(57)【要約】【課題】、装置の大型化と、ノイズの増加を抑制しつつ、Ｓ／Ｎを向上させることができる、放射線画像撮影装置、放射線画像撮影システム、放射線画像撮影装置の制御プログラム、及び放射線画像撮影装置の制御方法を提供する。【解決手段】静止画等の通常撮影の場合は、各画素２０において、ＴＦＴ１から電荷が出力されるように、制御配線Ｇｎ＋４から制御配線Ｇｎへ順次、制御信号が出力される。一方、動画等のビニング撮影の場合は、各画素２０において、ＴＦＴ２から電荷が出力されるように、制御配線Ｇｎから制御配線Ｇｎ＋４へ順次、制御信号が出力される。静止画撮影の場合も動画撮影の場合も、制御配線に制御信号が出力された際には、当該制御配線に隣接する２つの行の画素２０のうちの一方の行の画素２０は、既に電荷が読み出された状態であるため、他方の行の画素２０からのみ電荷が信号配線Ｄに出力される。【選択図】図２
2013065954.tif 000002
【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センサ部、前記センサ部から前記電荷を読み出して前記電荷を出力する第１スイッチング素子、及び前記センサ部から前記電荷を読み出して前記電荷を出力する第２スイッチング素子を各々備えた行列状に配置された複数の画素と、
前記複数の画素の列毎に設けられた信号配線と、
前記複数の画素の行毎に設けられ、行方向に隣接する複数の画素から成る画素群の前記第１スイッチング素子の制御端子及び当該画素群と列方向に隣接する他の画素群の前記第２スイッチング素子の制御端子が接続された制御配線と、
前記画素毎に前記信号配線に前記第１スイッチング素子から電荷を出力させる場合は、前記第２スイッチング素子の前記制御端子が接続された前記画素群から前記第１スイッチング素子の前記制御端子が接続された前記画素群に向けた列方向に順次制御信号を前記制御配線に出力し、前記画素群毎に同一の前記信号配線に前記第２スイッチング素子から電荷を出力させる場合は、当該列方向と逆方向に順次前記制御信号を前記制御配線に出力するよう制御する制御手段と、
を備えた、放射線画像撮影装置。
【請求項２】
前記第１スイッチング素子の前記制御端子が接続された前記画素群と、前記第２スイッチング素子とが接続された前記画素群とが、列方向に配置されている、請求項１に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項３】
前記第１スイッチング素子の前記制御端子が接続された前記画素群と、前記第２スイッチング素子とが接続された前記画素群とが、行方向に予め定められた画素数分ずれて配置されている、請求項１に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項４】
前記信号配線は、列方向に隣接する複数の画素の前記第１スイッチング素子の出力端子のみが接続された信号配線と、列方向に隣接する複数の画素の前記第１スイッチング素子の出力端子、及び前記画素群の前記第２スイッチング素子の出力端子が接続された信号配線と、を備えた、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５】
前記信号配線毎に、前記第１スイッチング素子の出力端子のみが接続された画素と、第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子が接続された画素と、が列方向に予め定められた個数毎に、交互に配置されている、請求項１または請求項３に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項６】
前記信号配線毎に設けられ、画素から前記信号配線に出力された電荷を読み取る読取手段を備え、前記制御手段は、予め定められた数の行毎に、前記読取手段が前記電荷を読み取るように、前記制御配線に前記制御信号を出力するよう制御する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項７】
第１センサ部、前記第１センサ部に入力端子が接続された第１スイッチング素子、及び前記第１センサ部に入力端子が接続された第２スイッチング素子を備えた第１画素と、第２センサ部、前記第２センサ部に入力端子が接続された第３スイッチング素子、及び前記第２センサ部に入力端子が接続された第４スイッチング素子を備えた第２画素と、から成る画素群が行列方向に配置された複数の画素と、
前記画素群の列毎に設けられた、前記第１スイッチング素子の出力端子が接続された第１信号配線と、
前記画素群の列毎に設けられた、前記第２スイッチング素子、前記第３スイッチング素子、及び前記第４スイッチング素子の出力端子が接続された第２信号配線と、
前記画素群の行毎に設けられた、前記第１スイッチング素子及び前記第３スイッチング素子の制御端子が接続された第１制御配線と、
前記画素群の行毎に設けられた、前記第２スイッチング素子及び前記第４スイッチング素子の制御端子が接続され、かつ列方向に隣接する画素の前記第１制御配線となる第２制御配線と、
列方向の一端に配置された前記画素群の前記第１制御配線から列方向の他端に配置された前記画素群の前記第２制御配線へ、列方向に順次、前記第１画素及び前記第２画素から電荷を出力させるための制御信号を出力するよう出力手段を制御する第１制御と、前記他端に配置された前記画素群の前記第２制御配線から前記一端に配置された前記画素群の前記第１制御配線へ、列方向に順次、前記制御信号を出力するよう出力手段を制御する第２制御と、を行う制御手段と、
を備えた、放射線画像撮影装置。
【請求項８】
前記制御手段は、外部からの指示に基づいて、順次前記制御信号を出力する向きを切り換える、請求項６に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項９】
放射線照射装置と、
前記放射線照射装置から照射された放射線により放射線画像を撮影する前記請求項１から前記請求項８のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置と、
を備えた放射線画像撮影システム。
【請求項１０】
前記放射線照射装置による放射線の照射を指示すると共に、前記放射線画像撮影装置に、放射線画像の撮影を指示する制御装置を備えた、請求項９に記載の放射線画像撮影システム。
【請求項１１】
前記放射線画像撮影装置の前記制御手段は、前記制御装置の制御に基づいて、順次前記制御信号を出力する向きを切り換える請求項１０に記載の放射線画像撮影システム。
【請求項１２】
照射された放射線に応じた電荷を発生するセンサ部、前記センサ部から前記電荷を読み出して前記電荷を出力する第１スイッチング素子、及び前記センサ部から前記電荷を読み出して前記電荷を出力する第２スイッチング素子を各々備えた行列状に配置された複数の画素と、前記複数の画素の列毎に設けられた信号配線と、前記複数の画素の行毎に設けられ、行方向に隣接する複数の画素から成る画素群の前記第１スイッチング素子の制御端子及び当該画素群と列方向に隣接する他の画素群の前記第２スイッチング素子の制御端子が接続された制御配線と、を備えた放射線画像撮影装置を制御するコンピュータを、
前記画素毎に前記信号配線に前記第１スイッチング素子から電荷を出力させる場合は、前記第２スイッチング素子の前記制御端子が接続された前記画素群から前記第１スイッチング素子の前記制御端子が接続された前記画素群に向けた列方向に順次制御信号を前記制御配線に出力し、前記画素群毎に同一の前記信号配線に前記第２スイッチング素子から電荷を出力させる場合は、当該列方向と逆方向に順次前記制御信号を前記制御配線に出力するよう制御する制御手段として機能させるための放射線画像撮影装置の制御プログラム。
【請求項１３】
照射された放射線に応じた電荷を発生するセンサ部、前記センサ部から前記電荷を読み出して前記電荷を出力する第１スイッチング素子、及び前記センサ部から前記電荷を読み出して前記電荷を出力する第２スイッチング素子を各々備えた行列状に配置された複数の画素と、前記複数の画素の列毎に設けられた信号配線と、前記複数の画素の行毎に設けられ、行方向に隣接する複数の画素から成る画素群の前記第１スイッチング素子の制御端子及び当該画素群と列方向に隣接する他の画素群の前記第２スイッチング素子の制御端子が接続された制御配線と、を備えた放射線画像撮影装置により、
前記画素毎に前記信号配線に前記第１スイッチング素子から電荷を出力させる場合は、前記第２スイッチング素子の前記制御端子が接続された前記画素群から前記第１スイッチング素子の前記制御端子が接続された前記画素群に向けた列方向に順次制御信号を前記制御配線に出力するよう制御する工程と、
前記画素群毎に同一の前記信号配線に前記第２スイッチング素子から電荷を出力させる場合は、当該列方向と逆方向に順次前記制御信号を前記制御配線に出力するよう制御する工程と、
を備えた放射線画像撮影装置の制御方法。
【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、放射線画像撮影システム、放射線画像撮影装置の制御プログラム、及び放射線画像撮影装置の制御方法に係り、特に医療用の放射線画像の撮影に用いられる放射線画像撮影装置、放射線画像撮影システム、放射線画像撮影装置の制御プログラム、及び放射線画像撮影装置の制御方法に関する。
【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。このような放射線画像撮影装置としては、いわゆるカセッテ等のＦＰＤ（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）パネルが挙げられる。
【０００３】
放射線撮影において、静止画と動画（透視画）撮影を同一の放射線画像撮影装置（パネル）を用いて行えることが望まれている。一般に、静止画の場合には、診断が目的であるため、高い解像度（高精細画像）での撮影が求められる。
【０００４】
一方、動画の場合には、例えば、被検体のポジショニング等、静止画を撮影するための位置合わせを目的とする場合等に用いられ、より滑らかな画像を表示するために高いフレームレートが求められる。このような高フレームレートを実現させるため、動画撮影時では、２×２画素または４×４画素毎にまとめて電荷を読み出す、いわゆるビニングされた画像を使用することが多い。一般的なビニングでは、２本または４本の制御配線を同時に駆動して、各信号配線に同時に複数の制御配線から電荷を出力させるアナログビニングを実施した後、各信号配線の電気信号を加算してデジタル的にビニングすることが行われている。
【０００５】
一方、動作撮影時の放射線の照射線量はできるだけ低いことが好ましいが、低線量域では、Ｓ／Ｎが悪くなる場合がある。そのため、より高いＳ／Ｎを得るためには、できるだけアナログビニングを行い、Ｓ（電荷量に応じた電気信号）を増やすことが求められている。アナログビニングを行う技術として例えば、特許文献１が挙げられる。特許文献１には、ゲートドライバー回路部と各画素とを接続するゲート線として、各行又は各列の画素毎に接続された系統Ａのゲート線と、複数行又は複数列の画素を共通に接続する系統Ｂのゲート線と、系統Ａのデータラインと、系統Ｂのデータラインとを、設けて、目的に応じて、高速駆動と高精細画像の取得を可能とする技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−４６１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の技術では、系統Ａのデータラインと、系統Ｂのデータラインとを備えており、目的に応じて、使用されるデータラインが異なる。そのため、配線数の増加や、データラインから出力されるデータを処理する信号検出回路等が増加するため、装置の大型化を招くという問題がある。
【０００８】
また、２画素に３本の信号配線及び制御配線を配置しているため、少なくとも１本の配線は必ず平面的に画素と重なり合う位置に配置する必要があり、寄生容量の大幅な増加に伴いノイズが増加するという問題がある。
【０００９】
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、装置の大型化と、ノイズの増加を抑制しつつ、Ｓ／Ｎを向上させることができる、放射線画像撮影装置、放射線画像撮影システム、放射線画像撮影装置の制御プログラム、及び放射線画像撮影装置の制御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】
【００１０】
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センサ部、前記センサ部から前記電荷を読み出して前記電荷を出力する第１スイッチング素子、及び前記センサ部から前記電荷を読み出して前記電荷を出力する第２スイッチング素子を各々備えた行列状に配置された複数の画素と、前記複数の画素の列毎に設けられた信号配線と、前記複数の画素の行毎に設けられ、行方向に隣接する複数の画素から成る画素群の前記第１スイッチング素子の制御端子及び当該画素群と列方向に隣接する他の画素群の前記第２スイッチング素子の制御端子が接続された制御配線と、前記画素毎に前記信号配線に前記第１スイッチング素子から電荷を出力させる場合は、前記第２スイッチング素子の前記制御端子が接続された前記画素群から前記第１スイッチング素子の前記制御端子が接続された前記画素群に向けた列方向に順次制御信号を前記制御配線に出力し、前記画素群毎に同一の前記信号配線に前記第２スイッチング素子から電荷を出力させる場合は、当該列方向と逆方向に順次前記制御信号を前記制御配線に出力するよう制御する制御手段と、を備える。
【００１１】
本発明の放射線画像撮影装置は、複数の画素が行列状に配置されている。各画素は、照射された放射線に応じた電荷を発生するセンサ部、センサ部から電荷を読み出して電荷を出力する第１スイッチング素子、及びセンサ部から電荷を読み出して電荷を出力する第２スイッチング素子を備えている。本発明の放射線画像撮影装置では、このように、同一のセンサ部から電荷を読み出して読み出した電荷を出力するスイッチング素子を、１画素に２つ備えて構成されている。また、画素の列毎に設けられた信号配線を備えている。さらに、複数の画素の行毎に設けられ、行方向に隣接する複数の画素から成る画素群の第１スイッチング素子の制御端子及び当該画素群と列方向に隣接する他の画素群の第２スイッチング素子の制御端子が接続された制御配線を備えている。
【００１２】
さらに、本発明の制御手段は、画素毎に前記信号配線に前記第１スイッチング素子から電荷を出力させる場合は、第２スイッチング素子の制御端子が接続された画素群から第１スイッチング素子の制御端子が接続された画素群に向けた列方向に順次制御信号を制御配線に出力する。また、制御手段は、画素群毎に同一の信号配線に前記第２スイッチング素子から電荷を出力させる場合は、当該列方向と逆方向に順次制御信号を制御配線に出力するよう制御する。
【００１３】
このように制御手段が、画素毎に信号配線に第１スイッチング素子から電荷を出力させる場合、制御配線に第１スイッチング素子の制御端子が接続された画素群の第１スイッチング素子がオン状態になり、画素毎に信号配線に電荷が出力される。同様に、制御手段が、画素群毎に同一の信号配線に前記第２スイッチング素子から電荷を出力させる場合、制御配線に第２スイッチング素子の制御端子が接続された画素群の前記第２スイッチング素子がオン状態になり、画素群毎に同一の信号配線に電荷が出力される。
【００１４】
このように本発明では、第２スイッチング素子の制御端子が接続された画素群から第１スイッチング素子の制御端子が接続された画素群に向けた列方向に順次制御信号を制御配線に出力することにより、画素毎に第１スイッチング素子を介して信号配線に電荷が出力され、当該列方向と逆方向に順次制御信号を制御配線に出力することにより、画素群毎にから第２スイッチング素子を介して同一の信号配線に電荷が出力される。すなわち、行方向に隣接する複数の画素から成る画素群毎に電荷をまとめて読み出す、いわゆるアナログビニングを行うことができる。
【００１５】
従って、電荷をまとめて読み出すことができるため、電荷をまとめて読み出すことで信号処理速度が向上し、フレームレートを向上させることができる。また、電荷をまとめて読み出すための専用の信号配線や制御配線、駆動手段等を設ける必要がなくいため、装置の大型化と、ノイズの増加を抑制しつつ、アナログビニングを行うことにより、Ｓ／Ｎを向上させることができる、
なお、本発明は、請求項２に記載の発明のように、前記第１スイッチング素子の前記制御端子が接続された前記画素群と、前記第２スイッチング素子とが接続された前記画素群とが、列方向に配置されているようにしてもよい。
【００１６】
なお、本発明は、請求項３に記載の発明のように、前記第１スイッチング素子の前記制御端子が接続された前記画素群と、前記第２スイッチング素子とが接続された前記画素群とが、行方向に予め定められた画素数分ずれて配置されているようにしてもよい。
【００１７】
なお、本発明は、請求項４に記載の発明のように、前記信号配線は、列方向に隣接する複数の画素の前記第１スイッチング素子の出力端子のみが接続された信号配線と、列方向に隣接する複数の画素の前記第１スイッチング素子の出力端子、及び前記画素群の前記第２スイッチング素子の出力端子が接続された信号配線と、を備えるようにしてもよい。
【００１８】
なお、本発明は、請求項５に記載の発明のように、前記信号配線毎に、前記第１スイッチング素子の出力端子のみが接続された画素と、第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子が接続された画素と、が列方向に予め定められた個数毎に、交互に配置されているように構成してもよい。
【００１９】
なお、本発明は、請求項６に記載の発明のように、前記信号配線毎に設けられ、画素から前記信号配線に出力された電荷を読み取る読取手段を備え、前記制御手段は、予め定められた数の行毎に、前記読取手段が前記電荷を読み取るように、前記制御配線群に前記制御信号を出力するよう出力手段を制御することが好ましい。このように、予め定められた数の行毎に電荷を読み取ることにより、予め定められた数の行単位の画素毎に、さらにまとめて電荷を読み出すことができる。
【００２０】
請求項７に記載の放射線画像撮影装置は、第１センサ部、前記第１センサ部に入力端子が接続された第１スイッチング素子、及び前記第１センサ部に入力端子が接続された第２スイッチング素子を備えた第１画素と、第２センサ部、前記第２センサ部に入力端子が接続された第３スイッチング素子、及び前記第２センサ部に入力端子が接続された第４スイッチング素子を備えた第２画素と、から成る画素群が行列方向に配置された複数の画素と、前記画素群の列毎に設けられた、前記第１スイッチング素子の出力端子が接続された第１信号配線と、前記画素群の列毎に設けられた、前記第２スイッチング素子、前記第３スイッチング素子、及び前記第４スイッチング素子の出力端子が接続された第２信号配線と、前記画素群の行毎に設けられた、前記第１スイッチング素子及び前記第３スイッチング素子の制御端子が接続された第１制御配線と、前記画素群の行毎に設けられた、前記第２スイッチング素子及び前記第４スイッチング素子の制御端子が接続され、かつ列方向に隣接する画素の前記第１制御配線となる第２制御配線と、列方向の一端に配置された前記画素群の前記第１制御配線から列方向の他端に配置された前記画素群の前記第２制御配線へ、列方向に順次、前記第１画素及び前記第２画素から電荷を出力させるための制御信号を出力するよう出力手段を制御する第１制御と、前記他端に配置された前記画素群の前記第２制御配線から前記一端に配置された前記画素群の前記第１制御配線へ、列方向に順次、前記制御信号を出力するよう出力手段を制御する第２制御と、を行う制御手段と、を備える。
【００２１】
なお、本発明は、請求項８に記載の発明のように、前記制御手段は、外部からの指示に基づいて、順次前記制御信号を出力する向きを切り換えるようにしてもよい。
【００２２】
請求項９に記載の放射線画像撮影システムは、放射線照射装置と、前記放射線照射装置から照射された放射線により放射線画像を撮影する前記請求項１から前記請求項７のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置と、を備える。
【００２３】
なお、本発明は、請求項１０に記載の発明のように、前記放射線照射装置による放射線の照射を指示すると共に、前記放射線画像撮影装置に、放射線画像の撮影を指示する制御装置を備えるようにしてもよい。
【００２４】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項１１に記載の発明のように、前記放射線画像撮影装置の前記制御手段は、前記制御装置の制御に基づいて、順次前記制御信号を出力する向きを切り換えるようにしてもよい。
【００２５】
請求項１２に記載の放射線画像撮影装置の制御プログラムは、照射された放射線に応じた電荷を発生するセンサ部、前記センサ部から前記電荷を読み出して前記電荷を出力する第１スイッチング素子、及び前記センサ部から前記電荷を読み出して前記電荷を出力する第２スイッチング素子を各々備えた行列状に配置された複数の画素と、前記複数の画素の列毎に設けられた信号配線と、前記複数の画素の行毎に設けられ、行方向に隣接する複数の画素から成る画素群の前記第１スイッチング素子の制御端子及び当該画素群と列方向に隣接する他の画素群の前記第２スイッチング素子の制御端子が接続された制御配線と、を備えた放射線画像撮影装置を制御するコンピュータを、前記画素毎に前記信号配線に前記第１スイッチング素子から電荷を出力させる場合は、前記第２スイッチング素子の前記制御端子が接続された前記画素群から前記第１スイッチング素子の前記制御端子が接続された前記画素群に向けた列方向に順次制御信号を前記制御配線に出力し、前記画素群毎に同一の前記信号配線に前記第２スイッチング素子から電荷を出力させる場合は、当該列方向と逆方向に順次前記制御信号を前記制御配線に出力するよう制御する制御手段として機能させるためのものである。
【００２６】
請求項１３に記載の放射線画像撮影装置の制御方法は、照射された放射線に応じた電荷を発生するセンサ部、前記センサ部から前記電荷を読み出して前記電荷を出力する第１スイッチング素子、及び前記センサ部から前記電荷を読み出して前記電荷を出力する第２スイッチング素子を各々備えた行列状に配置された複数の画素と、前記複数の画素の列毎に設けられた信号配線と、前記複数の画素の行毎に設けられ、行方向に隣接する複数の画素から成る画素群の前記第１スイッチング素子の制御端子及び当該画素群と列方向に隣接する他の画素群の前記第２スイッチング素子の制御端子が接続された制御配線と、を備えた放射線画像撮影装置により、前記画素毎に前記信号配線に前記第１スイッチング素子から電荷を出力させる場合は、前記第２スイッチング素子の前記制御端子が接続された前記画素群から前記第１スイッチング素子の前記制御端子が接続された前記画素群に向けた列方向に順次制御信号を前記制御配線に出力するよう制御する工程と、前記画素群毎に同一の前記信号配線に前記第２スイッチング素子から電荷を出力させる場合は、当該列方向と逆方向に順次前記制御信号を前記制御配線に出力するよう制御する工程と、を備える。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明したように、装置の大型化と、ノイズの増加を抑制しつつ、Ｓ／Ｎを向上させ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】
【００２８】
【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４】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５】第１の実施の形態に係る放射線画像撮影装置における、撮影動作の制御処理の一例のフローチャートである。
【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、列方向にアナログビニングする場合を説明するためのタイミングチャートである。
【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、列方向にアナログビニングする場合を説明するための説明図である。
【図８】第２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９】第２の実施の形態に係る放射線画像撮影装置の全体構成のその他の一例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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。
【００３０】
［第１の実施の形態］
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。
【００３１】
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。
【００３２】
なお、放射線画像撮影システム２００は、静止画撮影及び動画撮影を行う機能を有しており、制御装置２０２は、ユーザの指示、または、放射線照射装置２０４の制御に基づいて、静止画撮影及び動画撮影のいずれを行うかを切り換え、その旨を放射線画像撮影装置１００に指示する。
【００３３】
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。
【００３４】
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１３と、センサ部１３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２つのＴＦＴ（ＴＦＴ１、ＴＦＴ２）と、を含んで構成される画素２０が複数、マトリックス状（行列状）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１３が電荷を発生する。
【００３５】
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。
【００３６】
また、放射線検出素子１０には、ＴＦＴ１及びＴＦＴ２のＯＮ／ＯＦＦを制御するための複数の制御配線Ｇ（図２では、Ｇｎ〜Ｇｎ＋４）と、上記センサ部１３に蓄積された電荷を読み出すための画素２０の列毎に備えられた複数の信号配線Ｄ（図２では、Ｄ１〜Ｄ４）と、が互いに交差して設けられている。本実施の形態では、例えば、画素２０が行方向及び列方向に１０２４×１０２４個配置されている場合、制御配線Ｇは、行数＋１本＝１０２５本、信号配線Ｄは、列数＝１０２４本設けられている。
【００３７】
なお、各画素２０のセンサ部１３は、図示を省略した共通配線に接続されており、共通配線を介して電源（図示省略）からバイアス電圧が印加されるように構成されている。
【００３８】
制御配線Ｇには、各制御配線Ｇ毎に、制御端子が接続された各ＴＦＴ１及び各ＴＦＴ２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制御配線Ｇに流れることによって、各ＴＦＴ１及び各ＴＦＴ２がスイッチングされる。
【００３９】
信号配線Ｄには、各画素２０のＴＦＴ１のスイッチング状態及びＴＦＴ２のスイッチング状態に応じて、各画素２０に蓄積された電荷量に応じた電気信号がＴＦＴ１またはＴＦＴ２を介して流れる（詳細後述）。
【００４０】
各信号配線Ｄには、各信号配線Ｄ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。なお、ここで電気信号の「検出」とは、電気信号をサンプリングすることを表している。
【００４１】
また、各制御配線Ｇには、各制御配線ＧにＴＦＴ１及びＴＦＴ２をＯＮ／ＯＦＦするための制御信号を出力する制御信号制御回路１０４が接続されている。図２では、信号検出回路１０５及び制御信号制御回路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及び制御信号制御回路１０４を複数設けて所定本（例えば、２５６本）毎に信号配線Ｄまたは制御配線Ｇを接続してもよい。例えば、信号配線Ｄ及び制御配線Ｇが１０２４本ずつ設けられている場合、制御信号制御回路１０４を４個設けて２５６本ずつ制御配線Ｇ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Ｄを接続してもよい。
【００４２】
本実施の形態の放射線検出素子１０では、詳細には、画素２０の行（図２では、Ａ行〜Ｄ行の４行）毎に、ＴＦＴ１の制御端子が共通の制御配線Ｇに接続されている。また、画素２０の行毎に、ＴＦＴ２の制御端子が、当該画素のＴＦＴ１の制御端子が接続されている画素と列方向に隣接する共通の制御配線Ｇに接続されている。具体的に図２に示した一例では、制御配線Ｇｎには、Ａ行に配置された画素２０（画素２０（Ａ１）〜画素２０（Ａ４））のＴＦＴ２の制御端子が接続されている。また、制御配線Ｇｎ＋１には、Ａ行に配置された画素２０（画素２０（Ａ１）〜画素２０（Ａ４））のＴＦＴ１の制御端子と、Ｂ行に配置された画素２０（画素２０（Ｂ１）〜画素２０（Ｂ４））のＴＦＴ２の制御端子が接続されている。制御配線Ｇｎ＋２には、Ｂ行に配置された画素２０（画素２０（Ｂ１）〜画素２０（Ｂ４））のＴＦＴ１の制御端子と、Ｃ行に配置された画素２０（画素２０（Ｃ１）〜画素２０（Ｃ４））のＴＦＴ２の制御端子が接続されている。制御配線Ｇｎ＋３には、Ｃ行に配置された画素２０（画素２０（Ｃ１）〜画素２０（Ｃ４））のＴＦＴ１の制御端子と、Ｄ行に配置された画素２０（画素２０（Ｄ１）〜画素２０（Ｄ４））のＴＦＴ２の制御端子が接続されている。制御配線Ｇｎ＋４には、Ｄ行に配置された画素２０（画素２０（Ｄ１）〜画素２０（Ｄ４））のＴＦＴ１の制御端子が接続されている。
【００４３】
一方、画素２０の列（図２では、１列〜４列の４列）毎に奇数列では、信号配線Ｄ（図２では、信号配線Ｄ１、Ｄ３）にＴＦＴ１及びＴＦＴ２のうち、ＴＦＴ１の出力端子のみが接続されている。また、偶数列では、信号配線Ｄ（図２では、信号配線Ｄ２、Ｄ４）にＴＦＴ１の出力端子、及び当該信号配線Ｄに隣接する画素のＴＦＴ２の出力端子が接続されている。具体的に図２に示した一例では、信号配線Ｄ１には、１列に配置された画素２０（画素２０（Ａ１）〜画素２０（Ｄ１））のＴＦＴ１の出力端子が接続されている。また、信号配線Ｄ２には、１列に配置された画素２０（画素２０（Ａ１）〜画素２０（Ｄ１））のＴＦＴ２の出力端子と、２列に配置された画素２０（画素２０（Ａ２）〜画素２０（Ｄ２））のＴＦＴ１及びＴＦＴ２の出力端子が接続されている。信号配線Ｄ３には、３列に配置された画素２０（画素２０（Ａ３）〜画素２０（Ｄ３））のＴＦＴ１の出力端子が接続されている。信号配線Ｄ４には、３列に配置された画素２０（画素２０（Ａ３）〜画素２０（Ｄ３））のＴＦＴ１の出力端子と、４列に配置された画素２０（画素２０（Ａ４）〜画素２０（Ｄ４））のＴＦＴ１及びＴＦＴ２の出力端子が接続されている。
【００４４】
信号検出回路１０５は、各信号配線Ｄ毎に、入力される電気信号を増幅する増幅回路を内蔵している。図３及び図４に、本実施の形態の信号検出回路１０５の一例の概略構成図を示す。信号検出回路１０５では、各信号配線Ｄより入力される電気信号を増幅回路５０により増幅し、ＡＤＣ（アナログ・デジタル変換器）５４によりアナログ信号をデジタル信号へ変換する。
【００４５】
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を備えている。なお、本実施の形態では、増幅回路５０は、信号配線Ｄ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Ｄの数と同じ数の、複数の増幅回路５０を備えている。なお、図３は、信号配線Ｄ１及び信号配線Ｄ３のそれぞれに備えられている増幅回路５０の概略構成について示しており、図４は、信号配線Ｄ２及び信号配線Ｄ４のそれぞれに備えられている増幅回路５０の概略構成について示している。
【００４６】
増幅回路５０は、チャージアンプ回路で構成されており、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、を備えている。
【００４７】
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から電荷（電気信号）が読み出され、コンデンサＣに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するようになっている。
【００４８】
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。
【００４９】
ＡＤＣ５４は、Ｓ／Ｈ（サンプルホールド）スイッチＳＷ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（画像データ）を制御部１０６に順次出力する。
【００５０】
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Ｄ）の数にかかわらず、１つのＡＤＣ５４を備えている。
【００５１】
この信号検出回路１０５及び制御信号制御回路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の画像データに対してノイズ除去やゲイン補正等の所定の処理を施して照射された放射線が示す放射線画像を生成する制御部１０６が接続されている。また制御部１０６は、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、制御信号制御回路１０４に対して制御信号の出力のタイミングを示す制御信号を出力する。
【００５２】
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及び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、記録媒体であるＲＯＭに記憶された制御プログラム（詳細後述）をＣＰＵで実行することにより、放射線画像の撮影のための制御を行う。なお、当該制御プログラムは、当該ＲＯＭに予め記憶するようにしてもよいし、外部から供給されるようにしてもよい。
【００５３】
制御部１０６では、信号検出回路１０５から出力されたデジタル信号の電気信号（画像データ）に対してノイズ除去やゲイン補正等の所定の処理を施して照射された放射線が示す放射線画像を生成する。
【００５４】
次に、本実施の形態の放射線画像撮影装置１００（放射線検出素子１０）による放射線画像の撮影動作について図面を参照して説明する。放射線画像撮影装置１００は、放射線の照射開始を検出して放射線検出素子１０の各画素２０で電荷を蓄積し、蓄積した電荷に応じた画像データに基づいた放射線画像を出力することにより放射線画像を撮影する。
【００５５】
本実施の形態の放射線画像撮影装置１００では、通常の撮影の場合（例えば、高い解像度で撮影を行う静止画の撮影）と、ビニングを行う撮影の場合（例えば、高いフレームレートで撮影を行う動画の撮影）と２種類の撮影を行うことができるものであるが、それぞれの種類に応じて、動作が異なる、以下、高い解像度で撮影を行う場合を静止画の撮影、高いフレームレートで撮影を行う場合を動画の撮影とし、それぞれの撮影に応じて説明する。なお、本実施の形態では、複数の画素２０から電荷をまとめて読み出すことをビニングという。
【００５６】
なお、本実施の形態では、制御装置２０２からの指示に基づいて、制御部１０６の制御により静止画の撮影及び動画の撮影のいずれかを行う。制御部１０６では、制御装置２０２から撮影指示を受け付けると、制御プログラムがＣＰＵにより実行されることにより以下の制御処理が実行される。当該制御処理の流れの一例のフローチャートを図５に示す。
【００５７】
撮影指示を受け付けると、ステップ１００では、静止画の撮影が指示されたのか、動画の撮影が指示されたのかを判断する。静止画の撮影が指示された場合は、肯定されてステップ１０２へ進む。なお、静止画の撮影及び動画の撮影に係わらず、照射された放射線に応じた電荷が、センサ部１０３により蓄積される。
【００５８】
静止画の撮影を行う場合、本実施の形態では、静止画用の第１制御を制御部１０６が実行する。そのため、ステップ１０２では、ＴＦＴ１をオンにさせて、ＴＦＴ１を介して画素２０（センサ部１３）から電荷を各信号配線Ｄに出力させるように、順次、制御配線Ｇに制御信号を出力させた後、本処理を終了する。本実施の形態の静止画用の第１制御では、制御配線Ｇｎ＋４から制御配線Ｇｎへ、順次制御信号を出力する（図２、通常スキャン方向参照）。
【００５９】
まず、制御配線Ｇｎ＋４に制御信号を出力すると、Ｄ行の画素２０（画素２０（Ｄ１）〜画素２０（Ｄ４））のＴＦＴ１がオン状態になり、画素２０（Ｄ１）〜画素２０（Ｄ４）のセンサ部１３から電荷が各信号配線Ｄ（Ｄ１〜Ｄ４）に出力される。
【００６０】
次に、制御配線Ｇｎ＋３に制御信号を出力すると、Ｃ行の画素２０（画素２０（Ｃ１）〜画素２０（Ｃ４））のＴＦＴ１がオン状態になり、画素２０（Ｃ１）〜画素２０（Ｃ４）のセンサ部１３から各信号配線Ｄ（Ｄ１〜Ｄ４）に電荷が出力される。この際、Ｄ行の画素２０（画素２０（Ｄ１）〜画素２０（Ｄ４））のＴＦＴ２もオン状態になるが、既に、画素２０（Ｄ１）〜画素２０（Ｄ４）からは電荷が出力済みの状態なので、当該ＴＦＴ２を介して電荷が各信号配線Ｄに出力されることはない。同様に、制御配線Ｇｎ＋２に制御信号を出力すると、Ｂ行の画素２０（画素２０（Ｂ１）〜画素２０（Ｂ４））のＴＦＴ１がオン状態になり、画素２０（Ｂ１）〜画素２０（Ｂ４）のセンサ部１３から各信号配線Ｄ（Ｄ１〜Ｄ４）に電荷が出力される。この際、Ｃ行の画素２０（画素２０（Ｃ１）〜画素２０（Ｃ４））のＴＦＴ２もオン状態になるが、既に、画素２０（Ｃ１）〜画素２０（Ｃ４）からは電荷が出力済みの状態なので、当該ＴＦＴ２を介して電荷が各信号配線Ｄに出力されることはない。
【００６１】
このように、第１制御では、制御配線Ｇｎ＋４から制御配線Ｇｎへ、順次制御信号を出力することにより、各画素２０毎に、画素２０の列毎に、信号配線Ｄ（Ｄ１〜Ｄ４）に、電荷が出力される。すなわち、各画素２０毎に、信号配線Ｄに電荷が出力される。
【００６２】
このようにして信号配線Ｄに出力された電荷に応じた電気信号が、信号検出回路１０５により、デジタル信号に変換され、制御部１０６により、当該電気信号に応じた画像データに基づいた放射線画像を生成する。
【００６３】
一方、制御装置２０２から動画の撮影を指示された場合は、ステップ１００で否定されてステップ１０４へ進む。
【００６４】
動画の撮影を行う場合、本実施の形態では、動画用の第２制御を制御部１０６が実行する。そのため、ステップ１０４では、ＴＦＴ２をオンにさせて、ＴＦＴ２を介して画素２０（センサ部１３）から電荷を各信号配線Ｄに出力させるように、順次、制御配線Ｇに制御信号を出力させた後、本処理を終了する。本実施の形態の動画用の第２制御では、制御配線Ｇｎから制御配線Ｇｎ＋４へ、順次制御信号を出力する。すなわち、第２制御では、上述の第１制御と列の逆方向に順次、制御信号を出力する（図２、ビニングスキャン方向参照）。
【００６５】
まず、制御配線Ｇｎに制御信号を出力すると、Ａ行の画素２０（画素２０（Ａ１）〜画素２０（Ａ４））のＴＦＴ２がオン状態になり、画素２０（Ａ１）〜画素２０（Ａ４）のセンサ部１３から電荷が各信号配線Ｄ（Ｄ１〜Ｄ４）に出力される。これにより、画素２０（Ａ１）及び画素２０（Ａ２）の電荷が信号配線Ｄ２に出力される。また、画素２０（Ａ３）及び画素２０（Ａ４）の電荷が信号配線Ｄ４に出力される。
【００６６】
次に、制御配線Ｇｎ＋１に制御信号を出力すると、Ｂ行の画素２０（画素２０（Ｂ１）〜画素２０（Ｂ４））のＴＦＴ２がオン状態になり、画素２０（Ｂ１）〜画素２０（Ｂ４）のセンサ部１３から各信号配線Ｄ（Ｄ１〜Ｄ４）に電荷が出力される。この際、Ａ行の画素２０（画素２０（Ａ１）〜画素２０（Ａ４））のＴＦＴ１もオン状態になるが、既に、画素２０（Ａ１）〜画素２０（Ａ４）からは電荷が出力済みの状態なので、当該ＴＦＴ１を介して電荷が各信号配線Ｄに出力されることはない。これにより、画素２０（Ｂ１）及び画素２０（Ｂ２）の電荷が信号配線Ｄ２に出力される。また、画素２０（Ｂ３）及び画素２０（Ｂ４）の電荷が信号配線Ｄ４に出力される。
【００６７】
同様に、制御配線Ｇｎ＋２に制御信号を出力すると、画素２０（Ｃ１）及び画素２０（Ｃ２）の電荷が信号配線Ｄ２に出力される。また、画素２０（Ｃ３）及び画素２０（Ｃ４）の電荷が信号配線Ｄ４に出力される。また、制御配線Ｇｎ＋３に制御信号を出力すると、画素２０（Ｄ１）及び画素２０（Ｄ２）の電荷が信号配線Ｄ２に出力される。また、画素２０（Ｄ３）及び画素２０（Ｄ４）の電荷が信号配線Ｄ４に出力される。なお、制御配線Ｇｎ＋４に制御信号を出力した際は、いずれの画素２０からも電荷が出力されない。
【００６８】
このように、第２制御では、制御配線Ｇｎから制御配線Ｇｎ＋４へ、順次制御信号を出力することにより、行方向に隣接する２つの画素２０（画素３０）の電荷の和が隣接する信号配線Ｄ（Ｄ２、Ｄ４）に出力される。すなわち、画素３０毎に、偶数番号の信号配線Ｄに電荷が出力される。
【００６９】
このようにして信号配線Ｄに出力された電荷に応じた電気信号が、信号検出回路１０５により、デジタル信号に変換され、制御部１０６により、当該電気信号に応じた画像データに基づいた放射線画像を生成する。
【００７０】
このように本実施の形態では、動画の撮影を行う場合は、２つの画素２０を１つの画素３０のようにみなしてまとめて電荷を取り出すため、電荷をまとめて読み出すことにより信号処理速度が向上し、静止画の撮影に比べてフレームレートを向上させることができる。
【００７１】
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（放射線検出素子１０）では、各画素２０が静止画撮影に用いるＴＦＴ１及び動画撮影に用いるＴＦＴ２を備えている。また、奇数番号の信号配線Ｄ（Ｄ１、Ｄ３）には、画素２０の奇数列（１列、３列）のＴＦＴ１の出力端子が接続されている。一方、偶数番号の信号配線Ｄ（Ｄ２、Ｄ４）には、画素２０の奇数列（１列、３列）のＴＦＴ２の出力端子と、画素２０の偶数列（２列、３列）のＴＦＴ１及びＴＦＴ２の出力端子と、が接続されている。従って、偶数番号の信号配線Ｄ（Ｄ２、Ｄ４）には、複数の画素２０のＴＦＴ２の出力端子が接続されるように構成されている。さらに、制御配線Ｇｎには、Ａ行の画素２０（画素２０（Ａ１）〜画素２０（Ａ４））のＴＦＴ２の制御端子が接続されており、制御配線Ｇｎ＋１には、Ａ行の画素２０のＴＦＴ１の制御端子及びＢの画素２０（画素２０（Ｂ１）〜画素２０（Ｂ４））のＴＦＴ２の制御端子が接続されている。このように、列の両端を除いた制御配線には、隣接する２つの行の画素２０の、一方の行の画素２０のＴＦＴ１の接続端子が接続されていると共に、他方の行の画素２０のＴＦＴ２の接続端子が接続されている。
【００７２】
静止画等の通常撮影の場合は、各画素２０において、ＴＦＴ１から電荷が出力されるように、制御配線Ｇｎ＋４から制御配線Ｇｎへ順次、制御信号が出力される。一方、動画等のビニング撮影の場合は、各画素２０において、ＴＦＴ２から電荷が出力されるように、制御配線Ｇｎから制御配線Ｇｎ＋４へ順次、制御信号が出力される。静止画撮影の場合も動画撮影の場合も、制御配線に制御信号が出力された際には、当該制御配線に隣接する２つの行の画素２０のうちの一方の行の画素２０は、既に電荷が読み出された状態であるため、他方の行の画素２０からのみ電荷が信号配線Ｄに出力される。
【００７３】
このように、本実施の形態の放射線画像撮影装置１００では、制御配線に制御信号を出力する順番を変えるのみで、静止画撮影（通常撮影）と、動画撮影（ビニング撮影）とを行うことができる。
【００７４】
また、本実施の形態では、２つの画素２０を１つの画素３０のようにみなしてまとめて電荷を取り出すため、電荷をまとめて読み出すことにより信号処理速度が向上し、静止画に比べてフレームレートを向上させることができる。
【００７５】
従って、動画撮影時に電荷を流すための信号配線Ｄや、制御配線Ｇ、及びＴＦＴ２を駆動するための駆動基板等を別途設ける必要がないため、放射線画像撮影装置１００（放射線検出素子１０）が大型化するのを抑制しつつ、簡便な構成及び制御でアナログビニングを行うことができる。
【００７６】
また、行方向に隣接する２画素（画素２０）を１つの画素（画素３０）とみなして複数画素単位で電荷を読み出すため、１つの積分期間に同時に読み出される画素数が２倍になり、従って、電荷量（電荷量に応じた電気信号）Ｓを２倍にすることができる。これにより、画素密度（Ｓ／Ｎ）を向上することができる。従ってアナログビニングによりＳ／Ｎを向上させることができる。
【００７７】
なお、上述の動画撮影の場合の動作では、各行毎（制御配線Ｇ毎）に電荷を読み出す場合について説明したがこれに限らない。制御部１０６の制御により、複数の行毎（制御配線Ｇ毎）に電荷を読み出すようにしてもよい。この場合の、信号検出回路１０５の増幅回路５０（アンプ５２）の電荷の検出（読み取り）動作の一例のタイムチャートを図６に示す。アンプ５２ではリセット後、所定周期Ｔｓ及びサンプリング期間Ｔｃａで信号配線Ｄ（本実施の形態では、動画撮影の場合は信号配線Ｄ２、Ｄ４）にそれぞれ流れる電気信号をデジタル信号に変換させて放射線の検出を行うサンプリングを繰り返す。各所定周期Ｔｓのホールド期間に複数（図６では、２つ）の制御配線Ｇに対して、ＴＦＴ２をオン状態にするための制御信号（以下、オン信号という）を出力させることにより、複数の制御配線Ｇに応じた複数の画素２０から電荷が加算された電気信号が信号配線Ｄに流れる。従って、当該ホールド期間の後のサンプリング期間Ｔｃａでは、列方向に複数の画素２０の電荷が加算された電気信号がアンプ５２によりサンプリングされる。すなわち、列方向に複数の画素２０がアナログビニングされる。
【００７８】
具体的には、図６及び図７に示したように、まず、ホールド期間に制御配線Ｇｎ及び制御配線Ｇｎ＋１に順次オン信号が出力されると、次のサンプリング期間Ｔｃａでは、画素２０（Ａ１）、画素２０（Ａ２）、画素２０（Ｂ１）、及び画素２０（Ｂ２）から成る２画素×２画素を１画素（画素４０）とみなして画素４０の電荷が加算されて信号配線Ｄ２に接続された増幅回路５０のアンプ５２でサンプリングされる。また、画素２０（Ａ３）、画素２０（Ａ４）、画素２０（Ｂ３）、及び画素２０（Ｂ４）から成る２画素×２画素を１画素（画素４０）とみなして画素４０の電荷が加算された電気信号が信号配線Ｄ４に接続された増幅回路５０のアンプ５２でサンプリングされる。
【００７９】
このように、アンプ５２のホールド期間に複数の制御配線にオン信号を出力させ、サンプリング期間Ｔｃａに複数行の画素２０の電荷が加算された電気信号をアンプ５２でサンプリングさせることにより、列方向にアナログビニングすることができる。なお、図６及び図７に示した具体的一例では、２画素２０×２画素２０を１画素４０とみなしたアナログビニングを行うように、ホールド期間に２つの制御配線Ｇにオン信号を出力させているがこれに限らず、ホールド期間中にさらに複数の制御配線Ｇにオン信号を出力させて、２画素２０×３画素２０以上を１画素とみなしたアナログビニングを行うようにしてもよい。
【００８０】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態の放射線画像撮影装置は、第１の実施の形態の放射線画像撮影装置１００と略同様の構成であるため、同一部分にはその旨を記し、詳細な説明を省略する。なお、本実施の形態の放射線画像撮影装置は放射線検出素子の画素の配置が、第１の実施の形態の放射線検出素子１０と異なるため、異なる構成、動作について詳細に説明する。
【００８１】
図８に、本実施の形態の放射線検出装置の概略構成の一例の構成図を示す。なお、図８では、制御信号制御回路１０４、信号検出回路１０５、及び制御部１０６の記載を省略している。
【００８２】
本実施の形態の放射線検出素子５０は、第１の実施の形態の放射線検出素子１０と同様に、センサ部１３と、センサ部１３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２つのＴＦＴ（ＴＦＴ１、ＴＦＴ２）と、を含んで構成される画素２０が複数、マトリックス状（行列状）に配置されている。なお、本実施の形態では、第１の実施の形態の放射線検出素子１０と異なり、Ａ行の画素２０及びＢ行の画素２０が、行方向に１列分ずれて配置されて状態になっている。そのため、信号配線Ｄ１には、画素２０（Ａ１）のＴＦＴ１及びＴＦＴ２の出力端子、画素２０（Ｂ１）のＴＦＴ１及びＴＦＴ２の出力端子、画素２０（Ｃ１）のＴＦＴ１の出力端子、及び画素２０（Ｄ１）のＴＦＴ１の出力端子が接続されている。また、信号配線Ｄ２には、画素２０（Ａ２）のＴＦＴ１の出力端子、画素２０（Ｂ２）のＴＦＴ１の出力端子、画素２０（Ｃ１）のＴＦＴ２の出力端子、画素２０（Ｃ２）のＴＦＴ１及びＴＦＴ２の出力端子、画素２０（Ｄ１）のＴＦＴ２の出力端子、及び画素２０（Ｄ２）のＴＦＴ１及びＴＦＴ２の出力端子が接続されている。また、信号配線Ｄ３には、画素２０（Ａ２）のＴＦＴ１の出力端子、画素２０（Ａ３）のＴＦＴ１及びＴＦＴ２の出力端子、画素２０（Ｂ２）のＴＦＴ２の出力端子、画素２０（Ｂ３）のＴＦＴ１及びＴＦＴ２の出力端子、画素２０（Ｃ３）のＴＦＴ１の出力端子、及び画素２０（Ｄ３）のＴＦＴ１の出力端子が接続されている。
【００８３】
同一の信号配線ＤにＴＦＴ２が接続されている行方向に隣接する２つの画素２０を画素３０とみなしてビニングするため、本実施の形態では、図８に示すように、画素３０が列方向に２つを１組にして千鳥状に配置されている。
【００８４】
次に、本実施の形態の放射線検出素子５０による放射線画像の撮影動作について説明する。なお、本実施の形態においても、第１の実施の形態と略同様に、制御部１０６が、通常の撮影の場合（例えば、高い解像度で撮影を行う静止画の撮影）の第１制御と、ビニングを行う撮影の場合（例えば、高いフレームレートで撮影を行う動画の撮影）の第２制御と２種類の制御を制御装置２０２からの指示に基づいて行う。なお、本実施の形態においても、静止画の撮影を行う第１制御の場合は、制御配線Ｇｎ＋４から制御配線Ｇｎへ、順次制御信号を出力し（図８、通常スキャン方向参照）、動画の撮影を行う第２制御の場合は、制御配線Ｇｎから制御配線Ｇｎ＋４へ、順次制御信号を出力する（図８、ビニングスキャン方向参照）。従って、制御部１０６で行われる制御処理（図５参照）の流れは、第１の実施の形態と略同様であるため、ここでは具体的に説明する。
【００８５】
まず、静止画の撮影を行う第１制御の場合について説明する。静止画の撮影を行う場合、制御配線Ｇｎ＋４から制御配線Ｇｎへ、順次制御信号を出力する。行毎に各画素２０では、ＴＦＴ１がオン状態になることにより、当該ＴＦＴ１を介して、センサ部１３からＴＦＴ１の出力端子が接続されている信号配線Ｄにそれぞれ電荷が出力される。なお、第１の実施の形態で上述したように、各画素２０では、ＴＦＴ２がオン状態になった際には、既に当該画素２０（センサ部１３）の電荷は出力済みであるため、ＴＦＴ２を介して信号配線Ｄに電荷が出力されることはない。
【００８６】
このように、本実施の形態の第１制御では、第１の実施の形態と同様に、制御配線Ｇｎ＋４から制御配線Ｇｎへ、順次制御信号を出力することにより、各画素２０毎に、画素２０の列毎に、信号配線Ｄ（Ｄ１〜Ｄ４）に、電荷が出力される。すなわち、各画素２０毎に、信号配線Ｄに電荷が出力される。
【００８７】
次に、動画の撮影を行う第２制御の場合について説明する。動画の撮影を行う場合、制御配線Ｇｎから制御配線Ｇｎ＋４へ、順次制御信号を出力する。行毎に各画素２０では、ＴＦＴ２がオン状態になることにより、当該ＴＦＴ２を介してセンサ部１３からＴＦＴ２の出力端子が接続されている信号配線Ｄにそれぞれ電荷が出力される。なお、第１の実施の形態で上述したように、各画素２０では、ＴＦＴ１がオン状態になった際には、既に当該画素２０（センサ部１３）の電荷は出力済みであるため、ＴＦＴ１を介して信号配線Ｄに電荷が出力されることはない。
【００８８】
図８に示すように、制御配線Ｇｎに、ＴＦＴ２をオンにするよう制御信号が出力されると、Ａ行の画素２０のＴＦＴ２がオン状態になる。画素２０（Ａ１）の電荷が、信号配線Ｄ１に出力される。また、画素２０（Ａ２）及び画素２０（Ａ３）の電荷が、信号配線Ｄ３に出力される。また、画素２０（Ａ４）及び画素２０（Ａ５）の電荷が、信号配線Ｄ５に出力される。また同様に、制御配線Ｇｎ＋１に、ＴＦＴ２をオンにするよう制御信号が出力されると、Ｂ行の画素２０のＴＦＴ２がオン状態になる。画素２０（Ｂ１）の電荷が、信号配線Ｄ１に出力される。また、画素２０（Ｂ２）及び画素２０（Ｂ３）の電荷が、信号配線Ｄ３に出力される。また、画素２０（Ｂ４）及び画素２０（Ｂ５）の電荷が、信号配線Ｄ５に出力される。
【００８９】
さらに、制御配線Ｇｎ＋２に、ＴＦＴ２をオンにするよう制御信号が出力されると、Ｃ行の画素２０のＴＦＴ２がオン状態になる。画素２０（Ｃ１）及び画素２０（Ｃ２）の電荷が、信号配線Ｄ２に出力される。また、画素２０（Ｃ３）及び画素２０（Ｃ４）の電荷が、信号配線Ｄ４に出力される。また、画素２０（Ｃ５）の電荷が、信号配線Ｄ６に出力される。また同様に、制御配線Ｇｎ＋３に、ＴＦＴ２をオンにするよう制御信号が出力されると、Ｄ行の画素２０のＴＦＴ２がオン状態になる。画素２０（Ｄ１）及び画素２０（Ｄ２）の電荷が、信号配線Ｄ２に出力される。また、画素２０（Ｄ３）及び画素２０（Ｄ４）の電荷が、信号配線Ｄ４に出力される。また、画素２０（Ｄ５）の電荷が、信号配線Ｄ６に出力される。
【００９０】
このように、本実施の形態の放射線検出素子５０では、動画の撮影を行う場合では、２画素（画素３０に相当）の電荷の和が、信号配線Ｄ毎に流れる。このように本実施の形態では、動画の撮影を行う場合は、全ての信号配線Ｄ（ただし、図８では、行の両端の信号配線Ｄ１及びＤ６を除く）に行方向に隣接する２つの画素２０を１つの画素３０のようにみなすため、２画素（２行）×２画素（２列）のビニングを行う場合に、列方向に４画素（４列）のビニングを行うことができる。このように、列方向のビニング数を増加させることができるため、より、フレームレートをより向上させることができる。
【００９１】
なお、本実施の形態では、１画素とみなした画素３０を２列毎に、行方向に１画素ずらして配置しているがこれに限らない。ずらす切れ目は、任意に設定することができる。
なお、列方向２画素（２列）もしくは、４画素（４列）毎に行方向に１画素ずらすことが好ましい。４画素毎に行方向に１画素ずらした場合の、放射線検出素子５０の概略構成の一例の構成図を図９に示す。
【００９２】
また、本実施の形態では、第１の実施の形態と同様にアンプ５２のホールド期間に複数の制御配線にオン信号を出力させ、サンプリング期間Ｔｃａに複数行の画素２０の電荷が加算された電気信号をアンプ５２でサンプリングさせる。具体的には、図８に示した放射線検出素子５０のように、２画素（２列）毎に行方向に１画素ずらした場合では、列方向に４画素をビニングして読み出すことが好ましい。図８では、制御配線Ｇｎ、Ｇｎ＋１のビニング読みと同時に、制御配線Ｇｎ＋２、Ｇｎ＋３のビニング読みを行うことにより、信号配線Ｄ２には、画素２０（Ｃ１）＋画素２０（Ｃ２）＋画素２０（Ｄ１）＋画素２０（Ｄ２）の電荷が出力され、信号配線Ｄ３には、画素２０（Ａ２）＋画素２０（Ａ３）＋画素２０（Ｂ２）＋画素２０（Ｂ３）の電荷が出力される。このように４列（制御配線Ｇｎ〜Ｇｎ＋３）分の電荷を１列分の電荷として出力することができるため、よりフレームレートを向上させることができる。また、２画素（２行）×２画素（２列）の解像度（分解能）とすることができる。
【００９３】
一方、図９に示した放射線検出素子５０のように、４画素（４列）毎に行方向に１画素ずらした場合では、列方向に８画素をビニングして読み出すことが好ましい。図９では、制御配線Ｇｎ、Ｇｎ＋１、Ｇｎ＋２、Ｇｎ＋３及び制御配線Ｇｎ＋４、Ｇｎ＋５、Ｇｎ＋６、Ｇｎ＋７のビニング読みを同時に行うことにより、信号配線Ｄ２には、画素２０（Ｅ１）＋画素２０（Ｅ２）＋画素２０（Ｆ１）＋画素２０（Ｆ２）＋画素２０（Ｇ１）＋画素２０（Ｇ２）＋画素２０（Ｈ１）＋画素２０（Ｈ２）の電荷が出力され、信号配線Ｄ３には、画素２０（Ａ２）＋画素２０（Ａ３）＋画素２０（Ｂ２）＋画素２０（Ｂ３）＋画素２０（Ｃ２）＋画素２０（Ｃ３）＋画素２０（Ｄ２）＋画素２０（Ｄ３）の電荷が出力される。また、信号配線Ｄ４には、画素２０（Ｅ３）＋画素２０（Ｅ４）＋画素２０（Ｆ３）＋画素２０（Ｆ４）＋画素２０（Ｇ３）＋画素２０（Ｇ４）＋画素２０（Ｈ３）＋画素２０（Ｈ４）の電荷が出力され、信号配線Ｄ５には、画素２０（Ａ４）＋画素２０（Ａ５）＋画素２０（Ｂ４）＋画素２０（Ｂ５）＋画素２０（Ｃ４）＋画素２０（Ｃ５）＋画素２０（Ｄ４）＋画素２０（Ｄ５）の電荷が出力される。このように、８列（制御配線Ｇｎ〜Ｇｎ＋８）分の電荷を１列分の電荷として出力することができるため、よりフレームレートを向上させることができる。この場合、４画素（４行）×２画素（２列）の解像度（分解能）であるが、さらに、１つ飛ばした行（図９では、信号配線Ｄ２と信号配線Ｄ４、信号配線Ｄ３と信号配線Ｄ５）をデジタルビニングすることにより、４画素（４行）×４画素（４列）の解像度（分解能）とすることができる。
【００９４】
以上説明したように、本実施の形態の放射線検出素子１０では、１画素とみなせる行方向に隣接する２つの画素２０よりなる画素３０が２画素（２行）毎に、１画素（１列）ずれて配置されている。また、列方向に４画素をビニングして読み出すことにより、４列分の電荷を１列分の電荷として出力することができるため、よりフレームレートを向上させることができる。また、４画素（４行）毎に、１画素（１列）ずれて配置されている場合は、列方向に８画素をビニングして読み出すことにより、８列分の電荷を１列分の電荷として出力することができるため、よりフレームレートを向上させることができる。さらに、この場合では、１つ飛ばした行とビニングして読み出すことにより、解像度を４画素（２行）×４画素（２列）とすることができる。
【００９５】
なお、上述の第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、アナログビニングのみを行う場合について詳細に説明したがこれに限らず、さらに、増幅回路５２のアンプ５２から出力された隣接する信号配線Ｄの電気信号を制御部１０６で加算するデジタルビニングを行うようにしてもよい。このようにデジタルビニングを併用することにより、よりフレームレートを向上させることができる。
【００９６】
また、上述の第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、列方向に隣接する２つの画素２０を１画素とみなすアナログビニングのみを行う場合について詳細に説明したがこれに限らず、３つ以上の画素２０を１画素とみなすようしてもよい。
【００９７】
また、上述の第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、ＴＦＴ１を介して信号配線Ｄに画素２０のセンサ部１３から電荷を出力させる第１制御により静止画の撮影を行い、ＴＦＴ２を介して信号配線Ｄに画素２０のセンサ部１３から電荷を出力させる第２制御により動画の撮影を行う場合について説明したが静止画及び動画の撮影に限るものではない。例えば、ＴＦＴ１を介して１画素単位毎に電荷を出力させて画像データを取得する動画の撮影を行ってもよいし、ＴＦＴ２を介して複数の画素単位毎に電荷を出力させて画像データを取得するよう静止画の撮影を行ってもよい。
【００９８】
なお、上述の第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、５０、画素２０、及び制御部１０６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。
【００９９】
また、上述の第１の実施の形態及び第２の実施の形態の放射線は、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】
【０１００】
１、２  ＴＦＴ
１０、５０  放射線検出素子
１３  センサ部
２０  画素
１００  放射線画像撮影装置
１０６  制御部
２００  放射線画像撮影システム
Ｇ  制御配線
Ｄ  信号配線
【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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