(57)【要約】【課題】適切に光電変換素子の残留電荷を低減することができる、放射線画像撮影装置、放射線画像撮影プログラム、及び放射線画像撮影方法を提供する。【解決手段】放射線が照射されると、当該放射線に応じて発生した電荷を、アンプ５２をサンプリング状態にし、さらにＴＦＴスイッチ４をオン状態にして、放射線画像の画像データを生成するための電荷を読み出させる。Ｓ／ＨスイッチＳＷ２を所定期間オン状態にして電荷をＡＤＣ５４に出力させた後、ＣＡサンプリング期間以外の期間に、再びＴＦＴスイッチ４をオン状態にして、ＴＦＴスイッチ４によりセンサ部１０３から読み出した電荷を、画像データの生成に用いずに読み捨てる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射された放射線に応じた電荷を発生する光電変換素子、及び前記光電変換素子から前記電荷を読み出して前記電荷を出力するスイッチング素子を各々備え、かつ行列状に配置された画素と、
前記スイッチング素子から出力された電荷を蓄積し、蓄積した電荷を増幅した電気信号を出力する増幅手段と、
前記スイッチング素子をオンにし、前記増幅手段により増幅された電気信号を読み取る読み取り動作を行った後、前記増幅手段の電荷蓄積期間以外の期間に、前記スイッチング素子を再度オンにし、前記読み取り動作で読み出されなかった電荷を増幅した電気信号を読み捨てる動作を行う制御手段と、
を備えた放射線画像撮影装置。
【請求項２】
前記制御手段は前記電気信号を読み捨てる動作を複数行の前記画素に対して同一タイミングで行う、請求項１に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記電気信号を読み捨てる動作を同一の画素に対して複数回行う、請求項１または請求項２に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記増幅手段が蓄積した電荷を放出させるリセット期間に、前記電気信号を読み捨てる動作を行う、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項５】
照射された放射線に応じた電荷を発生する光電変換素子、及び前記光電変換素子から前記電荷を読み出して前記電荷を出力するスイッチング素子を各々備え、かつ行列状に配置された画素と、前記スイッチング素子から出力された電荷を蓄積し、蓄積した電荷を増幅した電気信号を出力する増幅手段と、を備えた放射線画像撮影装置による放射線画像の撮影を行う処理をコンピュータに実行させるための放射線画像撮影プログラムであって、
前記スイッチング素子をオンにし、前記増幅手段により増幅された電気信号を読み取る読み取り動作を行うステップと、
前記読み取り動作を行った後、前記増幅手段の電荷蓄積期間以外の期間に、前記スイッチング素子を再度オンにし、前記読み取り動作で読み出されなかった電荷を増幅した電気信号を読み捨てる動作を行うステップと、
を備えた処理をコンピュータに実行させるための放射線画像撮影プログラム。
【請求項６】
照射された放射線に応じた電荷を発生する光電変換素子、及び前記光電変換素子から前記電荷を読み出して前記電荷を出力するスイッチング素子を各々備え、かつ行列状に配置された画素と、前記スイッチング素子から出力された電荷を蓄積し、蓄積した電荷を増幅した電気信号を出力する増幅手段と、を備えた放射線画像撮影装置において、
前記スイッチング素子をオンにし、前記増幅手段により増幅された電気信号を読み取る読み取り動作を行う工程と、
前記読み取り動作を行った後、前記増幅手段の電荷蓄積期間以外の期間に、前記スイッチング素子を再度オンにし、前記読み取り動作で読み出されなかった電荷を増幅した電気信号を読み捨てる動作を行う工程と、
を備えた放射線画像撮影方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線画像撮影装置、放射線画像撮影プログラム、及び放射線画像撮影方法に係り、特に医療用の放射線画像を撮影する放射線画像撮影装置、放射線画像撮影プログラム、及び放射線画像撮影方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療診断を目的とした放射線撮影を行う放射線画像撮影装置が知られている。当該放射線画像撮影装置は、放射線照射装置から照射され、被検体を透過した放射線を検出して放射線画像を撮影する。当該放射線画像撮影装置は、照射された放射線に応じて発生した電荷を収集して読み出すことにより放射線画像の撮影を行う。
【０００３】
このような放射線画像撮影装置は、放射線を検出する放射線検出素子を備えている。当該検放射線出素子として、放射線または、放射線が変換された光が照射されることにより電荷を発生する光電変換素子と、光電変換素子で発生した電荷を読み出すスイッチング素子と、を備えた放射線検出素子がある。
【０００４】
光電変換素子から電荷を読み出した後に、光電変換素子に残留電荷が残る場合がある。例えば、特許文献１に記載の技術のように、電荷読出期間の終了から、次の行の電荷の読出期間の開始までの間に、光電変換素子から読み出した電荷を増幅するアンプのリセットや、基準電位の取得、取得した電荷情報の信号処理を行わなければいけないために、光電変換素子から充分に電荷が読み出せないことがあり、読み出せなかった電荷が残留電荷として光電変換素子内に残留する（図１１参照）。
【０００５】
特に、光電変換素子で発生した電荷を読み出すスイッチング素子の駆動能力が充分ではない場合、電荷が光電変換素子内に残留（残留電荷）し、当該残留電荷が残った状態で放射線画像の撮影を行うと、残留電化が撮影された画像データに重畳し、残像となる問題が知られている。そのため、残留電荷を低減する技術が求められている。
【０００６】
残留電荷を低減する技術としては、例えば、上記スイッチング素子の電荷読出期間を長くすることや、スイッチング素子のサイズを大きくすること等が一般的に行われている。  また、特許文献２には、残像抑制のために、光電変換素子のリフレッシュ動作を行うことを目的として、光電変換素子から電荷を読み出した後に、再度スイッチング素子をオンにすると共に、光電変換素子から読み出した電荷を基準電位に基づいて増幅するアンプの当該基準電位をＨｉｇｈレベルに切り換えて、光電変換素子に正バイアスを印加する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２８７７７３号公報
【特許文献２】特開２０１０−５２１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、上述したように、スイッチング素子の電荷読出期間を長くすることは、フレームレートの低下を招いてしまうという問題がある。
【０００９】
また、特許文献２に記載の技術では、アンプの基準電位をＨｉｇｈレベルに変えて、正バイアスを光電変換素子に印加しているため、残留電荷は低減されないという問題がある（図１２参照）。
【００１０】
本発明は、上記問題点を解決するために成されたものであり、適切に光電変換素子の残留電荷を低減することができる、放射線画像撮影装置、放射線画像撮影プログラム、及び放射線画像撮影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】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の放射線画像撮影装置は、照射された放射線に応じた電荷を発生する光電変換素子、及び前記光電変換素子から前記電荷を読み出して前記電荷を出力するスイッチング素子を各々備え、かつ行列状に配置された画素と、前記スイッチング素子から出力された電荷を蓄積し、蓄積した電荷を増幅した電気信号を出力する増幅手段と、前記スイッチング素子をオンにし、前記増幅手段により増幅された電気信号を読み取る読み取り動作を行った後、前記増幅手段の電荷蓄積期間以外の期間に、前記スイッチング素子を再度オンにし、前記読み取り動作で読み出されなかった電荷を増幅した電気信号を読み捨てる動作を行う制御手段と、を備える。
【００１２】
放射線画像の画像データを生成するために、スイッチング素子をオンにし、光電変換素子から読み出された電荷が増幅手段により増幅された電気信号を読み取る読み取り動作を行った後に、光電変換素子に、読み取りきれなかった電荷、いわゆる残留電荷が残ることがある。
【００１３】
本発明によれば、制御手段が、スイッチング素子をオンにし、増幅手段により増幅された電気信号を読み取る読み取り動作を行った後、増幅手段の電荷蓄積期間以外の期間に、スイッチング素子を再度オンにし、前記読み取り動作で読み出されなかった電荷を増幅した電気信号を読み捨てる動作を行う。
【００１４】
このように本発明では、残留電荷を読み捨てる読捨動作を、増幅手段の電荷蓄積期間（以外の期間に行っているため、スイッチング素子のオン時間を長くした場合と同様の状態になるため、適切に残留電荷を低減させることができる。
【００１５】
また、本発明は請求項２に記載の放射線画像撮影装置のように、前記制御手段は前記電気信号を読み捨てる動作を複数行の前記画素に対して同一タイミングで行うことが好ましい。このように動作することにより、より残留電荷を低減させることができる。
【００１６】
また、本発明は、請求項３に記載の放射線画像撮影装置のように、前記制御手段は、前記電気信号を読み捨てる動作を同一の画素に対して複数回行うことが好ましい。このように動作することにより、より残留電荷を低減させることができる。
【００１７】
また、本発明は、請求項４に記載の放射線画像撮影装置のように、前記制御手段は、前記増幅手段が蓄積した電荷を放出させるリセット期間に、前記電気信号を読み捨てる動作を行うことが好ましい。このようにすることにより、よりフレームレートを向上させることができる。
【００１８】
請求項５に記載の放射線画像撮影プログラムは、照射された放射線に応じた電荷を発生する光電変換素子、及び前記光電変換素子から前記電荷を読み出して前記電荷を出力するスイッチング素子を各々備え、かつ行列状に配置された画素と、前記スイッチング素子から出力された電荷を蓄積し、蓄積した電荷を増幅した電気信号を出力する増幅手段と、を備えた放射線画像撮影装置による放射線画像の撮影を行う処理をコンピュータに実行させるための放射線画像撮影プログラムであって、前記スイッチング素子をオンにし、前記増幅手段により増幅された電気信号を読み取る読み取り動作を行うステップと、前記読み取り動作を行った後、前記増幅手段の電荷蓄積期間以外の期間に、前記スイッチング素子を再度オンにし、前記読み取り動作で読み出されなかった電荷を増幅した電気信号を読み捨てる動作を行うステップと、を備えた処理をコンピュータに実行させるためのものである放射線画像撮影プログラム。
【００１９】
請求項６に記載の放射線画像撮影方法は、照射された放射線に応じた電荷を発生する光電変換素子、及び前記光電変換素子から前記電荷を読み出して前記電荷を出力するスイッチング素子を各々備え、かつ行列状に配置された画素と、前記スイッチング素子から出力された電荷を蓄積し、蓄積した電荷を増幅した電気信号を出力する増幅手段と、を備えた放射線画像撮影装置において、前記スイッチング素子をオンにし、前記増幅手段により増幅された電気信号を読み取る読み取り動作を行う工程と、前記読み取り動作を行った後、前記増幅手段の電荷蓄積期間以外の期間に、前記スイッチング素子を再度オンにし、前記読み取り動作で読み出されなかった電荷を増幅した電気信号を読み捨てる動作を行う工程と、を備える。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、適切に光電変換素子の残留電荷を低減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】
【００２１】
【図１】第１の実施の形態に係る放射線画像撮影システムの一例の概略構成を示す概略構成図である。
【図２】第１の実施の形態に係る放射線画像撮影装置の全体構成の一例を示す構成図である。
【図３】第１の実施の形態に係る放射線検出素子の構成の一例を示す平面図である。
【図４】第１の実施の形態に係る放射線検出素子の一例の線断面図である。
【図５】第１の実施の形態に係る放射線画像撮影装置の信号検出回路の概略構成の一例を示す概略構成図である。
【図６】第１の実施の形態に係る放射線画像撮影装置における放射線画像を撮影する際の動作の流れの一例を示したタイムチャートである。
【図７】第１の実施の形態に係る放射線画像撮影装置における放射線画像を撮影する際の動作の流れのその他の一例を示したタイムチャートである。
【図８】第１の実施の形態に係る放射線画像撮影装置における放射線画像を撮影する際の動作の流れのその他の一例を示したタイムチャートである。
【図９】第２の実施の形態に係る放射線画像撮影装置の信号検出回路の概略構成の一例を示す概略構成図である。
【図１０】第２の実施の形態に係る放射線画像撮影装置における放射線画像を撮影する際の動作の流れの一例を示したタイムチャートである。
【図１１】従来の放射線画像撮影装置における放射線画像を撮影する際の動作の流れの一例を示したタイムチャートである。
【図１２】従来の放射線画像撮影装置における放射線画像を撮影する際の動作の流れの一例を示したタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
［第１の実施の形態］
【００２３】
以下、各図面を参照して本実施の形態の一例について説明する。
【００２４】
まず、本実施の形態の放射線画像撮影装置を用いた放射線画像撮影システムの概略構成について説明する。図１は、本実施の形態の放射線画像撮影システムの一例の概略構成図である。
【００２５】
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素子１０を備えた放射線画像撮影装置１００と、放射線画像の撮影を指示すると共に、放射線画像撮影装置１００から放射画像を取得する制御装置２０２と、を備えて構成されている。制御装置２０２の制御に基づいたタイミングで、放射線照射装置２０４から照射され撮影位置に位置している被検体２０６を透過することで画像情報を担持した放射線は放射線画像撮影装置１００に照射される。
【００２６】
次に、本実施の形態の放射線画像撮影装置１００の概略構成について説明する。本実施の形態では、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放射線検出素子１０に本発明を適用した場合について説明する。本実施の形態では、放射線画像撮影装置１００は、間接変換方式の放射線検出素子１０を備えて構成されている。なお、図２では、放射線を光に変換するシンチレータは省略している。
【００２７】
放射線検出素子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スイッチ４と、を含んで構成される画素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、電荷が発生する。
【００２８】
画素２０は、一方向（図２の横方向、以下「行方向」ともいう）及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。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は行方向及び列方向に１０２４×１０２４個配置されている。
【００２９】
また、放射線検出素子１０には、基板１（図３参照）上に、ＴＦＴスイッチ４をＯＮ／ＯＦＦするための複数の走査配線１０１と、上記センサ部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、一方向の各画素列に信号配線３が１本ずつ設けられ、交差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が行向及び列方向に１０２４×１０２４個配置されている場合、信号配線３及び走査配線１０１は１０２４本ずつ設けられている。
【００３０】
さらに、放射線検出素子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、一端及び他端が並列に接続されており、一端が所定のバイアス電圧を供給する電源１１０に接続されている。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ている。
【００３１】
走査配線１０１には、各ＴＦＴスイッチ４をスイッチングするための制御信号が流れる。このように制御信号が各走査配線１０１に流れることによって、各ＴＦＴスイッチ４がスイッチングされる。
【００３２】
信号配線３には、各画素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ＯＮ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。
【００３３】
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ＯＮ／ＯＦＦするための制御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及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及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又は走査配線１０１を接続する。例えば、信号配線３及び走査配線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。
【００３４】
信号検出回路１０５は、各信号配線３毎に、入力される電気信号を増幅する増幅回路（増幅回路５０、図５参照）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（アナログ・デジタル変換器）によりデジタル信号へ変換する（詳細後述）。
【００３５】
この信号検出回路１０５及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デジタル信号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し、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。
【００３６】
本実施の形態の制御部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およびＲＡＭ、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、信号検出回路１０５から入力された、各放射線検出用の画素２０の電荷情報を示す電気信号に基づいて、照射された放射線が示す画像を生成する。
【００３７】
図３には、本実施形態に係る間接変換方式の放射線検出素子１０の構造を示す平面図が示されており、図４には、図３の放射線画像撮影用の画素２０ＡのＡ−Ａ線断面図が示されている。
【００３８】
図４に示すように、放射線検出素子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、又は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。
【００３９】
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 等からなっており、例えば、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）成膜により形成される。
【００４０】
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。
【００４１】
これらの上層には、ソース電極９、及びドレイン電極１３が形成されている。このソース電極９及びドレイン電極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、及び信号配線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、又はＡｌ若しくはＣｕを主体とした積層膜が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及びドレイン電極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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
本実施の形態に係る放射線検出素子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素子１０では、この層間絶縁膜１２及び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。
【００４５】
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。
【００４６】
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で光が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。
【００４７】
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及びｐ＋層２１Ｃは、コンタクト層として機能し、下部電極１１及び後述する上部電極２２とｉ層２１Ｂをと電気的に接続する。
【００４８】
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素子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。
【００４９】
層間絶縁膜１２、半導体層２１及び上部電極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。
【００５０】
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、又は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。
【００５１】
このように形成された放射線検出素子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。
【００５２】
次に、本実施の形態の信号検出回路１０５の概略構成について説明する。図５は、本実施の形態の信号検出回路１０５の一例の概略構成図である。本実施の形態の信号検出回路１０５は、増幅回路５０、及びＡＤＣ（アナログ・デジタル変換器）５４を備えて構成されている。なお、図５では、図示を省略したが増幅回路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、放射線検出素子１０の信号配線３の数と同じ数の、複数の増幅回路５０を備えて構成されている。
【００５３】
増幅回路５０は、チャージアンプ回路で構成されており、基準電位に基づいて電荷を増幅する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。
【００５４】
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、蓄積される電荷量に応じてアンプ５２から出力される電圧値が増加（昇圧）するようになっている。
【００５５】
また、制御部１０６は、電荷リセット用スイッチ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。これにより、アンプ５２内の電荷がリセット（本実施の形態ではグランドレベルにリセット）される。
【００５６】
ＡＤＣ５４は、Ｓ／Ｈ（サンプルホールド）スイッチＳＷ５がオン状態において、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を制御部１０６に順次出力する。
【００５７】
なお、本実施の形態の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、本実施の形態の信号検出回路１０５は、増幅回路５０（信号配線３）の数にかかわらず、１つのＡＤＣ５４を備えている。
【００５８】
本実施の形態の制御部１０６は、ＴＦＴスイッチ４をオンにし、放射線画像のための電荷情報を信号検出回路１０５（ＡＤＣ５４）から読み取って、撮影された放射線画像の画像データを生成し、かつ、当該電荷情報の読取り後、信号検出回路１０５の増幅回路５０のサンプルホールド期間（コンデンサＣに電荷が蓄積される期間）以外の期間にＴＦＴスイッチ４を再度オンにし、ＴＦＴスイッチ４によりセンサ部１０３から読み出されて信号検出回路１０５から出力された電荷情報を、放射線画像の画像データの生成に用いずに読み捨てる機能を有している。
【００５９】
次に、図６を参照して、上記構成の放射線画像撮影装置１００による放射線画像を撮影する際の動作の流れについて、残留電荷の低減動作を中心に説明する。図６は、放射線画像を撮影する際の動作の流れの一例を示したタイムチャートである。なお、本実施の形態の放射線画像撮影装置１００では、放射線画像の撮影の際の各動作は、画素２０の行毎（走査配線１０１毎）に行われる。
【００６０】
放射線照射装置２０４から放射線が照射される（図６、放射線信号参照）と、照射された放射線は、シンチレータに吸収され、可視光に変換される。なお、放射線は、放射線検出素子１０の表側、裏側の何れから照射されてもかまわない。シンチレータで可視光に変換された光は、各画素２０のセンサ部１０３に照射される。
【００６１】
センサ部１０３では、光が照射されると内部に電荷が発生する。この発生した電荷は下部電極１１により収集されることにより、センサ部１０３の電荷が増加する（図６、画素電荷Ｑｎの推移参照）。
【００６２】
まず、所定期間、増幅回路５０の電荷リセット用スイッチＳＷ１及びＡＤＣ５４をオンにする（図６、アンプリセット＆ＡＤ変換参照）。なお、本実施の形態では、アンプリセット（電荷リセット用スイッチＳＷ１のオン期間）と、ＡＤＣ５４におけるＡＤ変換とは、同時期に実施しても支障がないため、フレームレートの向上のため、同時期、かつ同一期間としている。
【００６３】
その後、蓄積された電荷を読み出すために、ＣＡサンプリングがオン状態になり、増幅回路５０のコンデンサＣに電荷が蓄積される状態になる。さらに、ゲート信号ＧｎがＶｇｈになり、ゲート信号Ｇｎが入力される走査配線１０１に接続された１行分の画素２０では、ＴＦＴスイッチ４がオン状態になり、センサ部１０３に蓄積された電荷が読み出されて、増幅回路５０のコンデンサＣに蓄積される（図６、Ｒｅａｄ参照、以下、Ｒｅａｄ動作という）。
【００６４】
所定の読出期間の経過後、ＴＦＴスイッチ４がオフ状態になり、クローズする。読出動作が終了すると、続いて、ＣＡサンプリングがオフ状態になる。
【００６５】
その後、Ｓ／ＨスイッチＳＷ２が所定期間オン状態になり、ＡＤＣ５４に増幅回路５０でサンプリングされ、増幅された電気信号が出力される。
【００６６】
このとき、図６の画素電荷Ｑｎの推移に示されるように、ＴＦＴスイッチ４により読み出しきれなかった電荷が残留電荷として、画素２０（センサ部１０３）に残留する。
【００６７】
そこで、本実施の形態では、サンプルホールド期間が終了後、アンプ５２のアンプのリセット期間に再度ゲート信号ＧｎをＶｇｈにして、ＴＦＴスイッチ４をオン状態にし、ＴＦＴスイッチ４により残留電荷を読み出させて放電する（図６、読捨て参照）。なお、この読み出した電荷は、放射線画像の画像データとして用いられずに、制御部１０６で読み捨てられる（以下、当該動作を読捨動作という）。
【００６８】
以上説明したように、本実施の形態の放射線画像撮影装置１００では、放射線が照射されると、当該放射線に応じて発生した電荷を、アンプ５２をサンプリング状態にし、さらにＴＦＴスイッチ４をオン状態にして、放射線画像の画像データを生成するための電荷を読み出させる。Ｓ／ＨスイッチＳＷ２を所定期間オン状態にして電荷をＡＤＣ５４に出力させた後、ＣＡサンプリング期間以外の期間に、再びＴＦＴスイッチ４をオン状態にして、ＴＦＴスイッチ４によりセンサ部１０３から読み出した残留電荷を、画像データの生成に用いずに読み捨てる。
【００６９】
このように本実施の形態では、残留電荷を読み捨てる読捨動作を、アンプ５２のコンデンサＣの電荷蓄積期間（ＣＡサンプリング期間）以外の期間（本実施の形態では、アンプ５２のアンプのリセット期間）に行っているため、ＴＦＴスイッチ４のオン時間を長くした場合と同様の状態になり、残留電荷を低減させることができる。
【００７０】
また、本実施の形態では、上述のように、アンプのリセット期間に読捨動作を行っているため、フレームレートを低下させることがなく、残留電荷を低減させることができる。
【００７１】
また、本実施の形態の放射線画像撮影装置１００は、上述のように、ＴＦＴスイッチ４のサイズ（容量）を大きくすることなく、かつフレームレートを低下させずに適切に残留電荷を低減させることができるため、フレームレートを早くする必要のある撮影（例えば、動画撮影）に好適である。
【００７２】
なお、読捨動作等の各動作は、上述の例（図６）に限らない。なお、ＣＡサンプリング期間に読捨動作を行ってしまうと、放射線画像の画像データを生成するための電荷と、残留電荷とが混ざってしまい好ましくないため、読捨動作は、アンプ５２のコンデンサＣの電荷蓄積期間（ＣＡサンプリング期間）以外の期間（実施の形態では、アンプ５２のアンプのリセット期間）に行う。その他の例を図７及び図８を参照して説明する。図７及び図８は、放射線画像を撮影する際の動作の流れのその他の一例を示したタイムチャートである。
【００７３】
図７では、読捨動作を複数行の画素２０に対して同時に実施する場合を示している。本実施の形態では、このように読捨動作を行うことにより１つの画素２０のセンサ部１０３に対して、複数回、読捨動作が行われる（図７、読捨て１、読捨て２参照）ことになり、よりセンサ部１０３の残留電荷を除去することができる。なお、読捨動作を行う回数（同時に読捨動作が行われる行数）は、残留電荷が除去できるように予め定めておけばよく、特に限定されるものではない。
【００７４】
また、図８では、Ｒｅａｄ動作と、読捨動作とで、ＴＦＴスイッチ４のゲート電圧が異なる場合を示しており、具体的には、Ｒｅａｄ動作時のゲート電圧Ｖｇｈ１よりも、読捨動作時のゲート電圧Ｖｇｈ２の方が高い場合を示している。このようにＲｅａｄ動作時よりも、読捨動作時にＴＦＴスイッチ４に印加するゲート電圧を高くすることにより、Ｒｅａｄ動作時のフィードスルー電荷を低減することができると共に、残留電荷の低減に世得る時間を短期間にすることができる。
【００７５】
［第２の実施の形態］
【００７６】
以下、各図面を参照して本実施の形態の一例について説明する。本実施の形態は、第１の実施の形態と略同様であり、放射線画像撮影装置の信号検出回路及び、放射線画像撮影動作の一部が第１の実施の形態とは異なるため、同一部分には同一符号を付して、詳細な説明を省略し、異なる部分のみ説明する。図９は、本実施の形態の信号検出回路の一例の概略構成図である。また、図１０は、本実施の形態における放射線画像を撮影する際の動作の流れの一例を示したタイムチャートである。
【００７７】
本実施の形態の信号検出回路３０５では、サンプルホールド期間とＣＡサンプリング期間とを同一とし、サンプルホールド動作とＣＡサンプリング動作とを同時に行っている。そのため、信号検出回路３０５は、Ｓ／ＨスイッチＳＷ２とＡＤＣ５４との間に、コンデンサＣ２を備えて構成されている。
【００７８】
本実施の形態の放射線画像を撮影する際の動作の流れについて、図１０を参照して残留電荷の低減動作を中心に説明する。
【００７９】
放射線照射装置２０４から放射線が照射されると、所定期間、増幅回路５０の電荷リセット用スイッチＳＷ１をオン状態にしてアンプ５２をリセットする。
【００８０】
その後、スイッチＳＷ１をオフ状態にし、Ｓ／ＨスイッチＳＷ２をオン状態にすると共に、ＣＡサンプリング期間が開始する。その後、センサ部１０３に蓄積された電荷を読み出すために、ゲート信号ＧｎがＶｇｈになり、ＴＦＴスイッチ４のゲートがオン状態になって、Ｒｅａｄ動作により、センサ部１０３に蓄積された電荷Ｑが読み出されて増幅回路５０のコンデンサＣが充電され、アンプ５２の出力電位が昇圧（増幅）される。
【００８１】
Ｒｅａｄ動作が終了すると、ＴＦＴスイッチ４のゲートがオフ状態になって、ＴＦＴスイッチ４がクローズする。さらに、Ｓ／ＨスイッチＳＷ２がオフ状態になる。これにより、出力された電位がホールドされる。
【００８２】
その後、スイッチＳＷ１がオン状態になり、アンプ５２内の電位がリセットされる。当該リセット期間に、再度ゲート信号ＧｎをＶｇｈにして、ＴＦＴスイッチ４をオン状態にし、ＴＦＴスイッチ４により残留電荷を読み出させて放電する（図１０、読捨て参照）。
【００８３】
以上説明したように、本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、サンプルホールド期間及びＣＡサンプリング期間を同一とし、サンプルホールド動作とＣＡサンプリング動作とを同時に行い、ＴＦＴスイッチ４をオン状態にして、放射線画像の画像データを生成するための電荷を読み出させる。その後、ＣＡサンプリング期間以外の期間に、再びＴＦＴスイッチ４をオン状態にして、ＴＦＴスイッチ４によりセンサ部１０３から読み出した残留電荷を、画像データの生成に用いずに読み捨てる。
【００８４】
従って、第１の実施の形態と同様に、ＴＦＴスイッチ４のサイズ（容量）を大きくすることなく、かつフレームレートを低下させずに適切に残留電荷を低減させることができる。
【００８５】
なお、第１の実施の形態及び第２の実施の形態で説明した放射線画像撮影装置１００、放射線検出素子１０等の構成、動作等は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更可能であることは言うまでもない。
【００８６】
また、第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、本発明の放射線は、特に限定されるものではなく、Ｘ線やγ線等を適用することができる。
【符号の説明】
【００８７】
３  信号配線
４  ＴＦＴスイッチ
１０  放射線検出素子
２０  画素
５０  増幅回路
１００  放射線画像撮影装置
１０１  走査配線
１０３  センサ部
１０５、３０５  信号検出回路
１０６  制御部
【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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