Ｘ線平面検出器、Ｘ線平面検出器の動作方法およびＸ線平面検出システム
【課題】画像データの転送におけるボトルネックの発生を抑制する。
【解決手段】Ｘ線平面検出器２０の動作は、読出工程と送出工程とを備える。読出工程では、１つのゲートラインに所定の信号を与えて、そのゲートラインに対応する複数の３１画素から画素値を読み出す行読出工程を、すべての前記ゲートラインに対して実行する。送出工程では、行読出工程で読み出された画素値を外部機器に送出する行送出工程をすべてのゲートラインに対して実行する。１回目の行読出工程で読み出された画素値（Ａ１〜Ａ６）は、画素値（Ｂ１〜Ｂ６）を読み出す２回目の行読出工程と並行して行われる行送出工程で通信部２６によって外部機器に伝達される。その後、順次、行読出工程と行送出工程を並行して行っていく。
【解決手段】Ｘ線平面検出器２０の動作は、読出工程と送出工程とを備える。読出工程では、１つのゲートラインに所定の信号を与えて、そのゲートラインに対応する複数の３１画素から画素値を読み出す行読出工程を、すべての前記ゲートラインに対して実行する。送出工程では、行読出工程で読み出された画素値を外部機器に送出する行送出工程をすべてのゲートラインに対して実行する。１回目の行読出工程で読み出された画素値（Ａ１〜Ａ６）は、画素値（Ｂ１〜Ｂ６）を読み出す２回目の行読出工程と並行して行われる行送出工程で通信部２６によって外部機器に伝達される。その後、順次、行読出工程と行送出工程を並行して行っていく。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施形態は、Ｘ線平面検出器、Ｘ線平面検出器の動作方法およびＸ線平面検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線診断で用いられてきたＸ線フィルムに代わり、現像が不要で瞬時に高解像度のＸ線画像を見ることができるＸ線平面検出器（Flat Panel Detector。以下、「ＦＰＤ」とも記す）が開発されている。このＸ線平面検出器が出力する画像情報は、デジタルデータであるため、コンピュータや通信ネットワークによる電子ファイルでのデータ保存、データ送信が可能となる。このため、医師と患者にとって有用な新しい医療システムのＩＴ（情報技術）化が推進するものと考えられる。
【０００３】
このＸ線平面検出器を用いた画像データ転送システムは、たとえばＸ線発生器とＸ線平面検出器とＸ線コントローラとを有している。Ｘ線発生器は、Ｘ線を発生させて患者に照射する。Ｘ線検出器は、患者を通過したＸ線を検出して画像データに変換する。Ｘ線コントローラは、Ｘ線発生器で発生させるＸ線を制御する。Ｘ線発生器、Ｘ線平面検出器およびＸ線コントローラは、患者診察室内に設けられる。
【０００４】
また、医師診断室は、患者診察室とは別室に設けられる。医師診断室内には、Ｘ線平面検出器から転送された画像データを受信して表示などをする外部機器と、外部機器に接続されてＸ線コントローラを制御する制御装置が設けられる。
【０００５】
患者診察室内に設けられたＸ線平面検出器と、医師診断室内の外部機器とは、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、ＬＡＮケーブル、光ファイバなどの有線または無線ＬＡＮなどの無線による画像データ転送手段によって接続されている。Ｘ線平面検出器から出力される画像データは、この画像データ転送手段によって転送される。
【０００６】
Ｘ線平面検出器は、その内部に、撮影したＸ線を画像データへと変換するＸ線撮影部と、その画像データを蓄積する画像蓄積部と、蓄積された画像データを外部機器へと転送する画像転送部とを有している。この画像データ転送システムでは、まず、Ｘ線発生器により患者へ向けてＸ線を発生し、患者を通して入射したＸ線をＸ線平面検出器のＸ線撮影部によって撮影し、画像データへと変換する。次に、画像蓄積部にその画像データを蓄積し、更に、画像転送部によってその全（フル）画像データを外部機器へ転送する。全画像データが転送された外部機器によって、画像データが再構成されて、外部機器に画像が表示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１２８０２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このような処理手順において、画像データは、Ｘ線平面検出器内部の画像蓄積部に一旦蓄積されるが、この画像データは一枚当たりの情報量が数ギガバイト〜数十ギガバイトと巨大なサイズとなる。このため、外部機器へ画像データを転送する際に、データ転送の流れが滞る所謂「ボトルネック」が発生する可能性がある。もしボトルネックが発生した場合は、Ｘ線撮影から外部機器にて撮影画像を閲覧するまでの間にタイムラグが生じてしまう。
【０００９】
本発明の実施の形態が解決しようとする課題は、Ｘ線平面検出システムにおいて、画像データの転送におけるボトルネックの発生を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、一実施形態による二次元配列された受光素子と、前記受光素子の行に対応して設けられたゲートラインと、前記受光素子の列に対応して設けられたデータラインと、所定の信号が前記ゲートラインに流れたときにそのゲートラインに接続された前記受光素子から前記データラインを介して画素値を取得する画素信号読出部と、前記画素値を外部機器に送出する通信部と、を有するＸ線平面検出器の動作方法は、１つの前記ゲートラインに前記所定の信号を与えてそのゲートラインに対応する複数の前記受光素子から前記画素値を読み出す行読出工程をすべての前記ゲートラインに対して実行する読出工程と、前記行読出工程で読み出された前記画素値を前記外部機器に送出する行送出工程をすべての前記ゲートラインに対して実行する送出工程と、を具備し、少なくとも１回の前記行送出工程は前記行読出工程に並行して実行されることを特徴とする。
【００１１】
また、一実施形態によるＸ線平面検出器は、二次元配列された受光素子と、前記受光素子の行に対応して設けられた複数のゲートラインと、前記受光素子の列に対応して設けられた複数のデータラインと、所定の信号が前記ゲートラインに流れたときにそのゲートラインに接続された前記受光素子から前記データラインを介して画素値を取得する画素信号読出部と、前記画素値を前記外部機器に送出する通信部と、１つの前記ゲートラインに前記所定の信号を与えてそのゲートラインに対応する複数の前記受光素子から前記画素値を読み出させる行読出動作をすべての前記ゲートラインに対して実行する、前記行読出動作で読み出された前記画素値を前記通信回路から前記外部機器に送出させる行送出動作をすべての前記ゲートラインに対して実行する、少なくとも１回の前記行送出動作を前記行読出動作に並行して実行させる制御部と、を具備することを特徴とする。
【００１２】
また、一実施形態によるＸ線平面検出システムは、二次元配列された受光素子と、前記受光素子の行に対応して設けられた複数のゲートラインと、前記受光素子の列に対応して設けられた複数のデータラインと、所定の信号が前記ゲートラインに流れたときにそのゲートラインに接続された前記受光素子から前記データラインを介して画素値を取得する画素信号読出部と、前記画素値を送出する通信回路と、１つの前記ゲートラインに前記所定の信号を与えてそのゲートラインに対応する複数の前記受光素子から前記画素値を読み出させる行読出動作をすべての前記ゲートラインに対して実行し、前記行読出動作で読み出された前記画素値を前記通信回路から前記外部機器に送出させる行送出動作をすべての前記ゲートラインに対して実行する、制御部と、を有し、少なくとも１回の前記行送出動作は前記行読出動作と並行して実行されるＸ線平面検出器と、前記通信回路から送出された前記画素値を伝達されて処理する外部機器と、前記Ｘ線平面検出器と前記外部機器との間に延びて前記画素値が流れる伝送経路と、を具備することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態によるＸ線平面検出器のブロック図である。
【図２】第１実施形態によるパネルの一部の回路図である。
【図３】第１実施形態によるＸ線平面検出器を用いたＸ線平面検出システムのブロック図である。
【図４】第１実施形態によるパネルからの画素値の読み取り方法のフローチャートである。
【図５】第１実施形態によるＸ線平面検出器の動作方法のフローチャートである。
【図６】第１実施形態によるＸ線平面検出器の一部の動作のタイミングチャートである。
【図７】第２実施形態によるＸ線平面検出器のパネルの模式的平面図である。
【図８】第２実施形態によるＸ線平面検出器の駆動方法のフローチャートである。
【図９】第２実施形態によるＸ線平面検出器の一部の動作のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、いくつかの実施形態によるＸ線平面検出器を、図面を参照して説明する。なお、同一または類似の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
［第１実施形態］
図３は、第１実施形態によるＸ線平面検出器を用いたＸ線平面検出システムのブロック図である。
【００１５】
Ｘ線平面検出システム１０は、Ｘ線平面検出器２０と、Ｘ線発生器１１と、Ｘ線コントローラ１２と、外部機器１３と、制御装置１４と、を有している。このＸ線平面検出システム１０は、患者室１５および観察室１６に分散して設置される。
【００１６】
患者室１５には、Ｘ線平面検出器２０と、Ｘ線発生器１１と、Ｘ線コントローラ１２とが配置される。観察室１６には、外部機器１３と、制御装置１４とが配置される。
【００１７】
Ｘ線発生器１１は、Ｘ線９０を発生する。Ｘ線発生器１１は、Ｘ線コントローラ１２に制御される。Ｘ線コントローラ１２は、制御装置１４によって制御される。
【００１８】
Ｘ線平面検出器２０は、Ｘ線発生器１１が発生したＸ線９０が入射する位置に配置される。Ｘ線発生器１１とＸ線平面検出器２０との間には、患者などの撮像対象物１７を配置する空間が形成されている。Ｘ線発生器１１が発生したＸ線９０は、この空間に配置された撮像対象物１７を透過してＸ線平面検出器２０に入射する。Ｘ線平面検出器２０は、撮像対象物１７を透過するＸ線の強度分布を測定し、画像データとして出力する。
【００１９】
Ｘ線平面検出器２０が出力する画像データは、外部機器１３に転送される。外部機器１３は、転送された画像データをディスプレーに表示したり、あるいは必要に応じて画像データを処理したりする。観察室１６に居る医師などの医療関係者は、外部機器１３に表示された画像あるいは画像データを処理した情報などを確認し、必要に応じて制御装置１４を操作する。
【００２０】
患者室１５内のＸ線検出器２０と観察室１６内の外部機器１３との間には、伝送経路１８が延びている。この伝送経路１８は、たとえばEthernet（登録商標。IEEE 802.3系）、Wireless LAN（IEEE 802.11系など）、Bluetooth（IEEE 802.15.1）、USB 1.1/2.0/3.0、Wireless USB、DVI、HDMI、DisplayPort、GPIB（IEEE-488）、IEEE-1394、Fibre Channel、IrDA、RS-232C（ANSI/TIA/EIA-232-F）などを用いたものであって、デジタルデータを伝送できるものであればどのようなものでもよい。
【００２１】
制御装置１４とＸ線コントローラ１２との間には、通信経路２８が延びている。制御装置１４は、この通信経路２８を介してＸ線コントローラ１２に制御信号を伝達してＸ線コントローラ１２を制御する。また、制御装置１４とＸ線平面検出器２０との間にも、通信経路１９が延びている。Ｘ線平面検出器２０は、この通信経路１９を介して送られる制御信号によって制御装置１４に制御される。
【００２２】
図１は、本実施形態によるＸ線平面検出器のブロック図である。図２は、本実施形態によるパネルの一部の回路図である。
【００２３】
Ｘ線平面検出器２０は、パネル２１と、ゲートライン制御部２２と、画素読取整列部２３と、データライン制御部２４と、記憶部２５と、通信部２６と、中央制御部２７とを有している。パネル２１は、二次元配列された複数の画素３１を有している。
【００２４】
画素３１は、二次元に配列されている。それぞれの画素３１は、Ｘ線９０の入射によって電気信号を発生する素子を備えている。このＸ線９０の入射によって電気信号を発生する素子とは、たとえば、フォトダイオード４４およびこのフォトダイオード４４に並列に接続されたコンデンサー４５である。フォトダイオード４４は、パネル２１の表面に設けられてＸ線９０の入射によって蛍光を発生する蛍光膜からの蛍光によって電荷を発生する。コンデンサー４５はフォトダイオード４４が発生した電荷を蓄積する。また、それぞれの画素３１は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などのスイッチング素子４３を備えている。
【００２５】
パネル２１は、画素３１の行に対応して設けられた複数のゲートライン４１を有している。また、パネル２１は、画素３１の列に対応して設けられた複数のデータライン４２を有している。それぞれの画素３１のスイッチング素子４３は、ゲートライン４１に接続されている。受光素子であるフォトダイオード４４およびコンデンサー４５は、スイッチング素子４３を介してデータライン４２に接続されている。
【００２６】
Ｘ線平面検出器２０にＸ線９０が入射すると、それぞれの画素３１にＸ線の入射強度に応じた電荷が蓄積される。ゲートライン４１に所定の信号が流れると、受光素子からデータライン４２を介して電荷信号が出力される。この電荷信号は、それぞれの画素３１の位置におけるＸ線の入射強度に対応した画素値を示している。ゲートライン４１に流れる所定の信号とは、ＴＦＴであるスイッチング素子４３のゲートを閉じるパルス状のＯＮ信号である。受光素子からデータライン４２を介して出力された画素値は、画素読取整列部２３によって読み出される。
【００２７】
中央制御部２７は、ゲートライン制御部２２およびデータライン制御部２４を制御して、蓄積された電荷信号を同一のゲートライン４１に接続された画素３１毎に画素読取整列部２３に出力する。パネル２１から画素読取整列部２３によって読み取られた画素値は、画素読取整列部２３によって整列されて記憶部２５に出力され、記憶部２５に蓄積される。記憶部２５に蓄積された画素値は、通信部２６から外部機器１３に伝送経路１８を介して転送される。画素読取整列部２３による画素値を読み取って記憶部２５に蓄積する処理と、通信部２６による外部機器１３への画素値の通信転送処理とは、並列処理できるように構成されている。
【００２８】
画素３１は、たとえば１０００行×１０００列に配列されているが、図１では６行×６列である場合、図２では４行×４列である場合を示している。図１中のＡ１〜Ａ６、Ｂ１〜Ｂ６、Ｃ１〜Ｃ６、Ｄ１〜Ｄ６、Ｅ１〜Ｅ６、Ｆ１〜Ｆ６のそれぞれは、画素３１のアドレスを示している。図２では、縦方向に読取りライン、横方向にゲートラインが配列されているが、横方向に読取りライン、縦方向にゲートラインが配列されていてもよい。以下の説明は、図１に従って行う。
【００２９】
Ｘ線平面検出器２０でＸ線撮影を行うと、一旦、Ｘ線平面検出器２０の内部に画像データが蓄積される。この画像データは、一枚当たりの情報量が数ギガバイト〜数十ギガバイトと巨大なサイズとなる。このため、Ｘ線平面検出器２０から外部機器１３へ画像データ転送する時に、データ転送の流れが滞る、いわゆるボトルネックが発生する可能性がある。ボトルネックが発生した場合は、Ｘ線撮影からＦＰＤ外部機器にて撮影画像を閲覧及び、又は蓄積するまでの間にタイムラグが生ずる。
【００３０】
そこで、本実施形態では、Ｘ線平面検出器２０と外部機器１３との間の画像データ転送を、ゲートライン４１毎の画素値読み取りと同期しながら行うことで、高速に画像データを転送する。
【００３１】
図４は、本実施形態によるパネルからの画素値の読み取り方法のフローチャートである。図４では、図２のように画素２１が横６個×縦６個配列されている場合について示している。
【００３２】
パネル２１からの画素値の読み取りを開始すると、画素３１のスイッチング素子をＯＮする信号をゲートライン４１に順次与えていき、スイッチング素子のＯＮ信号が流れたゲートライン４１に接続された画素３１から、データライン４２を介して、画素値が読み取られる（Ｓ１〜Ｓ１２）。具体的には、まず、１番目のゲートライン４１に流れる信号をＯＮとし、他をＯＦＦとする（Ｓ１）。これにより、１番目のゲートライン４１に接続された画素値Ａ１〜Ａ６が、それぞれの画素３１が接続されたデータライン４２を介して読み取られる（Ｓ２）。次に、２番目のゲートライン４１に流れる信号をＯＮとし、他をＯＦＦとする（Ｓ３）。これにより、２番目のゲートライン４１に接続された画素３１の画素値Ｂ１〜Ｂ６が、それぞれの画素３１が接続されたデータライン４２を介して読み取られる（Ｓ４）。この動作を、すべてのゲートライン４１に対して行うことによって、すべての画素３１の画素値が読み取られる。
【００３３】
図５は、本実施形態によるＸ線平面検出器の動作方法のフローチャートである。図６は、本実施形態によるＸ線平面検出器の一部の動作のタイミングチャートである。
【００３４】
Ｘ線平面検出器２０は、読出工程と送出工程とを行う。図５の左側の流れが読出工程（Ｓ２１〜Ｓ２６）を示し、右側の流れが送出工程（Ｓ３１〜Ｓ３６）を示している。画素値の読出工程と読み取られた画素値の外部機器１３への送出工程とは、一部が並列に行われる。図５には、並列に行われる処理を破線で囲んで示した。
【００３５】
読出工程では、すべてのゲートライン４１に対して行読出工程を実行する。行読出工程では、１つのゲートライン４１に所定の信号を与えて、そのゲートライン４１に対応する複数の受光素子から画素値が画素読取整列部２３に読み出される。それぞれの行読出工程は順次実行される。すなわち、１つのゲートライン４１に対して行読出工程が完了した後に、他のゲートライン４１に対して行読出工程が実行される。
【００３６】
送出工程では、すべてのゲートライン４１に対して行送出工程を実行する。行送出工程では、１回の行読出工程で読み出された画素値を外部機器１３に送出する。それぞれの行送出工程は順次実行される。すなわち、１つのゲートライン４１に対して行送出工程が完了した後に、他のゲートライン４１に対して行送出工程が実行される。
【００３７】
１回目の行読出工程（Ｓ２１）では、１番目のゲートライン４１に流れる信号をＯＮとし、他をＯＦＦとして、１番目のゲートライン４１に接続された画素値Ａ１〜Ａ６が、それぞれの画素３１が接続されたデータライン４２を介して読み取られる。つまり、この工程Ｓ２１は、図６における工程Ｓ１および工程Ｓ２に対応している。１回目の行読出工程（Ｓ２１）の完了により、１番目のゲートライン４１に接続された画素３１の画素値Ａ１〜Ａ６は記憶部２５に記憶された状態となる。
【００３８】
次に、２回目の行読出工程（Ｓ２２）が行われる。２回目の行読出工程（Ｓ２２）では、２番目のゲートライン４１に流れる信号をＯＮとし、他をＯＦＦとして、２番目のゲートライン４１に接続された画素値Ｂ１〜Ｂ６が、それぞれの画素３１が接続されたデータライン４２を介して読み取られる。つまり、この工程Ｓ２２は、図６における工程Ｓ３および工程Ｓ４に対応している。２回目の行読出工程（Ｓ２２）の完了により、２番目のゲートライン４１に接続された画素３１の画素値Ｂ１〜Ｂ６は記憶部２５に記憶された状態となる。
【００３９】
また、２回目の行読出工程（Ｓ２２）と並行して、１回目の行転送工程（Ｓ３１）が行われる。１回目の行転送工程（Ｓ３１）では、通信部２６は、１番目のゲートライン４１に接続された画素３１の画素値Ａ１〜Ａ６を記憶部２５から読み出して、伝送経路１８を介して外部機器１３に転送する。
【００４０】
２回目の行読出工程（Ｓ２２）の後には、３回目の行読出工程（Ｓ２３）が行われる。３回目の行読出工程（Ｓ２３）では、３番目のゲートライン４１に流れる信号をＯＮとし、他をＯＦＦとして、３番目のゲートライン４１に接続された画素３１の画素値Ｃ１〜Ｃ６が、それぞれの画素３１が接続されたデータライン４２を介して読み取られる。つまり、この工程Ｓ２３は、図６における工程Ｓ５および工程Ｓ４６に対応している。３回目の行読出工程（Ｓ２３）の完了により、３番目のゲートライン４１に接続された画素３１の画素値Ｃ１〜Ｃ６は記憶部２６に記憶された状態となる。
【００４１】
また、３回目の行読出工程（Ｓ２３）と並行して、２回目の行転送工程（Ｓ３２）が行われる。２回目の行転送工程（Ｓ３２）では、通信部２は、２番目のゲートライン４１に接続された画素３１の画素値Ｂ１〜Ｂ６を記憶部２５から読み出して、伝送経路１８を介して外部機器１３に転送する。
【００４２】
３回目の行読出工程（Ｓ２３）の後には、４回目の行読出工程（Ｓ２４）が行われる。４回目の行読出工程（Ｓ２４）と並行して、３回目の行転送工程（Ｓ３３）が行われる。その後、順次、５回目の行読出工程（Ｓ２５）および４回目の行転送工程（Ｓ３４）、６回目の行読出工程（Ｓ２６）および５回目の行転送工程（Ｓ３５）が行われる。６回目の行読出工程（Ｓ２６）の後、すなわち全ての行読出工程が完了した後、６回目の行転送工程（Ｓ３６）が行われる。
【００４３】
このように、１回目の行読出工程（Ｓ２１）および最後の行転送工程（Ｓ３６）を除き、ｉ回目の行読出工程と（ｉ−１）回目の行転送工程が並列処理される。その結果、転送工程と読出工程とが並列処理されている時間の総和分だけ、すべてのゲートライン４１に対して読出工程を行った後に転送工程を開始する場合に比べて、画素値の外部機器１３への転送の完了の時刻が速くなる。つまり、本実施形態によれば、パネル２１からの画素値の読み出しの開始から画素値の外部機器１３への転送の完了までの時間が短くなる。
【００４４】
たとえば、ここで、１つのゲートライン４１に接続された画素３１の１ライン分の画素値の読み出しに要する時間をＴｒ、読み出された１ライン分の画素値の転送に要する時間をＴｔとする。この場合、読出に要する時間の総和はＴｒにゲートライン４１の数ｎを乗じたｎＴｒとなり、転送に要する時間の総和はＴｔにゲートライン４１の数ｎを乗じたｎＴｔとなる。
【００４５】
すべてのゲートライン４１に対して読出工程を行った後に転送工程を開始する場合、読出開始から転送の完了までに要する時間は、（ｎＴｒ＋ｎＴｔ）となる。この方式では、Ｘ線撮影完了から外部機器１３へ転送するまでの間に、全画素値を読み取る時間ｎＴｒが存在することになる。この時間ｎＴｒは、Ｘ線平面検出器２０側としては必要な時間だが、外部機器１３側としては何の処理もしていない待機時間となる。
【００４６】
一方、本実施形態によれば、読出開始から転送の完了までに要する時間は、ｎＴｒ＋Ｔｔとなり、すべてのゲートライン４１に対して読出工程を行った後に転送工程を開始する場合に比べて（ｎ−１）Ｔｔだけ短くなる。本実施形態のように、１つのゲートライン４１に接続された画素３１の１ライン分の画素値の読出しに要する時間Ｔｒが、読み出された１ライン分の画素値の転送に要する時間Ｔｔ以上である場合には、読出工程と転送工程とを並列処理することにより、転送完了までに要する時間は（ｎ−１）Ｔｔだけ短くなる。この方式では、Ｘ線平面検出器２０側に必要な読出工程に必要な時間ｎＴｒを確保したまま、外部機器１３側としては何の処理もしていない待機時間が短くなる。
【００４７】
以上は、１つのゲートライン４１に接続された画素３１の１ライン分の画素値の読出しに要する時間Ｔｒが、読み出された１ライン分の画素値の転送に要する時間をＴｔよりも長い場合についての話である。逆に、ＴｔがＴｒよりも長い場合には、読み出し作業が先に完了し、転送作業に順次遅れが生じてくる。しかし、この場合であっても、（ｎ−１）回の読み出しの間、転送作業が行われる。その結果、読出開始から転送の完了までに要する時間は、すべてのゲートライン４１に対して読出工程を行った後に転送工程を開始する場合に比べて（ｎ−１）Ｔｒだけ短くなる。
【００４８】
このように、本実施形態によれば、Ｘ線平面検出システムにおいて、読出工程と転送工程とを並列処理することにより、画像データの転送におけるボトルネックの発生を抑制することができる。その結果、転送完了までに要する時間が短くなる。
［第２実施形態］
図７は、第２実施形態によるＸ線平面検出器のパネルの模式的平面図である。
【００４９】
本実施形態によるＸ線平面検出器Ｘのパネル２１において、画素３１は、複数の行からなる複数のブロックに区分されている。図７において、ブロックを一点鎖線で囲んで示した。それぞれのブロックは、画素３１が配列された画素領域の一つの閉じた領域である。
【００５０】
ゲートライン制御部２２は複数のゲート制御素子５１を有していて、同一のブロックの画素３１に接続されたゲートライン４１（図２参照）は同一のゲート制御素子５１に接続されている。ゲートライン４１の制御は、ゲート制御素子５１単位、すなわちブロック単位で行われる。図７は、各ブロックのゲートライン４１の数が３、すなわち、画素３１が３行ごとにブロック化されていて、そのブロックが２つある場合を示している。
【００５１】
ゲートライン４１の制御は、ブロック単位の影響を受ける。このため、本実施形態では、ゲートライン４１へＯＮ信号を流す順番としては、下の４通りの組み合わせが有り得る。
【００５２】
ａ）（ライン１→ライン４）→（ライン２→ライン５）→（ライン３→ライン６）
ｂ）（ライン４→ライン１）→（ライン５→ライン２）→（ライン６→ライン３）
ｃ）（ライン３→ライン６）→（ライン２→ライン５）→（ライン１→ライン４）
ｄ）（ライン６→ライン３）→（ライン５→ライン２）→（ライン４→ライン１）
ここで、ブロック単位での制御順を小括弧でくくって示した。以降ではａの組み合わせで説明するが、ｂ〜ｄの場合でも考え方は同じである。
【００５３】
図８は、本実施形態によるＸ線平面検出器の駆動方法のフローチャートである。図９は、本実施形態によるＸ線平面検出器の一部の動作のタイミングチャートである。
【００５４】
本実施形態によるＸ線平面検出器の駆動方法は、第１実施形態と基本的に同じである。ただし、画素値の読取が、ゲートライン４１の単純な並び順ではなく、ブロック単位で行われている点が異なる。
【００５５】
Ｘ線平面検出器２０は、読取動作と転送動作とを行う。図８の左側の流れが読取動作（Ｓ４１〜Ｓ４６）を示し、右側の流れが転送動作（Ｓ５１〜Ｓ５６）を示している。画素値の読取動作と読み取られた画素値の外部機器１３（図３参照）への転送動作とは、一部が並列に行われる。
【００５６】
なお、本実施形態の場合、外部機器１３側で画素の並び替えを行う必要がある。並び替えを行わず、画像データ受信順で映像表示した場合、正しい画像にならない。外部機器１３側での画素並び替えは、Ｘ線平面検出器２０からの転送順と同じく、ライン１→ライン４→ライン２→ライン５→ライン３→ライン６、の順番で並び替えればよい。
【００５７】
本実施形態においても、１回目の読出工程（Ｓ４１）および最後の転送工程（Ｓ５６）を除き、ｉ回目の読出工程と（ｉ−１）回目の転送工程が並列処理される。その結果、転送工程と読出工程とが並列処理されている時間の総和分だけ、すべてのゲートラインに対して読出工程を行った後に転送工程を開始する場合に比べて、画素値の外部機器１３への転送の完了の時刻が速くなる。つまり、本実施形態によれば、パネル２１からの画素値の読み出しの開始から画素値の外部機器１３への転送の完了までの時間が短くなる。
【００５８】
第１実施形態では１番目のゲートライン４１に接続された画素３１から順に読み出しているが、本実施形態のようにゲートライン４１の並び順とは異なる順番で画素値を読み出した場合であっても同様に、読出工程と転送工程とを並列処理することによって転送完了までに要する時間が短くなる。たとえば６番目のゲートラインに接続された画素３１から逆順に読み出した場合や、ゲートライン４１の並び順とはことなる順番で画素値を読み出した場合であっても同様である。ただし、画素値の読出し順がゲートライン４１の並び順と異なる場合には、外部機器１３によって画素値の並べ替えをして表示などの処理を行う必要がある。
［他の実施形態］
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５９】
１０…Ｘ線平面検出システム、１１…Ｘ線発生器、１２…Ｘ線コントローラ、１３…外部機器、１４…制御装置、１５…患者室、１６…観察室、１７…撮像対象物、１８…伝送経路、１９…通信経路、２０…Ｘ線平面検出器、２１…パネル、２２…ゲートライン制御部、２３…画素読取整列部、２４…データライン制御部、２５…記憶部、２６…通信部、２７…中央制御部、２８…通信経路、３１…画素、４１…ゲートライン、４２…データライン、４３…スイッチング素子、４４…フォトダイオード、４５…コンデンサー、５１…ゲート制御素子、９０…Ｘ線
【技術分野】
【０００１】
実施形態は、Ｘ線平面検出器、Ｘ線平面検出器の動作方法およびＸ線平面検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線診断で用いられてきたＸ線フィルムに代わり、現像が不要で瞬時に高解像度のＸ線画像を見ることができるＸ線平面検出器（Flat Panel Detector。以下、「ＦＰＤ」とも記す）が開発されている。このＸ線平面検出器が出力する画像情報は、デジタルデータであるため、コンピュータや通信ネットワークによる電子ファイルでのデータ保存、データ送信が可能となる。このため、医師と患者にとって有用な新しい医療システムのＩＴ（情報技術）化が推進するものと考えられる。
【０００３】
このＸ線平面検出器を用いた画像データ転送システムは、たとえばＸ線発生器とＸ線平面検出器とＸ線コントローラとを有している。Ｘ線発生器は、Ｘ線を発生させて患者に照射する。Ｘ線検出器は、患者を通過したＸ線を検出して画像データに変換する。Ｘ線コントローラは、Ｘ線発生器で発生させるＸ線を制御する。Ｘ線発生器、Ｘ線平面検出器およびＸ線コントローラは、患者診察室内に設けられる。
【０００４】
また、医師診断室は、患者診察室とは別室に設けられる。医師診断室内には、Ｘ線平面検出器から転送された画像データを受信して表示などをする外部機器と、外部機器に接続されてＸ線コントローラを制御する制御装置が設けられる。
【０００５】
患者診察室内に設けられたＸ線平面検出器と、医師診断室内の外部機器とは、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、ＬＡＮケーブル、光ファイバなどの有線または無線ＬＡＮなどの無線による画像データ転送手段によって接続されている。Ｘ線平面検出器から出力される画像データは、この画像データ転送手段によって転送される。
【０００６】
Ｘ線平面検出器は、その内部に、撮影したＸ線を画像データへと変換するＸ線撮影部と、その画像データを蓄積する画像蓄積部と、蓄積された画像データを外部機器へと転送する画像転送部とを有している。この画像データ転送システムでは、まず、Ｘ線発生器により患者へ向けてＸ線を発生し、患者を通して入射したＸ線をＸ線平面検出器のＸ線撮影部によって撮影し、画像データへと変換する。次に、画像蓄積部にその画像データを蓄積し、更に、画像転送部によってその全（フル）画像データを外部機器へ転送する。全画像データが転送された外部機器によって、画像データが再構成されて、外部機器に画像が表示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１２８０２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このような処理手順において、画像データは、Ｘ線平面検出器内部の画像蓄積部に一旦蓄積されるが、この画像データは一枚当たりの情報量が数ギガバイト〜数十ギガバイトと巨大なサイズとなる。このため、外部機器へ画像データを転送する際に、データ転送の流れが滞る所謂「ボトルネック」が発生する可能性がある。もしボトルネックが発生した場合は、Ｘ線撮影から外部機器にて撮影画像を閲覧するまでの間にタイムラグが生じてしまう。
【０００９】
本発明の実施の形態が解決しようとする課題は、Ｘ線平面検出システムにおいて、画像データの転送におけるボトルネックの発生を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、一実施形態による二次元配列された受光素子と、前記受光素子の行に対応して設けられたゲートラインと、前記受光素子の列に対応して設けられたデータラインと、所定の信号が前記ゲートラインに流れたときにそのゲートラインに接続された前記受光素子から前記データラインを介して画素値を取得する画素信号読出部と、前記画素値を外部機器に送出する通信部と、を有するＸ線平面検出器の動作方法は、１つの前記ゲートラインに前記所定の信号を与えてそのゲートラインに対応する複数の前記受光素子から前記画素値を読み出す行読出工程をすべての前記ゲートラインに対して実行する読出工程と、前記行読出工程で読み出された前記画素値を前記外部機器に送出する行送出工程をすべての前記ゲートラインに対して実行する送出工程と、を具備し、少なくとも１回の前記行送出工程は前記行読出工程に並行して実行されることを特徴とする。
【００１１】
また、一実施形態によるＸ線平面検出器は、二次元配列された受光素子と、前記受光素子の行に対応して設けられた複数のゲートラインと、前記受光素子の列に対応して設けられた複数のデータラインと、所定の信号が前記ゲートラインに流れたときにそのゲートラインに接続された前記受光素子から前記データラインを介して画素値を取得する画素信号読出部と、前記画素値を前記外部機器に送出する通信部と、１つの前記ゲートラインに前記所定の信号を与えてそのゲートラインに対応する複数の前記受光素子から前記画素値を読み出させる行読出動作をすべての前記ゲートラインに対して実行する、前記行読出動作で読み出された前記画素値を前記通信回路から前記外部機器に送出させる行送出動作をすべての前記ゲートラインに対して実行する、少なくとも１回の前記行送出動作を前記行読出動作に並行して実行させる制御部と、を具備することを特徴とする。
【００１２】
また、一実施形態によるＸ線平面検出システムは、二次元配列された受光素子と、前記受光素子の行に対応して設けられた複数のゲートラインと、前記受光素子の列に対応して設けられた複数のデータラインと、所定の信号が前記ゲートラインに流れたときにそのゲートラインに接続された前記受光素子から前記データラインを介して画素値を取得する画素信号読出部と、前記画素値を送出する通信回路と、１つの前記ゲートラインに前記所定の信号を与えてそのゲートラインに対応する複数の前記受光素子から前記画素値を読み出させる行読出動作をすべての前記ゲートラインに対して実行し、前記行読出動作で読み出された前記画素値を前記通信回路から前記外部機器に送出させる行送出動作をすべての前記ゲートラインに対して実行する、制御部と、を有し、少なくとも１回の前記行送出動作は前記行読出動作と並行して実行されるＸ線平面検出器と、前記通信回路から送出された前記画素値を伝達されて処理する外部機器と、前記Ｘ線平面検出器と前記外部機器との間に延びて前記画素値が流れる伝送経路と、を具備することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態によるＸ線平面検出器のブロック図である。
【図２】第１実施形態によるパネルの一部の回路図である。
【図３】第１実施形態によるＸ線平面検出器を用いたＸ線平面検出システムのブロック図である。
【図４】第１実施形態によるパネルからの画素値の読み取り方法のフローチャートである。
【図５】第１実施形態によるＸ線平面検出器の動作方法のフローチャートである。
【図６】第１実施形態によるＸ線平面検出器の一部の動作のタイミングチャートである。
【図７】第２実施形態によるＸ線平面検出器のパネルの模式的平面図である。
【図８】第２実施形態によるＸ線平面検出器の駆動方法のフローチャートである。
【図９】第２実施形態によるＸ線平面検出器の一部の動作のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、いくつかの実施形態によるＸ線平面検出器を、図面を参照して説明する。なお、同一または類似の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
［第１実施形態］
図３は、第１実施形態によるＸ線平面検出器を用いたＸ線平面検出システムのブロック図である。
【００１５】
Ｘ線平面検出システム１０は、Ｘ線平面検出器２０と、Ｘ線発生器１１と、Ｘ線コントローラ１２と、外部機器１３と、制御装置１４と、を有している。このＸ線平面検出システム１０は、患者室１５および観察室１６に分散して設置される。
【００１６】
患者室１５には、Ｘ線平面検出器２０と、Ｘ線発生器１１と、Ｘ線コントローラ１２とが配置される。観察室１６には、外部機器１３と、制御装置１４とが配置される。
【００１７】
Ｘ線発生器１１は、Ｘ線９０を発生する。Ｘ線発生器１１は、Ｘ線コントローラ１２に制御される。Ｘ線コントローラ１２は、制御装置１４によって制御される。
【００１８】
Ｘ線平面検出器２０は、Ｘ線発生器１１が発生したＸ線９０が入射する位置に配置される。Ｘ線発生器１１とＸ線平面検出器２０との間には、患者などの撮像対象物１７を配置する空間が形成されている。Ｘ線発生器１１が発生したＸ線９０は、この空間に配置された撮像対象物１７を透過してＸ線平面検出器２０に入射する。Ｘ線平面検出器２０は、撮像対象物１７を透過するＸ線の強度分布を測定し、画像データとして出力する。
【００１９】
Ｘ線平面検出器２０が出力する画像データは、外部機器１３に転送される。外部機器１３は、転送された画像データをディスプレーに表示したり、あるいは必要に応じて画像データを処理したりする。観察室１６に居る医師などの医療関係者は、外部機器１３に表示された画像あるいは画像データを処理した情報などを確認し、必要に応じて制御装置１４を操作する。
【００２０】
患者室１５内のＸ線検出器２０と観察室１６内の外部機器１３との間には、伝送経路１８が延びている。この伝送経路１８は、たとえばEthernet（登録商標。IEEE 802.3系）、Wireless LAN（IEEE 802.11系など）、Bluetooth（IEEE 802.15.1）、USB 1.1/2.0/3.0、Wireless USB、DVI、HDMI、DisplayPort、GPIB（IEEE-488）、IEEE-1394、Fibre Channel、IrDA、RS-232C（ANSI/TIA/EIA-232-F）などを用いたものであって、デジタルデータを伝送できるものであればどのようなものでもよい。
【００２１】
制御装置１４とＸ線コントローラ１２との間には、通信経路２８が延びている。制御装置１４は、この通信経路２８を介してＸ線コントローラ１２に制御信号を伝達してＸ線コントローラ１２を制御する。また、制御装置１４とＸ線平面検出器２０との間にも、通信経路１９が延びている。Ｘ線平面検出器２０は、この通信経路１９を介して送られる制御信号によって制御装置１４に制御される。
【００２２】
図１は、本実施形態によるＸ線平面検出器のブロック図である。図２は、本実施形態によるパネルの一部の回路図である。
【００２３】
Ｘ線平面検出器２０は、パネル２１と、ゲートライン制御部２２と、画素読取整列部２３と、データライン制御部２４と、記憶部２５と、通信部２６と、中央制御部２７とを有している。パネル２１は、二次元配列された複数の画素３１を有している。
【００２４】
画素３１は、二次元に配列されている。それぞれの画素３１は、Ｘ線９０の入射によって電気信号を発生する素子を備えている。このＸ線９０の入射によって電気信号を発生する素子とは、たとえば、フォトダイオード４４およびこのフォトダイオード４４に並列に接続されたコンデンサー４５である。フォトダイオード４４は、パネル２１の表面に設けられてＸ線９０の入射によって蛍光を発生する蛍光膜からの蛍光によって電荷を発生する。コンデンサー４５はフォトダイオード４４が発生した電荷を蓄積する。また、それぞれの画素３１は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などのスイッチング素子４３を備えている。
【００２５】
パネル２１は、画素３１の行に対応して設けられた複数のゲートライン４１を有している。また、パネル２１は、画素３１の列に対応して設けられた複数のデータライン４２を有している。それぞれの画素３１のスイッチング素子４３は、ゲートライン４１に接続されている。受光素子であるフォトダイオード４４およびコンデンサー４５は、スイッチング素子４３を介してデータライン４２に接続されている。
【００２６】
Ｘ線平面検出器２０にＸ線９０が入射すると、それぞれの画素３１にＸ線の入射強度に応じた電荷が蓄積される。ゲートライン４１に所定の信号が流れると、受光素子からデータライン４２を介して電荷信号が出力される。この電荷信号は、それぞれの画素３１の位置におけるＸ線の入射強度に対応した画素値を示している。ゲートライン４１に流れる所定の信号とは、ＴＦＴであるスイッチング素子４３のゲートを閉じるパルス状のＯＮ信号である。受光素子からデータライン４２を介して出力された画素値は、画素読取整列部２３によって読み出される。
【００２７】
中央制御部２７は、ゲートライン制御部２２およびデータライン制御部２４を制御して、蓄積された電荷信号を同一のゲートライン４１に接続された画素３１毎に画素読取整列部２３に出力する。パネル２１から画素読取整列部２３によって読み取られた画素値は、画素読取整列部２３によって整列されて記憶部２５に出力され、記憶部２５に蓄積される。記憶部２５に蓄積された画素値は、通信部２６から外部機器１３に伝送経路１８を介して転送される。画素読取整列部２３による画素値を読み取って記憶部２５に蓄積する処理と、通信部２６による外部機器１３への画素値の通信転送処理とは、並列処理できるように構成されている。
【００２８】
画素３１は、たとえば１０００行×１０００列に配列されているが、図１では６行×６列である場合、図２では４行×４列である場合を示している。図１中のＡ１〜Ａ６、Ｂ１〜Ｂ６、Ｃ１〜Ｃ６、Ｄ１〜Ｄ６、Ｅ１〜Ｅ６、Ｆ１〜Ｆ６のそれぞれは、画素３１のアドレスを示している。図２では、縦方向に読取りライン、横方向にゲートラインが配列されているが、横方向に読取りライン、縦方向にゲートラインが配列されていてもよい。以下の説明は、図１に従って行う。
【００２９】
Ｘ線平面検出器２０でＸ線撮影を行うと、一旦、Ｘ線平面検出器２０の内部に画像データが蓄積される。この画像データは、一枚当たりの情報量が数ギガバイト〜数十ギガバイトと巨大なサイズとなる。このため、Ｘ線平面検出器２０から外部機器１３へ画像データ転送する時に、データ転送の流れが滞る、いわゆるボトルネックが発生する可能性がある。ボトルネックが発生した場合は、Ｘ線撮影からＦＰＤ外部機器にて撮影画像を閲覧及び、又は蓄積するまでの間にタイムラグが生ずる。
【００３０】
そこで、本実施形態では、Ｘ線平面検出器２０と外部機器１３との間の画像データ転送を、ゲートライン４１毎の画素値読み取りと同期しながら行うことで、高速に画像データを転送する。
【００３１】
図４は、本実施形態によるパネルからの画素値の読み取り方法のフローチャートである。図４では、図２のように画素２１が横６個×縦６個配列されている場合について示している。
【００３２】
パネル２１からの画素値の読み取りを開始すると、画素３１のスイッチング素子をＯＮする信号をゲートライン４１に順次与えていき、スイッチング素子のＯＮ信号が流れたゲートライン４１に接続された画素３１から、データライン４２を介して、画素値が読み取られる（Ｓ１〜Ｓ１２）。具体的には、まず、１番目のゲートライン４１に流れる信号をＯＮとし、他をＯＦＦとする（Ｓ１）。これにより、１番目のゲートライン４１に接続された画素値Ａ１〜Ａ６が、それぞれの画素３１が接続されたデータライン４２を介して読み取られる（Ｓ２）。次に、２番目のゲートライン４１に流れる信号をＯＮとし、他をＯＦＦとする（Ｓ３）。これにより、２番目のゲートライン４１に接続された画素３１の画素値Ｂ１〜Ｂ６が、それぞれの画素３１が接続されたデータライン４２を介して読み取られる（Ｓ４）。この動作を、すべてのゲートライン４１に対して行うことによって、すべての画素３１の画素値が読み取られる。
【００３３】
図５は、本実施形態によるＸ線平面検出器の動作方法のフローチャートである。図６は、本実施形態によるＸ線平面検出器の一部の動作のタイミングチャートである。
【００３４】
Ｘ線平面検出器２０は、読出工程と送出工程とを行う。図５の左側の流れが読出工程（Ｓ２１〜Ｓ２６）を示し、右側の流れが送出工程（Ｓ３１〜Ｓ３６）を示している。画素値の読出工程と読み取られた画素値の外部機器１３への送出工程とは、一部が並列に行われる。図５には、並列に行われる処理を破線で囲んで示した。
【００３５】
読出工程では、すべてのゲートライン４１に対して行読出工程を実行する。行読出工程では、１つのゲートライン４１に所定の信号を与えて、そのゲートライン４１に対応する複数の受光素子から画素値が画素読取整列部２３に読み出される。それぞれの行読出工程は順次実行される。すなわち、１つのゲートライン４１に対して行読出工程が完了した後に、他のゲートライン４１に対して行読出工程が実行される。
【００３６】
送出工程では、すべてのゲートライン４１に対して行送出工程を実行する。行送出工程では、１回の行読出工程で読み出された画素値を外部機器１３に送出する。それぞれの行送出工程は順次実行される。すなわち、１つのゲートライン４１に対して行送出工程が完了した後に、他のゲートライン４１に対して行送出工程が実行される。
【００３７】
１回目の行読出工程（Ｓ２１）では、１番目のゲートライン４１に流れる信号をＯＮとし、他をＯＦＦとして、１番目のゲートライン４１に接続された画素値Ａ１〜Ａ６が、それぞれの画素３１が接続されたデータライン４２を介して読み取られる。つまり、この工程Ｓ２１は、図６における工程Ｓ１および工程Ｓ２に対応している。１回目の行読出工程（Ｓ２１）の完了により、１番目のゲートライン４１に接続された画素３１の画素値Ａ１〜Ａ６は記憶部２５に記憶された状態となる。
【００３８】
次に、２回目の行読出工程（Ｓ２２）が行われる。２回目の行読出工程（Ｓ２２）では、２番目のゲートライン４１に流れる信号をＯＮとし、他をＯＦＦとして、２番目のゲートライン４１に接続された画素値Ｂ１〜Ｂ６が、それぞれの画素３１が接続されたデータライン４２を介して読み取られる。つまり、この工程Ｓ２２は、図６における工程Ｓ３および工程Ｓ４に対応している。２回目の行読出工程（Ｓ２２）の完了により、２番目のゲートライン４１に接続された画素３１の画素値Ｂ１〜Ｂ６は記憶部２５に記憶された状態となる。
【００３９】
また、２回目の行読出工程（Ｓ２２）と並行して、１回目の行転送工程（Ｓ３１）が行われる。１回目の行転送工程（Ｓ３１）では、通信部２６は、１番目のゲートライン４１に接続された画素３１の画素値Ａ１〜Ａ６を記憶部２５から読み出して、伝送経路１８を介して外部機器１３に転送する。
【００４０】
２回目の行読出工程（Ｓ２２）の後には、３回目の行読出工程（Ｓ２３）が行われる。３回目の行読出工程（Ｓ２３）では、３番目のゲートライン４１に流れる信号をＯＮとし、他をＯＦＦとして、３番目のゲートライン４１に接続された画素３１の画素値Ｃ１〜Ｃ６が、それぞれの画素３１が接続されたデータライン４２を介して読み取られる。つまり、この工程Ｓ２３は、図６における工程Ｓ５および工程Ｓ４６に対応している。３回目の行読出工程（Ｓ２３）の完了により、３番目のゲートライン４１に接続された画素３１の画素値Ｃ１〜Ｃ６は記憶部２６に記憶された状態となる。
【００４１】
また、３回目の行読出工程（Ｓ２３）と並行して、２回目の行転送工程（Ｓ３２）が行われる。２回目の行転送工程（Ｓ３２）では、通信部２は、２番目のゲートライン４１に接続された画素３１の画素値Ｂ１〜Ｂ６を記憶部２５から読み出して、伝送経路１８を介して外部機器１３に転送する。
【００４２】
３回目の行読出工程（Ｓ２３）の後には、４回目の行読出工程（Ｓ２４）が行われる。４回目の行読出工程（Ｓ２４）と並行して、３回目の行転送工程（Ｓ３３）が行われる。その後、順次、５回目の行読出工程（Ｓ２５）および４回目の行転送工程（Ｓ３４）、６回目の行読出工程（Ｓ２６）および５回目の行転送工程（Ｓ３５）が行われる。６回目の行読出工程（Ｓ２６）の後、すなわち全ての行読出工程が完了した後、６回目の行転送工程（Ｓ３６）が行われる。
【００４３】
このように、１回目の行読出工程（Ｓ２１）および最後の行転送工程（Ｓ３６）を除き、ｉ回目の行読出工程と（ｉ−１）回目の行転送工程が並列処理される。その結果、転送工程と読出工程とが並列処理されている時間の総和分だけ、すべてのゲートライン４１に対して読出工程を行った後に転送工程を開始する場合に比べて、画素値の外部機器１３への転送の完了の時刻が速くなる。つまり、本実施形態によれば、パネル２１からの画素値の読み出しの開始から画素値の外部機器１３への転送の完了までの時間が短くなる。
【００４４】
たとえば、ここで、１つのゲートライン４１に接続された画素３１の１ライン分の画素値の読み出しに要する時間をＴｒ、読み出された１ライン分の画素値の転送に要する時間をＴｔとする。この場合、読出に要する時間の総和はＴｒにゲートライン４１の数ｎを乗じたｎＴｒとなり、転送に要する時間の総和はＴｔにゲートライン４１の数ｎを乗じたｎＴｔとなる。
【００４５】
すべてのゲートライン４１に対して読出工程を行った後に転送工程を開始する場合、読出開始から転送の完了までに要する時間は、（ｎＴｒ＋ｎＴｔ）となる。この方式では、Ｘ線撮影完了から外部機器１３へ転送するまでの間に、全画素値を読み取る時間ｎＴｒが存在することになる。この時間ｎＴｒは、Ｘ線平面検出器２０側としては必要な時間だが、外部機器１３側としては何の処理もしていない待機時間となる。
【００４６】
一方、本実施形態によれば、読出開始から転送の完了までに要する時間は、ｎＴｒ＋Ｔｔとなり、すべてのゲートライン４１に対して読出工程を行った後に転送工程を開始する場合に比べて（ｎ−１）Ｔｔだけ短くなる。本実施形態のように、１つのゲートライン４１に接続された画素３１の１ライン分の画素値の読出しに要する時間Ｔｒが、読み出された１ライン分の画素値の転送に要する時間Ｔｔ以上である場合には、読出工程と転送工程とを並列処理することにより、転送完了までに要する時間は（ｎ−１）Ｔｔだけ短くなる。この方式では、Ｘ線平面検出器２０側に必要な読出工程に必要な時間ｎＴｒを確保したまま、外部機器１３側としては何の処理もしていない待機時間が短くなる。
【００４７】
以上は、１つのゲートライン４１に接続された画素３１の１ライン分の画素値の読出しに要する時間Ｔｒが、読み出された１ライン分の画素値の転送に要する時間をＴｔよりも長い場合についての話である。逆に、ＴｔがＴｒよりも長い場合には、読み出し作業が先に完了し、転送作業に順次遅れが生じてくる。しかし、この場合であっても、（ｎ−１）回の読み出しの間、転送作業が行われる。その結果、読出開始から転送の完了までに要する時間は、すべてのゲートライン４１に対して読出工程を行った後に転送工程を開始する場合に比べて（ｎ−１）Ｔｒだけ短くなる。
【００４８】
このように、本実施形態によれば、Ｘ線平面検出システムにおいて、読出工程と転送工程とを並列処理することにより、画像データの転送におけるボトルネックの発生を抑制することができる。その結果、転送完了までに要する時間が短くなる。
［第２実施形態］
図７は、第２実施形態によるＸ線平面検出器のパネルの模式的平面図である。
【００４９】
本実施形態によるＸ線平面検出器Ｘのパネル２１において、画素３１は、複数の行からなる複数のブロックに区分されている。図７において、ブロックを一点鎖線で囲んで示した。それぞれのブロックは、画素３１が配列された画素領域の一つの閉じた領域である。
【００５０】
ゲートライン制御部２２は複数のゲート制御素子５１を有していて、同一のブロックの画素３１に接続されたゲートライン４１（図２参照）は同一のゲート制御素子５１に接続されている。ゲートライン４１の制御は、ゲート制御素子５１単位、すなわちブロック単位で行われる。図７は、各ブロックのゲートライン４１の数が３、すなわち、画素３１が３行ごとにブロック化されていて、そのブロックが２つある場合を示している。
【００５１】
ゲートライン４１の制御は、ブロック単位の影響を受ける。このため、本実施形態では、ゲートライン４１へＯＮ信号を流す順番としては、下の４通りの組み合わせが有り得る。
【００５２】
ａ）（ライン１→ライン４）→（ライン２→ライン５）→（ライン３→ライン６）
ｂ）（ライン４→ライン１）→（ライン５→ライン２）→（ライン６→ライン３）
ｃ）（ライン３→ライン６）→（ライン２→ライン５）→（ライン１→ライン４）
ｄ）（ライン６→ライン３）→（ライン５→ライン２）→（ライン４→ライン１）
ここで、ブロック単位での制御順を小括弧でくくって示した。以降ではａの組み合わせで説明するが、ｂ〜ｄの場合でも考え方は同じである。
【００５３】
図８は、本実施形態によるＸ線平面検出器の駆動方法のフローチャートである。図９は、本実施形態によるＸ線平面検出器の一部の動作のタイミングチャートである。
【００５４】
本実施形態によるＸ線平面検出器の駆動方法は、第１実施形態と基本的に同じである。ただし、画素値の読取が、ゲートライン４１の単純な並び順ではなく、ブロック単位で行われている点が異なる。
【００５５】
Ｘ線平面検出器２０は、読取動作と転送動作とを行う。図８の左側の流れが読取動作（Ｓ４１〜Ｓ４６）を示し、右側の流れが転送動作（Ｓ５１〜Ｓ５６）を示している。画素値の読取動作と読み取られた画素値の外部機器１３（図３参照）への転送動作とは、一部が並列に行われる。
【００５６】
なお、本実施形態の場合、外部機器１３側で画素の並び替えを行う必要がある。並び替えを行わず、画像データ受信順で映像表示した場合、正しい画像にならない。外部機器１３側での画素並び替えは、Ｘ線平面検出器２０からの転送順と同じく、ライン１→ライン４→ライン２→ライン５→ライン３→ライン６、の順番で並び替えればよい。
【００５７】
本実施形態においても、１回目の読出工程（Ｓ４１）および最後の転送工程（Ｓ５６）を除き、ｉ回目の読出工程と（ｉ−１）回目の転送工程が並列処理される。その結果、転送工程と読出工程とが並列処理されている時間の総和分だけ、すべてのゲートラインに対して読出工程を行った後に転送工程を開始する場合に比べて、画素値の外部機器１３への転送の完了の時刻が速くなる。つまり、本実施形態によれば、パネル２１からの画素値の読み出しの開始から画素値の外部機器１３への転送の完了までの時間が短くなる。
【００５８】
第１実施形態では１番目のゲートライン４１に接続された画素３１から順に読み出しているが、本実施形態のようにゲートライン４１の並び順とは異なる順番で画素値を読み出した場合であっても同様に、読出工程と転送工程とを並列処理することによって転送完了までに要する時間が短くなる。たとえば６番目のゲートラインに接続された画素３１から逆順に読み出した場合や、ゲートライン４１の並び順とはことなる順番で画素値を読み出した場合であっても同様である。ただし、画素値の読出し順がゲートライン４１の並び順と異なる場合には、外部機器１３によって画素値の並べ替えをして表示などの処理を行う必要がある。
［他の実施形態］
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５９】
１０…Ｘ線平面検出システム、１１…Ｘ線発生器、１２…Ｘ線コントローラ、１３…外部機器、１４…制御装置、１５…患者室、１６…観察室、１７…撮像対象物、１８…伝送経路、１９…通信経路、２０…Ｘ線平面検出器、２１…パネル、２２…ゲートライン制御部、２３…画素読取整列部、２４…データライン制御部、２５…記憶部、２６…通信部、２７…中央制御部、２８…通信経路、３１…画素、４１…ゲートライン、４２…データライン、４３…スイッチング素子、４４…フォトダイオード、４５…コンデンサー、５１…ゲート制御素子、９０…Ｘ線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次元配列された受光素子と、前記受光素子の行に対応して設けられたゲートラインと、前記受光素子の列に対応して設けられたデータラインと、所定の信号が前記ゲートラインに流れたときにそのゲートラインに接続された前記受光素子から前記データラインを介して画素値を取得する画素信号読出部と、前記画素値を外部機器に送出する通信部と、を有するＸ線平面検出器の動作方法において、
１つの前記ゲートラインに前記所定の信号を与えてそのゲートラインに対応する複数の前記受光素子から前記画素値を読み出す行読出工程をすべての前記ゲートラインに対して実行する読出工程と、
前記行読出工程で読み出された前記画素値を前記外部機器に送出する行送出工程をすべての前記ゲートラインに対して実行する送出工程と、
を具備し、少なくとも１回の前記行送出工程は前記行読出工程に並行して実行されることを特徴とするＸ線平面検出器の動作方法。
【請求項２】
前記行の数をｎとし、ｉを（ｎ−１）以下の自然数としたときにｉ回目の前記行送出工程は（ｉ＋１）回目の前記行読出工程と並行して行われることを特徴とする請求項１に記載のＸ線平面検出器の動作方法。
【請求項３】
前記ゲートラインはそれぞれ同数の前記ゲートラインが属する複数のブロックに区分されていて、
（ｉ＋１）回目の前記行読出工程で前記画素値が読み出される前記ゲートラインが属する前記ブロックは、ｉ回目の前記行読出工程で前記画素値が読み出された前記ゲートラインが属する前記ブロックとは異なることを特徴とする請求項２に記載のＸ線平面検出器の動作方法。
【請求項４】
二次元配列された受光素子と、
前記受光素子の行に対応して設けられた複数のゲートラインと、
前記受光素子の列に対応して設けられた複数のデータラインと、
所定の信号が前記ゲートラインに流れたときにそのゲートラインに接続された前記受光素子から前記データラインを介して画素値を取得する画素信号読出部と、
前記画素値を前記外部機器に送出する通信部と、
１つの前記ゲートラインに前記所定の信号を与えてそのゲートラインに対応する複数の前記受光素子から前記画素値を読み出させる行読出動作をすべての前記ゲートラインに対して実行する、前記行読出動作で読み出された前記画素値を前記通信回路から前記外部機器に送出させる行送出動作をすべての前記ゲートラインに対して実行する、少なくとも１回の前記行送出動作を前記行読出動作に並行して実行させる制御部と、
を具備することを特徴とするＸ線平面検出器。
【請求項５】
二次元配列された受光素子と、前記受光素子の行に対応して設けられた複数のゲートラインと、前記受光素子の列に対応して設けられた複数のデータラインと、所定の信号が前記ゲートラインに流れたときにそのゲートラインに接続された前記受光素子から前記データラインを介して画素値を取得する画素信号読出部と、前記画素値を送出する通信回路と、１つの前記ゲートラインに前記所定の信号を与えてそのゲートラインに対応する複数の前記受光素子から前記画素値を読み出させる行読出動作をすべての前記ゲートラインに対して実行し、前記行読出動作で読み出された前記画素値を前記通信回路から前記外部機器に送出させる行送出動作をすべての前記ゲートラインに対して実行する、制御部と、を有し、少なくとも１回の前記行送出動作は前記行読出動作と並行して実行されるＸ線平面検出器と、
前記通信回路から送出された前記画素値を伝達されて処理する外部機器と、
前記Ｘ線平面検出器と前記外部機器との間に延びて前記画素値が流れる伝送経路と、
を具備することを特徴とするＸ線平面検出システム。
【請求項１】
二次元配列された受光素子と、前記受光素子の行に対応して設けられたゲートラインと、前記受光素子の列に対応して設けられたデータラインと、所定の信号が前記ゲートラインに流れたときにそのゲートラインに接続された前記受光素子から前記データラインを介して画素値を取得する画素信号読出部と、前記画素値を外部機器に送出する通信部と、を有するＸ線平面検出器の動作方法において、
１つの前記ゲートラインに前記所定の信号を与えてそのゲートラインに対応する複数の前記受光素子から前記画素値を読み出す行読出工程をすべての前記ゲートラインに対して実行する読出工程と、
前記行読出工程で読み出された前記画素値を前記外部機器に送出する行送出工程をすべての前記ゲートラインに対して実行する送出工程と、
を具備し、少なくとも１回の前記行送出工程は前記行読出工程に並行して実行されることを特徴とするＸ線平面検出器の動作方法。
【請求項２】
前記行の数をｎとし、ｉを（ｎ−１）以下の自然数としたときにｉ回目の前記行送出工程は（ｉ＋１）回目の前記行読出工程と並行して行われることを特徴とする請求項１に記載のＸ線平面検出器の動作方法。
【請求項３】
前記ゲートラインはそれぞれ同数の前記ゲートラインが属する複数のブロックに区分されていて、
（ｉ＋１）回目の前記行読出工程で前記画素値が読み出される前記ゲートラインが属する前記ブロックは、ｉ回目の前記行読出工程で前記画素値が読み出された前記ゲートラインが属する前記ブロックとは異なることを特徴とする請求項２に記載のＸ線平面検出器の動作方法。
【請求項４】
二次元配列された受光素子と、
前記受光素子の行に対応して設けられた複数のゲートラインと、
前記受光素子の列に対応して設けられた複数のデータラインと、
所定の信号が前記ゲートラインに流れたときにそのゲートラインに接続された前記受光素子から前記データラインを介して画素値を取得する画素信号読出部と、
前記画素値を前記外部機器に送出する通信部と、
１つの前記ゲートラインに前記所定の信号を与えてそのゲートラインに対応する複数の前記受光素子から前記画素値を読み出させる行読出動作をすべての前記ゲートラインに対して実行する、前記行読出動作で読み出された前記画素値を前記通信回路から前記外部機器に送出させる行送出動作をすべての前記ゲートラインに対して実行する、少なくとも１回の前記行送出動作を前記行読出動作に並行して実行させる制御部と、
を具備することを特徴とするＸ線平面検出器。
【請求項５】
二次元配列された受光素子と、前記受光素子の行に対応して設けられた複数のゲートラインと、前記受光素子の列に対応して設けられた複数のデータラインと、所定の信号が前記ゲートラインに流れたときにそのゲートラインに接続された前記受光素子から前記データラインを介して画素値を取得する画素信号読出部と、前記画素値を送出する通信回路と、１つの前記ゲートラインに前記所定の信号を与えてそのゲートラインに対応する複数の前記受光素子から前記画素値を読み出させる行読出動作をすべての前記ゲートラインに対して実行し、前記行読出動作で読み出された前記画素値を前記通信回路から前記外部機器に送出させる行送出動作をすべての前記ゲートラインに対して実行する、制御部と、を有し、少なくとも１回の前記行送出動作は前記行読出動作と並行して実行されるＸ線平面検出器と、
前記通信回路から送出された前記画素値を伝達されて処理する外部機器と、
前記Ｘ線平面検出器と前記外部機器との間に延びて前記画素値が流れる伝送経路と、
を具備することを特徴とするＸ線平面検出システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−５５３９０（Ｐ２０１３−５５３９０Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９０４４４（Ｐ２０１１−１９０４４４）
【出願日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５０３３８２５４２）東芝電子管デバイス株式会社 (369)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５０３３８２５４２）東芝電子管デバイス株式会社 (369)
【Ｆターム（参考）】
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