JP5457320B2 - 放射線画像検出装置 - 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 detector）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、フイルムや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線を照射させる照射期間に合わせて、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撮影システムを構成する場合には、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１〜４）。

特許文献１に記載のＸ線画像検出装置は、Ｘ線の照射を検出するための検出素子を画素が配列された撮像領域の外に画素とは別に設け、検出素子の出力を監視することによって、Ｘ線の照射開始を検出する。

特許文献２に記載のＸ線画像検出装置は、ＦＰＤ内において、Ｘ線源から照射されたＸ線が被検者を透過することなく入射する領域（いわゆる素抜け領域）にＸ線の照射開始を検出するための照射検出用素子を配置し、照射検出素子の出力の立ち上がりを判定することによってＸ線の照射開始を検出している。

特許文献３に記載のＸ線画像検出装置は、ＦＰＤの画素から出力される暗電流を想定した閾値を予め設定し、Ｘ線の照射がない場合でも暗電流による信号電荷と閾値とを比較して、信号電荷が閾値を超えたか否かを判定することによってＸ線の照射開始を検出する。

特許文献４に記載のＸ線画像検出装置は、Ｘ線照射の開始を検出する前から、所定のフレームレートで画像の読み出し動作を周期的に行ない、連続する２フレームの画像の画素値の差分を調べて、差分が閾値以上であるか否かを判定することによってＸ線の照射開始を検出する。

特開２００２−１８１９４２号公報 特開２００３−１２６０７２号公報 特表２００２−５４３６８４号公報 特開２００８−５０７７９６号公報

しかしながら、特許文献１の検出方法では、画素が配列された撮像領域の外に検出素子を設けるため、Ｘ線の照射範囲が撮像領域内に収まるように絞られている場合にはＸ線の照射範囲から検出素子がはずれてしまうということも起こり得る。こうした場合には、Ｘ線を照射したにも関わらず、Ｘ線の照射開始が検出されないので、ＦＰＤは信号電荷の蓄積動作を開始せず、Ｘ線画像を検出できない。このため、被検者は無用なＸ線を被爆することになる。

また、特許文献２〜４に記載の検出方法では、撮像領域内の画素を照射検出に利用するため、特許文献１のように、Ｘ線を照射したにも関わらず、照射範囲から検出素子がはずれてＸ線画像が検出されないということは起こり難い。しかしながら、特許文献２〜４に記載の検出方法では、Ｘ線の照射開始を検出するために、Ｘ線の照射によって画素に蓄積した信号電荷を読み出さなければならない。そのため、Ｘ線照射期間のうち、照射開始初期のＸ線は、照射開始を検出するためだけに用いられ、Ｘ線画像には寄与しない無駄なＸ線となってしまう。

本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、照射されたＸ線を無駄にすることなく、放射線の照射開始を自己検出することが可能な放射線画像検出装置を提供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、被写体の放射線画像を検出するための撮像手段であり、放射線の入射量に応じた信号電荷が蓄積される画素がマトリクスに配列されるとともに、前記画素を駆動するための走査線が行単位に、前記画素から前記信号電荷を読み出すための信号線が列単位にそれぞれ配設された撮像領域を有する撮像手段と、前記走査線に駆動信号を送出して前記画素が有するスイッチング素子をオンオフさせる駆動手段であり、前記スイッチング素子をオンすることにより、放射線の照射の有無に関わらず前記画素に発生する暗電荷を、前記信号線を通じて読み出して前記画素をリセットする画素リセット動作と、前記スイッチング素子をオフすることにより、前記画素に前記信号電荷を蓄積させる蓄積動作と、前記蓄積動作を終了後、前記スイッチング素子をオンすることにより、前記信号電荷を、前記信号線を通じて読み出す信号電荷読み出し動作の３つの動作を行わせるための駆動手段と、前記スイッチング素子がオフされた状態において、前記暗電荷及び前記信号電荷の蓄積量に応じて前記画素から前記信号線にリークするリーク電荷の量を監視して前記放射線の照射開始を検出する照射検出手段と、前記蓄積動作を開始する前に前記画素リセット動作を実行させるとともに、前記画素リセット動作を停止して前記照射検出手段による照射検出動作を開始させ、前記放射線の照射開始が検出された後、前記スイッチング素子がオフされた状態のまま前記蓄積動作を開始させる制御手段と、を備えることを特徴とする。

前記制御手段は、撮影準備開始指示が入力されたときに、前記照射検出動作を開始させることが好ましい。

前記制御手段は、前記撮影準備開始指示が入力されるまでの間、前記画素リセット動作を実行させ、前記撮影準備開始指示が入力されたときに、前記画素リセット動作を停止して、前記照射検出動作を開始させることが好ましい。

前記制御手段は、前記照射検出手段によって検出された前記放射線の照射開始の時点から、前記蓄積動作を継続する蓄積時間の計測を開始し、所定の蓄積時間が経過した後前記読み出し動作に移行させることが好ましい。

前記所定の蓄積時間は、予め設定され前記放射線源が連続して前記放射線を照射可能な上限値である最大照射時間であることが好ましい。

複数の前記信号線の少なくとも１つには、前記リーク電荷を蓄積し蓄積したリーク電荷の量に応じた電圧を出力する積分アンプが接続されており、前記照射検出手段は、前記積分アンプの出力と、予め設定された参照電圧とを比較して前記積分アンプの出力が前記参照電圧以上になったときに前記照射開始を検出することが好ましい。

前記積分アンプは、撮像領域のほぼ中央の信号線に接続されていることが好ましい。

前記制御手段は、前記照射検出動作中、前記積分アンプに蓄積される前記リーク電荷を定期的にリセットすることが好ましい。

前記積分アンプは、前記読み出し動作において前記信号電荷の量に応じた電圧を出力する積分アンプが兼用されることが好ましい。

前記照射検出手段は、さらに、前記リーク電荷に基づいて、前記放射線の照射終了を検出することが好ましい。

前記制御手段は、前記照射検出手段によって前記放射線の照射終了が検出されたときに、前記蓄積動作から前記読み出し動作に移行させることが好ましい。

本発明によれば、画素のスイッチング素子がオフされた状態で画素からリークするリーク電荷に基づいて照射開始を検出し、照射開始を検出後、スイッチング素子をオフした状態のまま、放射線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する蓄積動作へ移行するので、照射された放射線を無駄にすることなく、放射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。 ＦＰＤの構成を示す分解斜視図である。 ＦＰＤの構成を示す模式図である。 ＴＦＴアレイの構成を示す斜視図である。 撮像パネル，信号処理回路及び照射検出部の構成を示す説明図である。 電子カセッテ及びＦＰＤの動作を示すタイミングチャートである。 リセットパルス及び積分アンプの出力値を示すタイミングチャートである。 電子カセッテ及びＦＰＤの動作を示すタイミングチャートである。 リセットパルス及び積分アンプの出力値を示すタイミングチャートである。 リセットパルス及び積分アンプの出力値を示すタイミングチャートである。

［第１実施形態］
図１において、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１２ａ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１３（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照射野限定器（コリメータ）とからなる。

また、Ｘ線撮影システム１０は、高電圧発生部１４、Ｘ線源制御部１５、コンソール１６、モニタ１７を備えている。Ｘ線源制御部１５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１５は、入力された撮影条件を高電圧発生部１４に送る。また、Ｘ線源制御部１５には、照射開始信号を入力する照射スイッチ１８が接続されており、Ｘ線源制御部１５は、照射スイッチ１８から入力された照射開始信号を、高電圧発生部１４を通じてＸ線源１２に与える。

高電圧発生部１４は、Ｘ線源制御部１５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照射を停止する。

コンソール１６は、電子カセッテ１３を制御する制御装置である。コンソール１６に対しては、照射スイッチ１８からの照射開始信号は入力されない。コンソール１６は、通信部１９を介して電子カセッテ１３に対して制御信号を送信し、電子カセッテ１３が検出したＸ線画像のデータを受信する。モニタ１７は、コンソール１６が受信したＸ線画像を表示する他、コンソール１６を操作するための操作画面の表示を行う。

電子カセッテ１３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ＦＰＤ２１と、ＦＰＤ２１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２２と、コンソール１６との間でメモリ２２内のデータや制御信号の通信を行う通信部２３とが内蔵されている。通信部２３は、例えば、電波や赤外線などの光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１３は、ＦＰＤ２１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２３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１３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に示すように、ＦＰＤ２１は、Ｘ線を直接電気信号に変換するＸ線変換層３５を有する直接変換型のフラットパネルディテクタであり、Ｘ線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する画素３９がマトリクスに配列された撮像領域を有する。ＦＰＤ２１は、ガラス基板３３上に、画素３９毎に設けられるＴＦＴ４２（図３参照）が配列されたＴＦＴアレイ３４が形成されたアクティブマトリックス基板を有し、ＴＦＴアレイ３４の上層にＸ線変換層３５、その上層に共通電極３６が順に配設されている。

図３及び４に示すように、Ｘ線変換層３５は、アモルファスセレン等の光導電膜からなり、Ｘ線が入射した時に、電荷（電子とホールの対）を生じさせる。画素３９は、画素電極４４、ＴＦＴ４２、キャパシタ４１で構成される。共通電極３６は、画素３９に対して直流のバイアス電圧を印加する。バイアス電圧の印加により、共通電極３６と、Ｘ線変換層３５の下面に設けられた画素電極４４との間に電界が生じ、Ｘ線変換層３５で発生した電荷（電子とホールの対）は、極性に応じて共通電極３６と画素電極４４のそれぞれに移動する。これにより画素電極４４に電荷が収集される。収集された電荷はキャパシタ４１に蓄積される。

Ｘ線変換層３５は、Ｘ線が入射したときに入射量に応じた信号電荷を発生する他、Ｘ線の入射の有無に関わらず暗電荷を発生する。電子カセッテ２１が起動している間、バイアス電圧は印加されるため、Ｘ線変換層３５で発生する暗電荷も、信号電荷と同様にキャパシタ４１に蓄積される。

ＴＦＴアレイ３４は、画素３９の行単位で配設された複数本の走査線３７と、列単位で配設された複数本の信号線３８とを備えている。各行の走査線３７には、各行のＴＦＴ４２のゲート端子が接続され、各列の信号線３８には、各列のＴＦＴ４２のソース電極が接続される。ＴＦＴ４２のドレイン電極には、キャパシタ４１が接続される。ＴＦＴ４２は、走査線３７からゲートパルスが入力されたときにオンし、キャパシタ４１内の電荷を信号線３８に読み出すためのスイッチング素子である。

図５に示すように、ＦＰＤ２１は、複数の画素３９が配列された撮像領域を有する撮像パネル２１ａと、画素３９のＴＦＴ４２を駆動して電荷の読み出しを制御するゲートドライバ５１と、画素３９から読み出された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５２と、ＦＰＤ２１の各部を制御する制御部５３と、Ｘ線源１２の照射状態、具体的には、Ｘ線源１２によるＸ線の照射が開始されたことを検出する照射検出部５９とを備えている。

画素３９は、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。画素３９の配列ピッチは、例えば、約１５０μｍである。走査線３７は、撮像領域内の画素３９の行数分（ｎ行分）、信号線３８は画素３９の列数分（ｍ列分）それぞれ配線されている。走査線３７は、ゲートドライバ５１に接続され、信号線３８は信号処理回路５２に接続される。

ゲートドライバ５１は、ＴＦＴ４２を駆動する駆動用パルスであるゲートパルスＧ１〜Ｇｎを走査線３７に送出して、ＴＦＴ４２をオンオフする駆動手段である。ＴＦＴ４２がオフされている状態では、キャパシタ４１から信号線３８へ接続する経路が閉じられるため、画素３９のキャパシタ４１にＸ線変換層３５が発生する電荷が蓄積される。ＴＦＴ４３がオンされると、キャパシタ４１から信号線３８へ接続する経路が開かれるため、画素３９のキャパシタ４１に蓄積された電荷が信号線３８に読み出される。

信号処理回路５２は、積分アンプ５４、マルチプレクサ（ＭＵＸ）５６、及びＡ／Ｄ変換器５７を備える。積分アンプ５４は、各信号線３８に対して個別に接続される。積分アンプ５４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３８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にはグラウンド（ＧＮＤ）に接続される。積分アンプ５４は、信号線３８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。全ての積分アンプ５４の出力端子には、共通にＭＵＸ５６が接続される。ＭＵＸ５６の出力側には、Ａ／Ｄ変換器５７が接続される。

ＭＵＸ５６は、パラレルに接続される複数の積分アンプ５４から順に１つの積分アンプ５４を選択し、選択した積分アンプ５４から出力される電圧信号Ｄ１〜ＤｍをシリアルにＡ／Ｄ変換器５７に入力する。Ａ／Ｄ変換器５７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、メモリ２２に出力する。

また、積分アンプ５４には、積分した電荷をリセットするリセットスイッチ５８が設けられている。リセットスイッチ５８は、制御部５３から出力されるリセットパルス（リセット信号）ＲＳＴによってオンになり、積分アンプ５４のキャパシタがリセットされる。

Ｘ線源１２からＸ線が照射されＸ線がＸ線変換層３５に入射している間、Ｘ線変換層３５は、Ｘ線の入射量に応じた信号電荷を発生する。制御部５３は、ゲートドライバ５１と信号処理部５２を制御することにより、Ｘ線の入射量に応じた信号電荷を画素３９に蓄積させる蓄積動作と、蓄積動作終了後、画素３９から信号電荷を読み出す読み出し動作とを行わせる。

蓄積動作は、Ｘ線の照射期間に同期して実行され、蓄積動作中は、全画素３９のＴＦＴ４２がオフされる。これにより全画素３９にはＸ線の入射量に応じた信号電荷が蓄積される。制御部５３は、蓄積動作を開始したときに、タイマにより蓄積時間の計時を開始し、予め設定された蓄積時間が経過すると、蓄積動作を停止し、ＴＦＴ４２をオンすることにより、読み出し動作に移行させる。

読み出し動作では、ゲートドライバ５１がゲートパルスＧ１〜Ｇｎを順次走査線３７に送出して、走査線３７を１行ずつ順に活性化し、１本の走査線３７に接続されたＴＦＴ４２を１行分ずつオンする。画素３９に蓄積された信号電荷は、ＴＦＴ４２がオンされると、行単位で信号線３８に読み出されて、信号処理回路５２に入力される。

具体的には、１行目の走査線３７にゲートパルスＧ１が入力されると、１行目の画素３９のＴＦＴ４２がオンして、１行目の画素３９に蓄積された信号電荷が信号線３８に読み出される。信号処理回路５２は、積分アンプ５４において入力された信号電荷に応じた電圧信号Ｄ１〜Ｄｍを出力し、これをＡ／Ｄ変換してメモリ２２に出力する。これにより、１行目の画像データがメモリ２２に記録される。

２行目の画素３９の信号電荷を読み出す前に、積分アンプ５４にはリセットパルスＲＳＴが入力されて積分アンプ５４がリセットされる。積分アンプ５４をリセットした後、２行目の走査線３７にゲートパルスＧ２が入力されて、２行目の画素３９に蓄積された信号電荷が信号線３８に読み出される。信号処理回路５２は、１行目と同様に、入力された２行目の信号電荷をＡ／Ｄ変換してメモリ２２に出力する。これにより、２行目の画像データがメモリ２２に記録される。読み出し動作では、こうした手順をｎ行目まで繰り返して、１画面分のＸ線画像のデータがメモリ２２に記録される。

ＦＰＤ２１は、蓄積動作と読み出し動作の他に、蓄積動作を開始する前に画素リセット動作を行う。上述のとおり、Ｘ線変換層３５は、Ｘ線の入射量に応じた信号電荷を発生する他に、Ｘ線の入射の有無に関わらず暗電荷を発生する。暗電荷は、信号電荷に基づいて生成されるＸ線画像に対してはノイズとなる。画素リセット動作は、画素３９に蓄積される暗電荷を、信号線３８を通じて読み出すことにより、画素３９をリセットする動作である。

画素リセット動作は、例えば、画素３９を１行ずつ順にリセットする順次リセット方式で行われる。順次リセット方式では、読み出し動作と同様に、ゲートドライバ５１がゲートパルスＧ１〜Ｇｎを順次走査線３７に送出して、走査線３７を１行ずつ順に活性化し、１本の走査線３７に接続されたＴＦＴ４２を１行分ずつオンすることにより、１行ずつ画素３９をリセットする。画素３９に蓄積された暗電荷は、ＴＦＴ４２がオンされると、行単位で信号線３８に読み出されて、信号処理回路５２に入力される。

暗電荷は、信号電荷と同様に積分アンプ５４のキャパシタに蓄積されるが、ＭＵＸ５６による電圧信号の読み出しは行われずに、リセットパルスＲＳＴの入力により積分アンプ５４に蓄積された暗電荷はリセットされる。これにより、１行分の画素３９の暗電荷がリセットされる。こうした手順がｎ行分繰り返されて、１画面分の画素３９の暗電荷がリセットされる。

照射検出部５１は、ＴＦＴ４２がオフされた状態において画素３９から信号線３８にリークするリーク電荷に基づいてＸ線源１２によるＸ線の照射開始を検出する。理想的には、ＴＦＴ４２がオフされている場合には、キャパシタ４１と信号線３８を接続する経路は閉じられるため、キャパシタ４１に蓄積される電荷は信号線３８には流出しない。しかし、実際には、ＴＦＴ４２がオフされている状態でも、キャパシタ４１に電荷が蓄積されると、その蓄積量のうち僅かな電荷が信号線３８にリークする。リーク電荷の量は、画素３９の電荷蓄積量に応じて大きくなる。もちろん、リーク電荷は、ＴＦＴ４２が正常であれば、信号電荷と比べると極僅かであり、ＦＰＤ２１の動作不良の原因となったり、検出したＸ線画像に対して補正が必要なノイズとなるといったＦＰＤ２１に対する悪影響はない。

Ｘ線変換層３５へのＸ線の入射が無い状態では、画素３９には暗電荷のみが蓄積される。一方、Ｘ線源１２からＸ線が照射されてＸ線変換層３５へＸ線が入射している状態では、画素３９に信号電荷が蓄積される。より正確にはＸ線が入射している状態でも、暗電荷は発生するので、信号電荷には暗電荷も含まれる。当然ながら、信号電荷は暗電荷と比べるとはるかに量が多いため、画素３９に信号電荷が蓄積されている場合に信号線３８に流出するリーク電荷の量は、画素３９に暗電荷のみが蓄積されている場合に信号線３８に流出するリーク電荷の量と比べると、はるかに大きい。照射検出部５９は、Ｘ線の照射開始前後におけるリーク電荷の量の変化を監視して、Ｘ線の照射開始を検出する。

照射検出部５９は、コンパレータ６１と照射判定部６２とからなる。コンパレータ６１は、２つの入力端子を有し、一方には積分アンプ５４の出力Ｖｏｕｔが入力され、他方には参照電圧Ｖｒｅｆが入力される。コンパレータ６１は、積分アンプ５４の出力Ｖｏｕｔと参照電圧Ｖｒｅｆとを比較し、積分アンプ５４の出力Ｖｏｕｔが参照電圧Ｖｒｅｆを下回っている場合に第１電圧値を出力し、積分アンプ５４の出力Ｖｏｕｔが参照電圧Ｖｒｅｆ以上の値になったときに第２電圧値を出力する。

照射判定部６２は、コンパレータ６１からの出力値を監視して、第１電圧値から第２電圧値に変化したときに、Ｘ線源１２からＸ線の照射が開始されたと判定する。照射判定部６２は、Ｘ線の照射開始を判定したときに、制御部５３に対して、Ｘ線の照射が開始されたことを表す照射開始検出信号を出力する。照射検出部５９は、制御部５３からの開始指令に基づいて照射検出動作を開始し、制御部５３は、照射開始検出信号を受信すると照射検出部５９の照射検出動作を停止する。

照射検出部５９には、例えば、撮像領域に配設される複数の信号線３８のうちの１本の信号線３８にリークするリーク電荷に応じた電圧Ｖｏｕｔが入力される。図５においては、図面の煩雑化を防ぐため、撮像領域内の端にあるｍ列目の信号線３８にリークするリーク電荷に応じた電圧Ｖｏｕｔが入力されるようになっている。信号線３８は、複数の信号線３８のどれを選択してもよいが、撮像領域の中央付近の信号線３８にリークするリーク電荷に応じた電圧Ｖｏｕｔが入力されるのが好ましい。というのは、撮像領域の中央付近であれば、Ｘ線の照射範囲が撮影部位の大きさに応じて撮像領域よりも小さく設定された場合でも、照射範囲から外れることはない。そのため、Ｘ線の照射範囲の大きさに関わらず、信号電荷に応じたリーク電荷が照射検出部５９に入力されて、照射開始の検出が確実に行われるからである。

また、コンパレータ６１に接続する積分アンプ５４は、信号処理回路５２を構成するものが兼用される。そのため、信号処理回路５２とは別に照射検出部５９専用の積分アンプを設けなくても済む。

Ｘ線源１２及び電子カセッテ１３を用いて撮影を行うに当たっては、Ｘ線源制御部１５と電子カセッテ１３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線の単位時間当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の年齢などによって変わる。

電子カセッテ１３に対しては、コンソール１６を通じて撮影条件が設定される。電子カセッテ１３は、設定された撮影条件に応じて積分アンプ５４のゲインなどを設定する。コンソール１６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１３に設定される。コンソール１６から撮影条件が入力されると、電子カセッテ１３は、制御部５３は、その入力を撮影準備開始指示として受け取る。制御部５３は、撮影準備開始指示が入力されると、照射検出部５１に照射検出動作を開始させる。

ＦＰＤ２１の動作タイミングを示す図６及び図７において、まず、電子カセッテ１３が起動すると、ＦＰＤ２１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５１、信号処理回路５２、照射検出部５９が制御部５３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共通電極３６にバイアス電圧が印加される他、本例においては、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。

ゲートドライバ５１は、１行目からｎ行目までの走査線３７に対してゲートパルスＧ１〜Ｇｎを順次出力して、画素３９のＴＦＴ４２を行単位でオンする。図６において、画素３９の蓄積電荷Ｃｐは、暗電荷に応じて増加するが、ゲートパルスＧ１〜Ｇｎの入力によりＴＦＴ４２がオンすると、蓄積電荷Ｃｐはリセットされる。また、図７に示すように、各ゲートパルスＧ１〜Ｇｎによって順次１行分の画素３９から暗電荷が積分アンプ５４に入力されるが、積分アンプ５４は、各ゲートパルスＧ１〜Ｇｎに同期してリセットパルスＲＳＴが入力されてリセットされる。

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、積分アンプ５４から照射検出部５９に入力される電圧Ｖｏｕｔが、参照電圧Ｖｒｅｆ以上になっても、照射開始と判定されることはない。

コンソール１６において撮影メニューが選択されると、電子カセッテ１３に撮影条件が入力される。制御部５３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、照射検出部５９を作動させて照射検出動作を開始させる。

照射検出動作においては、画素リセット動作が停止されて、全画素３９のＴＦＴ４２がオフされる。図６に示すように、ＴＦＴ４２がオフされると、画素３９の蓄積電荷Ｃｐが暗電荷により増加しはじめる。照射検出動作中は、ＴＦＴ４２がオンされることはないので、蓄積電荷Ｃｐは継続的に増加する。

各列の信号線３８には、蓄積電荷Ｃｐの量に応じたリーク電荷が流出する。このため、図７に示すように、積分アンプ５４の出力Ｖｏｕｔも増加するが、照射検出動作においては、定期的にリセットパルスＲＳＴが入力されて、積分アンプ５４に蓄積されるリーク電荷が定期的にリセットされる。照射検出部５９が暗電荷由来の出力Ｖｏｕｔによって誤検出が生じないように、照射検出部５９の参照電圧Ｖｒｅｆは、リセットパルスＲＳＴの入力周期の間に発生する暗電荷由来のリーク電荷に応じた出力Ｖｏｕｔよりも高い値に設定されている。逆に言えば、出力Ｖｏｕｔが参照電圧Ｖｒｅｆ以上にならないように、照射検出動作中のリセットパルスＲＳＴの間隔が決められている。

図６において、Ｘ線源１２によるＸ線の照射が開始されると、Ｘ線変換層３５にＸ線が入射して、画素３９に信号電荷が蓄積される。これにより、蓄積電荷Ｃｐが増加し、それに応じてリーク電荷も増加する。信号電荷は暗電荷と比べてはるかに多いため、Ｘ線の照射が開始されると、蓄積電荷Ｃｐの量は急激に上昇する。そのためリーク電荷の量も急激に上昇し、図７に示すように、積分アンプ５４の出力Ｖｏｕｔも増加して、参照電圧Ｖｒｅｆ以上になる。これにより、コンパレータ６１の出力が第２電圧値に変化し、照射判定部６２は、照射開始を判定し、照射開始検出信号を制御部５３に送る。

制御部５３は、照射検出部５９から照射開始検出信号を受信すると、照射検出動作を停止させ、蓄積動作を開始させる。照射検出動作においても、ＴＦＴ４２はオフされた状態にあるので、その状態のまま蓄積動作を開始させる。制御部５３は、蓄積動作を開始すると、その開始時点（照射開始検出信号が入力された時点）から、蓄積時間Ｔ１の計時を開始する。

蓄積時間Ｔ１は、Ｘ線の照射が終了する前に、蓄積動作が終了することがないように、Ｘ線の照射時間よりも長く設定されている。具体的には、Ｘ線源１２によるＸ線の照射時間には、撮影条件で設定可能な上限値である最大照射時間があり、蓄積時間Ｔ１は、最大照射時間よりも長く設定される。より正確には、Ｘ線源１２によるＸ線の照射開始時点と、照射検出部５２が照射開始を検出する時点Ａの間には、僅かなタイムラグｔがあるので、蓄積時間Ｔ１は、最大照射時間にタイムラグｔを考慮した時間に設定される。

本発明においては、照射検出動作は、ＴＦＴ４２をオフした状態で行うため、ＴＦＴ４２の状態は、照射検出動作開始から蓄積動作が終了するまでの間、同じであり、照射検出動作と蓄積動作の違いは、蓄積時間Ｔ１を計時するか否かが主要な違いである。

また、蓄積動作中も、リセットパルスＲＳＴは定期的に入力される。このため、出力Ｖｏｕｔが参照電圧Ｖｒｅｆ以上になった後、リセットパルスＲＳＴの入力によりいったん出力Ｖｏｕｔが０になり、再び参照電圧Ｖｒｅｆに到達する。しかし、出力Ｖｏｕｔが参照電圧Ｖｒｅｆに１回到達した後は、照射検出動作は停止するので、出力電圧Ｖｏｕｔの監視は行われず、再び照射開始が検出されることはない。

制御部５３は、蓄積時間Ｔ１が経過すると、読み出し動作へ移行する。読み出し動作では、ゲートパルスＧ１〜Ｇｎが順次入力されることにより、画素３９に蓄積された信号電荷が行単位で読み出されて、メモリ２２に１画面分のＸ線画像のデータが記録される。読み出し動作が終了すると、再び待機状態に復帰して、画素リセット動作を開始する。

以上のとおり、本発明の電子カセッテ１３は、画素３９からリークするリーク電荷に基づいてＸ線の照射開始を検出するので、Ｘ線源１２及びＸ線源制御装置１５からなるＸ線発生装置との間で同期信号の通信を行うことなく、Ｘ線の照射開始を電子カセッテ１３において自己検出することができる。

また、画素３９のＴＦＴ４２がオフされた状態で信号線３８にリークするリーク電荷を利用して照射検出を行うため、照射開始検出後においてもＴＦＴ４２をオフした状態のまま蓄積動作を開始することができる。このため、実際のＸ線照射期間Ｔ２に照射されたＸ線の入射量に応じた信号電荷（タイムラグｔの分も含む）がすべて蓄積されるので、Ｘ線の無駄がない。Ｘ線の無駄がないということは、言い換えれば、被写体ＨにＸ線画像に寄与しない無用な被曝を与えずに済むということである。

なお、上述の第１実施形態では、待機動作から照射検出動作に移行したときに、すべての画素３９のＴＦＴ４２をオフ状態にして、これを維持する例を説明したが、待機動作から照射検出動作に移行したときには、例えば照射検出動作に移行するのと同時に、全ての画素３９を一度リセットすることが好ましい。こうすると、待機動作中に行われる画素３９の順次リセットが中断されてリセットが行われなかった画素３９やリセットされてから長時間が経過してしまった画素３９等に蓄積された暗電荷が破棄されるので、Ｘ線画像に重畳されるノイズを低減することができる。この照射検出動作に移行すると同時に行うリセットは、全信号線３７にゲートパルスＧ１〜Ｇｎを同時入力することによって全ての画素３９を同時にリセットする同時リセットであることが好ましい。同時リセットは、短時間に全ての画素３９をリセットすることができるので、照射検出動作に移行後すぐにＸ線が照射される場合であっても、リセット途中にＸ線の照射が開始される可能性が低く、照射検出動作に影響を及ぼし難いからである。

［第２実施形態］
上述の第１実施形態では、照射検出動作中、ＴＦＴ４２を常にオフ状態にすることによって、画素３９に信号電荷を常時蓄積し得る状態とする例を説明した。コンソール１６に対する撮影条件の設定入力後に直ちにＸ線の照射が開始されれば問題ないが、コンソール１６に対する撮影条件の設定入力からＸ線の照射開始までに相当の時間が経過すると、これに応じて画素３９に蓄積される暗電荷が大きくなる。暗電荷は信号電荷に対してノイズでしかないので、照射検出動作が長く行われる程、Ｘ線画像データに暗電荷由来のノイズが増大することになる。

一方、コンソール１６では、Ｘ線を照射しない状態で検出した画像データ（以下、オフセット画像データという）を予め記憶しておき、検出したＸ線画像データからオフセット画像を差し引くことで暗電荷によるノイズを除去する画像処理が行われる。オフセット画像データは、Ｘ線の照射中に信号電荷とともに蓄積される暗電荷を除去する目的で取得されるので、例えば、最大照射時間で蓄積される暗電荷によるノイズを表す画像データである。したがって、照射検出動作開始後、Ｘ線の照射開始までに蓄積される分の暗電荷はオフセット画像データには反映されていないので、照射検出動作開始後、Ｘ線の照射開始までの時間が長いと、オフセット画像データでは暗電荷によるノイズを除去しきれない。このため、以下、第２実施形態として説明するように、照射検出動作中にも画素３９を定期的にリセットし、暗電荷を破棄させることが好ましい。

図８及び図９に示すように、電子カセッテ１３が待機動作から照射検出動作に移行すると同時に、制御部５３は、全ての信号線３８に同時にゲートパルスＧ１〜Ｇｎを入力し、全ての画素３９のＴＦＴ４２をオン状態にすることにより、全画素３９を同時にリセットする（同時リセットＲ１）。これにより、例えば、ゲートパルスＧ１が入力される画素３９は、待機動作中に蓄積された暗電荷を信号線３８に読み出させ、リセットされる。他の行の画素３９もこれと同時に暗電荷を信号線３８に読み出させ、リセットされる。その後、制御部５３は、一定の時間間隔毎に全画素３９の同時リセットＲ１，Ｒ２，・・・を繰り返し行う。ここでは、全画素３９の同時リセットの合間にＴＦＴ４２がオフ状態に維持され、電荷を蓄積し得る状態の期間Ｇｏｆｆ１，Ｇｏｆｆ２，・・・は、所定時間Ｔ３であるとする。

照射検出動作中に画素３９のリセットを行わない場合には、二点鎖線で示すように、時間経過にしたがって画素３９に蓄積される暗電荷は増大するが、上述のように同時リセットＲ１，Ｒ２，Ｒ３，・・・を行うことによって、照射検出動作中であっても、各画素３９に蓄積される暗電荷は、常に所定時間Ｔ３の間に蓄積される電荷量δに抑えられる。

照射スイッチ１８が押圧され、Ｘ線源１２からＸ線の照射が開始されると、第１実施形態と同様に照射検出部５９によってＸ線の照射開始が検出され、制御部５３には照射開始検出信号が入力される。制御部５３は、照射開始検出信号を撮影準備開始指示として受け取ると、Ｘ線の照射開始時点Ａから最大照射時間Ｔ１を計時するとともに、検出されたＸ線の照射開始時点Ａ以降に行う全画素３９の同時リセットを全て中止する。例えば、全画素３９の同時リセットＲ３後、ＴＦＴ４２がオフ状態の期間Ｇｏｆｆ３にＸ線の照射が開始されたとすると、制御部５３はリセットＲ３から所定時間Ｔ３の経過後に行うリセットＲ４以降の画素３９のリセットを全て中止する。このため、Ｘ線の照射開始が検出された時点Ａを含むＴＦＴ４２がオフ状態の期間Ｇｏｆｆ３は、蓄積動作の終了時まで延長される。

実際のＸ線の照射期間Ｔ２は、期間Ｇｏｆｆ３に含まれるので、信号電荷とともに画素３９に蓄積される暗電荷の量は、概ね期間Ｇｏｆｆ３の長さに応じて定まる。例えば、期間Ｇｏｆｆ３にはいると、ゲートパルスＧ１が入力される画素３９に蓄積される電荷量Ｃｐ（Ｇ１）は、リセットＲ３から実際のＸ線の照射開始時までに蓄積される暗電荷と、Ｘ線の照射期間中に蓄積される暗電荷と、Ｘ線の照射終了時から読み出し動作に移行される時点までに蓄積される暗電荷とが信号電荷に対して余分である。

しかし、図８に示すように、照射検出動作中にリセットＲ１，Ｒ２，Ｒ３を行わなかった場合（二点鎖線）と比較して、ΔＣｐ（Ｇ１）だけ、重畳される暗電荷は低減される。また、後にコンソール１６でオフセット画像を差し引くことにより、Ｘ線の照射期間中に蓄積される暗電荷によるノイズは概ね除去されるので、モニタ１７に表示されるＸ線画像に重畳されるノイズは、リセットＲ３から実際のＸ線の照射開始時までに蓄積される暗電荷と、Ｘ線の照射終了時から読み出し動作に移行される時点までに蓄積される暗電荷によるものに低減される。

また、例えば、ゲートパルスＧｎが入力される画素３９については、リセットＲ３の後、読み出し用のゲートパルスＧｎが入力されるまでの期間Ｔ４（Ｇｎ）が、ゲートパルスＧ１が入力される画素３９に読み出し用のゲートパルスＧ１が入力されるまでの期間Ｔ４（Ｇ１）と比べて長くなる。このため、ゲートパルスＧｎが入力される画素では、読み出し期間中に蓄積される暗電荷がさらに余分に蓄積される。しかし、これはオフセット画像データの取得時も同条件であるため、読み出し期間中に蓄積される暗電荷によるノイズはオフセット画像データに反映されており、検出したＸ線画像データからオフセット画像データを差し引くことで概ね除去される。したがって、モニタ１７に表示されるＸ線画像に重畳されるノイズは、ゲートパルスＧｎが入力される画素３９についても、リセットＲ３から実際のＸ線の照射開始時までに蓄積される暗電荷と、Ｘ線の照射終了時から読み出し動作に移行される時点までに蓄積される暗電荷によるものに低減される。

図９に示すように、リセットパルスＲＳＴは、照射検出動作に移行すると、全画素３９の同時リセットＲ１，Ｒ２，Ｒ３，・・・に同期して、全画素３９に同時に入力されるゲートパルスＧ１〜Ｇｎの直後に積分アンプ５４に入力される。これにより、照射検出動作中も、矢印ａに示すように、Ｘ線の照射開始を検出するまで積分アンプ５４はリセットされ、所定時間Ｔ３に画素３９で蓄積された暗電荷を破棄する。

一方、その後ゲートパルスＧ１〜Ｇｎは読み出し動作に移行するまで入力されなくなる。このため、照射検出部５９がＸ線の照射開始を検出すると、制御部５３は、ゲートパルスＧ１〜Ｇｎの入力に関係なく、矢印ｂに示すように、一定の間隔でリセットパルスＲＳＴを積分アンプ５４に入力する。これにより、照射検出動作中、Ｘ線の照射開始が検出された後も積分アンプ５４は定期的にリセットされる。

上述の第２実施形態のように、照射検出動作中に一定の間隔で画素３９をリセットすることにより、照射検出動作中に蓄積される暗電荷を一定値（δ）以下に抑えることができる。これにより、電子カセッテ１３で検出したＸ線画像データは、オフセット画像データを減算することによって、暗電荷に由来するノイズを効率良く除去することができる。

また、照射検出動作中に行う画素３９のリセットは、待機動作中に行うような順次リセットと異なり、全画素３９の同時リセットであるから、短時間のうちに全画素３９をリセットすることができる。このため、照射検出動作中に画素３９をリセットするにも関わらず、照射検出動作中の殆どすべての期間でＴＦＴ４２がオフ状態であり、信号電荷を蓄積し得る期間Ｇｏｆｆ１，Ｇｏｆｆ２，・・・とすることができる。

なお、Ｘ線の照射開始前に、ＴＦＴ４２がオフ状態になっている期間Ｇｏｆｆ１，Ｇｏｆｆ２の長さは所定時間Ｔ３であるが、所定時間Ｔ３は、最大照射時間Ｔ１以下の長さであることが好ましい。オフセット画像データは、最大照射時間で蓄積される暗電荷に基づいた画像データであるので、所定時間Ｔ３が最大照射時間よりも長いと、オフセット画像データの減算により除去し切れない暗電荷由来のノイズが増加するからである。

また、全画素３９の同時リセット中にＸ線の照射開始が検出されると、実際のＸ線の照射期間Ｔ２を含む期間Ｇｏｆｆ３は、最大で所定時間Ｔ３の２倍になる。したがって、暗電荷によるノイズを低減するには、所定時間Ｔ３はできるだけ短いことが好ましく、少なくとも最大照射時間以下であることが好ましい。所定時間Ｔ３が最大照射時間よりも長いと、期間Ｇｏｆｆ３に蓄積される暗電荷の量が、最大照射時間の長さで蓄積される暗電荷の量よりも常に多くなり、所定時間Ｔ３が最大照射時間よりも長い分だけノイズが増大してしまうからである。

しかし、全画素３９の同時リセットの回数を多くすると、画素３９のリセット中（ゲートパルスＧ１〜Ｇｎの入力中）にＸ線の照射開始を検出する確率が高まる。Ｘ線の照射開始が画素３９のリセットと重なると、リセット動作中に発生した信号電荷は破棄されてしまう。このため、所定時間Ｔ３は、最大照射時間Ｔ１の１／２以上の長さであることが好ましい。こうすると、暗電荷によるノイズが抑えられ、かつ、Ｘ線の照射開始が画素３９のリセットに重ならない可能性が高まる。

ここでは、オフセット画像データが最大照射時間に合わせた画像データである例を説明したが、オフセット画像データとして、オフセット画像として予め測定しておく暗電荷由来のノイズを計測する時間は任意である。例えば、使用頻度の高いＸ線の照射時間に合わせてオフセット画像データを用意しておいても良い。

なお、上述の第２実施形態では、待機動作から照射検出動作に移行した際に、照射検出動作の最初に全画素３９の同時リセットを行う例を説明したが、これに限らない。照射検出動作中に行う全画素３９の同時リセットを開始するタイミングは任意である。但し、上述の第２実施形態のように、照射検出動作に移行すると同時に全画素３９の同時リセットを開始することが好ましい。照射検出動作に移行すると同時に全画素３９の同時リセットを開始すると、コンソール１６への撮影条件の入力後すぐにＸ線の照射が開始された場合でも、全画素３９のリセット後に信号電荷が蓄積されることにより、照射検出動作前に蓄積された暗電荷によるノイズを低減することができる。

上述の第２実施形態では、Ｘ線の照射開始を検出した後も、積分アンプ５４をリセットする（図１１矢印ｂ）例を説明したが、Ｘ線の照射開始後は積分アンプ５４をリセットしなくても良い。但し、Ｘ線の照射開始を検出したあとも積分アンプ５４をリセットすることによって、積分アンプ５４に蓄積されるリーク電荷をリセットすることができる。このとき破棄されるリーク電荷は、同一の信号線３８に接続される１列分の画素３９からのリーク電荷なので、読み出し動作に移行して１個目に信号電荷を読み出される画素３９（ゲートパルスＧ１が入力される画素３９）の信号電荷に重畳されるとノイズとなる。こうしたことから、上述の第２実施形態のようにＸ線の照射開始を検出した後も積分アンプ５４をリセットすることが好ましい。

また、上述の第２実施形態では、Ｘ線の照射開始を検出した後、所定のタイミングで積分アンプ５４をリセットする例を説明した。Ｘ線の照射開始後の積分アンプ５４のリセットは、その周期や回数については任意であるが、少なくとも読み出し動作に移行する直前に１回はリセットを行うことが好ましい。こうすることで、読み出し動作に移行した時点で積分アンプ５４に蓄積されたリーク電荷を破棄し、信号電荷に重畳されるリーク電荷由来のノイズを低減することができる。

［第３実施形態］
なお、上述の第１及び第２実施形態では、照射検出部５９によってＸ線の照射開始を検出する例を説明したが、Ｘ線の照射終了を検出しても良い。この例を以下に第３実施形態として説明する。

図１０に示すように、Ｘ線の照射終了を検出する場合、待機動作から照射検出動作に移行後、制御部５３は、上述の第１実施形態または第２実施形態のように一定の間隔でリセットパルスＲＳＴを入力し、積分アンプ５４をリセットする。但し、照射検出部５９がＸ線の照射開始時点Ａを検出すると、制御部５３は、矢印ｃ１及びｃ２に示すように、これ以降のリセットパルスＲＳＴの入力を中止し、積分アンプ５４に蓄積されるリーク電荷が破棄されないようにする。

Ｘ線の照射開始時点Ａの検知後、リセットパルスＲＳＴが入力されなくなると、積分アンプ５４の出力値Ｖｏｕｔは主に信号電荷に由来するリーク電荷の蓄積によってさらに上昇を続ける。しかし、Ｘ線の照射が終了すると、信号電荷はそれ以上増加しないので、積分アンプ５４に蓄積されるリーク電荷の増加量は緩やかになる。このようにして起こるＸ線の照射中と照射終了後の積分アンプ５４の出力値Ｖｏｕｔの変化は、連続的な変化であるが、滑らかな変化ではない。

そこで、コンパレータ６１の代わりに、オペアンプ等からなる比較回路を設け、この比較回路が積分アンプ５４の出力値Ｖｏｕｔと参照電圧Ｖｒｅｆの大小関係によって、コンパレータ６１と同様、第１電圧値、第２電圧値を出力するようにし、かつ、積分アンプ５４の出力値Ｖｏｕｔが参照電圧Ｖｒｅｆよりも大きく、かつ、傾きの変化にギャップが生じる等の滑らかではない変化をしたときに第３電圧値を出力するようにしておく。また、照射判定部６２は比較回路から第２電圧値が入力された後、第３電圧値が入力されたときに照射終了検出信号を制御部５３に入力するようにしておく。

こうすると、矢印Ｂに示すように、照射検出部５９は、Ｘ線の終了時点Ｂを検出して照射終了検出信号を制御部５３に入力する。制御部５３は、照射終了検出信号を受けると、矢印ｄに示すように、直ちに積分アンプ５４にリセットパルスＲＳＴを入力して積分アンプ５４をリセットするとともに、電子カセッテ１３の動作を読み出し動作に移行させる。

上述の第３実施形態のように、Ｘ線の照射終了時点Ｂを検出し、その後直ちに読み出し動作に移行させると、Ｘ線の照射終了後、読み出し動作に移行させるまでの時間Ｔ５を、最大照射時間Ｔ１よりも短くすることができる。このため、上述の第１及び第２実施形態の場合よりも、Ｘ線の照射終了後から読み出し動作の開始時点までに画素３９に蓄積される暗電荷の量を低減し、Ｘ線画像データに重畳されるノイズを低減させることができる。

なお、上述の第１〜第３実施形態で、照射検出部５９は少なくとも１つの信号線３８に接続して設けられていれば良く、全ての信号線３８に各々照射検出部５９を設ける等、照射検出部５９を複数設けても良い。但し、Ｘ線の照射範囲を撮像領域の中央近傍の狭い領域に絞ってＸ線撮影を行うこともあるので、１又は少数の照射検出部５９を設ける場合には、少なくとも撮像領域の中央近傍を通る信号線３８に設けられていることが好ましい。また、複数の照射検出部５９を設ける場合、Ｘ線源１２と電子カセッテ１３のポジショニングが悪く、Ｘ線の照射位置と撮像領域のズレが大きいような場合や、被検体の部位によって透過率が変化する場合等にも、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〜第３実施形態では、ＦＰＤ２１として直接変換型のパネルを例に説明したが、シンチレータ等用いてＸ線を光に変換して検出する間接変換型のパネルを用いても良い。但し、リーク電荷は、直接変換型のパネルの方が多く検出されるので、ＦＰＤ２１としては直接変換型のパネルを用いることがより好ましい。

なお、上述の第１〜第３実施形態では、放射線としてＸ線を例に説明したが、本発明は、γ線など、Ｘ線以外の放射線を使用するものでもよい。

なお、上述の第１〜第３実施形態では、待機動作中に画素３９を順次リセットする例を説明したがこれに限らない。待機動作中は、画素３９のリセットを行わなくても良く、また、画素３９を同時リセットしても良い。撮影準備開始指示までは画素３９のリセットを行わず、撮影準備開始指示が入力されたときに、画素３９のリセットを所定回数実行してから照射検出動作に移行しても良い。

なお、上述の第１〜第３実施形態では、可搬型の電子カセッテ１３に本発明を適用する例を説明したが、ＦＰＤ２１が天板１１等に固定された据え置き型のＸ線撮影システム１０に本発明を適用しても良い。本発明によるＸ線の自己検出機能は、ともに使用されるＸ線源１２との組み合わせが変わる可搬型の電子カセッテ１３に必要性が高い。

１０ Ｘ線撮影システム
１１ 天板
１２ Ｘ線源
１３ 電子カセッテ
１４ 高電圧発生部
１５ Ｘ線源制御部
１６ コンソール
１７ モニタ
１８ 照射スイッチ
１９，２３ 通信部
２１ ＦＰＤ
２２ メモリ
３１ Ｘ線検出面
３２ Ｘ線入射面
３３ ガラス基板
３４ ＴＦＴアレイ
３５ Ｘ線変換層
３６ 共通電極
３７ 走査線
３８ 信号線
３９ 画素
４０ 画素電極
４１ キャパシタ
４２ ＴＦＴ
５１ ゲートドライバ
５２ 信号処理回路
５３ 制御部
５４ 積分アンプ
５６ ＭＵＸ
５７ Ａ／Ｄ変換器
５８ リセットスイッチ
５９ 照射検出部
６１ コンパレータ
６２ 照射判定部

Claims (11)

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、被写体の放射線画像を検出するための撮像手段であり、放射線の入射量に応じた信号電荷が蓄積される画素がマトリクスに配列されるとともに、前記画素を駆動するための走査線が行単位に、前記画素から前記信号電荷を読み出すための信号線が列単位にそれぞれ配設された撮像領域を有する撮像手段と、
   前記走査線に駆動信号を送出して前記画素が有するスイッチング素子をオンオフさせる駆動手段であり、前記スイッチング素子をオンすることにより、放射線の照射の有無に関わらず前記画素に発生する暗電荷を、前記信号線を通じて読み出して前記画素をリセットする画素リセット動作と、前記スイッチング素子をオフすることにより、前記画素に前記信号電荷を蓄積させる蓄積動作と、前記蓄積動作を終了後、前記スイッチング素子をオンすることにより、前記信号電荷を、前記信号線を通じて読み出す信号電荷読み出し動作の３つの動作を行わせるための駆動手段と、
   前記スイッチング素子がオフされた状態において、前記暗電荷及び前記信号電荷の蓄積量に応じて前記画素から前記信号線にリークするリーク電荷の量を監視して前記放射線の照射開始を検出する照射検出手段と、
   前記蓄積動作を開始する前に前記画素リセット動作を実行させるとともに、前記画素リセット動作を停止して前記照射検出手段による照射検出動作を開始させ、前記放射線の照射開始が検出された後、前記スイッチング素子がオフされた状態のまま前記蓄積動作を開始させる制御手段と、
   を備えることを特徴とする放射線画像検出装置。
2. 前記制御手段は、撮影準備開始指示が入力されたときに、前記照射検出動作を開始させることを特徴とする請求項１に記載の放射線画像検出装置。
3. 前記制御手段は、前記撮影準備開始指示が入力されるまでの間、前記画素リセット動作を実行させ、前記撮影準備開始指示が入力されたときに、前記画素リセット動作を停止して、前記照射検出動作を開始させることを特徴とする請求項２に記載の放射線画像検出装置。
4. 前記制御手段は、前記照射検出手段によって検出された前記放射線の照射開始の時点から、前記蓄積動作を継続する蓄積時間の計測を開始し、所定の蓄積時間が経過した後前記読み出し動作に移行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. 前記所定の蓄積時間は、予め設定され前記放射線源が連続して前記放射線を照射可能な上限値である最大照射時間であることを特徴とする請求項４に記載の放射線画像検出装置。
6. 複数の前記信号線の少なくとも１つには、前記リーク電荷を蓄積し蓄積したリーク電荷の量に応じた電圧を出力する積分アンプが接続されており、
   前記照射検出手段は、前記積分アンプの出力と、予め設定された参照電圧とを比較して前記積分アンプの出力が前記参照電圧以上になったときに前記照射開始を検出す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. 前記積分アンプは、撮像領域のほぼ中央の信号線に接続されていることを特徴とする請求項６に記載の放射線画像検出装置。
8. 前記制御手段は、前記照射検出動作中、前記積分アンプに蓄積される前記リーク電荷を定期的にリセットすることを特徴とする請求項７に記載の放射線画像検出装置。
9. 前記積分アンプは、前記読み出し動作において前記信号電荷の量に応じた電圧を出力する積分アンプが兼用されることを特徴とする請求項７または８に記載の放射線画像検出装置。
10. 前記照射検出手段は、さらに、前記リーク電荷に基づいて、前記放射線の照射終了を検出することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の放射線画像検出装置。
11. 前記制御手段は、前記照射検出手段によって前記放射線の照射終了が検出されたときに、前記蓄積動作から前記読み出し動作に移行させることを特徴とする請求項１０に記載の放射線画像検出装置。

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