JP2003042976A

JP2003042976A - 放射線撮影装置

Info

Publication number: JP2003042976A
Application number: JP2001234372A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Sugawara; 靖宏菅原; Masayuki Nishiki; 雅行西木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-08-02
Filing date: 2001-08-02
Publication date: 2003-02-13

Abstract

(57)【要約】【課題】フラットパネル型Ｘ線検出器の性能を長期に
わたり維持する。【解決手段】フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）
２００を備えたＸ線撮影装置において、制御装置３００
に、ＦＰＤの全てのスイッチング素子ＴＦＴ１２を強制
的にオフ状態にし、およびこのオフ状態を解除するスリ
ープモード設定・解除機能を具備した。これにより、直
接Ｘ線撮影に関わっていないときには、ＦＰＤのＴＦＴ
をオフ状態に置くようにするので、ＴＦＴがオフからオ
ンに遷移するゲート電位Vthがゲート・ソース間電位Vgs
のプラス側へシフトするのを抑制し、長期にわたりＦＰ
Ｄの性能を維持することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、通常フラットパネ
ル型放射線検出器と呼ばれている放射線検出器を備え
た、医療用あるいは工業用として好適な放射線撮影装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】被検体の放射線透視画像を得るための放
射線検出器として、従来からイメージインテンシファイ
ア（Image Intensifier：Ｉ．Ｉ．）と撮像管あるいは
固体撮像素子（例えば、Charge Coupled Device：Ｃ
ＣＤ）とを組合せたものが用いられている。これは、被
検体を透過したＸ線情報を光学情報に変換し、この光学
情報をテレビカメラに取り込んで、テレビモニタに画像
として表示したり、フィルムに焼き込んだりするもので
ある。このような、Ｉ．Ｉ．と撮像管あるいはＣＣＤと
を組合せた放射線検出器に対し、より繊細な欠陥や病変
を検出したいという強いニーズに応える新しい放射線検
出器として、近時、半導体技術を駆使したフラットパネ
ル型放射線検出器（Flat Panel Detector：ＦＰＤ）
が開発されてきている。このＦＰＤは、例えばガラス基
板上に形成されるスイッチング素子や容量を、放射線を
電荷などに変換する光導電膜などで覆うように形成した
半導体アレイであり、高解像度、軽量・コンパクトで、
画像歪みも少ないという特徴を備えている。

【０００３】そこで、このＦＰＤの概要について、図９
ないし図１４を参照して説明する。なお、ＦＰＤには、
放射線を直接電気信号に変換する直接変換型と、放射線
を一旦光に変換し、その光を電気信号に変換する間接変
換型とがあるが、ここでは直接変換型のＦＰＤについて
説明するものとする。図９は、ＦＰＤの一例の概略構成
を示した説明図である。ＦＰＤは、表面が放射線を電荷
に変換する変換膜で覆われた多数の画素１から成り、画
素１がマトリックス状に配列されて１画面を形成してい
る。各画素１には後述するように、入射した放射線に基
づき変換された電荷を蓄積する容量と、この容量に蓄積
された電荷を信号として取り出すためのスイッチング素
子とが含まれている。そして、そのスイッチング素子を
介して各画素１の電極がゲート線ＧＬｊ（ｊ＝１〜ｍ；
ｍは２以上の整数）と信号線ＳＬｉ（ｉ＝１〜ｎ；ｎは
２以上の整数）に接続されている。また、各ゲート線Ｇ
Ｌｊは、ゲート線駆動回路２に接続されているととも
に、信号線ＳＬｉは、信号読み出し回路３に接続されて
いる。これらゲート線駆動回路２および信号読み出し回
路３は、タイミング制御回路４によって制御される。

【０００４】ゲート線ＧＬｊは、テレビジョンの走査線
に相当し、ゲート線駆動回路２が、あるゲート線ＧＬｊ
に駆動信号を供給すると、駆動信号の供給された当該ゲ
ート線ＧＬｊに接続されている全ての画素１は、オン状
態になるのに十分な励起状態に置かれることになる。な
お、ゲート線駆動回路２は、ゲート線ＧＬ１、ＧＬ２、
…ＧＬｍを順次走査するように、１画面分の全てのゲー
ト線ＧＬｊに、所定のタイミングで順次駆動信号を供給
するようにしてもよいし、あるいは、飛び越し走査とし
て、奇数番目のゲート線ＧＬ１、ＧＬ３、…ＧＬｍ−１
に駆動信号を順次供給した後、偶数番目のゲート線ＧＬ
２、ＧＬ４、…ＧＬｍに駆動信号を順次供給するように
してもよい。また、信号読み出し回路３は、各信号線Ｓ
Ｌｉに対応して設けられ、例えば図１０に示すように、
電圧変換と入力信号の増幅を行うプリアンプＰＡ１〜Ｐ
Ａｎと、各プリアンプＰＡ１〜ＰＡｎからの出力を逐次
スイッチングするマルチプレクサ５と、マルチプレクサ
５からのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ
変換器６とで構成されている。なお、各信号線ＳＬｉか
ら得られる信号は、画像信号である。

【０００５】さて、ＦＰＤを構成する画素１の断面構造
の一例を、図１１に模式的に示し、その等価回路を図１
２に示してあるので、次に、これらの図を参照して画素
１について説明する。画素１は、ガラス基板１１の上に
形成されるスイッチング素子としての薄膜トランジスタ
（thin film transistor：ＴＦＴ）１２や蓄積容量１
３等を含んで構成されている。ＴＦＴ１２は、ゲート電
極１４と、ゲート電極１４を覆うように形成されたゲー
ト絶縁膜１５と、ゲート絶縁膜１５上に形成されたソー
ス電極１６およびドレイン電極１７とから成っている。
そして、ゲート電極１４はゲート線ＧＬｊに接続され、
ソース電極１６は信号線ＳＬｉに接続され、さらにドレ
イン電極１７は、画素電極１８に接続されている。蓄積
容量１３は、画素電極１８とバイアス電源１９の負端子
と接続された下部共通電極２０とが、絶縁膜２１を介し
て対向して形成される構造となっている。また、ソース
電極１６、ドレイン電極１７および画素電極１８を覆う
ように、電荷阻止層２２が形成されている。さらに、Ｔ
ＦＴ１２および蓄積容量１３を覆うように、放射線を電
荷に変換する変換膜２３、誘電体層２４、およびバイア
ス電源１９の正端子に接続される上部共通電極２５が順
に形成されて画素容量Ｃｐが構成される。なお、変換膜
２３用の材料としては、放射線を吸収して電荷に変換す
る効率の高い半導体材料、例えば、真空蒸着法によって
数１００〜１０００μｍ程度の厚さに形成されるアモル
ファスセレニウム（ａ−Ｓｅ）膜が用いられる。この半
導体材料で形成された膜は、光導電膜とも称される。

【０００６】次に、上記のように構成されているＦＰＤ
の動作について説明する。放射線が変換膜２３に入射す
ると、この放射線が変換膜２３中で吸収され、放射線量
に応じた電荷に変換される。変換膜２３と蓄積容量１３
とは、構造上電気的に直列に接続された容量を形成する
ので、バイアス電源１９によって上部共通電極２５と下
部共通電極２０との間に、バイアス電圧を印加すること
により、発生した電荷（電子、正孔）は、それぞれ極性
の異なる電極に移動し、これによって蓄積容量１３には
所定の電荷が蓄積される。よって、画素１毎に、被検体
を透過した放射線を電荷に変換して蓄積するので、これ
を画像信号として取り出すことによって、放射線画像を
形成することができる。ＦＰＤから画像信号を取り出す
方法は、以下のとおりである。すなわち、蓄積容量１３
に蓄積された電荷は、ＴＦＴ１２をオン状態にするのに
十分な電圧をゲート線ＧＬｊに与えることにより、信号
線ＳＬｉを介して外部に取り出すことができる。従っ
て、図９に示すように、ゲート線駆動回路２を用いて、
ゲート線ＧＬｊに順次あるいは１本おきに駆動電圧を供
給することにより、全画素１にわたって信号を読み出す
ことができる。そして、各画素１から取り出された信号
は、信号線ＳＬｉの各列に接続された信号読み出し回路
３によって、それぞれ電圧変換、増幅、Ａ／Ｄ変換等が
なされ、デジタル画像信号として放射線像の情報が検出
されることになる。以上説明したように、ＦＰＤは、放
射線を電荷量に変換して蓄積する画素を、二次元状に多
数配列して形成したものであり、Ｉ．Ｉ．とテレビカメ
ラを組合せたものに比べて種々の特徴を備えている。例
えば、解像度が高く歪みの少ない画像が得られ、さら
に、放射線像の情報がデジタル画像信号として得られる
ので、画像処理が容易である。また、大幅な薄型化、軽
量化が図られるので、放射線撮影装置への取付け構造が
簡単となり、放射線撮影装置の操作範囲が広がったり、
小型軽量化を実現したり、医療用の撮影装置に用いる場
合には、患者への圧迫感を軽減することもできる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＦＰＤから
画像信号を取り出す際には、先に説明したように、ＴＦ
Ｔ１２をオン状態にするのに十分な電圧をゲート線ＧＬ
ｊに与えることになる。すなわち、図１２に示した等価
回路において、ゲート電極１４をプラス側にとり、ゲー
ト電極１４（ゲート線ＧＬｊ）とソース電極１６（信号
線ＳＬｉ）との間に、正の電位が印加される。ただし、
この時間が蓄積されていくと、ＴＦＴ１２の特性とし
て、ＴＦＴ１２がオフからオンに遷移するゲート電位Vt
hがプラス側へシフトし、ＴＦＴ１２のオン電流（ドレ
イン電流）Idsが下がってくる。また、シフト量は、オ
ン電位が高いほど大きい。この様子を図１３、図１４に
示してある。すなわち、図１３は、ＴＦＴ１２のゲート
・ソース間電圧Vgsとドレイン電流Idsとの関係を示した
特性図であり、初期状態では、実線で示すような特性を
示し、ＴＦＴ１２がオフからオンに遷移するゲート電位
がVthであったものが、正で一定のゲート・ソース間電
圧Vgsを長時間印加し、その積算時間がある時間に達し
たときには、点線で示すように、ＴＦＴ１２がオフから
オンに遷移するゲート電位は、Vth'のように、ゲート・
ソース間電圧Vgsのプラス側へシフトする。このシフト
量（＝Vth'−Vth）は、図１４に示すように、ＴＦＴ１
２がオンとなる電位Vgsが高いほど大きく、積算した印
加時間が長くなる程大きくなる。

【０００８】一方、ゲート・ソース間に負の電位−Vgs
が印加されている場合は、図１４に示すように、ＴＦＴ
１２がオフからオンに遷移するゲート電位Vthは、ゲー
ト・ソース間電圧Vgsのマイナス側へシフトし、これも
積算した印加時間が長くなる程大きくなる。しかし、こ
のマイナス側へシフトする速度は、プラス側に比べて十
分緩やかである。よって、通常ＦＰＤから信号を読み出
す際には、ＴＦＴ１２のゲート端子１４にオン電位を印
加することになるが、このＴＦＴ１２の駆動状態の時間
が蓄積されていくのに従って、ＴＦＴ１２がオフからオ
ンに遷移するゲート電位Vthのプラス側へのシフトが進
行する。これにより、信号線ＳＬｉを介して検出信号を
外部へ取り出す際のＴＦＴ１２のドレイン電流Idsが不
足し、例えば動画撮影などを行う場合には、残像が増す
ことになる。

【０００９】なお、ＦＰＤを搭載した医療用のＸ線撮影
装置では、撮影動作を行っていないいわゆる待機状態
（Ｘ線は照射されない）にあるときや、撮影動作中であ
っても、撮影のインターバルなどのＸ線が照射されてい
ないときであっても、ＦＰＤは通常、駆動状態にされて
いて、所定のタイミングでＴＦＴ１２のゲートがオン／
オフされている。すなわち、Ｘ線が照射されていないの
で、ＰＤＦの蓄積容量１３には電荷が蓄積されていない
のにも拘わらず、これを空読みする動作を続けることと
なる。このような、直接撮影に関わらない時間にＴＦＴ
１２を駆動状態に置くことは、ＦＰＤの性能の劣化を加
速させる要因となっていた。本発明は、このような問題
を解決するためになされたものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、被検体へ放射線を照射す
る放射線照射手段と、この放射線照射手段によって照射
され前記被検体を透過した放射線を検出する部材がマト
リクス状に配列され、各部材からの検出信号をスイッチ
ング素子をオン／オフすることにより、所定のシーケン
スで読み出す放射線検出手段とを備えた放射線撮影装置
において、前記放射線検出手段の全ての前記スイッチン
グ素子を強制的にオフ状態にし、およびこのオフ状態を
解除する制御手段を具備することを特徴とする。このよ
うに、例えば直接Ｘ線撮影に関わっていないときには、
スイッチング素子をオフ状態とし、必要なときにオフ状
態を解除してオン状態とすることによって、スイッチン
グ素子の性能の劣化を軽減することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る放射線撮影装
置の実施の形態を、医療用のＸ線撮影装置に適用した場
合を例として、図１ないし図８を参照して詳細に説明す
る。なお、以下の説明において、図９ないし図１４と同
一部分については、同一符号を用いて説明する。図１
は、本発明を適用した、医療用のＸ線撮影装置の一実施
の形態の概略構成を示した系統図である。このＸ線撮影
装置は、被検体Ｐを間にして対向配置されたＸ線発生器
１００およびフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）２
００と、これらＸ線発生器１００やＦＰＤ２００をはじ
めとして、Ｘ線撮影装置全体を制御する中枢的な機能を
果たすコンピュータやメモリ等を有する制御装置３００
と、制御装置３００に対して操作者が適宜設定操作など
を行う操作卓４００と、ＦＰＤ２００から得られるデジ
タル画像信号に対して階調処理などを施こす画像処理装
置５００と、画像処理装置５００からの出力信号を表示
する表示装置６００とを備えている。なお、ＦＰＤ２０
０は、例えば図９ないし図１２に示したものと同様であ
る。このように構成されたＸ線撮影装置の一般的な動作
は次のとおりである。制御装置３００の制御に基づき、
Ｘ線発生器１００から照射されたＸ線は、被検体Ｐを透
過してＦＰＤ２００に入射し、ＦＰＤ２００では、入射
したＸ線量に応じた電荷量分布に変換される。そして、
ＦＰＤ２００上に形成された二次元的な電荷量分布は、
これも制御装置３００の制御下で、図９で説明したゲー
ト線駆動回路２の動作に従い、ゲート線ＧＬｊ毎に信号
線ＳＬｉおよび信号読み出し回路３を介して、デジタル
画像信号として順次読み出されて、画像処理装置５００
へ供給され、ここで階調処理などが施こされた後、表示
装置６００へ送られ、Ｘ線透視画像として表示される。

【００１２】次に、本発明に係るＸ線撮影装置におけ
る、制御装置３００の有する特徴的な機能について説明
する。制御装置３００は、Ｘ線発生器１００に対して、
Ｘ線を照射させたり、照射を停止させるオン／オフ制御
するのはもとより、Ｘ線の照射条件として、例えば印加
電圧や電流、Ｘ線照射時間、透視／撮影の切替えなどを
制御する。また、ＦＰＤ２００に対しては、タイミング
制御回路４による画像信号の読み出しを制御するととも
に、Ｘ線発生器１００に対するＸ線照射のオン／オフ制
御に応じて、ＴＦＴ１２を駆動状態と非駆動状態とに制
御するなど、Ｘ線撮影装置全体を制御する中枢的な機能
を果たしており、そのためのコンピュータやメモリ等を
有している。このメモリには、制御プログラムや演算プ
ログラムなど、コンピュータを動作するのに必要となる
プログラムや、各種の動作条件などを予め記憶させてあ
るとともに、制御や演算に伴ない得られる情報が記憶さ
れる。また、制御装置３００には操作卓４００が接続さ
れており、この操作卓４００を操作者が操作して、制御
装置３００に対して動作条件などを適宜設定することが
可能である。そのため、操作卓４００には、キーボー
ド、タッチパネル、各種ポインティングデバイス、表示
器などが設けられている。

【００１３】ところで、制御装置３００は、Ｘ線撮影装
置の動作状況に応じて、例えば、Ｘ線発生器１００に対
するＸ線照射のオン／オフ制御に応じて、ＦＰＤ２００
を駆動状態と非駆動状態とに切替える機能を有してい
る。このＦＰＤ２００の駆動状態と非駆動状態との切替
えは、ＴＦＴ１２のゲートに印加する電圧をオン／オフ
させることによって、ＴＦＴ１２を動作させ、あるいは
動作を停止させるように、動作をオン／オフさせるもの
である。すなわち、先に説明したように、ＴＦＴ１２の
ゲート・ソース間の電圧Vgsが、Vthを越えるようにその
ゲート端子１４に電圧を印加することによって、ＴＦＴ
１２をオンとし、Vthより低くなるように、ゲート端子
１４を例えばゼロ電位としたり、あるいはマイナスの電
圧を印加することによって、ＴＦＴ１２をオフにする。
このような、ＦＰＤ２００のＴＦＴ１２をオン／オフさ
せる制御系統の動作について、図２および図３を参照し
てさらに詳しく説明する。図２は制御系統図であり、Ｘ
線撮影装置の制御装置３００と、ＦＰＤ２００のタイミ
ング制御回路４およびゲート線駆動回路２の関連を示し
ている。すなわち、制御装置３００から、ＦＰＤ２００
の駆動状態を制御する信号がタイミング制御回路４へ供
給されることに伴ない、タイミング制御回路４からゲー
ト線駆動回路２へ、クロック信号ＣＬＫ、スタートパル
ス信号ＳＴＶ、ＴＦＴ出力制御用信号ＯＥなどが送出さ
れ、これによってゲート線駆動回路２は、各ゲート線Ｇ
Ｌ１〜ＧＬｍへＴＦＴ１２をオン／オフさせる信号を出
力することになる。

【００１４】図３は、各信号のタイミング図である。ク
ロック信号ＣＬＫは、ＦＰＤ２００の動作タイミングを
決めており、１ラインのゲート線ＧＬｊに割り当てられ
た時間を周期として、繰返しゲート線駆動回路２へ印加
される。スタートパルス信号ＳＴＶは、ＴＦＴ１２を駆
動状態にするための信号であり、スタートパルス信号Ｓ
ＴＶがハイレベルのときに、クロック信号ＣＬＫのパル
スが立ち上がると、ゲート線駆動回路２から各ゲート線
ＧＬ１〜ＧＬｍへ、順次オン信号を出力する。なお、こ
のオン信号のパルス幅は、各クロック信号ＣＬＫの１周
期分の幅である。また、スタートパルス信号ＳＴＶの周
期は、画像収集レートに相当し、例えば、３０フレーム
／秒のときの周期は３３ミリ秒となる。なお、図３に
は、３ラインのゲート線ＧＬ１、ＧＬ２、ＧＬ３を代表
的に示し、各ゲート線にオン信号が表示され、また、そ
の幅もクロック信号ＣＬＫの１周期よりも狭く表示され
ている。しかしこれは、ＴＦＴ出力制御用信号ＯＥとの
関係でそうなっているもので、もしもＴＦＴ出力制御用
信号ＯＥが印加されていなければ、クロック信号ＣＬＫ
の１周期と同じ幅となる。すなわち、ＴＦＴ出力制御用
信号ＯＥは、それがハイレベルのときは、スタートパル
ス信号ＳＴＶがハイレベルになったとしても、各ゲート
線ＧＬ１〜ＧＬｍへの出力を常にオフ電位とするもので
あり、これによって、各ゲート線ＧＬ１〜ＧＬｍへ出力
するオン信号の時間を制御している。よって、図３に
は、ＴＦＴ出力制御用信号ＯＥがゲート線駆動回路２へ
印加された様子を示したので、ゲート線ＧＬ１、ＧＬ
２、ＧＬ３の出力（オン信号）の幅が、これによって制
限されている。

【００１５】そして、このようなＦＰＤ２００の駆動／
非駆動の切替え、すなわち、ＴＦＴ１２のオン／オフ
を、Ｘ線撮影装置の動作状況に応じて、種々の形態で実
施することを可能としているので、以下、各実施の形態
について説明する。先ず、本発明に係るＸ線撮影装置で
は、必要なときにのみＦＰＤ２００を駆動状態とし、そ
れ以外では非駆動状態とさせるように、例えば操作卓４
００のタッチパネルなどに、スリープモードボタンが備
えられている。従って、Ｘ線撮影装置が待機状態にある
ときに、操作者がこのスリープモードボタンをタッチす
ることによって、その信号が制御装置３００へ伝わり、
制御装置３００からＦＰＤ２００のタイミング制御回路
４へスリープコマンドを送り、タイミング制御回路４は
ゲート線駆動回路２に対して、全てのゲート線ＧＬｊに
オフ電位（例えば、小さなマイナスの電圧）を印加させ
るように指示する。よって、全ての画素１を形成するＴ
ＦＴ１２のゲート端子１４はオフ電位となるので、ＴＦ
Ｔ１２はオフ状態となる。

【００１６】このような動作状態を、図４に示すタイミ
ング図と、図５に示すフローチャートを参照して説明す
る。なお、図４（ａ）は、ゲート線ＧＬ１〜ＧＬｍの内
のある１ラインのゲート線ＧＬｊへ、ゲート線駆動回路
２からオン信号が供給されている状態を示しており、所
定の周期でオン信号が印加される。勿論、他のゲート線
ＧＬ１〜ＧＬｍへも順次オン信号が供給されるが、図面
が複雑になるので、１ラインのゲート線ＧＬｊへ供給さ
れる様子のみを示してある。このオン信号は、ＴＦＴ１
２のゲート・ソース間電圧Vgsを、ＴＦＴ１２がオフか
らオンに遷移するゲート電位Vthを越える所定レベルの
信号であり、これはいわゆるＴＦＴ１２の駆動信号であ
る。よって、このオン信号が印加されている間に、蓄積
容量１３に蓄積された電荷が信号線ＳＬｉに読み出され
る。このゲート線駆動回路２からのオン信号は、所定の
周期で繰返し印加されて、Ｘ線が照射されないため蓄積
容量１３に電荷が蓄積されていなくても、いわゆる空読
みが継続される。

【００１７】ここで、Ｘ線撮影装置が待機状態にある
（ステップ１）とき、ステップ２としてタッチパネルの
スリープモードボタンをタッチすると、スリープコマン
ドが発生し、これにより先に説明したように、制御装置
３００はこのスリープコマンドをタイミング制御回路４
へ送る（ステップ３）。よって、タイミング制御回路４
は、ゲート線駆動回路２へＴＦＴ出力制御用信号ＯＥを
供給し、ゲート線駆動回路２からの駆動信号（オン信
号）の送り出しを停止させて、全てのゲート線ＧＬ１〜
ＧＬｍをオフ電位とし（ステップ４）、図４（ｂ）に示
すように、この状態を継続する。従って、ＴＦＴ１２は
オフ状態に維持され、ＴＦＴ１２のオフからオンに遷移
するゲート電位Vthが、ゲート・ソース間電圧Vgsのプラ
ス側へシフトするのを抑制する。なお、ステップ４にお
いて、タイミング制御回路４は、ゲート線駆動回路２へ
供給するクロック信号ＣＬＫを停止させたり、スタート
パルス信号ＳＴＶを停止させることによって、ゲート線
駆動回路２からのオン信号の送り出しを停止させるよう
にしてもよい。

【００１８】ここで、操作卓４００のタッチパネルのス
リープモードボタンを再度タッチする（ステップ５）
と、制御装置３００は、スリープモードを解除するよう
にタイミング制御回路４へ解除信号を送り（ステップ
６）、タイミング制御回路４は、ステップ４の動作を解
除して、ゲート線駆動回路２を通常の動作状態に戻す
（ステップ７）。なお、タッチパネルのスリープモード
ボタンに代えて、キーボードからスリープコマンドを入
力したり、あるいはスリープ解除コマンドを入力するよ
うにしても、同様に機能させることができる。上記の実
施の形態は、タッチパネルやキーボーを操作することに
よって、ＦＰＤ２００をスリープモードにしたり、それ
を解除するものであるが、次に、自動的にスリープモー
ドにする実施の形態について、図６に示すフローチャー
トと、図７に示すタイミング図を参照して説明する。な
お、図７も図４と同様に、ゲート線ＧＬ１〜ＧＬｍの内
のある１ラインのゲート線ＧＬｊへ、ゲート線駆動回路
２からオン信号が供給されている状態を示している。す
なわち、操作卓４００のタッチパネルなどに、Ｘ線照射
を開始させるＸ線照射ボタンが備えられている。そし
て、制御装置３００に所定の撮影条件などが設定され
て、Ｘ線撮影装置が待機状態にある（ステップ１１）と
きに、ステップ１２として、操作者がこのＸ線照射ボタ
ンをタッチすることによって、その信号が制御装置３０
０へ伝わり、制御装置３００はＸ線発生器１００へ、Ｘ
線照射を開始させる照射開始コマンドを発し、Ｘ線発生
器１００は設定された条件に基づき、被検体ＰへＸ線を
照射する（ステップ１３）。よって、ＦＰＤ２００から
画像信号が収集される（ステップ１４）。

【００１９】一方、制御装置３００はタイマを有してお
り、Ｘ線照射開始コマンドが発せられるとタイマによっ
てその後の時間の計測を開始（ステップ１５）する。そ
して、ステップ１６として、タイマによる計測時間が所
定の時間に達したか否かが判定され、所定時間に達する
と、ステップ１７へ進み、制御装置３００は自らスリー
プコマンドを、ＦＰＤ２００のタイミング制御回路４へ
送り、図５におけるステップ４と同様にして、ゲート線
駆動回路２の駆動信号（オン信号）の送り出しを停止さ
せ、全てのゲート線ＧＬ１〜ＧＬｍをオフ電位とさせる
（ステップ１８）。なお、ステップ１６にて所定時間に
達していないと判断したときは、ステップ１５へ戻り時
間の計測を継続する。この様子は図７に示されており、
例えば時刻ｔ１でＸ線照射開始コマンドが発せられたも
のとすると、時間Ｔ経過した後の時刻ｔ２にスリープコ
マンドを発し、それ以降ＴＦＴ１２をオフ状態に維持す
ることになる。なお、タイマによる計測時間Ｔは、ＦＰ
Ｄ２００から画像信号を収集するのに必要な時間を含め
て、必要に応じて適宜設定すればよく、その設定は操作
卓４００から行うことができる。よってこの場合には、
タッチパネルのスリープモードボタンをタッチしたり、
キーボードからスリープコマンドを入力する必要はな
く、自動的にＦＰＤ２００をスリープモードにすること
ができる。また、時刻ｔ１で最終のＸ線照射コマンドが
発せられたものとすると、時間Ｔの間では、ＦＰＤ２０
０は空読みされることになる。

【００２０】上記のように、Ｘ線が照射された後自動的
にＦＰＤ２００がスリープモードにされたときも、タッ
チパネルのスリープモードボタンをタッチしたりキーボ
ードからスリープモード解除コマンドを入力することに
よって、スリープモードを解除することができる。ま
た、操作卓４００のタッチパネルなどに備えられている
Ｘ線照射ボタンを操作して、スリープモードを解除する
ようにしてもよい。このＸ線照射ボタンを操作して、ス
リープモードを解除する場合の動作を、引き続き図６の
フローチャートで説明する。この場合、タイミング図と
しては図７とは逆になるが、ステップ１７として、時刻
ｔ２にスリープコマンドが発せられて、ＴＦＴ１２がオ
フ状態を維持していた（ステップ１８）ものが、図８に
示すタイミング図のように、時刻ｔ３に、操作卓４００
のタッチパネルに備えられているＸ線照射ボタンが操作
される（ステップ１９）と、その信号は制御装置３００
へ伝わる。よって、制御装置３００は、スリープコマン
ドに代えてスリープモード解除コマンドをＦＰＤ２００
のタイミング制御回路４へ送り（ステップ２０）、タイ
ミング制御回路４は、ステップ１８の動作を解除して、
ゲート線駆動回路２を通常の動作状態に戻す（ステップ
２１）。同時に制御装置３００は、Ｘ線発生器１００へ
Ｘ線照射を開始させるＸ線照射開始コマンドを発し、Ｘ
線を照射させる（ステップ２２）。よってこの後は、Ｆ
ＰＤ２００は通常の動作状態となって、画像信号が収集
され（ステップ２３）、Ｘ線撮影装置は待機状態となる
（ステップ２４）。

【００２１】なお、制御装置３００が有するタイマによ
って、Ｘ線照射開始コマンドを発した後の時間を計測す
る代りに、操作卓４００からＸ線の照射条件などを設定
した際に、設定し終わってからの時間の計測を開始し、
タイマによって所定の時間が計測されたときに、制御装
置３００は自らスリープコマンドを、ＦＰＤ２００のタ
イミング制御回路４へ送り、ＦＰＤ２００を自動的にス
リープモードにしてもよい。この場合のタイミング図
は、図７と同様である。撮影条件などの設定が終わる
と、引き続きＸ線が照射され、ＦＰＤ２００から画像信
号を収集することになるので、これらに必要となる時間
を含めて、タイマによる計測時間（Ｔ）を決めればよ
く、その時間設定は操作卓４００から行うことができ
る。この場合も、Ｘ線照射ボタンが操作されたときに、
スリープモードを解除するようにしたり、また、タッチ
パネルのスリープモードボタンをタッチしたりキーボー
ドからスリープモード解除コマンドを入力してもよいこ
とは言うまでもない。なお、Ｘ線撮影装置のメインスイ
ッチがオンされて主電源が投入されたとき、このことを
制御装置３００で検出することによって、制御装置３０
０からスリープコマンドを発生させ、これをＦＰＤ２０
０へ供給するようにすれば、Ｘ線撮影装置の起動と同時
にＦＰＤ２００をスリープモードにすることができ、よ
り効果的である。さらに本発明は、上述の実施の形態に
限定されるものではなく、種々の形態での実施が可能で
ある。例えば、放射線検出器の実施の形態として、直接
変換型のフラットパネル型放射線検出器について説明し
たが、本発明は、間接変換型のフラットパネル型放射線
検出器にも適用できることは言うまでもない。また本発
明は、医療用のＸ線撮影装置に限らず、例えば非破壊検
査装置のような工業用のＸ線検査装置など、広く放射線
撮影装置に適用することができる。

【００２２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、Ｘ線撮影装置の待機時など、直接Ｘ線撮影に関わ
っていないときには、ＦＰＤをスリープモードにして、
ＦＰＤのスイッチング素子であるＴＦＴをオフ状態に置
くようにするので、ＴＦＴを駆動状態にするための、ゲ
ート・ソース間電圧Vgsを印加する時間が少なくなる。
よって、ＴＦＴがオフからオンに遷移するゲート電位Vt
hがゲート・ソース間電圧Vgsのプラス側へシフトするの
を抑制し、動画撮影時の残像を軽減させるなど、長期に
わたるＦＰＤの性能維持に極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した、医療用のＸ線撮影装置の一
実施の形態の概略構成を示した系統図である。

【図２】本発明の一実施の形態における制御系統図であ
る。

【図３】図２に示した各信号のタイミング図である。

【図４】本発明の一実施の形態の動作を説明するために
示したタイミング図である。

【図５】本発明の一実施の形態の動作を説明するために
示したフローチャートである。

【図６】本発明の他の実施の形態の動作を説明するため
に示したフローチャートである。

【図７】本発明の他の実施の形態の動作を説明するため
に示したタイミング図である。

【図８】本発明のさらに他の実施の形態の動作を説明す
るために示したタイミング図である。

【図９】公知のフラットパネル型Ｘ線検出器の一例の概
略構成を示した説明図である。

【図１０】図９に示したフラットパネル型Ｘ線検出器の
信号読み出し回路の説明図である。

【図１１】公知のフラットパネル型Ｘ線検出器を構成す
る画素の断面構造の一例を模式的に示した説明図であ
る。

【図１２】図１１に示したフラットパネル型Ｘ線検出器
を構成する画素の等価回路の説明図である。

【図１３】ＴＦＴのゲート・ソース間電圧Vgsとドレイ
ン電流Idsとの関係を説明した特性図である。

【図１４】ＴＦＴのゲート・ソース間電圧Vgsの印加時
間特性を説明した特性図である。

【符号の説明】

１画素２ゲート線駆動回路３信号読み出し回路４タイミング制御回路１２ＴＦＴ１００Ｘ線発生器２００フラットパネル型Ｘ線検出器３００制御装置４００操作卓５００画像処理装置６００表示装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 31/09 Ｈ０１Ｌ 31/00 Ａ５Ｆ０８８Ｈ０４Ｎ 5/32 27/14 ＫＦターム(参考） 2G001 AA01 BA11 CA01 DA09 JA06 KA03 LA01 SA15 2G088 EE01 FF02 GG19 GG20 GG21 JJ05 JJ36 KK32 KK40 4C093 AA30 CA35 CA38 EB12 EB13 EB17 EE01 FA13 FA33 FA43 FC03 FD01 FF08 4M118 AB01 BA05 CA14 CA32 CB11 FB08 FB13 5C024 AX11 CX00 GY00 5F088 AA11 AB05 BB07 BB10 EA04 GA02 KA08 KA10 LA08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検体へ放射線を照射する放射線照射手
段と、この放射線照射手段によって照射され前記被検体を透過
した放射線を検出する部材がマトリクス状に配列され、
各部材からの検出信号をスイッチング素子をオン／オフ
することにより、所定のシーケンスで読み出す放射線検
出手段とを備えた放射線撮影装置において、前記放射線検出手段の全ての前記スイッチング素子を強
制的にオフ状態にし、およびこのオフ状態を解除する制
御手段を具備することを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項２】前記制御手段は、当該放射線撮影装置の
主電源が投入されたときに、前記スイッチング素子をオ
フにすることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影
装置。
【請求項３】前記制御手段は、当該放射線撮影装置が
待機状態にあるときに、前記スイッチング素子をオフに
することを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装
置。
【請求項４】前記制御手段は、前記放射線照射手段か
ら放射線が照射されてから所定時間経過後に、前記スイ
ッチング素子をオフにすることを特徴とする請求項１に
記載の放射線撮影装置。
【請求項５】前記制御手段は、前記放射線照射手段か
ら照射される放射線の照射条件を設定してから所定時間
経過後に、前記スイッチング素子をオフにすることを特
徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
【請求項６】前記制御手段による前記スイッチング素
子をオフにするまでの時間を、任意に設定する設定手段
を具備することを特徴とする請求項４または請求項５の
いずれか１項に記載の放射線撮影装置。
【請求項７】前記制御手段は、前記放射線照射手段か
ら放射線の照射を開始させる指示信号に基づき、前記ス
イッチング素子のオフ状態を解除することを特徴とする
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の放射線
撮影装置。
【請求項８】前記スイッチング素子は、薄膜トランジ
スタであることを特徴とする請求項１ないし請求項７の
いずれか１項に記載の放射線撮影装置。