(57)【要約】【課題】  動画撮影時において、センサに起因する画像濃度の変化を補正できるようにして、良好な動画画像を出力可能とする。【解決手段】  被写体５０７に対して連続したｎフレームの放射線像の撮像を行った際に得られた各画像データについて、画像濃度が異なる少なくとも２つ以上の画像領域を選択し（ステップＳ１０１）、選択した各画像データの各画像領域における平均出力値を算出し（ステップＳ１０２）、第１フレームの画像データにおける各画像領域の平均出力値を基準として、第２〜第ｎフレームの画像データにおける各画像領域の平均出力値の変化量を算出して（ステップＳ１０３）、当該算出結果に基づいて、前記他の画像データにおける画像濃度を補正するようにする。【選択図】  図５
2007050052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線源から被写体に対して出射され、前記被写体を透過した透過放射線を含む放射線を電気信号に変換する変換素子が２次元アレー状に配置された放射線検出回路部において、前記被写体に対して連続したｎフレーム（ｎは２以上の自然数）の放射線像の撮像を行った際に、前記放射線検出回路部で検出された電気信号を連続したｎ枚の画像データとして記憶するメモリと、
各前記画像データについて、画像濃度が異なる少なくとも２つ以上の画像領域を選択する画像領域選択手段と、
各前記画像データにおける各前記画像領域の平均出力値を算出する平均出力値算出手段と、
任意の１枚の画像データにおける各前記画像領域の平均出力値を基準として、他の画像データにおける前記平均出力値の変化量を算出する変化量算出手段と、
前記変化量算出手段による算出結果に基づいて、前記他の画像データにおける画像濃度を補正する補正手段と
を有することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２】
前記補正手段は、前記変化量算出手段による算出結果に基づいて前記他の画像データの各画素値における補正用データを生成し、当該補正用データに基づいて前記他の画像データにおける画像濃度を補正す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】
前記画像領域選択手段は、前記画像領域として、前記被写体の動きがない領域を選択することを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線撮像装置。
【請求項４】
前記画像領域のうちの１つは、前記被写体の存在しない領域であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項５】
前記変換素子は、放射線を可視光に変換する波長変換体と、前記可視光を電気信号に変換する光電変換素子と、により構成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項６】
前記波長変換体は、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ、Ｇｄ2Ｏ3及びＣｓＩのうち、少なくともいずれか１つを主成分とするものであることを特徴とする請求項５に記載の放射線撮像装置。
【請求項７】
前記光電変換素子は、アモルファスシリコン半導体を用いたＰＩＮ型センサであることを特徴とする請求項５又は６に記載の放射線撮像装置。
【請求項８】
前記光電変換素子は、アモルファスシリコン半導体を用いたＭＩＳ型センサであることを特徴とする請求項５又は６に記載の放射線撮像装置。
【請求項９】
前記ＭＩＳ型センサは、
基板上に第１の金属薄膜層からなる下部電極と、
前記下部電極上に形成され、電子及びホールの通過を阻止するアモルファス窒化シリコンからなる絶縁層と、
前記絶縁層上に形成された水素化アモルファスシリコンからなる光電変換層と、
前記光電変換層上に形成され、ホールの注入を阻止するＮ型の注入阻止層と、
前記注入阻止層上の少なくとも一部の領域に形成され、透明導電層又は第２の金属薄膜層からなる上部電極とを含み構成され、
リフレッシュモードでは、
前記ＭＩＳ型センサに対して、前記光電変換層からホールを前記上部電極に導く方向に電界を与え、
光電変換モードでは、
前記ＭＩＳ型センサに対して、前記光電変換層に入射した放射線により発生した電子及びホールを当該光電変換層に留まらせて当該電子を前記上部電極に導く方向に電界を与えて、前記光電変換層に蓄積されるホールもしくは前記上部電極に導かれた電子を光信号として検出することを特徴とする請求項８に記載の放射線撮像装置。
【請求項１０】
前記変換素子は、前記放射線源から出射された放射線を吸収し、当該放射線を直接、電気信号に変換するものであり、ヨウ化鉛、ヨウ化水銀、セレン、テルル化カドミウム、ガリウムヒ素、ガリウム燐、硫化亜鉛及びシリコンのうち、少なくともいずれか１つを主成分とするものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項１１】
放射線源から被写体に対して出射され、前記被写体を透過した透過放射線を含む放射線を電気信号に変換する変換素子が２次元アレー状に配置された放射線検出回路部において、前記被写体に対して連続したｎフレーム（ｎは２以上の自然数）の放射線像の撮像を行った際に、前記放射線検出回路部で検出された電気信号を連続したｎ枚の画像データとして記憶するメモリを備えた放射線撮像装置の制御方法であって、
各前記画像データについて、画像濃度が異なる少なくとも２つ以上の画像領域を選択する画像領域選択ステップと、
各前記画像データにおける各前記画像領域の平均出力値を算出する平均出力値算出ステップと、
任意の１枚の画像データにおける各前記画像領域の平均出力値を基準として、他の画像データにおける前記平均出力値の変化量を算出する変化量算出ステップと、
前記変化量算出ステップによる算出結果に基づいて、前記他の画像データにおける画像濃度を補正する補正ステップと
を有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１２】
放射線源から被写体に対して出射され、前記被写体を透過した透過放射線を含む放射線を電気信号に変換する変換素子が２次元アレー状に配置された放射線検出回路部において、前記被写体に対して連続したｎフレーム（ｎは２以上の自然数）の放射線像の撮像を行った際に、前記放射線検出回路部で検出された電気信号を連続したｎ枚の画像データとして記憶するメモリを備えた放射線撮像装置における処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
各前記画像データについて、画像濃度が異なる少なくとも２つ以上の画像領域を選択する処理と、
各前記画像データにおける各前記画像領域の平均出力値を算出する処理と、
任意の１枚の画像データにおける各前記画像領域の平均出力値を基準として、他の画像データにおける前記平均出力値の変化量を算出する処理と、
前記算出された変化量に基づいて、前記他の画像データにおける画像濃度を補正する処理と
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療用の診断や工業用の非破壊検査に用いて好適な放射線撮像装置、その制御方法及び当該制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、病院内などに設置されているＸ線撮影システムとしては、患者にＸ線を照射し、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、その電気信号を、ＡＤコンバータを用いてディジタル値として検出し、メモリに取り込むディジタル撮影方式とがある。
【０００３】
現在、後者のディジタル撮影方式の主流は、例えば、下記の特許文献１に示されるように、ＢａＢｒ：Ｅｕを代表材料としたイメージングプレート（ＩＰ）と呼ばれる輝尽性蛍光体に、Ｘ線像を一旦蓄像する。その後、レーザー光でＩＰをスキャンすることによりＩＰからの可視光を光電子増倍管などで電気信号に変換してディジタル化する方式である。
【０００４】
また、下記の特許文献２には、Ｘ線を可視光に変換する蛍光体などの波長変換体と、Ｘ線を照射した波長変換体からＸ線量に比例して発光する可視光を電気信号に変換するアモルファスシリコンなどからなる光センサとにより構成される変換素子でＸ線を電気信号に変換して、ディジタル化する方式が示されている。この波長変換体としては、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：ＴｂやＣｓＩ：Ｔｌが代表的材料である。この装置は、ＦＰＤ（フラットパネルディテクタ）と呼ばれる。また、ＦＰＤの中には、波長変換体を用いずに、Ｘ線を直接吸収して電気信号に変換するＳｅやＰｂＩ2などを材料に用いた変換素子により構成されるものもある。
【０００５】
一般に、ＩＰを用いた方式は、Ｘ線で潜像化された画像を一旦レーザーでスキャンさせるといった複雑化された工程が必要であるために、フィルム同様に動画撮影には不向きな点がある。
【０００６】
その他、Ｘ線を一次蛍光体に照射させ、その蛍光面からの光電子を電子レンズで加速、集束させ、二次蛍光面での蛍光像（Ｘ線像）を撮像管やＣＣＤで電気信号に変換する装置がある。これは、イメージインテンシファイア（Ｉ．Ｉ．）と呼ばれる動画撮影には適した方式であり、胃の透視撮影としてよく知られた一般的な方式である。このＩ．Ｉ．も、電気信号をディジタル値として検出可能であり、ディジタル撮影方式のひとつである。
【０００７】
このように、Ｘ線画像をディジタル化する装置は、多種多様に存在してきており、近年、その要求がますます高まってきている。画像データをディジタル化できれば、撮影データの記録、表示、印刷、保管が容易にできるという利点があるため、医療現場におけるディジタル化の要求が高まってきている。
【０００８】
フィルム撮影方式、いわばアナログ撮影方式から、上述のディジタル撮影方式に移り変わろうとしている昨今の医療現場において、Ｘ線撮影の第１のステップとしては、単純Ｘ線撮影が行われる。これは、例えば胸部の場合、胸部単純Ｘ線撮影と呼ばれ、人体の胸部正面（または側面）のＸ線撮影を行うものである。人体の胸部全域（上半身）を覆うためには、撮影領域として一般的には半切サイズ（３５ｃｍ×４３ｃｍ）以上、できれば４３ｃｍ×４３ｃｍ以上が必要といわれている。胸部単純Ｘ線撮影においては、周辺の画像の歪曲が問題視されるＩ．Ｉ．よりもＦＰＤの方が、今後有望視されるディジタル撮影方式である。
【０００９】
下記の特許文献３では、変換素子として波長変換体とアモルファスシリコン薄膜半導体を材料にしたＭＩＳ型光電変換素子とを用いて動画撮影ができるＦＰＤの１つの例が開示されている。アモルファスシリコンを用いれば、大面積で歩留まりがよく、かつ安価な放射線撮像装置が提供される。
【００１０】
また、単純撮影画像を医師が読影をした結果、何らかの陰影が確認された場合、Ｘ線撮影の第２ステップとして一般的にＣＴ撮影が行われる。ＣＴ撮影は、単純撮影で確認された部位に対して断層画像を得るものである。ＣＴ撮影では、患者へ照射するＸ線の入射角度を変えながら多数の画像を取得し、後にコンピュターなどで再構成処理を行い、患者の断層画像を得る。このＣＴ撮影も、画像を時系列的に連続的に撮影するという意味では、動画撮影と考えてよい。
【００１１】
下記の特許文献４では、Ｘ線検出をするための変換素子を２次元アレー状に並べた大面積のＸ線検出素子を用い、コーンビームＸ線を患者に照射し、ヘリカルスキャンを行いながらＣＴ画像を得る方法も提案されている。
【００１２】
【特許文献１】特開平５−２２４３２２号公報
【特許文献２】特開平８−１１６０４４号公報
【特許文献３】特開２００３−７８１２４号公報
【特許文献４】特開平４−３４３８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
Ｉ．Ｉ．は動画撮影には適しており、広く胃の透視などに用いられているが、電子レンズの影響による周辺での画像の歪が大きく、等倍で正確な画像が得られないという問題がある。この問題を解決し、１対１の歪のない画像が得られるものとして、水素化アモルファスシリコンなどの非結晶半導体材料をセンサとして用いたＦＰＤが挙げられる。
【００１４】
しかしながら、この非結晶半導体材料をセンサとして用いたＦＰＤでは、成膜過程で膜中へ混入する不純物や膜中の粒子の結合の乱れ（未結合手）により欠陥準位密度が増大し、これが光電変換過程におけるダーク電流の変化や感度の変化をもたらして、動画として撮影する場合に出力信号が変動するという問題がある。これは、特に動画として画像を観察すると、時間を経るに従って画像濃度が変化していく現象であり、画像として好ましいものではない。ＣＴ撮影を行う場合においても、出力信号が変化する、すなわち時間を経るに従って画像濃度が変化していくと、正しい断層画像が得られないという問題が生じる。
【００１５】
本発明は、前述の問題点に鑑みてなされたものであり、動画撮影時において、センサに起因する画像濃度の変化を補正できるようにして、良好な動画画像を出力可能とする放射線撮像装置、その制御方法及びプログラム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】
【００１６】
本発明の放射線撮像装置は、放射線源から被写体に対して出射され、前記被写体を透過した透過放射線を含む放射線を電気信号に変換する変換素子が２次元アレー状に配置された放射線検出回路部において、前記被写体に対して連続したｎフレーム（ｎは２以上の自然数）の放射線像の撮像を行った際に、前記放射線検出回路部で検出された電気信号を連続したｎ枚の画像データとして記憶するメモリと、各前記画像データについて、画像濃度が異なる少なくとも２つ以上の画像領域を選択する画像領域選択手段と、各前記画像データにおける各前記画像領域の平均出力値を算出する平均出力値算出手段と、任意の１枚の画像データにおける各前記画像領域の平均出力値を基準として、他の画像データにおける前記平均出力値の変化量を算出する変化量算出手段と、前記変化量算出手段による算出結果に基づいて、前記他の画像データにおける画像濃度を補正する補正手段とを有することを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の放射線撮像装置の制御方法は、放射線源から被写体に対して出射され、前記被写体を透過した透過放射線を含む放射線を電気信号に変換する変換素子が２次元アレー状に配置された放射線検出回路部において、前記被写体に対して連続したｎフレーム（ｎは２以上の自然数）の放射線像の撮像を行った際に、前記放射線検出回路部で検出された電気信号を連続したｎ枚の画像データとして記憶するメモリを備えた放射線撮像装置の制御方法であって、各前記画像データについて、画像濃度が異なる少なくとも２つ以上の画像領域を選択する画像領域選択ステップと、各前記画像データにおける各前記画像領域の平均出力値を算出する平均出力値算出ステップと、任意の１枚の画像データにおける各前記画像領域の平均出力値を基準として、他の画像データにおける前記平均出力値の変化量を算出する変化量算出ステップと、前記変化量算出ステップによる算出結果に基づいて、前記他の画像データにおける画像濃度を補正する補正ステップとを有することを特徴とするものである。
【００１８】
本発明のプログラムは、放射線源から被写体に対して出射され、前記被写体を透過した透過放射線を含む放射線を電気信号に変換する変換素子が２次元アレー状に配置された放射線検出回路部において、前記被写体に対して連続したｎフレーム（ｎは２以上の自然数）の放射線像の撮像を行った際に、前記放射線検出回路部で検出された電気信号を連続したｎ枚の画像データとして記憶するメモリを備えた放射線撮像装置における処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、各前記画像データについて、画像濃度が異なる少なくとも２つ以上の画像領域を選択する処理と、各前記画像データにおける各前記画像領域の平均出力値を算出する処理と、任意の１枚の画像データにおける各前記画像領域の平均出力値を基準として、他の画像データにおける前記平均出力値の変化量を算出する処理と、前記算出された変化量に基づいて、前記他の画像データにおける画像濃度を補正する処理とをコンピュータに実行させるためのものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、被写体に対して連続したｎフレームの放射線像の撮像を行った際に得られた各画像データについて、画像濃度が異なる少なくとも２つ以上の画像領域を選択し、選択した各画像データの各画像領域における平均出力値を算出し、任意の１枚の画像データにおける各画像領域の平均出力値を基準として、他の画像データにおける各画像領域の平均出力値の変化量を算出して、当該算出結果に基づいて、前記他の画像データにおける画像濃度を補正するようにしたので、動画撮影時において、センサに起因する画像濃度の変化を補正することができ、良好な動画画像を出力することが可能となる。これにより、診断効率の高い放射線撮像装置を提供することが可能となり、将来へ向けて更に質の高い医療環境の実現を推進できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施形態を図面を参照しながら説明する。なお、本発明の実施形態において、放射線としてＸ線を用いた実施例を示すが、本発明の放射線とは、Ｘ線に限られるわけではなく、α線、β線、γ線等の電磁波も含んでいる。
【００２１】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るＸ線撮像装置の概略構成図である。
Ｘ線源であるＸ線管球５０１からパルス状に出射したＸ線は、被写体５０７に照射される。ここで、被写体５０７は主に人間（患者）である。この被写体５０７を透過したＸ線は、蛍光体などの波長変換体５０２でＸ線から可視光に変換され、波長変換体５０２からの可視光が光電変換素子５０８で電気信号に変換される。結果として、被写体５０７（患者）のＸ線透視像が電気信号として得られる。
【００２２】
光電変換素子５０８の材料には、例えばアモルファスシリコンなどの非単結晶半導体が用いられ、ガラス基板５０６上に画素として形成されている。波長変換体５０２と光電変換素子５０８とは接着などにより、実質的に密着した構造となっており、両者を含んだ変換素子が複数マトリクスに配置されたＸ線検出回路部５０３が構成されている。波長変換体５０２は、例えば、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ、Ｇｄ2Ｏ3及びＣｓＩのうち、少なくともいずれか１つを主成分とするものから構成されている。Ｘ線電源５０４は、Ｘ線管球５０１に電圧を供給する電源であり、Ｘ線管球５０１内で電子を加速させるための高い電圧を供給する。
【００２３】
なお、本実施形態では、波長変換体５０２で入射したＸ線を可視光に変換するようにしているが、波長変換体５０２を用いずに、光電変換素子５０８で入射したＸ線を吸収し、当該Ｘ線を直接、電気信号に変換するようにする形態でもよい。この場合の光電変換素子５０８の材料には、例えばヨウ化鉛、ヨウ化水銀、セレン、テルル化カドミウム、ガリウムヒ素、ガリウム燐、硫化亜鉛及びシリコンのうち、少なくともいずれか１つを主成分とするものが挙げられる。このように、本発明における変換素子は、波長変換体５０２と光電変換素子５０８により構成するものでも、Ｘ線を直接電気信号に変換する材料を用いた光電変換素子５０８により変換素子を構成するものでもよい。
【００２４】
メモリ５０５は、被写体５０７に対して連続したｎフレーム（ｎは２以上の自然数）のＸ線透過像の撮像を行った際に、Ｘ線検出回路部５０３で検出された画像信号を連続したｎ枚のディジタル画像データとして記憶するメモリであり、各画像データを格納する領域を持っている。メモリ５０５に格納された画像データは、画像処理部５２０において、適切に画像処理される。画像処理部５２０は、例えば汎用のパーソナルコンピュータやマイクロコンピュータ、あるいは専用の画像プロセッサのような特別なハードウェアであり、メモリ５０５に格納されている大量の画像データを高速に演算処理することができる。表示部５３０は、画像処理部５２０で画像処理された画像データに基づく画像を表示するための表示手段であり、ＣＲＴや液晶モニターなどである。
【００２５】
画像処理部５２０は、メモリ５０５に格納されている各画像データについて、画像濃度が異なる少なくとも２つ以上の画像領域を選択する画像領域選択手段５２１と、各画像データにおける各画像領域の平均出力値を算出する平均出力値算出手段５２２とを有している。更に、任意の１枚の画像データにおける各画像領域の平均出力値を基準として、他の画像データにおける各画像領域の平均出力値の変化量を算出する変化量算出手段５２３を有している。また更に、変化量算出手段５２３による算出結果に基づいて、他の画像データにおける画像濃度を補正する補正手段５２４と、画像濃度の補正処理を施した画像データに基づく画像を表示部５３０に表示する際の制御を行う表示制御手段５２５を備えて構成されている。
【００２６】
本実施形態のＸ線撮像装置では、メモリ５０５に格納されている被写体５０７のＸ線透過像の画像データを画像処理部５２０で画像処理することにより、元の画像データ（被処理画像データ）に含まれる画像濃度の変化量を補正することを１つの目的としている。この説明のために、メモリ５０５は、ｎフレーム分の画像データが格納が可能であり、ｎフレーム分の画像データが格納されているとする。
【００２７】
図２は、本発明の第１の実施形態に係るＸ線撮像装置の処理を示し、メモリ５０５に格納されているｎ枚の画像データに対して、それぞれ５箇所の画像領域を選択した例を示した概略図である。
ここで、本発明では、画像領域選択手段５２１で選択する画像領域は少なくとも２つ以上としており、図２の例では画像領域Ａ、画像領域Ｂ、画像領域Ｃ、画像領域Ｄ及び画像領域Ｅの５つの画像領域を選択している。この５つの画像領域は、ｎフレーム全ての画像データに対して選択されるが、各フレーム間において、選択される画像領域の形、面積及び座標は変わらない。この５つの画像領域は、まったくランダムに選択されるわけではなく、ある選択指針に従うものである。
【００２８】
画像領域選択手段５２１による各画像領域の選択における１つの選択指針としては、各画像領域間では画像濃度が同じものではなく、多少の濃度差があるほうが望ましい。なぜならば、後に述べる補正用データの精度が向上するからである。また、画像領域選択手段５２１による各画像領域の選択における他の選択指針としては、被写体５０７の動きがない領域が望ましい。なぜならば、本発明の目的が、光電変換素子５０８の特性に起因する出力変化を補正するためであり、被写体５０７の動き（被写体５０７の変化）のある画像領域による出力変化を用いると、本発明の濃度変化の補正に対する補正エラーを誘発する可能性があるからである。しかし、被写体５０７の動きの量が小さければ問題とならない。
【００２９】
また、画像領域選択手段５２１による各画像領域の選択におけるその他の選択指針としては、Ｘ線撮像装置の撮影領域に対してできるだけ広範囲な画像領域を選択する。なぜならば、面内の出力変動（濃度変動）のばらつきを補正するためだからである。また、画像領域選択手段５２１による各画像領域の選択におけるその他の選択指針としては、１つの画像領域の中では、できるだけ同一濃度（同一出力）であるほうがよい。なぜならば、１つの画像領域の中で極端に濃さが異なるものが混じると補正精度が低下する可能性があるからである。
【００３０】
また、図２においては、画像領域Ａ〜画像領域Ｅの形状が四角形のものを示しているが、特に四角形である必要はなく、例えば丸形でも三角形でもよい。また、画像領域選択手段５２１で選択する画像領域は１画素でもよいが、補正精度を向上させるためには、複数画素が望ましい。ただし、その画像領域があまり大きくなると、１つの画像領域に種々の濃度のものが混じる可能性があるので注意が必要である。選択領域の選択は、観察者が画像を見ながら適時、選択するようにしてもよいが、時間がかかり効率的ではないため、本実施形態では、前述した選択指針に基づき、画像処理部５２０の画像領域選択手段５２１で自動的に選択される。
【００３１】
図３は、各フレームの画像データにおける各画像領域の平均出力値を示した特性図である。図３は、図２に示した各画像領域の平均出力値を各フレーム毎に算出したものであり、横軸をそのフレームナンバーとし、縦軸を各画像領域の平均出力値としたものである。
【００３２】
図３において、各画像領域の平均出力値の変化がみてとれる。すなわち、動画画像として表示した場合、経時的に画像濃度が変化していくことがわかる。図３の例では、各画像領域の平均出力値は、画像領域Ｃ＞画像領域Ｅ＞画像領域Ｂ＞画像領域Ｄ＞画像領域Ａとなっている。画像領域選択手段５２１により選択された各画像領域は、前述した選択指針に基づき、各画像領域間の濃度が異なるよう広範囲の画像領域が選択されている。また、フレーム数を示すｎの値は、Ｘ線撮像装置の用途にもよるが、例えば、胃の透視撮影を行うような場合は、秒間３０フレームのスピード（３０ｆｐｓ）で、１０秒間撮影する場合、ｎ＝３００である。
【００３３】
図４は、第１フレームの画像データにおける各画像領域の平均出力値を基準として、他のフレームの画像データにおける各画像領域の平均出力値の変化量を示した特性図である。図４は、横軸を各画像領域の平均出力値とし、第１フレームの出力平均値をＸ軸上にプロットしており、縦軸を第１フレームの画像データにおける各画像領域の平均出力値を基準として、他のフレーム（第２〜第ｎのフレーム）の画像データにおける各画像領域の平均出力値の変化量としている。
【００３４】
この変化量は、他のフレーム（第２〜第ｎのフレーム）の画像データにおける画像濃度の補正量を意味している。すなわち、第２フレームにおける画像領域Ａと同一の出力値を有する画素は、第１フレームの画像領域Ａと同一の出力値に補正される。また、第２フレームにおける画像領域Ｂと同一の出力値を有する画素は、第１フレームの画像領域Ｂと同一の出力値に補正される。その他、画像領域Ｃ〜Ｅの他の画像領域についても同様である。また、第３フレーム、第４フレーム、・・・、第ｎフレームの各画像領域についても同様である。ただし、各画像領域間の中間の出力値を有する画素の補正量については、画像領域Ａ〜Ｅの変化量に基づいて近似して算出すればよい。この際の近似は、最小２乗法など関数近似を施して求めればよい。図４において、図中に示される矢印（↓）は、第５フレームの画像データにおいて、画像領域Ｅの平均出力値と画像領域Ｃの平均出力値との中間の出力値を有する画素の補正量を示した例である。
【００３５】
図４においては、第１フレームの画像データにおける各画像領域の平均出力値を基準として変化量（補正量）を算出しているが、基準とするフレームは第１フレームに限られるものではなく、任意の１枚のフレームでよい。すなわち、本発明の実施形態では、基準として選択したフレームに対して他のフレームの画像濃度を補正するものである。
【００３６】
図５は、本発明の第１の実施形態に係るＸ線撮像装置の制御処理を示したフローチャートである。図５に示した一連の処理は、図１の画像処理部５２０で行われる。
【００３７】
まず、ステップＳ１０１では、画像領域選択手段５２１において、上述した選択指針に基づき、メモリ５０５に格納されている第１〜第ｎフレームの各画像データについて、画像濃度が異なる少なくとも２つ以上の画像領域を選択する。
【００３８】
続いて、ステップＳ１０２では、平均出力値算出手段５２２において、ステップＳ１０１で選択された各画像データの各画像領域における平均出力値を算出する。
【００３９】
続いて、ステップＳ１０３では、変化量算出手段５２３において、第１フレームの画像データの選択された各画像領域における平均出力値を基準として、第２〜第ｎフレームの各画像データの選択された各画像領域における平均出力値の変化量を算出する。
【００４０】
続いて、ステップＳ１０４では、補正手段５２４において、ステップＳ１０３の算出結果に基づいて、第２〜第ｎフレームの各画像データの各画素値における補正用データを生成する。
【００４１】
続いて、ステップＳ１０５では、補正手段５２４において、生成した補正用データに基づいて、第２〜第ｎフレームの各画像データにおける画像濃度を補正する。その後、表示制御手段５２５による制御により、画像濃度の補正処理が施された第１〜第ｎフレームの画像データに基づく画像が表示部５３０に表示される。
【００４２】
図６は、本発明の第１の実施形態に係るＸ線撮像装置のＸ線検出回路部５０３の２次元的回路図である。
Ｘ線検出回路部５０３は、少なくとも光電変換回路部７０１と、読み出し用回路部７０７とを有している。図６の光電変換回路部７０１には、説明を簡単化するために３×３＝９画素分を記載している。
【００４３】
光電変換回路部７０１において、Ｓ１−１〜Ｓ３−３はＭＩＳ型の光電変換素子、Ｔ１−１〜Ｔ３−３はスイッチ素子（ＴＦＴ）、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Ｓ１−１〜Ｓ３−３に蓄積バイアスを与えるための配線である。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、その対向側はＤ電極である。Ｄ電極は、Ｖｓ線の一部と共有しているが、光を入射させる都合上、薄いＮ+層などの不純物半導体層をＤ電極として利用している。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第１のシフトレジスタであり、スイッチ素子（Ｔ１−１〜Ｔ３−３）をオンさせる電圧Ｖｇ（ｏｎ）と、スイッチ素子（Ｔ１−１〜Ｔ３−３）をオフさせる電圧Ｖｇ（ｏｆｆ）とは、外部から第１のシフトレジスタＳＲ１に供給される。
【００４４】
読み出し用回路部７０７は、光電変換回路部７０１からの並列の出力信号を読み取り、直列変換して出力する。Ａ１〜Ａ３は、信号配線Ｍ１〜Ｍ３と反転端子（−）とをそれぞれ接続させたオペアンプであり、反転端子（−）と出力端子の間には、それぞれ容量素子Ｃｆ１〜Ｃｆ３が接続されている。容量素子Ｃｆ１〜Ｃｆ３は、スイッチ素子（Ｔ１−１〜Ｔ３−３）をオンした時に、光電変換素子Ｓ１−１〜Ｓ３−３から当該容量素子側に流れる電流を積分し、電圧量に変換する。ＲＥＳ１〜ＲＥＳ３は、容量素子Ｃｆ１〜Ｃｆ３をリセットバイアスＶ（reset）にリセットするスイッチであり、容量素子Ｃｆ１〜Ｃｆ３と並列に接続されている。図６では、リセットバイアスＶ（reset）を０Ｖ、すなわちＧＮＤで表記している。
【００４５】
ＣＬ１〜ＣＬ３はオペアンプＡ１〜Ａ３や容量素子Ｃｆ１〜Ｃｆ３で蓄積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第２のシフトレジスタ、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。また、ＳＷ−ｒｅｓはオペアンプＡ１〜Ａ３の非反転端子をリセットバイアスＶ（reset）にリセット（図４では０Ｖにリセット）するためのスイッチ、ＳＷ−ｒｅｆはオペアンプＡ１〜Ａ３の非反転端子をリフレッシュバイアスＶ（refresh）にリフレッシュするためのスイッチであり、それらは「ＲＥＦＲＥＳＨ」信号により制御される。具体的に、「ＲＥＦＲＥＳＨ」信号が「Ｈｉ」の時にスイッチＳＷ−ｒｅｆがオンし、一方、「Ｌｏ」の時にスイッチＳＷ−ｒｅｓがオンするようになっており、それらのスイッチが同時にオンしない構成となっている。
【００４６】
図７は、図６に示したＸ線検出回路部の動作を示すタイムチャートである。
図７には、２フレーム分のＸ線検出回路部５０３の動作を示している。図６に示したＸ線検出回路部の動作について、図７のタイムチャートを用いて説明する。
【００４７】
まず、光電変換期間について説明する。
この光電変換期間では、全ての光電変換素子Ｓ１−１〜Ｓ３−３のＤ電極が読み取り用の電源Ｖｓ（正電位）にバイアスされた状態にある。この際、第１のシフトレジスタＳＲ１の信号はすべて“Ｌｏ”であり、全スイッチ素子（Ｔ１−１〜Ｔ３−３）がオフしている。この状態でＸ線管球５０１からＸ線パルスが出射されると、波長変換体５０２を介して各光電変換素子のＤ電極（Ｎ+電極）に可視光が照射され、光電変換素子のｉ層内で電子とホールのキャリアが生成される。このとき生成された電子は電源ＶｓによりＤ電極に移動するが、ホールは光電変換素子Ｓ１−１〜Ｓ３−３内のｉ層と絶縁層の界面に蓄えられ、Ｘ線管球５０１からのＸ線がオフ後も保持される。
【００４８】
次に、読み出し期間について説明する。
この読み出し期間での動作は、１行目の光電変換素子Ｓ１−１〜Ｓ１−３、２行目の光電変換素子Ｓ２−１〜Ｓ２−３、３行目の光電変換素子Ｓ３−１〜Ｓ３−３の順序で行われる。
【００４９】
まず、１行目の光電変換素子Ｓ１−１〜Ｓ１−３の電荷（画像信号）を読み出すために、１行目のスイッチ素子（Ｔ１−１〜Ｔ１−３）のゲート配線Ｇ１に第１のシフトレジスタＳＲ１からゲートパルスを与える。この際、ゲートパルスのハイレベルは、外部から供給されているＶｇ（ｏｎ）の電圧である。これにより、１行目のスイッチ素子（Ｔ１−１〜Ｔ１−３）がオン状態になり、１行目の光電変換素子Ｓ１−１〜Ｓ１−３に蓄積されていた電荷が、１行目のスイッチ素子（Ｔ１−１〜Ｔ１−３）を介して電流として流れ、オペアンプＡ１〜Ａ３に接続されている容量素子Ｃｆ１〜Ｃｆ３に流入して積分されることになる。
【００５０】
信号配線Ｍ１〜Ｍ３には、図６には特に記載していないが読み出し容量が付加されており、１行目の光電変換素子Ｓ１−１〜Ｓ１−３の電荷は１行目のスイッチ素子（Ｔ１−１〜Ｔ１−３）を介して当該読み出し容量側に転送されることになる。しかし、信号配線Ｍ１〜Ｍ３は、オペアンプＡ１〜Ａ３の非反転端子（＋）のリセットバイアス（ＧＮＤ）で仮想接地されているために、転送動作による電位の変動はなくＧＮＤに保持された状態にある。すなわち、１行目の光電変換素子Ｓ１−１〜Ｓ１−３の電荷は、容量素子Ｃｆ１〜Ｃｆ３に転送されることになる。
【００５１】
オペアンプＡ１〜Ａ３の出力端子は、１行目の光電変換素子Ｓ１−１〜Ｓ１−３の電荷量に応じて、図７に示されるように変化する。１行目のスイッチ素子（Ｔ１−１〜Ｔ１−３）が同時にオンするため、オペアンプＡ１〜Ａ３の出力は同時に変化する。すなわち、並列出力される。その状態で、「ＳＭＰＬ」信号をオンさせることにより、オペアンプＡ１〜Ａ３からの出力信号は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一旦ホールドされる。
【００５２】
次に、第２のシフトレジスタ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電荷が、ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３の順でアンプＡｂから出力される。結果として１行目の光電変換素子Ｓ１−１〜Ｓ１−３の電荷（画像信号）が順次、直列変換されて出力される。２行目の光電変換素子Ｓ２−１〜Ｓ２−３の電荷（画像信号）の読み出し動作、３行目の光電変換素子Ｓ３−１〜Ｓ３−３の電荷（画像信号）の読み出し動作も同様に行われる。
【００５３】
１行目の光電変換素子Ｓ１−１〜Ｓ１−３の電荷は、当該光電変換素子に対するＳＭＰＬ信号によりオペアンプＡ１〜Ａ３からの出力信号をサンプルホールド容量ＣＬ１〜ＣＬ３にサンプルホールドすれば、光電変換回路部７０１から出力されたことになる。したがって、読み出し用回路部７０７内でスイッチＳｒ１〜Ｓｒ３により直列変換され出力されている最中に、光電変換回路部７０１における１行目の光電変換素子Ｓ１−１〜Ｓ１−３のリフレッシュ動作と、容量素子Ｃｆ１〜Ｃｆ３のリセット動作とを行うことができる。
【００５４】
１行目の光電変換素子Ｓ１−１〜Ｓ１−３のリフレッシュ動作は、「ＲＥＦＲＥＳＨ」信号を「Ｈｉ」にすることによりスイッチＳＷ−ｒｅｆがオンし、かつ「ＲＣ」信号によりスイッチＲＥＳ１〜ＲＥＳ３を導通状態にし、更に１行目のＴＦＴ（Ｔ１−１〜Ｔ１−３）のゲート配線Ｇ１に電圧Ｖｇ（ｏｎ）を印加することにより達成される。すなわち、リフレッシュ動作により１行目の光電変換素子Ｓ１−１〜Ｓ１−３のＧ電極がリフレッシュバイアスＶ（refresh）にリフレッシュされる。その後、光電変換素子をリフレッシュ動作の状態から光電変換が可能な状態にするためのリセット動作に遷移する。
【００５５】
リセット動作は、１行目のスイッチ素子（Ｔ１−１〜Ｔ１−３）のゲート配線Ｇ１に電圧Ｖｇ（ｏｎ）を印加した状態で、かつスイッチＲＥＳ１〜ＲＥＳ３を導通状態のまま、「ＲＥＦＲＥＳＨ」信号を「Ｌｏ」にする。この動作により、１行目の光電変換素子Ｓ１−１〜Ｓ１−３のＧ電極は、リセットバイアスＶ（reset）＝ＧＮＤにリセットされ、同時に容量素子Ｃｆ１〜Ｃｆ３に蓄積されていた電荷をリセットする。当該リセット動作が終了した後、続いて、ゲート配線Ｇ２のゲートパルスを印加することができる。すなわち、１行目の光電変換素子Ｓ１−１〜Ｓ１−３の電荷に対して第２のシフトレジスタＳＲ２による直列変換動作をする間に、同時に１行目の光電変換素子Ｓ１−１〜Ｓ１−３をリフレッシュし、容量素子Ｃｆ１〜Ｃｆ３をリセットし、そして、２行目の光電変換素子Ｓ２−１〜Ｓ２−３の電荷を第１のシフトレジスタＳＲ１により信号配線Ｍ１〜Ｍ３に転送することが可能となる。
【００５６】
以上の動作により、第１行目から第３行目までの全ての光電変換素子Ｓ１−１〜Ｓ３−３の電荷（画像信号）を出力することができる。そして、この１フレーム分の動作を複数回繰り返すことにより、連続した画像が取得できる。
【００５７】
図８は、本発明の第１の実施形態に係るＸ線撮像装置において、図６の読み出し用回路部７０７から出力されたアナログ信号を処理する各構成部のブロック図である。
図８には、各構成部として、ＡＤ変換器（ＡＤＣ）６１と、ＣＰＵ６２と、シフトレジスタ６３と、メモリ部６４（１）〜６４（ｎ）が構成されている。そして、例えば、本実施形態では、ＡＤ変換器（ＡＤＣ）６１がＸ線検出回路部５０３に構成され、メモリ部６４（１）〜６４（ｎ）がメモリ５０５に構成され、ＣＰＵ６２及びシフトレジスタ６３が画像処理部５２０に構成されている。
【００５８】
ＡＤ変換器（ＡＤＣ）６１は、読み出し用回路部７０７から出力されたアナログ信号をディジタル信号に変換するものである。メモリ部６４（１）〜６４（ｎ）は、１フレーム目（Ｆ１）からｎフレーム目（Ｆｎ）までの画像信号を画像データとしてそれぞれ記憶するためのものである。
【００５９】
読み出し用回路部７０７から出力されたアナログ信号は、ＡＤ変換器（ＡＤＣ）６１に入力される。ＡＤ変換器（ＡＤＣ）６１の分解能は、診断目的に応じて異なるが、胸部Ｘ線撮影の場合、１２ビット〜１４ビットかそれ以上が妥当である。ＡＤ変換器（ＡＤＣ）６１からのディジタル信号は、各フレーム毎にメモリ部６４（１）〜６４（ｎ）に画像データとして格納される。図８には、メモリ部がｎ個配置されており、それぞれ、１フレーム目（Ｆ１）からｎフレーム目（Ｆｎ）までの撮影に対応した画像データが格納される。各メモリ部からの信号は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）６２において演算処理される。
【００６０】
図９は、図８に示したＣＰＵ６２の動作を示すタイミングチャートであり、各フレーム（Ｆ１、・・・、Ｆｎ-１、Ｆｎ）毎にＸ線発生のタイミングを含めて記載したものである。
【００６１】
図１０は、図６に示した光電変換回路部７０１の概略構成を示した上面図である。
ここで、ＭＩＳ型光電変換素子１０１は、図６の光電変換素子Ｓ１−１〜Ｓ３−３に相当するものであり、スイッチ素子１０２は、図６のＴＦＴであるスイッチ素子（Ｔ１−１〜Ｔ３−３）に相当するものである。また、光電変換素子１０１及びスイッチ素子１０２は、アモルファスシリコン半導体薄膜などの非単結晶半導体薄膜を用いて構成されており、図１０には、それらを結線する配線を含めて示している。また、図１１は、図１０に示した光電変換回路部７０１において、Ａ−Ｂにおける概略断面図である。以後の説明では、簡単化のために、ＭＩＳ型光電変換素子を単に光電変換素子として説明する。
【００６２】
光電変換素子１０１及びスイッチ素子１０２（ここでは、アモルファスシリコンＴＦＴ、以下、これを単にＴＦＴとする）は、同一の絶縁基板１０３上に形成されている。光電変換素子１０１の下部電極は、ＴＦＴ１０２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１０１の上部電極は、ＴＦＴ１０２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。
【００６３】
また、第１の金属薄膜層１０４及び第２の金属薄膜層１０５は、図１０に示す光電変換回路部７０１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１０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１０のハッチング部は、光電変換素子１０１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。
【００６４】
図１０及び図１１に示すように、アモルファスシリコン半導体を主たる材料とした構成を用いれば、光電変換素子１０１、スイッチ素子１０２、ゲート駆動用配線１０６、マトリクス信号配線１０７を同一の絶縁基板１０３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７０１を容易に、しかも安価に提供することができる。
【００６５】
次に、光電変換素子１０１の単体のデバイス動作について説明する。
図１２は、光電変換素子１０１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。
【００６６】
図１２（ａ）及び（ｂ）は、それぞれリフレッシュモード及び光電変換モードの動作を示しており、また、図１２（ｃ）は、飽和状態での動作を示している。また、図１２（ａ）〜（ｃ）の横方向に示されているＭ１〜Ｍ２は、図１１で示される各層の膜厚方向の状態を表している。
【００６７】
具体的に、Ｍ１は、図１１の第１の金属薄膜層１０４（ここでは、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）層は、図１１のａ−ＳｉＮ絶縁薄膜層１１１に相当するものであり、電子、ホール共にその通過を阻止する層である。このａ−ＳｉＮｘ層は、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）層は、図１１のａ−Ｓｉ半導体薄膜層１１２に相当するものであり、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+層は、図１１のＮ+層１１９に相当するものであり、ａ−Ｓｉ：Ｈ層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層など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、図１１の第２金属薄膜層１０５（ここでは、例えばＡｌ）で形成される上部電極（Ｄ電極）である。
【００６８】
図１１では、第２金属薄膜層１０５（Ｄ電極）がＮ+層１１３を完全には覆っていないが、Ｄ電極とＮ+層１１３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１１３は常に同電位であり、以下の説明では、そのことを前提としている。
【００６９】
光電変換素子１０１には、Ｄ電極やＧ電極への電圧の印可の仕方により、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。
【００７０】
リフレッシュモードを示す図１２（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、一部のホールと電子はＮ+層、ｉ層において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。
【００７１】
このリフレッシュモードの状態から光電変換モードを示す図１２（ｂ）にするためには、Ｄ電極にＧ電極に対して正の電位を与える。これにより、ｉ層中の電子は、瞬時にＤ電極に導かれる。しかし、ホールはＮ+層が注入阻止層として働くため、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、光は吸収され電子・ホール対が発生する。ここで発生した電子は電界によりＤ電極に導かれ、ホールはｉ層内を移動してｉ層とａ−ＳｉＮｘ層との界面に達するがａ−ＳｉＮｘ層内には移動できないため、ｉ層内に留まることになる。この時、電子はＤ電極に移動し、ホールはｉ層内のａ−ＳｉＮｘ層との界面に移動するため、光電変換素子１０１内の電気的中性を保つために電流がＧ電極から流れる。この電流は、光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に比例する。
【００７２】
図１２（ｂ）の光電変換モードの状態をある期間保った後、再び、図１２（ａ）のリフレッシュモードの状態になると、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。すなわち、光電変換素子１０１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。
【００７３】
しかしながら、光電変換素子１０１において、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１２（ｃ）に示した飽和状態のように、ｉ層内にホールが多数留まり、このホールによりｉ層内の電界が小さくなり、発生した電子が導かれなくなってｉ層内でホールと再結合してしまうからである。この飽和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、図１２（ａ）のリフレッシュモードにすれば、ｉ層内のホールは、掃き出されて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。
【００７４】
また、前述の説明において、図１２（ａ）のリフレッシュモードでｉ層内のホールを掃き出す場合、すべてのホールを掃き出すのが理想であるが、一部のホールを掃き出すだけでも効果はあり、前述した説明と等しい電流が得られて問題はない。すなわち、次の光電変換モードでの検出機会において、図１２（ｃ）の飽和状態になっていなければよく、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を決めればよい。また、更に、図１２（ａ）の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。ホールが多数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）
図１３は、本発明の第２の実施形態に係るＸ線撮像装置の処理を示し、メモリ５０５に格納されているｎ枚の胸部撮影画像データに対して、それぞれ５箇所の画像領域を選択した例を示した概略図である。
【００７６】
第２の実施形態では、例えば、被写体（患者）５０７の呼吸の動態を観察する診断する場合、画像領域選択手段５２１により、被写体５０７の動きがある肺野部以外の画像領域を選択する。ここで、画像領域Ｂ及び画像領域Ｅは、被写体５０７の存在しない領域（素抜け領域）である。画像領域Ｃの肩や画像領域Ｄの首は、呼吸においては比較的動きがない領域である。画像領域Ａの縦隔部は、呼吸により若干動く可能性があるが、肺野に比べて動きが少ないため、その画像領域を選択している。選択する画像領域としては、被写体（患者）５０７の動きがない（動きが少ない）という指標はあるが、絶対的なものではない。選択する画像領域が適正であれば、選択数が多いほど補正の精度は向上するが、画像処理部５２０による演算処理で計算する時間も長くなるため、ケースバイケースである。
【００７７】
（第３の実施形態）
図１４は、本発明の第３の実施形態に係るＸ線撮像装置のＸ線検出回路部の２次元的回路図である。
図６と異なる点は、光電変換素子Ｓ１−１〜Ｓ３−３がＭＩＳ型センサではなく、ＰＩＮ型センサであることである。このＰＩＮ型センサは、ＭＩＳ型センサと異なりリフレッシュ動作を行わずに連続した撮影をすることができるので、一般的にＭＩＳ型センサよりもフレームレートを高くすることが可能である。また、光電変換素子Ｓ１−１〜Ｓ３−３をＰＩＮ型センサで構成しているため、図６の読み出し用回路部７０７とは異なる構成の読み出し用回路部７０２となっている。
【００７８】
（第４の実施形態）
図１５は、本発明の第４の実施形態を示し、Ｘ線撮像装置をＸ線診断システムへ適用した例を示した概略図である。
Ｘ線源であるＸ線チューブ６０５０で発生したＸ線６０６０は、被写体（患者）５０７の胸部５０７１を透過し、イメージセンサ６０４０に入射する。イメージセンサ６０４０に入射したＸ線には、被写体５０７の体内部の情報が含まれている。イメージセンサ６０４０では、Ｘ線の入射に対応して蛍光体で可視光に変換し、さらに、これを光電変換して電気信号を得る。この電気信号は、ディジタル変換されてイメージプロセッサ６０７０により画像処理され、制御室（コントロールルーム）のディスプレイ６０８０に画像として表示されて観察される。
【００７９】
本実施形態のＸ線チューブ６０５０は、例えば、図１のＸ線管球５０１に相当するものであり、イメージセンサ６０４０は、例えば、図１のＸ線検出回路部５０３に相当し、イメージプロセッサ６０７０は、例えば、図１のＸ線電源５０４、メモリ５０５及び画像処理部５２０に相当し、ディスプレイ６０８０は、例えば、表示部５３０に相当するものである。
【００８０】
また、イメージプロセッサ６０７０による画像処理により生成された画像データは、電話回線６０９０等の伝送手段により遠隔地へ転送することができ、ドクタールームなどの別の場所でディスプレイ６０８１に表示もしくは光ディスク等の保存手段に保存することができ、遠隔地の医師が診断することも可能である。また、この画像データをフィルムプロセッサ６１００によりフィルム６１１０として記録することもできる。
【００８１】
本発明の実施形態によれば、被写体５０７に対して連続したｎフレームの放射線像の撮像を行った際に得られた各画像データについて、画像濃度が異なる少なくとも２つ以上の画像領域を選択し（ステップＳ１０１）、選択した各画像データの各画像領域における平均出力値を算出し（ステップＳ１０２）、第１フレームの画像データにおける各画像領域の平均出力値を基準として、第２〜第ｎフレームの画像データにおける各画像領域の平均出力値の変化量を算出して（ステップＳ１０３）、当該算出結果に基づいて、前記他の画像データにおける画像濃度を補正するようにしたので（ステップＳ１０４及びステップＳ１０５）、動画撮影時において、センサに起因する画像濃度の変化を補正することができ、良好な動画画像を出力することが可能となる。これにより、診断効率の高い放射線撮像装置を提供することが可能となり、将来へ向けて更に質の高い医療環境の実現を推進できる。
【００８２】
また、本発明の実施形態によれば、水素化アモルファスシリコンをセンサ（光電変換素子５０８）として用いているため、大面積でしかも安価なＦＰＤを提供することが可能となる。すなわち、胃の透視などの用いられるＩ．Ｉ．に変わって、周辺の画像の歪みが全くなく、等倍の正確な画像を得ることができる。また、画像を高速で連続的に撮影するＸ線ＣＴ装置への応用も現実的となってくる。
【００８３】
本実施形態のＸ線撮像装置では、静止画及び動画の双方の撮影ができ、また、図１５に示すようなＸ線撮像装置を有するＸ線診断システムを構築することにより、得られた撮影データの記録、表示、印刷、保管が容易にでき、従来のフィルム撮影方式に変わる近年のディジタル化の要求に応える全く新しいＸ線診断システムを提供することができる。
【００８４】
前述した本発明の実施形態に係るＸ線撮像装置を構成する図１の各手段、並びにＸ線撮像装置の制御方法を示した図５の各ステップは、コンピュータのＲＡＭやＲＯＭなどに記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。このプログラム及び当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は本発明に含まれる。
【００８５】
具体的に、前記プログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭのような記憶媒体に記録し、或いは各種伝送媒体を介し、コンピュータに提供される。前記プログラムを記録する記憶媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ以外に、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、光磁気ディスク、不揮発性メモリカード等を用いることができる。他方、前記プログラムの伝送媒体としては、プログラム情報を搬送波として伝搬させて供給するためのコンピュータネットワーク（ＬＡＮ、インターネットの等のＷＡＮ、無線通信ネットワーク等）システムにおける通信媒体（光ファイバ等の有線回線や無線回線等）を用いることができる。
【００８６】
また、コンピュータが供給されたプログラムを実行することにより本発明の実施形態に係るＸ線撮像装置の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）或いは他のアプリケーションソフト等と共同して本発明の実施形態に係るＸ線撮像装置の機能が実現される場合や、供給されたプログラムの処理の全て、或いは一部がコンピュータの機能拡張ボードや機能拡張ユニットにより行われて本発明の実施形態に係るＸ線撮像装置の機能が実現される場合も、かかるプログラムは本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るＸ線撮像装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るＸ線撮像装置の処理を示し、メモリに格納されているｎ枚の画像データに対して、それぞれ５箇所の画像領域を選択した例を示した概略図である。
【図３】各フレームの画像データにおける各画像領域の平均出力値を示した特性図である。
【図４】第１フレームの画像データにおける各画像領域の平均出力値を基準として、他のフレームの画像データにおける各画像領域の平均出力値の変化量を示した特性図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るＸ線撮像装置の制御処理を示したフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施形態に係るＸ線撮像装置のＸ線検出回路部の２次元的回路図である。
【図７】図６に示したＸ線検出回路部の動作を示すタイムチャートである。
【図８】本発明の第１の実施形態に係るＸ線撮像装置において、図６の読み出し用回路部から出力されたアナログ信号を処理する各構成部のブロック図である。
【図９】図８に示したＣＰＵの動作を示すタイミングチャートである。
【図１０】図６に示した光電変換回路部の概略構成を示した上面図である。
【図１１】図１０に示した光電変換回路部において、Ａ−Ｂにおける概略断面図である。
【図１２】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。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係るＸ線撮像装置の処理を示し、メモリに格納されているｎ枚の胸部撮影画像データに対して、それぞれ５箇所の画像領域を選択した例を示した概略図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態に係るＸ線撮像装置のＸ線検出回路部の２次元的回路図である。
【図１５】本発明の第４の実施形態を示し、Ｘ線撮像装置をＸ線診断システムへ適用した例を示した概略図である。
【符号の説明】
【００８８】
５０１  Ｘ線管球
５０２  波長変換体
５０３  Ｘ線検出回路部
５０４  Ｘ線電源
５０５  メモリ
５０６  ガラス基板
５０７  被写体
５０８  光電変換素子
５２０  画像処理部
５２１  画像領域選択手段
５２２  平均出力値算出手段
５２３  変化量算出手段
５２４  補正手段
５２５  表示制御手段
５３０  表示部
７０１  光電変換回路部
７０２、７０７  読み出し用回路部
Ａ１〜Ａ３、Ｂ１〜Ｂ３、Ａｂ  オペアンプ
Ｃｆ１〜Ｃｆ３  積分容量
ＳＷ−ｒｅｓ  オペアンプの（＋）端子にリセットバイアスを与えるスイッチ
ＳＷ−ｒｅｆ  オペアンプの（＋）端子にリフレッシュバイアスを与えるスイッチ
Ｇ１〜Ｇ３  ゲート駆動配線
Ｍ１〜Ｍ３  マトリクス信号配線
ＲＥＳ１〜ＲＥＳ３  Ｃｆ１〜Ｃｆ３に形成される負荷容量をリセットするスイッチ
Ｓ１−１〜Ｓ３−３  光電変換素子
Ｔ１−１〜Ｔ３−３  スイッチ素子
Ｓｎ１〜Ｓｎ３  読み出し容量に信号を転送するための転送スイッチ
Ｓｒ１〜Ｓｒ３  読み出し容量の信号を順次読み出すための読み出し用スイッチ
ＳＲ１  第１のシフトレジスタ
ＳＲ２  第２のシフトレジスタ
Ｖｓ  バイアス電源
Ｖ(reset)  リセット電源
Ｖ(refresh)  リフレッシュ電源
Ｖg（on）  ＴＦＴをオンするための電源
Ｖg（off）  ＴＦＴをオフするための電源
６１  ＡＤ変換器（ＡＤＣ）
６２  ＣＰＵ
６３  シフトレジスタ
６４（１）〜６４（ｎ）  メモリ部
１０１  光電変換素子
１０２  スイッチ素子（ＴＦＴ）
１０３  絶縁基板
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
１１０  コンタクトホール部
１１１  ａ−ＳｉＮ絶縁薄膜層
１１２  ａ−Ｓｉ半導体薄膜層
１１３  Ｎ+層
１１４  配線クロス部
１１５  保護膜
【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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