電磁波情報検出システム、電磁波情報検出装置および電磁波情報検出方法
【課題】撮影前の待機タイミングと連動しないタイミングで撮像用の電磁波を照射しても、安定した電磁波情報が得られるようにする。
【解決手段】第１の電極３４６と複数の第２の電極３３６と光電変換層３４０とを有する複数の光電変換器３０４と、複数の第２の電極に接続された複数のノーマリーオントランジスタ３２０と、複数のトランジスタのゲート電圧を制御するゲート電圧制御手段２４２と、第１の電極に所定の電位を供与する電位供与手段２４６と、ゲート電圧制御手段と電位供与手段を制御する制御手段２１０と、電磁波を検知して電磁波検知信号を送信する電磁波検知手段２８０を備え、第１の電極に撮像用の電位を供与すると共に複数のトランジスタのゲート電圧を０Ｖとし、電磁波検知信号を受信すると、第１の電極に撮像用の電位を供与すると共に複数のトランジスタのゲートにオフ電圧を供給するように制御する。
【解決手段】第１の電極３４６と複数の第２の電極３３６と光電変換層３４０とを有する複数の光電変換器３０４と、複数の第２の電極に接続された複数のノーマリーオントランジスタ３２０と、複数のトランジスタのゲート電圧を制御するゲート電圧制御手段２４２と、第１の電極に所定の電位を供与する電位供与手段２４６と、ゲート電圧制御手段と電位供与手段を制御する制御手段２１０と、電磁波を検知して電磁波検知信号を送信する電磁波検知手段２８０を備え、第１の電極に撮像用の電位を供与すると共に複数のトランジスタのゲート電圧を０Ｖとし、電磁波検知信号を受信すると、第１の電極に撮像用の電位を供与すると共に複数のトランジスタのゲートにオフ電圧を供給するように制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波情報検出システム、電磁波情報検出装置および電磁波情報検出方法に関し、特に、放射線を可視光に変換して画像を得る間接変換型放射線撮像システム、間接変換型放射線撮像装置およびそれを使用した撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光電変換器を利用する従来の放射線撮像システムにおいては、光電変換器を備える放射線検出部の電源がオフのスリープ状態から放射線検出部の電源がオンになった後しばらくの間（少なくとも数秒以上）には、光電変換器の暗電流を安定させるためのアイドリング期間が設けられている。アイドリング期間中は、通常の読み出し動作と同様に、薄膜トランジスタのゲートにオン電圧とオフ電圧（正電圧と負電圧）を繰り返し印加し、蓄積用キャパシタに蓄積する暗電流を掃き出して暗電流が蓄積用キャパシタに蓄積されることを防いでいる（空読み）。画質を劣化させることなく空読み動作から撮影動作に移行するためには、Ｘ線源からの曝射情報（曝射レディー信号、曝射開始タイミング、曝射時間）と、可搬性放射線画像検出装置側の駆動動作（空読み、撮影、読み出し）とを連動させる必要がある（特許文献１参照）。
【０００３】
近年、可搬性放射線画像検出装置の有線ケーブルによるハンドリングミス（引っ掛かり）を防ぐため、無線型の可搬性放射線画像検出装置が提案されている。可搬性放射線画像検出装置とＸ線源が有線ケーブルによって接続されている場合には、Ｘ線源からの曝射情報と可搬性放射線画像検出装置側の駆動動作とを同期させることは可能である。しかしながら、無線では信号伝送の遅れ（数ミリ秒程度）があり、Ｘ線源からのＸ線照射時間は短いものでは１０ミリ秒程度であるので、Ｘ線源と可搬性放射線画像検出装置との連動動作をすべて無線通信で行うことは困難である。
【０００４】
そこで、無線型の可搬性放射線画像検出装置内にＸ線の照射開始および照射終了を検知できるＸ線検知手段を内蔵し、撮影モード開始に関しては無線型の可搬性放射線画像検出装置とＸ線源の連動を実現する提案がされている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１８１９４２号公報
【特許文献２】特開２００７−１５１７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、この方法では、撮影前の待機期間のタイミングと撮影/読出しタイミングとの連動が困難で、撮影前の待機期間中の空読みの途中で撮影モードに強制移行するために、画像アーティファクトの懸念がある。
【０００７】
本発明の主な目的は、撮影前の待機タイミングと連動しないタイミングで撮像用の電磁波を照射しても、安定した電磁波情報が得られる電磁波情報検出システム、電磁波情報検出装置および電磁波情報検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、
電磁波を発生する電磁波発生装置と、電磁波の照射を受けて、電磁波に担持されている情報を検出する電磁波情報検出装置とを備える電磁波情報検出システムであって、
前記電磁波情報検出装置は、
少なくとも前記電磁波の受け始めを検知して電磁波検知開始信号を送信する電磁波検知手段と、
第１の電極と、
複数の第２の電極と、
前記第１の電極と前記複数の第２の電極との間に設けられた光電変換層と、
前記複数の第２の電極にそれぞれ接続された複数のノーマリーオン型の電界効果型トランジスタと、
前記複数のトランジスタのゲート電圧を制御するゲート電圧制御手段と、
前記第１の電極に所定の電位を供与する電位供与手段と、
前記電磁波検知手段に接続された制御手段であって、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段とを制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、予め前記第１の電極に撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲート電圧を−０．５Ｖ以上０．５Ｖ以下の電圧とし、前記電磁波検知手段から送信された前記電磁波検知開始信号を受信すると、前記第１の電極に前記撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲートにオフ電圧を供給して撮像を開始するよう、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段とを制御する電磁波情報検出システムが提供される。
【０００９】
好ましくは、前記電磁波検知手段は、前記電磁波の受け始めと終了とを検知して電磁波検知開始と電磁波検知終了の情報を有する電磁波検知信号を送信する電磁波検知手段であり、
前記制御手段は、予め前記第１の電極に撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲート電圧を−０．５Ｖ以上０．５Ｖ以下の電圧とし、前記電磁波検知手段から送信された前記電磁波検知信号によって電磁波検知開始情報を受信すると、前記第１の電極に前記撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲートにオフ電圧を供給して撮像を開始し、前記電磁波検知手段から送信された前記電磁波検知信号によって電磁波検知終了情報を受信してから所定期間が経過すると、前記複数のトランジスタのゲートに順次オン電圧を供給して読出動作を行うように、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段とを制御する。
【００１０】
好ましくは、前記ノーマリーオン型の電界効果型トランジスタの活性層が酸化物半導体であり、より好ましくは、前記酸化物半導体がＩＧＺＯである。
【００１１】
好ましくは、前記光電変換層は、電磁波の照射を受けることにより正と負の電荷を発生する電荷発生剤に有機化合物を使用した電荷発生層と、前記電荷発生層で発生した正の電荷のみを輸送する電荷輸送剤に有機化合物を使用した電荷輸送層とを備えている。
【００１２】
好ましくは、前記電磁波情報検出装置は前記複数のノーマリーオン型の電界効果型トランジスタに接続された信号配線と、前記信号配線を所定の基準電位に接続する接続手段とをさらに備え、
前記制御手段は、予め前記第１の電極に撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲート電圧を−０．５Ｖ以上０．５Ｖ以下の電圧とする前の待機期間に、前記複数のトランジスタのゲート電圧を０Ｖとすると共に、前記第１の電極に前記所定の基準電位を供与し、前記信号配線を前記所定の基準電位に接続するよう、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段と前記接続手段とを制御する。
【００１３】
好ましくは、前記電磁波情報検出装置は、前記複数の第２の電極にそれぞれ接続された複数の蓄積容量をさらに備え、前記撮像を開始すると、前記電荷発生層で発生した負の電荷を前記蓄積容量に蓄積する。
【００１４】
好ましくは、放射線を前記放射線よりも波長の長い前記電磁波に変換する放射線変換層をさらに備える。
【００１５】
また、本発明によれば、
少なくとも電磁波の受け始めを検知して電磁波検知開始信号を送信する電磁波検知手段と、
第１の電極と、
複数の第２の電極と、
前記第１の電極と前記複数の第２の電極との間に設けられた光電変換層と、
前記複数の第２の電極にそれぞれ接続された複数のノーマリーオン型の電界効果型トランジスタと、
前記複数のトランジスタのゲート電圧を制御するゲート電圧制御手段と、
前記第１の電極に所定の電位を供与する電位供与手段と、
電磁波検知手段に接続された制御手段であって、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段とを制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、予め前記第１の電極に撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲート電圧を−０．５Ｖ以上０．５Ｖ以下の電圧とし、前記電磁波検知手段から送信された前記電磁波検知開始信号を受信すると、前記第１の電極に前記撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲートにオフ電圧を供給して撮像を開始するよう、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段とを制御する電磁波情報検出装置が提供される。
【００１６】
好ましくは、前記電磁波検知手段は、前記電磁波の受け始めと終了とを検知して電磁波検知開始と電磁波検知終了の情報を有する電磁波検知信号を送信する電磁波検知手段であり、
前記制御手段は、予め前記第１の電極に撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲート電圧を−０．５Ｖ以上０．５Ｖ以下の電圧とし、前記電磁波検知手段から送信された前記電磁波検知信号によって電磁波検知開始情報を受信すると、前記第１の電極に前記撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲートにオフ電圧を供給して撮像を開始し、前記電磁波検知手段から送信された前記電磁波検知信号によって電磁波検知終了情報を受信してから所定期間が経過すると、前記複数のトランジスタのゲートに順次オン電圧を供給して読出動作を行うように、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段とを制御する。
【００１７】
好ましくは、前記ノーマリーオン型の電界効果型トランジスタの活性層が酸化物半導体であり、より好ましくは、前記酸化物半導体がＩＧＺＯである。
【００１８】
好ましくは、前記光電変換層は、電磁波の照射を受けることにより正と負の電荷を発生する電荷発生剤に有機化合物を使用した電荷発生層と、前記電荷発生層で発生した正の電荷のみを輸送する電荷輸送剤に有機化合物を使用した電荷輸送層とを備えている。
【００１９】
好ましくは、前記電磁波情報検出装置は前記複数のノーマリーオン型の電界効果型トランジスタに接続された信号配線と、前記信号配線を所定の基準電位に接続する接続手段とをさらに備え、
前記制御手段は、予め前記第１の電極に撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲート電圧を−０．５Ｖ以上０．５Ｖ以下の電圧とする前の待機期間に、前記複数のトランジスタのゲート電圧を０Ｖとすると共に、前記第１の電極に前記所定の基準電位を供与し、前記信号配線を前記所定の基準電位に接続するよう、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段と前記接続手段とを制御する。
【００２０】
好ましくは、前記電磁波情報検出装置は、前記複数の第２の電極にそれぞれ接続された複数の蓄積容量をさらに備え、前記撮像を開始すると、前記電荷発生層で発生した負の電荷を前記蓄積容量に蓄積する。
【００２１】
好ましくは、放射線を前記放射線よりも波長の長い前記電磁波に変換する放射線変換層をさらに備える。
【００２２】
また、本発明によれば、
少なくとも電磁波の受け始めを検知して電磁波検知開始信号を送信する電磁波検知手段と、
第１の電極と、
複数の第２の電極と、
前記第１の電極と前記複数の第２の電極との間に設けられた光電変換層と、
前記複数の第２の電極にそれぞれ接続された複数のノーマリーオン型の電界効果型トランジスタと、
前記複数のトランジスタのゲート電圧を制御するゲート電圧制御手段と、
前記第１の電極に所定の電位を供与する電位供与手段と、
電磁波検知手段に接続された制御手段であって、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段とを制御する制御手段とを備える電磁波情報検出装置を使用して電磁波情報を検出する電磁波情報検出方法であって、
前記制御手段は、予め前記第１の電極に撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲート電圧を−０．５Ｖ以上０．５Ｖ以下の電圧とし、前記電磁波検知手段から送信された前記電磁波検知開始信号を受信すると、前記第１の電極に前記撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲートにオフ電圧を供給して撮像を開始するよう、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与とを制御する電磁波情報検出方法が提供される。
【００２３】
好ましくは、前記電磁波検知手段は、前記電磁波の受け始めと終了とを検知して電磁波検知開始と電磁波検知終了の情報を有する電磁波検知信号を送信する電磁波検知手段であり、
前記制御手段は、予め前記第１の電極に撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲート電圧を−０．５Ｖ以上０．５Ｖ以下の電圧とし、前記電磁波検知手段から送信された前記電磁波検知信号によって電磁波検知開始情報を受信すると、前記第１の電極に前記撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲートにオフ電圧を供給して撮像を開始し、前記電磁波検知手段から送信された前記電磁波検知信号によって電磁波検知終了情報を受信してから所定期間が経過すると、前記複数のトランジスタのゲートに順次オン電圧を供給して読出動作を行うように、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段とを制御する。
【００２４】
好ましくは、前記ノーマリーオン型の電界効果型トランジスタの活性層が酸化物半導体であり、より好ましくは、前記酸化物半導体がＩＧＺＯである。
【００２５】
好ましくは、前記光電変換層は、電磁波の照射を受けることにより正と負の電荷を発生する電荷発生剤に有機化合物を使用した電荷発生層と、前記電荷発生層で発生した正の電荷のみを輸送する電荷輸送剤に有機化合物を使用した電荷輸送層とを備えている。
【００２６】
好ましくは、前記電磁波情報検出装置は前記複数のノーマリーオン型の電界効果型トランジスタに接続された信号配線と、前記信号配線を所定の基準電位に接続する接続手段とをさらに備え、
前記制御手段は、予め前記第１の電極に撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲート電圧を−０．５Ｖ以上０．５Ｖ以下の電圧とする前の待機期間に、前記複数のトランジスタのゲート電圧を０Ｖとすると共に、前記第１の電極に前記所定の基準電位を供与し、前記信号配線を前記所定の基準電位に接続するよう、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段と前記接続手段とを制御する。
【００２７】
好ましくは、前記電磁波情報検出装置は、前記複数の第２の電極にそれぞれ接続された複数の蓄積容量をさらに備え、前記撮像を開始すると、前記電荷発生層で発生した負の電荷を前記蓄積容量に蓄積する。
【００２８】
好ましくは、放射線を前記放射線よりも波長の長い前記電磁波に変換する放射線変換層をさらに備える。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、撮影前の待機タイミングと連動しないタイミングで撮像用の電磁波を照射しても、安定した電磁波情報が得られる電磁波情報検出システム、電磁波情報検出装置および電磁波情報検出方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の好ましい第１の実施の形態の間接変換型放射線撮像システムを説明するための概略図である。
【図２】本発明の好ましい第１の実施の形態の間接変換型放射線撮像システムの電子カセッテを説明するための概略ブロック図である。
【図３】本発明の好ましい第１の実施の形態の間接変換型放射線撮像システムの電子カセッテの画素部を説明するための概略縦断面図である。
【図４】本発明の好ましい第１の実施の形態の間接変換型放射線撮像システムの電子カセッテの画素部に使用される薄膜トランジスタの特性を説明するための図である。
【図５】本発明の好ましい第１の実施の形態の間接変換型放射線撮像システムの電子カセッテの放射線検出器を説明するための概略縦断面図である。
【図６】本発明の好ましい第１の実施の形態の間接変換型放射線撮像システムの放射線発生装置を説明するための概略ブロック図である。
【図７】本発明の好ましい第１の実施の形態の間接変換型放射線撮像システムを使用した撮像方法を説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００３２】
図１を参照すれば、本発明の好ましい実施の形態の間接変換型放射線撮像システム１００は、可搬性放射線画像検出装置（以下、「電子カセッテ」という）２００と、放射線発生装置４００と、表示部４５０とを有している。
【００３３】
電子カセッテ２００は、放射線画像の撮像時に、Ｘ線等の放射線を発生する放射線発生装置４００の放射線源４３０と間隔を空けて配置される。このとき、被検体５０が放射線発生装置４００の放射線源４３０と電子カセッテ２００との間に位置し、放射線画像の撮像が指示されると、放射線源４３０は予め与えられた撮像条件等に応じた放射線量の放射線４３１を射出する。放射線源４３０から射出されたＸ線４３１は、被検体５０を透過することで画像情報を担持した後に電子カセッテ２００に照射される。本実施の形態では、放射線照射前に、放射線発生装置４００の無線通信部４１０から曝射信号を送信し、電子カセッテ２００の無線通信部２７２が当該曝射信号を受信すると、電子カセッテ２００は撮像準備動作を開始し、その後、放射線検知器２８０で放射線４３１を検知すると、撮像動作を開始する。
【００３４】
次に、図２を参照して、本発明の好ましい実施の形態の間接変換型放射線撮像システム１００の電子カセッテ２００について説明する。
【００３５】
電子カセッテ２００は、カセッテ制御部２１０と、放射線検出部２２０と、ゲート線ドライバー２４２と、信号処理部２４４と、バイアス電圧印加回路２４６と、画像メモリー２４８と、切替部２５０と、切替部２６０と、無線通信部２７２と、電源２７４と、放射線検知器２８０とを備えている。放射線検知器２８０は、バイアス電圧印加回路２７６と検知器２８４とを備えている。
【００３６】
カセッテ制御部２１０、放射線検出部２２０、ゲート線ドライバー２４２、信号処理部２４４、バイアス電圧印加回路２４６、画像メモリー２４８、切替部２５０と、切替部２６０、無線通信部２７２、および放射線検知器２８０は、電源２７４から供給された電力によって作動する。なお、図２では、電源２７４とこれらの各種回路等を接続する配線を省略している。
【００３７】
カセッテ制御部２１０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）２１２、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）を含むメモリー２１４、ＨＤＤ（ハードディスク・ドライブ）やフラッシュメモリ等からなる不揮発性の記憶部２１６を備えている。
【００３８】
カセッテ制御部２１０は、ゲート線ドライバー２４２と、信号処理部２４４と、バイアス電圧印加回路２４６と、画像メモリー２４８と、切替部２５０と、切替部２６０と、無線通信部２７２と、電源２７４と、バイアス電圧印加回路２７６と、検知器２８４とに接続されており、ゲート線ドライバー２４２、信号処理部２４４、バイアス電圧印加回路２４６、画像メモリー２４８、切替部２５０、切替部２６０、無線通信部２７２、電源２７４、およびバイアス電圧印加回路２７６の制御を行うことにより、電子カセッテ２００全体の動作を制御する。
【００３９】
放射線検出部２２０では、基板２２２上に、放射線を電荷に変換する放射線電荷変換部３０４と、放射線電荷変換部３０４で変換された電荷を蓄積する蓄積容量３３０と、蓄積容量３３０に蓄積された電荷を読み出すための薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）３２０を備えた画素部３００がマトリクス状に多数個配置されている。
【００４０】
基板２２２上には、後述するバイアス電極３４６（図３参照）が全面に設けられ、バイアス電極３４６（図３参照）はバイアス電圧印加回路２４６に接続されている。カセッテ制御部２１０の制御により、バイアス電圧印加回路２４６によって、バイアス電極３４６（図３参照）に所定のバイアス電圧または接地電位等の基準電位が印加される。なお、蓄積容量３３０の放射線電荷変換部３０４とは反対側の電極３３２（蓄積容量下部電極３３２、図３参照）は接地電位３０２に接続されている。
【００４１】
基板２２２には、一定方向（行方向）に配設され、各画素部３００の薄膜トランジスタ３２０をオン・オフさせるための複数本のゲート配線２２６と、ゲート配線２２６と直交する方向（列方向）に配設され、オンされた薄膜トランジスタ３２０を介して蓄積容量３３０から蓄積電荷を読み出すための複数本の信号配線２２８が設けられている。
【００４２】
各ゲート配線２２６は切替部２５０を介してゲート線ドライバー２４２に接続されている。切替部２５０内には、各ゲート配線２２６に対して、ゲート線ドライバー２４２と接地電位３０２とを切り替える切替回路２５２がそれぞれ設けられている。カセッテ制御部２１０の制御により切替回路２５２を切り替えて、各ゲート配線２２６をゲート線ドライバー２４２と接地電位３０２のいずれか一方に接続するように切り替える。
【００４３】
各信号配線２２８は切替部２６０を介して信号処理部２４４に接続されている。切替部２６０内には、各信号配線２２８に対して、信号処理部２４４と接地電位３０２とを切り替える切替回路２６２がそれぞれ設けられている。カセッテ制御部２１０の制御により切替回路２６２を切り替えて、各信号配線２２８を信号処理部２４４と接地電位３０２のいずれか一方に接続するように切り替える。
【００４４】
放射線の照射を受けている間は、各画素部３００の薄膜トランジスタ３２０は、カセッテ制御部２１０の制御によりゲート線ドライバー２４２からゲート配線２２６を介して供給される信号により全てオフ状態にされ、放射線電荷変換部３０４で放射線から光電変換された電荷に対応する電荷を各画素部３００の蓄積容量３３０に蓄積する。放射線の照射後に、各画素部３００の薄膜トランジスタ３２０は、カセッテ制御部２１０の制御によりゲート線ドライバー２４２からゲート配線２２６を介して供給される信号により行単位で順にオンされる。薄膜トランジスタ３２０がオンされた画素部３００の蓄積容量３３０に蓄積されている電荷は、アナログの電気信号として信号配線２２８を伝送されて信号処理部２４４に入力される。このように、各画素部３００の蓄積容量３３０に蓄積されている電荷は行単位で順に読み出される。なお、信号処理部２４４に入力されたアナログの電気信号は信号処理部２４４内のＡ／Ｄ変換器（図示せず）によってデジタルの画像データに変換される。
【００４５】
信号処理部２４４には画像メモリー２４８が接続されており、カセッテ制御部２１０の制御により、信号処理部２４４から出力されたデジタルの画像データは画像メモリー２４８に順に記憶される。画像メモリー２４８は複数フレーム分の画像データを記憶可能な記憶容量を有しており、放射線画像の撮像が行われる毎に、撮像によって得られた画像データが画像メモリー２４８に順次記憶される。
【００４６】
画像メモリー２４８はカセッテ制御部２１０に接続されている。カセッテ制御部２１０の制御により、画像メモリー２４８に記憶された画像データが記憶部２１６に送られ記録される。
【００４７】
カセッテ制御部２１０には無線通信部２７２が接続されている。カセッテ制御部２１０は、無線通信部２７２を制御して、放射線発生装置４００の後述する無線通信部４１０（図６参照）を介して、放射線発生装置４００との間で無線通信により各種情報の送受信を行う。
【００４８】
放射線検知器２８０は、放射線電荷変換器２８２とバイアス電圧印加回路２７６と、検知器２８４とを備えている。放射線電荷変換器２８２の一方の電極はバイアス電圧印加回路２７６の一端に接続され、放射線電荷変換器２８２の他方の電極は接地電位３０２に接続されている。バイアス電圧印加回路２７６の他端は検知器２８４の一端に接続され、検知器２８４の他端は接地電位３０２に接続されている。バイアス電圧印加回路２７６により放射線電荷変換器２８２にバイアス電圧が印加された状態で、放射線電荷変換器２８２に放射線が入射した瞬間の立ち上がりを検知器２８４で検知する。検知器２８４による検知信号はカセッテ制御部２１０に送られる。
【００４９】
次に、図３を参照して、放射線検出部２２０の各画素部３００について説明する。
【００５０】
可撓性基板３１０の一方の表面上には、蓄積容量３３０および薄膜トランジスタ３２０が設けられている。蓄積容量３３０は、蓄積容量上部電極３３４と、蓄積容量下部電極３３２と、これらの電極間にある誘電体層３１４（この誘電体層３１４は、絶縁膜としても機能する）によって構成されている。薄膜トランジスタ３２０は、ドレイン電極３２４と、蓄積容量上部電極３３４に接続するソース電極３２６と、ソース電極３２６とドレイン電極３２４の間にある活性層（チャネル層）３２８と、活性層３２８を覆うように形成された保護層３２９と、絶縁膜として機能する誘電体層３１４を介して活性層３２８に対向する位置にあるゲート電極３２２とを有している。
【００５１】
蓄積容量３３０および薄膜トランジスタ３２０上に、層間絶縁膜３３８が設けられている。蓄積容量上部電極３３４上の層間絶縁膜３３８にはコンタクトホール３３９が設けられている。層間絶縁膜３３８上に、電荷収集電極（下部電極）３３６が設けられている。電荷収集電極３３６は画素電極となり、画素部３００毎に設けられている。電荷収集電極３３６は、コンタクトホール３３９を介して、蓄積容量上部電極３３４と接続されている。
【００５２】
電荷収集電極３３６上には、高分子下引き層３１２が設けられている。高分子下引き層３１２上に、電荷発生層３４４と、電荷輸送層３４２と、バイアス電極３４６がこの順で設けられている。電荷発生層３４４と電荷輸送層３４２とにより有機光電変換層３４０を構成している。バイアス電極３４６上には層間絶縁膜３１６を介して蛍光体層３５０が設けられている。
【００５３】
可撓性基板３１０は、薄ガラスとポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）とを張り合わせたものからなる。ゲート電極３２２および蓄積容量下部電極３３２は、Ｍｏからなる。誘電体層３１４は、二酸化ケイ素からなる。ソース電極３２６、ドレイン電極３２４および蓄積容量上部電極３３４は、ＩＺＯからなる。活性層３２８は、ＩＧＺＯ（In-Ga-Zn-Oxide）からなる。保護層３２９はアモルファスＧａ２Ｏ３からなる。層間絶縁膜３３８は、アクリル樹脂からなる。電荷収集電極３３６は、ＩＺＯからなる。高分子下引き層１１６は、アルコール可溶性ポリアミド塗布乾燥したものからなり、電荷収集電極３３６と電荷発生層３４４とを強固に接合する機能を有している。
【００５４】
電荷発生層３４４は、電磁波の照射を受けることによって、正の電荷を持つホールと負の電荷を持つ電子とを発生する電荷発生剤とポリマーバインダーとから構成されている。電荷発生剤としてジブロモアントアントロン顔料を使用し、ポリマーバインダーとしてポリビニルブチラール樹脂を使用している。電荷輸送層３４２は、ホールのみを輸送する電荷輸送剤とポリマーバインダーとから構成されている。電荷輸送剤としてＮ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−［１，１′−ビフェニル］−４，４′−ジアミンを使用し、ポリマーバインダーとしてポリカーボネートを使用している。バイアス電極３４６は、ＩＺＯからなる。
【００５５】
層間絶縁膜３１６は、アクリル系両面接着テープからなる。蛍光体層３５０は、ＫＯＤＡＫ社蛍光体シートである、ＫＯＤＡＫ Ｌａｎｅｘ Ｒｅｇｕｌａｒ（Ｇａ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）からなっている。蛍光体層３５０によって、撮像対象の被検体に放射線を照射する際に当該被検体を透過した放射線を可視光に変換する。蛍光体層３５０と有機光電変換層３４０とにより放射線電荷変換部３０４を構成している。
【００５６】
放射線検出部２２０は、以下のようにして製造される。まず、厚さ０．１５ｍｍの薄ガラスと厚さ０．１ｍｍのＰＥＮを貼り合わせた可撓性基板３１０上に、Ｍｏを４０ｎｍの厚さにスパッタ成膜し、フォトリソグラフィおよびウェットエッチングでパターニングして、ゲート電極３２２および蓄積容量下部電極３３２を形成した。
【００５７】
この上に、二酸化ケイ素を２００ｎｍの厚さにスパッタ成膜し、絶縁膜を兼ねた誘電体層３１４を形成した。
【００５８】
次に、ＩＺＯを酸素導入なしで２００ｎｍの厚さにスパッタ成膜し、フォトリソグラフィおよびウェットエッチングでパターンニングし、ソース電極３２６およびドレイン電極３２４および蓄積容量上部電極３３４を形成した。ソース電極３２６およびドレイン電極３２４が互いに対向するエッジは、２５°のテーパ角となるようにした。
【００５９】
次に、ＩＧＺＯを１０ｎｍの厚さにスパッタ成膜した。スパッタ中に導入する酸素流量を調整することで、薄膜トランジスタ３２０をノーマリオン型の電界効果トランジスタとした。フォトリソグラフィおよびウェットエッチングでスパッタ成膜したＩＧＺＯをパターンニングし、活性層３２８を形成した。図４に、薄膜トランジスタ３２０のＩｄ−Ｖｇｓ特性を示している。縦軸はドレイン電流（Ｉｄ）であり、横軸はゲート・ソース間電圧（Ｖｇｓ）である。ゲート・ソース間電圧Ｖｇｓが０Ｖで、高いオン電流が得られている。またオフ電流も小さい値である。
【００６０】
次に、アモルファスＧａ２Ｏ３を１０ｎｍの厚さにスパッタ成膜し、活性層３２８を覆う領域のみ残して保護層３２９とした。
【００６１】
次に、アクリル樹脂からなる層間絶縁膜３３８を塗布し、蓄積容量上部電極３３４の上の層間絶縁膜３３８にコンタクトホール３３９を形成した。
【００６２】
次に、ＩＺＯを４０ｎｍの厚さに成膜、パターンニングし、電荷収集電極（下部電極）３３６を形成した。電荷収集電極３３６はコンタクトホール３３９を介して蓄積容量上部電極３３４に接続される。
【００６３】
次に、アルコール可溶性ポリアミドを、電荷収集電極３３６上に、厚さが０．１μｍになるようにスピンコート塗布し、乾燥して高分子下引き層３１２を形成した。
【００６４】
次に、ジブロモアントアントロン顔料とポリビニルブチラール樹脂を前者：後者の質量比が５０：５０でシクロヘキサノンに添加、分散させたものを、高分子下引き層３１２上にスピンコーティングにより塗布し、厚さ０．５μｍの電荷発生層３４４を形成した。
【００６５】
次に、電荷輸送剤としてのＮ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−［１，１′−ビフェニル］−４，４′−ジアミン３．５ｇとポリカーボネート（分子量：約３５０００〜４００００）６．５ｇをメチレンクロリド３５ｇに溶解して、電荷発生層３４４上にバーコートによって塗布し電荷輸送層３４２を形成した。１３５℃で１時間乾燥後、電荷輸送層３４２の膜厚を測定すると２μｍであった。
【００６６】
次に、電荷輸送層３４２上にＩＺＯを１００ｎｍの厚さに成膜して、バイアス電極層３４６を形成した。
【００６７】
次に、ＫＯＤＡＫ社蛍光体シートである、ＫＯＤＡＫ Ｌａｎｅｘ Ｒｅｇｕｌａｒ（Ｇａ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ ３８０μｍ）を準備し、この蛍光体シートとバイアス電極層３４６とをアクリル系両面接着テープの接着層３１６（厚さは２０μｍ）介して貼り付けて、電子カセッテ２００の放射線検出部２２０を作製した。
【００６８】
本実施の形態による電子カセッテ２００では、被写体を透過した放射線が蛍光体層３５０に入射され、この蛍光体層３５０で放射線よりも波長の長い電磁波である可視光に変換される。この変換された可視光は、有機光電変換層３４０で正の電荷を持つホールと負の電荷を持つ電子とに変換される。有機光電変換層３４０で変換されたホールは、バイアス電極３４６と電荷収集電極３３６との間で与えられた電位差によって電荷輸送層３４２を移動し、バイアス電極３４６に集められる。有機光電変換層３４０で変換された電子は、電荷収集電極３３６と接続している蓄積容量上部電極３３４と、蓄積容量下部電極３３２と、これらの電極間にある誘電体層３１４によって構成される蓄積容量３３０に蓄えられる。蓄積容量上部電極３３４とドレイン電極３２４は接続されているので、ゲート電極３２２にオン電圧を印加して薄膜トランジスタ３２０をオン状態とすることによって、蓄積容量３０に蓄積された電荷は、ドレイン電極３２４から信号配線２２８（図２参照）を伝送されて信号処理部２４４（図２参照）に入力される。信号処理部２４４（図２参照）に入力された後、適宜Ａ／Ｄ変換されて画像メモリー２４８に記憶される。画像メモリー２４８に記憶された放射線画像情報は、カセッテ制御部の記憶部２１６に記憶され、その後、無線通信部２７２と、後述する無線通信部４１０（図６参照）とを介して放射線発生装置４００（図６参照）に送られ、後述する表示装置４５０（図６参照）の表示部４５２（図６参照）に可視画像として表示される。
【００６９】
次に、図５を参照して、放射線検出器２８０について説明する。
【００７０】
放射線検出器２８０の放射線電荷変換器２８２は、放射線検出部２２０の一部を利用している。従って、各構成要素は放射線検出部２２０の構成要素と同じであるので、説明は省略する。但し、放射線検出部２２０のバイアス電極３４６と同じ層の電極であって、バイアス電極３４６と離間して設けた電極を、放射線電荷変換器２８２のバイアス電極３４６’として使用し、放射線検出部２２０の電荷収集電極（下部電極）３３６と同じ層の電極であって、下部電極３３６と離間して設けた電極を、放射線電荷変換器２８２の下部電極３３６’として使用している。バイアス電極３４６’と下部電極３３６’は対向して設けられている。蛍光体層３５０から下部電極３３６’までの積層体が放射線電荷変換器２８２を構成している。
【００７１】
放射線電荷変換器２８２のバイアス電極３４６’はバイアス電圧印加回路２７６の一端に接続され、放射線電荷変換器２８２の下部電極３３６’は接地電位３０２に接続されている。バイアス電圧印加回路２７６の他端は検知器２８４の一端に接続され、検知器２８４の他端は接地電位３０２に接続されている。検知器２８４としては、電流電圧変換アンプを使用している。
【００７２】
バイアス電圧印加回路２７６により放射線電荷変換器２８２にバイアス電圧を印加して、バイアス電極３４６’と下部電極３３６’との間に所定の電位差を与えておく。放射線が蛍光体層３５０に入射すると、蛍光体層３５０で放射線よりも波長の長い電磁波である可視光に変換される。この変換された可視光は、有機光電変換層３４０で正の電荷を持つホールと負の電荷を持つ電子とに変換される。有機光電変換層３４０で変換されたホールは、バイアス電極３４６’と下部電極３３６’との間で与えられた電位差によって電荷輸送層３４２を移動し、バイアス電極３４６’に集められる。放射線電荷変換器２８２で光電変換された電荷を検知器２８４で検知することにより、放射線電荷変換器２８２に放射線が入射した瞬間の立ち上がりを検知する。
【００７３】
次に、図６を参照して、本発明の好ましい実施の形態の間接変換型放射線撮像装置２００の放射線発生装置４００について説明する。
【００７４】
放射線発生装置４００は、操作メニューや撮像された放射線画像等を表示するディスプレイ４１４と、複数のキーを含んで構成され、各種の情報や操作指示が入力される操作パネル４１８と、放射線としてのＸ線を出力する放射線源４３０とを備えている。
【００７５】
放射線発生装置４００は、また、放射線発生装置４００全体の動作を司るＣＰＵ４０２と、制御プログラムを含む各種プログラム等が予め記憶されたＲＯＭ４０４と、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ４０６と、各種データを記憶して保持するＨＤＤ４０８と、放射線源４３０を制御する線源制御部４３２と、表示装置４５０に画像信号を出力する画像信号出力部４２０と、電子カセッテ２００（図２参照）の無線通信部２７２（図２参照）を介して電子カセッテ２００との間で無線通信により各種情報の送受信を行う無線通信部４１０と、ディスプレイ４１４への各種情報の表示を制御するディスプレイドライバ４１２と、操作パネル４１８に対する操作状態を検出する操作入力検出部４１６と、を備えている。
【００７６】
ＣＰＵ４０２、ＲＯＭ４０４、ＲＡＭ４０６、ＨＤＤ４０８、無線通信部４１０、ディスプレイドライバ４１２、操作入力検出部４１６、画像信号出力部４２０および線源制御部４３２は、システムバス４４０を介して相互に接続されている。従って、ＣＰＵ４０２は、ＲＯＭ４０４、ＲＡＭ４０６、ＨＤＤ４０８へのアクセスを行うことができると共に、無線通信部４１０を介した電子カセッテ２００との各種情報の送受信の制御、ディスプレイドライバ４１２を介したディスプレイ４１４への各種情報の表示の制御、画像信号出力部４２０を介した表示装置４５０への各種情報の表示の制御、および線源制御部４３２を介した放射線源４３０の制御を行うことができる。ＣＰＵ４０２は、また、操作入力検出部４１６を介して操作パネル４１８に対するユーザの操作状態を把握することができる。
【００７７】
次に、図７のタイミングチャートを参照して、本発明の好ましい実施の形態の間接変換型放射線撮像システム１００を使用して、撮像する方法について説明する。
【００７８】
撮像前の待機期間においては、電子カセッテ２００のカセッテ制御部２１０は、切替回路２５２を制御して、各ゲート配線３４６を接地電位３０２に接続して全ての薄膜トランジスタ３２０のゲートに０Ｖを印加しておき、バイアス電圧印加回路２４６を制御して、放射線電荷変換部３０４のバイアス電極３４６に０Ｖを印加しておき（接地電位を与えておき）、切替回路２６２を制御して、各信号線２２８を接地電位３０２に接続しておき、バイアス電圧印加回路２７６を制御して、放射線検知器２８０のバイアス電極３４６’に０Ｖを印加しておく（接地電位を与えておく）。
【００７９】
撮像者が放射線発生装置４００の操作パネル４１８を操作して撮像を指示する撮像指示操作を行うと、ＣＰＵ４０２は無線通信部４１０を制御して、無線通信により、電子カセッテ２００の無線通信部２７２に曝射信号Ｃ１を送信する。
【００８０】
無線通信部２７２が曝射信号Ｃ１を受信すると、電子カセッテ２００のカセッテ制御部２１０は、バイアス電圧印加回路２４６を制御して、放射線電荷変換部３０４のバイアス電極３４６に撮像バイアス（例えば，−２０Ｖ）を印加し、バイアス電圧印加回路２７６を制御して、放射線検知器２８０のバイアス電極３４６’にバイアス（例えば，−２０Ｖ）を印加する（撮像準備期間）。
【００８１】
曝射信号Ｃ１の送信を開始してから、所定時間が経過すると、放射線発生装置４００のＣＰＵ４０２は、線源制御部４３２を制御して、放射線源４３０にＸ線を射出させる。なお、この所定時間は、電子カセッテ２００の放射線電荷変換部３０４が安定する時間以上の時間とする。
【００８２】
放射線源４３０から射出したＸ線は、電子カセッテ２００の放射線検知器２８０によって検知され、放射線検知器２８０は放射線検知信号Ｃ２をカセッテ制御部２１０に送信する。
【００８３】
放射線検知信号Ｃ２を受信したカセッテ制御部２１０は、切替回路２５２を制御して、各ゲート配線３４６の接続をゲート線ドライバー２４２に切り替え、ゲート線ドライバー２４２を制御して、ゲート配線３４６を介して全ての薄膜トランジスタ３２０のゲート電極にオフ電圧（−１０Ｖ）を印加して、全ての薄膜トランジスタ３２０をオフにして、撮像を開始する。
【００８４】
放射線源４３０から射出したＸ線４３１は、被検体５０を透過することで被検体５０の画像情報を担持した後に、電子カセッテ２００の放射線検出部２２０に到達し、放射線検出部２２０の各画素部３００の放射線電荷変換部３０４で電荷に変換され、照射されたＸ線の線量に応じた電荷が蓄積容量３３０に蓄積される。
【００８５】
Ｘ線の射出を開始してから、所定時間が経過すると、放射線発生装置４００のＣＰＵ４０２は、線源制御部４３２を制御して、放射線源４３０にＸ線の射出を停止させる。
【００８６】
Ｘ線の停止は、電子カセッテ２００の放射線検知器２８０によって検知され、放射線検知器２８０は放射線検知信号Ｃ２のカセッテ制御部２１０への送信を停止する。
【００８７】
カセッテ制御部２１０は、放射線検知信号Ｃ２の立ち下がりを検出してから所定期間経過後に、切替回路２６２を制御して、各信号配線２２８の接続を信号処理部２４４に切り替え、ゲート線ドライバー２４２を制御して、ゲート線ドライバー２４２から１ラインずつ順に各ゲート配線３４６にオン電圧（＋１０Ｖ）を印加し、各ゲート配線３４６に接続された薄膜トランジスタ３２０を１ラインずつ順にオンさせる。
【００８８】
各ゲート配線３４６に接続された薄膜トランジスタ３２０が１ラインずつ順に行単位でオンされると、１ラインずつ順に各蓄積容量３３０に蓄積された電荷が電荷信号として各信号配線２２８に流れ出す。蓄積容量３３０に蓄積されている電荷は、アナログの電気信号として信号配線２２８を伝送されて信号処理部２４４に入力される。このように、各画素部３００の蓄積容量３３０に蓄積されている電荷は行単位で順に読み出される。信号処理部２４４に入力されたアナログの電気信号は信号処理部２４４内のＡ／Ｄ変換器（図示せず）によってデジタルの画像データに変換され、画像メモリー２４８に記憶される。
【００８９】
カセッテ制御部２１０は、１フレーム分（１枚分）の画像情報の読み出しが終了すると 、切替回路２５２を制御して、各ゲート配線３４６の接続を接地電位３０２に切り替え全ての薄膜トランジスタ３２０のゲートに０Ｖを印加し、バイアス電圧印加回路２４６を制御して、放射線電荷変換部３０４のバイアス電極３４６に０Ｖを印加し（接地電位を与え）、切替回路２６２を制御して、各信号線２２８の接続を接地電位３０２に切り替え、バイアス電圧印加回路２７６を制御して、放射線検知器２８０のバイアス電極３４６’に０Ｖを印加し（接地電位を与え）、撮像前の待機状態とする。
【００９０】
カセッテ制御部２１０は、また、１フレーム分（１枚分）の画像情報の読み出しが終了すると、画像メモリー２４８に記憶された画像情報を１フレーム分ずつカセッテ制御部２１０の記憶部２１６に送信する。
【００９１】
記憶部２１６に記憶された画像情報は、無線通信部２７２、４１０を介して放射線発生装置４００に送信され、ＨＤＤ４０８内に格納される。ＨＤＤ４０８内に格納された画像情報は、画像信号出力部４２０を介して、表示装置４５０の表示部４５２に表示される。
【００９２】
上記実施の形態では、薄膜トランジスタ３２０に、ノーマリーオン型のトランジスタを使用し、撮像前の撮像準備期間においては、全ての薄膜トランジスタ３２０のゲート電極に０Ｖを印加している。ノーマリーオン型のトランジスタのゲート電極に０Ｖを印加すれば、ソース・ドレイン間を導通状態に近い状態にすることができる。また、ゲート電極に０Ｖを印加するのに、特に電源を使用する必要はなく、ゲート電極を接地電位に接続すればいい。従って、電源なしで、ソース・ドレイン間を導通状態に近い状態にすることができる。その結果、放射線電荷変換部３０４のバイアス電極３４６にバイアス電圧を印加した際の暗電流を薄膜トランジスタ３２０を介して掃き出すことができ、暗電流が蓄積容量３３０に蓄積されるのを防止できる。
【００９３】
また、この際には、ゲート電極を接地電位に接続して、ゲート電極に一定の０Ｖを印加しているのみなので、充放電が繰り返されことはなく、無駄な電力消費がない。特に無線型の電子カセッテではバッテリーが使われるので、撮像以外の期間に消費する電力を極力低減することが求められており、その中でも、特に、救急現場で使用される無線型の電子カセッテ（無線型）では常に撮像準備状態（撮像可能状態）に設定される可能性があり、撮像準備状態での電力浪費を極力低減することが求められているので、本実施の形態の電子カセッテ２００はそのような用途に特に好適に使用される。
【００９４】
また、撮像準備状態では薄膜トランジスタ３２０のゲート電極に印加する電圧は０Ｖなので、ストレス電圧とはならず、薄膜トランジスタ３２０の閾値シフトが起きにくい。
【００９５】
待機中の撮像準備状態では、全ての薄膜トランジスタ３２０のゲート電極に０Ｖを印加しており、ゲート電圧走査がないので、撮像前の待機中の撮像準備のタイミングと撮像タイミングのずれによるアーティファクトの発生がない。従って、撮像前の待機中のタイミングと連動しないタイミングで撮像用のＸ線を照射しても、安定した画像情報が得られる。
【００９６】
なお、上記実施の形態では、待機中の撮像準備状態では、全ての薄膜トランジスタ３２０のゲート電極に０Ｖを印加したが、−０．５Ｖ以上０．５Ｖ以下の範囲内の電圧（好ましくは一定の電圧）を印加しても、ソース・ドレイン間を導通状態に近い状態にすることができ、放射線電荷変換部３０４のバイアス電極３４６にバイアス電圧を印加した際の暗電流を薄膜トランジスタ３２０を介して掃き出すことができ、暗電流が蓄積容量３３０に蓄積されるのを防止できる。さらに、一定の電圧を印加すれば、充放電が繰り返されことはなく、無駄な電力消費がない。また、撮像準備状態では薄膜トランジスタ３２０のゲート電極に印加する電圧は−０．５Ｖ以上０．５Ｖ以下の範囲内の電圧なので、ストレス電圧とはならず、薄膜トランジスタ３２０の閾値シフトが起きにくい。さらに、待機中の撮像準備状態で、−０．５Ｖ以上０．５Ｖ以下の範囲内の一定の電圧を、全ての薄膜トランジスタ３２０のゲート電極に印加すれば、ゲート電圧走査がなく、撮像前の待機中の撮像準備のタイミングと撮像タイミングのずれによるアーティファクトの発生をなくすことができる。
【００９７】
上記実施の形態では、撮像者が放射線発生装置４００の操作パネル４１８を操作して撮像を指示する撮像指示操作を行うと、放射線発生装置４００の無線通信部４１０から、無線通信により、電子カセッテ２００の無線通信部２７２に曝射信号Ｃ１を送信し、無線通信部２７２が曝射信号Ｃ１を受信すると、放射線電荷変換部３０４のバイアス電極３４６に撮像バイアス（例えば，−２０Ｖ）を印加して撮像準備期間に入る。そして、曝射信号Ｃ１の送信を開始してから、所定時間が経過すると、放射線発生装置４００の放射線源４３０はＸ線を射出する。従って、撮像者は曝射誘導信号等が発せられるのを監視したり、曝射誘導信号に合わせたタイミングで放射線発生スイッチの操作をしたりする必要がないので、撮像時において、電磁波の照射のタイミングの点で撮像者を精神的に拘束することは少ない。
【００９８】
上記実施の形態では、放射線源４３０から射出したＸ線は、電子カセッテ２００の放射線検知器２８０によって検知され、放射線検知器２８０から送信される放射線検知信号Ｃ２の立ち上がりによって、全ての薄膜トランジスタ３２０をオフにして、撮像を開始する。上述したように、本実施の形態では、薄膜トランジスタ３２０にノーマリーオン型のトランジスタを使用し、待機中の撮像準備状態では、全ての薄膜トランジスタ３２０のゲート電極に０Ｖを印加しており、ゲート電圧走査がないので、放射線源４３０から射出したＸ線を放射線検知器２８０によって検知した放射線検知信号Ｃ２の立ち上がりによって、全ての薄膜トランジスタ３２０をオフにして、撮像を開始しても、撮像前の待機中の撮像準備のタイミングと撮像タイミングのずれによるアーティファクトの発生がなく、安定した画像情報が得られる。
【００９９】
なお、上記実施の形態では、無線通信部２７２が無線通信により曝射信号Ｃ１を受信すると、放射線電荷変換部３０４のバイアス電極３４６に撮像バイアス（例えば，−２０Ｖ）を印加して撮像準備期間に入ったが、任意のタイミングで放射線電荷変換部３０４のバイアス電極３４６に撮像バイアス（例えば，−２０Ｖ）を印加して撮像準備期間に入るようにすることもできる。上記実施の形態では、薄膜トランジスタ３２０にノーマリーオン型のトランジスタを使用し、待機中の撮像準備状態では、全ての薄膜トランジスタ３２０のゲート電極に０Ｖを印加しているので、放射線電荷変換部３０４のバイアス電極３４６に撮像バイアス（例えば，−２０Ｖ）を印加して撮像準備期間に入った後に、放射線電荷変換部３０４が安定する時間以上の時間が経過した後は、いつ撮像を開始しても、撮像前の待機中の撮像準備のタイミングと撮像タイミングのずれによるアーティファクトの発生がなく、安定した画像情報が得られる。
【０１００】
但し、上記実施の形態で使用した有機光電変換層３４０は、撮像バイアスを印加したままにしておくと特性が変動してくる。このような撮像バイアスを印加しておくと、特性が変動するような光電変換膜を使用する場合には、なるべく撮像直前に撮像バイアスを印加して撮像準備期間に入った方がいいので、撮像前に無線通信により曝射信号Ｃ１を送信して曝射信号Ｃ１を受信すると撮像準備期間に入る方式の方が好ましい。
【０１０１】
また、このように撮像前に無線通信により曝射信号Ｃ１を送信して曝射信号Ｃ１を受信すると撮像準備期間に入る方式の場合には、曝射信号Ｃ１の立ち上がりからＸ線の照射が始まるまでの時間情報を無線通信により曝射信号Ｃ１と合わせて送信すれば、その時間情報によって、撮像を開始してもよい。その場合には、放射線検知器２８０から送信される放射線検知信号Ｃ２に応じて撮像を開始する方式としなくても、撮像前の待機中の撮像準備のタイミングと撮像タイミングのずれによるアーティファクトの発生を抑制できる。薄膜トランジスタ３２０にノーマリーオン型のトランジスタを使用し、待機中の撮像準備状態では、全ての薄膜トランジスタ３２０のゲート電極に０Ｖを印加する方式ではなく、ノーマリーオフ型のトランジスタを使用し、待機中の撮像準備状態では、薄膜トランジスタ３２０のゲート電極に正電圧と負電圧とを繰り返し印加する方式であっても、撮像前の待機中の撮像準備のタイミングと撮像タイミングのずれによるアーティファクトの発生を抑制できる。
【０１０２】
また、上記実施の形態では、Ｘ線の停止は、電子カセッテ２００の放射線検知器２８０によって検知され、放射線検知器２８０による放射線検知信号Ｃ２の立ち下がりを検出してから所定期間経過後に、読出を開始したが、無線通信により曝射信号Ｃ１と合わせて撮像時間情報を送信すれば、それに基づいて読出を開始しても良い。
【０１０３】
なお、放射線電荷変換部３４６のバイアス電極に撮像バイアスを印加開始するタイミング、全ての薄膜トランジスタ３２０をオフにして、蓄積容量３３０への蓄積を開始するタイミングおよび１行目の薄膜トランジスタ３２０をオンにして読出を開始するタイミングに基づいて、画像からオフセット（暗電流蓄積）を補正することが好ましい。
【０１０４】
上記実施の形態の薄膜トランジスタ３２０の活性層３２８には、ＩＧＺＯを使用したが、他の酸化物半導体、例えば、ＩＺＯ（In-Zn-Oxide）等の酸化物半導体を使用することもできる。これらの酸化物を使用すれば、オン電流がおおきいノーマリーオン型のトランジスタが簡単に作れ、しかもオフバイアスのときのオフ電流は非常に低いものとすることができ、高いオンオフ比のトランジスタを実現することができる。酸化物のなかでも、ＩＧＺＯが閾値電圧の制御や環境安定性に優れているので、特に好ましく使用される。なお、ノーマリーオン型の薄膜トランジスタ３２０の活性層３２８に、アモルファスＳｉを用いることもできるが、高濃度にドーピングしないとノーマリーオン型にはならず、そうするとオフ電流が大きくなってオンオフ比があまりとれない等、ノーマリーオン動作と低いＯＦＦ電流の両立が困難であり、あまり好ましくない。
【０１０５】
上記実施の形態の光電変換層３４０には、有機光電変換膜を使用したが、アモルファスＳｉやアモルファスＳｅを用いることもできる。光電変換層３２０に、アモルファスＳｉやアモルファスＳｅを用いた場合には、撮像前の待機期間から、撮像準備期間、撮像期間、読出期間の全てにわたって、撮像電圧を印加しておく。アモルファスＳｉやアモルファスＳｅを用いた場合には、電圧を印加し続けないと安定しないので、撮像電圧を印加し続ける方が好ましい。
【０１０６】
これに対して、有機光電変換膜の場合は、光電変換層３４０の両側の電荷収集電極３３６とバイアス電極３４６とを短絡しておく状態が長いほど安定である。また、撮像しないときはできるだけ短絡状態にしておいた方が電力を消費しない。さらに、有機光電変換膜の場合は、アモルファスＳｉやアモルファスＳｅの場合に比べて暗電流そのものが少ないので、バイアス電極３４６に撮像バイアスを印加してから安定するまでの時間もより短い。上記実施の形態では、撮像前の待機期間においては、全ての薄膜トランジスタ３２０のゲートに０Ｖを印加し、放射線電荷変換部３０４のバイアス電極３４６に０Ｖを印加しておき、各信号線２２８を接地電位３０２に接続しているので、電荷収集電極３３６とバイアス電極３４６とは短絡状態となっている。
【０１０７】
上記実施の形態の蛍光体シート１２６や第２の実施の形態の蛍光体層３５０には、ガドリニウム硫酸化物（ＧＯＳ：Ｔｂ）を使用したが、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ：Ｔｌ）を好ましく使用される。
【０１０８】
上記実施の形態では、蛍光体層３５０を使用したが、これらのシンチレータを使用しなければ、上記実施の形態の間接変換型放射線撮像システム１００は、可視光の密着型光撮像装置等の可視光の撮像システムとして使用できる。
【０１０９】
上記実施の形態の電荷輸送層３４２は、電荷発生層３４４に電荷を発生させる電磁波に対して透明な層であり、電荷発生層に電荷を発生させる電磁波によっては、電荷輸送層には、電荷は発生しない。
【０１１０】
なお、上記実施の形態の電荷発生層３４４は、電荷発生剤とポリマーバインダーとを構成成分として含有するが、電荷発生剤としては、例えば金属フタロシアニン、無金属フタロシアニン等のフタロシアニン染料またはフタロシアニン顔料、ナフタロシアニン染料またはナフタロシアニン顔料、インジゴ染料、キナクリドン染料、アントラキノン染料、例えばジブロモアントアントロンのようなアントアントロン染料、ペリレン染料、例えばモノアゾ染料、ビスアゾ染料、トリスアゾ染料などのアゾ染料、シアニン染料等が好ましく用いられる。
【０１１１】
電荷発生層３４４に使用されるポリマーバインダーとしては、ポリビニルブチラール等が挙げられる。
【０１１２】
電荷発生剤とポリマーバインダーの比率は、前者：後者の質量比で８０：２０〜２０：８０の範囲から選ばれることが感度安定性と経時安定性の両立という理由から好ましい。より好ましくは、４５：５５〜２５：７５の範囲から選ばれる。
ポリマーバインダーの溶剤に溶解した溶液中に電荷発生剤を分散させた分散液を準備し、これをスピンコートし、乾燥（ベークとも言う。）して溶剤を蒸発させて電荷発生層３４４が形成される。
【０１１３】
上記実施の形態の電荷輸送層３４２は、電荷輸送剤およびポリマーバインダーを構成成分として含有する。
【０１１４】
電荷輸送剤としては、正孔輸送物質として知られているものが好ましく使用される。例えば、トリアリールアミン化合物、ベンジジン化合物、ピラゾリン化合物、スチリルアミン化合物、ヒドラゾン化合物、トリフェニルメタン化合物、カルバゾール化合物、ポリシラン化合物、チオフェン化合物、フタロシアニン化合物、シアニン化合物、メロシアニン化合物、オキソノール化合物、ポリアミン化合物、インドール化合物、ピロール化合物、ピラゾール化合物、ポリアリーレン化合物、縮合芳香族炭素環化合物（ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、テトラセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、フルオランテン誘導体）、含窒素ヘテロ環化合物を配位子として有する金属錯体等を用いることができる。なお、これらに限らず、電荷発生剤として用いた有機化合物よりもイオン化ポテンシャルの小さい有機化合物であれば、電荷輸送剤として用いることができる。
【０１１５】
電荷輸送層３４２に使用されるポリマーバインダーとしては、例えばポリカーボネート、ポリビニルブチラール、アクリル酸エステルのホモポリマーまたは他の共重合性モノマーとのコポリマー、メタクリル酸エステルのホモポリマーまたは他の共重合性モノマーとのコポリマー、スチレンのホモポリマーまたは他の共重合性モノマー、例えばアクリロニトリルなど、とのコポリマー、ポリスルホン等が挙げられる。
【０１１６】
電荷輸送層は、電荷輸送剤とポリマーバインダーを溶剤に溶解した溶液を準備し、これを電荷発生層上に、例えばディップコート、スピンコート等により塗布し、ベークして溶剤を蒸発させることにより形成される。
【０１１７】
以上、本発明の種々の典型的な実施の形態を説明してきたが、本発明はそれらの実施の形態に限定されない。従って、本発明の範囲は、次の特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。
【符号の説明】
【０１１８】
５０ 被検体
１００ 間接変換型放射線撮像システム
２００ 電子カセッテ
２１０ カセッテ制御部
２１２ ＣＰＵ
２１４ メモリー
２１６ 記憶部
２２０ 放射線検出部
２２２ 基板
２２６ ゲート配線
２２８ 信号配線
２４２ ゲート線ドライバー
２４４ 信号処理部
２４６ バイアス電圧印加回路
２４８ 画像メモリー
２５０ 切替部
２５２ 切替回路
２６０ 切替部
２６２ 切替回路
２７２ 無線通信部
２７４ 電源
２７６ バイアス電圧印加回路
２８０ 放射線検知器
２８２ 放射線電荷変換器
２８４ 検知器
３００ 画素部
３０２ 接地電位
３０４ 放射線電荷変換部
３１０ 可撓性基板
３１２ 高分子下引き層
３１４ 誘電体層
３１６ 層間絶縁膜
３２０ 薄膜トランジスタ
３２２ ゲート電極
３２４ ドレイン電極
３２６ ソース電極
３２８ 活性層
３２９ 保護層
３３０ 蓄積容量
３３２ 蓄積容量下部電極
３３４ 蓄積容量上部電極
３３６ 電荷収集電極（下部電極）
３３８ 層間絶縁膜
３３９ コンタクトホール
３４０ 有機光電変換層
３４２ 電荷輸送層
３４４ 電荷発生層
３４６ バイアス電極
３５０ 蛍光体層
４００ 放射線発生装置
４０２ ＣＰＵ
４０４ ＲＯＭ
４０６ ＲＡＭ
４０８ ＨＤＤ
４１０ 無線通信部
４１２ ディスプレイドライバー
４１４ ディスプレイ
４１６ 操作入力検出部
４１８ 操作パネル
４２０ 画像信号出力部
４３０ 放射線源
４３１ Ｘ線
４３２ 線源制御部
４５０ 表示装置
４５２ 表示部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波情報検出システム、電磁波情報検出装置および電磁波情報検出方法に関し、特に、放射線を可視光に変換して画像を得る間接変換型放射線撮像システム、間接変換型放射線撮像装置およびそれを使用した撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光電変換器を利用する従来の放射線撮像システムにおいては、光電変換器を備える放射線検出部の電源がオフのスリープ状態から放射線検出部の電源がオンになった後しばらくの間（少なくとも数秒以上）には、光電変換器の暗電流を安定させるためのアイドリング期間が設けられている。アイドリング期間中は、通常の読み出し動作と同様に、薄膜トランジスタのゲートにオン電圧とオフ電圧（正電圧と負電圧）を繰り返し印加し、蓄積用キャパシタに蓄積する暗電流を掃き出して暗電流が蓄積用キャパシタに蓄積されることを防いでいる（空読み）。画質を劣化させることなく空読み動作から撮影動作に移行するためには、Ｘ線源からの曝射情報（曝射レディー信号、曝射開始タイミング、曝射時間）と、可搬性放射線画像検出装置側の駆動動作（空読み、撮影、読み出し）とを連動させる必要がある（特許文献１参照）。
【０００３】
近年、可搬性放射線画像検出装置の有線ケーブルによるハンドリングミス（引っ掛かり）を防ぐため、無線型の可搬性放射線画像検出装置が提案されている。可搬性放射線画像検出装置とＸ線源が有線ケーブルによって接続されている場合には、Ｘ線源からの曝射情報と可搬性放射線画像検出装置側の駆動動作とを同期させることは可能である。しかしながら、無線では信号伝送の遅れ（数ミリ秒程度）があり、Ｘ線源からのＸ線照射時間は短いものでは１０ミリ秒程度であるので、Ｘ線源と可搬性放射線画像検出装置との連動動作をすべて無線通信で行うことは困難である。
【０００４】
そこで、無線型の可搬性放射線画像検出装置内にＸ線の照射開始および照射終了を検知できるＸ線検知手段を内蔵し、撮影モード開始に関しては無線型の可搬性放射線画像検出装置とＸ線源の連動を実現する提案がされている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１８１９４２号公報
【特許文献２】特開２００７−１５１７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、この方法では、撮影前の待機期間のタイミングと撮影/読出しタイミングとの連動が困難で、撮影前の待機期間中の空読みの途中で撮影モードに強制移行するために、画像アーティファクトの懸念がある。
【０００７】
本発明の主な目的は、撮影前の待機タイミングと連動しないタイミングで撮像用の電磁波を照射しても、安定した電磁波情報が得られる電磁波情報検出システム、電磁波情報検出装置および電磁波情報検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、
電磁波を発生する電磁波発生装置と、電磁波の照射を受けて、電磁波に担持されている情報を検出する電磁波情報検出装置とを備える電磁波情報検出システムであって、
前記電磁波情報検出装置は、
少なくとも前記電磁波の受け始めを検知して電磁波検知開始信号を送信する電磁波検知手段と、
第１の電極と、
複数の第２の電極と、
前記第１の電極と前記複数の第２の電極との間に設けられた光電変換層と、
前記複数の第２の電極にそれぞれ接続された複数のノーマリーオン型の電界効果型トランジスタと、
前記複数のトランジスタのゲート電圧を制御するゲート電圧制御手段と、
前記第１の電極に所定の電位を供与する電位供与手段と、
前記電磁波検知手段に接続された制御手段であって、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段とを制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、予め前記第１の電極に撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲート電圧を−０．５Ｖ以上０．５Ｖ以下の電圧とし、前記電磁波検知手段から送信された前記電磁波検知開始信号を受信すると、前記第１の電極に前記撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲートにオフ電圧を供給して撮像を開始するよう、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段とを制御する電磁波情報検出システムが提供される。
【０００９】
好ましくは、前記電磁波検知手段は、前記電磁波の受け始めと終了とを検知して電磁波検知開始と電磁波検知終了の情報を有する電磁波検知信号を送信する電磁波検知手段であり、
前記制御手段は、予め前記第１の電極に撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲート電圧を−０．５Ｖ以上０．５Ｖ以下の電圧とし、前記電磁波検知手段から送信された前記電磁波検知信号によって電磁波検知開始情報を受信すると、前記第１の電極に前記撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲートにオフ電圧を供給して撮像を開始し、前記電磁波検知手段から送信された前記電磁波検知信号によって電磁波検知終了情報を受信してから所定期間が経過すると、前記複数のトランジスタのゲートに順次オン電圧を供給して読出動作を行うように、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段とを制御する。
【００１０】
好ましくは、前記ノーマリーオン型の電界効果型トランジスタの活性層が酸化物半導体であり、より好ましくは、前記酸化物半導体がＩＧＺＯである。
【００１１】
好ましくは、前記光電変換層は、電磁波の照射を受けることにより正と負の電荷を発生する電荷発生剤に有機化合物を使用した電荷発生層と、前記電荷発生層で発生した正の電荷のみを輸送する電荷輸送剤に有機化合物を使用した電荷輸送層とを備えている。
【００１２】
好ましくは、前記電磁波情報検出装置は前記複数のノーマリーオン型の電界効果型トランジスタに接続された信号配線と、前記信号配線を所定の基準電位に接続する接続手段とをさらに備え、
前記制御手段は、予め前記第１の電極に撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲート電圧を−０．５Ｖ以上０．５Ｖ以下の電圧とする前の待機期間に、前記複数のトランジスタのゲート電圧を０Ｖとすると共に、前記第１の電極に前記所定の基準電位を供与し、前記信号配線を前記所定の基準電位に接続するよう、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段と前記接続手段とを制御する。
【００１３】
好ましくは、前記電磁波情報検出装置は、前記複数の第２の電極にそれぞれ接続された複数の蓄積容量をさらに備え、前記撮像を開始すると、前記電荷発生層で発生した負の電荷を前記蓄積容量に蓄積する。
【００１４】
好ましくは、放射線を前記放射線よりも波長の長い前記電磁波に変換する放射線変換層をさらに備える。
【００１５】
また、本発明によれば、
少なくとも電磁波の受け始めを検知して電磁波検知開始信号を送信する電磁波検知手段と、
第１の電極と、
複数の第２の電極と、
前記第１の電極と前記複数の第２の電極との間に設けられた光電変換層と、
前記複数の第２の電極にそれぞれ接続された複数のノーマリーオン型の電界効果型トランジスタと、
前記複数のトランジスタのゲート電圧を制御するゲート電圧制御手段と、
前記第１の電極に所定の電位を供与する電位供与手段と、
電磁波検知手段に接続された制御手段であって、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段とを制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、予め前記第１の電極に撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲート電圧を−０．５Ｖ以上０．５Ｖ以下の電圧とし、前記電磁波検知手段から送信された前記電磁波検知開始信号を受信すると、前記第１の電極に前記撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲートにオフ電圧を供給して撮像を開始するよう、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段とを制御する電磁波情報検出装置が提供される。
【００１６】
好ましくは、前記電磁波検知手段は、前記電磁波の受け始めと終了とを検知して電磁波検知開始と電磁波検知終了の情報を有する電磁波検知信号を送信する電磁波検知手段であり、
前記制御手段は、予め前記第１の電極に撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲート電圧を−０．５Ｖ以上０．５Ｖ以下の電圧とし、前記電磁波検知手段から送信された前記電磁波検知信号によって電磁波検知開始情報を受信すると、前記第１の電極に前記撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲートにオフ電圧を供給して撮像を開始し、前記電磁波検知手段から送信された前記電磁波検知信号によって電磁波検知終了情報を受信してから所定期間が経過すると、前記複数のトランジスタのゲートに順次オン電圧を供給して読出動作を行うように、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段とを制御する。
【００１７】
好ましくは、前記ノーマリーオン型の電界効果型トランジスタの活性層が酸化物半導体であり、より好ましくは、前記酸化物半導体がＩＧＺＯである。
【００１８】
好ましくは、前記光電変換層は、電磁波の照射を受けることにより正と負の電荷を発生する電荷発生剤に有機化合物を使用した電荷発生層と、前記電荷発生層で発生した正の電荷のみを輸送する電荷輸送剤に有機化合物を使用した電荷輸送層とを備えている。
【００１９】
好ましくは、前記電磁波情報検出装置は前記複数のノーマリーオン型の電界効果型トランジスタに接続された信号配線と、前記信号配線を所定の基準電位に接続する接続手段とをさらに備え、
前記制御手段は、予め前記第１の電極に撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲート電圧を−０．５Ｖ以上０．５Ｖ以下の電圧とする前の待機期間に、前記複数のトランジスタのゲート電圧を０Ｖとすると共に、前記第１の電極に前記所定の基準電位を供与し、前記信号配線を前記所定の基準電位に接続するよう、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段と前記接続手段とを制御する。
【００２０】
好ましくは、前記電磁波情報検出装置は、前記複数の第２の電極にそれぞれ接続された複数の蓄積容量をさらに備え、前記撮像を開始すると、前記電荷発生層で発生した負の電荷を前記蓄積容量に蓄積する。
【００２１】
好ましくは、放射線を前記放射線よりも波長の長い前記電磁波に変換する放射線変換層をさらに備える。
【００２２】
また、本発明によれば、
少なくとも電磁波の受け始めを検知して電磁波検知開始信号を送信する電磁波検知手段と、
第１の電極と、
複数の第２の電極と、
前記第１の電極と前記複数の第２の電極との間に設けられた光電変換層と、
前記複数の第２の電極にそれぞれ接続された複数のノーマリーオン型の電界効果型トランジスタと、
前記複数のトランジスタのゲート電圧を制御するゲート電圧制御手段と、
前記第１の電極に所定の電位を供与する電位供与手段と、
電磁波検知手段に接続された制御手段であって、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段とを制御する制御手段とを備える電磁波情報検出装置を使用して電磁波情報を検出する電磁波情報検出方法であって、
前記制御手段は、予め前記第１の電極に撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲート電圧を−０．５Ｖ以上０．５Ｖ以下の電圧とし、前記電磁波検知手段から送信された前記電磁波検知開始信号を受信すると、前記第１の電極に前記撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲートにオフ電圧を供給して撮像を開始するよう、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与とを制御する電磁波情報検出方法が提供される。
【００２３】
好ましくは、前記電磁波検知手段は、前記電磁波の受け始めと終了とを検知して電磁波検知開始と電磁波検知終了の情報を有する電磁波検知信号を送信する電磁波検知手段であり、
前記制御手段は、予め前記第１の電極に撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲート電圧を−０．５Ｖ以上０．５Ｖ以下の電圧とし、前記電磁波検知手段から送信された前記電磁波検知信号によって電磁波検知開始情報を受信すると、前記第１の電極に前記撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲートにオフ電圧を供給して撮像を開始し、前記電磁波検知手段から送信された前記電磁波検知信号によって電磁波検知終了情報を受信してから所定期間が経過すると、前記複数のトランジスタのゲートに順次オン電圧を供給して読出動作を行うように、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段とを制御する。
【００２４】
好ましくは、前記ノーマリーオン型の電界効果型トランジスタの活性層が酸化物半導体であり、より好ましくは、前記酸化物半導体がＩＧＺＯである。
【００２５】
好ましくは、前記光電変換層は、電磁波の照射を受けることにより正と負の電荷を発生する電荷発生剤に有機化合物を使用した電荷発生層と、前記電荷発生層で発生した正の電荷のみを輸送する電荷輸送剤に有機化合物を使用した電荷輸送層とを備えている。
【００２６】
好ましくは、前記電磁波情報検出装置は前記複数のノーマリーオン型の電界効果型トランジスタに接続された信号配線と、前記信号配線を所定の基準電位に接続する接続手段とをさらに備え、
前記制御手段は、予め前記第１の電極に撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲート電圧を−０．５Ｖ以上０．５Ｖ以下の電圧とする前の待機期間に、前記複数のトランジスタのゲート電圧を０Ｖとすると共に、前記第１の電極に前記所定の基準電位を供与し、前記信号配線を前記所定の基準電位に接続するよう、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段と前記接続手段とを制御する。
【００２７】
好ましくは、前記電磁波情報検出装置は、前記複数の第２の電極にそれぞれ接続された複数の蓄積容量をさらに備え、前記撮像を開始すると、前記電荷発生層で発生した負の電荷を前記蓄積容量に蓄積する。
【００２８】
好ましくは、放射線を前記放射線よりも波長の長い前記電磁波に変換する放射線変換層をさらに備える。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、撮影前の待機タイミングと連動しないタイミングで撮像用の電磁波を照射しても、安定した電磁波情報が得られる電磁波情報検出システム、電磁波情報検出装置および電磁波情報検出方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の好ましい第１の実施の形態の間接変換型放射線撮像システムを説明するための概略図である。
【図２】本発明の好ましい第１の実施の形態の間接変換型放射線撮像システムの電子カセッテを説明するための概略ブロック図である。
【図３】本発明の好ましい第１の実施の形態の間接変換型放射線撮像システムの電子カセッテの画素部を説明するための概略縦断面図である。
【図４】本発明の好ましい第１の実施の形態の間接変換型放射線撮像システムの電子カセッテの画素部に使用される薄膜トランジスタの特性を説明するための図である。
【図５】本発明の好ましい第１の実施の形態の間接変換型放射線撮像システムの電子カセッテの放射線検出器を説明するための概略縦断面図である。
【図６】本発明の好ましい第１の実施の形態の間接変換型放射線撮像システムの放射線発生装置を説明するための概略ブロック図である。
【図７】本発明の好ましい第１の実施の形態の間接変換型放射線撮像システムを使用した撮像方法を説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００３２】
図１を参照すれば、本発明の好ましい実施の形態の間接変換型放射線撮像システム１００は、可搬性放射線画像検出装置（以下、「電子カセッテ」という）２００と、放射線発生装置４００と、表示部４５０とを有している。
【００３３】
電子カセッテ２００は、放射線画像の撮像時に、Ｘ線等の放射線を発生する放射線発生装置４００の放射線源４３０と間隔を空けて配置される。このとき、被検体５０が放射線発生装置４００の放射線源４３０と電子カセッテ２００との間に位置し、放射線画像の撮像が指示されると、放射線源４３０は予め与えられた撮像条件等に応じた放射線量の放射線４３１を射出する。放射線源４３０から射出されたＸ線４３１は、被検体５０を透過することで画像情報を担持した後に電子カセッテ２００に照射される。本実施の形態では、放射線照射前に、放射線発生装置４００の無線通信部４１０から曝射信号を送信し、電子カセッテ２００の無線通信部２７２が当該曝射信号を受信すると、電子カセッテ２００は撮像準備動作を開始し、その後、放射線検知器２８０で放射線４３１を検知すると、撮像動作を開始する。
【００３４】
次に、図２を参照して、本発明の好ましい実施の形態の間接変換型放射線撮像システム１００の電子カセッテ２００について説明する。
【００３５】
電子カセッテ２００は、カセッテ制御部２１０と、放射線検出部２２０と、ゲート線ドライバー２４２と、信号処理部２４４と、バイアス電圧印加回路２４６と、画像メモリー２４８と、切替部２５０と、切替部２６０と、無線通信部２７２と、電源２７４と、放射線検知器２８０とを備えている。放射線検知器２８０は、バイアス電圧印加回路２７６と検知器２８４とを備えている。
【００３６】
カセッテ制御部２１０、放射線検出部２２０、ゲート線ドライバー２４２、信号処理部２４４、バイアス電圧印加回路２４６、画像メモリー２４８、切替部２５０と、切替部２６０、無線通信部２７２、および放射線検知器２８０は、電源２７４から供給された電力によって作動する。なお、図２では、電源２７４とこれらの各種回路等を接続する配線を省略している。
【００３７】
カセッテ制御部２１０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）２１２、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）を含むメモリー２１４、ＨＤＤ（ハードディスク・ドライブ）やフラッシュメモリ等からなる不揮発性の記憶部２１６を備えている。
【００３８】
カセッテ制御部２１０は、ゲート線ドライバー２４２と、信号処理部２４４と、バイアス電圧印加回路２４６と、画像メモリー２４８と、切替部２５０と、切替部２６０と、無線通信部２７２と、電源２７４と、バイアス電圧印加回路２７６と、検知器２８４とに接続されており、ゲート線ドライバー２４２、信号処理部２４４、バイアス電圧印加回路２４６、画像メモリー２４８、切替部２５０、切替部２６０、無線通信部２７２、電源２７４、およびバイアス電圧印加回路２７６の制御を行うことにより、電子カセッテ２００全体の動作を制御する。
【００３９】
放射線検出部２２０では、基板２２２上に、放射線を電荷に変換する放射線電荷変換部３０４と、放射線電荷変換部３０４で変換された電荷を蓄積する蓄積容量３３０と、蓄積容量３３０に蓄積された電荷を読み出すための薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）３２０を備えた画素部３００がマトリクス状に多数個配置されている。
【００４０】
基板２２２上には、後述するバイアス電極３４６（図３参照）が全面に設けられ、バイアス電極３４６（図３参照）はバイアス電圧印加回路２４６に接続されている。カセッテ制御部２１０の制御により、バイアス電圧印加回路２４６によって、バイアス電極３４６（図３参照）に所定のバイアス電圧または接地電位等の基準電位が印加される。なお、蓄積容量３３０の放射線電荷変換部３０４とは反対側の電極３３２（蓄積容量下部電極３３２、図３参照）は接地電位３０２に接続されている。
【００４１】
基板２２２には、一定方向（行方向）に配設され、各画素部３００の薄膜トランジスタ３２０をオン・オフさせるための複数本のゲート配線２２６と、ゲート配線２２６と直交する方向（列方向）に配設され、オンされた薄膜トランジスタ３２０を介して蓄積容量３３０から蓄積電荷を読み出すための複数本の信号配線２２８が設けられている。
【００４２】
各ゲート配線２２６は切替部２５０を介してゲート線ドライバー２４２に接続されている。切替部２５０内には、各ゲート配線２２６に対して、ゲート線ドライバー２４２と接地電位３０２とを切り替える切替回路２５２がそれぞれ設けられている。カセッテ制御部２１０の制御により切替回路２５２を切り替えて、各ゲート配線２２６をゲート線ドライバー２４２と接地電位３０２のいずれか一方に接続するように切り替える。
【００４３】
各信号配線２２８は切替部２６０を介して信号処理部２４４に接続されている。切替部２６０内には、各信号配線２２８に対して、信号処理部２４４と接地電位３０２とを切り替える切替回路２６２がそれぞれ設けられている。カセッテ制御部２１０の制御により切替回路２６２を切り替えて、各信号配線２２８を信号処理部２４４と接地電位３０２のいずれか一方に接続するように切り替える。
【００４４】
放射線の照射を受けている間は、各画素部３００の薄膜トランジスタ３２０は、カセッテ制御部２１０の制御によりゲート線ドライバー２４２からゲート配線２２６を介して供給される信号により全てオフ状態にされ、放射線電荷変換部３０４で放射線から光電変換された電荷に対応する電荷を各画素部３００の蓄積容量３３０に蓄積する。放射線の照射後に、各画素部３００の薄膜トランジスタ３２０は、カセッテ制御部２１０の制御によりゲート線ドライバー２４２からゲート配線２２６を介して供給される信号により行単位で順にオンされる。薄膜トランジスタ３２０がオンされた画素部３００の蓄積容量３３０に蓄積されている電荷は、アナログの電気信号として信号配線２２８を伝送されて信号処理部２４４に入力される。このように、各画素部３００の蓄積容量３３０に蓄積されている電荷は行単位で順に読み出される。なお、信号処理部２４４に入力されたアナログの電気信号は信号処理部２４４内のＡ／Ｄ変換器（図示せず）によってデジタルの画像データに変換される。
【００４５】
信号処理部２４４には画像メモリー２４８が接続されており、カセッテ制御部２１０の制御により、信号処理部２４４から出力されたデジタルの画像データは画像メモリー２４８に順に記憶される。画像メモリー２４８は複数フレーム分の画像データを記憶可能な記憶容量を有しており、放射線画像の撮像が行われる毎に、撮像によって得られた画像データが画像メモリー２４８に順次記憶される。
【００４６】
画像メモリー２４８はカセッテ制御部２１０に接続されている。カセッテ制御部２１０の制御により、画像メモリー２４８に記憶された画像データが記憶部２１６に送られ記録される。
【００４７】
カセッテ制御部２１０には無線通信部２７２が接続されている。カセッテ制御部２１０は、無線通信部２７２を制御して、放射線発生装置４００の後述する無線通信部４１０（図６参照）を介して、放射線発生装置４００との間で無線通信により各種情報の送受信を行う。
【００４８】
放射線検知器２８０は、放射線電荷変換器２８２とバイアス電圧印加回路２７６と、検知器２８４とを備えている。放射線電荷変換器２８２の一方の電極はバイアス電圧印加回路２７６の一端に接続され、放射線電荷変換器２８２の他方の電極は接地電位３０２に接続されている。バイアス電圧印加回路２７６の他端は検知器２８４の一端に接続され、検知器２８４の他端は接地電位３０２に接続されている。バイアス電圧印加回路２７６により放射線電荷変換器２８２にバイアス電圧が印加された状態で、放射線電荷変換器２８２に放射線が入射した瞬間の立ち上がりを検知器２８４で検知する。検知器２８４による検知信号はカセッテ制御部２１０に送られる。
【００４９】
次に、図３を参照して、放射線検出部２２０の各画素部３００について説明する。
【００５０】
可撓性基板３１０の一方の表面上には、蓄積容量３３０および薄膜トランジスタ３２０が設けられている。蓄積容量３３０は、蓄積容量上部電極３３４と、蓄積容量下部電極３３２と、これらの電極間にある誘電体層３１４（この誘電体層３１４は、絶縁膜としても機能する）によって構成されている。薄膜トランジスタ３２０は、ドレイン電極３２４と、蓄積容量上部電極３３４に接続するソース電極３２６と、ソース電極３２６とドレイン電極３２４の間にある活性層（チャネル層）３２８と、活性層３２８を覆うように形成された保護層３２９と、絶縁膜として機能する誘電体層３１４を介して活性層３２８に対向する位置にあるゲート電極３２２とを有している。
【００５１】
蓄積容量３３０および薄膜トランジスタ３２０上に、層間絶縁膜３３８が設けられている。蓄積容量上部電極３３４上の層間絶縁膜３３８にはコンタクトホール３３９が設けられている。層間絶縁膜３３８上に、電荷収集電極（下部電極）３３６が設けられている。電荷収集電極３３６は画素電極となり、画素部３００毎に設けられている。電荷収集電極３３６は、コンタクトホール３３９を介して、蓄積容量上部電極３３４と接続されている。
【００５２】
電荷収集電極３３６上には、高分子下引き層３１２が設けられている。高分子下引き層３１２上に、電荷発生層３４４と、電荷輸送層３４２と、バイアス電極３４６がこの順で設けられている。電荷発生層３４４と電荷輸送層３４２とにより有機光電変換層３４０を構成している。バイアス電極３４６上には層間絶縁膜３１６を介して蛍光体層３５０が設けられている。
【００５３】
可撓性基板３１０は、薄ガラスとポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）とを張り合わせたものからなる。ゲート電極３２２および蓄積容量下部電極３３２は、Ｍｏからなる。誘電体層３１４は、二酸化ケイ素からなる。ソース電極３２６、ドレイン電極３２４および蓄積容量上部電極３３４は、ＩＺＯからなる。活性層３２８は、ＩＧＺＯ（In-Ga-Zn-Oxide）からなる。保護層３２９はアモルファスＧａ２Ｏ３からなる。層間絶縁膜３３８は、アクリル樹脂からなる。電荷収集電極３３６は、ＩＺＯからなる。高分子下引き層１１６は、アルコール可溶性ポリアミド塗布乾燥したものからなり、電荷収集電極３３６と電荷発生層３４４とを強固に接合する機能を有している。
【００５４】
電荷発生層３４４は、電磁波の照射を受けることによって、正の電荷を持つホールと負の電荷を持つ電子とを発生する電荷発生剤とポリマーバインダーとから構成されている。電荷発生剤としてジブロモアントアントロン顔料を使用し、ポリマーバインダーとしてポリビニルブチラール樹脂を使用している。電荷輸送層３４２は、ホールのみを輸送する電荷輸送剤とポリマーバインダーとから構成されている。電荷輸送剤としてＮ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−［１，１′−ビフェニル］−４，４′−ジアミンを使用し、ポリマーバインダーとしてポリカーボネートを使用している。バイアス電極３４６は、ＩＺＯからなる。
【００５５】
層間絶縁膜３１６は、アクリル系両面接着テープからなる。蛍光体層３５０は、ＫＯＤＡＫ社蛍光体シートである、ＫＯＤＡＫ Ｌａｎｅｘ Ｒｅｇｕｌａｒ（Ｇａ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）からなっている。蛍光体層３５０によって、撮像対象の被検体に放射線を照射する際に当該被検体を透過した放射線を可視光に変換する。蛍光体層３５０と有機光電変換層３４０とにより放射線電荷変換部３０４を構成している。
【００５６】
放射線検出部２２０は、以下のようにして製造される。まず、厚さ０．１５ｍｍの薄ガラスと厚さ０．１ｍｍのＰＥＮを貼り合わせた可撓性基板３１０上に、Ｍｏを４０ｎｍの厚さにスパッタ成膜し、フォトリソグラフィおよびウェットエッチングでパターニングして、ゲート電極３２２および蓄積容量下部電極３３２を形成した。
【００５７】
この上に、二酸化ケイ素を２００ｎｍの厚さにスパッタ成膜し、絶縁膜を兼ねた誘電体層３１４を形成した。
【００５８】
次に、ＩＺＯを酸素導入なしで２００ｎｍの厚さにスパッタ成膜し、フォトリソグラフィおよびウェットエッチングでパターンニングし、ソース電極３２６およびドレイン電極３２４および蓄積容量上部電極３３４を形成した。ソース電極３２６およびドレイン電極３２４が互いに対向するエッジは、２５°のテーパ角となるようにした。
【００５９】
次に、ＩＧＺＯを１０ｎｍの厚さにスパッタ成膜した。スパッタ中に導入する酸素流量を調整することで、薄膜トランジスタ３２０をノーマリオン型の電界効果トランジスタとした。フォトリソグラフィおよびウェットエッチングでスパッタ成膜したＩＧＺＯをパターンニングし、活性層３２８を形成した。図４に、薄膜トランジスタ３２０のＩｄ−Ｖｇｓ特性を示している。縦軸はドレイン電流（Ｉｄ）であり、横軸はゲート・ソース間電圧（Ｖｇｓ）である。ゲート・ソース間電圧Ｖｇｓが０Ｖで、高いオン電流が得られている。またオフ電流も小さい値である。
【００６０】
次に、アモルファスＧａ２Ｏ３を１０ｎｍの厚さにスパッタ成膜し、活性層３２８を覆う領域のみ残して保護層３２９とした。
【００６１】
次に、アクリル樹脂からなる層間絶縁膜３３８を塗布し、蓄積容量上部電極３３４の上の層間絶縁膜３３８にコンタクトホール３３９を形成した。
【００６２】
次に、ＩＺＯを４０ｎｍの厚さに成膜、パターンニングし、電荷収集電極（下部電極）３３６を形成した。電荷収集電極３３６はコンタクトホール３３９を介して蓄積容量上部電極３３４に接続される。
【００６３】
次に、アルコール可溶性ポリアミドを、電荷収集電極３３６上に、厚さが０．１μｍになるようにスピンコート塗布し、乾燥して高分子下引き層３１２を形成した。
【００６４】
次に、ジブロモアントアントロン顔料とポリビニルブチラール樹脂を前者：後者の質量比が５０：５０でシクロヘキサノンに添加、分散させたものを、高分子下引き層３１２上にスピンコーティングにより塗布し、厚さ０．５μｍの電荷発生層３４４を形成した。
【００６５】
次に、電荷輸送剤としてのＮ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−［１，１′−ビフェニル］−４，４′−ジアミン３．５ｇとポリカーボネート（分子量：約３５０００〜４００００）６．５ｇをメチレンクロリド３５ｇに溶解して、電荷発生層３４４上にバーコートによって塗布し電荷輸送層３４２を形成した。１３５℃で１時間乾燥後、電荷輸送層３４２の膜厚を測定すると２μｍであった。
【００６６】
次に、電荷輸送層３４２上にＩＺＯを１００ｎｍの厚さに成膜して、バイアス電極層３４６を形成した。
【００６７】
次に、ＫＯＤＡＫ社蛍光体シートである、ＫＯＤＡＫ Ｌａｎｅｘ Ｒｅｇｕｌａｒ（Ｇａ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ ３８０μｍ）を準備し、この蛍光体シートとバイアス電極層３４６とをアクリル系両面接着テープの接着層３１６（厚さは２０μｍ）介して貼り付けて、電子カセッテ２００の放射線検出部２２０を作製した。
【００６８】
本実施の形態による電子カセッテ２００では、被写体を透過した放射線が蛍光体層３５０に入射され、この蛍光体層３５０で放射線よりも波長の長い電磁波である可視光に変換される。この変換された可視光は、有機光電変換層３４０で正の電荷を持つホールと負の電荷を持つ電子とに変換される。有機光電変換層３４０で変換されたホールは、バイアス電極３４６と電荷収集電極３３６との間で与えられた電位差によって電荷輸送層３４２を移動し、バイアス電極３４６に集められる。有機光電変換層３４０で変換された電子は、電荷収集電極３３６と接続している蓄積容量上部電極３３４と、蓄積容量下部電極３３２と、これらの電極間にある誘電体層３１４によって構成される蓄積容量３３０に蓄えられる。蓄積容量上部電極３３４とドレイン電極３２４は接続されているので、ゲート電極３２２にオン電圧を印加して薄膜トランジスタ３２０をオン状態とすることによって、蓄積容量３０に蓄積された電荷は、ドレイン電極３２４から信号配線２２８（図２参照）を伝送されて信号処理部２４４（図２参照）に入力される。信号処理部２４４（図２参照）に入力された後、適宜Ａ／Ｄ変換されて画像メモリー２４８に記憶される。画像メモリー２４８に記憶された放射線画像情報は、カセッテ制御部の記憶部２１６に記憶され、その後、無線通信部２７２と、後述する無線通信部４１０（図６参照）とを介して放射線発生装置４００（図６参照）に送られ、後述する表示装置４５０（図６参照）の表示部４５２（図６参照）に可視画像として表示される。
【００６９】
次に、図５を参照して、放射線検出器２８０について説明する。
【００７０】
放射線検出器２８０の放射線電荷変換器２８２は、放射線検出部２２０の一部を利用している。従って、各構成要素は放射線検出部２２０の構成要素と同じであるので、説明は省略する。但し、放射線検出部２２０のバイアス電極３４６と同じ層の電極であって、バイアス電極３４６と離間して設けた電極を、放射線電荷変換器２８２のバイアス電極３４６’として使用し、放射線検出部２２０の電荷収集電極（下部電極）３３６と同じ層の電極であって、下部電極３３６と離間して設けた電極を、放射線電荷変換器２８２の下部電極３３６’として使用している。バイアス電極３４６’と下部電極３３６’は対向して設けられている。蛍光体層３５０から下部電極３３６’までの積層体が放射線電荷変換器２８２を構成している。
【００７１】
放射線電荷変換器２８２のバイアス電極３４６’はバイアス電圧印加回路２７６の一端に接続され、放射線電荷変換器２８２の下部電極３３６’は接地電位３０２に接続されている。バイアス電圧印加回路２７６の他端は検知器２８４の一端に接続され、検知器２８４の他端は接地電位３０２に接続されている。検知器２８４としては、電流電圧変換アンプを使用している。
【００７２】
バイアス電圧印加回路２７６により放射線電荷変換器２８２にバイアス電圧を印加して、バイアス電極３４６’と下部電極３３６’との間に所定の電位差を与えておく。放射線が蛍光体層３５０に入射すると、蛍光体層３５０で放射線よりも波長の長い電磁波である可視光に変換される。この変換された可視光は、有機光電変換層３４０で正の電荷を持つホールと負の電荷を持つ電子とに変換される。有機光電変換層３４０で変換されたホールは、バイアス電極３４６’と下部電極３３６’との間で与えられた電位差によって電荷輸送層３４２を移動し、バイアス電極３４６’に集められる。放射線電荷変換器２８２で光電変換された電荷を検知器２８４で検知することにより、放射線電荷変換器２８２に放射線が入射した瞬間の立ち上がりを検知する。
【００７３】
次に、図６を参照して、本発明の好ましい実施の形態の間接変換型放射線撮像装置２００の放射線発生装置４００について説明する。
【００７４】
放射線発生装置４００は、操作メニューや撮像された放射線画像等を表示するディスプレイ４１４と、複数のキーを含んで構成され、各種の情報や操作指示が入力される操作パネル４１８と、放射線としてのＸ線を出力する放射線源４３０とを備えている。
【００７５】
放射線発生装置４００は、また、放射線発生装置４００全体の動作を司るＣＰＵ４０２と、制御プログラムを含む各種プログラム等が予め記憶されたＲＯＭ４０４と、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ４０６と、各種データを記憶して保持するＨＤＤ４０８と、放射線源４３０を制御する線源制御部４３２と、表示装置４５０に画像信号を出力する画像信号出力部４２０と、電子カセッテ２００（図２参照）の無線通信部２７２（図２参照）を介して電子カセッテ２００との間で無線通信により各種情報の送受信を行う無線通信部４１０と、ディスプレイ４１４への各種情報の表示を制御するディスプレイドライバ４１２と、操作パネル４１８に対する操作状態を検出する操作入力検出部４１６と、を備えている。
【００７６】
ＣＰＵ４０２、ＲＯＭ４０４、ＲＡＭ４０６、ＨＤＤ４０８、無線通信部４１０、ディスプレイドライバ４１２、操作入力検出部４１６、画像信号出力部４２０および線源制御部４３２は、システムバス４４０を介して相互に接続されている。従って、ＣＰＵ４０２は、ＲＯＭ４０４、ＲＡＭ４０６、ＨＤＤ４０８へのアクセスを行うことができると共に、無線通信部４１０を介した電子カセッテ２００との各種情報の送受信の制御、ディスプレイドライバ４１２を介したディスプレイ４１４への各種情報の表示の制御、画像信号出力部４２０を介した表示装置４５０への各種情報の表示の制御、および線源制御部４３２を介した放射線源４３０の制御を行うことができる。ＣＰＵ４０２は、また、操作入力検出部４１６を介して操作パネル４１８に対するユーザの操作状態を把握することができる。
【００７７】
次に、図７のタイミングチャートを参照して、本発明の好ましい実施の形態の間接変換型放射線撮像システム１００を使用して、撮像する方法について説明する。
【００７８】
撮像前の待機期間においては、電子カセッテ２００のカセッテ制御部２１０は、切替回路２５２を制御して、各ゲート配線３４６を接地電位３０２に接続して全ての薄膜トランジスタ３２０のゲートに０Ｖを印加しておき、バイアス電圧印加回路２４６を制御して、放射線電荷変換部３０４のバイアス電極３４６に０Ｖを印加しておき（接地電位を与えておき）、切替回路２６２を制御して、各信号線２２８を接地電位３０２に接続しておき、バイアス電圧印加回路２７６を制御して、放射線検知器２８０のバイアス電極３４６’に０Ｖを印加しておく（接地電位を与えておく）。
【００７９】
撮像者が放射線発生装置４００の操作パネル４１８を操作して撮像を指示する撮像指示操作を行うと、ＣＰＵ４０２は無線通信部４１０を制御して、無線通信により、電子カセッテ２００の無線通信部２７２に曝射信号Ｃ１を送信する。
【００８０】
無線通信部２７２が曝射信号Ｃ１を受信すると、電子カセッテ２００のカセッテ制御部２１０は、バイアス電圧印加回路２４６を制御して、放射線電荷変換部３０４のバイアス電極３４６に撮像バイアス（例えば，−２０Ｖ）を印加し、バイアス電圧印加回路２７６を制御して、放射線検知器２８０のバイアス電極３４６’にバイアス（例えば，−２０Ｖ）を印加する（撮像準備期間）。
【００８１】
曝射信号Ｃ１の送信を開始してから、所定時間が経過すると、放射線発生装置４００のＣＰＵ４０２は、線源制御部４３２を制御して、放射線源４３０にＸ線を射出させる。なお、この所定時間は、電子カセッテ２００の放射線電荷変換部３０４が安定する時間以上の時間とする。
【００８２】
放射線源４３０から射出したＸ線は、電子カセッテ２００の放射線検知器２８０によって検知され、放射線検知器２８０は放射線検知信号Ｃ２をカセッテ制御部２１０に送信する。
【００８３】
放射線検知信号Ｃ２を受信したカセッテ制御部２１０は、切替回路２５２を制御して、各ゲート配線３４６の接続をゲート線ドライバー２４２に切り替え、ゲート線ドライバー２４２を制御して、ゲート配線３４６を介して全ての薄膜トランジスタ３２０のゲート電極にオフ電圧（−１０Ｖ）を印加して、全ての薄膜トランジスタ３２０をオフにして、撮像を開始する。
【００８４】
放射線源４３０から射出したＸ線４３１は、被検体５０を透過することで被検体５０の画像情報を担持した後に、電子カセッテ２００の放射線検出部２２０に到達し、放射線検出部２２０の各画素部３００の放射線電荷変換部３０４で電荷に変換され、照射されたＸ線の線量に応じた電荷が蓄積容量３３０に蓄積される。
【００８５】
Ｘ線の射出を開始してから、所定時間が経過すると、放射線発生装置４００のＣＰＵ４０２は、線源制御部４３２を制御して、放射線源４３０にＸ線の射出を停止させる。
【００８６】
Ｘ線の停止は、電子カセッテ２００の放射線検知器２８０によって検知され、放射線検知器２８０は放射線検知信号Ｃ２のカセッテ制御部２１０への送信を停止する。
【００８７】
カセッテ制御部２１０は、放射線検知信号Ｃ２の立ち下がりを検出してから所定期間経過後に、切替回路２６２を制御して、各信号配線２２８の接続を信号処理部２４４に切り替え、ゲート線ドライバー２４２を制御して、ゲート線ドライバー２４２から１ラインずつ順に各ゲート配線３４６にオン電圧（＋１０Ｖ）を印加し、各ゲート配線３４６に接続された薄膜トランジスタ３２０を１ラインずつ順にオンさせる。
【００８８】
各ゲート配線３４６に接続された薄膜トランジスタ３２０が１ラインずつ順に行単位でオンされると、１ラインずつ順に各蓄積容量３３０に蓄積された電荷が電荷信号として各信号配線２２８に流れ出す。蓄積容量３３０に蓄積されている電荷は、アナログの電気信号として信号配線２２８を伝送されて信号処理部２４４に入力される。このように、各画素部３００の蓄積容量３３０に蓄積されている電荷は行単位で順に読み出される。信号処理部２４４に入力されたアナログの電気信号は信号処理部２４４内のＡ／Ｄ変換器（図示せず）によってデジタルの画像データに変換され、画像メモリー２４８に記憶される。
【００８９】
カセッテ制御部２１０は、１フレーム分（１枚分）の画像情報の読み出しが終了すると 、切替回路２５２を制御して、各ゲート配線３４６の接続を接地電位３０２に切り替え全ての薄膜トランジスタ３２０のゲートに０Ｖを印加し、バイアス電圧印加回路２４６を制御して、放射線電荷変換部３０４のバイアス電極３４６に０Ｖを印加し（接地電位を与え）、切替回路２６２を制御して、各信号線２２８の接続を接地電位３０２に切り替え、バイアス電圧印加回路２７６を制御して、放射線検知器２８０のバイアス電極３４６’に０Ｖを印加し（接地電位を与え）、撮像前の待機状態とする。
【００９０】
カセッテ制御部２１０は、また、１フレーム分（１枚分）の画像情報の読み出しが終了すると、画像メモリー２４８に記憶された画像情報を１フレーム分ずつカセッテ制御部２１０の記憶部２１６に送信する。
【００９１】
記憶部２１６に記憶された画像情報は、無線通信部２７２、４１０を介して放射線発生装置４００に送信され、ＨＤＤ４０８内に格納される。ＨＤＤ４０８内に格納された画像情報は、画像信号出力部４２０を介して、表示装置４５０の表示部４５２に表示される。
【００９２】
上記実施の形態では、薄膜トランジスタ３２０に、ノーマリーオン型のトランジスタを使用し、撮像前の撮像準備期間においては、全ての薄膜トランジスタ３２０のゲート電極に０Ｖを印加している。ノーマリーオン型のトランジスタのゲート電極に０Ｖを印加すれば、ソース・ドレイン間を導通状態に近い状態にすることができる。また、ゲート電極に０Ｖを印加するのに、特に電源を使用する必要はなく、ゲート電極を接地電位に接続すればいい。従って、電源なしで、ソース・ドレイン間を導通状態に近い状態にすることができる。その結果、放射線電荷変換部３０４のバイアス電極３４６にバイアス電圧を印加した際の暗電流を薄膜トランジスタ３２０を介して掃き出すことができ、暗電流が蓄積容量３３０に蓄積されるのを防止できる。
【００９３】
また、この際には、ゲート電極を接地電位に接続して、ゲート電極に一定の０Ｖを印加しているのみなので、充放電が繰り返されことはなく、無駄な電力消費がない。特に無線型の電子カセッテではバッテリーが使われるので、撮像以外の期間に消費する電力を極力低減することが求められており、その中でも、特に、救急現場で使用される無線型の電子カセッテ（無線型）では常に撮像準備状態（撮像可能状態）に設定される可能性があり、撮像準備状態での電力浪費を極力低減することが求められているので、本実施の形態の電子カセッテ２００はそのような用途に特に好適に使用される。
【００９４】
また、撮像準備状態では薄膜トランジスタ３２０のゲート電極に印加する電圧は０Ｖなので、ストレス電圧とはならず、薄膜トランジスタ３２０の閾値シフトが起きにくい。
【００９５】
待機中の撮像準備状態では、全ての薄膜トランジスタ３２０のゲート電極に０Ｖを印加しており、ゲート電圧走査がないので、撮像前の待機中の撮像準備のタイミングと撮像タイミングのずれによるアーティファクトの発生がない。従って、撮像前の待機中のタイミングと連動しないタイミングで撮像用のＸ線を照射しても、安定した画像情報が得られる。
【００９６】
なお、上記実施の形態では、待機中の撮像準備状態では、全ての薄膜トランジスタ３２０のゲート電極に０Ｖを印加したが、−０．５Ｖ以上０．５Ｖ以下の範囲内の電圧（好ましくは一定の電圧）を印加しても、ソース・ドレイン間を導通状態に近い状態にすることができ、放射線電荷変換部３０４のバイアス電極３４６にバイアス電圧を印加した際の暗電流を薄膜トランジスタ３２０を介して掃き出すことができ、暗電流が蓄積容量３３０に蓄積されるのを防止できる。さらに、一定の電圧を印加すれば、充放電が繰り返されことはなく、無駄な電力消費がない。また、撮像準備状態では薄膜トランジスタ３２０のゲート電極に印加する電圧は−０．５Ｖ以上０．５Ｖ以下の範囲内の電圧なので、ストレス電圧とはならず、薄膜トランジスタ３２０の閾値シフトが起きにくい。さらに、待機中の撮像準備状態で、−０．５Ｖ以上０．５Ｖ以下の範囲内の一定の電圧を、全ての薄膜トランジスタ３２０のゲート電極に印加すれば、ゲート電圧走査がなく、撮像前の待機中の撮像準備のタイミングと撮像タイミングのずれによるアーティファクトの発生をなくすことができる。
【００９７】
上記実施の形態では、撮像者が放射線発生装置４００の操作パネル４１８を操作して撮像を指示する撮像指示操作を行うと、放射線発生装置４００の無線通信部４１０から、無線通信により、電子カセッテ２００の無線通信部２７２に曝射信号Ｃ１を送信し、無線通信部２７２が曝射信号Ｃ１を受信すると、放射線電荷変換部３０４のバイアス電極３４６に撮像バイアス（例えば，−２０Ｖ）を印加して撮像準備期間に入る。そして、曝射信号Ｃ１の送信を開始してから、所定時間が経過すると、放射線発生装置４００の放射線源４３０はＸ線を射出する。従って、撮像者は曝射誘導信号等が発せられるのを監視したり、曝射誘導信号に合わせたタイミングで放射線発生スイッチの操作をしたりする必要がないので、撮像時において、電磁波の照射のタイミングの点で撮像者を精神的に拘束することは少ない。
【００９８】
上記実施の形態では、放射線源４３０から射出したＸ線は、電子カセッテ２００の放射線検知器２８０によって検知され、放射線検知器２８０から送信される放射線検知信号Ｃ２の立ち上がりによって、全ての薄膜トランジスタ３２０をオフにして、撮像を開始する。上述したように、本実施の形態では、薄膜トランジスタ３２０にノーマリーオン型のトランジスタを使用し、待機中の撮像準備状態では、全ての薄膜トランジスタ３２０のゲート電極に０Ｖを印加しており、ゲート電圧走査がないので、放射線源４３０から射出したＸ線を放射線検知器２８０によって検知した放射線検知信号Ｃ２の立ち上がりによって、全ての薄膜トランジスタ３２０をオフにして、撮像を開始しても、撮像前の待機中の撮像準備のタイミングと撮像タイミングのずれによるアーティファクトの発生がなく、安定した画像情報が得られる。
【００９９】
なお、上記実施の形態では、無線通信部２７２が無線通信により曝射信号Ｃ１を受信すると、放射線電荷変換部３０４のバイアス電極３４６に撮像バイアス（例えば，−２０Ｖ）を印加して撮像準備期間に入ったが、任意のタイミングで放射線電荷変換部３０４のバイアス電極３４６に撮像バイアス（例えば，−２０Ｖ）を印加して撮像準備期間に入るようにすることもできる。上記実施の形態では、薄膜トランジスタ３２０にノーマリーオン型のトランジスタを使用し、待機中の撮像準備状態では、全ての薄膜トランジスタ３２０のゲート電極に０Ｖを印加しているので、放射線電荷変換部３０４のバイアス電極３４６に撮像バイアス（例えば，−２０Ｖ）を印加して撮像準備期間に入った後に、放射線電荷変換部３０４が安定する時間以上の時間が経過した後は、いつ撮像を開始しても、撮像前の待機中の撮像準備のタイミングと撮像タイミングのずれによるアーティファクトの発生がなく、安定した画像情報が得られる。
【０１００】
但し、上記実施の形態で使用した有機光電変換層３４０は、撮像バイアスを印加したままにしておくと特性が変動してくる。このような撮像バイアスを印加しておくと、特性が変動するような光電変換膜を使用する場合には、なるべく撮像直前に撮像バイアスを印加して撮像準備期間に入った方がいいので、撮像前に無線通信により曝射信号Ｃ１を送信して曝射信号Ｃ１を受信すると撮像準備期間に入る方式の方が好ましい。
【０１０１】
また、このように撮像前に無線通信により曝射信号Ｃ１を送信して曝射信号Ｃ１を受信すると撮像準備期間に入る方式の場合には、曝射信号Ｃ１の立ち上がりからＸ線の照射が始まるまでの時間情報を無線通信により曝射信号Ｃ１と合わせて送信すれば、その時間情報によって、撮像を開始してもよい。その場合には、放射線検知器２８０から送信される放射線検知信号Ｃ２に応じて撮像を開始する方式としなくても、撮像前の待機中の撮像準備のタイミングと撮像タイミングのずれによるアーティファクトの発生を抑制できる。薄膜トランジスタ３２０にノーマリーオン型のトランジスタを使用し、待機中の撮像準備状態では、全ての薄膜トランジスタ３２０のゲート電極に０Ｖを印加する方式ではなく、ノーマリーオフ型のトランジスタを使用し、待機中の撮像準備状態では、薄膜トランジスタ３２０のゲート電極に正電圧と負電圧とを繰り返し印加する方式であっても、撮像前の待機中の撮像準備のタイミングと撮像タイミングのずれによるアーティファクトの発生を抑制できる。
【０１０２】
また、上記実施の形態では、Ｘ線の停止は、電子カセッテ２００の放射線検知器２８０によって検知され、放射線検知器２８０による放射線検知信号Ｃ２の立ち下がりを検出してから所定期間経過後に、読出を開始したが、無線通信により曝射信号Ｃ１と合わせて撮像時間情報を送信すれば、それに基づいて読出を開始しても良い。
【０１０３】
なお、放射線電荷変換部３４６のバイアス電極に撮像バイアスを印加開始するタイミング、全ての薄膜トランジスタ３２０をオフにして、蓄積容量３３０への蓄積を開始するタイミングおよび１行目の薄膜トランジスタ３２０をオンにして読出を開始するタイミングに基づいて、画像からオフセット（暗電流蓄積）を補正することが好ましい。
【０１０４】
上記実施の形態の薄膜トランジスタ３２０の活性層３２８には、ＩＧＺＯを使用したが、他の酸化物半導体、例えば、ＩＺＯ（In-Zn-Oxide）等の酸化物半導体を使用することもできる。これらの酸化物を使用すれば、オン電流がおおきいノーマリーオン型のトランジスタが簡単に作れ、しかもオフバイアスのときのオフ電流は非常に低いものとすることができ、高いオンオフ比のトランジスタを実現することができる。酸化物のなかでも、ＩＧＺＯが閾値電圧の制御や環境安定性に優れているので、特に好ましく使用される。なお、ノーマリーオン型の薄膜トランジスタ３２０の活性層３２８に、アモルファスＳｉを用いることもできるが、高濃度にドーピングしないとノーマリーオン型にはならず、そうするとオフ電流が大きくなってオンオフ比があまりとれない等、ノーマリーオン動作と低いＯＦＦ電流の両立が困難であり、あまり好ましくない。
【０１０５】
上記実施の形態の光電変換層３４０には、有機光電変換膜を使用したが、アモルファスＳｉやアモルファスＳｅを用いることもできる。光電変換層３２０に、アモルファスＳｉやアモルファスＳｅを用いた場合には、撮像前の待機期間から、撮像準備期間、撮像期間、読出期間の全てにわたって、撮像電圧を印加しておく。アモルファスＳｉやアモルファスＳｅを用いた場合には、電圧を印加し続けないと安定しないので、撮像電圧を印加し続ける方が好ましい。
【０１０６】
これに対して、有機光電変換膜の場合は、光電変換層３４０の両側の電荷収集電極３３６とバイアス電極３４６とを短絡しておく状態が長いほど安定である。また、撮像しないときはできるだけ短絡状態にしておいた方が電力を消費しない。さらに、有機光電変換膜の場合は、アモルファスＳｉやアモルファスＳｅの場合に比べて暗電流そのものが少ないので、バイアス電極３４６に撮像バイアスを印加してから安定するまでの時間もより短い。上記実施の形態では、撮像前の待機期間においては、全ての薄膜トランジスタ３２０のゲートに０Ｖを印加し、放射線電荷変換部３０４のバイアス電極３４６に０Ｖを印加しておき、各信号線２２８を接地電位３０２に接続しているので、電荷収集電極３３６とバイアス電極３４６とは短絡状態となっている。
【０１０７】
上記実施の形態の蛍光体シート１２６や第２の実施の形態の蛍光体層３５０には、ガドリニウム硫酸化物（ＧＯＳ：Ｔｂ）を使用したが、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ：Ｔｌ）を好ましく使用される。
【０１０８】
上記実施の形態では、蛍光体層３５０を使用したが、これらのシンチレータを使用しなければ、上記実施の形態の間接変換型放射線撮像システム１００は、可視光の密着型光撮像装置等の可視光の撮像システムとして使用できる。
【０１０９】
上記実施の形態の電荷輸送層３４２は、電荷発生層３４４に電荷を発生させる電磁波に対して透明な層であり、電荷発生層に電荷を発生させる電磁波によっては、電荷輸送層には、電荷は発生しない。
【０１１０】
なお、上記実施の形態の電荷発生層３４４は、電荷発生剤とポリマーバインダーとを構成成分として含有するが、電荷発生剤としては、例えば金属フタロシアニン、無金属フタロシアニン等のフタロシアニン染料またはフタロシアニン顔料、ナフタロシアニン染料またはナフタロシアニン顔料、インジゴ染料、キナクリドン染料、アントラキノン染料、例えばジブロモアントアントロンのようなアントアントロン染料、ペリレン染料、例えばモノアゾ染料、ビスアゾ染料、トリスアゾ染料などのアゾ染料、シアニン染料等が好ましく用いられる。
【０１１１】
電荷発生層３４４に使用されるポリマーバインダーとしては、ポリビニルブチラール等が挙げられる。
【０１１２】
電荷発生剤とポリマーバインダーの比率は、前者：後者の質量比で８０：２０〜２０：８０の範囲から選ばれることが感度安定性と経時安定性の両立という理由から好ましい。より好ましくは、４５：５５〜２５：７５の範囲から選ばれる。
ポリマーバインダーの溶剤に溶解した溶液中に電荷発生剤を分散させた分散液を準備し、これをスピンコートし、乾燥（ベークとも言う。）して溶剤を蒸発させて電荷発生層３４４が形成される。
【０１１３】
上記実施の形態の電荷輸送層３４２は、電荷輸送剤およびポリマーバインダーを構成成分として含有する。
【０１１４】
電荷輸送剤としては、正孔輸送物質として知られているものが好ましく使用される。例えば、トリアリールアミン化合物、ベンジジン化合物、ピラゾリン化合物、スチリルアミン化合物、ヒドラゾン化合物、トリフェニルメタン化合物、カルバゾール化合物、ポリシラン化合物、チオフェン化合物、フタロシアニン化合物、シアニン化合物、メロシアニン化合物、オキソノール化合物、ポリアミン化合物、インドール化合物、ピロール化合物、ピラゾール化合物、ポリアリーレン化合物、縮合芳香族炭素環化合物（ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、テトラセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、フルオランテン誘導体）、含窒素ヘテロ環化合物を配位子として有する金属錯体等を用いることができる。なお、これらに限らず、電荷発生剤として用いた有機化合物よりもイオン化ポテンシャルの小さい有機化合物であれば、電荷輸送剤として用いることができる。
【０１１５】
電荷輸送層３４２に使用されるポリマーバインダーとしては、例えばポリカーボネート、ポリビニルブチラール、アクリル酸エステルのホモポリマーまたは他の共重合性モノマーとのコポリマー、メタクリル酸エステルのホモポリマーまたは他の共重合性モノマーとのコポリマー、スチレンのホモポリマーまたは他の共重合性モノマー、例えばアクリロニトリルなど、とのコポリマー、ポリスルホン等が挙げられる。
【０１１６】
電荷輸送層は、電荷輸送剤とポリマーバインダーを溶剤に溶解した溶液を準備し、これを電荷発生層上に、例えばディップコート、スピンコート等により塗布し、ベークして溶剤を蒸発させることにより形成される。
【０１１７】
以上、本発明の種々の典型的な実施の形態を説明してきたが、本発明はそれらの実施の形態に限定されない。従って、本発明の範囲は、次の特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。
【符号の説明】
【０１１８】
５０ 被検体
１００ 間接変換型放射線撮像システム
２００ 電子カセッテ
２１０ カセッテ制御部
２１２ ＣＰＵ
２１４ メモリー
２１６ 記憶部
２２０ 放射線検出部
２２２ 基板
２２６ ゲート配線
２２８ 信号配線
２４２ ゲート線ドライバー
２４４ 信号処理部
２４６ バイアス電圧印加回路
２４８ 画像メモリー
２５０ 切替部
２５２ 切替回路
２６０ 切替部
２６２ 切替回路
２７２ 無線通信部
２７４ 電源
２７６ バイアス電圧印加回路
２８０ 放射線検知器
２８２ 放射線電荷変換器
２８４ 検知器
３００ 画素部
３０２ 接地電位
３０４ 放射線電荷変換部
３１０ 可撓性基板
３１２ 高分子下引き層
３１４ 誘電体層
３１６ 層間絶縁膜
３２０ 薄膜トランジスタ
３２２ ゲート電極
３２４ ドレイン電極
３２６ ソース電極
３２８ 活性層
３２９ 保護層
３３０ 蓄積容量
３３２ 蓄積容量下部電極
３３４ 蓄積容量上部電極
３３６ 電荷収集電極（下部電極）
３３８ 層間絶縁膜
３３９ コンタクトホール
３４０ 有機光電変換層
３４２ 電荷輸送層
３４４ 電荷発生層
３４６ バイアス電極
３５０ 蛍光体層
４００ 放射線発生装置
４０２ ＣＰＵ
４０４ ＲＯＭ
４０６ ＲＡＭ
４０８ ＨＤＤ
４１０ 無線通信部
４１２ ディスプレイドライバー
４１４ ディスプレイ
４１６ 操作入力検出部
４１８ 操作パネル
４２０ 画像信号出力部
４３０ 放射線源
４３１ Ｘ線
４３２ 線源制御部
４５０ 表示装置
４５２ 表示部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁波を発生する電磁波発生装置と、電磁波の照射を受けて、電磁波に担持されている情報を検出する電磁波情報検出装置とを備える電磁波情報検出システムであって、
前記電磁波情報検出装置は、
少なくとも前記電磁波の受け始めを検知して電磁波検知開始信号を送信する電磁波検知手段と、
第１の電極と、
複数の第２の電極と、
前記第１の電極と前記複数の第２の電極との間に設けられた光電変換層と、
前記複数の第２の電極にそれぞれ接続された複数のノーマリーオン型の電界効果型トランジスタと、
前記複数のトランジスタのゲート電圧を制御するゲート電圧制御手段と、
前記第１の電極に所定の電位を供与する電位供与手段と、
前記電磁波検知手段に接続された制御手段であって、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段とを制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、予め前記第１の電極に撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲート電圧を−０．５Ｖ以上０．５Ｖ以下の電圧とし、前記電磁波検知手段から送信された前記電磁波検知開始信号を受信すると、前記第１の電極に前記撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲートにオフ電圧を供給して撮像を開始するよう、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段とを制御する電磁波情報検出システム。
【請求項２】
前記電磁波検知手段は、前記電磁波の受け始めと終了とを検知して電磁波検知開始と電磁波検知終了の情報を有する電磁波検知信号を送信する電磁波検知手段であり、
前記制御手段は、予め前記第１の電極に撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲート電圧を−０．５Ｖ以上０．５Ｖ以下の電圧とし、前記電磁波検知手段から送信された前記電磁波検知信号によって電磁波検知開始情報を受信すると、前記第１の電極に前記撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲートにオフ電圧を供給して撮像を開始し、前記電磁波検知手段から送信された前記電磁波検知信号によって電磁波検知終了情報を受信してから所定期間が経過すると、前記複数のトランジスタのゲートに順次オン電圧を供給して読出動作を行うように、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段とを制御する請求項１記載の電磁波情報検出システム。
【請求項３】
前記ノーマリーオン型の電界効果型トランジスタの活性層が酸化物半導体である請求項１または２記載の電磁波情報検出システム。
【請求項４】
前記酸化物半導体がＩＧＺＯである請求項３記載の電磁波情報検出システム。
【請求項５】
前記光電変換層は、電磁波の照射を受けることにより正と負の電荷を発生する電荷発生剤に有機化合物を使用した電荷発生層と、前記電荷発生層で発生した正の電荷のみを輸送する電荷輸送剤に有機化合物を使用した電荷輸送層とを備えている請求項１〜４のいずれか一項に記載の電磁波情報検出システム。
【請求項６】
前記電磁波情報検出装置は前記複数のノーマリーオン型の電界効果型トランジスタに接続された信号配線と、前記信号配線を所定の基準電位に接続する接続手段とをさらに備え、
前記制御手段は、予め前記第１の電極に撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲート電圧を−０．５Ｖ以上０．５Ｖ以下の電圧とする前の待機期間に、前記複数のトランジスタのゲート電圧を０Ｖとすると共に、前記第１の電極に前記所定の基準電位を供与し、前記信号配線を前記所定の基準電位に接続するよう、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段と前記接続手段とを制御する請求項５記載の電磁波情報検出システム。
【請求項７】
前記電磁波情報検出装置は、前記複数の第２の電極にそれぞれ接続された複数の蓄積容量をさらに備え、前記撮像を開始すると、前記電荷発生層で発生した負の電荷を前記蓄積容量に蓄積する請求項１〜６のいずれか一項に記載の電磁波情報検出システム。
【請求項８】
放射線を前記放射線よりも波長の長い前記電磁波に変換する放射線変換層をさらに備える請求項１〜７のいずれか一項に記載の電磁波情報検出システム。
【請求項９】
少なくとも電磁波の受け始めを検知して電磁波検知開始信号を送信する電磁波検知手段と、
第１の電極と、
複数の第２の電極と、
前記第１の電極と前記複数の第２の電極との間に設けられた光電変換層と、
前記複数の第２の電極にそれぞれ接続された複数のノーマリーオン型の電界効果型トランジスタと、
前記複数のトランジスタのゲート電圧を制御するゲート電圧制御手段と、
前記第１の電極に所定の電位を供与する電位供与手段と、
電磁波検知手段に接続された制御手段であって、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段とを制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、予め前記第１の電極に撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲート電圧を−０．５Ｖ以上０．５Ｖ以下の電圧とし、前記電磁波検知手段から送信された前記電磁波検知開始信号を受信すると、前記第１の電極に前記撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲートにオフ電圧を供給して撮像を開始するよう、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段とを制御する電磁波情報検出装置。
【請求項１０】
前記電磁波検知手段は、前記電磁波の受け始めと終了とを検知して電磁波検知開始と電磁波検知終了の情報を有する電磁波検知信号を送信する電磁波検知手段であり、
前記制御手段は、予め前記第１の電極に撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲート電圧を−０．５Ｖ以上０．５Ｖ以下の電圧とし、前記電磁波検知手段から送信された前記電磁波検知信号によって電磁波検知開始情報を受信すると、前記第１の電極に前記撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲートにオフ電圧を供給して撮像を開始し、前記電磁波検知手段から送信された前記電磁波検知信号によって電磁波検知終了情報を受信してから所定期間が経過すると、前記複数のトランジスタのゲートに順次オン電圧を供給して読出動作を行うように、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段とを制御する請求項９記載の電磁波情報検出装置。
【請求項１１】
前記ノーマリーオン型の電界効果型トランジスタの活性層が酸化物半導体である請求項９または１０記載の電磁波情報検出装置。
【請求項１２】
前記酸化物半導体がＩＧＺＯである請求項１１記載の電磁波情報検出装置。
【請求項１３】
前記光電変換層は、電磁波の照射を受けることにより正と負の電荷を発生する電荷発生剤に有機化合物を使用した電荷発生層と、前記電荷発生層で発生した正の電荷のみを輸送する電荷輸送剤に有機化合物を使用した電荷輸送層とを備えている請求項９〜１２のいずれか一項に記載の電磁波情報検出装置。
【請求項１４】
前記電磁波情報検出装置は前記複数のノーマリーオン型の電界効果型トランジスタに接続された信号配線と、前記信号配線を所定の基準電位に接続する接続手段とをさらに備え、
前記制御手段は、予め前記第１の電極に撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲート電圧を−０．５Ｖ以上０．５Ｖ以下の電圧とする前の待機期間に、前記複数のトランジスタのゲート電圧を０Ｖとすると共に、前記第１の電極に前記所定の基準電位を供与し、前記信号配線を前記所定の基準電位に接続するよう、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段と前記接続手段とを制御する請求項１３記載の電磁波情報検出装置。
【請求項１５】
前記電磁波情報検出装置は、前記複数の第２の電極にそれぞれ接続された複数の蓄積容量をさらに備え、前記撮像を開始すると、前記電荷発生層で発生した負の電荷を前記蓄積容量に蓄積する請求項９〜１４のいずれか一項に記載の電磁波情報検出装置。
【請求項１６】
放射線を前記放射線よりも波長の長い前記電磁波に変換する放射線変換層をさらに備える請求項９〜１４のいずれか一項に記載の電磁波情報検出装置。
【請求項１７】
少なくとも電磁波の受け始めを検知して電磁波検知開始信号を送信する電磁波検知手段と、
第１の電極と、
複数の第２の電極と、
前記第１の電極と前記複数の第２の電極との間に設けられた光電変換層と、
前記複数の第２の電極にそれぞれ接続された複数のノーマリーオン型の電界効果型トランジスタと、
前記複数のトランジスタのゲート電圧を制御するゲート電圧制御手段と、
前記第１の電極に所定の電位を供与する電位供与手段と、
電磁波検知手段に接続された制御手段であって、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段とを制御する制御手段とを備える電磁波情報検出装置を使用して電磁波情報を検出する電磁波情報検出方法であって、
前記制御手段は、予め前記第１の電極に撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲート電圧を−０．５Ｖ以上０．５Ｖ以下の電圧とし、前記電磁波検知手段から送信された前記電磁波検知開始信号を受信すると、前記第１の電極に前記撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲートにオフ電圧を供給して撮像を開始するよう、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段とを制御する電磁波情報検出方法。
【請求項１８】
前記電磁波検知手段は、前記電磁波の受け始めと終了とを検知して電磁波検知開始と電磁波検知終了の情報を有する電磁波検知信号を送信する電磁波検知手段であり、
前記制御手段は、予め前記第１の電極に撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲート電圧を−０．５Ｖ以上０．５Ｖ以下の電圧とし、前記電磁波検知手段から送信された前記電磁波検知信号によって電磁波検知開始情報を受信すると、前記第１の電極に前記撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲートにオフ電圧を供給して撮像を開始し、前記電磁波検知手段から送信された前記電磁波検知信号によって電磁波検知終了情報を受信してから所定期間が経過すると、前記複数のトランジスタのゲートに順次オン電圧を供給して読出動作を行うように、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段とを制御する請求項１７記載の電磁波情報検出方法。
【請求項１９】
前記ノーマリーオン型の電界効果型トランジスタの活性層が酸化物半導体である請求項１７または１８記載の電磁波情報検出方法。
【請求項２０】
前記酸化物半導体がＩＧＺＯである請求項１９記載の電磁波情報検出方法。
【請求項２１】
前記光電変換層は、電磁波の照射を受けることにより正と負の電荷を発生する電荷発生剤に有機化合物を使用した電荷発生層と、前記電荷発生層で発生した正の電荷のみを輸送する電荷輸送剤に有機化合物を使用した電荷輸送層とを備えている請求項１７〜２０のいずれか一項に記載の電磁波情報検出方法。
【請求項２２】
前記電磁波情報検出装置は前記複数のノーマリーオン型の電界効果型トランジスタに接続された信号配線と、前記信号配線を所定の基準電位に接続する接続手段とをさらに備え、
前記制御手段は、予め前記第１の電極に撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲート電圧を−０．５Ｖ以上０．５Ｖ以下の電圧とする前の待機期間に、前記複数のトランジスタのゲート電圧を０Ｖとすると共に、前記第１の電極に前記所定の基準電位を供与し、前記信号配線を前記所定の基準電位に接続するよう、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段と前記接続手段とを制御する請求項２１記載の電磁波情報検出方法。
【請求項２３】
前記電磁波情報検出装置は、前記複数の第２の電極にそれぞれ接続された複数の蓄積容量をさらに備え、前記撮像を開始すると、前記電荷発生層で発生した負の電荷を前記蓄積容量に蓄積する請求項１７〜２２のいずれか一項に記載の電磁波情報検出方法。
【請求項２４】
放射線を前記放射線よりも波長の長い前記電磁波に変換する放射線変換層をさらに備える請求項１７〜２３のいずれか一項に記載の電磁波情報検出方法。
【請求項１】
電磁波を発生する電磁波発生装置と、電磁波の照射を受けて、電磁波に担持されている情報を検出する電磁波情報検出装置とを備える電磁波情報検出システムであって、
前記電磁波情報検出装置は、
少なくとも前記電磁波の受け始めを検知して電磁波検知開始信号を送信する電磁波検知手段と、
第１の電極と、
複数の第２の電極と、
前記第１の電極と前記複数の第２の電極との間に設けられた光電変換層と、
前記複数の第２の電極にそれぞれ接続された複数のノーマリーオン型の電界効果型トランジスタと、
前記複数のトランジスタのゲート電圧を制御するゲート電圧制御手段と、
前記第１の電極に所定の電位を供与する電位供与手段と、
前記電磁波検知手段に接続された制御手段であって、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段とを制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、予め前記第１の電極に撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲート電圧を−０．５Ｖ以上０．５Ｖ以下の電圧とし、前記電磁波検知手段から送信された前記電磁波検知開始信号を受信すると、前記第１の電極に前記撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲートにオフ電圧を供給して撮像を開始するよう、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段とを制御する電磁波情報検出システム。
【請求項２】
前記電磁波検知手段は、前記電磁波の受け始めと終了とを検知して電磁波検知開始と電磁波検知終了の情報を有する電磁波検知信号を送信する電磁波検知手段であり、
前記制御手段は、予め前記第１の電極に撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲート電圧を−０．５Ｖ以上０．５Ｖ以下の電圧とし、前記電磁波検知手段から送信された前記電磁波検知信号によって電磁波検知開始情報を受信すると、前記第１の電極に前記撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲートにオフ電圧を供給して撮像を開始し、前記電磁波検知手段から送信された前記電磁波検知信号によって電磁波検知終了情報を受信してから所定期間が経過すると、前記複数のトランジスタのゲートに順次オン電圧を供給して読出動作を行うように、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段とを制御する請求項１記載の電磁波情報検出システム。
【請求項３】
前記ノーマリーオン型の電界効果型トランジスタの活性層が酸化物半導体である請求項１または２記載の電磁波情報検出システム。
【請求項４】
前記酸化物半導体がＩＧＺＯである請求項３記載の電磁波情報検出システム。
【請求項５】
前記光電変換層は、電磁波の照射を受けることにより正と負の電荷を発生する電荷発生剤に有機化合物を使用した電荷発生層と、前記電荷発生層で発生した正の電荷のみを輸送する電荷輸送剤に有機化合物を使用した電荷輸送層とを備えている請求項１〜４のいずれか一項に記載の電磁波情報検出システム。
【請求項６】
前記電磁波情報検出装置は前記複数のノーマリーオン型の電界効果型トランジスタに接続された信号配線と、前記信号配線を所定の基準電位に接続する接続手段とをさらに備え、
前記制御手段は、予め前記第１の電極に撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲート電圧を−０．５Ｖ以上０．５Ｖ以下の電圧とする前の待機期間に、前記複数のトランジスタのゲート電圧を０Ｖとすると共に、前記第１の電極に前記所定の基準電位を供与し、前記信号配線を前記所定の基準電位に接続するよう、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段と前記接続手段とを制御する請求項５記載の電磁波情報検出システム。
【請求項７】
前記電磁波情報検出装置は、前記複数の第２の電極にそれぞれ接続された複数の蓄積容量をさらに備え、前記撮像を開始すると、前記電荷発生層で発生した負の電荷を前記蓄積容量に蓄積する請求項１〜６のいずれか一項に記載の電磁波情報検出システム。
【請求項８】
放射線を前記放射線よりも波長の長い前記電磁波に変換する放射線変換層をさらに備える請求項１〜７のいずれか一項に記載の電磁波情報検出システム。
【請求項９】
少なくとも電磁波の受け始めを検知して電磁波検知開始信号を送信する電磁波検知手段と、
第１の電極と、
複数の第２の電極と、
前記第１の電極と前記複数の第２の電極との間に設けられた光電変換層と、
前記複数の第２の電極にそれぞれ接続された複数のノーマリーオン型の電界効果型トランジスタと、
前記複数のトランジスタのゲート電圧を制御するゲート電圧制御手段と、
前記第１の電極に所定の電位を供与する電位供与手段と、
電磁波検知手段に接続された制御手段であって、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段とを制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、予め前記第１の電極に撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲート電圧を−０．５Ｖ以上０．５Ｖ以下の電圧とし、前記電磁波検知手段から送信された前記電磁波検知開始信号を受信すると、前記第１の電極に前記撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲートにオフ電圧を供給して撮像を開始するよう、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段とを制御する電磁波情報検出装置。
【請求項１０】
前記電磁波検知手段は、前記電磁波の受け始めと終了とを検知して電磁波検知開始と電磁波検知終了の情報を有する電磁波検知信号を送信する電磁波検知手段であり、
前記制御手段は、予め前記第１の電極に撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲート電圧を−０．５Ｖ以上０．５Ｖ以下の電圧とし、前記電磁波検知手段から送信された前記電磁波検知信号によって電磁波検知開始情報を受信すると、前記第１の電極に前記撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲートにオフ電圧を供給して撮像を開始し、前記電磁波検知手段から送信された前記電磁波検知信号によって電磁波検知終了情報を受信してから所定期間が経過すると、前記複数のトランジスタのゲートに順次オン電圧を供給して読出動作を行うように、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段とを制御する請求項９記載の電磁波情報検出装置。
【請求項１１】
前記ノーマリーオン型の電界効果型トランジスタの活性層が酸化物半導体である請求項９または１０記載の電磁波情報検出装置。
【請求項１２】
前記酸化物半導体がＩＧＺＯである請求項１１記載の電磁波情報検出装置。
【請求項１３】
前記光電変換層は、電磁波の照射を受けることにより正と負の電荷を発生する電荷発生剤に有機化合物を使用した電荷発生層と、前記電荷発生層で発生した正の電荷のみを輸送する電荷輸送剤に有機化合物を使用した電荷輸送層とを備えている請求項９〜１２のいずれか一項に記載の電磁波情報検出装置。
【請求項１４】
前記電磁波情報検出装置は前記複数のノーマリーオン型の電界効果型トランジスタに接続された信号配線と、前記信号配線を所定の基準電位に接続する接続手段とをさらに備え、
前記制御手段は、予め前記第１の電極に撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲート電圧を−０．５Ｖ以上０．５Ｖ以下の電圧とする前の待機期間に、前記複数のトランジスタのゲート電圧を０Ｖとすると共に、前記第１の電極に前記所定の基準電位を供与し、前記信号配線を前記所定の基準電位に接続するよう、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段と前記接続手段とを制御する請求項１３記載の電磁波情報検出装置。
【請求項１５】
前記電磁波情報検出装置は、前記複数の第２の電極にそれぞれ接続された複数の蓄積容量をさらに備え、前記撮像を開始すると、前記電荷発生層で発生した負の電荷を前記蓄積容量に蓄積する請求項９〜１４のいずれか一項に記載の電磁波情報検出装置。
【請求項１６】
放射線を前記放射線よりも波長の長い前記電磁波に変換する放射線変換層をさらに備える請求項９〜１４のいずれか一項に記載の電磁波情報検出装置。
【請求項１７】
少なくとも電磁波の受け始めを検知して電磁波検知開始信号を送信する電磁波検知手段と、
第１の電極と、
複数の第２の電極と、
前記第１の電極と前記複数の第２の電極との間に設けられた光電変換層と、
前記複数の第２の電極にそれぞれ接続された複数のノーマリーオン型の電界効果型トランジスタと、
前記複数のトランジスタのゲート電圧を制御するゲート電圧制御手段と、
前記第１の電極に所定の電位を供与する電位供与手段と、
電磁波検知手段に接続された制御手段であって、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段とを制御する制御手段とを備える電磁波情報検出装置を使用して電磁波情報を検出する電磁波情報検出方法であって、
前記制御手段は、予め前記第１の電極に撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲート電圧を−０．５Ｖ以上０．５Ｖ以下の電圧とし、前記電磁波検知手段から送信された前記電磁波検知開始信号を受信すると、前記第１の電極に前記撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲートにオフ電圧を供給して撮像を開始するよう、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段とを制御する電磁波情報検出方法。
【請求項１８】
前記電磁波検知手段は、前記電磁波の受け始めと終了とを検知して電磁波検知開始と電磁波検知終了の情報を有する電磁波検知信号を送信する電磁波検知手段であり、
前記制御手段は、予め前記第１の電極に撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲート電圧を−０．５Ｖ以上０．５Ｖ以下の電圧とし、前記電磁波検知手段から送信された前記電磁波検知信号によって電磁波検知開始情報を受信すると、前記第１の電極に前記撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲートにオフ電圧を供給して撮像を開始し、前記電磁波検知手段から送信された前記電磁波検知信号によって電磁波検知終了情報を受信してから所定期間が経過すると、前記複数のトランジスタのゲートに順次オン電圧を供給して読出動作を行うように、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段とを制御する請求項１７記載の電磁波情報検出方法。
【請求項１９】
前記ノーマリーオン型の電界効果型トランジスタの活性層が酸化物半導体である請求項１７または１８記載の電磁波情報検出方法。
【請求項２０】
前記酸化物半導体がＩＧＺＯである請求項１９記載の電磁波情報検出方法。
【請求項２１】
前記光電変換層は、電磁波の照射を受けることにより正と負の電荷を発生する電荷発生剤に有機化合物を使用した電荷発生層と、前記電荷発生層で発生した正の電荷のみを輸送する電荷輸送剤に有機化合物を使用した電荷輸送層とを備えている請求項１７〜２０のいずれか一項に記載の電磁波情報検出方法。
【請求項２２】
前記電磁波情報検出装置は前記複数のノーマリーオン型の電界効果型トランジスタに接続された信号配線と、前記信号配線を所定の基準電位に接続する接続手段とをさらに備え、
前記制御手段は、予め前記第１の電極に撮像用の電位を供与すると共に前記複数のトランジスタのゲート電圧を−０．５Ｖ以上０．５Ｖ以下の電圧とする前の待機期間に、前記複数のトランジスタのゲート電圧を０Ｖとすると共に、前記第１の電極に前記所定の基準電位を供与し、前記信号配線を前記所定の基準電位に接続するよう、前記ゲート電圧制御手段と前記電位供与手段と前記接続手段とを制御する請求項２１記載の電磁波情報検出方法。
【請求項２３】
前記電磁波情報検出装置は、前記複数の第２の電極にそれぞれ接続された複数の蓄積容量をさらに備え、前記撮像を開始すると、前記電荷発生層で発生した負の電荷を前記蓄積容量に蓄積する請求項１７〜２２のいずれか一項に記載の電磁波情報検出方法。
【請求項２４】
放射線を前記放射線よりも波長の長い前記電磁波に変換する放射線変換層をさらに備える請求項１７〜２３のいずれか一項に記載の電磁波情報検出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−２１２３０９（Ｐ２０１１−２１２３０９Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８４３７７（Ｐ２０１０−８４３７７）
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【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２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【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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