JP2009098134A - 画像検出器及び画像撮影システム - Google Patents

Abstract

【課題】より高品質の画像が得られる画像検出器及び画像撮影システムを提供する。
【解決手段】画像検出器（放射線固体検出器２６）は、所定の画像を記録し、記録した前記画像を画像情報として出力する画像検出部（センサ基板３８）と、前記画像検出部を所定温度に調整する温調制御を行う温調制御手段１３５と、前記画像検出部からの前記画像情報の出力を検出し、検出結果を画像情報出力検出信号として前記温調制御手段に出力する画像情報出力検出手段（タイミング制御信号検出部２７０）とを有し、前記温調制御手段は、前記画像情報出力検出信号の入力に基づいて、前記画像検出部に対する前記温調制御の動作を停止又は低減する。
【選択図】図１

Description

本発明は、所定の記録領域に記録された画像を画像情報として出力する画像検出器及び当該画像検出器が適用される画像撮影システムに関する。

例えば、医療分野においては、放射線源から放射線を被写体（患者）に照射し、被写体を透過した放射線を画像検出器で検出して、放射線画像情報を取得する画像撮影装置が広汎に使用されている。

特許文献１には、ＣＣＤ等の放射線検出器の結露等を防止するために、前記放射線検出器の温度を温度センサで検出し、検出された前記温度が所定温度となるように温調制御を行うことが提案されている。

特開２００３−１４８６０号公報

ところで、放射線検出器等の画像検出器において、画像の読取時（画像情報の出力時）に冷却ファン等の温調制御手段の駆動により前記画像検出器に対する温調制御が行われると、前記温調制御手段の駆動信号が前記画像情報に重畳して、画像の品質が低下する。しかしながら、特許文献１では、画像の読取時にどのような温調制御が行われるのかについて、何ら記載されていない。

本発明は、前記の不具合に鑑みなされたものであり、より高品質の画像が得られる画像検出器及び画像撮影システムを提供することを目的とする。

本発明は、画像検出器が、
所定の画像を記録し、記録した前記画像を画像情報として出力する画像検出部と、
前記画像検出部を所定温度に調整する温調制御を行う温調制御手段と、
前記画像検出部からの前記画像情報の出力を検出し、検出結果を画像情報出力検出信号として前記温調制御手段に出力する画像情報出力検出手段と、
を有し、
前記温調制御手段は、前記画像情報出力検出信号の入力に基づいて、前記画像検出部に対する前記温調制御の動作を停止又は低減することを特徴としている。

本発明によれば、画像の読取時（画像情報の出力時）に、温調制御手段が、画像情報出力検出信号の入力に基づいて、画像検出部に対する温調制御の動作を一時的に停止するか、あるいは、低減するので、前記温調制御に起因した画像（画像情報）へのノイズの重畳が回避されて、より高品質な画像を取得することが可能となる。

図１に示すように、本実施形態に係る画像撮影システム２０は、放射線Ｘを発生させて被写体２２に照射する放射線発生装置２４と、被写体２２を透過した放射線Ｘを検出する放射線固体検出器（画像検出器、放射線画像情報検出器）２６と、放射線発生装置２４及び放射線固体検出器２６を制御する制御装置２８と、被写体２２に対する放射線Ｘの照射線量等の撮影条件を制御装置２８に設定するコンソール３０と、放射線固体検出器２６から読み出した被写体２２の放射線画像情報に対して所定の画像処理を施す画像処理装置３２と、処理された放射線画像情報を表示する表示装置３４とを備える。

また、放射線固体検出器２６は、センサ基板（画像検出部）３８、ゲート線駆動回路４４、バッテリ４５、信号読出回路４６、タイミング制御回路４８、温調制御手段１３５、領域指定手段１３４、通信手段１３６、タイミング制御信号検出部（画像情報出力検出手段）２７０及び曝射検出部（画像記録検出手段）２７２を備える。さらに、温調制御手段１３５は、冷却パネル１３０及び冷却パネル駆動手段１３２から構成され、冷却パネル駆動手段１３２は、温度コントローラ１３３、温度センサ１３８及びファン（冷却ファン）１４０から構成される。

図２は、放射線固体検出器２６の概略構成斜視図である。放射線固体検出器２６は、保護ケース３６に収納され、被写体２２（図１参照）を透過した放射線Ｘに係る放射線画像情報を二次元の電荷情報として蓄積（記録）するセンサ基板３８と、このセンサ基板３８に対して放射線Ｘが照射される一面側（照射面側）の背面側に密接配置される冷却パネル１３０とを備える。

すなわち、図２は、センサ基板３８の背面側の略全面に冷却パネル１３０を配置した場合であり、長方形状の９個の冷却部１４２ａ〜１４２ｉを前記背面に配置することにより冷却パネル１３０が構成される。

図３は、放射線固体検出器２６の回路構成ブロック図である。放射線固体検出器２６は、センサ基板３８と、図示しない複数の駆動用ＩＣからなるゲート線駆動回路４４と、複数の読出用ＩＣ４２（図４参照）からなる信号読出回路４６と、ゲート線駆動回路４４及び信号読出回路４６を制御するタイミング制御回路４８とを備える。

センサ基板３８は、放射線Ｘ（図１及び図２参照）を感知して電荷を発生させるアモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）等の物質からなる光電変換層５１を行列状の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）５２のアレイの上に配置した構造を有し、発生した電荷を蓄積容量５３に蓄積した後、各行毎にＴＦＴ５２を順次オンにして、電荷を画像信号として読み出す。図３では、光電変換層５１及び蓄積容量５３からなる１つの画素５０と１つのＴＦＴ５２との接続関係のみを示し、その他の画素５０の構成については省略している。なお、アモルファスセレンは、高温になると構造が変化して機能が低下してしまうため、所定の温度範囲内で使用する必要がある。各画素５０に接続されるＴＦＴ５２には、行方向と平行に延びるゲート線５４と、列方向と平行に延びる信号線５６とが接続される。各ゲート線５４は、ゲート線駆動回路４４に接続され、各信号線５６は、信号読出回路４６に接続される。

図４は、信号読出回路４６の詳細ブロック図である。信号読出回路４６は、センサ基板３８（図１〜図３参照）の各信号線５６に接続される読出用ＩＣ４２と、タイミング制御回路４８からのタイミング制御信号に基づき、信号線５６の１つに接続されている画素５０を選択するマルチプレクサ６０と、選択された画素５０から読み出した放射線画像情報をデジタル信号としての画像信号に変換し、通信手段１３６を介して画像処理装置３２に送信（出力）するＡ／Ｄ変換器６２とを備える。

読出用ＩＣ４２は、信号線５６から抵抗器６４を介して供給される電流を検出するオペアンプ６６（積分アンプ）、積分コンデンサ６８及びスイッチ７０を備える。オペアンプ６６の反転入力端子には、抵抗器６４を介して信号線５６が接続され、オペアンプ６６の非反転入力端子には、基準電圧Ｖｂが供給される。

図５は、前述したセンサ基板３８及び冷却パネル１３０（図１及び図２参照）の模式断面図である。

ここで、冷却パネル１３０を構成する各冷却部１４２ａ〜１４２ｉは、複数のペルチェ素子１５６をそれぞれ有する。

すなわち、各冷却部１４２ａ〜１４２ｉは、センサ基板３８の背面に密着配置された吸熱側基板１４６と、吸熱側基板１４６に所定間隔で配置された複数の吸熱側電極１４８と、各吸熱側電極１４８の両端にそれぞれ接合配置されたＰ型半導体素子１５２及びＮ型半導体素子１５４と、一方の吸熱側電極１４８側のＰ型半導体素子１５２と該一方の吸熱側電極１４８に隣接する他方の吸熱側電極１４８側のＮ型半導体素子１５４とを接続する発熱側電極１５０と、各発熱側電極１５０に密着配置された発熱側基板１５８とから構成される。

従って、図５は、センサ基板３８の背面から下方に向かって、吸熱側基板１４６、吸熱側電極１４８、Ｐ型半導体素子１５２又はＮ型半導体素子１５４、発熱側電極１５０及び発熱側基板１５８の順に積層することにより各冷却部１４２ａ〜１４２ｉが構成される場合を図示している。

そして、隣接する２個の吸熱側電極１４８と、該２個の吸熱側電極１４８間に配置される発熱側電極１５０と、この発熱側電極１５０を介して接続された１組のＰ型半導体素子１５２及びＮ型半導体素子１５４とによってペルチェ素子１５６が構成され、図５中、左端のＰ型半導体素子１５２に接合された吸熱側電極１４８と、右端のＮ型半導体素子１５４に接合された吸熱側電極１４８とには、温度コントローラ１３３を構成する直流電源１４４が接続されている。

また、吸熱側基板１４６及び発熱側基板１５８は、熱伝導性を有する材料（例えば、センサ基板３８から各冷却部１４２ａ〜１４２ｉの方向に熱伝導特性が指向するセラミックス）で形成されていることが好ましい。

前述したように、センサ基板３８を構成する光電変換層５１（図３参照）は、アモルファスセレンからなり、該アモルファスセレンは、高温になると構造が変化して機能が低下してしまうため、所定の温度範囲内で使用する必要がある。そこで、放射線固体検出器２６は、光電変換層５１（アモルファスセレン）の温度が前記温度範囲を上回ったときにセンサ基板３８を冷却して、光電変換層５１の温度を前記温度範囲内に保持するための温調制御手段１３５（図１参照）を有する。

すなわち、温調制御手段１３５を構成する温度センサ１３８は、センサ基板３８近傍に配置され、アモルファスセレンの温度に応じたセンサ基板３８の温度を常時あるいは所定時間間隔で検出し、検出したセンサ基板３８の温度を温度コントローラ１３３に出力する。温度コントローラ１３３は、入力されたセンサ基板３８の温度が、光電変換層５１（アモルファスセレン）の温度範囲の上限値に応じた所定の上限温度を上回るか否かを判定する。ここで、温度コントローラ１３３は、センサ基板３８の温度が前記上限温度を上回ったものと判定したときに、直流電源１４４から各ペルチェ素子１５６に直流電流を供給すると共に、ファン１４０を駆動させる。各ペルチェ素子１５６は、前記直流電流の供給によって、吸熱側電極１４８とＰ型半導体素子１５２及びＮ型半導体素子１５４との各接合部分において、センサ基板３８から吸熱側基板１４６を介して前記アモルファスセレンの熱を吸熱し、一方で、Ｐ型半導体素子１５２及びＮ型半導体素子１５４と発熱側電極１５０との各接合部分において、吸熱側電極１４８の各接合部分からＰ型半導体素子１５２及びＮ型半導体素子１５４を介し伝達される熱を発熱側基板１５８を介して冷却パネル１３０外に放熱するペルチェ効果を奏する。ファン１４０は、発熱側基板１５８での放熱が促進されるように、該発熱側基板１５８に対して送風を行い、該発熱側基板１５８を冷却する。

なお、前述した上限温度は、温度コントローラ１３３内に予め登録させておくか、あるいは、前記撮影条件の一部として制御装置２８に予め登録し、放射線画像の撮影前に制御装置２８から通信手段１３６を介して温度コントローラ１３３に送信するようにしてもよい。

図６は、各冷却部１４２ａ〜１４２ｉにおけるペルチェ素子１５６の実際の配置を示す平面図であり、センサ基板３８及び発熱側基板１５８（図１〜図３及び図５参照）を省略して図示している。なお、図６は、発熱側基板１５８からセンサ基板３８を視たときの平面図である。

図６に示すように、各冷却部１４２ａ〜１４２ｉにおいて、各ペルチェ素子１５６は、吸熱側基板１４６上でマトリックス状に配置されている。ここで、直流電源１４４から直流電流が供給されると、各ペルチェ素子１５６は、上述したペルチェ効果に基づいて、センサ基板３８内のアモルファスセレンの熱を吸熱し、発熱側基板１５８（図５参照）を介して冷却パネル１３０外に放熱する。従って、冷却パネル駆動手段１３２を構成する温度コントローラ１３３（図１参照）は、直流電源１４４から冷却部１４２ａ〜１４２ｉ毎に直流電流を選択的に供給して、センサ基板３８中、冷却部１４２ａ〜１４２ｉに対向する所定領域のアモルファスセレンの熱を該冷却部１４２ａ〜１４２ｉを介して外部に放熱させるように制御することが可能である。

領域指定手段１３４（図１参照）は、制御装置２８から通信手段１３６を介して送信される撮影条件に基づいて、放射線画像情報が記録される画素５０を指定し、指定した各画素５０を放射線画像情報の記録領域としてタイミング制御回路４８、温度コントローラ１３３、タイミング制御信号検出部２７０及び曝射検出部２７２に出力する。従って、制御装置２８から領域指定手段１３４には、被写体２２に放射線Ｘが照射される前、より詳細には、センサ基板３８の照射面に放射線Ｘが到達して蓄積容量５３（図３参照）に電荷が蓄積される前に前記撮影条件が送信され、該領域指定手段１３４において、前述した記録領域の指定が行われることが好ましい。

これにより、タイミング制御回路４８は、入力された前記記録領域に基づいて、指定された各画素５０から画像信号が読み出されるようにゲート線駆動回路４４及び信号読出回路４６にタイミング制御信号を出力し、一方で、温度コントローラ１３３は、入力された前記記録領域に基づいて、指定された各画素５０に対向する冷却部１４２ａ〜１４２ｉのペルチェ素子１５６（図５及び図６参照）に対して、直流電源１４４から直流電流を供給する。

タイミング制御信号検出部２７０（図１参照）は、タイミング制御回路４８から出力されるタイミング制御信号を検出し、検出結果を画像情報出力検出信号として温度コントローラ１３３に出力する。すなわち、タイミング制御回路４８からゲート線駆動回路４４及び信号読出回路４６への前記タイミング制御信号の出力に起因して、前記記録領域中の各画素５０（図３参照）から放射線画像情報が読み出されるので、タイミング制御信号検出部２７０は、各画素５０からの前記放射線画像情報の読出を検出し、検出結果を前記画像情報出力検出信号として温度コントローラ１３３に出力することになる。なお、領域指定手段１３４からタイミング制御信号検出部２７０に前記記録領域を出力することにより、該タイミング制御信号検出部２７０は、前記記録領域中の各画素５０に対してのみ、タイミング制御回路４８からタイミング制御信号が供給されるか否かを監視（検出）することが可能である。

一方、曝射検出部２７２は、領域指定手段１３４から入力される前記記録領域に基づいて、センサ基板３８中、前記記録領域で指定されていない画素５０の蓄積容量５３への電荷の蓄積又は光電変換層５１における電荷の発生を検出し、検出結果を画像記録検出信号として温度コントローラ１３３に出力する。すなわち、放射線Ｘの照射に起因した蓄積容量５３での電荷の蓄積又は光電変換層５１での電荷の発生により、放射線画像情報が画素５０に記録されることになるので、曝射検出部２７２は、前記指定されていない画素５０での放射線画像情報の記録（放射線Ｘの曝射）を検出し、検出結果を前記画像記録検出信号として温度コントローラ１３３に出力することになる。

従って、温度コントローラ１３３は、前記画像記録検出信号及び／又は前記画像情報出力検出信号が入力されたときには、放射線画像情報が記録され、あるいは、前記放射線画像情報が読み出されているものと判定し、直流電源１４４からペルチェ素子１５６への直流電流の供給を停止させると共に、ファン１４０の駆動を停止させて、センサ基板３８に対する温調制御を一時的に停止する。

なお、温度コントローラ１３３は、前記画像記録検出信号及び前記画像情報出力検出信号の入力が停止されたときには、放射線画像情報の記録又は読出が完了したものと判定し、直流電源１４４からペルチェ素子１５６への直流電流の供給やファン１４０の駆動を開始させて、センサ基板３８に対する温調制御を再開する。

本実施形態の画像撮影システム２０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作について、図１〜図６を参照しながら説明する。

先ず、コンソール３０を用いて、被写体２２に係るＩＤ情報、撮影条件等の設定を行う。この場合、ＩＤ情報には、被写体２２の氏名、年齢、性別等の情報があり、被写体２２が所持するＩＤカードから取得することもできる。また、撮影条件としては、医師によって指示された撮影部位、撮影方向等の情報に加え、撮影部位に応じた放射線Ｘの照射線量、さらに、必要に応じて、アモルファスセレンの温度範囲の上限値に対応するセンサ基板３８の上限温度があり、ネットワークに接続された上位の装置から取得し、あるいは、コンソール３０から放射線技師が入力することが可能である。

次に、放射線固体検出器２６に対して被写体２２の撮影部位を位置決めした後に、制御装置２８は、設定された撮影条件に従って放射線発生装置２４及び放射線固体検出器２６を制御する。これにより、放射線固体検出器２６の領域指定手段１３４は、制御装置２８から通信手段１３６を介して送信された前記撮影条件に基づいて、放射線画像情報が記録される各画素５０を指定し、指定した各画素５０を放射線画像情報の記録領域としてタイミング制御回路４８、温度コントローラ１３３、タイミング制御信号検出部２７０及び曝射検出部２７２に出力する。

温度センサ１３８は、常時あるいは所定時間間隔で、前記記録領域のアモルファスセレンの温度に応じたセンサ基板３８の温度を検出し、検出したセンサ基板３８の温度を温度コントローラ１３３に出力する。温度コントローラ１３３は、入力された前記記録領域に基づいて、直流電源１４４から直流電流を供給する冷却部１４２ａ〜１４２ｉを選択すると共に、温度センサ１３８からセンサ基板３８の温度が常時あるいは所定時間間隔で入力される毎に、該センサ基板３８の温度が前記アモルファスセレンの温度範囲の上限値に応じたセンサ基板３８の上限温度を上回るか否かを判定する。

一方、放射線発生装置２４は、制御装置２８から送信された前記撮影条件に基づいて、放射線Ｘを被写体２２に照射する。被写体２２を透過した放射線Ｘは、放射線固体検出器２６のセンサ基板３８中、前記記録領域における各画素５０の光電変換層５１によって電気信号に変換され、蓄積容量５３に電荷として蓄積される（図３参照）。次いで、各蓄積容量５３に蓄積された被写体２２の放射線画像情報である電荷情報は、タイミング制御回路４８からゲート線駆動回路４４及び信号読出回路４６に供給されるタイミング制御信号に従って読み出される。

前述したように、領域指定手段１３４からタイミング制御回路４８に前記記録領域が出力されるので、該タイミング制御回路４８は、前記記録領域に基づいて、電荷が蓄積される蓄積容量５３の画素５０から画像信号を読み出すように、ゲート線駆動回路４４及び信号読出回路４６に前記記録領域に基づくタイミング制御信号を出力する。

すなわち、ゲート線駆動回路４４は、タイミング制御回路４８からのタイミング制御信号に従ってゲート線５４の１つを選択し、選択されたゲート線５４に接続されている各ＴＦＴ５２のベースに駆動信号を供給する。一方、信号読出回路４６は、タイミング制御回路４８からのタイミング制御信号に従い、マルチプレクサ６０により読出用ＩＣ４２に接続されている信号線５６を行方向に順次切り替えながら選択する。選択されたゲート線５４及び信号線５６に対応する画素５０の蓄積容量５３に蓄積された放射線画像情報に係る電荷情報は、抵抗器６４を介してオペアンプ６６に供給されて積分された後、マルチプレクサ６０を介してＡ／Ｄ変換器６２に供給され、デジタル信号である画像信号として通信手段１３６を介して画像処理装置３２に供給される。行方向に配列された各画素５０から画像信号が読み出された後、ゲート線駆動回路４４は、列方向の次のゲート線５４を選択して駆動信号を供給し、信号読出回路４６は、選択されたゲート線５４に接続されたＴＦＴ５２から同様にして画像信号を読み出す。以上の動作を繰り返すことにより、センサ基板３８内の記録領域（に応じた各画素５０）に蓄積された二次元の放射線画像情報が読み出され、画像処理装置３２に供給される。

以上のようにして調整され、画像処理装置３２に供給された放射線画像情報は、所定の画像処理が施された後、診断等のために表示装置３４に表示される。従って、医師は、表示装置３４に表示された画像に基づき、診断等の処理を行うことができる。

ここで、温度コントローラ１３３（図１参照）は、前記記録領域におけるアモルファスセレンの温度（に応じたセンサ基板３８の温度）が前記アモルファスセレンの温度範囲（の上限値に応じたセンサ基板３８の上限温度）を上回るか否かを逐次判定しているが、センサ基板３８の温度が前記上限温度を上回っていると判定した場合には、当該記録領域に対向する冷却部１４２ａ〜１４２ｉを選択し、選択した冷却部１４２ａ〜１４２ｉのペルチェ素子１５６に対して、直流電源１４４から直流電流を供給すると共に、ファン１４０を駆動させる。

これにより、前記直流電流が供給されたペルチェ素子１５６は、ペルチェ効果により、先ず、吸熱側電極１４８とＰ型半導体素子１５２及びＮ型半導体素子１５４との各接合部分にて、センサ基板３８から吸熱側基板１４６を介して前記アモルファスセレンの熱を吸熱し、次に、Ｐ型半導体素子１５２及びＮ型半導体素子１５４と発熱側電極１５０との各接合部分において、吸熱側電極１４８の各接合部分からＰ型半導体素子１５２及びＮ型半導体素子１５４を介して伝達される熱を発熱側基板１５８を介して冷却パネル１３０外に放熱する。一方、ファン１４０は、発熱側基板１５８での放熱が促進されるように、該発熱側基板１５８に対して送風を行い、該発熱側基板１５８を冷却する。

また、温度コントローラ１３３は、温度センサ１３８にて検出されたセンサ基板３８の温度が前記上限温度を下回ったと判定した場合には、直流電源１４４からペルチェ素子１５６への直流電流の供給と、ファン１４０の駆動とを共に停止させる。

また、領域指定手段１３４からタイミング制御信号検出部２７０及び曝射検出部２７２にも前記記録領域が出力されており、タイミング制御信号検出部２７０（図１参照）は、入力された前記記録領域にて指定された各画素５０に対してのみ、タイミング制御回路４８からタイミング制御信号が供給されるか否かを監視（検出）し、タイミング制御回路４８からのタイミング制御信号の出力を検出すれば、検出結果を画像情報出力検出信号として温度コントローラ１３３に出力する。一方、曝射検出部２７２は、入力された前記記録領域に基づいて、センサ基板３８中、前記記録領域で指定されていない画素５０の蓄積容量５３への電荷の蓄積又は光電変換層５１における電荷の発生を検出した際に、検出結果を画像記録検出信号として温度コントローラ１３３に出力する。

温度コントローラ１３３は、前記画像記録検出信号及び／又は前記画像情報出力検出信号が入力されたときに、前記記録領域の画素５０に対する放射線画像情報の記録が開始され、あるいは、前記記録領域の画素５０からの放射線画像情報の読出が開始されたものと判定し、直流電源１４４からペルチェ素子１５６への直流電流の供給を停止させると共に、ファン１４０の駆動を停止させて、センサ基板３８に対する温調制御を停止する。

また、温度コントローラ１３３は、前記画像記録検出信号及び前記画像情報出力検出信号の入力が停止されたときには、放射線画像情報の記録又は読出が完了したものと判定し、直流電源１４４からペルチェ素子１５６への直流電流の供給を開始させると共に、ファン１４０の駆動を開始させて、センサ基板３８に対する温調制御を再開する。

このように、本実施形態に係る画像撮影システム２０では、放射線固体検出器２６は、センサ基板３８と、センサ基板３８を所定温度に調整する温調制御を行う温調制御手段１３５と、センサ基板３８からの放射線画像情報の読出（出力）を検出し、検出結果を画像情報出力検出信号として温調制御手段１３５に出力するタイミング制御信号検出部２７０とを有する。そして、温調制御手段１３５は、前記画像情報出力検出信号が入力されたときに、センサ基板３８に対する前記温調制御を停止する。

これにより、放射線画像情報の読取時（出力時）に、温調制御手段１３５が、前記画像情報出力検出信号の入力に基づいて、センサ基板３８に対する温調制御を一時的に停止するので、前記温調制御に起因した放射線画像（放射線画像情報）へのノイズの重畳が回避されて、より高品質な画像を取得することが可能となる。

また、曝射検出部２７２は、センサ基板３８に対する放射線画像情報の記録（放射線Ｘの照射）を検出し、検出結果を画像記録検出信号として温調制御手段１３５に出力する。この場合、温調制御手段１３５は、前記画像記録検出信号及び／又は前記画像情報出力検出信号の入力に基づいて、センサ基板３８に対する温調制御を一時的に停止する。すなわち、温調制御手段１３５は、放射線画像情報の読取時（出力時）に加え、放射線画像情報の記録時にもセンサ基板３８に対する温調制御を停止させる。これにより、前記温調制御に起因した放射線画像情報へのノイズの重畳が確実に回避され、さらに高品質な画像を取得することが可能となる。

また、温調制御手段１３５は、センサ基板３８の背面に配置され且つセンサ基板３８を冷却する冷却パネル１３０と、冷却パネル１３０を駆動する冷却パネル駆動手段１３２とを有するので、センサ基板３８を確実に冷却することができる。

さらに、冷却パネル１３０は、センサ基板３８の背面に配置された複数の冷却部１４２ａ〜１４２ｉから構成されており、冷却パネル駆動手段１３２（温調制御手段１３５）の温度コントローラ１３３は、各冷却部１４２ａ〜１４２ｉのうち前記記録領域に対向する冷却部１４２ａ〜１４２ｉを駆動する。すなわち、温度コントローラ１３３は、前記記録領域に基づいて、冷却部１４２ａ〜１４２ｉを選択的に駆動させるので、当該記録領域を確実に冷却し、一方で、センサ基板３８における前記記録領域以外の領域が冷却されることを確実に回避することが可能となり、この結果、センサ基板３８に対する無駄な冷却を確実に防止することができる。

さらにまた、冷却パネル駆動手段１３２は、前述した温度コントローラ１３３と、温度センサ１３８と、ファン１４０とから構成されている。この場合、温度センサ１３８は、前記記録領域中のアモルファスセレンの温度に応じたセンサ基板３８の温度を検出する。温度コントローラ１３３は、検出されたセンサ基板３８の温度が前記アモルファスセレンの温度範囲の上限値に応じたセンサ基板３８の上限温度を上回るか否かを判定し、上回ると判定した際に、センサ基板３８の温度（の示す前記アモルファスセレンの温度）が前記上限温度（の示す前記温度範囲の上限値）まで低下するように、冷却パネル１３０及びファン１４０を駆動する。ファン１４０は、センサ基板３８から冷却パネル１３０に伝達された熱の冷却パネル１３０外への放熱が促進されるように、冷却パネル１３０に対する送風を行う。これにより、冷却パネル１３０及びセンサ基板３８を効率よく冷却することができる。

さらにまた、各冷却部１４２ａ〜１４２ｉは、センサ基板３８の背面に密着配置された吸熱側基板１４６上にマトリックス状に配列した複数のペルチェ素子１５６から構成され、温度コントローラ１３３は、直流電源１４４から各ペルチェ素子１５６に直流電流を流すことに起因して前記記録領域を冷却させる。これにより、センサ基板３８内の熱は、ペルチェ素子１５６が奏するペルチェ効果により冷却パネル１３０を介して確実に外部に放熱される。

さらにまた、領域指定手段１３４は、センサ基板３８に放射線画像情報が記録される前に、制御装置２８からの撮影条件に基づいて、センサ基板３８内の所定の画素５０を放射線画像情報が記録される画素５０として指定し、指定した各画素５０を前記記録領域としてタイミング制御回路４８、温度コントローラ１３３、タイミング制御信号検出部２７０及び曝射検出部２７２に出力する。

これにより、タイミング制御回路４８では、前記記録領域に基づいて、タイミング制御信号をゲート線駆動回路４４及び信号読出回路４６に出力するので、放射線画像情報が記録された各画素５０から画像信号を確実に読み出すことが可能となる。また、温度コントローラ１３３では、前記記録領域に基づいて、前記記録領域に対応する冷却部１４２ａ〜１４２ｉのペルチェ素子１５６に対し、直流電源１４４から直流電流を供給することが可能となる。さらに、タイミング制御信号検出部２７０は、前記記録領域に基づいて、タイミング制御信号の出力の検出を効率よく行うことができ、一方で、曝射検出部２７２は、前記記録領域に基づいて、前記記録領域で指定されていない画素５０の蓄積容量５３への電荷の蓄積又は光電変換層５１における電荷の発生（放射線Ｘの曝射）の検出を確実且つ効率的に行うことができる。

本実施形態では、上記の構成に代えて、温調制御手段１３５は、画像記録検出信号及び／又は画像情報出力検出信号の入力に基づき、センサ基板３８に対する温調制御の動作を低減してもよい。ここで、前記温調制御の動作の低減とは、例えば、温調制御手段１３５を構成するファン１４０の回転数を、通常の温調制御時の回転数の半分、好ましくは、１／３程度の回転数にすること、及び／又は、ペルチェ素子１５６に供給する直流電流の大きさを、通常の温調制御時に供給する電流の半分、好ましくは、１／３程度に減少させることをいう。このように、ファン１４０の回転数及び／又はペルチェ素子１５６に流す電流の大きさを制御することにより、上記した本実施形態の各効果と同様の効果が得られる。

また、温調制御手段１３５は、ファン１４０及びペルチェ素子１５６を共に動作させて温調制御を行う場合に、画像記録検出信号及び／又は画像情報出力検出信号の入力に基づいて、ファン１４０及びペルチェ素子１５６のうち、いずれか一方の動作を停止することにより、センサ基板３８に対する温調制御の動作を低減してもよい。

さらに、上記の説明では、センサ基板３８の背面に冷却パネル１３０を配置した場合について説明したが、センサ基板３８の照射面に冷却パネル１３０を配置することも可能である。この場合でも、センサ基板３８の表面に冷却パネル１３０が配置されるので、上述した本実施形態の効果が得られることは勿論である。

なお、センサ基板３８の照射面に冷却パネル１３０を配置する場合には、冷却パネル１３０を放射線Ｘを透過可能に構成する。また、各冷却部１４２ａ〜１４２ｉを構成する吸熱側電極１４８、Ｐ型半導体素子１５２、Ｎ型半導体素子１５４及び発熱側電極１５０に金属が含まれているので、センサ基板３８に照射される放射線Ｘの一部が吸収されることが懸念される。このような場合、画像処理装置３２は、例えば、各冷却部１４２ａ〜１４２ｉにおけるペルチェ素子１５６の配列パターンを予め登録しておき、放射線画像情報が入力された際に、放射線Ｘの吸収による放射線画像情報の画質の低下を、前記登録された配列パターンに基づく所定の画像処理によって補正することで、放射線Ｘの吸収に起因した放射線画像情報への影響を除去する。

図７は、本実施形態に係る画像撮影システム２０を、乳癌検診等に利用されるマンモグラフィ装置１７０に適用した場合の斜視図である。

マンモグラフィ装置１７０は、立設状態に設置される基台１７２と、基台１７２の略中央部に配設された旋回軸１７４に固定されるアーム部材１７６と、被写体２２の撮影部位である乳房１７９（図８参照）に対して放射線Ｘを照射する図示しない放射線源を収納し且つアーム部材１７６の一端部に固定される放射線源収納部１８０と、該放射線源収納部１８０に対向配置され且つアーム部材１７６の他端部に固定される撮影台１８２と、撮影台１８２に対して乳房１７９を押圧して保持する圧迫板１８４とを備える。

放射線源収納部１８０及び撮影台１８２が固定されたアーム部材１７６は、旋回軸１７４を中心として矢印Ａ方向に旋回することで、被写体２２の乳房１７９に対する撮影方向が調整可能に構成される。圧迫板１８４は、アーム部材１７６に連結された状態で放射線源収納部１８０及び撮影台１８２間に配設されており、矢印Ｂ方向に変位可能に構成される。

また、基台１７２には、マンモグラフィ装置１７０によって検出された被写体２２の撮影部位、撮影方向等の撮影情報、被写体２２のＩＤ情報等を表示すると共に、必要に応じてこれらの情報を設定可能な表示操作部１８６が配設される。従って、表示操作部１８６は、前述したコンソール３０及び表示装置３４（図１参照）の一部機能を有する。

図８は、マンモグラフィ装置１７０における撮影台１８２の内部構成を示す要部説明図であり、撮影台１８２及び圧迫板１８４間に被写体２２の撮影部位である乳房（マンモ）１７９を配置した状態を示す。

撮影台１８２の内部には、放射線源収納部１８０に内蔵された前記放射線源から出力された放射線Ｘに基づいて撮影された放射線画像情報を蓄積し、電気信号（画像信号）として出力する放射線固体検出器２６が収納されている。なお、図８では、センサ基板３８の背面側に冷却部１４２ｊ〜１４２ｌから構成される冷却パネル１３０を配置した場合を図示している。

なお、図７及び図８のマンモグラフィ装置１７０では、センサ基板３８の背面側に冷却パネル１３０を配置した場合について説明したが、センサ基板３８の照射面側に冷却パネル１３０を配置した場合であってもよい。

上記のマンモグラフィ装置１７０においても、センサ基板３８の表面に冷却パネル１３０が配置された放射線固体検出器２６を撮影台１８２の内部に収納することにより、上述した本実施形態の効果が得られる。すなわち、乳房１７９の放射線固体検出器２６への接触により、被写体２２の体温に起因した熱が乳房１７９からセンサ基板３８に伝わって該センサ基板３８の温度が上昇するので、乳房１７９に対応するセンサ基板３８の領域を冷却することにより、本実施形態の効果が容易に得られる。

図９は、図３に示すＴＦＴ５２を用いた直接変換方式の放射線固体検出器２６に代えて、放射線画像情報を静電潜像として蓄積し、読取光Ｌを照射することで静電潜像が電荷情報として読み出されるセンサ基板２００を用いた光読出方式の放射線固体検出器１９０の構成を示す。

センサ基板２００は、放射線Ｘが照射される側（照射面側）から順に、放射線Ｘに対して透過性を有する第１電極層２０４と、放射線Ｘが照射されることで導電性を呈する記録用光導電層２０６と、潜像電荷に対しては略絶縁体として作用する一方、潜像電荷と逆極性の輸送電荷に対して略導電体として作用する電荷輸送層２０８と、読取光源部２１０から読取光Ｌが照射されることで導電性を呈する読取用光導電層２１２と、読取光Ｌに対して透過性を有する第２電極層２１４とが配設されて構成される。

記録用光導電層２０６と電荷輸送層２０８との界面には、記録用光導電層２０６で発生した電荷を潜像電荷として蓄積する蓄電部２１６が形成される。第２電極層２１４は、読取光源部２１０が延在する方向と直交する方向（矢印Ｃ方向）に延在する多数の線状電極２１８を有する。第１電極層２０４及び第２電極層２１４を構成する線状電極２１８には、蓄電部２１６に蓄積された潜像電荷に係る電荷情報を読み出す信号読出回路２２０が接続される。

信号読出回路２２０は、センサ基板２００の第１電極層２０４及び第２電極層２１４間に所定の電圧を印加する電源２２２及びスイッチ２２４と、第２電極層２１４の各線状電極２１８に接続され、潜像電荷としての放射線画像情報を電流として検出する電流検出アンプ２２６と、抵抗器２３０と、各電流検出アンプ２２６からの出力を順次切り替えるマルチプレクサ２３４と、マルチプレクサ２３４から出力される画像信号であるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２３６とを備える。なお、電流検出アンプ２２６は、オペアンプ２３８、積分コンデンサ２４０及びスイッチ２４２から構成される。

なお、図９では、センサ基板２００の照射面側に冷却パネル１３０を配置した場合について図示しているが、背面側に冷却パネル１３０を配置してもよい。

以上のように構成されるセンサ基板２００は、スイッチ２２４を電源２２２側に接続させ、第１電極層２０４及び第２電極層２１４間に所定の電圧を印加させた状態で放射線Ｘを被写体２２（図１参照）に照射する。被写体２２を透過した放射線Ｘは、第１電極層２０４を介して記録用光導電層２０６に照射される。このとき、記録用光導電層２０６は、導電性を呈して電荷対が生成される。生成された電荷対のうち、正電荷は、電源２２２から第１電極層２０４に供給される負電荷と結合して消滅する。一方、記録用光導電層２０６で生成された負電荷は、電荷輸送層２０８に向かって移動する。電荷輸送層２０８は、負電荷に対して略絶縁体として作用するため、記録用光導電層２０６と電荷輸送層２０８との界面である蓄電部２１６に静電潜像として負電荷が蓄積される。

センサ基板２００に静電潜像が記録された後、信号読出回路２２０により放射線画像情報の読み出しを行う。この場合、スイッチ２２４を介して、電流検出アンプ２２６を構成するオペアンプ２３８の非反転端子とセンサ基板２００の第１電極層２０４とを接続する。

読取光源部２１０を副走査方向（矢印Ｃ方向）に移動させながら読取光Ｌを読取用光導電層２１２に照射させると共に、電流検出アンプ２２６のスイッチ２４２を副走査方向の所定の画素ピッチに従ってオンオフ制御させることにより、静電潜像に係る電荷情報である放射線画像情報の読み出しを行う。

読取光Ｌが第２電極層２１４を介して読取用光導電層２１２に照射されると、読取用光導電層２１２が導電性を呈して電荷対が生成される。生成された電荷対のうち、正電荷は、該正電荷に対して略導電体として作用する電荷輸送層２０８を介して蓄電部２１６に到達し、蓄電部２１６に蓄積されている静電潜像を構成する負電荷と結合して消滅する。一方、読取用光導電層２１２の負電荷は、第２電極層２１４を構成する線状電極２１８の正電荷と再結合して消滅する。このとき、電荷の消滅に伴って線状電極２１８に電流が発生し、この電流が放射線画像情報に係る電荷情報として信号読出回路２２０によって読み出される。

各線状電極２１８で発生した電流は、電流検出アンプ２２６によって積分され、電圧信号としてマルチプレクサ２３４に供給される。マルチプレクサ２３４は、電流検出アンプ２２６を線状電極２１８の配列方向である主走査方向に順次切り替え、電圧信号をＡ／Ｄ変換器２３６に供給する。Ａ／Ｄ変換器２３６は、供給されたアナログの電圧信号である画像信号をデジタル信号に変換し、放射線画像情報として画像処理装置３２に出力する。なお、副走査方向に対する１画素分の放射線画像情報が読み出された時点で電流検出アンプ２２６のスイッチ２４２がオンとされ、積分コンデンサ２４０に蓄積されていた電荷が放電される。読取光源部２１０を矢印Ｃ方向に移動させながら、以上の動作を繰り返すことにより、センサ基板２００に蓄積記録された放射線画像情報が二次元的に読み出されることになる。

上記の放射線固体検出器１９０を備える画像撮影システム２０においても、センサ基板３８の表面に冷却パネル１３０が配置されているので、上述した本実施形態の効果が得られる。

なお、本実施形態に係る画像撮影システム２０は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の構成に自由に変更できることは勿論である。

例えば、照射された放射線Ｘを直接電荷情報に変換する直接変換方式の放射線固体検出器２６又は光読出方式の放射線固体検出器１９０に代えて、シンチレータによって放射線Ｘを一旦可視光に変換し、その可視光を電荷情報に変換する構成からなる間接変換方式の放射線検出器を利用することもできる。

また、直接変換方式又は間接変換方式では、ＴＦＴ５２の他、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等のデバイスも適用できる。

なお、本発明に係る画像検出器及び画像撮影システムは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは勿論である。

本実施形態に係る画像撮影システムの構成ブロック図である。 図１の放射線固体検出器において、センサ基板の背面側に冷却パネルを配置した概略構成図である。 図１に示す放射線固体検出器の回路構成ブロック図である。 図３に示す信号読出回路の詳細ブロック図である。 図２のセンサ基板及び冷却パネルの模式断面図である。 図２の各冷却部におけるペルチェ素子の配置を示す平面図である。 図１の画像撮影システムをマンモグラフィ装置に適用した場合の斜視図である。 図７の撮影台の内部構成を示す要部説明図である。 放射線固体検出器の他の構成を示す概略構成図である。

符号の説明

２０…画像撮影システム
２２…被写体
２４…放射線発生装置
２６、１９０…放射線固体検出器
３８、２００…センサ基板
４２…読出用ＩＣ
４４…ゲート線駆動回路
４６、２２０…信号読出回路
４８…タイミング制御回路
５０…画素
５１…光電変換層
１３０…冷却パネル
１３２…冷却パネル駆動手段
１３３…温度コントローラ
１３４…領域指定手段
１３５…温調制御手段
１３８…温度センサ
１４０…ファン
１４２ａ〜１４２ｌ…冷却部
１４４…直流電源
１４６…吸熱側基板
１４８…吸熱側電極
１５０…発熱側電極
１５２…Ｐ型半導体素子
１５４…Ｎ型半導体素子
１５６…ペルチェ素子
１５８…発熱側基板
１７０…マンモグラフィ装置
１７９…乳房
１８２…撮影台
２７０…タイミング制御信号検出部
２７２…曝射検出部

Claims (18)

1. 所定の画像を記録し、記録した前記画像を画像情報として出力する画像検出部と、
   前記画像検出部を所定温度に調整する温調制御を行う温調制御手段と、
   前記画像検出部からの前記画像情報の出力を検出し、検出結果を画像情報出力検出信号として前記温調制御手段に出力する画像情報出力検出手段と、
   を有し、
   前記温調制御手段は、前記画像情報出力検出信号の入力に基づいて、前記画像検出部に対する前記温調制御の動作を停止することを特徴とする画像検出器。
2. 所定の画像を記録し、記録した前記画像を画像情報として出力する画像検出部と、
   前記画像検出部を所定温度に調整する温調制御を行う温調制御手段と、
   前記画像検出部からの前記画像情報の出力を検出し、検出結果を画像情報出力検出信号として前記温調制御手段に出力する画像情報出力検出手段と、
   を有し、
   前記温調制御手段は、前記画像情報出力検出信号の入力に基づいて、前記画像検出部に対する前記温調制御の動作を低減することを特徴とする画像検出器。
3. 請求項１又は２記載の画像検出器において、
   前記画像検出部に対する前記画像の記録を検出し、検出結果を画像記録検出信号として前記温調制御手段に出力する画像記録検出手段をさらに有し、
   前記温調制御手段は、前記画像記録検出信号又は前記画像情報出力検出信号の入力に基づいて、前記画像検出部に対する前記温調制御の動作を停止又は低減することを特徴とする画像検出器。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像検出器において、
   前記温調制御手段は、前記画像検出部の表面に配置され且つ前記画像検出部を冷却する冷却パネルと、前記冷却パネルを駆動する冷却パネル駆動手段とを有することを特徴とする画像検出器。
5. 請求項４記載の画像検出器において、
   前記冷却パネルは、前記画像検出部の表面に配置された複数の冷却部から構成され、
   前記冷却パネル駆動手段は、前記各冷却部のうち、前記画像検出部における前記画像の記録領域に対向する冷却部を駆動することを特徴とする画像検出器。
6. 請求項４又は５記載の画像検出器において、
   前記冷却パネル駆動手段は、前記画像検出部の温度を検出する温度センサと、前記温度が前記所定温度まで冷却されるように前記冷却パネルを駆動する温度コントローラと、前記冷却パネルに対する送風を行って該冷却パネルを冷却する冷却ファンとから構成されることを特徴とする画像検出器。
7. 請求項４〜６のいずれか１項に記載の画像検出器において、
   前記冷却パネルは、前記画像検出部の表面にマトリックス状に配列した複数のペルチェ素子から構成され、
   前記冷却パネル駆動手段は、前記各ペルチェ素子に電流を流すことで前記画像検出部を冷却させることを特徴とする画像検出器。
8. 請求項７記載の画像検出器において、
   前記冷却パネルは、前記画像検出部の表面に配置された複数の冷却部から構成され、
   前記各冷却部は、
   前記画像検出部の表面に配置された吸熱側基板と、
   前記吸熱側基板に所定間隔で配置された複数の吸熱側電極と、
   前記各吸熱側電極の両端にそれぞれ配置されたＰ型半導体素子及びＮ型半導体素子と、
   一方の吸熱側電極側のＰ型半導体素子と該一方の吸熱側電極に隣接する他方の吸熱側電極側のＮ型半導体素子とを接続する発熱側電極と、
   前記各発熱側電極に配置された発熱側基板と、
   から構成されることを特徴とする画像検出器。
9. 請求項８記載の画像検出器において、
   前記各ペルチェ素子は、隣接する２個の吸熱側電極と、該２個の吸熱側電極間に配置される発熱側電極と、この発熱側電極を介して接続された１組のＰ型半導体素子及びＮ型半導体素子とから構成されることを特徴とする画像検出器。
10. 請求項８又は９記載の画像検出器において、
    前記吸熱側基板及び前記発熱側基板は、前記画像検出部から前記各冷却部の方向に熱伝導特性が指向するように形成されていることを特徴とする画像検出器。
11. 請求項４〜１０のいずれか１項に記載の画像検出器において、
    前記温調制御手段は、前記画像検出部を構成する光電変換層の温度が所定の上限温度を上回ったときに、前記冷却パネル駆動手段により前記冷却パネルを駆動して、前記画像検出部の温度が前記上限温度を下回るまで冷却することを特徴とする画像検出器。
12. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の画像検出器において、
    前記画像検出器は、放射線画像情報検出器であり、
    前記画像検出部は、被写体を透過して前記画像検出部の一面に照射された放射線を放射線画像として記録し、記録した前記放射線画像を放射線画像情報として出力し、
    前記冷却パネルは、前記放射線の照射面としての前記画像検出部の一面又はその背面に配置され、
    前記照射面に前記冷却パネルが配置される場合に、当該冷却パネルは、前記放射線を透過可能に構成されることを特徴とする画像検出器。
13. 請求項１２記載の画像検出器において、
    前記放射線画像情報検出器は、前記被写体を透過した前記放射線を電荷情報として蓄積し、蓄積された前記電荷情報を前記放射線画像情報として読み出される放射線固体検出器であることを特徴とする画像検出器。
14. 請求項１３記載の画像検出器において、
    前記放射線固体検出器は、蓄積された前記電荷情報が読取光を照射されることで前記放射線画像情報として読み出される光読出方式の検出器であることを特徴とする画像検出器。
15. 請求項１〜１４のいずれか１項に記載の画像検出器において、
    所定の撮影条件に基づいて前記画像検出部における前記画像の記録領域を指定し、該指定した記録領域を前記温調制御手段及び前記画像情報出力検出手段に出力する領域指定手段をさらに有することを特徴とする画像検出器。
16. 請求項１〜１５のいずれか１項に記載の画像検出器と、前記画像検出器を制御する制御装置とを有する画像撮影システム。
17. 請求項１６記載の画像撮影システムにおいて、
    放射線を発生させて被写体に照射する放射線発生装置をさらに有し、
    前記画像検出器は、前記被写体を透過した前記放射線を放射線画像として記録し、記録した前記放射線画像を放射線画像情報として外部に出力し、
    前記制御装置は、前記放射線発生装置及び前記画像検出器を制御することを特徴とする画像撮影システム。
18. 請求項１７記載の画像撮影システムにおいて、
    前記画像検出器から出力された前記放射線画像情報に対して画像処理を施す画像処理装置をさらに有し、
    前記温調制御手段が前記画像検出部の表面に配置された冷却パネルを有し、且つ、前記冷却パネルが前記画像検出部の表面にマトリックス状に配列した複数のペルチェ素子から構成されている場合に、前記画像処理装置は、前記冷却パネルにおける前記各ペルチェ素子の配列パターンに基づいて、前記放射線画像情報を補正することを特徴とする画像撮影システム。

Images