(57)【要約】【課題】放射線撮像パネルの放射線変換膜の厚みを薄くでき、かつ、高精度な放射線撮像画像を取得することができる放射線撮像装置を実現する。【解決手段】放射線撮像装置（１０００）は、第１撮像パネル（１）と第２撮像パネル（２）を有しており、それぞれの撮像パネルには、複数の画素（１５、１６）が設置されている。第２撮像パネル（２）の各画素は、第１撮像パネル（１）の各画素と対応付けられている。第２撮像パネル（２）の画素は、それぞれ、放射線源ＬＳと第１撮像パネル（１）の対応する画素の中心点とを結ぶ直線上に配置されている。第１撮像パネル（１）および第２撮像パネル（２）の画素により撮像信号を取得することで、高精度な放射線撮像画像を取得することができる。【選択図】図２
2014081316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
点源である放射線源から被写体に照射した放射線に基づいて、放射線画像を取得する放射線撮像装置であって、
放射線を所定の物理量に変換する第１放射線変換膜を有する第１放射線変換部と、
複数の画素を有し、画素ごとに、前記第１放射線変換部により変換された物理量に応じた信号を取得し、取得した信号を第１画像信号として出力する第１画素部と、
前記放射線源を基準としたとき、前記第１放射線変換膜が配置されている位置より遠い位置に配置され、前記放射線を所定の物理量に変換する第２放射線変換膜を有する第２放射線変換部と、
複数の画素を有し、画素ごとに、前記第２放射線変換部により変換された物理量に応じた信号を取得し、取得した信号を第２画像信号として出力する第２画素部と、
前記第１画像信号および前記第２画像信号に基づいて、最終画像信号を取得する画像処理部と、
を備え、
前記第２画素部の各画素は、前記第１画素部の各画素と対応付けられており、
前記第２画素部の画素は、それぞれ、前記放射線源と前記第１画素部の対応する画素の中心点とを結ぶ直線上に配置されている、
放射線撮像装置。
【請求項２】
前記第２放射線変換膜の厚みは、前記第１放射線変換膜の厚み以上である、
請求項１に記載の放射線撮像装置。
【請求項３】
前記第２画素部の画素は、前記放射線源より遠い位置に配置されている画素ほど、大きい画素面積を有する、
請求項１又は２に記載の放射線撮像装置。
【請求項４】
前記画像処理部は、前記第２放射線変換膜において生じる、前記放射線が前記第１放射線変換膜を通過することによる照射の不均一さに基づいて、前記第１画像信号および前記第２画像信号を合成することで、最終画像信号を取得する、
請求項１から３のいずれかに記載の放射線撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線撮像技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
平面の基板上に格子状に配置された複数の画素を備えるセンサーアレイにより放射線画像（例えば、Ｘ線画像）を撮像する放射線撮像装置が知られている。このような放射線撮像装置では、放射線変換膜（例えば、非結晶セレンを用いたＸ線変換膜）により、放射線が電荷に変換される。そして、変換された電荷がセンサーアレイの蓄積容量（電荷収集電極）に収集され、収集された電荷を順次読み出すことで、放射線画像が取得される。
【０００３】
従来の放射線撮像装置では、放射線源として、点線源が用いられることが多く、高精度の放射線画像を取得することが困難である。そこで、例えば、特許文献１に開示されている技術では、固体センサに、放射線エネルギー吸収特性の異なる２つの導電層を設け、当該２つの導電層に蓄積される電荷を順次読み出すことで、２つの放射線画像を取得し、取得した２つの放射線画像を合成することで、高精度の放射線画像（例えば、サブトラクション画像）を取得する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２４９１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術では、固体センサに、放射線エネルギー吸収特性の異なる２つの導電層（複数の導電層）を設ける必要があり、また、さらに高精度の放射線撮像画像を取得しようとすると、放射線変換膜の厚みを厚くする必要があると考えられる。
【０００６】
一方、１種類の放射線変換膜を用いて、放射線撮像装置を構成する場合、放射線（例えば、Ｘ線）を十分に捕らえるためには、放射線変換膜の厚みを数百〜数千μｍ程度にする必要がある。このため、点線源を用いる放射線撮像装置の場合、点線源から離れた周辺部の画素により取得される放射線画像がぼける。これについて、図１０を用いて、説明する。
【０００７】
図１０は、点線源を用いる放射線撮像装置における共通電極、放射線変換膜、および画素電極部分の断面を模式的に示す図である。図１０では、放射線（例えば、Ｘ線）を十分に捕らえるために、放射線変換膜の厚みを３００μｍとしている。また、図１０のＡ点における放射線の入射角をθとする。
【０００８】
図１０に示すように、放射線変換膜の厚みが３００μｍである場合、Ａ点に入射した放射線は、放射線変換膜の厚さ方向（垂直方向）に３００μｍ進む間に水平方向（断面において厚み方向に直交する方向）に、３００×ｔａｎθ［μｍ］進む。例えば、ｔａｎθ＝１８／７０の場合（例えば、放射線源（点源）から共通電極面までの距離が７０ｃｍであり、放射線の線源から共通電極面に下ろした垂線と共通電極面との交点からＡ点までの距離が１８ｃｍである場合）、Ａ点に入射した放射線は、放射線変換膜の厚さ方向（垂直方向）に３００μｍ進む間に水平方向に、約７７μｍ（＝３００×１８／７０［μｍ］）進む。画素ピッチ（画素電極の間隔）が５０μｍであるとすると、図１０に示すように、Ａ点に入射した放射線により放射線変換膜で発生した電荷が、隣接画素（画素Ｐ１）の蓄積容量（電荷収集電極）に収集されることになる。つまり、放射線源（点源）から遠くに配置されている画素ほど（入射角θが大きくなる程）、隣接画素への干渉が強くなる。その結果、取得される撮像画像の周辺画像領域（放射線源（点源）から遠くに配置されている画素により取得された画像信号により形成される画像領域）がぼける。
【０００９】
そこで、本発明は、上記課題に鑑み、放射線撮像パネルの放射線変換膜の厚みを薄くでき、かつ、高精度な放射線撮像画像を取得することができる放射線撮像装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、第１の構成の放射線撮像装置は、点源である放射線源から被写体に照射した放射線に基づいて、放射線画像を取得する放射線撮像装置であって、第１放射線変換部と、第１画素部と、第２放射線変換部と、第２画素部と、画像処理部と、を備える。
【００１１】
第１放射線変換部は、放射線を所定の物理量に変換する第１放射線変換膜を有する。
【００１２】
第１画素部は、複数の画素を有し、画素ごとに、第１放射線変換部により変換された物理量に応じた信号を取得し、取得した信号を第１画像信号として出力する。
【００１３】
第２放射線変換部は、放射線源を基準としたとき、第１放射線変換膜が配置されている位置より遠い位置に配置され、放射線を所定の物理量に変換する第２放射線変換膜を有する。
【００１４】
第２画素部は、複数の画素を有し、画素ごとに、第２放射線変換部により変換された物理量に応じた信号を取得し、取得した信号を第２画像信号として出力する。
【００１５】
画像処理部は、第１画像信号および第２画像信号に基づいて、最終画像信号を取得する。
【００１６】
そして、第２画素部の各画素は、第１画素部の各画素と対応付けられている。第２画素部の画素は、それぞれ、放射線源と第１画素部の対応する画素の中心点とを結ぶ直線上に配置されている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、放射線撮像パネルの放射線変換膜の厚みを薄くでき、かつ、高精度な放射線撮像画像を取得することができる放射線撮像装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態に係る放射線撮像装置１０００の概略構成図。
【図２】第１実施形態に係る放射線撮像装置１０００の第１撮像パネル１および第２撮像パネル２の一部の断面図。
【図３】第１実施形態に係る放射線撮像装置１０００の第１撮像パネル１、第１ゲート制御部１１および第１電荷読出部１２の概略構成の一例を示す図。
【図４】第１実施形態に係る放射線撮像装置１０００の第２撮像パネル２、第２ゲート制御部２１および第２電荷読出部２２の概略構成の一例を示す図。
【図５】第１実施形態に係る放射線撮像装置１０００の第１撮像パネル１の第１画素電極層１５の画素電極および第２撮像パネル２の第２画素電極層の画素電極の配置の一例を模式的に示す斜視図。
【図６】光源ＬＳと、第１画素電極層１５の画素電極Ｅ１（ｘ１，ｙ１）と、第２画素電極層２５の画素電極Ｅ２（ｘ１，ｙ１）と、を模式的に示す図。
【図７】隣接画素への干渉について説明するための図。
【図８】画素配置について説明するための図。
【図９】第１共通電極１３と、第１放射線変換膜１４と、第１画素電極層１５と、第１画素回路部１６と、画素電極１５１と、画素回路１６１との概略構成を示す図。
【図１０】点線源を用いる放射線撮像装置における共通電極、放射線変換膜、および画素電極部分の断面を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第１実施形態］
第１実施形態について、図面を参照しながら、以下、説明する。
【００２０】
＜１．１：放射線撮像装置の構成＞
まず、放射線撮像装置の構成について、説明する。
【００２１】
図１は、第１実施形態に係る放射線撮像装置１０００の概略構成図である。
【００２２】
図２は、第１実施形態に係る放射線撮像装置１０００の第１撮像パネル１および第２撮像パネル２の一部の断面図である。
【００２３】
図３は、第１実施形態に係る放射線撮像装置１０００の第１撮像パネル１、第１ゲート制御部１１および第１電荷読出部１２の概略構成の一例を示す図である。
【００２４】
図４は、第１実施形態に係る放射線撮像装置１０００の第２撮像パネル２、第２ゲート制御部２１および第２電荷読出部２２の概略構成の一例を示す図である。
【００２５】
図５は、第１実施形態に係る放射線撮像装置１０００の第１撮像パネル１の第１画素電極層１５の画素電極および第２撮像パネル２の第２画素電極層の画素電極の配置の一例を模式的に示す斜視図である。なお、図５では、説明便宜のため、第１撮像パネル１の４画素×４画素の合計１６個の画素にそれぞれ対応する画素電極、および、第２撮像パネル２の４画素×４画素の合計１６個の画素にそれぞれ対応する画素電極を図示している。放射線撮像装置１０００において、当然、第１撮像パネル１および第２撮像パネル２の画素数は、任意の画素数（Ｍ画素×Ｎ画素（Ｍ、Ｎ：自然数））であってもよい。
【００２６】
放射線撮像装置１０００は、図１に示すように、第１撮像パネル１と、第２撮像パネル２と、第１ゲート制御部１１と、第１電荷読出部１２と、第２ゲート制御部２１と、第２電荷読出部２２と、制御部３と、画像処理部４と、を備える。放射線撮像装置１０００では、図１に示すように、放射線源（点源）ＬＳから照射され、被写体Ｂを透過した放射線を、第１撮像パネル１および第２撮像パネル２により撮像することで、放射線画像を取得する（詳細については後述）。
【００２７】
第１撮像パネル１は、平板状であり、平面視において、第２撮像パネル２と略同形である。第１撮像パネル１は、第２撮像パネル２上に配置される。つまり、図１に示すように、放射線源ＬＳに近い方から、第１撮像パネル１、第２撮像パネル２の順に重ねて配置されている。
【００２８】
第１撮像パネル１は、平面視において、例えば、格子状に配置された複数の画素を有しており、画素ごとに、照射された放射線の強度に応じた電荷を蓄積し、蓄積した電荷に基づいて、画像信号を取得する。
【００２９】
第１撮像パネル１は、図２に示すように、第１共通電極１３と、第１放射線変換膜１４と、第１画素電極層１５と、第１画素回路部１６と、第１基板１７と、を備える。第１撮像パネル１は、図２に示すように、放射線源ＬＳに近い方から、第１共通電極１３、第１放射線変換膜１４、第１画素電極層１５、第１画素回路部１６、第１基板１７、の順に配置されている。
【００３０】
第１共通電極１３は、平板状であり、平面視において、複数の画素（第１撮像パネル１の複数の画素）が配置されている領域全体を覆うように形成されている。第１共通電極１３は、導体により形成されており、第１放射線変換膜１４を挟んで配置されている第１共通電極１３と第１画素電極層１５の画素電極との間に電圧をかけるための電極である。
【００３１】
第１放射線変換膜１４は、平板状であり、平面視において、複数の画素が配置されている領域全体を覆うように形成されている。第１放射線変換膜１４は、図２に示すように、断面視において、第１共通電極１３と、第１画素電極層１５とに挟まれるように配置されている。第１放射線変換膜１４は、放射線が照射されると、照射された放射線の強度に応じた電荷を発生させる。なお、第１放射線変換膜１４は、例えば、非晶質セレン（アモルファスセレン）を用いて形成することができる。
【００３２】
第１画素電極層１５は、画素ごとに設けられた複数の画素電極を含む。第１画素電極層１５に含まれる各画素電極は、平面視において、例えば、格子状に配列（配置）されており、画素ごとに、直下の画素回路（第１画素回路部１６に設定されている画素ごとの画素回路）に接続されている。
【００３３】
第１画素回路部１６は、画素ごとに設けられた、複数の画素回路を含む。各画素回路は、平面視において略同一位置に配置されている第１画素電極層１５の画素電極と電気的に接続されている。第１画素回路部１６の各画素回路は、図３に示すように、スイッチング素子ＳＷ（例えば、（薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）））と、電荷蓄積用コンデンサＣｓと、を備える。各画素回路において、スイッチング素子のゲート端子（制御端子）は、ゲート線に接続されている。スイッチング素子ＳＷは、第１ゲート制御部１１が、ゲート線（図３のゲート線Ｇ０〜Ｇ３）を所定の電圧とすることで、ＯＮ状態またはＯＦＦ状態となる。スイッチング素子ＳＷのソース端子（スイッチング素子ＳＷがＯＮ状態において電流が流れる一方の端子）は、電荷蓄積用コンデンサＣｓおよび第１画素電極層１５の画素電極Ｅｘに接続されている。また、スイッチング素子ＳＷのドレイン端子（スイッチング素子ＳＷがＯＮ状態において電流が流れる他方の端子）は、データ線（図３のＤ０〜Ｄ３）により、第１電荷読出部１２に接続されている。電荷蓄積用コンデンサＣｓは、スイッチング素子ＳＷおよび所定の電位Ｖｄ（例えば、グランド電位）に接続されている。
【００３４】
図３において、例えば、画素Ｐ１（０，０）の画素回路のソース端子（スイッチング素子ＳＷがＯＮ状態において電流が流れる一方の端子）は、電荷蓄積用コンデンサＣｓおよび第１画素電極層１５の画素電極Ｅ１（０，０）に接続されている。なお、第１撮像パネル１のゲート線Ｇｘ（ｘ：整数、０≦ｘ≦３）およびデータ線Ｄｙ（ｙ：整数、０≦ｙ≦３）に接続されている画素を「Ｐ１（ｘ，ｙ）」と表記し、画素Ｐ１（ｘ，ｙ）に接続されている第１画素電極層１５の画素電極Ｅｘを「Ｅ１（ｘ，ｙ）」と表記する（以下、同様）。
【００３５】
第２撮像パネル２は、図２に示すように、第２共通電極２３と、第２放射線変換膜２４と、第２画素電極層２５と、第２画素回路部２６と、第２基板２７と、を備える。第２撮像パネル２は、図２に示すように、光源ＬＳに近い方から、第２共通電極２３、第２放射線変換膜２４、第２画素電極層２５、第２画素回路部２６、第２基板２７、の順に配置されている。
【００３６】
第２共通電極２３は、平板状であり、平面視において、複数の画素（第２撮像パネル２の複数の画素）が配置されている領域全体を覆うように形成されている。第２共通電極２３は、導体により形成されており、第２放射線変換膜２４を挟んで配置されている第２共通電極２３と第２画素電極層２５との間に電圧をかけるための電極である。
【００３７】
第２放射線変換膜２４は、平板状であり、平面視において、複数の画素が配置されている領域全体を覆うように形成されている。第２放射線変換膜２４は、図２に示すように、断面視において、第２共通電極２３と、第２画素電極層２５とに挟まれるように配置されている。第２放射線変換膜２４は、放射線が照射されると、照射された放射線の強度に応じた電荷を発生させる。なお、第２放射線変換膜２４は、例えば、非晶質セレン（アモルファスセレン）を用いて形成することができる。第２放射線変換膜２４は、第１放射線変換膜１４の厚さ以上の厚みを有することが好ましい。
【００３８】
第２画素電極層２５は、画素ごとに設けられた複数の画素電極を含む。第２画素電極層２５に含まれる各画素電極は、平面視において、例えば、格子状に配列（配置）されており、画素ごとに、直下の画素回路（第２画素回路部２６に設定されている画素ごとの画素回路）に接続されている。第２画素電極層２５の画素電極は、図２および図５に示すように、画素ごとに、第１画素電極層１５の画素電極と対応する位置に設けられている。具体的には、第２画素電極層２５の画素電極は、画素ごとに、放射線源ＬＳと第１画素電極層１５の画素電極（各画素に対応する第１画素電極層１５の画素電極）の中心点とを結ぶ直線と、第２画素電極層２５（平面）との交点を含む位置に設けられる。例えば、図２および図５に示すように、第１撮像パネル１において、ｘａ列目ｙａ行目に配置されている第１画素電極層１５の画素電極Ｅ１（ｘａ，ｙａ）とし、第２撮像パネル２において、ｘａ列目ｙａ行目に配置されている第２画素電極層２５の画素電極Ｅ２（ｘａ，ｙａ）とすると、放射線源ＬＳと画素電極Ｅ１（ｘａ，ｙａ）の中心点を結ぶ直線上に、画素電極Ｅ２（ｘａ，ｙａ）の中心点が位置するように、第２画素電極層２５の画素電極が配置される。
【００３９】
つまり、放射線源ＬＳの位置をＬＳとし、第１画素電極層１５の画素電極Ｅ１（ｘａ，ｙａ）の中心点をＥ１ｃ（ｘａ，ｙａ）とし、第２画素電極層２５の画素電極Ｅ２（ｘａ，ｙａ）の中心点をＥ２ｃ（ｘａ，ｙａ）とすると、
Ｖｅｃ（ＬＳ，Ｅ２ｃ（ｘａ，ｙａ））＝ｋ×Ｖｅｃ（ＬＳ，Ｅ２ｃ（ｘａ，ｙａ））
ｋ：定数
となるように、第２画素電極層２５の画素電極が配置される。なお、Ｖｅｃ（α，β）は、点αから点βへのベクトルを示している。また、演算子「×」は乗算を示している。
【００４０】
ここで、第２画素電極層２５の画素電極の位置について、図６〜図９を用いて、説明する。
【００４１】
図６は、図５と同様の図であり、光源ＬＳと、第１画素電極層１５の画素電極Ｅ１（ｘ１，ｙ１）と、第２画素電極層２５の画素電極Ｅ２（ｘ１，ｙ１）と、を模式的に示す図である。
【００４２】
図６において、点Ｎ１は、放射線源ＬＳから第１画素電極層１５（第１画素電極層１５を含む平面）に下ろした垂線と、第１画素電極層１５（第１画素電極層１５を含む平面）との交点である。また、点Ｎ２は、第２画素電極層２５（第２画素電極層２５を含む平面）との交点である。
【００４３】
図７は、隣接画素への干渉について説明するための図である。具体的には、図７の左図は、図６における点ＬＳ（放射線源ＬＳ）、点Ｎ１および点Ｅ１ｃ（ｘ１，ｙ１）を含む平面による断面図である。図７の右図は、比較のための図であり、撮像パネル（放射線変換膜）を１つで構成する場合の断面図である。
【００４４】
図７に示すように、放射線が斜めに放射線変換膜に入射すると、左側の画素に入射した放射線が右側の画素（右に隣接する画素）にも入射する。その干渉を受ける領域が図７のグレーで示した部分である。
【００４５】
厚みｔの放射線変換膜（１つの撮像パネル）を用いて構成した放射線撮像装置と同等の変換効率（放射線を電荷に変換するときの変換効率）を、複数の放射線変換膜（複数の撮像パネル）を用いる放射線撮像装置１０００で実現する場合、各放射線変換膜の厚みの合計をｔと等しくなるようにすればよい。つまり、図７の場合、放射線撮像装置１０００（図７の左図）において、図７の右図の放射線変換膜と同等の変換効率を実現しようとすると、
ｔ＝ｔ１＋ｔ２
ｔ１：第１放射線変換膜１４の厚み
ｔ２：第２放射線変換膜２４の厚み
とすればよい。
【００４６】
つまり、放射線撮像装置１０００において、上記数式を満たすように、第１放射線変換膜の厚みｔ１および第２放射線変換膜の厚みｔ２を設定すれば、放射線変換膜の厚みｔの放射線変換膜と同等の変換効率を実現することができる。ただし、放射線の変換量（電荷への変換量）は、放射線変換膜を通過した距離に応じて指数関数的に減少し、入射面に近い程大きいので、放射線源に近い撮像パネルの放射線変換膜ほど、その厚さを薄くすることが好ましい。すなわち、図７の場合、ｔ１＜ｔ２とすることが好ましい。
【００４７】
放射線変換膜で発生した電荷（例えば、図９に「−」で示す電子や「＋」で示す正孔）は、例えば、図９に示すように、共通電極と画素電極によって生じる電界に沿ってほぼ垂直に電極に移動するため、隣接する画素の境界の直上の共通電極の位置（例えば、図７の点Ｐｘ）を通過する放射線の通過経路（例えば、図７の矢印線Ｒ１）が隣接する画素に干渉する境界となる。図７から分かるように、放射線変換膜を２つに分けた場合、放射線変換膜が１つの場合に比べて、干渉する領域（図７にグレーで示した領域）が小さくなる。したがって、図７の左図のように、ｔ＝ｔ１＋ｔ２とし、かつ、放射線変換膜を２つに分けた構成を採用することで、放射線変換膜の厚みがｔである放射線変換膜を用いた場合と同様の変換効率を実現しつつ、隣接画素への干渉量を少なくすることができる。
【００４８】
さらに、図８に示すように、隣接画素との干渉を受ける境界よりも外側に、画素電極（画素）を配置することで、隣接画素への干渉量をさらに低減することができる。図８は、放射線源ＬＳと、放射線源ＬＳから第１画素電極層１５（第１画素電極層１５を含む平面）に下ろした垂線と、第１画素電極層１５（第１画素電極層１５を含む平面）との交点Ｎ１と、第１画素電極層１５の画素電極Ｅ１（ｘ１，ｙ１）の中心点Ｅ１ｃ（ｘ１，ｙ１）を含む平面において、第１撮像パネル１および第２撮像パネル２の断面を模式的に示した図である。また、説明便宜のために、図８に示すように、ｘ軸およびｙ軸をとる。
【００４９】
図８に示すように、第１撮像パネル１の第１共通電極１３上において、画素Ｐ１（ｘ０，ｙ０）の右端（ｘ軸正方向の端点）に対応する点を点Ｓ００とし、画素Ｐ１（ｘ１，ｙ１）の右端（ｘ軸正方向の端点）に対応する点を点Ｓ０１とし、点Ｓ００における放射線の入射角をθ０とし、点Ｓ０１における放射線の入射角をθ１とし、第１共通電極１３の上面から第１画素電極層１５の上面までの距離をＬ１とし、第１共通電極１３の上面から第２画素電極層２５の上面までの距離をＬ２とし、画素電極Ｅ１（ｘ１，ｙ１）の左端の点（ｘの値が最小となる点）をＥ１Ｌ（ｘ１，ｙ）とし、画素電極Ｅ１（ｘ１，ｙ１）の右端の点（ｘの値が最大となる点）をＥ１Ｒ（ｘ１，ｙ）とし、画素電極Ｅ２（ｘ１，ｙ１）の左端の点（ｘの値が最小となる点）をＥ２Ｌ（ｘ１，ｙ）とし、画素電極Ｅ２（ｘ１，ｙ１）の右端の点（ｘの値が最大となる点）をＥ２Ｒ（ｘ１，ｙ）とすると、
ｘ＿ｐｏｓ（Ｅ１Ｌ（ｘ１，ｙ１））≧ｘ＿ｐｏｓ（Ｓ００）＋Ｌ１×ｔａｎθ０
ｘ＿ｐｏｓ（Ｅ１Ｒ（ｘ１，ｙ１））≦ｘ＿ｐｏｓ（Ｓ０１）＋Ｌ１×ｔａｎθ１
ｘ＿ｐｏｓ（Ｅ２Ｌ（ｘ１，ｙ１））≧ｘ＿ｐｏｓ（Ｓ００）＋Ｌ２×ｔａｎθ０
ｘ＿ｐｏｓ（Ｅ２Ｒ（ｘ１，ｙ１））≦ｘ＿ｐｏｓ（Ｓ０１）＋Ｌ２×ｔａｎθ１
が成り立つように、第１画素電極層１５の画素電極Ｅ１（ｘ１，ｙ１）および第２画素電極層２５の画素電極Ｅ２（ｘ１，ｙ１）を配置するのが好ましい。なお、他の画素電極についても上記と同様である。なお、ｘ＿ｐｏｓ（Ａ）は、Ａ点におけるｘの値（図８のｘ座標上の位置）を取得する関数である。
【００５０】
上記の位置に画素電極を配置することで、隣接画素の干渉（クロストーク）を効率良く低減することができる。
【００５１】
以上のように、第２画素電極層２５の画素電極を配置することで、放射線撮像装置１０００では、隣接画素への干渉量を効率良く低減することができる。
【００５２】
また、複数の放射線変換を有する放射線撮像装置１０００において、隣接画素への干渉量を低減できる上記条件を満たしつつ、撮像パネルの画素電極の平面視おける面積を、放射線源ＬＳから遠くに配置される程、画素電極の面積を大きくするようにしてもよい。例えば、図６、図８の場合、画素電極Ｅ１（ｘａ，ｙａ）の平面視における面積をＡｒｅａ（Ｅ１（ｘａ，ｙａ））とすると、
Ａｒｅａ（Ｅ１（ｘａ，ｙａ））≦Ａｒｅａ（Ｅ２（ｘａ，ｙａ））
となるように、第１画素電極層１５の画素電極および第２画素電極層２５の画素電極の形状、平面視における面積等を決定すればよい。
【００５３】
第２画素回路部２６は、画素ごとに設けられた、複数の画素回路を含む。各画素回路は、平面視において略同一位置に配置されている第２画素電極層２５の画素電極と電気的に接続されている。第２画素回路部２６の各画素回路は、図４に示すように、スイッチング素子ＳＷ（例えば、（薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）））と、電荷蓄積用コンデンサＣｓと、を備える。各画素回路において、スイッチング素子のゲート端子（制御端子）は、ゲート線に接続されている。スイッチング素子ＳＷは、第２ゲート制御部２１が、ゲート線（図４のゲート線Ｇ０〜Ｇ３）を所定の電圧とすることで、ＯＮ状態またはＯＦＦ状態となる。スイッチング素子ＳＷのソース端子（スイッチング素子ＳＷがＯＮ状態において電流が流れる一方の端子）は、電荷蓄積用コンデンサＣｓおよび画素電極Ｅｘに接続されている。また、スイッチング素子ＳＷのドレイン端子（スイッチング素子ＳＷがＯＮ状態において電流が流れる他方の端子）は、データ線（図４のＤ０〜Ｄ３）により、第２電荷読出部２２に接続されている。電荷蓄積用コンデンサＣｓは、スイッチング素子ＳＷおよび所定の電位Ｖｄ（例えば、グランド電位）に接続されている。
【００５４】
図４において、例えば、画素Ｐ２（０，０）の画素回路のソース端子（スイッチング素子ＳＷがＯＮ状態において電流が流れる一方の端子）は、電荷蓄積用コンデンサＣｓおよび画素電極Ｅ２（０，０）に接続されている。なお、第２撮像パネル２のゲート線Ｇｘ（ｘ：整数、０≦ｘ≦３）およびデータ線Ｄｙ（ｙ：整数、０≦ｙ≦３）に接続されている画素を「Ｐ２（ｘ，ｙ）」と表記し、画素Ｐ２（ｘ，ｙ）に接続されている画素電極Ｅｘを「Ｅ２（ｘ，ｙ）」と表記する（以下、同様）。
【００５５】
なお、「第１画素部」は、例えば、第１共通電極１３と、第１画素電極層１５に含まれる複数の画素電極と、第１画素回路部１６に含まれる複数の画素回路とにより、その機能が実現される。また、「第２画素部」は、例えば、第２共通電極２３と、第２画素電極層２５に含まれる複数の画素電極と、第２画素回路部２６に含まれる複数の画素回路とにより、その機能が実現される。
【００５６】
＜１．２：放射線撮像装置の動作＞
以上のように構成された放射線撮像装置１０００の動作について、以下、説明する。
【００５７】
図１に示すように、放射線源ＬＳから、被写体Ｂ、第１撮像パネル１および第２撮像パネル２に対して放射線が照射される。照射された放射線は、被写体Ｂを通過し、あるいは、直接、第１撮像パネル１および第２撮像パネル２に入射する。
【００５８】
放射線撮像装置１０００では、第１撮像パネル１において、第１共通電極１３および第１画素電極層１５の各画素電極に所定の電圧がかけられている。また、放射線撮像装置１０００では、第２撮像パネル２において、第２共通電極２３および第２画素電極層２５の各画素電極に所定の電圧がかけられている。
【００５９】
第１撮像パネル１の放射線変換膜では、通過した放射線の強度に応じた電荷が生じる。そして、生じた電荷は、第１共通電極１３と第１画素電極層１５の各画素電極との間の電界により、発生位置に応じて、画素電極に収集され、当該画素電極に接続されている画素回路（第１画素回路部１６の画素回路）の電荷蓄積用コンデンサＣｓに蓄積される。
【００６０】
第１画素回路部１６の画素回路の電荷蓄積用コンデンサＣｓに蓄積された電荷は、第１ゲート制御部１１からゲート線を介して出力される制御信号に従い、所定のタイミングでデータ線を通じて第１電荷読出部１２により読み出される。第１電荷読出部１２により読み出された電荷は、第１電荷読出部１２で所定の処理が施された後、第１画像信号Ｄｉｎ１として、画像処理部４に出力される。
【００６１】
また、第２撮像パネル２の放射線変換膜では、通過した放射線の強度に応じた電荷が生じる。そして、生じた電荷は、第２共通電極２３と第２画素電極層２５の各画素電極との間の電界により、発生位置に応じて、画素電極に収集され、当該画素電極に接続されている画素回路（第２画素回路部２６の画素回路）の電荷蓄積用コンデンサＣｓに蓄積される。
【００６２】
第２画素回路部２６の画素回路の電荷蓄積用コンデンサＣｓに蓄積された電荷は、第２ゲート制御部２１からゲート線を介して出力される制御信号に従い、所定のタイミングでデータ線を通じて第２電荷読出部２２により読み出される。第２電荷読出部２２により読み出された電荷は、第２電荷読出部２２で所定の処理が施された後、第２画像信号Ｄｉｎ２として、画像処理部４に出力される。
【００６３】
なお、第２画素電極層２５の各画素電極は、上記で説明したように、隣接画素との干渉を受けにくい位置に配置されているため、第２撮像パネル２において取得された電荷から取得される第２画像信号Ｄｉｎ２は、隣接画素との干渉を受けていない（クロストークの少ない）良質な信号となっている。
【００６４】
画像処理部４では、第１電荷読出部１２から出力される第１画像信号Ｄｉｎ１と第２電荷読出部２２から出力される第２画像信号Ｄｉｎ２とを合成することで、画像信号Ｄｏｕｔが取得される。そして、取得された画像信号Ｄｏｕｔは、画像処理部４から出力される。
【００６５】
なお、画像処理部４における、第１画像信号Ｄｉｎ１と第２画像信号Ｄｉｎ２との合成の方法は、例えば、対応する画素ごとに、第１画像信号Ｄｉｎ１の信号値と、第２画像信号Ｄｉｎ２の信号値を加算することで、当該画素の画像信号Ｄｏｕｔの信号値とするようにしてもよい。また、所定の重み付けを行うことで、画像信号Ｄｏｕｔを取得するようにしてもよい。つまり、画素（ｘ，ｙ）における、第１画像信号Ｄｉｎ１の信号値をＤｉｎ１（ｘ，ｙ）とし、第２画像信号Ｄｉｎ２の信号値をＤｉｎ２（ｘ，ｙ）とし、画像信号Ｄｏｕｔの信号値をＤｏｕｔ（ｘ，ｙ）とすると、
Ｄｏｕｔ（ｘ，ｙ）＝ｋ１×Ｄｉｎ１（ｘ，ｙ）＋ｋ２×Ｄｉｎ２（ｘ，ｙ）
ｋ１，ｋ２：重み付け係数
として、合成することで、画像信号Ｄｏｕｔを取得するようにしてもよい。
【００６６】
なお、重み付け係数ｋ１、ｋ２は、例えば、第１撮像パネル１により生じる第２撮像パネル２の照射の不均一さを、予め測定し、当該測定結果に応じて、調整されるものであってもよい。このとき、重み付け係数ｋ１、ｋ２は、画素位置（画素電極の位置）に応じて変化するものであってもよい。なお、上記合成処理において、所定のクリップ処理、正規化処理等を行うようにしてもよい。
【００６７】
以上により、放射線撮像装置１０００により取得された画像信号Ｄｏｕｔは、複数の撮像パネルを用いて取得されているので、放射線を電荷に変換する変換効率を一定レベル以上に維持したまま、隣接画素への干渉量（クロストーク）を抑えた状態で取得された電荷に基づいた信号となる。つまり、放射線撮像装置１０００では、第１撮像パネル１の第１放射線変換膜１４の厚みｔ１と第２撮像パネル２の第２放射線変換膜２４の厚みｔ２としているので、（ｔ１＋ｔ２）の厚みを有する単一の放射線変換膜と同等の放射線−電荷変換効率を実現することができる。さらに、放射線撮像装置１０００では、各層（各撮像パネル）の画素電極の配置が、放射線照射経路を考慮し、隣接画素との干渉を低減するように配置されているので（下層にいく程、画素電極（画素）の配置が疎となるように配置されているので）、放射線撮像装置１０００により取得される画像信号は、隣接画素の干渉（クロストーク）を低減した信号となる。
【００６８】
このように、放射線撮像装置１０００では、高い放射線−電荷変換効率を維持しつつ、かつ、隣接画素の干渉（クロストーク）を低減した、良質な画像信号（撮像信号）を取得することができる。つまり、放射線撮像装置１０００では、放射線撮像パネルの放射線変換膜の厚みを薄くでき、かつ、高精度な放射線撮像画像を取得することができる。
【００６９】
［他の実施形態］
上記実施形態では、２層の場合、つまり、２つの撮像パネルを用いて放射線撮像装置を構成する場合について説明した。しかし、これに限定されることはなく、さらに多層、つまり、３以上の撮像パネルを用いて放射線撮像装置を構成するようにしてもよい。この場合においても、上記実施形態と同様の考え方により、複数の放射線変換膜の厚みの合計を、ｔ（単一の放射線変換膜を用いる場合の当該放射線変換膜の厚みｔ）と一致させることで、厚みｔの放射線変換膜と同等の放射線−電荷変換効率を実現することができる。
【００７０】
また、多層の場合、下層に配置される放射線変換膜ほど（放射線源ＬＳから遠ざかる位置に配置される放射線変換膜ほど）、その厚みを厚くする。これにより、（特に、上層において）隣接画素の干渉を受けにくくしつつ、かつ、放射線−電荷変換効率を高い状態で維持することができる。
【００７１】
また、多層の場合においても、上記実施形態で説明した考え方と同様の考え方により、放射線の放射経路を考慮して、各層（各撮像パネル）の画素電極の位置、形状、および、面積を決定すればよい。
【００７２】
また、多層の場合においても、上記実施形態で説明した考え方と同様の考え方により、各層において、自層より上の層の放射線の照射（放射線の通過）により生じる照射の不均一さを考慮して、各層（各撮像パネル）により取得された画像信号を合成（例えば、重み付け加算等による合成）することで、最終的に出力する画像信号を取得するようにしてもよい。
【００７３】
また、上記実施形態では、いわゆる直接変換方式により、画像信号を取得する場合について説明したが、これに限定されることはなく、間接変換方式（例えば、シンチレータ等を用いて放射線を光に変換する方式）等に、本発明を適用するようにしてもよい。この場合においても、複数の撮像パネルを用い、隣接画素との干渉を低減するように、各撮像パネルの画素の配置、形状、面積等を決定すればよい。
【００７４】
また、上記実施形態の放射線撮像装置の一部または全部は、集積回路（例えば、ＬＳＩ、システムＬＳＩ等）として実現されるものであってもよい。
【００７５】
上記実施形態の各機能ブロックの処理の一部または全部は、プログラムにより実現されるものであってもよい。そして、上記実施形態の各機能ブロックの処理の一部または全部は、コンピュータにおいて、中央演算装置（ＣＰＵ）により行われる。また、それぞれの処理を行うためのプログラムは、ハードディスク、ＲＯＭなどの記憶装置に格納されており、ＲＯＭにおいて、あるいはＲＡＭに読み出されて実行される。
【００７６】
また、上記実施形態の各処理をハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェア（ＯＳ（オペレーティングシステム）、ミドルウェア、あるいは、所定のライブラリとともに実現される場合を含む。）により実現してもよい。さらに、ソフトウェアおよびハードウェアの混在処理により実現しても良い。
【００７７】
また、上記実施形態における処理方法の実行順序は、必ずしも、上記実施形態の記載に制限されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で、実行順序を入れ替えることができるものである。
【００７８】
前述した方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム及びそのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、本発明の範囲に含まれる。ここで、コンピュータ読み取り可能な記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）、半導体メモリを挙げることができる。
【００７９】
上記コンピュータプログラムは、上記記録媒体に記録されたものに限られず、電気通信回線、無線又は有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク等を経由して伝送されるものであってもよい。
【００８０】
なお、本発明の具体的な構成は、前述の実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更および修正が可能である。
【００８１】
［付記］
なお、本発明は、以下のようにも表現することができる。
【００８２】
第１の構成は、点源である放射線源から被写体に照射した放射線に基づいて、放射線画像を取得する放射線撮像装置であって、第１放射線変換部と、第１画素部と、第２放射線変換部と、第２画素部と、画像処理部と、を備える。
【００８３】
第１放射線変換部は、放射線を所定の物理量に変換する第１放射線変換膜を有する。
【００８４】
第１画素部は、複数の画素を有し、画素ごとに、第１放射線変換部により変換された物理量に応じた信号を取得し、取得した信号を第１画像信号として出力する。
【００８５】
第２放射線変換部は、放射線源を基準としたとき、第１放射線変換膜が配置されている位置より遠い位置に配置され、放射線を所定の物理量に変換する第２放射線変換膜を有する。
【００８６】
第２画素部は、複数の画素を有し、画素ごとに、第２放射線変換部により変換された物理量に応じた信号を取得し、取得した信号を第２画像信号として出力する。
【００８７】
画像処理部は、第１画像信号および第２画像信号に基づいて、最終画像信号を取得する。
【００８８】
そして、第２画素部の各画素は、第１画素部の各画素と対応付けられている。第２画素部の画素は、それぞれ、放射線源と第１画素部の対応する画素の中心点とを結ぶ直線上に配置されている。
【００８９】
この放射線撮像装置では、第２画素部の画素は、それぞれ、放射線源と第１画素部の対応する画素の中心点とを結ぶ直線上に配置されているので、隣接画素の干渉（クロストーク）の影響を効果的に抑制することができる。また、この放射線撮像装置では、放射線変換膜を複数層に分ける構成であるので、各層の放射線変換膜を薄くすることができる。したがって、この放射線撮像装置では、各層（各放射線撮像パネル）の放射線変換膜の厚みを薄くでき、かつ、隣接画素の干渉（クロストーク）の影響が効果的に抑制された高精度な放射線撮像画像を取得することができる放射線撮像装置を実現することができる。
【００９０】
なお、「画素」は、直接変換方式の場合、すなわち、放射線変換膜が放射線を直接電荷に変換する場合、「画素電極」を含む概念である。また、「画素」は、間接変換方式の場合、すなわち、放射線変換膜が放射線を光に変換する場合、光を電気信号に変換する光電変換素子（例えば、フォトダイオード）、あるいは、当該光電変換素子を有する画素を含む概念である。
【００９１】
また、２層、つまり、放射線変換膜が２つの場合に限らず、３層以上、つまり、放射線変換膜が３つ以上の場合であってもよい。この場合においても、各層の画素は、それぞれ、放射線源と第１画素部の対応する画素の中心点とを結ぶ直線上に配置される。
【００９２】
また、第２画素部の画素の中心点が、放射線源と第１画素部の対応する画素の中心点とを結ぶ直線上に配置されるものであってもよい。
【００９３】
また、「所定の物理量」とは、例えば、電荷量や光量である。
【００９４】
第２の構成は、第１の構成において、第２放射線変換膜の厚みは、第１放射線変換膜の厚み以上である。
【００９５】
この放射線撮像装置では、第１放射線変換膜の厚みを薄くすることができるので、第１放射線変換膜での変換効率を高くすることができる。さらに、この放射線撮像装置では、第１放射線変換膜の厚みを薄くすることができるので、隣接画素の干渉を受ける範囲が小さくなり、その結果、画素を密接して配置することができる。また、この放射線撮像装置では、第２放射線変換膜の厚みを厚くすることができるので、第２放射線変換膜での変換効率を高い状態で維持することができる。
【００９６】
第３の構成は、第１または第２の構成において、第２画素部の画素は、放射線源より遠い位置に配置されている画素ほど、大きい画素面積を有する。
【００９７】
この放射線撮像装置では、放射線源から遠くに配置されている第２画素部の画素ほど、大きい画素面積を有するため、第２放射線変換膜で変換された物理量を効率良く収集することができる。なお、第２画素部の画素は、隣接画素の干渉を受ける領域を除いた領域（または、所定のマージンを考慮した領域）において、できるだけ大きな面積を有するように配置することが好ましい。
【００９８】
第４の構成は、第１から第３のいずれかの構成において、画像処理部は、第２放射線変換膜において生じる、放射線が第１放射線変換膜を通過することによる照射の不均一さに基づいて、第１画像信号および第２画像信号を合成することで、最終画像信号を取得する。
【００９９】
これにより、この放射線撮像装置では、照射の不均一さを考慮した補正を行うことができ、さらに、高精度な画像信号（放射線撮像画像）を取得することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明に係る放射線撮像装置は、放射線撮像パネルの放射線変換膜の厚みを薄くでき、かつ、高精度な放射線撮像画像を取得することができるので、放射線画像関連産業分野において、有用であり、当該分野において実施することができる。
【符号の説明】
【０１０１】
１０００  放射線撮像装置
１  第１撮像パネル
１１  第１ゲート制御部
１２  第１電荷読出部
１３  第１共通電極
１４  第１放射線変換膜
１５  第１画素電極層
１６  第１画素回路部
１７  第１基板
２  第２撮像パネル
２１  第２ゲート制御部
２２  第２電荷読出部
２３  第２共通電極
２４  第２放射線変換膜
２５  第２画素電極層
２６  第２画素回路部
２７  第２基板
【図１】
2014081316.tif 000003
【図２】
2014081316.tif 000004
【図３】
2014081316.tif 000005
【図４】
2014081316.tif 000006
【図５】
2014081316.tif 000007
【図６】
2014081316.tif 000008
【図９】
2014081316.tif 000009
【図１０】
2014081316.tif 000010
【図７】
2014081316.tif 000011
【図８】
2014081316.tif 000012