专利名称：摄像装置、摄像系统、摄像方法以及计算机程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及摄像装置、摄像系统、摄像方法以及计算机程序，特别是适合于对所摄影的图像进行增益校正。
背景技术：
以下，使用附图就现有技术进行说明。
图7是表示进行图像校正的以往的放射线摄像装置之构成的框图。另外，图8是示意性地表示放射线摄像装置中所用的以往的摄像单元之构成的电路图。此外，设在放射线中，包含X射线、α射线、β射线、γ射线等。
如图8所示，以往的放射线摄像装置中所用的摄像单元701，具备像素呈二维矩阵状排列，进行矩阵驱动的面传感器803。此像素由将放射线直接变换成电荷的变换元件801a～801i和开关元件802a～802i而构成。作为变换元件801a～80li，能够使用例如PIN型光电二极管或MIS型传感器。PIN型光电二极管或MIS型传感器最好是使用非晶硅而形成。另外，作为开关元件802a～802i能够使用例如薄膜晶体管(TFT)。在各像素的变换元件801a～801i的公共电极侧施加有来自电源804的偏压电压Vs。另外，各像素的开关元件802a～802i的栅电极被连接到公共栅极线Vg1～VgN。公共栅极线Vg1～VgN被连接到由未图示的移位寄存器等所构成的栅极驱动装置805。另一方面，各开关元件802a～802i的源电极被连接到公共数据线Sig1～SigM，通过由可变增益放大器811、模拟多路复用器812、以及A/D转换器813等所构成的读出装置814作为图像信号IS得以输出。这样，由面传感器803、栅极驱动装置805、以及读出装置814构成摄像单元701。
其次，使用图7就以往的放射线摄像装置的图像校正进行说明。从摄像单元701输出的图像信号IS被输入到偏移校正单元702。在偏移校正单元702中，通过进行从图像信号IS减去基于预先存储在偏移存储器703中的偏移数据的偏移校正信号OS的运算来进行偏移校正。偏移校正后的信号作为信号A被输入到增益校正单元704。在进行各像素的增益特性的校正的增益校正单元704中，对信号A、和基于存储在增益校正用存储器705中的增益校正数据的增益校正信号GS，进行除法运算等运算处理，并作为信号B被输出到监视器等输出单元706(参照专利文献1以及专利文献2)。
专利文献1特开2003-244557号公报专利文献2特开平10-327317号公报如上述那样，以往的放射线摄像装置具有偏移校正单元702以及增益校正单元704。但是，以往的放射线摄像装置只有与单一模式对应的增益校正信号。
如图9A及图9B所示，在以往的放射线摄像装置中，在连续地进行摄影的运动图像摄影、和间歇地进行摄影的静止图像摄影中存在增益特性即输入输出特性不同的情况。特别是，在作为摄像单元701使用采用非晶硅而形成的变换元件的情况下，根据实验结果得知变换元件中的运动图像摄影时的增益特性与静止图像摄影时的增益特性之差变得显著。
以下，就运动图像摄影时与静止图像摄影时的增益特性即输入输出特性之差详细地进行说明。此外，在本说明书中“增益特性”广义地得以涵盖，并意味着输入输出特性即灵敏度特性。
放射线透过被摄体后，在变换元件中产生、并输入到读出装置的各列的电荷量Q，相对于入射光子(放射线量子)数P，能够概略性地用以下的近似公式来表示。
Q(col，row)＝Gs(col，row)×Pγ(col，row)在这里，Gs(col，row)是各col(列)、row(行)每一个的像素固有的放大率或量子效率，γ(col，row)是各col(列)、row(行)每一个的像素固有的指数(一般地被称为伽马)。
进而，与从读出装置的模拟多路复用器输出的各像素对应的模拟输出Vout用以下公式来表示。
Vout(col，row)＝Q(col，row)×Ga(col)/Cf(col)在这里，Ga(col)是读出装置的各列上所设置的放大器的放大率(但在图8中没有图示)，另外Cf(col)是读出装置的各列上所设置的放大器的存储电容。
根据上述，最终从读出装置的模拟多路复用器输出的模拟输出用以下的近似公式来表示。
Vout(col，row)＝Gs(col，row)×Pγ(col，row)×Ga(col)/Cf(col)根据本申请发明者的研究，新发现了Gs(col，row)、γ(col，row)两者，至少依赖于下述的(1)～(5)。
(1)变换元件的开口率、膜厚、膜质、容量(2)变换元件上所施加的电场(3)在具有荧光体的情况下其膜厚、膜质(在变换元件为光电变换元件的情况下)(4)环境温度(5)放射线(或者光)照射历史、或者电场施加历史另外，在读出装置用集成电路(IC)等形成的情况下，还需要留意Ga(col)、Cf(col)等因制造工艺而不一样地持有波动度这一点。
在放射线摄像装置中，通常在一般摄影(静止图像)和透视摄影(运动图像)中，不仅是帧频(frame rate)不同，为了取得一张图像而照射被摄体的剂量(dose放射线量)大不相同，变换元件中产生的电荷量也大不相同。特别是，在作为放射线使用了X射线的X射线摄像装置中，由于针对被检者的被曝量降低，所以透视摄影(运动图像)的辐射剂量与一般摄影(静止图像)相比较有时会低1位数至2位数以上。
亦即，在因调整输出范围的目的，而采用在一般摄影(静止图像)/透视摄影(运动图像)中使读出装置的增益Ga(col)或Cf(col)变化的构成的情况下，因读出装置的制造工艺而引起的Ga、Cf的波动度就成为无法忽视的量。其结果，在现有技术的放射线摄像装置的校正方法中就有发生校正错误的可能性。
进而，由于变换元件的特性依赖于上述(1)～(5)而不同，所以例如在使一般摄影(静止图像)/透视摄影(运动图像)中施加在变换元件上的电场变化的情况下，增益特性就可能会变化。为此，在现有技术的放射线摄像装置的校正方法中就有发生校正错误的可能性。
进而，在一般摄影(静止图像)/透视摄影(运动图像)中放射线照射历史、电场施加历史、环境温度等不同的情况下，在现有技术的放射线摄像装置的校正方法中也有发生校正错误的可能性。
以下，使用图9A及图9B，就一般摄影(静止图像)/透视摄影(运动图像)中的增益特性因电场施加历史、放射线照射历史等而变化的例子进行说明。
在运动图像摄影和静止图像摄影中，照射到变换元件的X射线量以及帧频不同。为此，因电荷被俘获到变换元件的变换层(亦即，用于将放射线直接变换成电荷的层)中所用的非晶硅上等而产生的光的应答性，在运动图像摄影时和静止图像摄影时就有可能不同。因而，就认为如图9A或者图9B所示那样，在变换元件的增益特性上会产生差异。
另外，在静止图像摄影的情况下，存在每当摄影就将摄像单元701的电源断开的情形。此时提供给变换元件801的偏压也断开。另一方面，在运动图像摄影的情况下，将摄像单元701的电源接通保持不变而连续地进行摄影。此时在变换元件801上就在摄影中连续地提供偏压。在摄像单元701的变换元件801采用非晶硅而形成的情况下，就认为这样的电源施加的历史之差、也就是向变换元件801的偏压施加历史的不同作为变换元件的增益特性之差而表现出来。
作为以上那样的增益特性的差异的表现方式有若干情形。例如，存在如图9A所示那样，在静止图像摄影和运动图像摄影中灵敏度不同的情形。另外，在别的例子中，还存在如图9B所示，在静止图像摄影和运动图像摄影中伽马(γ)不同的情形。虽然没有图示，但还有图9A所示的增益特性901a、901b和图9B所示的增益特性902a、902b吻合，静止图像摄影和运动图像摄影中不论灵敏度还是伽马均不同的情形。这些现象意味着在用适合于静止图像摄影的增益校正信号，对运动图像摄影时的信号A进行了校正的情况下，有产生校正错误的可能性。
在专利文献1以及专利文献2中，关于偏移校正以及增益校正的功能有所记述。但是，关于由基于摄影模式的增益特性之差而产生的校正错误却没有任何记载。
如上述那样，在运动图像摄影和静止图像摄影中，在帧频、每一张摄影的辐射剂量、和基于使用方法的增益特性等不同的情况下，在以往的X射线摄像装置中只具备与单一模式对应的增益校正信号。因此，就存在产生校正错误之类的课题。亦即，在以往的X射线摄像装置中进行运动图像摄影及静止图像摄影两方的情况下，无法恰当地进行增益校正，而存在有时图像质量低下之类的课题。
发明内容
本发明就是鉴于上述问题点而完成的，其目的是不论摄影模式如何都可适当地进行图像校正。
涉及本发明的摄像装置，包括增益校正单元，该增益校正单元对来自具有多个变换元件的摄像单元的图像信号，使用记录介质中所存储的校正信号进行用于至少校正上述变换元件的增益特性的增益校正，其特征在于上述增益校正单元构成为依照多个摄影模式使用不同的校正信号，对上述图像信号进行增益校正。
另外，涉及本发明的摄像装置，包括增益校正单元，该增益校正单元对来自具有多个变换元件的摄像单元的图像信号，使用记录介质中所存储的校正信号进行用于至少校正上述变换元件的增益特性的增益校正，其特征在于上述增益校正单元构成为依照为了获得一个图像量的上述图像信号而入射到上述摄像单元的放射线的辐射剂量使用不同的校正信号，对上述图像信号进行增益校正。
涉及本发明的摄像系统，包括摄像装置，具有包含多个变换元件的摄像单元；和增益校正单元，对来自上述摄像装置的图像信号，使用记录介质中所存储的校正信号进行用于至少校正上述变换元件的增益特性的增益校正，其特征在于上述增益校正单元构成为依照多个摄影模式使用不同的校正信号，对上述图像信号进行增益校正。
另外，涉及本发明的摄像系统，包括摄像装置，具有包含多个变换元件的摄像单元；和增益校正单元，对来自上述摄像装置的图像信号，使用记录介质中所存储的校正信号进行用于至少校正上述变换元件的增益特性的增益校正，其特征在于上述增益校正单元构成为依照为了获得一个图像量的上述图像信号而入射到上述摄像单元的放射线的辐射剂量使用不同的校正信号，对上述图像信号进行增益校正。
涉及本发明的摄像方法，其特征在于，包括摄像步骤，用具有多个变换元件的摄像单元对被摄体进行摄像；和增益校正步骤，对通过上述摄像步骤所摄像的被摄体的图像信号，使用记录介质中所记录的校正信号进行用于至少校正上述变换元件的增益特性的增益校正，在上述增益校正步骤中依照多个摄影模式使用不同的校正信号，对上述图像信号进行增益校正。
涉及本发明的计算机程序，使计算机执行以下处理对由具有多个变换元件的摄像单元所摄像的被摄体的图像信号，依照多个摄影模式使用不同的校正信号至少校正上述变换元件的增益特性。
另外，涉及本发明的计算机程序，使计算机执行以下处理对由具有多个变换元件的摄像单元所摄像的被摄体的图像信号，依照为了获得一个图像量的上述图像信号而入射到上述摄像单元的放射线的辐射剂量使用不同的校正信号至少校正上述变换元件的增益特性。
根据本发明，因为对由摄像部件所摄像的被摄体的图像信号，依照多个摄影模式使用不同的校正信号进行增益校正，所以即便在使用增益特性因摄影模式而不同的摄像部件进行了摄像的情况下，不论摄影模式如何都能够取得校正错误得以降低的良好图像。
另外，进一步根据本发明，因为对由摄像部件所摄像的被摄体的图像信号，依照为了获得一个图像量的上述图像信号而入射到上述摄像单元的放射线的辐射剂量使用不同的校正信号进行增益校正，所以即便在使用增益特性因辐射剂量而不同的摄像部件进行了摄像的情况下，不论辐射剂量如何都能够取得校正错误得以降低的良好图像。
本发明的其他特征以及优点，通过以附图为参照的下面的说明将会弄明白。其中，在附图中对相同或相似的结构附加相同的参照标号。
附图包含在说明书中并构成其一部分，表示本发明的实施方式，并其记述一起用于说明本发明的原理。
图1是表示本发明的优选第1实施方式，表示进行图像校正的X射线摄像装置之构成的一例的框图。
图2是表示本发明的优选第1实施方式，示意性地表示X射线摄像装置中所包含的摄像单元之构成的一例的电路图。
图3是表示本发明的优选第1实施方式，说明进行图像校正时的X射线摄像装置之动作的一例的时序图。
图4是表示本发明的优选第1实施方式，表示为了进行图像校正而对增益校正信号进行设定及更新的X射线摄像装置之构成的一例的框图。
图5是表示本发明的优选第1实施方式，说明为了进行图像校正而对增益校正信号进行设定及更新时的X射线摄像装置之动作的一例的时序图。
图6是表示本发明的优选第2实施方式，表示摄影系统之构成的一例的图。
图7是表示进行图像校正的以往X射线摄像装置之构成的框图。
图8是示意性地表示X射线摄像装置中所用的以往摄像单元之构成的电路图。
图9A是表示以往X射线摄像装置中的增益特性的图。
图9B是表示以往X射线摄像装置中的增益特性的图。
图10A是说明第1实施方式中所使用的读出装置的变换元件之特性的说明图。
图10B是说明第1实施方式中所使用的读出装置的变换元件之特性的说明图。
图10C是说明第1实施方式中所使用的读出装置的变换元件之特性的说明图。
图11是表示本发明的优选第3实施方式，示意性地表示X射线摄像装置中所包含的摄像单元之构成的一例的电路图。
图12是表示本发明的优选第4实施方式，示意性地表示X射线摄像装置中所包含的摄像单元之构成的一例的电路图。
附图标记说明101 第1增益校正用存储器102 第2增益校正用存储器103 控制单元104 摄像单元702 偏移校正单元704 增益校正单元706 输出单元具体实施方式
以下，使用附图就本发明的优选实施方式详细地进行说明。
(第1实施方式)首先，就本发明的优选第1实施方式进行说明。
图1及图4是表示本发明的优选第1实施方式，说明进行图像校正的X射线摄像装置之构成的第1及第2例子的框图。另外，图2是表示本发明的优选第1实施方式，示意性地表示X射线摄像装置中所包含的摄像单元之构成的一例的电路图。图3及图5是表示本发明的优选第1实施方式，说明X射线摄像装置之动作的第1及第2例子的时序图。另外，图6是表示本发明的优选实施方式，表示使用了X射线摄像装置的X射线摄影系统之构成的一例的图。此外，在图1～图6中，对于与上述图7～图9B所示同样的构成要素，赋予与图7～图9B中所附加的标记相同的标记，并省略详细的说明。另外，图10A～图10C是说明第1实施方式中所使用的读出装置的增益、Cf波动度、以及基于偏压施加的变换元件之特性的说明图。
如图1所示那样，与图7所示的以往的X射线摄像装置相比较，本实施方式的X射线摄像装置在以下方面不同。
(1)具有运动图像摄影用的第1增益校正用存储器101以及静止图像摄影用的第2增益校正用存储器102。
(2)具有控制单元103，可以依照摄影模式(运动图像摄影模式/静止图像摄影模式)来切换输入到增益校正单元704的基于运动图像摄影用的增益校正数据的增益校正信号GSA和基于静止图像摄影用的增益校正数据的增益校正信号GSB。
亦即，控制单元103在运动图像摄影模式下使基于运动图像摄影用的增益校正数据的第1增益校正信号GSA输入到增益校正单元704。另外，控制单元103在静止图像摄影模式下使基于静止图像摄影用的增益校正数据的第2增益校正信号GSB输入到增益校正单元704。进而，控制单元103还可以依照摄影模式来控制图2所示的摄像单元的动作。另外虽然没有图示，但控制单元103最好是可以依照摄影模式来控制对被摄体照射放射线的X射线发生装置之动作的构成。
这样，通过对X射线摄像装置中所设定的摄影模式(运动图像摄影模式/静止图像摄影模式)分别使用不同的增益校正信号GSA、GSB来进行校正处理，则即便在如图9A及图9B所示那样，使用在静止图像摄影模式和运动图像摄影模式下增益特性不同的摄像单元而构成了X射线摄像装置的情况下，也可以取得校正错误得以降低的图像。亦即，不论在静止图像摄影模式和运动图像摄影模式中任一摄影模式下都能够适当地校正所摄影的图像。
涉及本实施方式的X射线摄像装置，例如以图2所示的方式得以构成。若与图8所示的以往的X射线摄像装置相比较，在控制单元103可以控制传感器偏压电位Vs以及TFT等开关元件802a～i的接通电位Von的接通、断开这一点上不同。另外不仅是传感器偏压Vs(804’)的接通、断开，而且是可以在运动图像摄影和静止图像摄影中对传感器偏压电位进行V1(Lo)、V2(Hi)的切换这一点不同。另外，可以在运动图像摄影和静止图像摄影中切换读出装置814’中各信号线所连接的前置放大器的存储电容Cf、以及可变增益放大器811’的放大率这一点不同。以下，使用图1～图3，就在本实施方式的X射线摄像装置中进行图像校正(图像读出)之际的动作进一步详细地进行说明。
首先，就静止图像摄影模式的读出动作进行说明。如图3所示，例如在未图示的工作站等中响应于由X射线摄像装置的用户进行的操作而发生的读出/写入切换信号为Lo情况下表示读出动作。另外，在模式切换信号为Hi的情况下是静止图像摄影模式(即一般摄影)，此时，控制单元103使第2增益校正用信号GSB输入到增益校正单元704(参照图1)。
另外，控制单元103使偏压切换信号输入，进行传感器偏压电位Vs以及TFT等开关元件802的接通电位的控制(参照图2)。将偏压切换信号接通、断开的定时如图3所示那样。具体而言，在静止图像摄影模式下每当将基本的传感器偏压Vs设定成V2，且摄影一帧，就将传感器偏压电位Vs以及TFT等开关元件802的接通电位设成断开(GND电位)。换言之每当摄影一帧被施加在面传感器上的各种电位就成为GND电位。在本实施方式中是以TFT等开关元件的断开电位Voff固定成GND的方式进行设定。但是，也可以采用可与别的电位(例如负电位)进行切换的构成。在此情况下，与传感器偏压电位Vs以及TFT等开关元件的接通电位Von同样，每当摄影一帧就被设定成GND电位。
这样每当摄影就将被施加在面传感器上的电位暂时设为GND电位，这就具有将面传感器的特性进行初始化的效果。具体而言有时就能够降低残留图像等。
进而，在静止图像模式下，控制部件将读出装置中各信号线所连接的前置放大器的存储电容设为CA+CB，将可变增益放大器的增益与运动图像摄影模式相比较“较低地”进行设定。通过这样与运动图像摄影模式相比较将存储电容“较大地”并将可变增益“较低地”进行设定，即便是数mR(毫伦琴)之类的比较大的辐射剂量，就可以进行读取动作而不会饱和。
在X射线经过照射后，用静止图像摄影用的第2增益校正信号GSB经过校正后的信号B被输出到输出单元706。
其次，就运动图像摄影模式的读出动作进行说明。如图3所示，在依照由X射线摄像装置的用户进行的操作而发生的模式切换信号为Lo的情况下是运动图像摄影模式，此时，控制单元103使第1增益校正用信号GSA输入到增益校正单元704(参照图1)。
控制单元103将传感器偏压电位Vs固定于V1并将TFT等开关元件802的接通电位设为接通保持不变。将偏压切换信号设为接通的定时如图3所示那样。
另外，在运动图像摄影模式下，如图3所示，将读出装置的前置放大器的存储电容设为CA，并将可变放大器的放大率“较高地”进行设定。由此，即便对于与静止图像摄影相比较小1位数～2位数的辐射剂量也可以取得良好的图像。在这里需要留意运动图像摄影模式与静止图像模式相比较，X射线脉冲时间非常短这一点。
对应于X射线的照射以一定的周期，用运动图像摄影用的第1增益校正信号GSA经过校正后的信号B被输出到输出单元706。
此外，上述增益校正单元的校正处理最好是使用了近似公式等的运算处理。另外在需要更高速处理的情况下还可以具有许多存储器，使用查询表(LUT)等来进行校正处理。
以下，使用图4、图5及图10A～图10C就运动图像摄影用的第1增益校正信号GSA、静止图像摄影用的第2增益校正信号GSB的设定方法和更新方法进行说明。
首先，使用图10就本实施方式中的静止图像模式和运动图像模式之差异进行说明。如上述那样由于在静止图像摄影模式和运动图像摄影模式下剂量大不相同，所以本实施方式是(如图2所示那样)利用来自控制单元的信号使存储电容Cf和读出装置的放大率可变的构成。但是，在另一方面，如图10A及图10B所示，读出装置的Cf以及放大率因制造工艺而具有波动度。从而，可知为了取得准确的增益校正数据，最好以对应于各摄影模式的Cf以及放大率设定来取得增益校正数据。
另外，如图10C所示，有时变换元件的灵敏度特性依赖于传感器偏压Vs。在以采用了非晶硅的PIN型光电二极管或MIS型传感器等来形成了变换元件的情况下，如图10C那样存在若传感器偏压高则灵敏度和饱和也高，若传感器偏压低则灵敏度和饱和也低之类的关系。但在传感器偏压较高的情况下，有时将会引起特性劣化，因此不可一概断言传感器偏压较高为好，还有如本实施方式那样依照摄影模式区分使用的情况。
首先，就静止图像摄影模式的增益校正数据的写入动作进行说明。
如图5所示，在读出/写入切换信号为Hi的状态表示校正数据的写入动作。另外，在模式切换信号为Hi的情况下，校正数据被写入静止图像摄影用的第2增益校正用存储器102中。亦即，在没有被摄体的状态下对摄像单元104照射X射线，得到与图5所示的脉冲信号501a、501b相当的信号A。此时希望以传感器偏压、TFT等开关元件的偏压、读出装置的Cf以及放大率的至少一部分与读出的情况同等的方式用控制单元进行控制。另外，更希望控制单元对未图示的X射线发生装置进行控制以使其照射在通常静止图像摄影中所照射的X射线量。本申请发明者为了获得诊断所需要的图像质量，鉴于X射线量子噪声的影响而估计本实施方式的静止图像摄影模式在面传感器表面上最大每帧1mR～数10mR的照射。为此，希望静止图像模式的Cf、放大率设定在上述剂量下不会饱和。另外，在校正精度这一点上还希望在取得校正数据时所照射的剂量至少包含每帧0.1mR～1mR。
信号A被原样写入第2增益校正用存储器102中。此时，为了使校正精度提高，最好是用未图示的运算单元等对脉冲信号501a、501b进行平均化处理。
另外，在模式切换信号为Lo的情况下，校正数据被写入运动图像摄影用的第1增益校正用存储器101中。亦即，在没有被摄体的状态下对摄像单元104周期地或者连续地照射X射线，得到与图5所示的脉冲信号501c～501h相当的信号A。信号A被原样写入第1增益校正用存储器101中。此时，为了使校正精度提高，最好是用未图示的运算单元等对脉冲信号501c～501h进行平均化处理。另外，为了降低X射线照射历史的影响，将对除去脉冲信号501c后的脉冲信号501d～501h等进行了平均化处理的信号写入第1增益校正用存储器101中更为理想。进而，还希望与运动图像用校正数据写入时同样，控制单元将传感器偏压、TFT等开关元件的偏压、读出装置的Cf以及放大率的至少一部分与运动图像摄影时相同地进行设定。另外，控制单元对未图示的X射线发生装置进行控制以照射在运动图像摄影模式下所照射的剂量更为理想。由于估计本实施方式的运动图像摄影模式在面传感器表面上最大每一帧为10uR～数100uR的照射，所以希望运动图像模式的Cf、放大率设定在上述剂量下不饱和。另外，在校正精度这一点上还希望在校正数据取得时所照射的剂量至少包含每一帧1uR～数10uR。
此外，在上述中，一般而言静止图像摄影模式是指摄影周期(亦即X射线照射的周期)为1秒以上的摄影。另外，运动图像摄影模式是指摄影周期不足1秒、或者对多个帧连续地照射X射线的摄影。另外，作为别的定义还可以将在摄影帧间具有面传感器的电源断开(GND电位等)的期间的摄影定义为静止图像摄影，将没有断开期间的摄影定义为运动图像摄影。进而作为别的定义，还可以将在面传感器表面上最大照射1mR～数10mR的摄影定义为静止图像摄影，最大照射10uR～数100uR的摄影定义为运动图像摄影。
另外，虽然在本实施方式中，以使用采用非晶硅而形成的PIN型光电二极管作为变换元件来构成面传感器的情况举例进行了说明，但是也可以取代这一采用非晶硅而形成的PIN型光电二极管，而使用采用非晶硅而形成的MIS型变换元件(MIS型传感器)。另外，为了从X射线变换成可见光最好是采用碘化铯或钆系的荧光体。进而作为变换元件的材料还可以采用其他的半导体材料(结晶硅、砷化镓、非晶硒、碘化铅、碘化汞)。
进而，虽然在本实施方式中，以摄影模式为“运动图像摄影模式”和“静止图像摄影模式”这两种的情况举例进行了说明，但摄影模式并不限定于这两种。另外，还可以采取设置三种以上的摄影模式，并可切换与这三种以上的摄影模式分别对应的多个(三种以上)增益校正用信号的构成。
另外，虽然本实施方式中，以照射X射线来摄影的X射线摄像装置举例进行了说明，但并不限定于照射X射线来摄影的装置。不言而喻，即便是照射X射线以外的放射线进行摄影的装置等，也能够采用本实施方式的方法。
(第2实施方式)其次，就本发明的优选第2实施方式进行说明。
图6表示本发明的优选第2实施方式，是表示使用了上述第1实施方式中的X射线摄像装置的摄影系统之构成的一例的图。
在图6中，在图像处理器6070中设有上述的增益校正功能。本实施方式的摄影系统之特征是具有对被摄体照射X射线的X射线发生装置，且图像处理器6070中所设置的控制单元103可以对X射线发生装置的动作进行控制的构成这一点。
此外，图像处理器6070具有例如具备对X射线摄像装置进行总括控制的CPU；保存由上述CPU执行的控制程序等的ROM；和作为上述CPU执行上述控制程序之际的工作区、偏移存储器703、第1增益校正用存储器101以及第2增益校正用存储器102等发挥功能的EEPROM的微型计算机。另外，摄像单元104设置于图像传感器6040中，输出单元706设置于例如显示器6080中。
以下，就这样的摄影系统之动作进行说明。在作为X射线发生源的X射线管6050中发生的X射线6060透过患者或者被检体6061的胸部等观察部分6062，入射到图像传感器6040。在此入射的X射线中包含被检体6061内部的信息。图像传感器6040对应于X射线的入射而取得电气信息。此信息被变换成数字信号，由图像处理器6070进行图像处理后就可用处于控制室(Control Room)的显示器6080进行观察。
另外，这样经过图像处理的信息，借助于电话线路或无线6090等的传送单元能够向远处等进行转送。而且，还可以显示在显示器6081上，或者输出在胶片等上，由位于与控制室不同场所的医务室等远处的医师进行诊断。在医务室中获得的信息还能够通过胶片处理器等的记录单元6100在光盘、磁光盘、磁盘等使用了各种记录材料的记录介质、胶片、或者纸等记录介质6110上进行记录或保存。
虽然在本实施方式中，就将图像校正单元设置在图像处理器内的例子进行了说明，但并不特别限定于此，还可以设置在摄影单元内。另外，还可以用集成电路形成图像校正单元并内置在读出装置内。另外，关于控制单元的配置也可以同样设置在摄影单元内。另外，各部分的连接、控制无论用有线、无线都可以。另外进一步，使用多晶硅等材料在绝缘基板上形成栅极驱动装置、读出装置、校正单元、控制单元的至少一部分，这对于装置的小型化等更为理想。
(第3实施方式)其次，就本发明的优选第3实施方式进行说明。
图11表示本发明的优选第3实施方式，是示意性地表示X射线摄像装置中所包含的摄像单元之构成的一例的电路图。与表示第1实施方式的图2相比较，图像校正单元被设置在读出装置814’的模拟多路复用器812和A/D转换器813之间，并以模拟方式进行上述校正处理这一点不同。此时图像校正单元的运算处理还可以进行将运算放大器等组合起来的运算处理。另外，此时的存储器部件既可以使用将电容等组合起来的模拟存储器，另外也可以对数字存储器的内容进行D/A变换并以模拟方式进行运算。关于其他的基本动作及定义，与图1～图5中所说明过的第1实施方式同样，所以省略详细的说明。
(第4实施方式)
其次，就本发明的优选第4实施方式进行说明。
图12表示本发明的优选第4实施方式，是示意性地表示X射线摄像装置中所包含的摄像单元之构成的一例的电路图。与表示第1实施方式的图2相比较，控制单元103可以依照运动图像摄影模式、静止图像摄影模式来切换变换元件的容量的构成这一点不同。因此，读出装置814”使用通常的增益放大器811”。但是，也可以取代读出装置814”而使用图8的读出装置814或图2的读出装置814’。关于其他的基本动作及定义，与图1～图5中所说明过的第1实施方式同样，所以详细的说明省略。如上述那样在运动图像、静止图像中辐射剂量大不相同。因此，在变换元件的饱和这一观点上，希望在运动图像摄影模式下以变换元件的容量变小的方式进行控制，而在静止图像摄影模式下则以变换元件的容量变大的方式进行控制。在动态范围的观点上控制单元103可以在运动图像摄影模式/静止图像摄影模式中切换变换元件的容量更为理想。
(本发明的其他优选实施方式)为了使各种设备动作以实现上述实施方式的功能，对与该各种设备连接的装置或者系统内的计算机，供给用于实现上述实施方式之功能的软件的程序代码。然后，通过该系统或者装置的计算机(CPU或者MPU)中所保存的程序使上述各种设备动作由此来实施的情况也包含在本发明的范畴内。
另外，在此情况下，上述软件的程序代码自身将会实现上述实施方式的功能。该程序代码自身以及用于将该程序代码供给计算机的部件，例如保存了这种程序代码的记录介质就构成本发明。作为存储这种程序代码的记录介质能够使用例如软盘、硬盘、光盘、磁光盘、CD-ROM、磁带、非易失性的存储卡和ROM等。
另外，通过计算机执行所供给的程序代码，上述实施方式的功能就得以实现。进而，该程序代码在与计算机中运行着的OS(操作系统)或者其他应用软件等共同实现上述实施方式的功能的情况下这种程序代码也包含在本实施方式中。
进而，所供给的程序代码被保存在计算机的功能扩充板或连接到计算机的功能扩充单元上所具备的存储器中。之后，根据该程序代码的指示，该功能扩充板或功能扩充单元上所具备的CPU等进行实际处理的一部分或者全部。然后，通过该处理上述实施方式的功能得以实现的情况也包含在本发明中。
产业上的可利用性本发明被用于医疗诊断机器、非破坏检查机器等中所用的、摄像装置、放射线摄像装置及放射线摄像系统。
本发明并不限于上述实施方式，在不脱离本发明的精神和范围内可以进行各种变更和修正。因此，为了公开本发明的范围，附加以下的权利要求项。
优先权的主张本申请以2004年8月6日提出的日本专利申请特愿2004-231446及2005年8月4日提出的日本专利申请特愿2005-226622为基础主张优先权，并在此援引其记载内容全部。
权利要求
1.一种摄像装置，包括增益校正单元，该增益校正单元对来自具有多个变换元件的摄像单元的图像信号，使用记录介质中所存储的校正信号进行用于至少校正上述变换元件的增益特性的增益校正，其特征在于上述增益校正单元构成为依照多个摄影模式使用不同的校正信号，对上述图像信号进行增益校正。
2.按照权利要求1所记载的摄像装置，其特征在于上述多个摄影模式是运动图像摄影模式和静止图像摄影模式，上述增益校正单元在上述运动图像摄影模式下使用第1校正信号对来自上述摄像单元的图像信号进行增益校正，在上述静止图像摄影模式下使用第2校正信号对来自上述摄像单元的图像信号进行增益校正。
3.按照权利要求2所记载的摄像装置，其特征在于上述静止图像摄影模式和上述运动图像摄影模式，为了获得一个图像量的上述图像信号而入射到上述摄像单元的放射线的辐射剂量分别不同。
4.按照权利要求1所记载的摄像装置，其特征在于，具有依照上述多个摄影模式来选择校正信号的控制单元，上述增益校正单元使用由上述控制单元所选择的校正信号，对上述图像信号进行增益校正。
5.按照权利要求4所记载的摄像装置，其特征在于上述控制单元在上述静止图像摄影模式下，每当获得一个图像量的上述图像信号就断开用于从上述摄像单元输出图像信号的电源的一部分或者全部。
6.按照权利要求4所记载的摄像装置，其特征在于上述控制单元更新与上述多个摄影模式相应的校正信号的至少一个。
7.按照权利要求1所记载的摄像装置，其特征在于上述变换元件具有光电变换元件，该光电变换元件是使用非晶硅而形成的PIN型光电二极管或者MIS型传感器。
8.按照权利要求1所记载的摄像装置，其特征在于上述变换元件是将上述放射线直接变换成电荷的元件，使用结晶硅、砷化镓、非晶硒、碘化铅、及碘化汞之中的任意一种半导体材料而形成。
9.一种摄像系统，包括摄像装置，具有包含多个变换元件的摄像单元；和增益校正单元，对来自上述摄像装置的图像信号，使用记录介质中所存储的校正信号进行用于至少校正上述变换元件的增益特性的增益校正，其特征在于上述增益校正单元构成为依照多个摄影模式使用不同的校正信号，对上述图像信号进行增益校正。
10.按照权利要求9所记载的摄像系统，其特征在于上述多个摄影模式是运动图像摄影模式和静止图像摄影模式，上述增益校正单元在上述运动图像摄影模式下使用第1校正信号对来自上述摄像装置的图像信号进行增益校正，在上述静止图像摄影模式下使用第2校正信号对来自上述摄像装置的图像信号进行增益校正。
11.按照权利要求9所记载的摄像系统，其特征在于还具有朝向上述摄像装置照射放射线的放射线发生装置，在上述静止图像摄影模式和上述运动图像摄影模式中，为了获得一个图像量的上述图像信号而从上述放射线发生装置照射的放射线的辐射剂量不同。
12.一种摄像装置，包括增益校正单元，该增益校正单元对来自具有多个变换元件的摄像单元的图像信号，使用记录介质中所存储的校正信号进行用于至少校正上述变换元件的增益特性的增益校正，其特征在于上述增益校正单元构成为依照为了获得一个图像量的上述图像信号而入射到上述摄像单元的放射线的辐射剂量使用不同的校正信号，对上述图像信号进行增益校正。
13.一种摄像系统，包括摄像装置，具有包含多个变换元件的摄像单元；和增益校正单元，对来自上述摄像装置的图像信号，使用记录介质中所存储的校正信号进行用于至少校正上述变换元件的增益特性的增益校正，其特征在于上述增益校正单元构成为依照为了获得一个图像量的上述图像信号而入射到上述摄像单元的放射线的辐射剂量使用不同的校正信号，对上述图像信号进行增益校正。
14.一种摄像方法，其特征在于，包括摄像步骤，用具有多个变换元件的摄像单元对被摄体进行摄像；和增益校正步骤，对通过上述摄像步骤所摄像的被摄体的图像信号，使用记录介质中所记录的校正信号进行用于至少校正上述变换元件的增益特性的增益校正，在上述增益校正步骤中依照多个摄影模式使用不同的校正信号，对上述图像信号进行增益校正。
15.按照权利要求14所记载的摄像方法，其特征在于上述多个摄影模式是运动图像摄影模式和静止图像摄影模式，上述增益校正步骤在上述运动图像摄影模式下使用第1校正信号对通过上述摄像步骤所摄像的被摄体的图像信号进行增益校正，在上述静止图像摄影模式下使用第2校正信号对通过上述摄像步骤所摄像的被摄体的图像信号进行增益校正。
16.按照权利要求15所记载的摄像方法，其特征在于在上述静止图像摄影模式和上述运动图像摄影模式中，为了获得一个图像量的上述图像信号而入射到上述摄像单元的放射线的辐射剂量不同。
17.按照权利要求14所记载的摄像方法，其特征在于，具有依照上述多个摄影模式来选择校正信号的控制步骤，在上述增益校正步骤中，使用通过上述控制步骤所选择的校正信号，对来自上述摄像单元的图像信号进行增益校正。
18.一种计算机程序，使计算机执行以下处理对由具有多个变换元件的摄像单元所摄像的被摄体的图像信号，依照多个摄影模式使用不同的校正信号至少校正上述变换元件的增益特性。
19.一种计算机程序，使计算机执行以下处理对由具有多个变换元件的摄像单元所摄像的被摄体的图像信号，依照为了获得一个图像量的上述图像信号而入射到上述摄像单元的放射线的辐射剂量使用不同的校正信号至少校正上述变换元件的增益特性。
全文摘要
本发明提供一种摄像装置、摄像系统、摄像方法以及计算机程序。对于在X射线摄影装置中所设定的摄影模式(运动图像摄影模式/静止图像摄影模式)分别使用不同的增益校正信号GSA、GSB来进行校正处理。由此，即便在使用运动图像摄影模式和静止图像摄影模式下增益特性不同的摄像部件而构成了X射线摄影装置的情况下，也可以取得校正错误被降低的图像。
文档编号H04N5/32GK1993984SQ20058002668
公开日2007年7月4日 申请日期2005年8月5日 优先权日2004年8月6日
发明者龟岛登志男, 远滕忠夫, 八木朋之, 竹中克郎 申请人:佳能株式会社