(57)【要約】      （修正有）【課題】高いフレームレートの透視撮影を行う場合でも残像を抑制する放射線撮影装置を提供する。【解決手段】照射された放射線によりシンチレータで発光した光を、光電変換することで電荷として蓄積して読み出しする撮影部を有する放射線画像撮影装置において、複数の撮影部を設け、各撮影部から蓄積電荷である画像情報を読み出す撮影部を順次変えて画像情報を読み出すことで、高いフレームレートでも電荷が蓄積部に残存しにくく、残像を抑制することができる。【選択図】図８
2012107887.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射された放射線により示される放射線画像を撮影する撮影系を少なくとも２つ有し、各撮影系により撮影された放射線画像を示す画像情報を個別に読み出し可能な撮影部と、
前記撮影部の各撮影系からそれぞれ画像情報の読み出しを行う読出手段と、
画像情報を読み出す撮影系を順次変えて前記撮影部の各撮影系から画像情報の読み出すように前記読出手段を制御する制御手段と、
を備えた放射線撮影装置。
【請求項２】
前記撮影部が有する前記撮影系の数をＮとし、連続的に放射線画像の撮影を行う透視撮影のフレームレートに応じた撮影周期をＴとした場合、
前記制御手段は、各撮影系から画像情報の読み出すタイミングをＴずつずらしながら各撮影系から画像情報をそれぞれＴ×Ｎの周期で読み出すように前記読出手段を制御する
請求項１記載の放射線撮影装置。
【請求項３】
前記撮影部は、照射された放射線を光に変換する平板状の少なくとも１つのシンチレータ、及び何れかの前記シンチレータに積層して配置され、当該シンチレータにより変換された光を受光することにより電荷が発生する複数のセンサ部が設けられた複数の光検出基板を有し、
前記読出手段は、前記光検出基板の各センサ部に蓄積された電荷を前記画像情報として読み出す
請求項１又は請求項２記載の放射線撮影装置。
【請求項４】
前記撮影部は、１つの前記シンチレータの両面に２つの前記光検出基板がそれぞれ積層して配置され、
前記制御手段は、前記２つの光検出基板から前記画像情報を交互に読み出すように前記読出手段を制御する
請求項３記載の放射線撮影装置。
【請求項５】
前記シンチレータと前記光検出基板の間にそれぞれ当該シンチレータにより変換された光を透過する透過状態及び当該光を透過しない非透過状態に選択的に切り替えが可能な光透過状態切替手段をさらに備え、
前記制御手段は、透過状態とする前記光透過状態切替手段を順次切り替えつつ、前記光透過状態切替手段が透過状態とされて光が照射された前記光検出基板の前記画像情報を順次読み出すように前記読出手段を制御する
請求項３又は請求項４記載の放射線撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線撮影装置に関する。
【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線など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おり、この放射線検出器を用いて、照射された放射線により表わされる放射線画像を撮影する放射線撮影装置が実用化されている。この放射線検出器を用いた放射線撮影装置は、従来のＸ線フィルムやイメージングプレートを用いた放射線撮影装置に比べて、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】
この種の放射線検出器は、種々のタイプのものが提案されており、例えば、放射線を一度ＣｓＩ：Ｔｌ、ＧＯＳ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）などのシンチレータで光に変換し、変換した光をフォトダイオードなどのセンサ部で電荷に変換して蓄積する間接変換方式や、放射線をアモルファスセレン等の半導体層で電荷に変換する直接変換方式等がある。放射線撮影装置では、放射線検出器に蓄積された電荷を電気信号として読み出し、読み出した電気信号をアンプで増幅した後にＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換部でデジタルデータに変換している。
【０００４】
ところで、間接変換方式及び直接変換方式の放射線検出器では、フォトダイオードなどのセンサ部内や半導体層内の不純物電位に電荷がトラップされてしまい、残像を生じる場合がある。この不純物電位にトラップされることによるラグ信号は、前回の撮影から撮影期間が短いほど大きい。このため、透視撮影においてフレームレートが高くなるほど残像が発生しやすくなる。
【０００５】
なお、この種の放射線検出器を用いて放射線画像を撮影する放射線撮影装置に関する技術として、特許文献１には、１つのシンチレータの両面に光検出基板をそれぞれ配置し、同じタイミングで２枚の光検出基板のセンサに発生した電荷を読み出すことにより感度を向上させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１７９９８０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の技術は、シンチレータで発生した光を２枚の光検出基板で検出するため感度が向上するものの、２枚の光検出基板から同じタイミングで電荷を読み出すことを繰り返して透視撮影を行った場合、フレームレートが高くなるほど残像が発生しやすくない、という問題点が依然として残った。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、高いフレームレートの透視撮影を行う場合でも残像が発生しずらい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】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明の放射線撮影装置は、照射された放射線により示される放射線画像を撮影する撮影系を少なくとも２つ有し、各撮影系により撮影された放射線画像を示す画像情報を個別に読み出し可能な撮影部と、前記撮影部の各撮影系からそれぞれ画像情報の読み出しを行う読出手段と、画像情報を読み出す撮影系を順次変えて前記撮影部の各撮影系から画像情報の読み出すように前記読出手段を制御する制御手段と、を備えている。
【００１０】
請求項１によれば、撮影部は、照射された放射線により示される放射線画像を撮影する撮影系を少なくとも２つ有し、各撮影系により撮影された放射線画像を示す画像情報を個別に読み出し可能とされており、読出手段により、撮影部の各撮影系からそれぞれ画像情報の読み出しが行われる。
【００１１】
そして、制御手段により、画像情報を読み出す撮影系を順次変えて撮影部の各撮影系から画像情報の読み出すように読出手段が制御される。
【００１２】
このように、請求項１に記載の発明によれば、照射された放射線により示される放射線画像を撮影する撮影系を少なくとも２つ有する撮影部の各撮影系から、画像情報を読み出す撮影系を順次変えて画像情報を読み出すことにより、続けて同一の撮影系から画像情報が読み出されることがないため、高いフレームレートの透視撮影を行う場合でも残像が発生しずらくなる。
【００１３】
なお、本発明は、請求項２に記載の発明のように、前記撮影部が有する前記撮影系の数をＮとし、連続的に放射線画像の撮影を行う透視撮影のフレームレートに応じた撮影周期をＴとした場合、前記制御手段が、各撮影系から画像情報の読み出すタイミングをＴずつずらしながら各撮影系から画像情報をそれぞれＴ×Ｎの周期で読み出すように前記読出手段を制御してもよい。
【００１４】
また、本発明は、請求項３に記載の発明のように、前記撮影部が、照射された放射線を光に変換する平板状の少なくとも１つのシンチレータ、及び何れかの前記シンチレータに積層して配置され、当該シンチレータにより変換された光を受光することにより電荷が発生する複数のセンサ部が設けられた複数の光検出基板を有し、前記読出手段が、前記光検出基板の各センサ部に蓄積された電荷を前記画像情報として読み出すものとしてもよい。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明は、請求項４に記載の発明のように、前記撮影部が、１つの前記シンチレータの両面に２つの前記光検出基板がそれぞれ積層して配置されて構成され、前記制御手段が、前記２つの光検出基板から前記画像情報を交互に読み出すように前記読出手段を制御してもよい。
【００１６】
また、請求項３又は請求項４に記載の発明は、請求項５に記載の発明のように、前記シンチレータと前記光検出基板の間にそれぞれ当該シンチレータにより変換された光を透過する透過状態及び当該光を透過しない非透過状態に選択的に切り替えが可能な光透過状態切替手段をさらに備え、前記制御手段が、透過状態とする前記光透過状態切替手段を順次切り替えつつ、前記光透過状態切替手段が透過状態とされて光が照射された前記光検出基板の前記画像情報を順次読み出すように前記読出手段を制御してもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、高いフレームレートの透視撮影を行う場合でも残像が発生しずらい放射線撮影装置を提供できる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施の形態に係る放射線検出器の構成を模式的に示した断面図である。
【図２】実施の形態に係る放射線検出器の薄膜トランジスタ及びコンデンサの構成を示した断面図である。
【図３】実施の形態に係るＴＦＴ基板の構成を示す平面図である。
【図４】実施の形態に係る撮影部の構成を示す断面図である。
【図５】実施の形態に係る電子カセッテの構成を示す斜視図である。
【図６】実施の形態に係る電子カセッテの構成を示す断面図である。
【図７】実施の形態に係る電子カセッテの電気系の要部構成を示すブロック図である。
【図８】実施の形態に係る透視撮影時の処理の流れを示すタイミングチャートである。
【図９】（Ａ）は周期Ｔで画像情報の読み出しを行った場合の電気信号に含まれるラグ成分を示すグラフであり、（Ｂ）は周期２Ｔで画像情報の読み出しを行った場合の電気信号に含まれるラグ成分を示すグラフである。
【図１０】他の形態に係る撮影部の構成を示す断面図である。
【図１１】図１０に示す撮影部とした場合の透視撮影時の処理の流れを示すタイミングチャートである。
【図１２】他の形態に係る撮影部の構成を示す断面図である。
【図１３】他の形態に係る直接変換方式の放射線検出器の構成を模式的に示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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説明する。なお、ここでは、本発明を、可搬型の放射線撮影装置（以下「電子カセッテ」ともいう。）に適用した場合の形態例について説明する。
【００２０】
まず、本実施の形態に係る放射線検出器２０の構成について説明する。
【００２１】
図１には、本実施形態に係る放射線検出器２０の構成を模式的に示した断面図が示されておいる。
【００２２】
放射線検出器２０は、絶縁性基板２２に薄膜トランジスタ（TFT：Thin Film Transistor、以下「ＴＦＴ」という）２４、及び蓄積容量２５が形成されたＴＦＴアクティブマトリクス基板（以下、「ＴＦＴ基板」という）２６を備えている。
【００２３】
このＴＦＴ基板２６上には、入射される放射線を光に変換するシンチレータ２８が配置される。
【００２４】
シンチレータ２８としては、例えば、ＣｓＩ：Ｔｌ、ＧＯＳ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）を用いることができる。なお、シンチレータ２８は、これらの材料に限られるものではない。
【００２５】
絶縁性基板２２としては、光透過性を有し且つ放射線の吸収が少ないものであれば何れでもよく、例えば、ガラス基板、透明セラミック基板、光透過性の樹脂基板を用いることができる。なお、絶縁性基板２２は、これらの材料に限られるものではない。
【００２６】
シンチレータ２８が発する光の波長域は、可視光域（波長３６０ｎｍ〜８３０ｎｍ）であることが好ましく、この放射線検出器２０によってモノクロ撮像を可能とするためには、緑色の波長域を含んでいることがより好ましい。
【００２７】
シンチレータ２８に用いる蛍光体としては、具体的には、放射線としてＸ線を用いて撮像する場合、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）を含むものが好ましく、Ｘ線照射時の発光スペクトルが４２０ｎｍ〜６００ｎｍにあるＣｓＩ（Ｔｌ）を用いることが特に好ましい。なお、ＣｓＩ（Ｔｌ）の可視光域における発光ピーク波長は５６５ｎｍである。
【００２８】
シンチレータ２８は、例えば、ＣｓＩ（Ｔｌ）等の柱状結晶で形成しようとする場合、蒸着基板への蒸着によって形成されてもよい。このように蒸着によってシンチレータ２８を形成する場合、蒸着基板は、Ｘ線の透過率、コストの面からＡｌの板がよく使用されるがこれに限定されるものではない。なお、シンチレータ２８としてＧＯＳを用いる場合、蒸着基板を用いずにＴＦＴ基板２６の表面にＧＯＳを塗布することにより、シンチレータ２８を形成してもよい。
【００２９】
ＴＦＴ基板２６には、シンチレータ２８によって変換された光が入射されることにより電荷を発生するセンサ部３６が形成されている。また、ＴＦＴ基板２６には、ＴＦＴ基板２６上を平坦化するための平坦化層３８が形成されている。また、ＴＦＴ基板２６とシンチレータ２８との間であって、平坦化層３８上には、シンチレータ２８をＴＦＴ基板２６に接着するための接着層３９が形成されている。
【００３０】
センサ部３６は、上部電極３２、下部電極３４、及び該上下の電極間に配置された光電変換膜３０を有している。
【００３１】
上部電極３２、及び下部電極３４はＩＴＯ（酸化インジウムスズ）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形成しており、光透過性を有する。
【００３２】
光電変換膜３０は、シンチレータ２８から発せられた光を吸収し、吸収した光に応じた電荷を発生する。光電変換膜３０は、光が照射されることにより電荷を発生する材料により形成すればよく、例えば、アモルファスシリコンや有機光電変換材料などにより形成することができる。アモルファスシリコンを含む光電変換膜３０であれば、幅広い吸収スペクトルを持ち、シンチレータ２８による発光を吸収することができる。有機光電変換材料を含む光電変換膜３０であれば、可視域にシャープな吸収スペクトルを持ち、シンチレータ２８による発光以外の電磁波が光電変換膜３０に吸収されることがほとんどなく、Ｘ線等の放射線が光電変換膜３０で吸収されることによって発生するノイズを効果的に抑制することができる。
【００３３】
光電変換膜３０を構成する有機光電変換材料は、シンチレータ２８で発光した光を最も効率良く吸収するために、その吸収ピーク波長が、シンチレータ２８の発光ピーク波長と近いほど好ましい。有機光電変換材料の吸収ピーク波長とシンチレータ２８の発光ピーク波長とが一致することが理想的であるが、双方の差が小さければシンチレータ２８から発された光を十分に吸収することが可能である。具体的には、有機光電変換材料の吸収ピーク波長と、シンチレータ２８の放射線に対する発光ピーク波長との差が、１０ｎｍ以内であることが好ましく、５ｎｍ以内であることがより好ましい。
【００３４】
本実施の形態では、光電変換膜３０に有機光電変換材料を含んで構成する。有機光電変換材料としては、例えば、キナクリドン系有機化合物及びフタロシアニン系有機化合物が挙げられる。例えば、キナクリドンの可視域における吸収ピーク波長は５６０ｎｍであるため、有機光電変換材料としてキナクリドンを用い、シンチレータ２８の材料としてＣｓＩ（Ｔｉ）を用いれば、上記ピーク波長の差を５ｎｍ以内にすることが可能となり、光電変換膜３０で発生する電荷量をほぼ最大にすることができる。この光電変換膜３０として適用可能な有機光電変換材料については、特開２００９−３２８５４号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。
【００３５】
図２には、本実施の形態に係るＴＦＴ基板２６に形成されたＴＦＴ２４及び蓄積容量２５の構成が概略的に示されている。
【００３６】
絶縁性基板２２上には、下部電極３４に対応して、下部電極３４に移動した電荷を蓄積する蓄積容量２５と、蓄積容量２５に蓄積された電荷を電気信号に変換して出力するＴＦＴ２４が形成されている。蓄積容量２５及びＴＦＴ２４の形成された領域は、平面視において下部電極３４と重なる部分を有しており、このような構成とすることで、各画素部における蓄積容量２５及びＴＦＴ２４とセンサ部３６とが厚さ方向で重なりを有することとなり、少なく面積で蓄積容量２５及びＴＦＴ２４とセンサ部３６を配置できる。
【００３７】
蓄積容量２５は、絶縁性基板２２と下部電極３４との間に設けられた絶縁膜２７Ａを貫通して形成された導電性材料の配線を介して対応する下部電極３４と電気的に接続されている。これにより、下部電極３４で捕集された電荷を蓄積容量２５に移動させることができる。
【００３８】
ＴＦＴ２４は、ゲート電極２４Ａ、ゲート絶縁膜２７Ｂ、及び活性層（チャネル層）２４Ｂが積層され、さらに、活性層２４Ｂ上にソース電極２４Ｃとドレイン電極２４Ｄが所定の間隔を開けて形成されている。
【００３９】
活性層２４Ｂは、例えば、アモルファスシリコンや非晶質酸化物、有機半導体材料、カーボンナノチューブなどにより形成することができる。なお、活性層２４Ｂを構成する材料は、これらに限定されるものではない。
【００４０】
活性層２４Ｂを構成する非晶質酸化物としては、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも１つを含む酸化物（例えば、Ｉｎ−Ｏ系）が好ましく、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも２つを含む酸化物（例えば、Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｉｎ−Ｇａ−Ｏ系、Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系）がより好ましく、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎを含む酸化物が特に好ましい。Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系非晶質酸化物としては、結晶状態における組成がＩｎＧａＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍは６未満の自然数）で表される非晶質酸化物が好ましく、特に、ＩｎＧａＺｎＯ４がより好ましい。
【００４１】
活性層２４Ｂを構成可能な有機半導体材料としては、フタロシアニン化合物や、ペンタセン、バナジルフタロシアニン等を挙げることができるがこれらに限定されるものではない。なお、フタロシアニン化合物の構成については、特開２００９−２１２３８９号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。
【００４２】
ＴＦＴ２４の活性層２４Ｂを非晶質酸化物や有機半導体材料、カーボンナノチューブで形成したものとすれば、Ｘ線等の放射線を吸収せず、あるいは吸収したとしても極めて微量に留まるため、ＴＦＴ２４におけるノイズの発生を効果的に抑制することができる。
【００４３】
また、活性層２４Ｂをカーボンナノチューブで形成した場合、ＴＦＴ２４のスイッチング速度を高速化することができ、また、可視光域での光の吸収度合の低いＴＦＴ２４を形成できる。なお、カーボンナノチューブで活性層２４Ｂを形成する場合、活性層２４Ｂに極微量の金属性不純物が混入するだけで、ＴＦＴ２４の性能は著しく低下するため、遠心分離などにより極めて高純度のカーボンナノチューブを分離・抽出して形成する必要がある。
【００４４】
ここで、上述した非晶質酸化物、有機半導体材料、カーボンナノチューブや、有機光電変換材料は、いずれも低温での成膜が可能である。従って、絶縁性基板２２としては、石英基板、及びガラス基板等の耐熱性の高い基板に限定されず、プラスチック等の可撓性基板、アラミド、バイオナノファイバを用いることもできる。具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）等の可撓性基板を用いることができる。このようなプラスチック製の可撓性基板を用いれば、軽量化を図ることもでき、例えば、持ち運び等に有利となる。なお、絶縁性基板２２には、絶縁性を確保するための絶縁層、水分や酸素の透過を防止するためのガスバリア層、平坦性あるいは電極等との密着性を向上するためのアンダーコート層等を設けてもよい。
【００４５】
アラミドは、２００度以上の高温プロセスを適用できるために、透明電極材料を高温硬化させて低抵抗化でき、また、ハンダのリフロー工程を含むドライバＩＣの自動実装にも対応できる。また、アラミドは、ＩＴＯ（indium tin oxide）やガラス基板と熱膨張係数が近いため、製造後の反りが少なく、割れにくい。また、アラミドは、ガラス基板等と比べて薄く基板を形成できる。なお、超薄型ガラス基板とアラミドを積層して絶縁性基板２２を形成してもよい。
【００４６】
バイオナノファイバは、バクテリア(酢酸菌、Acetobacter Xylinum)が産出するセルロースミクロフィブリル束（バクテリアセルロース）と透明樹脂との複合したものである。セルロースミクロフィブリル束は、幅５０ｎｍと可視光波長に対して１／１０のサイズで、かつ、高強度、高弾性、低熱膨である。バクテリアセルロースにアクリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂を含浸・硬化させることで、繊維を６０−７０％も含有しながら、波長５００nmで約９０％の光透過率を示すバイオナノファイバが得られる。バイオナノファイバは、シリコン結晶に匹敵する低い熱膨張係数（３−７ｐｐｍ）を有し、鋼鉄並の強度(４６０ＭＰa)、高弾性(３０ＧＰａ)で、かつフレキシブルであることから、ガラス基板等と比べて薄く絶縁性基板２２を形成できる。
【００４７】
図３には、本実施の形態に係るＴＦＴ基板２６の構成を示す平面図が示されている。
【００４８】
ＴＦＴ基板２６には、上述のセンサ部３６、蓄積容量２５、ＴＦＴ２４と、を含んで構成される画素３７が一定方向（図３の行方向）及び一定方向に対する交差方向（図３の列方向）に２次元状に複数設けられている。ＴＦＴ基板２６は、画素３７が２次元状に設けられた領域が放射線画像を撮影可能な撮影領域とされている。
【００４９】
また、ＴＦＴ基板２６には、一定方向（行方向）に延設され各ＴＦＴ２４をオン・オフさせるための複数本のゲート配線４０と、交差方向（列方向）に延設されオン状態のＴＦＴ２４を介して電荷を読み出すための複数本のデータ配線４２が設けられている。
【００５０】
放射線検出器２０は、平板状で平面視において外縁に４辺を有する四辺形状をしている。具体的には矩形状に形成されている。
【００５１】
本実施形態に係る放射線検出器２０は、図１に示すように、このようなＴＦＴ基板２６の表面にシンチレータ２８が貼り付けられて形成される。
【００５２】
シンチレータ２８は、例えば、ＣｓＩ：Ｔｌ等の柱状結晶で形成しようとする場合、蒸着基板への蒸着によって形成される。なお、シンチレータ２８としてＧＯＳを用いる場合、蒸着基板を用いずにＴＦＴ基板２６の表面にＧＯＳを塗布することにより、シンチレータ２８を形成してもよい。
【００５３】
次に、放射線画像の撮影を行う撮影部２１の構成について説明する。
【００５４】
本実施の形態に係る撮影部２１は、照射された放射線により示される放射線画像の撮影を行う撮影系を２つ有し、各撮影系により撮影された放射線画像を示す画像情報を個別に読み出し可能なように構成されている。
【００５５】
具体的には、図４に示すように、シンチレータ２８を挟んで２つのＴＦＴ基板２６を配置している。以下、２つのＴＦＴ基板２６を区別する場合、シンチレータ２８の一方の面側をＴＦＴ基板２６Ａと称し、シンチレータ２８の他方の面側をＴＦＴ基板２６Ｂと称する。
【００５６】
また、本実施の形態に係る撮影部２１では、シンチレータ２８とＴＦＴ基板２６Ａの間のＴＦＴ基板２６Ａによる撮影領域全面に液晶シャッタ２９Ａを設けており、シンチレータ２８とＴＦＴ基板２６Ｂの間のＴＦＴ基板２６Ｂによる撮影領域全面に液晶シャッタ２９Ｂを設けている。
【００５７】
液晶シャッタ２９Ａ、２９Ｂは、電気的な制御により光を透過する透過状態及び光を透過しない非透過状態に切り替えが可能とされている。ＴＦＴ基板２６Ａ、２６Ｂには液晶シャッタ２９Ａ、２９Ｂが透過状態である場合、シンチレータ２８で発生した光が入射する。
【００５８】
次に、このような撮影部２１を内蔵した電子カセッテ１０の構成について説明する。
【００５９】
図５には、電子カセッテ１０の構成を示す斜視図が示されており、図６には、電子カセッテ１０の断面図が示されている。
【００６０】
電子カセッテ１０は、放射線Ｘを透過させる材料からなる平板状の筐体１８を備えており、防水性、密閉性を有する構造とされている。筐体１８の内部には、上述の撮影部２１が配設されている。筐体１８は、平板状の一方の面の撮影部２１の配設位置に対応する領域が放射線を検出可能な四辺形状の検出領域１８Ａとされている。筐体１８の内部には、ＴＦＴ基板２６Ａが検出領域１８Ａ側となるように撮影部２１が内蔵されている。
【００６１】
また、筐体１８の内部の一端側には、撮影部２１と重ならない位置（検出領域１８Ａの範囲外）に、マイクロコンピュータを含む電子回路や電源部７０を収容するケース３１が配置されている。
【００６２】
また、電子カセッテ１０は、筐体１８の側面に各種ボタンを備えた操作パネル１９が設けられている。
【００６３】
図７には、電子カセッテ１０の電気系の要部構成を示すブロック図が示されている。
【００６４】
ＴＦＴ基板２６Ａ、２６Ｂは、それぞれ隣り合う２辺の一辺側にゲート線ドライバ５２Ａ、５２Ｂが配置され、他辺側に信号処理部５４Ａ、５４Ｂが配置されている。ＴＦＴ基板２６Ａの個々のゲート配線４０はゲート線ドライバ５２Ａに接続され、ＴＦＴ基板２６Ａの個々のデータ配線４２は信号処理部５４Ａに接続されており、ＴＦＴ基板２６Ｂの個々のゲート配線４０はゲート線ドライバ５２Ｂに接続され、ＴＦＴ基板２６Ｂの個々のデータ配線４２は信号処理部５４Ｂに接続されている。
【００６５】
また、電子カセッテ１０は、画像メモリ５６と、カセッテ制御部５８と、無線通信部６０とを備えている。
【００６６】
ＴＦＴ基板２６Ａ、２６Ｂの各ＴＦＴ２４は、ゲート線ドライバ５２Ａ、５２Ｂからゲート配線４０を介して供給される信号により行単位で順にオンされ、オン状態とされたＴＦＴ２４によって読み出された電荷は、電気信号としてデータ配線４２を伝送されて信号処理部５４Ａ、５４Ｂに入力される。これにより、電荷は行単位で順に読み出され、二次元状の放射線画像が取得可能となる。
【００６７】
図示は省略するが、信号処理部５４Ａ、５４Ｂは、個々のデータ配線４２毎に、入力される電気信号を増幅する増幅回路及びサンプルホールド回路を備えており、個々のデータ配線４２を伝送された電気信号は増幅回路で増幅された後にサンプルホールド回路に保持される。また、サンプルホールド回路の出力側にはマルチプレクサ、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器が順に接続されており、個々のサンプルホールド回路に保持された電気信号はマルチプレクサに順に（シリアルに）入力され、Ａ／Ｄ変換器によってデジタルの画像データへ変換される。
【００６８】
信号処理部５４Ａ、５４Ｂには画像メモリ５６が接続されており、信号処理部５４Ａ、５４ＢのＡ／Ｄ変換器から出力された画像データは画像メモリ５６に順に記憶される。画像メモリ５６は所定枚分の画像データを記憶可能な記憶容量を有しており、放射線画像の撮影が行われる毎に、撮影によって得られた画像データが画像メモリ５６に順次記憶される。
【００６９】
画像メモリ５６はカセッテ制御部５８と接続されている。カセッテ制御部５８はマイクロコンピュータによって構成され、ＣＰＵ（中央処理装置）５８Ａ、ＲＯＭおよびＲＡＭを含むメモリ５８Ｂ、フラッシュメモリ等からなる不揮発性の記憶部５８Ｃを備えており、電子カセッテ１０全体の動作を制御する。
【００７０】
一方、電子カセッテ１０は、液晶ドライバ６２Ａ、６２Ｂが設けられている。液晶ドライバ６２Ａは、液晶シャッタ２９Ａに印加する電圧を制御することにより液晶シャッタ２９Ａの透過状態、非透過状態の切り替えを制御しており、液晶ドライバ６２Ｂは、液晶シャッタ２９Ｂに印加する電圧を制御することにより液晶シャッタ２９Ｂの透過状態、非透過状態の切り替えを制御している。液晶ドライバ６２Ａ、Ｂは、それぞれカセッテ制御部５８に接続されている。カセッテ制御部５８は液晶ドライバ６２Ａ、Ｂを介して液晶シャッタ２９Ａ、２９Ｂの透過状態、非透過状態の切り替えを制御することが可能とされている。
【００７１】
また、カセッテ制御部５８には無線通信部６０が接続されている。無線通信部６０は、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ等に代表される無線ＬＡＮ（Local Area Network）規格に対応しており、無線通信による外部機器との間での各種情報の伝送を制御する。カセッテ制御部５８は、無線通信部６０を介して、放射線撮影全体を制御するコンソールなど外部装置と無線通信が可能とされており、コンソールとの間で各種情報の送受信が可能とされている。
【００７２】
カセッテ制御部５８は、ゲート線ドライバ５２Ａ、５２Ｂの動作を個別に制御しており、ＴＦＴ基板２６Ａ、２６Ｂから放射線画像を示す画像情報の読み出しを個別に制御できる。カセッテ制御部５８は、コンソールから無線通信部６０を介して受信される撮影条件などの各種情報を記憶し、撮影条件に基づいてゲート線ドライバ５２Ａ、５２Ｂを制御してＴＦＴ基板２６Ａ、２６Ｂから画像の読み出しを行う。
【００７３】
また、カセッテ制御部５８は、操作パネル１９が接続されており、操作パネル１９に対する操作内容を把握することができる。
【００７４】
また、電子カセッテ１０には、電源部７０が設けられており、上述した各種回路や各素子(操作パネル１９、ゲート線ドライバ５２Ａ、５２Ｂ、信号処理部５４Ａ、５４Ｂ、画像メモリ５６、無線通信部６０、カセッテ制御部５８として機能するマイクロコンピュータ、液晶ドライバ６２Ａ、６２Ｂ)は、電源部７０から供給された電力によって作動する。電源部７０は、電子カセッテ１０の可搬性を損なわないように、バッテリ（充電可能な二次電池）を内蔵しており、充電されたバッテリから各種回路・素子へ電力を供給する。なお、図７では、電源部７０と各種回路や各素子を接続する配線を省略している。
【００７５】
次に、本実施の形態に係る電子カセッテ１０の作用について説明する。
【００７６】
本実施の形態に係る電子カセッテ１０は、連続的に撮影を行う透視撮影が可能とされている。
【００７７】
透視撮影を行う場合、電子カセッテ１０には、コンソールなど外部装置から透視撮影のフレームレート等の各種情報を撮影条件として電子カセッテ１０に送信される。
【００７８】
撮影者は、透視撮影を行う場合、図６に示すように、放射線を発生する放射線発生装置８０と間隔を空けて電子カセッテ１０を配置する。放射線発生装置８０は、透視撮影を行う場合、透視撮影のフレームレートに応じた撮影周期で、又は連続的に放射線を射出する。放射線発生装置８０から射出された放射線Ｘは、撮影対象部位Ｂを透過することで画像情報を担持した後に電子カセッテ１０に照射される。
【００７９】
カセッテ制御部５８は、透視撮影を行う場合、透視撮影のフレームレートに応じた撮影周期で液晶シャッタ２９Ａ、２９Ｂを互いに交互に透過状態、非透過状態に順次切り替えつつ、ＴＦＴ基板２６Ａ、２６Ｂから交互に画像情報を読み出す透視撮影処理を行う。
【００８０】
図８には、透視撮影処理の流れを示すタイミングチャートが示されている。なお、図８では、放射線Ｘは透視撮影のフレームレートに応じた撮影周期Ｔでパルス状に照射されているものとする。
【００８１】
シンチレータ２８は、パルス状の放射線の照射に同期して周期Ｔで発光する。
【００８２】
カセッテ制御部５８は、液晶ドライバ６２Ａ、Ｂを介して液晶シャッタ２９Ａ、２９Ｂを制御し、撮影周期Ｔで液晶シャッタ２９Ａ、２９Ｂを互いに交互に透過状態、非透過状態に順次切り替えさせる。ＴＦＴ基板２６Ａの各センサ部３６は、液晶シャッタ２９Ａが透過状態の場合に光が入射して電荷が発生し、ＴＦＴ基板２６Ｂの各センサ部３６は、液晶シャッタ２９Ｂが透過状態の場合に光が入射して電荷が発生する。
【００８３】
カセッテ制御部５８は、ゲート線ドライバ５２Ａ、５２Ｂを制御し、液晶シャッタ２９Ａ、２９Ｂの切り替えに同期させて画像情報の読み出すタイミングをＴずつずらしながらＴＦＴ基板２６Ａ、２６Ｂから画像情報をそれぞれ２Ｔの周期で読み出させる。
【００８４】
ここで、センサ部３６内の不純物電位に電荷がトラップされることによるラグ信号は、画像情報の読み出してから次に画像情報の読み出しを行うまでのインターバル期間が短いほど大きく、インターバル期間が長いほど小さくなる。
【００８５】
このため、例えば、１つのＴＦＴ基板２６から周期Ｔで繰り替えし画像情報の読み出しを行った場合、図９（Ａ）に示すように、２回目の撮影によって読み出される電気信号には、１回目の撮影の信号Ａ１に応じたラグ信号Ａ２が含まれる。また、３回目の撮影によって読み出される電気信号には、１回目の撮影によるラグ信号Ａ３及び２回目の撮影の信号Ｂ１に応じたラグ信号Ｂ２が含まれる。
【００８６】
一方、本実施の形態では、ＴＦＴ基板２６Ａ、２６Ｂをそれぞれ交互に周期２Ｔで繰り替えし画像情報の読み出している。これにより、図９（Ｂ）に示すように、１回目の撮影の信号Ａ１に応じたラグ信号Ａ２が含まれるが、撮影周期が２Ｔと長くタグ信号Ａ１が減衰しているため、残像の発生を抑制することができる。
【００８７】
以上のように、本実施の形態によれば、照射された放射線により示される放射線画像を撮影する撮影系を２つ有する撮影部２１の各撮影系から、画像情報を読み出す撮影系を順次変えて画像情報を読み出すことにより、高いフレームレートの透視撮影を行う場合でも残像が発生しずらくなる。
【００８８】
また、本実施の形態よれば、ＴＦＴ基板２６Ａ、２６Ｂから読み出される電気信号に含まれるラグ信号成分を減少するため、Ｓ／Ｎ比が向上し、ラグ信号成分として画像処理で捨てていた信号の量を減らすことができる。これにより、ＴＦＴ基板２６Ａ、２６Ｂから読み出される電気信号の回収率がアップする。この回収率の向上分を予め見込んで放射線を照射することにより放射線の照射量を減らすことにより、被検者の被曝量を低減することがでできる。
【００８９】
また、本実施の形態よれば、各シンチレータ２８と各ＴＦＴ基板２６の間に液晶シャッタ２９を設け、各ＴＦＴ基板２６での撮影に同期して液晶シャッタ２９の透過状態及び当該光を切り替えているので、各ＴＦＴ基板２６でそれぞれ撮影周期Ｔの間の撮影対象部位Ｂの状態を示す放射線画像を撮影できる。
【００９０】
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。
【００９１】
また、上記の実施の形態は、クレーム（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。
【００９２】
例えば、上記実施の形態では、可搬型の放射線撮影装置である電子カセッテ１０に本発明を適応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、据置型の放射線撮影装置に適用してもよい。
【００９３】
また、上記実施の形態では、撮影部２１を、図４に示すように、１つのシンチレータ２８の両面に２つのＴＦＴ基板２６Ａ、２６Ｂをそれぞれ積層して配置し、２つの撮影系を有するものとした場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図１０には、３つのＴＦＴ基板２６（２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ）と２つのシンチレータ２８（２８Ａ、２８Ｂ）とを交互に積層して配置し、３つの撮影系を有するものとした場合が湿されている。この場合も各シンチレータ２８と各ＴＦＴ基板２６の間に液晶シャッタ２９（２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ、２９Ｄ）を設けもよい。
【００９４】
図１１には、図１０に示すような撮影部２１で透視撮影を行う場合の透視撮影処理の流れを示すタイミングチャートが示されている。
【００９５】
この図１１に示す透視撮影処理では、ＴＦＴ基板２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃから画像情報をそれぞれ３Ｔの周期で読み出させるため、ＴＦＴ基板２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃから読み出される電気信号に含まれるラグ信号成分がより減少する。
【００９６】
また、例えば、複数の放射線検出器２０を積層させて撮影部２１を構成してもよい。図１２には、２つの放射線検出器２０（２０Ａ、２０Ｂ）を積層させて撮影部２１を構成した場合が示されている。
【００９７】
また、上記実施の形態では、放射線を一度シンチレータ２８で光に変換し、変換した光を光電変換膜３０で電荷に変換して蓄積する間接変換方式の放射線検出器２０を用いて撮影部２１の構成とした場合について説明したが、放射線を直接、アモルファスセレン等を用いたセンサ部で電荷に変換して蓄積する直接変換方式の放射線検出器も用いて撮影部２１の構成してもよい。
【００９８】
直接変換方式の放射線検出器２００は、図１３に示すように、入射される放射線を変換する放射線変換層の一例として、入射される放射線を電荷に変換する半導体層２０２が、ＴＦＴ基板２６上に形成されている。
【００９９】
半導体層２０２としては、アモルファスSe、Bi12MO20(M：Ti、Si、Ge)、Bi4M3O12(M：Ti、Si、Ge)、Bi2O3、BiMO4（Ｍ：Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ）、Bi2WO6、Bi24B2O39、ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、MNbO3(M：Li、Na、K)、PbO、HgI2、PbI2、CdS、CdSe、CdTe、BiI3、GaAs等のうち少なくとも１つを主成分とする化合物などが用いられるが、暗抵抗が高く、Ｘ線照射に対して良好な光導電性を示し、真空蒸着法により低温で大面積成膜が可能な非晶質（アモルファス）材料が好まれる。
【０１００】
半導体層２０２上には、半導体層２０２の表面側に形成され、半導体層２０２へバイアス電圧を印加するためのバイアス電極２０４が形成されている。
【０１０１】
直接変換方式の放射線検出器２００では、半導体層２０２で発生した電荷を収集する電荷収集電極２０６がＴＦＴ基板２６に形成されている。
【０１０２】
また、直接変換方式の放射線検出器２００におけるＴＦＴ基板２６は、各電荷収集電極２０６で収集された電荷を蓄積する電荷蓄積容量２０８を備えている。この各電荷蓄積容量２０８に蓄積された電荷が、ＴＦＴ２４によって読み出される。
【０１０３】
このような直接変換方式の放射線検出器２００においても半導体層２０２内の不純物電位に電荷がトラップされてしまい、残像を生じる場合があるが、本発明を適用することにより、高いフレームレートの透視撮影を行う場合でも残像が発生しずらくなる。
【０１０４】
また、上記実施の形態では、撮影部２１の各撮影系を順番に１つずつ読み出す場合に、説明したが、各撮影系から画像情報が読み出す順は、続けて同一の撮影系から画像情報が読み出されなければ何れでもよい。
【０１０５】
また、上記各実施の形態では、放射線としてＸ線を検出することにより放射線画像を撮影する放射線撮影装置に本発明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い。例えば、検出対象とする放射線は、Ｘ線の他、ガンマ線、粒子線等いずれであってもよい。
【０１０６】
その他、上記各実施の形態で説明した構成は一例であり、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、接続状態等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】
【０１０７】
１０    電子カセッテ
２０    放射線検出器
２１    撮影部
２６    ＴＦＴ基板（光検出基板）
２８    シンチレータ
２９Ａ、２９Ｂ  液晶シャッタ（光透過状態切替手段）
３６    センサ部
５２Ａ、５２Ｂ  ゲート線ドライバ（読出手段）
５４Ａ 、５４Ｂ  信号処理部（読出手段）
５８    カセッテ制御部（制御手段）
【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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【図１２】
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【図１３】
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