(57)【要約】  短い撮像動作間隔でありながら残像が抑制され、且つ、良好なＳ／Ｎ比の画像を取得可能な撮像装置を提供する。  放射線に基づく電気信号を出力する撮像動作を行う検出器が、複数回行われる撮像動作のうちの第１撮像動作と第２撮像動作との間に、第１撮像動作によって発生し得る残像を抑制する第１撮像間動作と、暗時信号を第１撮像間動作の後に検出器から取得する第２撮像間動作と、を行い、第１時間ｔｓと第２時間ｔｅと暗時信号とを用いて補正係数を算出し、第３時間ｔｓ’と第４時間ｔｅ’と補正係数とを用いて第２撮像動作の電気信号に含まれ得るオフセット量を予測し、第２撮像動作において検出器から出力された電気信号とオフセット量とを用いて演算する信号処理部を有する撮像装置。
2013098985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を電荷に変換する変換素子を複数有し、前記電荷に基づく電気信号を出力する撮像動作を行う検出器と、
複数回行われる前記撮像動作のうちの第１撮像動作と該第１撮像動作の後に行われる第２撮像動作との間の期間内に、前記第１撮像動作によって発生し得る残像を抑制する第１撮像間動作と、前記放射線が照射されない状態にある前記変換素子が有する電荷に基づく暗時信号を前記第１撮像間動作の後に前記検出器から取得する第２撮像間動作と、を含む撮像間動作を行うように、前記検出器を制御する制御部と、
前記検出器から出力された電気信号に対して演算処理を行う信号処理部と、
を有する撮像装置であって、
前記信号処理部は、前記第１撮像間動作が終了してから前記第２撮像間動作に対して前記変換素子が電荷の蓄積を開始するまでの第１時間と、前記第１撮像間動作が終了してから前記第２撮像間動作が開始するまでの第２時間と、前記暗時信号と、を用いて補正係数を算出し、前記第１撮像間動作が終了してから前記第２撮像動作に対して前記変換素子が電荷の蓄積を開始するまでの第３時間と、前記第２撮像動作において前記第１撮像間動作が終了してから前記電気信号を出力する動作が開始するまでの第４時間と、前記補正係数と、を用いて前記第２撮像動作において前記検出器から出力される電気信号に含まれ得るオフセット量を予測し、前記第２撮像動作において前記検出器から出力された電気信号と前記オフセット量とを用いて演算することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記信号処理部は、前記制御部から前記検出器に出力される制御信号に基づいて前記時間を算出する期間算出部と、前記第１時間と第２時間と前記暗時信号とを用いて前記補正係数を算出する補正係数算出部と、前記第３時間と前記第４時間と前記補正係数とを用いて前記オフセット量を予測する予測部と、前記第２撮像動作において前記検出器から出力された電気信号から前記オフセット量を減算する演算部と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記補正係数は、第１補正係数と第２補正係数とを含み、
前記補正係数算出部は、前記暗時信号をＤ、前記第１時間をｔｓ、前記第２時間をｔｅ、前記第１撮像間動作が完了してから経過した時間をｔ、前記第１補正係数をα、前記第２補正係数をβとすると、以下の式に基づいて前記第１補正係数及び前記第２補正係数を算出することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【数１】
2013098985.tif 000010
【請求項４】
前記検出器は、前記変換素子と前記第１電極に接続されたスイッチ素子とを含む画素が行列状に複数配置された検出部と、前記電気信号を前記検出部から行単位で出力するために前記スイッチ素子を導通状態とする駆動回路と、を含み、
前記制御部は、前記駆動回路に制御信号を出力し、
前記期間算出部は、前記制御部から前記駆動回路に出力される制御信号に基づいて前記第１時間を算出することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記補正係数算出部は、ｘ１列ｙ１行の画素における前記第１時間をｔｓ（ｙ１）、ｘ１列ｙ２行の画素における前記第１時間をｔｓ（ｙ２）、前記ｘ１列ｙ１行の画素における前記第２時間をｔｅ（ｙ１）、前記ｘ１列ｙ２行の画素における前記第２時間をｔｅ（ｙ２）、前記ｘ１列ｙ１行の画素における前記暗時信号をＤ（ｘ１，ｙ１）、前記ｘ１列ｙ２行の画素における前記暗時信号をＤ（ｘ１，ｙ２）、とすると、以下の式に基づいてｘ列ｙ行の画素における第１補正係数α（ｘ，ｙ）及び第２補正係数β（ｘ，ｙ）を算出することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【数２】
2013098985.tif 000011
【数３】
2013098985.tif 000012
【請求項６】
前記演算部は、前記ｘ列ｙ行の画素における前記第３時間をｔｓ’（ｙ）、前記ｘ列ｙ行の画素における前記第４時間をｔｅ’（ｙ）、とすると、以下の式に基づいて、前記ｘ列ｙ行の画素における前記オフセット量Ｄｐｒｅを予測することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【数４】
2013098985.tif 000013
【請求項７】
前記第１撮像間動作は、前記変換素子に前記第１撮像動作及び前記第２撮像動作において前記変換素子に与えられる第１電圧とは異なる第２電圧を前記変換素子に与える動作、及び、前記変換素子に前記放射線とは別に光を照射する動作、のうちの一方の動作であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記変換素子は、光電変換素子と、前記放射線を前記光電変換素子が感知可能な波長帯域の光に変換する波長変換体と、を含むことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の撮像装置と、前記放射線を発生する放射線発生装置と、を含む撮像システム。
【請求項１０】
撮像装置の制御方法であって、
放射線を電荷に変換する変換素子を複数有して前記電荷に基づく電気信号を出力する撮像動作を行う検出器が、複数回行われる前記撮像動作のうちの第１撮像動作と該第１撮像動作の後に行われる第２撮像動作との間の期間内に、前記第１撮像動作によって発生し得る残像を抑制する第１撮像間動作と、前記放射線が照射されない状態にある前記変換素子が有する電荷に基づく暗時信号を前記第１撮像間動作の後に前記検出器から取得する第２撮像間動作と、を含む撮像間動作を行い、
前記検出器から出力された電気信号に対して演算処理を行う信号処理部が、前記第１撮像間動作が終了してから前記第２撮像間動作に対して前記変換素子が電荷の蓄積を開始するまでの第１時間と、前記第１撮像間動作が終了してから前記第２撮像間動作が開始するまでの第２時間と、前記暗時信号と、を用いて補正係数を算出し、
前記信号処理部が、前記第１撮像間動作が終了してから前記第２撮像動作に対して前記変換素子が電荷の蓄積を開始するまでの第３時間と、前記第２撮像動作において前記第１撮像間動作が終了してから前記電気信号を出力する動作が開始するまでの第４時間と、前記補正係数と、を用いて前記第２撮像動作において前記検出器から出力される電気信号に含まれ得るオフセット量を予測し、
前記信号処理部が、前記第２撮像動作において前記検出器から出力された電気信号と前記オフセット量とを用いて演算することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置及び撮像システム、その制御方法に関するものである。より具体的には、医療診断における一般撮影などの静止画撮影や透視撮影などの動画撮影に好適に用いられる、放射線撮像装置及び放射線撮像システム、その制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、Ｘ線による医療画像診断や非破壊検査に用いる撮像装置として、半導体材料によって形成された平面検出器（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ、以下、検出器と略す）を用いた放射線撮像装置が実用化され始めている。このような放射線撮像装置は、例えば医療画像診断においては、一般撮影のような静止画撮影や、透視撮影のような動画撮影のデジタル撮像装置として用いられている。検出器としては、非晶質シリコンを用いた光電変換素子と、放射線を光電変換素子が感知可能な波長帯域の光に変換する波長変換体とを組み合わせた変換素子が用いられた間接変換型の検出器が知られている。また、非晶質セレン等の材料を用いて放射線を直接電荷に変換する変換素子が用いられた直接変換型の検出器が知られている。【０００３】
このような撮像装置では、非晶質半導体からなる半導体層を有する変換素子の、半導体層のダングリングボンドや欠陥がトラップ準位として働く。複数回の撮像を行う際に、先の撮像動作の際に照射された放射線又は光によって発生した電荷が、トラップ準位にトラップされる場合がある。そのような場合、後の撮像動作で得られた画像に先の撮像動作によってトラップされた電荷が影響を与える、所謂、残像（ラグ）が、後の撮像動作で得られた画像に発生する可能性がある。残像は、先の撮像動作と後の撮像動作との間の時間（以下、撮像動作間隔と称する）を長くすれば抑制できるが、撮像動作間隔を長くすると使い勝手が悪くなる。そのため、撮像動作間隔を短くしつつ後の撮像に発生し得る残像を抑制することが撮像装置には求められる。【０００４】
特許文献１及び２では、残像を抑制するために、複数の撮像動作の間にフォトダイオードやＭＩＳ型の光電変換素子等の変換素子に、撮像動作時とは異なる電圧を与えるリセット動作が開示されている。具体的には、特許文献１では、撮像動作時のフォトダイオードの逆方向電圧よりも大きな逆方向電圧を、又は、小さな逆方向電圧を、又は、順方向電圧を、リセット動作時にフォトダイオードに与える。特許文献２では、スリープ（リセット）動作時にＭＩＳ型の光電変換素子の両電極がグランドとなるように、撮像動作時とは異なる電圧をＭＩＳ型光電変換素子に与える。このようなリセット動作により残像となり得る電荷が変換素子から除去されることが、特許文献１及び２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２５３７６１号公報
【特許文献２】特開２００２−１９９２７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上に述べた従来のリセット動作では、残像を抑制することは可能であるが、リセット動作によって変換素子に流入する電流によりノイズが増大し、Ｓ／Ｎ比を低下させるおそれがあった。特許文献２には、残像抑制の効果とリセット動作によって変換素子に流入する電流を抑えるように、リセット動作の時間やリセット動作時の電圧を最適化された値とすることが示唆されている。しかしながら、リセット動作の時間やリセット動作時の電圧を最適化するだけでは、残像の抑制と十分なＳ／Ｎ比の確保との両立が困難であった。【０００７】
本発明は、このような従来の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、短い撮像動作間隔でありながら残像が抑制され、且つ、良好なＳ／Ｎ比の画像を取得可能な撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の撮像装置は、放射線を電荷に変換する変換素子を複数有し、前記電荷に基づく電気信号を出力する撮像動作を行う検出器と、複数回行われる前記撮像動作のうちの第１撮像動作と該第１撮像動作の後に行われる第２撮像動作との間の期間内に、前記第１撮像動作によって発生し得る残像を抑制する第１撮像間動作と、前記放射線が照射されない状態にある前記変換素子が有する電荷に基づく暗時信号を前記第１撮像間動作の後に前記検出器から取得する第２撮像間動作と、を含む撮像間動作を行うように、前記検出器を制御する制御部と、前記検出器から出力された電気信号に対して演算処理を行う信号処理部と、を有する撮像装置であって、前記信号処理部は、前記第１撮像間動作が終了してから前記第２撮像間動作に対して前記変換素子が電荷の蓄積を開始するまでの第１時間と、前記第１撮像間動作が終了してから前記第２撮像間動作が開始するまでの第２時間と、前記暗時信号と、を用いて補正係数を算出し、前記第１撮像間動作が終了してから前記第２撮像動作に対して前記変換素子が電荷の蓄積を開始するまでの第３時間と、前記第２撮像動作において前記第１撮像間動作が終了してから前記電気信号を出力する動作が開始するまでの第４時間と、前記補正係数と、を用いて前記第２撮像動作において前記検出器から出力される電気信号に含まれ得るオフセット量を予測し、前記第２撮像動作において前記検出器から出力された電気信号と前記オフセット量とを用いて演算することを特徴とする。【０００９】
また、本発明の撮像装置の制御方法は、放射線を電荷に変換する変換素子を複数有して前記電荷に基づく電気信号を出力する撮像動作を行う検出器が、複数回行われる前記撮像動作のうちの第１撮像動作と該第１撮像動作の後に行われる第２撮像動作との間の期間内に、前記第１撮像動作によって発生し得る残像を抑制する第１撮像間動作と、前記放射線が照射されない状態にある前記変換素子が有する電荷に基づく暗時信号を前記第１撮像間動作の後に前記検出器から取得する第２撮像間動作と、を含む撮像間動作を行い、前記検出器から出力された電気信号に対して演算処理を行う信号処理部が、前記第１撮像間動作が終了してから前記第２撮像間動作に対して前記変換素子が電荷の蓄積を開始する第１時間と、前記第１撮像間動作が終了してから前記第２撮像間動作が開始するまでの第２時間と、前記暗時信号と、を用いて補正係数を算出し、前記信号処理部が、前記第１撮像間動作が終了してから前記第２撮像動作に対して前記変換素子が電荷の蓄積を開始するまでの第３時間と、前記第２撮像動作において前記第１撮像間動作が終了してから前記電気信号を出力する動作が開始するまでの第４時間と、前記補正係数と、を用いて前記第２撮像動作において前記検出器から出力される電気信号に含まれ得るオフセット量を予測し、前記信号処理部が、前記第２撮像動作において前記検出器から出力された電気信号から前記オフセット量を減算することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、短い撮像動作間隔でありながら残像が抑制され、且つ、良好なＳ／Ｎ比の画像を取得可能な撮像装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る撮像装置のタイミングチャートである。
【図２Ａ】本発明に係る、変換素子の残像量の電圧変動依存性を説明するための特性図である。
【図２Ｂ】本発明に係る、変換素子のオフセット量の電圧変動依存性を説明するための特性図である。
【図２Ｃ】本発明に係る、変換素子のオフセット量の時間変動依存性を説明するための特性図である。
【図３Ａ】本発明に係る撮像システムの概略的ブロック図である。
【図３Ｂ】本発明に係る信号処理部の概略的ブロック図である。
【図４】本発明に係る撮像装置の概略的等価回路図である。
【図５Ａ】本発明に係る撮像装置のタイミングチャートである。
【図５Ｂ】本発明に係る撮像装置のタイミングチャートである。
【図６】本発明に係る撮像システムの他の例の概略的ブロック図である。
【図７】本発明に係る撮像装置の他の例のタイミングチャートである。
【図８Ａ】本発明に係る撮像装置の他の例のタイミングチャートである。
【図８Ｂ】本発明に係る撮像装置の他の例のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、本発明において放射線は、放射線崩壊によって放出される粒子（光子を含む）の作るビームであるα線、β線、γ線などの他に、同程度以上のエネルギーを有するビーム、例えばＸ線や粒子線、宇宙線なども、含まれるものとする。
【００１３】
（第１の実施形態）
まず、本発明の概念を説明するために、図２Ａを用いて本発明の実施形態に係る変換素子が有する残像量の特性を、図２Ｂを用いてオフセット量の特性を、図２Ｃを用いてオフセット量の時間変動特性を、説明する。なお、図２では、半導体層を空乏化するための電圧（以下、第１電圧と称する）とは異なる電圧（以下、第２電圧と称する）を複数の撮像動作の間に変換素子に与える動作での特性を例として、残像を抑制するための動作（以下、残像抑制動作と称する）での特性を示す。
【００１４】
変換素子は、対向する２つの電極の間に半導体層を有し、２つの電極の間に電圧が与えられることによって、放射線又は光を電荷に変換することが可能となる。ここで、変換素子の２つの電極の間に与えられる電圧が、変換素子に与えられる電圧である。放射線又は光が照射される期間を含む撮像動作時には、変換素子に与えられる電圧として、第１電圧が２つの電極の間に与えられる。それにより、変換素子は放射線又は光を電荷に変換することができる。
【００１５】
複数の変換素子を備える検出部から出力される電気信号の質を決定する指標として、オフセット量と残像量が挙げられる。オフセットとは、変換素子のノイズを含み、変換素子に放射線又は光が照射されない状態でも検出器から得られる画像信号である。ここで変換素子のノイズとは、変換素子からの信号の中に変換素子によって放射線又は光が変換された信号とは別に混じっている成分であり、変換素子のノイズの原因としては暗電流が主に挙げられる。暗電流の原因としては、変換素子に与えられる電圧が変動した際に変換素子に電流が流れ、その電流による電荷の移動がトラップ準位に影響を与えることが挙げられる。また、残像とは、複数回行われる撮像動作のうちの先の撮像動作においてなされた放射線又は光の照射に基づいて変換素子で変換された電気信号が、後の撮像動作で出力される電気信号に影響をおよぼすものである。残像の原因としては、トラップ準位に捕獲された電荷や、変換素子から出力しきれず変換素子に残留した電荷が、主に挙げられる。
【００１６】
背景技術で説明されたように、第１電圧とは異なる第２電圧を、複数の撮像動作の間に変換素子に与えることにより、残像を抑制することが可能である。そして、第１図２Ａに示すように、第２電圧と第１電圧との差分（以下、電圧変動量と称する）を大きくすればするほど、残像の量である残像量は低減される。ここで、図２Ａは、横軸が電圧変動量の絶対値であり、縦軸が残像量である。一方、図２Ｂに示すように、電圧変動量を大きくすればするほど、オフセットの量であるオフセット量が増加する。ここで、図２Ｂは、横軸が電圧変動量の絶対値であり、縦軸がオフセット量である。
【００１７】
このように、残像量を低減させるために電圧変動量を大きくすればするほど、変換素子に注入される電荷量が増大し、オフセット量が増大してしまい、撮像装置のＳ／Ｎ比を低下させてしまう。この際に、オフセット量の低減のためノイズが落ち着くまで待ってから次の撮像を行うと、次の撮像までの時間が長くなってしまい、撮像装置の使い勝手が低下してしまう。一方、電圧変動量を小さくすればするほど、変換素子に注入される電荷量が減少し、残像量が増大してしまい、残像の抑制が不十分となってしまう。
【００１８】
ここで、図２Ｃに示すように、残像を低減するために変換素子に与える電圧を変動する動作（残像抑制動作）が完了してから時間が経過するとオフセット量が減少し、所定の値に収束することを、本願発明者は見出した。この所定の値は、後述する各画素や読出回路等が有する装置固有の値である。そしてこのオフセット量が時間経過と共に減少する時間応答特性は、電圧変動量に依存し、また、残像抑制動作を行う毎に異なることを、本願発明者は見出した。これは、残像抑制動作の前になされる撮像動作毎に、各画素に照射される放射線又は光の量が異なるためであると考えられる。そのため、オフセット量の時間応答特性を予め準備しておいたとしても、撮像動作毎に特性が異なるため、好適なオフセット量の算出が困難である。
【００１９】
そこで本願発明者は、誠意検討の結果、以下に説明することを見出した。図１に示すように、放射線又は光が照射された検出器から画像信号を取得する撮像動作を複数回行う撮像装置において、複数の撮像動作のうちの第１撮像動作と、第１撮像動作の後に行われる第２撮像動作と、が行われる。言い換えると、Ｘが１より大きい自然数であり、撮像動作をＸ回行う撮像装置において、Ｘ回の撮像動作のうちのＸ−１回目の第１撮像動作と、Ｘ回目の第２撮像動作と、が行われる。そして、第１撮像動作と第２撮像動作との間に検出器が撮像間動作を行うように検出器を制御する。この撮像間動作では、まず第１撮像動作と第２撮像動作との間の期間内に、残像抑制動作（第１撮像間動作）を検出器が行うように検出器を制御する。このような残像抑制動作により、第１撮像動作で発生した残像を好適に抑制できる。しかしながら、残像抑制動作では、オフセットが増大してしまう。次に、残像抑制動作と第２撮像動作の間の期間内に、少なくとも一度オフセット取得動作（第２撮像間動作）を検出器が行うように検出器を制御する。オフセット取得動作では、第１電圧が与えられ放射線又は光が照射されない状態にある変換素子が有する電荷に基づく暗時信号を検出器から取得するように、検出器を制御する。この取得された暗時信号と、残像抑制動作が終了してから第２撮像間動作に対して変換素子が電荷の蓄積を開始するまでの第１時間（ｔｓ）と、残像抑制動作が終了してからオフセット取得動作が開始するまでの第２時間（ｔｅ）と、を用いて補正係数を算出する。そして、算出された補正係数と、第３時間（ｔｓ’）と、第４時間（ｔｅ’）と、を用いて、第２撮像動作において検出器から出力される電気信号に含まれ得るオフセット量を予測するための演算処理を行う。ここで、第３時間は、残像抑制動作が終了してから第２撮像動作において画像信号を出力する動作に対して変換素子が電荷の蓄積を開始するまでの時間である。また、第４時間は、残像抑制動作が終了してから第２撮像動作において画像信号を出力する動作が開始するまでの時間である。そして、演算処理で得られたオフセット量を第２撮像動作によって得られた電気信号から減算する等、得られたオフセット量と第２撮像動作によって得られた電気信号とを用いて演算処理する。これにより、先の撮像動作で発生した残像を低減しつつオフセットに含まれるノイズの増大を抑制することが可能となることを、本願発明者は見出した。各動作については後で詳細に説明する。
【００２０】
次に、図３を用いて本実施形態の放射線撮像システムについて説明する。なお、図３Ａはシステムの全体構成図であり、図３Ｂは後述する信号処理部１０５の周辺の詳細構成図である。
【００２１】
図３Ａに示す本発明の放射線撮像システムは、撮像装置１００、制御コンピュータ１０８、放射線制御装置１０９、放射線発生装置１１０、表示装置１１２、制御卓１１３を含む。撮像装置１００は、放射線又は光を電気信号に変換する画素を複数有する検出部１０１と、検出部１０１を駆動する駆動回路１０２と、駆動された検出部１０１からの電気信号を画像データとして出力する読出回路１０３と、を有する平面検出器１０４を含む。撮像装置１００は更に、平面検出器（検出器）１０４からの画像データを処理して出力する信号処理部１０５と、検出器１０４の動作を制御する制御部１０６と、電源部１０７を含む。信号処理部１０５は、後述する制御コンピュータ１０８から制御信号を受けて制御部１０６に提供するとともに、平面検出器１０４からの信号と制御部１０６からの制御信号を受けて後述する演算処理等を行う。信号処理部１０５の構成や演算処理等は、後に説明する。制御部１０６は、制御コンピュータ１０８からの制御信号を受けて、駆動回路１０２、読出回路１０３、信号処理部１０５、及び、電源部１０７を制御する。電源部１０７は、検出部１０１、駆動回路１０２、読出回路１０３で必要な電圧を供給するレギュレータ等の電源回路を内包する。本実施形態の電源部１０７は、検出部１０１の変換素子に少なくとも第１電圧及び第２電圧を切り替えて供給できる可変電源である。制御コンピュータ１０８は、放射線発生装置１１０と撮像装置１００との同期や、撮像装置１００の状態を決定する制御信号の送信、撮像装置１００からの画像データに対する補正・保存・表示のための画像処理を行う。また、制御コンピュータ１０８は、制御卓１１３からの情報に基づき放射線の照射条件を決定する制御信号を放射線制御装置１０９に送信する。放射線制御装置１０９は、制御コンピュータ１０８からの制御信号を受けて、放射線発生装置１１０に内包される放射線源１１１から放射線を照射する動作等の制御を行う。制御卓１１３は、制御コンピュータ１０８の各種制御のためのパラメータとして被検体の情報や撮像条件の入力を行い制御コンピュータ１０８に伝送する。表示装置１１２は、制御コンピュータ１０８で画像処理された画像データを表示する。
【００２２】
図３Ｂに示すように、信号処理部１０５は、第１記憶部１２１と期間算出部１２２と補正係数算出部１２３と第２記憶部１２４とオフセット量予測部１２５と演算部１２６とを含む。第１記憶部１２１は、第１電圧が与えられた変換素子に放射線又は光が照射されない状態で検出器１０４から取得されたオフセット出力を記憶する。ここで、オフセット出力は、画素毎のアナログ信号の集合であるオフセット信号や、オフセット信号のデジタルデータであるオフセットデータや、オフセット信号又はデータの平均値のいずれかを用いることができる。期間算出部１２２は、制御部１０６から駆動回路１０２や読出回路１０３に出力される各種制御信号の少なくとも一つに基づいて、残像抑制動作の終了からオフセット取得動作の開始までの時間を算出する。具体的な例は後に説明する。また、期間算出部１２２は、制御部１０６から駆動回路１０２や読出回路１０３に出力される各種制御信号の少なくとも一つに基づいて、撮像間動作の終了から第２撮像動作で画像信号を出力する動作の開始まで時間を算出する。具体的な例は後に説明する。補正係数算出部１２３は、残像抑制動作の終了からオフセット取得動作の開始までの時間とオフセット出力とに基づいて、補正係数を算出する。具体的な例は後に説明する。第２記憶部１２４は、第２撮像動作で検出器１０４から取得された画像信号を記憶する。オフセット量予測部１２５は、撮像間動作の終了から第２撮像動作で画像信号を出力する動作の開始まで時間と補正係数とに基づいて、第２撮像動作で取得された画像信号に含まれ得るオフセット量の予測値を算出する。具体的な例は後に説明する。演算部１２６は、第２撮像動作で取得された画像信号から算出されたオフセット量の予測値を減算する演算処理を行う。
【００２３】
次に、図４を用いて本実施形態に係る撮像装置を説明する。なお、先に説明した構成と同じものは同じ番号を付与してあり、詳細な説明は割愛する。
【００２４】
検出部１０１は、行列状に複数配置された画素を有する。画素は、放射線又は光を電荷に変換する変換素子２０１と、その電荷に応じた電気信号を出力するスイッチ素子２０２と、を有する。変換素子としては、光を電荷に変換する光電変換素子とその放射線入射側に放射線を光電変換素子が感知可能な波長帯域の光に変換する波長変換体とを備えた間接型の変換素子や、放射線を直接電荷に変換する直接型の変換素子が好適に用いられる。本実施形態では、光電変換素子の一種であるフォトダイオードとして、ガラス基板等の絶縁性基板上に配置されアモルファスシリコンを主材料とするＰＩＮ型フォトダイオードを用いる。スイッチ素子２０２としては、制御端子と２つの主端子を有するトランジスタが好適に用いられ、本実施形態では薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が用いられる。変換素子２０１の１方の電極（第１電極）はスイッチ素子２０２の２つの主端子の１方に電気的に接続され、他方の電極（第２電極）は共通のバイアス配線Ｂｓを介して第１電源１０７ａと電気的に接続される。行方向の複数のスイッチ素子、例えばＴ１１〜Ｔ１ｎは、それらの制御端子が１行目の駆動配線Ｇ１に共通に電気的に接続され、駆動回路１０２からスイッチ素子の導通状態を制御する駆動信号が駆動配線を介して行単位で与えられる。列方向の複数のスイッチ素子、例えばＴ１１〜Ｔｍ１は、他方の主端子が１列目の信号配線Ｓｉｇ１に電気的に接続され、スイッチ素子が導通状態である間に、変換素子の電荷に応じた電気信号を、信号配線を介して読出回路１０３に出力する。列方向に複数配列された信号配線Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇｎは、複数の画素から出力された電気信号を並列に読出回路１０３に伝送する。
【００２５】
読出回路１０３は、検出部１０１から並列に出力された電気信号を増幅する増幅回路２０７を信号配線毎に対応して設ける。また、各増幅回路２０７は、出力された電気信号を増幅する積分増幅器２０３と、積分増幅器２０３からの電気信号を増幅する可変増幅器２０４と、増幅された電気信号をサンプルしホールドするサンプルホールド回路２０５と、バッファアンプ２０６とを含む。積分増幅器２０３は、読み出された電気信号を増幅して出力する演算増幅器と、積分容量と、リセットスイッチと、を有する。演算増幅器の反転入力端子には出力された電気信号が入力され、正転入力端子には第２電源１０７ｂから基準電位Ｖｒｅｆが入力され、出力端子から増幅された電気信号が出力される。また、積分容量が演算増幅器の反転入力端子と出力端子の間に配置される。サンプルホールド回路２０５は、各増幅回路に対応して設けられ、サンプリングスイッチとサンプリング容量を含む。また読出回路１０３は、各増幅回路２０７から並列に読み出された電気信号を順次出力して直列信号の画像信号として出力するマルチプレクサ２０８と、画像信号をインピーダンス変換して出力するバッファ増幅器２０９と、を有する。バッファ増幅器２０９から出力されたアナログ電気信号である画像信号Ｖｏｕｔは、Ａ／Ｄ変換器２１０によってデジタルの画像データに変換されて信号処理部１０５へ出力され、信号処理部１０５で処理された画像データが制御コンピュータ１０８へ出力される。
【００２６】
駆動回路１０２は、制御部１０６から入力された制御信号（Ｄ−ＣＬＫ、ＯＥ、ＤＩＯ）に応じて、スイッチ素子を導通状態にする導通電圧Ｖｏｎと非導通状態とする非導通電圧Ｖｏｆｆを有する駆動信号を、各駆動配線に出力する。これにより、駆動回路１０２はスイッチ素子の導通状態及び非導通状態を制御し、検出部１０１を駆動する。
【００２７】
制御部１０６は、信号処理部１０５を介して制御コンピュータ１０８からの制御信号を受けて、駆動回路１０２、電源部１０７、読出回路１０３に各種の制御信号を与えて、検出器１０４の動作を制御する。制御部１０６は、駆動回路１０２に制御信号Ｄ−ＣＬＫと制御信号ＯＥ、制御信号ＤＩＯを与えることによって、駆動回路１０２の動作を制御する。ここで、Ｄ−ＣＬＫは駆動回路として用いられるシフトレジスタのシフトクロックであり、ＤＩＯはシフトレジスタが転送するパルス、ＯＥはシフトレジスタの出力端を制御するものである。また、制御部１０６は、読出回路１０３に制御信号ＲＣ、制御信号ＳＨ、及び制御信号ＣＬＫを与えることによって、読出回路１０３の各構成要素の動作を制御する。ここで、ＲＣは積分増幅器のリセットスイッチの動作を、ＳＨはサンプルホールド回路２０５の動作を、ＣＬＫはマルチプレクサ２０８の動作を制御する制御信号である。
【００２８】
電源部１０７は、第１電源１０７ａ、第２電源１０７ｂを含む。第１電源１０７ａは、バイアス配線Ｂｓを介して各変換素子の第２電極に共通に電位Ｖｓを供給する。第２電源１０７ｂは、各演算増幅器の正転入力端子に基準電位Ｖｒｅｆを供給する。基準電位Ｖｒｅｆはスイッチ素子が導通状態であると信号配線Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇｎとスイッチ素子２０２を介して変換素子２０１の第１電極に供給される。なお、本実施形態の第１電源１０７ａは、検出部１０１の画素に少なくとも第１電位Ｖｓ１及び第２電位Ｖｓ２を切り替えて供給できる可変電源である。ただし、本発明はそれに限定されるものではなく、第２電源１０７ｂが少なくとも第１基準電位Ｖｒｅｆ１及び第２基準電位Ｖｒｅｆ２を切り替えて供給できる可変電源であってもよい。
【００２９】
次に、図１、図５Ａ、及び図５Ｂを用いて、本発明の撮像装置の動作を説明する。ここで、図５Ａは図１のＡ−Ａ’箇所を詳細に示したもの、図５Ｂは図１のＢ−Ｂ’箇所を詳細に示したものである。
【００３０】
図１に示すように、時刻ｔ１において変換素子２０１に第１電位Ｖｓ１が与えられると、撮像装置１００は撮像準備期間に撮像準備動作を行う。ここで、撮像準備動作とは、第１電位Ｖｓ１の印加開始に起因する検出器１０４のノイズを安定化させるために、初期化動作Ｋを少なくとも１回行う動作であり、本実施形態では初期化動作Ｋ１を複数回繰り返し行っている。なお、検出器１０４の特性変動が安定している場合には、この撮像準備動作は行わなくてもよい。ここで、初期化動作とは、後述する画像出力動作やオフセット取得動作とは別に、検出部内の変換素子に所望の電圧を与えて初期化するために、検出部内の複数のスイッチ素子を行単位で順次に又は複数の行を一度に導通状態にする動作である。本実施形態の初期化動作Ｋ１では、蓄積動作前の初期の電圧、つまり第１電圧｜Ｖｓ１−Ｖｒｅｆ｜を変換素子に与えてなされる。なお、図１では、撮像準備動作として初期化動作Ｋ１及び蓄積動作Ｗ１の一組を複数回繰り返し行う動作を行っている。なお、本発明において、蓄積動作は、変換素子内に電荷が蓄積される動作であり、本実施形態では複数の画素のスイッチ素子が全て非導通状態であることによって行われる。
【００３１】
次に、時刻ｔ１から所定時間経過した後の時刻ｔ２において、撮像装置１００は、第１撮像動作を開始する。時刻ｔ２から時刻ｔ３の間の撮像期間では、撮像装置１００は、初期化動作Ｋ１と、蓄積動作Ｗ１と、画像出力動作Ｘ１と、を行う。撮像動作において、蓄積動作Ｗ１は変換素子が電荷を生成するために放射線の照射に応じた期間で行われる蓄積動作であり、画像出力動作Ｘ１は蓄積動作Ｗ１で生成された電荷に応じた電気信号に基づいて画像データ（画像信号）を出力する動作である。ここで本実施形態において各撮像動作の蓄積動作は、撮像準備動作の蓄積動作と同じ時間の長さで行っているが、本発明はそれに限定されるものではない。撮像準備動作の短縮化のためには撮像準備動作の蓄積動作の時間の長さが、撮像動作の蓄積動作の時間の長さより短い方が好ましい。また、本実施形態において撮像動作の初期化動作は、撮像準備動作の初期化動作と同じ時間の長さで行っているが、本発明はそれに限定されるものではない。撮像準備動作の短縮化のためには撮像準備動作の初期化動作の時間の長さが、撮像動作の初期化動作の時間の長さより短い方が好ましい。
【００３２】
次に、時刻ｔ３で第１撮像動作が終了すると、撮像装置１００は、次の撮像動作（第２撮像動作）が開始される時刻ｔ６まで撮像間動作を行う。この撮像間動作には、時刻ｔ３から行われる残像抑制動作と、時刻ｔ５から時刻ｔ６の間に行われるオフセット取得動作と、を含む。
【００３３】
時刻ｔ３から行われる残像抑制動作では、変換素子２０１に第２電圧｜Ｖｓ２−Ｖｒｅｆ｜が与えられ、少なくとも初期化動作Ｋ２が行われる。なお、本実施形態では、残像抑制動作では、初期化動作Ｋ２と蓄積動作Ｗ２とが行われている。具体的には、図５Ａに示すように、初期化動作Ｋ２では、制御部１０６から電源部１０７に制御信号が与えられて、電源部１０７から変換素子２０１の第２電極に第２電位Ｖｓ２が与えられる。一方、制御部１０６からリセットスイッチに制御信号ＲＣが与えられて、積分増幅器２０３の積分容量及び信号配線がリセットされる。これにより、信号配線の電位が基準電位Ｖｒｅｆとなる。そして、制御部１０６から駆動回路１０２に制御信号Ｄ−ＣＬＫと制御信号ＯＥと制御信号ＤＩＯとが与えられる。それにより、駆動回路１０２からスイッチ素子２０２の制御端子に導通電圧Ｖｏｎが供給されて、変換素子２０１に第２電圧｜Ｖｓ２−Ｖｒｅｆ｜が与えられる。そして、駆動回路１０２からスイッチ素子２０２の制御端子に非導通電圧Ｖｏｆｆが供給されて、変換素子２０１が第２電圧｜Ｖｓ２−Ｖｒｅｆ｜に維持される。このようなスイッチ素子の導通状態の制御とリセットがｍ行目まで繰り返し行われることにより、検出器１０４の初期化動作Ｋ２がなされる。その後、制御信号Ｄ−ＣＬＫと制御信号ＯＥと制御信号ＤＩＯに応じて、スイッチ素子の非導通状態を維持することで蓄積動作Ｗ２が行われる。
【００３４】
次に時刻ｔ５から時刻ｔ６の間に行われるオフセット取得動作に先だって、まず変換素子２０１に第１電圧｜Ｖｓ１−Ｖｒｅｆ｜を与えるために、時刻ｔ４から初期化動作Ｋ１が行われる。初期化動作Ｋ１が開始することにより残像抑制動作が完了する。具体的には、図５Ａに示すように、初期化動作Ｋ１では、制御部１０６から電源部１０７に制御信号が与えられて、電源部１０７から変換素子２０１の第２電極に第１電位Ｖｓ１が与えられる。一方、制御部１０６からリセットスイッチに制御信号ＲＣが与えられて、積分増幅器２０３の積分容量及び信号配線がリセットされる。これにより、信号配線の電位が基準電位Ｖｒｅｆとなる。そして、制御部１０６から駆動回路１０２に制御信号Ｄ−ＣＬＫと制御信号ＯＥと制御信号ＤＩＯとが与えられる。それにより、駆動回路１０２からスイッチ素子２０２の制御端子に導通電圧Ｖｏｎが供給されて、変換素子２０１に第１電圧｜Ｖｓ１−Ｖｒｅｆ｜が与えられる。これにより、残像抑制動作が終了する。そして、駆動回路１０２からスイッチ素子２０２の制御端子に非導通電圧Ｖｏｆｆが供給されて、変換素子２０１が第１電圧｜Ｖｓ１−Ｖｒｅｆ｜に維持される。これにより変換素子２０１が電荷の蓄積を開始する。この電荷の蓄積は、後に説明するオフセット取得動作Ｆ１で取得されるオフセットデータ（暗時信号）に対するものである。このようなスイッチ素子の導通状態の制御とリセットがｍ行目まで繰り返し行われることにより、検出器１０４の初期化動作Ｋ１がなされる。ここで、期間算出部１２２は、制御部１０６から出力された制御信号Ｄ−ＣＬＫと制御信号ＯＥと制御信号ＤＩＯに基づいて、残像抑制動作が終了してから変換素子が電荷の蓄積を開始するまでの時間（電荷蓄積開始時間）ｔｓを検知している。なお、ここで説明した初期化動作Ｋ１は、複数回行われてもよく、その場合は後述するオフセット取得動作Ｆ１の直前に行われた初期化動作Ｋ１において時間ｔｓの検知がなされる。その後、制御信号Ｄ−ＣＬＫと制御信号ＯＥと制御信号ＤＩＯに応じて、スイッチ素子の非導通状態を維持することで蓄積動作Ｗ１が行われる。そして、撮像動作における蓄積動作Ｗ１と同じ時間の長さで蓄積動作Ｗ１を行った後の時刻ｔ５に、蓄積動作Ｗ１で生成された電荷に基づいてオフセットデータ（暗時信号）を出力するオフセット取得動作Ｆ１を行う。オフセット取得動作Ｆ１は、放射線の照射が行われない暗状態で変換素子が生成した電荷に基づく電気信号を取得するために行われるものである。オフセット取得動作Ｆ１では、画像出力動作Ｘ１と同様の動作が撮像装置１００で行われる。具体的には、図５Ａに示すように、オフセット取得動作Ｆ１では、まず制御部１０６から制御信号ＲＣが出力されて積分容量及び信号配線がリセットされる。そして、駆動回路１０２から駆動配線Ｇ１に導通電圧Ｖｏｎが与えられ、１行目のスイッチ素子Ｔ１１〜Ｔ１ｎが導通状態とされる。これにより変換素子２０１は電荷の蓄積を終了し、１行目の変換素子Ｓ１１〜Ｓ１ｎで発生された電荷に基づく電気信号が各信号配線に出力される。各信号配線を介して並列に出力された電気信号は、それぞれ各増幅回路２０７の積分増幅器２０３及び可変増幅器２０４で増幅される。増幅された電気信号はそれぞれ、制御信号ＳＨによりサンプルホールド回路が動作され、各増幅回路２０７内のサンプルホールド回路２０５に並列に保持される。保持された後、制御部１０６から制御信号ＲＣが出力されて積分増幅器２０３の積分容量及び信号配線がリセットされる。リセットされた後、１行目と同様に２行目の駆動配線Ｇ２に導通電圧Ｖｃｏｍが与えられ、２行目のスイッチ素子Ｔ２１〜Ｔ２ｎが導通状態とされる。２行目のスイッチ素子Ｔ２１〜Ｔ２ｎが導通状態とされている期間内に、マルチプレクサ２０８がサンプルホールド回路２０５に保持された電気信号を順次出力する。これにより並列に読み出された１行目の画素からの電気信号は直列の画像信号に変換して出力され、Ａ／Ｄ変換器２１０が１行分のオフセットデータ（オフセット量）に変換して出力する。以上の動作を１行目からｍ行目に対して行単位で行うことにより、１フレーム分のオフセットデータが検出器１０４から出力される。
【００３５】
出力されたオフセットデータは、第１記憶部１２１に記憶される。また、期間算出部１２２は、制御部１０６から出力された制御信号Ｄ−ＣＬＫと制御信号ＯＥと制御信号ＤＩＯに基づいて、残像抑制動作が終了してからオフセット取得動作が開始するまでの第２時間である、変換素子２０１が電荷の蓄積を終了する時間（電荷蓄積終了時間）ｔｅを検知している。そして、期間算出部１２２は、検知された電荷蓄積開始時間ｔｓとオフセット取得動作の開始時間ｔｅと、オフセットデータとを補正係数算出部１２３に伝送する。そして、補正係数算出部１２３は、時間ｔｓと時間ｔｅと暗時画像データとに基づいて、補正係数を算出する。なお、補正係数の算出に関しては、後に詳細に説明する。
【００３６】
次に、時刻ｔ６において、撮像装置１００は、第２撮像動作を開始する。時刻ｔ６から時刻ｔ８の間の第２撮像期間では、撮像装置１００は、第１撮像動作と同様に、時刻ｔ６から時刻ｔ７の間に初期化動作Ｋ１と蓄積動作Ｗ１とを、時刻ｔ７から時刻ｔ８の間に画像出力動作Ｘ１を、それぞれ行う。具体的には、図５Ｂに示すように、蓄積動作の後の時刻ｔ７に開始する画像出力動作Ｘ１では、まず制御部１０６から制御信号ＲＣが出力されて積分容量及び信号配線がリセットされる。そして、駆動回路１０２から駆動配線Ｇ１に導通電圧Ｖｏｎが与えられ、１行目のスイッチ素子Ｔ１１〜Ｔ１ｎが導通状態とされる。これにより１行目の変換素子Ｓ１１〜Ｓ１ｎで発生された電荷に基づく電気信号が各信号配線に出力される。各信号配線を介して並列に出力された電気信号は、それぞれ各増幅回路２０７の積分増幅器２０３及び可変増幅器２０４で増幅される。増幅された電気信号はそれぞれ、制御信号ＳＨによりサンプルホールド回路が動作され、各増幅回路２０７内のサンプルホールド回路２０５に並列に保持される。保持された後、制御部１０６から制御信号ＲＣが出力されて積分増幅器２０３の積分容量及び信号配線がリセットされる。リセットされた後、１行目と同様に２行目の駆動配線Ｇ２に導通電圧Ｖｃｏｍが与えられ、２行目のスイッチ素子Ｔ２１〜Ｔ２ｎが導通状態とされる。２行目のスイッチ素子Ｔ２１〜Ｔ２ｎが導通状態とされている期間内に、マルチプレクサ２０８がサンプルホールド回路２０５に保持された電気信号を順次出力する。これにより並列に読み出された１行目の画素からの電気信号は直列の画像信号に変換して出力され、Ａ／Ｄ変換器２１０が１行分の画像データに変換して出力する。以上の動作を１行目からｍ行目に対して行単位で行うことにより、１フレーム分の画像データが検出器１０４から出力される。
【００３７】
出力された画像データは、第２記憶部１２４に記憶される。また、期間算出部１２２は、制御部１０６から出力された制御信号Ｄ−ＣＬＫと制御信号ＯＥと制御信号ＤＩＯに基づいて、第３時間である、第２撮像動作において残像抑制動作が終了してから変換素子が電荷の蓄積を開始するまでの電荷蓄積開始時間ｔｓ’を検知している。また、期間算出部１２２は、制御部１０６から出力された制御信号Ｄ−ＣＬＫと制御信号ＯＥと制御信号ＤＩＯに基づいて、第４時間である、第２撮像動作において残像抑制動作が終了してから画像信号を出力する動作が開始するまでの電荷蓄積終了時間ｔｅ’を検知している。そして、期間算出部１２２は、検知された第２撮像動作における電荷蓄積開始時間ｔｓ’と電荷蓄積終了時間ｔｅ’と補正係数算出部１２３で算出された補正係数とをオフセット量予測部１２５に伝送する。オフセット量予測部１２５は、第３時間ｔｓ’と第４時間ｔｅ’と補正係数とに基づいて、第２撮像動作で取得された画像データに含まれ得るオフセット量の予測値を算出する。なお、予測値の算出に関しては、後に詳細に説明する。そして、演算部１２６は、第２記憶部１２４に記憶された画像データから算出されたオフセット量の予測値を減算し、補正された画像データを生成する。
【００３８】
次に、補正係数の算出とオフセット量の予測値の算出について説明する。図５Ａの時刻ｔ５から時刻ｔ６の間に行われるオフセット取得動作で取得したオフセットデータは、図２Ｃに示されるように、時間の経過に応じて変化する成分と、時間の経過に依存しない成分が含まれる。オフセットデータをＤ、時間の経過に応じて減衰する成分をＡ（ｔ）、時間の経過に依存しない成分をＢとすると、オフセットデータＤは以下の式（１）で表せられる。
Ｄ＝∫Ａ（ｔ）＋Ｂ      （１）
ここで、オフセット取得動作で取得したオフセットデータは、時刻ｔｓから時刻ｔｅの間に初期化動作Ｋ１と蓄積動作Ｗ１が行われる時間に変換素子に蓄積される電荷量である。また、時間の経過に応じて減衰する成分をＡ（ｔ）は、残像抑制動作が完了してから経過した時間の逆数ｔの逆数に比例することを見出した。そのため、式（１）は、以下の式（２）のように近似できる。
【００３９】
【数１】
2013098985.tif 000003
【００４０】
つまり、オフセット取得動作で取得したオフセットデータと、時間ｔｓと時間ｔｅ、がわかれば、式（２）補正係数として第１補正係数α及び第２補正係数βを算出することができる。
【００４１】
ただし、算出すべき補正係数が２つあるということは、オフセットデータ、時間ｔｓ、及び、時間ｔｅ、がそれぞれ２種類必要となるため、オフセット取得動作を２回行うことが必要となる。オフセット取得動作を２回行うことは、複数回行われる撮像動作の間の時間を長くしてしまうこととなる。そこで、図７を用いて、１回のオフセット取得動作で取得した１画像分のオフセットデータから第１補正係数α及び第２補正係数βを算出する方法を説明する。
【００４２】
検出部１０１は、複数の画素が行列状に配置され、行単位でスイッチ素子の動作制御が行われている。列方向をｘ、行方向をｙとすると、ｘ列ｙ行の画素におけるオフセットデータはＤ（ｘ，ｙ）で表される。同様に、ｘ列ｙ行の画素における補正係数はそれぞれ、α（ｘ，ｙ）、β（ｘ，ｙ）と表される。ただし、時間ｔｓ、時間ｔｅは、行単位で所定の時間差があるため、それぞれ時間ｔｓ（ｙ）、時間ｔｅ（ｙ）とする必要がある。以上により、式（２）を画素毎に適用すると、以下の式（３）となる。
【００４３】
【数２】
2013098985.tif 000004
【００４４】
ここで、本願発明者は、実験の結果、第２補正係数βは画素毎のばらつきが大きいが、第１補正係数αは画素毎のばらつきが小さいことを見出した。また、第２補正係数βは、増幅回路２０７毎のばらつきは大きいが、一つの増幅回路２０７に共通に接続される画素間では比較的ばらつきが小さいことを見出した。そこで、全ての画素において第１補正係数αが等しく、ｘ１列ｙ１行の画素とｘ１列ｙ２行の画素において第２補正係数βが等しいと仮定することができ、式（４）で表すことができる。
【００４５】
【数３】
2013098985.tif 000005
【００４６】
そして、ｘ１列ｙ１行の画素とｘ１列ｙ２行の画素を用いた式（３）に式（４）と、ｘ１列ｙ１行の画素のオフセットデータＤ（ｘ１，ｙ１）と、ｘ１列ｙ２行の画素のオフセットデータＤ（ｘ１，ｙ２）と、を適用すると、以下の式（５）を導くことができる。
【００４７】
【数４】
2013098985.tif 000006
【００４８】
式（５）によりｘ列ｙ行の画素における第１補正係数α（ｘ，ｙ）が求まれば、式（３）より展開された以下の式（６）に第１補正係数α（ｘ，ｙ）を適用すれば、ｘ列ｙ行の画素における第２補正係数β（ｘ，ｙ）を求めることが可能となる。
【００４９】
【数４】
2013098985.tif 000007
【００５０】
ただし、本発明は、全ての画素において第２オフセット補正係数βが等しく、ｘ１列でｙ１行の画素とｘ１列でｙ２行の画素において第１補正係数αが等しいと仮定するものを排除するものではない。また、オフセットデータＤとして、ある画素を用いるのではなく、その周辺の画素の平均のオフセットデータを用いると、補正係数の近似精度がより向上する。
【００５１】
そして、時間ｔｅ’における予測されるオフセット量Ｄｐｒｅは、以下の式（７）で算出される。
【００５２】
【数５】
2013098985.tif 000008
【００５３】
式（７）で算出されたオフセット量Ｄｐｒｅを、第２撮像動作で得られた画像データを構成する各画素のデータＸから減算し、補正された画像データを生成することができる。
【００５４】
なお本実施形態では、期間算出部１２２は制御部１０６から出力された制御信号Ｄ−ＣＬＫと制御信号ＯＥと制御信号ＤＩＯとに基づいて、残像抑制動作が完了してから経過した時間を算出している。ただし、本発明はそれに限定されるものではなく、制御信号ＲＣに基づいて時間を算出することも好適に行われ得る。より正確に時間を算出するには、制御信号Ｄ−ＣＬＫと制御信号ＯＥと制御信号ＤＩＯとに基づく方が好ましい。しかしながら、駆動配線Ｇ１に導通電圧Ｖｏｎが供給されている期間は、初期化動作の期間や蓄積動作の期間に比べて数千分の１程度の短いものであるため、制御信号ＲＣに基づいて時間を算出しても問題ない。また、残像抑制動作が完了してから経過した時間を算出するにあたり、第１電源１０７ａがバイアス配線Ｂｓを介して各変換素子の第２電極に共通に供給する電位ＶｓをＶｓ２からＶｓ１に戻した時間を始点としてもよい。
【００５５】
また、撮像間動作において、オフセット取得動作を２回以上行ってもよい。更に、撮像間動作において、残像抑制動作を挟むようにオフセット取得動作を２回以上行ってもよい。このように、２回以上オフセット取得動作を行い、得られたオフセットデータを演算処理に使用すれば、予測精度や補正精度をより向上することができる。
【００５６】
また、第２撮像動作の後にオフセット取得動作を行い、そのオフセット取得動作で取得されたデータに対して、上記補正係数を適用することも好ましい。この様な場合、第２撮像動作の後に取得したオフセットデータＤｐｏｓｔは、第２撮像動作の前に取得したオフセットデータと比較して、第２撮像動作で得られた画像データとの撮影時間差が小さい。すなわち、時間に依存するオフセット成分の差が小さい。従って、第２撮像動作で得られた画像データから第２撮像動作の後に取得したオフセットデータを減算した後、両者の撮影時間差によるオフセット成分を、算出したオフセット補正係数を用いて補正する手法が考えられる。放射線画像を取得した時刻をts_x,ts_x、放射線画像を取得した直後にダーク画像を取得した時刻をts_post,te_postとすると、第３の実装形態におけるオフセット補正後の放射線画像Ｘpost(x,y)は、以下の式により表わされる。
【００５７】
【数６】
2013098985.tif 000009
【００５８】
ただし、オフセットデータＤｐｏｓｔ（ｘ,ｙ）には、第２撮像動作における残像成分が含まれる。しかしながら、第２撮像動作で得られた画像データＸ(x,y)とオフセットデータＤｐｏｓｔ（ｘ,ｙ）の残像成分には相関があるため、補正後の画像データに段差を生じることはない。
【００５９】
また、オフセット補正係数算出部１２３は、算出された補正係数を記憶し、更新できる構成であることが好ましい。このように、更新された補正係数を用いることにより、予測精度や補正精度をより向上することができる。
【００６０】
また、本実施形態では、光電変換素子としてＰＩＮ型フォトダイオードを用いて説明したが、本発明はそれに限定されるものではない。例えば、特開平０９−２９４２２９号公報や特開２００７−０３５７７３号公報、特開２０１１−０９１７７１号公報等に記載されているような、ＭＩＳ型センサを用いてもよい。
【００６１】
また、本実施形態では、残像抑制動作として、変換素子に半導体層を空乏化するための第１電圧と異なる第２電圧を与える動作を用いて説明したが、本発明はそれに限定されるものではない。図６に示すように、撮像装置１００内の変換素子２０１に光を照射可能な位置に光源１１４を備え、光源１１４が変換素子２０１に光を照射することによって残像を抑制する、別の残像抑制動作を行ってもよい。この別の残像抑制動作では、図７に示すように、別の残像抑制動作における少なくとも蓄積動作を行っている期間に光源１１４から検出部１０１に光が照射されるように、光源１１４は制御部１０６によって制御される。動作としては、図７、図８Ａ、図８Ｂに示すように、変換素子へ第２電圧を与える代わりに、光源１１４から検出部１０１に光を照射すること以外は、本実施形態の動作と同じでよい。ただし、この場合、各時間の始点は光源による光の照射の終了となる。
【００６２】
また、本実施形態では、信号処理部１０５が、第１記憶部１２１と期間算出部１２２と補正係数算出部１２３と第２記憶部１２４とオフセット量予測部１２５と演算部１２６とを含む構成を用いて説明したが、本発明はそれに限定されるものではない。第１記憶部１２１と期間算出部１２２と補正係数算出部１２３と第２記憶部１２４とオフセット量予測部１２５と演算部１２６とが、制御コンピュータ１０８に含まれていてもよい。
【００６３】
なお、本発明は、例えば制御部１０６に含まれるコンピュータや制御コンピュータ１０８がプログラムを実行することによって実現することもできる。また、プログラムをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムを記録したＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体又はかかるプログラムを伝送するインターネット等の伝送媒体も本発明の実施形態として適用することができる。また、上記のプログラムも本発明の実施形態として適用することができる。上記のプログラム、記録媒体、伝送媒体及びプログラムプロダクトは、本発明の範疇に含まれる。また、本実施形態から容易に想像可能な組み合わせによる発明も本発明の範疇に含まれる。
【符号の説明】
【００６４】
１００  撮像装置
１０１  検出部
１０２  駆動回路
１０３  読出回路
１０４  平面検出器
１０５  信号処理部
１０６  制御部
１０７  電源部
１０８  制御コンピュータ
２０１  変換素子
２０２  スイッチ素子 
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【国際調査報告】
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