(57)【要約】【課題】  信号レベル差を低減させることができる撮像装置を提供することを目的とする。【解決手段】  アンプ・Ａ／Ｄ変換回路が２つの回路基板で構成されている場合に、各アンプ・Ａ／Ｄ変換回路で生じるキャリア（電荷情報）の信号レベル差をコントローラによって低減させる。コントローラは、キャリアの読み出し開始から増幅までの時間である読み出し・増幅時間と信号レベル差とを対応付けて、その信号レベル差が少なくなる最適の読み出し・増幅時間に設定変更する。その結果、各アンプ・Ａ／Ｄ変換回路の特性が互いに異なったとしても、読み出し・増幅時間を操作することで各アンプ・Ａ／Ｄ変換回路ごとに信号レベルの量を制御することができ、信号レベル差が少なくなる最適の読み出し・増幅時間に設定変更することで、信号レベル差を低減させることができる。ここでは、アンプ出力安定待ち時間の長さを操作することで読み出し・増幅時間を設定変更できる。【選択図】        図４
2006304211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光または放射線の入射により前記光または放射線の情報を電荷情報に変換する変換層と、その変換層で変換された電荷情報を蓄積して読み出す蓄積・読み出し回路と、その蓄積・読み出し回路で読み出された電荷情報を増幅してアナログ値からディジタル値に変換する増幅・アナログ／ディジタル変換回路とを備え、その増幅・アナログ／ディジタル変換回路を複数の回路基板で構成し、ディジタル値に変換された電荷情報に基づいて画像を得る撮像装置であって、電荷情報の読み出し開始から増幅までの時間である読み出し・増幅時間と、各回路基板で生じる電荷情報の信号レベル差とを対応付けて、その信号レベル差が少なくなる最適の前記読み出し・増幅時間に設定変更する時間変更手段を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、前記読み出し・増幅時間が撮影の態様を示す撮影モードごとに設定変更できるように前記時間変更手段を構成することを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の撮像装置において、前記読み出し・増幅時間が各々の前記回路基板ごとに設定変更できるように前記時間変更手段を構成することを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３に記載の撮像装置において、前記読み出し・増幅時間が１３μｓｅｃ以上で１７μｓｅｃ以下の範囲であることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、医療分野、工業分野、さらには原子力分野などに用いられる撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電荷情報に基づいて画像を得る撮像装置についてＸ線を入射して電荷情報に変換する場合を例に採って説明する。撮像装置は、Ｘ線感応型のＸ線変換層を備えており、Ｘ線の入射によりＸ線変換層はキャリア（電荷情報）に変換する。Ｘ線変換層としては非晶質のアモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）膜が用いられる。
【０００３】
また、撮像装置は、Ｘ線変換層で変換されたキャリアを蓄積して読み出す回路を備えている。この回路は、図６に示すように、２次元状に配列した複数のゲートラインＧおよびデータラインＤで構成されているとともに、キャリアを蓄積するコンデンサＣａおよびそのコンデンサＣａに蓄積されたキャリアをＯＮ／ＯＦＦの切り換えで読み出す薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）Ｔｒを２次元状に配列して構成されている。ゲートラインＧは、各々の薄膜トランジスタＴｒのＯＮ／ＯＦＦ切り換えを制御し、かつ各々の薄膜トランジスタＴｒのゲートに電気的に接続されている。データラインＤは、薄膜トランジスタＴｒの読み出し側に電気的に接続されている。
【０００４】
例えば、図６に示すように、ゲートラインＧが１０本のゲートラインＧ１〜Ｇ１０からなり、データラインＤが１０本のデータラインＤ１〜Ｄ１０からなるときの制御シーケンスは以下のようになる。先ず、Ｘ線の入射によってキャリアが生成されて、そのキャリアがキャリアとしてコンデンサＣａに蓄積される。ゲート駆動回路１０１からゲートラインＧ１を選択して、選択されたゲートラインＧ１に接続されている各薄膜トランジスタＴｒが選択指定される。その選択指定された各薄膜トランジスタＴｒに接続されているコンデンサＣａから蓄積されたキャリアが読み出されて、データラインＤ１〜Ｄ１０の順に読み出される。次に、ゲート駆動回路１０１からゲートラインＧ２を選択して、同様の手順で、選択されたゲートラインＧ１および各薄膜トランジスタＴｒに接続されているコンデンサＣａから蓄積されたキャリアが読み出されて、データラインＤ１〜Ｄ１０の順に読み出される。残りのゲートラインＧについても同様に順に選択することで、２次元状のキャリアを読み出す。読みだされた各キャリアはアンプでそれぞれ増幅されて、Ａ／Ｄ変換器でアナログ値からディジタル値に変換される。このディジタル値に変換されたキャリアに基づいて２次元状の画像を得る。なお、アンプやＡ／Ｄ変換器は、図６に示すように回路基板１０２に搭載されている。ところで、アンプやＡ／Ｄ変換器は、図７に示すように複数（図７では２つ）の回路基板１０２で構成される場合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図７に示すように複数の回路基板１０２で構成されている場合には、各回路基板１０２でキャリアの信号レベル（輝度）差が生じるときがある。また、撮影の態様を示すある撮影モードで各回路基板１０２で信号レベル差が生じなかったとしても、別の撮影モードで各回路基板１０２で信号レベル差が生じる場合がある。これは、回路基板を複数に分けることで、アンプやＡ／Ｄ変換器に供給する電源（図示省略）の高周波特性（瞬時電流に対する応答特性）が回路基板ごとに異なってしまい、キャリアをディジタル値に変換しても異なった値となることに起因する。
【０００６】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、信号レベル差を低減させることができる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】
【０００７】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、光または放射線の入射により前記光または放射線の情報を電荷情報に変換する変換層と、その変換層で変換された電荷情報を蓄積して読み出す蓄積・読み出し回路と、その蓄積・読み出し回路で読み出された電荷情報を増幅してアナログ値からディジタル値に変換する増幅・アナログ／ディジタル変換回路とを備え、その増幅・アナログ／ディジタル変換回路を複数の回路基板で構成し、ディジタル値に変換された電荷情報に基づいて画像を得る撮像装置であって、電荷情報の読み出し開始から増幅までの時間である読み出し・増幅時間と、各回路基板で生じる電荷情報の信号レベル差とを対応付けて、その信号レベル差が少なくなる最適の前記読み出し・増幅時間に設定変更する時間変更手段を備えることを特徴とするものである。
【０００８】
［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、増幅・アナログ／ディジタル変換回路が複数の回路基板で構成されている場合に、各回路基板で生じる電荷情報の信号レベル差を時間変更手段によって低減させる。すなわち、時間変更手段は、電荷情報の読み出し開始から増幅までの時間である読み出し・増幅時間と上述した信号レベル差とを対応付けて、その信号レベル差が少なくなる最適の読み出し・増幅時間に設定変更する。その結果、回路基板の特性が互いに異なったとしても、読み出し・増幅時間を操作することで回路基板ごとに信号レベルの量を制御することができ、信号レベル差が少なくなる最適の読み出し・増幅時間に設定変更することで、信号レベル差を低減させることができる。
【０００９】
上述した発明の一例は、読み出し・増幅時間が撮影の態様を示す撮影モードごとに設定変更できるように時間変更手段を構成することである（請求項２に記載の発明）。このように構成することで、同じ回路基板であって撮影モードごとに回路基板の特性が異なる場合でも、読み出し・増幅時間を操作することで撮影モードごとに信号レベルの量を制御することができ、信号レベル差が少なくなる最適の読み出し・増幅時間に設定変更することで、信号レベル差を低減させることができる。
【００１０】
また、上述した発明の他の一例は、読み出し・増幅時間が各々の回路基板ごとに設定変更できるように時間変更手段を構成することである（請求項３に記載の発明）。このように構成することで、回路基板の特性が互いに異なったとしても、読み出し・増幅時間を操作することで回路基板ごとに信号レベルの量を制御することができ、信号レベル差が少なくなる最適の読み出し・増幅時間に設定変更することで、信号レベル差を低減させることができる。
【００１１】
なお、請求項３に記載の発明を請求項２に従属させる、すなわち読み出し・増幅時間が撮影の態様を示す撮影モードおよび各々の回路基板ごとに設定変更できるように時間変更手段を構成してもよい。
【００１２】
上述したこれらの発明において、読み出し・増幅時間が１３μｓｅｃ以上で１７μｓｅｃ以下の範囲であるのが好ましい。上述した読み出し・増幅時間は、従来では１８μｓｅｃ程度であったが、この時間では信号レベル差が生じることがわかった。そこで、読み出し・増幅時間と信号レベル差とを対応付けた結果、好ましい読み出し・増幅時間は１３μｓｅｃ以上で１７μｓｅｃ以下の範囲であることがわかった。
【発明の効果】
【００１３】
この発明に係る撮像装置によれば、増幅・アナログ／ディジタル変換回路が複数の回路基板で構成されている場合に、時間変更手段は、電荷情報の読み出し開始から増幅までの時間である読み出し・増幅時間と上述した信号レベル差とを対応付けて、その信号レベル差が少なくなる最適の読み出し・増幅時間に設定変更する。その結果、読み出し・増幅時間を操作することで回路基板ごとに信号レベルの量を制御することができ、信号レベル差が少なくなる最適の読み出し・増幅時間に設定変更することで、信号レベル差を低減させることができる。
【実施例】
【００１４】
以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。
図１は、実施例に係るＸ線撮影装置の概略ブロック図であり、図２は、Ｘ線撮影装置のＸ線変換層周辺の概略断面図であり、図３は、Ｘ線撮影装置のアンプ・Ａ／Ｄ変換回路内のデータの流れを模式化した概略ブロック図である。本実施例では、入射する放射線としてＸ線を例に採って説明するとともに、撮像装置としてＸ線撮影装置を例に採って説明する。
【００１５】
本実施例に係るＸ線撮影装置は、被検体にＸ線を照射して撮像を行う。具体的には、被検体を透過したＸ線像がＸ線変換層（本実施例ではアモルファスセレン膜）上に投影されて、像の濃淡に比例したキャリア（電荷情報）が層内に発生することでキャリアに変換される。
【００１６】
Ｘ線撮影装置は、図１に示すように、後述するゲートラインＧを選択するゲート駆動回路１と、Ｘ線変換層２３（図２を参照）で変換されたキャリアを蓄積して読み出すことでＸ線を検出する検出素子用回路２と、その検出素子用回路２で読み出されたキャリアを増幅してアナログ値からディジタル値に変換するアンプ・Ａ／Ｄ変換回路３と、アンプ・Ａ／Ｄ変換回路３でディジタル値に変換されたキャリアに対して信号処理を行って画像を得る画像処理部４と、これらの回路１〜３や画像処理部４や後述するメモリ部６やモニタ８などを統括制御するコントローラ５と、処理された画像などを記憶するメモリ部６と、入力設定を行う入力部７と、処理された画像などを表示するモニタ８とを備えている。本明細書では、キャリアや画像などの情報を、画像に関する画像情報とする。Ｘ線変換層２３は、この発明における変換層に相当し、検出素子用回路２は、この発明における蓄積・読み出し回路に相当し、アンプ・Ａ／Ｄ変換回路３は、この発明における増幅・アナログ／ディジタル変換回路に相当する。
【００１７】
ゲート駆動回路１は複数のゲートラインＧに電気的に接続されている。ゲート駆動回路１から各ゲートラインＧに電圧を印加することで、後述する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）ＴｒをＯＮにして後述するコンデンサＣａに蓄積されたキャリアの読み出しを開放し、各ゲートラインＧへの電圧を停止する（電圧を−１０Ｖにする）ことで、薄膜トランジスタＴｒをＯＦＦにしてキャリアの読み出しを遮断する。なお、各ゲートラインＧに電圧を印加することでＯＦＦにしてキャリアの読み出しを遮断し、各ゲートラインＧへの電圧を停止することでＯＮにしてキャリアの読み出しを開放するように、薄膜トランジスタＴｒを構成してもよい。
【００１８】
検出素子用回路２は、２次元状に配列した複数のゲートラインＧおよびデータラインＤで構成されているとともに、キャリアを蓄積するコンデンサＣａおよびそのコンデンサＣａに蓄積されたキャリアをＯＮ／ＯＦＦの切り換えで読み出す薄膜トランジスタＴｒを２次元状に配列して構成されている。ゲートラインＧは、各々の薄膜トランジスタＴｒのＯＮ／ＯＦＦ切り換えを制御し、かつ各々の薄膜トランジスタＴｒのゲートに電気的に接続されている。データラインＤは、薄膜トランジスタＴｒの読み出し側に電気的に接続されている。
【００１９】
説明の便宜上、本実施例では、縦・横式２次元マトリックス状配列で10×10個の薄膜トランジスタＴｒおよびコンデンサＣａが形成されているとする。すなわち、ゲートラインＧは、１０本のゲートラインＧ１〜Ｇ１０からなり、データラインＤは、１０本のデータラインＤ１〜Ｄ１０からなる。各ゲートラインＧ１〜Ｇ１０は、図１中のＸ方向に並設された１０個の薄膜トランジスタＴｒのゲートにそれぞれ接続され、各データラインＤ１〜Ｄ１０は、図１中のＹ方向に並設された１０個の薄膜トランジスタＴｒの読み出し側にそれぞれ接続されている。薄膜トランジスタＴｒの読み出し側とは逆側にはコンデンサＣａが電気的に接続されており、薄膜トランジスタＴｒとコンデンサＣａとの個数が一対一に対応する。
【００２０】
また、検出素子用回路２は、図２に示すように、検出素子ＤＵが２次元マトリックス状配列で絶縁基板２１にパターン形成されている。すなわち、絶縁基板２１の表面に、各種真空蒸着法による薄膜形成技術やフォトリソグラフィ法によるパターン技術を利用して、上述したゲートラインＧ１〜Ｇ１０およびデータラインＤ１〜Ｄ１０を配線し、薄膜トランジスタＴｒ，コンデンサＣａ，キャリア収集電極２２，Ｘ線変換層２３，電圧印加電極２４を順に積層形成することで構成されている。
【００２１】
Ｘ線変換層２３は、Ｘ線感応型の半導体厚膜で形成されており、本実施例では、非晶質のアモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）膜で形成されている。Ｘ線変換層２３は、Ｘ線の入射によりＸ線の情報を電荷情報であるキャリアに変換する。なお、Ｘ線変換層２３は、Ｘ放射線の入射によりキャリアが生成されるＸ線感応型の物質であれば、アモルファスセレンに限定されない。また、Ｘ線以外の放射線（γ線など）を入射して撮像を行う場合には、Ｘ線変換層２３の替わりに、放射線の入射によりキャリアが生成される放射線感応型の物質を用いてもよい。また、光を入射して撮像を行う場合には、Ｘ線変換層２３の替わりに、光の入射によりキャリアが生成される光感応型の物質を用いてもよい。
【００２２】
キャリア収集電極２２は、コンデンサＣａに電気的に接続されており、Ｘ線変換層２３で変換されたキャリアを収集してコンデンサＣａに蓄積する。このキャリア収集電極２２も、薄膜トランジスタＴｒおよびコンデンサＣａと同様に、縦・横式２次元マトリックス状配列で多数個（本実施例では10×10個）形成されている。それらキャリア収集電極２２，コンデンサＣａおよび薄膜トランジスタＴｒが各検出素子ＤＵとしてそれぞれ分離形成されている。また、電圧印加電極２４は、全検出素子ＤＵの共通電極として全面にわたって形成されている。
【００２３】
アンプ・Ａ／Ｄ変換回路３は、図３に示すように、キャリアを増幅するアンプ３１と、増幅されたキャリアを所定時間だけ一旦蓄積するサンプルホールド３２と、サンプルホールド３２で読み出された増幅状態のキャリアをアナログ値からディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器３３とを備えている。本実施例では、アンプ・Ａ／Ｄ変換回路３は、複数（図１では２つ）の回路基板で構成されている。
【００２４】
画像処理部４は、アンプ・Ａ／Ｄ変換回路３のＡ／Ｄ変換器３３でディジタル値に変換されたキャリアに対して各種の信号処理を行って画像を求める。コントローラ５は、回路１〜３や画像処理部４やメモリ部６やモニタ８などを統括制御し、本実施例では最適の読み出し・増幅時間に設定変更する機能をも備えている。画像処理部４およびコントローラ５は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成されている。コントローラ５は、この発明における時間変更手段に相当する。
【００２５】
メモリ部６は、画像情報などを書き込んで記憶し、コントローラ５からの読み出し指令に応じて画像情報などがメモリ部６から読み出される。メモリ部６は、ＲＯＭ（Read-only Memory）やＲＡＭ（Random-Access Memory）などに代表される記憶媒体などで構成されている。なお、画像情報の書き込みにはＲＡＭが用いられ、例えば制御シーケンスに関するプログラムの読み出しによって制御シーケンスをコントローラ５に実行させる場合には、制御シーケンスに関するプログラムの読み出し専用にはＲＯＭが用いられる。本実施例では、後述する撮影モードおよびアンプ・Ａ／Ｄ変換回路３の機種を認識すると、テーブルに予め登録された信号レベル差が少なくなる最適のアンプ出力安定待ち時間を、認識した撮影モードおよびアンプ・Ａ／Ｄ変換回路３の機種に応じて読み出して、その読み出されたアンプ出力安定待ち時間でキャリアの読み出しを行う制御シーケンスに関するプログラムをメモリ部６に記憶させ、そのプログラムの読み出しによって制御シーケンスをコントローラ５に実行させる。上述したテーブルの具体的な内容については後述する。
【００２６】
入力部７は、マウスやキーボードやジョイスティックやトラックボールやタッチパネルなどに代表されるポインティングデバイス、あるいはボタンやスイッチやレバーなどの入力手段で構成されている。入力部７に入力設定すると、入力設定データがコントローラ５に送り込まれ、入力設定データに基づいて回路１〜３や画像処理部４やメモリ部６やモニタ８などが制御される。
【００２７】
続いて、本実施例のＸ線撮影装置の制御シーケンスについて説明する。電圧印加電極２４に高電圧（例えば数１００Ｖ〜数１０ｋＶ程度）のバイアス電圧ＶAを印加した状態で、検出対象であるＸ線を入射させる。
【００２８】
Ｘ線の入射によってＸ線変換層２３でキャリアが生成されて、そのキャリアが電荷情報としてキャリア収集電極２２を介してコンデンサＣａに蓄積される。ゲート駆動回路１の信号（ここではキャリア）読み出し用の走査信号（すなわちゲート駆動信号）によって、対象となるゲートラインＧが選択される。本実施例では、ゲートラインＧ１，Ｇ２，Ｇ３，…，Ｇ９，Ｇ１０の順に１つずつ選択されるものとして説明する。また、ゲート駆動回路１からの信号読み出し用の走査信号は、ゲートラインＧに電圧（例えば１５Ｖ程度）を印加する信号である。
【００２９】
ゲート駆動回路１から対象となるゲートラインＧを選択して、選択されたゲートラインＧに接続されている各薄膜トランジスタＴｒが選択指定される。この選択指定で選択指定された薄膜トランジスタＴｒのゲートに電圧が印加されてＯＮ状態となる。その選択指定された各薄膜トランジスタＴｒに接続されているコンデンサＣａから蓄積されたキャリアが、選択指定されてＯＮ状態に移行した薄膜トランジスタＴｒを経由して、データラインＤに読み出される。すなわち、選択されたゲートラインＧに関する検出素子ＤＵが選択指定されて、その選択指定された検出素子ＤＵのコンデンサＣａに蓄積されたキャリアが、データラインＤに読み出される。
【００３０】
一方、選択指定された同一のゲートラインＧに関する各々の検出素子ＤＵからの読み出し順については、データラインＤ１〜Ｄ１０の順に１つずつ選択されて読み出されるものとして説明する。すなわち、データラインＤに接続されているアンプ３１がリセットされて、さらに薄膜トランジスタＴｒがＯＮ状態（すなわちゲートがＯＮ）に移行することで、キャリアがデータラインＤに読み出され、アンプ３１にて増幅される。
【００３１】
つまり、各検出素子ＤＵのアドレス（番地）指定は、ゲート駆動回路１からの信号読み出し用の走査信号と、データラインＤに接続されているアンプ３１の選択とに基づいて行われる。
【００３２】
先ず、ゲート駆動回路１からゲートラインＧ１を選択して、選択されたゲートラインＧ１に関する検出素子ＤＵが選択指定されて、その選択指定された検出素子ＤＵのコンデンサＣａに蓄積されたキャリアが、データラインＤ１〜Ｄ１０の順に読み出される。次に、ゲート駆動回路１からゲートラインＧ２を選択して、同様の手順で、選択されたゲートラインＧ２に関する検出素子ＤＵが選択指定されて、その選択指定された検出素子ＤＵのコンデンサＣａに蓄積されたキャリアが、データラインＤ１〜Ｄ１０の順に読み出される。残りのゲートラインＧについても同様に順に選択することで、２次元状のキャリアを読み出す。
【００３３】
読みだされた各キャリアはアンプ３１でそれぞれ増幅されて、サンプルホールド３２で一旦蓄積されて、Ａ／Ｄ変換器３３でアナログ値からディジタル値に変換される。このディジタル値に変換されたキャリアに基づいて、画像処理部４は各種の信号処理を行って、２次元状の画像を得る。得られた２次元状の画像やキャリアなどに代表される画像情報は、コントローラ５を介してメモリ部６に書き込まれて記憶され、必要に応じてコントローラ５を介してメモリ部６から読み出される。また、画像情報は、コントローラ５を介してモニタ８に表示される。
【００３４】
なお、図１に示すように複数（図１では２つ）の回路基板でアンプ・Ａ／Ｄ変換回路３が構成されている場合には、各アンプ・Ａ／Ｄ変換回路３でキャリアの信号レベル（輝度）差が生じるときがある。また、撮影の態様を示すある撮影モードで各アンプ・Ａ／Ｄ変換回路３で信号レベル差が生じなかったとしても、別の撮影モードで各アンプ・Ａ／Ｄ変換回路３で信号レベル差が生じる場合がある。これは、アンプ・Ａ／Ｄ変換回路３を複数の回路基板に分けることで、アンプ・Ａ／Ｄ変換回路３のアンプ３１やＡ／Ｄ変換器３３に供給する電源（図示省略）の高周波特性（瞬時電流に対する応答特性）がアンプ・Ａ／Ｄ変換回路３ごとに異なってしまい、キャリアをディジタル値に変換しても異なった値となることに起因する。
【００３５】
そこで、本実施例では、図４に示すようにキャリアの読み出し開始から増幅までの時間である読み出し・増幅時間を設定変更する。本実施例では、読み出し・増幅時間を撮影モードごとに設定変更するとともに、各アンプ・Ａ／Ｄ変換回路３ごとに設定変更する。図４（ａ）は、各撮影モードにおける読み出し間隔のタイミングチャートであって、図４（ｂ）は、読み出し間隔を細分化したタイミングチャートである。
【００３６】
なお、撮影の態様を示す撮影モードとしては、フレームレートが短い撮影の態様を示す高速撮影モードや、フレームレートが長い撮影の態様を示す低速撮影モードなどがある。高速撮影モードは、所定の領域のみを部分的に読み出して撮影を行うモードである部分読み出しモードや、ゲートラインＧを２本以上に同時に選択して撮影を行うモードなどがある。また、低速撮影モードでは、全体の領域をゲートラインＧごとに切り換えて選択して撮影を行うモードである全体読み出しモードなどがある。本実施例では、図４（ａ）に示すように、高速撮影モードとして部分読み出しモードを例に採って説明するとともに、低速撮影モードとして全体読み出しモードを例に採って説明する。
【００３７】
図４（ａ）において、部分読み出しモードでは、画面上の上半分、すなわちゲートラインＧ１〜Ｇ５までの５本のラインのみを読み出すとする。すると、全体読み出しモードにおいてゲートラインＧ５まで読み出している間に、部分読み出しモードではゲートラインＧ５での読み出しの時点でフレームの読み出しが終了する。したがって、全体読み出しモードでゲートラインＧ５での読み出しからゲートラインＧ１０での読み出しに相当するフレームの読み出しが終了するまでに、部分読み出しモードでは次のフレームにおけるゲートラインの読み出しが始まる。
【００３８】
また、両モードとも、フレーム同期信号に同期してフレームの読み出しが開始されるので、フレーム同期信号を部分読み出しモードでのフレームの読み出しの開始に合わせると、各フレーム同期信号と部分読み出しモードでのフレームの読み出しの開始とが一対一で対応し、フレーム同期信号の２回分と全体読み出しモードでのフレームの読み出しの開始とが対応する。したがって、図４（ａ）では、部分読み出しモードでのフレームレートは全体読み出しモードでのフレームレートの半分になる。
【００３９】
読み出し間隔は、ゲートラインＧの１本分のキャリアを読み出す時間の間隔である。本明細書では、読み出し間隔は、図４（ｂ）に示すようなタイミングチャートに細分化され、選択の対象であるゲートラインＧにおけるアンプ３１でのアンプリセット開始から、次に選択されるゲートラインＧにおけるアンプ３１でのアンプリセット開始までの間隔を示す。さらに、キャリアの読み出し開始から増幅までの時間である読み出し・増幅時間は、薄膜トランジスタＴｒのゲートがＯＮ状態に移行してから、アンプ出力ホールドがＯＮになるまでの時間を示す。
【００４０】
具体的には、図４（ｂ）に示すように、アンプリセットが終了するのと同時に、ゲートラインＧを選択して薄膜トランジスタＴｒのゲートがＯＮ状態に移行する。この移行によりゲートラインＧに関する各々の検出素子ＤＵからのキャリアの読み出しが行われる。薄膜トランジスタＴｒのゲートがＯＦＦ状態に移行した後に、アンプリセット開始からアンプ３１の出力が安定するまでの時間、より正確に述べると薄膜トランジスタＴｒのゲートがＯＦＦ状態に移行してからアンプ３１の出力が安定するまでの時間であるアンプ出力安定待ち時間が経過した後に、アンプ出力ホールドをＯＮにする。アンプ出力ホールドをＯＦＦにした後にＡ／Ｄ変換器３３をＯＮにしてアナログ値からディジタル値に変換される。
【００４１】
本実施例では、図４（ｂ）に示すアンプリセットの時間（開始／終了）、ゲートＯＮの時間（ＯＮ／ＯＦＦ）、アンプ出力ホールドの時間（ＯＮ／ＯＦＦ）およびＡ／Ｄ変換の変換時間（ＯＮ／ＯＦＦ）のタイミングについては、コントローラ５によって変更可能になるように、ゲート駆動回路１、検出素子用回路２、アンプ・Ａ／Ｄ変換回路３およびコントローラ５は構成されている。本実施例では、上述したように、読み出し・増幅時間を撮影モードおよび各アンプ・Ａ／Ｄ変換回路３ごとに設定変更するために、上述したアンプ出力安定待ち時間を撮影モードおよび各アンプ・Ａ／Ｄ変換回路３ごとに変更する。
【００４２】
より具体的に説明すると、メモリ部６にテーブルを記憶させ、そのテーブルはアンプ出力安定待ち時間と各アンプ・Ａ／Ｄ変換回路３で生じる信号レベル差とを対応付けて作成されており、経験則や予め求められた実験データに基づいて信号レベル差が少なくなる最適のアンプ出力安定待ち時間が、撮影モードおよび各アンプ・Ａ／Ｄ変換回路３ごとにテーブルに登録されている。なお、『信号レベル差が少なくなる最適のアンプ出力安定待ち時間』とは、必ずしもアンプ出力安定待ち時間と信号レベル差とを対応付けた複数の候補のうちの最小の信号レベル差におけるアンプ出力安定待ち時間である必要はなく、最小でなくとも許容の範囲内の信号レベル差であれば、その信号レベル差におけるアンプ出力安定待ち時間をオペレータが予め選択しておいて、そのアンプ出力安定待ち時間をテーブルに登録してもよい。また、許容の範囲内として０から所定値までの範囲内に設定し、その範囲内に信号レベル差が収まれば、収まった各信号レベル差におけるアンプ出力安定待ち時間の中から１つのアンプ出力安定待ち時間を無作為に選択して、そのアンプ出力安定待ち時間をテーブルに登録してもよい。アンプ出力安定待ち時間は、読み出し・増幅時間が１３μｓｅｃ以上で１７μｓｅｃ以下の範囲に収まるように設定するのが好ましい。
【００４３】
そして、撮影モードおよびアンプ・Ａ／Ｄ変換回路３の機種を認識すると、テーブルに予め登録された信号レベル差が少なくなる最適のアンプ出力安定待ち時間を、認識した撮影モードおよびアンプ・Ａ／Ｄ変換回路３の機種に応じて読み出して、その読み出されたアンプ出力安定待ち時間でキャリアの読み出しを行う制御シーケンスに関するプログラムをメモリ部６から読み出すことによって制御シーケンスをコントローラ５に実行させる。
【００４４】
アンプ出力安定待ち時間を、図４（ｂ）に示すように変更すると、それに伴ってアンプ出力ホールドがＯＮになる時間も変更し、その結果、薄膜トランジスタＴｒのゲートがＯＮ状態に移行してから、アンプ出力ホールドがＯＮになるまでの時間、すなわち読み出し・増幅時間も変更する。
【００４５】
上述した本実施例に係るＸ線撮影装置によれば、アンプ・Ａ／Ｄ変換回路３が複数（図１では２つ）の回路基板で構成されている場合に、各アンプ・Ａ／Ｄ変換回路３で生じるキャリア（電荷情報）の信号レベル差をコントローラ５によって低減させる。すなわち、コントローラ５は、キャリアの読み出し開始から増幅までの時間である読み出し・増幅時間と上述した信号レベル差とを対応付けて、その信号レベル差が少なくなる最適の読み出し・増幅時間に設定変更する。その結果、各アンプ・Ａ／Ｄ変換回路３の特性が互いに異なったとしても、読み出し・増幅時間を操作することで各アンプ・Ａ／Ｄ変換回路３ごとに信号レベルの量を制御することができ、信号レベル差が少なくなる最適の読み出し・増幅時間に設定変更することで、信号レベル差を低減させることができる。
【００４６】
本実施例では、読み出し・増幅時間が撮影の態様を示す撮影モード（本実施例では部分読み出しモードおよび全体読み出しモード）ごとに設定変更できるようにコントローラ５を構成している。このように構成することで、同じ回路基板のアンプ・Ａ／Ｄ変換回路３であって撮影モードごとにアンプ・Ａ／Ｄ変換回路３の特性が異なる場合でも、読み出し・増幅時間を操作することで撮影モードごとに信号レベルの量を制御することができ、信号レベル差が少なくなる最適の読み出し・増幅時間に設定変更することで、信号レベル差を低減させることができる。
【００４７】
また、本実施例では、読み出し・増幅時間が各々のアンプ・Ａ／Ｄ変換回路３ごとに設定変更できるようにコントローラ５を構成している。このように構成することで、アンプ・Ａ／Ｄ変換回路３の特性が互いに異なったとしても、読み出し・増幅時間を操作することでアンプ・Ａ／Ｄ変換回路３ごとに信号レベルの量を制御することができ、信号レベル差が少なくなる最適の読み出し・増幅時間に設定変更することで、信号レベル差を低減させることができる。
【００４８】
なお、読み出し・増幅時間は、従来では１８μｓｅｃ程度であったが、この時間では信号レベル差が生じることがわかった。そこで、読み出し・増幅時間と信号レベル差とを対応付けた結果、好ましい読み出し・増幅時間は１３μｓｅｃ以上で１７μｓｅｃ以下の範囲であることがわかった。
【００４９】
この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００５０】
（１）上述した実施例では、図１に示すようなＸ線撮影装置を例に採って説明したが、この発明は、例えばＣ型アームに配設されたＸ線透視撮影装置にも適用してもよい。また、この発明は、Ｘ線ＣＴ装置にも適用してもよい。
【００５１】
（２）上述した実施例では、入射したＸ線に代表される放射線をＸ線変換層（変換層）によって電荷情報に直接に変換した、「直接変換型」の検出素子用回路をこの発明は適用したが、入射した放射線をシンチレータなどの変換層によって光に変換し、光感応型の物質で形成された変換層によってその光を電荷情報に変換する「間接変換型」の検出素子用回路をこの発明は適用してもよい。
【００５２】
（３）上述した実施例では、Ｘ線を検出するための検出素子用回路を例に採って説明したが、この発明は、ＥＣＴ（Emission Computed Tomography）装置のように放射性同位元素（ＲＩ）を投与された被検体から放射されるγ線を検出するための検出素子用回路に例示されるように、放射線を検出する検出素子用回路であれば特に限定されない。同様に、この発明は、上述したＥＣＴ装置に例示されるように、放射線の入射により撮像を行う装置であれば特に限定されない。
【００５３】
（４）上述した実施例では、Ｘ線などに代表される放射線撮像を例に採って説明したが、この発明は、光の入射により撮像を行う装置にも適用することができる。
【００５４】
（５）上述した実施例では、撮影モードは、高速撮影モードおよび低速撮影モードであったが、それ以外の撮影モードについても適用することができる。また、高速撮影モードとして部分読み出しモードを例に採って説明するとともに、低速撮影モードとして全体読み出しモードを例に採って説明したが、実施例のモードに限定されない。例えば、高速撮影モードとしては、ゲートラインＧを２本以上に同時に選択して撮影を行うモードがあるが、このようにゲートラインＧを２本以上に同時に選択して撮影を行うモードにも適用することができる。
【００５５】
（６）上述した実施例では、撮影モードおよびアンプ・Ａ／Ｄ変換回路３の機種を認識すると、テーブルに予め登録された信号レベル差が少なくなる最適のアンプ出力安定待ち時間を、認識した撮影モードおよびアンプ・Ａ／Ｄ変換回路３の機種に応じて読み出して、その読み出されたアンプ出力安定待ち時間でキャリアの読み出しを行う制御シーケンスに関するプログラムをメモリ部６に記憶させ、そのプログラムの読み出しによって制御シーケンスをコントローラ５に実行させることで、コントローラ５に最適の読み出し・増幅時間に設定変更する機能を備えたが、この形態に限定されない。例えば、最適のアンプ出力安定待ち時間を入力部７（図１を参照）に入力設定し、最適のアンプ出力安定待ち時間に関する入力設定データをコントローラ５に送り込むことで、コントローラ５に最適の読み出し・増幅時間に設定変更する機能を備えてもよい。
【００５６】
（７）上述した実施例では、撮影モードおよびアンプ・Ａ／Ｄ変換回路３ごとに読み出し・増幅時間を設定変更したが、撮影モードに依存して各アンプ・Ａ／Ｄ変換回路３で信号レベル差が生じない場合には、アンプ・Ａ／Ｄ変換回路３ごとに読み出し・増幅時間を設定変更してもよい。また、ある撮影モードで各アンプ・Ａ／Ｄ変換回路３で信号レベル差が生じない場合には、その撮影モードではアンプ・Ａ／Ｄ変換回路３ごとに読み出し・増幅時間を設定変更せずに、読み出し・増幅時間を統一して設定変更すればよい。
【００５７】
（８）上述した実施例では、最適な読み出し・増幅時間を１３μｓｅｃ以上で１７μｓｅｃ以下の範囲で設定したが、この範囲に限定されない。回路の種類に応じて読み出し・増幅時間が変更になる場合には、最適な読み出し・増幅時間もそれに合わせて適宜変更すればよい。
【００５８】
（９）上述した実施例では、アンプ出力安定待ち時間を変更することで読み出し・増幅時間を変更したが（図４を参照）、キャリアの読み出し開始から増幅までの時間であれば、アンプ出力安定待ち時間の変更に限定されない。例えば、アンプ出力安定待ち時間以外で図４のタイミングチャートのタイミングを変更する場合には、図５に示すように、ゲートＯＮの時間（ＯＮ／ＯＦＦ）を変更して、ゲートＯＦＦになる時間をずらして、それに伴ってアンプ出力ホールドがＯＮになるまでの時間をずらすことで、読み出し・増幅時間を変更してもよい。また、アンプ出力安定待ち時間およびゲートＯＮの時間の両方を変更して、読み出し・増幅時間を変更してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】実施例に係るＸ線撮影装置の概略ブロック図である。
【図２】Ｘ線撮影装置のＸ線変換層周辺の概略断面図である。
【図３】Ｘ線撮影装置のアンプ・Ａ／Ｄ変換回路内のデータの流れを模式化した概略ブロック図である。
【図４】（ａ）は、実施例に係る各撮影モードにおける読み出し間隔のタイミングチャートであって、（ｂ）は、読み出し間隔を細分化したタイミングチャートである。
【図５】変形例に係る読み出し間隔を細分化したタイミングチャートである。
【図６】従来のＸ線撮影装置の概略ブロック図である。
【図７】従来のＸ線撮影装置の概略ブロック図である。
【符号の説明】
【００６０】
２  …  検出素子用回路
２３  …  Ｘ線変換層
３  …  アンプ・Ａ／Ｄ変換回路
５  …  コントローラ
【図１】
2006304211.tif 000003
【図２】
2006304211.tif 000004
【図３】
2006304211.tif 000005
【図４】
2006304211.tif 000006
【図５】
2006304211.tif 000007
【図６】
2006304211.tif 000008
【図７】
2006304211.tif 000009