(57)【要約】      （修正有）【課題】放射線撮像装置に入射する放射線の線量を、より高い精度で検出する技術を提供する。【解決手段】放射線撮像装置は、放射線を電気信号に変換する変換素子及びスイッチ素子を含む検出部と、スイッチ素子を介して検出部から出力される電気信号の量に応じた第１の信号を生成する読出部１０４と、読出部から出力される第１の信号を処理する信号処理部１０５ｂと、スイッチ素子を制御する制御部とを有する。放射線が照射される間、制御部はスイッチ素子を間欠的に導通させ、電気信号を転送する転送動作を繰り返し、１回の転送動作において変換素子に蓄積された電気信号の一部が読出部に転送される。信号処理部は、変換素子に蓄積された電気信号の一部が転送されることによって読出部で生成された第１の信号を、変換素子に蓄積された電気信号に対応する第２の信号に補正し、第２の信号に基づいて検出部に入射した線量を取得する。【選択図】図７
2017130761.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線画像を取得するための放射線撮像装置であって、
放射線を電気信号に変換する変換素子及び前記変換素子に蓄積された電気信号を転送するスイッチ素子を含む検出部と、前記スイッチ素子を介して前記検出部から出力される電気信号の量に応じた第１の信号を生成する読出部と、前記読出部から出力される前記第１の信号を処理する信号処理部と、前記スイッチ素子を制御する制御部と、を含み、
前記放射線撮像装置に放射線が照射される間、
前記制御部は、前記スイッチ素子を間欠的に導通させ、電気信号を転送する転送動作を繰り返し、
１回の前記転送動作において、前記変換素子に蓄積された電気信号の一部が、前記読出部に転送され、
前記読出部は、前記転送動作ごとに前記第１の信号を生成し、
前記信号処理部が、前記変換素子に蓄積された電気信号の一部が転送されることによって前記読出部で生成された前記第１の信号を、前記変換素子に蓄積された電気信号に対応する第２の信号に補正し、前記第２の信号に基づいて前記検出部に入射した線量を取得することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２】
前記信号処理部が、前記変換素子に蓄積された電気信号に対して、１回の前記転送動作の後に前記変換素子に残留した電気信号の割合を示す補正係数を用いて前記第１の信号を前記第２の信号に補正することを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
【請求項３】
前記転送動作が複数回行なわれ、
前記信号処理部が、複数の前記第１の信号のうち注目回に生成された第１の信号を、前記注目回よりも前の回に生成された第１の信号と前記補正係数とを用いて、前記注目回の第２の信号に補正することを特徴とする請求項２に記載の放射線撮像装置。
【請求項４】
前記信号処理部は、ｎ回目の前記転送動作によって前記読出部が生成した前記第１の信号をＤｎ、前記補正係数をＲ、前記第２の信号をＸｎとしたとき、
ｎ＝１のとき、Ｘ１＝Ｄ１／（１−Ｒ）
ｎ＞１のとき、Ｘｎ＝（Ｄｎ−Ｄｎ−１Ｒ）／（１−Ｒ）
で記述される補正式に従って、前記第１の信号を前記第２の信号に補正することを特徴とする請求項２又は３に記載の放射線撮像装置。
【請求項５】
前記信号処理部は、前記補正係数を記憶したメモリを含み、前記メモリに記憶した前記補正係数を用いて前記第１の信号を前記第２の信号に補正することを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項６】
前記放射線撮像装置は、前記放射線撮像装置の温度を計測する温度センサを更に含み、
前記メモリは、複数の温度に応じた複数の前記補正係数を記憶し、
前記信号処理部は、前記温度の情報に従って、複数の前記補正係数のうち温度に応じた補正係数を用いて前記第１の信号を前記第２の信号に補正することを特徴とする請求項５に記載の放射線撮像装置。
【請求項７】
前記メモリは、前記転送動作を行う動作時間に応じた複数の前記補正係数を記憶し、
前記信号処理部は、複数の前記補正係数のうち前記動作時間に応じた補正係数を用いて前記第１の信号を前記第２の信号に補正することを特徴とする請求項５又は６に記載の放射線撮像装置。
【請求項８】
前記放射線撮像装置は、前記検出部を複数含むことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項９】
前記信号処理部は、前記検出部を複数含み、複数の前記検出部それぞれに応じた前記補正係数を用いて前記第１の信号を前記第２の信号に補正することを特徴とする請求項２乃至７の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項１０】
前記放射線撮像装置は、放射線画像を取得するための複数の画素の配された撮像領域を備え、
前記検出部が前記撮像領域に配されていることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項１１】
前記複数の画素の何れかが、前記検出部を兼ねることを特徴とする請求項１０に記載の放射線撮像装置。
【請求項１２】
前記変換素子は、放射線を光に変換するシンチレータと、前記光を前記電気信号に変換する光電変換素子と、を含むことを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２の何れか１項に記載の放射線撮像装置と、
放射線を照射する放射線源と、を備えることを特徴とする放射線撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線撮像装置及び放射線撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線を電気信号に変換する変換素子と薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などのスイッチ素子とを組み合わせた画素が２次元アレイ状に配された画素アレイを含む放射線撮像装置が、広く利用されている。こうした放射線撮像装置において、放射線の照射中、放射線撮像装置に入射する放射線の線量を検出し、入射した累計の線量が目標線量に達した場合、放射線の照射を停止させる自動露出制御（ＡＥＣ）機能が知られている。特許文献１には、放射線を検出する検出領域に画像用の画素と、入射する線量を検出する検出用の画素とを含む複数の画素をマトリクス状に設けた放射線撮像装置が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１５９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
放射線の照射中、検出用の画素は、スイッチ素子が導通状態になることによって、変換素子で放射線から変換された電気信号を変換素子から出力する転送動作を繰り返す。入射する線量を検出する精度を高めるために短い周期で転送動作を繰り返すと、スイッチ素子の導通時間が短くなり、変換素子に電気信号が残留してしまい、かえって線量の検出の精度が低下する可能性がある。
【０００５】
本発明は、放射線撮像装置に入射する放射線の線量を、より高い精度で検出する技術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】
【０００６】
上記課題に鑑みて、本発明の一部の実施形態に係る放射線撮像装置は、放射線画像を取得するための放射線撮像装置であって、放射線を電気信号に変換する変換素子及び変換素子に蓄積された電気信号を転送するスイッチ素子を含む検出部と、スイッチ素子を介して検出部から出力される電気信号の量に応じた第１の信号を生成する読出部と、読出部から出力される第１の信号を処理する信号処理部と、スイッチ素子を制御する制御部と、を含み、放射線撮像装置に放射線が照射される間、制御部は、スイッチ素子を間欠的に導通させ、電気信号を転送する転送動作を繰り返し、１回の転送動作において、変換素子に蓄積された電気信号の一部が、読出部に転送され、読出部は、転送動作ごとに第１の信号を生成し、信号処理部が、変換素子に蓄積された電気信号の一部が転送されることによって読出部で生成された第１の信号を、変換素子に蓄積された電気信号に対応する第２の信号に補正し、第２の信号に基づいて検出部に入射した線量を取得することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
上記手段によって、放射線撮像装置に入射する放射線の線量を、より高い精度で検出する技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る放射線撮像装置を用いた放射線撮像システムの構成例を示すブロック図。
【図２】図１の放射線撮像装置の構成例を示す図。
【図３】図１の放射線撮像装置の列アンプの構成例を示す図。
【図４】図１の放射線撮像装置の駆動方法を示すタイミング図。
【図５】図２の撮像部の構成の変形例を示す図。
【図６】図５の放射線撮像装置の駆動方法を示すタイミング図。
【図７】図１の放射線撮像装置の信号処理部の構成例を示す図。
【図８】図１の放射線撮像装置の補正係数の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る放射線撮像装置の具体的な実施形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下の説明及び図面において、複数の図面に渡って共通の構成については共通の符号を付している。そのため、複数の図面を相互に参照して共通する構成を説明し、共通の符号を付した構成については適宜説明を省略する。なお、本発明における放射線には、放射線崩壊によって放出される粒子（光子を含む）の作るビームであるα線、β線、γ線などの他に、同程度以上のエネルギーを有するビーム、例えばＸ線や粒子線、宇宙線なども含みうる。
【００１０】
第１の実施形態
図１〜６を参照して、本発明の一部の実施形態による放射線撮像装置について説明する。図１に、本発明の第１の実施形態における放射線撮像装置１０１を用いた放射線撮像システム１５０の構成例を示す。放射線撮像システム１５０は、撮像部１００、放射線発生装置１１０及び制御システム１２０を含む。撮像部１００は、放射線撮像装置１０１、通信部１０８及びバッテリ１０９を含む。放射線撮像装置１０１は、画素アレイ１０２、駆動部１０３、読出部１０４、信号処理部１０５、電源部１０６及び制御部１０７を含む。通信部１０８は、撮像部１００の外部の装置、例えば制御システム１２０との通信を行う。図１の構成では、無線によって通信する例を示すが、有線で通信してもよい。バッテリ１０９は、電源部１０６に接続され、放射線撮像装置１０１に電源を供給する。また、バッテリ１０９は、通信部１０８に電源を供給してもよい。例えば、バッテリ１０９は、放射線撮像装置１０１に含まれる各構成の何れかを介して通信部１０８に電源を供給してもよい。放射線撮像装置１０１の各構成については後述する。撮像部１００のサイズは、例えばフィルムカセッテと同様のサイズであってもよく、従来のフィルムカセッテに対応した装置を改造せずに組み込むことができる。また、撮像部の重量は、例えば可搬可能な３ｋｇ程度であってもよく、病室などに持ち運び使用することが可能である。
【００１１】
放射線発生装置１１０は、放射線源である管球１１１、放射線制御部１１２及び曝射スイッチ１１３を含む。制御システム１２０は、コンピュータ１２１、ディスプレイ１２２及び撮像部１００の通信部１０８と通信を行う通信部１２３を含む。コンピュータ１２１は、撮像部１００及び放射線発生装置１１０の動作を制御する機能や、ディスプレイ１２２の画面の制御機能、撮像部１００から取得した放射線画像を生成するための画像信号の信号処理を行う機能を有する。また例えば、コンピュータ１２１は、病院情報システム（ＨＩＳ：Ｈｏｓｐｉｔａｌ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）などの病院内のネットワークと撮像に関連する情報を、通信部１２３を介して送受信する機能を有していてもよい。これらの機能は、ソフトウエア上で実現してもよいし、専用のＩＣやプログラム可能なＩＣを用いてハードウエア的に実現してもよい。
【００１２】
以上のような構成を有する放射線撮像システム１５０において、曝射スイッチ１１３が押されると、放射線制御部１１２は、コンピュータ１２１の制御のもと、管球１１１の放射線照射の開始および終了を制御する。管球１１１は、被写体を介して放射線撮像装置１０１に放射線を照射する。放射線撮像装置１０１は、入射した放射線に応じた画像信号を生成し、通信部１０８、１２３を介して制御システム１２０のコンピュータ１２１に送信する。コンピュータ１２１は、画像信号を処理し、ディスプレイ１２２に表示する。撮像部１００と制御システム１２０との関係は、図１に示すように１対１の関係であってもよいし、１対多、多対１、多対多の関係であってもよい。
【００１３】
図２は、図１の放射線撮像装置１０１の構成例を示す図である。画素アレイ１０２は、撮像領域を構成し、放射線画像を取得するための複数の画素が２次元行列状に配される。画素アレイ１０２に配されるそれぞれの画素には、変換素子Ｓとスイッチ素子Ｔとが含まれる。変換素子Ｓは、放射線を直接、電気信号に変換する直接型の素子であってもよい。また、変換素子Ｓは、画素アレイ１０２に更にシンチレータを含み、変換素子Ｓは、シンチレータと、放射線がシンチレータに吸収されることによって生成された光を電気信号に変換する光電変換素子と、を含む間接型の素子であってもよい。スイッチ素子Ｔには、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が用いられる。本実施形態において、放射線撮像装置１０１がシンチレータを備え、シンチレータで放射線から変換された光を電気信号に変換する間接型の変換素子Ｓを用いる例を示す。光電変換を行う変換素子Ｓ１１〜３３は、ｎ型半導体とｐ型半導体とを組み合わせたフォトダイオードであり、光電変換素子のｎ型半導体側の電極とスイッチ素子Ｔ１１〜３３のソース電極とが、それぞれ接続される。ゲート線Ｖｇ１は、第１行の画素のスイッチ素子Ｔ１１、１２、１３のゲートに接続される。同様に、ゲート線Ｖｇ２は、第２行の画素のスイッチ素子Ｔ２１、２２、２３のゲートに接続され、ゲート線Ｖｇ３は、第３行の画素のスイッチ素子Ｔ３１、３２、３３のゲートに接続される。駆動部１０３は、信号Ｄ−ＣＬＫ、ＤＩＯ及びＯＥに従ってゲート線Ｖｇ１〜３の電圧を順次ハイレベルに制御する。ここで、信号Ｄ−ＣＬＫは、制御部１０７から駆動部１０３に送られるクロック信号である。信号ＤＩＯは、駆動部１０３によって電圧Ｖｏｎを印加するゲート線Ｖｇを選択するための信号である。信号ＯＥは、信号ＯＥがハイレベルの場合、信号ＤＩＯによって選択されたゲート線Ｖｇに電圧Ｖｏｎを印加するための信号である。信号線Ｓｉｇ１は、第１列のスイッチ素子Ｔ１１、２１、３１のドレインに接続される。同様に、信号線Ｓｉｇ２は、第２列のスイッチ素子Ｔ１２、２２、３２のドレインに接続され、信号線Ｓｉｇ３は、第３列のスイッチ素子Ｔ１３、２３、３３のドレインに接続される。ゲート線Ｖｇ１〜３の電圧がそれぞれハイレベルになると、スイッチ素子Ｔ１１〜３３は、それぞれ導通（オン動作）し、変換素子Ｓ１１〜３３で生成、蓄積された電気信号をそれぞれ信号線Ｓｉｇ１〜３に転送する。換言すると、制御部１０７は、信号Ｄ−ＣＬＫ、ＤＩＯ及びＯＥを用いてスイッチ素子Ｔ１１〜３３を制御する。
【００１４】
読出部１０４は、列アンプ２０１、マルチプレクサ２０２、サンプルホールドアンプ２０３及びアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）２０４を含む。それぞれの列アンプ２０１ａ〜ｃは、それぞれの画素から信号線Ｓｉｇ１〜３に出力された電気信号である電荷を電圧に変換して増幅する。列アンプ２０１ａは、信号線Ｓｉｇ１の電荷を電圧に変換し、変換素子Ｓ１１、２１、３１及び列アンプ２０１ａのリセット時のノイズに起因する信号ＮＳ１を出力する。また、列アンプ２０１ａは、変換素子Ｓ１１、２１、３１及び列アンプ２０１ａの非リセット時の画素からの信号を含む信号ＣＳ１をサンプルホールドして出力する。同様に、列アンプ２０１ｂは、信号線Ｓｉｇ２の電荷を電圧に変換し、変換素子Ｓ１２、２２、３２及び列アンプ２０１ｂのリセット時の信号ＮＳ２と変換素子Ｓ１２、２２、３２及び列アンプ２０１ｂの非リセット時の信号ＣＳ１とをサンプルホールドして出力する。また、列アンプ２０１ｃは、Ｓｉｇ３の電荷を電圧に変換し、変換素子Ｓ１３、２３、３３及び列アンプ２０１ｃのリセット時の号Ｎ３と変換素子Ｓ１３、２３、３３及び列アンプ２０１ｃの非リセット時の信号ＣＳ３とをサンプルホールドして出力する。マルチプレクサ２０２は、列アンプ２０１が出力する信号ＮＳ及び信号ＣＳを順次選択して出力する。サンプルホールドアンプ２０３は、マルチプレクサ２０２によって出力された信号ＣＳ及び信号ＮＳの差分処理を行い、ノイズの影響が低減された信号を出力する。ＡＤＣ２０４は、サンプルホールドアンプ２０３によって出力された信号をアナログからデジタルに変換し、信号ＡＤＣ−ＯＵＴを信号処理部１０５へ出力する。読出部１０４の動作は、制御部１０７からのクロック信号である信号ＡＤ−ＣＬＫによってタイミング制御される。
【００１５】
変換素子Ｓ１１〜３３は、一端がそれぞれスイッチ素子Ｔ１１〜３３に接続され、他端が電源部１０６から供給される電圧Ｖｓのノードに接続される。電源部１０６は、電圧Ｖｏｎ及び電圧Ｖｏｆｆを駆動部１０３に供給する。電圧Ｖｏｎは、スイッチ素子Ｔ１１〜３３を導通（オン動作）させるためにゲート線Ｖｇ１〜３に供給される上述のハイレベルの電圧である。電圧Ｖｏｆｆは、スイッチ素子Ｔ１１〜３３を非導通（オフ動作）にするためにゲート線Ｖｇ１〜３に供給される電圧である。電圧Ｖｏｆｆは、例えば０Ｖ（接地電圧）であってもよい。また、電源部１０６は、電圧ＶＤＤ−Ｄｒｖを駆動部１０３に供給し、電圧ＶＤＤ−Ｄｉｇｉｔａｌを信号処理部１０５及び制御部１０７に供給し、電圧ＶＤＤ−Ａｎａｌｏｇを読出部１０４に供給する。また、電源部１０６は、電圧Ｖｒｅｆを列アンプ２０１に供給する。
【００１６】
信号処理部１０５は、画像処理部２０６とＡＥＣ処理部２０５とを含み、読出部１０４から出力される信号ＡＤＣ−ＯＵＴを処理し、通信部１０８を介して制御システム１２０に出力する。画像処理部２０６は、放射線画像を取得するため画像信号の生成する処理を行う。また、画像処理部２０６は、例えば放射線画像を生成する処理の際に使用する補正用のデータを記憶するメモリ（不図示）を備えていてもよい。ＡＥＣ処理部２０５は、放射線の照射中、放射線撮像装置に入射する放射線の線量をモニタし、入射した累計の線量が目標線量に達した場合、放射線の照射を停止させる自動露出制御（ＡＥＣ）のための処理を行う。ＡＥＣ処理部２０５での処理については、後述する。
【００１７】
制御部１０７は、駆動部１０３、読出部１０４、信号処理部１０５、通信部１０８を、それぞれ制御する。
【００１８】
図３は、列アンプ２０１の構成例を示す回路図である。列アンプ２０１は、積分アンプ３０１、抵抗ＲＬＰＦ、スイッチＳＷ＿ＣＤＳ１、ＳＷ＿ＣＤＳ２及び容量Ｃｓｈ１、Ｃｓｈ２を含む。スイッチＳＷ＿ＣＤＳ１及び容量Ｃｓｈ１、スイッチＳＷ＿ＣＤＳ２及び容量Ｃｓｈ２は、それぞれサンプルホールド回路を構成する。積分アンプ３０１は、差動アンプ３０２、スイッチＳＷ＿ＲＳＴ、ＳＷ＿ＣＦ１、ＳＷ＿ＣＦ２及び帰還容量Ｃｆ１、Ｃｆ２を有する。差動アンプ３０２は、正入力端子が電圧Ｖｒｅｆのノードに接続され、負入力端子が信号線Ｓｉｇに接続される。リセットスイッチＳＷ＿ＲＳＴは、差動アンプ３０２の負入力端子及び出力端子間に接続される。帰還容量Ｃｆ１及びスイッチＳＷ＿ＣＦ１の直列接続回路は、差動アンプ３０２の負入力端子及び出力端子間に接続される。同様に、帰還容量Ｃｆ２及びスイッチＳＷ＿ＣＦ２の直列接続回路は、差動アンプ３０２の負入力端子及び出力端子間に接続される。制御部１０７から入力する信号ＣＦ１によってスイッチＳＷ＿ＣＦ１が導通すると、帰還容量Ｃｆ１は、差動アンプ３０２の負入力端子及び出力端子に接続される。同様に、制御部１０７から入力する信号ＣＦ２によりスイッチＳＷ＿ＣＦ２が導通すると、帰還容量Ｃｆ２は、差動アンプ３０２の負入力端子及び出力端子に接続される。積分アンプ３０１は、信号線Ｓｉｇに画素から出力された電気信号である電荷を蓄積する際、スイッチＳＷ＿ＣＦ１及びスイッチＳＷ＿ＣＦ２の少なくとも何れかが導通し、接続された帰還容量Ｃｆ１及び／又はＣｆ２によって、電荷を電圧に変換して増幅する。接続された帰還容量Ｃｆ１及び／又はＣｆ２の容量値によって積分アンプ３０１のゲインが決定される。リセットスイッチＳＷ＿ＲＳＴは、制御信号ＲＳＴによって導通すると、帰還容量Ｃｆ１及びＣｆ２に蓄積された電荷をリセットする。スイッチＳＷ＿ＲＳＴ、ＳＷ＿ＣＦ１及びＳＷ＿ＣＦ２が導通することによって、帰還容量Ｃｆ１及びＣｆ２の両端の電圧が基準電圧Ｖｒｅｆと同じになり、リセットされる。本実施形態において、積分アンプ３０１は、帰還容量Ｃｆを２つ備えることによって２種類のゲインを設定できるが、例えば３つ以上の帰還容量Ｃｆを備えていてもよい。また例えば、帰還容量Ｃｆは１つのみで、ゲインの設定が１種類であってもよい。
【００１９】
積分アンプ３０１の出力端子に接続される抵抗ＲＬＰＦは、その後段に接続されるサンプルホールド回路と組み合わせて、積分アンプ３０１の出力ノイズを減ずるローパスフィルタとして機能する。抵抗ＲＬＰＦは、複数の抵抗値を設定できる可変抵抗によって構成される。抵抗ＲＬＰＦの抵抗値は、制御部１０７から入力する信号ＬＰＦによって、適宜選択される。スイッチＳＷ＿ＣＤＳ１、ＳＷ＿ＣＤＳ２及び容量Ｃｓｈ１、Ｃｓｈ２を含むサンプルホールド回路は、相関２重サンプリングを行うためのサンプルホールド回路である。変換素子Ｓ１１〜３３及び積分アンプ３０１のリセット時に、スイッチＳＷ＿ＣＤＳ１を導通することにより、積分アンプ３０１が出力するノイズに起因する信号ＮＳを容量Ｃｓｈ１に書き込む。その後に、スイッチＳＷ＿ＣＤＳ１をオフすることによって容量Ｃｓｈ１の信号ＮＳを保持する。また、変換素子Ｓ１１〜３３及び積分アンプ３０１の非リセット時に、スイッチＳＷ＿ＣＤＳ２を導通することによって、積分アンプ３０１が出力する画素からの信号を含む信号ＣＳを容量Ｃｓｈ２に書き込む。その後、スイッチＳＷ＿ＣＤＳ２をオフすることによって容量Ｃｓｈ２の信号ＣＳを保持する。容量Ｃｓｈ１の信号ＮＳ及び容量Ｃｓｈ２の信号ＣＳは、マルチプレクサ２０２の後段に配されるサンプルホールドアンプ２０３によって差分処理され、ノイズが除去された信号が生成される。
【００２０】
次いで、放射線撮像装置１０１の駆動方法について、図４に示すタイミング図を用いて説明する。放射線撮像システム１５０において、放射線画像を取得するために、放射線撮像装置１０１は、アイドリング動作、蓄積動作及び読出し動作の３つの動作を行う。
【００２１】
アイドリング動作は、放射線撮像装置１０１に電源が投入された後、画素アレイ１０２のそれぞれの画素を安定化させるための動作である。アイドリング動作を行う期間は、画素の構成によって適宜調整すればよい。例えば、アイドリング動作の期間は１０秒程度であってもよい。アイドリング動作の期間中、図４に示すように、ゲート線Ｖｇ１〜３に電圧Ｖｏｎを印加し、スイッチ素子Ｔ１１〜３３を導通させ、暗電流によって変換素子Ｓ１１〜３３に蓄積される電気信号を除去する。この動作によって、放射線画像に対する暗電流の影響が抑制される。また、アイドリング動作の期間中、撮像画像を読み出す必要はないため、例えば読出部１０４が電力消費を抑制するモードであってもよい。このモードにおいて、列アンプ２０１の積分アンプ３０１は、制御部１０７からの信号ＲＳＴによってリセットされてもよい。リセットすることによって、入力オフセット電流によって積分アンプ３０１の出力がドリフトすることを抑制できる。
【００２２】
アイドリング動作の後、放射線撮像装置１０１は、蓄積動作を行う。蓄積動作は、被写体を介して放射線を放射線撮像装置１０１に照射し、放射線画像を取得するために放射線から変換された電気信号を蓄積する動作である。放射線画像を取得するために、画素アレイ１０２のそれぞれの画素のスイッチ素子Ｔを非導通（オフ動作）にする。これによって、放射線の照射によって変換素子Ｓで生成された電気信号が、変換素子Ｓに蓄積する。アイドリング動作から蓄積動作へは、医師や放射線技師などの作業者が曝射スイッチ１１３を押すことによって遷移する。
【００２３】
放射線が放射線撮像装置１０１に照射される間、ＡＥＣを行うために、放射線撮像装置１０１は、放射線撮像装置１０１の入射する放射線の線量をモニタする必要がある。線量をモニタするため、制御部１０７は、ゲート線Ｖｇ２に電圧Ｖｏｎを印加し、スイッチ素子Ｔ２１、２２、２３が導通することによって変換素子Ｓ２１、２２、２３に蓄積された電気信号を読出部１０４に転送する転送動作を行う。つまり、変換素子Ｓ２１、２２、２３及びスイッチ素子Ｔ２１、２２、２３をそれぞれ含む画素は、入射する放射線の線量を取得するための検出部として用いられる。放射線の照射中、制御部１０７は、駆動部１０３がゲート線Ｖｇ２に間欠的に電圧Ｖｏｎを印加するように制御し、スイッチ素子Ｔ２１、２２、２３は、これに応じて転送動作を繰り返す。検出部の変換素子Ｓから読出部１０４に転送された電気信号は、読出部１０４によって転送された電気信号の量に応じた第１の信号に変換され信号ＡＤＣ−ＯＵＴとして信号処理部１０５に出力される。
【００２４】
蓄積動作中の読出部１０４の具体的な動作について説明する。読出部１０４は、検出部（本実施形態において変換素子Ｓ２１、２２、２３及びスイッチ素子Ｔ２１、２２、２３をそれぞれ含む画素。）において、生成された電気信号が転送される前に、まず信号ＲＳＴによって、積分アンプ３０１をリセットする。次いで、制御部１０７は、信号ＣＤＳ１をハイレベルにすることよってスイッチＳＷ＿ＣＤＳ１を導通し、容量Ｃｓｈ１にノイズに起因する信号ＮＳを書き込む。信号ＮＳの書き込み後、制御部１０７は、信号ＣＤＳ１をローレベル（スイッチＳＷ＿ＣＤＳ１を非導通）にし、次いでゲート線Ｖｇ２に電圧Ｖｏｎを印加する。この動作によって、変換素子Ｓ２１、２２、２３から読出部１０４の列アンプ２０１ａ〜ｃの積分アンプ３０１のそれぞれに電気信号が転送される。その後、制御部１０７は、信号ＣＤＳ２をハイレベルにすることによって、スイッチＳＷ＿ＣＤＳ２を導通する。この動作によって、信号ＲＳＴによって積分アンプ３０１がリセットされてから信号ＣＤＳ２がローレベルになるまでに変換素子Ｓ２１、２２、２３から転送された電気信号に起因する信号ＣＳが、容量Ｃｓｈ２に書き込まれる。このとき、信号ＣＦ１及び信号ＣＦ２の少なくとも何れかがハイレベルになり、適宜ゲインが調整される。信号ＣＤＳ１、２によって容量Ｃｓｈ１、Ｃｓｈ２にサンプルホールドされた信号ＮＳ、ＣＳは、マルチプレクサ２０２及びサンプルホールドアンプ２０３を経由し、上述の相関２重サンプリングによって差分処理された信号が、ＡＤＣ２０４に出力される。画素と信号線Ｓｉｇとの間には、寄生容量Ｃｐが画素ごとに存在する。図２では、変換素子Ｓ２３とスイッチ素子Ｔ２３とを含む画素と信号線Ｓｉｇ３との間にのみ寄生容量Ｃｐが示されているが、実際にはすべての画素に存在する。放射線の照射中に画素に電気信号が蓄積されると、寄生容量Ｃｐを介してクロストーク信号がそれぞれの画素から信号線Ｓｉｇへ流れ、検出部から出力される信号に加算される。このクロストーク信号によって、線量を取得する際の誤差が大きくなる可能性がある。このクロストーク信号を、相関２重サンプリングを行うことによって抑制することができる。
【００２５】
ＡＤＣ２０４に入力された信号は、アナログ値からデジタル値に変換され信号ＡＤＣ−ＯＵＴとして出力され、信号処理部１０５のＡＥＣ処理部２０５に入力される。蓄積動作中、読出部１０４は、スイッチ素子Ｔ２１、２２、２３によって転送動作が行われるごとに、上述のような動作を行い、読出部１０４に転送された電気信号の量に応じた第１の信号として信号ＡＤＣ−ＯＵＴを生成し、ＡＥＣ処理部２０５に出力する。ＡＥＣ処理部２０５は、この信号ＡＤＣ−ＯＵＴを補正した第２の信号を生成する。第１の信号である信号ＡＤＣ−ＯＵＴを第２の信号に補正する方法については後述する。この信号ＡＤＣ−ＯＵＴを補正した第２の信号に基づいて、放射線撮像装置１０１の検出部に入射した放射線の線量が取得される。ＡＥＣ処理部２０５は、例えば第２の信号の値を積分することによって、放射線撮像装置１０１の検出部に入射した放射線の合計の線量を取得してもよい。ＡＥＣ処理部２０５は、取得された線量を基に、入射した線量の合計が所望の線量となっているか逐次監視し、所望の線量となったときに通信部１０８、１２３を介して制御システム１２０に照射停止信号を送信する。制御システム１２０は、照射停止信号に基づいて、放射線発生装置１１０に対して放射線の照射を停止させる信号を送り、管球１１１は放射線の照射を終了する。第２の信号の値の積分や、照射停止信号の生成は、ＡＥＣ処理部２０５ではなく、例えば制御システム１２０のコンピュータ１２１で行ってもよい。この場合、ＡＥＣ処理部２０５によって生成された第２の信号が、放射線撮像装置１０１から通信部１０８、１２３を介して制御システム１２０のコンピュータ１２１に送られてもよい。
【００２６】
放射線の照射の終了と同期して、放射線撮像装置１０１は、蓄積動作から読出し動作に遷移する。読出し動作は、放射線画像を取得するために、蓄積動作中、それぞれの画素の変換素子Ｓ１１〜３３で蓄積された電気信号を、画素アレイ１０２から読出部１０４に順次、スイッチ素子Ｔ１１〜３３を導通させることによって転送する動作である。読み出された電気信号は、読出部１０４の列アンプ２０１、マルチプレクサ２０２、サンプルホールドアンプ２０３及びＡＤＣ２０４によって、上述の蓄積動作での電気信号の処理と同様の処理をされる。それぞれの画素から出力された電気信号の量に応じて生成された信号ＡＤＣ−ＯＵＴが、読出部１０４のＡＤＣ２０４から出力される。読出し動作において、信号ＡＤＣ−ＯＵＴは、画像処理部２０６に送られ、画像処理部２０６は、放射線画像を生成するための画像信号の生成を行う。生成された画像信号は、制御システム１２０に送られる。画像信号は、コンピュータ１２１で処理され、放射線画像としてディスプレイ１２２に表示される。また、この放射線画像のデータは、例えばコンピュータ１２１のハードディスクや光学ディスクなどに保存されてもよいし、例えばＨＩＳを介して放射線撮像システム１５０を使用する部屋とは別の、例えば診察室などのディスプレイに表示されてもよい。
【００２７】
次に、蓄積動作中に放射線撮像装置１０１に入射する放射線の線量を取得するためのＡＥＣ処理部２０５での補正処理について説明する。図４において、ゲート線Ｖｇに電圧Ｖｏｎを印加しスイッチ素子Ｔを導通（オン動作）させることによって、変換素子Ｓに蓄積された電気信号を読出部１０４に転送する転送動作の動作時間が、蓄積動作と読出し動作とで同じ長さで示されている。しかしながら、放射線画像撮像において、変換素子Ｓに蓄積された電気信号を読出部１０４に転送する転送動作の動作時間は、読出し動作のときよりも蓄積動作のときの方が短くなりうる。例えば、線量取得の精度を高め、被写体に対する過剰な放射線の曝射を避けるために、転送動作の動作時間を短くし、繰り返し検出素子Ｓから電気信号を読み出す必要がある。また、図４では１つのゲート線Ｖｇ２にすべての検出部が接続されている。しかしながら、複数のゲート線Ｖｇにそれぞれ接続された検出部を用いる場合、それぞれの検出部からの電気信号を走査して読み出すためには、１つのゲート線Ｖｇあたりの転送動作の動作時間を短くする必要がある。また例えば、小児など被写体が薄い場合や、管球から放射される線量が多い条件で撮像を行う場合など、放射線を照射する時間自体が短くなる可能性がある。電気信号を変換素子から読出部１０４に転送する転送動作において、転送動作の動作時間が短くなった場合、変換素子Ｓに蓄積された電気信号を全て転送することが難しくなりうる。つまり、１回の転送動作において、変換素子Ｓに蓄積された電気信号の一部が、読出部１０４に転送されることとなる。
【００２８】
変換素子Ｓから出力される電気信号の量は、変換素子Ｓの容量Ｃとスイッチ素子ＴのＯＮ抵抗Ｒとによって決まるＣＲ時定数τに依存しうる。変換素子Ｓに蓄積された電気信号のうち、スイッチ素子Ｔが導通状態（オン動作状態）になってから時間ｔ後までに変換素子Ｓから出力される電気信号の割合（出力能力）は、以下の式（１）で表される。
出力能力［％］＝１００×（１−ｅｘｐ（−ｔ／τ））・・・（１）
放射線撮像装置１０１に入射する放射線の線量を取得する際、時間ｔが十分に確保できない場合、式（１）から分かる通り、変換素子Ｓから出力される電気信号の割合が低くなる。このため、変換素子Ｓに電気信号が残留し、読出部に読み出された電気信号に応じた信号を用いて検出部に入射した線量を取得した場合、線量取得の精度が低下する可能性がある。
【００２９】
１つの検出部において、蓄積動作中にｎ回の転送動作を行う場合を考える。ｎ−１回目とｎ回目との転送動作の間に変換素子Ｓによって放射線から変換され、変換素子Ｓに蓄積される電気信号をｘｎとする。例えば、ｘ１は、蓄積動作が始まり、１回目の転送動作をするまでに生成、蓄積される電気信号、ｘ２は、１回目と２回目との転送動作の間に生成、蓄積される電気信号を示す。また、転送動作の前に変換素子Ｓに蓄積された電気信号に対して、１回の転送動作の後に変換素子Ｓに残留した電気信号を示す割合を割合Ｒとする。例えば、割合Ｒが０の場合、１回の転送動作によって、変換素子Ｓに蓄積された電気信号のすべてが変換素子Ｓから読出部１０４に転送される。また例えば、割合Ｒが０．６の場合、１回の転送動作によって、変換素子Ｓに蓄積された電気信号のうち４割の電気信号が変換素子Ｓから読出部１０４に転送され、６割の電気信号が変換素子Ｓに残留する。割合Ｒは、１回の転送動作の動作時間において、スイッチ素子Ｔが変換素子Ｓから電気信号を読出部１０４に信号線Ｓｉｇを介して転送する効率、スイッチ素子の電気信号転送能力に基づいているといえる。ｎ回目の転送動作の後に、変換素子Ｓに残る電気信号の量は、この割合Ｒを用いて以下のように表すことができる。
【００３０】
１回目の転送後  ｘ１Ｒ・・・（２）
２回目の転送後  （ｘ１Ｒ＋ｘ２）Ｒ＝ｘ１Ｒ２＋ｘ２Ｒ・・・（３）
３回目の転送後  （ｘ３＋（ｘ１Ｒ＋ｘ２）Ｒ）Ｒ＝ｘ１Ｒ３＋ｘ２Ｒ２＋ｘ３Ｒ・・・（４）
４回目の転送後  （ｘ４＋（ｘ３＋（ｘ１Ｒ＋ｘ２）Ｒ）Ｒ）Ｒ＝ｘ１Ｒ４＋ｘ２Ｒ３＋ｘ３Ｒ２＋ｘ４Ｒ・・・（５）
ｎ回目の転送後  ｘ１Ｒｎ＋ｘ２Ｒｎ−１＋・・・＋ｘｎ−１Ｒ２＋ｘｎＲ・・・（６）
【００３１】
以上の式から、転送動作後に残留する電気信号の量は、割合Ｒと転送動作を行った回数とに関係することが分かる。一方、ｎ回目の転送動作によって、読出部１０４に読み出される電気信号量ｄｎは、以下のように表すことができる。
【００３２】
１回目の転送動作
ｄ１＝ｘ１（１−Ｒ）・・・（７）
ｘ１＝ｄ１／（１−Ｒ）・・・（８）
２回目の転送動作
ｄ２＝（ｘ２＋ｘ１Ｒ）（１−Ｒ）
＝（ｘ２＋ｄ１Ｒ／（１−Ｒ））（１−Ｒ）
＝ｘ２（１−Ｒ）＋ｄ１Ｒ・・・（９）
ｘ２＝（ｄ２−ｄ１Ｒ）／（１−Ｒ）・・・（１０）
３回目の転送動作
ｄ３＝（ｘ３＋ｘ１Ｒ２＋ｘ２Ｒ）（１−Ｒ）
＝ｘ３（１−Ｒ）＋ｄ１Ｒ２＋（Ｄ２−Ｄ１Ｒ）Ｒ・・・（１１）
＝ｘ３（１−Ｒ）＋ｄ２Ｒ
ｘ３＝（ｄ３−ｄ２Ｒ）／（１−Ｒ）・・・（１２）
４回目の転送動作
ｄ４＝（ｘ４＋ｘ１Ｒ３＋ｘ２Ｒ＋ｘ３）（１−Ｒ）
＝ｘ４（１−Ｒ）＋ｄ１Ｒ３＋（Ｄ２−Ｄ１Ｒ）Ｒ２＋（Ｄ３−Ｄ２Ｒ）Ｒ
＝ｘ４（１−Ｒ）＋ｄ３Ｒ・・・（１３）
ｘ４＝（ｄ４−ｄ３Ｒ）／（１−Ｒ）・・・（１４）
ｎ回目の転送動作
ｄｎ＝ｘｎ（１−Ｒ）＋ｄｎ−１Ｒ・・・（１５）
ｘｎ＝（ｄｎ−ｄｎ−１Ｒ）／（１−Ｒ）・・・（１６）
【００３３】
以上の式から、ｎ回目の転送動作によって読出部１０４に転送された電気信号の量から、ｎ−１回目とｎ回目との転送動作の間に変換素子Ｓに蓄積される電気信号の量であるｘｎを得ることができる。
【００３４】
ここで、読出部１０４から出力される信号ＡＤＣ−ＯＵＴは、読出部１０４に入力する電気信号の量に応じた信号のため、ｎ回目の転送動作によって生成される信号ＡＤＣ−ＯＵＴの信号の信号値を信号値Ｄｎ（例えば、ｄｎ∝Ｄｎ）とする。この信号値Ｄｎから、スイッチ素子Ｔが１回の転送動作の動作時間で電気信号を転送する効率を示す割合Ｒを補正係数として用いることによって、ｎ−１回目とｎ回目との転送動作の間、変換素子Ｓに蓄積される電気信号ｘｎに応じた第２の信号の信号値Ｘｎを取得できる。補正式は、式（８）及び（１６）より、以下の式となる。
ｎ＝１のとき、Ｘ１＝Ｄ１／（１−Ｒ）・・・（１７）
ｎ＞１のとき、Ｘｎ＝（Ｄｎ−Ｄｎ−１Ｒ）／（１−Ｒ）・・・（１８）
式（１７）、（１８）に記述される補正式に従って、ＡＥＣ処理部２０５が、変換素子Ｓに蓄積された電気信号の一部が転送されることによって読出部１０４で生成された信号ＡＤＣ−ＯＵＴを、変換素子に蓄積された電気信号に対応する第２の信号に補正する。
【００３５】
ＡＥＣ処理部２０５は、蓄積動作中に、まず１回目の転送動作によって生成された信号ＡＤＣ−ＯＵＴの信号値Ｄ１に対し、割合Ｒを補正係数として用い、蓄積動作の開始から１回目の転送動作の終了までに蓄積された電気信号に応じた信号値Ｘ１に補正する。転送動作は、上述の通り繰り返し、複数回行われる。このため、次に、２回目以降の転送動作によって生成された信号ＡＤＣ−ＯＵＴのうち、注目回に生成された信号の信号値Ｄｎを、注目回よりも前の回の信号の信号値Ｄ及び割合Ｒを用いて補正する。具体的には、ＡＥＣ処理部２０５は、注目回の１回前に生成された信号の信号値Ｄｎ−１及び補正係数として割合Ｒを用いて注目回の信号値Ｄｎを補正する。これによって、注目回の１回前の転送動作の終了から注目回の転送動作の終了までに蓄積された電気信号に応じた注目回の第２の信号の信号値Ｘｎが生成される。ＡＥＣ処理部２０５が、第１の信号である信号ＡＤＣ−ＯＵＴの信号値Ｄｎに対してこれらの補正を行い、生成された第２の信号の信号値Ｘｎに基づいて、放射線撮像装置１０１の検出部に入射した放射線の線量を取得する。補正によって、転送動作の動作時間が短く、蓄積された電気信号がすべて転送できない場合であっても、スイッチ素子Ｔの電気信号転送能力に起因する誤差成分を抑制し、ＡＥＣの線量検出の精度を向上させることが可能となる。
【００３６】
本実施形態では、簡単のために画素アレイ１０２に３×３の画素及び検出部が並ぶ例を示したが、本発明が適用される画素アレイの画素数はこれに限定されるものではない。例えば、２０００×２０００画素であっても実施可能である。また、放射線の照射中に放射線の線量を取得するための検出部は、本実施形態のように３つに限られることはなく、１つ以上であればよい。また、配置される位置も、図２に示すように行方向に並ぶだけでなく、被写体の配置や構成に応じて、適宜配置すればよい。
【００３７】
放射線撮像装置１０１が検出部を複数含む場合、補正係数に用いる割合Ｒは、検出部のスイッチ素子Ｔのそれぞれに応じたものを用いてもよい。スイッチ素子Ｔごとに、それぞれのスイッチ素子Ｔの電気信号の転送の効率に応じた割合Ｒを適用することによって、入射する線量をより高精度に取得することが可能となる。また、検出部の接続されるゲート線Ｖｇは、１つに限られるものではない。例えば、複数のゲート線Ｖｇのそれぞれに１つ以上の検出部が接続され、複数のゲート線Ｖｇを走査することによって、蓄積動作中に入射する放射線の線量を取得してもよい。
【００３８】
また、図２に示す構成の放射線撮像装置１０１のように放射線画像を取得するための画素が検出部を兼ねていてもよい。この場合、検出部を兼ねる画素において放射線画像を生成するための信号は、蓄積動作中に検出部から出力された信号ＡＤＣ−ＯＵＴを積分したものと、読出し動作によって出力された信号ＡＤＣ−ＯＵＴとを足し合わせたものを用いてもよい。また例えば、信号ＡＤＣ−ＯＵＴを補正した信号と読出し動作によって出力された信号ＡＤＣ−ＯＵＴとを足し合わせてもよい。また、検出部を兼ねる画素と近接する画素からの信号を用いて、放射線画像を生成するための信号を補正してもよい。これらの補正は、例えば画像処理部２０６によって行われる。
【００３９】
また例えば、画素アレイ１０２の１つの画素の配される領域に、２つの変換素子Ｓとスイッチ素子Ｔとが配され、一方は放射線画像を取得するための画素、他方は検出部として用いてもよい。この場合、変換素子Ｓの大きさが、他の放射線画像取得用の画素よりも小さくなり、蓄積される電気信号の量が減少するが、例えば画像処理部２０６が、信号ＡＤＣ−ＯＵＴに対して変換素子Ｓの大きさに応じた補正を行ってもよい。また例えば、変換素子Ｓの大きさに応じて、列アンプ２０１の積分アンプ３０１でゲインを調整してもよい。
【００４０】
また例えば、図５に示す画素アレイ１０２ｂの構成ように、放射線の線量を検出する検出部を、放射線画像を取得するための画素とは異なる専用の検出部としてもよい。図５に示す構成の場合、変換素子Ｓ１３及びスイッチ素子Ｔ１３を含む検出部が、ＡＥＣのために用いられ、専用のゲート線Ｖｇ０によって動作が制御される。図６に、図５の構成を有する放射線撮像装置１０１の駆動方法のタイミング図を示す。図６に示すように、蓄積動作中、ゲート線Ｖｇ０に電圧Ｖｏｎが間欠的に印加され、入射する放射線から変換された電気信号が変換素子Ｓ１３から読出部１０４にスイッチ素子Ｔ１３及び信号線Ｓｉｇ３を介して繰り返し転送される。一方、蓄積動作中、他のゲート線Ｖｇ１〜３には電圧Ｖｏｎが印加されず、変換素子Ｓに放射線の入射によって生成される電気信号を蓄積する。また、読出し動作時にゲート線Ｖｇ０に電圧Ｖｏｎは供給されず、検出部から放射線画像を生成するための信号が出力されない。この場合、放射線画像を生成する際に、例えば画像処理部２０６が、検出部に近接する画素から出力された信号を用いて、検出部の位置の放射線画像用の信号を生成すればよい。これによって、放射線画像を取得するための信号を出力しない検出部がある場合でも、放射線画像の画質の低下を抑制できる。
【００４１】
補正係数となる割合Ｒは、例えば放射線撮像装置１０１の出荷前に行う検査工程によって取得してもよい。この場合、取得した割合Ｒは、ＡＥＣ処理部２０５のメモリ２０７に記憶させておいてもよい。メモリ２０７に記憶された割合Ｒを用いて、ＡＥＣ処理部２０５が信号ＡＤＣ−ＯＵＴを補正する。また、放射線撮像装置１０１が割合Ｒを取得する機能を有し、定期的に検査を行いメモリ２０７に割合Ｒを記憶させてもよい。また例えば、放射線撮像装置１０１が割合Ｒを取得する機能を有する場合、アイドリング動作中に割合Ｒを取得してもよい。蓄積動作を行う直前に割合Ｒを取得することによって、割合Ｒを用いた補正の精度が向上しうる。
【００４２】
放射線撮像装置１０１で割合Ｒを取得する方法として、管球１１１から被写体を介さずに放射線撮像装置１０１に放射線を照射し蓄積動作を行った後、転送動作を行う。このとき得られた信号ＡＤＣ−ＯＵＴの信号値と、管球１１１から照射された放射線の線量に対して検出部で生成される電気信号量から読出部１０４によって変換され、出力される放射線撮像装置１０１の信号値の設計値とを比較する。この比較結果から、割合Ｒを取得してもよい。
【００４３】
また、放射線を照射せずに放射線撮像装置１０１で割合Ｒを取得してもよい。まず、電源部１０６から変換素子Ｓに印加するバイアス電圧として電圧Ｖｓとして電圧Ｖｓ１を供給し、割合Ｒを取得する検出部（画素）において蓄積動作を行った後、転送動作を１回行う。このとき得られた信号ＡＤＣ−ＯＵＴの信号値を信号値ＤＶＳ１とする。次いで、電源部１０６から電圧Ｖｓとして電圧Ｖｓ１とは異なる電圧Ｖｓ２を供給し、割合Ｒを取得する検出部（画素）において蓄積動作を行った後、転送動作を１回行う。このとき得られた信号ＡＤＣ−ＯＵＴの信号値を信号値ＤＶＳ２とする。電圧Ｖｓ１と電圧Ｖｓ２とは互いに異なる電圧のため、変換素子Ｓに蓄積される電気信号量が異なり、信号値ＤＶＳ１と信号値ＤＶＳ２とは、異なる値を有する。これらの信号値ＤＶＳ１、ＤＶＳ２を、電圧Ｖｓ１及び電圧Ｖｓ２を供給したときに蓄積される電気信号量からＡＤＣ２０４で変換されて出力される放射線撮像装置１０１の設計値の信号値ＸＶＳ１、ＸＶＳ２と比較する。信号値ＤＶＳ１及び信号値ＤＶＳ２の差分と、信号値ＸＶＳ１及び信号値ＸＶＳ２の差分とを比較することによって、割合Ｒを取得することができる。例えば、信号値ＤＶＳ１及び信号値ＤＶＳ２の差分を信号値ＸＶＳ１及び信号値ＸＶＳ２の差分で除することによって割合Ｒを導出できる。
【００４４】
第２の実施形態
図７、８を参照して、本発明の一部の実施形態による放射線撮像装置について説明する。図７に、本発明の第２の実施形態における放射線撮像装置１０１の信号処理部１０５ｂの構成例を示す。信号処理部１０５ｂ以外の放射線撮像装置１０１及び放射線撮像システム１５０の構成は、上述の第１の実施形態と同様であってもよい。
【００４５】
本実施形態において、信号処理部１０５ｂは、温度センサ７０１と接続されている。温度センサ７０１は、放射線撮像装置１０１の装置内、画素アレイ１０２に配され、放射線撮像装置１０１内の温度を計測する。例えば、温度センサ７０１は、画素アレイ１０２の所定の領域ごとに配されてもよい。一般に、アモルファスシリコンを用いたＴＦＴは、温度に対する特性の変化が大きく、低温になるほどＯＮ抵抗Ｒが大きくなる傾向がある。このため、ＴＦＴを用いるスイッチ素子Ｔは、温度によって電気信号を転送する効率が変化し、割合Ｒが変化しうる。結果として、補正係数となる割合Ｒが一定の場合、放射線撮像装置１０１の動作時の温度によって、過剰な補正や不十分な補正となってしまう可能性がある。そこで、放射線撮像装置１０１に入射する線量の取得の精度を向上するために、温度センサ７０１から温度情報に応じて補正係数となる割合Ｒを用いてＡＥＣ処理部２０５は、読出部１０４から出力される信号ＡＤＣ−ＯＵＴを補正する。
【００４６】
信号処理部１０５ｂのＡＥＣ処理部２０５は、メモリ２０７、補正係数選択部７０３、ＡＥＣ信号補正部７０２及び線量判断部７０４を含む。メモリ２０７は、画素アレイ１０２に配された検出部の温度に応じた複数の割合Ｒを記憶する。画素アレイ１０２に検出部が複数配される場合、メモリ２０７は、画素アレイ１０２の所定の領域ごと、又は、検出部ごとに温度に応じた複数の割合Ｒを記憶していてもよい。補正係数選択部７０３は、温度センサ７０１から入力される温度情報に応じて、メモリ２０７から補正係数に用いる割合Ｒを選択する。
【００４７】
画素アレイ１０２に配されるそれぞれの検出部（画素）のスイッチ素子Ｔは、個々に電気信号の転送の効率や温度に対する特性のばらつきを含みうる。例えば図８に示す補正係数の例のように、検出部ごとに、温度に対する割合Ｒをメモリ２０７が記憶し、これらの割合Ｒを用いてＡＥＣ処理部２０５が補正を行ってもよい。
【００４８】
画素アレイ１０２に検出部が複数配される場合、補正係数選択部７０３が、制御部１０７から画素アレイ１０２を駆動する駆動部１０３に出力される信号Ｄ−ＣＬＫ、信号ＤＩＯ及び信号ＯＥに従って割合Ｒを選択してもよい。制御部１０７からの信号ＤＩＯ、ＯＥによって、画素アレイ１０２から電気信号を転送する検出部が選択され、転送動作が行われる。検出部の配された画素アレイ１０２の領域によって、動作中の温度が変化しうる。このため、補正係数選択部７０３に信号Ｄ−ＣＬＫ、ＤＩＯ、ＯＥが入力され、検出部の配置位置の温度に応じた割合Ｒを用いて信号ＡＤＣ−ＯＵＴを補正することによって、放射線撮像装置１０１の検出部に入射する線量の取得の精度を高めることができる。
【００４９】
補正係数選択部７０３によって温度情報や検出部の位置情報を用いて選択された割合Ｒは、ＡＥＣ信号補正部７０２に転送される。ＡＥＣ信号補正部７０２は、第１の信号である信号ＡＤＣ−ＯＵＴの信号値Ｄｎを、上述の式（１７）、（１８）に示される補正式に従って第２の信号の信号値Ｘｎに補正する。この第２の信号の信号値Ｘｎに基づいて線量判断部７０４は、上述のように放射線撮像装置１０１の検出部に入射した放射線の線量を取得する。また、取得された線量を基に、入射した線量の合計が所望の線量となっているか逐次監視し、所望の線量となった場合、制御システム１２０に対して照射停止信号を送信する。
【００５０】
また例えば、メモリ２０７は、転送動作の動作時間に応じた複数の割合Ｒを記憶していてもよい。例えば、転送動作の動作時間が長くなると、転送動作の前に変換素子Ｓに蓄積された電気信号に対して、１回の転送動作の動作時間の経過後に変換素子Ｓに残留する電気信号は減り、割合Ｒの値は小さくなる。このため、転送動作の動作時間に応じた割合Ｒを用いて補正することによって、入射する線量の取得の精度を向上させることが可能となる。また、メモリ２０７が動作時間に応じて複数の割合Ｒを記憶する場合、画像処理部２０６において、放射線画像の画像信号を生成する際に、信号ＡＤＣ−ＯＵＴに対して割合Ｒを用いて補正を行ってもよい。読出し動作での転送動作の動作時間は、蓄積動作と比較して長く、補正の効果は小さくなりうるが、生成される放射線画像の画質が向上しうる。
【００５１】
以上、本発明に係る実施形態を２形態示したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、上述した各実施形態は適宜変更、組み合わせが可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１０１：放射線撮像装置、１０４：読出部、１０５：信号処理部、Ｓ１１〜３３：変換素子、Ｔ１１〜３３：スイッチ素子
【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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