JP6491432B2 - 放射線撮像装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、放射線撮像装置及びその制御方法に関する。

放射線撮像装置（以下、単に「装置」という。）のなかには、放射線撮影のための放射線の照射が開始されたことを装置自身で検知するものがある。例えば、特許文献１には、装置が備える複数の画素の個々が、放射線画像を取得するための撮像用センサの他、放射線の照射が開始されたことを検知するための検知用センサを有する構造が開示されている。また、特許文献２には、放射線の照射が開始される前においてセンサに流れる電流量をモニタし、該電流量が所定値に達したことに基づいて放射線の照射が開始されたことを検知する構造が開示されている。

特開２０１２−３２１８２号公報 特開２０１１−２４９８９１号公報

例えば、装置に電力を供給した後、装置に対して放射線を照射することが可能な状態になってから実際に放射線の照射が開始されるまでの時間が長くなると、電力を受けている装置の温度が高くなる。例えば、放射線の照射が開始されるまで装置を待機状態に維持する構成では、装置内での待機電流に起因して装置の温度が高くなる。また、例えば、放射線を検知するためのセンサを初期化する動作を放射線の照射が開始されるまで繰り返し行う構成では、該動作に起因して装置の温度が高くなる。

装置の温度が高くなると、センサにおける熱に起因するノイズ（例えば、センサが形成された基板の暗電流）が大きくなる。このノイズは、例えば、放射線撮影により得られる放射線画像の品質の低下、センサの感度の低下等をもたらす原因となる。

本発明の目的は、放射線画像が所定の品質を満たさない放射線撮影が実行されることを防ぎ、又は、装置のセンサが所定の感度を有さない状態が維持されることを防ぐための新規な技術を提供することにある。

本発明の一つの側面は放射線撮像装置にかかり、前記放射線撮像装置は、放射線を信号に変換するための複数のセンサと、前記複数のセンサからの信号のモニタ結果と所定値との比較に基づいて放射線の照射の開始を検知するための検知部と、を備える放射線撮像装置であって、前記検知部により放射線の照射の開始を検知する際に前記モニタ結果が前記所定値に達しなかった場合、前記複数のセンサからの信号に基づいて前記複数のセンサにおけるノイズが基準値を超えるか否かを判定するための処理を行う処理部を更に備えることを特徴とする。

本発明によれば、放射線画像が所定の品質を満たさない放射線撮影が実行されることを防ぎ、又は、装置のセンサが所定の感度を有さない状態が維持されることを防ぐことができる。

放射線撮像装置のシステム構成の例を説明するための図。 撮像部の構成例を説明するための図。 放射線撮像装置の待機時間とセンサ温度との関係の例を説明するための図。 放射線撮像装置の制御方法の例を説明するためのフローチャート。 放射線撮像装置の制御方法の例を説明するためのタイミングチャート。 撮像部の構成例を説明するための図。 放射線撮像装置の制御方法の例を説明するためのタイミングチャート。 撮像部の構成例を説明するための図。 撮像部の構成例を説明するための図。

（１． 第１実施形態）
図１〜５を参照しながら第１実施形態を述べる。

（１−１． 放射線撮像装置のシステム構成例）
図１は、放射線撮像装置１０（放射線検査装置と称されてもよい。以下、単に「装置１０」という。）のシステム構成の例を説明するためのブロック図である。装置１０は、例えば、撮像部１００と、コンピュータ２００と、表示部２１０と、端末２２０と、放射線発生部３００と、放射線制御部３１０と、曝射スイッチ３２０と、を具備している。

撮像部１００は、例えば、センサアレイ１１０と、駆動部１２０と、読出部１３０と、信号処理部１４０と、制御部１５０と、電圧供給部１６０とを有している。

センサアレイ１１０は、複数の行および複数の列を形成するように配列された複数のセンサを含む。センサは、例えば、ガラス基板上にアモルファスシリコンを用いて形成されたＰＩＮ型フォトダイオード（ＰＩＮセンサ）等の光電変換素子を含む。センサアレイ１１０の上には、放射線を光に変換するシンチレータ（不図示）が配されうる。ここでは、各センサへの放射線をシンチレータにより光に変換し、該光を光電変換素子により電気信号に変換するいわゆる間接変換型の構成を例示するが、放射線を（直接）電気信号に変換するいわゆる直接変換型の構成が採られてもよい。

駆動部１２０は、例えば、制御部１５０からの制御信号に基づいて、センサアレイ１１０の各センサを駆動する。読出部１３０は、制御部１５０からの制御信号に基づいて、各センサからセンサ信号（以下、本明細書において単に「信号」という場合がある。）を読み出す。センサ信号の信号値は、各センサに入射した放射線量にしたがい、本構成では、各センサにおいて光電変換によって蓄積された電荷の量にしたがう。信号処理部１４０は、各センサから読み出されたセンサ信号に基づいて放射線画像の画像データを形成する。制御部１５０は、制御信号を用いて駆動部１２０や読出部１３０を制御する。電圧供給部１６０は、外部から受けた電源電圧に基づいて複数の電圧を生成し、対応する各ユニットに各ユニットが適切に動作するための電圧（電力）を供給する。

撮像部１００とコンピュータ２００とは、不図示の通信手段により相互に接続されている。例えば、撮像部１００は、該通信手段により、撮影に必要な情報に応じた制御信号をコンピュータ２００から受ける。また、撮像部１００の信号処理部１４０で形成された画像データは該通信手段を介してコンピュータ２００に出力される。該通信手段は、ＬＡＮケーブル等の有線の通信手段でもよいし、無線ＬＡＮ等の無線の通信手段でもよい。

コンピュータ２００は、各ユニットの同期制御を行うことによって装置１０全体の動作を制御する。例えば、ユーザは、撮影対象となる部位、撮影条件その他の撮影に必要な情報を、端末２２０を用いてコンピュータ２００に入力することができる。そして、コンピュータ２００は、該入力された情報に基づいて、放射線撮影を行うための制御信号の授受を撮像部１００との間で行う。

また、コンピュータ２００は、撮像部１００の状態に応じて、放射線撮影の開始を制限するための制御信号を放射線制御部３１０に出力する。放射線制御部３１０は、放射線撮影の開始が可能になった状態の下でユーザが曝射スイッチ３２０を押したことに応答して、放射線発生部３００の放射線源３０１を駆動し、撮像部１００への放射線の照射を開始する。なお、放射線発生部３００は、放射線源３０１の他、放射線の照射領域を制御するための絞り機構３０２をさらに含んでいてもよい。

コンピュータ２００は、放射線撮影により撮像部１００で得られた画像データを受けて該画像データに応じた放射線画像を表示部２１０に表示させる。コンピュータ２００は、撮像部１００からの画像データに対して所定の補正処理を行うことも可能である。即ち、コンピュータ２００は、画像データに応じた放射線画像を形成する画像形成部および該画像データに対して補正処理を行う補正処理部を含み、又は、それらに相当する機能を有している。その他、コンピュータ２００は、撮像部１００の状態を表示部２１０に表示させてユーザに知らせることも可能である。

なお、装置１０の構成は本例に限られるものではなく、目的・用途等に応じて、その一部が変更されてもよい。例えば、各ユニットの一部は他のユニットに属していてもよいし、各ユニットは本例で述べた機能とは異なる他の機能をさらに有していてもよい。

（１−２． 撮像部の構成例）
図２は、撮像部１００のうちのセンサアレイ１１０および読出部１３０の部分の構成例を説明するための図である。センサアレイ１１０は、例えば、３行×３列に配列されたセンサＳ（Ｓ_１１〜Ｓ_３３）を含んでおり、また、センサＳ_１１〜Ｓ_３３の一方の端子には、薄膜トランジスタＴ（Ｔ_１１〜Ｔ_３３）が接続されている。センサＳと、それに対応するトランジスタＴとは、単位画素ＰＸ（ＰＸ_１１〜ＰＸ_３３）を形成している。例えば、第１行かつ第１列のセンサＳ_１１と、それに対応するトランジスタＴ_１１とは、画素ＰＸ_１１を形成している。

なお、ここでは説明を容易にするために３行×３列のセンサアレイ１１０を例示したが、行ないし列の数量は本例に限られない。例えば、１７インチの撮像部の例では、約２８００行×約２８００列のセンサアレイが形成されうる。

各トランジスタＴのゲートは、例えば、行ごとに配された信号線Ｇ（Ｇ１〜Ｇ３）のうちの対応するものに接続されており、該ゲートには、信号線Ｇを介して制御信号が供給される。例えば、該制御信号がハイレベル（Ｈ）のときトランジスタＴは導通状態になり、該制御信号がローレベル（Ｌ）のときトランジスタＴは非導通状態になる。トランジスタＴを導通状態にすることにより、各センサＳのセンサ信号は、センサアレイ１１０の列ごとに配された列信号線ＬＣ（ＬＣ１〜ＬＣ３）を介して、読出部１３０により読み出される。なお、各センサＳの他方の端子は、バイアス線Ｖｓを介して、電圧供給部１６０に接続されている。

読出部１３０は、信号増幅部１３１、サンプリング部１３２、マルチプレクサ１３３、出力バッファ１３４およびアナログデジタル変換部１３５を含む。

信号増幅部１３１は、センサアレイ１１０の列ごとに配されており、例えば、差動アンプＡ１、バッファＡ２、スイッチＳＷ１０〜ＳＷ１２、及び、フィードバック容量Ｃ１２を含む。アンプＡ１の一方の入力端子は、参照電位Ｖｒｅｆに電気的に接続されており、且つ、スイッチＳＷ１０を介して列信号線ＬＣに接続されている。また、アンプＡ１の他方の入力端子は、列信号線ＬＣに接続されている。スイッチＳＷ１０が導通状態になることによって列信号線ＬＣの電位はリセットされ（Ｖｒｅｆになり）、また、スイッチＳＷ１０が非導通状態のときに該他方の入力端子にはセンサ信号が入力される。

アンプＡ１の上記他方の入力端子と出力端子との間には、例えば、スイッチＳＷ１１〜１２及び容量Ｃ１２を含むフィードバック経路が形成されている。具体的には、スイッチＳＷ１１は第１のフィードバック経路を形成している。また、スイッチＳＷ１２及び容量Ｃ１２は、互いに直列に接続されており、第２のフィードバック経路を形成している。これら第１のフィードバック経路と第２のフィードバック経路とは互いに並列に配されている。

スイッチＳＷ１１を非導通状態にし、且つ、スイッチＳＷ１２を導通状態にすることにより、センサＳからのセンサ信号はアンプＡ１により増幅される。アンプＡ１の出力端子はバッファＡ２の入力端子に接続されており、アンプＡ１からの信号はバッファＡ２によりバッファリングされる。なお、スイッチＳＷ１１を導通状態にすることにより、信号増幅部１３１が初期化される。

サンプリング部１３２は、信号増幅部１３１に対応しており、信号増幅部１３１からの信号をサンプリングする。サンプリング部１３２は、例えば、サンプリングスイッチＳＷ１３およびサンプリング容量Ｃ１３を含む。例えば、信号増幅部１３１からの信号は、スイッチＳＷ１３を所定期間にわたって導通状態にすることによってサンプリングされ、容量Ｃ１３に保持される。サンプリング部１３２は、バッファＡ３およびスイッチＳＷ１４をさらに含んでおり、該サンプリングされた信号は、バッファＡ３によりバッファリングされ、スイッチＳＷ１４を介して出力される。

マルチプレクサ１３３は、各列に配されたサンプリング部１３２でサンプリングされた信号を選択的に順に出力させる（水平転送）。具体的には、各列に配されたサンプリング部１３２のスイッチＳＷ１４をマルチプレクサ１３３が順に導通状態にすることにより、サンプリング部１３２でサンプリングされた信号が順に出力される。サンプリング部１３２からの信号は、出力バッファ１３４によりバッファリングされ、アナログデジタル変換部１３５によりアナログデジタル変換される。

その後、前述の信号処理部１４０は、該アナログデジタル変換された信号に基づいて放射線画像の画像データを形成する。該画像データに対する補正処理は、コンピュータ２００によって為されてもよいが、信号処理部１４０によって為されてもよい。

（１−３． 放射線撮像装置の制御方法の例）
図３（ａ）は、センサＳの温度（単に「センサ温度」という。）と、センサアレイ１１０での暗電流量との関係、即ち、暗電流量のセンサ温度依存性を例示している。センサ温度が高くなると暗電流量が大きくなる。

図３（ｂ）は、装置１０に対して放射線を照射することが可能な状態になってからの経過時間（図中において「待機時間」と示す。）とセンサ温度との関係、即ち、センサ温度の待機時間依存性をセンサアレイ１１０の各領域Ｒ１〜Ｒ３について例示している。待機時間が大きくなるとセンサ温度は高くなり（暗電流値が大きくなり）、本例では、領域Ｒ２は、領域Ｒ１及びＲ３よりもセンサ温度が高くなり易い。

図３（ｃ）は、各領域Ｒ１〜Ｒ３におけるセンサ感度と待機時間との関係、即ち、センサ感度の待機時間依存性を例示している。前述のとおり、待機時間が大きくなるとセンサ温度が高くなる（暗電流値が大きくなる）。そのため、センサ信号における暗電流成分が大きくなり、センサ信号のＳＮ比が低下し、結果としてセンサ感度が低下する。即ち、待機時間が大きくなるとセンサ感度が低下する。

図３（ｄ）は、比較的長い時間が経過した後に放射線撮影により得られた放射線画像の例であり、該画像における端部領域Ｒ１および下部領域Ｒ３と比べて上部中央領域Ｒ２では黒斑点が表れている。本例によると、領域Ｒ２ないしその近傍に、領域Ｒ１及びＲ２に対して、発熱の原因となるユニットないし回路部等が存在することが分かる。

ここで、センサ温度が高くなると、放射線撮影により得られる放射線画像の品質の低下や、放射線検知能の低下をもたらしうる。

例えば、図３（ｅ）は、画像の品質（画質）の待機時間依存性を示している。待機時間が大きくなるとセンサ温度が高くなり、放射線画像を取得するための撮像用センサからの信号のＳＮ比が低下するため、画像の品質が低下する。例えば、待機時間が時間Ｔ１よりも大きくなると、所定の品質を満たす放射線画像が得られない虞がある。また、例えば、図３（ｆ）は、放射線検知能の待機時間依存性を示している。待機時間が大きくなるとセンサ温度が高くなり、放射線の照射が開始されたことを検知するための検知用センサからの信号のＳＮ比が低下するため、放射線検知能が低下する。例えば、待機時間が時間Ｔ２よりも大きくなると、放射線の照射が開始されたことを該検知用センサにより検知できない虞がある。即ち、撮像用センサ、検知用センサ、その他の放射線撮影に用いられる各種センサのセンサ温度が比較的高くなると、適切な放射線撮影を行うことができなくなる虞がある。

そこで本実施形態では、装置１０が待機モードの時には、センサアレイ１１０の少なくとも一部のセンサＳからのセンサ信号をモニタし、該モニタの結果に基づいて、必要に応じて装置１０を休止モード（休止状態）にする。以下、図４を参照しながら、その具体例を説明する。

図４は、装置１０の制御方法の例を説明するためのフローチャートを示している。まず、ステップＳ１００（以下、単に「Ｓ１００」と示す。他のステップについても同様である。）では、装置１０は準備モードである。具体的には例えば、装置１０を起動（電源電圧を供給）した後、各ユニットには、対応する電圧が電圧供給部１６０により供給される。そして、例えば各ユニットの状態が安定した後（各ユニットに供給されている電圧が略一定になった後）、Ｓ１０１に進む。

Ｓ１０１では、装置１０は待機モードである。装置１０が待機モードのとき、例えばユーザが曝射スイッチ３２０を押すことによって放射線撮影が開始される（具体的には、まず、撮像部１００への放射線の照射が開始される）。

装置１０が待機モードの間、Ｓ１０２では、センサアレイ１１０の少なくとも一部のセンサＳからのセンサ信号をモニタし、モニタ結果Ｄ_ＭＯＮが所定値Ｄ_Ａよりも大きいか否かを判定する。該モニタは、センサ信号を周期的に読み出すことによって為されうる。該モニタによって得られたモニタ結果Ｄ_ＭＯＮが所定値Ｄ_Ａよりも大きくなった場合には、放射線の照射が開始されたと判断してＳ１０３に進む。一方、モニタ結果Ｄ_ＭＯＮが所定値Ｄ_Ａよりも大きくなっていない場合には、後述のＳ１１０に進む。Ｓ１０２の判定は、読出部１３０から受けた信号を処理する信号処理部１４０によって為されてもよいし、信号処理部１４０との間でデータの授受を行う制御部１５０によって為されてもよい。換言すると、本例では、信号処理部１４０ないし制御部１５０は、放射線の照射が開始されたことを検知するための検知部の機能を兼ねている。

Ｓ１０３では、装置１０は蓄積モードになる。蓄積モードでは、各センサＳにおいて、照射された放射線量に応じた量の電荷が発生し、蓄積される。

Ｓ１０４では、所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間が経過した場合には、放射線の照射が終了したと判断してＳ１０５に進む。即ち、Ｓ１０３で装置１０が蓄積モードになってから所定時間が経過した後、Ｓ１０５に進む。該所定時間は、例えば、ユーザにより端末２２０を用いてコンピュータ２００に予め入力された撮影条件等の撮影に必要な情報に基づいて定められうる。

その後、Ｓ１０５では、装置１０は読出モードになり、センサアレイ１１０の各センサＳからセンサ信号を読み出し、Ｓ１０６では、該読み出されたセンサ信号に基づいて画像データを生成し、必要に応じて該画像データに対して補正処理を行う。

一方、Ｓ１０２においてモニタ結果Ｄ_ＭＯＮが所定値Ｄ_Ａよりも大きくなっていない場合には、Ｓ１１０に進む。Ｓ１１０では、モニタ結果Ｄ_ＭＯＮに基づいて、放射線画像を形成した場合の該画像の品質のレベルを算出（予測）する。Ｓ１１０では放射線の照射が開始される前であるため、モニタ結果Ｄ_ＭＯＮのうちの実質的に全てがセンサＳでの暗電流に起因するノイズ成分である。よって、該ノイズ成分に基づいて画像の品質のレベルを算出すればよい。

Ｓ１１１では、上記モニタ結果Ｄ_ＭＯＮに基づいて、放射線画像を形成した場合の該画像の品質が所定の基準を満たさなくなるまでの時間Ｔ_Ｒを算出（予測）する。具体的には、上記暗電流に起因するノイズ成分が所定値に達するまでの時間を、時間Ｔ_Ｒとして、所定のモデル式およびパラメータ（ノイズ成分の増加率等）に基づいて算出すればよい。或いは、過去の算出結果ないしその傾向を参照して上記時間Ｔ_Ｒを算出してもよい。

Ｓ１１２では、上記算出された時間Ｔ_Ｒをユーザに通知する。該通知は、表示部２１０に表示することによって為されてもよいし、表示部２１０とは異なる他の通知部を用いて為されてもよい。

Ｓ１１３では、上記算出された時間Ｔ_ＲがＴ_Ｒ＝０であるか否かを判定する。Ｔ_Ｒ＝０である場合には、放射線画像を形成した場合の該画像の品質が所定の基準を満たさないと判断してＳ１１４に進む。換言すると、上記暗電流に起因するノイズ成分に相当するモニタ結果Ｄ_ＭＯＮがＴ_Ｒ＝０に相当する基準値を超えた場合に、Ｓ１１４に進めばよい。一方、Ｔ_Ｒ＝０でない場合にはＳ１０２に戻る。

なお、時間Ｔ_Ｒは、表示部２１０等に表示されることによってユーザに通知されるため、ユーザは、時間Ｔ_Ｒがゼロのとき（或いは、間もなくゼロになるとき）には、曝射スイッチ３２０を押さないことを判断することができる。

Ｓ１１４では、装置１０は休止モードになる。具体的には例えば、センサアレイ１１０への電圧供給を中止し、センサ温度を下げる。そして、所定時間が経過した後、センサアレイ１１０への電圧供給を再開させて装置１０は待機モードに戻ってもよいし、ユーザが手動で（直接）装置１０を待機モードに変更させ、或いは装置１０を再起動させてもよい。

本実施形態によると、装置１０が比較的長い時間にわたって待機モードに維持されたことによってセンサ温度が高くなった場合に、装置１０を休止モードにする。休止モードでは、センサアレイ１１０への電圧供給を中止してセンサ温度を下げる。本方法は、例えば、待機モードでのセンサ信号をモニタし、放射線画像を形成した場合の該画像の品質が所定の基準を満たさなくなるまでの時間Ｔ_Ｒを該モニタ結果に基づいて算出することによって為されうる。時間Ｔ_Ｒは、換言すると、装置１０が待機モードを維持することが可能な残り時間を示すとも言える。

また、Ｓ１１０以降で、放射線画像を形成した場合の該画像の品質のレベルを算出した場合、その後、Ｓ１０６で画像データを形成する際には、該形成された画像データに対して該算出されたレベルに応じた補正処理を行ってもよい。例えば、該算出されたレベルに応じて、補正処理用のパラメータを変更してもよい。読出部１３０が複数の読出モードを有する場合には、該算出されたレベルに応じて読出部１３０の読出モードを変更してもよく、例えば、信号増幅部１３１の増幅率や読出用のパラメータを変更してもよい。

上記フローチャートの具体例を、以下、図５を参照しながら述べる。

図５（ａ）は、装置１０の制御方法の一例を説明するためのタイミングチャートであって、時間Ｔ_Ｒ＝０になる前に放射線の照射が開始された場合のタイミングチャートを示している。図中の横軸は時間軸であり、縦軸には、装置１０の動作モード、放射線量、信号線Ｇ（Ｇ１〜Ｇ３）の電位（以下、単に「電位Ｇ１」等という。）、及び、バイアス線Ｖｓの電位を示している。

準備モード（図４のＳ１００に対応）では、センサアレイ１１０がスタンバイ状態（具体的には例えば、放射線撮影を開始するのが可能な状態）になるように、バイアス線Ｖｓを介してセンサアレイ１１０に電圧を供給する。ここでは説明を容易にするため、バイアス線Ｖｓの電位についてのみ図示されているが、他のユニットに供給するための電圧についても同様である。

その後、各ユニットの状態が安定した後、装置１０は待機モード（図４のＳ１０１に対応）になる。本実施形態の待機モ−ドでは、放射線の照射が開始される前において、例えば、各センサＳを初期化する初期化動作が繰り返し為される。具体的には例えば、あるセンサＳの初期化は、該センサＳに対応するトランジスタＴを導通状態にすることによって為される。より具体的には例えば、各センサＳの初期化は、電位Ｇ１〜Ｇ３を所定の周期で順にＨにすることによって為され、行単位で為される。本例では、例えば、電位Ｇ１をＨにすると第１行の各センサＳが初期化される。

センサＳの初期化により、該センサＳにおいて暗電流によって蓄積された電荷は該センサＳから排出される。該排出された電荷の量に応じたセンサ信号は読出部１３０により読み出され、このようにして前述のモニタ結果Ｄ_ＭＯＮが得られる（図４のＳ１０２に対応）。

図４を参照しながら述べたように、モニタ結果Ｄ_ＭＯＮが所定値Ｄ_Ａよりも大きくなった場合には放射線の照射が開始されたと判断し（他の観点では、放射線の照射の開始を検知し）、装置１０は蓄積モードになる（図４のＳ１０３に対応）。放射線の照射時間は、例えば、ユーザにより端末２２０を用いてコンピュータ２００に予め入力された撮影条件等の撮影に必要な情報に基づいて定められ、装置１０は、所定期間の経過後である該照射の終了後に読出モードになればよい（図４のＳ１０４に対応）。

読出モード（図４のＳ１０５に対応）では、電位Ｇ１〜Ｇ３を所定の周期で順にハイレベル（Ｈ）にすることによって、各センサＳで蓄積された電荷に応じた信号が、対応するトランジスタＴにより転送され、列信号線ＬＣを介して読み出される。なお、トランジスタＴの転送効率を向上させるため、読出モードでの電位Ｇ１等のパルス幅を、待機モードの初期化動作でのパルス幅よりも大きくしてもよい。以上のようにして読み出されたセンサ信号に基づいて、画像データが形成される。

図５（ｂ）は、時間Ｔ_Ｒ＝０になるまで放射線の照射が開始されなかった場合のタイミングチャートを、図５（ａ）と同様に示している。

図４を参照しながら述べたように、モニタ結果Ｄ_ＭＯＮが所定値Ｄ_Ａよりも大きくなっていない間では、装置１０は、初期化動作によって得られたモニタ結果Ｄ_ＭＯＮに基づいて待機モードを維持している（図４のＳ１１０以降に対応）。この間、モニタ結果Ｄ_ＭＯＮに基づいて、放射線画像を形成した場合の該画像の品質のレベルを算出し、また、該画像の品質が所定の基準を満たさなくなるまでの時間Ｔ_Ｒを算出している。これらの算出は、信号処理部１４０で為されてもよいし、コンピュータ２００で為されてもよい。

そして、時間Ｔ_Ｒが放射線の照射が開始される前にＴ_Ｒ＝０となったとき、装置１０は休止モードになり、センサアレイ１１０への電圧の供給を中止し、また、各センサＳの初期化動作も中止して、センサ温度を下げる。休止モードでは、更に、装置１０における発熱の原因となる各ユニット（例えば、読出部１３０）への電圧供給を中止してもよい。或いは、発熱の主な原因が、活性状態の素子が比較的多い読出部１３０等のユニットである場合には、センサアレイ１１０への電圧供給を維持しながら該ユニットへの電圧供給を中止してもよい。

以上、本実施形態によると、装置１０が比較的長い時間にわたって待機モードに維持されたことによってセンサ温度が高くなった場合に、装置１０を休止モードにしてセンサ温度を下げる。よって、本実施形態によると、放射線画像が所定の品質を満たさない放射線撮影が実行されることを防ぎ、又は、センサＳが所定の感度を有さない状態が維持されることを防ぐことができる。

また、上述のフローチャートおよびタイミングチャートの例では、放射線画像を形成した場合の該画像の品質を維持するために装置１０を休止モードにする態様を例示した。しかしながら、本発明は、この態様に限られるものでないことは言うまでもなく、他の目的で装置１０の動作モードを変更させてもよい。例えば、放射線検知能を維持するために装置１０を休止モードにしてもよく、例えば、モニタ結果Ｄ_ＭＯＮに基づいて、Ｓ１０２で放射線の照射の開始を適切に検知することが可能な時間（「時間Ｔ_Ｒ’」とする）を算出（予測）すればよい。さらに、モニタ結果Ｄ_ＭＯＮに基づいて所定値Ｄ_Ａを変更してもよく、これによって放射線の照射の開始の誤検知を防止することができる。

本例では、センサＳにＰＩＮ型フォトダイードが用いられた場合を例示したが、センサＳにはＭＩＳセンサが用いられてもよい。ＭＩＳセンサは、公知の方法（例えば特開２００７−１８１１８３号公報に記載の方法）で駆動ないし制御されればよい。

また、本例では、Ｓ１０２の判定（放射線の照射が開始されたか否かの判定）を、信号処理部１４０ないし制御部１５０により行う態様を例示したが、該判定の方法は本例に限られるものではない。例えば、図９に示されるように、装置１０は、放射線の照射が開始されたことを検知するための検知部１７０をさらに備えていてもよい。検知部１７０は、例えば、バイアス線Ｖｓに流れる電流の量をモニタすることによって放射線の照射が開始されたことを検知することが可能である。検知部１７０は、例えば、バイアス線Ｖｓに流れる電流の量に応じた信号が所定値よりも大きくなったことに基づいて、放射線の照射が開始されたことを検知する。検知部１７０は、電圧供給部１６０に含まれていてもよい。

（２． 第２実施形態）
第２実施形態は、主に、放射線画像を取得するための撮像用センサと、前述のモニタ結果Ｄ_ＭＯＮを取得するためのモニタ用センサとを個別に設けている、という点で前述の第１実施形態と異なる。

図６は、本実施形態に係る撮像部１００の構成例を、第１実施形態の図２と同様に示している。本実施形態では、センサアレイ１１０のうちの一部のセンサＳが、モニタ用センサとして機能し、その他のセンサＳが撮像用センサとして機能する。本実施形態では、画素ＰＸ_１１、ＰＸ_２２及びＰＸ_３３の各センサＳ_１１、Ｓ_２２及びＳ_３３が、モニタ用センサである。そして、これらに対応するトランジスタＴ_１１、Ｔ_２２及びＴ_３３は、信号線Ｇ’（Ｇ１’〜Ｇ３’）に接続されている。このような構成により、モニタ用センサＳ_１１等とそれ以外の撮像用センサＳとを個別に駆動ないし制御することができる。

なお、本明細書において、モニタ用センサと撮像用センサとを区別するため、モニタ用センサについては「モニタ用センサＳ_１１等」と記載し、撮像用センサについては単に「撮像用センサＳ」と記載する場合がある。

また、モニタ用センサＳ_１１等は各行ないし各列に１つずつである必要はなく、この数量に限られるものではない。例えば、センサアレイ１１０のうちの一部がモニタ用センサに充てられればよく、センサアレイ１１０の中央部、周辺部ないしコーナー部等、いくつかの領域にモニタ用センサが配されてもよい。

図７（ａ）は、本実施形態に係る制御方法の一例を説明するためのタイミングチャートであって、時間Ｔ_Ｒ＝０になる前に放射線の照射が開始された場合のタイミングチャートを、第１実施形態の図５（ａ）と同様に示している。

本例の待機モードでは、電位Ｇ１〜Ｇ３を所定の周期で順にＨにして撮像用センサＳを初期化する初期化動作を行う一方で、電位Ｇ１’〜Ｇ３’を所定の周期で順にＨにしてモニタ用センサＳ_１１等からセンサ信号を読み出すモニタ動作を行う。

本例では、撮像用センサＳからのセンサ信号と、モニタ用センサＳ_１１等からのセンサ信号とは、いずれも、対応する信号線ＬＣを介して読出部１３０により読み出される。そのため、前述のモニタ結果Ｄ_ＭＯＮは、モニタ動作によるモニタ用センサＳ_１１等からのセンサ信号の他、初期化動作による撮像用センサＳからのセンサ信号にも基づいて取得され、前述の時間Ｔ_Ｒは、該モニタ結果Ｄ_ＭＯＮに基づいて算出される。

なお、本例では電位Ｇ１〜Ｇ３をＨにする周期と電位Ｇ１’〜Ｇ３’をＨにする周期とが互いに異なっているが、これらは互いに同じでもよい。即ち、電位Ｇ１〜Ｇ３のパルスの周期を図５（前述の第１実施形態）と同様にしてもよい。

本例の蓄積モードでは、電位Ｇ１〜Ｇ３をＬに維持して上記初期化動作を中止し、撮像用センサＳについては電荷の蓄積を行う。その間、モニタ用センサＳ_１１等については電位Ｇ１’〜Ｇ３’を待機モードと同様に所定の周期で順にＨにしており、モニタ動作を継続している。そして、このモニタ動作により、モニタ用センサＳ_１１等から読み出されたセンサ信号に基づいて、放射線の照射が終了したことを装置１０自身で検知することができる。

放射線の照射が終了した後（該照射の終了を検知した後）、装置１０は読出モードになる。本例の読出モードでは、撮像用センサＳからセンサ信号を読み出し、該読み出されたセンサ信号に基づいて画像データが生成される。

本例では、モニタ用センサＳ_１１等からは放射線画像を取得するためのセンサ信号が得られないが、画像データは、所定の補間処理によって生成されてもよい。補間処理の例としては、例えば、モニタ用センサＳ_１１等に対応する画素値をその隣接センサに対応する画素値に基づいて補間する方法が挙げられる。補完処理は、信号処理部１４０によって為されてもよいしコンピュータ２００によって為されてもよい。

図７（ｂ）は、時間Ｔ_Ｒ＝０になるまで放射線の照射が開始されなかった場合のタイミングチャートを、図７（ａ）と同様に示している。モニタ結果Ｄ_ＭＯＮに基づいて算出された時間Ｔ_Ｒが放射線の照射が開始される前にＴ_Ｒ＝０となったとき、装置１０を休止モードにしてセンサ温度を下げる。本例の休止モードでは、センサアレイ１１０への電圧の供給を中止する他、電位Ｇ１〜Ｇ３及びＧ１’〜Ｇ３’をいずれもＬにしてセンサＳの初期化動作およびモニタ動作を中止すればよい。

以上、本実施形態によっても第１実施形態と同様の効果が得られる他、本実施形態によると、更に放射線の照射の開始および終了の双方を装置１０自身で検知することも可能である。放射線の照射の終了の検知については、例えば、蓄積モードでのモニタ動作で得られたモニタ結果が所定値（「所定値Ｄ_Ｂ」とする）よりも小さくなった場合に、該照射が終了したと判断すればよい。また、待機モードでのモニタ結果Ｄ_ＭＯＮに基づいて所定値Ｄ_Ｂを変更してもよく、これによって放射線の照射の終了の誤検知を防止することもできる。

（３． 第３実施形態）
第３実施形態は、主に、放射線画像を取得するための撮像用センサからのセンサ信号と、前述のモニタ結果Ｄ_ＭＯＮを取得するためのモニタ用センサからのセンサ信号とを個別に読み出す、という点で前述の第２実施形態と異なる。

図８は、本実施形態に係る撮像部１００の構成例を、第２実施形態の図６と同様に示している。本実施形態では、読出部１３０は、信号線ＬＣ’を介してモニタ用センサからのセンサ信号を受ける信号増幅部１３１’と、信号増幅部１３１’からの信号をサンプリングするためのサンプリング部１３２’とを、さらに含む。そして、撮像用センサＳからのセンサ信号を伝搬するための信号線ＬＣと、モニタ用センサＳ_１１等からのセンサ信号を伝搬するための信号線ＬＣ’とは、互いに独立している。信号増幅部１３１’およびサンプリング部１３２’は、それぞれ、前述の信号増幅部１３１およびサンプリング部１３２と同様の構成を採ればよい。このような構成によると、撮像用センサからのセンサ信号と、モニタ用センサからのセンサ信号とを個別に読み出すことができる。

本実施形態においても、待機モードでは、電位Ｇ１〜Ｇ３を所定の周期で順にＨにして撮像用センサＳを初期化する初期化動作を行う一方で、電位Ｇ１’〜Ｇ３’を所定の周期で順にＨにしてモニタ用センサＳ_１１等からセンサ信号を読み出すモニタ動作を行う。本例では、撮像用センサからのセンサ信号と、モニタ用センサからのセンサ信号とを個別に読み出すことができるため、前述のモニタ結果Ｄ_ＭＯＮは、モニタ用センサＳ_１１等からのセンサ信号のみに基づいて取得されてもよい。

本実施形態によると、撮像用センサからのセンサ信号とモニタ用センサからのセンサ信号とを個別に読み出すことができる。そのため、待機モードでは、読出部１３０のうちのモニタ用センサに対応する一部を駆動させればよく、即ち、読出部１３０の実質的に全ての部分を動作させる必要がない。よって、本実施形態によると、読出部１３０での発熱量を低減させることができ、第１〜第２実施形態よりも更に有利である。

また、本実施形態によると、モニタ用センサが配された領域のモニタ結果を個別に取得することができる。センサアレイ１１０の中央部、周辺部ないしコーナー部等、いくつかの領域にモニタ用センサが配されている場合には、薄膜トランジスタ等のスイッチ手段を信号線ＬＣ’に設けることにより、各領域についてのモニタ結果を個別に取得することも可能である。よって、本実施形態によると、装置１０の休止モードへの変更をより適切に行うことができる。

（４． その他）
以上、いくつかの好適な実施形態を例示したが、本発明はこれらに限られるものではなく、目的等に応じて、その一部を変更してもよいし、各実施形態の各特徴を組み合わせてもよい。例えば、２以上のユニットの各機能は、１つのユニットによって達成されてもよいし、又は、あるユニットの一部の機能は他のユニットによって達成されてもよく、各ユニットの構成は、目的等に応じて、適宜、変更されればよい。

以上の各実施形態では、モニタ結果Ｄ_ＭＯＮに基づいて装置１０の動作モードを制御する態様を例示したが、モニタ結果Ｄ_ＭＯＮを用いて、更に自動露出制御（ＡＥＣ：Ａｕｔｏ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）を行ってもよい。例えば、撮像部１００は、モニタ結果Ｄ_ＭＯＮに基づいて、コンピュータ２００により、放射線の照射時間や照射強度等を制御するための制御信号を放射線制御部３１０に出力することも可能である。

また、本発明は、上述の各実施形態は、プログラムないしソフトウェアをコンピュータにより実行することによっても為されうる。具体的には例えば、上述の各実施形態の機能を実現するプログラムが、ネットワーク又は各種記憶媒体を介して、システムないし装置に供給される。システムないし装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）は、その後、該プログラムを読み出して実行する。

１０：放射線撮像装置、１００：撮像部、１１０：センサアレイ、１２０：駆動部、１３０：読出部、１４０：信号処理部、１５０：制御部、１７０：検知部、２００：コンピュータ、３００：放射線発生部。

Claims (13)

1. 放射線を信号に変換するための複数のセンサと、前記複数のセンサからの信号のモニタ結果と所定値との比較に基づいて放射線の照射の開始を検知するための検知部と、を備える放射線撮像装置であって、
   前記検知部により放射線の照射の開始を検知する際に前記モニタ結果が前記所定値に達しなかった場合、前記複数のセンサからの信号に基づいて前記複数のセンサにおけるノイズが基準値を超えるか否かを判定するための処理を行う処理部を更に備える
   ことを特徴とする放射線撮像装置。
2. 前記処理部は、前記複数のセンサからの信号に基づいて前記ノイズが前記基準値を超えるまでの時間を算出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
3. 前記複数のセンサに電圧を供給するための電圧供給部と、前記複数のセンサから信号を読み出すための読出部と、前記電圧供給部及び前記読出部を制御する制御部と、を更に備え、
   前記制御部は、前記処理部で前記ノイズが前記基準値を超えると判定された場合には、前記電圧供給部による前記複数のセンサへの電圧の供給を中止させるように、前記電圧供給部を制御する
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の放射線撮像装置。
4. 前記制御部は、前記処理部で前記ノイズが前記基準値を超えると判定された場合には、前記読出部を休止状態にするように、前記読出部を制御する
   ことを特徴とする請求項３に記載の放射線撮像装置。
5. 前記電圧供給部は、更に前記読出部に電圧を供給し、
   前記制御部は、前記処理部で前記ノイズが前記基準値を超えると判定された場合には、前記電圧供給部による前記読出部への電圧の供給を中止させるように、前記電圧供給部を制御する
   ことを特徴とする請求項３に記載の放射線撮像装置。
6. 前記放射線の照射が開始された後に前記読出部により前記複数のセンサから読み出された信号に基づいて放射線画像を形成する画像形成部と、
   前記画像形成部により形成された放射線画像に対して補正処理を行う補正処理部と、を更に備えており、
   前記処理部は、前記複数のセンサからの信号に基づいて、前記画像形成部により形成される放射線画像の品質のレベルを算出し、
   前記補正処理部は、前記画像形成部により形成された放射線画像に対して前記処理部により算出された品質のレベルに応じた補正処理を行う
   ことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
7. 前記電圧供給部による電圧の供給が中止されることをユーザに対して通知する通知部を更に備える
   ことを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
8. 前記処理部で前記ノイズが前記基準値を超えると判定された場合にユーザに対して通知する通知部を更に備える
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
9. 前記複数のセンサに対応し且つ該対応するセンサと該対応するセンサからの信号を伝搬するための信号線とを電気的に接続するための複数のスイッチを更に備えており、
   前記処理部は、前記複数のセンサのうちの一部からの信号を用いて前記判定を行い、該一部に対応するスイッチとそれ以外のスイッチとは個別に制御される
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
10. 前記複数のセンサのうちの前記一部からの信号を伝搬するための第１の信号線と、それ以外のセンサからの信号を伝搬するための第２の信号線とを更に備えており、
    前記処理部は、前記第１の信号線を介して読み出された信号に基づいて前記判定を行う
    ことを特徴とする請求項９に記載の放射線撮像装置。
11. 前記制御部は、前記電圧供給部による前記複数のセンサへの電圧の供給を中止させてから所定時間が経過した後に、前記電圧供給部による前記複数のセンサへの電圧の供給を再開させるように、前記電圧供給部を制御する
    ことを特徴とする請求項３乃至７のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
12. 前記複数のセンサは、ＰＩＮセンサまたはＭＩＳセンサである
    ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
13. 放射線撮像装置の制御方法であって、
    前記放射線撮像装置は、放射線を信号に変換するための複数のセンサと、前記複数のセンサからの信号のモニタ結果と所定値との比較に基づいて放射線の照射の開始を検知するための検知部とを備えており、
    前記放射線撮像装置の制御方法は、
    前記検知部により放射線の照射の開始を検知する際に前記モニタ結果が前記所定値に達しなかった場合、前記複数のセンサからの信号に基づいて前記複数のセンサにおけるノイズが基準値を超えるか否かを判定するための処理を行う工程を有する
    ことを特徴とする放射線撮像装置の制御方法。