(57)【要約】【課題】フレーム画像のノイズを低減するために有利な技術を提供する。【解決手段】動画像を生成する放射線撮像システムは、放射線を電荷に変換する信号生成部をそれぞれが有する複数の画素と、各画素から、蓄積された電荷に応じて信号生成部が出力する蓄積信号と、リセット状態にある信号生成部が出力するリセット信号と、を読み出す読出し回路と、データを記憶可能な記憶部と、信号処理部と、を備える。信号処理部は、最初の放射線照射前に、各画素から読み出されたリセット信号及び蓄積信号に基づいて生成した補正用画像を記憶部に記憶し、各フレーム期間に、各画素から読み出された蓄積信号に基づいて生成した放射線画像と、各画素から読み出されたリセット信号に基づいて生成したリセット画像と、記憶部に記憶されている補正用画像とに基づいてフレーム画像を生成する。【選択図】図６
2019062388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動画像を生成する放射線撮像システムであって、
放射線を電荷に変換する信号生成部をそれぞれが有する複数の画素と、
各画素から、蓄積された電荷に応じて前記信号生成部が出力する蓄積信号と、リセット状態にある前記信号生成部が出力するリセット信号と、を読み出す読出し回路と、
データを記憶可能な記憶部と、
信号処理部と、を備え、
前記信号処理部は、
最初の放射線照射前に、各画素から読み出された前記リセット信号及び前記蓄積信号に基づいて生成した補正用画像を前記記憶部に記憶し、
各フレーム期間に、各画素から読み出された前記蓄積信号に基づいて生成した放射線画像と、各画素から読み出された前記リセット信号に基づいて生成したリセット画像と、前記記憶部に記憶されている前記補正用画像とに基づいてフレーム画像を生成する
ことを特徴とする放射線撮像システム。
【請求項２】
前記蓄積信号及び前記リセット信号は、各画素から同一の信号経路を通じて前記読出し回路に読み出されることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像システム。
【請求項３】
前記複数の画素のそれぞれは、前記蓄積信号及び前記リセット信号を保持可能な保持部を更に有し、
前記読出し回路は、前記保持部に保持された前記蓄積信号及び前記リセット信号を読み出すことを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線撮像システム。
【請求項４】
前記保持部から前記リセット信号が読み出された後に前記保持部に前記蓄積信号が保持されることを特徴とする請求項３に記載の放射線撮像システム。
【請求項５】
前記蓄積信号を生成するための蓄積期間は、前記リセット信号を前記保持部に保持させた後に始まることを特徴とする請求項３又は４に記載の放射線撮像システム。
【請求項６】
前記信号処理部は、前記放射線画像から前記リセット画像及び前記補正用画像を減算することによって前記フレーム画像を生成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システム。
【請求項７】
前記複数の画素のそれぞれは、第１保持部及び第２保持部を更に有し、
前記信号生成部が出力した前記蓄積信号は前記第１保持部に保持され、前記信号生成部が出力した前記リセット信号は前記第１保持部及び前記第２保持部のそれぞれに保持され、
前記信号処理部は、
最初の放射線照射前に、前記第１保持部から第１信号経路を通じて読み出された前記リセット信号から、前記第２保持部から第２信号経路を通じて読み出された前記リセット信号を減算した第１結果に基づいて前記リセット画像を生成し、
各フレーム期間に、前記第１保持部から第１信号経路を通じて読み出された前記蓄積信号から、前記第２保持部から第２信号経路を通じて読み出された前記リセット信号を減算した第２結果に基づいて前記放射線画像を生成することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の放射線撮像システム。
【請求項８】
前記読出し回路はＡＤ変換部を更に備え、
前記読出し回路は、前記ＡＤ変換部によってデジタルデータに変換された前記第１結果及び前記第２結果を前記信号処理部に供給することを特徴とする請求項７に記載の放射線撮像システム。
【請求項９】
前記信号処理部は、各画素から複数回読み出された前記リセット信号及び複数回読み出された前記蓄積信号に基づいて前記補正用画像を生成することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の放射線撮像システム。
【請求項１０】
放射線を電荷に変換する信号生成部をそれぞれが有する複数の画素と、各画素から、蓄積された電荷に応じて前記信号生成部が出力する蓄積信号と、リセット状態にある前記信号生成部が出力するリセット信号と、を読み出す読出し回路とを有する放射線撮像装置で得られたデータを用いて動画像を生成する方法であって、
最初の放射線照射前に、各画素から読み出された前記リセット信号及び前記蓄積信号に基づいて生成した補正用画像を記憶部に記憶する工程と、
各フレーム期間に、各画素から読み出された前記蓄積信号に基づいて生成した放射線画像と、各画素から読み出された前記リセット信号に基づいて生成したリセット画像と、前記記憶部に記憶されている前記補正用画像とに基づいてフレーム画像を生成する工程と、
を有することを特徴とする方法。
【請求項１１】
コンピュータに請求項１０に記載の方法の各工程を実行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、放射線撮像システム、動画像生成方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線撮像装置の分野では、解像度の向上や体積の小型化、画像の歪みを押さえるために、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。特許文献１に、放射線が照射されていない状態で生成されたオフセット画像を放射線画像から減算してフレーム画像を生成することによって、暗電流等に起因するノイズ成分を除去することが記載されている。また、放射線画像は、第１サンプルホールド回路の保持された光信号から、第２サンプルホールド回路に保持されたノイズ信号を減算することによって生成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−９５２７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
放射線撮像装置に含まれる増幅トランジスタ、定電流源及びスイッチなどの半導体素子に起因して、オフセット画像及び放射線画像には１／ｆノイズや温度ドリフトによるノイズが発生する。これらのノイズは時間変動するため、オフセット画像取得と放射線画像取得との時間間隔が長いと、放射線画像とオフセット画像とのそれぞれに含まれるノイズの差が大きくなり、フレーム画像からノイズを十分に低減できない。本発明の一部の側面は、フレーム画像のノイズを低減するために有利な技術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】
【０００５】
上記課題に鑑みて、動画像を生成する放射線撮像システムであって、放射線を電荷に変換する信号生成部をそれぞれが有する複数の画素と、各画素から、蓄積された電荷に応じて前記信号生成部が出力する蓄積信号と、リセット状態にある前記信号生成部が出力するリセット信号と、を読み出す読出し回路と、データを記憶可能な記憶部と、信号処理部と、を備え、前記信号処理部は、最初の放射線照射前に、各画素から読み出された前記リセット信号及び前記蓄積信号に基づいて生成した補正用画像を前記記憶部に記憶し、各フレーム期間に、各画素から読み出された前記蓄積信号に基づいて生成した放射線画像と、各画素から読み出された前記リセット信号に基づいて生成したリセット画像と、前記記憶部に記憶されている前記補正用画像とに基づいてフレーム画像を生成することを特徴とする放射線撮像システムが提供される。
【発明の効果】
【０００６】
上記手段により、フレーム画像のノイズが低減する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一部の実施形態の画素の構成を説明する等価回路図である。
【図２】本発明の一部の実施形態の画素アレイ及び信号読出部の構成を説明する等価回路図である。
【図３】本発明の一部の実施形態の放射線撮像システムの構成を説明する模式図である。
【図４】本発明の一部の実施形態の動画撮影時の駆動方法の一例を示すタイムチャートである。
【図５】本発明の一部の実施形態の補正用画像を生成する処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の一部の実施形態のフレーム画像を生成する処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の一部の実施形態の複数の感度で信号を読み出す駆動方法の一例を示すタイムチャートである。
【図８】本発明の一部の実施形態の複数の感度で補正用画像を生成する処理の一例を示すフローチャートである。
【図９】本発明の一部の実施形態の複数の感度でフレーム画像を生成する処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態について以下に説明する。様々な実施形態を通じて同様の要素には同一の参照符号を付し、重複する説明を省略する。また、各実施形態は適宜変更、組み合わせが可能である。以下の説明する実施形態は、デジタルＸ線撮像装置などの放射線撮像装置及び放射線撮像システムに関する。放射線撮像システムは、とりわけ、動画像を生成する。
【０００９】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の一部の実施形態の放射線撮像装置１００（図３）における１つの画素Ｐの概略回路を説明する等価回路図である。画素Ｐは、変換部ＣＰと増幅部ＡＰとリセット部ＲＰと保持部ＳＨ１〜ＳＨ３と出力部ＯＰ１〜ＯＰ３とを含む。以下の例では、これらの構成のそれぞれが回路で構成される。例えば、変換部ＣＰは変換回路によって構成される。
【００１０】
変換部ＣＰは、フォトダイオードＰＤと、トランジスタＭ１と、フローティングディフュージョン容量Ｃｆｄ（以下、ＦＤ容量Ｃｆｄ）と、感度切り替え用の付加容量Ｃｆｄ’とを有する。フォトダイオードＰＤは光電変換素子の一例であり、波長変換体であるシンチレータに入射した放射線に応じて生じた光を電荷に変換する。すなわち、放射線を光に変換する波長変換体と、光を電荷に変換する光電変換素子とによって、放射線を電荷に変換する変換素子が構成される。これに代えて、変換素子として、放射線を直接電荷に変換する素子が用いられてもよい。放射線に応じた量の電荷がフォトダイオードＰＤで発生し、発生した電荷量に応じたＦＤ容量Ｃｆｄの電圧が増幅部ＡＰに出力される。また、感度切り替え用の容量Ｃｆｄ’は、放射線に対する画素Ｐの感度を切り替えるために用いられ、トランジスタＭ１（スイッチ素子）を介してフォトダイオードＰＤに接続されている。ＷＩＤＥ信号が活性化されることによってトランジスタＭ１が導通状態になり、ＦＤ容量Ｃｆｄと容量Ｃｆｄ’との合成容量の電圧が増幅部ＡＰに出力される。すなわち、トランジスタＭ１の導通状態を制御することにより、高感度の変換部ＣＰで変換された電荷に応じた電圧である高感度信号と、低感度の変換部ＣＰで変換された電荷に応じた電圧である低感度信号と、の何れかが出力される。
【００１１】
増幅部ＡＰは、制御トランジスタＭ３と増幅トランジスタＭ４とクランプ容量Ｃｃｌと制御トランジスタＭ６と増幅トランジスタＭ７と各定電流源とを有する。制御トランジスタＭ３と増幅トランジスタＭ４と定電流源（例えばカレントミラー構成のトランジスタ）とは電流経路を形成するように直列に接続されている。制御トランジスタＭ３のゲートに入力されるイネーブル信号ＥＮが活性化されることによって、変換部ＣＰからの電圧を受ける増幅トランジスタＭ４が動作状態となる。このようにしてソースフォロワ回路が形成され、変換部ＣＰからの電圧を増幅した電圧が増幅トランジスタＭ４から出力される。増幅トランジスタＭ４から出力された電圧は、クランプ容量Ｃｃｌを介して増幅トランジスタＭ７に入力される。制御トランジスタＭ６と増幅トランジスタＭ７と定電流源とは電流経路を形成するように直列に接続されている。制御トランジスタＭ６のゲートに入力されるイネーブル信号ＥＮが活性化されることによって、増幅トランジスタＭ４からの電圧を受ける増幅トランジスタＭ７が動作状態となる。このようにしてソースフォロワ回路が形成され、増幅トランジスタＭ４からの電圧を増幅した電圧が増幅トランジスタＭ７から出力される。クランプ容量Ｃｃｌは増幅トランジスタＭ４と増幅トランジスタＭ７との間に直列に配置されている。クランプ容量Ｃｃｌによるクランプ動作については、後に説明するリセット部ＲＰと併せて説明する。
【００１２】
リセット部ＲＰは、リセットトランジスタＭ２とリセットトランジスタＭ５とを含む。リセットトランジスタＭ２は、リセット信号ＰＲＥＳが活性化されるとフォトダイオードＰＤに所定の電位を供給し、それによってフォトダイオードＰＤの電荷をリセット（初期化）し、増幅部ＡＰに出力される電圧をリセットする。リセットトランジスタＭ５は、クランプ容量Ｃｃｌと増幅トランジスタＭ７との間の接続ノードに所定の電位を供給することにより、増幅トランジスタＭ７から出力される電圧をリセットする。リセットトランジスタＭ２によるリセット時の変換部ＣＰからの電圧に応じた電圧がクランプ容量Ｃｃｌの入力端子ｎ１に入力される。また、クランプ信号ＰＣＬが活性化されることによりリセットトランジスタＭ５が導通状態になり、所定の電位であるクランプ電圧ＶＣＬがクランプ容量Ｃｃｌの出力端子ｎ２に入力される。このようにして、クランプ容量Ｃｃｌの両端子間で生じた電位差をノイズ成分としてクランプし、その後のフォトダイオードＰＤでの電荷の発生および蓄積に伴い変化した電圧を信号成分として出力する。これがクランプ容量Ｃｃｌを用いたクランプ動作であり、クランプ動作により変換部ＣＰで生じるｋＴＣノイズや増幅トランジスタＭ４のオフセット等のノイズ成分が抑制される。
【００１３】
変換部ＣＰと増幅部ＡＰとによって、放射線を電荷に変換し、変換部ＣＰに蓄積された電荷に基づく信号を生成する信号生成部が構成される。蓄積された電荷に応じた信号を蓄積信号と呼ぶ。変換部ＣＰに蓄積された電荷は、放射線に応じて発生した電荷と、放射線によらずに発生した電荷（いわゆる暗電荷）とを含む。蓄積信号は、上述の高感度信号又は低感度信号に基づく。この信号生成部をリセット部ＲＰが電荷蓄積前の状態にリセットすることによって信号生成部が生成する信号をリセット信号と呼ぶ。信号生成部のリセットは、上述のように、光電変換素子ＰＤの電位とクランプ容量Ｃｃｌの出力端子ｎ２の電位とをリセットすることによって行われる。蓄積信号とリセット信号とを総称して画素信号と呼ぶ。変換部ＣＰに電荷が蓄積された後に信号生成部が出力する画素信号が蓄積信号であり、信号生成部がリセット状態である場合に出力する画素信号がリセット信号である。
【００１４】
保持部ＳＨ１は、増幅部ＡＰから出力された画素信号を保持可能な部分であり、転送トランジスタＭ８と保持容量ＣＳ１とを含むサンプルホールド回路である。具体的には、サンプルホールド制御信号ＴＳ１を用いて転送トランジスタＭ８の状態（導通状態または非導通状態）を切り替えることにより、画素信号を容量ＣＳ１に転送して保持するサンプリングを行う。出力部ＯＰ１は、信号増幅トランジスタＭ１０と出力スイッチＳＷ９とを含む。信号増幅トランジスタＭ１０は、保持容量ＣＳ１に保持された画素信号を増幅して出力するためのトランジスタであり、出力スイッチＳＷ９は信号増幅トランジスタＭ１０によって出力された画素信号を転送するスイッチである。具体的には、出力スイッチＳＷ９に入力される垂直走査信号ＶＳＲによって出力スイッチＳＷ９が導通状態となることにより、列信号線４０６で接続される後段の定電流源ＣＣＳｐと信号増幅トランジスタＭ１０とでソースフォロワ回路が形成される。これにより、出力部ＯＰ１によって、保持部ＳＨ１に保持された画素信号が増幅されて画素Ｐから出力される。以下では、画素Ｐから出力された増幅後の画素信号を画素信号Ｓ１と呼ぶ。また、画素信号が蓄積信号である場合は蓄積信号Ｓ１、リセット信号である場合はリセット信号Ｓ１と呼ぶ。
【００１５】
保持部ＳＨ２は、増幅部ＡＰから出力された画素信号を保持可能な部分であり、転送トランジスタＭ１１と保持容量ＣＳ２とを含むサンプルホールド回路である。具体的には、サンプルホールド制御信号ＴＳ２を用いて転送トランジスタＭ１１の状態（導通状態または非導通状態）を切り替えることにより、画素信号を容量ＣＳ２に転送して保持するサンプリングを行う。出力部ＯＰ２は、信号増幅トランジスタＭ１３と出力スイッチＳＷ１２とを含む。信号増幅トランジスタＭ１３は、保持容量ＣＳ２に保持された画素信号を増幅して出力するためのトランジスタであり、出力スイッチＳＷ１２は信号増幅トランジスタＭ１３によって出力された画素信号を転送するスイッチである。具体的には、出力スイッチＳＷ１２に入力される垂直走査信号ＶＳＲによって出力スイッチＳＷ１２が導通状態となることにより、列信号線４０７で接続される後段の定電流源ＣＣＳｐと信号増幅トランジスタＭ１３とでソースフォロワ回路が形成される。これにより、出力部ＯＰ２によって、保持部ＳＨ２に保持された画素信号が増幅されて画素Ｐから出力される。以下では、画素Ｐから出力された増幅後の画素信号を画素信号Ｓ２と呼ぶ。また、画素信号が蓄積信号である場合は蓄積信号Ｓ２、リセット信号である場合はリセット信号Ｓ２と呼ぶ。
【００１６】
保持部ＳＨ３は、増幅部ＡＰから出力された画素信号を保持可能な部分であり、転送トランジスタＭ１４と保持容量ＣＳ３とを含むサンプルホールド回路である。具体的には、サンプルホールド制御信号ＴＳ３を用いて転送トランジスタＭ１４の状態（導通状態または非導通状態）を切り替えることにより、画素信号を容量ＣＳ３に転送して保持するサンプリングを行う。出力部ＯＰ３は、信号増幅トランジスタＭ１６と出力スイッチＳＷ１５とを含む。信号増幅トランジスタＭ１６は、保持容量ＣＳ３に保持された画素信号を増幅して出力するためのトランジスタであり、出力スイッチＳＷ１５は信号増幅トランジスタＭ１６によって出力された画素信号を転送するスイッチである。具体的には、出力スイッチＳＷ１５に入力される垂直走査信号ＶＳＲによって出力スイッチＳＷ１５が導通状態となることにより、列信号線４０８で接続される後段の定電流源ＣＣＳｐと信号増幅トランジスタＭ１６とでソースフォロワ回路が形成される。これにより、出力部ＯＰ３によって、保持部ＳＨ３に保持された画素信号が増幅されて画素Ｐから出力される。以下では、画素Ｐから出力された増幅後の画素信号を画素信号Ｓ３と呼ぶ。また、画素信号が蓄積信号である場合は蓄積信号Ｓ３、リセット信号である場合はリセット信号Ｓ３と呼ぶ。
【００１７】
容量ＣＳ１、容量ＣＳ２および容量ＣＳ３のサンプルホールド後は、転送トランジスタＭ８、転送トランジスタＭ１１および転送トランジスタＭ１４がオフとなり、これによって容量ＣＳ１、容量ＣＳ２および容量ＣＳ３が前段の増幅部ＡＰから切り離される。このため、保持された画素信号（蓄積信号又はリセット信号）は、再度サンプルホールドされるまで非破壊で読み出すことが可能である。
【００１８】
次に図２（Ａ）及び図２（Ｂ）を用いて、本実施形態の放射線撮像装置１００の画素アレイ１２０及び読出し回路２０を説明する。図１の画素Ｐが二次元アレイ状に複数配列されて画素アレイ１２０が構成される。そして、画素アレイ１２０からの信号は読出し回路２０によって読み出される。まず、図２（Ａ）を用いて本実施形態の放射線撮像装置１００の画素アレイ１２０を説明する。図２（Ａ）は、本実施形態の放射線撮像装置１００の画素アレイ１２０の概略構成を説明するための等価回路図である。
【００１９】
画素アレイ１２０は、複数の画素Ｐと、各画素Ｐを駆動するための垂直走査回路４０３と、各画素Ｐから信号読出を行うための水平走査回路４０４と、を備える。垂直走査回路４０３および水平走査回路４０４は、例えばシフトレジスタで構成されており、制御部１０９（図３）からの制御信号に基づいて動作する。垂直走査回路４０３は、制御線４０５を介して各画素Ｐに垂直走査信号ＶＳＲを供給し、当該垂直走査信号ＶＳＲに基づいて各画素Ｐを行単位で駆動する。すなわち、垂直走査回路４０３は行選択部として機能し、信号読出を行うべき画素Ｐを行単位で選択する。また、水平走査回路４０４は列選択部として機能し、水平走査信号ＨＳＲに基づいて各画素Ｐを列単位で選択して、各画素Ｐからの信号を順に出力させる（水平転送）。ここで、行選択部（垂直走査回路４０３）の動作周波数は、列選択部（水平走査回路４０４）の動作周波数に比べて低く、即ち、行選択部（垂直走査回路４０３）は列選択部（水平走査回路４０４）に比べて動作が遅い。
【００２０】
また、画素アレイ１２０は、各画素Ｐの容量ＣＳ１に保持された画素信号を読み出すための端子Ｅｓ１と、容量ＣＳ２に保持された画素信号を読み出すための端子Ｅｓ２と、容量ＣＳ３に保持された画素信号を読み出すための端子Ｅｓ３と、を有する。また、画素アレイ１２０はセレクト端子Ｅｃｓをさらに有し、端子Ｅｃｓが受ける信号が活性化されることによって、当該画素アレイ１２０の各画素Ｐの画素信号が、端子Ｅｓ１、Ｅｓ２及びＥｓ３を介して読み出される。具体的には、前述の各画素Ｐの画素信号Ｓ１、画素信号Ｓ２及び画素信号Ｓ３が、各端子に対応する列信号線４０６〜４０８に供給される。
【００２１】
制御トランジスタＳＷｃｈと増幅トランジスタＡｖと定電流源ＣＣＳｖとは電流経路を形成するように直列に接続されている。増幅トランジスタＡｖの出力は、水平走査回路４０４からの水平走査信号ＨＳＲに応答して導通状態になる転送トランジスタＳＷａｈを介して、アナログ信号線４０９〜４１１に接続されている。制御トランジスタＳＷｃｈのゲートに入力される水平走査信号ＨＳＲが活性化されることによって、列信号線４０６〜４０８からの電圧をそれぞれに受ける増幅トランジスタＡｖが動作状態になる。このようにしてソースフォロワ回路が形成され、列信号線４０６〜４０８からの電圧を増幅した電圧が、水平走査信号ＨＳＲに応答して導通状態になる転送トランジスタＳＷａｈを介してアナログ信号線４０９〜４１１に出力される。
【００２２】
増幅トランジスタＡｏｕｔと定電流源ＣＣＳｏｕｔとは電流経路を形成するように直列に接続され、動作状態のソースフォロワ回路が形成されている。これによりアナログ信号線４０９〜４１１からの電圧を増幅した電圧が、端子Ｅｃｓが受ける信号に応答して導通状態になる転送トランジスタＳＷｃｓを介して、端子Ｅｓ１、Ｅｓ２及びＥｓ３から出力される。
【００２３】
また、画素アレイ１２０は、垂直走査回路４０３および水平走査回路４０４を制御するための各制御信号を受ける端子ＨＳＴ、ＣＬＫＨ、ＶＳＴおよびＣＬＫＶをさらに有する。端子ＨＳＴは、水平走査回路４０４に入力されるスタートパルスを受ける。端子ＣＬＫＨは、水平走査回路４０４に入力されるクロック信号を受ける。端子ＶＳＴは、垂直走査回路４０３に入力されるスタートパルスを受ける。端子ＣＬＫＶは、垂直走査回路４０３に入力されるクロック信号を受ける。これらの各制御信号は、後述する制御部１０９から入力される。水平走査回路４０４は入力されたスタートパルスとクロック信号とに基づいて水平走査信号ＨＳＲを生成して出力し、垂直走査回路４０３は入力されたスタートパルスとクロック信号とに基づいて垂直走査信号ＶＳＲを生成して出力する。これにより、画素信号Ｓ１、画素信号Ｓ２及び画素信号Ｓ３が、各画素からＸ‐Ｙアドレス方式で順次に読み出される。すなわち、画素アレイ１２０では、各画素Ｐは行単位で制御され、各保持部に保持された信号が列単位で出力される（水平転送される）ことによって、信号が読み出される。
【００２４】
次に、図２（Ｂ）を用いて本実施形態の放射線撮像装置の読出し回路２０を説明する。図２（Ｂ）は、本実施形態の放射線撮像装置の読出し回路２０の概略構成を説明するための等価回路図である。読出し回路２０は、例えば差動増幅器等を含む信号増幅部１０７とＡＤ変換を行うＡＤ変換部１０８とを有する。
【００２５】
端子Ｅｓ３からの画素信号Ｓ３は信号増幅部１０７の非反転入力端子ＡＭＰ＋に入力される。また、端子Ｅｓ１からの画素信号Ｓ１は、制御端子に入力される制御信号ＴＲＯ１に応答して導通状態になるスイッチＭ５１を介して、信号増幅部１０７の反転入力端子ＡＭＰ−に入力される。また、端子Ｅｓ２からの画素信号Ｓ２は、制御端子に入力される制御信号ＴＲＯ２に応答して導通状態になるスイッチＭ５２を介して、反転入力端子ＡＭＰ−に入力される。スイッチＭ５１及びＭ５２は、端子Ｅｓ１及び端子Ｅｓ２の一方の信号が反転入力端子ＡＭＰ−に入力されるように制御される。スイッチＭ５１及びＭ５２並びに信号増幅部１０７は、信号ＡＤＣＬＫの周期に追従可能な応答特性を有するように設計される。
【００２６】
信号増幅部１０７では、端子Ｅｓ１からの信号と端子Ｅｓ３からの信号との差分、又は端子Ｅｓ２からの信号と端子Ｅｓ３からの信号との差分が増幅される。この差分はＡＤ変換部１０８で、端子ＡＤＣＬＫを介して入力されるクロック信号に基づいてデジタルデータにＡＤ変換される。このような構成により、画素アレイ１２０の画像データ（デジタルデータ）が得られ、端子ＡＤＯＵＴを介して後述する制御部１０９に出力される。
【００２７】
以上のような画素アレイ１２０及び読出し回路２０を用いて、本実施形態の放射線撮像装置１００及び放射線撮像システムＳＹＳが構成される。次に、図３を用いて本実施形態の放射線撮像装置１００及び放射線撮像システムＳＹＳを説明する。図３は、本実施形態の放射線撮像装置１００及び放射線撮像システムＳＹＳの概略構成を説明するための模式図である。
【００２８】
放射線撮像システムＳＹＳは、放射線撮像装置１００と、放射線を発生する放射線発生装置１０４と、照射制御部１０３と、画像処理およびシステム制御を行う信号処理部１０１と、ディスプレイ等を含む表示部１０２と、を備える。放射線撮影を行う際には、信号処理部１０１によって放射線撮像装置１００と照射制御部１０３とが同期制御される。被検者を通過した放射線（Ｘ線、α線、β線、γ線等）に基づいて放射線撮像装置１００が信号を生成し、この信号に対して信号処理部１０１等において所定の処理が為された後、当該放射線に基づく画像データが生成される。当該画像データは表示部１０２に放射線画像として表示される。放射線撮像装置１００は、撮像領域１０を有する撮像パネル１０５と、撮像領域１０から信号を読み出す読出し回路２０と、各ユニットを制御する制御部１０９とを備える。
【００２９】
撮像パネル１０５は、複数の画素アレイ１２０が板状の基台の上にタイリング（２次元配列）されて構成され、このような構成により大型の撮像パネル１０５が形成される。各画素アレイ１２０には複数の画素Ｐが配列されており、撮像領域１０は、複数の画素アレイ１２０によって行および複数の列を形成するように配列された複数の画素Ｐを含む。また、ここでは、複数の画素アレイ１２０が７列×２行を形成するようにタイリングされた構成が例示されているが、この構成に限られるものではない。
【００３０】
制御部１０９は、例えば信号処理部１０１との間で、制御コマンドの通信を行い、同期信号の通信を行い、信号処理部１０１への画像データの出力を行う。また、制御部１０９は、撮像領域１０又は各ユニットを制御し、例えば、各画素アレイ１２０の基準電圧の設定、各画素の駆動制御や動作モード制御を行う。また、制御部１０９は、読出し回路２０のＡＤ変換部１０８によりＡＤ変換された各画素アレイ１２０の画像データ（デジタルデータ）を用いて１つのフレーム画像データに合成し、信号処理部１０１に出力する。制御部１０９は、ＣＰＵ等のプロセッサと、ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリとで構成されてもよい。制御部１０９のプロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することによって、後述する放射線撮像装置１００の動作が実行されてもよい。これに代えて、制御部１０９は、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）等の専用回路で構成されてもよい。信号処理部１０１も同様に、ＣＰＵ等のプロセッサと、ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリとで構成されたコンピュータであってもよいし、ＡＳＩＣ等の専用回路で構成されてもよい。信号処理部１０１は後述するように画像を生成するので、画像生成装置と呼ぶこともできる。信号処理部１０１には、信号処理部１０１の処理で用いられるデータを記憶可能な記憶部１１５が接続されている。記憶部１１５は、例えば磁気ディスクや半導体ドライブなどで構成されてもよい。
【００３１】
制御部１０９と信号処理部１０１との間では、各種インターフェースを介して、制御コマンド又は制御信号および画像データの授受が行われる。信号処理部１０１は、制御用インターフェース１１０を介して、動作モードや各種パラメータなどの設定情報又は撮影情報を制御部１０９に出力する。また、制御部１０９は、制御用インターフェース１１０を介して、放射線撮像装置１００の動作状態などの装置情報を信号処理部１０１に出力する。また、制御部１０９は、画像データインターフェース１１１を介して、放射線撮像装置１００で得られた画像データを信号処理部１０１に出力する。また、制御部１０９は、ＲＥＡＤＹ信号１１２を用いて、放射線撮像装置１００が撮影可能な状態になったことを信号処理部１０１に通知する。また、信号処理部１０１は、同期信号１１３を用いて、制御部１０９からのＲＥＡＤＹ信号１１２に応答して制御部１０９に、放射線の照射開始のタイミングを通知する。また、また、照射許可信号１１４は撮像パネル１０５が蓄積中であることを信号処理部１０１に通知する信号である。信号処理部１０１は、照射許可信号１１４がイネーブル状態の間に、照射制御部１０３に制御信号を出力して放射線照射を開始させる。
【００３２】
図４は放射線撮像装置１００の駆動方法の一例を示すタイムチャートである。この方法は、制御部１０９が放射線撮像装置１００の各コンポーネントの動作を制御することによって実行される。放射線撮像装置１００は、複数のフレーム画像で構成される動画撮影を行う。リセット画像とは各画素から読み出されたリセット信号に基づいて生成される画像のことである。
【００３３】
図４において、「ＳＹＮＣ」〜「ＷＩＤＥ」は、各信号のレベルを示す。「ＣＳ１」、「ＣＳ２」及び「ＣＳ３」は、容量素子ＣＳ１、ＣＳ２及びＣＳ３に保持されている信号を示す。「Ｅｓ１」、「Ｅｓ２」及び「Ｅｓ３」は画素アレイ１２０の各保持部から読出し回路２０へ信号を読み出す期間を示す。制御部１０９は、「Ｅｓ１」〜「Ｅｓ３」がハイレベルの間に信号の読出し動作を実行する。「ＡＭＰ−」は信号増幅部１０７の反転入力端子ＡＭＰ−に信号が入力される期間を示す。「ＡＭＰ＋」は信号増幅部１０７の非反転入力端子ＡＭＰ＋に信号が入力される期間を示す。期間Ｒは信号増幅部１０７の出力端子から信号が出力される期間を示す。「ＡＭＰ−」及び「ＡＭＰ＋」はいずれもハイレベルで信号の入力期間を示す。
【００３４】
図４の駆動方法において、フレーム画像レートが一定であり、リセット駆動ＲＤ後の期間Ｔｃ及びサンプルホールド駆動ＳＤ後の期間Ｔｓが画素信号の読み出し期間Ｒより長く、付加容量Ｃｆｄ’が付加されない撮影モードが設定された場合について説明する。
【００３５】
フレーム期間Ｆ１〜Ｆ２は、撮影開始後の１番目〜２番目のフレーム期間を示す。フレーム期間とは、複数のフレーム画像を生成するために反復される期間のことである。蓄積期間Ｔは、フレーム期間Ｆ１〜Ｆ２に対応する蓄積期間を示す。蓄積期間とは、電荷が光電変換素子ＰＤに蓄積される期間のことである。蓄積期間Ｔの間、制御部１０９は放射線の照射が可能であることを照射許可信号１１４によって信号処理部１０１に通知する。
【００３６】
撮影前に撮影モードが設定される。具体的に、画素Ｐの感度が、感度切り替え用の付加容量Ｃｆｄ’を付加しないＦＤ容量Ｃｆｄのみの高感度であるので、制御部１０９は、制御信号ＷＩＤＥを非活性化する。制御部１０９は、ＳＹＮＣ信号におけるパルスの立ち上がりを検出すると、フレーム期間Ｆ１でフレーム画像を生成するための駆動を開始する。ＳＹＮＣ信号は外部同期信号と内部同期信号とのどちらでも構わないが、本実施形態では外部同期信号とする。例えば、ＳＹＮＣ信号におけるパルスの立ち上がりによって１つのフレーム期間Ｆ１が始まり、次の立ち上がりによってこのフレーム期間Ｆ１が終わり、次のフレーム期間Ｆ２が始まる。駆動ＲＤは、フレーム期間Ｆ１〜Ｆ２に実行されるリセット駆動を示し、駆動ＳＤは、フレーム期間Ｆ１〜Ｆ２に実行されるサンプルホールド駆動を示す。リセット駆動とは、変換部ＣＰと増幅部ＡＰのリセットと、リセット信号のサンプルホールドとを行う駆動のことである。サンプルホールド駆動とは、蓄積信号のサンプルホールドを行う駆動のことである。
【００３７】
フレーム期間Ｆ１におけるリセット駆動ＲＤについて説明する。制御部１０９は、以下に説明するリセット駆動ＲＤを撮像パネル１０５に含まれるすべての画素Ｐに対して一括して行う。すなわち、制御部１０９は、複数の画素のそれぞれが同じタイミングでリセット信号を生成するように各画素Ｐを制御する。
【００３８】
制御部１０９は、ＳＹＮＣ信号におけるパルスの立ち上がりを検出すると、フレーム期間Ｆ１でフレーム画像を生成するための駆動を開始する。制御部１０９は、イネーブル信号ＥＮを活性化する。これによって、制御トランジスタＭ３及び制御トランジスタＭ６が導通状態になる。制御トランジスタＭ３が導通状態になると、変換部ＣＰからの電圧を受ける増幅トランジスタＭ４が動作状態となり、変換部ＣＰからの電圧を増幅した電圧が増幅トランジスタＭ４から出力される。また、制御トランジスタＭ６が導通状態になると、増幅トランジスタＭ４からの電圧を受ける増幅トランジスタＭ７が動作状態となり、増幅トランジスタＭ４からの電圧を増幅した電圧が増幅トランジスタＭ７から出力される。
【００３９】
また、制御部１０９は、リセット信号ＰＲＥＳを活性化する。これによって、フォトダイオードＰＤに所定の電位であるリセット電圧ＶＲＥＳが供給され、フォトダイオードＰＤの電荷がリセットされる。その結果、増幅部ＡＰに出力される電圧がリセットされ、リセットトランジスタＭ２によるリセット時の変換部ＣＰからの電圧に応じた電圧がクランプ容量Ｃｃｌの入力端子ｎ１に入力される。制御部１０９は、次にクランプ信号ＰＣＬを活性化する。これによって、クランプ容量Ｃｃｌと増幅トランジスタＭ７との間の接続ノードに所定の電圧ＶＣＬが供給される。その結果、増幅トランジスタＭ７から出力される電圧がリセットされ、所定の電位であるクランプ電圧ＶＣＬがクランプ容量Ｃｃｌの出力端子ｎ２に入力される。
【００４０】
制御部１０９は、次にクランプ信号ＰＣＬを非活性化するまでの間に制御信号ＴＳ１〜ＴＳ３を一時的に活性化する。これによって、転送トランジスタＭ８、Ｍ１１、Ｍ１４が一時的に非導通状態から導通状態に切り替わり、リセット信号Ｓ１〜Ｓ３が保持容量ＣＳ１〜ＣＳ３に転送され保持される（すなわち、リセット信号のサンプリングが行われる）。
【００４１】
制御部１０９は、制御信号ＴＳ１〜ＴＳ３を一時的に活性化している間にリセット信号ＰＲＥＳを非活性化する。これによって、リセットトランジスタＭ２が非導通状態になる。制御部１０９は、制御信号ＴＳ１〜ＴＳ３を非活性化した後にクランプ信号ＰＣＬを非活性化する。これによって、リセットトランジスタＭ５が非導通状態になり、入力端子ｎ１と出力端子ｎ２との間で生じた電位差がクランプ容量Ｃｃｌの両端子に保たれ、放射線に応じて変換された電荷が光電変換素子ＰＤに蓄積される蓄積期間Ｔが始まる。制御部１０９は、クランプ信号ＰＣＬを非活性化にした後、制御トランジスタＭ３と制御トランジスタＭ６のゲートに入力されるイネーブル信号ＥＮを非活性化する。これで、フレーム期間Ｆ１におけるリセット駆動ＲＤを終了する。
【００４２】
図４の参照を続けて、フレーム期間Ｆ１の期間Ｔｃにおいてリセット信号Ｓ１及びリセット信号Ｓ３を読み出す動作について説明する。本実施形態で、読出し回路２０は、リセット信号Ｓ１〜Ｓ３の保持開始から所定時間を経過後にリセット信号Ｓ１及びリセット信号Ｓ３の読出しを開始する。フレーム期間Ｆ１のリセット駆動ＲＤ終了時点で、保持容量ＣＳ１〜ＣＳ３にリセット信号Ｓ１〜Ｓ３が保持されている。そこで、制御部１０９は、リセット駆動ＲＤ終了から所定時間が経過後に、これらの保持容量に保持されたリセット信号Ｓ１及びリセット信号Ｓ３の読出しを開始する。具体的に、制御部１０９は、セレクト端子Ｅｃｓ及び制御信号ＴＲＯ１を活性化するとともに、制御信号ＴＲＯ２を不活性化する。続いて、制御部１０９は、垂直走査回路４０３及び水平走査回路４０４を制御することによって、画素アレイ１２０に含まれる複数の画素Ｐのうち最初に読み出す画素を選択する。これによって、選択された画素Ｐの保持部ＴＳ１に保持されたリセット信号Ｓ１が信号増幅部１０７の反転入力端子ＡＭＰ−に入力され、選択された画素Ｐの保持部ＴＳ３に保持されたリセット信号Ｓ３が信号増幅部１０７の非反転入力端子ＡＭＰ＋に入力される。このように、読出し回路２０は、リセット信号Ｓ１及びリセット信号Ｓ３を同じタイミングで読み出す。
【００４３】
前述のリセット駆動ＲＤで、同電位のリセット信号が保持容量ＣＳ１及び保持容量ＣＳ３に保持されている。制御部１０９は、保持されたリセット信号Ｓ１及びリセット信号Ｓ３を、画素アレイ１２０内部の２系統の画素信号の信号経路（差動信号経路）を通じて読み出し、信号増幅部１０７に出力する。画素アレイ１２０からの出力を受けた信号増幅部１０７は、リセット信号Ｓ１及びリセット信号Ｓ３の差分をとって得られる信号を出力する。リセット信号Ｓ１は保持部ＳＨ１から第１信号経路を通じて読み出され、リセット信号Ｓ３は保持部ＳＨ３から第１信号経路とは異なる第２信号経路を通じて読出し回路２０に読み出される。蓄積信号Ｓ１及びリセット信号Ｓ１は、各画素Ｐから同一の第１信号経路を通じて読出し回路２０に読み出される。
【００４４】
信号増幅部１０７からの出力信号は、差動入力により２系統の信号経路の共通のオフセットが補正された画素信号に相当するが、２系統の信号経路に含まれる異なるノイズの差分は残る。この出力信号は、ＡＤ変換部１０８によってデジタルデータに変換され、制御部１０９に供給される。制御部１０９は、期間Ｒで、垂直走査回路４０３及び水平走査回路４０４を制御することによって選択画素を順次切り替え、画像を生成するための画素データを取得し、フレーム期間Ｆ１に対応するリセット信号で構成されるリセット画像を生成する。
【００４５】
続いて、フレーム期間Ｆ１におけるサンプルホールド駆動ＳＤについて説明する。制御部１０９は、以下に説明するサンプルホールド駆動ＳＤを撮像パネル１０５に含まれるすべての画素Ｐに対して一括して行う。すなわち、制御部１０９は、複数の画素のそれぞれが同じタイミングで蓄積信号を生成するように各画素Ｐを制御する。
【００４６】
制御部１０９は、フレーム期間Ｆ１におけるリセット駆動ＲＤでイネーブル信号ＥＮを非活性化してから期間Ｔｃ経過後、イネーブル信号ＥＮを活性化する。これによって、制御トランジスタＭ３及び制御トランジスタＭ６が導通状態になる。制御トランジスタＭ３が導通状態になると、変換部ＣＰからの電圧を受ける増幅トランジスタＭ４が動作状態となり、変換部ＣＰからの電圧を増幅した電圧が増幅トランジスタＭ４から出力される。また、制御トランジスタＭ６が導通状態になると、増幅トランジスタＭ４からの電圧を受ける増幅トランジスタＭ７が動作状態となり、増幅トランジスタＭ４からの電圧を増幅した電圧が増幅トランジスタＭ７から出力される。
【００４７】
制御部１０９は、次に制御信号ＴＳ１を一時的に活性化する。これによって、転送トランジスタＭ８が非導通状態から導通状態に切り替わり、期間Ｔで蓄積された蓄積信号Ｓ１が保持容量ＣＳ１に転送され保持される（すなわち、蓄積信号のサンプリングが行われる）。制御部１０９は、サンプリング完了後に制御トランジスタＭ３と制御トランジスタＭ６のゲートに入力されるイネーブル信号ＥＮを非活性化する。これによって、増幅トランジスタＭ４及び増幅トランジスタＭ７は非動作状態となる。
【００４８】
図４の参照を続けて、フレーム期間Ｆ１の期間Ｔｓにおいて蓄積信号Ｓ１及びリセット信号Ｓ３を読み出す動作について説明する。本実施形態で、読出し回路２０は、蓄積信号Ｓ１の保持開始から所定時間を経過後に蓄積信号Ｓ１及びリセット信号Ｓ３の読出しを開始する。フレーム期間Ｆ１のサンプルホールド駆動ＳＤ終了時点で、保持容量ＣＳ１に蓄積信号Ｓ１が、保持容量ＣＳ２〜ＣＳ３にリセット信号Ｓ２〜Ｓ３が保持されている。そこで、制御部１０９は、サンプルホールド駆動ＳＤ終了から所定時間が経過後に、これらの保持容量に保持された蓄積信号Ｓ１及びリセット信号Ｓ３の読出しを開始する。具体的に、制御部１０９は、セレクト端子Ｅｃｓ及び制御信号ＴＲＯ１を活性化するとともに、制御信号ＴＲＯ２を不活性化する。続いて、制御部１０９は、垂直走査回路４０３及び水平走査回路４０４を制御することによって、画素アレイ１２０に含まれる複数の画素Ｐのうちの１つを選択する。これによって、選択された画素Ｐの保持部ＴＨ１に保持された蓄積信号Ｓ１が信号増幅部１０７の反転入力端子ＡＭＰ−に入力され、選択された画素Ｐの保持部ＴＨ３に保持されたリセット信号Ｓ３が信号増幅部１０７の非反転入力端子ＡＭＰ＋に入力される。このように、読出し回路２０は、蓄積信号Ｓ１及びリセット信号Ｓ３を同じタイミングで読み出す。
【００４９】
制御部１０９は、保持された蓄積信号Ｓ１及びリセット信号Ｓ３を、画素アレイ１２０内部の２系統の画素信号の信号経路（差動信号経路）を経て読み出し、信号増幅部１０７に出力する。画素アレイ１２０からの出力を受けた信号増幅部１０７は、蓄積信号Ｓ１及びリセット信号Ｓ３の差分をとって得られる信号を出力する。信号増幅部１０７出力信号は、差動入力により２系統の信号経路のオフセットが補正された画素信号に相当するが、２系統の信号経路に含まれるノイズの差分は残る。蓄積信号Ｓ１は保持部ＳＨ１から第１信号経路を通じて読み出され、リセット信号Ｓ３は保持部ＳＨ３から第２信号経路を通じて読み出される。
【００５０】
この出力信号は、ＡＤ変換部１０８によってデジタルデータに変換され、制御部１０９に供給される。制御部１０９は、期間Ｒで、垂直走査回路４０３及び水平走査回路４０４を制御することによって選択画素を順次切り替え、画像を生成するためのデジタルデータを取得し、フレーム期間Ｆ１に対応する蓄積信号の画像を生成する。このように、各画素から読み出された蓄積信号に基づいて生成された画像を蓄積画像と呼ぶ。後述するように、図４の処理は、放射線撮像装置１００に放射線が照射されていない状態と、放射線撮像装置１００に放射線が照射されている状態と、のそれぞれで行われる。放射線撮像装置１００に放射線が照射されていない状態で生成された蓄積画像を暗画像と呼ぶ。放射線撮像装置１００に放射線が照射されている状態で生成された蓄積画像を放射線画像と呼ぶ。リセット信号を読み出して生成されたリセット画像と蓄積信号を読み出して生成された蓄積画像は、同一解像度であってもよい。例えば、スイッチを用いた信号加算を行う場合は、リセット画像と蓄積画像に対して同一の信号加算が行われる。
【００５１】
続いて、フレーム期間Ｆ２においてもフレーム期間Ｆ１と同様に順次リセット駆動ＲＤ、サンプルホールド駆動ＳＤが行われる。リセット駆動ＲＤによりリセット信号Ｓ１〜Ｓ３が保持容量ＣＳ１〜ＣＳ３に転送され保持される。サンプルホールド駆動ＳＤにより蓄積信号Ｓ１が保持容量ＣＳ１に転送され保持される。リセット駆動ＲＤの終了とサンプルホールド駆動ＳＤの開始までの期間Ｔｃの間に、制御部１０９は、期間Ｒで、選択画素を順次切り替え、画像を生成するためのデジタルデータを取得し、フレーム期間Ｆ２に対応するリセット画像を生成する。
【００５２】
サンプルホールド駆動ＳＤの終了と次のフレーム期間Ｆ３のリセット駆動ＲＤの開始までの期間Ｔｓの間に、制御部１０９は、期間Ｒで、選択画素を順次切り替え、画像を生成するためのデジタルデータを取得し、フレーム期間Ｆ２に対応する蓄積画像を生成する。フレーム期間Ｆ３以降のフレーム期間もフレーム期間Ｆ２と同様の駆動が行われ、リセット画像と蓄積画像が順次生成される。
【００５３】
画素アレイ１２０内部の画素信号の信号経路には、信号線の他に増幅トランジスタ、定電流源及びスイッチなどの半導体素子が含まれ、個々の半導体素子起因により異なる１／ｆノイズ、温度ドリフトが発生する。この１／ｆノイズは周波数が下がるほど大きい。読出し回路２０を構成する信号増幅部１０７及びＡＤ変換部１０８の半導体も１／ｆノイズ成分を含む。すなわち、生成される信号には、画素アレイ１２０内部の信号経路のノイズに、読出し回路２０のノイズ成分が重畳されている。 
上述の例で、読出し信号が差動で伝送される方法が行われる。差動の各伝送経路の半導体素子には固有のオフセット、１／ｆノイズ、温度ドリフトが存在する。差動信号間の差は生成される画像に重畳され、固有のアーチファクト、ランダムノイズ、縦線ノイズ、ブロック状アーチファクトとして画像に現れる。固有のオフセットに関しては、撮影前にあらかじめ取得した暗画像を、放射線画像から減算することによりアーチファクトを抑制することが可能である。 
時間変動する半導体素子の１／ｆノイズを良好に補正するために、暗画像は撮影開始の直前に生成することが考えられる。しかし、撮影モードが数種類に限定されていたとしても蓄積を含む暗画像の生成には時間を要し、特に撮影の直前に生成する場合は撮影開始にタイムラグが発生する。 
また、低周波ノイズが画像に及ぼす影響は、半導体素子が使用される回路の場所で異なる。例えば、画素アレイ１２０の画素回路Ｐの保持容量の増幅トランジスタＭ１０、Ｍ１３及びＭ１６の低周波ノイズはランダムノイズとして画像に影響する。画素アレイ１２０の列信号線４０６〜４０８の画素信号の増幅に用いられる定電流源ＣＣＳｐ、増幅トランジスタＡｖ及び定電流源ＣＣＳｖの低周波ノイズは縦線ノイズとして画像に影響する。アナログ信号線４０９〜４１１の画素信号の増幅に用いられる増幅トランジスタＡｏｕｔ及び定電流源ＣＣＳｏｕｔ、信号増幅部１０７及びＡＤ変換部１０８の低周波ノイズは、画素アレイ全領域にノイズが重畳され、ブロック状アーチファクトとして画像に影響する。特に、大面積フラットパネルセンサを使用した３Ｄ撮影において、縦線ノイズ、ブロック状アーチファクトは３Ｄの再構成画像にリングアーチファクトを発生させ、ランダムノイズ以上に画像に影響を及ぼすことが知られている。 
本実施形態では、最初の放射線照射前に補正用画像を生成し、補正用画像と、各フレーム期間に生成したリセット画像及び放射線画像と、に基づいてフレーム画像を生成する。これによって、１／ｆノイズに起因して発生する縦線ノイズ、ブロック状アーチファクトを補正可能である。
【００５４】
続いて、図５及び図６を参照してフレーム画像の生成方法について説明する。図５は補正用画像を生成するための動作を説明する。図５の動作は放射線撮影開始前、具体的には最初の放射線照射前に実行される。
【００５５】
Ｓ１０１において、信号処理部１０１は、放射線撮像装置１００の制御部１０９に制御用インターフェース１１０を通して制御コマンドを発行し、撮影モードを設定する。撮影モードの設定は、感度設定、フレーム画像レートの設定、蓄積時間設定、画素加算設定などである。信号処理部１０１はさらに、制御コマンドにより放射線撮像装置１００を撮像可能状態に遷移させる。
【００５６】
Ｓ１０２において、信号処理部１０１は、放射線撮像装置１００が撮影可能状態に遷移したかどうかを判定する。撮影可能状態に遷移した場合（Ｓ１０２で「ＹＥＳ」）に、信号処理部１０１は処理をＳ１０３に進め、撮影可能状態に遷移していない場合（Ｓ１０２で「ＮＯ」）に、信号処理部１０１はＳ１０２を繰り返す。
【００５７】
Ｓ１０３において、信号処理部１０１は、信号処理部１０１内部の撮影カウンタｎを０にリセットする。Ｓ１０４において、信号処理部１０１は、撮影カウンタｎのインクリメントを行い、補正用画像の元となる蓄積画像及びリセット画像の生成を開始する。
【００５８】
Ｓ１０５において、信号処理部１０１は同期信号１１４を通して同期信号パルスＳＹＮＣを制御部１０９に出力する。補正用画像は暗画像に基づいて生成されるので、放射線発生装置１０４は放射線の照射は行わない。Ｓ１０６において、制御部１０９は、同期信号１１４経由で同期信号パルスＳＹＮＣを受けると、図４のタイムチャートに従って撮像パネル１０５及び読出し回路２０を駆動する。制御部１０９は、各画素に保持されたリセット信号をフレーム期間内にＡＤ変換し、画像データインターフェース１１１を通して、画素データとして信号処理部１０１に転送する。信号処理部１０１は転送されてくる画素データに基づいてリセット画像を生成し、記憶部１１５に記憶する。
【００５９】
Ｓ１０７において、制御部１０９は各画素に保持された蓄積信号をフレーム期間内にＡＤ変換し、暗画像の画素データとして信号処理部１０１に転送する。信号処理部１０１は順次転送されてくる画素データから蓄積画像を生成し、この蓄積画像から、Ｓ１０６で記憶部１１５に記憶されたリセット画像を減算することによって、第ｎ補正用画像を生成する。信号処理部１０１は、第ｎ補正用画像を記憶部１１５に記憶する。
【００６０】
Ｓ１０８において、信号処理部１０１は、撮影モード設定処理で設定した撮影モードで既定枚数Ｎの補正用画像が取得できたかを判定する。既定枚数Ｎを取得できた場合（Ｓ１０８で「ＹＥＳ」）に、信号処理部１０１は、処理をＳ１１０に進める。既定枚数Ｎを取得できていない場合（Ｓ１０８で「ＮＯ」）に、信号処理部１０１は、処理をＳ１０９に進める。Ｓ１０９において、信号処理部１０１は、同期信号パルスＳＹＮＣの出力からフレーム期間Ｆが経過するのを待機し、処理をＳ１０４に戻す。
【００６１】
既定枚数Ｎの画像データの取得が完了したので、Ｓ１１０において、信号処理部１０１は、現在の撮影モードでの画像生成の終了を伝える制御コマンドを、制御用インターフェース１１０を通して制御部１０９に伝える。Ｓ１１１において、信号処理部１０１は、Ｎ枚の補正用画像を平均することによって１つの画像を生成し、この画像を補正用画像として記憶部１１５に記憶する。この補正用画像は、複数回読み出された蓄積信号と複数回読み出されたリセット信号とに基づく。
【００６２】
Ｓ１１２において、信号処理部１０１は、放射線撮像装置１００が撮影不可状態（例えば、スリープ状態）であるか否かを判定する。状態の変化は、Ｓ１１０で送信した終了制御コマンドによって確認可能である。撮影不能状態に遷移した場合（Ｓ１１２で「ＹＥＳ」）に、信号処理部１０１は処理をＳ１１３に進め、撮影不能状態に遷移していない場合（Ｓ１１２で「ＮＯ」）に、信号処理部１０１はＳ１１２を繰り返す。
【００６３】
Ｓ１１３において、信号処理部１０１は、放射線撮像システムＳＹＳが撮影に使用する撮影モードの種類だけ補正用画像の取得が完了したか判定する。完了していない場合（Ｓ１１３で「ＮＯ」）に、信号処理部１０１は、処理をＳ１０１に戻し、必要な種類だけ補正用画像を生成する。完了した場合（Ｓ１１３で「ＹＥＳ」）に、信号処理部１０１は処理を終了する。
【００６４】
以上の処理のＳ１０７で取得した暗画像には、変換部ＣＰ及び増幅部ＡＰのオフセットに加え、読出し系のオフセットが重畳されている。一方で、Ｓ１０６で取得したリセット画像は読出し系のオフセットのみが含まれる。Ｓ１０７で、暗画像からリセット画像を減算することにより、互いの画像の読出し系のオフセット成分が相殺され、読出し系のオフセットを含まない変換部ＣＰ及び増幅部ＡＰのオフセットのみの画像が得られる。このようにして得られた画像を複数枚平均化処理したものが補正用画像であるので、ランダムノイズの少ない補正用画像が得られる。
【００６５】
図５のフローチャートの例では、Ｓ１０７のフレーム画像ｎの生成を信号処理部１０１内で行っているが、暗画像からリセット画像の減算処理を制御部１０９が行ってもよい。この場合に、制御部１０９は、リセット画像を記憶する記憶部を含み、減算処理後の画像を制御部１０９が信号処理部１０１に転送する。Ｓ１０７での信号処理部１０１の処理は、転送されてくる画像に基づいて第ｎ補正用画像を生成し、記憶部１１５に保存する。
【００６６】
続いて、図６を参照して放射線画像を生成するための動作を説明する。図６の動作は放射線撮影開始後に実行される。
【００６７】
Ｓ２０１において、信号処理部１０１は、制御部１０９に制御コマンドを発行し、撮影モードを設定する。その後、信号処理部１０１は、制御コマンドにより放射線撮像装置１００を撮像可能状態に遷移させる。Ｓ２０２において、信号処理部１０１は、放射線撮像装置１００が撮影可能状態に遷移したかどうかを判定する。撮影可能状態に遷移した場合（Ｓ２０２で「ＹＥＳ」）に、信号処理部１０１は処理をＳ２０３に進め、撮影可能状態に遷移していない場合（Ｓ２０２で「ＮＯ」）に、信号処理部１０１はＳ２０２を繰り返す。撮影可能状態に遷移したかどうかは、例えばＲＥＡＤＹ信号１１２が活性化したかによって判定可能である。信号処理部１０１は、放射線撮像装置１００が撮影可能状態になったと判断したら放射線撮影を開始する。
【００６８】
Ｓ２０３において、信号処理部１０１は同期信号パルスＳＹＮＣを制御部１０９に出力する。制御部１０９は、同期信号パルスＳＹＮＣを受けると図４のタイムチャートに従って撮像パネル１０５の駆動を開始し、Ｓ２０１で設定された蓄積期間Ｔの間、照射許可信号１１４を信号処理部１０１に出力する。
【００６９】
Ｓ２０４において、信号処理部１０１は、照射許可信号１１４が活性化しているか否かを判定する。照射許可信号１１４が活性化している場合（Ｓ２０４で「ＹＥＳ」）に、信号処理部１０１は処理をＳ２０５に進め、照射許可信号１１４が活性化していない場合（Ｓ２０４で「ＮＯ」）に、信号処理部１０１はＳ２０４を繰り返す。
【００７０】
Ｓ２０５において、信号処理部１０１は、蓄積期間Ｔの期間に合わせて放射線の照射が行われるように照射制御部１０３に制御信号を出力する。Ｓ２０６において、制御部１０９は、Ｓ２０３から開始した駆動に合わせて撮像パネル１０５及び読出し回路２０を駆動する。制御部１０９は、各画素に保持されたリセット信号をフレーム期間内にＡＤ変換し、画像データインターフェース１１１を通して、リセット画像の画素データとして信号処理部１０１に転送する。信号処理部１０１は転送されてくる画素データに基づいてリセット画像を生成し、記憶部１１５に記憶する。
【００７１】
Ｓ２０７において、制御部１０９は各画素に保持された蓄積信号をフレーム期間内にＡＤ変換し、放射線画像の画素データとして信号処理部１０１に転送する。信号処理部１０１は順次転送されてくる画素データに基づいて放射線画像を生成する。信号処理部１０１は、放射線画像から、Ｓ２０６で記憶部１１５に記憶されたリセット画像と、Ｓ１１１で記憶部１１５に記憶された補正用画像と、を減算することによって、フレーム画像を生成する。この処理では、解像度や蓄積時間など放射線撮影と同じ撮影モードの補正用画像が選択される。
【００７２】
Ｓ２０８において、信号処理部１０１は、撮影モードに合わせてフレーム画像を後工程に転送する。後工程では、転送されてきたフレーム画像に対し、放射線撮影と並行してパイプライン方式でゲイン補正処理、尖鋭化処理などの画像処理が行われる。放射線透視撮影などリアルタイムに画像を観察する撮影であれば処理後の画像が表示部１０２に転送され表示される。３Ｄ撮影など複数枚の画像を元に処理を行うための撮影であれば、画像処理後のフレーム画像は記憶部１１５に記憶される。
【００７３】
Ｓ２０９において、信号処理部１０１は、撮影を終了するかどうかを、放射線透視スイッチ（不図示）又はプログラムされた枚数などをもとに判定する。撮影を継続する場合（Ｓ２０９で「ＮＯ」）に、信号処理部１０１は、Ｓ２１０において、フレーム期間の時間経過を判定する。撮影が終了したと判定した場合（Ｓ２０９で「ＹＥＳ」）に、信号処理部１０１は、Ｓ２１１において、現在の撮影モードでの画像生成の終了を伝える制御コマンドを、制御用インターフェース１１０を通して制御部１０９に伝え、撮影の終了処理を行う。
【００７４】
Ｓ２１０において、信号処理部１０１は、フレーム期間が経過したか否かを判定する。フレーム期間が経過していないと判定した場合（Ｓ２１０で「ＮＯ」）に、信号処理部１０１は、処理をＳ２０９に戻す。フレーム期間が経過したと判定した場合（Ｓ２１０で「ＹＥＳ」）に、信号処理部１０１は、処理をＳ２０３に戻し、次のフレーム画像の撮影を行う。
【００７５】
Ｓ２１２において、信号処理部１０１は、放射線撮像装置１００が撮影不可状態（例えば、スリープ状態）であるか否かを判定する。状態の変化は、終了制御コマンドによって確認可能である。撮影不能状態に遷移した場合（Ｓ２１２で「ＹＥＳ」）に、信号処理部１０１は処理を終了し、撮影不能状態に遷移していない場合（Ｓ２１２で「ＮＯ」）に、信号処理部１０１はＳ２１２を繰り返す。
【００７６】
図６のフローチャートの例では、Ｓ２０７の処理で放射線画像の画素データからリセット画像の画素データの減算処理を信号処理部１０１が行っているが、当該減算処理を制御部１０９が行ってもよい。この場合に、制御部１０９は、リセット画像を記憶する記憶部を有し、フレーム期間内に先に読み出すリセット画像を記憶部に記憶する。そして、制御部１０９は、次に撮像パネル１０５から読み出される放射線画像の画素データから、記憶部から読み出したリセット画像の画素データを減算処理し、当該処理後の画素データを信号処理部１０１に転送する。Ｓ２０７での信号処理部１０１の処理は、転送されてくる画素データから、補正用画像の画素データを減算することによってフレーム画像を生成する。
【００７７】
以上の処理のＳ２０７で取得した放射線画像には、変換部ＣＰ及び増幅部ＡＰのオフセットに加え、読出し系のオフセットが重畳されている。一方で、リセット画像は読出し系のオフセットのみが含まれる。放射線画像からリセット画像を減算することにより、互いの画像の読出し系のオフセット成分が相殺され、変換部ＣＰ及び増幅部ＡＰのオフセットのみが重畳された画像が得られる。当該画像から補正用画像の変換部ＣＰ及び増幅部ＡＰのオフセット成分を減算することで、変換部ＣＰ及び増幅部ＡＰのオフセット成分を相殺したフレーム画像を生成できる。このフレーム画像ではノイズやアーチファクトが良好に抑制される。本実施形態では、差動で読み出す方法を示したが、読出し回路２０は差動でなくシングルエンドで信号を読み出してもよい。
【００７８】
＜第２実施形態＞
図７を参照して、第２実施形態に係る放射線撮像装置１００の駆動方法について説明する。放射線撮像装置１００のハードウェア構成は第１実施形態と同じであってもよいので重複する説明を省略する。以下では、第１実施形態と第２実施形態との相違点を中心に説明する。図７の駆動方法において、２種類の感度で信号を読み出す撮影モードが設定された場合について説明する。
【００７９】
図７の駆動方法において、フレーム画像レートが一定であり、期間Ｔｃ及期間Ｔｓが画素信号の読み出し期間Ｒよりも長い場合について説明する。さらに、付加容量Ｃｆｄ’が付加されない高感度と、付加容量Ｃｆｄ’が付加される低感度とについて信号を読み出す撮影モードが設定されている。第１実施形態と同様にＳＹＮＣは外部同期信号とする。読み出された２種類の感度の画像は、例えばダイナミックレンジを拡張するための合成用の画像として使用される。撮影前に撮影モードが設定される。
【００８０】
フレーム期間Ｆ１におけるリセット駆動ＲＤについて説明する。制御部１０９は、ＳＹＮＣ信号におけるパルスの立ち上がりを検出すると、フレーム期間Ｆ１でフレーム画像を生成するための駆動を開始する。まず、制御部１０９は、イネーブル信号ＥＮを活性化する。また、制御部１０９は、リセット信号ＰＲＥＳ、感度切り替え用制御信号ＷＩＤＥを活性化する。これによって、トランジスタＭ１が導通状態になり、変換部ＣＰのフォトダイオードＰＤ、フローティングディフュージョン容量Ｃｆｄ、感度切り替え用付加容量Ｃｆｄ’の電荷がリセットされる。その結果、リセット時の変換部ＣＰからの電圧に応じた電圧がクランプ容量Ｃｃｌの入力端子ｎ１に入力される。制御部１０９は、次にクランプ信号ＰＣＬを活性化する。これによって、クランプ電圧ＶＣＬがクランプ容量Ｃｃｌの出力端子ｎ２に入力される。
【００８１】
制御部１０９は、次に制御信号ＷＩＤＥを非活性化する。これによって、リセット時の電圧が付加容量Ｃｆｄ’に保持される。制御部１０９は、次にクランプ信号ＰＣＬを非活性化するまでの間に制御信号ＴＳ１〜ＴＳ３を一時的に活性化する。これによって、リセット信号Ｓ１〜Ｓ３が保持容量ＣＳ１〜ＣＳ３に転送され保持される（すなわち、リセット信号のサンプリングが行われる）。
【００８２】
制御部１０９は、制御信号ＴＳ１〜ＴＳ３を一時的に活性化している間にリセット信号ＰＲＥＳを非活性化する。これによって、リセットトランジスタＭ２が非導通状態になる。制御部１０９は、制御信号ＴＳ１〜ＴＳ３を非活性化した後にクランプ信号ＰＣＬを非活性化する。これによって、放射線に応じて変換された電荷が光電変換素子ＰＤに蓄積される蓄積期間Ｔが始まる。制御部１０９は、クランプ信号ＰＣＬを非活性化にした後、イネーブル信号ＥＮを非活性化する。これで、フレーム期間Ｆ１におけるリセット駆動ＲＤを終了する。
【００８３】
図７の参照を続けて、フレーム期間Ｆ１の期間Ｔｃにおいてリセット信号Ｓ１〜Ｓ３を読み出す動作について説明する。第２実施形態で、読出し回路２０は、リセット信号Ｓ１〜Ｓ３の保持開始から所定時間を経過後にリセット信号Ｓ１〜Ｓ３の読出しを開始する。具体的に、まず制御部１０９は、セレクト端子Ｅｃｓを活性化し、次に制御信号ＴＲＯ１を活性化し、制御信号ＴＲＯ２を不活性化する。これによりリセット信号Ｓ１が選択される。続いて、制御部１０９は、垂直走査回路４０３及び水平走査回路４０４を制御することによって、画素アレイ１２０に含まれる複数の画素Ｐのうちの最初に読み出す画素を選択する。これによって、最初の画素のリセット信号Ｓ１が信号増幅部１０７の反転入力端子ＡＭＰ−に入力されリセット信号Ｓ３が信号増幅部１０７の非反転入力端子ＡＭＰ＋に入力される。このように、読出し回路２０は、リセット信号Ｓ１とリセット信号Ｓ３の差分を同じタイミングで読み出す。制御部１０９は、水平走査回路４０４を制御することによって選択画素を順次切り替え、１行分の画素データをリセット信号Ｓ１とリセット信号Ｓ３の差分として読み出す。
【００８４】
制御部２００は、次に制御信号ＴＲＯ１を非活性化し、制御信号ＴＲＯ２を活性化する。これによりリセット信号Ｓ２が選択される。制御部１０９は、水平走査回路４０４を制御することによって選択画素を順次切り替え、１行分の画素データをリセット信号Ｓ２とリセット信号Ｓ３の差分として読み出す。すなわち、制御部１０９は、１行を２回走査し、最初の走査でリセット信号Ｓ１とリセット信号Ｓ３との差分を読み出し、２回目の走査でリセット信号Ｓ２とリセット信号Ｓ３との差分を読み出す。
【００８５】
制御部１０９は、垂直走査回路４０３及び水平走査回路４０４を制御しながら、制御信号ＴＲＯ１と制御信号ＴＲＯ２とを１走査ごとに切り替えることにより、期間Ｔｃの読出し期間Ｒで２種類の画像を生成するための画素データを生成する。この画素データをもとに、フレーム期間Ｆ１の保持容量ＣＳ１に保持されたリセット信号Ｓ１に基づくリセット画像と、保持容量ＣＳ２に保持されたリセット信号Ｓ２に基づくリセット画像とが生成される。リセット信号Ｓ１に基づくリセット画像を高感度リセット画像と呼び、リセット信号Ｓ２に基づくリセット画像を低感度リセット画像と呼び、
続いて、フレーム期間Ｆ１におけるサンプルホールド駆動ＳＤについて説明する。制御部１０９は、フレーム期間Ｆ１におけるリセット駆動ＲＤでイネーブル信号ＥＮを非活性化してから期間Ｔｃが経過後、イネーブル信号ＥＮを活性化する。制御部１０９は、次に感度切り替え用制御信号ＷＩＤＥを非活性化したまま、制御信号ＴＳ１を一時的に活性化する。期間Ｔで電荷がフォトダイオードＰＤで発生し、発生した電荷量に応じたＦＤ容量Ｃｆｄの高感度電圧が蓄積信号Ｓ１として保持容量ＣＳ１に転送され保持される。
【００８６】
次に、制御部１０９は、感度切り替え用制御信号ＷＩＤＥ及び制御信号ＴＳ２を活性化する。ＷＩＤＥ信号が活性化されることによってトランジスタＭ１が導通状態になり、変換部ＣＰの容量はＦＤ容量Ｃｆｄと容量Ｃｆｄ’との合成容量となる。変換部ＣＰの出力は、期間ＴにフォトダイオードＰＤで発生した電荷に応じたＦＤ容量Ｃｆｄと容量Ｃｆｄ’との合成容量の低感度電圧となる。
【００８７】
次に、制御部１０９は、感度切り替え用制御信号ＷＩＤＥを非活性化する。トランジスタＭ１が非導通状態になり、変換部ＣＰの容量はＦＤ容量Ｃｆｄとなるが変換部ＣＰの出力は維持される。次に、制御部１０９は、制御信号ＴＳ２を非活性化する。低感度電圧が蓄積信号Ｓ２として保持容量ＣＳ２に転送され保持される。制御部１０９は、サンプリング完了後にイネーブル信号ＥＮを非活性化する。
【００８８】
図７の参照を続けて、フレーム期間Ｆ１の期間Ｔｓにおいて蓄積信号Ｓ１、蓄積信号Ｓ２及びリセット信号Ｓ３を読み出す動作について説明する。制御部１０９は、垂直走査回路４０３及び水平走査回路４０４を制御しながら、制御信号ＴＲＯ１と制御信号ＴＲＯ２とを１走査ごとに切り替えることにより、期間Ｔｓの読出し期間Ｒで２種類の画像を生成するための画素データを生成する。この画素データをもとに、フレーム期間Ｆ１に対応する保持容量ＣＳ１に保持された高感度電圧信号の蓄積画像と保持容量ＣＳ２に保持された低感度電圧信号の蓄積画像とが生成される。高感度電圧信号の蓄積画像を高感度蓄積画像と呼び、低感度電圧信号の蓄積画像を低感度蓄積画像と呼ぶ。
【００８９】
続いて、フレーム期間Ｆ２においてもフレーム期間Ｆ１と同様に順次リセット駆動ＲＤ、サンプルホールド駆動ＳＤが行われる。リセット駆動ＲＤによりリセット信号Ｓ１〜Ｓ３が保持容量ＣＳ１〜ＣＳ３に転送され保持される。サンプルホールド駆動ＳＤにより高感度の蓄積信号Ｓ１が保持容量ＣＳ１に保持され、低感度の蓄積信号Ｓ２が保持容量ＣＳ２に保持される。
【００９０】
リセット駆動ＲＤの終了とサンプルホールド駆動ＳＤの開始までの期間Ｔｃの間に、制御部１０９は、選択画素を順次切り替え、期間Ｒでデジタルデータを取得し、フレーム期間Ｆ２に対応する高感度リセット画像と低感度リセット画像を生成する。
【００９１】
サンプルホールド駆動ＳＤの終了と次のフレーム期間Ｆ３のリセット駆動ＲＤの開始までの期間Ｔｓの間に、制御部１０９は、期間Ｒで、選択画素を順次切り替え、デジタルデータを取得し、フレーム期間Ｆ２に対応する高感度蓄積画像と低感度蓄積画像を生成する。フレーム期間Ｆ３以降のフレーム期間もフレーム期間Ｆ２と同様の駆動が行わる。
【００９２】
第２実施形態での動画像生成方法でも第１実施形態と同様に、最初の放射線照射前に補正用画像を生成し、補正用画像と、各フレーム期間に生成したリセット画像及び放射線画像と、に基づいてフレーム画像を生成する。これによって、１／ｆノイズに起因して発生する縦線ノイズ、ブロック状アーチファクトを補正可能である。
【００９３】
図８は補正用画像を生成するための動作を説明する。図８の動作は放射線照射開始前に実行される。以下では、第１実施形態と第２実施形態との相違点を中心に説明する。図７の駆動方法に示した２種類の感度を読み出す撮影モードが設定された場合について説明する。
【００９４】
図８のＳ１０１〜Ｓ１０５の処理は第１実施形態と同等である。Ｓ１０６’において、制御部１０９は、撮像パネル１０５及び読出し回路２０を駆動する。具体的に、制御部１０９は、各画素に保持されたリセット信号をフレーム期間内にＡＤ変換し、高感度リセット画像及び低感度リセット画像の画素データを信号処理部１０１に転送する。信号処理部１０１は転送されてくる画素データに基づいて高感度リセット画像及び低感度リセット画像を生成し、記憶部１１５に記憶する。
【００９５】
Ｓ１０７’において、制御部１０９は各画素に保持された蓄積信号をフレーム期間内にＡＤ変換し、高感度暗画像及び低感度暗画像の画素データを信号処理部１０１に転送する。信号処理部１０１は順次転送されてくる画素データから当該画素データに対応する記憶部１１５内の高感度リセット画像又は低感度リセット画像の画素データを減算することによって、高感度補正用画像及び低感度補正用画像を生成し、記憶部１１５に記憶する。図８のＳ１０８〜Ｓ１１０の処理は第１実施形態と同等である。
【００９６】
Ｓ１１１’において、信号処理部１０１は、Ｎ枚の高感度補正用画像を平均することによって得られた画像を高感度補正用画像として、Ｎ枚の低感度補正用画像を平均することによって得られた画像を低感度補正用画像としてそれぞれ記憶部１１５に記憶する。図８のＳ１１２〜Ｓ１１３の処理は第１実施形態と同等である。
【００９７】
続いて、図９を参照して放射線画像を生成するための動作を説明する。図９の動作は放射線撮影開始後に実行される。以下では、第１実施形態と第２実施形態との相違点を中心に説明する。図７の駆動方法に示した２種類の感度を読み出す撮影モードが設定された場合について説明する。
【００９８】
図９のＳ２０１〜Ｓ２０５の処理は第１実施形態と同等である。Ｓ２０６’で、制御部１０９は、撮像パネル１０５及び読出し回路２０を駆動する。具体的に、制御部１０９は、各画素に保持されたリセット信号をフレーム期間内にＡＤ変換し、高感度リセット画像及び低感度リセット画像の画素データを信号処理部１０１に転送する。信号処理部１０１は転送されてくる画素データに基づいて高感度リセット画像及び低感度リセット画像を生成し、記憶部１１５に記憶する。
【００９９】
Ｓ２０７’において、制御部１０９は各画素に保持された蓄積信号をフレーム期間内にＡＤ変換し、高感度放射線画像及び低感度放射線画像の画素データとして信号処理部１０１に転送する。信号処理部１０１は順次転送されてくる画素データから、当該画素データに対応する感度のリセット画像の画素データと、対応する感度の補正用画像の画素データと、を減算することによって、高感度フレーム画像及び低感度フレーム画像を生成する。ここで使用する補正用画像は、撮影モードに合わせてあらかじめ記憶部に保存していた補正用画像である。解像度や蓄積時間など放射線撮影と同じ撮影モードの補正用画像が選択される。
【０１００】
Ｓ２０８’において、信号処理部１０１は、撮影モードに合わせて複数の感度のフレーム画像を後工程に転送する。後工程では、転送されてきたフレーム画像に対し、放射線撮影と並行してパイプライン方式でゲイン補正処理、ダイナミックレンジ拡張処理、尖鋭化処理などの画像処理が行われる。放射線透視撮影などリアルタイムに画像を観察する撮影であれば処理後の画像を表示部１０２に転送し表示する。３Ｄ撮影など複数枚の画像を元に処理を行うための撮影であれば、画像処理後のフレーム画像は記憶部１１５に記憶される。図９のＳ２０９〜Ｓ２１２の処理は第１実施形態と同等である。
【符号の説明】
【０１０１】
Ｐ  画素、ＳＹＳ  放射線撮像システム、１００  放射線撮像装置、１０１  信号処理部、１０２  表示部、１０３  照射制御部、１０４  放射線発生装置、１０９  制御部
【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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【図８】
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【図９】
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