(57)【要約】【課題】多方向放射線撮像システムに用いる放射線撮像装置において、画質の向上に有利な技術を提供する。【解決手段】第１、第２の検出部と制御部とを含み、第１、第２の検出部のそれぞれは、変換部と変換部の電荷に応じた信号を保持する第１、第２の保持部と第１、第２の保持部に保持された信号を出力するための出力部と出力部を介さず変換部をリセットするリセット部とをそれぞれ含む複数の画素を備え、制御部は、１フレームの期間において、検出部に対して、リセット部による変換部のリセット、第１の保持部による信号のサンプリング、放射線源による放射線の照射、第２の保持部による信号のサンプリングをこの順で含むサンプルホールド駆動と出力部による第１、第２の保持部にサンプリングされた信号の出力とを行わせ、第１の検出部に放射線が照射される期間と第２の検出部に放射線が照射される期間とが重ならないようにタイミングを制御する。【選択図】図４
2019087892.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の検出部および第２の検出部と、前記第１の検出部および前記第２の検出部を制御するための制御部と、を含む放射線撮像装置であって、
前記第１の検出部および第２の検出部のそれぞれは、複数の画素を備え、
前記複数の画素のそれぞれは、放射線を電荷に変換する変換部と、前記変換部の電荷に応じた信号を保持する第１の保持部および第２の保持部と、前記第１の保持部および前記第２の保持部に保持された信号を列信号線に出力するための出力部と、前記出力部を介さずに前記変換部をリセットするためのリセット部と、を含み、
前記制御部は、前記第１の検出部および前記第２の検出部が１回の撮像を行う１フレームの期間において、前記第１の検出部および前記第２の検出部のそれぞれに対して、前記リセット部による前記変換部のリセット、前記第１の保持部による前記変換部の電荷に応じた信号のサンプリング、放射線源による放射線の照射、および、前記第２の保持部による前記変換部の電荷に応じた信号のサンプリングをこの順で含むサンプルホールド駆動と、出力部による前記第１の検出部および前記第２の検出部にサンプリングされた信号の出力と、を行わせ、
前記制御部は、前記第１の検出部に放射線が照射される期間と、前記第２の検出部に放射線が照射される期間と、が重ならないように、前記第１の検出部および前記第２の検出部で撮像を行うタイミングを制御することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記サンプルホールド駆動の終了から次の１フレームの期間の開始までの期間の少なくとも一部の期間において、前記リセット部に前記変換部をリセットするリセット動作を行わせることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記サンプルホールド駆動の終了に応じて、前記リセット部に前記リセット動作を開始させることを特徴とする請求項２に記載の放射線撮像装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記サンプルホールド駆動の終了から所定の時間が経過した後に、前記リセット部に前記リセット動作を開始させることを特徴とする請求項２に記載の放射線撮像装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記リセット部に前記リセット動作を開始させた後、前記リセット部に次の１フレームの期間の開始まで前記リセット動作を維持させることを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記リセット部に前記リセット動作を断続的に行わせることを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記リセット動作と、次の１フレームの期間における前記サンプルホールド駆動のうち前記変換部のリセットと、を前記リセット部に連続して行わせることを特徴とする請求項２乃至６の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項８】
前記複数の画素のそれぞれは、前記変換部と、前記第１の保持部および前記第２の保持部と、の間にクランプ回路を含む増幅部を含み、
前記制御部は、前記サンプルホールド駆動において、前記第１の保持部による信号のサンプリングの前に、前記リセット部に前記増幅部をリセットさせることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記リセット部に前記増幅部をリセットさせた後、同じ１フレームの期間において、前記リセット部に前記増幅部をリセットさせないことを特徴とする請求項８に記載の放射線撮像装置。
【請求項１０】
前記制御部は、
前記リセット部に前記変換部をリセットさせる動作を、前記第１の検出部および前記第２の検出部のそれぞれにおいて、それぞれの検出部に配される前記複数の画素のすべての画素において同時に行わせ、
前記第１の保持部に前記変換部の電荷に応じた信号をサンプリングさせる動作を、前記第１の検出部および前記第２の検出部のそれぞれにおいて、それぞれの検出部に配される前記複数の画素のすべての画素において同時に行わせることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記第２の保持部に前記変換部の電荷に応じた信号をサンプリングさせる動作を、前記第１の検出部および前記第２の検出部のそれぞれにおいて、それぞれの検出部に配される前記複数の画素のすべての画素において同時に行わせることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項１２】
前記制御部は、１フレームの期間に読み出した前記第１の保持部および前記第２の保持部にそれぞれサンプリングされた信号に基づいて、１つの画像用信号を生成することを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２の何れか１項に記載の放射線撮像装置と、
前記第１の検出部および前記第２の検出部にそれぞれ放射線を照射するための複数の放射線源と、
を含む放射線撮像システム。
【請求項１４】
第１の検出部および第２の検出部を含む放射線撮像装置の制御方法であって、
前記第１の検出部および第２の検出部のそれぞれは、複数の画素を備え、
前記複数の画素のそれぞれは、放射線を電荷に変換する変換部と、前記変換部の電荷に応じた信号を保持する第１の保持部および第２の保持部と、前記第１の保持部および前記第２の保持部に保持された信号を列信号線に出力するための出力部と、前記出力部を介さずに前記変換部をリセットするためのリセット部と、を含み、
前記第１の検出部および前記第２の検出部が１回の撮像を行う１フレームの期間において、前記第１の検出部および前記第２の検出部のそれぞれに対して、前記リセット部による前記変換部のリセット、前記第１の保持部による前記変換部の電荷に応じた信号のサンプリング、放射線源による放射線の照射、および、前記第２の保持部による前記変換部の電荷に応じた信号のサンプリングをこの順で含むサンプルホールド駆動と、出力部による前記第１の検出部および前記第２の検出部にサンプリングされた信号の出力と、を行わせる工程を含み、
前記第１の検出部に放射線が照射される期間と、前記第２の検出部に放射線が照射される期間と、が重ならないように、前記第１の検出部および前記第２の検出部で撮像を行うタイミングを制御することを特徴とする制御方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線撮像装置、放射線撮像システムおよび放射線撮像装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療画像診断や非破壊検査において、半導体材料によって構成される平面検出器（フラットパネルディテクタ：ＦＰＤ）を用いた放射線撮像装置が広く使用されている。こうした平面検出器と放射線源との複数の組を用いた多方向放射線撮像システムが知られている。特許文献１には、２組の平面検出器および放射線発生装置を用いるバイプレーン撮影に、放射線から変換された電荷を蓄積する信号蓄積容量および電荷を一時保持するための信号保持用容量を備える画素が配された平面検出器を用いることが示されている。一方の組で放射線の照射によって生成された電荷を信号蓄積容量から信号保持用容量に転送することによって、他方の組での撮像中、変換素子に散乱線が入射し電荷が生成されても、信号保持用容量に転送された信号電荷は散乱線による影響を受けない。また、信号保持用容量を設けることによって、２組の系で交互に放射線を照射し、一方の組の信号電荷の読み出しと、他方の組の撮像と、を同時に行うことが可能となり、高速読出が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−４４７６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１において、信号保持用容量に転送された電荷は散乱線の影響を受けないが、信号蓄積容量には他方の組の放射線の照射に起因する散乱線によって電荷が蓄積される。信号電荷の読み出し後、放射線の照射を行う前にそれぞれの画素はリセットされる。しかしながら、信号蓄積容量と信号保持用容量との間のトランジスタおよび信号保持用容量と列信号線との間のトランジスタを介して、全画素同時に電荷を列信号線に吐き出す特許文献１の回路構成では、リセットが不十分となり、残像が大きくなる可能性がある。
【０００５】
本発明は、多方向放射線撮像システムに用いる放射線撮像装置において、画質の向上に有利な技術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】
【０００６】
上記課題に鑑みて、本発明の実施形態に係る放射線撮像装置は、第１の検出部および第２の検出部と、第１の検出部および第２の検出部を制御するための制御部と、を含む放射線撮像装置であって、第１の検出部および第２の検出部のそれぞれは、複数の画素を備え、複数の画素のそれぞれは、放射線を電荷に変換する変換部と、変換部の電荷に応じた信号を保持する第１の保持部および第２の保持部と、第１の保持部および第２の保持部に保持された信号を列信号線に出力するための出力部と、出力部を介さずに変換部をリセットするためのリセット部と、を含み、制御部は、第１の検出部および第２の検出部が１回の撮像を行う１フレームの期間において、第１の検出部および第２の検出部のそれぞれに対して、リセット部による変換部のリセット、第１の保持部による変換部の電荷に応じた信号のサンプリング、放射線源による放射線の照射、および、第２の保持部による変換部の電荷に応じた信号のサンプリングをこの順で含むサンプルホールド駆動と、出力部による第１の保持部および第２の保持部にサンプリングされた信号の出力と、を行わせ、制御部は、第１の検出部に放射線が照射される期間と、第２の検出部に放射線が照射される期間と、が重ならないように、第１の検出部および第２の検出部で撮像を行うタイミングを制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
上記手段によって、多方向放射線撮像システムに用いる放射線撮像装置において、画質の向上に有利な技術を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る放射線撮像装置の画素の構成例を示す等価回路図。
【図２】図１の放射線撮像装置の画素アレイおよび読出部の構成例を示す等価回路図。
【図３】図１の放射線撮像装置を用いた放射線撮像システムの構成例を示す図。
【図４】図１の放射線撮像装置を用いた撮像のタイミングチャート。
【図５】図１の放射線撮像装置を用いた撮像のタイミングチャート。
【図６】図１の放射線撮像装置を用いた撮像のタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る放射線撮像装置の具体的な実施形態を、添付図面を参照して説明する。以下の説明及び図面において、複数の図面に渡って共通の構成については共通の符号を付している。そのため、複数の図面を相互に参照して共通する構成を説明し、共通の符号を付した構成については適宜説明を省略する。また、本発明における放射線には、放射線崩壊によって放出される粒子（光子を含む）の作るビームであるα線、β線、γ線などの他に、同程度以上のエネルギを有するビーム、例えばＸ線や粒子線、宇宙線なども含みうる。
【００１０】
図１〜６を参照して、本発明の実施形態による放射線撮像装置の構成および制御方法について説明する。図１は、本発明の放射線撮像装置１００の放射線を検出するための検出部１５０の画素アレイに配される画素Ｐの構成例を示す等価回路図である。画素Ｐは、変換部ＣＰ、増幅部ＡＰ、リセット部ＲＰ、保持部ＳＨ（ＳＨ１〜ＳＨ３）、出力部ＯＰ（ＯＰ１〜ＯＰ３）を含む。本実施形態において、これらの画素Ｐに含まれる構成のそれぞれが、電子回路によって構成される。例えば、変換部ＣＰは変換回路によって構成される。
【００１１】
放射線を電荷に変換する変換部ＣＰは、フォトダイオードＰＤ、トランジスタＭ１、フローティングディフュージョン（ＦＤ）容量Ｃｆｄ、感度切り替え用の付加容量Ｃｆｄ’を含む。フォトダイオードＰＤは、光電変換素子であり、波長変換体であるシンチレータ（不図示）に入射した放射線に応じてシンチレータで生じた光を電荷に変換する。すなわち、放射線を光に変換するシンチレータと、光を電荷に変換するフォトダイオードと、によって、放射線を信号電荷に変換する変換素子が構成される。変換素子は波長変換体と光電変換素子の組み合わせに限られることはなく、例えば、変換素子として、放射線を直接電荷に変換する素子が用いられてもよい。変換部ＣＰに入射した放射線に応じた電荷が、フォトダイオードＰＤで発生し、発生した電荷量に応じたＦＤ容量Ｃｆｄの電圧が、増幅部ＡＰに出力される。また、感度切り替え用の付加容量Ｃｆｄ’は、放射線に対する画素Ｐの感度を切り替えるために用いられ、スイッチ素子であるトランジスタＭ１を介してフォトダイオードＰＤに接続されている。信号ＷＩＤＥが活性化された場合、トランジスタＭ１が導通状態になり、フォトダイオードＰＤで発生した電荷量に応じたＦＤ容量Ｃｆｄと付加容量Ｃｆｄ’との合成容量の電圧が増幅部ＡＰに出力される。つまり、トランジスタＭ１の導通状態を制御することによって、検出部ＣＰは、２種類の感度で放射線を検出することができる。本実施形態では、画素Ｐの検出部ＣＰは、付加容量Ｃｆｄ’を１つ設けることによって２種類の感度で放射線の検出を行うが、２つ以上の付加容量Ｃｆｄ’を設けることによって、さらに複数の種類の感度で放射線の検出を行う構成であってもよい。
【００１２】
変換部ＣＰと保持部ＳＨとの間に配される増幅部ＡＰは、制御トランジスタＭ３、増幅トランジスタＭ４、クランプ回路を構成するクランプ容量Ｃｃｌ、制御トランジスタＭ６、増幅トランジスタＭ７および複数の定電流源を含む。制御トランジスタＭ３、増幅トランジスタＭ４および定電流源（例えば、カレントミラー構成のトランジスタ）は、電流経路を形成するように直列に接続される。制御トランジスタＭ３のゲートに入力される信号ＥＮが活性化されることによって、変換部ＣＰからの電圧を受ける増幅トランジスタＭ４が動作状態となる。このようにしてソースフォロワ回路が形成され、変換部ＣＰからの電圧を増幅した電圧が、増幅トランジスタＭ４から出力される。増幅トランジスタＭ４から出力された電圧は、クランプ容量Ｃｃｌを介して増幅トランジスタＭ７に入力される。制御トランジスタＭ６、増幅トランジスタＭ７および定電流源は、電流経路を形成するように直列に接続される。制御トランジスタＭ６のゲートに入力される信号ＥＮが活性化されることによって、増幅トランジスタＭ４からの電圧を受ける増幅トランジスタＭ７が動作状態となる。このようにしてソースフォロワ回路が形成され、増幅トランジスタＭ４からの電圧を増幅した電圧が、増幅トランジスタＭ７から出力される。クランプ容量Ｃｃｌは、増幅トランジスタＭ４と増幅トランジスタＭ７との間に直列に配される。クランプ容量Ｃｃｌによるクランプ動作については、次に説明するリセット部ＲＰとあわせて説明する。
【００１３】
リセット部ＲＰは、リセットトランジスタＭ２とリセットトランジスタＭ５とを含む。リセットトランジスタＭ２は、信号ＰＲＥＳが活性化されるとフォトダイオードＰＤに所定の電位を供給する。これによって、フォトダイオードＰＤの電荷がリセット（初期化）され、増幅部ＡＰに出力される電圧がリセットされる。このように、リセット部ＲＰは、出力部ＯＰを介さずに変換部ＣＰを直接、リセットすることによって、特許文献１に示される回路構成と比較して変換部ＣＰをより十分にリセットすることが可能となる。結果として、生成される画像の残像を抑制しうる。リセットトランジスタＭ５は、クランプ容量Ｃｃｌと増幅トランジスタＭ７との間の接続ノードｎ２に所定の電位を供給する。これによって、増幅トランジスタＭ７から出力される電圧がリセットされる。リセットトランジスタＭ２によるリセット時の変換部ＣＰからの電圧に応じた電圧が、クランプ容量Ｃｃｌの入力端子の側のノードｎ１に入力される。また、クランプ信号ＰＣＬが活性化されることによって、リセットトランジスタＭ５が導通状態になり、所定の電位であるクランプ電圧ＶＣＬがクランプ容量Ｃｃｌの出力端子の側のノードｎ２に入力される。このようにして、クランプ容量Ｃｃｌの両端子間で生じた電位差をノイズ成分としてクランプし、その後、放射線の照射によるフォトダイオードＰＤでの電荷の発生および蓄積に伴い変化した電圧を信号成分として出力する。これがクランプ容量Ｃｃｌを用いたクランプ動作であり、クランプ動作によって変換部ＣＰで生じるｋＴＣノイズや増幅トランジスタＭ４のオフセットなどのノイズ成分が抑制される。
【００１４】
変換部ＣＰと増幅部ＡＰとによって、放射線に応じて発生し蓄積された電荷に基づく信号を生成する信号生成部が構成される。ここで、この信号を蓄積信号と呼ぶ。また、信号生成部をリセット部ＲＰが電荷蓄積前の状態にリセットすることによって信号生成部が生成する信号をリセット信号と呼ぶ。信号生成部のリセットは、上述のように、フォトダイオードＰＤの電位とクランプ容量Ｃｃｌの出力端子側のノードｎ２の電位とをリセットすることによって行われる。ここで、増幅部ＡＰから出力される信号を画素信号と呼ぶ。画素信号は、信号生成部で生成される蓄積信号とリセット信号とを含む。
【００１５】
図１に示す画素Ｐは、変換部ＣＰの電荷に応じた信号を保持する保持部ＳＨとして３つの保持部ＳＨ１〜ＳＨ３を備える。保持部ＳＨ１は、変換部ＣＰから増幅部ＡＰを介して出力された画素信号を保持可能な部分であり、転送トランジスタＭ８と保持容量ＣＳ１とを含むサンプルホールド回路である。具体的には、サンプルホールド制御信号ＴＳ１を用いて転送トランジスタＭ８の状態（導通状態または非導通状態）を切り替えることによって、画素信号を保持容量ＣＳ１に転送して保持するサンプリングを行う。
【００１６】
図１に示す画素Ｐは、保持部ＳＨに保持された信号を列信号線に出力するための出力部ＯＰとして３つの保持部ＳＨ１〜ＳＨ３のそれぞれに対応する３つの出力部ＯＰ１〜ＯＰ３を備える。出力部ＯＰ１は、信号増幅トランジスタＭ１０と出力スイッチＳＷ９とを含む。信号増幅トランジスタＭ１０は、保持容量ＣＳ１に保持された画素信号を増幅して出力するためのトランジスタである。出力スイッチＳＷ９は、信号増幅トランジスタＭ１０から出力される画素信号を転送するためのスイッチである。具体的には、出力スイッチＳＷ９に入力される垂直走査信号ＶＳＲに応じて出力スイッチＳＷ９が導通状態となり、後述する列信号線４０６を介して接続される後段の定電流源ＣＣＳｐと信号増幅トランジスタＭ１０とでソースフォロワ回路が形成される。これによって、保持部ＳＨ１に保持された画素信号が、出力部ＯＰ１で増幅され画素Ｐから列信号線４０６に出力される。ここで、画素Ｐの出力部ＯＰ１から出力された増幅後の画素信号を画素信号Ｓ１と呼ぶ。また、画素信号が蓄積信号である場合は蓄積信号Ｓ１、リセット信号である場合はリセット信号Ｓ１と呼ぶ。
【００１７】
保持部ＳＨ２は、変換部ＣＰから増幅部ＡＰを介して出力された画素信号を保持可能な部分であり、転送トランジスタＭ１１と保持容量ＣＳ２とを含むサンプルホールド回路である。具体的には、サンプルホールド制御信号ＴＳ２を用いて転送トランジスタＭ１１の状態（導通状態または非導通状態）を切り替えることによって、画素信号を保持容量ＣＳ２に転送して保持するサンプリングを行う。
【００１８】
出力部ＯＰ２は、信号増幅トランジスタＭ１３と出力スイッチＳＷ１２とを含む。信号増幅トランジスタＭ１３は、保持容量ＣＳ２に保持された画素信号を増幅して出力するためのトランジスタである。出力スイッチＳＷ１２は、信号増幅トランジスタＭ１３から出力される画素信号を転送するためのスイッチである。具体的には、出力スイッチＳＷ１２に入力される垂直走査信号ＶＳＲに応じて出力スイッチＳＷ１２が導通状態となり、後述する列信号線４０７を介して接続される後段の定電流源ＣＣＳｐと信号増幅トランジスタＭ１３とでソースフォロワ回路が形成される。これによって、保持部ＳＨ２に保持された画素信号が、出力部ＯＰ２で増幅され画素Ｐから列信号線４０７に出力される。ここで、画素Ｐの出力部ＯＰ２から出力された増幅後の画素信号を画素信号Ｓ２と呼ぶ。また、画素信号が蓄積信号である場合は蓄積信号Ｓ２、リセット信号である場合はリセット信号Ｓ２と呼ぶ。
【００１９】
保持部ＳＨ３は、変換部ＣＰから増幅部ＡＰを介して出力された画素信号を保持可能な部分であり、転送トランジスタＭ１４と保持容量ＣＳ３とを含むサンプルホールド回路である。具体的には、サンプルホールド制御信号ＴＳ３を用いて転送トランジスタＭ１４の状態（導通状態または非導通状態）を切り替えることによって、画素信号を保持容量ＣＳ３に転送して保持するサンプリングを行う。
【００２０】
出力部ＯＰ３は、信号増幅トランジスタＭ１６と出力スイッチＳＷ１５とを含む。信号増幅トランジスタＭ１６は、保持容量ＣＳ３に保持された画素信号を増幅して出力するためのトランジスタである。出力スイッチＳＷ１５は、信号増幅トランジスタＭ１６から出力される画素信号を転送するためのスイッチである。具体的には、出力スイッチＳＷ１５に入力される垂直走査信号ＶＳＲに応じて出力スイッチＳＷ１５が導通状態となり、後述する列信号線４０８を介して接続される後段の定電流源ＣＣＳｐと信号増幅トランジスタＭ１６とでソースフォロワ回路が形成される。これによって、保持部ＳＨ３に保持された画素信号が、出力部ＯＰ３で増幅され画素Ｐから列信号線４０８に出力される。ここで、画素Ｐの出力部ＯＰ３から出力された増幅後の画素信号を画素信号Ｓ３と呼ぶ。また、画素信号が蓄積信号である場合は蓄積信号Ｓ３、リセット信号である場合はリセット信号Ｓ３と呼ぶ。
【００２１】
保持容量ＣＳ１、ＣＳ２およびＣＳ３のサンプルホールド後は、転送トランジスタＭ８、Ｍ１１およびＭ１４がオフとなり、保持容量ＣＳ１、ＣＳ２およびＣＳ３は前段の増幅部ＡＰから切り離される。このため、保持された画素信号（蓄積信号、リセット信号）は、再度サンプルホールドされるまで非破壊で読み出すことが可能である。
【００２２】
本実施形態において、付加容量Ｃｆｄ’が１つあることに応じて、２種類の蓄積信号およびリセット信号を保持するために、それぞれ３つの保持部ＳＨ１〜ＳＨ３および出力部ＯＰ１〜ＯＰ３が配されるが、これに限られることはない。保持部ＳＨおよび出力部ＯＰは、２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。
【００２３】
次に、図２（ａ）、２（ｂ）を用いて、本実施形態の放射線撮像装置１００の検出部１５０の画素アレイ１２０および信号出力部２０について説明する。まず、図２（ａ）を用いて本実施形態の検出部１５０の画素アレイ１２０を説明する。図２（ａ）は、本実施形態の検出部１５０の画素アレイ１２０の概略構成を説明するための等価回路図である。上述の図１に示される画素Ｐが、二次元アレイ状に複数配列されて画素アレイ１２０が構成される。そして、画素アレイ１２０からの信号は信号出力部２０によって読み出される。
【００２４】
画素アレイ１２０は、複数の画素Ｐ、垂直走査回路４０３、水平走査回路４０４を含む。垂直走査回路４０３および水平走査回路４０４は、例えばシフトレジスタで構成されており、後述するパネル制御部１０９からの制御信号に基づいてそれぞれの画素Ｐから信号を読み出すための読出部として動作する。垂直走査回路４０３は、制御線４０５を介して画素Ｐに垂直走査信号ＶＳＲを供給し、垂直走査信号ＶＳＲに基づいて画素Ｐを行単位で駆動する。すなわち、垂直走査回路４０３は行選択部として機能し、信号読出を行うべき画素Ｐを行単位で選択する。また、水平走査回路４０４は列選択部として機能し、水平走査信号ＨＳＲに基づいて画素Ｐを列単位で選択して、画素Ｐからの信号を順に出力させる（水平転送）。ここで、行選択部（垂直走査回路４０３）の動作周波数は、列選択部（水平走査回路４０４）の動作周波数に比べて低く、即ち、行選択部（垂直走査回路４０３）は列選択部（水平走査回路４０４）に比べて動作が遅い。
【００２５】
また、画素アレイ１２０は、それぞれの画素Ｐの保持容量ＣＳ１に保持された画素信号を読み出すための端子Ｅｓ１、保持容量ＣＳ２に保持された画素信号を読み出すための端子Ｅｓ２、保持容量ＣＳ３に保持された画素信号を読み出すための端子Ｅｓ３を備える。また、画素アレイ１２０は、セレクト端子Ｅｃｓをさらに有し、セレクト端子Ｅｃｓが受ける信号が活性化されることによって、画素アレイ１２０のそれぞれの画素Ｐの画素信号が、端子Ｅｓ１、Ｅｓ２及びＥｓ３を介して読み出される。具体的には、前述の画素Ｐの画素信号Ｓ１、画素信号Ｓ２および画素信号Ｓ３は、それぞれの端子に対応する列信号線４０６〜４０８に供給される。
【００２６】
制御トランジスタＳＷｃｈ、増幅トランジスタＡｖおよび定電流源ＣＣＳｖは、電流経路を形成するように直列に接続される。増幅トランジスタＡｖの出力は、水平走査回路４０４からの水平走査信号ＨＳＲに応答して導通状態になる転送トランジスタＳＷａｈを介して、アナログ信号線４０９〜４１１に接続されている。制御トランジスタＳＷｃｈのゲートに入力される水平走査信号ＨＳＲが活性化されることによって、列信号線４０６〜４０８からの電圧をそれぞれに受ける増幅トランジスタＡｖが動作状態になる。このようにしてソースフォロワ回路が形成され、列信号線４０６〜４０８からの電圧を増幅した電圧が、水平走査信号ＨＳＲに応答して導通状態になる転送トランジスタＳＷａｈを介してアナログ信号線４０９〜４１１に出力される。
【００２７】
増幅トランジスタＡｏｕｔと定電流源ＣＣＳｏｕｔとは、電流経路を形成するように直列に接続され、動作状態のソースフォロワ回路が形成される。これによって、アナログ信号線４０９〜４１１からの電圧を増幅した電圧が、端子Ｅｃｓが受ける信号に応答して導通状態になる転送トランジスタＳＷｃｈを介して、端子Ｅｓ１、Ｅｓ２及びＥｓ３から出力される。
【００２８】
また、画素アレイ１２０は、垂直走査回路４０３および水平走査回路４０４を制御するための各制御信号を受ける端子ＨＳＴ、ＣＬＫＨ、ＶＳＴおよびＣＬＫＶをさらに有する。端子ＨＳＴは、水平走査回路４０４に入力されるスタートパルスを受ける。端子ＣＬＫＨは、水平走査回路４０４に入力されるクロック信号を受ける。端子ＶＳＴは、垂直走査回路４０３に入力されるスタートパルスを受ける。端子ＣＬＫＶは、垂直走査回路４０３に入力されるクロック信号を受ける。これらの制御信号は、後述するパネル制御部１０９から入力される。水平走査回路４０４は、入力されたスタートパルスとクロック信号とに基づいて水平走査信号ＨＳＲを生成して出力し、垂直走査回路４０３は、入力されたスタートパルスとクロック信号とに基づいて垂直走査信号ＶＳＲを生成して出力する。これによって、画素信号Ｓ１、画素信号Ｓ２および画素信号Ｓ３が、それぞれの画素ＰからＸ-Ｙアドレス方式で順次に読み出される。すなわち、画素アレイ１２０では、それぞれの画素Ｐは行単位で制御され、各保持部に保持された信号が列単位で出力される（水平転送される）ことによって、信号が読み出される。
【００２９】
次いで、図２（ｂ）を用いて本実施形態の放射線撮像装置の信号出力部２０を説明する。図２（ｂ）は、本実施形態の放射線撮像装置の信号出力部２０の概略構成を説明するための等価回路図である。信号出力部２０は、例えば、差動増幅器等を含む信号増幅部１０７とＡＤ変換を行うＡＤ変換部１０８とを含む。
【００３０】
端子Ｅｓ３からの画素信号Ｓ３は、信号増幅部１０７の非反転入力端子ＡＭＰ＋に入力される。また、端子Ｅｓ１からの画素信号Ｓ１は、制御端子に入力される制御信号ＴＲＯ１に応答して導通状態になるスイッチＭ５１を介して、信号増幅部１０７の反転入力端子ＡＭＰ−に入力される。また、端子Ｅｓ２からの画素信号Ｓ２は、制御端子に入力される制御信号ＴＲＯ２に応答して導通状態になるスイッチＭ５２を介して、反転入力端子ＡＭＰ−に入力される。スイッチＭ５１およびスイッチＭ５２は、端子Ｅｓ１および端子Ｅｓ２のうち一方の信号が反転入力端子ＡＭＰ−に入力されるように制御される。スイッチＭ５１およびスイッチＭ５２、信号増幅部１０７は、信号ＡＤＣＬＫの周期に追従可能な応答特性を有するように設計されうる。
【００３１】
信号増幅部１０７では、端子Ｅｓ１からの信号と端子Ｅｓ３からの信号との差分、または、端子Ｅｓ２からの信号と端子Ｅｓ３からの信号との差分が増幅される。この差分は、ＡＤ変換部１０８で端子ＡＤＣＬＫを介して入力されるクロック信号に基づいてＡＤ変換される。このような構成によって、画素アレイ１２０の画像用信号（デジタルデータ）が得られ、端子ＡＤＯＵＴを介して後述するパネル制御部１０９に出力される。
【００３２】
次に、図３（ａ）、３（ｂ）を用いて本実施形態の放射線撮像システムＳＹＳを説明する。図３（ａ）は、本実施形態の放射線撮像システムＳＹＳの１つの検出部１５０と放射線源１０４との組（セット）の概略構成を説明するための模式図である。
【００３３】
放射線撮像システムＳＹＳは、制御部１０１および検出部１５０を含む放射線撮像装置１００、検出部１５０に放射線を照射するための放射線源１０４、照射制御部１０３、ディスプレイなどの表示部１０２と、を含む。放射線撮像装置１００の制御部１０１は、検出部１５０の制御を行う。また、制御部１０１は、検出部１５０から出力される信号に応じた画像処理を行ってもよい。放射線画像の撮像を行う際、制御部１０１によって検出部１５０と照射制御部１０３とが同期制御されうる。被検者３００を通過した放射線に基づいて検出部１５０が信号を生成し、この信号に対して制御部１０１などにおいて所定の処理が行われ、放射線に基づく画像データが生成される。画像データは表示部１０２に放射線画像として表示される。検出部１５０は、撮像領域１０を有する撮像パネル１０５と、撮像領域１０からパネル制御部１０９に信号を出力する信号出力部２０と、それぞれの構成要素を制御部１０１に従って制御するパネル制御部１０９と、を含む。
【００３４】
撮像パネル１０５は、それぞれ複数の画素Ｐが配された複数の画素アレイ１２０が、板状の基台の上にタイリング（２次元配列）されて構成されうる。このような構成によって、大型の撮像パネル１０５が形成される。それぞれの画素アレイ１２０には、上述のように複数の画素Ｐが配されており、撮像領域１０は、複数の画素アレイ１２０によって複数の行および複数の列を形成するように配列された複数の画素Ｐを含むと言える。また、本実施形態において、複数の画素アレイ１２０が７列×２行を形成するようにタイリングされた構成が例示されているが、この構成に限られるものではない。
【００３５】
パネル制御部１０９は、例えば制御部１０１との間で、制御コマンドや同期信号の通信を行い、また、制御部１０１へ画素Ｐで放射線の照射によって生成された信号の出力を行う。また、パネル制御部１０９は、撮像領域１０やそれぞれの構成要素を制御する。例えば、パネル制御部１０９は、制御部１０１から入力される制御コマンドに応じて、画素アレイ１２０の基準電圧の設定や画素の駆動制御、動作モード制御を行う。また、パネル制御部１０９は、信号出力部２０のＡＤ変換部１０８によりＡＤ変換された画素アレイ１２０の信号（デジタルデータ）を用いて１つのフレームデータに合成し、制御部１０１に出力する。パネル制御部１０９は、ＣＰＵなどのプロセッサと、ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリとで構成されてもよい。パネル制御部１０９のプロセッサが、メモリに格納されたプログラムを実行することによって、後述する検出部１５０の動作が実行されてもよい。これに代えて、パネル制御部１０９は、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）などの専用回路で構成されてもよい。
【００３６】
パネル制御部１０９と制御部１０１との間では、各種インターフェースを介して、制御コマンド、制御信号および画像用信号の授受が行われる。制御部１０１は、制御用インターフェース１１０を介して、動作モードや各種パラメータなどの設定情報や撮影情報をパネル制御部１０９に出力する。また、パネル制御部１０９は、制御用インターフェース１１０を介して、検出部１５０の動作状態などの装置情報を制御部１０１に出力する。また、パネル制御部１０９は、画像用データインターフェース１１１を介して、検出部１５０で得られた画像用信号を制御部１０１に出力する。また、パネル制御部１０９は、ＲＥＡＤＹ信号１１２を用いて、検出部１５０が撮影可能な状態になったことを制御部１０１に通知する。また、制御部１０１は、同期信号１１３を用いて、パネル制御部１０９からのＲＥＡＤＹ信号１１２に応答してパネル制御部１０９に、放射線の照射開始のタイミングを通知する。また、照射許可信号１１４は、撮像パネル１０５が電荷を蓄積中であることを制御部１０１に通知する信号である。制御部１０１は、照射許可信号１１４がイネーブル状態の間に、照射制御部１０３に制御信号を出力して放射線照射を開始させる。
【００３７】
本実施形態において、図３（ｂ）に示すように、２組の検出部１５０ａ、１５０ｂと放射線源１０４ａ、１０４ｂとを備える放射線撮像システムＳＹＳを用いて、被検者３００に対するバイプレーン撮影を行う。しかしながら、検出部１５０と放射線源１０４との組（セット）は２組に限られることはなく、放射線撮像システムＳＹＳが、３組以上の検出部１５０と放射線源１０４との組み合わせを有していてもよい。
【００３８】
次に、図４に示すタイミングチャートを用いて、上述の放射線撮像システムＳＹＳの制御方法（駆動方法）について説明する。図４は、図３（ｂ）に示すような、２組の検出部１５０と放射線源１０４とを用いて、被検者３００に２方向から放射線を曝射するバイプレーン撮影でのタイミングチャートを示す。図４の上側、下側に、２つの検出部１５０の動作がそれぞれ示される。説明の都合上、先にＳＹＮＣ信号を受信する図４の上側に示される検出部１５０を検出部１５０ａとし、後にＳＹＮＣ信号を受信する図４の下側に示される検出部１５０を検出部１５０ｂとする。
【００３９】
まず、２つの検出部１５０のうち検出部１５０ａの制御部１０１による制御について説明する。検出部１５０の制御は、上述のように、制御部１０１からの指示に従って、パネル制御部１０９が、検出部１５０のそれぞれの構成要素の動作を制御することによって実行される。本実施形態において、検出部１５０は、複数のフレーム画像で構成される動画撮影を行う。また、図４に示されるフローチャートにおいて、フレームレートが一定であり、リセット動作ＲＤ後の期間Ｔｃおよびサンプルホールド動作ＳＤ後の期間Ｔｓが画素信号の読出動作Ｒの期間よりも長い撮影モードが設定された場合について説明する。また、本実施形態における撮影モードは、図４に示されるように、信号ＷＩＤＥは活性化されず、付加容量Ｃｆｄ’を用いない撮影モードである。
【００４０】
図４において、フレーム期間Ｆ１〜Ｆ２は、撮影開始後の１番目〜２番目のフレーム期間を示している。検出部１５０のそれぞれは、１つのフレームの期間において１回の撮像を行う。フレームの期間とは、複数のフレーム画像を生成するために反復される期間のことである。蓄積期間Ｔは、フレーム期間Ｆ１〜Ｆ２に対応する蓄積期間を示す。蓄積期間とは、放射線に応じて発生する電荷が光電変換素子ＰＤに蓄積される期間のことである。蓄積期間Ｔの間、パネル制御部１０９は放射線の照射が可能であることを制御部１０１に照射許可信号１１４によって通知する。図４において、「ＳＹＮＣ」〜「ＷＩＤＥ」で示される行は、それぞれの信号のレベルを示す。「ＣＳ１」、「ＣＳ２」、「ＣＳ３」で示される行は、容量素子ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３にそれぞれ保持されている信号を示す。「Ｅｓ１」、「Ｅｓ２」、「Ｅｓ３」で示される行は、垂直走査回路４０３および水平走査回路４０４によって構成される読出部が、画素アレイ１２０から信号出力部２０へ信号を読み出す期間を示す。パネル制御部１０９は、「Ｅｓ１」〜「Ｅｓ３」がハイレベルの間に、読出部に信号の読出し動作を実行させる。「ＡＭＰ−」で示される行は、信号増幅部１０７の反転入力端子ＡＭＰ−に信号が入力される期間を示し、「ＡＭＰ＋」で示される行は、信号増幅部１０７の非反転入力端子ＡＭＰ＋に信号が入力される期間を示す。また、読出動作Ｒの期間は、信号増幅部１０７の出力端子から信号が出力される期間を示す。「ＡＭＰ−」及び「ＡＭＰ＋」で示される行は、いずれもハイレベルが信号の入力期間を示す。
【００４１】
まず、撮影前にユーザ（医師や技師など）によって、撮影モードが設定される。例えば、制御部１０１が、ユーザが撮影モードを入力するためのユーザインタフェースを有し、ユーザが制御部１０１に対して撮影モードの入力を行う。制御部１０１は、撮影モードの入力に応じて、パネル制御部１０９に信号を出力しパネル制御部１０９の制御を行う。本実施形態において、画素Ｐの感度は感度切り替え用の付加容量Ｃｆｄ’を付加しないＦＤ容量Ｃｆｄのみの感度設定であるので、パネル制御部１０９は、信号ＷＩＤＥを非活性化する。パネル制御部１０９は、信号ＳＹＮＣにおけるパルスの立ち上がりを検出すると、フレーム期間Ｆ１でフレーム画像を生成するための駆動を開始する。信号ＳＹＮＣは外部同期信号、内部同期信号のどちらであってもよいが、本実施形態において、外部同期信号を信号ＳＹＮＣとする。例えば、信号ＳＹＮＣにおけるパルスの立ち上がりによって１つのフレームの期間が始まり、次の立ち上がりによってこのフレームの期間が終わり、次のフレームの期間が始まる。
【００４２】
リセット動作ＲＤは、変換部ＣＰおよび増幅部ＡＰのリセットと、変換部ＣＰおよび増幅部ＡＰがリセットされたときのリセット信号の電荷に応じた信号のサンプリングとを行う動作のことである。サンプルホールド動作ＳＤとは、放射線の照射によって変換部ＣＰにおいて電荷が生成および蓄積された後、この蓄積された電荷に基づく蓄積信号に応じた信号をサンプリングする動作のことである。ここで、１つのフレームの期間におけるリセット動作ＲＤとサンプルホールド動作ＳＤとをサンプルホールド駆動と呼ぶ。
【００４３】
フレーム期間Ｆ１におけるリセット動作ＲＤについて説明する。パネル制御部１０９は、以下に説明するリセット動作ＲＤを撮像パネル１０５の画素アレイ１２０に含まれるすべての画素Ｐに対して一括して行う。すなわち、パネル制御部１０９は、リセット部ＲＰに変換部ＣＰをリセットさせるリセット動作を、それぞれの検出部１５０に配される複数の画素Ｐのすべての画素Ｐにおいて同時に行わせるように制御する。また、パネル制御部１０９は、保持部ＳＨ１〜ＳＨ３にリセットされた変換部ＣＰおよび増幅部ＡＰの電荷に応じたリセット信号をサンプリングさせる動作を、それぞれの検出部１５０に配される複数の画素Ｐのすべての画素Ｐにおいて同時に行わせるように制御する。
【００４４】
パネル制御部１０９は、信号ＳＹＮＣにおけるパルスの立ち上がりを検出すると、フレーム期間Ｆ１でフレーム画像を生成するための駆動を開始する。パネル制御部１０９は、信号ＥＮを活性化する。これによって、制御トランジスタＭ３および制御トランジスタＭ６が導通状態になる。制御トランジスタＭ３が導通状態になると、変換部ＣＰからの電圧を受ける増幅トランジスタＭ４が動作状態となり、変換部ＣＰからの電圧を増幅した電圧が増幅トランジスタＭ４から出力される。また、制御トランジスタＭ６が導通状態になると、増幅トランジスタＭ４からの電圧を受ける増幅トランジスタＭ７が動作状態となり、増幅トランジスタＭ４からの電圧を増幅した電圧が増幅トランジスタＭ７から出力される。
【００４５】
また、パネル制御部１０９は、信号ＥＮを活性化すると同時に信号ＰＲＥＳを活性化する。これによって、リセット部ＲＰからフォトダイオードＰＤに所定の電位であるリセット電圧ＶＲＥＳが供給され、フォトダイオードＰＤの電荷がリセットされる。その結果、増幅部ＡＰに出力される電圧がリセットされ、リセットトランジスタＭ２によるリセット時の変換部ＣＰからの電圧に応じた電圧がクランプ容量Ｃｃｌの入力端子側のノードｎ１に入力される。パネル制御部１０９は、次にクランプ信号ＰＣＬを活性化する。これによって、リセット部ＲＰからクランプ容量Ｃｃｌと増幅トランジスタＭ７との間のノードｎ２に所定の電圧ＶＣＬが供給される。その結果、増幅トランジスタＭ７から出力される電圧がリセットされ、所定の電位であるクランプ電圧ＶＣＬがクランプ容量Ｃｃｌの出力端子側のノードｎ２に入力される。
【００４６】
パネル制御部１０９は、次にクランプ信号ＰＣＬを非活性化するまでの間に信号ＴＳ１〜ＴＳ３を一時的に活性化する。これによって、転送トランジスタＭ８、Ｍ１１、Ｍ１４が一時的に非導通状態から導通状態に切り替わり、リセット信号Ｓ１〜Ｓ３が保持容量ＣＳ１〜ＣＳ３に転送され保持される。この動作によって、リセット信号のサンプリングが行われる。
【００４７】
パネル制御部１０９は、制御信号ＴＳ１〜ＴＳ３を一時的に活性化している間に信号ＰＲＥＳを非活性化する。これによって、リセットトランジスタＭ２が非導通状態になる。パネル制御部１０９は、制御信号ＴＳ１〜ＴＳ３を非活性化後にクランプ信号ＰＣＬを非活性化する。これによって、リセットトランジスタＭ５が非導通状態になり、ノードｎ１とノードｎ２との間で生じた電位差が、クランプ容量Ｃｃｌの両端子に保たれ、入射する放射線に応じて変換された電荷がフォトダイオードＰＤに蓄積される蓄積期間Ｔが始まる。パネル制御部１０９は、クランプ信号ＰＣＬを非活性化にした後、制御トランジスタＭ３および制御トランジスタＭ６のゲートに入力される信号ＥＮを非活性化する。これによって、フレーム期間Ｆ１におけるリセット動作ＲＤを終了する。
【００４８】
続いて、フレーム期間Ｆ１におけるサンプルホールド動作ＳＤについて説明する。パネル制御部１０９は、以下に説明するサンプルホールド動作ＳＤを撮像パネル１０５に含まれるすべての画素Ｐに対して一括して行う。すなわち、パネル制御部１０９は、保持部ＳＨ１に放射線の照射によって変換部ＣＰで生成された電荷に応じた蓄積信号をサンプリングさせる動作を、それぞれの検出部１５０に配される複数の画素Ｐのすべての画素Ｐにおいて同時に行わせるように制御する。
【００４９】
パネル制御部１０９は、フレーム期間Ｆ１におけるリセット動作ＲＤで信号ＥＮを非活性化してから期間Ｔｃが経過した後、信号ＥＮを活性化する。これによって、制御トランジスタＭ３および制御トランジスタＭ６が導通状態になる。制御トランジスタＭ３が導通状態になると、変換部ＣＰからの電圧を受ける増幅トランジスタＭ４が動作状態となり、変換部ＣＰからの電圧を増幅した電圧が増幅トランジスタＭ４から出力される。また、制御トランジスタＭ６が導通状態になると、増幅トランジスタＭ４からの電圧を受ける増幅トランジスタＭ７が動作状態となり、増幅トランジスタＭ４からの電圧を増幅した電圧が増幅トランジスタＭ７から出力される。
【００５０】
パネル制御部１０９は、次に信号ＴＳ１を一時的に活性化する。これによって、転送トランジスタＭ８が非導通状態から導通状態に切り替わり、期間Ｔで蓄積された蓄積信号Ｓ１が保持容量ＣＳ１に転送され保持される。この動作によって、蓄積信号のサンプリングが行われる。パネル制御部１０９は、サンプリング完了後に制御トランジスタＭ３と制御トランジスタＭ６とのゲートに入力される信号ＥＮを非活性化する。これによって、増幅トランジスタＭ４および増幅トランジスタＭ７は非動作状態となる。
【００５１】
本実施形態において、サンプルホールド動作ＳＤではクランプ動作を行わない。換言すると、制御部１０１に従うパネル制御部１０９は、リセット動作ＲＤでリセット部ＲＰに増幅部ＡＰをリセットさせた後、同じ１フレームの期間において、リセット部ＲＰに増幅部ＡＰをリセットさせない。これによって、所定の電位であるクランプ電圧ＶＣＬに発生するリップルノイズが、リセット動作ＲＤとサンプルホールド動作ＳＤとで変動した場合でも、信号成分を求める際に用いるクランプ端子の電圧が変わらないため、オフセットが変動することはない。すなわち、動画撮影時に画面全体のオフセットが変動することによって発生するちらつきを抑えることができる。
【００５２】
次いで、フレーム期間Ｆ１の期間Ｔｓにおいて、保持部ＳＨ１にサンプリングされた蓄積信号Ｓ１および保持部ＳＨ３にサンプリングされたリセット信号Ｓ３を読み出す読出動作Ｒについて説明する。本実施形態において、フレーム期間Ｆ１のサンプルホールド動作ＳＤの終了時点で、保持部ＳＨ１の保持容量ＣＳ１に蓄積信号Ｓ１が、保持部ＳＨ２、ＳＨ３の保持容量ＣＳ２、ＣＳ３にリセット信号Ｓ２、Ｓ３が保持されている。そこで、パネル制御部１０９は、サンプルホールド動作ＳＤ終了から所定時間が経過後に、これらの保持容量に保持された蓄積信号Ｓ１およびリセット信号Ｓ３の列信号線への出力を出力部ＯＰに開始させる。具体的には、パネル制御部１０９は、セレクト端子Ｅｃｓ及び制御信号ＴＲＯ１を活性化するとともに、制御信号ＴＲＯ２を非活性化する。続いて、パネル制御部１０９は、読出部を構成する垂直走査回路４０３および水平走査回路４０４を制御することによって、画素アレイ１２０に含まれる複数の画素Ｐのうちの１つの画素Ｐを選択する。これによって、選択された画素Ｐに保持された蓄積信号Ｓ１が信号増幅部１０７の反転入力端子ＡＭＰ−に入力され、選択された画素Ｐに保持されたリセット信号Ｓ３が信号増幅部１０７の非反転入力端子ＡＭＰ＋に入力される。このように、パネル制御部１０９は、読出部に蓄積信号Ｓ１およびリセット信号Ｓ３を同じタイミングで読み出させる。
【００５３】
パネル制御部１０９は、保持された蓄積信号Ｓ１およびリセット信号Ｓ３を、画素アレイ１２０内部の２系統の画素信号の信号経路（差動信号経路）を経て読み出させ、信号出力部２０の信号増幅部１０７へ出力させる。画素アレイ１２０からの出力を受けた信号増幅部１０７は、蓄積信号Ｓ１及びリセット信号Ｓ３の差分をとって得られる信号を出力する。この出力信号は、ＡＤ変換部１０８によってデジタルデータに変換され、パネル制御部１０９に供給される。制御部１０１は、パネル制御部１０９を介して垂直走査回路４０３及び水平走査回路４０４を制御することによって選択画素を順次切り替え、読出動作Ｒで画像を生成するためのデジタルデータを取得し、フレーム期間Ｆ１に対応する画像用信号を生成する。つまり、制御部１０１は、１フレームの期間に読み出した保持部ＳＨ１および保持部ＳＨ３にそれぞれサンプリングされた信号に基づいて、１つの画像用信号を生成する。このように、制御部１０１は、パネル制御部１０９を制御することによって、検出部１５０が１回の撮像を行う１フレームの期間に、検出部１５０に対してリセット動作ＲＤとサンプルホールド動作ＳＤとを含むサンプルホールド駆動と読出動作Ｒとを行わせる。
【００５４】
次に、フレーム期間Ｆ１の期間Ｔｓにおいて、信号ＰＲＥＳを活性化し、リセット部ＲＰに変換部ＣＰをリセットさせるリセット動作ＲＡについて説明する。パネル制御部１０９は、フレーム期間Ｆ１のサンプルホールド動作ＳＤにおいて信号ＥＮを非活性化した後、信号ＰＲＥＳを活性化する。これによって、フォトダイオードＰＤに、リセット部ＲＰから所定の電位であるリセット電圧ＶＲＥＳが供給され、フォトダイオードＰＤの電荷がリセットされる。その結果、増幅部ＡＰに出力される電圧がリセットされ、リセットトランジスタＭ２によるリセット時の変換部ＣＰからの電圧に応じた電圧がクランプ容量Ｃｃｌの入力端子側のノードｎ１に入力される。図４に示すように、制御部１０１は、パネル制御部１０９を介してリセット動作ＲＤとサンプルホールド動作ＳＤとを含むサンプルホールド駆動の終了に応じて、リセット部ＲＰにリセット動作ＲＡを開始させてもよい。制御部１０１は、サンプルホールド駆動の終了から次の１フレームの期間の開始までの期間の少なくとも一部の期間において、パネル制御部１０９を介してリセット部ＲＰに変換部ＣＰおよび増幅部ＡＰをリセットするリセット動作ＲＡを行わせる。
【００５５】
フレーム期間Ｆ２のリセット動作ＲＤでは、すでに信号ＰＲＥＳが活性化しているので、そのまま活性化を維持し、制御信号ＴＳ１〜ＴＳ３を一時的に活性化している間に信号ＰＲＥＳを非活性化する。このように、制御部１０１は、パネル制御部１０９を介してリセット部ＲＰにリセット動作ＲＡを開始させた後、リセット部ＲＰに次の１フレームの期間の開始までリセット動作を維持させてもよい。信号ＰＲＥＳの制御以外はフレーム期間Ｆ１のリセット動作ＲＤと同様である。フレーム期間Ｆ２のサンプルホールド動作ＳＤはフレーム期間Ｆ１のリセット動作ＲＤと同様である。また、フレーム期間Ｆ３以降のフレーム期間においては、フレーム期間Ｆ２と同様のリセット動作ＲＤ、サンプルホールド動作ＳＤが順次行われる。
【００５６】
図４の下側に示される検出部１５０ｂの駆動は、上述の検出部１５０ａの駆動と比べて信号ＳＹＮＣが半周期分、後ろにずれている。つまり、制御部１０１は、検出部１５０ａに放射線が照射される期間と、検出部１５０ｂに放射線が照射される期間と、が重ならないように、検出部１５０ａおよび検出部１５０ｂで撮像を行うタイミングを制御する。その他の駆動は、パネル制御部１０９によって検出部１５０ａと同様に制御される。
【００５７】
本実施形態において、検出部１５０ｂのフレーム期間Ｆ１の蓄積期間Ｔの間、検出部１５０ａは、信号ＰＲＥＳを活性化するリセット動作ＲＡが実施されている。また、検出部１５０ａのフレーム期間Ｆ２の蓄積期間Ｔにおいて、検出部１５０ｂは信号ＰＲＥＳを活性化するリセット動作ＲＡが実施されている。このように、一方の検出部１５０に対応する放射線源１０４から放射線が照射される期間にわたって、他方の検出部１５０のリセット部ＲＰがリセット動作ＲＡを行う。これによって、一方の検出器に放射線を照射する際に発生し得る散乱線による影響を低減することができる。さらに上述のように、リセット部ＲＰは、変換部ＣＰをより確実にリセットすることができる。このため、残像を抑制し、得られる放射線画像の画質が向上しうる。
【００５８】
また、本実施形態において、フレーム期間Ｆ１のリセット動作ＲＤで初めて信号ＰＲＥＳを活性化しているが、フレーム期間Ｆ１が開始される以前に、信号ＰＲＥＳを活性化し活性化状態を維持しておいてもよい。例えば、ユーザによって撮影モードの入力が開始された時点で、信号ＰＲＥＳを活性化してもよい。これによって、撮像を行う最初のフレーム期間であるフレーム期間Ｆ１で得られる画像においても散乱線による影響を低減できる。
【００５９】
制御部１０１が、検出部１５０に対してリセット動作ＲＡは、図４に示すようにサンプルホールド駆動の終了から次のフレームの期間の開始まで、連続して行われることに限られるものではない。例えば、図５に示されるように、制御部１０１は、期間ＴＳにおいて、サンプルホールド駆動の終了から所定の時間が経過した後に、パネル制御部１０９を介して信号ＰＲＥＳを活性化させ、リセット部ＲＰにリセット動作ＲＡを行わせてもよい。また例えば、図６に示すように、制御部１０１は、期間Ｔｓの任意のタイミングでパネル制御部１０９を介して信号ＰＲＥＳの活性化と非活性化とを繰り返させる。つまり、制御部１０１は、リセット部ＲＰにリセット動作ＲＡを断続的に行わせてもよい。また、図４〜６に示すように、制御部１０１は、リセット動作ＲＡと、次の１フレームの期間におけるサンプルホールド駆動のうちリセット動作ＲＤにおける変換部ＣＰのリセットと、をリセット部ＲＰに連続して行わせてもよい。また、リセット動作ＲＡと、次の１フレームの期間におけるサンプルホールド駆動のうちリセット動作ＲＤにおける変換部ＣＰのリセットと、の間で信号ＰＲＥＳが非活性化され、リセットが連続的に行われなくてもよい。
【００６０】
また、本実施形態において、蓄積信号Ｓ１およびリセット信号Ｓ３を、画素アレイ１２０内部の２系統の画素信号の信号経路（差動信号経路）を経て読み出させ、信号出力部２０の信号増幅部１０７へ出力させる差動で読み出す方法を示した。しかしながら、読出動作Ｒは、これに限られることなく、出力部ＯＰを介してそれぞれの保持部ＳＨ１〜ＳＨ３が１つの列信号線に接続され、シングルエンドで読み出してもよい。
【００６１】
以上、本発明に係る実施形態を示したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態は適宜変更、組み合わせが可能である。
【００６２】
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【符号の説明】
【００６３】
１００：放射線撮像装置、１０１：制御部、１５０：検出部、ＣＰ：変換部、ＯＰ：出力部、Ｐ：画素、ＲＰ：リセット部、ＳＨ：保持部
【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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