JP5648330B2 - 放射線検出器 - Google Patents

Description

この発明は、医療分野、工業分野、さらには原子力分野などに用いられる放射線検出器に係り、特に、放射線に基づく電荷情報を読み出す技術に関する。

直接変換型のＸ線検出器を例に採って説明すると、Ｘ線検出器は、Ｘ線感応型の半導体厚膜を備えており、入射されたＸ線は半導体厚膜によりキャリア（電荷情報）に変換され、その変換されたキャリアを読み出すことでＸ線を検出する。絶縁基板にゲート線およびデータ線を配線し、そのデータ線の後段にマルチプレクサやＡ／Ｄ変換器(Analog to Digital Converter)などの読み出し手段が電気的に接続されている（例えば、特許文献１、２参照）。

Ｘ線に基づくキャリアを読み出すには、特定の選択されたゲート線を駆動させて、そのゲート線に接続された検出素子がキャリアをデータ線に読み出す。そして、上述の読み出し手段にキャリアを送り込む。残りのゲート線を順次に駆動させれば、各画素毎に対応付けられ２次元状に配列された検出素子からのキャリアに基づく電気信号がＡ／Ｄ変換器でディジタル化されて取り出され、そのディジタル化された電気信号が画素毎に対応付けられて１枚の画像（画像情報）として取得される。

放射線検出器が大型化し高速化するのに伴い、アンプやＡ／Ｄ変換器も多数必要となる。そこで、複数のデータ線がマルチプレクサ毎にグルーピング化され、グルーピング毎にアンプやＡ／Ｄ変換器を設けて、グルーピング毎にそれらを同時並行して動作させる（例えば、特許文献３参照）。このように同時並行して動作させることで、グルーピング毎の各画像情報がＡ／Ｄ変換器にて同時並行でディジタル化されて処理されるので、放射線検出器が大型化しても高速化に対応することができる。

特開２００７−２７４６７２号公報（第６頁、図１） 特開平１１−９４５３２号公報（第３−４頁、図１） 特開平９−２１８７９号公報（第７−１０頁、図１、２）

しかしながら、上述の特許文献３のようにグルーピング化すると、グルーピング毎のアンプやＡ／Ｄ変換器間で特性差が生じるという問題がある。
すなわち、上述の特許文献１、２の構造では、１つの信号にまとめるマルチプレクサが１つのみで、そのマルチプレクサの後段にＡ／Ｄ変換器があるので、同一のＡ／Ｄ変換器でディジタル化される結果、少なくともＡ／Ｄ変換器間で特性差が生じるという問題はなかった。上述の特許文献３の構造では、１つの信号にまとめるマルチプレクサがグルーピング後の数だけ複数あり、グルーピング毎のマルチプレクサの後段にアンプやＡ／Ｄ変換器がマルチプレクサの数と同数にあるので、グルーピング毎の各々のＡ／Ｄ変換器でそれぞれディジタル化される結果、グルーピング毎のアンプやＡ／Ｄ変換器間で特性差が生じる。この特性差の影響がアーティファクトとして画像に現れてしまう。

なお、グルーピング化する特許文献３に限らず、グルーピング化しない特許文献１、２でもＡ／Ｄ変換器などに代表される読み出し手段の固有の情報（特性）が実際の画像に重畳されてしまう。そこで、実際の画像を収集する前にデータを収集して、その収集されたデータに基づいて実際の画像を補正する「キャリブレーション」と称される方法が一般的に行われる。キャリブレーションとしては、上述の特許文献１のような無感状態で読みされたオフセット成分を除去して有感状態で読み出された画像を補正するオフセット補正や、上述の特許文献２のようなアンプのゲインを揃えて補正するゲイン補正などがある。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、読み出し手段の固有の情報（特性）を除去することができる放射線検出器を提供することを目的とする。

発明者らは、上記の問題を解決するために鋭意研究した結果、次のような知見を得た。

すなわち、グルーピング化する特許文献３のような特性差が現れたとしても、上述のような特許文献１、２のキャリブレーションを行えば、その特定差が安定していれば、特性差を低減させて、特性差の影響によるアーティファクトを低減させることができると考えられる。

しかし、かかるキャリブレーションを行ったとしても、特別な条件下ではアーティファクトが除去できないという想定できない課題が判明した。その特別な条件とは、Ｘ線を入射しない状態で得られた暗画像あるいはＸ線量がほぼ一様な照射であって、重畳されるノイズ振幅がＡ／Ｄ変換後のディジタル値で１［ＬＳＢ］程度かそれ以下であることである。このような場合には、視認できる程の影響（ノイズ）が画像に現れるという現象が生じた。

通常では、特許文献１、２の構造では、上述のような視認できる程のノイズは画像に現れない。これは、画像に重畳されるノイズはランダムであり、しかもその振幅が１［ＬＳＢ］以上であれば、上述の視認できる程のノイズ（特性）がランダムなノイズに埋もれてしまい、逆に目立たなくなるのだと考えられる。実際に、画像にランダムなノイズを故意に人為的に重畳すると、ノイズが目立たなくなることが確認されている。

また、グルーピング化する特許文献３の構造でも、各々のデータ線毎に画像処理（信号処理）を行っていると考えられる。この場合には、それぞれのデータ線毎では上述のノイズ（特性）をもっていたとしても、データ線を束ねた画像全体から見れば各データ線が有する特性はランダムに見え、上述の視認できる程のノイズ（特性）が目立たなくなる。

しかし、グルーピング化する特許文献３の構造を採用し、アナログ用のマルチプレクサとＡ／Ｄ変換器とを互いに電気的に遮断する、あるいは電気的に接続するのいずれかに切り換えて構成した場合には、Ｘ線を入射しない状態で得られた暗画像あるいはＸ線量がほぼ一様な照射であって、重畳されるノイズ振幅がＡ／Ｄ変換後のディジタル値で１［ＬＳＢ］程度かそれ以下であれば、視認できる程の影響（ノイズ）がグルーピングされた領域ごとに模様として現れるのが確認されている。しかも、それが時間的に変動するので、グルーピングされた領域毎に特性差による模様が変動して目障りとなる。

これは、特許文献１、２と相違して、グルーピングの対象となるアンプやマルチプレクサやＡ／Ｄ変換器がひとまとまりとなっており、これらが複数に並べられて、その各系統が独立して連続動作していることにより、その連続動作中に保持されている特性が、Ｘ線を入射しない状態で得られた暗画像あるいはＸ線量がほぼ一様な照射であって、重畳されるノイズ振幅がＡ／Ｄ変換後のディジタル値で１［ＬＳＢ］程度かそれ以下であれば、視認できる程のノイズとなって現れるのだと考えられる。そして、特許文献１、２のように単数のＡ／Ｄ変換器で構成されていれば、それらの特性は全体に（すなわち一律に）重畳されるので、ノイズがあったとしても視認されなくなると考えられる。

したがって、Ａ／Ｄ変換器の前段にアナログ部品（マルチプレクサやアンプなど）が複数ある場合には、上述のように特許文献３において信号処理を行って、相互間の差分をどこかで補償しなければならず、本来であれば単一の部品で信号処理を一括して行うのが望ましいが、処理速度上、実際にはそのような一括して行う構成を採用することができない。

これらの原因により、グルーピング化する特許文献３の構造に限定されず、アナログ用のマルチプレクサとＡ／Ｄ変換器とを互いに電気的に遮断する、あるいは電気的に接続するのいずれかに切り換えて構成し、Ａ／Ｄ変換器の固有の情報を読み出せば、他のノイズに重畳されることなく、Ａ／Ｄ変換器に由来するノイズ（すなわち視認できる程の影響）を抽出することが可能という知見を得た。なお、特許文献１、２では、Ａ／Ｄ変換器よりも前段のデータ線やアンプのノイズも重畳される結果、視認できる程の影響（ノイズ）のみを抽出するのは困難だと考えられる。

このような知見に基づくこの発明は、次のような構成をとる。
すなわち、この発明に係る放射線検出器（第１の発明）は、放射線に基づく電荷情報を読み出すことで前記放射線を検出する放射線検出器であって、前記電荷情報を読み出す読み出し手段と、その読み出し手段を制御する制御手段とを備え、前記読み出し手段は、複数の前記電荷情報に基づく電気信号をひとつにまとめるアナログ用のマルチプレクサと、前記アナログ用のマルチプレクサでまとめられた前記電気信号のアナログ値をディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器とを備え、前記アナログ用のマルチプレクサおよび前記Ａ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断する、あるいは電気的に接続するのいずれかに切り換えて構成し、前記放射線に基づく画像情報を読み出す際には、前記アナログ用のマルチプレクサおよび前記Ａ／Ｄ変換器を互いに電気的に接続した状態で前記電気信号を前記画像情報として読み出し、前記Ａ／Ｄ変換器の固有の情報を読み出す際には、前記アナログ用のマルチプレクサおよび前記Ａ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断した状態で、かつ前記Ａ／Ｄ変換器の入力を一定電位に接続した状態で読み出すように前記制御手段は前記読み出し手段を制御するものである。
また、第１の発明とは別の発明に係る放射線検出器（第２の発明）は、放射線に基づく電荷情報を読み出すことで前記放射線を検出する放射線検出器であって、ゲート線の駆動により前記電荷情報を読み出す読み出し手段と、その読み出し手段を制御する制御手段とを備え、前記読み出し手段は、複数の前記電荷情報に基づく電気信号をひとつにまとめるアナログ用のマルチプレクサと、前記アナログ用のマルチプレクサでまとめられた前記電気信号のアナログ値をディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器とを備え、前記アナログ用のマルチプレクサおよび前記Ａ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断する、あるいは電気的に接続するのいずれかに切り換えて構成し、前記放射線に基づく画像情報を読み出す際には、前記ゲート線を駆動させた状態で、かつ前記アナログ用のマルチプレクサおよび前記Ａ／Ｄ変換器を互いに電気的に接続した状態で前記電気信号を前記画像情報として前記ゲート線の駆動毎に読み出し、前記ゲート線を駆動させ前記画像情報を読み出す度に、前記画像情報を読み出す前に前記Ａ／Ｄ変換器の固有の情報を読み出すとともに、前記Ａ／Ｄ変換器の固有の情報を読み出す際には、前記ゲート線を駆動させずに、かつ前記アナログ用のマルチプレクサおよび前記Ａ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断した状態で読み出すように前記制御手段は前記読み出し手段を制御し、前記放射線検出器は、さらに、前記アナログ用のマルチプレクサおよび前記Ａ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断した状態で読み出された前記Ａ／Ｄ変換器の固有の情報に基づいて前記画像情報を補正する補正手段を備え、前記補正手段は、前記ゲート線の駆動により読み出される前記画像情報よりも時間的に前に読み出された前記Ａ／Ｄ変換器の固有の情報に基づいて当該画像情報を補正するものである。
また、第１，第２の発明とは別の発明に係る放射線検出器（第３の発明）は、放射線に基づく電荷情報を読み出すことで前記放射線を検出する放射線検出器であって、ゲート線の駆動により前記電荷情報を読み出す読み出し手段と、その読み出し手段を制御する制御手段とを備え、前記読み出し手段は、複数の前記電荷情報に基づく電気信号をひとつにまとめるアナログ用のマルチプレクサと、前記アナログ用のマルチプレクサでまとめられた前記電気信号のアナログ値をディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器とを備え、前記アナログ用のマルチプレクサおよび前記Ａ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断する、あるいは電気的に接続するのいずれかに切り換えて構成し、前記放射線に基づく画像情報を読み出す際には、前記ゲート線を駆動させた状態で、かつ前記アナログ用のマルチプレクサおよび前記Ａ／Ｄ変換器を互いに電気的に接続した状態で前記電気信号を前記画像情報として前記ゲート線の駆動毎に読み出し、前記ゲート線を駆動させ前記画像情報を読み出す度に、前記画像情報を読み出した後に前記Ａ／Ｄ変換器の固有の情報を読み出すとともに、前記Ａ／Ｄ変換器の固有の情報を読み出す際には、前記ゲート線を駆動させずに、かつ前記アナログ用のマルチプレクサおよび前記Ａ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断した状態で読み出すように前記制御手段は前記読み出し手段を制御し、前記放射線検出器は、さらに、前記アナログ用のマルチプレクサおよび前記Ａ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断した状態で読み出された前記Ａ／Ｄ変換器の固有の情報に基づいて前記画像情報を補正する補正手段を備え、前記補正手段は、前記ゲート線の駆動により読み出される前記画像情報よりも時間的に後に読み出される前記Ａ／Ｄ変換器の固有の情報に基づいて当該画像情報を補正するものである。
また、第１〜第３の発明とは別の発明に係る放射線検出器（第４の発明）は、放射線に基づく電荷情報を読み出すことで前記放射線を検出する放射線検出器であって、ゲート線の駆動により前記電荷情報を読み出す読み出し手段と、その読み出し手段を制御する制御手段とを備え、前記読み出し手段は、複数の前記電荷情報に基づく電気信号をひとつにまとめるアナログ用のマルチプレクサと、前記アナログ用のマルチプレクサでまとめられた前記電気信号のアナログ値をディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器とを備え、前記アナログ用のマルチプレクサおよび前記Ａ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断する、あるいは電気的に接続するのいずれかに切り換えて構成し、前記放射線に基づく画像情報を読み出す際には、前記ゲート線を駆動させた状態で、かつ前記アナログ用のマルチプレクサおよび前記Ａ／Ｄ変換器を互いに電気的に接続した状態で前記電気信号を前記画像情報として前記ゲート線の駆動毎に読み出し、前記ゲート線を駆動させ前記画像情報を読み出す度に、前記画像情報を読み出す前に前記Ａ／Ｄ変換器の固有の情報を読み出し、さらに前記画像情報を読み出した後に前記Ａ／Ｄ変換器の固有の情報を読み出すとともに、前記Ａ／Ｄ変換器の固有の情報を読み出す際には、前記ゲート線を駆動させずに、かつ前記アナログ用のマルチプレクサおよび前記Ａ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断した状態で読み出すように前記制御手段は前記読み出し手段を制御し、前記放射線検出器は、さらに、前記アナログ用のマルチプレクサおよび前記Ａ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断した状態で読み出された前記Ａ／Ｄ変換器の固有の情報に基づいて前記画像情報を補正する補正手段を備え、前記補正手段は、前記ゲート線の駆動により読み出される前記画像情報よりも時間的に前に読み出された前記Ａ／Ｄ変換器の固有の情報および時間的に後に読み出される前記Ａ／Ｄ変換器の固有の情報の両方に基づいて当該画像情報を補正するものである。

第１の発明に係る放射線検出器によれば、読み出し手段は、複数の電荷情報に基づく電気信号をひとつにまとめるアナログ用のマルチプレクサと、アナログ用のマルチプレクサでまとめられた電気信号のアナログ値をディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器とを備えている。さらに、上述のアナログ用のマルチプレクサおよび上述のＡ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断する、あるいは電気的に接続するのいずれかに切り換えて構成する。実際の画像を収集するために放射線に基づく画像情報を読み出す際には、アナログ用のマルチプレクサおよびＡ／Ｄ変換器を互いに電気的に接続した状態で電気信号を画像情報として読み出すように制御手段は読み出し手段を制御する。読み出し手段のＡ／Ｄ変換器の固有の情報を読み出す際には、アナログ用のマルチプレクサおよびＡ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断した状態で、かつＡ／Ｄ変換器の入力を一定電位に接続した状態で読み出すように制御手段は読み出し手段を制御する。アナログ用のマルチプレクサおよびＡ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断した状態で、かつＡ／Ｄ変換器の入力を一定電位に接続した状態で読み出されたＡ／Ｄ変換器の固有の情報を補正に用いれば、読み出し手段のＡ／Ｄ変換器の固有の情報（特性）を除去することができる。
また、第２の発明に係る放射線検出器によれば、読み出し手段はアナログ用のマルチプレクサとＡ／Ｄ変換器とを備え、アナログ用のマルチプレクサおよびＡ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断する、あるいは電気的に接続するのいずれかに切り換えて構成する。放射線に基づく画像情報を読み出す際には、ゲート線を駆動させた状態で、かつアナログ用のマルチプレクサおよびＡ／Ｄ変換器を互いに電気的に接続した状態で電気信号を画像情報としてゲート線の駆動毎に読み出し、ゲート線を駆動させ画像情報を読み出す度に、画像情報を読み出す前にＡ／Ｄ変換器の固有の情報を読み出すとともに、Ａ／Ｄ変換器の固有の情報を読み出す際には、ゲート線を駆動させずに、かつアナログ用のマルチプレクサおよびＡ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断した状態で読み出すように制御手段は読み出し手段を制御し、ゲート線の駆動により読み出される画像情報よりも時間的に前に読み出されたＡ／Ｄ変換器の固有の情報を補正手段に用いれば、読み出し手段のＡ／Ｄ変換器の固有の情報（特性）を除去することができる。
また、第３の発明に係る放射線検出器によれば、読み出し手段はアナログ用のマルチプレクサとＡ／Ｄ変換器とを備え、アナログ用のマルチプレクサおよびＡ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断する、あるいは電気的に接続するのいずれかに切り換えて構成する。放射線に基づく画像情報を読み出す際には、ゲート線を駆動させた状態で、かつアナログ用のマルチプレクサおよびＡ／Ｄ変換器を互いに電気的に接続した状態で電気信号を画像情報としてゲート線の駆動毎に読み出し、ゲート線を駆動させ画像情報を読み出す度に、画像情報を読み出した後にＡ／Ｄ変換器の固有の情報を読み出すとともに、Ａ／Ｄ変換器の固有の情報を読み出す際には、ゲート線を駆動させずに、かつアナログ用のマルチプレクサおよびＡ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断した状態で読み出すように制御手段は読み出し手段を制御し、ゲート線の駆動により読み出される画像情報よりも時間的に後に読み出されるＡ／Ｄ変換器の固有の情報を補正手段に用いれば、読み出し手段のＡ／Ｄ変換器の固有の情報（特性）を除去することができる。
また、第４の発明に係る放射線検出器によれば、読み出し手段はアナログ用のマルチプレクサとＡ／Ｄ変換器とを備え、アナログ用のマルチプレクサおよびＡ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断する、あるいは電気的に接続するのいずれかに切り換えて構成する。放射線に基づく画像情報を読み出す際には、ゲート線を駆動させた状態で、かつアナログ用のマルチプレクサおよびＡ／Ｄ変換器を互いに電気的に接続した状態で電気信号を画像情報としてゲート線の駆動毎に読み出し、ゲート線を駆動させ画像情報を読み出す度に、画像情報を読み出す前にＡ／Ｄ変換器の固有の情報を読み出し、さらに画像情報を読み出した後にＡ／Ｄ変換器の固有の情報を読み出すとともに、Ａ／Ｄ変換器の固有の情報を読み出す際には、ゲート線を駆動させずに、かつアナログ用のマルチプレクサおよびＡ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断した状態で読み出すように制御手段は読み出し手段を制御し、ゲート線の駆動により読み出される画像情報よりも時間的に前に読み出されたＡ／Ｄ変換器の固有の情報および時間的に後に読み出されるＡ／Ｄ変換器の固有の情報の両方を補正手段に用いれば、読み出し手段のＡ／Ｄ変換器の固有の情報（特性）を除去することができる。

なお、上述の特許文献１の段落番号「００７３」、「００７４」では、駆動配線（データ線）を駆動させて有感状態で読み出された電気信号（すなわち実際の画像）を補正するのに、駆動配線（データ線）を駆動させずに無感状態で読み出された電気信号（すなわちオフセット成分）を補正に用いていたのに対して、この発明に係る放射線検出器では、有感状態・無感状態を問わずにアナログ用のマルチプレクサおよびＡ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断した状態で読み出されたＡ／Ｄ変換器の固有の情報を補正に用いる。また、仮に有感状態の画像情報を読み出し手段で読み出したとしても、この発明のようにアナログ用のマルチプレクサおよびＡ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断した状態ではアナログ用のマルチプレクサよりも後段に有感状態の画像情報が送り込まれることなく、Ａ／Ｄ変換器の固有の情報がＡ／Ｄ変換器よりも後段に送り込まれる。

特に、上述の第２〜第４の発明に係る放射線検出器と上述の特許文献３のような構造とを組み合わせる場合には、複数のアナログ用のマルチプレクサと、同数のＡ／Ｄ変換器とを備えて適用すればよい。すなわち、第２〜第４の発明に係る放射線検出器において、Ａ／Ｄ変換器でディジタル値に変換された電気信号をひとつにまとめるディジタル用のマルチプレクサをさらに備える。この場合にはＡ／Ｄ変換器間で特性差が生じるが、アナログ用のマルチプレクサおよびＡ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断した状態でＡ／Ｄ変換器の固有の情報（特性）をそれぞれ読み出して、各特性差を補正に用いれば、特性差を低減させて、特性差の影響によるアーティファクトを低減させることができる。

また、第１〜第４の発明に係る放射線検出器において、Ａ／Ｄ変換器の入力側に抵抗を備えるのが好ましい。抵抗を備えることで、抵抗は安定回路として機能し、入力を介して入ってくる外乱の影響が除かれたデータをＡ／Ｄ変換器から取得することができる。

第２〜第４の発明に係る放射線検出器でも述べたように、上述のアナログ用のマルチプレクサおよび上述のＡ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断した状態で読み出されたＡ／Ｄ変換器の固有の情報に基づいて上述の画像情報を補正する補正手段を備えている。この補正手段によって、実際にＡ／Ｄ変換器の固有の情報（特性）を除去することができる。

上述の補正手段は、第２の発明に係る放射線検出器のように、ゲート線の駆動により読み出される画像情報よりも時間的に前に読み出されたＡ／Ｄ変換器の固有の情報に基づいて当該画像情報を補正してもよいし、第３の発明に係る放射線検出器のように、ゲート線の駆動により読み出される画像情報よりも時間的に後に読み出されるＡ／Ｄ変換器の固有の情報に基づいて当該画像情報を補正してもよいし、第４の発明に係る放射線検出器のように、ゲート線の駆動により読み出される画像情報よりも時間的に前に読み出されたＡ／Ｄ変換器の固有の情報および時間的に後に読み出されるＡ／Ｄ変換器の固有の情報の両方に基づいて当該画像情報を補正してもよい。特に、第４の発明に係る放射線検出器のように、当該画像情報の前後でのＡ／Ｄ変換器の固有の情報の両方に基づいて補正することで、Ａ／Ｄ変換器の固有の情報（特性）をより一層除去することができる。

上述の補正手段と上述の特許文献３のような構造とを組み合わせてもよい。すなわち、複数のアナログ用のマルチプレクサと、同数のＡ／Ｄ変換器とを備え、Ａ／Ｄ変換器でディジタル値に変換された電気信号をひとつにまとめるディジタル用のマルチプレクサをさらに備え（請求項５に記載の発明）、補正手段は、ゲート線の駆動により読み出される画像情報の直前あるいは直後で読み出されたＡ／Ｄ変換器の固有の情報に基づいて当該画像情報を補正する作業を順次に行う。

上述したようにＡ／Ｄ変換器間で特性差が生じる。さらに、それが時間的に変動するので、画像を連続的に表示する動画（例えばモニタリングでの透視）の場合には、グルーピングされた領域毎に特性差による模様が変動して目障りとなる。場合によっては画像に集中できずに画像情報を誤認識する可能性もある。この発明に係る放射線検出器によれば、ゲート線の駆動により読み出される画像情報は時間的に変動するが、当該画像情報の直前あるいは直後で読み出されたＡ／Ｄ変換器の固有の情報は当該画像情報と時間的に近いので、当該画像情報およびそれの直前あるいは直後で読み出されたＡ／Ｄ変換器の固有の情報はほぼ同じ特性とみなすことができる。したがって、ゲート線の駆動により読み出される画像情報の直前あるいは直後で読み出されたＡ／Ｄ変換器の固有の情報に基づいて当該画像情報を補正すれば、特性差を低減させて、特性差の影響によるアーティファクトを低減させることができる。さらにその補正を順次に行うので、画像を連続的に表示する動画において特性差による模様の変動をも除去することができる。

上述した第２〜第４の発明に係る放射線検出器でも述べたように、ゲート線の駆動により電荷情報を読み出し手段に読み出すように構成し、Ａ／Ｄ変換器の固有の情報を読み出す際には、ゲート線を駆動させずに、かつアナログ用のマルチプレクサおよびＡ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断した状態で読み出す。この場合にはゲート線を駆動させずに読み出された電気信号（上述の特許文献１では無感状態で読み出された電気信号）は、アナログ用のマルチプレクサおよびＡ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断することによりアナログ用のマルチプレクサよりも後段に当該電気信号が送り込まれることなく、Ａ／Ｄ変換器の固有の情報がＡ／Ｄ変換器よりも後段に送り込まれる。もちろん、上述した第１の発明に係る放射線検出器において、ゲート線を駆動させて、かつアナログ用のマルチプレクサおよびＡ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断した状態で読み出してもよい。この場合にはゲート線を駆動させて読み出された電気信号（上述の特許文献１では有感状態で読み出された電気信号）は、アナログ用のマルチプレクサおよびＡ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断することによりアナログ用のマルチプレクサよりも後段に当該電気信号が送り込まれることなく、Ａ／Ｄ変換器の固有の情報がＡ／Ｄ変換器よりも後段に送り込まれる。

第１の発明に係る放射線検出器によれば、読み出し手段はアナログ用のマルチプレクサとＡ／Ｄ変換器とを備え、アナログ用のマルチプレクサおよびＡ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断する、あるいは電気的に接続するのいずれかに切り換えて構成する。放射線に基づく画像情報を読み出す際には、アナログ用のマルチプレクサおよびＡ／Ｄ変換器を互いに電気的に接続した状態で電気信号を画像情報として読み出し、Ａ／Ｄ変換器の固有の情報を読み出す際には、アナログ用のマルチプレクサおよびＡ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断した状態で、かつＡ／Ｄ変換器の入力を一定電位に接続した状態で読み出すように制御手段は読み出し手段を制御し、Ａ／Ｄ変換器の固有の情報を補正に用いれば、読み出し手段のＡ／Ｄ変換器の固有の情報（特性）を除去することができる。
また、第２〜第４の発明に係る放射線検出器によれば、読み出し手段はアナログ用のマルチプレクサとＡ／Ｄ変換器とを備え、アナログ用のマルチプレクサおよびＡ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断する、あるいは電気的に接続するのいずれかに切り換えて構成する。放射線に基づく画像情報を読み出す際には、ゲート線を駆動させた状態で、かつアナログ用のマルチプレクサおよびＡ／Ｄ変換器を互いに電気的に接続した状態で電気信号を画像情報としてゲート線の駆動毎に読み出し、ゲート線を駆動させ画像情報を読み出す度に、以下のように読み出す。すなわち、画像情報を読み出す前にＡ／Ｄ変換器の固有の情報を読み出すとともに（第２の発明に係る放射線検出器），画像情報を読み出した後にＡ／Ｄ変換器の固有の情報を読み出すとともに（第３の発明に係る放射線検出器），またはゲート線を駆動させ画像情報を読み出す度に、画像情報を読み出す前にＡ／Ｄ変換器の固有の情報を読み出し、さらに画像情報を読み出した後にＡ／Ｄ変換器の固有の情報を読み出すとともに（第４の発明に係る放射線検出器）、Ａ／Ｄ変換器の固有の情報を読み出す際には、ゲート線を駆動させずに、かつアナログ用のマルチプレクサおよびＡ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断した状態で読み出すように制御手段は読み出し手段を制御し、ゲート線の駆動により読み出される画像情報よりも時間的に前に読み出されたＡ／Ｄ変換器の固有の情報（第２の発明に係る放射線検出器），ゲート線の駆動により読み出される画像情報よりも時間的に後に読み出されるＡ／Ｄ変換器の固有の情報（第３の発明に係る放射線検出器）またはゲート線の駆動により読み出される画像情報よりも時間的に前に読み出されたＡ／Ｄ変換器の固有の情報および時間的に後に読み出されるＡ／Ｄ変換器の固有の情報の両方（第４の発明に係る放射線検出器）を補正手段に用いれば、読み出し手段のＡ／Ｄ変換器の固有の情報（特性）を除去することができる。

実施例に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の概略ブロック図である。 実施例に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の検出部の等価回路である。 切り換え回路の回路図である。 補正の対象となる画像情報および当該画像情報よりも時間的に前に読み出されたＡ／Ｄ変換器の固有の情報に関するタイミングチャートである。 補正の対象となる画像情報および当該画像情報よりも時間的に後に読み出されるＡ／Ｄ変換器の固有の情報に関するタイミングチャートである。 補正の対象となる画像情報、当該画像情報よりも時間的に前に読み出されたＡ／Ｄ変換器の固有の情報および時間的に後に読み出されるＡ／Ｄ変換器の固有の情報に関するタイミングチャートである。 変形例に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の概略ブロック図である。

以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。
図１は、実施例に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の概略ブロック図であり、図２は、実施例に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の検出部の等価回路である。本実施例では、放射線検出器として、直接変換型のフラットパネル型Ｘ線検出器（以下、適宜「ＦＰＤ」という）を例に採って説明する。

ＦＰＤ１は、図１に示すように、後述するゲート線Ｇを選択するゲート駆動回路２と、Ｘ線変換層１３（図２を参照））で変換されて読み出されたキャリアを電圧に変換した状態で増幅して電気信号として出力するアンプ３と、そのアンプ３で増幅された電気信号をひとつにまとめるマルチプレクサ４と、マルチプレクサ４でまとめられた電気信号のアナログ値をディジタル値に変換してディジタル化するＡ／Ｄ変換器５と、各ディジタル情報に対して制御し、各部分を統括処理するコントローラ６と、各ディジタル情報に対して信号処理を行って画像を得る画像処理部７とを備えている。ＦＰＤ１は、この発明における放射線検出器に相当し、マルチプレクサ４は、この発明におけるアナログ用のマルチプレクサに相当し、Ａ／Ｄ変換器５は、この発明におけるＡ／Ｄ変換器に相当し、コントローラ６は、この発明における制御手段に相当し、画像処理部７は、この発明における補正手段に相当する。また、マルチプレクサ４およびＡ／Ｄ変換器５は、この発明における読み出し手段に相当する。

本実施例では、その他にＦＰＤ１は、マルチプレクサ４およびＡ／Ｄ変換器５を互いに電気的に遮断する、あるいは電気的に接続するのいずれかに切り換える切り換え回路８と、Ａ／Ｄ変換器５でディジタル値に変換された電気信号をひとつにまとめるマルチプレクサ９と、Ａ／Ｄ変換器５の固有の情報（特性）を記憶するメモリ部１０とを備えている。マルチプレクサ９は、この発明におけるディジタル用のマルチプレクサに相当する。

ゲート駆動回路２は複数のゲート線Ｇに電気的に接続されている。ゲート駆動回路２から各ゲート線Ｇに電圧を印加することで、後述する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）ＴｒをＯＮにして後述するコンデンサＣａに蓄積されたキャリアの読み出しを開放し、各ゲート線Ｇへの電圧を停止することで、薄膜トランジスタＴｒをＯＦＦにしてキャリアの読み出しを遮断する。なお、各ゲート線Ｇに電圧を印加することでＯＦＦにしてキャリアの読み出しを遮断し、各ゲート線Ｇへの電圧を停止することでＯＮにしてキャリアの読み出しを開放するように、薄膜トランジスタＴｒを構成してもよい。

絶縁基板１１（図２を参照）上に、２次元状に配列した複数のゲート線Ｇおよびデータ線Ｄを形成し、キャリアを蓄積するコンデンサＣａおよびそのコンデンサＣａに蓄積されたキャリアをＯＮ／ＯＦＦの切り換えで読み出す薄膜トランジスタＴｒを２次元状に配列して形成している。ゲート線Ｇは、各々の薄膜トランジスタＴｒのＯＮ／ＯＦＦ切り換えを制御し、かつ各々の薄膜トランジスタＴｒのゲートに電気的に接続されている。データ線Ｄは、薄膜トランジスタＴｒの読み出し側に電気的に接続されている。ゲート線Ｇは、この発明におけるゲート線に相当する。

ゲート線Ｇは、ｎ本のゲート線Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｎ−1，Ｇｎからなり、データ線Ｄは、ｎ本のデータ線Ｄ１，Ｄ２，…，Ｄｎ−１，Ｄｎからなる。各ゲート線Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｎ−1，Ｇｎは、図１中のＸ方向に並設されたｎ個の薄膜トランジスタＴｒのゲートにそれぞれ接続され、各データ線Ｄ１，Ｄ２，…，Ｄｎ−１，Ｄｎは、図１中のＹ方向に並設されたｎ個の薄膜トランジスタＴｒの読み出し側にそれぞれ接続されている。薄膜トランジスタＴｒの読み出し側とは逆側にはコンデンサＣａが電気的に接続されており、薄膜トランジスタＴｒとコンデンサＣａとの個数が一対一に対応する。図示の便宜上、図１では、２本のデータ線Ｄごとに各々のマルチプレクサ４に電気的に接続されているとするが、データ線Ｄの本数については特に限定されない。

また、図２に示すように、検出素子ＤＵが２次元マトリックス状配列で絶縁基板１１にパターン形成されている。すなわち、絶縁基板１１の表面に、各種真空蒸着法による薄膜形成技術やフォトリソグラフィ法によるパターン技術を利用して、上述したゲート線Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｎ−1，Ｇｎおよびデータ線Ｄ１，Ｄ２，…，Ｄｎ−１，Ｄｎを配線し、薄膜トランジスタＴｒ，コンデンサＣａ，キャリア収集電極１２，Ｘ線変換層１３および電圧印加電極１４を順に積層形成する。

Ｘ線変換層１３は、Ｘ線感応型の半導体厚膜で形成されており、本実施例では、アモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）膜で形成されている。Ｘ線変換層１３は、Ｘ線の入射によりＸ線の情報を電荷情報であるキャリアに変換する。なお、Ｘ線変換層１３は、Ｘ線の入射によりキャリアが生成されるＸ線感応型の物質であれば、アモルファスセレンに限定されない。また、Ｘ線以外の放射線（γ線など）を入射して撮像を行う場合には、Ｘ線変換層１３の替わりに、放射線の入射によりキャリアが生成される放射線感応型の物質を用いてもよい。

キャリア収集電極１２は、コンデンサＣａに電気的に接続されており、Ｘ線変換層１３で変換されたキャリアを収集してコンデンサＣａに蓄積する。このキャリア収集電極１２も、薄膜トランジスタＴｒおよびコンデンサＣａと同様に、縦・横式２次元マトリックス状配列で多数個（本実施例ではｎ×ｎ個）形成されている。それらキャリア収集電極１２，コンデンサＣａおよび薄膜トランジスタＴｒが各検出素子ＤＵとしてそれぞれ分離形成されている。また、電圧印加電極１４は、全検出素子ＤＵの共通電極として全面にわたって形成されている。

図１の説明に戻って、アンプ３は、図示を省略するアンプ用コンデンサやサンプルホールドなどで構成されている。データ線Ｄから送り込まれたキャリアを、アンプ用コンデンサが電圧に変換した状態で増幅し、増幅された電圧値（電気信号）をサンプルホールドは所定時間だけ一旦蓄積する。一旦蓄積された電圧値（電気信号）をＡ／Ｄ変換器５に送り込み、送り込まれた電圧のアナログ値からディジタル値にＡ／Ｄ変換器５は変換する。

本実施例では、Ａ／Ｄ変換器５の後段に上述したようにマルチプレクサ９をさらに備え、複数のデータ線Ｇ（図１では２本のデータ線）を前段のマルチプレクサ４毎にグルーピング化している。そして、グルーピング毎にＡ／Ｄ変換器５を設けることで、複数のマルチプレクサ４と同数のＡ／Ｄ変換器５を設ける。これらのＡ／Ｄ変換器５からの電気信号を後段のマルチプレクサ９はひとつにまとめる。切り換え回路８の具体的な機能については、図３で後述する。

画像処理部７は、Ａ／Ｄ変換器５でディジタル値に変換され、マルチプレクサ９を介して送り込まれた電気信号や、メモリ部１０で記憶されたＡ／Ｄ変換器５の固有の情報（特性）などの各ディジタル情報に対して各種の信号処理を行って画像を求める。特に、本実施例では、Ａ／Ｄ変換器５の固有の情報に基づいて画像情報を補正する処理を画像処理部７は行う。コントローラ６は、ゲート駆動回路２やアンプ３やマルチプレクサ４、９やＡ／Ｄ変換器５や画像処理部７や後述する切り換え回路８やメモリ部１０などを統括制御し、本実施例では画像情報を読み出す際には、マルチプレクサ４およびＡ／Ｄ変換器５を互いに電気的に接続した状態で電気信号を画像情報として読み出し、Ａ／Ｄ変換器５の固有の情報を読み出す際には、マルチプレクサ４およびＡ／Ｄ変換器５を互いに電気的に遮断した状態で読み出すようにマルチプレクサ４やＡ／Ｄ変換器５などからなる読み出し手段を制御する機能をも備えている。コントローラ６および画像処理部７は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成されている。図示の便宜上、図１では、コントローラ６からアンプ３やマルチプレクサ４やＡ／Ｄ変換器５や切り換え回路８への結線は１つのみ図示しているが、実際には各部分が有する数だけ結線があることに留意されたい。

本実施例ではメモリ部１０は、マルチプレクサ４およびＡ／Ｄ変換器５を互いに電気的に遮断した状態で読み出されたＡ／Ｄ変換器５の固有の情報を書き込んで記憶し、コントローラ６からの読み出し指令に応じてＡ／Ｄ変換器５の固有の情報がメモリ部１０から読み出される。メモリ部１０は、ＲＡＭ（Random-Access Memory）などに代表される記憶媒体などで構成されている。

続いて、本実施例のＦＰＤ１の制御シーケンスについて説明する。電圧印加電極１４に高電圧（例えば１００Ｖ〜数１０ｋＶ程度）のバイアス電圧Ｖ_Ａを印加した状態で、検出対象であるＸ線を入射させる。

Ｘ線の入射によってＸ線変換層１３でキャリアが生成されて、そのキャリアが電荷情報としてキャリア収集電極１２を介してコンデンサＣａに蓄積される。ゲート駆動回路２の信号（ここではキャリア）読み出し用の走査信号（すなわちゲート駆動信号）によって、対象となるゲート線Ｇが選択される。本実施例では、ゲート線Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｎ−1，Ｇｎの順に１つずつ選択されるものとして説明する。また、ゲート駆動回路２からの信号読み出し用の走査信号は、ゲート線Ｇに電圧（例えば２０Ｖ程度）を印加する信号である。

ゲート駆動回路２から対象となるゲート線Ｇを選択して、選択されたゲート線Ｇに接続されている各薄膜トランジスタＴｒが選択指定される。この選択指定で選択指定された薄膜トランジスタＴｒのゲートに電圧が印加されてＯＮ状態となる。その選択指定された各薄膜トランジスタＴｒに接続されているコンデンサＣａから蓄積されたキャリアが、選択指定されてＯＮ状態に移行した薄膜トランジスタＴｒを経由して、データ線Ｄに読み出される。すなわち、選択されたゲート線Ｇに関する検出素子ＤＵが選択指定されて、その選択指定された検出素子ＤＵのコンデンサＣａに蓄積されたキャリアが、データ線Ｄに読み出される。

一方、データ線Ｄに接続されているアンプ３がリセットされて、さらに薄膜トランジスタＴｒがＯＮ状態（すなわちゲートがＯＮ）に移行することで、キャリアがデータ線Ｄに読み出され、アンプ３のアンプ用コンデンサ（図示省略）にて電圧に変換された状態で増幅される。

つまり、各検出素子ＤＵのアドレス（番地）指定は、ゲート駆動回路２からの信号読み出し用の走査信号と、データ線Ｄに接続されているアンプ３の選択とに基づいて行われる。なお、本実施例では、マルチプレクサ４やＡ／Ｄ変換器５や切り換え回路８は、グルーピング後の数だけ複数あるので、Ａ／Ｄ変換器５にて同時並行でディジタル化することが可能である。したがって、複数のアンプ３を同時に選択して、複数のデータ線Ｄにキャリアを同時に読み出すことが可能である。

先ず、ゲート駆動回路２からゲート線Ｇ１を選択して、選択されたゲート線Ｇ１に関する検出素子ＤＵが選択指定されて、その選択指定された検出素子ＤＵのコンデンサＣａに蓄積されたキャリアが、アンプ３の選択に基づいてその選択されたアンプ３に接続されているデータ線Ｄの順に読み出される。次に、ゲート駆動回路２からゲート線Ｇ２を選択して、同様の手順で、選択されたゲート線Ｇ２に関する検出素子ＤＵが選択指定されて、その選択指定された検出素子ＤＵのコンデンサＣａに蓄積されたキャリアが、アンプ３の選択に基づいてその選択されたアンプ３に接続されているデータ線Ｄの順に読み出される。残りのゲート線Ｇについても同様に順に選択することで、２次元状のキャリアを読み出す。

読み出された各キャリアはアンプ３のアンプ用コンデンサ（図示省略）で電圧に変換された状態でそれぞれ増幅されて、サンプルホールド（図示省略）で一旦蓄積されて、マルチプレクサ４を経て順次にＡ／Ｄ変換器５に送り込まれる。そして、Ａ／Ｄ変換器５でアナログ値からディジタル値に変換される。このディジタル値に変換された電圧値（電気信号）に基づいて、画像処理部７は各種の信号処理を行って、２次元状の画像を得る。

次に、切り換え回路８の具体的な機能、読み出し制御および画像処理部７による補正について、図３〜図６を参照して説明する。図３は、切り換え回路の回路図であり、図４は、補正の対象となる画像情報および当該画像情報よりも時間的に前に読み出されたＡ／Ｄ変換器の固有の情報に関するタイミングチャートであり、図５は、補正の対象となる画像情報および当該画像情報よりも時間的に後に読み出されるＡ／Ｄ変換器の固有の情報に関するタイミングチャートであり、図６は、補正の対象となる画像情報、当該画像情報よりも時間的に前に読み出されたＡ／Ｄ変換器の固有の情報および時間的に後に読み出されるＡ／Ｄ変換器の固有の情報に関するタイミングチャートである。

図３に示すように切り換え回路８は、マルチプレクサ４およびＡ／Ｄ変換器５を互いに電気的に遮断する、あるいは電気的に接続するのいずれかに切り換えるスイッチＳと、Ａ／Ｄ変換器５の入力側にある２つの抵抗Ｒとを備えている。一方の抵抗Ｒは接地されており、抵抗Ｒを介して外乱によるノイズを逃がすようになっている。

図４に示すように、ゲート線Ｇを選択して薄膜トランジスタＴｒのゲートがＯＮ状態に移行する。この移行によりゲート線Ｇに関する各々の検出素子ＤＵからのキャリアの読み出しが行われる（図４中の右上斜線のハッチングを参照）。読み出されたキャリアをアンプ３が増幅して電気信号として出力し、マルチプレクサ４に送り込む。コントローラ６は、切り換え回路８のスイッチＳをＯＮにしてマルチプレクサ４およびＡ／Ｄ変換器５を互いに電気的に接続するように制御することで、電気信号をＡ／Ｄ変換器５に送り込む。Ａ／Ｄ変換器５は電気信号のアナログ値をディジタル値に変換することで電気信号のディジタル化を行う。このディジタル値に変換された電気信号を画像情報として読み出す。

一方、この画像情報よりも時間的に前に読み出されたＡ／Ｄ変換器５の固有の情報（図４中の左上斜線のハッチングを参照）を読み出す際には、当該画像情報よりも前（図４では最小単位の読み出し間隔の１つ前である直前）でゲート線ＧをＯＮ状態に駆動させずにＯＦＦ状態のままにする。そして、コントローラ６は、切り換え回路８のスイッチＳをＯＦＦにしてマルチプレクサ４およびＡ／Ｄ変換器５を互いに電気的に遮断するように制御することで、仮に電気信号を読み出したとしてもマルチプレクサ４よりも後段に電気信号が送り込まれることなく、Ａ／Ｄ変換器５の固有の情報がＡ／Ｄ変換器５よりも後段（例えばマルチプレクサ９やメモリ部１０など）に送り込まれる。

メモリ部１０にＡ／Ｄ変換器５の固有の情報を書き込んで記憶し、画像処理部７による補正にＡ／Ｄ変換器５の固有の情報は用いられる。画像処理部７は、補正の対象となる画像情報から、当該画像情報よりも時間的に前に読み出されたＡ／Ｄ変換器５の固有の情報を減算することで、当該画像情報を補正する。図４では、当該画像情報よりも時間的に前に読み出されたＡ／Ｄ変換器５の固有の情報は単数であったが、Ａ／Ｄ変換器５の固有の情報を複数分読み出して、それらを平均化したものを補正に用いてもよい。また、それらの時間的な変動に基づいて予測されたデータを補正に用いてもよい。

図４では、補正の対象となる画像情報および当該画像情報よりも時間的に前に読み出されたＡ／Ｄ変換器５の固有の情報に関するタイミングチャートでの画像処理部７による補正について説明したが、図５のように、補正の対象となる画像情報および当該画像情報よりも時間的に後に読み出されるＡ／Ｄ変換器５の固有の情報に関するタイミングチャートで画像処理部７による補正を行ってもよい。

図４と同様に、図５に示すように、ゲート線Ｇを選択して薄膜トランジスタＴｒのゲートがＯＮ状態に移行して、ゲート線Ｇに関する各々の検出素子ＤＵからのキャリアの読み出しが行われる（図５中の右上斜線のハッチングを参照）。コントローラ６は、切り換え回路８のスイッチＳをＯＮにしてマルチプレクサ４およびＡ／Ｄ変換器５を互いに電気的に接続するように制御することで、電気信号をＡ／Ｄ変換器５に送り込み、Ａ／Ｄ変換器５は電気信号のディジタル化を行って画像情報を読み出す。

一方、この画像情報よりも時間的に後に読み出されるＡ／Ｄ変換器５の固有の情報（図５中の格子状のハッチングを参照）を読み出す際には、当該画像情報よりも後（図５では最小単位の読み出し間隔の１つ後である直後）でゲート線ＧをＯＮ状態に駆動させずにＯＦＦ状態のままにする。そして、コントローラ６は、切り換え回路８のスイッチＳをＯＦＦにしてマルチプレクサ４およびＡ／Ｄ変換器５を互いに電気的に遮断するように制御することで、Ａ／Ｄ変換器５の固有の情報がＡ／Ｄ変換器５よりも後段（例えばマルチプレクサ９やメモリ部１０など）に送り込まれる。

メモリ部１０にＡ／Ｄ変換器５の固有の情報を書き込んで記憶し、画像処理部７による補正にＡ／Ｄ変換器５の固有の情報は用いられる。画像処理部７は、補正の対象となる画像情報から、当該画像情報よりも時間的に後に読み出されるＡ／Ｄ変換器５の固有の情報を減算することで、当該画像情報を補正する。図５では、当該画像情報よりも時間的に後に読み出されるＡ／Ｄ変換器５の固有の情報は単数であったが、図４でも述べたようにＡ／Ｄ変換器５の固有の情報を複数分読み出して、それらを平均化したものを補正に用いてもよい。また、それらの時間的な変動に基づいて予測されたデータを補正に用いてもよい。

図４および図５を組み合わせた図６のように、補正の対象となる画像情報、当該画像情報よりも時間的に前に読み出されたＡ／Ｄ変換器５の固有の情報および時間的に後に読み出されるＡ／Ｄ変換器５の固有の情報に関するタイミングチャートで画像処理部７による補正を行ってもよい。

図４および図５と同様に、図６に示すように、ゲート線Ｇを選択して薄膜トランジスタＴｒのゲートがＯＮ状態に移行して、ゲート線Ｇに関する各々の検出素子ＤＵからのキャリアの読み出しが行われる（図６中の右上斜線のハッチングを参照）。コントローラ６は、切り換え回路８のスイッチＳをＯＮにしてマルチプレクサ４およびＡ／Ｄ変換器５を互いに電気的に接続するように制御することで、電気信号をＡ／Ｄ変換器５に送り込み、Ａ／Ｄ変換器５は電気信号のディジタル化を行って画像情報を読み出す。

一方、この画像情報よりも時間的に前に読み出されたＡ／Ｄ変換器５の固有の状態（図６中の左上斜線のハッチングを参照）を読み出す際には、当該画像情報よりも前（図６では最小単位の読み出し間隔の１つ前である直前）でゲート線ＧをＯＮ状態に駆動させずにＯＦＦ状態のままにする。また、この画像情報よりも時間的に後に読み出されるＡ／Ｄ変換器５の固有の情報（図６中の格子状のハッチングを参照）を読み出す際には、当該画像情報よりも後（図６では最小単位の読み出し間隔の１つ後である直後）でゲート線ＧをＯＮ状態に駆動させずにＯＦＦ状態のままにする。そして、コントローラ６は、切り換え回路８のスイッチＳをＯＦＦにしてマルチプレクサ４およびＡ／Ｄ変換器５を互いに電気的に遮断するように制御することで、Ａ／Ｄ変換器５の固有の情報がＡ／Ｄ変換器５よりも後段（例えばマルチプレクサ９やメモリ部１０など）に送り込まれる。

メモリ部１０にＡ／Ｄ変換器５の固有の情報を書き込んで記憶し、画像処理部７による補正にＡ／Ｄ変換器５の固有の情報は用いられる。画像処理部７は、補正の対象となる画像情報よりも時間的に前に読み出されたＡ／Ｄ変換器５の固有の情報および当該画像情報よりも時間的に後に読み出されるＡ／Ｄ変換器５の固有の情報を平均化して、当該画像情報から上述の平均化されたデータを減算することで、当該画像情報を補正する。図４および図５でも述べたようにＡ／Ｄ変換器５の固有の情報を複数分読み出して、それらを平均化したものを補正に用いてもよい。また、それらの時間的な変動に基づいて予測されたデータを補正に用いてもよい。

上述した本実施例に係るフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）１によれば、読み出し手段は、複数の電荷情報であるキャリアに基づく電気信号をひとつにまとめるアナログ用のマルチプレクサ４と、マルチプレクサ４でまとめられた電気信号のアナログ値をディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器５とを備えている。さらに、上述のマルチプレクサ４および上述のＡ／Ｄ変換器５を互いに電気的に遮断する、あるいは電気的に接続するのいずれかに切り換えて構成する。実際の画像を収集するためにＸ線に基づく画像情報を読み出す際には、マルチプレクサ４およびＡ／Ｄ変換器５を互いに電気的に接続した状態で電気信号を画像情報として読み出すようにコントローラ６は読み出し手段（マルチプレクサ４やＡ／Ｄ変換器５など）を制御する。Ａ／Ｄ変換器５の固有の情報を読み出す際には、マルチプレクサ４およびＡ／Ｄ変換器５を互いに電気的に遮断した状態で読み出すようにコントローラ６は読み出し手段（マルチプレクサ４やＡ／Ｄ変換器５など）を制御する。マルチプレクサ４およびＡ／Ｄ変換器５を互いに電気的に遮断した状態で読み出されたＡ／Ｄ変換器５の固有の情報を補正に用いれば、読み出し手段のＡ／Ｄ変換器５の固有の情報（特性）を除去することができる。

なお、上述の特許文献１の段落番号「００７３」、「００７４」では、駆動配線（データ線）を駆動させて有感状態で読み出された電気信号（すなわち実際の画像）を補正するのに、駆動配線（データ線）を駆動させずに無感状態で読み出された電気信号（すなわちオフセット成分）を補正に用いていた。それに対して、本実施例に係るＦＰＤ１では、有感状態・無感状態を問わずにマルチプレクサ４およびＡ／Ｄ変換器５を互いに電気的に遮断した状態で読み出されたＡ／Ｄ変換器５の固有の情報を補正に用いる。また、仮に有感状態の画像情報を読み出し手段で読み出したとしても、本実施例のようにマルチプレクサ４およびＡ／Ｄ変換器５を互いに電気的に遮断した状態ではマルチプレクサ４よりも後段に有感状態の画像情報が送り込まれることなく、Ａ／Ｄ変換器５の固有の情報がＡ／Ｄ変換器５よりも後段（ここではマルチプレクサ９やメモリ部１０など）に送り込まれる。

本実施例では、上述の特許文献３のような構造を組み合わせており、図１に示すように、複数のマルチプレクサ４と、同数のＡ／Ｄ変換器５を備えている。そして、Ａ／Ｄ変換器５でディジタル値に変換された電気信号をひとつにまとめるディジタル用のマルチプレクサ９をさらに備えている。この場合にはＡ／Ｄ変換器５間で特性差が生じるが、マルチプレクサ４およびＡ／Ｄ変換器５を互いに電気的に遮断した状態でＡ／Ｄ変換器５の固有の情報（特性）をそれぞれ読み出して、各特性差を補正に用いれば、特性差を低減させて、特性差の影響によるアーティファクトを低減させることができる。

本実施例では、好ましくは図３に示すようにＡ／Ｄ変換器５の入力側に抵抗Ｒを備えている。抵抗Ｒを備えることで、抵抗Ｒは安定回路として機能し、入力を介して入ってくる外乱の影響が除かれたデータをＡ／Ｄ変換器５から取得することができる。

本実施例では、好ましくは図１に示すように、マルチプレクサ４およびＡ／Ｄ変換器５を互いに電気的に遮断した状態で読み出されたＡ／Ｄ変換器５の固有の情報に基づいて上述の画像情報を画像処理部７は補正している。この画像処理部７によって、実際にＡ／Ｄ変換器５の固有の情報（特性）を除去することができる。

画像処理部７は、図４に示すように補正の対象となる画像情報（図４中の右上斜線のハッチングを参照）よりも時間的に前に読み出されたＡ／Ｄ変換器５の固有の情報（図４中の左上斜線のハッチングを参照）に基づいて当該画像情報を補正してもよいし、図５に示すように補正の対象となる画像情報（図５中の右上斜線のハッチングを参照）よりも時間的に後に読み出されるＡ／Ｄ変換器５の固有の情報（図５中の格子状のハッチングを参照）に基づいて当該画像情報を補正してもよいし、図６に示すように補正の対象となる画像情報（図６中の右上斜線のハッチングを参照）よりも時間的に前に読み出されたＡ／Ｄ変換器５の固有の情報（図６中の左上斜線のハッチングを参照）および時間的に後に読み出されるＡ／Ｄ変換器５の固有の情報（図６中の格子状のハッチングを参照）の両方に基づいて当該画像情報を補正してもよい。特に、図６に示すように当該画像情報の前後でのＡ／Ｄ変換器５の固有の情報の両方に基づいて補正することで、Ａ／Ｄ変換器５の固有の情報（特性）をより一層除去することができることが確認されている。

上述したように、本実施例では、上述の特許文献３のような構造を組み合わせており、図１に示すように、複数のマルチプレクサ４と、同数のＡ／Ｄ変換器５を備えている。そして、Ａ／Ｄ変換器５でディジタル値に変換された電気信号をひとつにまとめるディジタル用のマルチプレクサ９をさらに備えている。そして、画像処理部７は、補正の対象となる画像情報（図４〜図６中の右上斜線のハッチングを参照）の直前（図４または図６中の左上斜線のハッチングを参照）あるいは直後（図５または図６中の格子状のハッチングを参照）で読み出されたＡ／Ｄ変換器５の固有の情報に基づいて当該画像情報を補正する作業を順次に行う。

上述したようにＡ／Ｄ変換器５間で特性差が生じる。さらに、それが時間的に変動するので、画像を連続的に表示する動画（例えばモニタリングでの透視）の場合には、グルーピングされた領域毎に特性差による模様が変動して目障りとなる。場合によっては画像に集中できずに画像情報を誤認識する可能性もある。本実施例に係るＦＰＤ１によれば、補正の対象となる画像情報は時間的に変動するが、当該画像情報の直前あるいは直後で読み出されたＡ／Ｄ変換器５の固有の情報は当該画像情報と時間的に近いので、当該画像情報およびそれの直前あるいは直後で読み出されたＡ／Ｄ変換器５の固有の情報はほぼ同じ特性とみなすことができる。したがって、補正の対象となる画像情報の直前あるいは直後で読み出されたＡ／Ｄ変換器５の固有の情報に基づいて当該画像情報を補正すれば、特性差を低減させて、特性差の影響によるアーティファクトを低減させることができる。さらにその補正を順次に行うので、画像を連続的に表示する動画において特性差による模様の変動をも除去することができる。

ゲート線Ｇの駆動により電荷情報であるキャリアを読み出し手段に読み出すように構成し、本実施例では、図４〜図６に示すように、Ａ／Ｄ変換器５の固有の情報（図４または図６中の左上斜線のハッチング、あるいは図５または図６中の格子状のハッチングを参照）を読み出す際には、ゲート線Ｇを駆動させずに、かつマルチプレクサ４およびＡ／Ｄ変換器５を互いに電気的に遮断した状態で読み出している。この場合にはゲート線Ｇを駆動させずに読み出された電気信号（上述の特許文献１では無感状態で読み出された電気信号）は、マルチプレクサ４およびＡ／Ｄ変換器５を互いに電気的に遮断することによりマルチプレクサ４よりも後段に当該電気信号が送り込まれることなく、Ａ／Ｄ変換器５の固有の情報がＡ／Ｄ変換器５よりも後段に送り込まれる。

この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

（１）上述したフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）を、Ｘ線透視撮影装置のＸ線検出器に適用してもよい。また、Ｘ線ＣＴ装置のＸ線検出器にも適用してもよい。

（２）上述した実施例では、検出素子が多数個に２次元状に配列されていたが、検出素子が１個のみの非アレイタイプであってもよい。

（３）上述した実施例では、入射したＸ線に代表される放射線をＸ線変換層によって電荷情報に直接に変換した、「直接変換型」のＦＰＤを例に採って説明したが、入射した放射線をシンチレータなどの変換層によって光に変換し、光感応型の物質で形成された変換層によってその光を電荷情報に変換する「間接変換型」のＦＰＤをこの発明は適用してもよい。

（４）上述した実施例では、Ｘ線を検出するＦＰＤを例に採って説明したが、この発明は、ＥＣＴ（Emission Computed Tomography）装置のように放射性同位元素（ＲＩ）を投与された被検体から放射されるγ線を検出するための放射線検出器に例示されるように、マルチプレクサおよびＡ／Ｄ変換器によって放射線に基づく電荷情報を読み出すことで放射線を検出する放射線検出器であれば特に限定されない。

（５）通常のオフセット補正やゲイン補正などのキャリブレーションも併せて行ってもよい。例えばＸ線を入射しない状態でゲート線を駆動させて得られたデータ（いわゆる暗画像）や、ゲート線を駆動させずに無感状態で読み出された電気信号（すなわちオフセット成分）に基づいて補正を行ってもよい。

（６）上述した実施例では、図１に示すように複数のマルチプレクサ４と、同数のＡ／Ｄ変換器５を備えたが、ディジタル用のマルチプレクサを備えずに、図７に示すように単数のマルチプレクサ４およびＡ／Ｄ変換器５を備えた構造にも適用することができる。この場合には特性差は生じないが、Ａ／Ｄ変換器５の固有の情報（特性）を除去することができ、より正確な特性を得ることができる。

（７）上述した実施例では、図３に示すようにＡ／Ｄ変換器５の入力側に抵抗Ｒを備えたが、外乱の影響が少ない、あるいは外乱の影響を考慮する必要がないのであれば必ずしも抵抗Ｒを備える必要はない。

（８）上述した実施例では、Ａ／Ｄ変換器５の固有の情報に基づいて画像情報を補正する画像処理部７をＦＰＤ１内部に備えたが、ＦＰＤ１内に備えずに、外部にＡ／Ｄ変換器５の固有の情報を送り込んで、外部が補正を行う構成であってもよい。

（９）上述した実施例では、動画に適用したが、実際の撮像に適用してもよい。

（１０）上述した実施例では、Ａ／Ｄ変換器５の固有の情報を読み出す際には、ゲート線Ｇを駆動させずに、かつマルチプレクサ４およびＡ／Ｄ変換器５を互いに電気的に遮断した状態で読み出したが、これに限定されない。上述した実施例の場合には、ゲート線Ｇを駆動させずに読み出された電気信号（上述の特許文献１では無感状態で読み出された電気信号）は、マルチプレクサ４およびＡ／Ｄ変換器５を互いに電気的に遮断することによりマルチプレクサ４よりも後段に当該電気信号が送り込まれることなく、Ａ／Ｄ変換器５の固有の情報がＡ／Ｄ変換器５よりも後段に送り込まれていた。この変形例では、もちろん、ゲート線を駆動させて、かつアナログ用のマルチプレクサおよびＡ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断した状態で読み出してもよい。この場合にはゲート線を駆動させて読み出された電気信号（上述の特許文献１では有感状態で読み出された電気信号）は、アナログ用のマルチプレクサおよびＡ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断することによりアナログ用のマルチプレクサよりも後段に当該電気信号が送り込まれることなく、Ａ／Ｄ変換器の固有の情報がＡ／Ｄ変換器よりも後段に送り込まれる。

（１１）上述した実施例では、Ａ／Ｄ変換器５の固有の情報（特性）を記憶するメモリ部１０を別に備えたが、ディジタル用のマルチプレクサ９よりも後段に、あるいは外部に一般の各種のデータを記憶する記憶媒体を用意して、その記憶媒体にＡ／Ｄ変換器５の固有の情報（特性）を記憶するように、一般の各種のデータと共有して構成してもよい。

１ … フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）
４、９ … マルチプレクサ
５ … Ａ／Ｄ変換器
６ … コントローラ
７ … 画像処理部
Ｇ … ゲート線
Ｓ … スイッチ
Ｒ … 抵抗

Claims (7)

1. 放射線に基づく電荷情報を読み出すことで前記放射線を検出する放射線検出器であって、
   前記電荷情報を読み出す読み出し手段と、
   その読み出し手段を制御する制御手段と
   を備え、
   前記読み出し手段は、
   複数の前記電荷情報に基づく電気信号をひとつにまとめるアナログ用のマルチプレクサと、
   前記アナログ用のマルチプレクサでまとめられた前記電気信号のアナログ値をディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器と
   を備え、
   前記アナログ用のマルチプレクサおよび前記Ａ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断する、あるいは電気的に接続するのいずれかに切り換えて構成し、
   前記放射線に基づく画像情報を読み出す際には、前記アナログ用のマルチプレクサおよび前記Ａ／Ｄ変換器を互いに電気的に接続した状態で前記電気信号を前記画像情報として読み出し、
   前記Ａ／Ｄ変換器の固有の情報を読み出す際には、前記アナログ用のマルチプレクサおよび前記Ａ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断した状態で、かつ前記Ａ／Ｄ変換器の入力を一定電位に接続した状態で読み出す
   ように前記制御手段は前記読み出し手段を制御することを特徴とする放射線検出器。
2. 放射線に基づく電荷情報を読み出すことで前記放射線を検出する放射線検出器であって、
   ゲート線の駆動により前記電荷情報を読み出す読み出し手段と、
   その読み出し手段を制御する制御手段と
   を備え、
   前記読み出し手段は、
   複数の前記電荷情報に基づく電気信号をひとつにまとめるアナログ用のマルチプレクサと、
   前記アナログ用のマルチプレクサでまとめられた前記電気信号のアナログ値をディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器と
   を備え、
   前記アナログ用のマルチプレクサおよび前記Ａ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断する、あるいは電気的に接続するのいずれかに切り換えて構成し、
   前記放射線に基づく画像情報を読み出す際には、前記ゲート線を駆動させた状態で、かつ前記アナログ用のマルチプレクサおよび前記Ａ／Ｄ変換器を互いに電気的に接続した状態で前記電気信号を前記画像情報として前記ゲート線の駆動毎に読み出し、
   前記ゲート線を駆動させ前記画像情報を読み出す度に、前記画像情報を読み出す前に前記Ａ／Ｄ変換器の固有の情報を読み出すとともに、前記Ａ／Ｄ変換器の固有の情報を読み出す際には、前記ゲート線を駆動させずに、かつ前記アナログ用のマルチプレクサおよび前記Ａ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断した状態で読み出す
   ように前記制御手段は前記読み出し手段を制御し、
   前記放射線検出器は、さらに、
   前記アナログ用のマルチプレクサおよび前記Ａ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断した状態で読み出された前記Ａ／Ｄ変換器の固有の情報に基づいて前記画像情報を補正する補正手段を備え、
   前記補正手段は、前記ゲート線の駆動により読み出される前記画像情報よりも時間的に前に読み出された前記Ａ／Ｄ変換器の固有の情報に基づいて当該画像情報を補正することを特徴とする放射線検出器。
3. 放射線に基づく電荷情報を読み出すことで前記放射線を検出する放射線検出器であって、
   ゲート線の駆動により前記電荷情報を読み出す読み出し手段と、
   その読み出し手段を制御する制御手段と
   を備え、
   前記読み出し手段は、
   複数の前記電荷情報に基づく電気信号をひとつにまとめるアナログ用のマルチプレクサと、
   前記アナログ用のマルチプレクサでまとめられた前記電気信号のアナログ値をディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器と
   を備え、
   前記アナログ用のマルチプレクサおよび前記Ａ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断する、あるいは電気的に接続するのいずれかに切り換えて構成し、
   前記放射線に基づく画像情報を読み出す際には、前記ゲート線を駆動させた状態で、かつ前記アナログ用のマルチプレクサおよび前記Ａ／Ｄ変換器を互いに電気的に接続した状態で前記電気信号を前記画像情報として前記ゲート線の駆動毎に読み出し、
   前記ゲート線を駆動させ前記画像情報を読み出す度に、前記画像情報を読み出した後に前記Ａ／Ｄ変換器の固有の情報を読み出すとともに、前記Ａ／Ｄ変換器の固有の情報を読み出す際には、前記ゲート線を駆動させずに、かつ前記アナログ用のマルチプレクサおよび前記Ａ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断した状態で読み出す
   ように前記制御手段は前記読み出し手段を制御し、
   前記放射線検出器は、さらに、
   前記アナログ用のマルチプレクサおよび前記Ａ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断した状態で読み出された前記Ａ／Ｄ変換器の固有の情報に基づいて前記画像情報を補正する補正手段を備え、
   前記補正手段は、前記ゲート線の駆動により読み出される前記画像情報よりも時間的に後に読み出される前記Ａ／Ｄ変換器の固有の情報に基づいて当該画像情報を補正することを特徴とする放射線検出器。
4. 放射線に基づく電荷情報を読み出すことで前記放射線を検出する放射線検出器であって、
   ゲート線の駆動により前記電荷情報を読み出す読み出し手段と、
   その読み出し手段を制御する制御手段と
   を備え、
   前記読み出し手段は、
   複数の前記電荷情報に基づく電気信号をひとつにまとめるアナログ用のマルチプレクサと、
   前記アナログ用のマルチプレクサでまとめられた前記電気信号のアナログ値をディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器と
   を備え、
   前記アナログ用のマルチプレクサおよび前記Ａ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断する、あるいは電気的に接続するのいずれかに切り換えて構成し、
   前記放射線に基づく画像情報を読み出す際には、前記ゲート線を駆動させた状態で、かつ前記アナログ用のマルチプレクサおよび前記Ａ／Ｄ変換器を互いに電気的に接続した状態で前記電気信号を前記画像情報として前記ゲート線の駆動毎に読み出し、
   前記ゲート線を駆動させ前記画像情報を読み出す度に、前記画像情報を読み出す前に前記Ａ／Ｄ変換器の固有の情報を読み出し、さらに前記画像情報を読み出した後に前記Ａ／Ｄ変換器の固有の情報を読み出すとともに、前記Ａ／Ｄ変換器の固有の情報を読み出す際には、前記ゲート線を駆動させずに、かつ前記アナログ用のマルチプレクサおよび前記Ａ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断した状態で読み出す
   ように前記制御手段は前記読み出し手段を制御し、
   前記放射線検出器は、さらに、
   前記アナログ用のマルチプレクサおよび前記Ａ／Ｄ変換器を互いに電気的に遮断した状態で読み出された前記Ａ／Ｄ変換器の固有の情報に基づいて前記画像情報を補正する補正手段を備え、
   前記補正手段は、前記ゲート線の駆動により読み出される前記画像情報よりも時間的に前に読み出された前記Ａ／Ｄ変換器の固有の情報および時間的に後に読み出される前記Ａ／Ｄ変換器の固有の情報の両方に基づいて当該画像情報を補正することを特徴とする放射線検出器。
5. 請求項２から請求項４のいずれかに記載の放射線検出器において、
   複数の前記アナログ用のマルチプレクサと、
   同数の前記Ａ／Ｄ変換器と
   を備え、
   前記Ａ／Ｄ変換器でディジタル値に変換された前記電気信号をひとつにまとめるディジタル用のマルチプレクサをさらに備えることを特徴とする放射線検出器。
6. 請求項５に記載の放射線検出器において、
   前記補正手段は、前記ゲート線の駆動により読み出される前記画像情報の直前あるいは直後で読み出された前記Ａ／Ｄ変換器の固有の情報に基づいて当該画像情報を補正する作業を順次に行うことを特徴とする放射線検出器。
7. 請求項１から請求項６のいずれかに記載の放射線検出器において、
   前記Ａ／Ｄ変換器の入力側に抵抗を備えることを特徴とする放射線検出器。

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