JPH10208016A - 撮像データ補正方法及び補正装置 - Google Patents
撮像データ補正方法及び補正装置Info
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- JPH10208016A JPH10208016A JP9006387A JP638797A JPH10208016A JP H10208016 A JPH10208016 A JP H10208016A JP 9006387 A JP9006387 A JP 9006387A JP 638797 A JP638797 A JP 638797A JP H10208016 A JPH10208016 A JP H10208016A
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Landscapes
- Image Analysis (AREA)
- Radiography Using Non-Light Waves (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
- Image Input (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 実際の撮影時の条件と補正データ取得時の条
件が異なっているため、撮像出力に含まれる誤差が完全
に補正されない、という問題を解決し、高Ｓ／Ｎの像情
報を得られる撮像データ補正方法及び補正装置を得る。 【解決手段】 固体撮像素子２０を用いた撮像装置にお
いて、実際に撮像データを取得するための撮像露光の直
前と直後に、第１及び第２の補正用データを取得すべく
制御する手段７０と、前記露光時間データを取得する手
段３０と、上記各データを記憶しておく手段４０，５２
〜５４と、前記補正用データと該補正用データの取得時
間と前記撮像露光時間とをパラメータとして、前記撮像
露光時間内の実補正量を演算する第１の演算手段６０
と、前記実補正量を用いて前記撮像データを補正すべく
演算する第２の演算手段６１と、を有することを特徴と
する撮像データ補正装置及び補正方法。
件が異なっているため、撮像出力に含まれる誤差が完全
に補正されない、という問題を解決し、高Ｓ／Ｎの像情
報を得られる撮像データ補正方法及び補正装置を得る。 【解決手段】 固体撮像素子２０を用いた撮像装置にお
いて、実際に撮像データを取得するための撮像露光の直
前と直後に、第１及び第２の補正用データを取得すべく
制御する手段７０と、前記露光時間データを取得する手
段３０と、上記各データを記憶しておく手段４０，５２
〜５４と、前記補正用データと該補正用データの取得時
間と前記撮像露光時間とをパラメータとして、前記撮像
露光時間内の実補正量を演算する第１の演算手段６０
と、前記実補正量を用いて前記撮像データを補正すべく
演算する第２の演算手段６１と、を有することを特徴と
する撮像データ補正装置及び補正方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、可視光もしくは放
射線により像を形成する撮像装置の撮像データ補正方法
及び補正装置に係り、たとえばファクシミリ、ディジタ
ル複写機、スチールカメラあるいは放射線撮像装置等の
一次元もしくは二次元の撮像装置の撮像データ補正方法
及び補正装置に関するものである。
射線により像を形成する撮像装置の撮像データ補正方法
及び補正装置に係り、たとえばファクシミリ、ディジタ
ル複写機、スチールカメラあるいは放射線撮像装置等の
一次元もしくは二次元の撮像装置の撮像データ補正方法
及び補正装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＣＣＤ型センサ、ＭＯＳ型センサ
に代表されるＳｉ単結晶センサや、水素化アモルファス
シリコン（以下、ａ−Ｓｉと記す）のＰＩＮ型センサを
用いた撮像素子を一次元、もしくは二次元に並べた大型
センサを用いた撮像装置が各種生産されている。これら
撮像装置は可視光の像を形成するのみならず、原子力開
発、放射線医療機器及び非破壊検査の発達に伴い放射線
像を電気信号に変換する撮像装置も開発されている。
に代表されるＳｉ単結晶センサや、水素化アモルファス
シリコン（以下、ａ−Ｓｉと記す）のＰＩＮ型センサを
用いた撮像素子を一次元、もしくは二次元に並べた大型
センサを用いた撮像装置が各種生産されている。これら
撮像装置は可視光の像を形成するのみならず、原子力開
発、放射線医療機器及び非破壊検査の発達に伴い放射線
像を電気信号に変換する撮像装置も開発されている。
【０００３】しかしながら、それらのＳ／Ｎは２〜３桁
のものが多く、それ以上のＳ／Ｎは求められていなかっ
た。これは、高Ｓ／Ｎの出力を高精度でディジタル化す
るのに適したＡ／Ｄ変換器がなかったり、また変換後の
データ量が大量になりメモリの制限や通信の制限を受
け、使い勝手が悪く、結果、高Ｓ／Ｎの撮像装置の必要
性が小さかったからである。ところが近年、大容量のメ
モリや高速な通信の開発がめざましく、これに伴い、４
〜５桁の高Ｓ／Ｎを持つ撮像装置の要求が高まってい
る。
のものが多く、それ以上のＳ／Ｎは求められていなかっ
た。これは、高Ｓ／Ｎの出力を高精度でディジタル化す
るのに適したＡ／Ｄ変換器がなかったり、また変換後の
データ量が大量になりメモリの制限や通信の制限を受
け、使い勝手が悪く、結果、高Ｓ／Ｎの撮像装置の必要
性が小さかったからである。ところが近年、大容量のメ
モリや高速な通信の開発がめざましく、これに伴い、４
〜５桁の高Ｓ／Ｎを持つ撮像装置の要求が高まってい
る。
【０００４】しかしながら、通常、生産工程のばらつき
による固定パターンノイズや、感度ばらつきによるＳ／
Ｎの低下は避けられず、これを防ぐため、従来は、工場
出荷時に固定パターンノイズや感度ばらつきのデータを
補正用データとしてメモリに記憶しておき、実際に使う
場合には、撮像データをこのメモリの補正用データによ
って補正する方法が取られている。
による固定パターンノイズや、感度ばらつきによるＳ／
Ｎの低下は避けられず、これを防ぐため、従来は、工場
出荷時に固定パターンノイズや感度ばらつきのデータを
補正用データとしてメモリに記憶しておき、実際に使う
場合には、撮像データをこのメモリの補正用データによ
って補正する方法が取られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では以下に挙げるような欠点がある。
来例では以下に挙げるような欠点がある。
【０００６】通常、撮像を行う場合には、使用者は、被
検体や周辺の環境、撮像の目的等で撮像装置の動作条件
を選択する。また、撮像装置に使用されている構成部品
は、温度によりその特性が変化する。さらに、撮像中に
簡単に失敗の無い最適な像を得るためには、自動露出を
はじめ、各種の自動制御が働く。つまり、撮像を実際に
行った条件と補正に使用するデータを取得した条件は異
なっているのである。Ｓ／Ｎの低下の原因となる固定パ
ターンノイズや感度ばらつきは、これらの条件で微妙に
異なるため、撮像出力に含まれる誤差は完全に補正され
ない。このように、補正に使用するデータを得た時の条
件と、実際に撮像した時の条件が異なることは、高Ｓ／
Ｎの像情報を得るのに重大な問題となる。
検体や周辺の環境、撮像の目的等で撮像装置の動作条件
を選択する。また、撮像装置に使用されている構成部品
は、温度によりその特性が変化する。さらに、撮像中に
簡単に失敗の無い最適な像を得るためには、自動露出を
はじめ、各種の自動制御が働く。つまり、撮像を実際に
行った条件と補正に使用するデータを取得した条件は異
なっているのである。Ｓ／Ｎの低下の原因となる固定パ
ターンノイズや感度ばらつきは、これらの条件で微妙に
異なるため、撮像出力に含まれる誤差は完全に補正され
ない。このように、補正に使用するデータを得た時の条
件と、実際に撮像した時の条件が異なることは、高Ｓ／
Ｎの像情報を得るのに重大な問題となる。
【０００７】［発明の目的］本発明の目的は、撮像を実
際に行った時の条件と補正に使用するデータを取得した
時の条件が異なっているため、撮像出力に含まれる誤差
が完全に補正されない、という問題を解決し、高Ｓ／Ｎ
の像情報を得られる撮像装置の撮像データ補正方法及び
補正装置を提供することにある。
際に行った時の条件と補正に使用するデータを取得した
時の条件が異なっているため、撮像出力に含まれる誤差
が完全に補正されない、という問題を解決し、高Ｓ／Ｎ
の像情報を得られる撮像装置の撮像データ補正方法及び
補正装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した課題
を解決するための手段として、固体撮像素子を用いた撮
像方法において、撮像露光直前に第１の補正用データを
取り込む工程と、前記撮像露光を行って撮像データを取
り込む工程と、前記撮像露光による露光時間を計測する
工程と、前記撮像露光直後に第２の補正用データを取り
込む工程と、前記第１及び第２の補正用データと、該補
正用データの取り込み時間と、前記露光時間とをパラメ
ータとして、前記撮像露光時間内の実補正量を演算する
工程と、前記演算された実補正量を用いて前記撮像デー
タを演算して補正する工程と、を有することを特徴とす
る撮像データ補正方法を提供するものである。
を解決するための手段として、固体撮像素子を用いた撮
像方法において、撮像露光直前に第１の補正用データを
取り込む工程と、前記撮像露光を行って撮像データを取
り込む工程と、前記撮像露光による露光時間を計測する
工程と、前記撮像露光直後に第２の補正用データを取り
込む工程と、前記第１及び第２の補正用データと、該補
正用データの取り込み時間と、前記露光時間とをパラメ
ータとして、前記撮像露光時間内の実補正量を演算する
工程と、前記演算された実補正量を用いて前記撮像デー
タを演算して補正する工程と、を有することを特徴とす
る撮像データ補正方法を提供するものである。
【０００９】また、前記撮像前後に取得された第１及び
第２の補正用データは、同一の取り込み時間ｔ1 で、露
光を行なわずに取得されたものであり、かつ前記第１の
補正用データ取得から前記撮像データ取得までの時間間
隔と前記撮像データ取得から前記第２の補正用データ取
得までの時間間隔が実質的に同じであり、前記第１及び
第２の補正用データの加算平均を取ることにより撮像デ
ータ取得時の前記時間ｔ1 あたりの補正量を求め、さら
に、上記補正用データの取り込み時間ｔ1 と撮影露光時
間ｔ2 との比較から、前記時間ｔ1 あたりの補正量を前
記時間ｔ2 あたりの補正量に換算することにより前記露
光時の実補正量を求め、前記実補正量を前記撮像データ
より減算することにより補正を行なうことを特徴とする
撮像データの補正方法でもある。
第２の補正用データは、同一の取り込み時間ｔ1 で、露
光を行なわずに取得されたものであり、かつ前記第１の
補正用データ取得から前記撮像データ取得までの時間間
隔と前記撮像データ取得から前記第２の補正用データ取
得までの時間間隔が実質的に同じであり、前記第１及び
第２の補正用データの加算平均を取ることにより撮像デ
ータ取得時の前記時間ｔ1 あたりの補正量を求め、さら
に、上記補正用データの取り込み時間ｔ1 と撮影露光時
間ｔ2 との比較から、前記時間ｔ1 あたりの補正量を前
記時間ｔ2 あたりの補正量に換算することにより前記露
光時の実補正量を求め、前記実補正量を前記撮像データ
より減算することにより補正を行なうことを特徴とする
撮像データの補正方法でもある。
【００１０】また、前記第１の補正用データ取得から前
記撮像データ取得までの時間間隔と前記撮像データ取得
から前記第２の補正用データ取得までの時間間隔が異な
り、前記第１及び第２の補正用データの加重平均を取る
ことにより撮像データ取得時の前記時間ｔ1 あたりの補
正量を求めることを特徴とする撮像データの補正方法で
もある。
記撮像データ取得までの時間間隔と前記撮像データ取得
から前記第２の補正用データ取得までの時間間隔が異な
り、前記第１及び第２の補正用データの加重平均を取る
ことにより撮像データ取得時の前記時間ｔ1 あたりの補
正量を求めることを特徴とする撮像データの補正方法で
もある。
【００１１】また、前記撮像露光時間と略同時間の第２
の補正用データの取り込み時間を設定する工程と、前記
第２の補正用データ取り込み時間で該第２の補正用デー
タを取り込む工程と、を有することを特徴とする撮像デ
ータ補正方法でもある。
の補正用データの取り込み時間を設定する工程と、前記
第２の補正用データ取り込み時間で該第２の補正用デー
タを取り込む工程と、を有することを特徴とする撮像デ
ータ補正方法でもある。
【００１２】また、前記撮像露光が放射線による露光で
あることを特徴とする撮像データ補正方法でもある。
あることを特徴とする撮像データ補正方法でもある。
【００１３】更にまた、本発明は、上記課題を解決する
ための手段として、固体撮像素子を用いた撮像装置にお
いて、実際に撮像データを取得するための撮像露光の直
前と直後に、第１の補正用データ及び第２の補正用デー
タを取得すべく制御する手段と、前記露光時間データを
取得する手段と、前記各データを記憶しておく手段と、
前記第１及び第２の補正用データと該補正用データの取
得時間と前記撮像露光時間とをパラメータとして、前記
撮像露光時間内の実補正量を演算する第１の演算手段
と、前記実補正量を用いて前記撮像データを補正すべく
演算する第２の演算手段と、を有することを特徴とする
撮像データ補正装置を提供するものである。
ための手段として、固体撮像素子を用いた撮像装置にお
いて、実際に撮像データを取得するための撮像露光の直
前と直後に、第１の補正用データ及び第２の補正用デー
タを取得すべく制御する手段と、前記露光時間データを
取得する手段と、前記各データを記憶しておく手段と、
前記第１及び第２の補正用データと該補正用データの取
得時間と前記撮像露光時間とをパラメータとして、前記
撮像露光時間内の実補正量を演算する第１の演算手段
と、前記実補正量を用いて前記撮像データを補正すべく
演算する第２の演算手段と、を有することを特徴とする
撮像データ補正装置を提供するものである。
【００１４】また、前記撮像露光時間と略同時間の第２
の補正用データ取り込み時間を設定する手段、を有する
ことを特徴とする撮像データ補正装置でもある。
の補正用データ取り込み時間を設定する手段、を有する
ことを特徴とする撮像データ補正装置でもある。
【００１５】また、前記撮像露光が放射線による露光で
あることを特徴とする撮像データ補正装置でもある。
あることを特徴とする撮像データ補正装置でもある。
【００１６】［作用］本発明によれば、実際の撮影時の
直前と直後に補正用データを自動的に取得するため、撮
像を実際に行った条件と補正に使用するデータを取得し
た条件が、ほぼ同じであるため、撮像出力に含まれる誤
差を、ほぼ完全に補正することができ、これにより、高
Ｓ／Ｎの像情報を得られる撮像装置の撮像データ補正方
法及び補正装置を実現することができる。
直前と直後に補正用データを自動的に取得するため、撮
像を実際に行った条件と補正に使用するデータを取得し
た条件が、ほぼ同じであるため、撮像出力に含まれる誤
差を、ほぼ完全に補正することができ、これにより、高
Ｓ／Ｎの像情報を得られる撮像装置の撮像データ補正方
法及び補正装置を実現することができる。
【００１７】
［第１の実施例］以下、本発明の第１の実施例を図面に
基づいて詳細に説明する。
基づいて詳細に説明する。
【００１８】図１は、本発明の第１の実施例に係る撮像
データ補正方法を用いた撮像装置の全体システムブロッ
ク図である。本実施例では医療用放射線診断を目的とす
る放射線撮像装置が構成されている。
データ補正方法を用いた撮像装置の全体システムブロッ
ク図である。本実施例では医療用放射線診断を目的とす
る放射線撮像装置が構成されている。
【００１９】図１において、１０はＸ線１３をパルス状
に発する事ができるＸ線源であり、撮像制御手段３０に
よりＸ線のパルスのオン、オフや、Ｘ線源内の管球の管
電圧、管電流が制御される。Ｘ線源１０で発したＸ線１
３は、診断対象となる患者である被写体１１を透過しＸ
線を可視光に変換するＣｓＩ，Ｇｄ2 Ｏ2 Ｓ等で構成さ
れる蛍光体１２に入射する。この時被写体１１を透過す
るＸ線は、被写体１１の内部の骨や内臓の大きさや形、
病巣の有無により透過量が異なり、それらの像情報が含
まれている。このＸ線１３は蛍光体１２により可視光に
変換され像情報光１４として撮像手段として働く二次元
エリアセンサ２０に入射する。
に発する事ができるＸ線源であり、撮像制御手段３０に
よりＸ線のパルスのオン、オフや、Ｘ線源内の管球の管
電圧、管電流が制御される。Ｘ線源１０で発したＸ線１
３は、診断対象となる患者である被写体１１を透過しＸ
線を可視光に変換するＣｓＩ，Ｇｄ2 Ｏ2 Ｓ等で構成さ
れる蛍光体１２に入射する。この時被写体１１を透過す
るＸ線は、被写体１１の内部の骨や内臓の大きさや形、
病巣の有無により透過量が異なり、それらの像情報が含
まれている。このＸ線１３は蛍光体１２により可視光に
変換され像情報光１４として撮像手段として働く二次元
エリアセンサ２０に入射する。
【００２０】二次元エリアセンサ２０は、二次元に配列
した複数の光電変換素子とそれらを駆動する駆動回路か
らなり、像情報光１４を二次元情報を含む電気信号に変
換して出力する。二次元エリアセンサ２０は撮像制御手
段３０により蓄積時間や駆動スピードが制御される。二
次元エリアセンサ２０の出力は補正回路８０に入力され
る。
した複数の光電変換素子とそれらを駆動する駆動回路か
らなり、像情報光１４を二次元情報を含む電気信号に変
換して出力する。二次元エリアセンサ２０は撮像制御手
段３０により蓄積時間や駆動スピードが制御される。二
次元エリアセンサ２０の出力は補正回路８０に入力され
る。
【００２１】撮像制御手段３０には、撮像条件を制御す
るために制御パネル３２やフォトタイマ３１の出力も入
力されている。制御パネル３２は医師もしくは技術が患
者の症状、体格、年齢や、得たい情報を考慮し、撮像露
光のたびに最適な撮像出力が得られるように、条件をパ
ネル操作で入力し、電気信号に変換され撮像制御手段３
０に入力される。
るために制御パネル３２やフォトタイマ３１の出力も入
力されている。制御パネル３２は医師もしくは技術が患
者の症状、体格、年齢や、得たい情報を考慮し、撮像露
光のたびに最適な撮像出力が得られるように、条件をパ
ネル操作で入力し、電気信号に変換され撮像制御手段３
０に入力される。
【００２２】フォトタイマ３１は、被写体１１と二次元
エリアセンサ２０との間もしくはＸ線入射方向から見て
二次元エリアセンサ２０の背面に設置され、撮像露光中
に被検体１１の基準部分（たとえば肺野部）と透過する
Ｘ線量を検知し撮像制御手段３０に入力される。
エリアセンサ２０との間もしくはＸ線入射方向から見て
二次元エリアセンサ２０の背面に設置され、撮像露光中
に被検体１１の基準部分（たとえば肺野部）と透過する
Ｘ線量を検知し撮像制御手段３０に入力される。
【００２３】撮像制御手段３０は、これら入力の撮像装
置の直前の値もしくは撮像露光中の値を基にＸ線源１０
のＸ線パルス幅や二次元エリアセンサ２０の蓄積時間・
駆動スピードを自動制御及び設定制御できる。またこの
とき撮像制御手段３０が撮像露光時に使用する様設定し
た条件は条件記憶手段４０に記憶できる。
置の直前の値もしくは撮像露光中の値を基にＸ線源１０
のＸ線パルス幅や二次元エリアセンサ２０の蓄積時間・
駆動スピードを自動制御及び設定制御できる。またこの
とき撮像制御手段３０が撮像露光時に使用する様設定し
た条件は条件記憶手段４０に記憶できる。
【００２４】この条件記憶手段４０は、条件を記憶する
と同時に逆に記憶した条件を撮像制御手段３０に入力す
ることも可能である。また条件記憶手段４０は第１の演
算手段６０とも接続されており、撮像露光時に撮像露光
時間を記憶しておき、撮像露光時の実補正量Ｃを推定す
るときのパラメータとして提供することができる。
と同時に逆に記憶した条件を撮像制御手段３０に入力す
ることも可能である。また条件記憶手段４０は第１の演
算手段６０とも接続されており、撮像露光時に撮像露光
時間を記憶しておき、撮像露光時の実補正量Ｃを推定す
るときのパラメータとして提供することができる。
【００２５】図１中、８０の破線内は補正回路であり、
撮像露光時に得られる出力は、スイッチ５１を介し二次
元エリアセンサ２０の出力記憶手段である第１、第２お
よび第３の記憶手段であるフレームメモリ５２，５３，
５４に記録でき、補正データ取得時に得られる第１の補
正データＡと第２の補正データＢにより第１の演算手段
６０で処理し、撮像露光時の実補正量Ｃを推定すること
ができる。
撮像露光時に得られる出力は、スイッチ５１を介し二次
元エリアセンサ２０の出力記憶手段である第１、第２お
よび第３の記憶手段であるフレームメモリ５２，５３，
５４に記録でき、補正データ取得時に得られる第１の補
正データＡと第２の補正データＢにより第１の演算手段
６０で処理し、撮像露光時の実補正量Ｃを推定すること
ができる。
【００２６】この推定された実補正量Ｃは、さらに第２
の演算手段６１にて撮像データＤから減算処理すること
で像出力情報Ｏとすることができる。この像出力情報Ｏ
は画像処理システム等に伝送される。
の演算手段６１にて撮像データＤから減算処理すること
で像出力情報Ｏとすることができる。この像出力情報Ｏ
は画像処理システム等に伝送される。
【００２７】７０はシステム制御回路であり、撮像露光
開始ボタン７１が押されたことを検知し、撮像制御手段
３０を介して、Ｘ線源１０、二次元エリアセンサ２０を
制御し、撮像露光や補正データ取得を行い、また、スイ
ッチ５１、フレームメモリ５２，５３，５４および演算
手段６０及び６１を制御し、補正回路８０として動作さ
せる。
開始ボタン７１が押されたことを検知し、撮像制御手段
３０を介して、Ｘ線源１０、二次元エリアセンサ２０を
制御し、撮像露光や補正データ取得を行い、また、スイ
ッチ５１、フレームメモリ５２，５３，５４および演算
手段６０及び６１を制御し、補正回路８０として動作さ
せる。
【００２８】図２は、二次元エリアセンサ２０の構成を
示す全体回路図であり、図３（ａ）（ｂ）は、二次元エ
リアセンサ２０中の一画素に相当する各構成素子の平面
図（ａ）、及び断面図（ｂ）である。
示す全体回路図であり、図３（ａ）（ｂ）は、二次元エ
リアセンサ２０中の一画素に相当する各構成素子の平面
図（ａ）、及び断面図（ｂ）である。
【００２９】図２において、Ｓ１１〜Ｓ３３は光電変換
素子であり、下部電極側をＧ、上部電極側をＤで示して
いる。Ｃ１１〜Ｃ３３は蓄積用コンデンサ、Ｔ１１〜Ｔ
３３は転送用ＴＦＴである。Ｖｓは読み出し用電源、Ｖ
ｇはリフレッシュ用電源であり、それぞれスイッチＳＷ
ｓ，ＳＷｇを介して全光電変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３のＧ
電極に接続されている。スイッチＳＷｓはインバータを
介して、スイッチＳＷｇは直接にリフレッシュ制御回路
ＲＦに接続されており、リフレッシュ期間はＳＷｇがＯ
Ｎ、その他の期間はＳＷｓがＯＮするよう制御されてい
る。一画素は一個の光電変換素子とコンデンサ及びＴＦ
Ｔで構成され、その信号出力は信号配線ＳＩＧにより検
出用集積回路ＩＣに接続されている。本実施例の二次元
エリアセンサは計９個の画素を３つのブロックに分け１
ブロックあたり３画素の出力を同時に転送し、この信号
配線を通して検出用集積回路によって順次出力に変換さ
れ出力される。また１ブロック内の３画素を横方向に配
置し、３ブロックを順に縦に配置することにより各画素
を二次元的に配置している。
素子であり、下部電極側をＧ、上部電極側をＤで示して
いる。Ｃ１１〜Ｃ３３は蓄積用コンデンサ、Ｔ１１〜Ｔ
３３は転送用ＴＦＴである。Ｖｓは読み出し用電源、Ｖ
ｇはリフレッシュ用電源であり、それぞれスイッチＳＷ
ｓ，ＳＷｇを介して全光電変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３のＧ
電極に接続されている。スイッチＳＷｓはインバータを
介して、スイッチＳＷｇは直接にリフレッシュ制御回路
ＲＦに接続されており、リフレッシュ期間はＳＷｇがＯ
Ｎ、その他の期間はＳＷｓがＯＮするよう制御されてい
る。一画素は一個の光電変換素子とコンデンサ及びＴＦ
Ｔで構成され、その信号出力は信号配線ＳＩＧにより検
出用集積回路ＩＣに接続されている。本実施例の二次元
エリアセンサは計９個の画素を３つのブロックに分け１
ブロックあたり３画素の出力を同時に転送し、この信号
配線を通して検出用集積回路によって順次出力に変換さ
れ出力される。また１ブロック内の３画素を横方向に配
置し、３ブロックを順に縦に配置することにより各画素
を二次元的に配置している。
【００３０】図２中破線で囲んだ部分は大面積の同一絶
縁基板上に形成されているが、このうち第１画素に相当
する部分の平面図を図３（ａ）に示す。
縁基板上に形成されているが、このうち第１画素に相当
する部分の平面図を図３（ａ）に示す。
【００３１】図３（ａ）において、Ｓ１１は光電変換素
子、Ｔ１１はＴＦＴ、Ｃ１１はコンデンサ、及びＳＩＧ
は信号配線である。コンデンサＣ１１は光電変換素子Ｓ
１１とは特別に素子を分離しておらず、光電変換素子Ｓ
１１の電極の面積を大きくすることによりコンデンサＣ
１１を形成してもよい。
子、Ｔ１１はＴＦＴ、Ｃ１１はコンデンサ、及びＳＩＧ
は信号配線である。コンデンサＣ１１は光電変換素子Ｓ
１１とは特別に素子を分離しておらず、光電変換素子Ｓ
１１の電極の面積を大きくすることによりコンデンサＣ
１１を形成してもよい。
【００３２】また、図３（ａ）中、破線Ａ−Ｂで示した
部分の断面図を図３（ｂ）に示す。
部分の断面図を図３（ｂ）に示す。
【００３３】図３（ｂ）において、画素上部にはパッシ
ベーション用窒化シリコン膜ＳｉxＮy とＣｓＩ，Ｇｄ2
Ｏ2 Ｓ等の蛍光体１２が形成されている。上方より像
情報の含まれるＸ線１３が入射すると蛍光体１２により
像情報光１４に変換され、この光が光電変換素子に入射
する。
ベーション用窒化シリコン膜ＳｉxＮy とＣｓＩ，Ｇｄ2
Ｏ2 Ｓ等の蛍光体１２が形成されている。上方より像
情報の含まれるＸ線１３が入射すると蛍光体１２により
像情報光１４に変換され、この光が光電変換素子に入射
する。
【００３４】ここで、本実施例で使用している光電変換
素子Ｓ１１〜Ｓ３３の動作について説明する。
素子Ｓ１１〜Ｓ３３の動作について説明する。
【００３５】図４（ａ）（ｂ）は、それぞれ本実施例の
リフレッシュモード及び光電変換モードの動作を示す光
電変換素子のエネルギーバンド図であり、図３（ｂ）の
各層の厚さ方向の状態を示している。
リフレッシュモード及び光電変換モードの動作を示す光
電変換素子のエネルギーバンド図であり、図３（ｂ）の
各層の厚さ方向の状態を示している。
【００３６】図４において、２はＣｒで形成された下部
電極（以下Ｇ電極と記す）である。７は電子、ホール共
に通過を阻止するＳｉＮで形成された絶縁層であり、そ
の厚さはトンネル効果により電子、ホールが移動できな
いほどの厚さである５００オングストローム以上に設定
される。４は水酸化アモルファスシリコンａ−Ｓｉの真
性半導体Ｉ層で形成された光電変換半導体層、５は光電
変換半導体層４にホールの注入を阻止するａ−Ｓｉのｎ
層の注入阻止層、６はＡｌで形成される上部電極（以下
Ｄ電極と記す）である。本実施例ではＤ電極はｎ層を完
全には覆っていないがＤ電極とｎ層との間は電子の移動
が自由に行われるため、Ｄ電極とｎ層の電位は常に同電
位であり、以下説明ではそれを前提としている。本光電
変換素子には、Ｄ電極、Ｇ電極の電圧の印加の仕方によ
りリフレッシュモードと光電変換モードという二つの動
作がある。
電極（以下Ｇ電極と記す）である。７は電子、ホール共
に通過を阻止するＳｉＮで形成された絶縁層であり、そ
の厚さはトンネル効果により電子、ホールが移動できな
いほどの厚さである５００オングストローム以上に設定
される。４は水酸化アモルファスシリコンａ−Ｓｉの真
性半導体Ｉ層で形成された光電変換半導体層、５は光電
変換半導体層４にホールの注入を阻止するａ−Ｓｉのｎ
層の注入阻止層、６はＡｌで形成される上部電極（以下
Ｄ電極と記す）である。本実施例ではＤ電極はｎ層を完
全には覆っていないがＤ電極とｎ層との間は電子の移動
が自由に行われるため、Ｄ電極とｎ層の電位は常に同電
位であり、以下説明ではそれを前提としている。本光電
変換素子には、Ｄ電極、Ｇ電極の電圧の印加の仕方によ
りリフレッシュモードと光電変換モードという二つの動
作がある。
【００３７】リフレッシュモード（ａ）において、Ｄ電
極はＧ電極に対して負の電位が与えられており、ｉ層４
中の黒丸で示されたホールは電界によりＤ電極に導かれ
る。同時に白丸で示された電子はｉ層４に注入される。
このとき一部のホールと電子はｎ層５、ｉ層４において
再結合して消滅する。十分に長い時間この状態が続けば
ｉ層内４のホールはｉ層４から掃き出される。
極はＧ電極に対して負の電位が与えられており、ｉ層４
中の黒丸で示されたホールは電界によりＤ電極に導かれ
る。同時に白丸で示された電子はｉ層４に注入される。
このとき一部のホールと電子はｎ層５、ｉ層４において
再結合して消滅する。十分に長い時間この状態が続けば
ｉ層内４のホールはｉ層４から掃き出される。
【００３８】この状態から光電変換モード（ｂ）にする
には、Ｄ電極は、Ｇ電極に対して正の電位を与える。す
るとｉ層４中の電子は瞬時にＤ電極に導かれる。しかし
ホールはｎ層５が注入阻止層として働くためｉ層４に導
かれる事はない。この状態でｉ層４に光が入射すると、
光は吸収され電子・ホール対が発生する。この電子は電
界によりＤ電極に導かれ、ホールはｉ層４を移動し、ｉ
層４と絶縁層７の界面に達する。しかし、絶縁層７内に
は移動できないため、ｉ層４内に留まることになる。こ
のとき電子はＤ電極に移動し、ホールはｉ層４内の絶縁
層７界面に移動するため、素子内の電気的中性を保つた
めＧ電極から電流が流れる。この電流は光により発生し
た電子・ホール対に対応するため、入射した光に比例す
る。
には、Ｄ電極は、Ｇ電極に対して正の電位を与える。す
るとｉ層４中の電子は瞬時にＤ電極に導かれる。しかし
ホールはｎ層５が注入阻止層として働くためｉ層４に導
かれる事はない。この状態でｉ層４に光が入射すると、
光は吸収され電子・ホール対が発生する。この電子は電
界によりＤ電極に導かれ、ホールはｉ層４を移動し、ｉ
層４と絶縁層７の界面に達する。しかし、絶縁層７内に
は移動できないため、ｉ層４内に留まることになる。こ
のとき電子はＤ電極に移動し、ホールはｉ層４内の絶縁
層７界面に移動するため、素子内の電気的中性を保つた
めＧ電極から電流が流れる。この電流は光により発生し
た電子・ホール対に対応するため、入射した光に比例す
る。
【００３９】ある期間、光電変換モード（ｂ）を保った
後、再びリフレッシュモード（ａ）の状態になると、ｉ
層４に留まっていたホールは前述のようにＤ電極に導か
れ、同時にこのホールに対応した電流が流れる。このホ
ールの量は光電変換モード期間に入射した光の総量に対
応する。この時ｉ層４内に注入される電子の量に対応し
た電流も流れるが、この量はおよそ一定なため差し引い
て検出すればよい。つまり、本実施例においての光電変
換素子Ｓ１１〜Ｓ３３はリアルタイムに入射する光の量
を出力すると同時に、ある期間に入射した光の総量も出
力することができる。
後、再びリフレッシュモード（ａ）の状態になると、ｉ
層４に留まっていたホールは前述のようにＤ電極に導か
れ、同時にこのホールに対応した電流が流れる。このホ
ールの量は光電変換モード期間に入射した光の総量に対
応する。この時ｉ層４内に注入される電子の量に対応し
た電流も流れるが、この量はおよそ一定なため差し引い
て検出すればよい。つまり、本実施例においての光電変
換素子Ｓ１１〜Ｓ３３はリアルタイムに入射する光の量
を出力すると同時に、ある期間に入射した光の総量も出
力することができる。
【００４０】しかしながら、何らかの理由により光電変
換モードの期間が長くなったり、入射する光の照度が強
い場合、Ｄのように光の入射があるにもかかわらず電流
が流れないことがある。これは、図４（ｃ）のように、
ｉ層４内にホールが多数留まり、このホールのためｉ層
４内の電界が小さくなり、発生した電子がＤ電極に導か
れなくなりｉ層４内のホールと再結合してしまうからで
ある。この状態で光の入射状態が変化すると、電流が不
安定に流れる事もあるが、再びリフレッシュモードにす
ればｉ層４内のホールは掃き出され次の光電変換モード
では再び光に比例した電流が得られる。
換モードの期間が長くなったり、入射する光の照度が強
い場合、Ｄのように光の入射があるにもかかわらず電流
が流れないことがある。これは、図４（ｃ）のように、
ｉ層４内にホールが多数留まり、このホールのためｉ層
４内の電界が小さくなり、発生した電子がＤ電極に導か
れなくなりｉ層４内のホールと再結合してしまうからで
ある。この状態で光の入射状態が変化すると、電流が不
安定に流れる事もあるが、再びリフレッシュモードにす
ればｉ層４内のホールは掃き出され次の光電変換モード
では再び光に比例した電流が得られる。
【００４１】また、前述の説明において、リフレッシュ
モードでｉ層４内のホールを掃き出す場合、すべてのホ
ールを掃き出すのが理想であるが、一部のホールを掃き
出すだけでも効果はあり、前述と等しい電流が得られ、
問題はない。つまり、次の光電変換モードでの検出機会
において図４（ｃ）の状態になっていなければよく、リ
フレッシュモードでのＤ電極のＧ電極に対する電位、リ
フレッシュモードの期間及びｎ層５の注入阻止層の特性
を決めればよい。また、さらにリフレッシュモードにお
いてｉ層４への電子の注入は必要条件ではなく、Ｄ電極
のＧ電極に対する電位は負に限定されるものでもない。
ホールが多数ｉ層４に留まっている場合にはたとえＤ電
極のＧ電極に対する電位が正の電位であってもｉ層内の
電界はホールをＤ電極に導く方向に加わるからである。
ｎ層５の注入阻止層の特性も同様に電子をｉ層４に注入
できることが必要条件ではない。
モードでｉ層４内のホールを掃き出す場合、すべてのホ
ールを掃き出すのが理想であるが、一部のホールを掃き
出すだけでも効果はあり、前述と等しい電流が得られ、
問題はない。つまり、次の光電変換モードでの検出機会
において図４（ｃ）の状態になっていなければよく、リ
フレッシュモードでのＤ電極のＧ電極に対する電位、リ
フレッシュモードの期間及びｎ層５の注入阻止層の特性
を決めればよい。また、さらにリフレッシュモードにお
いてｉ層４への電子の注入は必要条件ではなく、Ｄ電極
のＧ電極に対する電位は負に限定されるものでもない。
ホールが多数ｉ層４に留まっている場合にはたとえＤ電
極のＧ電極に対する電位が正の電位であってもｉ層内の
電界はホールをＤ電極に導く方向に加わるからである。
ｎ層５の注入阻止層の特性も同様に電子をｉ層４に注入
できることが必要条件ではない。
【００４２】次に図１、図２及び図５、図６によって本
実施例の放射線像撮像装置の動作について説明する。前
述の説明のように本実施例においての光電変換素子は定
期的にリフレッシュすれば、光電変換モードにおいては
入射した光に比例した光電流を出力する光センサとして
動作する。
実施例の放射線像撮像装置の動作について説明する。前
述の説明のように本実施例においての光電変換素子は定
期的にリフレッシュすれば、光電変換モードにおいては
入射した光に比例した光電流を出力する光センサとして
動作する。
【００４３】なお、図５は、本実施例の動作を示すタイ
ミングチャートであり、図２のシフトレジスタＳＲ１の
出力ｇ１〜ｇ３，シフトレジスタＳＲ２の出力ｓ１〜ｓ
３、ＲＦ出力、Ｘ線露光出力Ｘ１３、信号出力ＯＵＴの
各パルスを示したものである。
ミングチャートであり、図２のシフトレジスタＳＲ１の
出力ｇ１〜ｇ３，シフトレジスタＳＲ２の出力ｓ１〜ｓ
３、ＲＦ出力、Ｘ線露光出力Ｘ１３、信号出力ＯＵＴの
各パルスを示したものである。
【００４４】また、図６は、本実施例の補正方法を説明
するための図であり、詳細は後述する。
するための図であり、詳細は後述する。
【００４５】まず、図１に示すように、医師又は技師
は、診断対象である患者等の被写体１１を、Ｘ線源１０
と二次元エリアセンサ２０の間に置き、診断したい部位
が観察できるように被写体１１にポーズさせる。同時に
前もって問診等で得た患者の症状、体格、年齢や得たい
情報を考慮し最適な撮像出力が得られるように条件を制
御パネル３２に入力する。この信号は電気信号で撮像制
御手段３０に伝送される。この状態で、医師または技師
が、撮像開始ボタン７１を押すと撮像が開始される。
は、診断対象である患者等の被写体１１を、Ｘ線源１０
と二次元エリアセンサ２０の間に置き、診断したい部位
が観察できるように被写体１１にポーズさせる。同時に
前もって問診等で得た患者の症状、体格、年齢や得たい
情報を考慮し最適な撮像出力が得られるように条件を制
御パネル３２に入力する。この信号は電気信号で撮像制
御手段３０に伝送される。この状態で、医師または技師
が、撮像開始ボタン７１を押すと撮像が開始される。
【００４６】まず、システム制御回路７０は、二次元エ
リアセンサ２０をリフレッシュ動作させる。
リアセンサ２０をリフレッシュ動作させる。
【００４７】ここで、図２のセンサの回路図と図５のタ
イミング図を参照しながら、リフレッシュ動作を説明す
る。まずシフトレジスタＳＲＩおよびＳＲ２により制御
配線ｇ１〜ｇ３、ｓ１〜ｓ２にＨｉが印加される。する
と転送用ＴＦＴ：Ｔ１１〜Ｔ３３とスイッチＭ１〜Ｍ３
がＯＮして導通し、全光電変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３のＤ
電極はＧＮＤ電位となる（積分検出器Ａｍｐの入力端子
はＧＮＤ電位に設計されているため）。同時にリフレッ
シュ制御回路ＲＦがＨｉを出力し、スイッチＳＷｇがＯ
Ｎし全光電変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３のＧ電極はリフレッ
シュモードとなりリフレッシュされる。
イミング図を参照しながら、リフレッシュ動作を説明す
る。まずシフトレジスタＳＲＩおよびＳＲ２により制御
配線ｇ１〜ｇ３、ｓ１〜ｓ２にＨｉが印加される。する
と転送用ＴＦＴ：Ｔ１１〜Ｔ３３とスイッチＭ１〜Ｍ３
がＯＮして導通し、全光電変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３のＤ
電極はＧＮＤ電位となる（積分検出器Ａｍｐの入力端子
はＧＮＤ電位に設計されているため）。同時にリフレッ
シュ制御回路ＲＦがＨｉを出力し、スイッチＳＷｇがＯ
Ｎし全光電変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３のＧ電極はリフレッ
シュモードとなりリフレッシュされる。
【００４８】次に、リフレッシュ制御回路ＲＦがＬｏを
出力しスイッチＳＷｓがＯＮし全光電変換素子Ｓ１１〜
Ｓ３３のＧ電極は読み取り用電源Ｖｓにより負電位にな
る。すると全光電変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３は光電変換モ
ードとなり同時にコンデンサＣ１１〜Ｃ３３は初期化さ
れる。この状態でシフトレジスタＳＲ１及びＳＲ２によ
り制御配線ｇ１〜ｇ３、ｓ１〜ｓ３にＬｏが印加され
る。すると転送用ＴＦＴ：Ｔ１１〜Ｔ３３とスイッチＭ
１〜Ｍ３がＯＦＦし、全光電変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３の
Ｄ電極はＤＣ的にはオープンになるが、コンデンサＣ１
１〜Ｃ１３によって電位は保持される。しかしこの時点
ではＸ線は放射されていないため、全光電変換素子Ｓ１
１〜Ｓ３３には光は入射されず電流は流れない。これで
リフレッシュ動作は終了する。
出力しスイッチＳＷｓがＯＮし全光電変換素子Ｓ１１〜
Ｓ３３のＧ電極は読み取り用電源Ｖｓにより負電位にな
る。すると全光電変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３は光電変換モ
ードとなり同時にコンデンサＣ１１〜Ｃ３３は初期化さ
れる。この状態でシフトレジスタＳＲ１及びＳＲ２によ
り制御配線ｇ１〜ｇ３、ｓ１〜ｓ３にＬｏが印加され
る。すると転送用ＴＦＴ：Ｔ１１〜Ｔ３３とスイッチＭ
１〜Ｍ３がＯＦＦし、全光電変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３の
Ｄ電極はＤＣ的にはオープンになるが、コンデンサＣ１
１〜Ｃ１３によって電位は保持される。しかしこの時点
ではＸ線は放射されていないため、全光電変換素子Ｓ１
１〜Ｓ３３には光は入射されず電流は流れない。これで
リフレッシュ動作は終了する。
【００４９】ここで、図１に示す、撮像制御手段３０
は、制御パネル３２からの情報を基に撮像露光時におけ
る撮像条件を決定する。撮像条件の内容は、Ｘ線源１０
の管電圧、管電流およびＸ線パルスの最大パルス幅や二
次元エリアセンサ２０の駆動スピードである。例えば、
制御パネル３２で胸部が設定されていれば、Ｘ線源の管
球の電圧は高く、腹部の場合は低く条件を設定する。ま
た、制御パネル３２で患者が子どもや妊婦が指示されて
いれば、フォトタイマ３１による終了条件を短く設定
し、最大パルス幅も短く設定される。
は、制御パネル３２からの情報を基に撮像露光時におけ
る撮像条件を決定する。撮像条件の内容は、Ｘ線源１０
の管電圧、管電流およびＸ線パルスの最大パルス幅や二
次元エリアセンサ２０の駆動スピードである。例えば、
制御パネル３２で胸部が設定されていれば、Ｘ線源の管
球の電圧は高く、腹部の場合は低く条件を設定する。ま
た、制御パネル３２で患者が子どもや妊婦が指示されて
いれば、フォトタイマ３１による終了条件を短く設定
し、最大パルス幅も短く設定される。
【００５０】さらに、システム制御回路７０は、第１の
補正モードに入る。この第１の補正モードでは、Ｘ線源
１０は動作させず、Ｘ線は放射しない。ただし、Ｘ線源
１０を動かさなくとも、予め設定された所定の時間ｔ1
を待ってから二次元エリアセンサ２０は読み出し動作を
行う。この時間ｔ1 は撮像制御手段３０に記憶された固
定の時間であっても良いし制御パネル３２から入力され
たＸ線の最大パルス幅に相当する時間であっても良い。
ここでは簡単のため、あらかじめ撮像制御手段３０に記
憶された固定の時間であり、ｔ1 ＜撮像露光時間として
図示するがこれに限定するものではない。
補正モードに入る。この第１の補正モードでは、Ｘ線源
１０は動作させず、Ｘ線は放射しない。ただし、Ｘ線源
１０を動かさなくとも、予め設定された所定の時間ｔ1
を待ってから二次元エリアセンサ２０は読み出し動作を
行う。この時間ｔ1 は撮像制御手段３０に記憶された固
定の時間であっても良いし制御パネル３２から入力され
たＸ線の最大パルス幅に相当する時間であっても良い。
ここでは簡単のため、あらかじめ撮像制御手段３０に記
憶された固定の時間であり、ｔ1 ＜撮像露光時間として
図示するがこれに限定するものではない。
【００５１】駆動スピードは、制御パネル３２より入力
された諸条件から設定される。二次元エリアセンサ２０
からのデータの読み出し方法については後述する。この
時の出力を補正データＡとする。この補正データＡは、
システム制御回路７０によって制御されたスイッチ５１
を介し第１の記憶手段であるフレームメモリ５２に記憶
される。
された諸条件から設定される。二次元エリアセンサ２０
からのデータの読み出し方法については後述する。この
時の出力を補正データＡとする。この補正データＡは、
システム制御回路７０によって制御されたスイッチ５１
を介し第１の記憶手段であるフレームメモリ５２に記憶
される。
【００５２】この補正データＡは、各画素のダーク時の
電流や、転送時の固定パターンノイズや二次元エリアセ
ンサ２０の内部のアンプのオフセット電圧等を反映した
出力である。
電流や、転送時の固定パターンノイズや二次元エリアセ
ンサ２０の内部のアンプのオフセット電圧等を反映した
出力である。
【００５３】続いて、システム制御回路７０は、撮像モ
ードに入る。この撮像モードでは、先に撮像制御手段３
０により決定された撮像条件に従って撮像が行われる。
Ｘ線が放射され、被検体１１を透過し蛍光体１２に入射
すると光に変換され、その光がそれぞれの光電変換素子
Ｓ１１〜Ｓ３３に入射する。同時に被写体１１と二次元
エリアセンサ２０の間あるいは二次元エリアセンサ２０
の背面に置かれたフォトタイマ３１にも入射する。これ
ら光は人体等の内部構造の情報が含まれている。フォト
タイマ３１の出力は随時撮像制御手段３０に入力され、
この値の積分値が撮像条件で決められた一定値を超える
と撮像制御手段がＸ線の放射を止める。このとき、撮像
制御手段３０ではこれら実際に放射されたＸ線パルス幅
を計測しており、撮像露光時間ｔ2 として条件記憶手段
４０に記憶する。
ードに入る。この撮像モードでは、先に撮像制御手段３
０により決定された撮像条件に従って撮像が行われる。
Ｘ線が放射され、被検体１１を透過し蛍光体１２に入射
すると光に変換され、その光がそれぞれの光電変換素子
Ｓ１１〜Ｓ３３に入射する。同時に被写体１１と二次元
エリアセンサ２０の間あるいは二次元エリアセンサ２０
の背面に置かれたフォトタイマ３１にも入射する。これ
ら光は人体等の内部構造の情報が含まれている。フォト
タイマ３１の出力は随時撮像制御手段３０に入力され、
この値の積分値が撮像条件で決められた一定値を超える
と撮像制御手段がＸ線の放射を止める。このとき、撮像
制御手段３０ではこれら実際に放射されたＸ線パルス幅
を計測しており、撮像露光時間ｔ2 として条件記憶手段
４０に記憶する。
【００５４】ある一定量、この光により流れた光電流は
電荷としてそれぞれのコンデンサＣ１１〜Ｃ３３に蓄積
され、Ｘ線の放射終了後も保持される。つぎに二次元エ
リアセンサ２０は読み出し動作をする。図２及び図５に
示すように、シフトレジスタＳＲ１により制御配線ｇ1
にＨｉのパルスが印加され、シフトレジスタＳＲ２の制
御配線ｓ１〜ｓ３への制御パルス印加によって転送用Ｔ
ＦＴ：Ｔ１１〜Ｔ１３、スイッチＭ１〜Ｍ３を通してｖ
１〜ｖ３が順次出力される。同様にシフトレジスタＳＲ
１，ＳＲ２の制御により他の光信号も出力される。これ
により人体等の内部構造の二次情報ｖ１〜ｖ９すなわち
撮像データＤ（図５参照）として得られる。この撮像デ
ータＤは、Ａ／Ｄ変換器を通してディジタルデータ化さ
れた後に、システム制御回路７０によって制御されたス
イッチ５１を介し第２の記憶手段であるフレームメモリ
５３に記憶される。
電荷としてそれぞれのコンデンサＣ１１〜Ｃ３３に蓄積
され、Ｘ線の放射終了後も保持される。つぎに二次元エ
リアセンサ２０は読み出し動作をする。図２及び図５に
示すように、シフトレジスタＳＲ１により制御配線ｇ1
にＨｉのパルスが印加され、シフトレジスタＳＲ２の制
御配線ｓ１〜ｓ３への制御パルス印加によって転送用Ｔ
ＦＴ：Ｔ１１〜Ｔ１３、スイッチＭ１〜Ｍ３を通してｖ
１〜ｖ３が順次出力される。同様にシフトレジスタＳＲ
１，ＳＲ２の制御により他の光信号も出力される。これ
により人体等の内部構造の二次情報ｖ１〜ｖ９すなわち
撮像データＤ（図５参照）として得られる。この撮像デ
ータＤは、Ａ／Ｄ変換器を通してディジタルデータ化さ
れた後に、システム制御回路７０によって制御されたス
イッチ５１を介し第２の記憶手段であるフレームメモリ
５３に記憶される。
【００５５】さらに、システム制御回路７０は、第２の
補正モードに入る。この第２の補正モードでも第１の補
正モードと同様にＸ線源１０は動作させず、Ｘ線は放射
しない。ただし、Ｘ線源１０を動かさなくとも、第１の
補正モードで用いた、予め設定された所定の時間ｔ1 を
待ってから二次元エリアセンサ２０は読み出し動作を行
う。読み出しは、撮影モードの説明で述べた読み出し方
法で行う。このときの出力を補正データＢとする。この
補正データＢは、システム制御回路７０によって制御さ
れたスイッチ５１を介し、第３の記憶手段であるフレー
ムメモリ５４に記憶される。
補正モードに入る。この第２の補正モードでも第１の補
正モードと同様にＸ線源１０は動作させず、Ｘ線は放射
しない。ただし、Ｘ線源１０を動かさなくとも、第１の
補正モードで用いた、予め設定された所定の時間ｔ1 を
待ってから二次元エリアセンサ２０は読み出し動作を行
う。読み出しは、撮影モードの説明で述べた読み出し方
法で行う。このときの出力を補正データＢとする。この
補正データＢは、システム制御回路７０によって制御さ
れたスイッチ５１を介し、第３の記憶手段であるフレー
ムメモリ５４に記憶される。
【００５６】この補正データＢも、補正データＡと同
様、各画素のダーク時の電流や、転送時の固定パターン
ノイズや二次元エリアセンサ２０の内部のアンプのオフ
セット電圧等を反映した出力である。
様、各画素のダーク時の電流や、転送時の固定パターン
ノイズや二次元エリアセンサ２０の内部のアンプのオフ
セット電圧等を反映した出力である。
【００５７】ところで、本実施例で用いている二次元エ
リアセンサ２０を構成している光電変換素子Ｓ１１〜Ｓ
３３の暗電流は、リフレッシュ動作からの時間の関数と
して指数的に減少することが分かっている。
リアセンサ２０を構成している光電変換素子Ｓ１１〜Ｓ
３３の暗電流は、リフレッシュ動作からの時間の関数と
して指数的に減少することが分かっている。
【００５８】図６（ｃ）は、このような暗電流の状態を
説明するための図であり、ここでは簡単のため、図６
（ｃ）に示すように、暗電流は、時間に対して線形に減
少するものとした。
説明するための図であり、ここでは簡単のため、図６
（ｃ）に示すように、暗電流は、時間に対して線形に減
少するものとした。
【００５９】このような状態で、図６（ａ）に示すよう
に、前述した第１、第２の補正データ及び撮像データを
取得すると、二次元エリアセンサ２０上のある一画素の
出力は、図６（ｄ）で示すようになる。出力は、各画素
の入射光強度、すなわち、これにより発生する光電流量
と、露光時間に比例するので、それぞれの四角形の面積
が出力される画素値を示すこととなる。
に、前述した第１、第２の補正データ及び撮像データを
取得すると、二次元エリアセンサ２０上のある一画素の
出力は、図６（ｄ）で示すようになる。出力は、各画素
の入射光強度、すなわち、これにより発生する光電流量
と、露光時間に比例するので、それぞれの四角形の面積
が出力される画素値を示すこととなる。
【００６０】撮像前後に取得された第１及び第２の補正
データは、同一の蓄積時間ｔ1 で取得されたものである
ので、第１の補正データ取得から撮像データ取得までと
撮像データ取得から第２の補正データ取得までの間隔Ｔ
1 とＴ2 が同じであったならば、両補正量の加算平均を
取る事で撮像データ取得時の時間ｔ1 あたりの補正量が
推定される（図６（ｅ）参照）。
データは、同一の蓄積時間ｔ1 で取得されたものである
ので、第１の補正データ取得から撮像データ取得までと
撮像データ取得から第２の補正データ取得までの間隔Ｔ
1 とＴ2 が同じであったならば、両補正量の加算平均を
取る事で撮像データ取得時の時間ｔ1 あたりの補正量が
推定される（図６（ｅ）参照）。
【００６１】さらに、撮像露光時に条件記憶手段４０に
記憶しておいた撮像露光時間ｔ2 を用いて時間ｔ2 あた
りの補正量に換算することで、撮像露光時の実補正量が
推定される（図６（ｆ）参照）。
記憶しておいた撮像露光時間ｔ2 を用いて時間ｔ2 あた
りの補正量に換算することで、撮像露光時の実補正量が
推定される（図６（ｆ）参照）。
【００６２】推定された実補正量を第３の記憶手段であ
るフレームメモリ５３に記憶された撮像データより減算
することで、各画素のダーク時の電流や、転送時の固定
パターンノイズや二次元エリアセンサ２０の内部のアン
プのオフセット電圧等が補正された出力を得ることがで
きる。
るフレームメモリ５３に記憶された撮像データより減算
することで、各画素のダーク時の電流や、転送時の固定
パターンノイズや二次元エリアセンサ２０の内部のアン
プのオフセット電圧等が補正された出力を得ることがで
きる。
【００６３】なお、ここでは簡単のため単純な式で説明
したが、実際には良好な画像を得るため、さらに複雑な
演算（例えば、データの取得間隔Ｔ1 とＴ2 が異なる場
合に、両補正量に重み付けの係数を掛けた後に加算平均
する、すなわち加重平均をとる方法、あるいは、本実施
例では、加算平均すなわち、線形補間の概念を導入した
が、暗電流の指数的減少を考慮し、非線形補間の概念を
導入した演算）とすることが望ましい。
したが、実際には良好な画像を得るため、さらに複雑な
演算（例えば、データの取得間隔Ｔ1 とＴ2 が異なる場
合に、両補正量に重み付けの係数を掛けた後に加算平均
する、すなわち加重平均をとる方法、あるいは、本実施
例では、加算平均すなわち、線形補間の概念を導入した
が、暗電流の指数的減少を考慮し、非線形補間の概念を
導入した演算）とすることが望ましい。
【００６４】また、本実施例の二次元エリアセンサで
は、９個の画素を３×３に二次元配列し、３画素づつ同
時に、３回に分割して転送出力したが、これに限らず、
例えば縦横１ｍｍあたり５×５の画素を２０００×２０
００個、二次元的に配置すれば、４０ｃｍ×４０ｃｍの
二次元エリアセンサが得られ、医療用Ｘ線診断を目的と
する放射線撮像装置が構成できる。
は、９個の画素を３×３に二次元配列し、３画素づつ同
時に、３回に分割して転送出力したが、これに限らず、
例えば縦横１ｍｍあたり５×５の画素を２０００×２０
００個、二次元的に配置すれば、４０ｃｍ×４０ｃｍの
二次元エリアセンサが得られ、医療用Ｘ線診断を目的と
する放射線撮像装置が構成できる。
【００６５】［第２の実施例］本実施例では、第２の補
正用データの取得時間を、撮影露光時間と略同一時間に
制御して、補正用データを取得する。このための手段と
しては、第２の補正モード時に、Ｘ線源１０は、動作さ
せずに、撮像モード時に条件記憶手段４０に記憶された
撮像露光時間ｔ2 を待ってから二次元エリアセンサ２０
が読み出し動作を開始するように、撮像制御手段３０
が、Ｘ線源１０、二次元エリアセンサ２０を駆動するこ
とによって、容易に実行可能である。
正用データの取得時間を、撮影露光時間と略同一時間に
制御して、補正用データを取得する。このための手段と
しては、第２の補正モード時に、Ｘ線源１０は、動作さ
せずに、撮像モード時に条件記憶手段４０に記憶された
撮像露光時間ｔ2 を待ってから二次元エリアセンサ２０
が読み出し動作を開始するように、撮像制御手段３０
が、Ｘ線源１０、二次元エリアセンサ２０を駆動するこ
とによって、容易に実行可能である。
【００６６】このように、第２の補正用データの取得時
間を撮像露光時間と略同一にすることにより、以下のよ
うな、補正方法を行なうことができる。
間を撮像露光時間と略同一にすることにより、以下のよ
うな、補正方法を行なうことができる。
【００６７】まず、第１の補正用データを、撮像露光時
に、条件記憶手段４０に記憶しておいた撮像露光時間ｔ
2 を用いて時間ｔ2 あたりの補正量に換算する。第１の
補正用データの取り込み時間は、あらかじめ撮像制御手
段３０に記憶された時間ｔ1であるので、（時間ｔ2 あ
たりの第１の補正データ）＝（第１の補正データ）×
（ｔ2 ／ｔ1 ）により推定される。
に、条件記憶手段４０に記憶しておいた撮像露光時間ｔ
2 を用いて時間ｔ2 あたりの補正量に換算する。第１の
補正用データの取り込み時間は、あらかじめ撮像制御手
段３０に記憶された時間ｔ1であるので、（時間ｔ2 あ
たりの第１の補正データ）＝（第１の補正データ）×
（ｔ2 ／ｔ1 ）により推定される。
【００６８】第１の補正データ取得から撮像データ取得
までと撮像データ取得から第２の補正データ取得までの
間隔Ｔ1 とＴ2 が同じであったならば、推定補正データ
と第２の補正データの加算平均を取ることで、撮像露光
時の実補正量が推定される。本実施例では、補正データ
の取得時間を撮像露光時間と同一時間とすることによ
り、より正確な補正が可能となる。
までと撮像データ取得から第２の補正データ取得までの
間隔Ｔ1 とＴ2 が同じであったならば、推定補正データ
と第２の補正データの加算平均を取ることで、撮像露光
時の実補正量が推定される。本実施例では、補正データ
の取得時間を撮像露光時間と同一時間とすることによ
り、より正確な補正が可能となる。
【００６９】推定された実補正量を第３の記憶手段であ
るフレームメモリ５３に記憶された撮像データより減算
することで、各画素のダーク時の電流や、転送時の固定
パターンノイズや二次元エリアセンサ２０の内部のアン
プのオフセット電圧等が補正された出力を得ることがで
きる。
るフレームメモリ５３に記憶された撮像データより減算
することで、各画素のダーク時の電流や、転送時の固定
パターンノイズや二次元エリアセンサ２０の内部のアン
プのオフセット電圧等が補正された出力を得ることがで
きる。
【００７０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
実際の撮影時の直前と直後に補正用データを自動的に取
得するため、撮像を実際に行った条件と補正に使用する
データを取得した条件が、ほぼ同じであるため、撮像出
力に含まれる誤差を、ほぼ完全に補正することができ、
これにより、高Ｓ／Ｎの像情報を得られる撮像装置の撮
像データ補正方法及び補正装置を実現することができ
る。
実際の撮影時の直前と直後に補正用データを自動的に取
得するため、撮像を実際に行った条件と補正に使用する
データを取得した条件が、ほぼ同じであるため、撮像出
力に含まれる誤差を、ほぼ完全に補正することができ、
これにより、高Ｓ／Ｎの像情報を得られる撮像装置の撮
像データ補正方法及び補正装置を実現することができ
る。
【００７１】また、本発明によれば、撮像露光前に事前
に第１の補正用データを取り組む工程と、撮像露光を行
って撮像データを取り込む工程と、撮像露光による時間
を計測する工程と、第２の補正データを取り込む工程
と、第１及び第２の補正用データと撮像露光による時間
をパラメータとして、撮像露光時間内の実補正量を推定
する工程と、推定された実補正量を撮像データから減算
する工程とにより演算される撮像データ補正方法を用い
ることにより、撮像露光時の補正量の変動も考慮した補
正出力を得ることができ、高Ｓ／Ｎの像情報を得られる
撮像データ補正方法及び補正装置を提供することができ
る。
に第１の補正用データを取り組む工程と、撮像露光を行
って撮像データを取り込む工程と、撮像露光による時間
を計測する工程と、第２の補正データを取り込む工程
と、第１及び第２の補正用データと撮像露光による時間
をパラメータとして、撮像露光時間内の実補正量を推定
する工程と、推定された実補正量を撮像データから減算
する工程とにより演算される撮像データ補正方法を用い
ることにより、撮像露光時の補正量の変動も考慮した補
正出力を得ることができ、高Ｓ／Ｎの像情報を得られる
撮像データ補正方法及び補正装置を提供することができ
る。
【図１】本発明の第１の実施例におけるシステムブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】二次元エリアセンサの構成を示す回路図であ
る。
る。
【図３】二次元エリアエンサ中の各構成素子の平面図
（ａ）、および断面図（ｂ）である。
（ａ）、および断面図（ｂ）である。
【図４】光電変換素子の各動作モードにおけるエネルギ
ーバンド図である。
ーバンド図である。
【図５】本発明の第１の実施例の動作を示すタイミング
チャートである。
チャートである。
【図６】本発明の第１の実施例における補正方法の概要
を示す図である。
を示す図である。
１０ Ｘ線源 １１ 被写体 １２ 蛍光体 １３ Ｘ線 ２０ 二次元エリアセンサ ３０ 撮像制御手段 ３１ フォトタイマ ３２ 制御パネル ４０ 条件記憶手段 ５１ スイッチ ５２〜５４ フレームメモリ ６０ 第１の演算手段 ６１ 第２の演算手段 ７０ システム制御回路 ７１ 撮像露光開始ボタン ８０ 補正回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０６Ｆ 15/62 ３９０Ａ
Claims (8)
- 【請求項１】 固体撮像素子を用いた撮像方法におい
て、 撮像露光直前に第１の補正用データを取り込む工程と、 前記撮像露光を行って撮像データを取り込む工程と、 前記撮像露光による露光時間を計測する工程と、 前記撮像露光直後に第２の補正用データを取り込む工程
と、 前記第１及び第２の補正用データと、該補正用データの
取り込み時間と、前記露光時間とをパラメータとして、
前記撮像露光時間内の実補正量を演算する工程と、 前記演算された実補正量を用いて前記撮像データを演算
して補正する工程と、を有することを特徴とする撮像デ
ータ補正方法。 - 【請求項２】 前記撮像前後に取得された第１及び第２
の補正用データは、同一の取り込み時間ｔ1 で、露光を
行なわずに取得されたものであり、 かつ前記第１の補正用データ取得から前記撮像データ取
得までの時間間隔と前記撮像データ取得から前記第２の
補正用データ取得までの時間間隔が実質的に同じであ
り、 前記第１及び第２の補正用データの加算平均を取ること
により撮像データ取得時の前記時間ｔ1 あたりの補正量
を求め、 さらに、上記補正用データの取り込み時間ｔ1 と撮影露
光時間ｔ2 との比較から、前記時間ｔ1 あたりの補正量
を前記時間ｔ2 あたりの補正量に換算することにより前
記露光時の実補正量を求め、 前記実補正量を前記撮像データより減算することにより
補正を行なうことを特徴とする請求項１記載の撮像デー
タの補正方法。 - 【請求項３】 前記第１の補正用データ取得から前記撮
像データ取得までの時間間隔と前記撮像データ取得から
前記第２の補正用データ取得までの時間間隔が異なり、 前記第１及び第２の補正用データの加重平均を取ること
により撮像データ取得時の前記時間ｔ1 あたりの補正量
を求めることを特徴とする請求項２記載の撮像データの
補正方法。 - 【請求項４】 前記撮像露光時間と略同時間の第２の補
正用データの取り込み時間を設定する工程と、 前記第２の補正用データ取り込み時間で該第２の補正用
データを取り込む工程と、を有することを特徴とする請
求項１記載の撮像データ補正方法。 - 【請求項５】 前記撮像露光が放射線による露光である
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像データ補正方
法。 - 【請求項６】 固体撮像素子を用いた撮像装置におい
て、 実際に撮像データを取得するための撮像露光の直前と直
後に、第１の補正用データ及び第２の補正用データを取
得すべく制御する手段と、 前記露光時間データを取得する手段と、 前記各データを記憶しておく手段と、 前記第１及び第２の補正用データと該補正用データの取
得時間と前記撮像露光時間とをパラメータとして、前記
撮像露光時間内の実補正量を演算する第１の演算手段
と、 前記実補正量を用いて前記撮像データを補正すべく演算
する第２の演算手段と、を有することを特徴とする撮像
データ補正装置。 - 【請求項７】 前記撮像露光時間と略同時間の第２の補
正用データ取り込み時間を設定する手段、を有すること
を特徴とする請求項６記載の撮像データ補正装置。 - 【請求項８】 前記撮像露光が放射線による露光である
ことを特徴とする請求項６記載の撮像データ補正装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00638797A JP3815755B2 (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | 撮像方法及び撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00638797A JP3815755B2 (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | 撮像方法及び撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10208016A true JPH10208016A (ja) | 1998-08-07 |
| JP3815755B2 JP3815755B2 (ja) | 2006-08-30 |
Family
ID=11636976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00638797A Expired - Fee Related JP3815755B2 (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | 撮像方法及び撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3815755B2 (ja) |
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-
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- 1997-01-17 JP JP00638797A patent/JP3815755B2/ja not_active Expired - Fee Related
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