WO2013005864A1 - 放射線画像撮影装置及び放射線画像撮影方法 - Google Patents

放射線画像撮影装置及び放射線画像撮影方法 Download PDF

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WO2013005864A1
WO2013005864A1 PCT/JP2012/070375 JP2012070375W WO2013005864A1 WO 2013005864 A1 WO2013005864 A1 WO 2013005864A1 JP 2012070375 W JP2012070375 W JP 2012070375W WO 2013005864 A1 WO2013005864 A1 WO 2013005864A1
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pixel
hexagonal
image data
image
radiation
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PCT/JP2012/070375
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English (en)
French (fr)
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美広 岡田
孝夫 桑原
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富士フイルム株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/24—Measuring radiation intensity with semiconductor detectors
    • G01T1/247—Detector read-out circuitry
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/30—Transforming light or analogous information into electric information
    • H04N5/32—Transforming X-rays
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/50—Clinical applications
    • A61B6/502—Clinical applications involving diagnosis of breast, i.e. mammography
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/80—Camera processing pipelines; Components thereof
    • H04N23/815—Camera processing pipelines; Components thereof for controlling the resolution by using a single image
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/30—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming X-rays into image signals

Definitions

  • the present invention relates to a radiation image capturing apparatus and a radiation image capturing method for capturing a radiation image.
  • a radiographic imaging apparatus using a radiation detecting element such as an FPD (flat panel detector) that can arrange an X-ray sensitive layer on a TFT (Thin film transistor) active matrix substrate and convert X-ray information directly into digital data It has been put into practical use. Compared with conventional imaging plates, this FPD has the advantage that images can be confirmed instantly and moving images can be confirmed, and is rapidly spreading.
  • Various types of radiation detecting elements have been proposed. For example, a direct conversion method in which radiation is directly converted into charges in a semiconductor layer and stored, or radiation is once converted into CsI: Tl, GOS (Gd2O2S: Tb). ) And the like, and an indirect conversion method in which the converted light is converted into charges in a semiconductor layer and accumulated.
  • a plurality of scanning wirings and a plurality of signal wirings are arranged so as to intersect with each other, and pixels are provided in a matrix corresponding to each intersection of the scanning wirings and the signal wirings.
  • the plurality of scanning wirings and the plurality of signal wirings are connected to an external circuit (for example, an amplifier IC (Integrated Circuit) or a gate IC) in the peripheral portion of the radiation detection element.
  • an external circuit for example, an amplifier IC (Integrated Circuit) or a gate IC
  • the length of the longest diagonal line of the regular hexagon (maximum diagonal length) d1max and the area S1 have the following relationship.
  • a radiographic image detected using a detection device using hexagonal pixels described in JP2003-255049A, JP2006-29839A, or the like is an image in which each pixel is arranged in a honeycomb shape. It becomes.
  • many output devices such as printers and monitors are configured on the premise that they handle images in which each pixel is arranged in a square lattice pattern. For this reason, in order to cope with such an output device, it is necessary to perform pixel density conversion by performing interpolation processing on the detected radiation image.
  • the present invention relates to a radiation detection element capable of preventing the enlargement of the size of image data after pixel density conversion while improving the resolution, a method of forming the radiation detection element, a radiographic imaging apparatus using the radiation detection element, and radiation An image capturing system, a radiographic image capturing method, and a pixel density conversion method are provided.
  • a first aspect of the present invention is a radiation detection element, in which a plurality of hexagonal pixels of the same size for detecting radiation are arranged in a honeycomb shape, and a first obtained from the radiation detection element
  • a radiographic image capturing apparatus comprising: a pixel density conversion unit that performs an interpolation process so that the image data of the second image data represents an image in which a plurality of pixels are arranged in a square lattice pattern.
  • the condition of “d2max ⁇ d1max” in the latter half of the equation (1) is that the maximum diagonal length of the hexagonal pixel before pixel density conversion is equal to or greater than the diagonal length of the square lattice after pixel density conversion. Show. By satisfying this condition, in the first aspect of the present invention, the resolution before conversion becomes higher than the resolution after conversion in all directions, and the signal of each pixel detected by the radiation detection element is discarded (uselessly). Can be prevented.
  • the condition of “ ⁇ (S1) ⁇ d2max” in the first half of the equation (1) is that the diagonal length of the square lattice of the image after the pixel density conversion is the area S1 of the hexagonal pixel before the pixel density conversion. It indicates that the length is equal to or longer than the length of one side of the square lattice having the same area.
  • d2max indicates the arrangement pitch (maximum pitch) in the direction in which the resolution is lowest in all directions in the pixel arrangement after conversion.
  • ⁇ (S1) indicates the arrangement pitch (minimum pitch) in the direction in which the resolution becomes the highest in the square lattice having the same area as the hexagonal pixel before conversion in the radiation detection element.
  • the maximum pitch d2max of the square lattice after pixel density conversion needs to be smaller than the minimum pitch ⁇ (S1) of the square lattice having the same area as the area S1 of the hexagonal pixel used to obtain the desired resolution. There is no. Even if d2max is smaller than ⁇ (S1), the size of the second image data after conversion is unnecessarily increased and the processing speed is lowered.
  • the first aspect of the present invention can prevent the size of the second image data after the conversion from becoming too large by satisfying the first half condition of the expression (1), and prevent a decrease in processing speed. Can do.
  • the 2nd aspect of this invention may satisfy
  • d1max ⁇ ⁇ (2 ⁇ S1) indicates the arrangement pitch (maximum pitch) in the direction in which the resolution is lowest in all directions in the pixel arrangement before conversion.
  • d1max indicates the arrangement pitch (maximum pitch) in the direction in which the resolution is lowest in all directions in the pixel arrangement before conversion.
  • the resolution is increased by using hexagonal pixels instead of square shapes, and d1max is calculated from the square diagonal length ⁇ (2 ⁇ S1) of the same area S1 as the hexagonal pixels. When it becomes larger, the resolution becomes lower than when square pixels having the same area are used. For this reason, the effect of a hexagonal shape cannot be sufficiently obtained.
  • the second aspect of the present invention can achieve both improvement in resolution and sensitivity by configuring so as to satisfy Equation (2).
  • the hexagonal pixel in the first or second aspect, may be formed to have a regular hexagonal shape.
  • the pixel density conversion unit first performs an interpolation process in a direction in which the pixel arrangement pitch is short in the horizontal direction and the vertical direction in the first image data,
  • the interpolation process in the other direction may be performed later.
  • the fifth aspect of the present invention may further include, in the above aspect, a radiation source that emits radiation and an image output device that outputs an image based on the second image data.
  • a sixth aspect of the present invention is a radiographic imaging method, wherein the first image data is detected by a radiation detection element in which a plurality of hexagonal pixels of the same size for detecting radiation are arranged in a honeycomb shape,
  • a radiographic image capturing method for performing interpolation processing so that first image data becomes second image data representing an image in which a plurality of pixels are arranged in a square lattice pattern, wherein the longest diagonal line of hexagonal pixels
  • the length is d1max
  • the area of the hexagonal pixel is S1
  • the diagonal length of the square lattice of the second image data is d2max
  • the seventh aspect of the present invention may further satisfy the following formula (2) in the sixth aspect.
  • the hexagonal pixel may be a regular hexagon in the sixth or seventh aspect.
  • interpolation processing is first performed in the first image data in a direction in which the pixel arrangement pitch is short in the horizontal direction and the vertical direction.
  • the interpolation processing in the direction may be performed later.
  • an image may be further output based on the second image data.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a radiographic image capturing system 100 according to the present exemplary embodiment.
  • the radiographic image capturing system 100 includes an image capturing device 41, an image processing device 50, and a display device 80.
  • the imaging device 41 captures a radiographic image.
  • the image processing device 50 performs image processing on image data representing a captured radiation image.
  • the display device 80 displays the subject image represented by the image processed image data.
  • the imaging apparatus 41 includes a radiation detector 42, an operation panel 44, an imaging apparatus control unit 46, a display 47, and a communication I / F unit 48.
  • the radiation detector 42 includes a radiation detection element 10 (see also FIG. 2) that detects a radiation image.
  • the operation panel 44 receives shooting conditions, various types of operation information, and various types of operation instructions.
  • the display 47 displays a photographing apparatus control unit 46 that controls the operation of the entire apparatus, an operation menu, various information, and the like.
  • the communication I / F unit 48 is connected to a network 56 such as a LAN and transmits / receives various information to / from other devices connected to the network 56.
  • the imaging device control unit 46 includes a CPU 46A, ROM 46B, RAM 46C, a nonvolatile storage unit 46D including an HDD, a flash memory, and the like, and includes a radiation irradiation unit 24, a radiation detector 42, an operation panel 44, a display 47, and a communication. It is connected to the I / F unit 48.
  • the storage unit 46D stores a program executed by the CPU 46A.
  • the storage unit 46D stores image data representing a radiation image and the like. For example, when the imaging device 41 according to this exemplary embodiment is used for mammography, radiation image data obtained by imaging a subject's breast is stored in the storage unit 46D.
  • the radiation detector 42 When the radiation is irradiated, the radiation detector 42 outputs image data indicating a radiation image to the imaging device control unit 46.
  • image data indicating a radiation image
  • the imaging device control unit 46 The detailed configuration of the radiation detector 42 will be described later.
  • the imaging device control unit 46 can communicate with the image processing device 50 via the communication I / F unit 48 and the network 56, and transmits and receives various types of information to and from the image processing device 50.
  • a management server 57 is further connected to the network 56.
  • the management server 57 includes a storage unit 57A.
  • the imaging device control unit 46 can communicate with the management server 57 via the communication I / F unit 48 and the network 56.
  • the image processing apparatus 50 is configured as a server computer.
  • the image processing apparatus 50 includes a display 52 that displays an operation menu, various types of information, and the like, and an operation input unit 54 that includes a plurality of keys and inputs various types of information and operation instructions.
  • the image processing apparatus 50 includes a CPU 60, a ROM 62, a RAM 64, an HDD 66, a display driver 68, an operation input detection unit 70, a communication I / F unit 72, and an image signal output unit 74.
  • the CPU 60 controls the operation of the entire apparatus.
  • Various programs including a control program are stored in the ROM 62 in advance.
  • the RAM 64 temporarily stores various data.
  • the HDD 66 stores and holds various data.
  • the display driver 68 controls display of various types of information on the display 52.
  • the operation input detection unit 70 detects an operation state with respect to the operation input unit 54.
  • the communication I / F unit 72 is connected to the photographing apparatus 41 via the network 56 and transmits / receives various information to / from the photographing apparatus 41.
  • the image signal output unit 74 outputs image data to the display device 80 via the display cable 58.
  • the image processing device 50 acquires image data representing a radiation image from the imaging device 41 via the communication IF unit 72
  • CPU 60, ROM 62, RAM 64, HDD 66, display driver 68, operation input detection unit 70, communication I / F unit 72, and image signal output unit 74 are connected to each other via a system bus BUS. Therefore, the CPU 60 can access the ROM 62, RAM 64, and HDD 66. Further, the CPU 60 controls the display of various information on the display 52 via the display driver 68, controls the transmission / reception of various information with the imaging device 41 via the communication I / F unit 72, and the image signal output unit 74. The image displayed on the display device 80 can be controlled. Furthermore, the CPU 60 can grasp the operation state of the user with respect to the operation input unit 54 via the operation input detection unit 70.
  • pixel density conversion described later is performed on the image data representing the radiation image detected by the radiation detector 42.
  • a program for performing the pixel density conversion is stored in the ROM 62 or the HDD 66.
  • the image data output to the display device 80 is image data after pixel density conversion.
  • FIG. 2 shows an electrical configuration of the radiation detector 42 using the radiation detection element 10 according to this exemplary embodiment.
  • the radiation detection element 10 is provided with a rectangular detection region 40 for detecting the radiation applied to the detection region 40.
  • This hexagonal pixel may be a regular hexagon or a flat hexagon.
  • the hexagonal pixel includes a substantially hexagonal pixel in which each hexagonal corner is chamfered.
  • the hexagonal pixel 20 is not only a regular hexagonal shape or a flattened substantially hexagonal shape described above, but also a parallel hexagonal pixel in which three pairs of opposite sides are parallel and all inner angles are 180 ° or less. Is also included.
  • regular hexagons refer to hexagons with six sides that are completely equal in length, but in reality, there are design restrictions and manufacturing errors. included.
  • the hexagonal pixel 20 refers to a substantially hexagonal region formed by the signal wiring 107 of FIG. 2, but it may be arranged in a honeycomb shape, and the shape is substantially hexagonal. It is not limited. Further, for example, the hexagonal pixel 20 is divided by dividing a figure having the same area and shape including the lower electrode 11 (see FIG. 4), which will be described later, into a honeycomb shape (that is, planar filling: tiling without a gap). The area to be processed may be determined as one pixel. Further, the hexagonal pixel 20 is a region in which a figure having the same area and shape including a TFT switch 109 (see FIG.
  • the hexagonal pixel 20 is divided not only by the lower electrode 11 and the TFT switch 109 but also by a figure having the same area and shape including at least one of a charge storage capacitor 108 and the like, which will be described later, arranged in a honeycomb shape.
  • the area may be defined as one pixel.
  • the shape of the hexagonal pixel 20 is such that the direction of one axis of the hexagonal diagonal coincides with the direction of any one axis of the converted square lattice, It is desirable that the shape divided by the axis is symmetrical with respect to the axis. That is, for example, referring to FIG. 5, the hexagonal diagonal line d1 (y) coincides with the direction of the square lattice axis, and the two shapes divided by d1 (y) have d1 (y) as the axis. It is symmetrical.
  • the pixels 20 are arranged in a honeycomb shape.
  • the first pixel column in which a plurality of hexagonal pixels 20 having the same size are arranged in a predetermined direction, and the same as the pixels 20 in the first pixel column.
  • a second pixel row in which a plurality of hexagonal pixels 20 having a size are arranged in the predetermined direction is alternately arranged in a direction intersecting the predetermined direction.
  • the pixels 20 of the second pixel column are arranged correspondingly between adjacent pixels of the first pixel column.
  • the honeycomb arrangement can be explained as follows when viewed in the row direction.
  • a first pixel row in which a plurality of hexagonal pixels 20 having the same size are arranged in a predetermined direction, and a plurality of hexagonal pixels 20 having the same size as the pixels 20 in the first pixel row are arranged in the predetermined direction.
  • the second pixel rows are alternately arranged in a direction crossing the predetermined direction.
  • the pixels 20 in the second pixel row are arranged correspondingly between adjacent pixels in the first pixel row, so that 1 / of the arrangement pitch of the pixels 20 in the first pixel row. They are arranged so as to be shifted by two.
  • the hexagonal pixel When imaging the subject's breast, the hexagonal pixel is flattened and the breast is placed so that the shorter pixel width is along the direction from the chest wall toward the breast tip. You may make it do.
  • the pixel is crushed in this direction (that is, in a hexagonal pixel, the length in the depth direction from the chest wall side to the tip of the breast is made shorter than the width in the direction intersecting the direction), and the chest wall If the external circuit such as the gate IC and the amplifier IC is not disposed on the side, the depth direction from the chest wall side to the tip of the breast can be imaged without leaving any resolution.
  • the second flat line is called the first flat method.
  • the first flat method the second flat line in FIG. 5 as an example.
  • the diagonal length d1 (y) in the vertical direction of the paper is shorter than the other two diagonal lengths d1 (x). It is preferable to flatten the sheet (that is, it is crushed in the vertical direction of the paper surface).
  • the horizontal pixel arrangement pitch PP1 (x) is shorter than the vertical pixel arrangement pitch PP1 (y). Therefore, high resolution is ensured in the horizontal direction. While ensuring this resolution, by using the second flattening method to flatten the diagonal length d1 (y) in the vertical direction, not only the horizontal resolution but also the vertical resolution should be secured. Can do. In addition, when using for the radiation detection element 10, you may rotate and use the state shown in figure 90 degree
  • Each pixel 20 receives the irradiated radiation to generate a charge 103, a charge storage capacitor 108 for storing the charge generated by the sensor 103, and a charge for reading out the charge stored in the charge storage capacitor 108. And a TFT switch 109.
  • the radiation detection element 10 is provided with one scanning wiring 101 in each pixel column with respect to the horizontal direction of the pixel 20 (hereinafter also referred to as a scanning wiring direction).
  • the scanning wiring 101 is connected to the TFT switch 109 provided in each pixel 20 of the pixel column in the scanning wiring direction, and a control signal for switching each TFT switch 109 flows.
  • the radiation detection element 10 is provided with a signal wiring 107 meandering so as to bypass each pixel 20 in each pixel column with respect to the vertical direction of the pixels 20 (hereinafter also referred to as a signal wiring direction). ing.
  • the signal wiring 107 is connected to the TFT switch 109 of each pixel 20, and the charge stored in the charge storage capacitor 108 flows according to the switching state of the TFT switch 109.
  • the radiation detection element 10 is provided with a plurality of amplifier ICs 105 that detect electrical signals that have flowed out to the signal wirings 107 on one end side in the signal wiring direction.
  • Each signal wiring 107 is connected to the amplifier IC 105 for each predetermined number.
  • the radiation detection element 10 is provided with a plurality of gate ICs 104 that output control signals for turning on / off the TFT switches 109 to the respective scanning wirings 101 on one end side in the scanning wiring direction. ing.
  • Each scanning wiring 101 is connected to a gate IC 104, and is connected to another gate IC 104 for each predetermined number.
  • the amplifier IC 105 and the gate IC 104 are not shown one by one.
  • the amplifier IC 105 incorporates an amplification circuit for amplifying an input electric signal for each signal wiring 107.
  • the amplifier IC 105 detects the amount of charge accumulated in each charge storage capacitor 108 as information of each pixel constituting the image by amplifying and detecting an electric signal input from each signal wiring 107 by an amplifier circuit. .
  • a signal processing device 106 is connected to the amplifier IC 105 and the gate IC 104.
  • the signal processing device 106 performs predetermined processing such as noise removal on the electrical signal detected by the amplifier IC 105.
  • the signal processing device 106 outputs a control signal indicating the timing of signal detection to the amplifier IC 105 and outputs a control signal indicating the timing of output of the scan signal to the gate IC 104.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the structure of the radiation detection element 10.
  • the radiation detection element 10 has a scanning wiring 101, a storage capacitor lower electrode 14, and a gate electrode 2 formed on an insulating substrate 1.
  • One scanning wiring 101 is arranged in a meandering manner so as to bypass the pixels 20 between the pixel columns, one for each pixel column in the scanning wiring direction of the pixels 20.
  • the scanning wiring 101 is connected to the gate electrode 2 formed in each pixel 20 of the upper pixel column, and is connected to the storage capacitor lower electrode 14 formed in each pixel 20 of the lower pixel column.
  • the wiring layer in which the scanning wiring 101, the storage capacitor lower electrode 14, and the gate electrode 2 are formed (hereinafter, this wiring layer is also referred to as “first signal wiring layer”) is made of Al or Cu, or Al or Cu. It is formed using a main laminated film. However, the material of the first signal wiring layer is not limited to these.
  • an insulating film 15A is formed on one surface, and a portion located on the gate electrode 2 functions as a gate insulating film in the TFT switch 109.
  • the insulating film 15A is made of, for example, SiN X or the like, and is formed by, for example, CVD (Chemical Vapor Deposition) film formation.
  • a semiconductor active layer 8 is formed in an island shape on the gate electrode 2 on the insulating film 15A.
  • the semiconductor active layer 8 is a channel portion of the TFT switch 109 and is made of, for example, an amorphous silicon film.
  • a source electrode 9 and a drain electrode 13 are formed on these upper layers.
  • the signal wiring 107 is formed, and the storage capacitor upper electrode 16 is formed at a position corresponding to the storage capacitor lower electrode 14 on the insulating film 15A. Yes.
  • the drain electrode 13 is connected to the storage capacitor upper electrode 16.
  • the signal wiring 107 is connected to the source electrode 9 formed in each pixel 20.
  • the wiring layer in which the source electrode 9, the drain electrode 13, the signal wiring 107, and the storage capacitor upper electrode 16 are formed (hereinafter, this wiring layer is also referred to as a “second signal wiring layer”) is made of Al, Cu, or Al. Alternatively, it is formed using a laminated film mainly composed of Cu.
  • the material of the second signal wiring layer is not limited to these.
  • An impurity doped semiconductor layer (not shown) made of doped amorphous silicon or the like is formed between the source electrode 9 and drain electrode 13 and the semiconductor active layer 8. These constitute a switching TFT switch 109. In the TFT switch 109, the source electrode 9 and the drain electrode 13 are reversed depending on the polarity of charges collected and accumulated by the lower electrode 11 described later.
  • the lower electrode 11 when a region where a figure having the same area and shape including the lower electrode 11 is arranged in a honeycomb shape and divided is defined as one pixel of the hexagonal pixel 20, the lower electrode 11 is It is arranged within the shape of the hexagonal pixel 20. Therefore, the lower electrode 11 is preferably formed in the same hexagonal shape as the hexagonal pixel 20 and arranged in a honeycomb shape so that signal charges generated by electromagnetic waves can be collected more efficiently.
  • the shape of the lower electrode 11 is not limited to the above as long as it falls within the shape of the hexagonal pixel 20, and may be formed in any shape such as a substantially hexagonal, square, circular, or octagonal shape with rounded corners. good.
  • a TFT protective film layer 15B is formed on almost the entire area (substantially the entire area) of the area where the pixels on the substrate 1 are provided so as to cover these second signal wiring layers.
  • the TFT protective film layer 15B is made of, for example, SiN X or the like, and is formed by, for example, CVD film formation.
  • a coating type interlayer insulating film 12 is formed on the TFT protective film layer 15B.
  • the interlayer insulating film 12 suppresses the capacitance between metals disposed in the upper layer and the lower layer of the interlayer insulating film 12 to be low.
  • such a material also has a function as a flattening film, and has an effect of flattening a lower step.
  • a contact hole 17 is formed at a position facing the storage capacitor upper electrode 16 of the interlayer insulating film 12 and the TFT protective film layer 15B.
  • the lower electrode 11 of the sensor unit 103 is formed on the interlayer insulating film 12 so as to cover the pixel region while filling the contact hole 17 for each pixel 20.
  • the lower electrode 11 is made of an amorphous transparent conductive oxide film (ITO) and is connected to the storage capacitor upper electrode 16 through a contact hole 17. Therefore, the lower electrode 11 and the TFT switch 109 are electrically connected via the storage capacitor upper electrode 16.
  • ITO amorphous transparent conductive oxide film
  • the semiconductor layer 6 is uniformly formed on almost the entire surface of the pixel region where the pixels 20 on the substrate 1 on the lower electrode 11 are provided.
  • the semiconductor layer 6 generates charges (electrons-holes) inside when irradiated with radiation such as X-rays. That is, the semiconductor layer 6 has conductivity and is for converting image information by X-rays into charge information.
  • the semiconductor layer 6 is made of, for example, amorphous a-Se (amorphous selenium) containing selenium as a main component.
  • the main component means having a content of 50% or more.
  • An upper electrode 7 is formed on the semiconductor layer 6.
  • the upper electrode 7 is connected to a bias power source (not shown), and a bias voltage is supplied from the bias power source.
  • the semiconductor layer 6 and the charge storage capacitor 108 are electrically connected in series. For this reason, electrons generated in the semiconductor layer 6 move to the + (plus) electrode side, and holes move to the ⁇ (minus) electrode side.
  • an OFF signal (0 V) is output from the gate IC 104 to all the scanning wirings 101, and a negative bias is applied to the gate electrode 2 of the TFT switch 109. As a result, each TFT switch 109 is held in the OFF state. As a result, electrons generated in the semiconductor layer 6 are collected by the lower electrode 11 and accumulated in the charge storage capacitor 108.
  • one ON signal is sequentially output from the gate IC 104 to each scanning wiring 101, and an ON signal (+10 to 20 V) is sequentially applied to the gate electrode of the TFT switch 109 via the scanning wiring 101.
  • the TFT switch 109 of each pixel 20 in each pixel column in the scanning wiring direction is sequentially turned on one by one, and an electric signal corresponding to the amount of charge accumulated in the charge storage capacitor 108 of each pixel 20 is signaled one by one. It flows out to the wiring 107.
  • the amplifier IC 105 detects the amount of charge stored in the charge storage capacitor 108 of each sensor unit 103 based on the electric signal flowing through each signal wiring 107 as information on the pixels constituting the image (hereinafter referred to as pixel information). Thereby, the image data which shows the image shown with the X-ray irradiated to the radiation detection element 10 can be obtained.
  • the image data obtained by the radiation detection element 10 is image data representing an image in which each pixel is arranged in a honeycomb shape.
  • many output devices such as printers and monitors (display device 80 in the present exemplary embodiment) are configured on the assumption that each pixel handles an image arranged in a square lattice. For this reason, in this exemplary embodiment, the image processing apparatus 50 performs interpolation processing on the image data representing the detected radiation image to convert the pixel density.
  • FIG. 5 is a schematic diagram schematically showing the contents of the pixel density conversion process.
  • the radiation image detected by the radiation detection element 10 is as shown in (1) of FIG.
  • an image in which each pixel is arranged in a honeycomb shape is obtained. Note that the black point drawn in the pixel is the pixel center of gravity.
  • the image data representing the radiation image is converted into image data representing an image in which a plurality of pixels are arranged in a square lattice pattern as shown in FIG.
  • the square image area S2 of the image after conversion is converted so as to be equal to or less than the area S1 of the hexagonal pixel before conversion.
  • a known interpolation process such as a nearest neighbor method, a linear interpolation method, or a bicubic interpolation method can be employed. Further, for example, a pixel density conversion method described in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-244733 may be performed.
  • image data representing an image in which each pixel is arranged in a honeycomb shape before pixel density conversion is referred to as first image data, and a plurality of pixels after pixel density conversion are arranged in a square lattice.
  • Image data representing an image is referred to as second image data.
  • the hexagonal pixels constituting the radiation detection element 10 are formed so that the resolution of the radiation detection element 10 is not too high and the size of the second image data after conversion is unnecessarily increased and the processing speed does not decrease. It is desirable.
  • the pixel density-converted pixel relation is set so that the relationship between the hexagonal pixels constituting the radiation detection element 10 and the square lattice after the pixel density conversion satisfies the following formula (1).
  • d2max represents the diagonal length (diagonal length) of the square lattice of the second image data after pixel density conversion.
  • D1max represents the length of the longest diagonal line (hereinafter also referred to as the maximum diagonal length) among the diagonal lines of hexagonal pixels before pixel density conversion.
  • S1 indicates the area of the hexagonal pixel.
  • the condition of “d2max ⁇ d1max” in the latter half of the equation (1) is that the maximum diagonal length of the hexagonal pixel before the pixel density conversion is equal to or larger than the diagonal length of the square lattice after the pixel density conversion. Is shown. By satisfying this condition, it is possible to prevent that the resolution before conversion becomes higher than the resolution after conversion in all directions and the signal of each pixel detected by the radiation detection element 10 is discarded (is wasted).
  • the condition of “ ⁇ (S1) ⁇ d2max” in the first half of Expression (1) is that the diagonal length of the square lattice after the pixel density conversion is equal to the area S1 of the hexagonal pixel before the pixel density conversion. This indicates that the area is equal to or less than the length of one side of the square lattice (which is also the arrangement pitch of the pixels in the horizontal and vertical directions).
  • ⁇ (S1) is also referred to as PP0.
  • d2max indicates the arrangement pitch (maximum pitch) in the direction in which the resolution is lowest in all directions in the pixel arrangement after conversion.
  • PP0 indicates the arrangement pitch (minimum pitch) in the direction in which the resolution becomes the highest in the square lattice having the same area as the hexagonal pixel before conversion in the radiation detection element.
  • a hexagonal pixel is used instead of a square pixel so that sufficient sensitivity can be obtained at the resolution that is ultimately desired when the square pixel is originally detected.
  • the radiation image is detected and the pixel density is converted. Therefore, it is not necessary to make the resolution after pixel density conversion higher than the resolution of the square lattice originally desired.
  • the maximum pitch d2max of the square lattice after the pixel density conversion does not need to be smaller than the minimum pitch PP0 of the square lattice having the same area as the area S1 of the hexagonal pixel used to obtain the originally desired resolution. Even if d2max is smaller than PP0, the size of the second image data after conversion only increases unnecessarily, thereby causing a reduction in processing speed.
  • the exemplary embodiment can prevent the size of the second image data after conversion from becoming too large, and can prevent a decrease in processing speed. .
  • a square having the same area as the area S1 of the regular hexagonal pixel is represented by the following numerical values.
  • PP2 is changed from 65 ⁇ m to 45 ⁇ m at intervals of 5 ⁇ m, and it is verified whether the expression (1) is satisfied.
  • the condition of the first half of the above formula (1) “ ⁇ (S1) ⁇ d2max” is satisfied when PP2 is 65 ⁇ m, 60 ⁇ m, 55 ⁇ m, and 50 ⁇ m, and PP2 Is 45 ⁇ m, the condition of the first half is not satisfied.
  • the hexagonal pixel may be formed so that the relationship between the hexagonal pixel constituting the radiation detection element 10 and the square lattice after the pixel density conversion satisfies the following formula (2). Further, the size of the square lattice at the time of pixel density conversion may be adjusted so as to satisfy the formula (2).
  • the condition of “d2max ⁇ d1max” in the first half of Expression (2) is the same as that in the latter half of Expression (1).
  • the resolution after conversion in all directions is the same as before conversion. Therefore, the radiation detection element 10 of this exemplary embodiment can prevent discarding (wasting) the detected signal of each pixel.
  • the condition “d1max ⁇ ⁇ (2 ⁇ S1)” in the latter half of the equation (2) is that the maximum diagonal length of the hexagonal pixel before the pixel density conversion is the area S1 of the hexagonal pixel. It shows that it is less than or equal to the diagonal length of a square having the same area.
  • ⁇ (2 ⁇ S1) is also referred to as d0max.
  • d1max indicates the arrangement pitch (maximum pitch) in the direction in which the resolution is lowest in all directions in the pixel arrangement before conversion.
  • a hexagonal pixel instead of a square shape is used to increase the resolution.
  • d1max is larger than the diagonal length d0max of the same area S1 as the hexagonal pixel, the area is the same. Since the resolution is lower than when square pixels are used, the hexagonal effect cannot be sufficiently obtained.
  • the superiority of sensitivity can be exhibited and the resolution can be improved by forming hexagonal pixels so as to satisfy the latter half of the conditions.
  • this exemplary embodiment can ensure high resolution in all directions by forming each pixel of the radiation detection element 10 with a flatness ratio that satisfies this condition. .
  • a square having the same area as the area S1 of the regular hexagonal pixel is represented by the following numerical values.
  • a flat hexagonal pixel will be described as an example.
  • the term “flat” refers to a state in which one of the diagonal lines passing through the center of the pixel is longer than the other two and the other two diagonal lines have the same length.
  • a specific example of the relationship between the expression (2) and the flatness ratio of the hexagonal pixel will be described by paying attention to the condition of the latter half of the expression (2).
  • d1 (y) is the length of one diagonal line passing through the center of the hexagonal pixel (here, the diagonal length in the vertical direction in (1) of FIG. 5). ).
  • d1 (x) d1 (x) / d1 (y) /
  • the value represented by d1 (x) is the flatness.
  • the interpolation processing at the time of pixel density conversion is performed first in the first image data in the horizontal direction and the vertical direction in which the pixel arrangement pitch is short, and in the other direction later. You may do it. It should be noted that when the interpolation process is performed from the shorter distance, the accuracy is higher than when the interpolation process is performed from the opposite direction, and the conversion speed is increased.
  • the horizontal interpolation processing is performed first, and the vertical interpolation processing is performed in the horizontal direction. This is performed after the interpolation process.
  • the vertical interpolation processing is performed first, and the horizontal interpolation processing is performed. Is performed after the horizontal interpolation process.
  • the information detected by the radiation detection element 10 of this exemplary embodiment can be fully utilized.
  • the arrangement state of the gate IC 104 and the amplifier IC 105, the connection state of the signal wiring 107, and the connection state of the scanning wiring 101 in the above exemplary embodiment are examples, and are not limited to the above exemplary embodiment.
  • the case of applying to the direct conversion type radiation detection element 10 has been described, but it may be applied to the indirect conversion type radiation detection element 10.
  • An example of the indirect conversion radiation detection element 10 is shown in FIG.
  • the radiation detection element 10 is provided with a scintillator layer (not shown, for example, CsI: Tl, GOS (Gd 2 O 2 S: Tb)) in the detection region 40 for once converting radiation into light.
  • the converted light is converted into electric charges under each scintillator layer in the same manner as the photoelectric conversion layer 6 and the lower electrode 11 in the direct conversion method shown in FIG.
  • the semiconductor layer 6 and a lower electrode 11 for collecting charges are provided, and the indirect conversion radiation detection element 10 is provided with a switch element 4 for reading out the charges collected by the lower electrode 11.
  • Other indirect conversions may be configured by appropriately adopting the direct conversion type configuration shown in FIGS.
  • the semiconductor layer 6 that converts light into electric charge may be divided for each pixel 20, and the upper electrode 7 that supplies a bias to the semiconductor layer 6 is also provided for each pixel 20. It may be divided.
  • the pixel 20 has the same area and shape including at least one of the lower electrode 11, the semiconductor layer 6, the upper electrode 7, and the switch element 4.
  • a hexagonal region divided by arranging the figure in a honeycomb shape that is, plane filling: tiling without a gap
  • the method of defining the pixel 20 is not limited to this, and a substantially hexagonal region formed by the signal wiring 107 may be defined as one pixel.
  • the function of the pixel density conversion unit that performs pixel density conversion is provided in the image processing apparatus 50, and the image processing apparatus 50 is configured as an apparatus independent of the imaging apparatus 41 including the radiation detection element 10.
  • the radiation detector 42 may have a configuration having an image density conversion unit or a part of the image processing apparatus 50 that has an image processing function for performing pixel density conversion.
  • a system in which the photographing apparatus 41 and the image processing apparatus 50 that performs pixel density conversion are connected via a network may be used.
  • the present invention is not limited to this.
  • the radiation to be detected may be visible light, ultraviolet light, infrared ⁇ -ray, ⁇ -ray, or the like.
  • the radiation detection element 10 includes the charge storage capacitor 108 in each pixel 20 has been described.
  • the charge storage capacity 108 may not be formed in each pixel 20.
  • the configuration of the radiographic imaging system 100 described in the above exemplary embodiment, the configuration of the radiation detection element 10, and the like are merely examples, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.

Abstract

　本発明は、分解能を向上しつつ、画素密度変換後の画像データのサイズの肥大化を抑制する、放射線画像撮影装置及び放射線画像撮影方法を提供する。即ち、放射線を検出する同じ大きさの六角形状の複数の画素をハニカム状に配列した放射線検出素子と、該放射線検出素子から得られた第１の画像データを複数の画素が正方格子状に配列された画像を表わす第２の画像データとなるように補間処理を行う画素密度変換部と、を備えた放射線画像撮影装置であって、該六角形状の画素の最長の対角線の長さをd1maxとし、該六角形状の画素の面積をS1とし、第２の画像データの正方格子の対角線の長さをd2maxとした場合に、d1maxがd2max以上であり、且つd2maxがS1の平方根の値以上とする。

Description

放射線画像撮影装置及び放射線画像撮影方法
　本発明は、放射線画像を撮影する、放射線画像撮影装置及び放射線画像撮影方法に関する。
　近年、ＴＦＴ（Thin film transistor）アクティブマトリックス基板上にＸ線感応層を配置し、Ｘ線情報を直接デジタルデータに変換できるＦＰＤ（flat panel detector）等の放射線検出素子を用いた放射線画像撮影装置が実用化されている。このＦＰＤは、従来のイメージングプレートに比べて、即時に画像を確認でき、動画も確認できるといったメリットがあり、急速に普及が進んでいる。この放射線検出素子は、種々のタイプのものが提案されており、例えば、放射線を直接、半導体層で電荷に変換して蓄積する直接変換方式や、放射線を一度ＣｓＩ：Ｔｌ、ＧＯＳ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）などのシンチレータで光に変換し、変換した光を半導体層で電荷に変換して蓄積する間接変換方式がある。
　放射線検出素子は、例えば、複数の走査配線と複数の信号配線とが互いに交差して配設され、当該走査配線及び信号配線の各交差部に対応して画素がマトリクス状に設けられている。この複数の走査配線及び複数の信号配線は、放射線検出素子の周辺部において外部回路（例えば、アンプＩＣ（Integrated Circuit）やゲートＩＣ）に接続される。
　ＦＰＤの分解能を向上させるには、放射線検出素子の画素のサイズを小さくすることが有効である。特にSe等を使用した直接変換方式の放射線検出素子では、画素サイズがダイレクトに分解能の向上に寄与するため、高精細化によって画質向上させる放射線検出素子が種々提案されている。例えば、解像度を重視するマンモグラフィー用のＦＰＤでは、画素サイズの小さい製品が提案されている。
　しかしながら、画素サイズを縮小した場合、比例して収集できる電荷量が減少し、その結果、感度（Ｓ／Ｎ）が低下する。このため、分解能が向上しても、総合的な画質ＤＱＥ（detective quantum efficiency：検出量子効率、｛Ｓ／Ｎ×１／分解能｝に比例する）が低下する問題を引き起こしてしまう。
　一方、分解能及び感度向上の両立を実現するため、画素の配置を、Ｘ・Ｙ方向で半ピッチずらし、生成された画像情報に基づき画素間補間処理を行う検出装置が提案されている（例えば、特開２００３－２５５０４９号公報参照）。また、六角形状の画素を用いて、光の利用効率を向上するＸ線検出装置が提案されている（例えば、特開２００６－２９８３９号公報参照）。
　例えば、正六角形の最も長い対角線の長さ（最大対角長）d1maxと面積S1とは、以下の関係にある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　正六角形の面積S1=10000μm2とした場合において、同等の画素面積を有する正六角形の画素と正方形の画素とを比較すると、
・正方形　　１辺の長さa1=100μm、面積S1=10000μm2、最大対角長d1max=141μm
・正六角形　１辺の長さa1=107μm、面積S1=10000μm2、最大対角長d1max=123.5μm
となる（図８Ａ、図８Ｂも参照）。したがって、同等の画素面積において、正六角形の場合、正方形と比較して、対角長d1maxを12％程度縮小することができる。
　特開２００３－２５５０４９号公報や特開２００６－２９８３９号公報等に記載されている六角形状の画素を用いた検出装置を用いて検出される放射線画像は、各画素がハニカム状に配列された画像となる。一方で、多くのプリンタやモニタ等の出力機器は、各画素が正方格子状に配列された画像を取り扱うことを前提として構成されている。このため、こうした出力機器に対応させるためには、検出された放射線画像に対して補間処理を行って画素密度変換を行う必要がある。
　しかしながら、例えば、放射線検出素子及び最終的に得たい正方格子状の画像の解像度（分解能）によっては、画素密度変換を行ったときに放射線検出素子で検出した画素情報が無駄になる。また、例えば、画素密度変換後の分解能が放射線検出素子の分解能に比べて高すぎると、変換後の画像データのサイズが無駄に増え、処理スピードが低下する。
　本発明は、分解能を向上しつつ、画素密度変換の後の画像データのサイズの肥大化を防止できる放射線検出素子、放射線検出素子の形成方法、該放射線検出素子を用いた放射線画像撮影装置、放射線画像撮影システム、放射線画像撮影方法、及び画素密度変換方法を提供する。
　本発明の第１の態様は、放射線検出素子であって、放射線を検出する同じ大きさの六角形状の複数の画素をハニカム状に配列した放射線検出素子と、放射線検出素子から得られた第１の画像データを複数の画素が正方格子状に配列された画像を表わす第２の画像データとなるように補間処理を行う画素密度変換部と、を備えた放射線画像撮影装置であって、六角形状の画素の最長の対角線の長さをd1maxとし、六角形状の画素の面積をS1とし、第２の画像データの正方格子の対角線の長さをd2maxとした場合に、下記式（１）を満たす。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　この式（１）の後半の「d2max≦d1max」との条件は、画素密度変換前の六角形状の画素の最大対角長が、画素密度変換後の正方格子の対角長以上であることを示している。この条件を満たすことにより、本発明の第１の態様は、全方位に渡って変換前の分解能が変換後の分解能以上となり、放射線検出素子で検出した各画素の信号を捨ててしまう（無駄にする）ことを防止できる。
　また、式（１）の前半の「√(S1)≦d2max」との条件は、画素密度変換後の画像の正方格子の対角長が、画素密度変換前の六角形状の画素の面積S1と等しい面積の正方格子の一辺の長さ以上であることを示している。
　ここで、d2maxは、変換後の画素配列において、全方位の中で分解能が最も低くなる方向の配列ピッチ（最大ピッチ）を示している。また、√(S1)は、放射線検出素子に、変換前の六角形状の画素と同じ面積の正方格子において、分解能が最も高くなる方向の配列ピッチ（最小ピッチ）を示すものである。すなわち、本来であれば、正方形状の画素で検出したいところ、最終的に得たい分解能で十分な感度が得られるよう、正方形状の画素の代わりに六角形状の画素を用いて放射線画像を検出し、画素密度変換するようにしている。このため、本発明の第１の態様は、画素密度変換後の分解能を、本来得たい正方格子の分解能より高くする必要はない。すなわち、画素密度変換後の正方格子の最大ピッチd2maxは、本来得たい分解能を得るために用いられる六角形状の画素の面積S1と同じ面積を有する正方格子の最小ピッチ√(S1)より小さくする必要がない。d2maxを√(S1)より小さくしても、変換後の第２の画像データのサイズが無駄に増大し、処理速度の低下をもたらす。
　従って、本発明の第１の態様は、式（１）の前半の条件を満たすことにより、変換後の第２の画像データのサイズが大きくなりすぎることを防止でき、処理速度の低下を防ぐことができる。
　なお、本発明の第２の態様は、上記第１の態様において、下記式（２）を満たしてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　式（２）の前半の「d2max≦d1max」との条件は、式（１）の後半部分と同様である。従って、本発明の第２の態様は、この条件を満たすことで、全方位に渡って変換前の分解能が変換後の分解能以上となり、放射線検出素子で検出した各画素の信号を捨ててしまう（無駄にする）ことを防止できる。
　また、式（２）の後半の「d1max≦√(2×S1)」との条件は、画素密度変換前の六角形状の画素の最大対角長が、六角形状の画素の面積S1と等しい面積の正方形の対角長以下であることを示している。すなわち、d1maxは、変換前の画素配列において、全方位の中で分解能が最も低くなる方向の配列ピッチ（最大ピッチ）を示している。しかしながら、正方形状ではなく、六角形状の画素を用いることで、高解像度化を図るようにしているところ、六角形状の画素と同じ面積S1の正方形の対角長√(2×S1)よりd1maxが大きくなると、面積が同じ正方形状の画素を用いるより分解能が低くなる。このため、六角形状の効果が十分に得られない。
　従って、本発明の第２の態様は、式（２）を満たすように構成することにより、分解能及び感度向上の両立を図ることができる。
　また、本発明の第３の態様は、上記第１又は第２の態様において、六角形状の画素を、正六角形状となるように形成してもよい。
　なお、本発明の第４の態様は、上記第態様において、画素密度変換部は、第１の画像データにおいて水平方向及び垂直方向のうち画素の配列ピッチが短い方向の補間処理を先に行い、他方の方向の補間処理を後に行ってもよい。
　また、本発明の第５の態様は、上記態様において、更に、放射線を照射する放射線源と、第２の画像データに基づいて画像を出力する画像出力装置と、を備えていてもよい。
　本発明の第６の態様は、放射線画像撮影方法であって、放射線を検出する同じ大きさの六角形状の複数の画素をハニカム状に配列した放射線検出素子で第１の画像データを検出し、第１の画像データを複数の画素が正方格子状に配列された画像を表わす第２の画像データとなるように補間処理を行う放射線画像撮影方法であって、六角形状の画素の最長の対角線の長さをd1maxとし、六角形状の画素の面積をS1とし、第２の画像データの正方格子の対角線の長さをd2maxとした場合に、下記式（１）を満たす。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　また、本発明の第７の態様は、上記第６の態様において、更に、下記式（２）を満たしてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
　また、本発明の第８の態様は、上記第６又は第７の態様において、六角形状の画素を、正六角形状としてもよい。
　また、本発明の第９の態様は、上記第６から第８の態様において、第１の画像データにおいて水平方向及び垂直方向のうち画素の配列ピッチが短い方向の補間処理を先に行い、他方の方向の補間処理を後に行ってもよい。
　本発明の第１０の態様は、上記第６から第９の態様において、更に、第２の画像データに基づいて画像を出力してもよい。
　このように、本発明の上記態様によれば、分解能を向上しつつ、画素密度変換の後の画像データのサイズの肥大化を防止できる、放射線検出素子、放射線検出素子の形成方法、該放射線検出素子を用いた放射線画像撮影装置、放射線画像撮影システム、放射線画像撮影方法、及び画素密度変換方法を提供できる。
例示的実施形態に係る放射線撮影システムの構成を示す構成図である。 例示的実施形態に係る放射線検出素子を含む放射線検出器の電気的な構成を示す構成図である。 例示的実施形態に係る放射線検出素子の画素の配列状態を示す平面図である。 例示的実施形態に係る放射線検出素子の構造を示す断面図である。 例示的実施形態に係る放射線検出素子により検出された放射線画像の画素密度変換を模式的に説明する説明図である。 例示的実施形態に係る式（１）を用いた検証結果の具体例を示す表である。 例示的実施形態に係る式（２）を用いた検証結果の具体例を示す表である。 放射線を検出する画素の形状及び配列の具体例を模式的に示す図である。 放射線を検出する画素の形状及び配列の具体例を模式的に示す図である。 例示的実施形態に係る放射線検出素子の構造を示す断面図である。
　以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態について説明する。なお、以下では、放射線を直接電荷に変換する直接変換方式の放射線検出素子に本発明を適用した場合について説明する。
　図１は、本例示的実施形態に係る放射線画像撮影システム１００の構成を示すブロック図である。この放射線画像撮影システム１００は、撮影装置４１と、画像処理装置５０と、表示装置８０と、を備えている。撮影装置４１は、放射線画像を撮影する。画像処理装置５０は、撮影した放射線画像を表わす画像データに対して画像処理を施す。表示装置８０は、画像処理された画像データが表す被写体画像の表示を行う。
　撮影装置４１は、放射線検出器４２と、操作パネル４４と、撮影装置制御部４６と、ディスプレイ４７と、通信Ｉ／Ｆ部４８と、を備えている。放射線検出器４２は、放射線画像を検出する放射線検出素子１０（図２も参照）を備える。操作パネル４４には、撮影条件や、各種の操作情報や各種の操作指示が入力される。ディスプレイ４７は、装置全体の動作を制御する撮影装置制御部４６と、操作メニューや各種情報等を表示する。通信Ｉ／Ｆ部４８は、ＬＡＮ等のネットワーク５６に接続され、当該ネットワーク５６に接続された他の機器との間で各種情報を送受信する。
　撮影装置制御部４６は、ＣＰＵ４６Ａ、ＲＯＭ４６Ｂ、ＲＡＭ４６Ｃ、ＨＤＤやフラッシュメモリ等から成る不揮発性の記憶部４６Ｄを備えており、放射線照射部２４、放射線検出器４２、操作パネル４４、ディスプレイ４７、及び通信Ｉ／Ｆ部４８と接続されている。記憶部４６Ｄには、ＣＰＵ４６Ａが実行するプログラム等が記憶されている。記憶部４６Ｄには、放射線画像を表わす画像データや等が記憶される。例えば、本例示的実施形態に係る撮影装置４１が、マンモグラフィーに用いられる場合には、被験者の乳房を撮影して得られた放射線画像データが記憶部４６Ｄに記憶される。
　放射線検出器４２は、放射線が照射されると、放射線画像を示す画像データを撮影装置制御部４６へ出力する。放射線検出器４２の詳細な構成は、後述する。
　撮影装置制御部４６は、通信Ｉ／Ｆ部４８及びネットワーク５６を介して画像処理装置５０と通信が可能とされており、画像処理装置５０との間で各種情報の送受信を行う。
　このネットワーク５６には、管理サーバ５７が更に接続されている。管理サーバ５７は、記憶部５７Ａを含んで構成されている。撮像装置制御部４６は、通信Ｉ／Ｆ部４８及びネットワーク５６を介して管理サーバ５７と通信が可能とされている。
　一方、画像処理装置５０は、サーバ・コンピュータとして構成されている。画像処理装置５０は、操作メニューや各種情報等を表示するディスプレイ５２と、複数のキーを含んで構成され、各種情報や操作指示が入力される操作入力部５４と、を備えている。
　また、画像処理装置５０は、ＣＰＵ６０と、ＲＯＭ６２と、ＲＡＭ６４と、ＨＤＤ６６と、ディスプレイドライバ６８と、操作入力検出部７０と、通信Ｉ／Ｆ部７２と、画像信号出力部７４と、を備えている。ＣＰＵ６０は、装置全体の動作を司る。ＲＯＭ６２には、制御プログラムを含む各種プログラム等が予め記憶される。ＲＡＭ６４は、各種データを一時的に記憶する。ＨＤＤ６６は、各種データを記憶して保持する。ディスプレイドライバ６８は、ディスプレイ５２への各種情報の表示を制御する。操作入力検出部７０は、操作入力部５４に対する操作状態を検出する。通信Ｉ／Ｆ部７２は、ネットワーク５６を介して撮影装置４１に接続され、撮影装置４１との間で各種情報の送受信を行う。画像信号出力部７４は、ディスプレイケーブル５８を介して表示装置８０に対して画像データを出力する。画像処理装置５０は、通信ＩＦ部７２を介して、撮影装置４１から放射線画像を表わす画像データを取得する。
　ＣＰＵ６０、ＲＯＭ６２、ＲＡＭ６４、ＨＤＤ６６、ディスプレイドライバ６８、操作入力検出部７０、通信Ｉ／Ｆ部７２、及び画像信号出力部７４は、システムバスＢＵＳを介して相互に接続されている。従って、ＣＰＵ６０は、ＲＯＭ６２、ＲＡＭ６４、ＨＤＤ６６へのアクセスを行うことができる。また、ＣＰＵ６０は、ディスプレイドライバ６８を介したディスプレイ５２への各種情報の表示の制御、通信Ｉ／Ｆ部７２を介した撮影装置４１との各種情報の送受信の制御、及び画像信号出力部７４を介した表示装置８０に表示される画像の制御、を行うことができる。更に、ＣＰＵ６０は、操作入力検出部７０を介して操作入力部５４に対するユーザの操作状態を把握することができる。
　なお、画像処理装置５０では、放射線検出器４２で検出された放射線画像を表わす画像データに対して、後述する画素密度変換が行われる。この画素密度変換を行うためのプログラムは、ＲＯＭ６２やＨＤＤ６６に記憶されている。表示装置８０に対して出力する画像データは、画素密度変換後の画像データとなる。
　図２には、本例示的実施形態に係る放射線検出素子１０を用いた放射線検出器４２の電気的な構成が示されている。
　放射線検出素子１０には、矩形状の検出領域４０が設けられており、当該検出領域４０に照射された放射線の検出を行う。この検出領域４０内には、同じ大きさの六角形状の画素２０が隣接して複数配置されている。この六角形状の画素は、正六角形状であってもよいし、扁平した六角形状であってもよい。なお、この六角形状の画素には、六角形の角部の各々を面取りした略六角形状の画素も含まれる。また、六角形状の画素２０には、先に述べた正六角形や扁平した略六角形状といった形状だけでなく、３組の対辺が平行であり、全ての内角が１８０°以下の平行六角形の画素も含まれる。なお、正六角形とは、六辺の長さが完全に等しい六角形を指すが、実際には設計上の制約や製造上の誤差等が生じるため、それらも考慮して略正六角形の形状も含まれる。
　本例示的実施形態において、六角形状の画素２０とは、図２の信号配線１０７により形成される略六角形の領域を指すが、ハニカム状に配置されていれば良く、形状は略六角形に限定されない。また、例えば、六角形状の画素２０とは、後述する下部電極１１（図４参照）を含む同面積同形状の図形が、ハニカム状に配置（即ち、平面充填：隙間無くタイリング）されて分割される領域を、１画素として定めたものであってもよい。また、六角形状の画素２０とは、下部電極１１の変わりに、後述するＴＦＴスイッチ１０９（図２参照）を含む同面積同形状の図形が、ハニカム状に配置されて分割される領域を、１画素として定めたものであってもよい。さらに、六角形状の画素２０とは、下部電極１１、ＴＦＴスイッチ１０９だけではなく、後述する電荷蓄積容量１０８等の少なくとも一つを含む同面積同形状の図形が、ハニカム状に配置されて分割される領域を、１画素として定めたものであってもよい。
　画素密度変換処理の複雑化を防ぐために、六角形状の画素２０の形状は、六角形の対角線の１つの軸の方向が、変換後の正方格子のいずれかの１つの軸の方向と一致し、軸により分けられる形状が、軸に対して対称となっていることが望ましい。即ち、例えば、図５を参照すると、六角形の対角線ｄ１(ｙ)は、正方格子の軸の方向と一致し、ｄ１(ｙ)によって分割された２つの形状は、ｄ１(ｙ)を軸に対称となっている。
　なお、本例示的実施形態では、図３に示すように、各画素２０を、ハニカム状に配置している。これにより、本例示的実施形態に係る放射線検出素子１０では、同じ大きさの六角形状の画素２０を所定方向に複数配列した第１の画素列と、該第１の画素列の画素２０と同じ大きさの六角形状の画素２０を上記所定方向に複数配列した第２の画素列とを上記所定方向と交差する方向に交互に配列する。これと共に、本例示的実施形態に係る放射線検出素子１０は、前記第２の画素列の画素２０が、前記第１の画素列の隣り合う画素間に対応して配置されるので、前記第１の画素列の各画素２０の配列ピッチの１／２だけずれるように配置される。また、ハニカム状の配置は、行方向で見た場合、次のようにも説明できる。同じ大きさの六角形状の画素２０を所定方向に複数配列した第１の画素行と、該第１の画素行の画素２０と同じ大きさの六角形状の画素２０を上記所定方向に複数配列した第２の画素行とを上記所定方向と交差する方向に交互に配列する。これと共に、前記第２の画素行の画素２０が、前記第１の画素行の隣接する画素間に対応して配置されるので、前記第１の画素行の各画素２０の配列ピッチの１／２だけずれるように配置される。
　なお、被検者の乳房を撮影する場合において、六角形状の画素を扁平させて形成し、画素の幅の短い方が、胸壁側から乳房先へ向かう方向に沿うように乳房を配置して撮影するようにしてもよい。
　ここで、具体例を挙げて説明する。扁平した六角形状の画素とする場合には、図２において紙面上下方向（図３，及び後述する図５の（１）においても同じ）に画素を潰して扁平させる。これにより、図２の紙面上部に胸壁を対応させて撮影するマンモグラフィー装置に好適な形態となる。これは、マンモグラフィー装置の場合、胸壁側から乳房先までの奥行き方向を高精細に取りたいニーズがあるためである。従って、この方向に画素を潰して（すなわち、六角形状の画素において、胸壁側から乳房先までの奥行き方向の長さが、該方向と交差する方向の幅より短くなるように）扁平させ、胸壁側には、ゲートＩＣ及びアンプＩＣ等の外部回路を配置しない構成とすれば、胸壁側から乳房先までの奥行き方向を、解像度を余すことなく撮影できる。
　また、六角形状の画素を扁平させる場合、画素の中心を通る３本の対角線のうち、１本の対角線を他の２本の対角線より長くし、該他の２本の対角線が等しい長さとなるように扁平（第１の扁平方法と呼称する）させるより、１本の対角線を他の２本の対角線より短くし、該他の２本の対角線が等しい長さとなるように扁平（第２の扁平方法と呼称する）させることが好ましい。具体的には、例えば、図５の（１）を例に挙げれば、紙面の上下方向の対角長d1(y)が、他の２本の対角長d1(x)より短くなるように（すなわち、紙面の上下方向に潰して）扁平させることが好ましい。
　まず、何も扁平させない正六角形の状態において、図５の（１）では、水平方向の画素の配列ピッチPP1(x)は、垂直方向の画素の配列ピッチPP1(y)より短い。従って、水平方向に高い解像度が確保される。この解像度を確保したまま、第２の扁平方法で、垂直方向の対角長d1(y)が短くなるように扁平させることにより、水平方向の解像度だけでなく、垂直方向の解像度も確保することができる。なお、放射線検出素子１０に使用する場合には、図示した状態を９０度回転して使用してもかまわない。
　各画素２０は、照射された放射線を受けて電荷を発生するセンサ部１０３と、センサ部１０３で発生した電荷を蓄積する電荷蓄積容量１０８と、電荷蓄積容量１０８に蓄積された電荷を読み出すためのＴＦＴスイッチ１０９と、を含んで構成されている。
　また、放射線検出素子１０には、画素２０の水平方向（以下、走査配線方向ともいう）に対する各画素列に１本ずつそれぞれ走査配線１０１が配設されている。走査配線１０１は、それぞれ走査配線方向の画素列の各画素２０に備えられたＴＦＴスイッチ１０９に接続され、各ＴＦＴスイッチ１０９をスイッチングする制御信号が流れる。
　また、放射線検出素子１０には、画素２０の垂直方向（以下、信号配線方向ともいう。）に対する各画素列に１本ずつ各画素２０を迂回するように蛇行して信号配線１０７が配設されている。信号配線１０７は、それぞれ各画素２０のＴＦＴスイッチ１０９に接続され、ＴＦＴスイッチ１０９のスイッチング状態に応じて電荷蓄積容量１０８に蓄積された電荷が流れる。
　本例示的実施形態に係る放射線検出素子１０には、信号配線方向の一端側に各信号配線１０７に流れ出した電気信号を検出する複数のアンプＩＣ１０５が設けられている。各信号配線１０７は、予め定められた本数毎にアンプＩＣ１０５に接続されている。
　また、本例示的実施形態に係る放射線検出素子１０には、走査配線方向の一端側に各走査配線１０１にＴＦＴスイッチ１０９をＯＮ／ＯＦＦするための制御信号を出力する複数のゲートＩＣ１０４が設けられている。各走査配線１０１は、ゲートＩＣ１０４に接続されており、また、予め定められた本数毎に別のゲートＩＣ１０４に接続されている。なお、図１では、アンプＩＣ１０５、ゲートＩＣ１０４をそれぞれ１つずつに省略して図示している。
　アンプＩＣ１０５は、各信号配線１０７毎に、入力される電気信号を増幅する増幅回路を内蔵している。アンプＩＣ１０５では、各信号配線１０７より入力される電気信号を増幅回路により増幅して検出することにより、画像を構成する各画素の情報として、各電荷蓄積容量１０８に蓄積された電荷量を検出する。
　このアンプＩＣ１０５及びゲートＩＣ１０４には、信号処理装置１０６が接続されている。信号処理装置１０６は、アンプＩＣ１０５において検出された電気信号に対してノイズ除去などの所定の処理を施す。これと共に、信号処理装置１０６は、アンプＩＣ１０５に対して信号検出のタイミングを示す制御信号を出力し、ゲートＩＣ１０４に対してスキャン信号の出力のタイミングを示す制御信号を出力する。
　図４は、放射線検出素子１０の構造を示す断面図である。
　図４に示すように、放射線検出素子１０は、絶縁性の基板１上に、走査配線１０１、蓄積容量下部電極１４、及びゲート電極２が形成されている。走査配線１０１は、画素２０の走査配線方向に対する各画素列に１本ずつ、画素列の間を画素２０を迂回するように蛇行して配設されている。走査配線１０１は、上側の画素列の各画素２０に形成されたゲート電極２に接続されると共に、下側の画素列の各画素２０に形成された蓄積容量下部電極１４に接続されている。この走査配線１０１、蓄積容量下部電極１４、及びゲート電極２が形成された配線層（以下、この配線層を「第１信号配線層」ともいう。）は、Ａｌ若しくはＣｕ、又はＡｌ若しくはＣｕを主体とした積層膜を用いて形成されている。しかしながら、第１信号配線層の材料は、これらに限定されるものではない。
　この第１信号配線層上には、一面に絶縁膜１５Ａが形成されており、ゲート電極２上に位置する部位がＴＦＴスイッチ１０９におけるゲート絶縁膜として作用する。この絶縁膜１５Ａは、例えば、ＳｉＮＸ 等からなっており、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）成膜により形成される。
　絶縁膜１５Ａ上のゲート電極２上には、半導体活性層８が島状に形成されている。この半導体活性層８は、ＴＦＴスイッチ１０９のチャネル部であり、例えば、アモルファスシリコン膜からなる。
　これらの上層には、ソース電極９、及びドレイン電極１３が形成されている。このソース電極９及びドレイン電極１３が形成された配線層には、信号配線１０７が形成され、また、絶縁膜１５Ａ上の蓄積容量下部電極１４に対応する位置に蓄積容量上部電極１６が形成されている。ドレイン電極１３は蓄積容量上部電極１６に接続されている。信号配線１０７は、各画素２０に形成されたソース電極９に接続されている。ソース電極９、ドレイン電極１３、信号配線１０７、及び蓄積容量上部電極１６が形成された配線層（以下、この配線層を「第２信号配線層」ともいう。）は、Ａｌ若しくはＣｕ、又はＡｌ若しくはＣｕを主体とした積層膜が用いて形成される。しかしながら、第２信号配線層の材料は、これらに限定されるものではない。このソース電極９及びドレイン電極１３と半導体活性層８との間には不純物添加アモルファスシリコン等による不純物添加半導体層（不図示）が形成されている。これらによりスイッチング用のＴＦＴスイッチ１０９が構成される。なお、ＴＦＴスイッチ１０９は後述する下部電極１１により収集、蓄積される電荷の極性によってソース電極９とドレイン電極１３が逆となる。
　ここで、上述のように、下部電極１１を含む同面積同形状の図形がハニカム状に配置されて分割される領域を、六角形状の画素２０の１画素として定めた場合、下部電極１１は、六角形状の画素２０の形状内に配置される。したがって、下部電極１１の形状は、電磁波によって発生した信号電荷をより効率よく収集できるよう、六角形状の画素２０と同じ六角形状に形成され、ハニカム状に配置されることが望ましい。しかしながら、下部電極１１の形状は、六角形状の画素２０の形状内に収まるのであれば、上記に限らず、角を取った略六角形、四角形、円形、八角形等どんな形状に形成されても良い。
　これら第２信号配線層を覆い、基板１上の画素が設けられた領域のほぼ全面（ほぼ全領域）には、ＴＦＴ保護膜層１５Ｂが形成されている。このＴＦＴ保護膜層１５Ｂは、例えば、ＳｉＮＸ 等からなっており、例えば、ＣＶＤ成膜により形成される。
　このＴＦＴ保護膜層１５Ｂ上には、塗布型の層間絶縁膜１２が形成されている。この層間絶縁膜１２は、低誘電率（比誘電率εｒ＝２～４）の感光性の有機材料（例えば、ポジ型感光性アクリル系樹脂：メタクリル酸とグリシジルメタクリレートとの共重合体からなるベースポリマーに、ナフトキノンジアジド系ポジ型感光剤を混合した材料など）により１～４μｍの膜厚で形成されている。
　本例示的実施形態に係る放射線検出素子１０では、この層間絶縁膜１２によって層間絶縁膜１２上層と下層に配置される金属間の容量を低く抑えている。また、一般的にこのような材料は平坦化膜としての機能も有しており、下層の段差が平坦化される効果も有する。本例示的実施形態に係る放射線検出素子１０では、この層間絶縁膜１２及びＴＦＴ保護膜層１５Ｂの蓄積容量上部電極１６と対向する位置にコンタクトホール１７が形成されている。
　層間絶縁膜１２上には、各画素２０毎に、各々コンタクトホール１７を埋めつつ、画素領域を覆うようにセンサ部１０３の下部電極１１が形成されている。この下部電極１１は、非晶質透明導電酸化膜（ＩＴＯ）からなり、コンタクトホール１７を介して蓄積容量上部電極１６と接続されている。よって、下部電極１１とＴＦＴスイッチ１０９とは蓄積容量上部電極１６を介して電気的に接続されている。
　下部電極１１上の基板１上の画素２０が設けられた画素領域のほぼ全面には、半導体層６が一様に形成されている。この半導体層６は、Ｘ線などの放射線が照射されることにより、内部に電荷（電子－正孔）を発生するものである。つまり、半導体層６は導電性を有し、Ｘ線による画像情報を電荷情報に変換するためのものである。また、半導体層６は、例えば、セレンを主成分とする非晶質のａ－Ｓｅ（アモルファスセレン）からなる。ここで、主成分とは、５０％以上の含有率を有するということである。
　この半導体層６上には、上部電極７が形成されている。この上部電極７は、バイアス電源（図示せず）に接続されており、バイアス電源からバイアス電圧が供給されている。
　次に、本例示的実施形態に係る放射線検出器４２の動作原理について説明する。
　上部電極７と蓄積容量下部電極１４との間にバイアス電圧を印加した状態で、半導体層６にＸ線が照射されると、半導体層６内に電荷（電子－正孔対）が発生する。
　半導体層６と電荷蓄積容量１０８とは電気的に直列に接続された構造となっている。このため、半導体層６内に発生した電子は＋（プラス）電極側に、正孔は－（マイナス）電極側に移動する。画像検出時には、ゲートＩＣ１０４から全ての走査配線１０１に対してＯＦＦ信号（０Ｖ）が出力されて、ＴＦＴスイッチ１０９のゲート電極２に負バイアスが印加される。これにより、各ＴＦＴスイッチ１０９がＯＦＦ状態に保持されている。この結果、半導体層６内に発生した電子は下部電極１１により収集されて電荷蓄積容量１０８に蓄積される。
　画像読出時には、ゲートＩＣ１０４から各走査配線１０１に対して１本ずつ順にＯＮ信号が出力されて、ＴＦＴスイッチ１０９のゲート電極に走査配線１０１を介して順次ＯＮ信号（＋１０～２０Ｖ）が印加される。これにより、走査配線方向の各画素列の各画素２０のＴＦＴスイッチ１０９が１列ずつ順次ＯＮされ、１列ずつ各画素２０の電荷蓄積容量１０８に蓄積された電荷量に応じた電気信号が信号配線１０７に流れ出す。
　アンプＩＣ１０５は、各信号配線１０７に流れた電気信号に基づいて各センサ部１０３の電荷蓄積容量１０８に蓄積された電荷量を、画像を構成する画素の情報（以下、画素情報）として検出する。これにより、放射線検出素子１０に照射されたＸ線により示される画像を示す画像データを得ることができる。
　本例示的実施形態に係る放射線検出素子１０によりにより得られる画像データは、各画素がハニカム状に配列された画像を表わす画像データとなる。一方、多くのプリンタやモニタ等の出力機器（本例示的実施形態では、表示装置８０）は、各画素が正方格子状に配列された画像を取り扱うことを前提として構成されている。このため、本例示的実施形態では、画像処理装置５０で、検出された放射線画像を表わす画像データに対して補間処理を行って画素密度変換する。
　図５は、画素密度変換処理の内容を模式的に示した模式図である。
　図２，図３を用いて説明したように、六角形状の各画素は、ハニカム状に配置されているため、放射線検出素子１０により検出された放射線画像は、図５の（１）に示すように、各画素がハニカム状に配列された画像となる。なお、画素内に描かれた黒点は、画素重心である。
　この放射線画像を表わす画像データを、図５の（２）に示すように、複数の画素が正方格子状に配置された画像を表わす画像データに変換する。なお、このとき、変換後の画像の正方格子の面積S2が、変換前の六角形状の画素の面積S1以下となるように変換される。画素密度変換で行われる補間処理は、最近傍法、線形補間法、バイキュービック補間法など周知の補間処理を採用することができる。また、例えば、特開２０００－２４４７３３号公報に記載の画素密度変換方法を行うようにしてもよい。
　以下では、画素密度変換前の、各画素がハニカム状に配置された画像を表わす画像データを第１の画像データと呼称し、画素密度変換後の、複数の画素が正方格子状に配置された画像を表わす画像データを第２の画像データと呼称する。
　このような画素密度変換で、放射線検出素子１０により得られた全方位に渡る高い分解能が無駄にならないように（検出された各信号が無駄にならないように）、また、画素密度変換後の分解能が放射線検出素子の分解能に比べて高すぎて、変換後の第２の画像データのサイズが無駄に増え、処理スピードが低下しないように、放射線検出素子１０を構成する六角形状の画素を形成することが望ましい。
　そこで、本例示的実施形態では、放射線検出素子１０を構成する六角形状の画素と、画素密度変換後の正方格子との関係が、以下の式（１）を満たすように、画素密度変換後の正方格子の大きさを調整するか、以下の式（１）を満たすように画素密度変換後の正方格子の大きさを調整すると共に、六角形状の画素を形成してもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
　ここで、d2maxは、画素密度変換後の第２の画像データの正方格子の対角線の長さ（対角長）を表わしている。また、d1maxは、画素密度変換前の六角形状の画素の対角線のうち、最も長い対角線の長さ（以下、最大対角長ともいう）を表わしている。更にまた、Ｓ１は、該六角形状の画素の面積を示す。
　以下、上記式（１）について詳細に説明する。
　まず、式（１）の後半の「d2max≦d1max」との条件は、画素密度変換前の六角形状の画素の最大対角長が、画素密度変換後の正方格子の対角長以上であることを示している。この条件を満たすことにより、全方位に渡って変換前の分解能が変換後の分解能以上となり、放射線検出素子１０で検出した各画素の信号を捨ててしまう（無駄にする）ことを防止できる。
　次に、式（１）の前半の「√(S1)≦d2max」との条件は、画素密度変換後の正方格子の対角長が、画素密度変換前の六角形状の画素の面積S1と等しい面積の正方格子の一辺の長さ（画素の水平方向及び垂直方向の配列ピッチでもある）以下であることを示している。以下、√(S1)を、PP0ともいう。
　ここで、d2maxは、変換後の画素配列において、全方位の中で分解能が最も低くなる方向の配列ピッチ（最大ピッチ）を示している。また、PP0は、放射線検出素子に、変換前の六角形状の画素と同じ面積の正方格子において、分解能が最も高くなる方向の配列ピッチ（最小ピッチ）を示すものである。本例示的実施形態では、本来であれば、正方形状の画素で検出したいところ、最終的に得たい分解能で十分な感度が得られるよう、正方形状の画素の代わりに、六角形状の画素を用いて放射線画像を検出し、画素密度変換するようにしている。従って、画素密度変換後の分解能を、本来得たい正方格子の分解能より高くする必要はない。すなわち、画素密度変換後の正方格子の最大ピッチd2maxは、本来得たい分解能を得るために用いられる六角形状の画素の面積S1と同じ面積を有する正方格子の最小ピッチPP0より小さくする必要がない。d2maxをPP0より小さくしても、変換後の第２の画像データのサイズが無駄に増大するだけであり、これにより処理速度の低下をもたらす。
　従って、式（１）の前半の条件を満たすことにより、本例示的実施形態は、変換後の第２の画像データのサイズが大きくなりすぎることを防止でき、処理速度の低下を防ぐことができる。
　ここで、具体例を挙げ、図６を参照しながら、式（１）を満たすか否かを検証する。
　まず、図６の（１）に示す例では、画素密度変換前の正六角形の画素の形状が以下のように規定されている（図５の（１）も参照）。
・面積S1＝4489.5μｍ2
・水平方向の画素の配列ピッチPP1(x)＝72μｍ
・最大対角長d1max＝83.1μｍ
　この正六角形状の画素の面積S1と面積が等しい正方形は、以下の数値で表わされる。
・面積S0＝S1＝4489.5μｍ2
・一辺の長さPP0＝√(S1)＝67.0μｍ
　そして、画素密度変換後の画素の配列ピッチ（＝ 正方格子の一辺の長さ）pp2を50μｍとする場合、該画素の面積S2、及び対角長d2maxは、以下のようになる（図５の（２）も参照）。
・面積S2＝2500μｍ2
・対角長d2max＝70.7μｍ
　この場合、d2max=70.7μｍ、PP0＝√(S1)＝67.0μｍであるため、上記式（１）の前半部分「√(S1)≦d2max」を満たす。
　また、d1max＝83.1μｍ、d2max＝70.7μｍであるため、上記式（１）の後半部分「d2max≦d1max」を満たす。
　次に、正六角形の画素の最大対角長がd1max＝80.8μｍの場合において、PP2の値を変動させ、画素密度変換後の好適な正方格子のサイズを求める。
　図６の（２）に示すように、PP2を65μｍから45μｍまで、5μｍ間隔で変更して、式（１）を満たすか否かを検証する。図６の（２）に示すように、上記式（１）の前半部分「√(S1)≦d2max」の条件を満たすのは、PP2が65μｍ、60μｍ、55μｍ、及び50μｍの場合であり、PP2が45μｍの場合には、該前半部分の条件は満たさない。
　一方、式（１）の後半部分「d2max≦d1max」の条件を満たすのは、PP2が55μｍ、50μｍ、及び45μｍの場合であり、PP2が65μｍ、及び60μｍの場合には、該後半部分の条件を満たさない。
　従って、式（１）の前半部分と後半部分の双方を満たすものはPP2が55μｍ及び50μｍの場合である。PP1(x)が70μｍの正六角形状の画素をハニカム状に配置した放射線検出素子を用いて放射線画像を検出する場合には、画素密度変換後の正方形状の画素の配列ピッチ（一辺の長さ）PP2を55μｍ又は50μｍとするのがよい。
　また、更に、放射線検出素子１０を構成する六角形状の画素と、画素密度変換後の正方格子との関係が以下の式（２）を満たすように、六角形状の画素を形成してもよい。また、この式（２）を満たすように画素密度変換の際の正方格子のサイズも調整するようにしてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
　以下、上記式（２）について詳細に説明する。
　まず、式（２）の前半の「d2max≦d1max」との条件は、式（１）の後半部分と同様であり、この条件を満たすことにより、全方位に渡って変換後の分解能が変換前の分解能以上となる、したがって、本例示的実施形態の放射線検出素子１０は、検出した各画素の信号を捨ててしまう（無駄にする）ことを防止できる。
　次に、式（２）の後半の「d1max≦√(2×S1)」との条件は、画素密度変換前の六角形状の画素の最大対角長が、該六角形状の画素の面積S1と等しい面積の正方形の対角長以下であることを示している。以下、√(2×S1)を、d0maxともいう。
　ここで、d1maxは、変換前の画素配列において、全方位の中で分解能が最も低くなる方向の配列ピッチ（最大ピッチ）を示している。もともと、正方形状ではなく六角形状の画素を用いることで、高解像度化を図るようにしているが、六角形状の画素と同じ面積S1の正方形の対角長d0maxよりd1maxが大きくなると、面積が同じ正方形状の画素を用いるより分解能が低くなるため、六角形状の効果が十分に得られない。
　従って、本例示的実施形態は、後半の条件を満たすように六角形状の画素を形成することにより、感度の優位性を発揮でき、分解能も向上させることができる。例えば、六角形状を扁平して分解能を上げる場合においても、放射線検出素子１０の各画素をこの条件を満たす扁平率で形成することで、本例示的実施形態は、全方向において高い分解能を確保できる。
　ここで、具体例を挙げ、図７を参照しながら、式（２）を満たすか否かを検証する。
　まず、図７の（１）には、画素密度変換前の正六角形の画素の形状が以下のように規定されている（図５の（１）も参照）。
・面積S1＝4871.4μｍ2
・水平方向の画素の配列ピッチPP1(x)＝75μｍ
・最大対角長d1max＝86.6μｍ
　この正六角形状の画素の面積S1と面積が等しい正方形は、以下の数値で表わされる。
・面積S0＝S1＝4871.4μｍ2
・一辺の長さPP0＝√(S1)＝69.8μｍ
・対角長d0max＝√(2×S1)＝98.7μｍ
　そして、画素密度変換後の画素の配列ピッチ（＝ 正方格子の一辺の長さ）pp2を50μｍとする場合、該画素の面積S2、及び対角長d2maxは、以下のようになる（図５の（２）も参照）。
・面積S2＝2500μｍ2
・対角長d2max＝70.7μｍ
　この場合、d1max＝86.6μｍ、d2max＝70.7μｍであるため、上記式（２）の前半部分「d2max≦d1max」を満たす。
　また、d1max＝86.6μｍ、d0max＝98.7μｍであるため、上記式（２）の後半部分「d1max≦d0max」を満たす。
　次に、扁平した六角形状の画素を例に挙げて説明する。ここで、扁平とは、画素の中心を通る対角線のいずれか１本の対角線が他の２本より長く、該他の２本の対角線の長さが等しい状態をいう。以下、式（２）の後半部分の条件について着目し、式（２）と六角形画素の扁平率との関係の具体例を説明する。
　図７の（２）の表において、d1(y)は、六角形状の画素の中心を通る対角線の１つの対角線の長さ（ここでは図５の（１）において垂直方向の対角長とする）である。そして、六角形状の画素の中心を通る対角線のうち該垂直方向の対角線を除く残りの２つの対角線（互いに長さが等しい）の長さをd1(x)としたときに、d1(y)/d1(x)で表わされる値が偏平率である。前述の第２の扁平方法で画素が垂直方向に潰れるように扁平させる場合には、d1(x)＝d1maxとなる。
　図７の（２）に示すように、偏平率100％の場合には、式（２）の後半部分の条件「d1max≦d0max」を満たす。偏平率70％の場合には、d1maxは、d0maxにほぼ等しい。そして、偏平率が63％の場合には、d1maxはd0maxを大きく超えるため、式（２）の後半部分の条件を満たさなくなる。このことは、式（２）の後半部分の条件を満たすためには、偏平率を70％程度以上にする必要があることを示している。このように、式（２）により、高い分解能を有し、且つ感度の優位性を発揮できる偏平率が規定される。　　
なお、六角形状の画素を扁平させる場合には、下記式（３）を満たすよう扁平することができる。この場合、正六角形状の画素よりも分解能が向上する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
　ところで、画素密度変換する際の補間処理を、第１の画像データにおいて、水平方向及び垂直方向のうち画素の配列ピッチが短い方向の補間処理を先に行い、他方の方向の補間処理を後に行うようにしてもよい。尚、距離が短い方から補間処理を行った方が、逆方向から行うより精度が高くなるし、変換スピードも上がる。
　例えば、水平方向の画素の配列ピッチPP1(x)が、垂直方向の画素の配列ピッチPP1(y)より短い場合には、水平方向の補間処理から先に行い、垂直方向の補間処理は水平方向の補間処理の後に行う。また、逆に、垂直方向の画素の配列ピッチPP1(y)が、水平方向の画素の配列ピッチPP1(x)より短い場合には、垂直方向の補間処理から先に行い、水平方向の補間処理は水平方向の補間処理の後に行う。
　これにより、本例示的実施形態の放射線検出素子１０により検出された情報を十分に生かすことができる。
　なお、上記例示的実施形態のゲートＩＣ１０４、アンプＩＣ１０５の配置状態、信号配線１０７の接続状態、及び走査配線１０１の接続状態は一例であって、上記例示的実施形態に限定されるものではない。
　また、上記例示的実施形態では、直接変換方式の放射線検出素子１０に適用した場合について説明したが、間接変換方式の放射線検出素子１０について適用してもよい。間接変換方式の放射線検出素子１０の例を図９に示す。間接変換方式の場合、放射線検出素子１０には、放射線を一度光に変換するシンチレータ層（図示せず、例えば、ＣｓＩ：Ｔｌ、ＧＯＳ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）が、検出領域４０に設けられる。また、間接変換方式の放射線検出素子１０には、シンチレータ層の下に、図４に示される直接変換方式における光電変換層６、下部電極１１と同様、各画素に、変換された光を電荷に変換する半導体層６、及び電荷を収集する下部電極１１が設けられる。さらに、間接変換方式の放射線検出素子１０には、下部電極１１で収集された電荷を読み出すスイッチ素子４が備えられる。その他の間接変換方式の放射線検出素子１０の構成は、図１、２、３、４に示した直接変換型の構成を、適宜取り入れて構成すれば良い。
　間接変換型の場合、光を電荷に変換する半導体層６は、各画素２０毎に区切られていてもよく、また、半導体層６にバイアスを供給する上部電極７もまた、各画素２０毎に分割されていてもよい。上記例示的実施形態を、間接変換方式の放射線検出素子１０に適用した場合、画素２０とは、下部電極１１、半導体層６、上部電極７、スイッチ素子４の少なくとも１つを含む同面積同形状の図形が、ハニカム状に配置（即ち、平面充填：隙間無くタイリング）されて分割される六角形の領域を、１画素として定めたものである。しかしながら、画素２０の定め方はこれに限らず、信号配線１０７によって形成される略六角形の領域を、１画素として定めても良い。
　また、上記例示的実施形態では、画素密度変換を行う画素密度変換部の機能を画像処理装置５０に設け、画像処理装置５０を、放射線検出素子１０を含む撮影装置４１とは独立した装置として構成した例について説明した。しかしながら、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、画像密度変換部、又は画像処理装置５０のうち画素密度変換を行う画像処理の機能を有する部分を放射線検出器４２の中に設けた構成であっても良い。また、別の例としては、撮影装置４１と、画素密度変換を行う画像処理装置５０とがネットワークを介して接続されたシステムであっても良い。
　また、上記例示的実施形態では、検出対象とする放射線としてＸ線を検出することにより画像を検出する放射線検出器４２に本発明を適用した場合について説明した。しかしながら、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、検出対象とする放射線は可視光や紫外線、赤外線α線、γ線等いずれであってもよい。
　また、上記例示的実施形態では、放射線検出素子１０は各画素２０に電荷蓄積容量１０８を備えた場合について説明した。しかしながら、例えば、下部電極１１が電荷を十分に蓄積できる容量を有する場合、各画素２０に電荷蓄積容量１０８が形成されない場合もある。
　その他、上記例示的実施形態で説明した放射線画像撮影システム１００の構成、放射線検出素子１０の構成等は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能である。
　日本出願２０１１－１７７３６３の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
　本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (12)

  1. 　放射線を検出する同じ大きさの六角形状の複数の画素をハニカム状に配列した放射線検出素子と、
    　前記放射線検出素子から得られた第１の画像データを複数の画素が正方格子状に配列された画像を表わす第２の画像データとなるように補間処理を行う画素密度変換部と、
    　を備えた放射線画像撮影装置であって、
    　前記六角形状の画素の最長の対角線の長さをd1maxとし、
    　前記六角形状の画素の面積をS1とし、
    　前記第２の画像データの正方格子の対角線の長さをd2maxとした場合に、
    　下記式（１）を満たす、放射線画像撮影装置。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
  2. 　更に、下記式（２）を満たす、請求項１に記載の放射線画像撮影装置。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
  3. 　前記六角形状の画素の対角線の１つの軸の方向が、前記正方格子の１つの軸の方向と一致し、前記六角形状は、前記対角線の１つの軸に対して対称である、請求項２に記載の放射線画像装置。
  4. 　前記六角形状の画素を、正六角形状となるように形成した、請求項１又は請求項２に記載の放射線画像撮影装置。
  5. 　前記画素密度変換部は、前記第１の画像データにおいて水平方向及び垂直方向のうち画素の配列ピッチが短い方向の補間処理を先に行い、他方の方向の補間処理を後に行う、請求項１～請求項４のいずれか１項記載の放射線画像撮影装置。
  6. 　更に、放射線を照射する放射線源と、
    　前記第２の画像データに基づいて画像を出力する画像出力装置と、
    　を備えた請求項１～請求項５のいずれか１項記載の放射線画像撮影装置。
  7. 　放射線を検出する同じ大きさの六角形状の複数の画素をハニカム状に配列した放射線検出素子で第１の画像データを検出し、該第１の画像データを複数の画素が正方格子状に配列された画像を表わす第２の画像データとなるように補間処理を行う放射線画像撮影方法であって、
    　前記六角形状の画素の最長の対角線の長さをd1maxとし、
    　前記六角形状の画素の面積をS1とし、
    　前記第２の画像データの正方格子の対角線の長さをd2maxとした場合に、
    　下記式（１）を満たす、放射線画像撮影方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
  8. 　更に、下記式（２）を満たす、請求項６に記載の放射線画像撮影方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
  9. 　前記六角形状の画素の対角線の１つの軸の方向が、前記正方格子の１つの軸の方向と一致し、前記六角形状は、前記対角線の１つの軸に対して対称である、請求項８に記載の放射線画像撮影方法。
  10. 　前記六角形状の画素を、正六角形状とする、請求項７又は請求項８に記載の放射線画像撮影方法。
  11. 　前記第１の画像データにおいて水平方向及び垂直方向のうち画素の配列ピッチが短い方向の補間処理を先に行い、他方の方向の補間処理を後に行う、請求項７～請求項１０のいずれか１項記載の放射線画像撮影方法。
  12. 　更に、前記第２の画像データに基づいて画像を出力する、請求項７～請求項１１のいずれか１項記載の放射線画像撮影方法。
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