JP5627748B2 - 撮影制御装置及びその制御方法、撮影装置、並びに、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、撮影制御装置及びその制御方法、撮影装置、並びに、プログラムに関する。

従来、ガラス基板上に成膜し形成したアモルファスシリコンやポリシリコンを材料とし、光電変換素子とＴＦＴとを含む画素を２次元状に配列したセンサを用いた画像撮影装置が知られている。この画像撮影装置では、ＴＦＴを用いたマトリクス駆動を行うことにより、各光電変換素子で光電変換された電荷を読み出すものが一般的である。

また、例えば、医療の分野等においては、放射線の一種であるＸ線を被写体に照射（「曝射」ともいう）して、当該被写体を透過したＸ線を検出し、当該被写体のＸ線画像の撮影を行うＸ線画像撮影装置（放射線画像撮影装置）が用いられている。このＸ線画像撮影装置では、被写体を透過したＸ線は、例えば、センサの各画素上に設けられた蛍光体で可視光に変換され、変換された可視光がセンサの各画素に入射するように構成されている（例えば、下記の特許文献１及び２参照）。

例えば、特許文献１には、各光電変換素子の電荷を読み出してＸ線画像を撮影する場合に、いわゆるオフセット補正を行う技術が示されている。

また、例えば、特許文献２には、静止画の撮影だけでなく、動画の撮影が可能なＸ線画像撮影装置が示されている。

以下に、動画の撮影を行うＸ線画像撮影装置のセンサの各光電変換素子における電荷の読み出しについて説明する。

図１０は、センサの概略平面図である。
図１０には、光電変換素子とＴＦＴとを含む画素が２次元状に配列されたセンサ４の概略平面が示されている。また、図１０には、センサ４の上半分の領域４ｕ及び下半分の領域４ｌ、並びに、センサ４の上端位置Ｐ１１、中央位置Ｐ１２及び下端位置Ｐ１３が示されている。

センサ４の上半分の領域４ｕと下半分の領域４ｌとを同時に電荷の読み出しを行えば、電荷の読み取り時間を短くすることができる。ここで、矢印１０１と矢印１０２は、本例における電荷の読み出し方向を示し、この場合、センサ４の上端位置Ｐ１１及び下端位置Ｐ１３からセンサ４の中央位置Ｐ１２に向かって同時に電荷の読み出しが行われる。

図１１は、従来例を示し、動画撮影モードにおけるＸ線の照射のタイミング、及び、センサの光電変換素子における電荷の蓄積と電荷の読み出しのタイミングの一例を示すタイミングチャートである。この図１１には、Ｘ線画像の１フレームの撮影時間（フレーム時間）内に、Ｘ線の照射後の光電変換素子における電荷の読み出しを１回行い、Ｘ線の非照射時の光電変換素子における電荷の読み出しを１回行う場合のタイミングが示されている。

図１１においては、Ｘ線の照射時間をＴｘとし、電荷の読み出し時間をＴｒ、Ｘ線の照射時に読み出した画素値をＶｘ、Ｘ線の非照射時に読み出した画素値をＶｄ、１フレームのフレーム時間をＴｆ１１、電荷の蓄積時間をＴｗ１１としている。

通常、Ｘ線画像を得るには、いわゆるオフセット補正が必要である。具体的に、オフセット補正は、Ｘ線の照射時に読み出した画素値（Ｖｘ）から、Ｘ線の非照射時に読み出した画素値（Ｖｄ）を減算することにより行われる。また、完全にオフセット補正を行うには、Ｘ線の照射時における電荷の蓄積時間とＸ線の非照射時における電荷の蓄積時間とが同じである必要がある。

そして、Ｘ線の照射は、光電変換素子による電荷の蓄積中に行う必要があるために、電荷の読み出しは、Ｘ線の照射が終了した後に行われる。また、Ｘ線の照射は、前フレームにおけるＸ線の非照射時の電荷の読み出しが終了した後に行われる。

この際、図１０に示したセンサ４の上端位置Ｐ１１及び下端位置Ｐ１３の光電変換素子におけるＸ線照射後の電荷の読み出し時刻は、図１１に示すように、Ｘ線照射後の電荷の読み出しの最初の時刻となる。また、センサ４の中央位置Ｐ１２の光電変換素子におけるＸ線照射後の電荷の読み出し時刻は、Ｘ線照射後の電荷の読み出しの最後の時刻となる。

ところで、被写体の撮影部位が心臓のように動きの速い部位である場合には小視野かつ高速撮影が望ましく、また、被写体の撮影部位が頭部のように動きの少ない部位である場合には、広視野かつ低速撮影が望ましい。この様な要求を考慮したＸ線画像撮影装置としては、例えば、下記の特許文献３に示されている。具体的に、特許文献３に示されてＸ線画像撮影装置では、センサの読み出し範囲を切り替えると共に、当該読み出し範囲に連動してＸ線絞りを駆動する方法が記載されている。

特開２００３−２４４５５７号公報 特開２００３−７８１２４号公報 特開平８−４７４９１号公報 特開２０００−７０２４３号公報

しかしながら、特許文献３に示すＸ線画像撮影装置では、小視野かつ高速撮影ではセンサの読み出し範囲を狭め、広視野かつ低速撮影ではセンサの読み出し範囲を広げるために、センサの読み出し範囲を制御する必要があった。これにより、センサの電荷の読み出しに係るハードウェアが複雑になるという問題点があった。

本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであり、装置構成を複雑にすること無く簡単な構成で、小視野かつ高速撮影と広視野かつ低速撮影を実現できるようにすることを目的とする。

本発明の撮影制御装置は、複数配置された画素を有し放射線を検出するセンサを制御する撮影制御装置であって、前記センサにおいて放射線が照射される領域として設定された照射領域を示す情報をメモリに記憶し、当該照射領域に応じて、前記センサにおいて前記照射領域外の領域である非照射領域に配置された画素に蓄積される電荷の出力の開始タイミングを制御する制御手段と、前記照射領域における前記画素に蓄積される電荷に基づく電気信号から、放射線画像データを取得してメモリに記憶させる記憶制御手段と、を有する。
本発明の撮影制御装置における他の態様は、複数配置された画素を有し放射線を検出するセンサにより複数フレームの放射線画像データを得る放射線撮影を制御する撮影制御装置であって、前記センサにおいて放射線が照射される領域として設定された照射領域、前記放射線撮影のフレームレート、及び、前記センサによる放射線の蓄積時間のうちの少なくともいずれか１つを含む撮影条件の指定に応じて、前記センサにおいて前記照射領域外の領域である非照射領域に配置された画素に蓄積される電荷の出力の開始タイミングを制御する制御手段と、前記照射領域における前記画素に蓄積される電荷に基づく電気信号から、前記放射線画像データを取得する取得手段と、を有し、前記制御手段は、前フレームにおける前記センサからの電荷の出力の終了から現フレームにおいて前記非照射領域に配置された画素に蓄積される電荷の出力の開始までの時間を前記照射領域に応じて変更する。
また、本発明は、上述した撮影制御装置を含む撮影装置、上述した撮影制御装置の制御方法、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を含む。

本発明によれば、装置構成を複雑にすること無く簡単な構成で、小視野かつ高速撮影と広視野かつ低速撮影を実現することができる。

本発明の第１の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（撮影制御装置）の概略構成の一例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係るＸ線画像撮影装置の位置情報算出部による処理を説明するための模式図である。 本発明の第１の実施形態に係るＸ線画像撮影装置のセンサの概略平面図である。 本発明の第１の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（撮影制御装置）の処理手順の一例を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（撮影制御装置）の動作の一例を示し、動画撮影モードにおけるＸ線の照射のタイミング、及び、センサの電荷の読み出しのタイミングの一例を示すタイミングチャートである。 本発明の第１の実施形態に係るＸ線画像撮影装置の位置情報算出部による処理を説明するための模式図である。 本発明の第２の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（撮影制御装置）の動作の一例を示し、動画撮影モードにおけるＸ線の照射のタイミング、及び、センサの電荷の読み出しのタイミングの一例を示すタイミングチャートである。 本発明の第２の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（撮影制御装置）の処理手順の一例を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（撮影制御装置）の動作の一例を示し、動画撮影モードにおけるＸ線の照射のタイミング、及び、センサの電荷の読み出しのタイミングの一例を示すタイミングチャートである。 センサの概略平面図である。 従来例を示し、動画撮影モードにおけるＸ線の照射のタイミング、及び、センサの光電変換素子における電荷の蓄積と電荷の読み出しのタイミングの一例を示すタイミングチャートである。

次に、本発明に係る撮影制御装置の諸実施形態について説明する。
なお、以下に示す本発明に係る撮影制御装置の諸実施形態の説明においては、放射線としてＸ線を適用したＸ線画像撮影装置の例を示すが、本発明においてはこれに限定されない。本発明の放射線としては、Ｘ線に限らず、例えば、α線、β線、γ線なども含まれるものとし、これらの放射線を用いて撮影された放射線画像を処理する装置も本発明に含まれるものとする。

（第１の実施形態）
以下に、添付図面を用いて、本発明の第１の実施形態について説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（撮影制御装置）の概略構成の一例を示すブロック図である。
図１に示すように、Ｘ線画像撮影装置１０は、Ｘ線発生部１と、操作入力部２と、制御部３と、センサ４と、表示部５と、ＲＯＭ６と、ＲＡＭ７と、蓄積部８と、Ｘ線絞り９を有して構成されている。また、制御部３には、画像撮影部３１と、位置情報算出部３２と、読み出し開始時間決定部３３が機能構成として含まれている。

Ｘ線発生部（放射線発生部）１は、被写体（被検者）２０に対してパルス状にＸ線１ａを連続して発生することができるものであり、例えば、Ｘ線管球で構成されている。

操作入力部２は、ユーザがＸ線画像撮影装置１０に対して入力指示を行う際に操作されるものである。この操作入力部２には、Ｘ線発生部１からＸ線１ａを発生させる際にユーザが操作する照射スイッチ２ａが含まれている。

制御部３は、例えば、ＲＯＭ６に記憶されているプログラム等を読み出し、このプログラム等に基づいてＸ線画像撮影装置１０の全体の制御を行う。特に、本実施形態において、制御部３は、ＲＯＭ６に記憶されているプログラム等に基づいて、後述の図４及び図８に示す処理や、３１〜３３の各機能構成における処理を実現する。

ここで、画像撮影部３１は、センサ４における電荷の蓄積中に放射線発生手段であるＸ線発生部１によるＸ線の照射を制御し、さらに、センサ４から電荷の読み出しを制御することにより、Ｘ線画像の撮影処理を実行する。さらに、画像撮影部３１は、Ｘ線発生部１からのＸ線を非照射の状態でセンサ４の電荷の蓄積を制御し、その後、センサ４から電荷の読み出しを制御することにより、ダーク画像の撮影処理を実行する。

位置情報算出部３２は、照射領域制限手段であるＸ線絞り９で制限されたＸ線１ａの照射領域のセンサ４での位置に係る位置情報（照射領域位置情報）を取得する。読み出し開始時間決定部３３は、位置情報算出部３２により算出された位置情報（照射領域位置情報）に基づいて、Ｘ線発生部１から照射されるＸ線１ａの照射タイミングに対するセンサ４からの電荷の読み出し開始時間を決定する。具体的に、読み出し開始時間決定部３３は、センサ４の照射領域を除く非照射領域における電荷の読み出し開始時間を、Ｘ線発生部１によるＸ線１ａの照射中とする。

センサ４は、制御部３（画像撮影部３１）の制御に基づいて、Ｘ線発生部１から照射され、被写体２０を透過して入射したＸ線１ａを電気信号（電荷）として検出する。また、センサ４は、制御部３（画像撮影部３１）の制御に基づいて、Ｘ線発生部１からのＸ線１ａを非照射の状態、即ちダーク状態での電気信号（電荷）を検出する。

このセンサ４には、例えば、光電変換素子とＴＦＴとを含む画素が２次元状に配列されており、この場合、各画素上には、例えば蛍光体が設けられて形成される。そして、この場合、センサ４に入射したＸ線は蛍光体で可視光に変換され、変換された可視光が各画素の光電変換素子に入射し、各光電変換素子において、可視光に応じた電荷が生成される。なお、本実施形態では、上述した蛍光体及び光電変換素子によって、入射したＸ線を電荷に変換する変換素子を構成する形態であるが、例えば蛍光体を設けずに、入射したＸ線を直接電荷に変換する、いわゆる直接変換型の変換素子を構成する形態であってもよい。したがって、以降の説明においては、センサ４に、「変換素子」が２次元状に配列されているものとして説明を行う。

また、既に背景技術で説明したように、センサ４は、各変換素子の電荷の蓄積と電荷の読み出しを交互に繰り返して、Ｘ線画像及びダーク画像を撮影することができるものである。

表示部５は、制御部３の制御に基づいて、センサ４から読み出されたＸ線画像（放射線画像）や、操作ＵＩ等を表示する表示手段である。

ＲＯＭ６には、例えば、制御部３に、後述の図４及び図８に示す処理、並びに、その他のＸ線画像撮影装置１０の制御に必要なプログラム等が記憶されている。

ＲＡＭ７は、例えば、制御部３が各種の制御を行う時に用いられ、データ等を一時的に記憶する。

蓄積部８は、例えば、センサ４で生成された各Ｘ線画像（各放射線画像）の画像データを一時的に蓄積して記憶するものである。

Ｘ線絞り９は、制御部３の制御に基づいて、Ｘ線発生部１から照射され、センサ４に入射するＸ線の照射領域を制限する照射領域制限手段である。このＸ線絞り９により、被写体２０におけるＸ線画像の撮影領域が制限（限定）されることになる。

図１において、制御部３は、例えば、移動手段（不図示）を用いて図１の矢印９１及び９２の方向にＸ線絞り９を移動して、Ｘ線１ａが照射される照射領域を制限することができる。そして、制御部３は、照射スイッチ２ａが操作されオンとなると、Ｘ線発生部１からパルス状にＸ線１ａが照射されるように制御する。また、制御部３は、Ｘ線１ａのパルスに同期して、センサ４から、被写体（被検者）２０を透過したＸ線１ａに基づく電荷を読み出してＸ線画像を生成し、オフセット補正処理を含む画像処理を行った後、当該Ｘ線画像を表示部５に表示する。また、制御部３は、Ｘ線絞り９によってＸ線が照射されないセンサ４の非照射領域における電荷に基づく画像については、その画素値を予め定められた所定の値に設定する機能、即ち、所定の値にマスクする機能を持つ。

以下に、位置情報算出部３２と読み出し開始時間決定部３３の処理について詳細に説明する。

図２は、本発明の第１の実施形態に係るＸ線画像撮影装置の位置情報算出部３２による処理を説明するための模式図である。この図２において、図１と同様の構成については、同じ符号を付している。

図２には、Ｘ線発生部１、Ｘ線絞り９、被写体（被検者）２０及びセンサ４が示されている。また、図２には、センサ４の位置として、センサ４の上端位置Ｐ１１、センサ４の中央位置Ｐ１２、及び、センサ４の下端位置Ｐ１３が示されている。ここで、Ｘ線発生部１の焦点位置Ｏは、センサ４の中央位置Ｐ１２と同じ高さにあるものとする。

ここで、上側のＸ線絞り９ｕの中央位置Ｐ１２からの高さ方向（上下方向）における距離をＸｕとし、下側のＸ線絞り９ｌの中央位置Ｐ１２からの高さ方向（上下方向）における距離をＸｌとする。また、Ｘ線１ａが照射される照射領域のセンサ４における上端位置を照射領域上端位置Ｐｕとし、Ｘ線１ａが照射される照射領域のセンサ４における下端位置を照射領域下端位置Ｐｌとする。また、センサ４の中央位置Ｐ１２からＸ線１ａの照射領域の上端位置である照射領域上端位置Ｐｕまでの距離をＹｕとし、センサ４の中央位置Ｐ１２からＸ線１ａの照射領域の下端位置である照射領域下端位置Ｐｌまでの距離をＹｌとする。また、Ｘ線発生部１の焦点位置ＯからＸ線絞り９までの水平方向（左右方向）における距離をＬｃとし、Ｘ線発生部１の焦点位置Ｏからセンサ４までの水平方向（左右方向）における距離をＬｓとする。ここで、本実施形態においては、Ｘ線絞り９の開口位置に係る距離Ｘｕ及びＸｌ、並びに、Ｘ線発生部１の焦点位置Ｏを基準とした場合のＸ線絞り９の位置に係る距離Ｌｃを絞り位置情報と称する。

そして、制御部３は、例えば、上述した移動手段（不図示）を用いてＸ線絞り９ｕ及び９ｌを、それぞれ、図２の矢印９３及び９４の方向に動かすことができ、Ｘ線絞り９ｕ及び９ｌの移動量（距離Ｘｕ及びＸｌ）を検出することができる。

位置情報算出部３２は、Ｘ線絞り９で制限されたＸ線１ａの照射領域のセンサ４での位置（照射領域上端位置Ｐｕ及び照射領域下端位置Ｐｌ）に係る照射領域位置情報として、距離Ｙｕと距離Ｙｌを算出する。具体的に、位置情報算出部３２は、以下の（１）式及び（２）式により、センサ４の中央位置Ｐ１２から照射領域上端位置Ｐｕまでの距離Ｙｕ、及び、センサ４の中央位置Ｐ１２から照射領域下端位置Ｐｌまでの距離Ｙｌを算出する。
Ｙｕ＝Ｘｕ・Ｌｓ／Ｌｃ ・・・（１）
Ｙｌ＝Ｘｌ・Ｌｓ／Ｌｃ ・・・（２）

即ち、位置情報算出部３２は、照射領域位置情報である距離Ｙｕ及びＹｌを、絞り位置情報（距離Ｘｕ及びＸｌ、並びに、距離Ｌｃ）、及び、Ｘ線発生部１の焦点位置Ｏを基準とした場合のセンサ４の位置に係る距離Ｌｃを用いて算出する。このようにしてセンサ４上の照射領域の位置情報を取得する。

通常、距離Ｌｃは一定であるが、距離Ｌｓは変化すると考えられる。そのため、制御部３は、例えば、測定手段（不図示）を用いてＸ線発生部１の焦点位置Ｏからセンサ４までの距離Ｌｓを測定する。この際、測定手段（不図示）を用いた測定方法としては様々な方法が考えられるが、例えば、超音波を利用した距離の測定方法が一例として挙げられる。なお、ここでは、位置情報算出部３２は、測定手段（不図示）で測定された距離Ｌｓを用いて距離Ｙｕ及びＹｌを算出するようにしているが、例えば、ユーザから操作入力部２を介して入力された距離Ｌｓを用いて距離Ｙｕ及びＹｌを算出する形態であってもよい。

図３は、本発明の第１の実施形態に係るＸ線画像撮影装置のセンサ４の概略平面図である。この図３において、図２及び図１０と同様の構成については、同じ符号を付している。

図３には、センサ４の位置として、センサ４の上端位置Ｐ１１、中央位置Ｐ１２及び下端位置Ｐ１３、並びに、照射領域上端位置Ｐｕ及び照射領域下端位置Ｐｌが示されている。また、矢印１０１及び１０２は、図１０と同様に、それぞれ、センサ４の上半分の領域における電荷の読み出し順序、センサ４の下半分の領域における電荷の読み出し順序を示している。本実施形態におけるセンサ４は、上端Ｐ１１および下端Ｐ１３ラインの電荷を同時に読み出し、矢印に示した順序に従って２ラインずつ同時に電荷を読み出す。また、図２と同様に、センサ４の中央位置Ｐ１２から照射領域上端位置Ｐｕまでの距離をＹｕとし、センサ４の中央位置Ｐ１２から照射領域下端位置Ｐｌまでの距離をＹｌとしている。

また、図３に示すセンサ４において、センサ４の上端位置Ｐ１１から中央位置Ｐ１２までの距離は、センサ４の下端位置Ｐ１３から中央位置Ｐ１２までの距離と等しく、その距離をＹｈとしている。また、センサ４の斜線で示す領域４ｂは、Ｘ線絞り９によってＸ線１ａが照射されない非照射領域であり、センサ４の空白で示す領域４ａは、Ｘ線１ａが照射される照射領域である。即ち、非照射領域４ｂは、センサ４の撮像領域の照射領域４ａを除く領域である。

読み出し開始時間決定部３３は、最初に、センサ４の上端位置Ｐ１１から照射領域上端位置Ｐｕまでの電荷の読み出し時間Ｔｕと、センサ４の下端位置Ｐ１３から照射領域下端位置Ｐｌまでの電荷の読み出し時間Ｔｌを算出する。

具体的に、読み出し開始時間決定部３３は、以下の（３）式及び（４）式により、それぞれ、電荷の読み出し時間Ｔｕ及びＴｌを算出する。この際、センサ４の上端位置Ｐ１１及び下端位置Ｐ１３に配設された画素の変換素子から、それぞれ、矢印１０１及び１０２の方向に同時に電荷の読み出しを行った際の電荷の読み出し時間をＴｒとする。即ち、この電荷の読み出し時間Ｔｒは、センサ４における全ての変換素子の電荷の読み出し時間である。また、この際の電荷の読み出し速度は一定である。
Ｔｕ＝Ｔｒ・(Ｙｈ−Ｙｕ)／Ｙｈ ・・・（３）
Ｔｌ＝Ｔｒ・(Ｙｈ−Ｙｌ)／Ｙｈ ・・・（４）

次に、読み出し開始時間決定部３３は、電荷の読み出し時間Ｔｕと電荷の読み出し時間Ｔｌとを比較して、小さい方の時間を最小時間として決定する。図３に示す例では、電荷の読み出し時間Ｔｌの方が電荷の読み出し時間Ｔｕより小さいので、読み出し開始時間決定部３３は、電荷の読み出し時間Ｔｌを最小時間として決定する。

その後、読み出し開始時間決定部３３は、Ｘ線の照射時間Ｔｘと最小時間Ｔｌとを比較して、小さい方の時間を選択時間として選択する。通常、Ｘ線の照射時間Ｔｘは数ミリ秒から十数ミリ秒程度、電荷の読み出し時間Ｔｒは十ミリ秒から数十ミリ秒程度である。

次に、第１の実施形態に係るＸ線画像撮影装置１０の処理手順について説明する。
図４は、本発明の第１の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（撮影制御装置）の処理手順の一例を示すフローチャートである。

図４のステップＳ１において、まず、制御部３は、ユーザから操作入力部２を介して入力された距離Ｌｓ、距離Ｌｃ及び距離Ｙｈの入力設定を行う。次に、ユーザから、例えば操作入力部２を介してＸ線絞り９の調整入力がなされると、制御部３は、当該調整入力に基づいて、移動手段（不図示）を用いて、Ｘ線絞り９の調整を行う。

なお、距離Ｌｓについては、図４に示すフローチャートでは、ユーザが実測した値を操作入力部２を介して入力する場合について示すが、後工程において、制御部３が、上述した測定手段（不図示）を用いて測定する形態であってもよい。

続いて、ステップＳ２において、制御部３は、ステップＳ１で調整を行ったＸ線絞り９の開口位置に係る距離Ｘｕ及びＸｌを検出する。そして、制御部３は、検出したＸ線絞り９の開口位置に係る情報（距離Ｘｕ及びＸｌ）を、例えば、ＲＡＭ７に記憶し設定する。

続いて、ステップＳ３において、制御部３の位置情報算出部３２は、Ｘ線絞り９の位置に係る絞り位置情報に基づいて、Ｘ線絞り９で制限されるＸ線１ａの照射領域のセンサ４での位置に係る照射領域位置情報を算出する。

具体的に、図２に示す例では、位置情報算出部３２は、照射領域位置情報として、センサ４の中央位置Ｐ１２から照射領域上端位置Ｐｕまでの距離Ｙｕと、センサ４の中央位置Ｐ１２から照射領域下端位置Ｐｌまでの距離Ｙｌを算出する。この際、位置情報算出部３２は、絞り位置情報（ステップＳ２で検出された距離Ｘｕ及びＸｌ、並びに、ステップＳ１で入力された距離Ｌｃ）、及び、ステップＳ１で入力された距離Ｌｓを用いて、（１）式及び（２）式により、距離Ｙｕ及びＹｌを算出する。そして、位置情報算出部３２は、算出した照射領域位置情報（距離Ｙｕ及びＹｌ）を、例えば、ＲＡＭ７に記憶し設定する。

その後、ユーザから操作入力部２を介して撮影条件の入力がなされると、続いて、ステップＳ４において、制御部３は、これを検知し、操作入力部２を介して入力された各種の情報を、例えば、ＲＡＭ７に記憶し設定する。このステップＳ４では、まず、操作入力部２を介して、Ｘ線の照射時間Ｔｘ、電荷の読み出し時間Ｔｒ等が撮影条件として入力され、この情報がＲＡＭ７に記憶される。そして、制御部３は、Ｘ線画像の１フレーム毎の撮影間隔を示す時間（フレーム時間）Ｔｆ１の入力可能範囲を決定し、その入力可能範囲内に操作入力部２を介して入力された値が含まれる場合、その入力を受け付ける。フレーム時間の入力範囲の決定方法を以下に示す。

具体的には、制御部３の読み出し開始時間決定部３３は、ステップＳ３で算出された照射領域位置情報に基づいて、Ｘ線画像の１フレーム毎の撮影間隔を示す時間（フレーム時間）Ｔｆ１の入力可能範囲を決定する。ここで、センサ４の非照射領域における電荷の読み出し開始位置は、図３の上端位置Ｐ１１及び下端位置Ｐ１３に相当する。また、照射領域位置情報に基づく位置は、図３の照射領域上端位置Ｐｕ及び照射領域下端位置Ｐｌに相当する。

より詳細に、読み出し開始時間決定部３３は、最初に、操作入力部２を介して入力された電荷の読み出し時間Ｔｒ及び距離ＹｈとステップＳ３で算出された距離Ｙｕ及びＹｌを用いて、（３）式及び（４）式により、電荷の読み出し時間Ｔｕ及びＴｌを算出する。次に、読み出し開始時間決定部３３は、電荷の読み出し時間Ｔｕと電荷の読み出し時間Ｔｌとを比較して、小さい方の時間を最小時間として決定する。ここで、後述の図５の場合には、電荷の読み出し時間Ｔｌを最小時間とする。

その後、読み出し開始時間決定部３３は、決定した最小時間（電荷の読み出し時間Ｔｌ）と入力されたＸ線の照射時間Ｔｘとを比較して、小さい方の時間を選択時間として選択する。ここで、後述の図５の場合には、電荷の読み出し時間Ｔｌを選択時間とする。なお、この場合、フレーム時間の入力可能な範囲は、後述の図５の場合、（照射時間Ｔｘ＋全ラインの電荷の読み出し時間Ｔｒ−Ｔｌ）×２≦フレーム時間Ｔｆ１≦（照射時間Ｔｘ＋全ラインの電荷の読み出し時間Ｔｒ）×２の関係が成立する。なお、全ラインの電荷の読み出し時間Ｔｒは、センサ４固有のものである。また、ここでは、照射時間Ｔｘ＝読み出し待機時間Ｔｗと近似している。そして、制御部３は、上記のとおり決定された入力可能範囲内に操作入力部２を介して入力された値が含まれる場合、その入力を受け付け、ＲＡＭ７に格納する。

続いて、ステップＳ５において、読み出し開始時間決定部３３は、センサ４の上下端から読み出されるセンサ４の電荷の読み出し開始時間を決定する。具体的には、電荷の読み出し開始時間を、フレーム時間の入力値をＴｆｘとすると、Ｘ線の照射開始タイミングから（（照射時間Ｔｘ＋全ラインの電荷の読み出し時間Ｔｒ）×２−Ｔｆｘ）／２の時間後とする。この際、センサ４の非照射領域（図３に示す領域４ｂ）の少なくとも一部分における電荷の読み出し開始時間は、Ｘ線発生部１によるＸ線１ａの照射中となる。後述の図５の場合には、読み出し開始時間決定部３３は、Ｘ線発生部１によるＸ線１ａの照射の終了時点よりも前記選択時間だけ前の時間を読み出し開始時間として決定している。そして、読み出し開始時間決定部３３は、決定したセンサ４における電荷の読み出し開始時間の情報を、例えば、ＲＡＭ７に記憶し設定する。

続いて、ステップＳ６において、制御部３は、ユーザにより照射スイッチ２ａが操作され、当該照射スイッチ２ａがオンとなったか否かを判定する。この判定の結果、照射スイッチ２ａがオンでない場合には、ステップＳ３で照射スイッチ２ａがオンとなったと判定されるまで、ステップＳ６で待機する。

図５は、本発明の第１の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（撮影制御装置）の動作の一例を示し、動画撮影モードにおけるＸ線の照射のタイミング、及び、センサの電荷の読み出しのタイミングの一例を示すタイミングチャートである。

図５には、１フレームのＸ線画像を撮影する撮影間隔（フレーム時間）Ｔｆ１、電荷の読み出し時間Ｔｒ及びＸ線の照射時間Ｔｘが示されている。また、図５において、Ｘ線の照射後に読み出したＸ線画像に係る画素値をＶｘ、Ｘ線を照射しないで読み出したダーク画像に係る画素値をＶｄ、電荷の読み出し待機時間をＴｗ１としている。

図５に示すように、読み出し開始時間決定部３３は、Ｘ線の照射時間Ｔｘよりも電荷の読み出し時間Ｔｌの方が小さいため、電荷の読み出し時間Ｔｌを選択時間として選択する。そして、選択時間が決まると、読み出し開始時間決定部３３は、図５に示すように、Ｘ線１ａの照射の終了時点よりも少なくとも電荷の読み出し時間Ｔｌだけ早く、電荷の読み出しを開始する決定を行う。図５の例では、Ｘ線１ａの照射の終了時点よりも電荷の読み出し時間Ｔｌだけ早く、電荷の読み出しを開始している。したがって、後工程のステップＳ７でＸ線画像の撮影処理が行われると、図５に示すように、電荷の読み出し開始の時点で、センサ４の上端位置Ｐ１１及び下端位置Ｐ１３の変換素子の電荷が読み出されることになる。そして、Ｘ線１ａの照射が終了した時点で照射領域下端位置Ｐｌの変換素子の電荷が読み出される。その後、Ｘ線１ａの照射が終了した後に、照射領域上端位置Ｐｕ及びセンサ４の中央位置Ｐ１２の変換素子の電荷が順次読み出される。

図４の説明に戻って、ステップＳ６において、照射スイッチ２ａがオンとなったと判定されると、続いて、ステップＳ７に進む。ステップＳ７に進むと、画像撮影部３１は、ステップＳ４において決定されたフレーム時間、及び、ステップＳ５において決定されたセンサ４の電荷の読み出しタイミング等に基づいて、センサ４を制御し、Ｘ線画像を撮影する処理を行う。

具体的に、画像撮影部３１は、フレーム時間Ｔｆ１及びＸ線の照射時間Ｔｘに基づいて、Ｘ線発生部１からＸ線１ａの照射タイミングを制御する。そして、画像撮影部３１は、ステップＳ５で決定された電荷の読み出し開始時間に基づいて、センサ４から電荷の読み出しの制御を行い、Ｘ線画像の撮影処理を行う。この際、画像撮影部３１は、センサ４の非照射領域（図３に示す領域４ｂ）における電荷に基づく画像の画素値を、予め定められた値、例えば０に設定する。このように、非照射領域における画像の画素値を０とすることにより、照射領域（図３に示す領域４ａ）を除く非照射領域を見えなくすることができる。そして、画像撮影部３１は、当該Ｘ線画像の画像データを、例えば、蓄積部８に蓄積して記憶する。

その後、画像撮影部３１は、図５に示すように、Ｘ線発生部１からのＸ線１ａを非照射の状態でダーク画像の撮影処理を行う。そして、画像撮影部３１は、当該ダーク画像の画像データを、例えば、蓄積部８に蓄積して記憶する。

その後、制御部３は、ダーク画像を用いて、Ｘ線画像のオフセット補正を行う。
具体的に、制御部３は、Ｘ線画像に係る画素値をＶｘ、ダーク画像に係る画素値をＶｄとすると、以下の（５）式の計算を行って、Ｘ線画像のオフセット補正を行う。
Ｖｏ＝Ｖｘ−Ｖｄ ・・・（５）

この（５）式による計算により、オフセット補正後のＸ線画像の画素値Ｖｏが得られ、制御部３は、Ｘ線画像の画素毎にオフセット補正を行う。そして、制御部３は、オフセット補正後のＸ線画像の画像データを、例えば、蓄積部８に記憶する。その後、必要に応じて、制御部３は、当該Ｘ線画像を表示部５に表示する。

以上の処理により、１フレームのＸ線画像の撮影処理が終了し、これを複数回繰り返すことにより、複数フレームのＸ線画像の撮影処理が行われることになる。

本実施形態のＸ線画像撮影装置１０では、Ｘ線絞り９でＸ線１ａの照射領域を制限した場合、非照射領域４ｂはＸ線１ａの照射中に電荷の読み出しが開始されるので、例えば、図１１に示す電荷の蓄積時間Ｔｗ１１を短くすることができる。即ち、本実施形態では、照射領域を制限した小視野の場合は電荷の読み出しタイミングを早くするだけで高速撮影を行うことができ、照射領域を制限しない広視野の場合はＸ線１ａの照射終了後に電荷の読み出しを行うので低速撮影することができる。

これにより、本実施形態のＸ線画像撮影装置１０によれば、装置構成を複雑にすること無く簡単な構成で、小視野かつ高速撮影と広視野かつ低速撮影を実現することができる。

なお、本実施形態では、Ｘ線絞り９を制御部３が移動させて調整するようにしているが、例えば、ユーザが手動で動かして調整する形態であってもよい。この場合、ステップＳ４では、ユーザが手動で動かして調整したＸ線絞り９に基づいて、制御部３は、当該Ｘ線絞り９の開口位置に係る距離Ｘｕ及びＸｌを検出する形態を採る。

また、本実施形態では、Ｘ線絞り９の開口部の形状が矩形である場合の例を示したが、これに限定されずに、例えば、円形や多角形でもよい。また、本実施形態では、Ｘ線発生部１の焦点位置Ｏからセンサ４までの距離Ｌｓは変化するとしているが、例えば、いわゆるＣアーム型のＸ線画像撮影装置のように、変化しないものであってもよい。そして、この場合、距離Ｌｓは固定の値なので、測定手段（不図示）を用いて測定する形態の場合には、距離Ｌｓを測定する必要はない。

また、本実施形態では、センサ４の上端位置Ｐ１１及び下端位置Ｐ１３からセンサ４の中央位置Ｐ１２に向かって同時に電荷の読み出しを行っているが、必ずしも、これに限定されるものではない。例えば、センサ４の上端位置Ｐ１１から下端位置Ｐ１３に向かって電荷を読み出す形態であってもよい。この場合、位置情報算出部３２は、（１）式により距離Ｙｕを算出し、読み出し開始時間決定部３３は、（３）式により電荷の読み出し時間Ｔｕを算出する形態を採る。そして、この形態の場合、読み出し開始時間決定部３３は、電荷の読み出し時間Ｔｕを最小時間として決定する。

また、本実施形態では、Ｘ線の照射時間Ｔｘよりも電荷の読み出し時間Ｔｌの方が小さい時間とした例を示したが、これに限定されるものではなく、電荷の読み出し時間ＴｌよりもＸ線の照射時間Ｔｘの方が小さい時間であってもよい。この場合、読み出し開始時間決定部３３は、Ｘ線の照射時間Ｔｘを選択時間として選択する形態を採る。

また、本実施形態では、３１〜３３の各構成部を、制御部３がＲＯＭ６に記憶されているプログラムを実行することによりソフトウェアで実現するようにしているが、例えば、当該各構成部をハードウェアで実現するようにしてもよい。

また、本実施形態では、図５に示すように、Ｘ線の照射時の電荷の読み出し、Ｘ線の非照射時の電荷の読み出しの順序で電荷の読み出しを行っているが、例えば、Ｘ線の非照射時の電荷の読み出し、Ｘ線の照射時の電荷の読み出しの順序であってもよい。

（第２の実施形態）
以下に、添付図面を用いて、本発明の第２の実施形態について説明する。

ここで、第２の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（撮影制御装置）の概略構成は、図１に示す第１の実施形態に係るＸ線画像撮影装置１０の概略構成と同様である。しかしながら、主として、第２の実施形態では、第１の実施形態に対して、Ｘ線絞り９で制限される照射領域のセンサ４での位置に係る照射領域位置情報を算出する位置情報算出部３２の処理の内容が異なる。

図６は、本発明の第１の実施形態に係るＸ線画像撮影装置の位置情報算出部３２による処理を説明するための模式図である。

図６に示す表示部５には、被写体（被検者）２０を透過したＸ線１ａに基づくＸ線画像（具体的には、被写体２０のＸ線胸部画像）が表示されている。即ち、第２の実施形態では、予め被写体（被検者）２０のＸ線画像を撮影し、表示部５に表示させる。この場合、Ｘ線絞り９の開口は、全開の状態であり、広い範囲（広視野）のＸ線画像が表示されている。

また、以下の説明では、説明を簡単にするために、センサ４の１つの変換素子は表示部５の１画素（即ちＸ線画像における１画素）に対応しているものとする。即ち、センサ４の全領域の変換素子から読み出された電荷に基づくＸ線画像が、表示部５の表示画面の全体に表示されるものとする。具体的には、図６に示すように、表示部５の表示画面の上端位置が図３に示すセンサ４の上端位置Ｐ１１に対応し、表示部５の表示画面の下端位置が図３に示すセンサ４の下端位置Ｐ１３に対応することになる。さらに、図６に示すように、表示部５の表示画面の中央位置が図３に示すセンサ４の中央位置Ｐ１２に対応することになる。

ユーザが、表示部５に表示されたＸ線画像を見ながら操作入力部２を用いて高速なフレームレートで撮影したい画像領域５１を指定すると、制御部３（位置情報算出部３２）は、これを検知する。この場合、操作入力部２は、センサ４のＸ線の照射領域に対応する画像領域５１を指定するための入力手段を構成することになる。図６に示す例では、センサ４のＸ線の照射領域に対応する画像領域５１として、被写体（被検者）２０の心臓５１ａを含む画像領域がユーザにより指定された場合を示している。

第２の実施形態では、センサ４の１つの変換素子が表示部５の１画素に対応しているため、画像領域５１の位置がセンサ４の位置に対応することになる。具体的には、図６に示すように、画像領域５１の上端位置が図３に示す照射領域上端位置Ｐｕに対応し、画像領域５１の下端位置が図３に示す照射領域下端位置Ｐｌに対応することになる。そして、画像領域５１が指定されると、制御部３の位置情報算出部３２は、当該画像領域５１の座標から、Ｘ線１ａの照射領域のセンサ４での位置に係る照射領域位置情報（図３の距離Ｙｕ及びＹｌ）を算出する。

その後、第１の実施形態と同様に、読み出し開始時間決定部３３は、センサ４の上端位置Ｐ１１から画像領域５１の上端位置に対応する照射領域上端位置Ｐｕまでの電荷の読み出し時間Ｔｕを、（３）式を用いて算出する。同様に、読み出し開始時間決定部３３は、センサ４の下端位置Ｐ１３から画像領域５１の下端位置に対応する照射領域下端位置Ｐｌまでの電荷の読み取り時間Ｔｌを、（４）式を用いて算出する。

次に、読み出し開始時間決定部３３は、第１の実施形態と同様に、電荷の読み出し時間Ｔｕと電荷の読み出し時間Ｔｌとを比較して、小さい方の時間を最小時間として決定する。第２の実施形態においても、図６に示すように、電荷の読み出し時間Ｔｌの方が電荷の読み出し時間Ｔｕよりも小さいので、読み出し開始時間決定部３３は、電荷の読み出し時間Ｔｌを最小時間として決定する。

その後、読み出し開始時間決定部３３は、Ｘ線の照射時間Ｔｘと最小時間Ｔｌとを比較して、小さい方の時間を選択時間として選択する。

図７は、本発明の第２の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（撮影制御装置）の動作の一例を示し、動画撮影モードにおけるＸ線の照射のタイミング、及び、センサの電荷の読み出しのタイミングの一例を示すタイミングチャートである。ここで、図７には、最小時間ＴｌよりもＸ線の照射時間Ｔｘの方が小さい時間である場合を示している。なお、この図７には、予め表示部５に表示させるためのＸ線画像の撮影に係るタイミングは示していない。

また、図７では、１フレームの撮影時間（フレーム時間）をＴｆ２とし、Ｘ線の照射時間をＴｘ、電荷の読み出し時間をＴｒとしている。また、図７において、Ｘ線の照射後に読み出したＸ線画像に係る画素値をＶｘ、Ｘ線を照射しないで読み出したダーク画像に係る画素値をＶｄ、電荷の読み出し待機時間をＴｗ２としている。

図７に示す例の場合、読み出し開始時間決定部３３は、選択時間として、Ｘ線の照射時間Ｔｘを選択する。そして、選択時間が決まると、読み出し開始時間決定部３３は、Ｘ線１ａの照射の終了時点よりもＸ線の照射時間Ｔｘだけ早く、即ち、Ｘ線１ａの照射の開始時点と同時に電荷の読み出しを開始する決定を行う。したがって、図７に示すように、Ｘ線１ａの照射が開始されると同時に、センサ４の上端位置Ｐ１１及び下端位置Ｐ１３の変換素子の電荷が読み出されることになる。その後、Ｘ線１ａの照射が終了した後に、照射領域下端位置Ｐｌの変換素子の電荷、照射領域上端位置Ｐｕの変換素子の電荷、センサ４の中央位置Ｐ１２の変換素子の電荷が順次読み出される。

次に、第２の実施形態に係るＸ線画像撮影装置１０の処理手順について説明する。
図８は、本発明の第２の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（撮影制御装置）の処理手順の一例を示すフローチャートである。なお、図８において、図４に示す処理ステップと同様の処理ステップについては、同様の符号を付しており、その説明を省略する。

図８のステップＳ２１において、まず、画像撮影部３１は、照射スイッチ２ａがオンとなると、Ｘ線発生部１からＸ線１ａを被写体（被検者）２０に照射してＸ線画像を撮影する処理を行い、制御部３は、当該Ｘ線画像を表示部５に表示する。この際、Ｘ線画像の撮影後に、画像撮影部３１が更にダーク画像の撮影を行い、制御部３が、当該ダーク画像を用いてＸ線画像のオフセット補正処理を行い、当該オフセット補正処理のＸ線画像を表示部５に表示する形態であってもよい。その後、ユーザが、表示部５に表示されたＸ線画像を見ながら操作入力部２を用いて高速なフレームレートで撮影したい画像領域、即ちセンサ４のＸ線の照射領域に対応する画像領域５１を指定すると、制御部３（位置情報算出部３２）は、これを検知する。そして、制御部３（位置情報算出部３２）は、検知した画像領域５１に係る情報を、例えば、ＲＡＭ７に記憶し設定する。

続いて、ステップＳ２２において、制御部３の位置情報算出部３２は、ステップＳ２１で検知した画像領域５１に係る情報に基づいて、Ｘ線絞り９で制限されるＸ線１ａの照射領域のセンサ４での位置に係る照射領域位置情報を算出する。

具体的に、第２の実施形態では、制御部３の位置情報算出部３２は、当該画像領域５１の座標から、Ｘ線１ａの照射領域のセンサ４での位置に係る照射領域位置情報（図３の距離Ｙｕ及びＹｌ）を算出する。即ち、位置情報算出部３２は、画像領域５１をセンサ４の対応する領域に変換することによって、前記照射領域位置情報を算出する。そして、位置情報算出部３２は、算出した照射領域位置情報（距離Ｙｕ及びＹｌ）を、例えば、ＲＡＭ７に記憶し設定する。

その後、図４に示すステップＳ４〜ステップＳ７の処理を経る。なお、ステップＳ４以降の処理は、第１の実施形態と同様であるので、その説明は省略する。

以上の処理により、１フレームのＸ線画像の撮影処理が終了し、これを複数回繰り返すことにより、複数フレームのＸ線画像の撮影処理が行われることになる。

本実施形態のＸ線画像撮影装置１０では、表示部５に表示されたＸ線画像から画像領域５１が指定された場合、当該画像領域５１以外の画像はＸ線１ａの照射中に読み出しが開始されるので、例えば、図１１に示す電荷の蓄積時間Ｔｗ１１を短くすることができる。即ち、本実施形態では、画像領域５１を指定した小視野の場合は電荷の読み出しタイミングを早くするだけで高速撮影を行うことができ、画像領域５１を指定しない広視野の場合はＸ線１ａの照射終了後に電荷の読み出しを行うので低速撮影することができる。

（第３の実施形態）
以下に、添付図面を用いて、本発明の第３の実施形態について説明する。

ここで、第３の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（撮影制御装置）の概略構成は、図１に示す第１の実施形態に係るＸ線画像撮影装置１０の概略構成と同様である。しかしながら、主として、第３の実施形態では、第１の実施形態に対して、Ｘ線絞り９で制限される照射領域のセンサ４での位置に係る照射領域位置情報を算出する位置情報算出部３２の処理の内容が異なる。

第１の実施形態における位置情報算出部３２は、Ｘ線絞り９の絞り位置情報に基づいて、（１）式及び（２）式を用いて、照射領域位置情報を算出するものであった。これに対して、第３の実施形態における位置情報算出部３２は、予め撮影したＸ線画像を解析して、自動的にＸ線１ａの照射領域を算出する。即ち、本実施形態の位置情報算出部３２は、予め撮影したＸ線画像に対するセンサ４の照射領域に対応する画像領域の認識処理を行い、当該認識処理の結果に基づいて、照射領域位置情報を算出する。そのため、第３実施形態では、実際にＸ線１ａを照射してＸ線画像を撮影する前には、センサ４上で制限されたＸ線の照射領域に係る照射領域位置情報は分からない。ここで、Ｘ線の照射領域を自動的に算出する方法としては、例えば、上述した特許文献４に開示されている。

図９は、本発明の第３の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（撮影制御装置）の動作の一例を示し、動画撮影モードにおけるＸ線の照射のタイミング、及び、センサの電荷の読み出しのタイミングの一例を示すタイミングチャートである。なお、この図９には、位置情報算出部３２において前記画像領域の認識処理を行うための撮影されるＸ線画像の撮影に係るタイミングも第１フレーム（Ｆ１）に示している。

図９において、Ｆ１は最初に撮影される第１フレーム、Ｆ２は２番目に撮影される第２フレーム、Ｆ３は３番目に撮影される第３フレーム、Ｆ４は４番目に撮影される第４フレームである。また、図９において、Ｘ線の照射時間をＴｘとし、第１フレームＦ１のフレーム時間をＴｆ３、第２フレームＦ２以降のフレーム時間をＴｆ４、電荷の読み出し時間をＴｒとしている。また、Ｘ線の照射時に読み出したＸ線画像に係る画素値をＶｘ、Ｘ線の非照射時に読み出したダーク画像に係る画素値をＶｄ、第１フレームＦ１の電荷の蓄積時間をＴｗ３、第２フレームＦ２以降の電荷の読み出し待機時間をＴｗ４としている。

まず、第１フレームＦ１目の撮影では、Ｘ線１ａのセンサ４における照射領域の照射領域位置情報が分からないために、Ｘ線１ａの照射中における電荷の読み出しは行われない。即ち、第１フレームＦ１の処理では、画像撮影部３１は、Ｘ線の照射が終了した後に、電荷の読み出し（Ｖｘ）を行っている。また、この際、Ｘ線の照射中の電荷の蓄積時間はＴｗ３である。

その後、画像撮影部３１は、オフセット補正のために、Ｘ線の非照射の状態で電荷の蓄積及び電荷の読み出し（Ｖｄ）を行ってダーク画像を撮影する処理を行う。その後、制御部３は、（５）式の計算を行って、Ｘ線画像のオフセット補正を行う。位置情報算出部３２は、例えば、特許文献４に記載されている方法を用いて当該Ｘ線画像を解析し、センサ４の照射領域に対応する画像領域を自動的に算出する認識処理を行う。そして、位置情報算出部３２は、当該認識処理の結果に基づいて、照射領域位置情報を算出する。その後、読み出し開始時間決定部３３は、第１の実施形態と同様の処理を行う。

図９において、第２フレームＦ２以降については、既に読み出し開始時間決定部３３によって、電荷の読み出し時間Ｔｌが選択時間として決まっているので、制御部３は、Ｘ線１ａの照射の終了時点よりも少なくとも選択時間だけ早く、電荷の読み出しを開始する。図９においては、Ｘ線１ａの照射の終了時点よりも選択時間Ｔｌだけ早く電荷の読み出しを行っている。

したがって、図９に示すように、電荷の読み出し開始の時点で、センサ４の上端位置Ｐ１１及び下端位置Ｐ１３の変換素子の電荷が読み出されることになる。そして、Ｘ線１ａの照射が終了した時点で、認識処理の結果得られた照射領域下端位置Ｐｌの変換素子の電荷が読み出される。その後、Ｘ線１ａの照射が終了した後に、認識処理の結果得られた照射領域上端位置Ｐｕ及びセンサ４の中央位置Ｐ１２の変換素子の電荷が順次読み出される。また、第２フレームＦ２以降の電荷の蓄積時間は、第１フレームＦ１の電荷の蓄積時間Ｔｗ３より短くすることができる。

次に、第３の実施形態に係るＸ線画像撮影装置１０の処理手順について説明する。ここで、第２の実施形態に係るＸ線画像撮影装置１０の処理手順は、例えば、図８に示すものと同様である。以下では、本実施形態の特徴的な部分を説明する。

まず、図８のステップＳ２１において、まず、画像撮影部３１は、照射スイッチ２ａがオンとなると、第１フレームＦ１目のＸ線画像を撮影する処理を行う。具体的に、Ｘ線発生部１からＸ線１ａを被写体（被検者）２０に照射してＸ線画像を撮影する処理を行い、更に、ダーク画像を撮影する処理を行う。そして、制御部３は、（５）式の計算を行って、Ｘ線画像のオフセット補正を行う。その後、位置情報算出部３２は、例えば、特許文献４に記載されている方法を用いて当該Ｘ線画像を解析し、センサ４の照射領域に対応する画像領域を自動的に検知する認識処理を行う。そして、位置情報算出部３２は、検知した画像領域に係る情報を、例えば、ＲＡＭ７に記憶し設定する。

続いて、ステップＳ２２において、制御部３の位置情報算出部３２は、ステップＳ２１の画像認識処理により検知した画像領域に係る情報に基づいて、Ｘ線絞り９で制限されるＸ線１ａの照射領域のセンサ４での位置に係る照射領域位置情報を算出する。

具体的に、第３の実施形態では、制御部３の位置情報算出部３２は、当該画像領域の座標から、Ｘ線１ａの照射領域のセンサ４での位置に係る照射領域位置情報（図３の距離Ｙｕ及びＹｌ）を算出する。即ち、位置情報算出部３２は、画像領域をセンサ４の対応する領域に変換することによって、前記照射領域位置情報を算出する。そして、位置情報算出部３２は、算出した照射領域位置情報（距離Ｙｕ及びＹｌ）を、例えば、ＲＡＭ７に記憶し設定する。

その後、第１の実施形態と同様に、図８（図４）に示すステップＳ４〜ステップＳ７の処理を経る。なお、図８のステップＳ７では、画像撮影部３１は、Ｘ線発生部１からＸ線１ａを被写体（被検者）２０に照射し、かつセンサ４で検出された電荷の読み出す制御を行うことによりＸ線画像を撮影する処理を行う。本実施形態においては、ステップＳ７の処理は、図９の第２フレームＦ２以降のＸ線画像の撮影処理に相当するものである。

具体的に、制御部３（画像撮影部３１）は、Ｘ線画像の撮影を行う際に、ステップＳ２１により検知した画像領域に基づいて照射領域制限手段であるＸ線絞り９を調整し、Ｘ線発生部１から照射されるＸ線１ａを制限する。そして、画像撮影部３１は、ステップＳ４で決定された１フレームの撮影時間（本実施形態では、フレーム時間Ｔｆ４）及びＸ線の照射時間Ｔｘに基づいて、Ｘ線発生部１からＸ線１ａを照射させる。そして、画像撮影部３１は、ステップＳ４で入力された電荷の読み出し時間Ｔｒ及びステップＳ６で決定された電荷の読み出し開始時間に基づいて、センサ４から電荷の読み出しを行って、Ｘ線画像の撮影処理を行う。この際、画像撮影部３１は、センサ４の非照射領域（図３に示す領域４ｂ）における電荷に基づく画像の画素値を、予め定められた値、例えば０に設定する。このように、非照射領域における画像の画素値を０とすることにより、照射領域（図３に示す領域４ａ）を除く非照射領域を見えなくすることができる。そして、画像撮影部３１は、当該Ｘ線画像の画像データを、例えば、蓄積部８に蓄積して記憶する。

その後、画像撮影部３１は、図９に示すように、Ｘ線発生部１からのＸ線１ａを非照射の状態でダーク画像の撮影処理を行う。そして、画像撮影部３１は、当該ダーク画像の画像データを、例えば、蓄積部８に蓄積して記憶する。その後、第１の実施形態と同様に、制御部３は、ダーク画像を用いて、Ｘ線画像のオフセット補正を行う。そして、制御部３は、オフセット補正後のＸ線画像の画像データを、例えば、蓄積部８に記憶する。その後、必要に応じて、制御部３は、当該Ｘ線画像を表示部５に表示する。

以上の処理により、図９に示す第２フレームＦ２目のＸ線画像の撮影処理が終了し、これを複数回繰り返すことにより、第２フレームＦ２以降の複数フレームのＸ線画像の撮影処理が行われることになる。

本実施形態のＸ線画像撮影装置１０では、第１フレームＦ１目に撮影されたＸ線画像を解析してセンサ４のＸ線照射領域に対応する画像領域を検知するようにしている。これにより、第２フレームＦ２以降については、当該画像領域以外の画像はＸ線１ａの照射中に読み出しが開始されるので、第２フレームＦ２以降の電荷の蓄積時間を第１フレームＦ１の電荷の蓄積時間Ｔｗ３より短くすることができる。即ち、本実施形態では、Ｘ線画像の認識処理によりＸ線画像の一部に前記画像領域が存在する小視野の場合は、電荷の読み出しタイミングを早くするだけで高速撮影を行うことができる。一方、Ｘ線画像の認識処理によりＸ線画像の全体が前記画像領域となる広視野の場合は、Ｘ線１ａの照射終了後に電荷の読み出しを行うので低速撮影を行うことができる。

なお、本実施形態では、第１フレームＦ１フレームで撮影したＸ線画像を解析してセンサ４のＸ線照射領域に対応する画像領域を検知するようにしていたが、これに限定されるものではなく、どのフレームのＸ線画像の解析を行ってもよい。また、第２フレームＦ２目のＸ線画像の撮影が終了し、Ｘ線絞り９を動かさずに、第３フレームＦ３以降のＸ線画像の撮影を行う場合には、既にＸ線１ａの照射領域が分かっているため、この場合は、図８のステップＳ２２の処理を省略することができる。

前述した第１〜第３の実施形態では、制御部３は、照射領域位置情報を参照することにより、Ｘ線画像の１フレーム毎の撮影間隔を示す時間（フレーム時間）の入力可能範囲を決定していたが、一義的にもっとも短いフレーム時間に設定してもよい。

前述した各実施形態に係るＸ線画像撮影装置１０を構成する図１の各構成部、並びに当該Ｘ線画像撮影装置１０の制御方法を示す図４及び図８の各ステップは、ＲＯＭ６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。

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を用いることができる。また、この際の通信媒体としては、光ファイバ等の有線回線や無線回線などが挙げられる。

また、本発明は、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各実施形態に係るＸ線画像撮影装置１０の機能が実現される態様に限られない。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各実施形態に係るＸ線画像撮影装置１０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。また、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各実施形態に係るＸ線画像撮影装置１０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。

また、前述した本実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

本発明に係る撮影制御装置（Ｘ線画像撮影装置１０）は、電荷の読み出しタイミングを変えるだけの簡単な構成で、小視野かつ高速撮影と広視野かつ低速撮影を実現することができる。したがって、より高速な放射線画像（Ｘ線画像等）の撮影が求められる医療分野において有効な利用が期待される。

１：Ｘ線発生部（放射線発生部）
２：操作入力部
２ａ：照射スイッチ
３：制御部
３１：画像撮影部
３２：位置情報算出部
３３：読み出し開始時間決定部
４：センサ
５：表示部
６：ＲＯＭ
７：ＲＡＭ
８：蓄積部
１０：Ｘ線画像撮影装置（撮影制御装置）
２０：被写体（被検者）

Claims (22)

1. 複数配置された画素を有し放射線を検出するセンサを制御する撮影制御装置であって、
   前記センサにおいて放射線が照射される領域として設定された照射領域を示す情報をメモリに記憶し、当該照射領域に応じて、前記センサにおいて前記照射領域外の領域である非照射領域に配置された画素に蓄積される電荷の出力の開始タイミングを制御する制御手段と、
   前記照射領域における前記画素に蓄積される電荷に基づく電気信号から、放射線画像データを取得してメモリに記憶させる記憶制御手段と、
   を有することを特徴とする撮影制御装置。
2. 当該撮影制御装置は、複数フレームの前記放射線画像データを得る放射線撮影を制御し、
   前記制御手段は、前フレームにおける前記センサからの電荷の出力の終了から現フレームにおいて前記非照射領域に配置された画素に蓄積される電荷の出力の開始までの時間を前記照射領域に応じて変更することを特徴とする請求項１に記載の撮影制御装置。
3. 複数配置された画素を有し放射線を検出するセンサにより複数フレームの放射線画像データを得る放射線撮影を制御する撮影制御装置であって、
   前記センサにおいて放射線が照射される領域として設定された照射領域、前記放射線撮影のフレームレート、及び、前記センサによる放射線の蓄積時間のうちの少なくともいずれか１つを含む撮影条件の指定に応じて、前記センサにおいて前記照射領域外の領域である非照射領域に配置された画素に蓄積される電荷の出力の開始タイミングを制御する制御手段と、
   前記照射領域における前記画素に蓄積される電荷に基づく電気信号から、前記放射線画像データを取得する取得手段と、
   を有し、
   前記制御手段は、前フレームにおける前記センサからの電荷の出力の終了から現フレームにおいて前記非照射領域に配置された画素に蓄積される電荷の出力の開始までの時間を前記照射領域に応じて変更することを特徴とする撮影制御装置。
4. 前記制御手段は、前記非照射領域における前記画素に蓄積した電荷の出力に続けて前記照射領域における前記画素に蓄積した電荷を出力させる制御を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮影制御装置。
5. 前記制御手段は、前記非照射領域における前記画素に蓄積した電荷の出力と、前記照射領域における前記画素に蓄積した電荷の出力とが連続して行われるように制御することを特徴とする請求項４に記載の撮影制御装置。
6. 前記制御手段は、前記センサの照射領域における前記画素に蓄積した電荷の出力と重複しない期間に照射される放射線により前記画素に蓄積した電荷を出力する制御を行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮影制御装置。
7. 前記制御手段は、前記センサの照射領域における前記画素に蓄積した電荷の出力の開始が前記放射線の照射後に行われるように、前記非照射領域における前記画素に蓄積した電荷の出力を、前記照射領域に対する放射線の照射中に行う制御をすることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮影制御装置。
8. 前記制御手段は、前記センサの第１の領域の前記画素からの前記電気信号の読み出しと、前記センサの第２の領域の前記画素からの前記電気信号の読み出しとが同時に行われるように読み出しを制御することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮影制御装置。
9. 前記制御手段は、前記非照射領域における前記画素に蓄積した電荷の出力と前記照射領域における前記画素に蓄積した電荷の出力とを繰り返す制御を行うことにより、放射線動画撮影を実行させることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の撮影制御装置。
10. 前記放射線画像データに基づく放射線画像を表示する表示手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の撮影制御装置。
11. 前記制御手段は、前記センサの照射領域の位置情報に基づいて、放射線の照射期間に対して、前記センサの非照射領域における前記画素に蓄積する電荷の読み出し期間が重複し、かつ、前記センサの照射領域における前記画素に蓄積する電荷の読み出し期間が重複しないように前記センサの前記画素に蓄積する電荷の読み出しタイミングを決定することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の撮影制御装置。
12. 前記センサの前記照射領域に対応する領域の位置情報を設定する設定手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の撮影制御装置。
13. 前記設定手段は、前記放射線画像データの認識処理の結果に基づいて、前記照射領域の位置情報を得ることを特徴とする請求項１２に記載の撮影制御装置。
14. 前記制御手段は、前記非照射領域の位置であって前記センサにおける前記電荷の読み出し開始位置から、前記照射領域の位置までの前記電荷の読み出しに係る読み出し時間が最小となる最小時間を算出し、当該最小時間と放射線発生手段による放射線の照射時間とを比較して小さい方の時間を選択時間として選択し、前記放射線発生手段による放射線の照射の終了時点よりも少なくとも前記選択時間だけ前の時間を前記センサの電荷の読み出し開始時間とすることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の撮影制御装置。
15. 当該撮影制御装置は、前記センサと一体的に構成されていることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の撮影制御装置。
16. 前記照射領域を示す情報を記憶するメモリを更に有することを特徴とする請求項１または２に記載の撮影制御装置。
17. 請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の撮影制御装置と、
    前記センサと、
    を有することを特徴とする撮影装置。
18. 請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の撮影制御装置と、
    前記センサと、
    パルス状の放射線を発生させる放射線発生装置と、
    を有することを特徴とする撮影装置。
19. 複数配置された画素を有し放射線を検出するセンサを制御する撮影制御装置の制御方法であって、
    前記センサにおいて放射線が照射される領域として設定された照射領域を示す情報をメモリに記憶し、当該照射領域に応じて、前記センサにおいて前記照射領域外の領域である非照射領域に配置された画素に蓄積される電荷の出力の開始タイミングを制御する制御ステップと、
    前記照射領域における前記画素に蓄積される電荷に基づく電気信号から、放射線画像データを取得してメモリに記憶させる記憶制御ステップと、
    を有することを特徴とする撮影制御装置の制御方法。
20. 複数配置された画素を有し放射線を検出するセンサにより複数フレームの放射線画像データを得る放射線撮影を制御する撮影制御装置の制御方法であって、
    前記センサにおいて放射線が照射される領域として設定された照射領域、前記放射線撮影のフレームレート、及び、前記センサによる放射線の蓄積時間のうちの少なくともいずれか１つを含む撮影条件の指定に応じて、前記センサにおいて前記照射領域外の領域である非照射領域に配置された画素に蓄積される電荷の出力の開始タイミングを制御する制御ステップと、
    前記照射領域における前記画素に蓄積される電荷に基づく電気信号から、前記放射線画像データを取得する取得ステップと、
    を有し、
    前記制御ステップは、前フレームにおける前記センサからの電荷の出力の終了から現フレームにおいて前記非照射領域に配置された画素に蓄積される電荷の出力の開始までの時間を前記照射領域に応じて変更することを特徴とする撮影制御装置の制御方法。
21. 複数配置された画素を有し放射線を検出するセンサを制御する撮影制御装置の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であって、
    前記センサにおいて放射線が照射される領域として設定された照射領域を示す情報をメモリに記憶し、当該照射領域に応じて、前記センサにおいて前記照射領域外の領域である非照射領域に配置された画素に蓄積される電荷の出力の開始タイミングを制御する制御ステップと、
    前記照射領域における前記画素に蓄積される電荷に基づく電気信号から、放射線画像データを取得してメモリに記憶させる記憶制御取得ステップと、
    をコンピュータに実行させるためのプログラム。
22. 複数配置された画素を有し放射線を検出するセンサにより複数フレームの放射線画像データを得る放射線撮影を制御する撮影制御装置の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であって、
    前記センサにおいて放射線が照射される領域として設定された照射領域、前記放射線撮影のフレームレート、及び、前記センサによる放射線の蓄積時間のうちの少なくともいずれか１つを含む撮影条件の指定に応じて、前記センサにおいて前記照射領域外の領域である非照射領域に配置された画素に蓄積される電荷の出力の開始タイミングを制御する制御ステップと、
    前記照射領域における前記画素に蓄積される電荷に基づく電気信号から、前記放射線画像データを取得する取得ステップと、
    をコンピュータに実行させ、
    前記制御ステップは、前フレームにおける前記センサからの電荷の出力の終了から現フレームにおいて前記非照射領域に配置された画素に蓄積される電荷の出力の開始までの時間を前記照射領域に応じて変更することを特徴とするプログラム。

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