(57)【要約】【課題】電荷情報の残留を除去することができる放射線検出器を提供することを目的とする。【解決手段】光源２１の光量を操作する操作量として光源２１の発光ダイオードに与える電圧値を設定する設定部２３と、読み出し部２１によって読み出された非照射状態のキャリアに応じて操作量（電圧値）を変更する制御を行う制御部２４とを備える。光源２１の光量を操作する操作量（電圧値）を設定部２３によって設定する際に、フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）１の特性の１つであるキャリアに応じて制御部２４がＦＰＤ１ごとに操作量（電圧値）を変更することが可能になる。したがってＦＰＤ１の特性が異なっても、ＦＰＤ１ごとに電荷情報であるキャリアの残留を除去することができる。【選択図】図３
2008191083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線の入射により前記放射線の情報を電荷情報に変換する半導体層を有した基板を備えた放射線検出器であって、少なくとも前記基板の放射線入射側とは逆側に光源を備えるとともに、前記電荷情報を読み出す読み出し手段と、前記光源の光量を操作する操作量を設定する設定手段と、前記読み出し手段によって読み出された電荷情報に応じて操作量を変更する変更手段とを備えることを特徴とする放射線検出器。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線検出器において、前記電荷情報を読み出す信号線および電荷情報を走査する走査線を前記基板上に格子状に配置するとともに、電荷情報の読み出しのＯＮ／ＯＦＦを切り換えるスイッチング素子および画素ごとに電荷情報を収集する画素電極を基板上に単位格子ごとに２次元マトリックス状配列で配置することを特徴とする放射線検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
医療分野、工業分野、さらには原子力分野などに用いられる放射線検出器に係り、特に、放射線入射側とは逆側に光源を備えた技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
直接変換型の放射線検出器を例に採って説明すると、放射線検出器は、放射線感応型半導体（半導体層）を備えており、放射線の入射により放射線感応型半導体はキャリア（電荷情報）に変換し、その変換されたキャリアを読み出すことで放射線を検出する。半導体層の放射線入射側とは逆側には、キャリアを収集する複数のキャリア収集電極などが２次元状に配列されて構成されており、これら放射線感応型半導体やキャリア収集電極などをアクティブマトリクス基板上に形成している（例えば、特許文献１参照）。放射線感応型半導体としては、例えば非晶質のアモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）膜が用いられる。アモルファスセレンの場合には、真空蒸着などの方法によって簡単に厚くて広い膜を形成することができるので、大面積で厚膜が可能な放射線検出器を構成するのに適している。
【０００３】
アモルファスセレンで放射線感応型半導体を形成した場合には、放射線感応型半導体にキャリアが残留する場合がある。かかるキャリアの残留によって残像が生じるなどの課題がある。そこで、かかるキャリアの残留を除去するために、放射線の入射動作中あるいは非照射時に放射線入射側とは逆側から光を照射する手法が提案されている（例えば、特許文献２、３参照）。
【特許文献１】特開２００１−１０８７５２号公報（第１−４頁、図１，３，４）
【特許文献２】特開平０９−９１５３号公報（第１−８頁、図１，４）
【特許文献３】特開２００４−２２１２０７号公報（第２−４，６−８頁、図３，８，１１，１２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、放射線入射側とは逆側から光を照射するように放射線入射側とは逆側に光源を備えたにも関わらず、キャリアの残留が除去しきれない場合がある。
【０００５】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、電荷情報の残留を除去することができる放射線検出器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】
すなわち、従来では、一定の電圧を光源に与えることで一定の光量で光を照射させて、常時点灯させる、あるいは必要なときに点灯させるためにスイッチによる制御を光源に追加して使用している。その一方で、放射線検出器ごとに放射線感応型半導体の膜の特性が異なる。膜の特性が放射線検出器ごとに異なるということは、光の特性も放射線検出器ごとに異なることが予想される。したがって、一定の操作量で光を照射させると、放射線検出器ごとにキャリアの残留を除去することができたり、除去することができないことが予想される。してみれば、放射線検出器の特性に応じて光源の光量を操作する操作量（例えば光源に与える電圧値など）を変更すればよい。そして、操作量を決定するためには実際に読み取った残留を用いればよい。
【０００７】
実際に検出器として次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、放射線の入射により前記放射線の情報を電荷情報に変換する半導体層を有した基板を備えた放射線検出器であって、少なくとも前記基板の放射線入射側とは逆側に光源を備えるとともに、前記電荷情報を読み出す読み出し手段と、前記光源の光量を操作する操作量を設定する設定手段と、前記読み出し手段によって読み出された電荷情報に応じて操作量を変更する変更手段とを備えることを特徴とするものである。
【０００８】
［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、電荷情報を読み出す読み出し手段を備え、放射線の入射により放射線の情報を、基板に設けられた半導体層が電荷情報に変換して、読み出し手段が電荷情報を読み出す。少なくとも基板の放射線入射側とは逆側に光源を備えることで、放射線入射側とは逆側から照射された光によって、上述した半導体層に残留した電荷情報を除去する。ここで、光源の光量を操作する操作量を設定する設定手段と、上述した読み出し手段によって読み出された電荷情報に応じて操作量を変更する変更手段とを備えることで、光源の光量を操作する操作量を設定手段によって設定する際に、放射線検出器の特性の１つである電荷情報に応じて変更手段が放射線検出器ごとに操作量を変更することが可能になる。したがって、放射線検出器の特性が異なっても、放射線検出器ごとに電荷情報の残留を除去することができる。
【０００９】
上述した発明において、放射線検出器の一例は、電荷情報を読み出す信号線および電荷情報を走査する走査線を基板上に格子状に配置するとともに、電荷情報の読み出しのＯＮ／ＯＦＦを切り換えるスイッチング素子および画素ごとに電荷情報を収集する画素電極を基板上に単位格子ごとに２次元マトリックス状配列で配置する（請求項２に記載の発明）。もちろん、２次元マトリックス状配列に限定されず、スイッチング素子が１個のみの非アレイタイプであってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
この発明に係る放射線検出器によれば、光源の光量を操作する操作量を設定する設定手段と、読み出し手段によって読み出された電荷情報に応じて操作量を変更する変更手段とを備えることで、光源の光量を操作する操作量を設定手段によって設定する際に、放射線検出器の特性の１つである電荷情報に応じて変更手段が放射線検出器ごとに操作量を変更することが可能になる。したがって、放射線検出器の特性が異なっても、放射線検出器ごとに電荷情報の残留を除去することができる。
【実施例】
【００１１】
以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。
図１は、実施例に係る側面視したフラットパネル型Ｘ線検出器の等価回路であり、図２は、平面視したフラットパネル型Ｘ線検出器の等価回路である。本実施例では、放射線検出器として、直接変換型のフラットパネル型Ｘ線検出器（以下、適宜「ＦＰＤ」という）を例に採って説明する。
【００１２】
ＦＰＤ１は、図１に示すように、ガラス基板１１と、ガラス基板１１上に形成された薄膜トランジスタＴＦＴとから構成されている。薄膜トランジスタＴＦＴについては、図１、図２に示すように、縦・横式２次元マトリクス状配列でスイッチング素子３２が多数個（例えば、1028個×1028個）形成されており、キャリア収集電極１３ごとにスイッチング素子１２が互いに分離形成されている。すなわち、ＦＰＤ１は、２次元アレイ放射線検出器でもある。ガラス基板１１は、この発明における基板に相当する。
【００１３】
図１に示すようにキャリア収集電極１３の上にはＸ線感応型半導体１４が積層形成されており、図１、図２に示すようにキャリア収集電極１３は、スイッチング素子１２のソースＳに接続されている。ゲートドライバ１５からは複数本のゲートバスライン１６が接続されているとともに、各ゲートバスライン１６はスイッチング素子１２のゲートＧに接続されている。一方、図２に示すように、電荷信号を収集して１つに出力するマルチプレクサ１７には増幅器１８を介して複数本のデータバスライン１９が接続されているとともに、図１、図２に示すように各データバスライン１９はスイッチング素子１２のドレインＤに接続されている。Ｘ線感応型半導体１４は、この発明における半導体層に相当する。
【００１４】
このように、ガラス基板１１上に薄膜トランジスタＴＦＴやＸ線感応型半導体１４が積層形成されており、スイッチング素子１２やキャリア収集電極１３が２次元マトリックス状配列でガラス基板１１にパターン形成されている。このようなガラス基板１１は『アクティブマトリクス基板』とも呼ばれている。
【００１５】
つまり、電荷情報であるキャリアを読み出すデータバスライン１９（信号線）および電荷情報であるキャリアを走査するゲートバスライン１６（走査線）をガラス基板１１上に格子状に配置するとともに、キャリアの読み出しのＯＮ／ＯＦＦを切り換えるスイッチング素子１２および画素ごとにキャリアを収集するキャリア収集電極１３（画素電極）をガラス基板１１上に単位格子ごとに２次元マトリックス状配列で配置することでＦＰＤ１は構成されている。データバスライン１９は、この発明における信号線に相当し、ゲートバスライン１６は、この発明における走査線に相当し、スイッチング素子１２は、この発明におけるスイッチング素子に相当し、キャリア収集電極１３は、この発明における画素電極に相当する。
【００１６】
図示を省略する共通電極にバイアス電圧を印加した状態で、ゲートバスライン１６の電圧を印加（または０Ｖに）することでスイッチング素子１２のゲートがＯＮされて、キャリア収集電極１３は、検出面側で入射したＸ線からＸ線感応型半導体１４を介して変換された電荷信号（キャリア）を、スイッチング素子１２のソースＳとドレインＤとを介してデータバスライン１９に読み出す。なお、スイッチング素子がＯＮされるまでは、電荷信号はキャパシタ（図示省略）で暫定的に蓄積されて記憶される。各データバスライン１９に読み出された電荷信号を増幅器１８で増幅して、マルチプレクサ１７で１つの電荷信号にまとめて出力する。出力された電荷信号を、図示を省略するＡ／Ｄ変換器でディジタル化してＸ線検出信号として出力する。Ａ／Ｄ変換器は、マルチプレクサ１７の前段に配置する構成にしてもよい。
【００１７】
次に、光源等について図３および図４を参照して説明する。図３は、フラットパネル型Ｘ線検出器のブロック図であり、図４は、光源周辺のブロック図である。フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）１は、上述したガラス基板１１（図２を参照）の他に、図３に示すように、ガラス基板１１のＸ線入射側とは逆側に複数の発光ダイオード２１ａ（図４を参照）からなる光源２１を備えるとともに、出力されたＸ線検出信号を読み出す読み出し部２２と、光源２１の光量を操作する操作量として発光ダイオード２１ａに与える電圧値を設定する設定部２３と、上述したゲートドライバ１５（図２を参照）やマルチプレクサ１７（図２を参照）などを制御する他に、読み出し部２２によって読み出されたＸ線検出信号に応じて、上述した電圧値を変更する制御を行う制御部２４とを備えている。光源２１は、この発明における光源に相当し、読み出し部２２は、この発明における読み出す手段に相当し、設定部２３は、この発明における設定手段に相当し、制御部２４は、この発明における変更手段に相当する。
【００１８】
光源２１は、例えば図４に示すように、上述したように複数の発光ダイオード２１ａを２次元状マトリックス状配列で配置して構成されている。このように分割して配置することで発光ムラを抑えることができる。なお、光源２１については、このような分割配置に限定されずに、検出面に一様に配置された光照射機構であってもよい。
【００１９】
読み出し部２２は、上述したマルチプレクサ１７（図２を参照）の後段に接続されており、マルチプレクサ１７で出力されたＸ線検出信号を読み出す。Ｘ線照射時にはＸ線検出信号を読み出し部２２から画像処理部（図示省略）へと送り込んで、画像処理部でＸ線検出信号に対して画像処理を行うことでＸ線画像を出力する。Ｘ線非照射時には非照射状態でのＸ線検出信号（すなわち残留のキャリア）を、図３に示すように読み出し部２２から制御部２４へと送り込む。
【００２０】
設定部２３は、例えば図４に示すように、可変電圧制御部２３ａから構成されている。可変電圧制御部２３ａは、制御部２４によって電圧値を変更することが可能である。
【００２１】
制御部２４は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成されている。本実施例では、制御部２４は、ゲートドライバ１５（図２を参照）やマルチプレクサ１７（図２を参照）などを制御する他に、上述したように、図３、図４に示すように読み出し部２２によって読み出された非照射状態でのＸ線検出信号（残留のキャリア）に応じて、光源２１の発光ダイオード２１ａへの電圧値を変更する制御を行う。かかる電圧値を設定部２３の可変電圧制御部２３ａに送り込むことで、可変電圧制御部２３ａから各々の発光ダイオード２１ａへ電圧をそれぞれ与える。そして、発光ダイオード２１ａの光量を操作する。
【００２２】
次に、一連の光量設定について、図５のフローチャートおよび図６の説明図を参照して説明する。図５は、実施例に係る一連の光量設定の流れを示すフローチャートであり、図６は、光量の総量の説明に供する模式図である。
【００２３】
（ステップＳ１）Ｘ線照射
図６に示すようにＸ線を照射する。Ｘ線が終了して非照射状態に移行すると、図６に示すようにラグ成分が減衰しながら残留する。これはキャリアの残留に起因したものである。
【００２４】
（ステップＳ２）非照射状態での読み出し
かかるキャリアの残留を非照射状態でのＸ線検出信号として、データバスライン１９を介して読み出し部２２へ読み出す。
【００２５】
（ステップＳ３）電圧値の設定変更
制御部２４は、読み出し部２２によって読み出された非照射状態でのＸ線検出信号（残留のキャリア）に応じて、光源２１の発光ダイオード２１ａへの電圧値を変更する。具体的には、図６に示すように所定時間に対してラグ成分の総量を読み出し部２２によって読み出して測定する。その総量を最適化するような電圧値を制御部２４が設定変更する。
【００２６】
（ステップＳ４）ＯＫ？
オペレータは、ステップＳ３で設定変更された電圧値にするか否かを判断する。もし、設定変更された電圧値にするならば、次のステップＳ５に進む。もし、設定変更された電圧値にしないならば、ステップＳ１に戻ってステップＳ１〜Ｓ４の処理を繰り返し実行する。なお、製造直後のＦＰＤ１では特性が安定していないので、安定するまで、かかるステップＳ１〜Ｓ４の処理を繰り返し実行するのが好ましい。
【００２７】
（ステップＳ５）光量の操作
ステップＳ３で設定変更された電圧値を制御部２４は可変電圧制御部２３ａに送り込むことで、発光ダイオード２１ａへ電圧を与えて、発光ダイオード２１ａの光量を操作する。そして、一連の光量設定の処理を終了する。
【００２８】
以上のように構成された本実施例に係るフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）１によれば、電荷情報であるキャリアを読み出す読み出し部２２を備え、Ｘ線の入射によりＸ線を、ガラス基板１１に設けられたＸ線感応型半導体１４がキャリアに変換して、読み出し部２２がキャリア（増幅器１８やＡ／Ｄ変換器よりも後段ではＸ線検出信号）を読み出す。ガラス基板１１のＸ線入射側とは逆側に光源２１を備えることで、Ｘ線入射側とは逆側から照射された光によって、上述したＸ線感応型半導体１４に残留したキャリアを除去する。ここで、光源２１の光量を操作する操作量（実施例では発光ダイオード２１ａに与える電圧値）を設定する設定部２３と、上述した読み出し部２２によって読み出されたキャリア（Ｘ線検出信号）に応じて操作量（電圧値）を変更する制御部２４とを備えることで、光源２１の光量を操作する操作量（電圧値）を設定部２３によって設定する際に、ＦＰＤ１の特性の１つであるキャリアに応じて制御部２４がＦＰＤ１ごとに操作量（電圧値）を変更することが可能になる。したがって、ＦＰＤ１の特性が異なっても、ＦＰＤ１ごとにキャリアの残留を除去することができる。
【００２９】
この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００３０】
（１）上述したフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）を、Ｘ線透視撮影装置のＸ線検出器に適用してもよい。また、Ｘ線ＣＴ装置のＸ線検出器にも適用してもよい。
【００３１】
（２）上述した実施例では、スイッチング素子が多数個に２次元状に配列されていたが、スイッチング素子が１個のみの非アレイタイプであってもよい。
【００３２】
（３）上述した実施例では、フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）１を例に採って説明したが、Ｘ線感応型半導体１４などに代表される半導体層を有した基板と、Ｘ線入射側とは逆側にある光源とを備えて構成された検出器であれば、この発明は適用することができる。
【００３３】
（４）上述した実施例では、放射線（実施例ではＸ線）入射側とは逆側に光源を備えたが、放射線（Ｘ線）入射側にも光源を備えてもよい。したがって、少なくとも基板（実施例ではガラス基板１１）の放射線（Ｘ線）入射側とは逆側に光源を備える形態であれば、特に限定されない。
【００３４】
（５）上述した実施例では、光源２１の光量を操作する操作量として発光ダイオード２１ａに与える電圧値を例に採って説明したが、光量を操作量として光量を直接的に操作してもよい。
【００３５】
（６）上述した実施例では、設定手段（実施例では設定部２３）と変更手段（実施例では制御部２４）とをそれぞれ個別に設けたが、操作量（実施例では光源２１に与える電圧値）を設定する機能と変更する機能とを例えば制御部が兼用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施例に係る側面視したフラットパネル型Ｘ線検出器の等価回路である。
【図２】実施例に係る平面視したフラットパネル型Ｘ線検出器の等価回路である。
【図３】実施例に係るフラットパネル型Ｘ線検出器のブロック図である。
【図４】実施例に係る光源周辺のブロック図である。
【図５】実施例に係る一連の光量設定の流れを示すフローチャートである。
【図６】光量の総量の説明に供する模式図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  …  フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）
１１  …  ガラス基板
１２  …  スイッチング素子
１３  …  キャリア収集電極
１４  …  Ｘ線感応型半導体
１６  …  ゲートバスライン
１９  …  データバスライン
２１  …  光源
２１ａ  …  発光ダイオード２１ａ
２２  …  読み出し部
２３  …  設定部
２３ａ  …  可変電圧制御部
２４  …  制御部
【図１】
2008191083.tif 000003
【図２】
2008191083.tif 000004
【図３】
2008191083.tif 000005
【図４】
2008191083.tif 000006
【図５】
2008191083.tif 000007
【図６】
2008191083.tif 000008