JP5099000B2 - 可搬型放射線画像撮影装置および放射線画像撮影システム - Google Patents

Description

本発明は、可搬型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、放射線検出素子内に蓄積された余分な電荷を放出させる放射線検出素子のリセット処理を行う可搬型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。

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

このタイプの放射線画像撮影装置はＦＰＤ（Flat Panel Detector）として知られており、従来は支持台（或いはブッキー装置）と一体的に形成されていた（例えば特許文献１参照）。しかし、近年、放射線検出素子等をハウジングに収納して可搬とされた可搬型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）。これらの可搬型放射線画像撮影装置では、バッテリが内蔵されている。

ところで、可搬型放射線画像撮影装置の内部構造は、後述する図３や図４等に示すように、通常、基板４上に互いに交差するように配設された複数の走査線５と複数の信号線６とで区画された各小領域ｒに、複数の放射線検出素子７が二次元状（マトリクス状）に配列されて形成されている。そして、前述したように、放射線検出素子７では照射された放射線の線量に応じてその内部に電荷が発生し、各放射線検出素子７の電荷がそれぞれ読み出され、読み出し回路１７で電荷電圧変換され増幅される等して画像データとして取り出される。

しかし、可搬型放射線画像撮影装置に放射線が照射されない場合でも、放射線検出素子７自体の熱による熱励起等によりその内部で電荷が発生しており、その電荷はいわゆる暗電荷として各放射線検出素子７内に蓄積される。そして、各放射線検出素子７内にこの暗電荷が多量に存在する状態のまま放射線画像撮影を行うと、放射線の照射によって発生した上記の電荷を各放射線検出素子７から画像データとして読み出す際に、この多量の暗電荷が一緒に読み出されて画像データに大きなノイズ成分が重畳される状態になる。

この暗電荷によるノイズ成分を可能な限り除去するため、放射線画像撮影時には、通常、放射線画像撮影装置に対して放射線が照射される直前等に、放射線検出素子７内等に蓄積された暗電荷等の余分な電荷を除去するためのリセット処理が行われる。また、この放射線検出素子７のリセット処理は、上記のような放射線画像撮影時のみならず、必要に応じて適宜行われる。

放射線検出素子７のリセット処理においては、図３や図４等に示したように各走査線５に接続された各放射線検出素子７のスイッチ手段であるＴＦＴ８（Thin Film Transistor）のゲート電極８ｇに走査線５を介してオン電圧を印加してＴＦＴ８のゲートを開き、ＴＦＴ８を介して放射線検出素子７内に蓄積された余分な電荷を信号線６に放出させてリセット処理が行われる。

その際、例えば特許文献４に記載されているように、オン電圧を印加する走査線５を各ラインＬ１〜Ｌｘ（後述する図７等参照）ごと、或いは複数（例えば３本）のラインごとに順次切り替えながら、各放射線検出素子７から蓄積された余分な電荷を順次放出させるように構成することも可能である。しかし、放射線画像撮影装置内には、通常、数千〜数万本の走査線５が配列されているため、このように各走査線ごとにオン電圧を印加するのでは、放射線検出素子７のリセット処理に比較的大きな時間を要してしまうことになる。

また、このような場合に放射線検出素子７のリセット処理に要する時間を短縮するために、走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘにオン電圧を印加する時間を短縮すると、各放射線検出素子７から暗電荷等の余分な電荷が放出され切らないうちにＴＦＴ８がオフ状態となってしまい、各放射線検出素子７から余分な電荷を十分に除去できなくなる。

そこで、特許文献４にも記載されているように、走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘに同時にオン電圧を印加して全ＴＦＴ８を同時にオン状態として、各放射線検出素子７から一斉に蓄積された余分な電荷を放出させるように構成することが可能である。このように構成すれば、各放射線検出素子７から余分な電荷を十分に除去する時間を確保しつつ、全放射線検出素子７のリセット処理に要する時間を短縮することが可能となる。
特開平９−７３１４４号公報 特開２００６−０５８１２４号公報 特開平６−３４２０９９号公報 特開平９−１３１３３７号公報

ところで、放射線検出素子７の一方の電極（図７等に示す第１電極７４）には前述したスイッチ手段としてのＴＦＴ８が接続されており、リセット処理の際、放射線検出素子７に蓄積された電子・正孔のうち一方の電荷がＴＦＴ８を介して信号線６に流出する。また、放射線検出素子７の他方の電極（図７等に示す第２電極７８）には、放射線検出素子７にバイアス電圧を印加するためのバイアス線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。そして、リセット処理の際、放射線検出素子７に蓄積された電子・正孔の他方の電荷がバイアス線９に流出し、結線１０に集まってバイアス電源１４に流入する。

その場合、特に、放射線画像撮影装置の電源を投入した後など、各放射線検出素子７に電力を供給した後に行われる最初のリセット処理の際には、各放射線検出素子７に比較的大量の電子や正孔が蓄積されている場合がある。そして、その場合に、上記のように全走査線５に同時にオン電圧を印加してリセット処理を行うと、各放射線検出素子７からバイアス線９に蓄積された電荷が流出し、バイアス線９の結線１０に電荷が集まって大量の電流が流れる。

そして、放射線画像撮影装置が長年使用され、このようなバイアス線９や結線１０への大量の電荷の流出が繰り返されると、特に結線１０の部分に断線が生じてしまう場合があり、結線１０等が断線すると、各放射線検出素子７に適切なバイアス電圧が印加されなくなり、各放射線検出素子７の電極（図７等に示す電極７８）から余分な電荷が流出しなくなるため、放射線検出素子７で照射された放射線を的確に検出することができなくなる。

従来の支持台やブッキー装置と一体的に形成された放射線画像撮影装置（ＦＰＤ）では、支持台等を介してＦＰＤに常時電力が供給されるため、こまめにリセット処理を行うことが可能であり、各放射線検出素子７に大きな電荷が蓄積されないうちに電荷を放出させてバイアス線９や結線１０に流れる電流量を小さくすることで、結線１０等の断線を防止することが可能である。

しかし、バッテリが内蔵された可搬型の放射線画像撮影装置では、同様にリセット処理を頻繁に行うと、リセット処理で消費されるバッテリの電力量が増大し、バッテリが消耗してしまうという問題が生じる。そのため、可搬型の放射線画像撮影装置では、放射線画像撮影前などのように必要な場合にのみ放射線検出素子７のリセット処理を行うように構成せざるを得ないが、その場合には、上記のように結線１０等の断線の可能性が生じる。

そこで、可搬型放射線画像撮影装置においては、バッテリの消耗を防止しつつ、バイアス線９や結線１０等の断線を生じないように放射線検出素子７のリセット処理が行われることが求められる。しかも、放射線検出素子７のリセット処理においては、各放射線検出素子７から余分な電荷を確実に除去できることが求められる。

本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、バッテリの消耗およびバイアス線等の断線を防止し、かつ、放射線検出素子から余分な電荷を十分に除去可能な可搬型放射線画像撮影装置および放射線画像撮影システムを提供することを目的とする。

前記の問題を解決するために、本発明の可搬型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を備える検出部と、
前記各放射線検出素子に接続されたバイアス線と、
前記バイアス線を介して前記各放射線検出素子にバイアス電圧を印加するバイアス電源と、
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オン電圧が印加されると前記放射線検出素子内で発生した電荷を放出させ、接続された前記走査線にオフ電圧が印加されると前記放射線検出素子内で発生した電荷を前記放射線検出素子内に蓄積させるスイッチ手段と、
電源回路とゲートドライバとを備え、前記各走査線を介して前記スイッチ手段に印加する電圧を制御する走査駆動手段と、
を備え、
前記各手段に電力を供給するバッテリが内蔵されており、
前記走査駆動手段は、前記放射線検出素子内に蓄積された余分な電荷を放出させる前記放射線検出素子のリセット処理の際に、前記各走査線を介して前記スイッチ手段に印加する電圧を制御して、前記各放射線検出素子から前記バイアス線に流出する電流を制限することを特徴とする。

また、本発明の放射線画像撮影システムは、
外部と通信可能な通信手段を備えた本発明の可搬型放射線画像撮影装置と、
前記可搬型放射線画像撮影装置に放射線を照射する放射線源と、前記放射線源を起動させるとともに、前記放射線源に放射線の照射開始を指示する照射開始スイッチを備える操作卓と、を備える放射線発生装置と、
を備え、
前記可搬型放射線画像撮影装置の前記走査駆動手段は、前記通信手段を介して、前記操作卓から送信された前記放射線源の起動信号を受信すると、前記放射線検出素子のリセット処理を開始することを特徴とする。

本発明のような方式の可搬型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、異なる複数の電圧値のオン電圧を段階的に印加したり、短いパルス幅のオン電圧を複数回印加する等して、各走査線を介してスイッチ手段（ＴＦＴ）に印加する電圧を制御することで、後述する図１２（Ｂ）や図１６等に示すように、各放射線検出素子からバイアス線や結線に流出する電流が制限され、バイアス線や結線を流れる電流の電流量は、リセット処理時に最初から各スイッチ手段に通常のオン電圧を印加した場合（各図中の一点鎖線参照）に比べてそのピークが低くなる。

そのため、放射線検出素子のリセット処理が繰り返され、バイアス線や結線に多大な電流が流れることが繰り返されて結線等が断線する確率を確実に低下させることが可能となり、事実上、結線等の断線を防止することが可能となる。また、放射線検出素子のリセット処理を必要以上に頻繁に繰り返す必要がなくなるため、リセット処理を繰り返してバッテリの消費電力量が増大することを的確に防止して、バッテリの消耗を防止することが可能となる。

さらに、例えば全てのスイッチ素子を同時にオン状態として各放射線検出素子のリセット処理を同時に行うように構成すれば、各放射線検出素子から余分な電荷を十分に除去する時間を確保しつつ、全放射線検出素子のリセット処理に要する時間を短縮することが可能となる。

以下、本発明に係る可搬型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。

なお、以下、可搬型放射線画像撮影装置を単に放射線画像撮影装置と表す。また、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。

［放射線画像撮影装置］
［第１の実施の形態］
図１は、本実施形態に係る放射線画像撮影装置の外観斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。本実施形態に係る放射線画像撮影装置１は、図１や図２に示すように、筐体２内にシンチレータ３や基板４等が収納された可搬型（カセッテ型）の装置として構成されている。

筐体２は、少なくとも放射線の照射を受ける側の面Ｒ（以下、放射線入射面Ｒという。）が放射線を透過するカーボン板やプラスチック等の材料で形成されている。なお、図１や図２では、筐体２がフレーム板２Ａとバック板２Ｂとで形成された、いわゆる弁当箱型である場合が示されているが、筐体２を一体的に角筒状に形成した、いわゆるモノコック型とすることも可能である。

また、図１に示すように、筐体２の側面部分には、電源スイッチ３６や、ＬＥＤ等で構成されたインジケータ３７、図示しないバッテリ４１（後述する図７参照）の交換等のために開閉可能とされた蓋部材３８等が配置されている。また、本実施形態では、蓋部材３８の側面部には、外部と無線で通信するための通信手段であるアンテナ装置３９が埋め込まれている。

また、図２に示すように、筐体２の内部には、基板４の下方側に図示しない鉛の薄板等を介して基台３１が配置され、基台３１には、電子部品３２等が配設されたＰＣＢ基板３３や緩衝部材３４等が取り付けられている。なお、本実施形態では、基板４やシンチレータ３の放射線入射面Ｒには、それらを保護するためのガラス基板３５が配設されている。

シンチレータ３は、基板４の後述する検出部Ｐに貼り合わされるようになっている。シンチレータ３は、例えば、蛍光体を主成分とし、放射線の入射を受けると３００〜８００ｎｍの波長の電磁波、すなわち可視光を中心とした電磁波に変換して出力するものが用いられる。

基板４は、本実施形態では、ガラス基板で構成されており、図３に示すように、基板４のシンチレータ３に対向する側の面４ａ上には、複数の走査線５と複数の信号線６とが互いに交差するように配設されている。基板４の面４ａ上の複数の走査線５と複数の信号線６により区画された各小領域ｒには、それぞれ放射線検出素子７がそれぞれ設けられている。

このように、走査線５と信号線６で区画された各小領域ｒに二次元状に配列された複数の放射線検出素子７が設けられた領域ｒ全体、すなわち図３に一点鎖線で示される領域が検出部Ｐとされている。

本実施形態では、放射線検出素子７としてフォトダイオードが用いられているが、この他にも、例えばフォトトランジスタ等を用いることも可能である。各放射線検出素子７は、図３や図４の拡大図に示すように、スイッチ手段であるＴＦＴ８のソース電極８ｓに接続されている。また、ＴＦＴ８のドレイン電極８ｄは信号線６に接続されている。

そして、ＴＦＴ８は、後述する走査駆動手段１５により、接続された走査線５にオン電圧が印加され、ゲート電極８ｇにオン電圧が印加されるとオン状態となり、放射線検出素子７内で発生し蓄積されている電荷を信号線６に放出させるようになっている。また、ＴＦＴ８は、接続された走査線５にオフ電圧が印加され、ゲート電極８ｇにオフ電圧が印加されるとオフ状態となり、放射線検出素子７から信号線６への電荷の放出を停止して、放射線検出素子７内で発生した電荷を放射線検出素子７内に蓄積させるようになっている。

ここで、本実施形態における放射線検出素子７やＴＦＴ８の構造について、図５に示す断面図を用いて簡単に説明する。図５は、図４におけるＸ−Ｘ線に沿う断面図である。

基板４の面４ａ上に、ＡｌやＣｒ等からなるＴＦＴ８のゲート電極８ｇが走査線５と一体的に積層されて形成されており、ゲート電極８ｇ上および面４ａ上に積層された窒化シリコン（ＳｉＮ_ｘ）等からなるゲート絶縁層８１上のゲート電極８ｇの上方部分に、水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）等からなる半導体層８２を介して、放射線検出素子７の第１電極７４と接続されたソース電極８ｓと、信号線６と一体的に形成されるドレイン電極８ｄとが積層されて形成されている。

ソース電極８ｓとドレイン電極８ｄとは、窒化シリコン（ＳｉＮ_ｘ）等からなる第１パッシベーション層８３によって分割されており、さらに第１パッシベーション層８３は両電極８ｓ、８ｄを上側から被覆している。また、半導体層８２とソース電極８ｓやドレイン電極８ｄとの間には、水素化アモルファスシリコンにVI族元素をドープしてｎ型に形成されたオーミックコンタクト層８４ａ、８４ｂがそれぞれ積層されている。以上のようにしてＴＦＴ８が形成されている。

また、放射線検出素子７の部分では、基板４の面４ａ上に前記ゲート絶縁層８１と一体的に形成される絶縁層７１の上にＡｌやＣｒ等が積層されて補助電極７２が形成されており、補助電極７２上に前記第１パッシベーション層８３と一体的に形成される絶縁層７３を挟んでＡｌやＣｒ、Ｍｏ等からなる第１電極７４が積層されている。第１電極７４は、第１パッシベーション層８３に形成されたホールＨを介してＴＦＴ８のソース電極８ｓに接続されている。

第１電極７４の上には、水素化アモルファスシリコンにVI族元素をドープしてｎ型に形成されたｎ層７５、水素化アモルファスシリコンで形成された変換層であるｉ層７６、水素化アモルファスシリコンにIII族元素をドープしてｐ型に形成されたｐ層７７が下方から順に積層されて形成されている。

放射線画像撮影装置１の筐体２の放射線入射面Ｒから放射線が入射し、シンチレータ３で可視光等の電磁波に変換され、変換された電磁波が図中上方から照射されると、電磁波は放射線検出素子７のｉ層７６に到達して、ｉ層７６内で電子正孔対が発生する。放射線検出素子７は、このようにして、シンチレータ３から照射された電磁波を電荷に変換するようになっている。

また、ｐ層７７の上には、ＩＴＯ等の透明電極とされた第２電極７８が積層されて形成されており、照射された電磁波がｉ層７６等に到達するように構成されている。本実施形態では、以上のようにして放射線検出素子７が形成されている。なお、ｐ層７７、ｉ層７６、ｎ層７５の積層の順番は上下逆であってもよい。また、本実施形態では、放射線検出素子７として、上記のようにｐ層７７、ｉ層７６、ｎ層７５の順に積層されて形成されたいわゆるｐｉｎ型の放射線検出素子を用いる場合が説明されているが、これに限定されない。

放射線検出素子７の第２電極７８の上面には、第２電極７８を介して放射線検出素子７にバイアス電圧を印加するバイアス線９が接続されている。なお、放射線検出素子７の第２電極７８やバイアス線９、ＴＦＴ８側に延出された第１電極７４、ＴＦＴ８の第１パッシベーション層８３等、すなわち放射線検出素子７とＴＦＴ８の上面部分は、その上方側から窒化シリコン（ＳｉＮ_ｘ）等からなる第２パッシベーション層７９で被覆されている。

図３や図４に示すように、本実施形態では、それぞれ列状に配置された複数の放射線検出素子７に１本のバイアス線９が接続されており、各バイアス線９はそれぞれ信号線６に平行に配設されている。また、各バイアス線９は、基板４の検出部Ｐの外側の位置で１本の結線１０に結束されている。

本実施形態では、図３に示すように、各走査線５や各信号線６、バイアス線９の結線１０は、それぞれ基板４の端縁部付近に設けられた入出力端子（パッドともいう）１１に接続されている。各入出力端子１１には、図６に示すように、ＩＣ１２ａ等のチップが組み込まれたＣＯＦ（Chip On Film）１２が異方性導電接着フィルム（Anisotropic Conductive Film）や異方性導電ペースト（Anisotropic Conductive Paste）等の異方性導電性接着材料１３を介して接続されている。

また、ＣＯＦ１２は、基板４の裏面４ｂ側に引き回され、裏面４ｂ側で前述したＰＣＢ基板３３に接続されるようになっている。このようにして、放射線画像撮影装置１の基板４部分が形成されている。なお、図６では、電子部品３２等の図示が省略されている。

ここで、放射線画像撮影装置１の回路構成について説明する。図７は本実施形態に係る放射線画像撮影装置１の等価回路図であり、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図である。

前述したように、基板４の検出部Ｐの各放射線検出素子７は、その第２電極７８にそれぞれバイアス線９が接続されており、各バイアス線９は結線１０に結束されてバイアス電源１４に接続されている。バイアス電源１４は、結線１０および各バイアス線９を介して各放射線検出素子７の第２電極７８にそれぞれバイアス電圧を印加するようになっている。

また、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２２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制御するようになっている。なお、本実施形態では、バイアス線９の結線１０に、結線１０（バイアス線９）を流れる電流の電流量を検出する電流検出手段４３が設けられているが、これについては後で説明する。

また、本実施形態では、放射線検出素子７のｐ層７７側（図５参照）に第２電極７８を介してバイアス線９が接続されていることからも分かるように、バイアス電源１４からは、放射線検出素子７の第２電極７８にバイアス線９を介してバイアス電圧として放射線検出素子７の第１電極７４側にかかる電圧以下の電圧が印加されるようになっている。

各放射線検出素子７の第１電極７４はＴＦＴ８のソース電極８ｓ（図７、図８中ではＳと表記されている。）に接続されており、各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇ（図７、図８中ではＧと表記されている。）は、後述する走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂから延びる各走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘにそれぞれ接続されている。また、各ＴＦＴ８のドレイン電極８ｄ（図７、図８中ではＤと表記されている。）は各信号線６にそれぞれ接続されている。

走査駆動手段１５は、本実施形態では、電源回路１５ａとゲートドライバ１５ｂとを備えており、ゲートドライバ１５ｂに接続されている各走査線５を介してＴＦＴ８のゲート電極８ｇに印加する電圧を制御するようになっている。

具体的には、走査駆動手段１５の電源回路１５ａは、ゲートドライバ１５ｂから各走査線５に印加するオン電圧やオフ電圧の電圧値をそれぞれ所定の電圧値に設定して、ゲートドライバ１５ｂに供給するようになっている。また、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂは、パルス幅変調（Pulse Width Modulation：ＰＷＭ）により各走査線５に印加するオン電圧のパルス波のパルス幅やデューティ比を変調できるようになっている。

走査駆動手段１５から各走査線５を介したＴＦＴ８に対するオン電圧の印加のさせ方については後で詳しく説明する。

各信号線６は、読み出しＩＣ１６内に形成された各読み出し回路１７にそれぞれ接続されている。なお、読み出しＩＣ１６には所定個数の読み出し回路１７が設けられており、読み出しＩＣ１６が複数設けられることにより、信号線６の本数分の読み出し回路１７が設けられるようになっている。

読み出し回路１７は、増幅回路１８と、相関二重サンプリング（Correlated Double Sampling）回路１９と、アナログマルチプレクサ２１と、Ａ／Ｄ変換器２０とで構成されている。なお、図７や図８中では、相関二重サンプリング回路１９はＣＤＳと表記されている。また、図８中では、アナログマルチプレクサ２１は省略されている。

本実施形態では、増幅回路１８はチャージアンプ回路で構成されており、オペアンプ１８ａと、オペアンプ１８ａにそれぞれ並列にコンデンサ１８ｂおよび電荷リセット用スイッチ１８ｃが接続されて構成されている。また、増幅回路１８のオペアンプ１８ａの入力側の反転入力端子には信号線６が接続されており、増幅回路１８の入力側の非反転入力端子には初期電圧Ｖ_０が印加されるようになっている。なお、初期電圧Ｖ_０は適宜の値に設定される。

また、増幅回路１８の電荷リセット用スイッチ１８ｃは、後述する制御手段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の出力側から出力されるようになっている。

増幅回路１８は、このようにして、各放射線検出素子７から出力された電荷量に応じて電圧値を出力して電荷電圧変換して増幅するようになっている。また、電荷リセット用スイッチ１８ｃがオン状態とされると、増幅回路１８の入力側と出力側とが短絡されてコンデンサ１８ｂに蓄積された電荷が放電されて増幅回路１８がリセットされるようになっている。なお、増幅回路１８を、放射線検出素子７から出力された電荷に応じて電流を出力するように構成することも可能である。

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。

すなわち、相関二重サンプリング回路１９は、増幅回路１８がリセットされた後、電荷リセット用スイッチ１８ｃがオフ状態とされて、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始めた時点で制御手段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。

そして、その時点から所定時間経過した後、放射線検出素子７から放出された電荷がコンデンサ１８ｂに流入して蓄積された時点で制御手段２２から２回目のパルス信号を受信すると、その時点で再び増幅回路１８から出力されている電圧値を保持して、それらの電圧値の差分値を下流側に画像データとして出力するようになっている。

相関二重サンプリング回路１９から出力された各放射線検出素子７の画像データは、アナログマルチプレクサ２１に送信され、アナログマルチプレクサ２１から順次Ａ／Ｄ変換器２０に送信される。そして、Ａ／Ｄ変換器２０で順次デジタル値の画像データに変換されて記憶手段４０に出力されて順次保存されるようになっている。

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、制御手段２２には、ＤＲＡＭ（Dynamic ＲＡＭ）等で構成される記憶手段４０が接続されている。

また、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等の各部材に電力を供給するためのバッテリ４１が接続されている。このように、バッテリ４１は、放射線画像撮影装置１のハウジング２内に内蔵されており、バッテリ４１には、外部装置からバッテリ４１に電力を供給してバッテリ４１を充電する際の接続端子４２が取り付けられている。

前述したように、制御手段２２は、バイアス電源１４を制御してバイアス電源１４から各放射線検出素子７に印加するバイアス電圧を設定したり、読み出し回路１７の増幅回路１８の電荷リセット用スイッチ１８ｃのオン／オフを制御したり、相関二重サンプリング回路１９にパルス信号を送信して、そのサンプルホールド機能のオン／オフを制御する等の各種の処理を実行するようになっている。

また、制御手段２２は、放射線技師等の操作者により電源スイッチ３６が操作される等して手動で、或いは、外部装置からアンテナ装置３９を介して無線で、信号が入力されることにより、各部材に対する電力の供給状態を、放射線検出素子７等への電力の供給を停止して必要な部材にのみ電力を供給する省電力モード（sleepモード）と、放射線検出素子７等に電力を供給して放射線画像撮影を可能とする撮影可能モード（wake upモード）との間で切り替えることができるように構成されている。

省電力モードでは、放射線検出素子７等に電力が供給されないため、バッテリ４１の電力消費を抑制することができるが、放射線画像撮影を行うことはできない。また、撮影可能モードでは、放射線検出素子７等の各部材に電力が供給されて放射線検出が可能な状態となるが、バッテリ４１の電力が消費される。そのため、制御手段２２は、各部材に対する電力の供給状態を撮影可能モードに切り替えた後、所定時間経過しても放射線画像撮影装置１に放射線が照射されない場合には、各部材に対する電力の供給状態を省電力モードに切り替えるようになっている。

電流検出手段４３は、各バイアス線９が結束された結線１０内を流れる電流を検出するようになっている。本実施形態では、電流検出手段４３は、図示を省略するが、結線１０に直列に接続される所定の抵抗値を有する抵抗と、抵抗の両端子間の電圧を測定する差動アンプとを備えて構成されており、差動アンプで抵抗の両端子間の電圧を測定することで結線１０を流れる電流を電圧値に変換して検出するようになっている。

電流検出手段４３に備えられる前記抵抗としては、各バイアス線９や結線１０を流れる微弱な電流を増幅して電圧値に変換するために比較的大きな抵抗値を有する抵抗が用いられるようになっており、電流検出手段４３は、検出した結線１０の電流量に相当する電圧値を制御手段２２に出力するようになっている。

なお、例えば放射線画像撮影時の放射線照射によって放射線検出素子７内に蓄積された電荷を読み出す際に、バイアス線９や結線１０等にも電流が流れるが、電流検出手段４３の抵抗の抵抗値が比較的大きいと、バイアス線９や結線１０等を流れる電流の妨げとなる。

そのため、電流検出手段４３には前記抵抗の両端子間を短絡する図示しないスイッチが設けられており、制御手段２２は、通常の状態ではこのスイッチをオン状態として抵抗の両端子間を短絡させておき、バイアス線９や結線１０等に流れる電流量に相当する電圧値の情報が必要な場合等にスイッチをオフ状態に切り替えて、電流検出手段４３から検出した結線１０の電流量に相当する電圧値を制御手段２２や走査駆動手段１５に出力させるようになっている。

次に、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１の作用について説明するとともに、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１における走査駆動手段１５から各走査線５を介したＴＦＴ８に対するオン電圧の印加のさせ方について説明する。

放射線画像撮影装置１の制御手段２２（図７参照）は、放射線画像撮影を行うために操作者により手動で、或いは外部装置からアンテナ装置３９を介して無線で覚醒信号が入力されると、放射線画像撮影装置１の各部材に対する電力の供給状態を省電力モードから撮影可能モードに切り替える。

走査駆動手段１５の電源回路１５ａには、走査線５を介して各放射線検出素子７のスイッチ手段であるＴＦＴ８のゲート電極８ｇに印加するオフ電圧Ｖoff、すなわち各放射線検出素子７のＴＦＴ８を閉じるためのオフ電圧Ｖoffとして、例えば図９に示すように−１０［Ｖ］の電圧値を印加するように設定されている。

そして、制御手段２２は、各部材に対する電力の供給状態が省電力モードから撮影可能モードに切り替わると走査駆動手段１５に信号を送信し、走査駆動手段１５の電源回路１５ａは、制御手段２２から信号を受信すると、ゲートドライバ１５ｂに対してオフ電圧Ｖoffを設定する。そして、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂは、走査線５の全てのラインＬ１〜Ｌｘを介して全てのＴＦＴ８に対してオフ電圧Ｖoffを印加する（時刻Ｔ０）。

また、制御手段２２は、各部材に対する電力の供給状態が省電力モードから撮影可能モードに切り替わると、バイアス電源１４に信号を送信して、バイアス電源１４から各バイアス線９や結線１０を介して各放射線検出素子７に対して所定の電圧値のバイアス電圧を印加させる。

この後、各放射線検出素子７のリセット処理が行われるが、本実施形態では、このリセット処理の際、走査駆動手段１５は、走査線５の全てのラインＬ１〜Ｌｘを介して全てのＴＦＴ８に対して通常のオン電圧である例えば＋１５［Ｖ］のオン電圧Ｖon３を印加するのではなく、異なる複数の電圧値Ｖon１、Ｖon２、Ｖon３のオン電圧を印加し、オン電圧Ｖon１、Ｖon２、Ｖon３をリセット処理開始時から段階的に増加させるようにして（すなわち、Ｖon１＜Ｖon２＜Ｖon３）、各走査線５を介してＴＦＴ８のゲート電極８ｇに印加する電圧を制御して、各放射線検出素子７からバイアス線９や結線１０に流出する電流Ｉを制限するようになっている。

具体的には、図９に示すように、走査駆動手段１５の電源回路１５ａは、まず、ゲートドライバ１５ｂに対して第１のオン電圧Ｖon１を設定する。そして、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂは、走査線５の全てのラインＬ１〜Ｌｘを介して全てのＴＦＴ８に対して第１のオン電圧Ｖon１を印加する（時刻Ｔ１）。

そして、所定の時間が経過した後、走査駆動手段１５の電源回路１５ａは、続いて、ゲートドライバ１５ｂに対して第２のオン電圧Ｖon２を設定する。そして、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂは、走査線５の全てのラインＬ１〜Ｌｘを介して全てのＴＦＴ８に対して第２のオン電圧Ｖon２を印加する（時刻Ｔ２）。

そして、さらに所定の時間が経過した後、走査駆動手段１５の電源回路１５ａは、続いて、ゲートドライバ１５ｂに対して通常のオン電圧である第３のオン電圧Ｖon３を設定する。そして、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂは、走査線５の全てのラインＬ１〜Ｌｘを介して全てのＴＦＴ８に対して第３のオン電圧Ｖon３を印加する（時刻Ｔ３）。

なお、このように、本実施形態では、オン電圧をＶon１、Ｖon２、Ｖon３の３段階で引き上げる場合について説明するが、オン電圧を２段階で引き上げるように構成してもよく、或いは４段階以上で引き上げるように構成することも可能である。また、一旦引き上げたオン電圧を途中の段階で引き下げるように構成してもよく、オン電圧を何段階で引き上げるかや、その電圧値をどのように上下させるかは適宜決められる。

ゲート電極８ｇに第１のオン電圧Ｖon１が印加されるとＴＦＴ８がオン状態となり、各放射線検出素子７から第１電極７４付近に溜まっていた余分な電荷（本実施形態では電子）が信号線６にそれぞれ流出する。一方、各放射線検出素子７の反対側の電極である第２電極７８付近には第１電極７４付近に溜まっていた余分な電荷とは正負が反対の電荷（本実施形態では正孔）が溜まっているが、電荷（電子）の信号線６への流出にあわせて、その電荷（正孔）も各バイアス線９に流出し、結線１０を通ってバイアス電源１４に流れ込む。

しかし、本実施形態では、上記のように最初に印加される第１のオン電圧Ｖon１の電圧値は、第３のオン電圧Ｖon３である通常のオン電圧の電圧値（例えば＋１５［Ｖ］）よりも低い（図１０（Ａ）参照）。そのため、バイアス電源１４に流れ込む電流を電流検出手段４３でモニタすると、図１０（Ｂ）に示すように、第１のオン電圧Ｖon１が印加された場合も通常の電圧値のオン電圧（第３のオン電圧Ｖon３）が印加された場合も、各放射線検出素子７の第２電極７８からバイアス線９の結線１０に流れ込む電流Ｉは同様に上昇するが、第１のオン電圧Ｖon１が印加された場合（実線）には、通常の電圧値のオン電圧が印加された場合（一点鎖線）より低い値で電流Ｉの上昇が止まり、緩やかに下降し始める。

続いて、走査線５の全てのラインＬ１〜Ｌｘを介して全てのＴＦＴ８に対して印加されるオン電圧の電圧値が第２の電圧値Ｖon２に引き上げられると（図１１（Ａ）参照）、図１１（Ｂ）に示すように、バイアス線９の結線１０に流れ込む電流Ｉは再度上昇する。しかし、この場合も、印加される第２のオン電圧Ｖon２の電圧値は、第３のオン電圧Ｖon３である通常のオン電圧の電圧値（例えば＋１５［Ｖ］）よりも低いため、通常の電圧値のオン電圧が印加された場合（一点鎖線）より低い値で電流Ｉの上昇が止まり、緩やかに下降し始める。

そして、最後に、走査線５の全てのラインＬ１〜Ｌｘを介して全てのＴＦＴ８に対して印加されるオン電圧の電圧値が通常のオン電圧である第３の電圧値Ｖon３に引き上げられると（図１２（Ａ）参照）、図１２（Ｂ）に示すように、バイアス線９の結線１０に流れ込む電流Ｉは再度上昇する。しかし、この場合、第１のオン電圧Ｖon１が印加されていた時刻Ｔ１から時刻Ｔ２の間と、第２のオン電圧Ｖon２が印加されていた時刻Ｔ２から時刻Ｔ３の間に、各放射線検出素子７から既に多くの余分な電荷が流出してしまっている。

そのため、通常のオン電圧である第３のオン電圧Ｖon３が印加されても、電流Ｉは、通常の電圧値のオン電圧が印加された場合（一点鎖線）のピーク値までは上昇せず、それより低い値でピークとなり、その後は減少していく。

なお、各放射線検出素子７から余分な電荷が流出しても、前述したように、各放射線検出素子７内では熱励起等により暗電荷が発生し続けるため、電流Ｉは０［Ａ］まで下がらず、図１２（Ｂ）に示すように、各放射線検出素子７から流出する暗電荷の総和に相当する電流量Ｉｄまでしか減少しない。

また、このように電流検出手段４３により検出されるバイアス線９の結線１０を流れる電流の電流量Ｉが、蓄積電荷のない状態で各放射線検出素子７から流出する暗電荷の総和に相当する電流量Ｉｄ、或いはそれに近い値まで減少した時点で、全ＴＦＴ８に印加する電圧を第３のオン電圧Ｖon３からオフ電圧Ｖoffに切り替えて各ＴＦＴ８をオフ状態とするように構成することも可能である。

しかし、本実施形態では、放射線画像撮影の直前に行われる放射線検出素子７のリセット処理の場合には、後述するように、電流検出手段４３によるバイアス線９の結線１０を流れる電流の電流量Ｉの変化を監視して放射線画像撮影装置１に対する放射線の照射の開始を検出するように構成されており、バイアス線９の結線１０を流れる電流の電流量Ｉの変化を監視し易くするため、走査駆動手段１５は、時刻Ｔ３で走査線５の全てのラインＬ１〜Ｌｘを介して全てのＴＦＴ８に対して第３のオン電圧Ｖon３を印加した後、全ＴＦＴ８に印加する電圧を第３のオン電圧Ｖon３からオフ電圧Ｖoffに切り替えずに、図９に示したように、所定の時間が経過した時点（時刻Ｔ４）でＴＦＴ８に印加するオン電圧を第４の電圧値Ｖon４に低下させるようになっている。

そして、各走査線５を介して各ＴＦＴ８に対してこの低下させた第４のオン電圧Ｖon４を印加し続け、放射線画像撮影装置１に対する放射線の照射の開始が検出された時点（時刻Ｔ５）で全ＴＦＴ８に印加する電圧を第４のオン電圧Ｖon４からオフ電圧Ｖoffに切り替えるようになっている。以下、この点について説明する。

放射線画像撮影装置１に対する放射線の照射の開始（時刻Ｔ５）は、例えば放射線画像撮影装置１に放射線の線量を検出する放射線センサ等を取り付けておくことで検出することも可能であるが、本実施形態では、前述したように、電流検出手段４３によるバイアス線９の結線１０を流れる電流の電流量Ｉの変化を監視することにより放射線画像撮影装置１自体で検出するようになっている。

すなわち、放射線画像撮影装置１に放射線が照射されると、照射された放射線がシンチレータ３で可視光等の別の波長の電磁波に変換され、その電磁波が直下の放射線検出素子７に入射する。入射した電磁波は放射線検出素子７のｉ層７６（図５参照）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内には、バイアス電源１４からバイアス線９等を介して印加されたバイアス電圧により所定の電位勾配が形成されているため、放射線検出素子７内で発生した電子正孔対のうち、一方の電荷（本実施形態では電子）が第１電極７４側に移動する。また、この一方の電荷と等量の他方の電荷（本実施形態では正孔）は、放射線検出素子７の第２電極７８側に移動する。

その際、ＴＦＴ８がオン状態とされていれば、放射線検出素子７の第１電極７４からＴＦＴ８を介して電子が信号線６に流出し、それにあわせて、それと等量の正孔が放射線検出素子７の第２電極７８からバイアス線９に流出して結線１０中を流れ、電流検出手段４３で検出される。このように、放射線画像撮影装置１に対する放射線の照射が開始されると、バイアス線９の結線１０中を流れる電流の電流量Ｉが増加するため、電流検出手段４３により検出されるバイアス線９の結線１０を流れる電流の電流量Ｉの変化を監視し、電流量Ｉが増加したことを検出することで、放射線画像撮影装置１に対する放射線の照射の開始を検出することができる。

そのため、図９に示したように、時刻Ｔ３で全てのＴＦＴ８に対して第３のオン電圧Ｖon３を印加した後、引き続き、放射線画像撮影装置１に対する放射線の照射の開始が検出されるまで全ＴＦＴ８に印加する電圧を第３のオン電圧Ｖon３のまま維持するように構成することも可能である。

しかし、放射線検出素子７の製造段階では、ＴＦＴ８をオン状態とすると第１電極７４と第２電極７８との間があたかも導線で接続されているように電流が流れてしまう異常な放射線検出素子７が形成されてしまう。そして、そのような状況でＴＦＴ８に高い第３のオン電圧Ｖon３を印加し続けると、正常な放射線検出素子７では内部で発生する暗電荷に対応する僅かな電流が流れるだけであるが、異常な放射線検出素子７ではあたかも導通しているかのような大きい電流が流れるため、バッテリ４１の電力が浪費されてしまう。

そこで、本実施形態では、図９に示したように、走査駆動手段１５は、時刻Ｔ３で走査線５の全てのラインＬ１〜Ｌｘを介して全てのＴＦＴ８に対して第３のオン電圧Ｖon３を印加した後もＴＦＴ８にオン電圧を印加するが、そのオン電圧を、所定の時間が経過した時点（時刻Ｔ４）で第４の電圧値Ｖon４に低下させるようになっている。

この第４のオン電圧Ｖon４は、この第４のオン電圧Ｖon４をＴＦＴ８のゲート電極８ｇに印加してＴＦＴ８をオン状態とした場合にＴＦＴ８を流れ得るオン電流の電流量が、正常な放射線検出素子７に流れる、暗電流を含むリーク電流の電流量と同等、或いはそれを少し上回る量になるような電圧値に設定される。

そのため、正常な放射線検出素子７からは暗電荷に対応する僅かな電流が流出する状態となり、また、異常な放射線検出素子７についても、それから流出する電流量を、正常な放射線検出素子７に流れる暗電流を含むリーク電流の電流量と同量程度まで減少させることが可能となる。そして、バイアス線９の結線１０中を流れる電流Ｉを、各放射線検出素子７から流出する暗電荷の総和に相当する電流量Ｉｄ（図１２（Ｂ）参照）に近い値まで減少させることが可能となるため、バッテリ４１の電力の消費を抑制して、バッテリ４１の消耗を防止することが可能となる。

また、放射線の照射が開始されるまで、ＴＦＴ８に第４のオン電圧Ｖon４を印加し続けることで、放射線の照射が開始されるまでに各放射線検出素子７内で発生する暗電荷が各放射線検出素子７から流出して除去されるため、最終的に得られる画像データの中から、少なくとも放射線の照射開始までに発生するノイズ成分を的確に除去することが可能となる。

そして、図１３に示すように、電流検出手段４３により検出されるバイアス線９の結線１０中を流れる電流の電流量Ｉが増加することで放射線画像撮影装置１に対する放射線の照射の開始が検出されると、その時点（時刻Ｔ５）で、図９に示したように、全ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに印加する電圧を第４のオン電圧Ｖon４からオフ電圧Ｖoffに一斉に切り替える。

なお、時刻Ｔ５で放射線の照射が開始されたことが検出されて各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇにオフ電圧Ｖoffが印加されると、各ＴＦＴ８はオフ状態となり、各放射線検出素子７から電荷がほとんど流出しなくなる。

また、時刻Ｔ５以降も、放射線画像撮影のために放射線画像撮影装置１に対する放射線の照射が続き、放射線検出素子７内で電子正孔対が発生し続ける。

放射線検出素子７内で発生する電子正孔対は、電位勾配により電子が第１電極７４側に移動し、正孔が第２電極７８側に移動して分離されるが、放射線検出素子７から流出できなくなるため、放射線検出素子７内に蓄積される。そして、各放射線検出素子７内には、被写体を透過して当該放射線検出素子７に照射された放射線のエネルギ（本実施形態では、当該放射線がシンチレータ３に照射されシンチレータ３で変換された電磁波のエネルギ）に比例した電荷が蓄積される。

そして、放射線の照射が終了すると、走査駆動手段１５は、図１４に示すように、今度は、ゲートドライバ１５ｂから信号読み出し用のオン電圧Ｖon（本実施形態では第３の電圧値Ｖon３と同じ通常のオン電圧）を印加する走査線５のラインＬ１〜Ｌｘを順次切り替えて（すなわち走査して）、各放射線検出素子７から蓄積された電荷を読み出すようになっている。

その際、走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘに接続されているＴＦＴ８のゲート電極８ｇにオン電圧Ｖonが印加されると、放射線検出素子７の第１電極７４に蓄積された電子がＴＦＴ８を介して信号線６に放出され、読み出し回路１７（図７等参照）で電荷電圧変換されて増幅される等して画像データに変換され、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４０に保存される。

一方、放射線検出素子７の第１電極７４からの電子の流出にあわせて、放射線検出素子７の第２電極７８からは蓄積されていた正孔がバイアス線９に流出し、結線１０を流れてバイアス電源１４に流入する。なお、この放射線検出素子７からの電荷の読み出しの際には、バイアス線９や結線１０を流れる電流の電流量Ｉを検出する必要はないため、制御手段２２は、電流検出手段４３のスイッチをオン状態として電流検出手段４３の抵抗の両端子間を短絡させておく。

この後は、必要に応じて、ダーク読取処理等が行われる。すなわち、上記のように、本実施形態の放射線画像撮影装置１では、放射線の照射が開始され、各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに印加していた第４のオン電圧Ｖon４をオフ電圧Ｖoffに切り替える（時刻Ｔ５）までは、各放射線検出素子７内で発生した暗電荷は、ＴＦＴ８がオン状態となっているため流出し、少なくとも放射線の照射開始までに発生するノイズ成分が画像データから除去される。

しかし、時刻Ｔ５に電圧がオフ電圧Ｖoffに切り替えられて各ＴＦＴ８がオフ状態とされた後は、各放射線検出素子７内で発生した暗電荷は各放射線検出素子７内に蓄積される。そして、各放射線検出素子７内に蓄積された暗電荷は、上記の走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘごとの各放射線検出素子７からの画像データの読み出しの際（時刻Ｔ６_１〜Ｔ６_ｘ）に画像データとともに読み出される。

そのため、各放射線検出素子７の画像データには、時刻Ｔ５から各ラインごとの読み出し開始時刻Ｔ６_１〜Ｔ６_ｘまでの各期間ΔＴ_１〜ΔＴ_ｘに各放射線検出素子７内に蓄積された暗電荷に対応するオフセット分がそれぞれ含まれている。このオフセット分を画像データから差し引くことで、放射線の照射により発生した真の電荷に対応する画像データが得られる。そして、このオフセット分を算出する処理がダーク読取処理である。

ダーク読取処理では、走査線５の最終ラインであるラインＬｘまでの各放射線検出素子７からの画像データの読み出し処理が終了すると、まず、上記と同様にして、各放射線検出素子７のリセット処理が行われる。

リセット処理では、時刻Ｔ７に各ＴＦＴ８に印加する電圧をオフ電圧Ｖoffから第１のオン電圧Ｖon１に切り替え、図１４では記載を省略する時刻Ｔ８にオン電圧を第１の電圧値Ｖon１から第２の電圧値Ｖon２に上昇させ、時刻Ｔ９にオン電圧を第２の電圧値Ｖon２から通常のオン電圧の電圧値である第３の電圧値Ｖon３に上昇させて、時刻Ｔ１０に各ＴＦＴ８に印加するオン電圧を第３のオン電圧Ｖon３から第４のオン電圧Ｖon４に低下させる。そして、時刻Ｔ１１に各ＴＦＴ８に印加する電圧を第４のオン電圧Ｖon４からオフ電圧Ｖoffに切り替える。

時刻Ｔ１１に電圧がオフ電圧Ｖoffに切り替えられて各ＴＦＴ８がオフ状態とされると、その後、各放射線検出素子７内で発生した暗電荷は各放射線検出素子７内に蓄積される。そして、ダーク読取処理では、放射線画像撮影装置１に放射線を照射せずに、走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘごとに放射線画像撮影の場合と同じ各期間ΔＴ_１〜ΔＴ_ｘだけ放置して、各放射線検出素子７内に暗電荷を蓄積させる。

ダーク読取処理における各期間ΔＴ_１〜ΔＴ_ｘに各放射線検出素子７に蓄積される暗電荷は、放射線画像撮影時における各期間ΔＴ_１〜ΔＴ_ｘに各放射線検出素子７に蓄積される暗電荷とそれぞれ等量になるはずであるから、各期間ΔＴ_１〜ΔＴ_ｘ経過した後、上記と同じタイミングで、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂから信号読み出し用のオン電圧Ｖonを印加する走査線５のラインＬ１〜Ｌｘを順次切り替えて（すなわち走査して）、各放射線検出素子７から蓄積された暗電荷を読み出し、読み出し回路１７で電荷電圧変換して増幅する等、上記と同様の処理を行って、それぞれダーク読取値として記憶手段４０に保存する。

このようにして得られたダーク読取値をそのままオフセット分とするように構成することも可能であり、また、例えば上記のダーク読取処理を複数回行って、各放射線検出素子７ごとに得られた複数回分のダーク読取値の平均値等を算出する等して、それをオフセット分とするように構成することも可能である。このようにしてダーク読取処理を行うことで、画像データを補正するためのオフセット分を的確に取得することが可能となる。

また、上記のように、本発明に特有の各放射線検出素子７のリセット処理は、放射線画像撮影のために放射線画像撮影装置１の各部材に対する電力の供給状態を省電力モードから撮影可能モードに切り替えた場合だけでなく、ダーク読取処理のためのリセット処理（図１４の時刻Ｔ７〜Ｔ１１参照）等においても行われる。

以上のように、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１によれば、異なる複数の電圧値Ｖon１、Ｖon２、Ｖon３のオン電圧を印加し、オン電圧Ｖon１、Ｖon２、Ｖon３をリセット処理開始時から段階的に増加させるようにして、各走査線５を介してＴＦＴ８のゲート電極８ｇに印加する電圧を制御する。

そのため、図１２（Ｂ）に示すように、各放射線検出素子７からバイアス線９や結線１０に流出する電流Ｉが制限され、バイアス線９や結線１０を流れる電流の電流量Ｉは、リセット処理時に最初から各ＴＦＴ８に通常のオン電圧を印加した場合（図中の一点鎖線参照）に比べてそのピークが低くなる。そのため、放射線検出素子７のリセット処理が繰り返され、バイアス線９や結線１０に多大な電流が流れることが繰り返されて結線１０等が断線する確率を確実に低下させることが可能となり、事実上、結線１０等の断線を防止することが可能となる。

また、放射線検出素子７のリセット処理を必要以上に頻繁に繰り返す必要がなくなるため、リセット処理を繰り返してバッテリの消費電力量が増大することを的確に防止して、バッテリの消耗を防止することが可能となる。さらに、全てのＴＦＴ８を同時にオン状態として各放射線検出素子７のリセット処理を同時に行うように構成すれば、各放射線検出素子７から余分な電荷を十分に除去する時間を確保しつつ、全放射線検出素子７のリセット処理に要する時間を短縮することが可能となる。

［第２の実施の形態］
上記の第１の実施形態に係る放射線画像撮影装置１では、走査駆動手段１５から走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘを介して各ＴＦＴ８に印加するオン電圧の電圧値を第１の電圧値Ｖon１から第２の電圧値Ｖon２を経て第３の電圧値Ｖon３に段階的に変化（増加）させることで、各放射線検出素子７からバイアス線９や結線１０に流出する電流Ｉを制限する場合について説明した。

しかし、ＴＦＴ８に印加する電圧を制御して、各放射線検出素子７からバイアス線９や結線１０に流出する電流Ｉを制限する手法としては、この他にも、走査駆動手段１５から走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘを介して各ＴＦＴ８に印加するオン電圧のパルス幅やデューティ比を変調させて、時間的に短いパルス幅のオン電圧を複数回印加するようにして、各放射線検出素子７からバイアス線９や結線１０に流出する電流Ｉを制限することも可能である。第２の実施形態に係る放射線画像撮影装置では、このようにしてバイアス線９や結線１０に流出する電流Ｉを制限する場合について説明する。

第２の実施形態に係る放射線画像撮影装置では、各手段等の構成は上記の第１の実施形態の場合と同様であるので、第１の実施形態と同じ符号を付して説明する。また、第１の実施形態では、走査駆動手段１５から各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに対して図９に示したような各電圧をそれぞれ印加したが、本実施形態では、走査駆動手段１５から各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに対して、図１５に示すような短いパルス幅のオン電圧Ｖonを複数回印加するようになっている。

なお、本実施形態では、オン電圧の電圧値Ｖonは、上記の第１の実施形態における通常のオン電圧の電圧値Ｖon３（信号読み出し用のオン電圧Ｖonに等しい。）が印加されるようになっているが、これ以外の電圧値のオン電圧を印加するように構成することも可能である。

本実施形態では、走査駆動手段１５は、制御手段２２が放射線画像撮影装置の各部材に対する電力の供給状態を省電力モードから撮影可能モードに切り替える等して送信した信号を受信すると、図１５に示すように、ゲートドライバ１５ｂから走査線５の全ラインＬ１〜Ｌｘを介して全てのＴＦＴ８のゲート電極８ｇに例えば−１０［Ｖ］のオフ電圧Ｖoffを印加する（時刻ｔ０）。

そして、走査駆動手段１５は、走査線５の全てのラインＬ１〜Ｌｘを介して全てのＴＦＴ８のゲート電極８ｇにオン電圧Ｖonを印加し（時刻ｔ１）、所定の時間が経過した後（すなわち予め設定されたパルス幅のオン電圧Ｖonの印加が終了した後）、ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに印加する電圧をオン電圧Ｖonからオフ電圧Ｖoffに切り替える（時刻ｔ２）。

走査駆動手段１５は、その後、このＴＦＴ８のゲート電極８ｇに印加する電圧のオン電圧Ｖonとオフ電圧Ｖoffとの切り替えを、本実施形態では、予め設定された回数（複数回）だけ繰り返す（時刻ｔ３〜ｔ７）。

このようにＴＦＴ８のゲート電極８ｇに印加する電圧をオン電圧Ｖonとオフ電圧Ｖoffとの間で切り替えた場合、まず、時刻ｔ１でＴＦＴ８のゲート電極８ｇにオン電圧Ｖonが印加されてＴＦＴ８がオン状態となると、各放射線検出素子７の第１電極７４付近に溜まっていた余分な電荷（本実施形態では電子）がＴＦＴ８を介して信号線６にそれぞれ流出する。

一方、各放射線検出素子７の反対側の電極である第２電極７８付近には第１電極７４付近に溜まっていた余分な電荷とは正負が反対の電荷（本実施形態では正孔）が溜まっているが、電荷（電子）の信号線６への流出にあわせて、その電荷（正孔）も各バイアス線９に流出し、結線１０を通ってバイアス電源１４に流れ込む。

そのため、バイアス電源１４に流れ込む電流を電流検出手段４３でモニタすると、図１６に示すように、各放射線検出素子７からバイアス線９の結線１０に流れ込む電流Ｉが上昇する。そして、そのＴＦＴ８のゲート電極８ｇにそのままオン電圧Ｖonを印加し続けると、図中一点鎖線で示すように、従来の放射線画像撮影装置の場合と同様に、各放射線検出素子７からバイアス線９の結線１０に流れ込む電流Ｉが上昇し続け、最大値にまで達する。

しかし、本実施形態では、各放射線検出素子７からバイアス線９の結線１０に流れ込む電流Ｉが最大値に達する以前に、ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに印加される電圧がオン電圧Ｖonからオフ電圧Ｖoffに切り替えられるようになっており、時刻ｔ２で電圧がオフ電圧Ｖoffに切り替えられてＴＦＴ８がオフ状態となると、各放射線検出素子７からＴＦＴ８を介して信号線６に流出する余分な電子の流れが遮断されて止まる。そして、それにあわせて各放射線検出素子７からバイアス線９や結線１０に流出する余分な正孔の流れも止まり、各放射線検出素子７からバイアス線９の結線１０に流れ込む電流Ｉが減少し始める。

そして、ＴＦＴ８に印加される電圧がオン電圧Ｖonに切り替えられるとバイアス線９の結線１０を流れる電流Ｉが増加し（時刻ｔ３、ｔ５、ｔ７）、ＴＦＴ８に印加される電圧がオフ電圧Ｖoffに切り替えられるとバイアス線９の結線１０を流れる電流Ｉが減少する（時刻ｔ４、ｔ６）という現象を繰り返しながら、各放射線検出素子７に蓄積された余分な電荷が放出されていく。

なお、本実施形態においても、前述したように各放射線検出素子７内では熱励起等により暗電荷が発生し続けるため、電流Ｉは０［Ａ］まで下がらず、図１６に示すように、各放射線検出素子７から流出する暗電荷の総和に相当する電流量Ｉｄまでしか減少しない。そのため、電流検出手段４３により検出されるバイアス線９の結線１０を流れる電流の電流量Ｉが、各放射線検出素子７から流出する暗電荷の総和に相当する電流量Ｉｄ、或いはそれに近い値まで減少した時点で、全ＴＦＴ８に印加する電圧のオン電圧Ｖonとオフ電圧Ｖoffとの間での切り替えを終了するように構成することが可能である。

本実施形態においても、放射線画像撮影の直前に行われる場合以外の放射線検出素子７のリセット処理においては、走査駆動手段１５は、バイアス線９の結線１０を流れる電流の電流量Ｉが各放射線検出素子７から流出する暗電荷の総和に相当する電流量Ｉｄ、或いはそれに近い値まで減少した時点で、全ＴＦＴ８に印加する電圧のオン電圧Ｖonとオフ電圧Ｖoffとの間での切り替えを終了し、全ＴＦＴ８に印加する電圧をオフ電圧Ｖoffに切り替えるようになっている。

しかし、本実施形態においても上記の第１の実施形態と同様に、放射線画像撮影の直前に行われるリセット処理の場合には、全ＴＦＴ８に印加する電圧のオン電圧Ｖonとオフ電圧Ｖoffとの間での切り替えを終了した時点で（図１５の時刻ｔ８参照）、ＴＦＴ８に印加する電圧をオフ電圧Ｖoffに切り替えずに、上記の第１の実施形態における低下させたオン電圧である第４のオン電圧Ｖon４と同じ電圧値のオン電圧Ｖon４をＴＦＴ８に印加するようになっている。

そして、時刻ｔ９に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まで、各走査線５を介して各ＴＦＴ８に対してこの低下させた第４のオン電圧Ｖon４を印加し続けるようになっている。その目的や効果、第４のオン電圧Ｖon４として設定すべき電圧値等については、前述した第１の実施形態の場合と全く同様である。

また、放射線画像撮影装置１に対する放射線の照射の開始（時刻ｔ９）を、例えば放射線画像撮影装置１に取り付けられた放射線センサ等で検出して把握したり、或いは、電流検出手段４３によるバイアス線９の結線１０を流れる電流の電流量Ｉの変化を監視することで検出することも、前述した第１の実施形態で説明したとおりである。

さらに、放射線画像撮影前の各放射線検出素子７のリセット処理や各放射線検出素子７からの画像データの読み出し処理、或いは、その後のダーク読取処理では、上記の各放射線検出素子７のリセット処理および各放射線検出素子７からの画像データの読み出し処理と同じタイミングでＴＦＴ８のゲート電極８ｇに印加する電圧を制御することも、前述した第１の実施形態で説明した制御（図１４参照）と同様にして行われる。

以上のように、本実施形態に係る放射線画像撮影装置によれば、放射線検出素子７のリセット処理の際に、前述した特許文献４に記載されたような従来の手法のようにパルス幅が長いオン電圧Ｖonを１回だけスイッチ手段であるＴＦＴ８に印加するのではなく、ＴＦＴ８に印加するオン電圧Ｖonのパルス幅やデューティ比を変調させて、このような従来の手法で印加されるオン電圧Ｖonのパルス幅よりも短いパルス幅のオン電圧ＶonをＴＦＴ８に印加し、かつ、ＴＦＴ８へのオン電圧Ｖonの印加を複数回行うように、ＴＦＴ８に印加する電圧を制御する。

そのため、図１６に示すように、各放射線検出素子７からバイアス線９や結線１０に流出する電流Ｉが制限され、バイアス線９や結線１０を流れる電流の電流量Ｉは、リセット処理時に各ＴＦＴ８に通常のオン電圧を印加し続けた場合（図中の一点鎖線参照）に比べてそのピークが低くなる。そのため、放射線検出素子７のリセット処理が繰り返され、バイアス線９や結線１０に多大な電流が流れることが繰り返されて結線１０等が断線する確率を確実に低下させることが可能となり、事実上、結線１０等の断線を防止することが可能となる。

また、放射線検出素子７のリセット処理を必要以上に頻繁に繰り返す必要がなくなるため、リセット処理を繰り返してバッテリの消費電力量が増大することを的確に防止して、バッテリの消耗を防止することが可能となる。さらに、全てのＴＦＴ８を同時にオン状態として各放射線検出素子７のリセット処理を同時に行うように構成すれば、各放射線検出素子７から余分な電荷を十分に除去する時間を確保しつつ、全放射線検出素子７のリセット処理に要する時間を短縮することが可能となる。

［第３の実施の形態］
上記の第１および第２の実施形態に係る放射線画像撮影装置では、ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに印加するオン電圧の電圧値をＶon１からＶon２、Ｖon３へと増加させるタイミング（第１の実施形態）や、オン電圧Ｖonのパルス幅等（第２の実施形態）を予め実験的に求めておくことを前提に説明した。それらの場合でも有効にその有利な効果を発揮させることができる。

しかし、例えば、制御手段２２が放射線画像撮影装置の各部材に対する電力の供給状態を省電力モード（sleepモード）から撮影可能モード（wake upモード）に切り替えた後、放射線検出素子７のリセット処理を行うまでの時間が長いと、一般的に、各放射線検出素子７内で発生し蓄積される暗電荷等の余分な電荷の量が多くなり、短いと、余分な電荷の量が少なくなる。

そのため、各部材に対する電力の供給状態が撮影可能モードに切り替えられた後、放射線検出素子７のリセット処理が行われるまでの時間の長短によって、各放射線検出素子７からバイアス線９や結線１０に流れ出す電流の電流量Ｉが大きくなったり小さくなったりする。

また、例えば、放射線画像撮影の対象となる被写体の放射線画像撮影装置１の放射線入射面Ｒ（図１参照）に占める割合が小さいと、放射線が被写体を透過せずに放射線入射面Ｒに直接到達する割合が増加する。このように放射線が放射線入射面Ｒに直接到達した部分に対応する放射線検出素子７では多くの電子正孔対が発生し、読み出し処理でも発生した電子正孔対の全てを読み出し切れずに、その後に行われるダーク読取処理におけるリセット処理で、比較的大量の電荷がバイアス線９や結線１０に流れ出す場合がある。

しかし、例えば胸部のレントゲン撮影のように、被写体の放射線画像撮影装置１の放射線入射面Ｒ（図１参照）に占める割合が大きいと、放射線が被写体を透過せずに放射線入射面Ｒに直接到達して放射線の強い照射を受ける部分の割合が減るため、ダーク読取処理におけるリセット処理では、上記の場合に比べれば少量の電荷しかバイアス線９や結線１０に流れ出さない。

このように、各放射線検出素子７からバイアス線９や結線１０に流れ出す電流の電流量Ｉは放射線画像撮影装置の状況に応じて変化する。

そこで、第３の実施形態では、走査駆動手段１５は、放射線検出素子７のリセット処理の際に、電流検出手段４３により検出されたバイアス線９の結線１０を流れる電流に基づいて走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘを介して各ＴＦＴ８に印加するオン電圧を制御して、各放射線検出素子７からバイアス線９や結線１０に流出する電流を制限するようになっている。

具体的には、例えば、電流検出手段４３により検出されるバイアス線９の結線１０を流れる電流の電流量Ｉに予め所定の閾値を設定しておき、例えば上記の第２の実施形態において、走査駆動手段１５は、電流検出手段４３から出力されるバイアス線９の結線１０を流れる電流の電流量Ｉがこの閾値に達すると、ＴＦＴ８に印加していたオン電圧Ｖonをオフ電圧Ｖoffに切り替え、バイアス線９の結線１０を流れる電流の電流量Ｉが減少すると、新たにＴＦＴ８にオン電圧Ｖonを印加し、バイアス線９の結線１０を流れる電流の電流量Ｉが再度上昇して閾値に達すると、ＴＦＴ８に印加していたオン電圧Ｖonをオフ電圧Ｖoffに切り替える。

このように、走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘを介してＴＦＴ８に印加する電圧をオン電圧Ｖonとオフ電圧Ｖoffの間で切り替える制御を繰り返すように構成することで、各放射線検出素子７からバイアス線９や結線１０に流出する電流を制限するようになっている。

また、上記の第１の実施形態においても、例えば、ＴＦＴ８に第１のオン電圧Ｖon１を印加して一旦上昇したバイアス線９の結線１０を流れる電流の電流量Ｉが所定量まで減少した時点で、ＴＦＴ８に印加する電圧を第２のオン電圧Ｖon２に引き上げ、再度上昇したバイアス線９の結線１０を流れる電流の電流量Ｉが所定量まで減少した時点で、ＴＦＴ８に印加する電圧を第３のオン電圧Ｖon３に引き上げる。

このように、バイアス線９の結線１０を流れる電流の電流量Ｉに応じて走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘを介してＴＦＴ８に印加するオン電圧Ｖonを段階的に引き上げる制御を行うように構成することで、各放射線検出素子７からバイアス線９や結線１０に流出する電流を制限することができる。

以上のように、本実施形態に係る放射線画像撮影装置によっても、第１および第２の実施形態に係る放射線画像撮影装置と同様の効果を奏することが可能となる。

また、本実施形態に係る放射線画像撮影装置によれば、放射線画像撮影装置の状況に応じて変化する各放射線検出素子７に蓄積された余分な電荷の量、すなわち電流検出手段４３により検出されるバイアス線９や結線１０を流れる電流の電流量Ｉに基づいて、走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘを介して各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに印加するオン電圧を的確に制御して、各放射線検出素子７からバイアス線９や結線１０に流出する電流を、放射線画像撮影装置の状況に応じて確実に制限することが可能となる。

［放射線画像撮影システム］
上記の第１〜第３の実施形態に係る放射線画像撮影装置１では、放射線センサを設けたり、バイアス線９の結線１０を流れる電流の電流量Ｉを検出する電流検出手段４３を活用して、放射線画像撮影装置１に対する放射線の照射の開始や終了を検出する場合について説明した。しかし、放射線画像撮影装置１に放射線センサや電流検出手段４３が設けられていないものも多い。

そのような場合には、放射線画像撮影装置１に放射線を照射する放射線発生装置等から放射線の照射の開始や終了を知らせる信号を放射線画像撮影装置１に送信するように構成することが可能である。

また、実際の放射線発生装置では、放射線発生装置の放射線源が起動されてから放射線が照射されるまでに１秒程度の時間がかかる場合が多い。そのため、放射線源の起動から照射までの時間を使って、放射線画像撮影装置１に放射線画像撮影前のリセット処理を行わせるように構成することが可能である。

以下では、それを実現するための放射線画像撮影システムについて説明する。図１７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１７に示すように、例えば、放射線を照射して図示しない患者の一部である被写体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への放射線の照射等の操作を行う前室Ｒ２とに配置される。

本実施形態では、撮影室Ｒ１には、前述した放射線画像撮影装置１（可搬型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発生装置の放射線源５２、放射線画像撮影装置１と他の装置と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を備えた無線アクセスポイント（基地局）５４等が設けられている。

また、前室Ｒ２には、放射線源５２からの放射線の照射開始を指示するための照射開始スイッチ５５等を備えた放射線発生装置の操作卓５６や、放射線画像撮影装置１に内蔵された後述するタグを検出するタグリーダ５７等が設けられている。また、放射線発生装置の操作卓５６やタグリーダ５７等は、撮影室外に設けられたコンソール５８に接続されている。

コンソール５８では、放射線画像撮影システム５０で取得された画像データやダーク読取値等を用いて画像処理が行われ、放射線画像の生成等が行われるようになっている。なお、コンソール５８を前室Ｒ２に設けることも可能である。また、コンソール５８には、ハードディスク等で構成された記憶手段５９が接続されている。

放射線画像撮影装置１の構成については第１〜第３の実施形態で述べたとおりであるが、本実施形態では、さらに、放射線画像撮影装置１には、図示しないタグが内蔵されている。本実施形態では、タグとして、いわゆるＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）タグと呼ばれるタグが用いられており、タグには、タグの各部を制御する制御回路や放射線画像撮影装置１の固有情報を記憶する記憶部がコンパクトに内蔵されている。なお、固有情報には、例えば当該放射線画像撮影装置１に割り当てられた識別情報としてのカセッテＩＤやシンチレータの種類情報、サイズ情報、解像度等が含まれる。

また、放射線画像撮影装置１は、ブッキー装置５１に装填されない、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。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内に設けられた支持台や図１７に示すように臥位撮影用のブッキー装置５１Ｂ等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。

ブッキー装置５１には、放射線画像撮影装置１を所定の位置に保持するためのカセッテ保持部５１ａが設けられており、カセッテ保持部５１ａに放射線画像撮影装置１が装填できるようになっている。また、本実施形態では、ブッキー装置５１として、立位撮影用のブッキー装置５１Ａと臥位撮影用のブッキー装置５１Ｂとがそれぞれ設けられている。また、本実施形態では、各ブッキー装置５１Ａ、５１Ｂは、それぞれケーブルや無線アクセスポイント（基地局）５４等を介して放射線発生装置の操作卓５６等と接続されている。

撮影室Ｒ１には、被写体を介して放射線画像撮影装置１に放射線を照射するＸ線管球を備える放射線源５２が少なくとも１つ設けられている。本実施形態では、立位撮影用および臥位撮影用のブッキー装置５１Ａ、５１Ｂに対して１つの放射線源５２Ａが共用されるようになっている。なお、各ブッキー装置５１Ａ、５１Ｂに、別々の放射線源を対応付けて設けるように構成することも可能である。

放射線源５２Ａは、例えば撮影室Ｒ１の天井からつり下げられて配設されるようになっており、撮影時には後述する操作卓５６からの指示に基づいてセットアップされ、図示しない移動手段により所定の位置にまで移動され、放射線の照射方向が所定の方向を向くようにその向きが調整されるようになっている。

また、本実施形態では、立位撮影用のブッキー装置５１Ａや臥位撮影用のブッキー装置５１Ｂには対応付けられていないポータブルの放射線源５２Ｂも設けられており、ポータブルの放射線源５２Ｂは、撮影室Ｒ１内の任意の場所にも持ち運びでき、任意の方向に放射線を照射できるようになっている。

なお、本実施形態では、ポータブルの放射線源５２Ｂも、操作卓５６からの指示に基づいてセットアップされるようになっているが、この他にも、例えば、操作者が手動でセットアップしたり、放射線画像撮影装置１からポータブルの放射線源５２Ｂに無線信号を送信してセットアップするように構成することも可能である。

放射線源５２のＸ線管球としては、回転陽極Ｘ線管球を用いた放射線源が好ましく用いられる。Ｘ線管球は、陰極から放射される電子線を陽極に衝突させることで放射線を発生させるように構成されている場合が多いが、電子線が陽極の同じ位置に衝突し続けると、熱の発生等で陽極が損傷する。そのため、回転陽極Ｘ線管球では、陽極を回転させて電子線が衝突する位置が同じ位置にならないようにすることで、陽極の長寿命化が図られるようになっている。

前室Ｒ２には、放射線源５２からの放射線の照射開始を指示するための照射開始スイッチ５５を備えた放射線発生装置の操作卓５６が設けられている。なお、図１７では、操作卓５６と照射開始スイッチ５５とが別体のように記載されているが、必ずしも別体として構成する必要はない。

操作卓５６は、ＣＰＵや専用のプロセッサ（processor）を備えるコンピュータで構成されている。また、照射開始スイッチ５５は、図１８（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、棒状のボタン部５５ａと、ボタン部５５ａを図中矢印Ｓで示される方向に押下可能に支持する筐体部５５ｂとで構成されている。そして、ボタン部５５ａは、図１８（Ａ）に示すように、筐体部５５ｂから上方に突出した円筒部５５ａ１と、その内部からさらに上方に突出した円柱部５５ａ２とで構成されている。

そして、図１８（Ｂ）に示すように、操作者により円柱部５５ａ２が円筒部５５ａ１の上端部分まで押し込まれて、ボタン部５５ａがいわゆる半押しされると、操作卓５６から所定の放射線源５２に対して起動信号が送信されるようになっており、放射線源５２は、起動信号を受信すると、Ｘ線管球の陽極の回転を開始して起動するようになっている。この起動信号は、無線アクセスポイント５４を介して放射線画像撮影装置１にも送信されるようになっている。

また、図１８（Ｃ）に示すように、操作者により照射開始スイッチ５５のボタン部５５ａの円筒部５５ａ１と円柱部５５ａ２とが筐体部５５ｂの上端部分までさらに押し込まれて、ボタン部５５ａがいわゆる全押しされると、操作卓５６から所定の放射線源５２に対して照射信号が送信されるようになっており、放射線源５２は、照射信号を受信すると、放射線を照射するようになっている。この照射信号も、無線アクセスポイント５４を介して放射線画像撮影装置１にも送信されるようになっている。

なお、起動信号や照射信号を、無線アクセスポイント５４を介して放射線発生装置の操作卓５６や照射開始スイッチ５５から放射線画像撮影装置１に送信する代わりに、照射開始スイッチ５５の半押しや全押しの状態をそれぞれ検出して、照射開始スイッチ５５が半押しされた場合に起動信号（或いは放射線源５２を起動したことを表す信号）を放射線画像撮影装置１に送信し、照射開始スイッチ５５が全押しされた場合に照射信号（或いは放射線源５２から放射線が照射されたことを表す信号）を放射線画像撮影装置１に送信するボタン操作検出手段６０を設けるように構成することも可能である。

なお、照射開始スイッチ５５の上記の構成は、本発明に特有の構成ではなく、通常の放射線画像撮影システムの操作卓で多く採用されている構成であり、通常、ボタン部５５ａを半押ししてから１秒程度の時間が経過した後に全押しすることができるように構成されている。

また、前室Ｒ２の入口の近傍には、前述したＲＦＩＤの技術を用いて放射線画像撮影装置１と情報をやりとりするタグリーダ５７（図１７参照）が設置されており、タグリーダ５７は、前室Ｒ２や撮影室Ｒ１に入室し或いは退室する放射線画像撮影装置１を検出して、その情報をコンソール５８に送信するようになっている。そして、コンソール５８で撮影室Ｒ１や前室Ｒ２に存在する放射線画像撮影装置１を管理するようになっている。

放射線画像撮影装置１は、放射線画像撮影に向けて、放射線技師等の操作者により電源スイッチ３６が操作される等して各部材に対する電力の供給状態を省電力モード（sleepモード）から撮影可能モード（wake upモード）に切り替えられて、ブッキー装置５１に装填されるなどする。

そして、放射線画像撮影装置１の放射線入射面Ｒ側に患者の一部である被写体がセットされる。なお、本実施形態の放射線画像撮影システム５０では、放射線画像撮影装置１は各部材に対する電力の供給状態が撮影可能モードに切り替えられた段階では各放射線検出素子７のリセット処理を開始しないが、この段階で各放射線検出素子７のリセット処理を行うように構成してもよいことは上記の放射線画像撮影装置１の各実施形態で述べたとおりである。

そして、操作者が前室Ｒ２の放射線発生装置の操作卓５６に移動して照射開始スイッチ５５のボタン部５５ａを半押しすると、操作卓５６から所定の放射線源５２に対して起動信号が送信されて、放射線源５２がＸ線管球の陽極の回転を開始して起動するとともに、この起動信号（或いは放射線源５２を起動したことを表す信号）が操作卓５６や照射開始スイッチ５５或いはボタン操作検出手段６０から無線アクセスポイント５４を介して放射線画像撮影装置１にも送信される。

起動信号が、無線アクセスポイント５４の無線アンテナ５３を介して無線で、或いは無線アクセスポイント５４からケーブルを通ってブッキー装置５１を介して有線で、送信されてくると、放射線画像撮影装置１の制御手段２２は、走査駆動手段１５に対して各放射線検出素子７のリセット処理を行うように指示を出す。

走査駆動手段１５は、制御手段２２からの指示に応じて、上記の放射線画像撮影装置１の実施形態（特に図９や図１４、図１５等参照）で説明したように、走査線５の全ラインＬ１〜Ｌｘを介して各放射線検出素子７のスイッチ手段であるＴＦＴ８のゲート電極８ｇに所定の電圧値のオン電圧Ｖonを印加する。

すなわち、放射線画像撮影装置１が第１の実施形態に係る放射線画像撮影装置であれば、走査線５の全ラインＬ１〜Ｌｘを介してＴＦＴ８のゲート電極８ｇに電圧値が異なる各オン電圧Ｖon１、Ｖon２、Ｖon３を電圧値が段階的に増加するように印加する。また、放射線画像撮影装置１が第２の実施形態に係る放射線画像撮影装置であれば、走査線５の全ラインＬ１〜Ｌｘを介してＴＦＴ８のゲート電極８ｇに短いパルス幅のオン電圧Ｖonを複数回印加する。

そして、本実施形態では、いずれの場合もオン電圧Ｖonの電圧値を低下させて、走査線５の全ラインＬ１〜Ｌｘを介してＴＦＴ８のゲート電極８ｇに対して低下させたオン電圧Ｖon４を印加し続ける。

そして、操作者が操作卓５６の照射開始スイッチ５５のボタン部５５ａを半押しした後、１秒程度の時間が経過してから照射開始スイッチ５５のボタン部５５ａを全押しすると、操作卓５６から所定の放射線源５２に対して照射信号が送信されて、放射線源５２から放射線が照射される。また、この照射信号（或いは放射線源５２から放射線が照射されたことを表す信号）が操作卓５６や照射開始スイッチ５５或いはボタン操作検出手段６０から無線アクセスポイント５４を介して放射線画像撮影装置１に送信される。

放射線画像撮影装置１の制御手段２２は、操作卓５６や照射開始スイッチ５５等から送信されてきた照射信号を受信すると、放射線の照射開始を知らせる信号を走査駆動手段１５に送信する。走査駆動手段１５は、制御手段２２からの信号を受信すると、走査線５の全ラインＬ１〜Ｌｘを介してＴＦＴ８のゲート電極８ｇに対して印加していたオン電圧Ｖon４をオフ電圧Ｖoffに切り替えて全てのＴＦＴ８をオフ状態にする。

このようにして、各放射線検出素子７で発生する電荷が各放射線検出素子７に蓄積される。この後の処理は、上記の放射線画像撮影装置１の実施形態で述べた処理と同様に処理が行われ、放射線の照射が終了すると、走査駆動手段１５は、例えば図１４に示したように、ゲートドライバ１５ｂから信号読み出し用のオン電圧Ｖonを印加する走査線５のラインＬ１〜Ｌｘを順次切り替えながら、各放射線検出素子７から蓄積された電荷を読み出して画像データに変換して記憶手段４０に記憶させる。

また、その後、ダーク読取処理が行われ、ダーク読取処理では、各放射線検出素子７のリセット処理が行われた後、各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇにオフ電圧Ｖoffが印加され、放射線が照射されない状態で所定時間放置された後、走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘごとに各放射線検出素子７内で発生した暗電荷が画像データの読み出し処理と同じタイミングでダーク読取値として読み出されて記憶手段４０に記憶される。

このようにして得られた各放射線検出素子７ごとの画像データやダーク読取値は、コンソール５８に送信されてダーク読取値に基づいてオフセット分が算出され、画像データからオフセット分が差し引かれる等して、各放射線検出素子７ごとの最終的な画像データが算出されて、放射線画像が生成される。

以上のように、本実施形態に係る放射線画像撮影システム５０によれば、上記の各実施形態における放射線画像撮影装置の効果を有効に発揮することが可能となる。

また、放射線源５２に対して起動信号が送信されて放射線画像撮影装置１の各放射線検出素子７のリセット処理が開始され、放射線源５２に対して照射信号が送信されて放射線の照射が検出され各放射線検出素子７のＴＦＴ８のゲート電極８ｇに印加する電圧がオフ電圧Ｖoffに切り替えられるまで１秒程度の時間が存在する。

そのため、各放射線検出素子７に蓄積されている余分な電荷を十分に放出させて除去することが可能となるとともに、必要以上に長い時間ＴＦＴ８のゲート電極８ｇにオン電圧Ｖon４を印加して放射線画像撮影装置１のバッテリ４１の電力が浪費されてしまうことを的確に防止することが可能となり、バッテリ４１の消耗を防止することが可能となる。

なお、上記の各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では、放射線検出素子７のリセット処理の際、放射線画像撮影装置１の走査駆動手段１５から走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘを介してスイッチ手段である全ＴＦＴ８に同時にオン電圧Ｖon（第１のオン電圧Ｖon１）を印加する場合について説明した.

しかし、図３に示したように、基板４の検出部Ｐに配列された複数の走査線５を、例えば図中の上半分と下半分等の複数のグループに分け、各走査線５を介してスイッチ手段であるＴＦＴ８のゲート電極８ｇに印加するオン電圧Ｖonを、それぞれ別の時刻に、かつ、１つのグループに属する走査線５に接続されたＴＦＴ８については同時に印加してリセット処理を行うように構成することも可能である。

このように構成すれば、各グループに属する走査線５にＴＦＴ８が接続された各放射線検出素子７からは、グループごとに別のタイミングでバイアス線９や結線１０に電流Ｉが流れ出すため、各グループごとに流れる電流の電流Ｉをそれぞれ小さくすることが可能となる。

そのため、各放射線検出素子７からバイアス線９や結線１０に流出する電流Ｉがより制限され、バイアス線９や結線１０を流れる電流の電流量Ｉのピークをより低下させることが可能となり、放射線検出素子７のリセット処理を繰り返しても、結線１０等が断線する確率をより低下させることが可能となる。そして、事実上、結線１０等の断線を防止することが可能となる。

各実施形態に係る放射線画像撮影装置を示す斜視図である。 図１におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。 本実施形態に係る基板の構成を示す平面図である。 図３の基板上の小領域に形成された放射線検出素子とＴＦＴ等の構成を示す拡大図である。 図４におけるＸ−Ｘ線に沿う断面図である。 ＣＯＦやＰＣＢ基板等が取り付けられた基板を説明する側面図である。 本実施形態に係る放射線画像撮影装置の等価回路図を表す図である。 図７における１画素分についての等価回路図である。 第１の実施形態に係る放射線画像撮影装置においてスイッチ手段に印加される電圧の電圧値の時間的推移を表すグラフである。 （Ａ）スイッチ手段に第１のオン電圧が印加された状態を表すグラフであり、（Ｂ）電流検出手段で検出されるバイアス線の結線を流れる電流の電流量の時間的変化を表すグラフである。 （Ａ）スイッチ手段に印加されるオン電圧が第２のオン電圧に切り替えられた状態を表すグラフであり、（Ｂ）電流検出手段で検出されるバイアス線の結線を流れる電流の電流量の時間的変化を表すグラフである。 （Ａ）スイッチ手段に印加されるオン電圧が第３のオン電圧に切り替えられた状態を表すグラフであり、（Ｂ）電流検出手段で検出されるバイアス線の結線を流れる電流の電流量の時間的変化を表すグラフである。 放射線の照射が開始されると放射線検出素子内で電荷が発生しバイアス線の結線に流れ出す電流量が増加することを表すグラフである。 走査駆動手段から走査線の各ラインに印加する電圧値のタイミングチャートである。 第２の実施形態に係る放射線画像撮影装置においてスイッチ手段に印加される電圧の電圧値の時間的推移を表すグラフである。 図１５のようにスイッチ手段に電圧を印加した際に電流検出手段で検出されるバイアス線の結線を流れる電流の電流量の時間的変化を表すグラフである。 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。 （Ａ）は照射開始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）は全押しされた状態を説明する図である。

符号の説明

１ 放射線画像撮影装置（可搬型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）
９ バイアス線
１４ バイアス電源
１５ 走査駆動手段
１５ａ 電源回路
１５ｂ ゲートドライバ
３９ アンテナ装置（通信手段）
４１ バッテリ
４３ 電流検出手段
５０ 放射線画像撮影システム
５２ 放射線源（放射線発生装置）
５５ 照射開始スイッチ（放射線発生装置）
５６ 操作卓（放射線発生装置）
Ｉ 電流、電流量
Ｐ 検出部
ｒ 領域
Ｖoff オフ電圧
Ｖon オン電圧、信号読み出し用のオン電圧
Ｖon１〜Ｖon３ 互いに異なる複数の電圧値のオン電圧

Claims (11)

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を備える検出部と、
   前記各放射線検出素子に接続されたバイアス線と、
   前記バイアス線を介して前記各放射線検出素子にバイアス電圧を印加するバイアス電源と、
   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オン電圧が印加されると前記放射線検出素子内で発生した電荷を放出させ、接続された前記走査線にオフ電圧が印加されると前記放射線検出素子内で発生した電荷を前記放射線検出素子内に蓄積させるスイッチ手段と、
   電源回路とゲートドライバとを備え、前記各走査線を介して前記スイッチ手段に印加する電圧を制御する走査駆動手段と、
   を備え、
   前記各手段に電力を供給するバッテリが内蔵されており、
   前記走査駆動手段は、前記放射線検出素子内に蓄積された余分な電荷を放出させる前記放射線検出素子のリセット処理の際に、前記各走査線を介して前記スイッチ手段に印加する電圧を制御して、前記各放射線検出素子から前記バイアス線に流出する電流を制限することを特徴とする可搬型放射線画像撮影装置。
2. 前記走査駆動手段は、前記放射線検出素子のリセット処理の際には、前記各走査線を介して前記スイッチ手段に印加する前記オン電圧として互いに異なる複数の電圧値の前記オン電圧を印加することで、前記各放射線検出素子から前記バイアス線に流出する前記電流を制限することを特徴とする請求項１に記載の放射線画像撮影装置。
3. 前記走査駆動手段は、前記放射線検出素子のリセット処理の際には、前記各走査線を介して前記スイッチ手段に印加するオン電圧を前記放射線検出素子のリセット処理開始時から段階的に増加させることで、前記各放射線検出素子から前記バイアス線に流出する前記電流を制限することを特徴とする請求項２に記載の放射線画像撮影装置。
4. 前記走査駆動手段は、前記放射線検出素子のリセット処理の際には、前記各走査線を介して前記スイッチ手段に印加する前記オン電圧のパルス幅およびデューティ比を変調させ、かつ、前記スイッチ手段に前記オン電圧を複数回印加することで、前記各放射線検出素子から前記バイアス線に流出する前記電流を制限す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。
5. 前記バイアス線を流れる電流を検出する電流検出手段を備え、
   前記走査駆動手段は、前記放射線検出素子のリセット処理の際には、前記電流検出手段により検出された前記バイアス線を流れる電流に基づいて前記各走査線を介して前記スイッチ手段に印加するオン電圧を制御して、前記各放射線検出素子から前記バイアス線に流出する電流を制限することを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。
6. 前記走査駆動手段は、前記放射線検出素子のリセット処理の際に、前記各走査線を介して前記スイッチ手段に印加する電圧を制御する処理を、全ての前記走査線を介して全ての前記スイッチ手段に対して同時に行う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可搬型放射線画像撮影装置。
7. 前記走査駆動手段は、前記各走査線を介して前記スイッチ手段に印加する電圧を制御する処理を前記走査線を介して前記スイッチ手段に対して同時に行う際に、前記複数の走査線を複数のグループに分け、前記処理を、１つの前記グループに属する前記走査線に接続された全ての前記スイッチ手段に対して同時に行い、それを前記走査線の全ての前記グループについて行うことを特徴とする請求項６に記載の可搬型放射線画像撮影装置。
8. 前記バイアス線を流れる電流を検出する電流検出手段を備え、
   前記走査駆動手段は、前記電流検出手段により検出される前記バイアス線を流れる前記電流の電流量が増加したことにより前記放射線の照射が開始されたことを検出することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の可搬型放射線画像撮影装置。
9. 前記走査駆動手段は、前記放射線検出素子のリセット処理を行った後に前記放射線の照射が開始されたことを検出した場合には、前記放射線の照射の終了後、前記走査線を順次切り替えながら前記各走査線を介して前記各スイッチ手段に信号読み出し用のオン電圧を印加して画像データの読み出し処理を行い、前記各走査線への前記信号読み出し用のオン電圧の印加を終了すると、前記放射線検出素子のリセット処理および前記走査線への順次の前記信号読み出し用のオン電圧の印加処理と同じタイミングで前記各走査線を介して前記スイッチ手段に印加する電圧を制御して、前記各放射線検出素子から暗電荷を読み出すダーク読取処理を行うことを特徴とする請求項８に記載の可搬型放射線画像撮影装置。
10. 外部と通信可能な通信手段を備えた請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の可搬型放射線画像撮影装置と、
    前記可搬型放射線画像撮影装置に放射線を照射する放射線源と、前記放射線源を起動させるとともに、前記放射線源に放射線の照射開始を指示する照射開始スイッチを備える操作卓と、を備える放射線発生装置と、
    を備え、
    前記可搬型放射線画像撮影装置の前記走査駆動手段は、前記通信手段を介して、前記操作卓から送信された前記放射線源の起動信号を受信すると、前記放射線検出素子のリセット処理を開始することを特徴とする放射線画像撮影システム。
11. 前記可搬型放射線画像撮影装置の前記走査駆動手段は、前記放射線検出素子のリセット処理を行った後、前記通信手段を介して、前記操作卓から送信された前記放射線源の照射信号を受信した場合には、前記放射線の照射の終了後、前記走査線を順次切り替えながら前記各走査線を介して前記各スイッチ手段に信号読み出し用のオン電圧を印加して画像データの読み出し処理を行い、前記各走査線への前記信号読み出し用のオン電圧の印加を終了すると、前記放射線検出素子のリセット処理および前記走査線への順次の前記信号読み出し用のオン電圧の印加処理と同じタイミングで前記各走査線を介して前記スイッチ手段に印加する電圧を制御して、前記各放射線検出素子から暗電荷を読み出すダーク読取処理を行うことを特徴とする請求項１０に記載の放射線画像撮影システム。

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