(57)【要約】【課題】放射線照射中に変換素子から電荷を出力しつつ画像信号として十分な電荷の蓄積を変換素子が行い得る放射線撮像装置及び放射線撮像システムを提供することを課題とする。【解決手段】放射線撮像装置は、放射線を電荷に変換する変換素子（Ｓ１１〜Ｓ３３）と、前記変換素子により変換された電荷を信号線に転送する転送トランジスタ（Ｔ１１〜Ｔ３３）と、放射線照射中の第１の期間に前記転送トランジスタのゲートに第１のオフ電圧を供給し、前記第１の期間を除く第２の期間に前記転送トランジスタのゲートにオン電圧及び第２のオフ電圧のパルスを供給することにより前記変換素子をリセットするゲートドライバ（１３８）と、を有し、前記第１のオフ電圧は、前記オン電圧及び前記第２のオフ電圧の間の電圧であることを特徴とする。【選択図】図２
2015139099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を電荷に変換する変換素子と、
前記変換素子により変換された電荷を信号線に転送する転送トランジスタと、
放射線照射中の第１の期間に前記転送トランジスタのゲートに第１のオフ電圧を供給し、前記第１の期間を除く第２の期間に前記転送トランジスタのゲートにオン電圧及び第２のオフ電圧のパルスを供給することにより前記変換素子をリセットするゲートドライバと、を有し、
前記第１のオフ電圧は、前記オン電圧及び前記第２のオフ電圧の間の電圧であることを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２】
さらに、前記転送トランジスタのゲートに前記第１のオフ電圧が供給されている時の前記信号線の電荷量を基に、前記変換素子により変換された電荷量を演算する信号処理部を有することを特徴とする請求項１記載の放射線撮像装置。
【請求項３】
さらに、前記信号線の電圧を増幅するアンプと、
前記転送トランジスタのゲートに前記第１のオフ電圧が供給されている時の前記信号線の電荷量を基に、前記アンプのゲインを制御する制御回路とを有することを特徴とする請求項１記載の放射線撮像装置。
【請求項４】
前記制御回路は、放射線の波形情報を基に、前記アンプのゲインを制御することを特徴とする請求項３記載の放射線撮像装置。
【請求項５】
さらに、前記転送トランジスタのゲートに前記第１のオフ電圧が供給されている時の前記信号線の電荷量を基に、放射線の照射時間を演算する信号処理部を有することを特徴とする請求項１記載の放射線撮像装置。
【請求項６】
前記信号処理部は、放射線の波形情報を基に、放射線の照射時間を演算することを特徴とする請求項５記載の放射線撮像装置。
【請求項７】
前記転送トランジスタは、ソースが前記変換素子に接続されるＮチャネルトランジスタであり、
前記変換素子は、放射線を電子に変換することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項８】
前記第１のオフ電圧は、前記第２のオフ電圧より高いことを特徴とする請求項７記載の放射線撮像装置。
【請求項９】
前記変換素子は、リセット電圧にリセットされ、
前記第１のオフ電圧は、前記リセット電圧及び前記転送トランジスタの閾値電圧の和より低いことを特徴とする請求項８記載の放射線撮像装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の放射線撮像装置と、
放射線を照射する放射線発生装置と
を有することを特徴とする放射線撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線撮像装置及び放射線撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野などにおいて、被写体を透過した放射線の照射を受けて被写体に関する画像信号を保持し、その保持された放射線画像に応じた電荷信号を出力する放射線撮像装置が実用化されている。上記のような放射線撮像装置としては、照射された放射線の量に応じた電荷を発生する半導体材料や、蛍光体と光センサを組み合わせたものがある。この放射線撮像装置は、ガラス基板上に主にアモルファスシリコンによって、２次元状に形成されたＴＦＴ（Thin film Transistor）スイッチなどのトランジスタと放射線を電荷に変換する変換素子を含む。
【０００３】
特許文献１では、放射線照射中にトランジスタにオン電圧を供給して画素信号の読み出しを行う。特許文献１では、読み出された画素信号を用いて、画素の電荷蓄積量を予め調べる手段を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３２２６８１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、特許文献１では、短期間の放射線に対応できない場合がある。その理由は、画素に蓄積した電荷を読み出すのに時間がかかるためである。放射線撮像装置の読み出し動作は、ＴＦＴの性能及び読み出し回路の速度に依存し、短くできても１行当たり数十μｓｅｃ程度である。これは、ゲート線に現れるゲートパルスの応答や、ゲートパルスが信号線へ伝達されることによる読み出し回路の応答等の各種応答を待たなくては、画素から出力される電荷を正確に読み出せないためである。この応答の待ち時間によって、読み出し速度向上が制限される。さらに、一般的な放射線撮像装置であれば、画素が２０００行ほどあるため、全てのラインの走査を行うと２０ｍｓｅｃ以上の時間が必要となる。放射線の照射時間は、最も短い場合では５ｍｓ程度の場合もあるので、読み出しの間に放射線照射が終了してしまい、放射線画像信号を大きく失うことになる。そのため、放射線照射中に画像信号として利用するために十分な電荷の蓄積を変換素子が行えない恐れがあった。
【０００６】
本発明の目的は、放射線照射中に変換素子から電荷を出力しつつ画像信号として十分な電荷の蓄積を変換素子が行い得る放射線撮像装置及び放射線撮像システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の放射線撮像装置は、放射線を電荷に変換する変換素子と、前記変換素子により変換された電荷を信号線に転送する転送トランジスタと、放射線照射中の第１の期間に前記転送トランジスタのゲートに第１のオフ電圧を供給し、前記第１の期間を除く第２の期間に前記転送トランジスタのゲートにオン電圧及び第２のオフ電圧のパルスを供給することにより前記変換素子をリセットするゲートドライバと、を有し、前記第１のオフ電圧は、前記オン電圧及び前記第２のオフ電圧の間の電圧であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
放射線照射中に変換素子から電荷を出力しつつ画像信号として十分な電荷の蓄積を変換素子が行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態による放射線撮像システムの構成例を示す図である。
【図２】放射線撮像装置の構成例を示す図である。
【図３】列アンプの構成例を示す回路図である。
【図４】放射線撮像装置を示す回路図及びタイミングチャートである。
【図５】放射線撮像システムの制御方法を示すタイミングチャートである。
【図６】放射線撮像システムの他の制御方法を示すタイミングチャートである。
【図７】放射線撮像システムの他の制御方法を示すタイミングチャートである。
【図８】放射線撮像システムの他の制御方法を示すタイミングチャートである。
【図９】放射線撮像装置の一部の構成例を示す図である。
【図１０】放射線撮像装置の一部を示す図である。
【図１１】放射線撮像装置の一部の構成例を示す図である。
【図１２】放射線撮像装置の一部の構成例を示す図である。
【図１３】放射線撮像装置の一部の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態による放射線撮像システムの構成例を示す図である。放射線撮像システムは、放射線撮像装置１０１、放射線発生装置１０２及び制御システム１０３を有する。放射線撮像装置１０１は、バッテリ１３１、エリアセンサ部１３２及び信号処理部１３３を有する。エリアセンサ部１３２は、２次元センサ１３５、読み出し回路１３６、制御回路１３７、ゲートドライバ１３８及び電源回路１３９を有する。バッテリ１３１は、電源回路１３９に接続される。信号処理部１３３は、演算部１３４を有する。放射線発生装置１０２は、管球１１１、放射線制御部１１２及び曝射スイッチ１１３を有する。制御システム１０３は、コンピュータ１２１、ディスプレイ１２２及び無線通信器１２３を有する。曝射スイッチ１１３が押されると、放射線制御部１１２は、コンピュータ１２１の制御の下、管球１１１の放射線照射開始及び終了を制御する。管球１１１は、被写体を介して、放射線撮像装置１０１に放射線（例えばＸ線）を照射する。放射線撮像装置１０１は、入射した放射線に応じた画像信号を生成し、コンピュータ１０３に出力する。コンピュータ１０３は、画像信号を処理し、ディスプレイ１２２に表示する。
【００１１】
図２は、図１の放射線撮像装置１０１の構成例を示す図である。２次元センサ１３５には、変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３及び薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）Ｔ１１〜Ｔ３３を含む画素が２次元行列状に配置されている。変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３は、放射線を電荷（電子）に変換する。なお、変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３は、放射線を電荷に直接変換する直接型でもよいし、放射線を光を変換した後にその光を電荷に変換する間接型でもよい。間接型の場合、光電変換を行う素子は、Ｎ型半導体とＰ型半導体と組み合わせたフォトダイオードであり、光電変換素子のＮ型半導体側の電極とＮチャネルトランジスタＴ１１〜Ｔ３３のソース電極が接続される。第１のゲート線Ｖｇ１は、第１行の画素の薄膜トランジスタＴ１１，Ｔ１２，Ｔ１３のゲートに接続される。第２のゲート線Ｖｇ２は、第２行の画素の薄膜トランジスタＴ２１，Ｔ２２，Ｔ２３のゲートに接続される。第３のゲート線Ｖｇ３は、第３行の画素の薄膜トランジスタＴ３１，Ｔ３２，Ｔ３３のゲートに接続される。ゲートドライバ１３８は、ゲート線Ｖｇ１〜Ｖｇ３の電圧を順次ハイレベルに制御する。第１の信号線Ｓｉｇ１は、第１列の薄膜トランジスタＴ１１，Ｔ２１，Ｔ３１のドレインに接続される。第２の信号線Ｓｉｇ２は、第２列の薄膜トランジスタＴ１２，Ｔ２２，Ｔ３２のドレインに接続される。第３の信号線Ｓｉｇ３は、第３列の薄膜トランジスタＴ１３，Ｔ２３，Ｔ３３のドレインに接続される。ゲート線Ｖｇ１〜Ｖｇ３の電圧がそれぞれハイレベルになると、薄膜トランジスタ（転送トランジスタ）Ｔ１１〜Ｔ３３は、それぞれオンし、変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３の電荷をそれぞれ信号線Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ３に転送する。
【００１２】
読み出し回路１３６は、列アンプ２０１〜２０３、マルチプレクサ２１１、サンプルホールドアンプＳＨ−ＡＭＰ及びアナログデジタル変換器２１２を有する。列アンプ２０１〜２０３は、信号線Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ３の電荷を電圧に変換して増幅する。第１の列アンプ２０１は、第１の信号線Ｓｉｇ１の電荷を電圧に変換し、変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３及び第１の列アンプ２０１のリセット時のノイズ信号と変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３及び第１の列アンプ２０１の非リセット時の画素信号とをサンプルホールドして出力する。第２の列アンプ２０１は、第２の信号線Ｓｉｇ２の電荷を電圧に変換し、変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３及び第２の列アンプ２０２のリセット時のノイズ信号と変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３及び第２の列アンプ２０２の非リセット時の画素信号とをサンプルホールドして出力する。第３の列アンプ２０３は、第３の信号線Ｓｉｇ３の電荷を電圧に変換し、変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３及び第３の列アンプ２０３のリセット時のノイズ信号と変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３及び第３の列アンプ２０３の非リセット時の画素信号とをサンプルホールドして出力する。マルチプレクサ２１１は、列アンプ２０１〜２０３が出力するノイズ信号及び画素信号を順次選択して出力する。サンプルホールドアンプＳＨ−ＡＭＰは、マルチプレクサ２１１により出力される画素信号及びノイズ信号を差分処理を行い、ノイズが除去された画素信号を出力する。アナログデジタル変換器２１２は、サンプルホールドアンプＳＨ−ＡＭＰにより出力された画素信号をアナログからデジタルに変換し、画素信号ＡＤＣ−ＯＵＴを出力する。信号処理部１３３は、画素信号ＡＤＣ−ＯＵＴを信号処理し、制御システム１０３に出力する。
【００１３】
変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３は、一端がそれぞれ薄膜トランジスタＴ１１〜Ｔ３３に接続され、他端がセンサバイアス電圧Ｖｓのノードに接続される。電源回路１３９は、オン電圧Ｖｏｎをゲートドライバ１３８に供給する。オン電圧Ｖｏｎは、薄膜トランジスタＴ１１〜Ｔ３３をオンさせるためにゲート線Ｖｇ１〜Ｖｇ３に供給される電圧である。また、電源回路１３９は、スイッチ２２１により、第１のオフ電圧Ｖｏｆｆ２又は第２のオフ電圧Ｖｏｆｆ１をゲートドライバ１３８に供給する。オフ電圧Ｖｏｆｆ１及びＶｏｆｆ２は、薄膜トランジスタＴ１１〜Ｔ３３をオフさせるためにゲート線Ｖｇ１〜Ｖｇ３に供給される電圧である。また、電源回路１３９は、電源電圧ＶＤＤ−Ｄｒｖをゲートドライバ１３８に供給し、電源電圧ＶＤＤ−Ｄｉｇｉｔａｌを信号処理部１３３及び制御回路１３７に供給し、電源電圧ＶＤＤ−Ａｎａｌｏｇを読み出し回路１３６に供給する。また、電源回路１３９は、基準電圧Ｖｒｅｆを列アンプ２０１〜２０３に供給する。制御回路１３７は、ゲートドライバ１３８、電源回路１３９のスイッチ２２１、及び読み出し回路１３６を制御する。ところで、放射線撮像装置のアンプのゲインの決定は、予め予測された放射線量範囲と画素の感度や読み出し回路のノイズに基づいて設定される。しかしながら、放射線撮像装置の性能や、被写体と放射線撮像装置との位置関係によって、予め設定されたゲインでは不都合が生じる場合がある。すなわち、被写体との位置によっては、予想していない過大放射線量が入射される場合や、被写体が厚く予想以上に放射線撮像装置に放射線が到達しないことがある。この場合、過大放射線量や過小放射線量の影響で、もっとも診断したい領域（関心領域）の画像品位が低下する可能性がある。特許文献１では、放射線照射中にトランジスタにオン電圧を供給して画素信号の読み出しを行って、画素の電荷蓄積量を予め調べる手段を開示している。しかし、特許文献１では、画像の輝度を適正化したい場所及び範囲を自由に設定できる半面、短期間の放射線に対応できない場合がある。その理由は、画素に蓄積した電荷を読み出すのに時間がかかるためである。放射線撮像装置の読み出し動作は、ＴＦＴの性能及び読み出し回路の速度に依存し、短くできても１行当たり数十μｓｅｃ程度である。これは、ゲート線に現れるゲートパルスの応答や、ゲートパルスが信号線へ伝達されることによる読み出し回路の応答等の各種応答を待たなくては、画素から出力される電荷を正確に読み出せないためである。この応答の待ち時間によって、読み出し速度向上が制限される。さらに、一般的な放射線撮像装置であれば、画素が２０００行ほどあるため、全てのラインの走査を行うと２０ｍｓｅｃ以上の時間が必要となる。放射線の照射時間は、最も短い場合では５ｍｓ程度の場合もあるので、ゲインを設定するための読み出しの間に放射線照射が終了してしまい、正確なゲイン設定が出来ないばかりか、放射線画像信号を大きく失うことになる。仮に、走査範囲を狭めたとすると、今度は輝度を適正化したい範囲が狭まってしまう。
【００１４】
図３は、図２の第１の列アンプ２０１の構成例を示す回路図である。列アンプ２０２及び２０３も列アンプ２０１と同様の構成を有する。列アンプ２０１は、積分アンプ３０１、抵抗ＲＬ、スイッチＳＷ＿ＣＤＳ１，ＳＷ＿ＣＤＳ２、及び容量Ｃｓｈ１，Ｃｓｈ２を有する。スイッチＳＷ＿ＣＤＳ１及び容量Ｃｓｈ１は第１のサンプルホールド回路を構成し、スイッチＳＷ＿ＣＤＳ２及び容量Ｃｓｈ２は第２のサンプルホールド回路を構成する。積分アンプ３０１は、差動アンプ３０２、スイッチＳＷ＿ＲＳＴ，ＳＷ＿ｃｆ１，ＳＷ＿ｃｆ２、及び帰還容量Ｃｆ１，Ｃｆ２を有する。差動アンプ３０２は、正入力端子が基準電圧Ｖｒｅｆのノードに接続され、負入力端子が第１の信号線Ｓｉｇ１に接続される。リセットスイッチＳＷ＿ＲＳＴは、差動アンプ３０２の負入力端子及び出力端子間に接続される。帰還容量Ｃｆ１及びスイッチＳＷ＿ｃｆ１の直列接続回路は、差動アンプ３０２の負入力端子及び出力端子間に接続される。帰還容量Ｃｆ２及びスイッチＳＷ＿ｃｆ２の直列接続回路は、差動アンプ３０２の負入力端子及び出力端子間に接続される。制御信号ＣＦ１によりスイッチＳＷ＿ｃｆ１がオンすると、帰還容量Ｃｆ１は、差動アンプ３０２の負入力端子及び出力端子に接続される。同様に、制御信号ＣＦ２によりスイッチＳＷ＿ｃｆ２がオンすると、帰還容量Ｃｆ２は、差動アンプ３０２の負入力端子及び出力端子に接続される。積分アンプ３０１は、接続された帰還容量Ｃｆ１及び／又はＣｆ２により、第１の信号線Ｓｉｇ１の電荷を蓄積し、電圧に変換して増幅する。接続された帰還容量Ｃｆ１及び／又はＣｆ２の容量値によって積分アンプ３０１のゲインが決定される。リセットスイッチＳＷ＿ＲＳＴは、制御信号ＲＳＴによりオンすると、帰還容量Ｃｆ１及びＣｆ２に蓄積された電荷をリセットする。スイッチＳＷ＿ＲＳＴがオンすることにより、帰還容量Ｃｆ１及びＣｆ２の両端の電圧が基準電圧Ｖｒｅｆと同じになり、リセットされる。積分アンプ３０１の出力端子に接続される抵抗ＲＬは、その後段に接続されるサンプルホールド回路と組み合わせて、積分アンプ３０１の出力ノイズを減ずるローパスフィルタとして機能する。スイッチＳＷ＿ＣＤＳ１，ＳＷ＿ＣＤＳ２、及び容量Ｃｓｈ１，Ｃｓｈ２を含むサンプルホールド回路は、相関２重サンプリングを行うためのサンプルホールド回路である。変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３及び積分回路３０１のリセット時に、スイッチＳＷ＿ＣＤＳ１をオンすることにより、積分アンプ３０１が出力するノイズ信号を容量Ｃｓｈ１に書き込む。その後に、スイッチＳＷ＿ＣＤＳ１をオフすることにより容量Ｃｓｈ１のノイズ信号を保持する。また、変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３及び積分回路３０１の非リセット時に、スイッチＳＷ＿ＣＤＳ２をオンすることにより、積分アンプ３０１が出力する画素信号を容量Ｃｓｈ２に書き込む。その後に、スイッチＳＷ＿ＣＤＳ２をオフすることにより容量Ｃｓｈ２の画素信号を保持する。容量Ｃｓｈ１のノイズ信号及び容量Ｃｓｈ２の画素信号は、図２のサンプルホールドアンプＳＨ−ＡＭＰにより差分処理され、ノイズが除去された画素信号が生成される。
【００１５】
図４（Ａ）は図２の放射線撮像装置の一部を示す回路図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）の回路の動作を示すタイミングチャートである。帰還容量Ｃｆは、図３の帰還容量Ｃｆ１及び／又はＣｆ２に対応する。信号ＩｎｔＯｕｔは、差動アンプ３０２の出力信号である。変換素子Ｓ１１は、変換素子４０１及び容量Ｃ１を有し、放射線ｈνを電荷（電子）に変換して蓄積する。変換素子４０１は、間接型の場合、Ｎ型半導体とＰ型半導体と組み合わせたフォトダイオード（光電変換素子）である。薄膜トランジスタＴ１１は、Ｎチャネルトランジスタであり、ソースＳが変換素子Ｓ１１のＮ型半導体の電極に接続され、ドレインＤが差動アンプ３０２に接続される。ソース電圧ＶＳは、薄膜トランジスタＴ１１のソースＳの電圧である。
【００１６】
薄膜トランジスタＴ１１は、第１のゲート線Ｖｇ１の電圧及びソース電圧ＶＳの差によってオン／オフの状態が変わる。よって、薄膜トランジスタＴ１１がオンするためには、第１のゲート線Ｖｇ１の電圧がソース電圧ＶＳ及び閾値電圧Ｖｔｈの和を上回るようにすればよい。画素信号を読み出す時は、薄膜トランジスタＴ１１がｎ型であれば、第１のゲート線Ｖｇ１に高い正電圧Ｖｏｎをかけて薄膜トランジスタＴ１１をオンさせる。
【００１７】
一方で、第１のゲート線Ｖｇ１の電圧Ｖｏｆｆがソース電圧ＶＳ及び閾値電圧Ｖｔｈの和より低い電圧の状態であっても、ソース電圧ＶＳを下げて、第１のゲート線Ｖｇ１の電圧Ｖｏｆｆがソース電圧ＶＳ及び閾値電圧Ｖｔｈの和より高くことができる。これにより、薄膜トランジスタＴ１１をオンさせることが可能である。
【００１８】
初期時、放射線ｈνは、照射されておらず、薄膜トランジスタＴ１１のオンにより、薄膜トランジスタＴ１１のソース電圧ＶＳ及び変換素子Ｓ１１は基準電圧（リセット電圧）Ｖｒｅｆにリセットされている。放射線ｈνの照射が開始されると、変換素子Ｓ１１は電子を生成するので、薄膜トランジスタＴ１１のソース電圧ＶＳは時間経過と共に低下する。放射線ｈνが照射され続け、第１のゲート線Ｖｇ１の電圧Ｖｏｆｆがソース電圧ＶＳ及び閾値電圧Ｖｔｈの和より高くなれば、放射線ｈνの照射中に薄膜トランジスタＴ１１はオンし、ソース電圧ＶＳはＶｏｆｆ−Ｖｔｈになる。この特性を用いて、放射線ｈνの照射期間中に意図的に第１のゲート線Ｖｇ１の電圧Ｖｏｆｆをオフ電圧Ｖｏｆｆ１よりも高いオフ電圧Ｖｏｆｆ２に設定する。これにより、放射線照射中に変換素子Ｓ１１に蓄積した電荷によって薄膜トランジスタＴ１１がオンするように制御し、信号処理部１３３は、オンした画素の出力信号ＩｎｔＯｕｔを検知し、変換素子Ｓ１１にどれくらいの電荷が蓄積されているかを演算する。電荷量は、第１のゲート線Ｖｇ１に印加したオフ電圧Ｖｏｆｆ、薄膜トランジスタＴ１１の閾値電圧Ｖｔｈ、及び放射線ｈνの照射開始から出力信号ＩｎｔＯｕｔを検知するまでの時間を基に演算可能である。なお、Ｖｓ＜Ｖｏｆｆ＜Ｖｒｅｆ＋Ｖｔｈの関係が成り立つ。すなわち、Ｖｓ＜Ｖｏｆｆ１＜Ｖｏｆｆ２＜Ｖｒｅｆ＋Ｖｔｈの関係が成り立つ。オフ電圧Ｖｏｆｆ２は、リセット電圧Ｖｒｅｆ及び薄膜トランジスタＴ１１の閾値電圧Ｖｔｈの和より低い。
【００１９】
図５は、図１の放射線撮像システムの制御方法を示すタイミングチャートである。出力信号ＩｎｔＯｕｔ２は、列アンプ２０２の出力信号である。放射線が照射される前では、画素リセット期間で、ゲートドライバ１３８は、ゲート線Ｖｇ１〜Ｖｇ３にゲートパルスを順次出力する。まず、ゲート線Ｖｇ１がハイレベルになると第１行の薄膜トランジスタＴ１１，Ｔ１２，Ｔ１３がオンし、変換素子Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３が基準電圧Ｖｒｅｆにリセットされる。次に、ゲート線Ｖｇ２がハイレベルになると第２行の薄膜トランジスタＴ２１，Ｔ２２，Ｔ２３がオンし、変換素子Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３が基準電圧Ｖｒｅｆにリセットされる。次に、ゲート線Ｖｇ３がハイレベルになると第３行の薄膜トランジスタＴ３１，Ｔ３２，Ｔ３３がオンし、変換素子Ｓ３１，Ｓ３２，Ｓ３３が基準電圧Ｖｒｅｆにリセットされる。上記の画素リセット期間の動作が繰り返される。これにより、変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３の内部で生じる暗電流による電荷を放出し、変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３をリセットすることができる。この動作によって、画像診断に不要な電荷が捨てられ、画質が向上する。このとき、制御信号ＣｏｆｆＣがローレベルであるので、スイッチ２２１により、ゲート線Ｖｇ１〜Ｖｇ３のオフ電圧は、オフ電圧Ｖｏｆｆ１に設定される。オフ電圧Ｖｏｆｆ１は、画素リセット期間、読み出し動作期間、及び蓄積動作期間の一部に使用される。上述のように、ゲート線Ｖｇ１〜Ｖｇ３のオフ電圧によって変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３に蓄積できる電荷が決まるため、必要とされる最大電荷量を変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３が蓄積できるようにオフ電圧Ｖｏｆｆ１は設定される。
【００２０】
曝射スイッチ１１３が押されると、制御回路１３７は、制御システム１０３の制御により、ゲートドライバ１３８によるゲート線Ｖｇ１〜Ｖｇ３の走査を停止し、蓄積動作に移行する。蓄積動作期間では、制御回路１３７は、制御信号ＶｏｆｆＣをハイレベルにする。すると、スイッチ２２１により、ゲート線Ｖｇ２のオフ電圧がオフ電圧Ｖｏｆｆ２に切り替わる。これと同時に、制御信号ＲＳＴがハイレベルになり、リセットスイッチＳＷ＿ＲＳＴがオンし、積分アンプ３０１がリセットされる。これは、オフ電圧の切り替えに伴うゲート線Ｖｇ２から信号線Ｓｉｇ２への電荷注入分の電荷をリセットするためである。また、リセットと同時に、制御信号ＣＤＳ１がハイレベルになり、スイッチＳＷ＿ＣＤＳ１がハイレベルになり、ノイズ信号がサンプリングされて容量Ｃｓｈ１に書き込まれる。書き込みが完了した後、制御システム１０３は、放射線制御部１１２に放射線の照射開始を指示する。これにより、管球１１１は、放射線の照射を開始する。ここで、第２行第２列の画素の輝度を適正値にする場合を例に説明する。放射線が照射されている間、画像の出力を最適化したい画素の行のゲート線Ｖｇ２のみオフ電圧Ｖｏｆｆ２が供給され、それ以外の行のゲート線Ｖｇ１及びＶｇ２にはオフ電圧Ｖｏｆｆ１が供給される。図４（Ｂ）と同様に、放射線の照射に伴い、変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３には電荷が蓄積され、薄膜トランジスタＴ１１〜Ｔ３３のソース電圧ＶＳは徐々に低下する。このとき、ソース電圧ＶＳがＶＳ＜Ｖｏｆｆ２−Ｖｔｈとなったとき、第２行の薄膜トランジスタＴ２１，Ｔ２２，Ｔ２３がオンし、変換素子Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３から積分アンプ３０１へ電荷が転送される。放射線照射中に変換素子Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３から電荷を出力しつつ画像信号として十分な電荷の蓄積を変換素子Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３が行うことができる。制御信号ＣＤＳ２のパルスが定期的に出力され、画素信号がサンプリングされて順次容量Ｃｓｈ２に書き込まれる。アナログデジタル変換器２１２は、第２行の変換素子Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３の画素信号を出力する。上記の画素信号のサンプリングは、１０〜２０μｓ間隔で行われる。また、ゲート線Ｖｇ１〜Ｖｇ３が走査されるわけでは無いので、電荷量の推定対象は、オフ電圧Ｖｏｆｆ２が供給されたゲート線Ｖｇ２の第２行第２列の画素となる。故に、短期間の放射線照射であっても電荷量の演算が可能となる。
【００２１】
出力信号ＩｎｔＯｕｔ２は、第２の列アンプ２０２の出力信号である。ゲート線Ｖｇ２にはオフ電圧Ｖｏｆｆ２が供給されているので、出力信号ＩｎｔＯｕｔ２は、第２行第２列の画素の信号になる。アナログデジタル変換器２１２は、デジタルデータＡＤＣ−ＯＵＴを信号処理部１３３に出力する。信号処理部１３３は、第２行第２列の画素信号ＩｎｔＯｕｔ２に対応するデジタルデータＡＤＣ−ＯＵＴと閾値とを比較し、そのデジタルデータＡＤＣ−ＯＵＴが閾値より大きくなったときに、制御回路１３７に制御信号を出力する。すると、制御回路１３７は、制御電圧ＶｏｆｆＣをローレベルにし、ゲート線Ｖｇ２のオフ電圧をオフ電圧Ｖｏｆｆ１へ戻すとともに、制御信号ＲＳＴをハイレベルにし、リセットスイッチＳＷ＿ＲＳＴをオンし、積分アンプ３０１をリセットする。その後、制御回路１３７は、制御システム１０３を介して、放射線発生装置１０２の放射線照射を停止させる。
【００２２】
この動作と同時に、信号処理部１３３は、放射線量の推定を行う。放射線量の推定は、画像の出力を最適化したい部分、すなわちオフ電圧Ｖｏｆｆ２が供給されているゲート線Ｖｇ２の第２行第２列の画素に限られる。オフ電圧Ｖｏｆｆ２は、ゲート線Ｖｇ２の第２行第２列の画素が適正な画素値のときに薄膜トランジスタＴ２２がオンするように設定される。
【００２３】
ここで、変換素子が蓄積した電荷量をＱｓ（ｑ）、適正画素値をＤｏｕｔ＿Ｓ（ＬＳＢ）、画像読み出しに使う帰還容量をＣｆ（Ｆ）、変換素子の容量をＣｓ（Ｆ）とする。また、アナログデジタル変換器２１２の分解能をＶｒ（＝Ｖ／ＬＳＢ）、積分アンプ３０１の基準電位をＶｒｅｆ（Ｖ）とする。この場合、次式（１）及び（２）の関係が成り立つ。
Ｑｓ／Ｃｓ＝｜Ｖｏｆｆ２−Ｖｔｈ｜−Ｖｒｅｆ  ・・・（１）
Ｑｓ＝Ｄｏｕｔ＿Ｓ×Ｖｒ×Ｃｆ  ・・・（２）
【００２４】
式（１）及び（２）より、次式（３）が成り立つ。
｜Ｖｏｆｆ２−Ｖｔｈ｜＝Ｄｏｕｔ＿Ｓ×Ｖｒ×Ｃｆ ／Ｃｓ＋Ｖｒｅｆ  ・・・（３）
【００２５】
以上より、Ｄｏｕｔ＿Ｓ、Ｖｒ、Ｃｆ、Ｃｓ、ＶｒｅｆとＶｔｈを基にオフ電圧Ｖｏｆｆ２を決定できる。式（３）を用いて、オフ電圧Ｖｏｆｆ２を設定した場合、オフ電圧Ｖｏｆｆ２を供給している画素に貯まった電荷量は適正値となっている。また、信号処理部１３３は、デジタルデータＡＤＣ−ＯＵＴが適正画素値Ｄｏｕｔ＿Ｓに達すると、変換素子の蓄積電荷量がＱｓに達したと判断できる。信号処理部１３３は、デジタルデータＡＤＣ−ＯＵＴを基に変換素子の蓄積電荷量Ｑｓを演算することができる。
【００２６】
次に、読み出し動作期間に移行する。まず、制御信号ＲＳＴのハイレベルにより積分アンプ３０１がリセットされ、制御信号ＣＤＳ１をハイレベルにすることにより、ノイズ信号が容量Ｃｓｈ１に書き込まれる。次に、ゲート線Ｖｇ１がオン電圧Ｖｏｎになり、第１行の薄膜トランジスタＴ１１，Ｔ１２，Ｔ１３がオンし、変換素子Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３の電荷がそれぞれ信号線Ｓｉｇ１，Ｓｉｇ２，Ｓｉｇ３に出力される。次に、制御信号ＣＤＳ２をハイレベルにすることにより、画素信号が容量Ｃｓｈ２に書き込まれる。サンプルホールドアンプＳＨ−ＡＭＰは、画素信号とノイズ信号との差分を出力する。
【００２７】
次に、制御信号ＲＳＴのハイレベルにより積分アンプ３０１がリセットされ、制御信号ＣＤＳ１をハイレベルにすることにより、ノイズ信号が容量Ｃｓｈ１に書き込まれる。次に、ゲート線Ｖｇ２がオン電圧Ｖｏｎになり、第２行の薄膜トランジスタＴ２１，Ｔ２２，Ｔ２３がオンし、変換素子Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３の電荷がそれぞれ信号線Ｓｉｇ１，Ｓｉｇ２，Ｓｉｇ３に出力される。次に、制御信号ＣＤＳ２をハイレベルにすることにより、画素信号が容量Ｃｓｈ２に書き込まれる。サンプルホールドアンプＳＨ−ＡＭＰは、画素信号とノイズ信号との差分を出力する。
【００２８】
次に、制御信号ＲＳＴのハイレベルにより積分アンプ３０１がリセットされ、制御信号ＣＤＳ１をハイレベルにすることにより、ノイズ信号が容量Ｃｓｈ１に書き込まれる。次に、ゲート線Ｖｇ３がオン電圧Ｖｏｎになり、第３行の薄膜トランジスタＴ３１，Ｔ３２，Ｔ３３がオンし、変換素子Ｓ３１，Ｓ３２，Ｓ３３の電荷がそれぞれ信号線Ｓｉｇ１，Ｓｉｇ２，Ｓｉｇ３に出力される。次に、制御信号ＣＤＳ２をハイレベルにすることにより、画素信号が容量Ｃｓｈ２に書き込まれる。サンプルホールドアンプＳＨ−ＡＭＰは、画素信号とノイズ信号との差分を出力する。
【００２９】
読み出された画像の内、オフ電圧Ｖｏｆｆ２が供給されたゲート線Ｖｇ２の行の画素は、薄膜トランジスタＴ２１，Ｔ２２，Ｔ２３がオンするため、僅かだが信号が失われる。この部分は、読み出された信号を基に補正を行っても良い。このとき、オフ電圧Ｖｏｆｆ２を供給したゲート線が複数ある場合、読み出された信号は列毎に画素が転送した信号の総和となるので列毎に補正を行う必要がある。また、補正方法は周囲の画素情報を基に補正しても良い。このとき、オフ電圧Ｖｏｆｆ２を供給する複数の行を隣接しないように偶数行又は奇数行毎や複数本の間隔を空けて供給することが望ましい。
【００３０】
ここで、２次元センサ１３５の画素数は３×３に限定されるものではなく、２０００×２０００画素であっても実施可能である。さらに、上記説明では、Ｎチャネル薄膜トランジスタを前提に説明したが、ｐチャネル薄膜トランジスタであっても同じ原理が用いることができる。また、センサバイアス電圧Ｖｓ及びオフ電圧Ｖｏｆｆ１は、システムが必要とする最大電荷量やリニアリティを満たすように設定される。また、画質上の観点から、Ｖｓ＞Ｖｏｆｆ１とするのが望ましい。
【００３１】
以上のように、放射線照射中の第１の期間には、ゲートドライバ１３８は、薄膜トランジスタＴ２１，Ｔ２２，Ｔ２３のゲートにオフ電圧Ｖｏｆｆ２を供給する。第１の期間を除く第２の期間（放射線照射前及び放射線照射後）には、ゲートドライバ１３８は、薄膜トランジスタＴ１１〜Ｔ３３のゲートにオン電圧Ｖｏｎ及びオフ電圧Ｖｏｆｆ１のパルスを供給することにより変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３をリセットする。オフ電圧Ｖｏｆｆ２は、オン電圧Ｖｏｎ及びオフ電圧Ｖｏｆｆ１の間の電圧である。
【００３２】
被写体の位置によっては、予想していない過大放射線量が入射される場合や、被写体が厚く予想以上に放射線撮像装置１０１に放射線が到達しないことがある。この場合、過大放射線量や過小放射線量の影響で、もっとも診断したい領域（関心領域）の画像品位が低下する可能性がある。本実施形態によれば、蓄積動作期間において、第２行第２列の画素信号ＩｎｔＯｕｔ２に対応するデジタルデータＡＤＣ−ＯＵＴが閾値より大きくなったときに、放射線照射を停止させるので、第２行第２列の画素の関心領域の画像品位を向上させることができる。
【００３３】
図６は、図１の放射線撮像システムの他の制御方法を示すタイミングチャートである。図６では、図５と異なり、画素信号が適正値になったら放射線を止めるという方法をとらない。予め、すぐに薄膜トランジスタＴ２１，Ｔ２２，Ｔ３２がオンするように、オフ電圧Ｖｏｆｆ２を決定しておく。読み出し回路１３６は、薄膜トランジスタＴ２１，Ｔ２２，Ｔ２３がオンした画素から転送される信号を検知するまでの時間を計測し、その時間を基に照射するべき放射線の時間を推定し、放射線の照射を停止させる。この場合、単位時間に画素に発生する電荷量Ｑｓは、積分アンプ３０１の出力信号が閾値を超えるまでの時間をＴ１とすると、次式（４）で表される。
Ｑｓ＝（｜Ｖｏｆｆ２−Ｖｔｈ｜−Ｖｒｅｆ）×Ｃｓ／Ｔ１  ・・・（４）
【００３４】
最適な画素値での画素に蓄積した電荷量は、式（２）より求まるので、式（３）及び（４）より放線線の照射時間Ｔは、次式（５）で決定される。
Ｔ＝（Ｄｏｕｔ＿Ｓ×Ｖｒ×Ｃｆ）／（（｜Ｖｏｆｆ２−Ｖｔｈ｜−Ｖｒｅｆ）×Ｃｓ／Ｔ１）  ・・・（５）
【００３５】
式（５）の放射線照射時間Ｔから、時間Ｔ１の経過後の残り照射時間を決定し、残り照射時間後に放射線の照射を停止させる。
【００３６】
一方、システム上、放射線の停止が出来ない場合は、予め設定された放射線の照射時間を照射した後、読み出し動作の時に適正なゲインとなるように、帰還容量Ｃｆの値を切り換える必要がある。
【００３７】
放射線照射開始から、積分アンプ３０１の出力信号が閾値を超えるまでの時間をＴ１、放射線の照射時間をＴとすると、単位時間当たりの電荷蓄積量ｉＸ［Ｖ／ｓｅｃ］は、次式（６）で表せる。信号処理部１３３は、電荷蓄積量ｉＸ［Ｖ／ｓｅｃ］を演算する。
ｉＸ＝｜｜Ｖｏｆｆ１−Ｖｔｈ｜−Ｖｒｅｆ｜／Ｔ１  ・・・（６）
【００３８】
放射線照射終了時に画素に蓄積される電荷による電圧Ｖ＿Ｓは、次式（７）で表せる。
Ｖ＿Ｓ＝ｉＸ×Ｔ  ・・・（７）
【００３９】
この時、最適な帰還容量Ｃｆは、次式（８）になる。
Ｃｆ＝Ｖ＿Ｓ×Ｃｓ／Ｄｏｕｔ−ｓ／Ｖｒ  ・・・（８）
【００４０】
信号処理部１３３は、式（８）の帰還容量Ｃｆを演算する。制御回路１３７は、その帰還容量Ｃｆを制御することにより、積分アンプ３０１のゲインを制御する。実際に設定される帰還容量Ｃｆの値は、式（８）で導き出される値に最も近い値が用いられる。以上の演算は、信号処理部１３３で行っても良いし、制御回路１３７で行っても良い。演算に用いるパラメータは、予め、制御回路１３７に保持しておく必要がある。例えば、Ｃｓ及びＶｔｈは、検査工程にて測定を行い、制御システム１０３に保持しておく。また、閾値電圧Ｖｔｈは、経時変化するため、定期的に放射線撮像装置１０１で取得してもよい。Ｖｔｈの取得は、オフ電圧Ｖｏｆｆの電源を可変電圧源で構成し、この電源の電圧をゲート線Ｖｇ１〜Ｖｇ３に供給したまま、放射線を照射して読み出すことで可能となる。このとき、放射線の信号が読み出せる最も小さいオフ電圧Ｖｏｆｆと信号線Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ３の電位の差がＶｔｈとなる。また、適正画素値Ｄｏｕｔ＿Ｓは、使用者が撮影毎に設定した好みの画像の濃度を基に算出してもよく、また放射線撮像装置１０１の性能上、最も画質が良い数値を用いても良い。
【００４１】
（第２の実施形態）
図７は、本発明の第２の実施形態による放射線撮像システムの制御方法を示すタイミングチャートである。本実施形態では、蓄積動作期間において、放射線照射時の列アンプ２０１〜２０３は、制御信号ＣＤＳ１によるノイズ信号サンプリングと制御信号ＣＤＳ２による画素信号サンプリングを交互に行うようになっている。本実施形態では、積分アンプ３０１の出力信号に現れるドリフトを補正することができ、より高精度に薄膜トランジスタによる電荷転送を検知できる。
【００４２】
また、図８に示すように、制御信号ＣＤＳ１によるノイズ信号サンプリング時に、制御信号ＲＳＴにより積分アンプ３０１をリセットしても、同様の効果を得ることができる。図８のような方法をとると、ドリフトによる積分アンプ３０１の出力飽和を回避できる効果が得られる。
【００４３】
以上のサンプリング方法をとった場合、読み出される信号は、図６に示した駆動とは異なり、時間微分の形となる。よって、デジタル処理的に読み出されたデータを加算し、積分するのが望ましい。また、上記方法では、図６に比べ、サンプリング間隔が減少するが、信号のサンプリング間隔が数十μｓｅｃであるため、５ｍｓ程度の短期間の放射線であっても、数百サンプリングできる。そのため、サンプリング回数の低下によって、本実施形態の効果が低下するものではない。
【００４４】
（第３の実施形態）
図９は、本発明の第３の実施形態による放射線撮像装置１０１の一部の構成例を示す図であり、画素値を適正化したい画素が複数ある場合を示す。放射線撮像装置１０１は、例えば３行３列の画素Ｐ１１〜Ｐ３３を有する。画素Ｐ１１は図２の変換素子Ｓ１１及び薄膜トランジスタＴ１１を有し、画素Ｐ１２は図２の変換素子Ｓ１２及び薄膜トランジスタＴ１２を有する。列アンプ２０１は信号ＩｎｔＯｕｔ１を出力し、列アンプ２０２は信号ＩｎｔＯｕｔ２を出力し、列アンプ２０３は信号ＩｎｔＯｕｔ３を出力する。例えば、同じ行の２個の画素Ｐ２１及びＰ２３の画素値を適正化する場合を説明する。画素Ｐ２１及びＰ２３は、第２のゲート線Ｖｇ２に接続されているので、図５〜図８と同様に、蓄積動作期間では、ゲート線Ｖｇ２にオフ電圧Ｖｏｆｆ２を供給し、ゲート線Ｖｇ１及びＶｇ３にオフ電圧Ｖｏｆｆ１を供給すればよい。この時、列アンプ２０１の出力信号ＩｎｔＯｕｔ１は第２行第１列の画素Ｐ２１の信号になり、列アンプ２０３の出力信号ＩｎｔＯｕｔ３は第２行第３列の画素Ｐ２３の信号になる。信号処理部１３３は、画素Ｐ２１の信号ＩｎｔＯｕｔ１に対応する信号及び画素Ｐ２３の信号ＩｎｔＯｕｔ３に対応する信号を閾値と比較する。信号処理部１３３は、画素Ｐ２１の信号ＩｎｔＯｕｔ１に対応する信号及び画素Ｐ２３の信号ＩｎｔＯｕｔ３に対応する信号のいずれか一方が閾値より大きくなった場合に、ゲート線Ｖｇ２をオフ電圧Ｖｏｆｆ１に切り替え、放射線照射を終了させる。また、信号処理部１３３は、画素Ｐ２１の信号ＩｎｔＯｕｔ１に対応する信号及び画素Ｐ２３の信号ＩｎｔＯｕｔ３に対応する信号の両方が閾値より大きくなった場合に、ゲート線Ｖｇ２をオフ電圧Ｖｏｆｆ１に切り替え、放射線照射を終了させてもよい。
【００４５】
図１０（Ａ）は３個の画素Ｐ２１，Ｐ２３，Ｐ３２の画素値を適正化したい場合の放射線撮像装置１０１の一部の構成例を示し、図１０（Ｂ）は放射線撮像装置１０１の駆動方法を示すタイミングチャートである。画素Ｐ２１及びＰ２３は第２のゲート線Ｖｇ２に接続され、画素Ｐ３２は第３のゲート線Ｖｇ３に接続される。蓄積動作期間では、ゲート線Ｖｇ２には、オフ電圧Ｖｏｆｆ１及びオフ電圧Ｖｏｆｆ２が交互に印加され、ゲート線Ｖｇ３にも、オフ電圧Ｖｏｆｆ１及びオフ電圧Ｖｏｆｆ２が交互に印加される。ただし、ゲート線Ｖｇ２にオフ電圧Ｖｏｆｆ２が供給されている期間では、ゲート線Ｖｇ３にオフ電圧Ｖｏｆｆ１が供給される。また、ゲート線Ｖｇ３にオフ電圧Ｖｏｆｆ２が供給されている期間では、ゲート線Ｖｇ２にオフ電圧Ｖｏｆｆ１が供給される。
【００４６】
ゲート線Ｖｇ２がオフ電圧Ｖｏｆｆ２である期間では、信号ＩｎｔＯｕｔ１は画素Ｐ２１の信号であり、信号ＩｎｔＯｕｔ３は画素Ｐ２３の信号である。また、ゲート線Ｖｇ３がオフ電圧Ｖｏｆｆ２である期間では、信号ＩｎｔＯｕｔ２は画素Ｐ３２の信号である。信号処理部１３３は、画素Ｐ２１、Ｐ２３及びＰ３２のうちのいずれか１個の信号が閾値より大きくなった場合に、ゲート線Ｖｇ２及びＶｇ３をオフ電圧Ｖｏｆｆ１に切り替え、演算された時間後に放射線照射を停止させる。また、信号処理部１３３は、画素Ｐ２１、Ｐ２３及びＰ３２のすべての信号が閾値より大きくなった場合に、ゲート線Ｖｇ２及びＶｇ３をオフ電圧Ｖｏｆｆ１に切り替え、演算された時間後に放射線照射を停止させてもよい。
【００４７】
なお、予め輝度差が少ない画素であることが判っている場合は問題ないが、輝度差が極端に大きい画素が含まれる場合は、オフ電圧Ｖｏｆｆ２を低くすることが好ましい。これにより、ゲート線Ｖｇ２及びＶｇ３の電圧切り替えに伴う応答時間を短縮できる。
【００４８】
図１１は、１ブロック１１０１の画素の画素値を適正化したい場合の放射線撮像装置１０１の一部の構成例を示す図である。９行９列の画素は、それぞれ、ゲート線Ｖｇ１〜Ｖｇ９及び信号線Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ９に接続される。列アンプ２０１〜２０９は、それぞれ、信号線Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ９の電荷を基に信号ＩｎｔＯｕｔ１〜ＩｎｔＯｕｔ９を出力する。実際の身体の構造や放射線撮像装置１０１の光学的特性上、１画素毎に放射線の強度は大きく変わらないため、複数の画素を１ブロック１１０１とし、ブロック毎に画素に蓄積される電荷をモニタする。１ブロック１１０１は、例えば６行６列の画素Ｐ２３〜Ｐ６７を有する。このとき、１ブロック１１０１内のオフ電圧Ｖｏｆｆ２を供給するゲート線は、前述のように隣接しないようにするのが望ましい。例えば、偶数番目のゲート線Ｖｇ２，Ｖｇ４，Ｖｇ６に、オフ電圧Ｖｏｆｆ２が供給される。ゲート線Ｖｇ２がオフ電圧Ｖｏｆｆ２の時には、信号ＩｎｔＯｕｔ３〜ＩｎｔＯｕｔ７は、画素Ｐ２３〜Ｐ２７の信号に対応する。ゲート線Ｖｇ４がオフ電圧Ｖｏｆｆ２の時には、信号ＩｎｔＯｕｔ３〜ＩｎｔＯｕｔ７は、画素Ｐ４３〜Ｐ４７の信号に対応する。ゲート線Ｖｇ６がオフ電圧Ｖｏｆｆ２の時には、信号ＩｎｔＯｕｔ３〜ＩｎｔＯｕｔ１７は、画素Ｐ６３〜Ｐ６７の信号に対応する。読み出す列は、画像値を適正化したい画素のみであれば良く、他の列は読み出しを行わなくてよいので、読み出し速度向上が図れたり、読み出しに必要な電力を下げることができる。これにより、１ブロック１１０１内の画素Ｐ２３〜Ｐ２７，Ｐ４３〜Ｐ４７，Ｐ６３〜Ｐ６７の電荷量をモニタすることができる。
【００４９】
（第４の実施形態）
図１２は、本発明の第４の実施形態による放射線撮像装置１０１の一部の構成例を示す図である。ゲートドライバ１３８ａ〜１３８ｃは、図２のゲートドライバ１３８に対応する。電源回路１３０は、オン電圧Ｖｏｎをすべてのゲートドライバ１３８ａ〜１３８ｃに供給する。スイッチ１２０１ａは、オフ電圧Ｖｏｆｆ１又はオフ電圧Ｖｏｆｆ２をゲートドライバ１３８ａに供給する。スイッチ１２０１ｂは、オフ電圧Ｖｏｆｆ１又はオフ電圧Ｖｏｆｆ２をゲートドライバ１３８ｂに供給する。スイッチ１２０１ｃは、オフ電圧Ｖｏｆｆ１又はオフ電圧Ｖｏｆｆ２をゲートドライバ１３８ｃに供給する。ゲートドライバ１３８ａ〜１３８ｃは、それぞれ、ゲート線Ｖｇ１〜Ｖｇ３に対して、オン電圧Ｖｏｎ、オフ電圧Ｖｏｆｆ１又はオフ電圧Ｖｏｆｆ２を供給する。
【００５０】
図１３は、本発明の第４の実施形態による他の放射線撮像装置１０１の一部の構成例を示す図である。電源回路１３０は、オフ電圧Ｖｏｆｆ１をすべてのゲートドライバ１３８ａ〜１３８ｃに供給する。スイッチ１３０１ａは、オン電圧Ｖｏｎ又はオフ電圧Ｖｏｆｆ２をゲートドライバ１３８ａに供給する。スイッチ１３０１ｂは、オン電圧Ｖｏｎ又はオフ電圧Ｖｏｆｆ２をゲートドライバ１３８ｂに供給する。スイッチ１３０１ｃは、オン電圧Ｖｏｎ又はオフ電圧Ｖｏｆｆ２をゲートドライバ１３８ｃに供給する。ゲートドライバ１３８ａ〜１３８ｃは、それぞれ、ゲート線Ｖｇ１〜Ｖｇ３に対して、オン電圧Ｖｏｎ、オフ電圧Ｖｏｆｆ１又はオフ電圧Ｖｏｆｆ２を供給する。
【００５１】
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態では、図１の読み出し回路１３６から出力される画像情報を演算部１３４に記憶させる。演算部１３４は、上記のように、放射線の照射時間制御やゲイン制御に必要な情報を演算する。演算部１３４は、放射線発生装置１０２の情報を保持し、放射線照射時間制御又はゲイン制御の演算の補正に用いる。放射線発生装置１０２の情報とは、放射線パルス波形の情報等である。演算部１０２は、放射線発生装置１０２の情報を用いることにより、より正確に放射線の照射時間制御やゲイン制御を行うことができる。一般に、放射線発生装置１０２が照射する放射線の波形は矩形波ではなく、一定時間の立ち上がり期間と立ち下がり期間が存在する。それぞれの期間は、放射線発生装置１０２の固体や放射線発生の方式、放射線発生条件によって異なる。よって、放射線の波形の立ち上がり中に、画素にどれくらいの電荷が蓄積しているかの推定に誤差が生じやすい。これを回避するために、演算部１３４は、放射線の波形情報（時間と強さ）をルックアップテーブルＬＵＴ（ｔ）として記憶し、放射線照射時間制御又はゲイン制御の演算の補正を行う。補正を用いた場合、上式（５）は、下式のようになる。
【００５２】
【数１】
2015139099.tif 000003
【００５３】
ここで、ＬＵＴ（ｔ）は、放射線の波形情報である。演算部１３４は、この式を満たすＴを演算によって求めることにより、放射線の波形によらない画素に蓄積した電荷量の推定が可能となる。
【００５４】
なお、薄膜トランジスタＴ１１〜Ｔ３３は、Ｐチャネルトランジスタでもよい。その場合、変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３は、Ｎ型半導体とＰ型半導体と組み合わせたフォトダイオードを有し、変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３のＰ型半導体電極とＰチャネルトランジスタＴ１１〜Ｔ３３のソース電極が接続される。オフ電圧Ｖｏｆｆ２は、オフ電圧Ｖｏｆｆ１より低い。また、Ｖｏｆｆ１＞Ｖｓ＞Ｖｏｆｆ２＞Ｖｒｅｆ−Ｖｔｈの関係を有する。
【００５５】
変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３は、間接型の場合、波長変換体及び光電変換素子を有する。波長変換体は、ＧＯＳなどの希土類蛍光体又はＣｓＩ:Ｔｌ（ヨウ化セシウム）である。光電変換素子は、例えば、ＰＩＮ型光電変換素子であり、第１の電極層と、光電変換層と、エレクトロンブロッキング層と、第２の電極層とを有する。第１の電極層は、絶縁性の基板上にアルミニウムやクロム、又はアルミニウムやクロムの合金などの金属よって形成される。光電変換層は、光電変換層への正の電荷の流入を遮断するＮ+型アモルファスシリコンによって形成されるホールブロッキング層とホールブロッキング層上にあって、光の量に比例した電荷を生成する水素化アモルファスシリコンによって形成される。エレクトロンブロッキング層は、光電変換層へ負の電荷の流入を遮断するＰ+型アモルファスシリコンによって形成される。第２の電極層は、エレクトロンブロッキング層上にあって、可視光に対し透明なＩＴＯ薄膜によって形成される透明電極層及びアルミニウムやクロム又はそれらとの合金で形成される。
【００５６】
なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【００５７】
Ｓ１１〜Ｓ３３  変換素子、Ｔ１１〜Ｔ３３  薄膜トランジスタ（転送トランジスタ）、１３８  ゲートドライバ
【図１】
2015139099.tif 000004
【図２】
2015139099.tif 000005
【図３】
2015139099.tif 000006
【図４】
2015139099.tif 000007
【図５】
2015139099.tif 000008
【図６】
2015139099.tif 000009
【図７】
2015139099.tif 000010
【図８】
2015139099.tif 000011
【図９】
2015139099.tif 000012
【図１０】
2015139099.tif 000013
【図１１】
2015139099.tif 000014
【図１２】
2015139099.tif 000015
【図１３】
2015139099.tif 000016