(57)【要約】      （修正有）【課題】簡易な手順で画像補正を行うことができる放射線検出器を提供する。【解決手段】信号検出回路は、複数のデータラインと電気的に接続され、１つの制御ラインに電気的に接続された複数の薄膜トランジスタがオン状態の時に複数のデータライン毎に検出部から画像データを順次読み出し、複数の薄膜トランジスタの全てがオフ状態の時に補正データを読み出す。補正データの読み出しは、複数の検出部の全てから複数の画像データを読み出す前、複数の検出部の全てから複数の画像データを読み出した後の少なくともいずれかにおいて行う。【選択図】図９
2019161614.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、
前記複数の制御ラインと電気的に接続され、前記複数の制御ライン毎に前記薄膜トランジスタのオン状態とオフ状態を順次切り替える制御回路と、
前記複数のデータラインと電気的に接続され、１つの前記制御ラインに電気的に接続された複数の前記薄膜トランジスタがオン状態の時に、前記複数のデータライン毎に前記検出部から画像データを順次読み出し、前記複数の薄膜トランジスタの全てがオフ状態の時に補正データを読み出す信号検出回路と、
を備え、
前記信号検出回路は、複数の前記検出部の全てから前記複数の画像データを読み出す前、および、前記複数の検出部の全てから前記複数の画像データを読み出した後、の少なくともいずれかにおいて、前記補正データを読み出す放射線検出器。
【請求項２】
前記信号検出回路が、前記複数の検出部の全てから前記複数の画像データを読み出す時間は、４０ｍｓ以下である請求項１記載の放射線検出器。
【請求項３】
前記複数の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をさらに備え、
前記画像処理部は、前記補正データを用いて前記複数の画像データを補正する請求項１または２に記載の放射線検出器。
【請求項４】
前記複数の画像データを補正する際に用いる補正データは、前記複数の検出部の全てから前記複数の画像データを読み出す前に読み出した前記補正データと、前記複数の検出部の全てから前記複数の画像データを読み出した後に読み出した前記補正データと、を平均した補正データである請求項３記載の放射線検出器。
【請求項５】
前記放射線は連続的に照射され、
前記信号検出回路は、前記複数の検出部の全てから前記複数の画像データを読み出すことと、前記補正データを読み出すこととを複数回行う請求項１〜４のいずれか１つに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、複数の制御ラインと、制御ラインに直交する複数のデータラインと、複数の制御ラインと複数のデータラインとにより画された複数の領域のそれぞれに設けられた光電変換部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。
【０００３】
一般的には、Ｘ線検出器は、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。次に、予め定められた時間の経過後に、読み出しを行う光電変換部の薄膜トランジスタをオン状態にして、蓄積された電荷をデータラインを介して画像データとして読み出す。  
ここで、オン状態とされた薄膜トランジスタが接続されているデータラインには、オフ状態となっている複数の薄膜トランジスタが接続されている。この場合、オフ状態となっている薄膜トランジスタを介してデータラインに電流は流れないはずである。
【０００４】
ところが、オフ状態となっている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の一部が入射すると、光電効果によりソース電極とドレイン電極との間の抵抗が低くなり電流が流れる。すなわち、リーク電流が発生する。リーク電流が発生すると、画像班が生じるおそれがある。  
そのため、薄膜トランジスタをオン状態にして画像データを読み出し、薄膜トランジスタをオフ状態にしてリーク電流（補正データ）を読み出し、画像データから補正データを減算する画像補正を行っている。この場合、被検体が動くなどするとリーク電流の値が変動する。そのため、薄膜トランジスタをオン状態とする毎に、補正データを読み出し画像補正を行う様にしている。  
しかしながら、この様にすると、複数の光電変換部のそれぞれに対して画像データの読み出しと補正データの読み出しが必要となる。  
そこで、簡易な手順で画像補正を行うことができる放射線検出器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】特開２０１５−２１６４４１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、簡易な手順で画像補正を行う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、前記複数の制御ラインと電気的に接続され、前記複数の制御ライン毎に前記薄膜トランジスタのオン状態とオフ状態を順次切り替える制御回路と、前記複数のデータラインと電気的に接続され、１つの前記制御ラインに電気的に接続された複数の前記薄膜トランジスタがオン状態の時に、前記複数のデータライン毎に前記検出部から画像データを順次読み出し、前記複数の薄膜トランジスタの全てがオフ状態の時に補正データを読み出す信号検出回路と、を備えている。前記信号検出回路は、複数の前記検出部の全てから前記複数の画像データを読み出す前、および、前記複数の検出部の全てから前記複数の画像データを読み出した後、の少なくともいずれかにおいて、前記補正データを読み出す。
【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】Ｘ線源、被検体、およびＸ線検出器の配置を例示するための模式図である。
【図５】被検体を例示するための模式平面図である。
【図６】画像班を含むＸ線画像を例示するための模式図である。
【図７】画像班を含むＸ線画像の画素値を例示するための模式グラフ図である。
【図８】蛍光が当たっている光電変換部の数と、リーク電流によるオフセット値との関係を例示するためのグラフ図である。
【図９】画像データおよび補正データの読み出し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１０】画像補正を行ったＸ線画像を例示するための模式図である。
【図１１】画像補正を行ったＸ線画像の画素値を例示するための模式グラフ図である。
【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。  
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。  
なお、直接変換方式のＸ線検出器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。  
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。  
また、Ｘ線検出器１は、例えば、一般医療用途などに用いることができるが、用途に限定はない。
【００１１】
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、および制御部６が設けられている。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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）、ポリシリコン（Ｐ−Ｓｉ）、ＩＧＺＯ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。  
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に電気的に接続される（図３を参照）。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、複数の制御ライン２ｃ１と電気的に接続され、複数の制御ライン２ｃ１毎に薄膜トランジスタ２ｂ２のオン状態とオフ状態を順次切り替える。
【００２２】
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、制御部６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。  
なお、本明細書においては、薄膜トランジスタ２ｂ２がオン状態の時に順次読み出されるデータを「画像データＳ２」とし、複数の薄膜トランジスタ２ｂ２の全てがオフ状態の時に読み出されるデータを「補正データＳ３」としている。
【００２３】
信号検出回路３２は、複数のデータライン２ｃ２と電気的に接続されている。信号検出回路３２は、１つの制御ライン２ｃ１に電気的に接続された複数の薄膜トランジスタ２ｂ２がオン状態の時に、複数のデータライン２ｃ２毎に光電変換部２ｂから画像データＳ２を順次読み出す。また、信号検出回路３２は、複数の薄膜トランジスタ２ｂ２の全てがオフ状態の時に補正データＳ３を読み出す。
後述するように、信号検出回路３２は、サンプリング信号に基づいて、複数の光電変換部２ｂの全てから複数の画像データＳ２を読み出す前、および、複数の光電変換部２ｂの全てから複数の画像データＳ２を読み出した後、の少なくともいずれかにおいて、補正データＳ３を読み出す。
信号検出回路３２は、読み出された複数の画像データＳ２（アナログ信号）を順次デジタル信号に変換する。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）をデジタル信号に変換する。
【００２４】
すなわち、信号検出回路３２は、サンプリング信号に基づいて、一枚のＸ線画像を構成する複数の画像データＳ２を読み出す前、一枚のＸ線画像を構成する複数の画像データＳ２を読み出した後、および、一枚のＸ線画像を構成する複数の画像データＳ２を読み出す前と読み出した後、のいずれかにおいて、当該Ｘ線画像を補正するための補正データＳ３を読み出す。
【００２５】
すなわち、信号検出回路３２は、サンプリング信号に基づいて、一枚のＸ線画像を撮影する前、撮影した後、および、撮影の前と後、のいずれかにおいて、当該Ｘ線画像を補正するための補正データＳ３を読み出す。
【００２６】
画像処理部４は、一枚のＸ線画像を構成するための複数の画像データＳ２と、当該Ｘ線画像を補正するための補正データＳ３を取得する。画像処理部４は、取得された複数の画像データＳ２からＸ線画像を構成する。また、画像処理部４は、取得された補正データＳ３を用いて、構成されたＸ線画像を補正する。例えば、画像処理部４は、取得された複数の画像データＳ２から、補正データＳ３を差し引くことで、補正されたＸ線画像を取得する。補正された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、画像データＳ２、補正データＳ３、およびＸ線画像の補正に関する詳細は後述する。
【００２７】
制御部６は、所望の薄膜トランジスタ２ｂ２をオン状態とするための制御信号Ｓ１を制御回路３１（行選択回路３１ｂ）に送信する。制御部６は、オン状態となった薄膜トランジスタ２ｂ２を介して出力される画像データＳ２を読み出すためのサンプリング信号を画像処理部４を介して信号検出回路３２に送信する。制御部６は、補正データＳ３を読み出すためのサンプリング信号を画像処理部４を介して信号検出回路３２に送信する。  
信号処理部３、画像処理部４、および制御部６は、一体化されていてもよいし、配線などを介して電気的に接続されていてもよい。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
ここで、一般的には、以下のようにしてＸ線画像を撮影する。  
まず、制御回路３１は、全ての薄膜トランジスタ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。  
Ｘ線がＸ線検出器に入射したことは、Ｘ線源などの外部機器からの信号、あるいは、Ｘ線検出器に設けられた入射Ｘ線検出器により認識することができる。
【００３２】
次に、制御回路３１は、制御信号Ｓ１に従って各薄膜トランジスタ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を介して順次読み出す。信号検出回路３２は、読み出された複数の画像データＳ２（アナログ信号）を順次デジタル信号に変換する。  
画像処理部４は、デジタル信号に変換された複数の画像データＳ２に基づいて、一枚のＸ線画像を構成する。
【００３３】
ここで、オン状態とされた薄膜トランジスタ２ｂ２が接続されているデータライン２ｃ２には、オフ状態となっている複数の薄膜トランジスタ２ｂ２が接続されている。この場合、オフ状態となっている薄膜トランジスタ２ｂ２を介してデータライン２ｃ２に電流は流れないはずである。
【００３４】
ところが、シンチレータ５において発生した蛍光の一部は、薄膜トランジスタ２ｂ２が設けられている領域にも照射される。この場合、薄膜トランジスタ２ｂ２の上方に遮光膜を設ければ、蛍光が薄膜トランジスタ２ｂ２に直接入射するのを抑制することができる。しかしながら、遮光膜と光電変換素子２ｂ１との間を透過した蛍光が、基板２ａ内において反射され、薄膜トランジスタ２ｂ２の裏面に入射する場合がある。この場合、比較的強度の高いＸ線がシンチレータ５に入射すると、蛍光が薄膜トランジスタ２ｂ２の裏面に入射し易くなる。半導体素子である薄膜トランジスタ２ｂ２に蛍光が入射すると、薄膜トランジスタ２ｂ２のソース電極２ｂ２ｃとドレイン電極２ｂ２ｂとの間の抵抗が低くなり電流が流れる。すなわち、リーク電流が発生する。リーク電流が発生した薄膜トランジスタ２ｂ２のドレイン電極２ｂ２ｂはデータライン２ｃ２と電気的に接続されているので、画像データＳ２とリーク電流とが重なることになる。画像データＳ２とリーク電流とが重なるとハレーションが発生し、コントラストにムラが生じて画像班となる。Ｘ線画像に画像班が生じると、画像診断に支障をきたすおそれがある。
【００３５】
そのため、薄膜トランジスタをオン状態にして読み出したリーク電流が重畳された画像データＳ２から、薄膜トランジスタをオフ状態にして読み出した補正データＳ３（リーク電流）を減算する画像補正を行っている。  
この場合、被検体が動くなどするとリーク電流の値が変動する。そのため、１つの画像データＳ２を読み出す毎に、当該画像データＳ２を補正するための補正データＳ３を読み出すようにしている。この様にすれば、リーク電流の値が変動したとしても適切な補正を行うことができる。  
ところが、この様にすると、複数の光電変換部２ｂのそれぞれに対して画像データＳ２の読み出しと補正データＳ３の読み出しが必要となる。そのため、一枚のＸ線画像を撮影するのに必要となる時間が長くなったり、制御が複雑になったりしていた。
【００３６】
本発明者らは、一枚のＸ線画像を撮影する時間を所定の時間よりも短くすれば、被検体が動くなどしてもリーク電流の変動の影響を抑制することができるとの知見を得た。  
本発明者らの得た知見によれば、一枚のＸ線画像を撮影する時間を４０ｍＳ（ミリセカンド）以下とすれば、リーク電流の変動の影響を抑制することができる。  
リーク電流の変動の影響を抑制することができれば、撮影されたＸ線画像を補正するための補正データＳ３を、当該撮影の前後の少なくともいずれかにおいて一度に取得しても適切な画像補正を行うことができる。そのため、簡易な手順で画像補正を行うことができるＸ線検出器１とすることができる。  
また、一枚のＸ線画像を撮影する時間が短くなれば、画像班が軽減された複数のＸ線画像を連続して取得することができる。そのため、Ｘ線画像の撮影間隔を所定の時間より短くし、複数のＸ線画像を連続して取得すれば、画像班が軽減されたＸ線画像の動画を得ることもできる。
【００３７】
ここで、パルス状にＸ線を照射するＸ線源を用い、Ｘ線の照射が終了しＸ線の入射がない期間内に画像データＳ２を読み出すようにすれば、リーク電流の発生がないので画像補正を省略することもできる。  
しかしながら、パルス状にＸ線を照射するＸ線源は、連続的にＸ線を照射するＸ線源に比べて価格が高い。また、パルス状にＸ線を照射するＸ線源を用いたのでは、Ｘ線画像の動画を撮影することが困難となる。  
本実施の形態に係るＸ線検出器１とすれば、比較的安価な連続的にＸ線を照射するＸ線源を用いることができるとともに、画像班が軽減されたＸ線画像の動画を容易に撮影することができる。
【００３８】
以上に説明したように、信号検出回路３２が、複数の光電変換部２ｂの全てから複数の画像データＳ２を読み出す時間は、４０ｍｓ以下（ミリセカンド）以下とすることができる。  
Ｘ線は連続的に照射され、信号検出回路３２は、複数の光電変換部２ｂの全てから複数の画像データＳ２を読み出すことと、補正データＳ３を読み出すこととを複数回行うことができる。  
【００３９】
次に、画像班の発生についてさらに説明する。  
図４は、Ｘ線源１００、被検体１０１、およびＸ線検出器１の配置を例示するための模式図である。  
図５は、被検体１０１を例示するための模式平面図である。  
図４に示すように、被検体１０１は、Ｘ線源１００とＸ線検出器１との間に設けられる。
Ｘ線源１００は、例えば、連続的にＸ線を照射する真空管などとすることができる。  
被検体１０１は、鉛を含む板状体としている。  
図５に示すように、被検体１０１の平面形状は、Ｌ字状としている。
【００４０】
図６は、画像班を含むＸ線画像１０２を例示するための模式図である。  
なお、図６中の矢印Ｘは制御ライン２ｃ１が延びる方向を表し、矢印Ｙはデータライン２ｃ２が延びる方向を表している。  
図７は、画像班を含むＸ線画像１０２の画素値を例示するための模式グラフ図である。
なお、図７は、図６におけるＣ−Ｃ線部分の画素値を例示するための模式グラフ図である。  
図８は、蛍光が当たっている光電変換部２ｂの数と、リーク電流によるオフセット値との関係を例示するためのグラフ図である。
【００４１】
図８から分かるように、蛍光が当たっている光電変換部２ｂの数が多くなるほどリーク電流によるオフセット値が大きくなる。この比例関係は、放射線の線質や線量に依存しないことも判明した。薄膜トランジスタ２ｂ２一つあたりのリーク電流は非常に低いレベルであるが、一本のデータライン２ｃ２には数百から数千の薄膜トランジスタ２ｂ２が接続されているため、データライン２ｃ２一本あたりのリーク電流は無視できないレベルとなる。
【００４２】
被検体１０１は鉛を含む板状体であるため、被検体１０１の下にあるシンチレータ５にはＸ線が入射しない。そのため、蛍光が当たっている光電変換部２ｂの数は、図６中の領域Ａよりも領域Ｂの方が多くなるので、領域Ｂにおけるオフセット値は、領域Ａにおけるオフセット値よりも大きくなる。  
その結果、図７に示すように、領域ＢにおけるＸ線画像１０２ｂの画素値は、領域ＡにおけるＸ線画像１０２ａの画素値よりも大きくなる。すなわち、Ｘ線画像１０２ｂの明るさが、Ｘ線画像１０２ａの明るさよりも明るくなるハレーションが生じ、画像班が発生する。
【００４３】
次に、画像データＳ２および補正データＳ３の読み出しタイミングについてさらに説明する。
図９は、画像データＳ２および補正データＳ３の読み出し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９は、ｎ本の制御ライン２ｃ１と、ｎ本のデータライン２ｃ２が設けられている場合である。  
図９に示すように、まず、Ｘ線源１００から連続的にＸ線を照射する。  
次に、制御ライン（１）〜制御ライン（ｎ）に制御信号Ｓ１が入力されていない状態、すなわち、全ての薄膜トランジスタ２ｂ２がオフ状態の時に、信号検出回路３２にサンプリング信号ＳＰＬｏｆｆ（１）を入力して補正データＳ３（全光電変換部２ｂにおけるリーク電流）を読み出す。
【００４４】
次に、サンプリング信号ＳＰＬｏｎ（１）〜ＳＰＬｏｎ（ｎ）に基づいて、制御ライン（１）〜制御ライン（ｎ）に順次制御信号Ｓ１を入力して、薄膜トランジスタ２ｂ２を順次オン状態にする。そして、サンプリング信号ＳＰＬｏｎ（１）〜ＳＰＬｏｎ（ｎ）に基づいて、画像データＳ２を順次読み出す。読み出された画像データＳ２には、リーク電流が重畳されている。
【００４５】
そのため、全光電変換部２ｂから読み出した画像データＳ２（一枚のＸ線画像を構成する複数の画像データＳ２）から補正データＳ３を差し引く画像補正を行う。  
この場合、一本のデータライン２ｃ２に接続されている、リーク電流が発生した薄膜トランジスタ２ｂ２の数（オフ状態となっている薄膜トランジスタ２ｂ２の数）は、補正データＳ３の方が画像データＳ２よりも１つ多い。しかしながら、一本のデータライン２ｃ２には数百から数千の薄膜トランジスタ２ｂ２が接続されているため、この差は無視することができる。このことは、本発明者らが実際に行った測定により確認することができた。
【００４６】
図１０は、画像補正を行ったＸ線画像１０２を例示するための模式図である。  
図１１は、画像補正を行ったＸ線画像１０２の画素値を例示するための模式グラフ図である。  
図１１に示すように、画像補正を行えば、領域ＡにおけるＸ線画像１０２ａの画素値と、領域ＢにおけるＸ線画像１０２ｂの画素値とが同等となるようにすることができる。  
その結果、図１０に示すように、Ｘ線画像１０２ａの明るさと、Ｘ線画像１０２ｂの明るさが同等となるようにすることができる。すなわち、画像班を抑制することができる。
【００４７】
なお、図９においては、一枚のＸ線画像を構成する複数の画像データＳ２を読み出す前に、補正データＳ３を読み出しているが、補正データＳ３の読み出しタイミングはこれに限定されるわけではない。  
例えば、図９に示すように、一枚のＸ線画像を構成する複数の画像データＳ２を読み出した後に、信号検出回路３２にサンプリング信号ＳＰＬｏｆｆ（２）を入力して補正データＳ３を読み出すこともできる。  
一枚のＸ線画像を構成する複数の画像データＳ２を読み出す前、および読み出した後に、サンプリング信号ＳＰＬｏｆｆ（１）、ＳＰＬｏｆｆ（２）をそれぞれ入力して２つの補正データＳ３を読み出すこともできる。  
すなわち、一枚のＸ線画像を構成する複数の画像データＳ２を読み出す前、および読み出した後の少なくともいずれかにおいて、補正データＳ３を読み出すことができる。  
また、一枚のＸ線画像を構成する複数の画像データＳ２を読み出す前、および読み出した後に、補正データＳ３を読み出す場合には、読み出した２つの補正データＳ３を平均し、平均した補正データＳ３を用いて画像補正を行うことができる。すなわち、補正データＳ３は、複数の光電変換部２ｂの全てから複数の画像データＳ２を読み出す前に読み出した補正データＳ３と、複数の光電変換部２ｂの全てから複数の画像データＳ２を読み出した後に読み出した補正データＳ３と、を平均した補正データとすることができる。
【００４８】
ここで、一枚のＸ線画像を撮影する間に被検体１０１が動く場合がある。被検体１０１が動くと、Ｘ線の透過が抑制される領域の面積が変化するのでリーク電流の値が変動するおそれがある。そのため、Ｘ線画像の撮影中は、被検体１０１が動かないようにすることが好ましい。しかしながら、例えば、被検体１０１が心臓などの場合には、被検体１０１の動きを停止させることができない。本実施の形態に係るＸ線検出器１においては、一枚のＸ線画像を撮影する時間を４０ｍＳ（ミリセカンド）以下としているのでリーク電流の変動幅を小さくすることができる。そのため、被検体１０１が動く場合であっても、適切な画像補正を行うことができる。この場合、平均した補正データＳ３を用いて画像補正を行えば、さらに適切な画像補正を行うことができる。
【００４９】
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】
【００５０】
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  制御部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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