(57)【要約】【課題】外乱に起因した放射線画像内の画像横縞をより効果的に抑制すること。【解決手段】放射線画像撮像装置の制御装置であって、対処すべき外乱源の種別を特定する外乱源特定部１２ａと、前記外乱源が発する外乱の周波数を測定する周波数測定部１２ｂと、前記外乱源が発する外乱の周期を前記センサアレーの各光電変換素子から電荷を読出すタイミングに係る所定の周期に対応させるように、前記外乱源を制御する第１の調整部１３ａと、本画像と暗画像の同一画素領域における読み出し間隔を前記外乱源が発する外乱の周期に対応させるように、本画像取得モード又は暗画像取得モードにおける電荷の読出しフローの開始タイミングを制御する第２の調整部１３ｂと、を備え、前記第１の調整部１３ａと前記第２の調整部１３ｂとは、前記外乱源の種別に基づいて選択的に実行される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光電変換素子からなるセンサアレーに対して、初期化、電荷蓄積及び蓄積された電荷の読出しを実行して放射線画像を生成する放射線画像撮像装置であって、
前記電荷蓄積の際に放射線照射を行って本画像に係る前記放射線画像を生成する本画像取得モード、及び、前記電荷蓄積の際に放射線照射を行わずに暗画像に係る前記放射線画像を生成する暗画像取得モードを実行し、前記本画像と前記暗画像の差分を正規画像として生成する駆動部と、
所定のセンサ信号に基づいて、対処すべき外乱源の種別を特定する外乱源特定部と、
前記外乱源が発する外乱の周波数を測定する周波数測定部と、
前記外乱源が発する外乱の周波数を前記センサアレーの各光電変換素子から電荷を読出すタイミングに係る所定の周期に対応させるように、前記外乱源を制御する第１の調整部と、
前記本画像と前記暗画像の同一画素領域における読み出し間隔を前記外乱源が発する外乱の周期に対応させるように、前記本画像取得モード又は前記暗画像取得モードにおける電荷の読出しフローの開始タイミングを制御する第２の調整部と、
を備え、
前記外乱源の種別に基づいて、前記第１の調整部による制御処理又は前記第２の調整部による制御処理を選択的に実行させる、放射線画像撮像装置。
【請求項２】
複数の光電変換素子からなるセンサアレーに対して、初期化、電荷蓄積及び蓄積された電荷の読出しを実行して放射線画像を生成する放射線画像撮像装置であって、
前記電荷蓄積の際に放射線照射を行って本画像に係る前記放射線画像を生成する本画像取得モード、及び、前記電荷蓄積の際に放射線照射を行わずに暗画像に係る前記放射線画像を生成する暗画像取得モードを実行し、前記本画像と前記暗画像の差分を正規画像として生成する駆動部と、
前記外乱源が発する外乱の周波数を測定する周波数測定部と、
前記外乱源が発する外乱の周波数を前記センサアレーの各光電変換素子から電荷を読出すタイミングに係る所定の周期に対応させるように、前記外乱源を制御する第１の調整部と、
を備える放射線画像撮像装置。
【請求項３】
複数の光電変換素子からなるセンサアレーに対して、初期化、電荷蓄積及び蓄積された電荷の読出しを実行して放射線画像を生成する放射線画像撮像装置であって、
前記電荷蓄積の際に放射線照射を行って本画像に係る前記放射線画像を生成する本画像取得モード、及び、前記電荷蓄積の際に放射線照射を行わずに暗画像に係る前記放射線画像を生成する暗画像取得モードを実行し、前記本画像と前記暗画像の差分を正規画像として生成する駆動部と、
前記外乱源が発する外乱の周波数を測定する周波数測定部と、
前記本画像と前記暗画像の同一画素領域における読み出し間隔を前記外乱源が発する外乱の周波数に対応させるように、前記本画像取得モード又は前記暗画像取得モードにおける電荷の読出しフローの開始タイミングを制御する第２の調整部と、
を備える放射線画像撮像装置。
【請求項４】
前記外乱源の種別は、周波数変更指令が可能な第１の外乱源種別と周波数変更指令が不可能な第２の外乱源種別とを含み、
前記第１の外乱源種別に対処するように、前記第１の調整部による制御処理を実行させ、
前記第２の外乱源種別に対処するように、前記第２の調整部による制御処理を実行させる、
請求項１に記載の放射線画像撮像装置。
【請求項５】
前記外乱源の種別は、前記放射線画像撮像装置の内部の第３の外乱源種別と前記放射線画像撮像装置の外部の第４の外乱源種別とを含み、
前記第３の外乱源種別に対処するように、前記第１の調整部による制御処理を実行させ、
前記第４の外乱源種別に対処するように、前記第２の調整部による制御処理を実行させる、
請求項１に記載の放射線画像撮像装置。
【請求項６】
前記第１の調整部は、前記センサアレーの各光電変換素子から電荷を読出すタイミングに係る所定の周期が、前記外乱源が発する外乱の周期の略整数倍となるように、前記外乱源を制御する
請求項１又は２に記載の放射線画像撮像装置。
【請求項７】
前記第２の調整部は、前記本画像と前記暗画像の同一画素領域における読み出し間隔が、前記外乱源が発する外乱の周期の略整数倍となるように、前記本画像取得モード又は前記暗画像取得モードにおける電荷の読出しフローの開始タイミングを制御する
請求項１又は３に記載の放射線画像撮像装置。
【請求項８】
対処すべき前記外乱源が複数存在する場合、
当該外乱源毎に、前記外乱源の種別に基づいて、前記第１の調整部による制御処理又は前記第２の調整部による制御処理のいずれか一方を選択的に実行させる
請求項１に記載の放射線画像撮像装置。
【請求項９】
前記外乱源の種別は、前記放射線画像撮像装置内に搭載されるスイッチング電源を含み、前記スイッチング電源が前記外乱源の種別と特定された場合、前記第１の調整部による制御処理を実行させる、
請求項１に記載の放射線画像撮像装置。
【請求項１０】
前記第１の調整部は、前記センサアレーの各光電変換素子から電荷を読出すタイミングに係る所定の周期に基づいて前記スイッチング電源のスイッチング周波数の目標周波数を決定し、フィードバック制御によって、前記スイッチング電源を制御する
請求項９に記載の放射線画像撮像装置。
【請求項１１】
前記スイッチング電源は、ＰＷＭ駆動方式のＤＣ／ＤＣコンバータである
請求項９又は１０に記載の放射線画像撮像装置。
【請求項１２】
前記外乱源は、複数の前記スイッチング電源を含み、
前記第１の調整部は、複数の前記スイッチング電源それぞれについて、周波数制御を可能に構成されている
請求項９乃至１１のいずれか一項に記載の放射線画像撮像装置。
【請求項１３】
前記センサアレーの各光電変換素子から電荷を読出すタイミングに係る所定の周期は、相関二重サンプリングにおいて同一画素領域からリセット電荷と信号電荷を読出す間隔に係る周期である
請求項１又は２に記載の放射線画像撮像装置。
【請求項１４】
前記第１の調整部は、前記相関二重サンプリングにおいて、前記外乱源に起因した外乱のゲインが所定値以下となるように、前記外乱源を制御する
請求項１３に記載の放射線画像撮像装置。
【請求項１５】
前記外乱源の種別は、商用電源設備又は前記放射線画像撮像装置外に配設された駆動モータを含み、前記商用電源設備又は前記駆動モータが前記外乱源の種別と特定された場合、前記第２の調整部による制御処理を実行させる、
請求項１に記載の放射線画像撮像装置。
【請求項１６】
前記周波数測定部は、前記放射線画像撮像装置が起動している際、時間又は撮像動作を基準とした所定の頻度で処理を実行し、前記外乱源が発する外乱の周波数の変動を検知した場合、前記第１の調整部又は前記第２の調整部に対して、変動した前記周波数を基準として処理を実行させる
請求項１に記載の放射線画像撮像装置。
【請求項１７】
複数の光電変換素子からなるセンサアレーに対して、初期化、電荷蓄積及び蓄積された電荷の読出しを実行して放射線画像を生成する放射線画像撮像装置の制御方法であって、
前記電荷蓄積の際に放射線照射を行って本画像に係る前記放射線画像を生成する本画像取得モード、及び、前記電荷蓄積の際に放射線照射を行わずに暗画像に係る前記放射線画像を生成する暗画像取得モードを実行し、前記本画像と前記暗画像の差分を正規画像として生成し、
所定のセンサ信号に基づいて、対処すべき外乱源の種別を特定し、
前記外乱源が発する外乱の周波数を測定し、
前記外乱源が発する外乱の周波数を前記センサアレーの各光電変換素子から電荷を読出すタイミングに係る所定の周期に対応させるように、前記外乱源を制御し、
前記本画像と前記暗画像の同一画素領域における読み出し間隔を前記外乱源が発する外乱の周期に対応させるように、前記本画像取得モード又は前記暗画像取得モードにおける電荷の読出しフローの開始タイミングを制御し、
前記外乱源の種別に基づいて、前記第１の調整部による制御処理又は前記第２の調整部による制御処理を選択的に実行させる制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、放射線画像撮像装置、及び放射線画像撮像装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネル型のイメージセンサを用いた放射線画像撮像装置が知られている。
【０００３】
近年、この種の放射線画像撮像装置において、更なる高画質化のため、イメージセンサに到来する電磁波に起因した放射線画像内の横縞状もしくは縦縞状のパターンノイズ（以下、「画像横縞」と称する）を抑制する要請がある。
【０００４】
放射線画像内に発生する画像横縞は、主に、イメージセンサの配線部（例えば、信号線、ゲート線、又はバイアス線）に作用する電磁波の変動磁界（以下、「変動磁界」と略称する）に起因して発生する。
【０００５】
より詳細には、イメージセンサは、一般に、放射線を信号電荷に変換する光電変換素子及び当該信号電荷を外部に転送するスイッチ素子（例えば、ＴＦＴ）で構成される画素を、二次元に配列した構成となっている。そして、放射線画像は、センサアレーの各スイッチ素子がマトリクス駆動され、各光電変換素子で生成された信号電荷が順次読み出し装置へ転送されることによって生成される。
【０００６】
センサアレーからの信号電荷の読出しは、通常、１行単位で行われる。この際、センサアレーの配線部に変動磁界が作用すると、当該配線部には起電流が生じる。そして、かかる起電流が、イメージセンサ内の各光電変換素子が生成する信号電荷に重畳することで、放射線画像に横縞状のパターンノイズとなって現れる。
【０００７】
このような背景から、例えば、特許文献１には、かかる画像横縞を抑制する手法として、イメージセンサに影響する外乱源の外乱周波数を検出し、その外乱周波数に応じて、イメージセンサをマトリクス駆動する際の走査周期を変更することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１５−１１１７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、かかる放射線画像撮像装置のイメージセンサは、通常、種々の外乱源からの電磁波（以下、「変動磁界」とも称する）に曝されている。環境に電磁波を放出する外乱源としては、典型的には、大電力が通流するものであり、商用電源（例えば、６０Ｈｚの単相交流電源）、放射線画像撮像装置内のスイッチング電源、及び、放射線画像撮像装置に隣接して設置された駆動モータ（例えば、電動ベッド）等が挙げられる。
【００１０】
この点、特許文献１に係る従来技術では、走査周期（イメージセンサにおいて一行分の信号電荷の読出しを行う周期を表す。以下同じ）を外乱周波数にあわせた周期に変更するものであるため、一つの外乱源に対してしか、画像横縞を抑制するための対処を行うことができない。そのため、特許文献１に係る従来技術では、例えば、スイッチング周波数が互いに異なる複数のスイッチング電源が外乱源として存在する場合には、画像横縞を抑制するための対処を行うことができない。
【００１１】
又、特許文献１に係る従来技術では、走査周期（周波数換算で数ｋＨｚに相当する）に比較して高周波数帯域の外乱源に対してしか、画像横縞を抑制するための対処を行うことができず、一般に商用電源のような低周波数の外乱源に対しては画像横縞を抑制するための対処を行うことができない。
【００１２】
他方、外乱源の周波数（例えば、商用電源の商用周波数や、又はスイッチング電源のスイッチング周波数）は、時間的に変動するため、リアルタイムに、当該外乱源の周波数にあわせて、画像横縞を抑制するための対処を行う技術が求められている。
【００１３】
本開示は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、外乱に起因した放射線画像内の画像横縞をより効果的に抑制することが可能な放射線画像撮像装置、及び放射線画像撮像装置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】
【００１４】
前述した課題を解決する主たる本開示は、
複数の光電変換素子からなるセンサアレーに対して、初期化、電荷蓄積及び蓄積された電荷の読出しを実行して放射線画像を生成する放射線画像撮像装置であって、
前記電荷蓄積の際に放射線照射を行って本画像に係る前記放射線画像を生成する本画像取得モード、及び、前記電荷蓄積の際に放射線照射を行わずに暗画像に係る前記放射線画像を生成する暗画像取得モードを実行し、前記本画像と前記暗画像の差分を正規画像として生成する駆動部と、
所定のセンサ信号に基づいて、対処すべき外乱源の種別を特定する外乱源特定部と、
前記外乱源が発する外乱の周波数を測定する周波数測定部と、
前記外乱源が発する外乱の周波数を前記センサアレーの各光電変換素子から電荷を読出すタイミングに係る所定の周期に対応させるように、前記外乱源を制御する第１の調整部と、
前記本画像と前記暗画像の同一画素領域における読み出し間隔を前記外乱源が発する外乱の周期に対応させるように、前記本画像取得モード又は前記暗画像取得モードにおける電荷の読出しフローの開始タイミングを制御する第２の調整部と、
を備え、
前記外乱源の種別に基づいて、前記第１の調整部による制御処理又は前記第２の調整部による制御処理を選択的に実行させる、放射線画像撮像装置である。
【００１５】
又、他の局面では、
複数の光電変換素子からなるセンサアレーに対して、初期化、電荷蓄積及び蓄積された電荷の読出しを実行して放射線画像を生成する放射線画像撮像装置であって、
前記電荷蓄積の際に放射線照射を行って本画像に係る前記放射線画像を生成する本画像取得モード、及び、前記電荷蓄積の際に放射線照射を行わずに暗画像に係る前記放射線画像を生成する暗画像取得モードを実行し、前記本画像と前記暗画像の差分を正規画像として生成する駆動部と、
前記外乱源が発する外乱の周波数を測定する周波数測定部と、
前記外乱源が発する外乱の周波数を前記センサアレーの各光電変換素子から電荷を読出すタイミングに係る所定の周期に対応させるように、前記外乱源を制御する第１の調整部と、
を備える放射線画像撮像装置である。
【００１６】
又、他の局面では、
複数の光電変換素子からなるセンサアレーに対して、初期化、電荷蓄積及び蓄積された電荷の読出しを実行して放射線画像を生成する放射線画像撮像装置であって、
前記電荷蓄積の際に放射線照射を行って本画像に係る前記放射線画像を生成する本画像取得モード、及び、前記電荷蓄積の際に放射線照射を行わずに暗画像に係る前記放射線画像を生成する暗画像取得モードを実行し、前記本画像と前記暗画像の差分を正規画像として生成する駆動部と、
前記外乱源が発する外乱の周波数を測定する周波数測定部と、
前記本画像と前記暗画像の同一画素領域における読み出し間隔を前記外乱源が発する外乱の周波数に対応させるように、前記本画像取得モード又は前記暗画像取得モードにおける電荷の読出しフローの開始タイミングを制御する第２の調整部と、
を備える放射線画像撮像装置である。
【００１７】
又、他の局面では、
複数の光電変換素子からなるセンサアレーに対して、初期化、電荷蓄積及び蓄積された電荷の読出しを実行して放射線画像を生成する放射線画像撮像装置の制御方法であって、
前記電荷蓄積の際に放射線照射を行って本画像に係る前記放射線画像を生成する本画像取得モード、及び、前記電荷蓄積の際に放射線照射を行わずに暗画像に係る前記放射線画像を生成する暗画像取得モードを実行し、前記本画像と前記暗画像の差分を正規画像として生成し、
所定のセンサ信号に基づいて、対処すべき外乱源の種別を特定し、
前記外乱源が発する外乱の周波数を測定し、
前記外乱源が発する外乱の周波数を前記センサアレーの各光電変換素子から電荷を読出すタイミングに係る所定の周期に対応させるように、前記外乱源を制御し、
前記本画像と前記暗画像の同一画素領域における読み出し間隔を前記外乱源が発する外乱の周期に対応させるように、前記本画像取得モード又は前記暗画像取得モードにおける電荷の読出しフローの開始タイミングを制御し、
前記外乱源の種別に基づいて、前記第１の調整部による制御処理又は前記第２の調整部による制御処理を選択的に実行させる制御方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本開示に係る放射線画像撮像装置によれば、外乱に起因した放射線画像内の画像横縞をより効果的に抑制することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態に係る撮像装置の構成の一例を示す図
【図２】実施形態に係る撮像装置の使用状態を模式的に示す図
【図３】実施形態に係る撮像装置の外観を模式的に示す図
【図４】実施形態に係るＴＦＴパネルの回路構成の概略図
【図５】実施形態に係る読み出しＩＣの読み出し回路の一例を示す図
【図６】実施形態に係るスイッチング電源の構成の一例を示す図
【図７】実施形態に係る駆動部の動作を説明する図
【図８】ＴＦＴパネルに対して変動磁界を作用させる外乱源の一例を示す図
【図９】実施形態に係る読み出しＩＣの電荷取得タイミングとスイッチング電源が発生する外乱の関係を示す図
【図１０】式（２）をグラフ化した図
【図１１】実施形態に係る本暗差分間隔調整部の動作を説明する図
【図１２】実施形態に係る撮像装置の制御装置の動作の一例を示すフローチャート
【図１３】実施形態に係る図１２のフローにおいて、外乱源の種別がスイッチング電源である場合における、制御装置と各部の信号の授受を示す図
【図１４】実施形態に係る図１２のフローにおいて、外乱源の種別が商用電源である場合における、制御装置と各部の信号の授受を示す図
【図１５】式（４）をグラフ化した図
【図１６】変形例２に係る撮像装置の動作の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２１】
［放射線画像撮像装置の全体構成］
以下、図１〜図６を参照して、本実施形態に係る放射線画像撮像装置１（以下、「撮像装置１」と略称する）の全体構成の一例について説明する。
【００２２】
図１は、本実施形態に係る撮像装置１の構成の一例を示す図である。図２は、本実施形態に係る撮像装置１の使用状態を模式的に示す図である。図３は、本実施形態に係る撮像装置１の外観を模式的に示す図である。
【００２３】
本実施形態に係る撮像装置１は、制御装置１０、ＴＦＴパネル２０、読み出しＩＣ３０、ゲート駆動ＩＣ４０、スイッチング電源５０、外乱センサ６０、クロック発生部７０、及びを備えている。
【００２４】
本実施形態に係る撮像装置１は、例えば、Ｘ線撮像装置であり、図２に示すように、放射線発生装置２００（例えば、Ｘ線発生装置）から出射され、被写体を透過したＸ線を受像することにより、被写体に係る放射線画像を取得する。
【００２５】
尚、本実施形態に係る撮影装置１は、図３に示すように、筐体Ｋ１内に、各部を収納する。筐体Ｋ１の一側面には、電源スイッチＫ２や切替スイッチＫ３、インジケーターＫ４、コネクターＫ５等が設けられている。又、筐体Ｋ１内には、ＴＦＴパネル２０を覆うように、板状のシンチレーターＫ６が配設され、放射線を受けるとＴＦＴパネル２０へ向けて、可視光等の放射線よりも波長の長い電磁波を発するようになっている。
【００２６】
制御装置１０は、読み出しＩＣ３０、ゲート駆動ＩＣ４０、スイッチング電源５０、外乱センサ６０、及び、クロック発生部７０と通信接続されており、撮像装置１の各部を統括制御する。
【００２７】
制御装置１０は、撮像処理の実行を制御する駆動部１１、外乱センサ６０からのセンサ信号に基づいて、対処すべき外乱源の種別を特定すると共に当該外乱源の外乱周波数を特定する外乱検知部１２、外乱に対処する画像横縞抑制処理を実行する調整部１３を備えている。そして、制御装置１０の当該構成によって、上記した放射線画像内に発生する画像横縞を抑制するための制御が行われる（詳細は後述）。
【００２８】
制御装置１０は、例えば、ＦＰＧＡ、ＣＰＵ、専用のハードウェア回路、又はこれらの組み合わせによっても実現される。
【００２９】
外乱センサ６０は、外乱源（例えば、スイッチング電源５０、商用電源設備、及び、外部の駆動モータ等を含む。図８を参照して後述する）が発生する変動磁界に係る磁気強度及び周波数（以下、「外乱強度及び外乱周波数」とも称する）を検出する。そして、外乱センサ６０は、検出した外乱強度及び外乱周波数に係る情報を制御装置１０に送出する。
【００３０】
外乱センサ６０としては、典型的には、ホール素子（以下、「ホール素子６０」とも称する）が用いられる。外乱センサ６０は、外乱源の候補に近接する位置やＴＦＴパネル２０に近接する位置に配設され、例えば、スイッチング電源５０のスイッチング周波数を検出可能な位置（図６を参照）や、又は、外乱源候補に該当する商用電源が供給する電力の周波数を検出可能な位置（図８を参照）に配設されている。
【００３１】
尚、外乱センサ６０としては、外乱強度又は外乱周波数のいずれか一方のみを検出するセンサが用いられてもよい。外乱センサ６０としては、例えば、スイッチング電源５０のスイッチング端子からスイッチング信号を検出する電圧センサ等が用いられてもよい。又、外乱センサ６０としては、例えば、外乱源が発生する変動磁界によって、ＴＦＴパネル２０のセンサアレーの信号線又はバイアス線に通流する起電流を検出する電流センサが用いられてもよい。
【００３２】
クロック発生部７０は、クロック信号を発生し、制御装置１０に対して当該クロック信号を入力する。制御装置１０は、当該クロック信号に基づいて動作を実行しており、例えば、当該クロック信号を基準として後述するスイッチング電源５０のスイッチング周波数の測定等を行う。
【００３３】
図４は、本実施形態に係るＴＦＴパネル２０の回路構成の概略図である。
【００３４】
ＴＦＴパネル２０は、公知のＴＦＴパネルであり、放射線を信号電荷に変換する光電変換素子２１、及び当該信号電荷を外部に転送するスイッチ素子２２で構成される画素を、二次元のマトリクス状に配列したセンサアレーによって構成される。尚、以下では、説明の便宜として、ＴＦＴパネル２０のセンサアレーを、単に「センサアレー」とも称する。
【００３５】
各光電変換素子２１は、複数の走査線２４及び複数の信号線２３によって区画された複数の領域（画素）にそれぞれ設けられている。
【００３６】
光電変換素子２１は、当該光電変換素子２１に照射された放射線の線量（或いはシンチレーターＫ６で変換された電磁波の光量）に応じた電気信号（電流、電荷）をそれぞれ発生させるもので、例えばフォトダイオードや、フォトトランジスター等で構成されている。
【００３７】
尚、ＴＦＴパネル２０を構成する光電変換素子２１としては、Ｘ線の照射量を直接検出するものが用いられてもよいし、蛍光体により変換された可視光を検出するものが用いられてもよい。
【００３８】
各光電変換素子２１は、複数の走査線２４及び複数の信号線２３によって区画された複数の領域（画素）にそれぞれ設けられている。
【００３９】
スイッチ素子２２は、光電変換素子部（光電変換素子２１の等価容量及び当該光電変換素子２１と並列に接続した容量）に電荷を保持するためのもので、光電変換素子２１と同様、複数の領域にそれぞれ設けられている。各スイッチ素子２２は、ゲート電極が近接する走査線２４に、ソース電極が近接する信号線２３に、ドレイン電極が同じ領域内の光電変換素子２１にそれぞれ接続されている。このため、光電変換素子２１は、走査線２４や信号線２３と間接的に接続されることとなる。
【００４０】
複数のバイアス線２５は、各信号線２３と信号線２３との間に信号線２３と平行になるように、かつ交差する走査線２４と導通しないように設けられている。結線２６は、基板の縁部において、走査線２４と平行に延びるように設けられている。結線２６には、複数のバイアス線２５が接続されている。電源スイッチＫ２が入れられると、電源回路（図示せず）からバイアス線２５を介して、各光電変換素子２１にバイアス電圧を印加される。
【００４１】
ゲート駆動ＩＣ４０は、各走査線２４に接続されて、各走査線２４に印加する電圧をオン電圧とオフ電圧との間で順次切り替えるようになっている。
【００４２】
読み出しＩＣ３０は、各信号線２３に接続されて、各光電変換素子２１から各信号線２３に放出された信号電荷を読み出す。
【００４３】
つまり、ゲート駆動ＩＣ４０が、ＴＦＴパネル２０内の各スイッチ素子を制御して、読み出しＩＣ３０が、ＴＦＴパネル２０内の各光電変換素子２１から信号電荷を読み出す。尚、読み出しＩＣ３０及びゲート駆動ＩＣ４０は、例えば、制御装置１０からの制御信号によって、各光電変換素子から信号電荷を読み出す際の条件設定や、又は読み出し処理の開始終了等が制御されている。
【００４４】
図５は、本実施形態に係る読み出しＩＣ３０の読み出し回路の一例を示す図である。尚、図５では、説明の便宜として、一つの光電変換素子２１で生成された信号電荷を読み出す際の回路構成のみを示している。
【００４５】
本実施形態に係る読み出しＩＣ３０は、相関二重サンプリング（以下、「ＣＤＳ」）機能を有している。ＣＤＳ機能とは、図５に示すように、一方のサンプルホールド回路（図５のＣＤＳ１）でリセット電圧をサンプルホールドし、他方のサンプルホールド回路（図５のＣＤＳ２）で信号電圧をサンプルホールドし、信号電圧とリセット電圧の差分の電圧を得る方式である。これによって、リセット時に、チャージアンプ３１等で発生するリセットノイズを除去することが可能である。
【００４６】
光電変換素子２１は、蓄積された信号電荷を取り出すためのスイッチ素子２２、及びチャージアンプ３１を介して、ＣＤＳ回路３２（ＣＤＳ１のサンプルホールド回路及びＣＤＳ２のサンプルホールド回路を表す。以下同じ）に接続されている。そして、ＣＤＳ回路３２の後段には、ＣＤＳ１が保持する信号電圧から、ＣＤＳ２が保持するリセット電圧の差分の電圧を算出する減算回路３３が接続されている。
【００４７】
読み出しＩＣ３０は、まず、スイッチ素子２２がオフして光電変換素子２１の接続が切り離された状態で、ＣＤＳ１において、電荷（即ち、リセット電圧）を取得する（以下、「Ｎ読み」と称する）。Ｎ読みの後に、ゲート駆動ＩＣは、スイッチ素子２２をオンして、読み出しＩＣ３０は、ＣＤＳ２において、光電変換素子２１から信号電荷（即ち、信号電圧）を取得する（以下、「Ｓ読み」と称する）。Ｓ読みの後に、減算回路３３において、ＣＤＳ１が示す信号電圧からＣＤＳ２が示すリセット電圧を減算した値を算出させる。読み出しＩＣ３０は、このようにして得られた信号電圧とリセット電圧の差分値を一画素領域における正規の信号電荷量として、フレームメモリに記憶する。
【００４８】
読み出しＩＣ３０は、ＴＦＴパネル２０のセンサアレーの一行単位でＮ読みの実行とＳ読みの実行とを交互に行って、センサアレーの全画素の信号電荷を取得する。
【００４９】
図６は、本実施形態に係るスイッチング電源５０の構成の一例を示す図である。
【００５０】
スイッチング電源５０は、各部を動作させるために所望の電圧の直流電力を生成して、各部に対して電力供給する。スイッチング電源５０は、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバーターであって、バッテリ５２から直流電力を受電して、所望の電圧に変換して各部に出力する。
【００５１】
本実施形態に係る撮像装置１は、複数のスイッチング電源５０（図６の５０ａ、５０ｂ及び５０ｃそれぞれがスイッチング電源５０に相当する）を有している。尚、本実施形態に係る撮像装置１は、このようにスイッチング電源５０を複数設けることによって、種々の負荷装置の特性に応じた所望の電圧（図６のＶａ、Ｖｂ、Ｖｃは、それぞれ異なる電圧を表している）の直流電力を生成したり、又は、負荷装置の設置位置付近に当該スイッチング電源５０を配設する構成としている。
【００５２】
複数のスイッチング電源５０ａ、５０ｂ、５０ｃは、例えば、それぞれ、独立して動作するＤＣ／ＤＣコンバーターである。そして、複数のスイッチング電源５０ａ、５０ｂ、５０ｃは、それぞれ、自身が内蔵する発振回路やクロック信号ＩＣ等によって生成されたスイッチング信号に基づいて、動作している。
【００５３】
尚、本実施形態に係るスイッチング電源５０ａ、５０ｂ、５０ｃは、所望のスイッチング周波数で動作させる観点から、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）駆動方式のＤＣ／ＤＣコンバーターが用いられている。そして、スイッチング電源５０が出力する電圧は、フィードバック制御によって、スイッチ素子をオンオフする際のデューティー比が制御されることで目標電圧に調整される。
【００５４】
本実施形態に係るスイッチング電源５０ａ、５０ｂ、５０ｃは、それぞれ、制御装置１０からの制御信号によって、スイッチング信号のスイッチング周波数を可変に構成されている。本実施形態に係るスイッチング電源５０ａ、５０ｂ、５０ｃそれぞれのスイッチング周波数は、例えば、制御装置１０（周波数調整部１３ａ）からの制御信号によって、各スイッチング電源５０ａ、５０ｂ、５０ｃが内蔵する発振回路に接続された可変抵抗素子５１ａ、５１ｂ、５１ｃの抵抗値が変更されることによって、設定される。但し、このスイッチング周波数を設定するための構成は、任意であり、クロック生成ＩＣのレジスタに設定する値を変更する構成等が用いられてもよい。
【００５５】
又、スイッチング電源５０ａ、５０ｂ、５０ｃそれぞれのスイッチング周波数（外乱周波数）及び外乱強度は、外乱センサ６０ａ、６０ｂ、６０ｃに検出され、外乱センサ６０ａ、６０ｂ、６０ｃのセンサ信号に基づいて、制御装置１０（外乱検知部１２）に監視されている。そして、本実施形態に係るスイッチング電源５０ａ、５０ｂ、５０ｃそれぞれのスイッチング周波数は、外乱センサ６０ａ、６０ｂ、６０ｃのセンサ信号等によって、制御装置１０（周波数調整部１３ａ）によって各別にフィードバック制御され得る構成となっている。
【００５６】
スイッチング電源５０ａ、５０ｂ、５０ｃそれぞれのスイッチング周波数（外乱周波数）及び外乱強度を検出する外乱センサ６０ａ、６０ｂ、６０ｃとしては、例えば、スイッチング電源５０ａ、５０ｂ、５０ｃそれぞれに隣接して配設されたホール素子、又は、スイッチング電源５０ａ、５０ｂ、５０ｃのスイッチング端子からスイッチング信号を検出する電圧センサ等が用いられる。尚、このセンサ６０ａ、６０ｂ、６０ｃは、上記のように複数用意してもよいし、１つとしてもよい。
【００５７】
尚、制御装置１０（周波数測定部１２ｂ、周波数調整部１３ａ）は、例えば、ホール素子のセンサ信号のＦＦＴ解析等を行うことによって、スイッチング電源５０ａ、５０ｂ、５０ｃそれぞれのスイッチング周波数を測定して、スイッチング周波数が所望の周波数となるように調整する（詳細は、図９を参照して後述する）。
【００５８】
次に、図７〜図１１を参照して、本実施形態に係る制御装置１０の各構成について、説明する。
【００５９】
［駆動部］
駆動部１１は、読み出しＩＣ３０及びゲート駆動ＩＣ４０を制御して、撮像処理を実行する。
【００６０】
かかる撮像処理自体は、公知の処理と同様である。具体的には、駆動部１１は、放射線発生装置２００から出射されて、被写体を透過したＸ線をＴＦＴパネル２０にて受像する。この際、駆動部１１は、読み出しＩＣ３０及びゲート駆動ＩＣ４０を制御して、ＴＦＴパネル２０の各画素の光電変換素子２１から信号電荷を取得して、各画素の信号電荷に基づいて画像化を行う。
【００６１】
尚、撮像装置１の電荷蓄積のタイミングと放射線発生装置２００の放射線出射のタイミングとは、例えば、撮像装置１に設けられた放射線検知部で放射線を検知することによって同期されてもよいし、撮像装置１と放射線発生装置２００との通信することによって同期されてもよい。
【００６２】
駆動部１１は、電荷蓄積の際に放射線照射を行って放射線画像（以下、「本画像」と称する）を生成する本画像取得モード（本画像取得部１１ａ）、及び、電荷蓄積の際に放射線照射を行わずに放射線画像（以下、「暗画像」と称する）を生成する暗画像取得モード（暗画像取得部１１ｂ）を連続して実行し、本画像と暗画像の差分を正規画像として生成する。
【００６３】
尚、ここで「連続して」とは、典型的には、本画像取得モードを実行した後、例えば、１０秒以内に暗画像取得モードを実行することを意味する。
【００６４】
本実施形態に係る駆動部１１は、これにより、各画素の光電変換素子の暗電流に起因したノイズ成分を相殺すると共に、撮像装置１外部の外乱源の変動磁界に起因した長周期の外乱を相殺する（図１２を参照して後述する）。
【００６５】
図７は、本実施形態に係る駆動部１１の動作を説明する図である。図７Ａは、本実施形態に係る駆動部１１の動作を示すタイムチャートである。図７Ｂは、本実施形態に係る駆動部１１の補正処理について説明する図である。
【００６６】
駆動部１１は、図７Ａに示すように、本画像を取得した後、暗画像を取得し、本画像から暗画像を減算することで、正規画像を生成する。本画像の取得工程及び暗画像の取得工程は、初期化、蓄積、及び読み出しからなる。各動作は、駆動部１１の制御のもと、実行される。
【００６７】
初期化工程（Ｓ１）において、読み出しＩＣ３０は、撮影の前にセンサアレーに蓄積された暗電流を掃き出させるとともに、光電変換が正しく行われるように調整した後、センサアレーのＴＦＴをすべてオフにする。
【００６８】
蓄積工程（Ｓ２）において、放射線発生装置２００は、被写体を介してＴＦＴパネル２０の各画素の光電変換素子２１に対して放射線を照射する。これにより、被写体を透過した放射線の濃淡情報が、センサアレー上の各画素にて電荷に変換され、各画素にて蓄積される。
【００６９】
読み出し工程（Ｓ３）において、ゲート駆動ＩＣ４０は、センサアレーの一行目のＴＦＴをオンし、一行目の画素領域に配された光電変換素子２１から各列信号線に転送された信号電荷を順次取得する。さらに、ゲート駆動ＩＣ４０は、オンするＴＦＴの行を順次走査することにより、センサアレー全体のデジタルデータを取得する。
【００７０】
待機工程（Ｓ４）において、駆動部１１は、暗画像の取得を開始する前に、調整部１３によって設定された本暗差分間隔の時間だけ待機する（詳細は後述）。
【００７１】
待機工程（Ｓ４）の後、駆動部１１は、暗画像を取得するために、初期化工程（Ｓ５）、蓄積工程（Ｓ６）及び読み出し工程（Ｓ７）を実行する。この際の初期化工程（Ｓ５）、蓄積工程（Ｓ６）及び読み出し工程（Ｓ７）は、蓄積工程（Ｓ６）において、放射線発生装置２００から放射線の照射をオフ状態にする点以外、初期化工程（Ｓ１）、蓄積工程（Ｓ２）及び読み出し工程（Ｓ３）と同一である。
【００７２】
駆動部１１は、上記したＳ１〜Ｓ７の工程の後、図７Ｂのように、本画像用のフレームメモリに格納された本画像の画像データから、暗画像用のフレームメモリに格納された暗画像の画像データを減算して、表示装置（図示せず）に表示させる正規の放射線画像を生成する。
【００７３】
［外乱検知部］
外乱検知部１２は、外乱源特定部１２ａと周波数測定部１２ｂを備えている。
【００７４】
外乱源特定部１２ａは、外乱センサ６０から取得するセンサ信号に基づいて、複数の外乱源候補のうちから対処すべき外乱源の種別を特定する。ここで、外乱源特定部１２ａにより対処すべき外乱源の種別を特定するのは、外乱源に対して対処する際に、当該外乱源が撮像装置１の内部のスイッチング電源５０等であるのか（換言すると、周波数変更指令が可能な種別であるのか）、又は当該外乱源が撮像装置１の外部の商用電源等であるのか（換言すると、周波数変更指令が不可能な種別であるのか）に応じて、後述する調整部１３において異なる対処方法を実行するためである。
【００７５】
外乱源特定部１２ａにおいて対処すべき外乱源の種別が、撮像装置１の内部のスイッチング電源５０等であると特定された場合には、当該外乱源に対する対処は、後述する周波数調整部１３ａによって行われる。一方、外乱源の種別が、撮像装置１の外部の商用電源等であると特定された場合には、当該外乱源に対する対処は、後述する本暗差分間隔調整部１３ｂによって行われる。
【００７６】
周波数測定部１２ｂは、外乱センサ６０から取得するセンサ信号に基づいて、対処すべき外乱源の外乱周波数を特定する。ここで、周波数測定部１２ｂにより対処すべき外乱源の外乱周波数を特定するのは、後述する調整部１３において、当該外乱源の外乱が放射線画像内に画像横縞として表出しないように対処するためである。
【００７７】
図８は、ＴＦＴパネル２０に対して変動磁界を作用させる外乱源の一例を示す図である。図８Ａは、撮像装置１内に搭載するスイッチング電源５０が外乱源となっている態様を示している。又、図８Ｂは、撮像装置１に近接して配設される商用電源設備Ｍ１が外乱源となっている態様を示している。又、図８Ｃは、外部装置の駆動モータＭ２が外乱源となっている態様を示している。
【００７８】
図８に示したスイッチング電源５０、商用電源設備Ｍ１、及び駆動モータＭ２は、いずれも大電力を扱うため、当該外乱源が発生する変動磁界の強度も大きく、放射線画像を撮影する際に、ＴＦＴパネル２０の信号線やバイアス線に起電流を発生させやすい。他方、スイッチング電源５０は、一般に、１０００ｋＨｚ以上の高周波数の外乱を発生するのに対して、商用電源設備等は、一般に、１ｋＨｚ以下の低周波の外乱を発生する。かかる特性からも、画像横縞を抑制するための対処方法は、それぞれ変更するのが望ましい。
【００７９】
スイッチング電源５０、商用電源設備Ｍ１、及び駆動モータＭ２等が発生する変動磁界の強度は、通流する電流レベルに応じて、その時々で変化するため、対処すべき外乱源に該当するか否かも変化する。又、これらが発生する変動磁界の周波数も、一般に時間的に変化するため、対処すべき外乱源に該当するか否かも変化する。又、これらが発生する変動磁界がＴＦＴパネル２０へ作用する度合いも、当該撮像装置１の使用環境（例えば、撮像装置１の配設位置）や当該撮像装置１の使用態様（例えば、撮像装置１のスイッチング電源５０のスイッチング周波数）等に応じて種々に変化する。
【００８０】
外乱検知部１２（外乱源特定部１２ａ）は、図８に示したスイッチング電源５０、商用電源設備Ｍ１、及び駆動モータＭ２等、制御装置１０のＲＯＭ等に予め設定された複数の外乱源候補のうちから、対処すべき外乱源を特定する。
【００８１】
尚、「外乱源候補」の情報（以下、「外乱源候補情報」と称する）は、例えば、「外乱源候補」の種別情報（例えば、スイッチング電源５０、商用電源設備Ｍ１、又は駆動モータＭ２）、同一の種別に係る「外乱源候補」の識別情報（例えば、スイッチング電源５０ａ、スイッチング電源５０ｂ、又はスイッチング電源５０ｃ）、及び、対処すべき外乱源か否かの判定基準情報（例えば、外乱強度の閾値、又は外乱周波数の基準からの外れ値）と関連付けて設定される。
【００８２】
外乱検知部１２（外乱源特定部１２ａ）は、例えば、複数の外乱源候補のうちから外乱源の種別を特定するために設けられた外乱センサ６０（図８では、６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ、６０ｅ）によって、外乱強度又は外乱周波数を検出する。そして、外乱検知部１２は、例えば、外乱センサ６０（例えば、ホール素子６０）のセンサ信号に基づいて、複数の外乱源候補それぞれについて、放射線画像内に画像横縞を生じさせ得るか否かの判定を行い、外乱源候補情報に設定された判定基準（例えば、外乱強度の閾値）を超えている外乱源候補を、「対処すべき外乱源の種別」と設定（即ち、特定）する。
【００８３】
外乱検知部１２（周波数測定部１２ｂ）は、例えば、外乱センサ６０（例えば、ホール素子６０）のセンサ信号に基づいて、外乱源の外乱周波数を測定する。外乱検知部１２は、例えば、ホール素子６０から取得したセンサ信号を周波数解析（例えば、ＦＦＴ演算）することによって、外乱源の外乱強度及び外乱周波数をそれぞれ測定することができる。
【００８４】
外乱検知部１２（外乱源特定部１２ａ）は、例えば、測定データを周波数解析し、ピークの周波数を特定する。そして、外乱検知部１２は、例えば、撮像装置１内部（スイッチング電源５０）の外乱周波数を除外するために、撮像装置１内部（スイッチング電源５０）の基準周波数を予め記憶しておき、スイッチング周波数を除いた周波数の信号値が閾値以上であれば撮像装置１外部の外乱が有りと判定する。
【００８５】
他方、外乱検知部１２（周波数測定部１２ｂ）は、例えば、外乱センサ６０として、スイッチング電源５０ａ、５０ｂ、５０ｃそれぞれのスイッチング端子からスイッチング信号を取得する電圧センサを用いてもよい。この場合、外乱検知部１２は、例えば、スイッチング電源５０ａ、５０ｂ、５０ｃそれぞれのスイッチング信号を、クロック信号でカウントすることで、スイッチング周波数を検出することができる。
【００８６】
他方、外乱検知部１２（周波数測定部１２ｂ）は、例えば、外乱センサ６０として、ＴＦＴパネル２０内（有効画素領域内又は有効画素領域外のいずれでもよい）の信号線やバイアス線に流れる電流の時間変化を検出する電流センサを用いてもよい。この場合には、読み出しＩＣ３０を外乱センサ６０として機能させることができる。
【００８７】
外乱検知部１２（周波数測定部１２ｂ）が周波数測定を実行するタイミングは、より好適には、撮像装置１を起動している際に、時間又は撮像動作を基準とした所定の頻度で処理を実行するように設定される。外乱検知部１２の実行タイミングは、典型的には、一回の放射線画像撮影動作の度、又は、所定の時間間隔毎と設定される。これによって、外乱源（又は外乱源候補）の外乱周波数の変動にリアルタイムに追従し得るようになる。
【００８８】
尚、外乱検知部１２（周波数測定部１２ｂ）が周波数測定を実行するタイミングは、暗画像の読み出し開始より前に外乱周波数の特定が終了していればよく、撮影準備中、本画像蓄積中、本画像読み出し中、本暗間リセット、暗画像蓄積中のどのタイミングでもよい。
【００８９】
［調整部］
調整部１３は、外乱検知部１２に特定された外乱源の種別に応じて、画像横縞を抑制するための調整を行う。
【００９０】
調整部１３は、周波数調整部１３ａ（本発明の第１の調整部に相当する）、及び本暗差分間隔調整部１３ｂ（本発明の第２の調整部に相当する）を備えている。
【００９１】
周波数調整部１３ａは、対処すべき外乱源が撮像装置１内部の周波数変更指令が可能な対象（ここでは、スイッチング電源５０）である場合に実行され、当該外乱源の周波数（ここでは、スイッチング電源５０のスイッチング周波数）の制御によって、外乱が放射線画像内に画像横縞として表出することを抑制する。
【００９２】
具体的には、周波数調整部１３ａは、ＴＦＴパネル２０の各光電変換素子から電荷を読出すタイミングに係る所定の周期が、外乱源の外乱周波数に対応する周期（以下、「外乱源の周期」と略称する）の略整数倍となるように、外乱源の外乱周波数をフィードバック制御する（詳細は後述）。尚、ここで、「略整数倍になるように」とは、完全に整数倍に一致させる態様に加えて、制御装置１０の制御限界等に起因した公差の範囲を含むことを意味する（以下同じ）。
【００９３】
これによって、ＴＦＴパネル２０の各光電変換素子から電荷を読出すタイミングと当該外乱源の外乱とが同期するようになり、画像横縞の発生が抑制される。
【００９４】
本暗差分間隔調整部１３ｂは、対処すべき外乱源が撮像装置１外部の周波数変更指令が不可能な対象（ここでは、商用電源）である場合に実行され、当該外乱源の外乱周波数（ここでは、商用電源の周波数）にあわせて、駆動部１１における本暗差分間隔を制御することによって、外乱が放射線画像内に画像横縞として表出することを抑制する。
【００９５】
具体的には、本暗差分間隔調整部１３ｂは、本画像取得モードにおける電荷の読出しフローの開始タイミングと暗画像取得モードにおける電荷の読出しフローの開始タイミングとの間の間隔（以下、「本暗差分間隔」と称する）が、外乱源の周期の略整数倍となるように、当該本暗差分間隔を制御する（詳細は後述）。
【００９６】
これによって、本画像と暗画像との同一画素領域から電荷を読出すタイミングと当該外乱源の外乱とが同期するようになり、画像横縞の発生が抑制される。
【００９７】
尚、スイッチング電源５０は、一般に、１０００ｋＨｚ以上の高周波数の外乱を発生するのに対して、商用電源設備Ｍ１及び駆動モータＭ２は、一般に、１ｋＨｚ以下の低周波の外乱を発生するため、この点においても、画像横縞を抑制するための対処方法は、変更する必要がある。
【００９８】
尚、以下では、周波数調整部１３ａが撮像装置１内部の典型的な外乱源であるスイッチング電源５０に対して対処する態様、及び、本暗差分間隔調整部１３ｂが撮像装置１外部の典型的な外乱源である商用電源に対して対処する態様について、説明する。
【００９９】
まず、周波数調整部１３ａについて詳述する。
【０１００】
図９は、本実施形態に係る読み出しＩＣ３０（図５を参照）の電荷取得タイミングとスイッチング電源５０が発生する外乱Ｎ１の関係を示す図である。図９Ａは、ＣＤＳ１の電荷取得タイミングとＣＤＳ２の電荷取得タイミングの間隔（以下、「ＣＤＳ間隔」と称する）の周期が、外乱Ｎ１の周期の整数倍に揃っていない状態を表し、図９Ｂは、ＣＤＳ間隔の周期が、外乱Ｎ１の周期の整数倍に揃った状態を表している。
【０１０１】
図９Ａ、図９Ｂにおいて、横軸は時間軸を表し、時間軸の下欄には、当該タイミングにおける読み出しＩＣ３０の読み出し動作の内容を示している。尚、「ＣＤＳ１」の矢印位置は、ＣＤＳ１の電荷取得タイミング（サンプルホールドタイミング）を表し、「ＣＤＳ２」の矢印位置は、当該ＣＤＳ１と同じ画素について、ＣＤＳ２の電荷取得タイミング（サンプルホールドタイミング）を表している。「走査周期」は、一行分のスイッチ素子２２を読み出す周期（ここでは、Ｎ読みの時間＋Ｓ読みの時間）と表している。
【０１０２】
図９Ａ、図９Ｂにおいて、縦軸は、読み出しＩＣ３０の読み出し回路のＣＤＳ（ＣＤＳ１又はＣＤＳ２）への入力電圧を表している。ここでは、説明の便宜として、ＣＤＳ回路入力電圧には、スイッチング電源５０が発生する外乱（例えば、２０００ｋＨｚ程度）のみが入力されている態様を示している。
【０１０３】
読み出しＩＣ３０は、ＴＦＴパネル２０の一行毎に各列のスイッチ素子２２を順次駆動して、対応する画素領域に配された光電変換素子２１から信号電荷を順次取得する。この際、読み出しＩＣ３０は、一行毎に、Ｎ読みとＳ読みをこの順で行って、ＣＤＳ２の信号電圧からＣＤＳ１のリセット電圧を減算した値を光電変換素子２１の正規の信号電荷として決定していく。
【０１０４】
この際、図９Ａのように、ＣＤＳ１の電荷取得タイミングにおける外乱Ｎ１の位相とＣＤＳ２の電荷取得タイミングにおける外乱Ｎ１の位相が異なる場合、外乱Ｎ１に起因した電圧差がＣＤＳ１とＣＤＳ２の間に発生することになる。その結果、放射線画像内には、外乱Ｎ１に起因した画像横縞が発生することになる。
【０１０５】
この点、図９Ｂのように、ＣＤＳ１の電荷取得タイミングにおける外乱Ｎ１の位相とＣＤＳ２の電荷取得タイミングにおける外乱Ｎ１の位相が一致していれば、読み出しＩＣ３０が、ＣＤＳ１の信号電圧からＣＤＳ２のリセット電圧を減算する際に、外乱Ｎ１も相殺され、信号電荷から外乱Ｎ１が排除されることになる。換言すると、スイッチング周波数に対応する周期がＣＤＳ間隔の整数倍であれば、読み出しＩＣ３０は、外乱が排除された信号電荷を取得することができる。この際、ＣＤＳ間隔は、各画素領域で同一間隔であるため、読み出しＩＣ３０は、各画素領域で、外乱が排除された信号電荷を取得することができる。
【０１０６】
周波数調整部１３ａは、かかる観点から、より好適には、スイッチング電源５０のスイッチング周波数に対応する周期がＣＤＳ間隔に係る周期の整数倍になるように（式（１）を参照）、即ち、スイッチング周波数がＣＤＳ間隔に係る周期に対して位相が揃う周波数になるように、スイッチング電源５０を制御する。
【数１】
2019121988.tif 000003
【０１０７】
又、ＣＤＳ回路３２における外乱の増幅率（以下、「ＣＤＳゲイン」と称する）は、ＣＤＳ１の電荷取得タイミングで取得した外乱Ｎ１の信号値とＣＤＳ２の電荷取得タイミングで取得した外乱Ｎ１の信号値の差分であり、下記の式（２）のように表すことができる。
【数２】
2019121988.tif 000004
【０１０８】
図１０は、式（２）をグラフ化したものである。図１０の横軸は外乱の周波数を表し、縦軸は当該外乱がＣＤＳ回路３２に取得された際のＣＤＳゲインを表す。
【０１０９】
図１０に示すように、外乱の周波数とＣＤＳ間隔の関係によっては、ＣＤＳゲインが０倍になる。図１０は、一例として、ＣＤＳ間隔を１００ｕｓとした場合のグラフを示しており、この場合、ＣＤＳゲインが０倍になる周波数は、１００ｕｓと同じ周期となる１０ｋＨｚの整数倍の周波数である。つまり、外乱の周波数を、１０ｋＨｚの整数倍の周波数付近とすることによって、外乱の影響を抑制することが可能である。
【０１１０】
周波数調整部１３ａは、例えば、予めＲＯＭ等に、ＣＤＳ間隔とＣＤＳゲインが低くなるスイッチング電源５０の目標周波数を関連付けて記憶しておき、かかる目標周波数になるように複数のスイッチング電源５０それぞれのスイッチング周波数をフィードバック制御する。
【０１１１】
周波数調整部１３ａは、典型的には、複数のスイッチング電源５０それぞれにつき、画像横縞が所望の大きさ（例えば、０．１６倍以下）まで低減するようにＣＤＳゲインを任意に決め、スイッチング周波数をフィードバック制御する。スイッチング周波数は、典型的には、１０００ｋＨｚ以上に設定される。この際、複数のスイッチング電源５０それぞれで、異なるスイッチング周波数に設定してもよい。尚、図１０では、一例として、目標のＣＤＳゲインを０．１６倍以下とした場合で、スイッチング周波数の目標周波数を２０００±０．２５ｋＨｚの周波数範囲に設定する態様を示している。
【０１１２】
尚、スイッチング周波数の目標周波数は、より好適には、ＣＤＳゲインに係る条件に加えて、ジッターが生じない周波数を選択する。スイッチング信号にジッターが発生すると、スイッチング周波数より低周波かつ周波数不定な電流変化が生じるという課題がある。ジッターの発生有無は、スイッチング電源の入力電圧やスイッチング周波数に依存する場合がある。その場合は、目標周波数を複数持たせた上で、スイッチング電源の入力電圧測定手段を持たせ、入力電圧によってジッターが発生しない周波数を選択してもよい。または、周波数測定手段で周波数が安定しているかを判別して、ジッターが生じない周波数を選択してもよい。
【０１１３】
周波数調整部１３ａがスイッチング電源５０のスイッチング周波数をフィードバック制御する手法は、図６を参照して上記した通りである。
【０１１４】
具体的には、周波数測定部１２ｂの機能によって複数のスイッチング電源５０ａ、５０ｂ、５０ｃそれぞれ（又は、外乱源特定部１２ａで特定したスイッチング電源５０の一）のスイッチング周波数の周波数測定を行う。そして、周波数調整部１３ａは、測定されたスイッチング周波数に基づいて、例えば、可変抵抗５１ａ、５１ｂ、５１ｃの抵抗値の変更によって、スイッチング電源５０ａ、５０ｂ、５０ｃのスイッチング周波数を調整する。そして、周波数調整部１３ａは、スイッチング周波数の測定とスイッチング周波数を調整とを繰り返し実行することで、スイッチング周波数のフィードバック制御を行う。
【０１１５】
このように、周波数調整部１３ａが複数のスイッチング電源５０それぞれのスイッチング周波数をＣＤＳゲインが小さくなるように制御することによって、複数のスイッチング電源５０それぞれに起因した画像横縞の発生を抑制することができる。
【０１１６】
次に、本暗差分間隔調整部１３ｂについて説明する。
【０１１７】
本暗差分間隔調整部１３ｂは、駆動部１１の本画像と暗画像の同一画素領域における読み出し間隔が、外乱源の外乱周波数に対応する周期の整数倍になるように（下記式（３）を参照）、駆動部１１における本暗差分間隔（本画像取得時の読み出し開始タイミングと暗画像取得時の読み出し開始タイミングの間の時間間隔を表し、図７ＡではＳ３、Ｓ４、Ｓ５及びＳ６の処理の合計時間に相当する）を調整する。換言すると、本画像と暗画像の同一の画素から画像信号を取得するタイミングを商用電源等の外乱の同位相のタイミングに揃える。
【数３】
2019121988.tif 000005
【０１１８】
図１１は、本暗差分間隔調整部１３ｂの動作を説明する図である。
【０１１９】
図１１では、本画像に生じた画像横縞Ｎ２と暗画像に生じた画像横縞Ｎ２とが、正規画像を生成する際に互いに相殺される態様を示している。
【０１２０】
本暗差分間隔調整部１３ｂは、外乱検知部１２によって、商用電源等が対処すべき外乱源として特定された場合に、本画像取得モードの電荷読み出しフローの開始タイミング（図７のＳ３の開始タイミング）と暗画像取得モードの電荷読み出しフローの開始タイミング（図７のＳ７の開始タイミング）の間隔（本暗差分間隔）を調整する処理を実行する。
【０１２１】
本暗差分間隔調整部１３ｂは、まず、外乱検知部１２で測定された対処すべき外乱源の外乱周波数を取得する。次に、本暗差分間隔調整部１３ｂは、駆動部１１の本画像と暗画像の同一画素領域における読み出し間隔が、外乱源の外乱周波数に対応する周期の整数倍になるように、図７Ａの待機工程（Ｓ４）の時間幅の調整又は蓄積工程（Ｓ６）の時間幅の調整又はその両方の調整をし、これにより本暗差分間隔を調整する。
【０１２２】
これによって、図１１のように、本画像から暗画像を減算して、正規の放射線画像を生成する際に、商用電源等のような長周期の外乱を相殺することができる。
【０１２３】
尚、本暗差分間隔調整部１３ｂは、暗画像蓄積中に、ＴＦＴは駆動せずに、読出動作を行い、信号値の周期から蓄積時間を調整するようにすることもできる。例えば、ＦＦＴ演算して外乱の周期を求め、本画像読出の位相と暗画像読出の位相が概ね一致するように、暗画像の蓄積時間を可変する。又、低周波成分のノイズに着目して、信号値をＬＰＦ演算したものから、ピークの間隔を計測して、外乱の周期を求めてもよい。又、本画像蓄積中にも行って、精度を向上してもよい。
【０１２４】
［制御装置の動作フロー］
図１２は、本実施形態に係る撮像装置１の制御装置１０の動作の一例を示すフローチャートである。図１２に示すフローチャートは、例えば、制御装置１０がコンピュータプログラムに従って実行する動作である。この処理は、例えば、撮像装置１の撮像処理の度に実行される。
【０１２５】
図１３は、図１２のフローにおいて、外乱源の種別がスイッチング電源５０である場合における、制御装置１０と各部の信号の授受を示す図である。図１４は、図１２のフローにおいて、外乱源の種別が商用電源である場合における、制御装置１０と各部の信号の授受を示す図である。
【０１２６】
尚、ここでは、典型的な一例として、ホール素子６０が、スイッチング電源装置５０と商用電源Ｍ１それぞれの付近に設けられており、外乱検知部１２が、それぞれのホール素子６０のセンサ信号が示す外乱強度に基づいて、スイッチング電源装置５０と商用電源Ｍ１のいずれの種別の外乱源であるのかを特定する態様を示す。
【０１２７】
ステップＳ１１においては、制御装置１０（外乱源特定部１２ａ）は、まず、外乱センサ６０（例えば、ホール素子）からのセンサ信号に基づいて、画像横縞を生じさせる程度の大きさの外乱強度の外乱が存在するか否かを判定する。制御装置１０（外乱検知部１２）は、この際、かかる外乱が存在しないと判定した場合（Ｓ１１：ＮＯ）、一連のフローを終了する。一方、かかる外乱が存在すると判定した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、続くＳ１２に処理を進める。
【０１２８】
ステップＳ１２においては、制御装置１０（外乱源特定部１２ａ）は、外乱センサ６０（例えば、ホール素子）からのセンサ信号に基づいて、複数の外乱源候補のうちから、対処すべき外乱源の種別を特定する。ステップＳ１２において、制御装置１０（外乱源特定部１２ａ）は、対処すべき外乱源が撮像装置１の内部（ここでは、スイッチング電源５０とする）である場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、ステップＳ１３に処理を進め、制御装置１０（外乱源特定部１２ａ）は、対処すべき外乱源が撮像装置１の内部ではない場合（ここでは、商用電源とする）（Ｓ１２：ＮＯ）、ステップＳ１４に処理を進める。
【０１２９】
ステップＳ１３においては、制御装置１０（周波数調整部１３ａ）は、現在設定しているＣＤＳ間隔を参照して、外乱のＣＤＳゲインが小さくなるように（即ち、ＣＤＳ間隔に係る周期が、スイッチング電源５０のスイッチング周波数に対応する周期の略整数倍となるように）、スイッチング電源５０のスイッチング周波数の目標周波数を決定する。
【０１３０】
ステップＳ１３においては、制御装置１０（周波数調整部１３ａ、周波数測定部１２ｂ）は、スイッチング信号のスイッチング周波数の周波数測定を行いながら、スイッチング周波数が目標周波数になるように、スイッチング電源５０のフィードバック制御を行う。
【０１３１】
ステップＳ１４においては、制御装置１０（本暗差分間隔調整部１３ｂ、周波数測定部１２ｂ）は、商用電源Ｍ１の外乱周波数の周波数測定を行った後、商用電源Ｍ１の外乱周波数に基づいて、本暗差分間隔（本画像と暗画像の同一画素領域における電荷の読み出し間隔）が、外乱源の外乱周波数に対応する周期の整数倍になるように、図７Ａの待機工程（Ｓ４）の時間幅の調整又は蓄積工程（Ｓ６）の時間幅を設定する。
【０１３２】
このようにして、制御装置１０（調整部１３）は、ＴＦＴパネル２０に対して変動磁界を作用させる複数の外乱源に対して、画像横縞が発生しないように、適切に対処することができる。
【０１３３】
[効果]
以上、本実施形態に係る放射線画像撮像装置１は、予め、複数の外乱源候補、及び当該外乱源候補に対する対処の手段を設定しておく。そして、本実施形態に係る放射線画像撮像装置１は、外乱検知部１２によって、外乱センサ６０からのセンサ信号に基づいて、当該複数の外乱源候補のうちから、対処すべき外乱源の種別を特定すると共に、及び当該外乱源の外乱周波数を特定する。そして、調整部１３（周波数調整部１３ａ、及び本暗差分間隔調整部１３ｂ）によって、当該外乱源の種別及び当該外乱源の外乱周波数に基づいて、所定の外乱対策処理を実行する。
【０１３４】
本実施形態に係る放射線画像撮像装置１は、これによって、複数の外乱源が、ＴＦＴパネル２０に対して画像横縞を誘起し得る状態（例えば、外乱源の外乱強度が高まったり、又は、外乱源の外乱周波数が変動した状態）となった場合にも、複数の外乱源それぞれに対して、画像横縞の発生を抑制することができる。
【０１３５】
より詳細には、本実施形態に係る放射線画像撮像装置１によれば、例えば、撮像装置１内に存在する複数のスイッチング電源５０ａ、５０ｂ、５０ｃのいずれか又は二以上が外乱源となった場合にも、周波数調整部１３ａによるスイッチング電源５０ａ、５０ｂ、５０ｃそれぞれに対してのフィードバック制御によって、画像横縞の発生を抑制することができる。
【０１３６】
又、本実施形態に係る放射線画像撮像装置１によれば、例えば、商用電源のような周波数制御が不可能な外乱源が存在する場合にも、本暗差分間隔調整部１３ｂによる本暗差分間隔の調整によって、画像横縞の発生を抑制することができる。又、本実施形態に係る放射線画像撮像装置１によれば、本暗差分間隔調整部１３ｂによる本暗差分間隔の調整によって、低周波数の外乱に対しても対処することがきる。
【０１３７】
又、本実施形態に係る放射線画像撮像装置１によれば、外乱源の外乱周波数が変動した場合にも、周波数調整部１３ａ及び本暗差分間隔調整部１３ｂによって、画像横縞の発生が抑制されるように、リアルタイムに対処することができる。
【０１３８】
（変形例１）
上記実施形態では、周波数調整部１３ａは、読み出しＩＣ３０のＣＤＳ間隔に係る周期を基準として、スイッチング電源５０のスイッチング周波数の目標周波数を決定する態様を示した。
【０１３９】
しかしながら、スイッチング電源５０のスイッチング周波数（外乱周波数）の目標周波数は、ＣＤＳ間隔に係る周期に代えて、読み出しＩＣ３０の走査周期、走査周期の中での折り返し周期、又はサンプリング周波数に係る周期を基準として決定されてもよい。
【０１４０】
この場合、周波数調整部１３ａは、スイッチング電源５０のスイッチング周波数に係る周期が、読み出しＩＣ３０の走査周期、走査周期の中での折り返し周波数、又はサンプリング周波数に係る周期の整数倍になるように、スイッチング周波数の目標周波数を決定する。
【０１４１】
この場合、スイッチング周波数の目標周波数は、例えば、走査周期が２００ｕｓとすると走査周波数が５ｋＨｚなので、その整数倍近傍の周波数として決定される。
【０１４２】
又、スイッチング周波数の目標周波数は、折り返し周波数（走査周波数の半分）の奇数倍近傍、例えば、走査周期が２００ｕｓの場合は走査周波数が５ｋＨｚで折り返し周波数は２．５ｋＨｚなので基準周波数を２．５ｋＨｚとして、その奇数倍近傍の周波数と決定される。
【０１４３】
本変形例１に係る撮像装置１においては、外乱は、信号電荷に重畳された状態で残存することになるが、当該外乱の成分は、放射線画像内に一様に重畳するか又は所定の周波数で重畳するように調整されることになる。従って、当該外乱の成分は、制御装置１０が表示装置（図示せず）に画像表示させる前に行うフィルタ処理によって除去されることになる。
【０１４４】
尚、画像横縞の周波数、走査周期、及び外乱周波数の関係は、簡易的に下記の式（４）のように表せることが知られている。
【数４】
2019121988.tif 000006
【０１４５】
図１５は、式（４）をグラフ化したものである。図１５の横軸は外乱の周波数を表し、縦軸は当該外乱に起因した画像横縞の周波数を表す。尚、図１５に示すように、外乱周波数に対応する周期が走査周期の整数倍である場合には、画像横縞の周波数はゼロとなり、外乱が一様に重畳した状態となっている。尚、外乱周波数に対応する周期が折り返し周波数の奇数倍近傍である場合には、画像横縞の周波数は高くなるため、視認性の低下や高周波成分を低減する画像処理をすることが可能となる。  
【０１４６】
尚、スイッチング周波数の目標周波数を走査周波数の整数倍近傍の周波数とした場合、部分的な横スジは発生しないものの、オフセットがずれる場合がある。オフセットずれは極僅かなレベルであり、無視しても差し支えないが、例えば、画像読出開始前、画像読出途中、画像読出後の何れかにおいて、オフセット成分のみ（画像信号を含まない）の読出しを行い、差分を取ることによりオフセットを除去する補正をかけてもよい。
【０１４７】
以上、変形例１に係る撮像装置１によれば、読み出しＩＣ３０がＣＤＳ機能を有しない場合にも、画像横縞の発生を抑制し得る点で、好適である。
【０１４８】
（変形例２）
図１６は、変形例２に係る撮像装置１の動作の一例を示す図である。
【０１４９】
本変形例２に係る撮像装置１は、本暗差分間隔調整部１３ｂが、更に、本画像と暗画像の同一画素領域における読み出し間隔をスイッチング電源５０のスイッチング周波数の周期に対応させるように、本暗差分間隔を調整可能とする点で、上記実施形態と相違する。
【０１５０】
つまり、本変形例２に係る本暗差分間隔調整部１３ｂは、本暗差分間隔が、スイッチング電源５０のスイッチング周波数に係る周期の略整数倍となるように、当該本暗差分間隔を制御する。
【０１５１】
本変形例２に係る撮像装置１によれば、スイッチング電源５０の中に、周波数制御ができないものが存在する場合でも、画像横縞の発生を抑制し得る点で、好適である。
【０１５２】
（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限らず、種々に変形態様が考えられる。
【０１５３】
上記実施形態では、外乱検知部１２の一例として、外乱源特定部１２ａにおいて、外乱源を特定した後に、周波数測定部１２ｂにて、当該外乱源の周波数測定を行う態様を示した。
【０１５４】
しかしながら、外乱検知部１２は、ＴＦＴパネル２０付近に設置された一つのホール素子６０にて、周波数測定を行って、当該周波数帯域に基づいて、外乱源の種別を特定してもよい。この態様においては、外乱源特定部１２ａは、複数の外乱源候補それぞれについて、基準周波数を設定しておき、外乱源候補の外乱周波数が当該基準周波数から閾値以上外れた場合に、当該外乱源候補の外乱周波数を測定する。外乱源特定部１２ａ例えば、商用電源の基本周波数６０Ｈｚ付近の外乱強度が大きい場合には、外乱源の種別として装置外部の商用電源と識別する。
【０１５５】
又、外乱検知部１２は、外乱強度が大きくなった場合に、調整部１３による処理を実行させる態様に代えて、所定間隔で又は逐次的に、調整部１３による対処処理を実行する構成としてもよい。
【０１５６】
又、上記実施形態では、駆動部１１の一例として、本画像取得モードを実行した後に、暗画像取得モードを実行する態様を示したが、順序を逆にして、暗画像取得モードを実行した後に、本画像取得モードを実行してもよい。又、駆動部１１は、待機時間（Ｓ４）を設けずに、蓄積時間の調整のみで、本暗差分間隔の調整を行ってもよい。
【０１５７】
又、上記実施形態では、調整部１３の一例として、ＣＤＳ間隔や走査周期については一定とする態様を示した。しかしながら、調整部１３は、更に、ＣＤＳ間隔や又は走査周期を調整してもよい。かかる態様においても、制御装置１０は、一のクロック信号を基準として動作するため、周波数測定とＣＤＳ間隔の制御を行うことができるため、クロック間にズレに起因した横スジ低減の精度悪化を抑制することができる。
【０１５８】
又、調整部１３は、スイッチング周波数の目標周波数を決定する際、サンプルホールド回路のみで信号値を保持して、ＡＤＣでデジタル変換する構成や、チャージアンプ出力を直接ＡＤＣで変換する構成の場合は、チャージアンプのリセットが解除されて積分動作が開始されてからサンプルホールドされるまでの間隔、または、直接ＡＤＣが変換開始するまでの間隔を基準周波数として、その整数倍近傍の周波数として決定してもよい。
【０１５９】
又、上記実施形態では、調整部１３の一例として、撮像装置１の外部の駆動モータＭ２や、外部のスイッチング電源などについては、周波数制御が不可である態様を示したが、当該駆動モータＭ２や、外部のスイッチング電源などを周波数制御可能に構成してもよい。その場合、調整部１３は、周波数調整部１３ａにて、駆動モータＭ２や、外部のスイッチング電源などの外乱に対処することができる。
【０１６０】
又、周波数測定部１２ｂが周波数を測定する手段は、スイッチング電源のスイッチング端子の電圧をモニタして、Ｈ／Ｌのデジタル信号としてデジタル演算回路に入力し信号変化までのクロック数をカウントしてもよい。カウントの精度を上げるためにスイッチングを複数回行う期間のクロック数をカウントしてもよい。ｆ／Ｖ変換回路を用いて、電圧に変換し、ＡＤＣで計測してもよい。配線電流変化を計測してもよい。配線上に直列に配置した抵抗の両端の電圧変化を計測してもよい。配線の磁束変化を、例えばホール素子を用いて、計測してもよい。
【０１６１】
又、周波数調整部１３ａが周波数を制御する手段は、スイッチング電源ＩＣには、抵抗値で動作周波数を設定できるものがあり、この抵抗に可変抵抗を用いて、抵抗値を切替制御してもよく、可変抵抗はデジタル的に抵抗値を設定可能な部品でもよいしアナログ的に構成する回路でもよい。スイッチング電源ＩＣには、動作周波数を外部からのクロック信号で制御できるものがあり、外部から制御してもよい。
【０１６２】
又、上記実施形態では、制御装置１０の一例として、駆動部１１、外乱検知部１２、及び調整部１３の各機能が一の制御装置によって実現されるものとして記載したが、各機能の一部又は全部が複数の制御装置に分散されて実現されてもよいのは勿論である。
【０１６３】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１６４】
本開示に係る放射線画像撮像装置の制御装置によれば、外乱に起因した放射線画像内の画像横縞をより効果的に抑制することが可能である。
【符号の説明】
【０１６５】
１  放射線画像撮像装置
１０  制御装置
１１  駆動部
１１ａ  本画像取得部
１１ｂ  暗画像取得部
１２  外乱検知部
１２ａ  外乱源特定部
１２ｂ  周波数測定部
１３  調整部
１３ａ  周波数調整部
１３ｂ  本暗差分間隔調整部
２０  ＴＦＴパネル
３０  読み出しＩＣ
４０  ゲート駆動ＩＣ
５０  スイッチング電源
６０  外乱センサ
７０  クロック発生部
【図１】
2019121988.tif 000007
【図２】
2019121988.tif 000008
【図３】
2019121988.tif 000009
【図４】
2019121988.tif 000010
【図５】
2019121988.tif 000011
【図６】
2019121988.tif 000012
【図７】
2019121988.tif 000013
【図８】
2019121988.tif 000014
【図９】
2019121988.tif 000015
【図１０】
2019121988.tif 000016
【図１１】
2019121988.tif 000017
【図１２】
2019121988.tif 000018
【図１３】
2019121988.tif 000019
【図１４】
2019121988.tif 000020
【図１５】
2019121988.tif 000021
【図１６】
2019121988.tif 000022