JP2006162619A

JP2006162619A - 放射線検出システム及びその動作方法

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Publication number: JP2006162619A
Application number: JP2005349250A
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Inventors: Noriyuki Umibe; 紀之海部
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Publication date: 2006-06-22
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Abstract

【課題】感度が高く、信頼性が高く、使い勝手の良い撮像装置等の光電変換装置及び光電変換装置の動作方法を提供する。
【解決手段】光電変換素子を駆動するためにスイッチ素子を動作させる駆動回路と、電圧印加期間内に光電変換素子に対して電圧を印加するための電源部と、放射線源からの放射線を光電変換素子が検出可能な波長の光に変換する波長変換体と、からなる放射線検出装置と、放射線検出装置を制御するための制御部と、を有する放射線検出システムにおいて、制御部は、電源部が電圧を印加している期間に、光電変換素子に電圧の印加を開始した後に電圧の印加時に光電変換素子に発生した暗電流を安定化させるための期間に放射線検出装置が待機動作を行う第１のモードを開始する信号と、第１のモードの後に放射線検出装置が画素部の初期化動作を行う第２のモードを開始する信号とを発生する。
【選択図】図１

Description

本発明は、放射線検出システム及び放射線検出システムの動作方法に係わり、特に可視光もしくはＸ線に代表される放射線を利用した撮像装置、例えばスチールカメラあるいは放射線撮像装置等の一次元もしくは二次元の撮像装置に好適に用いられる放射線検出システム及び放射線検出システムの動作方法に関する。

従来、写真といえば光学カメラと銀塩フィルムを使用した銀塩写真が大半を占めていた。半導体技術が発達しＣＣＤ型センサ、ＭＯＳ型センサで代表されるＳｉ単結晶センサを用いた固体撮像素子を用いてビデオカムコーダのような動画の画像を撮影できる撮像装置が発達してきているものの、これら画像は画素数においてもＳＮ比においても銀塩写真にはかなわず、静止した画像を写し込むには銀塩写真を使うのが普通であった。

これに対し近年、コンピュータによる画像処理、電子ファイルによる保存、電子メールによる画像の伝送の要求が高まり、銀塩写真画像に劣らないディジタル信号として出力する電子撮像装置が望まれている。このことは一般の写真のみならず検査や医療の分野でも同じことがいえる。

例えば、医療の分野において銀塩写真技術を使うものとしてはＸ線写真が一般的である。これはＸ線源から出たＸ線を人体の患部に照射し、その透過の情報をもって、例えば骨折や腫瘍の有無を判断するもので長い間医療の診断に広く使われている。通常、患部を透過したＸ線は一度蛍光体に入射させ可視光に変換しこれを銀塩フィルムに露光する。しかし、銀塩フィルムは感度がよく、また解像度が高いという長所があるものの、現像に時間がかかる、保存・管理に手間がかかる、遠隔地にすぐ送れない、等の短所があり、先に述べたように銀塩写真画像に劣らないディジタル信号として出力する電子Ｘ線撮像装置が望まれている。もちろん、これは医療分野に係わらず、構造物などの検体の非破壊検査などでも同様である。

この要望に対し水素化アモルファスシリコン（以下、ａ−Ｓｉと記す）の光電変換素子を用いた撮像素子を二次元に並べた大型センサを用いた撮像装置の開発がされている。この種の撮像装置は例えばおよそ一辺が３０〜５０ｃｍの絶縁基板上にスパッタ装置や化学的気相堆積装置（ＣＶＤ装置）等を使ってメタル層やａ−Ｓｉ層などを堆積し、例えばおよそ２０００×２０００個の半導体ダイオードを形成しこれに逆バイアスの電界を印加し、また同時に作り込んだ薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと記す）によりこれら個々のダイオードの逆方向に流れた電荷を個々に検知できるようにしたものである。半導体のダイオードに逆方向の電界を印加すると半導体層に入射した光量に応じた光電流が流れることは広く知られておりこれを利用したものである。しかしながら、光を全く当てない状態でもいわゆる暗電流といわれる電流が流れてしまい、これがショットノイズを発生してしまい装置全体の検知能力、つまりＳＮ比といわれる感度を低下させる要因になっている。これは医療の診断や検査の判断に悪影響を及ぼすことがある。例えばこのノイズが原因で病巣や不良箇所を見落としたら問題であることは言うまでもない。よってこの暗電流をいかに減少させるかは重要である。

また、半導体ダイオードや他の光電変換素子にバイアスを常に印加し続けると流れる電流により半導体内の欠陥を増加させ徐々に性能が劣化することがあることも知られている。これは暗電流が増加したり、光による電流つまり光電流が低下する等の現象として現れる。また、電界を印加し続けると欠陥の増加のみならず、イオンの移動や電気分解によりＴＦＴの閾値の移動や配線に使われている金属の腐食の原因になり装置全体の信頼性の低下につながることがある。医療機器や検査機器の製品化において信頼性が低いことは問題を生ずることがある。例えば、緊急を要する診断・治療あるいは検査の最中に故障することはあってはならないことである。これまで半導体のダイオードを例に感度と信頼性について述べたがこれに限らず各種タイプの光電変換素子にも言えることでダイオードに限った問題点ではない。

図７にＸ線撮像装置の概略的ブロック図の一例を示す。図７において、１は絶縁基板上に多数の光電変換素子とＴＦＴが形成され、またこれらを制御するＩＣ等が実装されたセンサ部である。センサ部には大まかに、光電変換素子に電界を印加するためのバイアス印加用端子（Ｂｉａｓ）と読み出しや初期化の開始信号を与えるスタート端子（ＳＴＡＲＴ）と二次元に並んだ各光電変換素子からの出力をシリアル信号にして出力する出力端子（ＯＵＴ）の３つの端子部がある。２はＸ線源であり、制御回路５の制御によりパルス状のＸ線を出射する。このＸ線は患者の患部などの検体の検査部を透過し情報を含んだ透過Ｘ線がセンサ部１へ向かう。センサ部１と検体の間には図示はしていないが蛍光体があり透過Ｘ線は可視光に変換される。変換された可視光はセンサ部内の光電変換素子に入射する。３は光電変換素子に電界を印加するための電源であり、制御スイッチ（ＳＷ）、もしくは制御回路５により制御される。
特開平９−１３１３３７号公報

しかしながら、上述するような装置では以下に説明するような改善可能な点があった。

図８に図７で示したＸ線撮像装置の動作の一例を示す。図８（Ａ）−図８（Ｄ）は夫々撮像装置においての動作を示す概略的タイミングチャートである。図８（Ａ）は撮像装置の動作を示している。図８（Ｂ）はＸ線源２のＸ線出射タイミングである。図８（Ｃ）は光電変換素子の印加バイアスのタイミングである。図８（Ｄ）は光電変換素子に流れる電流を示している。図９は動作の流れを示すフローチャートである。

図８（Ａ）において（ＳＷＯＮ）で示した矢印までは図８（Ｃ）で示すように光電変換素子にはバイアスが印加されていない（ＢｉａｓＯＦＦ）。ここで図９で示すように＜ＳＷＯＮ？＞３０１の検知がされ、もし制御スイッチ（ＳＷ）がオンになると［ＢｉａｓＯＮ］３０２される。これは図８（Ｃ）でも示されている。これと同時に図８（Ａ）のＩｎｔ．、図９の［ＩｎｉｔｉａｌｉｚｅＳｅｎｓｏｒｓ］３０３で示されたようにセンサ部１内の個々の光電変換素子の電荷が初期化される。初期化が一通り終わると制御回路５はＸ線源２を制御しＸ線を出射する。これにより撮像装置は露光される（図８（Ｂ）のＥｘｐ．および図９の［Ｅｘｐｏｓｕｒｅ］３０４）。この後図８（Ａ）のＲｅａｄ、図９の［ＲｅａｄＳｅｎｓｏｒｓ］３０５で示すように内部のＴＦＴとＩＣの動作により個々の光電変換素子内に流れた光情報を含んだ電荷が読み出される。その後図８（Ｃ）に示されるようにあるいは図９の［ＢｉａｓＯＦＦ］で示したように光電変換素子の電界を０（ＯＦＦ）にする。そしてつぎの制御スイッチのオンまで待機する。

ところが上記動作においては図８（Ｄ）で示したように露光前後においての光電変換素子の電流が大きい。半導体、特にａ−Ｓｉのようなアモルファス半導体はバイアスが印加された直後は暗電流が大きくしばらくの間光が入射していないのにもかかわらず電流が流れてしまう。これは先に述べたようにショットノイズの影響で良好なＸ線画像が再現できない場合があることを示す。この場合、適切な診断や検査ができないことがある。この暗電流の原因は半導体内の電界の変化により禁止帯内のフェルミレベルが相対的に移動する場所ができ、これにより禁止帯中央付近のトラップの電子、ホールの移動によると説明されている。このトラップは半導体の欠陥や半導体−絶縁体の界面における結晶構造の不連続から起きており、この暗電流の増加はどのような材料、どのような構造の光電変換素子でもおきる。また、電界を印加した直後はイオンなどの電荷が移動しそれらが安定するまで不安定な電流が流れるのも原因の１つである。

図１０にＸ線撮像装置の別の動作の一例を示す。装置全体のブロック図は図１とほとんど同じであり省略する。図１０において図８と同等の動作や表現は同じ記号で示している。動作のほとんどは先に説明した図８の動作と同じだが異なる点は図１０（Ｃ）で示したように光電変換素子には電界を印加し続けているところである。つまり図１１でもわかるとおり、露光動作の一連の動作において［ＢｉａｓＯＮ／ＯＦＦ］せずにＢｉａｓＯＮ状態を維持している。これにより図２で示した動作に比較して図１０の（Ｄ）で示すように暗電流が減少しており、これにより良好な画像が得られるかのように思われる。しかし、実際には陰に隠れた問題を抱えており製品としてはこの動作は採用できない。その理由はこの動作では病院が診察時間内などの使用される可能性のある時間の間常に光電変換素子に電界を印加し続けていることになることである。図２の動作では例えば１日１００回、１回当たり３秒で撮像動作するとして累計３００秒の光電変換素子への印加であるのに対し、図１０の動作では診察時間などの使用可能性のある時間が８時間とすると約３００００秒にもなり約１００倍もの長い時間動作させる動作条件となる。これは実際に撮影をしようと操作しているとき以外（つまり無操作時）にも光電変換素子に電界が印加されることになる。これは先に述べたように信頼性の低下につながりメンテナンス費用なども考慮すると実用にはむかない。

（発明の目的）本発明の目的はこの問題点を解決し、感度が高く、信頼性が高く、使い勝手の良い撮像装置等の光電変換装置及び光電変換装置の動作方法を提供することにある。

又、本発明は、ノイズが少なく高ＳＮ比の情報を得ることのできる光電変換装置及びその動作方法を提供することを目的とする。

更に本発明は、所望のタイミングで像情報を得ることができ、Ｘ線などの放射線を必要以上に照射しないで済む光電変換装置及びその動作方法を提供することを目的とする。

加えて本発明は銀塩フィルムを使用せず、即時性の高い像情報を得ることができ、遠隔地における検査を施すことも可能な像情報を得ることができる光電変換装置及びその動作方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、光電変換素子と該光電変換素子に接続されたスイッチ素子からなる画素が複数配列されてなる画素部と、前記光電変換素子を駆動するために前記スイッチ素子を動作させる駆動回路と、電圧印加期間内に前記光電変換素子に対して電圧を印加するための電源部と、放射線源からの放射線を前記光電変換素子が検出可能な波長の光に変換する波長変換体と、からなる放射線検出装置と、前記放射線検出装置を制御するための制御部と、を有する放射線検出システムにおいて、前記制御部は、前記電源部が前記光電変換素子に前記電圧を印加している期間に、前記電圧の印加により前記光電変換素子に発生した暗電流を安定化させるための期間に前記放射線検出装置が待機動作を行う第１のモードを開始する信号と、前記第１のモードの後に前記放射線検出装置が前記画素部の初期化動作を行う第２のモードを開始する信号と、を発生することを特徴とする。
また、本発明は、複数の光電変換素子とそれぞれの該光電変換素子に対応した複数のスイッチ素子からなる複数の画素が２次元に配列されてなる画素部と、前記光電変換素子を駆動するために前記スイッチ素子を動作させる駆動回路と、電圧印加期間内に前記光電変換素子に対して電圧を印加するための電源部と、放射線源からの放射線を前記光電変換素子が検出可能な波長の光に変換する波長変換体と、を有する放射線検出装置と、前記放射線検出装置を制御するための制御部と、を有する放射線検出システムの動作方法であって、前記光電変換素子に電圧の印加を開始した後の、前記光電変換素子に発生した暗電流を安定化させるための期間に、前記放射線検出装置が待機動作を行う第１のモードと、前記第１のモードの後に前記放射線検出装置が前記画素部の初期化動作を行う第２のモードと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、スイッチ手段をオンすることにより光電変換手段に電圧又は電流を与え、暗電流が減少した後、再度スイッチ手段をオンすることによりすぐ露光を始められる。

つまり、光電変換手段に常に電界等を印加しなくて良く信頼性の高い、暗電流が減少した後の光電流を利用できショットノイズのないＳＮ比の高い像情報が得られ、得たい像の直後に露光が開始でき使い勝手の良い撮像装置が提供できる。

また、Ｘ線源と組み合わせれば銀塩フィルムの代わりに信頼性、感度、使い勝手に優れたディジタル信号の得られる医療診断用あるいは非破壊検査用Ｘ線撮像装置が提供でき、遠隔地においても適切な医師や技師の診断を得られる。

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の実施の形態を説明する。

本発明では光電変換素子を安定化状態で使用することによってより正確で信頼性を有する情報の読み取りを行なうことができる。

また、本発明によれば、光電変換素子を常にスタンバイ（待機）状態にしていないので素子の長寿命化がはかれ、装置本体の信頼性の向上、メンテナンスフィーの低下をはかることができる。

図１に本発明のＸ線撮像装置の動作例を示す。装置全体のブロック図は図７とほとんど同じであり省略する。図１において図８と同等の動作や表現は同じ記号で示している。動作のほとんどは先に説明した図８の動作と同じだが異なる点は図１（Ａ）及び図２で示したように［ＢｉａｓＯＮ］３０２とセンサ部の初期化［ＩｎｉｔｉａｌｉｚｅＳｅｎｓｏｒｓ］３０３の間に［Ｗａｉｔ］７０１動作を追加している。この［Ｗａｉｔ］７０１は例えば３〜５秒待てば充分であり、これにより暗電流の影響は図１（Ｄ）で示されたように図８（Ｄ）に比較して大幅に改善することができる。

この待機動作（Ｗａｉｔ７０１）はタイマー手段によって撮影スイッチを入れたあと所望の時間作動するようにしてよく、撮影者によってあらためてスイッチが入れられるようにしてもよい。

待機時間は上述したように３〜５秒程度で実際上素子の立上りの問題を解決することができる。また、待機時間は必要に応じて適宜調整することができる。

タイマー手段などによって、１度スイッチ（シャッター）をＯＮすれば所定時間後に自動的に撮影を行なう装置の場合は、動かない被写体または検体であることが望ましい。これは、撮影者が意図した状態を撮影することが必ずできるためである。

例えば、タイマー手段などによってスイッチＯＮ後、自動的に撮影される場合は［ＳＷＯＮ］３０１、つまり制御スイッチ（俗に言うシャッタ・ボタン）をオンしてから３〜５秒の間は患者などの検体が動いてはいけないことである。通常、医師（技師）は検体である患者に患部が良く写るようにポーズをとらせ、あるいは検体を配置し、場合によっては呼吸や検体の動作を止めさせて制御スイッチをオンにする。これに対して露光が始まるまで３〜５秒待たせるのは時間が長すぎて、特に呼吸を止めさせている場合はわずかな期間であるが患者が我慢できないこともある。実際には［Ｗａｉｔ］７０１の間は動いても画像はボケたりしないが患者はいつ露光が始まるか判らないため結果的にａ−ｂ間、つまり制御スイッチをオンしてから露光が終わるまで動けない。また、医師が別のセンサ等で撮影したいシャッタ・チャンスに制御スイッチをオンしても、３〜５秒の間に胃や腸あるいは機械などの検体は動いてしまうかもしれない。

そこで更に（１）感度がよい、（２）信頼性が高い、に加えて（３）使い勝手のよい、つまり任意のタイミングで撮影ができる撮像装置について説明する。また、撮像装置は一般的に像情報を取り込むものを含むが、特にＸ線撮像装置とするのが好ましい。

以下、本発明の別の実施形態について図面を用いて説明する。

図３は本発明の別の実施形態に係る撮像装置の概略的なシステムブロック図である。本実施形態ではＸ線検査（例えばＸ線診断）を目的とする放射線撮像装置が構成されている。図３において、図７と同様の各部については対応箇所に同一の符号を付してある。

図３において、１は例えば絶縁基板上に多数の光電変換素子（光電変換手段）とＴＦＴが形成され、またこれらを制御するＩＣ等が実装されたセンサ部である。センサ部１には大まかに光電変換素子に電界を印加するためのバイアス印加用端子（Ｂｉａｓ）と読み出しや初期化の開始信号を与えるスタート端子（ＳＴＡＲＴ）と二次元に並んだ各光電変換素子からの出力をシリアル信号にして出力する出力端子（ＯＵＴ）の３つの端子を有する場合を示してある。２はＸ線源であり制御回路４の制御によりパルス状のＸ線を出射する。このＸ線は患者や物体などの検体の患部や検査部を透過し情報を含んだ透過Ｘ線がセンサ部１へ向かう。センサ部１と患者の間には図示はしていないが通常は蛍光体のような波長変換体があり透過Ｘ線はセンサ部１で検出可能な波長、例えば可視光に変換されセンサ部１内の光電変換素子に入射する。３は光電変換素子に電界を印加するための電源であり、第一のスイッチ手段として働くＳＷ１により制御される。制御回路４にはＳＷ１と第二のスイッチ手段として働くＳＷ２が接続されており、これら２つの情報やその他の情報によりセンサ部１に与える各種動作の開始信号を制御している。また、同時にＸ線源２にＸ線を出射するタイミングを与えている。

図４（Ａ）にＳＷ１とＳＷ２の外観を示す。ＳＷ１とＳＷ２は作業者が扱いやすいように１つのグリップ状のケースの中に実装されスイッチボックス７１を構成している。ケースの中には２つのスイッチとそれぞれのスイッチにバネが実装されており、手を離した状態ではＳＷ１とＳＷ２が共にオフの状態になるように構成されている。また、ＳＷ２にはロックがついており通常はオフ状態でＳＷ１がオン状態になると初めてロックがはずれて可動できるようになり、ＳＷ１がオフでＳＷ２がオンの状態にはならないように機械的に禁止している。本実施形態ではこの禁止を機械的に行っているがこれを電気的に行い、例えばＳＷ１がオフの場合に誤ってＳＷ２が押されても電気的にこれを無効にしてＳＷ２がオン状態にならなくしてもよい。図４（Ａ）は手を離した状態でありＳＷ１に連動しているスイッチレバー７３およびＳＷ２に連動しているスイッチレバー７４は解放であり、ＳＷ１およびＳＷ２は共にオフの状態である。作業者はこのスイッチボックス７１を扱う場合、グリップ部７２を掴んで親指をＳＷ１スイッチレバー７３に触れる程度にしている。この状態から親指で軽く押すと図４（Ｂ）の状態になり一度安定する。これはスイッチレバー７３のバネの力がスイッチレバー７４のバネなどの弾性部材を押圧するに必要な押圧力より弱く構成されているからである。この状態でＳＷ１がオン、ＳＷ２がオフの状態になっている。さらに強く押すと図４（Ｃ）の状態になりＳＷ１およびＳＷ２は共にオンの状態になる。このようにスイッチボックス７１は３つの状態をとれるように構成され、このスイッチボックス７１を触れていない状態つまり無操作時には決してＳＷ１およびＳＷ２はオンしないように構成されている。また、スイッチレバー７３のバネなどの弾性部材の力は適度に調整されており、通常の人であれば長い間、例えば１分以上押し続けていられないように構成されている。これにより不用意に長い間ＳＷ１、ＳＷ２が押し続けた状態を禁止している。つまり、１分も状態を変化させていない状態では無操作とみなすことができるからである。

なお、ＳＷ１とＳＷ２は上記の機械的なスイッチの構造に限定されない。ＳＷ１とＳＷ２を独立して設け、電気回路的に上記の作用を奏するようにしてもよい。またＳＷ１とＳＷ２は機械的なスイッチでなく、電気的なスイッチ（例えばトランジスタ）で構成してもよい。例えば機械的なスイッチ（ＳＷ０）を１つとし電気的なスイッチでＳＷ１とＳＷ２を構成することができる。この場合は例えばＳＷ０を一度押した場合はＳＷ１がオンし、ＳＷ０を離した後、もう一度ＳＷ０を押したときにはＳＷ２がオンし、その後ＳＷ０を離したときにはＳＷ１、ＳＷ２がオフされるような回路を構成すればよい（ＳＷ０を１度押したか２度押したかの識別は異なる発光色のＬＥＤが発光するなどして表示するようにしておけばよい。）。

ここで図５を用いて図３で示した本実施形態の撮像装置の動作の一例を説明する。図５（Ａ）〜図５（Ｄ）は撮像装置においての動作を示すタイミングチャート、図６は動作の流れを示すフローチャートである。図５（Ａ）は撮像装置の動作を示している。図５（Ｂ）はＸ線源２のＸ線出射タイミングである。図５（Ｃ）は光電変換素子の印加バイアスのタイミングである。図５（Ｄ）は代表されるある光電変換素子に流れる電流を示している。図５（Ａ）において（ＳＷ１ＯＮ）で示した矢印までは図５（Ｃ）で示すように光電変換素子には電界つまりバイアスが印加されていない（ＢｉａｓＯＦＦ）。これは制御回路４が無操作を認識し休止モード（ＳｔｏｐＭＯＤＥ）として電源３を制御しているからである。本実施形態において無操作とはＳＷ１がオフしていることであり、制御回路４はＳＷ１がオフであることでこれを判断している。破線はバイアスが印加されていない状態を示している。ここで図６で示すように＜ＳＷ１ＯＮ？＞９０１の判定がされ、もし制御スイッチ（ＳＷ１）がオンになると［ＢｉａｓＯＮ］９０２される。これは図５（Ｃ）でも示されている。この状態でセンサ部１は図５R>０（Ａ）又は図１１のＷａｉｔ又は［Ｗａｉｔ］９０３で示されたように待機状態となる。この状態をスタンバイモード（Ｓｔａｎｄ−ｂｙＭＯＤＥ）としている。この待機状態の間に図５（Ｄ）で示すように光電変換素子の暗電流は減少していく。この時、制御回路４は作業者に対して暗電流が減少するまで一定時間ＳＷ２をオンにすることを禁止する。暗電流が減少したか否かは直接電流を検出してもよいし、予め減少するまで必要とする時間を把握しておき、その時間の間禁止してもよい。禁止する方法は機械的に禁止してもよいし、電気的でもよい。もしくは作業者に禁止を示すランプなどの表示を示してもよい。また、例えＳＷ２を押してしまっても制御回路が撮影動作を開始しなければよい。作業者はこの禁止中に患者や物体などの検体の撮影の準備をすればよい。禁止が解除になった後、必要に応じて、「息を止める」などの指示を与え、あるいは物体の動作を開始し、像を得たいタイミングでＳＷ２をオンする（ＳＷ２ＯＮ）９０４。ＳＷ２がＯＮされると露光モード（ＥｘｐｏｓｕｒｅＭＯＤＥ）が開始し図５（Ａ）又は図６のＩｎｔ．又は［ＩｎｉｔｉａｌｉｚｅＳｅｎｓｏｒｓ］９０５で示されたようにセンサ部１内の個々の光電変換素子の電荷が初期化される。初期化が一通り終わると制御回路４はＸ線源２を制御しＸ線を出射する。これを図５（Ｂ）および図６のＥｘｐ．又は［Ｅｘｐｏｓｕｒｅ］９０６で示している露光を行なう。露光が完了すれば検体の撮影は終了で検体はこの時点で自由に動いてもよくなる。つまり図５（Ａ）又は図６で示したａ−ｂ間に動かなければよい。通常センサ部１の初期化は３０〜３００ｍｓで終了し、また、Ｘ線のパルス幅は５０〜２００ｍｓなため、およそ０．５秒の間静止していればよいことになる。撮像装置は露光後図５（Ａ）又は図６のＲｅａｄ又は［ＲｅａｄＳｅｎｓｏｒｓ］９０７で示すように内部のＴＦＴとＩＣの動作により個々の光電変換素子内に流れた光情報を含んだ電荷が読み出される。その後図６の＜ＳＷ１ＯＮ？＞９０８でＳＷ１の状態を検知し、もしＳＷ１がオフしていれば図５（Ｃ）に示されるように又は図６の［ＢｉａｓＯＦＦ］９０９で示したように光電変換素子の電界を０にする。そしてつぎの制御スイッチがオンするまで待機する。また、連続撮影などでＳＷ１がオンの場合は検体の撮影方向を変えてあるいは次の患者などの検体をすぐ撮影できるように図６で示すようにＳＷ２オンの検知を待つ。こうすれば連続した撮影の場合は２回目は図５（Ａ）又は図６のＷａｉｔ、［Ｗａｉｔ］９０３で示されたように待機する必要がなく効率がよい。また、これら作業中ＳＷ１をオンしたところで都合により作業を中断したい場合はＳＷ１のスイッチレバーを離せばＳＷ１はオフし図６で示すように［ＢｉａｓＯＦＦ］９０９になる。

以上説明したように本実施形態においては無操作時に光電変換素子に電界が印加されることもなく、また、露光時においては暗電流は減少していて、さらにまた、患者は一瞬の間のみ静止するだけでよく、したがって信頼性が高く、感度が良く、かつ、使い勝手がよい撮像装置を提供している。

また、無操作時において光電変換素子の電界は０にする必要はなく、各種動作時に比較して電界を抑えるだけでも効果があるのは言うまでもない。

（Ａ）乃至（Ｄ）は光電変換装置の駆動及び出力例を説明するための模式的タイミングチャートである。光電変換装置の駆動例を説明するためのフローチャートである。光電変換装置を有する好適な一例を説明するための概略的なシステムブロック図である。（Ａ）乃至（Ｃ）は夫々スイッチの好適な一例を説明するための模式的斜視図である。（Ａ）乃至（Ｄ）は光電変換装置の駆動及び出力の一例を説明するための模式的タイミングチャートである。光電変換装置の駆動例を説明するためのフローチャートである。光電変換装置を有する概略的システムブロック図である。（Ａ）乃至（Ｄ）は夫々光電変換装置の駆動及び出力例を説明するための模式的タイミングチャートである。光電変換装置の駆動例を説明するためのフローチャートである。（Ａ）乃至（Ｄ）は光電変換装置の駆動及び出力例を説明するための模式的タイミングチャートである。光電変換装置の駆動例を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１センサ部
２Ｘ線源
３電源
４制御回路
５制御回路

Claims

光電変換素子と該光電変換素子に接続されたスイッチ素子からなる画素が複数配列されてなる画素部と、前記光電変換素子を駆動するために前記スイッチ素子を動作させる駆動回路と、電圧印加期間内に前記光電変換素子に対して電圧を印加するための電源部と、放射線源からの放射線を前記光電変換素子が検出可能な波長の光に変換する波長変換体と、からなる放射線検出装置と、
前記放射線検出装置を制御するための制御部と、を有する放射線検出システムにおいて、
前記制御部は、前記電源部が前記光電変換素子に前記電圧を印加している期間に、前記電圧の印加により前記光電変換素子に発生した暗電流を安定化させるための期間に前記放射線検出装置が待機動作を行う第１のモードを開始する信号と、前記第１のモードの後に前記放射線検出装置が前記画素部の初期化動作を行う第２のモードを開始する信号と、を発生することを特徴とする放射線検出システム。
前記第２のモードは、前記電圧印加期間内の前記初期化動作の後に前記Ｘ線源が前記放射線検出装置に放射線の照射を行う照射動作と、前記放射線検出装置が前記照射動作によって前記光電変換素子に発生した画像情報の読み出しを行う読み出し動作と、を更に有することを特徴とする請求項１に記載の放射線検出システム。
前記制御部は、前記第１のモードと前記第２のモードを切り替えるためのスイッチを更に有することを特徴とする請求項１に記載の放射線検出システム。
前記スイッチは第１のモードを選択するための第１のスイッチと第２のモードを選択するための第２のスイッチを有することを特徴とする請求項３に記載の放射線検出システム。
前記制御部は、前記スイッチからの入力に応じて第１のモード又は第２のモードを選択する選択手段を更に有することを特徴とする請求項３に記載の放射線検出システム。
前記制御部は、前記第１のスイッチのＯＮ，ＯＦＦと前記第２のスイッチのＯＮ，ＯＦＦとを判定して第１のモード又は第２のモードを選択する選択手段を更に有することを特徴とする請求項４に記載の放射線検出システム。
前記第１のスイッチの押圧部の押圧力は前記第２のスイッチの押圧部の押圧力より小さくされていることを特徴とする請求項４に記載の放射線検出システム。
前記制御部は、前記第２のモードの開始の信号を出力するためのタイマー手段を更に有する請求項１に記載の放射線検出システム。
前記制御部は、前記放射線検出装置の無操作時には前記光電変換素子に電圧を印加しないよう休止状態とする機構を有することを特徴とする請求項１に記載の放射線検出システム。
前記制御部は、前記第１のモードの開始から前記第２のモードの開始までの時間を制御する回路を有することを特徴とする請求項１に記載の放射線検出システム。
前記第１のモード及び前記第２のモードは機械的スイッチ、又は電気的スイッチ、又は機械的スイッチ及び電気的スイッチの組み合わせ、のいずれかにより選択されることを特徴とする請求項１に記載の放射線検出システム。
前記第１のモードであるか前記第２のモードであるかを識別するための状態を表示する表示手段を更に有することを特徴とする請求項１に記載の放射線検出システム。
複数の光電変換素子とそれぞれの該光電変換素子に対応した複数のスイッチ素子からなる複数の画素が２次元に配列されてなる画素部と、前記光電変換素子を駆動するために前記スイッチ素子を動作させる駆動回路と、電圧印加期間内に前記光電変換素子に対して電圧を印加するための電源部と、放射線源からの放射線を前記光電変換素子が検出可能な波長の光に変換する波長変換体と、を有する放射線検出装置と、前記放射線検出装置を制御するための制御部と、を有する放射線検出システムの動作方法であって、
前記光電変換素子に電圧の印加を開始した後の、前記光電変換素子に発生した暗電流を安定化させるための期間に、前記放射線検出装置が待機動作を行う第１のモードと、
前記第１のモードの後に前記放射線検出装置が前記画素部の初期化動作を行う第２のモードと、を有することを特徴とする放射線検出システムの動作方法。
前記第２のモードは、前記電圧印加期間内の前記初期化動作の後に前記Ｘ線源が前記放射線検出装置に放射線の照射を行う照射動作と、前記放射線検出装置が前記照射動作によって前記光電変換素子に発生した画像情報の読み出しを行う読み出し動作と、を更に有することを特徴とする請求項１３に記載の放射線検出システムの動作方法。