放射線画像撮影装置および放射線画像撮影システム
【課題】装置の大型化を招くことなく放射線の照射を検出可能であり、かつ、放射線画像の画質の低下を防止可能な放射線画像撮影装置を提供する。
【解決手段】放射線画像撮影装置１は、走査線５を介してスイッチ手段８に印加する電圧をオン電圧とオフ電圧との間で切り替えるゲートドライバ１５ｂと、ゲートドライバ１５ｂにオン電圧およびオフ電圧を供給する電源回路１５ａとを備える走査駆動手段１５と、電源回路１５ａとゲートドライバ１５ｂとを結ぶ配線１５ｃを流れる電流または走査線５を流れる電流を検出する電流検出手段４１と、電流検出手段４１が検出した電流の値に基づいて、放射線の照射が開始された後に照射された放射線の線量が予め設定された設定値に達したと判断した場合に、通信手段３９を介して放射線の照射終了信号を発信する制御手段２２とを備える。
【解決手段】放射線画像撮影装置１は、走査線５を介してスイッチ手段８に印加する電圧をオン電圧とオフ電圧との間で切り替えるゲートドライバ１５ｂと、ゲートドライバ１５ｂにオン電圧およびオフ電圧を供給する電源回路１５ａとを備える走査駆動手段１５と、電源回路１５ａとゲートドライバ１５ｂとを結ぶ配線１５ｃを流れる電流または走査線５を流れる電流を検出する電流検出手段４１と、電流検出手段４１が検出した電流の値に基づいて、放射線の照射が開始された後に照射された放射線の線量が予め設定された設定値に達したと判断した場合に、通信手段３９を介して放射線の照射終了信号を発信する制御手段２２とを備える。
【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および放射線画像撮影システムに係り、特に、放射線の照射を検出可能な放射線画像撮影装置およびそれを用いた放射線画像撮影システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
照射されたＸ線等の放射線の線量に応じて検出素子で電荷を発生させて電気信号に変換するいわゆる直接型の放射線画像撮影装置や、照射された放射線をシンチレータ等で可視光等の他の波長の電磁波に変換した後、変換され照射された電磁波のエネルギに応じてフォトダイオード等の光電変換素子で電荷を発生させて電気信号に変換するいわゆる間接型の放射線画像撮影装置が種々開発されている。なお、本発明では、直接型の放射線画像撮影装置における検出素子や、間接型の放射線画像撮影装置における光電変換素子を、あわせて放射線検出素子という。
【０００３】
このタイプの放射線画像撮影装置はＦＰＤ（Flat Panel Detector）として知られており、従来は支持台（或いはブッキー装置）と一体的に形成されていたが（例えば特許文献１参照）、近年、放射線検出素子等をハウジングに収納した可搬型の放射線画像撮影装置が開発され、実用化されている（例えば特許文献２、３参照）。
【０００４】
ところで、このような放射線画像撮影装置を、例えば患者の病変部を撮影するための医療用の放射線画像撮影装置として用いる場合などには、良好な放射線画像を得るために十分な線量の放射線が被写体である患者の身体の一部を透過して放射線画像撮影装置に照射されるようにするとともに、患者に必要以上の放射線が照射されないようにするために、被写体を透過して放射線画像撮影装置に到達した放射線の線量を検出するフォトタイマが設けられる場合がある。
【０００５】
例えば特許文献４に記載された放射線撮像装置および撮像方法では、放射線画像撮影装置の前後に、このようなフォトタイマや、被写体や放射線画像撮影装置を透過した放射線の線量を検出して出力する放射線検出手段が記載されている。また、同文献には、放射線検出手段を、上記の放射線検出素子（すなわち検出用の画素）を用いて構成してもよいことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−７３１４４号公報
【特許文献２】特開２００６−０５８１２４号公報
【特許文献３】特開平６−３４２０９９号公報
【特許文献４】特開平１１−１５１２３３号公報
【特許文献５】米国特許第７２１１８０３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献４に記載された放射線撮像装置等のように、放射線画像撮影装置にフォトタイマや放射線検出手段を新たに取り付けるのでは、放射線画像撮影装置が全体的に大型化してしまうとともに、製造コストの増大を招く虞れがある。また、放射線検出素子を用いて放射線検出手段を構成する場合には、放射線画像撮影に寄与しない検出用の放射線検出素子を設ける分だけ装置が大型化してしまい、或いは、既設の放射線検出素子の一部を検出用として用いるように構成する場合には、放射線画像撮影に用いられる放射線検出素子が減ってしまうため、放射線画像撮影装置における撮影可能な領域が狭くなってしまうといった問題がある。
【０００８】
また、特許文献４に記載された放射線撮像装置等のように、放射線画像撮影装置の前側（すなわち放射線発生装置側）にフォトタイマを設けると、放射線画像撮影装置に照射された放射線がフォトタイマを透過する際にフォトタイマに吸収されたり散乱されたりして放射線画像撮影装置に到達する放射線の線量がその分だけ減少してしまう。
【０００９】
そのため、放射線画像撮影装置で撮影された放射線画像にフォトタイマが写り込んでしまったり、フォトタイマにより放射線画像撮影装置に到達する放射線の線量が減り、得られる画像データの値が小さくなるため、Ｓ／Ｎ比が悪化する等して、生成される放射線画像の画質が劣化してしまうという問題もある。
【００１０】
一方、各放射線検出素子には、通常、バイアス電圧を印加するためのバイアス線が接続されているが、特許文献５では、この既設のバイアス線を流れる電流を検出するように構成し、放射線の照射によって放射線検出素子内に電荷が発生するとバイアス線を流れる電流が増加することを利用して、その電流値の増減に基づいて放射線の照射の開始等を検出することが提案されている。
【００１１】
そこで、この技術を応用し、例えばバイアス線を流れる電流の値に基づいて放射線画像撮影装置に照射された放射線の線量を検出するように構成すれば、既に放射線画像撮影装置に設けられているバイアス線に、簡単な電流検出手段を設けるだけで放射線画像撮影装置に照射された放射線の線量を検出できることが期待される。
【００１２】
しかしながら、上記のようにバイアス線に電流検出手段を設けて、バイアス線を流れる電流値の増減に基づいて放射線の照射の開始等を検出するように構成すると、バイアス線を介して放射線検出素子に印加されるバイアス電圧に、電流検出手段で発生したノイズが重畳されて印加されるようになる。
【００１３】
そして、電流検出手段で発生した電圧のノイズが、放射線の照射により放射線検出素子内で発生した電荷にノイズ電荷として重畳されてしまうため、ノイズ電荷の影響で、最終的に得られる放射線画像の画質、特にその粒状性が悪化してしまう等の問題が生じる虞れがある。
【００１４】
放射線画像の画質が低下し、特にその粒状性が悪化すると、例えばこのような放射線画像を用いて診断を行うような場合に、病変部を見落としたり、正常な部分を病変部と見誤ったりして誤診を生じる等の不都合を生じる虞れがある。そのため、放射線画像撮影装置には、ノイズの影響ができるだけ排除された適切な画質の放射線画像が得られることが望まれる。
【００１５】
本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、装置の大型化を招くことなく放射線の照射を検出可能であり、かつ、放射線画像の画質の低下を防止可能な放射線画像撮影装置およびそれを用いた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】
【００１６】
前記の問題を解決するために、本発明の放射線画像撮影装置は、
互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子と、
前記放射線検出素子ごとに配置され、接続された前記走査線に印加される電圧に応じてオフ状態とオン状態とが切り替えられ、前記オフ状態では前記放射線検出素子内で発生した電荷を保持し、前記オン状態では前記放射線検出素子から前記電荷を放出させるスイッチ手段と、
前記走査線を介して前記スイッチ手段に印加する電圧をオン電圧とオフ電圧との間で切り替えるゲートドライバと、前記ゲートドライバに前記オン電圧および前記オフ電圧を供給する電源回路とを備える走査駆動手段と、
前記電源回路と前記ゲートドライバとを結ぶ配線を流れる電流、または前記走査線を流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段が検出した前記電流の値に基づいて、放射線の照射が開始された後に照射された放射線の線量が予め設定された設定値に達したと判断した場合に、通信手段を介して放射線の照射終了信号を発信する制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の放射線画像撮影装置は、
互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子と、
前記放射線検出素子ごとに配置され、接続された前記走査線に印加される電圧に応じてオフ状態とオン状態とが切り替えられ、前記オフ状態では前記放射線検出素子内で発生した電荷を保持し、前記オン状態では前記放射線検出素子から前記電荷を放出させるスイッチ手段と、
前記走査線を介して前記スイッチ手段に印加する電圧をオン電圧とオフ電圧との間で切り替えるゲートドライバと、前記ゲートドライバに前記オン電圧および前記オフ電圧を供給する電源回路とを備える走査駆動手段と、
前記電源回路と前記ゲートドライバとを結ぶ配線を流れる電流、または前記走査線を流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段が検出した前記電流の値に基づいて放射線の照射の開始を検出し、前記放射線の照射の開始後、所定時間が経過した時点で、通信手段を介して放射線の照射終了信号を発信する制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の放射線画像撮影システムは、
上記の本発明の放射線画像撮影装置と、
前記放射線画像撮影装置に対して放射線を照射する放射線源を備える放射線発生装置と、
を備え、
前記放射線画像撮影装置の前記制御手段は、前記通信手段を介して、前記放射線発生装置に対して前記照射終了信号を発信し、
前記放射線発生装置は、前記照射終了信号を受信すると、前記放射線源からの放射線の照射を停止させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のような方式の放射線画像撮影装置および放射線画像撮影システムによれば、放射線画像撮影装置の電流検出手段と制御手段により放射線の照射終了を的確に検出することが可能となり、前述したフォトタイマが構成される。そして、放射線画像撮影装置を例えば医療用の放射線画像撮影装置として用いる場合などには、判断基準となる上記の設定値や所定時間を予め適切な値に設定することで、被写体である患者に必要以上の放射線が照射されないようにすることが可能となる。
【００２０】
また、放射線画像撮影装置に既設の走査線や配線に新たに電流検出手段を設け、制御手段を上記のように機能させるだけでフォトタイマを構築することが可能となる。また、電流検出手段は簡単な構成で形成できるため、例えば走査駆動手段の電源回路等が形成される基板上等に設けることができる。そのため、電流検出手段を設けるために放射線画像撮影装置を大型化させる必要はなく、装置が大型化することを防止することが可能となる。
【００２１】
また、本発明のような方式の放射線画像撮影装置および放射線画像撮影システムによれば、特許文献４に記載された放射線撮像装置等のように放射線画像撮影装置の前側（すなわち放射線発生装置側）にフォトタイマを設けず電源回路とゲートドライバとを結ぶ配線を流れる電流等を検出してフォトタイマが構築されるため、フォトタイマにより放射線画像撮影装置に到達する放射線の線量が減少して放射線画像にフォトタイマが写り込んだりＳ／Ｎ比が悪化する等して放射線画像の画質が劣化する問題が発生することを防止することが可能となる。
【００２２】
さらに、前述した特許文献５に記載された技術を応用した場合、電流検出手段で発生したノイズが、放射線の照射により放射線検出素子内で発生した電荷すなわち画像データにノイズ電荷として重畳され、放射線画像の画質、特にその粒状性が悪化してしまう場合があったが、本発明のような方式の放射線画像撮影装置では、装置の各走査線や配線に電流検出手段を設けたため、電流検出手段と各放射線検出素子との間には少なくとも寄生容量が非常に小さい各スイッチ手段が介在する状態となる。
【００２３】
そのため、電流検出手段でノイズが発生したとしても、そのノイズは各走査線や配線を介し、さらに、各スイッチ手段を介して各放射線検出素子に到達するため、ノイズ電荷は非常に小さいものとなり、電流検出手段で発生するノイズの画像データに対する影響を的確に低減させることが可能となり、検出された画像データに基づいて適切な放射線画像を生成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】各実施形態に係る放射線画像撮影装置を示す斜視図である。
【図２】図１におけるＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図３】基板の構成を示す平面図である。
【図４】図３の基板上の小領域に形成された放射線検出素子とＴＦＴ等の構成を示す拡大図である。
【図５】図４におけるＹ−Ｙ線に沿う断面図である。
【図６】ＣＯＦやＰＣＢ基板等が取り付けられた基板を説明する側面図である。
【図７】各実施形態に係る放射線画像撮影装置の等価回路を表すブロック図である。
【図８】検出部を構成する１画素分についての等価回路を表すブロック図である。
【図９】電流検出手段の構成およびゲートドライバの内部構成を表す等価回路図である。
【図１０】放射線検出素子からの画像データの読み出し処理時に各走査線にオン電圧を印加するタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１１】放射線検出素子からの逐次リセットによるリセット処理時に各走査線にオン電圧を印加するタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１２】放射線検出素子からの同時逐次リセットによるリセット処理時に各走査線にオン電圧を印加するタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１３】放射線検出素子からの一括リセットによるリセット処理時に各走査線にオン電圧を印加するタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１４】放射線検出素子からの一括リセットによるリセット処理時に各走査線にオン電圧を印加するタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１５】電流検出手段で検出される電流に相当する電圧値の例を表すグラフである。
【図１６】図９の構成においてさらにオン電圧を供給する配線にも電流検出手段を形成した場合の構成を表す等価回路図である。
【図１７】電流検出手段が出力する電圧値をサンプリング周期ごとに加算して放射線の照射開始後の電圧値の積分値を算出することを説明するグラフである。
【図１８】放射線の照射開始後に照射された放射線の線量の近似値を電圧値のピーク値と経過時間とに基づいて算出することを説明するグラフである。
【図１９】各実施形態に係る放射線画像撮影システムの全体構成を示す図である。
【図２０】（Ａ）は操作スイッチの構成を示す図であり、（Ｂ）はボタン部が半押しされた状態、（Ｃ）はボタン部が全押しされた状態を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係る放射線画像撮影装置および放射線画像撮影システムの実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２６】
なお、以下では、放射線画像撮影装置が、シンチレータ等を備え、照射された放射線を可視光等の他の波長の電磁波に変換して電気信号を得るいわゆる間接型の放射線画像撮影装置である場合について説明するが、本発明は、直接型の放射線画像撮影装置に対しても適用することが可能である。また、放射線画像撮影装置が可搬型である場合について説明するが、支持台等と一体的に形成された放射線画像撮影装置に対しても適用される。
【００２７】
［第１の実施の形態］
［放射線画像撮影装置］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る放射線画像撮影装置の外観斜視図であり、図２は、図１のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。本実施形態に係る放射線画像撮影装置１は、図１や図２に示すように、筐体２内にシンチレータ３や基板４等が収納された可搬型（カセッテ型）の装置として構成されている。
【００２８】
筐体２は、少なくとも放射線の照射を受ける側の面Ｒ（以下、放射線入射面Ｒという。）が放射線を透過するカーボン板やプラスチック等の材料で形成されている。なお、図１や図２では、筐体２がフレーム板２Ａとバック板２Ｂとで形成された、いわゆる弁当箱型である場合が示されているが、筐体２を一体的に角筒状に形成した、いわゆるモノコック型とすることも可能である。
【００２９】
また、図１に示すように、筐体２の側面部分には、電源スイッチ３６や、ＬＥＤ等で構成されたインジケータ３７、図示しないバッテリ４０（後述する図７参照）の交換等のために開閉可能とされた蓋部材３８等が配置されている。また、本実施形態では、蓋部材３８の側面部には、アンテナ装置３９が埋め込まれている。
【００３０】
本実施形態では、後述するように、制御手段２２が放射線画像撮影装置１に照射された放射線の線量が予め設定された設定値に達したと判断した場合に、外部装置である後述する放射線発生装置５５（図１９参照）に通信手段を介して放射線の照射終了信号を発信するようになっており、制御手段２２は、このアンテナ装置３９を介して無線方式で照射終了信号を送信するようになっている。従って、本実施形態では、アンテナ装置３９が、照射終了信号を外部装置に発信する通信手段を構成している。
【００３１】
しかし、放射線発生装置５５に対する照射終了信号を、必ずしもアンテナ装置３９を介する無線方式により発信するように構成する必要はなく、例えば、赤外線等の光信号に変換して発信するように構成してもよく、或いは、ＬＡＮ（Local Area Network）ケーブルやＵＳＢ（Universal Serial Bus）ケーブル等の有線方式で発信するように構成することも可能である。
【００３２】
そして、赤外線等の光信号に変換して発信する場合には、通信手段として放射線画像撮影装置１に赤外線等の発光装置が設けられ、ＬＡＮケーブルやＵＳＢケーブル等の有線方式で発信するように構成する場合には、通信手段として放射線画像撮影装置１にそれらのケーブル等を接続するコネクタが設けられる。
【００３３】
筐体２の内部には、図２に示すように、基板４の下方側に図示しない鉛の薄板等を介して基台３１が配置され、基台３１には、電子部品３２等が配設されたＰＣＢ基板３３や緩衝部材３４等が取り付けられている。なお、本実施形態では、基板４やシンチレータ３の放射線入射面Ｒには、それらを保護するためのガラス基板３５が配設されている。
【００３４】
シンチレータ３は、基板４の後述する検出部Ｐに貼り合わされるようになっている。シンチレータ３は、例えば、蛍光体を主成分とし、放射線の入射を受けると３００〜８００ｎｍの波長の電磁波、すなわち可視光を中心とした電磁波に変換して出力するものが用いられる。
【００３５】
基板４は、本実施形態では、ガラス基板で構成されており、図３に示すように、基板４のシンチレータ３に対向する側の面４ａ上には、複数の走査線５と複数の信号線６とが互いに交差するように配設されている。基板４の面４ａ上の複数の走査線５と複数の信号線６により区画された各小領域ｒには、それぞれ放射線検出素子７がそれぞれ設けられている。
【００３６】
このように、走査線５と信号線６で区画された各小領域ｒに二次元状に配列された複数の放射線検出素子７が設けられた領域ｒ全体、すなわち図３に一点鎖線で示される領域が検出部Ｐとされている。
【００３７】
本実施形態では、放射線検出素子７としてフォトダイオードが用いられているが、この他にも例えばフォトトランジスタ等を用いることも可能である。各放射線検出素子７は、図３や図４の拡大図に示すように、スイッチ手段である薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor。以下ＴＦＴという。）８のソース電極８ｓに接続されている。また、ＴＦＴ８のドレイン電極８ｄは信号線６に接続されている。
【００３８】
そして、ＴＦＴ８は、後述する走査駆動手段１５により、接続された走査線５にオン電圧が印加され、ゲート電極８ｇにオン電圧が印加されるとオン状態となり、放射線検出素子７内で発生し蓄積されている電荷を信号線６に放出させるようになっている。また、ＴＦＴ８は、接続された走査線５にオフ電圧が印加され、ゲート電極８ｇにオフ電圧が印加されるとオフ状態となり、放射線検出素子７から信号線６への電荷の放出を停止し、放射線検出素子７内で発生した電荷を保持して、放射線検出素子７内に蓄積させるようになっている。
【００３９】
ここで、本実施形態における放射線検出素子７やＴＦＴ８の構造について、図５に示す断面図を用いて簡単に説明する。図５は、図４におけるＹ−Ｙ線に沿う断面図である。
【００４０】
基板４の面４ａ上に、ＡｌやＣｒ等からなるＴＦＴ８のゲート電極８ｇが走査線５と一体的に積層されて形成されており、ゲート電極８ｇ上および面４ａ上に積層された窒化シリコン（ＳｉＮｘ）等からなるゲート絶縁層８１上のゲート電極８ｇの上方部分に、水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）等からなる半導体層８２を介して、放射線検出素子７の第１電極７４と接続されたソース電極８ｓと、信号線６と一体的に形成されるドレイン電極８ｄとが積層されて形成されている。
【００４１】
ソース電極８ｓとドレイン電極８ｄとは、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）等からなる第１パッシベーション層８３によって分割されており、さらに第１パッシベーション層８３は両電極８ｓ、８ｄを上側から被覆している。また、半導体層８２とソース電極８ｓやドレイン電極８ｄとの間には、水素化アモルファスシリコンにVI族元素をドープしてｎ型に形成されたオーミックコンタクト層８４ａ、８４ｂがそれぞれ積層されている。以上のようにしてＴＦＴ８が形成されている。
【００４２】
また、放射線検出素子７の部分では、基板４の面４ａ上に前記ゲート絶縁層８１と一体的に形成される絶縁層７１の上にＡｌやＣｒ等が積層されて補助電極７２が形成されており、補助電極７２上に前記第１パッシベーション層８３と一体的に形成される絶縁層７３を挟んでＡｌやＣｒ、Ｍｏ等からなる第１電極７４が積層されている。第１電極７４は、第１パッシベーション層８３に形成されたホールＨを介してＴＦＴ８のソース電極８ｓに接続されている。
【００４３】
第１電極７４の上には、水素化アモルファスシリコンにVI族元素をドープしてｎ型に形成されたｎ層７５、水素化アモルファスシリコンで形成された変換層であるｉ層７６、水素化アモルファスシリコンにIII族元素をドープしてｐ型に形成されたｐ層７７が下方から順に積層されて形成されている。
【００４４】
放射線画像撮影装置１の筐体２の放射線入射面Ｒから放射線が入射し、シンチレータ３で可視光等の電磁波に変換され、変換された電磁波が図中上方から照射されると、電磁波は放射線検出素子７のｉ層７６に到達して、ｉ層７６内で電子正孔対が発生する。放射線検出素子７は、このようにして、シンチレータ３から照射された電磁波を電荷に変換するようになっている。
【００４５】
また、ｐ層７７の上には、ＩＴＯ等の透明電極とされた第２電極７８が積層されて形成されており、照射された電磁波がｉ層７６等に到達するように構成されている。本実施形態では、以上のようにして放射線検出素子７が形成されている。なお、ｐ層７７、ｉ層７６、ｎ層７５の積層の順番は上下逆であってもよい。また、本実施形態では、放射線検出素子７として、上記のようにｐ層７７、ｉ層７６、ｎ層７５の順に積層されて形成されたいわゆるｐｉｎ型の放射線検出素子を用いる場合が説明されているが、これに限定されない。
【００４６】
放射線検出素子７の第２電極７８の上面には、第２電極７８を介して放射線検出素子７にバイアス電圧を印加するバイアス線９が接続されている。なお、放射線検出素子７の第２電極７８やバイアス線９、ＴＦＴ８側に延出された第１電極７４、ＴＦＴ８の第１パッシベーション層８３等、すなわち放射線検出素子７とＴＦＴ８の上面部分は、その上方側から窒化シリコン（ＳｉＮｘ）等からなる第２パッシベーション層７９で被覆されている。
【００４７】
図３や図４に示すように、本実施形態では、それぞれ列状に配置された複数の放射線検出素子７に１本のバイアス線９が接続されており、各バイアス線９はそれぞれ信号線６に平行に配設されている。また、各バイアス線９は、基板４の検出部Ｐの外側の位置で１本の結線１０に結束されている。
【００４８】
本実施形態では、図３に示すように、各走査線５や各信号線６、バイアス線９の結線１０は、それぞれ基板４の端縁部付近に設けられた入出力端子（パッドともいう）１１に接続されている。各入出力端子１１には、図６に示すように、後述する走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂとして機能するゲートＩＣ１２ａ等のチップが組み込まれたＣＯＦ（Chip On Film）１２が異方性導電接着フィルム（Anisotropic Conductive Film）や異方性導電ペースト（Anisotropic Conductive Paste）等の異方性導電性接着材料１３を介して接続されている。
【００４９】
また、ＣＯＦ１２は、基板４の裏面４ｂ側に引き回され、裏面４ｂ側で前述したＰＣＢ基板３３に接続されるようになっている。このようにして、放射線画像撮影装置１の基板４部分が形成されている。なお、図６では、電子部品３２等の図示が省略されている。
【００５０】
ここで、放射線画像撮影装置１の回路構成について説明する。図７は本実施形態に係る放射線画像撮影装置１の等価回路を表すブロック図であり、図８は検出部Ｐを構成する１画素分についての等価回路を表すブロック図である。
【００５１】
前述したように、基板４の検出部Ｐの各放射線検出素子７は、その第２電極７８にそれぞれバイアス線９が接続されており、各バイアス線９は結線１０に結束されてバイアス電源１４に接続されている。バイアス電源１４は、結線１０および各バイアス線９を介して各放射線検出素子７の第２電極７８にそれぞれバイアス電圧を印加するようになっている。
【００５２】
また、本実施形態では、放射線検出素子７のｐ層７７側（図５参照）に第２電極７８を介してバイアス線９が接続されていることからも分かるように、バイアス電源１４からは、放射線検出素子７の第２電極７８にバイアス線９を介してバイアス電圧として放射線検出素子７の第１電極７４側にかかる電圧以下の電圧（すなわちいわゆる逆バイアス電圧）が印加されるようになっている。
【００５３】
本実施形態では、バイアス電源１４は、後述する制御手段２２に接続されており、制御手段は、バイアス電源１４から各放射線検出素子７に印加するバイアス電圧を必要に応じて可変させるようになっている。
【００５４】
各放射線検出素子７の第１電極７４はＴＦＴ８のソース電極８ｓ（図７、図８中ではＳと表記されている。）に接続されており、各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇ（図７、図８中ではＧと表記されている。）は、後述する走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂから延びる各走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘにそれぞれ接続されている。また、各ＴＦＴ８のドレイン電極８ｄ（図７、図８中ではＤと表記されている。）は各信号線６にそれぞれ接続されている。
【００５５】
走査駆動手段１５は、本実施形態では、電源回路１５ａとゲートドライバ１５ｂとを備えており、ゲートドライバ１５ｂに接続されている各走査線５を介してＴＦＴ８のゲート電極８ｇに印加するオン電圧およびオフ電圧を制御するようになっている。本実施形態では、電源回路１５ａは、ゲートドライバ１５ｂに対して各走査線５を介してＴＦＴ８のゲート電極８ｇに印加するオン電圧およびオフ電圧を供給するようになっている。また、ゲートドライバ１５ｂは、前述したゲートＩＣ１２ａが複数並設されて形成されており、パルス幅変調（Pulse Width Modulation：ＰＷＭ）等により各走査線５に印加するオン電圧のパルス幅等を変調できるようになっている。
【００５６】
また、本実施形態では、走査駆動手段１５の電源回路１５ａとゲートドライバ１５ｂとを結ぶ配線１５ｃに、それらの間を流れる電流を検出する電流検出手段４１が設けられている。なお、電流検出手段４１は、走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘのうち単数または複数の走査線５中を流れる電流を検出するように構成することも可能である。
【００５７】
ここで、電流検出手段４１の構成について説明する。本実施形態では、電流検出手段４１は、図９に示すように、走査駆動手段１５の電源回路１５ａとゲートドライバ１５ｂとを結ぶ配線１５ｃのうち、走査駆動手段１５の電源回路１５ａからゲートドライバ１５ｂにオフ電圧を供給する配線１５ｃoffに設けられている。
【００５８】
なお、本実施形態では、図９に簡略化して示すように、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂの内部には、スイッチ素子１５ｄが、各走査線５がそれぞれ接続された端子ごとに設けられており、スイッチ素子１５ｄの接続をそれぞれ切り替えることにより、各走査線５に印加する電圧を、電源回路１５ａから配線１５ｃonを介して供給されるオン電圧と、配線１５ｃoffを介して供給されるオフ電圧との間でそれぞれ切り替えることができるようになっている。
【００５９】
本実施形態では、電流検出手段４１は、配線１５ｃoffに直列に接続される所定の抵抗値を有する抵抗器４１ａと、それに並列に接続されたダイオード４１ｂと、入力側端子が抵抗器４１ａの両端子にそれぞれ接続された差動アンプ４１ｃとを備えて構成されている。なお、差動アンプ４１ｃには、電源供給手段４５から電力が供給されるようになっている。
【００６０】
そして、電流検出手段４１は、差動アンプ４１ｃで抵抗器４１ａの両端子間の電圧Ｖを測定し、抵抗器４１ａを流れる電流、すなわち電源回路１５ａとゲートドライバ１５ｂとの間を流れる電流を電圧値Ｖに変換して検出して、制御手段２２に出力するようになっている。
【００６１】
なお、電流検出手段４１に備えられる抵抗器４１ａとしては、配線１５ｃoff中を流れる電流を適切な電圧値Ｖに変換可能な抵抗値を有する抵抗器が用いられる。なお、配線１５ｃoffには、後述するように放射線画像撮影装置１に対する放射線の照射によって電源回路１５ａからゲートドライバ１５ｂを介して走査線５側に電流が流れるが、ダイオード４１ｂは、この電流の逆向きに電流が流れることを防止するためのものであり、必ずしも設ける必要はない。
【００６２】
また、放射線画像撮影装置１に対する放射線の照射を検出する必要がない場合には、抵抗器４１ａの抵抗が電源回路１５ａからゲートドライバ１５ｂへのオフ電圧の供給の妨げになる。そのため、電流検出手段４１には、放射線の照射の検出が不要の場合に抵抗器４１ａの両端子間を短絡するためのスイッチ４１ｄが設けられている。
【００６３】
図７や図８に示したように、各信号線６は、読み出しＩＣ１６内に形成された各読み出し回路１７にそれぞれ接続されている。なお、読み出しＩＣ１６には所定個数の読み出し回路１７が設けられており、読み出しＩＣ１６が複数設けられることにより、信号線６の本数分の読み出し回路１７が設けられるようになっている。
【００６４】
読み出し回路１７は、増幅回路１８と、相関二重サンプリング（Correlated Double Sampling）回路１９と、アナログマルチプレクサ２１と、Ａ／Ｄ変換器２０とで構成されている。なお、図７や図８中では、相関二重サンプリング回路１９はＣＤＳと表記されている。また、図８中では、アナログマルチプレクサ２１は省略されている。
【００６５】
本実施形態では、増幅回路１８はチャージアンプ回路で構成されており、オペアンプ１８ａと、オペアンプ１８ａにそれぞれ並列にコンデンサ１８ｂおよび電荷リセット用スイッチ１８ｃが接続されて構成されている。また、増幅回路１８のオペアンプ１８ａの入力側の反転入力端子には信号線６が接続されており、増幅回路１８の入力側の非反転入力端子には基準電位Ｖ０が印加されるようになっている。なお、基準電位Ｖ０は適宜の値に設定され、本実施形態では、例えば０［Ｖ］が印加されるようになっている。
【００６６】
また、増幅回路１８の電荷リセット用スイッチ１８ｃは、制御手段２２に接続されており、制御手段２２によりオン／オフが制御されるようになっている。電荷リセット用スイッチ１８ｃがオフの状態で、放射線検出素子７のＴＦＴ８がオン状態とされると（すなわち、ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに走査線５を介してオン電圧が印加されると）、当該放射線検出素子７から放出された電荷がコンデンサ１８ｂに流入して蓄積され、蓄積された電荷量に応じた電圧値がオペアンプ１８ａの出力端子から出力されるようになっている。
【００６７】
増幅回路１８は、このようにして、各放射線検出素子７から出力された電荷量に応じて電圧を出力して電荷電圧変換して増幅するようになっている。また、電荷リセット用スイッチ１８ｃをオン状態とすることで、増幅回路１８の入力側と出力側とを短絡し、コンデンサ１８ｂに蓄積された電荷を放電して増幅回路１８をリセットすることができるようになっている。
【００６８】
なお、増幅回路１８を、放射線検出素子７から出力された電荷に応じて電流を出力するように構成することも可能である。また、図８に示すように、増幅回路１８には、電源供給部４２から電力が供給されるようになっている。なお、図７では、電源供給部４２の図示が省略されている。
【００６９】
増幅回路１８の出力側には、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）１９が接続されている。相関二重サンプリング回路１９は、本実施形態では、サンプルホールド機能を有しており、この相関二重サンプリング回路１９におけるサンプルホールド機能は、制御手段２２から送信されるパルス信号によりそのオン／オフが制御されるようになっている。
【００７０】
すなわち、各放射線検出素子７からの画像データの読み出しの際に、相関二重サンプリング回路１９は、増幅回路１８がリセットされ、電荷リセット用スイッチ１８ｃがオフ状態とされた後、各ＴＦＴ８がオン状態とされる前の時点で制御手段２２から１回目のパルス信号を受信すると、その時点で増幅回路１８から出力されている電圧値を保持する。その後、ＴＦＴ８がオン状態とされ、ＴＦＴ８や信号線６を介して放射線検出素子７から放出された電荷がコンデンサ１８ｂに流入して蓄積される。
【００７１】
そして、相関二重サンプリング回路１９は、制御手段２２から１回目のパルス信号を受信した時点から所定時間経過し、放射線検出素子７から放出された電荷がコンデンサ１８ｂに流入して蓄積された時点で制御手段２２から２回目のパルス信号を受信すると、その時点で再び増幅回路１８から出力されている電圧値を保持して、それらの電圧値の差分値を下流側にアナログ値の画像データとして出力するようになっている。
【００７２】
相関二重サンプリング回路１９から出力された各放射線検出素子７の画像データは、アナログマルチプレクサ２１に送信され、アナログマルチプレクサ２１から順次Ａ／Ｄ変換器２０に送信される。そして、Ａ／Ｄ変換器２０で順次デジタル値の画像データに変換されて記憶手段４３に出力されて順次保存されるようになっている。
【００７３】
制御手段２２は、図１０に示すように、このようにして走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂから１ライン目の走査線５にオン電圧を印加させて、その走査線５に接続されているＴＦＴ８をオン状態とし、当該ＴＦＴ８を介して各放射線検出素子７から電荷を各信号線６に放出させて各放射線検出素子７からの画像データの読み出しを行う。そして、走査線５の当該ラインに印加されている電圧をオフ電圧に切り替えさせ、続いて、次のラインの走査線５にオン電圧を印加させて、同様にして当該次の走査線５にＴＦＴ８を介して接続されている各放射線検出素子７からの画像データの読み出しを行う。
【００７４】
制御手段２２は、このようにして、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂからオン電圧を印加する走査線５のラインＬを順次切り替えさせ、オン状態とするＴＦＴ８を順次切り替えながら、各放射線検出素子７からの画像データの読み出し処理を行うようになっている。
【００７５】
制御手段２２は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力インターフェース等がバスに接続されたコンピュータや、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等により構成されている。専用の制御回路で構成されていてもよい。そして、制御手段２２は、放射線画像撮影装置１の各部材の動作等を制御するようになっている。また、図７等に示すように、制御手段２２には、ＤＲＡＭ（Dynamic ＲＡＭ）等で構成される記憶手段４３が接続されている。
【００７６】
また、本実施形態では、制御手段２２には、前述したアンテナ装置３９が接続されており、さらに、検出部Ｐや走査駆動手段１５、読み出し回路１７、記憶手段４０、バイアス電源１４等の各機能部に電力を供給するためのバッテリ４０が接続されている。また、バッテリ４０には、クレードル等の図示しない充電装置から電力を供給してバッテリ４０を充電する際に充電装置とバッテリ４０とを接続する接続端子４４が取り付けられている。
【００７７】
制御手段２２は、放射線画像撮影において、放射線画像撮影装置１に放射線が照射されて各放射線検出素子７内で発生して蓄積された電荷すなわち画像データをできるだけ正確に取得するために、放射線画像撮影に先立って、各放射線検出素子７内に残存している余分な電荷を各放射線検出素子７から放出させるリセット処理を行うようになっている。
【００７８】
各放射線検出素子７のリセット処理の方法としては、下記の種々の方法を採用することが可能である。
【００７９】
第１の方法としては、図１１に示すように、各ＴＦＴ８のオン／オフのタイミング、すなわち走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂから走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘにオン電圧を印加するタイミングを順次切り替えながら、各放射線検出素子７のリセット処理を行う方法を採用することができる。なお、簡単に言い表すために、この第１の方法を、以下では「逐次リセット」という。
【００８０】
具体的には、図９に示したゲートドライバ１５ｂの各スイッチ素子１５ｄがオフ電圧側すなわち電源回路１５ａからオフ電圧が供給される配線１５ｃoff側と接続されるようにしておき、オン電圧側すなわち電源回路１５ａからオン電圧が供給される配線１５ｃon側と接続させる各スイッチ素子１５ｄを順次切り替えながら逐次リセットによる各放射線検出素子７のリセット処理が行われる。
【００８１】
第２の方法としては、図１２に示すように、逐次リセットによるリセット処理（図１１参照）の場合と同様に、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂから走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘにオン電圧を印加するタイミングを順次切り替えながら、各放射線検出素子７のリセット処理を行うが、その際、走査線５の複数のラインＬに同時にオン電圧を印加するようにして各放射線検出素子７のリセット処理を行う方法を採用することができる。なお、簡単に言い表すために、この第２の方法を、以下では「同時逐次リセット」という。
【００８２】
前述したように、本実施形態では、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂが、１個のゲートＩＣ１２ａごとに例えば２５６本の走査線５が接続された複数のゲートＩＣ１２ａが並設されて構成されているが、例えば、それらのゲートＩＣ１２ａ自体では逐次リセットを行い、各ゲートＩＣ１２ａの対応する端子同士、すなわち１番目の端子同士や２番目の端子同士等にオン電圧を印加するタイミングを同時にするように構成することで、同時逐次リセットを実現することができる。
【００８３】
なお、図１２では、１個のゲートＩＣ１２ａごとに２５６本の走査線５の各ラインＬが接続されている場合が示されているが、あくまで例示であり、この場合に限定されない。
【００８４】
上記の逐次リセットや同時逐次リセットによるリセット処理では、図１１や図１２に示すように、各放射線検出素子７からの画像データの読み出し処理の場合と同じタイミングで走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘに印加する電圧をオン電圧とオフ電圧との間で切り替えるように構成されることが多い。しかし、それに限定されず、リセット処理における走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘに対するオン電圧の印加タイミングやオン電圧の印加時間を適宜設定することが可能である。
【００８５】
また、この逐次リセットや同時逐次リセットによるリセット処理では、走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘに対する順次のオン電圧の印加が放射線の照射が開始されるまでリセット処理を繰り返し、放射線の照射が開始された時点でリセット処理を終了するように構成することも可能であり、また、走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘに対する順次のオン電圧の印加を予め設定された回数だけ繰り返し行ってリセット処理を行った後、走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘにオフ電圧を印加して放射線の照射開始まで待機するように構成することも可能である。
【００８６】
また、逐次リセットにおいても同時逐次リセットにおいても、放射線画像撮影装置１への放射線の照射が開始された時点で、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂから走査線５の全てのラインＬ１〜Ｌｘにオフ電圧が印加されて各ＴＦＴ８がオフ状態とされ、放射線の照射により各放射線検出素子７内で発生した電荷を各放射線検出素子７内に蓄積させる電荷蓄積モードに移行する。
【００８７】
第３の方法としては、図１３に示すように、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂから走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘに印加する電圧をオフ電圧から一斉にオン電圧に切り替えた後、オフ電圧に切り替えるようにして各放射線検出素子７のリセット処理を行う方法を採用することができる。なお、簡単に言い表すために、この第３の方法を、以下では「一括リセット」という。
【００８８】
具体的には、図９に示したゲートドライバ１５ｂの各スイッチ素子１５ｄを、オフ電圧側に接続された状態から一斉にオン電圧側に接続させた後、再度一斉にオフ電圧側に接続先を切り替えることにより一括リセットによる各放射線検出素子７のリセット処理が行われる。なお、この一括リセットを複数回繰り返すように構成することも可能である。
【００８９】
その際、一括リセットにおいては、図１３に示したように、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂから走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘに印加する電圧をオン電圧から一斉にオフ電圧に切り替えて放射線の照射開始を待つように構成することも可能であり、また、図１４に示すように、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂから走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘにオン電圧が印加された状態で待機し、放射線の照射が開始された時点で、走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘに印加する電圧をオン電圧から一斉にオフ電圧に切り替えて電荷蓄積モードに移行させるように構成することも可能である。
【００９０】
なお、各放射線検出素子７のリセット処理の方法として、上記の第１〜第３の方法以外の方法を採用することも可能であり、適宜の方法で各放射線検出素子７のリセット処理が行われる。
【００９１】
ところで、本実施形態では、制御手段２２は、上記のように放射線画像撮影に先立って各放射線検出素子７のリセット処理を行った後、或いはリセット処理の最中に、放射線の照射の開始を認識すると、電流検出手段４１が検出した配線１５ｃ中或いは走査線５中を流れる電流に相当する電圧値Ｖに基づいて、放射線の照射が開始された後に放射線画像撮影装置１に照射された放射線の線量が予め設定された設定値に達したか否かを判断するようになっている。
【００９２】
そして、制御手段２２は、照射された放射線の線量が予め設定された設定値に達したと判断した場合に、アンテナ装置３９等の通信手段を介して放射線の照射終了信号を外部装置に発信するようになっている。
【００９３】
この場合、本実施形態では、例えば、外部装置から放射線画像撮影装置１に照射開始信号を送信する等して、制御手段２２に放射線の照射の開始を認識させるように構成することが可能である。
【００９４】
また、放射線画像撮影が開始され、放射線発生装置５５の放射線源５２（図１９参照）から放射線画像撮影装置１の放射線入射面Ｒ（図１参照）に放射線の照射が開始されると、図１５に示すように、放射線の照射が開始された時刻ｔｂで、電流検出手段４１の差動アンプ４１ｃ（図９参照）から出力される電流に相当する電圧値Ｖが急激に増加する。
【００９５】
そのため、電流検出手段４１から出力される電圧値Ｖが増加し、例えば、予め設定された閾値Ｖthを越えた場合（図１５の時刻ｔｃ参照）や、電圧値Ｖの増加率が予め設定された閾値を越えた場合（時刻ｔｄ参照）等に、放射線の照射が開始されたことを制御手段２２で検出するように構成して、制御手段２２自身が、電流検出手段４１が検出した電流に相当する電圧値Ｖに基づいて放射線の照射の開始を検出するように構成することも可能である。
【００９６】
なお、放射線画像撮影装置１に放射線が照射されない状態でも、放射線検出素子７の熱による熱励起等により各放射線検出素子７内で暗電荷が発生するため、図１５における時刻ｔａに示されるように、放射線画像撮影装置１に放射線が照射される以前においても、電流検出手段４１から微量ではあるが０［Ｖ］でない電圧値Ｖａが出力される場合がある。
【００９７】
また、図９に示したように、電流検出手段４１を、走査駆動手段１５の電源回路１５ａからゲートドライバ１５ｂにオフ電圧を供給する配線１５ｃoffに設けた場合、図１１や図１２に示した逐次リセットや同時逐次リセットの場合、一部の走査線５はオン電圧が印加されていて配線１５ｃoffには接続されていないが、ほとんどの走査線５は配線１５ｃoffに接続されているため、放射線画像撮影装置１に対して放射線の照射が開始されると、電流検出手段４１の差動アンプ４１ｃから出力される電圧値Ｖが図１５に示したように上昇し、制御手段２２自身で放射線の照射の開始を検出することができる。
【００９８】
一括リセットの場合でも、図１３に示したように、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂから走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘに印加する電圧をオン電圧から一斉にオフ電圧に切り替えて一括リセットを終了し、放射線の照射開始を待つように構成されている場合には、放射線の照射の開始時点で、走査線５の全てのラインＬ１〜Ｌｘが配線１５ｃoffに接続されているため、上記と同様に、制御手段２２自身で放射線の照射の開始を検出することができる。
【００９９】
しかし、一括リセットの場合に、図１４に示したように、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂから走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘにオン電圧が印加された状態で待機するように構成されている場合には、放射線の照射の開始時点では、走査線５の全てのラインＬ１〜Ｌｘが走査駆動手段１５の電源回路１５ａからゲートドライバ１５ｂにオン電圧を供給する配線１５ｃonに接続されているため、配線１５ｃoffに設けられた電流検出手段４１では配線１５ｃon中を流れる電流を検出することができず、制御手段２２自身で放射線の照射の開始を検出することができない。
【０１００】
そのため、この場合には、すなわち一括リセットにおいて走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘにオン電圧が印加された状態で待機するように構成する場合（図１４参照）には、例えば、図１６に示すように、配線１５ｃonにも電流検出手段４１を設け、電流検出手段４１では配線１５ｃon中を流れる電流を検出するように構成することで、制御手段２２自身で放射線の照射の開始を検出することが可能となる。
【０１０１】
なお、この場合、図１４に示したように、制御手段２２が放射線の照射開始を検出した時点で、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂから走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘに印加する電圧をオン電圧から一斉にオフ電圧に切り替えられて電荷蓄積モードに移行されるため、その時点で、電流を検出する電流検出手段４１を、配線１５ｃonに設けられた電流検出手段４１から配線１５ｃoffに設けられた電流検出手段４１に切り替える。
【０１０２】
そして、制御手段２２で、配線１５ｃoffに設けられた電流検出手段４１が検出した配線１５ｃoff中を流れる電流に相当する電圧値Ｖに基づいて、放射線の照射が開始された後に放射線画像撮影装置１に照射された放射線の線量が予め設定された設定値に達したか否かが判断される。従って、この場合、配線１５ｃonに設けられた電流検出手段４１は、放射線の照射開始の検出用として機能することになる。
【０１０３】
一方、本実施形態では、制御手段２２は、配線１５ｃoffに設けられた電流検出手段４１により検出された配線１５ｃoff中を流れる電流に相当する電圧値Ｖの、放射線の照射開始後の積分値を算出し、当該積分値に基づいて照射された放射線の線量を検出し、検出した放射線の線量が予め設定された設定値に達したか否かを判断するようになっている。
【０１０４】
すなわち、制御手段２２は、外部装置からの照射開始信号を受信したり、或いは、例えば図１５に示した電圧値Ｖのグラフにおいて電流検出手段４１から出力される電圧値Ｖが予め設定された閾値Ｖthを越えた時点ｔｃで放射線の照射が開始されたと判断すると、その時点ｔｃから、電流検出手段４１から出力される電圧値Ｖの積分を開始する。
【０１０５】
その際、上記のように電圧値Ｖの積分処理を制御手段２２での処理として行うように構成することも可能であり、また、例えば、電流検出手段４１の差動アンプ４１ｃの出力端子側に積分手段を設ける等して放射線の照射開始後の電圧値Ｖの積分値を算出するように構成してもよく、積分処理の仕方としては任意の方法を採用することができる。また、図１７に示すように、電流検出手段４１が出力する電圧値Ｖを所定のサンプリング周期でサンプリングし、サンプリング周期ごとの電圧値Ｖを加算していくことで放射線の照射開始後の電圧値Ｖの積分値を算出するように構成することも可能である。このように構成すれば、より正確な放射線の照射開始後の放射線の線量を算出することが可能となる。
【０１０６】
なお、その際、図１５に示したように、放射線画像撮影装置１に放射線が照射されない状態でも電流検出手段４１から微量の電圧値Ｖａが出力される場合があり、この微量の電圧値Ｖａは、放射線画像撮影装置１に放射線が照射されている間も、放射線画像撮影装置１に対する放射線の照射に関わりなく電流検出手段４１から出力されると考えられる。
【０１０７】
そのため、例えば、放射線画像撮影装置１に放射線を照射しない状態で予めこの微量の電圧値Ｖａの時間的平均値を算出しておき、電流検出手段４１から出力される電圧値Ｖを積分手段で積分したり、サンプリング周期ごとの電圧値Ｖを加算して電圧値Ｖの積分値を算出する際に、電圧値Ｖから微量の電圧値Ｖａの時間的平均値を減算した値を積分したり加算したりするように構成することも可能である。
【０１０８】
また、例えば、電流検出手段４１から出力される電圧値Ｖにノイズ成分が重畳されているような場合には、ノイズ成分を除去するために、上記の構成において、電流検出手段４１の差動アンプ４１ｃの出力端子と制御手段２２との間などに、さらに、所定の範囲の周波数帯のデータのみを通過させて他の周波数のデータは減衰させて通さないバンドパスフィルタ（帯域通過フィルタ）を追加して配置するように構成することも可能である。上記のように電流検出手段４１の差動アンプ４１ｃの出力端子側に積分手段を設ける場合には、バンドパスフィルタは、差動アンプ４１ｃと積分手段との間に設けられる。
【０１０９】
このように構成すれば、ノイズ成分が的確に除去された状態で、放射線の照射開始後の放射線の線量をより正確に算出することが可能となる。
【０１１０】
また、より簡単に放射線の線量を算出するため、例えば、電流検出手段４１から出力される電圧値Ｖに対するピークホールド回路を設け、制御手段２２で、電流検出手段４１により出力される電圧値Ｖのピーク値Ｖｐ（図１５参照）と、放射線の照射が開始された時点ｔｃからの経過時間に基づいて、放射線の照射が開始された後に照射された放射線の線量を算出するように構成することも可能である。
【０１１１】
具体的には、制御手段２２は、図１８に示すように、照射開始時刻ｔｃ以降の電圧値Ｖのピーク値Ｖｐと、照射開始時刻ｔｃからの経過時間Ｔとに基づいて、下記（１）式に従って、放射線画像撮影装置１に照射された放射線の線量の近似値Ｍ（図１８の斜線部分参照）を算出する。なお、下記（１）式において、ａは予め設定された係数である。
Ｍ＝ａ×Ｖｐ×Ｔ …（１）
【０１１２】
また、実際には図１５に示したように略台形状になる電圧値Ｖの推移を、最初からピーク値Ｖｐが出力されていたように見なし、電圧値Ｖの推移が直線状（或いは矩形状）であるように見なすことにより生じる誤差を調整するための定数αを予め設定し、放射線画像撮影装置１に照射された放射線の線量の近似値Ｍを、
Ｍ＝ａ×Ｖｐ×（Ｔ−α） …（２）
を演算することにより算出するように構成することも可能である。
【０１１３】
なお、上記（１）式や（２）式に従って放射線画像撮影装置１に照射された放射線の線量の近似値Ｍを算出する場合も、電圧値Ｖのピーク値Ｖｐをそのまま用いる代わりに、電圧値Ｖのピーク値Ｖｐから微量の電圧値Ｖａの時間的平均値を減算した値を用いるように構成することも可能である。また、電圧値Ｖのピーク値Ｖｐが時間的に変化し得る値であることは言うまでもない。
【０１１４】
そして、制御手段２２は、このようにして算出した放射線の照射開始後に照射された放射線の線量が予め設定された設定値に達したか否かを判断し、照射された放射線の線量が予め設定された設定値に達したと判断した時点（図１５の時刻ｔｅ参照）で、アンテナ装置３９等の通信手段を介して放射線の照射終了信号を外部装置である後述する放射線発生装置５５（図１９参照）に発信するようになっている。
【０１１５】
［放射線画像撮影システム］
図１９は、本実施形態に係る放射線画像撮影システムの全体構成を示す図である。放射線画像撮影システム５０は、図１９に示すように、例えば、放射線を照射して患者の一部である被写体（患者の撮影対象部位）の撮影を行う撮影室Ｒ１と、放射線技師等の操作者が被写体に照射する放射線開始の制御等の種々の操作を行う前室Ｒ２、およびそれらの外部に配置される。
【０１１６】
撮影室Ｒ１には、前述した放射線画像撮影装置１を装填可能なブッキー装置５１や、被写体に照射する放射線を発生させる図示しないＸ線管球を備える放射線源５２やそれをコントロールする放射線発生装置５５、放射線画像撮影装置１と放射線発生装置５５やコンソール５８が無線通信する際にこれらの通信を中継する無線アンテナ５３を備えた基地局５４等が設けられている。
【０１１７】
なお、図１９では、可搬型の放射線画像撮影装置１をブッキー装置５１のカセッテ保持部５１ａに装填して用いる場合が示されているが、前述したように、放射線画像撮影装置１はブッキー装置５１や支持台等と一体的に形成されたものであってもよい。また、図１９に示したように、放射線画像撮影装置１と基地局５４とを前述したＬＡＮケーブルやＵＳＢケーブル等で接続し、ケーブルを介して有線通信でデータを送信することができるように構成することも可能である。
【０１１８】
また、基地局５４は、放射線発生装置５５やコンソール５８と接続されており、基地局５４には、放射線画像撮影装置１やコンソール５８等の間で情報を送信する際のＬＡＮ通信用の信号等を、放射線発生装置５５との間で情報を送信する際の信号に変換し、その逆の変換も行う図示しない変換器が内蔵されている。また、前述したように、放射線画像撮影装置１から赤外線等の光信号として照射終了信号を発信するように構成されている場合には、基地局５４や放射線発生装置５５に照射終了信号である光信号を受信する受光装置が設けられる。
【０１１９】
撮影室Ｒ１には、放射線画像撮影装置１に対して放射線を照射するように放射線源５２を備える放射線発生装置５５が設けられている。また、本実施形態では、放射線発生装置５５の操作卓５７が前室Ｒ２に設けられており、操作卓５７には、放射線技師等の操作者が操作して放射線発生装置５５に対して放射線の照射開始等を指示するための操作スイッチ５６が設けられている。
【０１２０】
操作スイッチ５６は、例えば図２０（Ａ）に示すように、所定長のストロークを有する棒状のボタン部５６ａと、ボタン部５６ａを図中矢印Ｓで示されるストローク方向に移動可能に支持する筐体部５６ｂとで構成されている。そして、操作スイッチ５６のボタン部５６ａは、例えば、筐体部５６ｂから上方に突出した円筒部５６ａ１と、その内部からさらに上方に突出した円柱部５６ａ２を備えて構成されている。
【０１２１】
そして、図２０（Ｂ）に示すように、円柱部５６ａ２が円筒部５６ａ１の上端部分までそのストローク方向Ｓに押し込まれると（すなわちいわゆる半押し操作が行われると）、操作スイッチ５６は、操作卓５７を介して放射線発生装置５５に起動信号を送信するようになっている。
【０１２２】
放射線発生装置５５は、この起動信号を受信すると、放射線源５２のＸ線管球の陽極の回転を開始させる等して放射線源５２をスタンバイ状態とさせるようになっている。
【０１２３】
そして、図２０（Ｃ）に示すように、操作スイッチ５６の円筒部５６ａ１と円柱部５６ａ２とがともに筐体部５６ｂの上端部分まで押し込まれると（すなわちいわゆる全押し操作が行われると）、操作スイッチ５６は、操作卓５７を介して放射線発生装置５５に照射信号を送信するようになっている。
【０１２４】
放射線発生装置５５は、この照射信号を受信すると、放射線源５２のＸ線管球から放射線を照射させるようになっている。なお、前述したように、放射線画像撮影装置１の制御手段２２が、外部装置から放射線画像撮影装置１に送信された照射開始信号をトリガとして放射線の照射の開始を認識するように構成されている場合には、放射線発生装置５５は、照射信号を受信した時点で上記のように放射線源５２を制御すると同時に、基地局５４を介して放射線画像撮影装置１に照射開始信号を送信するように構成される。
【０１２５】
放射線発生装置５５は、このほか、指定されたブッキー装置５１に装填された放射線画像撮影装置１に対して放射線を適切に照射できるように放射線源５２を所定の位置に移動させたり、その放射方向を調整したり、放射線画像撮影装置１の所定の領域内に放射線が照射されるように図示しない絞りを調整したり、或いは、適切な線量の放射線が照射されるように放射線源５２を調整する等の種々の制御を放射線源５２に対して行うようになっている。なお、これらの処理を放射線技師等が手動で行う場合もある。
【０１２６】
また、放射線発生装置５５は、上記のように、放射線画像撮影装置１からアンテナ装置３９等の通信手段を介して放射線の照射終了信号が送信されてくると、放射線源５２のＸ線管球を停止させる等して、放射線源５２からの放射線の照射を停止させるようになっている。
【０１２７】
放射線画像撮影装置１の構成等については前述した通りであるが、本実施形態では、放射線画像撮影装置１は、上記のようにブッキー装置５１に装填されて用いられる場合もあるが、ブッキー装置５１には装填されず、いわば単独の状態で用いることもできるようになっている。
【０１２８】
すなわち、放射線画像撮影装置１を単独の状態で例えば撮影室Ｒ１内に設けられたベッドや図１９に示すように臥位撮影用のブッキー装置５１Ｂ等に上面側に配置してその放射線入射面Ｒ（図１参照）上に被写体である患者の手等を載置したり、或いは、例えばベッドの上に横臥した患者の腰や足等とベッドとの間に差し込んだりして用いることもできるようになっている。この場合、例えばポータブルの放射線源５２Ｂ等から、被写体を介して放射線画像撮影装置１に放射線を照射して放射線画像撮影が行われる。
【０１２９】
本実施形態では、放射線画像撮影装置１から送信されてきた画像データ等に基づいて画像データに対して処理を行い、最終的な放射線画像を生成することが可能なコンピュータ等で構成されたコンソール５８が、撮影室Ｒ１や前室Ｒ２の外側に設けられている。なお、コンソール５８を例えば前室Ｒ２等に設けるように構成することも可能である。また、コンソール５８には、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等で構成された記憶手段５９が接続、或いは内蔵されている。
【０１３０】
なお、例えば、コンソール５８に、放射線画像撮影で取得された画像データに基づくプレビュー画像を表示させたり、放射線画像撮影装置１の状態をwake up状態とsleep状態との間で遷移させる機能を持たせたり、或いは、放射線技師等の操作者が撮影室Ｒ１で行う放射線画像撮影の内容を表す撮影オーダ情報を作成したり選択したりすることを可能とする機能を持たせたりするように構成することも可能であり、適宜に構成される。
【０１３１】
次に、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１および放射線画像撮影システム５０の作用について説明する。
【０１３２】
前述したように、放射線画像撮影に先立って、放射線発生装置５５は自動的に、或いは放射線技師等が手動で、放射線源５２に対する所定の位置への移動、放射方向の調整、絞りの調整、Ｘ線管球から照射する放射線の線量の調整等を行う。
【０１３３】
また、それと並行して、放射線画像撮影装置１では、制御手段２２は、図１１〜図１４に示したように、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂから走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘにオン電圧やオフ電圧を適宜印加させて、逐次リセット、同時逐次リセット或いは一括リセットにより各放射線検出素子７内に残存している余分な電荷を各放射線検出素子７から放出させるリセット処理を行う。
【０１３４】
そして、制御手段２２は、放射線画像撮影装置１への放射線の照射開始を検出した時点、或いはそれ以前に、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂから走査線５の全てのラインＬ１〜Ｌｘにオフ電圧を印加させ、各ＴＦＴ８をオフ状態として、放射線の照射により各放射線検出素子７内で発生した電荷を各放射線検出素子７内に蓄積させる電荷蓄積モードに移行させる。
【０１３５】
放射線画像撮影装置１に対する放射線源５２からの放射線の照射が開始されると、放射線画像撮影装置１では、前述したように、放射線入射面Ｒ（図１参照）に入射した放射線がシンチレータ３で可視光等の電磁波に変換され、変換された電磁波が直下の放射線検出素子７のｉ層７６（図５参照）に到達して、放射線検出素子７のｉ層７６内で電子正孔対が発生する。そのため、放射線検出素子７内では、第２電極７８に対する第１電極７４の電位が変化する。
【０１３６】
本実施形態では、第２電極７８にはバイアス電源１４からバイアス線９を介して所定の負の値のバイアス電圧Ｖbiasが印加されていて電位が固定されており、ｉ層７６内で発生した電子正孔対のうち、正孔が第２電極７８側に移動し、電子が第１電極７４側に移動する。そのため、第１電極７４側の電位が下がり、それに伴って、放射線検出素子７の第１電極７４側に接続されたＴＦＴ８のソース電極８ｓ（図８参照）側の電位が下がる。
【０１３７】
また、ＴＦＴ８では、ゲート電極８ｇとソース電極８ｓとそれらの間に形成された絶縁層７１（図５参照）とで一種のコンデンサ状の構造が形成されており、ゲート電極８ｇとソース電極８ｓとの間に寄生容量が存在している。そして、ＴＦＴ８のゲート電極８ｇには上記のように所定のオフ電圧が印加されていて電位が固定されているのに対して、ＴＦＴ８のソース電極８ｓ側の電位が下がるため、ＴＦＴ８のゲート電極８ｇとソース電極８ｓとの電位差が変化する。
【０１３８】
そのため、電位差の変化分に相当する電荷が、走査駆動手段１５の電源回路１５ａから配線１５ｃoffおよびゲートドライバ１５ｂを介して各走査線５に供給され、各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇ部分にそれぞれ供給される。そのため、走査線５中や配線１５ｃoff中を電流が流れる。
【０１３９】
このように放射線の照射に伴って各走査線５中を電流が流れるため、この電流を検出して照射された放射線の線量を検出することができる。また、図９に示したように、オフ電圧が印加された各走査線５は全て、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂを介して電源回路１５ａからゲートドライバ１５ｂにオフ電圧を供給する配線１５ｃoffに接続されるため、配線１５ｃoff中には各走査線５を流れる電流の総量に相当する電流が流れるため、比較的大きな電流となり、放射線の照射に伴って流れる電流（或いはそれに相当する電圧値Ｖ）を検出し易くなる。
【０１４０】
このようにして、走査線５や配線１５ｃoffを流れる電流に相当する電圧値Ｖを電流検出手段４１で検出することで、電流検出手段４１が検出した電圧値Ｖに基づいて、放射線の照射が開始された後に放射線画像撮影装置１に照射された放射線の線量を検出することが可能となる。また、図１５に示したように、放射線の照射が開始されたことも検出することも可能である。
【０１４１】
また、制御手段２２は、放射線の照射が開始された後に放射線画像撮影装置１に照射された放射線の線量を、電流検出手段４１から出力される電圧値Ｖを積分したり（図１５参照）、所定のサンプリング周期ごとに電圧値Ｖを加算したり（図１７参照）、或いは、上記（１）式に従って近似値Ｍを算出する（図１８参照）等して検出する。
【０１４２】
そして、制御手段２２は、放射線の照射が開始された後に照射された放射線の線量が予め設定された設定値に達したと判断した時点（図１５の時刻ｔｅ参照）で、アンテナ装置３９等の通信手段を介して外部装置である放射線発生装置５５に放射線の照射終了信号を発信する。
【０１４３】
照射終了信号を受信した放射線発生装置５５は、上記のようにして、放射線源５２からの放射線の照射を停止させる。
【０１４４】
放射線の照射が終了すると、放射線画像撮影装置１では、各放射線検出素子７内では新たに電子正孔対が発生しなくなり、第１電極７４と第２電極７８との電位差が変動しなくなる。ＴＦＴ８でも、ゲート電極８ｇとソース電極８ｓと間の電位差が変化しなくなる。そのため、各走査線５や配線１５ｃoffを流れていた電流が流れなくなり、図１５に示すように、放射線の照射が停止された時刻ｔｅ以降では、電流検出手段４１で検出される電流に相当する電圧値Ｖが減少し、各放射線検出素子７の熱による熱励起等により各放射線検出素子７内で発生する暗電荷等に起因する元の電圧値Ｖａに戻る。
【０１４５】
以上のように、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１および放射線画像撮影システム５０によれば、放射線画像撮影装置１の電流検出手段４１で、各走査線５や走査駆動手段１５の電源回路１５ａとゲートドライバ１５ｂとを結ぶ配線１５ｃ（特にオフ電圧を供給する配線１５ｃoff）を流れる電流やそれに相当する電圧値Ｖを検出し、制御手段２２を、電流検出手段４１が検出した電流や電圧値Ｖの値に基づいて、放射線の照射が開始された後に照射された放射線の線量を検出し、放射線の線量が予め設定された設定値に達したと判断した時点でアンテナ装置３９等の通信手段を介して放射線の照射終了信号を発信する。
【０１４６】
このように、本実施形態では、電流検出手段４１と制御手段２２により放射線の照射終了を的確に検出することが可能となり、前述したフォトタイマが構成される。そして、放射線画像撮影装置１を例えば医療用の放射線画像撮影装置として用いる場合などには、判断基準となる上記の設定値を予め適切な値に設定することで、被写体である患者に必要以上の放射線が照射されないようにすることが可能となる。
【０１４７】
また、放射線画像撮影装置１に既に設けられている各走査線５や配線１５ｃ（配線１５ｃoff）に新たに電流検出手段４１を設け、制御手段２２を上記のように機能させるだけでフォトタイマを構築することが可能となる。また、電流検出手段４１は、図９に示したように簡単な構成で形成できるため、例えば走査駆動手段１５の電源回路１５ａ等が形成されるＰＣＢ基板３３上等に設けることができる。そのため、電流検出手段４１を設けるために放射線画像撮影装置１を大型化させる必要はなく、装置が大型化することを防止することが可能となる。
【０１４８】
また、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１および放射線画像撮影システム５０によれば、前述した特許文献４に記載された放射線撮像装置等のように放射線画像撮影装置の前側（すなわち放射線発生装置側）にフォトタイマを設けず走査駆動手段１５の電源回路１５ａとゲートドライバ１５ｂとを結ぶ配線１５ｃを流れる電流等を検出するようにしてフォトタイマが構築されるため、フォトタイマにより放射線画像撮影装置に到達する放射線の線量が減少して放射線画像にフォトタイマが写り込んだり、Ｓ／Ｎ比が悪化する等して放射線画像の画質が劣化する問題が発生することを防止することが可能となる。
【０１４９】
さらに、前述した特許文献５に記載された技術を応用し、バイアス線を流れる電流を検出する電流検出手段を設け、バイアス線を流れる電流の値に基づいて放射線画像撮影装置に照射された放射線の線量を検出するように構成した場合、前述したように、各放射線検出素子７に直接接続されたバイアス線を介して、各放射線検出素子７に電流検出手段で発生したノイズが重畳されたバイアス電圧が印加される。そして、電流検出手段で発生した電圧のノイズが、放射線の照射により放射線検出素子内で発生した電荷（すなわち画像データ）にノイズ電荷として重畳され、ノイズ電荷の影響で、最終的に得られる放射線画像の画質、特にその粒状性が悪化してしまう場合があった。
【０１５０】
しかし、本実施形態の放射線画像撮影装置１および放射線画像撮影システム５０では、上記のように、放射線画像撮影装置１の各走査線５やそれらの配線１５ｃ（配線１５ｃoff）に電流検出手段４１を設けたため、電流検出手段４１と各放射線検出素子７との間には少なくとも各ＴＦＴ８が介在する状態となる。そのため、電流検出手段４１でノイズが発生したとしても、そのノイズは配線１５ｃや各走査線５を介し、さらに、各ＴＦＴ８を介して各放射線検出素子７に到達する。
【０１５１】
そして、各ＴＦＴ８の寄生容量は、各放射線検出素子７自体の寄生容量に比べて相対的に非常に小さいため、放射線の照射により各放射線検出素子７内で発生し蓄積される電荷すなわち画像データに対して電流検出手段４１で発生したノイズがノイズ電荷として重畳されるとしても、ノイズ電荷は非常に小さいものとなる。
【０１５２】
そのため、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１や放射線画像撮影システム５０によれば、電流検出手段４１で発生するノイズの画像データに対する影響を的確に低減させることが可能となり、検出された画像データに基づいて適切な放射線画像を生成することが可能となる。そして、このように放射線画像の画質の低下が的確に防止され、特にその粒状性の悪化が的確に防止されるため、例えば、このような放射線画像を用いて診断を行うような場合に、病変を見落としたり正常な部分を病変と見誤ったりして誤診を生じる等の不都合が生じることを的確に防止することが可能となる。
【０１５３】
なお、上記のように、放射線画像撮影装置１を例えば医療用の放射線画像撮影装置として用いる場合などには、制御手段２２で放射線の照射が開始された後に照射された放射線の線量が設定値に達したか否かを判断する判断基準となる上記の設定値を予め適切な値に設定することで、被写体である患者に必要以上の放射線が照射されないようにすることができる。
【０１５４】
その際、例えば被写体である患者に同じ線量の放射線を照射した場合でも、被写体を透過して放射線画像撮影装置１のシンチレータ３に到達する放射線の線量は、患者の身体の撮影部位または撮影方向を含む撮影条件によって異なる。
【０１５５】
具体的には、例えば、患者の胸部正面を撮影するような場合には、放射線が患者の比較的分厚い胸部を透過する際に吸収、散乱されるため、比較的弱い放射線がシンチレータ３に到達する。そして、胸部正面は、放射線画像撮影装置１の検出部Ｐ（図３参照）の大きな領域を占める。
【０１５６】
そのため、患者の胸部正面を撮影するような場合には、同じ線量の放射線を照射した場合でも、電流検出手段４１で検出される配線１５ｃや走査線５を流れる電流やそれに相当する電圧値Ｖは比較的小さい値になる。
【０１５７】
また、例えば、患者の胸部側面を撮影するような場合には、放射線が患者の胸部を左右方向に透過するため、胸部正面の場合よりもさらに厚みが増し、吸収、散乱される度合が大きくなる。そのため、電流検出手段４１で検出される配線１５ｃや走査線５を流れる電流やそれに相当する電圧値Ｖはさらに小さい値になる。
【０１５８】
また、例えば、患者の手や脚部を撮影するような場合には、放射線が患者のさほど厚みがない手足を透過する際に吸収、散乱される度合が小さいため、比較的強い放射線がシンチレータ３に到達する。また、手足が放射線画像撮影装置１の検出部Ｐ（図３参照）に占める領域はさほど大きくなく、手足が占める領域以外の領域には、放射線が直接到達する。
【０１５９】
そのため、患者の手足を撮影するような場合には、同じ線量の放射線を照射した場合でも、電流検出手段４１で検出される配線１５ｃや走査線５を流れる電流やそれに相当する電圧値Ｖは比較的大きな値になる。
【０１６０】
このように、被写体である患者に同じ線量の放射線を照射した場合でも、被写体を透過して放射線画像撮影装置１のシンチレータ３に到達する放射線の線量は、患者の身体の撮影部位または撮影方向を含む撮影条件によって異なり、電流検出手段４１で検出される配線１５ｃや走査線５を流れる電流やそれに相当する電圧値Ｖも患者の身体の撮影部位または撮影方向を含む撮影条件によって異なる値になる。
【０１６１】
そこで、上記のように判断基準となる設定値を、被写体である患者の身体の撮影部位や撮影方向を含む撮影条件に基づいて可変して予め設定するように構成することが可能である。このように構成することで、被写体である患者に必要以上の放射線が照射されないようにすることが可能となり、患者の被曝線量を適切な量に抑制することが可能となる。
【０１６２】
なお、放射線画像撮影装置１に対して上記の設定値を設定するために、例えば、電源スイッチ３６を操作し、或いは別個に設けた選択スイッチ等を操作する等して、撮影条件等の情報を入力するように構成することも可能である。
【０１６３】
また、例えば、コンソール５８で作成、選択する撮影オーダ情報で被写体である患者の身体の撮影部位や撮影方向を含む撮影条件を設定するように構成し、それらの撮影オーダ情報やその中の各撮影条件をコンソール５８から放射線画像撮影装置１に送信して入力するように構成することも可能であり、放射線画像撮影装置１に対する撮影条件等の情報の入力方法については適宜の方法を採用し得る。
【０１６４】
［第２の実施の形態］
上記の第１の実施形態では、放射線画像撮影装置１の走査線５や配線１５ｃ（配線１５ｃoff）を流れる電流を電流検出手段４１で検出し、それに相当する電圧値Ｖを出力し、その電圧値Ｖに基づいて、制御手段２２で放射線の照射が開始された後に照射された放射線の線量を検出する場合について説明した。
【０１６５】
しかし、放射線の照射開始さえ検出できれば、その後、放射線画像撮影装置１に照射される放射線の線量が所定の設定値に達したか否かは、放射線の照射開始からの時間経過で判断できる場合も多い。第２の実施形態では、このように、フォトタイマを構成する制御手段２２が、放射線の照射の開始後の経過時間を監視するように構成されている場合について説明する。
【０１６６】
具体的には、放射線画像撮影装置１や放射線画像撮影システム５０の構成は、上記の第１の実施形態の場合と同様であり、放射線画像撮影装置１の電流検出手段４１は、各走査線５や走査駆動手段１５の電源回路１５ａとゲートドライバ１５ｂとを結ぶ配線１５ｃ、特に電源回路１５ａからゲートドライバ１５ｂにオフ電圧を供給する配線１５ｃoffを流れる電流に相当する電圧値Ｖを検出するように構成されている。
【０１６７】
また、本実施形態では、制御手段２２は、電流検出手段４１が検出した電流に相当する電圧値Ｖに基づいて放射線の照射の開始を検出するようになっており、本実施形態では、制御手段２２自身が、電流検出手段４１が検出した電流に相当する電圧値Ｖに基づいて放射線の照射の開始を検出することが必須の構成となる。
【０１６８】
放射線の照射の開始は、前述したように、電流検出手段４１から出力される電圧値Ｖが増加し、例えば予め設定された閾値Ｖthを越えた場合（図１５の時刻ｔｃ参照）や、電圧値Ｖの増加率が予め設定された閾値を越えた場合（時刻ｔｄ参照）に、制御手段２２で検出されるようになっている。
【０１６９】
そして、本実施形態では、制御手段２２は、放射線の照射の開始を検出した時点（図１５における時刻ｔｃや時刻ｔｄ）で経過時間のカウントを開始し、放射線の照射開始後、予め設定された所定時間が経過した時点で、アンテナ装置３９等の通信手段を介して放射線の照射終了信号を放射線発生装置５５に発信するようになっている。
【０１７０】
本実施形態の場合も、放射線画像撮影装置１を例えば医療用の放射線画像撮影装置として用いる場合などには、被写体である患者に必要以上の放射線が照射されないようにするために、第１の実施形態における設定値と同様に、放射線の照射開始後の所定時間を予め適切な値に設定することが可能である。
【０１７１】
その際、第１の実施形態における設定値を、患者の身体の撮影部位または撮影方向を含む撮影条件によって可変させて設定したように、本実施形態では、この所定時間が撮影条件によって可変させて設定される。例えば患者の胸部正面等を撮影するような場合には、上記の所定時間が比較的長い時間に設定され、また、例えば患者の手や脚部を撮影するような場合には、所定時間は比較的短い時間に設定される。
【０１７２】
この場合も、例えば、電源スイッチ３６を操作したり、別個に設けた選択スイッチ等を操作したり、或いは、コンソール５８から撮影オーダ情報やその中の各撮影条件を放射線画像撮影装置１に送信する等して、放射線画像撮影装置１に撮影条件等の情報を入力するように構成することも可能である。
【０１７３】
以上のように、第２の実施形態に係る放射線画像撮影装置１および放射線画像撮影システム５０によっても、第１の実施形態に係る放射線画像撮影装置１や放射線画像撮影システム５０の上記の効果と同様の効果を的確に発揮することが可能となる。
【０１７４】
すなわち、第２の実施形態に係る放射線画像撮影装置１および放射線画像撮影システム５０によれば、放射線画像撮影装置１の大型化を招くことなく放射線の照射の開始を的確に検出して、被写体である患者に必要以上の放射線が照射されないようにすることが可能となる。
【０１７５】
また、それとともに、電流検出手段４１で発生するノイズが、寄生容量が小さい各ＴＦＴ８を介して各放射線検出素子７の電荷に重畳されるため、ノイズ電荷が非常に小さいものとなり、放射線画像の画質の低下が的確に防止され、特にその粒状性の悪化が的確に防止される。そのため、例えば、このような放射線画像を用いて診断を行うような場合に、病変を見落としたり正常な部分を病変と見誤ったりして誤診を生じる等の不都合が生じることを的確に防止することが可能となる。
【符号の説明】
【０１７６】
１ 放射線画像撮影装置
５ 走査線
６ 信号線
７ 放射線検出素子
８ ＴＦＴ（スイッチ手段）
１５ 走査駆動手段
１５ａ 電源回路
１５ｂ ゲートドライバ
１５ｃ 配線
１５ｃoff 電源回路からゲートドライバにオフ電圧を供給する配線
２２ 制御手段
３９ アンテナ装置（通信手段）
４１ 電流検出手段
５２ 放射線源
５５ 放射線発生装置
ｒ 領域
Ｔ 経過時間
Ｖ 電圧値（電流）
Ｖｐ ピーク値
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線画像撮影装置および放射線画像撮影システムに係り、特に、放射線の照射を検出可能な放射線画像撮影装置およびそれを用いた放射線画像撮影システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
照射されたＸ線等の放射線の線量に応じて検出素子で電荷を発生させて電気信号に変換するいわゆる直接型の放射線画像撮影装置や、照射された放射線をシンチレータ等で可視光等の他の波長の電磁波に変換した後、変換され照射された電磁波のエネルギに応じてフォトダイオード等の光電変換素子で電荷を発生させて電気信号に変換するいわゆる間接型の放射線画像撮影装置が種々開発されている。なお、本発明では、直接型の放射線画像撮影装置における検出素子や、間接型の放射線画像撮影装置における光電変換素子を、あわせて放射線検出素子という。
【０００３】
このタイプの放射線画像撮影装置はＦＰＤ（Flat Panel Detector）として知られており、従来は支持台（或いはブッキー装置）と一体的に形成されていたが（例えば特許文献１参照）、近年、放射線検出素子等をハウジングに収納した可搬型の放射線画像撮影装置が開発され、実用化されている（例えば特許文献２、３参照）。
【０００４】
ところで、このような放射線画像撮影装置を、例えば患者の病変部を撮影するための医療用の放射線画像撮影装置として用いる場合などには、良好な放射線画像を得るために十分な線量の放射線が被写体である患者の身体の一部を透過して放射線画像撮影装置に照射されるようにするとともに、患者に必要以上の放射線が照射されないようにするために、被写体を透過して放射線画像撮影装置に到達した放射線の線量を検出するフォトタイマが設けられる場合がある。
【０００５】
例えば特許文献４に記載された放射線撮像装置および撮像方法では、放射線画像撮影装置の前後に、このようなフォトタイマや、被写体や放射線画像撮影装置を透過した放射線の線量を検出して出力する放射線検出手段が記載されている。また、同文献には、放射線検出手段を、上記の放射線検出素子（すなわち検出用の画素）を用いて構成してもよいことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−７３１４４号公報
【特許文献２】特開２００６−０５８１２４号公報
【特許文献３】特開平６−３４２０９９号公報
【特許文献４】特開平１１−１５１２３３号公報
【特許文献５】米国特許第７２１１８０３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献４に記載された放射線撮像装置等のように、放射線画像撮影装置にフォトタイマや放射線検出手段を新たに取り付けるのでは、放射線画像撮影装置が全体的に大型化してしまうとともに、製造コストの増大を招く虞れがある。また、放射線検出素子を用いて放射線検出手段を構成する場合には、放射線画像撮影に寄与しない検出用の放射線検出素子を設ける分だけ装置が大型化してしまい、或いは、既設の放射線検出素子の一部を検出用として用いるように構成する場合には、放射線画像撮影に用いられる放射線検出素子が減ってしまうため、放射線画像撮影装置における撮影可能な領域が狭くなってしまうといった問題がある。
【０００８】
また、特許文献４に記載された放射線撮像装置等のように、放射線画像撮影装置の前側（すなわち放射線発生装置側）にフォトタイマを設けると、放射線画像撮影装置に照射された放射線がフォトタイマを透過する際にフォトタイマに吸収されたり散乱されたりして放射線画像撮影装置に到達する放射線の線量がその分だけ減少してしまう。
【０００９】
そのため、放射線画像撮影装置で撮影された放射線画像にフォトタイマが写り込んでしまったり、フォトタイマにより放射線画像撮影装置に到達する放射線の線量が減り、得られる画像データの値が小さくなるため、Ｓ／Ｎ比が悪化する等して、生成される放射線画像の画質が劣化してしまうという問題もある。
【００１０】
一方、各放射線検出素子には、通常、バイアス電圧を印加するためのバイアス線が接続されているが、特許文献５では、この既設のバイアス線を流れる電流を検出するように構成し、放射線の照射によって放射線検出素子内に電荷が発生するとバイアス線を流れる電流が増加することを利用して、その電流値の増減に基づいて放射線の照射の開始等を検出することが提案されている。
【００１１】
そこで、この技術を応用し、例えばバイアス線を流れる電流の値に基づいて放射線画像撮影装置に照射された放射線の線量を検出するように構成すれば、既に放射線画像撮影装置に設けられているバイアス線に、簡単な電流検出手段を設けるだけで放射線画像撮影装置に照射された放射線の線量を検出できることが期待される。
【００１２】
しかしながら、上記のようにバイアス線に電流検出手段を設けて、バイアス線を流れる電流値の増減に基づいて放射線の照射の開始等を検出するように構成すると、バイアス線を介して放射線検出素子に印加されるバイアス電圧に、電流検出手段で発生したノイズが重畳されて印加されるようになる。
【００１３】
そして、電流検出手段で発生した電圧のノイズが、放射線の照射により放射線検出素子内で発生した電荷にノイズ電荷として重畳されてしまうため、ノイズ電荷の影響で、最終的に得られる放射線画像の画質、特にその粒状性が悪化してしまう等の問題が生じる虞れがある。
【００１４】
放射線画像の画質が低下し、特にその粒状性が悪化すると、例えばこのような放射線画像を用いて診断を行うような場合に、病変部を見落としたり、正常な部分を病変部と見誤ったりして誤診を生じる等の不都合を生じる虞れがある。そのため、放射線画像撮影装置には、ノイズの影響ができるだけ排除された適切な画質の放射線画像が得られることが望まれる。
【００１５】
本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、装置の大型化を招くことなく放射線の照射を検出可能であり、かつ、放射線画像の画質の低下を防止可能な放射線画像撮影装置およびそれを用いた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】
【００１６】
前記の問題を解決するために、本発明の放射線画像撮影装置は、
互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子と、
前記放射線検出素子ごとに配置され、接続された前記走査線に印加される電圧に応じてオフ状態とオン状態とが切り替えられ、前記オフ状態では前記放射線検出素子内で発生した電荷を保持し、前記オン状態では前記放射線検出素子から前記電荷を放出させるスイッチ手段と、
前記走査線を介して前記スイッチ手段に印加する電圧をオン電圧とオフ電圧との間で切り替えるゲートドライバと、前記ゲートドライバに前記オン電圧および前記オフ電圧を供給する電源回路とを備える走査駆動手段と、
前記電源回路と前記ゲートドライバとを結ぶ配線を流れる電流、または前記走査線を流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段が検出した前記電流の値に基づいて、放射線の照射が開始された後に照射された放射線の線量が予め設定された設定値に達したと判断した場合に、通信手段を介して放射線の照射終了信号を発信する制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の放射線画像撮影装置は、
互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子と、
前記放射線検出素子ごとに配置され、接続された前記走査線に印加される電圧に応じてオフ状態とオン状態とが切り替えられ、前記オフ状態では前記放射線検出素子内で発生した電荷を保持し、前記オン状態では前記放射線検出素子から前記電荷を放出させるスイッチ手段と、
前記走査線を介して前記スイッチ手段に印加する電圧をオン電圧とオフ電圧との間で切り替えるゲートドライバと、前記ゲートドライバに前記オン電圧および前記オフ電圧を供給する電源回路とを備える走査駆動手段と、
前記電源回路と前記ゲートドライバとを結ぶ配線を流れる電流、または前記走査線を流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段が検出した前記電流の値に基づいて放射線の照射の開始を検出し、前記放射線の照射の開始後、所定時間が経過した時点で、通信手段を介して放射線の照射終了信号を発信する制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の放射線画像撮影システムは、
上記の本発明の放射線画像撮影装置と、
前記放射線画像撮影装置に対して放射線を照射する放射線源を備える放射線発生装置と、
を備え、
前記放射線画像撮影装置の前記制御手段は、前記通信手段を介して、前記放射線発生装置に対して前記照射終了信号を発信し、
前記放射線発生装置は、前記照射終了信号を受信すると、前記放射線源からの放射線の照射を停止させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のような方式の放射線画像撮影装置および放射線画像撮影システムによれば、放射線画像撮影装置の電流検出手段と制御手段により放射線の照射終了を的確に検出することが可能となり、前述したフォトタイマが構成される。そして、放射線画像撮影装置を例えば医療用の放射線画像撮影装置として用いる場合などには、判断基準となる上記の設定値や所定時間を予め適切な値に設定することで、被写体である患者に必要以上の放射線が照射されないようにすることが可能となる。
【００２０】
また、放射線画像撮影装置に既設の走査線や配線に新たに電流検出手段を設け、制御手段を上記のように機能させるだけでフォトタイマを構築することが可能となる。また、電流検出手段は簡単な構成で形成できるため、例えば走査駆動手段の電源回路等が形成される基板上等に設けることができる。そのため、電流検出手段を設けるために放射線画像撮影装置を大型化させる必要はなく、装置が大型化することを防止することが可能となる。
【００２１】
また、本発明のような方式の放射線画像撮影装置および放射線画像撮影システムによれば、特許文献４に記載された放射線撮像装置等のように放射線画像撮影装置の前側（すなわち放射線発生装置側）にフォトタイマを設けず電源回路とゲートドライバとを結ぶ配線を流れる電流等を検出してフォトタイマが構築されるため、フォトタイマにより放射線画像撮影装置に到達する放射線の線量が減少して放射線画像にフォトタイマが写り込んだりＳ／Ｎ比が悪化する等して放射線画像の画質が劣化する問題が発生することを防止することが可能となる。
【００２２】
さらに、前述した特許文献５に記載された技術を応用した場合、電流検出手段で発生したノイズが、放射線の照射により放射線検出素子内で発生した電荷すなわち画像データにノイズ電荷として重畳され、放射線画像の画質、特にその粒状性が悪化してしまう場合があったが、本発明のような方式の放射線画像撮影装置では、装置の各走査線や配線に電流検出手段を設けたため、電流検出手段と各放射線検出素子との間には少なくとも寄生容量が非常に小さい各スイッチ手段が介在する状態となる。
【００２３】
そのため、電流検出手段でノイズが発生したとしても、そのノイズは各走査線や配線を介し、さらに、各スイッチ手段を介して各放射線検出素子に到達するため、ノイズ電荷は非常に小さいものとなり、電流検出手段で発生するノイズの画像データに対する影響を的確に低減させることが可能となり、検出された画像データに基づいて適切な放射線画像を生成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】各実施形態に係る放射線画像撮影装置を示す斜視図である。
【図２】図１におけるＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図３】基板の構成を示す平面図である。
【図４】図３の基板上の小領域に形成された放射線検出素子とＴＦＴ等の構成を示す拡大図である。
【図５】図４におけるＹ−Ｙ線に沿う断面図である。
【図６】ＣＯＦやＰＣＢ基板等が取り付けられた基板を説明する側面図である。
【図７】各実施形態に係る放射線画像撮影装置の等価回路を表すブロック図である。
【図８】検出部を構成する１画素分についての等価回路を表すブロック図である。
【図９】電流検出手段の構成およびゲートドライバの内部構成を表す等価回路図である。
【図１０】放射線検出素子からの画像データの読み出し処理時に各走査線にオン電圧を印加するタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１１】放射線検出素子からの逐次リセットによるリセット処理時に各走査線にオン電圧を印加するタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１２】放射線検出素子からの同時逐次リセットによるリセット処理時に各走査線にオン電圧を印加するタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１３】放射線検出素子からの一括リセットによるリセット処理時に各走査線にオン電圧を印加するタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１４】放射線検出素子からの一括リセットによるリセット処理時に各走査線にオン電圧を印加するタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１５】電流検出手段で検出される電流に相当する電圧値の例を表すグラフである。
【図１６】図９の構成においてさらにオン電圧を供給する配線にも電流検出手段を形成した場合の構成を表す等価回路図である。
【図１７】電流検出手段が出力する電圧値をサンプリング周期ごとに加算して放射線の照射開始後の電圧値の積分値を算出することを説明するグラフである。
【図１８】放射線の照射開始後に照射された放射線の線量の近似値を電圧値のピーク値と経過時間とに基づいて算出することを説明するグラフである。
【図１９】各実施形態に係る放射線画像撮影システムの全体構成を示す図である。
【図２０】（Ａ）は操作スイッチの構成を示す図であり、（Ｂ）はボタン部が半押しされた状態、（Ｃ）はボタン部が全押しされた状態を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係る放射線画像撮影装置および放射線画像撮影システムの実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２６】
なお、以下では、放射線画像撮影装置が、シンチレータ等を備え、照射された放射線を可視光等の他の波長の電磁波に変換して電気信号を得るいわゆる間接型の放射線画像撮影装置である場合について説明するが、本発明は、直接型の放射線画像撮影装置に対しても適用することが可能である。また、放射線画像撮影装置が可搬型である場合について説明するが、支持台等と一体的に形成された放射線画像撮影装置に対しても適用される。
【００２７】
［第１の実施の形態］
［放射線画像撮影装置］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る放射線画像撮影装置の外観斜視図であり、図２は、図１のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。本実施形態に係る放射線画像撮影装置１は、図１や図２に示すように、筐体２内にシンチレータ３や基板４等が収納された可搬型（カセッテ型）の装置として構成されている。
【００２８】
筐体２は、少なくとも放射線の照射を受ける側の面Ｒ（以下、放射線入射面Ｒという。）が放射線を透過するカーボン板やプラスチック等の材料で形成されている。なお、図１や図２では、筐体２がフレーム板２Ａとバック板２Ｂとで形成された、いわゆる弁当箱型である場合が示されているが、筐体２を一体的に角筒状に形成した、いわゆるモノコック型とすることも可能である。
【００２９】
また、図１に示すように、筐体２の側面部分には、電源スイッチ３６や、ＬＥＤ等で構成されたインジケータ３７、図示しないバッテリ４０（後述する図７参照）の交換等のために開閉可能とされた蓋部材３８等が配置されている。また、本実施形態では、蓋部材３８の側面部には、アンテナ装置３９が埋め込まれている。
【００３０】
本実施形態では、後述するように、制御手段２２が放射線画像撮影装置１に照射された放射線の線量が予め設定された設定値に達したと判断した場合に、外部装置である後述する放射線発生装置５５（図１９参照）に通信手段を介して放射線の照射終了信号を発信するようになっており、制御手段２２は、このアンテナ装置３９を介して無線方式で照射終了信号を送信するようになっている。従って、本実施形態では、アンテナ装置３９が、照射終了信号を外部装置に発信する通信手段を構成している。
【００３１】
しかし、放射線発生装置５５に対する照射終了信号を、必ずしもアンテナ装置３９を介する無線方式により発信するように構成する必要はなく、例えば、赤外線等の光信号に変換して発信するように構成してもよく、或いは、ＬＡＮ（Local Area Network）ケーブルやＵＳＢ（Universal Serial Bus）ケーブル等の有線方式で発信するように構成することも可能である。
【００３２】
そして、赤外線等の光信号に変換して発信する場合には、通信手段として放射線画像撮影装置１に赤外線等の発光装置が設けられ、ＬＡＮケーブルやＵＳＢケーブル等の有線方式で発信するように構成する場合には、通信手段として放射線画像撮影装置１にそれらのケーブル等を接続するコネクタが設けられる。
【００３３】
筐体２の内部には、図２に示すように、基板４の下方側に図示しない鉛の薄板等を介して基台３１が配置され、基台３１には、電子部品３２等が配設されたＰＣＢ基板３３や緩衝部材３４等が取り付けられている。なお、本実施形態では、基板４やシンチレータ３の放射線入射面Ｒには、それらを保護するためのガラス基板３５が配設されている。
【００３４】
シンチレータ３は、基板４の後述する検出部Ｐに貼り合わされるようになっている。シンチレータ３は、例えば、蛍光体を主成分とし、放射線の入射を受けると３００〜８００ｎｍの波長の電磁波、すなわち可視光を中心とした電磁波に変換して出力するものが用いられる。
【００３５】
基板４は、本実施形態では、ガラス基板で構成されており、図３に示すように、基板４のシンチレータ３に対向する側の面４ａ上には、複数の走査線５と複数の信号線６とが互いに交差するように配設されている。基板４の面４ａ上の複数の走査線５と複数の信号線６により区画された各小領域ｒには、それぞれ放射線検出素子７がそれぞれ設けられている。
【００３６】
このように、走査線５と信号線６で区画された各小領域ｒに二次元状に配列された複数の放射線検出素子７が設けられた領域ｒ全体、すなわち図３に一点鎖線で示される領域が検出部Ｐとされている。
【００３７】
本実施形態では、放射線検出素子７としてフォトダイオードが用いられているが、この他にも例えばフォトトランジスタ等を用いることも可能である。各放射線検出素子７は、図３や図４の拡大図に示すように、スイッチ手段である薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor。以下ＴＦＴという。）８のソース電極８ｓに接続されている。また、ＴＦＴ８のドレイン電極８ｄは信号線６に接続されている。
【００３８】
そして、ＴＦＴ８は、後述する走査駆動手段１５により、接続された走査線５にオン電圧が印加され、ゲート電極８ｇにオン電圧が印加されるとオン状態となり、放射線検出素子７内で発生し蓄積されている電荷を信号線６に放出させるようになっている。また、ＴＦＴ８は、接続された走査線５にオフ電圧が印加され、ゲート電極８ｇにオフ電圧が印加されるとオフ状態となり、放射線検出素子７から信号線６への電荷の放出を停止し、放射線検出素子７内で発生した電荷を保持して、放射線検出素子７内に蓄積させるようになっている。
【００３９】
ここで、本実施形態における放射線検出素子７やＴＦＴ８の構造について、図５に示す断面図を用いて簡単に説明する。図５は、図４におけるＹ−Ｙ線に沿う断面図である。
【００４０】
基板４の面４ａ上に、ＡｌやＣｒ等からなるＴＦＴ８のゲート電極８ｇが走査線５と一体的に積層されて形成されており、ゲート電極８ｇ上および面４ａ上に積層された窒化シリコン（ＳｉＮｘ）等からなるゲート絶縁層８１上のゲート電極８ｇの上方部分に、水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）等からなる半導体層８２を介して、放射線検出素子７の第１電極７４と接続されたソース電極８ｓと、信号線６と一体的に形成されるドレイン電極８ｄとが積層されて形成されている。
【００４１】
ソース電極８ｓとドレイン電極８ｄとは、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）等からなる第１パッシベーション層８３によって分割されており、さらに第１パッシベーション層８３は両電極８ｓ、８ｄを上側から被覆している。また、半導体層８２とソース電極８ｓやドレイン電極８ｄとの間には、水素化アモルファスシリコンにVI族元素をドープしてｎ型に形成されたオーミックコンタクト層８４ａ、８４ｂがそれぞれ積層されている。以上のようにしてＴＦＴ８が形成されている。
【００４２】
また、放射線検出素子７の部分では、基板４の面４ａ上に前記ゲート絶縁層８１と一体的に形成される絶縁層７１の上にＡｌやＣｒ等が積層されて補助電極７２が形成されており、補助電極７２上に前記第１パッシベーション層８３と一体的に形成される絶縁層７３を挟んでＡｌやＣｒ、Ｍｏ等からなる第１電極７４が積層されている。第１電極７４は、第１パッシベーション層８３に形成されたホールＨを介してＴＦＴ８のソース電極８ｓに接続されている。
【００４３】
第１電極７４の上には、水素化アモルファスシリコンにVI族元素をドープしてｎ型に形成されたｎ層７５、水素化アモルファスシリコンで形成された変換層であるｉ層７６、水素化アモルファスシリコンにIII族元素をドープしてｐ型に形成されたｐ層７７が下方から順に積層されて形成されている。
【００４４】
放射線画像撮影装置１の筐体２の放射線入射面Ｒから放射線が入射し、シンチレータ３で可視光等の電磁波に変換され、変換された電磁波が図中上方から照射されると、電磁波は放射線検出素子７のｉ層７６に到達して、ｉ層７６内で電子正孔対が発生する。放射線検出素子７は、このようにして、シンチレータ３から照射された電磁波を電荷に変換するようになっている。
【００４５】
また、ｐ層７７の上には、ＩＴＯ等の透明電極とされた第２電極７８が積層されて形成されており、照射された電磁波がｉ層７６等に到達するように構成されている。本実施形態では、以上のようにして放射線検出素子７が形成されている。なお、ｐ層７７、ｉ層７６、ｎ層７５の積層の順番は上下逆であってもよい。また、本実施形態では、放射線検出素子７として、上記のようにｐ層７７、ｉ層７６、ｎ層７５の順に積層されて形成されたいわゆるｐｉｎ型の放射線検出素子を用いる場合が説明されているが、これに限定されない。
【００４６】
放射線検出素子７の第２電極７８の上面には、第２電極７８を介して放射線検出素子７にバイアス電圧を印加するバイアス線９が接続されている。なお、放射線検出素子７の第２電極７８やバイアス線９、ＴＦＴ８側に延出された第１電極７４、ＴＦＴ８の第１パッシベーション層８３等、すなわち放射線検出素子７とＴＦＴ８の上面部分は、その上方側から窒化シリコン（ＳｉＮｘ）等からなる第２パッシベーション層７９で被覆されている。
【００４７】
図３や図４に示すように、本実施形態では、それぞれ列状に配置された複数の放射線検出素子７に１本のバイアス線９が接続されており、各バイアス線９はそれぞれ信号線６に平行に配設されている。また、各バイアス線９は、基板４の検出部Ｐの外側の位置で１本の結線１０に結束されている。
【００４８】
本実施形態では、図３に示すように、各走査線５や各信号線６、バイアス線９の結線１０は、それぞれ基板４の端縁部付近に設けられた入出力端子（パッドともいう）１１に接続されている。各入出力端子１１には、図６に示すように、後述する走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂとして機能するゲートＩＣ１２ａ等のチップが組み込まれたＣＯＦ（Chip On Film）１２が異方性導電接着フィルム（Anisotropic Conductive Film）や異方性導電ペースト（Anisotropic Conductive Paste）等の異方性導電性接着材料１３を介して接続されている。
【００４９】
また、ＣＯＦ１２は、基板４の裏面４ｂ側に引き回され、裏面４ｂ側で前述したＰＣＢ基板３３に接続されるようになっている。このようにして、放射線画像撮影装置１の基板４部分が形成されている。なお、図６では、電子部品３２等の図示が省略されている。
【００５０】
ここで、放射線画像撮影装置１の回路構成について説明する。図７は本実施形態に係る放射線画像撮影装置１の等価回路を表すブロック図であり、図８は検出部Ｐを構成する１画素分についての等価回路を表すブロック図である。
【００５１】
前述したように、基板４の検出部Ｐの各放射線検出素子７は、その第２電極７８にそれぞれバイアス線９が接続されており、各バイアス線９は結線１０に結束されてバイアス電源１４に接続されている。バイアス電源１４は、結線１０および各バイアス線９を介して各放射線検出素子７の第２電極７８にそれぞれバイアス電圧を印加するようになっている。
【００５２】
また、本実施形態では、放射線検出素子７のｐ層７７側（図５参照）に第２電極７８を介してバイアス線９が接続されていることからも分かるように、バイアス電源１４からは、放射線検出素子７の第２電極７８にバイアス線９を介してバイアス電圧として放射線検出素子７の第１電極７４側にかかる電圧以下の電圧（すなわちいわゆる逆バイアス電圧）が印加されるようになっている。
【００５３】
本実施形態では、バイアス電源１４は、後述する制御手段２２に接続されており、制御手段は、バイアス電源１４から各放射線検出素子７に印加するバイアス電圧を必要に応じて可変させるようになっている。
【００５４】
各放射線検出素子７の第１電極７４はＴＦＴ８のソース電極８ｓ（図７、図８中ではＳと表記されている。）に接続されており、各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇ（図７、図８中ではＧと表記されている。）は、後述する走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂから延びる各走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘにそれぞれ接続されている。また、各ＴＦＴ８のドレイン電極８ｄ（図７、図８中ではＤと表記されている。）は各信号線６にそれぞれ接続されている。
【００５５】
走査駆動手段１５は、本実施形態では、電源回路１５ａとゲートドライバ１５ｂとを備えており、ゲートドライバ１５ｂに接続されている各走査線５を介してＴＦＴ８のゲート電極８ｇに印加するオン電圧およびオフ電圧を制御するようになっている。本実施形態では、電源回路１５ａは、ゲートドライバ１５ｂに対して各走査線５を介してＴＦＴ８のゲート電極８ｇに印加するオン電圧およびオフ電圧を供給するようになっている。また、ゲートドライバ１５ｂは、前述したゲートＩＣ１２ａが複数並設されて形成されており、パルス幅変調（Pulse Width Modulation：ＰＷＭ）等により各走査線５に印加するオン電圧のパルス幅等を変調できるようになっている。
【００５６】
また、本実施形態では、走査駆動手段１５の電源回路１５ａとゲートドライバ１５ｂとを結ぶ配線１５ｃに、それらの間を流れる電流を検出する電流検出手段４１が設けられている。なお、電流検出手段４１は、走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘのうち単数または複数の走査線５中を流れる電流を検出するように構成することも可能である。
【００５７】
ここで、電流検出手段４１の構成について説明する。本実施形態では、電流検出手段４１は、図９に示すように、走査駆動手段１５の電源回路１５ａとゲートドライバ１５ｂとを結ぶ配線１５ｃのうち、走査駆動手段１５の電源回路１５ａからゲートドライバ１５ｂにオフ電圧を供給する配線１５ｃoffに設けられている。
【００５８】
なお、本実施形態では、図９に簡略化して示すように、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂの内部には、スイッチ素子１５ｄが、各走査線５がそれぞれ接続された端子ごとに設けられており、スイッチ素子１５ｄの接続をそれぞれ切り替えることにより、各走査線５に印加する電圧を、電源回路１５ａから配線１５ｃonを介して供給されるオン電圧と、配線１５ｃoffを介して供給されるオフ電圧との間でそれぞれ切り替えることができるようになっている。
【００５９】
本実施形態では、電流検出手段４１は、配線１５ｃoffに直列に接続される所定の抵抗値を有する抵抗器４１ａと、それに並列に接続されたダイオード４１ｂと、入力側端子が抵抗器４１ａの両端子にそれぞれ接続された差動アンプ４１ｃとを備えて構成されている。なお、差動アンプ４１ｃには、電源供給手段４５から電力が供給されるようになっている。
【００６０】
そして、電流検出手段４１は、差動アンプ４１ｃで抵抗器４１ａの両端子間の電圧Ｖを測定し、抵抗器４１ａを流れる電流、すなわち電源回路１５ａとゲートドライバ１５ｂとの間を流れる電流を電圧値Ｖに変換して検出して、制御手段２２に出力するようになっている。
【００６１】
なお、電流検出手段４１に備えられる抵抗器４１ａとしては、配線１５ｃoff中を流れる電流を適切な電圧値Ｖに変換可能な抵抗値を有する抵抗器が用いられる。なお、配線１５ｃoffには、後述するように放射線画像撮影装置１に対する放射線の照射によって電源回路１５ａからゲートドライバ１５ｂを介して走査線５側に電流が流れるが、ダイオード４１ｂは、この電流の逆向きに電流が流れることを防止するためのものであり、必ずしも設ける必要はない。
【００６２】
また、放射線画像撮影装置１に対する放射線の照射を検出する必要がない場合には、抵抗器４１ａの抵抗が電源回路１５ａからゲートドライバ１５ｂへのオフ電圧の供給の妨げになる。そのため、電流検出手段４１には、放射線の照射の検出が不要の場合に抵抗器４１ａの両端子間を短絡するためのスイッチ４１ｄが設けられている。
【００６３】
図７や図８に示したように、各信号線６は、読み出しＩＣ１６内に形成された各読み出し回路１７にそれぞれ接続されている。なお、読み出しＩＣ１６には所定個数の読み出し回路１７が設けられており、読み出しＩＣ１６が複数設けられることにより、信号線６の本数分の読み出し回路１７が設けられるようになっている。
【００６４】
読み出し回路１７は、増幅回路１８と、相関二重サンプリング（Correlated Double Sampling）回路１９と、アナログマルチプレクサ２１と、Ａ／Ｄ変換器２０とで構成されている。なお、図７や図８中では、相関二重サンプリング回路１９はＣＤＳと表記されている。また、図８中では、アナログマルチプレクサ２１は省略されている。
【００６５】
本実施形態では、増幅回路１８はチャージアンプ回路で構成されており、オペアンプ１８ａと、オペアンプ１８ａにそれぞれ並列にコンデンサ１８ｂおよび電荷リセット用スイッチ１８ｃが接続されて構成されている。また、増幅回路１８のオペアンプ１８ａの入力側の反転入力端子には信号線６が接続されており、増幅回路１８の入力側の非反転入力端子には基準電位Ｖ０が印加されるようになっている。なお、基準電位Ｖ０は適宜の値に設定され、本実施形態では、例えば０［Ｖ］が印加されるようになっている。
【００６６】
また、増幅回路１８の電荷リセット用スイッチ１８ｃは、制御手段２２に接続されており、制御手段２２によりオン／オフが制御されるようになっている。電荷リセット用スイッチ１８ｃがオフの状態で、放射線検出素子７のＴＦＴ８がオン状態とされると（すなわち、ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに走査線５を介してオン電圧が印加されると）、当該放射線検出素子７から放出された電荷がコンデンサ１８ｂに流入して蓄積され、蓄積された電荷量に応じた電圧値がオペアンプ１８ａの出力端子から出力されるようになっている。
【００６７】
増幅回路１８は、このようにして、各放射線検出素子７から出力された電荷量に応じて電圧を出力して電荷電圧変換して増幅するようになっている。また、電荷リセット用スイッチ１８ｃをオン状態とすることで、増幅回路１８の入力側と出力側とを短絡し、コンデンサ１８ｂに蓄積された電荷を放電して増幅回路１８をリセットすることができるようになっている。
【００６８】
なお、増幅回路１８を、放射線検出素子７から出力された電荷に応じて電流を出力するように構成することも可能である。また、図８に示すように、増幅回路１８には、電源供給部４２から電力が供給されるようになっている。なお、図７では、電源供給部４２の図示が省略されている。
【００６９】
増幅回路１８の出力側には、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）１９が接続されている。相関二重サンプリング回路１９は、本実施形態では、サンプルホールド機能を有しており、この相関二重サンプリング回路１９におけるサンプルホールド機能は、制御手段２２から送信されるパルス信号によりそのオン／オフが制御されるようになっている。
【００７０】
すなわち、各放射線検出素子７からの画像データの読み出しの際に、相関二重サンプリング回路１９は、増幅回路１８がリセットされ、電荷リセット用スイッチ１８ｃがオフ状態とされた後、各ＴＦＴ８がオン状態とされる前の時点で制御手段２２から１回目のパルス信号を受信すると、その時点で増幅回路１８から出力されている電圧値を保持する。その後、ＴＦＴ８がオン状態とされ、ＴＦＴ８や信号線６を介して放射線検出素子７から放出された電荷がコンデンサ１８ｂに流入して蓄積される。
【００７１】
そして、相関二重サンプリング回路１９は、制御手段２２から１回目のパルス信号を受信した時点から所定時間経過し、放射線検出素子７から放出された電荷がコンデンサ１８ｂに流入して蓄積された時点で制御手段２２から２回目のパルス信号を受信すると、その時点で再び増幅回路１８から出力されている電圧値を保持して、それらの電圧値の差分値を下流側にアナログ値の画像データとして出力するようになっている。
【００７２】
相関二重サンプリング回路１９から出力された各放射線検出素子７の画像データは、アナログマルチプレクサ２１に送信され、アナログマルチプレクサ２１から順次Ａ／Ｄ変換器２０に送信される。そして、Ａ／Ｄ変換器２０で順次デジタル値の画像データに変換されて記憶手段４３に出力されて順次保存されるようになっている。
【００７３】
制御手段２２は、図１０に示すように、このようにして走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂから１ライン目の走査線５にオン電圧を印加させて、その走査線５に接続されているＴＦＴ８をオン状態とし、当該ＴＦＴ８を介して各放射線検出素子７から電荷を各信号線６に放出させて各放射線検出素子７からの画像データの読み出しを行う。そして、走査線５の当該ラインに印加されている電圧をオフ電圧に切り替えさせ、続いて、次のラインの走査線５にオン電圧を印加させて、同様にして当該次の走査線５にＴＦＴ８を介して接続されている各放射線検出素子７からの画像データの読み出しを行う。
【００７４】
制御手段２２は、このようにして、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂからオン電圧を印加する走査線５のラインＬを順次切り替えさせ、オン状態とするＴＦＴ８を順次切り替えながら、各放射線検出素子７からの画像データの読み出し処理を行うようになっている。
【００７５】
制御手段２２は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力インターフェース等がバスに接続されたコンピュータや、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等により構成されている。専用の制御回路で構成されていてもよい。そして、制御手段２２は、放射線画像撮影装置１の各部材の動作等を制御するようになっている。また、図７等に示すように、制御手段２２には、ＤＲＡＭ（Dynamic ＲＡＭ）等で構成される記憶手段４３が接続されている。
【００７６】
また、本実施形態では、制御手段２２には、前述したアンテナ装置３９が接続されており、さらに、検出部Ｐや走査駆動手段１５、読み出し回路１７、記憶手段４０、バイアス電源１４等の各機能部に電力を供給するためのバッテリ４０が接続されている。また、バッテリ４０には、クレードル等の図示しない充電装置から電力を供給してバッテリ４０を充電する際に充電装置とバッテリ４０とを接続する接続端子４４が取り付けられている。
【００７７】
制御手段２２は、放射線画像撮影において、放射線画像撮影装置１に放射線が照射されて各放射線検出素子７内で発生して蓄積された電荷すなわち画像データをできるだけ正確に取得するために、放射線画像撮影に先立って、各放射線検出素子７内に残存している余分な電荷を各放射線検出素子７から放出させるリセット処理を行うようになっている。
【００７８】
各放射線検出素子７のリセット処理の方法としては、下記の種々の方法を採用することが可能である。
【００７９】
第１の方法としては、図１１に示すように、各ＴＦＴ８のオン／オフのタイミング、すなわち走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂから走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘにオン電圧を印加するタイミングを順次切り替えながら、各放射線検出素子７のリセット処理を行う方法を採用することができる。なお、簡単に言い表すために、この第１の方法を、以下では「逐次リセット」という。
【００８０】
具体的には、図９に示したゲートドライバ１５ｂの各スイッチ素子１５ｄがオフ電圧側すなわち電源回路１５ａからオフ電圧が供給される配線１５ｃoff側と接続されるようにしておき、オン電圧側すなわち電源回路１５ａからオン電圧が供給される配線１５ｃon側と接続させる各スイッチ素子１５ｄを順次切り替えながら逐次リセットによる各放射線検出素子７のリセット処理が行われる。
【００８１】
第２の方法としては、図１２に示すように、逐次リセットによるリセット処理（図１１参照）の場合と同様に、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂから走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘにオン電圧を印加するタイミングを順次切り替えながら、各放射線検出素子７のリセット処理を行うが、その際、走査線５の複数のラインＬに同時にオン電圧を印加するようにして各放射線検出素子７のリセット処理を行う方法を採用することができる。なお、簡単に言い表すために、この第２の方法を、以下では「同時逐次リセット」という。
【００８２】
前述したように、本実施形態では、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂが、１個のゲートＩＣ１２ａごとに例えば２５６本の走査線５が接続された複数のゲートＩＣ１２ａが並設されて構成されているが、例えば、それらのゲートＩＣ１２ａ自体では逐次リセットを行い、各ゲートＩＣ１２ａの対応する端子同士、すなわち１番目の端子同士や２番目の端子同士等にオン電圧を印加するタイミングを同時にするように構成することで、同時逐次リセットを実現することができる。
【００８３】
なお、図１２では、１個のゲートＩＣ１２ａごとに２５６本の走査線５の各ラインＬが接続されている場合が示されているが、あくまで例示であり、この場合に限定されない。
【００８４】
上記の逐次リセットや同時逐次リセットによるリセット処理では、図１１や図１２に示すように、各放射線検出素子７からの画像データの読み出し処理の場合と同じタイミングで走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘに印加する電圧をオン電圧とオフ電圧との間で切り替えるように構成されることが多い。しかし、それに限定されず、リセット処理における走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘに対するオン電圧の印加タイミングやオン電圧の印加時間を適宜設定することが可能である。
【００８５】
また、この逐次リセットや同時逐次リセットによるリセット処理では、走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘに対する順次のオン電圧の印加が放射線の照射が開始されるまでリセット処理を繰り返し、放射線の照射が開始された時点でリセット処理を終了するように構成することも可能であり、また、走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘに対する順次のオン電圧の印加を予め設定された回数だけ繰り返し行ってリセット処理を行った後、走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘにオフ電圧を印加して放射線の照射開始まで待機するように構成することも可能である。
【００８６】
また、逐次リセットにおいても同時逐次リセットにおいても、放射線画像撮影装置１への放射線の照射が開始された時点で、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂから走査線５の全てのラインＬ１〜Ｌｘにオフ電圧が印加されて各ＴＦＴ８がオフ状態とされ、放射線の照射により各放射線検出素子７内で発生した電荷を各放射線検出素子７内に蓄積させる電荷蓄積モードに移行する。
【００８７】
第３の方法としては、図１３に示すように、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂから走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘに印加する電圧をオフ電圧から一斉にオン電圧に切り替えた後、オフ電圧に切り替えるようにして各放射線検出素子７のリセット処理を行う方法を採用することができる。なお、簡単に言い表すために、この第３の方法を、以下では「一括リセット」という。
【００８８】
具体的には、図９に示したゲートドライバ１５ｂの各スイッチ素子１５ｄを、オフ電圧側に接続された状態から一斉にオン電圧側に接続させた後、再度一斉にオフ電圧側に接続先を切り替えることにより一括リセットによる各放射線検出素子７のリセット処理が行われる。なお、この一括リセットを複数回繰り返すように構成することも可能である。
【００８９】
その際、一括リセットにおいては、図１３に示したように、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂから走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘに印加する電圧をオン電圧から一斉にオフ電圧に切り替えて放射線の照射開始を待つように構成することも可能であり、また、図１４に示すように、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂから走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘにオン電圧が印加された状態で待機し、放射線の照射が開始された時点で、走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘに印加する電圧をオン電圧から一斉にオフ電圧に切り替えて電荷蓄積モードに移行させるように構成することも可能である。
【００９０】
なお、各放射線検出素子７のリセット処理の方法として、上記の第１〜第３の方法以外の方法を採用することも可能であり、適宜の方法で各放射線検出素子７のリセット処理が行われる。
【００９１】
ところで、本実施形態では、制御手段２２は、上記のように放射線画像撮影に先立って各放射線検出素子７のリセット処理を行った後、或いはリセット処理の最中に、放射線の照射の開始を認識すると、電流検出手段４１が検出した配線１５ｃ中或いは走査線５中を流れる電流に相当する電圧値Ｖに基づいて、放射線の照射が開始された後に放射線画像撮影装置１に照射された放射線の線量が予め設定された設定値に達したか否かを判断するようになっている。
【００９２】
そして、制御手段２２は、照射された放射線の線量が予め設定された設定値に達したと判断した場合に、アンテナ装置３９等の通信手段を介して放射線の照射終了信号を外部装置に発信するようになっている。
【００９３】
この場合、本実施形態では、例えば、外部装置から放射線画像撮影装置１に照射開始信号を送信する等して、制御手段２２に放射線の照射の開始を認識させるように構成することが可能である。
【００９４】
また、放射線画像撮影が開始され、放射線発生装置５５の放射線源５２（図１９参照）から放射線画像撮影装置１の放射線入射面Ｒ（図１参照）に放射線の照射が開始されると、図１５に示すように、放射線の照射が開始された時刻ｔｂで、電流検出手段４１の差動アンプ４１ｃ（図９参照）から出力される電流に相当する電圧値Ｖが急激に増加する。
【００９５】
そのため、電流検出手段４１から出力される電圧値Ｖが増加し、例えば、予め設定された閾値Ｖthを越えた場合（図１５の時刻ｔｃ参照）や、電圧値Ｖの増加率が予め設定された閾値を越えた場合（時刻ｔｄ参照）等に、放射線の照射が開始されたことを制御手段２２で検出するように構成して、制御手段２２自身が、電流検出手段４１が検出した電流に相当する電圧値Ｖに基づいて放射線の照射の開始を検出するように構成することも可能である。
【００９６】
なお、放射線画像撮影装置１に放射線が照射されない状態でも、放射線検出素子７の熱による熱励起等により各放射線検出素子７内で暗電荷が発生するため、図１５における時刻ｔａに示されるように、放射線画像撮影装置１に放射線が照射される以前においても、電流検出手段４１から微量ではあるが０［Ｖ］でない電圧値Ｖａが出力される場合がある。
【００９７】
また、図９に示したように、電流検出手段４１を、走査駆動手段１５の電源回路１５ａからゲートドライバ１５ｂにオフ電圧を供給する配線１５ｃoffに設けた場合、図１１や図１２に示した逐次リセットや同時逐次リセットの場合、一部の走査線５はオン電圧が印加されていて配線１５ｃoffには接続されていないが、ほとんどの走査線５は配線１５ｃoffに接続されているため、放射線画像撮影装置１に対して放射線の照射が開始されると、電流検出手段４１の差動アンプ４１ｃから出力される電圧値Ｖが図１５に示したように上昇し、制御手段２２自身で放射線の照射の開始を検出することができる。
【００９８】
一括リセットの場合でも、図１３に示したように、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂから走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘに印加する電圧をオン電圧から一斉にオフ電圧に切り替えて一括リセットを終了し、放射線の照射開始を待つように構成されている場合には、放射線の照射の開始時点で、走査線５の全てのラインＬ１〜Ｌｘが配線１５ｃoffに接続されているため、上記と同様に、制御手段２２自身で放射線の照射の開始を検出することができる。
【００９９】
しかし、一括リセットの場合に、図１４に示したように、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂから走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘにオン電圧が印加された状態で待機するように構成されている場合には、放射線の照射の開始時点では、走査線５の全てのラインＬ１〜Ｌｘが走査駆動手段１５の電源回路１５ａからゲートドライバ１５ｂにオン電圧を供給する配線１５ｃonに接続されているため、配線１５ｃoffに設けられた電流検出手段４１では配線１５ｃon中を流れる電流を検出することができず、制御手段２２自身で放射線の照射の開始を検出することができない。
【０１００】
そのため、この場合には、すなわち一括リセットにおいて走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘにオン電圧が印加された状態で待機するように構成する場合（図１４参照）には、例えば、図１６に示すように、配線１５ｃonにも電流検出手段４１を設け、電流検出手段４１では配線１５ｃon中を流れる電流を検出するように構成することで、制御手段２２自身で放射線の照射の開始を検出することが可能となる。
【０１０１】
なお、この場合、図１４に示したように、制御手段２２が放射線の照射開始を検出した時点で、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂから走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘに印加する電圧をオン電圧から一斉にオフ電圧に切り替えられて電荷蓄積モードに移行されるため、その時点で、電流を検出する電流検出手段４１を、配線１５ｃonに設けられた電流検出手段４１から配線１５ｃoffに設けられた電流検出手段４１に切り替える。
【０１０２】
そして、制御手段２２で、配線１５ｃoffに設けられた電流検出手段４１が検出した配線１５ｃoff中を流れる電流に相当する電圧値Ｖに基づいて、放射線の照射が開始された後に放射線画像撮影装置１に照射された放射線の線量が予め設定された設定値に達したか否かが判断される。従って、この場合、配線１５ｃonに設けられた電流検出手段４１は、放射線の照射開始の検出用として機能することになる。
【０１０３】
一方、本実施形態では、制御手段２２は、配線１５ｃoffに設けられた電流検出手段４１により検出された配線１５ｃoff中を流れる電流に相当する電圧値Ｖの、放射線の照射開始後の積分値を算出し、当該積分値に基づいて照射された放射線の線量を検出し、検出した放射線の線量が予め設定された設定値に達したか否かを判断するようになっている。
【０１０４】
すなわち、制御手段２２は、外部装置からの照射開始信号を受信したり、或いは、例えば図１５に示した電圧値Ｖのグラフにおいて電流検出手段４１から出力される電圧値Ｖが予め設定された閾値Ｖthを越えた時点ｔｃで放射線の照射が開始されたと判断すると、その時点ｔｃから、電流検出手段４１から出力される電圧値Ｖの積分を開始する。
【０１０５】
その際、上記のように電圧値Ｖの積分処理を制御手段２２での処理として行うように構成することも可能であり、また、例えば、電流検出手段４１の差動アンプ４１ｃの出力端子側に積分手段を設ける等して放射線の照射開始後の電圧値Ｖの積分値を算出するように構成してもよく、積分処理の仕方としては任意の方法を採用することができる。また、図１７に示すように、電流検出手段４１が出力する電圧値Ｖを所定のサンプリング周期でサンプリングし、サンプリング周期ごとの電圧値Ｖを加算していくことで放射線の照射開始後の電圧値Ｖの積分値を算出するように構成することも可能である。このように構成すれば、より正確な放射線の照射開始後の放射線の線量を算出することが可能となる。
【０１０６】
なお、その際、図１５に示したように、放射線画像撮影装置１に放射線が照射されない状態でも電流検出手段４１から微量の電圧値Ｖａが出力される場合があり、この微量の電圧値Ｖａは、放射線画像撮影装置１に放射線が照射されている間も、放射線画像撮影装置１に対する放射線の照射に関わりなく電流検出手段４１から出力されると考えられる。
【０１０７】
そのため、例えば、放射線画像撮影装置１に放射線を照射しない状態で予めこの微量の電圧値Ｖａの時間的平均値を算出しておき、電流検出手段４１から出力される電圧値Ｖを積分手段で積分したり、サンプリング周期ごとの電圧値Ｖを加算して電圧値Ｖの積分値を算出する際に、電圧値Ｖから微量の電圧値Ｖａの時間的平均値を減算した値を積分したり加算したりするように構成することも可能である。
【０１０８】
また、例えば、電流検出手段４１から出力される電圧値Ｖにノイズ成分が重畳されているような場合には、ノイズ成分を除去するために、上記の構成において、電流検出手段４１の差動アンプ４１ｃの出力端子と制御手段２２との間などに、さらに、所定の範囲の周波数帯のデータのみを通過させて他の周波数のデータは減衰させて通さないバンドパスフィルタ（帯域通過フィルタ）を追加して配置するように構成することも可能である。上記のように電流検出手段４１の差動アンプ４１ｃの出力端子側に積分手段を設ける場合には、バンドパスフィルタは、差動アンプ４１ｃと積分手段との間に設けられる。
【０１０９】
このように構成すれば、ノイズ成分が的確に除去された状態で、放射線の照射開始後の放射線の線量をより正確に算出することが可能となる。
【０１１０】
また、より簡単に放射線の線量を算出するため、例えば、電流検出手段４１から出力される電圧値Ｖに対するピークホールド回路を設け、制御手段２２で、電流検出手段４１により出力される電圧値Ｖのピーク値Ｖｐ（図１５参照）と、放射線の照射が開始された時点ｔｃからの経過時間に基づいて、放射線の照射が開始された後に照射された放射線の線量を算出するように構成することも可能である。
【０１１１】
具体的には、制御手段２２は、図１８に示すように、照射開始時刻ｔｃ以降の電圧値Ｖのピーク値Ｖｐと、照射開始時刻ｔｃからの経過時間Ｔとに基づいて、下記（１）式に従って、放射線画像撮影装置１に照射された放射線の線量の近似値Ｍ（図１８の斜線部分参照）を算出する。なお、下記（１）式において、ａは予め設定された係数である。
Ｍ＝ａ×Ｖｐ×Ｔ …（１）
【０１１２】
また、実際には図１５に示したように略台形状になる電圧値Ｖの推移を、最初からピーク値Ｖｐが出力されていたように見なし、電圧値Ｖの推移が直線状（或いは矩形状）であるように見なすことにより生じる誤差を調整するための定数αを予め設定し、放射線画像撮影装置１に照射された放射線の線量の近似値Ｍを、
Ｍ＝ａ×Ｖｐ×（Ｔ−α） …（２）
を演算することにより算出するように構成することも可能である。
【０１１３】
なお、上記（１）式や（２）式に従って放射線画像撮影装置１に照射された放射線の線量の近似値Ｍを算出する場合も、電圧値Ｖのピーク値Ｖｐをそのまま用いる代わりに、電圧値Ｖのピーク値Ｖｐから微量の電圧値Ｖａの時間的平均値を減算した値を用いるように構成することも可能である。また、電圧値Ｖのピーク値Ｖｐが時間的に変化し得る値であることは言うまでもない。
【０１１４】
そして、制御手段２２は、このようにして算出した放射線の照射開始後に照射された放射線の線量が予め設定された設定値に達したか否かを判断し、照射された放射線の線量が予め設定された設定値に達したと判断した時点（図１５の時刻ｔｅ参照）で、アンテナ装置３９等の通信手段を介して放射線の照射終了信号を外部装置である後述する放射線発生装置５５（図１９参照）に発信するようになっている。
【０１１５】
［放射線画像撮影システム］
図１９は、本実施形態に係る放射線画像撮影システムの全体構成を示す図である。放射線画像撮影システム５０は、図１９に示すように、例えば、放射線を照射して患者の一部である被写体（患者の撮影対象部位）の撮影を行う撮影室Ｒ１と、放射線技師等の操作者が被写体に照射する放射線開始の制御等の種々の操作を行う前室Ｒ２、およびそれらの外部に配置される。
【０１１６】
撮影室Ｒ１には、前述した放射線画像撮影装置１を装填可能なブッキー装置５１や、被写体に照射する放射線を発生させる図示しないＸ線管球を備える放射線源５２やそれをコントロールする放射線発生装置５５、放射線画像撮影装置１と放射線発生装置５５やコンソール５８が無線通信する際にこれらの通信を中継する無線アンテナ５３を備えた基地局５４等が設けられている。
【０１１７】
なお、図１９では、可搬型の放射線画像撮影装置１をブッキー装置５１のカセッテ保持部５１ａに装填して用いる場合が示されているが、前述したように、放射線画像撮影装置１はブッキー装置５１や支持台等と一体的に形成されたものであってもよい。また、図１９に示したように、放射線画像撮影装置１と基地局５４とを前述したＬＡＮケーブルやＵＳＢケーブル等で接続し、ケーブルを介して有線通信でデータを送信することができるように構成することも可能である。
【０１１８】
また、基地局５４は、放射線発生装置５５やコンソール５８と接続されており、基地局５４には、放射線画像撮影装置１やコンソール５８等の間で情報を送信する際のＬＡＮ通信用の信号等を、放射線発生装置５５との間で情報を送信する際の信号に変換し、その逆の変換も行う図示しない変換器が内蔵されている。また、前述したように、放射線画像撮影装置１から赤外線等の光信号として照射終了信号を発信するように構成されている場合には、基地局５４や放射線発生装置５５に照射終了信号である光信号を受信する受光装置が設けられる。
【０１１９】
撮影室Ｒ１には、放射線画像撮影装置１に対して放射線を照射するように放射線源５２を備える放射線発生装置５５が設けられている。また、本実施形態では、放射線発生装置５５の操作卓５７が前室Ｒ２に設けられており、操作卓５７には、放射線技師等の操作者が操作して放射線発生装置５５に対して放射線の照射開始等を指示するための操作スイッチ５６が設けられている。
【０１２０】
操作スイッチ５６は、例えば図２０（Ａ）に示すように、所定長のストロークを有する棒状のボタン部５６ａと、ボタン部５６ａを図中矢印Ｓで示されるストローク方向に移動可能に支持する筐体部５６ｂとで構成されている。そして、操作スイッチ５６のボタン部５６ａは、例えば、筐体部５６ｂから上方に突出した円筒部５６ａ１と、その内部からさらに上方に突出した円柱部５６ａ２を備えて構成されている。
【０１２１】
そして、図２０（Ｂ）に示すように、円柱部５６ａ２が円筒部５６ａ１の上端部分までそのストローク方向Ｓに押し込まれると（すなわちいわゆる半押し操作が行われると）、操作スイッチ５６は、操作卓５７を介して放射線発生装置５５に起動信号を送信するようになっている。
【０１２２】
放射線発生装置５５は、この起動信号を受信すると、放射線源５２のＸ線管球の陽極の回転を開始させる等して放射線源５２をスタンバイ状態とさせるようになっている。
【０１２３】
そして、図２０（Ｃ）に示すように、操作スイッチ５６の円筒部５６ａ１と円柱部５６ａ２とがともに筐体部５６ｂの上端部分まで押し込まれると（すなわちいわゆる全押し操作が行われると）、操作スイッチ５６は、操作卓５７を介して放射線発生装置５５に照射信号を送信するようになっている。
【０１２４】
放射線発生装置５５は、この照射信号を受信すると、放射線源５２のＸ線管球から放射線を照射させるようになっている。なお、前述したように、放射線画像撮影装置１の制御手段２２が、外部装置から放射線画像撮影装置１に送信された照射開始信号をトリガとして放射線の照射の開始を認識するように構成されている場合には、放射線発生装置５５は、照射信号を受信した時点で上記のように放射線源５２を制御すると同時に、基地局５４を介して放射線画像撮影装置１に照射開始信号を送信するように構成される。
【０１２５】
放射線発生装置５５は、このほか、指定されたブッキー装置５１に装填された放射線画像撮影装置１に対して放射線を適切に照射できるように放射線源５２を所定の位置に移動させたり、その放射方向を調整したり、放射線画像撮影装置１の所定の領域内に放射線が照射されるように図示しない絞りを調整したり、或いは、適切な線量の放射線が照射されるように放射線源５２を調整する等の種々の制御を放射線源５２に対して行うようになっている。なお、これらの処理を放射線技師等が手動で行う場合もある。
【０１２６】
また、放射線発生装置５５は、上記のように、放射線画像撮影装置１からアンテナ装置３９等の通信手段を介して放射線の照射終了信号が送信されてくると、放射線源５２のＸ線管球を停止させる等して、放射線源５２からの放射線の照射を停止させるようになっている。
【０１２７】
放射線画像撮影装置１の構成等については前述した通りであるが、本実施形態では、放射線画像撮影装置１は、上記のようにブッキー装置５１に装填されて用いられる場合もあるが、ブッキー装置５１には装填されず、いわば単独の状態で用いることもできるようになっている。
【０１２８】
すなわち、放射線画像撮影装置１を単独の状態で例えば撮影室Ｒ１内に設けられたベッドや図１９に示すように臥位撮影用のブッキー装置５１Ｂ等に上面側に配置してその放射線入射面Ｒ（図１参照）上に被写体である患者の手等を載置したり、或いは、例えばベッドの上に横臥した患者の腰や足等とベッドとの間に差し込んだりして用いることもできるようになっている。この場合、例えばポータブルの放射線源５２Ｂ等から、被写体を介して放射線画像撮影装置１に放射線を照射して放射線画像撮影が行われる。
【０１２９】
本実施形態では、放射線画像撮影装置１から送信されてきた画像データ等に基づいて画像データに対して処理を行い、最終的な放射線画像を生成することが可能なコンピュータ等で構成されたコンソール５８が、撮影室Ｒ１や前室Ｒ２の外側に設けられている。なお、コンソール５８を例えば前室Ｒ２等に設けるように構成することも可能である。また、コンソール５８には、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等で構成された記憶手段５９が接続、或いは内蔵されている。
【０１３０】
なお、例えば、コンソール５８に、放射線画像撮影で取得された画像データに基づくプレビュー画像を表示させたり、放射線画像撮影装置１の状態をwake up状態とsleep状態との間で遷移させる機能を持たせたり、或いは、放射線技師等の操作者が撮影室Ｒ１で行う放射線画像撮影の内容を表す撮影オーダ情報を作成したり選択したりすることを可能とする機能を持たせたりするように構成することも可能であり、適宜に構成される。
【０１３１】
次に、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１および放射線画像撮影システム５０の作用について説明する。
【０１３２】
前述したように、放射線画像撮影に先立って、放射線発生装置５５は自動的に、或いは放射線技師等が手動で、放射線源５２に対する所定の位置への移動、放射方向の調整、絞りの調整、Ｘ線管球から照射する放射線の線量の調整等を行う。
【０１３３】
また、それと並行して、放射線画像撮影装置１では、制御手段２２は、図１１〜図１４に示したように、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂから走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘにオン電圧やオフ電圧を適宜印加させて、逐次リセット、同時逐次リセット或いは一括リセットにより各放射線検出素子７内に残存している余分な電荷を各放射線検出素子７から放出させるリセット処理を行う。
【０１３４】
そして、制御手段２２は、放射線画像撮影装置１への放射線の照射開始を検出した時点、或いはそれ以前に、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂから走査線５の全てのラインＬ１〜Ｌｘにオフ電圧を印加させ、各ＴＦＴ８をオフ状態として、放射線の照射により各放射線検出素子７内で発生した電荷を各放射線検出素子７内に蓄積させる電荷蓄積モードに移行させる。
【０１３５】
放射線画像撮影装置１に対する放射線源５２からの放射線の照射が開始されると、放射線画像撮影装置１では、前述したように、放射線入射面Ｒ（図１参照）に入射した放射線がシンチレータ３で可視光等の電磁波に変換され、変換された電磁波が直下の放射線検出素子７のｉ層７６（図５参照）に到達して、放射線検出素子７のｉ層７６内で電子正孔対が発生する。そのため、放射線検出素子７内では、第２電極７８に対する第１電極７４の電位が変化する。
【０１３６】
本実施形態では、第２電極７８にはバイアス電源１４からバイアス線９を介して所定の負の値のバイアス電圧Ｖbiasが印加されていて電位が固定されており、ｉ層７６内で発生した電子正孔対のうち、正孔が第２電極７８側に移動し、電子が第１電極７４側に移動する。そのため、第１電極７４側の電位が下がり、それに伴って、放射線検出素子７の第１電極７４側に接続されたＴＦＴ８のソース電極８ｓ（図８参照）側の電位が下がる。
【０１３７】
また、ＴＦＴ８では、ゲート電極８ｇとソース電極８ｓとそれらの間に形成された絶縁層７１（図５参照）とで一種のコンデンサ状の構造が形成されており、ゲート電極８ｇとソース電極８ｓとの間に寄生容量が存在している。そして、ＴＦＴ８のゲート電極８ｇには上記のように所定のオフ電圧が印加されていて電位が固定されているのに対して、ＴＦＴ８のソース電極８ｓ側の電位が下がるため、ＴＦＴ８のゲート電極８ｇとソース電極８ｓとの電位差が変化する。
【０１３８】
そのため、電位差の変化分に相当する電荷が、走査駆動手段１５の電源回路１５ａから配線１５ｃoffおよびゲートドライバ１５ｂを介して各走査線５に供給され、各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇ部分にそれぞれ供給される。そのため、走査線５中や配線１５ｃoff中を電流が流れる。
【０１３９】
このように放射線の照射に伴って各走査線５中を電流が流れるため、この電流を検出して照射された放射線の線量を検出することができる。また、図９に示したように、オフ電圧が印加された各走査線５は全て、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂを介して電源回路１５ａからゲートドライバ１５ｂにオフ電圧を供給する配線１５ｃoffに接続されるため、配線１５ｃoff中には各走査線５を流れる電流の総量に相当する電流が流れるため、比較的大きな電流となり、放射線の照射に伴って流れる電流（或いはそれに相当する電圧値Ｖ）を検出し易くなる。
【０１４０】
このようにして、走査線５や配線１５ｃoffを流れる電流に相当する電圧値Ｖを電流検出手段４１で検出することで、電流検出手段４１が検出した電圧値Ｖに基づいて、放射線の照射が開始された後に放射線画像撮影装置１に照射された放射線の線量を検出することが可能となる。また、図１５に示したように、放射線の照射が開始されたことも検出することも可能である。
【０１４１】
また、制御手段２２は、放射線の照射が開始された後に放射線画像撮影装置１に照射された放射線の線量を、電流検出手段４１から出力される電圧値Ｖを積分したり（図１５参照）、所定のサンプリング周期ごとに電圧値Ｖを加算したり（図１７参照）、或いは、上記（１）式に従って近似値Ｍを算出する（図１８参照）等して検出する。
【０１４２】
そして、制御手段２２は、放射線の照射が開始された後に照射された放射線の線量が予め設定された設定値に達したと判断した時点（図１５の時刻ｔｅ参照）で、アンテナ装置３９等の通信手段を介して外部装置である放射線発生装置５５に放射線の照射終了信号を発信する。
【０１４３】
照射終了信号を受信した放射線発生装置５５は、上記のようにして、放射線源５２からの放射線の照射を停止させる。
【０１４４】
放射線の照射が終了すると、放射線画像撮影装置１では、各放射線検出素子７内では新たに電子正孔対が発生しなくなり、第１電極７４と第２電極７８との電位差が変動しなくなる。ＴＦＴ８でも、ゲート電極８ｇとソース電極８ｓと間の電位差が変化しなくなる。そのため、各走査線５や配線１５ｃoffを流れていた電流が流れなくなり、図１５に示すように、放射線の照射が停止された時刻ｔｅ以降では、電流検出手段４１で検出される電流に相当する電圧値Ｖが減少し、各放射線検出素子７の熱による熱励起等により各放射線検出素子７内で発生する暗電荷等に起因する元の電圧値Ｖａに戻る。
【０１４５】
以上のように、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１および放射線画像撮影システム５０によれば、放射線画像撮影装置１の電流検出手段４１で、各走査線５や走査駆動手段１５の電源回路１５ａとゲートドライバ１５ｂとを結ぶ配線１５ｃ（特にオフ電圧を供給する配線１５ｃoff）を流れる電流やそれに相当する電圧値Ｖを検出し、制御手段２２を、電流検出手段４１が検出した電流や電圧値Ｖの値に基づいて、放射線の照射が開始された後に照射された放射線の線量を検出し、放射線の線量が予め設定された設定値に達したと判断した時点でアンテナ装置３９等の通信手段を介して放射線の照射終了信号を発信する。
【０１４６】
このように、本実施形態では、電流検出手段４１と制御手段２２により放射線の照射終了を的確に検出することが可能となり、前述したフォトタイマが構成される。そして、放射線画像撮影装置１を例えば医療用の放射線画像撮影装置として用いる場合などには、判断基準となる上記の設定値を予め適切な値に設定することで、被写体である患者に必要以上の放射線が照射されないようにすることが可能となる。
【０１４７】
また、放射線画像撮影装置１に既に設けられている各走査線５や配線１５ｃ（配線１５ｃoff）に新たに電流検出手段４１を設け、制御手段２２を上記のように機能させるだけでフォトタイマを構築することが可能となる。また、電流検出手段４１は、図９に示したように簡単な構成で形成できるため、例えば走査駆動手段１５の電源回路１５ａ等が形成されるＰＣＢ基板３３上等に設けることができる。そのため、電流検出手段４１を設けるために放射線画像撮影装置１を大型化させる必要はなく、装置が大型化することを防止することが可能となる。
【０１４８】
また、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１および放射線画像撮影システム５０によれば、前述した特許文献４に記載された放射線撮像装置等のように放射線画像撮影装置の前側（すなわち放射線発生装置側）にフォトタイマを設けず走査駆動手段１５の電源回路１５ａとゲートドライバ１５ｂとを結ぶ配線１５ｃを流れる電流等を検出するようにしてフォトタイマが構築されるため、フォトタイマにより放射線画像撮影装置に到達する放射線の線量が減少して放射線画像にフォトタイマが写り込んだり、Ｓ／Ｎ比が悪化する等して放射線画像の画質が劣化する問題が発生することを防止することが可能となる。
【０１４９】
さらに、前述した特許文献５に記載された技術を応用し、バイアス線を流れる電流を検出する電流検出手段を設け、バイアス線を流れる電流の値に基づいて放射線画像撮影装置に照射された放射線の線量を検出するように構成した場合、前述したように、各放射線検出素子７に直接接続されたバイアス線を介して、各放射線検出素子７に電流検出手段で発生したノイズが重畳されたバイアス電圧が印加される。そして、電流検出手段で発生した電圧のノイズが、放射線の照射により放射線検出素子内で発生した電荷（すなわち画像データ）にノイズ電荷として重畳され、ノイズ電荷の影響で、最終的に得られる放射線画像の画質、特にその粒状性が悪化してしまう場合があった。
【０１５０】
しかし、本実施形態の放射線画像撮影装置１および放射線画像撮影システム５０では、上記のように、放射線画像撮影装置１の各走査線５やそれらの配線１５ｃ（配線１５ｃoff）に電流検出手段４１を設けたため、電流検出手段４１と各放射線検出素子７との間には少なくとも各ＴＦＴ８が介在する状態となる。そのため、電流検出手段４１でノイズが発生したとしても、そのノイズは配線１５ｃや各走査線５を介し、さらに、各ＴＦＴ８を介して各放射線検出素子７に到達する。
【０１５１】
そして、各ＴＦＴ８の寄生容量は、各放射線検出素子７自体の寄生容量に比べて相対的に非常に小さいため、放射線の照射により各放射線検出素子７内で発生し蓄積される電荷すなわち画像データに対して電流検出手段４１で発生したノイズがノイズ電荷として重畳されるとしても、ノイズ電荷は非常に小さいものとなる。
【０１５２】
そのため、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１や放射線画像撮影システム５０によれば、電流検出手段４１で発生するノイズの画像データに対する影響を的確に低減させることが可能となり、検出された画像データに基づいて適切な放射線画像を生成することが可能となる。そして、このように放射線画像の画質の低下が的確に防止され、特にその粒状性の悪化が的確に防止されるため、例えば、このような放射線画像を用いて診断を行うような場合に、病変を見落としたり正常な部分を病変と見誤ったりして誤診を生じる等の不都合が生じることを的確に防止することが可能となる。
【０１５３】
なお、上記のように、放射線画像撮影装置１を例えば医療用の放射線画像撮影装置として用いる場合などには、制御手段２２で放射線の照射が開始された後に照射された放射線の線量が設定値に達したか否かを判断する判断基準となる上記の設定値を予め適切な値に設定することで、被写体である患者に必要以上の放射線が照射されないようにすることができる。
【０１５４】
その際、例えば被写体である患者に同じ線量の放射線を照射した場合でも、被写体を透過して放射線画像撮影装置１のシンチレータ３に到達する放射線の線量は、患者の身体の撮影部位または撮影方向を含む撮影条件によって異なる。
【０１５５】
具体的には、例えば、患者の胸部正面を撮影するような場合には、放射線が患者の比較的分厚い胸部を透過する際に吸収、散乱されるため、比較的弱い放射線がシンチレータ３に到達する。そして、胸部正面は、放射線画像撮影装置１の検出部Ｐ（図３参照）の大きな領域を占める。
【０１５６】
そのため、患者の胸部正面を撮影するような場合には、同じ線量の放射線を照射した場合でも、電流検出手段４１で検出される配線１５ｃや走査線５を流れる電流やそれに相当する電圧値Ｖは比較的小さい値になる。
【０１５７】
また、例えば、患者の胸部側面を撮影するような場合には、放射線が患者の胸部を左右方向に透過するため、胸部正面の場合よりもさらに厚みが増し、吸収、散乱される度合が大きくなる。そのため、電流検出手段４１で検出される配線１５ｃや走査線５を流れる電流やそれに相当する電圧値Ｖはさらに小さい値になる。
【０１５８】
また、例えば、患者の手や脚部を撮影するような場合には、放射線が患者のさほど厚みがない手足を透過する際に吸収、散乱される度合が小さいため、比較的強い放射線がシンチレータ３に到達する。また、手足が放射線画像撮影装置１の検出部Ｐ（図３参照）に占める領域はさほど大きくなく、手足が占める領域以外の領域には、放射線が直接到達する。
【０１５９】
そのため、患者の手足を撮影するような場合には、同じ線量の放射線を照射した場合でも、電流検出手段４１で検出される配線１５ｃや走査線５を流れる電流やそれに相当する電圧値Ｖは比較的大きな値になる。
【０１６０】
このように、被写体である患者に同じ線量の放射線を照射した場合でも、被写体を透過して放射線画像撮影装置１のシンチレータ３に到達する放射線の線量は、患者の身体の撮影部位または撮影方向を含む撮影条件によって異なり、電流検出手段４１で検出される配線１５ｃや走査線５を流れる電流やそれに相当する電圧値Ｖも患者の身体の撮影部位または撮影方向を含む撮影条件によって異なる値になる。
【０１６１】
そこで、上記のように判断基準となる設定値を、被写体である患者の身体の撮影部位や撮影方向を含む撮影条件に基づいて可変して予め設定するように構成することが可能である。このように構成することで、被写体である患者に必要以上の放射線が照射されないようにすることが可能となり、患者の被曝線量を適切な量に抑制することが可能となる。
【０１６２】
なお、放射線画像撮影装置１に対して上記の設定値を設定するために、例えば、電源スイッチ３６を操作し、或いは別個に設けた選択スイッチ等を操作する等して、撮影条件等の情報を入力するように構成することも可能である。
【０１６３】
また、例えば、コンソール５８で作成、選択する撮影オーダ情報で被写体である患者の身体の撮影部位や撮影方向を含む撮影条件を設定するように構成し、それらの撮影オーダ情報やその中の各撮影条件をコンソール５８から放射線画像撮影装置１に送信して入力するように構成することも可能であり、放射線画像撮影装置１に対する撮影条件等の情報の入力方法については適宜の方法を採用し得る。
【０１６４】
［第２の実施の形態］
上記の第１の実施形態では、放射線画像撮影装置１の走査線５や配線１５ｃ（配線１５ｃoff）を流れる電流を電流検出手段４１で検出し、それに相当する電圧値Ｖを出力し、その電圧値Ｖに基づいて、制御手段２２で放射線の照射が開始された後に照射された放射線の線量を検出する場合について説明した。
【０１６５】
しかし、放射線の照射開始さえ検出できれば、その後、放射線画像撮影装置１に照射される放射線の線量が所定の設定値に達したか否かは、放射線の照射開始からの時間経過で判断できる場合も多い。第２の実施形態では、このように、フォトタイマを構成する制御手段２２が、放射線の照射の開始後の経過時間を監視するように構成されている場合について説明する。
【０１６６】
具体的には、放射線画像撮影装置１や放射線画像撮影システム５０の構成は、上記の第１の実施形態の場合と同様であり、放射線画像撮影装置１の電流検出手段４１は、各走査線５や走査駆動手段１５の電源回路１５ａとゲートドライバ１５ｂとを結ぶ配線１５ｃ、特に電源回路１５ａからゲートドライバ１５ｂにオフ電圧を供給する配線１５ｃoffを流れる電流に相当する電圧値Ｖを検出するように構成されている。
【０１６７】
また、本実施形態では、制御手段２２は、電流検出手段４１が検出した電流に相当する電圧値Ｖに基づいて放射線の照射の開始を検出するようになっており、本実施形態では、制御手段２２自身が、電流検出手段４１が検出した電流に相当する電圧値Ｖに基づいて放射線の照射の開始を検出することが必須の構成となる。
【０１６８】
放射線の照射の開始は、前述したように、電流検出手段４１から出力される電圧値Ｖが増加し、例えば予め設定された閾値Ｖthを越えた場合（図１５の時刻ｔｃ参照）や、電圧値Ｖの増加率が予め設定された閾値を越えた場合（時刻ｔｄ参照）に、制御手段２２で検出されるようになっている。
【０１６９】
そして、本実施形態では、制御手段２２は、放射線の照射の開始を検出した時点（図１５における時刻ｔｃや時刻ｔｄ）で経過時間のカウントを開始し、放射線の照射開始後、予め設定された所定時間が経過した時点で、アンテナ装置３９等の通信手段を介して放射線の照射終了信号を放射線発生装置５５に発信するようになっている。
【０１７０】
本実施形態の場合も、放射線画像撮影装置１を例えば医療用の放射線画像撮影装置として用いる場合などには、被写体である患者に必要以上の放射線が照射されないようにするために、第１の実施形態における設定値と同様に、放射線の照射開始後の所定時間を予め適切な値に設定することが可能である。
【０１７１】
その際、第１の実施形態における設定値を、患者の身体の撮影部位または撮影方向を含む撮影条件によって可変させて設定したように、本実施形態では、この所定時間が撮影条件によって可変させて設定される。例えば患者の胸部正面等を撮影するような場合には、上記の所定時間が比較的長い時間に設定され、また、例えば患者の手や脚部を撮影するような場合には、所定時間は比較的短い時間に設定される。
【０１７２】
この場合も、例えば、電源スイッチ３６を操作したり、別個に設けた選択スイッチ等を操作したり、或いは、コンソール５８から撮影オーダ情報やその中の各撮影条件を放射線画像撮影装置１に送信する等して、放射線画像撮影装置１に撮影条件等の情報を入力するように構成することも可能である。
【０１７３】
以上のように、第２の実施形態に係る放射線画像撮影装置１および放射線画像撮影システム５０によっても、第１の実施形態に係る放射線画像撮影装置１や放射線画像撮影システム５０の上記の効果と同様の効果を的確に発揮することが可能となる。
【０１７４】
すなわち、第２の実施形態に係る放射線画像撮影装置１および放射線画像撮影システム５０によれば、放射線画像撮影装置１の大型化を招くことなく放射線の照射の開始を的確に検出して、被写体である患者に必要以上の放射線が照射されないようにすることが可能となる。
【０１７５】
また、それとともに、電流検出手段４１で発生するノイズが、寄生容量が小さい各ＴＦＴ８を介して各放射線検出素子７の電荷に重畳されるため、ノイズ電荷が非常に小さいものとなり、放射線画像の画質の低下が的確に防止され、特にその粒状性の悪化が的確に防止される。そのため、例えば、このような放射線画像を用いて診断を行うような場合に、病変を見落としたり正常な部分を病変と見誤ったりして誤診を生じる等の不都合が生じることを的確に防止することが可能となる。
【符号の説明】
【０１７６】
１ 放射線画像撮影装置
５ 走査線
６ 信号線
７ 放射線検出素子
８ ＴＦＴ（スイッチ手段）
１５ 走査駆動手段
１５ａ 電源回路
１５ｂ ゲートドライバ
１５ｃ 配線
１５ｃoff 電源回路からゲートドライバにオフ電圧を供給する配線
２２ 制御手段
３９ アンテナ装置（通信手段）
４１ 電流検出手段
５２ 放射線源
５５ 放射線発生装置
ｒ 領域
Ｔ 経過時間
Ｖ 電圧値（電流）
Ｖｐ ピーク値
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子と、
前記放射線検出素子ごとに配置され、接続された前記走査線に印加される電圧に応じてオフ状態とオン状態とが切り替えられ、前記オフ状態では前記放射線検出素子内で発生した電荷を保持し、前記オン状態では前記放射線検出素子から前記電荷を放出させるスイッチ手段と、
前記走査線を介して前記スイッチ手段に印加する電圧をオン電圧とオフ電圧との間で切り替えるゲートドライバと、前記ゲートドライバに前記オン電圧および前記オフ電圧を供給する電源回路とを備える走査駆動手段と、
前記電源回路と前記ゲートドライバとを結ぶ配線を流れる電流、または前記走査線を流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段が検出した前記電流の値に基づいて、放射線の照射が開始された後に照射された放射線の線量が予め設定された設定値に達したと判断した場合に、通信手段を介して放射線の照射終了信号を発信する制御手段と、
を備えることを特徴とする放射線画像撮影装置。
【請求項２】
前記電流検出手段が設けられる前記配線は、前記走査駆動手段の前記電源回路から前記ゲートドライバに前記オフ電圧を供給する配線であることを特徴とする請求項１に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記電流検出手段により検出された前記電流の値の、前記放射線の照射開始後の積分値を算出し、当該積分値に基づいて前記照射された放射線の線量を検出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記電流検出手段により検出された前記電流の値に対してバンドパスフィルタ処理を施した値の、前記放射線の照射開始後の積分値を算出し、当該積分値に基づいて前記照射された放射線の線量を検出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記電流検出手段により検出された前記電流の値のピーク値と、放射線の照射が開始された後の経過時間に基づいて、放射線の照射が開始された後に照射された放射線の線量を算出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項６】
前記設定値は、被写体である患者の身体の撮影部位または撮影方向を含む撮影条件に基づいて可変して設定可能とされていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記電流検出手段が検出した前記電流の値に基づいて放射線の照射の開始を検出することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項８】
互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子と、
前記放射線検出素子ごとに配置され、接続された前記走査線に印加される電圧に応じてオフ状態とオン状態とが切り替えられ、前記オフ状態では前記放射線検出素子内で発生した電荷を保持し、前記オン状態では前記放射線検出素子から前記電荷を放出させるスイッチ手段と、
前記走査線を介して前記スイッチ手段に印加する電圧をオン電圧とオフ電圧との間で切り替えるゲートドライバと、前記ゲートドライバに前記オン電圧および前記オフ電圧を供給する電源回路とを備える走査駆動手段と、
前記電源回路と前記ゲートドライバとを結ぶ配線を流れる電流、または前記走査線を流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段が検出した前記電流の値に基づいて放射線の照射の開始を検出し、前記放射線の照射の開始後、所定時間が経過した時点で、通信手段を介して放射線の照射終了信号を発信する制御手段と、
を備えることを特徴とする放射線画像撮影装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記電流検出手段が検出した前記電流の値が増加した場合に放射線の照射の開始を検出することを特徴とする請求項８に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項１０】
前記所定時間は、被写体である患者の身体の撮影部位または撮影方向を含む撮影条件に基づいて可変して設定可能とされていることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか一項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に対して放射線を照射する放射線源を備える放射線発生装置と、
を備え、
前記放射線画像撮影装置の前記制御手段は、前記通信手段を介して、前記放射線発生装置に対して前記照射終了信号を発信し、
前記放射線発生装置は、前記照射終了信号を受信すると、前記放射線源からの放射線の照射を停止させることを特徴とする放射線画像撮影システム。
【請求項１】
互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子と、
前記放射線検出素子ごとに配置され、接続された前記走査線に印加される電圧に応じてオフ状態とオン状態とが切り替えられ、前記オフ状態では前記放射線検出素子内で発生した電荷を保持し、前記オン状態では前記放射線検出素子から前記電荷を放出させるスイッチ手段と、
前記走査線を介して前記スイッチ手段に印加する電圧をオン電圧とオフ電圧との間で切り替えるゲートドライバと、前記ゲートドライバに前記オン電圧および前記オフ電圧を供給する電源回路とを備える走査駆動手段と、
前記電源回路と前記ゲートドライバとを結ぶ配線を流れる電流、または前記走査線を流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段が検出した前記電流の値に基づいて、放射線の照射が開始された後に照射された放射線の線量が予め設定された設定値に達したと判断した場合に、通信手段を介して放射線の照射終了信号を発信する制御手段と、
を備えることを特徴とする放射線画像撮影装置。
【請求項２】
前記電流検出手段が設けられる前記配線は、前記走査駆動手段の前記電源回路から前記ゲートドライバに前記オフ電圧を供給する配線であることを特徴とする請求項１に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記電流検出手段により検出された前記電流の値の、前記放射線の照射開始後の積分値を算出し、当該積分値に基づいて前記照射された放射線の線量を検出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記電流検出手段により検出された前記電流の値に対してバンドパスフィルタ処理を施した値の、前記放射線の照射開始後の積分値を算出し、当該積分値に基づいて前記照射された放射線の線量を検出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記電流検出手段により検出された前記電流の値のピーク値と、放射線の照射が開始された後の経過時間に基づいて、放射線の照射が開始された後に照射された放射線の線量を算出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項６】
前記設定値は、被写体である患者の身体の撮影部位または撮影方向を含む撮影条件に基づいて可変して設定可能とされていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記電流検出手段が検出した前記電流の値に基づいて放射線の照射の開始を検出することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項８】
互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子と、
前記放射線検出素子ごとに配置され、接続された前記走査線に印加される電圧に応じてオフ状態とオン状態とが切り替えられ、前記オフ状態では前記放射線検出素子内で発生した電荷を保持し、前記オン状態では前記放射線検出素子から前記電荷を放出させるスイッチ手段と、
前記走査線を介して前記スイッチ手段に印加する電圧をオン電圧とオフ電圧との間で切り替えるゲートドライバと、前記ゲートドライバに前記オン電圧および前記オフ電圧を供給する電源回路とを備える走査駆動手段と、
前記電源回路と前記ゲートドライバとを結ぶ配線を流れる電流、または前記走査線を流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段が検出した前記電流の値に基づいて放射線の照射の開始を検出し、前記放射線の照射の開始後、所定時間が経過した時点で、通信手段を介して放射線の照射終了信号を発信する制御手段と、
を備えることを特徴とする放射線画像撮影装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記電流検出手段が検出した前記電流の値が増加した場合に放射線の照射の開始を検出することを特徴とする請求項８に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項１０】
前記所定時間は、被写体である患者の身体の撮影部位または撮影方向を含む撮影条件に基づいて可変して設定可能とされていることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか一項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に対して放射線を照射する放射線源を備える放射線発生装置と、
を備え、
前記放射線画像撮影装置の前記制御手段は、前記通信手段を介して、前記放射線発生装置に対して前記照射終了信号を発信し、
前記放射線発生装置は、前記照射終了信号を受信すると、前記放射線源からの放射線の照射を停止させることを特徴とする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】
【公開番号】特開２０１１−１５３８７６（Ｐ２０１１−１５３８７６Ａ）
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４９１５（Ｐ２０１０−１４９１５）
【出願日】平成２２年１月２７日（２０１０．１．２７）
【出願人】（３０３０００４２０）コニカミノルタエムジー株式会社 (2,950)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２７日（２０１０．１．２７）
【出願人】（３０３０００４２０）コニカミノルタエムジー株式会社 (2,950)
【Ｆターム（参考）】
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