JP6339854B2 - 放射線撮像装置及びその制御方法 - Google Patents
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Description
(1−1. 放射線撮像装置の全体構成例)
図1は、放射線撮像装置ないし放射線検査装置の全体構成例を示すブロック図である。ここでは、放射線撮像装置IA(以下、単に「装置IA」と称する。)として、その全体構成例を述べる。装置IAは、例えば、撮像部10と、駆動部20と、放射線発生源30と、制御部40と、処理部50と、表示部60とを備える。
図2は、撮像部10の構成例を示している。撮像部10は、例えば、複数のセンサsが配列されたセンサアレイ110と、センサ駆動部120と、信号読出部130と、信号出力部140とを有する。なお、ここでは図を見やすくするため、3行×3列のセンサアレイ110を例示している。
図3は、動画撮影モードや連続撮影モード等の放射線撮影を行うためのフローチャートを示している。このような放射線撮影は、複数回の放射線が照射されることによって為され、本フローチャートでは、放射線撮影の開始に応じて、主に、以下に述べるステップS001〜S003の工程が為される。以下、本明細書では、ステップS001等を単に「S001」等と示す。
図4は、本実施形態に係る、X行×Y列のセンサアレイ110を有する撮像部10の駆動タイミングチャートを示している。横軸は時間軸である。縦軸は、各センサsを駆動するための信号Vg(1)〜Vg(X)である。例えば、i=1〜Xの整数として、Vg(i)は、第i行の各センサsを駆動するための信号であり、本構成では、対応するスイッチ素子wの導通状態または非導通状態を制御する信号である。第i行の各スイッチ素子wは、Vg(i)がハイレベル(H)のときに導通状態になり、ローレベル(L)のときに非導通状態になる。
teff(k)=3/2×tRO+tAO、
teff(k+1)=1/2×tRO+tAO
・・・(式1)
と表せる。即ち、本実施形態の駆動方法によると、第k行目と第(k+1)行目とでは、時間teffに差が生じる。なお、ここでは、第k行が奇数行の場合を例示したが、第k行が偶数行の場合でも同様のことが言える。
本実施形態では、上述の時間teffの差に基づいて、センサsからの信号を補正するための補正情報を算出する。
SS=S0+N1+N2
・・・(式2)
と表せる。
α(t)=a(定数)
・・・(式3)
で与えられる。この場合、該残存する電荷に起因するノイズ成分N1は、時間tを用いて、
N1=∫α(t)dt
・・・(式4)
と表せる。ここで、
ts:期間T1で読出動作ROが為された時間、
te:期間T2で読出動作ROが為された時間
とすると、
N1=a×(te−ts)
・・・(式5)
と表せる。
SS(m,n)
=S0(m,n)+N1(m,n)+N2(m,n)
=a(m,n)×{te(m)−ts(m)}+S0(m,n)+N2(m,n)、
SS(m+1,n)
=S0(m+1,n)+N1(m+1,n)+N2(m+1,n)
=a(m+1,n)×{te(m+1)−ts(m+1)}+S0(m+1,n)+N2(m+1,n)、
a(m,n)≒a(m+1,n)、
S0(m,n)≒S0(m+1,n)、
N2(m,n)≒N2(m+1,n)、
・・・(式6)
と表せる。
SS(m,n)−SS(m+1,n)
=a(m,n)×[{te(m)−ts(m)}−{te(m+1)−ts(m+1)}]
・・・(式7)
と表せる。よって、
a(m,n)
={SS(m,n)−SS(m+1,n)}/[{te(m)−ts(m)}−{te(m+1)−ts(m+1)}]
・・・(式8)
と表せる。
te(m)−ts(m)=teff(m)=3/2×tRO+tAO、
te(m+1)−ts(m+1)=teff(m+1)=1/2×tRO+tAO
と表せる。よって、上記(式8)より、
a(m,n)={SS(m,n)−SS(m+1,n)}/tRO
・・・(式9)
が算出される。
第m行(奇数行)について、
N1(m,n)={SS(m,n)−SS(m+1,n)}×{3/2×tRO+tAO}/tRO
・・・(式10a)
となる。また、
第m+1行(偶数行)について、
N1(m+1,n)={SS(m,n)−SS(m+1,n)}×{1/2×tRO+tAO}/tRO
・・・(式10b)
となる。
SS’(m,n)=SS(m,n)−N1(m,n)
・・・(式11)
である。
teff(k)=teff(k+1)=tRO+tAO
となる。そのため、第1の参考例によると、第k行目と第(k+1)行目とでは、時間teffに差が実質的に生じない。
teff(k)=teff(k+1)=tRO+tAO
となる。そのため、第2の参考例によると、第k行目と第(k+1)行目とでは、時間teffに差が実質的に生じない。
前述の第1実施形態では、隣接行間での時間teffに差が生じるように、各読出動作ROをインタレース方式で行う駆動方式を例示した。具体的には、ある読出動作ROでは、動作HIO及びHIEの一方を行ってから他方を行い、その次の読出動作ROでは、該他方を行ってから該一方を行う駆動方式を例示した。しかしながら、本発明はこれらの駆動方式に限られるものではない。
teff(k)=tRO+tAO、
teff(k+1)=4/3×tRO+tAO、
teff(k+2)=2/3×tRO+tAO
・・・(式12)
となり、隣接行間で時間teffに差が生じる。
前述の第1および第2実施形態では、隣接行間での時間teffに差が生じるように、各読出動作ROをインタレース方式で行う駆動方式を例示した。しかしながら、本発明はこれらの駆動方式に限られるものではない。
teff(k)={1−(k−1)/2X}×tRO+tAO、
teff(k+1)={3/2−k/2X}×tRO+tAO
・・・(式13)
となり、隣接行間で時間teffに差が生じる。なお、ここでは、第k行が奇数行の場合を例示したが、第k行が偶数行の場合も同様の手順で、定数aを算出してノイズ成分N1を算出することができる。
第4実施形態では、前述のノイズ成分N1を除去するための補正に加えて、ノイズ成分N2を除去する補正がさらに為される。前述の通り、ノイズ成分N2は、FPNに起因するノイズ成分等、時間依存性を有しないノイズ成分である。この補正は、例えば、放射線撮影を開始する前や後等に、放射線が装置IAに照射されていない状態で第2の読出動作RO2を行い、該第2の読出動作RO2によって得られた画像データに基づいて為されうる。第2の読出動作RO2は、前述の読出動作ROと同様の駆動方法によって為されうるが、放射線が装置IAに照射されていない状態で為される。
SS1(m,n)
=S01(m,n)+N11(m,n)+N21(m,n)
=a(m,n)×{t1e(m)−t1s(m)}+S01(m,n)+N21(m,n)
・・・(式14)
と表せる。
SS2(m,n)
=N12(m,n)+N22(m,n)
=a(m,n)×{t2e(m)−t2s(m)}+N22(m,n)
・・・(式15)
と表せる。
SSC(m,n)
≡SS1(m,n)−SS2(m,n)
={S01(m,n)+N11(m,n)+N21(m,n)}−{N12(m,n)+N22(m,n)}
=S01(m,n)+a(m,n)×[{t1e(m)−t1s(m)}−{t2e(m)−t2s(m)}]
・・・(式16)
と表せる。
N21(m,n)≒N22(m,n)
・・・(式17)
である。
前述の第1実施形態では、隣接行間で信号成分S0は、信号成分の変化の小さい領域(例えば、画像において輪郭を形成する部分以外の領域)では互いに略等しい、ことを述べた。この場合、第m行かつ第n列のセンサs(m、n)での信号成分S0(m、n)と、第(m+1)行かつ第n列のセンサs(m+1、n)での信号成分S0(m+1、n)とでは、S0(m、n)≒S0(m+1、n)が成り立つ。第1実施形態では、これに基づいて、処理部50の算出部52は、隣接行間での信号値の差から、ノイズ成分N1を除去するための補正係数を算出した。
以上、いくつかの好適な実施形態を述べたが、本発明はこれらに限られるものではなく、目的等に応じて、その一部を変更してもよいし、各実施形態を組み合わせてもよい。
Claims (15)
- 複数の行および複数の列を形成するように配列された複数のセンサと、前記複数のセンサを行単位で駆動する駆動部とを備える放射線撮像装置であって、
前記駆動部は、
放射線の第1の照射に応じて、前記複数の行を第1の順番で選択しながら、前記複数のセンサが前記第1の照射に応じた信号を出力するように前記複数のセンサを駆動し、
前記第1の照射の次の第2の照射に応じて、前記複数の行を前記第1の順番とは異なる第2の順番で選択しながら、前記複数のセンサが前記第2の照射に応じた信号を出力するように前記複数のセンサを駆動し、
各行のセンサと、その隣の行のセンサとは、前記第1の順番で駆動されてから前記第2の順番で駆動されるまでの時間が互いに異なっており、
前記放射線撮像装置は、前記第2の順番で駆動された前記複数のセンサからの信号のうち、前記複数の行の1つの行である第1行のセンサからの信号と、前記第1行に隣接する第2行のセンサからの信号と、前記第1行と前記第2行との間での前記時間の差とに基づいて、前記第1行および前記第2行の少なくとも一方のセンサから前記第2の順番で駆動された信号を補正する補正部をさらに備える
ことを特徴とする放射線撮像装置。 - 前記複数のセンサを2以上のグループに行単位で分割する分割部をさらに備え、
前記分割部は、互いに隣接する2つの行が互いに異なるグループになるように前記複数のセンサを分割し、
前記駆動部は、前記第1の順番での駆動と前記第2の順番での駆動とを、グループ単位で行う
ことを特徴とする請求項1に記載の放射線撮像装置。 - 前記分割部により分割されるグループの数は2であり、
前記駆動部は、前記第1の順番での駆動と前記第2の順番での駆動とをインタレース方式で行う
ことを特徴とする請求項2に記載の放射線撮像装置。 - 前記複数のセンサを2以上のグループに行単位で分割する分割部をさらに備え、
前記分割部は、互いに隣接する2つの行が互いに異なるグループになるように前記複数のセンサを分割し、
前記駆動部は、前記第1の順番での駆動および前記第2の順番での駆動のうちの一方を、前記分割部によって前記複数のセンサを2以上のグループに分割してグループ単位で行う
ことを特徴とする請求項1に記載の放射線撮像装置。 - 前記第1行のセンサからの信号と、前記第2行のセンサからの信号と、前記第1行と前記第2行との間での前記時間の差とに基づいて、前記少なくとも一方のセンサからの信号を補正するための補正情報を算出する算出部をさらに備え、
前記補正部は、前記算出部により算出された前記補正情報に基づいて、前記少なくとも一方のセンサからの信号を補正する
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。 - 前記算出部は、前記第1行のセンサからの信号と前記第2行のセンサからの信号との信号値の差と、前記第1行と前記第2行との間での前記時間の差とに基づいて、前記補正情報を算出する
ことを特徴とする請求項5に記載の放射線撮像装置。 - 前記複数のセンサは、2以上の領域に分割されており、
前記算出部は、領域ごとに前記補正情報を算出する
ことを特徴とする請求項5または請求項6に記載の放射線撮像装置。 - 前記複数のセンサは、少なくとも2行ごと、少なくとも2列ごと、少なくとも2行および少なくとも2列で形成される単位領域ごと、のいずれかで2以上の領域に分割されている
ことを特徴とする請求項7に記載の放射線撮像装置。 - 前記補正情報が所定の条件を満たすかどうかを判定する判定部をさらに備え、
前記補正部は、前記判定部により前記補正情報が所定の条件を満たさないと判定された場合には前記補正を行わない
ことを特徴とする請求項5乃至8のいずれか1項に記載の放射線撮像装置。 - 前記駆動部は、前記第1の照射及び前記第2の照射の前または後に、放射線が照射されていない状態で前記複数のセンサで生じた電荷に応じた信号を出力するように前記複数のセンサをさらに駆動し、
前記補正部は、
該放射線が照射されていない状態で前記複数のセンサから出力された信号を用いて、前記第2の順番で駆動された前記複数のセンサからの信号を補正し、
該補正された信号のうちの前記第1行のセンサからの信号および前記第2行のセンサからの信号と、前記第1行と前記第2行との間での前記時間の差とを用いて、該補正された信号のうちの前記少なくとも一方のセンサからの信号をさらに補正する
ことを特徴とする請求項5乃至9のいずれか1項に記載の放射線撮像装置。 - 前記第2の順番で駆動された前記複数のセンサからの信号は、前記複数のセンサが前記時間に応じた量のノイズ成分を含んでいる
ことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の放射線撮像装置。 - 各行のセンサについて前記時間を計測する計測部をさらに備える
ことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の放射線撮像装置。 - 放射線を発生する放射線発生源をさらに備える
ことを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の放射線撮像装置。 - 複数の行および複数の列を形成するように配列された複数のセンサと、前記複数のセンサを行単位で駆動する駆動部と、を備える放射線撮像装置の制御方法であって、
前記放射線撮像装置の制御方法は、
放射線の第1の照射に応じて、前記複数の行を第1の順番で選択しながら、前記複数のセンサが前記第1の照射に応じた信号を出力するように前記複数のセンサを駆動する第1工程と、
前記第1の照射の次の第2の照射に応じて、前記複数の行を前記第1の順番とは異なる第2の順番で選択しながら、前記複数のセンサが前記第2の照射に応じた信号を出力するように前記複数のセンサを駆動する第2工程と、
を有し、
各行のセンサと、その隣の行のセンサとは、前記第1の順番で駆動されてから前記第2の順番で駆動されるまでの時間が互いに異なっており、
前記放射線撮像装置の制御方法は、前記第2の順番で駆動された前記複数のセンサからの信号のうち、前記複数の行の1つの行である第1行のセンサからの信号と、前記第1行に隣接する第2行のセンサからの信号と、前記第1行と前記第2行との間での前記時間の差とに基づいて、前記第1行および前記第2行の少なくとも一方のセンサから前記第2の順番で駆動された信号を補正する第3工程を更に有する
ことを特徴とする放射線撮像装置の制御方法。 - コンピュータに、請求項14に記載の制御方法の各工程を実行させるためのプログラム。
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