(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
行列状に配置された画素を有し、照射された放射線を放射線量に応じた電荷に変換するセンサと、
制御クロックに同期したスイッチング動作を行うことにより、少なくとも前記センサに電源を供給するためのスイッチング電源と、
前記画素のスイッチング素子を前記制御クロックに同期して行ごとに順次オン・オフすることによって前記センサから電荷に応じた信号を読み出す読出駆動を、所定の周期で繰り返し入力される撮影同期信号の入力後の前記制御クロックの所定の位相から開始する読出手段と、
前記所定の周期で繰り返される前記撮影同期信号の入力タイミングが、前記制御クロックに対して同じ位相となるように、前記撮影同期信号の各周期において前記制御クロックの位相を調整する調整手段と、を備えることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項２】
前記調整手段は、前記位相の調整を、前記読出手段による前記読出駆動が行われていないタイミングで行うことを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
【請求項３】
前記調整手段は、前記読出手段による１つの画像の読出駆動の終了から照射開始までの間に前記位相の調整を行うことを特徴とする請求項２に記載の放射線撮影装置。
【請求項４】
前記調整手段は、前記撮影同期信号の間隔と、前記読出駆動が特定の行について行う読出しの間隔との差分に基づいて前記位相の調整量を決定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
【請求項５】
前記撮影同期信号の間隔と、前記読出しの間隔との差分を測定する測定手段をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の放射線撮影装置。
【請求項６】
前記測定手段は、前記差分を複数のフレームについて取得し、
前記調整手段は、前記測定手段により得られた複数の差分の平均値に基づいて前記位相の調整量を決定することを特徴とする請求項５に記載の放射線撮影装置。
【請求項７】
前記スイッチング電源は、異なるスイッチング周波数で動作する複数のスイッチング電源を含み、
前記読出手段は、複数のスイッチング電源におけるスイッチング動作のための異なる周波数の複数の制御クロックの位相が揃うタイミングで前記読出駆動を開始し、
前記調整手段は、前記撮影同期信号の入力タイミングと前記複数の制御クロックの位相が揃うタイミングとの時間差が一定になるように、前記撮影同期信号の各周期において前記複数の制御クロックの位相を調整することを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
【請求項８】
前記調整手段は、前記時間差を測定し、測定された前記時間差をそれぞれの制御クロックの周期で割った余りに基づいてそれぞれの制御クロックの位相を調整することを特徴とする請求項７に記載の放射線撮影装置。
【請求項９】
前記調整手段による制御クロックの調整が開始された後に、オフセット補正用の画像の取得および放射線画像の取得を実行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影装置。
【請求項１０】
少なくとも撮影同期信号の間隔が異なる撮影モードを含む複数の撮影モードの各々について、前記調整手段による位相の調整量を登録したテーブルをさらに備え、
前記調整手段は、通知された撮影モードに応じた調整量を前記テーブルより取得することを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
【請求項１１】
少なくとも撮影同期信号の間隔が異なる撮影モードを含む複数の撮影モードの各々における前記調整手段による位相の調整量を、前記複数のスイッチング電源のそれぞれについて登録したテーブルをさらに備え、
前記調整手段は、通知された撮影モードに応じた調整量を前記テーブルより取得することを特徴とする請求項７に記載の放射線撮影装置。
【請求項１２】
前記時間差を測定し、測定された前記時間差をそれぞれの制御クロックの周期で割った余りに基づいてそれぞれの制御クロックの位相の調整量を取得する取得手段と、
前記取得手段で取得された調整量に基づいて前記テーブルを補正する補正手段と、を備えることを特徴とする請求項１１に記載の放射線撮影装置。
【請求項１３】
行列状に配置された画素を有し、照射された放射線を放射線量に応じた電荷に変換するセンサと、
制御クロックに同期したスイッチング動作を行うことにより、少なくとも前記センサに電源を供給するためのスイッチング電源と、
前記画素のスイッチング素子を前記制御クロックに同期して行ごとに順次オン・オフすることによって前記センサから電荷に応じた信号を読み出す読出駆動を行う読出手段と、を備える放射線撮影装置の制御方法であって、
前記読出駆動を、所定の周期で繰り返し入力される撮影同期信号の入力後の前記制御クロックの所定の位相から開始させ、前記制御クロックに同期して実行させる制御工程と、
前記所定の周期で繰り返される前記撮影同期信号の入力タイミングが前記制御クロックに対して同じ位相となるように、前記撮影同期信号の各周期において前記制御クロックの位相を調整する調整工程と、を有することを特徴とする放射線撮影装置の制御方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載された制御方法の各工程をコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線撮影装置とその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、放射線画像を生成する放射線画像検出器が医療画像診断において利用されている。放射線画像検出器は、放射線発生装置から照射され、被写体を透過した放射線の強度分布を検出することにより、放射線画像を生成する。一般的な放射線画像検出器は、放射線を電荷に変換する変換素子とスイッチ素子とを含む画素が２次元状に配列されたセンサを有する。放射線画像検出器では、各画素において変換素子で変換された電荷が蓄積され、スイッチ素子の駆動により各画素から電荷が読み出され、放射線画像が生成される。
【０００３】
放射線画像検出器は、放射線発生装置が放射線を発生するタイミングと放射線画像検出器が放射線を検出するタイミングとが同期するように制御される。この制御を実現するため、特許文献１では、放射線撮影装置が、外部の画像処理装置およびシステム制御装置から同期信号を受け取ることにより、撮影動作および画像出力動作を行っている。
【０００４】
一方で放射線画像検出器は、内部に、センサや内部回路に電圧を供給するＤＣ／ＤＣ電源などのスイッチング電源を含む。スイッチング電源は、高周波でスイッチングされるため、高周波の放射ノイズや、電源の伝搬経路をたどる高周波の伝搬ノイズを発生させる。そのため、スイッチング電源のスイッチングに基づくノイズは、放射線画像検出器が生成する放射線画像にノイズを発生させる要因となる。
【０００５】
特許文献２には、２次元状に配列された画素における各ラインの選択をスイッチング電源のスイッチングの周期の整数倍の周期で行い、且つ、各ラインで同じタイミングでスイッチングと電荷の読み出しを行う放射線画像検出器が開示されている。このような制御により、放射線画像中のノイズが目立たなくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−２８０３３号公報
【特許文献２】特許第４２３５５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２は、特許文献１に記載したような、放射線画像検出器の外部から送信される撮影同期信号に応じて放射線画像の生成を行う場合について、何等考慮していない。放射線画像検出器は、撮影同期信号とスイッチング電源のスイッチング動作とに同期する場合、撮影同期信号を受け取ってから、スイッチング周波数に合わせて駆動を開始することとなる。しかし、撮影同期信号とスイッチング動作は同期関係にないため、撮影同期信号を受け取ってからスイッチング動作に合わせた動作を開始するまでの時間において、最大でスイッチング周波数の周期分の蓄積時間のばらつきが生じる。このようなばらつきが生じると、放射線画像の取得毎に電荷の蓄積時間が変化してしまい、放射線画像毎に輝度（画素値）が異なるおそれがある。
【０００８】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、センサの駆動をスイッチング電源のスイッチング動作に同期させた場合に生じる蓄積時間の変動を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために本発明の一実施形態に係わる放射線撮影装置は以下の構成を備える。すなわち、
行列状に配置された画素を有し、照射された放射線を放射線量に応じた電荷に変換するセンサと、
制御クロックに同期したスイッチング動作を行うことにより、少なくとも前記センサに電源を供給するためのスイッチング電源と、
前記画素のスイッチング素子を前記制御クロックに同期して行ごとに順次オン・オフすることによって前記センサから電荷に応じた信号を読み出す読出駆動を、所定の周期で繰り返し入力される撮影同期信号の入力後の前記制御クロックの所定の位相から開始する読出手段と、
前記所定の周期で繰り返される前記撮影同期信号の入力タイミングが、前記制御クロックに対して同じ位相となるように、前記撮影同期信号の各周期において前記制御クロックの位相を調整する調整手段と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、スイッチング電源のスイッチング動作に同期してセンサを駆動することにより生じていた蓄積時間の変動が低減される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態の放射線撮像システムの構成例を示す図。
【図２】第１実施形態の放射線画像検出器のハードウェア構成図。
【図３】第１実施形態のアンプＩＣ・ＡＤＣの構成例を示す図。
【図４】第１実施形態によるスイッチング電源のための機能構成を説明する図。
【図５】撮影同期信号、放射線照射およびセンサ駆動状態のタイミングチャート。
【図６】センサ読み出しの行配線単位のタイミングチャート。
【図７】スイッチング電源に起因したノイズとサンプル＆ホールドの関係を示す図。
【図８】第１実施形態の撮影同期信号とセンサ読出し動作のタイミングチャート。
【図９】第１実施形態による蓄積時間の増減量の算出を説明するタイミングチャート。
【図１０Ａ】第１実施形態による制御クロックの調整を説明するタイミングチャート。
【図１０Ｂ】第１実施形態による制御クロックの調整を説明するタイミングチャート。
【図１１】第２実施形態によるスイッチング電源のための機能構成を説明する図。
【図１２】第２実施形態による制御クロックの調整を説明するタイミングチャート。
【図１３】第３実施形態による放射線照射とセンサ駆動形態のタイミングチャート。
【図１４】撮影モード毎の位相調整量を登録したテーブルのデータ構成例を示す図。
【図１５】第１実施形態による制御クロックの調整処理を説明するフローチャート。
【図１６】第３実施形態による制御クロックの調整処理とテーブルの更新処理を説明するフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施形態のいくつかについて説明する。
【００１３】
＜第１実施形態＞
図１に放射線画像検出器１００を用いた放射線撮像システムの構成例を示す。第１実施形態の放射線撮像システムは、放射線撮影装置としての放射線画像検出器１００と、放射線発生装置１０１と、接続装置１０４と、曝射スイッチ１０３と、中継装置１０５と、制御装置１０２を有する。曝射スイッチ１０３が押されると、放射線発生装置１０１は、通信を媒介する接続装置１０４と中継装置１０５とを介して、放射線画像検出器１００と、放射線の照射および撮影を行うための撮影同期信号を含む制御信号のやり取りを行う。放射線画像検出器１００によって撮影された放射線画像は、中継装置１０５を介して、制御装置１０２に送られ、制御装置１０２により表示器に表示される。また、制御装置１０２は放射線発生装置１０１とも接続されており、放射線撮影システム全体の制御を行うことが可能である。
【００１４】
放射線画像検出器１００は、内部にセンサ１１２と、読出部１１３と、スイッチング電源１１０と、制御部１０６を有する。スイッチング電源１１０は、中継装置１０５で商用電源から変換された直流電源の電圧を変換し、少なくともセンサ１１２を含む各部へ必要な電力を供給する。センサ１１２は照射された放射線を放射線量に応じた電荷に変換する。読出部１１３は、撮影同期信号とスイッチング電源１１０のスイッチング動作のための制御クロックに同期してセンサ１１２から電荷に応じた信号（画像信号）を読み出す。こうして、センサ１１２が得た画像信号（放射線の照射量の情報）は、読出部１１３によって読み出され、放射線画像データとして制御部１０６へ送られる。制御部１０６は、放射線画像データを、中継装置１０５を介して制御装置１０２へ送る。この際、制御部１０６が、読出部１１３から送られた放射線画像データに対して、オフセット補正、ゲイン補正、欠陥補正の機能を用いて、信号／画像処理を施したうえで、中継装置１０５へ送るようにしてもよい。
【００１５】
また、本実施形態の制御部１０６は、スイッチング電源１１０のスイッチング動作を制御するための、クロック発生部１０７と、位相測定部１０８と、位相調整部１０９とを有する。クロック発生部１０７により供給される制御クロックにより、スイッチング電源１１０のスイッチング動作が行われる。したがって、制御クロックの周波数はスイッチング周波数と等しい。位相測定部１０８は、放射線発生装置１０１から送られた撮影同期信号に対して、クロック発生部１０７が発生したスイッチング周波数の位相差を測定する機能を有する。位相調整部１０９は、周期的に発生する撮影同期信号のタイミングが、制御クロックの同じ位相となるように、撮影同期信号の各周期において制御クロックの位相を調整する。本実施形態では、位相調整部１０９は、位相測定部１０８により測定された位相差を基に、クロック発生部１０７が発生する制御クロックの位相を調整する。
【００１６】
なお、図１に示した構成は一例であり、放射線画像検出器１００を用いるために接続され得る機器は図示のものに限定されないことは言うまでもない。また、機器間の接続は無線／有線のいずれでもよいし、機器の接続順序も図示のものに限定されない。また、得られた放射線画像に対する補正処理についても、その方法は限定されない。
【００１７】
図２に放射線画像検出器１００に実装されるセンサ１１２、読出部１１３および制御部１０６のハードウェア構成例を示す。制御部１０６はＣＰＵ２０７と、ＦＰＧＡ２０８（Field-Programmable Gate Array）と、ＲＯＭおよび／またはＲＡＭを含むメモリ２０９とを具備する。制御部１０６では、ＣＰＵ２０７によるメモリ２０９に格納されたプログラムの実行、ＦＰＧＡ２０８による処理動作、および／または、ＣＰＵ２０７とＦＰＧＡ２０８の協働により、クロック発生部１０７、位相測定部１０８、位相調整部１０９の機能が実現される。
【００１８】
センサ１１２は、ドライブＩＣ２０３と、光電変換素子２０４とスイッチ素子２０５とで構成される複数の画素２０６を具備する。画素２０６の個数は、放射線画像検出器１００の画素数である。読出部１１３は、信号を増幅するアンプＩＣとアナログ信号をデジタル信号へと変換するＡＤＣ（Analog Digital Converter）とで構成される信号取得回路２０２を有する。ドライブＩＣ２０３は、行配線（ライン）を選択して駆動し、その選択された行配線に接続されている画素２０６のスイッチ素子２０５をＯＮにする。スイッチ素子２０５がＯＮになった画素２０６からは、光電変換素子２０４に蓄積されている画像信号（電荷）が列配線に出力される。列配線に出力された画像信号は、信号取得回路２０２により増幅され、デジタルデータへ変換される。ドライブＩＣ２０３が制御部１０６の制御下で行配線を順次に選択し、信号取得回路２０２が列配線に出力された画像信号をデジタル化していくことにより画像データ（放射線画像）が得られる。
【００１９】
図３に信号取得回路２０２の内部構成例を示す。アンプＩＣ部分は、各列配線に対してプリアンプ３０１と、コンデンサ３０２、３０５、３０６と、スイッチ素子３０３と３０４とを有する。光電変換素子２０４から列配線に出力された信号は、プリアンプ３０１とコンデンサ３０２とで構成される積分回路によって増幅される。スイッチ素子３０３をＯＮにすることで増幅された信号に対応する電荷がコンデンサ３０５に蓄積され、スイッチ素子３０４をＯＮすることで増幅された信号に対応する電荷がコンデンサ３０６に蓄積される。本実施形態では、スイッチ素子３０３をＯＮすることでシグナルサンプル＆ホールドが、スイッチ素子３０４をＯＮすることでノイズサンプル＆ホールドが行われる。シグナルサンプル＆ホールド、ノイズサンプル＆ホールドについては後述する。コンデンサ３０５に蓄積された電荷とコンデンサ３０６に蓄積された電荷を比較器３０７により比較することで、光電変換素子２０４が電荷の蓄積中にも出力する信号分を除いた正味の増幅蓄積信号が得られる。得られた増幅蓄積信号は、ＡＤＣ３０８によってデジタル化され、画像データとして制御部１０６へ送られる。このとき制御部１０６は受け取った画像データに対して信号処理、あるいは画像処理を行ってもよい。なお、図２、図３に示した構成は一例であり、これに限定されるものではない。
【００２０】
図４に放射線画像検出器１００内部の制御部１０６と、スイッチング電源１１０の構成例を示す。ＦＰＧＡ２０８内部のクロック発生部１０７は、放射線画像検出器１００内部の水晶発振器（不図示）などによって生成されたクロックを逓倍・分周することにより、スイッチング電源１１０のスイッチング動作用の制御クロックを発生する。また、位相測定部１０８は、放射線発生装置１０１から送られた撮影同期信号と、クロック発生部１０７が発生した制御クロックとの位相差を測定する。位相調整部１０９は、位相測定部１０８によって測定された位相差に基づいて、クロック発生部１０７が発生した制御クロックの位相を調整する。スイッチング電源１１０は調整された制御クロックによってスイッチング動作を行い、中継装置１０５で商用電源から変換された直流電源の電圧ＶＩＮを、電圧の異なるＶＯＵＴへ変換する。変換された電圧ＶＯＵＴは、センサ１１２の電源として使用される。また、変換された電圧ＶＯＵＴを不図示のＬＤＯ（Low Drop Out）レギュレータによってさらに変換し、読出部１１３や制御部１０６内部の回路の電源として用いることも可能である。
【００２１】
図５に放射線照射とセンサ１１２の駆動状態のタイミングチャートを示す。図５において、５０１はフレームのタイミング、５０２は放射線発生装置１０１より送信される撮影同期信号のタイミングを示している。また、５０３は放射線発生装置１０１より照射される放射線照射のタイミング、５０４はドライブＩＣ２０３が制御するセンサ駆動状態のタイミングを示している。Ｔｆは１フレームの時間、Ｔ１は撮影同期信号間の時間、Ｔ２ａはセンサ駆動により各々の光電変換素子２０４が蓄積中となる時間（一つの行配線についての読み出し終了から次の読み出しまでの間隔）をそれぞれ示している。撮影同期信号５０２が入力されると、センサ駆動状態５０４で示されるようにドライブＩＣ２０３によって行配線を単位としてスイッチ素子２０５のＯＮ／ＯＦＦが繰り返され、信号取得回路２０２による列配線からの信号の読出しが行われる。このとき、複数の行配線を同時に動作させるようにしてもよいし、行配線の読み飛ばしを行ってもよい。
【００２２】
スイッチ素子２０５のＯＮ／ＯＦＦによる信号の読み出しが終了した後、センサ駆動状態は蓄積状態となる。蓄積状態の期間中に放射線照射５０３のタイミングで放射線発生装置１０１より放射線が照射されると、照射された放射線によって各画素の光電変換素子２０４に電荷が蓄積される。光電変換素子２０４に蓄積された電荷はセンサ駆動状態５０４が次に動作する際に読み出され、画像化される。動画撮影においては、動画の各フレームについて前述の動作が繰り返される。このとき、撮影された画像から、放射線を照射しない状態で取得されたオフセット画像を引き算するオフセット補正を行うことでより鮮明な画像を得ることが可能である。なお、オフセット画像は、動画撮影に先立って取得されたものを用いればよい。また、動画のフレームレートによって、放射線照射５０３のタイミングと、センサ駆動状態５０４とを調整してもよい。
【００２３】
図６にセンサ読み出しの行配線単位のタイミングチャートを示す。また、図７にスイッチング電源１１０が発生するスイッチングノイズが重畳された信号とサンプル＆ホールドの関係を示す。
【００２４】
図６において、６０１は選択された行配線を切り替える切り替え信号のタイミングを示す。ドライブＩＣ２０３は切り替え信号６０１に応じて行配線の選択を順次に切り替える。ドライブＩＣ２０３は、切り替え信号６０１に応じて、選択された行配線に接続されている画素２０６のスイッチ素子をＯＮにする。センサ駆動状態５０４のタイミングに示されるように、ドライブＩＣ２０３は、選択したラインに接続されているスイッチ素子２０５のＯＮ、ＯＦＦを切り替える。スイッチ素子２０５は、切り替え信号６０１から所定時間ＴｏｎだけＯＮ状態となり、その後の残りの期間（ＴＬ−Ｔｏｎの期間）はＯＦＦ状態となる。
【００２５】
６０２は信号取得回路２０２のＡＤＣ３０８で行われるサンプル＆ホールドのタイミング、６０３はスイッチング電源１１０に入力される制御クロックのタイミングをそれぞれ示す。ＴＬは１つの行配線の読み出し時間を示している。１つのＴＬの期間において、スイッチ素子２０５がＯＮの状態でのシグナルサンプル＆ホールドと、スイッチ素子２０５がＯＦＦの状態でのノイズサンプル＆ホールドとが行われる。前述の通り、シグナルサンプル＆ホールドとノイズサンプル＆ホールドで得られた信号の比較により、正味の増幅蓄積信号が得られる。
【００２６】
図７に示すようにスイッチング電源１１０はスイッチング周波数と同期して、リップルノイズ（簡易的に三角波として表す）と、スイッチングのタイミングで発生するスパイクノイズとを発生する。リップルノイズとスパイクノイズは空間を伝播する放射ノイズや伝送路を伝搬する伝搬ノイズとして信号成分に影響を及ぼす。このため、ノイズの影響を統一させるためには、すべての行配線におけるシグナルサンプル＆ホールドとノイズサンプル＆ホールドを、スイッチング動作（制御クロック）と同期させる必要がある。そのためには、各フレームの開始と行配線の切り替えとが、スイッチング電源１１０のスイッチング動作（制御クロック）と同期している必要がある。また、低ノイズの画像を取得するためには、スイッチングノイズ（リップルノイズとスパイクノイズ）の影響が小さくなるタイミング（たとえばタイミング７０１）でサンプル＆ホールドを行うことが望ましい。
【００２７】
図８に撮影同期信号とセンサ読出しのタイミングチャートを示す。撮影同期信号５０２をトリガとし、制御クロック６０３と同期してセンサ駆動（センサ駆動状態５０４）を行う。図８の例では、撮影同期信号５０２の直後の制御クロック６０３の立ち上がりからセンサ駆動が開始される。撮影同期信号５０２の周期をＴ１、蓄積時間をＴ２ａとし、たとえばＴ１とＴ２ａが図８に示されるような関係にあるとすると、フレーム毎にＴｎで示した蓄積時間の増減が発生する場合がある。この場合、放射線画像の取得毎に電荷の蓄積時間Ｔ２が変化してしまい、放射線画像毎に輝度（画素値）が異なるおそれがある。
【００２８】
位相測定部１０８は、撮影同期信号の間隔と、読出部１１３による、センサ１１２の一つの行配線からの読出しの間隔とを測定する。図９は、本実施形態の位相測定部１０８が行う、撮影同期信号と制御クロック（スイッチング動作）の間の位相差の算出の一例を説明するタイミングチャートである。本実施形態では放射線撮影前に行う、放射線照射を伴わない撮影フレームを利用して撮影同期信号と制御クロックの位相差を算出する。なお、位相差の算出を行うのに利用可能な、放射線照射を伴わない撮影フレームとしては、以下のセンサ駆動が実行されるフレームをもちいることができる。
・待機中に行われるセンサ保護が目的のセンサ駆動。
・センサの温度を平衡状態にするためのセンサ駆動。
・フレームレートなどのパラメータが異なる撮影に切り替える際のセンサ状態を整えるためのセンサ駆動。
【００２９】
たとえば、放射線照射を伴わない撮影フレームにおいて、位相測定部１０８は、放射線発生装置１０１より送信される撮影同期信号を受け取った後、次の撮影同期信号が入力されるまでの時間Ｔ１を、タイマ回路を用いてカウントする。そのようなタイマ回路は、たとえばＦＰＧＡ２０８にあらかじめ作成される。また、これと並行して、位相測定部１０８は、特定の行配線（たとえば第１番目の行配線）の駆動間隔Ｔ２をカウントする。駆動間隔Ｔ２も、ＦＰＧＡ２０８にあらかじめ作成したタイマ回路を用いてカウントされ得る。なお、蓄積時間は、厳密には上述したようにセンサ駆動状態（スイッチ素子２０５）をＯＦＦにしてから次にＯＮされるまでの間隔（図５、図８のＴ２ａ）である。しかしながら、以下に説明されるように、駆動間隔Ｔ２を用いて蓄積時間を一定にするための制御クロックの調整量を得ることができる。以下、便宜上、駆動間隔Ｔ２を蓄積時間とみなし、駆動時間Ｔ２と撮影同期信号の間隔Ｔ１との差分を蓄積時間の増減時間とみなす。
【００３０】
本実施形態では、撮影同期信号の間隔Ｔ１と、読出部１１３による一つの行配線の読出しの間隔である時間間隔Ｔ２との間の差分に基づいて位相の調整量が決定される。Ｔ１とＴ２の差分は、ＦＰＧＡ２０８にあらかじめ作成した減算回路（不図示）を用いて取得される。以下、この差分を、撮影同期信号の周期Ｔ１に対する蓄積時間の増減時間Ｔｎとする。そして、蓄積時間の増減時間Ｔｎを、スイッチング周波数の周期から制御クロックに対する位相差に換算する。尚、スイッチング電源の一般的なスイッチング周波数は数百ｋＨｚから数ＭＨｚである。仮にスイッチング周波数が５００ｋＨｚとすると、スイッチング周波数の周期分の２μｓまでの範囲で蓄積時間の増減が発生する。
【００３１】
図１０Ａは、位相調整部１０９が行う、制御クロックの位相調整を説明するタイミングチャートである。図１０Ａでは、撮影同期信号の間隔が、Ｔｃ×（ｍ＋０．５）の場合の位相調整の様子を示している（但し、Ｔｃは制御クロックの１周期、ｍは自然数）。図１０Ａにおいて、１００１は位相調整を行わない場合の制御クロック、１００２は制御クロック１００１に同期したセンサ駆動のタイミングを示す。また、１００３は本実施形態の位相調整が行われる制御クロック、１００４は制御クロック１００３に同期したセンサ駆動のタイミングを示す。位相調整部１０９は、位相測定部１０８が測定した位相差に基づいて制御クロックの位相を調整する。図１０Ａでは、位相の調整が行われない制御クロック１００１に示すように、１フレームごとにスイッチング周波数の半周期分の蓄積時間の増減Ｔｎが発生している。そのため、制御クロック１００３に示すようにスイッチング周波数の半周期分（−１８０°）の時間の位相調整を行っている。
【００３２】
図１０Ｂを用いて、撮影同期信号の間隔がＴｃ×（ｍ＋０．５）以外の場合の位相調整について更に説明する。蓄積時間図１０（Ｂ）の（ａ）と（ｂ）の撮影同期信号は、同じ周期Ｔ１で発生するものである。しかしながら、駆動間隔Ｔ２の測定時における撮影同期信号と制御クロックの位相との関係の違いにより、測定される駆動間隔Ｔ２が異なる値となる。その結果、それぞれの蓄積時間の測定結果を用いて算出される増減時間Ｔｎ１とＴｎ２が異なるものとなっている。なお駆動間隔の開始が制御クロックに同期しているので、Ｔｎ１とＴｎ２の絶対値の和は、制御クロックの周期Ｔｃと等しくなる。
【００３３】
図１０Ｂの（ａ）において、第ｎフレームで位相測定部１０８は撮影同期信号５０２の間隔Ｔ１と駆動間隔Ｔ２を測定する。位相調整部１０９は以降の各フレームにおいて、位相をＴｎ１（＝Ｔ１−Ｔ２）だけずらす。図１０Ｂの（ａ）の場合、Ｔ１＞Ｔ２なので、Ｔｎ１は正の値であり、制御クロックの周期がＴｎ１だけ遅れるように位相をずらす。より具体的には、各フレームにおいて、２π・Ｔｎ１／Ｔｃだけ位相を遅らせる。その結果、撮影同期信号５０２の発生タイミングから制御クロックの立ち上がりまでの時間が各フレームで揃うことになり、同一の駆動間隔Ｔ２’による撮影が実行され、蓄積時間も各フレームで等しくなる。
【００３４】
図１０Ｂの（ｂ）では、位相測定部１０８により測定された撮影同期信号５０２の間隔Ｔ１が測定された時間間隔Ｔ２よりも小さい場合（Ｔ１＜Ｔ２）の制御クロックの調整を示す。この場合、増減時間Ｔｎ２は負の値となるので、各フレームにおいて制御クロックの周期を｜Ｔｎ２｜だけ進めるように位相をずらす。より具体的には、各フレームにおいて、２π・｜Ｔｎ２｜／Ｔｃだけ位相を進める。これにより、図１０Ｂの（ｂ）に示されるように、制御クロックが調整されたフレームでは、撮影同期信号５０２の発生時から制御クロックの立ち上がりまでの時間が揃うことになる。
【００３５】
なお、図１０Ｂの（ａ）と（ｂ）において、制御クロックが調整されたフレームにおける読出しの時間間隔Ｔ２’は等しい。上述したように、Ｔｎ１＋｜Ｔｎ２｜＝Ｔｃであり、Ｔｎ１だけ位相を遅延させることと、Ｔｎ２だけ位相を進めることは、同じ結果を提供するからである。
【００３６】
なお、撮影同期信号の周期Ｔ１と時間間隔Ｔ２を測定するフレームはオフセット補正用の画像（暗画像）を得る前とし、オフセット補正の取得と放射線画像の取得は調整された制御クロックが用いられるようにする。したがって、撮影同期信号から撮影開始までに２フレームの放射線照射を伴わない撮影フレームが必要となる。
【００３７】
図１５は、第１実施形態による制御部１０６の動作を示すフローチャートである。本実施形態では、ＦＰＧＡ２０８により実現される位相測定部１０８と位相調整部１０９により図１５に示す処理が実現される。但し、図１５に示す処理の少なくとも一部が、ＣＰＵ２０７がメモリ２０９に格納されたプログラムを実行することにより実現されてもよい。
【００３８】
位相測定部１０８は、撮影同期信号の間隔Ｔ１と読出部１１３による読出しの間隔Ｔ２を測定する（ステップＳ１５０１）。続いて、位相測定部１０８は、測定されたＴ１とＴ２の差分を算出し（ステップＳ１５０２）、算出された差分を制御クロックの周期で割ることにより位相に換算し、位相の調整量を決定する（ステップＳ１５０３）。そして、位相調整部１０９は、決定された調整量でもって、撮影同期信号の各周期において制御クロックの位相を調整する。放射線画像検出器１００は、こうして制御クロックの調整を開始すると、たとえば放射線発生装置１０１に曝射許可を通知することにより、放射線撮影を開始する。
【００３９】
以上のように、毎フレームにおいて蓄積時間の増減分に基づいてスイッチング周波数の位相調整を行うことで、撮影同期信号５０２が入力されてからスイッチング動作のための制御クロックの最初立ち上がりまでの時間が揃う。結果、位相調整されたすべてのフレームの撮影において、蓄積時間が同じになる。尚、スイッチング周波数の位相を変更するタイミングでは、スイッチング電源１１０で作られる電圧が変化する。そのため、位相の調整は、読出部１１３による読出しが行われていないタイミングなど、影響が小さいタイミングで実施するのが好ましい。より好ましくは、前記読出手段による１つの画像（フレーム）の読出しの終了から照射開始までの間（たとえば、図８の間隔８０１の間）に位相の調整が行われるようにする。
【００４０】
なお、上記実施形態では、蓄積時間の増減時間Ｔｎの算出のために１つのフレームに対応する同期信号の間隔Ｔ１と読出しの間隔Ｔ２を測定したが、これに限られるものではない。複数のフレームを使用してＴ１とＴ２を取得するようにしてもよい。また、間隔Ｔ１または間隔Ｔ２の少なくとも一方を複数のフレームについて取得するようにしてもよい。複数のフレームを用いた場合、複数の増減時間Ｔｎが得られるので、それらの平均値を用いることができ、精度が向上する。ただし、同期信号の間隔Ｔ１と読出しの間隔Ｔ２の差である増減時間Ｔｎは、上述したように正の値であるＴｎ１と負の値であるＴｎ２の２種類が得られる場合がある。Ｔｃ＝|Ｔｎ１|＋|Ｔｎ２|なので、たとえば、負の値である間隔Ｔ２の絶対値を制御クロックの周期Ｔｃから引いた値を用いて平均値を計算すれば、Ｔｎ１に対応する平均値が得られることになる。その他、本実施形態の制御クロックの調整方法を実現するための構成は上記の限りではない。
【００４１】
＜第２実施形態＞
図１１は第２実施形態の放射線画像検出器１００における制御部１０６とスイッチング電源１１０の構成例を示す図である。第２実施形態の放射線画像検出器１００は、異なるスイッチング周波数で動作する複数のスイッチング電源１１０ａ〜１１０ｃを有する。また、ＦＰＧＡ２０８は、複数のスイッチング電源１１０ａ〜１１０ｃに対応して、クロック発生部１０７ａ〜１０７ｃ、位相測定部１０８ａ〜１０８ｃ、位相調整部１０９ａ〜１０９ｃを含む。図１１では一例として３種類のスイッチング電源１１０を持つ場合について図示したが、スイッチング電源１１０の個数はこの限りではない。また、各スイッチング電源より出力されるＶＯＵＴをＬＤＯレギュレータによってさらに変換してもよい。図１１に示す放射線画像検出器１００においても、第１実施形態のように、スイッチング電源１１０のスイッチング動作に起因したノイズの観点から、センサ駆動を各スイッチング動作と同期させることが望ましい。
【００４２】
図１２は、第２実施形態の放射線画像検出器１００において、複数のスイッチング電源のそれぞれについて制御クロックが調整される様子を示すタイミングチャートである。１２０１と１２０２と１２０３はそれぞれスイッチング電源１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃのスイッチング動作のための、調整が行われない制御クロックＡ〜Ｃを示す。１２０４は、調整が行われない制御クロック１２０１〜１２０３とセンサ駆動状態とのタイミング関係を示す。また、１２０５と１２０６と１２０７は、それぞれ位相測定部１０８が行った位相測定の結果に基づいて位相調整部１０９が位相調整を行った制御クロックＡ〜Ｃを示す。１２０８は、位相調整が行われた制御クロック１２０５〜１２０７とセンサ駆動状態とのタイミング関係を示す。
【００４３】
蓄積時間の増減を求める方法は第１実施形態と同様である。但し、第２実施形態では複数のスイッチング周波数が存在するので、複数のスイッチング電源におけるスイッチング動作のための異なる周波数の複数の制御クロックの位相が揃うタイミングで読出しを開始する。たとえば、蓄積時間の開始（読出部１１３によるセンサ１１２からの読出しの開始）は、すべての制御クロックの立ち上がりが最初に揃うタイミングに同期する。図１２の例では、撮影同期信号５０２の周期Ｔ１よりも、読出しの時間間隔Ｔ２の方が時間Ｔｎだけ短くなっている。位相測定部１０８ａ〜１０８ｃのそれぞれは、撮影同期信号の間隔Ｔ１と蓄積時間Ｔ２の間の増減時間Ｔｎを求め、Ｔｎをスイッチング周波数の周期で除した余りの時間を求めることで位相差を得る。なお、図１１では位相測定部をスイッチング電源ごとに設けたがこれに限られるものではない。たとえば、１つの測定部により増減時間Ｔｎを測定し、位相調整部１０９ａ〜１０９ｃのそれぞれが増減時間Ｔｎを用いて位相差を算出するようにしてもよい。
【００４４】
位相調整部１０９ａ〜１０９ｃの各々は、得られた位相差を用いて、制御クロックの位相を調整する。位相の調整は、同期信号のタイミングと複数の制御クロックの位相（たとえば立ち上がり）が揃うタイミングとの時間差が一定になるようになされる。この調整を毎フレームで実行することにより、撮影同期信号の発生時から、全ての制御クロックの立ち上がりが揃うタイミングまでの時間、すなわち撮影同期信号の発生時から蓄積開始までの時間が、全てのフレームで揃い、蓄積時間が一定になる。
【００４５】
図１２の例では、Ｔｃ２＝１．５×Ｔｃ１、Ｔｃ３＝２×Ｔｃ２、Ｔｎ＝２．５×Ｔｃ１であり、位相調整Ａ〜Ｃは以下のようになる。
・位相調整Ａ：Ｔｎ／Ｔｃ１の剰余が０．５であり、制御クロック１２０５の周期Ｔｃ１の半周期分（−１８０°）の時間の位相調整が行われる。
・位相調整Ｂ：Ｔｎ／Ｔｃ２の剰余が２／３であり、制御クロック１２０６の周期Ｔｃ２の２／３周期分（−２４０°）の時間の位相調整が行われる。
・位相調整Ｃ：Ｔｎ／Ｔｃ３の剰余が１／４であり、制御クロック１２０７の周期Ｔｃ３の１／４周期分（−９０°）の時間の位相調整が行われる。
【００４６】
尚、図１２では、全ての制御クロックについて同じタイミングで位相調整を行っているが、これに限られるものではない。各制御クロックについて、位相調整時に起こる電圧の変化の影響が小さいタイミングで個別に位相調整を行うようにしてもよい。
【００４７】
＜第３実施形態＞
図１３は第３実施形態の放射線画像検出器１００における、放射線照射とセンサの駆動形態のタイミングチャートの概略の一例である。第３実施形態の放射線画像検出器１００の構成では、放射線撮影直前もしくは直後に放射線照射を行わない状態での画像（Ｔｆで得られる画像）を取得し、放射線撮影画像（Ｔｘで得られる画像）のオフセット補正に用いる。なお、第３実施形態における放射線画像検出器１００の構成は第１実施形態（図１、図２、図４）と同様である。
【００４８】
本実施形態においても、第１実施形態と同様に、算出した蓄積時間の増減時間Ｔｎに基づいて制御クロックの位相調整を毎フレームについて行うことで、毎フレームの蓄積時間を揃えて撮影することが可能となる。また、放射線画像と、放射線を照射しないオフセット補正用の画像とを取得し、オフセット補正を行う静止画撮影においても、同様の手法により、撮影した画像間での輝度の増減を抑え、正確な静止画撮影を行うことが可能である。
【００４９】
＜第４実施形態＞
第１実施形態および第２実施形態では、撮影同期信号の間隔Ｔ１と読出しの時間間隔Ｔ２および増減時間Ｔｎ（位相調整量）を測定したがこれに限られるものではない。第４実施形態では、あらかじめ、撮影モード毎に蓄積時間の撮影同期信号の周期に対する増減値と、蓄積時間の増減値に対応する各スイッチング周波数における位相調整値を保持したテーブルを用いる。なお、各撮影モードでは、たとえば撮影同期信号の間隔が異なっており、これにより撮影モードごとに蓄積時間の増減値が異なるものとなっている。また、本実施形態では、２つのスイッチング周波数の異なる２つのスイッチング電源（周期が６のスイッチング電源と周期が５のスイッチング電源）が用いられる場合を示している。たとえば、Ｎｏ．１の撮影モードでは、蓄積時間の増減値が１２である。スイッチング周期が６の場合、その剰余は０となるので位相調整値は０°となる。また、スイッチング周期が５の場合、その剰余は２となるので、３６０°×２／５＝１４４°の位相調整が行われる。さらに、Ｎｏ．５の撮影モードでは、蓄積時間の増減値が６．０５である。スイッチング周期が６の場合、その剰余は０．０５となるので３６０°×０．０５／６＝３°となる。また、スイッチング周期が５の場合、その剰余は１．０５となるので、３６０°×１．０５／５＝７５．６°の位相調整が行われる。
【００５０】
撮影モードはたとえば、制御装置１０２へのユーザ操作に応じて放射線発生装置１０１に設定される。放射線発生装置は、放射線画像検出器１００に撮影モードを通知するとともに、撮影モードにしたがった撮影同期信号の送信を開始する。放射線画像検出器１００は、撮影モードの通知を受信すると、テーブルを参照して各スイッチング電源の制御クロックに対する位相調整値を設定する。たとえば、撮影モードＮｏ．３が通知された場合、スイッチング周波数１のスイッチング電源の制御クロックには１２０°、スイッチング周波数２のスイッチング電源の制御クロックには２１６°の位相調整量が設定される。
【００５１】
なお、テーブルを用いた補正精度を高めるため、放射線画像検出器は各モードに対して数値を更新するための補正モードを持つことが好ましい。補正モードにおける、蓄積時間の増減値の算出方法および各スイッチング周波数における位相の調整値の算出方法は第１実施形態、第２実施形態と同様である。
【００５２】
図１６は、第４実施形態による制御部１０６の動作を示すフローチャートである。本実施形態では、ＦＰＧＡ２０８の位相測定部１０８および位相調整部１０９の機能と、ＣＰＵ２０７がメモリ２０９に格納されたプログラムを実行することとにより実現される。なお、ＣＰＵ２０７とＦＰＧＡ２０８の機能分担は本実施形態で例示されたものに限られない。
【００５３】
ＣＰＵ２０７は、放射線発生装置１０１から撮影モードを受信する（ステップＳ１６０１）。なお、撮影モードは、制御装置１０２から受信されてもよい。続いて、ＣＰＵ２０７は、放射線画像検出器１００の動作モードが補正モードであるか否かを判定する。補正モードの設定は、放射線画像検出器１００に設けられた操作部（不図示）から設定されてもよいし、制御装置１０２から設定されてもよい。動作モードが補正モードでない場合、本実施形態では受信した撮影モードにしたがって放射線撮影が実行される。ます、位相調整部１０９は、図１４に示したようなテーブルを参照して、ステップＳ１６０１で受信した撮影モードに対して設定されている位相調整量を取得する。そして、位相調整部１０９は、テーブルの参照により取得した調整量を用いて、撮影同期信号の各周期において制御クロックの位相を調整する。放射線画像検出器１０１は、制御クロックの調整を開始すると、たとえば放射線発生装置１０１に曝射許可を通知することにより、放射線撮影を開始する。
【００５４】
一方、補正モードが設定されている場合には、位相測定部１０８が、撮影同期信号の間隔Ｔ１と読出部１１３による読出しの間隔Ｔ２を測定する（ステップＳ１６０３）。続いて、位相測定部１０８は、測定されたＴ１とＴ２の差分を算出し（ステップＳ１６０４）、算出された差分を制御クロックの周期で割ることにより位相に換算し、位相の調整量を決定する（ステップＳ１６０５）。複数のスイッチング電源が存在する場合には、それぞれの制御クロックについて位相の調整量が決定される。ＣＰＵ２０７は、決定された調整量を用いて、ステップＳ１６０１で受信した撮影モードに関するテーブルの内容（蓄積時間増減値や位相調整量）を更新する。
【００５５】
第４実施形態によれば、テーブルに登録された数値にしたがって、撮影のフレーム毎にスイッチング周波数の位相調整を行うことで、毎フレーム同じ時間の蓄積時間での撮影が可能となる。
【００５６】
以上説明したように、上記各実施形態によれば、生成した放射線画像を連続して表示させる動画撮影では、放射線画像間での輝度差を低減するように制御され、画面のちらつきが発生することを抑制し、良好な画像診断行うことができる。また、上記各実施形態では、主として動画撮影を説明したが、静止画撮影における放射線画像と補正用画像の撮影に適用することも可能である。たとえば、動画撮影の各フレームの撮影を、放射線画像の撮影、補整用画像の撮影にわりあてればよい。したがって、上記実施形態によれば、静止画撮影において、放射線画像と、放射線を照射せずに取得したオフセット補正のための補正用画像との間で蓄積時間を合わせるように制御することで、正確なオフセット補正が可能となる。
【００５７】
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１００：放射線画像検出器、１０１：放射線発生装置、１０２：制御装置、１０３：曝射スイッチ、１０４：接続装置、１０５：中継装置、１０６：制御部、１０７：クロック発生部、１０８：位相測定部、１０９：位相調整部、１１０：スイッチング電源、１１２：センサ、１１３：読出部
【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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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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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