(57)【要約】【課題】  フレームレートが速く、オフセットの揺らぎを抑え、かつ解像力の低下を抑制することができる放射線撮像装置及びその制御方法を提供する。【解決手段】  オフセット読み出し期間では、Ｘ線を照射させずに読み出し動作を行い、Ｘ線読み出し期間と比べゲートパルスのタイミングのみが相違する。即ち、Ｘ線読み出しでは、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、・・・、Ｇ６と、順次スイッチ素子をオン／オフするが、オフセット読み出し期間では、Ｇ１とＧ２との組み合わせ、Ｇ３とＧ４との組み合わせ、Ｇ５とＧ６との組み合わせのように、２行分まとめてスイッチ素子（ＴＦＴ）をオンとし、画素加算を行う。このように２行まとめてオンすることにより、Ｘ線読み出し期間に比べ、半分の時間で読み出しを行うことができる。【選択図】  図１
2006267093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を電気信号に変換する複数の変換素子が行及び列状に配列された変換回路部と、前記変換回路部を駆動制御する駆動回路と、前記変換回路部からの前記電気信号を読み出す読み出し回路と、前記読み出し回路から出力された前記電気信号を処理する信号処理部と、を含む放射線撮像装置であって
前記放射線撮像装置は、照射された放射線に基づく被写体像を前記変換回路部によって検出して前記被写体像に基づく信号を前記読み出し回路により読み出す被写体像読み出し動作と、前記放射線が照射されていない期間に前記変換回路部によりオフセットデータを検出して前記オフセットデータに基づく信号を前記読み出し回路により読み出すオフセットデータ読み出し動作を有し、
前記駆動回路は、前記被写体像読み出し動作において前記駆動回路がまとめて駆動制御する行数をｎ（ｎは１以上の自然数の自然数）、前記オフセットデータ読み出し動作において前記駆動回路がまとめて駆動制御する行数をｍ（ｍは１以上の自然数）、とすると、
ｎ＜ｍ
となるよう前記変換回路部を制御することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線撮像装置であって、ここで前記駆動回路は、前記被写体像読み出し動作では行ごとに前記変換素子からの前記被写体像に基づく信号を読み出し、前記オフセットデータ読み出し動作では前記変換素子からの前記オフセットデータに基づく信号を複数行同時に加算して読み出すように、前記変換回路部を制御することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項３】
請求項１に記載の放射線撮像装置であって、ここで前記駆動回路は、前記被写体像読み出し動作の期間及び前記オフセットデータ読み出し動作の期間に、前記変換素子の電気信号を複数行同時に加算して読み出すよう前記変換回路部を制御し、前記オフセットデータ読み出し動作の期間に加算する行数が、前記被写体像読み出し動作の期間に加算する行数より多くなるよう前記変換回路部を制御することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項４】
請求項１に記載の放射線撮像装置であって、ここで前記信号処理手段は、前記オフセットデータに基づく信号から前記オフセットデータを生成するオフセットデータ生成部を有することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項５】
放射線を照射する放射線源と、
放射線を検出する請求項１に記載の放射線撮像装置と、
前記放射線撮像装置から出力された信号に対して画像処理を施す画像処理部と、
前記画像処理部により処理された後の画像データを表示する表示部と、
前記放射線撮像装置を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記被写体像読み出し動作の期間より前記オフセットデータ読み出し動作の期間が短くなるように、前記駆動回路、前記変換回路部、及び前記読み出し回路を制御することを特徴とする放射線撮像システム。
【請求項６】
放射線を照射する放射線源と、放射線を電気信号に変換する複数の変換素子が行及び列状に配列された変換回路部と、前記変換回路部を駆動制御する駆動回路と、前記変換回路部からの前記電気信号を読み出す読み出し回路と、前記読み出し回路から出力された前記電気信号を処理する信号処理部と、前記駆動回路、前記変換回路部、前記読み出し回路及び前記信号処理部を制御する制御部とを含む放射線撮像システムであって、
前記放射線撮像システムは、照射された放射線に基づく被写体像を前記変換回路部によって検出して前記被写体像に基づく信号を前記読み出し回路により読み出す被写体像読み出し動作と、前記放射線が照射されていない期間に前記変換回路部によりオフセットデータを検出して前記オフセットデータに基づく信号を前記読み出し回路により読み出すオフセットデータ読み出し動作を有し、
前記制御部は、前記被写体像読み出し動作において前記駆動回路がまとめて駆動制御する行数をｎ（ｎは１以上の自然数）、前記オフセットデータ読み出し動作において前記駆動回路がまとめて駆動制御する行数をｍ（ｍは１以上の自然数）、とすると、
ｎ＜ｍ
となるよう前記駆動回路、前記変換回路部、及び前記読み出し回路を制御することを特徴とする放射線撮像システム。
【請求項７】
請求項６に記載の放射線撮像システムであって、ここで制御部は、前記被写体像読み出し動作では行ごとに前記変換素子からの前記被写体像に基づく信号を読み出し、前記オフセットデータ読み出し動作では前記変換素子からの前記オフセットデータに基づく信号を複数行同時に加算して読み出すように、前記駆動回路、前記変換回路部、及び前記読み出し回路を制御することを特徴とする放射線撮像システム。
【請求項８】
請求項６に記載の放射線撮像装置であって、ここで前記制御部は、前記被写体像読み出し動作の期間及び前記オフセットデータ読み出し動作の期間に、前記変換素子の電気信号を複数行同時に加算して読み出すよう前記変換回路部を制御し、前記オフセットデータ読み出し動作の期間に加算する行数が、前記被写体像読み出し動作の期間に加算する行数より多くなるよう前記駆動回路、前記変換回路部、及び前記読み出し回路を制御することを特徴とする放射線撮像システム。
【請求項９】
請求項６に記載の放射線撮像装置であって、ここで前記信号処理手段は、前記オフセットデータに基づく信号から前記オフセットデータを生成するオフセットデータ生成部を有することを特徴とする放射線撮像システム。
【請求項１０】
放射線撮像システムの制御方法であって、
照射された放射線に基づく被写体像を変換回路部によって検出して被写体像に基づく信号を駆動回路によって前記変換回路部を駆動して読み出し回路に読み出す被写体像読み出し動作と、
前記放射線が照射されていない期間に前記変換回路部によりオフセットデータを検出して前記オフセットデータに基づく信号を前記駆動回路によって前記変換回路部を駆動して前記読み出し回路に読み出すオフセットデータ読み出し動作を有し、
前記被写体像読み出し動作において前記駆動回路がまとめて駆動制御する行数をｎ（ｎは１以上の自然数）、前記オフセットデータ読み出し動作において前記駆動回路がまとめて駆動制御する行数をｍ（ｍは１以上の自然数）、とすると、
ｎ＜ｍ
となることを特徴とする放射線撮像システムの制御方法。
【請求項１１】
放射線撮像システムの制御をコンピュータに実行させるプログラムであって、
コンピュータに、放射線に基づく被写体像を変換回路部によって検出して被写体像に基づく信号を駆動回路によって前記変換回路部を駆動して読み出し回路に読み出す被写体像読み出し動作と、前記放射線が照射されていない期間に前記変換回路部によりオフセットデータを検出して前記オフセットデータに基づく信号を前記駆動回路によって前記変換回路部を駆動して前記読み出し回路に読み出すオフセットデータ読み出し動作とを、放射線撮像装置に行わせるよう実行させ、
前記被写体像読み出し動作において前記駆動回路がまとめて駆動制御する行数をｎ（ｎは１以上の自然数）、前記オフセットデータ読み出し動作において前記駆動回路がまとめて駆動制御する行数をｍ（ｍは１以上の自然数）、とすると、
ｎ＜ｍ
となるよう実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療用の診断や工業用の非破壊検査等に用いて好適な放射線撮像装置及びその制御方法に関する。なお、本発明においては、Ｘ線、γ線などの電磁波やα線、β線も放射線に含めるものとする。
【背景技術】
【０００２】
現在、医療におけるＸ線の静止画撮影系では、患者にＸ線を照射し、その透過Ｘ線像をフィルムに露光するフィルム方式が主流になっている。フィルムは、情報を表示及び記録する機能を有し、大面積化でき、階調性が高く、しかも軽量で取り扱いが容易であるため、世界中に普及している。反面、現像工程を要する煩雑さ、長期にわたる保管場所の問題、検索に人手と時間を要する問題点を残している。
【０００３】
一方、動画像の撮影系では、イメージ・インテンシファイア（以下Ｉ．Ｉ．と略記する）が主流となっている。Ｉ．Ｉ．は装置内部で光電子増倍作用を利用しているため、一般に感度が高く、被曝線量の観点で優れている。反面、光学系の影響による周辺画像の歪み、低コントラスト、装置が大きいといった短所が指摘されている。Ｉ．Ｉ．では、患者の透視画像を医師がモニタするだけでなく、ＣＣＤのアナログ出力をディジタル変換して、記録、表示、保管することも可能である。しかし、診断には高い階調性が求められるため、透視画像にＩ．Ｉ．を用いても、静止画撮影においては、フィルムを用いている例が多い。
【０００４】
最近では、病院内でのＸ線画像のディジタル化の要求が高まりつつある。そのためフィルムの替わりに、撮像素子を２次元アレー状に配置させたＸ線検出素子を用い、Ｘ線量を電気信号に変換するＸ線撮像装置（ＦＰＤ：Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）が使われ始めている。これは、Ｘ線画像をディジタル情報に置き換えることができるため、画像情報を遠方に、しかも瞬時に伝送することが可能である。このため、遠方にいながら都心の大学病院に匹敵する高度な診断が受けられる長所がある。フィルムを用いなければ、病院内でフィルムの保管スペースが省ける長所もある。将来では、優れた画像処理技術を導入できれば、放射線医師を介さず、コンピュータを用いた自動診断化の可能性が大いに期待されている。
【０００５】
そして近年、撮像素子にアモルファスシリコンなどの非単結晶薄膜半導体を用い、静止画像を撮影できる放射線撮像装置が実用化された。非単結晶薄膜半導体の作製技術を用い、人体胸部の大きさをカバーする４０ｃｍ角を超える大面積化が実現されている。また、その作製プロセスが比較的容易であるため、将来的には安価な検出装置の提供が期待されている。しかもアモルファスシリコンなどの非単結晶薄膜半導体は１ｍｍ以下の薄いガラスに作製可能であるため、ディテクタとしての厚さを非常に薄く作製できる長所がある。
【０００６】
このようなＸ線撮像装置は、Ｘ線を電気信号に変換する複数の変換素子がマトリクス状に配列された変換回路と、この変換回路からの前記電気信号を読み出すための読み出し回路とを有している。
【０００７】
図１０は、光電変換素子及びスイッチ素子の材料にアモルファスシリコン半導体薄膜を用いて構成した従来の光電変換基板の２次元的構成を示す回路図である。但し、説明を簡単化するために３×３＝９画素分で記載してある。
【０００８】
図１０において、Ｓ１−１〜Ｓ３−３は変換素子である光電変換素子、Ｔ１−１〜Ｔ３−３はスイッチ素子（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、Ｇ１〜Ｇ３はＴＦＴをオン／オフさせるためのゲート配線、Ｍ１〜Ｍ３は信号配線、Ｖｓ線は光電変換素子に蓄積バイアスを与えるための配線である。この従来例では、光電変換素子Ｓ１−１〜Ｓ３−３、スイッチ素子Ｔ１−１〜Ｔ３−３、ゲート配線Ｇ１〜Ｇ３、信号配線Ｍ１〜Ｍ３及びＶｓ線が変換回路部７０１に含まれている。Ｖｓ線は、電源Ｖｓによりバイアスされる。ＳＲ１はゲート配線Ｇ１〜Ｇ３に駆動用のパルス電圧を与えるシフトレジスタであり、ＴＦＴのオン／オフを切り替える電圧Ｖｇは外部から供給される。
【０００９】
読み出し用回路部７０２は、変換回路部内の信号配線Ｍ１〜Ｍ３の並列信号出力を増幅し、直列変換して出力する。ＲＥＳ１〜ＲＥＳ３は信号配線Ｍ１〜Ｍ３をリセットするスイッチ、Ａ１〜Ａ３は信号配線Ｍ１〜Ｍ３の信号を増幅するアンプ、ＣＬ１〜ＣＬ３はアンプＡ１〜Ａ３により増幅された信号を一時的に記憶するサンプルホールド容量、Ｓｎ１〜Ｓｎ３はサンプルホールドするためのスイッチ、Ｂ１〜Ｂ３はバッファアンプ、Ｓｒ１〜Ｓｒ３は並列信号を直列変換するためのスイッチ、ＳＲ２はスイッチＳｒ１〜Ｓｒ３に直列変換するためのパルスを与えるシフトレジスタ、１０４は直列変換された信号を出力するバッファアンプである。
【００１０】
次に、図１０に示す変換装置の動作について説明する。図１１は、図１０に示す従来の光電変換装置の動作を示すタイムチャートである。
【００１１】
先ず、変換期間（Ｘ線照射期間）について説明する。ＴＦＴの全てがオフとなっている状態において、光源（Ｘ線）がパルス的にオンすると、放射線が波長変換体（不図示）によって光電変換素子が感知可能な波長帯域の光に波長変換される。そして、夫々の光電変換素子に光が照射され、光の量に対応した信号電荷が素子容量に蓄積される。なお、変換素子としてＸ線を感知可能な素子を用いた場合には、波長変換体は必要なく変換素子によりＸ線の量に応じた信号電荷が蓄積される。なお、光源がオフした後でも素子容量に光電変換された信号電荷は保持される。
【００１２】
次に、読み出し期間について説明する。読み出し動作は、Ｓ１−１〜Ｓ１−３の１行目、次にＳ２−１〜Ｓ２−３の２行目、次にＳ３−１〜Ｓ３−３の３行目の順で行われる。先ず、Ｓ１−１〜Ｓ１−３の１行目を読み出しするためにスイッチ素子（ＴＦＴ）Ｔ１−１〜Ｔ１−３のゲート配線Ｇ１にシフトレジスタＳＲ１からゲートパルスを与える。これにより、Ｔ１−１〜Ｔ１−３がオン状態になり、Ｓ１−１〜Ｓ１−３に蓄積されていた信号電荷が、信号配線Ｍ１〜Ｍ３に転送される。Ｍ１〜Ｍ３の信号配線には、読み出し容量ＣＭ１〜ＣＭ３が付加されており、信号電荷はＴＦＴを介し、読み出し容量ＣＭ１〜ＣＭ３に転送されることになる。例えば、信号配線Ｍ１の付加されている読み出し容量ＣＭ１は、Ｍ１に接続されているＴ１−１〜Ｔ３−１のゲート−ソース間の電極間容量（Ｃｇｓ）の総和（３個分）である。Ｍ１〜Ｍ３に転送された信号電荷は、アンプＡ１〜Ａ３で増幅される。そして、容量ＣＬ１〜ＣＬ３に転送され、ＳＭＰＬ信号をオフするとともにホールドされる。
【００１３】
次に、シフトレジスタＳＲ２からスイッチＳｒ１、Ｓｒ２、Ｓｒ３の順番で、パルスを印加することにより、ＣＬ１〜ＣＬ３にホールドされていた信号が、ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３の順でアンプ１０４から出力される。Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３のアナログ信号出力がアンプ１０４から出力されることから、シフトレジスタＳＲ２とスイッチＳｒ１〜Ｓｒ３とを含めてアナログマルチプレクサと称する。結果として、Ｓ１−１、Ｓ１−２、Ｓ１−３の１行分の光電変換信号がアナログマルチプレクサにより順次出力されることになる。Ｓ２−１〜Ｓ２−３の２行目の読み出し動作、Ｓ３−１〜Ｓ３−３の３行目の読み出し動作も同様に行われる。
【００１４】
１行目のＳＭＰＬ信号によりＭ１〜Ｍ３の信号をＣＬ１〜ＣＬ３にサンプルホールドすれば、Ｍ１〜Ｍ３をＣＲＥＳ信号によりＧＮＤ電位にリセットし、その後にＧ２のゲートパルスを印加することができる。即ち、１行目の信号をシフトレジスタＳＲ２により直列変換動作をする間に、同時に光電変換素子Ｓ２−１〜Ｓ２−３の２行目の信号電荷をシフトレジスタＳＲ１により転送することができる。
【００１５】
以上の動作により、第１行から第３行全ての光電変換素子の信号電荷を出力することができる。以上述べてきた光電変換回路の動作において、Ｘ線の画像を読み取ることができるが、実際に読み出した画像には光電変換回路や読み出し回路で生成されるオフセットが含まれる。
【００１６】
オフセットの要因はいくつかあり、主に以下の２つの要因がある。即ち、（Ａ）変換素子のダーク電流、（Ｂ）読み出し回路のアンプ（例えばＡ１〜Ａ３）のオフセット電圧等がある。そのため、Ｘ線を照射した画像は、オフセット成分が含まれているので、それを取り除かなければならない。この操作はオフセット補正とよばれる。
【００１７】
静止画を撮影する際は、Ｘ線を照射したＸ線画像を１枚撮影し、その後、Ｘ線を照射しないオフセット画像を１枚撮影し、Ｘ線画像からオフセット画像を差し引くことによりオフセット補正は行われる。オフセット撮影は、Ｘ線撮影と比べると、Ｘ線を照射しないだけで、駆動にはまったく同じ方法が用いられる（特許文献１）。つまり１枚分のオフセットを取得するために全画素分のオフセット成分を読み出す必要がある。
【００１８】
動画像撮影の場合には、最初に１枚Ｘ線を照射しないオフセット画像を撮影し、その後、連続してＸ線撮影し、最初に撮影したオフセット画像によりＸ線画像を補正する方法（連続撮影法）と、Ｘ線画像とオフセット画像を交互に撮影し、その都度、Ｘ線画像からオフセット画像差し引き補正を行う方法（間欠撮影法）とがある。前者は、オフセット画像を１枚しか撮影せず、その後連続してＸ線画像を撮影できるため、フレームレートが速い。それに対し、後者は、Ｘ線画像とオフセット画像を交互に撮影するため、フレームレートが遅くなる（フレームレートが半分になる）という欠点がある。
【００１９】
しかし、動画撮影では、経時的にオフセットがゆらぐという特性がある。このゆらぎについては、特許文献２に記載されている。ここで、この特性について説明する。特許文献２によれば、動画撮影時、特に透視撮影において、撮影毎にオフセットが変動し、画質が劣化すると記載されている。特許文献２では、このオフセットのゆらぎに対し、間欠撮影法を採用し、Ｘ線撮影とオフセット撮影とを交互に行い、オフセット画像を更新していくことにより対応している。
【００２０】
図１２（ａ）〜（ｄ）は、特許文献２に記載された制御方法を示すタイミングチャートであり、以下、この内容について簡潔に説明する。図１２は、横方向に時間軸を取ったタイミングチャートであるが、先ず、「ＦＰＤ収集」によりＸ線を被写体に照射し、Ｘ線画像を撮影する。次に、「校正データ収集」によりオフセットデータを撮影し、それ以前に収集していたオフセットデータ（図示せず）と加算平均を行い、平均したオフセットデータを新たなオフセットデータとし更新する。次いで、再度の「ＦＰＤ収集」によりＸ線を照射した被写体画像を撮影し、この被写体撮影画像を先の更新したオフセットデータでオフセット補正を行う。このように「ＦＰＤ収集（Ｘ線撮影）」と「校正データ収集（オフセット撮影）」とを交互に行うことにより、オフセットデータを随時更新し、ゆらぎを抑えている。
【００２１】
このように、間欠撮影法を採用することにより、オフセットのゆらぎを抑えることができるが、フレームレートが遅くなるという欠点がある。
【００２２】
また、フレームレートを速くするための方法として画素加算という手法がある。図１３（ａ）及び（ｂ）は、画素加算の内容を示すタイミングチャートである。図１３（ａ）は、通常の撮影方法で、図１０中の３個のＧ１〜Ｇ３を６個のＧ１〜Ｇ６に拡大したものであり、図１３（ｂ）は画素加算の動作例である。画素加算とは、複数ラインを同時に読み出す方法であり、図１３（ｂ）では、ゲート配線を２ライン同時ＯＮし、２ライン分同時に出力される。この方法により、読み出し時間が半分になり、フレームレートを２倍にすることができる。しかし、２ライン分同時に出力されるため、１画素の面積が２倍になり、センサの解像力が低下する。図１３に示す例では、ゲートラインを２本同時にＯＮすることにより、画素加算しているが、３本、４本と増やすことにより、フレームレートも３倍、４倍となる。
【特許文献１】特開平１０−３２７３１７号公報
【特許文献２】特開２００２−３０１０５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
このように、連続撮影法には、フレームレートは速いが、オフセットのゆらぎにより、画質が劣化するという問題がある。また、間欠撮影法には、オフセットのゆらぎを抑えることはできるが、フレームレートが遅くなるという問題がある。更に、画素加算法では、フレームレートを速くすることができるが、解像力が低下してしまうという問題がある。特にアモルファスシリコンなどの非単結晶半導体をスイッチ素子に用いた場合には、スイッチ素子の転送時間が大きいために、更にフレームレートの遅延が大きな問題となる。
【００２４】
本発明は、以上の問題点を鑑み、フレームレートが速く、オフセットの揺らぎを抑え、かつ解像力の低下を抑制することができる放射線撮像装置及びその制御方法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】
【００２５】
本願発明者は、前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下に示す発明の諸態様に想到した。
【００２６】
本発明の放射線撮像装置は、放射線を電気信号に変換する複数の変換素子が行及び列状に配列された変換回路部と、前記変換回路部を駆動制御する駆動回路と、前記変換回路部からの前記電気信号を読み出す読み出し回路と、前記読み出し回路から出力された前記電気信号を処理する信号処理部とを含み、照射された放射線に基づく被写体像を前記変換回路部によって検出して前記被写体像に基づく信号を前記読み出し回路により読み出す被写体像読み出し動作と、前記放射線が照射されていない期間に前記変換回路部によりオフセットデータを検出して前記オフセットデータに基づく信号を前記読み出し回路により読み出すオフセットデータ読み出し動作を有し、そして、前記駆動回路は、前記被写体像読み出し動作において前記駆動回路がまとめて駆動制御する行数をｎ（ｎは１以上の自然数）、前記オフセットデータ読み出し動作において前記駆動回路がまとめて駆動制御する行数をｍ、とすると、ｎ＜ｍとなるよう前記変換回路部を制御することを特徴とするものである。
【００２７】
また、本発明の放射線撮像システムは、放射線を照射する放射線源と、放射線を電気信号に変換する複数の変換素子が行及び列状に配列された変換回路部と、前記変換回路部を駆動制御する駆動回路と、前記変換回路部からの前記電気信号を読み出す読み出し回路と、前記読み出し回路から出力された前記電気信号を処理する信号処理部と、前記駆動回路、前記変換回路部、前記読み出し回路及び前記信号処理部を制御する制御部と、を含み、照射された放射線に基づく被写体像を前記変換回路部によって検出して前記被写体像に基づく信号を前記読み出し回路により読み出す被写体像読み出し動作と、前記放射線が照射されていない期間に前記変換回路部によりオフセットデータを検出して前記オフセットデータに基づく信号を前記読み出し回路により読み出すオフセットデータ読み出し動作を有し、そして、前記制御部は、前記被写体像読み出し動作において前記駆動回路がまとめて駆動制御する行数をｎ（ｎは１以上の自然数）、前記オフセットデータ読み出し動作において前記駆動回路がまとめて駆動制御する行数をｍ、とすると、ｎ＜ｍとなるよう前記駆動回路、前記変換回路部、及び前記読み出し回路を制御することを特徴とするものである。
【００２８】
また、本発明の放射線撮像システムの制御方法は、照射された放射線に基づく被写体像を変換回路部によって検出して被写体像に基づく信号を駆動回路によって前記変換回路部を駆動して読み出し回路に読み出す被写体像読み出し動作と、前記放射線が照射されていない期間に前記変換回路部によりオフセットデータを検出して前記オフセットデータに基づく信号を前記駆動回路によって前記変換回路部を駆動して前記読み出し回路に読み出すオフセットデータ読み出し動作を有し、ここで、前記被写体像読み出し動作において前記駆動回路がまとめて駆動制御する行数をｎ（ｎは１以上の自然数）、前記オフセットデータ読み出し動作において前記駆動回路がまとめて駆動制御する行数をｍ（ｍは１以上の自然数）、とすると、ｎ＜ｍとなることを特徴とするものである。
【００２９】
また、本発明の放射線撮像システムの制御をコンピュータに実行させるプログラムでは、コンピュータに、放射線に基づく被写体像を変換回路部によって検出して被写体像に基づく信号を駆動回路によって前記変換回路部を駆動して読み出し回路に読み出す被写体像読み出し動作と、前記放射線が照射されていない期間に前記変換回路部によりオフセットデータを検出して前記オフセットデータに基づく信号を前記駆動回路によって前記変換回路部を駆動して前記読み出し回路に読み出すオフセットデータ読み出し動作とを、放射線撮像装置に行わせるよう実行させ、そして、前記被写体像読み出し動作において前記駆動回路がまとめて駆動制御する行数をｎ（ｎは１以上の自然数）、前記オフセットデータ読み出し動作において前記駆動回路がまとめて駆動制御する行数をｍ（ｍは１以上の自然数）、とすると、ｎ＜ｍとなるよう実行させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、従来の間欠撮影法よりもフレームレートを速くしつつ、従来の連続撮影法で発生するオフセットの揺らぎを抑えることができる。更に、従来の画素加算法による解像力の低下を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に、本発明の実施形態について添付の図面を参照して具体的に説明する。
【００３２】
（第１の実施形態）
先ず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る放射線撮像装置のブロック図である。図２（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る放射線撮像装置の２次元的な回路構成を示す図である。但し、図２（Ａ）には、説明を簡単化するために６×６＝３６画素分を記載している。
【００３３】
第１の実施形態では、変換素子としての光電変換素子にアモルファスシリコン薄膜半導体を用いて可視光を捕らえ電気信号に変換する構成を用いる。また、制御に関し、動画撮影モードと静止画撮影モードとを選択的に設定自在とされているものとする。なお、図２（Ａ）には、Ｘ線を可視光に変換する蛍光体は図示していない。また、本実施形態ではＸ線撮像装置について説明するが、本発明はこれに限定されることはなく、α線、β線、γ線等も放射線の範疇に含むものとする。
【００３４】
図１において、１００は放射線撮像装置、１０１は変換回路、１０２はシフトレジスタなどの駆動回路、１０７は読み出し用回路、１０８は信号処理回路である。変換回路１０１は図２（Ａ）において後ほど詳細に説明する。信号処理回路１０８は、画像データを記憶する画像データ用メモリ１０９と、オフセットデータを記憶するオフセットデータ用メモリ１１０と、オフセットデータ用メモリ１１０からのデータに基づいて１画像分のオフセットデータを生成するオフセットデータ生成部１１１と、画像データ用メモリ１０９からの出力からオフセットデータ生成部１１１の出力を減算する演算部１１２により構成されている。Ｘ線発生装置１２０には、Ｘ線管球１２１とＸ線絞り１２３とが含まれる。Ｘ線管球１２１は撮像制御部２１４に制御された高圧発生電源１２４によって駆動され、Ｘ線ビーム１２５を放射する。Ｘ線絞り１２３は撮像制御部１１４により駆動され、撮像領域の変更に伴い、不必要なＸ線照射を行わないようにＸ線ビーム１２５を整形する。
【００３５】
１１４は撮像制御部であり、その指示に基づき放射線源であるＸ線発生装置１２０及び放射線撮像装置１００を駆動して被写体の放射線画像データを取り込む。取り込まれた被写体の放射線画像データは画像データ用メモリ１０９に記憶される。更に撮像制御部に１１４よりＸ線発生装置１２０を駆動しない状態で放射線撮像装置１００が駆動され、オフセットデータを取り込む。取り込まれたオフセットデータはオフセットデータ用メモリ１１０に記憶され、オフセットデータ用メモリ１１０からのデータに基づいて生成するオフセットデータ生成部１１１で１画像分のオフセットデータを生成する。放射線画像データと生成された１画像分のオフセットデータとを減算処理することによりオフセット補正を行い、オフセット補正された放射線画像データが取得される。なお、本実施形態ではオフセットデータをオフセットデータ用メモリ１１０に取り込んでからオフセットデータ生成部１１１にて１画像分のオフセットデータを生成する形態を説明した。しかしながら本発明はこれに限定されるものではなく、取り込まれたオフセットデータを先にオフセットデータ生成部１１１にて１画像分のオフセットデータを生成し、生成された１画像分のオフセットデータをオフセットデータ用メモリ１１０で記憶する形態でもよい。また、本実施形態のオフセットデータ生成部１１１によって生成された１画像分のオフセットデータを記憶するためのメモリ（不図示）を別途設けてもよい。
【００３６】
図２（Ａ）において、Ｓ１−１〜Ｓ６−６はマトリクス状に配列された変換素子である光電変換素子、Ｔ１−１〜Ｔ６−６はスイッチ素子（ＴＦＴ）、Ｇ１〜Ｇ６はＴＦＴをオン／オフさせるためのゲート配線、Ｍ１〜Ｍ６は信号配線である。光電変換素子はフォトダイオードと容量とを並列接続で表記しており、逆方向バイアスが印加される。即ち、フォトダイオ−ドのカソード電極側は＋（プラス）にバイアスされる。バイアス配線は通常共通の配線であるが、図１では、簡略化のため個別のものとして表してある。
【００３７】
光電変換素子により光電変換されて生成された電荷は容量に蓄積される。本実施形態では、Ｓ１−１〜Ｓ６−６、Ｔ１−１〜Ｔ６−６、Ｇ１〜Ｇ６、Ｍ１〜Ｍ６、Ｖｓ線を総じて変換回路（放射線検出回路）１０１とよぶこととする。１０２はゲート配線Ｇ１〜Ｇ６にパルスを印加し、光電変換素子Ｓ１−１〜Ｓ６−６を駆動制御するシフトレジスタ、１０７は変換回路１０１内のＭ１〜Ｍ６の並列信号出力を増幅し、直列変換して出力するための読み出し用回路、１０８は読み出し用回路１０７から出力された電気信号を処理する信号処理回路である。
【００３８】
各光電変換素子は、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を有している。その波長変換体は、Ｇｄ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ及びＣｓＩのうちから選ばれた１種を母体材料として構成され、光電変換素子は、アモルファスシリコンを主材料として構成されている。また、変換素子として、前記波長変換体を介さず放射線を吸収して直接的に電気信号に変換する素子を有して構成してもよい。その素子は、主たる材料として、アモルファスセレン、ヒ素化ガリウム、ヨウ化水銀、ヨウ化鉛から選ばれた１種を用いて構成される。なお、ここでは記載の便宜上、上述のように、６×６画素分の光電変換素子を例示したが、実際の構成では更に多数の光電変換素子が配列される。
【００３９】
図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の読み出し用回路１０７の内部構造を示す回路図である。図２（Ｂ）において、ＲＥＳ１〜ＲＥＳ６はＭ１〜Ｍ６をリセットするスイッチ、Ａ１〜Ａ６はＭ１〜Ｍ６の信号を増幅するアンプ、ＣＬ１〜ＣＬ６はＡ１〜Ａ６で増幅された信号を一時的に記憶するサンプルホールド容量、Ｓｎ１〜Ｓｎ６はサンプルホールドするためのスイッチ、Ｂ１〜Ｂ６はバッファアンプ、Ｓｒ１〜Ｓｒ６は並列信号を直列変換するためのスイッチ、１０３は、Ｓｒ１〜Ｓｒ６に直列変換するためのパルスを与えるシフトレジスタ、１０４は直列変換された信号を出力するバッファアンプである。
【００４０】
次に、上述のように構成されたＸ線撮像装置の動作について説明する。図３は、変換回路１０１及び読み出し回路１０７を駆動する方法を示すタイミングチャートである。
【００４１】
先ず、変換期間（Ｘ線照射期間）について説明する。ＴＦＴの全てがオフとなっている状態において、光源（Ｘ線）がパルス的にオンすると、放射線が波長変換体（不図示）によって光電変換素子が感知可能な波長帯域の光に波長変換される。そして、夫々の光電変換素子に光が照射され、光の量に対応した信号電荷が素子容量に蓄積される。なお、変換素子としてＸ線を感知可能な素子を用いた場合には、波長変換体は必要なく変換素子によりＸ線の量に応じた信号電荷が蓄積される。なお、光源がオフした後でも素子容量に光電変換された信号電荷は保持される。
【００４２】
次に、Ｘ線読み出し期間について説明する。Ｘ線読み出し動作は、Ｓ１−１〜Ｓ１−６の１行目、次にＳ２−１〜Ｓ２−６の２行目、次にＳ３−１〜Ｓ３−６の３行目の順に６行目まで行われる。先ず、Ｓ１−１〜Ｓ１−６の１行目を読み出しするためにスイッチ素子（ＴＦＴ）Ｔ１−１〜Ｔ１−６のゲート配線Ｇ１にＳＲ１からゲートパルスを与える。これにより、Ｔ１−１〜Ｔ１−６がオン状態になり、Ｓ１−１〜Ｓ１−６に蓄積されていた信号電荷が、信号配線Ｍ１〜Ｍ６に転送される。Ｍ１〜Ｍ６の信号配線には、読み出し容量ＣＭ１〜ＣＭ６が付加されており、信号電荷はＴＦＴを介し、読み出し容量ＣＭ１〜ＣＭ６に転送されることになる。例えば、信号配線Ｍ１の付加されている読み出し容量ＣＭ１は、Ｍ１に接続されているＴ１−１〜Ｔ６−１のゲート−ソース間の電極間容量（Ｃｇｓ）の総和（６個分）である。Ｍ１〜Ｍ６に転送された信号電荷は、アンプＡ１〜Ａ６で増幅される。そして、増幅された信号は、容量ＣＬ１〜ＣＬ６に転送され、ＳＭＰＬ信号をオフするとともにホールドされる。
【００４３】
次に、シフトレジスタ１０３からスイッチＳｒ１、Ｓｒ２、Ｓｒ３、Ｓｒ４、Ｓｒ５、Ｓｒ６の順番で、パルスを印加することにより、ＣＬ１〜ＣＬ６にホールドされていた信号が、ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３、ＣＬ４、ＣＬ５、ＣＬ６の順でアンプ１０４から出力される。アナログ信号出力が１０４のアンプから順次出力されることから、シフトレジスタ１０３とスイッチＳｒ１〜Ｓｒ６とを含めてアナログマルチプレクサと称する。結果として、Ｓ１−１〜Ｓ１−６の１行分の光電変換信号がアナログマルチプレクサにより順次出力されることになる。Ｓ２−１〜Ｓ２−６の２行目の読み出し動作、Ｓ３−１〜Ｓ３−６の３行目の読み出し動作、以降４行目〜６行目までも同様に行われる。
【００４４】
１行目のＳＭＰＬ信号によりＭ１〜Ｍ６の信号をＣＬ１〜ＣＬ６にサンプルホールドすれば、Ｍ１〜Ｍ６をＣＲＥＳ信号によりＧＮＤ電位にリセットし、その後にＧ２のゲートパルスを印加することができる。即ち、１行目の信号をアナログマルチプレクサにより直列変換動作をする間に、同時に光電変換素子Ｓ２−１〜Ｓ２−６の２行目の信号電荷を転送することができる。
【００４５】
以上述べてきた読み出し動作により、Ｘ線の画像を読み出すことができるが、上述のように、実際にそのままの画像には変換回路や読み出し回路で生成されるオフセットが含まれるため、オフセット撮影を行い、オフセット成分を取り除かなくてはならない。
【００４６】
次に、オフセット読み出し期間について説明する。オフセット読み出し期間では、Ｘ線を照射させずに読み出し動作を行い、Ｘ線読み出し期間と比べゲートパルスのタイミングのみが相違する。即ち、Ｘ線読み出しでは、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、・・・、Ｇ６と、順次スイッチ素子をオン／オフするが、オフセット読み出し期間では、Ｇ１とＧ２との組み合わせ、Ｇ３とＧ４との組み合わせ、Ｇ５とＧ６との組み合わせのように、２行分まとめてスイッチ素子（ＴＦＴ）をオンとし、画素加算を行う。
【００４７】
従来の間欠撮影法では、Ｘ線照射後の読み出しとオフセット読み出しとの間で、同じ読み出し方法を用いていたが、第１の実施形態では、オフセット読み出し期間を短縮するために、２行まとめてスイッチ素子（ＴＦＴ）をオン状態とする。このように２行まとめてオンすることにより、Ｘ線読み出し期間に比べ、半分の時間で読み出しを行うことができる。この結果、「Ｘ線読み出し期間＋オフセット読み出し期間」の組み合わせに要する時間を従来のものと比較すると、本実施形態によれば、０．７５倍まで読み出し時間を短縮することができ、約１．３倍フレームレートを上げることができる。即ち、従来の間欠撮影法での各読み出し時間を１とすると、読み出しに要する総時間は、「Ｘ線読み出し時間＋オフセット読み出し時間＝１＋１＝２」となるのに対し、第１の実施形態では、「Ｘ線読み出し時間＋オフセット読み出し時間＝１＋０．５＝１．５」となるため、時間が０．７５倍（１．５／２）まで短縮され、フレームレートが約１．３倍（２／１．５）向上する。
【００４８】
また、まとめて読み出す行を３行、４行と増せば、オフセット読み出し期間を更に短くすることができる。このため、オフセット読み出しの画素加算数を増すほど、間欠撮影法のフレームレートを連続撮影法のフレームレートに近づけることができる。
【００４９】
また、第１の実施形態では、Ｘ線撮影とオフセット撮影とを交互に行う間欠撮影法を採用しているため、オフセットの揺らぎを抑えることができる。
【００５０】
更に、オフセット撮影の時のみ画素加算を行っているため、Ｘ線情報は画素加算されず、解像度の低下を防止することができる。
【００５１】
但し、第１の実施形態のように、オフセット撮影を２行まとめて読み出すと、２画素分出力されるため、１画素分に補正をする必要がある。また、オフセット読み出しのみについて画素加算を行うと、センサの蓄積時間が変化する。図４は、蓄積時間の変化を示す図である。蓄積時間とは、ＴＦＴをオフしてからオンにするまでの時間のことであり、センサの暗電流がこの期間センサに蓄積される。このため、ＴＦＴのオフからオンまでの時間が長くなると、暗電流の蓄積によりオフセットの出力は高くなる。従って、オフセット読み出しのみについて画素加算を行うためには、２画素分の出力を１画素にする補正と蓄積時間の補正とを行う必要がある。
【００５２】
ここで、図１、図４及び図５を参照しながら上記の補正方法について説明する。図４のＧ１〜Ｇ６は、ゲートパルスを示しており、ゲートパルスのオフからオンまでの時間が蓄積時間である。画素加算を行わないときの蓄積時間をＡとすると、Ｘ線読み出し期間の蓄積時間は、１行目（Ｇ１）では３／６Ａ、２行目では４／６Ａとなり、行が進むに連れて長くなる。一方、オフセット読み出し期間の蓄積時間は、Ｘ線読み出し期間とは逆に１行目（Ｇ１）では６／６Ａ、２行目（Ｇ２）では５／６Ａと、行が進むにつれて短くなる。
【００５３】
図５は、図４に示した蓄積時間を画像で表したものである。横方向は信号線Ｍ１〜Ｍ６、縦方向はゲート線Ｇ１〜Ｇ６を示している。通常のオフセット補正では、Ｘ線画像に含まれるオフセット成分を除去するため、「Ｘ線画像−オフセット画像」を行うが、第１の実施形態では、Ｘ線画像の蓄積時間とオフセット画像の蓄積時間とが相違しているため、オフセット画像を予め補正しなければならない。
【００５４】
Ｘ線画像の蓄積時間は、図５に示すように、Ｇ１＝３／６Ａ、Ｇ２＝４／６Ａとなり、オフセット画像における蓄積時間は、Ｇ１＝６／６Ａ、Ｇ２＝５／６Ａとなる。更に、オフセット画像は画素加算されるため、Ｇ１及びＧ２は互いに同時に出力され、蓄積時間の合計は、１１／６Ａとなる。このため、Ｇ１をオフセット補正する場合は、オフセット画像の蓄積時間がＸ線画像の蓄積時間と等しくなるように補正しなければならない。第１の実施形態の場合では、Ｘ線画像の蓄積時間が３／６Ａ、オフセット画像の蓄積時間が１１／６Ａであるため、オフセット画像に３／１１を乗じて、１１／６Ａ×３／１１＝３／６Ａとし、Ｘ線画像の蓄積時間と等しくする。このように蓄積時間補正を行うための蓄積時間補正用テーブルをオフセットデータ生成部１１１で作成し、オフセット画像撮影毎に蓄積時間補正を行い、その後演算部１１２においてオフセット補正を行うのである。
【００５５】
図６は、本発明の第１の実施形態に係る放射線撮像装置の制御方法を示すフローチャートである。先ず、撮影条件を設定する際、照射条件等の入力と同時に、オフセット撮影時の画素加算数を入力する（ステップＳ１）。次に、入力された画素加算数を元に、蓄積時間補正テーブルを作成する（ステップＳ２）。この補正テーブルの作成は、上述の図５に示すような計算に基づいて行う。次いで、実際の動画撮影を行うこととし（ステップＳ３）、Ｘ線撮影を行った後に（ステップＳ４）、オフセット撮影を行う（ステップＳ５）。その後、オフセット撮影された画像に対する蓄積時間補正を行う（ステップＳ６）。続いて、「Ｘ線画像−オフセット画像」の演算により、オフセット補正を行う（ステップＳ７）。そして、このサイクルを動画撮影終了（ステップＳ８）まで繰り返す。
【００５６】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態の回路構成は、第１の実施形態と同様である。図７は、第２の実施形態に係る放射線撮像装置の動作を示すタイミングチャートである。
【００５７】
第１の実施形態では２画素加算としているオフセット読み出しの画素加算数を、第２の実施形態では、３画素加算をとする。３画素加算とすることにより、オフセット撮影時間が１／３になり、フレームレートは、画素加算なしの場合と比較して１．５倍となる。そして、４画素加算、５画素加算等のように、加算数を増やせばフレームレートが高くなる。必要なフレームレートに応じて加算数を選択することができる。
【００５８】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態の回路構成も、第２の実施形態と同様に、第１の実施形態と同様である。図８は、本発明の第３の実施形態に係る放射線撮像装置の動作を示すタイミングチャートである。
【００５９】
図８に示すように、第３の実施形態では、Ｘ線撮影時に２画素加算を行い、オフセット撮影時に３画素加算を行う。この結果、画素加算なしの場合と比べ、フレームレートが２．４倍になる。但し、第３の実施形態では、Ｘ線撮影時に画素加算を行っているため、解像力が若干低下する。
【００６０】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。第４の実施形態の回路構成も、第２の実施形態等と同様に、第１の実施形態と同様である。第４の実施形態では、第１の実施形態では行っている蓄積時間補正を省略する。
【００６１】
フレームレートが遅い場合には、蓄積時間の差が大きくなるため、例えば、蓄積時間の差が数十ｍｓ〜数百ｍｓ程度となるため、蓄積時間補正を行うことが好ましいが、フレームレートが速い場合には、蓄積時間の差が小さくなるため、例えば数ｍｓ程度となるので、蓄積時間補正を省略しても、画像に悪影響は及ばない。
【００６２】
（応用例）
次に、上述の第１、第２、第３及び第４の実施形態におけるＸ線撮像方法を実現するためのＸ線撮像システムについて説明する。図９は、本発明に係るＸ線撮像システムの概略構成図である。図９において、２０１はＸ線室、２０２はＸ線制御室、２０３は診断室を表している。本Ｘ線撮像システムの全体的な動作は、Ｘ線制御室２０２内に備えられたシステム制御部２１０によって支配される。
【００６３】
Ｘ線制御室２０２内の操作者インターフェース２１１としては、例えば、ディスプレイ上のタッチパネル、マウス、キーボード、ジョイスティック、フットスイッチ等がある。操作者インターフェース２１１から撮像条件（静止画、動画、管電圧、管電流、照射時間等）、撮像タイミング、画像処理条件、被検体ＩＤ及び取込画像の処理方法等の設定を行うことができる。但し、これらのうちのほとんどの情報は、放射線情報システム（図示せず）から転送されるので、個別に入力しなくてもよい。操作者の重要な作業は、撮影した画像の確認作業である。つまり、アングルが正しいか、患者が動いていないか、画像処理が適切か等の判断を行う。
【００６４】
システム制御部２１０は、操作者２０５又は放射線情報システム（図示せず）からの指示に基づいた撮像条件を、Ｘ線撮像シーケンスを司る撮像制御部２１４に指示し、データの取り込み動作に入る。撮像制御部２１４は、その指示に基づき放射線源であるＸ線発生装置１２０、撮像用寝台１３０及びＸ線撮像装置１４０を駆動して画像データを取り込み、画像処理部１０に転送する。システム制御部２１０は、その後、操作者２０５から指定された画像処理を施してディスプレイ１６０に表示し、また、オフセット補正及び白補正等の基本画像処理を行った生データを外部記憶装置１６１に保存する。システム制御部２１０は、更に、操作者２０５の指示に基づいて、再画像処理、再生表示、ネットワーク上の装置への画像データの転送・保存、ディスプレイ表示、及びフィルムへの印刷等を行う。
【００６５】
次に、信号の流れを追って順次説明を加える。
【００６６】
Ｘ線発生装置１２０には、Ｘ線管球１２１とＸ線絞り１２３とが含まれる。Ｘ線管球１２１は撮像制御部２１４に制御された高圧発生電源１２４によって駆動され、Ｘ線ビーム１２５を放射する。Ｘ線絞り１２３は撮像制御部２１４により駆動され、撮像領域の変更に伴い、不必要なＸ線照射を行わないようにＸ線ビーム１２５を整形する。Ｘ線ビーム１２５はＸ線透過性の撮像用寝台１３０の上に横たわった被検体１２６に向けられる。撮像用寝台１３０は、撮像制御部２１４の指示に基づいて駆動される。Ｘ線ビーム１２５は、被検体１２６及び撮像用寝台１３０を透過した後にＸ線撮像装置１４０に照射される。
【００６７】
Ｘ線撮像装置１４０には、グリッド１４１、波長変換体１４２、変換回路部８、Ｘ線露光量モニタ１４４及び駆動回路１４５が設けられている。グリッド１４１は、被検体１２６を透過することによって生じるＸ線散乱の影響を低減する。グリッド１４１は、例えばＸ線低吸収部材と高吸収部材とから構成されており、例えば、ＡｌとＰｂとのストライプ構造を備えている。そして、変換回路部８とグリッド１４１との格子比の関係によりモアレが生じないようにＸ線照射時には撮像制御部２１４の指示に基づいてグリッド１４１が振動する。
【００６８】
波長変換体１４２、光電変換素子アレイ（変換回路部）８及び駆動回路１４５は、ディジタルＸ線撮像装置の構成要素として設けられている。波長変換体１４２ではエネルギーの高いＸ線によって蛍光体の母体物質が励起され、再結合する際の再結合エネルギーにより可視領域の蛍光が得られる。その蛍光はＣａＷｏ４やＣｄＷＯ４等の母体自身によるものやＣｓＩ：ＴｌやＺｎｓ：Ａｇ等の母体内に付活された発光中心物質によるものがある。この波長変換体１４２に隣接して変換回路部８が配置されている。この変換回路部８は、光子を電気信号に変換する。Ｘ線露光量モニタ１４４はＸ線透過量を監視するものである。Ｘ線露光量モニタ１４４は、結晶シリコンの受光素子等を用いて直接Ｘ線を検出するものであってもよいし、また、波長変換体１４２からの光を検出するものであってもよい。本実施形態では、変換回路部８を透過した可視光（Ｘ線量に比例）を光電変換回路部８の基板の裏面に成膜されたアモルファスシリコン受光素子で検知し、撮像制御部２１４にその情報を送り、撮像制御部２１４がその情報に基づいて高圧発生電源１２４を駆動してＸ線を遮断又は調節する構成としている。駆動回路１４５は、読み出し回路部及びＡ／Ｄコンバータを含んでおり、撮像制御部２１４の制御下で、変換回路部８を駆動し、各画素からアナログ信号を読み出した後、このアナログ信号をディジタル信号に変換する。
【００６９】
Ｘ線撮像装置１４０からの画像信号は、Ｘ線室２０１からＸ線制御室２０２内の画像処理部１０へ転送される。この転送の際、Ｘ線室２０１内ではＸ線発生に伴うノイズが大きくなっていることがある。そこで、画像データがノイズのために正確に転送されない場合も想定されるため、転送路の耐雑音性を高くしておくことが望ましい。例えば、誤り訂正機能をもたせた伝送系にすることや、差動ドライバによるシールド付き対より線や光ファイバによる転送路を用いることが望ましい。画像処理部１０は、撮像制御部２１４の指示に基づき表示データを切り替える。また、画像処理部１０は、画像データの補正（オフセット補正、白補正）、空間フィルタリング、リカーシブ処理等をリアルタイムで行い、階調処理、散乱線補正及び各種空間周波数処理等を行うことも可能である。
【００７０】
画像処理部１０により処理された画像は、ディスプレイアダプタ１５１を介してディスプレイ１６０に表示される。また、リアルタイム画像処理と同時に、データの補正のみが行なわれた基本画像は、外部記憶装置１６１に保存される。外部記憶装置１６１としては、大容量、高速かつ高信頼性を満たすデータ保存装置が望ましく、例えば、ＲＡＩＤ等のハードディスクアレー等を用いることが望ましい。また、操作者２０５の指示に基づいて、外部記憶装置１６１に蓄えられた画像データは外部記憶装置１６２に保存される。その際、画像データは所定の規格（例えば、ＩＳ＆Ｃ）を満たすように再構成された後に、外部記憶装置１６２に保存される。外部記憶装置１６２は、例えば、光磁気ディスクである。また、外部記憶装置１６２の代わりに、ＬＡＮボード１６３を介して接続された診断室２０３内のファイルサーバ１７０に備えられたハードディスク等に保存してもよい。そして、診断室２０３内で画像処理用端末１７３によって画像データに対して種々の処理を行い、モニタ１７４に表示することもできる。
【００７１】
なお、上述の実施形態に係る放射線撮像システム（Ｘ線撮像システム）は、Ｘ線撮像装置１４０、撮像制御部２１４及び画像処理部１０を主として構成されている。
【００７２】
また、本発明において、変換素子である光電変換素子の構造は特に限定されるものではない。例えば、アモルファスシリコンを主原料とし、放射線を可視光に変換する波長変換体からの可視光を吸収し電気信号に変換する光電変換素子が用いられてもよい。このような素子としては、例えば、アクセプタ不純物をドープしたＰ層と、真性半導体層であるＩ層と、ドナー不純物をドープしたＮ層と、を有するＰＩＮ型光電変換素子がある。また、他の素子として、基板上に形成された金属薄膜層と、この金属薄膜層上に形成され、電子及び正孔の通過を阻止するアモルファス窒化シリコンからなる絶縁層と、この絶縁層上に形成された水素化アモルファスシリコンからなる光電変換層と、この光電変換層上に形成され、正孔の注入を阻止するＮ型の注入阻止層と、この注入阻止層上に形成された導電層と、を有するＭＩＳ型光電変換素子等が挙げられる。ＭＩＳ型光電変換素子では、導電層は透明導電層であってもよく、また、導電層が注入阻止層上の一部に形成されていてもよい。これらの光電変換素子が用いられ、波長変換体が必要とされる場合、波長変換体としては、例えばＧｄ２Ｏ２Ｓ、Ｇｄ２Ｏ３又はＣｓＩを主成分とするものを用いることができる。更に、変換素子として、アモルファスセレン、ガリウム砒素、ヨウ化鉛又はヨウ化水銀を含有し、照射された放射線を吸収し直接電気信号に変換する素子を用いてもよい。
【００７３】
また、読み出し用回路部の構造も特に限定されるものではなく、例えば、変換回路部から読み出した信号を増幅する増幅手段と、この増幅手段により増幅された信号を蓄積する蓄積手段と、この蓄積手段により蓄積された信号をシリアル変換するシリアル変換手段と、を有するものを用いることができる。
【００７４】
なお、本発明の実施形態は、例えばコンピュータがプログラムを実行することによって実現することができる。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。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、医療用の診断や工業用の非破壊検査等に用いて好適な放射線撮像装置及びその制御方法に応用される。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る放射線撮像装置のブロック図である。
【図２（Ａ）】本発明の第１の実施形態に係る放射線撮像装置を示す図である。
【図２（Ｂ）】本発明の第１の実施形態に係る放射線撮像装置を示す図である。
【図３】光電変換回路１０１及び読み出し回路１０７を駆動する方法を示すタイミングチャートである。
【図４】蓄積時間の変化を示す図である。
【図５】蓄積時間の補正方法を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る放射線撮像装置の制御方法を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る放射線撮像装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る放射線撮像装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図９】本発明に係るＸ線撮像システムの概略構成図である。
【図１０】従来の変換装置の２次元的構成を示す回路図である。
【図１１】従来の変換装置の動作を示すタイムチャートである。
【図１２】従来の変換装置の制御方法を示すタイミングチャートである。
【図１３】画素加算法を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００７７】
１０１  光電変換回路
１０２  シフトレジスタ（スイッチング素子用）
１０３  シフトレジスタ（読み出しスイッチ用）
１０７  読み出し用回路
１０８  信号処理回路
１０９  画像データ用メモリ
１１０  オフセットデータ用メモリ
１１１  オフセットデータ生成部
１１２  演算部
１１４  撮像制御部
１２０  Ｘ線発生装置
１２１  Ｘ線管球
１２３  Ｘ線絞り
１２４  高圧発生電源
１４０  Ｘ線撮像装置
Ｓ１−１〜Ｓ６−６  光電変換素子
Ｔ１−１〜Ｔ６−６  スイッチング素子
Ｇ１〜Ｇ６  ゲート駆動配線
Ｍ１〜Ｍ６  マトリクス信号配線
Ｖｓ  光電変換素子のバイアス線
ＣＭ１〜ＣＭ６  読み出し容量
ＲＥＳ１〜ＲＥＳ６  スイッチ
Ａ１〜Ａ６、Ｂ１〜Ｂ６、１０４  アンプ
Ｓｎ１〜Ｓｎ６  転送スイッチ
Ｓｒ１〜Ｓｒ６  読み出し用スイッチ
【図１】
2006267093.tif 000003
【図２（Ａ）】
2006267093.tif 000004
【図２（Ｂ）】
2006267093.tif 000005
【図３】
2006267093.tif 000006
【図４】
2006267093.tif 000007
【図５】
2006267093.tif 000008
【図６】
2006267093.tif 000009
【図７】
2006267093.tif 000010
【図８】
2006267093.tif 000011
【図９】
2006267093.tif 000012
【図１０】
2006267093.tif 000013
【図１１】
2006267093.tif 000014
【図１２】
2006267093.tif 000015
【図１３】
2006267093.tif 000016