JP6371567B2 - 放射線撮像装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、放射線撮像装置及びその制御方法に関する。

放射線撮像装置（以下、「装置」）は、基板上に配列された複数のセンサと、各センサを行単位で駆動する駆動部と、各列の各センサから信号を読み出す読出部と、を備える。センサは、装置に照射された放射線を検知する。その後、駆動部はセンサを駆動し、読出部は、該センサから、照射された放射線量に応じた値の信号を読み出す。

特開２００２−１９９２７８号公報 特開２００８−２５９０４５号公報

センサでは、センサ構造や熱に起因する暗電流等のノイズにしたがう電荷が時間の経過と共に蓄積され、センサから読み出された信号はノイズ成分を含みうる。ノイズによってセンサに蓄積された電荷を除去するため、駆動部は、放射線が照射される前には、センサを初期化（リセット）するリセット動作を繰り返し行う。よって、センサから読み出された信号に含まれるノイズ成分は、該センサが最後にリセットされてから該センサの信号が読み出されるまでの時間にしたがう。

本発明は、発明者による上記課題の認識を契機として為されたものであり、センサからの信号に対してノイズ成分を除去するための補正を行うのに有利な放射線撮像装置を提供することを目的とする。

本発明の一つの側面は放射線撮像装置にかかり、前記放射線撮像装置は、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、前記駆動部が、第１の順番で前記複数の行を選択しながら前記複数のセンサを駆動する第１動作と、前記第１動作の後に、前記第１の順番とは異なる第２の順番で前記複数の行を選択しながら各行のセンサとその隣の行のセンサとの間で前記第１の順番で選択されてから前記第２の順番で選択されるまでの時間に差が生じるように前記複数のセンサを駆動する第２動作と、を行う放射線撮像装置であって、前記複数の行のうちの１つの行である第１行の各センサからの信号と、前記第１行に隣接する第２行の各センサからの信号と、前記第１行と前記第２行との前記時間の差とに基づいて、前記第１行の各センサからの信号を補正する補正部を更に備えることを特徴とする。

本発明によれば、センサからの信号に対してノイズ成分を除去するための補正を行うのに有利である。

放射線撮像装置の構成例を説明する図である。 撮像部の構成例を説明する図である。 放射線撮像装置の動作フローチャートを説明する図である。 放射線撮像装置の動作タイミングチャートの参考例を説明する図である。 放射線撮像装置の動作タイミングチャートの例を説明する図である。 放射線撮像装置の動作タイミングチャートの一部を説明する図である。 放射線撮像装置の動作タイミングチャートの例を説明する図である。 放射線撮像装置の動作タイミングチャートの例を説明する図である。 放射線撮像装置の動作タイミングチャートの例を説明する図である。 信号値の差とノイズ成分との関係を説明する図である。 放射線撮像装置の駆動方法の例を説明する図である。 信号値のプロット図の例を説明する図である。

（１． 第１実施形態）
（１−１． 放射線撮像装置の全体構成例）
図１は、放射線撮像システムに代表される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。

撮像部１０は、例えば、放射線を検知するための複数のセンサが配列されたセンサアレイを有する。撮像部１０は、放射線を光に変換するシンチレータ（不図示）をさらに有していてもよく、この場合、各センサには、変換された光を検知する光電変換素子が用いられうる。撮像部１０は、このような構成により、被検者（患者等）の体を通過した放射線を検出して、該被検者の体内の情報を示す画像データを取得する。

なお、撮像部１０は、上述のように、放射線を光に変換してから該光を電気信号に変換する、いわゆる間接変換型の構成を採ってもよいが、放射線を直接電気信号に変換する、いわゆる直接変換型の構成を採ってもよい。

駆動部２０は、所定の制御信号に基づいて撮像部１０を駆動し、放射線撮影を行うための駆動制御を行う。放射線発生源３０は、所定の制御信号に基づいて放射線を発生し、撮像部１０に対して放射線を照射する。なお、放射線は、Ｘ線、α線、β線、γ線等を含む。制御部４０は、駆動部２０や放射線発生源３０に制御信号を出力して駆動部２０や放射線発生源３０の動作を制御する他、各ユニットの同期制御を行うことが可能であり、装置ＩＡの全体を制御する。

処理部５０は、撮像部１０からの画像データを受けて所定のデータ処理を行う他、例えば補正部５１と算出部５２とを有しており、該画像データに対して補正処理を行う。算出部５２は、画像データに基づいて補正情報を算出し、補正部５１は、該算出された補正情報を用いて画像データを補正する。表示部６０は、処理部５０からの画像データを受けて被検者の体内の状態を示す画像（放射線画像）を表示する。

なお、装置ＩＡは、上述の構成に限られるものではなく、例えば、あるユニットの一部の機能を他のユニットが有するように構成されてもよいし、２以上のユニットが一体に構成されてもよい。例えば、撮像部１０が制御部４０や処理部５０を有するように構成されてもよいし、制御部４０と処理部５０とが一体に構成されてもよい。また、各ユニット間の信号の授受は、有線で為されてもよいし、無線で為されてもよい。

（１−２． 撮像部の構成例）
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。

センサ駆動部１２０は、例えば駆動部２０からの制御信号に基づいて各センサｓを行単位で駆動して、各センサｓが放射線を検知したことにより生じた電荷の量に応じた信号を出力させる。センサ駆動部１２０は、例えばシフトレジスタを含み、例えばクロック信号に基づいて駆動対象の行を順に選択する。

複数のセンサｓは、例えば、ＰＩＮ型フォトダイオードやＭＩＳ型フォトダイオードを含み、例えば、ガラス基板上にアモルファスシリコンを用いて形成される。各センサｓは、該センサｓで生じた電荷の量に応じた信号を出力するためのスイッチ素子ｗに接続されており、該信号は、スイッチ素子ｗを駆動することによって、対応する列の列信号線１５０に出力される。スイッチ素子ｗには、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が用いられうる。

ここでは、１つのセンサｓと、それに対応するスイッチ素子ｗとが、単位画素を形成しており、１つのセンサｓの信号ないしそれに基づく１つの信号の値は、「画素値」とも称されうる。

信号読出部１３０は、例えば、各列のセンサｓからの信号を増幅する信号増幅部１３１と、該増幅された信号をサンプリングして保持する保持部１３２とを有し、例えば、マルチプレクサＭＵＸからの制御信号に基づいて該保持された信号が順に読み出される。マルチプレクサＭＵＸは、例えば駆動部２０からの制御信号に基づいて、信号読出部１３０に、保持部１３２に保持された信号を読み出すための制御信号を供給する。このような構成により、信号読出部１３０は、各列のセンサｓからの信号を、列信号線１５０を介して順に読み出して信号出力部１４０に水平転送する。

信号出力部１４０は、例えば、出力バッファアンプ１４１とＡＤ変換部１４２とを有する。このような構成により、信号出力部１４０は、信号読出部１３０により読み出された信号を、画像データ（デジタルデータ）として、順に前述の処理部５０に出力する。

（１−３． 放射線撮影のフローチャート）
図３は、放射線撮影を行うためのフローチャートを示している。まず、ステップＳ００１（以下、単に「Ｓ００１」と示す。他のステップについても同様である。）では、放射線の照射が開始されたか否かの判定を行う。該照射が開始されていない場合にはＳ００２に進み、該照射が開始されている場合にはＳ００３に進む。

Ｓ００２では、センサアレイ１１０の各センサｓを初期化（リセット）するリセット動作を行う。ここで、Ｓ００１で放射線の照射が開始されるまでは、該リセット動作が繰り返し為される。

Ｓ００３では、放射線の照射が終了したが否かの判定を行う。該照射が終了していない場合にはＳ００４に進み、該照射が終了している場合にはＳ００５に進む。

Ｓ００４では、各センサｓで電荷を蓄積する蓄積動作を行う。各センサｓでは、対応するスイッチ素子ｗが非導通状態に維持されており、照射された放射線量に応じた量の電荷が蓄積される。

Ｓ００５では、各センサｓで蓄積された電荷の量の基づく信号を読み出す読出動作を行う。読出動作は、放射線の照射が開始されてから所定時間が経過したことに応答して開始されてもよい。

即ち、放射線の照射前には各センサｓをリセットするリセット動作を繰り返し行っている（Ｓ００１〜Ｓ００２）。そして、放射線の照射が開始されたことに応答して各センサｓで電荷を蓄積する蓄積動作を行う（Ｓ００３〜Ｓ００４）。その後、各センサｓから信号を読み出す（Ｓ００５）。

再び図２を参照すると、上記リセット動作は、例えば、信号増幅部１３０（のフィードバック容量）を初期化しつつスイッチ素子ｗを導通状態にすることによって為される。これにより、放射線の照射前に暗電流等のノイズに起因して各センサｓで生じた電荷は、等価的に、列信号線１５０を介して基準電位に放出される。一方、上記読出動作は、信号増幅部１３０を活性状態に維持しつつスイッチ素子ｗを導通状態にすることによって為される。これにより、放射線の照射によって各センサｓで生じた電荷は、信号として、列信号線１５０を介して読み出される。

本明細書において、上記リセット動作を「リセット動作ＲＳ」と記し、上記読出動作を「読出動作ＲＯ」と記し、また、上記蓄積動作を「蓄積動作ＴＯ」と記す。

（１−４． 撮像部の駆動方法の参考例）
図４は、参考例として、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を駆動するための制御信号Ｖ_ｇ（１）〜Ｖ_ｇ（Ｘ）である。例えば、ｉ＝１〜Ｘの任意の整数として、Ｖ_ｇ（ｉ）は、第ｉ行の各センサｓを駆動するための制御信号であり、本構成では、それに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。スイッチ素子ｗは、Ｖ_ｇ（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。

放射線の照射前は、リセット動作ＲＳが繰り返し為されている。リセット動作ＲＳは、第１行、第２行、・・・、第Ｘ行の順番に、行単位で順に為される。そして、最終行である第Ｘ行のリセットが完了した後、再び、リセット動作ＲＳが第１行から順に為される。図中では、第ｋ行のリセットの際に、放射線の照射が開始された場合を例示している。これに応答してリセット動作ＲＳが中断され、蓄積動作ＴＯが開始される。その後、読出動作ＲＯが開始される。読出動作ＲＯは、リセット動作ＲＳと同様に、第１行、第２行、・・・第Ｘ行と、行単位で順に為される。

また、リセット動作ＲＳでは、制御信号Ｖ_ｇ（ｉ）のスイッチ素子ｗを導通状態にするためのパルス幅が、読出動作ＲＯよりも小さい。これにより、リセット動作ＲＳでは各センサｓの初期化の周期を短くするのに対して、読出動作ＲＯでは各センサｓの信号を適切に読み出す。

なお、リセット動作ＲＳが途中で中断されることは必須ではなく、最終行である第Ｘ行のリセットが完了してから蓄積動作ＴＯが開始されてもよい。例えば、放射線の照射時間が、リセット動作ＲＳの１周期分の時間（第１行から第Ｘ行までのリセットに必要な時間）に対して十分に大きい場合には、第Ｘ行のリセットが完了してから蓄積動作ＴＯが開始されてもよい。

（１−５． 撮像部の駆動方法の例）
図５は、本実施形態にかかる撮像部１０の駆動タイミングチャートを示している。本駆動タイミングチャートは、リセット動作ＲＳにおける行の駆動順序が、上記参考例（図４）と異なる。上記参考例では、リセット動作ＲＳをプログレッシブ方式で行っているのに対して、本実施形態では、リセット動作ＲＳをインタレース方式で行っている。

具体的には、本実施形態では、奇数行（第１行、第３行、第５行、・・・、第（Ｘ−１）行）のリセットを行ってから、偶数行（第２行、第４行、第６行、・・・、第Ｘ行）のリセットを行う。なお、図中では、放射線の照射が開始されたときのリセット対象である第ｋ行が奇数行である場合を例示している。

図６（ａ）は、参考例の駆動タイミングチャート（図４）のうちの一部、具体的には、第ｋ行および第（ｋ＋１）行の部分を示している。同様に、図６（ｂ）は、本実施形態の駆動タイミングチャート（図５）のうちの一部を示している。

ここで、ある行についての、リセット動作ＲＳの最後のリセットが為されてから読出動作ＲＯが為されるまでの時間を、以下、単に「期間Ｔ_Ａ」と記す。即ち、期間Ｔ_Ａは、蓄積動作ＴＯの時間の他、リセット動作ＲＳの最後のリセットが為されてから蓄積動作ＴＯが開始されるまでの時間と、蓄積動作ＴＯが終了してから読出動作ＲＯが為されるまでの時間と、を含む。

参考例（図６（ａ））によると、第ｋ行についての期間Ｔ_Ａと、第（ｋ＋１）行についての期間Ｔ_Ａとは略等しいのに対して、本実施形態（図６（ｂ））によると、第ｋ行についての期間Ｔ_Ａと、第（ｋ＋１）行についての期間Ｔ_Ａとは、互いに異なっている。

ここで、前述の暗電流等のノイズは時間依存性を有しており、例えば、センサｓからの信号に含まれるノイズ成分Ｎ１は、時間ｔを用いて、
Ｎ１＝∫α（ｔ）ｄｔ
・・・（式１）
と表せる。なお、α（ｔ）は、時間ｔに依存する関数であり、所定のノイズモデルで与えられる。

例えば、第ｋ行において、リセット動作ＲＳの最後のリセットが為された時間をｔｓ（ｋ）とし、読出動作ＲＯが為された時間をｔｅ（ｋ）とする。また、第（ｋ＋１）行において、リセット動作ＲＳの最後のリセットが為された時間をｔｓ（ｋ＋１）とし、読出動作ＲＯが為された時間をｔｅ（ｋ＋１）とする。

この場合、参考例（図６（ａ））では、
となる。一方で、本実施形態（図６（ｂ））では、
となる。

このことに基づいて、本実施形態によると、撮像部１０から得られる画像データに対して、ノイズ成分Ｎ１を除去する補正を行うことができる。以下、その詳細を述べる。

（１−６． 画像データの補正方法の例）
ノイズ成分Ｎ１の他、センサｓからの信号は、センサ構成や素子ばらつき等に起因する固定パターンノイズ（ＦＰＮ）等、他のノイズ成分（ノイズ成分Ｎ２とする）をも含みうる。この場合、センサｓからの信号ＳＳは、放射線によりセンサｓで生じた電荷の量に基づく成分を信号成分Ｓ０として、
ＳＳ＝Ｓ０＋Ｎ１＋Ｎ２
・・・（式２）
と表せる。また、信号ＳＳは、（式１）により、
ＳＳ＝∫α（ｔ）ｄｔ＋Ｓ０＋Ｎ２
・・・（式３）
と表せる。

暗電流に起因するノイズモデルは、例えば、比例定数ａを用いて、
α（ｔ）＝ａ×ｔ^−１
・・・（式４）
で与えられる。よって、（式３）は、
ＳＳ＝∫（ａ×ｔ^−１）ｄｔ＋Ｓ０＋Ｎ２
＝ａ×ｌｎ（ｔｅ／ｔｓ）＋Ｓ０＋Ｎ２
・・・（式５）
と表せる。ここで、
ｔｓ：ある行でリセット動作ＲＳの最後のリセットが為された時間
ｔｅ：ある行で読出動作ＲＯが為された時間
とする。

ここで、比例定数ａおよびノイズ成分Ｎ２のそれぞれは、センサｓごと（画素ごと）に異なる値を取りうるが、比例定数ａが隣接センサ間で互いに略等しく、ノイズ成分Ｎ２が隣接センサ間で互いに略等しいことが、本願発明者により見出された。一方で、信号成分Ｓ０については、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）については、隣接センサ間では互いに略等しい。

例えば、第ｍ行かつ第ｎ列のセンサｓ（ｍ、ｎ）からの信号を信号ＳＳ（ｍ、ｎ）とし、第（ｍ＋１）行かつ第ｎ列のセンサｓ（ｍ＋１、ｎ）からの信号を信号ＳＳ（ｍ＋１、ｎ）とすると、これらは以下の式で表せる。

ＳＳ（ｍ、ｎ）
＝Ｓ０（ｍ、ｎ）＋Ｎ１（ｍ、ｎ）＋Ｎ２（ｍ、ｎ）
＝ａ（ｍ、ｎ）×ｌｎ｛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）×ｌｎ｛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）
上記（式６）によると、信号ＳＳ（ｍ、ｎ）と信号ＳＳ（ｍ＋１、ｎ）との差は、
ＳＳ（ｍ、ｎ）−ＳＳ（ｍ＋１、ｎ）
＝ａ（ｍ、ｎ）×［ｌｎ｛ｔｅ（ｍ）／ｔｓ（ｍ）｝−ｌｎ｛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）｝／［ｌｎ｛ｔｅ（ｍ）／ｔｓ（ｍ）｝−ｌｎ｛ｔｅ（ｍ＋１）／ｔｓ（ｍ＋１）｝］
・・・（式８）
と表せる。

本実施形態では、読出動作ＲＯの開始時間が隣接行間で互いに略等しいのに対して、リセット動作ＲＳの最後のリセットが為された時間が隣接行間で異なる。そのため、
ｔｅ（ｍ）≒ｔｅ（ｍ＋１）
ｔｓ（ｍ）≠ｔｓ（ｍ＋１）
・・・（式９）
である。よって、（式９）により、
ａ（ｍ、ｎ）
≒｛ＳＳ（ｍ、ｎ）−ＳＳ（ｍ＋１、ｎ）｝／［ｌｎ｛ｔｅ（ｍ）／ｔｓ（ｍ）｝−ｌｎ｛ｔｅ（ｍ）／ｔｓ（ｍ＋１）｝］
＝｛ＳＳ（ｍ、ｎ）−ＳＳ（ｍ＋１、ｎ）｝／ｌｎ｛ｔｓ（ｍ＋１）／ｔｓ（ｍ）｝
・・・（式１０）
となる。

このようにして、ａ（ｍ、ｎ）が算出されるため、再び（式１）を参照すると、センサｓ（ｍ、ｎ）における暗電流α（ｔ、ｍ、ｎ）は、
α（ｔ、ｍ、ｎ）＝ａ（ｍ、ｎ）×ｔ^−１
・・・（式１１）
と表せる。

よって、信号ＳＳ（ｍ、ｎ）のノイズ成分Ｎ１（ｍ、ｎ）は、（式１１）により、
Ｎ１（ｍ、ｎ）
＝∫α（ｔ、ｍ、ｎ）ｄｔ
＝ａ（ｍ、ｎ）×ｌｎ｛ｔｅ（ｍ）／ｔｓ（ｍ）｝
＝｛ＳＳ（ｍ、ｎ）−ＳＳ（ｍ＋１、ｎ）｝×ｌｎ｛ｔｅ（ｍ）／ｔｓ（ｍ）｝／ｌｎ｛ｔｓ（ｍ＋１）／ｔｓ（ｍ）｝
・・・（式１２）
と表せる。

以上により、信号ＳＳ（ｍ、ｎ）に対して、ノイズ成分Ｎ１（ｍ、ｎ）を除去するための補正を行うことができ、補正後の信号ＳＳ’（ｍ、ｎ）が得られる。補正後の信号ＳＳ’（ｍ、ｎ）は、
ＳＳ’（ｍ、ｎ）＝ＳＳ（ｍ、ｎ）−Ｎ１（ｍ、ｎ）
・・・（式１３）
である。

以上、本実施形態によると、暗電流に起因するノイズ成分Ｎ１を算出することが可能になり、センサｓからの信号ＳＳに対して、ノイズ成分Ｎ１を除去するための補正を行うことができる。

本実施形態において、装置ＩＡは、上記補正を行うため、各行の期間Ｔ_Ａ（リセット動作ＲＳの最後のリセットが為されてから読出動作ＲＯが為されるまでの時間）を計測するための計測部をさらに備えてもよい。そして、該計測部による計測結果は、撮像部１０により得られた画像データと共に、処理部５０に供給される。なお、該計測部は、撮像部１０の内部に設けられてもよいし、制御部４０の内部に設けられてもよい。また、上述のリセット動作ＲＳや読出動作ＲＯにおける行の駆動順序が予め定められている場合には各行の期間Ｔ_Ａを特定することが可能であるため、この場合には計測部は用いられなくてもよい。

なお、参考例では、リセット動作ＲＳおよび読出動作ＲＯの双方をプログレッシブ方式で行う。そのため、隣接行間で期間Ｔ_Ａに差が生じない（或いは、隣接行間での期間Ｔ_Ａの差が本実施形態に比べて小さい）。よって、参考例によると、ノイズ成分Ｎ１を算出することが難しいと言える。

（１−７． その他の変形例）
本実施形態では、１つの例として、リセット動作ＲＳをインタレース方式で行い、読出動作ＲＯをプログレッシブ方式で行う態様を例示したが、本実施形態は、この態様に限られるものではなく、他の態様によっても為されうる。

例えば、図７に例示されるように、リセット動作ＲＳをプログレッシブ方式で行い、読出動作ＲＯをインタレース方式で行ってもよい。この方法によっても、隣接行間で期間Ｔ_Ａに差が生じるため、ノイズ成分Ｎ１を算出して、センサｓからの信号を補正することが可能である。

また、図８に例示されるように、リセット動作ＲＳを２行単位のインタレース方式で行い、読出動作ＲＯをプログレッシブ方式で行ってもよい。この方法によると、上述と同様の効果が得られる他、リセット動作ＲＳでの各センサｓの初期化の周期をさらに短くすることが可能である。また、インタレース方式のリセット動作ＲＳは、３行以上の単位で為されてもよい。

さらに、図９に例示されるように、リセット動作ＲＳおよび読出動作ＲＯの双方をインタレース方式で行ってもよい。ここでは、図示していないが、インタレース方式のリセット動作ＲＳと、インタレース方式の読出動作ＲＯとは、行の駆動順序が互いに半周期分ずれるように為されてもよい。具体的には、リセット動作ＲＳでは、偶数行、奇数行の順に交互にリセットを行い、読出動作ＲＯでは、奇数行、偶数行の順に交互にリセットを行う。この方法によると、隣接行間での期間Ｔ_Ａの差を大きくすることができる。

即ち、リセット動作ＲＳおよび読出動作ＲＯが、隣接行間で期間Ｔ_Ａに差が生じるように為されればよい。そして、上述のインタレース方式に例示されるように、リセット動作ＲＳおよび読出動作ＲＯの少なくとも一方が、ある行が駆動された後、その隣接行が、少なくとも１つの他の行が駆動されてから駆動されるように為されるとよい。

なお、本実施形態では、ある行のセンサｓの信号を、隣接行の一方のセンサｓの信号を用いて補正する態様を例示したが、該補正は、隣接行の双方の各センサｓの信号を用いて為されてもよいし、それらの平均を用いて為されてもよい。

また、本実施形態では説明を容易にするため、（式１）で与えられる簡易なノイズモデルを例示して暗電流に起因するノイズ成分について考えたが、他のノイズモデルが用いられてもよい。また、時間依存性を有する他のノイズ成分についても同様に考えればよい。

また、本実施形態では、所定のノイズモデルを想定して、補正情報として補正係数（上述の例では比例定数ａ）を算出する態様を例示したが、ノイズモデルを用いずに該補正係数を算出することも可能である。図１０（ａ）は、読出動作ＲＯとは別に事前に取得された画像データにおける、各行のセンサｓの信号値（画素値）を示しており、横軸はセンサアレイ１１０の行の番号であり、縦軸は該信号値である。図１０（ａ）によると、ある行とその隣接行との信号値の平均値ａ０と、該ある行とその隣接行との間での信号値の差分ｄ０と、他の行とその隣接行との信号値の平均値ａ１と、該他の行とその隣接行との間の信号値の差分ｄ１と、が得られる。図１０（ｂ）は、上記ａ０、ａ１、ｄ０、及びｄ１に基づくプロット図であり、横軸は隣接行間での信号値の差分（ｄ０〜ｄ１）であり、縦軸は各行における信号の平均値（ａ０〜ａ１）である。図１０（ｂ）によると、該平均値と該差分とに基づいて、時間依存性を有するノイズ成分を予想し、その関係式を算出することができる。上記補正係数は、該関係式に基づいて算出されてもよい。

（２． 第２実施形態）
第２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等に起因する。この補正は、例えば、読出動作ＲＯの前や後の放射線が照射されていない状態で第２の読出動作ＲＯ２を行い、該読出動作ＲＯ２によって得られた画像データに基づいて為されうる。具体的には、放射線の照射前または照射後（放射線撮影の前または後）に、放射線が照射されていない状態での撮影がさらに為される。

図１１（ａ）は、読出動作ＲＯの後に、放射線が照射されていない状態で読出動作ＲＯ２を行う場合の駆動タイミングチャートを示している。図１１（ｂ）は、読出動作ＲＯの前に、放射線が照射されていない状態で読出動作ＲＯ２を行う場合の駆動タイミングチャートを示している。本実施形態では、読出動作ＲＯ２で得られた画像データを用いて、読出動作ＲＯで得られた画像データを補正する。

ここで、読出動作ＲＯで得られる第ｍ行かつ第ｎ列のセンサｓ（ｍ、ｎ）からの信号ＳＳ_１（ｍ、ｎ）とし、そのノイズ成分Ｎ１等は「Ｎ１_１」等とする。このとき、信号ＳＳ_１（ｍ、ｎ）は、
ＳＳ_１（ｍ、ｎ）
＝Ｓ０_１（ｍ、ｎ）＋Ｎ１_１（ｍ、ｎ）＋Ｎ２_１（ｍ、ｎ）
＝ａ（ｍ、ｎ）×ｌｎ｛ｔ_１ｅ（ｍ）／ｔ_１ｓ（ｍ）｝＋Ｓ０_１（ｍ、ｎ）＋Ｎ２_１（ｍ、ｎ）、
・・・（式１４）
と表せる。ここで、
ｔ_１ｓ（ｍ）：第ｍ行において読出動作ＲＯの直前にリセットが為された時間
ｔ_１ｅ（ｍ）：第ｍ行において読出動作ＲＯが為された時間
である。

また、読出動作ＲＯ２で得られる第ｍ行かつ第ｎ列のセンサｓ（ｍ、ｎ）からの信号ＳＳ_２（ｍ、ｎ）とし、そのノイズ成分Ｎ１等は「Ｎ１_２」等とする。このとき、信号ＳＳ_２（ｍ、ｎ）は、
ＳＳ_２（ｍ、ｎ）
＝Ｎ１_２（ｍ、ｎ）＋Ｎ２_２（ｍ、ｎ）
＝ａ（ｍ、ｎ）×ｌｎ｛ｔ_２ｅ（ｍ）／ｔ_２ｓ（ｍ）｝＋Ｎ２_２（ｍ、ｎ）、
・・・（式１５）
と表せる。ここで、
ｔ_２ｓ（ｍ）：第ｍ行において読出動作ＲＯ２の直前にリセットが為された時間
ｔ_２ｅ（ｍ）：第ｍ行において読出動作ＲＯ２が為された時間
である。

読出動作ＲＯで得られた信号に対して読出動作ＲＯ２で得られた信号に基づいて補正して得られた信号ＳＳ_Ｃ（ｍ、ｎ）は、
ＳＳ_Ｃ（ｍ、ｎ）
≡ＳＳ_１（ｍ、ｎ）−ＳＳ_２（ｍ、ｎ）
＝｛Ｓ０_１（ｍ、ｎ）＋Ｎ１_１（ｍ、ｎ）＋Ｎ２_１（ｍ、ｎ）｝−｛Ｎ１_２（ｍ、ｎ）＋Ｎ２_２（ｍ、ｎ）｝
＝Ｓ０_１（ｍ、ｎ）＋ａ（ｍ、ｎ）×［ｌｎ｛ｔ_１ｅ（ｍ）／ｔ_１ｓ（ｍ）｝−ｌｎ｛ｔ_２ｅ（ｍ）／ｔ_２ｓ（ｍ）｝］
・・・（式１６）
と表せる。ここで、
Ｎ２_１（ｍ、ｎ）≒Ｎ２_２（ｍ、ｎ）
・・・（式１７）
である。

その後、補正された信号ＳＳ_Ｃ（ｍ、ｎ）について、前述のノイズ成分Ｎ１を除去するための補正が、前述の第１実施形態と同様に為されればよい。

即ち、本実施形態では、ノイズ成分Ｎ２を除去する補正を行い、該補正で得られた画像データについて、隣接行間での期間Ｔ_Ａの差を用いてノイズ成分Ｎ１を除去するための補正を行う。本実施形態によると、前述の第１実施形態と同様の効果が得られる他、ＦＰＮ等に起因するノイズ成分をさらに除去することが可能である。

（３． 第３実施形態）
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、この式に基づいて、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。

しかしながら、画像において輪郭を形成する部分では信号成分の変化が大きいため、Ｓ０（ｍ、ｎ）≠Ｓ０（ｍ＋１、ｎ）となる。よって、補正係数が、算出部５２による算出方法によって、適切に得られない。この場合、補正部５１は、算出部５２からの算出結果が所定条件を満たさないときには、該算出結果を補正係数として採用しない、又は、補正処理を省略することができる。

図１２（ａ）は、センサｓの信号値の上記輪郭部分での拡大プロット図である。図中において、横軸はセンサアレイ１１０の列の番号であり、縦軸は該信号値である。図中のプロットは、黒丸のプロットは、第ｋ行の各センサｓからの信号値を示しており、白丸のプロットは、第ｋ＋１行の各センサｓからの信号値を示している。図１２（ａ）は、第ｙ１列より後の列では、第ｙ１列より前の列よりも、センサｓが検出した放射線量が大きく、信号値が大きくなっていることを示している。

図１２（ｂ）は、センサｓの信号値の隣接列間での差分をひし形のプロットで示したプロット図である。図１２（ｂ）によると、第ｙ１列より後の列では第ｙ１列より前の列よりも信号値が大きくなっているため、第ｙ１列で、プロット値が特異的に大きくなっている。

ここで、処理部５０は、例えば、上記差分のプロット値が所定値よりも小さいか否かを判定する判定部（不図示）をさらに備えていてもよい。該プロット値が所定値よりも大きい場合には、該プロット値は補正係数の算出に用いられなくてもよいし、または、その部分については補正処理が省略されてもよい。

ここでは、センサｓの信号値の隣接列間での差分が所定値よりも小さいか否かを判定する態様を例示したが、該判定は、算出結果の統計に基づいて為されてもよい。例えば、上記判定部は、信号値の隣接列間での差分のばらつき量が所定値よりも小さいか否か（例えば、中央値からのばらつきの標準偏差をσとして、算出された差分が±３σよりも小さいか否か）を判定してもよい。

以上、本実施形態によると、処理部５０の補正部５１は、算出部５２からの算出結果が所定条件を満たさない場合には、該算出結果を補正係数として採用しない、又は、補正処理を省略することができる。よって、本実施形態によると、ノイズ成分Ｎ１を除去するための補正を、画像データのうちの適切な部分に対して選択的に行うことができる。なお、図１２では、センサアレイ１１０の列方向で信号値が大きく変化する場合を例示したが、行方向の場合でも同様に考えればよい。

（４． 応用例）
前述の各実施形態では、隣接行間での信号値の差分に基づいて補正係数（第１実施形態の例では比例定数ａ）を算出する態様を例示したが、本発明はこの態様に限られるものではない。

例えば、センサアレイ１１０の行方向および列方向の一方において暗電流α（ｍ、ｎ）が等しいと仮定して、行方向および列方向の他方の方向での画像データのシェーディングを補正することが可能である。例えば、センサアレイ１１０の行方向において暗電流α（ｍ、ｎ）が等しいと仮定して、隣接列間での信号値の差分から第ｘ行目の暗電流を算出してもよい。又は、センサアレイ１１０の列方向において暗電流α（ｍ、ｎ）が等しいと仮定して、隣接行間での信号値の差分から第ｙ列目の暗電流を算出してもよい。

また、センサアレイ１１０を、いくつかのグループＧ（不図示）に分割して、各グループ内での暗電流α（Ｇ）が等しいと仮定して、隣接グループ間での信号値の差分から、各グループについての暗電流α（Ｇ）を算出してもよい。このとき、センサアレイ１１０のグループＧへの分割は、２以上の行ごとに為されてもよいし、２以上の列ごとに為されてもよいし、又は、２以上の行および２以上の列の単位領域ごとに為されてもよい。さらには、センサアレイ１１０の全てのセンサｓについて暗電流αが等しいと仮定してもよい。即ち、画像データを補正するための補正係数は１以上のグループ単位で為されればよく、撮影条件や撮影対象等に応じてグループＧの設定を変更することが可能である。

また、該グループＧ内の各センサｓからの信号のそれぞれを用いて、１つの補正情報を決定してもよい。例えば、各センサｓからの信号のそれぞれを用いて得られた複数の算出結果の平均値を補正係数としてもよいし、平均値の代わりに中央値や最頻値を補正係数としてもよい。さらには標準偏差を用いる等、複数の算出結果の統計に基づいて補正係数を算出してもよい。

（５． その他）
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。

また、本発明は、上述の各実施形態は、プログラムないしソフトウェアをコンピュータにより実行することによっても為されうる。具体的には、例えば、上述の各実施形態の機能を実現するプログラムが、ネットワーク又は各種記憶媒体を介して、システムないし装置に供給される。システムないし装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）は、その後、該プログラムを読み出して実行する。

ＩＡ：放射線撮像装置、ｓ：センサ、１２０：センサ駆動部、１３０：信号読出部、ＲＳ：リセット動作、ＴＯ：蓄積動作、ＲＯ：読出動作。

Claims (16)

1. 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、
   前記駆動部が、
   第１の順番で前記複数の行を選択しながら前記複数のセンサを駆動する第１動作と、
   前記第１動作の後に、前記第１の順番とは異なる第２の順番で前記複数の行を選択しながら各行のセンサとその隣の行のセンサとの間で前記第１の順番で選択されてから前記第２の順番で選択されるまでの時間に差が生じるように前記複数のセンサを駆動する第２動作と、
   を行う放射線撮像装置であって、
   前記複数の行のうちの１つの行である第１行の各センサからの信号と、前記第１行に隣接する第２行の各センサからの信号と、前記第１行と前記第２行との前記時間の差とに基づいて、前記第１行の各センサからの信号を補正する補正部を更に備える
   ことを特徴とする放射線撮像装置。
2. 前記駆動部は、
   放射線が照射される前に前記第１動作を行い、該第１動作では、前記複数のセンサを繰り返し初期化し、
   放射線が照射されたことに応答して前記第２動作の動作を行い、前記第２動作では、前記複数のセンサから信号が読み出されるように前記複数のセンサを駆動し、
   前記第１動作と前記第２動作とを、隣接行間で、各センサが前記第１動作で最後に初期化されてから前記第２動作で信号が読み出されるまでの時間に差が生じるように行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
3. 前記第１行の各センサからの信号と、前記第２行の各センサからの信号と、前記第１行と前記第２行との前記時間の差とに基づいて、前記第１行の各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、前記第１行の各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又は２に記載の放射線撮像装置。
4. 前記算出部は、前記第１行の各センサからの信号と前記第２行の各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３に記載の放射線撮像装置。
5. 前記複数のセンサは、２以上のグループに分割されており、
   前記算出部は、各グループについて前記補正情報を算出する
   ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の放射線撮像装置。
6. 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、のいずれかでグループに分割されている
   ことを特徴とする請求項５に記載の放射線撮像装置。
7. 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、前記第１行の各センサからの信号の補正を行わない
   ことを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
8. 各センサからの信号は、各センサが前記第１動作で最後に初期化されてから前記第２動作で信号が読み出されるまでの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７のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
9. 前記駆動部は、
   前記第１動作および前記第２動作の一方をインタレース方式で行い、
   前記第１動作および前記第２動作の他方をプログレッシブ方式で行う
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
10. 前記駆動部は、
    前記インタレース方式で行う前記一方を、２以上の行を１つの単位として行う
    ことを特徴とする請求項９に記載の放射線撮像装置。
11. 前記駆動部が前記第１動作で各センサに供給する駆動信号のパルス幅は、前記駆動部が前記第２動作で各センサに供給する駆動信号のパルス幅よりも小さい
    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。
12. 前記駆動部は、前記第２動作の前または後に、放射線が照射されていない状態で前記複数のセンサから信号を読み出す第３動作をさらに行い、
    前記補正部は、
    前記第２動作で得られた信号を、前記第３動作で得られた信号を用いて補正し、
    該補正された信号のうちの前記第１行の各センサからの信号および前記第２行の各センサからの信号と、前記第１行と前記第２行と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第１行の各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１１のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
13. 各行の各センサについて、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１２のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
14. 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は、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、
    前記放射線撮像装置の制御方法は、
    前記駆動部により、第１の順番で前記複数の行を選択しながら前記複数のセンサを駆動する第１動作と、前記第１動作の後に、前記第１の順番とは異なる第２の順番で前記複数の行を選択しながら各行のセンサとその隣の行のセンサとの間で前記第１の順番で選択されてから前記第２の順番で選択されるまでの時間に差が生じるように前記複数のセンサを駆動する第２動作と、を行う第１工程と、
    前記複数の行のうちの１つの行である第１行の各センサからの信号と、前記第１行に隣接する第２行の各センサからの信号と、前記第１行と前記第２行との前記時間の差とに基づいて、前記第１行の各センサからの信号を補正する第２工程と、を有する
    ことを特徴とする放射線撮像装置の制御方法。
15. 前記第１動作は、前記駆動部により、放射線が照射される前に行われ、前記複数のセンサを繰り返し初期化し、
    前記第２動作は、前記駆動部により、前記放射線が照射されたことに応答して行われ、前記複数のセンサから信号が読み出されるように前記複数のセンサを駆動し、
    前記第１工程では、前記駆動部により、前記第１動作と前記第２動作とを、隣接行間で、各センサが前記第１動作で最後に初期化されてから前記第２動作で信号が読み出されるまでの時間に差が生じるように行う
    ことを特徴とする請求項１４に記載の放射線撮像装置の制御方法。
16. 前記第１工程では、
    前記第１動作および前記第２動作の一方をインタレース方式で行い、
    前記第１動作および前記第２動作の他方をプログレッシブ方式で行う
    ことを特徴とする請求項１４又は１５に記載の放射線撮像装置の制御方法。