(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のフレームの放射線画像を連続的に撮像する放射線撮像装置と、前記放射線撮像装置からの信号に基づいて画像データを生成する処理を行う処理部と、前記画像データに基づいて前記複数のフレームの放射線画像を表示する表示部と、を含む放射線撮像システムにおいて使用される前記放射線撮像装置であって、
放射線を検出する複数のセンサを有し、前記複数のセンサの各々からアナログ信号を出力する撮像部と、
複数のフレームにそれぞれ対応する複数のＡＤ変換期間の各々において前記撮像部からの個々のアナログ信号をデジタル信号に変換し、個々のデジタル信号を複数ビットのシリアルデータ列として出力するＡＤ変換部と、
前記ＡＤ変換部から伝送路を介して伝送されてくる複数ビットのシリアルデータ列をパラレルデータに変換するシリアルパラレル変換部と、
前記処理部が前記放射線撮像装置から前記複数のフレームの放射線画像の信号を正しく受信するように前記シリアルパラレル変換部が複数ビットのシリアルデータ列を識別するためのアライメントを行うアライメント部と、を備え、
前記アライメント部は、前記複数のＡＤ変換期間のうち少なくも１つのＡＤ変換期間と他のＡＤ変換期間との間の期間において前記アライメントを行う、
ことを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２】
前記複数のセンサからの信号をサンプリングしホールディングする保持部を更に備え、
前記アライメント部は、前記複数のＡＤ変換期間のうち最初のＡＤ変換期間の前に前記アライメントを行う他、前記保持部がサンプリングを行っている期間において前記アライメントを行う、
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】
前記複数のセンサをリセットするリセット部を更に備え、
前記アライメント部は、前記複数のＡＤ変換期間のうち最初のＡＤ変換期間の前に前記アライメントを行う他、前記リセット部が前記複数のセンサをリセットする期間において前記アライメントを行う、
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４】
前記複数のセンサからの信号をサンプリングしホールディングする保持部と、
前記複数のセンサをリセットするリセット部と、を更に備え、
前記アライメント部は、前記複数のＡＤ変換期間のうち最初のＡＤ変換期間の前に前記アライメントを行う他、前記保持部がサンプリングを行っている期間および前記リセット部が前記複数のセンサをリセットする期間において前記アライメントを行う、
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５】
前記アライメント部は、前記複数のＡＤ変換期間のうち最初のＡＤ変換期間の前に前記アライメントを行う他、前記複数のＡＤ変換期間の各々のＡＤ変換期間と次のＡＤ変換期間との間の期間において前記アライメントを行う、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項６】
前記アライメント部は、前記複数のＡＤ変換期間のうち最初のＡＤ変換期間の前に前記アライメントを行う他、前記撮像部から１フレーム分の信号が前記ＡＤ変換部および前記シリアルパラレル変換部を通して読み出される期間において、前記アライメントを少なくとも１回行う、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項７】
前記アライメント部は、前記複数のＡＤ変換期間のうち最初のＡＤ変換期間の前に前記アライメントを行う他、前記撮像部から１フレーム分の信号が前記ＡＤ変換部および前記シリアルパラレル変換部を通して読み出される期間において、前記アライメントを少なくとも２回行う、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項８】
前記ＡＤ変換部は、前記撮像部からのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器と、前記ＡＤ変換器からのデジタル信号をシリアルデータに変換するシリアライザーとを含む、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項９】
前記処理部は、前記シリアルパラレル変換部からのパラレルデータを処理する、
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項１０】
放射線源と、
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の放射線撮像装置と、
前記処理部と、
前記表示部と、
を備えることを特徴とする放射線撮像システム。
【請求項１１】
複数のフレームの放射線画像を連続的に撮像する放射線撮像装置と、前記放射線撮像装置からの信号に基づいて画像データを生成する処理を行う処理部と、前記画像データに基づいて前記複数のフレームの放射線画像を表示する表示部と、を含む放射線撮像システムにおいて使用される前記放射線撮像装置の制御方法であって、
前記放射線撮像装置は、
放射線を検出する複数のセンサを有し、前記複数のセンサの各々からアナログ信号を出力する撮像部と、
複数のフレームにそれぞれ対応する複数のＡＤ変換期間の各々において前記撮像部からの個々のアナログ信号をデジタル信号に変換し、個々のデジタル信号を複数ビットのシリアルデータ列として出力するＡＤ変換部と、
前記ＡＤ変換部から伝送路を介して伝送されてくる複数ビットのシリアルデータ列をパラレルデータに変換するシリアルパラレル変換部と、を備え、
前記制御方法は、前記処理部が前記放射線撮像装置から前記複数のフレームの放射線画像の信号を正しく受信するように前記シリアルパラレル変換部が複数ビットのシリアルデータ列を識別するためのアライメントを行うアライメント工程を含み、
前記アライメント工程では、前記複数のＡＤ変換期間のうち少なくも１つのＡＤ変換期間と他のＡＤ変換期間との間の期間において前記アライメントを行う、
ことを特徴とする放射線撮像装置の制御方法。
【請求項１２】
複数のフレームの放射線画像を連続的に撮像する放射線撮像装置と、前記放射線撮像装置からの信号に基づいて画像データを生成する処理を行う処理部と、前記画像データに基づいて前記複数のフレームの放射線画像を表示する表示部と、を含む放射線撮像システムにおいて使用される前記放射線撮像装置であって、
放射線を検出する複数のセンサを有し、前記複数のセンサの各々からアナログ信号を出力する撮像部と、
複数のフレームにそれぞれ対応する複数のＡＤ変換期間の各々において前記撮像部からの個々のアナログ信号をクロック信号に従ってデジタル信号に変換するＡＤ変換器、アライメントパターンとしてのデジタル信号を発生するアライメントパターン発生器、および、前記ＡＤ変換器から供給されるデジタル信号と前記アライメントパターン発生器から供給されるアライメントパターンとしてのデジタル信号の一方を選択し個々のデジタル信号を複数ビットのシリアルデータ列として出力し、且つ、前記クロック信号に従って前記シリアルデータ列に同期したシリアルクロックを出力する回路、を含むＡＤ変換部と、
前記ＡＤ変換部から伝送路を介して伝送されてくる複数ビットのシリアルデータ列を、前記シリアルクロックに従ってパラレルデータに変換するシリアルパラレル変換部と、
アライメントのために使用されるアライメントパターンを格納するアライメントパターン格納部と、
前記シリアルパラレル変換部に伝送されてくる複数ビットのシリアルデータ列の中のアライメントパターンと前記アライメントパターン格納部に格納されたアライメントパターンとを比較することにより、前記処理部が前記放射線撮像装置から前記複数のフレームの放射線画像の信号を正しく受信できるように前記シリアルパラレル変換部が複数ビットのシリアルデータ列を識別するためのアライメントを行うアライメント部と、を備え、
前記アライメント部は、前記複数のＡＤ変換期間のうち少なくも１つのＡＤ変換期間と他のＡＤ変換期間との間の期間において前記アライメントを行う、
ことを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１３】
放射線源と、
請求項１２に記載の放射線撮像装置と、
前記処理部と、
前記表示部と、
を備えることを特徴とする放射線撮像システム。
【請求項１４】
複数のフレームの放射線画像を連続的に撮像する放射線撮像装置と、前記放射線撮像装置からの信号に基づいて画像データを生成する処理を行う処理部と、前記画像データに基づいて前記複数のフレームの放射線画像を表示する表示部と、を含む放射線撮像システムにおいて使用される前記放射線撮像装置の制御方法であって、
前記放射線撮像装置は、
放射線を検出する複数のセンサを有し、前記複数のセンサの各々からアナログ信号を出力する撮像部と、
複数のフレームにそれぞれ対応する複数のＡＤ変換期間の各々において前記撮像部からの個々のアナログ信号をクロック信号に従ってデジタル信号に変換するＡＤ変換器、アライメントパターンとしてのデジタル信号を発生するアライメントパターン発生器、および、前記ＡＤ変換器から供給されるデジタル信号と前記アライメントパターン発生器から供給されるアライメントパターンとしてのデジタル信号の一方を選択し個々のデジタル信号を複数ビットのシリアルデータ列として出力し、且つ、前記クロック信号に従って前記シリアルデータ列に同期したシリアルクロックを出力する回路、を含むＡＤ変換部と、
前記ＡＤ変換部から伝送路を介して伝送されてくる複数ビットのシリアルデータ列を、前記シリアルクロックに従ってパラレルデータに変換するシリアルパラレル変換部と、
アライメントのために使用されるアライメントパターンを格納するアライメントパターン格納部と、を備え、
前記制御方法は、前記シリアルパラレル変換部に伝送されてくる複数ビットのシリアルデータ列の中のアライメントパターンと前記アライメントパターン格納部に格納されたアライメントパターンとを比較することにより、前記処理部が前記放射線撮像装置から前記複数のフレームの放射線画像の信号を正しく受信できるように前記シリアルパラレル変換部が複数ビットのシリアルデータ列を識別するためのアライメントを行うアライメント工程を含み、
前記アライメント工程では、前記複数のＡＤ変換期間のうち少なくも１つのＡＤ変換期間と他のＡＤ変換期間との間の期間において前記アライメントを行う、
ことを特徴とする放射線撮像装置の制御方法。
【請求項１５】
複数のフレームの放射線画像を連続的に撮像する放射線撮像装置と、前記放射線撮像装置からの信号に基づいて画像データを生成する処理を行う処理部と、前記画像データに基づいて前記複数のフレームの放射線画像を表示する表示部と、を含む放射線撮像システムにおいて使用される前記放射線撮像装置であって、
放射線を検出する複数のセンサを有し、前記複数のセンサの各々からアナログ信号を出力する撮像部と、
複数のフレームにそれぞれ対応する複数のＡＤ変換期間の各々において前記撮像部からの個々のアナログ信号をデジタル信号に変換し、個々のデジタル信号を複数ビットのシリアルデータ列として出力するＡＤ変換器と、
前記ＡＤ変換器から伝送路を介して伝送されてくる複数ビットのシリアルデータ列をパラレルデータに変換するシリアルパラレル変換部と、
前記処理部が前記放射線撮像装置からの複数フレームの放射線画像に対する前記信号を正しく受信するように、前記シリアルパラレル変換部が複数ビットのシリアルデータ列を識別するためのアライメントを行うアライメント部と、を備え、
前記アライメント部は、前記複数のＡＤ変換期間のうち少なくも１つのＡＤ変換期間に出力されるシリアルデータ列と他のＡＤ変換期間に出力されるシリアルデータ列との間において前記アライメントを行う、
ことを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１６】
放射線源と、
請求項１５に記載の放射線撮像装置と、
前記処理部と、
前記表示部と、
を備えることを特徴とする放射線撮像システム。
【請求項１７】
複数のフレームの放射線画像を連続的に撮像する放射線撮像装置と、前記放射線撮像装置からの信号に基づいて画像データを生成する処理を行う処理部と、前記画像データに基づいて前記複数のフレームの放射線画像を表示する表示部と、を含む放射線撮像システムにおいて使用される前記放射線撮像装置の制御方法であって、
前記放射線撮像装置は、
放射線を検出する複数のセンサを有し、前記複数のセンサの各々からアナログ信号を出力する撮像部と、
複数のフレームにそれぞれ対応する複数のＡＤ変換期間の各々において前記撮像部からの個々のアナログ信号をデジタル信号に変換し、個々のデジタル信号を複数ビットのシリアルデータ列として出力するＡＤ変換器と、
前記ＡＤ変換器から伝送路を介して伝送されてくる複数ビットのシリアルデータ列をパラレルデータに変換するシリアルパラレル変換部と、を備え、
前記制御方法は、前記処理部が前記放射線撮像装置からの複数フレームの放射線画像に対する前記信号を正しく受信するように、前記シリアルパラレル変換部が複数ビットのシリアルデータ列を識別するためのアライメントを行うアライメント工程を含み、
前記アライメント工程では、前記複数のＡＤ変換期間のうち少なくも１つのＡＤ変換期間に出力されるシリアルデータ列と他のＡＤ変換期間に出力されるシリアルデータ列との間において前記アライメントを行う、
ことを特徴とする放射線撮像装置の制御方法。
【請求項１８】
複数のフレームの放射線画像を連続的に撮像する放射線撮像装置と、前記放射線撮像装置からの信号に基づいて画像データを生成する処理を行う処理部と、前記画像データに基づいて前記複数のフレームの放射線画像を表示する表示部と、を含む放射線撮像システムにおいて使用される前記放射線撮像装置であって、
放射線を検出する複数のセンサを有し、前記複数のセンサの各々からアナログ信号を出力する撮像部と、
複数のフレームにそれぞれ対応する複数のＡＤ変換期間の各々において前記撮像部からの個々のアナログ信号をクロック信号に従ってデジタル信号に変換するＡＤ変換器、アライメントパターンとしてのデジタル信号を発生するアライメントパターン発生器、および、前記ＡＤ変換器から供給されるデジタル信号と前記アライメントパターン発生器から供給されるアライメントパターンとしてのデジタル信号の一方を選択し個々のデジタル信号を複数ビットのシリアルデータ列として出力し、且つ、前記クロック信号に従って前記シリアルデータ列に同期したシリアルクロックを出力する回路と、を含むＡＤ変換部と、
前記ＡＤ変換部から伝送路を介して伝送されてくる複数ビットのシリアルデータ列を、前記シリアルクロックに従ってパラレルデータに変換するシリアルパラレル変換部と、
アライメントのために使用されるアライメントパターンを格納するアライメントパターン格納部と、
前記シリアルパラレル変換部に伝送されてくる複数ビットのシリアルデータ列の中のアライメントパターンと前記アライメントパターン格納部に格納されたアライメントパターンとを比較することにより、前記処理部が前記放射線撮像装置からの複数フレームの放射線画像に対する前記信号を正しく受信するように、前記シリアルパラレル変換部が複数ビットのシリアルデータ列を識別するためのアライメントを行うアライメント部と、を備え、
前記アライメント部は、前記複数のＡＤ変換期間のうち少なくも１つのＡＤ変換期間に出力されるシリアルデータ列と他のＡＤ変換期間に出力されるシリアルデータ列との間において前記アライメントを行う、
ことを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１９】
放射線源と、
請求項１８に記載の放射線撮像装置と、
前記処理部と、
前記表示部と、
を備えることを特徴とする放射線撮像システム。
【請求項２０】
複数のフレームの放射線画像を連続的に撮像する放射線撮像装置と、前記放射線撮像装置からの信号に基づいて画像データを生成する処理を行う処理部と、前記画像データに基づいて前記複数のフレームの放射線画像を表示する表示部と、を含む放射線撮像システムにおいて使用される前記放射線撮像装置の制御方法であって、
前記放射線撮像装置は、
放射線を検出する複数のセンサを有し、前記複数のセンサの各々からアナログ信号を出力する撮像部と、
複数のフレームにそれぞれ対応する複数のＡＤ変換期間の各々において前記撮像部からの個々のアナログ信号をクロック信号に従ってデジタル信号に変換するＡＤ変換器、アライメントパターンとしてのデジタル信号を発生するアライメントパターン発生器、および、前記ＡＤ変換器から供給されるデジタル信号と前記アライメントパターン発生器から供給されるアライメントパターンとしてのデジタル信号の一方を選択し個々のデジタル信号を複数ビットのシリアルデータ列として出力し、且つ、前記クロック信号に従って前記シリアルデータ列に同期したシリアルクロックを出力する回路、を含むＡＤ変換部と、
前記ＡＤ変換部から伝送路を介して伝送されてくる複数ビットのシリアルデータ列を、前記シリアルクロックに従ってパラレルデータに変換するシリアルパラレル変換部と、
アライメントのために使用されるアライメントパターンを格納するアライメントパターン格納部と、を備え、
前記制御方法は、前記シリアルパラレル変換部に伝送されてくる複数ビットのシリアルデータ列の中のアライメントパターンと前記アライメントパターン格納部に格納されたアライメントパターンとを比較することにより、前記処理部が前記放射線撮像装置からの複数フレームの放射線画像に対する前記信号を正しく受信するように、前記シリアルパラレル変換部が複数ビットのシリアルデータ列を識別するためのアライメントを行うアライメント工程を含み、
前記アライメント工程では、前記複数のＡＤ変換期間のうち少なくも１つのＡＤ変換期間に出力されるシリアルデータ列と他のＡＤ変換期間に出力されるシリアルデータ列との間において前記アライメントを行う、
ことを特徴とする放射線撮像装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線撮像装置、放射線撮像装置の制御方法、放射線撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線を検出する複数のセンサあるいは画素を二次元状に配列した放射線撮像装置が知られている。特許文献１に記載された放射線撮像装置は、シンチレータと、シンチレータからの光を検出するフラットパネルセンサと、フラットパネルセンサからの信号をアナログ・デジタル変換するＡＤ変換器と、ＡＤ変換器からのデジタル信号を処理する画像処理部とを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−０３０１３０号公報
【特許文献２】特表２０１０−５４１１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されたような放射線撮像装置において、ＡＤ変換器から画像処理部へのデジタル信号の伝送には、例えば、シリアルデータ伝送が採用されうる。シリアルデータ伝送では、データの区切りを検出するためにヘッダがシリアルデータに付加されうる（例えば、特許文献２）。しかしながら、伝送すべきデータにヘッダを付加すると、その分だけデータの伝送において遅れが生じる。
【０００５】
一方、ヘッダを設けることなく、転送されたシリアルデータをパラレルデータに変換し続ける方法も考えられる。この場合、シリアルデータの転送の開始前に一度だけアライメントを行えばよい。しかし、このような方法では、動作撮像中に静電気等のノイズの影響によってビットずれが起こると、その状態から復帰できないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記の課題認識を契機としてなされたものであり、データの伝送の遅れを抑えつつ、ビットずれが起こった場合にその状態からの復帰を可能に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】
【０００７】
本発明の１つの側面は、複数のフレームの放射線画像を連続的に撮像する放射線撮像装置と、前記放射線撮像装置からの信号に基づいて画像データを生成する処理を行う処理部と、前記画像データに基づいて前記複数のフレームの放射線画像を表示する表示部と、を含む放射線撮像システムにおいて使用される前記放射線撮像装置であって、放射線を検出する複数のセンサを有し、前記複数のセンサの各々からアナログ信号を出力する撮像部と、複数のフレームにそれぞれ対応する複数のＡＤ変換期間の各々において前記撮像部からの個々のアナログ信号をデジタル信号に変換し、個々のデジタル信号を複数ビットのシリアルデータ列として出力するＡＤ変換部と、前記ＡＤ変換部から伝送路を介して伝送されてくる複数ビットのシリアルデータ列をパラレルデータに変換するシリアルパラレル変換部と、前記処理部が前記放射線撮像装置から前記複数のフレームの放射線画像の信号を正しく受信するように前記シリアルパラレル変換部が複数ビットのシリアルデータ列を識別するためのアライメントを行うアライメント部と、を備え、前記アライメント部は、前記複数のＡＤ変換期間のうち少なくも１つのＡＤ変換期間と他のＡＤ変換期間との間の期間において前記アライメントを行う。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、データの伝送の遅れを抑えつつ、ビットずれが起こった場合にその状態からの復帰を可能にするために有利な技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態の放射線撮像装置の画素の構成を示す図。
【図２】実施形態の放射線撮像装置の撮像ブロックの構成を示す図。
【図３】実施形態の放射線撮像装置の読出回路を示す図。
【図４】実施形態の放射線撮像システムの構成を示す図。
【図５】実施形態の放射線撮像装置の動作を例示する図。
【図６】実施形態の放射線撮像装置の動作を例示する図。
【図７】実施形態の放射線撮像装置におけるアライメント方法を示す図。
【図８】比較例を示す図。
【図９】実施形態の放射線撮像装置の第１動作例を示す図。
【図１０】実施形態の放射線撮像装置の第１動作例を示す図。
【図１１】実施形態の放射線撮像装置の第２動作例を示す図。
【図１２】実施形態の放射線撮像装置の第２動作例の変形例を示す図。
【図１３】実施形態の放射線撮像装置の第３動作例を示す図。
【図１４】実施形態の放射線撮像装置の制御の構成を示す図。
【図１５】実施形態の放射線撮像装置の読出回路のＡＤ変換部の構成を示す図。
【図１６】ＡＤ変換部から出力されるシリアルデータを示す図。
【図１７】実施形態の放射線撮像装置におけるアライメント方法を示す図。
【図１８】実施形態の放射線撮像装置におけるアライメント方法を示す図。
【図１９】実施形態の放射線撮像装置の制御部のシリアルパラレル変換部におけるシリアルパラレル変換の例を示す図。
【図２０】実施形態の放射線撮像システムの適用例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら本発明をその例示的な実施形態を通して説明する。
【００１１】
図４は、本発明の一実施形態の放射線撮像システムＳＹＳの構成を示す図である。放射線撮像システムＳＹＳは、放射線撮像装置１００と、処理部１０１と、表示部１０２と、曝射制御部１０３と、放射線源１０４とを備えうる。放射線撮像装置１００は、撮像部１０５と、読出部１０６と、制御部１０９とを備えうる。撮像部１０５は、複数の撮像ブロック１２０を含みうる。読出部１０６は、複数の撮像ブロック１２０からそれぞれ信号を読み出す複数の読出回路２０を含みうる。図２は、１つの撮像ブロック１２０の構成を示す図である。図１は、撮像ブロック１２０あるいは撮像部１０５の複数の画素Ｐのうちの１つの画素Ｐの構成を示す図である。図３は、１つの読出回路２０の構成を示す図である。
【００１２】
図１を参照しながら画素Ｐの構成を説明する。画素Ｐは、放射線を検出するセンサである。図１には示されていないが、撮像ブロック１２０あるいは撮像部１０５は、放射線を光に変換するシンチレータ（波長変換体）を有しうる。該シンチレータは、複数の画素Ｐによって共有されうる。画素Ｐは、変換部ＣＰと、増幅部ＡＰと、リセット部ＲＰと、第１保持部ＳＨ１と、第２保持部ＳＨ２と、第３保持部ＳＨ３と、第１出力部ＯＰ１と、第２出力部ＯＰ２と、第３出力部ＯＰ３とを含みうる。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、感度を切り替えるための付加容量ＣＦＤ’とを有しうる。フォトダイオードＰＤは光電変換素子であり、照射された放射線に応じてシンチレータが発生した光を電荷に変換する。ここで、フォトダイオード（光電変換素子）ＰＤが放射線を直接に電荷に変換するように構成されてもよく、この場合には、シンチレータは不要である。
【００１３】
フォトダイオードＰＤで光電変換によって発生した電荷は、ＦＤ容量ＣＦＤによって電圧に変換され、この電圧が増幅部ＡＰに提供される。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’とが並列さ接続され、容量値が増加する。これにより、フォトダイオードＰＤで光電変換によって発生した電荷が電圧に変換される際の変換係数、即ち感度が変更される。トランジスタＭ１の導通／非導通を制御することにより、第１感度の変換部ＣＰで変換された電荷に応じた電圧である第１信号と、第１感度とは異なる第２感度の変換部で変換された電荷に応じた電圧である第２信号と、を増幅部ＡＰに提供することができる。
【００１４】
増幅部ＡＰは、第１制御トランジスタＭ３と、第１増幅トランジスタＭ４と、クランプ容量ＣＣＬと、第２制御トランジスタＭ６とｍ第２増幅トランジスタＭ７と、２つの定電流源ＣＣＳ１、ＣＣＳ２とを有しうる。第１制御トランジスタＭ３、第１増幅トランジスタＭ４および定電流源ＣＣＳ１は、１つの電流経路を形成するように直列に接続されている。第１制御トランジスタＭ３のゲートに供給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第１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第１増幅トランジスタＭ４から出力される。第１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を介して第２増幅トランジスタＭ７に供給される。
【００１５】
第２制御トランジスタＭ６、第２増幅トランジスタＭ７および定電流源ＣＣＳ２は、１つの電流経路を形成するように直列に接続されている。第２制御トランジスタＭ６のゲートに供給されるイネーブル信号ＥＮが活性化されることによって、第１増幅トランジスタＭ４からの電圧を受ける第１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、第１増幅トランジスタＭ４からの電圧を増幅した電圧が第２増幅トランジスタＭ７から出力される。クランプ容量ＣＣＬは、第１増幅トランジスタＭ４と第２増幅トランジスタＭ７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。
【００１６】
リセット部ＲＰは、第１リセットトランジスタＭ２と第２リセットトランジスタＭ５とを含む。第１リセットトランジスタＭ２は、ＰＲＥＳ信号が活性化されることによってフォトダイオードＰＤに所定の電圧を供給してフォトダイオードＰＤの電荷を初期化し、増幅部ＡＰに出力される電圧をリセットする。第２リセットトランジスタＭ５は、クランプ容量ＣＣＬと第２増幅トランジスタＭ７との間の接続ノードに所定の電圧を供給することにより、第２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。第１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の端子ｎ１に供給される。また、クランプ信号ＰＣＬが活性化されることにより第２リセットトランジスタＭ５が導通状態になり、所定の電圧であるクランプ電圧ＶＣＬがクランプ容量ＣＣＬの端子ｎ２に供給される。このようにして、クランプ容量ＣＣＬの両端子ｎ１−ｎ２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う電圧の変化分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ノイズや第１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。
【００１７】
第１保持部ＳＨ１は、第１感度の変換部ＣＰで変換された電荷が増幅部ＡＰで増幅された第１信号をサンプリングしホールディングするサンプルホールド回路である。第１保持部ＳＨ１は、第１転送トランジスタＭ８と、第１保持容量ＣＳ１とを含みうる。制御信号ＴＳ１によって第１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、第１感度の変換部ＣＰで変換された電荷に対応する電圧が増幅部ＡＰで増幅された第１信号が容量ＣＳ１に転送され保持される。第１出力部ＯＰ１は、第１信号増幅トランジスタＭ１０と、第１出力スイッチＳＷ９とを含みうる。第１信号増幅トランジスタＭ１０は、第１保持容量ＣＳ１に保持された電圧を増幅した信号を出力するためのトランジスタであり、第１出力スイッチＳＷ９は、第１信号増幅トランジスタＭ１０によって出力された信号を転送するスイッチである。第１出力スイッチＳＷ９に供給される制御信号ＶＳＲによって第１出力スイッチＳＷ９が導通状態となることにより、後段の定電流源（不図示）と第１信号増幅トランジスタＭ１０とによってソースフォロワ回路が形成される。このような動作を通して、第１出力部ＯＰ１によって、第１保持容量ＣＳ１によって保持された第１信号に対応する第１出力信号が出力される。
【００１８】
第２保持部ＳＨ２は、第１感度と異なる第２感度の変換部ＣＰで変換された電荷が増幅部ＡＰで増幅された第２信号をサンプリングし保持するサンプルホールド回路である。第２保持部ＳＨ２は、第２転送トランジスタＭ１１と、第２保持容量ＣＳ２とを含みうる。制御信号ＴＳ２によって第２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、第２感度の変換部ＣＰで変換された電荷に対応する電圧が増幅部ＡＰで増幅された第２信号を容量ＣＳ２に転送され保持される。第２出力部ＯＰ２は、第２信号増幅トランジスタＭ１３と、第２出力スイッチＳＷ１２とを含みうる。第２信号増幅トランジスタＭ１３は、第２保持容量ＣＳ２に保持された電圧を増幅した信号を出力するためのトランジスタであり、第２出力スイッチＳＷ１２は、第２信号増幅トランジスタＭ１３によって出力された信号を転送するスイッチである。第２出力スイッチＳＷ１２に供給される制御信号ＶＳＲによって第２出力スイッチＳＷ１２が導通状態となることにより、後段の定電流源（不図示）と第２信号増幅トランジスタＭ１３とによってソースフォロワ回路が形成される。このような動作を通して、第２出力部ＯＰ２によって、第２保持容量ＣＳ２によって保持された第２信号に対応する第２出力信号が出力される。
【００１９】
第３保持部ＳＨ３は、増幅部ＡＰのオフセット信号をサンプリングし保持するサンプルホールド回路である。第３保持部ＳＨ３は、第３転送トランジスタＭ１４と、第３保持容量ＣＮとを含みうる。制御信号ＴＳ３によって第３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、増幅部ＡＰのオフセット信号が容量ＣＮに転送され保持される。第３出力部ＯＰ３は、第３信号増幅トランジスタＭ１６と、第３出力スイッチＳＷ１５とを含みうる。第３信号増幅トランジスタＭ１６は、第３保持容量ＣＮに保持された電圧を増幅した信号を出力するためのトランジスタであり、第３出力スイッチＳＷ１５は、第３信号増幅トランジスタＭ１６によって出力された信号を転送するスイッチである。第３出力スイッチＳＷ１５に供給される制御信号ＶＳＲによって第３出力スイッチＳＷ１５が導通状態となることにより、後段の定電流源（不図示）と第３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。このような動作を通して、第３出力部ＯＰ３によって、画素Ｐからオフセット信号に基づく第３出力信号が出力される。
【００２０】
図２に示されているように、撮像ブロック１２０は、複数（ｍ）の行および複数（ｎ）の列が構成されるように複数の画素Ｐが配列されたアレイを含む。撮像ブロック１２０は、複数の画素Ｐと、複数の画素Ｐを行単位で選択するための垂直走査回路（行選択部）４０３と、垂直走査回路４０３によって選択された行における列を選択する水平走査回路（列選択部）４０４とを含みうる。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、制御部１０９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を介して複数の画素Ｐに制御信号ＶＳＲを供給し、制御信号ＶＳＲに基づいて複数の画素Ｐを行単位で選択する。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大きい。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。
【００２１】
撮像ブロック１２０は、各画素Ｐの容量ＣＳ１に保持された第１信号を読み出すための端子ＥＳ１と、各画素Ｐの容量ＣＳ２に保持された第２信号を読み出すための端子ＥＳ２と、各画素Ｐの容量ＣＮに保持された電圧を読み出すための端子ＥＮとを有する。また、撮像ブロック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、当該撮像ブロック１２０の各画素Ｐの信号が、端子ＥＳ１、ＥＳ２及びＥＮを介して読み出されうる。
【００２２】
各画素Ｐの端子Ｓ１、Ｓ２及びＮは、各端子に対応する列信号線４０６〜４０８に接続されている。列信号線４０６〜４０８は、水平走査回路４０４からの制御信号に応答して導通状態になるスイッチＳＷＨを介して、アナログ出力線４０９〜４１１に接続されている。アナログ出力線４０９〜４１１の信号は、端子ＥＣＳが受ける信号に応答して導通状態になるスイッチＳＷＣＳを介して、端子ＥＳ１、ＥＳ２及びＥＮから出力される。
【００２３】
また、撮像ブロック１２０は、垂直走査回路４０３および水平走査回路４０４を制御するための制御信号を制御部１０９から受ける端子ＨＳＴ、ＣＬＫＨ、ＶＳＴおよびＣＬＫＶをさらに有する。端子ＨＳＴは、制御部１０９から水平走査回路４０４に供給されるスタートパルスＨＳＴを受ける。端子ＣＬＫＨは、制御部１０９から水平走査回路４０４に供給されるクロック信号ＣＬＫＨを受ける。端子ＶＳＴは、制御部１０９から垂直走査回路４０３に供給されるスタートパルスＶＳＴを受ける。端子ＣＬＫＶは、制御部１０９から垂直走査回路４０３に供給されるクロック信号ＣＬＫＶを受ける。水平走査回路４０４は、供給されたスタートパルスＨＳＴとクロック信号ＣＬＫＨとに基づいて制御信号ＨＳＲを生成して出力し、垂直走査回路４０３は、供給されたスタートパルスＶＳＴとクロック信号ＣＬＫＶとに基づいて制御信号ＶＳＲを生成して出力する。これにより、第１信号又は第１出力信号、第２出力信号、及び、第３出力信号が、各画素からＸ-Ｙアドレス方式で順次に読み出される。
【００２４】
次に、図３を参照しながら信号読出部１０６を構成する複数の読出回路２０の構成を説明する。ここで、１つの撮像ブロック１２０からは、１つの読出回路２０によって信号が読み出されうる。図３には、１つの読出回路２０が示されている。読出回路２０は、例えば、差動アンプ等を含む信号増幅部１０７と、ＡＤ変換を行うＡＤ変換部１０８とを含みうる。端子ＥＳ１からの信号は、制御部１０９から端子ＴＲＯ１に供給される制御信号に応答して導通状態になるスイッチＭ５０を介して、信号増幅部１０７の反転入力端子に供給される。端子ＥＳ２からの信号は、制御部１０９から端子ＴＲＯ２に供給される制御信号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の当該反転入力端子に供給される。スイッチＭ５０及びＭ５１は、端子ＥＳ１及び端子ＥＳ２の一方の信号が当該反転入力端子に供給されるように制御される。なお、スイッチＭ５０及びＭ５１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。
【００２５】
端子ＥＮからの信号は、信号増幅部１０７の非反転入力端子に入力される。信号増幅部１０７は、端子ＥＳ１からの信号と端子ＥＮからの信号との差分、又は端子ＥＳ２からの信号と端子ＥＮからの信号との差分を増幅してアナログ信号（アナログ画像信号）ＡＳを生成し、これを出力する。ＡＤ変換部１０８は、信号増幅部１０７から出力されるアナログ信号ＡＳを、ＡＤＣＬＫ端子を介して供給されるクロック信号ＡＤＣＬＫに従ってＡＤ変換し、変換結果をシリアルデータＳＤとして出力する。ここで、信号増幅部１０７から出力される１つの画素Ｐの信号としてのアナログ信号ＡＳは、シリアルデータＳＤの形式において、複数ビットのシリアルデータ列として表現される。即ち、１つの画素Ｐの信号としてのアナログ信号ＡＳは、複数ビットのシリアルデータ列に対応する。
【００２６】
次に、図４を参照しながら放射線撮像装置１００および放射線撮像システムＳＹＳの構成を説明する。前述のように、放射線撮像システムＳＹＳは、放射線撮像装置１００と、処理部１０１と、表示部１０２と、曝射制御部１０３と、放射線源１０４とを備えうる。放射線画像の撮影を行う際には、処理部１０１によって放射線撮像装置１００と曝射制御部１０３とが同期制御されうる。被検者を通過した放射線（例えば、Ｘ線、α線、β線、γ線等）は、放射線撮像装置１００によって検知され、処理部１０１等において所定の処理がなされた後、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。
【００２７】
撮像部１０５は、図４に例示されるように複数の撮像ブロック１２０を一次元または二次元に配列して構成されうるが、単一の撮像ブロック１２０によって構成されてもよい。複数の撮像ブロック１２０を一次元または二次元に配列して撮像部１０５を構成する手法は、大型の撮像部１０５を得るために有利である。撮像部１０５は、放射線を検出する複数の画素（センサ）Ｐを有し、複数の画素Ｐの各々からアナログ信号を出力する。
【００２８】
放射線撮像装置１００の制御部１０９は、例えば処理部１０１との間で、制御コマンドの通信の他、同期信号の通信を行い、また、処理部１０１に画像データを出力する。また、制御部１０９は、撮像部１０５および読出部１０６を制御する。制御部１０９は、読出部１０６を構成する各読出回路２０のＡＤ変換部１０８によりＡＤ変換された撮像ブロック１２０の画像データ（デジタルデータ）を用いて１つのフレームデータを生成し、処理部１０１に出力する。
【００２９】
制御部１０９と処理部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、制御信号および画像データの授受が行われる。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ないし撮影情報を制御部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処理部１０１に通知する。また、処理部１０１は、外部同期信号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に対して放射線の照射開始（曝射）のタイミングを通知する。また、制御部１０９は、曝射許可信号１１４がイネーブル状態の間に、曝射制御部１０３に制御信号を出力して放射線照射を開始させる。
【００３０】
放射線撮像装置１００は、各画素において、例えば２つの感度のそれぞれで信号を取得し、これらの信号を用いて画像データを生成する動作モード（例えば、ダイナミックレンジ拡張を行う動作モード等）を有しうる。この動作モードを達成する１つの方法として、第１感度で得られた第１信号と第２感度で得られた第２信号とを、各画素Ｐの第１保持部ＳＨ１及び第２保持部ＳＨ２でそれぞれ保持して個別に読み出し、読み出された各感度の信号を画素毎に合成する方式がある。
【００３１】
以下、図５、図６を参照しながら放射線撮像装置１００の１つの動作モードとして、ダイナミックレンジを拡張する動作モードを説明する。図５（ａ）は、複数のフレームの放射線画像を連続的に撮像する動作（動画撮像動作）を模式的に示すタイミングチャートである。図５（ｂ）は、図５（ａ）の中のリセット駆動ＲＤを模式的に示すタイミングチャートである。図５（ｃ）は、図５（ａ）の中のサンプリング駆動ＳＤを模式的に示すタイミングチャートである。図６（ａ）は、図５（ａ）の中の読出駆動ＲＥＡＤ  Ｓ１、ＲＥＡＤＳ２、ＲＥＡＤ  ＳＮを模式的に示すタイミングチャートである。図６（ｂ）は、図６（ａ）の一部の期間を拡大したタイミングチャートである。
【００３２】
時刻ｔ１において、動作モード（撮像モード）が設定され撮像の開始が指示される。その後、時刻ｔ２では、撮像のための動作が開始される。撮像のための動作は、リセット駆動ＲＤ、サンプリング駆動ＳＤおよび読出駆動ＲＥＡＤ（ＲＥＡＤ  Ｓ１、ＲＥＡＤ  Ｓ２、ＲＥＡＤ  ＳＮ）を含むサイクルの繰り返しであり、各サイクルにおいて１つのフレームの放射線画像が撮像される。リセット駆動ＲＤおよびそれに続くサンプリング駆動ＳＤの後であって、次のリセット駆動ＲＤの前に、読出駆動ＲＥＡＤ（ＲＥＡＤ  Ｓ１、ＲＥＡＤ  Ｓ２、ＲＥＡＤ  ＳＮ）がなされる。
【００３３】
リセット駆動ＲＤでは、リセット動作およびクランプ動作が行われる。具体的には、図５（ｂ）に示されるように、時刻ｔ２でイネーブル信号ＥＮがＨｉレベルに駆動され、第１制御トランジスタＭ３及び第２制御トランジスタＭ６が導通状態にされる。これにより、第１増幅トランジスタＭ４及び第２増幅トランジスタＭ７がソースフォロア動作を行う状態になる。また、時刻ｔ２では、信号ＰＲＥＳがＨｉレベルに駆動され、第１リセットトランジスタＭ２が導通状態にされる。これにより、フォトダイオードＰＤは、基準電圧ＶＲＥＳに接続され、フォトダイオードＰＤのリセットが開始される。また、リセット開始直後のトランジスタＭ４のゲート電圧に応じた電圧がクランプ容量ＣＣＬの一方の端子ｎ１に供給される。時刻ｔ３では、信号ＰＣＬがＨｉレベルに駆動され、第２リセットトランジスタＭ５が導通状態にされる。これにより、クランプ電圧ＶＣＬがクランプ容量ＣＣＬの他方の端子ｎ２に供給される。
【００３４】
時刻ｔ４では、信号ＴＳ１、ＴＳ２およびＴＮがＨｉレベルに駆動され、第１転送トランジスタＭ８、第２転送トランジスタＭ１１および第３転送トランジスタＭ１４が導通状態にされる。これにより、容量ＣＳ１、ＣＳ２およびＣＮはいずれも初期状態（第２増幅トランジスタＭ７のゲート電圧が基準電圧ＶＣＬのときの増幅部ＡＰの出力値の電圧）になる。また、時刻ｔ４では、信号ＷＩＤＥがＨｉレベルに駆動され、感度切替え用のトランジスタＭ１が導通状態にされる。これにより、容量ＣＦＤ’は基準電圧ＶＲＥＳに接続され、容量ＣＦＤ’の電圧もリセットされる。時刻ｔ５では、信号ＴＳ１、ＴＳ２およびＴＮがＬｏｗレベルに駆動され、第１転送トランジスタＭ８、第２転送トランジスタＭ１１および第３転送トランジスタＭ１４が非導通状態にされる。これにより、容量ＣＳ１、ＣＳ２およびＣＮの電圧が固定される。また、時刻ｔ５では、信号ＷＩＤＥがＬｏレベルに駆動され、感度切替え用のトランジスタＭ１が非導通状態にされる。これにより、容量ＣＦＤ’は、基準電圧ＶＲＥＳに固定される。次に、時刻ｔ６では、信号ＰＲＥＳがＬｏｗレベルに駆動され、第１リセットトランジスタＭ２が非導通状態にされる。これにより、クランプ容量ＣＣＬの端子ｎ１は、リセット終了直後の第１増幅トランジスタＭ４のゲート電圧に応じた電圧にセットされる。時刻ｔ７では、信号ＰＣＬがＬｏｗレベルに駆動され、第２リセットトランジスタＭ５が非導通状態にされる。これにより、端子ｎ１と端子ｎ２との電位差に応じた電荷がクランプ容量ＣＣＬに保持され、変換部ＣＰのｋＴＣノイズ及び第１増幅トランジスタのオフセット等のノイズ成分がクランプ容量ＣＣＬに保持される。これらにより、リセット動作とクランプ動作が完了する。そして、時刻ｔ８では、イネーブル信号ＥＮがＬｏｗレベルに駆動され、第１制御トランジスタＭ３及び第２制御トランジスタＭ６が非導通状態にされる。これにより、第１増幅トランジスタＭ４及び第２増幅トランジスタＭ７が非動作状態にされる。
【００３５】
以上のようにして、リセット駆動ＲＤの一連の動作が終了する。即ち、リセット駆動ＲＤでは、フォトダイオードＰＤがリセットされると共に、変換部ＣＰのｋＴＣノイズや第１増幅トランジスタのオフセットに起因するノイズ成分がクランプ容量ＣＣＬに保持され、また、容量ＣＳ１、ＣＳ２およびＣＮが初期化される。なお、このようなリセット駆動ＲＤは、全ての画素Ｐに対して一括で行われる。即ち、各制御信号ＥＮ、ＰＲＥＳ、ＰＣＬ、ＴＳ１、ＴＳ２、ＴＮ、ＷＩＤＥは、全ての画素Ｐに対して一括に同じタイミングで供給される。
【００３６】
ダイナミックレンジ拡張を行う動作モードにおけるサンプリング駆動ＳＤでは、画素Ｐを２つの感度で駆動し、２つの感度でそれぞれ得られる信号が容量ＣＳ１およびＣＳ２によって保持される。具体的な動作は、図５（ｃ）に示されている。時刻ｔ１１では、イネーブル信号ＥＮがＨｉレベルに駆動され、第１制御トランジスタＭ３及び第２制御トランジスタＭ６が導通状態にされ、第１増幅トランジスタＭ４及び第２増幅トランジスタＭ７がソースフォロア動作を行う状態にされる。なお、時刻ｔ１１では、信号ＷＩＤＥはＬｏｗレベルであり、画素Ｐは、第１感度に対応する高感度モードになっている。第１増幅トランジスタＭ４のゲート電圧（即ち、ＦＤ容量ＣＦＤの電圧）は、フォトダイオードＰＤで発生し蓄積された電荷量に応じて変化する。この変化したゲート電圧に応じた電圧がクランプ容量ＣＣＬの一方の端子ｎ１に供給され、端子ｎ１の電位が変化する。クランプ容量ＣＣＬの他方の端子ｎ２の電位変化は、端子ｎ１の電位変化にしたがう。ここで、前述のとおり、クランプ容量ＣＣＬにはｋＴＣノイズに相当する電圧が保持されているため、この電位変化の量が信号成分として第２増幅トランジスタＭ７から出力される。
【００３７】
時刻ｔ１２では、信号ＴＳ１がＨｉレベルに駆動され、第１転送トランジスタＭ８が導通状態にされる。即ち、時刻ｔ１２では、高感度モードにおける増幅部ＡＰの出力のサンプリング（転送）が開始される。具体的には、第１保持容量ＣＳ１には、増幅部ＡＰから出力される電圧（第２増幅トランジスタＭ７のゲート電圧に応じた電圧）が転送される。次に、時刻ｔ１３では、時刻ｔ１２でサンプリングが開始されたので、曝射許可信号（不図示）がＬｏｗレベル（禁止状態）に駆動される。その後、時刻ｔ１４では、信号ＴＳ１がＬｏｗレベルに駆動され、第１転送トランジスタＭ８を非導通状態にされる。即ち、時刻ｔ１４では、増幅部ＡＰから出力された電圧の転送が終了され、第１保持容量ＣＳ１によって保持された電圧が固定される。即ち、時刻ｔ１２〜ｔ１４では、第１感度の変換部ＣＰの電荷に基づく第１信号がサンプリングされ、第１保持部ＳＨ１の第１保持容量ＣＳ１によって保持（ホールディング）される。
【００３８】
時刻ｔ１５では、信号ＷＩＤＥがＨｉレベルに駆動され、感度切替え用のトランジスタＭ１が導通状態にされる。これにより、トランジスタＭ１を介して容量ＣＦＤ’がフォトダイオードＰＤに電気的に接続され、トランジスタＭ４のゲート電圧は、ＦＤ容量ＣＦＤと容量ＣＦＤ’との合成容量に応じた電圧となる。当該合成容量の値は、ＦＤ容量ＣＦＤの値よりも大きいため、第１増幅トランジスタＭ４のゲート電圧が変化しにくくなり、即ち、画素Ｐは、第２感度に対応する低感度モードに切り替わる。時刻ｔ１６では、信号ＴＳ２がＨｉレベルに駆動され、第２転送トランジスタＭ１１が導通状態にされる。即ち、時刻ｔ１６では、低感度モードにおける増幅部ＡＰの出力のサンプリング（転送）が開始される。具体的には、第２保持容量ＣＳ２は、増幅部ＡＰから出力される電圧になる。その後、時刻ｔ１７では、信号ＴＳ２がＬｏｗレベルに駆動され、第２転送トランジスタＭ１１が非導通状態にされる。即ち、時刻ｔ１７では、増幅部ＡＰから出力された電圧の転送が終了され、第２保持容量ＣＳ２によって保持された電圧が固定される。即ち、時刻ｔ１６〜ｔ１７では、第２感度の変換部ＣＰの電荷に基づく第２信号がサンプリングされ、第２保持部ＳＨ２の第２保持容量ＣＳ２によって保持（ホールディング）される。
【００３９】
次に、時刻ｔ１８では、信号ＰＲＥＳがＨｉレベルに駆動され、第１リセットトランジスタＭ２が導通状態にされる。これにより、ＦＤ容量ＣＦＤ及び容量ＣＦＤ’の電圧が基準電圧ＶＲＥＳにリセットされ、端子ｎ１の電圧も時刻ｔ３と同じ状態にリセットされる。時刻ｔ１９では、信号ＰＣＬがＨｉレベルに駆動され、第２リセットトランジスタＭ５が導通状態にされる。これにより、クランプ電圧ＶＣＬがクランプ容量ＣＣＬの他方の端子ｎ２（トランジスタＭ７側の端子）に供給される。時刻ｔ２０では、信号ＰＲＥＳ及びＷＩＤＥがＬｏｗレベルに駆動され、トランジスタＭ１及び第１リセットトランジスタＭ２が非導通状態にされる。これにより、容量ＣＦＤ’は、リセット開始直後の電圧で固定され、また、クランプ容量ＣＣＬの端子ｎ１は、リセット開始直後の第１増幅トランジスタＭ４のゲート電圧に応じた電圧にセットされる。時刻ｔ２１では、信号ＴＮがＨｉレベルに駆動され、第３転送トランジスタＭ１４が導通状態にされる。これにより、第２増幅トランジスタＭ７のゲート電圧が基準電圧ＶＣＬのときに増幅部ＡＰから出力される電圧が第３保持容量ＣＮに転送される。
【００４０】
時刻ｔ２２では、信号ＴＮがＬｏｗレベルに駆動され、第３転送トランジスタＭ１４が非導通状態にされる。これにより、第３保持容量ＣＮの電圧が固定される。即ち、時刻ｔ２１〜ｔ２２では、オフセット信号が第３保持容量ＣＮに保持される。このオフセット信号は、増幅部ＡＰの回路構成に依存する熱ノイズ、１／ｆノイズ、温度差、プロセスばらつき等の、第２増幅トランジスタＭ７のオフセットに起因するノイズ成分に相当する電圧に基づく。そして、時刻ｔ２３では、信号ＰＣＬがＬｏｗレベルに駆動され、第２リセットトランジスタＭ５が非導通状態にされる。時刻ｔ２４では、イネーブル信号ＥＮがＬｏｗレベルに駆動され、第１制御トランジスタＭ３及び第２制御トランジスタＭ６が非導通状態にされる。以上のようにして、サンプリング駆動ＳＤの一連の動作が終了する。即ち、サンプリング駆動ＳＤでは、第１感度の画素Ｐで得られる第１信号が第１保持容量ＣＳ１によって、第２感度の画素Ｐで得られる第２信号が第２保持容量ＣＳ２によって、増幅部ＡＰのオフセット信号が第３保持容量ＣＮによって、それぞれ保持される。なお、サンプリング駆動ＳＤは、前述のリセット駆動ＲＤと同様に、撮像ブロック１２０の制御タイミングのずれを防ぐため、全ての画素Ｐに対して一括で行われる。即ち、各制御信号ＥＮ、ＰＲＥＳ、ＰＣＬ、ＴＳ１、ＴＳ２、ＴＮ、ＷＩＤＥは、全ての画素Ｐに対して一括に同じタイミングで供給される。
【００４１】
このように、各画素Ｐの各保持部に保持された各信号は、複数の画素Ｐが行単位で選択され、選択された行の複数の画素Ｐを列毎に順次選択され、行単位で上記動作を繰り返すことで、全ての画素Ｐからの画像信号が読み出される。これは、図５（ａ）の読出駆動ＲＥＡＤ  Ｓ１、ＲＥＡＤ  Ｓ２、ＲＥＡＤ  ＳＮで示されるもので、図６（ａ）、図６（ｂ）を参照して更に説明される。図６（ａ）、図６（ｂ）は、図２、図３に示される制御用の端子ＶＳＴ、ＣＬＫＶ、ＴＲＯ１、ＴＲＯ２、ＨＳＴ、ＣＬＫＨおよびＡＤＣＬＫに供給される制御信号が示されている。
【００４２】
図６（ａ）、図６（ｂ）に示された例では、第１行目の各画素Ｐから信号を読み出す時刻ｔ２１０〜ｔ２２０の期間において、前半では各画素Ｐから第１信号が読み出され、後半では各画素Ｐからの第２信号が読み出される。なお、撮像ブロック１２０から信号を読み出す際は、当該撮像ブロック１２０の端子ＥＣＳにはＨｉレベルが供給され、スイッチＳＷＣＳは導通状態になっている。
【００４３】
時刻ｔ２００では、端子ＶＳＴでスタートパルスを受ける。時刻ｔ２１０では、クロック信号ＣＬＫＶを受けて、垂直走査回路４０３が第１行目の制御線４０５を介して第１行目の画素Ｐの出力部ＯＰ１〜ＯＰ３に制御信号ＶＳＲを出力する。これにより、第１行目の画素Ｐの出力スイッチＳＷ９、ＳＷ１２、ＳＷ１５が導通状態となり、第１行目の画素Ｐが選択される。その後、時刻ｔ２１１〜ｔ２１５にわたって信号ＴＲＯ１がＨｉレベルに駆動され、信号ＴＲＯ２がＬｏｗレベルに駆動される。これにより、第１行目の画素Ｐの第１信号が出力される状態になる。
【００４４】
時刻ｔ２１１では、端子ＨＳＴでスタートパルスを受ける。時刻ｔ２１２では、クロック信号ＣＬＫＨを受ける。水平走査回路４０４は、クロック信号ＣＬＫＨ（のアクティブレベルへの遷移）を受ける度に、選択している列を、第１列目から第ｎ列目まで順にシフトさせる。ＡＤ変換部１０８は、クロック信号ＣＬＫＨのアクティブレベルへの遷移と次のアクティブレベルへの遷移との間の時刻（例えば、時刻ｔ２１３）においてクロック信号ＡＤＣＬＫ（のアクティブレベルへの遷移）を受ける。そして、ＡＤ変換部１０８は、クロック信号ＡＤＣＬＫのアクティブレベルへの遷移に応答して、選択されている列における画素Ｐからの第１信号についてのＡＤ変換を行う。その後、例えば時刻ｔ２１４において、次の列の画素Ｐが選択され、当該画素Ｐについての第１信号の出力およびＡＤ変換が同様にしてなされる。このようにして、第１信号の読出動作が第１列目から第ｎ列目まで順に列ごとになされる。その後、時刻ｔ２１５では、信号ＴＲＯ１がＬｏｗレベルに駆動され、信号ＴＲＯ２がＨｉレベルに駆動され、第１列目から第ｎ列目まで順に列ごとに、第２信号の読出動作が同様の手順でなされる。ここで、制御部１０９に出力されたデジタルデータは、読出部１０６で読み出された順番で、撮像部１０５の行ごとに画像データインターフェース１１１により処理部１０１に送信され、１フレーム分の画像信号が得られる。以上により、第１感度で取得した信号に基づく画像信号および第２感度で取得した信号に基づく画像信号の両方が読み出される。そして、第１感度で取得した信号に基づく画像信号と第２感度で取得した信号に基づく画像信号とを各画素Ｐに対応させて合成することにより、ダイナミックレンジが拡張された画像信号が得られる。
【００４５】
図１５には、ＡＤ変換部１０８の構成が示されている。ＡＤ変換部１０８は、ＡＤ変換器２１２、アライメントパターン発生器２１１、セレクタ２１３およびシリアライザー２１４を含みうる。セレクタ２１３は、制御部１０９から供給される選択信号に従って、ＡＤ変換器２１２から供給される画素信号としてのデジタル信号ＤＳおよびアライメントパターン発生器２１１から供給されるアライメントパターンの一方を選択して出力する。ＡＤ変換器２１２は、信号増幅部１０７から供給される画素信号としてのアナログ信号ＡＳをクロック信号ＡＤＣＬＫに従ってＡＤ変換し、変換結果を複数ビットのデータ（パラレルデータ）で構成されるデジタル信号ＤＳとして出力する。アライメントパターン発生器２１１は、予め設定されたアライメントパターン（アライメントマーカ）としての複数ビットのデータ（パラレルデータ）を発生する。よって、セレクタ２１３は、複数ビットのデータ（パラレルデータ）で構成されるデジタル信号を出力する。シリアライザー２１４は、セレクタ２１３から出力される複数ビットのデータで構成されるデジタル信号ＤＳをシリアルデータＳＤとしての複数ビットのシリアルデータ列に変換して出力する。ＡＤ変換部１０８はまた、クロック信号ＡＤＣＬＫに従って、シリアルデータＳＤと同期したシリアルクロックＣＬＫを生成し出力する。ＡＤ変換器２１２およびアライメントパターン発生器２１１がシリアルデータを出力するように構成される場合には、シリアライザー２１４は不要である。アライメントパターン発生器２１１は、指定されたアライメントパターンを登録する機能を有しうる。
【００４６】
図１６には、ＡＤ変換部１０８から出力されるシリアルデータＳＤが模式的に示されている。実際には、ＡＤ変換部１０８から出力されるシリアルデータＳＤは、ＡＤ変換器２１２から供給されるアナログ信号ＡＳ（図１６では「ＡＤ変換器の出力データ」。）およびアライメントパターン発生器２１１から供給されるアライメントパターン（図１６では「アライメントパターンの出力データ」。）の一方である。しかしながら、図１６には、説明の便宜のために、それらの双方が示されている。シリアルクロックＣＬＫは、ＤＤＲ形式で生成されうる。１つのデータ（パラレルデータ）に対応する複数ビットのシリアルデータ列は、例えば、ＬＳＢを先頭として構成されうるが、ＭＳＢを先頭として構成されてもよい。図１６には、Ｎ番目のデータ（パラレルデータ）、（Ｎ＋１）番目のデータ（パラレルデータ）、（Ｎ＋２）番目のデータ（パラレルデータ）が示されている。
【００４７】
図１６には、Ｎ番目のデータ（パラレルデータ）、（Ｎ＋１）番目のデータ（パラレルデータ）、（Ｎ＋２）番目のデータ（パラレルデータ）が相互に識別して記載されているが、識別のためには、アライメントを行う必要がある。アライメントは、１つのデータ（パラレルデータ）に対応する、複数ビットで構成されるシリアルデータ列を含むシリアルデータにおいて当該シリアルデータ列を識別するための処理である。アライメントが正しくなされていない状態は、「ビットずれ」がある状態などと呼ばれる。
【００４８】
図１４には、制御部１０９の構成が示されている。制御部１０９は、シリアルパラレル変換部２０１と、アライメントパターン格納部２０２と、アライメント部２０３と、クロック発生部２０４とを含みうる。ＡＤ変換部１０８から出力されるシリアルデータＳＤおよびシリアルクロックＣＬＫは、伝送路ＴＰを介して、制御部１０９のシリアルパラレル変換部２０１に伝送される。伝送路ＴＰは、例えば、フレキシブルケーブルでありうる。ここで、ＡＤ変換部１０８は、シリアルデータＳＤおよびシリアルクロックＣＬＫを送信する送信回路を有しうる。また、制御部１０９は、シリアルデータＳＤおよびシリアルクロックＣＬＫを受信する受信回路を有しうる。該送信回路および該受信回路は、通信回路を構成する。また、該通信回路および伝送路ＴＰは、伝送部を構成する。クロック発生部２０４は、例えば、自身で発生する基本クロック又は外部から供給される基本クロックに基づいて、ＡＤ変換部１０８に提供するためのクロックＡＤＣＬＫを発生する。
【００４９】
シリアルパラレル変換部２０１は、シリアルクロックＣＬＫに従ってシリアルデータＳＤを取り込み、シリアルデータＳＤをパラレルデータＰＤに変換する。アライメントパターン格納部２０２は、アライメントのために使用されるアライメントパターンを格納する。アライメント部２０３は、ＡＤ変換部１０８から伝送されてくるシリアルデータＳＤ中のアライメントパターンとアライメントパターン格納部２０２に格納されているアライメントパターンとを比較することによってアライメントを行う。このアライメントは、シリアルデータ列の先頭ビットを識別する処理でありうる。例えば、ＡＤ変換部１０８から伝送されてくるシリアルデータＳＤ中のシリアルデータ列（アライメントパターン）とアライメントパターン格納部２０２に格納されたアライメントパターンとが一致したときに、シリアルデータ列の先頭ビットを識別しうる。
【００５０】
より具体的な例として、個々のパラレルデータがｎビットで構成される場合を考える。この場合、個々のパラレルデータに対応するシリアルデータは、ｎビットのシリアルデータ列で構成される。シリアルパラレル変換部２０１は、０から（ｎ−１）までカウントするカウント動作を繰り返すカウンタをシリアルクロックＣＬＫに従って動作させ、カウンタのカウント値が０であるときにシリアルデータを先頭ビットとして取り込むように構成されうる。アライメント部２０３は、ＡＤ変換部１０８から伝送されてくるシリアルデータＳＤ中のシリアルデータ列（アライメントパターン）とアライメントパターン格納部２０２に格納されたアライメントパターンとが一致したことに応じて該カウンタをリセットしうる。このリセットがアライメントである。アライメントは、シリアルデータＳＤ中のシリアルデータ列（アライメントパターン）とアライメントパターン格納部２０２に格納されたアライメントパターンとが一致したことに応じてシリアルパラレル変換部２０１をリセットすることによってもなされうる。
【００５１】
図１９には、シリアルパラレル変換部２０１におけるシリアルパラレル変換の例が模式的に示されている。この例では、１つのパラレルデータに対応するシリアルデータＳＤは、８ビットのシリアルデータ列で構成されている。シリアルパラレル変換部２０１は、シフトレジスタ２３３と出力レジスタ２３４とを含みうる。シリアルデータＳＤの８ビットのシリアルデータ列は、シリアルクロックＳＣの８個のエッジに従って、シリアルパラレル変換部２０１内のシフトレジスタ２３３に取り込まれる。８個のエッジは、カウンタによってカウントされうる。８ビットのシリアルデータ列がシフトレジスタ２３３に取り込まれると、８ビットのシリアルデータ列が出力レジスタ２３４にパラレルデータとして一斉にパラレル転送され、その後、出力レジスタ２３４からパラレルデータが出力される。
【００５２】
図１６に示されたように、ＡＤ変換器２１２からのデジタル信号ＤＳ（「ＡＤ変換器の出力データ」）およびアライメントパターン発生器２１１からのアライメントパターン（「アライメントパターンの出力データ」）は、同じタイミングで出力される。したがって、アライメントパターンを使ってアライメントを行うことによって、その後、ＡＤ変換器２１２から出力されるデジタル信号ＤＳから生成されるシリアルデータＳＤを正しくパラレルデータＰＤに変換することができる。
【００５３】
図１４に示された例では、シリアルパラレル変換部２０１、アライメントパターン格納部２０２およびアライメント部２０３が制御部１０９内に存在する。しかしながら、シリアルパラレル変換部２０１、アライメントパターン格納部２０２およびアライメント部２０３の全部または一部は、制御部１０９の外部に存在してもよい。
【００５４】
図７、図１７、図１８を参照しながらアライメント部２０３によるアライメント方法（放射線撮像装置１００の制御方法）について説明する。Ｓ６０１、Ｓ１６０１において、アライメント部２０３は、ＡＤ変換部１０８のアライメントパターン発生器２１１および制御部１０９のアライメントパターン格納部２０２にアライメントパターンを設定する。アライメントパターン発生器２１１は、設定されたアライメントパターンを発生する。アライメントパターンは、例えば、０ｘＦ０とされうる。「０ｘ」は、１６進を意味する。
【００５５】
Ｓ６０２、Ｓ１６０２では、アライメント部２０３は、ＡＤ変換部１０８のセレクタ２１３がアライメントパターン発生器２１１から供給されるアライメントパターンを選択して出力するように制御する。
【００５６】
Ｓ６０３、Ｓ１６０３では、アライメント部２０３は、シリアルパラレル変換部２０１をリセットする。外来ノイズ等の影響でビットずれが起こっていた場合などを考慮し、アライメントを実施する前にシリアルパラレル変換部２０１をリセットして初期状態に戻しておくことが望ましい。続いて、Ｓ６０４、Ｓ１６０４では、アライメント部２０３は、シリアルパラレル変換部２０１のアライメントを行う。前述のように、アライメント部２０３は、ＡＤ変換部１０８から伝送されてくるシリアルデータＳＤ中のアライメントパターンとアライメントパターン格納部２０２に格納されているアライメントパターンとを比較することによってアライメントを行う。このアライメントは、シリアルデータ列の先頭ビットを識別するものでありうる。
【００５７】
２つのアライメントパターンの比較が１クロック（ＣＬＫの１サイクル）で完了すると仮定すると、２つのアライメントパターンが一致していれば、多くても８サイクル以内にシリアルデータ列の先頭ビットを識別しアライメントを完了することができる。８サイクル以内に先頭ビットを識別できた場合を成功、そうでない場合を失敗とする。Ｓ６０５では、アライメント部２０３は、アライメントが成功したか否か判断する。失敗した場合にはＳ６０２〜Ｓ６０５を繰り返す。成功した場合には、Ｓ６０６に進む。Ｓ６０６、Ｓ１６０５では、アライメント部２０３は、ＡＤ変換部１０８の出力をＳ６０１以前の状態に戻す。ＡＤ変換部１０８の出力が撮像ブロック１２０からの信号の出力であった場合は、アライメント部２０３は、撮像ブロック１２０からの信号を出力するようにＡＤ変換部１０８のセレクタ２１３を切り替える。なお、Ｓ６０１以前におけるＡＤ変換部１０８の出力（セレクタ２１３の状態）は、Ｓ６０１の実行前に保存される。
【００５８】
例えば、Ｓ６０１以前は、テストのためにアライメントパターン発生器２１１からのアライメントパターンがＡＤ変換部１０８から出力されていた場合、Ｓ６０６、Ｓ１６０５において、そのような状態に戻される。
【００５９】
また、アライメントに失敗し続けた場合、予め設定された回数にわたって失敗が続いた場合は、アライメントが成功していなくても、Ｓ６０６、Ｓ１６０５に進んだり、動画撮影を停止したりしてもよい。図１７に示された例では、３回にわたってアライメントが失敗すると、アライメントのための処理が終了される。アライメントに失敗する原因としては、例えばＡＤ変換部１０８の設定ミスやアライメントパターン格納部２０２に格納されたアライメントパターンが誤っていること、アライメントの最中に外来ノイズの影響を受けること等が考えられる。
【００６０】
図８には、比較例として、撮像の開始前に一度だけアライメントを実施した場合の例が示されている。基本的な駆動は、図５と同様である。時刻ｔ１で撮像モードが設定され撮像の開始が指示された後、時刻ｔ３１１〜時刻ｔ３１２の期間においてアライメントが行われる。図８において、「ＳＥＲＤＥＳ」は、シリアルパラレル変換部２０１の出力を示している（他の図においても同様。）。クロスハッチングが付された部分は、ビットずれがある状態、または、アライメントが行われていないのでシリアルパラレル変換部２０１の出力値を保証できない状態を示している。ハッチングが付された部分は、アライメントパターンが出力されていること、即ちアライメント処理の実行中であることを示している。白色の部分は、アライメントが完了し、ビットずれがない状態を示している。
【００６１】
図８の例では、時刻ｔ３１１までが出力値を保証できない状態であり、時刻ｔ３１１〜時刻ｔ３１２の期間がアライメントの実行中であり、時刻ｔ３１２〜時刻３１３の期間がビットずれのない状態である。時刻ｔ３１３で静電気等の外来ノイズにより、シリアルパラレル変換部２０１でビットずれが発生している。図８の例では、撮像の開始前の一度しかアライメントを実施しないので、静電気等の外来ノイズがなくなった後もビットのずれた状態から復帰できない。
【００６２】
図９には、放射線撮像装置１００の第１動作例が示されている。複数のフレームの放射線画像を連続的に撮像する動画撮像では、リセット駆動ＲＤおよびサンプリング駆動ＳＤを含むサイクルが複数回にわたって繰り返される。また、各サンプリング駆動ＳＤに次いで、読出駆動ＲＥＡＤが行われる。ここで、リセット駆動ＲＤが行われる期間をリセット駆動期間、サンプリング駆動が行われる期間をサンプリング駆動期間、読出駆動ＲＥＡＤが行われる期間を読出駆動期間と定義する。読出駆動期間は、図６を参照して説明されたように、ＡＤ変換部１０８によってＡＤ変換が行われる期間を含んでいる。ＡＤ変換部１０８によってＡＤ変換が行われる期間をＡＤ変換期間と定義する。複数のリセット駆動期間は、複数のフレームにそれぞれ対応する。複数のサンプリング駆動期間は、複数のフレームにそれぞれ対応する。複数の読出駆動期間は、複数のフレームにそれぞれ対応する。複数のＡＤ変換期間は、複数のフレームにそれぞれ対応する。ＡＤ変換部１０８は、複数のフレームにそれぞれ対応する複数のＡＤ変換期間の各々において撮像部１０５からの個々のアナログ信号をデジタル信号に変換し、個々のデジタル信号を複数ビットのシリアルデータ列として出力する。
【００６３】
時刻ｔ１で撮像モードが設定され撮像の開始が指示された後、時刻ｔ３２１〜時刻ｔ３２２の期間においてアライメント部２０３によってアライメントが行われる。ここで、時刻ｔ３２１〜時刻ｔ３２２の期間は、複数の読出駆動期間のうち最初の読出駆動期間の前の期間である。換言すると、時刻ｔ３２１〜時刻ｔ３２２の期間は、複数のＡＤ変換期間の前の期間である。
【００６４】
第１動作例では、更に、サンプリング駆動期間であるｔ３２３〜ｔ３２４、ｔ３２５〜ｔ３２６、ｔ３２７〜ｔ３２８の期間においてもアライメント部２０３によってアライメントが行われる。サンプリング駆動期間では読出駆動ＲＥＡＤが行われないので、シリアルパラレル変換部２０１のリセット（アライメント）や、ＡＤ変換部１０８からアライメントパターンを出力する動作は、放射線撮像装置１００から出力される画像データに影響を与えない。ここで、サンプリング期間は、読出駆動期間と次の読出駆動期間との間の期間である。換言すると、サンプリング期間は、ＡＤ変換期間と次のＡＤ変換期間との間の期間である。よって、第１動作例では、アライメントは、複数のＡＤ変換期間のうち最初のＡＤ変換期間の前に行われる他、複数のＡＤ変換期間の各々と次のＡＤ変換期間との間の期間において行われる。
【００６５】
時刻ｔ３２９から開始される２回目の読出駆動期間（Ｒ２）内の時刻ｔ３３０において、静電気等の外来ノイズにより、シリアルパラレル変換部２０１でビットずれが発生したとする。第１動作例では、ｔ３２７〜ｔ３２８にアライメントを実施するので、ｔ３２８以降はビットずれのない正常な状態となる。すなわち、あるフレームでビットずれによる画像異常が発生しても、次のフレームの画像は正常な画像に復帰できる。図９の動作例では、静電気等の外来ノイズによるビットずれにより、２回目の読出駆動期間（Ｒ２）に読み出される画像が読出の途中で異常になるが、３回目の読出期間（Ｒ３）に読み出される画像は正常に復帰している。つまり、図９の動作例では、仮に静電気等の外来ノイズによってあるフレームでシリアルパラレル変換部２０１にビットずれが生じた場合でも、次のフレームの読出駆動ＲＥＡＤの前にビットずれを修正することができる。よって、外来ノイズが画像に与える影響を最小限に抑えることができる。
【００６６】
図１０には、第１動作例において、図９に示された例とは異なるタイミングで外来ノイズによるビットずれが発生した場合が示されている。図１０に示された例では、１回目の読出駆動期間（Ｒ１）と２回目の読出駆動期間（Ｒ２）との間の時刻ｔ３３９で静電気等の外来ノイズによるビットずれが発生している。時刻ｔ３３９でビットずれが発生しても、ｔ３３５〜ｔ３３６で行われるアライメントによってビットずれが修正されるので、２回目の読出駆動期間（Ｒ２）で読み出される画像は正常である。すなわち、アライメントの終了からその後の読出駆動期間の終了までのｔ３３４〜ｔ３４０の間にビットずれが起こらない限り、画像への影響はない。例えば、３０ｆｐｓで動画撮像を行う場合、ｔ３３４〜ｔ３４０の期間は、読出周期３３ｍｓｅｃに対して数ｍｓｅｃであるため、外来ノイズなどによるビットずれの確率が下がり、外来ノイズなどによる画像への影響を良好に抑制できる。
【００６７】
図９、図１０に示された第１動作例では、アライメントがサンプリング駆動期間（ＳＤ）のうちＴＳ１等のアサート前に行われるが、これは一例に過ぎない。前述したように、サンプリング駆動期間（ＳＤ）は、ＡＤ変換部１０８からの画像信号の読み出しに関与しないので、アライメントの実施は、サンプリング駆動期間内であればいつでもよい。ただし、アライメントは、読出駆動期間の開始前に終了しておく必要がある。
【００６８】
図１１には、放射線撮像装置１００の第２動作例が示されている。第２動作例は、アライメントを実施するタイミングが第１動作例と異なる。第２動作例では、時刻ｔ１で撮像モードが設定され撮像の開始が指示された後、最初のリセット駆動期間（ＲＤ）の前の期間であるｔ３４１〜ｔ３４２の期間にアライメント部２０３によってアライメントが行われる。ただし、このアライメントは省略可能である。
【００６９】
第２動作例では、更に、リセット駆動期間（ＲＤ）であるｔ３４３〜ｔ３４４、ｔ３４５〜ｔ３４６、ｔ３４７〜ｔ３４８においてもアライメント部２０３によってアライメントが行われる。リセット駆動期間（ＲＤ）では読出駆動ＲＥＡＤが行われないので、シリアルパラレル変換部２０１のリセット（アライメント）や、ＡＤ変換部１０８からアライメントパターンを出力する動作は、放射線撮像装置１００から出力される画像データに影響を与えない。
【００７０】
第２動作例においても、アライメントは、複数のＡＤ変換期間のうち最初のＡＤ変換期間の前に行われる他、複数のＡＤ変換期間の各々と次のＡＤ変換期間との間の期間において行われる。
【００７１】
時刻ｔ３４９で静電気等の外来ノイズにより、シリアルパラレル変換部２０１でビットずれが発生したとする。第２動作例では、リセット駆動期間であるｔ３４７〜ｔ３４８の期間においてアライメントが行われるので、ｔ３４８以降はビットずれのない正常な状態となる。すなわち、あるフレームでビットずれによる画像異常が発生しても、次のフレームの画像は正常な画像に復帰できる。図１１の例では、静電気等の外来ノイズによるビットずれで２回目の読出駆動期間（Ｒ２）で読み出される画像が異常になるが、３回目の読出駆動期間（Ｒ３）で読み出される画像は正常に復帰している。
【００７２】
図１２は、第２動作例の変形例の動作が示されている。変形例では、読出駆動期間（Ｒ１、Ｒ２）がリセット駆動期間（ＲＤ）後に行われる。ｔ３５５〜ｔ３５６、ｔ３５７〜ｔ３５８のリセット駆動期間（ＲＤ）は、対応する読出駆動期間（Ｒ１、Ｒ２）の直前に配置されている。したがって、仮に時刻ｔ３５９において静電気等の外来ノイズによるビットずれが起きた場合でも、次のフレームの読出駆動期間（Ｒ２）の開始前にビットずれを修正することができ、画像への影響を最小限に抑えることができる。
【００７３】
アライメントは読出駆動ＲＥＡＤを行っていない期間に行えばよいので、撮像モードに基づいて読出駆動ＲＥＡＤが行われるタイミングを知り、それに応じたタイミングでアライメントを行えばより高い効果を得ることができる。
【００７４】
第１動作例および第２動作例は、１フレーム当たり１回のアライメントを行う例であるが、これは例示に過ぎない。１フレームに複数回のアライメントを行ってもよいし、数フレームに１回の割合でアライメントを行ってもよい。または所定の時間に１回のアライメントを行うようにしてもよい。
【００７５】
即ち、アライメント部２０３は、複数の読出駆動期間のうち最初の読出駆動期間の前にアライメントを行う他、複数の読出駆動期間のうち少なくも１つの読出駆動期間と他の読出駆動期間との間の期間においてアライメントを行うように構成されうる。換言すると、アライメント部２０３は、複数のＡＤ変換期間のうち最初のＡＤ変換期間の前にアライメントを行う他、複数のＡＤ変換期間のうち少なくも１つのＡＤ変換期間と他のＡＤ変換期間との間の期間においてアライメントを行うように構成されうる。
【００７６】
ビットずれの影響を低減する観点では、アライメント部２０３は、撮像部１０５から１フレーム分の信号がＡＤ変換部１０８およびシリアルパラレル変換部２０１を通して読み出される期間において、アライメントを少なくとも１回行うことが好ましい。また、ビットずれの影響を更に低減する観点では、アライメント部２０３は、撮像部１０５から１フレーム分の信号がＡＤ変換部１０８およびシリアルパラレル変換部２０１を通して読み出される期間において、アライメントを少なくとも２回行うことがより好ましい。
【００７７】
図１３には、放射線撮像装置１００の第３動作例が示されている。第３動作例では、１フレーム当たりに２回のアライメントがアライメント部２０３によって行われる。時刻ｔ１で撮像モードが設定され撮像の開始が指示された後、時刻ｔ３６１〜時刻ｔ３６２の期間においてアライメント部２０３によってアライメントが行われる。また、サンプリング駆動期間（ＳＤ）であるｔ３６５〜ｔ３６６、ｔ３６９〜ｔ３７０、ｔ３７３〜ｔ３７４の各期間においてもアライメント部２０３によってアライメントが行われる。さらに、リセット駆動期間（ＲＤ）であるｔ３６３〜ｔ３６４、ｔ３６７〜ｔ３６８、ｔ３７１〜ｔ３７２の各期間においてもアライメント部２０３によってアライメントが行われる。リセット駆動期間（ＲＤ）およびサンプリング駆動期間（ＳＤ）では読出駆動ＲＥＡＤが行われないので、シリアルパラレル変換部２０１のリセットや、ＡＤ変換器からテストパターンを出力する動作も画像データに影響しない。
【００７８】
図１３に示された例では、あるフレームについて読出駆動ＲＥＡＤを行っている間に次のフレームの同期信号ＳＹＮＣを受信して、読出駆動ＲＥＡＤが中断され、リセット駆動ＲＤが開始されている。そして、リリセット駆動セット駆動ＲＤが終了してから、中断された読出駆動ＲＥＡＤが再開されている。中断される前のＮフレーム目の読出駆動ＲＥＡＤがＲＮ−ａとして示され、リセット駆動ＲＤが終了してから再開されたＮフレーム目の読出駆動ＲＥＡＤがＲＮ−ｂとして示されている。
【００７９】
時刻ｔ３７５で静電気等の外来ノイズにより、シリアルパラレル変換部２０１でビットずれが発生したとする。第３動作例では、ｔ３７１〜ｔ３７２においてアライメントが行われるので、ｔ３７２以降はビットずれのない正常な状態となる。図１３に示された第３動作例では、静電気等の外来ノイズによるビットずれで読出駆動Ｒ２−ａで読み出された画像が異常になるが、読出駆動Ｒ２−ｂで読み出された画像では正常に復帰している。
【００８０】
このように、リセット駆動ＲＤをまたいで読出駆動ＲＥＡＤを行うような撮像モードにおいては、リセット駆動ＲＤの期間およびサンプリング駆動ＳＤの期間においてアライメントを行いうる。これにより、１フレーム当たりに２回のアライメントを行うことができる。第３動作例によれば、仮に時刻ｔ３７５において静電気等の外来ノイズによるビットずれが起きた場合でも、次の読出駆動ＲＥＡＤの開始の前にビットずれを修正することができ、画像への影響を最小限に抑えることができる。
【００８１】
以上の動作は、ダイナミックレンジ拡張を行う動作モードに関して説明されたが、本発明は、ダイナミックレンジ拡張を行わない動作モードに関しても適用可能である。
【００８２】
図２０を参照しながら、放射線撮像システムＳＹＳをＣアーム型放射線透視診断システムに適用した例を説明する。放射線撮像装置１００および放射線源１０４は、Ｃ型アームｃｒの両端に固定されている。このシステムでは、アームｃｒを回転させて被検体に対する放射線の照射角度を変えながら放射線撮像（３Ｄ撮像）を行う。放射線撮像装置１００で得られた画像データは、例えばケーブルを介して処理部１０１に出力される。処理部１０１は、該画像データに基づいて三次元の放射線画像を形成し、表示部１０２に表示させる。
【符号の説明】
【００８３】
１００：放射線撮像装置、１０５：撮像部、１０８：ＡＤ変換部、２０１：シリアルパラレル変換部、２０３：アライメント部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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