(57)【要約】      （修正有）【課題】複数回の放射線の照射が行われた場合であっても、放射線画像の品質を向上させることができる放射線検出器を提供する。【解決手段】放射線検出器は、薄膜トランジスタがオン状態の時に画像データを読み出す信号検出回路と、読み出された画像データに基づいて放射線画像を構成する画像処理部とを備えている。信号検出回路は、第１の読み出し期間において複数の検出部から画像データを読み出し、第１の読み出し期間の後の第２の読み出し期間において複数の検出部から画像データを読み出す。第１の読み出し期間は放射線の第１の照射が終了した後に開始され、第１の照射の後に行われる放射線の第２の照射が終了する前に終了する。第２の読み出し期間は放射線の第２の照射が終了した後に開始される。画像処理部は、第１の読み出し期間において読み出された画像データと、第２の読み出し期間において読み出された画像データとにより１枚のＸ線画像を構成する。【選択図】図５
2020081325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板に設けられ、第１の方向に延びる複数の制御ラインと、
前記基板に設けられ、前記第１の方向に交差する第２の方向に延びる複数のデータラインと、
対応する前記制御ラインと対応する前記データラインとに電気的に接続された薄膜トランジスタを有し、放射線を直接的またはシンチレータと協働して検出する複数の検出部と、
前記薄膜トランジスタのオン状態とオフ状態を切り替える制御回路と、
前記薄膜トランジスタがオン状態の時に画像データを読み出す信号検出回路と、
前記読み出された画像データに基づいて放射線画像を構成する画像処理部と、
を備え、
前記信号検出回路は、第１の読み出し期間において前記複数の検出部から前記画像データを読み出し、前記第１の読み出し期間の後の第２の読み出し期間において前記複数の検出部から前記画像データを読み出し、
前記第１の読み出し期間は、前記放射線の第１の照射が終了した後に開始され、前記第１の照射の後に行われる前記放射線の第２の照射が終了する前に終了し、
前記第２の読み出し期間は、前記放射線の第２の照射が終了した後に開始され、
前記画像処理部は、前記第１の読み出し期間において読み出された前記画像データと、前記第２の読み出し期間において読み出された前記画像データと、により１枚のＸ線画像を構成する放射線検出器。
【請求項２】
前記信号検出回路は、前記薄膜トランジスタがオフ状態の時に補正データをさらに読み出し、
前記画像処理部は、前記第１の読み出し期間において読み出された前記画像データを、前記第１の読み出し期間における前記放射線の第２の照射が開始された後の期間において読み出された補正データにより補正する請求項１記載の放射線検出器。
【請求項３】
前記信号検出回路は、前記薄膜トランジスタがオフ状態の時に補正データをさらに読み出し、
前記信号検出回路は、前記第１の読み出し期間において前記複数の検出部から前記補正データを読み出し、前記第２の読み出し期間において前記複数の検出部から前記補正データを読み出し、
前記画像処理部は、前記第１の読み出し期間において読み出された前記画像データを、前記第１の読み出し期間において読み出された前記補正データにより補正し、前記第２の読み出し期間において読み出された前記画像データを、前記第２の読み出し期間において読み出された前記補正データにより補正する請求項１記載の放射線検出器。
【請求項４】
前記信号検出回路は、前記画像データを読み出す前、前記画像データを読み出した後、および、前記画像データを読み出す前と前記画像データを読み出した後、のいずれかにおいて、前記補正データを読み出す請求項１〜３のいずれか１つに記載の放射線検出器。
【請求項５】
前記信号検出回路は、前記画像データと、前記補正データと、を組にするための画像インデックスを、前記画像データと、前記補正データとに付与する請求項１〜４のいずれか１つに記載の放射線検出器。
【請求項６】
前記画像処理部は、前記画像インデックスに基づいて前記補正データを抽出し、抽出された前記補正データを用いて組となる前記画像データを補正する請求項５記載の放射線検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、放射線検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線検出器の一例にＸ線検出器がある。Ｘ線検出器には、例えば、複数の光電変換部を有するアレイ基板と、複数の光電変換部の上に設けられＸ線を蛍光に変換するシンチレータとが設けられている。また、光電変換部には、シンチレータからの蛍光を電荷に変換する光電変換素子、電荷の蓄積および放出のスイッチングを行う薄膜トランジスタ、電荷を蓄積する蓄積キャパシタなどが設けられている。  
Ｘ線検出器は、例えば、以下のようにして画像データを読み出す。まず、外部から入力された信号によりＸ線の入射を認識する。あるいは、Ｘ線検出器に設けられた検出部によりＸ線の入射を認識する。次に、制御ラインに接続された複数の薄膜トランジスタを順次オン状態にして、蓄積された電荷を画像データとして読み出す。
【０００３】
ここで、制御ラインには、オン状態とされた１つの薄膜トランジスタの他に、オフ状態とされている複数の薄膜トランジスタが接続されている。一般的には、薄膜トランジスタがオフ状態となっていれば、ドレイン電極とソース電極との間には電流が流れない。ところが、半導体材料を含む薄膜トランジスタに、シンチレータにおいて発生した蛍光やＸ線が照射されると、光電効果により、ドレイン電極とソース電極との間にリーク電流が流れる。リーク電流が流れると、Ｘ線画像に縞模様などが発生するおそれがある。
そのため、一般的には、画像データの読み出しは、Ｘ線の照射の終了後に行われる。ところが、比較的短時間の間にＸ線の照射が複数回行われる場合がある。例えば、Ｘ線画像の濃淡をより明確にするなどの場合には、Ｘ線の照射が複数回行われる。
【０００４】
この場合、１回目のＸ線の照射による画像データの読み出し中に、２回目のＸ線の照射が行われると、読み出しが完了している画像データは、１回目のＸ線の照射により生じた電荷に基づいたものとなる。一方、読み出しがされていない画像データは、１回目のＸ線の照射により生じた電荷に、２回目のＸ線の照射により生じた電荷が加わったものとなる。そのため、１枚のＸ線画像において、１回目のＸ線の照射により構成された部分と、１回目のＸ線の照射と２回目のＸ線の照射との合計により構成された部分が生じ、Ｘ線画像に縞模様が発生する場合がある。この場合、１回目のＸ線の照射と、２回目のＸ線の照射との間の時間を長くすると、撮影時間、ひいては診断時間などが長くなる。  
そこで、比較的短時間の間に複数回の放射線の照射が行われた場合であっても、放射線画像の品質を向上させることができる技術の開発が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１４−５２６１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、複数回の放射線の照射が行われた場合であっても、放射線画像の品質を向上させることができる放射線検出器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態に係る放射線検出器は、基板と、前記基板に設けられ、第１の方向に延びる複数の制御ラインと、前記基板に設けられ、前記第１の方向に交差する第２の方向に延びる複数のデータラインと、対応する前記制御ラインと対応する前記データラインとに電気的に接続された薄膜トランジスタを有し、放射線を直接的またはシンチレータと協働して検出する複数の検出部と、前記薄膜トランジスタのオン状態とオフ状態を切り替える制御回路と、前記薄膜トランジスタがオン状態の時に画像データを読み出す信号検出回路と、前記読み出された画像データに基づいて放射線画像を構成する画像処理部と、を備えている。前記信号検出回路は、第１の読み出し期間において前記複数の検出部から前記画像データを読み出し、前記第１の読み出し期間の後の第２の読み出し期間において前記複数の検出部から前記画像データを読み出す。前記第１の読み出し期間は、前記放射線の第１の照射が終了した後に開始され、前記第１の照射の後に行われる前記放射線の第２の照射が終了する前に終了する。前記第２の読み出し期間は、前記放射線の第２の照射が終了した後に開始される。前記画像処理部は、前記第１の読み出し期間において読み出された前記画像データと、前記第２の読み出し期間において読み出された前記画像データと、により１枚のＸ線画像を構成する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】Ｘ線検出器を例示するための模式斜視図である。
【図２】Ｘ線検出器のブロック図である。
【図３】アレイ基板の回路図である。
【図４】画像データの読み出しおよび補正データの読み出しを例示するためのタイミングチャートである。
【図５】Ｘ線の照射とデータの読み出しのタイミングを例示するためのタイミングチャートである。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、画像データの状態を例示するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。  
本実施の形態に係る放射線検出器は、Ｘ線のほかにもγ線などの各種放射線に適用させることができる。ここでは、一例として、放射線の中の代表的なものとしてＸ線に係る場合を例にとり説明をする。したがって、以下の実施形態の「Ｘ線」を「他の放射線」に置き換えることにより、他の放射線にも適用させることができる。
【００１０】
また、以下に例示をするＸ線検出器１は、放射線画像であるＸ線画像を検出するＸ線平面センサである。Ｘ線平面センサには、大きく分けて直接変換方式と間接変換方式がある。  直接変換方式は、入射Ｘ線により光導電膜内部に発生した光導電電荷（電荷）を高電界により電荷蓄積用の蓄積キャパシタに直接導く方式である。  
間接変換方式は、Ｘ線をシンチレータにより蛍光（可視光）に変換し、蛍光をフォトダイオードなどの光電変換素子により電荷に変換し、電荷を蓄積キャパシタに導く方式である。
【００１１】
以下においては、一例として、間接変換方式のＸ線検出器１を例示するが、本発明は直接変換方式のＸ線検出器にも適用することができる。  
すなわち、Ｘ線検出器は、Ｘ線を電気的な情報に変換する検出部を有するものであれば良い。検出部は、例えば、Ｘ線を直接的またはシンチレータと協働して検出するものとすることができる。  
なお、直接変換方式のＸ線検出器の一般的な構成には既知の技術を適用することができるので、詳細な説明は省略する。  
また、Ｘ線検出器１は、例えば、一般医療などに用いることができるが、用途に限定はない。
【００１２】
図１は、Ｘ線検出器１を例示するための模式斜視図である。  
なお、図１においては、バイアスライン２ｃ３などを省いて描いている。  
図２は、Ｘ線検出器１のブロック図である。  
図３は、アレイ基板２の回路図である。  
図１〜図３に示すように、Ｘ線検出器１には、アレイ基板２、信号処理部３、画像処理部４、シンチレータ５、入射Ｘ線検出部６、およびメモリ７が設けられている。
【００１３】
アレイ基板２は、シンチレータ５によりＸ線から変換された蛍光を電気信号に変換する。
アレイ基板２は、基板２ａ、光電変換部２ｂ、制御ライン（又はゲートライン）２ｃ１、データライン（又はシグナルライン）２ｃ２、バイアスライン２ｃ３、配線パッド２ｄ１、配線パッド２ｄ２、および保護層２ｆなどを有する。  
本実施の形態においては、光電変換部２ｂがＸ線をシンチレータ５と協働して検出する検出部となる。  
なお、光電変換部２ｂ、制御ライン２ｃ１、データライン２ｃ２、およびバイアスライン２ｃ３などの数は例示をしたものに限定されるわけではない。
【００１４】
基板２ａは、板状を呈し、無アルカリガラスなどの透光性材料から形成されている。  
光電変換部２ｂは、基板２ａの一方の面に複数設けられている。光電変換部２ｂは、制御ライン２ｃ１とデータライン２ｃ２とにより画された領域に設けられている。複数の光電変換部２ｂは、マトリクス状に並べられている。なお、１つの光電変換部２ｂは、Ｘ線画像における１つの画素（pixel）に対応する。
【００１５】
複数の光電変換部２ｂのそれぞれには、光電変換素子２ｂ１と、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin Film Transistor）２ｂ２とが設けられている。  
また、図３に示すように、光電変換素子２ｂ１において変換した電荷が供給される蓄積キャパシタ２ｂ３を設けることができる。蓄積キャパシタ２ｂ３は、例えば、矩形平板状を呈し、薄膜トランジスタ２ｂ２の下に設けることができる。ただし、光電変換素子２ｂ１の容量によっては、光電変換素子２ｂ１が蓄積キャパシタ２ｂ３を兼ねることができる。
【００１６】
光電変換素子２ｂ１が蓄積キャパシタ２ｂ３を兼ねる場合（蓄積キャパシタ２ｂ３が省略される場合）には、電荷の蓄積および放出が行われるのは光電変換素子２ｂ１となる。この場合、薄膜トランジスタ２ｂ２をオン状態とすることで光電変換部２ｂから電荷が放出され、薄膜トランジスタ２ｂ２をオフ状態とすることで光電変換部２ｂに電荷が蓄積される。  
蓄積キャパシタ２ｂ３が設けられる場合には、薄膜トランジスタ２ｂ２をオフ状態にするとバイアスライン２ｃ３から蓄積キャパシタ２ｂ３に一定の電荷が蓄積され、薄膜トランジスタ２ｂ２をオン状態にすると蓄積キャパシタ２ｂ３に蓄積されている電荷が放出される。  
なお、以下においては、一例として、蓄積キャパシタ２ｂ３が設けられる場合を例示する。
【００１７】
光電変換素子２ｂ１は、例えば、フォトダイオードなどとすることができる。  
薄膜トランジスタ２ｂ２は、蓄積キャパシタ２ｂ３への電荷の蓄積および放出のスイッチングを行う。薄膜トランジスタ２ｂ２は、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）やポリシリコン（Ｐ−Ｓｉ）などの半導体材料を含むものとすることができる。薄膜トランジスタ２ｂ２は、ゲート電極２ｂ２ａ、ドレイン電極２ｂ２ｂ及びソース電極２ｂ２ｃを有している。薄膜トランジスタ２ｂ２のゲート電極２ｂ２ａは、対応する制御ライン２ｃ１と電気的に接続される。薄膜トランジスタ２ｂ２のドレイン電極２ｂ２ｂは、対応するデータライン２ｃ２と電気的に接続される。
【００１８】
すなわち、薄膜トランジスタ２ｂ２は、対応する制御ライン２ｃ１と対応するデータライン２ｃ２とに電気的に接続されている。薄膜トランジスタ２ｂ２のソース電極２ｂ２ｃは、対応する光電変換素子２ｂ１と蓄積キャパシタ２ｂ３とに電気的に接続される。また、光電変換素子２ｂ１のアノード側と蓄積キャパシタ２ｂ３は、対応するバイアスライン２ｃ３と電気的に接続される（図３を参照）。
【００１９】
制御ライン２ｃ１は、所定の間隔をあけて互いに平行に複数設けられている。制御ライン２ｃ１は、例えば、行方向（第１の方向の一例に相当する）に延びている。１つの制御ライン２ｃ１は、基板２ａの周縁近傍に設けられた複数の配線パッド２ｄ１のうちの１つと電気的に接続されている。１つの配線パッド２ｄ１には、フレキシブルプリント基板２ｅ１に設けられた複数の配線のうちの１つが電気的に接続されている。フレキシブルプリント基板２ｅ１に設けられた複数の配線の他端は、信号処理部３に設けられた制御回路３１とそれぞれ電気的に接続されている。
【００２０】
データライン２ｃ２は、所定の間隔をあけて互いに平行に複数設けられている。データライン２ｃ２は、例えば、行方向に直交する列方向（第２の方向の一例に相当する）に延びている。１つのデータライン２ｃ２は、基板２ａの周縁近傍に設けられた複数の配線パッド２ｄ２のうちの１つと電気的に接続されている。１つの配線パッド２ｄ２には、フレキシブルプリント基板２ｅ２に設けられた複数の配線のうちの１つが電気的に接続されている。フレキシブルプリント基板２ｅ２に設けられた複数の配線の他端は、信号処理部３に設けられた信号検出回路３２とそれぞれ電気的に接続されている。
【００２１】
図３に示すように、バイアスライン２ｃ３は、データライン２ｃ２とデータライン２ｃ２との間に、データライン２ｃ２と平行に設けられている。バイアスライン２ｃ３には、図示しないバイアス電源が電気的に接続されている。図示しないバイアス電源は、例えば、信号処理部３などに設けることができる。なお、バイアスライン２ｃ３は、必ずしも必要ではなく、必要に応じて設けるようにすればよい。バイアスライン２ｃ３が設けられない場合には、光電変換素子２ｂ１のアノード側と蓄積キャパシタ２ｂ３は、バイアスライン２ｃ３に代えてグランドに電気的に接続される。  
制御ライン２ｃ１、データライン２ｃ２、およびバイアスライン２ｃ３は、例えば、アルミニウムやクロムなどの低抵抗金属を用いて形成することができる。
【００２２】
保護層２ｆは、光電変換部２ｂ、制御ライン２ｃ１、データライン２ｃ２、およびバイアスライン２ｃ３を覆っている。保護層２ｆは、例えば、酸化物絶縁材料、窒化物絶縁材料、酸窒化物絶縁材料、および樹脂材料の少なくとも１種を含む。
【００２３】
信号処理部３は、アレイ基板２の、シンチレータ５側とは反対側に設けられている。  
信号処理部３には、制御回路３１と、信号検出回路３２とが設けられている。  
制御回路３１は、薄膜トランジスタ２ｂ２のオン状態とオフ状態を切り替える。
【００２４】
図２に示すように、制御回路３１は、複数のゲートドライバ３１ａと行選択回路３１ｂとを有する。  
行選択回路３１ｂには、画像処理部４などから制御信号Ｓ１が入力される。行選択回路３１ｂは、Ｘ線画像のスキャン方向に従って、対応するゲートドライバ３１ａに制御信号Ｓ１を入力する。  
ゲートドライバ３１ａは、対応する制御ライン２ｃ１に制御信号Ｓ１を入力する。  
例えば、制御回路３１は、フレキシブルプリント基板２ｅ１を介して、制御信号Ｓ１を各制御ライン２ｃ１毎に順次入力する。制御ライン２ｃ１に入力された制御信号Ｓ１により薄膜トランジスタ２ｂ２がオン状態となり、光電変換部２ｂ（蓄積キャパシタ２ｂ３）からの電荷（画像データＳ２）が受信できるようになる。
【００２５】
なお、本明細書においては、薄膜トランジスタ２ｂ２がオン状態の時に読み出されたデータを「画像データＳ２」とし、薄膜トランジスタ２ｂ２がオフ状態の時に読み出されたデータを「補正データＳ３」としている。
【００２６】
信号検出回路３２は、薄膜トランジスタ２ｂ２がオン状態の時に、光電変換部２ｂ（蓄積キャパシタ２ｂ３）から電荷（画像データＳ２）を読み出す。また、信号検出回路３２は、読み出された画像データＳ２（アナログ信号）をデジタル信号に順次変換する。
【００２７】
また、信号検出回路３２は、薄膜トランジスタ２ｂ２がオフ状態の時に補正データＳ３をさらに読み出す。信号検出回路３２は、読み出された補正データＳ３（アナログ信号）をデジタル信号に順次変換する。
【００２８】
また、信号検出回路３２は、画像データＳ２を読み出す前、画像データＳ２を読み出した後、および、画像データＳ２を読み出す前と画像データＳ２を読み出した後、のいずれかにおいて、補正データＳ３を読み出すことができる。
また、信号検出回路３２は、制御信号Ｓ１が入力される度に、補正データＳ３を読み出すことができる。
また、信号検出回路３２は、画像データＳ２と、補正データＳ３とを組にするための画像インデックスを付与することができる。
【００２９】
メモリ７は、信号検出回路３２と画像処理部４との間に電気的に接続されている。メモリ７は、デジタル信号に変換された画像データＳ２と補正データＳ３を一時的に保存する。すなわち、メモリ７は、薄膜トランジスタ２ｂ２がオン状態の時に得られたデータを画像データＳ２として一時的に保存する。また、メモリ７は、薄膜トランジスタ２ｂ２がオフ状態の時に得られたデータを補正データＳ３として一時的に保存する。この際、画像インデックスが付与された画像データＳ２と画像インデックスが付与された補正データＳ３が保存されるようにすることができる。
【００３０】
画像処理部４は、メモリ７に保存されている画像データＳ２に基づいて、Ｘ線画像を構成する。また、画像処理部４は、Ｘ線画像を構成する際に、メモリ７に保存されている補正データＳ３を用いて後述する補正を行うことができる。この際、画像処理部４は、画像インデックスに基づいて補正データＳ３を抽出し、抽出された補正データＳ３を用いて組となる画像データＳ２を補正することができる。補正が行われたＸ線画像のデータは、画像処理部４から外部の機器などに向けて出力される。  
なお、画像処理部４、メモリ７および入射Ｘ線検出部６は、信号処理部３と一体化されていてもよい。  
なお、Ｘ線画像の構成と、補正データＳ３を用いた補正に関する詳細は後述する。
【００３１】
シンチレータ５は、複数の光電変換素子２ｂ１の上に設けられ、入射するＸ線を蛍光に変換する。シンチレータ５は、基板２ａ上の複数の光電変換部２ｂが設けられた領域（有効画素領域）を覆うように設けられている。  
シンチレータ５は、例えば、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）：タリウム（Ｔｌ）、あるいはヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）：タリウム（Ｔｌ）などを用いて形成することができる。この場合、真空蒸着法などを用いて、シンチレータ５を形成すれば、複数の柱状結晶の集合体からなるシンチレータ５が形成される。
【００３２】
また、シンチレータ５は、例えば、酸硫化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ）などを用いて形成することもできる。この場合、複数の光電変換部２ｂごとに四角柱状のシンチレータ５が設けられるように、マトリクス状の溝部を形成することができる。溝部には、大気（空気）、あるいは酸化防止用の窒素ガスなどの不活性ガスが満たされるようにすることができる。また、溝部が真空状態となるようにしてもよい。
【００３３】
その他、蛍光の利用効率を高めて感度特性を改善するために、シンチレータ５の表面側（Ｘ線の入射面側）を覆うように図示しない反射層を設けることができる。  
また、空気中に含まれる水蒸気により、シンチレータ５の特性と反射層の特性が劣化するのを抑制するために、シンチレータ５と反射層を覆う図示しない防湿体を設けることができる。
【００３４】
入射Ｘ線検出部６は、信号検出回路３２と電気的に接続されている。入射Ｘ線検出部６は、薄膜トランジスタ２ｂ２がオン状態の時に、当該薄膜トランジスタ２ｂ２が電気的に接続されたデータライン２ｃ２に流れる電流の値に基づいてＸ線の入射開始時を判定する。すなわち、入射Ｘ線検出部６は、薄膜トランジスタがオン状態の時に読み出された画像データＳ２の値に基づいてＸ線の入射開始時を判定する。例えば、入射Ｘ線検出部６は、オン状態となっている薄膜トランジスタ２ｂ２が接続されたデータライン２ｃ２に流れる電流を検出し、検出された電流の値が所定の閾値を超えた場合には、Ｘ線が入射したと判定することができる。また、入射Ｘ線検出部６は、Ｘ線の照射の終了時を判定することもできる。例えば、入射Ｘ線検出部６は、オン状態となっている薄膜トランジスタ２ｂ２が接続されたデータライン２ｃ２に流れる電流を検出し、検出された電流の値が所定の閾値以下となった場合には、Ｘ線の照射が終了したと判定することができる。これらの閾値は、Ｘ線が照射された時にデータライン２ｃ２に流れる電流の値と、Ｘ線が照射されていない時にデータライン２ｃ２に流れる電流の値との差に基づいて予め設定することができる。
【００３５】
ここで、人体に対して大量のＸ線照射を行うと健康への悪影響があるため、人体へのＸ線照射量は必要最低限に抑えられる。そのため、医療に用いられるＸ線検出器の場合には、入射するＸ線の強度が非常に弱いものとなる。この場合、薄膜トランジスタ２ｂ２がオン状態となっていれば、オフ状態の場合と比べて電気抵抗を小さくすることができるので、データライン２ｃ２に流れる電流の値が大きくなる。
【００３６】
本実施の形態に係る入射Ｘ線検出部６は、オン状態となっている薄膜トランジスタ２ｂ２が接続されたデータライン２ｃ２に流れる電流を検出するので、入射するＸ線の強度が弱い場合であっても、Ｘ線の入射開始時およびＸ線の照射の終了時を精度良く検出することができる。
【００３７】
ここで、画像データＳ２と補正データＳ３は、以下のようにして読み出すことができる。
まず、制御回路３１は、薄膜トランジスタ２ｂ２をオフ状態にする。薄膜トランジスタ２ｂ２がオフ状態となることで、バイアスライン２ｃ３を介して一定の電荷が蓄積キャパシタ２ｂ３に蓄積される。次に、Ｘ線が照射されると、シンチレータ５によりＸ線が蛍光に変換される。蛍光が光電変換素子２ｂ１に入射すると、光電効果によって電荷（電子およびホール）が発生し、発生した電荷と、蓄積されている電荷（異種電荷）とが結合して蓄積されている電荷が減少する。そのため、シンチレータ５において発生した蛍光の強弱分布に対応した画像データ情報が生成される。
【００３８】
次に、制御回路３１は、薄膜トランジスタ２ｂ２を順次オン状態にする。信号検出回路３２は、サンプリング信号に従って各蓄積キャパシタ２ｂ３に蓄積されている電荷（画像データＳ２）をデータライン２ｃ２を介して読み出す。信号検出回路３２は、読み出された画像データＳ２（アナログ信号）を順次デジタル信号に変換する。  
また、信号検出回路３２は、薄膜トランジスタ２ｂ２がオフ状態となっている時にデータライン２ｃ２に流れる電流を検出する。信号検出回路３２により検出された電流の値には、ノイズ成分が含まれているので補正データＳ３とすることができる。信号検出回路３２は、読み出された補正データＳ３（アナログ信号）を順次デジタル信号に変換する。
この様にして、画像データＳ２と補正データＳ３を読み出すことができる。
【００３９】
図４は、画像データＳ２の読み出しおよび補正データＳ３の読み出しを例示するためのタイミングチャートである。  
図４は、ｎ本の制御ライン２ｃ１と、ｍ本のデータライン２ｃ２が設けられた場合である。  
まず、画像処理部４などから信号検出回路３２に第１のサンプリング信号２１を入力する。図４に示すように、第１のサンプリング信号２１がオンとなることで、信号検出回路３２は、データライン（１）〜データライン（ｍ）に対するサンプリングを開始する。第１のサンプリング信号２１は所定の期間経過後にオフとなる。  
一方、第１のサンプリング信号２１がオンとなっている間に、画像処理部４などから制御回路３１を介して制御ライン（１）に制御信号Ｓ１を入力する。制御信号Ｓ１がオンとなることで、制御ライン（１）に電気的に接続された薄膜トランジスタ２ｂ２がオン状態となる。制御信号Ｓ１は所定の期間経過後にオフとなる。  
信号検出回路３２は、薄膜トランジスタ２ｂ２がオン状態の時にデータライン（１）〜データライン（ｍ）からの画像データＳ２を順次読み出す。  
また、入射Ｘ線検出部６は、第１のサンプリング信号２１がオンの時にデータライン２ｃ２に流れる電流の値に基づいてＸ線の入射開始時を判定する。また、入射Ｘ線検出部６は、第１のサンプリング信号２１がオンの時にデータライン２ｃ２に流れる電流の値に基づいてＸ線の照射の終了時を判定することができる。すなわち、入射Ｘ線検出部６は、Ｘ線の照射期間やＸ線の照射間隔などをも判定することができる。
【００４０】
次に、第１のサンプリング信号２１がオフとなった後に、画像処理部４などから信号検出回路３２に第２のサンプリング信号２２を入力する。第２のサンプリング信号２２がオンとなることで、信号検出回路３２は、データライン（１）〜データライン（ｍ）に対するサンプリングを開始する。第２のサンプリング信号２２は所定の期間経過後にオフとなる。
【００４１】
この場合、制御ライン（１）には制御信号Ｓ１が入力されず、制御ライン（１）に電気的に接続された薄膜トランジスタ２ｂ２はオフ状態のままとなる。信号検出回路３２は、薄膜トランジスタ２ｂ２がオフ状態の時にデータライン（１）〜データライン（ｍ）に流れる電流をそれぞれ検出する。検出された電流が補正データＳ３となる。
【００４２】
その後、以上の手順を制御ライン（２）〜制御ライン（ｎ）に対して行う。  
以上の様にして得られたデータは、メモリ７に保存される。薄膜トランジスタ２ｂ２がオン状態の時に得られたデータは、ｎ行ｍ列の画像データＳ２となる。薄膜トランジスタ２ｂ２がオフ状態の時に得られたデータは、ｎ行ｍ列の補正データＳ３となる。  
なお、画像データＳ２と、補正データＳ３とが同じメモリ７に保存される場合を例示したが、画像データＳ２と、補正データＳ３とがそれぞれ別のメモリに保存されるようにしてもよい。
【００４３】
また、画像データＳ２となるデータと、補正データＳ３となるデータをメモリ７に保存する際には、画像インデックスを付与することができる。図４に例示をしたものの場合には、画像データＳ２に画像インデックスＴＦＴｏｎ１を付与し、画像データＳ２と組になる補正データＳ３に画像インデックスＴＦＴｏｆｆ１を付与している。この場合、画像インデックスＴＦＴｏｎ１は、最初に取得された画像データＳ２であることを表し、ＴＦＴｏｆｆ１は、これと組になる補正データＳ３であることを表している。画像インデックスは、制御ライン（１）〜制御ライン（ｎ）に関するデータに対してそれぞれ付与することができる。
【００４４】
なお、図４においては、第１のサンプリング信号２１がオフとなった後に、第２のサンプリング信号２２をオンとしたが、第２のサンプリング信号２２がオフとなった後に、第１のサンプリング信号２１をオンとしてもよい。すなわち、図４においては、画像データＳ２の取得後に補正データＳ３を取得したが、補正データＳ３の取得後に画像データＳ２を取得してもよい。
【００４５】
また、図４においては、制御信号Ｓ１をオンとする前に第１のサンプリング信号２１をオンにしているが、制御信号Ｓ１のオンと第１のサンプリング信号２１のオンとは同時であってもよいし、制御信号Ｓ１をオンにした後に第１のサンプリング信号２１をオンとしてもよい。  
また、図４においては、制御信号Ｓ１をオフとした後に第１のサンプリング信号２１をオフにしているが、制御信号Ｓ１のオフと第１のサンプリング信号２１のオフとは同時であってもよいし、制御信号Ｓ１をオフにする前に第１のサンプリング信号２１をオフとしてもよい。
【００４６】
ここで、前述したように、薄膜トランジスタ２ｂ２は、アモルファスシリコンなどの半導体材料を含んでいる。シンチレータ５において発生した蛍光や、入射したＸ線が半導体材料に照射されると、光電効果により半導体材料から電子が放出される。そのため、薄膜トランジスタ２ｂ２がオフ状態となっていてもドレイン電極２ｂ２ｂとソース電極２ｂ２ｃとの間にリーク電流が流れる。読み出しを行う薄膜トランジスタ２ｂ２が接続されたデータライン２ｃ２には、リーク電流が発生し得る複数の薄膜トランジスタ２ｂ２が接続されている。そのため、Ｘ線が照射されている間に画像データＳ２の読み出しを行うと、リーク電流によりＸ線画像の品質が劣化するおそれがある。例えば、撮影されたＸ線画像に縞模様などが発生するおそれがある。そのため、一般的には、Ｘ線の照射が終了し、Ｘ線がＸ線検出器１に入射していない状態において、画像データＳ２の読み出しを行うようにしている。
【００４７】
ところが、比較的短時間の間にＸ線の照射が複数回行われる場合がある。例えば、Ｘ線画像の濃淡をより明確にするなどの理由により、Ｘ線の照射が複数回行われる場合がある。
図５は、Ｘ線の照射とデータの読み出しのタイミングを例示するためのタイミングチャートである。  
図５においては、一例として、２回のＸ線照射が行われるとしている。データの読み出しは、２回行われるとしている。１回目のデータの読み出しは、１回目のＸ線の照射（放射線の第１の照射の一例に相当する）の後に開始され、２回目のＸ線の照射（放射線の第２の照射の一例に相当する）が行われている間に終了するものとしている（第１の読み出し期間の一例に相当する）。２回目のデータの読み出しは、２回目のＸ線の照射が終了した後としている（第２の読み出し期間の一例に相当する）。前述したように、Ｘ線の照射の開始と照射の終了は、入射Ｘ線検出部６により検出することができる。
【００４８】
１回目のＸ線の照射が行われると、シンチレータ５において発生した蛍光の強弱分布に対応した画像データ情報が生成される。制御回路３１および信号検出回路３２により、アレイ基板２に設けられた複数の光電変換部２ｂ（蓄積キャパシタ２ｂ３）から画像データＳ２と補正データＳ３とを順次読み出す。データの読み出し期間は、全ての画像データＳ２と全ての補正データＳ３とを読み出すのに必要な期間である。
【００４９】
前述したように、一般的には、２回目以降のＸ線の照射は行われない。そのため、データの読み出し期間中に新たにＸ線が照射されることはない。ところが、前述したように、必要に応じて、２回目以降のＸ線の照射が行われる場合がある。この場合、１回目のＸ線の照射と２回目のＸ線の照射との間の時間を長くして、１回目のＸ線の照射と２回目のＸ線の照射との間においてデータの読み出しを終了させることもできる。しかしながら、この様にすると、撮影時間、ひいては診断時間などが長くなる。そのため、Ｘ線の照射間隔が短くなるようにすることが好ましい。
【００５０】
ところが、Ｘ線の照射間隔が短くなると、図５に例示をしたように、データの読み出し期間中に２回目のＸ線の照射が行われる場合が生じる。この場合、２回目のＸ線の照射が開始される前の期間Ｔ１においては、１回目のＸ線の照射に基づく画像データＳ２と補正データＳ３とが読み出される。すなわち、期間Ｔ１においては、１回目のＸ線の照射により生じた電荷による画像データＳ２が読み出される。一方、２回目のＸ線の照射が開始された後の期間Ｔ２においては、１回目のＸ線の照射と２回目のＸ線の照射とに基づく画像データＳ２と補正データＳ３とが読み出される。すなわち、期間Ｔ２においては、１回目のＸ線の照射により生じた電荷に、２回目のＸ線の照射により生じた電荷が加わった画像データＳ２が読み出される。
【００５１】
そのため、１枚のＸ線画像において、期間Ｔ１において読み出された画像データＳ２から構成された部分と、期間Ｔ２において読み出された画像データＳ２から構成された部分とが生じることになる。１枚のＸ線画像において、異なる条件で取得された画像データＳ２から構成された部分があると、Ｘ線画像に縞模様が発生する場合がある。Ｘ線画像に縞模様が発生すると、Ｘ線画像の品質が著しく低下するおそれがある。
【００５２】
そこで、画像処理部４は、以下のようにしてＸ線画像を構成するようにしている。  
図６（ａ）〜（ｄ）は、画像データＳ２の状態を例示するための模式図である。  
図６（ａ）は、１回目のＸ線の照射が終了した直後における画像データＳ２の状態を表している。図６（ａ）に示すように、１回目のＸ線の照射が終了した直後においては、全ての画像データＳ２は、１回目のＸ線の照射によるものとなる。
【００５３】
まず、画像処理部４は、１回目のＸ線の照射が終了した後に、１回目のデータの読み出しを行う。  
図６（ｂ）は、前述した期間Ｔ１の終了直後における画像データＳ２の状態を表している。図６（ｂ）に示すように、期間Ｔ１の終了直後においては、１回目のＸ線の照射による画像データＳ２が読み出された領域１２０と、１回目のＸ線の照射による画像データＳ２が読み出されていない領域１２１が生じる。
【００５４】
図６（ｃ）は、前述した期間Ｔ２の開始直後における画像データＳ２の状態を表している。図６（ｃ）に示すように、期間Ｔ２の開始直後においては、１回目のＸ線の照射による画像データＳ２が読み出された領域１２０に、２回目のＸ線の照射による画像データＳ２が生成される。一方、１回目のＸ線の照射による画像データＳ２が読み出されていない領域１２１に、２回目のＸ線の照射による画像データＳ２が重ねて生成される。
【００５５】
図６（ｄ）は、前述した期間Ｔ２の終了直後における画像データＳ２の状態を表している。図６（ｄ）に示すように、期間Ｔ２の終了直後においては、領域１２１における画像データＳ２が読み出されている。この場合、読み出された画像データＳ２は、１回目のＸ線の照射と２回目のＸ線の照射とによるものとなる。一方、領域１２０は、既に読み出しが終了した領域のため、２回目のＸ線の照射による画像データＳ２が残ることになる。
【００５６】
次に、画像処理部４は、２回目のＸ線の照射が終了した後に、２回目のデータの読み出しを行う。  
２回目のデータの読み出しにおいては、領域１２０にある２回目のＸ線の照射による画像データＳ２を読み出す。
【００５７】
画像処理部４は、領域１２０において既に読み出されている１回目のＸ線の照射による画像データＳ２に、領域１２０において読み出された２回目のＸ線の照射による画像データＳ２を加えることで、領域１２０に関するＸ線画像を構成する。  
画像処理部４は、領域１２１において読み出された、１回目のＸ線の照射と２回目のＸ線の照射とが行われることで生成された画像データＳ２により、領域１２１に関するＸ線画像を構成する。  
画像処理部４は、領域１２０に関するＸ線画像と、領域１２１に関するＸ線画像とにより１枚のＸ線画像を構成する。領域１２０に関するＸ線画像と、領域１２１に関するＸ線画像とは、１回目のＸ線の照射と２回目のＸ線の照射とにより構成されたものとなるので、Ｘ線画像に縞模様が発生するのを抑制することができる。そのため、Ｘ線画像の品質を向上させることができる。
【００５８】
すなわち、信号検出回路３２は、第１の読み出し期間において複数の検出部（光電変換部２ｂ）から画像データＳ２を読み出し、第１の読み出し期間の後の第２の読み出し期間において複数の検出部（光電変換部２ｂ）から画像データＳ２を読み出す。第１の読み出し期間は、Ｘ線の第１の照射が終了した後に開始され、第１の照射の後に行われるＸ線の第２の照射が終了する前に終了する。第２の読み出し期間は、Ｘ線の第２の照射が終了した後に開始される。画像処理部４は、第１の読み出し期間において読み出された画像データＳ２と、第２の読み出し期間において読み出された画像データＳ２と、により１枚のＸ線画像を構成する。
【００５９】
ここで、前述したように、Ｘ線が照射されている間に画像データＳ２の読み出しを行うと、読み出された画像データＳ２にリーク電流が含まれることになる。そのため、１回目のデータの読み出しにおける期間Ｔ２において読み出された画像データＳ２にはリーク電流が含まれている。リーク電流は、期間Ｔ２において、薄膜トランジスタ２ｂ２をオフ状態にして読み出した補正データＳ３から求めることができる。  
そこで、画像処理部４は、期間Ｔ２において読み出された画像データＳ２から期間Ｔ２において読み出された補正データＳ３を差し引く補正を行うことができる。この様にすれば、リーク電流によるノイズ成分を除去することができるので、Ｘ線画像の品質をさらに向上させることができる。
【００６０】
また、画像データ信号Ｓ２には、前述したリーク電流以外のノイズ成分が含まれている場合がある。そのため、リーク電流以外のノイズ成分を除去するための補正を行うことが必要となる場合がある。例えば、複数の光電変換部２ｂごとに異なるオフセット成分があるため、このオフセット成分と、このオフセット成分に起因する信号検出回路３２（積分アンプ）におけるノイズと、を除去するオフセット補正が必要となる場合がある。また、複数の光電変換部２ｂごとに異なる光検出効率、信号検出回路３２に設けられた複数の積分アンプごとに異なる積分率、シンチレータ５における変換効率のばらつきなどに関するゲイン補正が必要となる場合がある。そのため、画像処理部４は、必要に応じてＸ線画像をさらに補正することもできる。
【００６１】
これらのノイズ成分は、薄膜トランジスタ２ｂ２をオフ状態にして読み出した補正データＳ３から求めることができる。本実施の形態においては、図４に示すように、画像データＳ２を読み出す際に、当該画像データＳ２と組になる補正データＳ３を読み出している。そのため、画像処理部４は、１回目のデータの読み出しの際に読み出された複数の画像データＳ２のそれぞれから、これと組になる補正データＳ３を差し引き、２回目のデータの読み出しの際に読み出された複数の画像データＳ２のそれぞれから、これと組になる補正データＳ３を差し引く補正を行うことができる。
【００６２】
Ｘ線の照射が行われている時に読み出された補正データＳ３には、リーク電流によるノイズと、リーク電流以外のノイズが含まれている。Ｘ線の照射が行われていない時に読み出された補正データＳ３には、リーク電流によるノイズが含まれておらず、リーク電流以外のノイズが含まれている。そのため、１回目のデータの読み出しの際に読み出された複数の画像データＳ２のそれぞれから、これと組になる補正データＳ３を差し引き、２回目のデータの読み出しの際に読み出された複数の画像データＳ２のそれぞれから、これと組になる補正データＳ３を差し引く補正を行えば、リーク電流によるノイズとリーク電流以外のノイズを除去することができる。
【００６３】
すなわち、信号検出回路３２は、薄膜トランジスタ２ｂ２がオフ状態の時に補正データＳ３をさらに読み出す。画像処理部４は、第１の読み出し期間において読み出された画像データＳ２を、第１の読み出し期間におけるＸ線の第２の照射が開始された後の期間において読み出された補正データＳ３により補正することができる。
【００６４】
また、信号検出回路３２は、第１の読み出し期間において複数の検出部（光電変換部２ｂ）から補正データＳ３を読み出し、第２の読み出し期間において複数の検出部（光電変換部２ｂ）から補正データＳ３を読み出す。画像処理部４は、第１の読み出し期間において読み出された画像データＳ２を、第１の読み出し期間において読み出された補正データＳ３により補正し、第２の読み出し期間において読み出された画像データＳ２を、第２の読み出し期間において読み出された補正データＳ３により補正することができる。
なお、以上においては、２回のＸ線照射が行われる場合を例示したが、３回以上のＸ線照射が行われるようにしてもよい。
【００６５】
以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、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は意図していない。これら新規な実施形態は、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、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、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。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１  Ｘ線検出器、２  アレイ基板、２ａ  基板、２ｂ  光電変換部、２ｂ１  光電変換素子、２ｂ２  薄膜トランジスタ、２ｂ３  蓄積キャパシタ、２ｃ１  制御ライン、２ｃ２  データライン、３  信号処理部、４  画像処理部、５  シンチレータ、６  入射Ｘ線検出部、７  メモリ、３１  制御回路、３２  信号検出回路、１２０  領域、１２１  領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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