JP2016119618A

JP2016119618A - 放射線撮像装置、放射線撮像システム、及び、放射線撮像装置の制御方法

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Publication number: JP2016119618A
Application number: JP2014259273A
Authority: JP
Inventors: 弘和山; Hiroshi Wayama; 渡辺　実; Minoru Watanabe; 実渡辺; 啓吾横山; Keigo Yokoyama; 将人大藤; Masahito Ofuji; 潤川鍋; Jun Kawanabe; 健太郎藤吉; Kentaro Fujiyoshi; 和哉古本; Kazuya Furumoto
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2014-12-22
Filing date: 2014-12-22
Publication date: 2016-06-30
Anticipated expiration: 2034-12-22
Also published as: JP6541344B2

Abstract

【課題】センサ信号を読み出すためのトランジスタの閾値電圧のシフトに起因する放射線画像の品質の低下を抑制するのに有利な技術を提供する。【解決手段】センサと、前記センサから信号を読み出すためのトランジスタと、前記トランジスタを介して前記センサから読み出された信号を処理する処理部と、制御部とを備える放射線撮像装置であって、前記制御部は、放射線撮影の前に、前記トランジスタの制御端子に制御信号をその信号レベルをシフトさせながら供給する第１制御と、前記第１制御によって前記センサから読み出された信号に基づいて前記処理部により前記トランジスタの閾値電圧を測定し、該測定された前記トランジスタの閾値電圧に基づいて、放射線撮影の際に前記トランジスタの前記制御端子に供給するための制御信号の信号レベルを設定する第２制御と、を行う。【選択図】図２

Description

本発明は、放射線撮像装置、放射線撮像システム、及び、放射線撮像装置の制御方法に関する。

放射線撮像装置は、複数の画素が配列された撮像部を有しており、各画素は、例えば、放射線を検知するためのセンサと、該センサからセンサ信号を読み出すための読出トランジスタとを含む。例えば、読出トランジスタを非導通状態に維持している間、センサでは放射線量に応じた量の電荷が蓄積され、その後、読出トランジスタを導通状態にすることによって該蓄積された電荷に応じた信号がセンサ信号として読み出される。

ところで、読出トランジスタを長時間にわたって非導通状態に維持しておくと、格子欠陥に電荷がトラップされる等により、読出トランジスタの閾値電圧がシフトすることがある。閾値電圧がシフトすると、例えば、センサで電荷を蓄積している間に読出トランジスタで電流リークが生じ、センサ信号が変動してしまう可能性がある。また、閾値電圧がシフトすると、例えば、センサに蓄積された電荷の転送効率が低下してしまう可能性がある。これらのことは、放射線画像の品質の低下をもたらしうる。

特許文献１には、水平・垂直走査期間中に読出トランジスタに印加された電圧の平均値とは反対の極性の電圧をブランキング期間中に該読出トランジスタに印加し、それによって閾値電圧のシフトをキャンセルすることが記載されている。

特開２００２−１５１６６９号公報

しかしながら、特許文献１の方法によると、閾値電圧の実際のシフト量が不明であるため、この方法を繰り返し行うと、閾値電圧のシフトを適切にキャンセルできなくなり、放射線画像の品質が低下してしまう可能性がある。

本発明の目的は、読出トランジスタの閾値電圧のシフトに起因する放射線画像の品質の低下を抑制するのに有利な技術を提供することにある。

本発明の一つの側面は放射線撮像装置にかかり、前記放射線撮像装置は、センサと、前記センサから信号を読み出すためのトランジスタと、前記トランジスタを介して前記センサから読み出された信号を処理する処理部と、制御部とを備える放射線撮像装置であって、前記制御部は、放射線撮影の前に、前記トランジスタの制御端子に制御信号をその信号レベルをシフトさせながら供給する第１制御と、前記第１制御によって前記センサから読み出された信号に基づいて前記処理部により前記トランジスタの閾値電圧を測定し、該測定された前記トランジスタの閾値電圧に基づいて、放射線撮影の際に前記トランジスタの前記制御端子に供給するための制御信号の信号レベルを設定する第２制御と、を行うことを特徴とする。

本発明によれば、放射線画像の品質の低下を抑制することができる。

放射線撮像システム構成例を説明するための図である。放射線撮像装置の構成例を説明するための図である。センサおよび薄膜トランジスタの導電型の組み合わせの例を説明するための図である。センサおよび薄膜トランジスタの断面構造の例を説明するための図である。放射線撮像装置の制御方法の例を説明するための図である。放射線撮像装置の制御方法の例を説明するための図である。薄膜トランジスタの閾値電圧の測定方法の例を説明するための図である。放射線撮像装置の制御方法の例を説明するための図である。放射線撮像装置の構成例を説明するための図である。放射線撮像装置の制御方法の例を説明するための図である。放射線撮像装置の構成例を説明するための図である。放射線撮像装置の構成例を説明するための図である。

図１は、放射線撮像システムＳＹＳのシステム構成を例示している。放射線撮像システムＳＹＳは、例えば、放射線撮像装置Ｉと、ホスト装置１１０と、端末１２０と、放射線源１３０と、放射線源制御部１４０と、曝射スイッチ１５０とを具備する。

ホスト装置１１０は、ユーザにより端末１２０を介して入力された撮影条件に基づいて、各ユニットの同期制御を行う。例えば、ホスト装置１１０は、放射線撮像装置Ｉからの曝射許可信号に基づいて放射線撮影の開始の可否を放射線源制御部１４０に通知する。放射線源制御部１４０は、ホスト装置１１０との間で信号の授受を行いつつ放射線源１３０を制御する。例えば、放射線撮影を開始することが可能な状態の下で曝射スイッチ１５０がユーザにより押された場合、放射線源制御部１４０は放射線源１３０を駆動する。これにより、放射線源１３０から、放射線（例えばＸ線）が照射される。放射線撮像装置Ｉは、被検者ｏｂを通過した放射線に基づく画像データを処理装置１１０に出力する。処理装置１１０は、該画像データに基づく放射線画像を、端末１２０のディスプレイに出力する（表示させる）。

図２は、放射線撮像装置Ｉの構成例を説明するためのブロック図である。放射線撮像装置Ｉは、例えば、撮像部２００と、駆動部２１０と、処理部２２０と、電圧供給部２３０と、制御部２４０とを備える。

撮像部２００は、センサＳと該センサＳから信号（センサ信号）を読み出すためのトランジスタＴとを各々が含む複数の画素ＰＸを有する。複数の画素ＰＸは、複数の行および複数の列を形成するように配列されている。なお、ここでは説明を容易にするため、複数の画素ＰＸが６行×６列で配列された構成を例示するが、行の数および列の数は本例に限られない。

また、放射線撮像装置Ｉが間接変換型（放射線を光に変換し、該光を電気信号に変換する方式）の装置である場合には、撮像部２００の上には、放射線を光に変換するシンチレータが配される。各素子は、例えばガラス基板上にアモルファスシリコンを用いて形成されうる。例えば、センサＳにはＰＩＮセンサやＭＩＳセンサ等の光電変換素子が用いられ、トランジスタＴには薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等の絶縁ゲート型電界効果トランジスタが用いられうる。なお、ここでは、間接変換型の構成を例示したが、直接変換型（放射線を直接的に電気信号に変換する方式）で構成されてもよい。

駆動部２１０は、各画素ＰＸのトランジスタＴを行単位で駆動する。具体的には、各行には信号線Ｖｇ（Ｖｇ（１）〜Ｖｇ（６））が配されており、信号線Ｖｇは、対応トランジスタＴの制御端子（ゲート）に接続されている。駆動部２１０は、信号線Ｖｇを介してトランジスタＴの制御端子に制御信号を供給し、トランジスタＴを導通状態または非導通状態にする。本明細書において、トランジスタＴを導通状態にするための活性化信号の信号レベルを「Ｖ_ＯＮ」で示し、トランジスタＴを非導通状態にするための非活性化信号の信号レベルを「Ｖ_ＯＦＦ」で示す。例えば、Ｎ型チャネルのトランジスタＴの場合、Ｖ_ＯＮ＝５〜２０Ｖ程度に設定され、Ｖ_ＯＦＦ＝−１５〜−５Ｖ程度に設定されうる。また、例えば、Ｐ型チャネルのトランジスタＴの場合、Ｖ_ＯＮ＝−１５〜−５Ｖ程度に設定され、Ｖ_ＯＦＦ＝５〜２０Ｖ程度に設定されうる。

処理部２２０は、信号増幅部２２１と、マルチプレクサ２２２と、アナログデジタル変換部２２３（ＡＤＣ２２３）と、メモリ２２４と、演算部２２５とを有する。信号増幅部２２１は各列に対応するように配されている。信号増幅部２２１は、例えば、差動アンプ、フィードバック容量およびリセット用のスイッチ等を含み、対応センサＳから列信号線ＬＣを介して受けたセンサ信号を増幅する。その後、センサ信号は、例えば、マルチプレクサ２２２によって順にＡＤＣ２２３に転送され、アナログデジタル変換（ＡＤ変換）される。該ＡＤ変換されたセンサ信号は、メモリ２２４に保持される。演算部２２５は、例えば、メモリ２２４に保持されたセンサ信号を参照し、該センサ信号に基づいて所定の演算処理を行って画像データを形成する。該形成された画像データは、例えば、出力部（不図示）を介してホスト装置１１０に出力されうる。

電圧供給部２３０は、例えば、外部から供給された電圧に基づいて１つ以上の電圧を生成し、該１つ以上の電圧を対応ユニットに供給する。例えば、電圧供給部２３０は、撮像部２００の各センサＳに基準電圧Ｖ_Ｓを供給する。

制御部２４０は、上記各ユニットの動作を制御する。また、詳細は後述するが、制御部２４０は、演算部２２５による演算結果を受けて、該演算結果に基づいて駆動部２１０および電圧供給部２３０を制御することも可能である。

ここで、図３を参照しながら、トランジスタＴの閾値電圧（閾値電圧Ｖ_ＴＨとする）のシフトによる影響について述べる。トランジスタＴを長時間にわたって非導通状態に維持すると、格子欠陥に電荷がトラップされる等により、トランジスタＴの閾値電圧Ｖ_ＴＨがシフトすることがある。閾値電圧Ｖ_ＴＨのシフトは、トランジスタＴでの電流リークの発生、トランジスタＴの駆動力の変動等の影響をもたらしうる。

ケースＡは、ＰＩＮセンサをセンサＳとして用い、チャネルの導電型がＮ型のＴＦＴをトランジスタＴとして用い、且つ、ＰＩＮセンサにおけるＮ型の半導体部分をトランジスタＴに接続した場合を示している。

図４（ａ）は、ケースＡについてのセンサＳおよびトランジスタＴの断面構造を示す模式図である。構造４００は、トランジスタＴを示しており、構造４１０は、センサＳを示している。トランジスタＴの構造４００は、例えば、ゲート電極４０１と、ドレイン電極４０２と、ソース電極４０３と、チャネルを形成するための真性半導体領域４０４と、電極４０２及び４０３との接続部を形成するＮ型半導体領域４０５とを含む。

センサＳの構造４１０は、電極４１１と、Ｎ型半導体領域４１２と、真性半導体領域４１３と、Ｐ型半導体領域４１４と、電極４１５とを含む。電極４１１は、Ｎ型半導体領域４１２と、トランジスタＴのドレイン電極４０２とを接続している。電極４１５は、Ｐ型半導体領域４１４と、センサＳに基準電圧を供給するための電源配線とを接続している。なお、電極４１１は、各画素ＰＸに個別に設けられ、個別電極とも称され、電極４１５は、全ての画素ＰＸに共通に設けられ、共通電極とも称されうる。

典型的には、トランジスタのゲート‐ソース間の電位差をＶ_ＧＳとして、Ｖ_ＧＳ−Ｖ_ＴＨ＞０となったときに該トランジスタが導通状態になる。ケースＡの場合、トランジスタＴを長時間にわたって非導通状態に維持すると、閾値電圧Ｖ_ＴＨは負方向にシフトする。

例えば、ケースＡにおいて、十分な量の放射線が照射された場合、センサＳでの光電変換によって電荷が発生した結果、個別電極４１１の電圧は下がり、共通電極４１５の電圧と略等しくなる。ここで、トランジスタＴに供給される非活性電圧をＶ_ＯＦＦとし、共通電極４１５の電圧をＶ_Ｓとしたとき、閾値電圧Ｖ_ＴＨが負方向にシフトしたことによって、Ｖ_ＯＦＦ−Ｖ_Ｓ−Ｖ_ＴＨ＞０になるとトランジスタＴは導通状態になってしまう。このことは、例えば、他のセンサ信号（具体的には、同じ列に属する他のセンサＳの信号）を読み出す際に、該他のセンサ信号の信号レベルを変動させてしまう可能性がある。

また、例えば、ケースＡにおいて、前述の処理部２２０の信号増幅部２２１がリセットされたとき、センサ信号を読み出すための列信号線ＬＣの電圧（即ち、ソース電極４０３の電圧）は所定の参照電圧（参照電圧Ｖ_ＲＥＦとする。）になる。ここで、Ｖ_ＯＦＦ−Ｖ_ＲＥＦ−Ｖ_ＴＨ＞０になると、トランジスタＴは導通状態になってしまう。このことは、例えば、センサ信号におけるオフセット成分を変化させてしまう可能性がある。

他のケースにおいても、閾値電圧Ｖ_ＴＨのシフトによる影響が生じうる。

例えば、ケースＢは、ＭＩＳセンサをセンサＳとして用い、チャネルの導電型がＮ型のＴＦＴをトランジスタＴとして用い、且つ、ＭＩＳセンサにおける半導体部分がＰ型である場合を示している。図４（ｂ）は、ケースＢについてのセンサＳおよびトランジスタＴの断面構造を示す模式図である。構造４２０はセンサＳを示している。構造４２０は、電極４２１と、絶縁膜４２２と、真性半導体領域４２３と、Ｐ型半導体領域４２４と、電極４２５とを含む。電極４２１は、トランジスタＴのドレイン電極４０２に接続されている。電極４２５は、Ｐ型半導体領域４２４と、センサＳに基準電圧を供給するための電源配線とを接続している。ケースＢにおいても、ケースＡと同様のことが生じうる。

また、例えば、ケースＣは、ＰＩＮセンサをセンサＳとして用い、チャネルの導電型がＮ型のＴＦＴをトランジスタＴとして用い、且つ、ＰＩＮセンサにおけるＰ型の半導体部分をトランジスタＴに接続した場合を示している。ケースＣでは、例えば、十分な量の放射線が照射された場合、個別電極４１１の電圧は上がり、共通電極４１５の電圧と略等しくなる。ここで、Ｖ_ＯＦＦ−Ｖ_ＲＥＦ−Ｖ_ＴＨ＞０となると、トランジスタＴは導通状態になり、センサＳから電荷が流出してしまう。このことは、例えば、他のセンサ信号を読み出す際に、該他のセンサ信号の信号レベルを変動させてしまう可能性がある。

以上、いくつかのケースを例示しながら述べたように、閾値電圧Ｖ_ＴＨのシフトは、放射線画像の品質の低下をもたらす可能性がある。そのため、閾値電圧Ｖ_ＴＨのシフトに起因する放射線画像の品質の低下を抑制するのに有利な技術が求められる。

（第１実施形態）
図５は、本実施形態に係る制御方法を説明するためのフローチャートである。ステップＳ５０１（以下、単に「Ｓ５０１」と示す。他のステップについても同様である。）では、閾値電圧Ｖ_ＴＨを測定する。このことは、例えば、トランジスタＴを導通状態にするための活性化信号を、その信号レベルＶ_ＯＮをシフトさせながらトランジスタＴの制御端子に供給することによって為されうる。

図６は、前述のケースＡにおいて閾値電圧Ｖ_ＴＨを測定するためのタイミングチャートである。図中の縦軸には、信号線Ｖｇ（１）〜Ｖｇ（６）の信号レベルと、センサＳに供給する基準電圧（即ち、共通電極４１５の電圧）Ｖ_Ｓと、ＡＤＣ２２３に供給するサンプリング用の制御信号ＣＮＴ＿ＳＨとを示す。また、横軸は時間軸である。

本測定を行う間、基準電圧Ｖ_Ｓは、ＰＩＮセンサであるセンサＳが順バイアス状態になる電圧に設定される。そして、期間Ｔ１では、Ｖ_ＯＮ＝１５Ｖの活性化信号を第１行から第６行まで順に供給する。期間Ｔ２では、Ｖ_ＯＮ＝１４Ｖの活性化信号を第１行から第６行まで順に供給する。期間Ｔ３では、Ｖ_ＯＮ＝１３Ｖの活性化信号を第１行から第６行まで順に供給する。それ以降の期間（不図示）についても同様である。このように、信号レベルＶ_ＯＮをシフトさせながらトランジスタＴを駆動し、それによって読み出されたセンサ信号をモニタする。なお、本例では、１Ｖ単位で信号レベルＶ_ＯＮをシフトさせる態様を例示したが、この数に限られない。

図７は、上述の（ケースＡでの）モニタ結果のプロット図である。横軸は、信号レベルＶ_ＯＮを示し、縦軸は、センサ信号の信号値を示している。例えば、センサ信号の信号値が所定の基準値よりも大きくなる（又は小さくなる）ときの信号レベルＶ_ＯＮの値が閾値電圧Ｖ_ＴＨとして算出されうる。閾値電圧Ｖ_ＴＨの算出方法は、本方法に限られるものではなく、例えば、センサ信号の信号値の信号レベルＶ_ＯＮに対する変化率に基づいて算出されてもよいし、その他の公知の方法で閾値電圧Ｖ_ＴＨが算出されてもよい。

Ｓ５０２では、Ｓ５０１での測定結果が所定条件を満たすか否かを判定する。そして、Ｓ５０１での測定結果が所定条件を満たさない場合にはＳ５０３に進み、該所定条件を満たす場合には本フローチャートを終了する。

例えば、Ｓ５０２では、Ｓ５０１で算出された閾値電圧Ｖ_ＴＨを用いて、Ｖ_ＯＦＦ−Ｖ_ＲＥＦ−Ｖ_ＴＨが所定の範囲内に含まれるか否かを判定すればよい。例えば、閾値電圧Ｖ_ＴＨがシフトする前（例えば、製品出荷前）の閾値電圧が１Ｖであり、Ｖ_ＯＦＦ＝−１０Ｖ、Ｖ_ＲＥＦ＝３Ｖで設定されている場合、
第１の条件：
ａ１＜（Ｖ_ＯＦＦ−Ｖ_ＲＥＦ−Ｖ_ＴＨ）＜ａ２
ａ１＝−１７Ｖ程度
ａ２＝−１１Ｖ程度
を満たすか否かを判定する。他の観点では、トランジスタＴの制御端子に非活性化信号を供給しているときの該トランジスタＴでの電流リーク量が所定範囲内におさまるか否かを判定する、とも言える。さらに他の観点では、トランジスタＴの制御端子に活性化信号を供給しているときの該トランジスタＴの駆動力またはその変化量が所定範囲内におさまるか否かを判定する、とも言える。

本判定は、例えば制御部２４０によって為されてもよいが、演算部２２５によって為されてもよいし、他の判定手段によって為されてもよい。

なお、本判定は、Ｓ５０１での測定結果に基づいて為されればよく、本態様に限られるものではない。例えば、他の実施形態では、Ｓ５０２において、
第２の条件：
ｂ１＜（Ｖ_ＯＦＦ−Ｖ_Ｓ−Ｖ_ＴＨ）＜ｂ２
ｂ１＝−２０Ｖ程度
ｂ２＝−０．５Ｖ程度
を満たすか否かを判定してもよいし、又は、第１の条件および第２の条件の双方を満たすか否かを判定してもよい。

また、本判定は、複数のセンサＳから読み出された複数のセンサ信号に基づいて為されてもよいが、そのうちの一部に基づいて為されてもよい。或いは、該複数のセンサ信号の最大値、最小値、平均値、中央値および標準偏差の少なくとも１つに基づいて為されてもよい。

Ｓ５０３では、トランジスタＴを非導通状態にするための非活性化信号の信号レベルＶ_ＯＦＦを設定（又は変更）する。例えば、本実施形態では、Ｓ５０１で算出された閾値電圧Ｖ_ＴＨが第１の条件を満たすように、信号レベルＶ_ＯＦＦを設定すればよい。これにより、トランジスタＴを非導通状態に維持している際の該トランジスタＴでの電流リークを抑制することができる。

また、処理部２２０は、信号レベルＶ_ＯＦＦを示す情報を格納するための第２のメモリ（不図示）をさらに有していてもよく、Ｓ５０３で設定された信号レベルＶ_ＯＦＦを示す情報は該メモリに格納されてもよい。これにより、例えば放射線撮影を行う際には、適宜、該メモリの情報を参照することができる。

また、Ｓ５０３では、信号レベルＶ_ＯＦＦを設定すると共に、活性化信号の信号レベルＶ_ＯＮを設定してもよい。これにより、トランジスタＴに過電圧が印加されることを防ぐこともできる。また、Ｓ５０３では、信号レベルＶ_ＯＦＦを設定する他、第１の条件及び第２の条件を満たすように、さらに、基準電圧Ｖ_Ｓを設定してもよいし、参照電圧Ｖ_ＲＥＦを設定してもよい。

その後、放射線撮影を行う場合には、上述のようにして設定された信号を用いてトランジスタＴを制御することにより、閾値電圧Ｖ_ＴＨのシフトに起因する放射線画像の品質の低下を抑制することができる。Ｓ５０１〜Ｓ５０３の動作は、１ヶ月ごと、１年ごと等、定期的に為されればよく、例えば、放射線撮像装置Ｉのキャリブレーション時に為されればよい。

本実施形態に係る制御方法は、センサＳの構成、処理部２２０その他の各ユニットの構成等に応じて、適宜、変更されればよい。

例えば、図８は、前述のケースＢにおいて閾値電圧Ｖ_ＴＨを測定するためのタイミングチャートを、図６と同様に示している。この例では、期間Ｔ１１と期間Ｔ１２とで基準電圧Ｖ_Ｓを変えて、期間Ｔ１１及びＴ１２のそれぞれで、Ｖ_ＯＮ＝１５Ｖの活性化信号を第１行から第６行まで順に供給する。そして、期間Ｔ１１で得られたセンサ信号と期間Ｔ１２で得られたセンサ信号との差分を取得し、センサ信号に含まれるノイズ成分（例えば、固定パターンノイズ成分）を除去する。該差分は、図６の例において期間Ｔ１で得られたセンサ信号に対応する。また、期間Ｔ２１と期間Ｔ２２とで基準電圧Ｖ_Ｓを変えて、期間Ｔ２１及びＴ２２のそれぞれで、Ｖ_ＯＮ＝１４Ｖの活性化信号を第１行から第６行まで順に供給し、期間Ｔ２１で得られたセンサ信号と期間Ｔ２２で得られたセンサ信号との差分を取得する。それ以降の期間（不図示）についても同様である。その後、このようにして得られたセンサ信号に基づいて閾値電圧Ｖ_ＴＨを算出すればよい。本例によっても、放射線撮影を行う際に、閾値電圧Ｖ_ＴＨのシフトに起因する放射線画像の品質の低下を抑制することができる。

（第２実施形態）
前述の第１実施形態では、全ての画素ＰＸについてセンサ信号を読み出し、該読み出されたセンサ信号に基づいてトランジスタＴの閾値電圧Ｖ_ＴＨを測定する態様を例示した。しかしながら、本発明は、この態様に限られるものではなく、一部の画素を用いて閾値電圧Ｖ_ＴＨの測定を行ってもよい。

図９に例示されるように、第２実施形態は、撮像部２００が閾値電圧Ｖ_ＴＨ測定用の画素ＰＸ２を含む、という点で第１実施形態と異なる。本例では、撮像部２００における第２行かつ第２列、第２行かつ第５列、第５行かつ第２列および第５行かつ第５列の４つの位置のそれぞれに、画素ＰＸ２が配されている。なお、画素ＰＸ２は、撮像部２００の一部を形成するように配されればよく、例えば、２以上の画素ＰＸ２を用いる場合、これらは撮像部２００に所定のピッチで配置されうる。

画素ＰＸ２では、センサＳとトランジスタＴとの間のノード（即ち、前述の個別電極４１１に対応するノード）が、参照電圧Ｖ_ＭＯを供給するための信号線に接続されている。本例では、参照電圧Ｖ_ＭＯは、閾値電圧Ｖ_ＴＨを測定する際に、電圧供給部２３０からセンサＳとトランジスタＴとの間のノードに供給される。

図１０は、図９の構成において閾値電圧Ｖ_ＴＨを測定するためのタイミングチャートを示している。本例では、画素ＰＸ２は、第２行および第５行に配されている。そのため、活性化信号は、第２行および第５行のトランジスタＴの制御端子に、その信号レベルＶ_ＯＮをシフトさせながら供給されればよい。

本実施形態によると、画素ＰＸ２についてセンサ信号の読み出しを行って閾値電圧Ｖ_ＴＨを測定すればよく、全ての画素ＰＸについてセンサ信号の読み出しを行う必要がない。そのため、本実施形態によると、前述の第１実施形態と同様の効果が得られる他、閾値電圧Ｖ_ＴＨの測定時間を第１実施形態よりも短くすることができる。

なお、図９の構成によると、画素ＰＸ２は閾値電圧Ｖ_ＴＨを測定するための専用画素となるため、画素データのうち画素ＰＸ２に対応する部分はいわゆる空データとなってしまう。そこで、該画素ＰＸ２に対応する部分は、例えば演算部２２５によって補正処理が為されてもよい。例えば、該画素ＰＸ２に対応する部分は、その隣接画素ＰＸの画素データ（即ち、その隣接画素ＰＸのセンサＳのセンサ信号）に基づいて補完されればよい。

（第３実施形態）
前述の第２実施形態では、撮像部２００の一部の画素ＰＸを、閾値電圧Ｖ_ＴＨを測定するための専用画素ＰＸ２に置き換えた態様を例示したが、本発明はこの態様に限られるものではない。

図１１に例示されるように、第３実施形態は、画素ＰＸ２に代わって、放射線撮影および閾値電圧Ｖ_ＴＨの測定の双方を行うことが可能な画素ＰＸ３を用いる、という点で第２実施形態と異なる。

具体的には、画素ＰＸ３では、センサＳとトランジスタＴとの間のノード（即ち、前述の個別電極４１１に対応するノード）は、第２のトランジスタＴ２を介して、参照電圧Ｖ_ＭＯを供給するための信号線に接続されている。トランジスタＴ２の制御端子は、信号線Ｖｇ２（Ｖｇ２（２）およびＶｇ２（５））に接続されている。例えば、トランジスタＴ２の制御端子には、信号線Ｖｇ２を介して、ユニット１１００から該トランジスタＴ２を制御するための信号が供給され、これによって閾値電圧Ｖ_ＴＨの測定を行う。より具体的には、閾値電圧Ｖ_ＴＨを測定する場合には、トランジスタＴ２を導通状態にして、センサＳとトランジスタＴとの間のノードに電圧Ｖ_ＭＯを供給する。なお、放射線撮影を行う場合には、トランジスタＴ２を非導通状態にすればよい。

本実施形態によると、前述の第２実施形態と同様の効果が得られる他、画素ＰＸ３に対応する部分についても画素データが得られ、放射線画像の品質の向上に有利である。

（第４実施形態）
第４実施形態は、図１２に例示されるように、閾値電圧Ｖ_ＴＨの測定を行うためのセンサＳ’と、それに対応するトランジスタＴ’とが、撮像部２００の外側（または有効画素領域の外側）に配されている、という点で前述の第１〜第３実施形態と異なる。

センサＳ’およびトランジスタＴ’は、ユニット１２００に接続されている。ユニット１２００は、駆動部２１０とは独立してセンサＳ’およびトランジスタＴ’の制御を行うことが可能であり、前述の第１実施形態等と同様の手順でトランジスタＴ’の閾値電圧（Ｖ_ＴＨ’）の測定を行う。その後、測定されたトランジスタＴ’の閾値電圧Ｖ_ＴＨ’に基づいて、図５を参照しながら述べたＳ５０２の判定およびＳ５０３の信号レベルＶ_ＯＦＦの設定が為されればよい。

ここで、ユニット１２００は、閾値電圧Ｖ_ＴＨ’の測定を行う前においては、駆動部２１０と同様の動作を行うとよく、即ち、トランジスタＴ’を、トランジスタＴと同様の条件で制御するとよい。具体的には、トランジスタＴ’とトランジスタＴとは、互いに同じ期間にわたって、互いに同じ電圧が印加されるとよい。これにより、トランジスタＴ’の閾値電圧Ｖ_ＴＨ’のシフト量と、トランジスタＴの閾値電圧Ｖ_ＴＨのシフト量とは略等しくなり、上記測定されたトランジスタＴ’の閾値電圧Ｖ_ＴＨ’と、トランジスタＴの閾値電圧Ｖ_ＴＨとは略等しくなる。

本実施形態によると、放射線撮影を開始する前の任意のタイミングで（例えば、放射線撮像装置Ｉのキャリブレーションを行っていない間においても）、閾値電圧Ｖ_ＴＨ’を測定することができる。そのため、本実施形態によると、前述の第１実施形態等と同様の効果が得られる他、放射線撮影を開始する前の任意のタイミングで、信号レベルＶ_ＯＦＦを設定（又は変更）することができる点で有利である。

また、本実施形態によると、前述の画素ＰＸ２、ＰＸ３等、画素ＰＸと異なる構成を有する画素を撮像部２００に設ける必要がないため、専用画素を撮像部２００に設けることに起因する放射線画像のアーチファクトを抑制することができる。よって、本実施形態によると、放射線画像の品質の向上に更に有利である。

（その他）
以上、いくつかの好適な実施形態を例示したが、本発明はこれらに限られるものではなく、目的等に応じて、その一部を変更してもよいし、各実施形態の各特徴を組み合わせてもよい。例えば、２以上のユニットの各機能は、１つのユニットによって達成されてもよいし、又は、あるユニットの一部の機能は他のユニットによって達成されてもよく、各ユニットの構成は、目的等に応じて、適宜、変更されればよい。

Ｉ：放射線撮像装置、ＰＸ：画素、Ｓ：センサ、Ｔ：薄膜トランジスタ、２２０：処理部、２４０：制御部。

Claims

センサと、前記センサから信号を読み出すためのトランジスタと、前記トランジスタを介して前記センサから読み出された信号を処理する処理部と、制御部とを備える放射線撮像装置であって、
前記制御部は、放射線撮影の前に、
前記トランジスタの制御端子に制御信号をその信号レベルをシフトさせながら供給する第１制御と、
前記第１制御によって前記センサから読み出された信号に基づいて前記処理部により前記トランジスタの閾値電圧を測定し、該測定された前記トランジスタの閾値電圧に基づいて、放射線撮影の際に前記トランジスタの前記制御端子に供給するための制御信号の信号レベルを設定する第２制御と、を行う
ことを特徴とする放射線撮像装置。
前記トランジスタの閾値電圧を示す情報を格納するためのメモリをさらに備えており、
前記制御部は、前記第２制御では、前記測定された前記トランジスタの閾値電圧が、前記メモリの情報が示す前記トランジスタの閾値電圧からどれだけシフトしているかを算出し、該閾値電圧のシフトに起因するトランジスタの駆動力の変化量が所定範囲内に収まるように、前記制御信号の信号レベルを設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
前記制御部は、前記第２制御では、前記測定された前記トランジスタの閾値電圧を示す情報を前記メモリに格納する
ことを特徴とする請求項２に記載の放射線撮像装置。
前記センサは、ＰＩＮセンサを含み、
前記トランジスタは、導通状態のときに第１導電型のチャネルを形成する絶縁ゲート型電界効果トランジスタを含み、
前記ＰＩＮセンサにおける前記第１導電型の部分が、前記絶縁ゲート型電界効果トランジスタに接続されている
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
前記センサは、ＭＩＳセンサを含み、且つ、その半導体部分は第１導電型であり、
前記トランジスタは、導通状態のときに第２導電型のチャネルを形成する絶縁ゲート型電界効果トランジスタを含み、
前記ＭＩＳセンサにおける前記第１導電型の前記半導体部分が、前記絶縁ゲート型電界効果トランジスタに接続されている
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
前記制御部は、前記第２制御では、前記測定された前記トランジスタの閾値電圧に基づいて、前記絶縁ゲート型電界効果トランジスタを非導通状態にするための非活性化信号の信号レベルを設定する
ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の放射線撮像装置。
前記制御部は、前記放射線撮像装置のキャリブレーション時に、前記第１制御および前記第２制御を行う
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
前記センサおよび前記トランジスタを各々が含む複数の画素を備えており、
前記処理部は、前記複数の画素の前記センサから得られた複数の信号に基づいて前記トランジスタの閾値電圧を測定する
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
前記制御部は、前記第２制御では、前記複数の画素の前記センサから得られた前記複数の信号の最大値、最小値、平均値、中央値および標準偏差の少なくとも１つに基づいて、前記トランジスタの閾値電圧を前記処理部により測定する
ことを特徴とする請求項８に記載の放射線撮像装置。
第１のセンサと、前記第１のセンサから信号を読み出すための第１のトランジスタと、第２のセンサと、前記第２のセンサから信号を読み出すための第２のトランジスタと、信号を処理するための処理部と、制御部とを備える放射線撮像装置であって、
前記制御部は、放射線撮影の前に、
前記第１のトランジスタの制御端子に制御信号をその信号レベルをシフトさせながら供給する第１制御と、
前記第１制御によって前記第１のセンサから読み出された信号に基づいて前記処理部により前記第１のトランジスタの閾値電圧を測定し、該測定された前記第１のトランジスタの閾値電圧に基づいて、放射線撮影の際に前記第２のトランジスタの制御端子に供給するための制御信号の信号レベルを設定する第２制御と、を行う
ことを特徴とする放射線撮像装置。
請求項１から１０のいずれか１項に記載の放射線撮像装置と、
前記放射線撮像装置からの画像データに基づく放射線画像をディスプレイに表示させるための処理装置と、
を有することを特徴とする放射線撮像システム。
センサと、前記センサから信号を読み出すためのトランジスタとを備える放射線撮像装置の制御方法であって、
放射線撮影の前に、前記トランジスタの制御端子に制御信号をその信号レベルをシフトさせながら供給する第１工程と、
前記第１工程によって前記センサから読み出された信号に基づいて前記トランジスタの閾値電圧を測定する第２工程と、
前記第２工程で測定された前記トランジスタの閾値電圧に基づいて、放射線撮影の際に前記トランジスタの前記制御端子に供給するための制御信号の信号レベルを設定する第３工程と、を含む
ことを特徴とする放射線撮像装置の制御方法。
第１のセンサと、前記第１のセンサから信号を読み出すための第１のトランジスタと、第２のセンサと、前記第２のセンサから信号を読み出すための第２のトランジスタと、を備える放射線撮像装置の制御方法であって、
放射線撮影の前に、前記第１のトランジスタの制御端子に制御信号をその信号レベルをシフトさせながら供給する第１工程と、
前記第１工程によって前記第１のセンサから読み出された信号に基づいて前記第１のトランジスタの閾値電圧を測定する第２工程と、
前記第２工程で測定された前記第１のトランジスタの閾値電圧に基づいて、放射線撮影の際に前記第２のトランジスタの前記制御端子に供給するための制御信号の信号レベルを設定する第３工程と、を含む
ことを特徴とする放射線撮像装置の制御方法。