JP2000206258A

JP2000206258A - 放射線検出装置、および、これを備えた放射線撮像装置

Info

Publication number: JP2000206258A
Application number: JP11004113A
Authority: JP
Inventors: Susumu Adachi; 晋足立
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1999-01-11
Filing date: 1999-01-11
Publication date: 2000-07-28
Anticipated expiration: 2019-01-11
Also published as: JP4045681B2

Abstract

(57)【要約】【課題】エイリアシング現象を防止する。【解決手段】この発明の放射線検出装置は、放射線信号
（放射線投影像）を電荷信号に変換する放射線変換膜７
として低比抵抗の半導体膜が面センサ部１１に設けられ
ており、電荷信号が真下の画素電極９だけに集中するこ
となく、電荷信号の一部が周辺の画素電極９へ拡散して
ローパスフィルタがかけられるような構成を備えている
ので、エイリアシング現象を引き起こす放射線投影像中
の細かい像パターンによる影響をサンプリング前に除け
る結果、エイリアシング現象のない放射線画像作成用の
電荷信号が面状センサから読み出されるようになり、最
終的にアーティファクトのない高品質画像の作成が可能
となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、医用ないし産業
用の放射線検出装置および医用放射線装置や産業用非破
壊検査装置などの放射線撮像装置に係り、特にいわゆる
エイリアシング（aliasing）現象を防止するための技術
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、医用Ｘ線透視撮影装置等の放射線
装置用の放射線（Ｘ線）検出装置として、半導体タイプ
の放射線変換膜で放射線信号を電荷信号に変換する２次
元型の放射線検出装置が開発されている。この放射線検
出装置は、図９に示すように、放射線信号を電荷信号に
変換する放射線変換膜であるａ−Ｓｅ（アモルファス・
セレン）膜６１の表側に共通電極６２を設け、他側に画
素電極（電荷収集電極）６３の群が２次元配列で縦横に
設けられているとともに、各画素電極６３に付設形成さ
れたコンデンサＣａに蓄積された放射線（Ｘ線）画像作
成用の電荷信号の読み出し用スイッチであるＴＦＴ（薄
膜トランジスタ）６４が各画素電極６３にそれぞれ接続
形成された直接変換型面状センサの構成となっている。
この従来の放射線検出装置は、大容積・重量物のイメー
ジインテンシファイアなどに比べ、薄型・軽量など幾つ
かの利点を有する。図９に示すような放射線検出装置
は、例えば文献：「W.Zhao,et al.,"A flatpanel detec
tor radiology using active matrix readout of amo
rphousselenium,"Proc.SPIE Vol.2708, PP.523-531,199
6.」に開示されている。

【０００３】図９の放射線検出装置の場合、被写体であ
る患者（図示省略）を透過した放射線信号（放射線投影
像）がａ−Ｓｅ膜６１に投影されると、放射線信号の強
弱（放射線投影像の濃淡）に比例した電荷信号（電子な
いし正孔）が膜内に発生するとともに、発生した電荷信
号が各画素電極６３に収集されコンデンサＣａに蓄積さ
れる。そして、読み出しタイミングになった各コンデン
サＣａから順にＴＦＴ６４を経由してＸ線画像作成用の
電荷信号が読み出される構成になっている。次々と読み
だされる各電荷信号は増幅・ディジタル化を経て画素信
号となる。医用Ｘ線透視撮影装置の場合なら、得られた
画素信号によりＸ線透視像が作成・表示される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の放射線検出装置の場合、比較的大きなエイリアシン
グ現象が発生するという問題がある。エイリアシング現
象が発生すると最終的な画像にアーティファクト（偽
像) が出現して、的確な診断が妨げられる事態を招くな
どの不都合がある。従来の放射線検出装置の場合、図１
０に示すように、放射線投影像が画素電極６３のピッチ
ｄでサンプリングされディジタル化される方式である。
したがって、放射線投影像が画素電極６３のピッチｄよ
り細かい像パターンを含んでいる場合、より正確には放
射線投影像の空間周波数成分がサンプリング理論でのナ
イキスト周波数〔１／（２ｄ）〕より高い空間周波数の
成分を含んでいる場合にエイリアシング現象が発生す
る。このエイリアシング現象が発生する理由を、次に具
体的に説明する。

【０００５】図１１に示すように、周期Ｔの被サンプリ
ング対象の信号Ｓをサンプリングする場合、図１１の中
に×で示すように、サンプリング間隔が周期Ｔに比べず
っと短かければ、信号Ｓが正しく再現できるサンプリン
グとなることは明らかである。しかし、サンプリング間
隔が周期Ｔ／２に比べて長い（例えば図１１の中に○で
示すような例えば３Ｔ／２）の場合、信号Ｓを正しく再
現できず、元の信号Ｓとは別の（一定鎖線で示す）信号
Ｓａが再現されてしまう。これがエイリアシング現象で
あり、最終的に得られる画像では原信号の信号Ｓではな
い偽の信号Ｓａによりアーティファクトが発生してしま
うことになる。

【０００６】そして、図１０の場合を図１１の場合の状
況と対比してみれば、図１０の場合は画素電極６３のピ
ッチｄでサンプリング周期が固定されることになるの
で、空間周波数成分が１／（２ｄ）より高い空間周波数
成分となる細かい像パターンの場合が、サンプリング周
期が信号の周期より長い状態に相当し、エイリアシング
現象が発生する。例えば、人間の肺のＸ線透視撮影を行
う場合、肺中の間隔の極く狭い毛細血管などによりエイ
リアシング現象が生じる。

【０００７】この発明は、上記事情に鑑み、エイリアシ
ング現象を防止することのできる放射線検出装置を提供
することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、請求項１の発明に係る放射線検出装置は、放射線信
号を電荷信号に変換する放射線変換膜の一側に画素電極
群が２次元配列で形成されてなる面状センサを備え、各
画素電極から放射線画像作成用の電荷信号が読み出され
るよう構成された放射線検出装置において、画素電極の
配列ピッチもしくは信号読み出し間隔で定まるエイリア
シング現象が電荷信号の一部拡散によって解消された状
態で電荷信号を面状センサから読み出すようにするエイ
リアシング現象防止手段を備えている。

【０００９】また、請求項２の発明は、請求項１に記載
の放射線検出装置において、エイリアシング現象防止手
段として、面状センサに低抵抗率の放射線変換膜が設け
られており、放射線変換膜の抵抗が低いことにより電荷
信号の一部拡散が起こるよう構成されている。

【００１０】また、請求項３の発明は、請求項１に記載
の放射線検出装置において、エイリアシング現象防止手
段として、画素電極群の任意の画素電極の近傍で発生し
た電荷信号の一部が周辺の画素電極へ拡散し終えるまで
読み出しタイミングを遅延させて電荷信号を読み出す読
み出し制御手段を有しており、電荷信号の読み出しタイ
ミングの遅延により電荷信号の一部拡散が起こるよう構
成されている。

【００１１】また、請求項４の発明は、請求項１に記載
の放射線検出装置において、エイリアシング現象防止手
段として、画素電極群の各画素電極に収集・蓄積された
電荷信号を、その一部を残留させるようにして読み出す
読み出し制御手段を有しており、電荷信号読み出しの際
の一部電荷残留により電荷信号の一部拡散が起こるよう
構成されている。

【００１２】さらに、請求項５の発明に係る放射線撮像
装置は、請求項１から４までのいずれかに記載の放射線
検出装置を備えるとともに、放射線検出装置からの放射
線画像作成用の電荷信号に基づき放射線画像の作成が行
われるよう構成されている。

【００１３】〔作用〕次に、この発明の放射線検出装置
におけるエイリアシング現象の防止作用について説明す
る。この発明の放射線検出装置では、放射線画像作成用
の電荷信号が面状センサから読み出される場合、放射線
変換膜に入射する放射線信号（放射線投影像）の強弱
（投影像の濃淡）に比例して膜内に発生した電荷信号
（電子ないし正孔）が各画素電極に収集されるととも
に、読み出しタイミングが到来した画素電極から順に収
集された電荷信号が取り出される。そして、この発明の
放射線検出装置では、エイリアシング現象防止手段によ
る電荷信号の一部拡散によって、画素電極の配列ピッチ
もしくは信号読み出し間隔で定まるエイリアシング現象
は解消された状態で電荷信号が面状センサから読み出さ
れることから、面状センサから読み出された電荷信号に
従って最終的に作成される放射線画像にはエイリアシン
グ現象に起因するアーティファクトが出現せず、高品質
のディジタル放射線画像を作成することが可能となる。

【００１４】すなわち、画素電極により収集された電荷
信号の一部拡散は、サンプリング前の放射線画像作成用
の電荷信号に対してローパスフィルタをかけることと等
価なのである。例えばエイリアシング現象を引き起こす
放射線投影像中の細かい像パターンは高い空間周波数成
分であるので、ローパスフィルタをかけることにより、
適正画像の作成に必要な低い周波数成分の像パターンは
除かずに、放射線投影像中の細かい像パターンだけをサ
ンプリング前に除くのである。その結果、エイリアシン
グ現象が防止される。サンプリングしてしまった後で
は、エイリアシング現象を引き起こす放射線投影像中の
細かい像パターンの成分をローパスフィルタで除くこと
は非常に難しくて事実上無理といってもよい。このよう
に、電荷信号の一部拡散により放射線投影像中の細かい
像パターンが除かれるのであるから、電荷信号の一部拡
散は、言い換えれば放射線投影像を支障のない程度にわ
ざと少しぼかすということである。

【００１５】請求項２の発明の放射線検出装置では、面
状センサに備えられてある放射線変換膜が低抵抗率であ
るので、画素電極群の任意の画素電極の近傍で発生した
電荷信号の一部が周辺の画素電極へ流れ込む結果、エイ
リアシング現象を防止する電荷信号の一部拡散が起こ
る。従来のように放射線変換膜が高抵抗率の場合には、
任意の画素電極の近傍で発生した電荷信号は当該任意の
画素電極に集中的に流れ込み、周辺の画素電極まで空間
的に拡散する事態は起こらない。

【００１６】請求項３の発明の放射線検出装置では、読
み出し制御手段により読み出しタイミングが遅延させて
画素電極群の任意の画素電極の近傍で発生した電荷信号
の一部が周辺の画素電極へ拡散し終えた後に電荷信号が
読み出される結果、エイリアシング現象を防止する電荷
信号の一部拡散が起こる。つまり、請求項３の放射線検
出装置の場合、任意の画素電極の近傍で発生した電荷信
号が一旦は当該任意の画素電極に流れ込んだとしても、
読み出しタイミングが遅らされている間に電荷信号の一
部が当該任意の画素電極から周辺の画素電極へ空間的に
拡散するのである。

【００１７】請求項４の発明の放射線検出装置では、読
み出し制御手段により、画素電極群の各画素電極に収集
・蓄積された電荷信号が、その一部を残留させて読み出
される結果、エイリアシング現象を防止する電荷信号の
一部拡散が起こる。つまり、請求項４の放射線検出装置
の一部拡散は、一部電荷が次の電荷信号の読み出しへ先
送りされる時間的拡散である。

【００１８】請求項５の発明の放射線撮像装置では、請
求項１から４までのいずれかに記載の放射線検出装置の
面センサからエイリアシング現象のない放射線画像作成
用の電荷信号が読み出されるとともに、読み出された電
荷信号に基づき放射線画像が作成される。放射線画像作
成用の電荷信号はエイリアシング現象のないものである
ので、最終的に作成表示される放射線画像にエイリアシ
ング現象に起因するアーティファクトが出現しない。

【００１９】

【発明の実施の形態】続いて、この発明の一実施例を図
面を参照しながら説明する。図１は実施例Ａ（請求項２
の発明の実施例）に係る放射線検出装置を備えた第１実
施例（請求項５の発明の実施例）のＸ線透視撮影装置
（放射線撮像装置）の全体構成を示す基本的ブロック図
である。第１実施例のＸ線透視撮影装置は、図１に示す
ように、電源部２ａからパワー供給を受けて天板１の上
の患者（被写体）ＭにＸ線（放射線）を照射するＸ線管
２と、Ｘ線照射によって生じるＸ線投影像を検出して画
像データを出力する放射線検出装置３と、放射線検出装
置３から出力される画像データに基づいてＸ線透視像を
作成する信号処理部４と、作成されたＸ線透視像を表示
する表示モニタ５を備える他、必要に応じてＸ線写真撮
影を実行する（周知の）速写撮影機構６などを備えてい
る。

【００２０】そして、第１実施例の装置が備える実施例
Ａの放射線検出装置３はエイリアシング現象防止機能と
いう従来装置になかった特徴を有しており、以下、実施
例Ａの放射線検出装置３を中心に詳しく説明する。図２
は実施例Ａの装置の断面構成を示す部分断面図、図３は
実施例Ａの装置の概略的平面構成を示すブロック図であ
る。実施例Ａの放射線検出装置３の場合、図２に示すよ
うに、放射線信号を電荷信号（電子ないし正孔）に変換
する低抵抗率の放射線変換膜７と、この放射線変換膜７
の表側に設けられたバイアス電圧印加用の共通電極８
と、放射線変換膜７の他側に図３に示すように２次元配
列で縦横に設けられた画素電極（電荷収集電極）９の群
と、各画素電極９に付設形成されている電荷蓄積用のコ
ンデンサＣａと、各画素電極９に接続形成されたＴＦＴ
（薄膜トランジスタ）１０とを備えた直接変換型の面状
センサ部１１が配設されている。なお、ＴＦＴ１０は、
コンデンサＣａに蓄積された放射線（Ｘ線）画像作成用
の電荷信号の読み出すための電子スイッチである。

【００２１】低抵抗率の放射線変換膜７として、実施例
Ａの場合は抵抗率１０¹⁰〜１０¹¹Ω・ｃｍのテルル化カ
ドミウム（ＣｄＴｅ）膜が用いられている。勿論、放射
線変換膜７は特定の種類の半導体膜に限られず、従来の
抵抗率１０¹²〜１０¹⁵Ω・ｃｍのａ−Ｓｅ膜より低い抵
抗率の膜（例えばヨウ化鉛膜）なら用いることができ
る。画素電極群の２次元配列マトリックスとしては、横
（Ｘ方向）１０２４×縦（Ｙ方向）１０２４の正方形マ
トリックが挙げられる。コンデンサ（蓄積容量）Ｃａは
電荷信号を必要時間保持するために補助的に挿入されて
いるものであり、共通電極８と画素電極９で形成される
コンデンサ（キャパシター）の容量が十分であれば、コ
ンデンサＣａは省略することも可能である。

【００２２】また、面状センサ部１１では、図２におい
て一点鎖線で囲んだ部分からなる１画素分の検出素子１
１ａが、図３に示すように、Ｘ，Ｙ方向に沿って多数配
列（例えば１０２４×１０２４）された形態となる。共
通電極８は全面的に形成されているが、画素電極９は個
別電極として各検出素子１１ａ毎に分離形成されてい
る。またコンデンサＣａやＴＦＴ１０も各検出素子１１
ａ毎にそれぞれ１個形成されている。面状センサ部１１
は、コンデンサＣａ，ＴＦＴ１０，画素電極９，放射線
変換膜７および共通電極８などを膜蒸着技術やパターニ
ング技術等を用いて、絶縁基板１２の上に積層形成する
ことにより製作できる。

【００２３】また、放射線検出装置３の場合、図３に示
すように、検出素子１１ａのＴＦＴ１０のソースが縦
（Ｙ）方向の読み出し配線１３に接続され、ゲートが横
（Ｘ）方向の配線１４に接続されている。読み出し配線
１３はプリアンプ群１５を介してマルチプレクサ１６に
接続されているとともに、配線１４はゲートドライバ１
７に接続されている。プリアンプ群１５では、１本の読
み出し配線１３に対して、１個のプリアンプ（図示省
略）がそれぞれ接続されている。

【００２４】そして、放射線検出装置３では、マルチプ
レクサ１６およびゲートドライバ１７へ電荷信号読み出
し用の走査信号が送り込まれる。放射線検出装置３の各
検出素子１１ａの特定は、Ｘ方向・Ｙ方向の配列に沿っ
て各検出素子１１ａへ順番に割り付けられているアドレ
ス（例えば０〜１０２３）に基づいて行われるので、取
り出し用の走査信号は、それぞれＸ方向アドレスまたは
Ｙ方向アドレスを指定する信号である。Ｙ方向の走査信
号に従ってゲートドライバー１７からＹ方向の読み出し
配線１４に対し取り出し用の電圧が印加されるのに伴
い、各検出素子１１ａが行単位で選択される。そして、
Ｘ方向の走査信号に従ってマルチプレクサ１６が切替え
られることにより、選択された列の検出素子１１ａのコ
ンデンサＣａに蓄積された電荷信号が順にプリアンプ群
１５およびマルチプレクサ１６を経て読み出された後、
ＡＤ変換部１８でディジタル化されてから放射線画像作
成用の画像データとして信号処理部４へ送り出されるこ
とになる。

【００２５】なお、放射線検出装置３の作動中、バイア
ス電源１９から適当な極性・電圧値のバイアス電圧が共
通電極８へ印加供給されることは言うまでもない。上の
ことから、放射線検出装置３における電荷信号の読み出
し方式は、概ね通常のＴＶカメラなどの映像機器に類似
の構成であると言える。

【００２６】続いて、上記の構成を有する実施例Ａの放
射線検出装置におけるＸ線透視像作成用の電荷信号の読
み出し動作およびその際のエイリアシング現象防止作用
を説明する。ここでは、図４（ａ）〜（ｃ）に示すよう
に、共通電極８には正のバイアス電圧Ｖｂを印加するも
のとする。図４（ａ）に示すように、放射線変換膜７に
入射したＸ線と変換膜物質との間で相互作用が起こる
と、図４（ｂ）に示すように、正の電荷信号（正孔）＋
Ｑと負の電荷信号（電子）−Ｑが分離誘起する。電荷信
号＋Ｑ，−Ｑは、バイアス電圧Ｖｂによる電界に引かれ
て移動してゆき、図４（ｃ）に示すように、電荷信号＋
Ｑが画素電極９に収集されてコンデンサＣａに蓄積され
る。読み出しタイミングが到来すれば、左側の画素電極
９から右側の画素電極９へと順に電荷信号が読み出され
る。図４（ｃ）の場合は、左側から「０」，「＋Ｑ」，
「０」という電荷信号が順に読み出されることとなる。

【００２７】画素電極９からの電荷信号読み出し過程で
画素電極９のピッチｄでの放射線投影像のディジタルサ
ンプリングが行われるわけであるが、放射線投影像にナ
イキスト周波数〔１／（２ｄ）〕より高い空間周波数の
成分が含まれているとエイリアシング現象が発生する恐
れがある。しかし、実施例Ａの放射線検出装置３では、
放射線変換膜７が低抵抗率であるためエイリアシング現
象は発生しない。すなわち、放射線変換膜７の抵抗率が
低いと、図５に示すように、隣接する画素電極９の間が
等価抵抗ｒで結ばれていることになり、放射線変換膜７
の抵抗率が高ければ真ん中の画素電極９に全ての電荷信
号＋Ｑが集中的に収集蓄積されるはずのところ、電荷信
号＋Ｑの一部が等価抵抗ｒを経由して空間的に拡散する
ことになる。電荷の相対残存量αは、等価抵抗ｒの抵抗
値ＲとコンデンサＣａの容量Ｃおよび経過時間Ｔの関数
として下の式（１）で表される。なお、式（１）におい
てｋは定数である。 α＝Ｅｘｐ（−ｋＴ／ＲＣ）・・・（１）

【００２８】今、例えば所定時間後に、真ん中の画素電
極９の蓄積電荷量がαＱ（α＜１）であったとすると、
左右の画素電極９の蓄積電荷量が（１−α）Ｑ／２とな
るので、電荷信号としても、「（１−α）Ｑ／２」，
「αＱ」，「（１−α）Ｑ／２」が順に読み出されるこ
とになる。つまり、作用の項で説明したとおり、電荷信
号の一部拡散によってサンプリング（データ読み出し）
前に空間的なローパスフィルタがかかり、エイリアシン
グ現象を防止することができるのである。ちなみに具体
的な数値例を挙げると次のようになる。α＝１／２とな
るよう設定した場合はＲ≒３Ｔ／Ｃという近似的な関係
になり、例えばＴ＝１００ｍｓ，Ｃ＝１ｐＦであればＲ
＝３×１０¹¹Ω程度の値となる。これは抵抗率に換算す
ると、５×１０⁹Ω・ｃｍ程度となる。

【００２９】放射線変換膜７が抵抗率の非常に高いａ−
Ｓｅ膜の場合、等価抵抗ｒの抵抗値が非常に大きいの
で、電荷信号の一部拡散が起こり難く、エイリアシング
現象が発生してしまうのである。前記の式（１）は、等
価抵抗ｒの抵抗値Ｒが低いほど、つまり放射線変換膜７
の抵抗率が低いほど電荷信号の分散が起こり易く、エイ
リアシング現象防止には効果的であることを示してい
る。ただ、電荷信号の分散は画像のぼけを招くことか
ら、必要以上に画像がぼけ無い範囲で放射線変換膜７の
抵抗率を低下させるようすることになる。なお、上述し
た低抵抗率の好ましい範囲は、１×１０⁷〜１×１０¹²
Ω・ｃｍである。

【００３０】次に、実施例Ｂ（請求項３の発明の実施
例）に係る放射線検出装置を備えた第２実施例（請求項
５の発明の実施例）のＸ線透視撮影装置を説明する。第
２実施例の場合、実施例Ｂの放射線検出装置では、電荷
信号の読み出しタイミングの遅延により電荷信号の一部
拡散が起こるようにしてエイリアシング現象を防止する
構成である他は、第１実施例と同様の装置であるので、
相違する部分のみを説明し、共通する部分の説明は省略
する。すなわち、実施例Ｂの放射線検出装置は、エイリ
アシング現象防止手段として、画素電極群の任意の画素
電極９の近傍で発生した電荷信号の一部が周辺の画素電
極９へ拡散し終えるまで読み出しタイミングを遅延させ
て電荷信号を読み出す読み出し制御手段を有している。

【００３１】つまり、前記の式（１）は、経過時間Ｔが
長くなると電荷信号の分散が起こり、エイリアシング現
象が防止されることも示しているので、実施例Ｂの放射
線検出装置の場合、読み出しタイミングを遅延させるこ
とにより、経過時間Ｔを長くしてエイリアシング現象を
防止する構成をとっているのである。具体的な読み出し
制御手段は、例えば、１画面分（１フレーム分）の電荷
信号読み出し用走査信号をマルチプレクサ１６およびゲ
ートドライバ１７へ送り込んで１画面分のデータを得た
後、次の１画面分の電荷信号読み出し用走査信号がスタ
ートするタイミングが少し遅れるよう構成された走査信
号発生部（図示省略）が挙げられる。図６（ａ）に示す
ように、従来の走査信号のフレーム間休止期間〔ｔ〕
が、図６（ｂ）に示すように、実施例Ｂでは、走査信号
のフレーム間休止期間〔ｔ＋ａ〕と遅延時間ａだけ遅延
させられることになるのである。なお、上述した遅延時
間の好まし範囲は、１フレームの走査時間＋フレーム間
休止時間〔ｔ＋ａ〕の合計が、１０ｍｓ〜１０ｓであ
る。

【００３２】このように構成されていると、或る画素電
極９から電荷信号読み出しが行われて以後、その或る画
素電極９から次の電荷信号が読み出されるまでの経過時
間Ｔは、読み出し用走査信号のスタートが遅延した遅延
時間ａだけ長くなり、その或る画素電極９の近傍で発生
した電荷信号の一部が周辺の画素電極９へ拡散し終え
て、エイリアシング現象が防止されることになる。つま
り、経過時間Ｔを長くして画像のぼけを作ることにより
エイリアシング現象を防止することでもある。遅延時間
ａの設定は、エイリアシング現象による典型的なアーテ
ィファクトをを生じる被写体のＸ線透視像でアーティフ
ァクトが出現せず、しかも、遅延時間ａは画像のぼけを
招くことから、必要以上に画像がぼけ無いという範囲に
設定されるものである。

【００３３】続いて、実施例Ｃ（請求項４の発明の実施
例）に係る放射線検出装置を備えた第３実施例（請求項
５の発明の実施例）のＸ線透視撮影装置を説明する。第
３実施例の場合、実施例Ｃの放射線検出装置では、電荷
信号読み出しの際の一部電荷残留により電荷信号の一部
拡散が起こるようにしてエイリアシング現象を防止する
構成である他は、第１実施例と同様の装置であるので、
相違する部分のみを説明し、共通する部分の説明は省略
する。すなわち、実施例Ｃの放射線検出装置は、エイリ
アシング現象防止手段として、画素電極群の各画素電極
９に収集・蓄積された電荷信号を、その一部を残留させ
るようにして読み出す読み出し制御手段を有している。
実施例Ａ，Ｂの装置では、電荷信号の一部を空間的に拡
散させる構成がとられていたが、実施例Ｃの装置では、
電荷信号の一部を時間的に拡散させる構成がとられてい
る。

【００３４】具体的な読み出し制御手段は、例えば、１
画素電極当たりの電荷信号読み出し時間が、電荷蓄積用
のコンデンサＣａから全電荷信号が読み出せる時定数よ
りも短くなっているよう構成された走査信号発生部（図
示省略）が挙げられる。全電荷信号の読み出し時定数
は、勿論コンデンサＣａの容量とＴＦＴ１０のオン抵抗
値の積で定まるものである。図７（ａ）に示すように、
従来の走査信号の１画素電極当たりの読み出し時間
〔ｗ〕が、図７（ｂ）に示すように、実施例Ｃでは、走
査信号の１画素電極当たりの読み出し時間〔ｗ−ｂ〕と
短縮時間ｂだけ短くなる。

【００３５】このように構成されていると、任意の画素
電極９から電荷信号読み出しが行われた場合、必ず短縮
時間ｂの長さに応じて電荷信号の一部がコンデンサＣａ
に残留し、画素電極９の残留電荷は読み出しが行われる
度に減少しながら次々と得られる画像に先送りされ、電
荷信号の一部が時間的に拡散されることになる。短縮時
間ａの設定（つまり電荷残留割合の設定）は、エイリア
シング現象による典型的なアーティファクトを生じる被
写体のＸ線透視像でアーティファクトが出現せず、しか
も、短縮時間ａは画像のぼけを招くことから、必要以上
に画像がぼけ無いという範囲に設定される。なお、上述
した残留率の好ましい値は、５％以上である。

【００３６】例えば２０％の電荷が残留するよう短縮時
間ａを設定した場合、理解を容易にするために放射線変
換膜７から収集・蓄積される電荷信号ｑの大きさが変化
しないと仮定する（患者Ｍの撮影位置が変化しない場合
に相当）と、フレーム走査が進行するのに従って読み出
される電荷信号の全量および読み出される電荷信号中の
拡散量は次の通りである。

【００３７】第１回目０．８（１＋０）ｑ＝０．８ｑ拡散分０第２回目０．８（１＋０．２）ｑ＝０．９６ｑ拡散分０．１６ｑ第３回目０．８（１＋０．２４）ｑ＝０．９９２ｑ拡散分０．１９２ｑ第４回目０．８（１＋０．２４８）ｑ＝０．９９８４
ｑ拡散分０．１９８４ｑ第５回目０．８（１＋０．２４９６）ｑ＝０．９９９
６８ｑ拡散分０．１９９６８ｑ第６回目０．８（１＋０．２４９９２）ｑ＝０．９９
９９３６ｑ拡散分０．１９９９３６ｑ

【００３８】上記数値データ及び数値データをグラフ化
した図８に示すように、読み出される電荷信号ｑは、大
きさが毎回収集・蓄積される大きさへ向けて収束しつ
つ、しかも最大２０％という時間的な拡散分を十分に含
むので、サンプリング前にローパスフィルタをかけられ
た信号と同等の電荷信号が読み出されて画像データが得
られることが分かる。第３実施例の装置の場合、Ｘ線透
視像の作成は、各フレーム走査毎に得られる画像データ
に基づいてフレーム毎に行ってもよいし、数フレーム分
の画像データを平均した平均画像データに基づいて数フ
レームおきに行ってもよい。

【００３９】この発明は、上記実施の形態に限られるこ
とはなく、下記のように変形実施することができる。（１）実施例Ａ〜Ｃの場合、抵抗値Ｒや経過時間Ｔの調
整により電荷信号の一部を拡散させる構成であったが、
コンデンサＣａの容量Ｃを調整することにより電荷信号
の一部を拡散させる構成の放射線検出装置も、変形例と
して挙げられる。前記の式（１）、すなわちα＝Ｅｘｐ
（−ｋＴ／ＲＣ）はコンデンサＣａの容量Ｃを調整する
ことにより電荷信号の一部を拡散させられることを明ら
かに示しているからである。また、Ｒ，Ｔ，Ｃのうち、
任意の２つを同時に調整することもできるし、３つを同
時に調整することもできる。

【００４０】（２）実施例Ａ，Ｂの放射線検出装置にお
いて、実施例Ｃのように電荷信号の一部残留読み出しが
行われるよう構成した装置が、それぞれ変形例として挙
げられる。この場合には、電荷信号の一部が空間的にも
時間的にも拡散させられることになる。

【００４１】（３）第１〜第３実施例は、いずれも医用
Ｘ透視撮影装置の構成であったが、この発明の放射線撮
像装置は、特定の装置構成に限られるものではなく、例
えば産業用の非破壊Ｘ線透視検査装置の構成であっても
よい。

【００４２】

【発明の効果】以上に詳述したように、請求項１の発明
の放射線検出装置によれば、エイリアシング現象防止手
段のローパスフィルタ機能により、エイリアシング現象
を引き起こす放射線投影像中の細かい像パターンによる
影響あるいは遠い移動物体による影響がサンプリング前
に除かれる構成となっているので、エイリアシング現象
のない放射線画像作成用の電荷信号が面状センサから読
み出される。

【００４３】また、請求項２の発明の放射線検出装置に
よれば、面状センサの放射線変換膜を低抵抗率とするこ
とにより、エイリアシング現象を防止する電荷信号の一
部拡散を容易に実現させられる。

【００４４】また、請求項３の発明の放射線検出装置に
よれば、面状センサからの電荷信号の読み出しタイミン
グを遅延させることにより、エイリアシング現象を防止
する電荷信号の一部拡散を容易に実現させられる。

【００４５】また、請求項４の発明の放射線検出装置に
よれば、面状センサからの電荷信号の読み出しを一部電
荷残留とすることにより、エイリアシング現象を防止す
る電荷信号の一部拡散を容易に実現させられる。

【００４６】さらに、請求項５の発明の放射線撮像装置
では、請求項１から４までのいずれかに記載のエイリア
シング現象防止機能を有する放射線検出装置の面センサ
からエイリアシング現象のない放射線画像作成用の電荷
信号が読み出される構成となっているので、最終的に作
成表示される放射線画像はエイリアシング現象に起因す
るアーティファクトのない高品質ディジタル画像とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係るＸ線透視撮影装置の全体構成を示
す基本的ブロック図である。

【図２】実施例に係る放射線検出装置の断面構成を示す
部分断面図である。

【図３】実施例に係る放射線検出装置の概略的平面構成
を示すブロック図である。

【図４】実施例の放射線検出装置による電荷信号読み出
し動作を示す断面図である。

【図５】実施例の放射線検出装置での電荷信号の一部拡
散状況を示す断面図である。

【図６】放射線検出装置での走査信号のフレーム間休止
時間を示すグラフである。

【図７】放射線検出装置での走査信号の１画素電極当た
りの読み出し時間を示すグラフである。

【図８】実施例に係る放射線検出装置での電荷信号の読
み出し回数と量の関係を示すグラフである。

【図９】従来の放射線検出装置の断面構成を示す部分断
面図である。

【図１０】放射線検出装置での画素電極の配列状態を示
す部分平面図である。

【図１１】周期Ｔの信号Ｓのサンプリング状況を示すグ
ラフである。

【符号の説明】

２ …Ｘ線管３ …放射線検出装置４ …信号処理部７ …放射線変換膜９ …画素電極１６ …マルチプレクサ１７ …ゲートドライバＣａ …コンデンサ＋Ｑ …電荷信号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放射線信号を電荷信号に変換する放射線変
換膜の一側に画素電極群が２次元配列で形成されてなる
面状センサを備え、各画素電極から放射線画像作成用の
電荷信号が読み出されるよう構成された放射線検出装置
において、画素電極の配列ピッチもしくは信号読み出し
間隔で定まるエイリアシング現象が電荷信号の一部拡散
によって解消された状態で電荷信号を面状センサから読
み出すようにするエイリアシング現象防止手段を備えて
いることを特徴とする放射線検出装置。
【請求項２】請求項１に記載の放射線検出装置におい
て、エイリアシング現象防止手段として、面状センサに
低抵抗率の放射線変換膜が設けられており、放射線変換
膜の抵抗が低いことにより電荷信号の一部拡散が起こる
よう構成されている放射線検出装置。
【請求項３】請求項１に記載の放射線検出装置におい
て、エイリアシング現象防止手段として、画素電極群の
任意の画素電極の近傍で発生した電荷信号の一部が周辺
の画素電極へ拡散し終えるまで読み出しタイミングを遅
延させて電荷信号を読み出す読み出し制御手段を有して
おり、電荷信号の読み出しタイミングの遅延により電荷
信号の一部拡散が起こるよう構成されている放射線検出
装置。
【請求項４】請求項１に記載の放射線検出装置におい
て、エイリアシング現象防止手段として、画素電極群の
各画素電極に収集・蓄積された電荷信号を、その一部を
残留させるようにして読み出す読み出し制御手段を有し
ており、電荷信号読み出しの際の一部電荷残留により電
荷信号の一部拡散が起こるよう構成されている放射線検
出装置。
【請求項５】請求項１から４までのいずれかに記載の放
射線検出装置を備えるとともに、放射線検出装置からの
放射線画像作成用の電荷信号に基づき放射線画像の作成
が行われるよう構成されている放射線撮像装置。