JP7045834B2 - 放射線撮像システム - Google Patents

Description

本発明は、医療診断における一般撮影などの静止画撮影や透視撮影などの動画撮影に好適に用いられる放射線撮像装置に関する。

放射線による医療画像診断や非破壊検査に用いる撮影装置として、平面検出器（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ、以下ＦＰＤと略す）を用いた放射線撮像装置が普及している。放射線発生装置と放射線撮像装置を同期させるために、両者を物理的に接続すると、放射線撮像装置の設置場所や使用場所に制限が生じる。放射線撮像装置自体が放射線照射の開始や終了などを検出する構成とすれば、上記の接続が不要となり、様々な場所で放射線撮像装置を用いることが可能となる。

例えば、特許文献１の装置では、放射線の照射が開始するまでの判定期間にセンサ内にダーク電流による電荷が蓄積されないように定期的にスイッチ素子を導通させ、センサに蓄積された電荷を信号線に放出する（リセット）動作を行う。そのリセット動作時に放射線が照射される場合、放射線の照射が開始されてから放射線撮像装置が放射線の照射開始を検知するまでに時間がかかると、画素において発生した有用な電荷の一部が信号線に流出しデータの欠損が発生する。このために、放射線撮像装置で得られる画像に線欠陥が生じる。検知するまでの時間がさらに長くなると、線欠陥がさらに帯状に大きく広がる。

特許文献１では、放射線撮像装置の画素値の行方向（ゲート線方向）平均値に基づき、画素値の列方向（信号線方向）プロファイルを解析して、線欠陥が生じている範囲を特定し、画素値を補正（修復）する。しかしながら、列方向のプロファイル解析段階で、データの欠損によって発生した線欠陥と、本来の画素値が有するプロファイルの変化とを識別できない場合があり、線欠陥の補正を適切に行えない場合が出てくる。この結果、補正後の画像にアーチファクトが発生する可能性がある。

特開２０１２－１９１５９９号公報

本発明の目的は、放射線撮像装置により撮像された画像に含まれるアーチファクトの低減に有利な技術を提供することである。

本発明の放射線撮像システムは、放射線を電荷に変換し蓄積する変換素子と前記変換素子を信号線に接続するスイッチ素子とをそれぞれの画素が含む、複数の画素を有する行及び列が複数配置された画素部と、前記複数の行の各行に対して複数配置された駆動線を駆動する駆動回路と、前記画素部からの信号を処理する処理部と、を備え、前記複数の画素の前記スイッチ素子の制御端子は前記複数の駆動線のいずれかと接続され、前記駆動回路は、放射線が照射されたことが検出されるまでは、前記駆動線を駆動して各行の前記複数の画素の前記変換素子を繰り返しリセットするリセット動作を行い、前記放射線の照射が検出されると前記リセット動作を停止して前記変換素子に電荷を蓄積させ、その後、前記変換素子に蓄積された電荷の量に応じた信号を出力させ、各行の前記複数の画素は、複数の群に分割されており、前記リセット動作において前記複数の群は異なるタイミングでリセットされ、前記処理部は、前記リセットにより情報の欠損を受けた群の画素の信号を、別の群の画素の信号を用いて補正することを特徴とする。

本発明によれば、放射線撮像装置により撮像された画像に含まれるアーチファクトの低減に有利な技術を提供することができる。

放射線撮像システムの構成ブロック図。 撮像装置の回路図。 放射線撮像装置の制御方法を示すフローチャート。 放射線撮像装置の制御方法を示すタイミングチャート。 補正前の画素値を示す２次元像と補正前後の画素値を示す図。 画素部上に被写体を配置したときに取得される画素値プロファイル図。 補正前の画素値を示す２次元像と補正前後の画素値を示す図。 放射線撮像装置の制御方法を示すタイミングチャート。 補正前の画素値を示す２次元像と補正前後の画素値を示す図。 撮像装置の一部の回路図。 撮像装置の回路図。 放射線撮像装置の制御方法を示すタイミングチャート。 補正前の画素値を示す２次元像と補正方法を示す図。 補正前の画素値を示す２次元像と補正方法を示す図。 駆動線の駆動タイミングと補正方法を示す図。 駆動線の駆動タイミングと補正方法を示す図。 撮像装置の回路図。 補正方法を示す図。 放射線撮像システムの構成ブロック図

以下、本発明を適用可能な実施形態について説明する。なお、本発明において放射線は、放射線崩壊によって放出される粒子（光子を含む）の作るビームであるα線、β線、γ線などの他に、同程度以上のエネルギーを有するビーム、例えばＸ線や粒子線、宇宙線なども含まれる。

（実施例１）
図１は、本発明を適用可能な放射線撮像システムの構成例を示すブロック図である。放射線撮像システムは、放射線発生装置２０１、放射線制御装置２０２、処理部２０６、放射線撮像装置２０３を有する。放射線撮像装置２０３は、二次元検出部２０５、駆動制御部２０４、検知部１００１を有する。処理部２０６は、補正係数取得部２０７及び画像補正部２０８を有する。

放射線制御装置２０２は、放射線発生装置２０１に対して放射線の照射を制御する。放射線発生装置２０１は、放射線制御装置２０２の制御により、被写体を介して放射線撮像装置２０３に対して、放射線を照射（曝射）する。二次元検出部２０５は、放射線を検出する素子を概ねＹ行Ｘ列の二次元行列状に配置したセンサであり、駆動制御部２０４の制御により、放射線の照射に応じた画像情報を処理部２０６に出力する。二次元検出部２０５の構成は、後に図２を参照しながら詳細に述べる。補正係数取得部２０７は、二次元検出部２０５から入力した画像情報を基に補正係数を算出し、画像補正部２０８に出力する。画像補正部２０８は、補正係数取得部２０７から入力した補正係数を用いて、二次元検出部２０５から入力した画像情報を補正する。検知部１００１は、放射線の照射開始及び照射終了を検知し、放射線の照射を示す信号を駆動制御部２０４に出力する。駆動制御部２０４は、処理部２０６から予め要求された駆動方法で二次元検出部２０５の動作を制御し、検知部１００１が出力した放射線の照射を示す信号を基に、二次元検出部２０５の駆動方法を変更する。これにより、放射線撮像装置２０３は、放射線制御装置２０２との接続を行うことなく撮影を行うことができる。

図２は、二次元検出部２０５の構成例を示す回路図である。二次元検出部２０５は、駆動回路（シフトレジスタ）１１４、画素部１１２、バイアス電源部１０３、読み出し回路１１３、出力バッファアンプ１０９及びアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１１０を有する。二次元検出部２０５は、放射線を検出する画素１００を２次元行列状に配置したセンサであり、放射線を検出して画像情報を出力する。図２では、説明の簡便化のために、画素部１１２には一部の画素１００のみ示すが、実際の二次元検出部２０５はより多画素であり、例えば１７×１７インチの場合、約２８００行×約２８００列の画素を有している。画素部１１２は、行に配置された複数の画素が複数の群に分割されている行を含む。各行の異なる群は異なるタイミングでリセットされる画素を含む。ここでは説明の便宜のために行に配置された画素は２つの群に分割されており、それぞれの群の画素を画像形成用画素１００ａおよび補正用画素１００ｂと称する。画像形成用画素１００ａは、診断に用いる画像を形成するために概ね２次元行列状に配置され、補正用画素１００ｂは画像形成及び後述する方法で画像形成用画素１００ａの画素値を補正するために、分散して配置される。本実施形態では、図に示すように各行において画像形成用画素１００ａと補正用画素１００ｂがＹ行Ｘ列の２次元行列をなすものとし、各行とも少なくとも１つの補正用画素１００ｂを有するものとする。説明の便宜上、各行においてＳ列目の画素がすべて補正用画素１００ｂ、他の列の画素はすべて画像形成用画素１００ａであるとするが、例えば補正用画素１００ｂを配置する列を行ごとに変化させるなど、他の配置でも構わない。以下、画像形成用画素１００ａと補正用画素１００ｂを画素１００と総称する。

画素１００は放射線又は光を電荷に変換する変換素子１０２と、変換素子の電荷に応じた電気信号を出力するスイッチ素子１０１とを有する。変換素子１０２は、間接型の変換素子又は直接型の変換素子であり、照射された放射線を電荷に変換する。間接型の変換素子は、放射線を光に変換する波長変換体と、その光を電荷に変換する光電変換素子とを有する。直接型の変換素子は、放射線を直接電荷に変換する。照射された光を電荷に変換する光電変換素子としては、ガラス基板等の絶縁性基板上に配置されアモルファスシリコンを主材料とするＭＩＳ型フォトダイオードを用いることができる。また、光電変換素子は、ＰＩＮ型フォトダイオードでもよい。

スイッチ素子１０１は、制御端子と２つの主端子を有するトランジスタを用いることができる。例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いることができる。変換素子１０２は、それぞれ、一方の電極がスイッチ素子１０１の２つの主端子の一方に電気的に接続され、他方の電極が共通のバイアス線Ｂｓを介してバイアス電源部１０３と電気的に接続される。バイアス電源部１０３は、バイアス線Ｂｓにバイアス電圧Ｖｓを供給する。０行目にある画像形成用画素１００ａおよび補正用画素１００ｂの各スイッチ素子１０１の制御端子は、駆動線Ｖｇ（０）、Ｖｇ（１）にそれぞれ電気的に接続される。以降同様に、ｋ行目の画像形成用画素１００ａおよび補正用画素１００ｂの各スイッチ素子１０１は、それぞれの制御端子が駆動線Ｖｇ（２ｋ）およびＶｇ（２ｋ＋１）に共通に電気的に接続される。駆動回路１１４からの駆動線Ｖｇは各行のそれぞれの群に対応して設けられている。駆動回路１１４は、例えばシフトレジスタであり、駆動線Ｖｇ（０），Ｖｇ（１），・・・を介して、駆動信号をスイッチ素子１０１に供給することにより、スイッチ素子１０１の導通状態を制御する。同様に、ｋ列目（ｋ＝０～Ｘ－１）の画像形成用画素１００ａまたは補正用画素１００ｂの各スイッチ素子１０１は、それぞれ、一方の主端子が変換素子１０２に接続され、他方の主端子が信号線Ｓｉｇ（ｋ）に共通に電気的に接続されている。各スイッチ素子が導通状態である間に、各変換素子の電荷に応じた電気信号が、信号線Ｓｉｇ（ｋ）を介して読み出し回路１１３に出力される。信号線Ｓｉｇ（ｋ）は、複数の画素から出力された電気信号を読み出し回路１１３に出力する。

読み出し回路１１３は、各信号線の電気信号をそれぞれ増幅する増幅回路１０６を信号線Ｓｉｇ（ｋ）毎に設けている。各増幅回路１０６は、積分アンプ１０５と、可変ゲインアンプ１０４と、サンプルホールド回路１０７とを有する。積分アンプ１０５は、信号線の電気信号を増幅する。可変ゲインアンプ１０４は、積分アンプ１０５からの電気信号を可変ゲインで増幅する。サンプルホールド回路１０７は、可変ゲインアンプ１０４で増幅された電気信号をサンプルしホールドする。積分アンプ１０５は、信号線の電気信号を増幅して出力する演算増幅器１２１と、積分容量１２２と、リセットスイッチ１２３とを有する。積分アンプ１０５は、積分容量１２２の値を変えることにより、ゲイン（増幅率）を変更することが可能である。各列の演算増幅器１２１は、それぞれ、反転入力端子が信号線に接続され、正転入力端子が基準電圧Ｖｒｅｆの基準電源部１１１に接続され、出力端子が増幅された電気信号を出力する。基準電源部１１１は、各演算増幅器１２１の正転入力端子に基準電圧Ｖｒｅｆを供給する。積分容量１２２は、演算増幅器１２１の反転入力端子と出力端子の間に配置される。サンプルホールド回路１０７は、サンプリングスイッチ１２４と、サンプリング容量１２５とを有する。また、読み出し回路１１３は、各列のスイッチ１２６と、マルチプレクサ１０８とを有する。マルチプレクサ１０８は、各列のスイッチ１２６を順次導通状態することにより、各増幅回路１０６から並列に出力される電気信号を順次、出力バッファアンプ１０９にシリアル信号として出力する。出力バッファアンプ１０９は、電気信号をインピーダンス変換して出力する。アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１１０は、出力バッファアンプ１０９から出力されたアナログ電気信号をデジタル電気信号に変換し、画像情報として図１の処理部２０６に出力する。

駆動回路１１４は、図１の駆動制御部２０４から入力された制御信号Ｄ－ＣＬＫ，ＯＥ，ＤＩＯに応じて、スイッチ素子を導通状態にする導通電圧と非導通状態とする非導通電圧を有する駆動信号を、各駆動線Ｖｇ（０）、Ｖｇ（１）・・・に出力する。これにより、駆動回路１１４は、スイッチ素子の導通状態及び非導通状態を制御し、画素部１１２を駆動する。制御信号Ｄ－ＣＬＫは、駆動回路１１４として用いられるシフトレジスタのシフトクロックである。制御信号ＤＩＯは、駆動回路１１４のシフトレジスタの転送パルスである。制御信号ＯＥは、駆動回路１１４のシフトレジスタの出力イネーブル信号である。以上により、駆動回路１１４は、駆動の時間と走査方向を設定する。また、駆動制御部２０４は、制御信号ＲＣ、制御信号ＳＨ、及び制御信号ＣＬＫを読み出し回路１１３に出力することによって、読み出し回路１１３の各構成要素の動作を制御する。制御信号ＲＣは、積分アンプ１０５のリセットスイッチ１２３の動作を制御するための信号である。制御信号ＳＨは、サンプルホールド回路１０７のサンプリングスイッチ１２４を制御するための信号である。制御信号ＣＬＫは、マルチプレクサ１０８の動作を制御するためのクロック信号である。

図３は図１の放射線撮像システムの制御方法を示すフローチャートであり、図４はその制御方法のタイミングチャートである。ステップＳ３０１では、駆動制御部２０４は、放射線の照射が開始されたか否かを判定する。放射線発生装置２０１は、放射線制御装置２０２から放射線の照射を示す信号を入力すると放射線を照射する。駆動制御部２０４は、検知部１００１から放射線の照射を示す信号を入力されると放射線の照射が開始されたと判定しステップＳ３０３に進む。一方、同信号を入力されない場合には放射線の照射が開始されていないと判定しステップＳ３０２に進む。

ステップＳ３０２では、画素部１１２は駆動制御部２０４の制御により、画素１００の各変換素子の不要な蓄積電荷をリセットする動作（以下、空読みと称する）を行う。本発明においては、以下のように画像形成用画素１００ａと補正用画素１００ｂを異なるタイミングでリセットする。図４に示すように、まず駆動線Ｖｇ（０）を一定期間導通電圧にし、０行目の各画像形成用画素１００ａの変換素子において、ダーク電流による不要な蓄積電荷のリセット動作を行う。その後はステップＳ３０１に戻る。次に再びステップＳ３０２に進んだ際は、駆動線Ｖｇ（２）を一定期間導通電圧にし、１行目の各画像形成用画素１００ａの変換素子のリセット動作を行い、ステップＳ３０１に戻る。これを駆動線Ｖｇ（２Ｙ－２）まで繰り返すことで、先頭の０行目から最終のＹ－１行目までの画像形成用画素１００ａの空読みが完了する。これ以降のステップＳ３０２では、駆動線Ｖｇ（１）、Ｖｇ（３）、．．．、Ｖｇ（２Ｙ－１）を順次一定期間導通電圧とし、先頭の０行目から最終のＹ－１行目までの補正用画素１００ｂの空読みが完了する。画像形成用画素の空読みと補正用画素の空読みとは放射線照射開始が判定されるまで繰り返し行われる。

ステップＳ３０１で放射線照射開始が判定されると、空読みが停止しステップＳ３０３に移行する。本実施例では、図４のように放射線照射が開始されてから期間Ｔだけ遅れて放射線照射開始が判定されるとし、この間、空読み動作は継続されている。ここでは、期間Ｔの間にＶｇ（２Ｎ－４）、Ｖｇ（２Ｎ－２），Ｖｇ（２Ｎ）がそれぞれ一定期間導通電圧となるとする。Ｎ－２行目、Ｎ－１行目、Ｎ行目の画像形成用画素１００ａの各変換素子に蓄積されていた有用な（本来画像データとして読みだすべき）電荷の一部が信号線Ｓｉｇ（ｋ）に流出し、のちに読みだす画像データが一部欠損する原因となる。一方、Ｎ－２行目からＮ行目の補正用画素１００ｂは空読みされないため、電荷が流出することはない。放射線撮像装置は放射線の照射開始を判定したタイミングから、放射線の照射が開始されてから開始判定がされるまでの間に空読みされた行や画素の群の範囲を判定できる。例えば放射線撮像装置は放射線の照射開始を判定したタイミングからリセットを停止した画素の行や群を特定することができるので、リセットの速度や放射線の強度パターンから空読みをした時間範囲または所定の行数や群を判定できる。または、画像形成用画素と補正用画素とから読み出された信号の値の相違から信号の値に欠損があるかどうかを判断して、補正の範囲を判定してもよい。この場合は信号の値の相違を閾値と比較して欠損がある群を判定してもよい。

ステップＳ３０３では、駆動制御部２０４は、放射線の照射が終了したか否かを判定する。例えば、駆動制御部２０４は、放射線照射開始の判定時刻から所定時間（放射線照射期間）経過後に、放射線照射終了を判定する。また、駆動制御部２０４は、検知部１００１から放射線の照射を示す信号が入力されなくなった場合に放射線の照射が終了されたと判定してもよい。放射線の照射が終了した場合にはステップＳ３０５に進み、放射線の照射が終了していない場合にはステップＳ３０４に進む。

ステップＳ３０４では、画素部１１２は駆動制御部２０４の制御により、電荷の蓄積動作を行う。図４に示すように、全ての駆動線Ｖｇ（０）～Ｖｇ（２Ｙ－１）を非導通電圧にし、全ての画素のスイッチ素子を非導通状態にして、放射線の照射に応じた電荷を変換素子に蓄積する。その後、ステップＳ３０３に戻る。

ステップＳ３０５では、画素部１１２は駆動制御部２０４の制御により、放射線の照射に応じた画素信号を読みだす動作（本読み）を行う。本読み動作では、駆動線Ｖｇ（０），Ｖｇ（１），Ｖｇ（２），Ｖｇ（３），・・・が順次導通電圧になる。この結果、（０行目の画像形成用画素）⇒（０行目の補正用画素）⇒（１行目の画像形成用画素）⇒（１行目の補正用画素）⇒・・・の順に、各信号線Ｓｉｇ（ｋ）に電気信号が出力される。Ａ／Ｄ変換器１１０は、各画素の画素値を処理部２０６に出力する。

図５（ａ）に示すように読み出された補正前の２次元像は、Ｓ列目以外の画像形成用画素１００ａにおいてはＮ－２行目～Ｎ行目の有用な電荷の一部が失われているため画素値ｚ（Ｓ，Ｎ）は低下している。補正用画素１００ｂでは電荷が失われていないため画素値ｚ（Ｓ，Ｎ）は高い値を持つ。同図（ｂ）は補正前後のＮ行目の画素値ｚ（ｘ，Ｎ）の行方向プロットである。本発明において、同行のＳ列目にある補正用画素の画素値ｚ（Ｓ，Ｎ）の値を参照し（基準として）、任意の位置ｘについてｚ（ｘ，Ｎ）を補正することができる。最も単純な方法としては、各行においてＳ列目を除く補正後の画像形成用画素の画素値の平均値が補正前の補正用画素の画素値ｚ（Ｓ，Ｎ）と一致するように補正すればよい。すなわち、Ｎ行目において、ｘ列目の画素値ｚ（ｘ，Ｎ）と、Ｓ列目以外の全画素（画像形成用画素）の画素値の平均値〈ｚ（ｘ，Ｎ）〉を用いて、補正後の画素値ｚ’（ｘ，Ｎ）を下式（１）により求めればよい。
ｚ’（ｘ，Ｎ）＝ｚ（ｘ，Ｎ）×｛ｚ（Ｓ，Ｎ）／〈ｚ（ｘ，Ｎ）〉｝．．．（１）
平均値としては、Ｎ行のＳ列の前後の所定数の列の画素値を用いてもよい。補正用画素の画素値により画像形成用画素の画素値を補正する。全体の画像は画像形成用画素と補正用画素とからの電気信号に基づいて形成することができる。

別な方法としては、参照する画素値として１画素の画素値ｚ（Ｓ，Ｎ）を用いる代わりに、ｚ（Ｓ，Ｎ）およびその周辺画素の画素値まで含めて平均化した平均値を用い、種々のノイズの影響を受けにくくすることもできる。ここでの周辺画素としては、例えばＮ＋１行目以降の（電荷が失われていない）画像取得用画素や補正用画素を利用可能である。また、後述するようにＳ列目以外の列にも他の補正用画素が配置されている場合は、それらも周辺画素として利用可能である。他の行（Ｎ－１行目など）についても、上記と同様の補正を行ごとに行うことができる。

線欠陥の補正を行うことにより、補正後の画像に写りこむアーチファクトを低減することができる。画素値のプロファイルが列方向に変化する領域近傍で線欠陥が発生した場合についての補正も可能である。図６（ａ）のように、画素部１１２に被写体８００が配置されたとする。線欠陥が発生しない場合の画素値ｚ（ｘ，ｙ）の列方向プロファイルは、同図（ｂ）のように被写体のエッジ近傍で大きく変化する。今、同図（ｃ）のように、上記エッジ近傍の空読み動作を行っている間に放射線が照射され帯状の線欠陥が発生したとする。これを補正する際、画素値の列方向プロファイルから線欠陥の発生領域の特定を行う方法では、本来の画素値プロファイルの変化を見分けるのが難しい場合がある。被写体のエッジと線欠陥発生領域の位置関係や、プロファイルの段差量、データの欠損の発生量などの条件によって、データの欠損によって発生した線欠陥との見分けが難しい。また、仮に両者を見分けることができたとしても、線欠陥の補正演算に用いる各種係数（線欠陥近傍の画素値を直線近似する際の切片と傾きなど）の算出に誤差を生じる可能性がある。そのため、補正後の画像にアーチファクトを生じる可能性がある。一方、本発明の方法によれば、図６（ｄ）に示すように補正用画素（点線部分）ではデータの欠損が発生しないため、画像形成用画素で発生した線欠陥を補正用画素の画素値に基づき補正できる。また、仮に先述の期間Ｔが非常に長いなど、補正用画素のデータの欠損が発生する状況であっても、画像形成用画素と補正用画素とで、データの欠損の程度が異なる２種類のプロファイルを得られる。これらを適切に解析することで、データの欠損の発生領域や発生量を見積もることができる。いずれの場合においても、線欠陥の補正を適切に行い、補正後の画像に映り込むアーチファクトを防止することが可能となる。なお、本発明の効果が得られるのは図６（ａ）の状況に限らず、例えば画素部１１２の行方向と平行にグリッドが配置された場合などにおいても効果が得られる。さらに、画素値に含まれるオフセット値を考慮して補正を行ってもよい。

（実施例１の変形例）
図７（ａ）のように各行内に複数の補正用画素１００ｂを配置してもよい。この場合は同図（ｂ）のように、補正対象の画像形成用画素１００ａの位置に応じて、異なる補正用画素１００ｂを参照して補正を行うことができる。これにより、例えば補正前の画素値が行方向に徐々に変化する（シェーディングしている）場合においても、精度よく補正を行うことができる。

また、これまでの説明では、画像形成用画素の空読み期間中に放射線の照射が開始され、画像形成用画素の電荷が一部失われるとしてきたが、照射タイミングによっては図８のように補正用画素の空読み期間中に放射線の照射が開始されることもある。この場合、読みだされた画素値の２次元像および画素値のプロファイルは図９（ａ）のようになる。このときは補正用画素１００ｂと画像形成用画素１００ａの役割を入れ替えて、いずれか１つまたは複数の画像形成用画素１００ａの画素値を参照して補正用画素１００ｂの画素値を補正すればよい。図９（ｂ）に補正前後の画素値プロファイルを示す。一般に、画像形成用画素と補正用画素とで、空読みによって電荷が失われた方の画素の画素値を、失われていない方の画素値を参照して補正すれば、画像形成用画素と補正用画素のいずれの電荷が失われた場合も補正が可能である。そのため、一連の補正処理を開始する前に、画像形成用画素の画素値と補正用画素の画素値を比較判定し、画素値が大きい方を補正用画素として用いるよう、必要に応じて両者の役割を入れ替える処理を行うことも有効である。また、別な方法として、図１０に示すように同じ行に設けた複数の補正用画素１００ｂをあらかじめ複数の群（たとえば１００ｂ－１と１００ｂ－２の２群）に分け、これらを別系統の駆動線（Ｖｇ（１－１）、Ｖｇ（１－２）など）に接続する。これにより、群ごとに空読みをする期間を分ける。例えばＶｇ（０）、Ｖｇ（２）・・、Ｖｇ（１－１）、Ｖｇ（３－１）・・、Ｖｇ（１－２）、Ｖｇ（３－２）・・の順で空読みするように制御してもよい。この例では１行の画素が３つの群に分けられて群ごとに順にリセット動作を行うことができる。

（実施例２）
図１１は、二次元検出部２０５の別な構成例を示す回路図である。画素部１１２はＹ行Ｘ列の２次元行列状に配置された画素１００を有する。０行目において、偶数列目（０，２，４，・・・列目）、および奇数列目（１，３，５，・・・列目）の画素の各スイッチ素子の制御端子は、それぞれ駆動線Ｖｇ（０）、Ｖｇ（１）に共通に電気的に接続される。以降同様に、ｋ行目の奇数列目および偶数列目の画素の各スイッチ素子の制御端子は駆動線Ｖｇ（２ｋ）、Ｖｇ（２ｋ＋１）に共通に電気的に接続される。また、本実施例では隣接する２画素間で１本の信号線を共有する構成としている。すなわち、２ｋ列目と２ｋ＋１列目（ｋ＝０，１，２，・・・）の画素の各スイッチ素子は、それぞれ、一方の主端子が変換素子に接続され、他方の主端子が信号線Ｓｉｇ（ｋ）に共通に電気的に接続されている。各行に２本ずつ設けられた駆動線Ｖｇは、各行において偶数列目の群または奇数列目の群のスイッチ素子を駆動するように、駆動線に対応する群のスイッチ素子の制御端子に接続されている。駆動回路１１４の制御により、Ｖｇ（２ｋ）を導通電圧、Ｖｇ（２ｋ＋１）を非導通電圧とすれば、偶数列目の画素に蓄積された信号が信号線に出力される。Ｖｇ（２ｋ）を非導通電圧、Ｖｇ（２ｋ＋１）を導通電圧とすれば、奇数列目の画素に蓄積された信号が信号線に出力される。上記構成とすることにより、信号線の本数をＸ／２本に半減でき、読み出し回路１１３の回路規模も実施例１に対し半減できる。

なお、信号線を隣接画素間で共有せず、実施例１と同様に、画素の列と同数（Ｘ本）設けてもよい。また、偶数列目と奇数列目の画素に対してそれぞれ別々の配線としているバイアス線Ｂｓを偶数列目と奇数列目の画素に対して共通化してもよい。

図１２は本実施例の放射線撮像システムの制御方法のタイミングチャートである。空読み期間では、奇数列目の画素を順に空読みし、次に偶数列目の画素を順に空読みするというように、偶数列と奇数列とを交互に空読みする。偶数列目の画素の空読み期間中に放射線が照射されデータ欠損が起こった場合、偶数列目の画素を画像形成用画素、奇数列目の画素を補正用画素とする。すなわち、奇数列目の画素値を参照して偶数列目の画素値を補正する。逆に、奇数列目の画素の空読み期間中に放射線が照射されデータ欠損が起こった場合は、奇数列目の画素を画像形成用画素、偶数列目の画素を補正用画素として画素値の補正を行う。

図１３（ａ）は、偶数列目の画素においてデータ欠損が起こった場合に読みだされる２次元画像の概念図である。奇数列目においては空読み動作中に放射線が照射されておらず、データの欠損が起こっていないとする。各行について、種々の方法で画素値を補正することができる。以下、Ｎ行目の画素値の修復方法についていくつか例を示すが、Ｎ－１行目などについても同様の補正が可能である。

（ア）１対の画素値を用いる場合
図１３（ｂ）に示すように、電荷が一部失われたｋ列目（ｋは偶数）の画素値ｚ（ｋ，Ｎ）と、その近傍の電荷が失われていないｋ＋１列目の画素値ｚ（ｋ＋１，Ｎ）の１対の組を用いて補正を行う。Ｎ行目の任意のｘ列の補正後の画素値ｚ’（ｘ，Ｎ）を下式（２）により計算できる。
ｚ’（ｘ，Ｎ）＝ｚ（ｘ，Ｎ）×ｚ（ｋ＋１，Ｎ）／ｚ（ｋ，Ｎ）．．．（２）
なお、各画素値に含まれているオフセット成分を考慮して、オフセット補正を行ってもよい。画素値ｚ（ｘ，Ｎ）に含まれるオフセット成分の大きさがｏｆｆｓｅｔ（ｘ，Ｎ）である場合、補正後の画素値ｚ’（ｘ，ｙ）を下式（２）’により計算することができる。
ｚ’（ｘ，Ｎ）
＝｛ｚ（ｘ，Ｎ）－ｏｆｆｓｅｔ（ｘ，Ｎ）｝
×｛ｚ（ｋ＋１，Ｎ）－ｏｆｆｓｅｔ（ｋ＋１，Ｎ）｝
／｛ｚ（ｋ，Ｎ）－ｏｆｆｓｅｔ（ｋ，Ｎ）｝＋ｏｆｆｓｅｔ（ｘ，Ｎ）
．．．（２）’
なおオフセット成分の取得方法としては、例えば、放射線が照射される期間に相当する期間に、スイッチ素子がオフであってかつ放射線を照射しない状態に発生した値を求める方法がある。あるいは、上記放射線が照射される期間に相当する期間に、スイッチ素子がオフであってかつ放射線を照射している状態に発生した値を用いる。また上記放射線が照射される期間に相当する期間に、スイッチ素子がオンであってかつ放射線を照射していない状態に発生した値などで、オフセット成分を取得することもできる。

（イ）複数個の画素値を用いる場合
図１３（ｃ）に示すように、ｋ列目（ｋは偶数）の近傍４画素の画素値を用いて、補正後の画素値ｚ’（ｘ，Ｎ）を下式（３）で計算できる。
ｚ’（ｘ，Ｎ）
＝ｚ（ｘ，Ｎ）
×［｛ｚ（ｋ－１，Ｎ）＋ｚ（ｋ＋１，Ｎ）｝／２］
／［｛ｚ（ｋ－２，Ｎ）＋ｚ（ｋ，Ｎ）｝／２］ ．．．（３）
さらに多くの画素値を用いてもよい。複数の画素値を用いることで、２次元画像の読み取り中に種々のノイズの影響を受けて画素値が変動した場合も、ノイズの影響を受けにくくなり、画素値を精度よく補正できる。

（ウ）補正する画像形成用画素の位置に合わせて、参照する補正用画素を変更する場合
図１４（ａ）のように、ｘ列目（ｘは偶数）の近傍４画素の画素値を用いて、補正後の画素値ｚ’（ｘ，Ｎ）を下式（４）で計算できる。
ｚ’（ｘ，Ｎ）
＝ｚ（ｘ，Ｎ）
×［｛ｚ（ｘ－１，Ｎ）＋ｚ（ｘ＋１，Ｎ）｝／２］
／［｛ｚ（ｘ－２，Ｎ）＋ｚ（ｘ，Ｎ）｝／２］ ．．．（４）
図１４（ｂ）のように、上記の計算を任意のｘ列の画素について次々に行うことで、例えば図７（ａ）のように補正前の画素値が行方向に変化する（シェーディングしている）場合でも画素値を精度よく補正できる。

（実施例２の変形例）
（ア）インターレース駆動による例
図１５（ａ）は、図１１の回路についての本変形例のタイミングチャートである。空読み動作中のＶｇ（０）～Ｖｇ（７）についてのみ示す。空読み期間を空読み期間１～４の繰り返しとし、空読み期間１～４においてそれぞれ、駆動線Ｖｇ（４ｋ）の群、Ｖｇ（４ｋ＋１）の群、Ｖｇ（４ｋ＋２）の群、Ｖｇ（４ｋ＋３）の群を順次導通電圧とする。期間１では偶数行目の偶数列にある画素から次々に電気信号が読出される。期間２では偶数行目の奇数列の画素から次々に電気信号が読み出される。期間３では奇数行目の偶数列にある画素から次々に電気信号が読み出される。期間４では奇数行目の奇数列にある画素から次々に電気信号が読み出される。これにより、空読み期間１～４はそれぞれ、偶数行目偶数列目の画素、偶数行目奇数列目の画素、奇数行目偶数列目の画素、奇数行目奇数列目の画素から順次電気信号を読み出す空読み期間となる。このように、偶数行目の画素からの電気信号の読出しと奇数行目の画素からの電気信号の読出しを交互に行うことにより画素に対するインターレース駆動が行われる。

空読み期間３において放射線が照射され、データ欠損が起こった場合の２次元画像の概念図を図１５（ｂ）に示す。画素に対する空読みを偶数行と奇数行で交互に行う共に偶数列と奇数列とでも空読みのタイミングを変える。隣接して配置された画素に対して、連続したタイミングではなく、とびとびのタイミングで空読みが行われる。この結果、欠損が発生した画素を画像形成用画素１００ａとして補正を行う際、本変形例では欠損の生じた画素の同じ行の左右の画素だけでなく、上下の列の画素も補正用画素１００ｂとして利用可能にできうる。そのため、２次元画像の読み取り中に種々のノイズの影響を受けても、高精度の補正が可能となる。

（イ）複数行同時駆動による例
図１１の回路において、図１６（ａ）のタイミングチャートに示すように、空読み期間において複数の行を同時にリセットしてもよい。放射線照射を検知する際にバイアス線Ｂｓに流れる電流値を利用する場合、複数行のバイアス電流変化を検知することができるので放射線検知の感度が向上する。偶数列目の画素の空読み期間において放射線が照射され、データ欠損が起こった場合の２次元画像の概念図を図１６（ｂ）に示す。画像形成用画素の画素値の補正方法は、実施例１等と同様でよい。

（ウ）インターレース駆動時のスイッチ素子の駆動を変更した例
図１７は、二次元検出部２０５の別な構成例を示す回路図である。０行目と１行目においては、図１１と同様、偶数列目の画素と奇数列目の画素の各スイッチ素子の制御端子は、それぞれ駆動線Ｖｇ（２ｋ）、Ｖｇ（２ｋ＋１）に共通に接続される（ｋは整数）。一方、２行目と３行目においては、図１１とは逆に、偶数列目の画素と奇数列目の画素の各スイッチ素子の制御端子は、それぞれ駆動線Ｖｇ（２ｋ＋１）、Ｖｇ（２ｋ）にそれぞれ共通に接続される。以降、画素の４行を１周期とし、最終のＹ－１行目まで上記が繰り返し配置されている。本変形例では「（ア）インターレース駆動との組み合わせ」と同様に図１５のタイミングチャートで駆動を行う。ある画素に対して周囲に配置された画素の駆動タイミングは、連続したタイミングではなく、とびとびのタイミングになる。空読み期間３において放射線が照射され、データ欠損が起こった場合の２次元画像の概念図を図１８に示す。欠損が発生した画素を画像形成用画素１００ａとして補正を行う際、本変形例では上下左右の画素だけでなく、さらに多くの画素も補正用画素１００ｂとして利用可能にできうる。その場合には、さらに高精度の補正が可能となる。以上の例の他にも各列各行の画素をリセットするタイミングを制御することにより、リセットされる画素の配置を離散的になるようにする。これにより多くの画素を補正に使用できる。

（その他の実施例）
図１９は、本発明を適用可能な放射線撮像システムの別な構成例を示すブロック図である。図１と異なり、検知部１００１がなく、放射線撮像装置２０３に含まれる駆動制御部２０４が放射線制御装置２０２と有線または無線で接続されている。また、図３のステップＳ３０３において、駆動制御部２０４は、放射線制御装置２０２から放射線の照射を示す信号を入力すると放射線の照射が開始されたと判定し、放射線の照射を示す信号を入力しない場合には放射線の照射が開始されていないと判定する。この例では駆動制御部２０４が、放射線制御装置２０２からの放射線の照射を示す信号を利用できる。この場合においても、種々の条件（装置間の通信速度や、放射線開始判定に要する時間など）によっては、放射線の照射が開始されてから放射線撮像装置が放射線の照射開始を検知するまでに時間がかかってしまう。その結果、データの欠損が発生する場合がある。これまでに説明したようにリセット動作を行うタイミングを制御することにより、Ｘ線照射を示す信号が撮像装置の外部から入力されるシステムで発生する線欠陥の補正においても有効である。

１００ 画素、１００ａ 画像形成用画素、１００ｂ 補正用画素、１０１ ＴＦＴ、１０２ 光電変換素子、１０３ バイアス電源、１０４ 可変ゲインアンプ、１０５ 積分アンプ、１０６ 増幅回路、１０７ サンプルホールド回路、１０８ マルチプレクサ、１０９ 出力バッファアンプ、１１０ Ａ／Ｄコンバータ、１１１ アンプ基準電源、１１２ 画素部、１１３ 読み出し回路、１１４ 駆動回路、１１５ 電流・電圧変換回路、１２１ 演算増幅器、１２２ 積分容量、１２３ リセットスイッチ、１２４ サンプリングスイッチ、１２５ サンプリング容量、１２６ スイッチ

Claims (17)

1. 放射線を電荷に変換し蓄積する変換素子と前記変換素子を信号線に接続するスイッチ素子とをそれぞれの画素が含む、複数の画素を有する行及び列が複数配置された画素部と、
   前記複数の行の各行に対して複数配置された駆動線を駆動する駆動回路と、
   前記画素部からの信号を処理する処理部と、を備え、
   前記複数の画素の前記スイッチ素子の制御端子は前記複数の駆動線のいずれかと接続され、
   前記駆動回路は、放射線が照射されたことが検出されるまでは、前記駆動線を駆動して各行の前記複数の画素の前記変換素子を繰り返しリセットするリセット動作を行い、前記放射線の照射が検出されると前記リセット動作を停止して前記変換素子に電荷を蓄積させ、その後、前記変換素子に蓄積された電荷の量に応じた信号を出力させ、
   各行の前記複数の画素は、複数の群に分割されており、前記リセット動作において前記複数の群は異なるタイミングでリセットされ、
   前記処理部は、前記リセットにより情報の欠損を受けた群の画素の信号を、別の群の画素の信号を用いて補正することを特徴とする放射線撮像システム。
2. 前記複数の駆動線のそれぞれは前記複数の群に対応して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像システム。
3. 前記複数の群は、偶数列の画素で構成される群と奇数列の画素で構成される群とを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線撮像システム。
4. 前記画素部の各行において隣接して配置された奇数列の画素の変換素子と偶数列の画素の変換素子とは、前記奇数列の画素と前記偶数列の画素とに共通に設けられている前記信号線に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の放射線撮像システム。
5. 前記リセット動作は、少なくとも第１の群の変換素子について行ごとに順に行われる第１の期間と、前記第１の群と異なる第２の群の変換素子について行ごとに順に行われる第２の期間とを有し、前記第１の期間と前記第２の期間とを繰り返す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システム。
6. 前記リセット動作は１行おきに行われることを特徴とする請求項５に記載の放射線撮像システム。
7. 前記リセット動作は所定の群の複数行の変換素子について同じタイミングで順に行われることを特徴とする請求項５に記載の放射線撮像システム。
8. 前記画素部の各行には列方向に並んで第１の駆動線と第２の駆動線とがそれぞれ備えられており、連続している２行において、偶数列の画素の前記スイッチ素子の制御端子は前記第１の駆動線に接続され、奇数列の画素の前記スイッチ素子の制御端子は前記第２の駆動線に接続され、前記連続している２行に続く連続している２行において偶数列の画素の前記スイッチ素子の制御端子は前記第２の駆動線に接続され、奇数列の画素の前記スイッチ素子の制御端子は前記第１の駆動線に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像システム。
9. 前記リセット動作では、前記駆動回路は、前記第１の駆動線を１行おきに順に駆動し、
   続いて前記第２の駆動線を１行おきに順に駆動することを繰り返すことを特徴とする請求項８に記載の放射線撮像システム。
10. 前記補正は平均値の小さな値の群の信号と平均値の大きな値の群の信号との値の大きさの比に基づいて行われることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の放射線
    撮像システム。
11. 前記補正は前記欠損を受けた群の画素と同じ行の別の群の画素の信号に基づいて行われ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システム。
12. 前記補正は前記欠損を受けた群の画素に隣接している別の群の画素の信号に基づいて行われ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システム。
13. 前記欠損を受けた群は、放射線が照射されたことが検出されたタイミングに基づいて判定され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システム。
14. 各行の前記複数の画素は一列に配置されていることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の放射線撮像システム。
15. 前記複数の群の１つの群の画素は前記一列において前記複数の群の別の群の画素の間に配置されていることを特徴とする請求項１４に記載の放射線撮像システム。
16. 前記複数の群のうちの少なくとも１つの群は、補正用画素からなることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の放射線撮像システム。
17. 放射線を電荷に変換し蓄積する変換素子と前記変換素子を信号線に接続するスイッチ素子とをそれぞれの画素が含む、複数の画素を有する行及び列が複数配置された画素部と、
    前記複数の行に対して配置された複数の駆動線を駆動する駆動回路と、
    前記画素部からの信号を処理する処理部と、を備え、
    前記複数の画素の前記スイッチ素子の制御端子は前記複数の駆動線のいずれかと接続され、
    前記駆動回路は、放射線が照射されたことが検出されるまでは、前記駆動線を駆動して各行の前記複数の画素の前記変換素子を繰り返しリセットするリセット動作を行い、前記放射線の照射が検出されると前記リセット動作を停止して前記変換素子に電荷を蓄積させ、その後、前記変換素子に蓄積された電荷の量に応じた信号を出力させ、
    各行の前記複数の画素は、画像形成用画素からなる第１の群と補正用画素からなる第２の群とを少なくとも有し、
    前記リセット動作において前記第１の群と第２の群とは異なるタイミングでリセットされ、
    前記処理部は、前記リセットにより情報の欠損を受けた群の画素の信号を、別の群の画素の信号を用いて補正することを特徴とする放射線撮像システム。

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