JPH1010237A - Ｘ線平面検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 読み出しＳＷの破壊を防止する共にサイズを
増大することなく、しかも低価格でＸ線曝射状況をモニ
タできるＸ線平面検出器を提供する。 【解決手段】 検出面に配列された各画素毎に、画素部
１１、電荷蓄積部１３、ＴＦＴ１５、ツェナーダイオー
ド１７を設け、各画素部１１はＸ線を電荷に変換し、各
電荷蓄積部１３は変換された電荷を蓄積し、各ＴＦＴ１
５は蓄積された電荷を読み出す。各ツェナーダイオード
１７はＴＦＴ１５の入力側に接続され印加された電圧が
ＴＦＴ１５を破壊する電圧未満の所定の電圧になった時
に電荷蓄積部１３に蓄積された電荷を掃き出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、人体を透過したＸ
線像を画像化するＸ線診断装置に用いるＸ線平面検出器
に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、Ｘ線撮影検査で主に使用されてい
る撮像系は、例えば、以下のようなものがある。

【０００３】（１）スクリーン・フィルムシステムによ
るＸ線撮影検査は、増感紙とＸ線フィルムを組み合わ
せ、カセッテと呼ばれるケースに保持された状態で、Ｘ
線撮影が行われる。

【０００４】また、Ｘ線撮影時には、散乱線の影響を除
去する目的で、高速に振動するＧＲＩＤ（ブッキー）等
と併用して用いられることが多い。このカセッテは、厚
さ数ｍｍ程度の比較的小型軽量であることから、被検体
が身動きできない場合にはベットサイドに、移動型Ｘ線
発生器とともに持ち込み、その場でＸ線撮影を行なうこ
ともある。

【０００５】また、Ｘ線寝台に見られるカセッテレスシ
ステムは、未撮影フィルムと撮影済みフィルムを保管す
るマガジンとフィルム搬送部とを有する。Ｘ線撮影時に
は、未撮影フィルムがＸ線グリッドや増感紙が予め配置
された所定の位置に搬送され、Ｘ線を受けることで撮影
が行われる。

【０００６】撮影されたフィルムは、自動現像器を用い
て、現像処理を行うことでＸ線像として観察できる。

【０００７】しかし、現状のフィルムにおいては、現像
が済むまで、フィルムが露光しないように、また、損傷
が生じないようにフィルムの取扱いに注意が必要であ
り、操作性が悪かった。

【０００８】また、自動現像器等の専用処理器を必要と
し、これらの専用処理器が水や薬品を使用することから
設置場所が限定され、画像の即時表示が不可能であっ
た。

【０００９】（２）次に、コンピューテッド・ラジオグ
ラフィーは、Ｘ線検出器として従来のフィルムを用いる
代わりに、輝尽発光体を塗布したプレート（イメージン
グ・プレート）を用いるＸ線撮影方法である。

【００１０】イメージング・プレートは、フィルムと比
較して非常に広いダイナミックレンジを有しており、広
い線量範囲で画像を撮影することができる。イメージン
グ・プレートにＸ線を曝射すると、Ｘ線のエネルギーに
よって電子のエネルギー順位が高められ、Ｘ線強度分布
が潜像として記憶される。

【００１１】後に、レーザーを照射して高い順位の電子
を励起すると、この時のエネルギーが光として検出され
る。この光は、イメージング・プレートに吸収されたＸ
線のエネルギーに比例するため、Ｘ線像を電気的に得る
ことができる。

【００１２】しかし、現状のイメージング・プレート
は、解像度が悪く、ノイズが多い。また、イメージング
・プレートは、使用時にキズがついて性能が劣化する。
さらに、読み取り装置が高価であった。

【００１３】（３）さらに、Ｘ線を光に変換するイメー
ジ・インテンシファイア（Ｉ．Ｉ．）とテレビジョン装
置を組み合わせ、Ｘ線像を得る方式がある（Ｉ．Ｉ．−
ＴＶシステム）。この方式は、イメージ・インテンシフ
ァイアのＸ線入力面サイズが撮影可能サイズとなり、大
体１６インチ視野程度のものまである。

【００１４】光に変換されたＸ線像はイメージ・インテ
ンシファイア出力部で一度結像されるが、この出力像を
光学系を介して、テレビジョンカメラで撮像し、電気的
映像として出力する。この方式では、Ｘ線像をリアルタ
イムに観察できる。

【００１５】しかし、この方式では、解像度が悪く、フ
ィルム系と比較して、撮像系が大きい等の短所を持って
いた。

【００１６】近年、前記フィルム−スクリーン系やイメ
ージング・プレートの様な携帯性や、高解像度特性を有
し、且つＩ．Ｉ．−ＴＶシステムの持つリアルタイム性
を備える次世代Ｘ線撮像装置として、薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ：thin film transistor）をスイッチングゲー
トに用いたＸ線平面検出器が考えられている（以下、Ｘ
線平面検出器と呼ぶ）。

【００１７】Ｘ線平面検出器は、現在、以下の２つの構
成が考えられている。第１の構成のＸ線平面検出器は、
平板上の検出面にＸ線を光に変換する蛍光体とその光を
電荷に変換するフォトダイオードアレイ，電荷を蓄積す
るコンデンサ，電荷を読み出すＳＷから構成される。

【００１８】第２の構成のＸ線平面検出器は、平板上の
検出面にＸ線を直接電荷に変換する半導体層からなる画
素部と、電荷を蓄積するコンデンサからなる電荷蓄積部
と、電荷を読み出すため読み出しスイッチ（読み出しＳ
Ｗと称する。）とから構成される。

【００１９】どちらもフィルム同様に等倍像を得る電気
的撮像装置であり、従来のＩ．Ｉ．−ＴＶ装置と同様に
画像の即時表示性に優れ、電気的画像保管が容易であ
る。更に、構造的に薄型であることから、フィルム−ス
クリーン系やイメージング・プレートを用いたカセッテ
に置き換わることも可能である。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記第
２の構成のＸ線平面検出器においては、各画素のＸ線入
射量に比例して増加する電荷が増加し、電荷蓄積部には
高電圧が印加されることがある。この印加された電圧
が、Ｘ線曝射中においては、読み出しＳＷの入力側に印
加されることになる。

【００２１】しかし、Ｘ線曝射中に前記印加された電圧
が一定電圧を越えると、読み出しＳＷが破壊する可能性
があった。

【００２２】この状況は、特に、必要以上のＸ線が検出
器に曝射された場合に起こると考えられる。臨床上で
は、例えばＸ線管球から出たＸ線が被検体である人体を
透過せず、直接、検出器に入射する場合や、誤って長時
間のＸ線曝射を行なってしまった場合などに、電荷が増
加し、電荷蓄積部に高電圧が印加される。このため、読
み出しＳＷの入力側に印加された電圧が一定電圧を越え
るため、読み出しＳＷが破壊される。

【００２３】一方、良好なＸ線画像を得るためには、Ｘ
線曝射中の画像情報をリアルタイムにモニタできること
が望ましい。その実現手段として、フィルムシステムに
おける前面採光型のファイバシンチレータによるＸ線曝
射量モニタ、Ｉ．Ｉ．−ＴＶ系における光電子増倍管
（ＰＭＴ）等によるＩ．Ｉ．出力光モニタなどが実用化
されている。

【００２４】Ｘ線平面検出器においても、フィルムシス
テムと同様に前面採光型のファイバシンチレータを組み
合わせる等の方法が考えられるが、専用の検出機構を必
要とし、検出器全体としてのサイズ増大や高価格の要因
となっていた。

【００２５】本発明の目的は、Ｘ線曝射中に高電圧が読
み出しＳＷに印加しうる構造を有するＸ線平面検出器に
おいて、読み出しＳＷの破壊を防止する共にサイズを増
大することなく、しかも低価格でＸ線曝射状況をモニタ
することのできるＸ線平面検出器を提供することにあ
る。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために以下の手段を採用した。請求項１の発明
は、検出面に配列された複数の画素の各画素に対応して
設けられ入射したＸ線を電荷に変換する電荷変換手段
と、この各電荷変換手段に対応して設けられ前記電荷変
換手段により変換された電荷を蓄積する電荷蓄積手段
と、この各電荷蓄積手段に対応して設けられ前記電荷蓄
積手段により蓄積された電荷を読み出す電荷読出手段
と、この各電荷読出手段に対応して設けられ、前記電荷
読出手段の入力側に接続され、印加される電圧が電荷読
出手段を破壊する電圧未満の所定の電圧以上となった時
に前記電荷蓄積手段に蓄積されている電荷を掃き出す掃
き出し手段とを備えることを要旨とする。

【００２７】この発明によれば、各電荷変換手段は、画
素に入射されたＸ線を電荷に変換し、各電荷蓄積手段
は、変換された電荷を蓄積し、各電荷読出手段は、蓄積
された電荷を読み出す。

【００２８】一方、各掃き出し手段は、印加される電圧
が電荷読出手段を破壊する電圧未満の所定の電圧以上と
なった時に前記電荷蓄積手段に蓄積されている電荷を掃
き出す。

【００２９】すなわち、電荷読出手段を破壊する電位に
達する前に、掃き出し手段の電圧降伏特性を利用して、
電荷を掃き出すので、Ｘ線曝射中に電荷による高電圧が
電荷読出手段に印加しうる場合であっても、電荷読出手
段が破壊しなくなる。

【００３０】請求項２の発明は、検出面に配列された複
数の画素の各画素に対応して設けられ入射したＸ線を電
荷に変換する電荷変換手段と、この各電荷変換手段に対
応して設けられ前記電荷変換手段により変換された電荷
を蓄積する電荷蓄積手段と、この各電荷蓄積手段に対応
して設けられ前記電荷蓄積手段により蓄積された電荷を
読み出す電荷読出手段と、この各電荷読出手段に対応し
て設けられ、前記電荷読出手段の入力側に接続され、印
加される電圧が各画素の電荷飽和時の電圧近傍に設定さ
れた所定の電圧以上となった時に前記電荷蓄積手段に蓄
積されている電荷を掃き出す掃き出し手段と、この掃き
出し手段により掃き出された電荷を外部に取り出す電荷
取出手段とを備えることを要旨とする。

【００３１】この発明によれば、各電荷変換手段は、画
素に入射されたＸ線を電荷に変換し、各電荷蓄積手段
は、変換された電荷を蓄積し、各電荷読出手段は、蓄積
された電荷を読み出す。

【００３２】一方、各掃き出し手段は、印加される電圧
が各画素の電荷飽和時の電圧近傍に設定された所定の電
圧以上となった時に前記電荷蓄積手段に蓄積されている
電荷を掃き出し、電荷取出手段は、掃き出された電荷を
外部に取り出すので、Ｘ線曝射状況をモニタすることが
できる。特に、異常量のＸ線曝射の有無をモニタするこ
とができる。

【００３３】請求項３の発明において、前記電荷取出手
段は、ブロック分割された複数画素毎に設けられ、各電
荷取出手段は、ブロック分割された複数画素内の各画素
に対応する掃き出し手段から掃き出された各々の電荷を
加算し、加算された複数画素分の電荷に基づく信号を、
飽和Ｘ線入射量以上のＸ線量を入射した画素の有無を示
す飽和有無情報として表示装置又はＸ線曝射を制御する
制御装置に出力することを要旨とする。

【００３４】この発明によれば、各電荷取出手段が、ブ
ロック分割された複数画素内の各画素に対応する掃き出
し手段から掃き出された各々の電荷を加算するので、ブ
ロック分割された複数画素内の少なくとも１つの画素
に、飽和Ｘ線入射量以上のＸ線量が入射された場合に
は、飽和有無情報が表示装置に出力される。

【００３５】従って、飽和Ｘ線入射量以上のＸ線量が入
射されたブロック分割の複数画素を特定できる。また、
前記飽和有無情報に基づき制御装置により、そのブロッ
ク分割の複数画素について、Ｘ線曝射を制御できる。

【００３６】請求項４の発明において、前記掃き出し手
段は、所定の電圧以上の電圧が印加された時に電圧降伏
を起こす非線形素子であることを要旨とする。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、本発明のＸ線平面検出器の
実施の形態を説明する。

【００３８】＜実施の形態１＞まず、図１に、本発明の
Ｘ線平面検出器の一例を示す。図１において、Ｘ線平面
検出器１０、ゲートドライバ１９、読み出しアンプ２３
ａ〜２３ｅ、マルチプレクサ（ＭＵＸ）２５が設けられ
る。

【００３９】Ｘ線平面検出器１０の検出面には複数の画
素からなる電荷変換手段としての複数の画素部１１が２
次元状に配列されている。各画素部１１毎に、電荷蓄積
手段としての電荷蓄積部１３、電荷読出手段としてのＴ
ＦＴ１７、掃き出し手段としてのツェナーダイオード１
７が設けられている。

【００４０】図２にＸ線平面検出器の単一の画素の断面
図を示す。図２において、前記画像部１１は、基板３１
の上部であって、かつ、上部電極３３と下部電極３５と
の間に設けられ、その画素に入射されたＸ線を電荷に変
換する。

【００４１】ここでは、画素部１１であるＸ線検出半導
体として、例えば、アモルファス−セレン（以下、ａ−
Ｓｅと称する。）を用いる。ａ−Ｓｅの上部電極３３に
は高電位が印加され、上部電極３３から下部電極３５に
向けて電界Ｅが発生している。Ｘ線曝射によりａ−Ｓｅ
内に発生した負電荷は、上部電極３３に集められ、正電
荷は下部電極３５に集められる。

【００４２】下部電極３５には直列に電荷蓄積用の容量
からなる前記電荷蓄積部１３が設けられており、ａ−Ｓ
ｅ内で発生した電荷を蓄積する。

【００４３】下部電極３５を介して電荷蓄積部１３には
ＴＦＴ１５が接続される。ＴＦＴ１５は、電荷蓄積部１
３により蓄積された電荷を読み出しアンプ２３ａ〜２３
ｅに読み出す読み出しＳＷである。

【００４４】ＴＦＴ１５は、Ｘ線曝射終了後に、ゲート
ドライバ１９からのゲート制御信号がゲートＧに入力さ
れることによりドレインＤ・ソースＳ間がオンしてスイ
ッチとして動作する。Ｘ線曝射終了後、各画素部１１に
蓄積されたＸ線像情報を有する電荷は、ＴＦＴ１５を介
して外部の読み出しアンプ２３ａ〜２３ｅに読み出され
る。

【００４５】ゲートドライバ１９は、ゲート制御信号を
出力する４つの制御線２１ａ〜２１ｄを有し、各制御線
２１ａ〜２１ｄは、自己の制御線に対応する行の４つの
ＴＦＴ１５のゲートＧに接続される。

【００４６】各読み出しアンプ２３ａ〜２３ｄは、自己
の読み出しアンプに対応する列の４つのＴＦＴ１５のソ
ースＳに接続され、対応する列の４つのＴＦＴ１５の電
荷を読み出してＭＵＸ２５に出力する。

【００４７】ＭＵＸ２５は、各読み出しアンプ２３ａ〜
２３ｄからのパラレル出力をシリアル出力に変換し、図
示しないアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器に送
る。

【００４８】各々のツェナーダイオード１７は、ＴＦＴ
１５の入力側であるドレインＤに一端であるカソードＣ
が接続され、ＴＦＴ１５を破壊する電圧未満の所定の電
圧で降伏することにより電荷蓄積部１３からＴＦＴ１５
のドレインＤに供給された電荷をアースに掃き出す。各
々のツェナーダイオード１７は、非線形な抵抗作用を持
つ素子であり、ある一定量以上の逆バイアス電圧が印加
されると電圧降伏を起こし、電流が流れる特性を持つ。

【００４９】なお、以上実施の形態１のＸ線平面検出器
の構造について説明したが、ツェナーダイオード１７の
構成を除くＸ線平面検出器の構造については、例えば
「X-ray imaging using amorphous selenium:Feasibili
ty of a flat panel'selfscanned detector for digita
l radiology,Wei Zhao et,al.,Med.Phys.1995 」に記載
されている。

【００５０】この論文の記載においては、ａ−Ｓｅには
数千Ｖの電圧が印加されており、Ｘ線曝射と共にａ−Ｓ
ｅ間の電圧は降下し、逆に、電荷蓄積部１３間の電圧が
上昇する。

【００５１】次に、図３に示す単一の画素の電気的等価
回路図を参照して実施の形態１の動作を説明する。この
検出器では、Ｘ線曝射中においては、ａ−Ｓｅ内で入射
されたＸ線により発生した電荷に対応して、印加電圧３
５は、ａ−Ｓｅである画素部１１の画素部容量３７と電
荷蓄積部１３の電荷蓄積容量３９とに配分される。

【００５２】Ｘ線曝射中においては、読み出しＳＷであ
るＴＦＴ１５はＯＦＦであり、ＴＦＴ１５にはＡ点の電
位が印加される。画素側電位−ＴＦＴ１５のゲート側電
位間差、または、画素側電位−読み出しアンプ２３ａ側
電位間差がＴＦＴ１５に直接負荷として印加される。

【００５３】そして、Ｘ線曝射終了後には、各画素部１
１に蓄積されたＸ線像情報を有する電荷は、ＴＦＴ１５
を介して読み出しアンプ２３ａに読み出される。なお、
図３では、読み出しアンプ２３ａの反転入力端子と出力
端子との間にコンデンサ４１を接続した積分型のアンプ
とした。

【００５４】しかし、Ｘ線曝射中に前記電位差がある程
度以上（一般的に５０〜１００Ｖ）になると、ＴＦＴ１
５は絶縁破壊を起こしてしまう。

【００５５】このため、検出器の各画素に対し、ＴＦＴ
１５に並列に一定電圧で降伏する非線形抵抗素子である
ツェナーダイオード１７が配置され、片端が基準電位
（例えばＧＮＤ）に設定されている。

【００５６】また、ツェナーダイオード１７の降伏電圧
が、ＴＦＴ１５の破壊電圧より低く設定されているの
で、その破壊電圧以上の電位がＡ点に発生しても、全て
ツェナーダイオード１７を介して基準電位側に電流が流
れていくことになる。その結果、読み出しＳＷであるＴ
ＦＴ１７は破壊されなくなる。

【００５７】なお、実施の形態１では、この非線形な抵
抗作用を持つ素子としてツェナーダイオード１７を例と
して説明したが、同様の機能を有するＴＦＴを用いて構
成しても良い。

【００５８】図４に、ＴＦＴを非線形抵抗素子として用
いて構成したＸ線平面検出器の単一画素の電気的等価回
路を示す。図４に示す例では、前記ツェナーダイオード
１７に代えて、ＴＦＴ１５のドレインＤとアース間に、
直列に接続された３つのＴＦＴ４３ａ〜４３ｃを設けた
ことを特徴とする。

【００５９】この場合、ＴＦＴ４３ａのゲートＧ・ソー
スＳ間を接続し、ＴＦＴ４３ｂのゲートＧ・ソースＳ間
を接続し、ＴＦＴ４３ｃのゲートＧ・ソースＳ間を接続
している。

【００６０】このような構成のＴＦＴ４３ａ〜４３ｃで
あれば、ゲートＧ・ドレインＤ間のダイオードとなり、
ゲートＧに所定の電圧が印加されると、電圧降伏を起こ
す。すなわち、前記ツェナーダイオード１７と同一の動
作を行なうので、ＴＦＴ１７は破壊されなくなる。な
お、このような構成のＴＦＴを１つ又は２つ用いても良
く、また、ＴＦＴ４３ａのゲートＧ・ソースＳ間の接続
に代えて、ＴＦＴ４３ａのゲートＧ・ドレインＤ間を接
続しても、同様な効果が得られる。

【００６１】＜実施の形態２＞次に、本発明のＸ線平面
検出器の実施の形態２を説明する。図５に実施の形態２
のＸ線平面検出器の単一の画素の電気的等価回路を示
す。実施の形態１では、読み出しＳＷであるＴＦＴ１５
の破壊を防止するために、非線形な抵抗作用を持つ素子
であるツェナーダイオード１７をＴＦＴ１５と並列に配
置した。

【００６２】実施の形態２では、同様の構成を検出器側
に持たせると共に、非線形な抵抗作用を持つ素子の片端
からの電荷を読みとるようにしたものである。

【００６３】図５を用いてその構成を説明する。実施の
形態２では、ＴＦＴ１５のドレインＤにカソードが接続
されたツェナーダイオード１７ａと、ツェナーダイオー
ド１７ａのアノードに接続された電荷取出手段としての
読み出しアンプ４５と、読み出しアンプ４５のの反転入
力端子と出力端子との間に設けられたコンデンサ４６を
備えたことを特徴とする。

【００６４】なお、その他の構成は図３に示す実施の形
態１の構成と同一であるので、同一部分には同一符号を
付しその詳細な説明は省略する。

【００６５】ツェナーダイオード１７ａは、所定の電圧
で降伏することにより電荷蓄積部１３からＴＦＴ１５の
ドレインＤに供給された電荷を読み出しアンプ４５に掃
き出す。読み出しアンプ４５は、ツェナーダイオード１
７ａから掃き出された電荷を外部に取り出す。

【００６６】ツェナーダイオード１７ａの降伏電圧は、
各画素の飽和Ｘ線入射量に相当する電圧に設定され、読
み出しアンプ４５は、各画素の飽和Ｘ線入射量を越える
Ｘ線入射量があった場合に、ツェナーダイオード１７ａ
の電圧降伏により掃き出された電荷を取り出す。

【００６７】この場合、画素の飽和Ｘ線入射量は、その
画素の飽和電荷量に対応する。従って、ツェナーダイオ
ード１７ａの降伏電圧は、画素の電荷飽和時のＡ点にお
ける電圧にほぼ同じに設定される。

【００６８】このような構成によれば、画素に飽和Ｘ線
入射量を越えるＸ線入射があった場合には、Ａ点には画
素の電荷飽和時の電圧以上の電圧が発生する。このた
め、ツェナーダイオード１７ａが降伏し、電荷がツェナ
ーダイオード１７ａから読み出しアンプ４５に読み出さ
れる。そして、その出力を外部の表示装置などに表示す
る。

【００６９】従って、異常量のＸ線曝射の有無をモニタ
することができる。例えば、飽和Ｘ線入射量を越えるＸ
線入射量があった場合には、異常量のＸ線曝射がなされ
たことがわかる。また、検出器としてのダイナミックレ
ンジを損なうことなく、飽和電荷量以上の電荷を発生し
た画素の有無を検出することができる。

【００７０】次に、実施の形態２の各非線形な抵抗作用
を持つ素子の片端の処理方法の実施例を、ここでは、２
つ上げて説明する。

【００７１】（実施例１）まず、図６に実施の形態２の
各非線形な抵抗作用を持つ素子の片端の処理方法の実施
例１の構成図を示す。

【００７２】図６に示すＸ線平面検出器１０ａを含むＸ
線撮影装置において、各画素毎に、ＴＦＴ１５のドレイ
ンＤにはツェナーダイオード１７ａのカソードが接続さ
れる。全てのツェナーダイオード１７ａのアノードは、
１つの読み出しアンプ４５に接続される。

【００７３】すなわち、各画素のツェナーダイオード１
７ａの片端であるアノードを１本にまとめた場合であ
る。

【００７４】さらに、Ｘ線撮影装置には制御装置４７、
Ｘ線発生装置４９、表示ランプ５１が設けられる。制御
装置４７は読み出しアンプ４５の出力に基づきＸ線発生
装置４９を制御する。Ｘ線発生装置４９は制御装置４７
からの制御信号に基づきＸ線量を制御する。表示ランプ
５１は、読み出しアンプ４５の出力を表示する。

【００７５】このような構成によれば、検出器全体にお
いて１画素でも、飽和電荷容量を超えたＸ線入射がある
と、出力をだすことになる。

【００７６】この出力は、制御装置４７に送られ、Ｘ線
発生装置４９は、その出力量に対応してＸ線を遮断す
る。また、表示ランプ５１に単に飽和領域が存在するこ
とを表示しても良い。

【００７７】（実施例２）次に、各非線形な抵抗作用を
持つ素子の片端の処理方法の実施例２を説明する。図７
に実施の形態２の各非線形な抵抗作用を持つ素子の片端
の処理方法の実施例２の構成図を示す。

【００７８】図７に示すＸ線平面検出器１０ａを含むＸ
線撮影装置においては、１６画素の検出器全体を、例え
ば、４つの２×２のブロックＢＫ１，ＢＫ２，ＢＫ３，
ＢＫ４に分割し、それぞれのブロックにおける各画素の
ツェナーダイオード１７ａの片端を１本にまとめたもの
である。

【００７９】例えば、ブロックＢＫ１における各画素の
ツェナーダイオード１７ａのアノードを読み出しアンプ
４５−１に共通に接続し、ブロックＢＫ２における各画
素のツェナーダイオード１７ａのアノードを読み出しア
ンプ４５−２に共通に接続する。

【００８０】ブロックＢＫ３における各画素のツェナー
ダイオード１７ａのアノードを読み出しアンプ４５−３
に共通に接続し、ブロックＢＫ４における各画素のツェ
ナーダイオード１７ａのアノードを読み出しアンプ４５
−４に共通に接続する。

【００８１】読み出しアンプ４５−１〜４５−４の出力
は、制御装置４７及び表示ランプ５１に接続される。な
お、制御装置４７、Ｘ線発生装置４９、表示ランプ５１
の構成は実施例１のそれらと同一構成である。

【００８２】このような構成によれば、検出器全体のあ
るブロックにおいて、飽和電荷容量を超えたＸ線入射が
あると、そのブロックに対応する読み出しアンプが出力
を出すことになる。従って、４つのブロックそれぞれに
ついての飽和の有無を知ることができる。

【００８３】臨床においては、撮影領域によっては関心
領域以外の部分にＸ線に対し薄い領域が存在し、関心領
域に適正濃度を得るためには、画像の一部が飽和状態に
なってもやむを得ない場合がある。

【００８４】前記４本の飽和の有無情報から目的の部分
についての信号情報のみを選択して使用し、Ｘ線発生装
置４９を制御することにより、より細かい曝射制御が可
能となる。

【００８５】また、４つの出力からハレーション領域を
術者に示す情報を作成して、その情報を表示ランプ５１
に表示しても良い。さらに、１６画素の分割数も４つに
限らず、いくつでも良い。例えば、各画素毎に読み出し
アンプを設け、各画素の飽和の有無を知るようにしても
よい。

【００８６】さらに、前記情報を表示ランプ５１に表示
する代わりに、その情報を警報ブザーなどで報知するよ
うにしても良い。

【００８７】

【発明の効果】本発明によれば、各電荷変換手段は、画
素に入射されたＸ線を電荷に変換し、各電荷蓄積手段
は、変換された電荷を蓄積し、各電荷読出手段は、蓄積
された電荷を読み出す。各掃き出し手段は、印加される
電圧が電荷読出手段を破壊する電圧未満の所定の電圧以
上となった時に前記電荷蓄積手段に蓄積されている電荷
を掃き出す。

【００８８】すなわち、電荷読出手段を破壊する電位に
達する前に、掃き出し手段の電圧降伏特性を利用して、
電荷を掃き出すので、Ｘ線曝射中に電荷による高電圧が
電荷読出手段に印加しうる場合であっても、電荷読出手
段が破壊しなくなる。

【００８９】また、各電荷変換手段は、画素に入射され
たＸ線を電荷に変換し、各電荷蓄積手段は、変換された
電荷を蓄積し、各電荷読出手段は、蓄積された電荷を読
み出す。各掃き出し手段は、印加される電圧が各画素の
電荷飽和時の電圧近傍に設定された所定の電圧以上とな
った時に前記電荷蓄積手段に蓄積されている電荷を掃き
出し、電荷取出手段は、掃き出された電荷を外部に取り
出すので、Ｘ線曝射状況をモニタすることができる。特
に、異常量のＸ線曝射の有無をモニタすることができ
る。

【００９０】さらに、各電荷取出手段が、ブロック分割
された複数画素内の各画素に対応する掃き出し手段から
掃き出された各々の電荷を加算するので、ブロック分割
された複数画素内の少なくとも１つの画素に、飽和Ｘ線
入射量以上のＸ線量が入射された場合には、飽和有無情
報が表示装置に出力される。

【００９１】従って、飽和Ｘ線入射量以上のＸ線量が入
射されたブロック分割の複数画素を特定できる。また、
前記飽和有無情報に基づき制御装置により、そのブロッ
ク分割の複数画素について、Ｘ線曝射を制御できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＸ線平面検出器の実施の形態１の構成
図である。

【図２】Ｘ線平面検出器の単一の画素の断面図である。

【図３】単一の画素の電気的等価回路を示す図である。

【図４】ＴＦＴを非線形抵抗素子として用いて構成した
Ｘ線平面検出器の単一画素の電気的等価回路を示す図で
ある。

【図５】実施の形態２におけるＸ線平面検出器の単一の
画素の電気的等価回路を示す図である。

【図６】実施の形態２の各非線形な抵抗作用を持つ素子
の片端の処理方法の実施例１の構成を示す図である。

【図７】実施の形態２の各非線形な抵抗作用を持つ素子
の片端の処理方法の実施例２の構成を示す図である。

【符号の説明】

１０，１０ａ Ｘ線平面検出器 １１ 画素部 １３ 電荷蓄積部 １５，４３ａ〜４３ｃ ＴＦＴ（薄膜トランジスタ） １７，１７ａ ツェナーダイオード １９ ゲートドライバ ２１ａ〜２１ｄ 制御線 ２３ａ〜２３ｅ，４５ 読み出しアンプ ２５ ＭＵＸ（マルチプレクサ） ３３ 上部電極 ３５ 下部電極 ３７ 画素部容量 ３９ 電荷蓄積容量 ４１，４６ コンデンサ ４７ 制御装置 ４９ Ｘ線発生装置 ５１ 表示ランプ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検出面に配列された複数の画素の各画素
   に対応して設けられ入射したＸ線を電荷に変換する電荷
   変換手段と、 この各電荷変換手段に対応して設けられ前記電荷変換手
   段により変換された電荷を蓄積する電荷蓄積手段と、 この各電荷蓄積手段に対応して設けられ前記電荷蓄積手
   段により蓄積された電荷を読み出す電荷読出手段と、 この各電荷読出手段に対応して設けられ、前記電荷読出
   手段の入力側に接続され、印加される電圧が電荷読出手
   段を破壊する電圧未満の所定の電圧以上となった時に前
   記電荷蓄積手段に蓄積されている電荷を掃き出す掃き出
   し手段と、を備えることを特徴とするＸ線平面検出器。
2. 【請求項２】 検出面に配列された複数の画素の各画素
   に対応して設けられ入射したＸ線を電荷に変換する電荷
   変換手段と、 この各電荷変換手段に対応して設けられ前記電荷変換手
   段により変換された電荷を蓄積する電荷蓄積手段と、 この各電荷蓄積手段に対応して設けられ前記電荷蓄積手
   段により蓄積された電荷を読み出す電荷読出手段と、 この各電荷読出手段に対応して設けられ、前記電荷読出
   手段の入力側に接続され、印加される電圧が各画素の電
   荷飽和時の電圧近傍に設定された所定の電圧以上となっ
   た時に前記電荷蓄積手段に蓄積されている電荷を掃き出
   す掃き出し手段と、 この掃き出し手段により掃き出された電荷を外部に取り
   出す電荷取出手段と、を備えることを特徴とするＸ線平
   面検出器。
3. 【請求項３】 前記電荷取出手段は、ブロック分割され
   た複数画素毎に設けられ、各電荷取出手段は、ブロック
   分割された複数画素内の各画素に対応する掃き出し手段
   から掃き出された各々の電荷を加算し、加算された複数
   画素分の電荷に基づく信号を、飽和Ｘ線入射量以上のＸ
   線量を入射した画素の有無を示す飽和有無情報として表
   示装置又はＸ線曝射を制御する制御装置に出力すること
   を特徴とする請求項２に記載のＸ線平面検出器。
4. 【請求項４】 前記掃き出し手段は、所定の電圧以上の
   電圧が印加された時に電圧降伏を起こす非線形素子であ
   ることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１
   つに記載のＸ線平面検出器。