(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線の照射状態を検出する放射線検出用画素と、
被写体を透過した放射線により示される放射線画像を検出する画像検出用画素と、
前記放射線検出用画素および前記画像検出用画素の少なくとも一方が接続され、接続された画素による検出状態を示す電気信号が流れる複数の信号配線と、
前記複数の信号配線における最大の配線容量との差分が予め定められた値以上となる前記信号配線に接続され、当該複数の信号配線の各々の配線容量の差が小さくなるように調整する調整素子と、
を備えた放射線検出器。
【請求項２】
前記調整素子は、容量が前記差分以下である
請求項１記載の放射線検出器。
【請求項３】
前記調整素子は、容量性素子である
請求項１または請求項２記載の放射線検出器。
【請求項４】
前記画像検出用画素は、照射された放射線に応じて発生した電荷を蓄積するセンサ部、および前記センサ部によって蓄積された電荷を読み出すためのスイッチング素子を有し、
前記放射線検出用画素は、前記センサ部、およびスイッチ端子が短絡された前記スイッチング素子を有する
請求項１から請求項３の何れか１項記載の放射線検出器。
【請求項５】
前記調整素子は、前記放射線検出用画素と同様の構成とされている
請求項４記載の放射線検出器。
【請求項６】
前記調整素子は、接続対象とする前記信号配線における前記放射線検出用画素および前記画像検出用画素の少なくとも一方が接続されている領域より外側の一端部側、当該外側の他端部側、および前記放射線検出用画素および前記画像検出用画素の少なくとも一方の接続数が複数である場合の接続領域の内部の少なくとも１箇所に接続されている
請求項１から請求項５の何れか１項記載の放射線検出器。
【請求項７】
請求項１から請求項６の何れか１項記載の放射線検出器と、
前記放射線検出器における前記放射線検出用画素が接続された前記信号配線から得られた電気信号に基づいて放射線の照射状態を特定する特定手段と、
を備えた放射線画像撮影装置。
【請求項８】
前記放射線の照射状態は、放射線の照射開始、放射線の照射量、および放射線の照射停止の少なくとも１つである
請求項７記載の放射線画像撮影装置。
【請求項９】
放射線の照射状態を検出する放射線検出用画素、被写体を透過した放射線により示される放射線画像を検出する画像検出用画素、および前記放射線検出用画素および前記画像検出用画素の少なくとも一方が接続され、接続された画素による検出状態を示す電気信号が流れる複数の信号配線を備えた放射線検出器と、
前記放射線検出用画素が接続された前記信号配線から得られた電気信号に基づいて放射線の照射状態を特定する特定手段と、
前記複数の信号配線における最大の配線容量との差分が予め定められた値以上となる前記信号配線に接続され、当該複数の信号配線の各々の配線容量の差が小さくなるように調整する調整素子と、
を備えた放射線画像撮影装置。
【請求項１０】
請求項７から請求項９の何れか１項記載の放射線画像撮影装置と、
前記放射線画像撮影装置による放射線画像の撮影用の放射線を照射する放射線照射装置と、
を有する放射線画像撮影システム。
【請求項１１】
放射線の照射状態を検出する放射線検出用画素、および被写体を透過した放射線により示される放射線画像を検出する画像検出用画素の少なくとも一方が接続され、接続された画素による検出状態を示す電気信号が流れる複数の信号配線における最大の配線容量との差分が予め定められた値以上となる前記信号配線に、当該複数の信号配線の各々の配線容量の差が小さくなるように調整する調整素子を接続する
配線容量調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線検出器、放射線画像撮影装置、放射線画像撮影システムおよび配線容量調整方法に係り、特に、放射線画像を検出する放射線検出器、放射線画像撮影装置、放射線画像撮影システム、および上記放射線検出器に設けられている信号配線の配線容量を調整する配線容量調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）アクティブマトリクス基板上に放射線感応層を配置し、Ｘ線等の放射線を直接デジタルデータに変換できるＦＰＤ（Flat Panel Detector）等の放射線検出器が実用化されている。この放射線検出器を用いた放射線画像撮影装置は、従来のＸ線フイルムやイメージングプレートを用いた放射線画像撮影装置に比べて、即時に画像を確認でき、連続的に放射線画像の撮影を行う透視撮影（動画撮影）も行うことができるといったメリットがある。
【０００３】
ところで、この種の放射線画像撮影装置では、当該放射線画像撮影装置自身によって放射線の照射開始や照射停止、照射量等を検出することができれば、放射線画像撮影装置および放射線源等を統括的に制御する撮影制御装置と放射線源との接続を行う必要がなくなるため、システム構成を簡略化したり、撮影制御装置による制御を簡略化したりするうえで好ましい。
【０００４】
この種の放射線の照射状態を検出することのできる放射線画像撮影装置に関する技術として、特許文献１には、複数の第１の光電変換素子と、前記第１の光電変換素子に接続された複数のスイッチ素子と、前記複数のスイッチ素子のオン／オフを切り替える信号が伝達される駆動配線と、前記駆動配線の上方に形成された第２の光電変換素子と、前記第１の光電変換素子および前記第２の光電変換素子に接続されたバイアス線と、を有し、前記第１の光電変換素子および前記第２の光電変換素子は、同一の基板に形成されていることを特徴とする放射線検出装置が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、入射した放射線を電気信号に変換する変換素子が基板上に複数配設された放射線変換部を有し、前記放射線変換部は、前記変換素子が前記電気信号を転送するスイッチ素子を介して信号線に接続され、画像を生成するための信号を出力する第１の画素と、前記変換素子が直接、信号線に接続され、前記放射線の照射を検出する第２の画素とを備えていることを特徴とする放射線検出装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１４７９５８号公報
【特許文献２】特開２００４−１７０２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１および特許文献２に開示されている技術では、放射線の照射状態を検出するための画素と放射線画像を検出するための画素の各画素に蓄積された電気信号を出力するための信号配線の各々の配線容量に差が生じてしまい、当該配線容量の差に応じて放射線画像にライン状の画像ムラが生じてしまう場合がある、という問題点があった。
【０００８】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、撮影によって得られた放射線画像の画像ムラの発生を抑制することのできる放射線検出器、放射線画像撮影装置、放射線画像撮影システムおよび配線容量調整方法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】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の放射線検出器は、放射線の照射状態を検出する放射線検出用画素と、被写体を透過した放射線により示される放射線画像を検出する画像検出用画素と、前記放射線検出用画素および前記画像検出用画素の少なくとも一方が接続され、接続された画素による検出状態を示す電気信号が流れる複数の信号配線と、前記複数の信号配線における最大の配線容量との差分が予め定められた値以上となる前記信号配線に接続され、当該複数の信号配線の各々の配線容量の差が小さくなるように調整する調整素子と、を備えている。
【００１０】
請求項１に記載の放射線検出器によれば、放射線の照射状態を検出する放射線検出用画素、および被写体を透過した放射線により示される放射線画像を検出する画像検出用画素の少なくとも一方が接続された複数の信号配線により、接続された画素による検出状態を示す電気信号が流される。
【００１１】
ここで、本発明では、前記複数の信号配線における最大の配線容量との差分が予め定められた値以上となる前記信号配線に接続された調整素子により、当該複数の信号配線の各々の配線容量の差が小さくなるように調整される。
【００１２】
このように、請求項１に記載の放射線検出器によれば、複数の信号配線における最大の配線容量との差分が予め定められた値以上となる前記信号配線に接続された調整素子により、当該複数の信号配線の各々の配線容量の差が小さくなるように調整しているので、撮影によって得られた放射線画像の画像ムラの発生を抑制することができる。
【００１３】
また、本発明は、前記調整素子が、前記複数の信号配線における最大の配線容量との差分が予め定められた値以上となる前記信号配線に接続されているので、前記予め定められた値の設定値に応じて、所望の画像ムラの抑制効果を得ることができる。
【００１４】
特に、請求項１に記載の発明は、請求項２に記載の発明のように、前記調整素子が、容量が前記差分以下であるものとしてもよい。これにより、より確実に画像ムラの発生を抑制することができる。
【００１６】
また、本発明は、請求項３に記載の発明のように、前記調整素子を、容量性素子としてもよい。これにより、容量性素子は画像検出用画素および放射線検出用画素と同様の製造プロセスにより構成することができるため、より簡易に製造することができる。
【００１７】
また、本発明は、請求項４に記載の発明のように、前記画像検出用画素が、照射された放射線に応じて発生した電荷を蓄積するセンサ部、および前記センサ部によって蓄積された電荷を読み出すためのスイッチング素子を有し、前記放射線検出用画素が、前記センサ部、およびスイッチ端子が短絡された前記スイッチング素子を有してもよい。これにより、略同一の構成で画像検出用画素と放射線検出用画素を構成することができ、画像検出用画素と放射線検出用画素を異なる構成とする場合に比較して、より簡易に製造することができる。
【００１８】
特に、請求項４に記載の発明は、請求項５に記載の発明のように、前記調整素子が、前記放射線検出用画素と同様の構成とされていてもよい。これにより、調整素子が放射線検出用画素とは異なる構成とされている場合に比較して、より簡易に製造することができる。
【００１９】
さらに、本発明は、請求項６に記載の発明のように、前記調整素子が、接続対象とする前記信号配線における前記放射線検出用画素および前記画像検出用画素の少なくとも一方が接続されている領域より外側の一端部側、当該外側の他端部側、および前記放射線検出用画素および前記画像検出用画素の少なくとも一方の接続数が複数である場合の接続領域の内部の少なくとも１箇所に接続されていてもよい。これにより、調整素子を設ける上での製造上の制約を緩和することができる。
【００２０】
一方、上記目的を達成するために、請求項７に記載の放射線画像撮影装置は、請求項１から請求項６の何れか１項記載の放射線検出器と、前記放射線検出器における前記放射線検出用画素が接続された前記信号配線から得られた電気信号に基づいて放射線の照射状態を特定する特定手段と、を備えている。
【００２１】
請求項７に記載の放射線画像撮影装置は、本発明の放射線検出器を備えており、特定手段により、前記放射線検出器における前記放射線検出用画素が接続された前記信号配線から得られた電気信号に基づいて放射線の照射状態が特定される。
【００２２】
このように、請求項７に記載の放射線画像撮影装置によれば、本発明の放射線検出器が備えられているので、当該放射線検出器と同様に、撮影によって得られた放射線画像の画像ムラの発生を抑制することができる。
【００２３】
なお、本発明は、請求項８に記載の発明のように、前記放射線の照射状態を、放射線の照射開始、放射線の照射量、および放射線の照射停止の少なくとも１つとしてもよい。これにより、適用した放射線の照射状態を検出することができる。
【００２４】
一方、上記目的を達成するために、請求項９に記載の放射線画像撮影装置は、放射線の照射状態を検出する放射線検出用画素、被写体を透過した放射線により示される放射線画像を検出する画像検出用画素、および前記放射線検出用画素および前記画像検出用画素の少なくとも一方が接続され、接続された画素による検出状態を示す電気信号が流れる複数の信号配線を備えた放射線検出器と、前記放射線検出用画素が接続された前記信号配線から得られた電気信号に基づいて放射線の照射状態を特定する特定手段と、前記複数の信号配線における最大の配線容量との差分が予め定められた値以上となる前記信号配線に接続され、当該複数の信号配線の各々の配線容量の差が小さくなるように調整する調整素子と、を備えている。
【００２５】
請求項９に記載の放射線画像撮影装置によれば、放射線の照射状態を検出する放射線検出用画素、および被写体を透過した放射線により示される放射線画像を検出する画像検出用画素の少なくとも一方が接続された複数の信号配線により、接続された画素による検出状態を示す電気信号が流される。
【００２６】
また、本発明では、特定手段により、前記放射線検出用画素が接続された前記信号配線から得られた電気信号に基づいて放射線の照射状態が特定される。
【００２７】
ここで、本発明では、前記複数の信号配線における最大の配線容量との差分が予め定められた値以上となる前記信号配線に接続された調整素子により、当該複数の信号配線の各々の配線容量の差が小さくなるように調整される。
【００２８】
このように、請求項９に記載の放射線画像撮影装置によれば、複数の信号配線における最大の配線容量との差分が予め定められた値以上となる前記信号配線に接続された調整素子により、当該複数の信号配線の各々の配線容量の差が小さくなるように調整しているので、撮影によって得られた放射線画像の画像ムラの発生を抑制することができる。
【００３０】
一方、上記目的を達成するために、請求項１０に記載の放射線画像撮影システムは、請求項７から請求項９の何れか１項記載の放射線画像撮影装置と、前記放射線画像撮影装置による放射線画像の撮影用の放射線を照射する放射線照射装置と、を有している。
【００３１】
請求項１０に記載の放射線画像撮影システムは、本発明の放射線画像撮影装置を有しており、放射線照射装置により、前記放射線画像撮影装置による放射線画像の撮影用の放射線が照射される。
【００３２】
このように、請求項１０に記載の放射線画像撮影システムによれば、本発明の放射線画像撮影装置を有しているので、当該放射線画像撮影装置と同様に、撮影によって得られた放射線画像の画像ムラの発生を抑制することができる。
【００３３】
さらに、上記目的を達成するために、請求項１１に記載の配線容量調整方法は、放射線の照射状態を検出する放射線検出用画素、および被写体を透過した放射線により示される放射線画像を検出する画像検出用画素の少なくとも一方が接続され、接続された画素による検出状態を示す電気信号が流れる複数の信号配線における最大の配線容量との差分が予め定められた値以上となる前記信号配線に、当該複数の信号配線の各々の配線容量の差が小さくなるように調整する調整素子を接続するものである。
【００３４】
従って、請求項１１に記載の配線容量調整方法によれば、本発明の放射線検出器と同様に作用するので、当該放射線検出器と同様に、撮影によって得られた放射線画像の画像ムラの発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、複数の信号配線における最大の配線容量との差分が予め定められた値以上となる前記信号配線に接続された調整素子により、当該複数の信号配線の各々の配線容量の差が小さくなるように調整しているので、撮影によって得られた放射線画像の画像ムラの発生を抑制することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施の形態に係る放射線画像撮影システムの全体構成を示す構成図である。
【図２】第１の実施の形態に係る放射線画像撮影装置の電気系の要部構成を示す回路図（一部ブロック図）である。
【図３】実施の形態に係る画素の構成を示す平面図である。
【図４】実施の形態に係る画素の断面図である。
【図５】実施の形態に係る画素の断面図である。
【図６】実施の形態に係る信号検出回路の構成を示す回路図である。
【図７】第１の実施の形態に係る放射線画像撮影装置の変形例の電気系の要部構成を示す回路図（一部ブロック図）である。
【図８】第１の実施の形態に係る放射線画像撮影装置の変形例の電気系の要部構成を示す回路図（一部ブロック図）である。
【図９】第１の実施の形態に係る放射線画像撮影装置の変形例の電気系の要部構成を示す回路図（一部ブロック図）である。
【図１０】第１の実施の形態に係る放射線画像撮影装置の変形例の電気系の要部構成を示す回路図（一部ブロック図）である。
【図１１】第１の実施の形態に係る放射線画像撮影装置の変形例の電気系の要部構成を示す回路図（一部ブロック図）である。
【図１２】第１の実施の形態に係る放射線画像撮影装置の変形例の電気系の要部構成を示す回路図（一部ブロック図）である。
【図１３】第２の実施の形態に係る放射線画像撮影装置の電気系の要部構成を示す回路図（一部ブロック図）である。
【図１４】第２の実施の形態に係る信号検出回路の構成を示す回路図である。
【図１５】その他の形態に係る画素の構成を示す平面図である。
【図１６】その他の形態に係る画素の構成を示す平面図である。
【図１７】その他の形態に係る画素の構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。
【００３８】
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本実施の形態に係る放射線画像撮影システム２００の構成について説明する。
【００３９】
本実施の形態に係る放射線画像撮影システム２００は、放射線（例えば、エックス線（Ｘ線）等）を被検体２０６に照射する放射線照射装置２０４と、放射線照射装置２０４から照射され、被検体２０６を透過した放射線を検出する放射線検出器１０を備えた放射線画像撮影装置１００と、放射線照射装置２０４および放射線画像撮影装置１００に対して放射線画像の撮影に関する制御を行うと共に、放射線画像撮影装置１００から撮影によって得られた放射線画像を示す画像データを取得する制御装置（所謂コンソール）２０２と、が備えられている。
【００４０】
本実施の形態に係る放射線画像撮影システム２００では、制御装置２０２による制御に応じたタイミングで、放射線照射装置２０４から照射され、予め定められた撮影位置に位置している被検体２０６を透過することで当該透過領域における放射線画像を担持した放射線が放射線画像撮影装置１００に照射される。放射線画像撮影装置１００は、照射された放射線に担持された放射線画像を撮影する。
【００４１】
次に、図２を参照して、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置１００の電気系の構成について説明する。なお、ここでは、放射線検出器１０として、Ｘ線等の放射線を一旦光に変換し、変換した光を電荷に変換する間接変換方式のものを適用した場合について説明する。また、図２では、放射線を光に変換するシンチレータの図示を省略している。
【００４２】
同図に示すように、本実施の形態に係る放射線検出器１０には、光を受けて電荷を発生し、発生した電荷を蓄積するセンサ部１０３と、センサ部１０３に蓄積された電荷を読み出すためのスイッチング素子であるＴＦＴ（Thin Film Transistor）スイッチ４と、を含んで構成された画素２０が複数、マトリックス状に配置されている。本実施の形態では、シンチレータによって変換された光が照射されることにより、センサ部１０３が電荷を発生する。
【００４３】
本実施の形態に係る画素２０は、一方向（図２の横方向、以下「行方向」ともいう。）および当該行方向に対する交差方向（図２の縦方向、以下「列方向」ともいう。）にマトリクス状に複数配置されている。なお、図２では、画素２０の配列を簡略化して示しているが、例えば、画素２０は行方向および列方向に１０２４×１０２４個配置されている。
【００４４】
本実施の形態に係る放射線検出器１０では、複数の画素２０のうち、放射線画像の検出用の画素２０Ａと、放射線の照射状態の検出用の画素２０Ｂが予め定められている。なお、図２では、画素２０Ｂを破線で囲んでいる。画素２０Ａは、放射線を検出して放射線が示す画像を生成するために用いられる一方、画素２０Ｂは、放射線の照射状態を検出するために用いられる画素であり、電荷の蓄積期間であっても、電荷を出力する画素である（詳細は後述する。）。
【００４５】
一方、本実施の形態に係る放射線検出器１０には、基板１（図４参照。図２では図示省略。）上に、ＴＦＴスイッチ４をオン／オフするための複数の走査配線１０１と、センサ部１０３に蓄積された電荷を読み出すための複数の信号配線３と、が互いに交差して設けられている。本実施の形態では、上記列方向の各画素列に信号配線３が１本ずつ設けられ、上記行方向の各画素列に走査配線１０１が１本ずつ設けられており、例えば、画素２０が行方向および列方向に１０２４×１０２４個配置されている場合、信号配線３および走査配線１０１は１０２４本ずつ設けられている。
【００４６】
さらに、本実施の形態に係る放射線検出器１０には、各信号配線３と並列に共通電極配線２５が設けられている。共通電極配線２５は、一端部および他端部が並列に接続されており、当該一端部が所定のバイアス電圧を印加する電源１１０に接続されている。また、各センサ部１０３は共通電極配線２５に接続されており、共通電極配線２５を介してバイアス電圧が印加される。
【００４７】
ここで、各走査配線１０１には、接続されているＴＦＴスイッチ４をスイッチングするためのスキャン信号が流れる。このようにスキャン信号が各走査配線１０１に流れることによって、各ＴＦＴスイッチ４がスイッチング（オン／オフ）される。
【００４８】
これに対し、各信号配線３には、接続されている画素２０のＴＦＴスイッチ４のスイッチング状態に応じて、各画素２０に蓄積された電荷に応じた電気信号が流れる。より具体的には、各信号配線３には、当該信号配線３に接続された画素２０の何れかのＴＦＴスイッチ４がオンされることにより、蓄積された電荷量に応じた電気信号が流れる。
【００４９】
各信号配線３には、各信号配線３に流れ出した電気信号を検出する信号検出回路１０５が接続されている。また、各走査配線１０１には、各走査配線１０１にＴＦＴスイッチ４をオン／オフするためのスキャン信号を出力するスキャン信号制御回路１０４が接続されている。図２では、信号検出回路１０５およびスキャン信号制御回路１０４を１つに簡略化して示しているが、例えば、信号検出回路１０５およびスキャン信号制御回路１０４を複数設けて所定本（例えば、２５６本）毎に信号配線３または走査配線１０１を接続する。例えば、信号配線３および走査配線１０１が１０２４本ずつ設けられている場合、スキャン信号制御回路１０４を４個設けて２５６本ずつ走査配線１０１を接続し、信号検出回路１０５も４個設けて２５６本ずつ信号配線３を接続する。
【００５０】
本実施の形態に係る信号検出回路１０５は、信号配線３の各々毎に、入力される電気信号を増幅する増幅回路およびＡＤＣ（アナログ／デジタル変換器）（共に図６参照。）を内蔵している。信号検出回路１０５では、各信号配線３より入力される電気信号を増幅回路により増幅し、ＡＤＣによりデジタル信号（以下、「画像データ」という。）へ変換する（詳細は後述する。）。
【００５１】
信号検出回路１０５およびスキャン信号制御回路１０４には、信号検出回路１０５において変換された画像データに対してノイズ除去などの所定の処理を施すとともに、信号検出回路１０５に対して信号検出のタイミングを示す制御信号を出力する一方、スキャン信号制御回路１０４に対してスキャン信号の出力のタイミングを示す制御信号を出力する制御部１０６が接続されている。
【００５２】
本実施の形態に係る制御部１０６は、マイクロコンピュータによって構成されており、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、およびフラッシュメモリ等からなる不揮発性の記憶部を備えている。制御部１０６は、ＲＯＭに記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することにより、放射線画像の撮影のための制御を行う。また、制御部１０６は、上記所定の処理が施された画像データに対して、画素２０Ｂの配設位置における画像データ（画素データ）を周辺の画素データから補間により導出する処理を行って、照射された放射線により示される画像を生成する。
【００５３】
図３には、本実施の形態に係る放射線検出器１０の構造を示す平面図が示されており、図４には、図３の画素２０ＡにおけるＡ−Ａ線断面図が示されており、図５には、図３の画素２０ＢにおけるＢ−Ｂ線断面図が示されている。
【００５４】
図４に示すように、本実施の形態に係る放射線検出器１０の画素２０Ａは、無アルカリガラス等からなる絶縁性の基板１上に、走査配線１０１（図３参照。）、ゲート電極２が形成されており、走査配線１０１とゲート電極２は接続されている（図３参照。）。この走査配線１０１、ゲート電極２が形成された配線層（以下、この配線層を「第１信号配線層」ともいう。）は、Ａｌ若しくはＣｕ、またはＡｌ若しくはＣｕを主体とした積層膜を用いて形成されているが、これらに限定されるものではない。
【００５５】
この第１信号配線層上には、一面に絶縁膜１５が形成されており、ゲート電極２上に位置する部位がＴＦＴスイッチ４におけるゲート絶縁膜として作用する。この絶縁膜１５は、例えば、ＳｉＮＸ 等からなり、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）成膜により形成される。
【００５６】
絶縁膜１５上のゲート電極２上には、半導体活性層８が島状に形成されている。この半導体活性層８は、ＴＦＴスイッチ４のチャネル部であり、例えば、アモルファスシリコン膜からなる。
【００５７】
これらの上層には、ソース電極９、およびドレイン電極１３が形成されている。このソース電極９およびドレイン電極１３が形成された配線層には、ソース電極９、ドレイン電極１３とともに、信号配線３が形成されている。ソース電極９は信号配線３に接続されている（図３参照。）。ソース電極９、ドレイン電極１３、および信号配線３が形成された配線層（以下、この配線層を「第２信号配線層」ともいう。）は、Ａｌ若しくはＣｕ、またはＡｌ若しくはＣｕを主体とした積層膜を用いて形成されるが、これらに限定されるものではない。当該ソース電極９およびドレイン電極１３と半導体活性層８との間には不純物添加アモルファスシリコン等による不純物添加半導体層（図示省略）が形成されている。これらによりスイッチング用のＴＦＴスイッチ４が構成される。なお、ＴＦＴスイッチ４は後述する下部電極１１により収集、蓄積される電荷の極性によってソース電極９とドレイン電極１３が逆となる。
【００５８】
これら第２信号配線層を覆い、基板１上の画素２０が設けられた領域のほぼ全面（ほぼ全領域）には、ＴＦＴスイッチ４や信号配線３を保護するために、ＴＦＴ保護膜層３０が形成されている。このＴＦＴ保護膜層３０は、例えば、ＳｉＮＸ 等からなっており、例えば、ＣＶＤ成膜により形成される。
【００５９】
このＴＦＴ保護膜層３０上には、塗布型の層間絶縁膜１２が形成されている。この層間絶縁膜１２は、低誘電率（比誘電率εｒ＝２〜４）の感光性の有機材料（例えば、ポジ型感光性アクリル系樹脂：メタクリル酸とグリシジルメタクリレートとの共重合体からなるベースポリマーに、ナフトキノンジアジド系ポジ型感光剤を混合した材料など）により１〜４μｍの膜厚で形成されている。
【００６０】
本実施の形態に係る放射線検出器１０では、この層間絶縁膜１２によって層間絶縁膜１２上層と下層に配置される金属間の容量を低く抑えている。また、一般的にこのような材料は平坦化膜としての機能も有しており、下層の段差が平坦化される効果も有する。本実施の形態に係る放射線検出器１０では、この層間絶縁膜１２およびＴＦＴ保護膜層３０のドレイン電極１３と対向する位置にコンタクトホール１７が形成されている。
【００６１】
層間絶縁膜１２上には、コンタクトホール１７を埋めつつ、画素領域を覆うようにセンサ部１０３の下部電極１１が形成されており、この下部電極１１は、ＴＦＴスイッチ４のドレイン電極１３と接続されている。この下部電極１１は、後述する半導体層２１が１μｍ前後と厚い場合には導電性があれば材料に制限がほとんどない。このため、Ａｌ系材料、ＩＴＯなど導電性の金属を用いて形成すれば問題ない。
【００６２】
一方、半導体層２１の膜厚が薄い場合（０．２〜０．５μｍ前後）、半導体層２１で光の吸収が十分でないため、ＴＦＴスイッチ４への光照射によるリーク電流の増加を防ぐため、遮光性メタルを主体とする合金、若しくは積層膜とすることが好ましい。
【００６３】
下部電極１１上には、フォトダイオードとして機能する半導体層２１が形成されている。本実施の形態では、半導体層２１として、ｎ＋層、ｉ層、ｐ＋層（ｎ＋アモルファスシリコン、アモルファスシリコン、ｐ＋アモルファスシリコン）を積層したＰＩＮ構造のフォトダイオードを採用しており、下層からｎ＋層２１Ａ、ｉ層２１Ｂ、ｐ＋層２１Ｃを順に積層して形成する。ｉ層２１Ｂは、光が照射されることにより電荷（一対の自由電子と自由正孔）が発生する。ｎ＋層２１Ａおよびｐ＋層２１Ｃは、コンタクト層として機能し、下部電極１１および後述する上部電極２２とｉ層２１Ｂとを電気的に接続する。
【００６４】
各半導体層２１上には、それぞれ個別に上部電極２２が形成されている。この上部電極２２には、例えば、ＩＴＯやＩＺＯ（酸化亜鉛インジウム）などの光透過性の高い材料を用いている。本実施の形態に係る放射線検出器１０では、上部電極２２や半導体層２１、下部電極１１を含んでセンサ部１０３が構成されている。
【００６５】
層間絶縁膜１２、半導体層２１および上部電極２２上には、上部電極２２に対応する一部で開口２７Ａを持ち、各半導体層２１を覆うように、塗布型の層間絶縁膜２３が形成されている。
【００６６】
この層間絶縁膜２３上には、共通電極配線２５がＡｌ若しくはＣｕ、またはＡｌ若しくはＣｕを主体とした合金あるいは積層膜で形成されている。共通電極配線２５は、開口２７Ａ付近にコンタクトパッド２７が形成され、層間絶縁膜２３の開口２７Ａを介して上部電極２２と電気的に接続される。
【００６７】
一方、図５に示すように、放射線検出器１０の画素２０Ｂでは、ソース電極９とドレイン電極１３とが接触するようにＴＦＴスイッチ４が形成されている。すなわち、画素２０Ｂでは、ＴＦＴスイッチ４のソースとドレインが短絡している。これにより、画素２０Ｂでは、下部電極１１に収集された電荷がＴＦＴスイッチ４のスイッチング状態にかかわらず信号配線３に流れ出す。
【００６８】
このように形成された放射線検出器１０には、必要に応じてさらに光吸収性の低い絶縁性の材料により保護膜が形成されて、その表面に光吸収性の低い接着樹脂を用いてＧＯＳ等からなるシンチレータが貼り付けられる。
【００６９】
次に、図６を参照して、本実施の形態に係る信号検出回路１０５の構成について説明する。
【００７０】
同図に示すように、本実施の形態に係る信号検出回路１０５は、増幅回路５０およびＡＤＣ５４を備えて構成されている。なお、図６では図示を省略するが、増幅回路５０は、信号配線３毎に設けられている。すなわち、信号検出回路１０５は、放射線検出器１０の信号配線３の数と同数の増幅回路５０を備えて構成されている。
【００７１】
ここで、増幅回路５０は、チャージアンプ回路で構成されており、オペアンプ等のアンプ５２と、アンプ５２に並列に接続されたコンデンサＣと、アンプ５２に並列に接続された電荷リセット用のスイッチＳＷ１と、を備えて構成されている。
【００７２】
増幅回路５０では、電荷リセット用のスイッチＳＷ１がオフの状態で画素２０のＴＦＴスイッチ４により電荷（電気信号）が読み出され、コンデンサＣにＴＦＴスイッチ４により読み出された電荷が蓄積されて、蓄積された電荷量に応じてアンプ５２から出力される電圧値が増加するようになっている。
【００７３】
また、制御部１０６は、電荷リセット用のスイッチＳＷ１に電荷リセット信号を印加して電荷リセット用のスイッチＳＷ１のオン／オフ状態を制御するようになっている。なお、電荷リセット用のスイッチＳＷ１がオン状態とされると、アンプ５２の入力側と出力側とが短絡され、コンデンサＣの電荷が放電される。
【００７４】
ＡＤＣ５４は、Ｓ／Ｈ（サンプルホールド）スイッチＳＷがオン状態とされている際に、増幅回路５０から入力されたアナログ信号である電気信号をデジタル信号に変換する機能を有するものである。ＡＤＣ５４は、デジタル信号に変換した電気信号（画像データ）を制御部１０６に順次出力する。
【００７５】
なお、本実施の形態に係るＡＤＣ５４には、信号検出回路１０５に備えられた全ての増幅回路５０から出力された電気信号が入力される。すなわち、本実施の形態に係る信号検出回路１０５は、増幅回路５０（信号配線３）の数にかかわらず、単一のＡＤＣ５４を備えている。
【００７６】
本実施の形態に係る放射線画像撮影装置１００では、画素２０Ｂが接続された信号配線３の少なくとも１つ（図２の場合、Ｄ２またはＤ６の少なくとも一方の信号配線３）の電気信号を信号検出回路１０５の増幅回路５０で増幅し、制御部１０６が、信号検出回路１０５のＡＤＣによって変換されたデジタル信号の値を予め定めた放射線検出用の閾値と比較し、閾値以上となったか否かにより放射線が照射されたか否かの検出を行っており、制御装置２０２からの制御信号を必要としない、いわゆる同期フリーを実現している。なお、制御部１０６による放射線が照射されたか否かの検出は、放射線検出用の閾値と比較することによる方法に限らず、例えば、検出回数等、予め設定した他の条件に基づいて検出するようにしてもよい。
【００７７】
ところで、以上のように構成された放射線検出器１０では、放射線画像の検出用の画素２０Ａと放射線の照射状態の検出用の画素２０Ｂとが接続されている信号配線３（以下、「特定信号配線３」という。）と、画素２０Ａのみが接続されている信号配線３（以下、「通常信号配線３」という。）と、が混在している。なお、本実施の形態に係る放射線検出器１０では、各特定信号配線３に接続されている画素２０Ｂの数が同数とされている。
【００７８】
ここで、各信号配線３には、接続されている画素２０の容量成分が付加されるため、特定信号配線３と通常信号配線３とでは、配線容量が異なることになり、この結果、撮影によって得られた放射線画像にライン状の画像ムラ（アーティファクト）が生じてしまう。
【００７９】
そこで、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置１００では、図２に示すように、放射線検出器１０の通常信号配線３の各々に対して、特定信号配線３と通常信号配線３との配線容量の差分以下の容量のコンデンサ５を接続する。
【００８０】
なお、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置１００では、コンデンサ５が、各信号配線３における最大の配線容量との差分が予め定められた値（本実施の形態では、当該最大の配線容量の５分の１の容量）以上となる信号配線３に接続されている。
【００８１】
例えば、信号配線３そのものの配線容量が２００ｐＦであり、信号配線３の抵抗値が１０ｋΩであり、画素２０の各々の容量が１ｐＦであり、１本の特定信号配線３に接続されている画素２０Ｂの数が１００個である場合を考える。この場合、通常信号配線３の配線容量は２００ｐＦで、時定数は２μ秒である一方、特定信号配線３の配線容量は３００ｐＦで、時定数は３μ秒である。
【００８２】
この場合に、通常信号配線３の各々に対して、特定信号配線３と通常信号配線３との配線容量の差分（ここでは、１００ｐＦ）以下の５０ｐＦの容量のコンデンサ５を１つずつ接続した場合を考える。この場合、通常信号配線３の配線容量が２５０ｐＦとなり、時定数が２．５μ秒となる一方、特定信号配線３の配線容量は３００ｐＦ、時定数は３μ秒のままである。従って、特定信号配線３と通常信号配線３との時定数の差を小さくすることができ、特定信号配線３と通常信号配線３との信号遅延時間を短縮することができる結果、上記ライン状の画像ムラの発生を抑制することができる。
【００８３】
なお、この際、コンデンサ５は、放射線検出器１０の積層構造内に、センサ部１０３や、ＴＦＴスイッチ４等と同一の製造プロセスにて構成してもよいし、放射線検出器１０に対して後付けでコンデンサ５を搭載するようにしてもよい。
【００８４】
以上詳細に説明したように、本実施の形態の放射線検出器１０によれば、複数の信号配線（本実施の形態では、信号配線３）の少なくとも１つに接続された調整素子（本実施の形態では、コンデンサ５）により、当該複数の信号配線の各々の配線容量の差が小さくなるように調整しているので、撮影によって得られた放射線画像の画像ムラの発生を抑制することができる。
【００８５】
また、本実施の形態に係る放射線検出器１０によれば、前記調整素子が、前記複数の信号配線における最大の配線容量との差分が予め定められた値以上となる前記信号配線に接続されているので、前記予め定められた値の設定値に応じて、所望の画像ムラの抑制効果を得ることができる。
【００８６】
また、本実施の形態に係る放射線検出器１０によれば、前記調整素子が、容量が前記差分以下であるものとしているので、より確実に画像ムラの発生を抑制することができる。
【００８７】
また、本実施の形態に係る放射線検出器１０によれば、前記調整素子を、容量性素子としているので、容量性素子は画像検出用画素（本実施の形態では、画素２０Ａ）および放射線検出用画素（本実施の形態では、画素２０Ｂ）と同様の製造プロセスにより構成することができるため、より簡易に製造することができる。
【００８８】
また、本実施の形態に係る放射線検出器１０によれば、画像検出用画素が、照射された放射線に応じて発生した電荷を蓄積するセンサ部（本実施の形態では、センサ部１０３）、および前記センサ部によって蓄積された電荷を読み出すためのスイッチング素子（本実施の形態では、ＴＦＴスイッチ４）を有し、前記放射線検出用画素が、前記センサ部、およびスイッチ端子が短絡された前記スイッチング素子を有するものとしているので、略同一の構成で画像検出用画素と放射線検出用画素を構成することができ、画像検出用画素と放射線検出用画素を異なる構成とする場合に比較して、より簡易に製造することができる。
【００８９】
一方、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置１００によれば、以上のような放射線検出器１０が備えられているので、当該放射線検出器１０と同様に、撮影によって得られた放射線画像の画像ムラの発生を抑制することができる。
【００９０】
特に、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置１００では、前記放射線の照射状態として、放射線の照射開始を適用しているので、当該照射開始を検出することができる。
【００９１】
さらに、本実施の形態に係る放射線画像撮影システム２００によれば、以上のような放射線画像撮影装置１００を有しているので、当該放射線画像撮影装置１００と同様に、撮影によって得られた放射線画像の画像ムラの発生を抑制することができる。
【００９２】
なお、本実施の形態では、信号配線３の画素２０が接続されている領域の外側の一端部側（本実施の形態では、信号検出回路１０５側の端部側）に調整素子（コンデンサ５）を接続した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、一例として図７に示すように、信号配線３の画素２０が接続されている領域の外側の他端部側に調整素子（同図では、コンデンサ６）を接続する形態としてもよい。また、一例として図８に示すように、上記一端部側および上記他端部側の双方に調整素子（同図では、コンデンサ５、コンデンサ６）を接続する形態としてもよい。
【００９３】
また、一例として図９に示すように、信号配線３の画素２０が接続されている領域の内部に調整素子（同図では、コンデンサ７）を接続する形態としてもよく、一例として図１０に示すように、上記一端部側、上記他端部側、および上記内部の全てに調整素子（同図では、コンデンサ５、コンデンサ６、コンデンサ７）を接続する形態としてもよい。さらに、図示は省略するが、調整素子は、上記一端部および上記内部の２箇所に接続してもよく、上記他端部および上記内部の２箇所に接続してもよい。
【００９４】
また、上記実施の形態では、通常信号配線３のみに調整素子を接続した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、一例として図１１に示すように、通常信号配線３に加えて、特定信号配線３に調整素子（同図では、コンデンサ５’）を接続する形態としてもよい。なお、この形態においても、通常信号配線３に接続する場合と同様、上記他端部側および上記内部の何れか１箇所、または上記一端部側、上記他端部側、および上記内部の複数の組み合わせの各箇所に調整素子を接続する形態としてもよい。この場合、より高精度で配線容量の差を小さくすることができる。
【００９５】
また、この場合、各特定信号配線３に接続される画素２０Ｂの数を同一とする必要はなく、調整素子の容量を個別に設定することにより、より高精度に各信号配線３の配線容量を合わせ込むことができる。
【００９６】
さらに、上記実施の形態では、本発明の調整素子としてコンデンサを適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、一例として図１２に示すように、画素２０Ｂと同様の構成とされた画素２０Ｃを調整素子として適用する形態としてもよい。なお、この形態においても、本発明の調整素子としてコンデンサを適用する場合と同様、上記一端部側、上記他端部側および上記内部の何れか１箇所、または上記一端部側、上記他端部側、および上記内部の複数の組み合わせの各箇所に画素２０Ｃを接続する形態としてもよい。この場合、調整素子が画素２０Ｂとは異なる構成とされている場合に比較して、より簡易に製造することができる。
【００９７】
［第２の実施の形態］
上記第１の実施の形態では、放射線検出器１０に本発明の調整素子を設けた場合の形態例について説明したが、本第２の実施の形態では、上記調整素子を放射線検出器１０には設けず、放射線画像撮影装置１００の他の部分に設ける場合の形態例について説明する。
【００９８】
まず、図１３を参照して、本第２の実施の形態に係る放射線画像撮影装置１００の電気系の構成について説明する。なお、図１３における図２と同一の構成要素には図２と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００９９】
図１３に示すように、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置１００は、放射線検出器１０にコンデンサ５が設けられていない点のみが、上記第１の実施の形態に係る放射線画像撮影装置１００と異なっている。
【０１００】
次に図１４を参照して、本第２の実施の形態に係る信号検出回路１０５の構成について説明する。なお、図１４における図６と同一の構成要素には図６と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【０１０１】
図１４に示すように、本実施の形態に係る信号検出回路１０５は、増幅回路５０におけるアンプ５２とＳ／ＨスイッチＳＷとの間にコンデンサ５６が並列に接続されている点のみが上記第１の実施の形態とは異なっている。コンデンサ５６は本発明の調整素子として機能するものであり、上記第１の実施の形態と同様に、特定信号配線３と通常信号配線３との配線容量の差分以下の容量とされている。
【０１０２】
なお、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置１００では、調整素子（コンデンサ５６）を通常信号配線３に接続された増幅回路５０のみに接続しているが、これに限らず、通常信号配線３に加えて、特定信号配線３に接続された増幅回路５０に調整素子を接続してもよい。
【０１０３】
また、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置１００では、調整素子を増幅回路５０の中に設けているが、これに限らず、調整素子は、各信号配線３からＡＤＣ５４に至る接続配線上の何れの位置に設けてもよい。
【０１０４】
このように、本第２の実施の形態によれば、上記第１の実施の形態と同様の略効果を奏することができると共に、放射線検出器１０として従来品を用いることができる。
【０１０５】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施の形態に多様な変更または改良を加えることができ、当該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１０６】
また、上記の実施の形態は、請求項にかかる発明を限定するものではなく、また実施の形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。前述した実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜の組み合わせにより種々の発明を抽出できる。実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、効果が得られる限りにおいて、この幾つかの構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【０１０７】
例えば、上記各実施の形態では、放射線検出器として間接変換方式のものを適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、放射線をアモルファスセレン等の半導体層で電荷に直接変換する直接変換方式のものを放射線検出器として適用する形態としてもよい。
【０１０８】
また、上記各実施の形態では、画素２０Ｂにより検出対象としている放射線の照射状態として、放射線の照射開始を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、上記放射線の照射開始に加えて、放射線の照射量、放射線の照射停止の１つ、または複数の組み合わせを適用する形態としてもよい。この場合も、上記各実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【０１０９】
また、上記各実施の形態では、画素２０Ｂを画素２０Ａと同様のセンサ部１０３およびＴＦＴスイッチ４を備えたものとして構成した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、画素２０Ｂを画素２０Ａとを異なる構成とする形態としてもよい。
【０１１０】
また、上記各実施の形態では、ソースとドレインが短絡されたＴＦＴスイッチ４を備えた画素２０Ｂを用いる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図１５に示すように、ドレイン電極１３の途中から接続配線８２を形成して信号配線３と接続するようにしてもよい。この場合も、ＴＦＴスイッチ４のソースとドレインは実質的に短絡していることとなる。上記実施の形態や図１５に示すように、ＴＦＴスイッチ４のソースとドレインを短絡させる場合、図１６に示すようにゲート電極２を走査配線１０１から離して形成するようにしてもよい。
【０１１１】
また、例えば、図１７に示すように、画素２０Ｂでは、接続配線８２を形成して接続配線８２及びコンタクトホール１７を介して、センサ部１０３と信号配線３とを接続し、ドレイン電極１３とコンタクトホール１７の間を電気的に切断してもよい。
【０１１２】
その他、上記各実施の形態で説明した放射線画像撮影システム、放射線画像撮影装置、放射線検出器、信号検出回路の構成は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において、不要な部分を削除したり、新たな部分を追加したり、構成を変更したりすることができることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１１３】
３    信号配線
４    ＴＦＴスイッチ
５，５’    コンデンサ（調整素子）
６    コンデンサ（調整素子）
７    コンデンサ（調整素子）
１０    放射線検出器
２０    画素
２０Ａ    画素（画像検出用画素）
２０Ｂ    画素（放射線検出用画素）
２０Ｃ    画素（調整素子）
５６    コンデンサ（調整素子）
１００    放射線画像撮影装置
１０１    走査配線
１０３    センサ部
１０４    スキャン信号制御回路
１０５    信号検出回路
１０６    制御部
１１０    電源
２００    放射線画像撮影システム
２０２    制御装置
２０４    放射線照射装置
２０６    被検体
【図１】
0005661570.tif 000002
【図２】
0005661570.tif 000003
【図３】
0005661570.tif 000004
【図４】
0005661570.tif 000005
【図５】
0005661570.tif 000006
【図６】
0005661570.tif 000007
【図７】
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【図８】
0005661570.tif 000009
【図９】
0005661570.tif 000010
【図１０】
0005661570.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0005661570.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0005661570.tif 000016
【図１６】
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【図１７】
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