放射線検出器、放射線画像撮影装置、及び放射線画像撮影システム
【課題】従来に比べて、検査が行い易く、かつ精度よく放射線を検知することができる、放射線検出器、放射線画像撮影装置、及び放射線画像撮影システムを提供する。
【解決手段】画素２０は、センサ部１０３Ａとセンサ部１０３Ｂとを備えている。画像取得用画素２０Ａでは、センサ部１０３Ａとセンサ部１０３Ｂとが接続配線３２により接続されており、センサ部１０３Ａで発生した電荷及びセンサ部１０３Ｂで発生した電荷がＴＦＴスイッチ４により読み出されて信号配線３に出力される。放射線検知用画素２０Ｂでは、センサ部１０３Ａで発生した電荷がＴＦＴスイッチ４により読み出されて信号配線３に出力される。また、放射線検知用画素２０Ｂでは、センサ部１０３Ｂと信号配線３とが直接、接続配線３４により接続されており、センサ部１０３Ｂで発生した電荷はそのまま信号配線３に出力される。
【解決手段】画素２０は、センサ部１０３Ａとセンサ部１０３Ｂとを備えている。画像取得用画素２０Ａでは、センサ部１０３Ａとセンサ部１０３Ｂとが接続配線３２により接続されており、センサ部１０３Ａで発生した電荷及びセンサ部１０３Ｂで発生した電荷がＴＦＴスイッチ４により読み出されて信号配線３に出力される。放射線検知用画素２０Ｂでは、センサ部１０３Ａで発生した電荷がＴＦＴスイッチ４により読み出されて信号配線３に出力される。また、放射線検知用画素２０Ｂでは、センサ部１０３Ｂと信号配線３とが直接、接続配線３４により接続されており、センサ部１０３Ｂで発生した電荷はそのまま信号配線３に出力される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線検出器、放射線画像撮影装置、及び放射線画像撮影システムに係り、特に、照射された放射線に応じて発生した電荷を蓄積し、蓄積した電荷に応じた電気信号を画像を示す情報として検出する放射線検出器、当該放射線検出器を用いて放射線画像を撮影する放射線画像撮影装置、及び放射線画像撮影システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、放射線画像の撮影を行うための放射線画像撮影装置として、放射線照射装置から照射され、被写体を透過した放射線を放射線検出器により検出する放射線画像撮影装置が知られている。このような放射線画像撮影装置の放射線検出器では、放射線または放射線から変換された光が照射されることにより電荷を発生する光電変換素子等からなるセンサ部と、当該センサ部で発生した電荷を読み出すスイッチング素子と、を備えた複数の画素がマトリックス状に配置されている。当該放射線画像撮影装置は、照射された放射線に応じて発生した電荷を蓄積し、蓄積した電荷に応じた電気信号を放射線画像を示す情報として検出する（読み出す）ことにより放射線画像の撮影を行う。
【０００３】
このような放射線画像撮影装置として、放射線照射装置から放射線が照射されるタイミングと放射線検出器による電荷蓄積の開始タイミングや終了タイミング等を同期させる技術を備えたものが知られている。当該技術では、放射線の照射に応じてセンサ部で発生した電荷（電気信号）に基づいて放射線を検知して、放射線検出器による電荷の蓄積の開始または停止等を行わせる。
【０００４】
このような技術として、照射された放射線を検出し、適正な照射量に達した場合に、放射線の照射を停止させる制御等である自動露出制御（以下、ＡＥＣという）技術が知られている。例えば、特許文献１には、一部の画素が、ゲート配線の上方にＡＥＣで用いられるモニタ用光電変換素子と撮像用光電変換素子とを備えており、当該モニタ用光電変換素子を用いたＡＥＣを行う放射線検出装置が記載されている。
【０００５】
ところで、放射線画像撮影装置として、１画素内に複数のセンサ部（光電変換素子）を備える技術が知られている。例えば、特許文献２には、異なるエネルギーのＸ線による放射線画像を得るために、Ｘ線が照射された側に設けられた第１のシンチレータにより低エネルギーのＸ線が変換された光を検出する第１のセンサ部と、Ｘ線が照射された側と反対側に設けられた第２のシンチレータにより高エネルギーのＸ線が変換された光を検出する第２のセンサ部と、を１画素内に備えたＸ線検出器が記載されている。この特許文献２に記載の技術では、第１のシンチレータを通過する際に減衰され、さらにガラス基板を通過する際に減衰されたＸ線が第２のシンチレータに照射され、当該第２のシンチレータでＸ線から変換された光を第２のセンサ部で検出することによりエネルギーサブトラクション画像が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１４７９５８号公報
【特許文献２】特開２０１０−５６３９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の技術では、放射線検出装置は、モニタ用光電変換素子と撮像用光電変換素子とを備えた画素と、撮像用光電変換素子のみを備えた画素との２種類の構成（パターン）の異なる画素を備えている。
【０００８】
このように放射線検出器が構成（パターン）が大きく異なる画素を有する場合、製造上の制約等により、問題が生じる場合がある。また、放射線検出器の検査装置の仕様等の制約により、異なる構成の画素を備える場合、検査上の問題が生じる場合がある。例えば、構成が大きく異なる画素を不良（エラー）として検出してしまう場合等があり、適正に検査を行えない場合がある。
【０００９】
また、特許文献２に記載の技術では、Ｘ線検出器内の画素の構成は同一であるが、１画素内に備えられた２つのセンサ部の各々に対応するシンチレータが異なるため放射線の照射を検知しようとする場合、問題が生じる場合がある。特許文献２に記載の技術では、第１のセンサ部は、第１のシンチレータにより放射線から変換された光に基づいて電荷（画像情報）を出力するものである。一方、エネルギーサブトラクション画像を得るための第２のセンサ部は、上述のように、第１のシンチレータ及びガラス基板を通過することにより減衰されたＸ線を第２のシンチレータで変換した光に基づいて電荷（エネサブ情報）を出力するものである。このように、第１のセンサ部と第２のセンサ部とでは、対応するＸ線が異なり、第１のセンサ部から出力される情報と第２のセンサ部から出力される情報は、互いに性質が異なる情報である。従って、これを用いて放射線の照射を検知しようとすると、検知精度が低下するという問題が生じる場合があり、特許文献２に記載の技術を放射線の検知に適用することは好ましくない場合がある。
【００１０】
本発明は上記問題点を解決するために成されたものであり、従来に比べて、検査が行い易く、かつ精度よく放射線を検知することができる、放射線検出器、放射線画像撮影装置、及び放射線画像撮影システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の放射線検出器は、照射された放射線に応じて電荷を発生する第１センサ部、照射された放射線に応じて電荷を発生する第２センサ部、及び第１センサ部で発生した電荷と第２センサ部で発生した電荷とを出力するスイッチング素子を有する画像取得用画素と、照射された放射線に応じて電荷を発生する第１センサ部、外部に接続され、かつ照射された放射線に応じて電荷を発生する第２センサ部、及び第１センサ部で発生した電荷を出力するスイッチング素子を有する放射線検知用画素と、を備える。
【００１２】
本発明の放射線検出器は、画像取得用画素と、放射線検知用画素と、を備えている。放射線検知用画素は、第２センサ部が外部に接続されている。一方、画像取得用画素は、スイッチング素子が第２センサ部で発生した電荷を出力する。
【００１３】
本発明では、放射線検知用画素の第２センサ部が電荷を外部に出力する。このように、第２スイッチング素子を介さずに電荷を外部に出力するため、放射線の検知を行う場合は、放射線検知用画素の第２センサ部で発生して出力された電荷により、放射線の検知を行うことができる。このように放射線を検知することにより、放射線の照射開始タイミングや終了タイミング等、所定のタイミングを検出することができる。
【００１４】
本発明では、放射線検知用画素は、画像取得用画素と略同様の構成（パターン）を有している。放射線検知用画素と画像取得用画素との構成（パターン）が大きく異なる場合、放射線検出器の検査を行う際に、構成が大きく異なる画素（例えば放射線検知用画素）を不良（エラー）として検出してしまう場合がある。これに対して、本発明は、放射線検知用画素と、画像取得用画素とでは、略同様の構成（パターン）を有しているため、このような検査上の不具合が生じることがない。従って、従来に比べて、検査が行い易く、かつ精度よく放射線を検知することができる。
【００１５】
なお、本発明の画像取得用画素は、第２センサ部とスイッチング素子とを接続する第１接続配線を備え、放射線検知用画素は、第２センサ部を外部に接続する第２接続配線を備えるようにしてもよい。
【００１６】
なお、本発明の画像取得用画素は、断線された第２接続配線を備え、放射線検知用画素は、断線された第１接続配線を備えることが好ましい。このように構成することにより、放射線検知用画素と画像取得用画素とでは、断線の有無のみが異なった構成（パターン）とすることができるため、より、放射線検知用画素と、画像取得用画素との構成（パターン）を類似させることができる。
【００１７】
また、本発明は、照射された放射線量と前記第１センサ部で発生する電荷量との対応関係と、照射された放射線量と第２センサ部で発生する電荷量との対応関係と、が一致していることが好ましい。このように第１センサ部と第２センサ部とで、照射された放射線量と発生する電荷量との対応関係を一致させるようにすることにより、第２センサ部では、放射線画像の取得時と同一（または同一とみなせる程度に近い）感度で放射線の検知が行えるため、精度よく放射線を検知することができる。
【００１８】
また、本発明は、放射線を光に変換して照射する波長変換素子を備え、第１センサ部及び第２センサ部の各々が、波長変換素子で変換された光の照射に応じて電荷を発生する光電変換素子を備えることが好ましい。このように同一の波長変換素子から第１センサ部及び第２センサ部の各々に光が照射されるようにすることにより、第１センサ部及び第２センサ部の各々の感度に差が生じるのを抑制することができる。
【００１９】
また、本発明は、第１センサ部及び第２センサ部の各々が、光電変換素子に波長変換素子で変換された光と異なる光が照射されるのを遮光する遮光手段を備えることが好ましい。
【００２０】
また、本発明は、第１センサ部と第２センサ部との間が、直線状とされていることが好ましい。第１センサ部と第２センサ部との間の形状が屈曲部を有する場合、例えば、Ｌ字型形状の場合等では、第１センサ部と第２センサ部とを合わせた全体の有効面積が低下してしまい、感度の低下を招くことになる。これに対して本発明では、直線状とすることにより、有効面積の低下を抑制し、感度の低下を抑制することができる。
【００２１】
また、本発明は、第１センサ部の放射線が照射される領域の面積と、第２センサ部の放射線が照射される領域の面積とが異なることが好ましい。
【００２２】
また、本発明は、放射線検知用画素の前記第２センサ部で発生した電荷が出力される放射線検知用信号配線を備えることが好ましい。このように放射線の検知に用いられる放射線検知用画素の第２センサ部から電荷が流れ出す信号線を、放射線の画像の取得に用いられるその他の第１センサ部及び第２センサ部から電荷が出力される信号線と異ならせることにより、両電荷が混ざり合うのを防止することができる。
【００２３】
また、本発明の放射線検出器は、照射された放射線に応じて電荷を発生する第１センサ部、照射された放射線に応じて電荷を発生する第２センサ部、第１センサ部で発生した電荷を出力する第１スイッチング素子、及び第２センサ部で発生した電荷を出力する第２スイッチング素子を有する画像取得用画素と、照射された放射線に応じて電荷を発生する第１センサ部、照射された放射線に応じて電荷を発生する第２センサ部、第１センサ部で発生した電荷を出力する第１スイッチング素子、及び短絡された第２スイッチング素子を有する放射線検知用画素と、を備える。
【００２４】
本発明の放射線検出器は、第１センサ部、第２センサ部、第１スイッチング素子、及び第２スイッチング素子を有する画像取得用画素と、放射線検知用画素と、を備えている。画像取得用画素の第２スイッチング素子は、第２センサ部で発生した電荷を出力し、放射線検知用画素の第２スイッチング素子は、短絡されている。
【００２５】
本発明では、放射線検知用画素の第２スイッチング素子が短絡されているため、放射線の検知を行う場合は、放射線検知用画素の第２センサ部で発生され、当該第２センサ部から出力された電荷により、放射線の検知を行うことができる。このように放射線を検知することにより、放射線の照射開始タイミングや終了タイミング等、所定のタイミングを検出することができる。
【００２６】
本発明では、放射線検知用画素と、画像取得用画素とでは、第２スイッチング素子が短絡されているか否かのみが異なっている。従って、放射線検知用画素と、画像取得用画素との構成（パターン）を略同一とすることができるため、従来に比べて、検査が行い易く、かつ精度よく放射線を検知することができる。
【００２７】
また、本発明の放射線検出器は、照射された放射線に応じて電荷を発生する第１センサ部、外部に接続され、かつ照射された放射線に応じて電荷を発生する第２センサ部、及び第１センサ部で発生した電荷を出力するスイッチング素子を有する放射線検知用画素と、照射された放射線に応じて電荷を発生する第３センサ部、及び第３センサ部で発生した電荷を出力する第２スイッチング素子を有する画像取得用画素と、を含み、かつ繰り返し配置された画素集団を備える。
【００２８】
本発明の放射線検出器は、放射線検知用画素及び画像取得用画素から成る画素集団が繰り返し配置されている。このように、画素集団が繰り返し配置されることにより、放射線検知用画素と画像取得用画素との構成（パターン）が異なる場合であっても、画素集団単位でみると同一の構成（パターン）の繰り返しとなるため、上述のような検査上の不具合が生じることがない。従って、従来に比べて、検査が行い易く、かつ精度よく放射線を検知することができる。
【００２９】
また、本発明の放射線検出器は、照射された放射線に応じて電荷を発生する第１センサ部、外部に接続され、かつ照射された放射線に応じて電荷を発生する第２センサ部、及び第１センサ部で発生した電荷を出力する第１スイッチング素子を有する放射線検知用画素と、照射された放射線に応じて電荷を発生する第１センサ部、照射された放射線に応じて電荷を発生する第２センサ部、及び第１センサ部で発生した電荷と第２センサ部で発生した電荷とを出力する第１スイッチング素子を有する画像取得用画素と、を含む複数の第１画素と、照射された放射線に応じて電荷を発生する第３センサ部、及び第３センサ部で発生した電荷を出力する第２スイッチング素子を有する複数の第２画素と、を備え、かつ繰り返し配置された画素集団を備える。
【００３０】
本発明の放射線検出器は、第１画素及び第２画素から成る画素集団が繰り返し配置されている。このように、画素集団が繰り返し配置されることにより、第１画素と第２画素との構成（パターン）が異なる場合であっても、画素集団単位でみると同一の構成（パターン）の繰り返しとなるため、上述のような検査上の不具合が生じることがない。従って、従来に比べて、検査が行い易く、かつ精度よく放射線を検知することができる。
【００３１】
本発明の放射線画像撮影装置は、本発明の放射線検出器と、前記放射線検出素子の放射線検知用画素の第２センサ部から出力された電荷に基づいて放射線量を検出する検出手段と、放射線検出器の画像取得用画素の第１センサ部から出力された電荷の電荷量、画像取得用画素の第２センサ部から出力された電荷の電荷量、及び放射線検知用画素の第１センサ部から出力された電荷の電荷量に基づいて放射線画像を取得する画像取得手段と、を備えた。
【００３２】
また、本発明は、前記放射線検知用画素の第１センサ部から出力された電荷の電荷量を、第1センサ部で発生する電荷の電荷量と第２センサ部で発生する電荷の電荷量とに応じて予め定められた補正値により補正する補正手段を備えることが好ましい。放射線検知用画素では、画像取得用画素に比べて、第２センサ部で発生する電荷量に応じた分、放射線画像を取得する際に、１画素あたりから出力される電荷量が少ない。そのため、本発明では、補正手段により、前記第1センサ部で発生する電荷の量及び前記第２センサ部で発生する電荷の量に応じて予め定められた補正値により第１センサ部から出力された電荷の電荷量を補正することにより、放射線画像に生じる欠陥を抑制することができる。
【００３３】
本発明の放射線画像撮影システムは、放射線照射手段と、前記放射照射手段から照射された放射線により放射線画像を撮影する本発明の放射線画像撮影装置と、を備えた。
【発明の効果】
【００３４】
このように、本発明によれば、従来に比べて、検査が行い易く、かつ精度よく放射線を検知することができる、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１の実施の形態に係る放射線画像撮影システムの一例の概略構成を示す概略構成図である。
【図２】第１の実施の形態に係る放射線画像撮影装置の全体構成の一例を示す構成図である。
【図３】第１の実施の形態に係る画像取得用画素の構成の一例を示す平面図である。
【図４】図３に示した画像取得用画素の一例のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】第１の実施の形態に係る放射線検知用画素の構成の一例を示す平面図である。
【図６】図５に示した放射線検知用画素の一例のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】第１の実施の形態に係る放射線画像撮影装置の信号検出回路の概略構成の一例を示す概略構成図である。
【図８】第１の実施の形態に係る放射線画像撮影装置の動作の流れの一例を示したタイムチャートである。
【図９】第１の実施の形態に係る放射線検出器の画素のセンサ部の感度特性（照射された放射線量と発生する電荷量との関係）を説明するための説明図である。
【図１０】第２の実施の形態に係る画像取得用画素の構成の一例を示す平面図である。
【図１１】第２の実施の形態に係る放射線検知用画素の構成の一例を示す平面図である。
【図１２】第３の実施の形態に係る放射線画像撮影装置の全体構成の一例を示す構成図である。
【図１３】第４の実施の形態に係る放射線画像撮影装置の全体構成の一例を示す構成図である。
【図１４】第４の実施の形態に係る画像取得用画素の構成の一例を示す平面図である。
【図１５】図１４に示した画像取得用画素の一例のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１６】図１４に示した画像取得用画素の一例のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１７】第４の実施の形態に係る放射線検知用画素の構成の一例を示す平面図である。
【図１８】図１７に示した放射線検知用画素の一例のＥ−Ｅ線断面図である。
【図１９】第５の実施の形態に係る放射線画像撮影装置の全体構成の一例を示す構成図である。
【図２０】第５の実施の形態に係る放射線検知用画素の構成の一例を示す平面図である。
【図２１】第６の実施の形態に係る放射線画像撮影装置の全体構成の一例を示す構成図である。
【図２２】第６の実施の形態に係る放射線検知用画素の構成の一例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
［第１の実施の形態］
以下、各図面を参照して本実施の形態の一例について説明する。
【００３７】
まず、本実施の形態の放射線検出器を用いた放射線画像撮影システムの概略構成について説明する。図１は、本実施の形態の放射線画像撮影システムの一例の概略構成図である。
【００３８】
放射線画像撮影システム２００は、放射線（例えばエックス線（Ｘ線）等）を被検体２０６に照射する放射線照射装置２０４と、放射線照射装置２０４から照射され、被検体２０６を透過した放射線を検出する放射線検出器１０を備えた放射線画像撮影装置１００と、放射線画像の撮影を指示すると共に、放射線画像撮影装置１００から放射画像を取得する制御装置２０２と、を備えている。制御装置２０２の制御に基づいたタイミングで、放射線照射装置２０４から照射され撮影位置に位置している被検体２０６を透過することで画像情報を担持した放射線は放射線画像撮影装置１００に照射される。
【００３９】
次に、本実施の形態の放射線画像撮影装置１００の概略構成について説明する。図２は、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置１００の全体構成の一例を示す構成図である。本実施の形態では、Ｘ線等の放射線を一旦光に変換し、変換した光を電荷に変換する間接変換方式の放射線検出器１０に本発明を適用した場合について説明する。本実施の形態では、放射線画像撮影装置１００は、間接変換方式の放射線検出器１０を備えている。
【００４０】
放射線検出器１０には、光を受けて電荷を発生し、発生した電荷を蓄積するセンサ部１０３と、センサ部１０３に蓄積された電荷を読み出すためのスイッチング素子であるＴＦＴスイッチ４と、を含んで構成される画素２０が複数、マトリックス状に配置されている。なお、本実施の形態の画素２０は、２つのセンサ部１０３（１０３Ａ、１０３Ｂ）を備えている（詳細後述）。本実施の形態では、波長変換素子であるシンチレータ（図４、図６参照）によって放射線から変換された光が照射されることにより、センサ部１０３では、電荷が発生する。
【００４１】
画素２０は、一方向（図２の走査配線方向、以下「行方向」ともいう）及び当該行方向に対する交差方向（図２の信号配線方向、以下「列方向」ともいう）にマトリックス状に複数配置されている。図２では、画素２０の配列を簡略化して示しているが、例えば、画素２０は行方向及び列方向に１０２４×１０２４個配置されている。
【００４２】
本実施の形態では、複数の画素２０のうち、放射線画像取得用の画素（画像取得用画素）２０Ａと放射線検知用の画素（放射線検知用画素）２０Ｂとが予め定められている。図２では、放射線検知用の画素２０Ｂを破線で囲んで示している。画像取得用画素２０Ａは、検出した放射線に応じた画像（放射線画像）を取得するために用いられる画素である。画像取得用画素２０Ａのセンサ部１０３Ａ及びセンサ部１０３Ｂは、並列に接続され、一端がＴＦＴスイッチ４を介して信号配線３に接続されている。一方、放射線検知用画素２０Ｂは、放射線を検知するために用いられる画素であり、本実施の形態では、放射線の照射開始を検出するために用いられる。放射線検知用画素２０Ｂの一方のセンサ部１０３Ａは、ＴＦＴスイッチ４を介して信号配線３に接続されており、他方のセンサ部１０３Ｂは、ＴＦＴスイッチ４を介さずに信号配線３に直接接続されている。また、センサ部１０３Ｂが直接、信号配線３に接続されていることから、放射線検知用画素２０Ｂは、電荷の蓄積期間であっても、電荷を出力する画素である（詳細後述）。
【００４３】
また、放射線検出器１０には、基板１（図４、図６参照）上に、ＴＦＴスイッチ４をオン／オフするための複数の走査配線１０１と、上記センサ部１０３に蓄積された電荷を読み出すための複数の信号配線３と、が互いに交差して設けられている。本実施の形態では、各画素列に対応させて信号配線３が１本ずつ設けられ、交差方向の各画素列に対応させて走査配線１０１が１本ずつ設けられている。例えば、画素２０が行方向及び列方向に１０２４×１０２４個配置されている場合、信号配線３及び走査配線１０１は各々行数及び列数と同じ本数である１０２４本ずつ設けられている。
【００４４】
さらに、放射線検出器１０には、各信号配線３と並列に共通電極配線２５が設けられている。共通電極配線２５は、並列に接続されて並列配線を構成しており、並列配線の一端が所定のバイアス電圧を供給する電源１１０に接続されている。センサ部１０３（１０３Ａ、１０３Ｂ）は共通電極配線２５に接続されており、共通電極配線２５を介して電源１１０からバイアス電圧が印加されている。
【００４５】
走査配線１０１には、各ＴＦＴスイッチ４をスイッチングするためのスキャン信号が通電される。このようにスキャン信号が各走査配線１０１に流れることによって、各ＴＦＴスイッチ４がスイッチングされる。
【００４６】
信号配線３には、各画素２０のＴＦＴスイッチ４のスイッチング状態に応じて、各画素２０に蓄積された電荷に応じた電気信号が流れる。より具体的には、各信号配線３には、当該信号配線３に接続された画素２０の何れかのＴＦＴスイッチ４がオンされることにより蓄積された電荷量に応じた電気信号が流れる。
【００４７】
各信号配線３には、各信号配線３に流れ出した電気信号を検出する信号検出回路１０５が接続されている。なお、ここで電気信号の「検出」とは、電気信号をサンプリングすることを表している。
【００４８】
また、各走査配線１０１には、各走査配線１０１にＴＦＴスイッチ４をオン／オフするためのスキャン信号を出力するスキャン信号制御回路１０４が接続されている。図２では、信号検出回路１０５及びスキャン信号制御回路１０４を１つに簡略化して示しているが、例えば、信号検出回路１０５及びスキャン信号制御回路１０４を複数設けて所定本（例えば、２５６本）毎に信号配線３または走査配線１０１を接続してもよい。例えば、信号配線３及び走査配線１０１が１０２４本ずつ設けられている場合、スキャン信号制御回路１０４を４個設けて２５６本ずつ走査配線１０１を接続し、信号検出回路１０５も４個設けて２５６本ずつ信号配線３を接続してもよい。
【００４９】
信号検出回路１０５は、各信号配線３毎に、入力される電気信号を増幅する増幅回路５０（図７参照）を内蔵している。信号検出回路１０５では、各信号配線３より入力される電気信号を増幅回路５０により増幅し、ＡＤＣ（アナログ・デジタル変換器）５４によりアナログ信号をデジタル信号へ変換する（詳細後述）。
【００５０】
この信号検出回路１０５及びスキャン信号制御回路１０４には、信号検出回路１０５において変換されたデジタル信号の画像データに対してノイズ除去やゲイン補正等の所定の処理を施して照射された放射線が示す放射線画像を生成する制御部１０６が接続されている。また制御部１０６は、信号検出回路１０５に対して信号検出のタイミングを示す制御信号を出力し、スキャン信号制御回路１０４に対してスキャン信号の出力のタイミングを示す制御信号を出力する。
【００５１】
本実施の形態の制御部１０６は、マイクロコンピュータによって構成されており、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ及びＲＡＭ、フラッシュメモリ等からなる不揮発性の記憶部を備えている。制御部１０６は、記録媒体であるＲＯＭに記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することにより、放射線画像の撮影のための制御を行う。
【００５２】
図３〜図６を参照して、画像取得用画素２０Ａ及び放射線検知用画素２０Ｂについてさらに詳細に説明する。図３には、本実施形態に係る画像取得用画素２０Ａの構造を示す平面図が示されており、図４には、図３の画像取得用画素２０ＡのＡ−Ａ線断面図が示されている。また、図５には、本実施形態に係る放射線検知用画素２０Ｂの構造を示す平面図が示されており、図６には、図５の放射線検知用画素２０ＢのＢ−Ｂ線断面図が示されている。
【００５３】
本実施の形態の画素２０は、１画素内にセンサ部１０３Ａ及びセンサ部１０３Ｂを備えている。本実施の形態のセンサ部１０３Ａ及びセンサ部１０３Ｂでは、それぞれ下部電極１１（１１Ａ、１１Ｂ）、半導体層２１（２１Ａ、２１Ｂ）、及び上部電極２２（２２Ａ、２２Ｂ）を含んで構成されている。
【００５４】
図３に示すように、本実施の形態の画像取得用画素２０Ａは、矩形状のセンサ部１０３Ｂ（図３：半導体層２１Ｂ参照）と、矩形からセンサ部１０３Ｂを除いた形状のセンサ部１０３Ａ（図３：半導体層２１Ａ参照）とにより構成されている。センサ部１０３Ａとセンサ部１０３Ｂとは、接続配線３２により接続されており、ＴＦＴスイッチ４のオン／オフによりセンサ部１０３Ａの半導体層２１Ａにおいて発生し蓄積された電荷と、センサ部１０３Ｂの半導体層２１Ｂで発生し蓄積された電荷とが信号配線３に読み出される。なお、本実施の形態の画像取得用画素２０Ａにおける接続配線３２が本発明の第１接続配線に対応している。
【００５５】
図４に示すように、放射線検出器１０の画像取得用画素２０Ａは、無アルカリガラス等からなる絶縁性の基板１上に、走査配線１０１（図３参照）、ゲート電極２が形成されており、走査配線１０１とゲート電極２は接続されている（図３参照）。この走査配線１０１、ゲート電極２が形成された配線層（以下、この配線層を「第１信号配線層」ともいう）は、Ａｌ若しくはＣｕ、またはＡｌ若しくはＣｕを主体とした積層膜を用いて形成されているが、これらに限定されるものではない。
【００５６】
この第１信号配線層上には、一面に絶縁膜１５が形成されており、ゲート電極２上に位置する部位がＴＦＴスイッチ４におけるゲート絶縁膜として作用する。この絶縁膜１５は、例えば、ＳｉＮＸ 等からなっており、例えば、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）成膜により形成される。
【００５７】
絶縁膜１５上のゲート電極２上には、半導体活性層８が島状に形成されている。この半導体活性層８は、ＴＦＴスイッチ４のチャネル部であり、例えば、アモルファスシリコン膜からなる。
【００５８】
これらの上層には、ソース電極９及びドレイン電極１３が形成されている。このソース電極９及びドレイン電極１３が形成された配線層には、ソース電極９及びドレイン電極１３とともに、信号配線３が形成されている。ソース電極９は信号配線３に接続されている（図３参照）。ソース電極９、ドレイン電極１３、及び信号配線３が形成された配線層（以下、この配線層を「第２信号配線層」ともいう）は、Ａｌ若しくはＣｕ、またはＡｌ若しくはＣｕを主体とした積層膜を用いて形成されるが、これらに限定されるものではない。当該ソース電極９及びドレイン電極１３と半導体活性層８との間には不純物添加アモルファスシリコン等による不純物添加半導体層（図示省略）が形成されている。これらによりスイッチング用のＴＦＴスイッチ４が構成される。なお、ＴＦＴスイッチ４は後述する下部電極１１により収集、蓄積される電荷の極性によってソース電極９とドレイン電極１３が逆となる。また、絶縁膜１５上には、ドレイン電極１３と接続するように接続配線３２が形成されている。
【００５９】
これら第２信号配線層を覆い、基板１上の画素２０が設けられた領域のほぼ全面（ほぼ全領域）には、ＴＦＴスイッチ４や信号配線３及び接続配線３２を保護するために、ＴＦＴ保護膜層３０が形成されている。このＴＦＴ保護膜層３０は、例えば、ＳｉＮＸ 等からなっており、例えば、ＣＶＤ成膜により形成される。
【００６０】
このＴＦＴ保護膜層３０上には、塗布型の層間絶縁膜１２が形成されている。この層間絶縁膜１２は、低誘電率（比誘電率εｒ＝２〜４）の感光性の有機材料（例えば、ポジ型感光性アクリル系樹脂：メタクリル酸とグリシジルメタクリレートとの共重合体からなるベースポリマーに、ナフトキノンジアジド系ポジ型感光剤を混合した材料等）により１〜４μｍの膜厚で形成されている。
【００６１】
本実施の形態に係る放射線検出器１０では、この層間絶縁膜１２によって層間絶縁膜１２上層と下層に配置される金属間の容量を低く抑えている。また、一般的にこのような材料は平坦化膜としての機能も有しており、下層の段差が平坦化される効果も有する。本実施の形態に係る放射線検出器１０のセンサ部１０３Ａでは、この層間絶縁膜１２及びＴＦＴ保護膜層３０のドレイン電極１３と対向する位置にコンタクトホール１７Ａが形成されている。また、センサ部１０３Ｂでは、層間絶縁間１２及びＴＦＴ保護層３０の接続配線３２と対向する位置にコンタクトホール１７Ｂが形成されている。
【００６２】
層間絶縁膜１２上には、コンタクトホール１７Ａを埋めつつ、センサ部１０３Ｂの領域を除いた画素領域を覆うようにセンサ部１０３Ａの下部電極１１Ａが形成されており、この下部電極１１Ａは、ＴＦＴスイッチ４のドレイン電極１３と接続されている。また、層間絶縁膜１２上には、コンタクトホール１７Ｂを埋めつつ、画素領域の一部を覆うようにセンサ部１０３Ｂの下部電極１１Ｂが形成されており、この下部電極１１Ｂは、接続配線３２と接続されている。従って、下部電極１１Ｂは、接続配線３２を介してドレイン電極１３に接続されている。
【００６３】
この下部電極１１Ａ、１１Ｂは、後述する半導体層２１が１μｍ前後と厚い場合には導電性があれば材料に制限がほとんどない。このため、Ａｌ系材料、ＩＴＯなど導電性の金属を用いて形成すれば問題ない。一方、半導体層２１の膜厚が薄い場合（０．２〜０．５μｍ前後）、半導体層２１で光が吸収が十分でないため、ＴＦＴスイッチ４への光照射によるリーク電流の増加を防ぐため、遮光性メタルを主体とする合金、若しくは積層膜とすることが好ましい。なお、シンチレータ４０から照射された光以外の光が半導体層２１Ａ、２１Ｂに入射されるのを抑制するために、下部電極１１は遮光性を有することが好ましい。そのため、本実施の形態では、下部電極１１を遮光性を有する電極としている。なお、本実施の形態の下部電極１１が本発明の遮光手段に対応している。
【００６４】
下部電極１１Ａ、１１Ｂ上には、それぞれフォトダイオード（光電変換素子）として機能する半導体層２１Ａ、２１Ｂが形成されている。本実施の形態では、半導体層２１Ａ、２１Ｂとして、ｎ＋層、ｉ層、ｐ＋層（ｎ＋アモルファスシリコン、アモルファスシリコン、ｐ＋アモルファスシリコン）を積層したＰＩＮ構造のフォトダイオードを採用しており、下層からｎ＋層２１Ｃ、ｉ層２１Ｄ、ｐ＋層２１Ｅを順に積層して形成する。ｉ層２１Ｄは、光が照射されることにより電荷（一対の自由電子と自由正孔）が発生する。ｎ＋層２１Ｃ及びｐ＋層２１Ｅは、コンタクト層として機能し、下部電極１１Ａ、１１Ｂ及び後述する上部電極２２Ａ、２２Ｂとｉ層２１Ｄとを電気的に接続する。
【００６５】
半導体層２１Ａ、２１Ｂ上には、それぞれ上部電極２２Ａ、２２Ｂが形成されている。この上部電極２２Ａ、２２Ｂには、例えば、ＩＴＯやＩＺＯ（酸化亜鉛インジウム）等の光透過性の高い材料を用いている。
【００６６】
層間絶縁膜１２、半導体層２１Ａ、２１Ｂ及び上部電極２２Ａ、２２Ｂ上には、上部電極２２Ａ、２２Ｂに対応する一部で開口２７Ｃを持ち、各半導体層２１Ａ、２１Ｂを覆うように、塗布型の層間絶縁膜２３が形成されている。
【００６７】
この層間絶縁膜２３上には、共通電極配線２５がＡｌ若しくはＣｕ、またはＡｌ若しくはＣｕを主体とした合金あるいは積層膜で形成されている。共通電極配線２５は、開口２７Ｃ付近にコンタクトパッド２７Ａ、２７Ｂが形成され、層間絶縁膜２３の開口２７Ｃを介して上部電極２２Ａ、２２Ｂと電気的に接続される。
【００６８】
一方、図５に示すように、本実施の形態の放射線検知用画素２０Ｂは、画像取得用画素２０Ａと同様に、矩形状のセンサ部１０３Ｂと、矩形からセンサ部１０３Ｂを除いた形状のセンサ部１０３Ａとにより構成されている。センサ部１０３Ａの半導体層２１Ａにおいて発生し蓄積された電荷は、ＴＦＴスイッチ４のオン／オフにより信号配線３に読み出される。また、センサ部１０３Ｂと信号配線３とは、接続配線３４により接続されており、半導体層２１Ｂにおいて発生し蓄積された電荷は信号配線３に出力される。なお、本実施の形態の放射線検知用画素２０Ｂにおける接続配線３４が本発明の第２接続配線に対応している。
【００６９】
また、図６に示すように、本実施の形態の放射線検知用画素２０Ｂは、上述した画像取得用画素２０Ａの構成（図４参照）と略同様の構成としているが、センサ部１０３Ｂで発生した電荷を信号配線３に出力するための配線が異なっている。
【００７０】
放射線検知用画素２０Ｂでは、絶縁膜１５上に接続配線３４が形成されており、接続配線３４には、センサ部１０３Ｂの下部電極１１Ｂが接続されている。接続配線３４は、ドレイン電極１３と接続されておらず、従って、放射線検知用画素２０Ｂの下部電極１１Ｂとドレイン電極１３とは非接続とされている。一方、接続配線３４は、信号配線３に接続されている（図５参照）。このように、放射線検知用画素２０Ｂでは、ＴＦＴスイッチ４を介さずに下部電極１１Ｂと信号配線３とが接続されているため、下部電極１１Ｂに収集された電荷がＴＦＴスイッチ４のスイッチング状態にかかわらず信号配線３に流れ出す。すなわち、ＴＦＴスイッチ４のスイッチング状態にかかわらずセンサ部１０３Ｂから信号配線３に電荷が出力される。なお、センサ部１０３Ａでは、画像取得用画素２０Ａと同様に、ＴＦＴスイッチ４のオン／オフにより半導体層２１Ａにおいて発生し蓄積された電荷が信号配線３に読み出される。
【００７１】
このように形成された放射線検出器１０には、必要に応じてさらに光吸収性の低い絶縁性の材料により保護膜が形成されて、その表面に光吸収性の低い接着樹脂を用いてＧＯＳ等からなるシンチレータ４０が貼り付けられる。
【００７２】
次に、本実施の形態の信号検出回路１０５の概略構成について説明する。図７は、本実施の形態の信号検出回路１０５の一例の概略構成図である。本実施の形態の信号検出回路１０５は、増幅回路５０、及びＡＤＣ（アナログ・デジタル変換器）５４を備えている。なお、図７では、図示を省略したが増幅回路５０は、信号配線３毎に設けられている。すなわち、信号検出回路１０５は、放射線検出器１０の信号配線３の数と同じ数の、複数の増幅回路５０を備えている。
【００７３】
増幅回路５０は、チャージアンプ回路で構成されており、オペアンプ等のアンプ５２と、アンプ５２に並列に接続されたコンデンサＣと、アンプ５２に並列に接続された電荷リセット用のスイッチＳＷ１と、を備えている。
【００７４】
増幅回路５０では、電荷リセット用のスイッチＳＷ１がオフの状態で画素２０から電荷（電気信号）が読み出され、コンデンサＣに読み出された電荷が蓄積され、蓄積される電荷量に応じてアンプ５２から出力される電圧値が増加するようになっている。
【００７５】
また、制御部１０６は、電荷リセット用スイッチＳＷ１に電荷リセット信号を印加して電荷リセット用のスイッチＳＷ１のオン／オフを制御するようになっている。なお、電荷リセット用のスイッチＳＷ１がオン状態とされると、アンプ５２の入力側と出力側とが短絡され、コンデンサＣの電荷が放電される。
【００７６】
ＡＤＣ５４は、Ｓ／Ｈ（サンプルホールド）スイッチＳＷがオン状態において、増幅回路５０から入力されたアナログ信号である電気信号をデジタル信号に変換する機能を有するものである。ＡＤＣ５４は、デジタル信号に変換した電気信号（画像データ）を制御部１０６に順次出力する。
【００７７】
なお、本実施の形態のＡＤＣ５４には、信号検出回路１０５に備えられた全ての増幅回路５０から出力された電気信号が入力される。すなわち、本実施の形態の信号検出回路１０５は、増幅回路５０（信号配線３）の数にかかわらず、１つのＡＤＣ５４を備えている。
【００７８】
制御部１０６では、信号検出回路１０５から出力されたデジタル信号の電気信号（画像データ）に対してノイズ除去やゲイン補正等の所定の処理を施して照射された放射線が示す放射線画像を生成する。本実施の形態では、放射線検知用画素２０Ｂのセンサ部１０３Ｂから出力された電荷は、放射線の検知に用いられ、放射線画像の生成には寄与しない。放射線検知用画素２０Ｂでは、センサ部１０３Ａから出力された電荷のみが、放射線画像の生成に用いられる。すなわち、放射線検知用画素２０Ｂは、画像取得用画素２０Ａに比べて、同量の放射線が照射された場合、センサ部１０３Ｂの（センサ部１０３Ｂの放射線が照射される領域に対応した）分、電荷量が少ないことになる。そのため、本実施の形態では、予め、画像取得用画素２０Ａに対する放射線検知用画素２０Ｂでの電荷量の減少分や、放射線が照射されるセンサ部１０３Ａ、１０３Ｂの面積等に応じて、同量の照射線が照射された場合に画像取得用画素２０Ａ全体から出力される電荷量と放射線検知用画素２０Ｂ全体から出力される電荷量とが略同量となるようにゲイン補正値を得ておき、当該補正値に基づいて制御部１０６では、放射線検知用画素２０Ｂに対応する画像データに対して、ゲイン補正を行う。
【００７９】
次に、図８を参照して、本実施の形態の放射線画像撮影装置１００により放射線画像を撮影する際の動作の流れについて説明する。図８には、放射線画像撮影装置１００により放射線画像を撮影する際の動作の流れを示すタイミングチャートを示す。
【００８０】
本実施の形態の放射線画像撮影装置１００では、待機状態の後、放射線画像を撮影する撮影モードになると、放射線検知期間に移行し、放射線検知待ち状態となる。本実施の形態では、放射線検知期間では、制御部１０６がスキャン信号制御回路１０４を制御して、スキャン信号制御回路１０４から１ラインずつ順に、所定周期Ｈで各走査配線１０１にスキャン信号を出力させ、各走査配線１０１に接続された各ＴＦＴスイッチ４を１ラインずつ順にオン状態にさせて放射線検出器１０の各画素２０の各々に蓄積された電荷を取り出すリセット動作を行う。
【００８１】
また、放射線検知期間では、所定周期Ｔｓで信号検出回路１０５により放射線検知用画素２０Ｂが接続された信号配線３（図２の場合、例えば、Ｄ６）及び放射線検知用画素２０Ｂが接続されていない信号配線３（図２の場合、例えば、Ｄ７）にそれぞれ流れる電気信号をデジタル信号に変換させて放射線の検出を行うサンプリング期間Ｔｃａのサンプリングを繰り返す。信号検出回路１０５は、Ｄ６の信号配線３及びＤ７の信号配線３を流れる電気信号をそれぞれ増幅回路５０により増幅してそれぞれデジタル信号へ変換し、制御部１０６へ出力する。
【００８２】
なお、本実施の形態では、１フレーム＝所定周期Ｈ×ｎ（ｎ：１フレームあたりの走査配線１０１の本数、図２ではｎ＝８）であり、サンプリング期間Ｔｃａ≦所定周期Ｈ＝１フレーム／ｎ、としている。
【００８３】
制御部１０６は、信号検出回路１０５により変換された、放射線検知用画素２０Ｂが接続されたＤ６の信号配線３のデジタル信号の値から放射線検知用画素２０Ｂが接続されていないＤ７の信号配線３のデジタル信号の値を減算し、減算されたデジタル信号の値を予め定めた放射線の照射開始検知用の閾値と比較し、閾値以上となった否かにより放射線が照射されたか否かの検出を行う。
【００８４】
各信号配線３に外乱要因に起因してノイズが発生した場合、Ｄ６及びＤ７の信号配線３には、隣り合っているため略同一のノイズが発生する。また、放射線が照射された場合、Ｄ６の信号配線３には、放射線検知用画素２０Ｂからの電気信号も流れる。
【００８５】
このため、Ｄ６及びＤ７の信号配線３を流れる電気信号をデジタル信号に変換し、変換されたＤ６の信号配線３のデジタル信号の値からＤ７の信号配線３のデジタル信号の値を減算することにより、ノイズ分の値をキャンセルすることができる。
【００８６】
なお、制御部１０６による放射線が照射されたか否かの検知は、放射線の照射開始検知用の閾値と比較することに限らず、例えば、検知回数等、予め設定した条件に基づいて検知するようにしてもよい。また、本実施の形態では、ノイズ分の値をキャンセルするために上述のように、放射線検知用画素２０Ｂが接続された信号配線３のデジタル信号から、当該信号配線３に隣接する放射線検知用画素２０Ｂが接続されていない信号配線３のデジタル信号が減算されたデジタル信号を用いているがこれに限らず、例えば、単に放射線検知用画素２０Ｂが接続された信号配線３のデジタル信号を用いるようにしてもよい。
【００８７】
以上説明したように、本実施の形態の放射線検出器１０では、画素２０は、センサ部１０３Ａとセンサ部１０３Ｂとを備えている。画像取得用画素２０Ａでは、センサ部１０３Ａとセンサ部１０３Ｂとが接続配線３２により接続されており、センサ部１０３Ａで発生した電荷及びセンサ部１０３Ｂで発生した電荷がＴＦＴスイッチ４により読み出されて信号配線３に出力される。一方、放射線検知用画素２０Ｂでは、センサ部１０３Ａで発生した電荷がＴＦＴスイッチ４により読み出されて信号配線３に出力される。また、放射線検知用画素２０Ｂでは、センサ部１０３Ｂと信号配線３とが直接、接続配線３４により接続されており、センサ部１０３Ｂで発生した電荷はそのまま信号配線３に出力される。
【００８８】
このように、本実施の形態では、画像取得用画素２０Ａの構成（形状・パターン）と放射線検知用画素２０Ｂの構成（形状・パターン）とを類似させることができる。これにより、検査装置（例えば、光学的検査装置）の制約を回避することができる。例えば、検査装置により放射線検出器１０の検査を行う場合、画像取得用画素２０Ａとの形状（パターン）の相違から放射線検知用画素２０Ｂを不良（エラー）と検出してしまうのを防止することができる。従って、従来に比べて、放射線検出器１０の検査を行い易くすることができる。また、放射線検出器１０の製造上の制約を回避することができる。例えば、画像取得用画素２０Ａの形状（パターン）と放射線検知用画素２０Ｂの形状（パターン）とが大きく異なると、放射線検出器１０の製造に用いるマスクの繰り返しパターンが使用できなくなるため、製造しづらくなる場合があるが、本実施の形態では、マスクの繰り返しパターンを使用して製造を行うことができるため、製造し易くすることができる。
【００８９】
また、本実施の形態では、シンチレータ４０で放射線から変換された光がセンサ部１０３Ａの半導体層２１Ａ及びセンサ部１０３Ｂの半導体層２１Ｂの両方に入射されるように構成している。例えば、センサ部１０３Ａ（半導体層２１Ａ）とセンサ部１０３Ｂ（半導体層２１Ｂ）とで、異なるシンチレータから光が入射された場合（例えば、従来技術の特許文献２参照）、照射された放射線に対するセンサ部１０３Ａ（半導体層２１Ａ）の感度と、センサ部１０３Ｂ（半導体層２１Ｂ）の感度とが異なることになる。従来技術の特許文献２のような場合、照射された放射線が高エネルギーである場合は、２つのセンサ部（１０３Ａ、１０３Ｂ）の感度の差が小さくなるが、照射された放射線が低エネルギーである場合は、２つのセンサ部（１０３Ａ、１０３Ｂ）の感度の差が大きくなる。これに対して、本実施の形態の放射線検出器１０では、同一のシンチレータ４０から光が入射されることにより、照射された放射線に対するセンサ部１０３Ａ（半導体層２１Ａ）の感度と、センサ部１０３Ｂ（半導体層２１Ｂ）の感度とのずれ（差）を抑制することができる。
【００９０】
本実施の形態のセンサ部１０３Ａとセンサ部１０３Ｂとの感度特性（照射された放射線量と発生する電荷量との関係）を図９に示す。ここで、発生する電荷量をＱ（Ｑ１、Ｑ２）、照射された放射線量をＲ、係数をＫ（Ｋ１、Ｋ２）とすると、センサ部１０３Ａの感度特性は、Ｑ１＝Ｋ１×Ｒで表され、センサ部１０３Ｂの感度特性は、Ｑ２＝Ｋ２×Ｒで表される。なお、本実施の形態では、センサ部１０３Ａ及びセンサ部１０３Ｂは、構成が同一であり、放射線が照射される領域の面積が異なるため、そのぞれの放射線が照射される領域の面積をＳ１、Ｓ２とすると、センサ部１０３Ａの感度特性Ｑ１：センサ部１０３Ｂの感度特性Ｑ２＝Ｓ１：Ｓ２となる。
【００９１】
図９に示すように、センサ部１０３Ｂの感度特性は、放射線が照射される領域の面積がセンサ部１０３Ａよりも小さいため、センサ部１０３Ａの感度特性よりも低い（同一の放射線量に対して発生する電荷量が少ない）ものの、本実施の形態では、センサ部１０３Ａとセンサ部１０３Ｂとの感度特性が、相似形を示している（略一致している）ため、照射された放射線のエネルギーが変化しても、センサ部１０３Ａで発生する電荷量とセンサ部１０３Ｂで発生する電荷量との比を変化させないようにすることができる。従って、センサ部１０３Ｂにより、精度よく放射線を検知することができ、放射線の照射開始を検出することができる。なお、センサ部１０３Ａとセンサ部１０３Ｂの位置等により、感度特性の差が若干存在する場合であっても、相似しているとみなせる程度の差であり、少なくとも上述の従来の技術において生じる感度特性の差よりも小さいため、問題は生じない。
【００９２】
さらに、下部電極１１を遮光性を有する電極としているため、シンチレータ４０からの光を効率的にセンサ部１０３Ａ（半導体層２１Ａ）及びセンサ部１０３Ｂ（半導体層２１Ｂ）に入射させることができるため、センサ部１０３Ｂにより、より精度よく放射線を検知することができ、放射線の照射開始を検出することができる。
【００９３】
また、本実施の形態では、放射線検知用画素２０Ｂをセンサ部１０３Ｂのみで構成するのではなく、センサ部１０３Ａ及びセンサ部１０３Ｂを備えるように構成している。放射線検知用画素（２０Ｂ）を１つのセンサ部（１０３Ａまたは１０３Ｂ）で構成した場合、放射線画像を取得する際に、照射された放射線量に応じて発生した電荷を蓄積することができないため、放射線検知用画素（２０Ｂ）は、欠陥画素となり、点欠陥が生じることになる。このような場合、周辺の画像取得用画素（２０Ａ）の情報（画像データ）により補正を行っていた。このような点欠陥が多い場合、放射線画像の品質の低下を招く恐れがあるため、点欠陥の原因となる放射線検知用画素（２０Ｂ）を配置する数や位置等に制限があった。
【００９４】
一方、本実施の形態の放射線検知用画素２０Ｂでは、放射線画像を取得する際に、センサ部１０３Ａでは、照射された放射線に応じて発生した電荷を蓄積することができるため、画像取得用画素２０Ａに比べて感度が低下するものの、画像データを取得することができ、欠陥画素となるのを防止することができる。さらに、上述のように放射線検知用画素２０Ｂから出力された画像データを制御部１０６でゲイン補正することにより、より点欠陥となるのを防止することができる。これにより、より多くの放射線検知用画素２０Ｂを放射線検出器１０内に配置することができるようになるため、精度よく放射線の照射を検知することができる。
【００９５】
また、本実施の形態では、放射線検知用画素２０Ｂをセンサ部１０３Ｂのみで構成する場合に比べて、１放射線検知用画素２０Ｂあたりのセンサ部１０３Ｂの容量を小さくすることができる。放射線検知用画素２０Ｂが接続された信号配線３では、配線容量が増加することにより、オフセットの変化を引き起こして、放射線画像にライン欠陥が生じる要因となる場合がある。これに対して、本実施の形態では、１放射線検知用画素２０Ｂあたりのセンサ部１０３Ｂの容量が小さいため、信号配線３の容量変動を抑制することができる。これにより、１本の信号配線３に多くの放射線検知用画素２０Ｂを設けることができるため、精度よく放射線の照射を検知することができる。
【００９６】
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態について説明する。
【００９７】
本実施の形態の放射線画像撮影システム２００及び放射線画像撮影装置１００は、第１の実施の形態の放射線画像撮影システム２００及び放射線画像撮影装置１００と略同一の構成及び動作であるため、同一部分は説明を省略する。本実施の形態の画素２０（画像取得用画素２０Ａ及び放射線検知用画素２０Ｂ）の構成が、第１の実施の形態の画素２０（画像取得用画素２０Ａ及び放射線検知用画素２０Ｂ）の構成と異なるため、異なる構成についてここでは説明する。
【００９８】
図１０には、本実施形態に係る画像取得用画素２０Ａの構造を示す平面図が示されている。また、図１１には、本実施形態に係る放射線検知用画素２０Ｂの構造を示す平面図が示されている。
【００９９】
本実施の形態においても第１の実施の形態と同様に、画素２０は、１画素内にセンサ部１０３Ａ及びセンサ部１０３Ｂを備えているが、センサ部１０３Ａ及びセンサ部１０３Ｂの形状（より具体的には、放射線が照射される照射面の形状）が第１の実施の形態のセンサ部１０３Ａ及びセンサ部１０３Ｂの形状と異なっている。
【０１００】
本実施の形態では、図１０、図１１に示すように、センサ部１０３Ａ（半導体層２１Ａ）の放射線が照射される照射面の形状が矩形状になっており、センサ部１０３Ａとセンサ部１０３Ｂとの間の領域は直線状となっている。一方、第１の実施の形態では、センサ部１０３Ａは、二つの矩形を組み合わせた形状をしており、センサ部１０３Ａとセンサ部１０３Ｂとの間の領域は、屈曲部を有するＬ字型形状となっている（図３、図５参照）。このようにセンサ部１０３Ａとセンサ部１０３Ｂとの間の領域が屈曲部を有している場合、センサ部１０３Ａの半導体層２１Ａとセンサ部１０３Ｂの半導体層２１Ｂとを合わせた半導体層２１全体の有効面積が低下してしまう。従って、画像取得用画素２０Ａ全体における半導体層２１の有効面積が低下することになる。
【０１０１】
そこで本実施の形態は、センサ部１０３Ａとセンサ部１０３Ｂとの間の領域を直線状とすることにより、屈曲部を有さないようにしている。具体的に本実施の形態では、センサ部１０３Ａ及びセンサ部１０３Ｂ共に、矩形状としている。このようにすることにより、画像取得用画素２０Ａ全体における半導体層２１の有効面積を向上させることができる。従って、画像取得用画素２０Ａの感度を向上させることができる。
【０１０２】
また、本実施の形態の画像取得用画素２０Ａでは、センサ部１０３Ｂと信号配線３とを接続する接続配線３４の一部が断線した状態の接続配線３４Ａが設けられている。図１０では、接続配線３４Ａと信号配線３とが非接続になるように、信号配線３との接続箇所が所定間隔、断線されている状態を示している。なお、断線箇所はこれに限らず、接続配線３４Ａの中間であってもよいし、半導体層２１Ｂのコンタクトホール１７Ｂ付近であってもよいし、放射線検出器１０の製造や検査の制約・仕様等により定めればよく、特に限定されない。このように、本実施の形態の画像取得用画素２０Ａは、放射線検知用画素２０Ｂの接続配線３４と類似する接続配線３４Ａを備えているが、一部が断線しているため、センサ部１０３Ｂと信号配線３とは非接続の状態となっている。なお、本実施の形態の画像取得用画素２０Ａにおける接続配線３４Ａが本発明の第４接続配線に対応している。
【０１０３】
さらに、本実施の形態の放射線検知用画素２０Ｂでは、センサ部１０３Ａとセンサ部１０３Ｂとを接続する接続配線３２の一部が断線した状態の接続配線３２Ｂが設けられている。図１１では、接続配線３２Ｂとドレイン電極１３とが非接続になるように、ドレイン電極１３との接続箇所が所定間隔、断線されている状態を示している。なお、断線箇所はこれに限らず、接続配線３２Ｂの中間であってもよいし、半導体層２１Ｂのコンタクトホール１７Ｂ付近であってもよいし、放射線検出器１０の製造や検査の制約・仕様等により定めればよく、特に限定されない。このように、本実施の形態の放射線検知用画素２０Ｂは、画像取得用画素２０Ａの接続配線３２と類似する接続配線３２Ｂを備えているが、一部が断線しているため、センサ部１０３Ａとセンサ部１０３Ｂとは非接続の状態となっている。なお、本実施の形態の放射線検知用画素２０Ｂにおける接続配線３２Ｂが本発明の第３接続配線に対応している。
【０１０４】
なお、接続配線３２Ｂ及び接続配線３４Ａの断線間隔は、画素２０、センサ部１０３Ａ、及びセンサ部１０３Ｂの大きさや、放射線検出器１０の検査装置の仕様等により定めればよい。例えば、画像取得用画素２０Ａとの形状（パターン）の相違から放射線検知用画素２０Ｂを不良（エラー）と検出するのを防止するためには、放射線検出器１０の検査装置（例えば、光学的検査装置）の分解能以下の間隔とすればよい。具体的一例として、画素２０のサイズが１００μｍ〜２００μｍ角であり、検査装置の分解能が２０μｍである場合は、断線間隔を１０μｍ程度にすればよい。
【０１０５】
このように本実施の形態によれば、画像取得用画素２０Ａと放射線検知用画素２０Ｂとの構成（形状・パターン）を、より、類似させることができる。
【０１０６】
［第３の実施の形態］
次に、第３の実施の形態について説明する。
【０１０７】
本実施の形態の放射線画像撮影システム２００及び放射線画像撮影装置１００は、第１の実施の形態の放射線画像撮影システム２００及び放射線画像撮影装置１００と略同一の構成及び動作であるため、同一部分は説明を省略する。本実施の形態の放射線検出器１０の放射線検知用画素２０Ｂのセンサ部１０３Ｂで発生した電荷の出力先が、第１の実施の形態の射線検出器１０の放射線検知用画素２０Ｂのセンサ部１０３Ｂで発生した電荷の出力先と異なるため、異なる構成についてここでは説明する。
【０１０８】
本実施の形態の放射線画像撮影装置１００（放射線検出器１０）の全体構成の一例の構成図を図１２に示す。図１２に示すように、本実施の形態の放射線検出器１０では、走査配線１０１とは別に、走査配線１０１と並列に放射線検知用画素２０Ｂのセンサ部１０３Ｂに接続され、センサ部１０３Ｂで発生した電荷が出力される放射線検知用信号配線１２２が設けられている。また、本実施の形態では、放射線検知用信号配線１２２には、放射線の照射量を検出する放射線量検出回路１２０が接続されている。放射線量検出回路１２０は、例えば、放射線の照射量を積算することにより放射線の総照射量を検出する。制御部１０６は、放射線量検出回路１２０で検出された放射線量に基づいて、放射線の照射開始を検出する。
【０１０９】
このように本実施の形態では、画像取得用の電荷が流れる信号配線３と別途に、放射線検知用画素２０Ｂのセンサ部１０３Ｂから出力された放射線の照射開始の検出用の電荷が流れる放射線検知用信号配線１２２を設けたため、電荷が混ざりあってしまうのを防止することができる。これにより、より精度よく、放射線を検知することができると共に、放射線画像の品質を向上させることができる。
【０１１０】
［第４の実施の形態］
次に、第４の実施の形態について説明する。
【０１１１】
本実施の形態の放射線画像撮影システム２００及び放射線画像撮影装置１００は、第１の実施の形態の放射線画像撮影システム２００及び放射線画像撮影装置１００と略同一の構成及び動作であるため、同一部分は説明を省略する。本実施の形態の画素２０（画像取得用画素２０Ａ及び放射線検知用画素２０Ｂ）の構成が、第１の実施の形態の画素２０（画像取得用画素２０Ａ及び放射線検知用画素２０Ｂ）の構成と異なるため、異なる構成についてここでは説明する。
【０１１２】
本実施の形態の放射線画像撮影装置１００（放射線検出器１０）の全体構成の一例の構成図を図１３に示す。本実施の形態の放射線検出器１０の画素２０では、センサ部１０３Ａに蓄積された電荷を読み出して信号配線３に出力するためのＴＦＴスイッチ４Ａと、ンサ部１０３Ｂに蓄積された電荷を読み出して信号配線３に出力するためのＴＦＴスイッチ４Ｂとを備えている。また、放射線検知用画素２０Ｂでは、ＴＦＴスイッチ４Ｂが短絡されている。
【０１１３】
図１４には、本実施形態に係る画像取得用画素２０Ａの構造を示す平面図が示されており、図１５には、図１４の画像取得用画素２０ＡのＣ−Ｃ線断面図が示されており、図１６には、放射線検知用画素２０ＢのＤ−Ｄ線断面図が示されている。また、図１７には、本実施形態に係る放射線検知用画素２０Ｂの構造を示す平面図が示されており、図１８には、図１７の放射線検知用画素２０ＢのＥ−Ｅ線断面図が示されている。
【０１１４】
図１４に示すように、ＴＦＴスイッチ４Ａ及びＴＦＴスイッチ４Ｂは、走査配線１０１に接続されている。また、本実施の形態の画像取得用画素２０Ａでは、第１の実施の形態の画像取得用画素２０Ａ（図３参照）と異なり、センサ部１０３Ｂが接続配線３２によりセンサ部１０３Ａに接続されておらず、ＴＦＴスイッチ４Ｂを介して信号配線３に接続されている。
【０１１５】
本実施の形態の画像取得用画素２０Ａでは、センサ部１０３Ａとセンサ部１０３Ｂとは、放射線が照射される領域（半導体層２１Ａ、２１Ｂ）の面積が異なっているが、走査配線１０１を軸とした略線対称の構成となっている。そのため、図１５、図１６に示すように、本実施の形態のセンサ部１０３Ａ及びセンサ部１０３Ｂは、第1の実施の形態の画素２０のセンサ部１０３Ａと略同様の構成をしている。
【０１１６】
一方、図１７に示すように、本実施の形態の放射線検知用画素２０Ｂでは、第１の実施の形態の放射線検知用画素２０Ｂ（図５参照）と異なり、センサ部１０３Ｂが信号配線３に直接接続されておらず、短絡されたＴＦＴスイッチ４Ｂを介して信号配線３に接続されている。
【０１１７】
本実施の形態の放射線検知用画素２０Ｂのセンサ部１０３Ａは、画像取得用画素２０Ａのセンサ部１０３Ａと同一構成となっている。また、放射線検知用画素２０Ｂのセンサ部１０３Ｂは、画像取得用画素２０Ａのセンサ部１０３Ｂと、ＴＦＴスイッチ４Ｂが短絡されている以外は同一構成となっている。放射線検知用画素２０Ｂのセンサ部１０３Ｂでは、図１８に示すように、ソース電極９Ｂと、ドレイン電極１３Ｂとを接続配線３６により接続さることにより、ＴＦＴスイッチ４Ｂを短絡させている。なお、ＴＦＴスイッチ４Ｂを短絡させる方法はこれに限らず、接続配線３６を設けずに、ソース電極９Ｂとドレイン電極１３Ｂとを一体的に接続された状態に形成するようにしてもよい。
【０１１８】
本実施の形態では、放射線を検知して放射線の照射開始を検出する際は、放射線検知用画素２０Ｂの短絡されているＴＦＴスイッチ４Ｂから信号配線３に出力される電荷（電荷量）に基づいて、制御部１０６により放射線の照射開始を検出する。
【０１１９】
また、放射線画像を取得する際は、スキャン信号制御回路１０４から走査配線１０１にスキャン信号が順次出力され、画像取得用画素２０Ａでは、ＴＦＴスイッチ４Ａ及びＴＦＴスイッチ４Ｂがオン状態になり、センサ部１０３Ａ及びセンサ部１０３Ｂから電荷が信号配線３に出力される。一方、放射線検知用画素２０Ｂでは、ＴＦＴスイッチ４Ａがオン状態になり、センサ部１０３Ａから電荷が信号配線３に出力される。
【０１２０】
このように本実施の形態によれば、画像取得用画素２０Ａと放射線検知用画素２０Ｂとの構成（形状・パターン）をほぼ同様の構成（形状・パターン）とさせることができる。従って、より、放射線検出器１０の製造及び検査を容易に行うことができる。また、画像取得用画素２０Ａと放射線検知用画素２０Ｂとの容量の差を小さくすることができる。
【０１２１】
なお、本実施の形態の放射線検出器１０では、放射線検知用画素２０ＢのＴＦＴスイッチ４Ｂを短絡させているがこれに限らず、ＴＦＴスイッチ４Ｂを短絡させずに、センサ部１０３Ｂ（例えば、下部電極１１Ｂ）と信号配線３とを接続配線等により接続させるようにしてもよい。この場合も同様に、放射線検知用画素２０Ｂのセンサ部１０３Ｂと信号配線３とが直接接続された状態になるため、適切に放射線の照射を検知することができる。なお、放射線検知用画素２０ＢのＴＦＴスイッチ４Ｂを短絡させる構造とするほうが、画像取得用画素２０Ａと放射線検知用画素２０Ｂとがより類似した形状（パターン）となるため、好ましい。
【０１２２】
また、本実施の形態の放射線画像撮影装置１００の構成を、上述の第３の実施の形態と同様に、放射線量検出回路１２０及び放射線検知用信号配線１２２を設け、放射線検知用画素２０Ｂのセンサ部１０３Ｂを信号配線３ではなく、放射線検知用信号配線１２２に接続させるように構成してもよい。また、本実施の形態では、ＴＦＴスイッチ４Ａ及びＴＦＴスイッチ４Ｂを同一の走査配線１０１に接続させているがこれに限らず、放射線検知用の特定走査配線を走査配線１０１とは別途に設け、当該特定走査配線とＴＦＴスイッチ４Ｂとを接続し、当該特定走査配線を用いてＴＦＴスイッチ４Ｂのオン／オフを制御するように構成してもよい。
【０１２３】
［第５の実施の形態］
次に、第５の実施の形態について説明する。
【０１２４】
本実施の形態の放射線画像撮影システム２００及び放射線画像撮影装置１００は、第１の実施の形態の放射線画像撮影システム２００及び放射線画像撮影装置１００と略同一の構成及び動作であるため、同一部分は説明を省略する。本実施の形態では、画像取得用画素の構成が、第１の実施の形態の画像取得用画素２０Ａと異なるため、異なる構成についてここでは説明する。
【０１２５】
本実施の形態の放射線画像撮影装置１００（放射線検出器１０）の全体構成の一例の構成図を図１９に示す。また、本実施形態に係る画素集団７０の構造を示す平面図を図２０に示す。図１９及び図２０に示すように本実施の形態では、第１の実施の形態と同様の放射線検知用画素２０Ｂと、センサ部１０３Ａ及びセンサ部１０３Ｂに変わり、センサ部１０３が１つ（センサ部１０３Ｃ）設けられた画像取得用画素２０Ｃを備えている。また、１つの放射線検知用画素２０Ｂと、３つの画像取得用画素２０Ｃからなる画素集団７０がマトリックス状に配置されている。
【０１２６】
画像取得用画素２０Ｃは、図２０に示すように、第1の実施の形態の画像取得用画素２０Ａのように２つのセンサ部１０３（センサ部１０３Ａ及びセンサ部１０３Ｂ）により構成されるのではなく、画素領域全面を放射線が照射される領域としたセンサ部１０３Ｃ（半導体層２１Ｃ）により構成されている。
【０１２７】
このように、画像取得用画素２０Ｃと放射線検知用画素２０Ｂとの構成（パターン）が異なる場合であっても、画素集団７０の繰り返しにより放射線検出器１０が構成されているため、画素集団７０単位でみると、同一の構成（パターン）の繰り返しとなる。上述の実施の形態と同様に、放射線検出器１０の検査を行い易くすることができると共に、放射線検出器１０の製造上の制約を回避することができる。
【０１２８】
具体的には、上述の実施の形態では、画素２０のサイズが１５０μｍ×１５０μｍである場合、検査装置は、１５０μｍ角単位の画素比較によりパターン検査を行う。一方、本実施の形態の画素２０（画像取得用画素２０Ｃ、放射線検知用画素２０Ｂ）のサイズが７５μｍ×７５μｍである場合、画素集団７０のサイズが、１５０μｍ×１５０μｍ×となるため、上述の検査装置で１５０μｍ角単位の画素比較によりパターン検査を行う場合は、検査装置は、同一の構成（パターン）の繰り返しとみなすため、適切に検査を行うことができる。
【０１２９】
［第６の実施の形態］
次に、第６の実施の形態について説明する。
【０１３０】
本実施の形態の放射線画像撮影システム２００及び放射線画像撮影装置１００は、第１の実施の形態の放射線画像撮影システム２００及び放射線画像撮影装置１００と略同一の構成及び動作であるため、同一部分は説明を省略する。また、本実施の形態では、画素集団の構成がが、第５の実施の形態の画素集団７０と異なるため、異なる構成についてここでは説明する。
【０１３１】
本実施の形態の放射線画像撮影装置１００（放射線検出器１０）の全体構成の一例の構成図を図２１に示す。また、本実施形態に係る画素集団７０の構造を示す平面図を図２２に示す。図２１及び図２２に示すように本実施の形態では、第５の実施の形態の画素集団７０と、画素集団７１とを備えている。画素集団７１は、１つの第１の実施の形態の画像取得用画素２０Ａと、３つの画像取得用画素２０Ｃとから構成されている。画素集団７１は、画像取得用画素（２０Ａ、２０Ｃ）により構成されているため、放射線画像の取得のみに機能する。なお、画素集団７１において、画像取得用画素２０Ｃから出力される電荷量（センサ部１０３Ｃから出力される電荷量）は、放射線画像の取得時に画像取得用画素２０Ａから出力される電荷量（センサ部１０３Ａから出力される電荷量＋センサ部１０３Ｂから出力される電荷量）よりも多くなる。
【０１３２】
画素集団７０と画素集団７１とでは、画像取得用画素２０Ａを備えているか放射線検知用画素２０Ｂを備えているかのみが異なっているため、類似した構成（パターン）となっている。本実施の形態の放射線検出器１０は、画素集団７０と、画素集団７１とがマトリックス状に配置されている。
【０１３３】
画像取得用画素２０Ｃは、図２２に示すように、第1の実施の形態の画像取得用画素２０Ａのように２つのセンサ部１０３（センサ部１０３Ａ及びセンサ部１０３Ｂ）により構成されるのではなく、画素領域全面を放射線が照射される領域としたセンサ部１０３Ｃ（半導体層２１Ｃ）により構成されている。
【０１３４】
このように、本実施の形態では、放射線検出器１０が画素集団７０と、画素集団７１とで構成されているため、放射線検出器１０全体では、類似した構成（パターン）の繰り返しとなる。従って、第５の実施の形態と同様に、放射線検出器１０の検査を行い易くすることができると共に、放射線検出器１０の製造上の制約を回避することができる。
【０１３５】
なお第５の実施の形態及び第６の実施の形態では、画素集団（７０、７１）がマトリックス状に配置されている場合について説明したがこれに限らず、例えば、千鳥状等であってもよい。また、画素集団（７０、７１）を４つの画素２０で構成したがこれに限らず、例えば、検査装置の画素比較サイズ等により定めるようにしてもよい。
【０１３６】
また、第５の実施の形態及び第６の実施の形態では、画素集団（７０、７１）を１つの画像取得用画素２０Ａまたは放射線検知用画素２０Ｂと、３つの画像取得用画素２０Ｃと、で構成したが画素集団（７０、７１）を構成する各画素２０（２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ）の数はこれに限定されない。また、第５の実施の形態及び第６の実施の形態において、画像取得用画素２０Ｃのみで構成される画素集団を含むように構成してもよい。
【０１３７】
また、第５の実施の形態及び第６の実施の形態の放射線画像撮影装置１００の構成を、上述の第３の実施の形態と同様に、放射線量検出回路１２０及び放射線検知用信号配線１２２を設け、放射線検知用画素２０Ｂのセンサ部１０３Ｂを信号配線３ではなく、放射線検知用信号配線１２２に接続させるように構成してもよい。
【０１３８】
なお、上記各実施の形態では、画素２０のセンサ部１０３Ａよりもセンサ部１０３Ｂが小さい（放射線が照射される領域の面積が小さい）場合について示したが、これに限らない。センサ部１０３Ｂの大きさがセンサ部１０３Ａと同じ場合であっても、また、大きい場合であってもよい。いずれの場合もセンサ部１０３Ａが設けられていることにより、放射線画像を取得する際に、放射線検知用画素２０Ｂからもセンサ部１０３Ａに蓄積された電荷が信号配線３に出力されるため、取得された放射線画像に点欠陥やライン欠陥が生じるのを抑制することができる。なお、このような欠陥を抑制すると共に、配線容量の増加を抑制する観点からは、センサ部１０３Ｂの大きさをセンサ部１０３Ａよりも小さくすることが好ましい。また、放射線の検知を優先させる場合は、センサ部１０３Ｂの大きさをセンサ部１０３Ａよりも大きくすることが好ましい。
【０１３９】
センサ部１０３Ｂの大きさは、このように特に限定されないが、放射線検知用画素２０Ｂの配置箇所及び個数や、所望の感度、所望の放射線画像の品質、放射線検出器１０の製造上の制約等により定めることが好ましい。画素２０の全個数をＮ、放射線検知用画素２０Ｂの全個数をＮＢ、センサ部１０３Ａの放射線が照射される領域の面積をＷＡ、及びセンサ部１０３Ｂの放射線が照射される領域の面積をＷＢとした場合に、以下の（１）式で表される範囲内とすることがより好ましい。
【０１４０】
Ｎ×感度ロスの許容値（例えば、５〜１０％）≧ＮＢ×ＷＢ／（ＷＡ＋ＷＢ） ・・・（１）
また、センサ部１０３Ａ及びセンサ部１０３Ｂの形状は、上記各実施の形態に限らない。例えば、矩形状ではなく、三角形状や、その他の多角形状であってもよい。なお第２の実施の形態で上述したように、センサ部１０３Ａとセンサ部１０３Ｂとの間の領域が屈曲部を有してない、直線状となるような形状とすることが好ましい。
【０１４１】
また、上記各実施の形態の放射線画像撮影装置１００の放射線検出器１０では、放射線検知用の画素２０Ｂが一部の信号配線３に接続されているがこれに限らず、全ての信号配線３に接続される位置に放射線検知用の画素２０Ｂを設けるようにしてもよい。放射線検知用の画素２０Ｂが設けられている位置及び数は、特に限定されないが、放射線の検知精度や、放射線検出器１０の大きさや仕様等により定められればよい。
【０１４２】
また、上記各実施の形態では、放射線画像撮影装置１００が放射線検知用画素２０Ｂで検知した放射線に基づいて放射線の照射開始のタイミングを検出する場合について説明したがこれに限らず、放射線照射装置２０４からの放射線の照射停止のタイミングの検出や、所定量の放射線が照射されたタイミングの検出に適用してもよい。
【０１４３】
また、上記各実施の形態では、間接変換方式の場合について説明したがこれに限らず、放射線を直接、半導体層で電荷に変換して蓄積する直接変換方式の場合に適用してもよい。この場合、直接変換方式におけるセンサ部は、放射線が照射されることにより電荷を発生する。
【０１４４】
その他、上記各実施の形態で説明した放射線画像撮影装置１００、放射線検出器１０等の構成、動作等は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更可能であることは言うまでもない。
【０１４５】
また、上記各実施の形態で説明した放射線は、特に限定されるものではなく、Ｘ線やγ線等を適用することができる。
【０１４６】
なお、本発明は、単位セル（画素）内にではなく、セルの外部にアンプ（増幅回路）を備えたＣＭＯＳセンサにも適用することができる。
【符号の説明】
【０１４７】
３ 信号配線
４、４Ａ、４Ｂ ＴＦＴスイッチ （４：スイッチング素子・第１スイッチング素子・第２スイッチング素子、４Ａ：第１スイッチング素子、４Ｂ：第２スイッチング素子）
１０ 放射線検出器
１１、１１Ａ、１１Ｂ 下部電極 （遮光手段）
２０ 画素、２０Ａ 画像取得用画素２０Ａ、２０Ｂ 放射線検知用画素
３２、３２Ｂ 接続配線 （３２：第１接続配線、３２Ｂ：第３接続配線）
３４、３４Ａ 接続配線 （３４：第２接続配線、３４Ａ：第４接続配線）
４０ シンチレータ
７０ 画素集団
７１ 画素集団
１００ 放射線画像撮影装置
１０３ センサ部 （１０３Ａ：第１センサ部、１０３Ｂ：第２センサ部、１０３Ｃ：第３センサ部）
１０５ 信号検出回路
１０６ 制御部 （補正手段）
１２２ 放射線検知用信号配線
２００ 放射線画像撮影システム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線検出器、放射線画像撮影装置、及び放射線画像撮影システムに係り、特に、照射された放射線に応じて発生した電荷を蓄積し、蓄積した電荷に応じた電気信号を画像を示す情報として検出する放射線検出器、当該放射線検出器を用いて放射線画像を撮影する放射線画像撮影装置、及び放射線画像撮影システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、放射線画像の撮影を行うための放射線画像撮影装置として、放射線照射装置から照射され、被写体を透過した放射線を放射線検出器により検出する放射線画像撮影装置が知られている。このような放射線画像撮影装置の放射線検出器では、放射線または放射線から変換された光が照射されることにより電荷を発生する光電変換素子等からなるセンサ部と、当該センサ部で発生した電荷を読み出すスイッチング素子と、を備えた複数の画素がマトリックス状に配置されている。当該放射線画像撮影装置は、照射された放射線に応じて発生した電荷を蓄積し、蓄積した電荷に応じた電気信号を放射線画像を示す情報として検出する（読み出す）ことにより放射線画像の撮影を行う。
【０００３】
このような放射線画像撮影装置として、放射線照射装置から放射線が照射されるタイミングと放射線検出器による電荷蓄積の開始タイミングや終了タイミング等を同期させる技術を備えたものが知られている。当該技術では、放射線の照射に応じてセンサ部で発生した電荷（電気信号）に基づいて放射線を検知して、放射線検出器による電荷の蓄積の開始または停止等を行わせる。
【０００４】
このような技術として、照射された放射線を検出し、適正な照射量に達した場合に、放射線の照射を停止させる制御等である自動露出制御（以下、ＡＥＣという）技術が知られている。例えば、特許文献１には、一部の画素が、ゲート配線の上方にＡＥＣで用いられるモニタ用光電変換素子と撮像用光電変換素子とを備えており、当該モニタ用光電変換素子を用いたＡＥＣを行う放射線検出装置が記載されている。
【０００５】
ところで、放射線画像撮影装置として、１画素内に複数のセンサ部（光電変換素子）を備える技術が知られている。例えば、特許文献２には、異なるエネルギーのＸ線による放射線画像を得るために、Ｘ線が照射された側に設けられた第１のシンチレータにより低エネルギーのＸ線が変換された光を検出する第１のセンサ部と、Ｘ線が照射された側と反対側に設けられた第２のシンチレータにより高エネルギーのＸ線が変換された光を検出する第２のセンサ部と、を１画素内に備えたＸ線検出器が記載されている。この特許文献２に記載の技術では、第１のシンチレータを通過する際に減衰され、さらにガラス基板を通過する際に減衰されたＸ線が第２のシンチレータに照射され、当該第２のシンチレータでＸ線から変換された光を第２のセンサ部で検出することによりエネルギーサブトラクション画像が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１４７９５８号公報
【特許文献２】特開２０１０−５６３９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の技術では、放射線検出装置は、モニタ用光電変換素子と撮像用光電変換素子とを備えた画素と、撮像用光電変換素子のみを備えた画素との２種類の構成（パターン）の異なる画素を備えている。
【０００８】
このように放射線検出器が構成（パターン）が大きく異なる画素を有する場合、製造上の制約等により、問題が生じる場合がある。また、放射線検出器の検査装置の仕様等の制約により、異なる構成の画素を備える場合、検査上の問題が生じる場合がある。例えば、構成が大きく異なる画素を不良（エラー）として検出してしまう場合等があり、適正に検査を行えない場合がある。
【０００９】
また、特許文献２に記載の技術では、Ｘ線検出器内の画素の構成は同一であるが、１画素内に備えられた２つのセンサ部の各々に対応するシンチレータが異なるため放射線の照射を検知しようとする場合、問題が生じる場合がある。特許文献２に記載の技術では、第１のセンサ部は、第１のシンチレータにより放射線から変換された光に基づいて電荷（画像情報）を出力するものである。一方、エネルギーサブトラクション画像を得るための第２のセンサ部は、上述のように、第１のシンチレータ及びガラス基板を通過することにより減衰されたＸ線を第２のシンチレータで変換した光に基づいて電荷（エネサブ情報）を出力するものである。このように、第１のセンサ部と第２のセンサ部とでは、対応するＸ線が異なり、第１のセンサ部から出力される情報と第２のセンサ部から出力される情報は、互いに性質が異なる情報である。従って、これを用いて放射線の照射を検知しようとすると、検知精度が低下するという問題が生じる場合があり、特許文献２に記載の技術を放射線の検知に適用することは好ましくない場合がある。
【００１０】
本発明は上記問題点を解決するために成されたものであり、従来に比べて、検査が行い易く、かつ精度よく放射線を検知することができる、放射線検出器、放射線画像撮影装置、及び放射線画像撮影システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の放射線検出器は、照射された放射線に応じて電荷を発生する第１センサ部、照射された放射線に応じて電荷を発生する第２センサ部、及び第１センサ部で発生した電荷と第２センサ部で発生した電荷とを出力するスイッチング素子を有する画像取得用画素と、照射された放射線に応じて電荷を発生する第１センサ部、外部に接続され、かつ照射された放射線に応じて電荷を発生する第２センサ部、及び第１センサ部で発生した電荷を出力するスイッチング素子を有する放射線検知用画素と、を備える。
【００１２】
本発明の放射線検出器は、画像取得用画素と、放射線検知用画素と、を備えている。放射線検知用画素は、第２センサ部が外部に接続されている。一方、画像取得用画素は、スイッチング素子が第２センサ部で発生した電荷を出力する。
【００１３】
本発明では、放射線検知用画素の第２センサ部が電荷を外部に出力する。このように、第２スイッチング素子を介さずに電荷を外部に出力するため、放射線の検知を行う場合は、放射線検知用画素の第２センサ部で発生して出力された電荷により、放射線の検知を行うことができる。このように放射線を検知することにより、放射線の照射開始タイミングや終了タイミング等、所定のタイミングを検出することができる。
【００１４】
本発明では、放射線検知用画素は、画像取得用画素と略同様の構成（パターン）を有している。放射線検知用画素と画像取得用画素との構成（パターン）が大きく異なる場合、放射線検出器の検査を行う際に、構成が大きく異なる画素（例えば放射線検知用画素）を不良（エラー）として検出してしまう場合がある。これに対して、本発明は、放射線検知用画素と、画像取得用画素とでは、略同様の構成（パターン）を有しているため、このような検査上の不具合が生じることがない。従って、従来に比べて、検査が行い易く、かつ精度よく放射線を検知することができる。
【００１５】
なお、本発明の画像取得用画素は、第２センサ部とスイッチング素子とを接続する第１接続配線を備え、放射線検知用画素は、第２センサ部を外部に接続する第２接続配線を備えるようにしてもよい。
【００１６】
なお、本発明の画像取得用画素は、断線された第２接続配線を備え、放射線検知用画素は、断線された第１接続配線を備えることが好ましい。このように構成することにより、放射線検知用画素と画像取得用画素とでは、断線の有無のみが異なった構成（パターン）とすることができるため、より、放射線検知用画素と、画像取得用画素との構成（パターン）を類似させることができる。
【００１７】
また、本発明は、照射された放射線量と前記第１センサ部で発生する電荷量との対応関係と、照射された放射線量と第２センサ部で発生する電荷量との対応関係と、が一致していることが好ましい。このように第１センサ部と第２センサ部とで、照射された放射線量と発生する電荷量との対応関係を一致させるようにすることにより、第２センサ部では、放射線画像の取得時と同一（または同一とみなせる程度に近い）感度で放射線の検知が行えるため、精度よく放射線を検知することができる。
【００１８】
また、本発明は、放射線を光に変換して照射する波長変換素子を備え、第１センサ部及び第２センサ部の各々が、波長変換素子で変換された光の照射に応じて電荷を発生する光電変換素子を備えることが好ましい。このように同一の波長変換素子から第１センサ部及び第２センサ部の各々に光が照射されるようにすることにより、第１センサ部及び第２センサ部の各々の感度に差が生じるのを抑制することができる。
【００１９】
また、本発明は、第１センサ部及び第２センサ部の各々が、光電変換素子に波長変換素子で変換された光と異なる光が照射されるのを遮光する遮光手段を備えることが好ましい。
【００２０】
また、本発明は、第１センサ部と第２センサ部との間が、直線状とされていることが好ましい。第１センサ部と第２センサ部との間の形状が屈曲部を有する場合、例えば、Ｌ字型形状の場合等では、第１センサ部と第２センサ部とを合わせた全体の有効面積が低下してしまい、感度の低下を招くことになる。これに対して本発明では、直線状とすることにより、有効面積の低下を抑制し、感度の低下を抑制することができる。
【００２１】
また、本発明は、第１センサ部の放射線が照射される領域の面積と、第２センサ部の放射線が照射される領域の面積とが異なることが好ましい。
【００２２】
また、本発明は、放射線検知用画素の前記第２センサ部で発生した電荷が出力される放射線検知用信号配線を備えることが好ましい。このように放射線の検知に用いられる放射線検知用画素の第２センサ部から電荷が流れ出す信号線を、放射線の画像の取得に用いられるその他の第１センサ部及び第２センサ部から電荷が出力される信号線と異ならせることにより、両電荷が混ざり合うのを防止することができる。
【００２３】
また、本発明の放射線検出器は、照射された放射線に応じて電荷を発生する第１センサ部、照射された放射線に応じて電荷を発生する第２センサ部、第１センサ部で発生した電荷を出力する第１スイッチング素子、及び第２センサ部で発生した電荷を出力する第２スイッチング素子を有する画像取得用画素と、照射された放射線に応じて電荷を発生する第１センサ部、照射された放射線に応じて電荷を発生する第２センサ部、第１センサ部で発生した電荷を出力する第１スイッチング素子、及び短絡された第２スイッチング素子を有する放射線検知用画素と、を備える。
【００２４】
本発明の放射線検出器は、第１センサ部、第２センサ部、第１スイッチング素子、及び第２スイッチング素子を有する画像取得用画素と、放射線検知用画素と、を備えている。画像取得用画素の第２スイッチング素子は、第２センサ部で発生した電荷を出力し、放射線検知用画素の第２スイッチング素子は、短絡されている。
【００２５】
本発明では、放射線検知用画素の第２スイッチング素子が短絡されているため、放射線の検知を行う場合は、放射線検知用画素の第２センサ部で発生され、当該第２センサ部から出力された電荷により、放射線の検知を行うことができる。このように放射線を検知することにより、放射線の照射開始タイミングや終了タイミング等、所定のタイミングを検出することができる。
【００２６】
本発明では、放射線検知用画素と、画像取得用画素とでは、第２スイッチング素子が短絡されているか否かのみが異なっている。従って、放射線検知用画素と、画像取得用画素との構成（パターン）を略同一とすることができるため、従来に比べて、検査が行い易く、かつ精度よく放射線を検知することができる。
【００２７】
また、本発明の放射線検出器は、照射された放射線に応じて電荷を発生する第１センサ部、外部に接続され、かつ照射された放射線に応じて電荷を発生する第２センサ部、及び第１センサ部で発生した電荷を出力するスイッチング素子を有する放射線検知用画素と、照射された放射線に応じて電荷を発生する第３センサ部、及び第３センサ部で発生した電荷を出力する第２スイッチング素子を有する画像取得用画素と、を含み、かつ繰り返し配置された画素集団を備える。
【００２８】
本発明の放射線検出器は、放射線検知用画素及び画像取得用画素から成る画素集団が繰り返し配置されている。このように、画素集団が繰り返し配置されることにより、放射線検知用画素と画像取得用画素との構成（パターン）が異なる場合であっても、画素集団単位でみると同一の構成（パターン）の繰り返しとなるため、上述のような検査上の不具合が生じることがない。従って、従来に比べて、検査が行い易く、かつ精度よく放射線を検知することができる。
【００２９】
また、本発明の放射線検出器は、照射された放射線に応じて電荷を発生する第１センサ部、外部に接続され、かつ照射された放射線に応じて電荷を発生する第２センサ部、及び第１センサ部で発生した電荷を出力する第１スイッチング素子を有する放射線検知用画素と、照射された放射線に応じて電荷を発生する第１センサ部、照射された放射線に応じて電荷を発生する第２センサ部、及び第１センサ部で発生した電荷と第２センサ部で発生した電荷とを出力する第１スイッチング素子を有する画像取得用画素と、を含む複数の第１画素と、照射された放射線に応じて電荷を発生する第３センサ部、及び第３センサ部で発生した電荷を出力する第２スイッチング素子を有する複数の第２画素と、を備え、かつ繰り返し配置された画素集団を備える。
【００３０】
本発明の放射線検出器は、第１画素及び第２画素から成る画素集団が繰り返し配置されている。このように、画素集団が繰り返し配置されることにより、第１画素と第２画素との構成（パターン）が異なる場合であっても、画素集団単位でみると同一の構成（パターン）の繰り返しとなるため、上述のような検査上の不具合が生じることがない。従って、従来に比べて、検査が行い易く、かつ精度よく放射線を検知することができる。
【００３１】
本発明の放射線画像撮影装置は、本発明の放射線検出器と、前記放射線検出素子の放射線検知用画素の第２センサ部から出力された電荷に基づいて放射線量を検出する検出手段と、放射線検出器の画像取得用画素の第１センサ部から出力された電荷の電荷量、画像取得用画素の第２センサ部から出力された電荷の電荷量、及び放射線検知用画素の第１センサ部から出力された電荷の電荷量に基づいて放射線画像を取得する画像取得手段と、を備えた。
【００３２】
また、本発明は、前記放射線検知用画素の第１センサ部から出力された電荷の電荷量を、第1センサ部で発生する電荷の電荷量と第２センサ部で発生する電荷の電荷量とに応じて予め定められた補正値により補正する補正手段を備えることが好ましい。放射線検知用画素では、画像取得用画素に比べて、第２センサ部で発生する電荷量に応じた分、放射線画像を取得する際に、１画素あたりから出力される電荷量が少ない。そのため、本発明では、補正手段により、前記第1センサ部で発生する電荷の量及び前記第２センサ部で発生する電荷の量に応じて予め定められた補正値により第１センサ部から出力された電荷の電荷量を補正することにより、放射線画像に生じる欠陥を抑制することができる。
【００３３】
本発明の放射線画像撮影システムは、放射線照射手段と、前記放射照射手段から照射された放射線により放射線画像を撮影する本発明の放射線画像撮影装置と、を備えた。
【発明の効果】
【００３４】
このように、本発明によれば、従来に比べて、検査が行い易く、かつ精度よく放射線を検知することができる、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１の実施の形態に係る放射線画像撮影システムの一例の概略構成を示す概略構成図である。
【図２】第１の実施の形態に係る放射線画像撮影装置の全体構成の一例を示す構成図である。
【図３】第１の実施の形態に係る画像取得用画素の構成の一例を示す平面図である。
【図４】図３に示した画像取得用画素の一例のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】第１の実施の形態に係る放射線検知用画素の構成の一例を示す平面図である。
【図６】図５に示した放射線検知用画素の一例のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】第１の実施の形態に係る放射線画像撮影装置の信号検出回路の概略構成の一例を示す概略構成図である。
【図８】第１の実施の形態に係る放射線画像撮影装置の動作の流れの一例を示したタイムチャートである。
【図９】第１の実施の形態に係る放射線検出器の画素のセンサ部の感度特性（照射された放射線量と発生する電荷量との関係）を説明するための説明図である。
【図１０】第２の実施の形態に係る画像取得用画素の構成の一例を示す平面図である。
【図１１】第２の実施の形態に係る放射線検知用画素の構成の一例を示す平面図である。
【図１２】第３の実施の形態に係る放射線画像撮影装置の全体構成の一例を示す構成図である。
【図１３】第４の実施の形態に係る放射線画像撮影装置の全体構成の一例を示す構成図である。
【図１４】第４の実施の形態に係る画像取得用画素の構成の一例を示す平面図である。
【図１５】図１４に示した画像取得用画素の一例のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１６】図１４に示した画像取得用画素の一例のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１７】第４の実施の形態に係る放射線検知用画素の構成の一例を示す平面図である。
【図１８】図１７に示した放射線検知用画素の一例のＥ−Ｅ線断面図である。
【図１９】第５の実施の形態に係る放射線画像撮影装置の全体構成の一例を示す構成図である。
【図２０】第５の実施の形態に係る放射線検知用画素の構成の一例を示す平面図である。
【図２１】第６の実施の形態に係る放射線画像撮影装置の全体構成の一例を示す構成図である。
【図２２】第６の実施の形態に係る放射線検知用画素の構成の一例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
［第１の実施の形態］
以下、各図面を参照して本実施の形態の一例について説明する。
【００３７】
まず、本実施の形態の放射線検出器を用いた放射線画像撮影システムの概略構成について説明する。図１は、本実施の形態の放射線画像撮影システムの一例の概略構成図である。
【００３８】
放射線画像撮影システム２００は、放射線（例えばエックス線（Ｘ線）等）を被検体２０６に照射する放射線照射装置２０４と、放射線照射装置２０４から照射され、被検体２０６を透過した放射線を検出する放射線検出器１０を備えた放射線画像撮影装置１００と、放射線画像の撮影を指示すると共に、放射線画像撮影装置１００から放射画像を取得する制御装置２０２と、を備えている。制御装置２０２の制御に基づいたタイミングで、放射線照射装置２０４から照射され撮影位置に位置している被検体２０６を透過することで画像情報を担持した放射線は放射線画像撮影装置１００に照射される。
【００３９】
次に、本実施の形態の放射線画像撮影装置１００の概略構成について説明する。図２は、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置１００の全体構成の一例を示す構成図である。本実施の形態では、Ｘ線等の放射線を一旦光に変換し、変換した光を電荷に変換する間接変換方式の放射線検出器１０に本発明を適用した場合について説明する。本実施の形態では、放射線画像撮影装置１００は、間接変換方式の放射線検出器１０を備えている。
【００４０】
放射線検出器１０には、光を受けて電荷を発生し、発生した電荷を蓄積するセンサ部１０３と、センサ部１０３に蓄積された電荷を読み出すためのスイッチング素子であるＴＦＴスイッチ４と、を含んで構成される画素２０が複数、マトリックス状に配置されている。なお、本実施の形態の画素２０は、２つのセンサ部１０３（１０３Ａ、１０３Ｂ）を備えている（詳細後述）。本実施の形態では、波長変換素子であるシンチレータ（図４、図６参照）によって放射線から変換された光が照射されることにより、センサ部１０３では、電荷が発生する。
【００４１】
画素２０は、一方向（図２の走査配線方向、以下「行方向」ともいう）及び当該行方向に対する交差方向（図２の信号配線方向、以下「列方向」ともいう）にマトリックス状に複数配置されている。図２では、画素２０の配列を簡略化して示しているが、例えば、画素２０は行方向及び列方向に１０２４×１０２４個配置されている。
【００４２】
本実施の形態では、複数の画素２０のうち、放射線画像取得用の画素（画像取得用画素）２０Ａと放射線検知用の画素（放射線検知用画素）２０Ｂとが予め定められている。図２では、放射線検知用の画素２０Ｂを破線で囲んで示している。画像取得用画素２０Ａは、検出した放射線に応じた画像（放射線画像）を取得するために用いられる画素である。画像取得用画素２０Ａのセンサ部１０３Ａ及びセンサ部１０３Ｂは、並列に接続され、一端がＴＦＴスイッチ４を介して信号配線３に接続されている。一方、放射線検知用画素２０Ｂは、放射線を検知するために用いられる画素であり、本実施の形態では、放射線の照射開始を検出するために用いられる。放射線検知用画素２０Ｂの一方のセンサ部１０３Ａは、ＴＦＴスイッチ４を介して信号配線３に接続されており、他方のセンサ部１０３Ｂは、ＴＦＴスイッチ４を介さずに信号配線３に直接接続されている。また、センサ部１０３Ｂが直接、信号配線３に接続されていることから、放射線検知用画素２０Ｂは、電荷の蓄積期間であっても、電荷を出力する画素である（詳細後述）。
【００４３】
また、放射線検出器１０には、基板１（図４、図６参照）上に、ＴＦＴスイッチ４をオン／オフするための複数の走査配線１０１と、上記センサ部１０３に蓄積された電荷を読み出すための複数の信号配線３と、が互いに交差して設けられている。本実施の形態では、各画素列に対応させて信号配線３が１本ずつ設けられ、交差方向の各画素列に対応させて走査配線１０１が１本ずつ設けられている。例えば、画素２０が行方向及び列方向に１０２４×１０２４個配置されている場合、信号配線３及び走査配線１０１は各々行数及び列数と同じ本数である１０２４本ずつ設けられている。
【００４４】
さらに、放射線検出器１０には、各信号配線３と並列に共通電極配線２５が設けられている。共通電極配線２５は、並列に接続されて並列配線を構成しており、並列配線の一端が所定のバイアス電圧を供給する電源１１０に接続されている。センサ部１０３（１０３Ａ、１０３Ｂ）は共通電極配線２５に接続されており、共通電極配線２５を介して電源１１０からバイアス電圧が印加されている。
【００４５】
走査配線１０１には、各ＴＦＴスイッチ４をスイッチングするためのスキャン信号が通電される。このようにスキャン信号が各走査配線１０１に流れることによって、各ＴＦＴスイッチ４がスイッチングされる。
【００４６】
信号配線３には、各画素２０のＴＦＴスイッチ４のスイッチング状態に応じて、各画素２０に蓄積された電荷に応じた電気信号が流れる。より具体的には、各信号配線３には、当該信号配線３に接続された画素２０の何れかのＴＦＴスイッチ４がオンされることにより蓄積された電荷量に応じた電気信号が流れる。
【００４７】
各信号配線３には、各信号配線３に流れ出した電気信号を検出する信号検出回路１０５が接続されている。なお、ここで電気信号の「検出」とは、電気信号をサンプリングすることを表している。
【００４８】
また、各走査配線１０１には、各走査配線１０１にＴＦＴスイッチ４をオン／オフするためのスキャン信号を出力するスキャン信号制御回路１０４が接続されている。図２では、信号検出回路１０５及びスキャン信号制御回路１０４を１つに簡略化して示しているが、例えば、信号検出回路１０５及びスキャン信号制御回路１０４を複数設けて所定本（例えば、２５６本）毎に信号配線３または走査配線１０１を接続してもよい。例えば、信号配線３及び走査配線１０１が１０２４本ずつ設けられている場合、スキャン信号制御回路１０４を４個設けて２５６本ずつ走査配線１０１を接続し、信号検出回路１０５も４個設けて２５６本ずつ信号配線３を接続してもよい。
【００４９】
信号検出回路１０５は、各信号配線３毎に、入力される電気信号を増幅する増幅回路５０（図７参照）を内蔵している。信号検出回路１０５では、各信号配線３より入力される電気信号を増幅回路５０により増幅し、ＡＤＣ（アナログ・デジタル変換器）５４によりアナログ信号をデジタル信号へ変換する（詳細後述）。
【００５０】
この信号検出回路１０５及びスキャン信号制御回路１０４には、信号検出回路１０５において変換されたデジタル信号の画像データに対してノイズ除去やゲイン補正等の所定の処理を施して照射された放射線が示す放射線画像を生成する制御部１０６が接続されている。また制御部１０６は、信号検出回路１０５に対して信号検出のタイミングを示す制御信号を出力し、スキャン信号制御回路１０４に対してスキャン信号の出力のタイミングを示す制御信号を出力する。
【００５１】
本実施の形態の制御部１０６は、マイクロコンピュータによって構成されており、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ及びＲＡＭ、フラッシュメモリ等からなる不揮発性の記憶部を備えている。制御部１０６は、記録媒体であるＲＯＭに記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することにより、放射線画像の撮影のための制御を行う。
【００５２】
図３〜図６を参照して、画像取得用画素２０Ａ及び放射線検知用画素２０Ｂについてさらに詳細に説明する。図３には、本実施形態に係る画像取得用画素２０Ａの構造を示す平面図が示されており、図４には、図３の画像取得用画素２０ＡのＡ−Ａ線断面図が示されている。また、図５には、本実施形態に係る放射線検知用画素２０Ｂの構造を示す平面図が示されており、図６には、図５の放射線検知用画素２０ＢのＢ−Ｂ線断面図が示されている。
【００５３】
本実施の形態の画素２０は、１画素内にセンサ部１０３Ａ及びセンサ部１０３Ｂを備えている。本実施の形態のセンサ部１０３Ａ及びセンサ部１０３Ｂでは、それぞれ下部電極１１（１１Ａ、１１Ｂ）、半導体層２１（２１Ａ、２１Ｂ）、及び上部電極２２（２２Ａ、２２Ｂ）を含んで構成されている。
【００５４】
図３に示すように、本実施の形態の画像取得用画素２０Ａは、矩形状のセンサ部１０３Ｂ（図３：半導体層２１Ｂ参照）と、矩形からセンサ部１０３Ｂを除いた形状のセンサ部１０３Ａ（図３：半導体層２１Ａ参照）とにより構成されている。センサ部１０３Ａとセンサ部１０３Ｂとは、接続配線３２により接続されており、ＴＦＴスイッチ４のオン／オフによりセンサ部１０３Ａの半導体層２１Ａにおいて発生し蓄積された電荷と、センサ部１０３Ｂの半導体層２１Ｂで発生し蓄積された電荷とが信号配線３に読み出される。なお、本実施の形態の画像取得用画素２０Ａにおける接続配線３２が本発明の第１接続配線に対応している。
【００５５】
図４に示すように、放射線検出器１０の画像取得用画素２０Ａは、無アルカリガラス等からなる絶縁性の基板１上に、走査配線１０１（図３参照）、ゲート電極２が形成されており、走査配線１０１とゲート電極２は接続されている（図３参照）。この走査配線１０１、ゲート電極２が形成された配線層（以下、この配線層を「第１信号配線層」ともいう）は、Ａｌ若しくはＣｕ、またはＡｌ若しくはＣｕを主体とした積層膜を用いて形成されているが、これらに限定されるものではない。
【００５６】
この第１信号配線層上には、一面に絶縁膜１５が形成されており、ゲート電極２上に位置する部位がＴＦＴスイッチ４におけるゲート絶縁膜として作用する。この絶縁膜１５は、例えば、ＳｉＮＸ 等からなっており、例えば、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）成膜により形成される。
【００５７】
絶縁膜１５上のゲート電極２上には、半導体活性層８が島状に形成されている。この半導体活性層８は、ＴＦＴスイッチ４のチャネル部であり、例えば、アモルファスシリコン膜からなる。
【００５８】
これらの上層には、ソース電極９及びドレイン電極１３が形成されている。このソース電極９及びドレイン電極１３が形成された配線層には、ソース電極９及びドレイン電極１３とともに、信号配線３が形成されている。ソース電極９は信号配線３に接続されている（図３参照）。ソース電極９、ドレイン電極１３、及び信号配線３が形成された配線層（以下、この配線層を「第２信号配線層」ともいう）は、Ａｌ若しくはＣｕ、またはＡｌ若しくはＣｕを主体とした積層膜を用いて形成されるが、これらに限定されるものではない。当該ソース電極９及びドレイン電極１３と半導体活性層８との間には不純物添加アモルファスシリコン等による不純物添加半導体層（図示省略）が形成されている。これらによりスイッチング用のＴＦＴスイッチ４が構成される。なお、ＴＦＴスイッチ４は後述する下部電極１１により収集、蓄積される電荷の極性によってソース電極９とドレイン電極１３が逆となる。また、絶縁膜１５上には、ドレイン電極１３と接続するように接続配線３２が形成されている。
【００５９】
これら第２信号配線層を覆い、基板１上の画素２０が設けられた領域のほぼ全面（ほぼ全領域）には、ＴＦＴスイッチ４や信号配線３及び接続配線３２を保護するために、ＴＦＴ保護膜層３０が形成されている。このＴＦＴ保護膜層３０は、例えば、ＳｉＮＸ 等からなっており、例えば、ＣＶＤ成膜により形成される。
【００６０】
このＴＦＴ保護膜層３０上には、塗布型の層間絶縁膜１２が形成されている。この層間絶縁膜１２は、低誘電率（比誘電率εｒ＝２〜４）の感光性の有機材料（例えば、ポジ型感光性アクリル系樹脂：メタクリル酸とグリシジルメタクリレートとの共重合体からなるベースポリマーに、ナフトキノンジアジド系ポジ型感光剤を混合した材料等）により１〜４μｍの膜厚で形成されている。
【００６１】
本実施の形態に係る放射線検出器１０では、この層間絶縁膜１２によって層間絶縁膜１２上層と下層に配置される金属間の容量を低く抑えている。また、一般的にこのような材料は平坦化膜としての機能も有しており、下層の段差が平坦化される効果も有する。本実施の形態に係る放射線検出器１０のセンサ部１０３Ａでは、この層間絶縁膜１２及びＴＦＴ保護膜層３０のドレイン電極１３と対向する位置にコンタクトホール１７Ａが形成されている。また、センサ部１０３Ｂでは、層間絶縁間１２及びＴＦＴ保護層３０の接続配線３２と対向する位置にコンタクトホール１７Ｂが形成されている。
【００６２】
層間絶縁膜１２上には、コンタクトホール１７Ａを埋めつつ、センサ部１０３Ｂの領域を除いた画素領域を覆うようにセンサ部１０３Ａの下部電極１１Ａが形成されており、この下部電極１１Ａは、ＴＦＴスイッチ４のドレイン電極１３と接続されている。また、層間絶縁膜１２上には、コンタクトホール１７Ｂを埋めつつ、画素領域の一部を覆うようにセンサ部１０３Ｂの下部電極１１Ｂが形成されており、この下部電極１１Ｂは、接続配線３２と接続されている。従って、下部電極１１Ｂは、接続配線３２を介してドレイン電極１３に接続されている。
【００６３】
この下部電極１１Ａ、１１Ｂは、後述する半導体層２１が１μｍ前後と厚い場合には導電性があれば材料に制限がほとんどない。このため、Ａｌ系材料、ＩＴＯなど導電性の金属を用いて形成すれば問題ない。一方、半導体層２１の膜厚が薄い場合（０．２〜０．５μｍ前後）、半導体層２１で光が吸収が十分でないため、ＴＦＴスイッチ４への光照射によるリーク電流の増加を防ぐため、遮光性メタルを主体とする合金、若しくは積層膜とすることが好ましい。なお、シンチレータ４０から照射された光以外の光が半導体層２１Ａ、２１Ｂに入射されるのを抑制するために、下部電極１１は遮光性を有することが好ましい。そのため、本実施の形態では、下部電極１１を遮光性を有する電極としている。なお、本実施の形態の下部電極１１が本発明の遮光手段に対応している。
【００６４】
下部電極１１Ａ、１１Ｂ上には、それぞれフォトダイオード（光電変換素子）として機能する半導体層２１Ａ、２１Ｂが形成されている。本実施の形態では、半導体層２１Ａ、２１Ｂとして、ｎ＋層、ｉ層、ｐ＋層（ｎ＋アモルファスシリコン、アモルファスシリコン、ｐ＋アモルファスシリコン）を積層したＰＩＮ構造のフォトダイオードを採用しており、下層からｎ＋層２１Ｃ、ｉ層２１Ｄ、ｐ＋層２１Ｅを順に積層して形成する。ｉ層２１Ｄは、光が照射されることにより電荷（一対の自由電子と自由正孔）が発生する。ｎ＋層２１Ｃ及びｐ＋層２１Ｅは、コンタクト層として機能し、下部電極１１Ａ、１１Ｂ及び後述する上部電極２２Ａ、２２Ｂとｉ層２１Ｄとを電気的に接続する。
【００６５】
半導体層２１Ａ、２１Ｂ上には、それぞれ上部電極２２Ａ、２２Ｂが形成されている。この上部電極２２Ａ、２２Ｂには、例えば、ＩＴＯやＩＺＯ（酸化亜鉛インジウム）等の光透過性の高い材料を用いている。
【００６６】
層間絶縁膜１２、半導体層２１Ａ、２１Ｂ及び上部電極２２Ａ、２２Ｂ上には、上部電極２２Ａ、２２Ｂに対応する一部で開口２７Ｃを持ち、各半導体層２１Ａ、２１Ｂを覆うように、塗布型の層間絶縁膜２３が形成されている。
【００６７】
この層間絶縁膜２３上には、共通電極配線２５がＡｌ若しくはＣｕ、またはＡｌ若しくはＣｕを主体とした合金あるいは積層膜で形成されている。共通電極配線２５は、開口２７Ｃ付近にコンタクトパッド２７Ａ、２７Ｂが形成され、層間絶縁膜２３の開口２７Ｃを介して上部電極２２Ａ、２２Ｂと電気的に接続される。
【００６８】
一方、図５に示すように、本実施の形態の放射線検知用画素２０Ｂは、画像取得用画素２０Ａと同様に、矩形状のセンサ部１０３Ｂと、矩形からセンサ部１０３Ｂを除いた形状のセンサ部１０３Ａとにより構成されている。センサ部１０３Ａの半導体層２１Ａにおいて発生し蓄積された電荷は、ＴＦＴスイッチ４のオン／オフにより信号配線３に読み出される。また、センサ部１０３Ｂと信号配線３とは、接続配線３４により接続されており、半導体層２１Ｂにおいて発生し蓄積された電荷は信号配線３に出力される。なお、本実施の形態の放射線検知用画素２０Ｂにおける接続配線３４が本発明の第２接続配線に対応している。
【００６９】
また、図６に示すように、本実施の形態の放射線検知用画素２０Ｂは、上述した画像取得用画素２０Ａの構成（図４参照）と略同様の構成としているが、センサ部１０３Ｂで発生した電荷を信号配線３に出力するための配線が異なっている。
【００７０】
放射線検知用画素２０Ｂでは、絶縁膜１５上に接続配線３４が形成されており、接続配線３４には、センサ部１０３Ｂの下部電極１１Ｂが接続されている。接続配線３４は、ドレイン電極１３と接続されておらず、従って、放射線検知用画素２０Ｂの下部電極１１Ｂとドレイン電極１３とは非接続とされている。一方、接続配線３４は、信号配線３に接続されている（図５参照）。このように、放射線検知用画素２０Ｂでは、ＴＦＴスイッチ４を介さずに下部電極１１Ｂと信号配線３とが接続されているため、下部電極１１Ｂに収集された電荷がＴＦＴスイッチ４のスイッチング状態にかかわらず信号配線３に流れ出す。すなわち、ＴＦＴスイッチ４のスイッチング状態にかかわらずセンサ部１０３Ｂから信号配線３に電荷が出力される。なお、センサ部１０３Ａでは、画像取得用画素２０Ａと同様に、ＴＦＴスイッチ４のオン／オフにより半導体層２１Ａにおいて発生し蓄積された電荷が信号配線３に読み出される。
【００７１】
このように形成された放射線検出器１０には、必要に応じてさらに光吸収性の低い絶縁性の材料により保護膜が形成されて、その表面に光吸収性の低い接着樹脂を用いてＧＯＳ等からなるシンチレータ４０が貼り付けられる。
【００７２】
次に、本実施の形態の信号検出回路１０５の概略構成について説明する。図７は、本実施の形態の信号検出回路１０５の一例の概略構成図である。本実施の形態の信号検出回路１０５は、増幅回路５０、及びＡＤＣ（アナログ・デジタル変換器）５４を備えている。なお、図７では、図示を省略したが増幅回路５０は、信号配線３毎に設けられている。すなわち、信号検出回路１０５は、放射線検出器１０の信号配線３の数と同じ数の、複数の増幅回路５０を備えている。
【００７３】
増幅回路５０は、チャージアンプ回路で構成されており、オペアンプ等のアンプ５２と、アンプ５２に並列に接続されたコンデンサＣと、アンプ５２に並列に接続された電荷リセット用のスイッチＳＷ１と、を備えている。
【００７４】
増幅回路５０では、電荷リセット用のスイッチＳＷ１がオフの状態で画素２０から電荷（電気信号）が読み出され、コンデンサＣに読み出された電荷が蓄積され、蓄積される電荷量に応じてアンプ５２から出力される電圧値が増加するようになっている。
【００７５】
また、制御部１０６は、電荷リセット用スイッチＳＷ１に電荷リセット信号を印加して電荷リセット用のスイッチＳＷ１のオン／オフを制御するようになっている。なお、電荷リセット用のスイッチＳＷ１がオン状態とされると、アンプ５２の入力側と出力側とが短絡され、コンデンサＣの電荷が放電される。
【００７６】
ＡＤＣ５４は、Ｓ／Ｈ（サンプルホールド）スイッチＳＷがオン状態において、増幅回路５０から入力されたアナログ信号である電気信号をデジタル信号に変換する機能を有するものである。ＡＤＣ５４は、デジタル信号に変換した電気信号（画像データ）を制御部１０６に順次出力する。
【００７７】
なお、本実施の形態のＡＤＣ５４には、信号検出回路１０５に備えられた全ての増幅回路５０から出力された電気信号が入力される。すなわち、本実施の形態の信号検出回路１０５は、増幅回路５０（信号配線３）の数にかかわらず、１つのＡＤＣ５４を備えている。
【００７８】
制御部１０６では、信号検出回路１０５から出力されたデジタル信号の電気信号（画像データ）に対してノイズ除去やゲイン補正等の所定の処理を施して照射された放射線が示す放射線画像を生成する。本実施の形態では、放射線検知用画素２０Ｂのセンサ部１０３Ｂから出力された電荷は、放射線の検知に用いられ、放射線画像の生成には寄与しない。放射線検知用画素２０Ｂでは、センサ部１０３Ａから出力された電荷のみが、放射線画像の生成に用いられる。すなわち、放射線検知用画素２０Ｂは、画像取得用画素２０Ａに比べて、同量の放射線が照射された場合、センサ部１０３Ｂの（センサ部１０３Ｂの放射線が照射される領域に対応した）分、電荷量が少ないことになる。そのため、本実施の形態では、予め、画像取得用画素２０Ａに対する放射線検知用画素２０Ｂでの電荷量の減少分や、放射線が照射されるセンサ部１０３Ａ、１０３Ｂの面積等に応じて、同量の照射線が照射された場合に画像取得用画素２０Ａ全体から出力される電荷量と放射線検知用画素２０Ｂ全体から出力される電荷量とが略同量となるようにゲイン補正値を得ておき、当該補正値に基づいて制御部１０６では、放射線検知用画素２０Ｂに対応する画像データに対して、ゲイン補正を行う。
【００７９】
次に、図８を参照して、本実施の形態の放射線画像撮影装置１００により放射線画像を撮影する際の動作の流れについて説明する。図８には、放射線画像撮影装置１００により放射線画像を撮影する際の動作の流れを示すタイミングチャートを示す。
【００８０】
本実施の形態の放射線画像撮影装置１００では、待機状態の後、放射線画像を撮影する撮影モードになると、放射線検知期間に移行し、放射線検知待ち状態となる。本実施の形態では、放射線検知期間では、制御部１０６がスキャン信号制御回路１０４を制御して、スキャン信号制御回路１０４から１ラインずつ順に、所定周期Ｈで各走査配線１０１にスキャン信号を出力させ、各走査配線１０１に接続された各ＴＦＴスイッチ４を１ラインずつ順にオン状態にさせて放射線検出器１０の各画素２０の各々に蓄積された電荷を取り出すリセット動作を行う。
【００８１】
また、放射線検知期間では、所定周期Ｔｓで信号検出回路１０５により放射線検知用画素２０Ｂが接続された信号配線３（図２の場合、例えば、Ｄ６）及び放射線検知用画素２０Ｂが接続されていない信号配線３（図２の場合、例えば、Ｄ７）にそれぞれ流れる電気信号をデジタル信号に変換させて放射線の検出を行うサンプリング期間Ｔｃａのサンプリングを繰り返す。信号検出回路１０５は、Ｄ６の信号配線３及びＤ７の信号配線３を流れる電気信号をそれぞれ増幅回路５０により増幅してそれぞれデジタル信号へ変換し、制御部１０６へ出力する。
【００８２】
なお、本実施の形態では、１フレーム＝所定周期Ｈ×ｎ（ｎ：１フレームあたりの走査配線１０１の本数、図２ではｎ＝８）であり、サンプリング期間Ｔｃａ≦所定周期Ｈ＝１フレーム／ｎ、としている。
【００８３】
制御部１０６は、信号検出回路１０５により変換された、放射線検知用画素２０Ｂが接続されたＤ６の信号配線３のデジタル信号の値から放射線検知用画素２０Ｂが接続されていないＤ７の信号配線３のデジタル信号の値を減算し、減算されたデジタル信号の値を予め定めた放射線の照射開始検知用の閾値と比較し、閾値以上となった否かにより放射線が照射されたか否かの検出を行う。
【００８４】
各信号配線３に外乱要因に起因してノイズが発生した場合、Ｄ６及びＤ７の信号配線３には、隣り合っているため略同一のノイズが発生する。また、放射線が照射された場合、Ｄ６の信号配線３には、放射線検知用画素２０Ｂからの電気信号も流れる。
【００８５】
このため、Ｄ６及びＤ７の信号配線３を流れる電気信号をデジタル信号に変換し、変換されたＤ６の信号配線３のデジタル信号の値からＤ７の信号配線３のデジタル信号の値を減算することにより、ノイズ分の値をキャンセルすることができる。
【００８６】
なお、制御部１０６による放射線が照射されたか否かの検知は、放射線の照射開始検知用の閾値と比較することに限らず、例えば、検知回数等、予め設定した条件に基づいて検知するようにしてもよい。また、本実施の形態では、ノイズ分の値をキャンセルするために上述のように、放射線検知用画素２０Ｂが接続された信号配線３のデジタル信号から、当該信号配線３に隣接する放射線検知用画素２０Ｂが接続されていない信号配線３のデジタル信号が減算されたデジタル信号を用いているがこれに限らず、例えば、単に放射線検知用画素２０Ｂが接続された信号配線３のデジタル信号を用いるようにしてもよい。
【００８７】
以上説明したように、本実施の形態の放射線検出器１０では、画素２０は、センサ部１０３Ａとセンサ部１０３Ｂとを備えている。画像取得用画素２０Ａでは、センサ部１０３Ａとセンサ部１０３Ｂとが接続配線３２により接続されており、センサ部１０３Ａで発生した電荷及びセンサ部１０３Ｂで発生した電荷がＴＦＴスイッチ４により読み出されて信号配線３に出力される。一方、放射線検知用画素２０Ｂでは、センサ部１０３Ａで発生した電荷がＴＦＴスイッチ４により読み出されて信号配線３に出力される。また、放射線検知用画素２０Ｂでは、センサ部１０３Ｂと信号配線３とが直接、接続配線３４により接続されており、センサ部１０３Ｂで発生した電荷はそのまま信号配線３に出力される。
【００８８】
このように、本実施の形態では、画像取得用画素２０Ａの構成（形状・パターン）と放射線検知用画素２０Ｂの構成（形状・パターン）とを類似させることができる。これにより、検査装置（例えば、光学的検査装置）の制約を回避することができる。例えば、検査装置により放射線検出器１０の検査を行う場合、画像取得用画素２０Ａとの形状（パターン）の相違から放射線検知用画素２０Ｂを不良（エラー）と検出してしまうのを防止することができる。従って、従来に比べて、放射線検出器１０の検査を行い易くすることができる。また、放射線検出器１０の製造上の制約を回避することができる。例えば、画像取得用画素２０Ａの形状（パターン）と放射線検知用画素２０Ｂの形状（パターン）とが大きく異なると、放射線検出器１０の製造に用いるマスクの繰り返しパターンが使用できなくなるため、製造しづらくなる場合があるが、本実施の形態では、マスクの繰り返しパターンを使用して製造を行うことができるため、製造し易くすることができる。
【００８９】
また、本実施の形態では、シンチレータ４０で放射線から変換された光がセンサ部１０３Ａの半導体層２１Ａ及びセンサ部１０３Ｂの半導体層２１Ｂの両方に入射されるように構成している。例えば、センサ部１０３Ａ（半導体層２１Ａ）とセンサ部１０３Ｂ（半導体層２１Ｂ）とで、異なるシンチレータから光が入射された場合（例えば、従来技術の特許文献２参照）、照射された放射線に対するセンサ部１０３Ａ（半導体層２１Ａ）の感度と、センサ部１０３Ｂ（半導体層２１Ｂ）の感度とが異なることになる。従来技術の特許文献２のような場合、照射された放射線が高エネルギーである場合は、２つのセンサ部（１０３Ａ、１０３Ｂ）の感度の差が小さくなるが、照射された放射線が低エネルギーである場合は、２つのセンサ部（１０３Ａ、１０３Ｂ）の感度の差が大きくなる。これに対して、本実施の形態の放射線検出器１０では、同一のシンチレータ４０から光が入射されることにより、照射された放射線に対するセンサ部１０３Ａ（半導体層２１Ａ）の感度と、センサ部１０３Ｂ（半導体層２１Ｂ）の感度とのずれ（差）を抑制することができる。
【００９０】
本実施の形態のセンサ部１０３Ａとセンサ部１０３Ｂとの感度特性（照射された放射線量と発生する電荷量との関係）を図９に示す。ここで、発生する電荷量をＱ（Ｑ１、Ｑ２）、照射された放射線量をＲ、係数をＫ（Ｋ１、Ｋ２）とすると、センサ部１０３Ａの感度特性は、Ｑ１＝Ｋ１×Ｒで表され、センサ部１０３Ｂの感度特性は、Ｑ２＝Ｋ２×Ｒで表される。なお、本実施の形態では、センサ部１０３Ａ及びセンサ部１０３Ｂは、構成が同一であり、放射線が照射される領域の面積が異なるため、そのぞれの放射線が照射される領域の面積をＳ１、Ｓ２とすると、センサ部１０３Ａの感度特性Ｑ１：センサ部１０３Ｂの感度特性Ｑ２＝Ｓ１：Ｓ２となる。
【００９１】
図９に示すように、センサ部１０３Ｂの感度特性は、放射線が照射される領域の面積がセンサ部１０３Ａよりも小さいため、センサ部１０３Ａの感度特性よりも低い（同一の放射線量に対して発生する電荷量が少ない）ものの、本実施の形態では、センサ部１０３Ａとセンサ部１０３Ｂとの感度特性が、相似形を示している（略一致している）ため、照射された放射線のエネルギーが変化しても、センサ部１０３Ａで発生する電荷量とセンサ部１０３Ｂで発生する電荷量との比を変化させないようにすることができる。従って、センサ部１０３Ｂにより、精度よく放射線を検知することができ、放射線の照射開始を検出することができる。なお、センサ部１０３Ａとセンサ部１０３Ｂの位置等により、感度特性の差が若干存在する場合であっても、相似しているとみなせる程度の差であり、少なくとも上述の従来の技術において生じる感度特性の差よりも小さいため、問題は生じない。
【００９２】
さらに、下部電極１１を遮光性を有する電極としているため、シンチレータ４０からの光を効率的にセンサ部１０３Ａ（半導体層２１Ａ）及びセンサ部１０３Ｂ（半導体層２１Ｂ）に入射させることができるため、センサ部１０３Ｂにより、より精度よく放射線を検知することができ、放射線の照射開始を検出することができる。
【００９３】
また、本実施の形態では、放射線検知用画素２０Ｂをセンサ部１０３Ｂのみで構成するのではなく、センサ部１０３Ａ及びセンサ部１０３Ｂを備えるように構成している。放射線検知用画素（２０Ｂ）を１つのセンサ部（１０３Ａまたは１０３Ｂ）で構成した場合、放射線画像を取得する際に、照射された放射線量に応じて発生した電荷を蓄積することができないため、放射線検知用画素（２０Ｂ）は、欠陥画素となり、点欠陥が生じることになる。このような場合、周辺の画像取得用画素（２０Ａ）の情報（画像データ）により補正を行っていた。このような点欠陥が多い場合、放射線画像の品質の低下を招く恐れがあるため、点欠陥の原因となる放射線検知用画素（２０Ｂ）を配置する数や位置等に制限があった。
【００９４】
一方、本実施の形態の放射線検知用画素２０Ｂでは、放射線画像を取得する際に、センサ部１０３Ａでは、照射された放射線に応じて発生した電荷を蓄積することができるため、画像取得用画素２０Ａに比べて感度が低下するものの、画像データを取得することができ、欠陥画素となるのを防止することができる。さらに、上述のように放射線検知用画素２０Ｂから出力された画像データを制御部１０６でゲイン補正することにより、より点欠陥となるのを防止することができる。これにより、より多くの放射線検知用画素２０Ｂを放射線検出器１０内に配置することができるようになるため、精度よく放射線の照射を検知することができる。
【００９５】
また、本実施の形態では、放射線検知用画素２０Ｂをセンサ部１０３Ｂのみで構成する場合に比べて、１放射線検知用画素２０Ｂあたりのセンサ部１０３Ｂの容量を小さくすることができる。放射線検知用画素２０Ｂが接続された信号配線３では、配線容量が増加することにより、オフセットの変化を引き起こして、放射線画像にライン欠陥が生じる要因となる場合がある。これに対して、本実施の形態では、１放射線検知用画素２０Ｂあたりのセンサ部１０３Ｂの容量が小さいため、信号配線３の容量変動を抑制することができる。これにより、１本の信号配線３に多くの放射線検知用画素２０Ｂを設けることができるため、精度よく放射線の照射を検知することができる。
【００９６】
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態について説明する。
【００９７】
本実施の形態の放射線画像撮影システム２００及び放射線画像撮影装置１００は、第１の実施の形態の放射線画像撮影システム２００及び放射線画像撮影装置１００と略同一の構成及び動作であるため、同一部分は説明を省略する。本実施の形態の画素２０（画像取得用画素２０Ａ及び放射線検知用画素２０Ｂ）の構成が、第１の実施の形態の画素２０（画像取得用画素２０Ａ及び放射線検知用画素２０Ｂ）の構成と異なるため、異なる構成についてここでは説明する。
【００９８】
図１０には、本実施形態に係る画像取得用画素２０Ａの構造を示す平面図が示されている。また、図１１には、本実施形態に係る放射線検知用画素２０Ｂの構造を示す平面図が示されている。
【００９９】
本実施の形態においても第１の実施の形態と同様に、画素２０は、１画素内にセンサ部１０３Ａ及びセンサ部１０３Ｂを備えているが、センサ部１０３Ａ及びセンサ部１０３Ｂの形状（より具体的には、放射線が照射される照射面の形状）が第１の実施の形態のセンサ部１０３Ａ及びセンサ部１０３Ｂの形状と異なっている。
【０１００】
本実施の形態では、図１０、図１１に示すように、センサ部１０３Ａ（半導体層２１Ａ）の放射線が照射される照射面の形状が矩形状になっており、センサ部１０３Ａとセンサ部１０３Ｂとの間の領域は直線状となっている。一方、第１の実施の形態では、センサ部１０３Ａは、二つの矩形を組み合わせた形状をしており、センサ部１０３Ａとセンサ部１０３Ｂとの間の領域は、屈曲部を有するＬ字型形状となっている（図３、図５参照）。このようにセンサ部１０３Ａとセンサ部１０３Ｂとの間の領域が屈曲部を有している場合、センサ部１０３Ａの半導体層２１Ａとセンサ部１０３Ｂの半導体層２１Ｂとを合わせた半導体層２１全体の有効面積が低下してしまう。従って、画像取得用画素２０Ａ全体における半導体層２１の有効面積が低下することになる。
【０１０１】
そこで本実施の形態は、センサ部１０３Ａとセンサ部１０３Ｂとの間の領域を直線状とすることにより、屈曲部を有さないようにしている。具体的に本実施の形態では、センサ部１０３Ａ及びセンサ部１０３Ｂ共に、矩形状としている。このようにすることにより、画像取得用画素２０Ａ全体における半導体層２１の有効面積を向上させることができる。従って、画像取得用画素２０Ａの感度を向上させることができる。
【０１０２】
また、本実施の形態の画像取得用画素２０Ａでは、センサ部１０３Ｂと信号配線３とを接続する接続配線３４の一部が断線した状態の接続配線３４Ａが設けられている。図１０では、接続配線３４Ａと信号配線３とが非接続になるように、信号配線３との接続箇所が所定間隔、断線されている状態を示している。なお、断線箇所はこれに限らず、接続配線３４Ａの中間であってもよいし、半導体層２１Ｂのコンタクトホール１７Ｂ付近であってもよいし、放射線検出器１０の製造や検査の制約・仕様等により定めればよく、特に限定されない。このように、本実施の形態の画像取得用画素２０Ａは、放射線検知用画素２０Ｂの接続配線３４と類似する接続配線３４Ａを備えているが、一部が断線しているため、センサ部１０３Ｂと信号配線３とは非接続の状態となっている。なお、本実施の形態の画像取得用画素２０Ａにおける接続配線３４Ａが本発明の第４接続配線に対応している。
【０１０３】
さらに、本実施の形態の放射線検知用画素２０Ｂでは、センサ部１０３Ａとセンサ部１０３Ｂとを接続する接続配線３２の一部が断線した状態の接続配線３２Ｂが設けられている。図１１では、接続配線３２Ｂとドレイン電極１３とが非接続になるように、ドレイン電極１３との接続箇所が所定間隔、断線されている状態を示している。なお、断線箇所はこれに限らず、接続配線３２Ｂの中間であってもよいし、半導体層２１Ｂのコンタクトホール１７Ｂ付近であってもよいし、放射線検出器１０の製造や検査の制約・仕様等により定めればよく、特に限定されない。このように、本実施の形態の放射線検知用画素２０Ｂは、画像取得用画素２０Ａの接続配線３２と類似する接続配線３２Ｂを備えているが、一部が断線しているため、センサ部１０３Ａとセンサ部１０３Ｂとは非接続の状態となっている。なお、本実施の形態の放射線検知用画素２０Ｂにおける接続配線３２Ｂが本発明の第３接続配線に対応している。
【０１０４】
なお、接続配線３２Ｂ及び接続配線３４Ａの断線間隔は、画素２０、センサ部１０３Ａ、及びセンサ部１０３Ｂの大きさや、放射線検出器１０の検査装置の仕様等により定めればよい。例えば、画像取得用画素２０Ａとの形状（パターン）の相違から放射線検知用画素２０Ｂを不良（エラー）と検出するのを防止するためには、放射線検出器１０の検査装置（例えば、光学的検査装置）の分解能以下の間隔とすればよい。具体的一例として、画素２０のサイズが１００μｍ〜２００μｍ角であり、検査装置の分解能が２０μｍである場合は、断線間隔を１０μｍ程度にすればよい。
【０１０５】
このように本実施の形態によれば、画像取得用画素２０Ａと放射線検知用画素２０Ｂとの構成（形状・パターン）を、より、類似させることができる。
【０１０６】
［第３の実施の形態］
次に、第３の実施の形態について説明する。
【０１０７】
本実施の形態の放射線画像撮影システム２００及び放射線画像撮影装置１００は、第１の実施の形態の放射線画像撮影システム２００及び放射線画像撮影装置１００と略同一の構成及び動作であるため、同一部分は説明を省略する。本実施の形態の放射線検出器１０の放射線検知用画素２０Ｂのセンサ部１０３Ｂで発生した電荷の出力先が、第１の実施の形態の射線検出器１０の放射線検知用画素２０Ｂのセンサ部１０３Ｂで発生した電荷の出力先と異なるため、異なる構成についてここでは説明する。
【０１０８】
本実施の形態の放射線画像撮影装置１００（放射線検出器１０）の全体構成の一例の構成図を図１２に示す。図１２に示すように、本実施の形態の放射線検出器１０では、走査配線１０１とは別に、走査配線１０１と並列に放射線検知用画素２０Ｂのセンサ部１０３Ｂに接続され、センサ部１０３Ｂで発生した電荷が出力される放射線検知用信号配線１２２が設けられている。また、本実施の形態では、放射線検知用信号配線１２２には、放射線の照射量を検出する放射線量検出回路１２０が接続されている。放射線量検出回路１２０は、例えば、放射線の照射量を積算することにより放射線の総照射量を検出する。制御部１０６は、放射線量検出回路１２０で検出された放射線量に基づいて、放射線の照射開始を検出する。
【０１０９】
このように本実施の形態では、画像取得用の電荷が流れる信号配線３と別途に、放射線検知用画素２０Ｂのセンサ部１０３Ｂから出力された放射線の照射開始の検出用の電荷が流れる放射線検知用信号配線１２２を設けたため、電荷が混ざりあってしまうのを防止することができる。これにより、より精度よく、放射線を検知することができると共に、放射線画像の品質を向上させることができる。
【０１１０】
［第４の実施の形態］
次に、第４の実施の形態について説明する。
【０１１１】
本実施の形態の放射線画像撮影システム２００及び放射線画像撮影装置１００は、第１の実施の形態の放射線画像撮影システム２００及び放射線画像撮影装置１００と略同一の構成及び動作であるため、同一部分は説明を省略する。本実施の形態の画素２０（画像取得用画素２０Ａ及び放射線検知用画素２０Ｂ）の構成が、第１の実施の形態の画素２０（画像取得用画素２０Ａ及び放射線検知用画素２０Ｂ）の構成と異なるため、異なる構成についてここでは説明する。
【０１１２】
本実施の形態の放射線画像撮影装置１００（放射線検出器１０）の全体構成の一例の構成図を図１３に示す。本実施の形態の放射線検出器１０の画素２０では、センサ部１０３Ａに蓄積された電荷を読み出して信号配線３に出力するためのＴＦＴスイッチ４Ａと、ンサ部１０３Ｂに蓄積された電荷を読み出して信号配線３に出力するためのＴＦＴスイッチ４Ｂとを備えている。また、放射線検知用画素２０Ｂでは、ＴＦＴスイッチ４Ｂが短絡されている。
【０１１３】
図１４には、本実施形態に係る画像取得用画素２０Ａの構造を示す平面図が示されており、図１５には、図１４の画像取得用画素２０ＡのＣ−Ｃ線断面図が示されており、図１６には、放射線検知用画素２０ＢのＤ−Ｄ線断面図が示されている。また、図１７には、本実施形態に係る放射線検知用画素２０Ｂの構造を示す平面図が示されており、図１８には、図１７の放射線検知用画素２０ＢのＥ−Ｅ線断面図が示されている。
【０１１４】
図１４に示すように、ＴＦＴスイッチ４Ａ及びＴＦＴスイッチ４Ｂは、走査配線１０１に接続されている。また、本実施の形態の画像取得用画素２０Ａでは、第１の実施の形態の画像取得用画素２０Ａ（図３参照）と異なり、センサ部１０３Ｂが接続配線３２によりセンサ部１０３Ａに接続されておらず、ＴＦＴスイッチ４Ｂを介して信号配線３に接続されている。
【０１１５】
本実施の形態の画像取得用画素２０Ａでは、センサ部１０３Ａとセンサ部１０３Ｂとは、放射線が照射される領域（半導体層２１Ａ、２１Ｂ）の面積が異なっているが、走査配線１０１を軸とした略線対称の構成となっている。そのため、図１５、図１６に示すように、本実施の形態のセンサ部１０３Ａ及びセンサ部１０３Ｂは、第1の実施の形態の画素２０のセンサ部１０３Ａと略同様の構成をしている。
【０１１６】
一方、図１７に示すように、本実施の形態の放射線検知用画素２０Ｂでは、第１の実施の形態の放射線検知用画素２０Ｂ（図５参照）と異なり、センサ部１０３Ｂが信号配線３に直接接続されておらず、短絡されたＴＦＴスイッチ４Ｂを介して信号配線３に接続されている。
【０１１７】
本実施の形態の放射線検知用画素２０Ｂのセンサ部１０３Ａは、画像取得用画素２０Ａのセンサ部１０３Ａと同一構成となっている。また、放射線検知用画素２０Ｂのセンサ部１０３Ｂは、画像取得用画素２０Ａのセンサ部１０３Ｂと、ＴＦＴスイッチ４Ｂが短絡されている以外は同一構成となっている。放射線検知用画素２０Ｂのセンサ部１０３Ｂでは、図１８に示すように、ソース電極９Ｂと、ドレイン電極１３Ｂとを接続配線３６により接続さることにより、ＴＦＴスイッチ４Ｂを短絡させている。なお、ＴＦＴスイッチ４Ｂを短絡させる方法はこれに限らず、接続配線３６を設けずに、ソース電極９Ｂとドレイン電極１３Ｂとを一体的に接続された状態に形成するようにしてもよい。
【０１１８】
本実施の形態では、放射線を検知して放射線の照射開始を検出する際は、放射線検知用画素２０Ｂの短絡されているＴＦＴスイッチ４Ｂから信号配線３に出力される電荷（電荷量）に基づいて、制御部１０６により放射線の照射開始を検出する。
【０１１９】
また、放射線画像を取得する際は、スキャン信号制御回路１０４から走査配線１０１にスキャン信号が順次出力され、画像取得用画素２０Ａでは、ＴＦＴスイッチ４Ａ及びＴＦＴスイッチ４Ｂがオン状態になり、センサ部１０３Ａ及びセンサ部１０３Ｂから電荷が信号配線３に出力される。一方、放射線検知用画素２０Ｂでは、ＴＦＴスイッチ４Ａがオン状態になり、センサ部１０３Ａから電荷が信号配線３に出力される。
【０１２０】
このように本実施の形態によれば、画像取得用画素２０Ａと放射線検知用画素２０Ｂとの構成（形状・パターン）をほぼ同様の構成（形状・パターン）とさせることができる。従って、より、放射線検出器１０の製造及び検査を容易に行うことができる。また、画像取得用画素２０Ａと放射線検知用画素２０Ｂとの容量の差を小さくすることができる。
【０１２１】
なお、本実施の形態の放射線検出器１０では、放射線検知用画素２０ＢのＴＦＴスイッチ４Ｂを短絡させているがこれに限らず、ＴＦＴスイッチ４Ｂを短絡させずに、センサ部１０３Ｂ（例えば、下部電極１１Ｂ）と信号配線３とを接続配線等により接続させるようにしてもよい。この場合も同様に、放射線検知用画素２０Ｂのセンサ部１０３Ｂと信号配線３とが直接接続された状態になるため、適切に放射線の照射を検知することができる。なお、放射線検知用画素２０ＢのＴＦＴスイッチ４Ｂを短絡させる構造とするほうが、画像取得用画素２０Ａと放射線検知用画素２０Ｂとがより類似した形状（パターン）となるため、好ましい。
【０１２２】
また、本実施の形態の放射線画像撮影装置１００の構成を、上述の第３の実施の形態と同様に、放射線量検出回路１２０及び放射線検知用信号配線１２２を設け、放射線検知用画素２０Ｂのセンサ部１０３Ｂを信号配線３ではなく、放射線検知用信号配線１２２に接続させるように構成してもよい。また、本実施の形態では、ＴＦＴスイッチ４Ａ及びＴＦＴスイッチ４Ｂを同一の走査配線１０１に接続させているがこれに限らず、放射線検知用の特定走査配線を走査配線１０１とは別途に設け、当該特定走査配線とＴＦＴスイッチ４Ｂとを接続し、当該特定走査配線を用いてＴＦＴスイッチ４Ｂのオン／オフを制御するように構成してもよい。
【０１２３】
［第５の実施の形態］
次に、第５の実施の形態について説明する。
【０１２４】
本実施の形態の放射線画像撮影システム２００及び放射線画像撮影装置１００は、第１の実施の形態の放射線画像撮影システム２００及び放射線画像撮影装置１００と略同一の構成及び動作であるため、同一部分は説明を省略する。本実施の形態では、画像取得用画素の構成が、第１の実施の形態の画像取得用画素２０Ａと異なるため、異なる構成についてここでは説明する。
【０１２５】
本実施の形態の放射線画像撮影装置１００（放射線検出器１０）の全体構成の一例の構成図を図１９に示す。また、本実施形態に係る画素集団７０の構造を示す平面図を図２０に示す。図１９及び図２０に示すように本実施の形態では、第１の実施の形態と同様の放射線検知用画素２０Ｂと、センサ部１０３Ａ及びセンサ部１０３Ｂに変わり、センサ部１０３が１つ（センサ部１０３Ｃ）設けられた画像取得用画素２０Ｃを備えている。また、１つの放射線検知用画素２０Ｂと、３つの画像取得用画素２０Ｃからなる画素集団７０がマトリックス状に配置されている。
【０１２６】
画像取得用画素２０Ｃは、図２０に示すように、第1の実施の形態の画像取得用画素２０Ａのように２つのセンサ部１０３（センサ部１０３Ａ及びセンサ部１０３Ｂ）により構成されるのではなく、画素領域全面を放射線が照射される領域としたセンサ部１０３Ｃ（半導体層２１Ｃ）により構成されている。
【０１２７】
このように、画像取得用画素２０Ｃと放射線検知用画素２０Ｂとの構成（パターン）が異なる場合であっても、画素集団７０の繰り返しにより放射線検出器１０が構成されているため、画素集団７０単位でみると、同一の構成（パターン）の繰り返しとなる。上述の実施の形態と同様に、放射線検出器１０の検査を行い易くすることができると共に、放射線検出器１０の製造上の制約を回避することができる。
【０１２８】
具体的には、上述の実施の形態では、画素２０のサイズが１５０μｍ×１５０μｍである場合、検査装置は、１５０μｍ角単位の画素比較によりパターン検査を行う。一方、本実施の形態の画素２０（画像取得用画素２０Ｃ、放射線検知用画素２０Ｂ）のサイズが７５μｍ×７５μｍである場合、画素集団７０のサイズが、１５０μｍ×１５０μｍ×となるため、上述の検査装置で１５０μｍ角単位の画素比較によりパターン検査を行う場合は、検査装置は、同一の構成（パターン）の繰り返しとみなすため、適切に検査を行うことができる。
【０１２９】
［第６の実施の形態］
次に、第６の実施の形態について説明する。
【０１３０】
本実施の形態の放射線画像撮影システム２００及び放射線画像撮影装置１００は、第１の実施の形態の放射線画像撮影システム２００及び放射線画像撮影装置１００と略同一の構成及び動作であるため、同一部分は説明を省略する。また、本実施の形態では、画素集団の構成がが、第５の実施の形態の画素集団７０と異なるため、異なる構成についてここでは説明する。
【０１３１】
本実施の形態の放射線画像撮影装置１００（放射線検出器１０）の全体構成の一例の構成図を図２１に示す。また、本実施形態に係る画素集団７０の構造を示す平面図を図２２に示す。図２１及び図２２に示すように本実施の形態では、第５の実施の形態の画素集団７０と、画素集団７１とを備えている。画素集団７１は、１つの第１の実施の形態の画像取得用画素２０Ａと、３つの画像取得用画素２０Ｃとから構成されている。画素集団７１は、画像取得用画素（２０Ａ、２０Ｃ）により構成されているため、放射線画像の取得のみに機能する。なお、画素集団７１において、画像取得用画素２０Ｃから出力される電荷量（センサ部１０３Ｃから出力される電荷量）は、放射線画像の取得時に画像取得用画素２０Ａから出力される電荷量（センサ部１０３Ａから出力される電荷量＋センサ部１０３Ｂから出力される電荷量）よりも多くなる。
【０１３２】
画素集団７０と画素集団７１とでは、画像取得用画素２０Ａを備えているか放射線検知用画素２０Ｂを備えているかのみが異なっているため、類似した構成（パターン）となっている。本実施の形態の放射線検出器１０は、画素集団７０と、画素集団７１とがマトリックス状に配置されている。
【０１３３】
画像取得用画素２０Ｃは、図２２に示すように、第1の実施の形態の画像取得用画素２０Ａのように２つのセンサ部１０３（センサ部１０３Ａ及びセンサ部１０３Ｂ）により構成されるのではなく、画素領域全面を放射線が照射される領域としたセンサ部１０３Ｃ（半導体層２１Ｃ）により構成されている。
【０１３４】
このように、本実施の形態では、放射線検出器１０が画素集団７０と、画素集団７１とで構成されているため、放射線検出器１０全体では、類似した構成（パターン）の繰り返しとなる。従って、第５の実施の形態と同様に、放射線検出器１０の検査を行い易くすることができると共に、放射線検出器１０の製造上の制約を回避することができる。
【０１３５】
なお第５の実施の形態及び第６の実施の形態では、画素集団（７０、７１）がマトリックス状に配置されている場合について説明したがこれに限らず、例えば、千鳥状等であってもよい。また、画素集団（７０、７１）を４つの画素２０で構成したがこれに限らず、例えば、検査装置の画素比較サイズ等により定めるようにしてもよい。
【０１３６】
また、第５の実施の形態及び第６の実施の形態では、画素集団（７０、７１）を１つの画像取得用画素２０Ａまたは放射線検知用画素２０Ｂと、３つの画像取得用画素２０Ｃと、で構成したが画素集団（７０、７１）を構成する各画素２０（２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ）の数はこれに限定されない。また、第５の実施の形態及び第６の実施の形態において、画像取得用画素２０Ｃのみで構成される画素集団を含むように構成してもよい。
【０１３７】
また、第５の実施の形態及び第６の実施の形態の放射線画像撮影装置１００の構成を、上述の第３の実施の形態と同様に、放射線量検出回路１２０及び放射線検知用信号配線１２２を設け、放射線検知用画素２０Ｂのセンサ部１０３Ｂを信号配線３ではなく、放射線検知用信号配線１２２に接続させるように構成してもよい。
【０１３８】
なお、上記各実施の形態では、画素２０のセンサ部１０３Ａよりもセンサ部１０３Ｂが小さい（放射線が照射される領域の面積が小さい）場合について示したが、これに限らない。センサ部１０３Ｂの大きさがセンサ部１０３Ａと同じ場合であっても、また、大きい場合であってもよい。いずれの場合もセンサ部１０３Ａが設けられていることにより、放射線画像を取得する際に、放射線検知用画素２０Ｂからもセンサ部１０３Ａに蓄積された電荷が信号配線３に出力されるため、取得された放射線画像に点欠陥やライン欠陥が生じるのを抑制することができる。なお、このような欠陥を抑制すると共に、配線容量の増加を抑制する観点からは、センサ部１０３Ｂの大きさをセンサ部１０３Ａよりも小さくすることが好ましい。また、放射線の検知を優先させる場合は、センサ部１０３Ｂの大きさをセンサ部１０３Ａよりも大きくすることが好ましい。
【０１３９】
センサ部１０３Ｂの大きさは、このように特に限定されないが、放射線検知用画素２０Ｂの配置箇所及び個数や、所望の感度、所望の放射線画像の品質、放射線検出器１０の製造上の制約等により定めることが好ましい。画素２０の全個数をＮ、放射線検知用画素２０Ｂの全個数をＮＢ、センサ部１０３Ａの放射線が照射される領域の面積をＷＡ、及びセンサ部１０３Ｂの放射線が照射される領域の面積をＷＢとした場合に、以下の（１）式で表される範囲内とすることがより好ましい。
【０１４０】
Ｎ×感度ロスの許容値（例えば、５〜１０％）≧ＮＢ×ＷＢ／（ＷＡ＋ＷＢ） ・・・（１）
また、センサ部１０３Ａ及びセンサ部１０３Ｂの形状は、上記各実施の形態に限らない。例えば、矩形状ではなく、三角形状や、その他の多角形状であってもよい。なお第２の実施の形態で上述したように、センサ部１０３Ａとセンサ部１０３Ｂとの間の領域が屈曲部を有してない、直線状となるような形状とすることが好ましい。
【０１４１】
また、上記各実施の形態の放射線画像撮影装置１００の放射線検出器１０では、放射線検知用の画素２０Ｂが一部の信号配線３に接続されているがこれに限らず、全ての信号配線３に接続される位置に放射線検知用の画素２０Ｂを設けるようにしてもよい。放射線検知用の画素２０Ｂが設けられている位置及び数は、特に限定されないが、放射線の検知精度や、放射線検出器１０の大きさや仕様等により定められればよい。
【０１４２】
また、上記各実施の形態では、放射線画像撮影装置１００が放射線検知用画素２０Ｂで検知した放射線に基づいて放射線の照射開始のタイミングを検出する場合について説明したがこれに限らず、放射線照射装置２０４からの放射線の照射停止のタイミングの検出や、所定量の放射線が照射されたタイミングの検出に適用してもよい。
【０１４３】
また、上記各実施の形態では、間接変換方式の場合について説明したがこれに限らず、放射線を直接、半導体層で電荷に変換して蓄積する直接変換方式の場合に適用してもよい。この場合、直接変換方式におけるセンサ部は、放射線が照射されることにより電荷を発生する。
【０１４４】
その他、上記各実施の形態で説明した放射線画像撮影装置１００、放射線検出器１０等の構成、動作等は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更可能であることは言うまでもない。
【０１４５】
また、上記各実施の形態で説明した放射線は、特に限定されるものではなく、Ｘ線やγ線等を適用することができる。
【０１４６】
なお、本発明は、単位セル（画素）内にではなく、セルの外部にアンプ（増幅回路）を備えたＣＭＯＳセンサにも適用することができる。
【符号の説明】
【０１４７】
３ 信号配線
４、４Ａ、４Ｂ ＴＦＴスイッチ （４：スイッチング素子・第１スイッチング素子・第２スイッチング素子、４Ａ：第１スイッチング素子、４Ｂ：第２スイッチング素子）
１０ 放射線検出器
１１、１１Ａ、１１Ｂ 下部電極 （遮光手段）
２０ 画素、２０Ａ 画像取得用画素２０Ａ、２０Ｂ 放射線検知用画素
３２、３２Ｂ 接続配線 （３２：第１接続配線、３２Ｂ：第３接続配線）
３４、３４Ａ 接続配線 （３４：第２接続配線、３４Ａ：第４接続配線）
４０ シンチレータ
７０ 画素集団
７１ 画素集団
１００ 放射線画像撮影装置
１０３ センサ部 （１０３Ａ：第１センサ部、１０３Ｂ：第２センサ部、１０３Ｃ：第３センサ部）
１０５ 信号検出回路
１０６ 制御部 （補正手段）
１２２ 放射線検知用信号配線
２００ 放射線画像撮影システム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射された放射線に応じて電荷を発生する第１センサ部、照射された放射線に応じて電荷を発生する第２センサ部、及び前記第１センサ部で発生した電荷と前記第２センサ部で発生した電荷とを出力するスイッチング素子を有する画像取得用画素と、
照射された放射線に応じて電荷を発生する第１センサ部、外部に接続され、かつ照射された放射線に応じて電荷を発生する第２センサ部、及び前記第１センサ部で発生した電荷を出力するスイッチング素子を有する放射線検知用画素と、
を備えた放射線検出器。
【請求項２】
前記画像取得用画素は、前記第２センサ部と前記スイッチング素子とを接続する第１接続配線を備え、
前記放射線検知用画素は、前記第２センサ部を外部に接続する第２接続配線を備えた、請求項１に記載の放射線検出器。
【請求項３】
前記画像取得用画素は、断線された前記第２接続配線を備え、前記放射線検知用画素は、断線された前記第１接続配線を備えた、請求項２に記載の放射線検出器。
【請求項４】
照射された放射線量と前記第１センサ部で発生する電荷量との対応関係と、照射された放射線量と前記第２センサ部で発生する電荷量との対応関係と、が一致している、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の放射線検出器。
【請求項５】
放射線を光に変換する波長変換素子を備え、前記第１センサ部及び前記第２センサ部の各々が、前記波長変換素子で変換された光の照射に応じて電荷を発生する光電変換素子を備えた、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の放射線検出器。
【請求項６】
前記第１センサ部及び前記第２センサ部の各々が、前記光電変換素子に前記波長変換素子で変換された光と異なる光が照射されるのを遮光する遮光手段を備えた、請求項５に記載の放射線検出器。
【請求項７】
前記第１センサ部と前記第２センサ部との間が、直線状とされた、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の放射線検出器。
【請求項８】
前記第１センサ部の放射線が照射される領域の面積と、前記第２センサ部の放射線が照射される領域の面積とが異なる、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の放射線検出器。
【請求項９】
前記放射線検知用画素の前記第２センサ部で発生した電荷が出力される放射線検知用信号配線を備えた、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の放射線検出器。
【請求項１０】
照射された放射線に応じて電荷を発生する第１センサ部、照射された放射線に応じて電荷を発生する第２センサ部、及び前記第１センサ部で発生した電荷を出力する第１スイッチング素子、及び前記第２センサ部で発生した電荷を出力する第２スイッチング素子を有する画像取得用画素と、
照射された放射線に応じて電荷を発生する第１センサ部、照射された放射線に応じて電荷を発生する第２センサ部、前記第１センサ部で発生した電荷を出力する第１スイッチング素子、及び短絡された第２スイッチング素子を有する放射線検知用画素と、
を備えた放射線検出器。
【請求項１１】
照射された放射線に応じて電荷を発生する第１センサ部、外部に接続され、かつ照射された放射線に応じて電荷を発生する第２センサ部、及び前記第１センサ部で発生した電荷を出力するスイッチング素子を有する放射線検知用画素と、照射された放射線に応じて電荷を発生する第３センサ部、及び前記第３センサ部で発生した電荷を出力する第２スイッチング素子を有する画像取得用画素と、を含み、かつ繰り返し配置された画素集団を備えた、放射線検出器。
【請求項１２】
照射された放射線に応じて電荷を発生する第１センサ部、外部に接続され、かつ照射された放射線に応じて電荷を発生する第２センサ部、及び前記第１センサ部で発生した電荷を出力する第１スイッチング素子を有する放射線検知用画素と、照射された放射線に応じて電荷を発生する第１センサ部、照射された放射線に応じて電荷を発生する第２センサ部、及び前記第１センサ部で発生した電荷と前記第２センサ部で発生した電荷とを出力する第１スイッチング素子を有する画像取得用画素と、を含む複数の第１画素と、照射された放射線に応じて電荷を発生する第３センサ部、及び前記第３センサ部で発生した電荷を出力する第２スイッチング素子を有する複数の第２画素と、を備え、かつ繰り返し配置された画素集団を備えた、放射線検出器。
【請求項１３】
前記請求項１から前記請求項１２のいずれか１項に記載の放射線検出器と、
前記放射線検出器の放射線検知用画素の第２センサ部から出力された電荷に基づいて放射線量を検出する検出手段と、
前記放射線検出器の画像取得用画素の第１センサ部から出力された電荷の電荷量、前記画像取得用画素の第２センサ部から出力された電荷の電荷量、及び前記放射線検知用画素の第１センサ部から出力された電荷の電荷量に基づいて放射線画像を取得する画像取得手段と、
を備えた放射線画像撮影装置。
【請求項１４】
前記放射線検知用画素の前記第１センサ部から出力された電荷の電荷量を、前記第1センサ部で発生する電荷の電荷量と前記第２センサ部で発生する電荷の電荷量とに応じて予め定められた補正値により補正する補正手段を備えた、請求項１３に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項１５】
放射線照射手段と、
前記放射照射手段から照射された放射線により放射線画像を撮影する前記請求項１３または前記請求項１４に記載の放射線画像撮影装置と、
を備えた放射線画像撮影システム。
【請求項１】
照射された放射線に応じて電荷を発生する第１センサ部、照射された放射線に応じて電荷を発生する第２センサ部、及び前記第１センサ部で発生した電荷と前記第２センサ部で発生した電荷とを出力するスイッチング素子を有する画像取得用画素と、
照射された放射線に応じて電荷を発生する第１センサ部、外部に接続され、かつ照射された放射線に応じて電荷を発生する第２センサ部、及び前記第１センサ部で発生した電荷を出力するスイッチング素子を有する放射線検知用画素と、
を備えた放射線検出器。
【請求項２】
前記画像取得用画素は、前記第２センサ部と前記スイッチング素子とを接続する第１接続配線を備え、
前記放射線検知用画素は、前記第２センサ部を外部に接続する第２接続配線を備えた、請求項１に記載の放射線検出器。
【請求項３】
前記画像取得用画素は、断線された前記第２接続配線を備え、前記放射線検知用画素は、断線された前記第１接続配線を備えた、請求項２に記載の放射線検出器。
【請求項４】
照射された放射線量と前記第１センサ部で発生する電荷量との対応関係と、照射された放射線量と前記第２センサ部で発生する電荷量との対応関係と、が一致している、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の放射線検出器。
【請求項５】
放射線を光に変換する波長変換素子を備え、前記第１センサ部及び前記第２センサ部の各々が、前記波長変換素子で変換された光の照射に応じて電荷を発生する光電変換素子を備えた、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の放射線検出器。
【請求項６】
前記第１センサ部及び前記第２センサ部の各々が、前記光電変換素子に前記波長変換素子で変換された光と異なる光が照射されるのを遮光する遮光手段を備えた、請求項５に記載の放射線検出器。
【請求項７】
前記第１センサ部と前記第２センサ部との間が、直線状とされた、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の放射線検出器。
【請求項８】
前記第１センサ部の放射線が照射される領域の面積と、前記第２センサ部の放射線が照射される領域の面積とが異なる、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の放射線検出器。
【請求項９】
前記放射線検知用画素の前記第２センサ部で発生した電荷が出力される放射線検知用信号配線を備えた、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の放射線検出器。
【請求項１０】
照射された放射線に応じて電荷を発生する第１センサ部、照射された放射線に応じて電荷を発生する第２センサ部、及び前記第１センサ部で発生した電荷を出力する第１スイッチング素子、及び前記第２センサ部で発生した電荷を出力する第２スイッチング素子を有する画像取得用画素と、
照射された放射線に応じて電荷を発生する第１センサ部、照射された放射線に応じて電荷を発生する第２センサ部、前記第１センサ部で発生した電荷を出力する第１スイッチング素子、及び短絡された第２スイッチング素子を有する放射線検知用画素と、
を備えた放射線検出器。
【請求項１１】
照射された放射線に応じて電荷を発生する第１センサ部、外部に接続され、かつ照射された放射線に応じて電荷を発生する第２センサ部、及び前記第１センサ部で発生した電荷を出力するスイッチング素子を有する放射線検知用画素と、照射された放射線に応じて電荷を発生する第３センサ部、及び前記第３センサ部で発生した電荷を出力する第２スイッチング素子を有する画像取得用画素と、を含み、かつ繰り返し配置された画素集団を備えた、放射線検出器。
【請求項１２】
照射された放射線に応じて電荷を発生する第１センサ部、外部に接続され、かつ照射された放射線に応じて電荷を発生する第２センサ部、及び前記第１センサ部で発生した電荷を出力する第１スイッチング素子を有する放射線検知用画素と、照射された放射線に応じて電荷を発生する第１センサ部、照射された放射線に応じて電荷を発生する第２センサ部、及び前記第１センサ部で発生した電荷と前記第２センサ部で発生した電荷とを出力する第１スイッチング素子を有する画像取得用画素と、を含む複数の第１画素と、照射された放射線に応じて電荷を発生する第３センサ部、及び前記第３センサ部で発生した電荷を出力する第２スイッチング素子を有する複数の第２画素と、を備え、かつ繰り返し配置された画素集団を備えた、放射線検出器。
【請求項１３】
前記請求項１から前記請求項１２のいずれか１項に記載の放射線検出器と、
前記放射線検出器の放射線検知用画素の第２センサ部から出力された電荷に基づいて放射線量を検出する検出手段と、
前記放射線検出器の画像取得用画素の第１センサ部から出力された電荷の電荷量、前記画像取得用画素の第２センサ部から出力された電荷の電荷量、及び前記放射線検知用画素の第１センサ部から出力された電荷の電荷量に基づいて放射線画像を取得する画像取得手段と、
を備えた放射線画像撮影装置。
【請求項１４】
前記放射線検知用画素の前記第１センサ部から出力された電荷の電荷量を、前記第1センサ部で発生する電荷の電荷量と前記第２センサ部で発生する電荷の電荷量とに応じて予め定められた補正値により補正する補正手段を備えた、請求項１３に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項１５】
放射線照射手段と、
前記放射照射手段から照射された放射線により放射線画像を撮影する前記請求項１３または前記請求項１４に記載の放射線画像撮影装置と、
を備えた放射線画像撮影システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１３−３３０３０（Ｐ２０１３−３３０３０Ａ）
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１３９１５２（Ｐ２０１２−１３９１５２）
【出願日】平成２４年６月２０日（２０１２．６．２０）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年６月２０日（２０１２．６．２０）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]