放射線撮影装置及びその制御方法
【課題】変換素子のリセットを目的とする光を照射する光源の負荷や消費電力、発熱量を低減するとともに、変換素子の劣化の促進を抑制する。
【解決手段】変換素子を有する画素を複数含み構成され、被写体３００を透過した放射線１１１ｂに基づく放射線画像を取得するための平面検出器１２０と、変換素子に対して当該変換素子が感知可能な波長帯域の光を照射する光源１３０と、前記放射線画像の撮影を行う前に、放射線を用いずに撮影されたオフセット画像から基準値を検出し、当該基準値に基づいて変換素子を飽和状態とする光を光源１３０から照射する制御を行う制御部１５０を備える。
【解決手段】変換素子を有する画素を複数含み構成され、被写体３００を透過した放射線１１１ｂに基づく放射線画像を取得するための平面検出器１２０と、変換素子に対して当該変換素子が感知可能な波長帯域の光を照射する光源１３０と、前記放射線画像の撮影を行う前に、放射線を用いずに撮影されたオフセット画像から基準値を検出し、当該基準値に基づいて変換素子を飽和状態とする光を光源１３０から照射する制御を行う制御部１５０を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
放射線を用いて被写体の撮影を行う放射線撮影装置及びその制御方法に関するものである。なお、本明細書では、Ｘ線、γ線などの電磁波やα線、β線も放射線に含めるものとして説明する。
【背景技術】
【０００２】
近年、アモルファスシリコンやアモルファスセレン等の非単結晶半導体を主材料とし、放射線又は光を電荷に変換する変換素子を具備したデジタル放射線撮影装置が実用化されてきている。また、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサなど、単結晶半導体を主材料とし、放射線又は光を電荷に変換する変換素子を具備したデジタル放射線撮影装置も実用化されてきている。
【０００３】
放射線撮影装置としては、放射線を可視光に変換する蛍光体を用いて、当該可視光を、アモルファスシリコン等を主材料とする変換素子で電荷に変換する間接方式と、アモルファスセレン等を主材料とする変換素子で放射線を直接電荷に変換する直接方式とがある。どちらの方式も、大面積で薄い放射線検出装置を実現できることから、フラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）、或いは、平面検出器とも呼ばれ、被写体の撮影からその放射線画像を観察するまでの時間が非常に短いという特徴を有している。
【０００４】
これらの放射線撮影装置は、装置に電源が投入されて変換素子にバイアスが与えられてからの経過時間や、撮影動作の時間、装置に照射される放射線量又は光量等の影響を受けて、装置の特性の変動やそれにより取得される画像信号に変動が生じる恐れがある。例えば、変換素子のダングリングボンドや欠陥がトラップ準位として働くことにより暗電流が変動したり、過去の放射線又は光照射の履歴の影響で残像（ラグ）が発生又は変動したりする恐れがある。また、それらの少なくとも１つの要因により、変換素子における放射線又は光の入力と発生する電荷の出力との入出力特性である感度が変動する恐れがある。
【０００５】
そこで、下記の特許文献１や特許文献２では、放射線撮影装置に被写体情報を担う放射線を照射する前に、別途準備された光源から被写体情報を担わない光を照射して、装置の特性や取得される画像信号の変動を抑制する変動抑制効果を得るようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１８１１８３号公報
【特許文献２】特開２００８−２５６６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１や特許文献２の技術では、被写体情報を担わない光の１回に照射する照射量が多くなるという懸念がある。この場合、光を放射する光源に流れる電流量の増大に伴って、光源の負荷が増大して光源の消費電力が増大し、更に、光源の発熱量も増大する結果となる。また、光源からの１回の光の照射量が多いと、光が照射される変換素子の素子劣化が促進されてしまう。また、直前に放射線を照射した範囲によって、残像が発生する範囲も異なってしまう。
【０００８】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、変換素子のリセットを目的とする光を照射する光源の負荷や消費電力、発熱量を低減するとともに、変換素子の劣化の促進を抑制する放射線撮影装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の放射線撮影装置は、放射線を用いて被写体の撮影を行う放射線撮影装置であって、変換素子を有する画素を複数含み構成され、前記被写体を透過した前記放射線に基づく放射線画像を取得するための平面検出器と、前記変換素子に対して当該変換素子が感知可能な波長帯域の光を照射する光源と、前記放射線画像の撮影を行う前に、前記放射線を用いずに撮影されたオフセット画像から基準値を検出し、当該基準値に基づいて前記変換素子を飽和状態とする光を前記光源から照射する制御を行う制御部とを有する。
また、本発明は、上述した放射線撮影装置の制御方法を含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、変換素子のリセットを目的とする光を照射する光源の負荷や消費電力、発熱量を低減することが可能となるとともに、変換素子の劣化の促進を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る放射線撮影装置の概略構成の一例を示す模式図である。
【図２】図１に示す平面検出器の概略構成の一例を示す模式図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る放射線撮影装置を含む放射線撮影システムの概略構成の一例を示す模式図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る放射線撮影装置の制御方法の一例を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施形態を示し、静止画モード（静止画撮影モード）から動画モード（動画撮影モード）への切り替えに係るタイミングチャートである。
【図６】本発明の第１の実施形態を示し、オフセット画像の最小画素値が検出された画素を含む横ライン画素の画素値の一例を示す模式図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る放射線撮影装置の制御方法の一例を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第１の実施形態を示し、動画モード（動画撮影モード）から静止画モード（静止画撮影モード）への切り替えに係るタイミングチャートである。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る放射線撮影装置の制御方法の一例を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る放射線撮影装置の制御方法の一例を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第２の実施形態を示し、放射線絞り範囲の変更に伴って設定される基準値の検出範囲の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（実施形態）について説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００１４】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る放射線撮影装置の概略構成の一例を示す模式図である。この図１に示す放射線撮影装置１００は、特に、医療用として使われる。
【００１５】
放射線撮影装置１００は、図１に示すように、例えば、放射線源１１０、平面検出器１２０、光源１３０、画像処理回路１４０、及び、制御部１５０を有して構成されている。
【００１６】
放射線源１１０は、制御部１５０の制御に基づいて、患者等の被写体３００に、Ｘ線などの放射線１１１ａを照射するものである。
【００１７】
平面検出器１２０は、図１に示すように、例えば、波長変換体１２１、センサ部１２２、駆動回路１２３、及び、読み出し回路１２４を有して構成されている。
【００１８】
波長変換体１２１は、被写体３００を透過した放射線１１１ｂを可視光に波長変換するものである。センサ部１２２は、変換素子を有する画素を複数含み構成され、波長変換体１２１により得られた可視光に応じた電気信号を出力するものである。駆動回路１２３は、制御部１５０の制御に基づいて、センサ部１２２の駆動を行うものである。読み出し回路１２４は、制御部１５０の制御に基づいて、センサ部１２２からの電気信号を読み出してデジタル画像信号（放射線画像信号）を出力するものである。
【００１９】
光源１３０は、制御部１５０の制御に基づいて、放射線撮影装置１００の特性や取得される放射線画像信号の変動を抑制するために、被写体情報を担わない光をセンサ部１２２に放射するものである。具体的に、光源１３０は、センサ部１２２の変換素子に対して当該変換素子が感知可能な波長帯域の光を照射するものである。本実施形態では、少なくとも平面検出器１２０と光源１３０とが筐体（不図示）内に設けられている。
【００２０】
画像処理回路１４０は、制御部１５０の制御に基づいて、読み出し回路１２４から読み出されたデジタル画像信号に対して適宜画像処理を行うものである。なお、画像処理回路１４０で行われる画像処理の具体的方法は、デジタル画像信号を利用するものであって、上記課題を解決できるものであれば何でも良い。
【００２１】
制御部１５０は、必要に応じて、放射線源１１０、駆動回路１２３、読み出し回路１２４、光源１３０、画像処理回路１４０等の制御を行って、放射線撮影装置１００における動作を統括的に制御するものである。例えば、制御部１５０は、画像処理回路１４０で画像処理されたデジタル画像信号を入力し、入力したデジタル画像信号に基づいて、光源１３０の動作を制御する。
【００２２】
なお、画像処理回路１４０と制御部１５０は、それらの少なくとも１つが読み出し回路１２４と同じＩＣ又は異なるＩＣに組み込まれて筐体内に保持されていてもよい。また、放射線撮影装置１００では、放射線源１１０と平面検出器１２０との間に被写体３００が設置され、被写体情報を担う被写体３００を透過した放射線１１１ｂの線量に応じた電気信号に基づくデジタル画像信号が取得される。
【００２３】
また、本実施形態では、平面検出器１２０として、波長変換体１２１を設け、波長変換体１２１で放射線から波長変換された可視光をセンサ部１２２で電気信号に変換する間接方式の形態を用いたが、本発明においてはこれに限定されるものではない。例えば、波長変換体１２１を用いずにセンサ部１２２で放射線を直接電気信号に変換する直接方式の形態を用いても構わない。
【００２４】
本実施形態では、制御部１５０（必要に応じて平面検出器１２０及び画像処理回路１４０も含む）が、光源１３０からセンサ部１２２への光の照射の必要性を示す情報を検出する手段として機能している。
【００２５】
次に、平面検出器１２０の詳細に説明する。
図２は、図１に示す平面検出器１２０の概略構成の一例を示す模式図である。なお、図２に示す例では、説明の便宜上、画素１２２０の個数として３行×３列の９個を示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、画素数は必要に応じて適宜その行列数が決められるものである。
【００２６】
センサ部１２２は、ガラス基板等の絶縁性基板上に、画素１２２０（Ｓ１１〜Ｓ３３）が２次元行列状に複数配置された放射線検出部を有している。各画素１２２０（Ｓ１１〜Ｓ３３）は、それぞれ、放射線又は光を電荷に変換する変換素子１２２１（Ｄ１１〜Ｄ３３）と、当該変換された電荷に基づく電気信号を出力するためのスイッチ素子１２２２（Ｔ１１〜Ｔ３３）とを有して構成されている。また、各変換素子１２２１（Ｄ１１〜Ｄ３３）は、放射線又は光を電荷に変換する変換部Ｄと、当該電荷を蓄積する容量Ｃ１とを有して構成されている。なお、容量Ｃ１を変換素子１２２１の外部に別途構成する形態でもよい。
【００２７】
本実施形態における平面検出器１２０は間接方式であるため、図２では不図示であるが、センサ部１２２の上面に、図１に示す波長変換体１２１が構成されている。ここで、波長変換体１２１は、例えば、ＣｓＩ：ＴｌやＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂ等の材料が好適に用いられて形成されている。
【００２８】
また、本実施形態における変換素子１２２１（Ｄ１１〜Ｄ３３）は、例えば、アモルファスシリコンを主材料とするＭＩＳ型変換素子を用いて構成されている。ただし、本発明においてはこれに限定されるものではなく、ＰＩＮ型変換素子を用いて構成されていてもよい。また、変換素子１２２１（Ｄ１１〜Ｄ３３）として、アモルファスセレンなどを主材料とした放射線を直接電荷に変換可能な素子を用いてもよく、この場合、波長変換体１２１は不要となる。また、変換素子１２２１（Ｄ１１〜Ｄ３３）は、２つの電極と、その２つの電極の間に設けられた半導体層とを少なくとも有して形成されている。
【００２９】
本実施形態におけるスイッチ素子１２２２（Ｔ１１〜Ｔ３３）は、例えば、アモルファスシリコンを主材料とする薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いて構成されている。ただし、本発明においてはこれに限定されるものではなく、ポリシリコンを主材料とするＴＦＴを用いてもよい。また、本実施形態におけるスイッチ素子１２２２（Ｔ１１〜Ｔ３３）は、図２に示すように、三端子の能動素子を用いているが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、スイッチングダイオードなどの２端子の能動素子を用いてもよい。また、本実施形態におけるスイッチ素子１２２２（Ｔ１１〜Ｔ３３）は、図２に示すように、変換素子１２２１の一方の電極と当該スイッチ素子１２２２の２つの主電極であるソース及びドレインのうちの一方が接続されている。しかしながら、本発明においてはこれに限定されるものではなく、例えば、変換素子１２２１とスイッチ素子１２２２のゲートが接続されてソース・フォロウ・アンプを構成するものであってもよい。その際には、変換素子１２２１とスイッチ素子１２２２のゲートとの接続部の電位を初期化するためのスイッチ素子を別途設けてもよい。
【００３０】
駆動配線Ｇ１〜Ｇ３は、センサ部１２２における行方向の複数の画素１２２０のスイッチ素子１２２２の制御端子であるゲートに、行単位で共通に接続されており、駆動回路１２３からの駆動信号を各スイッチ素子１２２２に伝送するものである。信号配線Ｍ１〜Ｍ３は、センサ部１２２における列方向の複数の画素１２２０のスイッチ素子１２２２のソース又はドレインの他方に、列単位で共通に接続されており、スイッチ素子１２２２によって出力された電気信号を読み出し回路１２４に伝送するものである。また、本実施形態では、変換素子１２２１の他方の電極には、複数の画素１２２０に共通のバイアス配線（不図示）が接続されており、変換素子１２２１が放射線又は光を電荷に変換するためのバイアスが変換素子１２２１に供給されるようになっている。
【００３１】
このように、センサ部１２２は、絶縁性基板上に設けられた画素１２２０（Ｓ１１〜Ｓ３３）、駆動配線Ｇ１〜Ｇ３、信号配線Ｍ１〜Ｍ３、バイアス配線を有して構成されている。
【００３２】
駆動回路１２３は、駆動配線Ｇ１〜Ｇ３と電気的に接続され、各駆動配線Ｇ１〜Ｇ３に接続されている画素１２２０のスイッチ素子１２２２に行単位で駆動信号を印加して、スイッチ素子１２２２の導通状態と非道通状態を制御してセンサ部１２２を駆動する。
【００３３】
ここで、駆動回路１２３から出力される駆動信号は、スイッチ素子１２２２を導通状態とするパルス状の導通電圧を有している。例えば、駆動回路１２３から１行目の駆動配線Ｇ１を介して駆動信号が印加されたスイッチ素子（Ｔ１１〜Ｔ１３）は導通状態となり、変換素子（Ｄ１１〜Ｄ１３）の電荷に応じた電気信号が信号配線Ｍ１〜Ｍ３を介して行単位で並列に出力される。同様に、２行目のスイッチ素子（Ｔ２１〜Ｔ２３）も３行目のスイッチ素子（Ｔ３１〜Ｔ３３）も順次駆動され、画素１２２０から行単位で出力された電気信号は、読み出し回路１２４で１フレームのデジタル画像信号に変換されて出力される。
【００３４】
読み出し回路１２４は、信号配線Ｍ１〜Ｍ３と電気的に接続され、信号配線Ｍ１〜Ｍ３を介して出力された電気信号を行単位で並列に読み出し、並列の信号を直列の信号に変換し且つアナログの信号をデジタル信号へ変換してデジタル画像信号を出力する。
【００３５】
読み出し回路１２４は、信号配線Ｍ１〜Ｍ３に電気的に接続され、当該各Ｍ１〜Ｍ３からの電気信号を増幅して出力する演算増幅器（Ａ１〜Ａ３）と、当該演算増幅器からの電気信号をサンプルホールドするサンプルホールド回路を有している。ここで、サンプルホールド回路は、電気信号をサンプリングするスイッチ（Ｓｒ１〜Ｓｒ３）と、サンプリングされた電気信号を保持する容量（ＣＬ１〜ＣＬ３）によって構成されている。これらの演算増幅器（Ａ１〜Ａ３）とサンプルホールド回路は、信号配線Ｍ１〜Ｍ３ごとに設けられており、センサ部１２２から並列に出力された電気信号は、サンプルホールド回路まで並列に処理される。
【００３６】
読み出し回路１２４は、更に、マルチプレクサＳｒ４と、演算増幅器Ｂと、アナログデジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）１２４１を有して構成されている。マルチプレクサＳｒ４は、信号配線Ｍ１〜Ｍ３ごとに設けられたサンプルホールド回路に保持された電気信号を順次出力して直列の画像信号に変換する。演算増幅器Ｂは、マルチプレクサＳｒ４から出力された画像信号をインピーダンス変換する。Ａ／Ｄ変換器１２４１は、演算増幅器Ｂから出力されたアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換し、当該デジタル画像信号を出力する。
【００３７】
なお、図２に示す例では、Ａ／Ｄ変換器１２４１をマルチプレクサＳｒ４の後段に設けているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、Ａ／Ｄ変換器１２４１を、信号配線Ｍ１〜Ｍ３ごとにマルチプレクサＳｒ４の前段に設けてもよい。また、読み出し回路１２４中の構成は一例であって様々な形態が考えられるが、信号配線Ｍ１〜Ｍ３からのアナログ信号を入力して、増幅、マルチプレクス、Ａ／Ｄ変換を行ってデジタル画像信号として出力する機能があれば、図２に示す構成以外でも構わない。
【００３８】
なお、図２には示されていないが、本実施形態の放射線撮影装置１００には、図１に示すように、センサ部１２２の受光面（即ち放射線の入射側）に対して反対側の表面（裏面）と、筐体との間に光源１３０が配置されている。ここで、センサ部１２２の受光面は、画素１２２０が形成された表面であり、波長変換体１２１と対向しており、被写体３００の撮影時には放射線が照射される側の表面である。
【００３９】
光源１３０は、有機ＥＬパネルやＬＥＤ、冷陰極管などが好適に用いられ、また、必要に応じて周知の導光体と組み合わせて用いてもよい。また、光源１３０の発光波長は、変換素子１２２１（Ｄ１１〜Ｄ３３）が吸収可能な帯域であることが望まれる。また、光源１３０から照射された光は、センサ部１２２の裏面から直接入射して、各変換素子１２２１（Ｄ１１〜Ｄ３３）の半導体層に吸収される。
【００４０】
次に、図１及び図２を用いて、平面検出器１２０による画像取得動作を説明する。
被写体３００の放射線画像を取得する際に、制御部１５０は、放射線源１１０から被写体３００に放射線１１１ａを照射する制御を行う。これにより、被写体３００を透過した放射線１１１ｂが平面検出器１２０に照射される。
【００４１】
そして、平面検出器１２０に照射された放射線１１１ｂは、波長変換体１２１においてセンサ部１２２の変換素子１２２１（Ｄ１１〜Ｄ３３）が感知可能な波長帯域の光に波長変換を行い、波長変換された光が変換素子１２２１（Ｄ１１〜Ｄ３３）に照射される。そして、変換素子１２２１（Ｄ１１〜Ｄ３３）では、変換部Ｄにおいて照射された光の量に応じて電荷を発生し、当該電荷は容量Ｃ１に蓄積される。ここまでの動作を「蓄積動作」と称する。
【００４２】
次に、制御部１５０は、駆動回路１２３を制御して、駆動回路１２３から各駆動配線Ｇ１〜Ｇ３に駆動信号を与えて、行ごとにスイッチ素子１２２２（Ｔ１１〜Ｔ３３）を導通状態にして画素１２２０から電荷に基づく電気信号を出力する読み出し動作を行う。本実施形態では、駆動回路１２３からの駆動信号は、１行目の駆動配線Ｇ１、２行目の駆動配線Ｇ２、３行目の駆動配線Ｇ３の順に順次印加される。このため、上述したように、読み出し動作のためのスイッチ素子１２２２の制御は、行単位で行われ、行単位で画素１２２０から電気信号の出力が並列に行われる。
【００４３】
具体的には、まず、駆動回路１２３から１行目の駆動配線Ｇ１に駆動信号が印加され、１行目のスイッチ素子Ｔ１１〜Ｔ１３の制御端子に導通電圧が与えられる。これにより、１行目のスイッチ素子Ｔ１１〜Ｔ１３がオン状態となり、１行目の画素Ｓ１１〜Ｓ１３の各容量Ｃ１に蓄積されていた電荷に基づく電気信号が、信号配線Ｍ１〜Ｍ３に並列に出力される。そして、信号配線Ｍ１〜Ｍ３に出力された電気信号は、読み出し回路１２４で読み出される。
【００４４】
読み出し回路１２４に読み出された電気信号は、演算増幅器Ａ１〜Ａ３で増幅される。ここで、演算増幅器Ａ１〜Ａ３に接続されたリセット用スイッチＳｗ１〜Ｓｗ３は、制御部１５０の制御により、電気信号の読み出しを行っている時は開放されている。続いて、制御部１５０は、サンプルホールド回路のスイッチＳｒ１〜Ｓｒ３を導通して、演算増幅器Ａ１〜Ａ３で増幅された電気信号をサンプルホールド回路の容量ＣＬ１〜ＣＬ３に蓄積する制御を行う。容量ＣＬ１〜ＣＬ３に電気信号が蓄積された後、制御部１５０は、スイッチＳｒ１〜Ｓｒ３を非導通とし、容量ＣＬ１〜ＣＬ３と信号配線Ｍ１〜Ｍ３の電気的接続を遮断する。その後、制御部１５０は、リセット用スイッチＳｗ１〜Ｓｗ３を用いて演算増幅器Ａ１〜Ａ３及び信号配線Ｍ１〜Ｍ３をリセットし、次の行からの電気信号の出力に備える。ここまでの動作を「読み出し動作」と称する。
【００４５】
そして、容量ＣＬ１〜ＣＬ３にサンプルホールドされた電気信号は、マルチプレクサＳｒ４で順次出力されて並列／直列変換されて、増幅器Ｂに順次読み出される。これにより、容量ＣＬ１、ＣＬ２及びＣＬ３の順で蓄積されていた電気信号を順次出力することができる。この際、制御部１５０は、増幅器Ｂの容量Ｃｆ４は出力するごとに蓄積される電荷量が変化するため、マルチプレクサＳｒ４で容量ＣＬ１〜ＣＬ３を選択するごとに、スイッチＳｗ４を短絡して容量Ｃｆ４を初期状態に戻す必要がある。
【００４６】
これにより１行目の画素Ｓ１１〜Ｓ１３の電荷に基づく電気信号が、マルチプレクサＳｒ４によりアナログ電気信号として増幅器Ｂに順次出力されることになる。そして、このアナログ電気信号は、増幅器Ｂでインピーダンス変換され、Ａ／Ｄ変換器１２４１でデジタルアナログ変換され、１行分のデジタル画像信号として出力される。ここまでの動作を「出力動作」と称する。
【００４７】
この読み出し動作と出力動作とを２行目及び３行目の画素１２２０に対しても同様に順次行うことにより、各行分のデジタル画像信号が読み出し回路１２４から出力される。また、本実施形態では、例えば１行目の出力動作と２行目の読み出し動作とを同じ期間内に時間的に重ねて行うようにする。これにより、１行目の出力動作の後に２行目の読み出し動作を行う形態に比べて、１画像分の画像信号を取得する撮影動作の時間を短くすることが可能となる。
【００４８】
次に、本実施形態に係る放射線撮影装置１００、及び、当該放射線撮影装置１００を含む放射線撮影システムの制御方法について説明する。
【００４９】
放射線撮影装置１００では、装置に電源が投入され変換素子１２２１にバイアスが与えられてからの経過時間や、撮影動作の時間、平面検出器１２０に照射される放射線量又は光量等の影響を受けて、装置の特性の変動や取得される画像信号に変動が生じる。これを解決するために、本実施形態の放射線撮影装置１００では、被写体３００の画像情報を有する放射線１１１ｂとは別に、光源１３０から照射された画像情報を担わない光をセンサ部１２２に照射して、装置の特性の変動や画像信号の変動を抑制している。ただし、この場合、画像情報を担わない光の１回の照射量が、変換素子１２２１の飽和状態になる以上である場合、無駄な光を変換素子１２２１に照射してしまい、変換素子１２２１の劣化や光照射を行う光源１３０の劣化を招く結果となる。そのため、本実施形態の放射線撮影装置１００では、変換素子１２２１が飽和状態になるまでの光を照射できるように、予め光源１３０の入力電圧を調整する必要がある。
【００５０】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る放射線撮影装置を含む放射線撮影システムの概略構成の一例を示す模式図である。ここで、図３において、図１に示す放射線撮影装置１００と同様の構成については、同じ符号を付している。
【００５１】
放射線撮影システム１０は、図３に示すように、例えば、放射線撮影装置１００と、テーブル２１０と、放射線発生装置２２０と、モニタ２３０を有して構成されている。
【００５２】
テーブル２１０は、図１に示す被写体３００を載置する台である。
放射線源１１０は、被写体３００を載置するテーブル２１０を挟んで、平面検出器１２０と対向した位置に取り付けられている。平面検出器１２０は、図１と同様に、波長変換体１２１と、センサ部１２２と、駆動回路１２３と、読み出し回路１２４を有して構成されている。なお、図３に示す例では、平面検出器１２０は、テーブル２１０に取り付けられている例が示されているが、例えば、カセッテとして自由に持ち運べる形態であってもよい。この平面検出器１２０は、ケーブル又は無線通信によって、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）からなる制御部１５０と接続されており、放射線撮影装置１００の内部にある電源（不図示）、放射線発生装置２２０を介した放射線源１１０と同期が取られている。
【００５３】
放射線発生装置２２０には、撮影ボタン（動画）２２１及び撮影ボタン（静止画）２２２の各種のボタン等が設けられており、当該各種のボタンの操作状態及び制御部１５０の制御に従って、放射線源１１０から放射線１１１ａを発生させる。
【００５４】
モニタ２３０は、例えば制御部１５０に接続されており、撮影者（技師、医師等）は、モニタ２３０を通じて撮影画像を確認することが可能となっている。
【００５５】
また、本実施形態では、ＰＣからなる制御部１５０とは別構成で画像処理回路１４０が構成されているが、例えばＰＣからなる制御部１５０の内部に画像処理回路１４０が構成されている形態であってもよい。画像処理回路１４０は、センサ部１２２からの出力を読み出し回路１２４を経てデジタル画像信号として取得し、画像処理を行う。
【００５６】
本実施形態の制御部１５０は、画像処理回路１４０から得られた暗出力値及びそれが１画像分となった暗出力画像を用いた演算処理後の情報と、放射線源１１０の動作状態に基づいて、光源１３０の発光動作の制御を行う。なお、光源１３０を発光させる条件等は、後述する。
【００５７】
また、放射線撮影装置１００には、撮影モードとして、放射線画像を静止画で撮影する静止画モード（静止画撮影モード）と、放射線画像を動画で撮影する動画モード（動画撮影モード）による撮影機能がある。そして、放射線撮影装置１００は、静止画モードと動画モードとを少なくとも切り替え可能に構成されている。撮影者は、図３の撮影ボタン（動画）２２１の操作により静止画モードから動画モードへの切り替えが可能であり、撮影ボタン（静止画）２２２の操作により動画モードから静止画モードへの切り替えが可能である。
【００５８】
次に、撮影のタイミングを含めた制御例について説明する。
図４は、本発明の第１の実施形態に係る放射線撮影装置の制御方法の一例を示すフローチャートである。具体的に、図４は、静止画モード（静止画撮影モード）から動画モード（動画撮影モード）への切り替えに係る制御のフローチャートである。
【００５９】
静止画モードによる撮影中に、まず、ステップＳ１０１において、制御部１５０は、図３の撮影ボタン（動画）２２１が押されたか否かを判断する。
【００６０】
ステップＳ１０１の判断の結果、撮影ボタン（動画）２２１が押されていない場合には、ステップＳ１０２に進み、制御部１５０は、引き続き、静止画モードによる撮影を行う制御を行う。その後、ステップＳ１０１に戻る。
【００６１】
一方、ステップＳ１０１の判断の結果、撮影ボタン（動画）２２１が押された場合には、ステップＳ１０３に進み、制御部１５０は、動画モードの設定を行う。
【００６２】
続いて、ステップＳ１０４において、制御部１５０は、最後の静止画モードによる撮影を行う制御を行う。
【００６３】
続いて、ステップＳ１０５において、制御部１５０は、静止画モードによる撮影を終了する制御を行う。
【００６４】
このステップＳ１０５の処理と共に、ステップＳ１０６において、制御部１５０は、平面検出器１２０から得られたオフセット画像の全画素値から、基準値（本例では最小画素値）を検出する制御を行う。ここで、オフセット画像は、撮影モードの切り替えに係る放射線画像の動画撮影（Ｓ１１０）を行う前（直前）に、被写体３００に放射線を照射せずに撮影された画像である。
【００６５】
続いて、ステップＳ１０７において、制御部１５０は、ステップＳ１０６で検出した基準値（本例では最小画素値）を、例えば内部メモリに保存する制御を行う。
【００６６】
続いて、ステップＳ１０８において、制御部１５０は、例えば上述した基準値に基づいて、光源１３０の発光量を調整する制御を行う。具体的に、制御部１５０は、変換素子１２２１を飽和状態とする光を光源１３０から照射するための制御を行う。
【００６７】
ステップＳ１０５及びＳ１０８の処理が終了すると、ステップＳ１０９に進む。
ステップＳ１０９に進むと、光源１３０は、ステップＳ１０８の制御部１５０による発光量の調整に基づいて、当該調整に係る発光量の光を、センサ部１２２に発光して照射する。
【００６８】
その後、ステップＳ１１０に進み、制御部１５０は、ステップＳ１０３で設定した動画モードによる撮影開始の制御を行う。
以上の処理により、図４に示すフローチャートの処理が終了する。
【００６９】
図５は、本発明の第１の実施形態を示し、静止画モード（静止画撮影モード）から動画モード（動画撮影モード）への切り替えに係るタイミングチャートである。即ち、この図５は、図４に示すフローチャートの処理に対応したものである。
【００７０】
図５の駆動タイミングチャートにおいて、制御部１５０の制御により、静止画モードと動画モードでは、放射線の放射による放射線画像Ｘの撮影と連続して、放射線が放射されないオフセット画像Ｆの撮影が行われる。ここでは、直前に撮影された画像の一例として、オフセット画像Ｆを取り上げて説明を行う。そして、最後に撮影されたオフセット画像Ｆは、平面検出器１２０から制御部１５０に送られ、内部メモリ等に保存される。
【００７１】
このとき、制御部１５０は、図２のＡ／Ｄ変換器１２４１のＡＤ変換前または後において、１画素ずつ画素値の比較を行い、オフセット画像Ｆの全画素値より基準値を検出する。ここで、基準値は、Ａ／Ｄ変換器１２４１により変換される場合があるため、最大画素値または最小画素値となる（本例では、最小画素値を用いている）。また、基準値は、デジタル値またはアナログ値、その他の信号でも構わない。ここで、本実施形態では、一例として、基準値が最小画素値の場合を取り上げて説明を行う。
【００７２】
図６は、本発明の第１の実施形態を示し、オフセット画像の最小画素値が検出された画素を含む横ライン画素の画素値の一例を示す模式図である。
具体的に、制御部１５０は、最小画素値である基準値を検出し、当該基準値から画素の飽和値までの差分の画素値を計算して、次の放射線画像の撮影を行う際に全ての変換素子１２２１が飽和状態となる光の発光量（照射量）を予め予測して当該発光量を調整する。そして、光源１３０は、制御部１５０の制御に基づいて、図５に示すタイミングチャートに示す駆動のように光をセンサ部１２２に照射して、事前に予測し調整された、変換素子１２２１が飽和状態となる発光量の光を照射する。その後、図５に示すタイミングチャートでは、動画モードによる撮影が開始される。
【００７３】
図７は、本発明の第１の実施形態に係る放射線撮影装置の制御方法の一例を示すフローチャートである。具体的に、図４は、動画モード（動画撮影モード）から静止画モード（静止画撮影モード）への切り替えに係る制御のフローチャートである。
【００７４】
動画モードによる撮影中に、まず、ステップＳ２０１において、制御部１５０は、図３の撮影ボタン（静止画）２２２が押されたか否かを判断する。
【００７５】
ステップＳ２０１の判断の結果、撮影ボタン（静止画）２２２が押されていない場合には、ステップＳ２０２に進み、制御部１５０は、引き続き、動画モードによる撮影を行う制御を行う。その後、ステップＳ２０１に戻る。
【００７６】
一方、ステップＳ２０１の判断の結果、撮影ボタン（静止画）２２２が押された場合には、ステップＳ２０３に進み、制御部１５０は、静止画モードの設定を行う。
【００７７】
続いて、ステップＳ２０４において、制御部１５０は、最後の動画モードによる撮影を行う制御を行う。
【００７８】
続いて、ステップＳ２０５において、制御部１５０は、動画モードによる撮影を終了する制御を行う。
【００７９】
このステップＳ２０５に処理と共に、ステップＳ２０６において、制御部１５０は、平面検出器１２０から得られたオフセット画像の全画素値から、基準値（本例では最小画素値）を検出する制御を行う。ここで、オフセット画像は、撮影モードの切り替えに係る放射線画像の静止画撮影（Ｓ２１０）を行う前（直前）に、被写体３００に放射線を照射せずに撮影された画像である。
【００８０】
続いて、ステップＳ２０７において、制御部１５０は、ステップＳ２０６で検出した基準値（本例では最小画素値）を、例えば内部メモリに保存する制御を行う。
【００８１】
続いて、ステップＳ２０８において、制御部１５０は、例えば上述した基準値に基づいて、光源１３０の発光量を調整する制御を行う。具体的に、制御部１５０は、変換素子１２２１を飽和状態とする光を光源１３０から照射するための制御を行う。
【００８２】
ステップＳ２０５及びＳ２０８の処理が終了すると、ステップＳ２０９に進む。
ステップＳ２０９に進むと、光源１３０は、ステップＳ２０８の制御部１５０による発光量の調整に基づいて、当該調整に係る発光量の光を、センサ部１２２に発光して照射する。
【００８３】
その後、ステップＳ２１０に進み、制御部１５０は、ステップＳ２０３で設定した静止画モードによる撮影開始の制御を行う。
以上の処理により、図７に示すフローチャートの処理が終了する。
【００８４】
図８は、本発明の第１の実施形態を示し、動画モード（動画撮影モード）から静止画モード（静止画撮影モード）への切り替えに係るタイミングチャートである。即ち、この図８は、図７に示すフローチャートの処理に対応したものである。
【００８５】
この図７及び図８における切り替えの場合も、上述した図４及び図５における切り替えの場合と同様に、光源１３０から照射する光を制御して、変換素子１２２１に光を照射する。
【００８６】
第１の実施形態によれば、オフセット画像における基準値に基づき光源の発光量を制御することにより、光源１３０からの１回の光の照射量を抑えることができる。これにより、変換素子１２２１の（光）リセットを目的とする光を照射する光源１３０の負荷や消費電力、発熱量を低減することが可能となるとともに、変換素子１２２１の劣化の促進を抑制することが可能となる。
【００８７】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００８８】
ここで、第２の実施形態に係る放射線撮影装置の概略構成は、第１の実施形態に係る図１の放射線撮影装置１００の概略構成と同様である。また、第２の実施形態に係る放射線撮影システムの概略構成は、第１の実施形態に係る図３の放射線撮影システム１０の概略構成と同様である。以下の説明においては、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明を行う。
【００８９】
図９は、本発明の第２の実施形態に係る放射線撮影装置の制御方法の一例を示すフローチャートである。具体的に、図９は、静止画モード（静止画撮影モード）から動画モード（動画撮影モード）への切り替えに係る制御のフローチャートであり、図４に示す処理と同様の処理については同じステップ番号を付し、その説明は省略する。
【００９０】
まず、図９の処理では、図４に示すステップＳ１０１〜Ｓ１０５の処理を行う。
【００９１】
ステップＳ１０４の処理が終了すると、ステップＳ３０１において、制御部１５０は、放射線絞り範囲（放射線照射範囲）の検出を行う。
具体的に、ステップＳ３０１では、放射線源１１０と平面検出器１２０との距離が一定で放射線照射範囲が切り替わった時に、制御部１５０は、まず、放射線発生装置２２０のエンコーダ等に放射線絞り範囲（放射線照射範囲）の位置情報の要求信号を送信する。そして、制御部１５０は、放射線絞り範囲（放射線照射範囲）が決まった時に、放射線発生装置２２０から放射線絞り範囲として放射線の画素範囲の信号を受信し、当該受信信号から、放射線絞り範囲の検出を行う。
【００９２】
続いて、ステップＳ３０２において、制御部１５０は、まず、ステップＳ３０１で検出した放射線絞り範囲に基づいて基準値の検出範囲を設定する。そして、制御部１５０は、設定した基準値の検出範囲に基づいて、平面検出器１２０から得られたオフセット画像の全画素値から、基準値（本例では最小画素値）を検出する制御を行う。ここで、オフセット画像は、図４のステップＳ１０６におけるものと同様である。
【００９３】
その後、図４に示すステップＳ１０７〜Ｓ１１０の処理を経て、図９に示すフローチャートにおける処理を終了する。
【００９４】
図１０は、本発明の第２の実施形態に係る放射線撮影装置の制御方法の一例を示すフローチャートである。具体的に、図１０は、動画モード（動画撮影モード）から静止画モード（静止画撮影モード）への切り替えに係る制御のフローチャートであり、図７に示す処理と同様の処理については同じステップ番号を付し、その説明は省略する。
【００９５】
まず、図１０の処理では、図７に示すステップＳ２０１〜Ｓ２０５の処理を行う。
【００９６】
ステップＳ２０４の処理が終了すると、ステップＳ４０１において、制御部１５０は、放射線絞り範囲（放射線照射範囲）の検出を行う。
具体的に、ステップＳ４０１では、放射線源１１０と平面検出器１２０との距離が一定で放射線照射範囲が切り替わった時に、制御部１５０は、まず、放射線発生装置２２０のエンコーダ等に放射線絞り範囲（放射線照射範囲）の位置情報の要求信号を送信する。そして、制御部１５０は、放射線絞り範囲（放射線照射範囲）が決まった時に、放射線発生装置２２０から放射線絞り範囲として放射線の画素範囲の信号を受信し、当該受信信号から、放射線絞り範囲の検出を行う。
【００９７】
続いて、ステップＳ４０２において、制御部１５０は、まず、ステップＳ４０１で検出した放射線絞り範囲に基づいて基準値の検出範囲を設定する。そして、制御部１５０は、設定した基準値の検出範囲に基づいて、平面検出器１２０から得られたオフセット画像の全画素値から、基準値（本例では最小画素値）を検出する制御を行う。ここで、オフセット画像は、図７のステップＳ２０６におけるものと同様である。
【００９８】
その後、図７に示すステップＳ２０７〜Ｓ２１０の処理を経て、図１０に示すフローチャートにおける処理を終了する。
【００９９】
図１１は、本発明の第２の実施形態を示し、放射線絞り範囲の変更に伴って設定される基準値の検出範囲の一例を示す模式図である。
【０１００】
図１１（ａ）は、撮影モード切り替え時に放射線絞り範囲（放射線照射範囲）が拡大された場合を示している。図１１（ａ）において、範囲１１０１は、前回（直前）の撮影で放射線が照射された放射線絞り範囲であり、範囲１１０２は、今回の撮影で放射線が照射された放射線絞り範囲であり、放射線絞り範囲が範囲１１０１から範囲１１０２に拡大されている。この場合、制御部１５０は、例えば、前回の撮影で放射線が照射されなかった範囲を基準値の検出範囲とし、当該範囲のオフセット画像の全画素値から、基準値（最小画素値）を検出する。
【０１０１】
また、図１１（ｂ）は、撮影モード切り替え時に放射線絞り範囲（放射線照射範囲）が縮小された場合を示している。図１１（ｂ）において、範囲１１０３は、前回（直前）の撮影で放射線が照射された放射線絞り範囲であり、範囲１１０４は、今回の撮影で放射線が照射された放射線絞り範囲であり、放射線絞り範囲が範囲１１０３から範囲１１０４に縮小されている。この場合、制御部１５０は、例えば、縮小された範囲（１１０４）を基準値の検出範囲とし、当該範囲のオフセット画像の全画素値から、基準値（最小画素値）を検出する。
【０１０２】
第２の実施形態によれば、放射線絞り範囲に基づいて基準値の検出範囲を設定することにより、第１の実施形態における効果に加えて、更に、基準値の検出対象の画素数を減らすことができ、オフセット画像からの基準値の検出を早めることが可能となる。
【０１０３】
（本発明の他の実施形態）
前述した本発明の各実施形態に係る放射線撮影装置１００の制御方法を示す図４、図７、図９及び図１０の各ステップは、コンピュータのＣＰＵが記憶媒体に記憶されているプログラムを実行することによって実現できる。このプログラム及び当該プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は本発明に含まれる。
【０１０４】
また、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラム若しくは記憶媒体等としての実施形態も可能であり、具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用してもよいし、また、１つの機器からなる装置に適用してもよい。
【０１０５】
なお、本発明は、前述した各実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラム（実施形態では図４、図７、図９及び図１０に示すフローチャートに対応したプログラム）を、システム或いは装置に直接、或いは遠隔から供給するものを含む。そして、そのシステム或いは装置のコンピュータが前記供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合も本発明に含まれる。
【０１０６】
したがって、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、前記コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。
【０１０７】
その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等の形態であってもよい。
【０１０８】
プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷなどがある。また、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ）などもある。
【０１０９】
その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続する。そして、前記ホームページから本発明のコンピュータプログラムそのもの、若しくは圧縮され自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることによっても供給できる。
【０１１０】
また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明に含まれるものである。
【０１１１】
また、本発明のプログラムを暗号化してＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してユーザに配布し、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせる。そして、ダウンロードした鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。
【０１１２】
また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した各実施形態の機能が実現される。その他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが、実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によっても前述した各実施形態の機能が実現され得る。
【０１１３】
さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる。その後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によっても前述した各実施形態の機能が実現される。
【０１１４】
なお、本発明の課題解決を目的とし、前述した各実施形態の組み合わせを行った場合や、容易に想像がつく応用を行った場合も本発明の範囲に含まれるものである。つまり、前述した各実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。即ち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【０１１５】
１００：放射線撮影装置、１１０：放射線源、１１１ａ，１１１ｂ：放射線、１２０：平面検出器、１２１：波長変換体、１２２：センサ部、１２３：駆動回路、１２４：読み出し回路、１３０：光源、１４０：画像処理回路、１５０：制御部、３００：被写体
【技術分野】
【０００１】
放射線を用いて被写体の撮影を行う放射線撮影装置及びその制御方法に関するものである。なお、本明細書では、Ｘ線、γ線などの電磁波やα線、β線も放射線に含めるものとして説明する。
【背景技術】
【０００２】
近年、アモルファスシリコンやアモルファスセレン等の非単結晶半導体を主材料とし、放射線又は光を電荷に変換する変換素子を具備したデジタル放射線撮影装置が実用化されてきている。また、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサなど、単結晶半導体を主材料とし、放射線又は光を電荷に変換する変換素子を具備したデジタル放射線撮影装置も実用化されてきている。
【０００３】
放射線撮影装置としては、放射線を可視光に変換する蛍光体を用いて、当該可視光を、アモルファスシリコン等を主材料とする変換素子で電荷に変換する間接方式と、アモルファスセレン等を主材料とする変換素子で放射線を直接電荷に変換する直接方式とがある。どちらの方式も、大面積で薄い放射線検出装置を実現できることから、フラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）、或いは、平面検出器とも呼ばれ、被写体の撮影からその放射線画像を観察するまでの時間が非常に短いという特徴を有している。
【０００４】
これらの放射線撮影装置は、装置に電源が投入されて変換素子にバイアスが与えられてからの経過時間や、撮影動作の時間、装置に照射される放射線量又は光量等の影響を受けて、装置の特性の変動やそれにより取得される画像信号に変動が生じる恐れがある。例えば、変換素子のダングリングボンドや欠陥がトラップ準位として働くことにより暗電流が変動したり、過去の放射線又は光照射の履歴の影響で残像（ラグ）が発生又は変動したりする恐れがある。また、それらの少なくとも１つの要因により、変換素子における放射線又は光の入力と発生する電荷の出力との入出力特性である感度が変動する恐れがある。
【０００５】
そこで、下記の特許文献１や特許文献２では、放射線撮影装置に被写体情報を担う放射線を照射する前に、別途準備された光源から被写体情報を担わない光を照射して、装置の特性や取得される画像信号の変動を抑制する変動抑制効果を得るようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１８１１８３号公報
【特許文献２】特開２００８−２５６６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１や特許文献２の技術では、被写体情報を担わない光の１回に照射する照射量が多くなるという懸念がある。この場合、光を放射する光源に流れる電流量の増大に伴って、光源の負荷が増大して光源の消費電力が増大し、更に、光源の発熱量も増大する結果となる。また、光源からの１回の光の照射量が多いと、光が照射される変換素子の素子劣化が促進されてしまう。また、直前に放射線を照射した範囲によって、残像が発生する範囲も異なってしまう。
【０００８】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、変換素子のリセットを目的とする光を照射する光源の負荷や消費電力、発熱量を低減するとともに、変換素子の劣化の促進を抑制する放射線撮影装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の放射線撮影装置は、放射線を用いて被写体の撮影を行う放射線撮影装置であって、変換素子を有する画素を複数含み構成され、前記被写体を透過した前記放射線に基づく放射線画像を取得するための平面検出器と、前記変換素子に対して当該変換素子が感知可能な波長帯域の光を照射する光源と、前記放射線画像の撮影を行う前に、前記放射線を用いずに撮影されたオフセット画像から基準値を検出し、当該基準値に基づいて前記変換素子を飽和状態とする光を前記光源から照射する制御を行う制御部とを有する。
また、本発明は、上述した放射線撮影装置の制御方法を含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、変換素子のリセットを目的とする光を照射する光源の負荷や消費電力、発熱量を低減することが可能となるとともに、変換素子の劣化の促進を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る放射線撮影装置の概略構成の一例を示す模式図である。
【図２】図１に示す平面検出器の概略構成の一例を示す模式図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る放射線撮影装置を含む放射線撮影システムの概略構成の一例を示す模式図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る放射線撮影装置の制御方法の一例を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施形態を示し、静止画モード（静止画撮影モード）から動画モード（動画撮影モード）への切り替えに係るタイミングチャートである。
【図６】本発明の第１の実施形態を示し、オフセット画像の最小画素値が検出された画素を含む横ライン画素の画素値の一例を示す模式図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る放射線撮影装置の制御方法の一例を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第１の実施形態を示し、動画モード（動画撮影モード）から静止画モード（静止画撮影モード）への切り替えに係るタイミングチャートである。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る放射線撮影装置の制御方法の一例を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る放射線撮影装置の制御方法の一例を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第２の実施形態を示し、放射線絞り範囲の変更に伴って設定される基準値の検出範囲の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（実施形態）について説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００１４】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る放射線撮影装置の概略構成の一例を示す模式図である。この図１に示す放射線撮影装置１００は、特に、医療用として使われる。
【００１５】
放射線撮影装置１００は、図１に示すように、例えば、放射線源１１０、平面検出器１２０、光源１３０、画像処理回路１４０、及び、制御部１５０を有して構成されている。
【００１６】
放射線源１１０は、制御部１５０の制御に基づいて、患者等の被写体３００に、Ｘ線などの放射線１１１ａを照射するものである。
【００１７】
平面検出器１２０は、図１に示すように、例えば、波長変換体１２１、センサ部１２２、駆動回路１２３、及び、読み出し回路１２４を有して構成されている。
【００１８】
波長変換体１２１は、被写体３００を透過した放射線１１１ｂを可視光に波長変換するものである。センサ部１２２は、変換素子を有する画素を複数含み構成され、波長変換体１２１により得られた可視光に応じた電気信号を出力するものである。駆動回路１２３は、制御部１５０の制御に基づいて、センサ部１２２の駆動を行うものである。読み出し回路１２４は、制御部１５０の制御に基づいて、センサ部１２２からの電気信号を読み出してデジタル画像信号（放射線画像信号）を出力するものである。
【００１９】
光源１３０は、制御部１５０の制御に基づいて、放射線撮影装置１００の特性や取得される放射線画像信号の変動を抑制するために、被写体情報を担わない光をセンサ部１２２に放射するものである。具体的に、光源１３０は、センサ部１２２の変換素子に対して当該変換素子が感知可能な波長帯域の光を照射するものである。本実施形態では、少なくとも平面検出器１２０と光源１３０とが筐体（不図示）内に設けられている。
【００２０】
画像処理回路１４０は、制御部１５０の制御に基づいて、読み出し回路１２４から読み出されたデジタル画像信号に対して適宜画像処理を行うものである。なお、画像処理回路１４０で行われる画像処理の具体的方法は、デジタル画像信号を利用するものであって、上記課題を解決できるものであれば何でも良い。
【００２１】
制御部１５０は、必要に応じて、放射線源１１０、駆動回路１２３、読み出し回路１２４、光源１３０、画像処理回路１４０等の制御を行って、放射線撮影装置１００における動作を統括的に制御するものである。例えば、制御部１５０は、画像処理回路１４０で画像処理されたデジタル画像信号を入力し、入力したデジタル画像信号に基づいて、光源１３０の動作を制御する。
【００２２】
なお、画像処理回路１４０と制御部１５０は、それらの少なくとも１つが読み出し回路１２４と同じＩＣ又は異なるＩＣに組み込まれて筐体内に保持されていてもよい。また、放射線撮影装置１００では、放射線源１１０と平面検出器１２０との間に被写体３００が設置され、被写体情報を担う被写体３００を透過した放射線１１１ｂの線量に応じた電気信号に基づくデジタル画像信号が取得される。
【００２３】
また、本実施形態では、平面検出器１２０として、波長変換体１２１を設け、波長変換体１２１で放射線から波長変換された可視光をセンサ部１２２で電気信号に変換する間接方式の形態を用いたが、本発明においてはこれに限定されるものではない。例えば、波長変換体１２１を用いずにセンサ部１２２で放射線を直接電気信号に変換する直接方式の形態を用いても構わない。
【００２４】
本実施形態では、制御部１５０（必要に応じて平面検出器１２０及び画像処理回路１４０も含む）が、光源１３０からセンサ部１２２への光の照射の必要性を示す情報を検出する手段として機能している。
【００２５】
次に、平面検出器１２０の詳細に説明する。
図２は、図１に示す平面検出器１２０の概略構成の一例を示す模式図である。なお、図２に示す例では、説明の便宜上、画素１２２０の個数として３行×３列の９個を示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、画素数は必要に応じて適宜その行列数が決められるものである。
【００２６】
センサ部１２２は、ガラス基板等の絶縁性基板上に、画素１２２０（Ｓ１１〜Ｓ３３）が２次元行列状に複数配置された放射線検出部を有している。各画素１２２０（Ｓ１１〜Ｓ３３）は、それぞれ、放射線又は光を電荷に変換する変換素子１２２１（Ｄ１１〜Ｄ３３）と、当該変換された電荷に基づく電気信号を出力するためのスイッチ素子１２２２（Ｔ１１〜Ｔ３３）とを有して構成されている。また、各変換素子１２２１（Ｄ１１〜Ｄ３３）は、放射線又は光を電荷に変換する変換部Ｄと、当該電荷を蓄積する容量Ｃ１とを有して構成されている。なお、容量Ｃ１を変換素子１２２１の外部に別途構成する形態でもよい。
【００２７】
本実施形態における平面検出器１２０は間接方式であるため、図２では不図示であるが、センサ部１２２の上面に、図１に示す波長変換体１２１が構成されている。ここで、波長変換体１２１は、例えば、ＣｓＩ：ＴｌやＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂ等の材料が好適に用いられて形成されている。
【００２８】
また、本実施形態における変換素子１２２１（Ｄ１１〜Ｄ３３）は、例えば、アモルファスシリコンを主材料とするＭＩＳ型変換素子を用いて構成されている。ただし、本発明においてはこれに限定されるものではなく、ＰＩＮ型変換素子を用いて構成されていてもよい。また、変換素子１２２１（Ｄ１１〜Ｄ３３）として、アモルファスセレンなどを主材料とした放射線を直接電荷に変換可能な素子を用いてもよく、この場合、波長変換体１２１は不要となる。また、変換素子１２２１（Ｄ１１〜Ｄ３３）は、２つの電極と、その２つの電極の間に設けられた半導体層とを少なくとも有して形成されている。
【００２９】
本実施形態におけるスイッチ素子１２２２（Ｔ１１〜Ｔ３３）は、例えば、アモルファスシリコンを主材料とする薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いて構成されている。ただし、本発明においてはこれに限定されるものではなく、ポリシリコンを主材料とするＴＦＴを用いてもよい。また、本実施形態におけるスイッチ素子１２２２（Ｔ１１〜Ｔ３３）は、図２に示すように、三端子の能動素子を用いているが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、スイッチングダイオードなどの２端子の能動素子を用いてもよい。また、本実施形態におけるスイッチ素子１２２２（Ｔ１１〜Ｔ３３）は、図２に示すように、変換素子１２２１の一方の電極と当該スイッチ素子１２２２の２つの主電極であるソース及びドレインのうちの一方が接続されている。しかしながら、本発明においてはこれに限定されるものではなく、例えば、変換素子１２２１とスイッチ素子１２２２のゲートが接続されてソース・フォロウ・アンプを構成するものであってもよい。その際には、変換素子１２２１とスイッチ素子１２２２のゲートとの接続部の電位を初期化するためのスイッチ素子を別途設けてもよい。
【００３０】
駆動配線Ｇ１〜Ｇ３は、センサ部１２２における行方向の複数の画素１２２０のスイッチ素子１２２２の制御端子であるゲートに、行単位で共通に接続されており、駆動回路１２３からの駆動信号を各スイッチ素子１２２２に伝送するものである。信号配線Ｍ１〜Ｍ３は、センサ部１２２における列方向の複数の画素１２２０のスイッチ素子１２２２のソース又はドレインの他方に、列単位で共通に接続されており、スイッチ素子１２２２によって出力された電気信号を読み出し回路１２４に伝送するものである。また、本実施形態では、変換素子１２２１の他方の電極には、複数の画素１２２０に共通のバイアス配線（不図示）が接続されており、変換素子１２２１が放射線又は光を電荷に変換するためのバイアスが変換素子１２２１に供給されるようになっている。
【００３１】
このように、センサ部１２２は、絶縁性基板上に設けられた画素１２２０（Ｓ１１〜Ｓ３３）、駆動配線Ｇ１〜Ｇ３、信号配線Ｍ１〜Ｍ３、バイアス配線を有して構成されている。
【００３２】
駆動回路１２３は、駆動配線Ｇ１〜Ｇ３と電気的に接続され、各駆動配線Ｇ１〜Ｇ３に接続されている画素１２２０のスイッチ素子１２２２に行単位で駆動信号を印加して、スイッチ素子１２２２の導通状態と非道通状態を制御してセンサ部１２２を駆動する。
【００３３】
ここで、駆動回路１２３から出力される駆動信号は、スイッチ素子１２２２を導通状態とするパルス状の導通電圧を有している。例えば、駆動回路１２３から１行目の駆動配線Ｇ１を介して駆動信号が印加されたスイッチ素子（Ｔ１１〜Ｔ１３）は導通状態となり、変換素子（Ｄ１１〜Ｄ１３）の電荷に応じた電気信号が信号配線Ｍ１〜Ｍ３を介して行単位で並列に出力される。同様に、２行目のスイッチ素子（Ｔ２１〜Ｔ２３）も３行目のスイッチ素子（Ｔ３１〜Ｔ３３）も順次駆動され、画素１２２０から行単位で出力された電気信号は、読み出し回路１２４で１フレームのデジタル画像信号に変換されて出力される。
【００３４】
読み出し回路１２４は、信号配線Ｍ１〜Ｍ３と電気的に接続され、信号配線Ｍ１〜Ｍ３を介して出力された電気信号を行単位で並列に読み出し、並列の信号を直列の信号に変換し且つアナログの信号をデジタル信号へ変換してデジタル画像信号を出力する。
【００３５】
読み出し回路１２４は、信号配線Ｍ１〜Ｍ３に電気的に接続され、当該各Ｍ１〜Ｍ３からの電気信号を増幅して出力する演算増幅器（Ａ１〜Ａ３）と、当該演算増幅器からの電気信号をサンプルホールドするサンプルホールド回路を有している。ここで、サンプルホールド回路は、電気信号をサンプリングするスイッチ（Ｓｒ１〜Ｓｒ３）と、サンプリングされた電気信号を保持する容量（ＣＬ１〜ＣＬ３）によって構成されている。これらの演算増幅器（Ａ１〜Ａ３）とサンプルホールド回路は、信号配線Ｍ１〜Ｍ３ごとに設けられており、センサ部１２２から並列に出力された電気信号は、サンプルホールド回路まで並列に処理される。
【００３６】
読み出し回路１２４は、更に、マルチプレクサＳｒ４と、演算増幅器Ｂと、アナログデジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）１２４１を有して構成されている。マルチプレクサＳｒ４は、信号配線Ｍ１〜Ｍ３ごとに設けられたサンプルホールド回路に保持された電気信号を順次出力して直列の画像信号に変換する。演算増幅器Ｂは、マルチプレクサＳｒ４から出力された画像信号をインピーダンス変換する。Ａ／Ｄ変換器１２４１は、演算増幅器Ｂから出力されたアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換し、当該デジタル画像信号を出力する。
【００３７】
なお、図２に示す例では、Ａ／Ｄ変換器１２４１をマルチプレクサＳｒ４の後段に設けているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、Ａ／Ｄ変換器１２４１を、信号配線Ｍ１〜Ｍ３ごとにマルチプレクサＳｒ４の前段に設けてもよい。また、読み出し回路１２４中の構成は一例であって様々な形態が考えられるが、信号配線Ｍ１〜Ｍ３からのアナログ信号を入力して、増幅、マルチプレクス、Ａ／Ｄ変換を行ってデジタル画像信号として出力する機能があれば、図２に示す構成以外でも構わない。
【００３８】
なお、図２には示されていないが、本実施形態の放射線撮影装置１００には、図１に示すように、センサ部１２２の受光面（即ち放射線の入射側）に対して反対側の表面（裏面）と、筐体との間に光源１３０が配置されている。ここで、センサ部１２２の受光面は、画素１２２０が形成された表面であり、波長変換体１２１と対向しており、被写体３００の撮影時には放射線が照射される側の表面である。
【００３９】
光源１３０は、有機ＥＬパネルやＬＥＤ、冷陰極管などが好適に用いられ、また、必要に応じて周知の導光体と組み合わせて用いてもよい。また、光源１３０の発光波長は、変換素子１２２１（Ｄ１１〜Ｄ３３）が吸収可能な帯域であることが望まれる。また、光源１３０から照射された光は、センサ部１２２の裏面から直接入射して、各変換素子１２２１（Ｄ１１〜Ｄ３３）の半導体層に吸収される。
【００４０】
次に、図１及び図２を用いて、平面検出器１２０による画像取得動作を説明する。
被写体３００の放射線画像を取得する際に、制御部１５０は、放射線源１１０から被写体３００に放射線１１１ａを照射する制御を行う。これにより、被写体３００を透過した放射線１１１ｂが平面検出器１２０に照射される。
【００４１】
そして、平面検出器１２０に照射された放射線１１１ｂは、波長変換体１２１においてセンサ部１２２の変換素子１２２１（Ｄ１１〜Ｄ３３）が感知可能な波長帯域の光に波長変換を行い、波長変換された光が変換素子１２２１（Ｄ１１〜Ｄ３３）に照射される。そして、変換素子１２２１（Ｄ１１〜Ｄ３３）では、変換部Ｄにおいて照射された光の量に応じて電荷を発生し、当該電荷は容量Ｃ１に蓄積される。ここまでの動作を「蓄積動作」と称する。
【００４２】
次に、制御部１５０は、駆動回路１２３を制御して、駆動回路１２３から各駆動配線Ｇ１〜Ｇ３に駆動信号を与えて、行ごとにスイッチ素子１２２２（Ｔ１１〜Ｔ３３）を導通状態にして画素１２２０から電荷に基づく電気信号を出力する読み出し動作を行う。本実施形態では、駆動回路１２３からの駆動信号は、１行目の駆動配線Ｇ１、２行目の駆動配線Ｇ２、３行目の駆動配線Ｇ３の順に順次印加される。このため、上述したように、読み出し動作のためのスイッチ素子１２２２の制御は、行単位で行われ、行単位で画素１２２０から電気信号の出力が並列に行われる。
【００４３】
具体的には、まず、駆動回路１２３から１行目の駆動配線Ｇ１に駆動信号が印加され、１行目のスイッチ素子Ｔ１１〜Ｔ１３の制御端子に導通電圧が与えられる。これにより、１行目のスイッチ素子Ｔ１１〜Ｔ１３がオン状態となり、１行目の画素Ｓ１１〜Ｓ１３の各容量Ｃ１に蓄積されていた電荷に基づく電気信号が、信号配線Ｍ１〜Ｍ３に並列に出力される。そして、信号配線Ｍ１〜Ｍ３に出力された電気信号は、読み出し回路１２４で読み出される。
【００４４】
読み出し回路１２４に読み出された電気信号は、演算増幅器Ａ１〜Ａ３で増幅される。ここで、演算増幅器Ａ１〜Ａ３に接続されたリセット用スイッチＳｗ１〜Ｓｗ３は、制御部１５０の制御により、電気信号の読み出しを行っている時は開放されている。続いて、制御部１５０は、サンプルホールド回路のスイッチＳｒ１〜Ｓｒ３を導通して、演算増幅器Ａ１〜Ａ３で増幅された電気信号をサンプルホールド回路の容量ＣＬ１〜ＣＬ３に蓄積する制御を行う。容量ＣＬ１〜ＣＬ３に電気信号が蓄積された後、制御部１５０は、スイッチＳｒ１〜Ｓｒ３を非導通とし、容量ＣＬ１〜ＣＬ３と信号配線Ｍ１〜Ｍ３の電気的接続を遮断する。その後、制御部１５０は、リセット用スイッチＳｗ１〜Ｓｗ３を用いて演算増幅器Ａ１〜Ａ３及び信号配線Ｍ１〜Ｍ３をリセットし、次の行からの電気信号の出力に備える。ここまでの動作を「読み出し動作」と称する。
【００４５】
そして、容量ＣＬ１〜ＣＬ３にサンプルホールドされた電気信号は、マルチプレクサＳｒ４で順次出力されて並列／直列変換されて、増幅器Ｂに順次読み出される。これにより、容量ＣＬ１、ＣＬ２及びＣＬ３の順で蓄積されていた電気信号を順次出力することができる。この際、制御部１５０は、増幅器Ｂの容量Ｃｆ４は出力するごとに蓄積される電荷量が変化するため、マルチプレクサＳｒ４で容量ＣＬ１〜ＣＬ３を選択するごとに、スイッチＳｗ４を短絡して容量Ｃｆ４を初期状態に戻す必要がある。
【００４６】
これにより１行目の画素Ｓ１１〜Ｓ１３の電荷に基づく電気信号が、マルチプレクサＳｒ４によりアナログ電気信号として増幅器Ｂに順次出力されることになる。そして、このアナログ電気信号は、増幅器Ｂでインピーダンス変換され、Ａ／Ｄ変換器１２４１でデジタルアナログ変換され、１行分のデジタル画像信号として出力される。ここまでの動作を「出力動作」と称する。
【００４７】
この読み出し動作と出力動作とを２行目及び３行目の画素１２２０に対しても同様に順次行うことにより、各行分のデジタル画像信号が読み出し回路１２４から出力される。また、本実施形態では、例えば１行目の出力動作と２行目の読み出し動作とを同じ期間内に時間的に重ねて行うようにする。これにより、１行目の出力動作の後に２行目の読み出し動作を行う形態に比べて、１画像分の画像信号を取得する撮影動作の時間を短くすることが可能となる。
【００４８】
次に、本実施形態に係る放射線撮影装置１００、及び、当該放射線撮影装置１００を含む放射線撮影システムの制御方法について説明する。
【００４９】
放射線撮影装置１００では、装置に電源が投入され変換素子１２２１にバイアスが与えられてからの経過時間や、撮影動作の時間、平面検出器１２０に照射される放射線量又は光量等の影響を受けて、装置の特性の変動や取得される画像信号に変動が生じる。これを解決するために、本実施形態の放射線撮影装置１００では、被写体３００の画像情報を有する放射線１１１ｂとは別に、光源１３０から照射された画像情報を担わない光をセンサ部１２２に照射して、装置の特性の変動や画像信号の変動を抑制している。ただし、この場合、画像情報を担わない光の１回の照射量が、変換素子１２２１の飽和状態になる以上である場合、無駄な光を変換素子１２２１に照射してしまい、変換素子１２２１の劣化や光照射を行う光源１３０の劣化を招く結果となる。そのため、本実施形態の放射線撮影装置１００では、変換素子１２２１が飽和状態になるまでの光を照射できるように、予め光源１３０の入力電圧を調整する必要がある。
【００５０】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る放射線撮影装置を含む放射線撮影システムの概略構成の一例を示す模式図である。ここで、図３において、図１に示す放射線撮影装置１００と同様の構成については、同じ符号を付している。
【００５１】
放射線撮影システム１０は、図３に示すように、例えば、放射線撮影装置１００と、テーブル２１０と、放射線発生装置２２０と、モニタ２３０を有して構成されている。
【００５２】
テーブル２１０は、図１に示す被写体３００を載置する台である。
放射線源１１０は、被写体３００を載置するテーブル２１０を挟んで、平面検出器１２０と対向した位置に取り付けられている。平面検出器１２０は、図１と同様に、波長変換体１２１と、センサ部１２２と、駆動回路１２３と、読み出し回路１２４を有して構成されている。なお、図３に示す例では、平面検出器１２０は、テーブル２１０に取り付けられている例が示されているが、例えば、カセッテとして自由に持ち運べる形態であってもよい。この平面検出器１２０は、ケーブル又は無線通信によって、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）からなる制御部１５０と接続されており、放射線撮影装置１００の内部にある電源（不図示）、放射線発生装置２２０を介した放射線源１１０と同期が取られている。
【００５３】
放射線発生装置２２０には、撮影ボタン（動画）２２１及び撮影ボタン（静止画）２２２の各種のボタン等が設けられており、当該各種のボタンの操作状態及び制御部１５０の制御に従って、放射線源１１０から放射線１１１ａを発生させる。
【００５４】
モニタ２３０は、例えば制御部１５０に接続されており、撮影者（技師、医師等）は、モニタ２３０を通じて撮影画像を確認することが可能となっている。
【００５５】
また、本実施形態では、ＰＣからなる制御部１５０とは別構成で画像処理回路１４０が構成されているが、例えばＰＣからなる制御部１５０の内部に画像処理回路１４０が構成されている形態であってもよい。画像処理回路１４０は、センサ部１２２からの出力を読み出し回路１２４を経てデジタル画像信号として取得し、画像処理を行う。
【００５６】
本実施形態の制御部１５０は、画像処理回路１４０から得られた暗出力値及びそれが１画像分となった暗出力画像を用いた演算処理後の情報と、放射線源１１０の動作状態に基づいて、光源１３０の発光動作の制御を行う。なお、光源１３０を発光させる条件等は、後述する。
【００５７】
また、放射線撮影装置１００には、撮影モードとして、放射線画像を静止画で撮影する静止画モード（静止画撮影モード）と、放射線画像を動画で撮影する動画モード（動画撮影モード）による撮影機能がある。そして、放射線撮影装置１００は、静止画モードと動画モードとを少なくとも切り替え可能に構成されている。撮影者は、図３の撮影ボタン（動画）２２１の操作により静止画モードから動画モードへの切り替えが可能であり、撮影ボタン（静止画）２２２の操作により動画モードから静止画モードへの切り替えが可能である。
【００５８】
次に、撮影のタイミングを含めた制御例について説明する。
図４は、本発明の第１の実施形態に係る放射線撮影装置の制御方法の一例を示すフローチャートである。具体的に、図４は、静止画モード（静止画撮影モード）から動画モード（動画撮影モード）への切り替えに係る制御のフローチャートである。
【００５９】
静止画モードによる撮影中に、まず、ステップＳ１０１において、制御部１５０は、図３の撮影ボタン（動画）２２１が押されたか否かを判断する。
【００６０】
ステップＳ１０１の判断の結果、撮影ボタン（動画）２２１が押されていない場合には、ステップＳ１０２に進み、制御部１５０は、引き続き、静止画モードによる撮影を行う制御を行う。その後、ステップＳ１０１に戻る。
【００６１】
一方、ステップＳ１０１の判断の結果、撮影ボタン（動画）２２１が押された場合には、ステップＳ１０３に進み、制御部１５０は、動画モードの設定を行う。
【００６２】
続いて、ステップＳ１０４において、制御部１５０は、最後の静止画モードによる撮影を行う制御を行う。
【００６３】
続いて、ステップＳ１０５において、制御部１５０は、静止画モードによる撮影を終了する制御を行う。
【００６４】
このステップＳ１０５の処理と共に、ステップＳ１０６において、制御部１５０は、平面検出器１２０から得られたオフセット画像の全画素値から、基準値（本例では最小画素値）を検出する制御を行う。ここで、オフセット画像は、撮影モードの切り替えに係る放射線画像の動画撮影（Ｓ１１０）を行う前（直前）に、被写体３００に放射線を照射せずに撮影された画像である。
【００６５】
続いて、ステップＳ１０７において、制御部１５０は、ステップＳ１０６で検出した基準値（本例では最小画素値）を、例えば内部メモリに保存する制御を行う。
【００６６】
続いて、ステップＳ１０８において、制御部１５０は、例えば上述した基準値に基づいて、光源１３０の発光量を調整する制御を行う。具体的に、制御部１５０は、変換素子１２２１を飽和状態とする光を光源１３０から照射するための制御を行う。
【００６７】
ステップＳ１０５及びＳ１０８の処理が終了すると、ステップＳ１０９に進む。
ステップＳ１０９に進むと、光源１３０は、ステップＳ１０８の制御部１５０による発光量の調整に基づいて、当該調整に係る発光量の光を、センサ部１２２に発光して照射する。
【００６８】
その後、ステップＳ１１０に進み、制御部１５０は、ステップＳ１０３で設定した動画モードによる撮影開始の制御を行う。
以上の処理により、図４に示すフローチャートの処理が終了する。
【００６９】
図５は、本発明の第１の実施形態を示し、静止画モード（静止画撮影モード）から動画モード（動画撮影モード）への切り替えに係るタイミングチャートである。即ち、この図５は、図４に示すフローチャートの処理に対応したものである。
【００７０】
図５の駆動タイミングチャートにおいて、制御部１５０の制御により、静止画モードと動画モードでは、放射線の放射による放射線画像Ｘの撮影と連続して、放射線が放射されないオフセット画像Ｆの撮影が行われる。ここでは、直前に撮影された画像の一例として、オフセット画像Ｆを取り上げて説明を行う。そして、最後に撮影されたオフセット画像Ｆは、平面検出器１２０から制御部１５０に送られ、内部メモリ等に保存される。
【００７１】
このとき、制御部１５０は、図２のＡ／Ｄ変換器１２４１のＡＤ変換前または後において、１画素ずつ画素値の比較を行い、オフセット画像Ｆの全画素値より基準値を検出する。ここで、基準値は、Ａ／Ｄ変換器１２４１により変換される場合があるため、最大画素値または最小画素値となる（本例では、最小画素値を用いている）。また、基準値は、デジタル値またはアナログ値、その他の信号でも構わない。ここで、本実施形態では、一例として、基準値が最小画素値の場合を取り上げて説明を行う。
【００７２】
図６は、本発明の第１の実施形態を示し、オフセット画像の最小画素値が検出された画素を含む横ライン画素の画素値の一例を示す模式図である。
具体的に、制御部１５０は、最小画素値である基準値を検出し、当該基準値から画素の飽和値までの差分の画素値を計算して、次の放射線画像の撮影を行う際に全ての変換素子１２２１が飽和状態となる光の発光量（照射量）を予め予測して当該発光量を調整する。そして、光源１３０は、制御部１５０の制御に基づいて、図５に示すタイミングチャートに示す駆動のように光をセンサ部１２２に照射して、事前に予測し調整された、変換素子１２２１が飽和状態となる発光量の光を照射する。その後、図５に示すタイミングチャートでは、動画モードによる撮影が開始される。
【００７３】
図７は、本発明の第１の実施形態に係る放射線撮影装置の制御方法の一例を示すフローチャートである。具体的に、図４は、動画モード（動画撮影モード）から静止画モード（静止画撮影モード）への切り替えに係る制御のフローチャートである。
【００７４】
動画モードによる撮影中に、まず、ステップＳ２０１において、制御部１５０は、図３の撮影ボタン（静止画）２２２が押されたか否かを判断する。
【００７５】
ステップＳ２０１の判断の結果、撮影ボタン（静止画）２２２が押されていない場合には、ステップＳ２０２に進み、制御部１５０は、引き続き、動画モードによる撮影を行う制御を行う。その後、ステップＳ２０１に戻る。
【００７６】
一方、ステップＳ２０１の判断の結果、撮影ボタン（静止画）２２２が押された場合には、ステップＳ２０３に進み、制御部１５０は、静止画モードの設定を行う。
【００７７】
続いて、ステップＳ２０４において、制御部１５０は、最後の動画モードによる撮影を行う制御を行う。
【００７８】
続いて、ステップＳ２０５において、制御部１５０は、動画モードによる撮影を終了する制御を行う。
【００７９】
このステップＳ２０５に処理と共に、ステップＳ２０６において、制御部１５０は、平面検出器１２０から得られたオフセット画像の全画素値から、基準値（本例では最小画素値）を検出する制御を行う。ここで、オフセット画像は、撮影モードの切り替えに係る放射線画像の静止画撮影（Ｓ２１０）を行う前（直前）に、被写体３００に放射線を照射せずに撮影された画像である。
【００８０】
続いて、ステップＳ２０７において、制御部１５０は、ステップＳ２０６で検出した基準値（本例では最小画素値）を、例えば内部メモリに保存する制御を行う。
【００８１】
続いて、ステップＳ２０８において、制御部１５０は、例えば上述した基準値に基づいて、光源１３０の発光量を調整する制御を行う。具体的に、制御部１５０は、変換素子１２２１を飽和状態とする光を光源１３０から照射するための制御を行う。
【００８２】
ステップＳ２０５及びＳ２０８の処理が終了すると、ステップＳ２０９に進む。
ステップＳ２０９に進むと、光源１３０は、ステップＳ２０８の制御部１５０による発光量の調整に基づいて、当該調整に係る発光量の光を、センサ部１２２に発光して照射する。
【００８３】
その後、ステップＳ２１０に進み、制御部１５０は、ステップＳ２０３で設定した静止画モードによる撮影開始の制御を行う。
以上の処理により、図７に示すフローチャートの処理が終了する。
【００８４】
図８は、本発明の第１の実施形態を示し、動画モード（動画撮影モード）から静止画モード（静止画撮影モード）への切り替えに係るタイミングチャートである。即ち、この図８は、図７に示すフローチャートの処理に対応したものである。
【００８５】
この図７及び図８における切り替えの場合も、上述した図４及び図５における切り替えの場合と同様に、光源１３０から照射する光を制御して、変換素子１２２１に光を照射する。
【００８６】
第１の実施形態によれば、オフセット画像における基準値に基づき光源の発光量を制御することにより、光源１３０からの１回の光の照射量を抑えることができる。これにより、変換素子１２２１の（光）リセットを目的とする光を照射する光源１３０の負荷や消費電力、発熱量を低減することが可能となるとともに、変換素子１２２１の劣化の促進を抑制することが可能となる。
【００８７】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００８８】
ここで、第２の実施形態に係る放射線撮影装置の概略構成は、第１の実施形態に係る図１の放射線撮影装置１００の概略構成と同様である。また、第２の実施形態に係る放射線撮影システムの概略構成は、第１の実施形態に係る図３の放射線撮影システム１０の概略構成と同様である。以下の説明においては、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明を行う。
【００８９】
図９は、本発明の第２の実施形態に係る放射線撮影装置の制御方法の一例を示すフローチャートである。具体的に、図９は、静止画モード（静止画撮影モード）から動画モード（動画撮影モード）への切り替えに係る制御のフローチャートであり、図４に示す処理と同様の処理については同じステップ番号を付し、その説明は省略する。
【００９０】
まず、図９の処理では、図４に示すステップＳ１０１〜Ｓ１０５の処理を行う。
【００９１】
ステップＳ１０４の処理が終了すると、ステップＳ３０１において、制御部１５０は、放射線絞り範囲（放射線照射範囲）の検出を行う。
具体的に、ステップＳ３０１では、放射線源１１０と平面検出器１２０との距離が一定で放射線照射範囲が切り替わった時に、制御部１５０は、まず、放射線発生装置２２０のエンコーダ等に放射線絞り範囲（放射線照射範囲）の位置情報の要求信号を送信する。そして、制御部１５０は、放射線絞り範囲（放射線照射範囲）が決まった時に、放射線発生装置２２０から放射線絞り範囲として放射線の画素範囲の信号を受信し、当該受信信号から、放射線絞り範囲の検出を行う。
【００９２】
続いて、ステップＳ３０２において、制御部１５０は、まず、ステップＳ３０１で検出した放射線絞り範囲に基づいて基準値の検出範囲を設定する。そして、制御部１５０は、設定した基準値の検出範囲に基づいて、平面検出器１２０から得られたオフセット画像の全画素値から、基準値（本例では最小画素値）を検出する制御を行う。ここで、オフセット画像は、図４のステップＳ１０６におけるものと同様である。
【００９３】
その後、図４に示すステップＳ１０７〜Ｓ１１０の処理を経て、図９に示すフローチャートにおける処理を終了する。
【００９４】
図１０は、本発明の第２の実施形態に係る放射線撮影装置の制御方法の一例を示すフローチャートである。具体的に、図１０は、動画モード（動画撮影モード）から静止画モード（静止画撮影モード）への切り替えに係る制御のフローチャートであり、図７に示す処理と同様の処理については同じステップ番号を付し、その説明は省略する。
【００９５】
まず、図１０の処理では、図７に示すステップＳ２０１〜Ｓ２０５の処理を行う。
【００９６】
ステップＳ２０４の処理が終了すると、ステップＳ４０１において、制御部１５０は、放射線絞り範囲（放射線照射範囲）の検出を行う。
具体的に、ステップＳ４０１では、放射線源１１０と平面検出器１２０との距離が一定で放射線照射範囲が切り替わった時に、制御部１５０は、まず、放射線発生装置２２０のエンコーダ等に放射線絞り範囲（放射線照射範囲）の位置情報の要求信号を送信する。そして、制御部１５０は、放射線絞り範囲（放射線照射範囲）が決まった時に、放射線発生装置２２０から放射線絞り範囲として放射線の画素範囲の信号を受信し、当該受信信号から、放射線絞り範囲の検出を行う。
【００９７】
続いて、ステップＳ４０２において、制御部１５０は、まず、ステップＳ４０１で検出した放射線絞り範囲に基づいて基準値の検出範囲を設定する。そして、制御部１５０は、設定した基準値の検出範囲に基づいて、平面検出器１２０から得られたオフセット画像の全画素値から、基準値（本例では最小画素値）を検出する制御を行う。ここで、オフセット画像は、図７のステップＳ２０６におけるものと同様である。
【００９８】
その後、図７に示すステップＳ２０７〜Ｓ２１０の処理を経て、図１０に示すフローチャートにおける処理を終了する。
【００９９】
図１１は、本発明の第２の実施形態を示し、放射線絞り範囲の変更に伴って設定される基準値の検出範囲の一例を示す模式図である。
【０１００】
図１１（ａ）は、撮影モード切り替え時に放射線絞り範囲（放射線照射範囲）が拡大された場合を示している。図１１（ａ）において、範囲１１０１は、前回（直前）の撮影で放射線が照射された放射線絞り範囲であり、範囲１１０２は、今回の撮影で放射線が照射された放射線絞り範囲であり、放射線絞り範囲が範囲１１０１から範囲１１０２に拡大されている。この場合、制御部１５０は、例えば、前回の撮影で放射線が照射されなかった範囲を基準値の検出範囲とし、当該範囲のオフセット画像の全画素値から、基準値（最小画素値）を検出する。
【０１０１】
また、図１１（ｂ）は、撮影モード切り替え時に放射線絞り範囲（放射線照射範囲）が縮小された場合を示している。図１１（ｂ）において、範囲１１０３は、前回（直前）の撮影で放射線が照射された放射線絞り範囲であり、範囲１１０４は、今回の撮影で放射線が照射された放射線絞り範囲であり、放射線絞り範囲が範囲１１０３から範囲１１０４に縮小されている。この場合、制御部１５０は、例えば、縮小された範囲（１１０４）を基準値の検出範囲とし、当該範囲のオフセット画像の全画素値から、基準値（最小画素値）を検出する。
【０１０２】
第２の実施形態によれば、放射線絞り範囲に基づいて基準値の検出範囲を設定することにより、第１の実施形態における効果に加えて、更に、基準値の検出対象の画素数を減らすことができ、オフセット画像からの基準値の検出を早めることが可能となる。
【０１０３】
（本発明の他の実施形態）
前述した本発明の各実施形態に係る放射線撮影装置１００の制御方法を示す図４、図７、図９及び図１０の各ステップは、コンピュータのＣＰＵが記憶媒体に記憶されているプログラムを実行することによって実現できる。このプログラム及び当該プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は本発明に含まれる。
【０１０４】
また、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラム若しくは記憶媒体等としての実施形態も可能であり、具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用してもよいし、また、１つの機器からなる装置に適用してもよい。
【０１０５】
なお、本発明は、前述した各実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラム（実施形態では図４、図７、図９及び図１０に示すフローチャートに対応したプログラム）を、システム或いは装置に直接、或いは遠隔から供給するものを含む。そして、そのシステム或いは装置のコンピュータが前記供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合も本発明に含まれる。
【０１０６】
したがって、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、前記コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。
【０１０７】
その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等の形態であってもよい。
【０１０８】
プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷなどがある。また、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ）などもある。
【０１０９】
その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続する。そして、前記ホームページから本発明のコンピュータプログラムそのもの、若しくは圧縮され自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることによっても供給できる。
【０１１０】
また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明に含まれるものである。
【０１１１】
また、本発明のプログラムを暗号化してＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してユーザに配布し、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせる。そして、ダウンロードした鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。
【０１１２】
また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した各実施形態の機能が実現される。その他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが、実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によっても前述した各実施形態の機能が実現され得る。
【０１１３】
さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる。その後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によっても前述した各実施形態の機能が実現される。
【０１１４】
なお、本発明の課題解決を目的とし、前述した各実施形態の組み合わせを行った場合や、容易に想像がつく応用を行った場合も本発明の範囲に含まれるものである。つまり、前述した各実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。即ち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【０１１５】
１００：放射線撮影装置、１１０：放射線源、１１１ａ，１１１ｂ：放射線、１２０：平面検出器、１２１：波長変換体、１２２：センサ部、１２３：駆動回路、１２４：読み出し回路、１３０：光源、１４０：画像処理回路、１５０：制御部、３００：被写体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を用いて被写体の撮影を行う放射線撮影装置であって、
変換素子を有する画素を複数含み構成され、前記被写体を透過した前記放射線に基づく放射線画像を取得するための平面検出器と、
前記変換素子に対して当該変換素子が感知可能な波長帯域の光を照射する光源と、
前記放射線画像の撮影を行う前に、前記放射線を用いずに撮影されたオフセット画像から基準値を検出し、当該基準値に基づいて前記変換素子を飽和状態とする光を前記光源から照射する制御を行う制御部と
を有することを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項２】
前記光源は、前記平面検出器における前記放射線の入射側に対して反対側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記放射線画像の撮影を行う直前に撮影された前記オフセット画像の前記基準値に基づいて、前記光の発光量を調整する制御を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の放射線撮影装置。
【請求項４】
前記基準値は、前記オフセット画像の各画素値を比較することにより検出された値であり、
前記制御部は、前記放射線画像の撮影を行う際に、全ての前記変換素子が飽和状態となる前記光の発光量を予め予測して制御を行うことを特徴とする請求項３に記載の放射線撮影装置。
【請求項５】
前記放射線撮影装置では、撮影モードとして、前記放射線画像を静止画で撮影する静止画モードと、前記放射線画像を動画で撮影する動画モードとを少なくとも切り替え可能に構成されており、
前記制御部は、前記撮影モードが切り替わる際に、前記光源から前記光を照射する制御を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記撮影モードが切り替わる際に、前記平面検出器に対する前記放射線の照射範囲が切り替わる場合、当該照射範囲に基づいて前記基準値の検出範囲を設定し、当該基準値の検出範囲に基づいて前記基準値の検出を行うことを特徴とする請求項５に記載の放射線撮影装置。
【請求項７】
放射線を用いて被写体の撮影を行う放射線撮影装置の制御方法であって、
前記放射線撮影装置は、変換素子を有する画素を複数含み構成され、前記被写体を透過した前記放射線に基づく放射線画像を取得するための平面検出器と、前記変換素子に対して当該変換素子が感知可能な波長帯域の光を照射する光源とを備えており、
前記放射線画像の撮影を行う前に、前記放射線を用いずに撮影されたオフセット画像から基準値を検出する検出ステップと、
前記基準値に基づいて前記変換素子を飽和状態とする光を前記光源から照射する制御を行う制御ステップと
を有することを特徴とする放射線撮影装置の制御方法。
【請求項１】
放射線を用いて被写体の撮影を行う放射線撮影装置であって、
変換素子を有する画素を複数含み構成され、前記被写体を透過した前記放射線に基づく放射線画像を取得するための平面検出器と、
前記変換素子に対して当該変換素子が感知可能な波長帯域の光を照射する光源と、
前記放射線画像の撮影を行う前に、前記放射線を用いずに撮影されたオフセット画像から基準値を検出し、当該基準値に基づいて前記変換素子を飽和状態とする光を前記光源から照射する制御を行う制御部と
を有することを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項２】
前記光源は、前記平面検出器における前記放射線の入射側に対して反対側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記放射線画像の撮影を行う直前に撮影された前記オフセット画像の前記基準値に基づいて、前記光の発光量を調整する制御を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の放射線撮影装置。
【請求項４】
前記基準値は、前記オフセット画像の各画素値を比較することにより検出された値であり、
前記制御部は、前記放射線画像の撮影を行う際に、全ての前記変換素子が飽和状態となる前記光の発光量を予め予測して制御を行うことを特徴とする請求項３に記載の放射線撮影装置。
【請求項５】
前記放射線撮影装置では、撮影モードとして、前記放射線画像を静止画で撮影する静止画モードと、前記放射線画像を動画で撮影する動画モードとを少なくとも切り替え可能に構成されており、
前記制御部は、前記撮影モードが切り替わる際に、前記光源から前記光を照射する制御を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記撮影モードが切り替わる際に、前記平面検出器に対する前記放射線の照射範囲が切り替わる場合、当該照射範囲に基づいて前記基準値の検出範囲を設定し、当該基準値の検出範囲に基づいて前記基準値の検出を行うことを特徴とする請求項５に記載の放射線撮影装置。
【請求項７】
放射線を用いて被写体の撮影を行う放射線撮影装置の制御方法であって、
前記放射線撮影装置は、変換素子を有する画素を複数含み構成され、前記被写体を透過した前記放射線に基づく放射線画像を取得するための平面検出器と、前記変換素子に対して当該変換素子が感知可能な波長帯域の光を照射する光源とを備えており、
前記放射線画像の撮影を行う前に、前記放射線を用いずに撮影されたオフセット画像から基準値を検出する検出ステップと、
前記基準値に基づいて前記変換素子を飽和状態とする光を前記光源から照射する制御を行う制御ステップと
を有することを特徴とする放射線撮影装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−２７６５８０（Ｐ２０１０−２７６５８０Ａ）
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３２１９０（Ｐ２００９−１３２１９０）
【出願日】平成２１年６月１日（２００９．６．１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１日（２００９．６．１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]