、各差分回路５１２ｄは、第二電圧と第一電圧との差分であるアナログ信号値ΔＶをアナログマルチプレクサー５２へ出力する。
アナログマルチプレクサー５２は入力された複数のアナログ信号値ΔＶをＡ／Ｄ変換器５３に順次出力する。
そして、Ａ／Ｄ変換器５３が、入力されたアナログ信号値ΔＶをデジタル信号値に順次変換する。
こうして、ＴＦＴｏｆｆ読出しが行われる（ｔ４〜ｔ５）。
このスイッチ素子３５を非導通状態としたサンプリングでは、図５（ｂ）に示したように積分回路５１１をリセットした後の出力電圧Ｖｏｕｔの再低下が起こらないため、より確実に第一電圧Ｖｃｒ及び第二電圧Ｖｃｓをサンプリングすることができる。
なお、このサンプリングは、一回の非導通状態において一回だけとしても良いし、複数回繰り返し行ってもよい。
【００５３】
制御部６は、オフセットキャリブレーション状態の間、上記暗電荷の蓄積からＴＦＴｏｆｆ読出しまでの一連の動作を複数回繰り返す（ｔ５〜，ｔ８〜，・・）。
すなわち、制御部６は、第一サンプルホールド回路５１２ｂに、サンプリング及び第一電圧Ｖｃｒの保持を複数回繰り返し行わせるとともに、第二サンプルホールド回路５１２ｃに、サンプリング及び第二電圧Ｖｃｓの保持を複数回繰り返し行わせる。
【００５４】
また、制御部６は、非導通状態における第一サンプルホールド回路５１２ｂ及び第二サンプルホールド回路５１２ｃによるサンプリングを所定回数行う毎に、ＣＤＳ回路５１２の出力に基づく補正情報を取得する。
本実施形態においては、毎回のサンプリングで補正情報を取得するようにしているが、Ｎ（２以上の整数）回おきに取得するようにしても良い。
また、本実施形態においては、複数の積分回路５１１が、それぞれＣＤＳ回路５１２へ電圧を出力しているため、制御部６は、複数のＣＤＳ回路５１２の各出力に基づく複数の補正情報をそれぞれ取得することになる。
なお、上述したように、第一サンプルホールド回路５１２ｂが複数回繰り返しサンプリングを行うようにした場合には、ＣＤＳ回路５１２が出力を行う度に補正情報を取得するようにしてもよい。
これらの機能を有する本実施形態に係る制御部６は、本発明における取得手段をなす。
【００５５】
また、制御部６は、二回目以降の補正情報を取得すると、それまでに取得した複数の補正情報の移動平均値を補正値として算出する。
そして、制御部６は、オフセットキャリブレーション状態における終盤の回（最終回が好ましい）の非導通状態で取得した補正情報を基に算出した移動平均値を基準オフセットデータとする。
【００５６】
その後、制御部６は、撮影装置１００を本撮影状態に遷移させる（ｔ１１）。この状態は、例えば、オフセットキャリブレーション状態において読み出し動作を所定回数繰り返したこと、読み出し動作の繰り返しを開始してから所定時間経過したこと、ユーザーによる所定操作が行われたこと、放射線を検出したこと等を契機として開始される。
この状態における制御部６の動作は、オフセットキャリブレーション状態のときと基本的に同じである。しかし、この状態における制御部６は、取得した補正情報に基づいて補正値を算出するようになっている。
本実施形態においては、補正情報の移動平均値を算出すると、その移動平均値から基準オフセットデータを差し引いたものを補正値としている。
これにより、制御部６は、本発明における補正値算出手段をなす。
【００５７】
なお、複数の第一サンプルホールド回路５１２ｂからそれぞれ取得した複数の補正情報について、読み出しＩＣ毎に平均値を補正値として算出するようにしてもよい。
また、第一サンプルホールド回路５１２ｂから複数回繰り返し取得した複数の補正情報の平均値を補正値として算出するようにしてもよい。
これらを行うようにすれば、非導通状態読み出した信号値のノイズ成分を除去（キャンセル）することができるため、補正精度を向上させることができる。
また、補正値を算出する前に、複数の補正情報にメディアンフィルターを施すようにしてもよい。このようにすれば、信号線の断線等に起因する信号値の異常による補正精度の低下を防ぐことができる。
また、これらの処理の少なくとも二つ以上を組み合わせて行ってもよい。
【００５８】
また、制御部６は、導通状態を経て第二サンプルホールド回路５１２ｃがサンプリングした後のＣＤＳ回路５１２の出力である信号値（アナログ信号値、デジタル信号値）を、算出した補正値を用いて補正する。
本実施形態においては、信号値を、対応する第二電圧が第二サンプルホールド回路に保持された時点から所定時間内のタイミング（例えば直前）で算出した補正値を用いて補正するようになっている。
これにより、制御部６は、本発明における補正手段をなすこととなり、補正値の取得・生成のタイミングを当該補正値の適用対象のフレームを取得するタイミングよりも前になるため、処理フローを簡略化することができる。
【００５９】
また、制御部６は、補正した信号値（アナログ信号値、デジタル信号値）に基づいて放射線画像を生成する。
これにより、制御部６は、本発明における画像生成手段をなす。
【００６０】
第二コンデンサーＣｓの充電時間が短い従来の放射線画像撮影装置では、図６（ａ）に示したように、撮影が進む（フレーム数が増加する）につれてスイッチ素子を非導通状態にして読み出した信号値（ＴＦＴオフ信号）と、撮影画像の信号値（オフセット信号）とが大きく開いてくるため、その差（補正後の信号値）を一定にすることができなかった（図６（ａ）には低下する場合を例示した）。
しかし、本実施形態に係る撮影装置１００によれば、例えば図６（ｂ）に示したように、スイッチ素子を非導通状態にして読み出した信号値（ＴＦＴオフ信号）の増加傾向と、撮影画像の信号値（オフセット信号）の増加傾向が概ね一致するため、その差をほぼ一定値とすることができる。すなわち、動画撮影を行う際のオフセット補正の精度を高めることができる。
【００６１】
なお、本発明が上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜変更可能であることは言うまでもない。
非導通状態においてサンプリングした第一電圧Ｖｃｒが持つ情報は、積分回路５１１のリセットにより生じるノイズとオフセットドリフトの要因となる応答性の悪化度合いとなる。一方、非導通状態においてサンプリングした第二電圧Ｖｃｓが持つ情報は、積分回路５１１のリセットノイズのみとなる。
オフセットドリフトの補正という観点からすると、積分回路５１１がリセットを行う際に生じるノイズを無視することができれば、第二電圧Ｖｃｓは固定値であっても差し支えなくなる。このため、第二電圧Ｖｃｓには予め取得しておいた固定値を用い、非導通状態においてサンプリングした第一電圧Ｖｃｒについては、混入したリセット時のノイズを無視（各種平均処理でキャンセル等）することとし、これらの差分をアナログ信号値ΔＶとして出力するようにしてもよい。
【００６２】
また、以上の説明では、本発明に係るプログラムのコンピューター読み取り可能な媒体として半導体メモリーやハードディスクを使用した例を開示したが、この例に限定されない。
その他のコンピューター読み取り可能な媒体として、フラッシュメモリー等の不揮発性メモリー、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を適用することが可能である。
また、通信回線を介して本発明に係るプログラムのデータを提供する媒体として、キャリアウェーブ（搬送波）も本発明に適用される。
【符号の説明】
【００６３】
１００  放射線画像撮影装置
１  筐体
１１  電源スイッチ
１２  操作スイッチ
１３  インジケーター
２  シンチレーター
３  放射線検出部
３１  基板
３２  走査線
３３  信号線
３４  放射線検出素子
３４ａ，３４ｂ  端子
３５  スイッチ素子
３６  バイアス線
３７  結線
３８  バイアス電源回路
４  走査駆動部
４１  ゲート電源回路
４２  ゲートドライバー
５  読出し部
５１  読出し回路
５１１  積分回路
５１１ａ  オペアンプ
５１１ｂ  コンデンサー
５１１ｃ  リセットスイッチ
５１２  相関二重サンプリング回路
５１２ａ  抵抗
５１２ｂ  第一サンプルホールド回路
Ｓｒ  第一スイッチ
Ｃｒ  第一コンデンサー
５１２ｃ  第二サンプルホールド回路
Ｓｓ  第二スイッチ
Ｃｓ  第二コンデンサー
５１２ｄ  差分回路
５２  アナログマルチプレクサー
５３  Ａ／Ｄ変換器
６  制御部
７  記憶部
８  通信部
８１  アンテナ
８２  コネクター
９  内蔵電源
Ｃ  寄生容量
Ｖ０  基準電圧
Ｖｃｒ  第一電圧
Ｖｃｓ  第二電圧
Ｖｏｕｔ  出力電圧
ΔＶ  アナログ信号値
【図１】
2020057966.tif 000003
【図２】
2020057966.tif 000004
【図３】
2020057966.tif 000005
【図４】
2020057966.tif 000006
【図５】
2020057966.tif 000007
【図６】
2020057966.tif 000008
【図７】
2020057966.tif 000009
【図８】
2020057966.tif 000010