(57)【要約】【課題】高フレームレートでの放射線撮像を実現しつつ、全ての放射線画像を出力可能にする。【解決手段】放射線撮像装置であって、同期信号を検出する同期信号検出部と、同期信号に応じた撮像間隔による一連の撮像期間中であることを示す撮像要求信号を検出する撮像要求信号検出部と、撮像間隔で照射される放射線を電気信号へ変換して蓄積する蓄積部と、電気信号をサンプルホールドして画素回路ごとにアナログ信号として出力する出力部と、を備え、出力部は、撮像間隔に基づくフレームレートが基準値を上回る場合、画素回路のうち所定の画素数出力した後に出力を一時停止し、出力を一時停止した後撮像要求信号が検出されなくなった場合、残りの画素回路について出力を再開する。【選択図】  図５
2014029305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同期信号を検出する同期信号検出手段と、
前記同期信号に応じた撮像間隔による一連の撮像期間中であることを示す撮像要求信号を検出する撮像要求信号検出手段と、
前記撮像間隔で照射される放射線を電気信号へ変換して蓄積する蓄積手段と、
前記電気信号をサンプルホールドして画素回路ごとにアナログ信号として出力する出力手段と、を備え、
前記出力手段は、前記撮像間隔に基づくフレームレートが基準値を上回る場合、前記画素回路のうち所定の画素数出力した後に出力を一時停止し、
前記出力を一時停止した後に前記撮像要求信号が検出されなくなった場合、残りの画素回路について出力を再開することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２】
前記出力手段は、前記出力を一時停止した後に前記撮像要求信号が検出されている場合には、前記同期信号の次の検出に応じて、所定時間経過後に前記残りの画素について出力を再開することを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
【請求項３】
前記フレームレートは、前記蓄積手段による前記電気信号の蓄積時間と、前記出力手段が全ての画素回路について出力を行うのに要する時間との合計が、前記撮像間隔よりも長い場合に、前記基準値を上回ることを特徴とする請求項１または２に記載の放射線撮像装置。
【請求項４】
前記出力手段は、前記出力を一時停止した後に前記撮像要求信号が検出されなくなった場合、前記撮像間隔により一意に定まる次の同期信号が検出されるまでの時間と、前記蓄積手段のリセット動作に要する時間と、前記リセット動作に起因する電源電圧の変動が収束するまでに要する時間とが経過した後に、前記残りの画素回路について出力を再開することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項５】
前記出力手段は、前記出力を一時停止した後に前記撮像要求信号が検出されなくなった場合、前記同期信号が以前に検出されてから前記撮像間隔を超える時間が経過した場合に、残りの画素の出力を再開することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項６】
前記放射線撮像装置を第１の状態から第２の状態へ遷移させるコマンドを受信するコマンド通信手段をさらに備え、
前記出力手段は、前記出力を一時停止した後、前記コマンド通信手段により、前記第１の状態としての撮像可能状態から前記第２の状態としての撮像準備状態へ遷移させるコマンドを受信した場合、前記残りの画素について出力を再開することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項７】
同期信号検出手段と、撮像要求信号検出手段と、蓄積手段と、出力手段とを備える放射線撮像装置の制御方法であって、
前記同期信号検出手段が、同期信号を検出する同期信号検出工程と、
前記撮像要求信号検出手段が、前記同期信号に応じた撮像間隔による一連の撮像期間中であることを示す撮像要求信号を検出する撮像要求信号検出工程と、
前記蓄積手段が、前記撮像間隔で照射される放射線を電気信号へ変換して蓄積する蓄積工程と、
前記出力手段が、前記電気信号をサンプルホールドして画素回路ごとにアナログ信号として出力する出力工程と、を有し、
前記出力工程では、前記撮像間隔に基づくフレームレートが基準値を上回る場合、前記画素回路のうち所定の画素数出力した後に出力が一時停止され、
前記出力が一時停止された後に前記撮像要求信号が検出されなくなった場合、残りの画素回路について出力が再開されることを特徴とする放射線撮像装置の制御方法。
【請求項８】
コンピュータを、請求項１乃至６の何れか１項に記載の放射線撮像装置の各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、放射線撮像装置、放射線撮像装置の制御方法、およびプログラムに関し、特に放射線をパルス状に断続的に被写体に照射して撮影する場合に高フレームレートを実現する放射線撮像装置、放射線撮像装置の制御方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、放射線撮像装置、特にデジタルＸ線撮像装置の分野では、イメージインテンシファイアに代わり、解像度の向上や体積の小型化、画像の歪みを抑えることを目的として、光電変換素子を用いた等倍光学系の大面積フラットパネル式の放射線撮像装置が普及している。
【０００３】
放射線撮像装置に用いられる等倍光学系のフラットパネルセンサの１つとして、シリコン半導体ウェーハ上にＣＭＯＳ半導体製造プロセスにより生成された光電変換素子を二次元的につなぎ合わせて構成した大面積フラットパネルセンサがある。
【０００４】
特許文献１では、シリコン半導体ウェーハサイズ以上の大面積フラットパネルセンサを実現するために、シリコン半導体ウェーハから光電変換素子を短冊状に切り出した矩形撮像素子である矩形半導体基板を複数枚タイリングして大面積フラットパネルセンサとする製造方法が開示されている。
【０００５】
特許文献２では、光電変換素子を短冊状に切り出した矩形半導体基板の回路構成が開示されている。短冊状に切り出した矩形半導体基板上には、二次元的に整列した光電変換素子と共に、読み出し制御回路として垂直シフトレジスタと水平シフトレジスタとが構成されている。水平シフトレジスタの近傍には外部端子（電極パット）が設けられている。外部端子から入力される制御信号およびクロック信号により、矩形半導体基板上の垂直シフトレジスタと水平シフトレジスタとが制御され、クロック信号と同期して各シフトレジスタから順次各画素列が出力される。
【０００６】
特許文献３では、サンプルホールドされた電圧を、矩形半導体基板ごとに水平方向および垂直方向のシフトレジスタにより走査することによってアナログ信号として読み出し、このアナログ信号をＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換することによりデジタル画像信号を生成する放射線撮像装置が開示されている。放射線曝射を行っている時に走査を行うようにすることで、放射線の蓄積およびシフトレジスタの走査を同じタイミングで行うことができるため、高フレームレートでの動画撮影に対応可能となる。
【０００７】
特許文献４では、放射線信号の蓄積を開始するためのリセット動作時にはアナログ信号走査を停止させることで、動画像中のアーティファクトを抑制する放射線撮像装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−０２６３０２号公報
【特許文献２】特許第４７２４３１３号公報
【特許文献３】特許第４８０９９９９号公報
【特許文献４】特開２０１２−０８５１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献４に記載の放射線撮像装置では、リセット駆動に伴う半導体回路基板の電源電圧の変動による影響を回避するために半導体回路基板のアナログ信号の出力を一時停止するように駆動制御を行った場合、最終フレームについてはアナログ信号の出力を一時停止した後、残りのアナログ信号の出力を再開することができず、最終フレームの画像は破棄されてしまう。
【００１０】
すなわち、図７に示されるように、同期信号ＳＹＮＣが時刻ｔ１で検出されると、当該フレームの画像取得のために不図示のフローティング・ディフュージョン容量にリセット電圧を印加してセンサをリセットするリセット動作が時刻ｔ２から開始する。そして、時刻ｔ４でリセット動作が終了するとともに、放射線曝射Ａが有効となる。蓄積時間ＸＴの期間での放射線曝射Ａの完了後、時刻ｔ６から時刻ｔ８でリセット動作が行われ、時刻ｔ８からアナログ出力走査Ａ１（走査時間ＳＴ１）が開始される。所定画素数のアナログ信号が出力されると、時刻ｔ９でシフトレジスタの走査を停止してアナログ出力を停止する。時刻ｔ１０で次の同期信号ＳＹＮＣが検出されてから所定時間経過後、時刻ｔ１３から時刻ｔ１４の期間にアナログ出力走査Ａ２（走査時間ＳＴ２）が実行されて残りの画素が出力される。
【００１１】
これに対して、時刻ｔ１０で検出された同期信号ＳＹＮＣが最終フレーム撮影用の信号である場合、これ以降同期信号ＳＹＮＣが入力されることはない。時刻ｔ１０で最終フレームの同期信号ＳＹＮＣが検出されると、最終フレームの画像取得のためにリセット動作が時刻ｔ１１から開始する。そして、時刻ｔ１２でリセット動作が終了するとともに、放射線曝射Ｂが有効となる。
【００１２】
そして時刻ｔ１５から最終フレームのアナログ出力走査Ｂ１が開始され、所定画素数のアナログ信号が出力されると、時刻ｔ１６でシフトレジスタの走査を停止してアナログ出力を停止する。しかしながら、時刻ｔ１７以降で同期信号ＳＹＮＣが入力されることがないため、残りのアナログ信号の出力を再開することができず、最終フレームの画像が破棄されてしまうことになる。
【００１３】
上記の課題に鑑み、本発明は、高フレームレートでの放射線撮像を実現しつつ、全ての放射線画像を出力可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成する本発明に係る放射線撮像装置は、
同期信号を検出する同期信号検出手段と、
前記同期信号に応じた撮像間隔による一連の撮像期間中であることを示す撮像要求信号を検出する撮像要求信号検出手段と、
前記撮像間隔で照射される放射線を電気信号へ変換して蓄積する蓄積手段と、
前記電気信号をサンプルホールドして画素回路ごとにアナログ信号として出力する出力手段と、を備え、
前記出力手段は、前記撮像間隔に基づくフレームレートが基準値を上回る場合、前記画素回路のうち所定の画素数出力した後に出力を一時停止し、
前記出力を一時停止した後に前記撮像要求信号が検出されなくなった場合、残りの画素回路について出力を再開することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、高フレームレートでの放射線撮像を実現しつつ、全ての放射線画像が出力可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る放射線動画撮像装置システム全体を表す模式的ブロック図。
【図２】本発明の一実施形態に係る矩形半導体基板の内部構造を模式的に示した図。
【図３】本発明の一実施形態に係る画像読み出しの一例を示すタイミングチャート。
【図４】本発明の一実施形態に係る矩形半導体基板の１画素分の等価回路。
【図５】本発明の一実施形態に係る矩形半導体基板制御信号のタイミングチャート。
【図６】本発明の一実施形態に係る矩形半導体基板の制御手順を示すフローチャート。
【図７】従来の矩形半導体基板制御信号のタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１実施形態）
図１を参照して、大面積フラットパネル式の放射線動画撮像システム全体を表す模式的ブロックについて説明する。放射線動画撮像システムは、放射線撮像装置１００と、画像処理／システム制御装置１０１と、画像表示装置１０２と、放射線発生制御装置１０３と、放射線管１０４とを備える。撮像時には、画像処理／システム制御装置１０１により、放射線撮像装置１００と放射線発生制御装置１０３とが同期制御される。被写体を透過した放射線は不図示のシンチレータにより可視光に変換され、光量に応じた光電変換がなされた後に、Ａ／Ｄ変換が行われる。そして、Ａ／Ｄ変換の後に放射線照射に対応したフレーム画像データが放射線撮像装置１００から画像処理／システム制御装置１０１に転送される。画像処理が行われた後、画像表示装置１０２に放射線画像がリアルタイムに表示される。
【００１８】
放射線撮像装置１００は、フラットパネルセンサ１０６を備える。フラットパネルセンサ１０６には、シリコン半導体ウェーハから二次元的に光電変換素子を短冊状に切り出した矩形半導体基板１０７が、不図示の平面基台上に１４列×２行のマトリクス状にタイリングされている。フラットパネルセンサ１０６の上辺部と下辺部とには、マトリクス状に並んだ矩形半導体基板１０７に設けられた不図示の外部端子（電極パット）が一列に並んでいる。矩形半導体基板１０７に設けられた電極パットは不図示のフライングリード式プリント配線板で外部の回路と接続される。アナログマルチプレクサ１３１乃至アナログマルチプレクサ１３８は、撮像部制御回路１０８からの制御信号により、接続された矩形半導体基板１０７の画素出力を選択する。そして、アナログマルチプレクサ１３１乃至アナログマルチプレクサ１３８のそれぞれと接続される差動増幅器１４１乃至差動増幅器１４８に出力を行う。Ａ／Ｄ変換器１５１乃至Ａ／Ｄ変換器１５８は、撮像部制御回路１０８から出力される同期クロックに従い、Ａ／Ｄ変換器１５１乃至Ａ／Ｄ変換器１５８のそれぞれが接続される差動増幅器１４１乃至差動増幅器１４８からのアナログ信号をデジタル化し、撮像部制御回路１０８に出力する。撮像部制御回路１０８はＡ／Ｄ変換器１５１乃至Ａ／Ｄ変換器１５８によりＡ／Ｄ変換されたブロックごとのデジタル画像データをフレームデータに合成し、接続部１０９を介して画像処理／システム制御装置１０１に転送する。
【００１９】
短冊状に切り出される矩形半導体基板１０７は、例えば横約２０ｍｍ、縦約１４０ｍｍの基板である。また、１４列×２行のマトリクス状にタイリングされて構成されたフラットパネルセンサ１０６は、例えば縦約２８０ｍｍ、横約２８０ｍｍの約１１インチ角の正方形である。
【００２０】
次に、図２を参照して、矩形半導体基板１０７の内部構造を説明する。そして、図３を参照して、矩形半導体基板１０７がタイリングされたフラットパネルセンサ１０６からの画像読み出し処理の一例を示すタイミングチャートを説明する。
【００２１】
図２において、矩形半導体基板１０７は、画素回路２０１と、垂直シフトレジスタ２０２と、水平シフトレジスタ２０３とを備える。また、行制御信号２０４は行方向の信号であり、列制御信号２０５は列方向の信号である。
【００２２】
画素回路２０１は、矩形半導体基板１０７上に二次元的に整列した光電変換素子を含む画素回路である。垂直シフトレジスタ２０２および水平シフトレジスタ２０３は、読み出し制御回路として機能する。水平シフトレジスタスタート信号ＨＳＴ、垂直シフトレジスタスタート信号ＶＳＴ、水平シフトクロック信号ＣＬＫＨ、および垂直シフトクロック信号ＣＬＫＶが外部端子から入力される。
【００２３】
図３のタイムチャートにおいて、垂直シフトレジスタスタート信号ＶＳＴが“ＨＩＧＨ”の状態で垂直シフトクロック信号ＣＬＫＶが立ち上がると、垂直シフトレジスタ２０２の内部の回路がリセットされる。そして、垂直シフトレジスタ２０２の出力Ｖ０に“ＨＩＧＨ”が出力され、行制御信号２０４により制御される１ラインの画素出力が有効となる。また、水平シフトレジスタスタート信号ＨＳＴが“ＨＩＧＨ”の状態で水平シフトクロック信号ＣＬＫＨが立ち上がると、水平シフトレジスタ２０３の内部の回路がリセットされる。そして、水平シフトレジスタ２０３の出力Ｈ０に“ＨＩＧＨ”が出力され、行制御信号２０４により有効になっている１ラインの画素のうちＨ０で選択される画素回路２０１の出力がアナログ出力端子に出力される。順次水平シフトクロック信号ＣＬＫＨパルスが入力され、水平シフトレジスタ２０３の”ＨＩＧＨ”出力は、順次Ｈ０、Ｈ１、・・、Ｈ１２６、Ｈ１２７へとシフトして、１ラインの読み出しが終了する。次に、垂直シフトクロック信号ＣＬＫＶが入力され垂直シフトレジスタ２０２の“ＨＩＧＨ”出力はＶ１に切り替わる。その後、行制御信号２０４により制御される１ラインの画素出力が有効となり画素の読み出しが行われる。これらの動作を順次繰り返し、矩形半導体基板１０７全体の画素の読み出しが行われる。
【００２４】
水平シフトクロック信号ＣＬＫＨに同期して矩形半導体基板１０７の画素値が順次外部アナログ出力端子に出力されるので、Ａ／Ｄ変換器１５１乃至Ａ／Ｄ変換器１５８は、水平シフトクロック信号ＣＬＫＨと同期するＡ／Ｄ変換クロックＣＬＫＡＤによりＡ／Ｄ変換を行う。
【００２５】
図４は、タイリングされた矩形半導体基板の１画素分の回路図を示す。図４において、スイッチ用ＭＯＳトランジスタ３０１は、リセット電圧ＶＲＥＳを印加することにより、フォトダイオード３０２およびフローティング・ディフュージョン容量３１０をリセットさせる。スイッチ用ＭＯＳトランジスタ３０３は、フローティング・ディフュージョンアンプとして機能するＭＯＳトランジスタ３１４を起動し、スイッチ用ＭＯＳトランジスタ３１３は、ソースフォロワアンプとして機能するＭＯＳトランジスタ３１５を起動する。スイッチ用ＭＯＳトランジスタ３０４は、クランプ容量（コンデンサ３０５）と組み合わせることによりクランプ回路を構成し、フォトダイオード３０２で発生するｋＴＣノイズ（リセットノイズ）を除去することができる。スイッチ用ＭＯＳトランジスタ３０６は、光量に応じた信号電圧のサンプルホールドを行い、スイッチ用ＭＯＳトランジスタ３０７は、クランプ電圧ＶＣＬのサンプルホールドを行う。スイッチ用ＭＯＳトランジスタ３０６がＯＮの状態にされると、コンデンサ３０８は電荷を蓄積する。コンデンサ３０８は、フォトダイオード３０２の電圧にノイズ成分および暗電流成分を加えた電荷を蓄積する。スイッチ用ＭＯＳトランジスタ３０７がＯＮの状態にされると、コンデンサ３０９は電荷を蓄積する。コンデンサ３０９は、クランプ電圧ＶＣＬ、すなわちノイズ成分および暗電流成分の電荷を蓄積する。コンデンサ３０８に蓄積された電荷からコンデンサ３０９に蓄積された電荷を減算することにより、フォトダイオード３０２の光量に応じた電圧（電気信号）を得ることができる。この減算は、差動増幅器１４１乃至差動増幅器１４８により行われる。
【００２６】
しかし、矩形半導体基板１０７から得られた画素値データは、コンデンサ３０８に蓄積された電荷からのコンデンサ３０９に蓄積された電荷の減算では排除できないフォトダイオード３０２のノイズ成分を含む。そのため、放射線を照射せずに撮像された画素値データを固定パターンノイズ（ＦＰＮ）とし、当該ＦＰＮ画像により補正を行うことが公知である。
【００２７】
ここで、図５を参照して、放射線をパルス状に断続的に被写体に照射して動画像を撮像する場合のサンプリング動作について説明する。
【００２８】
図５において、時刻ｔ１で画像処理／システム制御装置１０１から放射線撮像装置１００へ同期信号ＳＹＮＣが入力される（同期信号検出）。この同期信号ＳＹＮＣが入力される間隔が動画像の撮像間隔ＦＴとなる。また、同期信号ＳＹＮＣとともに、この同期信号に応じた撮像間隔による一連の撮像期間中であることを示す撮像要求信号ＥＸＰ＿ＲＥＱが入力される（撮像要求信号検出）。撮像要求信号ＥＸＰ＿ＲＥＱがＨｉｇｈであれば、同期信号ＳＹＮＣに同期して撮像動作を行う。
【００２９】
画像処理／システム制御装置１０１は放射線撮像装置１００を制御して、放射線の蓄積を開始するために時刻ｔ２でＥＮ信号をＨｉｇｈとすることによりスイッチ用ＭＯＳトランジスタ３０３（ＥＮ信号）およびスイッチ用ＭＯＳトランジスタ３１３をＯＮの状態にする。そして、センサチップ上の画素回路を起動すると共に、ＰＲＥＳ信号をＨｉｇｈとすることによってスイッチ用ＭＯＳトランジスタ３０１をＯＮの状態にする。そして、フローティング・ディフュージョン容量３１０にリセット電圧ＶＲＥＳを印加し、センサをリセットする。
【００３０】
続いて、画像処理／システム制御装置１０１は放射線撮像装置１００を制御して、時刻ｔ３でスイッチ用ＭＯＳトランジスタ３０１（ＰＲＥＳ信号）をＯＦＦの状態にすることによりリセットを解除した後、ＰＣＬ信号をＨｉｇｈとすることにより、スイッチ用ＭＯＳトランジスタ３０４をＯＮの状態にし、コンデンサ３０５にクランプ電圧ＶＣＬの電圧を印加する。
【００３１】
画像処理／システム制御装置１０１は放射線撮像装置１００を制御して、時刻ｔ４でスイッチ用ＭＯＳトランジスタ３０３（ＥＮ信号）およびスイッチ用ＭＯＳトランジスタ３０４（ＰＣＬ信号）をＯＦＦの状態にすることにより、画素のリセット動作を終了し、フォトダイオード３０２における蓄積が開始され、放射線曝射Ａが有効になる。
【００３２】
放射線は所定時間のパルスで被写体に照射される。従って、フォトダイオード３０２のノイズ成分の影響を最小限にするため、その照射時間に対応した時間が経過したら蓄積を終了させる。
【００３３】
そこで、画像処理／システム制御装置１０１は、時刻ｔ５で再びＥＮ信号をＨｉｇｈとすることによりスイッチ用ＭＯＳトランジスタ３０３およびスイッチ用ＭＯＳトランジスタ３１３をＯＮの状態にし、センサチップ上の画素回路を起動する。そして、ＴＳ信号をＨｉｇｈとすることによりスイッチ用ＭＯＳトランジスタ３０６をＯＮの状態にし、コンデンサ３０８にフォトダイオード３０２の電圧をサンプルホールドする。
【００３４】
画像処理／システム制御装置１０１は、時刻ｔ６でスイッチ用ＭＯＳトランジスタ３０６（ＴＳ信号）をＯＦＦの状態にすることによりサンプルホールドを終了し、放射線曝射Ａを無効にする。続いて、ＰＲＥＳ信号をＨｉｇｈとすることによりスイッチ用ＭＯＳトランジスタ３０１をＯＮの状態にし、フローティング・ディフュージョン容量３１０にリセット電圧ＶＲＥＳを印加して、センサをリセットする。
【００３５】
画像処理／システム制御装置１０１は、時刻ｔ７でスイッチ用ＭＯＳトランジスタ３０１（ＰＲＥＳ信号）をＯＦＦの状態にした後、ＰＣＬ信号をＨｉｇｈとすることによりスイッチ用ＭＯＳトランジスタ３０４をＯＮの状態にし、コンデンサ３０５にクランプ電圧ＶＣＬの電圧を印加する。続いて、ＴＮ信号をＨｉｇｈとすることによりスイッチ用ＭＯＳトランジスタ３０７をＯＮの状態にしてコンデンサ３０９にクランプ電圧ＶＣＬをサンプルホールドする。
【００３６】
画像処理／システム制御装置１０１は、時刻ｔ８でスイッチ用ＭＯＳトランジスタ３０７（ＴＮ信号）、スイッチ用ＭＯＳトランジスタ３０４（ＰＣＬ信号）、スイッチ用ＭＯＳトランジスタ３０３およびスイッチ用ＭＯＳトランジスタ３１３（ＥＮ信号）をＯＦＦの状態することにより、サンプルホールドを終了する。
【００３７】
上記のサンプリング動作によって、矩形半導体基板の全画素に同時に電流が流れて矩形半導体基板の電源電圧が変動してしまうため、電源電圧が安定する時刻ｔ９まで待機する。そして、時刻ｔ９から時刻ｔ１０まで垂直シフトレジスタ２０２および水平シフトレジスタ２０３を走査することによって、コンデンサ３０８とコンデンサ３０９とにサンプルホールドされた電圧を画素回路ごとに所定の画素数順次外部に出力する（走査Ａ１）。時刻ｔ１０でシフトレジスタの走査を一時停止する。具体的には、垂直シフトレジスタ２０２、水平シフトレジスタ２０３に入力される、垂直シフトレジスタスタート信号ＶＳＴ、垂直シフトクロック信号ＣＬＫＶ、および、水平シフトレジスタスタート信号ＨＳＴ、水平シフトクロック信号ＣＬＫＨを停止することで、画素信号の出力を一時停止する。
【００３８】
また時刻ｔ９の時点で撮像要求信号ＥＸＰ＿ＲＥＱがＨｉｇｈであり、最終フレームではないため同期信号ＳＹＮＣの入力を待つ。
【００３９】
時刻ｔ１１で、画像処理／システム制御装置１０１から放射線撮像装置１００へ第２フレームの同期信号ＳＹＮＣが入力されると、時刻ｔ１２から時刻ｔ１３においてリセット動作が行われ、リセット動作に起因する電源電圧の変動が収束するまで待機し、時刻ｔ１４で残りの画素出力を再開し（走査Ａ２）、時刻ｔ１５で残りの画素出力を終了する。
【００４０】
所定の蓄積時間経過後、時刻ｔ１６から時刻ｔ１７でサンプルホールドを行い、時刻ｔ１８から時刻ｔ１９で所定の画素数分の画素出力を行って一時停止する（走査Ｂ１）。時刻ｔ１９の時点で撮像要求信号ＥＸＰ＿ＲＥＱがＨｉｇｈであることが検出されるため、時刻ｔ２０まで３フレーム目の同期信号ＳＹＮＣの入力を待つ。
【００４１】
以降、同様に時刻ｔ２７で３フレーム目の画像データを所定の画素数まで出力して一時停止する（走査Ｃ１）。時刻ｔ２８で撮像要求信号ＥＸＰ＿ＲＥＱがＬｏｗであることが検出されるため、今回のフレームが最終フレームであると判定して残りの画素の出力を再開する（走査Ｃ２）。時刻ｔ２９で最終フレームである３フレーム目のすべての画素の出力が終了する。これにより、最終フレームの画像についても出力することが可能となり、無効曝射とならずに済む。
【００４２】
なお、図５の例では簡略化のために３フレームで撮像が終了する場合のタイミングチャートを示しているが、３フレームの撮像に限定されるものではない。また、同期信号ＳＹＮＣおよび撮像要求信号ＥＸＰ＿ＲＥＱが共に正論理である場合を説明しているがこれに限定されない。
【００４３】
さらに、所定画素数出力後一時停止した後に撮像終了であるか否かの判定を行っているが、同期信号ＳＹＮＣを検出してから所定画素数出力により一時停止するまでのいかなるタイミングで、撮像終了の判定を行ってもよい。
【００４４】
次に図６のフローチャートを参照して、本実施形態に係る放射線撮像装置１００が図５に示される処理を実施する手順を説明する。
【００４５】
Ｓ６０１において、放射線撮像装置１００は、画像処理／システム制御装置１０１から撮影モードの設定を受け付けて動作を開始する。
【００４６】
Ｓ６０２において、放射線撮像装置１００は、Ｓ６０１で設定された撮影モードに基づいて最少となる同期信号の撮像間隔ＦＴを決定し、全画素分の画素回路を走査するのに必要な走査時間ＳＴと、照射された放射線を蓄積するのに必要な蓄積時間ＸＴとの合計が、撮像間隔ＦＴより大きいか否か、すなわち、撮像間隔ＦＴに基づくフレームレートが基準値を上回るか否か、を判定する。ＳＴ＋ＸＴ＞ＦＴであると判定された場合（Ｓ６０２；ＹＥＳ）、Ｓ６０３へ進む。一方、ＳＴ＋ＸＴ≦ＦＴであると判定された場合（Ｓ６０２；ＮＯ）、Ｓ６１２へ進む。
【００４７】
Ｓ６０３において、放射線撮像装置１００は、画像処理／システム制御装置１０１から同期信号ＳＹＮＣが入力されたか否かを判定する。同期信号ＳＹＮＣが入力されたと判定された場合（Ｓ６０３；ＹＥＳ）、Ｓ６０４へ進む。一方、同期信号ＳＹＮＣが入力されていないと判定された場合（Ｓ６０３；ＮＯ）、入力されるまで待機する。図５の例では、時刻ｔ１で最初のフレームの同期信号ＳＹＮＣが入力されてＳ６０４へ進む。
【００４８】
Ｓ６０４において、放射線撮像装置１００は、全ての画素回路のリセット動作を実行して、蓄積を開始する。これにより放射線曝射が有効になる。図５の例では、時刻ｔ２から時刻ｔ４で画素のリセット動作が実行され、時刻ｔ４で放射線曝射Ａが有効になる。
【００４９】
Ｓ６０５において、放射線撮像装置１００は、放射線の照射時間に対応した所定の蓄積時間ＸＴが経過した後にサンプルホールドを行い、画素信号の出力を開始する。図５の例では、放射線曝射Ａによる時刻ｔ４から時刻ｔ５までの蓄積時間ＸＴが経過した後に、時刻ｔ５から時刻ｔ８で画素のサンプルホールドが行われる。
【００５０】
Ｓ６０６において、放射線撮像装置１００は、垂直シフトレジスタ２０２と水平シフトレジスタ２０３を走査して所定の画素数出力をした後、出力を一時停止する（図５の例では、時刻ｔ９から時刻ｔ１０までの走査Ａ１）。
【００５１】
Ｓ６０７において、放射線撮像装置１００は、図５に示される撮像要求信号ＥＸＰ＿ＲＥＱに基づいて、現在出力を停止した画像が最終フレームであるか否かを判定する。具体的には、撮像要求信号ＥＸＰ＿ＲＥＱがＬｏｗである場合は最終フレームであると判定し、仮にこれ以降に同期信号ＳＹＮＣが入力されても無視し、一方、撮像要求信号ＥＸＰ＿ＲＥＱがＨｉｇｈである場合は、入力される同期信号ＳＹＮＣに同期して撮像を行う。最終フレームであると判定された場合（Ｓ６０７；ＹＥＳ）、Ｓ６０８へ進む。一方、最終フレームでないと判定された場合（Ｓ６０７；ＮＯ）、Ｓ６０９へ進む。図５の例では時刻ｔ１０で撮像要求信号ＥＸＰ＿ＲＥＱがＨｉｇｈであるため、最終フレームではないと判定されるため、Ｓ６０９へ進んで同期信号ＳＹＮＣの入力を待つことになる。
【００５２】
Ｓ６０９において、放射線撮像装置１００は、同期信号ＳＹＮＣが入力されたか否かを判定する。同期信号ＳＹＮＣが入力されたと判定された場合（Ｓ６０９；ＹＥＳ）、Ｓ６１０へ進む。一方、同期信号ＳＹＮＣが入力されていないと判定された場合（Ｓ６０９；ＮＯ）、入力されるまで待機する。図５の例では、時刻ｔ１１で最初のフレームの同期信号ＳＹＮＣが入力されてＳ６１０へ進む。
【００５３】
Ｓ６１０において、放射線撮像装置１００は、全ての画素のリセット動作を実行して、蓄積を開始する。これにより放射線曝射が有効になる。図５の例では、時刻ｔ１２から時刻ｔ１３で画素のリセット動作が実行され、時刻ｔ１３で放射線曝射Ｂが有効になる。
【００５４】
Ｓ６１１において、放射線撮像装置１００は、所定時間経過後、一時停止していた残りの画素の出力を行う。図５の例では、時刻ｔ１３から時刻ｔ１４まで、リセット動作による電源電圧変動が収まるまでの所定時間を待機し、この所定時間経過後に時刻ｔ１４で残りの画素出力を開始し、時刻ｔ１５で残りの画素の出力が終了する（走査Ａ２）。その後、Ｓ６０５へ戻る。
【００５５】
Ｓ６０５において、放射線撮像装置１００は、放射線の照射時間に対応した所定の蓄積時間ＸＴが経過した後にサンプルホールドを行い、画素信号の出力を開始する。図５の例では、放射線曝射Ｂによる時刻ｔ１３からの蓄積時間ＸＴが経過した後に、時刻ｔ１６から時刻ｔ１７で画素のサンプルホールドが行われる。
【００５６】
Ｓ６０６において、放射線撮像装置１００は、垂直シフトレジスタ２０２と水平シフトレジスタ２０３を走査して所定の画素数出力をした後、出力を一時停止する（図５の例では、時刻ｔ１８から時刻ｔ１９までの走査Ｂ１）。
【００５７】
Ｓ６０７において、放射線撮像装置１００は、図５に示される撮像要求信号ＥＸＰ＿ＲＥＱに基づいて、現在出力を停止した画像が最終フレームであるか否かを判定する。図５の例では、今回も撮像要求信号ＥＸＰ＿ＲＥＱがＨｉｇｈであるので、Ｓ６０９へ進み、時刻ｔ２０まで３フレーム目の同期信号ＳＹＮＣの入力を待つ。
【００５８】
以降同様にして時刻ｔ２７で３フレーム目の画像データを所定の画素数まで出力して一時停止する（走査Ｃ１）。時刻ｔ２８で撮像要求信号ＥＸＰ＿ＲＥＱがＬｏｗであることによりこの３フレーム目が最終フレームであると判定して（６０７；ＹＥＳ）、Ｓ６０８へ進む。
【００５９】
Ｓ６０８において、放射線撮像装置１００は、残りの画素の出力を再開する。図５の例では、時刻ｔ２９で最終フレームである３フレーム目のすべての画素の出力が終了する（走査Ｃ２）。
【００６０】
一方、Ｓ６１２−Ｓ６１４の処理は、Ｓ６０３−Ｓ６０５の処理と同様であるため、説明を省略する。Ｓ６１５において、放射線撮像装置１００は、垂直シフトレジスタ２０２と水平シフトレジスタ２０３を走査して全ての画素数出力をする。
【００６１】
Ｓ６１６において、放射線撮像装置１００は、撮像要求信号ＥＸＰ＿ＲＥＱに基づいて、現在の画像が最終フレームであるか否かを判定する。具体的には、撮像要求信号ＥＸＰ＿ＲＥＱがＬｏｗである場合は最終フレームであると判定し、撮像要求信号ＥＸＰ＿ＲＥＱがＨｉｇｈである場合は、最終フレームでないと判定する。最終フレームであると判定された場合（Ｓ６１６；ＹＥＳ）、処理を終了する。一方、最終フレームでないと判定された場合（Ｓ６１６；ＮＯ）、Ｓ６１２へ戻る。以上で図６のフローチャートの各処理が終了する。
【００６２】
以上説明したように、本実施形態によれば、高フレームレートでの放射線撮像を実現しつつ、全ての放射線画像を出力可能にすることが可能になる。
【００６３】
なお、第１実施形態では、所定画素数出力後に一時停止したのち、ほとんど時間をおかずに撮像要求信号ＥＸＰ＿ＲＥＱを確認して、残り画素の出力を再開する方法を説明した。一方で、所定画素数の出力を一時停止してから撮像間隔ＦＴにより一意に定まる同期信号ＳＹＮＣが検出されるまでの時間と、リセット動作に要する時間と、リセット動作による電源電圧の変動が収まるまでの時間とが経過した後に、残りの画素の出力を再開する構成であってもよい。これにより、全てのフレームの出力サイクルを等しくすることが可能となる。
【００６４】
また、所定画素数の出力後に一時停止したのち、現在出力を停止している画像が最終フレームである場合、撮像間隔ＦＴにより一意に定まる所定時間が経過した後、リセット動作に要する時間中に実際にリセット動作を実行し、このリセット動作による電圧変動が収まるまでの所定時間経過後に、残りの画素の出力を再開する構成であってもよい。これにより、全てのフレームの出力サイクルが略一定となるだけでなく、アナログデータ読み出し時の電源電圧の条件を同一とすることができる。
【００６５】
なお、第１実施形態では、最終フレームの同期信号ＳＹＮＣが入力されて以降、同期信号ＳＹＮＣは停止するものとして説明を行った。一方で、撮像要求信号ＥＸＰ＿ＲＥＱのみを制御して同期信号ＳＹＮＣの停止を行わずに、所定画素数の出力後に一時停止したのち、撮像要求信号ＥＸＰ＿ＲＥＱが撮像終了を示しているとき、同期信号ＳＹＮＣの入力を待ち、同期信号ＳＹＮＣを検出した後、リセット動作とリセット動作による電源電圧変動が収まるまでの所定時間の経過を待って、残りの画素出力を再開する構成にしてもよい。これにより、全てのフレームの出力サイクルを等しくすることが可能となる。さらには、実際にリセット駆動を行うことで、全てのフレームの出力サイクルが略一定となるだけでなく、アナログデータ読み出し時の電源電圧の条件を同一とすることができる。
【００６６】
また、第１実施形態では、撮像要求信号ＥＸＰ＿ＲＥＱを用いて最終フレームの判定を行っているが、設定された撮影モードによる撮像間隔ＦＴにより撮影終了を判定することも可能である。
【００６７】
また、アナログ出力を一時停止してから、設定された撮影モードから推定される撮像間隔を超える時間が経過した場合に、残りの画素の出力を再開してもよい。
【００６８】
また、アナログ出力を一時停止した後に撮像要求信号が検出されなくなった場合、同期信号が以前に検出されてから、撮像間隔を超える時間が経過した場合に、残りの画素の出力を再開してもよい。
【００６９】
また、放射線撮像装置１００は、省電力状態、撮影準備状態、撮影可能状態など複数の状態をとることができ、画像処理／システム制御装置１０１から撮影モードや放射線撮像装置１００の状態を第１の状態から第２の状態へ遷移させるためのコマンドを受信するコマンド通信部（不図示）をさらに備えてもよい。
【００７０】
放射線撮像装置１００は、所定画素数出力後に出力を一時停止しているときに、例えばコマンド通信部により撮像可能状態から撮像準備状態または省電力状態への遷移命令を受信した場合は、残りの画素の出力を再開し、全ての画素データ出力の終了後に、指示された状態へ遷移してもよい。
【００７１】
これにより、撮像要求信号ＥＸＰ＿ＲＥＱや同期信号ＳＹＮＣの状態によらず、撮像した画像データをすべて出力することが可能となる。
【００７２】
（その他の実施形態）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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