JP6727847B2 - 放射線撮像装置、放射線撮像システム及び放射線撮像装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、放射線撮像装置、放射線撮像システム及び放射線撮像装置の制御方法に関する。

放射線撮像装置は、放射線が照射された画像（以下、放射線照射画像という）と放射線が照射されない画像（以下、ダーク画像という）の差分によって画像を生成する。特に、放射線撮像装置内に配置され、光の情報を電子の情報に変換する光電変換素子がアモルファスシリコンで作られている場合、ダーク画像の情報を考慮しなければ、正確な画像を生成することは困難である。このダーク画像は、放射線撮像装置内の温度に強く依存し、温度が上昇するとダーク成分が増加する性質がある。また、放射線によって得られた電荷を積算するための増幅回路の特性も温度に依存し、通常、増幅回路に電力が供給されるとしばらくは温度ドリフトのために特性が安定しない。

そのため、アモルファスシリコンを用いた放射線撮像装置の場合、電源投入後、放射線撮像装置内の温度や増幅回路の温度が一定になり、ダーク成分や温度ドリフトを一定にするために暖気運転が行われる場合がある。しかし、救急病院など緊急に放射線撮像装置が必要になる場合、このようなダーク成分や温度ドリフトが一定になる時間が必要なのは非常に都合勝手が悪い。ダーク画像や温度ドリフトが一定にならないことにより、放射線照射画像とダーク画像の差分で構成される画像は信頼性のある画像とは言えないからである。

そのため、下記の特許文献１に示すように、近年、放射線撮像装置はいつでも瞬時に使用できるように常に電源をオン状態にして暖気運転をすることが行われている。特許文献１では、放射線撮像装置内の光電変換素子や光電変換素子に蓄積された電荷を読み出すための薄膜トランジスタに印加する電圧を、すべてグランドに落とす。特許文献１では、それをスリープ状態と定義している。しかしながら、それでは、緊急時に、ダーク成分が一定の状態で、放射線撮像装置を使用することは困難である。なぜならば、通常、放射線撮像装置は、光電変換素子に電荷を蓄積するために、ある一定の電圧を印加して使用する。そのため、スリープ状態では、上記の電圧をグランドに落としておいて、緊急時に使用する瞬間に光電変換素子に急に電圧を印加すると、光電変換素子内の電荷が定常状態に達するまでにある程度の時間を要するという課題が生じる。その間、ダーク成分は安定せず、信頼性のある画像データを取得することが困難である。

また、一般の放射線撮像装置において、増幅回路を駆動させつつ、通常の読み出し駆動と同じタイミングを使用しながら、光電変換素子と薄膜トランジスタに印加する電圧を暖気運転により駆動する方法がとられている。しかしながら、その方法では、薄膜トランジスタの閾値電圧が変化し、特性の変化を引き起こすという課題が生じる。暖気運転期間の割合は、非常に長くなることがあり、その分だけ閾値の変化は激しくなる。閾値の変化が生じると、トランジスタからリークする成分が変化し、結果として画像に対しても悪い影響を与える。

特開２０１１−１０１６９３号公報

特許文献１で開示されているようなスリープ状態の駆動方法では、増幅回路の温度ドリフトを軽減することはできても、緊急時の使用においてセンサ基板特有のダーク成分の変化を防ぎつつ、かつ、薄膜トランジスタの閾値を一定に保つことは困難である。

本発明の目的は、緊急時の使用においてダーク成分の変化を防ぎ、トランジスタの閾値電圧の変化を防ぎ、緊急時にも常に安定した画像を生成することができる放射線撮像装置、放射線撮像システム及び放射線撮像装置の制御方法を提供することである。

本発明の放射線撮像装置は、各々が変換素子とトランジスタとを含み、行列状の配列された、放射線に応じた電気信号を生成する複数の画素と、前記複数の画素の前記トランジスタのゲートに電気的に接続された複数の駆動線と、前記複数の画素を駆動するために前記複数の駆動線に電圧を供給する駆動回路部と、前記駆動回路部を制御する制御部とを有し、前記変換素子が、放射線を光に変換するシンチレータ及び前記光を電荷に変換するフォトダイオードを含み、前記フォトダイオードが、第１電極と第２電極の間に配置された真性半導体層と、前記第１電極と前記真性半導体層との間に配置された第１型半導体層と、前記真性半導体層と前記第２電極の間に配置された第２型半導体層と、を含み、前記トランジスタが、第１導電型の半導体層を有し、そのソース及びドレインのうちの一方が前記第１電極に電気的に接続された第１型薄膜トランジスタであり、前記制御部が、前記駆動回路部に前記トランジスタをオフさせるためのオフ電圧を前記複数の駆動線に供給させることにより前記複数の画素に前記電気信号を蓄積させる蓄積制御と、前記駆動回路部に前記トランジスタをオンさせるためのオン電圧を前記複数の駆動線に順に供給させることにより前記複数の画素から前記電気信号を読み出す本読み制御と、前記蓄積制御を行う期間及び前記本読み制御を行う期間とは別の期間に、前記駆動回路部に前記オフ電圧と前記オン電圧との間であって前記オフ電圧及び前記オン電圧とは異なる電圧と前記オン電圧とを交互に前記複数の駆動線に供給させる制御を行うことを特徴とする。

本発明によれば、緊急時の使用においてダーク成分の変化を防ぎ、トランジスタの閾値電圧の変化を防ぎ、緊急時にも常に安定した画像を生成することができる。

第１の実施形態による放射線撮像システムの構成例を示す図である。 図１の放射線撮像装置の構成例を示す図である。 フォトダイオード及び薄膜トランジスタの構成例を示す断面図である。 放射線撮像システムの駆動方法を示すタイミングチャートである。 駆動シーケンスのタイミングチャートである。 駆動シーケンスのタイミングチャートである。 放射線撮像システムの駆動方法を示すタイミングチャートである。 駆動シーケンスのタイミングチャートである。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態による放射線撮像システム１００の構成例を示す図である。放射線撮像システム１００は、曝射スイッチ１０１、放射線源制御部１０２、放射線源１０３、放射線撮像装置１０５、情報処理部１０６、及び被写体情報入力装置／画像表示装置１０７を有する。放射線撮像装置１０５は、放射線撮像装置１０５の電源スイッチ１０５ａを有する。曝射スイッチ１０１は、放射線源制御部１０２に対して有線ケーブルで電気的に接続され、スイッチ信号を放射線源制御部１０２に出力する。放射線源制御部１０２は、スイッチ信号に応じて放射線源１０３を制御する。放射線源１０３は、放射線源制御部１０２の制御の下、放射線１０４を照射する。放射線１０４は、患者を介して、放射線撮像装置１０５に照射される。医師や技師は、曝射スイッチ１０１の操作により、放射線１０４を患者に向けて照射することができる。放射線源制御部１０２は、曝射スイッチ１０１、放射線源１０３及び情報処理部１０６に電気的に接続される。情報処理部１０６は、被写体情報入力装置／画像表示装置１０７、及び放射線撮像装置１０５に電気的に接続される。放射線撮像装置１０５は、入射した放射線を電気信号に変換し、その電気信号を情報処理部１０６に出力する。情報処理部１０６は、入力した信号を処理し、その処理結果を放射線源制御部１０２に出力する。また、放射線撮像装置１０５は、入射した放射線を電気信号の画像に変換し、その画像を情報処理部１０６に出力する。情報処理部１０６は、入力した画像を処理し、その処理した画像を被写体情報入力／画像表示装置１０７に出力する。被写体情報入力／画像表示装置１０７は、その画像を表示する。

電源スイッチ１０５ａを操作することにより、放射線撮像装置１０５の電源がオン状態になり、放射線撮像装置１０５が使用可能になる。この電源スイッチ１０５ａを操作することにより、放射線撮像装置１０５内において、センサ基板に電圧が印加され、増幅回路は駆動を始める。また、曝射スイッチ１０１、放射線源制御部１０２、放射線源１０３、放射線撮像装置１０５、情報処理部１０６、及び被写体情報入力装置／画像表示装置１０７は、それぞれ入出力端子を有し、互いに信号の通信をすることができる。

図２は、図１の放射線撮像装置１０５の構成例を示す図である。放射線撮像装置１０５は、回路部１０５ｂ及び画素アレイ部２０１を有する。画素アレイ部２０１は、行列状に配列された複数の画素２００を有する。複数の画素２００の各々は、フォトダイオード２０２及び薄膜トランジスタ２０３を有する。薄膜トランジスタ２０３は、ゲート電極２０３ａ、ソース電極２０３ｂ及びドレイン電極２０３ｃを有する。画素２００内において、フォトダイオード２０２のカソード（変換素子の第２の端子）は、薄膜トランジスタ２０３のドレイン電極２０３ｃに電気的に接続される。複数の駆動線２０５は、それぞれ、各行の画素２００内の薄膜トランジスタ２０３のゲート電極２０３ａに共通に電気的に接続される。複数の信号線２０４は、それぞれ、各列の画素２００内の薄膜トランジスタ２０３のソース電極２０３ｂに共通に電気的に接続される。複数の共通電圧線２２４は、それぞれ、各列の画素２００内のフォトダイオード２０２のアノード（変換素子の第１の端子）に共通に電気的に接続される。なお、薄膜トランジスタ２０３のソース電極２０３ｂ及びドレイン電極２０３ｃのうちの一方はフォトダイオード２０２のカソード（変換素子の第２の端子）に電気的に接続され、他方は複数の信号線２０４のうちのいずれかに電気的に接続されればよい。

回路部１０５ｂは、駆動回路部２０６、制御部２１０、メモリ２１１、共通電圧印加回路部２１３及び信号処理部２１７を有する。信号処理部２１７は、各列の増幅回路２０７、サンプルホールド回路２１４、マルチプレクサ２０８及びアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）２０９を有し、複数の信号線２０４に電気的に接続される。複数の増幅回路２０７は、それぞれ、複数の信号線２０４に電気的に接続される。複数の増幅回路２０７の各々は、差動増幅器２０７ａ、容量２０７ｂ及びリセットスイッチ２０７ｃを有する。差動増幅器２０７ａは、反転入力端子に複数の信号線２０４のうちの対応する１つの信号線２０４の電圧を入力し、非反転入力端子に基準電圧Ｖｒｅｆを入力する。容量２０７ｂ及びリセットスイッチ２０７ｃは、差動増幅器２０７ａの反転入力端子及び出力端子間に電気的に接続される。駆動回路部２０６は、複数の駆動線２０５の電圧を制御する駆動線制御部である。共通電圧印加回路部２１３は、複数の共通電圧線２２４に同じ電圧を印加する共通電圧印加部である。すなわち、共通電圧印加回路部２１３は、すべての画素２００内のフォトダイオード２０２のアノードに同じ電圧を印加する。

図３（ａ）、（ｂ）は、図２のフォトダイオード２０２及び薄膜トランジスタ２０３の構成例を示す断面図である。図３（ａ）はフォトダイオード２０２がＰＩＮ型フォトダイオードである例を示す。ＰＩＮ型フォトダイオード２０２は、上からＰ型半導体層３０１、真性半導体層３０２、及びＮ型半導体層３０３を有する。Ｐ型半導体層３０１の上部には共通電極２０２ｂが設けられ、Ｎ型半導体層３０３の下部には個別電極２０２ａが設けられる。また、図２の薄膜トランジスタ２０３は、ゲート電極２０３ａ、ソース電極２０３ｂ、ドレイン電極２０３ｃ、Ｎ型半導体層３０４及び真性半導体層３０５を有する。ドレイン電極２０３ｃは、ＰＩＮ型フォトダイオード２０２の個別電極２０２ａに電気的に接続される。図３（ｂ）は図２のフォトダイオード２０２及び薄膜トランジスタ２０３の他の構成例を示す断面図である。フォトダイオード２０２がＭＩＳ型フォトダイオードである例を示す。ＭＩＳ型フォトダイオード２０２は、上からＮ型半導体層４０１、真性半導体層４０２、及び絶縁層４０３を有する。Ｎ型半導体層４０１の上部には共通電極２０２ｂが設けられ、絶縁層４０３の下部には個別電極２０２ａが設けられる。また、図２の薄膜トランジスタ２０３は、ゲート電極２０３ａ、ソース電極２０３ｂ、ドレイン電極２０３ｃ、Ｎ型半導体層４０４及び真性半導体層４０５を有する。ドレイン電極２０３ｃは、ＭＩＳ型フォトダイオード２０２の個別電極２０２ａに電気的に接続される。

次に、図２〜図３を用いて、放射線撮像装置１０５の説明を行う。放射線撮像装置１０５は、画素アレイ部２０１及び回路部１０５ｂを有する。放射線撮像装置１０５は、放射線１０４を直接電気信号に変換して信号電荷を得る直接型と、放射線を可視光に変換してから可視光を信号電荷に変換する間接型が存在する。間接型の場合、画素アレイ部２０１にシンチレータが設けられる。シンチレータは、放射線撮像装置１０５の画素アレイ部２０１の全面を覆うように配置される。シンチレータの材料は、ガドリニウムオキシサルファイド（ＧＯＳ）やヨウ化セシウム（ＣｓＩ）などである。シンチレータは、放射線を可視光に変換する。フォトダイオード２０２は、その可視光を電気信号（電荷）に変換する。シンチレータ及びフォトダイオード２０２は、放射線に応じた電気信号を生成する変換素子である。直接型の場合、シンチレータは不要であり、フォトダイオード２０２の代わりに、放射線を電気信号に直接変換する変換素子が設けられる。

画素アレイ部２０１は、駆動回路部２０６及び共通電圧印加回路部２１３により制御される。画素アレイ部２０１は、ｍ個（ｘ方向）×ｎ個（ｙ方向）の行列状の複数の画素２００を有する。画素２００は、フォトダイオード２０２及び薄膜トランジスタ２０３を有する。薄膜トランジスタ２０３は、駆動線２０５の電圧に応じて、フォトダイオード２０２により変換された電荷を信号線２０４に出力する。画素２００は、ｘ方向及びｙ方向にそれぞれ１０００画素〜４０００画素程度存在し、総画素数は１千万程度である。駆動線２０５はｘ方向に、信号線２０４はｙ方向に、それぞれ延びており、互いに直交している。１本の駆動線２０５には、同一行のすべての画素２００のゲート電極２０３ａが電気的に接続されている。また、１本の信号線２０４には、同一列のすべての画素２００のソース電極２０３ｂが電気的に接続されている。

フォトダイオード２０２は、例えば、図３（ａ）に示すように、上からＰ型半導体層３０１、真性半導体層３０２及びＮ型半導体層３０３を有するＰＩＮ型フォトダイオードである。また、それと逆の構造で、上からＮ型半導体層、真性半導体層、Ｐ型半導体層を有するＮＩＰ型フォトダイオード２０２を用いてもよい。また、図３（ｂ）に示すように、上からＮ型半導体層４０１、真性半導体層４０２及び絶縁体層４０３を有するＭＩＳ型フォトダイオード２０２を用いてもよい。このＭＩＳ型フォトダイオード２０２は、半導体層がＰ型半導体でもよい。フォトダイオード２０２は、個別電極２０２ａと共通電極２０２ｂの２つの電極を有しており、どちらかの電極が共通電圧印加回路部２１３により電位が固定されている。図３（ａ）では、個別電極２０２ａがフォトダイオード２０２の下部に配置され、薄膜トランジスタ２０３に電気的に接続されている。共通電極２０２ｂが共通電圧印加回路部２１３により電位が固定される。その結果、フォトダイオード２０２内には電場が生じる。共通電極２０２ｂの電位が固定された状態で、放射線が入射された際、フォトダイオード２０２内で電子とホールのペアが生じる。この電子とホールの一方は共通電圧印加回路部２１３により生じた電場により引き寄せられ、固定されていない個別電極２０２ａに電荷が蓄積され、電位が変動する。例えば、Ｎ型薄膜トランジスタ２０３とＭＩＳ型フォトダイオード２０２の場合、薄膜トランジスタ２０３と個別電極２０２ｂが電気的に接続されており、個別電極２０２ｂの電位が放射線入射により変動する。フォトダイオード２０２の材料は、直接型の場合、アモルファスセレンなどが良い。間接型の場合は、フォトダイオード２０２の半導体はアモルファスシリコンでもよいし、ポリシリコンでもよい。

薄膜トランジスタ２０３は、スイッチング素子であり、ゲート電極２０３ａ、ソース電極２０３ｂ、及びドレイン電極２０３ｃを有する。薄膜トランジスタ２０３は、Ｎ型半導体層が使用されるＮ型薄膜トランジスタでもよいし、Ｐ型半導体層が使用されるＰ型薄膜トランジスタでもよい。Ｎ型薄膜トランジスタ２０３の場合、ゲート電極２０３ａの電圧が閾値電圧より高い電圧Ｖｏｎになると、薄膜トランジスタ２０３のスイッチ特性はオン状態となる。Ｐ型薄膜トランジスタ２０３の場合は、その逆で、ゲート電極２０３ａの電圧が閾値電圧より低い電圧Ｖｏｎになると、薄膜トランジスタ２０３のスイッチ特性はオン状態となる。ゲート電極２０３ａは駆動線２０５に電気的に接続され、ソース電極２０３ｂは信号線２０４に電気的に接続され、ドレイン電極２０３ｃはフォトダイオード２０２の個別電極２０２ａに電気的に接続されている。また、薄膜トランジスタ２０３の構造は、駆動線２０５が薄膜トランジスタ２０３の下部に位置するようなボトムゲート型の薄膜トランジスタでもよいし、上部に位置するトップゲート型の薄膜トランジスタでもよい。

フォトダイオード２０２と薄膜トランジスタ２０３は、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学気相成長）装置を用いて形成される。センサ部２０２と薄膜トランジスタ２０３は、同一の成膜時に形成してもよいし、別々の成膜で形成してもよい。例えば、図３（ａ）と図３（ｂ）のように、フォトダイオード２０２を薄膜トランジスタ２０３の上部に形成するような積層型でもよい。

駆動回路部２０６は、各行の駆動線２０５に電気的に接続され、行単位で、薄膜トランジスタ２０３のゲート電極２０３ａの電圧を制御する。１本の駆動線２０５には同一行のすべての画素２００のゲート電極２０３ａが電気的に接続されているため、駆動回路部２０６は、行単位で、薄膜トランジスタ２０３を制御することができる。駆動線２０５に薄膜トランジスタ２０３のスイッチ特性が閾値電圧Ｖｔｈを超えて十分オンになるような電圧Ｖｏｎが印加されると、画素２００に蓄積された電気信号が信号線２０４及び増幅回路２０７へ転送される。駆動回路部２０６は、第１行から第ｎ行まで行単位で順に駆動線２０５に電圧Ｖｏｎを印加し、すべての行の画素２００の電気信号を読み出すように、画素アレイ部２０１の駆動を行う。

薄膜トランジスタ２０３がＮ型薄膜トランジスタの場合、駆動回路部２０６は、薄膜トランジスタ２０３のオフ状態では−１５〜−５ボルト程度のマイナスの電圧Ｖｏｆｆをゲート電極２０３ａに印加する。また、駆動回路部２０６は、薄膜トランジスタ２０３のオン状態では、５〜２０ボルト程度の高い電圧Ｖｏｎをゲート電極２０３ａに印加する。

これに対し、薄膜トランジスタ２０３がＰ型薄膜トランジスタの場合、駆動回路部２０６は、薄膜トランジスタ２０３のオフ状態では５〜２０ボルト程度の高い電圧Ｖｏｆｆをゲート電極２０３ａに印加する。また、駆動回路部２０６は、薄膜トランジスタ２０３のオン状態では、−１５〜−５ボルト程度の電圧Ｖｏｎをゲート電極２０３ａに印加する。

薄膜トランジスタ２０３のゲート電極２０３ａには、オフ状態の電圧Ｖｏｆｆがほとんどの割合で印加される。その結果、Ｎ型薄膜トランジスタ２０３では、マイナスの電圧がゲート電極２０３ａに支配的に印加され、閾値電圧はマイナス方向へシフトする。Ｐ型薄膜トランジスタ２０３の場合は、プラスの電圧がゲート電極２０３ａに支配的に印加され、閾値電圧はプラス方向へシフトする。

制御部２１０は、増幅回路２０７内のリセットスイッチ２０７ｃ、マルチプレクサ２０８、ＡＤＣ２０９、メモリ２１１、駆動回路部２０６、共通電圧印加回路部２１３及びサンプルホールド回路２１４の制御を行う。各列の増幅回路２０７は、信号線２０４とサンプルホールド回路２１４と制御部２１０に電気的に接続され、それぞれ、各列の信号線２０４の電荷を電圧に変換し、その電圧をサンプルホールド回路２１４に出力する。放射線の入射後、駆動回路部２０６が１本の駆動線２０５に電圧Ｖｏｎを印加すると、一行分の画素２００の電荷が各列の信号線２０４に出力される。各列の増幅回路２０７は、各列の信号線２０４の電荷を電圧に変換し、その電圧をサンプルホールド回路２１４に出力する。駆動回路部２０６は、すべての行の駆動線２０５に電圧を印加した後、再び第１行から電圧を印加し始めるが、その時、増幅回路２０７に入力される電荷はそれまでの入力電荷との積分の値となる。制御部２１０が、増幅回路リセット線２１２を介して、リセットスイッチ２０７ｃをオン状態にすることにより、増幅回路２０７の入力電荷がリセットされる。その後、リセットスイッチ２０７ｃをオフ状態にすれば、増幅回路２０７のリセット状態が解除される。リセットスイッチ２０７ｃは、１画素分の信号の処理毎に入力電荷をリセットする。

サンプルホールド回路２１４は、サンプルホールドスイッチ２１５及びサンプルホールド容量２１６を有する。制御部２１０がサンプルホールドスイッチ２１５をオンにすると、増幅回路２０７の出力信号がサンプルホールド容量２１６に書き込まれる。サンプルホールドスイッチ２１５がオフになると、サンプルホールド容量２１６の信号は、保持され、マルチプレクサ２０８に出力される。

マルチプレクサ２０８は、ＡＤＣ２０９及びサンプルホールド回路２１４に電気的に接続され、各列のサンプルホールド回路２１４の出力電圧を、順次、ＡＤＣ２０９へ出力する。ＡＤＣ２０９は、制御部２１０及びメモリ２１１に電気的に接続され、入力されたアナログ電圧をデジタル信号に変換し、そのデジタル信号をメモリ２１１に出力する。メモリ２１１は、入力したデジタル信号を、そのデジタル信号に対応する画素２００の位置情報（ｘ方向の座標情報とｙ方向の座標情報）と共に順次保存する。

共通電圧印加回路部２１３は、共通電圧線２２４を介して、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、フォトダイオード２０２の共通電極２０２ｂに電気的に接続され、フォトダイオード２０２へ印加する電圧を制御する。放射線が入力すると、フォトダイオード２０２は、電子とホールが生成するが、フォトダイオード２０２にある一定の電界がかかっていないと、すぐに電子とホールが再結合し、画素２００の信号が読み出せない。また、検出できる放射線の最大の量は、共通電圧印加回路部２１３がフォトダイオード２０２へ印加する電圧に依存する。共通電圧印加回路部２１３がフォトダイオード２０２の共通電極２０２ｂに印加する電圧をＶｓ、増幅回路２０７の基準電圧をＶｒｅｆ、フォトダイオード２０２の容量をＣと置くと、フォトダイオード２０２に蓄積される電荷量は、Ｃ×｜Ｖｓ−Ｖｒｅｆ｜となる。ＶｓとＶｒｅｆの差分が大きいほど、フォトダイオード２０２は、多くの電荷量を蓄積することが可能である。

図４は、本実施形態による放射線撮像システム１００の駆動方法（制御方法）を示すタイミングチャートであり、放射線撮像システム１００が静止画を撮影する場合の駆動方法を示す。図４では、電源電圧５０３、放射線信号５０２及び駆動信号５０１を示す。電源電圧５０３は、放射線撮像装置１０５の電源電圧であり、電源スイッチ１０５ａを操作することにより、電源電圧５０３が印加される。放射線信号５０２は、放射線源制御部１０２から放射線源１０３に供給される信号である。放射線信号５０２のローレベル期間では、放射線源１０３は放射線１０４を照射せず、放射線信号５０２のハイレベル期間では、放射線源１０３は放射線１０４を照射する。なお、増幅回路２０７を駆動させつつ、駆動回路部２０６による画素アレイ部２０１の駆動を行わない放射線撮像装置１０５の駆動を、スリープ駆動と定義する。また、増幅回路２０７を駆動させつつ、駆動回路部２０６による画素アレイ部２０１の駆動を行う放射線撮像装置１０５の駆動を、アイドリング駆動と定義する。

駆動信号５０１は、制御部２１０から駆動回路部２０６及び信号処理部２１７に供給される信号である。駆動信号５０１は、空読み駆動信号５０１ａ、本読み駆動信号５０１ｂ及びスリープ駆動信号５０１ｃを含む。空読み駆動信号５０１ａのハイレベルパルスは、図５（ａ）の処理を示す。本読み駆動信号５０１ｂのハイレベルパルスは、図５（ｂ）の処理を示す。スリープ駆動信号５０１ｃは、図６（ａ）もしくは図６（ｂ）の処理を示す。図５及び図６では、第１行の画素２００のゲート電極２０３ａの電圧Ｖｇ１、第２行の画素２００のゲート電極２０３ａの電圧Ｖｇ２、第３行の画素２００のゲート電極２０３ａの電圧Ｖｇ３、及び第ｍ行の画素２００のゲート電極２０３ａの電圧Ｖｇｍを示す。さらに、図５及び図６では、共通電極２０２ｂの電圧、増幅回路２０７の基準電圧Ｖｒｅｆ、及びサンプルホールド回路２１４の動作を示す。

まず、図４において、電源電圧５０３が印加されると、放射線信号５０２はローレベルであり、放射線撮像装置１０５は、スリープ駆動シーケンス５０４ａの駆動を行う。スリープ駆動シーケンス５０４ａでは、スリープ駆動信号５０１ｃ又は５０１ｄがハイレベルになり、図６（ａ）もしくは図６（ｂ）の処理を行う。スリープ駆動シーケンス５０４ａでは、図６（ａ）もしくは図６（ｂ）に示すように、駆動回路部２０６は、すべての行の画素２００のゲート電極２０３ａの電圧Ｖｇ１〜ＶｇｍをＶｏｆｆ１にする。電圧Ｖｏｆｆ１は、図５（ａ）に示すオン電圧Ｖｏｎより低くかつオフ電圧Ｖｏｆｆより高い電圧であり、薄膜トランジスタ２０３をオフにする電圧である必要はない。すなわち、駆動回路部２０６は、オフ電圧Ｖｏｆｆとオン電圧Ｖｏｎとの間の電圧であって、オフ電圧Ｖｏｆｆ及びオン電圧Ｖｏｎとは異なる電圧Ｖｏｆｆ１を複数の駆動線２０５に供給する。具体的には、制御部２１０は、駆動回路部２０６にオフ電圧Ｖｏｆｆと薄膜トランジスタ２０３の閾値電圧Ｖｔｈとの間であってオフ電圧Ｖｏｆｆ及び閾値電圧Ｖｔｈとは異なる電圧Ｖｏｆｆ１を複数の駆動線２０５に供給させる。電圧Ｖｏｆｆ１は、例えば０〜５Ｖである。好ましくは、電圧Ｖｏｆｆ１は、薄膜トランジスタ２０３の閾値電圧をＶｔｈとすると、閾値電圧Ｖｔｈより低くかつオフ電圧Ｖｏｆｆより高い電圧である。また、薄膜トランジスタ２０３の閾値電圧をＶｔｈとすると、電圧Ｖｏｆｆ１は、増幅回路２０７の基準電圧Ｖｒｅｆ及び閾値電圧Ｖｔｈを加算した電圧Ｖｒｅｆ＋Ｖｔｈとほぼ同じ電圧であればよい。その場合、スリープ駆動シーケンス５０４ａ中の閾値電圧シフトをより効率よく抑制することが可能であり、電圧Ｖｏｆｆ１は、この近辺の値であることが望ましい。共通電圧印加回路部２１３は、すべての画素２００の共通電極２０２ｂに第１の電圧Ｖｓを印加する。なお、共通電圧印加回路部２１３は、すべての画素２００の共通電極２０２ｂに第２の電圧Ｖｓ１を印加してもよい。第２の電圧Ｖｓ１は、図５（ａ）に示す第１の電圧Ｖｓより高くかつグランド電位より低い電圧であり、画素アレイ部２０１（フォトダイオード２０２）がデプレッション状態を保つような電圧であればよい。第１の電圧Ｖｓ及び第２の電圧Ｖｓ１は、負の電圧である。第２の電圧Ｖｓ１の絶対値は、第１の電圧Ｖｓの絶対値より小さい。消費電力等を勘案し、電圧Ｖｓ１は電圧Ｖｓより高くかつグランド電位より低い電圧が望ましい。なお、電圧Ｖｓ１は、電圧Ｖｓと同じ電圧であってもよい。制御部２１０は、すべての増幅回路２０７に基準電圧Ｖｒｅｆを供給する。基準電圧Ｖｒｅｆは、グランド電位より高い電圧である。すべての増幅回路２０７には電源電圧が印加される。また、各列のサンプルホールドスイッチ２１５はオフであり、各列の増幅回路２０７の出力信号はそれぞれ各列のサンプルホールド容量２１６に書き込まれない。

次に、放射線撮像装置１０５は、図４の本読み駆動シーケンス５０４ｂの駆動を行う。本読み駆動シーケンス５０４ｂでは、図５（ｂ）に示すように、共通電圧印加回路部２１３は、制御部２１０の制御に応じて、すべての画素２００の共通電極２０２ｂに第１の電圧Ｖｓを印加する。電圧Ｖｓは、グランド電位より低い電圧である。制御部２１０は、すべての増幅回路２０７に基準電圧Ｖｒｅｆを供給する。すべての増幅回路２０７には電源電圧が印加される。駆動回路部２０６は、まず、第１行の画素２００のゲート電極２０３ａの電圧Ｖｇ１をオフ電圧Ｖｏｆｆからオン電圧Ｖｏｎに立ち上げ、その後にオン電圧Ｖｏｎからオフ電圧Ｖｏｆｆに立ち下げる。ここで、オン電圧Ｖｏｎは、薄膜トランジスタ２０３をオンさせるための電圧であり、正の電圧である。オフ電圧Ｖｏｆｆは、薄膜トランジスタ２０３をオフさせるための電圧であり、負の電圧である。第１行の画素２００において、薄膜トランジスタ２０３はオンし、フォトダイオード２０２の電荷は信号線２０４に出力される。各列のサンプルホールドスイッチ２１５は、ハイレベルパルスＶｓｈの期間、オン状態になり、各列の増幅回路２０７の出力信号がそれぞれ各列のサンプルホールド容量２１６に書き込まれる。サンプルホールド容量２１６に書き込まれた電圧は、マルチプレクサ２０８によってＡＤＣ２０９に転送され、デジタルデータに変換される。マルチプレクサ２０８は、複数のサンプルホールド容量２１６と電気的に接続され、順番に、ＡＤＣ２０９に転送し、ＡＤＣ２０９は転送されてきた電圧を逐次デジタルデータに変換する。図５（ｂ）や図６（ｂ）のマルチプレクサ２０８とＡＤＣ２０９のハイレベル信号は、各サンプルホールド容量２１６の信号をマルチプレクサ２０８がＡＤＣ２０９に順次転送し、ＡＤＣ２０９によりそれぞれのデータがデジタル信号に変換される事を意味している。

メモリ２１１には、第１行の画素２００の信号が書き込まれる。次に、駆動回路部２０６は、第２行の画素２００のゲート電極２０３ａの電圧Ｖｇ２をオフ電圧Ｖｏｆｆからオン電圧Ｖｏｎに立ち上げ、その後にオン電圧Ｖｏｎからオフ電圧Ｖｏｆｆに立ち下げる。第２行の画素２００において、薄膜トランジスタ２０３はオンし、フォトダイオード２０２の電荷は信号線２０４に出力される。各列のサンプルホールドスイッチ２１５は、ハイレベルパルスＶｓｈの期間、オン状態になり、各列の増幅回路２０７の出力信号がそれぞれ各列のサンプルホールド容量２１６に書き込まれる。メモリ２１１には、第２行の画素２００の信号が書き込まれる。同様に、第１行〜第ｍ行の画素２００のゲート電極２０３ａの電圧Ｖ１〜Ｖｍを順次、ハイレベルパルスにし、第１行〜第ｍ行の画素２００のフォトダイオード２０２の電荷を順次、信号線２０４に出力させる。以上のように、本読み駆動シーケンス５０４ｂでは、駆動回路部２０６は、薄膜トランジスタ２０３をオフさせるためのオフ電圧Ｖｏｆｆ及び薄膜トランジスタ２０３をオンさせるためのオン電圧Ｖｏｎを複数の駆動線２０５に順に供給する。これにより、変換素子（シンチレータ及びフォトダイオード２０２）を有する画素２００に蓄積された電気信号を信号線２０４に出力する。

本読み駆動シーケンス５０４ｂでは、放射線撮像装置１０５は、図５（ｂ）の処理を複数回実行し、放射線１０４が照射されていない状態の固定パターンノイズ（ダーク画像）をメモリ２１１に保存する。固定パターンノイズを信号線２０４に出力する回数は、その回数が増えるほど平均化することでノイズ成分を減らすことが可能であり、複数回行うのがよい。また、図６では、固定パターンノイズは、電源投入後に実行したが、これは放射線照射画像を取得後に取得してもよい。

次に、放射線撮像装置１０５は、図４の空読み駆動シーケンス５０４ｃの駆動を行う。空読み駆動シーケンス５０４ｃでは、図５（ａ）に示すように、共通電圧印加回路部２１３は、制御部２１０による制御に応じて、すべての画素２００の共通電極２０２ｂに電圧Ｖｓを印加する。制御部２１０は、すべての増幅回路２０７に基準電圧Ｖｒｅｆを供給する。すべての増幅回路２０７には電源電圧が印加される。また、各列のサンプルホールドスイッチ２１５はオフであり、各列の増幅回路２０７の出力信号はそれぞれ各列のサンプルホールド容量２１６に書き込まれない。駆動回路部２０６は、まず、第１行の画素２００のゲート電極２０３ａの電圧Ｖｇ１をオフ電圧Ｖｏｆｆからオン電圧Ｖｏｎに立ち上げ、その後にオン電圧Ｖｏｎからオフ電圧Ｖｏｆｆに立ち下げる。第１行の画素２００において、薄膜トランジスタ２０３はオンし、フォトダイオード２０２の電荷は信号線２０４に出力される。次に、駆動回路部２０６は、第２行の画素２００のゲート電極２０３ａの電圧Ｖｇ２をオフ電圧Ｖｏｆｆからオン電圧Ｖｏｎに立ち上げ、その後にオン電圧Ｖｏｎからオフ電圧Ｖｏｆｆに立ち下げる。第２行の画素２００において、薄膜トランジスタ２０３はオンし、フォトダイオード２０２の電荷は信号線２０４に出力される。同様に、第１行〜第ｍ行の画素２００のゲート電極２０３ａの電圧Ｖ１〜Ｖｍを順次、ハイレベルパルスにし、第１行〜第ｍ行の画素２００のフォトダイオード２０２の電荷を順次、信号線２０４に出力させる。空読み駆動シーケンス５０４ｃでは、フォトダイオード２０２に蓄積されたダーク成分の電荷を、薄膜トランジスタ２０３を介して、信号線２０４に出力させる。なお、図５（ａ）では、電圧Ｖｓ及びＶｒｅｆは、グランド電位でもよい。

空読み駆動シーケンス５０４ｃでは、フォトダイオード２０２に蓄積されたダーク成分の電荷を常に信号線２０４に廃棄する。空読み駆動シーケンス５０４ｃの途中で、放射線技師により曝射スイッチ１０１が押され、放射線源制御部１０２から放射線源１０３へ向けて、放射線照射命令が出され、放射線源１０３は放射線１０４を照射する。それと同時に、その放射線照射命令は、情報処理部１０６を介して、放射線撮像装置１０５に送信される。すると、放射線撮像装置１０５は、空読み駆動シーケンス５０４ｃを停止し、ウェイト期間シーケンス５０４ｄの駆動を行う。また、放射線照射命令が放射線撮像装置１０５に送信されず、空読み駆動シーケンス５０４ｃの最中に放射線１０４が照射される場合もある。その場合は、放射線撮像装置１０５は放射線１０４の照射を検知し、空読み駆動シーケンス５０４ｃを停止し、ウェイト期間シーケンス５０４ｄの駆動を行う。

次に、放射線照射命令により放射線信号５０２がハイレベルになり、放射線源１０３は、放射線１０４を放射する。この期間では、放射線撮像装置１０５は、ウェイト期間シーケンス５０４ｄの駆動を行う。ウェイト期間シーケンス５０４ｄでは、駆動回路部２０６は、すべての行の画素２００のゲート電極２０３ａの電圧Ｖｇ１〜Ｖｇｍをオフ電圧Ｖｏｆｆにする。共通電圧印加回路部２１３は、すべての画素２００の共通電極２０２ｂに電圧Ｖｓを印加する。制御部２１０は、すべての増幅回路２０７に基準電圧Ｖｒｅｆを供給する。また、各列のサンプルホールドスイッチ２１５はオフであり、各列の増幅回路２０７の出力信号はそれぞれ各列のサンプルホールド容量２１６に書き込まれない。すべての行の画素２００のゲート電極２０３ａの電圧Ｖｇ１〜Ｖｇｍをオフ電圧Ｖｏｆｆとされた状態で放射線１０４が複数の画素２００に照射されることにより、放射線１０４に応じた電気信号が複数の画素２００にそれぞれ蓄積される。すなわち、ウェイト期間シーケンス５０４ｄ中に放射線１０４が複数の画素２００に照射されることにより、放射線１０４に応じた電気信号が複数の画素２００にそれぞれ蓄積される。ここで、複数の画素２００に電気信号を蓄積させる制御を蓄積制御と称し、その蓄積制御が行われる期間を蓄積期間と称する。

放射線１０４の照射が終了した後、放射線撮像装置１０５は、本読み駆動シーケンス５０４ｅの駆動を行う。本読み駆動シーケンス５０４ｅでは、制御部２１０は、上記の図５（ｂ）で示す本読み駆動シーケンス５０４ｂの駆動と同じ駆動を行う。それにより、制御部２１０は、すべての画素２００に蓄積された電気信号を信号線２０４に転送して信号処理部２１７で読み出し、放射線１０４が照射された状態の放射線照射画像をメモリ２１１に保存させる。例えば、情報処理部１０６は、放射線照射画像とダーク画像の差分の画像を生成することにより、固定パターンノイズを除去した画像を得ることができる。このように、複数の画素２００から放射線１０４に応じて蓄積された電気信号を読み出す制御を本読み制御と称し、その本読み制御が行われる期間を本読み期間と称する。

本読み駆動シーケンス５０４ｅ終了後、放射線撮像装置１０５は、スリープ駆動シーケンス５０４ｆの駆動を行う。スリープ駆動シーケンス５０４ｆは、撮像と撮像の合間に行われる駆動であり、図６（ａ）もしくは図６（ｂ）に示すスリープ駆動シーケンス５０４ａの駆動と同じ駆動を行う。ここで、制御部２１０が、駆動回路部２０６にオフ電圧Ｖｏｆｆとオン電圧Ｖｏｎの間の電圧であってオフ電圧Ｖｏｆｆ及びオン電圧Ｖｏｎとは異なる電圧Ｖｏｆｆ１を複数の駆動線２０５に供給させる制御を行う。この制御を閾値電圧シフト抑制制御と称し、その閾値電圧シフト抑制制御が行われる期間を抑制期間と称する。すなわち、スリープ駆動シーケンス５０４ｆは、蓄積制御を行う蓄積期間及び本読み動作を行う本読み期間とは別の期間に、制御部２１０によって行われる閾値電圧シフト抑制制御である。この期間の駆動が薄膜トランジスタ２０３の閾値電圧シフトの抑制に大きく寄与する。そのため、この期間では、薄膜トランジスタ２０３の閾値電圧シフトを抑制し、かつ、いつでも信頼性のある画像データを提供する必要がある。そのために、図６（ａ）もしくは図６（ｂ）の電圧Ｖｏｆｆ１は、Ｖｒｅｆ＋Ｖｔｈ程度に設定し、フォトダイオード２０２の共通電極２０２ｂの電圧はＶｓ又はＶｓ１に設定する。図６（ａ）と図６（ｂ）は、スリープ駆動シーケンス５０４ｆの駆動中に、サンプルホールド回路２１４、マルチプレクサ２０８、ＡＤＣ２０９を駆動するかしないかの違いであり、どちらの駆動でもよい。図６（ｂ）の駆動によって得られた電気信号は、実際の画像生成には利用されなくてもよい。電圧Ｖｓ１は、グランド電位より低くかつ電圧Ｖｓより高い電圧であり、デプレッション状態を保持する電圧である。電圧Ｖｏｆｆ１をＶｒｅｆ＋Ｖｔｈ程度に設定することで、閾値電圧シフトの抑制を可能にし、かつ、共通電極２０２ｂの電圧をＶｓ１にすることで、突発的な放射線撮像装置１０５の使用時にもダーク成分が安定の状態で使用することが可能である。また、増幅回路２０７にも電源電圧が供給され、電力が消費されているため、増幅回路２０７の温度ドリフトも安定して使用することが可能である。ここでは、電圧Ｖｏｆｆ１は、Ｖｒｅｆ＋Ｖｔｈ程度に設定するのがよいと述べたが、実際の駆動では、０Ｖより小さく、電圧Ｖｓより大きい値であってもよい。

スリープ駆動シーケンス５０４ｆの状態が保持され、次の撮像時には、放射線撮像装置１０５は、空読み駆動シーケンス５０４ｇの駆動を行い、フォトダイオード２０２に蓄積された余分な電荷をリセットする。空読み駆動シーケンス５０４ｇは、上記の空読み駆動シーケンス５０４ｃと同じ駆動である。なお、空読み駆動シーケンス５０４ｇの際に、再度固定パターンノイズを取得し、後の撮像時の補正データとして使用してもよい。

その後、放射線信号５０２により放射線１０４が照射され、放射線撮像装置１０５は、ウェイト期間シーケンス５０４ｈの駆動を行う。ウェイト期間シーケンス５０４ｈは、上記のウェイト期間シーケンス５０４ｄと同じ駆動である。

放射線１０４の照射が終了すると、放射線撮像装置１０５は、本読み駆動シーケンス５０４ｉの駆動を行う。本読み駆動シーケンス５０４ｉは、上記の本読み駆動シーケンス５０４ｅと同じ駆動である。本読み駆動シーケンス５０４ｅでは第１回目の撮像が行われ、本読み駆動シーケンス５０４ｉでは第２回目の撮像が行われる。スリープ駆動シーケンス５０４ｆは、本読み駆動シーケンス５０４ｅ及び５０４ｉの間に行われる。

（第２の実施形態）
図７は、本発明の第２の実施形態による放射線撮像システム１００の駆動方法（制御方法）を示すタイミングチャートであり、放射線撮像システム１００が、連続的に放射線が照射されている期間に動画を撮影する場合の駆動方法を示す。以下、本実施形態（図７）が第１の実施形態（図４）と異なる点を説明する。

まず、電源電圧５０３が印加されると、放射線信号５０２はローレベルであり、放射線撮像装置１０５は、スリープ駆動シーケンス７０１ａの駆動を行う。スリープ駆動シーケンス７０１ａは、図４のスリープ駆動シーケンス５０４ａ（図６（ａ）もしくは図６（ｂ））と同じ駆動である。

次に、放射線撮像装置１０５は、本読み駆動シーケンス７０１ｂの駆動を行う。本読み駆動シーケンス７０１ｂは、図４の本読み駆動シーケンス５０４ｂ（図５（ｂ））と同じ駆動であり、固定パターンノイズ（ダーク画像）がメモリ２１１に書き込まれる。

次に、放射線撮像装置１０５は、空読み駆動シーケンス７０１ｃの駆動を行う。空読み駆動シーケンス７０１ｃは、図４の空読み駆動シーケンス５０４ｃ（図５（ａ））と同じ駆動である。

次に、放射線撮像装置１０５は、ウェイト期間シーケンス７０１ｄの駆動を行う。ウェイト期間シーケンス７０１ｄは、図４のウェイト期間シーケンス５０４ｄと同じ駆動である。ウェイト期間シーケンス７０１ｄの途中で、放射線照射命令により放射線信号５０２がハイレベルになり、放射線源１０３は、放射線１０４の照射を開始する。

その後、放射線撮像装置１０５は、本読み駆動シーケンス７０１ｅの駆動を開始する。本読み駆動シーケンス７０１ｅは、図４の本読み駆動シーケンス５０４ｅ（図５（ｂ））と同じ駆動であり、第１回目の動画が撮像されてメモリ２１１に書き込まれる。放射線信号５０２がローレベルになると、放射線源１０３は、放射線１０４の照射を終了する。すると、放射線撮像装置１０５は、本読み駆動シーケンス７０１ｅの駆動を終了する。本実施形態における蓄積制御は、ウェイト期間シーケンス７０１ｄのうちの複数の画素２００に放射線１０４が照射される期間になされる制御、及び、本読み駆動シーケンス７０１ｅのうちの本読み駆動信号５０１ｂのローレベルの期間になされる制御、が相当する。そして、本実施形態における本読み制御は、本読み駆動シーケンス７０１ｅのうちの本読み駆動信号５０１ｂがハイレベルパルスの期間になされる制御が相当する。なお、ここでは、本読み駆動シーケンス７０１ｅの期間中、放射線信号５０２が常にハイレベルである形態を用いて説明したが、本実施形態はそれに限定されるものではない。本読み駆動シーケンス７０１ｅの期間中の本読み駆動信号５０１ｂがローレベルの期間に放射線信号５０２がローレベルとなるような、間欠的に放射線が照射されるような動画撮影であってもよい。

次に、放射線撮像装置１０５は、スリープ駆動シーケンス７０１ｆの駆動を行う。スリープ駆動シーケンス７０１ｆは、図４のスリープ駆動シーケンス５０４ｆ（図６（ａ）もしくは図６（ｂ））と同じ駆動である。

スリープ駆動シーケンス７０１ｆの後、図４と同様に、放射線撮像装置１０５は、第２回目の動画撮影のため、上記の空読み駆動シーケンス７０１ｃ、ウェイト期間シーケンス７０１ｄ及び本読み駆動シーケンス７０１ｅを繰り返す。第２回目の動画撮影のための本読み駆動シーケンス７０１ｅにより、第２回目の動画が撮像される。

以上のように、本実施形態においても、スリープ駆動シーケンス７０１ｆが、蓄積制御を行う蓄積期間及び本読み動作を行う本読み期間とは別の期間に、制御部２１０によって行われる。また、本実施形態では、第１回目の動画撮影の本読み駆動シーケンス７０１ｅと第２回目の動画撮影の本読み駆動シーケンス７０１ｅの間に、スリープ駆動シーケンス７０１ｆが行われる。

（第３の実施形態）
次に、図８（ａ）及び図８（ｂ）を用いて、本発明の第３の実施形態を説明する。以下、第３の実施形態（図８（ａ）及び図８（ｂ））の、第１及び第２の実施形態で示した駆動方法とは異なる点を説明する。

第１の実施形態におけるスリープ駆動シーケンス５０４ａとスリープ駆動シーケンス５０４ｆがハイレベルである時の駆動（図６（ａ）もしくは図６（ｂ））では、各薄膜トランジスタ２０３のゲート電極２０３ａは常に電圧Ｖｏｆｆ１に固定されていた。また、第２の実施形態におけるスリープ駆動シーケンス７０１ａとスリープ駆動シーケンス７０１ｅがハイレベルである時の駆動（図６（ａ）もしくは図６（ｂ））では、各薄膜トランジスタ２０３は常にＶｏｆｆ１電圧に固定されていた。一方、第３の実施形態では、図６（ａ）もしくは図６（ｂ）に替えて、図８（ａ）もしくは図８（ｂ）に示すように、オン電圧Ｖｏｎも印加される事を特徴とする。すなわち、この期間はすべてのゲート電極２０３ａに印加される電圧が一定であるスリープ駆動ではなく、オン電圧Ｖｏｎとオフ電圧Ｖｏｆｆ１が印加されるアイドリング駆動となる。本実施形態では、このアイドリング駆動が閾値電圧シフト抑制制御に相当する。すなわち、閾値電圧シフト抑制制御は、オフ電圧Ｖｏｆｆ１のみが供給される制御だけではなく、オフ電圧Ｖｏｆｆ１とオン電圧Ｖｏｎとが交互に複数の駆動線２０５に供給される制御であってもよい。図８（ａ）では、薄膜トランジスタ２０３のゲート電極２０３ａにオフ電圧Ｖｏｆｆ１が印加される合間に逐次オン電圧Ｖｏｎが印加されている。また、図８（ｂ）では、ゲート電極２０３ａにオン電圧Ｖｏｎが印加された後、サンプルホールド回路２１４、マルチプレクサ２０８、および、ＡＤＣ２０９が駆動されている。なお、図８（ｂ）に示すアイドリング駆動シーケンス５０１ｆの際に、再度固定パターンノイズを取得し、後の撮像時の補正データとして使用してもよい。

第１、第３の実施形態によれば、増幅回路２０７の温度ドリフトを軽減させつつ、緊急時の使用において放射線撮像装置１０５のダーク成分の変化を防ぐことができる。さらに、薄膜トランジスタ２０３の閾値電圧Ｖｔｈを一定に保ち、緊急時にも常に安定した画像を生成することができる。

なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１００ 放射線撮像システム、１０５ 放射線撮像装置、２００ 画素、２０２ フォトダイオード、２０３ 薄膜トランジスタ、２０４ 信号線、２０５ 駆動線、２０６ 駆動回路部、２１０ 制御部、２１３ 共通電圧印加回路部、２１７ 信号処理部

Claims (14)

1. 各々が変換素子とトランジスタとを含み、行列状の配列された、放射線に応じた電気信号を生成する複数の画素と、
   前記複数の画素の前記トランジスタのゲートに電気的に接続された複数の駆動線と、
   前記複数の画素を駆動するために前記複数の駆動線に電圧を供給する駆動回路部と、
   前記駆動回路部を制御する制御部とを有し、
   前記変換素子が、放射線を光に変換するシンチレータ及び前記光を電荷に変換するフォトダイオードを含み、前記フォトダイオードが、第１電極と第２電極の間に配置された真性半導体層と、前記第１電極と前記真性半導体層との間に配置された第１型半導体層と、前記真性半導体層と前記第２電極の間に配置された第２型半導体層と、を含み、
   前記トランジスタが、第１導電型の半導体層を有し、そのソース及びドレインのうちの一方が前記第１電極に電気的に接続された第１型薄膜トランジスタであり、
   前記制御部が、
   前記駆動回路部に前記トランジスタをオフさせるためのオフ電圧を前記複数の駆動線に供給させることにより前記複数の画素に前記電気信号を蓄積させる蓄積制御と、
   前記駆動回路部に前記トランジスタをオンさせるためのオン電圧を前記複数の駆動線に順に供給させることにより前記複数の画素から前記電気信号を読み出す本読み制御と、
   前記蓄積制御を行う期間及び前記本読み制御を行う期間とは別の期間に、前記駆動回路部に前記オフ電圧と前記オン電圧との間であって前記オフ電圧及び前記オン電圧とは異なる電圧と前記オン電圧とを交互に前記複数の駆動線に供給させる制御を行うことを特徴とする放射線撮像装置。
2. 前記異なる電圧が、前記オフ電圧と前記トランジスタの閾値電圧との間であって前記オフ電圧及び前記閾値電圧とは異なる電圧であることを特徴とする請求項１記載の放射線撮像装置。
3. 前記トランジスタのソース及びドレインのうちの他方は複数の信号線のうちのいずれかに電気的に接続されていることを特徴とする請求項１又は２記載の放射線撮像装置。
4. 前記第２電極は、前記フォトダイオードのアノードであり、
   前記第１電極は、前記フォトダイオードのカソードであり、
   前記トランジスタは、Ｎ型半導体層を含むＮ型薄膜トランジスタであることを特徴とする請求項３記載の放射線撮像装置。
5. 前記複数の画素の前記フォトダイオードのアノードに共通に電圧を印加する共通電圧印加部を更に含むことを特徴とする請求項４記載の放射線撮像装置。
6. 前記本読み制御を行う期間では、前記共通電圧印加部は、第１の電圧を印加し、
   前記別の期間では、前記共通電圧印加部は、前記第１の電圧とは異なる第２の電圧を印加することを特徴とする請求項５記載の放射線撮像装置。
7. 前記第２の電圧の絶対値は、前記第１の電圧の絶対値より小さいことを特徴とする請求項６記載の放射線撮像装置。
8. 前記第１の電圧及び前記第２の電圧は負の電圧であることを特徴とする請求項７記載の放射線撮像装置。
9. さらに、前記複数の信号線に電気的に接続された信号処理部を有し、
   前記制御部が前記本読み制御を行う期間及び前記別の期間では、前記信号処理部に電源電圧が印加されていることを特徴とする請求項３〜８のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
10. 前記信号処理部は、複数の増幅回路を含み、
    前記複数の増幅回路は、前記複数の信号線のうちの対応する１つの信号線の電圧及び基準電圧を入力する差動増幅器をそれぞれが有し、
    前記別の期間に、前記制御部は、前記駆動回路部に前記トランジスタの閾値電圧及び前記基準電圧を加算した電圧とほぼ同じ電圧を前記駆動線に供給させることを特徴とする請求項９記載の放射線撮像装置。
11. 前記信号処理部は、さらに、前記複数の増幅回路の出力信号をそれぞれ複数のサンプルホールド容量に書き込む複数のサンプルホールド回路を有し、
    前記本読み制御を行う期間では、前記複数のサンプルホールド回路は、前記複数の増幅回路の出力信号をそれぞれ前記複数のサンプルホールド容量に書き込み、
    前記別の期間に、前記制御部は、前記複数のサンプルホールド回路が前記複数の増幅回路の出力信号をそれぞれ前記複数のサンプルホールド容量に書き込まないように制御することを特徴とする請求項１０記載の放射線撮像装置。
12. 前記信号処理部は、さらに、前記複数の増幅回路の出力信号をそれぞれ複数のサンプルホールド容量に書き込む複数のサンプルホールド回路を有し、
    前記本読み制御を行う期間及び前記別の期間では、前記制御部は、前記複数のサンプルホールド回路が前記複数の増幅回路の出力信号をそれぞれ前記複数のサンプルホールド容量に書き込むように制御することを特徴とする請求項１０記載の放射線撮像装置。
13. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載の放射線撮像装置と、
    放射線を照射する放射線源と
    を有することを特徴とする放射線撮像システム。
14. 各々が変換素子とトランジスタとを含み、行列状の配列された、放射線に応じた電気信号を生成する複数の画素であって、前記変換素子が、放射線を光に変換するシンチレータ及び前記光を電荷に変換するフォトダイオードを含み、前記フォトダイオードが、第１電極と第２電極の間に配置された真性半導体層と、前記第１電極と前記真性半導体層との間に配置された第１型半導体層と、前記真性半導体層と前記第２電極の間に配置された第２型半導体層と、を含み、前記トランジスタが、そのソース及びドレインのうちの一方が前記第１電極に電気的に接続された第１型薄膜トランジスタである、複数の画素と、
    前記複数の画素の前記トランジスタのゲートに電気的に接続された複数の駆動線と、
    前記複数の画素を駆動するために前記複数の駆動線に電圧を供給する駆動回路部と、
    を有する放射線撮像装置の制御方法であって、
    前記駆動回路部に前記トランジスタをオフさせるためのオフ電圧を前記複数の駆動線に供給させることにより、前記複数の画素に前記電気信号を蓄積させる蓄積制御と、
    前記駆動回路部に前記トランジスタをオンさせるためのオン電圧を前記複数の駆動線に順に供給させることにより、前記複数の画素から前記電気信号を読み出す本読み制御と、
    前記蓄積制御を行う期間及び前記本読み制御を行う期間とは別の期間に、前記駆動回路部に前記オフ電圧と前記オン電圧との間であって前記オフ電圧及び前記オン電圧とは異なる電圧と前記オン電圧とを交互に前記複数の駆動線に供給させる制御と、
    を行うことを特徴とする放射線撮像装置の制御方法。

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