JP5289477B2 - 放射線画像検出装置及び放射線の照射開始検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、被写体を透過した放射線の照射を受けて放射線画像を検出する放射線画像検出装置及び放射線の照射開始検出方法に関する。

医療分野において、画像診断を行うために、放射線、例えば、Ｘ線を利用したＸ線撮影システムが知られている。Ｘ線撮影システムは、Ｘ線を発生するＸ線源と、被写体を透過したＸ線の照射を受けて、Ｘ線画像を検出するＸ線画像検出装置とからなる。Ｘ線画像検出装置としては、Ｘ線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する画素が配列されたＴＦＴ（Thin Film transistor）アクティブマトリクス基板を用いて、信号電荷を画素毎に蓄積することで被写体の画像情報を表すＸ線画像を検出し、これをデジタルな画像データとして出力するＦＰＤ（flat panel detedtor）を利用したものが実用化されている。

ＦＰＤを利用したＸ線画像検出装置は、フィルムやＩＰ（イメージングプレート）を利用したものと異なり、Ｘ線源がＸ線を照射する照射時間に合わせてＦＰＤが信号電荷を蓄積する蓄積動作を実行するように、Ｘ線源との同期制御を行う必要がある。Ｘ線画像検出装置を制御するコンソール等の制御装置は、Ｘ線源に接続された照射スイッチが操作されてＸ線の照射が開始されるタイミングとＦＰＤが信号電荷の蓄積動作を開始するタイミングとを同期させるために、照射スイッチが発生する照射開始信号を受信し、これを同期信号としてＸ線画像検出装置に対して出力する。Ｘ線画像検出装置は、同期信号を受信すると、蓄積動作へ移行して撮影を開始する。

しかし、Ｘ線画像検出装置とＸ線源とでメーカが異なるものを用いてＸ線撮影システムを構築する場合には、Ｘ線画像検出装置やその制御装置に標準で装備されている同期制御用のインターフェース（ケーブルやコネクタの規格、同期信号の形式等）が、Ｘ線源のインターフェースと適合しない場合もある。このため、同期信号を用いることなく、Ｘ線画像検出装置でＸ線の照射開始を自己検出してＸ線源との同期を取る自己検出技術が各種提案されている（特許文献１〜３）。

特開２００３−１２６０７２号公報 特表２００２−５４３６８４号公報 特開２００８−１２５９０３号公報

しかしながら、特許文献１〜３に開示される自己検出技術は、Ｘ線画像検出装置に衝撃や振動等によるノイズ（以下、衝撃ノイズ）が発生すると、これをＸ線の照射開始を誤検出してＸ線画像検出装置が蓄積動作に移行してしまうおそれがある。特許文献１〜３では、衝撃ノイズに起因する誤検出を防止するという課題及びその対策について明示も示唆もなく、何ら考慮されていない。

本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、Ｘ線の照射開始を自己検出するとともに、衝撃ノイズによる誤動作を防止することを目的とする。

本発明の放射線画像検出装置は、放射線源から照射され被写体を透過した放射線を撮像して放射線画像を得る撮像手段であり、放射線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する複数の画素が二次元に配列され、各々の前記画素を制御するための走査線が行毎に、前記信号電荷を読み出すための信号線が列毎に配設された撮像領域を有する撮像手段と、前記走査線を通じて駆動信号を出力して各々の前記画素が有するスイッチング素子をオン状態とオフ状態に切り替えることにより前記画素を駆動する駆動手段であり、前記スイッチング素子をオフ状態にして前記画素に前記信号電荷を蓄積させる蓄積動作と、前記スイッチング素子をオン状態にして前記信号線を通じて前記信号電荷を読み出すための読み出し動作を行わせる駆動手段と、前記画素から選ばれた画素であり、前記放射線の照射開始を検出するための検出画素と、前記検出画素が接続された前記信号線の出力値を監視し、前記出力値が所定閾値以上の値になったことを前記照射開始として検出して前記蓄積動作を開始させ、前記蓄積動作の開始後に前記出力値を第１信号値及び第２信号値として２回連続して取得し、前記第１信号値と前記第２信号値との差に基づいて前記照射開始の検出の正当性を判定する制御手段と、を備えることを特徴とする。

前記第１信号値は前記検出画素の前記スイッチング素子をオン状態にして取得され、前記第２信号値は前記検出画素の前記スイッチング素子をオフ状態にして取得されることが好ましい。

前記第１信号値及び前記第２信号値は前記検出画素の前記スイッチング素子をオン状態にして取得されることが好ましい。

前記照射開始の検出が前記放射線の照射による正当なものでないと判定した場合に、前記蓄積動作を停止し、前記照射開始の検出を再開させることが好ましい。

前記検出画素は複数個配置されており、各々の前記検出画素が接続される前記信号線の出力値に基づいて前記照射開始の検出を行うことが好ましい。

前記検出画素は、前記撮像領域の中央付近に配置されていることが好ましい。

前記信号線には、前記出力値として前記信号電荷の積分値に応じた電圧を出力する積分アンプが接続されていることが好ましい。

前記検出画素が配置された行に対応する画素値を補正する処理を施す補正手段を備えることが好ましい。

本発明の放射線の照射開始検出方法は、放射線源から照射され被写体を透過した放射線を撮像して放射線画像を得る撮像手段であり、放射線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する複数の画素が二次元に配列され、各々の前記画素を制御するための走査線が行毎に、前記信号電荷を読み出すための信号線が列毎に配設された撮像領域を有する撮像手段と、前記走査線を通じて駆動信号を出力して各々の前記画素が有するスイッチング素子をオン状態とオフ状態に切り替えることにより前記画素を駆動する駆動手段であり、前記スイッチング素子をオフ状態にして前記画素に前記信号電荷を蓄積させる蓄積動作と、前記スイッチング素子をオン状態にして前記信号線を通じて前記信号電荷を読み出す読み出し動作とを行わせる駆動手段と、前記画素から選ばれた画素であり、前記放射線の照射開始を検出するための検出画素とを用い、前記検出画素が接続された前記信号線の出力値を監視し、前記出力値が所定閾値以上の値になったことを前記照射開始として検出して前記蓄積動作を開始させ、前記蓄積動作の開始後に前記出力値を第１信号値及び第２信号値として２回連続して取得し、前記第１信号値と前記第２信号値との差に基づいて前記照射開始の検出の正当性を判定することを特徴とする。

本発明によれば、衝撃ノイズによる誤動作を防止しつつ、Ｘ線の照射開始を自己検出することができる。

Ｘ線撮影システムの構成を示す概略図である。 電子カセッテの構成を示す説明図である。 Ｘ線の照射開始を検出する態様を示すタイミングチャートである。 衝撃ノイズによる誤動作を防止する態様を示すタイミングチャートである。 第２実施形態のＸ線の照射開始を検出する態様を示すタイミングチャートである。 第２実施形態の衝撃ノイズによる誤動作を防止する態様を示すタイミングチャートである。 検出画素が複数設けられる例を示す説明図である。 検出画素が撮像領域の中央付近に設けられる例を示す説明図である。 第３実施形態においてＸ線の照射開始を検出する態様を示すタイミングチャートである。 第３実施形態において衝撃ノイズが発生した場合の態様を示すタイミングチャートである。 第４実施形態においてＸ線の照射開始を検出する態様を示すタイミングチャートである。 第４実施形態において衝撃ノイズが発生した場合の態様を示すタイミングチャートである。 全行の画素でＯＮ読み出しによる電圧信号Ｖｏｕｔ１とＯＦＦ読み出しによる電圧信号Ｖｏｕｔ２の差分Δを算出する態様を示すタイミングチャートである。 全行の画素でＯＮ読み出しによる電圧信号Ｖｏｕｔ１とＯＮ読み出しによる電圧信号Ｖｏｕｔ２の差分Δを算出する態様を示すタイミングチャートである。

［第１実施形態］
図１に示すように、Ｘ線撮影システム１０は、被写体Ｈを載置する天板１１を有する撮影台と、被写体Ｈに向けてＸ線焦点１３からＸ線を照射するＸ線源１２と、被写体Ｈを透過したＸ線の照射を受けて、被写体ＨのＸ線画像を検出する電子カセッテ１４（放射線画像検出装置）とを備える。Ｘ線源１２は、Ｘ線を発生するＸ線管とＸ線の照射野を限定するコリメータとを有する。

また、Ｘ線撮影システム１０は、高電圧発生部１６、Ｘ線源制御部１７、コンソール２１、モニタ２２を備えている。Ｘ線源制御部１７には、図示しない操作パネルなどから、管電圧、管電流、照射時間といった撮影条件が入力される。Ｘ線源制御部１７は、入力された撮影条件を高電圧発生部１６に送る。またＸ線源制御部１７には照射開始信号を入力する照射スイッチ２３が接続されており、Ｘ線源制御部１７は、照射スイッチ２３から入力される照射開始信号を、高電圧発生部１６を通じてＸ線源１２に与える。

高電圧発生部１６は、Ｘ線源制御部１７から入力された撮影条件に応じた管電圧や管電流を発生し、発生した管電圧や管電流をＸ線源１２に与える。Ｘ線源１２は、照射開始信号を受けると、与えられた管電圧や管電流に応じたＸ線の照射を開始し、照射時間が経過した時点でＸ線の照射を停止する。

コンソール２１は、電子カセッテ１４を制御する制御装置である。コンソール２１に対しては、照射スイッチ２３からの照射開始信号は入力されない。コンソール２１は、通信部２４を介して電子カセッテ１４に対して制御信号を送信し、電子カセッテ１４が検出したＸ線画像のデータを受信する。モニタ２２は、コンソール２１が受信したＸ線画像を表示する他、コンソール２１を操作するための操作画面の表示を行う。

また、コンソール２１は、補正部３１を有する。補正部３１は、電子カセッテ１４から入力されるＸ線画像のデータに対して各種画像処理を施して、モニタ２２に出力する。例えば、補正部３１は、Ｘ線画像データに対して、欠陥のある画素の画素値を補間により補正する欠陥補正処理や、撮影したＸ線画像のデータからオフセット画像を差し引くことにより、暗電荷によるノイズ成分を除去するノイズ除去処理を施す。オフセット画像や欠陥画素のデータはメモリ３２に予め記録されている。なお、画素毎の出力値を調節するゲイン補正は、撮影条件等に従って電子カセッテ１４の信号処理回路（後述）で行われる。

電子カセッテ１４は、扁平なほぼ直方体形状の筐体内に、Ｘ線画像を検出するＦＰＤ２５と、ＦＰＤ２５が出力するＸ線画像のデータを一時的に記憶するメモリ２６と、コンソール２１との間でメモリ２６内のデータや制御信号の通信を行う通信部２７とが内蔵されている。通信部２７は、例えば、赤外線などの光や電波によって無線通信を行う無線通信部であり、電子カセッテ１４は、ＦＰＤ２５などの各部に給電を行うバッテリ（図示しない）を内蔵したワイヤレスタイプである。通信部２４，２７は、ケーブルを通じて通信を行う有線通信部であってもよいし、電子カセッテ１４はバッテリの代わりに商用電源から電源ケーブルを通じて給電を受けるものでも良い。

図２において、ＦＰＤ２５は、ＴＦＴアクティブマトリクス基板を有し、この基板上にＸ線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する複数の画素３７を配列して張る撮像領域５１が形成された撮像パネルと、画素３７を駆動して信号電荷の読み出しを制御するゲートドライバ５２と、画素３７から読み出された信号電荷をデジタルデータに変換して出力する信号処理回路５３と、ゲートドライバ５２と信号処理回路５３を制御して、ＦＰＤ２５の動作を制御する制御部５４とを備えている。複数の画素３７は、所定のピッチで二次元にｎ行（ｘ方向）×ｍ列（ｙ方向）のマトリクスに配列されている。

ＦＰＤ２５は、Ｘを可視光に変換するシンチレータ（蛍光体）を有し、シンチレータによって変換された可視光を画素３７で光電変換する間接変換型である。シンチレータは、画素３７が配列された撮像領域５１の全面と対向するように配置されている。

画素３７は、可視光の入射によって電荷を発生する光電変換素子であるフォトダイオード４２及びフォトダイオード４２が発生した電荷を蓄積するキャパシタからなり、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）４３を備える。

フォトダイオード４２は、電荷（電子‐正孔対）を発生する半導体層（例えばＰＩＮ型）とその上下に上部電極及び下部電極を配した構造を有している。フォトダイオード４２は、下部電極にＴＦＴ４３が接続され、上部電極には、図示しないバイアス線が接続されており、バイアス線を通じてバイアス電圧が印加される。バイアス電圧の印加により半導体層内に電界が生じるため、光電変換により半導体層で発生した電荷（電子‐正孔対）は、一方がプラス、他方がマイナスの極性を持つ上部電極と下部電極に移動し、キャパシタに電荷が蓄積される。

ＴＦＴ４３は、ゲート電極が走査線４７に接続され、ソース電極が信号線４８に接続され、ドレイン電極がフォトダイオード４２に接続される。走査線４７と信号線４８は格子状に配線されており、走査線４７は、撮像領域５１内の画素３７の行数分（ｎ行分）、信号線４８は画素３７の列数分（ｍ列分）それぞれ配線されている。走査線４７はゲートドライバ５２に接続され、信号線４８は信号処理回路５３に接続される。

ゲートドライバ５２は、ＴＦＴ４３を駆動することにより、Ｘ線の入射量に応じた信号電荷を画素３７に蓄積する蓄積動作と、画素３７から信号電荷を読み出す読み出し動作と、画素リセット動作の３つの動作を行わせる駆動手段である。フォトダイオード４２の半導体層には、Ｘ線の入射の有無に関わらず暗電荷が発生し、バイアス電圧が印加されているために、暗電荷はキャパシタに蓄積される。画素リセット動作は、画素３７において発生する暗電荷を、信号線４８を通じて掃き出して画素３７をリセットする動作である。制御部５４は、通信部２７を通じて入力されるコンソール２１からの制御信号に基づいて、ゲートドライバ５２によって実行される、画素リセット動作、蓄積動作及び読み出し動作の動作タイミングを制御する。

蓄積動作では、ＴＦＴ４３がオフ状態にされ、その間、画素３７に信号電荷が蓄積される。蓄積動作の開始と同時に、制御部５４は、タイマを作動させて蓄積時間の計時を開始する。蓄積時間は、Ｘ線が照射されている間、蓄積動作が継続するように、Ｘ線源１２の最大照射時間よりも長い時間が設定されている。読み出し動作では、ゲートドライバ５２が、ＴＦＴ４３を駆動する駆動パルスであるゲートパルスＧ１〜Ｇｎを順次発生して、走査線４７を１行ずつ順に活性化し、走査線４７に接続されたＴＦＴ４３を１行分ずつオン状態とする。画素３７のキャパシタに蓄積された電荷は、ＴＦＴ４３がオン状態になると信号線４８に読み出されて、信号処理回路５３に入力される。

信号処理回路４０は、積分アンプ６６、マルチプレクサ（ＭＵＸ）６７、及びＡ／Ｄ変換器６８を備える。積分アンプ６６は、各信号線４８に対して個別に接続される。積分アンプ６６は、オペアンプとオペアンプの入出力端子間に接続されたキャパシタとからなり、信号線４８はオペアンプの一方の入力端子に接続される。もう一方の入力端子はグラウンド（ＧＮＤ）に接続される。積分アンプ６６は、信号線４８から入力される電荷を積算し、電圧信号Ｄ１〜Ｄｍに変換して出力する。各列の積分アンプ６６の出力端にはＭＵＸ６７が接続される。ＭＵＸ６７の出力側には、Ａ／Ｄ変換器６８が接続される。

ＭＵＸ６７は、パラレルに接続される複数の積分アンプ６６から順に１つの積分アンプ６６を選択肢、選択した積分アンプ６６から出力される電圧信号Ｄ１〜ＤｍをシリアルにＡ／Ｄ変換器６８に入力する。Ａ／Ｄ変換器６８は、入力された電圧信号Ｄ１〜Ｄｍをデジタルデータに変換して、電子カセッテ１４の鏡体内に内蔵されるメモリ２６に出力する。

ＭＵＸ６７によって積分アンプ６６から１行分の電圧信号Ｄ１〜Ｄｍが読み出されると、制御部５４は、積分アンプ６６に対してリセットパルス（リセット信号）ＲＳＴを出力し、積分アンプ６６のリセットスイッチ６９をオンにする。これにより、積分アンプ６６に蓄積された１ライン（行）目の信号電荷がリセットされる。積分アンプ６６がリセットされると、制御部５４は、ゲートドライバ５２に対して２ライン目のゲートパルスＧ２の出力を指令して、２ライン目の画素３７の信号電荷の読み出しを開始させる。２ライン目移行の読み出しも１ライン目と同様の手順で行われる。

全ラインの読み出しが完了すると、１画面分のＸ線画像を表す画像データがメモリ２６に記録される。画像データはメモリ２６から読み出されて、通信部２７を通じて、コンソール２１に出力される。こうして被検体ＨのＸ線画像が検出される。

また、画素３７において発生する暗電荷は、画像データに対してはオフセットノイズとなるので、信号電荷の蓄積動作が開始される前に、画素リセット動作が行われる。画素リセット動作は、例えば、１ラインずつ画素３７をリセットする順次リセット方式で行われる。

順次リセット方式の場合は、信号電荷の読み出し動作と同様に、ゲートドライバ５２が走査線４８に対してゲートパルスＧ１〜Ｇｎを順に発生して画素３７のＴＦＴ４３を１行ずつオン状態にする。ＴＦＴ４３がオン状態になっている間、暗電荷が、画素３７から信号線４８を通じて積分アンプ６６に流れる。画素リセット動作では、読み出し動作と異なり、ＭＵＸ６７による、積分アンプ４７に蓄積された電荷の読み出しは行われず、制御部５４は、各ゲートパルスＧ１〜Ｇｎの発生と同期して、リセットパルスＲＳＴを出力し、積分アンプ４７をリセットする。

さらに、電子カセッテ１４は、Ｘ線の照射開始を自己検出する照射検出動作を行う。照射検出動作は、前述の画素リセット動作を行いながら、Ｘ線の照射開始の照射開始を検出する動作であり、コンソール２１から制御部５４に撮影条件が入力されたときに開始される。Ｘ線の照射開始が検出されると蓄積動作に移行される。

ＦＰＤ２５は、Ｘ線の照射開始を検出するために用いられる画素（以下、検出画素という）６１を備える。検出画素６１は、画素３７の中から選択されたものであり、その構造は他の画素３７と同様である。したがって、検出画素６１で発生した信号電荷は、ＴＦＴ４３がオフであればキャパシタに蓄積され、ＴＦＴ４３がオンであれば信号線４８に読み出される。検出画素６１のＴＦＴ４３は、同行にある他の画素３７とともに走査線４７に入力されるゲートパルスＧ１〜Ｇｎ（図２ではＧ２）によってオンオフが切り替えられる。検出画素６１が接続された信号線４８上の積分アンプ６６が出力する電圧信号（図２ではＤ３）は、電子カセッテ１４の動作状態によらず、電圧信号ＶｏｕｔとしてＡ／Ｄ変換回路６８を介して制御部５４に入力される。

制御部５４（照射検出手段，制御手段，検出結果判定手段）は、検出画素６１が設けられた信号線４８上の積分アンプ６６から入力される電圧信号Ｖｏｕｔに基づいて、Ｘ線の照射開始を検出するとともに、検出した照射開始がＸ線の照射による正当なものか、衝撃ノイズによる誤検出であるかを判定する。制御部５４は、照射開始の検出、及び検出した照射開始がＸ線の照射による正当なものか否かの判定を以下のように行う。

まず、制御部５４は、照射検出動作が開始されると、電圧信号Ｖｏｕｔの値を監視する。このとき、制御部５４は、電圧信号Ｖｏｕｔを所定の閾値Ｔｈ１と比較し、電圧信号Ｖｏｕｔが閾値Ｔｈ１以上の値になったことを照射開始として検出する。

制御部５４は、照射開始を検出したことを契機として、検出画素６１を含む全画素３７のＴＦＴ４３をオフにし、動作状態を照射検出動作から蓄積動作に移行させる。

制御部５４は、蓄積動作に移行後、ＴＦＴ４３がオンにされることによって検出画素６１から読み出される信号電荷を反映した電圧信号Ｖｏｕｔを取得する。これに続き、ＴＦＴ４３がオフにされた後に、検出画素６１が配設された信号線４８上の積分アンプ６６から電圧信号Ｖｏｕｔを取得する。すなわち、制御部５４は、検出画素６１について、ＴＦＴ４３をオン状態にして取得される第１の電圧信号Ｖｏｕｔ（以下、電圧信号Ｖｏｕｔ１という）と、ＴＦＴ４３をオフ状態にして取得される第２の電圧信号Ｖｏｕｔ（以下、電圧信号Ｖｏｕｔ２という）を連続して取得する。

そして、制御部５４は、２つの電圧信号Ｖｏｕｔ１及びＶｏｕｔ２の差分Δ（＝Ｖｏｕｔ１−Ｖｏｕｔ２）を算出し、所定の閾値Ｔｈ２と比較する。後述するように、差分Δは、検出した照射開始が衝撃ノイズによる誤検出であった場合には暗電荷によるノイズ程度の値であり、閾値Ｔｈ２以上の値になることはない。一方、検出した照射開始がＸ線の照射による正当なものであった場合、差分Δの値は閾値Ｔｈ２以上の値となる。したがって、制御部５４は、電圧信号Ｖｏｕｔ１及びＶｏｕｔ２の差分Δが閾値Ｔｈ２未満の場合、検出した照射開始が衝撃ノイズによるものであったと判定し、差分Δが閾値Ｔｈ２以上の場合、検出した照射開始がＸ線の照射による正当なものであったと判定する。

制御部５４は、上述の判定結果に基づいて動作状態を制御する。具体的には、判定結果が、先に検出された照射開始が衝撃ノイズによる誤検出であったことを示すものである場合、制御部５４は、速やかに蓄積動作を中止し、照射検出動作を再開させる。一方、判定結果が、先に検出された照射開始がＸ線の照射による正当なものであったことを示すものである場合、制御部５４は、撮影条件によって定められ、照射開始が検出された時点から計時した一定の期間、蓄積動作を行わせた後、読み出し動作を行わせることにより、Ｘ線撮影を実行させる。

Ｘ線源１２及び電子カセッテ１４を用いて撮影を行うにあたっては、Ｘ線源制御部１７と電子カセッテ１４のそれぞれに対して撮影条件が設定される。撮影条件は、Ｘ線源１２が照射するＸ線のエネルギースペクトルを決める管電圧、Ｘ線の単位時間あたりの照射量を決める管電流、Ｘ線を照射する照射時間である。撮影条件は、撮影部位、被写体Ｈの年齢等によって変わる。

電子カセッテ１４に対しては、コンソール２１を通じて撮影条件が設定される。電子カセッテ１４は、設定された撮影条件に応じて積分アンプ６６のゲインなどを設定する。コンソール２１には、撮影条件が異なる複数の撮影メニューが用意されており、これらの撮影メニューが操作画面に選択可能に表示される。操作画面において撮影メニューが選択されると、それに応じた撮影条件が電子カセッテ１４に設定される。コンソール２１から撮影条件が入力されると、制御部５４は、その入力を撮影準備開始指示として受け取る。制御部５４は、撮影準備開始指示が入力されると、照射検出動作を開始させる。

まず、電子カセッテ１４が起動すると、ＦＰＤ２５は、撮影準備開始指示の入力を待機する待機状態に入る。待機状態は、ゲートドライバ５２、信号処理回路５３が制御部５４からの指令により動作可能な状態である。待機状態においては、例えば順次リセット方式による画素リセット動作が繰り返し実行される。なお、待機状態においては、照射検出動作は開始されていないため、制御部５４は、衝撃ノイズ等により電圧信号Ｖｏｕｔが閾値Ｔｈ１以上の値になっても、照射開始を検出しない。

コンソール２１において撮影メニューが選択されると、電子カセッテ１４に撮影条件が入力される。制御部５４は、撮影条件の入力を撮影準備開始指示の入力として受け取り、照射検出動作を開始させる。そして、制御部５４は、検出画素６１が接続された信号線５８の積分アンプ６６から電圧信号Ｖｏｕｔを取得し、監視を開始する。

図３に示すように、照射検出動作が開始されてからＸ線の照射開始（時刻Ｔ０）までの間、電圧信号Ｖｏｕｔは、リセット動作に応じて暗電荷によるノイズ（以下、暗電荷ノイズという）の値となる。制御部５４がＸ線の照射開始を検出するために電圧信号Ｖｏｕｔと比較する閾値Ｔｈ１は、暗電荷ノイズよりも大きな値に設定されている。このため、衝撃ノイズ等が発生しなければ、照射検出動作の開始後Ｘ線の照射開始前までの間に、制御部５４が照射開始を検出することはない。

ある時刻Ｔ０に照射スイッチ２３が押され、Ｘ線源１２からＸ線が照射されると、電圧信号Ｖｏｕｔは、検出画素６１で発生した信号電荷が積分アンプ６６に流入することにより、ノイズレベルＶ０を超える値を示すようになる。制御部５４は、電圧信号Ｖｏｕｔと閾値Ｔｈ１とを比較し、はじめて電圧信号Ｖｏｕｔが閾値Ｔｈ１以上の値になった時点Ｔ１をＸ線の照射開始時点として検出する。制御部５４は、Ｘ線の照射開始を検出すると、ゲートドライバ５２を制御して、全画素３７のＴＦＴ４３をオフにする。これにより、蓄積動作が開始される。

また、制御部５４は、照射検出動作から蓄積動作に移行させると、蓄積動作に移行後はじめて積分アンプ６６に入力するリセットパルスＲＳＴに同期して、検出画素６１が配設された行の走査線４７にゲートパルス（Ｇ２）を入力させる。これにより、検出画素６１及び検出画素６１と同行に配設された画素３７は、蓄積動作に移行後１回目のリセットパルスＲＳＴ間の区間αにおいて、ＴＦＴ４３をオンにされ、検出画素６１に蓄積された信号電荷は、区間αにおいて積分アンプ６６に読み出される。区間αにおいて積分アンプ６６が出力する電圧信号Ｖｏｕｔは、検出された照射開始がＸ線の照射による正当なものか否かの判定に利用される第１の電圧信号Ｖｏｕｔ１として制御部５４に入力される。

このように蓄積動作の開始後にＴＦＴ４３をオンにした状態で検出画素６１の読み出しを行わせると、制御部５４は、検出画素６１が配設された行の走査線４７へのゲートパルス（Ｇ２）の入力を終了させる。したがって、区間αの次のリセットパルスＲＳＴ間の区間β以降では、検出画素６１及び検出画素６１と同行の画素３７のＴＦＴ４３を再びオフになる。これにより、区間β以降で、検出画素６１及び検出画素６１と同行の画素３７の実質的な蓄積期間が開始される。

制御部５４には区間αにおいて第１の電圧信号Ｖｏｕｔ１が入力されると、これに続く区間βにおいて、検出画素６１のＴＦＴ４３がオフにされた状態での積分アンプ６６の出力値が第２の電圧信号Ｖｏｕｔ２として入力される。第２の電圧信号Ｖｏｕｔ２の取得は、ＴＦＴ４３がオフの状態で行われるので、検出画素６１で発生した信号電荷は失われない。

なお、上述のように、蓄積動作の開始後に検出画素６１について、ＴＦＴ４３をオンにした電圧信号Ｖｏｕｔ１の読み出し（以下、ＯＮ読み出しという）と、ＴＦＴ４３をオフにした電圧信号Ｖｏｕｔ２の読み出し（以下、ＯＦＦ読み出しという）が連続で行われる間、検出画素６１が配設されていない行の画素３７は、一貫してＴＦＴ４３がオフにされており、時刻Ｔ０以降は信号電荷を蓄積し続ける。

制御部５４は、ＯＮ読み出しによって取得した第１の電圧信号Ｖｏｕｔ１と、ＯＦＦ読み出しによって取得した第２の電圧信号Ｖｏｕｔ２の差分Δを算出する。本例の場合、第１の電圧信号Ｖｏｕｔ１は、区間αで検出画素６１で発生した信号電荷（暗電荷を含む）を反映した値であり、閾値Ｔｈ１を超える大きさである。一方、第２の電圧信号Ｖｏｕｔ２はＯＦＦ読み出しで取得した電圧信号であり、区間βにおいて検出画素６１で発生した信号電荷等は積分アンプ６６に流入していないので、その値はほぼ０である。したがって、制御部５４が算出する差分Δは、ほぼ第１の電圧信号Ｖｏｕｔ１の値に等しい。

制御部５４は、算出した差分Δを閾値Ｔｈ２と比較することにより、先に検出した照射開始がＸ線の照射による正当なものか、衝撃ノイズによる誤検出かを判定する。閾値Ｔｈ２は、本例のようにＸ線の照射があった場合の差分Δが閾値Ｔｈ２以上の値となり、後述するように衝撃ノイズが照射開始と誤検出された場合には差分Δが閾値Ｔｈ２を上回らない値に予め設定されている。このため、本例の場合には、差分Δは閾値Ｔｈ２以上の値となるので、制御部５４は、先に検出した照射開始がＸ線の照射による正当なものであると判定する。

検出された照射開始がＸ線の照射による正当なものであったことが確認されると、制御部５４は、照射開始が検出された時点Ｔ０から計時した一定の期間、蓄積動作を行わせることにより、各画素３７に信号電荷を蓄積させた後、読み出し動作を行わせ、Ｘ線画像のデータを出力させる。なお、蓄積動作を行う時間は撮影条件によって定められる。

一方、電子カセッテ１４に衝撃や振動等が加わり、衝撃ノイズが発生した場合には以下のように動作する。

図４に示すように、衝撃ノイズが発生した場合、電圧信号Ｖｏｕｔは、衝撃ノイズと暗電荷ノイズとが重畳した波形となる。暗電荷ノイズは、Ｘ線の入射の有無に関わらずＦＰＤ２５を駆動しているだけで画素３７に発生する電荷に起因したノイズであるため、積分アンプ６６においてはリセットパルスＲＳＴの入力によりリセットされる。一方、衝撃ノイズは、衝撃ノイズは、積分アンプ６６に蓄積された信号電荷の量には関わりなく、積分アンプ６６の出力に直接的に重畳されるので、リセットパルスＲＳＴの入力によってもリセットされない。

前述のように閾値Ｔｈ１は、暗電荷ノイズよりも大きく設定されているので、暗電荷ノイズだけでは電圧信号Ｖｏｕｔが閾値Ｔｈ１以上の値になることはないが、電圧信号Ｖｏｕｔに衝撃ノイズが重畳されると、電圧信号ＶｏｕｔはＸ線の照射がなくても閾値Ｔｈ１以上の値になることがある。ここでは、ある時刻Ｔ３に衝撃ノイズによって電圧信号Ｖｏｕｔが閾値Ｔｈ１以上の値になったとする。

制御部５４は、照射検出動作中において電圧信号Ｖｏｕｔが閾値Ｔｈ１以上の値になったことを照射開始として検出するので、その内訳が衝撃ノイズと暗電荷ノイズであり、Ｘ線の照射によるシグナルが含まれていない本例のような場合であっても、時刻Ｔ３を照射開始として検出する。

制御部５４は、照射開始を検出すると、前述の例と同様に全画素３７のＴＦＴ４３をオフにし、蓄積動作を開始させる。また、制御部５４は、蓄積動作を開始させると、リセットパルスＲＳＴに同期して検出画素６１が配設された行の走査線４７にゲートパルス（Ｇ２）を入力することにより、蓄積動作の開始後はじめてのリセットパルスＲＳＴ間の区間αにおいて、検出画素６１のＴＦＴ４３をオンにする。これにより、制御部５４にはＯＮ読み出しによる第１の電圧信号Ｖｏｕｔ１が入力される。また、制御部５４は、次のリセットパルスＲＳＴ間の区間β以降において、検出画素６１のＴＦＴ４３をオフにすることにより、検出画素６１に実質的な蓄積動作を開始させる。このため、制御部５４には、区間βにおけるＯＦＦ読み出しによる第２の電圧信号Ｖｏｕｔ２が入力される。

制御部５４は、こうして取得した第１電圧信号Ｖｏｕｔ１及び第２電圧信号Ｖｏｕｔ２の差分Δを算出し、これを閾値Ｔｈ２と比較することによって、先に検出した照射開始がＸ線の照射による正当なものか否かを判定する。本例の場合、照射開始はＸ線によるものではなく、衝撃ノイズによるものなので、第１の電圧信号Ｖｏｕｔ１は、蓄積動作開始後から区間αにおいて発生した暗電荷ノイズと衝撃ノイズが重畳された値である。一方、第２電圧信号Ｖｏｕｔ２は、ＯＦＦ読み出しによるものなので、区間βで発生した暗電荷ノイズは反映されず、衝撃ノイズによる値である。

衝撃ノイズは、区間α及び区間βでほぼ同じ値とみなすことができるので、差分Δを算出することによってほぼキャンセルされ、制御部５４が算出する差分Δは、蓄積動作開始後から区間αの間に検出画素６１で発生した暗電荷ノイズの程度であり、Ｘ線の照射による場合に算出される差分Δと比較して極めて小さい。したがって、制御部５４は、算出した差分Δを閾値Ｔｈ２と比較し、差分Δが閾値Ｔｈ２よりも小さいことに基づいて、先に検出した照射開始が衝撃ノイズによる誤検出であったと判定する。

検出された照射開始が衝撃ノイズによるものでることが確認されると同時に、制御部５４は、全画素３７のＴＦＴ４３をオンにし、照射検出動作を再開させる。但し、制御部５４は、時点Ｔ３から衝撃ノイズが減衰するまでの時間τが経過した後に、電圧信号Ｖｏｕｔ１の監視を開始する。このため、同じ衝撃ノイズによって再び照射開始を誤検出することが防がれる。なお、所定時間τは衝撃の具体的態様等によらず概ね一定であるとみなせ、予め設定される。

上述のように、Ｘ線撮影システム１０においては、電子カセッテ１４が検出画素６１の出力を監視してＸ線の照射開始を検出し、これに基づいて蓄積動作を開始するので、Ｘ線源１２及びＸ線源１２側の装置類と接続されていなくてもＸ線源１２の動作に同期してＸ線撮影を行うことができる。さらに、Ｘ線撮影システム１０は、上述のようにＸ線の照射開始を検出するとともに、蓄積動作の開始後に連続して第１の電圧信号Ｖｏｕｔ１及び第２の電圧信号Ｖｏｕｔ２を取得して、これらの差分Δに基づいて、先に検出した照射開始がＸ線の照射による正当なものか衝撃ノイズによる誤検出かを判定し、検出した照射開始がＸ線の照射による正当なものであればＸ線撮影を完遂する一方、検出した照射開始が衝撃ノイズによる誤検出あった場合には速やかに照射検出動作を再開する。これにより、衝撃ノイズによって撮影が実行されてしまう誤動作を防止することができる。

なお、上述の第１実施形態では、ＯＮ読み出しによる電圧信号Ｖｏｕｔ１とＯＦＦ読み出しによる電圧信号Ｖｏｕｔ２を連続して取得し、これらの差分Δに基づいて、検出された照射開始がＸ線の照射による正当なものか、衝撃ノイズによる誤検出かを判定する例を説明したがこれに限らない。例えば、以下に第２実施形態として説明するように、蓄積動作に移行後、検出画素６１についてＯＮ読み出しによる電圧信号を２回連続で取得し、これらの電圧信号の差分Δに基づいて検出した照射開始がＸ線の照射による正当なものか、衝撃ノイズによる誤検出かを判定するようにしても良い。

［第２実施形態］
検出した照射開始が、Ｘ線の照射による正当なものか否かの判定を、ＯＮ読み出しによる電圧信号を２連続で取得して行う場合も、Ｘ線撮影システム１０の構成は前述の第１実施形態と同様であるので説明を省略する。

図５に示すように、Ｘ線が照射された場合、Ｘ線の照射開始時点Ｔ０以前の電圧信号Ｖｏｕｔ、ゲートパルスＧ１〜Ｇｎ等の挙動は前述の第１実施形態と同様である。また、制御部５４がＸ線の照射開始を検出する態様も同様である。すなわち、時刻Ｔ０にＸ線源１２からＸ線の照射が開始されると、電圧信号Ｖｏｕｔが閾値Ｔｈ１以上の値となり、制御部５４は電圧信号Ｖｏｕｔが閾値Ｔｈ１以上の値となった時点Ｔ１を、Ｘ線の照射開始として検出する。制御部５４は、Ｘ線の照射開始を検出すると、全画素３７のＴＦＴ４３をオフにすることにより、蓄積動作を開始させる。

次に、制御部５４は、積分アンプ６６に２回目に入力されるリセットパルスＲＳＴのタイミングに同期して、検出画素６１が配設された走査線４７にゲートパルス（Ｇ２）を入力させる。これにより、蓄積動作の開始後、２回目にリセットパルスＲＳＴ間の区間βにおいて、検出画素６１のＴＦＴ４３がオンにされ、区間αの間に検出画素６１で発生する信号電荷は積分アンプ６６に読み出される。こうしてＯＮ読み出しされた区間βにおける電圧信号Ｖｏｕｔは、第１の電圧信号Ｖｏｕｔ１として制御部５４に入力される。

また、区間βにおいてＯＮ読み出しを行わせた後、次のリセットパルスＲＳＴ間の区間γにおいて、制御部５４は、検出画素６１が配設された走査線４７に再びゲートパルス（Ｇ２）を入力させることにより、区間γにおいても検出画素６１のＴＦＴ４３をオンにし、区間γの間に検出画素６１で発生する信号電荷を積分アンプ６６に読み出させる。これにより、区間γにおいても、制御部５４に入力される第２の電圧信号Ｖｏｕｔ２もＯＮ読み出しによるものとなる。

制御部５４は、こうして２回の連続したＯＮ読み出しにより取得した第１の電圧信号Ｖｏｕｔ１と第２の電圧信号Ｖｏｕｔ２の差分Δを算出し、これを閾値Ｔｈ２と比較することによって、先に検出した照射開始がＸ線の照射による正当なものか否かを判定する。

第１の電圧信号Ｖｏｕｔ１は、蓄積動作の開始後、区間βまで（概ね区間α〜区間βの間）に検出信号６１に蓄積された信号電荷によるものである。一方、第２の電圧信号Ｖｏｕｔ２は、区間γにおいて検出画素６１で発生した信号電荷によるものである。

積分アンプ６６へのリセットパルスＲＳＴの入力間隔は一定であり、Ｘ線の照射線量も一定である。このため、検出画素６１で発生する信号電荷の量は、区間α，区間β，区間γで概ね等しい。したがって、本例の場合、制御部５４が算出する差分Δは、蓄積動作の開始時点Ｔ１から区間β初端のリセットパルスＲＳＴの入力までの間に、検出画素６１で発生した信号電荷の量に応じた値となり、閾値Ｔｈ２以上の値となる。したがって、制御部５４は、算出した差分Δが閾値Ｔｈ２以上の値であることから、先に検出した照射開始がＸ線の照射による正当なものであったと判定する。

制御部５４は、先に検出された照射開始がＸ線の照射による正当なものであったことを確認すると、照射開始を検出した時点Ｔ１から所定の期間、蓄積動作を行わせた後、読み出し動作に移行することによってＸ線撮影を実行させる。

一方、図６に示すように、衝撃ノイズが生じた場合、制御部５４は、電圧信号Ｖｏｕｔが閾値Ｔｈ１以上の値になった時点Ｔ３を照射開始として検出する。したがって、制御部５４は、全画素３７のＴＦＴ４３をオフにすることにより蓄積動作を開始させる。その後、制御部５４は、区間βにおいて検出画素６１から信号電荷を読み出させる。これにより、制御部５４には、検出画素６１をＯＮ読み出しした第１の電圧信号Ｖｏｕｔ１が入力される。また、制御部５４は、区間γにおいても検出画素６１が配設された走査線４７にゲートパルス（Ｇ２）を入力し、検出画素６１から信号電荷を読み出させる。これにより、制御部５４には、区間γで検出画素６１をＯＮ読み出しした第２の電圧信号Ｖｏｕｔ２が入力される。

制御部５４は、上述のようにして取得した第１の電圧信号Ｖｏｕｔ１及び第２の電圧信号Ｖｏｕｔ２の差分Δを算出する。本例の場合、第１の電圧信号Ｖｏｕｔ１は、蓄積動作の開始後から区間βまでに蓄積された暗電荷による暗電荷ノイズと、区間βにおける衝撃ノイズが重畳されたものである。また、第２の電圧信号Ｖｏｕｔ２は、区間γで発生した暗電荷による暗電荷ノイズと、区間γにおける衝撃ノイズが重畳されたものである。したがって、制御部５４が算出する差分Δは、次のような値になる。例えば、衝撃ノイズの正負が一致する場面では、区間βと区間γに重畳された衝撃ノイズによる値がキャンセルされて小さくなり、かつ、区間β及び区間γで発生する暗電荷ノイズの量はほぼ等しいのでキャンセルされてほぼ０になるので、差分Δは、高々区間αで蓄積された暗電荷ノイズの程度となり、閾値Ｔｈ２を超えることはない。また、図６に示す例のように、区間βと区間γで衝撃ノイズの正負が丁度逆転するような場面では、区間βと区間γで発生した暗電荷ノイズがキャンセルされてほぼ０になるのは同様だが、衝撃ノイズは加算されることになる。しかし、衝撃ノイズの正負が丁度逆転するようなところではそもそも衝撃ノイズは極めて小さいので、区間β及び区間γの衝撃ノイズが加算されたとしても、その値は小さい。したがって、こうした場合であっても、差分Δが閾値Ｔｈ２を超えることはない。

こうしたことから、衝撃ノイズによって照射開始が検出された場合、制御部５４は、差分Δが閾値Ｔｈ２よりも小さい値であることに基づいて、検出した照射開始が衝撃ノイズによる誤検出であると判定する。制御部５４は、検出された照射開始が衝撃ノイズによる誤検出であることを確認すると、全画素３７のＴＦＴ４３をオンにすることにより、照射検出動作を再開させる。また、制御部５４は、時点Ｔ３から衝撃ノイズが減衰するまでの時間τを経過した後に、電圧信号Ｖｏｕｔ１の監視を開始する。

上述のように、連続したＯＮ読み出しによる電圧信号Ｖｏｕｔ１及びＶｏｕｔ２を用いても、検出した照射開始がＸ線の照射による正当なものか、衝撃ノイズによる誤検出かの判定は可能である。

なお、上述の第１実施形態及び第２実施形態では、検出画素６１が１つ設けられている例を説明したが、図７に示すように、検出画素６１は複数設けられていても良い。また、図示しないが、例えば、１行分の画素３７を全て検出画素６１として用いても良い。検出画素６１を複数設ける場合、例えば、各々の検出画素６１が接続される信号線４８上の積分アンプ６６の出力値に基づいて、検出した照射開始が正当であるか否かを判定し、判定結果が所定数以上（所定数未満）の場合に検出結果が正当（誤検出）であると判定すれば良い。

このように、検出画素６１が複数設けられている場合、被写体Ｈに特にＸ線を透過し難い箇所が含まれているようなときに、これに検出画素６１が覆われて照射検出ができなくなってしまうことを防止することができる。また、検出画素６１が複数設けられていると、照射開始の検出及びこれが正当であるか否かの判定をより正確に行うことができる。

また、上述の第１実施形態及び第２実施形態では、図示の便宜上、検出画素６１が撮像領域５１の隅に一つ設けられている例を説明したが、図８に示すように、検出画素６１は、撮像領域５１の中央又は中央付近に設けられていることが好ましい。前述のように検出画素６１を複数設ける場合には、これらのうち少なくとも１つは撮像領域５１の中央あるいは中央近傍に設けられていることが好ましい。こうして検出画素６１を撮像領域５１の中央付近に設けておくことで、Ｘ線の照射位置の中心や撮影範囲の中心と、撮像領域５１の中心とがズレた状態で撮影が行われても、正確にＸ線の照射開始を検出することができる。

なお、上述の第１実施形態及び第２実施形態では、照射開始の検出に閾値Ｔｈ１を用い、検出した照射開始がＸ線の照射による正当なものか否かの判定に閾値Ｔｈ２を用いる例を説明したが、閾値Ｔｈ１及び閾値Ｔｈ２は同じ値でも良い。

また、上述の第１実施形態及び第２実施形態では、閾値Ｔｈ２が閾値Ｔｈ１よりも大きな値に設定されている例を説明したが、閾値Ｔｈ２は閾値Ｔｈ１よりも小さい値に設定しても良い。但し、閾値Ｔｈ１は、できるだけ小さい値であることが好ましい。閾値Ｔｈ１が小さいほど照射開始を素早く検出することができ、照射開始を検出するまでに失われるＸ線を少なくすることができるからである。一方、閾値Ｔｈ２は、できるだけ大きい値であることが好ましい。閾値Ｔｈ２は、検出した照射開始が正当なものであるか否かをチェックするためのものであり、検出した照射開始がＸ線の照射による正当なものであれば、差分Δは衝撃ノイズの振幅と比べて大きい値となる。このため、閾値Ｔｈ２を大きな値（例えば、閾値Ｔｈ１よりも大きな値）に設定しておくことで、検出した照射開始がＸ線の照射による正当なものであるか否かの判定をより確実に行うことができる。

なお、上述の第１実施形態及び第２実施形態では、照射開始を検出して、照射検出動作から蓄積動作に移行したときに、最初のリセットパルスＲＳＴ間の区間αと次の区間βにおいて、検出された照射開始がＸ線の照射による正当なものか否かの判定を行う例を説明したが、Ｘ線の照射によるものか否かの判定を行うタイミングはこれに限らない。検出した照射開始がＸ線の照射による正当なものか否かの判定は、少なくとも衝撃ノイズが減衰する期間τが経過するまでに行えば良い。衝撃ノイズが減衰する期間τが経過した後であってもＸ線の照射によるものか否かの判定は可能であるが、検出した照射開始が衝撃ノイズによる誤検出であった場合に、Ｘ線の照射開始を検出可能な期間に長期的な空白期間が生じることを防ぐためである。同様の理由から、検出した照射開始がＸ線の照射による正当なものであるか否かの判定を行うタイミングは、上述の第１実施形態及び第２実施形態のように蓄積動作に移行した後、できるだけ早いタイミングであることが好ましい。

なお、上述の第１実施形態及び第２実施形態で説明した態様では、検出した照射開始がＸ線の照射による正当なものであるか否かの判定のために、検出画素６１及び検出画素６１と同行の画素３７の信号電荷が読み出されてしまうことになる。このため、電子カセッテ１４を用いて撮影されたＸ線画像のデータは、検出画素６１及び検出画素６１を含む行の画素３７の画素値が小さく、画像として欠陥となることがある。こうした検出画素６１及び検出画素６１を含む行の画素３７の欠陥は、コンソール２１の補正部３１によって補間等により補正してからモニタ２２に出力される。また、電子カセッテ１４において、検出画素６１及び検出画素６１の行を含む画素３７の読み出し時に、積分アンプ６６のゲインを調節することによって補正しても良い。

なお、上述の第１実施形態及び第２実施形態では、補正部３１がコンソール２１に設けられている例を説明したが、補正部３１は電子カセッテ１４に設けられていても良い。

なお、上述の第１実施形態及び第２実施形態では、待機動作中に行毎に画素３７を順次リセットする例を説明したが、待機動作中に行う画素３７のリセットは全画素３７を同時にリセットする同時リセットであっても良い。また、上述の実施形態では、待機動作中に画素３７の順次リセットを繰り返し行う例を説明したが、照射検出動作に移行したときに、検出画素６１のＴＦＴ４３がオンにされた途端に、電圧信号Ｖｏｕｔが閾値Ｔｈ１以上の値になり、Ｘ線の照射も衝撃ノイズもない状態で蓄積動作に移行されてしまう等の照射検出動作への支障がなければ、任意のタイミング及び頻度でリセットを行って良い。例えば、少なくとも照射検出動作に移行する直前に画素３７のリセットを行うようにすれば良い。

なお、上述の第１，第２実施形態では、電圧信号Ｖｏｕｔ１が閾値Ｔｈ１以上の値になったときに、これがＸ線による正当なものであっても、衝撃ノイズによるものであっても、これを照射開始として検出し、その後、検出した照射開始がＸ線の照射による正当なものか否かを判定する例を説明したが、衝撃ノイズの場合には照射開始を検出せず、Ｘ線が照射された場合の正当な照射開始だけを確実に検出することがより好ましい。以下、Ｘ線の照射による正当な照射開始だけを確実に検出する態様を第３，第４実施形態として説明する。なお、この場合も、Ｘ線撮影システムの構成は、第１，第２実施形態のＸ線撮影システム１０と同様であるので、説明は省略する。また、第１，第２実施形態と同様の動作についても説明を省略する。

［第３実施形態］
図９に示すように、照射検出動作が開始されると、制御部５４は、検出画素６１から、ＯＮ読み出しによる電圧信号Ｖｏｕｔ１を取得するとともに、これに連続してＯＦＦ読み出しによる電圧信号Ｖｏｕｔ２を取得する。この電圧信号Ｖｏｕｔ１及びＶｏｕｔ２の取得は、画素リセットのためのリセットパルスＲＳＴの入力と同期して行われる。すなわち、ゲートパルスＧ２の入力とともに制御部５４は電圧信号Ｖｏｕｔ１を取得し、これに続けて電圧信号Ｖｏｕｔ２を取得する。こうして電圧信号Ｖｏｕｔ１及びＶｏｕｔ２を取得すると、制御部５４は、電圧信号Ｖｏｕｔ１及びＶｏｕｔ２の差分Δを算出し、閾値Ｔｈ３と比較する。

Ｘ線が照射される前の状態では、電圧信号Ｖｏｕｔ１及びＶｏｕｔ２はノイズレベルであり、差分Δはほぼ０である。このため、Ｘ線が照射される前の状態では、差分Δが閾値Ｔｈ３を超えることはなく、制御部５４は照射開始を検出しない。その後、ある時刻Ｔ０にＸ線が照射されると、電圧信号ＶｏｕｔはＸ線の入射量に応じた値となる。このとき、検出画素６１から電圧信号Ｖｏｕｔ１及びＶｏｕｔ２を連続取得すると、その差分Δは閾値Ｔｈ３以上の値となる。このように差分Δが閾値Ｔｈ３以上の値となったことをもって、制御部５４はＸ線の照射開始を検出し、蓄積動作を開始させる。

図１０に示すように、衝撃ノイズが発生した場合も、制御部５４は上述と同様に電圧信号Ｖｏｕｔ１及びＶｏｕｔ２を連続取得し、その差分Δを算出する。衝撃ノイズは、電圧信号Ｖｏｕｔ１及びＶｏｕｔ２を連続取得する極短時間ではほぼ変化が無いので、衝撃ノイズによって電圧信号Ｖｏｕｔ１や電圧信号Ｖｏｕｔ２自体がノイズレベルを超える大きな値になったとしても、差分Δはほぼ０であり、閾値Ｔｈ３以上の値になることはない。このため、制御部５４は、衝撃ノイズが発生しても照射開始を検出することはなく、照射検出動作を継続する。

このように、差分Δに基づいて照射開始を検出することにより、衝撃ノイズでは照射開始を検出することはなく、Ｘ線が照射された場合の正当な照射開始だけを照射開始として正確に検出することができるようになる。また、前述の第１，第２実施形態のＸ線撮影システム１０よりも、より早く正確に照射開始を検出することができる。

ここでは、ＯＮ読み出しによる電圧信号Ｖｏｕｔ１とＯＦＦ読み出しによる電圧信号Ｖｏｕｔ２の差分Δを照射開始の検出に用いる例を説明したが、これに限らず、２回の連続したＯＮ読み出しによる電圧信号Ｖｏｕｔ１及びＶｏｕｔ２の差分Δを用いて照射開始の検出を行うことができる。以下、２回の連続したＯＮ読み出しによる電圧信号Ｖｏｕｔ１及びＶｏｕｔ２の差分Δに基づいて照射開始の検出を行う例を、第４実施形態として説明する。

［第４実施形態］
図１１に示すように、照射検出動作が開始されると、制御部５４は、検出画素６１からＯＮ読み出しによる電圧信号Ｖｏｕｔ１及びＶｏｕｔ２を連続取得する。この電圧信号Ｖｏｕｔ１及びＶｏｕｔ２の取得は、画素リセットのためのリセットパルスＲＳＴの入力と同期して行われる。但し、本例においては、画素リセット動作のために入力されるゲートパルスは、検出画素６１の行（Ｇ２）に対して２回連続で入力され、これらの連続して入力されるゲートパルスＧ２に同期して電圧信号Ｖｏｕｔ１及びＶｏｕｔ２が取得される。制御部５４は、こうして取得した電圧信号Ｖｏｕｔ１及びＶｏｕｔ２の差分Δを算出し、閾値Ｔｈ３と比較する。

Ｘ線が照射される前の状態では、電圧信号Ｖｏｕｔ１及びＶｏｕｔ２はノイズレベルであり、差分Δはほぼ０である。このため、Ｘ線が照射される前の状態では、差分Δが閾値Ｔｈ３を超えることは無く、制御部５４は照射開始を検出しない。その後、ある時刻Ｔ０にＸ線が照射されると、電圧信号ＶｏｕｔはＸ線の丹生りゃ量に応じた値となる。このとき、検出画素６１からＯＮ読み出しによる電圧信号Ｖｏｕｔ１及びＶｏｕｔ２を連続取得すると、電圧信号Ｖｏｕｔ１の信号値は電圧信号Ｖｏｕｔ２の信号値よりも大きい。これは、電圧信号Ｖｏｕｔ１は、Ｘ線の照射が開始されてから電圧信号Ｖｏｕｔ１の取得時までに検出画素６１で累積的に蓄積された信号電荷に応じた値であり、電圧信号Ｖｏｕｔ２は、電圧信号Ｖｏｕｔ１の取得後、検出画素６１でリセットパルスＲＳＴの入力間隔１個分で蓄積される信号電荷に応じた値であるからである。このため、上述のように取得された電圧信号Ｖｏｕｔ１及びＶｏｕｔ２の差分Δは、ノイズレベルを超え、閾値Ｔｈ３以上の値となる。制御部５４は、差分Δが閾値Ｔｈ３以上の値となったことをもって照射開始を検出し、蓄積動作を開始させる。

図１２に示すように、衝撃ノイズが発生すると、制御部５４は上述と同様に電圧信号Ｖｏｕｔ１及びＶｏｕｔ２を連続取得し、その差分Δを算出する。衝撃ノイズは、電圧信号Ｖｏｕｔ１及びＶｏｕｔ２を連続取得する極短時間ではほぼ変化が無いので、衝撃ノイズによって電圧信号Ｖｏｕｔ１及びＶｏｕｔ２がノイズレベルを超える大きな値になったとしても、差分Δはほぼ０であり、閾値Ｔｈ３以上の値にはならない。したがって、制御部５４は、衝撃ノイズが発生しても照射開始を検出することなく、照射検出動作を継続する。

このように、ＯＮ読み出しによる電圧信号Ｖｏｕｔ１及びＶｏｕｔ２の差分Δに基づいて照射開始を検出することができる。ＯＮ読み出しによる電圧信号Ｖｏｕｔ１及びＶｏｕｔ２の差分Δに基づいて照射開始を検出する場合も、前述の第３実施形態と同様に、衝撃ノイズでは照射開始を検出することはなく、Ｘ線が照射された場合の正当な照射開始だけを照射開始として正確に検出することができる。また、前述の第１，第２実施形態のＸ線撮影システム１０よりも、より早く正確に照射開始を検出することができる。

なお、上述の第３，第４実施形態では、検出画素６１から電圧信号Ｖｏｕｔ１及びＶｏｕｔ２の取得する例を説明したが、電圧信号Ｖｏｕｔ１及びＶｏｕｔ２を検出画素６１の行の画素リセットに同期して行うので、Ｘ線の照射タイミングによっては、他の行の画素をリセットしている間、僅かながら照射開始の検出が遅れることがある。こうした照射開始の検出の遅れを改善するためには、以下のようにすることが好ましい。

検出画素６１はＸ線の照射開始を検出するために通常の画素３７の中から選ばれたものであり、検出画素６１は通常の画素３７と構造等の違いはない。したがって、１列分の画素３７（あるいは全画素３７）を検出画素６１として用いる。そして、図１３に示すように、ＯＮ読み出しによる電圧信号Ｖｏｕｔ１とＯＦＦ読み出しによる電圧信号Ｖｏｕｔ２の差分Δに基づいて照射開始を検出する場合、画素リセットのためのゲートパルスの入力間隔を調節し、各行の画素でＯＮ読み出しとＯＦＦ読み出しを連続して行うようにする。また、ＯＮ読み出しによる電圧信号Ｖｏｕｔ１及びＶｏｕｔ２の差分Δに基づいて照射開始を検出する場合、各行で２回連続でゲートパルスを入力することにより、画素リセットのためにＯＮ読み出しを２回連続で行うようにする。こうすることで、間断なく、照射開始の検出が行われ、Ｘ線の照射開始のタイミングによらず、遅延無く照射開始を検出することができる。

なお、上述の第１〜第４実施形態では、照射検出動作中に、順次リセット方式にてリセット動作を行う例を説明したがこれに限らない。照射検出動作中は、全画素３７のＴＦＴ４３をオンにしても良い。照射検出動作中に全画素３７のＴＦＴ４３をオンにしておくと、常に全画素３７がリセットされた状態を保てるので、照射開始の検出と同時に蓄積動作に移行しても、オフセットノイズを抑えることができる。上述の実施形態のように、照射検出動作中に、全画素３７のＴＦＴ４３をオンにしておかない場合、照射検出動作を開始してからの経過時間が長いと、画素３７に画質に影響を与える程に暗電荷が蓄積することがあるので、照射開始の検出後、蓄積動作に移行するときに画素３７のリセットを行うことが好ましい。

なお、上述の第１〜第４実施形態では、第１の電圧信号Ｖｏｕｔ１と第２の電圧信号Ｖｏｕｔ２の差分Δを算出するときに、電圧信号Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２の正負を含めて差分Δを算出する例を説明したが、差分Δとして電圧信号Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２の絶対値の差を算出しても良い。

なお、上述の第１〜第４実施形態では、ＦＰＤ２５として間接変換型のパネルを例に説明したが、Ｘ線を直接電気信号に変換する直接変換型パネルを用いても良い。

１０ Ｘ線撮影システム
１１ 天板
１２ Ｘ線源
１３ Ｘ線焦点
１４ 電子カセッテ
１６ 高電圧発生部
１７ Ｘ線源制御部
２１ コンソール
２２ モニタ
２３ 照射スイッチ
２４，２７ 通信部
２５ ＦＰＤ
２６，３２ メモリ
３１ 補正部
３６ Ｘ線変換層
３７ 画素
４７ 走査線
４８ 信号線
５１ 撮像領域
５２ ゲートドライバ
５３ 信号処理回路
５４ 制御部
６１ 検出画素
６６ 積分アンプ
６７ ＭＵＸ
６８ Ａ／Ｄ変換器
６９ リセットスイッチ

Claims (9)

1. 放射線源から照射され被写体を透過した放射線を撮像して放射線画像を得る撮像手段であり、放射線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する複数の画素が二次元に配列され、各々の前記画素を制御するための走査線が行毎に、前記信号電荷を読み出すための信号線が列毎に配設された撮像領域を有する撮像手段と、
   前記走査線を通じて駆動信号を出力して各々の前記画素が有するスイッチング素子をオン状態とオフ状態に切り替えることにより前記画素を駆動する駆動手段であり、前記スイッチング素子をオフ状態にして前記画素に前記信号電荷を蓄積させる蓄積動作と、前記スイッチング素子をオン状態にして前記信号線を通じて前記信号電荷を読み出すための読み出し動作を行わせる駆動手段と、
   前記画素から選ばれた画素であり、前記放射線の照射開始を検出するための検出画素と、
   前記検出画素が接続された前記信号線の出力値を監視し、前記出力値が所定閾値以上の値になったことを前記照射開始として検出して前記蓄積動作を開始させ、前記蓄積動作の開始後に前記出力値を第１信号値及び第２信号値として２回連続して取得し、前記第１信号値と前記第２信号値との差に基づいて前記照射開始の検出の正当性を判定する制御手段と、
   を備えることを特徴とする放射線画像検出装置。
2. 前記第１信号値は前記検出画素の前記スイッチング素子をオン状態にして取得され、前記第２信号値は前記検出画素の前記スイッチング素子をオフ状態にして取得されることを特徴とする請求項１記載の放射線画像検出装置。
3. 前記第１信号値及び前記第２信号値は前記検出画素の前記スイッチング素子をオン状態にして取得されることを特徴とする請求項１記載の放射線画像検出装置。
4. 前記照射開始の検出が前記放射線の照射による正当なものでないと判定した場合に、前記蓄積動作を停止し、前記照射開始の検出を再開させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の放射線画像検出装置。
5. 前記検出画素は複数個配置されており、各々の前記検出画素が接続される前記信号線の出力値に基づいて前記照射開始の検出を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の放射線画像検出装置。
6. 前記検出画素は、前記撮像領域の中央付近に配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の放射線画像検出装置。
7. 前記信号線には、前記出力値として前記信号電荷の積分値に応じた電圧を出力する積分アンプが接続されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の放射線画像検出装置。
8. 前記検出画素が配置された行に対応する画素値を補正する処理を施す補正手段を備えることを特徴とする請求項２または３に記載の放射線画像検出装置。
9. 放射線源から照射され被写体を透過した放射線を撮像して放射線画像を得る撮像手段であり、放射線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する複数の画素が二次元に配列され、各々の前記画素を制御するための走査線が行毎に、前記信号電荷を読み出すための信号線が列毎に配設された撮像領域を有する撮像手段と、前記走査線を通じて駆動信号を出力して各々の前記画素が有するスイッチング素子をオン状態とオフ状態に切り替えることにより前記画素を駆動する駆動手段であり、前記スイッチング素子をオフ状態にして前記画素に前記信号電荷を蓄積させる蓄積動作と、前記スイッチング素子をオン状態にして前記信号線を通じて前記信号電荷を読み出す読み出し動作とを行わせる駆動手段と、前記画素から選ばれた画素であり、前記放射線の照射開始を検出するための検出画素とを用い、前記検出画素が接続された前記信号線の出力値を監視し、前記出力値が所定閾値以上の値になったことを前記照射開始として検出して前記蓄積動作を開始させ、前記蓄積動作の開始後に前記出力値を第１信号値及び第２信号値として２回連続して取得し、前記第１信号値と前記第２信号値との差に基づいて前記照射開始の検出の正当性を判定することを特徴とする放射線の照射開始検出方法。

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