WO2011001705A1 - 放射線画像撮影装置 - Google Patents

Abstract

　放射線の照射により流れる電流を検出する電流検出手段で発生するノイズの影響を低減させ、より適切な放射線画像を得ることが可能な放射線画像撮影装置を提供するために、　放射線画像撮影装置１は、走査線５と信号線６とで区画された各領域ｒに二次元状に配列された複数の放射線検出素子７と、接続された走査線５に印加される電圧に応じてオフ状態とオン状態とが切り替えられるスイッチ手段８と、走査線５を介してスイッチ手段８にオン電圧やオフ電圧を印加するゲートドライバ１５ｂと、ゲートドライバ１５ｂにオン電圧やオフ電圧を供給する電源回路１５ａとを備える走査駆動手段１５と、電源回路１５ａとゲートドライバ１５ｂとの間を流れる電流、または走査線５を流れる電流を検出する電流検出手段４１と、電流検出手段４１が検出した電流の値に基づいて少なくとも放射線の照射の開始を検出する制御手段２３と、を備えていることを特徴とする。

Description

放射線画像撮影装置

　本発明は、放射線画像撮影装置に係り、特に、放射線の照射の開始等を検出することが可能な放射線画像撮影装置に関する。

　照射されたＸ線等の放射線の線量に応じて検出素子で電荷を発生させて電気信号に変換するいわゆる直接型の放射線画像撮影装置や、照射された放射線をシンチレータ等で可視光等の他の波長の電磁波に変換した後、変換され照射された電磁波のエネルギに応じてフォトダイオード等の光電変換素子で電荷を発生させて電気信号に変換するいわゆる間接型の放射線画像撮影装置が種々開発されている。なお、本発明では、直接型の放射線画像撮影装置における検出素子や、間接型の放射線画像撮影装置における光電変換素子を、あわせて放射線検出素子という。

　このタイプの放射線画像撮影装置はＦＰＤ（Flat Panel Detector）として知られており、従来は支持台（或いはブッキー装置）と一体的に形成されていたが（例えば特許文献１参照）、近年、放射線検出素子等をハウジングに収納した可搬型の放射線画像撮影装置が開発され、実用化されている（例えば特許文献２、３参照）。

　ところで、これらの放射線画像撮影装置、特に可搬型の放射線画像撮影装置では、放射線照射装置やシステムを管理するコンピュータ等の外部装置から放射線画像撮影装置に放射線の照射の開始や終了の情報を送信し、それに応じて放射線画像撮影装置で放射線の照射終了後に各放射線検出素子からの画像データの読み出しを行うように構成される場合がある。

　しかし、そのためには、放射線照射装置やコンピュータ等と放射線画像撮影装置とのインターフェースをとり、放射線照射装置やコンピュータ等を含むシステム全体で制御構成を構築しなければならず、放射線画像撮影装置が放射線の照射の開始や終了を認識するための構成が大掛かりになる。そのため、放射線の照射の開始や終了を放射線画像撮影装置自体で検出できるように構成することが望ましい。

　その際、放射線画像撮影装置にセンサ等を配設して、センサで放射線の照射の開始や終了を検出するように構成することも可能であるが、放射線画像撮影装置内にセンサを配設するためのスペースが必要になり、装置が大型化してしまう。また、センサを設けると、センサを駆動する分だけ多くの電力を消費し、特に可搬型の放射線画像撮影装置では内蔵されたバッテリの消費を招いてしまう等の問題があった。

　そこで、各放射線検出素子にバイアス電圧を印加するためのバイアス線を流れる電流を検出し、放射線の照射によって放射線検出素子内に電荷が発生するとバイアス線を流れる電流が増加することを利用して、その電流値の増減に基づいて放射線の照射の開始や終了を検出することが提案されている（特許文献４参照）。このように構成すれば、既存の配線等に電流検出手段を設けることで電力消費を抑制した状態で、かつ容易に放射線の照射の開始や終了を検出することが可能となる。

特開平９－７３１４４号公報 特開２００６－５８１２４号公報 特開平６－３４２０９９号公報 米国特許第７２１１８０３号明細書

　しかしながら、上記のようにバイアス線に電流検出手段を設けて、バイアス線を流れる電流値の増減に基づいて放射線の照射の開始等を検出するように構成すると、バイアス線を介して放射線検出素子に印加されるバイアス電圧に、電流検出手段で発生したノイズが重畳されて印加されるようになる。そして、電流検出手段で発生した電圧のノイズが、放射線の照射により放射線検出素子内で発生した電荷にノイズ電荷として重畳されてしまうため、ノイズ電荷の影響で、最終的に得られる放射線画像の画質、特にその粒状性が悪化してしまう等の問題が生じる虞れがある。

　また、上記のような放射線画像撮影装置では、放射線画像の解像度を高くするために各放射線検出素子自体は小さく形成されるが、個々の放射線検出素子について見た場合、集光率をできるだけ高めるために、限られたスペースの中でフォトダイオード等の集光面の面積ができるだけ広くなるように設計される。そのため、放射線検出素子の寄生容量は比較的大きくなる。

　そのため、上記のようにバイアス線に電流検出手段を設けた場合には、電流検出手段で発生した電圧のノイズ、すなわちバイアス電圧に対するノイズが、Ｑ＝ＣＶの関係に従って放射線検出素子の比較的大きな寄生容量Ｃでいわば増幅されて比較的大きなノイズ電荷となり、それが放射線の照射により放射線検出素子内で発生した電荷に重畳されるため、最終的に得られる放射線画像の画質の低化がさらに増大する虞れがある。

　放射線画像の画質が低下し、特にその粒状性が悪化すると、例えば、このような放射線画像を用いて診断を行うような場合に、病変を見落としたり、正常な部分を病変と見誤ったりして誤診を生じる等の不都合を生じる虞れがある。そのため、放射線画像撮影装置には、ノイズの影響ができるだけ排除された適切な画質の放射線画像が得られることが望まれる。

　本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、放射線の照射開始等を検出するための電流を検出する電流検出手段により発生するノイズの影響を低減させ、より適切な放射線画像を得ることが可能な放射線画像撮影装置を提供することを目的とする。

　前記の問題を解決するために、本発明の放射線画像撮影装置は、
　互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子と、
　前記放射線検出素子ごとに配置され、接続された前記走査線に印加される電圧に応じてオフ状態とオン状態とが切り替えられ、前記オフ状態では前記放射線検出素子内で発生した電荷を保持し、前記オン状態では前記放射線検出素子から前記電荷を放出させるスイッチ手段と、
　前記走査線を介して前記スイッチ手段にオン電圧およびオフ電圧を印加するゲートドライバと、前記ゲートドライバに前記オン電圧および前記オフ電圧を供給する電源回路とを備える走査駆動手段と、
　前記電源回路と前記ゲートドライバとの間を流れる電流、または前記走査線を流れる電流を検出する電流検出手段と、
　前記電流検出手段が検出した前記電流の値に基づいて少なくとも放射線の照射の開始を検出する制御手段と、
　を備えることを特徴とする。

　本発明のような方式の放射線画像撮影装置によれば、放射線の照射の開始を検出するための電流検出手段を走査駆動手段の電源回路とゲートドライバとの間や各走査線に設け、それらの間を流れる電流や各走査線を流れる電流を検出するように構成した。このように構成することで、スイッチ手段に形成される寄生容量が、フォトダイオード部分の大きな寄生容量よりも格段に小さいことを利用して、電流検出手段で発生する電圧のノイズによりスイッチ手段の部分で発生するノイズ電荷を非常に小さいものとすることが可能となる。

　そのため、スイッチ手段の部分で発生した微小なノイズ電荷が放射線検出素子側に伝達されて、放射線の照射により放射線検出素子のフォトダイオード部分に発生する電荷に重畳されたとしても、その影響は、従来のようにバイアス線に設けられた電流検出手段によるバイアス電圧に対するノイズが放射線検出素子の大きな寄生容量で増幅されて大きなノイズ電荷が重畳される場合に比べれば、非常に小さいものとなる。

　このように、各放射線検出素子から読み出され最終的に得られる画像データに、電流検出手段で発生した電圧のノイズの影響がごく僅かにしか重畳されないようにすることが可能となるため、ノイズ電荷の影響を確実に低減することが可能となり、最終的に得られる放射線画像の画質、特にその粒状性が悪化する等の問題が生じることを的確に防止することが可能となる。

各実施形態に係る放射線画像撮影装置を示す斜視図である。 図１におけるＡ－Ａ線に沿う断面図である。 本実施形態に係る基板の構成を示す平面図である。 図３の基板上の小領域に形成された放射線検出素子とＴＦＴ等の構成を示す拡大図である。 図４におけるＸ－Ｘ線に沿う断面図である。 ＣＯＦやＰＣＢ基板等が取り付けられた基板を説明する側面図である。 本実施形態に係る放射線画像撮影装置の等価回路を表すブロック図である。 検出部を構成する１画素分についての等価回路を表すブロック図である。 電流検出手段の構成を表す等価回路図である。 電流検出手段で検出される電流に相当する電圧値の例を表すグラフである。

　以下、本発明に係る放射線画像撮影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放射線画像撮影装置に対しても適用される。

　図１は、本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Ａ－Ａ線に沿う断面図である。本実施形態に係る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（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４０（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、外部装置と無線で通信するための通信手段であるアンテナ装置３９が埋め込まれている。

　また、図２に示すように、筐体２の内部には、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Ｘ－Ｘ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（ＳｉＮ_ｘ）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（ＳｉＮ_ｘ）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、これに限定されない。

　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（ＳｉＮ_ｘ）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、後述する走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂとして機能するゲートＩＣ１２ａ等のチップが組み込まれた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、後述するメイン制御手段２２やサブ制御手段２３に接続されており、メイン制御手段２２やサブ制御手段２３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。

　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。また、ゲートドライバ１５ｂは、前述したゲートＩＣ１２ａが複数並設されて形成されており、パルス幅変調（Pulse Width Modulation：ＰＷＭ）等により各走査線５に印加するオン電圧のパルス幅等を変調できるようになっている。

　また、本実施形態では、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１５ｃに、それらの間を流れる電流を検出する電流検出手段４１が設けられている。なお、電流検出手段４１は、走査線５の各ラインＬ１～Ｌｘのうち単数または複数の走査線５中を流れる電流を検出するように構成することも可能である。また、電流検出手段４１の構成等については後で説明する。

　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、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Ｖ_０が印加されるようになっている。なお、基準電位Ｖ_０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、メイン制御手段２２やサブ制御手段２３に接続されており、メイン制御手段２２等によりオン／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がオン状態とされると、増幅回路１８の入力側と出力側とが短絡されてコンデンサ１８ｂに蓄積された電荷が放電されて増幅回路１８がリセットされ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、メイン制御手段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、相関二重サンプリング回路１９は、増幅回路１８がリセットされ、電荷リセット用スイッチ１８ｃがオフ状態とされた後、各放射線検出素子７からの画像データの読み出し時に、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始めた時点でメイン制御手段２２から１回目のパルス信号を受信すると、その時点で増幅回路１８から出力されている電圧値を保持する。

　そして、その時点から所定時間経過した後、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た時点でメイン制御手段２２から２回目のパルス信号を受信すると、その時点で再び増幅回路１８から出力されている電圧値を保持して、それらの電圧値の差分値を下流側に画像データとして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４３に出力されて順次保存されるようになっている。

　メイン制御手段２２は、本実施形態では、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）等で構成されている。

　また、サブ制御手段２３は、本実施形態では、マイクロコンピュータ（Microcomputer。マイクロプロセッサ（Microprocessor）ともいう。）で構成されている。なお、サブ制御手段２３は、メイン制御手段２２より消費電力が少ないものが用いられるようになっている。

　なお、以下では、本実施形態では、このように、放射線画像撮影装置１の各機能部を制御する制御手段としてメイン制御手段２２とサブ制御手段２３とを設け、各放射線検出素子７からの画像データの読み出し処理や画像データの送信のように多数の機能部を動作させる必要がある処理の制御は大きな電力を消費するメイン制御手段２２で行い、それ以外の、例えば各放射線検出素子７のリセット処理や放射線の照射の開始等の監視のように、特定の機能部のみを起動させれば実行可能な処理は、メイン制御手段２２より消費電力が少ないサブ制御手段２３で行うように構成して、無駄な電力消費を抑制するように構成されている場合について説明する。

　しかし、例えば１つの制御手段で全ての処理の制御を行うように構成することも可能であり、本発明は、本実施形態のようにメイン制御手段２２とサブ制御手段２３とが別体に設けられている場合に限定されない。

　本実施形態では、メイン制御手段２２やサブ制御手段２３は、ともに、起動状態と起動の停止状態との間で稼働状態が切り替えられるようになっている。なお、本実施形態では、起動の停止状態とは、僅かに通電され、相手側からの、すなわちメイン制御手段２２ではサブ制御手段２３からの、サブ制御手段２３ではメイン制御手段２２からの、起動を指示する起動信号のみを受信可能なスリープ状態をいう。また、放射線技師等の操作者により放射線画像撮影装置１の電源がオフされた場合には、メイン制御手段２２やサブ制御手段２３は、通電が全く停止された、いわゆるオフの状態になる。

　本実施形態では、操作者により電源スイッチ３６（図１参照）が押下されて放射線画像撮影装置１の電源がオンされると、サブ制御手段２３が起動状態となり、メイン制御手段２２は起動の停止状態すなわちスリープ状態となるように構成されている。そして、サブ制御手段２３は、電流検出手段４１が検出した電流の値に基づいて放射線画像撮影装置１に対する放射線の照射の開始や終了を検出すると、メイン制御手段２２に起動信号を送信してメイン制御手段２２を起動するようになっており、メイン制御手段２２を起動した後、サブ制御手段２３自身は起動を停止するようになっている。

　また、メイン制御手段２２が各放射線検出素子７からの画像データの読み出し処理や外部装置への画像データの送信等を終了すると、メイン制御手段２２からサブ制御手段２３に起動信号が送信されてサブ制御手段２３が起動されるとともに、メイン制御手段２２自身は起動が停止された状態に戻るようになっている。

　このように、メイン制御手段２２は、各放射線検出素子７からの画像データの読み出し処理や外部装置への画像データの送信等を行う場合にだけ覚醒し、それ以外の場合は起動を停止されてスリープ状態とされるようになっている。

　図７や図８に示すように、サブ制御手段２３には、バイアス電源１４や増幅回路１８の電荷リセット用スイッチ１８ｃが接続されており、また、図８では図示が省略されているが、サブ制御手段２３には、電源供給部４２や走査駆動手段１５の電源回路１５ａやゲートドライバ１５ｂ等も接続されている。

　そして、サブ制御手段２３は、放射線画像撮影装置１の電源がオンされて起動状態とされると、電源供給部４２から増幅回路１８に電力を供給させて増幅回路１８を起動させ、また、サブ制御手段２３は、電荷リセット用スイッチ１８ｃをオン状態とするようになっている。なお、この段階では、読み出し回路１７の他の機能部、すなわち相関二重サンプリング回路１９やＡ／Ｄ変換器２０、アナログマルチプレクサ２１等には電力が供給されず、起動されないようになっている。

　また、サブ制御手段２３には、走査駆動手段１５が接続されており、サブ制御手段２３は、バイアス電源１４を立ち上げてバイアス線９を介して各放射線検出素子７にバイアス電圧を印加させるとともに、走査駆動手段１５から各走査線５にオン電圧を印加させて、各走査線５に接続された各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇにオン電圧を印加し、全てのＴＦＴ８をオン状態として全ＴＦＴ８のゲートが開いた状態とするようになっている。

　このように各機能部が起動されると、各放射線検出素子７内に蓄積されている余分な電荷が、ＴＦＴ８や電荷リセット用スイッチ１８ｃを通り、増幅回路１８のオペアンプ１８ａの出力端子側からオペアンプ１８ａ内を通過して電源供給部４２に放出される。このようにして、各放射線検出素子７のリセット処理が行われるようになっている。

　すなわち、本実施形態では、サブ制御手段２３は、この各放射線検出素子７のリセット処理と、後述する電流検出手段４１による電流の検出に必要な機能部にのみ電力を供給し、それら以外には電力を供給しないことで、無駄な電力消費を避けるようになっている。

　サブ制御手段２３には、さらに、前述した電流検出手段４１が接続されており、サブ制御手段２３は、電流検出手段４１が検出した電流の値に基づいて放射線の照射の開始を検出するようになっている。

　ここで、電流検出手段４１の構成について説明する。本実施形態では、電流検出手段４１は、前述したように、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１５ｃに設けられており、放射線の照射の開始に伴って電源回路１５ａとゲートドライバ１５ｂとの間を流れる電流を検出するようになっている。

　具体的には、本実施形態では、電流検出手段４１は、図９に示すように、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１５ｃに直列に接続される所定の抵抗値を有する抵抗器４１ａと、それに並列に接続されたダイオード４１ｂと、入力側端子が抵抗器４１ａの両端子にそれぞれ接続された差動アンプ４１ｃとを備えて構成されている。なお、差動アンプ４１ｃには、電源供給手段４５から電力が供給されるようになっている。

　そして、電流検出手段４１は、差動アンプ４１ｃで抵抗器４１ａの両端子間の電圧Ｖを測定し、抵抗器４１ａを流れる電流、すなわち電源回路１５ａとゲートドライバ１５ｂとの間を流れる電流を電圧値Ｖに変換して検出して、サブ制御手段２３に出力するようになっている。

　なお、電流検出手段４１に備えられる抵抗器４１ａとしては、配線１５ｃ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。なお、ダイオード４１ｂは、放射線画像撮影装置のような広いダイナミックレンジでも検出できるようにするためのものであり、ダイオード４１ｂのみ或いは抵抗器４１ａのみを備える構成とすることも可能である。

　また、放射線の照射の開始や終了を検出する場合以外の場合には、電流検出手段４１で電源回路１５ａとゲートドライバ１５ｂとの間を流れる電流を検出する必要はなく、逆に電流検出手段４１の抵抗器４１ａは電源回路１５ａからゲートドライバ１５ｂへのオン電圧やオフ電圧の供給の妨げになるため、電流検出手段４１には、電流の検出が不要の場合に抵抗器４１ａの両端子間を必要に応じて短絡するためのスイッチ４１ｄが設けられている。

　放射線画像撮影が開始され、図示しない放射線照射装置から放射線画像撮影装置１の放射線入射面Ｒ（図１参照）に放射線の照射が開始されると、図１０に示すように、放射線の照射が開始された時刻ｔｂで、電流検出手段４１の差動アンプ４１ｃから出力される電流に相当する電圧値Ｖが急激に増加する。そのため、本実施形態では、サブ制御手段２３は、電流検出手段４１から出力される電圧値Ｖが増加し、例えば、予め設定された閾値Ｖthを越えた場合（図１０の時刻ｔｃ参照）や、電圧値Ｖの増加率が予め設定された閾値を越えた場合（時刻ｔｄ参照）等に、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。

　なお、放射線画像撮影装置１に放射線が照射されない状態でも、放射線検出素子７の熱による熱励起等により各放射線検出素子７内で暗電荷が発生するため、図１０における時刻ｔａに示されるように、放射線画像撮影装置１に放射線が照射される以前においても、電流検出手段４１から微量ではあるが０［Ｖ］でない電圧値Ｖａが出力される場合がある。

　また、本実施形態では、放射線画像撮影装置１に対する放射線の照射の開始や終了を検出する際、ゲートドライバ１５ｂから各走査線５を介して各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇにオフ電圧を印加して各ＴＦＴ８をオフ状態としておくようになっているが、後述するように、少なくとも放射線の照射の開始を検出する際には各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇにオン電圧を印加して各ＴＦＴ８をオン状態としておくように構成することも可能である。

　さらに、各ＴＦＴ８をオフ状態としていても、放射線の照射が開始されると走査駆動手段１５の電源回路１５ａとゲートドライバ１５ｂとの間を電流が流れるが、その理由は、以下のとおりである。

　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で可視光等の電磁波に変換され、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Ｖbias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７１（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、ＴＦＴ８のソース電極８ｓ側の電位が下がると、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、走査線５中を電流が流れる。そして、各走査線５を流れる電流の総量に対応する電流が電源回路１５ａとゲートドライバ１５ｂとを結ぶ配線１５ｃ上を流れるため、各ＴＦＴ８をオフ状態としていても放射線の照射の開始に伴って電源回路１５ａとゲートドライバ１５ｂとの間を流れる電流（或いはそれに相当する電圧値Ｖ）を電流検出手段４１で検出することができる。

　なお、このように、放射線の照射に伴って各走査線５の各ラインＬ１～Ｌｘにそれぞれ電流が流れるため、必ずしも本実施形態のように電流検出手段４１を電源回路１５ａとゲートドライバ１５ｂとを結ぶ配線１５ｃ上に設ける必要はなく、前述したように、走査線５の各ラインＬ１～Ｌｘのうちの単数または複数の走査線５中を流れる電流を検出するように構成してもよい。このように構成しても各走査線５を流れる電流を検出して放射線の照射の開始や終了を検出することができる。

　しかし、検出部Ｐに二次元状に設けられた放射線検出素子７の数が膨大な数にのぼり、走査線５も多数設けられるため、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１５ｃを流れる電流の値が比較的大きな値となる。そのため、本実施形態のように配線１５ｃ上に電流検出手段４１を設けると、電流検出手段４１で検出される電流に相当する電圧値ＶはＳ／Ｎ比が良好になり、その増加や減少を的確に検出することが可能となる。

　また、放射線の照射に伴って流れる電流は、電源回路１５ａとゲートドライバ１５ｂとの間や各走査線５を流れるだけでなく、それと等量の電流が、ＴＦＴ８のソース電極８ｓ（図８中ではＳと表記）と放射線検出素子７との間、および放射線検出素子７とバイアス電源１４との間にも流れる。

　一方、放射線の照射が終了すると、放射線検出素子７内での電子正孔対の発生が止まるため、各走査線５や走査駆動手段１５の電源回路１５ａとゲートドライバ１５ｂとを結ぶ配線１５ｃ上を電流が流れなくなるため、図１０に示すように、例えば時刻ｔｅで放射線の照射が終了したとすると、電流検出手段４１で検出される電流に相当する電圧値Ｖが、時刻ｔｅ以後、急激に減少する。

　そこで、本実施形態では、サブ制御手段２３は、放射線の照射の開始を検出した後、電流検出手段４１から出力された電流に相当する電圧値Ｖが減少して予め設定された閾値Ｖthを下回った場合（時刻ｔｆ参照）や、電圧値Ｖの減少率が予め設定された閾値を下回った場合（時刻ｔｇ参照）等に、放射線の照射が終了したことを検出するようになっている。なお、以下では、放射線の照射開始時刻が図１０における時刻ｔｃであり、放射線の照射終了時刻が時刻ｔｆであるものとして説明する。

　また、前述したように、放射線検出素子７のｉ層７６に入射した放射線、或いは入射した放射線がシンチレータ３で変換されて放射線検出素子７のｉ層７６に入射した電磁波の光子の数に比例してｉ層７６内で電子正孔対が発生し、それに応じて放射線検出素子７の第１電極７４－第２電極７８間の電位差やＴＦＴ８のソース電極８ｓ－ゲート電極８ｇ間の電位差が変化して、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１５ｃに電流が流れる。

　そのため、配線１５ｃを流れた電流値（或いはそれに相当する電圧値Ｖ）の総量を測ることで、放射線の照射開始から照射終了までに放射線画像検出装置１に照射された放射線の線量を算出することができる。

　そこで、例えば、図９に示した電流検出手段４１の差動アンプ４１ｃの出力端子側に積分回路を設ける等して、図１０に示した照射開始時刻ｔｃから照射終了時刻ｔｆまでの電圧値Ｖ（或いは電圧値Ｖからノイズに相当する一定値を減じた値）の積分値を算出して、放射線画像検出装置１に照射された放射線の線量を算出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、より正確な放射線の線量を算出することが可能となる。

　また、例えば、ノイズ成分をより的確に除去するために、上記の構成において、電流検出手段４１の差動アンプ４１ｃの出力端子と積分回路との間などに、さらに、所定の範囲の周波数帯のデータのみを通過させて他の周波数のデータは減衰させて通さないバンドパスフィルタ（帯域通過フィルタ）を追加して配置し、電流検出手段４１から出力された電流値に相当する電圧値Ｖにバンドパスフィルタ処理を施し、それを積分して放射線の線量を算出するように構成することも可能である。

　さらに、より簡単に放射線の線量を算出するため、例えば、サブ制御手段２３がピークホールド機能を有するように構成し、サブ制御手段２３で、放射線の照射の開始および終了の時間間隔ｔｆ－ｔｃと、電流検出手段４１で検出された配線１５ｃを流れる電流のピーク値とに基づいて、照射された放射線の線量を算出するように構成することも可能である。

　具体的には、サブ制御手段２３は、照射開始時刻ｔｃから照射終了時刻ｔｆまでに検出される電圧値のピーク値Ｖｐ（図１０参照）を検出し、下記（１）式に従って、ピーク値Ｖｐに、放射線の照射開始から終了までの時間間隔ｔｆ－ｔｃから定数αを減じた値を乗じた値に基づいて、放射線画像検出装置１に照射された放射線の線量の近似値Ｍを算出するようになっている。

　　Ｍ＝ａ×Ｖｐ×（ｔｆ－ｔｃ－α）　　…（１）
　この放射線の線量の近似値Ｍは、図１０における照射開始時刻ｔｃ以後の立ち上がり部分から照射終了時刻ｔｆ以前の立ち下がり部分までの電圧値Ｖを矩形状に近似してその面積に比例する値として求めるものであり、照射開始時刻ｔｃおよび照射終了時刻ｔｆを検出し、ピーク値Ｖｐを検出するだけで簡単に算出できるという利点を有する。なお、上記（１）式においてａは予め設定された係数である。また、定数αは、実際には台形状の電圧値Ｖの推移を矩形状と見なすことにより生じる誤差を調整するために予め設定された定数である。

　次に、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１の作用について説明する。

　本実施形態に係る放射線画像撮影装置１では、操作者により電源スイッチ３６（図１参照）が押下されて放射線画像撮影装置１の電源がオンされると、サブ制御手段２３が起動し、メイン制御手段２２は起動の停止状態すなわちスリープ状態になる。

　サブ制御手段２３は、起動されると、各放射線検出素子７の所定のリセット処理を行う。すなわち、読み出し回路１７のうち、増幅回路１８にのみ電源供給部４２（図８参照）から電力を供給して起動させ、電荷リセット用スイッチ１８ｃをオン状態とする。また、サブ制御手段２３は、バイアス電源１４を起動させてバイアス線９を介して各放射線検出素子７にバイアス電圧を印加した状態で、走査駆動手段１５から各走査線５にオン電圧を印加させて、各走査線５に接続された各ＴＦＴ８をオン状態として、各放射線検出素子７に蓄積された余分な電荷をＴＦＴ８や増幅回路１８を介して電源供給部４２に放出させる。このようにして、読み出し回路１７の相関二重サンプリング回路１９やＡ／Ｄ変換器２０等には電力を供給せず、無駄な電力消費を防止しながら、各放射線検出素子７の所定のリセット処理を行う。

　サブ制御手段２３は、各放射線検出素子７のリセット処理を終了すると、走査駆動手段１５から各走査線５を介して各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇにオフ電圧を印加させて、各ＴＦＴ８をオフ状態とする。そして、電源供給手段４５（図９参照）から電流検出手段４１の差動アンプ４１ｃに電力を供給し、スイッチ４１ｄをオフ状態として電流検出手段４１を起動させて、差動アンプ４１ｃから出力される電圧値Ｖ、すなわち走査駆動手段１５の電源回路１５ａとゲートドライバ１５ｂとを結ぶ配線１５ｃを流れる電流に相当する電圧値Ｖを監視する。

　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、照射された放射線の線量に応じて放射線検出素子７のｉ層７６で電子正孔対が発生し、放射線検出素子７の第２電極７８に対する第１電極７４の電位が変化するため、各走査線５中を電流が流れる。そして、図１０に示したように、電流検出手段４１から出力される電圧値Ｖが急激に増加するため、サブ制御手段２３は、上記のようにこの電圧値Ｖの増加を検出して放射線の照射が開始されたことを検出する。

　また、放射線の照射が終了すると、放射線検出素子７内での電子正孔対の発生が止まるため、図１０に示したように、電流検出手段４１で検出される電流に相当する電圧値Ｖが急激に減少する。そのため、サブ制御手段２３は、上記のようにこの電圧値Ｖの減少を検出して放射線の照射が終了されたことを検出する。

　ここで、本実施形態のように、電流検出手段４１を設けて配線１５ｃを流れる電流（或いはそれに相当する電圧値Ｖ）を検出する際にも、従来、電流検出手段をバイアス線９や結線１０に設けた場合と同じように、電流検出手段４１でノイズが発生し、走査駆動手段１５の電源回路１５ａからゲートドライバ１５ｂを介して各走査線５に印加され、各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに印加されるオフ電圧に、電流検出手段４１で発生したノイズが重畳されて印加されるようになる。

　前述したように、従来のように電流検出手段がバイアス線９に設けた場合には、電流検出手段で発生した電圧のノイズが放射線検出素子７の比較的大きな寄生容量Ｃでいわば増幅されて比較的大きなノイズ電荷となり、それが放射線の照射により放射線検出素子内で発生した電荷に重畳された。

　しかし、図４に示したように、放射線検出素子７を構成するフォトダイオードの集光面の面積に比べ、ＴＦＴ８のソース電極８ｓとゲート電極８ｇとが重なり合う部分の面積は非常に小さい。そのため、放射線検出素子７のフォトダイオードの部分での寄生容量Ｃが大きくなるのに対し、ＴＦＴ８のソース電極８ｓとゲート電極８ｇとで構成される部分の寄生容量ｃは非常に小さいものとなる。

　そのため、本実施形態のように走査駆動手段１５の電源回路１５ａとゲートドライバ１５ｂとを結ぶ配線１５ｃに電流検出手段４１を設けた場合、電流検出手段４１で発生した電圧のノイズが非常に小さな寄生容量ｃでごく僅かにしか増幅されず、発生するノイズ電荷は非常に小さいものとなる。

　そして、ＴＦＴ８のソース電極８ｓとゲート電極８ｇとが重なり合う部分に発生した微小なノイズ電荷が放射線検出素子７側に伝達されて、放射線の照射により放射線検出素子７のフォトダイオード部分に発生する電荷に重畳されたとしても、その影響は、従来の場合と比較すれば非常に小さいものとなる。

　そのため、本実施形態では、各放射線検出素子７から読み出され最終的に得られる画像データに、電流検出手段４１で発生した電圧のノイズの影響がごく僅かにしか重畳されないようにすることが可能となるため、ノイズ電荷の影響を的確に低減することが可能となり、最終的に得られる放射線画像の画質、特にその粒状性が悪化する等の問題が生じることが的確に回避される。

　サブ制御手段２３は、放射線の照射の開始や終了を検出すると、電源供給手段４５から電流検出手段４１の差動アンプ４１ｃへの電力の供給を停止し、スイッチ４１ｄをオン状態として抵抗器４１ａの両端子間を短絡させて、電流検出手段４１の機能を停止させる。また、放射線の照射開始から照射終了までに放射線画像検出装置１に照射された放射線の線量を算出するように構成されていれば、サブ制御手段２３は、上記のようにして放射線の線量を算出する。

　続いて、サブ制御手段２３は、各放射線検出素子７からの画像データの読み出し処理等を行わせるために、メイン制御手段２２に起動信号を送信して、メイン制御手段２２を起動させて覚醒させる。そして、メイン制御手段２２が起動すればサブ制御手段２３は起動させておく必要がなくなるため、サブ制御手段２３は、メイン制御手段２２を起動させると自ら起動を停止する。すなわちスリープ状態となる。

　なお、起動して覚醒したメイン制御手段２２からサブ制御手段２３に停止信号を送信するように構成し、サブ制御手段２３がメイン制御手段２２からの停止信号を受信することで起動を停止するように構成してもよい。このように、メイン制御手段２２が起動した段階でサブ制御手段２３の起動を停止するように構成することで、サブ制御手段２３に不要な電力を供給して電力が無駄に消費されることを防止することが可能となる。

　メイン制御手段２２は、起動すると、読み出し回路１７の残りの機能部、すなわち相関二重サンプリング回路１９やＡ／Ｄ変換器２０、アナログマルチプレクサ２１等や、他の必要な機能部を起動させて、上記のようにして、各放射線検出素子７から電荷を放出させて画像データを読み出す読み出し処理を行う。

　すなわち、メイン制御手段２２は、走査駆動手段１５にパルス信号を送信して、走査駆動手段１５から各走査線５を介して各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇ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。また、それとともに、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のオン／オフを制御したり、相関二重サンプリング回路１９にパルス信号を送信して、そのサンプルホールド機能のオン／オフを制御する等の各種の処理を実行して、各放射線検出素子７から画像データを読み出す。読み出された各画像データは記憶手段４３（図７等参照）に保存される。

　また、メイン制御手段２２は、一連の放射線画像撮影が終了すると、記憶手段４３に保存した画像データをアンテナ装置３９を介して外部装置に送信する。なお、画像データをケーブル等の有線方式で送信するように構成することも可能である。

　そして、メイン制御手段２２は、外部装置への画像データの送信を完了すると、サブ制御手段２３を起動させるとともに、自ら起動を停止し、或いは、起動されたサブ制御手段２３からの停止信号により起動を停止する。すなわちスリープ状態となる。その際、必要な情報がメイン制御手段２２からサブ制御手段２３に送信される。

　このようにして、前述したような放射線画像撮影装置１の電源がオンされた場合の状態に戻ると、起動されたサブ制御手段２３は、上記のように、各放射線検出素子７の所定のリセット処理を行うとともに、電流検出手段４１等を起動させて、放射線の照射が開始されたか否かの監視を続ける。

　このように構成すれば、画像データの読み出し処理や画像データの送信等の比較的大きな電力が消費される処理のみをメイン制御手段２２で行い、それ以外の放射線の照射の監視等の処理は、メイン制御手段２２では行わず、少ない消費電力で稼働するサブ制御手段２３で行うことが可能となるため、バッテリ４０の電力の消耗を抑制することが可能となる。

　なお、画像データの読み出し処理の後に、各放射線検出素子７に暗電荷等を蓄積させて読み取るいわゆるダーク読取処理が行われる場合があるが、このダーク読取処理は、上記の画像データの読み出し処理と同じようにして行われるため、メイン制御手段２２が適宜のタイミングで覚醒されて行われる。また、他の処理も適宜行われ、その際、必要に応じてメイン制御手段２２が適宜覚醒されて行われる。

　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、放射線の照射の開始を検出するための電流検出手段４１を走査駆動手段１５の電源回路１５ａとゲートドライバ１５ｂとの間等に設け、それらの間を流れる電流や各走査線５を流れる電流を検出するように構成した。

　このように構成すれば、ＴＦＴ（スイッチ手段）８のソース電極８ｓとゲート電極８ｇとで形成される寄生容量ｃが、集光面の面積が大きいため大きくならざるを得ない放射線検出素子７のフォトダイオード部分の寄生容量Ｃよりも格段に小さいことを利用して、電流検出手段４１で発生する電圧のノイズによりＴＦＴ８部分で発生するノイズ電荷を非常に小さいものとすることが可能となる。

　そのため、ＴＦＴ８部分で発生した微小なノイズ電荷が放射線検出素子７側に伝達されて、放射線の照射により放射線検出素子７のフォトダイオード部分に発生する電荷に重畳されたとしても、その影響は、従来のようにバイアス線９に設けられた電流検出手段によるバイアス電圧に対するノイズが放射線検出素子７の大きな寄生容量Ｃで増幅されて大きなノイズ電荷が重畳される場合に比べれば、非常に小さいものとなる。

　このように、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１によれば、各放射線検出素子７から読み出され最終的に得られる画像データに、電流検出手段４１で発生した電圧のノイズの影響がごく僅かにしか重畳されないようにすることが可能となるため、ノイズ電荷の影響を確実に低減することが可能となり、最終的に得られる放射線画像の画質、特にその粒状性が悪化する等の問題が生じることを的確に防止することが可能となる。

　なお、上記のように、本実施形態では、放射線画像撮影装置１に対する放射線の照射の開始を検出した後も、電流検出手段４１を作動させ続け、電流検出手段４１で検出された電流値（電圧値Ｖ）に基づいて放射線の照射の終了まで検出する場合について説明した。しかし、上記のように電流検出手段４１により発生するノイズの影響を考慮すると、放射線の照射の開始を検出した後は電流検出手段４１の作動を停止した方がノイズの影響はより低減される。

　そのため、サブ制御手段２３が電流検出手段４１から出力された電流の値（或いはそれに相当する電圧値Ｖ）に基づいて放射線の照射の開始を検出した際に、電源供給手段４５（図９参照）から電流検出手段４１の差動アンプ４１ｃへの電力の供給を停止し、スイッチ４１ｄをオン状態として、電流検出手段４１の機能を停止させるように構成することが可能である。

　そして、この場合、電流検出手段４１からの電流の値（或いは電圧値Ｖ）に基づいて放射線の照射の終了を検出できなくなるが、その場合には、所定時間を予め設定しておき、サブ制御手段２３は、電流検出手段４１が検出した電流の値（或いは電圧値Ｖ）が増加して放射線の照射の開始を検出した後、当該所定時間が経過した時点で放射線の照射が終了したと判断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、放射線の照射の開始を検出した後に電流検出手段４１の作動を停止することで、電流検出手段４１で発生するノイズの影響をより低減することが可能となるとともに、放射線の照射の開始を検出した後、所定時間が経過した時点で放射線の照射が終了したと判断することで、リセット処理やダーク読取処理等のその後の処理を適切に行うことが可能となる。

　また、本実施形態では、放射線画像撮影装置１に対する放射線の照射の開始や終了を検出する際、ゲートドライバ１５ｂから各走査線５を介して各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇにオフ電圧を印加して各ＴＦＴ８をオフ状態としておく場合について説明した。しかし、このように構成すると、各ＴＦＴ８をオフ状態とした後、放射線画像撮影装置１に放射線が照射されるまでの時間が長くなると、放射線検出素子７の熱による熱励起等により発生する暗電荷が各放射線検出素子７内に蓄積する量が増大してしまう場合がある。

　そのため、本実施形態のように各ＴＦＴ８を完全にオフ状態とする代わりに、各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇにオフ電圧或いはオン電圧を調整して印加し、放射線の照射の開始を検出する際は、各ＴＦＴ８が僅かに開いているように構成することが可能である。この場合、各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに印加する電圧は、印加する電圧を低下させた場合にオフ状態となる境界の電圧値、すなわちＴＦＴ８を流れる電流がちょうど０になる場合の境界の電圧値から、所定値だけ僅かに高い電圧が印加されるように調整される。

　このように構成すれば、電流検出手段４１が検出した電流の値（或いは電圧値Ｖ）に基づいて放射線の照射の開始を的確に検出することが可能となるとともに、各ＴＦＴ８が僅かに開いているために、各放射線検出素子７内で暗電荷が発生してもそれを的確に放射線検出素子７内から除去することが可能となり、暗電荷が各放射線検出素子７内に蓄積することの弊害を的確に回避することが可能となる。

　さらに、上記のように放射線の照射の開始が検出されるまで各ＴＦＴ８を僅かに開いておく代わりに、放射線の照射の開始が検出されるまでは、各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇにオン電圧を印加して、各ＴＦＴ８を積極的に開いておくように構成することも可能である。このように構成すれば、各放射線検出素子７内で発生する暗電荷を確実に各放射線検出素子７内から除去することが可能となる。この場合にも、電流検出手段４１が検出した電流の値（或いは電圧値Ｖ）に基づいて放射線の照射の開始を検出することができる。

　しかし、各ＴＦＴ８を僅かに開く場合も、或いは、ゲート電極８ｇにオン電圧を印加して積極的に開く場合も、その後、各ＴＦＴ８を開いたままにすると、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ＴＦＴ８を介して各放射線検出素子７から全て流出してしまい、各放射線検出素子７内に電荷（画像データ）が蓄積されなくなってしまう。

　そこで、上記のように構成する場合には、サブ制御手段２３は、電圧値Ｖが増加して放射線の照射が開始されたことを検出すると、走査駆動手段１５から各走査線５にオフ電圧を印加させ、各走査線５に接続された各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇにオフ電圧を印加して全てのＴＦＴ８をオフ状態とする。

　また、上記のように構成する場合にも、本実施形態のように放射線の照射の終了を検出するまで電流検出手段４１を作動させるように構成することも可能である。

　あるいは、放射線の照射が照射開始からから予め定めた所定時間経過後には終了していると仮定し、各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに印加する電圧をオフ電圧に切り替える際に、電流検出手段４１の作動を停止して、所定時間が経過した時点で放射線の照射が終了したと判断するように構成することも可能である。

　１　放射線画像撮影装置
　５　走査線
　６　信号線
　７　放射線検出素子
　８　ＴＦＴ（スイッチ手段）
　１５　走査駆動手段
　１５ａ　電源回路
　１５ｂ　ゲートドライバ
　２３　サブ制御手段（制御手段）
　４１　電流検出手段
　４１ａ　抵抗器
　４１ｄ　スイッチ
　ｒ　領域
　Ｖ　電圧値（電流に相当する電圧値）
　Ｖｐ　ピーク値

Claims (10)

1. 　互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子と、
   　前記放射線検出素子ごとに配置され、接続された前記走査線に印加される電圧に応じてオフ状態とオン状態とが切り替えられ、前記オフ状態では前記放射線検出素子内で発生した電荷を保持し、前記オン状態では前記放射線検出素子から前記電荷を放出させるスイッチ手段と、
   　前記走査線を介して前記スイッチ手段にオン電圧およびオフ電圧を印加するゲートドライバと、前記ゲートドライバに前記オン電圧および前記オフ電圧を供給する電源回路とを備える走査駆動手段と、
   　前記電源回路と前記ゲートドライバとの間を流れる電流、または前記走査線を流れる電流を検出する電流検出手段と、
   　前記電流検出手段が検出した前記電流の値に基づいて少なくとも放射線の照射の開始を検出する制御手段と、
   　を備えることを特徴とする放射線画像撮影装置。
2. 　前記電流検出手段は、前記電源回路と前記ゲートドライバとを結ぶ配線に直列に接続された抵抗器と、前記抵抗器の両端子間を短絡可能なスイッチとを備え、放射線の照射の開始を検出する際には前記スイッチの短絡が解除され、それ以外の場合には前記スイッチにより前記抵抗器の両端子間が短絡されるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の放射線画像撮影装置。
3. 　前記制御手段は、前記電流検出手段が検出した前記電流の値が増加した場合に放射線の照射の開始を検出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放射線画像撮影装置。
4. 　前記制御手段は、前記電流検出手段が検出した前記電流の値が増加して放射線の照射の開始を検出した後、所定時間が経過した時点で放射線の照射が終了したと判断することを特徴とする請求項３に記載の放射線画像撮影装置。
5. 　前記制御手段は、前記電流検出手段が検出した前記電流の値が減少した場合に放射線の照射の終了を検出することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。
6. 　前記制御手段は、照射された前記放射線の線量を、前記放射線の照射の開始および終了の時間間隔と、前記電流検出手段により検出された前記電流のピーク値とに基づいて算出することを特徴とする請求項５に記載の放射線画像撮影装置。
7. 　前記制御手段は、前記電流検出手段により検出された前記電流の、前記放射線の照射の開始および終了の時間間隔における積分値として、照射された前記放射線の線量を算出することを特徴とする請求項５に記載の放射線画像撮影装置。
8. 　前記制御手段は、前記電流検出手段により検出された前記電流の値に対してバンドパスフィルタ処理を施した値の、前記放射線の照射の開始および終了の時間間隔における積分値として、照射された前記放射線の線量を算出することを特徴とする請求項５に記載の放射線画像撮影装置。
9. 　前記スイッチ手段は、放射線の照射の開始を検出する際はオフ状態とされていることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。
10. 　前記スイッチ手段は、放射線の照射の開始を検出する際は、印加される電圧を低下させた場合にオフ状態となる境界の電圧値から所定値だけ高い電圧が印加されていることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。

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