(57)【要約】【課題】オフセット補正の精度を維持しつつ、かつ、ダーク読取処理を現実的な時間内で行うことが可能な放射線画像撮影装置を提供する。【解決手段】放射線画像撮影装置１、１００は、複数の放射線検出素子７と、スイッチ手段８と、放射線の照射により装置内を流れる電流を検出する電流検出手段４３と、検出された電流の値に基づいて少なくとも放射線の照射の開始を検出する制御手段２２とを備え、制御手段２２は、放射線画像撮影前に各スイッチ手段８にオフ電圧Ｖoffを印加して各放射線検出素子７内に暗電荷を蓄積させた後、各スイッチ手段８にオン電圧Ｖonを印加し、放射線の照射の開始を検出すると各スイッチ手段８に再度オフ電圧Ｖoffを印加し、ダーク読取処理の際には放射線画像撮影の際の各スイッチ手段８へのオン電圧Ｖonの印加時間Ｔ２−Ｔ１と同じ時間間隔だけ各スイッチ手段８にオン電圧Ｖonを印加した後、ダーク読取処理を行う。【選択図】図７
2011041075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子と、
前記放射線検出素子ごとに配置され、接続された前記走査線を介してオフ電圧が印加されると前記放射線検出素子内で発生した電荷を保持し、オン電圧が印加されると前記放射線検出素子から前記電荷を放出させるスイッチ手段と、
前記走査線に印加する前記オン電圧と前記オフ電圧とを切り替える走査駆動手段と、
放射線の照射により装置内を流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段で検出された電流の値に基づいて少なくとも放射線の照射の開始を検出する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
放射線画像撮影で放射線が照射される前に、前記走査駆動手段から前記各走査線を介して前記各スイッチ手段に前記オフ電圧を印加して前記各放射線検出素子内に暗電荷を蓄積させた後、前記各スイッチ手段に前記オン電圧を印加し、
放射線の照射の開始を検出すると、前記各スイッチ手段に再度前記オフ電圧を印加し、
ダーク読取処理の際には、前記放射線画像撮影の際に前記各スイッチ手段に前記オン電圧を印加してから再度前記オフ電圧を印加するまでの時間間隔と同じ時間間隔だけ前記各スイッチ手段に前記オン電圧を印加し、前記各スイッチ手段に印加する電圧を前記オフ電圧に切り替えた後、ダーク読取処理を行うことを特徴とする放射線画像撮影装置。
【請求項２】
互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子と、
前記放射線検出素子ごとに配置され、接続された前記走査線を介してオフ電圧が印加されると前記放射線検出素子内で発生した電荷を保持し、オン電圧が印加されると前記放射線検出素子から前記電荷を放出させるスイッチ手段と、
前記走査線に印加する前記オン電圧と前記オフ電圧とを切り替える走査駆動手段と、
放射線の照射により装置内を流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段で検出された電流の値に基づいて少なくとも放射線の照射の開始を検出する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
放射線画像撮影で放射線が照射される前に、前記走査駆動手段から前記各走査線を介して前記各スイッチ手段に印加する電圧を前記オン電圧と前記オフ電圧との間で交互に繰り返し、
前記各スイッチ手段に前記オン電圧が印加された状態で放射線の照射の開始を検出すると、前記各スイッチ手段に前記オフ電圧を印加し、
ダーク読取処理の際には、前記放射線画像撮影の際に最後に前記各スイッチ手段に前記オン電圧を印加してから再度前記オフ電圧を印加するまでの時間間隔と同じ時間間隔だけ前記各スイッチ手段に前記オン電圧を印加し、前記各スイッチ手段に印加する電圧を前記オフ電圧に切り替えた後、ダーク読取処理を行うことを特徴とする放射線画像撮影装置。
【請求項３】
放射線画像撮影の際に、前記各スイッチ手段に印加されている電圧が前記オフ電圧であることを報知する報知手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項４】
互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子と、
前記放射線検出素子ごとに配置され、接続された前記走査線を介してオフ電圧が印加されると前記放射線検出素子内で発生した電荷を保持し、オン電圧が印加されると前記放射線検出素子から前記電荷を放出させるスイッチ手段と、
前記走査線に印加する前記オン電圧と前記オフ電圧とを切り替える走査駆動手段と、
放射線の照射により装置内を流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段で検出された電流の値に基づいて少なくとも放射線の照射の開始を検出する制御手段と、
放射線が照射される際に放射線が照射させる旨の情報を入力する入力手段と、
を備え、
前記制御手段は、
放射線画像撮影で放射線が照射される前に、前記走査駆動手段から前記各走査線を介して前記各スイッチ手段に前記オン電圧を印加し、前記入力手段から前記情報が入力されると、前記各スイッチ手段に印加する電圧を前記オフ電圧に切り替えて前記各放射線検出素子内に暗電荷を蓄積させた後、前記各スイッチ手段に印加する電圧を前記オン電圧に切り替え
放射線の照射の開始を検出すると、前記各スイッチ手段に再度前記オフ電圧を印加し、
ダーク読取処理の際には、前記放射線画像撮影の際に前記各スイッチ手段に前記オン電圧を印加してから再度前記オフ電圧を印加するまでの時間間隔と同じ時間間隔だけ前記各スイッチ手段に前記オン電圧を印加し、前記各スイッチ手段に印加する電圧を前記オフ電圧に切り替えた後、ダーク読取処理を行うことを特徴とする放射線画像撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線画像撮影装置に係り、特に、放射線の照射開始等を装置自体で検出することが可能な放射線画像撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
照射されたＸ線等の放射線の線量に応じて検出素子で電荷を発生させて電気信号に変換するいわゆる直接型の放射線画像撮影装置や、照射された放射線をシンチレータ等で可視光等の他の波長の電磁波に変換した後、変換され照射された電磁波のエネルギに応じてフォトダイオード等の光電変換素子で電荷を発生させて電気信号に変換するいわゆる間接型の放射線画像撮影装置が種々開発されている。なお、本発明では、直接型の放射線画像撮影装置における検出素子や、間接型の放射線画像撮影装置における光電変換素子を、あわせて放射線検出素子という。
【０００３】
このタイプの放射線画像撮影装置はＦＰＤ（Flat Panel Detector）として知られており、従来は支持台（或いはブッキー装置）と一体的に形成されていたが（例えば特許文献１参照）、近年、放射線検出素子等をハウジングに収納した可搬型の放射線画像撮影装置が開発され、実用化されている（例えば特許文献２、３参照）。
【０００４】
ところで、これらの放射線画像撮影装置、特に可搬型の放射線画像撮影装置では、放射線照射装置やシステムを管理するコンピュータ等の外部装置から放射線画像撮影装置に放射線の照射の開始や終了の情報を送信し、それに応じて放射線画像撮影装置で放射線の照射終了後に各放射線検出素子からの画像データの読み出しを行うように構成される場合がある。
【０００５】
しかし、そのためには、放射線照射装置やコンピュータ等と放射線画像撮影装置とのインターフェースをとり、放射線照射装置やコンピュータ等を含むシステム全体で制御構成を構築しなければならず、放射線画像撮影装置が放射線の照射の開始や終了を認識するための構成が大掛かりになる。そのため、放射線の照射の開始や終了を放射線画像撮影装置自体で検出できるように構成することが望ましい。
【０００６】
放射線の照射の開始等を放射線画像撮影装置自体で検出するためには、放射線画像撮影装置にセンサ等を配設して、センサで放射線の照射の開始や終了を検出するように構成することも可能であるが、放射線画像撮影装置内にセンサを配設するためのスペースが必要になり、装置が大型化してしまう。また、センサを設けると、センサを駆動する分だけ多くの電力を消費し、特に可搬型の放射線画像撮影装置では内蔵されたバッテリの消費を招いてしまう等の問題があった。
【０００７】
そこで、後述する図７に示すように、例えば、各放射線検出素子７にバイアス電極１４からバイアス電圧を印加するためのバイアス線９やそれらの結線１０を流れる電流を検出するように構成し、放射線が照射されると各放射線検出素子７内で電子正孔対が発生してバイアス線９内を電流が流れることを利用して、その電流値の増減で放射線の照射の開始や終了を検出することが提案されている（特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−７３１４４号公報
【特許文献２】特開２００６−０５８１２４号公報
【特許文献３】特開平６−３４２０９９号公報
【特許文献４】米国特許第７２１１８０３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上記のようにバイアス線９や結線１０を流れる電流を検出してその電流値の増減で放射線の照射の開始や終了を検出する場合、各放射線検出素子７に接続されているスイッチ手段である各ＴＦＴ８（Thin Film Transistor。図７等参照）がオン状態となっていて各ＴＦＴ８のゲートが開いている状態である方が放射線の照射に伴ってバイアス線９や結線１０を流れる電流が流れ易い。また、各放射線検出素子７内では、各放射線検出素子７自体の熱による熱励起等によりいわゆる暗電荷が発生するが、上記のように放射線の照射前に各ＴＦＴ８をオン状態とすることで、各放射線検出素子７内で発生する暗電荷を各放射線検出素子７から除去することも可能となる。
【００１０】
このように、放射線の照射開始を検出するための電流の増減を検出し易くなり、また、放射線検出素子７内で発生する暗電荷を除去できることから、放射線の照射開始を検出する際には、図１６に示すタイミングチャートの時刻Ｔ１に示すように、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂ（図７参照）から走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘにオン電圧Ｖonを印加して各ＴＦＴ８をオン状態としておくように構成されることが多い。
【００１１】
そして、放射線の照射開始後もＴＦＴ８をオン状態としたままとすると、放射線の照射により各放射線検出素子７内で発生した電荷が放射線検出素子７内に蓄積されずに流出してしまうため、時刻Ｔ２で放射線の照射開始を検出すると、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂから走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘを介して各ＴＦＴ８に印加される電圧がオフ電圧Ｖoffに切り替えられて、各ＴＦＴ８がオフ状態に切り替えられる。そして、放射線が照射された後、各放射線検出素子７に蓄積された電荷を読み出すために走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘにオン電圧Ｖonを順次切り替えながら印加して（時刻Ｔ３１〜Ｔ３ｘ参照）、各放射線検出素子７から電荷（画像データ）が読み出される。
【００１２】
上記のように、この各ＴＦＴ８がオフ状態とされている期間ΔＴ１〜ΔＴｘにも各放射線検出素子７にはそれぞれ暗電荷が蓄積され、上記の電荷（画像データ）とともに読み出されて、いわゆるオフセット分として画像データに重畳されてしまうため、通常、放射線画像撮影後に、放射線を照射しない状態で放射線画像撮影時と同じように各ＴＦＴ８をオン／オフさせて各放射線検出素子７に暗電荷を蓄積させてそれを読み出す、いわゆるダーク読取処理が行われる。なお、このダーク読取処理によって得られたいわゆるダーク読取値に基づいて上記のオフセット分が算出され、それをオフセット分が重畳されている画像データから差し引くことで真の画像データを得るオフセット補正が行われる。
【００１３】
そして、放射線画像撮影とできるだけ同じ条件で暗電荷を蓄積してダーク読取値として読み出すために、通常、ダーク読取処理では、各ＴＦＴ８をオン状態とする時間間隔Ｔ５−Ｔ４（図１６参照）が、放射線画像撮影で各ＴＦＴ８をオン状態としていた時間間隔Ｔ２−Ｔ１と同じ時間間隔になるように調整される。
【００１４】
しかしながら、放射線画像撮影の際に、時刻Ｔ１で各ＴＦＴ８をオン状態とした後、放射線の照射が開始されるまでの時間間隔Ｔ２−Ｔ１が例えば数十秒かかり長くなると、ダーク読取処理においても各ＴＦＴ８をオン状態とする時間間隔Ｔ５−Ｔ４を数十秒とらなければならなくなるが、これではダーク読取処理に時間がかかり過ぎ、現実的ではない（以下、これを問題点１という。）。
【００１５】
一方、放射線画像撮影の際には各ＴＦＴ８をオン状態とした時間間隔Ｔ２−Ｔ１が上記のように数十秒かかったのに、ダーク読取処理で各ＴＦＴ８をオン状態とする時間間隔Ｔ５−Ｔ４を例えば１秒程度と短くすると、放射線画像撮影の際には各放射線検出素子７内から暗電荷が十分に除去された状態から時刻Ｔ２で各ＴＦＴ８がオフ状態とされて暗電荷の蓄積が始まるのに対し、ダーク読取処理では、各ＴＦＴ８がオン状態とされる時間間隔Ｔ５−Ｔ４が短く、十分に暗電荷が除去されないうちに各ＴＦＴ８がオフ状態とされて暗電荷の蓄積が開始されるようになる。
【００１６】
そのため、このようにして得られたダーク読取値に基づいてオフセット分を算出しても、算出したそのオフセット分は、必ずしも放射線画像撮影時に各放射線検出素子７に蓄積された暗電荷によるオフセット分と同じ値にならない。そのため、ダーク読取処理により得られたオフセット分を画像データから差し引いても、必ずしも真の画像データを得ることができなくなり、オフセット補正の精度が低下してしまうといった問題がある（以下、これを問題点２という。）。
【００１７】
本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、オフセット補正の精度を維持しつつ、かつ、ダーク読取処理を現実的な時間内で行うことが可能な放射線画像撮影装置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】
【００１８】
前記の問題を解決するために、本発明の放射線画像撮影装置は、
互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子と、
前記放射線検出素子ごとに配置され、接続された前記走査線を介してオフ電圧が印加されると前記放射線検出素子内で発生した電荷を保持し、オン電圧が印加されると前記放射線検出素子から前記電荷を放出させるスイッチ手段と、
前記走査線に印加する前記オン電圧と前記オフ電圧とを切り替える走査駆動手段と、
放射線の照射により装置内を流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段で検出された電流の値に基づいて少なくとも放射線の照射の開始を検出する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
放射線画像撮影で放射線が照射される前に、前記走査駆動手段から前記各走査線を介して前記各スイッチ手段に前記オフ電圧を印加して前記各放射線検出素子内に暗電荷を蓄積させた後、前記各スイッチ手段に前記オン電圧を印加し、
放射線の照射の開始を検出すると、前記各スイッチ手段に再度前記オフ電圧を印加し、
ダーク読取処理の際には、前記放射線画像撮影の際に前記各スイッチ手段に前記オン電圧を印加してから再度前記オフ電圧を印加するまでの時間間隔と同じ時間間隔だけ前記各スイッチ手段に前記オン電圧を印加し、前記各スイッチ手段に印加する電圧を前記オフ電圧に切り替えた後、ダーク読取処理を行うことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の放射線画像撮影装置は、
互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子と、
前記放射線検出素子ごとに配置され、接続された前記走査線を介してオフ電圧が印加されると前記放射線検出素子内で発生した電荷を保持し、オン電圧が印加されると前記放射線検出素子から前記電荷を放出させるスイッチ手段と、
前記走査線に印加する前記オン電圧と前記オフ電圧とを切り替える走査駆動手段と、
放射線の照射により装置内を流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段で検出された電流の値に基づいて少なくとも放射線の照射の開始を検出する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
放射線画像撮影で放射線が照射される前に、前記走査駆動手段から前記各走査線を介して前記各スイッチ手段に印加する電圧を前記オン電圧と前記オフ電圧との間で交互に繰り返し、
前記各スイッチ手段に前記オン電圧が印加された状態で放射線の照射の開始を検出すると、前記各スイッチ手段に前記オフ電圧を印加し、
ダーク読取処理の際には、前記放射線画像撮影の際に最後に前記各スイッチ手段に前記オン電圧を印加してから再度前記オフ電圧を印加するまでの時間間隔と同じ時間間隔だけ前記各スイッチ手段に前記オン電圧を印加し、前記各スイッチ手段に印加する電圧を前記オフ電圧に切り替えた後、ダーク読取処理を行うことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の放射線画像撮影装置は、
互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子と、
前記放射線検出素子ごとに配置され、接続された前記走査線を介してオフ電圧が印加されると前記放射線検出素子内で発生した電荷を保持し、オン電圧が印加されると前記放射線検出素子から前記電荷を放出させるスイッチ手段と、
前記走査線に印加する前記オン電圧と前記オフ電圧とを切り替える走査駆動手段と、
放射線の照射により装置内を流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段で検出された電流の値に基づいて少なくとも放射線の照射の開始を検出する制御手段と、
放射線が照射される際に放射線が照射させる旨の情報を入力する入力手段と、
を備え、
前記制御手段は、
放射線画像撮影で放射線が照射される前に、前記走査駆動手段から前記各走査線を介して前記各スイッチ手段に前記オン電圧を印加し、前記入力手段から前記情報が入力されると、前記各スイッチ手段に印加する電圧を前記オフ電圧に切り替えて前記各放射線検出素子内に暗電荷を蓄積させた後、前記各スイッチ手段に印加する電圧を前記オン電圧に切り替え
放射線の照射の開始を検出すると、前記各スイッチ手段に再度前記オフ電圧を印加し、
ダーク読取処理の際には、前記放射線画像撮影の際に前記各スイッチ手段に前記オン電圧を印加してから再度前記オフ電圧を印加するまでの時間間隔と同じ時間間隔だけ前記各スイッチ手段に前記オン電圧を印加し、前記各スイッチ手段に印加する電圧を前記オフ電圧に切り替えた後、ダーク読取処理を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のような方式の放射線画像撮影装置によれば、放射線画像撮影前の各放射線検出素子のリセット処理において、各スイッチ手段にオン電圧が印加された状態で、一旦各スイッチ手段に印加する電圧をオフ電圧に切り替えて各放射線検出素子を電荷蓄積状態とした後、再度オン電圧を印加して放射線の照射の開始を待つように構成した。
【００２２】
そのため、放射線画像撮影前のリセット処理で各スイッチ手段に定期的にオン電圧を印加したり、入力手段からの信号に基づいて一旦各スイッチ手段に印加する電圧をオフ電圧に切り替えて各放射線検出素子を電荷蓄積状態とすることで、各スイッチ手段に最後にオン電圧を印加してから放射線の照射開始を検出して再度オフ電圧を印加するまでの時間間隔を短くすることが可能となる。
【００２３】
そして、ダーク読取処理前の各放射線検出素子のリセット処理では、放射線画像撮影前のリセット処理で各スイッチ手段をオン状態とした時間間隔と同じ時間間隔だけ各スイッチ手段にオン電圧を印加してリセット処理を行うように構成したため、ダーク読取処理前のリセット処理を含むダーク読取処理にかかる時間が長くなることを的確に防止することが可能となり、ダーク読取処理を現実的な時間内で行うことが可能となる。本発明では、このようにして上記の問題点１を解決することが可能となる。
【００２４】
また、放射線画像撮影前のリセット処理で一旦各スイッチ手段に印加する電圧をオフ電圧に切り替えて各放射線検出素子を電荷蓄積状態とするため、前述した問題点２で述べたように、長時間連続して各スイッチ手段をオン状態として各放射線検出素子内の暗電荷が十分に除去される場合とは異なり、放射線の照射開始時点で各放射線検出素子に残存する暗電荷等の残存電荷の量と、ダーク読取処理前のリセット処理の終了時点で各放射線検出素子に残存する残存電荷の量とを同程度とすることが可能となる。
【００２５】
そのため、ダーク読取処理で得られたダーク読取値に基づいてオフセット分を算出すれば、算出したそのオフセット分は、放射線画像撮影時に各放射線検出素子に蓄積された暗電荷によるオフセット分とほぼ同じ値になるため、ダーク読取処理により得られたオフセット分を画像データから差し引くことで的確に真の画像データを得ることが可能となり、オフセット補正の精度を維持、向上させることが可能となる。本発明では、このようにして上記の問題点２を解決することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１の実施形態に係る放射線画像撮影装置を示す斜視図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】放射線画像撮影装置の基板の構成を示す平面図である。
【図４】図３の基板上の小領域に形成された放射線検出素子とＴＦＴ等の構成を示す拡大図である。
【図５】図４におけるＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図６】ＣＯＦやＰＣＢ基板等が取り付けられた基板を説明する側面図である。
【図７】放射線画像撮影装置の等価回路を表すブロック図である。
【図８】検出部を構成する１画素分についての等価回路を表すブロック図である。
【図９】電流検出手段の構成を表す等価回路図である。
【図１０】相関二重サンプリング回路における電圧値の変化等を表すグラフである。
【図１１】第１の実施形態の放射線画像撮影前のリセット処理におけるタイミングチャートを表す図である。
【図１２】電流検出手段で検出される電流に相当する電圧値の例を表すグラフであり、（Ａ）は放射線の照射が開始されＴＦＴがオフ状態とされた状態、（Ｂ）は放射線の照射が終了された状態を表す。
【図１３】放射線画像撮影前のリセット処理、読み出し処理、ダーク読取処理前のリセット処理およびダーク読取処理におけるタイミングチャートを表す図である。
【図１４】第２の実施形態に係る放射線画像撮影装置を示す斜視図である。
【図１５】第２の実施形態の放射線画像撮影前のリセット処理におけるタイミングチャートを表す図である。
【図１６】従来の放射線画像撮影装置での放射線画像撮影前のリセット処理、読み出し処理、ダーク読取処理前のリセット処理およびダーク読取処理におけるタイミングチャートを表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明に係る放射線画像撮影装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２８】
なお、以下では、放射線画像撮影装置が、シンチレータ等を備え、照射された放射線を可視光等の他の波長の電磁波に変換して電気信号を得るいわゆる間接型の放射線画像撮影装置である場合について説明するが、本発明は、直接型の放射線画像撮影装置に対しても適用することが可能である。また、放射線画像撮影装置が可搬型である場合について説明するが、支持台等と一体的に形成された放射線画像撮影装置に対しても適用される。
【００２９】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る放射線画像撮影装置の外観斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。本実施形態に係る放射線画像撮影装置１は、図１や図２に示すように、筐体２内にシンチレータ３や基板４等が収納された可搬型（カセッテ型）の装置として構成されている。
【００３０】
筐体２は、少なくとも放射線の照射を受ける側の面Ｒ（以下、放射線入射面Ｒという。）が放射線を透過するカーボン板やプラスチック等の材料で形成されている。なお、図１や図２では、筐体２がフレーム板２Ａとバック板２Ｂとで形成された、いわゆる弁当箱型である場合が示されているが、筐体２を一体的に角筒状に形成した、いわゆるモノコック型とすることも可能である。
【００３１】
また、図１に示すように、筐体２の側面部分には、電源スイッチ３６や、ＬＥＤ等で構成されたインジケータ３７、図示しないバッテリ４１（後述する図７参照）の交換等のために開閉可能とされた蓋部材３８等が配置されている。また、本実施形態では、蓋部材３８の側面部には、図示しない外部装置と無線で通信するための通信手段であるアンテナ装置３９が埋め込まれている。
【００３２】
また、図２に示すように、筐体２の内部には、基板４の下方側に図示しない鉛の薄板等を介して基台３１が配置され、基台３１には、電子部品３２等が配設されたＰＣＢ基板３３や緩衝部材３４等が取り付けられている。なお、本実施形態では、基板４やシンチレータ３の放射線入射面Ｒには、それらを保護するためのガラス基板３５が配設されている。
【００３３】
シンチレータ３は、基板４の後述する検出部Ｐに貼り合わされるようになっている。シンチレータ３は、例えば、蛍光体を主成分とし、放射線の入射を受けると３００〜８００ｎｍの波長の電磁波、すなわち可視光を中心とした電磁波に変換して出力するものが用いられる。
【００３４】
基板４は、本実施形態では、ガラス基板で構成されており、図３に示すように、基板４のシンチレータ３に対向する側の面４ａ上には、複数の走査線５と複数の信号線６とが互いに交差するように配設されている。基板４の面４ａ上の複数の走査線５と複数の信号線６により区画された各小領域ｒには、それぞれ放射線検出素子７がそれぞれ設けられている。
【００３５】
このように、走査線５と信号線６で区画された各小領域ｒに二次元状に配列された複数の放射線検出素子７が設けられた領域ｒ全体、すなわち図３に一点鎖線で示される領域が検出部Ｐとされている。
【００３６】
本実施形態では、放射線検出素子７としてフォトダイオードが用いられているが、この他にも例えばフォトトランジスタ等を用いることも可能である。各放射線検出素子７は、図３や図４の拡大図に示すように、スイッチ手段であるＴＦＴ８のソース電極８ｓに接続されている。また、ＴＦＴ８のドレイン電極８ｄは信号線６に接続されている。
【００３７】
そして、ＴＦＴ８は、後述する走査駆動手段１５により、接続された走査線５にオン電圧Ｖonが印加され、ゲート電極８ｇにオン電圧Ｖonが印加されるとオン状態となり、放射線検出素子７内で発生し蓄積されている電荷を信号線６に放出させるようになっている。また、ＴＦＴ８は、接続された走査線５にオフ電圧Ｖoffが印加され、ゲート電極８ｇにオフ電圧Ｖoffが印加されるとオフ状態となり、放射線検出素子７から信号線６への電荷の放出を停止して、放射線検出素子７内で発生した電荷を放射線検出素子７内に保持して蓄積させるようになっている。
【００３８】
ここで、本実施形態における放射線検出素子７やＴＦＴ８の構造について、図５に示す断面図を用いて簡単に説明する。図５は、図４におけるＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【００３９】
基板４の面４ａ上に、ＡｌやＣｒ等からなるＴＦＴ８のゲート電極８ｇが走査線５と一体的に積層されて形成されており、ゲート電極８ｇ上および面４ａ上に積層された窒化シリコン（ＳｉＮｘ）等からなるゲート絶縁層８１上のゲート電極８ｇの上方部分に、水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）等からなる半導体層８２を介して、放射線検出素子７の第１電極７４と接続されたソース電極８ｓと、信号線６と一体的に形成されるドレイン電極８ｄとが積層されて形成されている。
【００４０】
ソース電極８ｓとドレイン電極８ｄとは、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）等からなる第１パッシベーション層８３によって分割されており、さらに第１パッシベーション層８３は両電極８ｓ、８ｄを上側から被覆している。また、半導体層８２とソース電極８ｓやドレイン電極８ｄとの間には、水素化アモルファスシリコンにVI族元素をドープしてｎ型に形成されたオーミックコンタクト層８４ａ、８４ｂがそれぞれ積層されている。以上のようにしてＴＦＴ８が形成されている。
【００４１】
また、放射線検出素子７の部分では、基板４の面４ａ上に前記ゲート絶縁層８１と一体的に形成される絶縁層７１の上にＡｌやＣｒ等が積層されて補助電極７２が形成されており、補助電極７２上に前記第１パッシベーション層８３と一体的に形成される絶縁層７３を挟んでＡｌやＣｒ、Ｍｏ等からなる第１電極７４が積層されている。第１電極７４は、第１パッシベーション層８３に形成されたホールＨを介してＴＦＴ８のソース電極８ｓに接続されている。
【００４２】
第１電極７４の上には、水素化アモルファスシリコンにVI族元素をドープしてｎ型に形成されたｎ層７５、水素化アモルファスシリコンで形成された変換層であるｉ層７６、水素化アモルファスシリコンにIII族元素をドープしてｐ型に形成されたｐ層７７が下方から順に積層されて形成されている。
【００４３】
放射線画像撮影装置１の筐体２の放射線入射面Ｒから放射線が入射し、シンチレータ３で可視光等の電磁波に変換され、変換された電磁波が図中上方から照射されると、電磁波は放射線検出素子７のｉ層７６に到達して、ｉ層７６内で電子正孔対が発生する。放射線検出素子７は、このようにして、シンチレータ３から照射された電磁波を電荷に変換するようになっている。
【００４４】
また、ｐ層７７の上には、ＩＴＯ等の透明電極とされた第２電極７８が積層されて形成されており、照射された電磁波がｉ層７６等に到達するように構成されている。本実施形態では、以上のようにして放射線検出素子７が形成されている。なお、ｐ層７７、ｉ層７６、ｎ層７５の積層の順番は上下逆であってもよい。また、本実施形態では、放射線検出素子７として、上記のようにｐ層７７、ｉ層７６、ｎ層７５の順に積層されて形成されたいわゆるｐｉｎ型の放射線検出素子を用いる場合が説明されているが、これに限定されない。
【００４５】
放射線検出素子７の第２電極７８の上面には、第２電極７８を介して放射線検出素子７にバイアス電圧を印加するバイアス線９が接続されている。なお、放射線検出素子７の第２電極７８やバイアス線９、ＴＦＴ８側に延出された第１電極７４、ＴＦＴ８の第１パッシベーション層８３等、すなわち放射線検出素子７とＴＦＴ８の上面部分は、その上方側から窒化シリコン（ＳｉＮｘ）等からなる第２パッシベーション層７９で被覆されている。
【００４６】
図３や図４に示すように、本実施形態では、それぞれ列状に配置された複数の放射線検出素子７に１本のバイアス線９が接続されており、各バイアス線９はそれぞれ信号線６に平行に配設されている。また、各バイアス線９は、基板４の検出部Ｐの外側の位置で結線１０に結束されている。
【００４７】
本実施形態では、図３に示すように、各走査線５や各信号線６、バイアス線９の結線１０は、それぞれ基板４の端縁部付近に設けられた入出力端子（パッドともいう）１１に接続されている。各入出力端子１１には、図６に示すように、後述する走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂを構成するゲートＩＣ１２ａ等のチップが組み込まれたＣＯＦ（Chip On Film）１２が異方性導電接着フィルム（Anisotropic Conductive Film）や異方性導電ペースト（Anisotropic Conductive Paste）等の異方性導電性接着材料１３を介して接続されている。
【００４８】
また、ＣＯＦ１２は、基板４の裏面４ｂ側に引き回され、裏面４ｂ側で前述したＰＣＢ基板３３に接続されるようになっている。このようにして、放射線画像撮影装置１の基板４部分が形成されている。なお、図６では、電子部品３２等の図示が省略されている。
【００４９】
ここで、放射線画像撮影装置１の回路構成について説明する。図７は本実施形態に係る放射線画像撮影装置１の等価回路を表すブロック図であり、図８は検出部Ｐを構成する１画素分についての等価回路を表すブロック図である。
【００５０】
前述したように、基板４の検出部Ｐの各放射線検出素子７は、その第２電極７８にそれぞれバイアス線９が接続されており、各バイアス線９は結線１０に結束されてバイアス電源１４に接続されている。バイアス電源１４は、結線１０および各バイアス線９を介して各放射線検出素子７の第２電極７８にそれぞれバイアス電圧を印加するようになっている。また、バイアス電源１４は、後述する制御手段２２に接続されており、制御手段２２は、バイアス電源１４から各放射線検出素子７に印加するバイアス電圧を制御するようになっている。
【００５１】
本実施形態では、バイアス線９の結線１０に、結線１０（バイアス線９）を流れる電流の電流量を検出する電流検出手段４３が設けられており、結線１０を流れる電流の増減を検出して放射線の照射の開始や終了を検出できるようになっている。
【００５２】
なお、図７や図８および前述した図３等では、各バイアス線９が１本の結線１０に結束される場合が示されており、その場合は、電流検出手段４３は１本の結線１０に１つだけ設けるように構成することが可能であるが、各バイアス線９が複数の結線１０に結束されるように構成される場合もある。その場合には、電流検出手段４３を各結線１０に設けるように構成することも可能であり、また、複数の結線１０のうちの何本かに電流検出手段４３を設けるように構成することも可能である。
【００５３】
また、本実施形態および後述する第２の実施形態では、電流検出手段４３がバイアス線９や結線１０に設けられ、放射線画像撮影装置１に対する放射線の照射によりバイアス線９や結線１０を流れる電流を検出するように構成されている場合について説明するが、電流検出手段４３は、放射線の照射により装置内を流れる電流を検出することができるものであればよく、バイアス線９やその結線１０に設けられる場合に限定されない。
【００５４】
ここで、電流検出手段４３の構成について説明する。本実施形態では、電流検出手段４３は、バイアス線９の結線１０とバイアス電源１４との接続部分に設けられ、放射線の照射の開始に伴ってバイアス電源１４と放射線検出素子７との間を流れる電流を検出するようになっている。
【００５５】
具体的には、図９に示すように、電流検出手段４３は、バイアス電源１４と各放射線検出素子７とを結ぶバイアス配線９の結線１０に直列に接続される所定の抵抗値を有する抵抗器４３ａと、それに並列に接続されたダイオード４３ｂと、抵抗器４３ａの両端子間の電圧Ｖを測定して制御手段２２に出力する差動アンプ４３ｃとを備えて構成されている。
【００５６】
このように、本実施形態では、電流検出手段４３は、差動アンプ４３ｃで抵抗器４３ａの両端子間の電圧Ｖを測定し、抵抗器４３ａを流れる電流、すなわちバイアス線９の結線１０を流れる電流を電圧値Ｖに変換して検出して、制御手段２２に出力するようになっている。
【００５７】
なお、電流検出手段４３に備えられる抵抗器４３ａとしては、結線１０中を流れる電流を適切な電圧値Ｖに変換可能な抵抗値を有する抵抗器が用いられる。また、抵抗器４３ａに並列にダイオード４２ｄを接続することで低線量の場合の検出精度が向上される。抵抗器４３ａ或いはダイオード４３ｂのみを配線に直列に接続して、その両端子間の電圧Ｖを差動アンプ４３ｃで測定するように構成することも可能である。
【００５８】
また、放射線の照射の開始や終了を検出する場合以外の場合には、電流検出手段４３でバイアス電源１４と各放射線検出素子７の間を流れる電流を検出する必要はなく、電流検出手段４３の抵抗器４３ａはバイアス電源１４から各放射線検出素子７へのバイアス電圧の印加の妨げになるため、電流検出手段４３には、電流の検出が不要の場合に抵抗器４３ａの両端子間を必要に応じて短絡するためのスイッチ４３ｄが設けられている。
【００５９】
差動アンプ４３ｃには電源供給手段４４から電力が供給されるようになっており、電流検出手段４３で電流を検出する際には、電源供給手段４４から差動アンプ４３ｃに電力を供給し、スイッチ４３ｄの短絡を解除して電流検出手段４３を稼働状態とし、電流を検出しない場合には、スイッチ４３ｄで抵抗器４３ａの両端子間を短絡するとともに、電源供給手段４４から差動アンプ４３ｃへの電力の供給を停止して電流検出手段４３の稼働を停止するようになっている。
【００６０】
図７や図８に示すように、本実施形態では、放射線検出素子７のｐ層７７側（図５参照）に第２電極７８を介してバイアス線９が接続されていることからも分かるように、バイアス電源１４からは、放射線検出素子７の第２電極７８にバイアス線９を介してバイアス電圧として放射線検出素子７の第１電極７４側にかかる電圧以下の電圧（すなわちいわゆる逆バイアス電圧）が印加されるようになっている。
【００６１】
各放射線検出素子７の第１電極７４はＴＦＴ８のソース電極８ｓ（図７、図８中ではＳと表記されている。）に接続されており、各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇ（図７、図８中ではＧと表記されている。）は、後述する走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂから延びる走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘにそれぞれ接続されている。また、各ＴＦＴ８のドレイン電極８ｄ（図７、図８中ではＤと表記されている。）は各信号線６にそれぞれ接続されている。
【００６２】
走査駆動手段１５は、本実施形態では、電源回路１５ａとゲートドライバ１５ｂとを備えており、本実施形態では、ゲートドライバ１５ｂは、前述したゲートＩＣ１２ａが複数並設されて形成されている。また、走査駆動手段１５は、ゲートドライバ１５ｂに接続されている走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘを介してＴＦＴ８のゲート電極８ｇに印加する電圧を制御して、電圧を前述したオン電圧Ｖonとオフ電圧Ｖoffとの間で切り替えるようになっている。
【００６３】
具体的には、走査駆動手段１５の電源回路１５ａは、ゲートドライバ１５ｂから各走査線５に印加するオン電圧Ｖonやオフ電圧Ｖoffの各電圧値をそれぞれ所定の電圧値に設定して、ゲートドライバ１５ｂに供給するようになっている。また、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂは、電源回路１５ａから供給されるオン電圧Ｖonとオフ電圧Ｖoffを選択的に切り替えて各走査線５にオン電圧Ｖonかオフ電圧Ｖoffを印加するようになっている。また、ゲートドライバ１５ｂは、走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘに印加するパルス波形のオン電圧Ｖonのパルス幅を変調させることができるようになっている。
【００６４】
各信号線６は、読み出しＩＣ１６内に形成された各読み出し回路１７にそれぞれ接続されている。なお、読み出しＩＣ１６には所定個数の読み出し回路１７が設けられており、読み出しＩＣ１６が複数設けられることにより、信号線６の本数分の読み出し回路１７が設けられるようになっている。
【００６５】
読み出し回路１７は、増幅回路１８と、相関二重サンプリング（Correlated Double Sampling）回路１９と、アナログマルチプレクサ２１と、Ａ／Ｄ変換器２０とで構成されている。なお、図７や図８や後述する図１０中では、相関二重サンプリング回路１９はＣＤＳと表記されている。また、図８中では、アナログマルチプレクサ２１は省略されている。
【００６６】
本実施形態では、増幅回路１８はチャージアンプ回路で構成されており、オペアンプ１８ａと、オペアンプ１８ａにそれぞれ並列にコンデンサ１８ｂおよび電荷リセット用スイッチ１８ｃが接続されて構成されている。また、増幅回路１８には、増幅回路１８に電力を供給するための電源供給部１８ｄが接続されている。
【００６７】
また、増幅回路１８のオペアンプ１８ａの入力側の反転入力端子には信号線６が接続されており、増幅回路１８の入力側の非反転入力端子には基準電位Ｖ０が印加されるようになっている。なお、基準電位Ｖ０は適宜の値に設定され、本実施形態では、例えば０［Ｖ］が印加されるようになっている。
【００６８】
また、増幅回路１８の電荷リセット用スイッチ１８ｃは、後述する制御手段２２に接続されており、制御手段２２によりオン／オフが制御されるようになっている。電荷リセット用スイッチ１８ｃがオフの状態で、放射線検出素子７のＴＦＴ８がオン状態とされると（すなわち、ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに走査線５を介してオン電圧Ｖonが印加されると）、当該放射線検出素子７から放出された電荷がコンデンサ１８ｂに流入して蓄積され、蓄積された電荷量に応じた電圧値がオペアンプ１８ａの出力側から出力されるようになっている。
【００６９】
増幅回路１８は、このようにして、各放射線検出素子７から出力された電荷量に応じて電圧値を出力して電荷電圧変換して増幅するようになっている。また、電荷リセット用スイッチ１８ｃがオン状態とされると、増幅回路１８の入力側と出力側とが短絡されてコンデンサ１８ｂに蓄積された電荷が放電されて増幅回路１８がリセットされるようになっている。なお、増幅回路１８を、放射線検出素子７から出力された電荷に応じて電流を出力するように構成することも可能である。
【００７０】
増幅回路１８の出力側には、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）１９が接続されている。相関二重サンプリング回路１９は、本実施形態では、サンプルホールド機能を有しており、この相関二重サンプリング回路１９におけるサンプルホールド機能は、制御手段２２から送信されるパルス信号によりそのオン／オフが制御されるようになっている。
【００７１】
すなわち、制御手段２２は、放射線画像撮影後の各放射線検出素子７からの画像データの読み出し処理においては、まず、各読み出し回路１７の増幅回路１８の電荷リセット用スイッチ１８ｃを制御してオフ状態にする。その際、電荷リセット用スイッチ１８ｃをオフ状態にした瞬間に、いわゆるｋＴＣノイズが発生し、増幅回路１８のコンデンサ１８ｂにｋＴＣノイズに起因する電荷ｑが溜まる。
【００７２】
前述したように、増幅回路１８では、コンデンサ１８ｂに蓄積された電荷量に応じた電圧値が増幅回路１８のオペアンプ１８ａの出力端子から出力されるが、上記のようにｋＴＣノイズに起因する電荷ｑがコンデンサ１８ｂに溜まることにより、図１０に示すように、オペアンプ１８ａの出力端子から出力される電圧値が、電荷リセット用スイッチ１８ｃをオフ状態にした瞬間（図１０では「１８ｃoff」と表示）に、前述した基準電位Ｖ０から、ｋＴＣノイズに起因する電荷ｑの分だけ瞬間的に変化し、電圧値Ｖinに変わる。
【００７３】
制御手段２２は、この段階で（図１０では「ＣＤＳ保持」（左側）と表示）、相関二重サンプリング回路１９に１回目のパルス信号Ｓｐ１を送信して、その時点で増幅回路１８から出力されている電圧値Ｖinを保持させる。
【００７４】
続いて、制御手段２２が、走査駆動回路１５から１本の走査線５にオン電圧Ｖonを印加してその走査線５にゲート電極８ｇが接続されているＴＦＴ８をオン状態とすると（図１０では「ＴＦＴon」と表示）、これらのＴＦＴ８が接続されている各放射線検出素子７から蓄積された電荷が各信号線６を介して増幅回路１８のコンデンサ１８ｂに流れ込んで蓄積され、図１０に示すように、コンデンサ１８ｂに蓄積された電荷量に応じてオペアンプ１８ａの出力側から出力される電圧値が上昇していく。
【００７５】
そして、制御手段２２は、所定時間が経過した後、走査駆動回路１５から当該走査線５に印加しているオン電圧Ｖonをオフ電圧Ｖoffに切り替えてその走査線５にゲート電極８ｇが接続されているＴＦＴ８をオフ状態とし（図１０では「ＴＦＴoff」と表示）、この段階で各相関二重サンプリング回路１９に２回目のパルス信号Ｓｐ２を送信して、その時点で増幅回路１８から出力されている電圧値Ｖfiを保持させる（図１０では「ＣＤＳ保持」（右側）と表示）。
【００７６】
各相関二重サンプリング回路１９は、２回目のパルス信号Ｓｐ２で電圧値Ｖfiを保持すると、電圧値の差Ｖfi−Ｖinを算出し、算出した差Ｖfi−Ｖinを画像データとして下流側に出力するようになっている。
【００７７】
相関二重サンプリング回路１９から出力された各放射線検出素子７の画像データは、アナログマルチプレクサ２１（図７参照）に送信され、アナログマルチプレクサ２１から順次Ａ／Ｄ変換器２０に送信される。そして、Ａ／Ｄ変換器２０で順次デジタル値の画像データに変換されて記憶手段４０に出力されて順次保存されるようになっている。
【００７８】
制御手段２２は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力インターフェース等がバスに接続されたコンピュータや、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等により構成されている。専用の制御回路で構成されていてもよい。そして、制御手段２２は、放射線画像撮影装置１の各部材の動作等を制御するようになっている。また、制御手段２２には、ＤＲＡＭ（Dynamic ＲＡＭ）等で構成される記憶手段４０が接続されている。
【００７９】
また、本実施形態では、制御手段２２には、前述したアンテナ装置３９が接続されており、さらに、検出部Ｐや走査駆動手段１５、読み出し回路１７、記憶手段４０、バイアス電源１４等の各部材に電力を供給するためのバッテリ４１が接続されている。また、バッテリ４１には、外部装置からバッテリ４１に電力を供給してバッテリ４１を充電する際の接続端子４２が取り付けられている。
【００８０】
前述したように、制御手段２２は、バイアス電源１４を制御してバイアス電源１４から各放射線検出素子７に印加するバイアス電圧を設定したり、読み出し回路１７の増幅回路１８の電荷リセット用スイッチ１８ｃのオン／オフを制御したり、相関二重サンプリング回路１９にパルス信号を送信して、そのサンプルホールド機能のオン／オフを制御する等の各種の処理を実行するようになっている。
【００８１】
また、制御手段２２は、各放射線検出素子７のリセット処理時や放射線画像撮影後の各放射線検出素子７からの画像データの読み出し時に、走査駆動手段１５に対して、走査駆動手段１５から各走査線５を介して各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに印加する電圧をオン電圧Ｖonとオフ電圧Ｖoffとの間で切り替えさせるためのパルス信号を送信するようになっている。
【００８２】
以下、各放射線検出素子７のリセット処理や、電流検出手段４３で検出された電流に相当する電圧値Ｖに基づく放射線の照射開始の検出、画像データの読み出し処理、ダーク読取処理前のリセット処理、ダーク読取処理等について説明する。
【００８３】
制御手段２２は、放射線画像撮影において放射線画像撮影装置１に対して放射線が照射される前に、各放射線検出素子７のリセット処理を行い、一旦各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇにオフ電圧Ｖoffを一斉に印加し、各ＴＦＴ８のゲートを閉じて各放射線検出素子７内に暗電荷を蓄積させる電荷蓄積動作を行わせる。そして、このように所定の電荷蓄積時間を確保した後、各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇにオン電圧Ｖonを一斉に印加して各ＴＦＴ８のゲートを開いた状態で放射線の照射の開始を待つように構成されている。
【００８４】
本実施形態では、これを実現するために、制御手段２２は、放射線画像撮影で放射線が照射される前の各放射線検出素子７のリセット処理の段階で、図１１に示すように、走査駆動手段１５から走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘを介して各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに一斉に印加する電圧をオン電圧Ｖonとオフ電圧Ｖoffとの間で交互に繰り返し、各放射線検出素子７のリセット処理を繰り返して行うようになっている。
【００８５】
具体的には、放射線画像撮影装置１の電源がオンされたり、或いは、アンテナ装置３９を介して外部装置から信号を受信する等すると、制御手段２２は、走査駆動手段１５にパルス信号を送信する等して、各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに一斉に印加する電圧を所定の時間間隔でオン電圧Ｖonとオフ電圧Ｖoffとの間で切り替えるようになっている。
【００８６】
なお、この各放射線検出素子７のリセット処理の間、制御手段２２は、電流検出手段４３の差動アンプ４３ｃに電源供給手段４４から電力を供給させ、スイッチ４３ｄの短絡を解除して電流検出手段４３を稼働状態にして、電流検出手段４３でバイアス線９や結線１０を流れる電流を検出できるように制御するようになっている。
【００８７】
また、ＴＦＴ８がオフ状態である場合よりも、ＴＦＴ８がオン状態である場合すなわちＴＦＴ８のゲートが開いている場合の方が、放射線の照射により各放射線検出素子７内で発生する電子正孔対がバイアス線９や結線１０に流れ出し易くなり、放射線の照射開始による電流の増加を検出し易くなる。
【００８８】
そのため、本実施形態では、放射線技師等の操作者に、各ＴＦＴ８がオン状態である際に放射線の照射を開始させるように、すなわち、各ＴＦＴ８がオフ状態である場合には放射線の照射を開始させないように、制御手段２２は、各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに印加されている電圧がオフ電圧Ｖoffである場合にはインジケータ３７（図１参照）を点灯させて、操作者にＴＦＴ８がオフ状態であることを報知させるようになっている。
【００８９】
すなわち、本実施形態では、インジケータ３７が報知手段となっており、操作者は、インジケータ３７が点灯している間は放射線画像撮影装置１に対して放射線を照射しない。なお、報知手段は、インジケータ３７である必要はなく、例えば、アンテナ装置３９を介して信号を送信して操作室のランプを点灯させるように構成することも可能であり、また、各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに印加されている電圧がオフ電圧Ｖoffであることを報知することができるものであれば、光の点灯で報知するもののほか、例えば音の鳴動等で報知するように構成することも可能である。
【００９０】
本実施形態では、このようにして、定期的に各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに一斉に印加する電圧をオフ電圧Ｖoffに切り替えて各放射線検出素子７内に暗電荷を蓄積させる電荷蓄積動作を行わせる所定の電荷蓄積時間（図１１や後述する図１３のΔＴａ参照）を確保するとともに、その後、各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに一斉に印加する電圧をオン電圧Ｖonに切り替えて、各ＴＦＴ８のゲートを開いた状態で放射線の照射の開始を待つようになっている。
【００９１】
そして、図１１の時刻Ｔ１に示すように最後にＴＦＴ８のゲート電極８ｇにオン電圧Ｖonを一斉に印加した状態で、放射線画像撮影装置１に対して放射線の照射が開始されると（なお、この放射線の照射開始時刻をｔ１とする。）、図１２（Ａ）に示すように、時刻ｔ１で電流検出手段４３の差動アンプ４３ｃから出力される電流に相当する電圧値Ｖが急激に増加する。
【００９２】
そのため、本実施形態では、制御手段２２は、電流検出手段４３から出力される電圧値Ｖが増加し、例えば、予め設定された閾値を越えた場合や、電圧値Ｖの増加率が予め設定された閾値を越えた場合等に、放射線の照射が開始されたことを検出するようになっている。
【００９３】
また、上記のようにＴＦＴ８をオン状態のままにしておくと、各放射線検出素子７内で発生した電荷が全て流出してしまい、各放射線検出素子７内に電荷（画像データ）が蓄積されなくなってしまうため、制御手段２２は、電圧値Ｖが増加して放射線の照射が開始されたことを検出した時点（時刻Ｔ２）で、走査駆動手段１５から走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘにオフ電圧Ｖoffを一斉に印加させ、各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇにオフ電圧Ｖoffを一斉に印加して全てのＴＦＴ８をオフ状態とするようになっている。
【００９４】
なお、図１２（Ａ）および後述する図１２（Ｂ）では、グラフを見やすくするため、時刻ｔ１と時刻Ｔ２との時間間隔を拡大して表されているが、実際には、図１１に示した各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに一斉に印加する電圧をオン電圧Ｖonとオフ電圧Ｖoffとの間で切り替える場合の時間間隔に比べると、時刻ｔ１、Ｔ２間の時間間隔は非常に短く、図１１の時間間隔から見るとほぼ同時である。
【００９５】
各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇにオフ電圧Ｖoffを一斉に印加して全てのＴＦＴ８をオフ状態とすると（時刻Ｔ２）、電流検出手段４３から出力される電流に相当する電圧値Ｖが急激に減少する。
【００９６】
一方、各ＴＦＴ８がオフ状態とされても、放射線の照射が続く限り、微弱ではあるがバイアス線９や結線１０を電流が流れ、その電流を電流検出手段４３で検出できる場合がある。
【００９７】
なお、各ＴＦＴ８がオフ状態でもバイアス線９に電流が流れる理由は、例えば図８でＴＦＴ８がオフ状態とされた場合、走査線５からＴＦＴ８と放射線検出素子７を介してバイアス電源１４に至る閉じるループが形成され、その中にそれぞれ所定の寄生容量を有するＴＦＴ８と放射線検出素子７がコンデンサ状に配置されている状態と見なすことができる。そして、放射線の照射により放射線検出素子７のｉ層７６（図５参照）で電子正孔対が発生して蓄積すると、放射線検出素子７内では、所定のバイアス電圧が印加された第２電極７８に対する第１電極７４の電位（この電位はＴＦＴ８のソース電極８ｓ側の電位に等しい。）が下がる。そのため、放射線検出素子７の第１、第２電極７４、７８やＴＦＴ８のゲート電極８ｇやソース電極８ｓに蓄積される電荷量が変化するため、それを補うようにバイアス線９や放射線検出素子７−ＴＦＴ８間の配線、走査線５に電流が流れるのである。
【００９８】
このように、各ＴＦＴ８がオフ状態とされた後もバイアス線８や結線１０を流れる電流（或いはそれに相当する電圧値Ｖ）を検出できる場合、放射線の照射が終了すると、電流検出手段４３から出力される電流に相当する電圧値Ｖは、図１２（Ｂ）に示すように放射線の照射が終了した時点ｔ２でさらに減少する。そこで、全ＴＦＴ８がオフ状態とされた時点で減少した電圧値Ｖがさらに減少したことを検出して、制御手段２２で放射線の照射の終了を検出するように構成することも可能である。
【００９９】
しかし、図９に示したように、バイアス線９や結線１０を流れる電流を電流検出手段４３の抵抗器４３ａに流し、その両端子間の電圧Ｖとして電流を検出する場合、バイアス電源１４から供給される所定の電圧値のバイアス電圧が、抵抗器４３ａの両端子間の電圧Ｖだけ変動し、変動したバイアス電圧が各放射線検出素子７の第２電極７８に印加されるようになる。また、電流検出手段４３で発生するバイアス電圧に対するノイズが、放射線の照射により放射線検出素子７内で発生し蓄積される電荷量（画像データ）に影響する場合もある。
【０１００】
このように、放射線の照射開始後も電流検出手段４３を稼働状態としておくことの悪影響を排除するため、図１２（Ａ）に示したように、時刻Ｔ２で放射線の照射の開始を検出した後は、電流検出手段４３の稼働を停止し、スイッチ４３ｄを短絡させて、放射線検出素子７に印加するバイアス電圧に電流検出手段４３の悪影響が及ばないように制御することも可能である。
【０１０１】
この場合、電流検出手段４３から出力される電流に相当する電圧値Ｖに基づいて放射線の照射の終了を検出することができなくなるが、その場合には、放射線の照射の開始を検出した時刻Ｔ２から予め設定した所定時間が経過した時点で放射線の照射が終了したものとして、その後の処理を行うように構成することが可能である。
【０１０２】
なお、電流検出手段４３から出力される電流値（或いはそれに相当する電圧値Ｖ）に基づいて放射線の照射が終了したこと（図１２（Ｂ）の時点ｔ２参照）を検出するように構成する場合には、制御手段２２は、放射線の照射終了を検出した時点で電流検出手段４３の稼働を停止し、スイッチ４３ｄを短絡させる。
【０１０３】
制御手段２２は、放射線の照射が終了したことを検出すると（或いは、放射線の照射開始（時刻Ｔ２）から所定時間が経過して放射線の照射が終了したと判断すると）、続いて、各放射線検出素子７からの画像データの読み出し処理を行うようになっている。
【０１０４】
制御手段２２は、図１３のタイミングチャートに示すように、時刻Ｔ２で放射線の照射が開始されたことを検出し、図１３中には図示を省略する時刻ｔ２で放射線の照射が終了したことを検出すると、走査駆動手段１５に対してパルス信号を送信し、信号読み出し用のオン電圧Ｖonを印加する走査線５のラインＬ１〜Ｌｘを順次切り替えながら各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに順次オン電圧Ｖonを印加して（図１３の時刻Ｔ３１〜Ｔ３ｘ参照）、前述したように各放射線検出素子７から電荷を読み出す。
【０１０５】
なお、図１３では、タイミングチャートを見やすくするため、信号読み出し用のオン電圧Ｖonのパルス幅が長く表されているが、実際には、時刻Ｔ１−Ｔ２間のオン電圧Ｖonの印加時間に比べれば、信号読み出し用のオン電圧Ｖonのパルス幅は非常に短い。
【０１０６】
そして、各放射線検出素子７から読み出した電荷を増幅回路１８で電荷電圧変換し、電圧値に変換された出力値から相関二重サンプリング回路１９で画像データを切り出し、相関二重サンプリング回路１９から出力された画像データをアナログマルチプレクサ２１を介して順次Ａ／Ｄ変換器２０に送信する。そして、Ａ／Ｄ変換器２０で順次デジタル値に変換された画像データを記憶手段４０に出力して順次保存するようになっている。
【０１０７】
制御手段２２は、続いて、ダーク読取処理前のリセット処理を行うようになっている。ダーク読取処理前のリセット処理の際、制御手段２２は、図１３に示すように、時刻Ｔ４に各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに一斉にオン電圧Ｖonを印加した後、放射線画像撮影の際に時刻Ｔ１に各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに最後にオン電圧Ｖonを印加してから時刻Ｔ２に再度オフ電圧Ｖoffを印加するまでの時間間隔Ｔ２−Ｔ１と同じ時間間隔だけ各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇにオン電圧Ｖonを印加し続けた後、時刻Ｔ５（Ｔ５＝Ｔ４＋Ｔ２−Ｔ１）に各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに印加する電圧を一斉にオフ電圧Ｖoffに切り替えるようになっている。
【０１０８】
そのため、制御手段２２は、放射線画像撮影の際、最後に各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに一斉にオン電圧Ｖonを印加した時刻Ｔ１から時間のカウントを開始し、時刻Ｔ２に各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに一斉にオン電圧Ｖonを印加するまでの時間間隔Ｔ２−Ｔ１をＲＡＭ等のメモリに記憶しておくようになっている。
【０１０９】
制御手段２２は、続いて、ダーク読取処理を行うようになっている。ダーク読取処理では、制御手段２２は、ダーク読取処理前のリセット処理が終了した後、放射線を照射しない状態で放射線画像撮影装置１を放置して、各放射線検出素子７内で発生する暗電荷を各放射線検出素子７に蓄積させる。
【０１１０】
放射線画像撮影装置１を放置する各走査線５ごとの時間間隔ΔＴｎは、放射線画像撮影の際に各ＴＦＴ８をオフ状態としていた時間間隔ΔＴｎ、すなわち図１３で言えば走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘごとの時刻Ｔ２から時刻Ｔ３ｎまでの時間間隔ΔＴｎ（＝Ｔ３ｎ−Ｔ２）と同じ時間間隔になるように設定されている。
【０１１１】
そして、制御手段２２は、ダーク読取処理前のリセット処理が終了してＴＦＴ８のゲート電極８ｇに印加する電圧をオフ電圧Ｖoffに切り替えた時刻Ｔ５から、走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘごとに時間間隔ΔＴｎだけ放置した後、上記の画像データの読み出し処理と同じ手順で、各放射線検出素子７から蓄積された暗電荷に相当するダーク読取値を読み出すようになっている。
【０１１２】
なお、時刻Ｔ４〜Ｔ５のダーク読取処理前のリセット処理の前に、図１１に示したような定期的なリセット処理を１、２回程度行うように構成することも可能である。
【０１１３】
また、上記のようにして取得された各放射線検出素子７のダーク読取値からオフセット分を算出し、各放射線検出素子７の画像データからオフセット分を差し引いて真の画像データを得るオフセット補正は、放射線画像撮影装置１で行うように構成してもよく、また、画像データやダーク読取値を例えばアンテナ装置３９を介して外部装置に送信し、外部装置でオフセット補正を行うように構成することも可能である。
【０１１４】
以上のように、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１によれば、放射線画像撮影前に各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに一斉に印加する電圧をオン電圧Ｖonとオフ電圧Ｖoffとの間で定期的に切り替え、最後にオン電圧Ｖonを印加してから放射線の照射開始を検出して再度オフ電圧Ｖoffを印加するまでの時間間隔Ｔ２−Ｔ１と同じ時間間隔だけ、ダーク読取処理前のリセット処理では、各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇにオン電圧Ｖonを印加した後、オフ電圧Ｖoffに一斉に切り替えるように構成した。
【０１１５】
そのため、放射線画像撮影前のリセット処理で定期的に印加するオン電圧Ｖonの印加時間（パルス幅）を例えば１秒程度の短い時間に適切に調整すれば、最後にオン電圧Ｖonを印加してから放射線の照射開始を検出して再度オフ電圧Ｖoffを印加するまでの時間間隔Ｔ２−Ｔ１を少なくともそれより短い時間間隔とすることが可能となる。
【０１１６】
そして、ダーク読取処理前のリセット処理にかかる時間間隔Ｔ５−Ｔ４は時間間隔Ｔ２−Ｔ１と同じ時間間隔に設定されるため、ダーク読取処理前のリセット処理を含むダーク読取処理にかかる時間が長くなることを的確に防止することが可能となり、ダーク読取処理を現実的な時間内で行うことが可能となる。本実施形態に係る放射線画像撮影装置１では、このようにして前述した問題点１が解決される。
【０１１７】
また、放射線画像撮影前のリセット処理を定期的に行うため、放射線の照射開始前の最後のリセット処理の前に、各放射線検出素子７内に暗電荷を蓄積させる所定の電荷蓄積時間（図１１や図１３のΔＴａ参照）が確保される。そのため、前述した問題点２で述べたように、長時間連続して各ＴＦＴ８をオン状態として各放射線検出素子７内の暗電荷が十分に除去される場合とは異なり、放射線の照射開始時点（時刻Ｔ２）で各放射線検出素子７に残存する暗電荷等の残存電荷の量と、ダーク読取処理前のリセット処理の終了時点（時刻Ｔ５）で各放射線検出素子７に残存する残存電荷の量とを同程度とすることが可能となる。
【０１１８】
そのため、ダーク読取処理で得られたダーク読取値に基づいてオフセット分を算出すれば、算出したそのオフセット分は、放射線画像撮影時に各放射線検出素子７に蓄積された暗電荷によるオフセット分とほぼ同じ値になる。そのため、ダーク読取処理により得られたオフセット分を画像データから差し引くことで的確に真の画像データを得ることが可能となり、オフセット補正の精度を維持、向上させることが可能となる。本実施形態に係る放射線画像撮影装置１では、このようにして前述した問題点２が解決される。
【０１１９】
［第２の実施の形態］
第１の実施形態では、放射線画像撮影前の各放射線検出素子７のリセット処理を、図１１に示したように定期的にオン電圧Ｖonとオフ電圧Ｖoffとの間で切り替えて行う場合について説明したが、各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇにオン電圧Ｖonを長時間連続して印加して行う場合についても本発明を適用することができる。以下、このように構成した第２の実施形態について説明する。
【０１２０】
しかし、この場合、各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇにオン電圧Ｖonを長時間連続して印加したまま放射線の照射開始を検出するように構成すると、上記のように各放射線検出素子７内の暗電荷が十分に除去されてしまうため、放射線の照射開始時点（時刻Ｔ２）で各放射線検出素子７に残存する暗電荷等の残存電荷の量と、ダーク読取処理前のリセット処理の終了時点（時刻Ｔ５）で各放射線検出素子７に残存する残存電荷の量とが有意に異なる値となり、オフセット補正の精度の低下を招いてしまう（すなわち前述した問題点２が解決されない。）。
【０１２１】
そこで、第２の実施形態においても、放射線画像撮影前のリセット処理で、長時間連続して各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇにオン電圧Ｖonを印加した状態から、印加する電圧を一旦オフ電圧Ｖoffに切り替えて、各放射線検出素子７内に暗電荷を蓄積させる所定の電荷蓄積時間ΔＴａを確保し、その後、各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに一斉に印加する電圧を再度オン電圧Ｖonに切り替えて各ＴＦＴ８のゲートを開いた状態で放射線の照射開始を待つように構成することが必要となる。
【０１２２】
そのためには、放射線照射装置等から放射線の照射準備が完了したことを示す信号等を受け取り、それに基づいて長時間連続して各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに印加していたオン電圧Ｖonをオフ電圧Ｖoffに切り替え、その後、再度オン電圧Ｖonに切り替えるように構成することも可能であるが、放射線照射装置等と放射線画像撮影装置の製造元が異なる等の現実的な問題もあり、放射線照射装置等と放射線画像撮影装置とのインターフェースをとることは必ずしも容易ではない。
【０１２３】
そこで、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１００では、図１４に示すように、アンテナ装置３９が設けられた筐体２の側面部分からコード５０が延出され、その先端部に押しボタン式の入力手段５１が設けられており、放射線が照射される直前に操作者が入力手段５１のボタン部５２を押下することにより、放射線画像撮影装置１００に放射線が照射させる旨の情報が入力されるようになっている。
【０１２４】
なお、放射線画像撮影装置１００の入力手段５１等の構成以外の構成は、第１の実施形態に係る放射線画像撮影装置１の構成と同じであり、各機能部については同じ符号を付して説明する。
【０１２５】
また、入力手段５１は、上記のようにコード５０を備える押しボタン式の入力手段に限らず、放射線が照射される際に放射線画像撮影装置１００に放射線が照射させる旨の情報を入力することができるものであればよい。そのため、例えば、操作者が外部装置を操作して外部装置からアンテナ装置３９を介して情報を入力するように構成することも可能であり、その場合には、アンテナ装置３９が入力手段ということになる。また、電源スイッチ３６やそれとは別体に設けられた図示しないスイッチ等を入力手段とし、それを操作することにより上記の情報を入力するように構成することも可能である。
【０１２６】
本実施形態では、制御手段２２は、放射線画像撮影前の各放射線検出素子７のリセット処理においては、まず、図１５に示すように、走査駆動手段１５から走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘを介して各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇにオン電圧Ｖonを一斉に印加し、その状態を保つ。
【０１２７】
そして、入力手段５１を介して放射線が照射させる旨の情報が入力されると、各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに印加する電圧を一斉にオフ電圧Ｖoffに切り替えて各放射線検出素子７内に暗電荷を蓄積させる所定の電荷蓄積時間ΔＴａを確保した後、時刻Ｔ１に各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに印加する電圧を一斉にオン電圧Ｖonに切り替えるようになっている。
【０１２８】
その後の処理は、第１の実施形態に係る放射線画像撮影装置１の場合と同様に、制御手段２２は、図１３に示したように、電流検出手段４３で検出された電流の値（或いはそれに相当する電圧値Ｖ）に基づいて時刻Ｔ２に放射線の照射の開始を検出すると、各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに再度オフ電圧Ｖoffを一斉に印加し、放射線の照射が終了すると、印加するオン電圧Ｖonを走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘごとに切り替えながら各放射線検出素子７から画像データを読み出す。
【０１２９】
そして、ダーク読取処理前の各放射線検出素子７のリセット処理では、放射線画像撮影の際に時刻Ｔ１に各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇにオン電圧Ｖonを印加してから時刻Ｔ２にオフ電圧Ｖoffを印加するまでの時間間隔Ｔ２−Ｔ１と同じ時間間隔Ｔ５−Ｔ４だけ各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇにオン電圧Ｖonを一斉に印加し、各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに印加する電圧をオフ電圧Ｖoffに一斉に切り替えた後、ダーク読取処理を行うようになっている。
【０１３０】
以上のように、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１００によっても、上記の第１の実施形態に係る放射線画像撮影装置１と全く同様の効果を奏することが可能となり、オフセット補正の精度を維持、向上させつつ、かつ、ダーク読取処理を現実的な時間内で行うことが可能となる。
【０１３１】
特に、本実施形態では、放射線画像撮影前の各放射線検出素子７のリセット処理では、長時間連続して各ＴＦＴ８をオン状態とするため、各放射線検出素子７内の暗電荷を十分に除去する状態となるが、その後、入力手段５１を介して放射線が照射させる旨の情報が入力されると、一旦各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに印加する電圧を一斉にオフ電圧Ｖoffに切り替えて各放射線検出素子７内に暗電荷を蓄積させる電荷蓄積時間ΔＴａを確保した後、時刻Ｔ１に各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに印加する電圧を一斉にオン電圧Ｖonに切り替えて放射線の照射開始を待つ。
【０１３２】
そのため、放射線の照射開始時点（時刻Ｔ２）で各放射線検出素子７に残存する暗電荷等の残存電荷の量が、ダーク読取処理前のリセット処理の終了時点（時刻Ｔ５）で各放射線検出素子７に残存する残存電荷の量と同程度となり、第１の実施形態の場合と同様にオフセット補正の精度を維持、向上させることが可能となる。
【０１３３】
なお、第１、第２の実施形態に係る放射線画像撮影装置１、１００における電流検出手段４３は、放射線の照射によりバイアス線９やその結線１０等の装置内を流れる電流を検出することができるものであればよく、図９に示したような抵抗器４３ａやダイオード４３ｂ、差動アンプ４３ｃ、スイッチ４３ｄ等を備える上記の各実施形態における構成には限定されない。
【符号の説明】
【０１３４】
１、１００  放射線画像撮影装置
５  走査線
６  信号線
７  放射線検出素子
８  ＴＦＴ（スイッチ手段）
１５  走査駆動手段
２２  制御手段
３７  インジケータ（報知手段）
４３  電流検出手段
５１  入力手段
ｒ  領域
Ｔ２−Ｔ１  時間間隔
Ｔ５−Ｔ４  時間間隔
Ｖ  電流に相当する電圧値（電流の値）
Ｖoff  オフ電圧
Ｖon  オン電圧
【図１】
2011041075.tif 000003
【図２】
2011041075.tif 000004
【図３】
2011041075.tif 000005
【図４】
2011041075.tif 000006
【図５】
2011041075.tif 000007
【図６】
2011041075.tif 000008
【図７】
2011041075.tif 000009
【図８】
2011041075.tif 000010
【図９】
2011041075.tif 000011
【図１０】
2011041075.tif 000012
【図１１】
2011041075.tif 000013
【図１２】
2011041075.tif 000014
【図１３】
2011041075.tif 000015
【図１４】
2011041075.tif 000016
【図１５】
2011041075.tif 000017
【図１６】
2011041075.tif 000018