JP7396560B2 - Ｘ線撮像装置及びｘ線撮像装置の制御方法 - Google Patents

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Description

本開示は、Ｘ線撮像装置及びＸ線撮像装置の制御方法に関する。
従来、薄膜トランジスタを備えたＸ線撮像装置及びＸ線撮像装置の制御方法が知られている。このようなＸ線撮像装置及びＸ線撮像装置の制御方法は、例えば、特許文献１に開示されている。
上記特許文献１のＸ線撮像装置（固体Ｘ線検出器）では、Ｘ線検出器の一部が放射線遮断物質で被覆される。そして、所定の閾値に到達するのに十分なレベルの放射線（Ｘ線）が、Ｘ線検出器の露出部分に照射される。固体Ｘ線検出器は、放射線画像を取得し、ラインアーチファクトが存在するか否かを判定する。ラインアーチファクトが存在すると判定されたデータラインを画像プロセッサに格納する。そして、ラインアーチファクトを示すと判定されたデータラインに接続された画素の画素値が、当該データラインに隣接する２つのデータラインの画素値の平均値に置き換えられる。これにより、Ｘ線検出器の薄膜トランジスタの漏れ信号が大きく、ラインアーチファクトが発生しやすい画素を含むデータラインに接続された複数の画素の画素値が修正される。
特表２００４－５２１７２１号公報
上記特許文献１のＸ線撮像装置では、ラインアーチファクトを発生させるために、通常のＸ線撮像に用いるＸ線源よりも、強力なＸ線を照射することが可能なＸ線源（高出力のＸ線源）を設ける必要がある。そして、上記特許文献１のＸ線撮像装置では、ラインアーチファクトを示すと判定されたデータラインに接続された全ての画素の画素値が、当該データラインに隣接する２つのデータラインに接続された画素の画素値の平均値に置き換えられる。このため、上記特許文献１のＸ線撮像装置では、画素値の修正が不要な画素に対しても、画素値が置き換えられてしまう（修正されてしまう）という問題点がある。
そこで、本開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、高出力のＸ線源を設けることなく、画素ごとに画質を向上させることが可能なＸ線撮像装置及びＸ線撮像装置の制御方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本開示の第１の態様に係るＸ線撮像装置は、Ｘ線源と、前記Ｘ線源から照射されるＸ線を光に変換するシンチレータと、当該シンチレータからの光を電気信号に変換する光電変換素子と、当該光電変換素子に接続された薄膜トランジスタと、を含む、Ｘ線撮像パネルと、前記Ｘ線源によるＸ線の照射、及び前記Ｘ線撮像パネルによる撮像を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記薄膜トランジスタにゲート信号を供給し、前記薄膜トランジスタから読み出したデータ信号に基づいて、前記Ｘ線源と前記Ｘ線撮像パネルとの間に被写体を配置しない状態で撮像された撮像画像である検査撮像画像を生成する画像処理部と、前記検査撮像画像から黒点画素を検出する検出制御部と、前記黒点画素に対応する薄膜トランジスタのゲートに、当該薄膜トランジスタのゲートオフ閾値電圧を上昇させるプラスシフト電圧を印加する閾値補正部と、を含む。
また、第２の態様に係るＸ線撮像装置の制御方法は、Ｘ線源と、前記Ｘ線源から照射されるＸ線を光に変換するシンチレータと、当該シンチレータからの光を電気信号に変換する光電変換素子と、当該光電変換素子に接続された薄膜トランジスタと、を含む、Ｘ線撮像パネルと、を備えたＸ線撮像装置の制御方法であって、前記Ｘ線源から前記Ｘ線撮像パネルにＸ線を照射するステップと、前記薄膜トランジスタにゲート信号を供給し、前記薄膜トランジスタから読み出したデータ信号に基づいて、前記Ｘ線源と前記Ｘ線撮像パネルとの間に被写体を配置しない状態で撮像された撮像画像である検査撮像画像を取得するステップと、前記検査撮像画像から黒点画素を検出するステップと、前記黒点画素に対応する薄膜トランジスタのゲートに、当該薄膜トランジスタのゲートオフ閾値電圧を上昇させるプラスシフト電圧を印加するステップと、を備える。
上記構成のＸ線撮像装置及びその制御方法によれば、ラインアーチファクト（輝点）ではなく、黒点画素を検出するので、高出力のＸ線源を設けることなく、漏れ電流が発生しやすい薄膜トランジスタを検出することができる。そして、黒点画素を検出することにより、ゲートオフ閾値電圧がマイナスシフトした薄膜トランジスタを画素ごとに検出することができる。そして、マイナスシフトした薄膜トランジスタにプラスシフト電圧を印加して、当該薄膜トランジスタのゲートオフ閾値電圧を上昇させることができるので、画素ごとに画質を向上させることができる。
図１は、第１実施形態におけるＸ線撮像装置を示す模式図である。 図２は、光電変換パネルの概略構成を示す模式図である。 図３は、制御回路の機能ブロック図である。 図４は、ＴＦＴの特性の変化を説明するための図である。 図５は、閾値補正モードにおけるゲートオフ電圧を説明するための図である。 図６は、検査撮像画像の例を示す図である。 図７は、黒点画素の座標情報の例を示す図である。 図８は、プラスシフト電圧の印加を説明するための図である。 図９は、ＴＦＴのゲートオフ閾値電圧のプラスシフトを説明するための図である。 図１０は、Ｘ線撮像装置の制御処理を示すフロー図である。 図１１は、第２実施形態におけるＸ線撮像装置のブロック図である。 図１２は、第２実施形態における黒点画素の検出を説明するための図である。 図１３は、第２実施形態による黒点画素の座標情報を説明するための図である。 図１４は、第２実施形態によるＴＦＴのプラスシフトを説明するための図である。 図１５は、第３実施形態におけるＸ線撮像装置のブロック図である。 図１６Ａは、検査電圧値Ｖｂ１を用いて生成された検査撮像画像Ｒ１の例の図である。 図１６Ｂは、検査電圧値Ｖｂ２を用いて生成された検査撮像画像Ｒ２の例の図である。 図１７は、第３実施形態による黒点画素の座標情報を説明するための図である。 図１８は、第３実施形態によるＴＦＴのプラスシフトを説明するための図である。 図１９は、第３実施形態によるＸ線撮像装置の制御処理を示すフロー図である。
以下、本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本開示は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本開示の構成を充足する範囲内で、適宜設計変更を行うことが可能である。また、以下の説明において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、実施形態および変形例に記載された各構成は、本開示の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよいし、変更されてもよい。また、説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化または模式化して示されたり、一部の構成部材が省略されたりしている。また、各図に示された構成部材間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比を示すものではない。
［第１実施形態の構成］
図１は、第１実施形態におけるＸ線撮像装置１００を示す模式図である。Ｘ線撮像装置１００は、光電変換パネル１とシンチレータ２とを含むＸ線撮像パネル１０と、制御部３と、Ｘ線源４と、記憶部５と、操作部６とを備える。
制御部３は、ゲート駆動回路３１と、信号読出回路３２と、制御回路３３と、を含む。ゲート駆動回路３１及び信号読出回路３２は、光電変換パネル１に接続されている。また、制御回路３３は、ゲート駆動回路３１と信号読出回路３２とＸ線源４とに接続されている。制御回路３３は、記憶部５に格納されたプログラムを実行するプロセッサを含む。そして、制御回路３３は、Ｘ線源４によるＸ線の照射、及びＸ線撮像パネル１０による撮像を制御する。
Ｘ線源４は、被写体Ｓに対しＸ線を照射する。被写体Ｓを透過したＸ線は、光電変換パネル１の上部に配置されたシンチレータ２において蛍光（以下、シンチレーション光）に変換される。Ｘ線撮像装置１００は、シンチレーション光をＸ線撮像パネル１０において撮像することにより、Ｘ線撮像画像を制御部３により生成する。
記憶部５は、例えば、不揮発性メモリを含む。記憶部５は、制御回路３３により実行されるプログラムと、制御回路３３により書き込まれる黒点画素Ｂ（図６参照）の座標情報５１とが記憶されている。黒点画素Ｂについては、図６を参照し、座標情報５１については、図７を参照して後述する。
操作部６は、例えば、ユーザによる操作を受け付けるタッチパネル又は複数の操作ボタンが配置された操作パネルを含む。操作部６は、「通常の撮像モード」と「閾値補正モード」とのいずれかを選択するためのユーザによる操作を受け付ける。
ここで、「通常の撮像モード」とは、Ｘ線源４とＸ線撮像パネル１０との間に被写体Ｓを配置した状態で、Ｘ線源４からＸ線撮像パネル１０にＸ線を照射し、Ｘ線撮像画像を生成するモードである。「閾値補正モード」とは、Ｘ線源４とＸ線撮像パネル１０との間に被写体Ｓを配置せずに、Ｘ線源４からＸ線撮像パネル１０にＸ線を照射し、Ｘ線撮像画像（検査撮像画像Ｒ）を生成し、黒点画素Ｂを検出し、当該黒点画素Ｂに対応するＴＦＴ１４のゲートにプラスシフト電圧Ｖｈを印加することにより、ＴＦＴ１４のゲートオフ閾値電圧Ｖｔｈをプラスシフト（上昇）させる、一連の制御処理を実行するモードである。
図２は、光電変換パネル１の概略構成を示す模式図である。光電変換パネル１は、複数のデータ線１１と、複数のゲート線１２とが配置されている。データ線１１とゲート線１２とで囲まれた領域には、フォトダイオード１３と、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）１４とが配置されている。この領域は、Ｘ線撮像画像（検査撮像画像Ｒ）を構成する画像の最小単位である１つの画素に対応する。また、複数のフォトダイオード１３及び複数のＴＦＴ１４は、マトリクス状に配置されている。フォトダイオード１３は、被写体Ｓを透過したＸ線を変換したシンチレーション光をその光量に応じた電荷に変換する。光電変換パネル１におけるゲート線１２は、ゲート駆動回路３１からゲート信号が供給されて順次選択状態に切り替えられ、選択状態のゲート線１２に接続されたＴＦＴ１４がオン状態となる。ＴＦＴ１４がオン状態になると、フォトダイオード１３において変換された電荷に応じた信号がデータ信号としてデータ線１１を介して信号読出回路３２に出力される。また、ＴＦＴ１４は、例えば、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）及び亜鉛（Ｚｎ）を所定の比率で含有する酸化物半導体からなる半導体層を含む。
図３は、制御回路３３の機能ブロック図である。図３に示すように、制御回路３３は、記憶部５に格納されたプログラムを実行することにより、照射制御部３３ａ、画像処理部３３ｂ、検出制御部３３ｃ、及び閾値補正部３３ｄとして機能する。なお、図３では、照射制御部３３ａ、画像処理部３３ｂ、検出制御部３３ｃ、及び閾値補正部３３ｄを機能ブロックとして示しているが、画像処理部３３ｂ、検出制御部３３ｃ、及び閾値補正部３３ｄの機能ごとに制御回路が構成されてもよい。
照射制御部３３ａは、通常の撮像モードにおいて、Ｘ線撮像パネル１０とＸ線源４との間に被写体Ｓが配置された状態で、Ｘ線源４からＸ線撮像パネル１０にＸ線を照射させる。また、第１実施形態では、照射制御部３３ａは、閾値補正モードにおいて、Ｘ線撮像パネル１０とＸ線源４との間に被写体Ｓを配置しない状態で、Ｘ線源４からＸ線撮像パネル１０にＸ線を照射させる。
画像処理部３３ｂは、ゲート駆動回路３１を制御してＴＦＴ１４にゲート信号を供給し、信号読出回路３２によりＴＦＴ１４から読み出したデータ信号に基づいて、Ｘ線撮像画像を生成する。具体的には、画像処理部３３ｂは、画素ごとに、データ信号の電圧値に応じた画素値を設定する。
図４は、ＴＦＴ１４の特性の変化を説明するための図である。図４の点線は、Ｘ線が照射されていない新品のＴＦＴ１４の特性を示すグラフであり、図４の実線は、Ｘ線が繰り返し照射された使用済のＴＦＴ１４の特性を示すグラフである。図４に示すように、ＴＦＴ１４は、Ｘ線が繰り返し照射されると、ゲートオフ電圧の閾値が、例えば、Ｖｔｈ１からＶｔｈ２に低下する（マイナスシフトする）。このため、ゲートオフ閾値電圧Ｖｔｈが、ゲート駆動回路３１から供給されるゲート信号のゲートオフ電圧Ｖａを下回った場合、ＴＦＴ１４がオフの状態にならず（オンの状態となり）、リーク電流が発生する（フォトダイオード１３の電荷が逃げてしまう）。この結果、画像処理部３３ｂにより生成されるＸ線撮像画像では、Ｘ線が照射された位置に対応する画素であっても、低い画素値が設定され、黒点の画素（黒点画素Ｂ）となる。
本実施形態のＸ線撮像装置１００は、ゲートオフ閾値電圧Ｖｔｈのマイナスシフト傾向を検出し、ゲートオフ閾値電圧ＶｔｈがマイナスシフトしているＴＦＴ１４に対して、ゲートオフ閾値電圧Ｖｔｈの補正を行う閾値補正モードを有する。図５は、閾値補正モードにおけるゲートオフ電圧を説明するための図である。第１実施形態では、閾値補正モードにおいて、ゲートオフ閾値電圧ＶｔｈがマイナスシフトしているＴＦＴ１４を検出するために、Ｘ線撮像パネル１０とＸ線源４との間に被写体Ｓを配置しない状態で、通常の撮像モードで供給するゲートオフ電圧Ｖａよりも高いゲートオフ電圧である検査電圧値Ｖｂを有するゲート信号を、ＴＦＴ１４に供給する。ここで、Ｘ線撮像パネル１０のＴＦＴ１４のうち、ゲートオフ閾値電圧Ｖｔｈが検査電圧値Ｖｂよりも低い値にマイナスシフトしているＴＦＴ１４が、オフの状態にならず、オンの状態となる。これにより、ゲートオフ閾値電圧Ｖｔｈがマイナスシフト傾向にあるＴＦＴ１４を、黒点画素Ｂとして検出することができる。すなわち、閾値補正モードでは、通常の撮像モードのゲートオフ電圧Ｖａでは現れない黒点画素Ｂを検出することができる。
図６は、検査撮像画像Ｒの例を示す図である。図６に示すように、画像処理部３３ｂは、ＴＦＴ１４から読み出したデータ信号に基づいて、黒点画素Ｂを検出するためのＸ線撮像画像である検査撮像画像Ｒを生成する。例えば、上記したマイナスシフト傾向にあるＴＦＴ１４に対応する画素は、検査撮像画像Ｒにおいて黒点画素Ｂとして含まれる。
そして、検出制御部３３ｃは、検査撮像画像Ｒから黒点画素Ｂを検出する。具体的には、検出制御部３３ｃは、検査撮像画像Ｒの全画素から画素値の平均値Ａを求め、平均値Ａに基づいて黒点画素Ｂを検出する。平均値Ａに基づく黒点画素Ｂの検出方法は任意であるが、例えば、平均値Ａよりも、平均値Ａの所定の割合以上小さい画素値（例えば、１０％以上小さい画素値）を有する画素を、黒点画素Ｂとして検出する。あるいは、検出制御部３３ｃは、平均値Ａよりも、平均値Ａの所定の標準偏差以上小さい画素値（例えば、３σ以上小さい画素値）を有する画素を、黒点画素Ｂとして検出しても良い。なお、「σ」は標準偏差を意味する。検出制御部３３ｃによる黒点画素Ｂの上記２つの検出方法、所定の割合の大きさ、及び所定の標準偏差の大きさは、ユーザが操作部６によって任意に設定できるようにしてもよいし、Ｘ線撮像装置１００の機種に応じて変更されてもよい。上記の構成により、平均値Ａと各画素の画素値とを比較することにより、黒点画素Ｂを容易に検出することができる。なお、ここでは平均値Ａを検査撮像画像Ｒの全画素から求めるものとしたが、一部の画素から求めても良い。
図７は、黒点画素Ｂの座標情報５１の例を示す図である。図７に示すように、検出制御部３３ｃは、検出された黒点画素Ｂの座標情報５１を、記憶部５に記憶させる。例えば、座標情報５１には、どのゲート線１２に対応するＴＦＴ１４（図７では「５４２」など）で、かつ、どのデータ線１１に対応するＴＦＴ１４（図７では「４７５」など）であるか（１つの画素）を特定することが可能な情報が含まれる。なお、座標情報５１は、図７の例に限られず、黒点画素Ｂの座標が特定可能なものであればよい。
図８は、プラスシフト電圧Ｖｈの印加を説明するための図である。図９は、ＴＦＴ１４ａのゲートオフ閾値電圧Ｖｔｈのプラスシフトを説明するための図である。図８において、黒点画素Ｂに対応するＴＦＴがＴＦＴ１４ａであるものとする。また、ＴＦＴ１４ａに接続されたデータ線をデータ線１１ａとし、ＴＦＴ１４ａに接続されたゲート線をゲート線１２ａとする。閾値補正部３３ｄは、ＴＦＴ１４ａの座標情報５１に基づいて、ＴＦＴ１４ａのゲートにプラスシフト電圧Ｖｈを印加して、図９に示すように、当該ＴＦＴ１４ａのゲートオフ閾値電圧を上昇させる。ゲートオフ閾値電圧は、例えば、ＴＦＴ１４の設計値まで上昇される。すなわち、プラスシフト電圧Ｖｈの電圧値は、ゲートオフ閾値電圧ＶｔｈをＴＦＴ１４の設計値まで上昇させることが可能な電圧値である。図９に示すように、ＴＦＴ１４ａの特性は、点線のグラフの状態から実線のグラフの状態に変化する。プラスシフト電圧Ｖｈは、ＴＦＴ１４のゲートオフ閾値電圧Ｖｔｈを上昇させることが可能で電圧値を有する。この電圧値は、ＴＦＴ１４の材質等に基づいて予め設定されている。プラスシフト電圧Ｖｈは、例えば、ＴＦＴ１４ａのゲートオン電圧よりも高い電圧値を有する。このとき、閾値補正部３３ｄは、ＴＦＴ１４ａに接続されたゲート線１２ａに、プラスシフト電圧Ｖｈを印加するとともに、ＴＦＴ１４ａに接続されたデータ線１１ａに、読み出し電圧Ｖｄを印加して、ＴＦＴ１４ａのゲート―ソース間に電位差を生じさせる。閾値補正部３３ｄは、プラスシフト電圧ＶｈをＴＦＴ１４ａに１回印加してもよいし、繰り返し印加してもよい。このように、黒点画素Ｂに対応するＴＦＴ１４ａのゲートオフ閾値電圧Ｖｔｈを補正することができる。黒点画素Ｂが複数存在する場合は、複数の黒点画素Ｂに対応する複数のＴＦＴ１４ａのそれぞれの座標情報５１に基づき、それぞれのＴＦＴ１４ａに対してゲートオフ閾値電圧Ｖｔｈの補正を行えばよい。
上記の構成によれば、ラインアーチファクト（輝点）ではなく、黒点画素Ｂを検出するので、高出力のＸ線源を設けることなく、漏れ電流が発生しやすいＴＦＴ１４ａであって、ゲートオフ閾値電圧ＶｔｈがマイナスシフトしたＴＦＴ１４ａを画素ごとに検出することができる。そして、マイナスシフトしたＴＦＴ１４ａにプラスシフト電圧Ｖｈを印加して、当該ＴＦＴ１４ａのゲートオフ閾値電圧Ｖｔｈを上昇させることができるので、高出力のＸ線源を設けることなく、画素ごとに画質を向上させることができる。
［第１実施形態による制御方法］
次に、図１０を参照して、第１実施形態によるＸ線撮像装置１００の制御方法について説明する。図１０は、Ｘ線撮像装置１００の制御処理を示すフロー図である。下記の制御処理（閾値補正モード）は、制御回路３３により実行される。なお、通常の撮像モードにおける制御処理の説明は省略する。
ステップＳ１において、「閾値補正モード」が選択されたか否かが判断される。「閾値補正モード」が選択された場合、ステップＳ２に進む。すなわち、以下のステップＳ２～Ｓ７は、「閾値補正モード」において実行される制御処理である。
ステップＳ２において、ゲートオフ電圧が検査電圧値Ｖｂに設定される。そして、ステップＳ３において、Ｘ線源４とＸ線撮像パネル１０との間に被写体Ｓが配置されない状態で、Ｘ線源４からＸ線撮像パネル１０にＸ線が照射される。そして、ステップＳ４において、検査電圧値Ｖｂのゲートオフ電圧を含むゲート信号を各ＴＦＴ１４に供給し、データ信号を取得して、データ信号に基づいて、検査撮像画像Ｒ（Ｘ線撮像画像）が生成される。
そして、ステップＳ５において、検査撮像画像Ｒから黒点画素Ｂが検出される。例えば、検査撮像画像Ｒの全画素の平均値Ａよりも、平均値Ａの所定の割合又は平均値Ａの所定の標準偏差以上小さい画素が、黒点画素Ｂとして検出される。そして、ステップＳ６において、検出された黒点画素Ｂの座標情報５１が記憶部５に記憶される。
そして、ステップＳ７において、座標情報５１に基づいて、黒点画素Ｂに対応するＴＦＴ１４ａに接続されたゲート線１２ａにプラスシフト電圧Ｖｈが印加され、ＴＦＴ１４ａに接続されたデータ線１１ａに、読み出し電圧Ｖｄが印加される。これにより、図９に示すように、ＴＦＴ１４ａのゲートオフ閾値電圧Ｖｔｈがプラスシフト（上昇）する。その後、Ｘ線撮像装置１００の制御処理（閾値補正モードにおける制御処理）が終了する。上記の制御方法によれば、高出力のＸ線源を設けることなく、画素ごとに画質を向上させることができる。また、閾値補正モードの動作によって、ゲートオフ閾値電圧がマイナスシフト傾向にあるＴＦＴ１４を検出し、ゲートオフ閾値電圧を補正することができる。これにより、Ｘ線撮像装置１００の繰り返し使用に伴うゲートオフ閾値電圧のマイナスシフトによる撮像画像への悪影響を、未然に防ぐことができる。
［第２実施形態］
図１１～図１４を参照して、第２実施形態におけるＸ線撮像装置２００の構成について説明する。図１１は、第２実施形態におけるＸ線撮像装置２００のブロック図である。図１２は、第２実施形態における黒点画素Ｂ１及びＢ２の検出を説明するための図である。図１３は、黒点画素Ｂ１及びＢ２の座標情報２５１を説明するための図である。図１４は、第２実施形態によるＴＦＴ１４のプラスシフトを説明するための図である。第２実施形態では、Ｘ線撮像装置２００は、マイナスシフトの度合が異なる黒点画素Ｂ１及びＢ２を検出し、マイナスシフトの度合に応じたプラスシフト電圧Ｖｈ１及びＶｈ２を、ＴＦＴ１４に印加する。なお、第１実施形態と同様の構成には、第１実施形態と同じ符号を用い説明を省略する。
図１１に示すように、Ｘ線撮像装置２００は、制御回路２３３を有する制御部２０３を含む。また、記憶部５には、黒点画素Ｂ１及びＢ２の座標情報２５１（図１３参照）が記憶される。第２実施形態による制御回路２３３（検出制御部）は、図１２に示すように、検査撮像画像Ｒの少なくとも２つ以上の画素（例えば、全画素）の画素値の平均値Ａ１を算出する。そして、制御回路２３３は、平均値Ａ１から、第１割合（例えば、５％）以上でかつ第２割合（例えば、１０％）以下小さい画素値を有する画素を、黒点画素Ｂ２として検出する。そして、制御回路２３３は、平均値Ａ１よりも、第２割合（例えば、１０％）以上小さい画素値を有する画素を、黒点画素Ｂ１として検出する。あるいは、制御回路２３３は、平均値Ａ１から、第１標準偏差（２σ）以上でかつ第２標準偏差（３σ）以下小さい画素値を有する画素を、黒点画素Ｂ２として検出する。そして、制御回路２３３は、平均値Ａ１から、第２標準偏差（３σ）以上小さい画素値を有する画素を、黒点画素Ｂ１として検出する。これにより、マイナスシフトの度合が比較的大きい黒点画素Ｂ１と、黒点画素Ｂ１よりもマイナスシフトの度合が小さい黒点画素Ｂ２とをそれぞれ検出することができる。
図１３に示すように、制御回路２３３は、記憶部５に検出した黒点画素Ｂ１及びＢ２の座標情報２５１を記憶する。そして、図１４に示すように、制御回路２３３は、黒点画素Ｂ１に対応するＴＦＴ１４のゲートには、プラスシフト電圧Ｖｈ１を印加し、黒点画素Ｂ２に対応するＴＦＴ１４のゲートには、プラスシフト電圧Ｖｈ１よりも低いプラスシフト電圧Ｖｈ２を印加する。黒点画素Ｂ１に対応するＴＦＴ１４のゲートオフ閾値電圧Ｖｔｈはプラスシフトし、黒点画素Ｂ２に対応するＴＦＴ１４のゲートオフ閾値電圧Ｖｔｈは、プラスシフトする。なお、その他の構成及び効果は、第１実施形態と同様である。
［第３実施形態］
図１５～図１７を参照して、第３実施形態におけるＸ線撮像装置３００の構成について説明する。図１５は、第３実施形態におけるＸ線撮像装置３００のブロック図である。図１６Ａは、検査電圧値Ｖｂ１を用いて生成された検査撮像画像Ｒ１の例の図であり、図１６Ｂは、検査電圧値Ｖｂ２を用いて生成された検査撮像画像Ｒ２の例の図である。図１７は、黒点画素Ｂ１１及びＢ１２の座標情報３５１を説明するための図である。図１８は、第３実施形態によるＴＦＴ１４のプラスシフトを説明するための図である。第３実施態では、Ｘ線撮像装置３００は、２段階の検査電圧値Ｖｂ１及びＶｂ２を用いて、検査撮像画像Ｒ１及びＲ２を生成し、マイナスシフトの度合が異なる黒点画素Ｂ１１及びＢ１２を検出する。なお、第１又は第２実施形態と同様の構成には、第１又は第２実施形態と同じ符号を用い説明を省略する。
図１５に示すように、Ｘ線撮像装置３００は、制御回路３３３を有する制御部３０３を含む。また、記憶部５には、黒点画素Ｂ１１及びＢ１２の座標情報３５１（図１７参照）が記憶される。第３実施形態による制御回路３３３（画像処理部）は、被写体Ｓを撮像する場合の電圧値Ｖａよりも高い検査電圧値Ｖｂ１を有するゲートオフ電圧を用いて取得されたデータ信号に基づいて、図１６Ａに示すように、検査撮像画像Ｒ１を生成する。また、制御回路３３３（画像処理部）は、電圧値Ｖａ以上でかつ検査電圧値Ｖｂ１よりも低い検査電圧値Ｖｂ２を有するゲートオフ電圧を用いて取得されたデータ信号に基づいて、図１６Ｂに示すように、検査撮像画像Ｒ２を生成する。
第３実施形態による制御回路３３３（検出制御部）は、検査撮像画像Ｒ１及びＲ２の両方において、黒点画素Ｂとして検出された画素を、マイナスシフトの度合が大きい黒点画素Ｂ１１として検出する。そして、制御回路３３３（検出制御部）は、検査撮像画像Ｒ１のみにおいて、黒点画素Ｂとして検出された画素を、マイナスシフトの度合が比較的小さい黒点画素Ｂ１２として検出する。そして、図１７に示すように、制御回路３３３は、記憶部５に検出した黒点画素Ｂ１１及びＢ１２の座標情報３５１を記憶する。そして、図１８に示すように、制御回路３３３は、黒点画素Ｂ１１に対応するＴＦＴ１４のゲートには、プラスシフト電圧Ｖｈ１１を印加し、黒点画素Ｂ１２に対応するＴＦＴ１４のゲートには、プラスシフト電圧Ｖｈ１１よりも低いプラスシフト電圧Ｖｈ１２を印加する。黒点画素Ｂ１１に対応するＴＦＴ１４のゲートオフ閾値電圧Ｖｔｈは、プラスシフトし、黒点画素Ｂ１２に対応するＴＦＴ１４のゲートオフ閾値電圧Ｖｔｈは、プラスシフトする。なお、その他の構成及び効果は、第１実施形態と同様である。
［第３実施形態による制御方法］
次に、図１９を参照して、第３実施形態によるＸ線撮像装置３００の制御方法について説明する。図１９は、Ｘ線撮像装置３００の制御処理を示すフロー図である。下記の制御処理は、制御回路３３３により実行される。
ステップＳ１において、「閾値補正モード」が選択されたか否かが判断される。この操作が行われた場合、ステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２において、ゲートオフ電圧が検査電圧値Ｖｂ１に設定される。そして、ステップＳ１０３において、Ｘ線源４とＸ線撮像パネル１０との間に被写体Ｓが配置されない状態で、Ｘ線源４からＸ線撮像パネル１０にＸ線が照射される。そして、ステップＳ１０４において、検査電圧値Ｖｂ１のゲートオフ電圧を含むゲート信号を各ＴＦＴ１４に供給し、データ信号を取得して、データ信号に基づいて、検査撮像画像Ｒ１が生成される。
そして、ステップＳ１０５において、ゲートオフ電圧が検査電圧値Ｖｂ２に設定される。そして、ステップＳ１０６において、Ｘ線源４とＸ線撮像パネル１０との間に被写体Ｓが配置されない状態で、Ｘ線源４からＸ線撮像パネル１０にＸ線が照射される。そして、ステップＳ１０７において、検査電圧値Ｖｂ２のゲートオフ電圧を含むゲート信号を各ＴＦＴ１４に供給し、データ信号を取得して、データ信号に基づいて、検査撮像画像Ｒ２が生成される。
ステップＳ１０８において、検査撮像画像Ｒ１及びＲ２から黒点画素Ｂ１１及びＢ１２が検出される。例えば、検査撮像画像Ｒ１及びＲ２の両方において、黒点画素として検出された画素を黒点画素Ｂ１１として検出し、検査撮像画像Ｒ１のみにおいて、黒点画素として検出された画素を黒点画素Ｂ１２として検出する。そして、ステップＳ１０９において、検出された黒点画素Ｂ１１及びＢ１２の座標情報３５１が記憶部５に記憶される。
そして、ステップＳ１１０において、座標情報３５１に基づいて、黒点画素Ｂ１１の座標に対応するＴＦＴ１４に接続されたゲート線１２にプラスシフト電圧Ｖｈ２１が印加され、当該ＴＦＴ１４に接続されたデータ線１１に、読み出し電圧Ｖｄが印加される。また、座標情報３５１に基づいて、黒点画素Ｂ１２の座標に対応するＴＦＴ１４に接続されたゲート線１２にプラスシフト電圧Ｖｈ２２が印加され、当該ＴＦＴ１４に接続されたデータ線１１に、読み出し電圧Ｖｄが印加される。これにより、図１８に示すように、ＴＦＴ１４のゲートオフ閾値電圧Ｖｔｈが、プラスシフト（上昇）する。その後、Ｘ線撮像装置３００の制御処理（閾値補正モードにおける制御処理）が終了する。
以上、実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本開示を実施するための例示に過ぎない。よって、本開示は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
（１）上記第１～第３実施形態では、操作部に対するユーザによる操作に応じて、閾値補正モードが実行される例を示したが、本開示はこれに限られない。操作部に対するユーザによる操作によらず、閾値補正モードが実行されてもよい。
（２）上記第１～第３実施形態では、図１０に示すように、黒点画素の検出と、ＴＦＴのゲートにプラスシフト電圧の印加とを、連続した制御処理において実行する例を示したが本開示はこれに限られない。例えば、黒点画素の検出と、ＴＦＴのゲートにプラスシフト電圧の印加とは、異なる時期に実行されてもよい。例えば、複数回、黒点画素Ｂの検出が行われた後に、ＴＦＴのゲートにプラスシフト電圧の印加を１回行ってもよい。
（３）上記第１～第３実施形態では、検査撮像画像を生成するために、被写体を撮像する際のゲートオフ電圧（通常のゲートオフ電圧）と異なる電圧に検査電圧値を設定する例を示したが本開示はこれに限られない。例えば、検査撮像画像を生成するために、被写体を撮像する際のゲートオフ電圧（通常のゲートオフ電圧）と同一の電圧に検査電圧値を設定してもよい。
（４）上記第１～第３実施形態では、黒点画素の検出するために、検査撮像画像の全ての画素の平均値を算出する例を示したが本開示はこれに限られない。例えば、黒点画素の検出するために、検査撮像画像の一部の画素の平均値を算出してもよい。
（５）上記第１～第３実施形態では、黒点画素の検出するために、検査撮像画像の画素の平均値を算出する例を示したが本開示はこれに限られない。例えば、黒点画素の検出するために、検査撮像画像の画素の中央値又は最頻値を算出してもよい。この場合、中央値又は最頻値に基づく黒点画素の検出方法は任意であるが、例えば、中央値を算出した場合、中央値よりも、中央値の所定の割合以上小さい画素値を有する画素を、黒点画素として検出する方法を採用してもよいし、中央値よりも、中央値の所定の標準偏差以上小さい画素値を有する画素を、黒点画素として検出する方法を採用してもよい。また、最頻値を算出した場合、最頻値よりも、最頻値の所定の割合以上小さい画素値を有する画素を、黒点画素として検出する方法を採用してもよいし、最頻値よりも、最頻値の所定の標準偏差以上小さい画素値を有する画素を、黒点画素として検出する方法を採用してもよい。
上述したＸ線撮像装置及びその制御方法は、以下のように説明することもできる。
第１の構成に係るＸ線撮像装置は、Ｘ線源と、Ｘ線源から照射されるＸ線を光に変換するシンチレータと、当該シンチレータからの光を電気信号に変換する光電変換素子と、当該光電変換素子に接続された薄膜トランジスタと、を含む、Ｘ線撮像パネルと、Ｘ線源によるＸ線の照射、及びＸ線撮像パネルによる撮像を制御する制御部と、を備え、制御部は、薄膜トランジスタにゲート信号を供給し、薄膜トランジスタから読み出したデータ信号に基づいて、Ｘ線源とＸ線撮像パネルとの間に被写体を配置しない状態で撮像された撮像画像である検査撮像画像を生成する画像処理部と、検査撮像画像から黒点画素を検出する検出制御部と、黒点画素に対応する薄膜トランジスタのゲートに、当該薄膜トランジスタのゲートオフ閾値電圧を上昇させるプラスシフト電圧を印加する閾値補正部と、を含む（第１の構成）。
上記第１の構成によれば、ラインアーチファクト（輝点）ではなく、黒点画素を検出するので、高出力のＸ線源を設けることなく、漏れ電流が発生しやすい薄膜トランジスタを検出することができる。そして、黒点画素を検出することにより、ゲートオフ閾値電圧がマイナスシフトした薄膜トランジスタを画素ごとに検出することができる。そして、マイナスシフトした薄膜トランジスタにプラスシフト電圧を印加して、当該薄膜トランジスタのゲートオフ閾値電圧を上昇させることができるので、画素ごとに画質を向上させることができる。
第１の構成において、画像処理部は、被写体を撮像する場合に薄膜トランジスタに供給されるゲートオフ電圧よりも高いゲートオフ電圧である検査電圧値を有するゲート信号を、薄膜トランジスタに供給し、薄膜トランジスタから読み出したデータ信号に基づいて、検査撮像画像を生成するように構成されてもよい（第２の構成）。
上記第２の構成によれば、被写体を撮像する場合（通常の撮像）のゲートオフ電圧では、現れない黒点画素を検出することができるので、被写体を撮像する場合に黒点として現れる前に、薄膜トランジスタのゲートオフ閾値電圧をプラスシフトさせることができる。この結果、被写体を撮像する場合に黒点が現れないので、画像品質を向上させることができる。
第１又は第２の構成において、記憶部をさらに備えてもよく、検出制御部は、黒点画素に対応する座標の情報を、記憶部に記憶させるように構成されてもよく、閾値補正部は、座標の情報に基づく薄膜トランジスタのゲートに、プラスシフト電圧を印加するように構成されてもよい（第３の構成）。
上記第３の構成によれば、記憶部に記憶された座標の情報に基づいて、プラスシフト電圧を印加すべき対象の薄膜トランジスタを容易に特定することができる。
第１～第３の構成のいずれか１つにおいて、検出制御部は、撮像画像における２つ以上の画素の画素値の平均値、中央値又は最頻値のうちのいずれかの値よりも所定の値以上小さい画素を、黒点画素として検出するように構成されてもよい（第４の構成）。
上記第４の構成によれば、平均値、中央値又は最頻値のうちのいずれかの値と、各画素の画素値とを比較することにより、黒点画素を容易に検出することができる。
第５の構成に係るＸ線撮像装置の制御方法は、Ｘ線源と、Ｘ線源から照射されるＸ線を光に変換するシンチレータと、当該シンチレータからの光を電気信号に変換する光電変換素子と、当該光電変換素子に接続された薄膜トランジスタと、を含む、Ｘ線撮像パネルと、を備えたＸ線撮像装置の制御方法であって、Ｘ線源からＸ線撮像パネルにＸ線を照射するステップと、薄膜トランジスタにゲート信号を供給し、薄膜トランジスタから読み出したデータ信号に基づいて、Ｘ線源とＸ線撮像パネルとの間に被写体を配置しない状態で撮像された撮像画像である検査撮像画像を取得するステップと、検査撮像画像から黒点画素を検出するステップと、黒点画素に対応する薄膜トランジスタのゲートに、当該薄膜トランジスタのゲートオフ閾値電圧を上昇させるプラスシフト電圧を印加するステップと、を備える（第５の構成）。
上記第５の構成によれば、上記第１の構成と同様に、高出力のＸ線源を設けることなく、画素ごとに画質を向上させることができる。
１…光電変換パネル、２…シンチレータ、３，２０３，３０３…制御部、４…Ｘ線源、５…記憶部、１０…Ｘ線撮像パネル、１３…フォトダイオード、３３，２３３，３３３…制御回路、３３ｂ…画像処理部、３３ｃ…検出制御部、３３ｄ…閾値補正部、５１，２５１，３５１…座標情報、１００，２００，３００…Ｘ線撮像装置

Claims (8)

  1. Ｘ線源と、
    前記Ｘ線源から照射されるＸ線を光に変換するシンチレータと、当該シンチレータからの光を電気信号に変換する光電変換素子と、当該光電変換素子に接続された薄膜トランジスタと、を含む、Ｘ線撮像パネルと、
    前記Ｘ線源によるＸ線の照射、及び前記Ｘ線撮像パネルによる撮像を制御する制御部と、
    前記薄膜トランジスタのゲートに電圧を印加するゲート駆動回路と、を備え、
    前記制御部は、
    前記薄膜トランジスタにゲート信号を供給し、前記薄膜トランジスタから読み出したデータ信号に基づいて、前記Ｘ線源と前記Ｘ線撮像パネルとの間に被写体を配置しない状態で撮像された撮像画像である検査撮像画像を生成する画像処理部と、
    前記検査撮像画像から黒点画素を検出する検出制御部と、
    前記ゲート駆動回路から、前記黒点画素に対応する薄膜トランジスタのゲートに、当該薄膜トランジスタのゲートオフ閾値電圧を上昇させるプラスシフト電圧を印加させる閾値補正部と、を含む、Ｘ線撮像装置。
  2. 前記薄膜トランジスタのソースに読み出し電圧を印加する信号読出回路をさらに備え、
    前記閾値補正部は、前記ゲート駆動回路から、前記黒点画素に対応する薄膜トランジスタのゲートに、前記プラスシフト電圧を印加させるとともに、前記信号読出回路から、前記黒点画素に対応する薄膜トランジスタのソースに、前記読み出し電圧を印加させる、請求項１に記載のＸ線撮像装置。
  3. Ｘ線源と、
    前記Ｘ線源から照射されるＸ線を光に変換するシンチレータと、当該シンチレータからの光を電気信号に変換する光電変換素子と、当該光電変換素子に接続された薄膜トランジスタと、を含む、Ｘ線撮像パネルと、
    前記Ｘ線源によるＸ線の照射、及び前記Ｘ線撮像パネルによる撮像を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、
    前記薄膜トランジスタにゲート信号を供給し、前記薄膜トランジスタから読み出したデータ信号に基づいて、前記Ｘ線源と前記Ｘ線撮像パネルとの間に被写体を配置しない状態で撮像された撮像画像である検査撮像画像を生成する画像処理部と、
    前記検査撮像画像から黒点画素を検出する検出制御部と、
    前記黒点画素に対応する薄膜トランジスタのゲートに、当該薄膜トランジスタのゲートオフ閾値電圧を上昇させるプラスシフト電圧を印加する閾値補正部と、を含み、
    前記画像処理部は、被写体を撮像する場合に前記薄膜トランジスタに供給されるゲートオフ電圧よりも高いゲートオフ電圧である検査電圧値を有するゲート信号を、前記薄膜トランジスタに供給し、前記薄膜トランジスタから読み出したデータ信号に基づいて、前記検査撮像画像を生成する、Ｘ線撮像装置。
  4. 記憶部をさらに備え、
    前記検出制御部は、前記黒点画素に対応する座標の情報を、前記記憶部に記憶させ、
    前記閾値補正部は、前記座標の情報に基づく薄膜トランジスタのゲートに、前記プラスシフト電圧を印加する、請求項１～３のいずれか１項に記載のＸ線撮像装置。
  5. 前記検出制御部は、前記撮像画像における２つ以上の画素の画素値の平均値、中央値又は最頻値のうちのいずれかの値よりも所定の値以上小さい画素を、前記黒点画素として検出する、請求項１～４のいずれか１項に記載のＸ線撮像装置。
  6. Ｘ線源と、
    前記Ｘ線源から照射されるＸ線を光に変換するシンチレータと、当該シンチレータからの光を電気信号に変換する光電変換素子と、当該光電変換素子に接続された薄膜トランジスタと、を含む、Ｘ線撮像パネルと、前記薄膜トランジスタのゲートに電圧を印加するゲート駆動回路と、を備えたＸ線撮像装置の制御方法であって、
    前記Ｘ線源から前記Ｘ線撮像パネルにＸ線を照射するステップと、
    前記薄膜トランジスタにゲート信号を供給し、前記薄膜トランジスタから読み出したデータ信号に基づいて、前記Ｘ線源と前記Ｘ線撮像パネルとの間に被写体を配置しない状態で撮像された撮像画像である検査撮像画像を取得するステップと、
    前記検査撮像画像から黒点画素を検出するステップと、
    前記ゲート駆動回路から、前記黒点画素に対応する薄膜トランジスタのゲートに、当該薄膜トランジスタのゲートオフ閾値電圧を上昇させるプラスシフト電圧を印加するステップと、を備える、Ｘ線撮像装置の制御方法。
  7. 前記Ｘ線撮像装置は、前記薄膜トランジスタのソースに読み出し電圧を印加する信号読出回路をさらに備え、
    前記プラスシフト電圧を印加するステップは、前記ゲート駆動回路から、前記黒点画素に対応する薄膜トランジスタのゲートに、前記プラスシフト電圧を印加するとともに、前記信号読出回路から、前記黒点画素に対応する薄膜トランジスタのソースに、前記読み出し電圧を印加するステップである、請求項６に記載のＸ線撮像装置の制御方法。
  8. Ｘ線源と、
    前記Ｘ線源から照射されるＸ線を光に変換するシンチレータと、当該シンチレータからの光を電気信号に変換する光電変換素子と、当該光電変換素子に接続された薄膜トランジスタと、を含む、Ｘ線撮像パネルと、を備えたＸ線撮像装置の制御方法であって、
    前記Ｘ線源から前記Ｘ線撮像パネルにＸ線を照射するステップと、
    前記薄膜トランジスタにゲート信号を供給し、前記薄膜トランジスタから読み出したデータ信号に基づいて、前記Ｘ線源と前記Ｘ線撮像パネルとの間に被写体を配置しない状態で撮像された撮像画像である検査撮像画像を取得するステップと、
    前記検査撮像画像から黒点画素を検出するステップと、
    前記黒点画素に対応する薄膜トランジスタのゲートに、当該薄膜トランジスタのゲートオフ閾値電圧を上昇させるプラスシフト電圧を印加するステップと、を備え、
    前記検査撮像画像を取得するステップは、被写体を撮像する場合に前記薄膜トランジスタに供給されるゲートオフ電圧よりも高いゲートオフ電圧である検査電圧値を有するゲート信号を、前記薄膜トランジスタに供給し、前記薄膜トランジスタから読み出したデータ信号に基づいて、前記検査撮像画像を生成することを含む、Ｘ線撮像装置の制御方法。
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