JP2014017593A - 放射線撮像装置の制御方法、放射線撮像装置、及び、放射線撮像システム - Google Patents

Abstract

【課題】 放射線の照射の有無を即時に高い精度で検知するために適切な閾値の設定が可能な放射線撮像装置を提供する。
【解決手段】 各々が変換素子Ｓとスイッチ素子Ｔとを含む複数の画素Ｐが配置された画素アレイ１０１と、スイッチ素子Ｔの導通状態と非導通状態とを制御するする駆動回路１０２と、画素アレイ１０１への放射線１３３の照射の強度に応じた変動を有する検知信号ＤＳを出力する検知部と、スイッチ素子Ｔが駆動回路１０２によって行単位で順次に導通状態とされている画素アレイ１０１へ放射線が照射されていない期間に検知部から出力される検知信号ＤＳと、スイッチ素子Ｔが駆動回路１０２によって行単位で順次に導通状態とされている画素アレイ１０１へ放射線が照射されている期間に検知部から出力される検知信号ＤＳと、に基づいて、放射線１３３の照射の開始を検知するための開始閾値Ｓｔｈを算出する演算処理を行う演算部１２０と、を含む。
【選択図】 図１

Description

本発明は、医療用の診断や工業用の非破壊検査に好適に用いられる放射線撮像装置の制御方法、放射線撮像装置、及び、放射線撮像システムに関する。特に、放射線発生装置からの放射線の照射の開始や終了といった放射線の照射の有無を検知することが可能な放射線撮像装置の制御方法、放射線撮像装置、及び、放射線撮像システムに関する。

平面型の検出器（以下ＦＰＤと略す）を用いた放射線撮像装置は、放射線発生装置による放射線の照射と同期して撮像動作を行う。この同期の手法として、特許文献１にあるように、以下の手法が用いられ得る。特許文献１の放射線撮像装置は、複数の画素を備えており、各画素は、放射線又は光を電荷に変換する変換素子と、電荷に基づく電気信号を転送することによって変換素子の一方の電極に所望の電圧を提供し得るスイッチ素子とを有する。また、放射線の照射の有無を検知するための検知部を有する。放射線発生装置からの放射線の照射の開始が検知部によって検知されるまで、駆動回路から行毎にスイッチ素子を導通状態とする導通電圧を順にスイッチ素子に供給して、変換素子の一方の電極の電圧をリセットする。そして、放射線発生装置からの放射線の照射の開始が検知部によって検知されると、駆動回路からの導通電圧の供給が停止される。それにより、スイッチ素子を非導通状態とする非導通電圧が駆動回路から全てのスイッチ素子に供給され、変換素子で発生した電荷を各画素に蓄積する。更に、放射線の照射の終了が検知部によって検知されると、駆動回路から行毎に導通電圧を順にスイッチ素子へ供給し、蓄積された電荷に応じた電気信号を画素から転送する。

特許文献２では、リセットする動作によって、放射線の照射を検知するための検知部が出力する信号に放射線に起因しないノイズ成分が混入すること、及び、このノイズ成分が特定のばらつきを有することが開示されている。そのため、特許文献２では、放射線の照射を検知するための信号のプロファイルを予め測定しておき、測定された放射線の照射を検知するための信号をそのプロファイルを用いて差分処理を行う。そして、差分処理された信号と所定の閾値とを比較することにより、放射線の照射の開始を検知する。

特開２００７−１５１７６１号公報 特開２０１１−１８５６２２号公報

このように、放射線の照射の有無を精度よく検知するためには、閾値を適切に設定しなければならない。しかしながら、特許文献１及び２では、適切な閾値の設定について具体的な開示はなく、検討の余地がある。

そこで本発明の課題は、放射線の照射の有無を即時に高い精度で検知するために適切な閾値の設定が可能な放射線撮像装置を提供することである。

本発明の放射線撮像装置の制御方法は、各々が変換素子とスイッチ素子とを含んで放射線発生装置から出射された放射線を電気信号に変換する複数の画素が行列状に配置された画素アレイと、前記スイッチ素子の導通状態と非導通状態とを制御する駆動信号を前記複数の画素の前記スイッチ素子に供給する駆動回路と、前記電気信号に基づく画像信号を読み出す読出回路と、前記画素アレイへの放射線の照射を検知するために前記画素アレイへの放射線の照射の強度に応じて変動する信号である検知信号を出力する検知部と、を含む放射線撮像装置の制御方法であって、前記複数の画素の前記スイッチ素子が前記駆動回路によって行単位で順次に前記導通状態とされている前記画素アレイへ放射線が照射されていない期間に前記検知部から出力される前記検知信号と、前記複数の画素の前記スイッチ素子が前記駆動回路によって行単位で順次に前記導通状態とされている前記画素アレイに放射線が照射されている期間に前記検知部から出力される前記検知信号と、に基づいて、前記画素アレイへの放射線の照射の開始を検知するための閾値である開始閾値を算出する第１モードと、前記第１モードの後に、前記複数の画素の前記スイッチ素子が前記駆動回路によって行単位で順次に前記導通状態とされている期間に前記検知部から出力される前記検知信号の値と前記開始閾値とを比較して前記検知信号の値が前記開始閾値を上回った場合に、前記複数の画素の前記スイッチ素子を前記駆動回路が前記非導通状態とする第２モードと、を含む。

また、本発明の放射線撮像装置は、各々が変換素子とスイッチ素子とを含んで放射線発生装置から出射された放射線を電気信号に変換する複数の画素が行列状に配置された画素アレイと、前記スイッチ素子の導通状態と非導通状態とを制御する駆動信号を前記複数の画素の前記スイッチ素子に供給する駆動回路と、前記画素アレイへの放射線の照射を検知するために前記画素アレイへの放射線の照射の強度に応じて変動する信号である検知信号を出力する検知部と、前記複数の画素の前記スイッチ素子が前記駆動回路によって行単位で順次に前記導通状態とされている前記画素アレイへ放射線が照射されていない期間に前記検知部から出力される前記検知信号と、前記複数の画素の前記スイッチ素子が前記駆動回路によって行単位で順次に前記導通状態とされている前記画素アレイへ放射線が照射されている期間に前記検知部から出力される前記検知信号と、に基づいて、放射線の照射の開始を検知するための閾値である開始閾値を算出するための演算処理を行う演算部と、を含む。

本発明により、放射線の照射の有無を即時に高い精度で検知するために適切な閾値の設定が可能な放射線撮像装置を提供できる。

放射線撮像装置及び放射線撮像システムを説明するための模式的等価回路図、及び、放射線撮像装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。 第１の実施形態に係る放射線撮像装置及び放射線撮像システムの動作を説明するためのフローチャートである。 第１の実施形態に係る、放射線の照射の開始を検知するための閾値を算出するための動作を説明するためのタイミングチャート、及び、各種条件ごとに閾値等を記憶した記憶手段内の情報を説明するテーブルである。 放射線撮像装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。 他の放射線撮像システムを説明するための模式的等価回路図である。 第２の実施形態に係る、放射線撮像装置及び放射線撮像システムの動作を説明するためのフローチャート、及び、放射線の照射の終了を検知するための閾値を算出するための動作を説明するためのタイミングチャートである。 第１の実施形態に係る、各種条件ごとに閾値等を記憶した記憶手段内の情報を説明するテーブルである。 他の放射線撮像装置の一画素の構成を説明するための模式的等価回路図である。

以下に、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、本発明において放射線は、放射線崩壊によって放出される粒子（光子を含む）の作るビームであるα線、β線、γ線などの他に、同程度以上のエネルギーを有するビーム、例えばＸ線や粒子線、宇宙線なども、含まれるものとする。

（第１の実施形態）
まず、図１（ａ）を用いて、放射線撮像システム及び放射線撮像装置について説明する。図１（ａ）は、放射線撮像装置及び放射線撮像システムを説明するための模式的等価回路図である。

放射線撮像システムは、放射線撮像装置１００と、放射線発生装置１３０と、放射線制御装置１３１、曝射ボタン１３２と、を含む。放射線制御装置１３１は、曝射ボタン１３２からの制御信号を受けて放射線発生装置１３０へ制御信号を出力し、放射線発生装置１３０が放射線１３３を出射する動作の制御を行う。放射線発生装置１３０は、複数の照射条件で放射線１３３を出射することが可能であり、複数の照射条件は、放射線制御装置１３１で設定することが可能である。放射線制御装置１３１は、設定された照射条件に応じて、放射線発生装置１３０を制御する。ここで、照射条件とは、管電圧、管電流、照射時間、放射線発生装置１３０と放射線撮像装置１００との間の距離、放射線発生装置１３０の絞りの状態、放射線の透過波長を制限するフィルタの有無、等が挙げられる。放射線撮像装置１００は、画素アレイ１０１と、駆動回路１０２と、検知部と、を含む。本実施形態における検知部は、画素アレイ１０１への放射線の照射の強度に応じて変動する検知信号ＤＳを出力することにより画素アレイ１０１への放射線の照射を検知するものであり、検知回路１１０及び検知素子１１０’の少なくとも一方を含む。ここで、検知信号ＤＳは、放射線の照射の有無や照射の強度、画素アレイ１０１の動作に応じて、その値が変動する。なお、検知部に関しては、後で詳細に説明する。画素アレイ１０１は、行列状に配置された複数の画素Ｐを備えており、各画素Ｐは、放射線発生装置１３０から出射されて被検体（不図示）を透過した放射線を電荷に変換する変換素子Ｓと、スイッチ素子Ｔとを有して、放射線を電気信号に変換する。変換素子Ｓは２つの電極の間に半導体層を有するもので、間接型の変換素子や直接型の変換素子が好適に用いられる。間接型の変換素子は、光電変換素子と、放射線を光電変換素子が感知可能な波長帯域の光に変換する波長変換体と、を備えたもので、直接型の変換素子は、放射線を直接電荷に変換する。なお、本実施形態では、光電変換素子の一種であるフォトダイオードとして、ガラス基板等の絶縁性基板上に配置されアモルファスシリコンを主材料とするＰＩＮ型フォトダイオードを用いる。スイッチ素子Ｔは、変換素子Ｓの電荷又はその電荷に基づく電気信号を転送するもので、制御端子と２つの主端子を有するトランジスタが好適に用いられ、本実施形態では薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が用いられる。なお、本実施形態では、説明の簡便化のために、画素アレイ１０１は４行×４列の画素Ｐを有する形態としている。本実施形態の画素Ｐにおいて、変換素子Ｓを構成する２つの電極のうちの１方の電極（第１電極）は、スイッチ素子Ｔの２つの主端子の１方に電気的に接続される。また、他方の電極（第２電極）は、バイアス配線Ｖｓを介して、電源部１０７に含まれる、バイアス電圧を供給するバイアス電源ＶＳと電気的に接続される。スイッチ素子Ｔの制御端子は駆動配線Ｇに接続され、導通電圧と非導通電圧とを含む駆動信号が駆動配線Ｇを介して駆動回路１０２から供給される。画素アレイ１０１を駆動する駆動回路１０２は、シフトレジスタ等が用いられ、スイッチ素子Ｔの導通状態と非導通状態とを制御する信号である駆動信号を、複数の画素Ｐのスイッチ素子Ｔに供給する。駆動配線Ｇは、導通電圧配線Ｖｏｎ及び駆動回路１０２を介して導通電圧を供給する導通電源ＶＯＮと、非導通電圧配線Ｖｏｆｆ及び駆動回路１０２を介して非導通電圧を供給する非導通電源ＶＯＦＦと、に選択的に接続される。ここで、導通電源ＶＯＮ及び非導通電源ＶＯＦＦは、電源部１０７に含まれている。行方向に沿って配された複数のスイッチ素子、例えばＴ_１１〜Ｔ_１４は、それらの制御端子が１行目の駆動配線Ｇ_１に共通に電気的に接続されている。そのため、駆動回路１０２から駆動信号が、駆動配線Ｇを介して行単位で、各行に配されたスイッチ素子に与えられる。本実施形態では、スイッチ素子Ｔの一方の主端子は、変換素子Ｓの第１電極に電気的に接続されており、他方の主端子は列方向に沿って延在する信号配線Ｓｉｇに電気的に接続されている。信号配線Ｓｉｇは、基準電圧配線Ｖｒｅｆを介して、電源部１０７に含まれる、基準電圧を供給する基準電源ＶＲＥＦと接続される。列方向に沿って配された複数のスイッチ素子、例えばＴ_１１〜Ｔ_４１は、それらの他方の主端子が１列目の信号配線Ｓｉｇ_１に電気的に接続されている。そのため、ある行のスイッチ素子の制御端子に導通電圧が供給され、当該スイッチ素子が導通状態になっている間に、変換素子の電荷に応じた電気信号が、信号配線を介して読出回路１０３に転送される。複数配列された信号配線Ｓｉｇ_１〜Ｓｉｇ_４は、同一行の複数の画素の各々から出力された電気信号を並列に読出回路１０３に伝送する。また、画素アレイ１０１は更に、駆動配線Ｇと容量Ｃｄを介して容量結合する容量配線Ｖｄを有する。そして、電源部１０７は、容量配線Ｖｄに定電圧を供給する容量用電源ＶＤを更に有している。

読出回路１０３は、増幅回路部１０３ａと、サンプルホールド回路部１０３ｂと、マルチプレクサ１０３ｃと、出力バッファ回路１０３ｄと、を有する。増幅回路部１０３ａは、画素アレイ１０１から並列に出力された電気信号を増幅する。増幅回路部１０３ａは、読み出された電気信号を増幅して出力する演算増幅器Ａと、積分容量Ｃｆと、積分容量をリセットするリセットスイッチＲＣと、を有する増幅回路を、各信号配線に対応して有する。演算増幅器Ａの反転入力端子には出力された電気信号が入力され、出力端子から増幅された電気信号が出力される。ここで、演算増幅器Ａの正転入力端子には基準電源配線Ｖｒｅｆを介して基準電源ＶＲＥＦが接続される。サンプルホールド回路部１０３ｂは、増幅回路部１０３ａからの電気信号をサンプルしホールドする。サンプルホールド回路部１０３ｂは、サンプリングスイッチＳＨとサンプリング容量Ｃｈとによって構成されるサンプルホールド回路を、各増幅回路に対応して有している。マルチプレクサ１０３ｃ及び出力バッファ回路１０３ｄは、サンプルホールド回路部１０３ｂから並列に読み出された電気信号を、それぞれ順次出力して直列信号の画像信号として出力する。マルチプレクサ１０３ｃは、各サンプルホールド回路に対応して設けられたスイッチＳＷを含んでおり、各スイッチＳＷを順次選択することにより、並列信号を直列信号に変換する動作が行われる。このような構成により、読出回路１０３は、駆動された画素アレイ１０１からの電気信号に基づく画像信号を読み出す。

Ａ／Ｄ変換器１０４は、直列信号に変換されたアナログ信号をデジタル信号に変換してデジタル信号処理部１０５に伝送する。デジタル信号処理部１０５は、Ａ／Ｄ変換器１０４からのデジタル信号に対して、デジタルマルチプレックス処理やオフセット補正等の簡易なデジタル信号処理を行い、デジタル画像信号を出力する。

検知部は、検知回路１１０及び検知素子１１０’の少なくとも一方を含む。検知回路１１０は、バイアス配線Ｖｓ、基準電圧配線Ｖｒｅｆ、導通電圧配線Ｖｏｎ、非導通電圧配線Ｖｏｆｆ、及び、容量配線Ｖｄのうちの少なくとも１つの配線に流れる電流、又は、その電流に基づく信号である、検知信号ＤＳを出力する。ここで、駆動配線Ｇに流れる電流は、導通電圧配線Ｖｏｎ及び非導通電圧配線Ｖｏｆｆの一方に流れる電流と等価であり、基準電圧配線Ｖｒｅｆに流れる電流は、駆動配線Ｇと容量結合している信号配線Ｓｉｇに流れる電流と等価である。すなわち、検知回路１１０は、画素アレイ１０１に配置される、駆動配線Ｇ、バイアス配線Ｖｓ、駆動配線と容量結合された結合配線である信号配線Ｓｉｇ及び容量配線Ｖｄ、のいずれかの配線に流れる電流を検知することができる。上記配線に流れる電流は、いずれも、変換素子Ｓとスイッチ素子Ｔと各配線との間の容量結合によって、変換素子Ｓに放射線が照射することによって変換素子Ｓで発生した電荷に応じた電位の変動に応じて変動する。すなわち、上記配線に流れる電流は、放射線の照射によって変換素子Ｓで発生する電荷を反映したものであるため、その電流を検知することにより、画素アレイ１０１への放射線の照射の有無を含め、放射線の強度を検知できる。検知回路１１０は、例えば、電流を電圧に変換する電流電圧変換回路が各種配線に応じて備えられ、各電流電圧変換回路の出力を選択し、帯域制限し、アナログデジタル変換する構成を有するものが挙げられる。また、検知回路１１０は、信号処理部１０６から出力された信号に基づいて、検知信号ＤＳを出力してもよい。検知素子１１０’は、画素アレイ１０１とは別に、放射線が照射され得る位置に、例えば画素アレイ１０１の放射線発生装置１３０の側とは反対側に、設けられる。そして、検知素子１１０’は、間接型の変換素子や、直接型の変換素子を含み、放射線又は波長変換体が変換した光を変換した電気信号、又は、その電気信号に基づく信号である、検知信号ＤＳを出力する。

次に、図１（ｂ）を用いて、放射線の照射の検知に際する放射線撮像装置の動作を説明する。背景技術で説明したように、放射線発生装置１３０からの放射線１３３の照射の開始が検知されるまで、駆動回路１０２から順次、各行のスイッチ素子Ｔに、当該スイッチ素子Ｔを導通状態とする導通電圧を供給して、変換素子Ｓの一方の電極の電圧を初期化する。そして、時刻ｔ１において放射線発生装置１３０からの放射線１３３の照射の開始が検知されると、駆動回路１０２からの導通電圧の供給が停止される。それにより、スイッチ素子Ｔを非導通状態とする非導通電圧が駆動回路１０２から全てのスイッチ素子Ｔに供給され、変換素子Ｓで発生した電荷を各画素Ｐに蓄積する。更に、時刻ｔ２において放射線１３３の照射の終了が検知されると、駆動回路１０２から行毎に導通電圧を順にスイッチ素子Ｔへ供給し、蓄積された電荷に基づく電気信号を画素Ｐから転送する。

ここで、放射線の照射の開始の検知に際して、検知信号ＤＳには、スイッチ素子Ｔに供給される駆動信号に応じて、放射線に起因しないノイズ成分が混入する。本願発明者は、誠意検討の結果、このノイズ成分が以下に示す２種類に大別できることを見出した。一つは、画素アレイ１０１に放射線が照射されていない状況でスイッチ素子Ｔに供給される駆動信号に応じたノイズ成分である。もう一つは、画素アレイ１０１に放射線が照射されている状況でスイッチ素子Ｔに供給される駆動信号に応じたノイズ成分である。本願発明者は、誠意検討の結果、これら２種類のノイズ成分を鑑みて、放射線の照射の開始を検知するための閾値（以下、開始閾値と称する）Ｓｔｈを設定することにより、放射線の照射の開始をより高い精度で検知できることを見出した。

そこで、本願発明では、放射線撮像装置１００は、以下の２つの検知信号ＤＳに基づいて開始閾値Ｓｔｈを算出するための演算処理を行う演算部１２０を有する。一つは、複数の画素Ｐのスイッチ素子Ｔが駆動回路１０２によって行単位で順次に導通状態とされている画素アレイ１０４へ放射線が照射されていない期間に検知部から出力される検知信号ＤＳである。この検知信号ＤＳには、画素アレイ１０１に放射線が照射されていない状況でスイッチ素子Ｔに供給される駆動信号に応じたノイズ成分が含まれている。もう一つは、複数の画素Ｐのスイッチ素子Ｔが駆動回路１０２によって行単位で順次に導通状態とされている画素アレイ１０４へ放射線が照射されている期間に検知部から出力される検知信号ＤＳである。この検知信号ＤＳには、画素アレイ１０１に放射線が照射されている状況でスイッチ素子Ｔに供給される駆動信号に応じたノイズ成分が含まれている。これらの検知信号ＤＳに基づいて演算部１２０が開始閾値Ｓｔｈを算出する演算処理を行うことによって、上記２種類のノイズ成分を鑑みた開始閾値Ｓｔｈを設定することが可能となる。

演算部１２０は、算出された開始閾値Ｓｔｈに基づいて、放射線の照射の開始と終了とを規定する制御信号（以下、放射線信号と称する）ＲＳを、制御部１０８に出力する。演算部１２０は、選択部１２１と、一時記憶部１２２と、算出部１２３と、記憶部１２４と、比較部１２５と、を含む。選択部１２１は、制御コンピュータ１５０からの制御信号を受けた制御部１０８によって生成されたモード選択信号を受けて、一時記憶部１２２及び比較部１２５のいずれか一方を選択する。そして、選択部１２１は、入力された検知信号ＤＳを、選択された一時記憶部１２２及び比較部１２５のいずれか一方に出力する。一時記憶部１２２は、変動する検知信号ＤＳを記憶し、算出部１２３に出力する。算出部１２３は、一時記憶部１２２に記憶された検知信号ＤＳに基づいて開始閾値Ｓｔｈを算出し、算出された開始閾値Ｓｔｈを記憶部１２４に出力する。記憶部１２４は、制御部１０８を介して制御コンピュータ１５０から取得した、後述する照射条件に関連付けて、算出された開始閾値Ｓｔｈを照射条件ごとに記憶する。比較部１２５は、制御部１０８を介して制御コンピュータ１５０から取得した照射条件に応じて、記憶部１２４に照射条件ごとに記憶された開始閾値から該当する開始閾値を選択する。そして、比較部１２５は、選択された開始閾値Ｓｔｈと、入力された検知信号ＤＳと、を比較して、放射線信号ＲＳを生成して、生成された放射線信号ＲＳを制御部１０８に出力する。なお、演算部１２０は、検知信号ＤＳの変動に基づいて、放射線の照射の終了を検知するための閾値（以下、終了閾値と称する）Ｓｔｈ’を更に算出するための演算処理を行うことができる。その場合、算出部１２３は、検知信号ＤＳに基づいて終了閾値Ｓｔｈ’を更に算出し、算出された開始閾値Ｓｔｈ’を記憶部１２４に出力することができる。また、記憶部１２４は、照射条件に関連付けて、算出された終了閾値Ｓｔｈ’を更に記憶することができる。そして、比較部１２５は、照射条件に応じて選択された終了閾値Ｓｔｈ’と、入力された検知信号ＤＳの値と、を更に比較して放射線信号ＲＳを生成して出力することができる。なお、算出部１２０の動作などは、後で詳細に説明する。

制御部１０８は、制御コンピュータ１５０からの制御信号、及び、算出部１２０から出力された放射線信号ＲＳに応じて、駆動回路１０２、信号処理部１０６、電源部１０７、及び、検知部に各種制御信号を供給し、放射線撮像装置１００の動作を制御する。また、制御部１０８は、制御コンピュータ１５０から取得した照射条件を閾値記憶部１２４に伝送する。また、制御部１０８は、制御コンピュータ１５０から取得したモード選択信号を選択部１２１に伝送する。なお、制御部１０８の動作などは、後で詳細に説明する。

次に、図２、図３（ａ）〜（ｃ）、及び、図４を用いて、本実施形態における放射線の曝射の検知とそれに基づく動作及び制御を説明する。なお、図２は、第１の実施形態に係る放射線撮像装置及び放射線撮像システムの動作を説明するためのフローチャートである。また、図３（ａ）及び図３（ｂ）は、開始閾値Ｓｔｈを算出するための動作を説明するためのタイミングチャートである。図３（ｃ）は、各種条件ごとに閾値等を記憶した記憶手段内の情報を説明するテーブルである。

図２に示すように、放射線撮像装置１００に電源が投入され、制御コンピュータ１５０からのモード選択信号により、制御部１０８は、閾値設定モード（第１モード）と撮影モード（第２モード）のいずれかを選択する。

制御部１０８に第１モードを選択する旨のモード選択信号が供給された場合、制御部１０８は、検知信号ＤＳを一時記憶部１２２に出力するよう、選択部１２１に一時記憶部１２２との接続を選択させる。また、制御部１０８は、第１モードを行うよう、各制御信号を、信号処理部１０６、電源部１０７、検知部に供給する。電源部１０７は、検知回路１１０を介して、画素アレイ１０１にバイアス電圧を、駆動回路１０２に導通電圧及び非導通電圧を、読出回路１０３に対して基準電圧を、それぞれ供給する。

次に、図２に示す工程Ｓ１−１において、制御部１０８は、駆動回路１０２に制御信号を供給し、駆動回路１０２は、各駆動配線Ｇ１〜Ｇ８に順次に導通電圧を供給するように、駆動信号を出力する。それにより、図３（ａ）に示すように、スイッチ素子Ｔが行単位で順次に全て導通状態となる初期化動作Ｋが開始される。

次に、図２に示す工程Ｓ１−２に示す期間において、初期化状態Ｋが行われている画素アレイ１０１は、複数の画素Ｐのスイッチ素子Ｔの少なくとも１つが駆動回路１０２によって導通状態とされている。また、画素アレイ１０１には放射線発生装置１３０から放射線１３３が照射されていない。この期間に検知部から出力された検知信号ＤＳには、スイッチ素子Ｔの動作に同期したノイズ（以下、スイッチングノイズと称する）が混入し、図３（ａ）に示すような変動を示す。このような変動を有する検知信号ＤＳは、選択部１２１を介して一時記憶部１２２に出力され、一時記憶部１２２で記憶される。一時記憶部１２２に記憶された検知信号ＤＳに基づいて、算出部１２３は、当該期間に検知部から出力された検知信号ＤＳの最大値である、放射線非照射期間におけるスイッチングノイズの最大値Ｓｎｍａｘを算出する。そして、算出部１２３は、算出された射線非照射期間におけるスイッチングノイズの最大値Ｓｎｍａｘを、変動を有する検知信号ＤＳと共に記憶部１２４に記憶させる。

次に、図２に示す工程Ｓ１−３に示す期間において、初期化状態Ｋが行われている画素アレイ１０１は、複数の画素Ｐのスイッチ素子Ｔが駆動回路１０２によって行単位で順次に導通状態とされている。そして、放射線制御装置１３１によって所定の照射条件に設定された放射線発生装置１３０から放射線１３３の照射が開始され終了される。この期間に検知部から出力された検知信号ＤＳは、放射線１３３の照射の強度に応じて、図３（ｂ）に示す変動を有する。このような変動を有する検知信号ＤＳは、図２に示す工程Ｓ１−４において、選択部１２１を介して一時記憶部１２２に出力され、一時記憶部１２２で記憶される。一時記憶部１２２に記憶された検知信号ＤＳの変動に基づいて、算出部１２３は、図３（ｂ）に示す変動に、図２に示す工程Ｓ１−２で得られたスイッチングノイズの最大値Ｓｎｍａｘをあてはめる。そして、算出部１２３は、放射線照射期間における検知信号ＤＳの最小値であるスイッチングノイズの最小値Ｓｎ’ｍｉｎを算出し、変動を有する検知信号ＤＳと共に記憶部１２４に記憶させる。ここで、スイッチングノイズの最小値Ｓｎ’ｍｉｎはスイッチングノイズの最大値Ｓｎｍａｘより大きいものが算出される。その算出においては、算出部１２３が図３（ｂ）に示す変動の値をフーリエ変換して得られた値とスイッチングノイズの最大値Ｓｎｍａｘとを比較し、スイッチングノイズの最大値Ｓｎｍａｘを超えた値を示す期間を放射線照射期間とする。その放射線照射期間中の値のうち最小値のものを、放射線照射期間におけるスイッチングノイズの最小値Ｓｎ’ｍｉｎとすることにより算出される。この際、記憶部１２４は、制御部１０８を介して制御コンピュータ１０５から照射条件を取得し、各値を照射条件と関連付けて記憶する。工程Ｓ１−３と工程Ｓ１−４は、照射条件ごとに行われる。

その後、図２に示す工程Ｓ１−５において、制御部１０８は、駆動回路１０２に制御信号を供給し、駆動回路１０２は、駆動配線Ｇ４への導通電圧を供給した後に、全ての駆動配線への非導通電圧の供給を維持し、初期化動作Ｋが終了する。

そして、図２に示す工程Ｓ１−６において、算出部１２３は、記憶部１２４に記憶された各値に基づいて、開始閾値Ｓｔｈを算出する。開始閾値Ｓｔｈは、放射線非照射期間におけるスイッチングノイズの最大値Ｓｎｍａｘと放射線照射期間におけるスイッチングノイズの最小値Ｓｎ’ｍｉｎの間に設定される。開始閾値Ｓｔｈが、小さいほど放射線の照射が開始されてからその開始を検知するまでの時間が短くなり、検知精度が向上する。このように設定されることにより、スイッチングノイズの影響を受けることなくより短い時間で放射線の照射の開始を検知することが可能となる。ただし、放射線照射期間におけるスイッチングノイズの最小値Ｓｎ’ｍｉｎが放射線非照射期間におけるスイッチングノイズの最大値Ｓｎｍａｘより必ずしも大きいとは限らない。そのような場合、算出部１２３は、記憶部１２４に記憶された、図３（ａ）に示す検知信号ＤＳを図３（ｂ）に示す検知信号ＤＳと位相を合わせて差分処理する。それにより、検知信号ＤＳから放射線の照射に基づく成分のみが抽出される。算出部１２３は、差分処理された信号から、最大値Ｓｍａｘ、最小値Ｓｍｉｎ、変曲点Ｓｃを算出し、記憶部１２４に記憶させる。ここで、変曲点Ｓｃの算出は、例えば、別途用意された時間計測部（不図示）によって各時刻を計測する。次に、記憶された検知信号ＤＳのプロットから、最小値Ｓｍｉｎと最大値Ｓｍａｘを抽出する。そして、時刻ｔａから最大値Ｓｍａｘの時刻であるｔｃまでの間の検知信号ＤＳのプロットから近似式を作成し、近似式から変曲点Ｓｃを算出する。そして算出部１２３は、開始閾値Ｓｔｈを、放射線非照射期間におけるスイッチングノイズの最大値Ｓｎｍａｘと、最大値Ｓｍａｘもしくは変曲点Ｓｃと、の間に設定する。終了閾値Ｓｔｈ’は、開始閾値Ｓｔｈと同じ値でもよいが、最大値Ｓｍａｘと最小値Ｓｍｉｎの間に設定され、好ましくは、開始閾値Ｓｔｈ’と最小値Ｓｍｉｎの間に設定される。放射線の終了時には、スイッチ素子Ｔは非導通状態に維持されているため、スイッチングノイズを考慮する必要がないため、開始閾値Ｓｔｈより小さくすることができる。これらの算出部１２３及び記憶部１２４の処理は、照射条件ごとに行われ、照射条件ごとに得られた終了閾値Ｓｔｈは、算出部１２３により照射条件に関連付けて記憶部１２４に記憶される。それにより、記憶部１２４には、複数の照射条件に応じて複数の終了閾値が記憶される。図３（ｃ）に示す例では、１０８通りの照射条件に対して、１０８の終了閾値Ｓｔｈ１〜Ｓｔｈ１０８が、ルックアップテーブルとして記憶部１２４に記憶されている。全ての照射条件に対して各閾値が算出及び記憶された後、第１モードは終了される。なお、工程Ｓ１−６は本発明の第１工程に相当する。

次に、第２モードについて説明する。ここで、本発明の放射線撮像装置の動作は、図４に示すように、放射線画像撮像動作と、暗画像撮像動作と、を含む。ただし、暗画像撮像動作は、本発明では必須でないが、オフセット補正精度の向上のために行った方が望ましい。

制御部１０８に第２モードを選択する旨のモード選択信号が供給された場合、制御部１０８は、撮影モードである第２モードを選択するモード選択信号を選択部１２１に与える。その制御信号により、選択部１２１は、検知信号ＤＳを比較部１２５に出力するよう、比較部１２５との接続を選択する。次に図２に示す工程Ｓ２−１において、制御部１０８は、制御コンピュータ１５０から取得した照射条件に応じて、閾値記憶部１２４に記憶されている開始閾値Ｓｔｈ’及び当該照射条件に対応した終了閾値Ｓｔｈを選定し、比較部１２５に供給する。

次に、図２に示す工程Ｓ２−２において、制御部１０８は、駆動回路１０２に制御信号を供給し、駆動回路１０２は、各駆動配線Ｇ１〜Ｇ４に順次に導通電圧を供給するように、駆動信号を出力する。それにより、スイッチ素子Ｔが行単位で順次に全て導通状態となる初期化動作Ｋが開始される。図４に示すように、初期化動作Ｋは放射線の曝射の開始が検知されるまで行われる。

そして、図２に示す工程Ｓ２−３において、検知部が、初期化動作Ｋを含む準備動作の間に、検知信号ＤＳの検出を開始し、選択部１２１を介して比較部１２５に検知信号ＤＳを出力する。そして、図２に示す工程Ｓ２−４において、比較部１２５が、検知信号ＤＳの値と開始閾値Ｓｔｈ’とを比較して放射線信号ＲＳを生成して、制御部１０８に出力する。ここでは、図４に示すように、検知信号ＤＳの値が開始閾値Ｓｔｈを超えないと、放射線信号ＲＳはＬｏであり、検知信号ＤＳの値が開始閾値Ｓｔｈを上回ると、放射線信号ＲＳがＬｏからＨｉとなり、放射線の照射の開始を規定する。検知信号ＤＳの値が開始閾値Ｓｔｈを超えない場合には、図２に示す工程Ｓ２−３に戻り、検知信号ＤＳの値が開始閾値Ｓｔｈを上回るまで、図２に示す工程Ｓ２−３と工程Ｓ２−４が繰り返し行われる。検知信号ＤＳの値が開始閾値Ｓｔｈを上回った場合には、放射線信号ＲＳがＨｉとなって制御部１０８に供給され、制御部１０８は駆動回路１０２に制御信号を供給し、駆動回路１０２による駆動配線Ｇへの導通電圧の供給を停止する。図４では、初期化動作Ｋ’において駆動回路１０２から駆動配線Ｇ２に導通電圧が供給されている際に放射線の照射の開始が検知され、駆動回路１０２による駆動配線Ｇ３〜Ｇ４への導通電圧の供給が行われず、全スイッチ素子Ｔが非導通状態で維持される。これにより、図２に示す工程Ｓ２−５において、初期化動作Ｋ’が途中の行で終了するように、画素アレイ１０１の動作が検知された放射線の照射の開始に応じて制御される。それにより、放射線撮像装置１００の動作は、準備動作から蓄積動作Ｗに遷移する。

次に、図２に示す工程Ｓ２−６において、蓄積動作が行われている画素アレイ１０１に、放射線が照射され、各画素Ｐには、放射線に応じた電荷が蓄積される。そして、図２に示す工程Ｓ２−７において、比較部１２５が、検知信号ＤＳの値と終了閾値Ｓｔｈ’とを比較して放射線信号ＲＳを生成して、制御部１０８に出力する。ここでは、図４に示すように、検知信号ＤＳの値が終了閾値Ｓｔｈ’を下回らないと、放射線信号ＲＳはＨｉであり、検知信号ＤＳの値が終了閾値Ｓｔｈ’を下回ると、放射線信号ＲＳがＨｉからＬｏとなり、放射線の照射の終了を規定する。検知信号ＤＳの値が終了閾値Ｓｔｈ’を下回らない場合には、図２に示す工程Ｓ２−６に戻り、検知信号ＤＳの値が終了閾値Ｓｔｈ’を下回るまで、図２に示す工程Ｓ２−６と工程Ｓ２−７が繰り返し行われる。検知信号ＤＳの値が終了閾値Ｓｔｈ’を下回った場合には、放射線信号ＲＳがＬｏとなって制御部１０８に供給される。なお、工程Ｓ２−６は本発明の第２工程に相当する。

次に、図２に示す工程Ｓ２−８において、Ｌｏの放射線信号ＲＳを受けた制御部１０８は、検知部に制御信号を供給し、検知部は検知信号ＤＳの出力を終了する。そして、図２に示す工程Ｓ２−９において、制御部１０８は、駆動回路１０２、信号処理回路１０６、電源部１０７に各制御信号を供給する。電源部１０７は、信号処理回路１０６に基準電圧を供給する。図４に示すように、駆動回路１０２は、各駆動配線Ｇ１〜Ｇ４に順次に導通電圧を供給するように、駆動信号を出力し、スイッチ素子Ｔが行単位で順次に全て導通状態となる。それにより、放射線撮像装置１００は、照射された放射線に応じた電気信号を画素アレイ１０１から読出回路１０３に出力する画像出力動作Ｘを行う。以上により、放射線撮像装置１００は、準備動作と、蓄積動作Ｗと、画像出力動作Ｘと、を含む放射線画像撮像動作を行う。ここで、初期化動作Ｋの動作期間は、画像出力動作Ｘの動作期間より短いことが好ましい。なお、本実施形態では、初期化動作Ｋの動作期間は、画像出力動作Ｘの動作期間より短いため、画像出力動作Ｘでは、初期化動作Ｋ’において導通電圧の供給が行われなかった駆動配線Ｇ３からではなく、駆動配線Ｇ１に導通電圧が供給される。これは、初期化動作Ｋの動作期間が短いため、駆動配線Ｇ３から導通電圧が供給される場合に比べて蓄積時間の相違がより小さくなるためである。また、駆動配線Ｇ３から導通電圧が供給されると駆動配線Ｇ３に接続される画素Ｐと駆動配線Ｇ２に接続される画素Ｐとの蓄積時間の差が大きくなり、駆動配線Ｇ１から導通電圧が供給される場合に比べて、得られる画像信号に与える影響が大きくなるためである。次に、放射線撮像装置１００は、暗画像撮像動作を行う。暗画像撮像動作は、放射線画像撮像動作と同様に、１回以上の初期化動作Ｋと初期化動作Ｋ’とを含む準備動作と、蓄積動作Ｗと、暗画像出力動作Ｆと、を含む。ここで、暗画像撮像動作における蓄積動作Ｗでは放射線は照射されない。また、暗画像出力動作Ｆは変換素子Ｓで発生するダーク電流に起因する暗時出力に基づく電気信号を画素アレイ１０１から読出回路１０３に出力するもので、放射線撮像装置１００の動作自体は画像出力動作Ｘと同じである。なお、工程Ｓ２−９は本発明の第３工程に相当する。

そして、図２に示す工程Ｓ２−１０において、画像出力動作Ｘと暗画像出力動作Ｆによって得られてＡ／Ｄ変換器１０４でデジタル信号に基づいて、デジタル信号処理部１０５がオフセット補正等を行って、制御コンピュータ１５０にデジタル画像信号を出力する。制御コンピュータ１０５は、受信したデジタル画像信号を画像処理して表示手段１６０に出力し、表示手段１６０が、画像処理されたデジタル画像信号に基づいて、画像を表示する。

なお、図１（ａ）では、放射線発生装置１３０と放射線制御装置１３１と曝射スイッチ１３２とで構成される放射線発生手段が一組の放射線撮像システムを用いて説明した。ただし、本発明はそれに限定されるものではなく、図５に示すように、放射線発生手段を複数有する放射線撮像システムに適用してもよい。複数の放射線発生装置に応じて、それぞれ図３（ｃ）に示すようなルックアップテーブルを用意し、使用された放射線発生装置に応じてルックアップテーブルを選択することが望ましい。

なお、本実施形態では、第１のモードにおいて開始閾値と終了閾値を両方算出するフローを示したが、本発明はこれに限定されるものではない。開始閾値の算出と終了閾値の算出とを別のモードで行ってもよい。

（第２の実施形態）
次に、図６（ａ）及び図６（ｂ）を用いて、第２の実施形態における放射線の曝射の検知とそれに基づく動作及び制御を説明する。ここで、図６（ａ）は、第２の実施形態に係る放射線撮像装置及び放射線撮像システムの動作を説明するためのフローチャートであり、図６（ｂ）は、終了閾値Ｓｔｈ’を算出するための更なる動作を説明するためのタイミングチャートである。なお、第１の実施形態で説明した構成及び工程と同じものは同じ番号を付与してあり、詳細な説明は割愛する。

本実施形態では、図６（ａ）に示すように、第１モードのフローチャートにおいて、図２で示した第１の実施形態の第１モードのフローチャートの、工程Ｓ１−５と工程Ｓ１−６の間に、以下に示す工程Ｓ３−１〜Ｓ３−２が追加されている。

まず、図６（ａ）の工程Ｓ１−５に続く工程Ｓ３−１に示す期間において、駆動回路１０２が全ての駆動配線への非導通電圧の供給を維持している。それにより、図６（ｂ）に示すように、画素アレイ１０１は、複数の画素Ｐのスイッチ素子Ｔが駆動回路１０２によって非導通状態とされている。そして、放射線制御装置１３１によって所定の照射条件に設定された放射線発生装置１３０から、放射線１３３の照射が開始され終了される。この期間に検知部から出力された検知信号ＤＳは、放射線１３３の照射の強度に応じて、図６（ｂ）に模式的に示す変動を有する。この変動は例えば、図６（ｂ）に示すように、放射線の照射がない時に最小値Ｓｍｉｎを示し、時刻ｔａにおいて立ち上がり、時刻ｔｂにおいて信号値Ｓｃを変曲点とし、時刻ｔｃにおいて最大値Ｓｍａｘとなる。その後、この変動は遅延しながら最大値Ｓｍａｘから徐々に低下し、時刻ｔｅで最小値Ｓｍｉｎとなる。このような変動を有する検知信号ＤＳは、選択部１２１を介して一時記憶部１２２に出力され、一時記憶部１２２で記憶される。その後、図６（ａ）に示す工程Ｓ３−２において、一時記憶部１２２に記憶された検知信号ＤＳに基づいて、算出部１２３は、最小値Ｓｍｉｎ、最大値Ｓｍａｘ、変曲点Ｓｃを算出し、検知信号ＤＳと共に記憶部１２４に記憶させる。また、算出部１２３は、時刻ｔａ、ｔｂ、ｔｃ、ｔｅを算出し、記憶部１２４に記憶させてもよい。例えば、別途用意された時間計測部（不図示）によって各時刻を計測する。次に、算出部１２３は、記憶された検知信号ＤＳのプロットから、最小値Ｓｍｉｎと最大値Ｓｍａｘを抽出する。そして、算出部１２３は、時刻ｔａから最大値Ｓｍａｘの時刻であるｔｃまでの間の検知信号ＤＳのプロットから近似式を作成し、近似式から変曲点Ｓｃを算出する。この際、記憶部１２４は、制御部１０８を介して制御コンピュータ１０５から照射条件を取得し、各値を照射条件と関連付けて記憶する。工程Ｓ３−１と工程Ｓ３−２は、照射条件ごとに行われる。

ここで、放射線制御装置１３１から出力される制御信号及び放射線発生装置１３０から出射する放射線１３３について、図６（ｂ）を用いて説明する。放射線制御装置１３１から出力される制御信号がＨｉ状態となることにより、放射線発生装置１３０への所望の管電圧の供給が開始され、放射線１３３の出射が開始される。一方、制御信号がＬｏ状態となることにより、放射線発生装置１３０への所望の管電圧の供給が終了し、放射線１３３の出射が終了する。図６（ｂ）に示すように、出射される放射線１３３の強度は、制御信号の切り替えに対して遅延しており、特に、図６（ｂ）の時刻ｔｃ〜ｔｅで示す、ＨｉからＬｏに切り替えた際の遅延である「波尾（Ｗａｖｅ Ｔａｉｌ）」を考慮しなければならない。波尾の影響を考慮せずに、スイッチ素子Ｔを導通状態にして電気信号を転送すると、例えば一部の画素のスイッチ素子Ｔに放射線や光が照射され、残りの画素のスイッチ素子Ｔには照射されない状態で、スイッチ素子Ｔが導通するおそれがある。その場合、放射線や光が照射されていないスイッチ素子Ｔと、放射線や光が照射されているスイッチ素子Ｔとでは、転送能力が変わる。それにより、画素アレイ１０１内でスイッチ素子Ｔの転送むらが発生し、取得される画像信号に悪影響が生じるおそれがある。

そこで、本実施形態では、演算部１２０が、複数の画素Ｐのスイッチ素子Ｔが駆動回路１０２によって非導通状態とされている画素アレイ１０１に放射線が照射されている期間に検知部から出力される検知信号ＤＳに基づいて、終了閾値Ｓｔｈを算出する。それにより、波尾等の放射線１３３の遅延を考慮した終了閾値が設定でき、このように算出された終了閾値Ｓｔｈを用いて、蓄積された電荷に基づく電気信号を画素Ｐから転送する動作の開始を制御することにより、画像信号に悪影響が生じることを抑制できる。

そして、図６（ａ）に示す工程Ｓ１−６において、算出部１２３は、工程Ｓ３−１と工程Ｓ３−２によって得られ記憶部１２４に記憶された各値に基づいて、終了閾値Ｓｔｈ’を更に算出する。終了閾値Ｓｔｈ’は、最大値Ｓｍａｘと最小値Ｓｍｉｎの間に設定され、好ましくは、開始閾値Ｓｔｈと最小値Ｓｍｉｎの間に設定される。放射線の終了時には、スイッチ素子Ｔは非導通状態に維持されているため、スイッチングノイズを考慮する必要がないため、開始閾値Ｓｔｈより小さくすることができる。これにより、波尾の影響を抑制しつつ放射線の照射の終了を検知することが可能となる。また、算出部１２３は、検知信号ＤＳの値が終了閾値Ｓｔｈを下回る時刻ｔｄと、最小値Ｓｍｉｎとなる時刻ｔｅと、の間の時間ＤＴを算出し、算出された時間ＤＴを記憶部１２４に記憶させる。記憶された時間ＤＴは、後述する放射線画像撮像動作の画像出力動作の開始において、終了閾値Ｓｔｈ’を下回ってからスイッチ素子Ｔの導通を開始するまでに経過する所定の時間として、制御部１０８が利用してもよい。これらの算出部１２３及び記憶部１２４の処理は、照射条件ごとに行われ、照射条件ごとに得られた終了閾値Ｓｔｈは、算出部１２３により照射条件に関連付けて記憶部１２４に記憶される。それにより、記憶部１２４には、複数の照射条件に応じて複数の終了閾値が記憶される。図７に示す例では、１０８通りの照射条件に対して、１０８の終了閾値Ｓｔｈ’１〜Ｓｔｈ１０８及び遅延時間ＤＴ１〜ＤＴ１０８が、ルックアップテーブルとして記憶部１２４に記憶されている。全ての照射条件に対して各閾値が算出及び記憶された後、第１モードは終了される。なお、工程Ｓ１−６は本発明の第１工程に相当する。また、工程Ｓ３−１と工程Ｓ３−２によって得られた最小値Ｓｍｉｎ、最大値Ｓｍａｘ、変曲点Ｓｃは、第１の実施形態における開始閾値Ｓｔｈの算出に用いてもよい。

ここで、図１（ａ）及び図５に示す放射線撮像装置は、１つの画素Ｐに変換素子Ｓとスイッチ素子Ｔを有する、所謂パッシブ画素を用いて説明した。ただし、本発明はそれに限定されるものではなく、図８に示すような、増幅素子ＳＴとリセット素子ＲＴとを更に含む、所謂アクティブ画素を用いた放射線撮像装置であってもよい。ここで、増幅素子ＳＴとして、制御端子（ゲート電極）と２つの主端子とを有するトランジスタを用いている。そのトランジスタの制御端子が変換素子Ｓの一方の電極に接続され、一方の主端子がスイッチ素子Ｔに接続され、他方の主端子が動作電源配線Ｖｓｓを介して動作電圧を供給する動作電源ＶＳＳｓに接続される。また、信号配線Ｓｉｇにはスイッチ７０２を介して定電流源７０１が接続されており、増幅素子ＳＴとソースフォロア回路を構成する。また、リセット素子ＲＴとして、制御端子（ゲート電極）と２つの主端子とを有するトランジスタを用いており、一方の主端子がリセット配線Ｖｒを介してリセット電圧を供給するリセット電源ＶＲに接続され、他方の主端子が増幅素子ＳＴの制御電極に接続される。リセット素子ＲＴの制御電極は、リセット用駆動配線Ｇｒを介して、駆動配線Ｇと同様に駆動回路１０２に接続される。また、検知回路１１０は、先に説明した配線に流れる電流に加えて、リセット用配線Ｖｒに流れる電流、及び動作電源配線Ｖｓｓを流れる電流、のうちのいずれかの電流に基づいて、検知信号ＤＳを出力できるものが好ましい。また、電源部１０７は、リセット用電源ＶＲと、動作電源ＶＳＳと、を更に有する。更に、リセット配線Ｖｒ及び動作電源配線Ｖｓｓは、先に説明した結合配線に含まれる。

なお、本発明の各実施形態は、例えば制御部１０８に含まれるコンピュータや制御コンピュータ１５０がプログラムを実行することによって実現することもできる。また、プログラムをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムを記録したＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体又はかかるプログラムを伝送するインターネット等の伝送媒体も本発明の実施形態として適用することができる。また、上記のプログラムも本発明の実施形態として適用することができる。上記のプログラム、記録媒体、伝送媒体及びプログラムプロダクトは、本発明の範疇に含まれる。また、第１又は第２の実施形態から容易に想像可能な組み合わせによる発明も本発明の範疇に含まれる。

１００ 放射線撮像装置
１０１ 画素アレイ
１０２ 駆動回路
１０３ 読出回路
１０４ Ａ／Ｄ変換器
１０５ デジタル信号処理部
１０６ 信号処理部
１０７ 電源部
１０８ 制御部
１１０ 検知回路
１２０ 演算部
Ｐ 画素
Ｓ 変換素子
Ｔ スイッチ素子
Ｇ 制御配線
Ｓｉｇ 信号配線
Ｖｓ バイアス配線

Claims (20)

1. 各々が変換素子とスイッチ素子とを含んで放射線発生装置から出射された放射線を電気信号に変換する複数の画素が行列状に配置された画素アレイと、前記スイッチ素子の導通状態と非導通状態とを制御する駆動信号を前記複数の画素の前記スイッチ素子に供給する駆動回路と、前記電気信号に基づく画像信号を読み出す読出回路と、前記画素アレイへの放射線の照射を検知するために前記画素アレイへの放射線の照射の強度に応じて変動する信号である検知信号を出力する検知部と、を含む放射線撮像装置の制御方法であって、
   前記複数の画素の前記スイッチ素子が前記駆動回路によって行単位で順次に前記導通状態とされている前記画素アレイへ放射線が照射されていない期間に前記検知部から出力される前記検知信号と、前記複数の画素の前記スイッチ素子が前記駆動回路によって行単位で順次に前記導通状態とされている前記画素アレイに放射線が照射されている期間に前記検知部から出力される前記検知信号と、に基づいて、前記画素アレイへの放射線の照射の開始を検知するための閾値である開始閾値を算出する第１モードと、
   前記第１モードの後に、前記複数の画素の前記スイッチ素子が前記駆動回路によって行単位で順次に前記導通状態とされている期間に前記検知部から出力される前記検知信号の値と前記開始閾値とを比較して前記検知信号の値が前記開始閾値を上回った場合に、前記複数の画素の前記スイッチ素子を前記駆動回路が前記非導通状態とする第２モードと、
   を含む放射線撮像装置の制御方法。
2. 前記放射線撮像装置は、前記開始閾値を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された前記開始閾値と前記検知信号の値とを比較する比較部と、を含み、
   前記第１モードは、前記記憶部が前記開始閾値を記憶する第１工程を含み、
   前記第２モードは、の比較により、前記第１モードの後に前記複数の画素の前記スイッチ素子が前記駆動回路によって行単位で順次に前記導通状態とされている期間に前記検知部から出力される前記検知信号の値と前記記憶部に記憶された前記開始閾値とを前記比較部が比較して前記検知信号の値が前記開始閾値を上回った場合に、前記比較部が前記放射線の照射の開始を規定する信号を生成する第２工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置の制御方法。
3. 前記開始閾値は、前記複数の画素の前記スイッチ素子が前記駆動回路によって行単位で順次に前記導通状態とされている前記画素アレイへ放射線が照射されていない期間に前記検知部から出力される前記検知信号の最大値と、前記複数の画素の前記スイッチ素子が前記駆動回路によって行単位で順次に前記導通状態とされている前記画素アレイに放射線が照射されている期間に前記検知部から出力される前記検知信号の最小値と、の間の値であることを特徴とする請求項２に記載の放射線撮像装置の制御方法。
4. 前記開始閾値は、前記複数の画素の前記スイッチ素子が前記駆動回路によって行単位で順次に前記導通状態とされている前記画素アレイへ放射線が照射されていない期間に前記検知部から出力される前記検知信号を、前記複数の画素の前記スイッチ素子が前記駆動回路によって行単位で順次に前記導通状態とされている前記画素アレイに放射線が照射されている期間に前記検知部から出力される前記検知信号と位相を合わせて差分処理することにより得られる信号の最大値又は変曲点と、前記複数の画素の前記スイッチ素子が前記駆動回路によって行単位で順次に前記導通状態とされている前記画素アレイへ放射線が照射されていない期間に前記検知部から出力される前記検知信号の最大値と、の間の値であることを特徴とする請求項２に記載の放射線撮像装置の制御方法。
5. 前記複数の画素の前記スイッチ素子を前記駆動回路が前記非導通状態としている前記画素アレイへ放射線が照射されている期間に前記検知部から出力される前記検知信号に基づいて前記画素アレイへの放射線の照射の終了を検知するための閾値である終了閾値を更に算出し、
   前記記憶部が前記終了閾値を更に記憶し、
   前記第２工程において、前記複数の画素の前記スイッチ素子が前記駆動回路によって行単位で順次に前記導通状態とされている期間に前記検知部から出力される前記検知信号の値と前記記憶部に記憶された前記終了閾値とを前記比較部が比較して前記検知信号の値が前記終了閾値を下回った場合に、前記比較部が前記放射線の照射の終了を規定する信号を生成することを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の放射線撮像装置の制御方法。
6. 前記第２工程において放射線の照射の終了が規定されてから所定の時間を経過した後に、前記駆動回路が前記複数の画素の前記スイッチ素子を行単位で順次に前記導通状態し、
   前記所定の時間は、前記第１モードの前記検知信号に基づいて算出されることを特徴とする請求項５に記載の放射線撮像装置の制御方法。
7. 前記終了閾値が、前記開始閾値よりも小さいことを特徴とする請求項５又は６に記載の放射線撮像装置の制御方法。
8. 前記放射線発生装置は、前記第１モードにおいて、複数の照射条件で放射線を出射し、
   前記第１工程は、前記複数の照射条件に応じて算出した複数の前記開始閾値を、前記記憶部が前記複数の照射条件と関連づけて記憶し、
   前記第２工程は、前記比較部が、前記複数の前記開始閾値から前記第２モードにおいて前記画素アレイへ照射される放射線の照射条件に応じた開始閾値を選定し、当該選定された開始閾値に基づいて放射線の照射の開始を規定する信号を生成することを特徴とする請求項２から７のいずれか１項に記載の放射線撮像装置の制御方法。
9. 前記第１工程は、複数の前記放射線発生装置に応じて算出した複数の前記開始閾値を、前記記憶部が前記複数の前記放射線発生装置と関連づけて記憶し、
   前記第２工程は、前記比較部が、前記複数の前記開始閾値から前記複数の前記放射線発生装置のうち前記第２モードにおいて使用された放射線発生装置に応じた開始閾値を選定し、当該選定された開始閾値に基づいて放射線の照射の開始を規定する信号を生成することを特徴とする請求項２から８のいずれか１項に記載の放射線撮像装置の制御方法。
10. 各々が変換素子とスイッチ素子とを含んで放射線発生装置から出射された放射線を電気信号に変換する複数の画素が行列状に配置された画素アレイと、
    前記スイッチ素子の導通状態と非導通状態とを制御する駆動信号を前記複数の画素の前記スイッチ素子に供給する駆動回路と、
    前記画素アレイへの放射線の照射を検知するために前記画素アレイへの放射線の照射の強度に応じて変動する信号である検知信号を出力する検知部と、
    前記複数の画素の前記スイッチ素子が前記駆動回路によって行単位で順次に前記導通状態とされている前記画素アレイへ放射線が照射されていない期間に前記検知部から出力される前記検知信号と、前記複数の画素の前記スイッチ素子が前記駆動回路によって行単位で順次に前記導通状態とされている前記画素アレイへ放射線が照射されている期間に前記検知部から出力される前記検知信号と、に基づいて、放射線の照射の開始を検知するための閾値である開始閾値を算出するための演算処理を行う演算部と、
    を含むことを特徴とする放射線撮像装置。
11. 前記電気信号に基づく画像信号を読み出す読出回路と、
    前記駆動回路、前記読出回路、及び、前記演算部を制御する制御部と、を更に有し、
    前記制御部は、前記算出部が前記開始閾値を算出する第１モードと、放射線が照射された前記画素アレイの前記複数の画素の前記スイッチ素子を前記駆動回路が行単位で順次に前記導通状態とすることによって前記複数の画素の前記スイッチ素子が前記電気信号を転送し、当該転送された前記電気信号に基づく前記画像信号を前記読出回路が読み出す第２モードと、を切り替えるように、前記駆動回路、前記読出回路、及び、前記演算部を制御することを特徴とする請求項１０に記載の放射線撮像装置。
12. 前記演算部は、前記複数の画素の前記スイッチ素子が前記駆動回路によって行単位で順次に前記導通状態とされている前記画素アレイへ放射線が照射されていない期間に前記検知部から出力される前記検知信号と、前記複数の画素の前記スイッチ素子が前記駆動回路によって行単位で順次に前記導通状態とされている前記画素アレイに放射線が照射されている期間に前記検知部から出力された前記検知信号と、に基づいて、放射線の照射の開始を検知するための閾値である開始閾値を算出する算出部と、前記算出部から出力された前記開始閾値を記憶する記憶部と、前記第２モードにおいて前記検知部から出力される前記検知信号の値と前記記憶部に記憶された前記開始閾値とを比較して、前記制御部に前記放射線の照射の開始を規定する信号を出力する比較部と、を含むことを特徴とする請求項１１に記載の放射線撮像装置。
13. 前記算出部は、前記複数の画素の前記スイッチ素子が前記駆動回路によって行単位で順次に前記導通状態とされている前記画素アレイへ放射線が照射されていない期間に前記検知部から出力される前記検知信号の最大値と、前記複数の画素の前記スイッチ素子が前記駆動回路によって行単位で順次に前記導通状態とされている前記画素アレイに放射線が照射されている期間に前記検知部から出力される前記検知信号の最小値と、の間に設定された前記開始閾値を算出することを特徴とする請求項１２に記載の放射線撮像装置。
14. 前記算出部は、前記複数の画素の前記スイッチ素子が前記駆動回路によって行単位で順次に前記導通状態とされている前記画素アレイへ放射線が照射されていない期間に前記検知部から出力される前記検知信号を、前記複数の画素の前記スイッチ素子が前記駆動回路によって行単位で順次に前記導通状態とされている前記画素アレイに放射線が照射されている期間に前記検知部から出力される前記検知信号と位相を合わせて差分処理することにより得られる信号の最大値又は変曲点と、前記複数の画素の前記スイッチ素子が前記駆動回路によって行単位で順次に前記導通状態とされている前記画素アレイへ放射線が照射されていない期間に前記検知部から出力される前記検知信号の最大値と、の間に設定された前記開始閾値を算出することを特徴とする請求項１２に記載の放射線撮像装置。
15. 前記比較部は、前記検知部から出力される前記検知信号の値が前記開始閾値を上回った場合に前記制御部に放射線の照射の開始を規定する信号を出力し、
    前記制御部は、前記第２モードにおいて、放射線の照射の開始を規定する信号を前記比較部から受けて、前記複数の画素の前記スイッチ素子を行単位で順次に前記導通状態としている前記駆動回路が、前記複数の画素の前記スイッチ素子を非導通状態に維持するように、前記駆動回路を制御することを特徴とする請求項１２から１４のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
16. 前記演算部は、前記複数の画素の前記スイッチ素子が前記駆動回路によって前記非導通状態とされている前記画素アレイへ放射線が照射されている期間に前記検知部から出力される前記検知信号に基づいて、放射線の照射の終了を検知するための閾値である終了閾値を更に算出するための演算処理を行うことを特徴とする請求項１０から１５のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
17. 前記終了閾値が、前記開始閾値よりも小さいことを特徴とする請求項１６に記載の放射線撮像装置。
18. 前記放射線発生装置は、複数の照射条件で放射線を出射することが可能であり、
    前記算出部は、前記第１モードにおいて前記複数の照射条件に応じて複数の前記開始閾値を算出し、
    前記記憶部は、前記複数の照射条件と関連づけて前記複数の前記開始閾値を記憶し、
    前記比較部は、前記第２モードにおいて設定された照射条件に応じて前記記憶部に記憶された前記複数の前記開始閾値から選定された開始閾値に基づいて、放射線の照射の開始を規定することを特徴とする請求項１２から１７のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
19. 前記算出部は、前記第１モードにおいて複数の前記放射線発生装置に応じて複数の前記開始閾値を算出し、
    前記記憶部は、前記複数の前記放射線発生装置と関連づけて前記複数の前記開始閾値を記憶し、
    前記比較部は、前記複数の前記放射線発生装置のうち前記第２モードにおいて使用された放射線発生装置に応じて前記記憶部に記憶された前記複数の前記開始閾値から選定された開始閾値に基づいて、放射線の照射の開始を規定することを特徴とする請求項１２から１８のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
20. 請求項１０から１９のいずれか１項に記載の放射線撮像装置と、
    前記放射線発生装置と、
    を含む放射線撮像システム。

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