(57)【要約】【課題】  動画像を表示装置に表示させるに当たりチラツキを低減することができる放射線撮像装置及びその制御方法を提供する。【解決手段】  「撮影ループ」では、先ず、Ｘ線の照射を行う（ステップＳ３）。次に、画像データの読み出し、Ａ／Ｄ変換、画像処理を順次行う（ステップＳ４〜Ｓ６）。そして、当該フレーム（第ｎフレーム）の画像をディスプレイに表示する（ステップＳ７）。続いて、フレーム番号ｎをｎ＋１に変更する（ステップＳ８）。この結果、フレーム番号が４以下であれば、再度「撮影ループ」の処理を行う。一方、フレーム番号が４以下でなくなった場合は、「撮影ループ」の処理を終了し、リフレッシュ動作を行う（ステップＳ９）。ステップＳ９のリフレッシュ動作を行った後には、第（ｎ−１）フレームの画像をディスプレイに表示する（ステップＳ１０）。即ち、１つ前のフレーム（第４フレーム）の画像を再度表示する。【選択図】  図６
2005260707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換素子及びスイッチ素子を含む複数の画素が基板上にアレイ状に配置された光電変換素子アレイと、
前記光電変換素子アレイから出力された信号を検出する検出手段と、
前記検出手段から出力された信号を表示装置に対して出力する出力手段と、
を有し、
前記出力手段は連続して前記信号を出力し、前記光電変換素子に残留するキャリアを掃き出すためのリフレッシュ動作を行った結果、前記検出手段から信号が出力されてこない期間においては、補間用の信号を出力することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２】
前記補間用の信号として、前記信号が出力されてこない期間の直前に前記検出手段から出力された信号を用い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】
前記補間用の信号として、前記信号が出力されてこない期間の前後に前記検出手段から出力された信号から作成した中間画像の信号を用い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４】
前記補間用の信号を前記表示装置に対して出力するに当たり、前記表示装置にマーキングを行わせ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像装置。
【請求項５】
前記光電変換素子及びスイッチ素子の材料として、アモルファスシリコンが用いられている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】
前記光電変換素子及びスイッチ素子は、前記基板上に並行して形成されている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】
放射線に対して波長変換を施す波長変換体を有し、前記波長変換体により波長変換されて出力された波が前記光電変換素子に入射することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項８】
前記波長変換体は、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ、Ｇｄ2Ｏ3及びＣｓＩのから選択された１種を主成分と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】
被検体に放射線を照射する放射線源と、
前記被検体を透過した放射線を検出する請求項１乃至８のいずれか１項に記載の放射線撮像装置と、
前記放射線撮像装置から出力された信号に対して画像処理を施す画像処理手段と、
前記画像処理手段により処理された後の画像データを表示する表示手段と、
を有することを特徴とする放射線撮像システム。
【請求項１０】
光電変換素子及びスイッチ素子を含む複数の画素が基板上にアレイ状に配置された光電変換素子アレイと、前記光電変換素子アレイから出力された信号を検出する検出手段と、を有する放射線撮像装置を制御する方法であって、
前記検出手段から出力された信号を連続して表示装置に対して出力し、前記光電変換素子に残留するキャリアを掃き出すためのリフレッシュ動作を行った結果、前記検出手段から信号が出力されてこない期間においては、補間用の信号を出力することを特徴とする放射線撮像装置の制御方法。
【請求項１１】
前記補間用の信号として、前記信号が出力されてこない期間の直前に前記検出手段から出力された信号を用いることを特徴とする請求項１０に記載の放射線撮像装置の制御方法。
【請求項１２】
前記補間用の信号として、前記信号が出力されてこない期間の前後に前記検出手段から出力された信号から作成した中間画像の信号を用いることを特徴とする請求項１０に記載の放射線撮像装置の制御方法。
【請求項１３】
光電変換素子及びスイッチ素子を含む複数の画素が基板上にアレイ状に配置された光電変換素子アレイと、前記光電変換素子アレイから出力された信号を検出する検出手段と、を有する放射線撮像装置をコンピュータに制御させるためのプログラムであって、
コンピュータに、前記検出手段から出力された信号を連続して表示装置に対して出力し、前記光電変換素子に残留するキャリアを掃き出すためのリフレッシュ動作を行った結果、前記検出手段から信号が出力されてこない期間においては、補間用の信号を出力する処理を行わせることを特徴とするプログラム。
【請求項１４】
コンピュータに、前記補間用の信号として、前記信号が出力されてこない期間の直前に前記検出手段から出力された信号を用いる処理を行わせることを特徴とする請求項１３に記載のプログラム。
【請求項１５】
コンピュータに、前記補間用の信号として、前記信号が出力されてこない期間の前後に前記検出手段から出力された信号から作成した中間画像の信号を用いる処理を行わせることを特徴とする請求項１３に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線撮像装置に好適な放射線撮像装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、病院内などに設置されているＸ線撮影システムは、患者にＸ線を照射させ、患者を透過したＸ線をフィルムに露光するフィルム撮影方式と、患者を透過したＸ線を電気信号に変換してディジタル画像処理をする画像処理方式とがある。
【０００３】
画像処理方式のひとつに、Ｘ線を可視光に変換する蛍光体と可視光を電気信号に変換する光電変換装置とで構成された放射線撮像装置がある。患者を透過したＸ線が、蛍光体に照射され、そこで可視光に変換された患者の体内情報を光電変換装置により電気信号として出力する。電気信号に変換されればＡＤコンバータでディジタル変換し、記録、表示、印刷、診断などを行うためのＸ線画像情報はディジタル値として扱うことが出来る。
【０００４】
最近では、光電変換装置にアモルファスシリコン半導体薄膜を用いた放射線撮像装置が実用化されている。
【０００５】
図１２は、ＭＩＳ型光電変換素子とスイッチ素子の材料にアモルファスシリコン半導体薄膜を用いて構成した従来の光電変換基板の上面図であり、それらを結線する配線を含めて表している。図１３は、図１２中のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。以後の説明では、簡単化のために、ＭＩＳ型光電変換素子は、単に光電変換素子と呼ぶことにする。
【０００６】
光電変換素子１０１及びスイッチ素子１０２（アモルファスシリコンＴＦＴ、以下単にＴＦＴと記す）は同一基板１０３上に形成されており、光電変換素子の下部電極は、ＴＦＴの下部電極（ゲート電極）と同一の第１の金属薄膜層１０４で共有されており、光電変換素子の上部電極は、ＴＦＴの上部電極（ソース電極、ドレイン電極）と同一の第２の金属薄膜層１０５で共有されている。また、第１及び第２の金属薄膜層は、光電変換回路部内の、ゲート駆動用配線１０６、マトリクス信号配線１０７も共有している。図１２においては、画素数として２×２の計４画素分が記載されている。図１２のハッチング部は、光電変換素子の受光面である。１０９は光電変換素子にバイアスを与える電源ラインである。また、１１０は光電変換素子とＴＦＴを接続するためのコンタクトホールである。
【０００７】
アモルファスシリコン半導体を主たる材料にした図１２で示されるような構成を用いれば、光電変換素子、スイッチ素子、ゲート駆動用配線、マトリクス信号配線を、同一基板上に同時に作製することができ、大面積の光電変換回路部が容易に、しかも安価に提供することができる。
【０００８】
次に、光電変換素子単体のデバイス動作について説明する。図１４（ａ）〜（ｃ）は、図１２及び図１３に示す光電変換素子のデバイス動作を説明するためのエネルギーバンド図である。本光電変換素子には、第１及び第２の金属薄膜層１０４及び１０５への電圧の印加の仕方によりリフレッシュモードと光電変換モードという２種類の動作モードがある。
【０００９】
図１４（ａ）、（ｂ）は、それぞれリフレッシュモード、光電変換モードの動作を示しており、図１３で示される各層の膜厚方向の状態を表している。Ｍ１は第１の金属薄膜層１０４（例えばＣｒ）で形成された下部電極（Ｇ電極）である。アモルファス窒化シリコン（ａ−ＳｉＮｘ）層１１１は、電子、ホール共にその通過を阻止する絶縁層であり、トンネル効果をもたらさない程度の厚さが必要であり、通常５００オングストローム以上に設定される。水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）層１１２は意図的にドーパントをドープしていない真性半導体層（ｉ層）で形成された光電変換半導体層である。Ｎ+層１１３は、ａ−Ｓｉ：Ｈ層１１２へのホールの注入を阻止するために形成されたＮ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層等の非単結晶半導体からなる単一導電型キャリアの注入阻止層である。また、Ｍ２は第２金属薄膜層１０５（例えばＡｌ）で形成される上部電極（Ｄ電極）である。
【００１０】
図１２では、Ｄ電極はＮ+層を完全には覆っていないが、Ｄ電極とＮ+層との間は電子の移動が自由に行われるためＤ電極とＮ+層は常に同電位であり、以下の説明は、そのことを前提としている。
【００１１】
リフレッシュモードを示す図１４（ａ）において、Ｄ電極はＧ電極に対して負の電位が与えられており、ｉ層（ａ−Ｓｉ：Ｈ）中の黒丸（●）で示されたホールは電界によりＤ電極に導かれる。同時に白丸（○）で示された電子はｉ層に注入される。この時、一部のホール及び電子はＮ+層又はｉ層において互いに再結合して消滅する。十分に長い時間この状態が続けば、ｉ層内のホールはｉ層から掃き出される。
【００１２】
この状態から光電変換モードを示す図１４（ｂ）にするためには、Ｄ電極にＧ電極に対し正の電位を与える。すると、ｉ層中の電子は瞬時にＤ電極に導かれる。しかし、Ｎ+層が注入阻止層として働くため、ホールがｉ層に導かれることはない。この状態でｉ層に光が入射すると、ｉ層に光が吸収されて電子−ホール対が発生する。そして、電子は電界によりＤ電極に導かれ、一方、ホールはｉ層内を移動してｉ層とａ−ＳｉＮｘ絶縁層との界面に達する。このとき、ホールはａ−ＳｉＮｘ絶縁層内までは移動できないため、ｉ層内に留まることになる。このように、電子はＤ電極に移動し、ホールはｉ層内の絶縁層との界面に移動するため、光電変換素子内の電気的中性を保つために電流がＧ電極から流れる。この電流の大きさは、光の入射により発生した電子−ホール対に対応するため、入射した光の量に比例する。
【００１３】
そして、光電変換モードである図１４（ｂ）の状態がある期間だけ保たれた後、再びリフレッシュモードの図１４（ａ）の状態になると、ｉ層に留まっていたホールは前述のようにＤ電極に導かれ、同時にこのホールに対応した電流が流れる。このホールの量は光電変換モード期間中に入射した光の総量に対応する。この時、ｉ層内に注入される電子の量に対応した電流も流れるが、この量はおよそ一定なため、差し引いて検出すればよい。つまり、この光電変換素子はリアルタイムに入射する光の量を出力すると同時に、ある期間に入射した光の総量も検出することができる。
【００１４】
但し、何らかの理由により光電変換モードの期間が長くなった場合や入射する光の照度が強い場合、光の入射があるにもかかわらず電流が流れないことがある。これは、図１４（ｃ）に示すように、光電変換モード中にｉ層内にホールが多数留まり、このホールのためｉ層内の電界が小さくなり、発生した電子がＤ電極に導かれなくなり、ｉ層内でホールと再結合してしまうからである。この状態は光電変換素子の飽和状態と称される。この状態で光の入射の状態が変化すると、電流が不安定に流れることもあるが、再びリフレッシュモードにすればｉ層内のホールは掃き出され次の光電変換モードでは再び光に比例した電流が流れる。
【００１５】
このような従来の放射線撮像装置を用いたＸ線撮影では、先ず、光電変換素子をリフレッシュモードとして、リフレッシュ動作を行う、次に、光電変換素子を光電変換モードとした上でＸ線を照射し、そして、読み出し動作を行うことにより、１枚の静止画像を取得している。また、連続した動画像を取得しようとする場合には、これらの一連の処理を取得したい動画の枚数分だけ繰り返し行えばよい。
【００１６】
ここで、動画像の撮影方法について説明する。図１５は、動画像撮影時の動作を示すタイムチャートである。
【００１７】
先ず、撮影前にリフレッシュ動作Ｒ１を行い、ｉ層内のホールキャリアを掃き出し、光電変換ができる状態にする。次に、Ｘ線をパルス状に照射する。ここでは、一例として、パルスを４回照射するものとする。Ｘ１が１回目のパルス照射を示しており、Ｘ２が２回目、Ｘ３が３回目、Ｘ４が４回目を示している。また、Ｘ線の照射後には、読み出し動作及びＡ／Ｄ変換を行う。ここでの読み出し動作とは、光電変換素子のリセット、スイッチ素子のオン、画像データのサンプルホールド及び画像データの転送による読み出し動作を示している。Ｆ１が１回目のＸ線照射Ｘ１後の読み出し及びＡ／Ｄ変換を示しており、Ｆ２が２回目のＸ線照射Ｘ２後の読み出し読み出し及びＡ／Ｄ変換を示し、Ｆ３が３回目のＸ線照射Ｘ３に対応し、Ｆ４が４回目のＸ線照射Ｘ４に対応している。つまり、図１５に示す例では、総計で４回のＸ線照射、読み出し及びＡ／Ｄ変換のサイクルを繰り返している。
【００１８】
読み出し動作及びＡ／Ｄ変換後には、画像データのメモリへの書き込み動作、及びオフセット補正等の画像処理動作Ｆ１’〜Ｆ４’を行い、その後、ディスプレイに画像を表示する（表示Ｄ１〜Ｄ４）。
【００１９】
このような１連の動作に関し、従来のＭＩＳ型光電変換素子を用いた動画撮影では、必ず数〜数十フレーム撮影毎に１回のリフレッシュ動作を行っている。例えば、図１５に示す従来例では、４フレーム撮影毎に１回のリフレッシュ動作を行っている。つまり、最初に１回のリフレッシュ動作（Ｒ１）を行い、４回Ｘ線照射（Ｘ１〜Ｘ４）を行い、再びリフレッシュ動作（Ｒ２）を１回行っている。このようにリフレッシュ動作を行うのは、４回のＸ線照射により、光電変換素子のｉ層内にキャリアが充満し、光電変換できなくなっているためであり、リフレッシュ動作を行うことにより、光電変換素子のｉ層内のキャリアを掃き出しているのである。
【００２０】
しかしながら、リフレッシュ動作を行うと、その期間にはＸ線照射を行うことができないため、この期間の分だけ表示を行うことができない。例えば、図１５に示す従来例では、表示Ｄ４と表示Ｄ５との間で画像が途切れている。この結果、ＭＩＳ型光電変換素子を備えた従来の放射線撮像装置を用いた場合、終始連続した動画撮影を行うことができず、ディスプレイに動画像を表示した際、画面にチラツキが発生していまい、診断しにくいことがある。
【００２１】
【特許文献１】特開２００２−３０５６８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明は、動画像を表示装置に表示させるに当たりチラツキを低減することができる放射線撮像装置及びその制御方法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】
【００２３】
本願発明者は、前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下に示す発明の諸態様に想到した。
【００２４】
本発明に係る放射線撮像装置は、光電変換素子及びスイッチ素子を含む複数の画素が基板上にアレイ状に配置された光電変換素子アレイと、前記光電変換素子アレイから出力された信号を検出する検出手段と、前記検出手段から出力された信号を表示装置に対して出力する出力手段と、を有し、前記出力手段は連続して前記信号を出力し、前記光電変換素子に残留するキャリアを掃き出すためのリフレッシュ動作を行った結果、前記検出手段から信号が出力されてこない期間においては、補間用の信号を出力することを特徴とする。
【００２５】
本発明に係る放射線撮像システムは、被検体に放射線を照射する放射線源と、前記被検体を透過した放射線を検出する上記の放射線撮像装置と、前記放射線撮像装置から出力された信号に対して画像処理を施す画像処理手段と、前記画像処理手段により処理された後の画像データを表示する表示手段と、を有することを特徴とする。
【００２６】
本発明に係る放射線撮像装置の制御方法は、光電変換素子及びスイッチ素子を含む複数の画素が基板上にアレイ状に配置された光電変換素子アレイと、前記光電変換素子アレイから出力された信号を検出する検出手段と、を有する放射線撮像装置を制御する方法であって、前記検出手段から出力された信号を連続して表示装置に対して出力し、前記光電変換素子に残留するキャリアを掃き出すためのリフレッシュ動作を行った結果、前記検出手段から信号が出力されてこない期間においては、補間用の信号を出力することを特徴とする。
【００２７】
本発明に係るプログラムは、光電変換素子及びスイッチ素子を含む複数の画素が基板上にアレイ状に配置された光電変換素子アレイと、前記光電変換素子アレイから出力された信号を検出する検出手段と、を有する放射線撮像装置をコンピュータに制御させるためのプログラムであって、コンピュータに、前記検出手段から出力された信号を連続して表示装置に対して出力し、前記光電変換素子に残留するキャリアを掃き出すためのリフレッシュ動作を行った結果、前記検出手段から信号が出力されてこない期間においては、補間用の信号を出力する処理を行わせることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、リフレッシュによって画像データが得られない期間においても、補間用の信号が出力されるため、表示装置におけるチラツキを抑え、スムーズな動画像を表示させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照して具体的に説明する。
【００３０】
（第１の実施形態）
先ず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る放射線撮像システムの構成を示す模式図である。図１において、２０１はＸ線室、２０２はＸ線制御室、２０３は診断室を表している。本Ｘ線撮像システムの全体的な動作は、Ｘ線制御室２０２内に備えられたシステム制御部２１０によって支配される。
【００３１】
Ｘ線制御室２０２内の操作者インターフェース２１１としては、例えば、ディスプレイ上のタッチパネル、マウス、キーボード、ジョイスティック、フットスイッチ等がある。操作者インターフェース２１１から撮像条件（静止画、動画、管電圧、管電流、照射時間等）、撮像タイミング、画像処理条件、被検体ＩＤ及び取込画像の処理方法等の設定を行うことができる。但し、これらのうちのほとんどの情報は、放射線情報システム（図示せず）から転送されるので、個別に入力しなくてもよい。操作者の重要な作業は、撮影した画像の確認作業である。つまり、アングルが正しいか、患者が動いていないか、画像処理が適切か等の判断を行う。
【００３２】
システム制御部２１０は、操作者２０５又は放射線情報システム（図示せず）からの指示に基づいた撮像条件を、Ｘ線撮像シーケンスを司る撮像制御部２１４に指示し、データの取り込み動作に入る。撮像制御部２１４は、その指示に基づき放射線源であるＸ線発生装置１２０、撮像用寝台１３０及び放射線撮像装置１４０を駆動して画像データを取り込み、画像処理部１０に転送する。システム制御部２１０は、その後、操作者２０５から指定された画像処理を施してディスプレイ１６０に表示し、また、オフセット補正及び白補正等の基本画像処理を行った生データを外部記憶装置１６１に保存する。システム制御部２１０は、更に、操作者２０５の指示に基づいて、再画像処理、再生表示、ネットワーク上の装置への画像データの転送・保存、ディスプレイ表示、及びフィルムへの印刷等を行う。
【００３３】
次に、信号の流れを追って順次説明を加える。
【００３４】
Ｘ線発生装置１２０には、Ｘ線管球１２１とＸ線絞り１２３とが含まれる。Ｘ線管球１２１は撮像制御部２１４に制御された高圧発生電源１２４によって駆動され、Ｘ線ビーム１２５を放射する。Ｘ線絞り１２３は撮像制御部２１４により駆動され、撮像領域の変更に伴い、不必要なＸ線照射を行わないようにＸ線ビーム１２５を整形する。Ｘ線ビーム１２５はＸ線透過性の撮像用寝台１３０の上に横たわった被検体１２６に向けられる。撮像用寝台１３０は、撮像制御部２１４の指示に基づいて駆動される。Ｘ線ビーム１２５は、被検体１２６及び撮像用寝台１３０を透過した後に放射線撮像装置１４０に照射される。
【００３５】
放射線撮像装置１４０には、グリッド１４１、蛍光板１４２、光電変換回路部８、Ｘ線露光量モニタ１４４及び駆動回路１４５が設けられている。グリッド１４１は、被検体１２６を透過することによって生じるＸ線散乱の影響を低減する。グリッド１４１は、例えばＸ線低吸収部材と高吸収部材とから構成されており、例えば、ＡｌとＰｂとのストライプ構造を備えている。そして、光電変換回路部８とグリッド１４１との格子比の関係によりモアレが生じないようにＸ線照射時には撮像制御部２１４の指示に基づいてグリッド１４１が振動する。
【００３６】
蛍光板１４２、光電変換素子アレイ（光電変換回路部）８及び駆動回路１４５は、ディジタルＸ線撮像装置の構成要素として設けられている。蛍光板１４２ではエネルギーの高いＸ線によって蛍光体の母体物質が励起され、再結合する際の再結合エネルギーにより可視領域の蛍光が得られる。その蛍光はＣａＷｏ4やＣｄＷＯ4等の母体自身によるものやＣｓＩ：ＴｌやＺｎｓ：Ａｇ等の母体内に付活された発光中心物質によるものがある。この蛍光板１４２に隣接して光電変換回路部８が配置されている。この光電変換回路部８は、光子を電気信号に変換する。Ｘ線露光量モニタ１４４はＸ線透過量を監視するものである。Ｘ線露光量モニタ１４４は、結晶シリコンの受光素子等を用いて直接Ｘ線を検出するものであってもよいし、また、蛍光板１４２からの光を検出するものであってもよい。本実施形態では、光電変換回路部８を透過した可視光（Ｘ線量に比例）を光電変換回路部８の基板の裏面に成膜されたアモルファスシリコン受光素子で検知し、撮像制御部２１４にその情報を送り、撮像制御部２１４がその情報に基づいて高圧発生電源１２４を駆動してＸ線を遮断又は調節する構成としている。駆動回路１４５は、読み出し回路部及びＡ／Ｄコンバータを含んでおり、撮像制御部２１４の制御下で、光電変換回路部８を駆動し、各画素からアナログ信号を読み出した後、このアナログ信号をディジタル信号に変換する。
【００３７】
放射線撮像装置１４０からの画像信号は、Ｘ線室２０１からＸ線制御室２０２内の画像処理部１０へ転送される。この転送の際、Ｘ線室２０１内ではＸ線発生に伴うノイズが大きくなっていることがある。そこで、画像データがノイズのために正確に転送されない場合も想定されるため、転送路の耐雑音性を高くしておくことが望ましい。例えば、誤り訂正機能をもたせた伝送系にすることや、差動ドライバによるシールド付き対より線や光ファイバによる転送路を用いることが望ましい。画像処理部１０は、撮像制御部２１４の指示に基づき表示データを切り替える。また、画像処理部１０は、画像データの補正（オフセット補正、白補正）、空間フィルタリング、リカーシブ処理等をリアルタイムで行い、階調処理、散乱線補正及び各種空間周波数処理等を行うことも可能である。
【００３８】
画像処理部１０により処理された画像は、ディスプレイアダプタ１５１を介してディスプレイ１６０に表示される。また、リアルタイム画像処理と同時に、データの補正のみが行なわれた基本画像は、外部記憶装置１６１に保存される。外部記憶装置１６１としては、大容量、高速かつ高信頼性を満たすデータ保存装置が望ましく、例えば、ＲＡＩＤ等のハードディスクアレー等を用いることが望ましい。また、操作者２０５の指示に基づいて、外部記憶装置１６１に蓄えられた画像データは外部記憶装置１６２に保存される。その際、画像データは所定の規格（例えば、ＩＳ＆Ｃ）を満たすように再構成された後に、外部記憶装置１６２に保存される。外部記憶装置１６２は、例えば、光磁気ディスクである。また、外部記憶装置１６２の代わりに、ＬＡＮボード１６３を介して接続された診断室２０３内のファイルサーバ１７０に備えられたハードディスク等に保存してもよい。そして、診断室２０３内で画像処理用端末１７３によって画像データに対して種々の処理を行い、モニタ１７４に表示することもできる。
【００３９】
次に、光電変換回路部８及び駆動回路１４５内の読み出し回路部９について説明する。図２は、光電変換回路部８及び読み出し用回路部の２次元的構成を示す回路図である。但し、説明を簡単化するために３×３＝９画素分で記載してある。
【００４０】
図２において、Ｓ１−１〜Ｓ３−３は光電変換素子、Ｔ１−１〜Ｔ３−３はスイッチ素子（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）、Ｇ１〜Ｇ３はＴＦＴをオン／オフさせるためのゲート配線、Ｍ１〜Ｍ３は信号配線、Ｖｓ線は光電変換素子に蓄積バイアスを与えるための配線である。各光電変換素子Ｓ１−１〜Ｓ３−３の黒く塗りつぶされた側の電極はＧ電極であり、対向側はＤ電極である。Ｄ電極は、Ｖｓ線の一部と接続されているが、光を入射させる都合上、例えば、薄いＮ+層がＤ電極として使用される。本実施形態では、光電変換素子Ｓ１−１〜Ｓ３−３、スイッチ素子Ｔ１−１〜Ｔ３−３、ゲート配線Ｇ１〜Ｇ３、信号配線Ｍ１〜Ｍ３及びＶｓ線が光電変換回路部８に含まれている。Ｖｓ線は、電源Ｖｓによりバイアスされる。ＳＲ１はゲート配線Ｇ１〜Ｇ３に駆動用のパルス電圧を与えるシフトレジスタであり、ＴＦＴをオンさせる電圧は外部から供給さる。また、制御信号ＶＳＣは、光電変換素子のＶｓ線、即ち光電変換素子のＤ電極に、２種類のバイアスを与えるためのものである。Ｄ電極は、制御信号ＶＳＣが“Ｈｉ”の時にＶｒｅｆ（Ｖ）になり、“Ｌｏ”の時にＶｓ（Ｖ）になる。読み取り用電源Ｖｓ（Ｖ）、リフレッシュ用電源Ｖｒｅｆ（Ｖ）は、夫々直流電源であり、例えば、Ｖｓは９Ｖ、Ｖｒｅｆは３Ｖとする。
【００４１】
読み出し用回路部９は、光電変換回路部内の信号配線Ｍ１〜Ｍ３の並列信号出力を増幅し、直列変換して出力する。ＲＥＳ１〜ＲＥＳ３は信号配線Ｍ１〜Ｍ３をリセットするスイッチ、Ａ１〜Ａ３は信号配線Ｍ１〜Ｍ３の信号を増幅するアンプ、ＣＬ１〜ＣＬ３はアンプＡ１〜Ａ３により増幅された信号を一時的に記憶するサンプルホールド容量、Ｓｎ１〜Ｓｎ３はサンプルホールドするためのスイッチ、Ｂ１〜Ｂ３はバッファアンプ、Ｓｒ１〜Ｓｒ３は並列信号を直列変換するためのスイッチ、ＳＲ２はスイッチＳｒ１〜Ｓｒ３に直列変換するためのパルスを与えるシフトレジスタ、Ａｂは直列変換された信号を出力するバッファアンプである。
【００４２】
図３は、本発明の第１の実施形態に係るＸ線撮像装置の１画素の構成を示す等価回路図である。１画素には、１個の光電変換素子及び１個のスイッチ素子（ＴＦＴ）が含まれている。光電変換素子の平面構造及び断面構造は、図１２及び図１３に示すそれらと同様である。そして、図３においては、光電変換素子に、半導体光電変換層としての水素化アモルファスシリコン等からなるｉ層による容量成分Ｃｉと、アモルファス窒化シリコン等の絶縁層（両導電型のキャリアの注入阻止層）による容量成分ＣSiNとが存在することを表記してある。
【００４３】
また、光電変換素子が飽和状態、即ちＤ電極とノードＮとの間（ｉ層）に電界がない状態か、又は電界があっても小さい状態となると、光によって生成された電子とホールとが互いに再結合するため、ｉ層と絶縁層との接合点（図３中のノードＮ）は、ホールキャリアを蓄えることができなくなる。つまり、ノードＮの電位はＤ電極の電位より高くなることはない。この飽和状態における動作を具現化するために、図３では、ダイオード（Ｄ１）が容量成分Ｃｉに並列に接続されていると表記してある。即ち、図３においては、光電変換素子を、Ｃｉ、ＣSiN及びＤ１の３つのコンポーネントで表記してあり、この光電変換素子が図２中の光電変換素子Ｓ１−１〜Ｓ３−３の各々に相当する。
【００４４】
また、図３において、ＴＦＴは薄膜トランジスタでスイッチ素子であり、図２中のスイッチ素子Ｔ１−１〜Ｔ３−３の各々に相当する。Ｃ２は信号配線に付加される読み出し容量であるが、図２では省略してある。ＦｌはＸ線波長を可視領域波長に変換するための波長変換用の蛍光体であり、直接又は間接的にＴＦＴと密着した位置に配置されている。蛍光体の母体材料には、例えばＧｄ2Ｏ2ＳやＧｄ2Ｏ3等が用いられ、発光中心には、例えばＴｂ3+やＥｕ3+等の希土類元素のイオンを含む材料が用いられる。また、ＣｓＩ：ＴｌやＣｓＩ：Ｎａ等のＣｓＩを母体材料に用いた蛍光体を用いてもよい。
【００４５】
スイッチＳＷ−Ｂは、ゲート配線Ｇ１〜Ｇ３を介してＴＦＴに印加する電圧を切り替えるためのスイッチであり、図２に示すシフトレジスタＳＲ１内に設けられている。また、スイッチＳＷ−Ｃは読み出し容量Ｃ２をＧＮＤ電位にリセットするためのスイッチであり、ＲＣ（ＣＲＥＳ）信号により制御される。スイッチＳＷ−Ｃは、図２中のスイッチＲＥＳ１〜ＲＥＳ３の各々に相当する。また、Ｖｇ（ｏｎ）（＝Ｖｃｏｍ）はＴＦＴをオンさせ信号電荷を読み出し容量Ｃ２に転送するための電源であり、Ｖｇ（ｏｆｆ）はＴＦＴをオフさせるための電源である。
【００４６】
次に、図３に示す１画素分の回路動作について、図３及び図４を参照しながら説明する。図４は、１画素分の回路動作を示すタイムチャートである。この回路動作には、リフレッシュ動作、Ｘ−ｒａｙ照射動作、転送動作及びリセット動作が含まれ、これらに対応して、リフレッシュ期間、Ｘ−ｒａｙ照射期間、転送期間及びリセット期間が設けられている。
【００４７】
先ず、リフレッシュ期間について説明する。リフレッシュ動作では、先ず、スイッチＳＷ−ＡをＶｒｅｆ側、スイッチＳＷ−ＢをＶｇ（ｏｎ）側、スイッチＳＷ−Ｃをオンにする。この状態にすることにより、Ｄ電極は３ＶのＶｒｅｆにバイアスされ、Ｇ電極はＧＮＤ電位にバイアスされ、ノードＮは最大でＶｒｅｆ（３Ｖ）にバイアスされる。ここで、最大というのは、以下のような状況を意味している。もし、本リフレッシュ動作より前の光電変換動作により、ノードＮの電位が既にＶｒｅｆ以上の電位に達していると、ダイオードＤ１を介して、ノードＮはＶｒｅｆにバイアスされる。一方、本リフレッシュ動作より前の光電変換動作によりノードＮの電位がＶｒｅｆ以下となっている場合には、本リフレッシュ動作によってノードＮがＶｒｅｆの電位にバイアスされることはない。なお、実際の使用にあたっては、複数回の光電変換動作を過去に繰り返していれば、ノードＮは、本リフレッシュ動作により事実上Ｖｒｅｆ（３Ｖ）にバイアスされるといってよい。
【００４８】
リフレッシュ動作では、ノードＮがＶｒｅｆにバイアスされた後に、スイッチＳＷ−ＡをＶｓ側に切り替える。これにより、Ｄ電極はＶｓ（９Ｖ）にバイアスされる。このリフレッシュ動作により、光電変換素子のノードＮに蓄えられていたホールキャリアがＤ電極側へ一掃される。
【００４９】
次に、Ｘ−ｒａｙ照射期間について説明する。Ｘ−ｒａｙ照射動作では、スイッチＳＷ−ＡをＶｓ側、スイッチＳＷ−ＢをＶｇ（ｏｆｆ）側、スイッチＳＷ−Ｃをオフにする。また、Ｘ線は、図４に示すように、パルス状に照射する。被検体を透過したＸ線は蛍光体Ｆｌに照射され、可視光に変換される。蛍光体からの可視光は半導体層（ｉ層）に照射され光電変換される。光電変換により生成されたホールキャリアはｉ層と絶縁層（注入阻止層）との界面に蓄えられ、ノードＮの電位を上昇させる。ＴＦＴはオフした状態なのでＧ電極側の電位も同じ分だけ上昇する。
【００５０】
次に、転送期間について説明する。転送動作では、スイッチＳＷ−ＡをＶｓ側、スイッチＳＷ−ＢをＶｇ（ｏｎ）側、スイッチＳＷ−Ｃをオフにする。この結果、ＴＦＴがオン状態となる。これにより、Ｘ−ｒａｙ照射により蓄えられたホールキャリアの量に対応する量の電子キャリアが、読み出し容量Ｃ２側からＴＦＴを介してＧ電極側に流れ、これに伴って読み出し容量Ｃ２の電位が上昇する。このとき、ホールキャリアの量（Ｓｈ）と電子キャリアの量（Ｓｅ）との間には、Ｓｅ＝Ｓｈ×ＣSiN／（ＣSiN＋Ｃｉ）の関係が成り立つ。読み出し容量Ｃ２の電位は、同時にアンプを介して増幅して出力される。ＴＦＴは信号電荷を充分に転送するに足りる時間だけオンさせ、やがてオフさせる。
【００５１】
次に、リセット動作について説明する。リセット動作では、スイッチＳＷ−ＡをＶｓ側、スイッチＳＷ−ＢをＶｇ（ｏｆｆ）側、スイッチＳＷ−Ｃをオンにする。この結果、読み出し容量Ｃ２がＧＮＤ電位にリセットされ、次のＸ−ｒａｙ照射に備える。
【００５２】
このようにして、１枚の画像が取得される。そして、Ｘ−ｒａｙ照射動作、転送動作及びリセット動作のサイクルを、この１枚目の画像取得のためのサイクルを含めて総計で４回連続して行った後、再度リフレッシュ動作を行うことにより、光電変換素子の飽和量を初期化する。このように、リフレッシュ動作を行うと、前述のように、画面にチラツキが発生する虞があるが、本実施形態では、後述の構成及び方法により、チラツキを抑制することが可能である。
【００５３】
次に、図２に示す光電変換装置の動作について、図２及び図５を参照しながら説明する。図５は、光電変換装置の動作を示すタイムチャートである。
【００５４】
先ず、リフレッシュ期間の動作について説明する。リフレッシュ期間には、シフトレジスタＳＲ１の信号をすべて“Ｈｉ”の状態とし、かつ読み出し用回路部９のＣＲＥＳ信号を“Ｈｉ”の状態とする。これは、図３に示す１画素分の回路で、スイッチＳＷ−ＢをＶｇ（ｏｆｆ）側にし、スイッチＳＷ−Ｃをオンにすることに相当する。この結果、スイッチング用の全ＴＦＴ（Ｔ１−１〜Ｔ３−３）が導通し、かつ読み出し用回路部９内のスイッチ素子ＲＥＳ１〜ＲＥＳ３も導通し、全光電変換素子Ｓ１−１〜Ｓ３−３のＧ電極がＧＮＤ電位になる。そして、制御信号ＶＳＣを“Ｈｉ”とすると、全光電変換素子のＤ電極がリフレッシュ用電源Ｖｒｅｆにバイアスされた状態（負電位）になる。この結果、全光電変換素子Ｓ１−１〜Ｓ３−３はリフレッシュモードになり、リフレッシュが行われる。
【００５５】
次に、光電変換期間について説明する。光電変換期間には、制御信号ＶＳＣを“Ｌｏ”の状態に切り替える。これは、図３に示す１画素分の回路で、スイッチＳＷ−ＡをＶｓ側にすることに相当する。この結果、全光電変換素子Ｓ１−１〜Ｓ３−３のＤ電極は読み取り用電源Ｖｓにバイアスされた状態（正電位）になり、光電変換素子は光電変換モードになる。
【００５６】
次いで、シフトレジスタＳＲ１の信号をすべて“Ｌｏ”で、かつ読み出し用回路部９のＣＲＥＳ信号を“Ｌｏ”の状態にする。この結果、スイッチング用の全ＴＦＴ（Ｔ１−１〜Ｔ３−３）がオフし、かつ読み出し用回路部９内のスイッチ素子ＲＥＳ１〜ＲＥＳ３もオフし、全光電変換素子Ｓ１−１〜Ｓ３−３のＧ電極が直流的にはオープン状態になるが、光電変換素子はコンデンサでもあるため電位が保持される。但し、この時点では、光電変換素子に光（Ｘ線）は入射されていないため、電荷は発生しない。即ち、電流は流れない。
【００５７】
その後、光源がパルス的にオンすると、夫々の光電変換素子のＤ電極（Ｎ+電極）に光が照射され、所謂、光電流が流れる。また、光によって流れた光電流は、電荷として夫々の光電変換素子内に蓄積され、光源がオフとなった後も保持される。なお、光源については、図２中に特に示してないが、例えば、Ｘ線撮影装置であれば文字通りＸ線源であり、この場合Ｘ線可視変換用のシンチレータを用いればよい。また、本発明は、Ｘ線撮像装置以外の撮像装置にも適用することができ、複写機に適用した場合の光源としては、例えば蛍光灯、ＬＥＤ又はハロゲン灯等が用いられる。
【００５８】
次に、読み出し期間について説明する。ここでの読み出し期間には、図４に示すリセット期間も含まれている。読み出し期間には、先ず、第１行目の光電変換素子Ｓ１−１〜Ｓ１−３、次に、第２行目の光電変換素子Ｓ２−１〜Ｓ２−３、最後に、第３行目の光電変換素子Ｓ３−１〜Ｓ３−３の順で読み出しを行う。即ち、先ず、第１行目の光電変換素子Ｓ１−１〜Ｓ１−３からの読み出しを行うために、スイッチ素子（ＴＦＴ）Ｔ１−１〜Ｔ１−３のゲート配線Ｇ１にシフトレジスタＳＲ１からゲートパルスを与える。ゲートパルスのハイレベルは、前述のように、外部から供給されている電圧Ｖｃｏｍである。この結果、スイッチ素子Ｔ１−１〜Ｔ１−３がオン状態になり、光電変換素子Ｓ１−１〜Ｓ１−３に蓄積されていた信号電荷が、信号配線Ｍ１〜Ｍ３に転送される。そして、信号配線Ｍ１〜Ｍ３に転送された信号電荷は、アンプＡ１〜Ａ３により増幅される。なお、図２には図示していないが、信号配線Ｍ１〜Ｍ３には、読み出し容量が付加されており、信号電荷はＴＦＴを介して、読み出し容量に転送される。例えば、信号配線Ｍ１に付加されている読み出し容量は、信号配線Ｍ１に接続されているスイッチ素子Ｔ１−１〜Ｔ３−１を構成するＴＦＴのゲート／ソース間の電極間容量（Ｃｇｓ）の総和（３個分）であり、この総和が図３における読み出し容量Ｃ２に相当する。
【００５９】
次いで、ＳＭＰＬ信号をオンさせることにより、サンプルホールド容量ＣＬ１〜ＣＬ３に転送され、ＳＭＰＬ信号をオフするとともにホールドされる。続いて、シフトレジスタＳＲ２からスイッチＳｒ１、Ｓｒ２、Ｓｒ３の順番で、パルスを印加することにより、サンプルホールド容量ＣＬ１〜ＣＬ３にホールドされていた信号が、サンプルホールド容量ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３の順でアンプＡｂからＡ／Ｄ変換回路部２０３にＶｏｕｔとして出力される。結果として、光電変換素子Ｓ１−１、Ｓ１−２及びＳ１−３の１行分の光電変換信号が順次出力される。また、シフトレジスタＳＲ２からスイッチＳｒ１にパルスを印加すると同時に、ＣＲＥＳ信号をオンすることにより、信号配線Ｍ１〜Ｍ３をＧＮＤ電位にリセットする。これは、図３に示す１画素分の回路で、スイッチＳＷ−Ｃをオンすること（リセット期間）に相当する。
【００６０】
更に、信号配線Ｍ１〜Ｍ３をＧＮＤ電位にリセットした後には、第２行目の光電変換素子Ｓ１−１〜Ｓ１−３からの読み出しを行うために、スイッチ素子（ＴＦＴ）Ｔ２−１〜Ｔ２−３のゲート配線Ｇ２にシフトレジスタＳＲ１からゲートパルスを与える。このようにして、第２行目の光電変換素子Ｓ２−１〜Ｓ２−３の読み出し動作、第３行目の光電変換素子Ｓ３−１〜Ｓ３−３の読み出し動作を続けて行う。このように、信号配線Ｍ１〜Ｍ３の信号をサンプルホールド容量ＣＬ１〜ＣＬ３にサンプルホールドさせることにより、シフトレジスタＳＲ２を用いて第１行目、第２行目の信号の直列変換動作を行っている間に、同時にシフトレジスタＳＲ１を用いて第２行目、第３行目の光電変換素子Ｓ２−１〜Ｓ２−３、Ｓ３−１〜Ｓ３−３の信号電荷を転送することができる。
【００６１】
以上の動作により、第１行目から第３行目のすべての光電変換素子の信号電荷を出力することができ、１枚の静止画像が取得される。その後、連続した動画像を取得するために、リフレッシュ動作を行わずに、例えば、光電変換期間及び読み出し期間（リセット期間を含む）のサイクルを更に３回繰り返し、総計で４枚の画像データを取得する。
【００６２】
ここで、動画像の撮影の際にリフレッシュ動作を行うタイミング及びリフレッシュ動作に伴う画像データの処理方法について説明する。図６は、本発明の第１の実施形態に係る放射線撮像システムの動作を示すフローチャートであり、図７は、図６に示すフローチャートに沿ったタイムチャートである。但し、図７には、図４と同様に、１画素分の動作を示す。
【００６３】
本実施形態に係る放射線撮像システムでは、撮影動作を開始すると、先ず、リフレッシュ動作を行うことにより（ステップＳ１）、光電変換素子を初期化し、光電変換の準備を行う。次に、動画撮影が終了するまで、「撮影継続ループ（ステップＳ２〜Ｓ１０）」の処理を行う。
【００６４】
「撮影継続ループ」では、先ず、フレーム番号ｎを１に設定する（ステップＳ２）。次に、「撮影ループ（ステップＳ３〜Ｓ８）」の処理を行う。
【００６５】
「撮影ループ」では、先ず、Ｘ線発生装置１２０を用いてＸ線の照射を行う（ステップＳ３）。次に、駆動回路１４５内の読み出し回路部を用いて光電変換回路部８からの画像データの読み出しを行う（ステップＳ４）。次いで、駆動回路１４５内のＡ／Ｄコンバータを用いて画像データのＡ／Ｄ変換を行う（ステップＳ５）。その後、画像処理部１０を用いて画像処理を行う（ステップＳ６）。そして、当該フレーム（第ｎフレーム）の画像を、ディスプレイアダプタ１５１を介してディスプレイ１６０に表示する（ステップＳ７）。続いて、フレーム番号ｎをｎ＋１に変更する（ステップＳ８）。この結果、フレーム番号が４以下であれば、再度「撮影ループ」の処理を行う。一方、フレーム番号が４以下でなくなった場合（具体的には、フレーム番号が５に達した場合）は、「撮影ループ」の処理を終了し、リフレッシュ動作を行う（ステップＳ９）。つまり、本実施形態では、「撮影ループ」の処理を４回連続して行った後、リフレッシュ動作を行う。
【００６６】
ステップＳ９のリフレッシュ動作を行った後には、第（ｎ−１）フレームの画像をディスプレイ１６０に表示する（ステップＳ１０）。即ち、１つ前のフレーム（第４フレーム）の画像を再度表示する。そして、撮影を継続する場合には、再度「撮影継続ループ」の処理を行う。
【００６７】
但し、図６に示すフローチャートでは、流れを簡単に示すために、Ｘ線照射（ステップＳ３）、読み出し（ステップＳ４）、Ａ／Ｄ変換（ステップＳ５）及び画像処理（ステップＳ６）を順番に行うものとしているが、図７に示すように、Ｘ線照射及び読み出しを行った後に、直ちに次フレームのＸ線照射を行うことにより、Ａ／Ｄ変換及び画像処理と次フレームの撮影を並行して行うことが好ましい。
【００６８】
図７に示すタイムチャートにおいて、Ｒ１〜Ｒ３はリフレッシュ動作、Ｘ１〜Ｘ１０はＸ線照射、Ｆ１〜Ｆ１０は信号の読み出し及びＡ／Ｄ変換、Ｆ１’〜Ｆ１０’はメモリへの書き込み及び画像処理、Ｄ１〜Ｄ１０はディスプレイでの表示を夫々示している。また、図４が２回のリフレッシュ動作間の動作を示しているのに対し、図７はより長い期間の動作を示したものでもある。
【００６９】
本実施形態では、放射線撮像装置１４０内の光電変換素子のリフレッシュ動作をＲ１で行い、光電変換素子内のホールキャリアを掃き出し、光電変換の準備を行う。次に、放射線撮像装置１４０の前に立たせた被検体１２６に対しＸ線を４回パルス状（Ｘ１〜Ｘ４）で照射する。照射されたＸ線は被検体１２６の情報を得て放射線撮像装置１４０に入射し、入射したＸ線は蛍光板１４２により波長変換され、光電変換回路部８で電気信号として検出される。
【００７０】
次いで、検出された電気信号（アナログ信号）は、駆動回路１４５により読み出され、更に、Ａ／Ｄ変換が施され、ディジタル信号となる。１回目のＸ線パルスＸ１に対応した読み出しがＦ１、２回目のＸ線パルスＸ２に対応した読み出しがＦ２、３回目のＸ線パルスＸ３に対応した読み出しがＦ３、４回目のＸ線パルスＸ４に対応した読み出しがＦ４であり、総計で４フレーム分の読み出し及びＡ／Ｄ変換が順次行われる。
【００７１】
その後、読み出されたディジタル信号は、撮影制御部２１４内のメモリに書き込まれ、画像処理部１０により画像処理（オフセット補正、ゲイン補正等）が行われる。読み出し処理Ｆ１に対応したメモリへの書き込み及び画像処理がＦ１’であり、読み出し処理Ｆ２に画像処理Ｆ２’が対応し、読み出し処理Ｆ３に画像処理Ｆ３’が対応し、読み出し処理Ｆ４に画像処理Ｆ４’が対応する。
【００７２】
続いて、ディスプレイアダプタ１５１を介して、画像処理が施された画像データをディスプレイ１６０に表示する。画像処理Ｆ１’に対応したディスプレイの表示がＤ１であり、順次Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４と表示する。但し、Ｘ線パルス照射Ｘ４とＸ５との間で、リフレッシュ動作を行っているため、その期間に対応する画像データは存在しない。そこで、第１の実施形態では、補間用の信号としてＸ線パルス照射Ｘ４に伴って得られた信号をディスプレイに表示させる。即ち、Ｄ４のディスプレイでの表示を継続して行う。
【００７３】
このような第１の実施形態によれば、リフレッシュ動作により画像データが存在しない期間に対応するディプレイでの表示に当たり、前フレームを継続して表示させるため、画像データのないフレームを補間することができ、この結果、画面のチラツキを抑えることができる。
【００７４】
なお、リフレッシュモードでｉ層内のホールを掃き出すに当たっては、すべてのホールを掃き出すことが理想であるが、一部のホールを掃き出すだけでも、十分な電流が得られるため特に問題はない。つまり、次の光電変換モードでの検出機会において、図１４（ｃ）に示すような飽和状態になっていなければよい。また、リフレッシュモードでのＤ電極のＧ電極に対する電位、リフレッシュモードの期間及びＮ+層の注入阻止層の特性は、この条件が満たされるように決めればよい。更に、リフレッシュモードにおいてｉ層への電子の注入は必要条件でなく、Ｄ電極のＧ電極に対する電位は負に限定されるものでもない。多数のホールがｉ層に留まっている場合には、例えＤ電極のＧ電極に対する電位が正の電位であっても、ｉ層内の電界はホールをＤ電極に導く方向に加わるからである。また、注入阻止層であるＮ+層の特性も同様に電子をｉ層に注入できることが必要条件ではない。
【００７５】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図８は、本発明の第２の実施形態に係る放射線撮像システムの動作を示すフローチャートである。本実施形態では、フレーム数ではなく、各画素から出力された信号の量、即ち各画素を構成する光電変換素子に蓄積したキャリアの量に応じて、リフレッシュを行うタイミングを決定する。そして、リフレッシュを行う際に、Ｖｓ線に印加する電圧をＶｓ（例えば、９Ｖ）からリフレッシュ電圧Ｖｒｅｆ（例えば、３Ｖ）に変化させる。
【００７６】
先ず、初期化のリフレッシュ（ステップＳ２１）を行った後、「撮影継続ループ（ステップＳ２２〜Ｓ２９）」に入り、撮影が終了するまで撮影継続ループの処理を続ける。撮影継続ループでは、Ｖｓ線の電圧がリフレッシュ電圧Ｖｒｅｆとなっているか判断する（ステップＳ２２）。
【００７７】
そして、Ｖｓ線の電圧がリフレッシュ電圧Ｖｒｅｆに変更されていなければ、フレーム番号をｎからｎ＋１に変更する（ステップＳ２４）。そして、第１の実施形態と同様にして、Ｘ線照射（ステップＳ２５）から画像処理（ステップＳ２８）までの処理を行う。続いて、変更後のフレーム番号ｎに対応するフレームの画像をディスプレイ１６０に表示する（ステップＳ２９）。そして、撮影を継続する場合には、再度「撮影継続ループ」の処理を行う。
【００７８】
一方、Ｖｓ線の電圧がリフレッシュ電圧Ｖｒｅｆに変更されている場合には、リフレッシュ動作を行い（ステップＳ２３）、フレーム番号ｎを変更することなく、フレーム番号ｎに対応するフレームの画像をディスプレイ１６０に表示する（ステップＳ２９）。即ち、１つ前のフレームの画像を再度表示する。そして、撮影を継続する場合には、再度「撮影継続ループ」の処理を行う。
【００７９】
このような第２の実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。また、連続撮影枚数ではなくセンサバイアスＶｓに基づいてリフレッシュ動作を行うか否かの判断を行うため、連続撮影枚数を規定する必要がないという利点もある。
【００８０】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図９は、本発明の第２の実施形態に係る放射線撮像システムの動作を示すタイムチャートである。但し、図９には、図７と同様に、１画素分の動作を示す。
【００８１】
第１及び第２の実施形態では、リフレッシュ動作期間に対応する画像データがない期間では、直前のフレームを継続して描画させているのに対し、本実施形態では、リフレッシュ動作期間の直前のフレーム及び直後のフレームを用いて中間画像を生成し、この結果得られた画像をリフレッシュ動作期間に対応する画像として描画させる。中間画像生成の方法としては、例えば、モーフィング等が挙げられる。そして、第３の実施形態では、リアルタイム撮影を行うために、処理時間が短くなるよう（直前フレーム＋直後フレーム）／２＝４．５フレームとして生成し、Ｄ４とＤ５の間にＤ４．５として表示している。
【００８２】
このような第３の実施形態によれば、第１及び第２の実施形態に比べ、中間画像を生成することにより、動画をスムーズに描画させることができる。
【００８３】
なお、第３の実施形態では、中間画像の生成に当たり、リフレッシュ動作の直前及び直後の１フレームずつを用いているが、直前及び直後の２フレームずつを用いてもよく、更に多数のフレームを用いてもよい。
【００８４】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。図１０及び図１１は、本発明の第４の実施形態に係る放射線撮像システムの動作を示す模式図である。図１０及び図１１には、ディスプレイ１６０に表示された画像の一例を示している。図１０は、撮影により実際に得られたフレームの画像を示す図であり、図１１は、補間したフレームの画像を示す図である。
【００８５】
第４の実施形態では、診断する技師が、実際のフレームと補間したフレームとを識別できるように、補間したフレームにマーキングを付する。即ち、図１０に示すように、実際のフレームには、特別の表示を行わず、補間したフレームには、図１１に示すように、マーキング２００を付する。
【００８６】
このように、どのフレームで補間が行われたのかを技師が識別することができれば、動画撮影した画像から静止画像を選んで診断を行う場合でも、補間した画像データを用いて診断することを未然に回避することができ、補間した画像データを用いたことによって生じる誤診の虞を著しく低減することができる。
【００８７】
なお、図１６に示すように、１回のＸ線照射の度にリフレッシュ動作を行う放射線撮像装置においても、これらの実施形態のようにリフレッシュ動作に対応させながら補間したフレームをディスプレイ１６０に表示するようにしてもよい。
【００８８】
また、本発明の実施形態は、例えばコンピュータがプログラムを実行することによって実現することができる。また、プログラムをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムを記録したＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体又はかかるプログラムを伝送するインターネット等の伝送媒体も本発明の実施形態として適用することができる。また、上記のプログラムも本発明の実施形態として適用することができる。上記のプログラム、記録媒体、伝送媒体及びプログラムプロダクトは、本発明の範疇に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の実施形態に係る放射線撮像システムの構成を示す模式図である。
【図２】光電変換回路部８及び読み出し用回路部９の２次元的構成を示す回路図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るＸ線撮像装置の１画素の構成を示す等価回路図である。
【図４】１画素分の回路動作を示すタイムチャートである。
【図５】光電変換装置の動作を示すタイムチャートである。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る放射線撮像システムの動作を示すフローチャートである。
【図７】図６に示すフローチャートに沿ったタイムチャートである。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る放射線撮像システムの動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る放射線撮像システムの動作を示すタイムチャートである。
【図１０】本発明の第４の実施形態に係る放射線撮像システムの動作を示す模式図であって、撮影により実際に得られたフレームの画像を示す図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態に係る放射線撮像システムの動作を示す模式図であって、補間したフレームの画像を示す図である。
【図１２】ＭＩＳ型光電変換素子とスイッチ素子の材料にアモルファスシリコン半導体薄膜を用いて構成した従来の光電変換基板の上面図である。
【図１３】図１２中のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。
【図１４】図１２及び図１３に示す光電変換素子のデバイス動作を示すエネルギーバンド図である。
【図１５】従来の動画像撮影時の動作を示すタイムチャートである。
【図１６】１回のＸ線照射の度にリフレッシュ動作を行う例を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００９０】
８：光電変換回路部
９：読み出し用回路部
１０１：光電変換素子
１０２：スイッチ素子
１０３：基板
１０４：第１の金属薄膜層
１０５：第２の金属薄膜層
１０６：ゲート駆動用配線
１０７：マトリクス信号配線
１０９：電源ライン
１１０：コンタクトホール
１１１：アモルファス窒化シリコン（ａ−ＳｉＮｘ）層
１１２：水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）層
１１３：Ｎ+層
２０１：Ｘ線室
２０２：Ｘ線制御室
２０３：診断室
【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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