JP2012130406A - 二次元画像撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】散乱線による影響やリーク電流による影響を軽減させることができる二次元画像撮影装置を提供する。
【解決手段】駆動制御部２５は、選択スイッチＳｅｌおよびリセットスイッチＲｓｔにより、Ｘ線を照射する蓄積期間では、変換層３１と蓄積容量Ｃとを接続させることで、変換層３１で変換された電荷を蓄積容量Ｃに蓄積させることができる。一方、蓄積期間以外では、変換層３１と電荷除去部３５とを接続させることで、変換層３１からの電荷を蓄積容量Ｃに蓄積させずに電荷除去線４１を通じて除去させることができる。そのため、蓄積期間以外に散乱線が入射しても、変換された不要な電荷は蓄積容量Ｃに蓄積されないようにすることができ、散乱線による影響を軽減させることができる。また、蓄積期間のみに変換層３１と蓄積容量Ｃとを接続させているので、リーク電流による影響を軽減させることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、Ｘ線・γ線等の放射線、可視光、赤外光等の電磁波情報に基づいて画像を取得する二次元画像撮影装置に関する。

従来、二次元画像撮影装置に使用される二次元画像検出器として、例えば、フラットパネル型Ｘ線検出器（以下、適宜「ＦＰＤ」と略記する）が知られている。ＦＰＤは、図９に示すように、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等のスイッチング素子Ｇａやコンデンサ等の蓄積容量Ｃが二次元状に配列されたアクティブマトリックス基板１３５上に、ａ−Ｓｅ（アモルファス・セレン）等の変換層１３１が形成された構成を備えている。

このＦＰＤにおいて、電磁波として例えばＸ線が被検体に照射されると、被検体を透過したＸ線像が変換層１３１上に投影され、Ｘ線像の濃淡に比例して電荷が生成される。生成された電荷は、変換層１３１を挟んで、バイアス電圧Ｖａが印加される共通電極１３２の反対側に設けられた画素電極１３３により収集され、蓄積容量Ｃに蓄積される。蓄積された電荷は、スイッチング素子Ｇａの動作によって読み出され、Ｘ線検出信号（電気信号）として出力される。出力されたＸ線検出信号は、画像処理等が行われてモニタに表示される。なお、符号ｘはＸ線の照射方向を示している。

このようなＦＰＤには、Ｘ線が照射されていない状態でも変換層１３１の欠陥などによるリーク電流（暗電流）によって電荷が蓄積容量Ｃに蓄積される問題がある。リーク電流による電荷が蓄積容量Ｃに蓄積されると、蓄積容量Ｃの容量がリーク電流による電荷によって占められてしまうので、ダイナミックレンジが減少してしまう。そこで、リーク電流による電荷を蓄積容量Ｃから除去する方法として、Ｘ線照射前に全てのスイッチング素子Ｇａを駆動させて、リーク電流による電荷をリセットさせる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

なお、特許文献１には、間接変換型の二次元画像検出器が開示されている。この検出器は、Ｘ線検出素子が二次元状に配列したものの上に、Ｘ線を光に変換する蛍光体層（シンチレータ層）が形成されている。Ｘ線検出素子は、図１０に示すように、入射した光を電荷に変換するフォトダイオード２０１と、フォトダイオード２０１からの電荷を蓄積するコンデンサ２０２と、コンデンサ２０２に蓄積された電荷を読み出すＴＦＴ２０３とを備えている。フォトダイオード２０１のカソード端子とコンデンサ２０２の一方の端子の接続点は逆バイアス電源に接続され、その反対側の接続点にはＴＦＴ２０３が接続されている。

特開平９−１３１３３７号公報

しかしながら、このような構成を有する従来装置には、次のような問題がある。すなわち、従来装置は、二次元画像検出器（ＦＰＤ）と対となって設けられ、電磁波を照射する電磁波照射部（Ｘ線管）以外からの電磁波の影響を受けてしまうという問題がある。例えば、電磁波照射部と二次元画像検出器等の撮影系が２組設けられたバイプレーン式の二次元画像撮影装置の場合が挙げられる。この場合、一方の組の電磁波照射部から照射された電磁波が被検体を透過する際に散乱線を生じ、その散乱線が他方の組の二次元画像検出器に入射される。この散乱線の入射により変換された電荷が、被検体の電磁波像により変換された電荷を蓄積している蓄積容量に加わってしまうと、リセット動作等では、その散乱線による電荷を除去することができない。

ここで、図１１を参照する。図１１は、従来の二次元画像撮影装置の動作シーケンスの一例を示した図である。二次元画像撮影装置は、Ｆ側（正面側）の撮影系とＬ側（側面側）との撮影系で交互に撮影を行っている。具体的には、Ｆ側の撮影系において、Ｘ線照射（ＯＮ）を行って電荷を蓄積容量に蓄積させ（時刻ｔ１０１〜ｔ１０２）、スイッチング素子Ｇａを接続（ＯＮ）させることで、蓄積された電荷が読み出される（時刻ｔ１０２〜ｔ１０３）。その後、Ｌ側の撮影系において、Ｘ線照射を行って電荷を蓄積容量に蓄積させ（時刻ｔ１０３〜ｔ１０４）、蓄積された電荷が読み出される（時刻ｔ１０４〜ｔ１０５）。そして再び、Ｆ側の撮影系における撮影が行われることで、Ｆ側の撮影系とＬ側の撮影系とで交互に撮影を行っている。すなわち、散乱線の影響を軽減させるために、一方のＸ線照射および読み出し動作が終了した後に、他方のＸ線照射および読み出し動作を行っている。そのため、フレームレートは、通常の撮影に対し、半分（１／２）にして行われている。このように従来装置には、散乱線の影響によりフレームレートに制限がある。

なお、上述した特許文献１において、Ｘ線曝射（照射）を行う前は、ＴＦＴを常にＯＮにして、コンデンサに蓄積されたリーク電流による電荷（暗電流ノイズ）を外部へ除去し（掃き出し）ている。そして、Ｘ線照射を行う際は、Ｘ線照射のタイミングと同時にＴＦＴをＯＦＦにし、Ｘ線照射の終了後は、ＴＦＴをＯＮにして蓄積された電荷を読み出している。それにより、Ｘ線照射と同時に電荷の蓄積を開始するようにしている。しかしながら、このような検出器を採用した場合でも上述した散乱線による影響は解消されない。また、特許文献１では、さらに、Ｘ線曝射を行う前は、検出器の蓄積用コンデンサへの電力供給を遮断（停止）し、Ｘ線照射のタイミングが発生すると、電力供給を行っている。しかしながら、このような検出器を採用した場合でも、図１１に示すように、一方の撮影系のＸ線照射および読み出し動作が終了した後に、他方の撮影系のＸ線照射および読み出し動作を行っているとすれば、従来装置の動作と変わらず、散乱線による影響は解消されない。

また、従来装置は、リーク電流による影響の問題がある。例えば、図１１の期間Ｂに示すように、時刻ｔ１０１に電荷の読み出し動作やリセット動作が終了したとすると、それらの動作が行われた時刻ｔ１０１から読み出し期間の終了の時刻ｔ１０３までの期間にリーク電流による電荷が蓄積される。また、例えば期間Ｃに示すように、Ｘ線を照射する期間を長くすると、その長くなった分のリーク電流による電荷を蓄積するので、期間Ｂが長くなり蓄積量が多くなる。それにより、リーク電流の電荷によるアーチファクトの影響が大きくなってしまう。

また、例えば、リーク電流による電荷の蓄積する時間が長いことにより、欠陥画素と判定される規定値以上の画素値（電荷）を有する画素がある場合、その画素は、例えばその周囲の画素の画素値から求められた値で補正される。そのため、取得される画像が補正された画素を含むこととなるので画質を低下させてしまう。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、散乱線による影響やリーク電流による影響を軽減させることができる二次元画像撮影装置を提供することを目的とする。

本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。すなわち、本発明に係る二次元画像撮影装置は、被検体に向けて電磁波を照射する電磁波照射部と、被検体を透過した電磁波を検出する二次元画像検出器と、前記電磁波照射部および前記二次元画像検出器を制御する駆動制御部と、を備え、前記二次元画像検出器は、入射された電磁波を電荷に変換する変換層と、変換された電荷を蓄積する蓄積容量と、接地または電圧を印加して電荷を除去する電荷除去部と、前記変換層と前記蓄積容量との接続または前記変換層と前記電荷除去部との接続のいずれか一方の接続に切り換える接続切換部とを有し、前記駆動制御部は、前記電磁波照射部から電磁波を照射して変換層で変換された電荷を蓄積容量に蓄積させる蓄積期間では、前記接続切換部により前記変換層と前記蓄積容量とを接続させ、前記蓄積期間以外では、前記接続切換部により前記変換層と前記電荷除去部とを接続させることを特徴とするものである。

本発明に係る二次元画像撮影装置によれば、二次元画像検出器は、入射された電磁波を電荷に変換する変換層と、変換された電荷を蓄積する蓄積容量と、接地または電圧を印加して電荷を除去する電荷除去部と、変換層と蓄積容量との接続または変換層と電荷除去部との接続のいずれか一方の接続に切り換える接続切換部とを有している。駆動制御部は、電磁波照射部から電磁波を照射して変換層で変換された電荷を蓄積容量に蓄積させる蓄積期間では、接続切換部により変換層と蓄積容量とを接続させることで、変換層で変換された電荷を蓄積させることができる。また、蓄積期間以外では、接続切換部により変換層と電荷除去部とを接続させることで、変換層からの電荷を蓄積容量に蓄積させずに電荷除去部を通じて除去することができる。すなわち、電磁波を照射する蓄積期間のみに変換層と蓄積容量とを接続させるので、蓄積期間以外に散乱線が入射したとしても、その散乱線により変換された不要な電荷を蓄積容量に蓄積させないようにすることができる。そのため、散乱線による影響を軽減させることができる。

また、従来装置では、電荷の読み出し動作やリセット動作が行われた後から次のそれらの動作が行われるまでの期間にリーク電流による電荷が蓄積容量に蓄積される。また、電磁波を照射する時間（すなわち蓄積期間）を長くすると、その長くなった分のリーク電流による電荷を蓄積する期間が長くなり、電荷の蓄積量が多くなる。一方、本装置では、変換層と蓄積容量とを接続させると、リーク電流による電荷が蓄積容量に蓄積される。しかしながら、蓄積期間のみに変換層と蓄積容量とを接続させているので、リーク電流による電荷を蓄積する期間を短縮することができる。そのため、リーク電流による影響を軽減させることができる。

また、例えば、従来、リーク電流による電荷の蓄積する時間が長いことにより、欠陥画素と判定される規定値以上の画素値（電荷量）を有する画素がある場合、その画素は、例えばその周囲の画素の画素値から求められた値で補正される。しかしながら、本装置では、リーク電流による電荷の蓄積する期間を短縮することができるので、欠陥画素として判定されていたものを、欠陥画素として判定されない規定値以下である画素値とすることができる。欠陥画素として判定されない画素は、その画素値を補正なしの実際の画素値のままで用いることができる。そのため、取得される画像の画質を向上させることができる。

また、本発明に係る二次元画像撮影装置において、前記電磁波照射部および二次元画像検出器は、複数組設けられ、前記駆動制御部は、前記複数組の前記電磁波照射部から交互に電磁波を照射することが好ましい。駆動制御部は、電磁波を照射する蓄積期間では接続切換部により変換層と蓄積容量とを接続させ、蓄積期間以外では、接続切換部により変換層と電荷除去部とを接続させている。これにより、複数組の電磁波照射部から交互に電磁波を照射する場合に、一方の組が蓄積期間以外、例えば読み出し期間中であるときに他方の組から電磁波照射を行うことができる。すなわち、従来、電磁波の入射による影響から、一方の組の読み出し期間が終了した後に他方の組から電磁波照射を行わせていたが、一方の組の読み出し期間中に他方の組から電磁波照射を行うことができる。これにより、次の撮影までの期間を短縮することができ、フレームレートを大きくすることができる。例えば、蓄積期間よりも読み出し期間が長い場合には、いわゆるシングルプレーン式の場合と同じフレームレートで撮影を行うことができる。また、蓄積期間のみに変換層と蓄積容量とを接続させているので、リーク電流による影響を軽減させることができる。

また、本発明に係る二次元画像撮影装置において、被検体に向けて電磁波を照射する電磁波照射部と、被検体を透過した電磁波を検出する二次元画像検出器と、前記電磁波照射部および前記二次元画像検出器を制御する駆動制御部と、を備え、前記電磁波照射部および二次元画像検出器は複数組設けられ、前記二次元画像検出器は、入射された電磁波を電荷に変換する変換層と、変換された電荷を蓄積する蓄積容量と、接地または電圧を印加して電荷を除去する電荷除去部と、前記変換層と前記蓄積容量との接続または前記変換層と前記電荷除去部との接続のいずれか一方の接続に切り換える接続切換部とを有し、前記駆動制御部は、外部装置から与えられた信号に基づいて設定されたタイミングに同期させて前記複数組の前記電磁波照射部から交互に電磁波を照射し、前記電磁波照射部から電磁波を照射して変換層で変換された電荷を蓄積容量に蓄積させる蓄積期間では、前記接続切換部により前記変換層と前記蓄積容量とを接続させ、前記蓄積期間以外では、前記接続切換部により前記変換層と前記電荷除去部とを接続させることを特徴とするものである。

本発明に係る二次元画像撮影装置によれば、二次元画像検出器は、入射された電磁波を電荷に変換する変換層と、変換された電荷を蓄積する蓄積容量と、接地または電圧を印加して電荷を除去する電荷除去部と、変換層と蓄積容量との接続または変換層と電荷除去部との接続のいずれか一方の接続に切り換える接続切換部とを有している。駆動制御部は、外部装置から与えられた信号に基づいて設定されたタイミングに同期させて複数組の撮影系の電磁波照射源から交互に電磁波を照射し、電磁波照射部から電磁波を照射して変換層で変換された電荷を蓄積容量に蓄積させる蓄積期間では、接続切換部により変換層と蓄積容量とを接続させることで、変換層で変換された電荷を蓄積させることができる。また、蓄積期間以外では、接続切換部により変換層と電荷除去部とを接続させることで、変換層からの電荷を蓄積容量に蓄積させずに電荷除去部を通じて除去することができる。そのため、電磁波を照射する蓄積期間のみに変換層と蓄積容量とを接続させるので、蓄積期間以外に散乱線が入射したとしても、その散乱線により変換された不要な電荷を蓄積容量に蓄積させないようにすることができる。したがって、散乱線による影響を軽減させることができる。

また、従来装置では、電荷の読み出し動作やリセット動作が行われた後から次のそれらの動作が行われるまでの期間にリーク電流による電荷が蓄積容量に蓄積される。また、電磁波を照射する時間（すなわち蓄積期間）を長くすると、その長くなった分のリーク電流による電荷を蓄積する期間が長くなり、電荷の蓄積量が多くなる。一方、本装置では、変換層と蓄積容量とを接続させると、リーク電流による電荷が蓄積容量に蓄積される。しかしながら、蓄積期間のみに変換層と蓄積容量とを接続させているので、リーク電流による電荷を蓄積する期間を短縮することができる。そのため、リーク電流による影響を軽減させることができる。

また、例えば、従来、リーク電流による電荷の蓄積する時間が長いことにより、欠陥画素と判定される規定値以上の画素値（電荷量）を有する画素がある場合、その画素は、例えばその周囲の画素の画素値から求められた値で補正される。しかしながら、本装置では、リーク電流による電荷の蓄積する期間を短縮することができるので、欠陥画素として判定されていたものを、欠陥画素として判定されない規定値以下である画素値とすることができる。欠陥画素として判定されない画素は、その画素値を補正なしの実際の画素値のままで用いることができる。そのため、取得される画像の画質を向上させることができる。

また、複数組の電磁波照射部から交互に電磁波を照射する場合に、一方の組が蓄積期間以外、例えば読み出し期間中であるときに他方の組から電磁波照射を行うことができる。すなわち、従来、電磁波の入射による影響から、一方の組の読み出し期間が終了した後に他方の組から電磁波照射を行わせていたが、一方の組の読み出し期間中に他方の組から電磁波照射を行うことができる。これにより、次の撮影までの期間を短縮することができ、フレームレートを大きくすることができる。例えば、蓄積期間よりも読み出し期間が長い場合には、いわゆるシングルプレーン式の場合と同じフレームレートで撮影を行うことができる。また、蓄積期間のみに変換層と蓄積容量とを接続させているので、リーク電流による影響を軽減させることができる。

また、駆動制御部は、外部装置から与えられた信号に基づいて設定されたタイミングに同期させて前記電磁波照射部から電磁波を照射させている。これにより、外部装置から与えられる信号に基づいて設定された任意のタイミングで撮影することができる。すなわち、電磁波を照射する蓄積期間のみに接続切換部により変換層と蓄積容量とを接続させる場合、蓄積期間が一定であれば、電磁波照射のタイミングが変化しても、リーク電流による電荷が蓄積される期間が一定なので、オフセット補正を容易に行うことができる。従来装置は、電磁波照射のタイミングを変化させると、リーク電流による電荷が蓄積される期間が変わるので、その期間に応じた複数個のオフセット補正値を予め準備しなければならない。また、従来装置は、フレームレートのフレーム同期信号に合わせて電磁波照射していたが、蓄積期間のみに変換層と蓄積容量とを接続させているので、任意のタイミングで電磁波照射して撮影を行うことができる。

また、本発明に係る二次元画像撮影装置の前記外部装置一例は、心電計である。これにより、心電計から出力される心電波形信号に基づいて設定されたタイミングに同期させて電磁波照射部から電磁波を照射させることができる。

また、本発明に係る二次元画像撮影装置において、前記接続切換部により前記変換層と前記蓄積容量とが接続された状態、かつ電磁波非照射の状態で、前記蓄積期間と同じ期間に前記蓄積容量に蓄積される電荷を用いて、前記二次元画像検出器から出力される電磁波検出信号に対してオフセット補正を行う画像処理部を備えていることが好ましい。接続切換部により変換層と蓄積容量とが接続された状態、かつ電磁波非照射の状態で、蓄積期間と同じ期間に蓄積容量に蓄積される電荷をオフセット補正値として、オフセット補正を行うことができる。これにより、蓄積期間が一定であれば、電磁波照射のタイミングが変化しても、電磁波照射のタイミングの変化に応じた複数個のオフセット補正値を準備しなくてもよく、容易にオフセット補正をすることができる。

また、本発明に係る二次元画像撮影装置において、二次元画像検出器は、前記蓄積容量に蓄積された電荷を読み出す読み出しスイッチを備え、駆動制御部は、二次元状に配列された前記読み出しスイッチおよび前記接続切換部のうち、前記読み出しスイッチを駆動させる列ごとに前記接続切換部を駆動させることが好ましい。それにより、任意の領域に対応する列を選択して読み出しスイッチにより読み出す場合、読み出しスイッチを駆動させる列ごとに接続切換部を駆動させることができる。例えば、全領域に対応する列の接続切換部を一度に駆動させると、任意の領域以外にも、電磁波を照射する蓄積期間に蓄積容量に電荷が蓄積される。そのため、任意の領域以外に対応する列では、画像を取得するための読み出し動作が行われないので、読み出し動作やリセット動作を行って蓄積された電荷を除去する必要がある。しかしながら、読み出しスイッチを駆動させる列ごとに接続切換部を駆動させるようになっているので、任意の領域以外に対応する列の接続切換部により、変換層と電荷除去部とを接続させることができるので、任意の領域以外には、蓄積期間でも蓄積容量に電荷を蓄積させないようにすることができる。そのため、蓄積された電荷を除去するための読み出し動作やリセット動作を省略することができるので、撮影時間を短縮することができる。

また、本発明に係る二次元画像撮影装置において、撮影中に前記変換層にバイアス電圧を連続して印加するバイアス電源を備え、前記変換層は、入射された電磁波を直接電荷に変換するものであることが好ましい。入射された電磁波を直接電荷に変換する変換層にバイアス電源からバイアス電圧を連続して印加した安定した状態で、接続切換部により、変換層と蓄積容量との接続または変換層と電荷除去部との接続のいずれか一方の接続に切り換えることができる。

本発明に係る二次元画像撮影装置によれば、二次元画像検出器は、入射された電磁波を電荷に変換する変換層と、変換された電荷を蓄積する蓄積容量と、接地または電圧を印加して電荷を除去する電荷除去部と、変換層と蓄積容量との接続または変換層と電荷除去部との接続のいずれか一方の接続に切り換える接続切換部とを有している。駆動制御部は、複数組の撮影系の電磁波照射源から交互に電磁波を照射して撮影を行い、電磁波照射部から電磁波を照射して変換層で変換された電荷を蓄積容量に蓄積させる蓄積期間では、接続切換部により変換層と蓄積容量とを接続させることで、変換層で変換された電荷を蓄積させることができる。また、蓄積期間以外では、接続切換部により変換層と電荷除去部とを接続させることで、変換層からの電荷を蓄積容量に蓄積させずに電荷除去部を通じて除去することができる。そのため、電磁波を照射する蓄積期間のみに変換層と蓄積容量とを接続させるので、蓄積期間以外に散乱線が入射したとしても、その散乱線により変換された不要な電荷を蓄積容量に蓄積させないようにすることができる。そのため、散乱線による影響を軽減させることができる。また、蓄積期間のみに変換層と蓄積容量とを接続させているので、リーク電流による電荷を蓄積する期間を短縮することができる。そのため、リーク電流による影響を軽減させることができる。

実施例１に係るＸ線撮影装置の概略構成図である。 実施例１に係るフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の概略構成を示す縦断面図である。 実施例１に係るフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の概略構成を示す平面図である。 実施例１に係るＸ線撮影装置の動作シーケンスの一例を示す図である。 実施例２に係るＸ線撮影装置の概略構成図である。 変形例（１）に係るＸ線撮影装置のフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の概略構成を示す平面図である。 変形例（１）に係るＸ線撮影装置の動作の説明に供する図であり、（ａ）は一部の領域での撮影動作の説明に供する図を示し、（ｂ）は従来装置の動作シーケンスの一例を示す。 変形例（２）に係るフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の概略構成を示す縦断面図である。 従来のフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の概略構成図である。 従来のフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の構成の一部を示す図である。 従来の二次元画像撮影装置の動作シーケンスの一例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施例１を説明する。本実施例では、二次元画像撮影装置の一例としてＸ線撮影装置１を説明する。図１は実施例１に係るＸ線撮影装置の概略構成図である。図２はフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の概略構成を示す縦断面図であり、図３はその平面図である。

＜Ｘ線撮影装置１＞
図１を参照する。Ｘ線撮影装置１は、被検体Ｍを載置する天板２と、２組の撮影系３，４を備えている。２組の撮影系３，４は、それぞれ、被検体Ｍに向けてＸ線を照射するＸ線管５，６と、被検体Ｍを挟んでＸ線管５，６と対向して配置され、被検体Ｍを透過したＸ線を検出するフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）７，８と、Ｘ線管５，６およびＦＰＤ７，８をＣ字状の支持部材の両端に支持するＣ型アーム９，１０等を備えている。Ｘ線撮影装置１は、いわゆるバイプレーン式のＸ線撮影装置である。Ｘ線撮影装置１は、Ｘ線管５とＦＰＤ７とＣ型アーム９等の撮影系３を備えるとともに、Ｘ線管６とＦＰＤ８とＣ型アーム１０等の撮影系４を備えている。これにより、被検体Ｍを２方向から撮影するようになっている。

なお、Ｘ線管５，６は本発明における電磁波照射部に相当し、ＦＰＤ７，８は本発明における二次元画像検出器に相当する。

なお、Ｘ線管５とＦＰＤ７とＣ型アーム９等から構成される一方の撮影系３をＦ側（正面側）とし、Ｘ線管６とＦＰＤ８とＣ型アーム１０等から構成される他方の撮影系４をＬ側（側面側）とする。Ｆ側およびＬ側の撮影系３，４のＣ型アーム９，１０は、それぞれ検査室の床面上から支持、あるいは天井から懸架されて支持されている。なお、Ｌ側の撮影系４のＸ線管６およびＦＰＤ８は、便宜上、図１のように示されているが、被検体Ｍの側面側を撮影するように配置される。

また、Ｘ線撮影装置１は、水平方向および垂直（Ｚ）方向に天板２を移動させる天板駆動機構１１と、天板駆動機構１１を制御する天板制御部１２とを備えている。また、Ｘ線撮影装置１は、Ｘ線管５，６およびＦＰＤ７，８を支持しているＣ型アーム９，１０を駆動するＣ型アーム駆動機構１３と、Ｃ型アーム駆動機構１３を制御するＣ型アーム制御部１４とを備えている。

Ｃ型アーム駆動機構１３は、Ｃ型アーム９，１０を駆動させて、その姿勢を変更させるようになっている。具体的な動作をＦ側の撮影系３を一例に説明する。Ｃ型アーム駆動機構１３は、符号Ｒ１に示すように、Ｃ型アーム９をその曲がりに沿ってスライド移動させる動作を行う。また、Ｃ型アーム駆動機構１３は、符号Ｒ２に示すように、被検体Ｍの体軸とほぼ平行の水平軸Ｈを中心にＣ型アーム９を回転させる動作を行う。すなわち、被検体Ｍの体軸周りにＸ線管５およびＦＰＤ７を回転させることができる。また、Ｘ線管５から照射されるＸ線のＸ線束の中心を符号Ｖとする場合、Ｃ型アーム駆動機構１３は、符号Ｒ３に示すように、符号Ｖを中心にＣ型アーム９を回転させる動作を行う。なお、Ｃ型アーム駆動機構１３は、被検体Ｍやその他の構成と干渉しないようにＣ型アーム制御部１４により制御される。

また、Ｘ線撮影装置１は、Ｘ線管制御部１５を備えている。Ｘ線管制御部１５は、Ｘ線管５，６の管電圧や管電流を発生させる高電圧発生部１６を有しており、後述する入力部２３などで予め設定された管電流や管電流等の照射条件に応じて、Ｘ線管５，６に対してＸ線照射に必要な制御を実行する。また、Ｘ線管制御部１５は、Ｘ線管５，６のそれぞれの照射口側に設けられたコリメータ１７，１８の照射野を設定する制御などを実行する。

また、Ｘ線撮影装置１は、ＦＰＤ７，８から出力されたＸ線検出信号をアナログからディジタルに変換するＡ／Ｄ変換器１９と、Ａ／Ｄ変換器１９でディジタル変換されたＸ線検出信号に基づくＸ線画像に対して種々の処理を行う画像処理部２０と、Ｘ線撮影装置１の各構成を統括的に制御する主制御部２１とを備えている。また、Ｘ線撮影装置１は、画像処理部２０で処理されたＸ線画像を表示する表示部２２と、操作者が入力設定や各種操作を行う入力部２３と、処理されたＸ線画像を記憶するメモリ部２４とを備えている。

なお、主制御部２１は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成されている。入力部２３は、マウスやキーボード等などで構成されている。メモリ部２４は、ＲＯＭ（Read-only Memory）、ＲＡＭ（Random-Access Memory）またはハードディスク等の記憶媒体で構成されている。

また、Ｘ線撮影装置１は、Ｘ線管５，６およびＦＰＤ７，８を制御する駆動制御部２５を備えている。

＜フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）７，８＞
図２および図３を参照する。ＦＰＤ７，８は、入射されたＸ線を電荷（キャリア）に直接変換する変換層３１と、変換層３１の一方の面のほぼ全体を覆うように形成され、バイアス電圧Ｖａが印加される共通電極３２と、変換層３１を挟んで共通電極３２の反対側の面に設けられた、変換層３１で変換された電荷を収集する画素電極３３とを備えている。バイアス電圧Ｖａはバイアス電源３４から印加される。バイアス電源３４は、撮影中に、共通電極３２を介して、変換層３１にバイアス電圧Ｖａを連続して印加するようになっている。

変換層３１は、例えば、ａ−Ｓｅ（アモルファス・セレン）、ＣｄＴｅ（テルル化カドミウム）、ＣｄＺｎＴｅ（テルル化カドミウム亜鉛）等で構成される。変換層３１がａ−Ｓｅの場合は、１０ｋＶ程度のバイアス電圧Ｖａが印加され、ＣｄＴｅおよびＣｄＺｎＴｅの場合は、１００〜３００Ｖ程度のバイアス電圧Ｖａが印加される。共通電極３２は、二次元状に配列された全Ｘ線検出素子ＤＵに共通する電極である。画素電極３３は、Ｘ線検出素子ＤＵごとに設けられている。Ｘ線検出素子ＤＵは、取得されるＸ線画像の１画素分に対応する。

変換層３１の画素電極３３側には、変換層３１で変換された電荷の蓄積および読み出しを行うアクティブマトリックス基板３５が設けられている。アクティブマトリックス基板３５は、Ｘ線検出素子ＤＵごとに、蓄積容量（コンデンサ）Ｃ、読み出しスイッチ（スイッチング素子）Ｇａ、選択スイッチＳｅｌ、リセットスイッチＲｓｔを絶縁基板３６上に備えている。なお、Ｘ線検出素子ＤＵは、図２に示すように、変換層３１、共通電極３２、画素電極３３、蓄積容量Ｃ、読み出しスイッチＧａ、選択スイッチＳｅｌ、リセットスイッチＲｓｔで構成される。また、図３において、Ｘ線検出素子ＤＵは、図示の便宜上、３×３画素で構成しているが、この画素数に限られない。

蓄積容量Ｃは、変換層３１で変換された電荷を蓄積する。読み出しスイッチＧａは、蓄積容量Ｃに蓄積された電荷を読み出すため、蓄積容量Ｃと後述するデータ線３８との間の電気的な接続（ＯＮ）および遮断（ＯＦＦ）を行う。選択スイッチＳｅｌは、画素電極３３を介して変換層３１と蓄積容量Ｃとの間の電気的な接続（ＯＮ）および遮断（ＯＦＦ）を行う。リセットスイッチＲｓｔは、画素電極３３を介して変換層３１と後述する電荷除去線４１との間の電気的な接続（ＯＮ）および遮断（ＯＦＦ）を行う。読み出しスイッチＧａ、選択スイッチＳｅｌおよびリセットスイッチＲｓｔは、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等で構成される。

また、アクティブマトリックス基板３５は、読み出し用ゲート線３７とデータ線３８とを備えている。読み出し用ゲート線３７とデータ線３８とは直交して配置されている。読み出し用ゲート線３７は、二次元状に配列された読み出しスイッチＧａの横方向の列ごとに形成され、各列の読み出しスイッチＧａのゲートに接続されている。データ線３８は、二次元状に配列された読み出しスイッチＧａの縦方向の列ごとに形成され、各列の読み出しスイッチＧａの蓄積容量Ｃの反対側（ドレイン側）に接続されている。読み出しスイッチＧａが接続（ＯＮ）された場合、蓄積容量Ｃに蓄積された電荷はデータ線３８を通じて読み出される。なお、読み出し用ゲート線３７が縦方向の列で、データ線３８が横方向の列であってもよい。

また、アクティブマトリックス基板３５は、選択用ゲート線３９とリセット用ゲート線４０とを備えている。選択用ゲート線３９は、二次元状に配列された選択スイッチＳｅｌの横方向の列ごとに形成され、各列の選択スイッチＳｅｌのゲートに接続されている。リセット用ゲート線４０も同様に、二次元状に配列されたリセットスイッチＲｓｔの横方向の列ごとに形成され、各列のリセットスイッチＲｓｔのゲートに接続されている。横方向の各列の選択用ゲート線３９およびリセット用ゲート線４０は、一度に信号を送信するようにそれぞれ接続されている。なお、選択用ゲート線３９およびリセット用ゲート線４０は縦方向の列であってもよい。また、選択用ゲート線３９およびリセット用ゲート線４０は、二次元状に配列した選択スイッチＳｅｌおよびリセットスイッチＲｓｔに一度に信号を送信する構成であれば、他の公知の方法でも構わない。

リセットスイッチＲｓｔの変換層３１の反対側には、電荷除去線４１が接続されている。電荷除去線４１は、接地（アース）または予め設定された電圧を印加して、電荷を除去するようになっている。選択スイッチＳｅｌが遮断（ＯＦＦ）の状態で、リセットスイッチＲｓｔが接続（ＯＮ）された場合、電荷除去線４１を通じて、変換層３１等により生じた電荷がＦＰＤ７，８の外部に除去される。

なお、選択スイッチＳｅｌおよびリセットスイッチＲｓｔは、本発明における接続切換部に相当する。また、電荷除去線４１は、本発明における電荷除去部に相当する。

また、読み出し用ゲート線３７、選択用ゲート線３９、リセット用ゲート線４０は、それぞれ、読み出しスイッチ駆動回路４２、選択スイッチ駆動回路４３、リセットスイッチ駆動回路４４に接続されている。駆動制御部２５は、Ｘ線管制御部１５、並びに、読み出しスイッチ駆動回路４２、選択スイッチ駆動回路４３およびリセットスイッチ駆動回路４４を操作して、それぞれＸ線管３、並びに、読み出しスイッチＧａ、選択スイッチＳｅｌおよびリセットスイッチＲｓｔを駆動させるようになっている。駆動制御部２５は、これらの動作タイミングを制御する。

読み出しスイッチ駆動回路４２は、信号を出力して、二次元状に配列された読み出しスイッチＧａの横方向の列ごとに、読み出しスイッチＧａを接続（ＯＮ）および遮断（ＯＦＦ）させている。例えば、図３に示すように、読み出しスイッチ駆動回路４２は、読み出し用ゲート線３７の上側から順番に信号を出力して、横方向に配列した読み出しスイッチＧａを１列ずつ駆動させている。選択スイッチ駆動回路４３は、信号を出力して、二次元状に配列された選択スイッチＳｅｌを一度に接続（ＯＮ）および遮断（ＯＦＦ）させている。リセットスイッチ駆動回路４４は、信号を出力して、二次元状に配列されたリセットスイッチＲｓｔを一度に接続（ＯＮ）および遮断（ＯＦＦ）させている。

駆動制御部２５は、選択スイッチ駆動回路４３およびリセットスイッチ駆動回路４４を操作することにより、選択スイッチＳｅｌを接続（ＯＮ）の状態、リセットスイッチＲｓｔを遮断（ＯＦＦ）の状態にさせることで、変換層３１で変換された電荷を蓄積容量Ｃに蓄積させるようになっている。また、選択スイッチＳｅｌを遮断（ＯＦＦ）の状態、リセットスイッチＲｓｔを接続（ＯＮ）の状態にさせることで、散乱線が入射されることにより変換された電荷やリーク電流による電荷等を、蓄積容量Ｃに蓄積させずに、電荷除去線４１を通じてＦＰＤ７，８の外部に除去させるようになっている。

データ線３８の後段には、順番に、電荷電圧変換アンプ４５、マルチプレクサ４６が配置されている。電荷電圧変換アンプ４５は電荷を電圧信号に変換し、マルチプレクサ４６は、電荷電圧変換アンプ４５で変換された各データ線３８の電圧信号を１つの電圧信号にまとめて出力する。

＜動作の説明＞
次に、図面を参照してＸ線撮影装置１の動作について説明する。Ｘ線撮影装置１は、Ｆ側およびＬ側の撮影系３，４から交互にＸ線照射して撮影を行っている。

まず、Ｆ側の撮影系の撮影が行われるものとする。Ｘ線管５から被検体Ｍに向けてＸ線を照射して、被検体Ｍを透過したＸ線がＦＰＤ７に入射される。入射されたＸ線は、図２および図３に示すように、変換層３１で電荷に変換され、蓄積容量Ｃに蓄積される。そして、読み出しスイッチ駆動回路４２は、各読み出し用ゲート線３７の上側から順番に信号を出力して、読み出しスイッチＧａを駆動させる。これにより、読み出しスイッチＧａは接続（ＯＮ）の状態になり、蓄積容量Ｃに蓄積された電荷がデータ線３８を介して読み出される。読み出された電荷は、電荷電圧変換アンプ４５およびマルチプレクサ４６で順番に処理され、Ｘ線検出信号としてＦＰＤ７から出力される。

ＦＰＤ７から出力されたＸ線検出信号は、図１に示すように、Ａ／Ｄ変換器１９でアナログ値からディジタル値に変換される。ディジタル変換されたＸ線検出信号、すなわちＸ線画像は、画像処理部２０でオフセット補正等の必要な種々の処理が行われる。画像処理されたＸ線画像は、表示部２２に表示されたり、メモリ部２４に記憶されたりする。Ｆ側の撮影系３での撮影後、Ｌ側の撮影系４の撮影が行われる。Ｌ側の撮影系４の撮影は、Ｆ側の撮影系３での撮影と同様の動作で行われる。

また、図４を参照する。Ｆ側およびＬ側の撮影系３，４から交互にＸ線照射する撮影において、Ｘ線管５，６によるＸ線照射、読み出しスイッチＧａ、選択スイッチＳｅｌおよびリセットスイッチＲｓｔの動作について説明する。図４は、実施例１に係るＸ線撮影装置の動作シーケンスの一例を示す図である。

１フレームの撮影は、Ｘ線管５，６からＸ線を照射して変換層３１で変換された電荷を蓄積容量Ｃに蓄積する蓄積期間と、蓄積容量Ｃに蓄積された電荷を読み出す読み出し期間とから構成される。

駆動制御部２５は、Ｆ側の撮影系３のＸ線を照射する蓄積期間（時刻ｔ１〜ｔ２、時刻ｔ５〜ｔ６、時刻ｔ９〜１０）において、Ｘ線管５からＸ線を照射させる。すなわち、Ｘ線照射（ＯＮ）の状態、かつ読み出しスイッチＧａをＯＦＦの状態させる。また、Ｘ線照射のタイミングに合わせて、選択スイッチＳｅｌをＯＮの状態、かつリセットスイッチＲｓｔをＯＦＦの状態にさせる。これにより、変換層３１と蓄積容量Ｃとが接続されて、変換層３１で蓄積された電荷を蓄積容量Ｃに蓄積させることができる。

蓄積期間の後、読み出し期間（時刻ｔ２〜ｔ４、時刻ｔ６〜ｔ８、時刻ｔ１０〜）に移行する。駆動制御部２５は、読み出し期間において、蓄積容量Ｃに蓄積された電荷を読み出す。すなわち、Ｘ線照射をＯＦＦの状態、かつ読み出しスイッチＧａをＯＮの状態にさせる。また、Ｘ線照射をＯＦＦにするタイミングに合わせて、選択スイッチＳｅｌをＯＦＦの状態、リセットスイッチＲｓｔをＯＮの状態にさせる。これにより、変換層３１と蓄積容量Ｃとが接続されず、変換層３１と電荷除去線４１とが接続される。そのため、Ｌ側の撮影系から散乱して入射されたＸ線により変換された電荷や、リーク電流による電荷等を、電荷除去線４１を通じて外部に除去することができる。すなわち、読み出し中に、蓄積容量Ｃに蓄積させないようにしている。

Ｆ側の撮影系での撮影後、駆動制御部２５は、同様に、Ｌ側の撮影系４のＸ線を照射する蓄積期間（時刻ｔ２〜ｔ３、時刻ｔ６〜ｔ７、時刻ｔ１０〜１１）において、Ｘ線管６からＸ線を照射させる。すなわち、Ｘ線照射（ＯＮ）の状態、読み出しスイッチＧａをＯＦＦの状態にさせる。また、Ｘ線照射のタイミングに合わせて、選択スイッチＳｅｌをＯＮの状態、リセットスイッチＲｓｔをＯＦＦの状態にさせる。これにより、Ｘ線が入射して変換層３１で変換された電荷を蓄積容量Ｃに蓄積させるようにしている。

蓄積期間の後、読み出し期間（時刻ｔ３〜ｔ５、時刻ｔ７〜ｔ９、時刻ｔ１１〜）に移行する。駆動制御部２５は、読み出し期間において、蓄積容量Ｃに蓄積された電荷を読み出す。すなわち、Ｘ線照射をＯＦＦの状態、かつ読み出しスイッチＧａをＯＮの状態にさせる。また、Ｘ線照射をＯＦＦにするタイミングに合わせて、選択スイッチＳｅｌをＯＦＦの状態、リセットスイッチＲｓｔをＯＮの状態にさせる。これにより、Ｆ側の撮影系３から散乱して入射されたＸ線により変換された電荷や、リーク電流による電荷等を、電荷除去線４１を通じて外部に除去することができる。すなわち、読み出し中に、蓄積容量Ｃに蓄積させないようにしている。

このように、Ｆ側の撮影系３の読み出し期間（例えば時刻ｔ２〜ｔ４）に、Ｌ側の撮影系４は、Ｘ線管６からＸ線を照射する蓄積期間（例えば時刻ｔ２〜ｔ３）に移行している。すなわち、駆動制御部２５は、一方の撮影系の蓄積期間以外の期間に重複させて、他方の撮影系のＸ線管からＸ線を照射する蓄積期間を設定している。

なお、例えば、Ｆ側の撮影系３は、時刻ｔ４〜ｔ５において、蓄積期間および読み出し期間以外である空白期間が存在する。そして、Ｆ側の撮影系３は、時刻ｔ５において、Ｘ線を照射する蓄積期間に移行しているが、空白期間（時刻ｔ４〜ｔ５）にＸ線を照射する蓄積期間に移行してもよい。すなわち、駆動制御部２５は、予め設定された所定のタイミングで撮影するようにしてもよい。また、例えば、Ｆ側の撮影系３の時刻ｔ２において、蓄積期間と読み出し期間との間に空白期間を設けてもよい。また、例えば、時刻ｔ２において、Ｌ側の撮影系４は、Ｆ側の撮影系３の蓄積期間の終了と同時に、Ｘ線を照射する蓄積期間に移行しているが、Ｆ側の撮影系３の蓄積期間の後、空白期間を設けてもよい。

駆動制御部２５は、空白期間では、Ｘ線照射をＯＦＦの状態、読み出しスイッチＧａをＯＦＦの状態にさせる。また、Ｘ線照射をＯＦＦにするタイミングに合わせて、選択スイッチＳｅｌをＯＦＦの状態、リセットスイッチＲｓｔをＯＮの状態にさせている。

また、駆動制御部２５は、上述のように、Ｘ線を照射する蓄積期間（例えば時刻ｔ１〜ｔ２、時刻ｔ５〜ｔ６、時刻ｔ９〜ｔ１０）において、選択スイッチＳｅｌをＯＮの状態、リセットスイッチＲｓｔをＯＦＦの状態にさせている。蓄積期間では、変換層３１と蓄積容量Ｃが接続されるので、リーク電流による電荷が蓄積される。画像処理部２０は、リーク電流による電荷をオフセット補正により除去させている。オフセット補正は、Ｘ線非照射の状態で蓄積期間に蓄積容量Ｃに蓄積された電荷に基づくＸ線画像であるオフセット補正値を予め設定しておき、Ｘ線照射の状態で蓄積期間に蓄積容量Ｃに蓄積された電荷に基づくＸ線画像からオフセット補正値を差分することで行われる。すなわち、画像処理部２０は、選択スイッチＳｅｌをＯＮの状態、リセットスイッチＲｓｔをＯＦＦの状態にさせて、変換層３１と蓄積容量Ｃが接続された状態、かつ、Ｘ線非照射の状態で、蓄積期間と同じ期間に蓄積される電荷に基づくオフセット補正値を用いて、ＦＰＤ７，８から出力されるＸ線検出信号に対してオフセット補正を行っている。これにより、Ｘ線画像からリーク電流による成分を除去することができる。

本実施例におけるＸ線撮影装置１によれば、ＦＰＤ７，８は、入射されたＸ線を電荷に変換する変換層３１と、変換された電荷を蓄積する蓄積容量Ｃと、接地または電圧を印加して電荷を除去する電荷除去線４１と、変換層３１と蓄積容量Ｃとの接続または変換層３１と電荷除去線４１との接続のいずれか一方の接続に切り換える選択スイッチＳｅｌおよびリセットスイッチＲｓｔを有している。駆動制御部２５は、２組の撮影系３，４のＸ線管５，６から交互にＸ線を照射して撮影を行い、Ｘ線管５，６からＸ線を照射して変換層３１で変換された電荷を蓄積容量Ｃに蓄積させる蓄積期間では、選択スイッチＳｅｌをＯＮの状態、リセットスイッチＲｓｔをＯＦＦの状態に駆動させて、変換層３１と蓄積容量Ｃとを接続させる。また、蓄積期間以外では、選択スイッチＳｅｌをＯＦＦの状態、リセットスイッチＲｓｔをＯＮの状態に駆動させて、変換層３１と電荷除去線３９とを接続させる。これにより、変換層３１等からの電荷を蓄積容量Ｃに蓄積させず、電荷除去線３９を通じて除去させることができる。

すなわち、Ｘ線を照射する蓄積期間のみに変換層３１と蓄積容量Ｃとを接続させているので、蓄積期間以外に散乱線が入射したとしても、その散乱線により変換された不要な電荷を蓄積容量Ｃに蓄積させないようにすることができる。そのため、散乱線による影響を軽減させることができる。

また、図４の期間Ａに示すように、Ｘ線を照射する蓄積期間では、変換層３１と蓄積容量Ｃとを接続させると、リーク電流による電荷が蓄積容量Ｃに蓄積される。一方、従来装置では、電荷の読み出し動作やリセット動作が行われた後から次のそれらの動作が行われるまでの期間に、リーク電流による電荷が蓄積容量Ｃに蓄積される。また、電磁波を照射する時間（すなわち蓄積期間）を長くすると、その長くなった分のリーク電流による電荷を蓄積する期間が長くなり、電荷の蓄積量が多くなる。しかしながら、蓄積期間のみ変換層３１と蓄積容量Ｃとを接続させているので、リーク電流による電荷を蓄積する期間を短縮することができる。そのため、リーク電流による影響を軽減させることができる。

また、例えば、従来、リーク電流による電荷の蓄積する時間が長いことにより、欠陥画素と判定される規定値以上の画素値（電荷）を有する画素がある場合、その画素は、例えばその周囲の画素の画素値から求められた値で補正される。しかしながら、リーク電流による電荷の蓄積する期間を短縮することができるので、欠陥画素として判定されていたものを、欠陥画素として判定されない規定値以下である画素値とすることができる。欠陥画素として判定されない画素は、その画素値を補正なしの実際の画素値のままで用いることができる。そのため、取得される画像の画質を向上させることができる。

また、２組の撮影系３，４のＸ線管５，６から交互にＸ線を照射する場合に、一方の組が蓄積期間以外、例えば読み出し中であるときに他方の組からＸ線照射を行うことができる。従来、Ｘ線の入射による影響から、一方の組の読み出し期間が終了した後に他方の組からＸ線照射を行わせていたが、一方の組の読み出し期間中に他方の組からＸ線照射を行うことができる。これにより、次の撮影までの期間を短縮することができ、フレームレートを大きくすることができる。例えば、蓄積期間よりも読み出し期間が長い場合には、いわゆるシングルプレーン式の場合と同じフレームレートで撮影を行うことができる。また、従来よりも大きいフレームレートで、任意のタイミングで交互に撮影することができる。

すなわち、従来装置では、図１１の時刻ｔ１０３に示すように、Ｆ側の撮影系３の読み出し期間が終了した後（読み出しスイッチＧａがＯＦＦの状態）に、Ｌ側の撮影系４のＸ線照射（ＯＮ）を行わせていた。また、次のＦ側の撮影系３のＸ線照射（蓄積期間）は、Ｌ側の撮影系４の読み出し期間が終了する時刻ｔ１０５であり、次の撮影までの期間が時刻ｔ１０１〜ｔ１０５と長かったが、一方の組が読み出し期間中に他方の組のＸ線照射を行うことができるので、図４の時刻ｔ１〜ｔ５の期間のように、次の撮影までの期間を短縮することができる。そのため、フレームレートを大きくすることができる。また、従来よりも大きいフレームレートで、任意のタイミングで交互に撮影することができる。

また、Ｘ線照射に合わせて選択スイッチＳｅｌおよびリセットスイッチＲｓｔを駆動させて、変換層３１と蓄積容量Ｃとを接続させることで、任意のタイミングでＸ線照射させる構成を実現することができる。すなわち、Ｘ線を照射する蓄積期間のみに変換層３１と蓄積容量Ｃとを接続させる場合、蓄積期間が一定であれば、Ｘ線照射のタイミングが変化してもリーク電流による電荷が蓄積される期間が一定なので、オフセット補正を容易に行うことができる。なお、従来装置では、Ｘ線照射のタイミングを変化させると、図１１に示す期間Ｂが変化するので、その期間に応じたオフセット補正値を予め複数個、準備しなければならない。

また、ＦＰＤ７，８は、撮影中に変換層３１にバイアス電圧Ｖａを連続して印加するバイアス電源３４を備えている。そして、変換層３１は、入射されたＸ線を直接電荷に変換するものである。入射されたＸ線を直接電荷に変換する変換層３１に、バイアス電源３４からバイアス電圧Ｖａが連続して印加された安定した状態で、選択スイッチＳｅｌおよびリセットスイッチＲｓｔにより、変換層３１と蓄積容量Ｃとの接続または変換層３１と電荷除去線４１との接続のいずれか一方の接続に切り換えることができる。変換層３１がａ−Ｓｅの場合は、１０ｋＶ程度のバイアス電圧Ｖａが印加され、ＣｄＴｅおよびＣｄＺｎＴｅの場合は、１００〜３００Ｖ程度のバイアス電圧Ｖａが印加される。例えば、特許文献１に記載された発明のように、Ｘ線の曝射タイミングで電力供給を行う動作を、仮に、Ｘ線を照射する蓄積期間で実施させるとする。しかしながら、変換層３１がａ−Ｓｅ、ＣｄＴｅまたはＣｄＺｎＴｅ等のものに適用させることは難しい。すなわち、バイアス電源３４には、その出力にノイズ低減のためのコンデンサが設けられている。コンデンサが大容量の場合、コンデンサの放電および充電に時間が掛かってしまうので、例えばms（ミリ秒）単位の短時間でバイアス電源Ｖａを供給・停止させることは難しい。なお、Ｘ線検出領域において、バイアス電圧Ｖａにむらが存在する場合には、変換される電荷に影響を与えるおそれがある。

次に、図面を参照して本発明の実施例２を説明する。図５は、実施例２に係るＸ線撮影装置の概略構成図である。なお、上述した実施例と重複する構成については、その説明を省略する。

実施例１のように、選択スイッチＳｅｌおよびリセットスイッチＲｓｔ等を備えていることで、任意のタイミングでＸ線照射させる構成を実現することができる。その一例として、Ｘ線撮影装置５１の駆動制御部２５は、外部装置から与えられた信号に基づいて設定されたタイミングに同期させてＸ線管５，６からＸ線を照射させるようにしてもよい。また、外部装置は、例えば、被検体Ｍに取り付ける心電センサ５２を有し、心電センサ５２を用いて心臓の活動電位の変動を示す心電波形を検出する心電計５３であってもよい。

心電センサ５２で検出された信号は心電計５３に入力される。心電計５３は、入力された信号に必要な処理を行って心電波形信号として出力する。心電波形信号は、主制御部２１、または、主制御部２１を介して駆動制御部２５に転送される。主制御部２１または駆動制御部２５は、心電計５３から与えられた心電波形信号に基づいて、心臓の１拍ごとに繰り返される特徴的な波形（Ｒ波）をトリガとして、これに必要に応じて遅延時間を含ませたタイミングを設定する。そして、設定されたタイミングである心臓の拡張期・収縮期等の状態と同期（心電同期）させて、Ｘ線管５，６からＸ線を照射させて撮影を行う。

心電計５３から与えられた心電波形信号に基づいて設定されたタイミングに同期させて、駆動制御部２５は、図４に示すように、Ｆ側またはＬ側の撮影系３，４のＸ線照射（ＯＮ）の状態、かつ読み出しスイッチＧａを遮断（ＯＦＦ）の状態にさせる。また、選択スイッチＳｅｌを接続（ＯＮ）の状態、かつリセットスイッチＲｓｔを遮断（ＯＦＦ）の状態にさせている。これにより、変換層３１で変換された電荷を蓄積容量Ｃに蓄積させている（蓄積期間）。その後、蓄積容量Ｃに蓄積された電荷を読み出して（読み出し期間）、撮影が行われる。

本実施例に係るＸ線撮影装置５１によれば、駆動制御部２５は、心電計５３等の外部装置から与えられる信号に基づいて設定されたタイミングに同期させてＸ線管５，６からＸ線を照射させている。すなわち、外部装置から与えられる信号に基づいて設定された任意のタイミングで撮影することができる。このとき上述のように、Ｘ線を照射する蓄積期間が一定であれば、Ｘ線照射のタイミングが変化しても、Ｘ線照射のタイミングの変化に応じた複数個のオフセット補正値を準備しなくてもよく、容易にオフセット補正をすることができる。

なお、本実施例では、外部装置として心電計５３を一例に説明したが、この構成に限られない。すなわち、外部装置は、血流や手足などの動きを監視する装置であってもよい。この場合も同様に、装置から出力された信号のうち、特徴的な信号をトリガとして、これに必要に応じて遅延時間等を含ませてＸ線照射のタイミングを設定し、このタイミングに同期させてＸ線管５，６からＸ線を照射させるようにしてもよい。また、Ｘ線撮影装置５１は、心電計５３等を備える構成であってもよい。

本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

（１）上述した各実施例では、ＦＰＤ７，８の駆動制御部２５は、二次元状に配列された全ての選択スイッチＳｅｌおよびリセットスイッチＲｓｔを駆動させて、選択スイッチＳｅｌおよびリセットスイッチＲｓｔを一度に接続（ＯＮ）および遮断（ＯＦＦ）させていたが、この構成に限定されない。すなわち、駆動制御部２５は、二次元状に配列された読み出しスイッチＧａ、選択スイッチＳｅｌおよびリセットスイッチＲｓｔのうち、読み出しスイッチＧａを駆動させる横方向の列ごとに選択スイッチＳｅｌおよびリセットスイッチＲｓｔを駆動させるようにしてもよい。

図６は、変形例（１）に係るフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の概略構成を示す平面図である。なお、上述した各実施例と重複する構成については、その説明を省略する。

ＦＰＤ７１は、二次元状に配列された選択スイッチＳｅｌの横方向の列ごとに形成され、各列の選択スイッチＳｅｌのゲートに接続されている選択用ゲート線７２と、二次元状に配列されたリセットスイッチＲｓｔの横方向の列ごとに形成され、各列の選択スイッチＳｅｌのゲートに接続されているリセット用ゲート線７３とを備えている。選択用ゲート線７２およびリセット用ゲート線７３は、読み出し用ゲート線３７と同方向に設けられている。

駆動制御部２５は、選択スイッチ駆動回路４３を操作して、選択用ゲート線７２に信号を送信することで、各列の選択スイッチＳｅｌを駆動させるようになっている。同様に、駆動制御部２５は、リセットスイッチ駆動回路４４を操作して、リセット用ゲート線７３に信号を送信することで、各列のリセットスイッチＲｓｔを駆動させるようになっている。また、読み出しスイッチＧａを駆動させる横方向の列ごとに選択スイッチＳｅｌおよびリセットスイッチＲｓｔを駆動させることで、全ての列の読み出しスイッチＧａのうち、予め設定された列の読み出しスイッチＧａに合わせて、選択スイッチＳｅｌおよびリセットスイッチＲｓｔを駆動させるようになっている。

次に、このような構成を備えたＸ線撮影装置の動作の一例について説明する。図７を参照する。図７は、変形例（１）に係るＸ線撮影装置の動作の説明に供する図であり、（ａ）は一部の領域での撮影動作の説明に供する図を示し、（ｂ）は従来装置の動作シーケンスの一例を示す。

符号７４は、二次元状に配列されたＸ線検出素子ＤＵにより構成される全Ｘ線検出領域を示す。領域７５は撮影領域であり、領域７６，領域７７は撮影領域以外の領域である。

駆動制御部２５は、Ｘ線を照射する蓄積期間において、Ｘ線照射（ＯＮ）の状態、かつ全ての読み出しスイッチＧａをＯＦＦの状態にさせる。また、Ｘ線照射のタイミングに合わせて、領域７５および領域７６に対応する列の選択スイッチＳｅｌおよびリセットスイッチＲｓｔを駆動させて、選択スイッチＳｅｌをＯＮの状態、リセットスイッチＲｓｔをＯＦＦの状態にさせる。これにより、領域７５および領域７６では、変換層３１と蓄積容量Ｃとを接続させることで、変換層３１で変換された電荷を蓄積容量Ｃに蓄積させている。一方、領域７７に対応する列の選択スイッチＳｅｌおよびリセットスイッチＲｓｔは、選択スイッチＳｅｌをＯＦＦの状態、リセットスイッチＲｓｔをＯＮの状態にさせて、変換層３１と電荷除去線４１とを接続させている。

蓄積期間が終了し、読み出し期間に移行する。駆動制御部２５は、読み出し期間において、Ｘ線照射をＯＦＦの状態とし、領域７５および領域７６に対応する列の読み出しスイッチＧａを順次駆動する。また、Ｘ線照射をＯＦＦにするタイミングに合わせて、領域７５および領域７６に対応する列の選択スイッチＳｅｌおよびリセットスイッチＲｓｔを駆動させて、選択スイッチＳｅｌをＯＦＦの状態、リセットスイッチＲｓｔをＯＮの状態にさせる。これにより、領域７５および領域７６では、変換層３１と電荷除去線４１とを接続させている。一方、領域７７に対応する列の選択スイッチＳｅｌおよびリセットスイッチＲｓｔは、変換層３１と電荷除去線４１とを接続させた状態である。

読み出された領域７５および領域７６の電荷は、図６に示すように、電荷電圧変換アンプ４５およびマルチプレクサ４６で処理されて、Ｘ線検出信号として出力される。そして、例えば、画像処理部２０により必要な領域７５のＸ線検出信号（Ｘ線画像）を取得する。

このような構成を備えたＸ線撮影装置によれば、駆動制御部２５は、二次元状に配列された読み出しスイッチＧａ、選択スイッチＳｅｌおよびリセットスイッチＲｓｔのうち、読み出しスイッチＧａを駆動させる横方向の列ごとに選択スイッチＳｅｌおよびリセットスイッチＲｓｔを駆動させている。それにより、任意の領域７５に対応する列を選択して読み出しスイッチＳｅｌにより読み出す場合、読み出しスイッチＳｅｌを駆動させる列ごとに選択スイッチＳｅｌおよびリセットスイッチＲｓｔを駆動させることができる。

すなわち、図７（ａ）に示すように、全Ｘ線検出領域７４のうち、任意の領域７５のＸ線画像を取得するために、領域７５に対応する列（領域７６も含む）を選択して、読み出しスイッチＳｅｌを駆動させて読み出している。また、読み出しスイッチＳｅｌを駆動させる列ごとに選択スイッチＳｅｌおよびリセットスイッチＲｓｔを駆動させている。領域７５に対応する列を選択して読み出す場合、全領域７４の選択スイッチＳｅｌおよびリセットスイッチＲｓｔを一度に駆動させると、領域７５と領域７６以外、すなわち領域７７にも、蓄積期間において蓄積容量Ｃに電荷が蓄積される。そのため、領域７７では、Ｘ線画像を取得するための読み出し動作が行われないので、図７（ｂ）に示すように、読み出し動作やリセット動作を行って蓄積された電荷を除去する必要がある。すなわち、読み出しスイッチＳｅｌを駆動させる列ごとに選択スイッチＳｅｌおよびリセットスイッチＲｓｔを駆動させることができるので、その読み出し動作やリセット動作を省略することができ、撮影を短縮することができる。

なお、駆動制御部２５は、二次元状に配列された選択スイッチＳｅｌ、リセットスイッチＲｓｔおよび読み出しスイッチＧａのうち、読み出しスイッチＧａを駆動させる横方向の列ごとに選択スイッチＳｅｌおよびリセットスイッチＲｓｔを駆動させていたが、読み出しスイッチＧａを駆動させる縦方向の列ごとに選択スイッチＳｅｌおよびリセットスイッチＲｓｔを駆動させてもよい。

（２）上述した各実施例および変形例（１）では、変換層は入射されたＸ線を直接電荷に変換する直接変換型であり、変換層としてａ−Ｓｅ、ＣｄＴｅおよびＣｄＺｎＴｅ等で構成されていたが、この構成に限られない。すなわち、変換層は間接変換型であってもよい。この場合、図８に示すように、変換層は、Ｘ線を光に変換するシンチレータ８１と、光を電荷に変換するフォトダイオード８２で構成される。駆動制御部２５は、選択スイッチＳｅｌをＯＮの状態、リセットスイッチＲｓｔをＯＦＦの状態にさせることで、フォトダイオード８２と蓄積容量Ｃとを接続させる。また、選択スイッチＳｅｌをＯＦＦの状態、リセットスイッチＲｓｔをＯＮの状態にさせることで、フォトダイオード８２と電荷除去線４１とを接続させるようになっている。なお、上述した各実施例および変形例（１）と重複する構成については、その説明を省略する。

（３）上述した各実施例および各変形例では、Ｘ線管５，６およびＦＰＤ７，８は、Ｃ型アーム５の両端に支持されていたが、この構成に限定されない。すなわち、Ｘ線管５，６およびＦＰＤ７，８は、互い独立して移動するように構成してもよい。この場合、Ｘ線管３から照射されたＸ線束の中心がＦＰＤ７，８の中心を通るように駆動させてもよい。

（４）上述した各実施例および各変形例では、撮影系は２組であったが、この構成に限定されない。例えば、撮影系は１組であってもよく、撮影系は３組であってもよい。

１，５１… Ｘ線撮影装置
３，４ … 撮影系
５，６ … Ｘ線管
７，８，７１… フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）
１５ … Ｘ線管制御部
２０ … 画像処理部
２５ … 駆動制御部
３１ … 変換層
３２ … 共通電極
３４ … バイアス電源
３５ … アクティブマトリックス基板
４１ … 電荷除去線
５２ … 心電センサ
５３ … 心電計
Ｃ … 蓄積容量
Ｇａ … 読み出しスイッチ
Ｓｅｌ … 選択スイッチ
Ｒｓｔ … リセットスイッチ

Claims (7)

1. 被検体に向けて電磁波を照射する電磁波照射部と、
   被検体を透過した電磁波を検出する二次元画像検出器と、
   前記電磁波照射部および前記二次元画像検出器を制御する駆動制御部と、を備え、
   前記二次元画像検出器は、入射された電磁波を電荷に変換する変換層と、変換された電荷を蓄積する蓄積容量と、接地または電圧を印加して電荷を除去する電荷除去部と、前記変換層と前記蓄積容量との接続または前記変換層と前記電荷除去部との接続のいずれか一方の接続に切り換える接続切換部とを有し、
   前記駆動制御部は、前記電磁波照射部から電磁波を照射して変換層で変換された電荷を蓄積容量に蓄積させる蓄積期間では、前記接続切換部により前記変換層と前記蓄積容量とを接続させ、前記蓄積期間以外では、前記接続切換部により前記変換層と前記電荷除去部とを接続させることを特徴とする二次元画像撮影装置。
2. 請求項１に記載の二次元画像撮影装置において、
   前記電磁波照射部および二次元画像検出器は、複数組設けられ、前記駆動制御部は、前記複数組の前記電磁波照射部から交互に電磁波を照射することを特徴とする二次元画像撮影装置。
3. 被検体に向けて電磁波を照射する電磁波照射部と、
   被検体を透過した電磁波を検出する二次元画像検出器と、
   前記電磁波照射部および前記二次元画像検出器を制御する駆動制御部と、を備え、
   前記電磁波照射部および二次元画像検出器は複数組設けられ、
   前記二次元画像検出器は、入射された電磁波を電荷に変換する変換層と、変換された電荷を蓄積する蓄積容量と、接地または電圧を印加して電荷を除去する電荷除去部と、前記変換層と前記蓄積容量との接続または前記変換層と前記電荷除去部との接続のいずれか一方の接続に切り換える接続切換部とを有し、
   前記駆動制御部は、外部装置から与えられた信号に基づいて設定されたタイミングに同期させて前記複数組の前記電磁波照射部から交互に電磁波を照射し、前記電磁波照射部から電磁波を照射して変換層で変換された電荷を蓄積容量に蓄積させる蓄積期間では、前記接続切換部により前記変換層と前記蓄積容量とを接続させ、前記蓄積期間以外では、前記接続切換部により前記変換層と前記電荷除去部とを接続させることを特徴とする二次元画像撮影装置。
4. 請求項３に記載の二次元画像撮影装置において、
   前記外部装置は、心電計であることを特徴とする二次元画像撮影装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の二次元画像撮影装置において、
   前記接続切換部により前記変換層と前記蓄積容量とが接続された状態、かつ電磁波非照射の状態で、前記蓄積期間と同じ期間に前記蓄積容量に蓄積される電荷を用いて、前記二次元画像検出器から出力される電磁波検出信号に対してオフセット補正を行う画像処理部を備えていることを特徴とする二次元画像撮影装置。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の二次元画像撮影装置において、
   二次元画像検出器は、前記蓄積容量に蓄積された電荷を読み出す読み出しスイッチを備え、
   駆動制御部は、二次元状に配列された前記読み出しスイッチおよび前記接続切換部のうち、前記読み出しスイッチを駆動させる列ごとに前記接続切換部を駆動させることを特徴とする二次元画像撮影装置。
7. 請求項１から６のいずれかに記載の二次元画像撮影装置において、
   撮影中に前記変換層にバイアス電圧を連続して印加するバイアス電源を備え、
   前記変換層は、入射された電磁波を直接電荷に変換するものであることを特徴とする二次元画像撮影装置。

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