(57)【要約】【課題】残像を抑制しつつ、輝度差を低減することができる電磁波検出器およびこれを用いた放射線撮影装置を提供する。【解決手段】フラットパネル型Ｘ線検出器は、Ｘ線を電荷に変換する半導体層と、この半導体層で変換された電荷を検出信号として収集する複数個の分割電極と、収集した検出信号を読み出すためのスイッチング素子と、読み出した検出信号を処理する２個のアンプアレイ回路と、半導体層の分割電極が設けられている一方面へ向けて光を照射する光照射部とを備えている。そして、光照射部は、蓄積期間において光照射手段を消灯し、読み出し期間において点灯する。これにより、読み出し期間に残留出力が発生することを防止でき、残像を抑制できる。また、蓄積期間においては漏れ電流および信号線間のクロストークを抑制でき、画像において輝度差を低減できる。【選択図】図３
2008070253.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁波を検出する電磁波検出器において、電磁波を電荷に変換する半導体層と、前記半導体層の一方面側に設けられ、変換された電荷を検出信号として収集する複数個の分割電極と、前記分割電極ごとに設けられ、検出信号を読み出すためのスイッチング素子と、全てのスイッチング素子を２以上に区分した素子グループごとに別個に設けられて、対応する素子グループのスイッチング素子から読み出される検出信号を処理する複数のアンプアレイ回路と、前記スイッチング素子を駆動して検出信号の読み出しを制御する駆動制御手段と、前記半導体層の分割電極が設けられている一方面へ向けて光を照射する光照射手段と、前記駆動制御手段と連携して、いずれのスイッチング素子からも検出信号を読み出していない蓄積期間においては、いずれかのスイッチング素子から検出信号を読み出している読み出し期間に比べて小さい強度の光で照射するように前記光照射手段を制御する光制御手段と、を備えていることを特徴とする電磁波検出器。
【請求項２】
電磁波を検出する電磁波検出器において、電磁波を電荷に変換する半導体層と、前記半導体層の一方面側に設けられ、変換された電荷を検出信号として収集する複数個の分割電極と、前記分割電極ごとに設けられ、検出信号を読み出すためのスイッチング素子と、全てのスイッチング素子を２以上に区分した素子グループごとに別個に設けられて、対応する素子グループのスイッチング素子から読み出される検出信号を処理する複数のアンプアレイ回路と、前記スイッチング素子を駆動して検出信号の読み出しを制御する駆動制御手段と、前記半導体層の分割電極が設けられている一方面へ向けて光を照射する光照射手段と、前記駆動制御手段と連携して、いずれのスイッチング素子からも検出信号を読み出していない蓄積期間は光照射手段を消灯させ、いずれかのスイッチング素子から検出信号を読み出している読み出し期間は光照射手段を点灯させる光制御手段と、を備えていることを特徴とする電磁波検出器。
【請求項３】
被検体を撮影する放射線撮影装置において、被検体に放射線を照射する放射線発生源と、被検体を透過した放射線を電荷に変換する変換手段と、前記変換手段の一方面側に設けられ、変換された電荷を検出信号として収集する複数個の分割電極と、前記分割電極ごとに設けられ、検出信号を読み出すためのスイッチング素子と、全てのスイッチング素子を２以上に区分した素子グループごとに別個に設けられて、対応する素子グループのスイッチング素子から読み出される検出信号を処理する複数のアンプアレイ回路と、前記スイッチング素子を駆動して、前記放射線発生源が放射線を照射していない非照射期間内において検出信号を読み出させる駆動制御手段と、前記半導体層の分割電極が設けられている一方面へ向けて光を照射する光照射手段と、少なくとも前記放射線発生源が放射線を照射している照射期間においては、いずれかのスイッチング素子から検出信号を読み出している読み出し期間に比べて小さい強度の光で照射するように前記光照射手段を制御する光制御手段と、備えていることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項４】
被検体を撮影する放射線撮影装置において、被検体に放射線を照射する放射線発生源と、被検体を透過した放射線を電荷に変換する変換手段と、前記変換手段の一方面側に設けられ、変換された電荷を検出信号として収集する複数個の分割電極と、前記分割電極ごとに設けられ、検出信号を読み出すためのスイッチング素子と、全てのスイッチング素子を２以上に区分した素子グループごとに別個に設けられて、対応する素子グループのスイッチング素子から読み出される検出信号を処理する複数のアンプアレイ回路と、前記スイッチング素子を駆動して、前記放射線発生源が放射線を照射していない非照射期間内において検出信号を読み出させる駆動制御手段と、前記半導体層の分割電極が設けられている一方面へ向けて光を照射する光照射手段と、前記放射線発生源が放射線を照射している照射期間は少なくとも光照射手段を消灯させ、いずれかのスイッチング素子から検出信号を読み出している読み出し期間は少なくとも光照射手段を点灯させる光制御手段と、を備えていることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項５】
被検体を撮影する放射線撮影装置において、被検体に放射線を照射する放射線発生源と、被検体を透過した放射線を電荷に変換する変換手段と、前記変換手段の一方面側に設けられ、変換された電荷を検出信号として収集する複数個の分割電極と、前記分割電極ごとに設けられ、検出信号を読み出すためのスイッチング素子と、全てのスイッチング素子を２以上に区分した素子グループごとに別個に設けられて、対応する素子グループのスイッチング素子から読み出される検出信号を処理する複数のアンプアレイ回路と、前記スイッチング素子を駆動して検出信号の読み出しを制御する駆動制御手段と、前記半導体層の分割電極が設けられている一方面へ向けて光を照射する光照射手段と、前記放射線発生源が放射線を照射している照射期間においては、前記放射線発生源が放射線を照射していない非照射期間に比べて小さい強度の光で照射するように前記光照射手段を制御する光制御手段と、を備えていることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項６】
被検体を撮影する放射線撮影装置において、被検体に放射線を照射する放射線発生源と、被検体を透過した放射線を電荷に変換する変換手段と、前記変換部手段の一方面側に設けられ、変換された電荷を検出信号として収集する複数個の分割電極と、前記分割電極ごとに設けられ、検出信号を読み出すためのスイッチング素子と、全てのスイッチング素子を２以上に区分した素子グループごとに別個に設けられて、対応する素子グループのスイッチング素子から読み出される検出信号を処理する複数のアンプアレイ回路と、前記スイッチング素子を駆動して検出信号の読み出しを制御する駆動制御手段と、前記半導体層の分割電極が設けられている一方面へ向けて光を照射する光照射手段と、前記放射線発生源が放射線を照射している照射期間は前記光照射手段を消灯させ、前記放射線発生源が放射線を照射していない非照射期間は前記光照射手段を点灯させる光制御手段と、を備えていることを特徴とする放射線撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、医療分野や、非破壊検査、ＲＩ（Radio  Isotope）検査、および光学検査などの工業分野や、原子力分野などに用いられる、電磁波（Ｘ線等の放射線、可視光、紫外線および赤外線等を含む）を検出する電磁波検出器およびこれを用いた放射線撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電磁波を検出する電磁波検出器は、電磁波の入射側から順に、電磁波を電荷に変換する半導体層と、半導体層で発生した電荷を検出信号として収集して読み出すアクティブマトリクス基板と、半導体層の分割電極が設けられている一方面へ向けて光を照射する光照射部とを備えている。アクティブマトリクス基板は、絶縁基板上に電荷を収集する複数個の分割電極や、分割電極ごとに設けられるスイッチング素子等が形成されて構成される。電磁波検出器はさらに、このスイッチング素子を駆動するゲートドライバと、ゲートドライバを操作して検出信号の読み出しを制御する駆動制御回路と、駆動制御回路と連携して読み出された検出信号を処理するアンプアレイ回路とを備えている。アンプアレイ回路は２つであり、それぞれスイッチング素子群の両側に設けられている。そして、スイッチング素子群を略中央で２等分していずれか一方側に属する各スイッチング素子は、それぞれその側方に配置されるアンプアレイ回路に接続されている。
【０００３】
図９は、従来例に係る電磁波検出器のタイミングチャートである。光照射部による光照射は、検出対象の電磁波を検出する検出動作が始まる前から開始され、検出動作が終了した後も所定時間継続される。この光照射部が光を照射している期間は、常に半導体層の分割電極間のスペースには電荷が溜まった状態が維持されている。検出動作は、検出対象の電磁波に応じて収集された検出信号を蓄積する蓄積動作と、検出信号を読み出す読み出し動作とに分けられる。
【０００４】
具体的には、駆動制御回路およびゲートドライバが、垂直および水平同期信号に同期してスイッチング素子を順次に駆動する。駆動されたスイッチング素子から検出信号が順次に読み出される。このような読み出し動作は、画像１枚分の検出信号が読み出されると終了し、蓄積動作に移る。蓄積動作は、次の垂直同期信号のタイミングまで継続されて終了し、再び、読み出し動作が開始される。
【０００５】
このように構成される従来例に係る電磁波検出器によれば、光照射部を備えていることで、検出対象の電磁波に応じた電荷が分割電極間のスペースに溜まることがないので、感度変動は起こらない。また、検出対象の電磁波の入射の有無に関わらず、分割電極間のスペースに溜まっていた電荷が掃き出されることがないので、残留出力も発生しない。よって、検出信号がアンプアレイ回路で処理されて得られる画像において、残像が発生することを防止できる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１４６７６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
従来例では、スイッチング素子群を２分して、それぞれ別個のアンプアレイ回路で検出信号を処理しているので、画像において各アンプアレイ回路に応じた領域間で輝度差が生じてしまうという不都合がある。この輝度差は、２分したスイッチング素子群の一方にのみ強いＸ線が入射すると助長される。
【０００７】
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、残像を抑制しつつ、輝度差を低減することができる電磁波検出器およびこれを用いた放射線撮影装置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】
【０００８】
この発明は、このような目的を達成するために、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、電磁波を検出する電磁波検出器において、電磁波を電荷に変換する半導体層と、前記半導体層の一方面側に設けられ、変換された電荷を検出信号として収集する複数個の分割電極と、前記分割電極ごとに設けられ、検出信号を読み出すためのスイッチング素子と、全てのスイッチング素子を２以上に区分した素子グループごとに別個に設けられて、対応する素子グループのスイッチング素子から読み出される検出信号を処理する複数のアンプアレイ回路と、前記スイッチング素子を駆動して検出信号の読み出しを制御する駆動制御手段と、前記半導体層の分割電極が設けられている一方面へ向けて光を照射する光照射手段と、前記駆動制御手段と連携して、いずれのスイッチング素子からも検出信号を読み出していない蓄積期間においては、いずれかのスイッチング素子から検出信号を読み出している読み出し期間に比べて小さい強度の光で照射するように前記光照射手段を制御する光制御手段と、を備えていることを特徴とするものである。
【０００９】
［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、光制御手段は読み出し期間において比較的大きな強度の光を光照射手段から照射させるので、各スイッチング素子から検出信号を読み出すときに残留出力が発生することを防止することができる。これにより、読み出された検出信号に基づいて得られる画像において、残像を抑制することができる。
【００１０】
また、光制御手段は蓄積期間において比較的小さい強度の光を光照射手段から照射させるので、蓄積期間においては漏れ電流および信号線間のクロストークを抑制することができる。これにより、検出信号に基づいて得られる画像において、各素子グループに対応した領域間で輝度差を低減することができる。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、電磁波を検出する電磁波検出器において、電磁波を電荷に変換する半導体層と、前記半導体層の一方面側に設けられ、変換された電荷を検出信号として収集する複数個の分割電極と、前記分割電極ごとに設けられ、検出信号を読み出すためのスイッチング素子と、全てのスイッチング素子を２以上に区分した素子グループごとに別個に設けられて、対応する素子グループのスイッチング素子から読み出される検出信号を処理する複数のアンプアレイ回路と、前記スイッチング素子を駆動して検出信号の読み出しを制御する駆動制御手段と、前記半導体層の分割電極が設けられている一方面へ向けて光を照射する光照射手段と、前記駆動制御手段と連携して、いずれのスイッチング素子からも検出信号を読み出していない蓄積期間は光照射手段を消灯させ、いずれかのスイッチング素子から検出信号を読み出している読み出し期間は光照射手段を点灯させる光制御手段と、を備えていることを特徴とするものである。
【００１２】
［作用・効果］請求項２に記載の発明によれば、光制御手段は読み出し期間において光照射手段を点灯させるので、各スイッチング素子から検出信号を読み出すときに残留出力が発生することを防止することができる。これにより、読み出された検出信号に基づいて得られる画像において、残像を抑制することができる。
【００１３】
また、光制御手段は蓄積期間において光照射手段を消灯させるので、蓄積期間においては漏れ電流および信号線間のクロストークを抑制することができる。これにより、検出信号に基づいて得られる画像において、各素子グループに対応した領域間で輝度差を低減することができる。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明は、被検体を撮影する放射線撮影装置において、被検体に放射線を照射する放射線発生源と、被検体を透過した放射線を電荷に変換する変換手段と、前記変換手段の一方面側に設けられ、変換された電荷を検出信号として収集する複数個の分割電極と、前記分割電極ごとに設けられ、検出信号を読み出すためのスイッチング素子と、全てのスイッチング素子を２以上に区分した素子グループごとに別個に設けられて、対応する素子グループのスイッチング素子から読み出される検出信号を処理する複数のアンプアレイ回路と、前記スイッチング素子を駆動して、前記放射線発生源が放射線を照射していない非照射期間内において検出信号を読み出させる駆動制御手段と、前記半導体層の分割電極が設けられている一方面へ向けて光を照射する光照射手段と、少なくとも前記放射線発生源が放射線を照射している照射期間においては、いずれかのスイッチング素子から検出信号を読み出している読み出し期間に比べて小さい強度の光で照射するように前記光照射手段を制御する光制御手段と、備えていることを特徴とするものである。
【００１５】
［作用・効果］請求項３に記載の発明によれば、光制御手段は読み出し期間において比較的強度の大きな光を光照射手段から照射させるので、各スイッチング素子から検出信号を読み出すときに残留出力が発生することを防止することができる。これにより、読み出された検出信号に基づいて得られる画像において、残像を抑制することができる。
【００１６】
また、光制御手段は少なくとも照射期間においては比較的強度の小さい光を光照射手段から照射させるので、入射する放射線に起因する漏れ電流および信号線間のクロストークを抑制することができる。これにより、検出信号に基づいて得られる画像において、各素子グループに対応した領域間で輝度差を低減することができる。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明は、被検体を撮影する放射線撮影装置において、被検体に放射線を照射する放射線発生源と、被検体を透過した放射線を電荷に変換する変換手段と、前記変換手段の一方面側に設けられ、変換された電荷を検出信号として収集する複数個の分割電極と、前記分割電極ごとに設けられ、検出信号を読み出すためのスイッチング素子と、全てのスイッチング素子を２以上に区分した素子グループごとに別個に設けられて、対応する素子グループのスイッチング素子から読み出される検出信号を処理する複数のアンプアレイ回路と、前記スイッチング素子を駆動して、前記放射線発生源が放射線を照射していない非照射期間内において検出信号を読み出させる駆動制御手段と、前記半導体層の分割電極が設けられている一方面へ向けて光を照射する光照射手段と、前記放射線発生源が放射線を照射している照射期間は少なくとも光照射手段を消灯させ、いずれかのスイッチング素子から検出信号を読み出している読み出し期間は少なくとも光照射手段を点灯させる光制御手段と、を備えていることを特徴とするものである。
【００１８】
［作用・効果］請求項４に記載の発明によれば、光制御手段は読み出し期間において光照射手段を点灯させるので、各スイッチング素子から検出信号を読み出すときに残留出力が発生することを防止することができる。これにより、読み出された検出信号に基づいて得られる画像において、残像を抑制することができる。
【００１９】
また、光制御手段は少なくとも照射期間においては光照射手段を消灯させるので、入射する放射線に起因する漏れ電流および信号線間のクロストークを抑制することができる。これにより、検出信号に基づいて得られる画像において、各素子グループに対応した領域間で輝度差を低減することができる。
【００２０】
また、請求項５に記載の発明は、被検体を撮影する放射線撮影装置において、被検体に放射線を照射する放射線発生源と、被検体を透過した放射線を電荷に変換する変換手段と、前記変換手段の一方面側に設けられ、変換された電荷を検出信号として収集する複数個の分割電極と、前記分割電極ごとに設けられ、検出信号を読み出すためのスイッチング素子と、全てのスイッチング素子を２以上に区分した素子グループごとに別個に設けられて、対応する素子グループのスイッチング素子から読み出される検出信号を処理する複数のアンプアレイ回路と、前記スイッチング素子を駆動して検出信号の読み出しを制御する駆動制御手段と、前記半導体層の分割電極が設けられている一方面へ向けて光を照射する光照射手段と、前記放射線発生源が放射線を照射している照射期間においては、前記放射線発生源が放射線を照射していない非照射期間に比べて小さい強度の光で照射するように前記光照射手段を制御する光制御手段と、を備えていることを特徴とするものである。
【００２１】
［作用・効果］請求項５に記載の発明によれば、光制御手段は非照射期間において比較的強度の大きな光を光照射手段から照射させるので、残留出力の発生を防止することができる。これにより、読み出された検出信号に基づいて得られる画像において、残像を抑制することができる。
【００２２】
また、光制御手段は照射期間においては比較的強度の小さい光を光照射手段から照射させるので、入射する放射線に起因する漏れ電流および信号線間のクロストークを抑制することができる。これにより、検出信号に基づいて得られる画像において、各素子グループに対応した領域間で輝度差を低減することができる。
【００２３】
また、請求項６に記載の発明は、被検体を撮影する放射線撮影装置において、被検体に放射線を照射する放射線発生源と、被検体を透過した放射線を電荷に変換する変換手段と、前記変換部手段の一方面側に設けられ、変換された電荷を検出信号として収集する複数個の分割電極と、前記分割電極ごとに設けられ、検出信号を読み出すためのスイッチング素子と、全てのスイッチング素子を２以上に区分した素子グループごとに別個に設けられて、対応する素子グループのスイッチング素子から読み出される検出信号を処理する複数のアンプアレイ回路と、前記スイッチング素子を駆動して検出信号の読み出しを制御する駆動制御手段と、前記半導体層の分割電極が設けられている一方面へ向けて光を照射する光照射手段と、前記放射線発生源が放射線を照射している照射期間は前記光照射手段を消灯させ、前記放射線発生源が放射線を照射していない非照射期間は前記光照射手段を点灯させる光制御手段と、を備えていることを特徴とするものである。
【００２４】
［作用・効果］請求項６に記載の発明によれば、光制御手段は非照射期間において光照射手段を点灯させるので、残留出力の発生を防止することができる。これにより、読み出された検出信号に基づいて得られる画像において、残像を抑制することができる。
【００２５】
また、光制御手段は照射期間においては光照射手段を消灯させるので、入射する放射線に起因する漏れ電流および信号線間のクロストークを抑制することができる。これにより、検出信号に基づいて得られる画像において、各素子グループに対応した領域間で輝度差を低減することができる。
【００２６】
なお、本明細書は、次のような電磁波検出器およびこれを用いた放射線撮影装置に係る発明も開示している。
【００２７】
（１）請求項１に記載の電磁波検出器において、前記光制御手段は、検出信号が各アンプアレイ回路によって処理された結果に基づいて得られる画像において、少なくとも各素子グループに対応した領域間で輝度差が視認できない程度まで、前記蓄積期間における光の強度を小さくすることを特徴とする電磁波検出器。
【００２８】
前記（１）に記載の発明によれば、輝度差を好適に低減させることができる。
【００２９】
（２）請求項１または請求項２に記載の電磁波検出器において、前記光制御手段は、検出信号が各アンプアレイ回路によって処理された結果に基づいて得られる画像において、少なくとも残像が視認できない程度まで、前記読み出し期間における光の強度を大きくすることを特徴とする電磁波検出器。
【００３０】
前記（２）に記載の発明によれば、残像を好適に抑制することができる。
【００３１】
（３）請求項３または請求項４に記載の放射線撮影装置において、前記光制御手段は、前記放射線発生源から照射される放射線の強度が強いほど、読み出し期間における光の強度を大きくすることを特徴とする放射線撮影装置。
【００３２】
前記（３）に記載の発明によれば、好適に残像を抑制することができる。
【００３３】
（４）請求項３から請求項６のいずれかに記載の放射線撮影装置において、前記光制御手段は、前記放射線発生源から照射される放射線の強度が弱いほど、照射期間における光の強度を小さくすることを特徴とする放射線撮影装置。
【００３４】
前記（４）に記載の発明によれば、好適に輝度差を低減することができる。
【００３５】
（５）請求項３または請求項４に記載の放射線撮影装置において、前記光制御手段は、検出信号が各アンプアレイ回路によって処理された結果に基づいて得られる画像において、少なくとも残像が視認できない程度まで、前記読み出し期間における光の強度を大きくすることを特徴とする放射線撮影装置。
【００３６】
前記（５）に記載の発明によれば、残像を好適に抑制することができる。
【００３７】
（６）請求項３または請求項５に記載の放射線撮影装置において、前記光制御手段は、検出信号が各アンプアレイ回路によって処理された結果に基づいて得られる画像において、少なくとも各素子グループに対応した領域間で輝度差が視認できない程度まで、前記照射期間における光の強度を小さくすることを特徴とする放射線撮影装置。
【００３８】
前記（６）に記載の発明によれば、輝度差を好適に低減することができる。
【００３９】
（７）請求項５または請求項６に記載の放射線撮影装置において、前記光制御手段は、検出信号が各アンプアレイ回路によって処理された結果に基づいて得られる画像において、少なくとも残像が視認できない程度まで、前記非照射期間における光の強度を大きくすることを特徴とする放射線撮影装置。
【００４０】
前記（７）に記載の発明によれば、残像を好適に抑制することができる。
【発明の効果】
【００４１】
この発明に係る電磁波検出器によれば、光制御手段は読み出し期間において比較的強度の大きな光を光照射手段から照射させるので、各スイッチング素子から検出信号を読み出すときに残留出力が発生することを防止することができる。これにより、読み出された検出信号に基づいて得られる画像において、残像を抑制することができる。また、光制御手段は蓄積期間において比較的強度の小さい光を光照射手段から照射させるので、蓄積期間においては漏れ電流および信号線間のクロストークを抑制することができる。これにより、検出信号に基づいて得られる画像において、各素子グループに対応した領域間で輝度差を低減することができる。
することができる。
【実施例１】
【００４２】
以下、図面を参照してこの発明の実施例１を説明する。
図１、図２は、実施例１に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の概略構成を示す断面図と平面図である。
【００４３】
本実施例１に係るフラットパネル型Ｘ線検出器（以下、単にＦＰＤと適宜記載する）１は、Ｘ線を検出対象とするものである。図示するように、Ｘ線の入射側から順に、バイアス電圧を印加する印加電極３と、Ｘ線を電荷に変換する半導体層５と、分割電極７やスイッチング素子ｓ等を有するアクティブマトリクス基板１１とが積層されている。分割電極７は、半導体層５で変換された電荷を検出信号として収集する。スイッチング素子ｓは、収集した検出信号をオン状態に移行して読み出す。半導体層５としては、アモルファス・セレン等が例示される。
【００４４】
アクティブマトリクス基板１１の背面（半導体層５が設けられた面とは反対の面）側には、半導体層５の分割電極７が設けられている一方面へ向けて光を照射する光照射部１３が設けられている。図１では、１点鎖線で光を模式的に示す。さらに、各スイッチング素子ｓを駆動するゲートドライバ１５と、ゲートドライバ１５を操作して検出信号の読み出しを制御する駆動制御回路２１と、駆動制御回路２１と連携しつつ読み出された検出信号を処理する２つのアンプアレイ回路２３、２４と、駆動制御回路２１と連携して光照射部１３を制御する光制御部２５とを備えている。ＦＰＤ１は、この発明における電磁波検出器に相当する。ゲートドライバ１５および駆動制御回路２１は、この発明における駆動制御手段に相当する。
【００４５】
アクティブマトリクス基板１１について説明する。アクティブマトリクス基板１１は、電気絶縁性を有する透明なガラス基板３１上に、分割電極７とコンデンサＣａとスイッチング素子ｓと走査線３３と信号線３５等が形成されている。分割電極７は多数個であり、半導体層５の下面側において交差する２軸方向である行と列に沿って互いに分離された状態で配列されている。各分割電極７には、それぞれ収集された検出信号を蓄積するコンデンサＣａが接続されている。分割電極７およびコンデンサＣａの各対には、それぞれスイッチング素子ｓが接続されている。スイッチング素子ｓとしては、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistors）が例示される。
【００４６】
これら１組の分割電極７とコンデンサＣａとスイッチング素子ｓとは、これに応じた領域の半導体層５および印加電極３と併せて、１個の検出素子ｄを構成する。したがって、ＦＰＤ１の検出面を平面視すると、図２に示すように、多数個の検出素子ｄが、行列状に配列されていると見ることができる。
【００４７】
さらに、走査線３３は検出素子ｄの行ごとに形成され、各行のスイッチング素子ｓのゲートに共通接続されている。信号線３５は、各列ごとに２本形成されており、それぞれ略中央から両側に延びている。そして、各列の略半数のスイッチング素子ｓがそれぞれ信号線３５に共通接続されている。なお、行と列は、方向を区別するために便宜上用いているに過ぎず、列ごとに走査線３３を設け、行ごとに信号線３５を設けると考えてもよい。
【００４８】
ゲートドライバ１５は、各走査線３３の一端側と接続されている。そして、各走査線３３を介して各行のスイッチング素子ｓをオン／オフ駆動させるためのゲートパルスを出力する。アンプアレイ回路２３、２４は、それぞれ検出素子ｄ群の両側方に別個に設けられており、それぞれ検出素子ｄ群から引き出された信号線３５が接続されている。これにより、全てのスイッチング素子ｓは、アンプアレイ回路２３、２４に応じた２つの素子グループＧ１、Ｇ２に分けられることになり、各アンプアレイ回路２３、２４は、それぞれ対応する素子グループＧ１、Ｇ２に含まれているスイッチング素子ｓから読み出される検出信号を処理する。駆動制御回路２１は、垂直同期信号および水平同期信号に基づいて、上述したゲートドライバ１５とアンプアレイ回路２３、２４とを統括的に制御する。
【００４９】
光照射部１３は、面状導光部４１と発光部４３とを有している。面状導光部４１は、光透過性を有するアクリルやガラス等の板状物によって形成され、アクティブマトリクス基板１１側を発光面とする板状物である。発光部４３は、面状導光部４１の端面に対して光を発光する。発光部４３としては、発光ダイオードや冷陰極管等が例示される。
【００５０】
光制御部２５は、上述の駆動制回路２１と連携をとりつつ、光照射部１３の点灯／消灯の切り換えを制御する。具体的には、発光部４３の種類に応じて、電流制限回路やスイッチング回路、または、インバータによる昇圧回路等で実現される。
【００５１】
次に、実施例１のＦＰＤの動作について図を参照して説明する。図３は、実施例１に係るＦＰＤの動作例を示すタイミングチャートである。図３には、検出動作と垂直同期信号と水平同期信号とスイッチング素子と光照射のそれぞれについて模式的に示している。
【００５２】
検出動作が行われている検出期間（時刻ｔ１〜時刻ｔ６）において、半導体層５は、印加電極３によってバイアス電圧が印加されており、入射するＸ線を電荷に変換する。変換された電荷はいずれかの分割電極７に収集される。
【００５３】
そして、この検出期間中、駆動制御回路２１の制御によって、収集された電荷を読み出す読み出し動作（時刻ｔ２〜時刻ｔ３と時刻ｔ４〜時刻ｔ５）と、電荷を蓄積する蓄積動作（時刻ｔ１〜時刻ｔ２と時刻ｔ３〜時刻ｔ４と時刻ｔ５〜時刻ｔ６）が交互に行われる。以下、それぞれについて説明する。
【００５４】
＜読み出し動作＞
駆動制御回路２１は、垂直同期信号と水平同期信号に基づいてゲートドライバ１５を操作する。これにより、ゲートドライバ１５は、水平同期信号に同期して順次各走査線３３にゲートパルスを出力して、スイッチング素子ｓを駆動する（時刻ｔ２〜時刻ｔ３と、時刻ｔ４〜時刻ｔ５）。したがって、時刻ｔ２から時刻ｔ３の期間、および、時刻ｔ４から時刻ｔ５の期間は、いずれかのスイッチング素子ｓから検出信号が読み出されている「読み出し期間」に相当する。なお、図３におけるスイッチング素子ｓのタイミングチャートでは、いずれかのスイッチング素子ｓが駆動されてオン状態に移行している期間を「Ｏｎ」と表示している。なお、垂直同期信号の周期としては、例えば３３．３ｍｓｅｃである。
【００５５】
また、光制御部２５は、駆動制御回路２１と連携して、読み出し期間に光照射部１３を点灯させる。光照射部１３は、アクティブマトリクス基板１１を介して、半導体層５の分割電極７が形成されている一方面へ向けて光を照射する。これにより、分割電極７間のスペースには、照射した光に応じた電荷が掃き出されることがなく溜められる。ここで、光照射部１３が照射する光の強度としては、検出信号が各アンプアレイ回路２３、２４によって処理された結果に基づいて得られる画像において、少なくとも残像が視認できない程度まで、大きいことが好ましい。
【００５６】
スイッチング素子ｓは、走査線３３に接続される１行単位で順次にオン状態に移行し、検出信号はオン状態のスイッチング素子ｓを経由して順次に読み出される。素子グループＧ１のスイッチング素子ｓから読み出された検出信号はアンプアレイ回路２３に送られ、素子グループＧ２のスイッチング素子ｓから読み出された検出信号はアンプアレイ回路２４に送られる。アンプアレイ回路２３、２４は、それぞれ駆動制御回路２１と連携して検出信号を増幅する等の処理を行う。そして、各読み出し期間で得られた検出信号ごとに画像が生成される。
【００５７】
＜蓄積動作＞
駆動制御回路２１による操作により、ゲートドライバ１５はいずれのスイッチング素子ｓも駆動しない。したがって、時刻ｔ１から時刻ｔ２の期間、時刻ｔ３から時刻ｔ４の期間、および、時刻ｔ５から時刻ｔ６の期間は、いずれのスイッチング素子ｓからも検出信号が読み出されていない「蓄積期間」に相当する。なお、図３では、いずれのスイッチング素子ｓもオフ状態である期間を「Ｏｆｆ」と表示している。光制御部２５は、駆動制御回路２１と連携して、蓄積期間において光照射部１３を消灯させる。
【００５８】
このように、実施例１に係るＦＰＤ１によれば、光制御部２５は読み出し期間において光照射部１３を点灯させるので、各スイッチング素子ｓから検出信号を読み出すときに残留出力が発生することを防止することができる。これにより、読み出された検出信号に基づいて得られる画像において、残像が発生することを抑制できる。
【００５９】
また、光制御部２５は蓄積期間において光照射部１３を消灯させるので、蓄積期間における漏れ電流および信号線間のクロストークの発生を抑制することができる。これにより、検出信号に基づいて得られる画像において、各素子グループＧ１、Ｇ２に対応した領域間で輝度差を低減できる。
【００６０】
また、読み出し期間において、光照射部１３から十分大きな強度の光を照射することで、残像を好適に抑制できる。
【実施例２】
【００６１】
以下、図面を参照してこの発明の実施例２を説明する。
図４は、実施例２に係るＸ線撮影装置の概略構成を示す断面図である。なお、実施例１と同じ構成については同符号を付すことで詳細な説明を省略する。
【００６２】
本実施例に係るＸ線撮像装置は、図示省略の被検体に向けてＸ線を照射するＸ線管５１と、被検体を透過したＸ線を検出するフラットパネル型Ｘ線検出器（以下、適宜「ＦＰＤ」という）５３と、Ｘ線管５１の管電圧、管電流、および照射時間を制御する高電圧発生器５５とを備えている。Ｘ線管５１は、この発明における放射線発生源に相当する。また、半導体層５は、この発明における変換手段に相当する。
【００６３】
ＦＰＤ５３に備えられる駆動制御回路２２は、高電圧発生器５５と連携して、Ｘ線管５１からＸ線が照射されていない非照射期間内において検出信号を読み出すように制御する。ここで、ゲートドライバ１５および駆動制御回路２２は、この発明における駆動制御手段に相当する。
【００６４】
また、ＦＰＤ５３に備えられる光制御部２６は、駆動制御回路２２と連携して光照射部１３から照射される光の強度を可変に制御する。光の強度としては、照度（ｌｘ）が例示される。この光制御部２６は、発光部４３に設けられる発光体の種類に応じて、電流制限回路、または、インバータによる昇圧回路等で実現される。
【００６５】
次に、実施例２のＸ線撮影装置の動作について図を参照して説明する。図５は、実施例２に係るＸ線撮影装置の動作例を示すタイミングチャートである。図５には、検出動作とＸ線照射と垂直同期信号と水平同期信号とスイッチング素子と光強度のそれぞれについて模式的に示している。
【００６６】
検出動作が行われている検出期間（時刻ｔ１から時刻ｔ１０）において、半導体層５には、印加電極３によってバイアス電圧が印加されている。この検出期間において、高電圧発生器５５の制御により、Ｘ線管５１は、時刻ｔ２から時刻ｔ３の期間と、時刻ｔ６から時刻ｔ７の期間にＸ線を照射する。以下では、このＸ線が照射される期間を照射期間と呼び、Ｘ線が照射されていない期間（時刻ｔ１〜時刻ｔ２、時刻ｔ３〜時刻ｔ６、時刻ｔ７〜時刻ｔ１０）を非照射期間と呼ぶ。半導体層５は、Ｘ線管５１から照射され、図示省略の被検体を透過したＸ線を検出し、電荷に変換する。
【００６７】
駆動制御回路２２は、高電圧発生器５５と連携して、非照射期間内に読み出し動作を行い、蓄積動作を行っている期間内にＸ線の照射が行われるように制御する。具体的には、読み出し期間を時刻ｔ４から時刻ｔ５、および、時刻ｔ８から時刻ｔ９の各期間として、非照射期間内に読み出し期間が含まれるように制御する。なお、読み出し期間以外の期間は蓄積期間である。
【００６８】
また、光制御部２６は、駆動制御回路２２と連携して、照射期間は非照射期間に比べて光の強度が小さくなるように、光照射部１３を制御する。本実施例では、図５に示すように、光制御部２６は、照射される光の強度を「大」、「小」の２段階で切り換えて、照射期間では光の強度を「小」とし、非照射期間は光の強度を「大」となるように制御する。ここで、光の強度「大」としては、検出信号が各アンプアレイ回路２３、２４によって処理された結果に基づいて得られる画像において、少なくとも残像が視認できない程度まで、大きいことが好ましい。また、光の強度「小」としては、検出信号が各アンプアレイ回路２３、２４によって処理された結果に基づいて得られる画像において、少なくとも各素子グループＧ１、Ｇ２に対応した領域間で輝度差が視認できない程度まで、小さいことが好ましい。
【００６９】
このように、実施例２に係るＸ線撮影装置によれば、高電圧発生器５５と連携して、非照射期間内に検出信号の読み出しを行うように制御する駆動制御回路２２と、照射期間において比較的小さい強度の光を照射させ、読み出し期間を含む非照射期間において比較的大きな強度の光を照射させるように光照射部１３を制御する光制御部２５とを備えているので、読み出し期間において残留出力が発生することを防止できる。これにより、残像が発生することを抑制できる。また、照射期間において漏れ電流および信号線間のクロストークの発生を抑制することができる。これにより、検出信号に基づいて得られる画像において、各素子グループＧ１、Ｇ２に対応した領域間で輝度差を低減できる。
【００７０】
また、非照射期間において、光照射部１３から十分大きな強度の光を照射することで、残像を好適に抑制できる。また、照射期間において、光照射部１３から十分小さな強度の光を照射することで、輝度差を好適に低減できる。
【００７１】
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。
【００７２】
（１）上述した各実施例１、２では、ＦＰＤ１またはＦＰＤ５３の検出対象はＸ線であったが、これに限られることなく、Ｘ線以外の放射線（中性子線、γ線、β線を含む）に適宜に変更してもよい。この場合、Ｘ線を電荷に変換する半導体層５を、放射線を電荷に変換する半導体層に適宜に選択変更してもよい。
【００７３】
（２）上述した各実施例１、２では、いずれもＸ線を直接電荷に変換する直接変換タイプのＦＰＤ１またはＦＰＤ５３であったが、間接変換タイプのＸ線検出器に適宜に変更してもよい。図６を参照する。図６は、変形例に係るＸ線検出器の概略構成を示す断面図である。図示するように、Ｘ線の入射側から順に、Ｘ線を光に変換するシンチレータ４と、光を電荷に変換する半導体層６と、アクティブマトリクス基板１１とが積層されている。半導体層６としてはホトダイオード等が例示される。なお、実施例１と同じ構成については同符号を付すことで詳細な説明を省略する。このように構成される間接変換タイプのＸ線検出器およびこれを用いたＸ線撮影装置であっても、好適に本発明を実施することができる。なお、シンチレータ４および半導体層６は、この発明における変換手段に相当する。また、間接タイプのＸ線検出器は、この発明における電磁波検出器に相当する。
【００７４】
（３）上述した各実施例１、２および変形例で説明したように、半導体層５を放射線または光を電荷に変換するように適宜に選択変更できるが、さらに、紫外線および赤外線等を電荷に変換するように半導体層を選択変更してもよい。すなわち、半導体層は電磁波を電荷に変換するものとして適宜に構成することができる。
【００７５】
（４）上述した実施例１では、光制御部２５は光照射部１３の点滅を切り換え制御するものであったが、これに限られない。実施例２で説明した光制御部２６のように、光照射部１３から照射される光の強度を２段階で可変するように光制御部を変更してもよい。この場合、蓄積期間は、読み出し期間に比べて光の強度を小さく制御するように構成すればよい。また、特に２段階に限られることなく、光を任意の強度に可変できるように光制御部を変更してもよい。
【００７６】
（５）上述した実施例２では、光制御部２６は光照射部１３から照射される光の強度を２段階で可変するように構成したが、これに限られない。たとえば、実施例１で説明したように、光照射部１３の点滅を切り換え制御するように変更してもよい。この場合、照射期間を消灯し、非照射期間を点灯するように制御すればよい。
【００７７】
（６）上述した実施例２では、光制御部２６によって照射期間においては非照射期間に比べて小さい強度の光を照射するように制御したが、これに限られない。照射期間は少なくとも読み出し期間に比べて小さい強度の光を照射する限り、適宜に設計変更することができる。以下、２つの動作例を例示する。
【００７８】
図７を参照する。図７は、変形例に係るＸ線撮影装置の動作例を示すタイミングチャートである。図示するように、光制御部２６の制御により、読み出し期間において比較的大きい強度の光を照射し、蓄積期間は読み出し期間に比べて小さい光の強度で照射するように制御してもよい。このように構成することで、読み出し動作において残留出力が発生することを防止でき、残像を抑制することができる。また、蓄積期間において漏れ電流および信号線間のクロストークを抑制することができ、輝度差を低減することができる。
【００７９】
図８を参照する。図８は、変形例に係るＸ線撮影装置の動作例を示すタイミングチャートである。図示するように、光制御部２６の制御により、蓄積期間内であれば、その照射期間が開始される時刻（時刻ｔ２、時刻ｔ８）よりも前の時刻（ｔ７）に、読み出し期間と比べて小さい強度の光に変更するように制御してもよい。同様に、蓄積期間内であれば、その照射期間の終了時刻（時刻ｔ３、時刻ｔ９）よりも後の時刻（時刻ｔ４、時刻ｔ１０）まで、読み出し期間と比べて小さい強度の光で照射するように制御してもよい。また、照射期間でない場合には蓄積期間内であっても、読み出し期間に比べて大きな強度の光で照射してもよい（たとえば、時刻ｔ４、時刻ｔ７、時刻ｔ１０付近）。なお、図示するように照射期間において強度が一定とならなくてもよい。また、読み出し期間の光の強度についても、図８では一定であるが、一定とならなくてもよい。
【００８０】
（７）上述した実施例２において、さらに、光制御部２６は、Ｘ線管５１から照射されるＸ線の強度に応じて光照射部１３から照射される光の強度を可変してもよい。具体的には、高電圧発生器５５の制御（管電圧、管電流、Ｘ線の照射時間）に基づいて、Ｘ線管５１から照射されるＸ線の強度が強いほど、光制御部２６は読み出し期間において照射される光の強度を大きくするように制御してもよい。これによれば、より好適に残像を抑制することができる。あるいは、高電圧発生器５５の制御に基づいて、Ｘ線管５１から照射されるＸ線の強度が弱いほど、光制御部２６は蓄積期間において照射される光の強度を小さくするように制御してもよい。これによれば、より好適に輝度差を低減することができる。
【００８１】
（８）上述した実施例１で説明したＦＰＤ１に、さらに、被検体にＸ線等の放射線を照射する放射線発生源を設けて、ＦＰＤ１に設けられる半導体層５が被検体を透過した放射線を電荷に変換する放射線撮影装置を構成してもよい。なお、ＦＰＤ１の駆動制御回路２１は、この放射線発生源の動作とは独立に、ゲートドライバ１５を制御し、アンプアレイ回路２３、２４および光制御部２５と連携をとるように構成される。このように構成しても本発明を実施することができる。
【００８２】
（９）上述した各実施例１、２では、全てのスイッチング素子ｓを２つの素子グループＧ１、Ｇ２に区分し、各素子グループＧ１、Ｇ２に対応して２個のアンプアレイ回路２３、２４を備えるように構成されていたが、これに限られない。たとえば、３以上の素子グループに対応して３個以上のアンプアレイ回路を備えるように構成してもよい。
【００８３】
（１０）上述した各実施例１、２および各変形例を適宜に組み合わせて、電磁波検出器およびこれを用いた放射線撮影装置を構成してもよい。
【００８４】
（１１）上述した各実施例１、２では、ＦＰＤ１またはＸ線撮影装置の用途を特定していないが、たとえば、医用分野に用いられるＸ線撮影装置に適用してもよい。また、非破壊検査、ＲＩ（Radio  Isotope）検査などの産業分野などに用いられるＸ線線撮影装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】実施例１に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の概略構成を示す断面図である。
【図２】実施例１に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の概略構成を示す平面図である。
【図３】実施例１に係るＦＰＤの動作例を示すタイミングチャートである。
【図４】実施例２に係るＸ線撮影装置の概略構成を示す断面図である。
【図５】実施例２に係るＸ線撮影装置の動作例を示すタイミングチャートである。
【図６】図６は、変形例に係るＸ線検出器の概略構成を示す断面図である。
【図７】変形例に係るＸ線撮影装置の動作例を示すタイミングチャートである。
【図８】変形例に係るＸ線撮影装置の動作例を示すタイミングチャートである。
【図９】従来例に係る電磁波検出器のタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００８６】
１、５３  …フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）
４  …シンチレータ
５、６  …半導体層
７  …分割電極
ｓ  …スイッチング素子
１１  …アクティブマトリクス基板
１３  …光照射部
１５  …ゲートドライバ
２３、２４  …アンプアレイ回路
２１、２２  …駆動制御回路
２５、２６  …光制御部
Ｇ１、Ｇ２  …素子グループ
５１  …Ｘ線管
５５  …高電圧発生器
【図１】
2008070253.tif 000003
【図２】
2008070253.tif 000004
【図３】
2008070253.tif 000005
【図４】
2008070253.tif 000006
【図５】
2008070253.tif 000007
【図６】
2008070253.tif 000008
【図７】
2008070253.tif 000009
【図８】
2008070253.tif 000010
【図９】
2008070253.tif 000011