放射線画像撮影装置、放射線画像撮影システム、放射線画像撮影装置の制御プログラム、及び放射線画像撮影装置の制御方法
【課題】外乱要因等に起因してノイズが発生した場合でも、精度よく放射線の照射開始を検知することができる、放射線画像撮影装置、放射線画像撮影システム、放射線画像撮影装置の制御プログラム、及び放射線画像撮影装置の制御方法を提供する。
【解決手段】放射線が照射されると、当該放射線に応じて発生した電荷の電荷蓄積期間に放射線検知用の画素２０Ｂから出力された電気信号（電荷情報）を所定の検知期間の間、信号検出回路１０５で検出し、制御部１０６が電気信号（電荷情報）の時間変化が、ノイズとして予め定められた特徴を有しているか否かを判断する。有していないと判断した場合は、放射線の照射開始が適切に検知されたため、そのまま電荷蓄積期間を継続し、放射線画像の撮影を行う。一方、有している、すなわち、ノイズであると判断した場合は、放射線の照射開始の誤検知であると判断し、電荷蓄積期間を中断（退避）し、放射線検知期間に遷移する。
【解決手段】放射線が照射されると、当該放射線に応じて発生した電荷の電荷蓄積期間に放射線検知用の画素２０Ｂから出力された電気信号（電荷情報）を所定の検知期間の間、信号検出回路１０５で検出し、制御部１０６が電気信号（電荷情報）の時間変化が、ノイズとして予め定められた特徴を有しているか否かを判断する。有していないと判断した場合は、放射線の照射開始が適切に検知されたため、そのまま電荷蓄積期間を継続し、放射線画像の撮影を行う。一方、有している、すなわち、ノイズであると判断した場合は、放射線の照射開始の誤検知であると判断し、電荷蓄積期間を中断（退避）し、放射線検知期間に遷移する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線画像撮影装置、放射線画像撮影システム、放射線画像撮影装置の制御プログラム、及び放射線画像撮影装置の制御方法に係り、特に医療用の放射線画像を撮影する放射線画像撮影装置、放射線画像撮影システム、放射線画像撮影装置の制御プログラム、及び放射線画像撮影装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療診断を目的とした放射線撮影を行う放射線画像撮影装置が知られている。当該放射線画像撮影装置は、放射線照射装置から照射され、被検体を透過した放射線を検出して放射線画像を撮影する。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収集して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、放射線または、放射線が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によるセンサ部と、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、を備えると共に、前記スイッチング素子から読み出された電荷に基づいて、放射線の照射が開始（放射線画像の撮影が開始）されたことを検知する検知部を備えたものが知られている。
【０００４】
このような放射線画像の撮影開始を検知する検知部を備えた放射線画像撮影装置では、例えば、衝撃や電磁波等の外乱に起因したノイズによりセンサ部で発生した電荷により、放射線の照射が開始されたと検知部が誤検知してしまう場合がある。
【０００５】
そのため、このような誤検知を防止する技術がある。例えば、特許文献１には、バイアス線を流れる電流に値に基づいて放射線の照射開始を検知する放射線画像撮影装置において、バイアス線を流れる電流に対して重畳されるスイッチング素子に印加するオン電圧やオフ電圧を切り替える際のノイズによる電圧値の立ち上がりを放射線の照射開始として誤検知されてしまうことを防止する技術が記載されている。
【０００６】
また、特許文献２には、Ｘ線撮像装置において、ノイズによる誤動作を防止しつつ、Ｘ線照射が、ＡＣ電源電圧の半波整流波形に応じた周期的なものであっても高周波インバータ方式で得られる完全直流電圧の電圧波形に応じた定常的なものであっても、撮像開始タイミングが適正に検知できるようにする技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２６８１７１号公報
【特許文献２】特開２００６−２４６９６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した技術では、放射線の照射が開始されたと検知部が誤検知したと判断するまでに時間を要する場合があり、この間に、放射線画像の撮影のために放射線が照射されても検知できない場合がある。そのため、外乱要因等に起因してノイズが発生した場合でも、時間を要さずに、より精度よく、放射線の照射開始を検知することが望まれている。
【０００９】
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、外乱要因等に起因してノイズが発生した場合でも、精度よく放射線の照射開始を検知することができる、放射線画像撮影装置、放射線画像撮影システム、放射線画像撮影装置の制御プログラム、及び放射線画像撮影装置の制御方法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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の放射線画像撮影装置は、照射された放射線に応じた電荷を発生するセンサ部、及び制御信号に基づいて前記センサ部から前記電荷を読み出して前記電荷に応じた電気信号を信号線に出力するスイッチング素子を各々備えた複数の画素と、前記複数の画素のうちの前記スイッチング素子が短絡した画素であり、照射された放射線により発生した電荷に応じた電気信号を出力する放射線検知素子と、検知期間中に前記放射線検知素子から出力される電気信号に基づいて、放射線の照射開始を検知する検知手段と、出力された電荷情報の取り出しを制御する前記制御信号を出力する制御信号出力手段と、前記検知手段が放射線の照射開始を検知した後の放射線画像の撮影期間に、前記放射線検知素子から出力された電気信号を検出し、検出した電気信号の時間変化に基づいて、前記検知手段が放射線の照射開始を誤検知したか否かを判断する判断手段と、を備える。
【００１１】
検知手段が、検知期間中に前記放射線検知素子から出力される電気信号に基づいて、放射線の照射開始を検知するが、外乱要因等に起因してノイズ（電気信号）が発生した場合、放射線の照射開始を誤検知する場合がある。
【００１２】
本発明によれば、検知手段が放射線の照射開始を検知した後の放射線画像の撮影期間に、放射線検知素子から出力された電気信号を検出し、検出した電気信号の時間変化に基づいて、検知手段が放射線の照射開始を誤検知したか否かを判断する判断手段を備える。
【００１３】
外乱に起因するノイズである電気信号は、時間変化が通常の放射線画像の撮影の際の電気信号と異なる特徴を有している。判断手段が上述のように検出した電気信号の時間変化に基づいて、放射線の照射開始を誤検知したか否かを判断するため、外乱要因等に起因してノイズが発生した場合でも、精度よく放射線の照射開始を検知することができる。
【００１４】
また、本発明の放射線画像撮影装置の前記判断手段は、検出した前記電気信号に応じた電荷の極性及び電荷量の時間変化を表す波形の振幅の少なくとも一方の時間変化に基づいて、誤検知したかを判断することができる。
【００１５】
また、本発明の放射線画像撮影装置の前記判断手段は、所定の前記信号線毎に予め定められた基準により、誤検知であるか否かを判断することができる。
【００１６】
また、本発明の放射線画像撮影装置の前記撮影期間は、前記画素からの電荷の取り出しを禁止する制御信号を出力し、前記撮影期間終了後に、電荷の取り出しを行う前記制御信号を出力するように前記制御信号出力手段を制御する制御手段と、前記検知手段により放射線の照射開始が検知された場合、前記検知期間から前記撮影期間に遷移し、かつ遷移後に前記判断手段が誤検知と判断した場合は、前記撮影期間から前記検知期間に遷移する遷移手段と、を備えることができる。
【００１７】
また、本発明の放射線画像撮影装置の前記制御手段は、前記判断手段が誤検知と判断した場合に前記遷移手段により前記撮影期間から前記検知期間に遷移された場合は、電荷の取り出しを行う前記制御信号を出力して、前記複数の画素から電荷を取り出すリセット動作を行うように前記制御信号出力手段を制御する。
【００１８】
また、本発明の放射線画像撮影装置は、前記撮影期間に前記複数の画素から読み出された前記電気信号を出力し、かつ前記判断手段が誤検知と判断した場合は、前記複数の画素から取り出された前記電気信号を出力せずに読み捨てる出力手段を備えた。
【００１９】
本発明の放射線画像撮影システムは、放射線を照射する照射装置と、前記照射装置から照射された放射線に応じた放射線画像を撮影する、前記請求項１から前記請求項７のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置と、を備える。
【００２０】
本発明の放射線画像撮影装置は、放射線を照射する照射装置と、前記照射装置から照射された放射線に応じた放射線画像を撮影する、前記請求項４に記載の放射線画像撮影装置と、前記放射線画像撮影装置の前記リセット動作中は、前記照射装置による放射線の照射を禁止するよう制御する制御装置と、を備える。
【００２１】
本発明の放射線画像撮影装置の制御プログラムは、照射された放射線に応じた電荷を発生するセンサ部、及び制御信号に基づいて前記センサ部から前記電荷を読み出して前記電荷に応じた電気信号を信号線に出力するスイッチング素子を各々備えた複数の画素と、前記複数の画素のうちの前記スイッチング素子が短絡した画素であり、照射された放射線により発生した電荷に応じた電気信号を出力する放射線検知素子と、検知期間中に前記放射線検知素子から出力される電気信号に基づいて、放射線の照射開始を検知する検知手段と、出力された電荷情報の取り出しを制御する前記制御信号を出力する制御信号出力手段と、前記検知手段が放射線の照射開始を検知した後の放射線画像の撮影期間に、前記放射線検知素子から出力された電気信号を検出し、検出した電気信号の時間変化に基づいて、前記検知手段が放射線の照射開始を誤検知したか否かを判断する判断手段と、を備えた放射線画像撮影装置の制御処理をコンピュータに実行させるための放射線画像撮影装置の制御プログラムであって、前記検知手段が放射線の照射開始を検知した後の放射線画像の撮影期間に、前記放射線検知素子から出力された電気信号を検出するステップと、検出した電気信号の時間変化に基づいて、前記検知手段が放射線の照射開始を誤検知したか否かを判断するステップと、を備えた処理をコンピュータに実行させるためのものである。
【００２２】
本発明の放射線画像撮影装置の制御方法は、照射された放射線に応じた電荷を発生するセンサ部、及び制御信号に基づいて前記センサ部から前記電荷を読み出して前記電荷に応じた電気信号を信号線に出力するスイッチング素子を各々備えた複数の画素と、前記複数の画素のうちの前記スイッチング素子が短絡した画素であり、照射された放射線により発生した電荷に応じた電気信号を出力する放射線検知素子と、検知期間中に前記放射線検知素子から出力される電気信号に基づいて、放射線の照射開始を検知する検知手段と、出力された電荷情報の取り出しを制御する前記制御信号を出力する制御信号出力手段と、前記検知手段が放射線の照射開始を検知した後の放射線画像の撮影期間に、前記放射線検知素子から出力された電気信号を検出し、検出した電気信号の時間変化に基づいて、前記検知手段が放射線の照射開始を誤検知したか否かを判断する判断手段と、を備えた放射線画像撮影装置の制御方法であって、前記検知手段が放射線の照射開始を検知した後の放射線画像の撮影期間に、前記放射線検知素子から出力された電気信号を検出する工程と、検出した電気信号の時間変化に基づいて、前記検知手段が放射線の照射開始を誤検知したか否かを判断する工程と、を備える。
【発明の効果】
【００２３】
上記特許文献１に記載の従来の技術が対象としているノイズは、一括リセットに基づいて、バイアス線を流れる電流に対して重畳されるスイッチング素子に印加するオン電圧やオフ電圧を切り替える際のノイズである。当該ノイズは、予想できる特定の周期を持っている。そのため、当該ノイズを除去するには、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）やローパスフィルタ（ＬＰＦ）を設け、バイアス線を流れる電流をＢＰＦやＬＰＦを介して出力するように構成すれば十分である。しかしながら、振動等、の外乱要因等に起因するノイズは、突発的、かつ、ノイズの現れ方が不定であるため、特許文献１に記載の技術のように、ＢＰＦやＬＰＦでは、十分に除去することができない懸念がある。そこで本発明は、このような外乱要因等に起因するノイズに着目した。
【００２４】
以上説明したように、外乱要因等に起因してノイズが発生した場合でも、精度よく放射線の照射開始を検知することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本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】本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】本実施の形態に係る放射線検出器の構成の一例を示す平面図である。
【図４】本実施の形態に係る放射線検出器の一例の線断面図である。
【図５】本実施の形態に係る放射線検出器の一例の線断面図である。
【図６】本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７】本実施の形態に係る放射線画像撮影装置における放射線が照射された（放射線画像の撮影）の動作の流れの一例を示したタイムチャートである。
【図８】本実施の形態に係る放射線画像撮影装置における外乱に起因したノイズにより電荷が発生した場合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】本実施の形態に係る放射線画像を撮影する際の動作の流れの一例を示したフローチャートである。
【図１０】本実施の形態に係る放射線検出器に放射線が照射された場合の電気信号の時間変化を示すグラフであり、（Ａ）は、電圧信号Ｄｉの時間変化を示し、（Ｂ）は、一階微分値Ｄｉ１の時間変化を示し、及び（Ｃ）は、二階微分値Ｄｉ２の時間変化を示している。
【図１１】本実施の形態に係る放射線検出器にノイズが発生した場合の電気信号の時間変化を示すグラフであり、（Ａ）は、電圧信号Ｄｉの時間変化を示し、（Ｂ）は、一階微分値Ｄｉ１の時間変化を示し、及び（Ｃ）は、二階微分値Ｄｉ２の時間変化を示している。
【図１２】その他の形態に係る放射線検知素子の構成の一例を示す平面図である。
【図１３】その他の形態に係る放射線検知素子の構成の一例を示す平面図である。
【図１４】その他の形態に係る放射線検知素子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】
【００２６】
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。
【００２７】
まず、本実施の形態の放射線画像撮影装置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。
【００２８】
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、を備えて構成されている。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。
【００２９】
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。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を備えて構成されている。なお、図２では、放射線を光に変換するシンチレータは省略している。
【００３０】
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。本実施の形態では、シンチレータによって変換された光が照射されることにより、センサ部１０３が、電荷が発生する。
【００３１】
画素２０は、一方向（図２の走査配線方向）及び当該走査配線方向に対する交差方向（図２の信号配線方向）にマトリ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は走査配線方向及び信号配線方向に１０２４個×１０２４個配置されている。
【００３２】
本実施の形態では、複数の画素２０のうち、放射線画像撮影用の画素２０Ａと放射線検知用の画素２０Ｂが予め定められている。図１では、放射線検知用の画素２０Ｂを破線で囲んでいる。放射線画像撮影用の画素２０Ａは、放射線を検出して放射線が示す画像を生成するために用いられ、放射線検知用の画素２０Ｂは、放射線を検知するために用いられる画素であり、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）。
【００３３】
また、放射線検出器１０には、基板１（図３参照）上に、ＴＦＴスイッチ４をＯＮ／ＯＦＦ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、一方向の各画素列に信号配線３が１本ずつ設けられ、交差方向の各画素列に走査配線１０１が１本ずつ設けられており、例えば、画素２０が走査配線方向及び信号配線方向に１０２４個×１０２４個配置されている場合、信号配線３及び走査配線１０１は１０２４本ずつ設けられている。
【００３４】
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、一端及び他端が並列に接続されており、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を介してバイアス電圧が印加されている。
【００３５】
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制御信号が流れる。このように制御信号が各走査配線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。
【００３６】
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ＯＮ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。
【００３７】
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。また、各走査配線１０１には、各走査配線１０１にＴＦＴスイッチ４をＯＮ／ＯＦＦするための制御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又は走査配線１０１を接続する。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を接続する。
【００３８】
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（図６参照）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により増幅し、ＡＤＣ（アナログ・デジタル変換器）によりデジタル信号へ変換する（詳細後述）。
【００３９】
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に対してノイズ除去などの所定の処理を施すとともに、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制御部１０６が接続されている。
【００４０】
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および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、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。また、制御部１０６は、上記所定の処理が施された画像データに対して、各放射線検知用の画素２０Ｂの画像データを補間する処理（補間処理）を行って、照射された放射線が示す画像を生成する。すなわち、制御部１０６は、各放射線検知用の画素２０Ｂの画像データを、上記所定の処理が施された画像データに基づいて補間することで、照射された放射線が示す画像を生成する。
【００４１】
図３には、本実施形態に係る間接変換方式の放射線検出器１０の構造を示す平面図が示されており、図４には、図３の放射線画像撮影用の画素２０ＡのＡ−Ａ線断面図が示されており、図５には、図３の放射線検知用の画素２０ＢのＢ−Ｂ線断面図が示されている。
【００４２】
図４に示すように、放射線検出器１０の画素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、又は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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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、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、又はＡｌ若しくはＣｕを主体とした積層膜が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。
【００４６】
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。
【００４７】
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など）により１〜４μｍの膜厚で形成されている。
【００４８】
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１７が形成されている。
【００４９】
層間絶縁膜１２上には、コンタクトホール１７を埋めつつ、画素領域を覆うようにセンサ部１０３の下部電極１１が形成されており、この下部電極１１は、ＴＦＴスイッチ４のドレイン電極１３と接続されている。この下部電極１１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。
【００５０】
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。
【００５１】
下部電極１１上には、フォトダイオードとして機能する半導体層２１が形成されている。本実施の形態では、半導体層２１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２１Ａ、ｉ層２１Ｂ、ｐ＋層２１Ｃを順に積層して形成する。ｉ層２１Ｂ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２１Ａ及びｐ＋層２１Ｃは、コンタクト層として機能し、下部電極１１及び後述する上部電極２２とｉ層２１Ｂをと電気的に接続する。
【００５２】
各半導体層２１上には、それぞれ個別に上部電極２２が形成されている。この上部電極２２には、例えば、ＩＴＯやＩＺＯ（酸化亜鉛インジウム）などの光透過性の高い材料を用いている。本実施の形態に係る放射線検出器１０では、上部電極２２や半導体層２１、下部電極１１を含んでセンサ部１０３が構成されている。
【００５３】
層間絶縁膜１２、半導体層２１及び上部電極２２上には、上部電極２２に対応する一部で開口２７Ａを持ち、各半導体層２１を覆うように、塗布型の層間絶縁膜２３が形成されている。
【００５４】
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、又は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２７Ａ付近にコンタクトパッド２７が形成され、層間絶縁膜２３の開口２７Ａを介して上部電極２２と電気的に接続される。
【００５５】
一方、図５に示すように、放射線検出器１０の放射線検知用の画素２０Ｂでは、ソース電極９とドレイン電極１３とが接触するようにＴＦＴスイッチ４が形成されている。すなわち、画素２０Ｂでは、ＴＦＴスイッチ４のソースとドレインが短絡している。これにより、画素２０Ｂでは、下部電極１１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。
【００５６】
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が貼り付けられる。
【００５７】
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６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を備えて構成されている。なお、図６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を備えて構成されている。
【００５８】
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、を備えて構成されている。
【００５９】
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のＴＦＴスイッチ４により電荷（電気信号）が読み出され、コンデンサＣにＴＦＴスイッチ４により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。
【００６０】
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。
【００６１】
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を制御部１０６に順次出力する。
【００６２】
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。
【００６３】
本実施の形態では、放射線検知用の画素２０Ｂが接続された信号配線３（図２の場合、Ｄ２、Ｄ３の少なくとも一方、例えば、Ｄ２）の電気信号（電荷情報）を信号検出回路１０５の増幅回路５０で検出し、制御部１０６が、信号検出回路１０５により変換されたデジタル信号の値を予め定めた放射線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知を行うようにしており、制御装置２０２から制御信号を必要としない、いわゆる同期フリーとして構成している。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。
【００６４】
なお、本実施の形態で電気信号の「検出」とは、電気信号をサンプリングすることを示している。
【００６５】
次に、図７〜図１１を参照して、上記構成の放射線画像撮影装置１００による放射線画像を撮影する際の動作の流れについて、放射線の照射開始の検知動作を中心に、説明する。図７は、放射線が照射された（放射線画像の撮影）場合の動作の流れの一例を示したタイムチャートである。図８は、外乱に起因したノイズにより電荷が発生した場合の動作の流れの一例を示したタイムチャートである。また、図９は、放射線画像を撮影する際の動作の流れの一例を示したフローチャートである。
【００６６】
放射線画像撮影装置１００は、放射線の照射開始を検知して放射線検出器１０の各画素２０で電荷を蓄積し、蓄積した電荷に応じた画像データに基づいた放射線画像を出力することにより放射線画像を撮影する。
【００６７】
本実施の形態では、放射線画像の撮影を行う際、放射線画像撮影装置１００には、撮影モードへの移行が制御装置２０２から通知される（図９、ステップＳ１００）。放射線画像撮影装置１００は、撮影モードへの移行が通知されると、放射線の検知を行う放射線検知待ち状態に移行（図９、ステップＳ１０２）する。放射線を検知すると（図９、ステップＳ１０４でＹ）放射線検出器１０で電荷を蓄積する電荷蓄積状態に移行（図９、ステップＳ１０６）する。放射線を検知してから所定時間後（図９、ステップＳ１１８でＹ）に、蓄積された電荷の読み出す電荷読出状態に移行（図９、ステップＳ１２０）する。電荷の読み出し終了後、続けて放射線画像の撮影を行う場合は、再び待機状態に移行（図９、ステップＳ１２２でＮ）し、行わない場合は本処理を終了する（図９、ステップＳ１２２でＹ）。
【００６８】
放射線照射装置２０４から放射線が照射されると、照射された放射線は、シンチレータに吸収され、可視光に変換される。なお、放射線は、放射線検出器１０の表側、裏側の何れから照射されてもかまわない。シンチレータで可視光に変換された光は、各画素２０のセンサ部１０３に照射される。
【００６９】
センサ部１０３では、光が照射されると内部に電荷が発生する。この発生した電荷は下部電極１１により収集される。
【００７０】
放射線画像撮影用の画素２０Ａでは、ドレイン電極１３とソース電極９が短絡していないため、下部電極１１に収集された電荷が蓄積されるが、画素２０Ｂでは、ドレイン電極１３とソース電極９が短絡しているため、下部電極１１に収集された電荷が信号配線３に流れ出す。
【００７１】
本実施の形態の放射線画像撮影装置１００では、上述のように、信号検出回路１０５の増幅回路５０で放射線検知用の画素２０Ｂから出力された電気信号（電荷情報）を検出し、制御部１０６が検出された電気信号（電荷情報）を予め定めた放射線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の照射開始を検知する（図９、ステップＳ１０４）。図７、図８、及び図９に示すように、放射線の照射開始を検知する（図９、ステップＳ１０４でＹ）と、センサ部１０３が発生した電荷を蓄積する蓄積期間に遷移する（図７及び図８のＧｋ＋２、図９、ステップＳ１０６参照）。なお、本実施の形態では、当該蓄積期間を、放射線画像撮影用の電荷を蓄積する期間であるため「撮影期間」とも称する。
【００７２】
なお、本実施の形態の放射線画像撮影装置１００では、センサ部１０３でリーク電流が発生するため、放射線検知期間では、図７及び図８に示すように走査配線１０１に順次オン信号を出力し、ＴＦＴスイッチ４のゲート電極２に走査配線１０１を介して順次オン信号を印加して一定期間毎にセンサ部１０３から電荷を外部に出力させることにより、センサ部１０３に蓄積された電荷をリセットするリセット動作を行っている。
【００７３】
放射線の照射開始を検知して蓄積期間に遷移すると、制御部１０６は、放射線検出器１０に電荷の蓄積を指示する（図９、ステップＳ１０８）。放射線検出器１０の放射線画像撮影用の画素２０Ａでは、ＴＦＴスイッチ４がオフ状態のままであるため、電荷が蓄積された状態になる。一方、放射線検知用の画素２０Ｂは、ＴＦＴスイッチ４が短絡しているため、電荷蓄積期間（ＴＦＴスイッチ４がオフ状態）であっても、電荷を信号検出回路１０５に出力する。電荷蓄積期間及び読出期間に係わらず所定のタイミングでＳ／ＨスイッチＳＷ５がオン／オフされる（図７及び図８のＣＡのサンプリング参照）ため、放射線検知用の画素２０Ｂから出力された電荷の情報は信号検出回路１０５の増幅回路５０及びＡＤＣ５４を介して電気信号（電荷情報）として制御部１０６に入力される。
【００７４】
放射線が照射された（放射線画像の撮影）場合、放射線照射開始を検知してから所定時間経過したことを図示を省略したタイマーに基づいて判断（図９、ステップＳ１１８）し、所定時間が経過していない場合（図９、ステップＳ１１８でＮ）は、電荷の蓄積を継続（図９、ステップＳ１２０）し、所定時間経過した場合（図９、ステップＳ１１８でＹ）は、蓄積期間を終了して、各画素２０Ａから蓄積された電荷を読み出す読み出し期間に遷移する（図９、ステップＳ１２０）。読み出し期間では、具体的には、ＴＦＴスイッチ４のゲート電極２に走査配線１０１を介して順次オン信号を印加することにより、画素２０ＡのＴＦＴスイッチ４が順次オンされ、各画素２０Ａに蓄積された電荷量に応じた電気信号を信号配線３に出力させることにより電荷を読み出す。
【００７５】
一方、ノイズにより放射線照射開始を誤検知した場合について説明する。衝撃や電磁波等の外乱に起因してセンサ部１０３で発生したノイズ（電荷）によって、閾値以上の電荷が発生する場合がある（図８のＧｋ＋２参照）。外乱に起因して発生したノイズ（電荷）に応じた電気信号（電荷情報）は、通常の放射線画像の撮影の際に放射線が照射されたことにより発生する電荷に応じた電気信号（電荷情報）と異なる特徴を有しており、特に時間変化が異なっている。例えば、図７及び図８を比較するとわかるように、ノイズである場合電荷が逆に流れることにより、電気信号の極性が通常と逆になる場合がある。また、ノイズである場合、図８に示すように、電気信号（電荷情報）の時間変化を表す波形が振幅を有している。
【００７６】
放射線検出器１０における放射線の照射による電気信号と、ノイズによる電気信号との相違についてさらに詳しく説明する。図１０に、本実施の形態に係る放射線検出器１０に放射線が照射された場合の電気信号の時間変化のグラフを示す。図１０（Ａ）は、電気信号Ｄｉ、図１０（Ｂ）は、電気信号Ｄｉの一階微分値Ｄｉ１、及び図１０（Ｃ）は、電気信号Ｄｉの二階微分値Ｄｉ２の時間変化をそれぞれ示している。また、図１１に、本実施の形態に係る放射線検出器１０にノイズが発生した場合の電気信号の時間変化のグラフを示す。図１１（Ａ）は、電気信号Ｄｉ、図１０（Ｂ）は、電気信号Ｄｉの一階微分値Ｄｉ１、及び図１０（Ｃ）は、電気信号Ｄｉの二階微分値Ｄｉ２の時間変化をそれぞれ示している。
【００７７】
図１０（Ａ）に示すように、放射線が照射されると電気信号Ｄｉは、増加し、時間と共に変化するため、時間ｔの関数ｆ（ｔ）として表せる。本実施の形態の放射線検出器１０では、電気信号Ｄｉが、放射線検知用の閾値を超えたか否かにより、放射線の照射開始を検知する。図１１（Ａ）において、ノイズにより発生した電気信号Ｄｉは、放射線が照射された場合の電気信号Ｄｉと同様に時間とともに変化するため、時間ｔの関数ｇ（ｔ）として表せる。ただし、この場合は周期が一定で振幅が徐々に減少する正弦波、すなわち減衰振動の波形となる。これを一階微分すると、図１１（Ｂ）に示したように、位相が９０°異なる波形ｇ１（ｔ）が得られる。
【００７８】
図１０（Ｂ）に示すように、放射線が照射された場合の関数ｆ（ｔ）の一階微分ｆ１（ｔ）は、放射線の照射により急激に立ち上がり、すぐに一定となる。これに対して、図１１（Ｂ）のノイズによる波形の関数ｇ（ｔ）の一階微分ｇ１（ｔ）は、位相がずれるのみで、減衰信号の波形は変わらない。真に放射線が照射された場合は、一階微分ｆ１（ｔ）は、極性が常に正極性を示すが、ノイズによる場合は、一階微分ｇ１（ｔ）は、極性が反転し、正極性と負極性を入ったり来たりする振幅を有している。
【００７９】
また、図１０（Ｃ）に示すように、放射線が照射された場合の関数ｆ（ｔ）の二階微分ｆ２（ｔ）は、いわゆるガウス関数のような振る舞いをずる。これに対して、図１１（Ｃ）のノイズによる波形の関数ｇ（ｔ）の二階微分ｇ２（ｔ）は、一階微分の場合と同様に位相がずれるのみで、減衰信号の波形は変わらない。このように、二階微分の場合も、一階微分と同様に、真に放射線が照射された場合は、二階微分ｆ２（ｔ）は、極性が常に正極性を示すが、ノイズによる場合は、二階微分ｇ２（ｔ）は、極性が反転し、負極性を示し、正極性と負極性を入ったり来たりする振幅を有している。
【００８０】
なお、図１０及び図１１を比較するとわかるように、真に放射線が照射された場合の一階微分ｆ１（ｔ）は、ノイズの場合の一階微分ｇ１（ｔ）に比べて小さい。同様に、真に放射線が照射された場合の二階微分ｆ２（ｔ）は、ノイズの場合の二階微分ｇ２（ｔ）に比べて小さい。そのため、一階微分ｆ１（ｔ）と一階微分ｇ１（ｔ）とを識別するための誤検知判断用閾値（ｔｈ１、ｔｈ２）を予め定めておき、電気信号の時間変化が当該誤検知判断用閾値を超えた場合は、誤検知（ノイズ）であると判断するようにしてもよい。また同様に、二階微分ｆ２（ｔ）と二階微分ｇ２（ｔ）とを識別するための誤検知判断用閾値（ｔｈ３、ｔｈ４）を予め定めておき、電気信号の時間変化が当該誤検知判断用閾値を超えた場合は、誤検知（ノイズ）であると判断するようにしてもよい。
【００８１】
本実施の形態では、蓄積期間に遷移後も、放射線検知用の画素２０Ｂから出力される電気信号（電荷情報）の検出を継続し、所定の検出期間内における電気信号（電荷情報）の時間変化が上述したような、ノイズの特徴を有しているか否かにより、照射線の照射開始を誤検知したか否かを制御部１０６が判断する（図９、ステップＳ１１０）。具体的には上述したように、検出期間内に電気信号の極性が通常と逆になったか否かにより判断することや、検出期間内に出力された電気信号（電荷情報）を微分（例えば、一階微分や二階微分）して、傾きがほぼ一定か徐々に大きくなるとみなせる場合は、適正な放射線の照射開始の検知と判断し、傾きが減少するか否かにより判断することや、誤検知判断用閾値を用いて判断することが挙げられる。なお、より検知精度を高めるためには、複数種類の判断を組み合わせて行うことが好ましい。
【００８２】
なお、電気信号を検出する所定の検出期間は、撮影条件や放射線画像撮影装置１００により異なるため、予め実験等により、例えば、撮影期間（蓄積期間）に対して何％とするか等を得ておくとよい。
【００８３】
また、強い衝撃を外乱として受けた場合、特定の信号配線３に電荷が生じる等、信号配線３により、生じるノイズが異なることがある。このような場合、各信号配線３に生じるノイズを実験等により予め得ておき、各信号配線３に応じて、判断基準を異ならせる。例えば、上述した誤検知判断用閾値（ｔｈ１〜ｔｈ４）を、各信号配線３に応じて予め定めておく。なお、この場合、例えば、信号配線３の配置に応じて、放射線検出器１０の端部を含む端部領域、及び中央を含む中央領域等のように、複数の信号配線３を含む領域にわけて、各領域毎に判断基準を異ならせるようにしてもよい。このように信号配線３に応じて判断基準を異ならせる場合は、信号配線３毎、または上述した領域毎に、誤検知か否か判断する。誤検知であるとする判断結果が１つ以上、または所定数以上の場合は、誤検知であると決定して、蓄積期間を退避するようにするとよい。
【００８４】
本実施の形態の放射線画像撮影装置１００では、誤検知であると判断した場合（図９、ステップＳ１１０でＹ）は、図８に示すように、蓄積期間を退避して、電荷情報の蓄積を中止（図９、ステップＳ１１２）して、放射線検知期間に遷移する。
【００８５】
なお、図８に示した場合では、蓄積期間の終了後すぐに放射線検知期間に遷移しているが、蓄積期間中に蓄積された電荷による放射線照射開始検知の判断ミスをなくすため、放射線検知期間に遷移する前に、上述のリセット動作を行わせて電気信号（電荷情報）を読み捨てる（図９、ステップＳ１１４）ようにするとよい。この際、リセット動作を行っている期間は、放射線の不感期間（非検知期間）となってしまうため、当該期間を短縮するために、複数の走査配線１０１のリセット動作を同時に行うようにすることが好ましい。
【００８６】
また、前記リセット動作中は、制御装置２０２が、放射線照射装置２０４に放射線の照射を禁止するよう制御す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画像撮影装置１００では、放射線が照射されると、当該放射線に応じて発生した電荷の電荷蓄積期間に放射線検知用の画素２０Ｂから出力された電気信号（電荷情報）を所定の検出期間の間、信号検出回路１０５で検出し、制御部１０６が電気信号（電荷情報）の時間変化が、ノイズとして予め定められた特徴を有しているか否かを判断する。有していないと判断した場合は、放射線の照射開始が適切に検知されたため、そのまま電荷蓄積期間を継続し、放射線画像の撮影を行う。一方、有している、すなわち、ノイズであると判断した場合は、放射線の照射開始の誤検知であると判断し、電荷蓄積期間を中断（退避）し、放射線検知期間に遷移する。
【００８８】
このように、本実施の形態では、電荷蓄積期間中に放射線検知用の画素２０Ｂから出力された電気信号（電荷情報）に基づいて、放射線の照射開始の検知が外乱等に起因するノイズによる誤検知であるか否かを判断することができるため、外乱要因等に起因してノイズが発生した場合でも、精度よく放射線の照射開始を検知することができる。
【００８９】
また、本実施の形態では、誤検知と判断した場合は、電荷蓄積期間を中断（退避）して放射線検知期間に遷移するため、誤検知と判断するまでの時間を短縮することができる。誤検知と判断するまでに時間を要すると、誤検知と判断するまでに放射線が照射されて放射線画像の撮影が行われても、当該放射線を適切に検知できず、放射線画像を出力されないことになり、被検体２０６に不要な被曝をさせる恐れがあるが、これを防止することができる。
【００９０】
また、一般に、放射線の照射開始を検知した後、当該検知が誤検知であるか否かを判断し、誤検知ではないと判断してから蓄積期間に遷移することが考えられる。この場合、放射線の照射開始を検知してから、誤検知ではないとの判断が確定するまでの期間、被検体２０６がうけた被曝は放射線画像の生成には寄与しない、無効な被曝になってしまう。これに対して、本実施の形態では、上述したように、放射線の照射開始を検知した後、まず、蓄積期間に入ってから、誤検知であるか否かを判断し、誤検知である場合は、即座に、電荷蓄積期間を中断して放射線検知期間に遷移する。これにより、本実施の形態では、誤検知であるか否かの判断が確定してから蓄積期間に遷移する場合に比べて、リアルタイム性による無効被曝削減と、放射線の照射開始の高精度検知との両立を図ることができる。
【００９１】
また、ノイズに基づく画像を放射線画像として出力してしまった場合、誤診を招いたり、サービスコールを増加させたりする等のリスクが生じることがあるが、本実施の形態では、ノイズに基づく画像を出力することがないため、このようなリスクを防止することができる。
【００９２】
なお、上記各実施の形態では、電荷蓄積期間中に制御部１０６が画像データを取得するための画素２０として、ソースとドレインが短絡されたＴＦＴスイッチ４を備えた放射線検知用の画素２０Ｂを用いる場合について説明したが、電荷蓄積期間中に画像データを取得するための画素２０はこれに限らない。例えば、図１２に示すように、ドレイン電極１３の途中から接続配線８２を形成して信号配線３と接続するようにしてもよい。この場合も、ＴＦＴスイッチ４のソースとドレインは実質的に短絡していることとなる。上記実施の形態や図１２に示すように、ＴＦＴスイッチ４のソースとドレインを短絡させる場合、図１３に示すようにゲート電極２を走査配線１０１から離して形成するようにしてもよい。
【００９３】
また、例えば、図１４に示すように、放射線検知用の画素２０Ｂでは、接続配線８２を形成して接続配線８２及びコンタクトホール１７を介して、センサ部１０３と信号配線３とを接続し、ドレイン電極１３とコンタクトホール１７の間を電気的に切断してもよい。
【００９４】
また、上記各実施の形態では、放射線検知用の画素２０ＢとしてＴＦＴスイッチ４が短絡された画素を用いる場合について説明したが、ＴＦＴスイッチ４が短絡していない画素を放射線検知用の画素２０Ｂとして用いてもよい。この場合、画素２０ＢのＴＦＴスイッチ４の制御は、画素２０ＡのＴＦＴスイッチ４の制御とは独立して制御される。また、この場合の画素２０Ｂは、放射線検出器１０の所定の画素２０を用いてもよいし、放射線検出器１０内の画素２０とは異なる画素を設けてもよい。
【００９５】
また、本実施の形態の放射線画像撮影装置１００の放射線検出器１０（図２参照）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く、放射線検知用の画素２０Ｂが設けられている位置は特に限定されない。
【００９６】
また、本実施の形態では、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したが、これに限定されない。例えば、放射線を吸収して電荷に変換する光電変換層としてアモルファスセレン等の放射線を直接電荷に変換する材料を使用した直接変換方式の放射線検出器に本発明を適用してもよい。
【００９７】
その他、本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。
【００９８】
また、本実施の形態では、本発明の放射線は、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。
【符号の説明】
【００９９】
３ 信号配線
４ ＴＦＴスイッチ
１０ 放射線検出器
２０ 画素、２０Ａ 放射線画像撮影用の画素、２０Ｂ 放射線検知用の画素
５０ 増幅回路
５２ アンプ
１００ 放射線画像撮影装置
１０３ センサ部
１０５ 信号検出回路
１０６ 制御部
２００ 放射線画像撮影システム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線画像撮影装置、放射線画像撮影システム、放射線画像撮影装置の制御プログラム、及び放射線画像撮影装置の制御方法に係り、特に医療用の放射線画像を撮影する放射線画像撮影装置、放射線画像撮影システム、放射線画像撮影装置の制御プログラム、及び放射線画像撮影装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療診断を目的とした放射線撮影を行う放射線画像撮影装置が知られている。当該放射線画像撮影装置は、放射線照射装置から照射され、被検体を透過した放射線を検出して放射線画像を撮影する。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収集して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、放射線または、放射線が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によるセンサ部と、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、を備えると共に、前記スイッチング素子から読み出された電荷に基づいて、放射線の照射が開始（放射線画像の撮影が開始）されたことを検知する検知部を備えたものが知られている。
【０００４】
このような放射線画像の撮影開始を検知する検知部を備えた放射線画像撮影装置では、例えば、衝撃や電磁波等の外乱に起因したノイズによりセンサ部で発生した電荷により、放射線の照射が開始されたと検知部が誤検知してしまう場合がある。
【０００５】
そのため、このような誤検知を防止する技術がある。例えば、特許文献１には、バイアス線を流れる電流に値に基づいて放射線の照射開始を検知する放射線画像撮影装置において、バイアス線を流れる電流に対して重畳されるスイッチング素子に印加するオン電圧やオフ電圧を切り替える際のノイズによる電圧値の立ち上がりを放射線の照射開始として誤検知されてしまうことを防止する技術が記載されている。
【０００６】
また、特許文献２には、Ｘ線撮像装置において、ノイズによる誤動作を防止しつつ、Ｘ線照射が、ＡＣ電源電圧の半波整流波形に応じた周期的なものであっても高周波インバータ方式で得られる完全直流電圧の電圧波形に応じた定常的なものであっても、撮像開始タイミングが適正に検知できるようにする技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２６８１７１号公報
【特許文献２】特開２００６−２４６９６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した技術では、放射線の照射が開始されたと検知部が誤検知したと判断するまでに時間を要する場合があり、この間に、放射線画像の撮影のために放射線が照射されても検知できない場合がある。そのため、外乱要因等に起因してノイズが発生した場合でも、時間を要さずに、より精度よく、放射線の照射開始を検知することが望まれている。
【０００９】
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、外乱要因等に起因してノイズが発生した場合でも、精度よく放射線の照射開始を検知することができる、放射線画像撮影装置、放射線画像撮影システム、放射線画像撮影装置の制御プログラム、及び放射線画像撮影装置の制御方法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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の放射線画像撮影装置は、照射された放射線に応じた電荷を発生するセンサ部、及び制御信号に基づいて前記センサ部から前記電荷を読み出して前記電荷に応じた電気信号を信号線に出力するスイッチング素子を各々備えた複数の画素と、前記複数の画素のうちの前記スイッチング素子が短絡した画素であり、照射された放射線により発生した電荷に応じた電気信号を出力する放射線検知素子と、検知期間中に前記放射線検知素子から出力される電気信号に基づいて、放射線の照射開始を検知する検知手段と、出力された電荷情報の取り出しを制御する前記制御信号を出力する制御信号出力手段と、前記検知手段が放射線の照射開始を検知した後の放射線画像の撮影期間に、前記放射線検知素子から出力された電気信号を検出し、検出した電気信号の時間変化に基づいて、前記検知手段が放射線の照射開始を誤検知したか否かを判断する判断手段と、を備える。
【００１１】
検知手段が、検知期間中に前記放射線検知素子から出力される電気信号に基づいて、放射線の照射開始を検知するが、外乱要因等に起因してノイズ（電気信号）が発生した場合、放射線の照射開始を誤検知する場合がある。
【００１２】
本発明によれば、検知手段が放射線の照射開始を検知した後の放射線画像の撮影期間に、放射線検知素子から出力された電気信号を検出し、検出した電気信号の時間変化に基づいて、検知手段が放射線の照射開始を誤検知したか否かを判断する判断手段を備える。
【００１３】
外乱に起因するノイズである電気信号は、時間変化が通常の放射線画像の撮影の際の電気信号と異なる特徴を有している。判断手段が上述のように検出した電気信号の時間変化に基づいて、放射線の照射開始を誤検知したか否かを判断するため、外乱要因等に起因してノイズが発生した場合でも、精度よく放射線の照射開始を検知することができる。
【００１４】
また、本発明の放射線画像撮影装置の前記判断手段は、検出した前記電気信号に応じた電荷の極性及び電荷量の時間変化を表す波形の振幅の少なくとも一方の時間変化に基づいて、誤検知したかを判断することができる。
【００１５】
また、本発明の放射線画像撮影装置の前記判断手段は、所定の前記信号線毎に予め定められた基準により、誤検知であるか否かを判断することができる。
【００１６】
また、本発明の放射線画像撮影装置の前記撮影期間は、前記画素からの電荷の取り出しを禁止する制御信号を出力し、前記撮影期間終了後に、電荷の取り出しを行う前記制御信号を出力するように前記制御信号出力手段を制御する制御手段と、前記検知手段により放射線の照射開始が検知された場合、前記検知期間から前記撮影期間に遷移し、かつ遷移後に前記判断手段が誤検知と判断した場合は、前記撮影期間から前記検知期間に遷移する遷移手段と、を備えることができる。
【００１７】
また、本発明の放射線画像撮影装置の前記制御手段は、前記判断手段が誤検知と判断した場合に前記遷移手段により前記撮影期間から前記検知期間に遷移された場合は、電荷の取り出しを行う前記制御信号を出力して、前記複数の画素から電荷を取り出すリセット動作を行うように前記制御信号出力手段を制御する。
【００１８】
また、本発明の放射線画像撮影装置は、前記撮影期間に前記複数の画素から読み出された前記電気信号を出力し、かつ前記判断手段が誤検知と判断した場合は、前記複数の画素から取り出された前記電気信号を出力せずに読み捨てる出力手段を備えた。
【００１９】
本発明の放射線画像撮影システムは、放射線を照射する照射装置と、前記照射装置から照射された放射線に応じた放射線画像を撮影する、前記請求項１から前記請求項７のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置と、を備える。
【００２０】
本発明の放射線画像撮影装置は、放射線を照射する照射装置と、前記照射装置から照射された放射線に応じた放射線画像を撮影する、前記請求項４に記載の放射線画像撮影装置と、前記放射線画像撮影装置の前記リセット動作中は、前記照射装置による放射線の照射を禁止するよう制御する制御装置と、を備える。
【００２１】
本発明の放射線画像撮影装置の制御プログラムは、照射された放射線に応じた電荷を発生するセンサ部、及び制御信号に基づいて前記センサ部から前記電荷を読み出して前記電荷に応じた電気信号を信号線に出力するスイッチング素子を各々備えた複数の画素と、前記複数の画素のうちの前記スイッチング素子が短絡した画素であり、照射された放射線により発生した電荷に応じた電気信号を出力する放射線検知素子と、検知期間中に前記放射線検知素子から出力される電気信号に基づいて、放射線の照射開始を検知する検知手段と、出力された電荷情報の取り出しを制御する前記制御信号を出力する制御信号出力手段と、前記検知手段が放射線の照射開始を検知した後の放射線画像の撮影期間に、前記放射線検知素子から出力された電気信号を検出し、検出した電気信号の時間変化に基づいて、前記検知手段が放射線の照射開始を誤検知したか否かを判断する判断手段と、を備えた放射線画像撮影装置の制御処理をコンピュータに実行させるための放射線画像撮影装置の制御プログラムであって、前記検知手段が放射線の照射開始を検知した後の放射線画像の撮影期間に、前記放射線検知素子から出力された電気信号を検出するステップと、検出した電気信号の時間変化に基づいて、前記検知手段が放射線の照射開始を誤検知したか否かを判断するステップと、を備えた処理をコンピュータに実行させるためのものである。
【００２２】
本発明の放射線画像撮影装置の制御方法は、照射された放射線に応じた電荷を発生するセンサ部、及び制御信号に基づいて前記センサ部から前記電荷を読み出して前記電荷に応じた電気信号を信号線に出力するスイッチング素子を各々備えた複数の画素と、前記複数の画素のうちの前記スイッチング素子が短絡した画素であり、照射された放射線により発生した電荷に応じた電気信号を出力する放射線検知素子と、検知期間中に前記放射線検知素子から出力される電気信号に基づいて、放射線の照射開始を検知する検知手段と、出力された電荷情報の取り出しを制御する前記制御信号を出力する制御信号出力手段と、前記検知手段が放射線の照射開始を検知した後の放射線画像の撮影期間に、前記放射線検知素子から出力された電気信号を検出し、検出した電気信号の時間変化に基づいて、前記検知手段が放射線の照射開始を誤検知したか否かを判断する判断手段と、を備えた放射線画像撮影装置の制御方法であって、前記検知手段が放射線の照射開始を検知した後の放射線画像の撮影期間に、前記放射線検知素子から出力された電気信号を検出する工程と、検出した電気信号の時間変化に基づいて、前記検知手段が放射線の照射開始を誤検知したか否かを判断する工程と、を備える。
【発明の効果】
【００２３】
上記特許文献１に記載の従来の技術が対象としているノイズは、一括リセットに基づいて、バイアス線を流れる電流に対して重畳されるスイッチング素子に印加するオン電圧やオフ電圧を切り替える際のノイズである。当該ノイズは、予想できる特定の周期を持っている。そのため、当該ノイズを除去するには、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）やローパスフィルタ（ＬＰＦ）を設け、バイアス線を流れる電流をＢＰＦやＬＰＦを介して出力するように構成すれば十分である。しかしながら、振動等、の外乱要因等に起因するノイズは、突発的、かつ、ノイズの現れ方が不定であるため、特許文献１に記載の技術のように、ＢＰＦやＬＰＦでは、十分に除去することができない懸念がある。そこで本発明は、このような外乱要因等に起因するノイズに着目した。
【００２４】
以上説明したように、外乱要因等に起因してノイズが発生した場合でも、精度よく放射線の照射開始を検知することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本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】本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】本実施の形態に係る放射線検出器の構成の一例を示す平面図である。
【図４】本実施の形態に係る放射線検出器の一例の線断面図である。
【図５】本実施の形態に係る放射線検出器の一例の線断面図である。
【図６】本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７】本実施の形態に係る放射線画像撮影装置における放射線が照射された（放射線画像の撮影）の動作の流れの一例を示したタイムチャートである。
【図８】本実施の形態に係る放射線画像撮影装置における外乱に起因したノイズにより電荷が発生した場合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】本実施の形態に係る放射線画像を撮影する際の動作の流れの一例を示したフローチャートである。
【図１０】本実施の形態に係る放射線検出器に放射線が照射された場合の電気信号の時間変化を示すグラフであり、（Ａ）は、電圧信号Ｄｉの時間変化を示し、（Ｂ）は、一階微分値Ｄｉ１の時間変化を示し、及び（Ｃ）は、二階微分値Ｄｉ２の時間変化を示している。
【図１１】本実施の形態に係る放射線検出器にノイズが発生した場合の電気信号の時間変化を示すグラフであり、（Ａ）は、電圧信号Ｄｉの時間変化を示し、（Ｂ）は、一階微分値Ｄｉ１の時間変化を示し、及び（Ｃ）は、二階微分値Ｄｉ２の時間変化を示している。
【図１２】その他の形態に係る放射線検知素子の構成の一例を示す平面図である。
【図１３】その他の形態に係る放射線検知素子の構成の一例を示す平面図である。
【図１４】その他の形態に係る放射線検知素子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】
【００２６】
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。
【００２７】
まず、本実施の形態の放射線画像撮影装置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。
【００２８】
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、を備えて構成されている。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。
【００２９】
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。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を備えて構成されている。なお、図２では、放射線を光に変換するシンチレータは省略している。
【００３０】
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。本実施の形態では、シンチレータによって変換された光が照射されることにより、センサ部１０３が、電荷が発生する。
【００３１】
画素２０は、一方向（図２の走査配線方向）及び当該走査配線方向に対する交差方向（図２の信号配線方向）にマトリ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は走査配線方向及び信号配線方向に１０２４個×１０２４個配置されている。
【００３２】
本実施の形態では、複数の画素２０のうち、放射線画像撮影用の画素２０Ａと放射線検知用の画素２０Ｂが予め定められている。図１では、放射線検知用の画素２０Ｂを破線で囲んでいる。放射線画像撮影用の画素２０Ａは、放射線を検出して放射線が示す画像を生成するために用いられ、放射線検知用の画素２０Ｂは、放射線を検知するために用いられる画素であり、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）。
【００３３】
また、放射線検出器１０には、基板１（図３参照）上に、ＴＦＴスイッチ４をＯＮ／ＯＦＦ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、一方向の各画素列に信号配線３が１本ずつ設けられ、交差方向の各画素列に走査配線１０１が１本ずつ設けられており、例えば、画素２０が走査配線方向及び信号配線方向に１０２４個×１０２４個配置されている場合、信号配線３及び走査配線１０１は１０２４本ずつ設けられている。
【００３４】
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、一端及び他端が並列に接続されており、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を介してバイアス電圧が印加されている。
【００３５】
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制御信号が流れる。このように制御信号が各走査配線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。
【００３６】
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ＯＮ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。
【００３７】
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。また、各走査配線１０１には、各走査配線１０１にＴＦＴスイッチ４をＯＮ／ＯＦＦするための制御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又は走査配線１０１を接続する。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を接続する。
【００３８】
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（図６参照）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により増幅し、ＡＤＣ（アナログ・デジタル変換器）によりデジタル信号へ変換する（詳細後述）。
【００３９】
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に対してノイズ除去などの所定の処理を施すとともに、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制御部１０６が接続されている。
【００４０】
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および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、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。また、制御部１０６は、上記所定の処理が施された画像データに対して、各放射線検知用の画素２０Ｂの画像データを補間する処理（補間処理）を行って、照射された放射線が示す画像を生成する。すなわち、制御部１０６は、各放射線検知用の画素２０Ｂの画像データを、上記所定の処理が施された画像データに基づいて補間することで、照射された放射線が示す画像を生成する。
【００４１】
図３には、本実施形態に係る間接変換方式の放射線検出器１０の構造を示す平面図が示されており、図４には、図３の放射線画像撮影用の画素２０ＡのＡ−Ａ線断面図が示されており、図５には、図３の放射線検知用の画素２０ＢのＢ−Ｂ線断面図が示されている。
【００４２】
図４に示すように、放射線検出器１０の画素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、又は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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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、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、又はＡｌ若しくはＣｕを主体とした積層膜が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。
【００４６】
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。
【００４７】
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など）により１〜４μｍの膜厚で形成されている。
【００４８】
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１７が形成されている。
【００４９】
層間絶縁膜１２上には、コンタクトホール１７を埋めつつ、画素領域を覆うようにセンサ部１０３の下部電極１１が形成されており、この下部電極１１は、ＴＦＴスイッチ４のドレイン電極１３と接続されている。この下部電極１１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。
【００５０】
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。
【００５１】
下部電極１１上には、フォトダイオードとして機能する半導体層２１が形成されている。本実施の形態では、半導体層２１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２１Ａ、ｉ層２１Ｂ、ｐ＋層２１Ｃを順に積層して形成する。ｉ層２１Ｂ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２１Ａ及びｐ＋層２１Ｃは、コンタクト層として機能し、下部電極１１及び後述する上部電極２２とｉ層２１Ｂをと電気的に接続する。
【００５２】
各半導体層２１上には、それぞれ個別に上部電極２２が形成されている。この上部電極２２には、例えば、ＩＴＯやＩＺＯ（酸化亜鉛インジウム）などの光透過性の高い材料を用いている。本実施の形態に係る放射線検出器１０では、上部電極２２や半導体層２１、下部電極１１を含んでセンサ部１０３が構成されている。
【００５３】
層間絶縁膜１２、半導体層２１及び上部電極２２上には、上部電極２２に対応する一部で開口２７Ａを持ち、各半導体層２１を覆うように、塗布型の層間絶縁膜２３が形成されている。
【００５４】
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、又は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２７Ａ付近にコンタクトパッド２７が形成され、層間絶縁膜２３の開口２７Ａを介して上部電極２２と電気的に接続される。
【００５５】
一方、図５に示すように、放射線検出器１０の放射線検知用の画素２０Ｂでは、ソース電極９とドレイン電極１３とが接触するようにＴＦＴスイッチ４が形成されている。すなわち、画素２０Ｂでは、ＴＦＴスイッチ４のソースとドレインが短絡している。これにより、画素２０Ｂでは、下部電極１１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。
【００５６】
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が貼り付けられる。
【００５７】
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６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を備えて構成されている。なお、図６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を備えて構成されている。
【００５８】
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、を備えて構成されている。
【００５９】
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のＴＦＴスイッチ４により電荷（電気信号）が読み出され、コンデンサＣにＴＦＴスイッチ４により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。
【００６０】
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。
【００６１】
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を制御部１０６に順次出力する。
【００６２】
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。
【００６３】
本実施の形態では、放射線検知用の画素２０Ｂが接続された信号配線３（図２の場合、Ｄ２、Ｄ３の少なくとも一方、例えば、Ｄ２）の電気信号（電荷情報）を信号検出回路１０５の増幅回路５０で検出し、制御部１０６が、信号検出回路１０５により変換されたデジタル信号の値を予め定めた放射線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知を行うようにしており、制御装置２０２から制御信号を必要としない、いわゆる同期フリーとして構成している。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。
【００６４】
なお、本実施の形態で電気信号の「検出」とは、電気信号をサンプリングすることを示している。
【００６５】
次に、図７〜図１１を参照して、上記構成の放射線画像撮影装置１００による放射線画像を撮影する際の動作の流れについて、放射線の照射開始の検知動作を中心に、説明する。図７は、放射線が照射された（放射線画像の撮影）場合の動作の流れの一例を示したタイムチャートである。図８は、外乱に起因したノイズにより電荷が発生した場合の動作の流れの一例を示したタイムチャートである。また、図９は、放射線画像を撮影する際の動作の流れの一例を示したフローチャートである。
【００６６】
放射線画像撮影装置１００は、放射線の照射開始を検知して放射線検出器１０の各画素２０で電荷を蓄積し、蓄積した電荷に応じた画像データに基づいた放射線画像を出力することにより放射線画像を撮影する。
【００６７】
本実施の形態では、放射線画像の撮影を行う際、放射線画像撮影装置１００には、撮影モードへの移行が制御装置２０２から通知される（図９、ステップＳ１００）。放射線画像撮影装置１００は、撮影モードへの移行が通知されると、放射線の検知を行う放射線検知待ち状態に移行（図９、ステップＳ１０２）する。放射線を検知すると（図９、ステップＳ１０４でＹ）放射線検出器１０で電荷を蓄積する電荷蓄積状態に移行（図９、ステップＳ１０６）する。放射線を検知してから所定時間後（図９、ステップＳ１１８でＹ）に、蓄積された電荷の読み出す電荷読出状態に移行（図９、ステップＳ１２０）する。電荷の読み出し終了後、続けて放射線画像の撮影を行う場合は、再び待機状態に移行（図９、ステップＳ１２２でＮ）し、行わない場合は本処理を終了する（図９、ステップＳ１２２でＹ）。
【００６８】
放射線照射装置２０４から放射線が照射されると、照射された放射線は、シンチレータに吸収され、可視光に変換される。なお、放射線は、放射線検出器１０の表側、裏側の何れから照射されてもかまわない。シンチレータで可視光に変換された光は、各画素２０のセンサ部１０３に照射される。
【００６９】
センサ部１０３では、光が照射されると内部に電荷が発生する。この発生した電荷は下部電極１１により収集される。
【００７０】
放射線画像撮影用の画素２０Ａでは、ドレイン電極１３とソース電極９が短絡していないため、下部電極１１に収集された電荷が蓄積されるが、画素２０Ｂでは、ドレイン電極１３とソース電極９が短絡しているため、下部電極１１に収集された電荷が信号配線３に流れ出す。
【００７１】
本実施の形態の放射線画像撮影装置１００では、上述のように、信号検出回路１０５の増幅回路５０で放射線検知用の画素２０Ｂから出力された電気信号（電荷情報）を検出し、制御部１０６が検出された電気信号（電荷情報）を予め定めた放射線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の照射開始を検知する（図９、ステップＳ１０４）。図７、図８、及び図９に示すように、放射線の照射開始を検知する（図９、ステップＳ１０４でＹ）と、センサ部１０３が発生した電荷を蓄積する蓄積期間に遷移する（図７及び図８のＧｋ＋２、図９、ステップＳ１０６参照）。なお、本実施の形態では、当該蓄積期間を、放射線画像撮影用の電荷を蓄積する期間であるため「撮影期間」とも称する。
【００７２】
なお、本実施の形態の放射線画像撮影装置１００では、センサ部１０３でリーク電流が発生するため、放射線検知期間では、図７及び図８に示すように走査配線１０１に順次オン信号を出力し、ＴＦＴスイッチ４のゲート電極２に走査配線１０１を介して順次オン信号を印加して一定期間毎にセンサ部１０３から電荷を外部に出力させることにより、センサ部１０３に蓄積された電荷をリセットするリセット動作を行っている。
【００７３】
放射線の照射開始を検知して蓄積期間に遷移すると、制御部１０６は、放射線検出器１０に電荷の蓄積を指示する（図９、ステップＳ１０８）。放射線検出器１０の放射線画像撮影用の画素２０Ａでは、ＴＦＴスイッチ４がオフ状態のままであるため、電荷が蓄積された状態になる。一方、放射線検知用の画素２０Ｂは、ＴＦＴスイッチ４が短絡しているため、電荷蓄積期間（ＴＦＴスイッチ４がオフ状態）であっても、電荷を信号検出回路１０５に出力する。電荷蓄積期間及び読出期間に係わらず所定のタイミングでＳ／ＨスイッチＳＷ５がオン／オフされる（図７及び図８のＣＡのサンプリング参照）ため、放射線検知用の画素２０Ｂから出力された電荷の情報は信号検出回路１０５の増幅回路５０及びＡＤＣ５４を介して電気信号（電荷情報）として制御部１０６に入力される。
【００７４】
放射線が照射された（放射線画像の撮影）場合、放射線照射開始を検知してから所定時間経過したことを図示を省略したタイマーに基づいて判断（図９、ステップＳ１１８）し、所定時間が経過していない場合（図９、ステップＳ１１８でＮ）は、電荷の蓄積を継続（図９、ステップＳ１２０）し、所定時間経過した場合（図９、ステップＳ１１８でＹ）は、蓄積期間を終了して、各画素２０Ａから蓄積された電荷を読み出す読み出し期間に遷移する（図９、ステップＳ１２０）。読み出し期間では、具体的には、ＴＦＴスイッチ４のゲート電極２に走査配線１０１を介して順次オン信号を印加することにより、画素２０ＡのＴＦＴスイッチ４が順次オンされ、各画素２０Ａに蓄積された電荷量に応じた電気信号を信号配線３に出力させることにより電荷を読み出す。
【００７５】
一方、ノイズにより放射線照射開始を誤検知した場合について説明する。衝撃や電磁波等の外乱に起因してセンサ部１０３で発生したノイズ（電荷）によって、閾値以上の電荷が発生する場合がある（図８のＧｋ＋２参照）。外乱に起因して発生したノイズ（電荷）に応じた電気信号（電荷情報）は、通常の放射線画像の撮影の際に放射線が照射されたことにより発生する電荷に応じた電気信号（電荷情報）と異なる特徴を有しており、特に時間変化が異なっている。例えば、図７及び図８を比較するとわかるように、ノイズである場合電荷が逆に流れることにより、電気信号の極性が通常と逆になる場合がある。また、ノイズである場合、図８に示すように、電気信号（電荷情報）の時間変化を表す波形が振幅を有している。
【００７６】
放射線検出器１０における放射線の照射による電気信号と、ノイズによる電気信号との相違についてさらに詳しく説明する。図１０に、本実施の形態に係る放射線検出器１０に放射線が照射された場合の電気信号の時間変化のグラフを示す。図１０（Ａ）は、電気信号Ｄｉ、図１０（Ｂ）は、電気信号Ｄｉの一階微分値Ｄｉ１、及び図１０（Ｃ）は、電気信号Ｄｉの二階微分値Ｄｉ２の時間変化をそれぞれ示している。また、図１１に、本実施の形態に係る放射線検出器１０にノイズが発生した場合の電気信号の時間変化のグラフを示す。図１１（Ａ）は、電気信号Ｄｉ、図１０（Ｂ）は、電気信号Ｄｉの一階微分値Ｄｉ１、及び図１０（Ｃ）は、電気信号Ｄｉの二階微分値Ｄｉ２の時間変化をそれぞれ示している。
【００７７】
図１０（Ａ）に示すように、放射線が照射されると電気信号Ｄｉは、増加し、時間と共に変化するため、時間ｔの関数ｆ（ｔ）として表せる。本実施の形態の放射線検出器１０では、電気信号Ｄｉが、放射線検知用の閾値を超えたか否かにより、放射線の照射開始を検知する。図１１（Ａ）において、ノイズにより発生した電気信号Ｄｉは、放射線が照射された場合の電気信号Ｄｉと同様に時間とともに変化するため、時間ｔの関数ｇ（ｔ）として表せる。ただし、この場合は周期が一定で振幅が徐々に減少する正弦波、すなわち減衰振動の波形となる。これを一階微分すると、図１１（Ｂ）に示したように、位相が９０°異なる波形ｇ１（ｔ）が得られる。
【００７８】
図１０（Ｂ）に示すように、放射線が照射された場合の関数ｆ（ｔ）の一階微分ｆ１（ｔ）は、放射線の照射により急激に立ち上がり、すぐに一定となる。これに対して、図１１（Ｂ）のノイズによる波形の関数ｇ（ｔ）の一階微分ｇ１（ｔ）は、位相がずれるのみで、減衰信号の波形は変わらない。真に放射線が照射された場合は、一階微分ｆ１（ｔ）は、極性が常に正極性を示すが、ノイズによる場合は、一階微分ｇ１（ｔ）は、極性が反転し、正極性と負極性を入ったり来たりする振幅を有している。
【００７９】
また、図１０（Ｃ）に示すように、放射線が照射された場合の関数ｆ（ｔ）の二階微分ｆ２（ｔ）は、いわゆるガウス関数のような振る舞いをずる。これに対して、図１１（Ｃ）のノイズによる波形の関数ｇ（ｔ）の二階微分ｇ２（ｔ）は、一階微分の場合と同様に位相がずれるのみで、減衰信号の波形は変わらない。このように、二階微分の場合も、一階微分と同様に、真に放射線が照射された場合は、二階微分ｆ２（ｔ）は、極性が常に正極性を示すが、ノイズによる場合は、二階微分ｇ２（ｔ）は、極性が反転し、負極性を示し、正極性と負極性を入ったり来たりする振幅を有している。
【００８０】
なお、図１０及び図１１を比較するとわかるように、真に放射線が照射された場合の一階微分ｆ１（ｔ）は、ノイズの場合の一階微分ｇ１（ｔ）に比べて小さい。同様に、真に放射線が照射された場合の二階微分ｆ２（ｔ）は、ノイズの場合の二階微分ｇ２（ｔ）に比べて小さい。そのため、一階微分ｆ１（ｔ）と一階微分ｇ１（ｔ）とを識別するための誤検知判断用閾値（ｔｈ１、ｔｈ２）を予め定めておき、電気信号の時間変化が当該誤検知判断用閾値を超えた場合は、誤検知（ノイズ）であると判断するようにしてもよい。また同様に、二階微分ｆ２（ｔ）と二階微分ｇ２（ｔ）とを識別するための誤検知判断用閾値（ｔｈ３、ｔｈ４）を予め定めておき、電気信号の時間変化が当該誤検知判断用閾値を超えた場合は、誤検知（ノイズ）であると判断するようにしてもよい。
【００８１】
本実施の形態では、蓄積期間に遷移後も、放射線検知用の画素２０Ｂから出力される電気信号（電荷情報）の検出を継続し、所定の検出期間内における電気信号（電荷情報）の時間変化が上述したような、ノイズの特徴を有しているか否かにより、照射線の照射開始を誤検知したか否かを制御部１０６が判断する（図９、ステップＳ１１０）。具体的には上述したように、検出期間内に電気信号の極性が通常と逆になったか否かにより判断することや、検出期間内に出力された電気信号（電荷情報）を微分（例えば、一階微分や二階微分）して、傾きがほぼ一定か徐々に大きくなるとみなせる場合は、適正な放射線の照射開始の検知と判断し、傾きが減少するか否かにより判断することや、誤検知判断用閾値を用いて判断することが挙げられる。なお、より検知精度を高めるためには、複数種類の判断を組み合わせて行うことが好ましい。
【００８２】
なお、電気信号を検出する所定の検出期間は、撮影条件や放射線画像撮影装置１００により異なるため、予め実験等により、例えば、撮影期間（蓄積期間）に対して何％とするか等を得ておくとよい。
【００８３】
また、強い衝撃を外乱として受けた場合、特定の信号配線３に電荷が生じる等、信号配線３により、生じるノイズが異なることがある。このような場合、各信号配線３に生じるノイズを実験等により予め得ておき、各信号配線３に応じて、判断基準を異ならせる。例えば、上述した誤検知判断用閾値（ｔｈ１〜ｔｈ４）を、各信号配線３に応じて予め定めておく。なお、この場合、例えば、信号配線３の配置に応じて、放射線検出器１０の端部を含む端部領域、及び中央を含む中央領域等のように、複数の信号配線３を含む領域にわけて、各領域毎に判断基準を異ならせるようにしてもよい。このように信号配線３に応じて判断基準を異ならせる場合は、信号配線３毎、または上述した領域毎に、誤検知か否か判断する。誤検知であるとする判断結果が１つ以上、または所定数以上の場合は、誤検知であると決定して、蓄積期間を退避するようにするとよい。
【００８４】
本実施の形態の放射線画像撮影装置１００では、誤検知であると判断した場合（図９、ステップＳ１１０でＹ）は、図８に示すように、蓄積期間を退避して、電荷情報の蓄積を中止（図９、ステップＳ１１２）して、放射線検知期間に遷移する。
【００８５】
なお、図８に示した場合では、蓄積期間の終了後すぐに放射線検知期間に遷移しているが、蓄積期間中に蓄積された電荷による放射線照射開始検知の判断ミスをなくすため、放射線検知期間に遷移する前に、上述のリセット動作を行わせて電気信号（電荷情報）を読み捨てる（図９、ステップＳ１１４）ようにするとよい。この際、リセット動作を行っている期間は、放射線の不感期間（非検知期間）となってしまうため、当該期間を短縮するために、複数の走査配線１０１のリセット動作を同時に行うようにすることが好ましい。
【００８６】
また、前記リセット動作中は、制御装置２０２が、放射線照射装置２０４に放射線の照射を禁止するよう制御す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画像撮影装置１００では、放射線が照射されると、当該放射線に応じて発生した電荷の電荷蓄積期間に放射線検知用の画素２０Ｂから出力された電気信号（電荷情報）を所定の検出期間の間、信号検出回路１０５で検出し、制御部１０６が電気信号（電荷情報）の時間変化が、ノイズとして予め定められた特徴を有しているか否かを判断する。有していないと判断した場合は、放射線の照射開始が適切に検知されたため、そのまま電荷蓄積期間を継続し、放射線画像の撮影を行う。一方、有している、すなわち、ノイズであると判断した場合は、放射線の照射開始の誤検知であると判断し、電荷蓄積期間を中断（退避）し、放射線検知期間に遷移する。
【００８８】
このように、本実施の形態では、電荷蓄積期間中に放射線検知用の画素２０Ｂから出力された電気信号（電荷情報）に基づいて、放射線の照射開始の検知が外乱等に起因するノイズによる誤検知であるか否かを判断することができるため、外乱要因等に起因してノイズが発生した場合でも、精度よく放射線の照射開始を検知することができる。
【００８９】
また、本実施の形態では、誤検知と判断した場合は、電荷蓄積期間を中断（退避）して放射線検知期間に遷移するため、誤検知と判断するまでの時間を短縮することができる。誤検知と判断するまでに時間を要すると、誤検知と判断するまでに放射線が照射されて放射線画像の撮影が行われても、当該放射線を適切に検知できず、放射線画像を出力されないことになり、被検体２０６に不要な被曝をさせる恐れがあるが、これを防止することができる。
【００９０】
また、一般に、放射線の照射開始を検知した後、当該検知が誤検知であるか否かを判断し、誤検知ではないと判断してから蓄積期間に遷移することが考えられる。この場合、放射線の照射開始を検知してから、誤検知ではないとの判断が確定するまでの期間、被検体２０６がうけた被曝は放射線画像の生成には寄与しない、無効な被曝になってしまう。これに対して、本実施の形態では、上述したように、放射線の照射開始を検知した後、まず、蓄積期間に入ってから、誤検知であるか否かを判断し、誤検知である場合は、即座に、電荷蓄積期間を中断して放射線検知期間に遷移する。これにより、本実施の形態では、誤検知であるか否かの判断が確定してから蓄積期間に遷移する場合に比べて、リアルタイム性による無効被曝削減と、放射線の照射開始の高精度検知との両立を図ることができる。
【００９１】
また、ノイズに基づく画像を放射線画像として出力してしまった場合、誤診を招いたり、サービスコールを増加させたりする等のリスクが生じることがあるが、本実施の形態では、ノイズに基づく画像を出力することがないため、このようなリスクを防止することができる。
【００９２】
なお、上記各実施の形態では、電荷蓄積期間中に制御部１０６が画像データを取得するための画素２０として、ソースとドレインが短絡されたＴＦＴスイッチ４を備えた放射線検知用の画素２０Ｂを用いる場合について説明したが、電荷蓄積期間中に画像データを取得するための画素２０はこれに限らない。例えば、図１２に示すように、ドレイン電極１３の途中から接続配線８２を形成して信号配線３と接続するようにしてもよい。この場合も、ＴＦＴスイッチ４のソースとドレインは実質的に短絡していることとなる。上記実施の形態や図１２に示すように、ＴＦＴスイッチ４のソースとドレインを短絡させる場合、図１３に示すようにゲート電極２を走査配線１０１から離して形成するようにしてもよい。
【００９３】
また、例えば、図１４に示すように、放射線検知用の画素２０Ｂでは、接続配線８２を形成して接続配線８２及びコンタクトホール１７を介して、センサ部１０３と信号配線３とを接続し、ドレイン電極１３とコンタクトホール１７の間を電気的に切断してもよい。
【００９４】
また、上記各実施の形態では、放射線検知用の画素２０ＢとしてＴＦＴスイッチ４が短絡された画素を用いる場合について説明したが、ＴＦＴスイッチ４が短絡していない画素を放射線検知用の画素２０Ｂとして用いてもよい。この場合、画素２０ＢのＴＦＴスイッチ４の制御は、画素２０ＡのＴＦＴスイッチ４の制御とは独立して制御される。また、この場合の画素２０Ｂは、放射線検出器１０の所定の画素２０を用いてもよいし、放射線検出器１０内の画素２０とは異なる画素を設けてもよい。
【００９５】
また、本実施の形態の放射線画像撮影装置１００の放射線検出器１０（図２参照）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く、放射線検知用の画素２０Ｂが設けられている位置は特に限定されない。
【００９６】
また、本実施の形態では、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したが、これに限定されない。例えば、放射線を吸収して電荷に変換する光電変換層としてアモルファスセレン等の放射線を直接電荷に変換する材料を使用した直接変換方式の放射線検出器に本発明を適用してもよい。
【００９７】
その他、本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。
【００９８】
また、本実施の形態では、本発明の放射線は、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。
【符号の説明】
【００９９】
３ 信号配線
４ ＴＦＴスイッチ
１０ 放射線検出器
２０ 画素、２０Ａ 放射線画像撮影用の画素、２０Ｂ 放射線検知用の画素
５０ 増幅回路
５２ アンプ
１００ 放射線画像撮影装置
１０３ センサ部
１０５ 信号検出回路
１０６ 制御部
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た電荷を発生するセンサ部、及び制御信号に基づいて前記センサ部から前記電荷を読み出して前記電荷に応じた電気信号を信号線に出力するスイッチング素子を各々備えた複数の画素と、
前記複数の画素のうちの前記スイッチング素子が短絡した画素であり、照射された放射線により発生した電荷に応じた電気信号を出力する放射線検知素子と、
検知期間中に前記放射線検知素子から出力される電気信号に基づいて、放射線の照射開始を検知する検知手段と、
出力された電荷情報の取り出しを制御する前記制御信号を出力する制御信号出力手段と、
前記検知手段が放射線の照射開始を検知した後の放射線画像の撮影期間に、前記放射線検知素子から出力された電気信号を検出し、検出した電気信号の時間変化に基づいて、前記検知手段が放射線の照射開始を誤検知したか否かを判断する判断手段と、
を備えた放射線画像撮影装置。
【請求項２】
前記判断手段は、検出した前記電気信号に応じた電荷の極性及び電荷量の時間変化を表す波形の振幅の少なくとも一方の時間変化に基づいて、誤検知したかを判断する、請求項１に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項３】
前記判断手段は、所定の前記信号線毎に予め定められた基準により、誤検知であるか否かを判断する、請求項１または請求項２に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項４】
前記撮影期間は、前記画素からの電荷の取り出しを禁止する制御信号を出力し、前記撮影期間終了後に、電荷の取り出しを行う前記制御信号を出力するように前記制御信号出力手段を制御する制御手段と、
前記検知手段により放射線の照射開始が検知された場合、前記検知期間から前記撮影期間に遷移し、かつ遷移後に前記判断手段が誤検知と判断した場合は、前記撮影期間から前記検知期間に遷移する遷移手段と、
を備えた、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記判断手段が誤検知と判断した場合に前記遷移手段により前記撮影期間から前記検知期間に遷移された場合は、電荷の取り出しを行う前記制御信号を出力して、前記複数の画素から電荷を取り出すリセット動作を行うように前記制御信号出力手段を制御する、請求項４に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項６】
前記撮影期間に前記複数の画素から読み出された前記電気信号を出力し、かつ前記判断手段が誤検知と判断した場合は、前記複数の画素から取り出された前記電気信号を出力せずに読み捨てる出力手段を備えた、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項７】
放射線を照射する照射装置と、
前記照射装置から照射された放射線に応じた放射線画像を撮影する、前記請求項１から前記請求項６のいずれか１項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８】
放射線を照射する照射装置と、
前記照射装置から照射された放射線に応じた放射線画像を撮影する、前記請求項５に記載の放射線画像撮影装置と、
前記放射線画像撮影装置の前記リセット動作中は、前記照射装置による放射線の照射を禁止するよう制御する制御装置と、
を備えた放射線画像撮影システム。
【請求項９】
照射された放射線に応じた電荷を発生するセンサ部、及び制御信号に基づいて前記センサ部から前記電荷を読み出して前記電荷に応じた電気信号を信号線に出力するスイッチング素子を各々備えた複数の画素と、前記複数の画素のうちの前記スイッチング素子が短絡した画素であり、照射された放射線により発生した電荷に応じた電気信号を出力する放射線検知素子と、検知期間中に前記放射線検知素子から出力される電気信号に基づいて、放射線の照射開始を検知する検知手段と、出力された電荷情報の取り出しを制御する前記制御信号を出力する制御信号出力手段と、前記検知手段が放射線の照射開始を検知した後の放射線画像の撮影期間に、前記放射線検知素子から出力された電気信号を検出し、検出した電気信号の時間変化に基づいて、前記検知手段が放射線の照射開始を誤検知したか否かを判断する判断手段と、を備えた放射線画像撮影装置の制御処理をコンピュータに実行させるための放射線画像撮影装置の制御プログラムであって、
前記検知手段が放射線の照射開始を検知した後の放射線画像の撮影期間に、前記放射線検知素子から出力された電気信号を検出するステップと、
検出した電気信号の時間変化に基づいて、前記検知手段が放射線の照射開始を誤検知したか否かを判断するステップと、
を備えた処理をコンピュータに実行させるための放射線画像撮影装置の制御プログラム。
【請求項１０】
照射された放射線に応じた電荷を発生するセンサ部、及び制御信号に基づいて前記センサ部から前記電荷を読み出して前記電荷に応じた電気信号を信号線に出力するスイッチング素子を各々備えた複数の画素と、前記複数の画素に含まれる画素のうちの前記スイッチング素子が短絡した画素であり、照射された放射線により発生した電荷に応じた電気信号を出力する放射線検知素子と、検知期間中に前記放射線検知素子から出力される電気信号に基づいて、放射線の照射開始を検知する検知手段と、出力された電荷情報の取り出しを制御する前記制御信号を出力する制御信号出力手段と、前記検知手段が放射線の照射開始を検知した後の放射線画像の撮影期間に、前記放射線検知素子から出力された電気信号を検出し、検出した電気信号の時間変化に基づいて、前記検知手段が放射線の照射開始を誤検知したか否かを判断する判断手段と、を備えた放射線画像撮影装置の制御方法であって、
前記検知手段が放射線の照射開始を検知した後の放射線画像の撮影期間に、前記放射線検知素子から出力された電気信号を検出する工程と、
検出した電気信号の時間変化に基づいて、前記検知手段が放射線の照射開始を誤検知したか否かを判断する工程と、
を備えた放射線画像撮影装置の制御方法。
【請求項１】
照射された放射線に応じた電荷を発生するセンサ部、及び制御信号に基づいて前記センサ部から前記電荷を読み出して前記電荷に応じた電気信号を信号線に出力するスイッチング素子を各々備えた複数の画素と、
前記複数の画素のうちの前記スイッチング素子が短絡した画素であり、照射された放射線により発生した電荷に応じた電気信号を出力する放射線検知素子と、
検知期間中に前記放射線検知素子から出力される電気信号に基づいて、放射線の照射開始を検知する検知手段と、
出力された電荷情報の取り出しを制御する前記制御信号を出力する制御信号出力手段と、
前記検知手段が放射線の照射開始を検知した後の放射線画像の撮影期間に、前記放射線検知素子から出力された電気信号を検出し、検出した電気信号の時間変化に基づいて、前記検知手段が放射線の照射開始を誤検知したか否かを判断する判断手段と、
を備えた放射線画像撮影装置。
【請求項２】
前記判断手段は、検出した前記電気信号に応じた電荷の極性及び電荷量の時間変化を表す波形の振幅の少なくとも一方の時間変化に基づいて、誤検知したかを判断する、請求項１に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項３】
前記判断手段は、所定の前記信号線毎に予め定められた基準により、誤検知であるか否かを判断する、請求項１または請求項２に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項４】
前記撮影期間は、前記画素からの電荷の取り出しを禁止する制御信号を出力し、前記撮影期間終了後に、電荷の取り出しを行う前記制御信号を出力するように前記制御信号出力手段を制御する制御手段と、
前記検知手段により放射線の照射開始が検知された場合、前記検知期間から前記撮影期間に遷移し、かつ遷移後に前記判断手段が誤検知と判断した場合は、前記撮影期間から前記検知期間に遷移する遷移手段と、
を備えた、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記判断手段が誤検知と判断した場合に前記遷移手段により前記撮影期間から前記検知期間に遷移された場合は、電荷の取り出しを行う前記制御信号を出力して、前記複数の画素から電荷を取り出すリセット動作を行うように前記制御信号出力手段を制御する、請求項４に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項６】
前記撮影期間に前記複数の画素から読み出された前記電気信号を出力し、かつ前記判断手段が誤検知と判断した場合は、前記複数の画素から取り出された前記電気信号を出力せずに読み捨てる出力手段を備えた、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項７】
放射線を照射する照射装置と、
前記照射装置から照射された放射線に応じた放射線画像を撮影する、前記請求項１から前記請求項６のいずれか１項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８】
放射線を照射する照射装置と、
前記照射装置から照射された放射線に応じた放射線画像を撮影する、前記請求項５に記載の放射線画像撮影装置と、
前記放射線画像撮影装置の前記リセット動作中は、前記照射装置による放射線の照射を禁止するよう制御する制御装置と、
を備えた放射線画像撮影システム。
【請求項９】
照射された放射線に応じた電荷を発生するセンサ部、及び制御信号に基づいて前記センサ部から前記電荷を読み出して前記電荷に応じた電気信号を信号線に出力するスイッチング素子を各々備えた複数の画素と、前記複数の画素のうちの前記スイッチング素子が短絡した画素であり、照射された放射線により発生した電荷に応じた電気信号を出力する放射線検知素子と、検知期間中に前記放射線検知素子から出力される電気信号に基づいて、放射線の照射開始を検知する検知手段と、出力された電荷情報の取り出しを制御する前記制御信号を出力する制御信号出力手段と、前記検知手段が放射線の照射開始を検知した後の放射線画像の撮影期間に、前記放射線検知素子から出力された電気信号を検出し、検出した電気信号の時間変化に基づいて、前記検知手段が放射線の照射開始を誤検知したか否かを判断する判断手段と、を備えた放射線画像撮影装置の制御処理をコンピュータに実行させるための放射線画像撮影装置の制御プログラムであって、
前記検知手段が放射線の照射開始を検知した後の放射線画像の撮影期間に、前記放射線検知素子から出力された電気信号を検出するステップと、
検出した電気信号の時間変化に基づいて、前記検知手段が放射線の照射開始を誤検知したか否かを判断するステップと、
を備えた処理をコンピュータに実行させるための放射線画像撮影装置の制御プログラム。
【請求項１０】
照射された放射線に応じた電荷を発生するセンサ部、及び制御信号に基づいて前記センサ部から前記電荷を読み出して前記電荷に応じた電気信号を信号線に出力するスイッチング素子を各々備えた複数の画素と、前記複数の画素に含まれる画素のうちの前記スイッチング素子が短絡した画素であり、照射された放射線により発生した電荷に応じた電気信号を出力する放射線検知素子と、検知期間中に前記放射線検知素子から出力される電気信号に基づいて、放射線の照射開始を検知する検知手段と、出力された電荷情報の取り出しを制御する前記制御信号を出力する制御信号出力手段と、前記検知手段が放射線の照射開始を検知した後の放射線画像の撮影期間に、前記放射線検知素子から出力された電気信号を検出し、検出した電気信号の時間変化に基づいて、前記検知手段が放射線の照射開始を誤検知したか否かを判断する判断手段と、を備えた放射線画像撮影装置の制御方法であって、
前記検知手段が放射線の照射開始を検知した後の放射線画像の撮影期間に、前記放射線検知素子から出力された電気信号を検出する工程と、
検出した電気信号の時間変化に基づいて、前記検知手段が放射線の照射開始を誤検知したか否かを判断する工程と、
を備えた放射線画像撮影装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２５００２３（Ｐ２０１２−２５００２３Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−９５０８４（Ｐ２０１２−９５０８４）
【出願日】平成２４年４月１８日（２０１２．４．１８）
【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２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年４月１８日（２０１２．４．１８）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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