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処理装置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専用機型の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の実施形態や後述する第2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X−X線に沿う断面図である。本実施形態では、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(すなわちいわゆるカセッテ型)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、アンテナ装置39が埋め込まれている。
なお、アンテナ装置39の設置位置は蓋部材38の側面部に限らず、放射線画像撮影装置1の任意の位置にアンテナ装置39を設置することが可能である。また、設置するアンテナ装置39は1個に限らず、複数設けることも可能である。さらに、データや信号等を外部装置との間で有線方式で送受信するように構成することも可能であり、その場合は、例えばケーブル等を差し込むなどして接続するための接続端子等が放射線画像撮影装置1の側面部等に設けられる。
筐体2の内部には、図2に示すように、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、放射線検出素子7内で発生した電荷を保持して、放射線検出素子7内に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Y−Y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、例えばMIS(Metal-Insulator-Semiconductor)型等の他の形式の放射線検出素子で構成することも可能であり、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1本の結線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、後述するゲートドライバ15bを構成するIC12a等のチップがフィルム上に組み込まれた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、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。
本実施形態では、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必要に応じて可変させ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には、結線10(バイアス線9)を流れる電流を検出する電流検出手段43が設けられている。
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ており、バイアス線9の結線10中を流れる電流を電圧値Vに変換して検出するようになっている。
具体的には、電流検出手段43は、図9に示すように、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。
そして、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。なお、抵抗器43aやダイオード43bのいずれかのみを配線に直列に接続して、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、本実施形態では、電流検出手段43には、バイアス線9の結線10中を流れる電流を検出する必要がない場合に、抵抗器43aの両端子間を短絡するためのスイッチ43dが設けられている。
また、差動アンプ43cには電源供給手段44から電力が供給されるようになっており、電流検出手段43で電流を検出する際には、電源供給手段44から差動アンプ43cに電力が供給され、スイッチ43dの短絡が解除されて電流検出手段43が起動状態とされ、電流を検出しない場合には、スイッチ43dで抵抗器43aの両端子間が短絡されるとともに、電源供給手段44から差動アンプ43cへの電力の供給が停止されて電流検出手段43の起動が停止されるようになっている。
なお、本実施形態では、電流検出手段43は、上記のように、バイアス線9や結線10中を流れる電流を電圧値Vに変換して検出するように構成されているが、電流により結線10の周囲に発生する磁気を検出する等して、電流値そのものを検出するように構成することも可能である。
図7や図8に示すように、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、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に印加するオン電圧およびオフ電圧を制御するようになっている。本実施形態では、電源回路15aは、ゲートドライバ15bに対して各走査線5を介してTFT8のゲート電極8gに印加するオン電圧およびオフ電圧を供給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、本実施形態では、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、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の出力端子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をオン状態とすることで、増幅回路18の入力側と出力側とを短絡し、コンデンサ18bに蓄積された電荷を放電して増幅回路18をリセットすることができ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。また、図8に示すように、増幅回路18には、電源供給部42から電力が供給されるようになっている。なお、図7では、電源供給部42の図示が省略されている。
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、例えば画像データの読み出し処理の際には、図10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とされる。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が溜まる。
そのため、図11に示すように、増幅回路18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の分だけ変化して電圧値Vinに変わる。制御手段22は、この段階で、図10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、図10に示したように、走査駆動手段15のゲートドライバ15bから1本の走査線5(例えば走査線5のラインLn)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10参照。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増幅回路18から出力される電圧値が上昇する。
そして、制御手段22は、所定時間が経過した後、図10に示すように、ゲートドライバ15b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)、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、電圧値の差分Vfi−Vinを算出し、算出した差分Vfi−Vinをアナログ値の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。
そして、制御手段22は、画像データの読み出し処理の際には、走査駆動手段15から走査線5の各ラインL1〜Lxに対して図10に示すようにオン電圧を順次印加させて、上記のようにして走査線5の各ラインL1〜Lxにそれぞれ接続されている各放射線検出素子7からそれぞれ画像データを読み出すようになっている。
なお、各放射線検出素子7のリセット処理の際には、図12に示すように、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をオン状態として短絡した状態で、走査駆動手段15から走査線5の各ラインL1〜Lxにオン電圧を印加して各TFT8をオン状態として、各放射線検出素子7からその内部に蓄積された電荷を各信号線6に放出させるようになっている。なお、この場合、制御手段22から相関二重サンプリング回路19にはパルス信号Sp1、Sp2は送信されない。
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、図7等に示すように、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等の各機能部に電力を供給するためのバッテリ41が接続されている。また、バッテリ41には、図示しない充電装置から電力を供給してバッテリ41を充電する際に充電装置とバッテリ41とを接続する接続端子42が取り付けられている。
以下、本実施形態における放射線画像撮影装置1での放射線画像撮影前の各処理から放射線の照射終了後の各放射線検出素子7からの画像データDの読み出し処理等について説明する。なお、以下では、放射線の照射終了後の各放射線検出素子7からの画像データDの読み出し処理を、放射線画像撮影後の読み出し処理という。
本実施形態では、制御手段22は、放射線画像撮影前に、放射線画像撮影装置1の電源スイッチ36(図1参照)が押下されたり外部のコンピュータ等から起動信号が送信される等して放射線画像撮影装置1が起動されたり、放射線画像撮影装置1がいわゆるスリープ状態から覚醒状態に遷移されたりした時点で、走査駆動手段15にトリガ信号を送信して、各放射線検出素子7のリセット処理を行うようになっている。
その際、本実施形態では、制御手段22は、図30に示した従来からの各放射線検出素子7のリセット処理におけるオン電圧の印加の仕方とは異なり、走査駆動手段15から走査線5の各ラインL1〜lxに対して、ある走査線5にオン電圧を印加したタイミングの次のタイミングでは当該走査線5に検出部P上で隣接する走査線5以外の走査線5にオン電圧を印加するようにして走査線5の各ラインL1〜Lxにオン電圧を順次印加して、各放射線検出素子7のリセット処理を行うようになっている。
具体的には、例えば、本実施形態では前述したように走査駆動手段15のゲートドライバ15bが例えばそれぞれ128本の走査線5が接続される各ゲートIC12a(図6参照)で構成されることを利用して、図13に示すように、最初に、1番目のゲートIC12aの1番目の端子に接続されている走査線5のラインL1にオン電圧を印加し、その次のタイミングで、2番目のゲートIC12aの1番目の端子に接続されている走査線5のラインL129にオン電圧を印加する。
そして、その後、順次、3番目以降の各ゲートIC12aの1番目の端子にそれぞれ接続されている走査線5のラインL257、…にオン電圧を順次印加する。続いて、今度は、各ゲートIC12aの2番目の端子にそれぞれ接続されている走査線5のラインL2、L130、L258、…にオン電圧を順次印加する。以降、オン電圧を印加する各ゲートIC12aの端子を順番に切り替えながら、走査線5の各ラインL1〜Lxにオン電圧を順次印加していくように構成することが可能である。
また、例えば図14に示すように、放射線画像撮影装置1が、各信号線6がそれらの中央部等でそれぞれ分断されて構成されており、図中の上側部分の各放射線検出素子7の画像データDは、図中上側の各入出力端子11を介して図14では図示を省略する各読み出しIC16で読み出され、図中の下側部分の各放射線検出素子7の画像データDは、図中下側の各入出力端子11を介して別の各読み出しIC16で読み出されるように(すなわちいわゆる両側読み出しを行うように)構成されている場合がある。
このような場合に、例えば、最初に、図中の最上段の走査線5にオン電圧を印加し、その次のタイミングで、図中の最下段の走査線5にオン電圧を印加し、続いて、最上段の走査線5の1本下側の走査線5にオン電圧を印加し、続いて、最下段の走査線5の1本上側の走査線5にオン電圧を印加し、このようなオン電圧の印加の仕方を、順次、各信号線6が分断されている中央部に向かう方向にシフトさせながら行うように構成することも可能である。このように構成しても、ある走査線5にオン電圧を印加した次のタイミングで当該走査線5に検出部P上で隣接する走査線5以外の走査線5にオン電圧を順次印加するように構成できる。
さらに、例えば、図15に示すように、先にライン番号が奇数の走査線5にオン電圧を順次印加し、その後、ライン番号が偶数の走査線5にオン電圧を順次印加するように構成しても、ある走査線5にオン電圧を印加した次のタイミングで当該走査線5に検出部P上で隣接する走査線5以外の走査線5にオン電圧を順次印加するように構成できる。
以下では、図示の都合上、放射線画像撮影前の各放射線検出素子7のリセット処理において、図15に示したようにオン電圧を印加する場合について説明するが、例えば図13や図14に示したようにオン電圧を印加すると、後述するように線欠陥とすべき走査線5同士が検出部P上で非常に離れた位置に存在するようになるといった利点がある。
また、ゲートIC12aごとに見た場合、図15の場合には奇数のライン番号の走査線5にオン電圧を印加した後、偶数のライン番号の走査線5にオン電圧を印加しなければならないが、図13や図14の場合には、各ゲートIC12aごとに見た場合には、1番目の端子から順に(或いは最後の端子から順に遡って)オン電圧を印加すればよいため、各ゲート12aの制御構成が比較的単純になるといった利点もある。
一方、制御手段22は、上記のように放射線画像撮影前に各放射線検出素子のリセット処理を繰り返し行わせるとともに、それとは別の処理として、前述した電流検出手段43から出力される電圧値Vを監視するようになっている。
電流検出手段43から出力される電圧値Vは、バイアス線9の結線10を流れる電流の増減に対応して、例えば図16に示すように変化する。すなわち、放射線画像撮影装置1に放射線が照射される前の時点taでは、各放射線検出素子7内で暗電荷が発生することに伴ってバイアス線9を流れる電流が結線10に流れ込むため、放射線が照射されていなくても、バイアス線9の結線10中には微量の電流が流れ、電流検出手段43からは、それに対応した微量ではあるが0ではない電圧値Vaが出力される。
そして、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が開始されると(図16の時刻tb参照)、前述したように各放射線検出素子7のi層76(図5参照)内で電荷(すなわち電子正孔対)が発生し、それに対応してバイアス線9や結線10を流れる電流が増加する。
そこで、本実施形態では、制御手段22は、電流検出手段43から出力される電圧値Vが大きく増加し始めたことを検出することで、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。
放射線の照射開始の検出は、電流検出手段43から出力される電圧値Vが予め設定された閾値Vthを越えた時刻tcに放射線照射が開始されたとして検出するように構成してもよく、また、電圧値Vの時間微分値が予め設定された閾値を越えた時刻tdに放射線照射が開始されたとして検出するように構成することも可能である。
なお、放射線発生装置からの放射線の照射が終了すると、今度は、各放射線検出素子7内での新たな電子正孔対の発生が停止し、それに応じた電流がバイアス線9中を流れなくなる。そのため、図16における時刻teに示されるように、電流検出手段43から出力される電圧値Vが減少し始める。
そこで、例えば、電流検出手段43から出力される電圧値Vが減少したことを検出して、放射線の照射が終了したことを検出するように構成することが可能である。この場合、放射線の照射終了の検出は、電圧値Vが前述した閾値Vthを下回った時刻tfに放射線照射が終了されたとして検出するように構成してもよく、また、電圧値Vの時間微分値が所定の負の値の閾値をより負側に越えた時刻tgに放射線照射が終了されたとして検出するように構成することも可能である。
また、制御手段22がこのようにして放射線の照射が終了したことを検出するように構成することも可能であり、また、前述したように放射線の照射が開始されたことを検出した時点(例えば時刻tc)から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ものとして、下記の放射線画像撮影後の画像データDの読み出し処理に移行するように構成することも可能である。
制御手段22は、上記のようにして電流検出手段43が出力するバイアス線9の結線10を流れる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すると、図17に示すように、各放射線検出素子7のリセット処理を停止させ、走査駆動手段15から走査線5の各ラインL1〜Lxにオフ電圧を印加させるようになっている。
このように、走査線5の各ラインL1〜Lxにオフ電圧を印加させることで、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各放射線検出素子7内に蓄積される状態となり、電荷蓄積モードに移行する。
なお、図17では、走査線5のラインL7にオン電圧が印加された時点で放射線の照射が開始されたことが検出された場合が示されている。また、実際には、放射線画像撮影装置1に、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が開始された場合が示されている。なお、この段階では、放射線画像撮影装置1自体では、この実際に放射線の照射が開始された時点を検出することができないことは前述した通りである。
制御手段22は、前述したように、放射線の照射が開始されたことを検出した時点から所定時間が経過した時点で、或いは、自ら放射線の照射が終了したことを検出した時点で、放射線画像撮影後の画像データDの読み出し処理を開始するようになっている。
本実施形態では、図17に示すように、制御手段22は、放射線画像撮影後の画像データDの読み出し処理では、放射線画像撮影前の各放射線検出素子7のリセット処理で、放射線の照射が開始されたことを検出した時点でオン電圧を印加していた走査線5(図17の例では走査線5のラインL7)の次にオン電圧を印加すべき走査線5(図17の例では走査線5のラインL9)から、各放射線検出素子7からの画像データDの読み出し処理を行わせるようになっている。
なお、図18に示すように、放射線画像撮影後の読み出し処理で、通常の場合のように、走査線5の最初のラインL1から順にオン電圧を順次印加して各放射線検出素子7からの画像データDの読み出し処理を行わせるように構成することも可能である。
図17に示したように放射線画像撮影後の読み出し処理を走査線5のラインL9から開始した場合は、ライン番号が奇数の走査線5の最後のラインLまで読み出した後、次にライン番号が偶数の走査線5のラインL2から最後のラインLまで読み出し処理を行い、さらに走査線5の最初のラインL1に戻って、走査線5のラインL7まで読み出し処理を行う。そして、制御手段22は、放射線画像撮影後の読み出し処理で各放射線検出素子7から読み出された画像データDを記憶手段40に保存するようになっている。
一方、本実施形態では、制御手段22は、放射線画像撮影後の画像データDの読み出し処理を終了すると、図19に示すように、各放射線検出素子7のリセット処理から放射線画像撮影後の読み出し処理までの間に走査線5の各ラインL1〜Lxにオン電圧を印加したタイミングと同じタイミングで走査線5の各ラインL1〜Lxにオン電圧を印加して、今度は、各放射線検出素子7からそれぞれオフセット補正値Oを読み出すオフセット補正値読み出し処理を行うになっている。
この場合、オフセット補正値読み出し処理とは、前述したように各放射線検出素子7内で常時発生している暗電荷に起因するオフセット分が画像データDに重畳されているため、この画像データDに重畳されているオフセット分のみをオフセット補正値Oとして読み出すための処理である。そして、オフセット分は、各TFT8がオフ状態とされている間に各放射線検出素子7内に蓄積される暗電荷の量に依存し、蓄積される暗電荷の大きさは各TFT8がオフ状態とされている時間(以下、TFT8のオフ時間という。)に依存して変わる。
そのため、画像データDに重畳されているオフセット分と、オフセット補正値読み出し処理で読み出されるオフセット補正値Oとを同じ大きさにするために、本実施形態では、上記のように、各放射線検出素子7のリセット処理から放射線画像撮影後の画像データDの読み出し処理と同じ処理シーケンスを繰り返してオフセット補正値読み出し処理を行うようになっている。
ただし、オフセット補正値読み出し処理の電荷蓄積モードでは、放射線画像撮影装置1に放射線は照射されない。すなわち、オフセット補正値読み出し処理における電荷蓄積モードでは、放射線画像撮影後の画像データDの読み出し処理の前の電荷蓄積モードと同じ時間だけ放射線画像撮影装置1が放置される。
このように構成すると、各放射線検出素子7のリセット処理から放射線画像撮影後の画像データDの読み出し処理までに、走査線5の各ラインL1〜LxでTFT8がオフ状態とされていたオフ時間と、オフセット補正値読み出し処理で走査線5の各ラインL1〜LxでTFT8がオフ状態とされるオフ時間とが同じになり、画像データDに重畳されているオフセット分とオフセット補正値Oとが同じ大きさになる。
そのため、画像データDからオフセット補正値Oを減算することで、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(暗電荷分を含まない。)のみに相当する真の画像データD*を得ることが可能となる。
なお、上記のオフセット補正値読み出し処理を複数回行って各放射線検出素子7ごとに複数のオフセット補正値Oを取得し、例えばそれらのオフセット補正値Oの平均値を算出してその平均値を当該放射線検出素子7のオフセット補正値Oとするように構成することも可能である。また、図18に示したように、放射線画像撮影後の読み出し処理で走査線5の最初のラインL1から順にオン電圧を順次印加して画像データDの読み出し処理を行う場合には、オフセット補正値読み出し処理も走査線5の最初のラインL1から順にオン電圧を順次印加して行われる。
制御手段22は、オフセット補正値読み出し処理で各放射線検出素子7から読み出されたオフセット補正値Oを記憶手段40に保存するようになっている。上記のように、複数のオフセット補正値Oの平均値等をオフセット補正値Oとする場合には、平均値等を算出して記憶手段40に保存するようになっている。
次に、実際に放射線画像撮影装置1に放射線が照射された後、放射線の照射が開始されたことを検出するまでの間にオン電圧が印加された走査線5(図17の例では走査線5のラインL3、L5、L7)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Dの修復処理について説明する。
この修復処理は、放射線画像撮影装置1自体すなわち制御手段22が行うように構成することも可能であり、また、放射線画像撮影装置1とは別体の、例えば図20に示すようなCPU51やROM52、RAM53、入出力インターフェース54等がバス55に接続され、マウスやキーボード等の入力手段56やHDD(Hard Disk Drive)等からなる記憶手段57が接続されたコンピュータ等で構成された放射線画像処理装置50で行うように構成することも可能である。
この場合、放射線画像処理装置50のROMには所定のプログラムが格納されており、放射線画像処理装置50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上記の修復処理を実行するように構成される。
また、修復処理を放射線画像処理装置50で行うように構成する場合、放射線画像撮影装置1は、放射線の照射が開始されたことを検出した時点でオン電圧を印加していた走査線5のライン番号(図17の例では走査線5のラインL7のライン番号「7」)の情報、各画像データDおよび各オフセット補正値O等を、放射線画像処理装置50に送信する。また、放射線画像処理装置50は、それらのデータを記憶手段57に保存する。
以下、修復処理を放射線画像処理装置50で行う場合について説明するが、放射線画像撮影装置1自体で行う場合も同様に説明される。
放射線画像処理装置50は、画像データDの修復処理を行う前に、まず、放射線画像撮影装置1から送信されてきた放射線画像撮影後の画像データDとオフセット補正値Oに基づいて、下記(1)式に従って、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みに相当し暗電荷分を含まない真の画像データD*を各放射線検出素子7ごとに算出する。そして、算出されたこれらの真の画像データD*が、修復処理の対象となる。
D*=D−O …(1)
次に、実際に放射線画像撮影装置1に放射線が照射された後、放射線の照射が開始されたことを検出するまでの間にオン電圧が印加された走査線5(図17の例では走査線5のラインL3、L5、L7)に接続されている各放射線検出素子7の真の画像データD*の修復処理について説明する。
修復処理を行う場合、上記のように、放射線画像撮影装置1自体では実際に放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が開始された時点を検出することができないため、走査線5のどのラインLに接続されている各放射線検出素子7の真の画像データD*を修復すべきかは分からない。そこで、まず、真の画像データD*の修復処理を行う対象となる走査線5をどのように設定するかが問題となる。以下では、この真の画像データD*を修復すべき走査線5の設定の方法として3種類の方法について説明するが、これらに限定されるものではない。
[方法1]
1つ目の方法としては、真の画像データD*を修復すべき走査線5を、放射線画像撮影前の各放射線検出素子7のリセット処理で放射線の照射が開始されたことを検出した時点でオン電圧を印加していた走査線5を含み、それ以前にオン電圧が印加された所定本数の走査線5を真の画像データD*を修復すべき走査線5とする方法を挙げることができる。
例えば、上記の所定本数を予め10本等と設定しておき、図17に示した例では、放射線の照射が開始されたことを検出した時点でオン電圧が印加されていた走査線5は走査線5のラインL7であるから、放射線画像処理装置50は、放射線画像撮影装置1から送信されてきた走査線5のライン番号(この場合は「7」)を参照して、走査線5のラインL7、L5、L3、L1、…を、真の画像データD*を修復すべき走査線5とする。
なお、この場合(以下の場合も同様である。)、上記の所定本数は、実際に放射線画像撮影装置1に放射線が照射された後、放射線の照射が開始されたことを検出するまでの間にオン電圧が印加されると予想される走査線5(図17の例では走査線5のラインL3、L5、L7)の本数以上の本数に設定される。
従って、上記の場合には、実際に放射線が照射されてから放射線の照射が開始されたことを検出するまでの間にオン電圧が印加される走査線5の本数は10本未満であろうということで10本等に設定したが、それよりも多くの本数の走査線5にオン電圧が印加される可能性がある場合には、上記の所定本数はより多くの本数に設定される。
[方法2]
また、放射線画像撮影後の読み出し処理で読み出された画像データDから算出した真の画像データD*を解析して、真の画像データD*を修復すべき走査線5を決定するように構成することも可能である。
具体的には、図17に示した例で説明すると、例えば、真の画像データD*のうち、まず、放射線の照射が開始されたことを検出した時点でオン電圧が印加されていた走査線5のラインL7を含む、その前後の10本等の各走査線のラインL1〜L17について、各走査線5ごとに、当該走査線5に接続されている各放射線検出素子7の真の画像データD*の平均値を算出する。平均値の代わりに合計値を用いてもよい。
このように平均値(或いは合計値。以下同じであるため省略。)を算出する理由は、真の画像データD*にはそれぞれノイズが含まれているため、個々の真の画像データD*のままではノイズの影響で解析が困難な場合があるが、このように平均値を算出することで、個々の真の画像データD*のノイズが打ち消しあって相殺されるためである。
そこで、走査線5ごとの平均値D*aveを走査線5のラインLkの順にプロットすると、例えば図21に示すように、平均値D*aveの推移のトレンドが得られる。そして、その中で、走査線5のラインL7、すなわち放射線の照射が開始されたことを検出した時点でオン電圧が印加されていた走査線5に接続されている各放射線検出素子7の真の画像データD*の平均値D*aveや、それ以前にオン電圧が印加されていた走査線5のラインL5、L3等に接続されている各放射線検出素子7の真の画像データD*の平均値D*aveが、全体的な推移のトレンドから外れる状態になる。
そこで、放射線の照射が開始されたことを検出した時点でオン電圧が印加されていた走査線5のラインL7を含み、それ以前に放射線が照射されている最中にオン電圧が印加された可能性がある走査線5のラインL1、L3、L5以外の、走査線5のラインL2、L4、L6、L8〜L17について真の画像データD*の平均値D*aveの全体的な推移のトレンドを算出する。
そして、そのトレンドから外れ始める走査線5を解析すると、図21の例では走査線5のラインL3であると分かる。そこで、この場合は、例えば平均値D*aveがトレンドから所定の閾値以上に外れた走査線5を放射線が照射されている間にオン電圧が印加された走査線5であると判断するように構成する等すれば、走査線5のラインL3にオン電圧が印加された時点で放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が開始されたと見なすことができる。
方法2では、例えば上記のようにして、各走査線5に接続されている各放射線検出素子の真の画像データD*から算出した平均値D*aveを解析する等して、放射線の照射が開始されたことを検出した時点でオン電圧を印加していた走査線5のラインL7を含む各走査線5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Dに基づく真の画像データD*を解析して、真の画像データD*を修復すべき走査線5を決定する。すなわち、上記の例では、走査線5のラインL3、L5、L7と決定する。
[方法3]
また、上記の方法2では、算出した真の画像データD*を解析して、真の画像データD*を修復すべき走査線5を決定する場合について説明したが、上記のように、本実施形態では、放射線の照射が開始されたか否かの判断は、電流検出手段43が出力する、バイアス線9の結線10を流れる電流に相当する電圧値Vに基づいて行われる。
そして、放射線画像撮影装置1における放射線の照射開始の検出は、上記のように、電流検出手段43から出力された電圧値Vが予め設定された閾値Vthを越えた時点tc(図16参照)や、電圧値Vの時間微分値が予め設定された閾値を越えた時点tdとされるが、この電流検出手段43から出力された電圧値Vを詳しく解析すれば、実際に放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が開始された時点がtbの時点であることが分かる。
そこで、電流検出手段43から出力された、バイアス線9の結線10を流れる電流に相当する電圧値Vを解析して、実際に放射線の照射が開始された時点(図16の場合はtb)を割り出し、その時点tbで或いはその直後にオン電圧が印加された走査線5を割り出して、割り出した当該走査線5から、放射線の照射が開始されたことを検出した時点でオン電圧を印加していた走査線5までの各走査線5を、真の画像データD*を修復すべき走査線5として決定するように構成することも可能である。
この場合、電流検出手段43から出力された電圧値Vの解析を、放射線画像撮影装置1の制御手段22で行ってもよく、その場合は、割り出した時点tbでオン電圧が印加された走査線5の情報等が放射線画像撮影装置1から放射線画像処理装置50に送信される。また、放射線画像撮影装置1の制御手段22自体が真の画像データD*の修復処理を行う場合には、自ら割り出したその情報に基づいて修復処理が行われる。
また、電流検出手段43から出力された電圧値Vの解析を、放射線画像処理装置50で行う場合には、放射線画像撮影装置1から電圧値Vの情報が放射線画像処理装置50に送信される。その場合、電流検出手段43から出力された電圧値Vをすべて送信する必要はなく、放射線の照射が開始されたことを検出した時点から所定時間前までの電圧値Vのデータを送信すればよい。
なお、上記の方法2、方法3を適宜組み合わせて真の画像データD*を修復すべき走査線5を決定するように構成することも可能である。また、方法1と方法2、方法3とを適宜組み合わせて、例えば、方法2、方法3で決定された走査線5の範囲が方法1の所定の範囲を越える場合にのみ方法2、方法3で決定された走査線5を採用し、それ以外の場合は方法1の所定の範囲の走査線5を採用するように構成することも可能である。
次に、放射線画像処理装置50は、上記のようにして決定した各走査線5に接続されている各放射線検出素子7について、上記の(1)式に従って算出した真の画像データD*の修復処理を行う。
上記の例の場合、本実施形態では、真の画像データD*を修復すべき各走査線5は、図22に示すように、走査線5のラインL3、L5、L7となる。なお、例えば、前述した図13に示したように、各ゲートIC12aごとに走査線5の各ラインL1、L129、…にオン電圧を順次印加していくような場合には、真の画像データD*を修復すべき各走査線5が、図22に示すように1ラインおきに現れる状態ではなく、真の画像データD*を修復すべき各走査線5同士が非常に離れた位置に現れるようになることは前述した通りである。
そして、本実施形態では、放射線画像処理装置50は、真の画像データD*を修復すべき各走査線5に接続されている各放射線検出素子7については、放射線画像撮影後の読み出し処理で読み出された画像データDに基づいて算出された真の画像データD*は破棄し、当該放射線検出素子7に検出部P上で隣接する放射線検出素子7の真の画像データD*に基づいて、当該放射線検出素子7の真の画像データD*を修復するようになっている。
例えば、走査線5のラインL6、L8に接続されている各放射線検出素子7の真の画像データD*で走査線5のラインL7に接続されている各放射線検出素子7の真の画像データD*を例えば線形補間する等して修正する。走査線5のラインL5、L3に接続されている各放射線検出素子7の真の画像データD*についても同様に修復する。
このように構成すれば、真の画像データD*を修復すべき走査線5の各ラインL3、L5、L7に隣接する走査線5の各ラインL2、L4、L6、L8等は、図15等に示したように、走査線5の各ラインL3、L5、L7にオン電圧が印加されて放射線画像撮影前の各放射線検出素子7のリセット処理が行われる時期とは全く別の時期にリセット処理が行われる。
そのため、走査線5の各ラインL3、L5、L7に接続されている各放射線検出素子7では、放射線画像撮影装置1に放射線が照射されている間に各放射線検出素子7のリセット処理が行われてしまったために修復が必要となる真の画像データD*しか得られないが、それに隣接する走査線5の各ラインL2、L4、L6、L8に接続されている各放射線検出素子7では、放射線画像撮影装置1に放射線が照射されている間に各放射線検出素子7のリセット処理が行われることはあり得ない。
そのため、走査線5の各ラインL2、L4、L6、L8に接続されている各放射線検出素子7では、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各放射線検出素子7のリセット処理により失われることがなく、それらの各放射線検出素子7の真の画像データD*は信頼し得る。
そこで、それらの信頼できる真の画像データD*を用いて、走査線5の各ラインL3、L5、L7に接続されている各放射線検出素子7の真の画像データD*を修復することで、修復された真の画像データD*が信頼性の高いデータとなる。
また、それとともに、照射開始時に、放射線発生装置から照射される放射線の線量の立ち上がりが遅く、実際に放射線の照射が開始された時点と放射線画像撮影装置1で放射線の照射が開始されたことを検出した時点とがずれる場合であっても、線欠陥となる複数の走査線5のラインLが、例えば図34に示したように隣接する複数の走査線5で連続して現れる状態にはならず、図22に示したように、互いに離間して現れる状態になる。
そのため、図34に示した従来例では、連続する線欠陥に対してその周囲の各走査線5に接続されている各放射線検出素子7の真の画像データD*を用いて修復すると、破棄された各走査線5に接続されている各放射線検出素子7の真の画像データD*中に病変部が撮影されていたとしても、それらの情報を修復できずに破棄されてしまう。
しかし、本実施形態の場合には、それらの病変部が撮影されている走査線5の各ラインL2、L4、L6、L8に接続されている各放射線検出素子7の真の画像データD*で、破棄された走査線5の各ラインL3、L5、L7に接続されている各放射線検出素子7の真の画像データD*が的確に修復されるため、破棄された真の画像データD*中に撮影されていた病変部を的確に修復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、電流検出手段43を設けてバイアス線9等の装置内の配線を流れる電流を検出することで、放射線画像撮影装置1自体で放射線の照射の開始等を検出することが可能となる。
また、放射線画像撮影前に各放射線検出素子7のリセット処理を行いながら放射線の照射開始を待つ際、図30に示した従来例のようにオン電圧を印加する走査線5を1本ずつシフトさせながら印加するのではなく、ある走査線5にオン電圧を印加したタイミングの次のタイミングでは当該走査線5に検出部P上で隣接する走査線5以外の走査線5にオン電圧を印加するようにして各放射線検出素子7のリセット処理を行う。
そのため、図34に示した従来例のように線欠陥が隣接する複数の走査線5に連続して現れる状態にはならず、線欠陥が複数の走査線5に連続して現れることを的確に防止して、図22に示したように、線欠陥が互いに離間して現れる状態とすることが可能となる。
また、本実施形態に係る放射線画像撮影装置1や放射線画像処理装置50によれば、上記のように、互いに離間して現れる線欠陥の各走査線5に対して例えば線形補間等の手法を用いて画像データD(真の画像データD*)を修復する。
その際、修復に用いられる線欠陥の周囲の走査線5に接続されている各放射線検出素子7の画像データD(真の画像データD*)は信頼し得るデータであり、それらの信頼できる真の画像データD*を用いて、線欠陥として扱われる各走査線5に接続されている各放射線検出素子7の画像データD(真の画像データD*)を的確に修復することが可能となる。
そのため、修復された画像データD(真の画像データD*)が信頼性の高いデータとなるとともに、線欠陥となる複数の走査線5のラインLが互いに離間して現れる状態になるため、例えば、線欠陥とされ破棄された画像データD(真の画像データD*)中に撮影されていた病変部を、それに隣接する各放射線検出素子7の画像データD(真の画像データD*)で的確に修復することが可能となる。
なお、上記の第1の実施形態では、電流検出手段43でバイアス線9やその結線10中を流れる電流を検出するように構成されている場合について説明したが、放射線画像撮影装置1に放射線が照射されると、バイアス線9や結線10のみならず、以下の理由で、各走査線5でも電流が流れる。
すなわち、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、放射線検出素子7の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。
また、TFT8では、ゲート電極8gとソース電極8sとそれらの間の絶縁層81(図5参照)とで一種のコンデンサが形成されており、ゲート電極8gとソース電極8sとの間に寄生容量が存在している。そして、所定のオフ電圧が印加されており電位が変わらないTFT8のゲート電極8gに対して、上記のようにTFT8のソース電極8s側の電位が下がるため、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。
そのため、変化した電位差に対応する電荷が走査線5を通ってTFT8のゲート電極8gに供給される。すなわち、放射線の照射に伴って走査線5中を電流が流れる。
そこで、図7や図8に示したように、電流検出手段43をバイアス線9やその結線10上に設ける代わりに、例えば、図23に示すように、電流検出手段43を、各走査線5或いはそれらを結束した結束線24に接続して設け、電流検出手段43で、走査線5やその結束線24中を流れる電流の値を検出するように構成することが可能である。
また、走査線5の各ラインL1〜Lxを流れる電流の総量に対応する電流が走査駆動手段15の電源回路15aとゲートドライバ15bとを結ぶ配線上を流れる。走査駆動手段15では、例えば、図24に簡略化して示すように、オン電圧とオフ電圧が電源回路15aからそれぞれ配線15conと配線15coffとを介してそれぞれ別個にゲートドライバ15bに供給されるようになっている。
また、ゲートドライバ15bの内部には、スイッチ素子15dが、各走査線5がそれぞれ接続された端子ごとに設けられていて、スイッチ素子15dの接続をそれぞれ切り替えることにより、各走査線5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ように構成されている。
走査駆動手段15がこのように構成されている場合、上記のように、放射線画像撮影前の各放射線検出素子7のリセット処理の際には、リセット処理が行われている走査線5以外の走査線5にはオフ電圧が印加されているため、上記のように放射線の照射に伴って各走査線5中を流れる電流は、その全て或いはほとんどが、結局、電源回路15aとゲートドライバ15bとを結ぶ配線15coff中を流れることになる。
そこで、例えば図24に示すように、電流検出手段43を、走査駆動手段15の電源回路15aとゲートドライバ15bとを結ぶ配線15coff上に設け、電流検出手段43で、配線15coff中を流れる電流の値を検出するように構成することも可能である。
そして、図23に示したように構成した場合も、或いは図24に示したように構成した場合も、いずれの場合も、上記の実施形態の場合と同様に、電流検出手段43が出力する電圧値V、すなわち走査線5や配線15off中を流れる電流に相当する電圧値Vを監視することにより、放射線の照射が開始されたことを的確に検出することができる。
なお、図23や図24に示した変形例は、下記の第2の実施形態においても採用することが可能である。
[第2の実施の形態]
上記の第1の実施形態では、放射線画像撮影前に各放射線検出素子7のリセット処理を行う場合について説明した。
しかし、各放射線検出素子7の代わりに、放射線画像撮影前から各放射線検出素子7からの画像データの読み出し処理を行うように構成することも可能である。そして、この放射線画像撮影前の読み出し処理で読み出された画像データを用いれば、放射線画像撮影後の読み出し処理(すなわち放射線の照射が終了した後の読み出し処理)で読み出された画像データD或いは真の画像データDを修正するように構成することが可能となる。
なお、以下では、この放射線画像撮影前の読み出し処理で読み出された画像データを、放射線画像撮影後の読み出し処理で読み出された画像データDと区別するために、画像データdと記載する。また、この放射線画像撮影前の画像データdの読み出し処理を行う前に、前述した各放射線検出素子7のリセット処理を例えば所定回数繰り返して行うように構成することも可能である。
本実施形態では、制御手段22は、この放射線画像撮影前の画像データdの読み出し処理では、例えば図25に示すように、先にライン番号が奇数の走査線5にオン電圧を順次印加し、その後、ライン番号が偶数の走査線5にオン電圧を順次印加するように構成して、ある走査線5にオン電圧を印加した次のタイミングで当該走査線5に検出部P上で隣接する走査線5以外の走査線5にオン電圧を順次印加して読み出し処理を行うようになっている。
なお、図示を省略するが、第1の実施形態で図13に示した場合と同様に、走査駆動手段15のゲートドライバ15bを構成する各ゲートIC12aを順に切り替えながら、各走査線5にオン電圧を印加するようにして、ある走査線5にオン電圧を印加した次のタイミングで当該走査線5に検出部P上で隣接する走査線5以外の走査線5にオン電圧を順次印加して読み出し処理を行うように構成することも可能である。また、図14を用いて説明したようにして各走査線5にオン電圧を印加するように構成することも可能である。
また、以下では、検出部P(図3や図7参照)上に二次元状に配列された1面分の各放射線検出素子7のうち画像データdを読み出す対象となる全ての放射線検出素子7から画像データdを読み出す期間を1フレームというものとする。そして、制御手段22は、この放射線画像撮影前の画像データdの読み出し処理では、このフレームごとの画像データdの読み出し処理を繰り返して行うようになっている。
そして、制御手段22は、各放射線検出素子ごとに読み出された画像データdを記憶手段40に保存する。この場合、読み出し処理が開始されて以降の各フレームごとに読み出された各画像データdを全て保存しておく必要はない。また、記憶手段40の記憶容量等の制約もある。そのため、本実施形態では、記憶手段40に画像データdを保存するフレーム数が予め設定されている。
そして、制御手段22は、上記のように各放射線検出素子7からの画像データdの読み出し処理を繰り返して、予め設定されたフレーム数のフレーム分の各放射線検出素子7の画像データdが記憶手段40に保存されると、それ以降の各フレームの画像データdについては、最初に画像データdを保存したフレームから順に、過去のフレームの画像データd上に順次上書き保存していくようになっている。
また、制御手段22は、上記の放射線画像撮影前の各放射線検出素子7からの画像データdの読み出し処理と並行して、電流検出手段43から出力される電圧値Vを監視するように構成されていることは、第1の実施形態の場合と同様であり、説明を省略する。また、電流検出手段43をバイアス線9の結線10に設けたり(図7等参照)、各走査線5やそれらを結束した結束線24に接続して設けたり(図23参照)、或いは、走査駆動手段15の電源回路15aとゲートドライバ15bとを結ぶ配線15coff(図24参照)に設けることが可能であることも、第1の実施形態の場合と同様である。
制御手段22は、電流検出手段43が出力するバイアス線9の結線10を流れる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すると、図26に示すように、放射線画像撮影前の各放射線検出素子7からの画像データdの読み出し処理を停止させ、走査駆動手段15から走査線5の各ラインL1〜Lxにオフ電圧を印加させて、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各放射線検出素子7内に蓄積される電荷蓄積モードに移行する。
なお、図26の場合も、実際の放射線の照射が走査線5のラインL3にオン電圧が印加された時点或いはその直前に開始され、走査線5のラインL7にオン電圧が印加された時点或いはその直後に放射線の照射が開始されたことが検出された場合が示されている。
制御手段22は、前述したように、放射線の照射が開始されたことを検出した時点から所定時間が経過した時点で、或いは、自ら放射線の照射が終了したことを検出した時点で、放射線の照射が終了した後の画像データDの読み出し処理を開始する。
本実施形態では、走査駆動手段15は、放射線画像撮影後の画像データDの読み出し処理では、読み出し処理の際に走査線5の各ラインL1〜Lxにオン電圧を印加してから印加した電圧をオフ電圧に切り替えるまでの時間(以下、オン時間という。すなわち図10の最下段のタイミングチャートにおいてオン電圧が印加されている時間)を、放射線画像撮影前の画像データdの読み出し処理と同じ時間とするようになっている。
正確に言えば、放射線画像撮影前の画像データdの読み出し処理における各走査線5に対するオン時間を、放射線画像撮影後の画像データDの読み出し処理における各走査線5に対するオン時間と同じにするように構成されている。
このように、放射線画像撮影前の画像データdの読み出し処理における各走査線5に対するオン時間を、放射線画像撮影後の画像データDの読み出し処理における各走査線5に対するオン時間と同じにすれば、放射線画像撮影前の画像データdの読み出し処理と、放射線画像撮影後の画像データDの読み出し処理で、走査駆動手段15のゲートドライバ15bから走査線5の各ラインL1〜Lxにオン電圧を印加する際のオン時間を変える必要がなく、少なくともオン時間については両方の読み出し処理で同じ処理を繰り返すだけで済むように構成することが可能となる。
なお、例えば、放射線画像撮影前の画像データdの読み出し処理における各走査線5に対するオン時間を、放射線画像撮影後の画像データDの読み出し処理における各走査線5に対するオン時間よりも長い時間とするように構成すると、下記のような利点がある。
すなわち、上記のように、実際に放射線の照射が開始された時点と制御手段22が放射線の照射が開始されたことを検出した時点がずれる場合に、それらの時点の時間間隔が同じである場合に、オン時間が短いと、その時間間隔の間に各走査線5に次々とオン電圧が印加されるため、オン電圧が印加される走査線5の本数が多くなり、後述するように画像データDを修復しなければならない走査線5の本数が多くなる。
しかし、上記のようにオン電圧を長くするほど、上記の同じ時間間隔の間にオン電圧が印加される走査線5の本数が少なくなるため、画像データDを修復しなければならない走査線5の本数を少なくすることが可能となるといった利点がある。
本実施形態では、図26に示すように、制御手段22は、放射線画像撮影後の読み出し処理では、放射線画像撮影前の読み出し処理において放射線の照射が開始されたことを検出した時点でまたはその直前にオン電圧を印加していた走査線5(図26の例では走査線5のラインL7)の次にオン電圧を印加すべき走査線5(図26の例では走査線5のラインL9)から、各放射線検出素子7からの画像データDの読み出し処理を行わせる。
なお、第1の実施形態における図18に示したように、放射線画像撮影後の画像データDの読み出し処理において、走査線5の最初のラインL1から順にオン電圧を順次印加して読み出し処理を行うように構成することも可能である。
制御手段22は、放射線画像撮影後の読み出し処理で各放射線検出素子7から読み出された画像データDを記憶手段40に保存する。
一方、本実施形態においても、制御手段22は、放射線画像撮影後の画像データDの読み出し処理を終了すると、図27に示すように、放射線画像撮影前の画像データdの読み出し処理から放射線画像撮影後の画像データDの読み出し処理までの間に走査線5の各ラインL1〜Lxにオン電圧を印加したタイミングと同じタイミングで走査線5の各ラインL1〜Lxにオン電圧を印加して、各放射線検出素子7からそれぞれオフセット補正値Oを読み出すオフセット補正値読み出し処理を行うになっている。
このように、放射線画像撮影後の画像データDの読み出し処理の前と後で同じ処理シーケンスを繰り返してオフセット補正値Oを読み出すように構成することで、画像データDに重畳されているオフセット分とオフセット補正値Oとが同じ大きさになり、画像データDからオフセット補正値Oを減算することで、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(暗電荷分を含まない。)のみに相当する真の画像データD*を得ることが可能となることは第1の実施形態で説明した通りである。
なお、本実施形態の場合、上記のように、放射線画像撮影前の画像データdの読み出し処理から放射線画像撮影後の画像データDの読み出し処理と同じ処理シーケンスをそのまま繰り返してオフセット補正値読み出し処理を行うように構成すると、放射線画像撮影後の画像データDの読み出し処理の後に、再度、画像データdの読み出し処理を行うことになる。なお、ここでの説明では、放射線画像撮影前の読み出し処理で読み出される画像データdと区別するために、放射線画像撮影後の画像データDの読み出し処理の後の再度の画像データdの読み出し処理で読み出される画像データdを画像データdaという。
しかし、放射線画像撮影前の画像データdの読み出し処理で読み出された画像データdは後述する画像データDの修復処理に用いられるが、上記の放射線画像撮影後の画像データDの読み出し処理の後、再度、画像データdaの読み出し処理を行うように構成しても、読み出された当該画像データdaは、画像データDの修復処理には用いられない。そして、画像データdaの読み出し処理を行うように構成すると、無駄な画像データdaの読み出し処理を行わなければならない分だけ、各読み出し回路17で無駄な電力を浪費することになる。
そこで、放射線画像撮影後の画像データDの読み出し処理の後で画像データdaの読み出し処理を行う代わりに、図27に示したように、同じオン時間だけ走査線5の各ラインLn+1〜Lx、L1〜Lnにオン電圧を印加して、各放射線検出素子7のリセット処理を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、各読み出し回路17で読み出し処理を行う必要がなくなるため、各読み出し回路17で無駄な電力消費を防止することが可能となる。
また、上記とは逆に、上記の放射線画像撮影後の画像データDの読み出し処理の後、再度、画像データdaの読み出し処理を行うように構成し、その画像データdaを用いて画像データDを補正するように構成することも可能である。このように構成すると、画像データDの読み出し処理で読み出し切れなかった読み残し分を、画像データdaとして読み出すことが可能となるため、例えば、各放射線検出素子7ごとに読み出した画像データdaを当該放射線検出素子7の画像データDに加算する等して、画像データDを補正することが可能となり、その分、画質も向上する。
制御手段22は、上記のようにしてオフセット補正値読み出し処理で各放射線検出素子7から読み出されたオフセット補正値Oを記憶手段40に保存するようになっている。第1の実施形態で説明したように、複数のオフセット補正値Oの平均値等をオフセット補正値Oとする場合には、平均値等を算出して記憶手段40に保存するようになっている。
ところで、放射線画像撮影前の画像データdの読み出し処理で各放射線検出素子7から読み出された画像データdにも、暗電荷に起因するオフセット分が重畳されている。しかし、放射線画像撮影前の読み出し処理は、前述したように各フレームごとに繰り返して行われるため、図26や図27等に示した電荷蓄積モードの期間が存在しない。
そのため、図27に示した放射線画像撮影後の画像データDの読み出し処理が終了した後の、各放射線検出素子7のリセット処理(或いは画像データの読み出し処理)からオフセット補正値読み出し処理までの間の走査線5の各ラインL1〜LxにおけるTFT8のオフ時間と、図25に示したフレームごとの放射線画像撮影前の各読み出し処理同士の間の走査線5の各ラインL1〜LxにおけるTFT8のオフ時間とは、電荷蓄積モードの期間分だけ異なることになる。
そのため、放射線画像撮影前の読み出し処理で読み出された画像データdに重畳されているオフセット分と、オフセット補正値読み出し処理で読み出されたオフセット補正値Oは異なる値になり、オフセット補正値Oを画像データdのオフセット補正処理に用いることができない。
しかし、図25に示したように、放射線画像撮影装置1に放射線が照射される前の各フレームで読み出される画像データdは、放射線の照射による電荷に依存せず蓄積された暗電荷のみに依存するデータであるから、放射線照射前の各フレームで読み出された画像データdを、実際に放射線の照射が開始されてから放射線の照射が開始されたことが検出されるまでの間に読み出された画像データd(すなわち図26の例で言えば走査線5のラインL3、L5、L7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d)のオフセット補正値として用いることができる。
なお、この場合のオフセット補正値としての画像データdを、以下、オフセット補正値oという。また、実際に放射線の照射が開始されてから放射線の照射が開始されたことが検出されるまでの間に読み出された画像データdを、以下、放射線の照射中に読み出された画像データdという。
従って、例えば、前述したように、放射線画像撮影前の各フレームごとに読み出された画像データdのうち、上書きされずに記憶手段40に保存されて残っている放射線の照射開始の検出前のフレームの画像データdを、放射線の照射中に読み出された画像データdのオフセット補正値oとして用いるように構成することが可能である。
また、そのような放射線の照射開始の検出前のフレームの画像データdが複数のフレーム分保存されて残っている場合には、それらの各フレームの各画像データdの各放射線検出素子7ごとの平均値等を算出し、各平均値等を、放射線の照射中に読み出された画像データdのオフセット補正値oとして用いるように構成することも可能である。
また、放射線の照射中に読み出された画像データdのオフセット補正値oとして、予め各放射線検出素子7ごとに設定しておくように構成することも可能である。なお、以下では、放射線画像撮影装置1でオフセット補正値oを取得する場合について説明するが、オフセット補正値oが予め設定される場合には、記憶手段40等の放射線画像撮影装置1のメモリや後述する放射線画像処理装置50のメモリに、各放射線検出素子7ごとのオフセット補正値oが予め記憶され、制御手段22や放射線画像処理装置50はそれを参照して、以下に説明する修復処理を行うように構成される。
次に、実際に放射線画像撮影装置1に放射線が照射されてから放射線の照射が開始されたことを検出するまでの間に(すなわち放射線の照射中に)オン電圧が印加された走査線5(図26の例では走査線5のラインL3、L5、L7)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Dの、画像データdに基づく修復処理について説明する。
第1の実施形態の場合と同様に、本実施形態においても、この修復処理は、放射線画像撮影装置1の制御手段22で行うように構成することも可能であり、また、放射線画像処理装置50(図20参照)で行うように構成することも可能である。
また、修復処理を放射線画像処理装置50で行うように構成する場合、放射線画像撮影装置1は、放射線画像撮影前の読み出し処理で読み出した各画像データdのうち、放射線の照射が開始されたことを検出したフレームの各画像データdと、前述した各オフセット補正値o、および放射線の照射が開始されたことを検出した時点でまたはその直前にオン電圧を印加していた走査線5のライン番号(図26の例では走査線5のラインL7のライン番号「7」)の情報、および、各画像データDと各オフセット補正値O等を、放射線画像処理装置50に送信する。また、放射線画像処理装置50は、それらのデータを記憶手段57に保存する。
以下、修復処理を放射線画像処理装置50で行う場合について説明するが、放射線画像撮影装置1自体で行う場合も同様に説明される。
放射線画像処理装置50は、画像データDの修復処理を行う前に、まず、第1の実施形態の場合と同様に、画像データDとオフセット補正値Oに基づいて、上記の(1)式に従って、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みに相当し暗電荷分を含まない真の画像データD*を各放射線検出素子7ごとに算出する。算出されたこれらの真の画像データD*が、修復処理の対象となる。
また、本実施形態では、放射線画像撮影前の読み出し処理で読み出された画像データdとオフセット補正値oに基づいて、下記(2)式に従って、画像データdから暗電荷分に相当するデータを差し引いた真の画像データd*を各放射線検出素子7ごとに算出する。
d*=d−o …(2)
そして、本実施形態においても、上記のように、放射線画像撮影装置1自体では実際に放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が開始された時点を検出することができないため、走査線5のどのラインLに接続されている各放射線検出素子7の真の画像データD*を修復すべきかが分からない。そこで、まず、真の画像データD*の修復処理を行う対象となる走査線5をどのように設定するかが問題となる。そして、例えば、第1の実施形態に示した3種類の方法で、真の画像データD*を修復すべき走査線5を決定することができる。
また、本実施形態では、放射線画像撮影前の読み出し処理で読み出された画像データdの情報やそれに基づいて算出された真の画像データd*の情報がある。そこで、以下の方法4に基づいて真の画像データD*を修復すべき走査線5を決定することも可能である。
[方法4]
方法4では、放射線画像撮影前の読み出し処理で読み出された画像データdやそれに基づく真の画像データd*を解析することで、真の画像データD*を修復する走査線5を決定する。
具体的には、この場合も図26に示した例で説明すると、例えば、上記の(2)式に従って算出された真の画像データd*のうち、放射線の照射が開始されたことを検出した時点でまたはその直前にオン電圧が印加されていた走査線5のラインL7を含む、それ以前の例えば10本等の各走査線5について、各走査線5ごとに、当該走査線5に接続されている各放射線検出素子7の真の画像データd*の平均値d*aveを算出する。
この場合も、平均値の代わりに合計値を用いてもよい。また、平均値等を用いる利点については、第1の実施形態で説明した方法2の場合と同様である。
そして、走査線5ごとの平均値d*aveを、これらの走査線5ごとの平均値d*aveを算出する基となった画像データdが放射線画像撮影前の読み出し処理で読み出された順に時系列的に並べてプロットすると、図28に示すように、平均値d*aveは、実際に放射線画像撮影装置1に放射線が照射される以前はほぼ0の値をとるが、放射線の照射が開始されたことが検出された走査線5のラインL7の2本前にオン電圧が印加された走査線5のラインL3あたりから0とは有意に異なる値になる。
そのため、この場合も、各放射線検出素子7の真の画像データd*の平均値d*aveの推移のトレンドから外れ始める走査線5を解析すると、図28の例では走査線5のラインL3であると分かるから、走査線5のラインL3にオン電圧が印加される時点でまたはその直前に放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が開始されたと見なすことができる。
方法4では、このようにして、上記の(2)式に従って算出された各放射線検出素子の真の画像データd*から算出した平均値d*aveを解析する等して、放射線の照射が開始されたことを検出した時点でまたはその直前にオン電圧を印加していた走査線5のラインLnを含む各走査線5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dに基づく真の画像データd*を解析して、真の画像データD*を修復する走査線5を決定する。すなわち、上記の例では、真の画像データD*を修復する走査線5を走査線5のラインL3、L5、L7と決定する。
次に、放射線画像処理装置50は、上記の方法1〜方法4に基づいて決定した各走査線5に接続されている各放射線検出素子7について、上記の(1)式に従って算出した真の画像データD*の、真の画像データd*に基づく修復処理を行う。
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(暗電荷分を含まない。)のみに相当する真の画像データD*は、通常の場合は、放射線画像撮影後の読み出し処理で読み出された画像データDに含まれており、上記(1)式に示したように、画像データDからオフセット補正値Oを減算することで算出できる。
しかし、例えば図26を見れば分かるように、放射線の照射中に読み出し処理が行われた走査線5の各ラインL3、L5、L7に接続されている各放射線検出素子7では、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(すなわち真の画像データD*に相当する電荷)の一部が、放射線画像撮影前の画像データdの読み出し処理で読み出されてしまい、読み出された画像データdに含まれる。
すなわち、走査線5のラインL3、L5、L7に接続されている各放射線検出素子7では、各放射線検出素子7から読み出されるべき本来の画像データすなわち真の画像データD*が、放射線画像撮影前の読み出し処理と放射線画像撮影後の読み出し処理とで分割されて読み出されていると見なすことができる。
そして、画像データdに含まれる真の画像データD*の一部は、上記(2)式に従って画像データdからオフセット補正値oを減算することで算出することができ、それが真の画像データd*に相当する。
そこで、最も単純な修復処理として、放射線画像処理装置50で、上記のようにして決定した各走査線5(図26の例では走査線5のラインL3、L5、L7)に接続されている各放射線検出素子7について、上記の(1)式に従って算出した真の画像データD*と、上記(2)式に従って算出した真の画像データd*とを加算して、当該各放射線検出素子7の真の画像データD*を修復する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の真の画像データD*を容易かつ的確に修復することが可能となる。
一方、放射線画像撮影装置1に放射線が照射されている間に(すなわち放射線の照射中に)放射線画像撮影前の画像データdの読み出し処理が行われると、以下に述べるような特異な現象が発生する。そのため、この現象による影響を考慮して、各放射線検出素子7の真の画像データD*を修復するように構成することも可能である。
すなわち、放射線画像撮影装置1では、各放射線検出素子7内に蓄積された電荷が各TFT8を介してごく僅かであるが信号線6にリークする。そして、図29に示すように、例えば走査線5のラインLiにオン電圧が印加されて放射線検出素子7iから電荷Qが信号線6に放出されている際にも、各TFT8を介して他の各放射線検出素子7から同じ信号線6に電荷qがそれぞれ流れ込む。
そして、放射線検出素子7iからの電荷Qと他の各放射線検出素子7からリークしたごく小さな各電荷qとの総和が増幅回路18で電荷電圧変換されて、当該放射線検出素子7iの画像データdiとして読み出される。なお、図29では、他の放射線検出素子7からTFT8を介してリークする電荷がqと記載されているが、これは便宜上の記載であり、他の各放射線検出素子7から互いに等しい量の電荷qがリークすることを意味するものではない。
また、放射線画像撮影装置1に放射線が照射されると、本実施形態では、照射された放射線がシンチレータ3(図2等参照)で電磁波に変換されてこの電磁波が各TFT8に照射されるが、各TFT8に電磁波が照射されると、各TFT8内で電子正孔対が発生して、各TFT8内を流れるリーク電流の量が多くなり、各TFT8で各放射線検出素子7内に蓄積されている電荷のリーク量が増加する。
また、放射線の照射により各放射線検出素子7内で電荷が新たに発生して、各放射線検出素子7内での電荷の蓄積量も増加するため、その分においても各TFT8を介して各放射線検出素子7から信号線6にリークする電荷qの量が増加する。そのため、放射線検出素子7iからの電荷Qと他の各放射線検出素子7からリークした各電荷qとの総和に相当する画像データdiの値が、他の各放射線検出素子7から各TFT8を介してリークして同じ信号線6に流れ込む電荷qの量が増加した分だけ増加する。
一方、放射線画像撮影装置1に放射線が照射される前にオフセット補正値oを取得する際には、これらの他の放射線検出素子7からTFT8を介してリークする電荷qの放射線の照射による増加分の寄与はなく、オフセット補正値oは、他の放射線検出素子7からリークする電荷qの放射線の照射による増加分を含まない値である。
そのため、上記(2)式に従って、画像データdからオフセット補正値oを減算して真の画像データd*を算出すると、真の画像データd*は、前述した真の画像データD*の一部そのものの値にはならず、それに、上記の他の放射線検出素子7からリークする電荷qの放射線の照射による増加分が加算された値になる。
上記の最も単純な修復処理は、上記の他の放射線検出素子7からリークする電荷qの放射線の照射による増加分を無視して、真の画像データD*と真の画像データd*とを単純に加算することに相当するものである。他の放射線検出素子7からリークする電荷qの放射線の照射による増加分が非常に小さい場合には、この修復処理でも有効かつ的確に各放射線検出素子7の真の画像データD*を修復することが可能となる。
また、上記の他の放射線検出素子7からリークする電荷qの放射線の照射による増加分の影響を考慮する場合、例えば、放射線画像撮影装置1に照射された放射線の単位時間あたりの線量すなわち線量率等に応じて値が変わる係数を予め実験的に求めておき、真の画像データd*に当該係数を乗算した値と、真の画像データD*とを加算して各放射線検出素子7の真の画像データD*を修復するように構成することが可能である。
例えば、ある線量率の放射線が照射された場合に、真の画像データd*が、上記の他の放射線検出素子7からリークする電荷qの放射線の照射による増加分によって本来の値の1割増し(すなわち1.1倍)の値として読み出される場合には、読み出された画像データdに基づいて算出した真の画像データd*に、係数として1.1の逆数(すなわち1/1.1=約0.9)を乗算した値を真の画像データD*に加算する。
このように構成すれば、上記の放射線が照射されている間に生じる特異な現象の影響を排除して、各放射線検出素子7の真の画像データD*をより的確に修復することが可能となる。
なお、上記のようにして修復された各放射線検出素子7の真の画像データD*をさらに適切な値とするための処理を行うように構成することは可能であり、適宜の処理が行われる。また、修復された真の画像データD*に対して対数変換処理や階調処理等の通常の画像処理が行われることは改めて説明するまでもない。
以上のように、本実施形態に係る放射線画像撮影装置1においても、前述した第1の実施形態の場合と同様の優れた効果を発揮することが可能となる。
また、本実施形態に係る放射線画像撮影装置1や放射線画像処理装置50によれば、第1の実施形態のように、放射線画像撮影前に各放射線検出素子7のリセット処理を行う代わりに、放射線画像撮影前に画像データdの読み出し処理を行って、第1の実施形態ではリセット処理でいわば捨てられてしまった電荷すなわち画像データdを用いて、放射線画像撮影後の読み出し処理で読み出された画像データD(真の画像データD*)を修復する。
そのため、画像データDをより的確に修復することが可能となるとともに、実際に放射線画像撮影装置1に放射線の照射が開始された時点と、放射線の照射が開始されたことを検出した時点とがずれて、放射線が照射されている間に走査線5にオン電圧が印加されて画像データdの読み出し処理が行われても、それらの走査線5を線欠陥として扱わず、画像データdで画像データDを修復することができるようになる。
そのため、放射線画像撮影装置1で撮影された放射線画像を医療における診断用等に用いるような場合、走査線5を線欠陥する場合には破棄されていた画像データDを破棄せずに、当該画像データDとそれに対応する画像データdを用いて画像データDが修復されるため、線欠陥とする場合には失われていた病変部の情報が、上記のように画像データDを修復することで失われなくなり、放射線画像中により的確に残るようになる。そのため、医師等がその放射線画像を見て、病変部の診断を的確に行うことが可能となる。
なお、本発明が上記の各実施形態に限定されず、適宜変更可能であることは言うまでもない。