(57)【要約】【課題】負荷及びコストを増大することなく、任意のデータ取得周期（フレームレート）変更指示に対応可能な放射線撮像装置、その制御方法及び放射線撮像システムを提供することを課題とする。【解決手段】行列状に配置された複数の画素に蓄積された電気信号の読み出しを行毎に行うためのエリアセンサと、エリアセンサを制御する制御手段とを有する放射線撮像装置であって、エリアセンサは、エリアセンサに放射線が照射されて読み出しを行うことにより放射線画像データを取得する第１の動作と、エリアセンサに放射線が照射されずに読み出しを行う第２の動作と、を連続して行い、制御手段は、第１の動作の読み出しの終了と、第２の動作の読み出しの終了との間の期間で、放射線画像データを取得する周期の切り替えを行う。【選択図】図１
2008206971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
行列状に配置された複数の画素に蓄積された電気信号の読み出しを行毎に行うためのエリアセンサと、前記エリアセンサを制御する制御手段とを有する放射線撮像装置であって、
前記エリアセンサは、前記エリアセンサに放射線が照射されて前記読み出しを行うことにより放射線画像データを取得する第１の動作と、前記エリアセンサに放射線が照射されずに前記読み出しを行う第２の動作と、を連続して行い、
前記制御手段は、前記第１の動作の前記読み出しの終了と、前記第２の動作の前記読み出しの終了との間の期間で、前記放射線画像データを取得する周期の切り替えを行うことを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２】
前記放射線画像データを補正する補正手段を更に有し、前記補正手段が前記放射線画像データに対して前記期間に行われた前記第２の動作で取得されたオフセットデータを用いて補正しないように、前記制御手段は前記補正手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
【請求項３】
前記補正手段が前記周期の切り替えの直前に取得した第１の放射線画像データに対して前記第１の放射線画像データの取得の前に取得した第１のオフセットデータを用いて補正し、前記周期の切り替えの直後に取得した第２の放射線画像データに対して前記第２の放射線画像データの取得の後に取得した第２のオフセットデータを用いて補正するように、前記制御手段は前記補正手段を制御することを特徴とする請求項２に記載の放射線撮像装置。
【請求項４】
前記補正手段が前記第２の放射線画像データに対してのみ、前記第２のオフセットデータを用いて補正し、前記第１の放射線画像データを含む他の放射線画像データに対して前記他の放射線画像データの取得の直前に取得したオフセットデータを用いて補正するように、前記制御手段は前記補正手段を制御することを特徴とする請求項３に記載の放射線撮像装置。
【請求項５】
前記補正手段が前記第１の放射線画像データに対してのみ、前記第１のオフセットデータを用いて補正し、前記第２の放射線画像データを含む他の放射線画像データに対して前記他の放射線画像データの取得の直後に取得したオフセットデータを用いて補正するように、前記制御手段は前記補正手段を制御することを特徴とする請求項３に記載の放射線撮像装置。
【請求項６】
行列状に配置された複数の画素に蓄積された電気信号の読み出しを行毎に行い２次元データを取得するためのエリアセンサと、前記エリアセンサを制御する制御手段とを有する放射線撮像装置であって、
前記エリアセンサは、前記エリアセンサに放射線が照射されて前記読み出しを行うことにより放射線画像データを取得する第１の動作と、前記エリアセンサに放射線が照射されずに前記読み出しを行う第２の動作と、を連続して行い、
前記制御手段は、前記第２の動作を行う期間に、前記第１の動作を行う第１の周期から前記第１の周期と異なる第２の周期に、前記２次元データを取得する周期の切り替えを行うことを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項７】
前記放射線画像データを補正する補正手段を更に有し、前記補正手段が前記放射線画像データに対して前記期間に行われた前記第２の動作で取得されたオフセットデータを用いて補正しないように、前記制御手段は前記補正手段を制御することを特徴とする請求項６に記載の放射線撮像装置。
【請求項８】
前記補正手段が前記周期の切り替えの直前に取得した第１の放射線画像データに対して前記第１の放射線画像データの取得の前に取得した第１のオフセットデータを用いて補正し、前記周期の切り替えの直後に取得した第２の放射線画像データに対して前記第２の放射線画像データの取得の後に取得した第２のオフセットデータを用いて補正するように、前記制御手段は前記補正手段を制御することを特徴とする請求項７に記載の放射線撮像装置。
【請求項９】
前記補正手段が前記第２の放射線画像データに対してのみ、前記第２のオフセットデータを用いて補正し、前記第１の放射線画像データを含む他の放射線画像データに対して前記他の放射線画像データの取得の直前に取得したオフセットデータを用いて補正するように、前記制御手段は前記補正手段を制御することを特徴とする請求項８に記載の放射線撮像装置。
【請求項１０】
前記補正手段が前記第１の放射線画像データに対してのみ、前記第１のオフセットデータを用いて補正し、前記第２の放射線画像データを含む他の放射線画像データに対して前記他の放射線画像データの取得の直後に取得したオフセットデータを用いて補正するように、前記制御手段は前記補正手段を制御することを特徴とする請求項８に記載の放射線撮像装置。
【請求項１１】
行列状に配置された複数の画素に蓄積された電気信号の読み出しを行毎に行うエリアセンサを含む放射線撮像装置の制御方法であって、
前記エリアセンサに放射線が照射されて前記読み出しを行うことにより放射線画像データを取得する第１の動作と、前記エリアセンサに放射線が照射されずに前記読み出しを行う第２の動作と、を連続して行い、
前記第１の動作の前記読み出しの終了と、前記第２の動作の前記読み出しの終了との間で、前記放射線画像データを取得する周期を切り替える制御工程を含むことを特徴とする放射線撮像装置の制御方法。
【請求項１２】
前記放射線画像データを補正する補正工程を更に有し、前記補正工程は、前記放射線画像データに対して前記制御工程に行われた前記第２の動作で取得されたオフセットデータを用いて補正しないことを特徴とする請求項１１に記載の制御方法。
【請求項１３】
前記補正工程は、前記制御工程の直前に取得した第１の放射線画像データに対して前記第１の放射線画像データの取得の前に取得した第１のオフセットデータを用いて補正する第１の補正工程と、前記制御工程の直後に取得した第２の放射線画像データに対して前記第２の放射線画像データの取得の後に取得した第２のオフセットデータを用いて補正する第２の補正工程と、を含むことを特徴とする請求項１２に記載の制御方法。
【請求項１４】
前記補正工程は、前記第２の放射線画像データに対してのみ、前記第２のオフセットデータを用いて補正し、前記第１の放射線画像データを含む他の放射線画像データに対して前記他の放射線画像データの取得の直前に取得したオフセットデータを用いて補正することを特徴とする請求項１３に記載の制御方法。
【請求項１５】
前記補正工程は、前記第１の放射線画像データに対してのみ、前記第１のオフセットデータを用いて補正し、前記第２の放射線画像データを含む他の放射線画像データに対して前記他の放射線画像データの取得の直後に取得したオフセットデータを用いて補正することを特徴とする請求項１３に記載の制御方法。
【請求項１６】
行列状に配置された複数の画素に蓄積された電気信号を行毎に読み出すエリアセンサから２次元データを取得する動作を行う放射線撮像装置の制御方法であって、
前記エリアセンサに放射線が照射されて前記読み出しを行うことにより放射線画像データを取得する第１の動作と、前記エリアセンサに放射線が照射されずに前記読み出しを行う第２の動作と、を連続して行い、
前記第２の動作を行う期間に、前記２次元データを取得する動作を行う周期を、前記第１の動作を行う第１の周期から前記第１の周期と異なる第２の周期に切り替える制御工程を含むことを特徴とする放射線撮像装置の制御方法。
【請求項１７】
前記放射線画像データを補正する補正工程を更に有し、前記補正工程は、前記放射線画像データに対して前記制御工程に行われた前記第２の動作で取得されたオフセットデータを用いて補正しないことを特徴とする請求項１６に記載の制御方法。
【請求項１８】
前記補正工程は、前記制御工程の直前に取得した第１の放射線画像データに対して前記第１の放射線画像データの取得の前に取得した第１のオフセットデータを用いて補正する第１の補正工程と、前記制御工程の直後に取得した第２の放射線画像データに対して前記第２の放射線画像データの取得の後に取得した第２のオフセットデータを用いて補正する第２の補正工程と、を含むことを特徴とする請求項１７に記載の制御方法。
【請求項１９】
前記補正工程は、前記第２の放射線画像データに対してのみ、前記第２のオフセットデータを用いて補正し、前記第１の放射線画像データを含む他の放射線画像データに対して前記他の放射線画像データの取得の直前に取得したオフセットデータを用いて補正することを特徴とする請求項１８に記載の制御方法。
【請求項２０】
前記補正工程は、前記第１の放射線画像データに対してのみ、前記第１のオフセットデータを用いて補正し、前記第２の放射線画像データを含む他の放射線画像データに対して前記他の放射線画像データの取得の直後に取得したオフセットデータを用いて補正することを特徴とする請求項１８に記載の制御方法。
【請求項２１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の放射線撮像装置と、
前記放射線を照射する放射線発生装置と、を有し、
前記制御手段は、前記放射線発生装置が照射する前記放射線の周期の切り替えを行い得ることを特徴とする放射線撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線撮像装置、その制御方法及び放射線撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体技術の進歩により光を電気信号へ変換する変換素子をガラス基板上に形成した２次元配置したセンサを用いたデジタルＸ線撮像装置が実用化され普及している。
【０００３】
特許文献１には、複数のモード（順次読み出し、画素加算、トリミング、高フレームレート、高照射）に対応してあらかじめ取得されたオフセットデータを有するオフセットメモリを複数有し、モードに応じて選択して使用する放射線検出器が記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、事前に走査モードの変化（透視、撮影）したオフセットデータを収集するデジタル放射線撮影装置が記載されている。
【０００５】
透視撮影（動画撮影）においてフレームレート、すなわち、Ｘ線を照射し放射線画像データを取得する一連の動作の間隔は、下記の３つの理由で切り替えられる。
【０００６】
第１の理由として、被爆線量の低減が挙げられる。近年、Ｘ線被爆に関する関心が高く、なるべく低被爆線量で撮影できるＸ線診断装置や撮影手法が必要とされているなかで、パルス透視撮影とその透視フレームレートの設定によってなるべく被爆線量を下げることが行われるようになってきている。パルス透視とは、設定されたフレームレートに合わせてＸ線をパルス状に照射する透視撮影方法である。このパルス透視において設定されたフレームレートはすなわち単位時間当たりのＸ線照射量に他ならない。パルス透視であれば作業者が手術に支障のないレベルまでフレームレートを下げて撮影することによって被写体である患者の被爆線量を下げることができる。例えば、血管造影におけるマスク画像の取得、インジェクターによる造影剤注入開始、造影剤注入終了という一連の作業において、作業状態を応じてフレームレートを適宜切り替えてなるべく患者の被爆線量を抑えるといった例があげられる。よって、任意にフレームレートを切り替えることが可能な透視システムが必要とされている。
【０００７】
第２の理由は、被写体の動きとの同期である。心臓の心拍や、寝台の移動等様々な被写体の動きに対して、同期して撮影するアプリケーションが研究・開発されている。
【０００８】
第３の理由は、透視システムが様々なＸ線診断システムに応用されつつある為である。一つは簡易ＣＴ的な応用である。ＣＴ（Computed Tomography）は、被写体の周囲を円周上にＸ線で走査することで被写体のＸ線断層画像を得る手法である。近年はディテクタとして平面Ｘ線検出器を用いた透視システムのオプション機能として付加されるものがある。透視システムは、Ｘ線源と検出器が対向して配置されているので、被写体中心に回転することでＣＴと同様の撮影が可能となる。正確なＣＴ画像を得る為には回転の角速度と撮影フレームの同期が必須であるため、動き出しからの角速度の変化を考慮して画像を取得する必要がある。このためフレームレートを任意に変えなければならない。
【０００９】
以上に述べたように、透視システムにおいてフレームレートの切り替えの要求はあるものの平面Ｘ線検出器においては先に開示した特許文献で課題に挙げているように、フレームレート切り替え直後にオフセット補正が十分でないという課題がある。オフセット補正とは、平面Ｘ線検出器から出力されるＸ線量に依存しない出力を補正するものである。オフセットの要素は様々であり、読み出し回路の電気的オフセットや変換素子から出る暗電流によるものがある。フレームレート切り替え後にオフセット補正が十分に行えない理由は、蓄積時間がフレームレートによって異なるためである。さらにその誤差を拡大する要素として、フレームレートの切り替えに合わせて読み出し回路のゲイン設定切り替えや、画素加算による取得ライン数の変化が挙げられる。
【００１０】
この課題に対して、特許文献１及び２ではフレームレートの切り替えパターン毎にオフセット補正用データを持つことで対応している。
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−９９９４４号公報
【特許文献２】特開２００４−１９４７０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、この方法では多くのフレームレート数に対応するには莫大な量のオフセット補正データを持つ必要があり、そのための記憶装置容量やフレームレートの切り替えを解析するシステムを具備しなくてはならない。さらに、オフセット自体は常に一定ではなく、装置の使用環境や稼動年数、さらにはどのようなＸ線量で撮影を行ったか等で変化する為、保存したオフセットデータの更新や管理が必要となる。以上から、システムが煩雑な上、高価になる課題を抱えている。
【００１３】
本発明の目的は、負荷及びコストを増大することなく、任意のデータ取得周期（フレームレート）変更指示に対応可能な放射線撮像装置、その制御方法及び放射線撮像システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の放射線撮像装置は、行列状に配置された複数の画素に蓄積された電気信号の読み出しを行毎に行うためのエリアセンサと、前記エリアセンサを制御する制御手段とを有する放射線撮像装置であって、エリアセンサは、エリアセンサに放射線が照射されて読み出しを行うことにより放射線画像データを取得する第１の動作と、エリアセンサに放射線が照射されずに読み出しを行う第２の動作と、を連続して行い、制御手段は、第１の動作の読み出しの終了と、第２の動作の読み出しの終了との間の期間で、放射線画像データを取得する周期の切り替えを行うことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の放射線撮像装置は、行列状に配置された複数の画素に蓄積された電気信号の読み出しを行毎に行い２次元データを取得するためのエリアセンサと、エリアセンサを制御する制御手段とを有する放射線撮像装置であって、エリアセンサは、エリアセンサに放射線が照射されて前記読み出しを行うことにより放射線画像データを取得する第１の動作と、エリアセンサに放射線が照射されずに読み出しを行う第２の動作と、を連続して行い、制御手段は、第２の動作を行う期間に、第１の動作を行う第１の周期から第１の周期と異なる第２の周期に、２次元データを取得する周期の切り替えを行うことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の放射線撮像装置の制御方法は、行列状に配置された複数の画素に蓄積された電気信号の読み出しを行毎に行うエリアセンサを含む放射線撮像装置の制御方法であって、エリアセンサに放射線が照射されて読み出しを行うことにより放射線画像データを取得する第１の動作と、エリアセンサに放射線が照射されずに読み出しを行う第２の動作と、を連続して行い、前記第１の動作の前記読み出しの終了と、前記第２の動作の前記読み出しの終了との間で、前記放射線画像データを取得する周期を切り替える制御工程を含むことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の放射線撮像装置の制御方法は、行列状に配置された複数の画素に蓄積された電気信号を行毎に読み出すエリアセンサから２次元データを取得する動作を行う放射線撮像装置の制御方法であって、エリアセンサに放射線が照射されて読み出しを行うことにより放射線画像データを取得する第１の動作と、エリアセンサに放射線が照射されずに読み出しを行う第２の動作と、を連続して行い、第２の動作を行う期間に、２次元データを取得する動作を行う周期を、第１の動作を行う第１の周期から第１の周期と異なる第２の周期に切り替える制御工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明により、フレームレートの切り替えパターン毎にオフセット補正用データを記憶する必要がないので、簡素化かつ低コストの構成でオフセット補正を行うことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（第１の実施形態）
図２は、本発明の第１の実施形態によるデジタル放射線（Ｘ線）撮像システムの構成例を示す図である。１０１はＸ線源である。１０２はＸ線制御装置である。１０３は制御ＰＣ（パーソナルコンピュータ）である。１０４は制御卓である。１０５はモニタである。１０６は画像処理・制御回路である。１０７はシステム回路である。１０８は読み出し回路である。１０９は電源ユニットである。１１０はセンサアレイである。１１１は平面Ｘ線検出器である。１１２は垂直駆動回路である。１１３は被写体である。
【００２０】
このデジタル放射線撮像システムは、Ｘ線源１０１、Ｘ線制御装置１０２及びデジタル放射線撮像装置を有する。Ｘ線源１０１は、放射線（Ｘ線）を発生及び照射する放射線発生装置である。デジタル放射線撮像装置は、制御ＰＣ１０３、制御卓１０４、モニタ１０５、画像処理・制御回路１０６、電源ユニット１０９及び平面Ｘ線検出器１１１を有する。平面Ｘ線検出器１１１は、システム回路１０７、読み出し回路１０８、センサアレイ１１０及び垂直駆動回路１１２を有し、放射線を電気信号に変換して２次元データを出力する２次元エリアセンサである。
【００２１】
制御ＰＣ１０３は、電源ユニット１０９に接続され、ユーザによる制御卓１０４の操作に応じて、Ｘ線制御装置１０２及び画像処理・制御回路１０６を制御し、画像及びデータ等をモニタ１０５に表示する。Ｘ線源１０１は、Ｘ線制御装置１０２の制御に応じて、被写体（人体）１１３に向けてＸ線を照射する。センサアレイ１１０は、被写体１１３を透過し被写体１１３の情報を担ったＸ線を電気信号へと変換及び蓄積する２次元配列の変換素子を有する。垂直駆動回路１１２は、センサアレイ１１０のスイッチング素子を制御し、画像信号を行単位で読み出す。読み出し回路１０８は、センサアレイ１１０の画像信号を読み出して増幅する。システム回路１０７は、画像信号をアナログからデジタルに変換する。画像処理・制御回路１０６は、システム回路１０７を介して、読み出した画像信号に対して画像処理を行う。制御ＰＣ１０３は、画像処理・制御回路１０６で処理された画像をモニタ１０５に表示することができる。
【００２２】
また、制御ＰＣ１０３は、センサアレイ１１０を駆動するための制御信号を読み出し回路１０８及び垂直駆動回路１１２へ出力したり、Ｘ線源１０１との同期をとったり、画像処理や画像の保存・表示を行うことができる。また、システム回路１０７は、センサアレイ１１０、垂直駆動回路１１２、読み出し回路１０８内の信号増幅回路で必要な電圧を作るレギュレータや動作タイミング回路を有する。
【００２３】
図３は、平面Ｘ線検出器１１１の構成例を示す図である。２０１はＴＦＴ（薄膜トランジスタ）である。２０２は変換素子である。２０３はセンサ電源である。２０４は可変ゲインアンプである。２０５は積分アンプである。２０６は増幅回路である。２０７はサンプルホールド回路である。２０８はマルチプレクサである。２０９はバッファアンプである。２１０はＡ／Ｄコンバータである。２１１はアンプ基準電源である。ＴＦＴ２０１は、ゲートＧ、ソースＳ及びドレインＤを有する。
【００２４】
センサアレイ１１０は、放射線を電気信号に変換する変換素子２０２と変換素子２０２により変換された電気信号を出力するためのＴＦＴ（スイッチング素子）２０１を組み合わせてなる画素を２次元に配置する。
【００２５】
ここで、説明の簡単ために４×４の画素をもつ平面Ｘ線検出器１１１について説明するが、実際の放射線撮像装置に用いられる平面Ｘ線検出器１１１の画素数は１０００×１０００〜２８００×２８００となっている。
【００２６】
センサアレイ１１０は、変換素子２０２とスイッチング素子であるＴＦＴ２０１を組み合わせた画素を２次元配置する。また、センサアレイ１１０は、変換素子２０２に蓄積した電荷を転送する信号配線Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ４、ＴＦＴ２０１のゲートＧに接続される駆動配線Ｖｇ１〜Ｖｇ４、変換素子２０２に必要な電圧Ｖｓを供給する線の各共通配線が接続される。このセンサアレイ１１０の信号配線Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ４には、読み出し回路１０８、駆動配線Ｖｇ１〜Ｖｇ４には垂直駆動回路１１２が接続されている。
【００２７】
第１の行Ｌｉｎｅ１は、駆動配線Ｖｇ１により制御される変換素子Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３及びＳ１４の画素からなる。第２の行Ｌｉｎｅ２は、駆動配線Ｖｇ２により制御される変換素子Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ２３及びＳ２４の画素からなる。第３の行Ｌｉｎｅ３は、駆動配線Ｖｇ３により制御される変換素子Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ３３及びＳ３４の画素からなる。第４の行Ｌｉｎｅ４は、駆動配線Ｖｇ４により制御される変換素子Ｓ４１、Ｓ４２、Ｓ４３及びＳ４４の画素信号からなる。
【００２８】
読み出し回路１０８は、各信号配線Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ４と接続され、内部には信号配線Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ４と一対一で接続されている４個の増幅回路２０６がある。増幅回路２０６は、変換素子２０２から転送された電荷を蓄積及び増幅する積分アンプ２０５と、積分アンプ２０５の信号を増幅する可変ゲインアンプ２０４と、可変ゲインアンプ２０４からの出力を一時的に保持するサンプルホールド回路２０７を有する。増幅回路２０６は、信号の増幅とサンプリングを行う。積分アンプ２０５は、アンプのフィードバック部に接続されているキャパシタの数を変えることで増幅率を変えることができる。
【００２９】
増幅回路２０６内にあるサンプルホールド回路２０７の先には、サンプルホールド回路２０７に蓄積された電気信号を時系列的に読み出すマルチプレクサ２０８がある。マルチプレクサ２０８は、バッファアンプ２０９に順次電気信号（画像信号）を転送する。バッファアンプ２０９は、画像信号を増幅し、画像信号ＶｏｕｔをＡ／Ｄコンバータ２１０に出力する。Ａ／Ｄコンバータ２１０は、バッファアンプ２０９から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。
【００３０】
センサ電源２０３は、変換素子２０２が放射線または光を電荷に変換するのに必要な電圧Ｖｓを供給する電源である。各変換素子２０２は、共有する線を介してセンサ電源２０３から電圧Ｖｓが供給される。また、センサ電源２０３は、変換素子２０２の構造や変換方法によって使用する電圧値の大きさや極性、電源の数等が異なり、変換素子２０２が十分なＳ／Ｎが得られるように選択される。
【００３１】
センサアレイ１１０のＴＦＴ２０１は、横方向のＴＦＴ２０１と駆動配線Ｖｇ１〜Ｖｇ４を共有する形で接続されており、駆動配線Ｖｇ１〜Ｖｇ４には垂直駆動回路１１２が接続されている。垂直駆動回路１１２は、制御回路１０６から入力されたパルスＤ−ＣＬＫ、ＯＥ、ＤＩＯに応じて、入力された二つの電源の電圧Ｖｃｏｍ及びＶｓｓからなる駆動信号を出力する。さらに、垂直駆動回路１１２は、接続されている駆動配線Ｖｇ１〜Ｖｇ４に駆動信号を順次出力することができる。この垂直駆動回路１１２の動作によって、横１列のＴＦＴ２０１のオン／オフを制御することができる。
【００３２】
上述したセンサアレイ１１０の画素に用いられる変換素子２０２には、ＭＩＳ（Metal-Insulator-Semiconductor）型変換素子やＰＩＮ型変換素子、直接型変換素子が用いられる。
【００３３】
図４（ａ）〜（ｃ）は、変換素子２０２の構造例を示す図である。図４（ａ）は、ＰＩＮ型変換素子の構造例を示す。３０１はＰＩＮ下部電極である。３０２はＰ層である。３０３はＩ層である。３０４はＮ層である。３０５はＰＩＮ上部電極である。２０３はセンサ電源である。３１６はＴＦＴである。３１７は蛍光体（波長変換体）である。３１８はＸ線（放射線）である。３１９は可視光である。ＰＩＮ型変換素子は、Ｘ線３１８を可視光に変換する蛍光体３１７と、ＰＩＮフォトダイオードとを組み合わせたものである。ＰＩＮフォトダイオードは、Ｐ型アモルファスシリコンからなるＰ層（Ｐ型不純物半導体層）３０２と真性アモルファスシリコンからなるＩ層（真性半導体層）３０３とＮ型アモルファスシリコンからなるＮ層（Ｎ型不純物半導体層）３０４より構成される。上述のような変換素子では、人体を透過した人体の情報を担ったＸ線３１８は蛍光体３１７によって可視光３１９に変換されこの可視光３１９をＰＩＮフォトダイオードによって電荷に変換する。発生した電荷は、ＴＦＴ３１６とＰＩＮフォトダイオード間の寄生容量に蓄積される。
【００３４】
図４（ｂ）は、ＭＩＳ型変換素子の構造例を示す。３０６はＭＩＳ下部電極である。３０７は絶縁層である。３０８はＡ−Ｓｉ層（真性半導体層）である。３０９はＮ+層（Ｎ型不純物半導体層）である。３１０はＭＩＳ上部電極である。２０３はセンサ電源である。３１５はリフレッシュ用電源である。３１６はＴＦＴである。３１７は蛍光体である。３１８はＸ線である。３１９は可視光である。ＭＩＳ型変換素子は、Ｘ線３１８を可視光３１９に変換する蛍光体３１７と、ＭＩＳ型フォトセンサとを組み合わせたものである。ＭＩＳ型フォトセンサは、Ｎ+型アモルファスシリコンからなるＮ+層３０９と真性アモルファスシリコンからなるＡ−Ｓｉ層３０８とアモルファス窒化シリコン膜からなる絶縁層３０７とから構成される。上述のようなＭＩＳ型変換素子では、人体を透過した人体の情報を担ったＸ線３１８は蛍光体３１７によって可視光３１９に変換されこの可視光３１９をＭＩＳ型フォトセンサによって電荷に変換する。発生した電荷は、Ａ−Ｓｉ層３０８と絶縁層３０７間に蓄積される。ＭＩＳ型変換素子では、一度発生した電荷は蓄積し続けるため、定期的もしくは電荷の蓄積量を判断して、Ａ−Ｓｉ層３０８と絶縁層３０７に蓄積した電荷を掃き出すリフレッシュ動作を行う必要がある。このリフレッシュ動作を行うためＭＩＳ型変換素子では、センサバイアスの電圧値を２つ以上持つことが必要である。
【００３５】
前述のＰＩＮ型変換素子及びＭＩＳ型変換素子は、蛍光体３１７を用いてＸ線３１８を可視光３１９に変換し、その可視光３１９を電気信号に変換するため間接型と呼ばれる。間接型の変換素子は、ＰＩＮフォトダイオードやＭＩＳ型フォトセンサなどの光電変換素子と、Ｘ線３１８を可視光３１９に変換する波長変換体を含んで構成される。図４（ａ）のＰＩＮ型変換素子及び図４（ｂ）のＭＩＳ型変換素子は、光電変換素子の光入射面側に蛍光体（波長変換体）３１７を密着させている。蛍光体３１７は、Ｘ線３１８を波長変換して可視光３１９を生成する。
【００３６】
図４（ｃ）は、直接型変換素子の構造例を示す。３１１は画素電極である。３１２はΑ−Ｓｅ層である。３１３はセンサバイアス電極である。３１４はＨＶ電源である。３１６はＴＦＴである。３１８はＸ線である。直接型変換素子は、Ｘ線３１８を直接電気信号に変換する材料を用いたものであり、材料としてアモルファスセレンの層３１２が用いられる。このアモルファスセレンは、数ｋVの電圧を印加することでＸ線３１８を電荷に変換することができる。
【００３７】
上記のＴＦＴやＭＩＳ型変換素子やＰＩＮ型変換素子は、アモルファスシリコンプロセスによって作られる。アモルファスシリコンプロセスが用いられる理由は、ＴＦＴや変換素子等の能動素子を大面積かつ均一に成膜でき、かつ、アモルファスシリコンは可視光に感度があること、Ｘ線耐性が強いこと等、Ｘ線撮像装置に用いられるセンサとして適しているためである。
【００３８】
図１（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態による放射線撮像装置の制御方法を示す図であり、Ｘ線透視撮影に用いる平面Ｘ線検出器１１１の駆動方法を示している。図１（ａ）中のＷ１、Ｒ１、Ｗ２、Ｒ２は、平面Ｘ線検出器１１１の駆動状態を模式的に示している。Ｗ１及びＷ２は、待機動作、すなわち、全ての画素のＴＦＴ２０１をオフにした状態である。この状態では変換素子２０２に電荷が蓄積される。Ｒ１及びＲ２は、読み出し動作、すなわち、変換素子２０２に蓄積された電荷を行毎に読み出し回路１０８に転送する動作を示す。転送されたアナログ画像データは読み出し回路１０８でデジタル画像データへ変換される。Ｗ１及びＲ１は、期間Ｔ１１において３０フレーム／秒のフレームレートを実現するための待機動作及び読み出し動作を示す。Ｗ２及びＲ２は、期間Ｔ１２において１５フレーム／秒のフレームレートを実現するための待機動作及び読み出し動作を示す。
【００３９】
周期Ｔ１は、１／３０秒のＸ線Ｘ−ＲＡＹの照射周期である。Ｘ線Ｘ−ＲＡＹの２回目の照射の前までは、Ｘ線照射は、周期がＴ１であり、３０回／秒である。周期Ｔ３は、１／１５秒のＸ線Ｘ−ＲＡＹの照射周期である。Ｘ線Ｘ−ＲＡＹの３回目の照射以降では、Ｘ線照射は、周期がＴ３であり、１５回／秒である。周期Ｔ１及びＴ３の間の期間Ｔ２は、フレームレート切り替えのためのＸ線照射の周期の切り替え期間である。図２において、Ｘ線制御装置１０２は、Ｘ線照射の周期切り替え信号に応じて、Ｘ線源１０１が照射するＸ線の周期を変えることができる。Ｘ線（放射線）照射の周期は、Ｘ線が一定間隔で複数回照射される場合のＸ線照射周期であり、Ｘ線照射の開始から次のＸ線照射の開始までの間の期間である。
【００４０】
オフセットデータＦ０は、Ｘ線Ｘ−ＲＡＹが２次元エリアセンサに照射されずに、待機動作Ｗ１及び読み出し動作Ｒ１を行うことにより生成されるフレーム画像データである。ここで、本発明において、２次元エリアセンサがオフセットデータ、例えばＦ０等、を取得する動作を第２の動作とする。次に、放射線画像データＸ１は、１回目のＸ線Ｘ−ＲＡＹが２次元エリアセンサに照射されて、待機動作Ｗ１及び読み出し動作Ｒ１を行うことにより生成されるフレーム画像データである。ここで、本発明において、２次元エリアセンサが放射線画像データ、例えばＸ１等、を取得する動作を第１の動作とする。次に、オフセットデータＦ１は、Ｘ線Ｘ−ＲＡＹが２次元エリアセンサに照射されずに、待機動作Ｗ１及び読み出し動作Ｒ１を行うことにより生成されるフレーム画像データである。次に、放射線画像データＸ２は、２回目のＸ線Ｘ−ＲＡＹが２次元エリアセンサに照射されて、待機動作Ｗ１及び読み出し動作Ｒ１を行うことにより生成されるフレーム画像データである。なお、本発明において、フレーム切り替え信号によりフレームレートが切り替えられる直前に取得された放射線画像データＸ２を第１の放射線画像データとする。また、フレームレートが切り替えられるより以前に取得されたオフセットデータ、例えばＦ０やＦ１等、を第１のオフセットデータとする。
【００４１】
ここで、フレーム切り替え信号により、フレームレートが３０フレーム／秒から１５フレーム／秒に切り替え指示される場合を説明する。以後、待機動作及び読み出し動作はＷ２及びＲ２となる。なお、本発明において、フレーム切り替え信号によりフレームレートが切り替えられる以前のフレーム画像データを取得する周期を第１の周期、フレームレートが切り替えられた以降のフレーム画像データを取得する周期を第２の周期とする。次に、オフセットデータＦ２は、Ｘ線Ｘ−ＲＡＹが２次元エリアセンサに照射されずに、待機動作Ｗ２及び読み出し動作Ｒ２を行うことにより生成されるフレーム画像データである。次に、放射線画像データＸ３は、３回目のＸ線Ｘ−ＲＡＹが２次元エリアセンサに照射されて、待機動作Ｗ２及び読み出し動作Ｒ２を行うことにより生成されるフレーム画像データである。次に、オフセットデータＦ３は、Ｘ線Ｘ−ＲＡＹが２次元エリアセンサに照射されずに、待機動作Ｗ２及び読み出し動作Ｒ２を行うことにより生成されるフレーム画像データである。次に、放射線画像データＸ４は、４回目のＸ線Ｘ−ＲＡＹが２次元エリアセンサに照射されて、待機動作Ｗ２及び読み出し動作Ｒ２を行うことにより生成されるフレーム画像データである。次に、オフセットデータＦ４は、Ｘ線Ｘ−ＲＡＹが２次元エリアセンサに照射されずに、待機動作Ｗ２及び読み出し動作Ｒ２を行うことにより生成されるフレーム画像データである。なお、本発明において、フレーム切り替え信号によりフレームレートが切り替えられた直後に取得された放射線画像データＸ３を第２の放射線画像データとする。また、フレームレートが切り替えられた後に取得されたオフセットデータ、例えばＦ３やＦ４等、を第２のオフセットデータとする。
【００４２】
期間Ｔ１１において、１枚の放射線画像データを取得するための平面Ｘ線検出器１１１のデータ取得周期（第１の周期）は、待機動作Ｗ１及び読み出し動作Ｒ１の時間の和である。また、１枚のオフセットデータを取得するための平面Ｘ線検出器１１１のデータ取得周期（第１の周期）も、待機動作Ｗ１及び読み出し動作Ｒ１の時間の和である。これに対し、期間Ｔ１２において、１枚の放射線画像データを取得するための平面Ｘ線検出器１１１のデータ取得周期（第２の周期）は、待機動作Ｗ２及び読み出し動作Ｒ２の時間の和である。また、１枚のオフセットデータを取得するための平面Ｘ線検出器１１１のデータ取得周期（第２の周期）も、待機動作Ｗ２及び読み出し動作Ｒ２の時間の和である。データ取得周期は、平面Ｘ線検出器１１１の１枚の画像のデータ取得時間を示す。
【００４３】
本実施形態では、放射線画像データＸｎ（ｎは整数）及びオフセットデータＦｎ（ｎは整数）の２枚の画像を読み出す。放射線画像データＸｎは、Ｘ線が照射される間に生成され、変換素子２０２によって蛍光体もしくは変換素子本体に入射されたＸ線に比例した電荷信号が主成分である画像である。オフセットデータＦｎは、変換素子２０２の暗電流や残像、読み出し回路１０８に起因するオフセット信号が主成分である画像である。放射線画像データＸｎは、Ｘ線（放射線）を照射したときにセンサアレイ１１０が出力する２次元データである。オフセットデータＦｎは、Ｘ線（放射線）を照射しないときに平面Ｘ線検出器１１１が出力する２次元データである。放射線画像データＸｎ及びオフセットデータＦｎが１組となり、放射線画像データＸｎからオフセット成分を除去するためオフセットデータＦｎを引く処理が行われる。この処理をオフセット補正といい、引き算の組み合わせが図１（ｂ）に示すように２通りある。
【００４４】
第１の方法は、放射線画像データＸｎの直前に取得したオフセットデータＦｎ−１で補正する方法であり、補正後の画像Ｉｍは式で書くと以下のように表せる。以降、このオフセット補正方法を前オフセット補正と記す。
Ｉｍ＝Ｘｎ−Ｆｎ−１
【００４５】
第２の方法は、放射線画像データＸｎの直後に取得したオフセットデータＦｎで補正する方法であり、補正後の画像Ｉｍは式で書くと以下のように表せる。以降、このオフセット補正方法を後オフセット補正と記す。
Ｉｍ＝Ｘｎ−Ｆｎ
【００４６】
本実施形態において、フレームレートの切り替えは、オフセットデータＦ２の取得動作から切り替える。図１（ａ）はその時の動作を示しており、図中で放射線画像データＸ２を読み出した後、３０フレーム／秒から１５フレーム／秒へフレームレートを切り替えるために平面Ｘ線検出器１１１のデータ取得周期を切り替える。
【００４７】
後に詳述するが、図７に示すように、１フレームの画像を得るには、駆動配線Ｖｇ１〜Ｖｇ４にパルスを順番に供給する。まず、駆動配線Ｖｇ１がハイレベルになり、第１の行Ｌｉｎｅ１の変換素子Ｓ１１〜Ｓ１４の画像信号が読み出される。次に、駆動配線Ｖｇ２がハイレベルになり、第２の行Ｌｉｎｅ２の変換素子Ｓ２１〜Ｓ２４の画像信号が読み出される。次に、駆動配線Ｖｇ３がハイレベルになり、第３の行Ｌｉｎｅ３の変換素子Ｓ３１〜Ｓ３４の画像信号が読み出される。次に、駆動配線Ｖｇ４がハイレベルになり、第４の行Ｌｉｎｅ４の変換素子Ｓ４１〜Ｓ４４の画像信号が読み出される。駆動配線Ｖｇ１〜Ｖｇ４がハイレベルからローレベルに変化するとＴＦＴ２０１がオフし、変換素子Ｓ１１〜Ｓ４４は、電荷待機動作Ｗ１又はＷ２を開始する。すなわち、同一フレーム画像データにおいては、行毎に待機動作Ｗ１又はＷ２及び読み出し動作Ｒ１又はＲ２のタイミングが異なる。
【００４８】
図１（ａ）に示すように、第１の行Ｌｉｎｅ１は、読み出し動作Ｒ１又はＲ２の最初部において読み出しを行い、その読み出しの終了後、次の待機動作Ｗ１又はＷ２を開始する。これに対し、第４の行Ｌｉｎｅ４は、読み出し動作Ｒ１又はＲ２の最終部において読み出しを行い、その読み出しの終了後、次の待機動作Ｗ１又はＷ２を開始する。
【００４９】
オフセットデータＦ１において、第１の行Ｌｉｎｅ１のデータ取得時間ｔ１及び第４の行Ｌｉｎｅ４のデータ取得時間ｔ１は同じである。ここで、データ取得時間ｔ１は、読み出し動作Ｒ１の時間ｔＲ１及び待機動作Ｗ１の時間ｔＷ１の和である。また、放射線画像データＸ２において、第１の行Ｌｉｎｅ１のデータ取得時間ｔ１及び第４の行Ｌｉｎｅ４のデータ取得時間ｔ１は同じである。ここで、データ取得時間は、画素のＴＦＴ２０１をオフの状態にしている時間であり、変換素子２０２で発生した電荷に基づく電気信号が画素に蓄積される時間である。
【００５０】
これに対し、オフセットデータＦ２において、第１の行Ｌｉｎｅ１のデータ取得時間ｔ２と、第４の行Ｌｉｎｅ４のデータ取得時間ｔ３は異なる。ここで、データ取得時間ｔ２は、読み出し動作Ｒ１の時間ｔＲ１及び待機動作Ｗ２の時間ｔＷ２の和である。また、データ取得時間ｔ３は、読み出し動作Ｒ２の時間ｔＲ２及び待機動作Ｗ２の時間ｔＷ２の和である。
【００５１】
また、放射線画像データＸ３において、第１の行Ｌｉｎｅ１のデータ取得時間ｔ３及び第４の行Ｌｉｎｅ４のデータ取得時間ｔ３は同じである。また、オフセットデータＦ３において、第１の行Ｌｉｎｅ１のデータ取得時間ｔ３及び第４の行Ｌｉｎｅ４のデータ取得時間ｔ３は同じである。
【００５２】
画像Ｆ０，Ｘ１，Ｆ１，Ｘ２のデータ取得周期は、待機動作Ｗ１及び読み出し動作Ｒ１の時間の和であり、３０フレーム／秒のフレームレートのためのデータ取得周期である。画像Ｘ３，Ｆ３，Ｘ４，Ｆ４のデータ取得周期は、待機動作Ｗ２及び読み出し動作Ｒ２の時間の和であり、１５フレーム／秒のフレームレートのためのデータ取得周期である。オフセットデータＦ２を取得するための待機動作及び読み出し動作の期間はデータ取得周期の切り替え期間である。フレームレートは、モニタ１０５等の出力装置に出力するための１画像を取得するのに必要な一連の動作の時間間隔の逆数である。具体的には、フレームレートは、放射線画像データ取得のための待機動作及び読み出し動作の合計時間と、オフセットデータ取得のための待機動作及び読み出し動作の合計時間との和の逆数である。
【００５３】
以上のように、データ取得周期の切り替え中に取得したオフセットデータＦ２は行毎にデータ取得時間が異なるという現象がおこる。それ以外の放射線画像データ及びオフセットデータについては、すべての行のデータ取得時間が同じになる。
【００５４】
すなわち、平面Ｘ線検出器１１１の１行毎の実質のデータ取得時間は、読み出し動作Ｒ１又はＲ２が終了してから次の読み出し動作Ｒ１又はＲ２が始まるまでである。オフセットデータＦ２において、第１の行Ｌｉｎｅ１のデータ取得時間ｔ１は、読み出し動作Ｒ１の時間ｔＲ１と待機動作Ｗ２の時間ｔＷ２の和である。これに対し、第４の行Ｌｉｎｅ４のデータ取得時間ｔ３は、読み出す動作Ｒ２の時間ｔＲ２と待機動作Ｗ２の時間ｔＷ２の和となる。
【００５５】
以上から分かるように、前の読み出し動作Ｒ１又はＲ２にかかった時間が次のフレームの待機動作Ｗ１又はＷ２の時間に影響するため、データ取得周期の切り替え期間中に取得した画像Ｆ２は、行毎にデータ取得時間が異なる。このため、この画像Ｆ２は、シェーディングを持ち、十分な画質とはいえない。
【００５６】
また、シェーディングの傾きは一様ではなく、十分に補正することは困難である。例えば、放射線画像データの取得動作の開始時にデータ取得周期を切り替えると、切り替え期間中に取得した放射線画像データはシェーディングを持つため、診断、手術用の画像として十分な画質ではない。
【００５７】
本実施形態では、放射線画像データを取得する際の読み出しの終了とオフセットデータを取得する際の読み出しの終了との間で、エリアセンサの２次元データを取得する動作の周期を切り替えて、放射線画像データを取得する周期を切り替える。言い換えると、放射線画像データＸ２を取得する動作と放射線画像データＸ３を取得する動作の間のオフセットデータＦ２を取得する動作を行う期間に、２次元データを取得する動作を行う周期を切り替える。このような切り替え制御を行うことで、シェーディングを持つ画像をオフセットデータにし、使用できない放射線画像データの取得をなくすことができる。
【００５８】
さらに、放射線画像データのオフセット補正に関しては、図１（ｂ）に示すように、前オフセット補正では、データ取得周期が変更された直後の放射線画像データＸ３に対してはその直後に取得したオフセットデータＦ３を用いて補正する。制御回路（制御手段）１０６は、データ取得周期が変更された直後の放射線画像データＸ３に対してのみ、その直後に取得したオフセットデータＦ３を用いてオフセット補正するように制御する。そして、制御回路１０６は、それ以外の放射線画像データＸｎに対してはその直前に取得したオフセットデータＦｎ−１を用いて補正するように制御する。
【００５９】
また、後オフセット補正では、データ取得周期の切り替え期間中に取得した放射線画像データＸ２に対してはその直前に取得したオフセットデータＦ１を用いて補正する。制御回路１０６は、データ取得周期の切り替え直前に取得した放射線画像データＸ２に対してのみ、その直前に取得したオフセットデータＦ１を用いてオフセット補正するように制御する。そして、制御回路１０６は、それ以外の放射線画像データＸｎに対してはその直後に取得したオフセットデータＦｎを用いてオフセット補正するように制御する。
【００６０】
上記の前オフセット補正及び後オフセット補正のいずれでも、制御回路１０６は、データ取得周期の切り替え直前に取得した放射線画像データＸ２に対し、放射線画像データＸ２の取得より前に取得したオフセットデータを用いてオフセット補正するよう制御する。放射線画像データＸ２の取得より前に取得したオフセットデータとして例えばオフセットデータＦ０やＦ１等を用いてオフセット補正するように制御する。本発明において、このような補正を第１の補正とする。第１の補正においては、放射線画像データＸ２の取得の直前に取得したオフセットデータＦ１を用いる方がより好ましい。そして、制御回路１０６は、データ取得周期が変更された直後の放射線画像データＸ３に対しては、放射線画像データＸ２の取得より後に取得したオフセットデータを用いてオフセット補正するように制御する。放射線画像データＸ２の取得より後に取得したオフセットデータとして例えばオフセットデータＦ３やＦ４等を用いてオフセット補正するように制御する。本発明において、このような補正を第２の補正とする。第２の補正においては、放射線画像データＸ２の取得の直後に取得したオフセットデータＦ３を用いる方がより好ましい。
【００６１】
このようにどちらの補正方法でも、データ取得周期の切り替え直前の放射線画像データＸ２及びデータ取得周期が変更された直後の放射線画像データＸ３は、データ取得周期の切り替えが行われた期間に取得されたオフセットデータＦ２を用いた補正は行われない。これらの放射線画像データは、必ず同じ条件で取得されたオフセットデータによって補正される。そのため、取得条件に応じたオフセットデータを持つ必要がなく、精度良く補正される。データ取得周期の切り替えにおいて取得されたオフセットデータＦ２はオフセットデータとして補正に用いられることがない。そのため、オフセットデータＦ２を取得する動作は、画素に蓄積された電荷をリセットするために行われる画素の初期化動作であると言える。
【００６２】
図５（ａ）及び（ｂ）は、上記のオフセット補正を行うためのオフセット補正手段６０２の構成例及び処理方法を示す図である。オフセット補正手段６０２及びイメージメモリ６０３は、図２の画像処理・制御回路１０６内に設けられる。オフセット補正手段６０２は、放射線画像データ用メモリＭｘ、オフセットデータ用メモリＭｆ、スイッチＳＷ、差分回路６０４及びオフセット補正制御ユニット６０５を有する。スイッチＳＷは、入力メモリ切替信号に応じて、平面Ｘ線検出器１１１からのデジタル画像信号の出力先をメモリＭｘ又はＭｆに切り替える。入力メモリ切替信号がハイレベルであるときには、平面Ｘ線検出器１１１が出力する放射線画像データＸｎは放射線画像データ用メモリＭｘに出力される。入力メモリ切替信号がローレベルであるときには、平面Ｘ線検出器１１１が出力するオフセットデータＦｎはオフセットデータ用メモリＭｆに出力される。
【００６３】
ＷＥ＿Ｘ信号は、放射線画像データ用メモリＭｘに画像を書き込むためのライトイネーブル信号である。
放射線画像データ用メモリＭｘは、ＷＥ＿Ｘ信号がハイレベルの時に放射線画像データＸｎを書き込む。ＷＥ＿Ｆ信号は、オフセットデータ用メモリＭｆに画像を書き込むためのライトイネーブル信号である。オフセットデータ用メモリＭｆは、ＷＥ＿Ｆ信号がハイレベルの時にオフセットデータＦｎを書き込む。
【００６４】
オフセット補正制御ユニット６０５は、ＷＥ＿Ｘ信号、ＷＥ＿Ｆ信号、フレームレート切替信号及びオフセット補正信号に応じて、ＯｕｔＰｕｔ信号をメモリＭｘ及びＭｆに出力する。フレームレート切替信号として切り替えパルスが入力されると、３０フレーム／秒から１５フレーム／秒にフレームレートの切り替えが指示される。このフレームレート切替信号の受け付け期間は、平面Ｘ線検出器１１１の放射線画像データＸｎの待機動作Ｒ１又はＲ２及び読み出し動作Ｒ１又はＲ２の期間である。切り替えパルスが入力されると、その直後のオフセット画像Ｆ２の待機動作Ｗ２及び読み出し動作Ｒ２からデータ取得周期が切り替えられる。
【００６５】
オフセット補正信号は、前オフセット補正又は後オフセット補正のいずれかを指示するための信号である。オフセット補正制御ユニット６０５は、オフセット補正信号に応じて、前オフセット補正時のＯｕｔＰｕｔ信号又は後オフセット補正時のＯｕｔＰｕｔ信号をメモリＭｘ及びＭｆに出力する。メモリＭｘ及びＭｆは、ＯｕｔＰｕｔ信号がハイレベルになると、書き込まれた画像を差分回路６０４に出力する。
【００６６】
差分回路６０４は、２つのメモリＭｘ及びＭｆの出力データの差分を演算し、その差分画像をイメージメモリ６０３に出力する。イメージメモリ６０３は、その差分画像を書き込む。これにより、図１（ｂ）に示した前オフセット補正又は後オフセット補正を行うことができる。
【００６７】
以上のように、オフセット補正手段６０２には、平面Ｘ線検出器１１１からの画像取得に連動して発生する入力メモリ切替信号、フレームレートが切り替わったことを伝えるフレームレート切替信号、ＷＥ＿Ｘ信号及びＷＥ＿ｆ信号が入力される。ＷＥ＿Ｘ信号及びＷＥ＿Ｆ信号は、それぞれ画像メモリＭｘ及びＭｆに画像を書き込む／書き込まない旨を指示するライトイネーブル信号である。オフセット補正制御ユニット６０５には、オフセット補正方法を示すオフセット補正信号、フレームレートが切り替わることを知らせるフレームレート切替信号、ＷＥ＿Ｘ信号及びＷＥ＿Ｆ信号が入力される。上記の信号は、平面Ｘ線検出器１１１の駆動に連動して送られるパルスであり、制御回路１０６によって生成される。
【００６８】
図５（ｂ）は、フレームレートを切り替える際の各パルスの波形と平面Ｘ線検出器１１１の動作を示している。入力メモリ切替信号は、放射線画像データＸｎの読み出し開始時にハイレベル、オフセットデータＦｎの読み出し開始時にローレベルになるように生成される。放射線画像データＸｎ及びオフセットデータＦｎは、入力メモリ切替信号に応じて、それぞれメモリＭｘ及びＭｆに保存される。メモリＭｘ及びＭｆは、ＦＩＦＯ（first in first out）型のメモリであり、書き込み時に最初に書き込まれたデータを読み出し時に最初に読み出すことができる。入力メモリ切替信号がハイレベルのときはメモリＭｘに画像データが書き込まれ、ローレベルのときはメモリＭｆに画像データが書き込まれる。入力メモリ切替信号のハイレベルの時間又はローレベルの時間は、画像データが送られてくる時間よりも待機動作の時間ｔＷ１又はｔＷ２だけ長いため、ＷＥ＿Ｆ信号、ＷＥ＿Ｘ信号を与えて余分なデータを取り込まないようにする。メモリＭｘ及びＭｆに書き込まれた画像データは、オフセット補正制御ユニット６０５からのＯｕｔＰｕｔ信号がメモリＭｘ及びＭｆに入力されると差分回路６０４に送られる。
【００６９】
差分回路６０４は、２つのメモリＭｘ及びＭｆから送られてきた画像データの差分を計算し、イメージメモリ６０３へ書き込む。メモリＭｘ及びＭｆが差分回路６０４に画像データを送るタイミングはオフセット補正信号によって異なるため、オフセット補正制御ユニット６０５は、前オフセット補正を行う場合にはＷＥ＿Ｘ信号の立ち下がりを捕らえてＯｕｔＰｕｔ信号を出力する。そして、オフセット補正制御ユニット６０５は、後オフセット補正時にはＷＥ＿Ｆ信号の立ち下がりを捕らえてＯｕｔＰｕｔ信号を出力する。
【００７０】
フレームレートが切り替わった場合は、オフセット補正信号に応じて２通りの動作をオフセット補正制御ユニット６０５は行う。前オフセット補正時には、図５（ｂ）に示すようにオフセットデータＦ２の代わりにオフセットデータＦ３を使用するように、オフセット補正制御ユニット６０５は、ＷＥ＿Ｆ信号の立ち下がりを捕らえてＯｕｔＰｕｔ信号を出力するよう処理を変更する。後オフセット補正時には、オフセット画像Ｆ２の代わりにオフセット画像Ｆ１を使用するように、オフセット補正制御ユニット６０５は、ＷＥ＿Ｘ信号の立ち下がりを捕らえてＯｕｔＰｕｔ信号を出力するよう処理を変更する。
【００７１】
ここで、ＯｕｔＰｕｔ信号のパルス幅は、フレームレートには必ずしも同期する必要はなく、待機動作W１又はＷ２と読み出し動作Ｒ１又はＲ２の時間を足した時間よりも画像転送動作が速ければ良い。また、オフセット補正手段６０２内の回路が持つデータ転送レートは、オフセット補正後の画像処理にかかる時間や平面Ｘ線検出器１１１が駆動可能な最大フレームレートを鑑み最適化される。
【００７２】
以上の処理によって、シェーディングを持つオフセットデータＦ２を補正に使わないように処理し、適切なオフセットデータを使用して放射線画像データをオフセット補正することができる。
【００７３】
ここで、オフセット補正手段６０２は、ＤＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ又はＳＲＡＭ等のメモリや、ＣＰＵ等のＩＣを組み合わせたものでも良いし、以上の機能を盛り込んだＩＣであっても良い。
【００７４】
先に述べた、フレームレート切り替えに伴うオフセット補正の切り替え方法に関しては、図５（ｂ）に示したフレームレートが下がる方向に切り替わる場合であっても、図６で示すようにフレームレートが上がる方向に切り替わる場合であっても適用可能である。図６は、フレームレートが上がる方向に切り替わった場合のオフセット補正手段６０２の処理方法を示す図である。フレームレート切替信号のパルスが入力されると、フレームレートは１５フレーム／秒から３０フレーム／秒に切り替わる。図６の処理は、図５（ｂ）の処理と同様である。
【００７５】
また、フレームレートの切替信号が受け付けられない期間は、オフセットデータＦｎを取得している期間と、データ取得周期が変更されてから最初のオフセットデータＦ３がメモリＭｆに書き込まれるまでの期間である。１〜２フレーム以内でフレームレートを切り替えることができる。よって、フレームレートの切り替え指示は、ユーザ（作業者）や装置から任意かつ連続的に行うことが可能となる。
【００７６】
制御回路１０６は、ユーザの任意のタイミングの指示に応じて平面Ｘ線検出器１１１のデータ取得周期を切り替えるように制御する。また、制御回路１０６は、フレームレート切替信号に応じて平面Ｘ線検出器１１１のデータ取得周期を切り替えるように制御する。
【００７７】
図７は、フレームレート切り替え前後の平面Ｘ線検出器１１１の駆動タイミングチャートであり、説明の簡単のため図３に示す４×４画素の平面Ｘ線検出器１１１の回路構成の場合を例に示す。しかし、画素数は４×４に限らないし、読み出し回路１０８の数や、Ａ／Ｄコンバータ２１０の数、列方向の信号配線Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ４の本数や垂直駆動回路１１２の数についても図３に示した本数の限りではない。
【００７８】
１枚の放射線画像データ及びオフセットデータを得るためには、待機動作Ｗ１又はＷ２を行った後、読み出し動作Ｒ１又はＲ２を行う。待機動作は、図７に示すＷ１及びＷ２の期間であり、センサ電源２０３の電圧Ｖｓを所望の値に設定し、変換素子２０２が光電変換できるようにした状態でＴＦＴ２０１をオフする動作である。このとき、読み出し回路１０８内の積分アンプ２０５はリセット状態にしても良い。
【００７９】
変換素子２０２に蓄積した電荷を読み出す動作は、Ｒ１−Ｌ１からＲ１−Ｌ４までの期間と、Ｒ２−Ｌ１からＲ２−Ｌ４までの期間である。読み出し動作Ｒ１はＲ１−Ｌ１からＲ１−Ｌ４までの期間であり、読み出し動作Ｒ２はＲ２−Ｌ１からＲ２−Ｌ４までの期間である。Ｒ１−Ｌ１及びＲ２−Ｌ１は第１の行Ｌｉｎｅ１、Ｒ１−Ｌ２及びＲ２−Ｌ２は第２の行Ｌｉｎｅ２、Ｒ１−Ｌ３及びＲ２−Ｌ３は第３の行Ｌｉｎｅ３、Ｒ１−Ｌ４及びＲ２−Ｌ４は第４の行Ｌｉｎｅ４の読み出し動作及びその時間を示している。
【００８０】
第１の行Ｌｉｎｅ１の読み出し動作Ｒ１−Ｌ１は、ＲＣ信号によって、積分アンプ２０５のフィードバック部をショートし、積分アンプ２０５の出力をリセットする。こうすることで、前の動作時に発生した電荷による影響を無くす。
【００８１】
次に、垂直駆動回路１１２にＤ−ＣＬＫ信号及びＤＩＯ信号を出力し、第１の行Ｌｉｎｅ１の駆動配線Ｖｇ１にのみ電圧Ｖｃｏｍを供給し、その他の行の駆動配線Ｖｇ２〜Ｖｇ４に電圧Ｖｓｓを供給する。ＲＣ信号がローレベルになってから、ＯＥ信号をハイレベルにして、第１の行Ｌｉｎｅ１の駆動配線Ｖｇ１に電圧Ｖｃｏｍを印加し、第１の行Ｌｉｎｅ１のＴＦＴ２０１をオンし、変換素子２０２が蓄積した電荷を積分アンプ２０５に転送する。
【００８２】
十分な時間ＴＦＴ２０１をオンした後、第１の行Ｌｉｎｅ１の駆動配線Ｖｇ１に電圧Ｖｓｓを印加してＴＦＴ２０１をオフする。さらに、ＴＦＴ２０１がオフした後、ＳＨ信号をハイレベルにしてサンプルホールド回路２０７を動作させて積分アンプ２０５の出力を保持する。
【００８３】
サンプルホールド回路２０７に保持された信号は、次行の読み出し時にマルチプレクサ２０８によってＡ／Ｄコンバータ２１０へ出力されデジタルデータへと変換される。以後、順次、駆動配線Ｖｇ２〜Ｖｇ４に電圧Ｖｃｏｍのパルスを印加し、第１の行の読み出し動作Ｒ１−Ｌ１と同様に、第２〜第４の行の読み出し動作Ｒ１−Ｌ２〜Ｒ１−Ｌ４を行う。このように、上記の読み出し動作を駆動配線の本数分繰り返すことで全画素の読み出しが可能である。
【００８４】
フレームレート切替信号のパルスが入力されると、読み出し動作Ｒ２からデータ取得周期が変更される。読み出し動作Ｒ１まではデータ取得周期が短く、読み出し動作Ｒ２からはデータ取得周期が長くなる。読み出し動作Ｒ２−Ｌ１〜Ｒ２−Ｌ４は、上記の読み出し動作Ｒ１−Ｌ１〜Ｒ１−Ｌ４と同様に行う。
【００８５】
フレームレートの切り替えが指示されると、平面Ｘ線検出器１１１は、読み出し動作Ｒ１，Ｒ２の時間又は待機動作Ｗ１，Ｗ２の時間が変わる。最も簡便な方法は、読み出し動作Ｒ１，Ｒ２の時間を最大のフレームレート（例えば３０フレーム／秒）の時の動作時間（最短時間）に固定して、蓄積時間Ｗ１，Ｗ２のみフレームレートに応じて変えることである。しかし、読み出し動作Ｒ１，Ｒ２の時間を短くすると、ＴＦＴ２０１の電荷転送能力の問題から変換素子２０２に蓄積した電荷を十分転送できない。また、読み出し回路１０８内のＬＰＦ（ローパスフィルタ）の帯域を上げなくてはならいため信号にノイズが混入する。また、積分アンプ２０５のリセット時間が不十分なためノイズが画像に混入する。上記の現象により、画像のシグナル・ノイズ比を低下させる。また、ＴＦＴ２０１をオフした後、すぐにサンプルホールドを行うため駆動配線の電圧変動がオフセットとして画像信号に重畳する。
【００８６】
以上から、フレームレートが小さく、読み出し時間が十分に取れるにもかかわらず読み出し時間を短いままにするメリットは無く、フレームレートに応じて適切に読み出し時間を変えることが画像上望ましい。
【００８７】
駆動タイミングについては、例えば、図７に示すように、ただ単純に各信号のパルスを定数倍するだけでも構わないし、システムが複雑にならない程度にシグナル・ノイズ比が良くなるよう最適化した駆動パターンをフレームレート毎に持ってもよい。
【００８８】
例えば、１フレーム／秒、７．５フレーム／秒、１０フレーム／秒、１５フレーム／秒、２０フレーム／秒、３０フレーム／秒用の読み出し用の駆動パターンを持ち、その間のフレームレートは蓄積時間Ｗ１，Ｗ２の変更で対応しても良い。
【００８９】
以上に示したように、本実施形態によれば、フレームレート切り替え時における蓄積時間の違いによりデータ取得周期の切り替え期間中に取得した画像が使えない問題を回避し、その直前又は直後に取得したオフセット画像によって補正する。これにより、ゲインや蓄積時間の違い、読み出し方法の違いにかかわらず放射線画像データを補正できる。
【００９０】
本実施形態は、上記の特許文献１及び２のようにフレームレートの切り替えパターン毎に補正データを持たなくても、２つの画像用のメモリＭｘ及びＭｆを持ち、透視システムの駆動に同期してオフセット補正を行う簡便なシステムである。本実施形態は、様々なフレームレート切り替えに対応できる。また、本実施形態は、放射線画像データ取得と時間的にも近く、かつ取得条件が同じオフセットデータでオフセット補正を行うことで精度の高いオフセット補正が可能となる利点がある。
【００９１】
なお、本実施形態において画素数は４×４に限らないし、読み出し回路の数や、Ａ／Ｄコンバータの数、列方向の信号配線の本数や垂直駆動回路の数についても図３に示した数の限りではない。
【００９２】
さらに、本実施形態における変換素子は、図４（ａ）〜（ｃ）に示した３種類のいずれであっても構わない。また、信号の増幅方法やアナログデジタル変換の方法や、読み出し回路やＡ／Ｄコンバータの個数にかかわらず適用可能である。また、本実施形態では、オフセットデータＦ２を読み出し回路１０８でアナログ画像データからデジタル画像データへ変換しているが、本願発明はそれに限られるものではない。２次元エリアセンサでオフセットデータＦ２に対応する電気信号の読み出しは行うが、読み出し回路１０８を動作させずにオフセットデータＦ２を取得しないものも、本願発明に含まれるものである。
【００９３】
（第２の実施形態）
図８（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施形態によるオフセット補正手段６０２の構成例及び処理方法を示す図である。以下、本実施形態が第１の実施形態と異なる点を説明する。図８（ａ）のオフセット補正手段６０２は、図５（ａ）のオフセット補正手段６０２に対して、１画像分の画像メモリＭｅｍと平面Ｘ線検出器１１１の１行分のデータが保持できるバッファＢｕｆを用いて構成した点が異なる。スイッチＳＷ１は、入力メモリ切替信号がハイレベルのときには、平面Ｘ線検出器１１１の出力をメモリＭｅｍに接続し、入力メモリ切替信号がローレベルのときには、平面Ｘ線検出器１１１の出力をバッファＢｕｆに接続する。
【００９４】
また、図８（ａ）のオフセット補正手段６０２が図５（ａ）のオフセット補正手段６０２と異なる点は、オフセット補正を行うために外部から入力される信号がフレームレート切替信号と、放射線画像データとオフセットデータに同期したフレーム信号の２つである。この２つの信号からオフセット補正制御ユニット６０５は、入力メモリ切替信号、メモリＭｅｍの書き込みを制御するＷＥ信号、ＯｕｔＰｕｔ信号を生成する。
【００９５】
図８（ｂ）は、図８（ａ）のオフセット補正手段６０２のオフセット補正のタイミングを示す。本実施形態ではオフセット補正手段６０２の構成上、前オフセット補正のみ可能である。
【００９６】
フレームレートを切り替える前の状態では、オフセットデータＦｎの取得時に入力メモリ切替信号をハイレベルにして、平面Ｘ線検出器１１１のオフセットデータＦｎをメモリＭｅｍへ出力する。放射線画像データＸｎの取得時は、入力メモリ切替信号をローレベルにして、平面Ｘ線検出器１１１の放射線画像データＸｎを行単位でバッファＢｕｆへ出力する。メモリＭｅｍは、ＯｕｔＰｕｔ信号がハイレベルになると、記憶しているオフセットデータＦｎを差分回路６０４に出力する。差分回路６０４は、バッファＢｕｆから出力された放射線画像データＸｎ及びメモリＭｅｍから出力されたオフセットデータＦｎの差分を演算し、イメージメモリ６０３に書き込む。このようにすることで前オフセット補正が行われる。
【００９７】
フレームレート切替信号が入力されると、オフセット補正制御ユニット６０５は、シェーディングを持つオフセットデータＦ２を取得しないようにＷＥ信号をローレベルにする。
【００９８】
次に、放射線画像データＸ３を取り込むように、入力メモリ切替信号及びＷＥ信号をハイレベルにして、放射線画像データＸ３をメモリＭｅｍに書き込む。最後に、オフセットデータＦ３を取り込む際に、今までとは逆に、入力メモリ切替信号をローレベルにして、オフセットデータＦ３をバッファＢｕｆへ出力する。それと同時に、オフセット補正制御ユニット６０５は、フレーム信号に同期して、ＯｕｔＰｕｔ信号をハイレベルにする。これにより、メモリＭｅｍは、放射線画像データＸ３を差分回路６０４に出力する。以後、上記と同様の前オフセット補正を行う。
【００９９】
以上の動作によって、データ取得周期（フレームレート）が変更された直後は、後オフセット補正を行う動作となり、オフセットにシェーディングを持つオフセット画像Ｆ２を用いないオフセット補正が可能となる。ここで、イメージメモリ６０３は、ＯｕｔＰｕｔ信号がハイレベルのときのみ差分回路６０４の信号を保持し、ＯｕｔＰｕｔ信号がローレベルのときはデータを保持しない。本実施形態によれば、メモリの容量を少なくし、オフセット補正手段６０２のコストを下げることができる。なお本実施形態では、オフセットデータＦ２を読み出し回路１０８でアナログ画像データからデジタル画像データへ変換し、オフセット補正制御ユニット６０５がオフセットデータＦ２を取得しないように制御している。しかしながら、本願発明はそれに限られるものではない。２次元エリアセンサでオフセットデータＦ２に対応する電気信号の読み出しは行うが、読み出し回路１０８を動作させずにオフセットデータＦ２を取得しないものも、本願発明に含まれるものである。
【０１００】
（第３の実施形態）
図９は、本発明の第３の実施形態による平面Ｘ線検出器１１１の構成例を示す回路図であり、変換素子にＭＩＳ型変換素子１００１を用いた場合の平面Ｘ線検出器１１１の回路図を示している。以下、本実施形態が第１の実施形態と異なる点を説明する。１００１はＭＩＳ型変換素子である。１００２は転送用ＴＦＴである。１００３はリフレッシュ用ＴＦＴである。１００４はリフレッシュ用電源である。１００５は転送用垂直駆動回路である。１００６はリフレッシュ用垂直駆動回路である。１００７はセンサバイアス電源である。１００８はリフレッシュラインである。１００９はセンサバイアス線である。
【０１０１】
ＭＩＳ型変換素子１００１は、図４（ｂ）を参照しながら前述したように光電変換層であるＡ−Ｓｉ層３０８と絶縁層３０７の界面に電荷が蓄積し、その電荷の蓄積量が増大すると、Ａ−Ｓｉ層３０８の両端で電圧が等しくなり光電変換が行えない課題がある。
【０１０２】
その課題を解決するために、センサアレイのセンサバイアス電源に光電変換用の電源１００７と前記電源より電圧の低いリフレッシュ用電源１００４の２種類の電源を用意し、定期的に電圧を切り替えるリフレッシュ動作によって界面に蓄積した電荷を掃き出す。
【０１０３】
図９では、変換素子１００１に蓄積した電荷を読み出し回路１０８内の積分アンプに転送するための転送用ＴＦＴ１００２に加えてリフレッシュ用電源１００４からの電圧を変換素子１００１に印加するためのリフレッシュ用ＴＦＴ１１０３を設ける。これにより、センサ電極の絶縁層側の電位を変動させてリフレッシュを行う構成となっている。
【０１０４】
この構成の特徴は、横1列毎に変換素子１００１のリフレッシュが可能となり、読み出しと並列にリフレッシュを行うことである。リフレッシュ用ＴＦＴ１００３を駆動するための垂直駆動回路１００６を新たに設けている。垂直駆動回路１００６は、Ｄ−ＣＬＫ＿Ｒ信号、ＤＩＯ＿Ｒ信号及びＯＥ＿Ｒ信号を入力し、駆動配線Ｖｇ１＿Ｒ、Ｖｇ２＿Ｒ、Ｖｇ３＿Ｒ、Ｖｇ４＿Ｒに電圧を供給する。駆動配線Ｖｇ１＿Ｒ、Ｖｇ２＿Ｒ、Ｖｇ３＿Ｒ、Ｖｇ４＿Ｒは、それぞれ行Ｌｉｎｅ１〜Ｌｉｎｅ４のリフレッシュ用ＴＦＴ１００３のゲートに接続される。
【０１０５】
図１０は、図９の平面Ｘ線検出器１１１の駆動タイミングチャートである。ここで、転送用ＴＦＴ１００２及び読み出し回路１０８の動作については第１の実施形態で説明したものと同じである。
【０１０６】
リフレッシュ動作は、読み出し動作から１行分遅れて動作するようにするため、ＤＩＯ＿Ｒ信号及びＤ−ＣＬＫ＿Ｒ信号は転送用の垂直駆動回路１００５に与えるＤＩＯ及びＤ−ＣＬＫ信号よりも遅れて供給される。駆動配線Ｖｇ１〜Ｖｇ４に順次パルスを供給し、転送用ＴＦＴ１００２をオンさせると電荷を転送することができる。電荷の転送が終了した行は、次の行が読み出されている間に、駆動配線Ｖｇ１＿Ｒ〜Ｖｇ４＿Ｒに順次パルスを供給し、リフレッシュ用ＴＦＴ１００３をオンする。それとほぼ同時に、リフレッシュライン１００８の電圧をＶＲ１へ切り替え、変換素子１００１に蓄積した電荷をセンサバイアス線１００９へと掃き出す。
【０１０７】
次に、リフレッシュライン１００８の電圧をＶＲ２へ切り替えた後、リフレッシュ用ＴＦＴ１００３をオフする。以上の動作で１行のリフレッシュが完了する。全画素のリフレッシュを行うためには、各行の読み出し動作と同期して全行のリフレッシュを行えばよい。よって、図１０のように、１枚の画像の最後はリフレッシュのみの動作Ｒ１−Ｄｕｍｍｙ，Ｒ２−Ｄｕｍｍｙが発生し、図７に比べ１行分の読み出し時間が長くなる。
【０１０８】
以上から、リフレッシュ動作が必要なセンサアレイであっても動作自体は先に述べた図３のような２次元エリアセンサと同様に画像を連続的に得ることができる。また、フレームレートが切り替わる場合でも第１の実施形態と同様である。故に、ＭＩＳ型変換素子１１０１を用いた２次元エリアセンサであっても適用可能である。
【０１０９】
（第４の実施形態）
図１１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第４の実施形態によるデジタル放射線（Ｘ線）撮像システムの構成例を示す図である。本実施形態のデジタル放射線撮像システムは、第１〜第３の実施形態によるセンサアレイを用いた平面Ｘ線検出器１１１の応用事例としての透視システムである。
【０１１０】
図１１（ａ）はＣアーム（天井走行型）、図１１（ｂ）はＣアーム（モバイル型）のデジタル放射線撮像システムを示す。４０１はＸ線源である。４０２は平面Ｘ線検出器である。４０３はＣアームである。４０４はモニタである。４０５は寝台である。４０６は台車（モバイル透視システム）である。４０７は懸架装置である。図１１（ｂ）では、Ｘ線源４０１及び平面Ｘ線検出器４０２はＣ型の懸架器具の両端に配置され、Ｃ型懸架器具は移動可能な台車４０６に固定されている。
【０１１１】
透視とはＸ線の動画撮影のことであり、静止画に比べ低解像度で１画像当たりのＸ線の線量も静止画撮影に比べ１桁以上低い線量で連続的に撮影が行われるものである。透視装置は、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、放射線画像データを得るための平面Ｘ線検出器４０２とＸ線源（Ｘ線発生装置）４０１を対向して配置する。透視撮影は、主に、カテーテル挿入や外科手術を行う際のモニタリングや、血管や臓器の病変等の診断を行うことができ、被写体を様々な角度から撮影を行う要求を満たすことができる。
【０１１２】
また、高感度のＸ線検出器としてイメージ・インテンシファイア（Ｉ・Ｉ）と呼ばれる光電子倍増管とＣＣＤカメラを組み合わせたシステムもある。しかし、近年、平面Ｘ線検出器の高感度化・高速動作化が進み、透視撮影が十分行えるまで性能が向上したため平面Ｘ線検出器を用いた透視装置が実用化可能である。
【０１１３】
平面Ｘ線検出器は、Ｉ・Ｉ及びＣＣＤカメラ系に比べ、装置自体が小型になるため、従来では困難であったアングルで撮影が可能になり、画像の歪みが無くコントラストが高いという優れた特徴がある。
【０１１４】
以上のように、第１〜第４の実施形態は、放射線画像データを取得するために読み出しを行うフレームと、それに連続してオフセットデータを取得するために読み出しを行うフレームを設け、そのオフセットデータを用いて放射線画像データを補正する。さらに、２次元データを取得するデータ取得周期の切り替え期間中に取得されたフレームは各行毎に蓄積時間が異なっているため、オフセットデータの取得時にデータ取得周期の切り替えを行う。さらに、データ取得周期の切り替え直前及び直後の放射線画像データＸ２，Ｘ３は、それぞれデータ取得周期の切り替え直前及び直後に取得したオフセットデータＦ１，Ｆ３を用いることでオフセット補正を行うことができる。このような動作によって蓄積時間や読み出しライン（行）数、ゲインが変わっても放射線画像データと同じ条件で取得されたオフセットデータによって放射線画像データのオフセットは正確に補正される。
【０１１５】
平面Ｘ線検出器１１１は、行列状に配置された複数の画素に蓄積された電気信号の読み出しを行毎に行い、放射線（Ｘ線）を電気信号に変換して２次元データを出力する２次元エリアセンサである。平面Ｘ線検出器１１１は、２次元エリアセンサに放射線が照射されて読み出しを行うことにより放射線画像データを取得し、２次元エリアセンサに放射線が照射されずに読み出しを行うことによりオフセットデータを取得し得る。制御回路１０６は、制御手段である。制御回路１０６は、放射線照射の周期の切り替え期間Ｔ２中において、放射線画像データＸ２を取得するための読み出しの終了とオフセットデータＦ２を取得し得る読み出しの終了との間で、平面Ｘ線検出器１１１の２次元データを取得する周期の切り替えを行う。それにより、放射線画像データを取得する周期の切り替えを行うように制御する。
【０１１６】
第１〜第４の実施形態によれば、オフセット補正用のデータを保持しなくてはならない量が少なくなり、システムを簡素化かつ低コストにすることができる。さらに、リアルタイムに取得するオフセットデータを用いるためフレームレート切り替え指示からすぐに切り替えることができ、外部装置との連動が可能となることや、きめ細かなフレームレート管理による被爆線量低減の効果がある。結果的に、使い勝手が良く安価な放射線撮像装置が実現できる。
【０１１７】
また、フレームレートを自由に可変できる平面Ｘ線検出器を用いた透視装置の構成を簡素化することができる。さらに、連続的にフレームレートを切り替える場合でもオフセット補正が可能である。また、作業者は被写体である患者の被爆線量を低減するため、細かくフレームレートを調整することができる。また、様々な装置と同期しながら透視撮影が可能となり、被爆線量の低減やＣＴ等の撮影が可能となる。
【０１１８】
なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】図１（ａ）及び（ｂ）は第１の実施形態による放射線撮像装置の制御方法を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態によるデジタル放射線（Ｘ線）撮像システムの構成例を示す図である。
【図３】平面Ｘ線検出器の構成例を示す図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｃ）は変換素子の構造例を示す図である。
【図５】図５（ａ）及び（ｂ）はオフセット補正手段の構成例及び処理方法を示す図である。
【図６】フレームレートが上がる方向に切り替わった場合のオフセット補正手段の処理方法を示す図である。
【図７】フレームレート切り替え前後の平面Ｘ線検出器の駆動タイミングチャートである。
【図８】図８（ａ）及び（ｂ）は本発明の第２の実施形態によるオフセット補正手段の構成例及び処理方法を示す図である。
【図９】本発明の第３の実施形態による平面Ｘ線検出器の構成例を示す回路図である。
【図１０】図９の平面Ｘ線検出器の駆動タイミングチャートである。
【図１１】図１１（ａ）及び（ｂ）は本発明の第４の実施形態によるデジタル放射線（Ｘ線）撮像システムの構成例を示す図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１０１  Ｘ線源
１０２  Ｘ線制御装置
１０３  制御ＰＣ
１０４  制御卓
１０５  モニタ
１０６  画像処理・制御回路
１０７  システム回路
１０８  読み出し回路
１０９  電源ユニット
１１０  センサアレイ
１１１  平面Ｘ線検出器
１１２  垂直駆動回路
１１３  被写体
２０１  ＴＦＴ
２０２  変換素子
２０３  センサ電源
２０４  可変ゲインアンプ
２０５  積分アンプ
２０６  増幅回路
２０７  サンプルホールド回路
２０８  マルチプレクサ
２０９  バッファアンプ
２１０  Ａ／Ｄコンバータ
２１１  アンプ基準電源
１００１  ＭＩＳ型変換素子
１００２  転送用ＴＦＴ
１００３  リフレッシュ用ＴＦＴ
１００４  リフレッシュ用電源
１００５  転送用垂直駆動回路
１００６  リフレッシュ用垂直駆動回路
１００７  センサバイアス電源
【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】
2008206971.tif 000009
【図８】
2008206971.tif 000010
【図９】
2008206971.tif 000011
【図１０】
2008206971.tif 000012
【図１１】
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