JP2010264181A - 放射線画像撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無駄な電力の消費を抑制しつつ、かつ、放射線検出素子内に残存する電荷を的確に除去することが可能な放射線画像撮影装置を提供する。
【解決手段】放射線画像撮影装置１は、照射された放射線の線量に応じて電荷を発生させる複数の放射線検出素子７と、信号線６を通じて放射線検出素子７から読み出された電荷を画像データＤに変換する増幅回路１８と、バイアス線９を介して各放射線検出素子７にバイアス電圧を印加するバイアス電源１４と、バイアス線９を流れる電流を検出する電流検出手段４３と、放射線の照射時に電流検出手段４３で検出された電流の値に基づいて、照射された放射線の線量を算出する線量算出手段２２と、算出された線量に基づいて、各放射線検出素子７のリセット処理条件を設定し、設定したリセット処理条件に従って各放射線検出素子７のリセット処理を行う制御手段２２とを備える。
【選択図】図７

Description

本発明は、放射線画像撮影装置に係り、特に、放射線検出素子のリセット処理を行う放射線画像撮影装置に関する。

照射されたＸ線等の放射線の線量に応じて検出素子で電荷を発生させて電気信号に変換するいわゆる直接型の放射線画像撮影装置や、照射された放射線をシンチレータ等で可視光等の他の波長の電磁波に変換した後、変換され照射された電磁波のエネルギに応じてフォトダイオード等の光電変換素子で電荷を発生させて電気信号に変換するいわゆる間接型の放射線画像撮影装置が種々開発されている。なお、本発明では、直接型の放射線画像撮影装置における検出素子や、間接型の放射線画像撮影装置における光電変換素子を、あわせて放射線検出素子という。

このタイプの放射線画像撮影装置はＦＰＤ（Flat Panel Detector）として知られており、従来は支持台（或いはブッキー装置）と一体的に形成されていたが（例えば特許文献１参照）、近年、放射線検出素子等をハウジングに収納した可搬型の放射線画像撮影装置が開発され、実用化されている（例えば特許文献２、３参照）。

このような放射線画像撮影装置では、放射線画像撮影の際に、放射線が照射され、例えば患者の身体の一部等である被写体を透過した放射線が放射線検出素子に到達し、或いは被写体を透過した放射線がシンチレータに到達し、シンチレータで可視光等の他の波長に変換された電磁波が放射線検出素子に照射されると、照射された放射線の線量（或いは変換されて照射された電磁波の量）に応じて電荷が放射線検出素子の内部で発生する。

そして、放射線の照射が終了すると、各放射線検出素子に蓄積された電荷を画像データＤとして読み出す読み出し処理が行われる。しかし、この取得された画像データＤには、放射線の照射とは関係なく、放射線検出素子自体の熱による熱励起等により放射線検出素子内部で発生したいわゆる暗電荷に相当するオフセット分Ｏが含まれている。

そのため、通常、放射線画像撮影の後などに、放射線画像撮影装置に放射線を照射しない状態で放射線検出素子に暗電荷を蓄積させて読み出すいわゆるダーク読取処理を行い、得られたダーク読取値から上記のオフセット分Ｏを算出し、画像データＤを下記（１）式に従って補正して真の画像データＤ^＊が算出される。なお、下記（１）式におけるＧは、放射線検出素子ごとのゲイン補正値を表す。
Ｄ^＊＝Ｇ×（Ｄ−Ｏ） …（１）

ところで、放射線画像撮影の際に、放射線検出素子に強い放射線が照射されると、放射線検出素子内に大きな電荷が発生する。そして、読み出し処理で、そのような放射線検出素子から電荷を読み出し、さらにリセット処理を施しても、発生した電荷が完全に流出されずに、放射線検出素子内にある程度の量の電荷が残存することが知られている。

このような電荷の残存を放置すると、残存した電荷が、その後に行われるダーク読取処理で暗電荷とともに読み出されてしまうため、ダーク読取処理で得られたダーク読取値に対して、いわば残像のように重畳された状態となって現れる。そして、そのような不適切なダーク読取値に基づいてオフセット分Ｏを算出して画像データＤを補正すると、得られる放射線画像に残像の悪影響が現れてしまう。

また、放射線画像撮影後に読み出し処理を行い、リセット処理を施した後に、続けて次の放射線画像撮影を行うような場合には、当該次の放射線画像撮影で放射線検出素子に新たに発生した電荷とともに上記の残存した電荷が読み出されるため、当該次の放射線画像撮影で取得された画像データに対して、上記の残存した電荷がいわば残像のように重畳された状態となって現れる。そのため、この場合にも、得られる放射線画像に残像の悪影響が現れてしまう。

そこで、特許文献４では、放射線画像撮影装置に、放射線検出素子に発生する上記のような残像を検知する残像検知手段を設け、残像検知手段が残像を検知した場合には、被写体が介在しない状態で放射線画像撮影装置に放射線を照射して放射線画像を取得し、取得した放射線画像に基づいて、放射線検出素子に発生した残像を除去することが提案されている。

特開平９−７３１４４号公報 特開２００６−０５８１２４号公報 特開平６−３４２０９９号公報 特開２００４−３０５４８０号公報

しかしながら、特許文献４に記載されているように、放射線画像撮影を行った後、被写体が介在しない状態で放射線画像撮影装置に放射線を再度照射して放射線画像を取得するように構成すると、取得される放射線画像あたりの放射線の照射回数が増加して電力消費量が増大するとともに、放射線発生装置のＸ線管球等の消耗が激しくなる。

また、放射線画像撮影装置側では、各放射線検出素子からの電荷（画像データ）の読み出し処理の回数が増えるため、電力消費量が多くなり、特に可搬型の放射線画像撮影装置では内蔵されたバッテリの消耗が大きくなり、１回の充電あたりの放射線画像撮影装置の使用効率が低下するといった問題が生じる。

しかし、放射線検出素子内に残存する電荷による残像の悪影響は的確に排除されなければならない。

本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、無駄な電力の消費を抑制しつつ、かつ、放射線検出素子内に残存する電荷を的確に除去することが可能な放射線画像撮影装置を提供することを目的とする。

前記の問題を解決するために、本発明の放射線画像撮影装置は、
照射された放射線の線量に応じて電荷を発生させる複数の放射線検出素子と、
信号線を通じて前記放射線検出素子から読み出された電荷を画像データに変換する増幅回路と、
前記放射線の照射時に照射された放射線の線量を算出する線量算出手段と、
前記線量算出手段により算出された前記線量に基づいて、前記各放射線検出素子のリセット処理条件を設定し、設定した前記リセット処理条件に従って前記各放射線検出素子のリセット処理を行う制御手段と、
を備えることを特徴とする。

また、本発明の放射線画像撮影装置は、
照射された放射線の線量に応じて電荷を発生させる複数の放射線検出素子と、
信号線を通じて前記放射線検出素子から読み出された電荷を画像データに変換する増幅回路と、
バイアス線を介して前記各放射線検出素子にバイアス電圧を印加するバイアス電源と、
前記バイアス線を流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記放射線の照射時に前記電流検出手段で検出された電流の値に基づいて、前記照射された放射線の線量を算出する線量算出手段と、
前記線量算出手段により算出された前記線量に基づいて、前記各放射線検出素子のリセット処理条件を設定し、設定した前記リセット処理条件に従って前記各放射線検出素子のリセット処理を行う制御手段と、
を備えることを特徴とする。

本発明のような方式の放射線画像撮影装置によれば、例えば電流検出手段でバイアス線を流れる電流を検出する等して、放射線画像撮影の際の放射線の照射時に放射線画像撮影装置に照射された放射線の線量を算出する。そして、算出した線量に基づいて、リセット処理条件を設定し、設定したリセット処理条件に従って各放射線検出素子のリセット処理を行うように構成した。

そのため、前述した特許文献４に記載されている従来の手法のように、放射線検出素子に残存する電荷に由来する残像を除去するために撮影が終了した放射線画像撮影装置に、被写体が介在しない状態で放射線を再度照射する必要がなく、再度の放射線の照射に伴う無駄な電力の消費や放射線発生装置のＸ線管球等の消耗を回避することが可能となる。

また、例えば電流検出手段でバイアス線を流れる電流を検出する等して放射線画像撮影の際の放射線の照射時に放射線画像撮影装置に照射された放射線の線量を算出するように構成すれば、放射線画像撮影装置で、従来の手法のように再度の放射線の照射により発生した電荷（画像データ）を各放射線検出素子から読み出す処理を行う必要がなくなる。そのため、無駄な電力の消費を抑制することが可能となり、特にバッテリが内蔵された可搬型の放射線画像撮影装置では、バッテリの消耗を抑制することが可能となる。そのため、１回の充電あたりの放射線画像撮影装置の使用効率を向上させることが可能となる。

さらに、本発明のような方式の放射線画像撮影装置によれば、強い放射線の照射により放射線検出素子内に多量の電荷が発生し、読み出し処理や通常のリセット処理では電荷を放射線検出素子から完全に除去できないような場合でも、照射された放射線の線量が多いことを的確に検出して、リセット処理の回数を増やしたりリセット時間を延長するようにリセット処理条件が設定される。そのため、放射線検出素子内に多量の電荷が発生する場合でも、放射線検出素子内から電荷を十分に除去することが可能となり、放射線検出素子内に残存する電荷による残像の悪影響を的確に排除することが可能となる。

各実施形態に係る放射線画像撮影装置を示す斜視図である。 図１におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。 放射線画像撮影装置の基板の構成を示す平面図である。 図３の基板上の小領域に形成された放射線検出素子とＴＦＴ等の構成を示す拡大図である。 図４におけるＸ−Ｘ線に沿う断面図である。 ＣＯＦやＰＣＢ基板等が取り付けられた基板を説明する側面図である。 第１の実施形態に係る放射線画像撮影装置の等価回路を表すブロック図である。 第１の実施形態に係る放射線画像撮影装置の検出部を構成する１画素分についての等価回路を表すブロック図である。 相関二重サンプリング回路における電圧値の変化等を表すグラフである。 第１の実施形態に係る放射線画像撮影装置における放射線画像撮影前の各放射線検出素子のリセット処理以下の各処理の手順を示すフローチャートである。 通常の場合の放射線画像撮影前のリセット処理、読み出し処理、ダーク読取処理前のリセット処理およびダーク読取処理のタイミングチャートを表す図である。 放射線の照射時に電流検出手段で検出される電流に相当する電圧値を表すグラフである。 第２の実施形態に係る放射線画像撮影装置の等価回路を表すブロック図である。 第２の実施形態に係る放射線画像撮影装置の検出部を構成する１画素分についての等価回路を表すブロック図である。 第２の実施形態に係る放射線画像撮影装置における放射線画像撮影前の各放射線検出素子のリセット処理以下の各処理の手順を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る放射線画像撮影装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。

なお、以下では、放射線画像撮影装置が、シンチレータ等を備え、照射された放射線を可視光等の他の波長の電磁波に変換して電気信号を得るいわゆる間接型の放射線画像撮影装置である場合について説明するが、本発明は、直接型の放射線画像撮影装置に対しても適用することが可能である。また、放射線画像撮影装置が可搬型である場合について説明するが、支持台等と一体的に形成された放射線画像撮影装置に対しても適用される。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る放射線画像撮影装置の外観斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。本実施形態に係る放射線画像撮影装置１は、図１や図２に示すように、筐体２内にシンチレータ３や基板４等が収納された可搬型（カセッテ型）の装置として構成されている。

筐体２は、少なくとも放射線の照射を受ける側の面Ｒ（以下、放射線入射面Ｒという。）が放射線を透過するカーボン板やプラスチック等の材料で形成されている。なお、図１や図２では、筐体２がフレーム板２Ａとバック板２Ｂとで形成された、いわゆる弁当箱型である場合が示されているが、例えば特開２００２−３１１５２６号公報に記載されたＸ線画像撮影装置のように、筐体２を一体的に角筒状に形成した、いわゆるモノコック型とすることも可能である。

また、図１に示すように、筐体２の側面部分には、電源スイッチ３６や、ＬＥＤ等で構成されたインジケータ３７、図示しないバッテリ４１（後述する図７参照）の交換等のために開閉可能とされた蓋部材３８等が配置されている。また、本実施形態では、蓋部材３８の側面部には、外部と無線で通信するための通信手段であるアンテナ装置３９が埋め込まれている。

また、図２に示すように、筐体２の内部には、基板４の下方側に図示しない鉛の薄板等を介して基台３１が配置され、基台３１には、電子部品３２等が配設されたＰＣＢ基板３３や緩衝部材３４等が取り付けられている。なお、本実施形態では、基板４やシンチレータ３の放射線入射面Ｒには、それらを保護するためのガラス基板３５が配設されている。

シンチレータ３は、基板４の後述する検出部Ｐに貼り合わされるようになっている。シンチレータ３は、例えば、蛍光体を主成分とし、放射線の入射を受けると３００〜８００ｎｍの波長の電磁波、すなわち可視光を中心とした電磁波に変換して出力するものが用いられる。

基板４は、本実施形態では、ガラス基板で構成されており、図３に示すように、基板４のシンチレータ３に対向する側の面４ａ上には、複数の走査線５と複数の信号線６とが互いに交差するように配設されている。基板４の面４ａ上の複数の走査線５と複数の信号線６により区画された各小領域ｒには、それぞれ放射線検出素子７がそれぞれ設けられている。

このように、走査線５と信号線６で区画された各小領域ｒに二次元状に配列された複数の放射線検出素子７が設けられた領域ｒ全体、すなわち図３に一点鎖線で示される領域が検出部Ｐとされている。

本実施形態では、放射線検出素子７としてフォトダイオードが用いられているが、この他にも例えばフォトトランジスタ等を用いることも可能である。各放射線検出素子７は、図３や図４の拡大図に示すように、スイッチ素子であるＴＦＴ８のソース電極８ｓに接続されている。また、ＴＦＴ８のドレイン電極８ｄは信号線６に接続されている。

そして、ＴＦＴ８は、後述する走査駆動手段１５により、接続された走査線５にオン電圧が印加され、ゲート電極８ｇにオン電圧が印加されるとオン状態となり、放射線検出素子７内で発生し蓄積されている電荷を信号線６に放出させるようになっている。また、ＴＦＴ８は、接続された走査線５にオフ電圧が印加され、ゲート電極８ｇにオフ電圧が印加されるとオフ状態となり、放射線検出素子７から信号線６への電荷の放出を停止して、放射線検出素子７内で発生した電荷を放射線検出素子７内に保持して蓄積させるようになっている。

ここで、本実施形態における放射線検出素子７やＴＦＴ８の構造について、図５に示す断面図を用いて簡単に説明する。図５は、図４におけるＸ−Ｘ線に沿う断面図である。

基板４の面４ａ上に、ＡｌやＣｒ等からなるＴＦＴ８のゲート電極８ｇが走査線５と一体的に積層されて形成されており、ゲート電極８ｇ上および面４ａ上に積層された窒化シリコン（ＳｉＮ_ｘ）等からなるゲート絶縁層８１上のゲート電極８ｇの上方部分に、水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）等からなる半導体層８２を介して、放射線検出素子７の第１電極７４と接続されたソース電極８ｓと、信号線６と一体的に形成されるドレイン電極８ｄとが積層されて形成されている。

ソース電極８ｓとドレイン電極８ｄとは、窒化シリコン（ＳｉＮ_ｘ）等からなる第１パッシベーション層８３によって分割されており、さらに第１パッシベーション層８３は両電極８ｓ、８ｄを上側から被覆している。また、半導体層８２とソース電極８ｓやドレイン電極８ｄとの間には、水素化アモルファスシリコンにVI族元素をドープしてｎ型に形成されたオーミックコンタクト層８４ａ、８４ｂがそれぞれ積層されている。以上のようにしてＴＦＴ８が形成されている。

また、放射線検出素子７の部分では、基板４の面４ａ上に前記ゲート絶縁層８１と一体的に形成される絶縁層７１の上にＡｌやＣｒ等が積層されて補助電極７２が形成されており、補助電極７２上に前記第１パッシベーション層８３と一体的に形成される絶縁層７３を挟んでＡｌやＣｒ、Ｍｏ等からなる第１電極７４が積層されている。第１電極７４は、第１パッシベーション層８３に形成されたホールＨを介してＴＦＴ８のソース電極８ｓに接続されている。

第１電極７４の上には、水素化アモルファスシリコンにVI族元素をドープしてｎ型に形成されたｎ層７５、水素化アモルファスシリコンで形成された変換層であるｉ層７６、水素化アモルファスシリコンにIII族元素をドープしてｐ型に形成されたｐ層７７が下方から順に積層されて形成されている。

放射線画像撮影装置１の筐体２の放射線入射面Ｒから放射線が入射し、シンチレータ３で可視光等の電磁波に変換され、変換された電磁波が図中上方から照射されると、電磁波は放射線検出素子７のｉ層７６に到達して、ｉ層７６内で電子正孔対が発生する。放射線検出素子７は、このようにして、シンチレータ３から照射された電磁波を電荷に変換するようになっている。

また、ｐ層７７の上には、ＩＴＯ等の透明電極とされた第２電極７８が積層されて形成されており、照射された電磁波がｉ層７６等に到達するように構成されている。本実施形態では、以上のようにして放射線検出素子７が形成されている。なお、ｐ層７７、ｉ層７６、ｎ層７５の積層の順番は上下逆であってもよい。また、本実施形態では、放射線検出素子７として、上記のようにｐ層７７、ｉ層７６、ｎ層７５の順に積層されて形成されたいわゆるｐｉｎ型の放射線検出素子を用いる場合が説明されているが、これに限定されない。

放射線検出素子７の第２電極７８の上面には、第２電極７８を介して放射線検出素子７にバイアス電圧（本実施形態ではいわゆる逆バイアス電圧。以下同じ。）を印加するバイアス線９が接続されている。なお、放射線検出素子７の第２電極７８やバイアス線９、ＴＦＴ８側に延出された第１電極７４、ＴＦＴ８の第１パッシベーション層８３等、すなわち放射線検出素子７とＴＦＴ８の上面部分は、その上方側から窒化シリコン（ＳｉＮ_ｘ）等からなる第２パッシベーション層７９で被覆されている。

図３や図４に示すように、本実施形態では、それぞれ列状に配置された複数の放射線検出素子７に１本のバイアス線９が接続されており、各バイアス線９はそれぞれ信号線６に平行に配設されている。また、各バイアス線９は、基板４の検出部Ｐの外側の位置で１本の結線１０に結束されている。

本実施形態では、図３に示すように、各走査線５や各信号線６、バイアス線９の結線１０は、それぞれ基板４の端縁部付近に設けられた入出力端子（パッドともいう）１１に接続されている。各入出力端子１１には、図６に示すように、後述する走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂを構成するゲートＩＣ１２ａ等のチップが組み込まれたＣＯＦ（Chip On Film）１２が異方性導電接着フィルム（Anisotropic Conductive Film）や異方性導電ペースト（Anisotropic Conductive Paste）等の異方性導電性接着材料１３を介して接続されている。

また、ＣＯＦ１２は、基板４の裏面４ｂ側に引き回され、裏面４ｂ側で前述したＰＣＢ基板３３に接続されるようになっている。このようにして、放射線画像撮影装置１の基板４部分が形成されている。なお、図６では、電子部品３２等の図示が省略されている。

ここで、放射線画像撮影装置１の回路構成について説明する。図７は本実施形態に係る放射線画像撮影装置１の等価回路を表すブロック図であり、図８は検出部Ｐを構成する１画素分についての等価回路を表すブロック図である。

前述したように、基板４の検出部Ｐの各放射線検出素子７は、その第２電極７８にそれぞれバイアス線９が接続されており、各バイアス線９は結線１０に結束されてバイアス電源１４に接続されている。バイアス電源１４は、結線１０および各バイアス線９を介して各放射線検出素子７の第２電極７８にそれぞれバイアス電圧を印加するようになっている。また、バイアス電源１４は、後述する制御手段２２に接続されており、制御手段２２は、バイアス電源１４から各放射線検出素子７に印加するバイアス電圧を制御するようになっている。

バイアス線９の結線１０には、結線１０（バイアス線９）を流れる電流の値を検出する電流検出手段４３が設けられており、結線１０を流れる電流の増減を検出して放射線の照射の開始や終了を検出できるようになっている。図示を省略するが、本実施形態では、電流検出手段４３は、結線１０に直列に接続される所定の抵抗値を有する抵抗と、抵抗の両端子間の電圧を測定する差動アンプとを備えて構成されており、差動アンプで抵抗の両端子間の電圧を測定することで結線１０を流れる電流を電圧値Ｖに変換して検出するようになっている。

各バイアス線９や結線１０を流れる電流が微弱であるため、電流検出手段４３に備えられる前記抵抗として、有効な電圧値Ｖを得るために抵抗値が１００ｋΩや１ＭΩ等の大きな抵抗値を有する抵抗が用いられるようになっている。電流検出手段４３は、このようにして検出した結線１０の電流値に相当する電圧値Ｖを制御手段２２に出力するようになっている。

なお、このように抵抗値が大きいと、例えば放射線照射によって蓄積された電荷を読み出す読み出し処理等においてバイアス線９や結線１０等を流れる電流の大きな妨げになることから、電流検出手段４３には前記抵抗の両端子間を短絡するスイッチが設けられている。そして、電流検出手段４３でバイアス線９の結線１０中を流れる電流を検出する際にはスイッチがオフ状態とされ、また、電流の検出が不要になった場合にはスイッチがオン状態とされて抵抗の両端子間が短絡されるようになっている。

また、電流検出手段４３は、バイアス電源１４と放射線検出素子７との間のバイアス線９やその結線１０に流れる電流、或いはそれに相当する電圧値Ｖを検出することができるものであればよく、上記のような構成には限定されず、適宜の構成とすることが可能である。

図７や図８に示すように、本実施形態では、放射線検出素子７のｐ層７７側（図５参照）に第２電極７８を介してバイアス線９が接続されていることからも分かるように、バイアス電源１４からは、放射線検出素子７の第２電極７８にバイアス線９を介してバイアス電圧として放射線検出素子７の第１電極７４側にかかる電圧以下の電圧（すなわち逆バイアス電圧）が印加されるようになっている。

各放射線検出素子７の第１電極７４はＴＦＴ８のソース電極８ｓ（図７、図８中ではＳと表記されている。）に接続されており、各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇ（図７、図８中ではＧと表記されている。）は、後述する走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂから延びる各走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘにそれぞれ接続されている。また、各ＴＦＴ８のドレイン電極８ｄ（図７、図８中ではＤと表記されている。）は各信号線６にそれぞれ接続されている。

走査駆動手段１５は、本実施形態では、電源回路１５ａとゲートドライバ１５ｂとを備えており、本実施形態では、ゲートドライバ１５ｂは、前述したゲートＩＣ１２ａが複数並設されて形成されている。また、走査駆動手段１５は、ゲートドライバ１５ｂに接続されている各走査線５を介してＴＦＴ８のゲート電極８ｇに印加する電圧を制御して、電圧を前述したオン電圧とオフ電圧との間で切り替えるようになっている。

各信号線６は、読み出しＩＣ１６内に形成された各読み出し回路１７にそれぞれ接続されている。なお、読み出しＩＣ１６には所定個数の読み出し回路１７が設けられており、読み出しＩＣ１６が複数設けられることにより、信号線６の本数分の読み出し回路１７が設けられるようになっている。

読み出し回路１７は、増幅回路１８と、相関二重サンプリング（Correlated Double Sampling）回路１９と、アナログマルチプレクサ２１と、Ａ／Ｄ変換器２０とで構成されている。なお、図７や図８や後述する図９中では、相関二重サンプリング回路１９はＣＤＳと表記されている。また、図８中では、アナログマルチプレクサ２１は省略されている。

本実施形態では、増幅回路１８はチャージアンプ回路で構成されており、オペアンプ１８ａと、オペアンプ１８ａにそれぞれ並列にコンデンサ１８ｂおよび電荷リセット用スイッチ１８ｃが接続されて構成されている。また、増幅回路１８には、増幅回路１８に電力を供給するための電源供給部１８ｄが接続されている。

また、増幅回路１８のオペアンプ１８ａの入力側の反転入力端子には信号線６が接続されており、増幅回路１８の入力側の非反転入力端子には基準電位Ｖ_０が印加されるようになっている。なお、基準電位Ｖ_０は適宜の値に設定され、本実施形態では、例えば０［Ｖ］が印加されるようになっている。

また、増幅回路１８の電荷リセット用スイッチ１８ｃは、後述する制御手段２２に接続されており、制御手段２２によりオン／オフが制御されるようになっている。電荷リセット用スイッチ１８ｃがオフの状態で、放射線検出素子７のＴＦＴ８がオン状態とされると（すなわち、ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに走査線５を介してオン電圧が印加されると）、当該放射線検出素子７から放出された電荷がコンデンサ１８ｂに流入して蓄積され、蓄積された電荷量に応じた電圧値がオペアンプ１８ａの出力側から出力されるようになっている。

増幅回路１８は、このようにして、各放射線検出素子７から出力された電荷量に応じて電圧値を出力して電荷電圧変換して増幅するようになっている。また、電荷リセット用スイッチ１８ｃがオン状態とされると、増幅回路１８の入力側と出力側とが短絡されてコンデンサ１８ｂに蓄積された電荷が放電されて増幅回路１８がリセットされるようになっている。なお、増幅回路１８を、放射線検出素子７から出力された電荷に応じて電流を出力するように構成することも可能である。

増幅回路１８の出力側には、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）１９が接続されている。相関二重サンプリング回路１９は、本実施形態では、サンプルホールド機能を有しており、この相関二重サンプリング回路１９におけるサンプルホールド機能は、制御手段２２から送信されるパルス信号によりそのオン／オフが制御されるようになっている。

各放射線検出素子７からの画像データの読み出し処理や前述したダーク読取処理の際、制御手段２２は、相関二重サンプリング回路１９等を起動させて画像データやダーク読取値の読み出し処理を行うが、処理の際、まず、各読み出し回路１７の増幅回路１８の電荷リセット用スイッチ１８ｃを制御してオフ状態にする。その際、電荷リセット用スイッチ１８ｃをオフ状態にした瞬間に、いわゆるｋＴＣノイズが発生し、増幅回路１８のコンデンサ１８ｂにｋＴＣノイズに起因する電荷ｑが溜まる。

前述したように、増幅回路１８では、コンデンサ１８ｂに蓄積された電荷量に応じた電圧値が増幅回路１８のオペアンプ１８ａの出力端子から出力されるが、上記のようにｋＴＣノイズに起因する電荷ｑがコンデンサ１８ｂに溜まることにより、図９に示すように、オペアンプ１８ａの出力端子から出力される電圧値が、電荷リセット用スイッチ１８ｃをオフ状態にした瞬間（図９では「１８ｃoff」と表示）に、前述した基準電位Ｖ_０から、ｋＴＣノイズに起因する電荷ｑの分だけ瞬間的に変化し、電圧値Ｖinに変わる。

制御手段２２は、この段階で、相関二重サンプリング回路１９に１回目のパルス信号を送信して、その時点（図９では「ＣＤＳ保持」（左側）と表示）で増幅回路１８から出力されている電圧値Ｖinを保持させる。

続いて、走査駆動回路１５から走査線５にオン電圧を印加して走査線５にゲート電極８ｇが接続されているＴＦＴ８をオン状態とすると（図９では「ＴＦＴon」と表示）、これらのＴＦＴ８が接続されている各放射線検出素子７から蓄積された電荷が各信号線６を介して増幅回路１８のコンデンサ１８ｂに流れ込んで蓄積される。そのため、コンデンサ１８ｂに蓄積された電荷量に応じてオペアンプ１８ａの出力側から出力される電圧値が上昇していく。

そして、制御手段２２は、所定時間が経過した後、走査駆動回路１５から走査線５に印加しているオン電圧をオフ電圧に切り替えてＴＦＴ８をオフ状態とし（図９では「ＴＦＴoff」と表示）、この段階で各相関二重サンプリング回路１９に２回目のパルス信号を送信して、その時点で増幅回路１８から出力されている電圧値Ｖfiを保持させる（図９では「ＣＤＳ保持」（右側）と表示）。

各相関二重サンプリング回路１９は、２回目のパルス信号で電圧値Ｖfiを保持すると、電圧値の差Ｖfi−Ｖinを算出し、算出した差Ｖfi−Ｖinを画像データＤとして下流側に出力するようになっている。

相関二重サンプリング回路１９から出力された各放射線検出素子７の画像データＤは、アナログマルチプレクサ２１に送信され、アナログマルチプレクサ２１から順次Ａ／Ｄ変換器２０に送信され、Ａ／Ｄ変換器２０で順次デジタル値の画像データＤに変換されて記憶手段４０に出力されて順次保存されるようになっている。

制御手段２２は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力インターフェース等がバスに接続されたコンピュータ等で構成されている。専用の制御回路で構成されていてもよい。そして、制御手段２２は、放射線画像撮影装置１の各部材の動作等を制御するようになっている。また、制御手段２２には、前述した記憶手段４０が接続されている。

また、本実施形態では、制御手段２２には、前述したアンテナ装置３９が接続されており、さらに、検出部Ｐや走査駆動手段１５、読み出し回路１７、記憶手段４０、バイアス電源１４等の各部材に電力を供給するためのバッテリ４１が接続されている。このように、バッテリ４１は、放射線画像撮影装置１のハウジング２内に内蔵されており、バッテリ４１には、外部装置からバッテリ４１に電力を供給してバッテリ４１を充電する際の接続端子４２が取り付けられている。

前述したように、制御手段２２は、バイアス電源１４を制御してバイアス電源１４から各放射線検出素子７に印加するバイアス電圧を設定したり、読み出し回路１７の増幅回路１８の電荷リセット用スイッチ１８ｃのオン／オフを制御したり、相関二重サンプリング回路１９にパルス信号を送信して、そのサンプルホールド機能のオン／オフを制御する等の各種の処理を実行するようになっている。

また、制御手段２２は、各放射線検出素子７のリセット処理時や放射線画像撮影後の各放射線検出素子７からの画像データの読み出し処理時に、走査駆動手段１５に対して、走査駆動手段１５から各走査線５を介して各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに印加する電圧をオン電圧とオフ電圧との間で切り替えさせるためのパルス信号を送信するようになっている。

そして、制御手段２２は、放射線画像撮影時に放射線が照射された際に、電流検出手段４３で検出された電流に相当する電圧値Ｖに基づいて、放射線画像撮影装置１に照射された放射線の線量を算出するとともに、算出した放射線の線量に基づいて、各放射線検出素子７のリセット処理の際のリセット処理条件を設定し、設定したリセット処理条件に従って各放射線検出素子７のリセット処理を行うようになっている。すなわち、本実施形態では、制御手段２２が本発明における線量算出手段を兼ねている。

以下、放射線画像撮影前の各放射線検出素子７のリセット処理、電流検出手段４３で検出された電流に相当する電圧値Ｖに基づく放射線の照射の開始や終了の検出、放射線の線量の算出、読み出し処理、ダーク読取処理前のリセット処理、およびダーク読取処理等について説明する。また、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１の作用について説明する。

図１０は、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１において行われる放射線画像撮影前の各放射線検出素子７のリセット処理以下の各処理の手順を示すフローチャートである。

制御手段２２は、まず、放射線画像撮影前に、各放射線検出素子７内に蓄積されている暗電荷等の余分な電荷を放射線検出素子７内から除去するためのリセット処理を行う（ステップＳ１）。

そのため、制御手段２２は、各増幅回路１８の電荷リセット用スイッチ１８ｃ（図８参照）をオン状態として、各コンデンサ１８ｂに蓄積された電荷を下流側に流出させるとともに、走査駆動手段１５に対して、走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘを介して各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇにオン電圧を印加して各ＴＦＴ８のゲートを開くようにパルス信号を送信する。なお、電流検出手段４３のスイッチをオン状態として、抵抗の両端子間を短絡させる。

その際、図１１に示すように、例えば時刻Ｔ１に走査線５の全ラインＬ１〜Ｌｘ（或いは所定の範囲のライン）に一斉にオン電圧Ｖonを印加して全ＴＦＴ８（或いは所定の範囲のＴＦＴ８）を一括してオン状態とするように制御してもよく、また、オン電圧Ｖonを印加する走査線５のラインＬｎを順次切り替えてオン状態とするように制御してもよい。また、図１１では、放射線画像撮影前のリセット処理を１回だけ行う場合が示されているが、必要に応じてリセット処理を繰り返して行うように構成することも可能である。

制御手段２２は、放射線画像撮影前のリセット処理（ステップＳ１）を終了すると、続いて、走査駆動手段１５に対してパルス信号を送信して、走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘを介して各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇにオフ電圧Ｖoffを印加させて、各ＴＦＴ８のゲートを閉じる。また、電流検出手段４３を起動させ、スイッチをオフ状態として抵抗の両端子間の短絡を解除する。

そして、制御手段２２は、その状態で、電流検出手段４３の差動アンプから出力されるバイアス線９の結線１０を流れる電流に相当する電圧値Ｖの変化に基づいて放射線の照射を検出する（ステップＳ２）。

図１２に、電流検出手段４３から出力される電流に相当する電圧値Ｖの変化を示す。放射線画像撮影装置１に放射線が照射される前段階においても、前述したように、放射線検出素子７内では熱励起等により暗電荷が発生するため、図１２における時刻ｔａに示すように、電流検出手段４３からは発生する暗電荷に相当する電圧値Ｖａが出力される。

そして、放射線画像撮影装置１への放射線の照射が開始されると、前述したように、各放射線検出素子７内で電子正孔対が発生して、バイアス線９内を電流が流れ始めるため、図１２における時刻ｔｂに示すように、電流検出手段４３から出力される電圧値Ｖが増加し始める。

そこで、本実施形態では、制御手段２２は、電流検出手段４３から出力される電圧値Ｖが大きく増加し始めたことを検出することで、放射線の照射の開始を検出するようになっている。なお、例えば、電流検出手段４３から出力される電圧値Ｖが所定の閾値Ｖthを越えた時刻ｔｃに放射線の照射が開始されたとして検出するように構成してもよく、また、例えば、電圧値Ｖの時間微分値が所定の閾値を越えた時刻ｔｄに放射線照射が開始されたとして検出するように構成することも可能である。

また、放射線画像撮影装置１に対する放射線の照射が終了すると、各放射線検出素子７内での電子正孔対の発生が停止するため、今度は図１２における時刻ｔｅに示すように、電流検出手段４３から出力される電圧値Ｖが減少し始める。そこで、本実施形態では、制御手段２２は、電流検出手段４３から出力される電圧値Ｖが減少したことを検出することで、放射線の照射の終了を検出するようになっている。

なお、例えば、電流検出手段４３から出力される電圧値Ｖが前述した所定の閾値Ｖthを下回った時刻ｔｆに放射線の照射が終了されたとして検出するように構成してもよく、また、電圧値Ｖの時間微分値が所定の負の値の閾値をより負側に越えた時刻ｔｇに放射線の照射が終了されたとして検出するように構成することも可能である。なお、以下、放射線の照射開始時刻が時刻ｔｃであり、放射線の照射終了時刻が時刻ｔｆであるものとして説明する。

また、放射線が照射されると、全ＴＦＴ８がオフ状態となっているにもかかわらず、バイアス線９や結線１０中を電流が流れる理由は、以下のように説明できる。すなわち、放射線画像撮影装置１に放射線が照射されると、放射線画像撮影装置１に入射した放射線がシンチレータ３で可視光等の電磁波に変換され、変換された電磁波が直下の放射線検出素子７のｉ層７６（図５参照）に到達して、ｉ層７６内で電子正孔対が発生する。

そのため、放射線検出素子７内では、第２電極７８に対する第１電極７４の電位が変化する。本実施形態では、第２電極７８にはバイアス電源１４からバイアス線９を介して所定の負の値のバイアス電圧（すなわち逆バイアス電圧）Ｖbiasが印加されていて電位が固定されている。また、ｉ層７６内で発生した電子正孔対のうち、正孔が第２電極７８側に移動し、電子が第１電極７４側に移動するため、第１電極７４側の電位が下がる。そして、放射線検出素子７の第１電極７４側の電位が下がると、図８に示したＴＦＴ８のソース電極８ｓ（図８中ではＳと表記されている。）側の電位がそれに伴って下がる。

その際、ＴＦＴ８がオフ状態となっている場合すなわちＴＦＴ８のゲート電極８ｇに所定のオフ電圧が印加されている場合、ＴＦＴ８のゲート電極８ｇとソース電極８ｓとの電位差が変化する。ＴＦＴ８のゲート電極８ｇとソース電極８ｓとの間には寄生容量が存在するため、変化した電位差に対応する電荷が走査線５を通って所定の電荷がＴＦＴ８のゲート電極８ｇに供給される。すなわち、走査線５中を電流が流れる。

そして、それと等量の電流がＴＦＴ８のソース電極８ｓと放射線検出素子７の第１電極７４間を流れ、また、等量の電流が放射線検出素子７の第２電極７８とバイアス電源１４間を流れる。このようにして、放射線画像撮影装置１に放射線が照射されると、全ＴＦＴ８がオフ状態となっていても、バイアス線９や結線１０中を電流が流れる。

制御手段２２は、続いて、放射線の照射時に電流検出手段４３で検出された電流に相当する電圧値Ｖの値に基づいて、放射線画像撮影装置１に照射された放射線の線量を算出するようになっている（図１０のステップＳ３）。すなわち、この処理では、制御手段２２は線量算出手段として機能する。なお、このステップＳ３と後述するステップＳ４の処理は、ダーク読取処理前のリセット処理（ステップＳ６）の前に行われればよく、例えば各放射線検出素子７からの画像データＤの読み出し処理（ステップＳ５）の後やそれと同時並行で行われるように構成することも可能である。

放射線画像撮影装置１に放射線が照射されると、図１２に示したように、放射線の照射が開始された時点ｔｃで、電流検出手段４３から出力されたバイアス線９の結線１０を流れる電流に相当する電圧値Ｖが立ち上がり、放射線の照射が終了した時点ｔｆで電圧値Ｖが下がる。

そこで、例えば、積分回路等を用いて、図１２に示した照射開始時刻ｔｃから照射終了時刻ｔｆまでの時間間隔における電圧値Ｖ（或いは電圧値Ｖからノイズに相当する一定値を減じた値）の積分値を算出し、それを放射線画像撮影装置１に照射された放射線の線量として算出するように構成することが可能である。このように構成すれば、放射線の線量を正確に算出することが可能となる。

また、より簡単に照射された放射線の線量を算出する手法として、例えば、図１２に示した照射開始時刻ｔｃから照射終了時刻ｔｆまでの時間間隔における電圧値Ｖ（或いは電圧値Ｖからノイズに相当する一定値αを減じた値）のピーク値Ｖｐを保持し（ピークホールドし）、この電圧値Ｖのピーク値Ｖｐと、放射線の照射の開始および終了の時間間隔ｔｆ−ｔｃとを乗算することにより、照射された放射線の線量を算出するように構成することも可能である。

制御手段２２は、続いて、算出した照射された放射線の線量に基づいて、後述するダーク読取処理（ステップＳ７）の前に行う放射線検出素子７のリセット処理（ステップＳ６）におけるリセット処理条件を設定するようになっている（ステップＳ４）。

本実施形態では、このリセット処理条件には、ダーク読取処理前に行う放射線検出素子７のリセット処理の回数、或いは、ダーク読取処理前に行う放射線検出素子７のリセット処理において各放射線検出素子７に接続されたＴＦＴ８にオン電圧Ｖonを印加する時間が含まれており、制御手段２２は、算出した放射線の線量が多いほど、リセット処理の回数を増加させ、或いは、リセット処理の時間を延長するように、リセット処理条件を設定するようになっている。

通常、放射線画像撮影装置１に用いられている各放射線検出素子７の読み出し効率や、各放射線検出素子７からの画像データＤの読み出し時間がどのように設定されているか等によって、ダーク読取処理前にリセット処理を行うか否か、或いは、リセット処理を行う場合にはその回数やＴＦＴ８にオン電圧Ｖonを印加する時間等のリセット処理条件が、放射線画像撮影装置１ごとに予め設定されている。

そこで、本実施形態では、放射線画像撮影装置１に照射された放射線の線量が過大ではなく通常のレベルである場合には、放射線画像撮影装置１に予め設定されたリセット処理条件に基づいてダーク読取処理前のリセット処理を行うようになっている。

そして、放射線画像撮影装置１に照射された放射線の線量のレベルが過大になり、前述したように、放射線検出素子７に強い放射線が照射されて多量に発生した電荷がリセット処理を施しても完全にリセットできずに放射線検出素子内に残存して残像の問題が生じるようなレベルになった場合に、リセット処理条件を変更して、リセット処理の回数を増加させ、或いは、リセット処理の時間を延長するようになっている。

これを実現するために、本実施形態では、算出された放射線の線量に、予め線量を複数の数値範囲に区分するための閾値が設定されている。すなわち、例えば、照射された放射線の線量のレベルを、線量が少ない方から順に「通常レベル」、「多いレベル」、「非常に多いレベル」の３段階に区分するための境界値として２つの閾値が予め設定されている。

そして、例えば、通常の場合にダーク読取処理前のリセット処理を１回行うように設定されている放射線画像撮影装置１では、例えば、算出した放射線の線量のレベルが「通常レベル」である場合にはダーク読取処理前のリセット処理を１回行い、「多いレベル」である場合には２回行い、「非常に多いレベル」である場合には３回行うようにリセット処理条件が設定される。

また、上記のようにリセット処理の時間を延長するように構成することも可能であり、例えば、算出した放射線の線量のレベルが「通常レベル」である場合には、ダーク読取処理前のリセット処理では、予め設定された通常の場合の時間だけＴＦＴ８にオン電圧Ｖonを印加し、「多いレベル」である場合にはその２倍の時間だけオン電圧Ｖonを印加し、「非常に多いレベル」である場合には３倍の時間オン電圧Ｖonを印加するようにリセット処理条件が設定される。

なお、上記の例はあくまで一例であり、リセット処理の回数の増加のさせ方や、リセット処理の時間の延長のさせ方は、当該放射線画像撮影装置１の実情に合うように、すなわち、予め実験等を行い、その結果に基づいて、放射線検出素子７に強い放射線が照射された場合でも各放射線検出素子７から的確に電荷が放出されてリセットされるように設定される。

本実施形態では、上記のようにして、放射線の線量の数値範囲の区分ごとにリセット処理の回数やリセット処理の時間が割り当てられたテーブルが予めＲＯＭ等に保存されており、制御手段２２は、放射線画像撮影装置１に照射された放射線の線量を算出すると（ステップＳ３）、上記のテーブルを参照して、ダーク読取処理前に行う放射線検出素子７のリセット処理（ステップＳ６）におけるリセット処理の回数やリセット処理の時間等のリセット処理条件を設定するようになっている（ステップＳ４）。

なお、上記のようなテーブルを用いる代わりに、例えば、算出された放射線の線量から、ダーク読取処理前のリセット処理におけるリセット処理の回数やＴＦＴ８にオン電圧Ｖonを印加する時間を算出するための演算式を予め求めておき、ステップＳ４のリセット処理条件の設定処理では、照射された放射線の線量から演算式に従ってダーク読取処理前のリセット処理におけるリセット処理の回数やリセット処理の時間を算出するように構成することも可能である。

その際、演算式は、放射線の線量が増加するに従って連続的に増加する関数であってもよく、また、階段状に増加する関数であってもよい。また、リセット処理条件として特にリセットの回数を設定する場合には、例えば、演算式に従って算出された数値の小数点以下を切り上げてダーク読取処理前のリセット処理におけるリセット処理の回数を算出することが可能である。

続いて、各放射線検出素子７からの画像データＤの読み出し処理（ステップＳ５）では、制御手段２２は、前述したように各機能部を制御して、各放射線検出素子７からの画像データＤの読み出しを行うようになっている。

具体的には、制御手段２２は、電流検出手段４３のスイッチをオン状態として抵抗の両端子間を短絡させて、電流検出手段４３の起動を停止させる。そして、読み出し回路１７の増幅回路１８の電荷リセット用スイッチ１８ｃを制御してオフ状態とし（図９参照）、相関二重サンプリング回路１９に１回目のパルス信号を送信して、その時点で増幅回路１８から出力されている電圧値Ｖinを保持させる。

続いて、走査駆動回路１５から走査線５の１ラインにオン電圧Ｖonを印加して当該ラインにＴＦＴ８を介して接続されている各放射線検出素子７から蓄積された電荷を各信号線６に放出させ、所定時間が経過した後、走査駆動回路１５から走査線５の当該ラインに印加している電圧をオフ電圧に切り替え、各相関二重サンプリング回路１９に２回目のパルス信号を送信して、その時点で増幅回路１８から出力されている電圧値Ｖfiを保持させる。

各相関二重サンプリング回路１９からは、電圧値の差Ｖfi−Ｖinが画像データＤとして出力され、アナログマルチプレクサ２１を介して順次Ａ／Ｄ変換器２０に送信され、Ａ／Ｄ変換器２０で順次デジタル値の画像データＤに変換されて記憶手段４０に順次保存される。

そして、制御手段２２は、図１１に示したように、走査駆動回路１５からオン電圧Ｖonを印加する走査線５のラインＬ１〜Ｌｘを順次切り替え（図１１における時刻Ｔ３_ｎ参照）、各放射線検出素子７から画像データＤを読み出して、記憶手段４０に保存するようになっている。

制御手段２２は、続いて、ステップＳ４のリセット処理条件の設定処理で、算出した照射された放射線の線量に基づいて前記テーブルを参照して設定したリセット処理条件に従って、ダーク読取処理前のリセット処理を行うようになっている（ステップＳ６）。

なお、図１１では、算出した放射線の線量のレベルが「通常レベル」である場合に、ダーク読取処理前のリセット処理を１回だけ行う場合が示されているが（時刻Ｔ４〜Ｔ５の部分参照）、前述したように、放射線の線量のレベルが「多いレベル」や「非常に多いレベル」である場合には、ステップＳ４で設定されたリセット処理条件に従って、ダーク読取処理前のリセット処理が２回或いは３回繰り返される。或いは、図１１に示したオン電圧Ｖonの印加時間の２倍或いは３倍の時間、各ＴＦＴ８にオン電圧Ｖonを印加するように制御される。

制御手段２２は、続いて、ダーク読取処理を行う（ステップＳ７）。ダーク読取処理では、制御手段２２は、ダーク読取処理前のリセット処理（ステップＳ６）が終了した後、放射線を照射しない状態で放射線画像撮影装置１を放置して、各放射線検出素子７内で発生する暗電荷を各放射線検出素子７に蓄積させる。

放射線画像撮影装置１を放置する時間間隔ΔＴ_ｎは、放射線画像撮影の際に各ＴＦＴ８をオフ状態としていた時間間隔ΔＴ_ｎすなわち放射線画像撮影前のリセット処理が終了してＴＦＴ８に印加する電圧をオフ電圧Ｖoffに切り替えた時刻Ｔ２から、読み出し処理でＴＦＴ８に印加する電圧をオン電圧Ｖonに切り替えた時刻Ｔ３_ｎまでの時間間隔ΔＴ_ｎと同じ時間間隔になるように設定されている。

そして、制御手段２２は、ダーク読取処理前のリセット処理（ステップＳ６）が終了してＴＦＴ８に印加する電圧をオフ電圧Ｖoffに切り替えた時刻Ｔ５から、走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘごとに時間間隔ΔＴ_ｎだけ放置した後、画像データＤの読み出し処理（ステップＳ５）と同じ手順で各機能部を制御し、各放射線検出素子７からダーク読取値ｄを読み出すようになっている。

具体的には、制御手段２２は、走査駆動回路１５からオン電圧Ｖonを印加する走査線５のラインＬ１〜Ｌｘを順次切り替えながら、各放射線検出素子７から蓄積された暗電荷を読み出し、増幅回路１８で電荷電圧変換し、Ａ／Ｄ変換器２０で順次デジタル値のダーク読取値ｄに変換する等して、記憶手段４０に順次保存される。

なお、ダーク読取処理（ステップＳ７）の手法は、上記の本実施形態のように、走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘごとに時間間隔ΔＴ_ｎだけオフ電圧Ｖoffが印加されるように放射線画像撮影装置１を放置する手法に限定されず、有効なダーク読取値ｄを取得できる手法であれば、他の手法を採用することも可能である。

また、前述したように、このようにして得られたダーク読取値ｄからオフセット分Ｏを算出し、画像データＤを上記（１）式に従って補正して真の画像データＤ^＊を算出する処理を放射線画像撮影装置１で行うように構成してもよく、また、画像データＤやダーク読取値ｄをアンテナ装置３９等を介して図示しない外部装置に送信し、外部装置で真の画像データＤ^＊を算出する処理等を行うように構成することも可能である。

さらに、リセット処理（ステップＳ６）を行った後、連続して放射線画像撮影が行われる場合もある。このような場合でも、各放射線画像撮影が行われるごとに照射された放射線の線量が算出され（ステップＳ３）、リセット処理条件が設定されて（ステップＳ４）、リセット処理（ステップＳ６）が行われる。

以上のように、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１によれば、電流検出手段４３でバイアス線９の結線１０を流れる電流（電流に相当する電圧値Ｖ）を検出し、それに基づいて放射線画像撮影時に放射線画像撮影装置１に照射された放射線の線量を算出する。そして、算出した線量に基づいて、ダーク読取処理前のリセット処理条件を設定し、設定したリセット処理条件に従って各放射線検出素子７のリセット処理を行うように構成した。

そのため、前述した特許文献４に記載されている手法のように、放射線検出素子７に残存する電荷に由来する残像を除去するために撮影が終了した放射線画像撮影装置に、被写体が介在しない状態で放射線を再度照射する必要がなく、再度の放射線の照射に伴う無駄な電力の消費や放射線発生装置のＸ線管球等の消耗を回避することが可能となる。

また、放射線画像撮影装置１では、再度の放射線の照射により発生した電荷（画像データ）の各放射線検出素子７からの読み出し処理を行う必要がなくなる。本実施形態に係る放射線画像撮影装置１では、上記のように、照射された放射線の線量が多い場合には、ダーク読取処理前のリセット処理の回数を増やしたり、ＴＦＴ８をオン状態とする時間を延長するようにリセット処理条件が設定されるため、その分だけ消費電力は多くなる。

しかし、読み出し処理に要する電力はリセット処理に要する電力よりも格段に大きいため、再度の読み出し処理を行う従来の手法に比べれば、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１における残存電荷の除去の手法で消費される電力は格段に低減され、無駄な電力の消費を抑制することが可能となる。そのため、特に本実施形態のような内蔵されたバッテリ４１を備える可搬型の放射線画像撮影装置１では、バッテリ４１の消耗を抑制することが可能となり、１回の充電あたりの放射線画像撮影装置１の使用効率を向上させることが可能となる。

また、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１によれば、強い放射線の照射により放射線検出素子７内に多量の電荷が発生し、読み出し処理や通常のリセット処理では電荷を放射線検出素子７から完全に除去できないような場合でも、照射された放射線の線量が多いことを的確に検出して、ダーク読取処理前のリセット処理の回数を増やしたり、ＴＦＴ８をオン状態とする時間を延長するようにリセット処理条件が設定される。

そのため、放射線検出素子７内に多量の電荷が発生する場合でも、放射線検出素子７内から電荷を十分に除去することができ、放射線検出素子７内に電荷が残存しないようにすることが可能となる。そのため、放射線検出素子７内に残存する電荷による残像の悪影響を的確に排除することが可能となる。

［第２の実施の形態］
上記の第１の実施形態では、放射線画像撮影装置１が、バイアス線９の結線１０を流れる電流或いは電流に相当する電圧値Ｖを検出する電流検出手段４３を備え、制御手段２２で、放射線画像撮影装置１に放射線が照射された際に電流検出手段４３で検出された電流の値（或いは電圧値Ｖ）に基づいて算出した放射線の線量に基づいて、ダーク読取処理前のリセット処理条件を設定する場合について説明した。しかし、一般的には、放射線画像撮影装置には電流検出手段が設けられていない場合が多い。

そこで、第２の実施形態では、このような電流検出手段が設けられていない一般的な放射線画像撮影装置において、放射線の照射時に照射された放射線の線量を算出し、算出した放射線の線量に基づいて、ダーク読取処理前の各放射線検出素子７のリセット処理条件を設定し、設定したリセット処理条件に従ってダーク読取処理前の各放射線検出素子７のリセット処理を行う放射線画像撮影装置について説明する。

本実施形態に係る放射線画像撮影装置５０の構成は、図１〜図６に示した第１の実施形態に係る放射線画像撮影装置１の構成とほぼ同様であるため、第１の実施形態に係る放射線画像撮影装置１と同じ機能部が用いられている場合には、それらの各機能部については第１の実施形態の場合と同じ符号を付して説明する。

しかし、本実施形態に係る放射線画像撮影装置５０では、図１３に示す本実施形態に係る放射線画像撮影装置５０の等価回路を表すブロック図や、図１４に示す検出部Ｐを構成する１画素分についての等価回路を表すブロック図に示すように、第１の実施形態のような電流検出手段が設けられていない。

以下、本実施形態における放射線の線量の算出等の各処理について、図１５に示すフローチャートに基づいて説明する。また、本実施形態に係る放射線画像撮影装置５０の作用について説明する。

本実施形態においても、制御手段２２は、まず、放射線画像撮影前に、各放射線検出素子７内に蓄積されている暗電荷等の余分な電荷を放射線検出素子７内から除去するためのリセット処理を行う（ステップＳ１１）。

この場合、第１の実施形態の場合と同様に、図１１に示したように走査線５の全ラインＬ１〜Ｌｘ（或いは所定の範囲のライン）に一斉にオン電圧Ｖonを印加して全ＴＦＴ８（或いは所定の範囲のＴＦＴ８）を一括してオン状態とするように制御してもよく、また、オン電圧Ｖonを印加する走査線５のラインＬｎを順次切り替えてオン状態とするように制御してもよい。また、放射線画像撮影前のリセット処理は、必要に応じて予め設定された回数だけ行われる。

そして、放射線画像撮影が行われ、図示しない被写体を介して放射線画像撮影装置５０に放射線が照射されるが（ステップＳ１２）、本実施形態では、電流検出手段を備えないため、バイアス線９や結線１０を流れる電流を検出して放射線の照射を検出することができない。そのため、放射線画像撮影装置５０に、放射線が照射されたことを検知する放射線センサ等が設けられていれば、その情報に基づいて放射線の照射を検知する。

また、放射線画像撮影装置５０自体に、放射線の照射を検知する手段が設けられていない場合には、アンテナ装置３９等の通信手段を介して外部装置から、或いは、放射線技師等の操作者が放射線画像撮影装置５０の図示しないボタンを操作する等して、少なくとも放射線の照射が終了したことが放射線画像撮影装置５０に通知される。

制御手段２２は、放射線の照射が終了したことが通知されると、続いて、各放射線検出素子７からの画像データＤの読み出し処理を行う（ステップＳ１３）。この画像データＤの読み出し処理（ステップＳ１３）は、第１の実施形態における画像データＤの読み出し処理（図１０のステップＳ５、図１１参照）と同様に行われ、各放射線検出素子７から読み出された画像データＤが記憶手段４０に保存される。

制御手段２２は、続いて、ダーク読取処理前のリセット処理を行うようになっている（ステップＳ１４）。しかし、第１の実施形態の場合と異なり、この場合のリセット処理は、放射線画像撮影装置５０ごとに予め設定されたリセット処理条件に従って行われる。そのため、ダーク読取処理前のリセット処理を行わないように予め設定されている場合には、このリセット処理（ステップＳ１４）はスキップされる。

制御手段２２は、続いて、ダーク読取処理を行う（ステップＳ１５）。このダーク読取処理（ステップＳ１５）も、第１の実施形態におけるダーク読取処理（図１０のステップＳ７、図１１参照）と同様に行われ、各放射線検出素子７から読み出されたダーク読取値ｄが記憶手段４０に保存される。

そして、本実施形態では、線量算出手段としての制御手段２２により、このダーク読取値ｄに基づいて、放射線画像撮影時に放射線画像撮影装置５０に照射された放射線の線量が算出されるようになっている（ステップＳ１６）。

具体的には、本実施形態では、予め標準的な状態で各放射線検出素子７ごとに取得されたダーク読取値ｄ^＊（以下、標準的なダーク読取値ｄ^＊という。）がＲＯＭ等に保存されている。

この場合、標準的な状態とは、例えば各放射線検出素子７のリセット処理を複数回繰り返して各放射線検出素子７に電荷が残存していないと見なされる状態とした後、ダーク読取処理において放射線を照射しない状態で放射線画像撮影装置５０を放置する際の標準的な時間に予め設定された所定の放置時間だけ放射線画像撮影装置５０を放置して、例えば図１１に示したように走査駆動回路１５からオン電圧Ｖonを印加する走査線５のラインＬ１〜Ｌｘを順次切り替えながらダーク読取値ｄを読み出すことをいう。

ステップＳ１５のダーク読取処理で取得された放射線検出素子７ごとのダーク読取値ｄは、ダーク読取処理の際に放射線を照射しない状態で放射線画像撮影装置５０を放置した放置時間に依存する値であるから、制御手段２２は、実際の放置時間と上記の標準的な状態における所定の放置時間とに基づいて、放射線検出素子７ごとに取得されたダーク読取値ｄを、標準的な状態におけるダーク読取値ｄｃに変換する。

そして、制御手段２２は、標準的なダーク読取値ｄ^＊を読み出し、上記のように標準的な状態における値に変換したダーク読取値ｄｃと標準的なダーク読取値ｄ^＊との差分Δｄを放射線検出素子７ごとに算出する。そして、差分Δｄを、全放射線検出素子７について加算し、或いは検出部Ｐ（図３参照）の所定の範囲の各放射線検出素子７について加算して、その加算値ΣΔｄを算出するようになっている。

なお、ダーク読取処理で読み出されるのは、放射線検出素子７内で発生した暗電荷や、画像データＤの読み出し処理（ステップＳ１３）で読み出されずリセット処理（ステップＳ１４）でもリセットされずに放射線検出素子７内に残存している電荷である。従って、ステップＳ１６の算出処理では、放射線画像撮影時に放射線画像撮影装置５０に照射された放射線の強い線量に起因して各放射線検出素子７に残存する残像のレベルを算出することになる。

制御手段２２は、続いて、上記のようにして算出した加算値ΣΔｄが、予め設定された閾値Ｔｈを越えるか否かを判断するようになっている（ステップＳ１７）。本実施形態では、この閾値Ｔｈが予め実験等に基づいて設定されており、閾値Ｔｈは、加算値ΣΔｄが当該閾値Ｔｈを越えた場合には放射線検出素子７内に残存する電荷によって残像の悪影響が生じ得ると判断される値に設定される。

そして、算出した加算値ΣΔｄが閾値Ｔｈ以下である場合には（ステップＳ１７；ＮＯ）、放射線検出素子７内に残存する電荷によって残像の悪影響が生じることはないと判断できるため、制御手段２２は、以下のステップＳ１８からステップＳ２０の処理をスキップして以上の処理を終了する。

そして、第１の実施形態と同様に、必要に応じて、放射線画像撮影装置５０自体でこのようにして得られたダーク読取値ｄからオフセット分Ｏを算出し、画像データＤを上記（１）式に従って補正して真の画像データＤ^＊を算出する処理を行い、或いは、画像データＤやダーク読取値ｄをアンテナ装置３９等を介して図示しない外部装置に送信し、外部装置で真の画像データＤ^＊の算出等の処理を行う。

また、算出した加算値ΣΔｄが閾値Ｔｈを越える場合には（ステップＳ１７；ＹＥＳ）、放射線検出素子７内に残存する電荷によって残像の悪影響が生じ得ると判断できるため、制御手段２２は、再度のダーク読取処理前のリセット処理（ステップＳ１９）を行うためのリセット処理条件を設定するようになっている（ステップＳ１８）。

本実施形態においても、算出された加算値ΣΔｄと閾値Ｔｈとの差分ΣΔｄ−Ｔｈに、予め差分を複数の数値範囲に区分するための境界値が設定されており、残像レベルが「多いレベル」と「非常に多いレベル」の２段階に区分されるようになっている。そして、差分ΣΔｄ−Ｔｈが境界値以下であれば残像レベルが「多いレベル」であるとして、再度のダーク読取処理前のリセット処理を１回行い、差分ΣΔｄ−Ｔｈが境界値を越えれば残像レベルが「非常に多いレベル」であるとして、再度のリセット処理を２回行うようにリセット処理条件が設定される。

また、再度のダーク読取処理前のリセット処理の回数を可変させる代わりにリセット処理の時間を可変させるように構成することも可能であり、例えば、算出した差分ΣΔｄ−Ｔｈに基づいて残像レベルが「多いレベル」である場合よりも「非常に多いレベル」である場合の方がリセット処理の時間が長くなるように可変させてリセット処理条件を設定するように構成することも可能である。

なお、上記の例もあくまで一例であり、再度のリセット処理の回数やリセット処理の時間の設定の仕方は、当該放射線画像撮影装置５０の実情に合うように、適宜設定される。また、本実施形態では、上記のようにして、差分ΣΔｄ−Ｔｈの数値範囲の区分ごとに再度のリセット処理の回数やリセット処理の時間が割り当てられたテーブルが予めＲＯＭ等に保存されており、制御手段２２は、差分ΣΔｄ−Ｔｈを算出すると、上記のテーブルを参照して、再度のダーク読取処理前のリセット処理（ステップＳ１９）におけるリセット処理の回数やリセット処理の時間等のリセット処理条件を設定するようになっている（ステップＳ１８）。

なお、例えば、上記のようなテーブルを用いる代わりに演算式を予め求めておき、演算式に従って再度のダーク読取処理前のリセット処理におけるリセット処理の回数やリセット処理の時間を算出するように構成することも可能であることは第１の実施形態の場合と同様である。

制御手段２２は、続いて、このステップＳ１８のリセット処理条件の設定処理で設定したリセット処理条件に従って、再度のダーク読取処理前のリセット処理を行うようになっている（ステップＳ１９）。そして、上記と同様にして、改めてダーク読取処理を行い（ステップＳ２０）、各放射線検出素子７から読み出されたダーク読取値ｄを記憶手段４０に保存して、以上の処理を終了する。

なお、ステップＳ２０のダーク読取処理を終了した後、再度ステップＳ１６の放射線の線量（残像レベル）の算出処理に戻り、加算値ΣΔｄが閾値Ｔｈ以下（ステップＳ１７；ＮＯ）になるまでステップＳ１６からステップＳ２０の処理を繰り返すように構成することも可能である。

以上のように、本実施形態に係る放射線画像撮影装置５０によれば、ダーク読取処理で取得されたダーク読取値ｄに基づいて、放射線画像撮影時に放射線画像撮影装置５０に照射された放射線の線量に起因して各放射線検出素子７に残存する残像レベルを算出する。そして、算出した残像レベル（加算値ΣΔｄ）が高い場合には、各放射線検出素子７に対するリセット処理条件を設定し、設定したリセット処理条件に従って各放射線検出素子７に対して再度のダーク読取処理前のリセット処理を行うように構成した。

そのため、第１の実施形態の場合と同様に、前述した特許文献４に記載されている手法のように、放射線検出素子７に残存する電荷に由来する残像を除去するために撮影が終了した放射線画像撮影装置に、被写体が介在しない状態で放射線を再度照射する必要がなく、再度の放射線の照射に伴う無駄な電力の消費や放射線発生装置のＸ線管球等の消耗を回避することが可能となる。

また、本実施形態に係る放射線画像撮影装置５０によれば、強い放射線の照射により放射線検出素子７内に多量の電荷が発生し、読み出し処理や通常のリセット処理では電荷を放射線検出素子７から完全に除去できないような場合でも、照射された放射線の線量に起因して各放射線検出素子７に残存する残像レベルが高い場合にはそれを的確に検出し、残像レベルが高いほどリセット処理の回数や時間を増加させるようにリセット処理条件が設定されて再度のダーク読取処理前のリセット処理が行われる。

そのため、放射線検出素子７内に多量の電荷が発生する場合でも、放射線検出素子７内から電荷を十分に除去することができ、放射線検出素子７内に電荷が残存しないようにすることが可能となる。そのため、放射線検出素子７内に残存する電荷による残像の悪影響を的確に排除することが可能となる。

なお、本発明が上記の実施形態や変形例に限定されず、適宜変更可能であることはいうまでもない。

１、５０ 放射線画像撮影装置
６ 信号線
７ 放射線検出素子
８ ＴＦＴ（スイッチ素子）
９ バイアス線
１４ バイアス電源
１８ 増幅回路
２２ 制御手段（線量算出手段）
４３ 電流検出手段
Ｄ 画像データ
ｔｆ−ｔｃ 放射線の照射の開始および終了の時間間隔
Ｖ 電流に相当する電圧値（バイアス線を流れる電流）
Ｖon オン電圧
Ｖｐ 電流に相当する電圧値Ｖのピーク値（電流のピーク値）

Claims (6)

1. 照射された放射線の線量に応じて電荷を発生させる複数の放射線検出素子と、
   信号線を通じて前記放射線検出素子から読み出された電荷を画像データに変換する増幅回路と、
   前記放射線の照射時に照射された放射線の線量を算出する線量算出手段と、
   前記線量算出手段により算出された前記線量に基づいて、前記各放射線検出素子のリセット処理条件を設定し、設定した前記リセット処理条件に従って前記各放射線検出素子のリセット処理を行う制御手段と、
   を備えることを特徴とする放射線画像撮影装置。
2. 照射された放射線の線量に応じて電荷を発生させる複数の放射線検出素子と、
   信号線を通じて前記放射線検出素子から読み出された電荷を画像データに変換する増幅回路と、
   バイアス線を介して前記各放射線検出素子にバイアス電圧を印加するバイアス電源と、
   前記バイアス線を流れる電流を検出する電流検出手段と、
   前記放射線の照射時に前記電流検出手段で検出された電流の値に基づいて、前記照射された放射線の線量を算出する線量算出手段と、
   前記線量算出手段により算出された前記線量に基づいて、前記各放射線検出素子のリセット処理条件を設定し、設定した前記リセット処理条件に従って前記各放射線検出素子のリセット処理を行う制御手段と、
   を備えることを特徴とする放射線画像撮影装置。
3. 前記線量算出手段は、前記照射された放射線の線量を、前記放射線の照射の開始および終了の時間間隔と、前記電流検出手段により検出された前記バイアス線を流れる電流のピーク値とに基づいて算出することを特徴とする請求項２に記載の放射線画像撮影装置。
4. 前記線量算出手段は、前記電流検出手段により検出された前記バイアス線を流れる電流の、前記放射線の照射の開始および終了の時間間隔における積分値として、前記照射された放射線の線量を算出することを特徴とする請求項２に記載の放射線画像撮影装置。
5. 前記リセット処理条件は、前記各放射線検出素子のリセット処理の回数、または、前記リセット処理において前記放射線検出素子に接続されたスイッチ素子にオン電圧を印加する時間を含み、
   前記制御手段は、前記線量算出手段により算出された前記線量が多いほど、前記回数を増加させ、または、前記時間を延長するように、前記各放射線検出素子のリセット処理条件を設定することを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。
6. 前記線量算出手段により算出された前記線量には、前記線量を複数の数値範囲に区分するための閾値が予め設定されており、
   前記閾値に基づいて区分された前記数値範囲ごとに、前記各放射線検出素子のリセット処理の回数、または、前記リセット処理において前記放射線検出素子に接続されたスイッチ素子にオン電圧を印加する時間が予め設定されており、
   前記制御手段は、前記線量算出手段により算出された前記線量が属する前記数値範囲に設定された前記回数または前記時間を、前記各放射線検出素子のリセット処理条件として設定することを特徴とする請求項５に記載の放射線画像撮影装置。

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