(57)【要約】【課題】電力消費を抑えつつ、高画質の放射線画像を取得することが可能になると共に、放射線変換パネルの曝射線量に応じたＡＤ変換を可能とする。【解決手段】放射線画像撮影装置（２０Ａ）は、放射線を放射線画像に変換する放射線変換パネル（５２）と、前記放射線変換パネル（５２）から出力される前記放射線画像に応じた画像信号をＡＤ変換するＡＤ変換器（９０）と、前記放射線変換パネル（５２）に照射される前記放射線の曝射線量に基づいて、前記ＡＤ変換器（９０）におけるＡＤ変換のサンプリング回数を決定するサンプリング回数決定部（１０８）とを備える。【選択図】図３
2012175396.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を放射線画像に変換する放射線変換パネルと、
前記放射線変換パネルから出力される前記放射線画像に応じた画像信号をＡＤ変換するＡＤ変換器と、
前記放射線変換パネルに照射される前記放射線の曝射線量に基づいて、前記ＡＤ変換器におけるＡＤ変換のサンプリング回数を決定するサンプリング回数決定部と、
を備えることを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
前記放射線変換パネルから前記画像信号を読み出す信号読出部と、
前記放射線変換パネルに対する前記放射線の照射開始から、前記信号読出部による前記画像信号の読み出しまでの間に、前記放射線変換パネルから漏れ出すリーク信号を検出するリーク信号検出部と、
をさらに備え、
前記サンプリング回数決定部は、前記リーク信号検出部が検出した前記リーク信号の信号レベルに基づいて前記曝射線量を推定し、推定した前記曝射線量に基づいて前記サンプリング回数を決定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項３】
請求項２記載の装置において、
前記サンプリング回数決定部は、前記リーク信号の信号レベルが比較的低い場合にはオーバサンプリング方式によるＡＤ変換を行うように前記ＡＤ変換器を制御し、一方で、前記リーク信号の信号レベルが比較的高い場合にはオーバサンプリング方式によるＡＤ変換を解除することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項４】
請求項２又は３記載の装置において、
前記放射線変換パネルは、前記放射線を可視光に変換するシンチレータと、前記可視光を前記画像信号に変換する光電変換層とから構成され、
前記光電変換層には、前記可視光を前記画像信号に変換する光電変換素子と、前記光電変換素子から前記画像信号を前記信号読出部に出力するためのスイッチング素子とが行列状に配置されると共に、前記各スイッチング素子をオンするための制御信号が供給される複数の走査線と、該各走査線と交差し、且つ、前記各画像信号が出力される複数の信号線とが配列され、
前記各走査線及び前記各信号線には、複数の前記スイッチング素子が接続されていることを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項５】
請求項４記載の装置において、
前記リーク信号は、前記スイッチング素子がオフ状態である場合に、前記光電変換素子から前記スイッチング素子及び前記信号線を介して前記信号読出部に漏れ出る信号であることを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項６】
請求項５記載の装置において、
前記リーク信号検出部は、前記各信号線から前記信号読出部に漏れ出た前記リーク信号を検出し、前記各信号線の並び方向に沿った前記リーク信号の信号レベルの変化を示すプロファイルを作成し、
前記サンプリング回数決定部は、前記プロファイルに基づいて前記サンプリング回数を決定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項７】
請求項６記載の装置において、
前記サンプリング回数決定部は、前記プロファイルにおける前記信号レベルの最大値と最小値とのレベル差を算出し、算出した前記レベル差に基づいて前記サンプリング回数を決定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか１項に記載の装置において、
前記信号読出部は、前記各信号線と前記ＡＤ変換器との間に介挿される増幅器をさらに有し、
前記増幅器は、前記各信号線から前記信号読出部に前記リーク信号が漏れ出る場合に、前記画像信号を増幅する際のゲインよりも高いゲインで前記リーク信号を増幅可能な可変ゲイン増幅器であることを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項９】
請求項４記載の装置において、
前記リーク信号検出部は、常時オン状態のスイッチング素子が存在する場合に、該スイッチング素子に接続される信号線から前記信号読出部に漏れ出るリーク信号のみを検出することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１０】
請求項４記載の装置において、
前記光電変換層には、前記可視光を電気信号に変換する他の光電変換素子と、前記他の光電変換素子から前記電気信号を前記リーク信号として前記信号読出部に出力するリーク信号出力線とが形成され、
前記リーク信号検出部は、前記リーク信号出力線から前記信号読出部に出力された前記リーク信号のみを検出することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１１】
請求項４記載の装置において、
前記各光電変換素子にバイアス電圧を供給するバイアス線と、
前記バイアス線を介して前記各光電変換素子に前記バイアス電圧を印加するバイアス電源と、
前記バイアス線を流れるバイアス電流を検出する電流検出部と、
をさらに有し、
前記リーク信号検出部は、前記放射線変換パネルに対する前記放射線の照射時に発生する前記バイアス電流の変化を、前記リーク信号の信号レベルの変化として検出することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の装置において、
前記光電変換層には、前記各走査線と交差するように複数の前記バイアス線が配列され、
１つの前記バイアス線に対して１つの前記電流検出部が接続され、
前記リーク信号検出部は、前記各電流検出部がそれぞれ検出した前記各バイアス線を流れる前記バイアス電流の変化を、前記各リーク信号の信号レベルの変化として検出することを特徴とする放射線撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線を放射線画像に変換する放射線変換パネルと、前記放射線画像に応じた画像信号をＡＤ変換するＡＤ変換器とを備えた放射線撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、医療分野において、被写体を透過した放射線を検出することにより該被写体の放射線画像を撮像する放射線撮像装置（以下、電子カセッテともいう。）が用いられている。電子カセッテでは、可搬性を向上させるために、バッテリ等の蓄電手段を含む電源部を内蔵すると共に、前記放射線画像に応じた画像信号をＡＤ変換してデジタルデータを得ている。
【０００３】
ところで、可搬型の電子カセッテにおいても、例えば、特許文献１の技術を適用し、放射線を出力する放射線源の管電圧及び管電流、被写体の厚み及び撮像領域等の撮像条件に基づき、放射線画像に対してオーバサンプリング方式によるＡＤ変換を行うことにより、ランダムノイズを低減した高画質の放射線画像（デジタルデータ）を取得してもよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２７５２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、オーバサンプリング方式によるＡＤ変換では、サンプリング時間が長くなって電力消費が早くなるので、可搬型の電子カセッテでは、放射線画像の高画質化と電力消費との間にはトレードオフの関係がある。また、実際の撮影では、撮像メニューに応じた線量の放射線が被写体を介して放射線変換パネルに照射されるので、該放射線変換パネルの曝射線量に応じたサンプリング（ＡＤ変換）を行うことも必要である。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解消するためになされたものであり、電力消費を抑えつつ、高画質の放射線画像を取得することが可能になると共に、放射線変換パネルの曝射線量に応じたＡＤ変換が可能となる放射線撮像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】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明に係る放射線撮像装置は、放射線を放射線画像に変換する放射線変換パネルと、前記放射線変換パネルから出力される前記放射線画像に応じた画像信号をＡＤ変換するＡＤ変換器と、前記放射線変換パネルに照射される前記放射線の曝射線量に基づいて前記ＡＤ変換器におけるＡＤ変換のサンプリング回数を決定するサンプリング回数決定部とを備えることを特徴としている。
【０００８】
本発明によれば、前記放射線変換パネルに照射される前記放射線の曝射線量に基づいて前記ＡＤ変換器におけるＡＤ変換のサンプリング回数が決定されるので、前記ＡＤ変換器が前記サンプリング回数に従って前記画像信号に対するＡＤ変換を行えば、前記曝射線量に応じたＡＤ変換が可能になると共に、電力消費を抑えつつ、高画質の放射線画像を取得することも可能となる。
【０００９】
ここで、前記放射線撮像装置は、前記放射線変換パネルから前記画像信号を読み出す信号読出部と、前記放射線変換パネルに対する前記放射線の照射開始から前記信号読出部による前記画像信号の読み出しまでの間に、前記放射線変換パネルから漏れ出すリーク信号を検出するリーク信号検出部とをさらに備え、前記サンプリング回数決定部は、前記リーク信号検出部が検出した前記リーク信号の信号レベルに基づいて前記曝射線量を推定し、推定した前記曝射線量に基づいて前記サンプリング回数を決定する。
【００１０】
前記リーク信号は、前記信号読出部が前記画像信号を読み出す前に、前記画像信号の信号レベルに応じて前記放射線変換パネルから漏れ出る信号であり、前記曝射線量に応じた前記画像信号の信号レベルが大きいほど、前記リーク信号の信号レベルも大きくなる。従って、前記リーク信号の信号レベルより前記曝射線量を推定し、推定した前記曝射線量に基づいて前記サンプリング回数を決定すれば、該曝射線量に適したＡＤ変換を実行することができる。
【００１１】
そのため、前記サンプリング回数決定部は、前記リーク信号の信号レベルが比較的低い場合にはオーバサンプリング方式によるＡＤ変換を行うように前記ＡＤ変換器を制御し、一方で、前記リーク信号の信号レベルが比較的高い場合にはオーバサンプリング方式によるＡＤ変換を解除することも可能となる。
【００１２】
すなわち、前記リーク信号の信号レベルが低ければ、前記画像信号の信号レベルが低く、前記曝射線量が小さい。この場合には、前記オーバサンプリング方式により前記画像信号に対するＡＤ変換を行うことでランダムノイズを低減させることができる。
【００１３】
一方、前記リーク信号の信号レベルが高ければ、前記画像信号の信号レベルが高く、前記曝射線量が大きい。従って、前記画像信号に対するランダムノイズのレベルは相対的に低くなる。この場合には、前記オーバサンプリング方式によるＡＤ変換を行わなくても、ノイズレベルの低い放射線画像を得ることができるので、前記オーバサンプリング方式によるＡＤ変換を解除すればよい。これにより、不用意に電力が消費されることを回避することができる。
【００１４】
そして、前記放射線変換パネルは、前記放射線を可視光に変換するシンチレータと、前記可視光を前記画像信号に変換する光電変換層とから構成される。この場合、前記光電変換層には、前記可視光を前記画像信号に変換する光電変換素子と、前記光電変換素子から前記画像信号を前記信号読出部に出力するためのスイッチング素子とが行列状に配置されると共に、前記各スイッチング素子をオンするための制御信号が供給される複数の走査線と、該各走査線と交差し且つ前記各画像信号が出力される複数の信号線とが配列され、前記各走査線及び前記各信号線には複数の前記スイッチング素子が接続されている。
【００１５】
次に、前記リーク信号を検出するための本発明の具体的構成（１）〜（４）について説明する。
【００１６】
（１）前記リーク信号は、前記スイッチング素子がオフ状態である場合に、前記光電変換素子から前記スイッチング素子及び前記信号線を介して前記信号読出部に漏れ出る信号である。そこで、前記リーク信号検出部は、前記各信号線から前記信号読出部に漏れ出た前記リーク信号を検出し、前記各信号線の並び方向に沿った前記リーク信号の信号レベルの変化を示すプロファイルを作成し、前記サンプリング回数決定部は、前記プロファイルに基づいて前記サンプリング回数を決定すればよい。
【００１７】
前記画像信号は、前記各信号線を介して前記信号読出部に読み出されるので、前記プロファイルに従って前記サンプリング回数を決定し、決定した前記サンプリング回数に従って、読み出された前記画像信号に対するＡＤ変換を行えば、ランダムノイズを確実に低減させることができ、この結果、高画質の放射線画像を確実に取得することができる。
【００１８】
また、前記サンプリング回数決定部は、前記プロファイルにおける前記信号レベルの最大値と最小値とのレベル差を算出し、算出した前記レベル差に基づいて前記サンプリング回数を決定してもよい。前記各信号線毎に前記画像信号の信号レベルが異なる場合もあり得るので、前記レベル差に基づいて前記サンプリング回数を決定し、決定した前記サンプリング回数に従って、読み出された前記画像信号に対するＡＤ変換を行えば、高画質の放射線画像を精度よく取得することができる。
【００１９】
また、前記信号読出部は、前記各信号線と前記ＡＤ変換器との間に介挿される増幅器をさらに有し、前記増幅器は、前記各信号線から前記信号読出部に前記リーク信号が漏れ出る場合に、前記画像信号を増幅する際のゲインよりも高いゲインで前記リーク信号を増幅可能な可変ゲイン増幅器であることが望ましい。
【００２０】
前記リーク信号は、前記画像信号と比較して信号レベルが相対的に低いため、該リーク信号の取得時に、前記可変ゲイン増幅器のゲインを大きくして、前記リーク信号を増幅すれば、前記サンプリング回数を精度よく決定することが可能となる。
【００２１】
（２）前記放射線変換パネルの製造時等に、スイッチング機能が正常に動作しない（常時オン状態）のスイッチング素子が一部形成される場合がある。この場合、当該スイッチング素子に接続される光電変換素子及び信号線は、前記画像信号の検出及び読み出しに寄与しない構成要素（欠陥部分）となるため、通常、これらの構成要素は、使用されることはない。
【００２２】
そこで、本発明では、このような欠陥部分が発生した場合、前記リーク信号検出部は、当該スイッチング素子に接続される信号線から前記信号読出部に漏れ出るリーク信号のみを検出してもよい。
【００２３】
すなわち、上記の欠陥部分を前記リーク信号の検出専用の構成要素とすることにより、前記放射線変換パネルを無駄なく使用することが可能になると共に、該リーク信号の検出専用の構成要素を別途形成することが不要となる。
【００２４】
（３）前記可視光を電気信号に変換する他の光電変換素子と、前記他の光電変換素子から前記電気信号をリーク信号として前記信号読出部に出力するリーク信号出力線とを前記光電変換層に形成し、前記リーク信号検出部は、前記リーク信号出力線から前記信号読出部に出力された前記リーク信号のみ検出すればよい。
【００２５】
すなわち、（２）の場合とは異なり、（３）の場合には、前記リーク信号を検出して読み出すための光電変換素子及びリーク信号出力線（専用線）を前記光電変換層に積極的に形成する。この場合、前記リーク信号の検出専用の構成要素を別途形成することになるが、前記画像信号の読み出しとは関係なく、前記リーク信号を検出することが可能となる。
【００２６】
（４）前記放射線撮像装置は、前記各光電変換素子にバイアス電圧を供給するバイアス線と、前記バイアス線を介して前記各光電変換素子に前記バイアス電圧を印加するバイアス電源と、前記バイアス線を流れるバイアス電流を検出する電流検出部とをさらに有してもよい。この場合、前記リーク信号検出部は、前記放射線変換パネルに対する前記放射線の照射時に発生する前記バイアス電流の変化を、前記リーク信号の信号レベルの変化として検出する。
【００２７】
前記放射線変換パネルに対する前記放射線の照射によって前記バイアス電流が変化することに着目し、該バイアス電流の変化を前記リーク信号の信号レベルの変化とみなして検出することで、前記リーク信号を効率よく検出することができる。
【００２８】
また、前記各走査線と交差するように複数の前記バイアス線を前記光電変換層に配列し、１つの前記バイアス線に対して１つの前記電流検出部を接続し、前記リーク信号検出部は、前記各電流検出部がそれぞれ検出した前記各バイアス線を流れる前記バイアス電流の変化を、前記各リーク信号の信号レベルの変化として検出してもよい。
【００２９】
これにより、前記各バイアス線毎に前記リーク信号が検出されるので、この場合でも、前記画像信号に対するランダムノイズの低減を精度よく行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、放射線変換パネルに照射される放射線の曝射線量に基づいてＡＤ変換器におけるＡＤ変換のサンプリング回数が決定されるので、前記ＡＤ変換器が前記サンプリング回数に従って画像信号に対するＡＤ変換を行えば、前記曝射線量に応じたＡＤ変換が可能になると共に、電力消費を抑えつつ、高画質の放射線画像を取得することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１実施形態に係る電子カセッテが適用される放射線撮像システムの構成図である。
【図２】図１の電子カセッテの斜視図である。
【図３】図１の電子カセッテのブロック図である。
【図４】図１の電子カセッテを用いた被写体の撮像を説明するためのフローチャートである。
【図５】放射線の照射から放射線画像の読み取りまでの流れを説明するためのタイムチャートである。
【図６】信号線の並び方向に沿ったリーク信号のプロファイルを示す説明図である。
【図７】第２実施形態に係る電子カセッテのブロック図である。
【図８】第３実施形態に係る電子カセッテのブロック図である。
【図９】第４実施形態に係る電子カセッテのブロック図である。
【図１０】図９の電流検出部が検出したバイアス電流に応じた電圧値の時間的変化を示すタイムチャートである。
【図１１】第５実施形態に係る電子カセッテの一部を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明に係る放射線撮像装置の好適な実施形態について、図１〜図１１を参照しながら以下詳細に説明する。
【００３３】
［第１実施形態に係る放射線撮像装置の構成の説明］
図１は、第１実施形態に係る放射線撮像装置としての電子カセッテ２０Ａが適用される放射線撮像システム１０の構成図である。
【００３４】
放射線撮像システム１０は、ベッド等の撮影台１２に横臥した被写体１４である患者に対して、放射線１６を照射する放射線装置１８と、被写体１４を透過した放射線１６を検出して放射線画像に変換する電子カセッテ２０Ａと、画像処理装置として機能すると共に放射線撮像システム１０全体を制御するシステムコントローラ２４と、ユーザの入力操作を受け付けるコンソール２６と、撮像した放射線画像等を表示する表示装置２８とを備える。
【００３５】
システムコントローラ２４と、電子カセッテ２０Ａと、表示装置２８との間には、例えば、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅ  Ｂａｎｄ）、ＩＥＥＥ８０２．６０．ａ／ｂ／ｇ／ｎ等の無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、又は、ミリ波等を用いた無線通信により信号の送受信が行われる。なお、ケーブルを用いた有線通信により信号の送受信を行ってもよい。
【００３６】
システムコントローラ２４には、病院内の放射線科において取り扱われる放射線画像やその他の情報を統括的に管理する放射線科情報システム（ＲＩＳ）３０が接続され、ＲＩＳ３０には、病院内の医事情報を統括的に管理する医事情報システム（ＨＩＳ）３２が接続されている。
【００３７】
放射線装置１８は、放射線１６を照射する放射線源３４と、放射線源３４を制御する放射線制御装置３６と、放射線スイッチ３８とを備える。放射線源３４は、電子カセッテ２０Ａに対して放射線１６を照射する。放射線源３４が照射する放射線１６は、Ｘ線、α線、β線、γ線、電子線等であってもよい。放射線スイッチ３８は、２段階のストロークを持つように構成され、放射線制御装置３６は、放射線スイッチ３８がユーザによって半押されると放射線１６の照射準備を行い、全押されると放射線源３４から放射線１６を照射させる。放射線制御装置３６は、図示しない入力装置を有し、ユーザは、前記入力装置を操作することで、放射線１６の照射時間、管電圧、管電流等の値を設定することができる。放射線制御装置３６は、設定された照射時間等に基づいて、放射線源３４から放射線１６を照射させる。
【００３８】
図２は、図１に示す電子カセッテ２０Ａの斜視図である。
【００３９】
電子カセッテ２０Ａは、撮影台１２と被写体１４との間に配置されるパネル部４０と、該パネル部４０上に配置された制御部４２とを備える可搬型の電子カセッテである。なお、パネル部４０の厚みは、制御部４２の厚みよりも薄く設定されている。
【００４０】
パネル部４０は、放射線１６を透過可能な材料からなる略矩形状の筐体４４を有し、被写体１４が横臥する筐体４４の上面は、放射線１６が照射される照射面４６とされている。照射面４６には、被写体１４の撮像領域及び撮像位置を示すガイド線４８が形成され、ガイド線４８の外枠は、放射線１６の最大照射範囲（照射野）を示す撮像可能領域５０とされている。また、ガイド線４８の中心位置（十字状に交差する２本のガイド線４８の交点）は、該撮像可能領域５０の中心位置である。
【００４１】
筐体４４内には、被写体１４を透過して筐体４４内に入射した放射線１６を放射線画像に変換する放射線変換パネル５２が収容されている。放射線変換パネル５２は、放射線１６を可視光等の他の波長の電磁波に変換するシンチレータ５４と、該シンチレータ５４により変換された電磁波を電気信号に変換する光電変換層５６とから構成された、いわゆる間接変換型の放射線検出器である。
【００４２】
なお、図２では、放射線１６の照射方向に沿って光電変換層５６とシンチレータ５４との順に配置された表面読取方式としてのＩＳＳ（Ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ  Ｓｉｄｅ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ）方式の放射線検出器を図示しているが、放射線１６の照射方向に沿ってシンチレータ５４と光電変換層５６との順に配置された、裏面読取方式であるＰＳＳ（Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ  Ｓｉｄｅ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ）方式の放射線検出器であってもよい。また、シンチレータ５４としては、例えば、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）又はガドリニウム・オキサイド・サルファ（ＧＯＳ）から構成されるシンチレータを用いればよい。さらに、第１実施形態では、上述した間接変換型の放射線検出器に代えて、シンチレータ５４を用いずに放射線１６を電気信号に直接変換する、いわゆる直接変換型の放射線検出器を使用することも可能である。以下の説明では、図２のＩＳＳ方式の放射線変換パネル５２を用いた場合について説明する。
【００４３】
一方、制御部４２は、放射線１６を透過しない材料からなる略矩形状の筐体５８を有し、筐体４４における撮像可能領域５０以外の箇所に配置されている。なお、筐体５８は、放射線１６が照射されることのない箇所に配置できればよいので、撮像可能領域５０内であっても、放射線１６が照射されず且つ被写体１４にとり邪魔にならない箇所に配置してもよい。また、筐体４４の一部を突出させて、その突出部分を制御部４２として構成してもよい。
【００４４】
図３は、電子カセッテ２０Ａのブロック構成図である。
【００４５】
前述の制御部４２は、電子カセッテ２０Ａ全体を制御するカセッテ制御部６０と、システムコントローラ２４及び放射線装置１８との間で無線通信により信号の送受信を行う通信部６２と、電子カセッテ２０Ａ全体の電源である電源部６４と、光電変換層５６を駆動させるためのバイアス電源６６とを有する。
【００４６】
光電変換層５６は、放射線１６を電荷に変換して蓄積可能なｐｉｎ型のフォトダイオードやフォトトランジスタ等の光電変換素子６８と、スイッチング素子としての薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｔｏｒ；ＴＦＴ）７０とを有する。なお、図３では、光電変換素子６８がｐｉｎ型のフォトダイオードである場合を図示している。
【００４７】
この場合、光電変換層５６では、ガラス又は樹脂からなる基板の一面に複数の信号線７２とゲート線（走査線）７４とを互いに交差させるように配設し、各ゲート線７４と各信号線７２とにより区画された小領域に光電変換素子６８とＴＦＴ７０とをそれぞれ設けることで、前記基板に複数の光電変換素子６８及び複数のＴＦＴ７０を二次元マトリクス状に配列させている。また、１つの光電変換素子６８には１本のバイアス線７６が接続され、各バイアス線７６は、バイアス電源６６と接続された１本の結線７８に接続されている。
【００４８】
ここで、光電変換素子６８のアノード電極は、バイアス線７６に接続され、カソード電極は、ＴＦＴ７０のソース電極Ｓに接続されている。一方、ＴＦＴ７０のゲート電極Ｇは、ゲート線７４を介してゲート駆動回路８０に接続され、ドレイン電極Ｄは、信号線７２を介して信号読出回路（信号読出部）８２に接続されている。
【００４９】
バイアス電源６６は、結線７８及び各バイアス線７６を介して各光電変換素子６８に逆方向にバイアス電圧（逆バイアス電圧）を印加する。なお、図３では、ｐｉｎ型の光電変換素子６８のｐ層側にアノード電極を介してバイアス線７６が接続されているので、バイアス電源６６からは、光電変換素子６８のアノード電極に結線７８及びバイアス線７６を介して逆バイアス電圧として負の電圧（カソード電極よりも所定電圧以上低い電圧であればよい。）が印加されるようになっている。なお、光電変換素子６８のｐｉｎ型の積層順を逆に形成して（光電変換素子６８の極性が逆となるように形成して）カソード電極にバイアス線７６を接続する場合には、バイアス電源６６からはカソード電極に逆バイアス電圧として正の電圧（アノード電極よりも所定電圧以上高い電圧であればよい。）が印加される。その場合には、図３における光電変換素子６８のバイアス電源６６に対する接続の向きが逆向きになる。
【００５０】
ゲート駆動回路８０からゲート線７４を介してＴＦＴ７０のゲート電極Ｇに信号読み出し用の電圧（制御信号）が印加されると、ＴＦＴ７０のゲートが開き、光電変換素子６８に蓄積された電荷、すなわち、電気信号（画像信号）が、ＴＦＴ７０のソース電極Ｓを介してドレイン電極Ｄから信号線７２に読み出される。
【００５１】
信号読出回路８２では、各信号線７２に対して、増幅器８４、サンプルホールド回路８６、マルチプレクサ８８及びＡＤ変換器９０が順に接続されている。従って、各信号線７２を介して読み出された電気信号は、チャージアンプからなる可変ゲイン型の増幅器８４によって増幅され、サンプルホールド回路８６によってサンプリングされた後、マルチプレクサ８８を介してＡＤ変換器９０に順次供給され、デジタル信号（デジタル値）に変換される。ＡＤ変換器９０は、デジタル値に変換された各光電変換素子６８の電気信号をカセッテ制御部６０に順次出力する。
【００５２】
電源部６４は、電源回路９２と電源（蓄電部）９４とを有する。電源９４は、バッテリ又はキャパシタ等の蓄電手段である。また、電源回路９２は、電源９４の電圧を所望の電圧に変換して電子カセッテ２０Ａ内の各部に供給可能なＤＣ／ＤＣコンバータ等の電力変換回路である。
【００５３】
カセッテ制御部６０は、マイクロコンピュータを含む計算機であり、図示しないＣＰＵがＲＯＭに記録されているプログラムを読み出し実行することで各種機能を実現する。
【００５４】
具体的に、カセッテ制御部６０は、画像メモリ１００、オーバサンプリング動作制御部（サンプリング回数決定部）１０８、記憶部１１０及びリーク量検出部（リーク信号検出部）１１４を有する。
【００５５】
画像メモリ１００は、放射線変換パネル５２から取得した放射線画像を記憶する。記憶部１１０は、電子カセッテ２０Ａを特定するためのカセッテＩＤ情報を記憶する。
【００５６】
リーク量検出部１１４は、被写体１４に対する放射線１６の照射（撮像）開始、すなわち、放射線変換パネル５２への放射線１６の入射開始から、信号読出回路８２による電気信号の読み出し開始までの間に、放射線変換パネル５２から漏れ出るリーク電流（以下、リーク信号ともいう。）を検出する。
【００５７】
リーク電流（リーク信号）とは、全てのＴＦＴ７０がオフ状態である放射線変換パネル５２に対して放射線１６が入射する場合に、各光電変換素子６８に蓄積された電荷の一部が、ＴＦＴ７０及び信号線７２を介して信号読出回路８２に漏れ出る電流（信号）をいう。
【００５８】
ここで、放射線変換パネル５２に入射される放射線１６の曝射線量が大きければ、各光電変換素子６８に蓄積される電荷量が大きくなる。一方、放射線１６の曝射線量が小さければ、各光電変換素子６８に蓄積される電荷量が小さくなる。また、ＴＦＴ７０では、スイッチング抵抗（ソース電極Ｓとドレイン電極Ｄとの間の電気抵抗）の値が高い場合にオフ状態となる一方で、低い場合にオン状態となる。
【００５９】
このように、ＴＦＴ７０のオンオフは、スイッチング抵抗の値によって決まるので、例えスイッチング抵抗の値が高くＴＦＴ７０がオフ状態であっても、各光電変換素子６８に蓄積される電荷量が大きければ、各光電変換素子６８から信号読出回路８２に漏れ出るリーク信号の信号レベル（リーク電流量）が大きくなる。また、各光電変換素子６８に蓄積される電荷量が小さければ、各光電変換素子６８から信号読出回路８２に漏れ出るリーク信号の信号レベルは小さくなる。
【００６０】
前述のように、各光電変換素子６８に蓄積される電荷量は、放射線１６の曝射線量に応じた電荷量となるため、リーク信号の信号レベルも前記曝射線量に応じたレベルとなる。但し、リーク信号は、ＴＦＴ７０がオフ状態において、信号読出回路８２に漏れ出る信号であるため、ＴＦＴ７０がオン状態のときに信号読出回路８２に読み出される電気信号の信号レベルと比較して、そのレベルは極めて小さい。
【００６１】
そこで、リーク量検出部１１４は、放射線変換パネル５２に対する放射線１６の入射開始から信号読出回路８２による電気信号の読み出し開始までの時間帯において、増幅器８４のゲインを電気信号の読み出し時のゲインよりも大きく設定する。これにより、大きく増幅されたリーク信号がサンプルホールド回路８６においてサンプルホールドされ、その後、ＡＤ変換器９０においてＡＤ変換される。この結果、リーク量検出部１１４は、信号レベルが大きく増幅されたリーク信号（のデジタルデータ）を容易に検出することが可能となる。
【００６２】
なお、各信号線７２には複数のＴＦＴ７０を介して複数の光電変換素子６８がそれぞれ接続されているため、１本の信号線７２からは、該複数の光電変換素子６８からのリーク信号が合成されて信号読出回路８２に漏れ出す。そのため、リーク量検出部１１４は、各信号線７２毎に信号読出回路８２に漏れ出す（合成の）リーク信号の信号レベルを検出する。また、各信号線７２毎にリーク信号の信号レベルを検出した後、リーク量検出部１１４は、各光電変換素子６８からの電気信号の読み出しに備えるため、増幅器８４のゲインを元のゲイン（電気信号の読み出し時のゲイン）に変更する。
【００６３】
オーバサンプリング動作制御部１０８は、リーク量検出部１１４が検出したリーク信号の信号レベルから放射線１６の曝射線量を推定し、推定した曝射線量に基づいて、ＡＤ変換器９０でのＡＤ変換のサンプリング回数を決定し、決定したサンプリング回数で電気信号に対するＡＤ変換を行うようにＡＤ変換器９０を制御する。すなわち、オーバサンプリング動作制御部１０８は、推定した曝射線量に基づいて、オーバサンプリング方式によるＡＤ変換を行うか、又は、オーバサンプリング方式によるＡＤ変換を解除するかの判定処理を行い、その判定結果に応じたサンプリング回数を決定する。
【００６４】
［第１実施形態に係る放射線撮像装置の動作］
次に、第１実施形態に係る電子カセッテ２０Ａを含む放射線撮像システム１０の動作について、図４のフローチャートと、図５のタイムチャートとに従って説明する。なお、この動作説明では、必要に応じて、図１〜図３も参照しながら説明する。
【００６５】
先ず、ユーザは、放射線源３４と放射線変換パネル５２との間の距離をＳＩＤ（線源受像画間距離）に調整すると共に、照射面４６に被写体１４を配置させて、該被写体１４の撮像部位が撮像可能領域５０に入り、且つ、該撮像部位の中心位置が撮像可能領域５０の中心位置と略一致するように、該被写体１４のポジショニングを行う。
【００６６】
次に、ユーザは、コンソール２６を操作して被写体１４の撮像部位を選択する。システムコントローラ２４は、ユーザにより選択された撮像部位に応じた撮像条件を設定する。なお、システムコントローラ２４が撮像部位の画像を表示装置２８に予め表示させることにより、ユーザが前記画像を見ながら被写体１４の撮像部位を選択することも可能である。また、ユーザが撮像部位を選択した場合、システムコントローラ２４は、選択された撮像部位と撮像条件とを表示装置２８に表示させて、前記撮像条件の内容をユーザに視認させてもよい。
【００６７】
次に、システムコントローラ２４は、図示しない自身の通信部を介して電子カセッテ２０Ａの通信部６２に起動信号を送信する。この場合、電子カセッテ２０Ａの電源部６４は、カセッテ制御部６０及び通信部６２に対しては常時電力供給を行っており、通信部６２が前記起動信号を受信すると、カセッテ制御部６０は、バイアス電源６６にも電力供給を行うように電源部６４を制御する。これにより、バイアス電源６６は、逆バイアス電圧を各光電変換素子６８に印加し、該各光電変換素子６８は、電荷蓄積が可能な状態に至る。なお、被写体１４に対して複数枚の撮像を行う場合には、起動信号と共に、複数枚の撮像を指示するための指示信号を通信部６２に送信してもよい。
【００６８】
また、ユーザは、設定した撮像条件で放射線源３４から放射線１６が照射されるようにするために、放射線制御装置３６に設けられた図示しない入力装置を操作して、システムコントローラ２４側で設定した撮像条件と同一の撮像条件を放射線制御装置３６にも設定させる。
【００６９】
次に、図４のステップＳ１（図５の時刻ｔ１から時刻ｔ２の時間帯）において、カセッテ制御部６０（のリーク量検出部１１４）は、ゲート駆動回路８０を制御して、全てのＴＦＴ７０をオフ状態とし、ステップＳ２において、各増幅器８４のゲインＡ１を後述する電気信号の読み出し時（ステップＳ６）のゲインＡ２よりも高く設定する（Ａ１＞Ａ２）。
【００７０】
この状態で、ユーザにより放射線スイッチ３８が押されると、放射線源３４は、撮像条件に従った所定の線量からなる放射線１６を所定の曝射時間だけ被写体１４に照射する（図４のステップＳ３、及び、図５の時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間帯）。これにより、放射線１６は、被写体１４を透過して筐体４４内の放射線変換パネル５２に至り、シンチレータ５４は、放射線１６の強度に応じた強度の可視光を発光し、光電変換層５６を構成する各光電変換素子６８は、可視光を電気信号に変換し、電荷として蓄積する。蓄積された電荷の一部は、オフ状態のＴＦＴ７０のゲートを介して信号線７２に漏れ出す。
【００７１】
放射線１６の照射中（図５の時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間帯）、各光電変換素子６８に蓄積される電荷量は、時間経過に伴って増加し、放射線１６の照射完了から電気信号の読み出し開始までの時間帯（図５の時刻ｔ３から時刻ｔ６までの時間帯）では、放射線１６の曝射線量に応じた所定量の電荷が蓄積される。
【００７２】
従って、各光電変換素子６８からＴＦＴ７０を介して信号線７２に漏れ出すリーク信号（リーク電流）は、図５に示すように、放射線１６の照射開始から時間経過に伴って増加し、放射線１６の照射完了から電気信号の読み出し開始までの時間帯では一定レベルを維持する。また、１本の信号線７２には、複数のＴＦＴ７０を介して複数の光電変換素子６８がそれぞれ接続されているので、各信号線７２毎に、各光電変換素子６８からのリーク信号が合成されて信号読出回路８２に漏れ出す。
【００７３】
そこで、リーク量検出部１１４は、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの時間帯において、信号読出回路８２を制御して、大きなゲインＡ１に設定された各増幅器８４により信号レベルが極端に小さいリーク信号を増幅させ、増幅後のリーク信号を各サンプルホールド回路８６によりサンプリングさせ、マルチプレクサ８８を介してＡＤ変換器９０に順次供給させる。ＡＤ変換器９０は、オーバサンプリング方式によるサンプリング回数よりも少ないサンプリング回数で、順次供給されたリーク信号に対するＡＤ変換を行うことによりデジタル信号に変換し、カセッテ制御部６０のリーク量検出部１１４に出力する。
【００７４】
ステップＳ４において、リーク量検出部１１４は、各信号線７２毎のリーク信号のデジタルデータを用いて、図６に示すような、各信号線７２の並び方向に沿ったリーク信号の信号レベルの変化を示すプロファイルを作成し、作成したプロファイルを記憶部１１０に記憶する。その後、リーク量検出部１１４は、各増幅器８４のゲインＡ１を電気信号の読み出し時のゲインＡ２に戻す。
【００７５】
なお、図６では、一例として、放射線変換パネル５２の中央部を通る信号線７２から漏れ出るリーク信号の信号レベル（リーク量）が大きく、放射線変換パネル５２の両端側の信号線７２から漏れ出るリーク信号の信号レベル（リーク量）が小さい場合を図示している。
【００７６】
ステップＳ５（図５の時刻ｔ４）において、オーバサンプリング動作制御部１０８は、各光電変換素子６８から電荷（電気信号）を読み出して該電気信号に応じた放射線画像を取得する際に、オーバサンプリング方式によるＡＤ変換をＡＤ変換器９０に実行させるべきか否かを、リーク量検出部１１４で検出されたリーク信号の信号レベルに基づき判定する。
【００７７】
ここで、オーバサンプリング動作制御部１０８では、例えば、下記のような判定処理を行えばよい。
【００７８】
（１）記憶部１１０には、リーク信号の信号レベルと、各光電変換素子６８に蓄積される電荷量及び放射線１６の曝射線量との関係を示すテーブルが格納されている。
【００７９】
オーバサンプリング動作制御部１０８は、前記テーブルを参照して、記憶部１１０に記憶されたプロファイルにおける信号レベルの最大値Ｌｍａｘに応じた電荷量及び曝射線量を推定する。次に、オーバサンプリング動作制御部１０８は、最大値Ｌｍａｘに応じた電荷量及び曝射線量が比較的小さければ、電気信号の信号レベルが小さいため、オーバサンプリング方式によるサンプリング回数よりも少ないサンプリング回数でＡＤ変換を行えば、ノイズが重畳した放射線画像が取得されると判断し、オーバサンプリング方式によるＡＤ変換を実施することを決定すると共に、そのサンプリング回数を決定する。
【００８０】
また、オーバサンプリング動作制御部１０８は、最大値Ｌｍａｘに応じた電荷量及び曝射線量が比較的大きければ、電気信号の信号レベルが大きいため、オーバサンプリング方式によるＡＤ変換を実施しなくても、ノイズ成分の少ない放射線画像が取得されると判断し、次に、オーバサンプリング方式によるＡＤ変換を解除（オーバサンプリング方式によるＡＤ変換の実施を中止）すると共に、オーバサンプリング方式でのサンプリング回数未満のサンプリング回数でＡＤ変換を実施することを決定する。
【００８１】
（２）オーバサンプリング動作制御部１０８は、プロファイルにおける信号レベルの最大値Ｌｍａｘと最小値Ｌｍｉｎとの差ΔＬ（＝Ｌｍａｘ−Ｌｍｉｎ）を算出し、前記テーブルを参照して、算出した差ΔＬに応じた電荷量の差及び曝射線量の差を推定する。次に、オーバサンプリング動作制御部１０８は、差ΔＬに応じた電荷量の差及び曝射線量の差が比較的小さければ、小線量での放射線１６の照射が行われたものと判断し、オーバサンプリング方式によるＡＤ変換を実施することを決定すると共に、そのサンプリング回数を決定する。
【００８２】
また、オーバサンプリング動作制御部１０８は、差ΔＬに応じた電荷量の差及び曝射線量の差が比較的大きければ、大線量での放射線１６の照射が行われたものと判断し、次に、オーバサンプリング方式によるＡＤ変換を解除すると共に、オーバサンプリング方式でのサンプリング回数未満のサンプリング回数でＡＤ変換を実施することを決定する。
【００８３】
なお、（２）の判定処理の場合、リーク信号が略０レベルであった信号線７２のデータ、すなわち、放射線１６が照射されていないと判断される光電変換素子６８に接続された信号線７２のデータを除外した上で、最大値Ｌｍａｘと最小値Ｌｍｉｎとの差ΔＬを算出する。そのため、差ΔＬが小さい場合には、最大値Ｌｍａｘも最小値Ｌｍｉｎに近い信号レベルであり、従って、オーバサンプリング動作制御部１０８は、放射線変換パネル５２全体として小線量の放射線１６が照射されたと判定することができる。
【００８４】
また、前述した差ΔＬが比較的小さい場合には、放射線画像の階調が低く、従って、前記放射線画像に対して階調補正等の画像処理を行って階調を伸張すれば、ノイズが増加する（ノイズが目立つ）可能性があるので、その観点からも、オーバサンプリング方式によるＡＤ変換を実施することが望ましい。
【００８５】
（３）オーバサンプリング動作制御部１０８は、上述した（１）及び（２）の判定処理を組み合わせた処理を実行する。
【００８６】
すなわち、オーバサンプリング動作制御部１０８は、先ず、差ΔＬを算出し、前記テーブルを参照して、最大値Ｌｍａｘに応じた電荷量及び曝射線量と、差ΔＬに応じた電荷量の差及び曝射線量の差とを推定する。次に、オーバサンプリング動作制御部１０８は、最大値Ｌｍａｘに応じた電荷量及び曝射線量が小さく、且つ、差ΔＬに応じた電荷量の差及び曝射線量の差も比較的小さければ、小線量での放射線１６の照射が行われたものと判断し、オーバサンプリング方式によるＡＤ変換を実施することを決定すると共に、そのサンプリング回数を決定する。
【００８７】
また、オーバサンプリング動作制御部１０８は、最大値Ｌｍａｘに応じた電荷量及び曝射線量が小さく、且つ、差ΔＬに応じた電荷量の差及び曝射線量の差が比較的大きい場合には、小線量での放射線１６の照射が行われたものと判断し、次に、オーバサンプリング方式によるＡＤ変換を実施することを決定すると共に、そのサンプリング回数を決定する。
【００８８】
さらに、オーバサンプリング動作制御部１０８は、最大値Ｌｍａｘに応じた電荷量及び曝射線量が大きく、且つ、差ΔＬに応じた電荷量の差及び曝射線量の差も比較的大きければ、大線量での放射線１６の照射が行われたものと判断し、次に、オーバサンプリング方式によるＡＤ変換を解除すると共に、オーバサンプリング方式でのサンプリング回数未満のサンプリング回数でＡＤ変換を実施することを決定する。
【００８９】
さらにまた、オーバサンプリング動作制御部１０８は、最大値Ｌｍａｘに応じた電荷量及び曝射線量が大きく、且つ、差ΔＬに応じた電荷量の差及び曝射線量の差が比較的小さい場合には、大線量での放射線１６の照射ではあるが、差ΔＬが小さいために放射線画像の階調が低く、従って、前記放射線画像に対して階調補正等の画像処理を行って階調を伸張すれば、ノイズが増加する（ノイズが目立つ）可能性があると判断し、次に、オーバサンプリング方式によるＡＤ変換を実施することを決定すると共に、そのサンプリング回数を決定する。
【００９０】
このように、（３）の判定処理では、（１）及び（２）の判定処理を組み合わせて判定を行っているので、放射線１６の曝射線量に基づくサンプリング回数の決定をより正確に行うことが可能となる。
【００９１】
このようにして、オーバサンプリング動作制御部１０８においてサンプリング回数が設定された後のステップＳ６において、カセッテ制御部６０（のオーバサンプリング動作制御部１０８）は、ゲート駆動回路８０を制御して、ゲート駆動回路８０から１本のゲート線７４に信号読み出し用の電圧を印加させる。これにより、該ゲート線７４にゲート電極Ｇが接続されている全てのＴＦＴ７０のゲートが開き、これらのＴＦＴ７０が接続されている各光電変換素子６８に蓄積された電荷（図３のｐｉｎ型の光電変換素子６８では電子）が、電気信号として各信号線７２にそれぞれ読み出される。各増幅器８４は、読み出された電気信号を増幅し、各サンプルホールド回路８６は、増幅後の電気信号をサンプリングし、マルチプレクサ８８を介してＡＤ変換器９０に順次供給する。
【００９２】
この場合、ＡＤ変換器９０では、オーバサンプリング動作制御部１０８によって決定されたサンプリング回数に従って、順次供給された電気信号に対するＡＤ変換を行い、デジタル信号に変換する（ステップＳ７）。デジタル信号に変換された電気信号に応じた放射線画像は、カセッテ制御部６０の画像メモリ１００に一旦記憶される（ステップＳ８）。
【００９３】
このようにして、１本のゲート線７４に接続された各光電変換素子６８に対する電気信号（に応じた放射線画像）の読み出しの完了後、カセッテ制御部６０は、ゲート駆動回路８０を制御して、信号読み出し用の電圧を印加するゲート線７４を順次切り替え、切り替えたゲート線７４に接続された各光電変換素子６８に対する電気信号の読み出しを順次行う。従って、電子カセッテ２０Ａでは、全てのゲート線７４に接続された各光電変換素子６８からの放射線画像の読み出しが完了するまで（ステップＳ９：ＹＥＳ）、ステップＳ６〜Ｓ９の処理を繰り返し行う（図５の時刻ｔ５後の時刻ｔ６から時刻ｔ７までの時間帯）。
【００９４】
このようにして、全ての光電変換素子６８からの放射線画像の読み出しが完了し、被写体１４の放射線画像が画像メモリ１００に記憶された後のステップＳ１０において、カセッテ制御部６０は、画像メモリ１００に記憶された放射線画像と、記憶部１１０に記憶されたカセッテＩＤ情報とを共に通信部６２を介して無線通信によりシステムコントローラ２４に送信する。システムコントローラ２４は、受信した放射線画像に対して所定の画像処理を行い、画像処理後の放射線画像を無線通信により表示装置２８に送信する。表示装置２８は、受信した放射線画像を表示する。
【００９５】
そして、ステップＳ１１において、被写体１４に対する撮像が完了した場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、被写体１４を解放して撮像を終了させる。一方、被写体１４に対して複数枚の撮像を行う場合であって、全ての撮像が完了していない場合には（ステップＳ１１：ＮＯ）、ステップＳ１の処理に戻る。
【００９６】
［第１実施形態に係る放射線撮像装置の効果］
以上説明したように、第１実施形態に係る電子カセッテ２０Ａによれば、放射線変換パネル５２に照射される放射線１６の曝射線量に基づいてＡＤ変換器９０におけるＡＤ変換のサンプリング回数が決定されるので、ＡＤ変換器９０がサンプリング回数に従って電気信号に対するＡＤ変換を行えば、曝射線量に応じたＡＤ変換が可能になると共に、電力消費を抑えつつ、高画質の放射線画像を取得することも可能となる。
【００９７】
また、曝射線量に応じた電気信号の信号レベルが大きいほど、リーク信号の信号レベルも大きくなるので、リーク信号の信号レベルより曝射線量を推定し、推定した曝射線量に基づいてサンプリング回数を決定すれば、該曝射線量に適したＡＤ変換を実行することができる。
【００９８】
そのため、オーバサンプリング動作制御部１０８は、リーク信号の信号レベルが比較的低い場合にはオーバサンプリング方式によるＡＤ変換を行うようにＡＤ変換器９０を制御し、一方で、リーク信号の信号レベルが比較的高い場合にはオーバサンプリング方式によるＡＤ変換を解除することも可能となる。
【００９９】
すなわち、リーク信号の信号レベルが低ければ、電気信号の信号レベルが低く、曝射線量が小さいので、この場合には、オーバサンプリング方式により電気信号に対するＡＤ変換を行うことでランダムノイズを低減させることができる。
【０１００】
一方、リーク信号の信号レベルが高ければ、電気信号の信号レベルが高く、曝射線量が大きいので、電気信号に対するランダムノイズのレベルは相対的に低くなる。この場合には、オーバサンプリング方式によるＡＤ変換を行わなくても、ノイズレベルの低い放射線画像を得ることができるので、オーバサンプリング方式によるＡＤ変換を解除すればよい。これにより、不用意に電力が消費されることを回避することができる。このように、曝射線量に応じて電力消費量を調整することにより、サンプリング時間を短くして電源９４の持ち時間を長くすることも可能となる。
【０１０１】
また、電気信号は、各信号線７２を介して信号読出回路８２に読み出されるので、各信号線７２の並び方向に沿ったリーク信号のプロファイルに従ってサンプリング回数を決定し、決定したサンプリング回数に従って、電気信号に対するＡＤ変換を行えば、ランダムノイズを低減させることができ、この結果、高画質の放射線画像を確実に取得することができる。
【０１０２】
さらに、各信号線７２毎に電気信号の信号レベルが異なる場合もあり得るので、差ΔＬに基づいてサンプリング回数を決定し、決定したサンプリング回数に従って、読み出された電気信号に対するＡＤ変換を行えば、高画質の放射線画像を精度よく取得することができる。
【０１０３】
さらにまた、リーク信号は、電気信号と比較して信号レベルが相対的に低いため、該リーク信号の取得時に、増幅器８４のゲインを大きくして、リーク信号を増幅すれば、サンプリング回数を精度よく決定することが可能となる。
【０１０４】
なお、本実施形態において、シンチレータ５４がＣｓＩであれば、放射線１６を低線量にしても被写体１４に対する撮像が可能となる。この場合、放射線１６の曝射線量に応じて電気信号の信号レベルが低くなるため、オーバサンプリング方式によるＡＤ変換を行うことにより、ＣｓＩのシンチレータ５４を用いた場合でも、高画質の放射線画像を確実に取得することができる。
【０１０５】
また、本実施形態では、リーク信号の信号レベルに応じた放射線１６の曝射線量に基づいて、オーバサンプリング方式によるＡＤ変換を実施するか否かを判定するため、静止画撮影、動画撮影、又は、エネルギサブトラクション撮影のように、撮影の種類毎に放射線１６の線量が異なる場合でも、これらの撮影も考慮しつつ、オーバサンプリング方式によるＡＤ変換を実施するか否かを判定すればよい。すなわち、静止画撮影又はエネルギサブトラクション撮影の場合には、曝射線量が大きいので、オーバサンプリング方式によるＡＤ変換を解除すればよい。一方、動画撮影では曝射線量が小さいので、オーバサンプリング方式によるＡＤ変換を実施すればよい。
【０１０６】
このように、第１実施形態では、撮像メニューや電子カセッテ２０Ａの状態に応じたサンプリングを行うことも可能である。
【０１０７】
［第２実施形態に係る放射線撮像装置の説明］
次に、第２実施形態に係る電子カセッテ２０Ｂについて、図７を参照しながら説明する。なお、第２実施形態において、第１実施形態と同じ構成要素については、同じ参照符号を付けて、その詳細な説明を省略し、以下同様とする。
【０１０８】
第２実施形態に係る電子カセッテ２０Ｂは、図７に示すように、放射線変換パネル５２の製造時等に、スイッチング機能が正常に動作しない（常時オン状態）のＴＦＴ７０ｄが一部形成（図７では１列分形成）され、増幅器８４、８４ｄが可変ゲインアンプではなく、前述したゲインＡ２に固定されたアンプである点で、第１実施形態に係る電子カセッテ２０Ａ（図１〜図６参照）とは異なる。
【０１０９】
なお、第２実施形態では、常時オン状態のＴＦＴ７０ｄに接続される光電変換素子及び信号線をそれぞれ光電変換素子６８ｄ及び信号線７２ｄと称すると共に、該光電変換素子６８ｄからＴＦＴ７０ｄ及び信号線７２ｄを介して漏れ出るリーク信号に対する増幅器及びサンプルホールド回路をそれぞれ増幅器８４ｄ及びサンプルホールド回路８６ｄと称する。
【０１１０】
この場合、各ＴＦＴ７０ｄに接続される各光電変換素子６８ｄ及び信号線７２ｄは、電気信号の検出及び読み出しに寄与しない構成要素（欠陥部分）となるため、通常、これらの構成要素は、被写体１４に対する放射線１６の撮像に使用されることはない。
【０１１１】
しかしながら、第２実施形態においては、このような欠陥部分が放射線変換パネル５２に発生している場合、リーク量検出部１１４は、各ＴＦＴ７０ｄに接続される信号線７２ｄから信号読出回路８２に漏れ出るリーク信号のみを検出する。
【０１１２】
すなわち、上記の欠陥部分をリーク信号の検出専用の構成要素とすることにより、電子カセッテ２０Ｂの全ての構成要素を無駄なく使用することが可能になると共に、該リーク信号の検出専用の構成要素を別途形成することが不要となる。
【０１１３】
また、各ＴＦＴ７０ｄが常時オン状態であるため、放射線１６が放射線変換パネル５２に照射された場合、各光電変換素子６８ｄにおいて可視光から変換された電荷は、そのまま、各ＴＦＴ７０ｄ及び信号線７２ｄを介してリーク信号として信号読出回路８２に漏れ出す（図４のステップＳ１２）。従って、１本の信号線７２ｄを介して増幅器８４ｄに出力されるリーク信号の信号レベルは、１本の信号線７２を介して増幅器８４に出力される電気信号の信号レベル程度となり、第１実施形態における１本の信号線７２でのリーク信号と比較しても、極めて大きなレベルとなる。
【０１１４】
そのため、第２実施形態において、増幅器８４、８４ｄは可変ゲインアンプである必要はなく、従って、リーク量検出部１１４は、信号線７２ｄを漏れ出るリーク信号を精度よく検出することができる。すなわち、第２実施形態では、図４のステップＳ２の処理を行わなくてもよい。
【０１１５】
なお、前述のように、前記欠陥部分は、被写体１４に対する放射線１６の撮像に使用されることはないため、各光電変換素子６８ｄは、放射線画像中、欠落画素となる。この場合、例えば、システムコントローラ２４は、周囲の画素である光電変換素子６８に応じたデジタルデータを用いて公知の画像補正処理を行えばよい。
【０１１６】
また、第２実施形態の説明では、製造時に前記欠陥部分が形成されてしまった場合について説明したが、この説明に限定されるものではなく、製造時に、前記欠陥部分を積極的に形成して、リーク信号の検出専用の構成要素としてもよいことは勿論である。
【０１１７】
［第３実施形態に係る放射線撮像装置の説明］
次に、第３実施形態に係る電子カセッテ２０Ｃについて、図８を参照しながら説明する。
【０１１８】
第３実施形態に係る電子カセッテ２０Ｃは、図８に示すように、複数の光電変換素子６８の面積分の大きさの他の光電変換素子６８ｅが光電変換層５６に形成され、この光電変換素子６８ｅのアノード側が結線７８ｅを介してバイアス電源６６に接続されると共に、カソード側が常時オン状態のＴＦＴ７０ｅ、信号線（リーク信号出力線）７２ｅ、ゲインがＡ２に固定された増幅器８４ｅ、及び、サンプルホールド回路８６ｅを介してマルチプレクサ８８に接続されている点で、第１及び第２実施形態に係る電子カセッテ２０Ａ、２０Ｂとは異なる。
【０１１９】
この場合、リーク量検出部１１４は、信号線７２ｅから信号読出回路８２に漏れ出るリーク信号のみ検出すればよい（図４のステップＳ１２）。すなわち、第２実施形態とは異なり、第３実施形態に係る電子カセッテ２０Ｃでは、リーク信号の検出専用の結線７８ｅ、光電変換素子６８ｅ、ＴＦＴ７０ｅ、信号線７２ｅ、増幅器８４ｅ、及び、サンプルホールド回路８６ｅを電子カセッテ２０Ｃに積極的に形成する。従って、リーク信号の検出専用の構成要素を別途形成することになるが、この場合でも、電気信号の読み出しとは関係なく、リーク信号を検出することが可能となる。また、光電変換素子６８ｅが複数の光電変換素子６８の面積分の大きさであるため、放射線１６が照射された場合、該光電変換素子６８ｅから漏れ出るリーク信号のレベルを容易に大きくすることができ、リーク量検出部１１４におけるリーク信号の検出を容易に行うことができる。
【０１２０】
なお、第３実施形態において、光電変換素子６８ｅ、ＴＦＴ７０ｅ、信号線７２ｅ、増幅器８４ｅ及びサンプルホールド回路８６ｅの動作は、第２実施形態の光電変換素子６８ｄ、ＴＦＴ７０ｄ、信号線７２ｄ、増幅器８４ｄ及びサンプルホールド回路８６ｄと略同様であるため、その詳細な説明は省略する。
【０１２１】
［第４実施形態に係る放射線撮像装置の説明］
次に、第４実施形態に係る電子カセッテ２０Ｄについて、図９及び図１０を参照しながら説明する。
【０１２２】
第４実施形態に係る電子カセッテ２０Ｄは、図９に示すように、結線７８を流れる電流（バイアス電流）を検出する電流検出部１２０が介挿されている点で、第１〜第３実施形態とは異なる。
【０１２３】
この場合、電流検出部１２０は、例えば、結線７８に直列に接続された所定の抵抗値を有する抵抗器の両端の電圧を測定することにより、結線７８を流れるバイアス電流を電圧値に変換して検出する。
【０１２４】
そして、第４実施形態では、下記のように、リーク量検出部１１４は、電流検出部１２０で検出された電圧値の変化を、放射線１６の照射時に放射線変換パネル５２から結線７８に漏れ出る信号（リーク信号）の変化とみなし、オーバサンプリング動作制御部１０８は、この電圧値の変化に基づいて、ＡＤ変換器９０でのＡＤ変換のサンプリング回数を決定する。
【０１２５】
具体的に、第４実施形態では、図４のステップＳ１後、破線で示すように、ステップＳ３の放射線１６の照射が行われ、さらに、ステップＳ１２に示すように、電流検出部１２０による電流（に応じた電圧値）の検出が行われる。
【０１２６】
この場合、光電変換素子６８のアノード電極に逆バイアス電圧（負の電圧）が印加されているので、光電変換素子６８内に電位勾配が生じており、この状態で、可視光が入射されると、光電変換素子６８には電子正孔対が発生する。電子正孔対のうち、電子は、電位勾配に従って高電位であるカソード電極側に移動するが、ＴＦＴ７０のゲートが閉じているため、カソード電極近傍に蓄積され、従って、光電変換素子６８内には、可視光の量に応じた量の電子が蓄積される。
【０１２７】
一方、正孔は、電位勾配に従って低電位であるアノード電極側に移動し、アノード電極を通ってバイアス線７６に流れ出る。この光電変換素子６８から流れ出てバイアス線７６及び結線７８を流れる正孔が電流として電流検出部１２０で検出される。
【０１２８】
すなわち、可視光の量に応じて光電変換素子６８内に蓄積された電子の量と同量の正孔がバイアス線７６内を流れ、各バイアス線７６を流れる電流は、結線７８に集められ、結線７８中を電流検出部１２０に向かって流れる。
【０１２９】
ところで、放射線１６の照射前は、理想的には、バイアス線７６や結線７８内には電流は流れないが、実際には光電変換素子６８で暗電流が発生し、電流検出部１２０で微量の電流が検出される。
【０１３０】
前述したように、第４実施形態では、電流検出部１２０は、結線７８を流れる電流を電圧値に変換して出力するため、放射線１６の照射前においても、図１０における時刻ｔａ（図５の時刻ｔ１から時刻ｔ２の間の時点）に示されるように、電流検出部１２０からカセッテ制御部６０のリーク量検出部１１４に微量ではあるが、０ではない電圧値Ｖａが入力される。
【０１３１】
そして、放射線源３４からの放射線１６の照射が開始されると、各光電変換素子６８内で電子正孔対が発生し、バイアス線７６や結線７８を通じて正孔が電流検出部１２０に運ばれる。そのため、図１０における時刻ｔｂに示されるように、電流検出部１２０から出力される電圧値Ｖが増加する。これにより、例えば、リーク量検出部１１４では、電流検出部１２０から出力される電圧値Ｖが大きく増加し始めたことを検出することで、放射線１６の照射開始を検出することもできる。なお、電圧値Ｖの増加による放射線１６の照射開始については、電圧値Ｖが所定の閾値Ｖｔｈを越えた時刻ｔｃに放射線照射が開始された判定してもよいし、あるいは、電圧値Ｖの時間微分値が所定の閾値を越えた時刻ｔｄに放射線照射が開始されたと判定してもよい。
【０１３２】
また、放射線源３４からの放射線１６の照射が終了すると、今度は、各光電変換素子６８内での電子正孔対の発生が停止し、バイアス線７６に正孔が供給されなくなる。そのため、図１０における時刻ｔｅに示されるように、電流検出部１２０から出力される電圧値Ｖが減少し始める。そこで、第４実施形態では、リーク量検出部１１４は、電流検出部１２０から出力される電圧値Ｖが減少したことを検出することで、放射線１６の照射終了を検出してもよい。
【０１３３】
電圧値Ｖの減少による放射線１６の照射終了については、電圧値Ｖが前述した所定の閾値Ｖｔｈを下回った時刻ｔｆに放射線照射が終了されたと判定してもよいし、また、電圧値Ｖの時間微分値が所定の負の値の閾値をより負側に越えた時刻ｔｇに放射線照射が終了されたと判定してもよい。なお、以下、放射線１６の照射開始時刻が時刻ｔｃであり、放射線１６の照射終了時刻が時刻ｔｆであるものとして説明する。
【０１３４】
一方、前述したように、光電変換素子６８に可視光の強度に比例して電子正孔対が発生し、入射した可視光の強度に応じた正孔が光電変換素子６８からバイアス線７６に流れ出るため、結線７８を流れた電流値の総量を測ることで、放射線１６の照射開始から照射終了までに電子カセッテ２０Ｄに照射された放射線１６の線量を算出することができる。
【０１３５】
そこで、第４実施形態において、オーバサンプリング動作制御部１０８は、リーク量検出部１１４での検出結果に基づいて、より簡単に放射線１６の線量を算出するために、ピークホールド機能を有するように構成されている。すなわち、オーバサンプリング動作制御部１０８では、放射線１６の照射の開始及び終了の時間間隔（ｔｆ−ｔｃ）と、電流検出部１２０で検出された結線７８を流れる電流のピーク値とに基づいて、照射された放射線１６の線量を算出するように構成される。
【０１３６】
具体的には、オーバサンプリング動作制御部１０８は、時刻ｔｃから時刻ｔｆまでに検出される電圧値のピーク値Ｖｐを検出し、下記（１）式に従って、ピーク値Ｖｐに、放射線１６の照射開始から終了までの時間間隔（ｔｆ−ｔｃ）から定数αを減じた値を乗じた値に基づいて、電子カセッテ２０Ｄに照射された放射線１６の線量の近似値Ｍを算出するようになっている。なお、上記（１）式においてａは定数である。
Ｍ＝ａ×Ｖｐ×（ｔｆ−ｔｃ−α）                            …（１）
【０１３７】
この放射線１６の曝射線量の近似値Ｍは、図１０における時刻ｔｃ以後の立ち上がり部分から時刻ｔｆ以前の立ち下がり部分までの電圧値Ｖを矩形状に近似してその面積に比例する値として求めるものであり、時刻ｔｃ及び時刻ｔｆを検出し、ピーク値Ｖｐを検出するだけで簡単に算出できるという利点を有するものである。
【０１３８】
なお、積分回路等を用いて、図１０に示した時刻ｔｃから時刻ｔｆまでの電圧値Ｖ（あるいは電圧値Ｖからノイズに相当する一定値を減じた値）の積分値を算出して、電子カセッテ２０Ｄに照射された放射線１６の線量を算出するように構成することも可能である。このように構成すれば、より正確な放射線１６の線量を算出することが可能となる。
【０１３９】
また、ノイズ成分をより的確に除去するため、積分回路等に、所定の範囲の周波数帯のデータのみを通過させて他の周波数のデータは減衰させて通さないバンドパスフィルタ（帯域通過フィルタ）を構成し、電流検出部１２０から出力される電流値に相当する電圧値にバンドパスフィルタ処理を施して積分して放射線１６の線量を算出するように構成することも可能である。
【０１４０】
そして、オーバサンプリング動作制御部１０８は、続いて、算出した放射線１６の線量（近似値Ｍである場合を含む。）に基づいて、ＡＤ変換器９０でのＡＤ変換のサンプリング回数を決定し、決定したサンプリング回数で電気信号に対するＡＤ変換を行うようにＡＤ変換器９０を制御する（図４のステップＳ５）。
【０１４１】
このように、第４実施形態に係る電子カセッテ２０Ｄでは、リーク量検出部１１４が放射線変換パネル５２に対する放射線１６の照射時に発生する電流の変化（電圧値Ｖの変化）を、放射線変換パネル５２から漏れ出す信号（リーク信号）のレベルの変化として検出する。すなわち、放射線変換パネル５２に対する放射線１６の照射によって電流が変化することに着目し、該電流（に応じた電圧値Ｖ）の変化をリーク信号の信号レベルの変化とみなして検出することで、電圧値Ｖを効率よく検出することができる。この場合でも、第１実施形態に係る電子カセッテ２０Ａの各効果を容易に得ることができる。
【０１４２】
［第５実施形態に係る放射線撮像装置の説明］
次に、第５実施形態に係る電子カセッテ２０Ｅについて、図１１を参照しながら説明する。
【０１４３】
第５実施形態に係る電子カセッテ２０Ｅは、図１１に示すように、光電変換素子６８の列毎に１本の結線（バイアス線）７８ａ〜７８ｄが接続され、これらの結線７８ａ〜７８ｄに電流検出部１２０ａ〜１２０ｄがそれぞれ介挿されている点で、第４実施形態とは異なる。
【０１４４】
この場合、電流検出部１２０ａ〜１２０ｄによって各結線７８ａ〜７８ｄ毎に図１０の電圧値Ｖが検出されて、カセッテ制御部６０に出力されるので、電気信号に対するランダムノイズの低減を精度よく行うことが可能となる。
【０１４５】
なお、本発明は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは勿論である。
【符号の説明】
【０１４６】
１０…放射線撮像システム
１６…放射線
２０Ａ〜２０Ｅ…電子カセッテ
５２…放射線変換パネル
５６…光電変換層
６０…カセッテ制御部
６６…バイアス電源
６８、６８ｄ、６８ｅ…光電変換素子
７０、７０ｄ、７０ｅ…ＴＦＴ
７２、７２ｄ、７２ｅ…信号線
７６…バイアス線
７８、７８ａ〜７８ｅ…結線
８２…信号読出回路
８４、８４ｄ、８４ｅ…増幅器
９０…ＡＤ変換器
１０８…オーバサンプリング動作制御部
１１４…リーク量検出部
１２０、１２０ａ〜１２０ｄ…電流検出部
【図１】
2012175396.tif 000003
【図２】
2012175396.tif 000004
【図３】
2012175396.tif 000005
【図４】
2012175396.tif 000006
【図５】
2012175396.tif 000007
【図６】
2012175396.tif 000008
【図７】
2012175396.tif 000009
【図８】
2012175396.tif 000010
【図９】
2012175396.tif 000011
【図１０】
2012175396.tif 000012
【図１１】
2012175396.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成24年6月13日(2012.6.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
システムコントローラ２４と、電子カセッテ２０Ａと、表示装置２８との間には、例えば、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅ  Ｂａｎｄ）、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ等の無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、又は、ミリ波等を用いた無線通信により信号の送受信が行われる。なお、ケーブルを用いた有線通信により信号の送受信を行ってもよい。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2012175396.tif 000014
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2012175396.tif 000015
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2012175396.tif 000016
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2012175396.tif 000017
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
2012175396.tif 000018
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
2012175396.tif 000019