JP5233831B2 - 放射線画像撮影装置および放射線画像撮影システム - Google Patents

放射線画像撮影装置および放射線画像撮影システム Download PDF

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Description

本発明は、放射線画像撮影装置および放射線画像撮影システムに係り、特に、放射線の照射開始等を装置自体で検出することが可能な放射線画像撮影装置および放射線画像撮影システムに関する。
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）。
ところで、これらの放射線画像撮影装置、特に可搬型の放射線画像撮影装置では、放射線照射装置やシステムを管理するコンピュータ等の外部装置から放射線画像撮影装置に放射線の照射の開始や終了の情報を送信し、それに応じて放射線画像撮影装置で放射線の照射終了後に各放射線検出素子からの画像データの読み出しを行うように構成される場合がある。
しかし、そのためには、放射線照射装置やコンピュータ等と放射線画像撮影装置とのインターフェースをとり、放射線照射装置やコンピュータ等を含むシステム全体で制御構成を構築しなければならず、放射線画像撮影装置が放射線の照射の開始や終了を認識するための構成が大掛かりになる。そのため、放射線の照射の開始や終了を放射線画像撮影装置自体で検出できるように構成することが望ましい。
放射線の照射の開始等を放射線画像撮影装置自体で検出するためには、放射線画像撮影装置にセンサ等を配設して、センサで放射線の照射の開始や終了を検出するように構成することも可能であるが、放射線画像撮影装置内にセンサを配設するためのスペースが必要になり、装置が大型化してしまう。また、センサを設けると、センサを駆動する分だけ多くの電力を消費し、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費を招いてしまう等の問題があった。
そこで、後述する図７に示すように、各放射線検出素子７にバイアス電極１４からバイアス電圧を印加するためのバイアス線９を流れる電流を検出し、放射線が照射されるとバイアス線９内を電流が流れることを利用して、その電流値の増減で放射線の照射の開始や終了を検出することが提案されている（特許文献４参照）。
特開平９−７３１４４号公報 特開２００６−０５８１２４号公報 特開平６−３４２０９９号公報 米国特許第７２１１８０３号明細書
ところで、放射線の照射に伴ってバイアス線９を流れる電流は、各放射線検出素子７に接続されているスイッチ手段であるＴＦＴ８（Thin Film Transistor。後述する図７等参照）がオン状態となっており、ＴＦＴ８のゲートが開いている状態である方が流れ易い。
また、各放射線検出素子７内に蓄積された暗電荷等の余分な電荷を放出させてリセットすることをも目的として、放射線の照射が開始されるまでは各放射線検出素子７のＴＦＴ８をオン状態としておき、バイアス線９を流れる電流が増加して放射線の照射の開始が検出された段階で一斉にＴＦＴ８をオフ状態に切り替えて、放射線の照射により発生する電荷を各放射線検出素子７に蓄積させて保持するように構成される場合がある。
しかし、このように構成すると、放射線の照射の開始時点では各ＴＦＴ８がオン状態とされていることから、放射線の照射により各放射線検出素子７内で発生した電荷のうち、各ＴＦＴ８がオフ状態に切り替えられる前に発生した電荷が信号線６等を介して下流側に流出して捨てられてしまい、照射された放射線の線量に対する電荷（すなわち画像データ）の収集効率が低下する。また、捨てられた電荷分を補うために、放射線の照射時間を長くすると、被写体である患者等が受ける被曝線量が増大し、患者に大きな負担をかけることになる。
また、本願発明者らの研究によれば、各ＴＦＴ８を一斉にオフ状態に切り替えるように構成した場合、例えば、上記のように各ＴＦＴ８のオン／オフを一斉に切り替えてリセット処理（以下、このようにして行うリセット処理を一括リセット処理という。）を行い、リセット処理後、暗時の画像データすなわち放射線を照射しない状態での画像データを読み出した場合、１本の信号線６に接続された各放射線検出素子７に着目すると、各放射線検出素子７からは、図２１に示すように周期的に増減する画像データが得られることが見出されている。
なお、図２１では、暗電荷の影響は排除されている。また、この現象は、例えば被写体が存在しない状態で放射線画像撮影装置の全画像領域に一様な線量の放射線を照射した後でも発生することが確認されている。
この周期は、各走査線５に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る走査駆動手段１５（図７参照）を構成するゲートＩＣごとに現れることが分かっているが、このような現象が生じる原因は、現在のところ、明確には解明されていない。しかし、このような現象を放置すると、一括リセット処理後の放射線画像撮影で得られた放射線画像に、走査線５の延在方向に沿って筋状に濃淡が現れる虞れがあり、例えばこのような放射線画像を用いた診断において誤診を生じる等の不都合を生じる虞れがある。そのため、このような現象の影響が排除された放射線画像が得られることが望まれる。
本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、装置自体で放射線の照射開始等を検出でき、放射線の照射開始の検出時の各放射線検出素子からの電荷の流出を抑制し、かつ、一括リセット処理によって生じる画像データの周期的な濃度の増減の悪影響を排除可能な放射線画像撮影装置および放射線画像撮影システム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、
互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子と、
前記放射線検出素子ごとに配置され、接続された前記走査線を介してオフ電圧が印加されると前記放射線検出素子内で発生した電荷を保持し、オン電圧が印加されると前記放射線検出素子から前記電荷を放出させるスイッチ手段と、
前記放射線検出素子から放出された前記電荷を電圧に変換し画像データとして読み出す読み出し回路と、
前記走査線に印加する前記オン電圧と前記オフ電圧とを切り替える走査駆動手段と、
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供給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、
前記電流検出手段で検出された電流の値に基づいて少なくとも放射線の照射の開始を検出する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記走査駆動手段から前記オン電圧を印加する走査線を順次切り替えながら前記各放射線検出素子のリセット処理を繰り返し行うとともに、放射線の照射の開始を検出すると、前記オン電圧を印加する走査線の切り替えを停止し、前記各スイッチ手段に前記オフ電圧を印加させて前記放射線検出素子内で発生した電荷を保持させる。
その上で、前記制御手段は、前記放射線検出素子のリセット処理では、前記走査駆動手段から前記走査線を介して前記スイッチ手段に前記オン電圧を印加する時間を、前記放射線検出素子からの画像データの読み出し処理における前記時間より長い時間に設定することを特徴とする。
或いは、前記制御手段は、前記走査駆動手段から前記各走査線を介して前記各スイッチ手段に前記オン電圧および前記オフ電圧を印加する際には、前記電流検出手段で検出された電流の値の検出を中断することを特徴とする。
或いは、前記制御手段は、予め前記走査駆動手段から前記各走査線を介して前記各スイッチ手段に前記オン電圧および前記オフ電圧を印加する際に前記電流検出手段で検出される電流に生じるノイズ波形を取得しておき、前記走査駆動手段から前記各スイッチ手段に前記オン電圧および前記オフ電圧を印加する際に、前記電流検出手段で検出される電流を、前記予め取得したノイズ波形を用いて差分処理により補正することを特徴とする。
或いは、前記制御手段は、前記放射線検出素子のリセット処理で前記走査駆動手段から前記オン電圧を印加する走査線を順次切り替える際、前記走査駆動手段から前記各走査線を介して前記スイッチ手段に対して前記オフ電圧を印加する際に前記電流検出手段で検出される電流に生じるノイズと、次に前記走査駆動手段から前記各走査線を介して前記スイッチ手段に対して前記オン電圧を印加する際に前記電流検出手段で検出される電流に生じるノイズとが相殺されるタイミングで前記各スイッチ手段に印加する前記オン電圧と前記オフ電圧とを切り替えることを特徴とする。
或いは、前記電流検出手段は、出力部にバンドパスフィルタまたはローパスフィルタを備え、前記バンドパスフィルタまたは前記ローパスフィルタを介して前記バイアス線を流れる電流の値を出力することを特徴とする。
或いは、前記制御手段は、放射線の照射後の前記各放射線検出素子からの画像データの読み出し処理では、前記放射線検出素子のリセット処理において放射線の照射の開始を検出して前記オン電圧を印加する走査線の切り替えを停止した際に最後に前記オン電圧を印加した走査線の次に前記オン電圧を印加する走査線から順に前記オン電圧を印加する走査線を順次切り替えながら前記読み出し処理を行うことを特徴とする。
或いは、前記制御手段は、前記各放射線検出素子からの画像データの読み出し処理後の暗電荷の読み出し処理では、放射線の照射時に前記各走査線に前記オフ電圧が印加されていた時間間隔と同じ時間間隔だけ前記各走査線に前記オフ電圧を印加して前記各放射線検出素子に暗電荷を蓄積させることを特徴とする。
或いは、前記制御手段は、前記放射線検出素子のリセット処理において放射線の照射の開始を検出して前記オン電圧を印加する走査線の切り替えを停止した際に最後に前記オン電圧を印加した走査線の情報を保持することを特徴とする。
或いは、前記制御手段は、前記放射線検出素子のリセット処理において放射線の照射の開始を検出して前記オン電圧を印加する走査線の切り替えを停止した際に最後に前記オン電圧を印加した走査線に前記スイッチ手段を介して接続されている前記放射線検出素子から読み出された前記画像データを、当該走査線に隣り合う２本の走査線に前記スイッチ手段を介して接続されている前記放射線検出素子から読み出された前記画像データを用いて補正することを特徴とする。
また、本発明の放射線画像撮影システムは、
外部と通信するための通信手段を備えた本発明の放射線画像撮影装置と、
前記放射線画像撮影装置から送信されてきたデータを受信可能なコンソールと、
を備え、
前記放射線画像撮影装置は、放射線画像撮影により得られた前記画像データと、前記最後に前記オン電圧を印加した走査線の情報とを、前記通信手段を介して前記コンソールに送信し、
前記コンソールは、前記情報に基づいて、前記放射線検出素子のリセット処理において最後に前記オン電圧が印加された走査線に前記スイッチ手段を介して接続されている前記放射線検出素子から読み出された前記画像データを、当該走査線に隣り合う２本の走査線に前記スイッチ手段を介して接続されている前記放射線検出素子から読み出された前記画像データを用いて補正す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および放射線画像撮影システムによれば、従来技術のような一括リセット処理の方式ではなく、走査駆動手段からオン電圧を印加する走査線を順次切り替えながら各放射線検出素子のリセット処理を繰り返し行う方式を採用した。そのため、一括リセット処理の方式を採用した場合に発生し得る画像データの周期的な濃度の増減現象（図２１参照）が発生しない。そのため、画像データの周期的な増減の悪影響を確実に排除することができ、得られた放射線画像に走査線の延在方向に沿って筋状に濃淡が現れることを的確に防止することが可能となる
また、オン電圧を印加する走査線を順次切り替えるリセット処理の方式を採用すると、リセット処理時には、全ての、或いは１ラインの走査線に接続されているスイッチ手段を除く全てのスイッチ手段がオフ状態となるが、放射線の照射により放射線検出素子内に電荷が発生すると、スイッチ手段がオフ状態となっていてもバイアス線に電流が流れる。そのため、電流検出手段でバイアス線を流れる電流を検出することができ、電流検出手段で検出された電流に基づいて放射線の照射の開始や終了を的確に検出することが可能となる。
さらに、従来の一括リセット処理の方式では、各スイッチ手段がオフ状態に切り替えられる前に発生した電荷が流出して捨てられてしまうが、本発明のリセット処理の方式では放射線の照射の開始時点で全ての或いはほぼ全てのスイッチ手段がオフ状態とされているため、放射線検出素子内で発生した電荷が流出せず、或いは、流出しても僅かな量に抑制される。そのため、照射された放射線の線量に対する画像データの収集効率を向上させることが可能となるとともに、放射線の照射時間を長くする必要がないため、放射線の照射時間を長くして患者等が受ける被曝線量が増大することが防止され、患者にかかる負担の軽減を図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。 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。 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。 （Ａ）電流検出手段とフィードバック回路の構成を表す等価回路図であり、（Ｂ）フィードバック回路のスイッチが切り替えられた状態を表す図である。 画像データの読み出し処理におけるタイミングチャートを表す図であり、（Ａ）は電荷リセット用スイッチ、（Ｂ）はパルス信号、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれＴＦＴのオン／オフのタイミング等を表す。 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。 放射線検出素子のリセット処理における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。 放射線検出素子のリセット処理と画像データの読み出し処理におけるタイミングチャートを表す図である。 放射線検出素子のリセット処理と画像データの読み出し処理におけるタイミングチャートを表す図である。 走査線にオン電圧が印加されている最中に放射線の照射が開始された状態を説明する図である。 ＴＦＴのオン／オフ時に発生する電圧値のノイズを表す図である。 図１７の状態からＴＦＴにオン電圧を印加する時間を長くした状態を表す図である。 ＴＦＴをオン／オフするタイミングを揃えると電圧値のノイズが相殺されることを表す図である。 第４の実施形態に係る放射線画像撮影システムの全体構成を表す図である。 従来の一括リセット処理を行った場合に各放射線検出素子から読み出される画像データの例を表すグラフである。
以下、本発明に係る放射線画像撮影装置および放射線画像撮影システム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、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、スイッチ手段である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（ＳｉＮｘ）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（ＳｉＮｘ）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（ＳｉＮｘ）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。
本実施形態では、バイアス線９の結線１０に、結線１０（バイアス線９）を流れる電流の電流量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。
なお、図７や図８および前述した図３等では、各バイアス線９が１本の結線１０に結束される場合が示されており、その場合は、電流検出手段４３は１本の結線１０に１つだけ設けるように構成することが可能であるが、各バイアス線９が複数の結線１０に結束されるように構成される場合もある。その場合には、電流検出手段４３を各結線１０に設けるように構成することも可能であり、また、複数の結線１０のうちの何本かに電流検出手段４３を設けるように構成することも可能である。
ここで、電流検出手段４３の構成について説明する。本実施形態では、電流検出手段４３は、バイアス線９の結線１０とバイアス電源１４との接続部分に設けられ、放射線の照射の開始に伴ってバイアス電源１４と放射線検出素子７との間を流れる電流を検出するようになっている。
具体的には、図９（Ａ）に示すように、電流検出手段４３は、バイアス電源１４と各放射線検出素子７とを結ぶバイアス配線９の結線１０に直列に接続される所定の抵抗値を有する抵抗器４３ａと、それに並列に接続されたダイオード４３ｂと、抵抗器４３ａの両端子間の電圧Ｖを測定して制御手段２２に出力する差動アンプ４３ｃとを備えて構成されている。
このように、本実施形態では、電流検出手段４３は、差動アンプ４３ｃで抵抗器４３ａの両端子間の電圧Ｖを測定し、抵抗器４３ａを流れる電流、すなわちバイアス線９の結線１０を流れる電流を電圧値Ｖに変換して検出して、制御手段２２に出力するようになっている。
なお、電流検出手段４３に備えられる抵抗器４３ａとしては、結線１０中を流れる電流を適切な電圧値Ｖに変換可能な抵抗値を有する抵抗器が用いられる。また、抵抗器４３ａに並列にダイオード４２ｄを接続することで低線量の場合の検出精度が向上される。抵抗器４３ａを用いず、ダイオード４３ｂを配線に直列に接続し、その両端子間の電圧Ｖを差動アンプ４３ｃで測定するように構成することも可能である。
また、放射線の照射の開始や終了を検出する場合以外の場合には、電流検出手段４３でバイアス電源１４と各放射線検出素子７の間を流れる電流を検出する必要はなく、電流検出手段４３の抵抗器４３ａはバイアス電源１４から各放射線検出素子７へのバイアス電圧の印加の妨げになるため、電流検出手段４３には、電流の検出が不要の場合に抵抗器４３ａの両端子間を必要に応じて短絡するためのスイッチ４３ｄが設けられている。
ところで、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、結線１０中を電流が流れることで電流検出手段４３の抵抗器４３ａの両端子間に電圧Ｖが生じ、各放射線検出素子７の第２電極７８側に印加されるべきバイアス電圧Ｖbiasに変動が生じてしまう場合がある。
そこで、本実施形態では、バイアス電圧Ｖbiasの変動を抑制するために、電流検出手段４３と各放射線検出素子７との間に、結線１０中の電流の流れを妨害せず、かつ、電圧の変動を吸収して各放射線検出素子７の第２電極７８側に所定のバイアス電圧Ｖbiasが印加されるようにするためのフィードバック回路４４が設けられている。
フィードバック回路４４は公知の回路であり、例えば、ＰＮＰ型のトランジスタ４４ａのエミッタをバイアス線９や結線１０に接続し、コレクタを電流検出手段４３側に接続して構成され、さらに、トランジスタ４４ａのエミッタ側すなわちバイアス線９側に反転入力端子が接続され、非反転入力端子にバイアス電源１４から所定のバイアス電圧Ｖbiasが印加されたアンプ４４ｂの出力がトランジスタ４４ａのベースに入力されるように構成されている。
このように構成することで、電流検出手段４３が稼働している場合でもフィードバック回路４４から各放射線検出素子７の第２電極７８側に所定のバイアス電圧Ｖbiasが安定的に印加されるようになっている。
また、フィードバック回路４４には、バイアス線９の結線１０中を流れる電流を検出しない場合に、アンプ４４ｂの反転入力端子と結線１０、および非反転入力端子とバイアス電源１４との接続を切断し、バイアス線９の結線１０とバイアス電源１４とを直接接続させるためのスイッチ４４ｃが設けられている。
なお、電流検出手段４３によりバイアス線９の結線１０中を流れる電流が検出される際には、電源供給手段４５から電流検出手段４３の差動アンプ４３ｃやフィードバック回路４４のアンプ４４ｂに電力が供給されて電流検出手段４３やフィードバック回路４４が稼働状態とされるようになっている。そして、スイッチ４４ｃによりフィードバック回路４４のアンプ４４ｂの反転入力端子がバイアス線９の結線１０に接続され、非反転入力端子がバイアス電源１４に接続されて、上記のように各放射線検出素子７の第２電極７８に所定のバイアス電圧Ｖbiasが安定的に印加される。
また、電流の検出が不要になった場合には、図９（Ｂ）に示すように、アンプ４４ｂの入力側のスイッチ４４ｃが切り替わり、バイアス線９の結線１０とバイアス電源１４とが直接接続され、バイアス電源１４から各放射線検出素子７の第２電極７８に所定のバイアス電圧Ｖbiasがスイッチ４４ｃを介して印加されるとともに、電源供給手段４５から電流検出手段４３の差動アンプ４３ｃやフィードバック回路４４のアンプ４４ｂへの電力の供給が停止されて電流検出手段４３やフィードバック回路４４の稼働が停止されるようになっている。
このように、フィードバック回路４４のアンプ４４ｂの入力側にスイッチ４４ｃを設け、画像データの読み出し時にバイアス電源１４と結線１０を直接接続させる構成にすることで、電流検出手段４３の差動アンプ４３ｃやフィードバック回路４４のアンプ４４ｂに供給する電源供給手段４５の動作を停止することが可能となり、また、トランジスタ４４ａで消費される電力も抑制することができる。そのため、消費電力を抑制することが可能となる。
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（すなわちいわゆる逆バイアス電圧）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。
具体的には、走査駆動手段１５の電源回路１５ａは、ゲートドライバ１５ｂから各走査線５に印加するオン電圧やオフ電圧の各電圧値をそれぞれ所定の電圧値に設定して、ゲートドライバ１５ｂに供給するようになっている。また、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂは、電源回路１５ａから供給されるオン電圧とオフ電圧を選択的に切り替えて各走査線５にオン電圧かオフ電圧を印加す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１１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Ｖ０が印加されるようになっている。なお、基準電位Ｖ０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。
すなわち、制御手段２２は、各放射線検出素子７からの画像データの読み出し時に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の読み出しを行うが、読み出し処理においては、図１０（Ａ）に示すように、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１１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１１では「１８ｃoff」と表示）に、前述した基準電位Ｖ０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、図１０（Ｂ）に示すように、相関二重サンプリング回路１９に１回目のパルス信号Ｓｐ１を送信して、その時点（図１１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、制御手段２２が、図１０（Ｃ）に示すように、走査駆動回路１５から１本の走査線５にオン電圧を印加してその走査線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１１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、図１１に示すように、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、図１０（Ｃ）に示すように、走査駆動回路１５から当該走査線５に印加しているオン電圧をオフ電圧に切り替えてその走査線５にゲート電極８ｇが接続されているＴＦＴ８をオフ状態とし（図１１では「ＴＦＴoff」と表示）、図１０（Ｂ）に示すように、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Ｓｐ２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１１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Ｓｐ２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に送信される。そして、Ａ／Ｄ変換器２０で順次デジタル値の画像データ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。
なお、図１０に示すように、増幅回路１８の電荷リセット用スイッチ１８ｃは、各相関二重サンプリング回路１９に２回目のパルス信号Ｓｐ２が送信された後、次の走査線５のラインの読み出し処理のためにオン状態とされてリセットされる。そして、先に読み出された画像データが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から順次出力されると、図１０（Ｄ）に示すように、走査駆動手段１５からオン電圧が印加される走査線５が次のラインに切り替えられて、上記と同様にして走査線５の次のラインにＴＦＴ８を介して接続されている各放射線検出素子７から画像データの読み出し処理が行わ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や、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等により構成されている。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、ＤＲＡＭ（Dynamic ＲＡＭ）等で構成される記憶手段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。
以下、各放射線検出素子７のリセット処理、および電流検出手段４３で検出された電流に相当する電圧値Ｖに基づいて放射線の照射の開始を検出した場合の処理等について説明する。
制御手段２２は、各放射線検出素子７のリセット処理では、図１０（Ｃ）、（Ｄ）に示した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の場合と同様に、走査駆動手段１５からオン電圧を印加する走査線５を順次切り替えながら各放射線検出素子７のリセット処理を繰り返し行うようになっている。
放射線検出素子７のリセット処理では、読み出し回路１７に電力を供給し、前述した図１０（Ａ）〜（Ｄ）に示した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と同様に読み出し回路１７の増幅回路１８の電荷リセット用スイッチ１８ｃをオン／オフする等して、ＴＦＴ８のゲート電極８ｇにオン電圧を印加する走査線５のライン（Ｌ１〜Ｌｘ。図７参照）を順次切り替えながら行う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、各放射線検出素子７からの画像データの読み出し処理と同じシーケンスで放射線検出素子７のリセット処理を行うことができるため、読み出し処理における制御構成をそのまま用いてリセット処理における制御構成を構築することが可能となり、リセット処理の制御構成を改めて構築する必要がなくなる。
しかし、この場合、放射線検出素子７のリセット処理では画像データを読み出す必要がなく、読み出し回路１７の相関二重サンプリング回路１９等に電力を供給する必要がないにもかかわらず、相関二重サンプリング回路１９等に電力を供給しなければならなくなり、消費電力が多くなる。
そこで、本実施形態では、放射線検出素子７のリセット処理では、読み出し回路１７の各機能部のうち、電源供給部１８ｄ（図８参照）から増幅回路１８のみに電力を供給して、他の機能部には電力を供給しないようになっている。このように構成すれば、消費電力が少なくなる。
また、放射線検出素子７のリセット処理中は、増幅回路１８の電荷リセット用スイッチ１８ｃをオフ状態とする必要がないため、電荷リセット用スイッチ１８ｃを常時オン状態とされるようになっている。そして、ＴＦＴ８がオン状態とされて各放射線検出素子７から流出した電荷（本実施形態の場合は電子）が、信号線６内を流れ、増幅回路１８の電荷リセット用スイッチ１８ｃを流れて、オペアンプ１８ａの出力端子（すなわち図８等で相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）１９に接続されている端子）からオペアンプ１８ａに入り、オペアンプ１８ａ内を通過して、電源供給部１８ｄに放出される。
そして、本実施形態では、制御手段２２は、図１２に示すように、各ＴＦＴ８のオン／オフのタイミング、すなわち走査駆動手段１５からオン電圧を印加する走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘを、放射線検出素子７からの画像データの読み出し処理の場合（図１０（Ｃ）、（Ｄ）参照）と同じタイミングで切り替えて放射線検出素子７のリセット処理を行うようになっている。なお、図１０と図１２では横軸の時間間隔や縦軸のスケールが異なっているが、ＴＦＴ８のオン／オフのタイミングすなわちオン状態からオフ状態への切り替えおよびオフ状態からオン状態への切り替えのタイミング等が同じ場合が示されている。
このように構成すれば、放射線検出素子７からの画像データの読み出し処理と同様のシーケンスで放射線検出素子７のリセット処理を行うことが可能となり、読み出し処理における各ＴＦＴ８のオン／オフ制御の制御構成を利用して、リセット処理における制御構成を容易に構築することが可能となる。また、このような制御構成とすることで、後述するオフセット補正値の算出処理を容易に行うことが可能となるが、この点については後で説明する。
なお、図１２では、走査線５の最終ラインＬｘへのオン電圧の印加に続いて、すぐに次のシーケンスに移って走査線５の１番目のラインＬ１へのオン電圧の印加が行われる場合が示されているが、走査線５の最終ラインＬｘへのオン電圧の印加が終了した後、所定時間のインターバルをおいた後で次のシーケンスに移り、走査線５の１番目のラインＬ１から順にオン電圧の印加を再開するように構成することも可能である。
一方、上記のようにして各放射線検出素子７のリセット処理を行っている際に、放射線画像撮影が開始され、放射線画像撮影装置１に放射線の照射が開始されると、前述したように、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Ｖbiasが印加されていて電位が固定されており、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、放射線検出素子７内で電荷（電子正孔対）が発生して放射線検出素子７内の電位勾配が変化し、それに伴って、放射線検出素子７の第２電極７８とバイアス電源１４との間で電流が流れる。
このように、ＴＦＴ８がオフ状態となっていても、放射線の照射が開始されると、放射線検出素子７とバイアス電源１４とを結ぶバイアス線９や結線１０中を電流が流れる。
そして、電流検出手段４３で検出される電流に相当する電圧値Ｖは、図１３に示すように、時刻ｔ１で放射線の照射が開始されると、急激に増加する。
また、放射線の照射が終了すると、放射線検出素子７内での電子正孔対の発生が止まるため、放射線検出素子７の第２電極７８とバイアス電源１４との間で電流が流れなくなるため、図１３に示すように、時刻ｔ２で放射線の照射が終了すると、電流検出手段４３で検出される電流に相当する電圧値Ｖが急激に減少する。
そこで、本実施形態では、制御手段２２は、この電流検出手段４３から出力される電流に相当する電圧値Ｖを監視して、電圧値Ｖが増加した場合に放射線画像撮影装置１への放射線の照射の開始を検出し、電圧値Ｖが減少した場合に放射線画像撮影装置１への放射線の照射が終了したことを検出するようになっている。
なお、個々のＴＦＴ８のゲート電極８ｇとソース電極８ｓとの間の寄生容量は小さく、個々の放射線検出素子７とバイアス電源１４との間を流れる電流は少量であるが、検出部Ｐに二次元状に設けられた放射線検出素子７の数が膨大な数にのぼるため、バイアス線９の結線１０中を流れる電流の値は比較的大きな値となる。そのため、電流検出手段４３では検出される電流に相当する電圧値Ｖは、Ｓ／Ｎ比が良好な状態でその増加や減少を検出することができる。
また、本実施形態では、制御手段２２は、例えば、電流検出手段４２から出力された電流に相当する電圧値Ｖが増加して予め設定された閾値を越えた場合や、電圧値Ｖの増加率が予め設定された閾値を越えた場合等に、放射線の照射が開始されたことを検出するようになっている。また、例えば、電流検出手段４２から出力された電流に相当する電圧値Ｖが減少して予め設定された閾値を下回った場合や、電圧値Ｖの減少率が予め設定された閾値を下回った場合等に、放射線の照射が終了したことを検出するようになっている。
なお、制御手段２２は、電流検出手段４２から出力された電流に相当する電圧値Ｖに基づいて放射線の照射が開始されたことを検出した後、予め設定された所定時間が経過した時点で放射線の照射が終了したと判断するように構成することも可能である。
ところで、本実施形態では、上記のように、各放射線検出素子７のリセット処理を行っている最中に放射線画像撮影装置１に放射線が照射される。その際、放射線の照射の開始後もリセット処理を続行すると、放射線の照射により放射線検出素子７に発生した電子正孔対（すなわち画像データ）がリセット処理により放射線検出素子７から流出して失われてしまう。
そのため、制御手段２２は、電流検出手段４３で検出された電流に相当する電圧値Ｖに基づいて放射線の照射の開始を検出すると、その時点で走査駆動手段１５からオン電圧を印加する走査線５の切り替えを停止し、各走査線５から各ＴＦＴ８にオフ電圧を印加させて、各放射線検出素子７内で発生した電荷を保持させるようになっている。
例えば、図１２に示したように、走査線５の３番目のラインＬ３にオン電圧が印加され、各ＴＦＴ８を介してラインＬ３に接続されている各放射線検出素子７のリセット処理を行っている最中、或いは、ラインＬ３に接続されている各放射線検出素子７のリセット処理を終了し、４番目のラインＬ４に接続されている各放射線検出素子７のリセット処理を開始する前に、放射線の照射の開始を検出した場合には、制御手段２２は、走査線５の４番目のラインＬ４以降のリセット処理を停止し、走査線５の全ラインＬ１〜Ｌｘから全てのＴＦＴ８にオフ電圧を印加させる。
制御手段２２は、このようにして、各放射線検出素子７内で発生した電荷を保持させるようになっている。また、本実施形態では、制御手段２２は、放射線の照射の開始時にリセット処理を行った走査線５、すなわち最後にオン電圧を印加した走査線５のライン番号（上記の例ではＬ３）等の情報を記憶手段４０に記憶させる等して保持するようになっている。
放射線の照射が終了すると、制御手段２２は、続いて、各放射線検出素子７からの画像データの読み出し処理を行うようになっている。電流検出手段４３が起動していて抵抗器４３ａを介して各放射線検出素子７にバイアス電圧が印加される状態であると、画像データの読み出し処理の妨げになる。また、余分な電力が消費されてしまう。
そのため、制御手段２２は、画像データの読み出し処理時には、フィードバック回路４４のスイッチ４４ｃを切り替えてスイッチ４４ｃを介してバイアス線９の結線１０とバイアス電源１４とを直接接続するとともに、電源供給手段４５から電流検出手段４３の差動アンプ４３ｃやフィードバック回路４４のアンプ４４ｂへの電力の供給を停止して、電流検出手段４３やフィードバック回路４４の稼働を停止するようになっている。
一方、制御手段２２は、読み出し処理のために、読み出し回路１７の増幅回路１８以外の各機能部、すなわち相関二重サンプリング回路１９やＡ／Ｄ変換器２０、アナログマルチプレクサ２１等を起動させるようになっている。
そして、制御手段２２は、前述した図１０（Ａ）〜（Ｄ）や図１１等に示した要領で各放射線検出素子７から画像データを読み出し、記憶手段４０に順次保存させるようになっている。
本実施形態では、画像データの読み出し処理の際、制御手段２２は、前述したリセット処理で最後にオン電圧を印加した走査線５のライン番号（上記の例ではＬ３）等の情報を記憶手段４０等から読み出す。
そして、図１４に示すように、リセット処理で最後にオン電圧を印加した走査線５のラインＬ３の次にオン電圧を印加する走査線５のラインＬ４から順にオン電圧を印加する走査線５のラインＬ４〜Ｌｘ、Ｌ１〜Ｌ３を順次切り替えながら画像データＤの読み出しを行うようになっている。なお、図１４では、図１２に示したタイミングチャートの横軸の時間スケールが略１／２に圧縮された形で示されている。
このように構成すると、図１４に示すように、走査線５の全てのラインＬ１〜Ｌｘにおいて、リセット処理においてオン電圧が印加されてから読み出し処理においてオン電圧が印加されるまでの時間間隔Δｔが同じ時間間隔になる。そのため、画像データの読み出し処理の制御構成を容易に構築することが可能となるとともに、後述するオフセット補正値の算出処理を容易に行うことが可能となる。
また、本実施形態では、制御手段２２は、画像データの読み出し処理を行った後、いわゆるダーク読取処理（すなわち画像データの読み出し処理後の暗電荷の読み出し処理）を行うようになっている。ダーク読取処理を行う前に、放射線の照射により蓄積された電荷を読み出し処理により読み出した際に読み出しきれずに残った電荷をリセットする目的で、各放射線検出素子７のリセット処理を１回或いは複数回行うように構成してもよい。ダーク読取処理は、読み出された各画像データＤに重畳されている暗電荷等によるオフセット補正値Ｏを算出するために行われる処理である。
すなわち、放射線画像撮影の直前や直後に、放射線画像撮影が行われた際の放射線画像撮影装置１の温度条件とほぼ一致する環境下で、放射線を照射しない状態で放射線画像撮影装置１を所定時間放置し、その後、各放射線検出素子７に蓄積された暗電荷等を読み出してオフセット補正値Ｏとして算出する処理である。
本実施形態では、制御手段２２は、以下のようにしてダーク読取処理を行うようになっている。
図１４に示したように、リセット処理で最後にオン電圧が印加された走査線５のラインＬ３の電圧がオン電圧に切り替えられてから、放射線の照射が開始されて終了した後、次の走査線５のラインＬ４にオン電圧を印加して読み出し処理を開始するまでの時間間隔ΔＴを制御手段２２でカウントして記憶手段４０等に保存しておく。
そして、制御手段２２は、上記のように走査線５のラインＬ４から順に各放射線検出素子７のリセット処理を所定回数だけ行った後、ダーク読取処理を行うが、その際、上記と同様に、読み出し処理後のリセット処理で最後にオン電圧が印加された走査線５のラインＬ３の電圧がオフ電圧に切り替えられてから、すぐに次の走査線５のラインＬ４にオン電圧を印加せず、走査線５のラインＬ３にオン電圧が印加された時点から時間間隔ΔＴだけ放射線画像撮影装置１を放置した後、走査線５のラインＬ４にオン電圧を印加してダーク読取を開始するようになっている。
そして、図１４に示した画像データの読み出し処理と同じオン／オフのタイミングで、走査線５のラインＬ４から順にオン電圧を印加する走査線５のラインＬ４〜Ｌｘ、Ｌ１〜Ｌ３を順次切り替えながらダーク読取処理を行うようになっている。
このように構成することで、走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘにおいて、リセット処理でオン電圧が印加されてから読み出し処理でオン電圧が印加されるまでの時間間隔Δｔと、読み出し処理後のリセット処理でオン電圧が印加されてからダーク読取処理でオン電圧が印加されるまでの時間間隔Δｔとを、同一の時間間隔Δｔとすることが可能となる。
なお、本実施形態では、上記のように、制御手段２２で、リセット処理で最後にオン電圧が印加された走査線５のラインＬ３の電圧がオン電圧に切り替えられてから次の走査線５のラインＬ４にオン電圧を印加して読み出し処理を開始するまでの時間間隔ΔＴをカウントする場合について説明したが、これに限定されず、例えば、リセット処理で走査線５のラインＬ４に最後にオン電圧に切り替えられてから読み出し処理で当該ラインＬ４にオン電圧を印加するまでの時間間隔Δｔをカウントするように構成することも可能である。
そして、放射線画像撮影の直後に行われるダーク読取処理では、放射線画像撮影が行われた際の放射線画像撮影装置１の温度条件とほぼ一致する環境下にあると見なすことができるため、同一の時間間隔Δｔで行われたダーク読取処理で読み出された読取値ｄに何ら補正を加えることなく、読取値ｄをそのままオフセット補正値Ｏとして用いることが可能となる。
このように、上記のようにダーク読取処理を行うように構成することで、オフセット補正値の算出処理を容易に行うことが可能となるとともに、ダーク読取処理を画像データの読み出し処理と同じシーケンスで行うことができるため、ダーク読取処理における制御構成を容易に構築することが可能となる。
なお、同一の条件でダーク読取処理を行った場合でも読取値ｄにはゆらぎが含まれるため、同様のダーク読取処理を複数回行い、読み出された複数の読取値ｄの平均値等としてオフセット補正値Ｏ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、読み出された画像データＤとダーク読取処理で読み出された読取値ｄ等を記憶手段４０に記憶させるとともに、必要に応じてアンテナ装置３９等を介して外部装置に送信するようになっている。
ここで、ゲイン補正値をＧで表すと、放射線検出素子７ごとの真の画像データＤ＊は、
Ｄ＊＝Ｇ×（Ｄ−Ｏ） …（１）
で算出することができる。そこで、この真の画像データＤ＊の算出処理を、放射線画像撮影装置１自身で行うように構成することが可能である。また、図示しない外部装置（例えば第４の実施形態におけるコンソール５８）で、放射線画像撮影装置１から送信されてきた読取値ｄに基づいてオフセット補正値Ｏを算出し、上記（１）式に従って放射線検出素子７ごとの真の画像データＤ＊を算出するように構成することも可能である。
なお、本実施形態の画像データの読み出し処理では、図１４に示したように、リセット処理で最後にオン電圧を印加した走査線５のラインＬ３の次にオン電圧を印加する走査線５のラインＬ４から順にオン電圧を印加する走査線５のラインＬ４〜Ｌｘ、Ｌ１〜Ｌ３を順次切り替えながら画像データＤの読み出しを行う場合について説明した。
しかし、図１５に示すように、画像データの読み出し処理を、例えば通常の読み出し処理と同様に、走査線５の１番目のラインＬ１から順にオン電圧を印加する走査線５のラインＬ１〜Ｌｘを順次切り替えながら行うように構成することも可能である。
この場合、リセット処理においてオン電圧が印加されてから読み出し処理においてオン電圧が印加されるまでの時間間隔が、走査線５のラインＬ１〜Ｌ３ではΔｔ１であるのに対し、走査線５のラインＬ４〜Ｌｘではそれとは異なるΔｔ２となる。
しかし、この場合も、読み出し処理後のリセット処理を所定回数だけ行って、走査線５のラインＬ３まで行い、走査線５のラインＬ１で読み出し処理後のリセット処理を行ってからダーク読取を行うまでの時間間隔がΔｔ１になるように同じ読み出しタイミングでダーク読取を行うことで、走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘで、読み出し処理後のリセット処理を行ってからダーク読取を行うまでの時間間隔がそれぞれΔｔ１、Δｔ２となり、図１５に示した画像データの読み出し処理と同じオン／オフのタイミングでダーク読取処理を行うことが可能となる。
そのため、図１５に示したような場合でも、ダーク読取処理で読み出された読取値ｄに何ら補正を加えることなく、読取値ｄをそのままオフセット補正値Ｏとして用いることが可能となる。また、ダーク読取処理を画像データの読み出し処理と同じシーケンスで行うことができるため、ダーク読取処理における制御構成を容易に構築することが可能となる。
また、上記のように、読み出し処理前のリセット処理を行ってから読み出し処理を行うまでのシーケンスと同じシーケンスで読み出し処理後のリセット処理を行ってからダーク読取処理を行うように制御すれば、走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘではそれぞれ、読み出し処理前のリセット処理を行ってから読み出し処理を行うまでの時間間隔と、読み出し処理後のリセット処理を行ってからダーク読取処理を行うまでの時間間隔とが同じ時間間隔になる。
従って、そのように制御するように構成すれば上記の効果を奏することが可能となるため、走査線５のラインＬ３にオン電圧を印加した時点で放射線の照射の開始を検出した場合には、上記のように、放射線の照射の終了後に、走査線５のラインＬ４から読み出し処理を開始してもよく、走査線５のラインＬ１から読み出し処理を開始してもよく、さらには走査線５のいずれのラインＬｎから読み出し処理を開始してもよい。ただし、読み出し処理後のリセット処理を行ってからダーク読取処理を行うシーケンスは、読み出し処理前のリセット処理を行ってから読み出し処理を行うまでのシーケンスと同じシーケンスで行われる。
また、本実施形態では、画像データＤの読み出し処理を行うと、リセット処理を行った後、ダーク読取処理を行う場合について説明したが、読み出し処理後のリセット処理を行わずにダーク読取処理を行うように構成される場合もある。その場合にも、上記と同様に、読み出し処理前のリセット処理を行ってから読み出し処理を行うまでのシーケンスと同じシーケンスで読み出し処理を行ってからダーク読取処理を行うように制御すれば、走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘではそれぞれ、読み出し処理前のリセット処理を行ってから読み出し処理を行うまでの時間間隔と、読み出し処理を行ってからダーク読取処理を行うまでの時間間隔とが同じ時間間隔になり、上記と同様の効果を奏することが可能となる。
さて、以上、各放射線検出素子７に対して繰り返し行われるリセット処理、放射線の照射の開始および終了の検出、画像データＤの読み出し処理、放射線画像撮影後のリセット処理、ダーク読取処理、および真の画像データＤ＊の算出処理の各処理について説明したが、以下、このような放射線画像撮影において発生し得る問題とその解決法について説明する。
［問題１］まず、上記のように、例えば走査線５のｎ番目のラインＬｎ（上記の例ではラインＬ３）にオン電圧が印加された際に放射線画像撮影装置１への放射線の照射が開始された場合、図１６に示すように、走査線Ｌｎにオン電圧が印加されている最中に放射線の照射（図中の斜線部分参照）が開始されると、走査線Ｌｎに印加される電圧がオフ電圧に切り替えられるまでに放射線検出素子７内で発生した電荷（すなわち画像データ）がＴＦＴ８を介して流出してしまい、流出した電荷が画像データＤとして検出できなくなるといった問題が生じ得る。
［解決法１］このような問題１に対しては、放射線の照射の開始を検出した際に走査駆動手段１５からオン電圧が印加されていた走査線ＬｎにＴＦＴ８を介して接続されている放射線検出素子７から読み出された画像データＤｎを、当該走査線Ｌｎに隣り合う２本の走査線Ｌn-1、Ｌn+1にＴＦＴ８を介して接続されている放射線検出素子７から読み出された画像データＤn-1、Ｄn+1を用いて補正するように構成することが可能である。
［解決法１−１（補正手法１）］具体的には、例えば、走査線Ｌｎに接続されている各放射線検出素子７から読み出された画像データＤｎを破棄し、各放射線検出素子７に隣接する走査線Ｌn-1、Ｌn+1に接続されている各放射線検出素子７から読み出された画像データＤn-1、Ｄn+1で例えば下記（２）式に従って線形補間する等して、走査線Ｌｎに接続されている各放射線検出素子７からの画像データＤｎとするように構成することが可能である。
Ｄｎ＝（Ｄn-1＋Ｄn+1）／２ …（２）
走査線Ｌｎに印加されたオン電圧がオフ電圧に切り替えられた後に放射線画像撮影装置１への放射線の照射が開始された場合には、放射線検出素子７内で発生した電荷は全て放射線検出素子７内に保持され、画像データＤｎの欠損の問題は生じない。そのため、当該走査線Ｌｎに印加された電圧がオフ電圧に切り替えられたタイミングと放射線の照射が開始されたタイミングのいずれが先かを判断して上記の補正を行うか否かを判断するように構成することが可能である。
また、上記のような判断を行うことなく、当該走査線Ｌｎに接続された放射線検出素子７に対して一律に上記の補正を行うように構成することも可能である。このように構成すれば、画像データＤｎの補正処理の制御構成を容易に構築することが可能となる。
制御手段２２は、上記の補正を行う場合、各放射線検出素子７からの画像データＤの読み出し処理等を終了すると、必要に応じて上記の判断を行い、リセット処理で最後にオン電圧を印加した走査線Ｌｎの情報を記憶手段４０等から読み出して、走査線Ｌｎに接続されている各放射線検出素子７から読み出された画像データＤｎを破棄し、例えば上記（２）式に従って走査線Ｌｎに接続されている各放射線検出素子７からの画像データＤｎを算出する。
［解決法１−２（補正手法２）］また、画像データＤｎを破棄する代わりに、画像データＤn-1、Ｄn+1を用いて、残存している画像データＤｎに基づいて本来読み出されるべき画像データＤｎを復元するように構成することも可能である。
例えば、放射線の照射の開始を検出した際に走査駆動手段１５からオン電圧が印加されていた走査線Ｌｎに接続されている各放射線検出素子７から読み出された各画像データＤｎの平均値Ｄｎaveを算出する。また、当該走査線Ｌｎに隣り合う２本の走査線Ｌn-1、Ｌn+1にそれぞれ接続されている各放射線検出素子７から読み出された各画像データＤn-1、Ｄn+1の走査線Ｌn-1、Ｌn+1ごとの平均値Ｄn-1ave、Ｄn+1aveをそれぞれ算出する。
ここで、平均値Ｄn-1ave、Ｄn+1aveを線形補間した値、すなわち例えば平均値（Ｄn-1ave＋Ｄn+1ave）／２が、走査線Ｌｎに接続されている各放射線検出素子７から読み出された各画像データＤｎの本来の平均値であると仮定して、実際の平均値Ｄｎaveとの差分ΔＤを算出する。すなわち、
ΔＤ＝（Ｄn-1ave＋Ｄn+1ave）／２−Ｄｎave …（３）
そして、この差分ΔＤを、走査線Ｌｎに接続されている各放射線検出素子７から実際に読み出された各画像データＤｎに加算することで、本来の画像データＤｎを復元するように構成することが可能である。
また、下記（４）式に従って、係数ａを算出し、この係数ａを、走査線Ｌｎに接続されている各放射線検出素子７から実際に読み出された各画像データＤｎに乗算することで、本来の画像データＤｎを復元するように構成することも可能である。
ａ＝｛（Ｄn-1ave＋Ｄn+1ave）／２｝／Ｄｎave …（４）
このように構成すれば、画像データＤｎの補正処理の制御構成を容易に構築することが可能となる。また、この場合、制御手段２２は、各放射線検出素子７からの画像データＤの読み出し処理等を終了すると、リセット処理で最後にオン電圧を印加した走査線Ｌｎの情報を記憶手段４０等から読み出して、走査線Ｌｎに接続されている各放射線検出素子７およびそれと隣り合う２本の走査線Ｌn-1、Ｌn+1にそれぞれ接続されている各放射線検出素子７から読み出された画像データＤｎ、Ｄn-1、Ｄn+1の各平均値Ｄｎave、Ｄn-1ave、Ｄn+1aveをそれぞれ算出する。そして、実際に読み出された各画像データＤｎを、算出した本来の画像データＤｎで置換して復元する。
［問題２］また、上記のような放射線画像撮影において発生し得るもう１つの問題として、放射線の照射や画像データＤの読み出し処理の前に、各放射線検出素子７に対して繰り返し行われるリセット処理において、バイアス線９を流れる電流にＴＦＴ８に印加するオン電圧やオフ電圧を切り替える際のノイズが重畳されて検出されるといった問題が生じ得る。
図１７に示すように、電流検出手段４３で検出されるバイアス線９を流れる電流に相当する電圧値Ｖには、各走査線Ｌｎを介してＴＦＴ８に印加するオン電圧やオフ電圧が切り替えられるごとに発生するノイズが放射線検出素子７等を介して伝達されて重畳される。そのため、ＴＦＴ８に印加するオン電圧やオフ電圧を切り替えた際のノイズによる電圧値Ｖの立ち上がりや立ち下がりが放射線の照射の開始や終了として誤検出してしまう虞れがある。
［解決法２−１］このような問題２を解決するために、電流検出手段４３の差動アンプ４３ｃの出力端子に図示しないバンドパスフィルタ（Band-pass filter）やローパスフィルタ（Low-Pass Filter）を設け、このバンドパスフィルタやローパスフィルタを介して検出したバイアス線９を流れる電流に相当する電圧値Ｖを出力するように構成することが可能である。
電流検出手段４３にバンドパスフィルタやローパスフィルタを設けると、ローパスフィルタやバンドパスフィルタのローパスフィルタ機能により遮断周波数以上の周波数の信号が減衰されるため、ＴＦＴ８に印加するオン電圧やオフ電圧を切り替える際のノイズによる電圧値Ｖの立ち上がり成分や立ち下がり成分が減衰される。
そのため、電流検出手段４３にバンドパスフィルタやローパスフィルタを設け、例えば、バンドパスフィルタやローパスフィルタを介して出力される電圧値Ｖに適宜の閾値を設けることにより、ＴＦＴ８からのノイズによる電圧値Ｖの立ち上がりや立ち下がりと、放射線の照射の開始や終了により電流検出手段４３から出力される電圧値Ｖの増加や減少とを、的確に区別して検出することが可能となる。そのため、ＴＦＴ８からのノイズによる電圧値Ｖの立ち上がり等を放射線の照射の開始等として誤検出されることを的確に防止することが可能となる。
［解決法２−２］また、電流検出手段４３の差動アンプ４３ｃの出力端子に図示しないサンプルホールド回路を設け、走査駆動手段１５から各走査線５を介して各ＴＦＴ８にオン電圧やオフ電圧の印加を切り替える際に、制御手段２２では、電流検出手段４３で検出された電流に相当する電圧値Ｖの検出（サンプルホールド）を中断し、放射線の照射の開始や終了を検出しない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、オン電圧やオフ電圧の印加の切り替えに伴うＴＦＴ８からのノイズによる電圧値Ｖの立ち上がりや立ち下がりを放射線の照射の開始や終了として誤検出されることを的確に防止することが可能となる。
そして、サンプルホールド回路によりサンプリングされた電圧Ｖ（ｔ）とＶ（ｔ−１）の差分を算出することで、差分に基づいて放射線の照射の開始や終了を検出することができる。
なお、電圧値Ｖをサンプルホールドするように構成する場合には、所定のタイミングで電圧値Ｖのサンプルホールドおよび差分の算出を繰り返し、電圧値Ｖの検出の中断中はサンプルホールドをしないように構成することができる。このように構成すれば、差分に基づいて放射線の照射の開始や終了を検出することが可能となる。
また、電流検出手段４３の差動アンプ４３ｃの出力端子の下流側に、検出された電流に相当する電圧値ＶをＡ／Ｄ変換する図示しないＡ／Ｄ変換器を設けるように構成してもよい。Ａ／Ｄ変換器は所定のサンプリング間隔で電圧値ＶをサンプリングしてＡ／Ｄ変換させ、検出の中断中にサンプリングしたデータは使用しないようにしてもよいし、Ａ／Ｄ変換器のサンプリングタイミングを制御して、電圧値Ｖの検出の中断中はサンプリングしないように構成すれば、中断中を除く電圧値Ｖがデジタル化され、デジタル化された電圧値Ｖの差分に基づいて放射線の照射の開始や終了を検出することが可能となる。
デジタル化されたデータは、ローパスフィルタやバンドパスフィルタ、差分処理、微分処理、積分処理といったデジタル演算処理を１つまたは複数を組み合わせて処理することで放射線の照射の開始や終了の検出精度を向上することが可能となる。
［解決法２−３］また、予め走査駆動手段１５から各走査線５を介して各ＴＦＴ８にオン電圧やオフ電圧の印加を切り替える際に電流検出手段４３で検出される電流に相当する電圧値Ｖに生じるノイズ波形を取得して記憶手段４０等に保存しておき、実際のリセット処理等において走査駆動手段１５から各走査線５を介して各ＴＦＴ８にオン電圧やオフ電圧の印加を切り替える際に、電流検出手段４３で検出され出力された電圧値Ｖに対して、制御手段２２で、そのノイズが重畳された電圧値Ｖを、上記の予め取得したノイズ波形を用いて差分処理により補正するように構成することが可能である。
図１７に示したように、電流検出手段４３で検出されるバイアス線９を流れる電流に相当する電圧値Ｖには、各走査線Ｌｎを介して各ＴＦＴ８にオン電圧やオフ電圧が印加されるごとにノイズが発生するが、そのノイズは、オン電圧やオフ電圧の印加ごとにほぼ同じ波形で現れ、再現されることが確認されている。
そこで、例えば、事前に走査線Ｌｎを介してＴＦＴ８にオン電圧を印加する動作を繰り返してノイズ波形を所定回数分取得して平均波形を算出し、ＴＦＴ８にオン電圧を印加する際に発生するノイズ波形を取得して記憶手段４０等に保存しておく。また、ＴＦＴ８にオフ電圧を印加する際に発生するノイズについてもノイズ波形を取得して記憶手段４０等に保存しておく。
そして、制御手段２２は、実際に放射線検出素子７のリセット処理等を行う際に記憶手段４０等からオン時のノイズ波形とオフ時のノイズ波形を読み出しておき、走査駆動手段１５から各走査線５を介して各ＴＦＴ８にオン電圧やオフ電圧を印加する際に電流検出手段４３から出力されたノイズが重畳された電圧値Ｖとノイズ波形との差分処理を行って電圧値Ｖを補正し、ノイズ波形が除去された電圧値Ｖに基づいて放射線の照射の開始や終了を検出することが可能となる。
このように構成すれば、オン電圧やオフ電圧の印加に伴うＴＦＴ８からのノイズによる電圧値Ｖの立ち上がりや立ち下がりを放射線の照射の開始や終了として誤検出されることが的確に防止され、補正された電圧値Ｖの立ち上がりや立ち下がりを的確に検出して放射線の照射の開始や終了を的確に検出することが可能となる。
また、上記の［解決法２−２］のように電流検出手段４３で検出された電流に相当する電圧値Ｖの検出の中断期間を設けずに済むため、放射線の照射の開始や終了を、時間遅れを生じることなくリアルタイムで検出することが可能となる。
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、前述した従来技術のように全走査線５に接続された全ＴＦＴ８のオン／オフを一斉に切り替えて行う一括リセット処理の方式ではなく、図１２に示したように、走査駆動手段１５からオン電圧を印加する走査線５を順次切り替えながら各放射線検出素子７のリセット処理を繰り返し行う方式を採用した。
そのため、一括リセット処理の方式を採用した場合に発生し得る、各放射線検出素子７に残存する電荷が走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂを構成するゲートＩＣごとに周期的に増減する現象（図２１参照）が、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１では発生しない。そのため、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１では、一括リセット処理の方式を採用した場合に生じ得る画像データの周期的な増減の悪影響を確実に排除することができ、得られた放射線画像に走査線５の延在方向に沿って筋状に濃淡が現れることを的確に防止することが可能となる
また、上記のような本実施形態に係る放射線画像撮影装置１におけるリセット処理の方式を採用すると、リセット処理時には、全ての、或いは１ラインの走査線５に接続されているＴＦＴ８を除く全てのＴＦＴ８がオフ状態となっているが、前述したように、放射線の照射によって放射線検出素子７内に電荷が発生すると、ＴＦＴ８がオフ状態となっていてもＴＦＴ８や放射線検出素子７の寄生容量を介してバイアス線９に電流が流れる。
そのため、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１におけるリセット処理の方式を採用した場合でも、電流検出手段４３でバイアス線９を流れる電流を検出することができ、電流検出手段４３で検出された電流に相当する電圧値Ｖに基づいて放射線の照射の開始や終了を的確に検出することが可能となる。
さらに、従来の一括リセット処理の方式では、放射線の照射の開始時点で各ＴＦＴ８がオン状態とされているため、放射線の照射により各放射線検出素子７内で発生した電荷のうち、各ＴＦＴ８がオフ状態に切り替えられる前に発生した電荷が流出して捨てられてしまう。それに対して、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１におけるリセット処理の方式では、放射線の照射の開始時点で全てのＴＦＴ８がオフ状態とされている。或いは、オン状態とされているＴＦＴ８があるとしても、１ラインの走査線５に接続されているＴＦＴ８だけである。
そのため、放射線の照射により各放射線検出素子７内で発生した電荷が流出せず、或いは、流出しても僅かな量に抑制されるため、照射された放射線の線量に対する電荷（すなわち画像データ）の収集効率を向上させることが可能となる。また、捨てられる電荷分がなく、或いは僅かであるため、それを補うために放射線の照射時間を長くする必要がなく、放射線の照射時間を長くして患者等が受ける被曝線量が増大することが防止され、患者にかかる負担の軽減を図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、放射線検出素子７のリセット処理において、画像データの読み出し処理と同じタイミングで各ＴＦＴ８のオン／オフさせる場合について説明した。しかし、例えば、図１８に示すように、放射線検出素子７のリセット処理においてＴＦＴ８にオン電圧を印加する時間δＴresetが画像データの読み出し処理における時間δＴreadよりも長い時間になるように設定するように構成することも可能である。
この場合、放射線検出素子７のリセット処理時の制御構成は、上記の第１の実施形態における放射線検出素子７のリセット処理時の制御構成と同様に構築することができ、放射線検出素子７からの画像データの読み出し処理と同じタイミングで走査駆動手段１５からオン電圧を印加する走査線５を切り替えるが、例えば、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂで各走査線５に印加するパルス波形のオン電圧のパルス幅を変調させて、ＴＦＴ８にオン電圧を印加する時間δＴresetを大きくするように構成される。
従って、上記のように構成すれば、上記の第１の実施形態に係る放射線画像撮影装置１の効果と同様の効果を奏することが可能となるとともに、上記の第１の実施形態における放射線検出素子７のリセット処理時の制御構成を用いて容易にリセット処理時の制御構成を構築することが可能となる。さらに、放射線検出素子７のリセット処理時にＴＦＴ８がオン状態となる時間が長くなるため、放射線検出素子７から余分な電荷をより的確に放出させて、放射線検出素子７のリセット効率を向上させることが可能となる。
［第３の実施の形態］
上記の第２の実施形態では、放射線検出素子７のリセット処理においてＴＦＴ８にオン電圧を印加する時間δＴresetを画像データの読み出し処理における時間δＴreadよりも長い時間に設定する場合について説明したが、放射線検出素子７のリセット処理における時間δＴresetをさらに延長するように構成することも可能である。
そして、図１９に示すように、ある走査線Ｌｎに接続されたＴＦＴ８にオフ電圧を印加するタイミングと、次の走査線Ｌn+1に接続されたＴＦＴ８にオン電圧を印加するタイミングを揃えると、走査線Ｌｎに接続されたＴＦＴ８にオフ電圧を印加する際に電流検出手段４３で検出される電流に相当する電圧値Ｖに生じるノイズと、次の走査線Ｌn+1に接続されたＴＦＴ８にオン電圧を印加する際に生じる電圧値Ｖのノイズとが相殺されるようになる。
そこで、本実施形態では、放射線検出素子７のリセット処理で、制御手段２２が走査駆動手段１５からオン電圧を印加する走査線５を順次切り替える際、走査駆動手段１５から走査線Ｌｎを介してＴＦＴ８に対してオフ電圧を印加する際に電流検出手段４３で検出される電流に相当する電圧値Ｖに生じるノイズと、次の走査線Ｌn+1を介してＴＦＴ８にオン電圧を印加する際に電圧値Ｖに生じるノイズとが相殺されるタイミングで、各ＴＦＴ８に印加するオン電圧とオフ電圧とを切り替えるように構成される。
このように構成すれば、上記の第１、第２の実施形態に係る放射線画像撮影装置１の効果と同様の効果を奏することが可能となるとともに、上記の各実施形態における放射線検出素子７のリセット処理時の制御構成を用いて、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂで各走査線５に印加するパルス波形のオン電圧のパルス幅を適切に変調させることで、オフ電圧印加時のノイズとオン電圧印加時のノイズとを容易に相殺させることが可能となり、ＴＦＴ８にオン／オフ時に電流検出手段４３で検出される電圧値Ｖに生じるノイズを除去し、或いは低減することが可能となる。
また、放射線検出素子７のリセット処理時にＴＦＴ８にオン電圧を印加する時間δＴresetを十分に長くとることが可能となるため、放射線検出素子７のリセット効率をより向上させることが可能となる。
なお、本実施形態においても、ノイズをより確実に低減させるために、上記の第１の実施形態における［解決法２−１］のように、電流検出手段４３の差動アンプ４３ｃの出力端子にバンドパスフィルタやローパスフィルタを設けるように構成することも可能である。
また、上記の第１〜第３の実施形態では、放射線検出素子７のリセット処理の制御構成の構築を容易にすること等を目的として、放射線検出素子７のリセット処理を、放射線検出素子７からの画像データの読み出し処理とできるだけ同じシーケンスで行うように構成する場合について説明した。
そして、走査駆動手段１５から走査線Ｌｎを介してＴＦＴ８に対して印加する電圧をオン電圧からオフ電圧に切り替えるタイミングを可変させるが（図１７〜図１９参照）、走査駆動手段１５からオン電圧を印加する走査線５を順次切り替えるタイミング、すなわち、ある走査線Ｌｎにオン電圧を印加した後、次の走査線Ｌn+1にオン電圧を印加するタイミングは変えない場合について説明した。
しかし、このように構成すると、例えば、第１の実施形態における図１２に示したように、ある走査線Ｌｎにオン電圧を印加してオフ電圧に切り替えた後、次の走査線Ｌn+1にオン電圧を印加するまでの時間間隔が長くなる。画像データの読み出し処理では、この時間間隔の間に、相関二重サンプリング回路１９（図７等参照）で画像データを検出し、画像データをアナログマルチプレクサ２１からＡ／Ｄ変換器２０に送信し、Ａ／Ｄ変換器２０で順次デジタル値に変換する等の処理が行われるが、放射線検出素子７のリセット処理では、この時間間隔の間は何の処理も行われないため、この時間間隔が設けられなければならない必要性はない。
そのため、上記の第１〜第３の実施形態において、走査駆動手段１５からオン電圧を印加する走査線５を順次切り替えるタイミングをも可変とし、例えば、ある走査線Ｌｎにオン電圧を印加してオフ電圧に切り替えた後、次の走査線Ｌn+1にオン電圧を印加するまでの時間間隔を短縮するように構成することも可能である。
また、第２、第３の実施形態では、逆に、走査駆動手段１５からオン電圧を印加する走査線５を順次切り替えるタイミングを長くして、ある走査線Ｌｎにオン電圧を印加してオフ電圧に切り替えた後、次の走査線Ｌn+1にオン電圧を印加するまでの時間間隔が長くなるように構成することも可能である。そして、その際、放射線検出素子７のリセット処理においてＴＦＴ８にオン電圧を印加する時間δＴresetをより延長するように構成すれば、放射線検出素子７のリセット効率をより向上させることが可能となる。
［第４の実施の形態］
上記の第１〜第３の実施形態では、放射線検出素子７のリセット処理において、制御手段２２が放射線の照射の開始を検出してオン電圧を印加する走査線の切り替えを停止した際に最後にオン電圧を印加した走査線５にＴＦＴ８を介して接続されている放射線検出素子７から読み出された画像データＤの補正を、放射線画像撮影装置１自身が上記の補正手法１や補正手法２を用いて行う場合について説明した。
また、上記の第１〜第３の実施形態では、ダーク読取処理を行った得られた読取値ｄからのオフセット補正値Ｏの算出や、算出したオフセット補正値Ｏに基づいて各放射線検出素子７ごとの真の画像データＤ＊の算出等についても、放射線画像撮影装置１自身が行う場合について説明した。
しかし、放射線画像撮影装置１では画像データＤの取得やダーク読取処理における読取値ｄの取得のみを行い、それらのデータを外部装置であるコンソールに送信して、コンソールで各演算処理を行うように構成することも可能である。そこで、以下、このように構成された放射線画像撮影システムの実施形態について説明する。
図２０は、本実施形態に係る放射線画像撮影システムの全体構成を示す図である。本実施形態の放射線画像撮影システム５０は、例えば、病院や医院内で行われる放射線画像撮影を想定したシステムであり、放射線画像として医療用の診断画像を撮影するシステムとして採用することができるが、これに限定されない。
放射線画像撮影システム５０は、図２０に示すように、例えば、放射線を照射して患者の一部である被写体（患者の撮影対象部位）の撮影を行う撮影室Ｒ１と、放射線技師等の操作者が被写体に照射する放射線の制御等の種々の操作を行う前室Ｒ２、およびそれらの外部に配置されるものである。撮影室Ｒ１は、放射線が外部に漏れないように鉛などでシールドされていることも多い。
本実施形態では、撮影室Ｒ１には、前述した放射線画像撮影装置１を装填可能なブッキー装置５１や、被写体に照射する放射線を発生させる図示しないＸ線管球を備える放射線発生装置５２、放射線画像撮影装置１とコンソール５８とが無線通信する際にこれらの通信を中継する無線アンテナ５３を備えた基地局５４等が設けられている。
なお、放射線画像撮影装置１が支持台等と一体的に形成されたものであってもよい。また、図２０に示したように、放射線画像撮影装置１と基地局５４とをケーブルで接続し、ケーブルを介して有線通信でデータを送信することができるように構成することも可能である。
前室Ｒ２には、放射線発生装置５２からの放射線の照射開始を指示するためのスイッチ手段５５等を備えた放射線の照射を制御する操作卓５６や、放射線画像撮影装置１に内蔵された後述するタグを検出するタグリーダ５７が設けられている。
また、本実施形態では、放射線画像撮影システム５０全体の制御を行うコンソール５８が、撮影室Ｒ１や前室Ｒ２の外側に設けられているが、例えば、コンソール５８を前室Ｒ２に設けるように構成することも可能である。また、コンソール５８には、ハードディスク等で構成された記憶手段５９が接続されている。
放射線画像撮影装置１の構成については前述したとおりであるが、本実施形態では、放射線画像撮影装置１は、さらに下記の構成を有している。
具体的には、放射線画像撮影装置１内には、図示しないタグが内蔵されている。本実施形態では、タグとして、いわゆるＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）タグと呼ばれるタグが用いられており、タグには、タグの各部を制御する制御回路や放射線画像撮影装置１の固有情報を記憶する記憶部がコンパクトに内蔵されている。なお、固有情報には、例えば当該放射線画像撮影装置１に割り当てられた識別情報としてのカセッテＩＤやシンチレータの種類情報、サイズ情報、解像度等が含まれている。
また、放射線画像撮影装置１は、上記のようにブッキー装置５１に装填されて用いられる場合もあるが、ブッキー装置５１には装填されず、いわば単独の状態で用いることもできるようになっている。すなわち、放射線画像撮影装置１を単独の状態で例えば撮影室Ｒ１内に設けられたベッドや図２０に示すように臥位撮影用のブッキー装置５１Ｂ等に上面側に配置してその放射線入射面Ｒ（図１参照）上に被写体である患者の手等を載置したり、或いは、例えばベッドの上に横臥した患者の腰や足等とベッドとの間に差し込んだりして用いることもできるようになっている。
この場合、例えばポータブルの放射線発生装置５２Ｂ等から、被写体を介して放射線画像撮影装置１に放射線を照射して放射線画像撮影が行われる。
ブッキー装置５１には、放射線画像撮影装置１を所定の位置に保持するためのカセッテ保持部５１ａが設けられており、カセッテ保持部５１ａに放射線画像撮影装置１が装填できるようになっている。また、本実施形態では、ブッキー装置５１として、立位撮影用のブッキー装置５１Ａと臥位撮影用のブッキー装置５１Ｂとがそれぞれ設けられている。
撮影室Ｒ１には、被写体を介して放射線画像撮影装置１に放射線を照射するＸ線管球を備える放射線発生装置５２が少なくとも１つ設けられている。本実施形態では、立位撮影用および臥位撮影用のブッキー装置５１Ａ、５１Ｂに対して１つの放射線発生装置５２Ａが共用されるようになっている。
また、本実施形態では、立位撮影用のブッキー装置５１Ａや臥位撮影用のブッキー装置５１Ｂには対応付けられていないポータブルの放射線発生装置５２Ｂも設けられており、ポータブルの放射線発生装置５２Ｂは、撮影室Ｒ１内の任意の場所にも持ち運びでき、任意の方向に放射線を照射できるようになっている。
放射線発生装置５２のＸ線管球としては、回転陽極Ｘ線管球が好ましく用いられる。Ｘ線管球は、陰極から放射される電子線を陽極に衝突させることで放射線を発生させるように構成されている場合が多いが、電子線が陽極の同じ位置に衝突し続けると、熱の発生等で陽極が損傷する。そのため、回転陽極Ｘ線管球では、陽極を回転させて電子線が衝突する位置が同じ位置にならないようにすることで、陽極の長寿命化が図られるようになっている。
また、撮影室Ｒ１内の一角には、放射線画像撮影装置１と、コンソール５８やスイッチ手段５５等とが無線通信や有線通信する際に、これらの通信を中継する無線アンテナ５３を備えた基地局５４が設置されている。なお、図２０では、基地局５４が撮影室Ｒ１の入口付近に設けられている場合が示されているが、これに限定されず、放射線画像撮影装置１のアンテナ装置３９等と無線通信が可能な適宜の位置に設置される。
前室Ｒ２には、放射線発生装置５２からの放射線の照射開始を指示するためのスイッチ手段５５を備えた操作卓５６が設けられている。操作卓５６は、汎用のＣＰＵを備えるコンピュータや専用のプロセッサを備えるコンピュータ等で構成されている。なお、本実施形態では、操作卓５６は、スイッチ手段５５や放射線発生装置５２のほか、基地局５４やコンソール５８ともに接続されており、基地局５４を介した放射線画像撮影装置１とコンソール５８との間の通信が操作卓５６で中継されるようになっている。
前室Ｒ２の入口の近傍には、前述したＲＦＩＤの技術を用いて放射線画像撮影装置１と情報をやりとりするタグリーダ５７が設置されている。タグリーダ５７は、内蔵する図示しないアンテナを介して電波等に所定の指示情報を乗せて発信し、前室Ｒ２や撮影室Ｒ１に入室し或いは退室する放射線画像撮影装置１を検出するようになっている。
そして、タグリーダ５７は、検出した放射線画像撮影装置１のＲＦＩＤタグに記憶された固有情報を読み取り、読み取った固有情報をコンソール５８に送信するようになっている。
コンソール５８は、図示しないＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、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で構成されている。ＲＯＭには所定のプログラムが格納されており、コンソール５８は、必要なプログラムを読み出してＲＡＭの作業領域に展開してプログラムに従って各種処理を実行し、前述したように放射線画像撮影システム５０全体の制御を行うようになっている。
コンソール５８には、前述した操作卓５６やタグリーダ５７、記憶手段５９等が接続されており、また、基地局５４や操作卓５６を介して立位撮影用および臥位撮影用のブッキー装置５１Ａ、５１Ｂ等が接続されている。また、コンソール５８には、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等からなる表示画面５８ａが設けられており、その他、キーボードやマウス等の図示しない入力手段が接続されている。
コンソール５８は、前述したようにタグリーダ５７が検出した放射線画像撮影装置１のカセッテＩＤを含む固有情報が送信されてくると、それらの情報に基づいて、撮影室Ｒ１や前室Ｒ２への放射線画像撮影装置１の持ち込みや持ち出しを管理するようになっている。
コンソール５８から放射線画像撮影装置１に装置のカセッテＩＤを指定する等して覚醒信号を送信して、スリープモード（すなわち省電力モード）にある放射線画像撮影装置１を起動させたり、或いは、使用しない放射線画像撮影装置１にスリープ信号を送信してスリープモードに遷移させたりするように構成することも可能である。
また、本実施形態では、放射線画像撮影装置１は上記のように自ら放射線の照射の開始や終了を検出して各放射線検出素子７から画像データＤを読み出し、その後、自動的にダーク読取処理を行ってその読取値ｄを読み出した後、自動的にアンテナ装置３９を介して画像データＤや読取値ｄをコンソール５８に送信するようになっているが、コンソール５８から送信要求を行ってそれらのデータの送信を行わせるように構成することも可能である。
なお、本実施形態においても、放射線画像撮影装置１は、放射線画像撮影前に上記の第１〜第３の実施形態に示したように各放射線検出素子７のリセット処理を行い、また、各放射線検出素子７からの画像データＤの読み出し処理後にも所定のリセット処理を行うことは言うまでもない。
本実施形態では、放射線画像撮影装置１は、放射線画像撮影およびダーク読取処理を行うと、画像データＤや読取値ｄ、および放射線画像撮影前の放射線検出素子７のリセット処理において放射線の照射の開始を検出してオン電圧を印加する走査線５の切り替えを停止した際に最後にオン電圧を印加した走査線５の情報をコンソール５８に送信するようになっている。
コンソール５８は、放射線画像撮影装置１から画像データＤ、読取値ｄ、および上記の情報が送信されてくると、それらのデータを当該放射線画像撮影装置１のカセッテＩＤ等の必要な情報と対応付けて記憶手段５９に保存するようになっている。
そして、コンソール５８は、上記の情報に基づいて、放射線画像撮影前の放射線検出素子７のリセット処理において放射線の照射の開始を検出してオン電圧を印加する走査線５の切り替えを停止した際に最後にオン電圧を印加した走査線ＬｎにＴＦＴ８を介して接続されている放射線検出素子７から読み出された画像データＤｎを、当該走査線Ｌｎに隣り合う２本の走査線Ｌn-1、Ｌn+1にＴＦＴ８を介して接続されている放射線検出素子７から読み出された画像データＤn-1、Ｄn+1を用いて補正するようになっている。
その際、上記の補正手法１（解決法１−１）に基づいて補正を行う場合には、コンソール５８は、記憶手段５９から画像データＤn-1、Ｄn+1を読み出し、それらを用いて走査線Ｌｎに接続されている各放射線検出素子７の画像データＤｎを算出して記憶手段５９に保存する。
また、上記の補正手法２（解決法１−２）に基づいて補正を行う場合には、コンソール５８は、記憶手段５９から画像データＤn-1、Ｄｎ、Ｄn+1を読み出し、それらを用いて走査線Ｌｎに接続されている各放射線検出素子７の画像データＤｎを復元して記憶手段５９に保存する。
上記のいずれの場合においても、算出した画像データＤｎを記憶手段５９に保存された補正される前の元の画像データＤｎに上書き保存する等して記憶手段５９から元の画像データＤｎを抹消するように構成してもよく、また、元の画像データＤｎを記憶手段５９に残しておくように構成することも可能である。
また、コンソール５８は、ダーク読取処理により得られた各読取値ｄを記憶手段５９から読み出し、それをオフセット補正値Ｏとし、或いは、ダーク読取処理が複数回行われ、複数回分の読取値ｄの平均値を算出する等してオフセット補正値Ｏを算出する。そして、記憶手段５９に予め保存されている当該放射線画像撮影装置１に関するゲイン補正値Ｇを読み出し、上記（１）式に従って放射線検出素子７ごとの真の画像データＤ＊を算出するようになっている。
算出された放射線検出素子７ごとの真の画像データＤ＊は当該放射線画像撮影装置１のカセッテＩＤ等の必要な情報と対応付けられて記憶手段５９に保存されるとともに、操作者の指示に従って、コンソール５８の表示画面５８ａに表示されて画像処理されるなど、適宜の処理が施される。
以上のように、本実施形態に係る放射線画像撮影システム５０によれば、前述した第１〜第３の実施形態に係る放射線画像撮影装置１の効果を的確に発揮させることが可能となるとともに、放射線画像撮影装置１で画像データＤｎの補正処理やオフセット補正値Ｏの算出処理、真の画像データＤ＊の演算処理を行わなくて済む。
そのため、放射線画像撮影装置１における電力の消費を低減することが可能となり、特に、放射線画像撮影装置１が上記の各実施形態に示したようなバッテリ４１を内蔵する放射線画像撮影装置である場合には、バッテリ４１の消耗を抑制することが可能となる。
なお、放射線画像撮影装置１における電流検出手段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を的確に検出することができるものであればよく、図９に示したような抵抗器４３ａやダイオード４３ｂ、差動アンプ４３ｃ、スイッチ４３ｄ等を備える本実施形態の構成に限定されず、適宜の構成とすることが可能である。
１ 放射線画像撮影装置
５、Ｌ１〜Ｌｘ 走査線
６ 信号線
７ 放射線検出素子
８ ＴＦＴ（スイッチ手段）
９ バイアス線
１４ バイアス電源
１５ 走査駆動手段
１７ 読み出し回路
１８ 増幅回路
１８ｃ 電荷リセット用スイッチ
１８ｄ 電源供給部
２２ 制御手段
３９ アンテナ装置（通信手段）
４３ 電流検出手段
５０ 放射線画像撮影システム
５８ コンソール
Ｄ、Ｄｎ、Ｄn-1、Ｄn+1 画像データ
Ｌｎ リセット処理で最後にオン電圧を印加した走査線
Ｌn+1 次にオン電圧を印加する走査線
ｒ 領域
Ｖ 電圧値（電流に相当する電圧値）
Ｖbias バイアス電圧
Δｔ、Δｔ１、Δｔ２ オフ電圧が印加されていた時間間隔
δＴreset リセット処理における時間
δＴread 画像データの読み出し処理における時間

Claims (10)

  1. 互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子と、
    前記放射線検出素子ごとに配置され、接続された前記走査線を介してオフ電圧が印加されると前記放射線検出素子内で発生した電荷を保持し、オン電圧が印加されると前記放射線検出素子から前記電荷を放出させるスイッチ手段と、
    前記放射線検出素子から放出された前記電荷を電圧に変換し画像データとして読み出す読み出し回路と、
    前記走査線に印加する前記オン電圧と前記オフ電圧とを切り替える走査駆動手段と、
    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供給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、
    前記電流検出手段で検出された電流の値に基づいて少なくとも放射線の照射の開始を検出する制御手段と、
    を備え、
    前記制御手段は、
    前記走査駆動手段から前記オン電圧を印加する走査線を順次切り替えながら前記各放射線検出素子のリセット処理を繰り返し行うとともに、放射線の照射の開始を検出すると、前記オン電圧を印加する走査線の切り替えを停止し、前記各スイッチ手段に前記オフ電圧を印加させて前記放射線検出素子内で発生した電荷を保持させ、
    前記放射線検出素子のリセット処理では、前記走査駆動手段から前記走査線を介して前記スイッチ手段に前記オン電圧を印加する時間を、前記放射線検出素子からの画像データの読み出し処理における前記時間より長い時間に設定することを特徴とする放射線画像撮影装置。
  2. 互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子と、
    前記放射線検出素子ごとに配置され、接続された前記走査線を介してオフ電圧が印加されると前記放射線検出素子内で発生した電荷を保持し、オン電圧が印加されると前記放射線検出素子から前記電荷を放出させるスイッチ手段と、
    前記放射線検出素子から放出された前記電荷を電圧に変換し画像データとして読み出す読み出し回路と、
    前記走査線に印加する前記オン電圧と前記オフ電圧とを切り替える走査駆動手段と、
    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供給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、
    前記電流検出手段で検出された電流の値に基づいて少なくとも放射線の照射の開始を検出する制御手段と、
    を備え、
    前記制御手段は、
    前記走査駆動手段から前記オン電圧を印加する走査線を順次切り替えながら前記各放射線検出素子のリセット処理を繰り返し行うとともに、放射線の照射の開始を検出すると、前記オン電圧を印加する走査線の切り替えを停止し、前記各スイッチ手段に前記オフ電圧を印加させて前記放射線検出素子内で発生した電荷を保持させ、
    前記走査駆動手段から前記各走査線を介して前記各スイッチ手段に前記オン電圧および前記オフ電圧を印加する際には、前記電流検出手段で検出された電流の値の検出を中断することを特徴とする放射線画像撮影装置。
  3. 互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子と、
    前記放射線検出素子ごとに配置され、接続された前記走査線を介してオフ電圧が印加されると前記放射線検出素子内で発生した電荷を保持し、オン電圧が印加されると前記放射線検出素子から前記電荷を放出させるスイッチ手段と、
    前記放射線検出素子から放出された前記電荷を電圧に変換し画像データとして読み出す読み出し回路と、
    前記走査線に印加する前記オン電圧と前記オフ電圧とを切り替える走査駆動手段と、
    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供給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、
    前記電流検出手段で検出された電流の値に基づいて少なくとも放射線の照射の開始を検出する制御手段と、
    を備え、
    前記制御手段は、
    前記走査駆動手段から前記オン電圧を印加する走査線を順次切り替えながら前記各放射線検出素子のリセット処理を繰り返し行うとともに、放射線の照射の開始を検出すると、前記オン電圧を印加する走査線の切り替えを停止し、前記各スイッチ手段に前記オフ電圧を印加させて前記放射線検出素子内で発生した電荷を保持させ、
    予め前記走査駆動手段から前記各走査線を介して前記各スイッチ手段に前記オン電圧および前記オフ電圧を印加する際に前記電流検出手段で検出される電流に生じるノイズ波形を取得しておき、前記走査駆動手段から前記各スイッチ手段に前記オン電圧および前記オフ電圧を印加する際に、前記電流検出手段で検出される電流を、前記予め取得したノイズ波形を用いて差分処理により補正することを特徴とする放射線画像撮影装置。
  4. 互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子と、
    前記放射線検出素子ごとに配置され、接続された前記走査線を介してオフ電圧が印加されると前記放射線検出素子内で発生した電荷を保持し、オン電圧が印加されると前記放射線検出素子から前記電荷を放出させるスイッチ手段と、
    前記放射線検出素子から放出された前記電荷を電圧に変換し画像データとして読み出す読み出し回路と、
    前記走査線に印加する前記オン電圧と前記オフ電圧とを切り替える走査駆動手段と、
    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供給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、
    前記電流検出手段で検出された電流の値に基づいて少なくとも放射線の照射の開始を検出する制御手段と、
    を備え、
    前記制御手段は、
    前記走査駆動手段から前記オン電圧を印加する走査線を順次切り替えながら前記各放射線検出素子のリセット処理を繰り返し行うとともに、放射線の照射の開始を検出すると、前記オン電圧を印加する走査線の切り替えを停止し、前記各スイッチ手段に前記オフ電圧を印加させて前記放射線検出素子内で発生した電荷を保持させ、
    前記放射線検出素子のリセット処理で前記走査駆動手段から前記オン電圧を印加する走査線を順次切り替える際、前記走査駆動手段から前記各走査線を介して前記スイッチ手段に対して前記オフ電圧を印加する際に前記電流検出手段で検出される電流に生じるノイズと、次に前記走査駆動手段から前記各走査線を介して前記スイッチ手段に対して前記オン電圧を印加する際に前記電流検出手段で検出される電流に生じるノイズとが相殺されるタイミングで前記各スイッチ手段に印加する前記オン電圧と前記オフ電圧とを切り替えることを特徴とする放射線画像撮影装置。
  5. 互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子と、
    前記放射線検出素子ごとに配置され、接続された前記走査線を介してオフ電圧が印加されると前記放射線検出素子内で発生した電荷を保持し、オン電圧が印加されると前記放射線検出素子から前記電荷を放出させるスイッチ手段と、
    前記放射線検出素子から放出された前記電荷を電圧に変換し画像データとして読み出す読み出し回路と、
    前記走査線に印加する前記オン電圧と前記オフ電圧とを切り替える走査駆動手段と、
    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供給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、
    前記電流検出手段で検出された電流の値に基づいて少なくとも放射線の照射の開始を検出する制御手段と、
    を備え、
    前記制御手段は、前記走査駆動手段から前記オン電圧を印加する走査線を順次切り替えながら前記各放射線検出素子のリセット処理を繰り返し行うとともに、放射線の照射の開始を検出すると、前記オン電圧を印加する走査線の切り替えを停止し、前記各スイッチ手段に前記オフ電圧を印加させて前記放射線検出素子内で発生した電荷を保持させ、
    前記電流検出手段は、出力部にバンドパスフィルタまたはローパスフィルタを備え、前記バンドパスフィルタまたは前記ローパスフィルタを介して前記バイアス線を流れる電流の値を出力することを特徴とする放射線画像撮影装置。
  6. 互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子と、
    前記放射線検出素子ごとに配置され、接続された前記走査線を介してオフ電圧が印加されると前記放射線検出素子内で発生した電荷を保持し、オン電圧が印加されると前記放射線検出素子から前記電荷を放出させるスイッチ手段と、
    前記放射線検出素子から放出された前記電荷を電圧に変換し画像データとして読み出す読み出し回路と、
    前記走査線に印加する前記オン電圧と前記オフ電圧とを切り替える走査駆動手段と、
    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供給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、
    前記電流検出手段で検出された電流の値に基づいて少なくとも放射線の照射の開始を検出する制御手段と、
    を備え、
    前記制御手段は、
    前記走査駆動手段から前記オン電圧を印加する走査線を順次切り替えながら前記各放射線検出素子のリセット処理を繰り返し行うとともに、放射線の照射の開始を検出すると、前記オン電圧を印加する走査線の切り替えを停止し、前記各スイッチ手段に前記オフ電圧を印加させて前記放射線検出素子内で発生した電荷を保持させ、
    放射線の照射後の前記各放射線検出素子からの画像データの読み出し処理では、前記放射線検出素子のリセット処理において放射線の照射の開始を検出して前記オン電圧を印加する走査線の切り替えを停止した際に最後に前記オン電圧を印加した走査線の次に前記オン電圧を印加する走査線から順に前記オン電圧を印加する走査線を順次切り替えながら前記読み出し処理を行うことを特徴とする放射線画像撮影装置。
  7. 互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子と、
    前記放射線検出素子ごとに配置され、接続された前記走査線を介してオフ電圧が印加されると前記放射線検出素子内で発生した電荷を保持し、オン電圧が印加されると前記放射線検出素子から前記電荷を放出させるスイッチ手段と、
    前記放射線検出素子から放出された前記電荷を電圧に変換し画像データとして読み出す読み出し回路と、
    前記走査線に印加する前記オン電圧と前記オフ電圧とを切り替える走査駆動手段と、
    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供給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、
    前記電流検出手段で検出された電流の値に基づいて少なくとも放射線の照射の開始を検出する制御手段と、
    を備え、
    前記制御手段は、
    前記走査駆動手段から前記オン電圧を印加する走査線を順次切り替えながら前記各放射線検出素子のリセット処理を繰り返し行うとともに、放射線の照射の開始を検出すると、前記オン電圧を印加する走査線の切り替えを停止し、前記各スイッチ手段に前記オフ電圧を印加させて前記放射線検出素子内で発生した電荷を保持させ、
    前記各放射線検出素子からの画像データの読み出し処理後の暗電荷の読み出し処理では、放射線の照射時に前記各走査線に前記オフ電圧が印加されていた時間間隔と同じ時間間隔だけ前記各走査線に前記オフ電圧を印加して前記各放射線検出素子に暗電荷を蓄積させることを特徴とする放射線画像撮影装置。
  8. 互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子と、
    前記放射線検出素子ごとに配置され、接続された前記走査線を介してオフ電圧が印加されると前記放射線検出素子内で発生した電荷を保持し、オン電圧が印加されると前記放射線検出素子から前記電荷を放出させるスイッチ手段と、
    前記放射線検出素子から放出された前記電荷を電圧に変換し画像データとして読み出す読み出し回路と、
    前記走査線に印加する前記オン電圧と前記オフ電圧とを切り替える走査駆動手段と、
    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供給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、
    前記電流検出手段で検出された電流の値に基づいて少なくとも放射線の照射の開始を検出する制御手段と、
    を備え、
    前記制御手段は、
    前記走査駆動手段から前記オン電圧を印加する走査線を順次切り替えながら前記各放射線検出素子のリセット処理を繰り返し行うとともに、放射線の照射の開始を検出すると、前記オン電圧を印加する走査線の切り替えを停止し、前記各スイッチ手段に前記オフ電圧を印加させて前記放射線検出素子内で発生した電荷を保持させ、
    前記放射線検出素子のリセット処理において放射線の照射の開始を検出して前記オン電圧を印加する走査線の切り替えを停止した際に最後に前記オン電圧を印加した走査線の情報を保持することを特徴とする放射線画像撮影装置。
  9. 互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子と、
    前記放射線検出素子ごとに配置され、接続された前記走査線を介してオフ電圧が印加されると前記放射線検出素子内で発生した電荷を保持し、オン電圧が印加されると前記放射線検出素子から前記電荷を放出させるスイッチ手段と、
    前記放射線検出素子から放出された前記電荷を電圧に変換し画像データとして読み出す読み出し回路と、
    前記走査線に印加する前記オン電圧と前記オフ電圧とを切り替える走査駆動手段と、
    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供給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、
    前記電流検出手段で検出された電流の値に基づいて少なくとも放射線の照射の開始を検出する制御手段と、
    を備え、
    前記制御手段は、
    前記走査駆動手段から前記オン電圧を印加する走査線を順次切り替えながら前記各放射線検出素子のリセット処理を繰り返し行うとともに、放射線の照射の開始を検出すると、前記オン電圧を印加する走査線の切り替えを停止し、前記各スイッチ手段に前記オフ電圧を印加させて前記放射線検出素子内で発生した電荷を保持させ、
    前記放射線検出素子のリセット処理において放射線の照射の開始を検出して前記オン電圧を印加する走査線の切り替えを停止した際に最後に前記オン電圧を印加した走査線に前記スイッチ手段を介して接続されている前記放射線検出素子から読み出された前記画像データを、当該走査線に隣り合う２本の走査線に前記スイッチ手段を介して接続されている前記放射線検出素子から読み出された前記画像データを用いて補正することを特徴とする放射線画像撮影装置。
  10. 外部と通信するための通信手段を備えた請求項８に記載の放射線画像撮影装置と、
    前記放射線画像撮影装置から送信されてきたデータを受信可能なコンソールと、
    を備え、
    前記放射線画像撮影装置は、放射線画像撮影により得られた前記画像データと、前記最後に前記オン電圧を印加した走査線の情報とを、前記通信手段を介して前記コンソールに送信し、
    前記コンソールは、前記情報に基づいて、前記放射線検出素子のリセット処理において最後に前記オン電圧が印加された走査線に前記スイッチ手段を介して接続されている前記放射線検出素子から読み出された前記画像データを、当該走査線に隣り合う２本の走査線に前記スイッチ手段を介して接続されている前記放射線検出素子から読み出された前記画像データを用いて補正することを特徴とする放射線画像撮影システム。
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