(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体に放射線を照射して画像を得る放射線撮像装置において、
二次元撮像素子からなる放射線撮像手段と、
該放射線撮像手段からの画像データを暗電流画像データで補正した画像データを記憶するフレームメモリと、
前記画像データを間引くセレクタと、
前記補正した画像データを送信する前に前記セレクタで間引かれた画像データをコントロールＰＣに送信する通信ＩＣと、を有することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２】
前記セレクタは前記コントロールＰＣの備えるモニタの表示可能画素に適する割合で間引くことを特徴とする請求項１記載の放射線撮像装置。
【請求項３】
前記画像データから前記暗電流画像データを減算して補正した画像データとして得る減算処理回路を有することを特徴とする請求項１又は２記載の放射線撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被写体に放射線を照射し被写体を透過した放射線強度分布である被写体信号を、撮像素子（光電変換素子を含む）により形成する放射線撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
対象物に放射線を照射し、対象物を透過した放射線の強度分布を検出し、対象物の放射線画像を得る方法は、工業用の非破壊検査や医療診断の場で広く一般に利用されている。対象物の放射線画像を得るための具体的な撮影方法で最も一般的な方法は、放射線で蛍光を発するいわゆる“蛍光板”（もしくは、増感紙）と銀塩フィルムを組み合わせ、放射線を対象物を介して照射し、蛍光板で放射線を可視光に変換し、銀塩フィルム上に潜像を形成した後、この銀塩フィルムを化学処理し、可視像を得る方法である。この撮影方法で得られた放射線画像はいわゆるアナログ写真であり診断、検査等に使用される。
【０００３】
一方、最近では受像手段として徴少な光電変換素子、スイッチング素子等からなる画素を格子状に配列した光電変換装置を使用しディジタル画像を取得する技術が開発されている。ＣＣＤまたはアモルファスシリコンの２次元撮像素子上に蛍光体を積層した放射線撮影装置として、ＵＳＰ５、４１８、３７７、ＵＳＰ５、３９６、０７２、ＵＳＰ５、３８１、０１４、ＵＳＰ５、１３２、５３９、ＵＳＰ４、８１０、８８１等が開示されている。
【０００４】
このディジタル画像を取得する放射線撮影装置の構成図を図５に示す。図５において、１は放射線撮像手段（＝以下センサユニットとする。）、２はコントロールＰＣ、２０はモニター、２１はプリンター、２２はデータ保存装置である。１０１は２次元撮像素子、１０２は２次元撮像素子１０１から出力される撮像信号レベルのゲイン調整をするアンプ回路、１０３はアナログの撮像信号をデジタルに変換するＡ／Ｄ変換器、１０４はＡ／Ｄ変換器１０３より出力されるデジタル信号を１ライン分記憶させるためのラインメモリ、１０５は２つのラインメモリ１０４の出力を１ラインのシリアル信号出力に変換するマルチプレクスＩＣである。また、２次元撮像素子１０１で必要とされる駆動パルスやＡ／Ｄ変換器１０３で必要とされるサンプリングパルスおよびその他の必要なタイミング信号はパルス発生器１０８より供給される。パルス発生器１０８は１０９のＭＰＵによりコントロールされている。１０７はマルチプレクスＩＣ１０５の出力をコントロールＰＣ２に転送するための通信ＩＣである。コントロールＰＣ２は通信ＩＣ１０７から転送されたでディジタル信号を画像処理し、接続されたモニター２０に表示したり、プリンター２１に印刷したり、データ保存装置２２に記憶する。以下に図６を用いて撮影シーケンスを説明する。
【０００５】
６は２次元撮像素子の状態の遷移を示し、８はコントロールＰＣの動作を表す。撮影スタートの要求があると２次元撮像素子は、撮影スタンバイ状態から２次元撮像素子の各撮影素子をリセットし均一状態にし、Ｘ線の曝射が行われると同時に電荷の蓄積が始る。この信号蓄積の時間Ｐ０は、Ｘ線の照射時間に比例している。蓄積された信号電荷はＳ信号としてセンサユニットに読み出される。次は２次元撮像素子の暗電流を撮影するためのシーケンスである。この暗電流はＣＣＤ、アモルファスシリコン等の受光方式によらず２次元撮像素子においては無信号状態でも蓄積される特性があり、微少信号の撮影においてはノイズの一因となり、また高階調（＝４０９６階調程度）撮影においては画質を低下させる原因にもなる。また、この暗電流は周囲の温度等によって変化するため、一連の撮影シーケンスにおいて撮影する必要がある。
【０００６】
Ｓ信号の撮影同様に、各撮影素子をリセットし、Ｓ信号撮影時と同じ蓄積時間Ｐ０で暗電流の信号蓄積を行う。蓄積された信号電荷はＦ信号としてセンサユニットに読み出され、次の撮影要求があるまで撮影スタンバイ状態となる。
【０００７】
次にコントロールＰＣの動作８の説明をする。Ｓ信号が読み出されたセンサユニットで適宜な信号処理が行われディジタル信号に変換されたＳ信号は、順次コントロールＰＣに転送される。この転送時間をＴＳ０、転送された画像データをＳ０とする。Ｆ信号も同様にセンサユニットでディジタル信号に変換され順次コントロールＰＣに転送される。この転送時間をＴＦ０、転送された画像データをＦ０とする。次にコントロールＰＣは、簡易画像表示を行うための簡易画像処理を行う。まず、転送された画像データＳ０から画像データＦ０を減算処理することで暗電流補正を行う。この従来例において２次元撮像素子の総画素数は２６８８×２６８８画素で、その各辺１／８の３３６×３３６画素をモニターに表示させる画像処理を行う。この画像処理時間をＴＰ０、モニターに表示される表示画像をＱ０とする。また、この簡易画像表示はＸ線の線量や撮影画像のブレや位置を確認するための表示で、この画像において検査や診断を行うものではない。次に画像データＳから画像データＦを減算処理した画像データを用いて、検査や診断を行うための最適な画像処理＝本画像処理を行い、その結果をモニターに表示させたり、データとして保存したり、プリンターに印刷する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明した従来例の簡易画像表示において、２点の問題がある。一つは、２次元撮像素子の暗電流画像を撮影した後に、簡易画像処理を行いモニターに表示させるため、Ｘ線を曝射させてから簡易画像表示までにかかる時間が３〜４秒程度になってしまう。
【０００９】
もう一つは、簡易画像表示においては、２次元撮像素子の全画素の各辺１／８程度の画像データの表示にもかかわらず、コントロールＰＣに全画素の画像データを転送するため、その転送レートは信号の読み出しレートと同じであることが要求される。１４ビットの画像データをシリアル転送する場合８００Ｍｂｐｓ程度の転送レートになる。そのために、特殊で高価な通信回路が必要になる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述した課題を解決するための手段として、２次元撮像素子の少なくとも１フレーム分の画像データを記憶するフレームメモリをセンサユニットに有し、簡易画像表示において、コントロールＰＣに画像データを転送する時は、表示に必要な画素分のみ間引き転送することで、その転送レートを、信号の読み出しレートより遅くすることを特徴とする放射線撮影装置を提供するものである。
【００１１】
また、前記放射線撮影装置の簡易画像表示シーケンスにおいて、Ｘ線照射画像が得られた後、コントロールＰＣに間引き転送された画像データを画像処理し、直ちにモニターに表示することを特徴とする放射線撮影装置でもある。
【００１２】
また、前記放射線撮影装置のセンサユニットに減算処理回路を有し、被写体に放射線を照射して得られる画像データＳ０と、この画像データＳ０を得た時の蓄積時間の暗電流画像データＦ０を、この減算処理回路で同一位置の画素ごとにＳ０−Ｆ０の減算処理を行うことを特徴とする放射線撮像装置でもある。
【００１３】
(作  用)
この発明によれば、２次元撮像素子の少なくとも１フレーム分の画像データを記憶するフレームメモリをセンサユニットに有することで、簡易画像処理及び本画像処理を行うコントロールＰＣへの画像データの転送レートを遅くすることができる。
【００１４】
また、簡易画像表示までの撮像シーケンスを、Ｘ線照射画像が得られた後、コントロールＰＣに転送された画像データを画像処理し、直ちにモニターに表示することで、Ｘ線を曝射させてから簡易画像表示までにかかる時間を大幅に短縮することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明する。
本発明に係る第１の実施例の構成図を図１に示す。なお図１は、図５の従来例の構成図の構成要素を全て含んでおり、また、同じ構成要素については同じ符号を付してあるので、従来例で説明したものに関しては、詳細な説明を省略する。
【００１６】
また、本実施例において２次元撮像装置１０１から出力される撮像信号出力線は２本であるが図を簡略化するためのもので、実際に出力される撮像信号の出力線の数を規定するものではない。
【００１７】
図１に示すように、１０６はマルチプレクスＩＣ１０５から出力される信号出力を少なくとも１フレーム分記憶するためのフレームメモリ、１１０は簡易画像表示のために、信号出力を間引きも転送するためのセレクター回路である。
【００１８】
以下に図２を用いて撮影シーケンスを説明する。
６は２次元撮像素子の状態の遷移を示し、７はフレームメモリの状態を示し、８はコントロールＰＣの動作を表す。
【００１９】
２次元撮像素子の状態に関しては、図６の従来例の撮影シーケンスと同じなので説明は省略する。次にフレームメモリの状態７とコントロールＰＣの動作８の説明をする。Ｓ信号が読み出されたセンサユニットで適宜な信号処理が行われディジタル信号に変換されたＳ信号は、順次フレームメモリ１０６に書き込まれると同時に、セレクター１１０でＮ画素に１画素の割合で順次コントロールＰＣ２に転送される。Ｎはモニター２０の表示可能画素に適する値とする。本実施例においては、２次元撮像素子の総画素数は２６８８×２６８８画素で、モニターの表示可能画素は３３６×３３６画素であるため、Ｎ＝８となる。（Ｎ＝２６８８／３３６）。また、転送レートも８画素に１画素の割合で転送することになるので、結果として信号読み出しレートの１／８の転送レートになる。
【００２０】
次にコントロールＰＣ２は、転送された間引き画像データＳＳを用いて画像処理を行い簡易画像表示する。ここの画像処理では暗電流補正は行わず、後に行われる本画像処理にて実施する。この画像処理時間をＴＰ１、モニターに表示される表示画像をＱ１とする。画像処理時間ＴＰ１は、処理する画素数が従来例と比較した場合、１／６４になるため処理時間の短縮になる。（ＴＰ１＜ＴＰ０）。表示画像Ｑ１は、従来例で表示される画像Ｑ０と比較した場合、同等とは言えないが、モニターの性能（本実施例で使用されるモニターは、解像度３３６×３３６、６４から１２８階調程度）や、簡易画像表示であり、検査や診断を行うものではないことを考慮すれば十分満足できる画像である。
【００２１】
次にフレームメモリ１０６に記憶されたＳ信号画像データ及びＦ信号画像データを任意の転送レートでコントロールＰＣに転送する。本実施例においては、フレームメモリの容量を１フレーム分であると想定し、Ｆ信号をフレームメモリに書き込む前に転送を始めているが、フレームメモリの容量が２フレーム以上ある場合は、コントロールＰＣへの転送順序は規定しない。また、この転送レートもフレームメモリがあることで、信号読み出しレートより遅くすることが可能になる。（ＴＳ０＞ＴＳ１、ＴＦ０＞ＴＦ１）
次に転送された画像データＳ１から画像データＦ０を減算処理し暗電流補正を行い、次に、検査や診断を行うための最適な画像処理＝本画像処理を行い、その結果をモニターに表示させたり、データとして保存したり、プリンターに印刷する。
【００２２】
本発明に係る第２の実施例の構成図を図３に示す。なお図３は、図１の第１の実施例の構成図の構成要素を全て含んでおり、また、同じ構成要素については同じ符号を付してあるので、第１の実施例で説明したものに関しては、詳細な説明を省略する。
【００２３】
図３に示すように、１１１はマルチプレクスＩＣ１０５から出力される信号出力とフレームメモリ１０６から出力される信号出力を減算処理する減算器である。
【００２４】
以下に図４を用いて撮影シーケンスを説明する。
６は２次元撮像素子の状態の遷移を示し、７はフレームメモリの状態を示し、８はコントロールＰＣの動作を表す。
【００２５】
２次元撮像素子の状態に関しては、図６の従来例及び図２の第１の実施例の撮影シーケンスと同じなので説明は省略する。
【００２６】
次にフレームメモリの状態７とコントロールＰＣの動作８の説明をする。簡易画像表示までのシーケンスは図２の第１の実施例と同じなので説明は省略する。簡易画像表示が行われた後、Ｆ信号が読み出されたセンサユニットで適宜な信号処理が行われディジタル信号に変換されたＦ信号は、順次減算器１１１送られ、フレームメモリ１０６に記憶されたＳ信号と、同一位置の画素ごとにＳＦ＝Ｓ−Ｆの減算処理が行われると同時に、その結果ＳＦ信号が順次フレームメモリ１０６に書き込まれる。
【００２７】
次に任意のタイミングでフレームメモリ１０６に書き込まれたＳＦ信号画像データを、任意の転送レートでコントロールＰＣに転送する。この転送時間をＴＳＦとし、転送された画像データをＳＦとする。本実施例においては、フレームメモリの容量は１フレーム分で可能である。
【００２８】
次に転送された画像データＳＦを用いて、検査や診断を行うための最適な画像処理＝本画像処理を行い、その結果をモニターに表示させたり、データとして保存したり、プリンターに印刷する。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる放射線撮影装置によれば、コントロールＰＣへの画像信号の転送レートを、２次元撮像素子の信号読み出しレートよりも遅くすることが可能になり、システム設計の自由度が増し、特殊で高価な通信回路も必要なくなる。
【００３０】
また、Ｘ線を曝射させてから簡易画像表示までにかかる時間を大幅に短縮することが可能である。本実施例においては、従来例が３〜４秒程度かかった時間を２秒程度に短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る第１の実施例の構成図
【図２】  第１の実施例の撮影シーケンスを示す図
【図３】  第２の実施例の構成図
【図４】  第２の実施例の撮影シーケンスを示す図
【図５】  従来例の構成図
【図６】  従来例の撮影シーケンスを示す図
【符号の説明】
１  センサユニット
２  コントロールＰＣ
１０１  ２次元撮像素子
１０２  アンプ回路
１０３  Ａ／Ｄ変換器
１０４  ラインメモリ
１０５  マルチプレクスＩＣ
１０６  フレームメモリ
１０７  通信ＩＣ
１０８  パルス発生器
１０９  ＭＰＵ
１１０  セレクター
１１１  減算器
【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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