KR20090087067A - 촬상장치 - Google Patents

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KR20090087067A KR1020097012498A KR20097012498A KR20090087067A KR 20090087067 A KR20090087067 A KR 20090087067A KR 1020097012498 A KR1020097012498 A KR 1020097012498A KR 20097012498 A KR20097012498 A KR 20097012498A KR 20090087067 A KR20090087067 A KR 20090087067A
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가부시키가이샤 시마즈세이사쿠쇼
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Abstract

본 발명의 촬상장치에서는, 화상을 4개의 영역으로 등분하고, 그 분할된 영역의 화상에 따라, 조사 전에 있어서의 캐리어의 판독을 분할해서 행하도록 설정한다. 이처럼 조사 전에 있어서의 캐리어의 판독을 분할하는 것으로, 종래의 화상에서의 전 영역(프레임)에서 캐리어의 판독을 행할 때와 비교하면, 각각 축적·판독의 시간을 분할의 수분의 일만큼 짧게 설정할 수 있다. 조사대기시간의 기점이 되는 타이밍은 조사 전에 있어서의 캐리어의 판독까지의 사이에서 행하여진다. 따라서 조사대기시간의 기점이 되는 타이밍이 변동했다고 해도, 짧게 설정된 각각 축적·판독의 사이에서만 변동하므로, 종래보다도 조사대기시간의 변동을 적게 해서, 응답성을 향상시킬 수 있다.
촬상장치, 화상, 캐리어의 판독, 조사, X선 검출기, 방사선

Description

촬상장치{IMAGING DEVICE}
본 발명은 의료분야, 공업분야, 더욱이 원자력 분야 등에 이용되는 촬상장치(撮像裝置)에 관한 기술이다.
검출된 광(光) 또는 방사선(放射線)에 기초해서 촬상(撮像)을 행하는 촬상장치(撮像裝置)는 광 또는 방사선을 검출하는 방사선 검출기를 구비하고 있다. X선 검출기를 예로 채택하여 설명한다. X선 검출기는 X선 감응형(感應型)의 X선 변환층(반도체층)을 구비하고 있고, X선 입사에 의해 X선 변환층은 캐리어(전하정보)로 변환하고, 그 변환된 캐리어(carrier)을 판독하는 것으로 X선을 검출한다. X선 변환층으로서는 예를 들면 비정질(非晶質)의 어모퍼스(amorphous) 셀레늄(Se)막이 이용된다(예를 들면 비특허문헌 1 참조).
피검체(被檢體)에 X선을 조사(照射)하여 방사선 촬상을 행하는 경우에는, 피검체를 투과한 방사선 상(像)이 어모퍼스 셀레늄(Se)막 상에 투영되고, 상(像)의 농담(濃淡)에 비례한 캐리어가 막 내에 발생한다. 그 후, 막 내에서 생성된 캐리어가 2차원 상에 배열된 캐리어 수집전극(收集電極)에 수집되고, 소정 시간(「축적시간」이라고도 불리워진다) 분(分)만큼 적분된 후, 박막 트랜지스터를 경유해서 외부로 판독된다.
이와 같은 X선 검출기의 주변에는, 박막 트랜지스터의 스위치의 ON/OFF의 절환(切換)을 행하는 게이트 구동회로(Driver Circuit)와, 캐리어를 판독하기 위한 앰프 어레이 회로라고 하는 주변회로가 배설(配設)되어 있다. 구동회로(驅動回路)는 X선 검출기에 구동신호(驅動信號)를 공급하여 X선 검출기를 구동시키며, 캐리어의 판독에 관련하는 판독 신호에 기초해서, 판독된 캐리어를 앰프 어레이 회로가 수취한다. 이들 회로와 X선 검출기를 포함하여 촬상센서를 구성하고 있다.
그런데, 캐리어를 판독할 때에는 데이터 선을 통해서 1 라인 씩 판독하는 방법과, 데이터 선을 통해서 복수 라인으로 판독하는 방법이 있다. 전자의 1 라인 씩 판독하는 방법의 경우에는, 박막 트랜지스터의 스위치를 한 개 씩 ON(또는 한 개 씩 OFF)해서 구동하고, 구동된 스위치에 접속된 컨덴서에 일단 축적된 캐리어를 스위치에 접속된 데이터 선을 통해서 1 라인 씩 판독한다. 한편, 후자의 복수 라인으로 판독하는 방법의 경우에는, 박막 트랜지스터의 스위치를 복수(複數)로 동시에 ON(또는 복수로 동시에 OFF)해서 구동하고, 동시에 구동된 스위치에 접속된 컨덴서에 일단 축적된 캐리어를, 그것들 스위치에 접속된 데이터 선을 통해 일괄해서 판독한다.
또한, X선이 조사되어 있지 않은 때에도, 어모퍼스(amorphous) 셀레늄(Se)막의 누설전류(「암전류(暗電流)」 또는 「다크전류」라고 불리워진다) 등에 의해 캐리어가 컨덴서에 축적되기 때문에, 주기적으로 박막 트랜지스터를 구동하는 것에 의해, X선의 비 조사 시에서의 캐리어(「다크 화상정보」라고도 불리워진다)를 판독할 필요가 있다. 이 판독된 다크 화상정보에 기초해서 보정을 행한다.(「다크 보 정」 또는 「OFFSET 보정」이라고도 불리워진다) 이 비 조사 시에서의 캐리어인 다크 화상정보의 판독에 있어서도, 전자의 1 라인 씩 판독하는 방법, 또는 후자의 복수 라인으로 판독하는 방법 중 어느 것이라도 가능하다.
비 특허문헌 1: W. Zhao, et al. , "A flat panel detector for digital radiology using active matrix readout of amorphous selenium" Proc. SPIE Vol. 2708, pp. 523-531, 1996.
[발명이 해결하고자 하는 과제]
전자의 1 라인 씩 판독하는 방법은, 캐리어를 1 라인 씩 순차적으로 판독하므로 응답성이 낮다는 문제가 있다. 또, 후자의 복수 라인으로 판독하는 방법은, 전자의 1 라인 씩 판독하는 방법보다도 고속으로 판독할 수 있지만, 조사 직전의 다크 화상정보를 얻을 수 없는 문제와, 동시에 구동하는 라인 수를 변경하는 것에 의해 화상 인공물이 생기는 문제가 있다. 결국, 두 개의 수법에 관계없이, 별개의 수법을 이용해서 응답성을 높이는 것이 바람직하다.
응답성이 낮은 하나의 원인에, 조사대기시간의 변동이 있다. 이 조사대기시간의 변동에 관해서, 도 17를 참조해서 설명한다. 도 17은 종래의 각 클레임 및 그것에 관한 각 신호의 타이밍 차트이다.
프레임의 비율 T는 캐리어의 축적·판독의 일련의 동작에 관한 주기로서, 이 프레임 비율 T의 사이에 프레임 분(分)의 캐리어의 판독(도 17 중 화상 판독의 F1 내지 F3을 참조)이 행해지고, 화상 판독 이외의 시간에서는 X선 조사 가능한 시간(도 17에서의 X선 조사가능시간)이 된다. 구체적으로는 도 17의 F1 내지 F3의 순으로 개시된다. 또한, 도 17에 나타난 바와 같이, 각 프레임 비율 T마다의 화상 판독 시간을 『판독 기간』이라고 하면, 각 프레임 비율 T에 있어서의 판독 기간 이 외에서는 X선 조사 가능한 시간이 된다. 이 X선 조사 가능한 시간을 『X선 조사가능시간』이라고 한다. 또한, 각 프레임 분(分)의 캐리어의 축적은 프레임 비율 T마다 판독 기간 및 X선 조사가능시간을 포함하여 각각 행해진다. 판독 기간을 tREAD라고 하고, X선 조사가능시간을 tIRRA라고 하면, 상술한 이유로부터 명백하게 T= tREAD+ tIRRA 을 만족한다. 도 17에서는 판독 기간 tREAD를 240ms라고 하고, 프레임 비율 T를 267ms라고 한다.
실제로 X선을 조사하는 경우에는, X선 조사가능시간의 사이에서 X선 펄스를 조사해서 행한다. 또, X선의 조사 개시 전의 비 조사 시에 있어서도, 비 조사 시에 있어서의 누설 전류를 방출하기 때문에, 통상은 도 17에 나타난 바와 같이 프레임의 판독이 행해지고, X선 조사가능시간 tIRRA가 조사 시와 같도록 설정된다.
조사 개시 전의 비 조사 시에서는, X선 조사의 준비로 이행하기 위해서 핸드 스위치를 설치한다. 이 핸드 스위치를 도 17 중의 타이밍 A에서 압하(押下)하는 것으로, X선 조사의 준비로 이행한다. 그리고 도 17의 경우에는, X선 조사의 준비로 이행해서 최초로 출력되는 프레임 동기신호(同期信號)에 동기(同期)하지 않고 X선 조사 가능한 신호는 계속 출력되고, 그 다음에 출력되는 프레임 동기신호에 동기하여 정지한다. 이것에 의해서, 타이밍 A로부터 X선 조사 가능한 신호의 정지까지의 사이만, X선 조사가능시간은 통상의 X선 조사가능시간 tIRRA보다도 길어진다. 이 길어진 X선 조사가능시간의 사이에서 X선 펄스가 조사된다.
구체적으로는, X선 조사의 준비로 이행해서 최초로 출력되는 프레임 동기신호에 동기, 또는 그 프레임 동기신호로부터의 소정의 시간(단, 소정의 시간은 프레임 비율 T 미만)에 동기한 도 17 중의 타이밍 B에서 X선 펄스가 조사되고, 그 다음에 출력되는 프레임 동기신호에 동기해서 X선 조사 가능한 신호가 정지할 때까지 X선 펄스의 조사를 정지한다. 이 X선 펄스가 출력된 직후의 프레임(도 17 중의 F3을 참조)에서의 캐리어를 판독하는 것으로, 그 판독된 캐리어를 이용해서 촬상이 행하여진다. 이 핸드 스위치를 압하하는 타이밍 A부터 X선 펄스를 출력하는 타이밍 B까지의 시간을 『조사대기시간(照射待機侍間)』이라고 한다. 조사대기시간을 tWAIT이라고 한다.
또한, 도 17에서는, X선 조사의 준비로 이행해서 최초로 출력되는 프레임 동기신호에 동기하지 않고 X선 조사 가능한 신호는 계속 출력되고, 그 다음에 출력되는 프레임 동기신호에 동기해서 정지했지만, 이것에 한정되지 않는다. 그 다음에 출력되는 프레임 동기신호에 동기하지 않고 X선 조사 가능한 신호를 계속 출력하고, 더욱이 다음에 출력되는 프레임 동기신호에 동기해서 정지하는 것으로, X선 조사가능시간을 길게 해서 X선 펄스의 조사를 길게 설정하는 것도 가능하다. 이렇게 X선 조사 가능한 신호의 정지가 동기하는 프레임 동기신호의 주기수를 늘리는 것으로, X선 조사가능시간을 보다 길게 해서 X선 펄스의 조사를 보다 길게 설정하는 것도 가능하다.
그런데, 상술한 다크 보정을 행하는 경우에는, 도 18에 나타난 바와 같이, 도 17과 동일한 타이밍에서, 또한 X선 펄스를 출력하지 않고 판독된 프레임(도 18 중 음영을 넣은 영역 부분의 프레임을 참조)에서의 캐리어를, X선의 비 조사 시에서의 캐리어로서 판독하고, 이 판독된 캐리어를 다크 화상정보로서 다크 보정을 행한다. 도 18은 종래의 다크 화상정보의 판독에 관한 각 신호의 타이밍 차트이다.
구체적으로는, 도 17에 나타난 바와 같이, 촬상의 대상이 되는 프레임보다도 전의 프레임(도 17 중의 F2를 참조)의 개시부터 촬상의 대상이 되는 프레임(즉, X선 펄스가 출력된 직후의 프레임: 도 17 중의 F3을 참조)의 개시까지의 축적시간을 t라고 한다. 이 축적시간 t의 길이에 의존해서 다크 화상정보의 특성이 변화한다. 그래서, 도 17과 동일한 축적시간 t가 되도록, 도 18에 나타난 바와 같이, 다크 화상정보의 판독의 대상이 되는 프레임보다도 전의 프레임의 개시부터 다크 화상정보의 판독의 대상이 되는 프레임(도18 중 음영을 넣은 영역 부분의 프레임을 참조)의 개시까지의 축적시간을 동일 축적시간 t로 설정한다. 본래의 촬상의 경우에는, 이들 프레임에서 X선 펄스를 출력하지만, 도 18과 같이 다크 화상정보를 판독하는 경우에는 X선 펄스를 출력하지 않는다.
조사대기시간의 설명으로 돌아가면, 이러한 핸드 스위치의 압하(押下)는 수동으로 행하여지기 때문에, X선 조사의 준비로의 이행은, 프레임 동기신호(同期信號)에 동기(同期)하지 않는다. 따라서 예를 들면 도 19(a)에 나타난 바와 같이, 프레임 F2의 판독의 도중에서 핸드 스위치를 압하한 때에는, 프레임 F2 직후에 최초로 출력되는 프레임 동기신호에 동기하지 않고 X선 조사 가능한 신호는 계속 출력되고, 그 다음에 출력되는 프레임 동기신호에 동기하여 정지한다. 그 프레임 동기신호에 동기, 또는 그 프레임 동기신호로부터의 소정의 시간에 동기한 타이밍 B에서 X선 펄스를 출력한다.
이에 반하여, 도 19(b)에 나타난 바와 같이, 다음의 프레임 F3의 판독 개시의 직후에서 핸드 스위치를 압하한 때에는, 프레임 F3 직후에 최초로 출력되는 프레임 동기신호에 동기하지 않고 X선 조사 가능한 신호는 계속 출력되고, 그 다음에 출력되는 프레임 동기신호에 동기하여 정지한다. 그 프레임 동기신호에 동기, 또는 그 프레임 동기신호로부터의 소정의 시간에 동기한 타이밍 B에서 X선 펄스를 출력한다.
도 19에 나타난 바와 같이 조사대기시간 tWAIT은 최대로 프레임 비율 T의 변동이 있다. 따라서 피검체가 환자인 경우에 있어서, 환자의 호흡 타이밍에 맞춘 X선 조사를 행하는 경우에, 호흡 타이밍에 맞춘 X선 조사를 실행하기 어렵다고 하는 문제가 생긴다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로 응답성을 향상시킬 수 있는 촬상장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
본 발명은, 이와 같은 목적을 달성하기 위해, 다음과 같은 구성을 취한다.
즉, 본 발명의 촬상장치는 광 또는 방사선에 의한 촬상을 행하여 화상을 얻는 촬상장치로서, 상기 광 또는 방사선의 입사에 의해 광 또는 방사선의 정보를 전하정보로 변환하는 변환층과, 그 변환층에서 변환된 전하정보를 축적해서 판독하는 축적·판독 회로를 구비하고, 그 축적·판독 회로에서 판독된 전하정보에 기초해서 상기 화상을 얻도록 상기 장치는 구성되어 있으며, 또한 장치는 화상을 소정의 영역으로 복수로 분할하고, 그 분할된 영역의 화상에 따라 광 또는 방사선의 조사 전에 있어서의 상기 전하정보의 축적·판독을 분할해서 행하도록 설정하는 제 1 축적·판독 설정수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 발명이다.
본 발명의 촬상장치에 의하면, 제 1 축적·판독 설정수단은 화상을 소정의 영역으로 복수로 분할하고, 그 분할된 영역의 화상에 따라 광 또는 방사선의 조사 전에 있어서의 전하정보의 축적·판독을 분할해서 행하도록 설정한다. 이와 같이 조사 전에 있어서의 전하정보의 축적·판독을 분할하는 것으로, 종래의 화상에서의 전 영역에서 전하정보의 축적·판독을 행할 때와 비교하면, 각 축적·판독의 평균시간을 분할의 수분(數分)의 일만큼 짧게 설정할 수 있다. 조사대기시간의 기점이 되는 타이밍은 조사 전에 있어서의 전하정보의 축적·판독까지의 사이에서 행하여진다. 따라서 조사대기시간의 기점이 되는 타이밍이 변동한 때라고 해도 짧게 설정된 각 축적·판독의 시간의 사이에서만 변동하므로, 종래보다도 조사대기시간의 변동을 적게 해서 응답성을 향상시킬 수 있다.
상술한 발명의 일례(전자(前者))는 조사 전에 있어서의 전하정보의 축적·판독이 화상의 도중이어도 그 도중의 영역에 상당하는 분할된 영역의 화상에 따라 조사 전에 있어서의 전하정보의 축적·판독을 정지하는 축적·판독 정지 수단과, 그 축적·판독 정지수단에 의한 조사 전에 있어서의 전하 정보의 축적·판독의 정지 후에 조사를 행하도록 제어하는 조사제어수단을 구비하는 것이다.
이 일례에 의하면, 조사 전에 있어서의 전하정보의 축적·판독이 화상의 도중이어도 축적·판독 정지수단에 의해 그 도중의 영역에 상당하는 분할된 영역의 화상에 따라 조사 전에 있어서의 전하정보의 축적·판독을 정지하는 것이 가능하다. 그리고 그 축적·판독 정지수단에 의한 조사 전에 있어서의 전하정보의 축적·판독의 정지의 후에 조사제어수단이 조사를 행하도록 제어하는 것으로, 조사 전에 있어서의 전하정보의 축적·판독이 화상의 도중이어도 광 또는 방사선의 조사를 행하는 것이 가능하다.
상술한 발명의 다른 일례(후자(後者))는 조사 전에 있어서의 전하정보의 판독을 주기적으로 행하고, 임의의 주기에서 판독을 행하지 않는 동작을 그 주기에서의 판독과 다음의 주기에서의 판독과의 사이에 삽입하도록 설정하는 제2 판독 설정수단을 구비하는 것이다. 이러한 제 2 판독 설정수단을 구비하는 것으로 주기에 동기하여 제어를 행하는 촬상장치에 적용할 수 있다. 또한 판독을 행하지 않는 동작을 축적으로 설정하여도 좋고, 판독 및 판독을 행하지 않는 동작에 걸쳐서 축적으로 설정해도 좋다.
이 외의 일례(후자)에 있어서, 전자의 일례와 같은 조사제어수단을 구비해도 좋다. 즉, 조사 전에 있어서의 전하정보의 판독이 화상의 도중이어도 그 도중의 영역에 상당하는 분할된 영역의 화상에 따라 조사 전에 있어서의 전하정보의 판독을 그 도중의 타이밍에 상당하는 주기에 동기하여 정지하는 판독 정지수단과, 그 판독 정지수단에 의한 조사 전에 있어서의 전하정보의 판독의 정지 후에 또한 판독을 행하지 않는 동작의 때에 조사를 행하도록 제어하는 조사제어수단을 구비한다.
이 외의 일례(후자)에 있어서, 조사제어수단을 구비한 경우에 의하면 조사 전에 있어서의 전하정보의 판독이 화상의 도중이라도 판독 정지수단에 의해 그 도중의 영역에 상당하는 분할된 영역의 화상에 따라 조사 전에 있어서의 전하정보의 판독을 정지하는 것이 가능하다. 그리고 그 판독 정지수단에 의한 조사 전에 있어서의 전하정보의 판독의 정지 후에 또한 판독을 행하지 않는 동작의 때에, 조사제어수단이 조사를 행하도록 제어하는 것으로 조사 전에 있어서의 전하정보의 판독이 화상의 도중이라도 광 또는 방사선의 조사를 행하는 것이 가능하다.
후자의 일례에 있어서, 조사제어수단을 구비한 경우에는 조사 전에 있어서의 전하정보의 판독을 분할된 인접하는 영역의 순으로 주기적으로 행함과 동시에, 최후의 영역이 종료하면 최초의 영역으로 돌아가 반복해서 행하는 것이 바람직하다. 이와 같이 행하는 것으로 조사 전에 있어서의 전하정보의 판독을 반복하여 행하는 것이 가능하다.
후자의 일례에 있어서, 조사제어수단을 구비한 경우이고 또한 조사 전에서의 전하정보의 판독을 반복해서 행하는 경우의 일례는, 전하정보의 판독의 정지에서의 영역에 인접한 다음의 영역에서 조사 시에 있어서의 전하정보의 판독을 개시하고, 조사 시에 있어서의 전하정보의 판독을 개시한 영역부터 분할된 인접하는 영역의 순으로 주기적으로 행함과 동시에 최후의 영역이 종료하면 최초의 영역으로 돌아가 반복해서 행하는 것이다.
이 일례에 의하면, 전하정보의 판독의 정지에서의 영역에 인접한 다음의 영역에서 조사 시에 있어서의 전하정보의 판독을 개시하는 것이 가능하다. 또, 조사 시에 있어서의 전하정보의 판독을 개시하는 영역인 다음의 영역이 최초의 영역이 아니었다고 해도, 최후의 영역이 종료하면 최초의 영역으로 돌아가 반복해서 행하기 때문에, 조사 시에 있어서의 전하영역의 판독을 전 영역에 걸쳐서 행할 수 있다.
후자의 일례에 있어서, 조사제어수단을 구비한 경우이고 또한 조사 전에 있어서의 전하정보의 판독을 반복해서 행하는 경우의 다른 일례는, 조사 시에 있어서의 전하정보의 판독을 개시하는 영역이 변경 가능한 영역변경수단을 구비하고, 조사 시에 있어서의 전하정보의 판독을 개시한 영역부터 분할된 인접하는 영역의 순으로 주기적으로 행함과 동시에 최후의 영역이 종료하면 최초의 영역으로 돌아가 반복해서 행하는 것이다.
이 외의 일례에 의하면, 영역변경수단이 조사 시에 있어서의 전하정보의 판독을 개시하는 영역을 변경하는 것으로 임의의 영역에서 조사 시에 있어서의 전하정보의 판독을 개시하는 것이 가능하다. 또, 조사 시에 있어서의 전하정보의 판독을 개시하는 영역인 임의의 영역이 최초의 영역이 아니라고 해도, 최후의 영역이 종료하면 최초의 영역으로 돌아가 반복해서 행하기 때문에, 조사 시에 있어서의 전하영역의 판독을 전 영역에 걸쳐서 행할 수 있다.
또, 영역변경수단에 의한 영역 변경의 일례는, 최초의 영역에서 조사 시에 있어서의 전하정보의 판독을 개시하는 것이다. 도중의 영역부터 전하정보를 판독할때에 생기는 분할된 화상의 경계의 휘도차를, 최초의 영역에서 조사 시에 있어서의 전하정보의 판독을 개시하는 것으로 해결할 수 있다.
후자의 일례에 있어서, 조사제어수단을 구비한 경우이고 또한 조사 전에 있어서의 전하정보의 판독을 반복해서 행하는 경우의 또 다른 일례는 조사 시에 있어서의 전하정보의 판독을 화상의 전 영역에 따라 연속적으로 행하는 것이다.
이 보다 한층 더 다른 일례에 의하면, 조사 시에 있어서의 전하정보의 판독을 화상의 전 영역에 따라 연속적으로 행하는 것으로 조사 전에 있어서의 전하정보의 판독보다도 고속으로 판독할 수 있다. 또, 본 발명에서는 조사 전에 있어서의 전하정보의 축적·판독을 분할해서 행하면 본 발명의 과제인 응답성에 대해 해결할 수 있으므로, 이와 같이 조사 시에 있어서의 전하정보의 판독을 화상의 전 영역에 따라 연속적으로 행해도 좋다.
이들의 발명의 일례는 광 또는 방사선의 비 조사 시에 판독된 전하정보에 기초해서 조사 시에 판독된 전하정보의 보정을 행하는 보정수단을 구비하는 것이다. 비 조사 시에 판독된 전하정보(다크 화상정보)에 기초해서 전하정보의 보정(다크 보정)을 행하는 경우에, 본 발명은 적용할 수 있다. 여기서의 비 조사 시라는 것은 상술한 조사 전이어도 좋고, 조사 후이어도 좋다. 즉, 보정에 이용되는 비 조사 시에 판독된 전하정보는 조사 전에 판독된 전하정보이어도 좋고, 조사 후에 판독된 전하정보이어도 좋다.
또, 보정에 이용되는 비 조사 시에 판독된 전하정보를 복수 개 가져도 좋다. 본 발명에 있어서의 전자 및 후자의 예에서는 조사의 개시가 축적·판독의 정지 또는 판독의 정지의 타이밍에 의해 결정되고, 그 조사의 개시의 타이밍이 판명되지 않는다. 따라서, 조사의 개시의 타이밍이 판명되지 않는 것을 고려하고, 조사의 개시의 타이밍에 맞춘 전하정보를 복수 개 가지는 것으로, 상술한 보정을 보다 정확히 행할 수 있다.
[발명의 효과]
본 발명에 관계된 촬상장치에 의하면, 조사대기시간의 기점이 되는 타이밍은 조사 전에 있어서의 전하정보의 축적·판독까지의 사이에서 행해진다. 따라서 조사대기시간의 기점이 되는 타이밍이 변동한다고 해도 짧게 설정된 각 축적·판독의 시간 사이에서만 변동하기 때문에, 종래보다도 조사대기시간의 변동을 적게 하여 응답성을 향상시킬수 있다.
도 1은 각 실시예에 관계된 X선 촬상장치의 블록도.
도 2는 X선 촬상장치에 이용되고 있는 측면에서 본 플랫 패널(Flat Panel)형 X선 검출기의 등가회로(等價回路).
도 3은 평면에서 본 플랫 패널(Flat Panel)형 X선 검출기의 등가회로.
도 4는 실시예 1에 관계된 각 프레임 비율 및 그것에 관한 각 신호의 타이밍차트.
도 5는 화상을 4개로 분할한 때의 모식도.
도 6의 (a), (b)는 도 4의 타이밍 차트에 있어서 핸드 스위치를 압하한 때의 전후의 각 신호의 타이밍 차트.
도 7은 실시예 1에 관계된 다크 화상정보의 설명도.
도 8은 실시예 2에 관계된 각 프레임 비율 및 그것에 관한 각 신호의 타이밍 차트.
도 9는 실시예 2에 관계된 다크 화상정보의 설명도.
도 10은 실시예 3에 관계된 각 프레임 비율 및 그것에 관한 각 신호의 타이밍 차트.
도 11은 실시예 3에 관계된 다크 화상정보의 설명도.
도 12는 실시예 4에 관계된 각 프레임 비율 및 그것에 관한 각 신호의 타이밍 차트.
도 13은 실시예 4에 관계된 다크 화상정보의 설명도.
도 14는 변형예에 관계된 각 프레임 비율 및 그것에 관한 각 신호의 타이밍 차트.
도 15는 다른 변형예에 관계된 화상의 분할 태양의 모식도.
도 16은 다른 변형예에 관계된 각 프레임 비율 및 그것에 관한 각 신호의 타이밍 차트.
도 17은 종래의 각 프레임 비율 및 그것에 관한 각 신호의 타이밍차트.
도 18은 종래의 다크화상정보의 판독에 관한 각 신호의 타이밍 차트.
도 19의 (a), (b)는 도 17의 타이밍 차트에 있어서 핸드 스위치를 압하한 때의 전후의 각 신호의 타이밍차트.
[부호의 설명]
7 : X선관 제어부
8 : A/D 변환기
9 : 화상 처리부
10 : 컨트롤러
11 : 반도체 후막
12 : 앰프 어레이 회로
Ca : 컨덴서
D1, D2, D3, D4: 영역
tREAD : 판독 기간
T : 프레임 비율
S : 촬상센서
[실시예 1]
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예 1을 설명한다. 도 1은 각 실시예에 관계된 X선 촬상장치의 블록도이며, 도 2는 X선 촬상장치에 이용되고 있는 측면에서 본 플랫패널(Flat Panel)형 X선 검출기의 등가회로이며, 도 3은 평면에서 본 플랫패널(Flat Panel)형 X선 검출기의 등가회로이다. 본 실시예 1에서는 후술하는 실시예 2 내지 4도 포함해서, 광 또는 방사선 검출기로서 플랫패널(Flat Panel)형 X선 검출기(이하,「FPD」라고 한다)를 예로 채택함과 함께, 촬상장치로서 X선 촬상 장치를 예로 채택하여 설명한다. 또, 각 실시예의 X선 촬상장치 및 FPD는 도 1 내지 도 3과 동일한 구성이다.
후술하는 실시예 2 내지 4도 포함해서, 본 실시예 1에 관계된 X선 촬상장치는, 도 1에 나타난 바와 같이, 피검체(M)를 향해서 X선을 조사하는 X선관(2)과, 피검체(M)를 투과한 X선을 검출하는 FPD(3)를 구비하고 있다.
X선 촬상장치는 그 밖에 FPD(3)의 주사(走査)를 제어하는 FPD 제어부(5)와, X선관(2)의 관전압과 관전류를 발생시키는 고전압 발생부(6)를 가지는 X선관 제어부(7)와, FPD(3)로부터 전하신호인 X선 검출신호를 디지털화해서 출력하는 A/D 변환기(8)와 A/D 변환기(8)로부터 출력된 X선 검출신호에 기초해서 여러 가지 처리를 행하는 화상 처리부(9)와, 이들의 각 구성 부를 통괄하는 컨트롤러(10)와, 처리된 화상 등을 기억하는 메모리부(11)와, 오퍼레이터가 입력설정을 행하는 입력부(12)와, 처리된 화상 등을 표시하는 모니터(13) 등을 구비하고 있다.
FPD 제어부(5)는, FPD(3)를 수평 이동시키거나, 피검체(M)의 체축(體軸)의 축심(軸心) 주변으로 회전 이동시키는 것에 의한 주사(走査)에 관한 제어 등을 행한다. 고전압 발생부(6)는 X선을 조사시키기 위한 관전압과 관전류를 발생하여 X선관(2)에 공급하고, X선관 제어부(7)는 X선관(2)를 수평 이동시키거나, 피검체(M)의 체축의 축심 주변으로 회전 이동하게 시키는 것에 의한 주사(走査)에 관한 제어와 X선관(3)측의 시준기(collimator)(도시생략)의 조시야(照視野) 설정의 제어 등을 행한다. 또한, X선관(2)과 FPD(3)의 주사(走査)의 때에는 X선관(2)으로부터 조사(照射)된 X선을 FPD(3)가 검출할 수 있도록 X선관(2) 및 FPD(3)가 서로 마주보면서 각각 이동을 행한다.
컨트롤러(10)는 중앙연산처리장치(CPU) 등으로 구성되어 있고, 메모리부(11)는 ROM(Read-only Memory)과 RAM(Random-Access Memory) 등으로 대표되는 기억장치 등으로 구성되어 있다. 또, 입력부(12)는 마우스(Mouse)와 키보드(Keyboard)와 죠이 스틱(Joy Stick)과 트랙볼(Track Ball)과 터치패널 (Touch Panel) 등으로 대표되는 포인팅 디바이스(Pointing device)로 구성되어 있다. X선 촬상장치에서는 피검체(M)를 투과한 X선을 FPD(3)가 검출하고, 검출된 X선에 기초해서 화상 처리부 (9)에서 화상 처리를 행하는 것으로 피검체(M)의 촬상을 행한다.
또, 본 실시예 1에서는, 컨트롤러(10)는 후술하는 화상(畵像)을 4개의 영역 D1 내지 D4로 등분하고, 그 분할된 4개의 영역 D1 내지 D4의 화상에 따라 조사 전에 있어서의 캐리어의 판독을 분할해서 행하도록 설정하는 기능도 구비하고 있다. 또, 컨트롤러(10)는 (1) 조사 전에 있어서의 캐리어의 판독을 주기적으로 행하고, 임의의 주기에서 판독을 행하지 않는 동작(도 4에서는 X선 조사가능)을 그 주기에서의 판독과 다음 주기에서의 판독과의 사이에 삽입하도록 하는 기능, (2) 조사 전에 있어서의 캐리어의 판독이 화상의 도중이어도 그 도중의 영역에 상당하는 분할된 영역(도4에서는 D2)의 화상에 따라 조사 전에 있어서의 캐리어의 판독을 그 도중의 타이밍에 상당하는 주기에 동기해서 정지하는 기능도 구비하고 있다. 컨트롤러(10)는 본 발명에 있어서의 제1 축적·판독 설정수단, 제2 판독 설정수단 및 판독 정지수단에 상당한다.
또, 본 실시예 1에서는, 조사 전에 있어서의 캐리어의 판독을 화상의 도중에 서 정지한 후에 또한 판독을 행하지 않는 동작(X선 조사가능)의 때에, X선관 제어부(7)는 X선을 조사하도록 X선관(2)을 제어하는 기능도 구비하고 있다. 이 때에 X선관(2)으로부터 조사된 X선이 X선 펄스가 된다. X선관 제어부(7)는, 본 발명에 있어서의 조사제어수단에 상당한다.
또, 메모리부(11)는 X선 검출신호와 처리된 화상 등의 기록에는 RAM이 이용되며, 예를 들면 제어 시퀀스에 관한 프로그램의 판독에 의해 제어 시퀀스를 컨트롤러(10)에 실행시키는 경우에는 제어 시퀀스에 관한 프로그램의 판독 전용으로는 ROM이 이용된다. 후술하는 실시예 2 내지 4도 포함해서, 본 실시예 1에서는 분할된 4개의 영역 D1 내지 D4의 화상에 따라 조사 전에 있어서의 캐리어의 판독을 분할해서 행하도록 설정하는 제어 시퀀스에 관한 프로그램을 메모리부(11)에 기억시키고, 그 프로그램의 판독에 의해 제어 시퀀스를 컨트롤러(10)에 실행시킨다.
또, 후술하는 실시예 2 내지 4도 포함해서, 본 실시예 1에서는 입력부(12)는 핸드 스위치(도시 생략)을 구비하고, 그 핸드 스위치를 압하하는 것으로 X선 조사의 준비로 이행하며, 소정 시간 경과한 후에 X선 조사를 개시하는 기능을 구비한다. 구체적으로는, 도 4에 나타난 바와 같이, 핸드 스위치를 타이밍 A에서 압하하는 것으로 X선 조사의 준비로 이행하고, 최초에 출력되는 프레임 동기신호에 동기하지 않고 X선 조사 가능한 신호는 계속 출력되며, 그 다음에 출력되는 프레임 동기신호에 동기해서 정지한다. 이 X선 조사 가능한 신호의 출력의 사이에 X선 펄스가 조사된다.
FPD(3)는, 도 2에 나타난 바와 같이, X선 등의 방사선이 입사하는 것에 의해 캐리어가 생성되는 방사선 감응형의 반도체 후막(半導體厚膜)(31)과, 반도체 후막 (31)의 표면에 설치된 전압인가전극(32)과, 반도체 후막(31)의 방사선 입사 측과는 반대 측에 있는 후면에 설치된 캐리어수집전극(33)과, 캐리어수집전극(33)으로의 수집 캐리어를 담아 두는 전하축적용의 컨덴서(Ca)와, 컨덴서(Ca)에 축적된 캐리어(전하)를 출력하기 위한 통상시 OFF(차단)의 전하출력용의 스위치 소자인 박막 트랜지스터(TFT)(Tr)를 구비하고 있다. 후술하는 실시예 2 내지 4도 포함해서, 본 실시예 1에서는, 반도체 후막(31)은 방사선의 입사에 의해 캐리어가 생성되는 방사선 감응형의 물질, 예를 들면 어모퍼스(amorphous) 셀레늄(Se)으로 형성되어 있지만 광(光)의 입사(入射)에 의해 캐리어가 생성되는 광 감응형(光感應型)의 물질이어도 좋다. 반도체 후막(31)은, 본 발명에 있어서의 변환층에 상당한다.
이 외에, 후술하는 실시예 2 내지 4도 포함해서, 본 실시예 1에서는, 박막 트랜지스터(Tr)의 소스(source)에 접속되어 있는 데이터 선(34)과, 박막 트랜지스터(Tr)의 게이트에 접속되어 있는 게이트 선(35)을 구비하고 있고, 전압인가전극 (32), 반도체 후막(31), 캐리어수집전극(33), 컨덴서(Ca), 박막 트랜지스터(Tr), 데이터 선(34) 및 게이트 선(35)이 절연기판(36) 상에 적층되어 구성되어 있다.
도 2, 도 3에 나타난 바와 같이, 종·횡식 2차원 매트릭스 상 배열에서 다수개(예를 들면, 1024개×1024개 와 4096개×4096개) 형성된 캐리어수집전극(33)마다 상술한 각각의 컨덴서(Ca) 및 박막 트랜지스터(Tr)가 각각 접속되어 있고, 그러한 캐리어수집전극(33), 컨덴서(Ca) 및 박막 트랜지스터(Tr)가 각 검출소자(DU)로서 각각 분리 형성되어 있다. 또, 전압인가전극(32)은 전 검출 소자(DU)의 공통 전극 으로서 전면에 걸쳐서 형성되어 있다. 또, 상술한 데이터 선(34)은, 도 3에 나타난 바와 같이, 횡(X)방향에 복수체로 병렬됨과 동시에, 상술한 게이트 선(35)은, 도3에 나타난 바와 같이, 종(Y)방향에 복수체로 병렬되어 있고, 각각의 데이터 선(34) 및 게이트 선(35)은 각 검출소자(DU)에 접속되어 있다. 또, 데이터 선(34)은 앰프 어레이 회로(37)에 접속되어 있고, 게이트 선(35)은 게이트 구동회로(38)에 접속되어 있다. 또한, 검출소자(DU)의 배열개수는 상술한 1024개×1024개와 4096개×4096개만이 아니고, 실시형태에 따라 배열개수를 변경해서 사용할 수 있다. 따라서 검출소자(DU)가 1개만의 형태이어도 좋다.
검출소자(DU)는 2차원 매트릭스 상 배열에서 절연기판(36)에 패턴 형성되어 있고, 검출소자(DU)가 패턴 형성된 절연기판(36)은 『액티브 매트릭스 기판』이라고도 불리워지고 있다.
또, FPD(3)의 검출소자(DU) 주변을 작성하는 경우에는 절연기판(36)의 표면에 각종 진공 증착법에 의한 박막형성기술과 포토링그래피법에 의한 패턴 기술을 이용하고, 데이터 선(34) 및 게이트 선(35)을 배선하고, 박막 트랜지스터(Tr), 컨덴서(Ca), 캐리어수집전극(33), 반도체 후막(31), 전압인가전극(32) 등을 차례로 적층 형성한다. 또한, 반도체 후막(31)을 형성하는 반도체에 대해서는 어모퍼스 형의 반도체와 다결정형의 반도체 등에 예시되어진 바와 같이 용도와 내전압(耐電壓) 등에 따라 알맞게 선택할 수 있다.
앰프 어레이 회로(37)는, FPD(3) 외의 A/D 변환기(8)를 포함해서, 캐리어를 수취하는 기능을 구비하고 있다. 즉 A/D 변환기(8) 및 앰프 어레이 회로(37)는 반 도체 후막(31)에서 변환된 캐리어를 FPD(3)의 검출소자(DU)를 통해서 판독하게 된다. 컨덴서(Ca)는 본 발명에 있어서의 축적회로에 상당하며, A/D 변환기(8) 및 앰프 어레이 회로(37)는 본 발명에 있어서의 판독 회로에 상당한다. 따라서 컨덴서(Ca), A/D 변환기(8) 및 앰프 어레이 회로(37) 등을 포함하는 촬상센서(S)는 본 발명에 있어서의 축적·판독 회로에 상당한다. 또한, A/D 변환기(8)에 대해서는 FPD(3)의 구성 내에 구비되어도 좋다. 이들 게이트 구동회로(38)과 앰프 어레이 회로(37)과 A/D 변환기(8)은 FPD(3)의 주변회로이다.
이 외에, FPD(3)는 전원(39)을 구비하고 있다. 후술하는 실시예 2 내지 4도 포함해서, 본 실시예 1에서는, 전원(39)은 앰프 어레이 회로(37)과 A/D 변환기(8) 등의 판독 회로에 전력을 공급한다. FPD(3)와 FPD 제어부(5)와 A/D 변환기(8)로 도 3의 촬상센서(S)를 구성한다.
계속해서, 후술하는 실시예 2 내지 4도 포함해서, 본 실시예 1에 관계된 X선 촬상장치 및 플랫패널형 X선 검출회로(FPD)의 작용에 대해서 설명한다. 전압인가전극(32)에 고전압(예를 들면 수(數)100V 내지 수(數)10kV 정도)의 바이어스 전압 VA를 인가한 상태에서, 검출대상인 방사선을 입사시킨다. 이 바이어스 전압 VA의 인가의 제어에 대해서도 FPD 제어부(5)로부터 행한다.
방사선의 입사에 의해 캐리어가 생성되고, 그 캐리어가 전하정보로서 전하축적용의 컨덴서(Ca)에 축적된다. 게이트 구동회로(38)의 신호의 출력용 주사(走査)신호(즉 게이트 구동신호)에 의해, 게이트 선(35)이 선택되고, 더욱이 선택된 게이 트 선(35)에 접속되어 있는 검출소자(DU)가 선택 지정된다. 그 지정된 검출 소자 (DU)의 컨덴서(Ca)에 축적된 캐리어(전하)가 선택된 게이트 선(35)의 신호에 의해 ON 상태로 이행한 박막 트랜지스터(Tr)를 경유해서 데이터 선(34)에 판독된다.
또, 각 검출소자(DU)의 어드레스(번지) 지정은 데이터 선(34) 및 게이트 선 (35)의 신호출력용의 주사(走査)신호(게이트 선(35)의 경우에는 게이트 구동신호, 데이터 선(34)의 경우에는 앰프 구동신호)에 기초해서 행하여진다. 앰프 어레이 회로(37)와 게이트 구동회로(38)에 신호출력용 주사신호가 전송되어 들어오면, 게이트 구동회로(38)로부터 종(Y) 방향의 주사신호(게이트 구동신호)에 따라 각 검출소자(DU)가 선택된다. 그리고, 횡(X) 방향의 주사신호(앰프 구동신호)에 따라 앰프 어레이 회로(37)가 절환되는 것에 의해, 선택된 검출소자(DU)의 컨덴서(Ca)에 축적된 캐리어(전하)가 데이터 선(34)를 통해서 앰프 어레이 회로(37)로 송출된다. 그리고 앰프 어레이 회로(37)에서 증폭되고, X선 검출신호로서 앰프 어레이 회로(37)로부터 출력되어 A/D 변환기(8)로 전송된다.
상술한 동작에 의해서, 예를 들면 X선 촬상장치의 X선 상(像)의 검출에 본 실시예 1에 관계된 FPD(3)를 구비한 촬상센서(S)를 이용한 경우, 데이터 선(34)을 통해서 외부에 판독된 전하정보(X선 검출신호)가 앰프 어레이 회로(37)에서 전압으로서 증폭된 상태로 화상정보로 변환되고 X선 화상으로서 출력된다. 이와 같이, 컨덴서(Ca), A/D 변환기(8) 및 앰프 어레이 회로(37) 등을 포함하는 촬상센서(S)에서 축적하고 판독된 전하정보(X선 검출신호)에 기초해서 X선 화상을 얻을 수 있도록 X선 촬상장치(撮像裝置)는 구성되어 있다.
다음으로, 본 실시예 1에 관계된 화상의 분할, 판독의 설정 및 각 프레임 비율에 관한 각 신호에 대해서, 도 4 내지 도 6을 참조해서 설명한다. 도 4는 실시예 1에 관계되는 각 프레임 비율 및 그것에 관한 각 신호의 타이밍 차트이며, 도 5는 화상을 4개로 분할한 때의 모식도이며, 도 6은 도 4의 타이밍 차트에 있어서 핸드 스위치를 압하한 때의 전후의 각 신호의 타이밍 차트이다.
프레임 비율 T는, 『배경기술』에서 서술한 바와 같이 캐리어의 축적·판독의 일련의 동작에 관한 주기로서, 이 프레임 비율 T의 사이에 프레임 분(分)의 캐리어의 판독(도 4 중 D1 내지 D4를 참조)이 행하여지며, 화상 판독 이외의 시간에서는 X선 조사 가능한 시간(도4에서는 X선 조사가능시간)이 된다. 구체적으로는, 도 4에 나타난 바와 같이, 프레임 비율 T마다 출력되는 프레임 동기신호에 동기하고, 판독이 D1 내지 D4의 순서로 개시된다. 여기서, X선 화상을, 도5에 나타난 바와 같이 게이트 선(35)에 따라 4개의 영역 D1, D2, D3, D4에 등분하고 있고, 그 분할된 각 영역 D1 내지 D4에 따라서, 캐리어의 판독을 분할해서 행하도록 컨트롤러 (10)에 의해 설정한다. D1을 최초의 영역으로 함과 동시에, D4를 최후의 영역으로 하면 최후의 영역 D4(에서의 캐리어의 판독)가 종료하면 최초의 영역 D1으로 돌아가 반복하여 행한다. 즉, 캐리어의 판독을 분할된 인접하는 영역의 순으로 주기적으로 행함과 동시에, 최후의 영역 D4가 종료하면 최초의 영역 D1으로 돌아가 반복하여 행한다.
또한, 도 4에 나타난 바와 같이, 각 프레임 비율 T마다의 화상 판독 시간을 『판독 기간』이라고 하면, 각 프레임 비율 T에 있어서의 판독 기간 이외에서는 X 선 조사 가능한 시간으로 된다. 이 X선 조사 가능한 시간을 『X선 조사가능시간』이라고 한다. 또한, 각 프레임 분(分)의 캐리어의 축적은 프레임 비율마다, 판독 기간 및 X선 조사가능시간을 포함해서 각각 행하여진다. 판독 기간을 tREAD라고 하고, X선 조사가능시간을 tIRRA라고 하면, 상술한 이유로부터 명백하게 T=tREAD+tIRRA을 만족한다. 도 4에서는 판독 기간 tREAD을 60ms라고 하고, 프레임 비율 T를 66ms라고 한다. 또한, 종래의 경우에는, 도 17에 나타난 바와 같이, 판독 기간 tREAD가 240ms으로서, 프레임 비율 T가 267ms이었지만, 화상을 4분할한 분(分)만큼 판독 기간 tREAD을 종래의 4분의 1만큼 짧게 설정(여기서는 240ms×1/4=60ms)할 수 있고, 그것에 따라 프레임 비율 T도 짧게 설정(여기서는 267ms로 부터 66ms로 설정)할 수 있다.
실제로 X선을 조사하는 경우에는, X선 조사가능시간의 사이에서 X선 펄스를 조사해서 행한다. 또, X선의 조사 개시 전의 비 조사 시에 있어서도, 비 조사 시에 있어서의 누설전류를 방출하기 위해, 통상은, 도 4에 나타난 바와 같이, 분할된 영역에서 캐리어의 판독이 행하여지고, X선 조사가능시간 tIRRA가 조사 시와 동일하도록 설정된다.
조사 개시 전의 비 조사 시에서는, X선 조사의 준비로 이행하기 위해, 핸드 스위치를 도 4 중의 타이밍 A에서 압하한다. 이 핸드 스위치의 압하에 의해, X선 조사의 준비로 이행한다. 그리고, 도 4의 경우에는, X선 조사의 준비로 이행해서 최초로 출력되는 프레임 동기신호에 동기하지 않고 X선 조사 가능한 신호는 계속 출력되고, 그 다음에 출력되는 프레임 동기신호에 동기하여 정지한다. 이것에 의해, 타이밍 A로부터 X선 조사 가능한 신호의 정지까지의 사이만, X선 조사가능시간은 통상의 X선 조사가능시간 tIRRA보다도 길게 된다. 이 길게 된 X선 조사가능시간의 사이에서 X선 펄스가 조사된다.
구체적으로는, X선 조사의 준비로 이행해서 최초로 출력되는 프레임 동기신호에 동기, 또는 그 프레임 동기신호로부터의 소정의 시간(단, 소정의 시간은 프레임 비율 T미만)에 동기한 도 4 중의 타이밍 B에서 X선 펄스가 조사되고, 그 다음에 출력되는 프레임 동기신호에 동기하여 X선 조사 가능한 신호가 정지할 때까지 X선 펄스의 조사를 정지한다. 이 X선 펄스가 출력된 직후의 영역(도 4 중의 D3을 참조)에서의 캐리어를 판독함과 동시에, 화상의 전 영역에서의 캐리어를 판독할 때까지 각각의 영역(도 4 중의 D4, D1, D2를 참조)을 판독하는 것으로, 그 판독된 캐리어를 이용해서 촬상이 행하여진다. 이 핸드 스위치를 압하하는 타이밍 A부터 X선 펄스를 출력하는 타이밍 B까지의 시간을 『조사대기시간』이라고 한다. 조사대기시간을 tWAIT이라고 한다.
이러한 핸드 스위치의 압하는 수동으로 행하여지므로, X선 조사 준비로의 이행은 프레임 동기신호에 동기하지 않는다. 따라서, 예를 들면, 도 6(a)에 나타난 바와 같이, 영역 D2의 판독의 도중에서 핸드 스위치를 압하한 때에는, 영역 D2 직후에 최초로 출력되는 프레임 동기신호에 동기하지 않고 X선 조사 가능한 신호는 계속 출력되고, 그 다음에 출력되는 프레임 동기신호에 동기해서 정지한다. 그 프레임 동기신호에 동기, 또는 그 프레임 동기신호로부터의 소정의 시간에 동기한 타이밍 B에서 X선 펄스를 출력한다.
이에 반해서, 도 6(b)에 나타난 바와 같이, 다음의 영역 D3의 판독 개시의 직후에서 핸드 스위치를 압하한 때에는, 영역 D3 직후에 최초로 출력되는 프레임 동기신호에 동기하지 않고 X선 조사 가능한 신호는 계속 출력되고, 그 다음에 출력되는 프레임 동기신호에 동기하여 정지한다. 그 프레임 동기신호에 동기, 또는 그 프레임 동기신호로부터의 소정의 시간에 동기한 타이밍 B에서 X선 펄스를 출력한다.
도 6에 나타난 바와 같이 조사대기시간 tWAIT은 최대로 프레임 비율 T의 변동이 있다. 본 실시예 1의 경우에는, 종래가 267ms의 프레임 비율 T의 변동에 대해서, 약 4분의 일로 짧게 설정된 66ms의 프레임 비율 T의 변동으로 저감(低減)한 것이 된다.
상술한 본 실시예 1에 관계된 X선 촬상장치에 의하면, 컨트롤러(10)는 화상을 소정의 영역으로 복수로 분할(도 5에서는 화상을 4개의 영역 D1 내지 D4로 등분)하고, 그 분할된 영역(도 4, 도 6에서는 4개의 영역 D1 내지 D4)의 화상에 따라서, 조사 전에 있어서의 캐리어의 판독을 분할해서 행하도록 설정한다. 이와 같이 조사 전에 있어서의 캐리어의 판독을 분할하는 것으로, 종래의 화상에서의 전 영역(즉 프레임)에서 캐리어의 판독을 행할 때와 비교하면, 각 판독 기간 tREAD 또는 각 프레임 비율 T를 분할의 수분(數分)의 일(도 4 내지 도 6에서는 4분의 일)만큼 짧게 설정할 수 있다. 조사대기시간 tWAIT의 기점이 되는 타이밍(본 실시예 1에서는 핸드 스위치를 압하한 타이밍 A)은, 조사 전에 있어서의 캐리어의 판독까지의 사이에서 행하여진다. 따라서 조사대기시간 tWAIT의 기점이 되는 타이밍이 변동했다고 해도, 짧게 설정된 각 판독 기간 tREAD 또는 각 프레임 비율 T의 사이에서만 변동하므로, 종래보다도 조사대기시간 tWAIT의 변동을 적게 해서 응답성을 향상시킬 수 있다.
도 4에서는, 조사 전에 있어서의 캐리어의 판독을 주기적으로 행하고, 임의의 주기에서, 판독을 행하지 않는 동작(도4에서는 X선 조사가능)을 그 주기에서의 판독과 다음의 주기에서의 판독과의 사이에 삽입하도록 컨트롤러(10)(도 1을 참조)는 설정한다. 이러한 컨트롤러(10)를 구비하는 것으로, 주기에 동기하여 제어를 행하는 촬상장치에 적용할 수 있다. 도 4에서는, 판독을 행하지 않는 동작(X선 조사가능)을 캐리어의 축적으로 설정해도 좋고, 판독 및 판독을 행하지 않는 동작(X선 조사가능)에 걸쳐서 캐리어의 축적으로 설정해도 좋다.
도 4에서는, 조사 전에 있어서의 캐리어의 판독이 화상의 도중이어도, 그 도중의 영역에 상당하는 분할된 영역(도 4에서는 D2)의 화상에 따라, 조사 전에 있어서의 캐리어의 판독을 그 도중의 타이밍에 상당하는 주기에 동기하여 정지하도록 컨트롤러(10)(도 1을 참조)는 설정한다. 그 컨트롤러(10)에 의한 조사 전에 있어서의 캐리어의 판독의 정지의 후에, 또한 판독을 행하지 않는 동작(X선 조사가능)의 때에 조사를 행하도록 X선관 제어부(7)(도 1을 참조)는 제어한다.
이러한 X선관 제어부(7)를 구비한 경우에는 조사 전에 있어서의 캐리어의 판독이 화상의 도중이어도 컨트롤러(10)에 의해 그 도중의 영역에 상당하는 분할된 영역(도 4에서는 D2)의 화상에 따라 조사 전에 있어서의 캐리어의 판독을 정지하는 것이 가능하다. 그리고 그 컨트롤러(10)에 의한 조사 전에 있어서의 캐리어의 판독의 정지 후에 또한 판독을 행하지 않는 동작(X선 조사)의 때에, X선관 제어부(7)가 조사를 행하도록 X선관(1)(도 1을 참조) 제어하는 것으로 조사 전에 있어서의 캐리어의 판독이 화상의 도중이어도 X선의 조사를 행하는 것이 가능하다.
도 4에서는, 조사 전에 있어서의 캐리어의 판독을 분할된 인접하는 영역의 순(도 4에서는 D1, D2, D3, D4의 순)으로 주기적으로 행함과 동시에, 최후의 영역(도 4에서는 D4)에서의 캐리어의 판독이 종료하면 최초의 영역(도 4에서는 D1)으로 돌아가서 반복하여 행하고 있다. 이렇게 행하는 것으로 조사 전에 있어서의 캐리어의 판독이 가능하다.
도 4에서는, 상술한 캐리어의 판독의 정지에서의 영역(도 4에서는 D2)에 인접한 다음의 영역(도 4에서는 D3)에서 조사 시에 있어서의 캐리어의 판독을 개시하고, 조사 시에 있어서의 캐리어의 판독을 개시한 영역(도 4에서는 D3)부터 분할된 인접하는 영역의 순(도 4에서는 D4의 순)으로 주기적으로 행함과 동시에, 최후의 영역(도 4에서는 D4)이 종료하면 최초의 영역(도 4에서는 D1)으로 돌아가 반복하여 행하고 있다.
이와 같이, 캐리어의 판독의 정지에서의 영역(도 4에서는 D2)에 인접한 다음의 영역(도 4에서는 D3)에서 조사 시에 있어서의 캐리어의 판독을 개시하는 것이 가능하다. 또, 조사 시에 있어서의 캐리어의 판독을 개시하는 영역인 다음의 영역(도 4에서는 D3)이, 도 4에 나타난 바와 같이 최초의 영역(도 4에서는 D1)이 아니었다고 해도, 최후의 영역(도 4에서는 D4)이 종료하면 최초의 영역(도 4에서는 D1)으로 돌아가 반복하여 행하므로, 조사 시에 있어서의 캐리어의 판독을 전 영역에 걸쳐서 행할 수 있다. 즉, 화상의 전 영역에 걸쳐서 화상의 판독을 행할 수 있어서 촬상을 실행할 수 있다.
또한, 후술하는 실시예 2 내지 4도 포함해서, 본 실시예 1에서는, 화상 처리부(9)(도 1을 참조)는 비 조사 시에 판독된 캐리어에 기초해서 조사 시에 판독된 캐리어의 보정을 행하는 기능을 구비하고 있다. 비 조사 시에 판독된 캐리어(다크 화상정보)에 기초해서 전하정보의 보정(다크 보정)을 행하는 경우에, 본 발명을 적용할 수 있다. 화상 처리부(9)는 본 발명에 있어서의 보정수단에 상당한다.
후술하는 실시예 2 내지 4도 포함해서, 본 실시예 1에서는, 상술한 조사 전에서 캐리어 즉 누설전류를 미리 판독하고, 그 판독된 누설전류를 다크 화상정보로서 A/D 변환기(8), 화상 처리부(9), 컨트롤러(10)(모두 도 1을 참조)을 통해서 메모리부(11)(도 1을 참조)에 일단 기억시키고 기록한다. 그 후, 조사 시에 판독된 캐리어를 X선 검출신호로서 A/D 변환기(8), 화상 처리부(9), 컨트롤러(10)(모두 도 1을 참조)을 통해서 메모리부(11)(도 1을 참조)에 일단 기억시키고 기록한다. 화상 처리부(9)에 의한 다크 보정시에 메모리부(11)에 기록된 다크 화상정보 및 X선 검출신호를 판독하고, X선 검출신호에서 다크 화상정보를 감산하는 등의 보정 처리를 행하는 것으로 다크 보정을 행하며, 다크 보정 후의 데이터를 X선 화상으로서 메모 리부(11)에 일단 기억시키고 기록한다. 이 다크 보정 후의 X선 화상을 모니터 (13)(도 1을 참조) 등에 출력 표시한다. 이상을 정리하면, 보정에 이용되는 비 조사 시에 판독된 다크 화상정보는 본 실시예 1에서는 조사 전에 판독된 캐리어이다.
이 다크 보정 화상정보를 본 실시예 1과 같은 도 4의 타이밍 차트에 적용한 경우에 대해서 도 7을 참조해서 설명한다. 도 7은 실시예 1에 관계된 다크 화상정보의 설명도이다. 다크 보정을 행하는 경우에는, 도 7에 나타난 바와 같이, 도 4와 동일한 타이밍에서 또한 X선 펄스를 출력하지 않고 판독된 영역에서의 캐리어를 X선의 비조사 시에서의 캐리어로서 판독하고, 이 판독된 캐리어를 다크 화상정보로서 다크 보정을 행한다.
도 4에서는 조사 전에 있어서의 캐리어의 판독을 분할된 인접하는 영역의 순(도 4에서는 D1, D2, D3, D4의 순)으로 주기적으로 행함과 동시에, 최후의 영역(도 4에서는 D4)에서의 캐리어의 판독이 종료하면 최초의 영역(도 4에서는 D1)으로 돌아가 반복해서 행하고 있다. 그리고 조사 전에 있어서의 캐리어의 판독이 화상의 도중이어도 그 도중의 영역에 상당하는 분할된 영역의 화상에 따라 조사 전에 있어서의 캐리어의 판독을 정지하고 있다. 그리고 캐리어의 판독의 정지에서의 영역에 인접한 다음의 영역에서 조사 시에 있어서의 캐리어의 판독을 개시하고, 조사 시에 있어서의 캐리어의 판독을 개시한 영역부터 분할된 인접하는 영역의 순으로 주기적으로 행함과 동시에 최후의 영역이 종료하면 최초의 영역으로 돌아가 반복해서 행하고 있다. 따라서 화상을 4개의 영역 D1 내지 D4으로 등분한 경우에는, 도 7에 나타난 바와 같이, 4가지의 패턴 P1, P2, P3, P4의 판독이 된다.
즉, 패턴 P1에서는, 조사 전에 있어서 영역 D1, D2, D3, D4의 순으로 캐리어를 판독하고, 조사 시에 있어서 영역 D1, D2, D3, D4의 순으로 캐리어를 판독한다. 패턴 P2에서는, 조사 전에 있어서 영역 D2, D3, D4, D1의 순으로 캐리어를 판독하고, 조사 시에 있어서 영역 D2, D3, D4, D1의 순으로 캐리어를 판독한다. 패턴 P3에서는, 조사 전에 있어서 영역 D3, D4, D1, D2의 순으로 캐리어를 판독하고, 조사 시에 있어서 영역 D3, D4, D1, D2의 순으로 캐리어를 판독한다. 패턴 P4에서는, 조사 전에 있어서 영역 D4, D1, D2, D3의 순으로 캐리어를 판독하고, 조사 시에 있어서 영역 D4, D1, D2, D3의 순으로 캐리어를 판독한다.
촬상의 대상이 되는 영역보다도 전의 동일 영역의 개시부터 촬상의 대상이 되는 영역의 개시까지의 축적시간을 영역 D1에서는 t1이라고 함과 함께, 영역 D2에서는 t2라고 하고, 영역 D3에서는 t3라고 하며, 영역 D4에서는 t4라고 한다.(도 4 및 도 7을 참조) 각 영역에 있어서의 축적시간 t1, t2, t3, t4을 프레임 비율 T로 표현하면, 패턴 P1 내지 P4의 어떠한 것에 있어서도, 도 7에 나타난 바와 같이, t1=t2=t3=t4=5×T가 된다.
각 축적시간 t1, t2, t3, t4의 길이에 의존해서 다크 화상정보의 특성이 변화한다. 그래서, 도 4에 나타난 바와 같이, 조사 전에 있어서의 캐리어의 판독이 영역 D3, D4, D1, D2의 순으로 행하여지고, 조사 시에 있어서의 캐리어의 판독이 영역 D3, D4, D1, D2의 순으로 행하여져 촬상을 행하는 경우에는, 패턴 P3에 해당하 는 패턴에 의한 촬상이 되므로, 본래라면 패턴 P3에서 조사 전에 판독된 캐리어(다크 화상정보)를 이용해서 다크 보정을 행하는 것이 이상적이나, 본 실시예 1의 경우에는 상술한 바와 같이 패턴 P1 내지 P4의 어떠한 것에 있어서도, t1=t2=t3=t4=5×T가 되므로, 패턴 P1 내지 P4에 해당하는 어느 패턴에서도 조사 전에 판독된 캐리어(다크 화상정보)를 이용해서 다크 보정을 행해도 좋다.
이상을 정리하면, 조사 전에 있어서의 캐리어의 판독을 분할된 인접하는 영역의 순으로 주기적으로 행함과 동시에 최후의 영역에서의 캐리어의 판독이 종료하면 최초의 영역으로 돌아가 반복해서 행하고, 조사 전에 있어서의 캐리어의 판독이 화상의 도중이어도 그 도중의 영역에 상당하는 분할된 영역의 화상에 따라 조사 전에 있어서의 판독을 정지하고, 캐리어의 판독의 정지에서의 영역에 인접한 다음의 영역에서 조사 시에 있어서의 캐리어의 판독을 개시하고, 조사 시에 있어서의 캐리어의 판독을 개시한 영역부터 분할된 인접하는 영역의 순으로 주기적으로 행함과 동시에 최후의 영역이 종료하면 최초의 영역으로 돌아가 반복해서 행하는 본 실시예 1의 경우에는, 다크 화상정보를 한 개 가지는 것만으로 다크 보정을 정확히 행할 수 있다.
[실시예 2]
다음으로, 도면을 참조해서 본 발명의 실시예 2를 설명한다. 도 8은 실시예 2에 관계된 각 프레임 비율 및 그것에 관한 각 신호의 타이밍 차트이다. 실시예 2의 X선 촬상장치 및 FPD도, 상술한 실시예 1과 동일한 구성이므로, 그 설명을 생략 하고 상이점에 대해서만 설명한다.
실시예 1과의 상이점은, 컨트롤러(10)(도 1을 참조)는 조사 시에 있어서의 캐리어의 판독을 개시하는 영역이 변경 가능한 영역변경의 기능을 구비하고 있는 점이다. 또한, 조사 시에 있어서의 캐리어의 판독을 개시한 영역부터 분할된 인접하는 영역의 순으로 주기적으로 행함과 동시에 최후의 영역(도 8에서는 D4)이 종료하면 최초의 영역(도 8에서는 D1)으로 돌아가 반복해서 행하고 있다는 점에서는 실시예 1과 동일하다. 또, 본 실시예 2에서는 최초의 영역(도 8에서는 D1)에서 조사 시에 있어서의 캐리어의 판독을 개시한다고 하고 이하 설명한다. 본 실시예 2에서의 컨트롤러(10)는 본 발명에 있어서의 제 1축적·판독 설정수단, 제2 판독 설정수단, 판독 정지수단 및 영역변경수단에 상당한다.
구체적으로는, 도 8에 나타난 바와 같이, 조사 전에 있어서의 캐리어의 판독이 영역 D3, D4, D1, D2의 순으로 행하여지며, 조사 시에 있어서의 캐리어의 판독을 개시하는 영역을 최초의 영역인 D1으로 변경하고 있다. 그리고 개시한 영역 D1부터 분할된 인접하는 영역의 순(도 8에서는 D2, D3, D4)으로 조사 시에 있어서의 캐리어의 판독을 주기적으로 행하고 있다.
상술한 본 실시예 2에 관계된 X선 촬상장치에 의하면, 컨트롤러(10)가 조사 시에 있어서의 캐리어의 판독을 개시하는 영역을 변경하는 것으로 임의의 영역에서 조사 시에 있어서의 캐리어의 판독을 개시하는 것이 가능하다. 또, 본 실시예 2에서는 조사 시에 있어서의 캐리어의 판독을 개시하는 영역인 임의의 영역이 최초의 영역(도 8에서는 D1)이었지만, 최초의 영역이 아니었다고 해도, 최후의 영역(도 8 에서는 D4)이 종료하면 최초의 영역(도 8에서는 D1)으로 돌아가 반복하여 행하므로, 조사 시에 있어서의 캐리어의 판독을 전 영역에 걸쳐서 행할 수 있다.
또한, 본 실시예 2에서는 최초의 영역(도 8에서는 D1)에서 조사 시에 있어서의 캐리어의 판독을 개시하도록 조사 시에 있어서의 캐리어의 판독을 개시하는 영역을 최초의 영역으로 변경했지만, 상술한 바와 같이 조사 시에 있어서의 캐리어의 판독을 개시하는 영역은 최초의 영역으로 한정되지 않고 임의의 영역이어도 좋다.
또한, 상술한 실시예 1과 같이 캐리어의 판독의 정지에서의 영역(도 4에서는 D2)에 인접한 다음의 영역(도4에서는 D3)에서 조사 시에 있어서의 캐리어의 판독을 개시한 경우에는 캐리어를 판독할 때에 분할된 영역 D2와 영역 D3와의 사이에 휘도차가 생긴다. 본 실시예 2의 경우에는, 이와 같은 도중의 영역부터 캐리어를 판독할 때에 생기는 분할된 화상의 경계의 휘도차를 최초의 영역에서 조사 시에 있어서의 캐리어의 판독을 개시하는 것으로 해결할 수 있다.
다크 화상정보를 본 실시예 2와 같은 도 8의 타이밍 차트에 적용한 경우에 대해서 도 9를 참조해서 설명한다. 도 9는 실시예 2에 관계된 다크 화상정보의 설명도이다. 다크 보정을 행하는 경우에는, 도 9에 나타난 바와 같이, 도 8과 동일한 타이밍에서 또한 X선 펄스를 출력하지 않고 판독된 영역에서의 캐리어를 X선의 비 조사 시에서의 캐리어로서 판독하고, 이 판독된 캐리어를 다크 화상정보로서 다크 보정을 행한다. 이 경우에는, 도9에 나타난 바와 같이, 4가지의 패턴 P1, P2, P3, P4의 판독이 된다.
즉, 패턴 P1에서는, 조사 전에 있어서의 영역 D1, D2, D3, D4의 순으로 캐리 어를 판독하고, 조사 시에 있어서 영역 D1, D2, D3, D4의 순으로 캐리어를 판독한다. 패턴 P2에서는, 조사 전에 있어서 영역 D2, D3, D4, D1의 순으로 캐리어를 판독하고, 조사 시에 있어서 영역 D1, D2, D3, D4의 순으로 캐리어를 판독한다. 패턴 P3에서는 조사 전에 있어서 영역 D3, D4, D1, D2의 순으로 캐리어를 판독하고, 조사 시에 있어서 영역 D1, D2, D3, D4의 순으로 캐리어를 판독한다. 패턴 P4에서는, 조사 전에 있어서 영역 D4, D1, D2, D3의 순으로 캐리어를 판독하고, 조사 시에 있어서 영역 D1, D2, D3, D4의 순으로 캐리어를 판독한다.
실시예 1과 같이 촬상의 대상이 되는 영역보다도 전과 동일 영역의 개시부터 촬상의 대상이 되는 영역의 개시까지의 축적시간을 영역 D1에서는 t1이라고 함과 함께, 영역 D2에서는 t2라고 하고, 영역 D3에서는 t3라고 하며, 영역 D4에서는 t4라고 한다. 각 영역에서의 축적시간 t1, t2, t3, t4를 프레임 비율 T로 표현하면, 도9에 나타난 것처럼 이하와 같이 된다.
즉, 패턴 P1에서는, t1 =5×T, t2 =5×T, t3 =5×T, t4 =5×T가 된다. 패턴 P2에서는, t1 =2×T, t2 =6×T, t3 =6×T, t4 =6×T가 된다. 패턴 P3에서는, t1 =3×T, t2 =3×T, t3 =7×T, t4 =7×T가 된다. 패턴 P4에서는, t1 =4×T, t2 =4×T, t3 =4×T, t4 =8×T가 된다.
실시예 1에서도 서술한 바와 같이, 각 축적시간 t1, t2, t3, t4의 길이에 의존해서 다크 화상정보의 특성이 변화한다. 그래서, 도 8에 나타난 바와 같이, 조사 전에 있어서의 캐리어의 판독이 영역 D3, D4, D1, D2의 순으로 행하여지며, 조사 시에 있어서의 캐리어의 판독을 개시하는 영역이 영역 D1으로 변경되고, 조사 시에 있어서의 캐리어의 판독이 영역 D1, D2, D3, D4의 순으로 행하여져 촬상을 행하는 경우에는, 패턴 P3에 해당하는 패턴에 의한 촬상이 되므로, 패턴 P3에서 조사 전에 판독된 캐리어(다크 화상정보)를 이용해서 다크 보정을 행하는 것이 이상적이다.
또, 상술한 실시예 1과 상이하고, 본 실시예 2의 경우에는 각 패턴 P1 내지 P4에서 각 축적시간 t1, t2, t3, t4가 서로 다르고, 다크 화상정보의 특성이 다르므로, 각 패턴에 따라서 다크 화상정보를 복수(이 경우에는 각 패턴 P1 내지 P4의 4가지)가지는 것이 바람직하다. 또, 조사의 개시가 축적·판독의 정지 또는 판독의 정지의 타이밍(이 경우에는 핸드 스위치를 압하한 타이밍 A)에 의해 결정되고, 그 조사의 개시의 타이밍이 판명되지 않는다. 즉, 타이밍에 의해 패턴 P1 내지 P4에 각각 해당하는 패턴에 의한 각 촬상의 어느 것인가로 될 수 있다. 따라서 조사의 개시의 타이밍을 알 수 없는 것을 고려하고, 조사의 개시의 타이밍에 맞춘 다크 화상정보를 복수개 가지는 것으로 다크 보정을 보다 정확히 행할 수 있다.
[실시예 3]
다음으로, 도면을 참조해서 본 발명의 실시예 3을 설명한다. 도 10은 실시예 3에 관계된 각 프레임 비율 및 그것에 관한 각 신호의 타이밍 차트이다. 실시예 3의 X선 촬상장치 및 FPD도 상술한 실시예 1, 2와 동일한 구성이므로, 그 설명을 생략하고 상이점에 대해서만 설명한다.
실시예 1, 2와의 상이점은, 조사 시에 있어서의 캐리어의 판독을 화상의 전 영역에 따라 연속적으로 행하고 있는 점이다. 또한, 조사 전에 있어서의 캐리어의 판독을 분할된 인접하는 영역의 순(도 10에서는 D1, D2, D3, D4의 순)으로 주기적으로 행함과 동시에 최후의 영역(도 10에서는 D4)에서의 캐리어의 판독이 종료하면 최초의 영역(도 10에서는 D1)으로 돌아가 반복해서 행하고 있는 점에서는 실시예 1, 2와 같다.
구체적으로는, 도 10에 나타난 바와 같이, 조사 전에 있어서의 캐리어의 판독이 영역 D3, D4, D1, D2의 순으로 행하여지며, 조사 시에 있어서의 캐리어의 판독을 화상의 전 영역에 따라 연속적으로 행하고 있다. 또한, 영역 D3, D4, D1, D2의 순으로 연속적으로 행하고 있다. 따라서 조사 전의 프레임 비율에 비교해서 조사 후의 프레임 비율은 종래의 프레임 비율과 마찬가지로 길어진다. 조사 전의 프레임 비율을 T1이라고 하고, 조사 후의 프레임비율을 T2라고 하면, T1는 66ms가 되고, T2는 267ms가 된다.
상술한 본 실시예 3에 관계된 X선 촬상장치에 의하면, 조사 시에 있어서의 캐리어의 판독을 화상의 전 영역에 따라서 연속적으로 행하는 것으로, 조사 전에 있어서의 캐리어의 판독보다도 고속으로 판독할 수 있다. 도 10의 경우에는 X선 조사 가능한 시간이 조사 시에는 생략되므로, 그 분(分)만큼 고속으로 판독할 수 있다. 또, 본 발명에서는, 조사 전에 있어서의 캐리어의 축적·판독을 분할해서 행하면 본 발명의 과제인 응답성에 대해 해결할 수 있으므로, 본 실시예 3과 후술하는 실시예 4와 같이 조사 시에 있어서의 캐리어의 판독을 화상의 전 영역에 따라서 연속적으로 행해도 좋다.
다크 화상정보를 본 실시예 3과 같은 도 10의 타이밍 차트에 적용한 경우에 대해서, 도 11을 참조해서 설명한다. 도 11은 실시예 3에 관계된 다크 화상정보의 설명도이다. 다크 보정을 행하는 경우에는, 도 11에 나타난 바와 같이, 도 10과 같은 타이밍에서, 또한 X선 펄스를 출력하지 않고 판독된 영역에서의 캐리어를, X선의 비 조사 시에서의 캐리어로서 판독하고, 이 판독된 캐리어를 다크 화상정보로서 다크 보정을 행한다. 이 경우에는, 도 11에 나타난 바와 같이, 4가지의 패턴 P1, P2, P3, P4의 판독이 된다.
즉, 패턴 P1에서는, 조사 전에 있어서 영역 D1, D2, D3, D4의 순으로 캐리어를 분할해서 판독하고, 조사 시에 있어서 영역 D1, D2, D3, D4의 순으로 캐리어를 연속적으로 판독한다. 패턴 P2에서는, 조사 전에 있어서 영역 D2, D3, D4, D1의 순으로 캐리어를 분할해서 판독하고, 조사 시에 있어서 영역 D2, D3, D4, D1의 순으로 캐리어를 연속적으로 판독한다. 패턴 P3에서는, 조사 전에 있어서 영역 D3, D4, D1, D2의 순으로 캐리어를 분할해서 판독하고, 조사 시에 있어서 영역 D3, D4, D1, D2의 순으로 캐리어를 연속적으로 판독한다. 패턴 P4에서는, 조사 전에 있어서 영역 D4, D1, D2, D3의 순으로 캐리어를 분할해서 판독하고, 조사 시에 있어서 영역 D4, D1, D2, D3의 순으로 캐리어를 연속적으로 판독한다.
실시예 1, 2와 마찬가지로, 촬상의 대상이 되는 영역보다도 전의 동일 영역 의 개시부터 촬상의 대상이 되는 영역의 개시까지의 축적시간을, 영역 D1에서는 t1라고 함과 함께, 영역 D2에서는 t2라고 하고, 영역 D3에서는 t3라고 하고, 영역 D4에서는 t4라고 한다. 각 영역에서의 축적시간 t1, t2, t3, t4을 프레임 비율 T 및 판독 기간 tREAD로 나타내면, 도 11에 나타난 것 처럼 이하와 같이 된다.
즉, 패턴 P1에서는, t1 =5×T1, t2 =4×T1+tREAD, t3 =3×T1+2×tREAD ,t4 =2×T1+3×tREAD가 된다. 패턴 P2에서는, t1 =2×T1+3×tREAD, t2 =5×T1, t3 =4×T1+tREAD, t4 =3×T1+2×tREAD가 된다. 패턴 P3에서는, t1 =3×T1+2×tREAD, t2 =2×T1+3×tREAD, t3 =5×T1, t4 =4×T1+tREAD가 된다. 패턴 P4에서는, t1 =4×T1+tREAD, t2 =3×T1+2×tREAD, t3 =2×T1+3×tREAD, t4 =5×T1이 된다.
실시예 1, 2에서도 서술한 바와 같이, 각 축적시간 t1, t2, t3, t4의 길이에 의존해서 다크 화상정보의 특성이 변화한다. 그래서, 도 10에 나타난 바와 같이, 조사 전에 있어서의 캐리어의 판독이 영역 D3, D4, D1, D2의 순으로 분할되어 행하여지고, 조사 시에 있어서의 캐리어의 판독이 영역 D3, D4, D1, D2의 순으로 연속적으로 행하여져 촬상을 행하는 경우에는, 패턴 P3에 해당하는 패턴에 의한 촬상이 되므로, 패턴 P3에서 조사 전에 판독된 캐리어(다크 화상정보)를 이용해서 다크 보정을 행하는 것이 이상적이다.
또, 상술한 실시예 1과 상이하고, 실시예 2와 마찬가지로, 본 실시예 3의 경 우에는 각 패턴 P1 내지 P4에서 각 축적시간 t1, t2, t3, t4가 서로 다르고, 다크 화상정보의 특성이 다르므로, 각 패턴에 따라 다크 화상정보를 복수(이 경우에는 각 패턴 P1 내지 P4의 4가지) 가지는 것이 바람직하다.
[실시예 4]
다음으로, 도면을 참조해서 본 발명의 실시예 4를 설명한다. 도 12는 실시예 4에 관계된 각 프레임 비율 및 그것에 관한 각 신호의 타이밍 차트이다. 실시예 4의 X선 촬상장치 및 FPD도 상술한 실시예 1 내지 3과 동일한 구성이므로, 그 설명을 생략하고 차이점에 대해서만 설명한다.
실시예 3과의 차이점은, 실시예 2와 마찬가지로, 컨트롤러(10)(도 1을 참조)는 조사 시에 있어서의 캐리어의 판독을 개시하는 영역이 변경 가능한 영역변경의 기능을 갖추고 있는 점이다. 조사 시에 있어서의 캐리어의 판독을 화상의 전 영역에 따라 연속적으로 행하고 있는 점에서는 실시예 3과 같다. 즉, 본 실시예 4는 실시예 2와 실시예 3을 조합한 실시형태이다.
구체적으로는, 도 12에 나타난 바와 같이, 조사 전에 있어서의 캐리어의 판독이 영역 D3, D4, D1, D2의 순으로 행하여지며, 조사 시에 있어서의 캐리어의 판독을 화상의 전 영역에 따라 연속적으로 행하고 있다. 또한, 영역 D1, D2, D3, D4의 순으로 연속적으로 행하고 있다. 실시예 3과 마찬가지로, 조사 전의 프레임 비율을 T1이라고 하고, 조사 후의 프레임 비율을 T2라고 한다.
상술한 본 실시예 4에 관계된 X선 촬상장치에 의하면, 실시예 3과 마찬가지 로, 조사 시에 있어서의 캐리어의 판독을 전 영역에 따라 연속적으로 행하는 것으로, 조사 전에 있어서의 캐리어의 판독보다도 고속으로 판독할 수 있다. 또, 실시예 2와 마찬가지로, 도중의 영역부터 캐리어를 판독할 때에 생기는 분할된 화상의 경계의 휘도차를, 최초의 영역(도 12에서는 D1)에서 조사 시에 있어서의 캐리어의 판독을 개시하는 것으로 해결할 수 있다.
또한, 본 실시예 4에서는, 상술한 실시예 2와 마찬가지로, 최초의 영역(도 12에서는 D1)에서 조사 시에 있어서의 캐리어의 판독을 개시하도록, 조사 시에 있어서의 캐리어의 판독을 개시하는 영역을 최초의 영역으로 변경했지만, 상술한 바와 같이 조사 시에 있어서의 캐리어의 판독을 개시하는 영역은, 최초의 영역에 한정되지 않고 임의의 영역이면 좋다.
다크 화상정보를 본 실시예 4와 같은 도 12의 타이밍 차트에 적용한 경우에 대해서, 도 13을 참조해서 설명한다. 도 13은 실시예 4에 관계된 다크 화상정보의 설명도이다. 다크 보정을 행하는 경우에는, 도 13에 나타난 바와 같이, 도 12와 동일한 타이밍에서, 또한 X선 펄스를 출력하지 않고 판독된 영역에서의 캐리어를, X선의 비 조사 시에서의 캐리어로서 판독하고, 이 판독된 캐리어를 다크 화상정보로서 다크 보정을 행한다. 이 경우에는, 도 13에 나타난 바와 같이, 4가지의 패턴 P1, P2, P3, P4의 판독이 된다.
즉, 패턴 P1에서는, 조사 전에 있어서 영역 D1, D2, D3, D4의 순으로 캐리어를 분할해서 판독하고, 조사 시에 있어서 영역 D1, D2, D3, D4의 순으로 캐리어를 연속적으로 판독한다. 패턴 P2에서는, 조사 전에 있어서 영역 D2, D3, D4, D1의 순 으로 캐리어를 분할해서 판독하고, 조사 시에 있어서 영역 D1, D2, D3, D4의 순으로 캐리어를 연속적으로 판독한다. 패턴 P3에서는, 조사 전에 있어서 영역 D3, D4, D1, D2의 순으로 캐리어를 분할해서 판독하고, 조사 시에 있어서 영역 D1, D2, D3, D4의 순으로 캐리어를 연속적으로 판독한다. 패턴 P4에서는, 조사 전에 있어서 영역 D4, D1, D2, D3의 순으로 캐리어를 분할해서 판독하고, 조사 시에 있어서의 영역 D1, D2, D3, D4의 순으로 캐리어를 연속적으로 판독한다.
실시예 1 내지 3과 마찬가지로, 촬상의 대상이 되는 영역의 개시보다도 전의 동일 영역부터 촬상의 대상이 되는 영역의 개시까지의 축적시간을, 영역 D1에서는 t1이라고 함과 함께, 영역 D2에서는 t2라고 하고, 영역 D3에서는 t3라고 하며, 영역 D4에서는 t4라고 한다. 각 영역에 있어서의 축적시간 t1, t2, t3, t4을 프레임 비율 T 및 판독 기간 tREAD로 표현하면, 도 13에 나타난 것 처럼 이하와 같이 된다.
즉, 패턴 P1에서는, t1 =5×T1, t2 =4×T1+tREAD, t3 =3×T1+2×tREAD ,t4 =2×T1+3×tREAD가 된다. 패턴 P2에서는, t1 =2×T1, t2 =5×T1+tREAD, t3 =4×T1+2×tREAD, t4 =3×T1+3×tREAD가 된다. 패턴 P3에서는, t1 =3×T1, t2 =2×T1+tREAD, t3 =5×T1+2×tREAD, t4 =4×T1+3×tREAD가 된다. 패턴 P4에서는, t1 =4×T1, t2 =3×T1+tREAD, t3 =2×T1+2×tREAD, t4 =5×T1+3×tREAD가 된다.
실시예 1 내지 3과 마찬가지로, 각 축적시간 t1, t2, t3, t4의 길이에 의존해 서 다크 화상정보의 특성이 변화한다. 그래서, 도 12에 나타난 바와 같이, 조사 전에 있어서의 캐리어의 판독이 영역 D3, D4, D1, D2의 순으로 분할해서 행하여지고, 조사 시에 있어서의 캐리어의 판독이 영역 D1, D2, D3, D4의 순으로 연속적으로 행하여져 촬상을 행하는 경우에는, 패턴 P3에 해당하는 패턴에 의한 촬상이 되므로, 패턴 P3에서 조사 전에 판독된 캐리어(다크 화상정보)을 이용해서 다크 보정을 행하는 것이 이상적이다.
또, 상술한 실시예 1과 상이하고, 실시예 2, 3과 마찬가지인 본 실시예 4의 경우에는, 각 패턴 P1 내지 P4에서 각 축적시간 t1, t2, t3, t4가 서로 상이하고, 다크 화상정보의 특성이 상이하므로, 각 패턴에 따라 다크 화상정보를 복수(이 경우에는 각 패턴 P1 내지 P4의 4가지) 가지는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 하기와 같이 변형하여 실시할 수 있다.
(1) 상술한 각 실시예에서는 도 1에 나타난 바와 같은 X선 촬상장치(撮像裝置)를 예로 채택하여 설명했지만, 본 발명은 예를 들면 C형 ARM에 배설된 X선 촬상장치에 적용해도 좋다. 또, 본 발명은 X선 투시촬상장치(透視撮像裝置)와 X선 CT장치에 적용해도 좋다.
(2) 상술한 각 실시예에서는, 입사한 방사선을 반도체 후막(31)(반도체막)에 의해 전하정보로 직접 변환한 「직접변환기」인 방사선 검출기(放射線檢出器)를 본 발명은 적용했지만, 입사한 방사선을 신틸레이터(scintillator) 등의 변환층에 의 해 광으로 변환하고, 광 감응형 물질로 형성된 반도체층에 의해 그 광을 전하정보로 변환하는 「간접변환형」인 방사선 검출기를 본 발명에 적용해도 좋다. 광 감응형의 반도체층에 대해서는, 포토다이오드에서 형성해도 좋다.
(3) 상술한 각 실시예에서는, X선을 검출하는 X선 검출기를 예로 채택해서 설명했지만, 본 발명은 ECT(Emission Computed Tomography)장치와 같이 방사선동위원소(RI)가 투여된 피검체로부터 방사되는 γ(감마)-선을 검출하는 γ(감마)-선 검출기로 예시되는 바와 같이, 방사선을 검출하는 방사선검출기라면 특별히 한정되지 않는다. 마찬가지로, 본 발명은, 상술한 ETC장치로 예시되는 바와 같이, 방사선을 검출해서 촬상을 행하는 장치라면 특별히 한정되지 않는다.
(4) 상술한 각 실시예에서는, X선 등으로 대표되는 방사선검출기를 예로 채택해서 설명했지만, 본 발명은 광을 검출하는 광검출기에도 적용할 수 있다. 따라서 광을 검출해서 촬상을 행하는 장치라면 특별히 한정되지 않는다.
(5) 상술한 각 실시예에서는, 분할된 영역의 화상에 따라 조사 전에 있어서의 캐리어의 판독을 분할해서 행하는 캐리어의 판독을 기준으로 한 실시형태이였지만, 캐리어의 축적을 기준으로 한 실시형태이어도 좋다. 즉, 분할된 영역의 화상에 따라 조사 전에 있어서의 캐리어의 축적을 분할해서 행해도 좋다. 또, 조사 전에 있어서의 캐리어의 축적·판독을 정지하는 축적·판독 정지의 기능을 컨트롤러 (10)(도 1을 참조)가 구비하는 것이 된다. 컨트롤러(10)는 본 발명에 있어서의 축적·판독 정지수단에 상당한다.
(6) 상술한 각 실시예에서는, 조사 전에 있어서의 캐리어의 판독을 주기적으 로 행하고, 임의의 주기에서 판독을 행하지 않는 동작을 그 주기에서의 판독과 그 다음의 주기에서의 판독과의 사이에 삽입하도록 설정했지만, 반드시 주기에 동기시킬 필요는 없다. 이 경우에는 컨트롤러(10)(도 1을 참조)가 조사 전에 있어서의 캐리어의 축적·판독이 화상의 도중이어도 그 도중의 영역에 상당하는 분할된 영역의 화상에 따라서 조사 전에 있어서의 캐리어의 축적·판독을 정지하는 축적·판독 정지의 기능을 구비함과 함께, X선관 제어부(7)(도 1을 참조)가 컨트롤러(10)의 축적·판독 정지의 기능에 의한 조사 전에 있어서의 캐리어의 축적·판독의 정지 후에, 조사를 행하게 제어하도록 구성하면 좋다. 컨트롤러(10)는 본 발명에 있어서의 축적·판독 정지수단에 상당한다.
(7)상술한 각 실시예에서는, 보정에 이용되는 비 조사 시에 판독된 다크 화상정보는 조사 전에 판독된 캐리어이었지만, 도 14에 나타난 바와 같이, 조사 후에 판독된 캐리어이어도 좋다. 이 경우에는, 촬상 후에 촬상 시와 동일한 타이밍에서 또한 X선 펄스를 출력하지 않고 판독된 영역(도14 중 음영을 넣은 부분의 영역)에서의 캐리어를 다크 화상정보로서 다크 보정을 행한다.
(8) 상술한 각 실시예에서는, 화상의 분할태양은 도 5에 나타난 대로이었지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 15에 나타난 바와 같이, 상하로 2등분으로 분할해도 좋다. 이 경우에는, 각 데이터 선(34)을 통해서 상 방향 또는 하 방향으로 독립해서 판독하는 FPD에, 특히 유용하다. 또한, 화상을 데이터 선(34)에 따라 좌우로 나누어서 분할해도 좋다.
(9) 본 발명은, 데이터 선을 통해서 1 라인 씩 판독하는 방법과, 데이터 선 을 통해서 복수 라인으로 판독하는 방법 중 어느 쪽을 적용해도 좋다.
(10) 상술한 각 실시예에서는, X선 조사의 준비로 이행해서 최초로 출력되는 프레임 동기신호에 동기하지 않고 X선 조사 가능한 신호는 계속 출력되며, 그 다음에 출력되는 프레임 동기신호에 동기하여 정지했지만, 이것에 한정되지 않는다. 도 16에 나타난 바와 같이, 그 다음에 출력되는 프레임 동기신호에 동기하지 않고 X선 조사 가능한 신호를 계속 출력하고, 더욱이 다음에 출력되는 프레임 동기신호에 동기하여 정지하는 것으로 X선 조사가능시간을 길게 하여 X선 펄스의 조사를 길게 설정하는 것도 가능하다. 이와 같이, X선 조사가능신호의 정지가 동기하는 프레임 동기신호의 주기수를 늘리는 것으로 X선 조사가능시간을 보다 길게 해서 X선 펄스의 조사를 보다 길게 설정하는 것도 가능하다.

Claims (13)

  1. 광(光) 또는 방사선(放射線)에 의한 촬상(撮像)을 행하여 화상(畵像)을 얻는 촬상장치(撮像裝置)로서,
    상기 광 또는 방사선의 입사에 의해 광 또는 방사선의 정보를 전하정보로 변환하는 변환층과,
    그 변환층에서 변환된 전하정보를 축적해서 판독하는 축적·판독회로를 구비하고,
    그 축적·판독회로에서 판독된 전하정보에 기초해서 상기 화상을 얻도록 상기 장치는 구성되어 있으며,
    장치는, 더욱이, 화상을 소정의 영역으로 복수로 분할하고, 그 분할된 영역의 화상에 따라, 광 또는 방사선의 조사 전에 있어서의 상기 전하정보의 축적·판독을 분할해서 행하도록 설정하는 제 1 축적·판독 설정수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 조사 전에 있어서의 상기 전하정보의 축적·판독이 상기 화상의 도중이어도, 그 도중의 영역에 상당하는 분할된 영역의 화상에 따라, 조사 전에 있어서의 전하정보의 축적·판독을 정지하는 축적·판독 정지수단과,
    그 축적·판독 정지수단에 의한 조사 전에 있어서의 전하정보의 축적·판독 의 정지 후에, 상기 조사를 행하도록 제어하는 조사제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 조사 전에 있어서의 상기 전하정보의 판독을 주기적으로 행하고, 임의의 주기에서, 판독을 행하지 않는 동작을 그 주기에서의 판독과 다음 주기에서의 판독과의 사이에 삽입하도록 설정하는 제 2 판독 설정수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 조사 전에 있어서의 상기 전하정보의 판독이 상기 화상의 도중이어도, 그 도중의 영역에 상당하는 분할된 영역의 화상에 따라, 조사 전에 있어서의 전하정보의 판독을, 그 도중의 타이밍에 상당하는 주기에 동기해서 정지하는 판독 정지수단과,
    그 판독 정지수단에 의한 조사 전에 있어서의 전하정보의 판독의 정지의 후에, 또한 상기 판독을 행하지 않는 동작의 때에 상기 조사를 행하도록 제어하는 조사제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 조사 전에 있어서의 상기 전하정보의 판독을, 분할된 인접하는 영역의 순으로 주기적으로 행함과 동시에, 최후의 영역이 종료하면 최초의 영역으로 돌아가 반복해서 행하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 전하정보의 판독의 정지에서의 영역에 인접한 다음의 영역에서, 상기 조사 시에 있어서의 전하정보의 판독을 개시하고, 조사 시에 있어서의 전하정보의 판독을 개시하고, 조사 시에 있어서의 전하정보의 판독을, 개시한 영역부터, 분할된 인접하는 영역의 순으로 주기적으로 행함과 동시에, 최후의 영역이 종료하면 최초의 영역으로 돌아가 반복해서 행하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 조사 시에 있어서의 전하정보의 판독을 개시하는 영역이 변경 가능한 영역변경수단을 구비하고,
    조사 시에 있어서의 전하정보의 판독을, 개시한 영역부터, 분할된 인접하는 영역의 순으로 주기적으로 행함과 동시에, 최후의 영역이 종료하면 최초의 영역으로 돌아가 반복해서 행하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 영역변경수단은, 최초의 영역에서 상기 조사 시에 있어서의 전하정보의 판독을 개시하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 조사 시에 있어서의 전하정보의 판독을 화상의 전 영역에 따라 연속적으로 행하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 또는 방사선의 비 조사 시(非照射時)에 판독된 상기 전하정보에 기초해서 상기 조사 시에 판독된 전하정보의 보정을 행하는 보정수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 보정에 이용되는 상기 비 조사 시에 판독된 전하정보는, 조사 전에 판독된 전하정보인 것을 특징으로 하는 촬상장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 보정에 이용되는 상기 비 조사 시에 판독된 전하정보는, 조사 후에 판독된 전하정보인 것을 특징으로 하는 촬상장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 보정에 이용되는 상기 비 조사 시에 판독된 전하정보를 복수 개 가지는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
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