(57)【要約】【課題】バイアス電圧の変動の影響を抑えて、画像に生じる輝度ムラを抑えたＸ線診断装置を提供することを目的とする。【解決手段】Ｘ線診断装置１において、Ｘ線管制御部６とＦＰＤ制御回路２９は、等周期の同期信号に基づき、Ｘ線照射と画像読み出しを行わせる。画像読み出しは、２以上の同期信号ごとに等間隔で、Ｘ線照射後から予め設定された期間経過後に行われる。Ｘ線照射後すぐに画像読み出しを行うと、Ｘ線照射によるバイアス電圧Ｖｈの変動の影響を受け、特に、低レートの連続撮影や、１枚撮影では、Ｘ線照射直前の画像読み出しとの間で、変換層で生成された電荷以外に蓄積される電荷量が変化し、変化電荷量は、取得されるＸ線照射画像に影響を与える。しかし、画像読み出しは、Ｘ線照射後から予め設定された期間経過後に行われるので、バイアス電圧Ｖｈの変動の影響を抑え、輝度ムラを抑えることができる。【選択図】図４
2015112459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に向けてＸ線を照射するＸ線源と、
被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器であって、入射したＸ線に感応して電荷を生成する変換層と、前記変換層の一方の面に設けられてバイアス電圧が印加される共通電極とを有する前記Ｘ線検出器と、
前記変換層で生成された電荷を蓄積し、蓄積した電荷を読み出す読み出し回路と、
等周期で与えられる同期信号に基づき、前記Ｘ線源によるＸ線照射を行わせると共に、前記読み出し回路による１フレームの画像を読み出す画像読み出しを行わせる制御部とを備え、
前記同期信号の１周期は、前記Ｘ線照射を行うＸ線照射期間と前記画像読み出しを行う画像読み出し期間とを加算した期間以上であり、
前記制御部は、前記画像読み出し期間と重ならないように前記Ｘ線照射を行わせ、
前記制御部は、２以上の同期信号ごとに等間隔で前記画像読み出しを行わせると共に、Ｘ線照射後から予め設定された期間経過後に前記画像読み出しを行わせることを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線診断装置において、
前記制御部は、前記画像読み出し期間と重ならないように、４以上かつ２の倍数の同期信号ごとに等間隔で前記Ｘ線照射を行わせ、
前記制御部は、前記Ｘ線照射の周期を刻む同期信号の回数よりも少なく、その同期信号の回数を割り切れる２の倍数の同期信号ごとに等間隔で前記画像読み出しを行わせると共に、Ｘ線照射後から予め設定された期間経過後に前記画像読み出しを行わせることを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のＸ線診断装置において、
前記制御部は、前記Ｘ線照射期間の終点を同期信号と一致させて前記Ｘ線照射を行うことを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載のＸ線診断装置において、
前記制御部は、前記画像読み出し期間の終点を同期信号と一致させて前記画像読み出しを行うことを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項５】
請求項４に記載のＸ線診断装置において、
前記制御部は、前記Ｘ線照射期間の終点を同期信号と一致させて前記Ｘ線照射を行い、
前記制御部は、Ｘ線照射の次の同期信号の周期であり、かつ、前記画像読み出し期間の終点を同期信号と一致させて前記画像読み出しを行うことを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項６】
請求項１から４のいずれかに記載のＸ線診断装置において、
前記制御部は、Ｘ線照射後から同期信号の１周期以上の期間経過後に前記画像読み出しを行わせることを特徴とするＸ線診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体にＸ線を照射し、被検体を透過したＸ線を検出して、被検体を撮影するＸ線診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線診断装置は、被検体にＸ線を照射するＸ線管と、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器とを備えている。ディジタルＸ線診断の分野では、昨今、様々なＸ線検出器が発明されている。
【０００３】
Ｘ線検出器は、入射したＸ線に感応して電荷を生成する変換層と、変換層の一方の面に設けられ、バイアス電圧が印加される共通電極と、共通電極と対向して変換層の反対側の面に設けられ、二次元マトリクス状に配置した複数の収集電極とを備えている。また、Ｘ線検出器は、変換層で生成された電荷を蓄積するコンデンサと、コンデンサに蓄積した電荷を読み出すスイッチング素子とを有する読み出し回路とを備えている。コンデンサに蓄積された電荷は、スイッチング素子を駆動させることで読み出される。
【０００４】
このようなＸ線診断装置において、１フレーム（枚）の画像を取得するためのシーケンスは、一般的に、電荷を読み出すための読み出し期間と、読み出し期間以外の期間であり、Ｘ線照射可能な期間である蓄積期間とで構成されている（例えば、特許文献１〜６参照）。このシーケンスは、１枚撮影だけでなく、同様のシーケンスを繰り返すことで、動画像などの連続撮影においても用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００８／０７２３１０号
【特許文献２】特開２０１０−０３４６６１号公報
【特許文献３】特開２０１０−２２０６５１号公報
【特許文献４】特開２００７−１４４０６４号公報
【特許文献５】特開２００７−１１１２５３号公報
【特許文献６】特開２０００−２８４０５８号公報（図１等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来装置は次のような問題がある。すなわち、Ｘ線検出器の変換層に大線量のＸ線が入射された場合、共通電極に印加されるバイアス電圧が変動し、画像に輝度ムラが発生する問題がある。図８を参照して、この問題について説明する。図８は、時間に対する、Ｘ線照射と読み出しとバイアス電圧の関係を示す図である。通常、画像取得のシステム全体のレスポンスが遅くならないように、Ｘ線照射後すぐに画像読み出しを行うように設計されている。Ｘ線が照射されると、図８のように、バイアス電圧が一時的に変動する。バイアス電圧が変動すると、コンデンサに蓄積される電荷に影響する。そのため、バイアス電圧が変動している最中に画像読み出しを行うと、バイアス電圧の変動の影響がない画像読み出しに対し、Ｘ線から生成された電荷以外の電荷の差分で、取得される画像に輝度ムラが生じる。
【０００７】
さらに具体的に説明する。まず、バイアス電圧の変動の影響がない画像読み出しを、図８中の矢印Ａが付された、Ｘ線照射なしの画像読み出しであるとする。また、図８において、例えば、矢印Ａは、Ｘ線照射なしの画像読み出しの始点のタイミングを示す。また、矢印Ｂは、Ｘ線照射を行ってバイアス電圧が変動しているときの画像読み出しの始点のタイミングを示す。符号Ａでは、バイアス電圧の変動の影響がなく、１００の画素値が得られるとする。一方、符号Ｂでは、バイアス電圧の変動の影響があり、Ｘ線から生成された電荷を除いた、２０の画素値が得られるとする。この場合の差分値は、１００−２０＝８０となる。さらに、図８のように、バイアス電圧は、矢印Ｂの後に回復する。
【０００８】
すなわち、通常であれば、図９（ａ）の取得画像において、画像読み出しの始点から終点まで、一様な１００の画素値が得られる。しかしながら、上述のように、Ｘ線照射後すぐに画像読み出しを行うと、Ｘ線照射によるバイアス電圧の変動の影響を受け、図９（ｂ）のような、Ｘ線から生成された電荷を除いた画像が得られる。そのため、図９（ａ）の通常の状態に対し、図９（ｃ）のような差分による輝度ムラが生じる。
【０００９】
この輝度ムラの問題は、低レートの連続撮影や、１枚撮影で顕著に表れる。すなわち、低レートの連続撮影や、１枚撮影の場合に、１回のＸ線照射線量が多くなることがある。そのＸ線照射線量に応じてバイアス電圧の変動が生じ、図９（ｃ）のような、局所的な輝度変化として取得画像に現れる。
【００１０】
また、次のような問題がある。すなわち、Ｘ線照射によるバイアス電圧の変動に対して、バイアス電圧の変動を直接モニタして、その変動がなくなってから読み出すように制御することが考えられる。しかしながら、バイアス電圧が高電圧であるので、その変動を正確にモニタすることが難しい。また、数１０ｍｓの周期の同期信号で制御するので、その変動に対する応答性が確保しにくい。
【００１１】
なお、特許文献２では、Ｘ線照射による電源の揺れの影響や、Ｘ線非照射時のＴＦＴ画素のリーク電流が大きいことによるダイナミックレンジの減少の問題がある。そこで、Ｘ線照射した場合のみ、フレーム同期信号から電荷を読み出すまでの時間を調整している。しかしながら、オフセット補正する際に、蓄積時間の変化に応じたオフセットデータを準備しなければならない。
【００１２】
また、特許文献３では、バイアス電圧における変動の影響により、画像に偽像が写りこむ問題がある。そこで、読み出し開始を遅延させることで偽像の写りこみを抑制している。しかしながら、特許文献３では、同期信号とＸ線照射期間の始点を一致させて、読み出し開始を遅延させているが、さらにバイアス電圧の変動が安定するまでの期間を確保することが望まれる。
【００１３】
また、特許文献６では、２フレーム以上にまたがって画像を読み出すと、複数個のフレームメモリを設けて加算処理する等の手段が必要となり、装置も複雑で高価になる問題がある。そこで、シーケンスは、まず、１フレームを、所定のＸ線照射時間と１フレーム分の電荷読み出しに要する時間とを加算した値以上にするように設定される。そして、シーケンスは、電荷読み出しを終えた直後にＸ線照射を開始するように設定される。しかしながら、２フレーム以上にまたがって画像を読み出さなければよく、一般的に、即時描画性を重視するので、Ｘ線照射後すぐに電荷読み出しを行っている。
【００１４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、バイアス電圧の変動の影響を抑えて、画像に生じる輝度ムラを抑えたＸ線診断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】
【００１５】
本発明は、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、本発明に係るＸ線診断装置は、被検体に向けてＸ線を照射するＸ線源と、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器であって、入射したＸ線に感応して電荷を生成する変換層と、前記変換層の一方の面に設けられてバイアス電圧が印加される共通電極とを有する前記Ｘ線検出器と、前記変換層で生成された電荷を蓄積し、蓄積した電荷を読み出す読み出し回路と、等周期で与えられる同期信号に基づき、前記Ｘ線源によるＸ線照射を行わせると共に、前記読み出し回路による１フレームの画像を読み出す画像読み出しを行わせる制御部とを備え、前記同期信号の１周期は、前記Ｘ線照射を行うＸ線照射期間と前記画像読み出しを行う画像読み出し期間とを加算した期間以上であり、前記制御部は、前記画像読み出し期間と重ならないように前記Ｘ線照射を行わせ、前記制御部は、２以上の同期信号ごとに等間隔で前記画像読み出しを行わせると共に、Ｘ線照射後から予め設定された期間経過後に前記画像読み出しを行わせることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明に係るＸ線診断装置によれば、制御部は、等周期の同期信号に基づき、Ｘ線照射および画像読み出しを行わせる。画像読み出しは、２以上の同期信号ごとに等間隔で、Ｘ線照射後から予め設定された期間経過後に行われる。Ｘ線照射後すぐに画像読み出しを行うと、Ｘ線照射による、共通電極に印加されているバイアスの変動の影響を受け、特に、低レートの連続撮影や、１枚撮影においては、Ｘ線照射直前の画像読み出しとの間で、入射したＸ線から生成された電荷以外に蓄積されるリーク電流などの電荷量が変化し、変化した電荷量は、取得されるＸ線照射画像に影響を与えていた。しかしながら、画像読み出しは、Ｘ線照射後から予め設定された期間経過後に行われるので、バイアス電圧の変動の影響を抑え、画像に生じる輝度ムラを抑えることができる。
【００１７】
また、同期信号の１周期は、Ｘ線照射期間と画像読み出し期間とを加算した期間以上であり、同期信号の１周期で１フレームの画像を取得することができる。しかしながら、画像読み出しは、２以上の同期信号ごとに等間隔で行われる。そのため、低レートで画像読み出しが行われる。低レートで画像読み出しを行うことで、Ｘ線照射後から画像読み出しまでの期間を確保しやすい。また、画像読み出しは、等周期で行われるので、特許文献２のような、蓄積時間の変化に応じたオフセットデータを準備しなくてもよい。そのため、既存のオフセットデータでオフセット補正を行えるので、画像読み出しを簡単に行うことができる。
【００１８】
また、本発明に係るＸ線診断装置において、前記制御部は、前記画像読み出し期間と重ならないように、４以上かつ２の倍数の同期信号ごとに等間隔で前記Ｘ線照射を行わせ、前記制御部は、前記Ｘ線照射の周期を刻む同期信号の回数よりも少なく、その同期信号の回数を割り切れる２の倍数の同期信号ごとに等間隔で前記画像読み出しを行わせると共に、Ｘ線照射後から予め設定された期間経過後に前記画像読み出しを行わせることが好ましい。
【００１９】
すなわち、Ｘ線照射は、画像読み出し期間と重ならないように、４以上かつ２の倍数の同期信号ごとに等間隔で行われる。一方、画像読み出しは、Ｘ線照射の周期を刻む同期信号の回数よりも少なく、その同期信号の回数を割り切れる２の倍数の同期信号ごとに等間隔で、Ｘ線照射後から予め設定された期間経過後に行われる。Ｘ線照射後すぐに画像読み出しを行うと、Ｘ線照射による、共通電極に印加されているバイアスの変動の影響を受け、特に、「低レートの連続撮影」においては、Ｘ線照射直前の画像読み出しとの間で、入射したＸ線から生成された電荷以外に蓄積されるリーク電流などの電荷量が変化し、変化した電荷量は、取得されるＸ線照射画像に影響を与えていた。しかしながら、画像読み出しは、Ｘ線照射後から予め設定された期間経過後に行われるので、バイアス電圧の変動の影響を抑え、画像に生じる輝度ムラを抑えることができる。
【００２０】
また、本発明に係るＸ線診断装置において、前記制御部は、前記Ｘ線照射期間の終点を同期信号と一致させて前記Ｘ線照射を行うことが好ましい。これにより、Ｘ線照射時間の始点を同期信号と一致させる場合よりも、画像読み出しまでの期間、すなわちバイアス電圧が安定するまでの期間を確保できる。
【００２１】
また、本発明に係るＸ線診断装置において、前記制御部は、前記画像読み出し期間の終点を同期信号と一致させて前記画像読み出しを行うことが好ましい。例えば、Ｘ線照射期間の終点を同期信号と一致させるようにＸ線照射を行う場合であって、Ｘ線照射の次の同期信号の周期で画像読み出しを行うとする。このとき、Ｘ線照射後から画像読み出しまでの期間を最低限で確保することができる。
【００２２】
また、本発明に係るＸ線診断装置において、前記制御部は、前記Ｘ線照射期間の終点を同期信号と一致させて前記Ｘ線照射を行い、前記制御部は、Ｘ線照射の次の同期信号の周期であり、かつ、前記画像読み出し期間の終点を同期信号と一致させて前記画像読み出しを行うことが好ましい。これにより、Ｘ線照射後から画像読み出しまでの期間を最低限で確保することができる。また、Ｘ線照射の次の同期信号の周期で画像読み出しを行うことができ、Ｘ線照射後から比較的早く、画像を取得することができる。
【００２３】
また、本発明に係るＸ線診断装置において、前記制御部は、Ｘ線照射後から同期信号の１周期以上の期間経過後に前記画像読み出しを行わせることが好ましい。Ｘ線照射後から画像読み出しまでの期間を十分に確保することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係るＸ線診断装置によれば、画像読み出しは、Ｘ線照射後から予め設定された期間経過後に行われるので、バイアス電圧の変動の影響を抑え、画像に生じる輝度ムラを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施例１に係るＸ線診断装置の概略構成図である。
【図２】フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の一画素の構成を示す断面図である。
【図３】フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の構成を示す平面図である。
【図４】実施例１に係るＸ線照射および画像読み出し等のシーケンスを示す図である。
【図５】実施例１の変形例に係るＸ線照射および画像読み出し等のシーケンスを示す図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、実施例１の変形例に係るＸ線照射および画像読み出し等のシーケンスを示す図である。
【図７】（ａ）および（ｂ）は、実施例２の変形例に係るＸ線照射および画像読み出し等のシーケンスを示す図である。
【図８】課題を説明するためのＸ線照射および画像読み出し等のシーケンスを示す図である。
【図９】（ａ）および（ｂ）は、課題を説明するための取得画像を示す図であり、（ｃ）は、（ａ）の画像と（ｂ）の画像との差分を示す画像である。
【実施例１】
【００２６】
以下、図面を参照して本発明の実施例１を説明する。図１は、実施例１に係るＸ線診断装置の概略構成図である。
【００２７】
図１を参照する。Ｘ線診断装置１は、被検体Ｍを載置する天板２と、被検体Ｍに向けてＸ線を照射するＸ線管３と、被検体Ｍを透過したＸ線を検出するフラットパネル型Ｘ線検出器４（以下適宜「ＦＰＤ」と称する）とを備えている。なお、Ｘ線管３は、本発明のＸ線源に相当し、ＦＰＤ４は、本発明のＸ線検出器に相当する。
【００２８】
また、Ｘ線診断装置１は、Ｘ線管３の管電圧や管電流を発生させる高電圧発生部５を有してＸ線照射を制御するＸ線管制御部６と、ＦＰＤ４から出力された画像（Ｘ線検出信号）をディジタル化するＡ／Ｄ変換器７と、Ａ／Ｄ変換器７で変換されたディジタルの画像（Ｘ線検出信号）に種々の処理を行う画像処理部８とを備えている。
【００２９】
また、Ｘ線診断装置１は、各構成を統轄して制御する主制御部９と、画像処理部８で処理された画像や、後述する図４のシーケンスを記憶する記憶部１０と、操作者が入力設定を行う入力部１１と、画像処理部８で処理された画像などを表示する表示部１２とを備えている。
【００３０】
主制御部９は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成される。記憶部１０は、ＲＯＭ（Read-only Memory）、ＲＡＭ（Random-Access Memory）またはハードディスク等、取り外し可能なものを含む記憶媒体で構成される。入力部１１は、ジョイスティック、マウス、タッチパネルなどで構成される。表示部１２は、液晶モニタ等で構成される。
【００３１】
図２は、ＦＰＤ４の一画素の構成を示す断面図である。ＦＰＤ４は、図２のように、入射したＸ線に感応して直接電荷を生成する半導体層１６と、半導体層１６の一方の面に設けられてバイアス電圧Ｖｈが印加される共通電極１７と、共通電極１７と対向する面である、半導体層１７の他方の面に設けられ、二次元マトリクス状に複数の画素に区画された画素電極１８とを備えている。
【００３２】
半導体層１６は、例えばａ−Ｓｅ（アモルファスセレン）、ＣｄＴｅ（テルル化カドミウム）またはＣｄＺｎＴｅ（テルル化亜鉛カドミウム）等で構成される。画素電極１８、半導体層１６、共通電極１７は、その順番となるように、アクティブマトリクス基板１９に蒸着等により形成される。なお、半導体層１６は、本発明の変換層に相当し、アクティブマトリクス基板１９は、本発明の読み出し回路に相当する。
【００３３】
アクティブマトリクス基板１９は、半導体層１６で生成された電荷を蓄積するコンデンサ２１と、コンデンサ２１に蓄積した電荷を読み出すスイッチング素子として機能するＴＦＴ（薄膜トランジスタ）２２と、ガラス等で構成される絶縁基板２３とを備えている。絶縁基板２３には、コンデンサ２１およびＴＦＴ２２が形成され、さらに、後述するゲート線２４およびデータ線２５が形成される。
【００３４】
図２の破線で示すように、１画素に対応するＸ線検出素子ＤＵは、半導体層１６、共通電極１７、画素電極１８、コンデンサ２１およびＴＦＴ２２等で構成される。また、図３は、ＦＰＤ４の構成を示す平面図である。Ｘ線検出素子ＤＵは、図３に示すように、二次元マトリクス状に複数個で構成されている。そのため、コンデンサ２１およびＴＦＴ２２等は、二次元マトリクス状の画素ごとに設けられている。また、Ｘ線検出素子ＤＵは、図３では、図示の便宜上、３×３画素であるが、例えば１０２４×１０２４画素で構成される。
【００３５】
アクティブマトリクス基板１９は、図３中の行方向（Ｘ方向）に１列で並んでいる複数のＴＦＴ２２のゲートと接続するゲート線２４と、図３中に列方向（Ｙ方向）に１列で並んでいる複数のＴＦＴ２２のソースと接続するデータ線２５とを備えている。なお、ＴＦＴ２２のドレインには、コンデンサ２１等が接続される。
【００３６】
また、ゲート線２４の一端側には、ゲートドライバ回路２６が接続される。ゲートドライバ回路２６は、ＴＦＴ２２をゲート線２４ごと（ラインごと）に順番に駆動させるようになっている。例えば、ゲートドライバ回路２６は、図３中の上側から順番にゲート線２４に駆動信号を与えることで、ゲート線２４に接続されたＴＦＴ２２をＯＮ状態にする。これにより、コンデンサ２１に蓄積された電荷は、ＯＮ状態のＴＦＴ２２を通じてデータ線２５に送られ、データ線２５を通じてアレイアンプ回路２７側に読み出される。
【００３７】
データ線２５の出力側には、アレイアンプ回路２７およびマルチプレクサ２８が順番に接続されている。アレイアンプ回路２７は、電荷を増幅して電圧信号に変換する。マルチプレクサ２８は、複数の電圧信号から１つの電圧信号を選択して出力する。
【００３８】
ゲートドライバ回路２６、アレイアンプ回路２７およびマルチプレクサ２８は、ＦＰＤ制御回路２９により制御される。ＦＰＤ制御回路２９は、主制御部９により制御される。なお、Ａ／Ｄ変換器７は、ＦＰＤ４に設けられていてもよく、その場合は、ＦＰＤ制御回路２９により制御される。
【００３９】
なお、Ｘ線管制御部６およびＦＰＤ制御回路２９は、本発明の制御部に相当する。また、Ｘ線管制御部６およびＦＰＤ制御回路２９を制御する主制御部９が本発明の制御部であってもよい。
【００４０】
次に、図４を参照して、本発明の特徴部分であるＸ線診断装置１のＸ線照射および画像読み出しのシーケンスについて説明する。図４において、Ｘ線照射に関連する動作を斜線で塗り潰して図示している。
【００４１】
Ｘ線管制御部６およびＦＰＤ制御回路２９は、等周期で与えられる同期信号、および図４のシーケンスに基づき、Ｘ線管３によるＸ線照射を行わせると共に、アクティブマトリクス基板１９による１フレームの画像を読み出す画像読み出しを行わせるようになっている。そして、ＦＰＤ制御回路２９は、Ｘ線照射後から予め設定された期間経過後に前記画像読み出しを行わせることで、バイアス電圧の変動による影響を抑えている。
【００４２】
図４のシーケンスにおいて、１フレームの画像は、画像読み出しを行う画像読み出し期間ＲＤと、画像読み出し期間ＲＤ以外の期間である電荷を蓄積する蓄積期間（Ｘ線照射許可期間）ＡＣとを加算した期間ＴＡにより得られる。画像読み出し期間ＲＤは、有効に画素が機能する有効画素領域の全体を読み出す期間であるとするが、特定のゲート線２４を駆動させる部分読み出しであってもよい。
【００４３】
蓄積期間ＡＣでは、Ｘ線照射が行われる。すなわち、Ｘ線管制御部６は、画像読み出し期間ＲＤと重ならないようにＸ線照射を行わせている。また、Ｘ線照射して得られた画像は、Ｘ線照射画像である。一方、蓄積期間ＡＣによっては、Ｘ線照射を行わないこともあり（図４の符号ＮＸ参照）、Ｘ線照射せずに得られた画像は、非照射画像である。すなわち、図４において、同期信号Ｓ１０でＸ線照射を行い、同期信号Ｓ１２で画像読み出しを行ってＸ線照射画像を取得している。一方、同期信号Ｓ１２でＸ線照射せずに、同期信号Ｓ２０で画像読み出しを行って非照射画像を取得している。このように、図４のシーケンスでは、Ｘ線照射画像およびＸ線非照射画像が得られる。
【００４４】
同期信号は、図示しない同期信号発生部により等周期で発生される。等周期の同期信号は、Ｘ線管制御部６およびＦＰＤ制御回路２９に与えられる。同期信号は、例えば１秒間に３０回で与えられるようになっている。本実施例では、３０ｆｐｓ（frames per second）で表しているが、３０Ｈｚとも表される。
【００４５】
図４において、Ｘ線照射は、４回の同期信号ごとに１回の割合で、等間隔（等周期）で行われる。すなわち、７．５（＝３０／４）ｆｐｓのレート（速度）でＸ線照射が行われ、３０ｆｐｓよりも低レートでＸ線照射が行われる。なお、７．５ｆｐｓでＸ線照射を行うのに伴い、画像読み出しが行われ、７．５ｆｐｓで透視撮影（透視若しくは撮影ともいう）が行われている。７．５ｆｐｓで行うＸ線照射を「７．５ｆｐｓ透視」と表現する。Ｘ線照射は、同期信号に同期するＸ線照射命令に基づき行われる。また、Ｘ線照射は、同期信号に同期させて、Ｘ線照射期間ＴＸの終点を同期信号とほぼ一致させて行われる。
【００４６】
また、図４において、画像読み出しは、２回の同期信号ごとに１回の割合で等間隔で行われるようになっている。すなわち、１５（＝３０／２）ｆｐｓのレートで画像読み出しが行われる。１５ｆｐｓで行う画像読み出しを「１５ｆｐｓ蓄積」と表現する。また、画像読み出しは、同期信号に基づき、画像読み出し期間ＲＤの始点を同期信号とほぼ一致させて行われる。なお、Ｘ線照射と画像読み出しは、重ならないように行われる。
【００４７】
つまり、図４のシーケンスは、「７．５ｆｐｓ透視、かつ１５ｆｐｓ蓄積」で行われる。そのため、７．５ｆｐｓでＸ線照射を、また、１５ｆｐｓで画像読み出しを行うので、シーケンスは、１回のＸ線照射に対して１回の画像読み出しが、１回のＸ線非照射に対して１回の画像読み出しが行われる。
【００４８】
なお、同期信号の１周期は、図4中の符号Ｔ１のように、Ｘ線照射を行うＸ線照射期間ＴＸと画像読み出しを行う画像読み出し期間ＲＤとを加算した期間以上である。そのため、同期信号が３０ｆｐｓで与えられている場合、３０ｆｐｓ透視、かつ３０ｆｐｓ蓄積で１フレームの画像を取得できる。これに対し、図４のシーケンスでは、７．５ｆｐｓ透視、かつ１５ｆｐｓ蓄積で行われるので、低レートである。なお、同期信号の１周期Ｔ１は、理論上、Ｘ線照射期間ＴＸと画像読み出し期間ＲＤとを加算した期間と一致してもよいし、Ｘ線照射期間ＴＸと画像読み出し期間ＲＤとを加算した期間よりも長くてもよい。
【００４９】
さらに、画像読み出しは、Ｘ線照射後から予め設定された期間（時間）経過後に行われる。例えば、図４のように、Ｘ線照射は、同期信号に同期させて、Ｘ線照射期間の終点が同期信号にほぼ一致するように行われる。また、画像読み出しは、同期信号に基づき、画像読み出し期間の始点が同期信号とほぼ一致するように行われる。これにより、画像読み出しは、Ｘ線照射後から同期信号の１周期分（約３３ｍｓ）の期間経過後に行われる。すなわち、蓄積期間ＡＣが同期信号の１周期分、延長される。なお、同期信号の１周期Ｔ１は、約３３ｍｓに限定されない。
【００５０】
次に、Ｘ線診断装置１の動作を説明する。まず、Ｘ線診断装置１の全体の動作を説明し、その後、Ｘ線照射と画像読み出しの動作を説明する。
【００５１】
＜Ｘ線診断装置の全体の動作＞
Ｘ線管３は、図１のように、天板２に載置された被検体Ｍに向けてＸ線を照射し、ＦＰＤ４は、被検体Ｍを透過したＸ線を検出する。図２のＦＰＤ４において、半導体層１６の一方の面には、共通電極１７が設けられ、共通電極１７には、予め設定されたバイアス電圧Ｖｈが印加されている。半導体層１６に入射したＸ線は、半導体層１６によりＸ線に感応して電荷が生成される。生成された電荷は、コンデンサ２１に蓄積される。コンデンサ２１に蓄積された電荷は、ＴＦＴ２２を駆動させることにより読み出しが行われる。
【００５２】
図３のように、ゲートドライバ回路２６は、ＴＦＴ２２をゲート線２４ごと（ラインごと）に順番に駆動させるようになっている。ゲートドライバ回路２６は、図３中の上側から順番にゲート線２４に駆動信号を与えることで、ゲート線２４に接続された複数のＴＦＴ２２を駆動させる。これにより、コンデンサ２１に蓄積された電荷は、ＴＦＴ２２を通じてコンデンサ２１からデータ線２５に送られ、データ線２５を通じて、アレイアンプ回路２７、マルチプレクサ２８に順番に送られる。
【００５３】
アンプアレイ回路２７は、電荷を増幅して電圧信号に変換し、マルチプレクサ２８は、複数の電圧信号から１つの電圧信号を選択して出力する。このようにして、ＦＰＤ４は、Ｘ線の強度に応じた画像（Ｘ線検出信号）を出力する（図１参照）。Ａ／Ｄ変換器７は、画像を、アナログからディジタルに変換し、画像処理部８は、ディジタル変換された画像に種々の必要な画像処理を行う。画像処理後の画像は、表示部１２に表示され、また、記憶部１０に蓄積される。
【００５４】
＜Ｘ線照射と画像読み出しの動作＞
次に、Ｘ線照射と画像読み出しの動作を説明する。
【００５５】
図示しない同期信号発生部により等周期で同期信号が発生され、Ｘ線管制御部６およびＦＰＤ制御回路２９に与えられる。なお、同期信号は、主制御部９を通じてＸ線管制御部６およびＦＰＤ制御回路２９に与えられてもよいし、直接、Ｘ線管制御部６およびＦＰＤ制御回路２９に与えてもよい。
【００５６】
Ｘ線管制御部６は、４回の同期信号ごとに１回の割合で、等間隔でＸ線照射を行わせる。Ｘ線照射は、Ｘ線照射命令に基づき行われ、画像読み出し期間ＲＤと重ならないように、Ｘ線照射期間の終点が同期信号と一致するように行われる。ＦＰＤ制御回路２９は、２回の同期信号ごとに１回の割合で、等間隔で画像読み出しを行わせる。等周期で与えられる同期信号は、３０ｆｐｓである。そのため、７．５ｆｐｓ透視、かつ１５ｆｐｓ蓄積の低レートで撮影が行われる。また、Ｘ線照射有りのＸ線照射画像、およびＸ線照射無しの非照射画像を交互に取得している。なお、非照射画像の取得は、コンデンサ２１に蓄積する不要な電荷を取り除くために行われ、画像表示には使用されない。
【００５７】
また、Ｘ線照射によるバイアス電圧の変動の影響を抑える目的で、画像読み出しは、Ｘ線照射後から予め設定された期間経過後に行われる。図４では、Ｘ線照射は、Ｘ線照射期間ＴＸの終点を、例えば同期信号Ｓ１１とほぼ一致させて行われる。一方、画像読み出しは、画像読み出し期間ＲＤの始点を、例えば同期信号Ｓ１２とほぼ一致させて行われる。そのため、画像読み出しは、同期信号Ｓ１１〜Ｓ１２の１周期分の期間経過後に行われることとなる。これにより、Ｘ線照射後から画像読み出しまでの期間を十分に確保することができる。
【００５８】
本実施例によれば、Ｘ線管制御部６およびＦＰＤ制御回路２９は、等周期の同期信号に基づき、Ｘ線照射および画像読み出しを行わせる。Ｘ線照射は、画像読み出し期間ＲＤと重ならないように、４回の同期信号ごとに等間隔で行われる。一方、画像読み出しは、２回の同期信号ごとに等間隔で、Ｘ線照射後から予め設定された期間経過後に行われる。Ｘ線照射後すぐに画像読み出しを行うと、Ｘ線照射による、共通電極１７に印加されているバイアス電圧Ｖｈの変動の影響を受け、特に、低レートの連続撮影においては、Ｘ線照射直前の非照射の画像読み出しとの間で、入射したＸ線から生成された電荷以外に蓄積されるリーク電流などの電荷量が変化し、変化した電荷量は、取得されるＸ線照射画像に影響を与えていた。しかしながら、画像読み出しは、Ｘ線照射後から予め設定された期間経過後に行われるので、バイアス電圧Ｖｈの変動の影響を抑え、画像に生じる輝度ムラを抑えることができる。
【００５９】
また、同期信号の１周期は、Ｘ線照射期間ＴＸと画像読み出し期間ＲＤとを加算した期間以上であり、同期信号の１周期で１フレームの画像を取得することができる。しかしながら、画像読み出しは、２回の同期信号ごとに等間隔で行われる。そのため、低レートで画像読み出しが行われる。低レートで画像読み出しを行うことで、Ｘ線照射後から画像読み出しまでの期間を確保しやすい。また、画像読み出しは、等周期で行われるので、特許文献２のような、蓄積時間の変化に応じたオフセットデータを準備しなくてもよい。そのため、既存のオフセットデータでオフセット補正を行えるので、画像読み出しを簡単に行うことができる。
【００６０】
次に、実施例１の図４のシーケンスを、図５、図６（ａ）および図６（ｂ）のシーケンスのように変形してもよい。
【００６１】
＜図５のシーケンス＞
図４のシーケンスにおいて、Ｘ線照射は、Ｘ線照射期間ＴＸの終点を同期信号にほぼ一致させて行われ、一方、画像読み出しは、Ｘ線照射後から１周期分の期間経過後、画像読み出し期間ＲＤの始点を同期信号とほぼ一致させて行われていた。この点、画像読み出しは、図５のように、Ｘ線照射の次の同期信号の周期であり、かつ、画像読み出し期間ＲＤの終点が同期信号とほぼ一致させて行ってもよい。
【００６２】
この場合は、図４よりも、Ｘ線照射後から画像読み出しまでの期間が短いが、Ｘ線照射後すぐに画像読み出しを行わないので、輝度ムラを抑えることができる。また、Ｘ線照射の次の同期信号の周期で画像読み出しを行うので、Ｘ線照射後、比較的早く画像を取得することができる。
【００６３】
また、画像読み出しは、図５のように、画像読み出し期間の終点を同期信号とほぼ一致させて行わせることで、Ｘ線照射後から画像読み出しまでの期間ＴＤを最低限で確保することができる。すなわち、同期信号Ｓ１２と画像読み出し期間の終点とをほぼ一致させて画像読み出しを行う場合があるとする。この場合、Ｘ線照射を、符号Ｊのように同期信号Ｓ１０とＸ線照射期間ＴＸの始点とをほぼ一致させても、また、同期信号Ｓ１１とＸ線照射期間ＴＸの終点とをほぼ一致させても、期間ＴＤを最低限で確保することができる。
【００６４】
また、図５の符号Ｋのように、Ｘ線照射を、同期信号Ｓ２１とＸ線照射期間ＴＸの始点とをほぼ一致させて行っていた場合は、符号Ｌのように、Ｘ線照射を、同期信号Ｓ２１とＸ線照射期間ＴＸの終点とをほぼ一致させることで、期間ＴＤを最低限で確保することができる。すなわち、Ｘ線照射期間ＴＸの始点から終点に変更することで、Ｘ線照射期間ＴＸ分の期間を確保することができる。
【００６５】
＜図６（ａ）および図６（ｂ）のシーケンス＞
また、図４および図５のシーケンスにおいて、Ｘ線照射は、Ｘ線照射期間ＴＸの終点を同期信号とほぼ一致させて行われていた。この点、Ｘ線照射は、図６（ａ）および図６（ｂ）のように、Ｘ線照射期間ＴＸの始点を同期信号とほぼ一致するように行ってもよい。
【００６６】
図６（ａ）では、画像読み出しは、Ｘ線照射の次の同期信号の周期であり、かつ、画像読み出し期間ＲＤの始点を同期信号とほぼ一致させて行っている。また、図６（ｂ）では、画像読み出しは、Ｘ線照射の次の同期信号の周期であり、かつ、画像読み出し期間ＲＤの終点を同期信号とほぼ一致させて行っている。図５、図６（ａ）および図６（ｂ）のシーケンスは、図４と同様に、「７．５ｆｐｓ透視、かつ１５ｆｐｓ蓄積」である。
【００６７】
なお、実施例１の図４において、Ｘ線管制御部６は、Ｘ線照射期間ＴＸの終点を同期信号と一致させてＸ線照射を行うようになっている。これにより、図６（ａ）のように、Ｘ線照射時間ＴＸの始点を同期信号とほぼ一致させる場合よりも、画像読み出しまでの期間、すなわちバイアス電圧が安定するまでの期間をさらに確保できる。
【００６８】
すなわち、図６（ａ）において、例えば同期信号Ｓ２０とＸ線照射期間ＴＸの「始点」をほぼ一致させている。このときのＸ線照射後から画像読み出しまでの期間は、同期信号の１周期Ｔ１からＸ線照射期間ＴＸを減算して得られた期間ＴＣである。これに対し、図４のように、例えば、同期信号Ｓ２１とＸ線照射期間ＴＸの「終点」をほぼ一致させている。これにより、Ｘ線照射後から画像読み出しまでの期間は、同期信号の１周期Ｔ１となり、図６（ａ）の期間ＴＣよりも期間を確保できる。
【実施例２】
【００６９】
次に、図面を参照して本発明の実施例２を説明する。なお、実施例１と重複する説明は省略する。図７（ａ）および図７（ｂ）は、実施例２に係るＸ線照射および画像読み出し等のシーケンスを示す図である。
【００７０】
実施例１のシーケンスは、「７．５ｆｐｓ透視、かつ１５ｆｐｓ蓄積」であったが、これに限定されない。実施例２のシーケンスは、例えば「３．７５ｆｐｓ透視、かつ７．５ｆｐｓ蓄積」であってもよい。
【００７１】
Ｘ線管制御部６は、８回の同期信号ごとに１回の割合で、等間隔でＸ線照射を行わせる。Ｘ線照射は、画像読み出し期間ＲＤと重ならないように行われる。一方、ＦＰＤ制御回路２９は、４回の同期信号ごとに１回の割合で、等間隔で画像読み出しを行わせる。同期信号は、３０ｆｐｓであるので、３．７５（＝３０／８）ｆｐｓ透視、かつ７．５（＝３０／４）ｆｐｓ蓄積のさらに低レートで透視撮影が行われる。
【００７２】
図７（ａ）では、例えば、Ｘ線照射は、Ｘ線照射期間ＴＸの終点が同期信号Ｓ１１とほぼ一致するように行われる。一方、画像読み出しは、画像読み出し期間ＲＤの始点が同期信号Ｓ１２とほぼ一致するように行われる。そのため、画像読み出しは、1周期分の期間経過後に行われることになる。
【００７３】
また、図７（ｂ）では、Ｘ線照射は、Ｘ線照射期間ＴＸの始点が同期信号Ｓ１０とほぼ一致するように行われる。一方、画像読み出しは、画像読み出し期間ＲＤの終点が同期信号Ｓ１２とほぼ一致するように行われる。そのため、画像読み出しは、同期信号Ｓ１０〜Ｓ１１の１周期分からＸ線照射期間ＴＸを減算して得られた期間の経過後に行われる。
【００７４】
本実施例によれば、実施例１と同様に、画像読み出しは、Ｘ線照射後から予め設定された期間経過後に行われるので、バイアス電圧Ｖｈの変動の影響を抑え、画像に生じる輝度ムラを抑えることができる。
【００７５】
次に、実施例２の変形例を説明する。図７（ａ）では、周期Ｆにおいて、画像読み出しは、画像読み出し期間ＲＤの「始点」が同期信号Ｓ１２とほぼ一致するように行われるが、これに限定されない。すなわち、周期Ｅ，Ｆにおいて、図５のように、画像読み出しは、画像読み出し期間ＲＤの「終点」が同期信号とほぼ一致するように行われてもよい。周期Ｇにおいて、画像読み出しは、画像読み出し期間ＲＤの「始点」および「終点」のいずれかが同期信号とほぼ一致するように行われてもよい。周期Ｈにおいて、画像読み出しは、画像読み出し期間ＲＤの「始点」が同期信号とほぼ一致するように行われてもよい。これらにより、画像読み出しを、Ｘ線照射後から同期信号の１周期よりも長い期間経過後に行うことができる。
【００７６】
また、図７（ｂ）では、周期Ｅにおいて、画像読み出しは、画像読み出し期間ＲＤの「終点」が同期信号Ｓ１２とほぼ一致するように行われるが、これに限定されない。すなわち、周期Ｅにおいて、画像読み出し期間ＲＤの「始点」が同期信号とほぼ一致するように行われてもよい。また、周期Ｆ，Ｇにおいて、画像読み出し期間ＲＤの「始点」および「終点」のいずれかが同期信号とほぼ一致するように行われてもよい。同様に、画像読み出しを、Ｘ線照射後から同期信号の１周期よりも長い期間経過後に行うことができる。
【００７７】
本発明は、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。
【００７８】
（１）上述した各実施例では、Ｘ線管制御部６は、等間隔でＸ線照射を行って、連続撮影を行っていたが、１回のみＸ線照射を行う１枚撮影であってもよい。この場合、ＦＰＤ制御回路２９は、２以上の同期信号ごとに等間隔で画像読み出しを行わせる。これにより、同期信号の例えば３０ｆｐｓのレートを変えることなく、Ｘ線照射後から画像読み出しまでの期間を確保することができる。
【００７９】
（２）上述した各実施例および変形例（１）では、撮影を、「７．５ｆｐｓ透視、かつ１５ｆｐｓ蓄積」、または「３．７５ｆｐｓ透視、かつ７．５ｆｐｓ蓄積」で行っていた。この点、例えば、「３．７５ｆｐｓ透視、かつ１５ｆｐｓ蓄積」等であってもよい。
【００８０】
すなわち、上述した各実施例および変形例（１）では、撮影を、４回の同期信号ごとにＸ線照射を行い、２回の同期信号ごとに画像読み出しを行っており、また、８回の同期信号ごとにＸ線照射を行い、４回の同期信号ごとに画像読み出しを行っていた。この点、Ｘ線照射は、４以上かつ２の倍数の同期信号ごと、つまり、４回，６回，８回，１０回，１２回，…の周期信号ごとに等間隔に行い、画像読み出しは、Ｘ線照射の周期を刻む同期信号の回数（例えば８回）よりも少なく、その周期信号の回数を割り切れる２の倍数の同期信号ごとに等間隔で行われてもよい。
【００８１】
例えば、Ｘ線照射の周期を刻む同期信号の回数が、８回や１２回であれば、２回および４回のいずれか同期信号ごとに画像読み出しを行う。また、例えば、Ｘ線照射の周期を刻む同期信号の回数が、６回や１０回であれば、２回の同期信号ごとに画像読み出しを行う。
【００８２】
また、Ｘ線照射を４以上かつ２の倍数の周期信号ごとに行うと説明したが、Ｘ線照射のレートを画像読み出しよりも低レートであればよい。
【符号の説明】
【００８３】
１      …  Ｘ線撮像装置
３      …  Ｘ線管
４      …  ＦＰＤ
６      …  Ｘ線管制御部
９      …  主制御部
１６    …  半導体層
１７    …  共通電極
１９    …  アクティブマトリクス基板
２１    …  コンデンサ
２２    …  ＴＦＴ
２９    …  ＦＰＤ制御回路
Ｍ      …  被検体
ＲＤ    …  画像読み出し期間
ＴＸ    …  Ｘ線照射期間
Ｔ１    …  周期信号の１周期
【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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