(57)【要約】【課題】  被験者を撮影した後、暗電流を補正するために、更に露光しない状態にしてもう一度撮影を行う必要がなく、更に、固体撮像素子における画素毎の特性のばらつきに対応し、撮影時に電荷蓄積時間を考慮する必要がない暗電流の補正を達成する。【解決手段】  露光を受けて光電変換して電荷を蓄積する画素生成部と、露光を受けないで暗電流成分を蓄積する暗電流測定部とを備えた固体撮像素子を用いて、所定の露光時間における画素生成部の特定の画素又は画素列の暗電流測定部に対する暗電流成分の出力比を予め記憶しておき、撮像時において、画素生成部より取り出された蓄積電荷信号に対して出力比に基づいて撮影と同時に所定の演算処理を行って暗電流成分を除去した画像を取得する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光を受けて光電変換して電荷を蓄積する画素生成部と、露光を受けないで暗電流成分を蓄積する暗電流測定部とを備えた固体撮像素子を用いて、
所定の露光時間における上記画素生成部の特定の画素又は画素列の上記暗電流測定部に対する暗電流成分の出力比を予め記憶しておき、
撮像時において、上記画素生成部より取り出された蓄積電荷信号に対して上記出力比に基づいて撮影と同時に所定の演算処理を行って暗電流成分を除去した画像を取得することを特徴とする固体撮像素子の２次元画像生成方法。
【請求項２】
請求項１において、
上記暗電流成分を除去するにあたり、上記画素生成部の特定の画素又は画素列の蓄積電荷信号の露光時間に対する出力変化の傾きと、上記暗電流測定部での画素又は少なくとも1列の蓄積電荷信号の露光時間に対する出力変化の傾きとの比を求め、
この傾きの比に基づいて、所定の演算処理を行うことによって２次元画像を生成することを特徴とする固体撮像素子の２次元画像生成方法。
【請求項３】
請求項２において、
上記暗電流成分を除去するにあたり、温度に基づいて予め記憶させた暗電流成分の変動成分を更に除去することを特徴とする固体撮像素子の２次元画像生成方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、
上記固体撮像素子は、パノラマＸ線撮影、セファロＸ線撮影、リニアスキャンＸ線撮影、デンタルＸ線撮影又はＣＴ撮影に必要な撮影を行うことを特徴とする固体撮像素子の２次元画像の生成方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、上記固体撮像素子は、ＣＣＤセンサ、ＭＯＳセンサ、Ｃ−ＭＯＳセンサ、２次元フラットパネルセンサのいずれかであることを特徴とする固体撮像素子の２次元画像の生成方法。
【請求項６】
医療用デジタルＸ線撮影装置において、
Ｘ線発生器からのＸ線を受けて可視光を生成し光電変換して電荷を蓄積する画素生成部と、Ｘ線を受けないで暗電流成分を蓄積する暗電流測定部とを備えた固体撮像素子と、
所定の露光時間における上記暗電流測定部に対する上記画素生成部の特定の画素又は列の暗電流成分の出力比を予め記憶したメモリと、
撮像時において上記画素生成部より取り出された蓄積電荷信号に対して上記出力比に基づき撮影と同時に所定の演算処理を行って暗電流成分を除去した画像を取得する画像処理手段とを備えたことを特徴とする医療用デジタルＸ線撮影装置。
【請求項７】
請求項６において、
上記暗電流成分を除去するにあたり、上記画素生成部の特定の画素又は列の蓄積電荷信号の露光時間に対する出力変化の傾きと、上記暗電流測定部での特定の画素又は画素列の蓄積電荷信号の露光時間に対する出力変化の傾きとの比を求めておき、
この傾きの比に基づいて、所定の演算処理を行って２次元画像を生成することを特徴とすることを特徴とする医療用デジタルＸ線撮影装置。
【請求項８】
請求項６又は７のいずれかにおいて、
上記暗電流成分を除去するにあたり、温度に基づいて予め記憶させた暗電流成分の変動成分を更に除去することを特徴とする医療用デジタルＸ線撮影装置。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれかに記載の医療用デジタルＸ線撮影装置が、パノラマＸ線撮影装置、セファロＸ線撮影装置、リニアスキャンＸ線撮影装置、デンタルＸ線撮影装置又はＣＴ撮影装置のいずれかであることを特徴とする医療用デジタルＸ線撮影装置。
【請求項１０】
請求項６〜９のいずれかにおいて、上記固体撮像素子は、ＣＣＤセンサ、ＭＯＳセンサ、Ｃ−ＭＯＳセンサ、２次元フラットパネルセンサのいずれかであることを特徴とする医療用デジタルＸ線撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子の２次元画像生成方法と、その方法を用いた医療用デジタルＸ線撮影装置に関するものであり、特に固体撮像素子の出力中の暗電流成分を除去するための補正技術に関している。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮影対象を透過したＸ線を固体撮像素子で露光して、Ｘ線画像を得るＸ線画像生成装置では、固体撮像素子の出力中の暗電流成分を除去するために、撮影対象を撮影して画像データを得たあと、更に固体撮像素子がＸ線を露光しない状態にしてもう一度撮影を行い、暗電流成分だけの補正データを取得し、その画像データと補正データとの差分から、暗電流成分が補正された画像データを生成していた。
しかし、このような画像生成の方法では、２度の撮影を行うために時間がかかる上、更に補正データを記憶しておくために、記録装置が２倍必要になるという問題があった。
【０００３】
この問題に対処すべく、下記特許文献では、固体撮像素子に露光させない画素を用意しておき、その画素の蓄積電荷信号から単位時間当たりの暗電流成分を測定し、画像を形成する各画素の電荷蓄積時間を求めて、この蓄積時間と単位時間当たりの暗電流成分とから各画素の暗電流を算出して補正を行う点が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−１７５９０７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献の方法では、画像を形成する画素の電荷輸送路を通じて取り出される蓄積電荷信号中に含まれる暗電流成分は、一律に電荷蓄積時間に比例したものと見なしているので、画素毎の特性のばらつきは一切考慮されていない。また、この方法は、撮影と同時の暗電流補正ではなく、撮影後に暗電流成分を引き算していたので処理時間がかかるという問題があった。その上、画素毎に電荷蓄積時間を求める必要があるが、電荷蓄積時間はＸ線撮影のプロファイルを替えれば、変わってしまうものである。そして、撮影毎に各画素の電荷蓄積時間を求めるためには多くの処理を行う必要があり、そのために時間を要して不便である。
【０００５】
本発明は、そのような問題を解決することを目的としており、撮影対象を撮影して画像データを得たあと、暗電流を補正するために、更に固体撮像素子がＸ線を露光しない状態にしてもう一度撮影を行う必要がなく、更に、固体撮像素子における画素毎の特性のばらつきに対応し、撮影時に電荷蓄積時間を考慮する必要がない暗電流の補正を達成する２次元画像生成方法と、その方法を用いた医療用デジタルＸ線撮影装置を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的のため、本発明では、次のような特徴を有した固体撮像素子の２次元画像生成方法を提案している。
すなわち請求項１では、露光を受けて光電変換して電荷を蓄積する画素生成部と、露光を受けないで暗電流成分を蓄積する暗電流測定部とを備えた固体撮像素子を準備し、所定の露光時間における上記画素生成部の特定の画素又は画素列の上記暗電流測定部に対する暗電流成分の出力比を予め記憶し、撮像時において上記画素生成部より取り出された蓄積電荷信号に対して上記出力比に基づいて、撮影と同時に所定の演算処理を実行して暗電流成分を除去した画像を取得することを特徴とする。
【０００７】
請求項２では、請求項１において、上記暗電流成分を除去するにあたり、上記画素生成部の特定の画素又は列の蓄積電荷信号の露光時間に対する出力変化の傾きと、上記暗電流測定部での画素又は少なくとも1列の蓄積電荷信号の露光時間に対する出力変化の傾きとの比を求め、この傾きの比に基づき、所定の演算処理を行うことによって２次元画像を生成することを特徴とする。
【０００８】
ここで、暗電流測定部と画素生成部の特定の画素又は画素列との所定の露光時間に対する暗電流成分の出力比とは、固体撮像素子の電荷蓄積時間を所定時間としたときの、暗電流測定部から出力される蓄積電荷信号中の暗電流成分と、画素生成部の各列または各画素から出力される蓄積電荷信号中の暗電流成分との出力強度の比を表している。
画素生成部の特定の画素又は画素列の蓄積電荷信号の露光時間に対する出力変化の傾きと、露光を受けない暗電流測定部での画素又は少なくとも1列の蓄積電荷信号の露光時間に対する出力変化の傾きとの比とは、暗電流測定部から出力される蓄積電荷信号を電荷蓄積時間の１次関数で表したときの傾き（暗電流成分の露光時間に対する係数）と、露光させない状態での画素生成部の各画素又は各列の蓄積電荷信号を電荷蓄積時間の１次関数で表したときの傾き（暗電流成分の露光時間に対する係数）との比を表している。更に、それら１次関数のオフセットを求めて記憶しておいてもよい。
【０００９】
請求項３では、請求項２において、上記暗電流成分を除去するにあたり、温度に基づいて予め記憶させた暗電流成分の変動成分を更に除去することを特徴とする。ここでは、温度に基づく変動成分を除去することを限定しており、温度に対応させて、暗電流測定部から出力される蓄積電荷信号を電荷蓄積時間の１次関数で表したときの傾きと、露光させない状態での画素生成部の各画素又は各列の蓄積電荷信号を電荷蓄積時間の１次関数で表したときの傾きとの比を温度毎に求めておき、撮影時の温度に応じて、その比のうちのいずれかを適用する。
【００１０】
請求項４では、請求項１〜３のいずれかにおいて、上記固体撮像素子は、パノラマＸ線撮影、セファロＸ線撮影、リニアスキャンＸ線撮影、デンタルＸ線撮影又はＣＴ撮影のいずれかを行うことを特徴としており、請求項５では、請求項１〜４のいずれかにおいて、上記固体撮像素子は、ＣＣＤセンサ、ＭＯＳセンサ、Ｃ−ＭＯＳセンサ、２次元フラットパネルセンサのいずれかであることを特徴とする。
【００１１】
更に本発明では、上記の固体撮像素子の２次元画像の生成方法を用いた医療用デジタルＸ線撮影装置について、次のように提案する。
すなわち請求項６では、医療用デジタルＸ線撮影装置において、Ｘ線発生器からのＸ線を受けて可視光を生成し光電変換して電荷を蓄積する画素生成部と、Ｘ線を受けないで暗電流成分を蓄積する暗電流測定部とを備えた固体撮像素子と、所定の露光時間における上記暗電流測定部に対する上記画素生成部の特定の画素又は画素列の暗電流成分の出力比を予め記憶したメモリと、撮像時において上記画素生成部より取り出された蓄積電荷信号に対して上記出力比に基づいて、撮影と同時に所定の演算処理を実行して暗電流成分を除去した画像を取得する画像処理手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項７では、請求項６において、上記暗電流成分を除去するにあたり、上記画素生成部の特定の画素又は列の蓄積電荷信号の露光時間に対する出力変化の傾きと、上記暗電流測定部での特定の画素又は列の蓄積電荷信号の露光時間に対する出力変化の傾きとの比を求め、この傾きの比に基づいて２次元画像を生成することを特徴とする。
【００１３】
請求項８では、請求項６又は７のいずれかにおいて、上記暗電流成分を除去するにあたり、温度に基づいて予め記憶させた暗電流成分の変動成分を更に除去することを特徴とする。
【００１４】
請求項９では、請求項６〜８のいずれかに記載の医療用デジタルＸ線撮影装置は、パノラマＸ線撮影装置、セファロＸ線撮影装置、リニアスキャンＸ線撮影装置、デンタルＸ線撮影装置又はＣＴ撮影装置のいずれかであることを特徴としており、請求項１０では、請求項６〜９のいずれかにおいて、上記固体撮像素子は、ＣＣＤセンサ、ＭＯＳセンサ、Ｃ−ＭＯＳセンサ、２次元フラットパネルセンサのいずれかであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１〜５で提案した本発明方法によれば、暗電流測定部と画素生成部の特定の画素又は列との、所定の露光時間に対する暗電流成分の出力比を予め記憶し、撮像時において上記画素生成部より取り出された蓄積電荷信号に対して上記出力比に基づいて、所定の演算処理を実行することで暗電流成分を除去しているので、画素毎の特性のバラツキに対応できる。
また、蓄積時間に係る演算を行わないので、蓄積時間を撮影プロファイルで変化させても、同じ手順で補正処理を行える。
更に、暗電流の補正のために従来のような２度の撮影を行う必要がないので、リアルタイムの暗電流補正が達成できる。
【００１６】
そして、特に請求項２で提案した本発明方法によれば、画素生成部の特定の画素又は列の蓄積電荷信号の露光時間に対する出力変化の傾きと、暗電流測定部での画素又は少なくとも1列の蓄積電荷信号の露光時間に対する出力変化の傾きとの比を求めているので、補正処理での演算が簡単になる。
特に請求項３で提案した方法によれば、温度に基づいて予め記憶させた暗電流成分の変動成分を除去しているので、暗電流の補正結果に温度が反映されて、より良好になる。
【００１７】
特に請求項４で提案した方法によれば、パノラマＸ線撮影、セファロＸ線撮影、リニアスキャンＸ線撮影、デンタルＸ線撮影又はＣＴ撮影において、暗電流の補正を行える。
特に請求項５で提案した方法によれば、ＣＣＤセンサ、ＭＯＳセンサ、Ｃ−ＭＯＳセンサ、２次元フラットパネルセンサのいずれかを用いたＸ線画像撮影で、暗電流の補正を行える。
【００１８】
また、請求項６〜１０で提案した医療用デジタルＸ線撮影装置は、各々請求項１〜５で提案した固体撮像素子の２次元画像生成方法を用いているので、請求項１〜５と同等の効果が奏される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、固体撮像素子の２次元画像の生成方法の基本原理を説明し、ついで、その方法を適用した具体的な医療用デジタルＸ線撮影装置を具体的に説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１は、本発明概念を説明する図である。この基本的な構成要素のみで示した２次元画像生成装置Ａ１は、固体撮像素子１ａと、画像処理手段２、メモリに記憶された暗電流補正テーブル３を備えている。
ここに、固体撮像素子１ａは、ＴＤＩ（時間遅延積分）クロックから駆動クロックを生成する撮像素子駆動回路１１ｄよる駆動クロックによって駆動されるようになっており、画素生成部１ａａと、暗電流測定部１ａｂと、蓄積電荷転送部１ａｃとに区分された構成になっている。
【００２１】
固体撮像素子１ａにあって、画素生成部１ａａは、高エネルギーの光（Ｘ線など）によって発生した電荷を蓄積して転送するＣＣＤが列状に配置されている。暗電流測定部１ａｂも、画素生成部１ａａと同様のＣＣＤが１列又は複数列に配置されているが、常に光を露光しないようにマスクされている。
また、蓄積電荷転送部１ａｃには、画素生成部１ａａや暗電流測定部１ａｂの各列から出力される電荷を転送するためのＣＣＤが列方向に配置されており、画素生成部１ａａからの蓄積電荷信号と、暗電流測定部１ａｂからの暗電流測定信号とが、逐次、所定のタイミングで右下の出口部から画像処理手段２に対して出力されるようになっている。
【００２２】
画像処理手段２は、撮像時において画素生成部１ａａより取り出された蓄積電荷信号の暗電流成分を除去した画像を取得する機能を発揮するもので、固体撮像素子１ａの出力から所定のタイミングで暗電流測定信号を抽出するための暗電流測定信号抽出部２ａと、画素生成部１ａａから出力された蓄積電荷信号毎に暗電流補正テーブル３に記録されている、後述するパラメータを参照適用し、暗電流測定部１ａｂから出力された暗電流測定信号に基づいて、画素生成部１ａａから出力された蓄積電荷信号中の暗電流成分を予測算出するための暗電流予測部２ｂと、画素生成部１ａａから出力された蓄積電荷信号から、それに対して予測された暗電流成分を減算して暗電流補正を行うための暗電流補正部２ｃとを備えている。
【００２３】
暗電流補正テーブル３は、画素生成部１ａａの各列の電荷を所定の転送経路、すなわち各列での横方向の転送経路と、更に蓄積電荷転送部１ａｃでの縦方向の転送経路に従って転送している間に生じる暗電流成分を、暗電流測定部１ａｂで測定した暗電流測定信号（暗電流成分）に基づいて予測算出するためのパラメータを予め記憶している。
【００２４】
ここで、上述の２次元画像生成装置Ａ１における暗電流の補正の原理を説明する。
画像撮影時の温度がξのときに、固体撮像素子１ａの画素生成部１ａａと暗電流測定部１ａｂとの各列（ｋ＝ｎ・・・１，０）について、それぞれの全段で蓄積された電荷が蓄積電荷転送部１ａｃを通じて転送され、蓄積電荷信号Ｏｓ（ｐｋ，ξ）、及び暗電流測定信号Ｏｓ（ｐ０，ξ）として出力されるとすると、それらは次式（イ）によって表される。
Ｏｓ（ｐｎ，ξ）＝Ｏｓｘ（ｐｎ，ξ）＋Ｄｋ（ｐｎ，ξ）＋Ｏｆ（ｐｎ）
Ｏｓ（ｐｎ−１，ξ）＝Ｏｓｘ（ｐｎ−１，ξ）＋Ｄｋ（ｐｎ−１，ξ）＋Ｏｆ（ｐｎ−１）
｜
Ｏｓ（ｐ１，ξ）＝Ｏｓｘ（ｐ１，ξ）＋Ｄｋ（ｐ１，ξ）＋Ｏｆ（ｐ１）
Ｏｓ（ｐ０，ξ）＝Ｄｋ（ｐ０，ξ）＋Ｏｆ（ｐ０）  …（イ）
ただし、
Ｏｓ    ：蓄積電荷信号
Ｏｓｘ  ：露光に基づく有効画素信号（蓄積電荷信号の露光による信号成分）
Ｄｋ    ：蓄積電荷信号の暗電流成分
Ｏｆ    ：蓄積電荷信号のオフセット成分
ｐ      ：列の位置
ξ      ：温度
一方、同様に固体撮像素子１ａを遮蔽して露光させないときには、蓄積電荷信号Ｏｓ（ｐｋ，ξ）、暗電流測定信号Ｏｓ（ｐ０，ξ）は式（ロ）で示される。
Ｏｓ（ｐｎ，ξ）＝Ｄｋ（ｐｎ，ξ）＋Ｏｆ（ｐｎ）
Ｏｓ（ｐｎ−１，ξ）＝Ｄｋ（ｐｎ−１，ξ）＋Ｏｆ（ｐｎ−１）
｜
Ｏｓ（ｐ１，ξ）＝Ｄｋ（ｐ１，ξ）＋Ｏｆ（ｐ１）
＝Ｄｋ（ｐ０，ξ）＋Ｏｆ（ｐ０）  …（ロ）
【００２５】
また、暗電流成分は、固体撮像素子１ａの電荷蓄積時間Ｔにほぼ比例することが知られていることから、第ｋ列の暗電流成分は次式（ハ）で求められる。
Ｄｋ（ｐｋ，ξ）＝α（ｐｋ，ξ）・Ｔ  …（ハ）
ただし、ここで
α      ：係数
Ｔ      ：蓄積時間
【００２６】
これらの一次関数は、電荷蓄積時間Ｔを何通りか変化させて、蓄積電荷信号Ｏｓ（ｐｋ，ξ）や暗電流測定信号Ｏｓ（ｐ０，ξ）の値を測定し、最小二乗法を用いれば最適なものになるが、簡易には、２通りの電荷蓄積時間Ｔについて、それぞれ値を測定し、その２点を通る直線としてもよい。
更に、ここで画素生成部１ａａの第ｋ列の暗電流成分Ｄｋ（ｐｋ，ξ）と、暗電流測定部１ａｂの暗電流成分Ｄｋ（ｐ０，ξ）との、所定の蓄積時間Ｔにおける出力比α２を求めると、これは、蓄積電荷信号Ｏｓ（ｐｋ，ξ）のグラフと暗電流測定信号Ｏｓ（ｐ０，ξ）のグラフとの傾きの比であって、
α２（ｐｋ，ξ）＝Ｄｋ（ｐｋ，ξ）／Ｄｋ（ｐ０，ξ）
＝｛α（ｐｋ，ξ）・Ｔ｝／｛α（ｐ０，ξ）・Ｔ｝
＝α（ｐｋ，ξ）／α（ｐ０，ξ）
ここで、出力比α（ｐｋ，ξ）が、場所ｐｋに依存する部分と温度ξに分離できるとすれば、
α（ｐｋ，ξ）＝α１（ｐｋ）・α２（ξ）
であるから、出力比α２は温度ξに依存せずに次式（ニ）のようになる。
α２（ｐｋ）＝α１（ｐｋ）／α１（ｐ０）  …（ニ）
【００２７】
従って、式（イ）及び、式（ニ）から、撮影時の温度がξのとき、画素生成部１ａａの各列（ｋ＝ｎ・・・１）の露光に基づく有効画素信号Ｏｓｘ（ｐｋ，ξ）を、暗電流測定信号Ｏｓ（ｐ０，ξ）を用いて表すと、更に（ホ）のようになる。
Ｏｓｘ（ｐｋ，ξ）＝Ｏｓ（ｐｋ，ξ）−Ｄｋ（ｐｋ，ξ）−Ｏｆ（ｐｋ）
＝Ｏｓ（ｐｋ，ξ）−α２（ｐｋ）・Ｄｋ（ｐ０，ξ）−Ｏｆ（ｐｋ）
＝Ｏｓ（ｐｋ，ξ）−α２（ｐｋ）・｛Ｏｓ（ｐ０，ξ）−Ｏｆ（ｐ０）｝−Ｏｆ（ｐｋ）  …（ホ）
【００２８】
よって式（ホ）から理解されるように、撮影時において、画素生成部１ａａの各列（ｋ＝ｎ・・・１）の蓄積電荷信号Ｏｓ（ｐｋ，ξ）を、式（ホ）に従って暗電流測定部１ａｂの暗電流測定信号Ｏｓ（ｐ０，ξ）を用いて補正すれば、撮影時の温度に基づく、より精密に暗電流成分の除去された有効画素信号Ｏｓｘ（ｐｋ，ξ）を得ることができる。
【００２９】
ここで、上記の暗電流補正の原理を、ＣＣＤセンサを用いた固体撮像素子１ａによるパノラマＸ線撮影に適用した場合と、ＭＯＳセンサを用いた固体撮像素子１ａによる通常の透過Ｘ線撮影に適用した場合について、図２に従って更に説明する。
【００３０】
図２Ａは、ＣＣＤセンサを用いた固体撮像素子１ａの各列から出力される蓄積電荷信号（一次元）を撮影時刻順に並べた歯科用等のパノラマＸ線撮影をする際の時間と電気信号の出力の関係図を示している。図において（ｉ）は、画素生成部１ａａ中の第ｋ列の位置と暗電流測定部１ａｂの位置とをそれぞれｐｋとｐ０で示し、（ｉｉ）は暗電流測定部１ａｂからの暗電流測定信号（暗電流成分）Ｄｋ（ｐ０）を示している。これは、工場出荷前に予めＸ線パノラマ撮影した際の暗電流測定部１ａｂでの暗電流測定信号を示す。（ｉｉｉ）は実際の撮影時の第ｋ列からの蓄積電荷信号Ｏｓ（ｐｋ）と、その中の暗電流成分Ｄｋ（ｐｋ）を示している。
（ｉｉ）、（ｉｉｉ）から理解されるように、被験者の臼歯部−前歯部−臼歯部とパノラマＸ線撮影する場合、一般的に前歯部ではパノラマＸ線撮影の走査速度を遅くしてＸ線量を増やすことによって、頸椎によるＸ線吸収を補っている。このためにその部分では暗電流成分Ｄｋ（ｐｋ）が走査速度に応じて増加している。しかし、絶対強度の変動にかかわらず、画素生成部１ａａと画素生成部１ａａ中の第ｋ列との暗電流成分の出力比はほぼ一定である。すなわち、図においては、出力比であるｂ／ａが一定になっている。
従って、暗電流測定部１ａｂと画素生成部１ａａの各画素又は各列との、所定の露光時間に対する暗電流成分の出力比を暗電流補正テーブル３に予め記憶しておけば、撮像時において画素生成部１ａａより取り出された蓄積電荷信号Ｏｓ（ｐｋ）に対してその出力比を適用して暗電流成分Ｄｋ（ｐｋ）を予測演算することが可能である。
【００３１】
図２Ｂは、ＭＯＳセンサを用いた固体撮像素子１ａから出力される蓄積電荷信号Ｏｓ（ｐｋ）を画素ｅの位置に応じて二次元に並べた画像における特定の画素の位置ｐｋと暗電流測定部１ａｂの位置ｐ０とを示す図面（ｉｖ）と、及びそれぞれの暗電流成分Ｄｋ（ｐｋ）、Ｄｋ（ｐ０）と露光時間Ｔとの関係（ｖ）を示すグラフである。
（ｖ）のグラフから理解されるように、画素生成部１ａａの特定の画素又は列の蓄積電荷信号Ｄｋ（ｐｋ）の露光時間Ｔに対する出力変化の傾きと、暗電流測定部１ａｂでの画素又は少なくとも1列の蓄積電荷信号Ｄｋ（ｐ０）の露光時間に対する出力変化の傾きとの比は、ほぼ一定になっている。従って、その出力変化の傾きの比を画素生成部１ａａの各画素または各列に対応させて暗電流補正テーブル３に予め記憶しておけば、撮像時において画素生成部１ａａより取り出された蓄積電荷信号Ｏｋ（ｐｋ）に対してその出力変化の傾きを適用して実際の撮影時間に応じて暗電流成分Ｄｋ（ｐｋ）を予測演算することが可能である。
【００３２】
更に暗電流補正テーブル３には、蓄積電荷信号のオフセットも画素生成部１ａａの各画素または各列に対応させて予め記憶しておくようにしてもよい。
【００３３】
図３は、その暗電流補正テーブル３の一例である。
図において、Ｏｆ（ｐｋ＝１…ｎ）、α２（ｐｋ＝１…ｎ）はそれぞれ、画素生成部１ａａの各列（ｋ＝１…ｎ）の暗電流成分のオフセット値と、暗電流測定信号に対する所定の露光時間における出力比α２を示している。
【００３４】
画像処理手段２では、固体撮像素子１ａで画像撮影を行う時に、暗電流測定信号抽出部２ａが、固体撮像素子１ａから出力された蓄積電荷信号から所定のタイミングで暗電流測定信号Ｏｓ（ｐ０，ξ）を抽出する毎に、暗電流予測部２ｂは、暗電流補正テーブル３を参照して、次の式
Ｄｋ（ｐｋ，ξ）＝α２（ｐｋ）・｛Ｏｓ（ｐ０，ξ）−Ｏｆ（ｐ０）｝
に従って、暗電流成分を予測演算し、暗電流補正部２ｃは、次の式
Ｏｓｘ（ｐｋ，ξ）＝Ｏｓ（ｐｋ，ξ）−Ｄｋ（ｐｋ，ξ）−Ｏｆ（ｐｋ）
に従って、画素生成部１ａａの各列（ｋ＝ｎ・・・１）に対して、暗電流成分の除去された有効画素蓄積電荷信号Ｏｓｘ（ｐｋ，ξ）をリアルタイムに得ている。
【００３５】
次いで、暗電流補正テーブルの作成と、撮影時の暗電流補正処理との模式的な手順をフローチャートに従って説明する。
図４は、実際の撮影前の例えば工場出荷時に行う暗電流補正テーブル３の作成の手順を示している。ここで、まずステップ２０１では、固体撮像素子１ａ全体を非露光状態にして、複数の蓄積時間Ｔについて、暗電流測定部１ａｂを含む全画素の蓄積電荷信号Ｏｓ（ｐｋ）を測定する。そしてステップ２０２では、その測定結果から、全画素について蓄積時間Ｔと蓄積電荷信号Ｏｓ（ｐｋ）との関係を求める。次にステップ２０３では、全画素について蓄積時間Ｔと蓄積電荷信号Ｏｓ（ｐｋ）との関係から、暗電流測定部１ａｂと画素生成部１ａａの各画素又は各列との、所定の露光時間に対する暗電流成分の出力比α２を求める。最後にステップ２０４では、全画素に対応させて、その出力比α２とオフセットＯｆを暗電流補正テーブル３に記憶する。これらの作業を工場出荷前に行っておく。また、必要に応じて温度を異ならせて複数の蓄積時間について暗電流補正テーブルを記憶しておく。
【００３６】
図５は、実際の撮影時における補正処理の手順を示している。ここで、ますステップ３０１では、Ｘ線撮影を行い、各画素の蓄積信号Ｏｓを出力させる。そして、ステップ３０２では、暗電流測定信号Ｏｓ（ｐ０）を抽出する。次にステップ３０３では、暗電流測定信号Ｏｓ（ｐ０）に対して、暗電流補正テーブル３に記憶しているα２（ｐｋ）を適用し演算して、全画素の暗電流成分Ｄｋ（ｐｋ）を予測算出し、ステップ３０４では、全画素の蓄積電荷信号Ｏｓ（ｐｋ）から予測された暗電流成分Ｄｋ（ｐｋ）を減算して除去する補正を行う。最後にステップ３０５では、処理終了を判定し、終了していなければ、ステップ３０１に戻る。
【００３７】
なお、上記では、全画素のオフセットＯｆ（ｐｋ）などの温度依存性が考慮されていないが、温度に対応させて、複数組の暗電流補正テーブルを用意しておき、撮影時の温度によって適切な暗電流補正テーブルを選択して、暗電流の補正を行う方法も可能である。このときには、暗電流成分を除去するにあたり、予め記憶させた暗電流成分の温度に基づく変動成分を更に除去することになるので、更に良好な補正結果が得られる。このように実際の撮影に当っては、画素毎に事前に補正テーブルに記憶した電荷蓄積時間に対する撮影時に露光する画素と非露光にする画素との関係から実際の撮影時に測定した撮影時間と非露光の画素との関係から露光した画素の暗電流成分を予測して暗電流補正するものである。この予測には、事前処理時の電荷蓄積時間も撮影時の電荷蓄積時間もパラメータとして使用しない。そのため、電荷蓄積時間を取り出す処理が不要となり、ＴＤＩクロック発生器をＸ線検出器の外に配置している仕様にも対応できる。
【実施例２】
【００３８】
次いで本発明をパノラマＸ線撮影が可能な医療用デジタルＸ線撮影装置に適用した例を詳細に説明する。
【００３９】
図６は、そのＸ線撮影装置Ａ２の外観図である。装置本体４の基台４ａに支柱４ｂが立設され、この支柱４ｂに支持体５が昇降可能に取り付けられ、この支持体５に旋回アーム６が旋回可能に取り付けられている。支持退の上端と下端とのそれぞれには、ほぼ水平に伸びた支持アーム５ａと、被験者フレーム５ｂを設けてあり、被験者フレーム５ｂにはチンレスト５ｃが設けられている。
【００４０】
支持アーム５ａにはステップモータによってＸ方向、Ｙ方向に自在に移動可能なＸＹテーブルが内蔵されており、旋回アーム６はこのＸＹテーブルを介して吊り下げられて水平面内を任意に移動しながら旋回できるようになっている。被験者頭部押え５ｄは支持アーム５ａの下面に旋回アームを貫通して固定されている被験者固定手段であり、位置調整機構を備えている。
【００４１】
旋回アーム６には、ステップモータにより支持アーム５ａに対して旋回アーム６を旋回させる旋回機構が設けられており、旋回アーム６は上記のＸＹテーブルにより旋回中心を移動させながら、垂直な軸線に対して旋回できるように構成されている。旋回アーム６は両端が垂下しており、一方の端部６ａにはＸ線発生器７が、他方の端部６ｂにはＸ線検出部８が対向配設されている。Ｘ線発生器７には、Ｘ線管、縦方向の１次スリットを有するＸ線遮蔽板と、その１次スリットの形状を変更する調整機構（いずれも不図示）などが備えられている。
【００４２】
Ｘ線検出部８には、１次スリットに対応した縦方向の２次スリット９ａと、その調整機構を有する遮蔽板９がＸ線発生器７に対向して設けられ、その背後に検出器ホルダ１０が配置され、この検出器ホルダ１０にＸ線撮影用検出器１１Ａが装着されている。
【００４３】
このＸ線検出部８の後部には、各種回路を組み込んだプリント基板などから構成される装置本体制御部１２と、その外側を覆うように操作パネル１３が設けられ、操作パネル１３には各種のスイッチや液晶表示部１３ａが取り付けられている（いずれも不図示）。
【００４４】
また、装置本体４には操作コード１４ａで接続されるリコモンボックス１４Ａが設けられており、これに例えば、電源オンオフ用のメインスイッチとＸ線照射スイッチが備えられている。Ｘ線検出部８には、Ｘ線撮影用検出器接続用のコネクタ１５を設けてある。
【００４５】
図７はＸ線撮影用検出器１１Ａの外観を説明する図であり、図８はその内部構成を説明する図面である。このＸ線撮影用検出器１１Ａは、内部に固体撮像素子ユニット１を有し、これに関連する各種の回路を収用した外装ハウジング１６で外装され、ハウジング１６の一側面には外部回路との接続用コネクタ１７が設けられている。このコネクタ１７は、通常はＸ線検出部８のコネクタ１５との間を給電線と信号線が一体となったケーブル（不図示）で接続されるが、パソコンなど他の外部機器との接続用にも利用できる。
【００４６】
外装ハウジング１６はアルミ板等の金属やＡＢＳ樹脂等の合成樹脂など、必要な強度が得られる適宜の材料で構成されている。前面中央にはＸ線に対する透過性が良好であるが、可視光線は遮蔽する材料、例えば、暗い色のＡＢＳ樹脂で製されたＸ線受光部１８が２次スリット８ａの背後に縦方向に設けられ、その内側に固体撮像素子ユニット１が配置されている。
【００４７】
固体撮像素子ユニット１は、図８に示すようにＸ線受光部１８の裏側に設置され、照射されたＸ線を可視光線に変換する発光体（シンチレータ）１ｂと、この発光体１ｂの発光を固体撮像素子１ａの受光面に伝達する光ファイバー１ｃと、後述する構成の固体撮像素子１ａとで構成され、回路基盤１ｄを有している。１９は保護ケース、１９ａはＸ線を遮蔽するシール材、１ｅは固体撮像素子ユニット１の信号ピンである。ここでシール材１９ａの下部には、発光体１ｂをＸ線から遮蔽することによって、固体撮像素子１ａの対応部分に後述する暗電流測定部１ａｂを設定するための鉛板等を施したＸ線遮蔽部材１９ｂが貼付形成されている。
【００４８】
ついで、装置本体４の要部概略構成を図９を参照して説明し、そのあとＸ線撮影用検出器１１Ａの要部概略を図１０を参照して説明する。
図９は、装置本体制御部２０の要部概略構成を示すブロック図である。この制御部２０には、Ｘ線撮影装置Ａ２全体の動作制御の中心となるＭＰＵ（ＣＰＵ）で構成された制御ユニット２０ａ、入出力ポート２０ｂ、メモリ２０ｃがあり、その他にＸ線発生器７を駆動制御するＸ線照射制御回路２０ｄ、ＴＤＩクロック発生回路２０ｇ、通信制御回路２０ｈ、電源回路２０ｉが設けられており、これらが入出力ポート２０ｂを介して制御ユニット２０ａに接続されている。入出力ポート２０ｂには、種々の操作データを入力するための操作パネル１３、あるいは、同様の入力を本体から離れた位置から入力するためのリモコンボックス１４が接続されている。そして更に、Ｘ線撮影用検出器１１Ａを接続するために、接続ケーブル２１のコネクタ１５′に対応したコネクタ１５が設けられ、このコネクタ１５には、入出力ポート２０ｂ、通信制御回路２０ｈ、電源回路２０ｉが接続されている。
【００４９】
図１０は、Ｘ線撮影用検出器１１Ａの要部概略構成を示すブロック図である。このＸ線撮影用検出器１１Ａには、単独で、あるいは装置本体制御部２０と一体となってＸ線撮影用検出器１１Ａ内の各回路の動作や装置本体４を含むＸ線撮影装置Ａ２全体の動作を制御するＭＰＵ（ＣＰＵ）で構成された制御ユニット１１ａ、入出力ポート１１ｂ、ＴＤＩクロック変換回路１１ｃ、撮像素子駆動回路１１ｄ、Ａ／Ｄ変換器１１ｅ、メモリ１１ｆ、通信制御回路１１ｇ、電源回路１１ｈ等が設けられ、これらの各回路とコネクタ１７とが図示の通りに接続されている。そして、特にこの制御ユニット１１ａは、実施例１で説明した本発明の特徴である暗電流を補正するための画像処理手段２としての機能をソフトウェア処理によって発揮するようにされており、メモリ１１ｆには、その画素処理手段が参照する暗電流補正テーブル３が予め工場出荷時に記憶されており、更にＸ線撮影時には、パノラマＸ線画像を形成する有効画素を蓄積するために用いられる。
【００５０】
またＸ線撮影用検出器１１Ａは、装置本体４に着脱可能にまたは固定して装着されて使用される構成とされ、そのためにコネクタ１７は、装置本体制御部２０から導出された接続ケーブル２１に設けられたコネクタ１７′によって、装置本体制御部２０と電気的、制御的接続を行っている。また、装置本体制御部２０は、装置本体制御部２０自身とＸ線撮影用検出器１１Ａとに制御情報などを入力したり、逆にデータを出力して保存したりするために、パーソナルコンピュータなどで構成された外部機器１００を接続したりすることができる構成とされている。なお、暗電流補正テーブル３が記憶されたメモリ１１ｆは、
上記の例ではＸ線撮影用検出器１１Ａ内に設けたが、装置本体外に設けたコンピュータの
メモリを利用しても良い。
【００５１】
図１１は、Ｘ線撮影用検出器１１Ａに備えられた固体撮像素子１ａの概略構成を示す図面である。この固体撮像素子１ａは、ＦＦＴタイプ（フルフレームトランスファー型）のＣＣＤセンサで構成されている。ここで、１ａｄは受光部を構成するセンサマトリクスであり、水平方向に蓄積電荷を転送する水平シフトレジスタ１ａｅを、上下に複数列形成して構成され、これらの水平シフトレジスタ部１ａｅに形成されるポテンシャルウエルによって、列及び段に配置された画素ｅを形成した構造にしている。
【００５２】
１ａｃは上下に複数列形成して構成された各水平シフトレジスタ部１ａｅのポテンシャルウエルを通じて一斉に水平方向に並列して転送されて来た蓄積電荷を垂直方向に転送するポテンシャルウエルを形成する蓄積電荷転送部、１ａｆは蓄積電荷転送部１ａｃから垂直方向にシリアル転送されて来る蓄積電荷を取り出すための出力ウエル、２２は出力ウエル１ａｆから、順次出力されて来る蓄積電荷を更に電圧信号に変換し、蓄積電荷信号として出力させる増幅器である。
【００５３】
このセンサマトリクス１ａｄは、図中では画素ｅが１１列（垂直方向）４段（水平方向）の行列状に配置されているが、画素ｅは実際には１５００列６４段に配置されている。そして、受光部１ａｄでは、図中の最下部以外の列に、画像を形成する画素を蓄積電荷として出力する画素部１ａａを割り当て、最下部の列には、Ｘ線遮蔽部材１９ｂがＸ線を遮蔽することによって、常に露光しない状態にされて暗電流測定信号を蓄積電荷として出力する暗電流測定部１ａｂを割り当てている。
【００５４】
増幅器２２から出力された蓄積電荷信号は、ＡＤ変換器１１ｅに送出されてデジタル信号に変換されるようになっている。ＣＣＤセンサを構成する水平シフトレジスタ１ａｅ、蓄積電荷転送部１ａｃ、出力ウエル１ａｆは、撮像素子駆動回路１１ｄの生成する駆動クロックに従って、蓄積電荷の転送を行う。
【００５５】
受光面を構成するセンサマトリクス１ａｄのポテンシャルウエルに、光を照射して得た蓄積電荷を閉じ込めて半導体中を転送させるＣＣＤセンサの電荷転送の基本動作は、既に特開平９−２００６２５号公報などで周知であるが、この固体撮像素子２６ｃの構成上の特徴は、センサマトリクス１ａｄの一部に、常に露光しない状態にされて暗電流測定信号を蓄積電荷として出力する暗電流測定部１ａｂを割り当てている点である。
なお、ここでのＣＣＤセンサは、フルフレームトランスファー型を例にして説明したが、ＦＴタイプ（フレームトランスファー型）のＣＣＤセンサであっても良い。また、上述のように照射されたＸ線を可視光線に変換する発光体１ｂによる可視光線を受光しているが、Ｘ線を直接検出するタイプのＣＣＤセンサを用いる構成も可能である。また、下述の何れの実施例ともセンサの種類としては、ＣＣＤセンサの代わりにＭＯＳセンサ、Ｃ−ＭＯＳセンサ、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の２次元フラットパネルセンサなどの固体撮像素子を使用することができる。
【００５６】
図１２は、以上のように構成されたパノラマＸ線撮影装置Ａ２で撮影されるパノラマＸ線画像の一例を示す図面であり、ここで（ａ）は全顎パノラマＸ線透過画像、（ｂ）は、固体撮像素子１ａに設定された画素部１ａａからの蓄積電荷信号中の暗電流成分と、暗電流測定部２６ｃｆからの暗電流測定信号とを示すグラフである。
【００５７】
図１２（ａ）において、ＲＺは、パノラマＸ線撮影する場合に通常適用される濃度補正領域であって、この領域では、頸椎などの障害陰影の影響を除去するため、より長い時間Ｘ線を照射するようにしており、その分だけ、旋回アーム６はゆっくり回転するようになっている。また、旋回アーム６の回転速度は、撮像目的、撮像対象によって変わるので、それに対応させて、ＴＤＩクロック変換回路１１ｃがＴＤＩクロック信号のパターンを選択して発生するように構成すれば、そのパターンを適宜選択することによって、従来のフィルム式検出器を移動させて得ていた全顎パノラマＸ線透過画像と同じ画像を、Ｘ線撮影装置Ａ２でも得る事ができる。
【００５８】
図１２（ｂ）から理解されるように、画素生成部１ａａからの蓄積電荷信号中の暗電流成分と、暗電流測定部１ａｂからの暗電流測定信号とは、絶対強度に違いがあるものの、その強度は互いに比例関係を有している。すなわち、実施例１で説明した方法によって、暗電流測定部１ａｂからの暗電流測定信号に基づいて、画素生成部１ａａからの蓄積電荷信号中の暗電流成分を予測演算することが可能である。更に、その予測演算では、ＴＤＩクロックによって規定される電荷蓄積時間を用いていないので、ＴＤＩクロック信号のパターンを複数用意しておき、そこからいずれかを選択して撮影した場合でも、同じ手順で簡単に暗電流の予測演算を行うことができる。
【００５９】
なお、この実施例では固体撮像素子１ａとしてＣＣＤセンサを用いているが、そのＣＣＤセンサに替えて、各画素のフォトダイオードをＭＯＳトランジスタで選択して電荷を取り出す構成のＭＯＳセンサを用いることも可能である。
【００６０】
また、温度に対応させて、複数組の暗電流補正テーブル３…３を用意しておき、撮影時の温度によって適切な暗電流補正テーブル３を選択して、暗電流の補正を行う方法も可能である。このときには、暗電流成分を除去するにあたり、予め記憶させた暗電流成分の温度に基づく変動成分を更に除去することになるので、更に良好な補正結果が得られる。
【実施例３】
【００６１】
ここで本発明をセファロＸ線撮影が可能な医療用デジタルＸ線撮影装置に適用した例を説明する。
図１３は、そのＸ線撮影装置Ａ３の外観正面図である。このＸ線撮影装置Ａ３は、実施例２で説明した図６のＸ線撮影装置Ａ２において、セファロＸ線撮影用に、Ｘ線撮影用検出器１１Ｂを更に着脱可能に装着可能にすると共に、撮影対象である被験者頭部Ｈを固定支持するセファロ用支持装置２３を更に備えており、パノラマＸ線撮影だけでなく、セファロＸ線撮影も行うことができる。
【００６２】
このＸ線撮影用検出器１１Ｂは、実施例２のＸ線撮影装置Ａ２に用いられているＸ線撮影用検出器１１Ａと同様の構成である。また、リモコンボックス１４Ｂは、図６のリモコンボックス１４Ａと同様のものであるが、パノラマＸ線撮影とセファロＸ線撮影のいずれの場合にも使用できるように、その設置位置と操作できる内容が変更されたものである。
【００６３】
セファロＸ線撮影の場合には、従来技術と同様に、Ｘ線検出部８がＸ線発生器７のＸ線放射領域から外れ、Ｘ線発生器７からのＸ線はセファロ用支持装置２３に固定された被験者頭部Ｈを透過して、Ｘ線撮影用検出器１１Ｂに到達すようになっている。この時には、Ｘ線撮影用検出器１１Ｂは、そのＸ線受光部１８が被験者頭部Ｈ全体のＸ線透過画像を受光するようにセファロ用支持装置２３に対して上下又は左右に移動可能となっている。
【００６４】
図１４はセファロＸ線撮影時における、Ｘ線発生器７、被験者頭部Ｈ、Ｘ線撮影用検出器１１Ｂの３者の位置関係を説明する図面である。図のように、Ｘ線発生器７から照射されたＸ線は、１次スリットによって角錐状に照射範囲を制限され、１次スリットとＸ線撮影用検出器１１Ｂとを連動させて移動させることによってＸ線ビームを、被験者頭部Ｈを透過し、被験者頭部Ｈ全体のＸ線透過画像を受光するように左右方向に移動するようになっている。
【００６５】
このようなセファロＸ線撮影においても、Ｘ線撮影装置Ａ３に用いられているＸ線撮影用検出器１１Ｂは、実施例２のＸ線撮影装置Ａ２のＸ線撮影用検出器１１Ａと同様の構成とされているから、実施例１で説明した方法によって暗電流の補正を行うことができる。
【００６６】
また、温度に対応させて、複数組の暗電流補正テーブル３…３を用意しておき、撮影時の温度によって適切な暗電流補正テーブル３を選択して、暗電流の補正を行う方法も可能である。このときには、暗電流成分を除去するにあたり、予め記憶させた暗電流成分の温度に基づく変動成分を更に除去することになるので、更に良好な補正結果が得られる。
【実施例４】
【００６７】
ここで本発明をリニアスキャンＸ線撮影が可能な医療用デジタルＸ線撮影装置に適用した例を説明する。
図１５は、そのＸ線撮影装置Ａ４の全体概略構成を示すブロック図である。このＸ線撮影装置Ａ４はリニアスキャンＸ線撮影を行うものであって、Ｘ線発生器７と、このＸ線発生器７から照射され撮影対象を透過したＸ線細隙ビームＢを受光するＸ線撮影用検出器１１Ｃと、このＸ線撮影用検出器１１Ｃを着脱可能にかつ速度調整可能に移動保持する検出器ホルダ１０と、撮影対象である被験者頭部Ｈを固定する被験者頭部押え（被写体固定手段）５ｄと、被写体の階調処理基準点位置を検出する位置検出手段３２と、この装置全体を制御する装置本体４とを備えている。
【００６８】
なおここで、Ｘ線発生器７、Ｘ線撮影用検出器１１Ｃ、走査用検出器支持部３３、被写体固定手段５ｄ、位置検出手段３２については、いずれもこれらを、その通常の使用状態を上方から見た所を平面的に示したものである。また、Ｘ線撮影用検出器１１Ｃは、実施例２のＸ線撮影装置Ａ２に用いられているＸ線撮影用検出器１１Ａと同様の構成である。
【００６９】
Ｘ線発生器７はＸ線管を内蔵しており、更にそこから広域に発射されるＸ線ビームを一定方向、一定範囲だけに制限して目的箇所に照射させるための開口である１次スリット７ａを形成したＸ線遮蔽材よりなる１次スリット部材７ｂと、この１次スリット部材７ｂを図示するＤ方向に速度、位置調整可能に移動させる１次スリット移動軸７ｃと、この１次スリット移動軸７ｃを駆動する１次スリット移動モータＭ１とを備えている。
【００７０】
Ｘ線撮影用検出器支持部３３は、Ｘ線撮影用検出器１１Ｃを着脱可能に保持する検出器ホルダ１０と、この検出器ホルダ１０を図示するＤ方向に速度、位置調整可能に移動させる検出器移動軸３３ａと、この移動軸３３ａを駆動する検出器移動モータＭ２と、Ｘ線発生器７の１次スリット７ａで制限されたＸ線細隙ビームＢが被験者頭部Ｈに照射される前に、更に一定範囲だけに制限するためのＸ線通過開口である２次スリット３４ａを有しＸ線遮蔽材で形成された２次スリット部材３４ｂと、この２次スリット部材３４ｂを図示するＤ方向に速度と位置とを調整可能に移動させる２次スリット移動軸３４ｃと、この２次スリット移動軸３４ｃを駆動する２次スリット移動モータＭ３とを備えている。なお、検出器移動モータＭ２と２次スリット移動モータＭ３とを独立別個に設けることなく、両者をタイミングベルトなどで機構的にリンクさせて、一方のモータを不要とすることも可能である。
【００７１】
被験者頭部押え（被写体固定手段）５ｄは、Ｘ線撮影用検出器支持部３３の検出器ホルダ１０や２次スリット部材３４ｂの方向Ｄへの移動に拘わらず、被験者頭部Ｈを所定位置に固定しておくように構成されている。
【００７２】
装置本体４は、ＭＰＵ（ＣＰＵ）で構成され中央制御機能を発揮する制御ユニット２０ａと、制御ユニット２０ａが処理する種々の制御プログラムなどを記憶保存するメモリ２０ｃと、Ｘ線照射制御回路２０ｄと、モータ制御回路２０ｆと、ＴＤＩクロック発生回路２０ｇと、通信制御回路２０ｈなどで構成されている制御部２０と、種々の操作指示を受け付ける操作パネル１３と、Ｘ線画像などを表示する表示装置１３ａとを備えている。モータ制御回路２０ｆには、１次スリット移動モータＭ１、検出器移動モータＭ２、２次スリット移動モータＭ３を接続して制御している。
【００７３】
このＸ線撮影装置Ａ４では、図示したようにＸ線発生器７とＸ線撮影用検出器１１Ｃとが被写体固定手段５ｄを挟むように設けられ、被験者頭部押え（被写体固定手段）５ｄで固定された被験者頭部Ｈに対して相対的に、１次スリット７ａと２次スリット３４ａとＸ線撮影用検出器１１Ｃとを同期して移動させることで、Ｘ線発生器７から照射されるＸ線細隙ビームＢとＸ線撮影用検出器１１Ｃとを同方向Ｄに同期して移動させながら、Ｘ線細隙ビームＢで被験者頭部Ｈを走査し、被験者頭部ＨのリニアＸ線画像を得るようになっている。その際には、走査中のＸ線撮影用検出器１１Ｃによって得られたＸ線受光データである蓄積電荷信号を元に、Ｘ線細隙ビームＢの走査速度（方向Ｄへの移動速度）を制御している。
【００７４】
つまり、硬組織領域を走査している途中で、透過量が大きい場合には、走査速度を大きくすることによって、この軟組織領域に単位時間あたりに照射されるＸ線細隙ビームＢの線量を少なくする一方、透過量が小さい場合には、走査速度を小さくすることで、この硬組織領域に単位時間あたりに照射されるＸ線細隙ビームＢの線量を多くする制御を行う。
【００７５】
更に、このようなリニアスキャンＸ線撮影においても、Ｘ線撮影装置Ａ４に用いられているＸ線撮影用検出器１１Ｃは、実施例２で説明したＸ線撮影装置Ａ２のＸ線撮影用検出器１１Ａと同様の構成とされているから、実施例１で説明した方法によって暗電流の補正を行うことができる。
【００７６】
図１６は、図１５で示した位置検出手段３２の要部説明図である。この位置検出手段３２は、接触子３２ａと、この接触子３２ａを矢印で示すように例えば上下左右に位置調節可能かつ位置検知可能に支持し、被験者頭部Ｈの階調処理基準点Ｐに接触子３２ａを当接させた時の位置を検出する位置検出器３２ｂとを備えている。この位置検出器３２ｂは、被験者頭部押え（被写体固定手段）５ｄに固定されたポテンショメータなどで構成される。
【００７７】
このような位置検出手段３１を用いると、階調処理基準点Ｐ（この例では歯科用セファロ撮影でよく用いられるナジオン、つまり、歯科矯正において重要な、人体頭部正中状平面における鼻骨前頭縫合の最前点）の位置を簡単、短時間にかつ正確に検出することができ、また、被験者に余分な検出用マークを付したりしないで済む。なお、この階調処理基準点Ｐは、ナジオンの位置に限られるものではなく、公知の各位置を用いることができる。
【００７８】
こうして得られた階調処理基準点Ｐは、Ｘ線撮影用検出器１１Ｃで得られたリニアスキャンＸ線画像に対して、事後的に軟組織領域の階調処理をするため、あるいは、Ｘ線撮影をする際のＸ線細隙ビームＢの照射量を制御するために用いられる。
【００７９】
なお、温度に対応させて、複数組の暗電流補正テーブル３…３を用意しておき、撮影時の温度によって適切な暗電流補正テーブル３を選択して、暗電流の補正を行う方法も可能である。このときには、暗電流成分を除去するにあたり、予め記憶させた暗電流成分の温度に基づく変動成分を更に除去することになるので、更に良好な補正結果が得られる。
【実施例５】
【００８０】
ここで本発明をデンタルＸ線撮影が可能な医療用デジタルＸ線撮影装置に適用した例を説明する。
図１７は、そのＸ線画像撮影装置Ａ５の使用形態を説明する図面である。図のように、Ｘ線画像撮影装置Ａ５は、撮影対象を口腔内部位とするものである。
【００８１】
Ｘ線発生器７は、自在アーム３３に対して上下揺動自在および水平回転自在に取り付けられ、口腔内部位に向けてＸ線を照射するように、Ｘ線照射筒７ｄの方向が調整される。一方、口腔内部位を挟んでＸ線照射筒７ｄと対向する位置に、口腔内部位を通過したＸ線強度分布、すなわちＸ線像を検出するためのＸ線撮影用検出器１１Ｄが位置決めされる。すなわち、Ｘ線撮影用検出器１１Ｄの撮像面がＸ線照射方向に適切に向くように、Ｘ線撮影用検出器１１Ｄを取り付けた位置決め具３４を被験者自身が指で保持するようになっている。
【００８２】
図１８は、Ｘ線撮影用検出器１１Ｄの構成を示す断面図であり、（ａ）はＡ−Ａ線に沿った水平断面図で、（ｂ）はＢ−Ｂ線に沿った縦断面図である。
Ｘ線撮影用検出器１１Ｄは、照射されたＸ線を可視光線に変換する発光体（シンチレータ）１ｂと、この発光体１ｂの発光を固体撮像素子１ａの受光面に伝達する光ファイバ１ｃと、光ファイバ１ｃで伝達された蛍光分布を受光して発生した電荷を蓄積し、所定時間蓄積した電荷を順次読出して電気信号に変換するＣＣＤセンサで構成された固体撮像素子１ａと、固体撮像素子１ａを支持するセラミックなどの基板１ｄと、各構成部品を収納するための保護ケース１９などで構成されている。
【００８３】
保護ケース１９内側のＸ線露光面と側面とには、発光体１ｂ、光ファイバ１ｃ、固体撮像素子１ａおよび基板１ｄを包囲するようにアルミニウムまたは銅の薄層などの導電部材３５を被設して、外来からの誘導ノイズや静電サージ等の影響が、固体撮像素子１ａ等に及ばないようにして、耐ノイズ性や耐サージ性を向上させている。なお、導電部材３５の材質は、アルミニウムやベリリウムなどの原子量の小さいものが好ましく、その厚さを極力薄く、たとえば０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍ程度に形成しているため、Ｘ線撮影用検出器１１Ｄに入射するＸ線の減衰や散乱を殆ど引き起こさない。
【００８４】
そして、保護ケース１９内側の裏面と側面とには、Ｘ線を遮蔽するシール材１９ａを被設して、基板１ｄの背面や側面への不要な散乱Ｘ線の入射を防止している。保護ケース２７内側の露光面の一部にも、固体撮像素子１ａ暗電流測定部１ａｂを設定するために、シール材１９ａで形成されたＸ線遮蔽部材１９ｂを設けている。
【００８５】
更に、基盤１ｄには、Ｘ線撮影用検出器１１Ａ〜１１Ｃと同様に、ＭＰＵ（ＣＰＵ）で構成され、暗電流の補正を実行する画像処理手段２の機能有する制御ユニット１１ａ（不図示）や、その画像処理手段２が参照する暗電流補正テーブル３を予め記憶しているメモリ１１ｆ（不図示）などが、実施例２−４と同様に設けられている。従って、Ｘ線撮影時に固体撮像素子１ａから出力された蓄積電荷信号は、画像処理手段２によって暗電流成分を除去され、デンタルＸ線画像としてメモリ１１ｆに蓄積され、ケーブル２１を通じて操作パネル１３に入力され、表示装置１３Ａに画像として表示される。
【００８６】
このＸ線画像撮影装置Ａ５に用いられるＸ線撮影用検出器１１Ｄと、実施例２−４の各Ｘ線画像撮影装置に用いられているＸ線撮影用検出器１１Ａ〜１１Ｃとの違いについて説明する。
すなわち、実施例２−４のＸ線撮影用検出器１１Ａ〜１１Ｃでは、図１１を参照して説明したように、ＣＣＤセンサの受光部１ａｄの最下部以外の列に、画像を形成する画素を蓄積電荷として出力する画素部１ａａを割り当て、各列から出力される電荷を時間遅延積分して１画素の蓄積電荷信号としていた（蓄積電荷信号は１次元画像を形成する）のに対し、Ｘ線撮影用検出器１１Ｄでは、各画素ｅからの電荷を、２次元画像を形成する蓄積電荷信号として扱うようになっている。
【００８７】
しかし、各画素ｅからの電荷を、２次元画像を形成する蓄積電荷信号として扱う場合であっても、暗電流測定部１ａｂから取り出される暗電流成分に基づいてついて、暗電流測定部と画素生成部１ａａの各画素ｅとの、所定の露光時間に対するおける出力比を暗電流補正テーブル３に予め記憶しておき、Ｘ線撮像時において各画素ｅより取り出された蓄積電荷信号に対して、暗電流補正テーブル３に記憶しておいたその出力比を適用し演算して暗電流成分を除去する方法を採ることができる。この方法も本発明の思想に含まれる。
【００８８】
なお、この実施例でも固体撮像素子１ａとしてＣＣＤセンサを用いているが、そのＣＣＤセンサに替えて、各画素のフォトダイオードをＭＯＳトランジスタで選択して電荷を取り出す構成のＭＯＳセンサを用いることも可能である。
【００８９】
また、温度に対応させて、複数組の暗電流補正テーブル３…３を用意しておき、撮影時の温度によって適切な暗電流補正テーブル３を選択して、暗電流の補正を行う方法も可能である。このときには、暗電流成分を除去するにあたり、予め記憶させた暗電流成分の温度に基づく変動成分を更に除去することになるので、更に良好な補正結果が得られる。
【実施例６】
【００９０】
本発明は、上記実施例の医療用デジタルＸ線撮影装置の外、Ｘ線ＣＴ（コンピュータ・トモグラフィー）撮影装置にも適用可能である。すなわち、ＣＴ画像は、同一の被写体に対して角度を変えて何枚も透過Ｘ線撮影を行い、そこで得たＸ画像を処理して断層画像を得るものであるから、それぞれの透過Ｘ線撮影において、本発明の暗電流の補正処理を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の概念を示す２次元画像生成装置のブロック図。
【図２Ａ】パノラマＸ線撮影における暗電流成分の出力変化について、画素生成部と暗電流測定部とを比較したグラフ。
【図２Ｂ】通常のＸ線透過撮影における暗電流成分と露光時間Ｔとの関係を示すグラフ。
【図３】暗電流補正テーブルの例。
【図４】暗電流補正テーブルの作成の手順を示すフローチャート。
【図５】撮影時の補正処理の手順を示すフローチャート。
【図６】本発明を適用したパノラマＸ線撮影が可能な医療用デジタルＸ線撮影装置の外観図。
【図７】図６の医療用デジタルＸ線撮影装置を構成するＸ線撮影用検出器の外観図。
【図８】図７のＸ線撮影用検出器の内部構成を説明する図面。
【図９】図６の医療用デジタルＸ線撮影装置を構成する装置本体制御部の構成を示すブロック図。
【図１０】図６の医療用デジタルＸ線撮影装置を構成するＸ線撮影用検出器の構成を示すブロック図。
【図１１】図９の固体撮像素子構成を示す図面。
【図１２】図６の医療用デジタルＸ線撮影装置によるパノラマＸ線透視画像。
【図１３】本発明を適用したセファロＸ線撮影が可能な医療用デジタルＸ線撮影装置の外観図。
【図１４】セファロＸ線撮影時における、Ｘ線発生器、被験者、Ｘ線撮影用検出器の３者の位置関係を説明する図面。
【図１５】本発明を適用したリニアスキャンＸ線撮影が可能な医療用デジタルＸ線撮影装置の構成を示すブロック図。
【図１６】図１５の医療用デジタルＸ線撮影装置を構成する位置検出手段の要部説明図。
【図１７】本発明を適用したデンタルＸ線撮影が可能な医療用デジタルＸ線撮影装置の使用形態を説明する図面。
【図１８】図１５の医療用デジタルＸ線撮影装置を構成するＸ線撮影用検出器の断面図。
【符号の説明】
【００９２】
１ａ      固体撮像素子
１ａａ    画素生成部
１ａｂ    暗電流測定部
２        画像処理手段
３        暗電流テーブル
Ａ２      パノラマＸ線撮影が可能な医療用デジタルＸ線撮影装置
Ａ３      セファロＸ線撮影が可能な医療用デジタルＸ線撮影装置
Ａ４      リニアスキャンＸ線撮影が可能な医療用デジタルＸ線撮影装置
Ａ５      デンタルＸ線撮影が可能な医療用デジタルＸ線撮影装置
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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