JP2016192766A - 放射線撮像装置及び放射線撮像システム - Google Patents

Abstract

【課題】放射線撮像装置に放射線が照射されているか否かの判定の誤検知を抑制する技術を提供する。
【解決手段】放射線を電荷に変換し蓄積する画素アレイ１０１と、画素ＰＩＸにバイアス電位を与えるバイアス線Ｖｓと、スイッチ素子Ｔの制御端子に接続された複数の駆動線Ｇと、駆動線のグループごとに駆動信号を供給し、各駆動信号を、スイッチ素子を非導通状態にするオフ電圧から導通状態にするオン電圧に切り替え、オフ電圧に戻す初期化動作を繰り返す駆動部１０２と、ある駆動線グループへの駆動信号をオン電圧へ切り替えてから、次の駆動線グループへの駆動信号をオン電圧へ切り替えるまでの駆動周期毎に、バイアス線を流れる電流を表す信号値を複数回取得する取得部１２０と、複数個の信号値に基づいて放射線情報を算出する算出部１３０と、放射線情報に基づいて画素アレイへの放射線の照射の有無を判定する判定部１３１とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、放射線撮像装置及び放射線撮像システムに関する。

放射線発生装置と放射線撮像装置との間の同期を取るために、放射線撮像装置が放射線照射の有無を検知する構成が提案されている。特許文献１は、放射線撮像装置に放射線が照射された場合に、バイアス電位を画素へ供給するバイアス線に電流が流れることを利用して、放射線照射の有無を検知する放射線撮像装置を提案する。具体的には、バイアス線を流れる電流が所定の閾値を超えた場合に、放射線が照射されていると判定される。バイアス線には、放射線に起因する電流以外にも様々な要因でノイズ電流が流れる。このノイズ電流が大きい場合に、放射線撮像装置に放射線が照射されていないにもかかわらず、照射されたと誤検知してしまうことがある。誤検知を防ぐために、特許文献１では、バイアス線に流れる暗電流を保持するためのサンプルホールド回路を有し、ある時点でバイアス線に流れている電流から、この保持された暗電流を減じた値を閾値と比較する。

特表２００２−５４３６８４号公報

特許文献１の提案するような暗電流を減じる方法では、バイアス電流の温度ドリフトのような非常に遅い周波数成分（例えば１Ｈｚ以下）のノイズしか除去できない。従って、商用電源から混入するノイズ（５０〜６０Ｈｚ）や、筺体に圧力や衝撃を加えた際に生じるノイズ（数Ｈｚ〜数ｋＨｚ）による誤検知に対応できない。そこで、本発明の１つの側面は、放射線撮像装置に放射線が照射されているか否かの判定の誤検知を抑制するための技術を提供することを目的とする。

上記課題に鑑みて、本発明の１つの側面は、放射線を電荷に変換し蓄積する変換素子及び前記変換素子を信号線に接続するスイッチ素子を含む複数の画素が複数の行および複数の列を構成するように配列された画素アレイと、前記複数の画素の前記変換素子にバイアス電位を与えるためのバイアス線と、前記複数の画素の前記スイッチ素子の制御端子に接続された複数の駆動線と、１つ以上の駆動線を含む駆動線グループごとに駆動信号を供給し、各駆動信号を、前記スイッチ素子を非導通状態にするオフ電圧から、前記スイッチ素子を導通状態にするオン電圧に切り替え、前記オフ電圧に戻す初期化動作を繰り返す駆動部と、ある駆動線グループへの駆動信号を前記オン電圧へ切り替えてから、次の駆動線グループへの駆動信号を前記オン電圧へ切り替えるまでの駆動周期ごとに、前記バイアス線を流れる電流を表す信号値を複数回取得する取得部と、複数個の前記信号値に基づいて放射線情報を算出する算出部と、前記放射線情報に基づいて前記画素アレイへの放射線の照射の有無を判定する判定部とを備えることを特徴とする放射線撮像装置を提供する。

上記手段により、放射線撮像装置に放射線が照射されているか否かの判定の誤検知を抑制するための技術が提供される。

第１実施形態の放射線撮像装置の構成例を説明する図。 図１の検知回路の構成例を説明する図。 図１の放射線撮像装置の動作例を説明するフローチャート。 図１の放射線撮像装置の動作例を説明するタイミングチャート。 図１の放射線撮像装置の詳細な動作例を説明する図。 図１の放射線撮像装置の詳細な動作例を説明する図。 図１の放射線撮像装置の詳細な動作例の効果を説明する図。 図１の放射線撮像装置の別の詳細な動作例を説明する図。 図１の放射線撮像装置の別の詳細な動作例の効果を説明する図。 図１の放射線撮像装置のさらに別の詳細な動作例を説明する図。 図１の放射線撮像装置のさらに別の詳細な動作例の効果を説明する図。 図１の放射線撮像装置のさらに別の詳細な動作例を説明する図。 図１の放射線撮像装置のさらに別の詳細な動作例を説明する図。 図１の放射線撮像装置のさらに別の詳細な動作例を説明する図。 図１の放射線撮像装置のさらに別の詳細な動作例を説明する図。 図１の放射線撮像装置のさらに別の詳細な動作例を説明する図。 図１の放射線撮像装置の別の動作例を説明するタイミングチャート。 第２実施形態の放射線撮像装置の構成例を説明する図。 第３実施形態の放射線撮像装置の構成例を説明する図。 第４実施形態の放射線撮像装置の動作例を説明するフローチャート。 第２実施形態の放射線撮像装置の積分回路の構成例を説明する図。 他の実施形態の放射線撮像システムの構成を説明する図。

添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態について以下に説明する。様々な実施形態を通じて同様の要素には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。また、各実施形態は適宜変更、組み合わせが可能である。

［第１実施形態］
図１を参照しながら本発明の１つの実施形態の放射線撮像装置１００の全体構成を説明する。放射線撮像装置１００は、放射線によって形成される像を撮像するように構成されている。像は、不図示の放射線源から放射され被検体を透過した放射線によって形成されうる。放射線は、例えば、Ｘ線、α線、β線またはγ線でありうる。

放射線撮像装置１００は、画素アレイ１０１と、駆動回路（駆動部）１０２と、読み出し回路１０３と、検知回路１２０と、基準バイアス電位発生回路１２６と、制御部１０６、算出部１３０と、判定部１３１とを含む。放射線撮像装置１００は、その他、信号処理部（プロセッサ）１０５を含みうる。

画素アレイ１０１は、複数の行および複数の列を構成するように二次元状に配列された複数の画素ＰＩＸを有する。図１に示す例では、画素ＰＩＸが３行３列を構成するように配列されているが、実際には、より多くの行および列を構成するように、より多くの画素ＰＩＸが配列される。例えば１７インチの放射線撮像装置では約２８００行・約２８００列の画素を有する。各画素ＰＩＸは、放射線または光を電荷に変換する変換素子２０１と、その電荷に応じた電気信号を信号線Ｓｉｇに出力するスイッチ素子Ｔとを含み、放射線を検知するように構成される。

変換素子２０１は、例えば、光を電荷に変換する光電変換素子Ｓと、放射線を光電変換素子が検知可能な波長の光に変換する波長変換体（シンチレータ）とを含む間接型の変換素子でありうる。あるいは、変換素子２０１は、放射線を直接電荷に変換する直接型の変換素子でありうる。光電変換素子Ｓは、例えば、ガラス基板等の絶縁性基板の上に配置されたアモルファスシリコンを主材料とするＰＩＮ型フォトダイオードでありうる。変換素子２０１の光電変換素子がＰＩＮ型フォトダイオードである場合、変換素子２０１は、容量Ｃｓを有しうる。

スイッチ素子Ｔは、制御端子と２つの主端子とを有するトランジスタ、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）でありうる。変換素子２０１の一方の電極はスイッチ素子Ｔの２つの主端子の一方の電極に電気的に接続され、変換素子２０１の他方の電極は共通のバイアス線Ｖｓに電気的に接続される。バイアス線Ｖｓには、検知回路１２０によってバイアス電位ＶＶｓが供給される。

スイッチ素子Ｔの制御端子（ゲート）は、駆動回路１０２によって駆動される駆動線Ｇに接続されている。駆動回路１０２は、画素アレイ１０１における選択すべき行の駆動線Ｇをアクティブレベルに駆動する。駆動線Ｇを通してアクティブレベルの駆動信号がスイッチ素子Ｔのゲートに供給されると、そのスイッチ素子Ｔが導通状態となる。これによって、選択された行の画素ＰＩＸの変換素子２０１に蓄積されていた電荷に応じた信号が複数の信号線Ｓｉｇに並列に出力される。

信号線Ｓｉｇに出力された信号は、読み出し回路１０３によって読み出される。読み出し回路１０３は、複数の増幅回路２０７と、マルチプレクサ２０８とを含む。複数の増幅回路２０７は、１つの増幅回路２０７が１つの信号線Ｓｉｇに対応するように設けられている。複数の信号線Ｓｉｇに並列に出力されてくる選択された行の画素ＰＩＸの信号は、複数の増幅回路２０７によって並列に増幅される。

各増幅回路２０７は、例えば、積分増幅器２０３と、積分増幅器２０３からの信号を増幅する可変増幅器２０４と、可変増幅器２０４からの信号をサンプルしホールドするサンプルホールド回路２０５と、バッファアンプ２０６とを含みうる。積分増幅器２０３は、例えば、信号線Ｓｉｇに出力された信号と基準電源１０７からの基準電位Ｖｒｅｆ１との差分を増幅する演算増幅器と、積分容量と、リセットスイッチとを含みうる。積分増幅器２０３は、積分容量の値を変えることで増幅率を変更することができる。演算増幅器の反転入力端子には、信号線Ｓｉｇに出力された信号が供給され、非反転入力端子には、基準電源１０７から基準電圧Ｖｒｅｆ１が供給され、出力端子は、可変増幅器２０４の入力端子に接続されている。積分容量およびリセットスイッチは、演算増幅器の反転入力端子と出力端子との間に並列に接続されている。サンプルホールド回路２０５は、例えば、サンプリングスイッチと、サンプリング容量とによって構成されうる。

マルチプレクサ２０８は、複数の信号線Ｓｉｇにそれぞれ対応する複数の増幅回路２０７から並列に読み出された信号を順次に選択して出力する。読み出し回路１０３は、マルチプレクサ２０８からの信号をバッファリングするバッファ増幅器２０９を含みうる。バッファ増幅器２０９は、インピーダンス変換器として機能しうる。読み出し回路１０３は、Ａ／Ｄ変換器２１０を有しうる。Ａ／Ｄ変換器２１０は、例えば、バッファ増幅器２０９から出力されたアナログの信号をディジタル信号に変換するように配置されうる。

読み出し回路１０３から出力された信号は、信号処理部１０５に提供されうる。信号処理部１０５は、読み出し回路１０３から出力された信号を処理してコンピュータ１０８に供給するように構成されうる。信号処理部１０５は、図１に示されるように放射線撮像装置１００に内蔵されてもよいし、放射線撮像装置１００の外部装置として提供されてもよい。

制御部１０６は、放射線撮像装置１００全体の動作を制御し、例えば駆動回路１０２を制御する制御信号や読み出し回路１０３を制御する制御信号などを生成する。図１では制御部１０６から各回路への接続を表す線を省略する。駆動回路１０２は、制御部１０６からの制御信号に応じて、信号を読み出すべき行の画素ＰＩＸのスイッチ素子Ｔを導通状態にする。読み出し回路１０３を制御する制御信号は、例えば、リセット信号ＲＣ、サンプルホールド信号ＳＨ、クロック信号ＣＬＫを含みうる。リセット信号ＲＣは積分増幅器２０３のリセットスイッチを制御する信号、サンプルホールド信号ＳＨはサンプルホールド回路２０５を制御する信号、クロック信号ＣＬＫはマルチプレクサ２０８を制御する信号である。

以下、図２を参照しながら検知回路１２０について説明する。検知回路１２０は、バイアス線Ｖｓを流れる電流（以下、バイアス電流）を検知して、該電流を示すバイアス電流信号ＶＳＤを算出部１３０に提供する。すなわち、検知回路１２０はバイアス電流信号ＶＳＤを取得する取得部として機能しうる。検知回路１２０は、例えば、電流電圧変換アンプ３１０と、電圧増幅アンプ３２０と、フィルタ回路３３０と、Ａ／Ｄ変換器３４０とを含みうる。電流電圧変換アンプ３１０は、バイアス線Ｖｓを流れる電流を電圧に変換する。電圧増幅アンプ３２０は、電流電圧変換アンプ３１０から出力される信号（電圧信号）を増幅する。電圧増幅アンプ３２０は、例えば、計装アンプで構成されうる。フィルタ回路３３０は、電圧増幅アンプ３２０から出力された信号の帯域を制限するフィルタであり、例えば、ローパスフィルタでありうる。Ａ／Ｄ変換器３４０は、フィルタ回路３３０から出力された信号（アナログ信号値）をディジタル信号値に変換したバイアス電流信号ＶＳＤを算出部１３０に供給する。

検知回路１２０、具体的にはその電流電圧変換アンプ３１０は、バイアス線Ｖｓを流れる電流を検知するほか、基準バイアス電位発生回路１２６から与えられる基準バイアス電位Ｖｓ＿ｒｅｆに応じた電位をバイアス線Ｖｓに供給する。電流電圧変換アンプ３１０は、トランスインピーダンスアンプでありうる。電流電圧変換アンプ３１０は、例えば、演算増幅器３１１と、演算増幅器３１１の反転入力端子（第２入力端子）と出力端子との間に配置されたフィードバック経路３１２とを含む。演算増幅器３１１の非反転入力端子（第１入力端子）には、基準バイアス電位Ｖｓ＿ｒｅｆが与えられる。フィードバック経路は、例えば、演算増幅器３１１の反転入力端子と出力端子とを抵抗Ｒｆ１で短絡する第１経路と、該反転入力端子と該出力端子とを抵抗Ｒｆ２で短絡する第２経路と、該反転入力端子と該出力端子とを導電線ＣＬで短絡する第３経路とを含みうる。

抵抗Ｒｆ１には、位相補償容量Ｃｆ１が並列に接続されうる。抵抗Ｒｆ２には、位相補償容量Ｃｆ２が並列に接続されうる。位相補償容量Ｃｆ１、Ｃｆ２は、例えば、電流電圧変換アンプ３１０が発振することを防止するために効果的である。抵抗Ｒｆ２を含む経路には、スイッチＳＷＣが直列に配置されうる。導電線ＣＬで構成された経路には、スイッチＳＷＢが直列に配置されうる。

制御部１０６は、制御信号ＶＳＸを検知回路１２０に供給することによって第１経路、第２経路および第３経路を含む複数の経路のうち有効にする経路を選択することによってフィードバックインピーダンスを制御する。ここで、スイッチＳＷＢを閉じると、導電線ＣＬで構成された第３経路が有効になり、抵抗Ｒｆ１を含む第１経路、および、抵抗Ｒｆ２を含む第２経路が無効になる。スイッチＳＷＢを開き、スイッチＳＷＣを閉じると、第３経路が無効になり、第１経路と第２経路が有効になる。

演算増幅器３１１の反転入力端子と接地との間には、スイッチＳＷＡと抵抗Ｒとが直列に配置されてもよい。演算増幅器３１１の反転入力端子と接地との間には、容量Ｃが配置されてもよい。電流電圧変換アンプ３１０は、フィードバック経路３１２を有することにより、演算増幅器３１１の非反転入力端子（第１入力端子）に与えられる基準バイアス電位Ｖｓ＿ｒｅｆに応じた電位を反転入力端子（第２入力端子）に発生するように機能する。より具体的には、電流電圧変換アンプ３１０は、差動増幅回路２１１の非反転入力端子に与えられる基準バイアス電位Ｖｓ＿ｒｅｆとほぼ同一の電位を反転入力端子に発生するように機能する。ここで、電流電圧変換アンプ３１０のフィードバック経路３１２のインピーダンス（以下、フィードバックインピーダンス）は、制御部１０６によって制御される。

フィードバックインピーダンスが大きいことは、電流電圧変換アンプ３１０のゲインが大きいことを意味する。一方で、フィードバックインピーダンスが大きいと、これによってバイアス電流Ｉ＿Ｖｓの大きさが制限され、バイアス線Ｖｓの電位が不安定になりうる。そこで、放射線撮像装置１００の動作、例えば、画素アレイ１０１への放射線の照射を検知する検知動作および画素ＰＩＸからの信号の読み出し動作などの動作に応じてフィードバックインピーダンスが制御されることが望まれる。以下、これをより具体的に説明する。

この実施形態では、算出部１３０が検知回路１２０からの出力、即ちバイアス電流信号ＶＳＤに基づいて放射線情報を算出し、この放射線情報に基づいて判定部１３１が画素アレイ１０１への放射線の照射の開始を検知する。該検知に応じて制御部１０６が複数の画素ＰＩＸによる電荷の蓄積動作を制御する。つまり、画素アレイ１０１への放射線の照射の開始を速やかに検知するためには、バイアス線Ｖｓを流れる電流を検知回路１２０によって高い感度で検知する必要がある。そこで、画素アレイ１０１への放射線の照射を検知する検知動作においては、フィードバックインピーダンスが大きいことが望ましい。

一方、変換素子２０１の容量Ｃｓに蓄積された電荷をスイッチ素子Ｔを介して信号線Ｓｉｇに転送する際、フィードバックインピーダンスが大きいと、変換素子２０１の第２電極ｓ２側へのバイアス線Ｖｓからの電流供給が遅くなる。特に、画素アレイ１０１に対して部分的に強い放射線が入射している場合には、変換素子２０１の第２電極ｓ２側へのバイアス線Ｖｓからの電流供給の遅れによって、撮像された画像にノイズが生じやすい。そこで、変換素子２０１の容量Ｃｓに蓄積された電荷をスイッチ素子Ｔを介して信号線Ｓｉｇに転送する際は、フィードバックインピーダンスを小さくすることが望ましい。

そこで、制御部１０６は、放射線の照射を検知する検知動作時におけるフィードバックインピーダンスが画素ＰＩＸからの信号の読み出し動作時におけるフィードバックインピーダンスよりも大きくなるようにフィードバックインピーダンスを制御する。以下に、抵抗Ｒｆ１よりも抵抗Ｒｆ２が小さい場合の例を示す。この場合、抵抗Ｒｆ２を含む第２経路が選択されるとゲインが高くなる。

制御部１０６は、例えば、放射線の照射を検知する検知動作では、スイッチＳＷＢを開き、画素ＰＩＸからの信号の読み出し動作では、スイッチＳＷＢを閉じる。この場合において、スイッチＳＷＣの状態は、放射線の照射を検知する検知動作および画素ＰＩＸからの信号の読み出し動作の双方において、どちらでもよい。

これに代えて、制御部１０６は、放射線の照射を検知する検知動作では、スイッチＳＷＢを開き、スイッチＳＷＣを閉じ、画素ＰＩＸからの信号の読み出し動作では、スイッチＳＷＢを閉じる（スイッチＳＷＢを閉じるので、スイッチＳＷＣはどちらでもよい。）。

スイッチＳＷＡおよび抵抗Ｒは必須ではないが、スイッチＳＷＡおよび抵抗Ｒが設けられる場合、スイッチＳＷＡは、検知回路１２０の非動作期間には閉じられ、放射線の照射を検知する検知動作では開かれうる。例えば、検知回路１２０の非動作期間は、放射線の照射を検知する検知動作、後述する蓄積動作及び画像出力動作を除く期間でありうる。また、画素ＰＩＸからの信号の読み出し動作では、スイッチＳＷＡは閉じられても、開かれてもよい。ここで、抵抗Ｒは、抵抗Ｒｆ１及び抵抗Ｒｆ２よりも大きくてもよい。例えば、抵抗Ｒが１０ＫΩ、抵抗Ｒｆ１が１ＫΩ、抵抗Ｒｆ２が１０５０Ωに設定されうる。

電圧増幅アンプ３２０は、ゲインが可変のアンプとして構成されうる。例えば、スイッチＳＷＤを閉じるか開くかによって電圧増幅アンプ３２０のゲインを変更することができる。

放射線撮像装置１００の動作は、初期化動作、蓄積動作、読み出し動作を含む。初期化動作は、画素アレイ１０１の複数の画素ＰＩＸを行単位で初期化する動作である。蓄積動作は、画素アレイ１０１の各画素ＰＩＸにおいて放射線の照射によって発生する電荷を蓄積する動作である。読み出し動作は、画素アレイ１０１への放射線の照射によって画素アレイ１０１の各画素ＰＩＸに蓄積された電荷に応じた信号を画素アレイ１０１から読み出して画像（画像信号）として出力する動作である。

初期化動作から蓄積動作へは、検知回路１２０からの出力に基づいて判定部１３１が放射線撮像装置１００への放射線の照射の開始を検知することによって移行する。蓄積動作から読み出し動作へは、例えば、蓄積動作の開始から所定時間が経過したことに応じて移行する。

図３および図４を参照しながら放射線撮像装置１００の動作を説明する。制御部１０６は、ステップＳ３１０において、初期化動作を開始する。初期化動作では、制御部１０６は、第１行から最終行までの駆動線Ｇを順次にアクティブレベルにするとともにリセット信号ＲＣをアクティブレベルにする動作を繰り返す。ここで、リセット信号ＲＣがアクティブレベルにされると、積分増幅器２０３はボルテージフォロワ状態となり、基準電位Ｖｒｅｆ１が信号線Ｓｉｇに供給される。この状態で、駆動線Ｇがアクティブレベルにされた行のスイッチＴが導通状態となり、変換素子２０１の容量Ｃｓに蓄積されていた電荷が初期化される。図４において、Ｖｇ（０）、Ｖｇ（１）、Ｖｇ（２）、・・・、Ｖｇ（Ｙｓ）、Ｖｇ（Ｙｓ＋１）、・・・Ｖｇ（Ｙ−１）は、画素アレイ１０１の第１行から最終行の駆動線Ｇに供給される駆動信号を示している。すなわち、Ｙは画素アレイ１０１の行数、すなわち駆動線Ｇの本数を表す。以下では、制御部１０６が何れかの駆動線Ｇにアクティブレベルの信号を供給し始めてから、次の駆動線Ｇにアクティブレベルの信号を供給するまでの動作を１回の初期化動作と呼ぶ。また、すべての駆動線Ｇに１回ずつアクティブレベルの信号が供給されるまでの期間をフレームと呼ぶ。図４の例では、１フレームにＹ回の初期化動作が行われ、１回の初期化動作で１行の画素が初期化される。

初期化動作の期間において、検知回路１２０は、画素アレイ１０１への放射線の照射量に相関のある情報を検知し、該情報に対応する検知信号を算出部１３０に供給する。本実施形態では、検知回路１２０は、画素アレイ１０１への放射線の照射量に相関のある情報として、バイアス線Ｖｓを流れる電流Ｉ＿Ｖｓを検知し、該情報に対応する検知信号として、該電流を示すバイアス電流信号ＶＳＤを算出部１３０に供給する。

初期化動作中に、ステップＳ３２０において、判定部１３１は、放射線の検知処理を行う。具体的には、算出部１３０がバイアス電流信号ＶＳＤに基づいて放射線情報を算出し、判定部１３１がこの放射線情報に基づいて画素アレイ１０１への放射線の照射の開始を判定する。本実施形態では１回の初期化動作ごとに判定部１３１が１回の検知処理を行う場合を扱うが、判定部１３１は複数回の初期化動作ごとに１回の検知処理を行ってもよい。ここで、制御部１０６は、放射線の照射を検知する検知動作時のフィードバックインピーダンスを画素ＰＩＸからの信号の読み出し動作時のフィードバックインピーダンスよりも大きく設定する。

制御部１０６は、画素アレイ１０１への放射線の照射の開始が検知されるまでは、初期化動作の反復を継続する（ステップＳ３７０）。制御部１０６は、画素アレイ１０１への放射線の照射の開始を検知すると（ステップＳ３２０においてＹＥＳ）、ステップＳ３３０において蓄積動作を開始する。即ち、放射線の照射の開始が検知されると（図４には、「照射開始検知」として示されている。）、初期化動作から蓄積動作に移行する。ステップＳ３２０における検知処理の詳細については後述する。

蓄積動作中は、制御部１０６は、ステップＳ３４０において、放射線の照射の終了を判定する。放射線の終了の判定方法は、特に限定されないが、例えば、蓄積動作の開始から所定時間が経過したことによって放射線の照射が終了したものと判定することができる。あるいは、制御部１０６は、バイアス電流信号ＶＳＤに基づいて画素アレイ１０１への放射線の照射の終了を検知することができる。

制御部１０６は、画素アレイ１０１への放射線の照射が終了したと判定するまで蓄積動作を継続する（ステップＳ３８０）。制御部１０６は、画素アレイ１０１への放射線の照射が終了したと判定すると（ステップＳ３４０においてＹＥＳ）、ステップＳ３５０において、読み出し動作を開始する。即ち、放射線の照射が終了したと判定されると（図４には、「照射終了検知」として示されている。）、蓄積動作から読み出し動作に移行する。読み出し動作では、画素アレイ１０１の先頭行の画素から最終行の画素まで順番に信号が読み出される。

図５には、初期化動作から蓄積動作へ移行するタイミングに着目した放射線撮像装置１００の動作例が示されている。図５において、Ｖｇ（Ｙｓ−２）、Ｖｇ（Ｙｓ−１）、Ｖｇ（Ｙｓ）、Ｖｇ（Ｙｓ＋１）は、画素アレイ１０１の第（Ｙｓ−２）行から第（Ｙｓ＋１）の駆動線Ｇに供給される駆動信号を示している。本実施形態ではスイッチ素子Ｔはハイアクティブであり、駆動線Ｇにハイレベルの電圧（オン電圧）が印加された場合に導通状態になり、ローレベルの電圧（オフ電圧）が印加された場合に非導通状態になる。これに代えて、スイッチ素子Ｔはローアクティブであってもよい。

放射線撮像装置１００は、バイアス線Ｖｓに流れるバイアス電流に関して、以下のような特徴を有しうる。
（１）放射線の照射中は、単位時間当たりの放射線の照射量に比例した電流がバイアス線Ｖｓに流れる。この電流は、図５に「第１信号」として示されている。この電流は、画素ＰＩＸのスイッチ素子Ｔが非導通状態にある場合よりも、導通状態にある場合の方が多く流れうるが、図では簡単のために一定で表す。
（２）放射線が照射された画素ＰＩＸのスイッチ素子Ｔを導通すると、スイッチ素子Ｔを導通するまでに当該画素ＰＩＸの変換素子２０１に蓄積された電荷量に比例した電流がバイアス線Ｖｓに流れる。この電流は、図５に「第２信号」として示されている。
（３）画素ＰＩＸのスイッチ素子Ｔの導通・非導通を切り替えると、バイアス線Ｖｓに電流が流れる。この電流は、スイッチングノイズと呼ばれうるものである。
（４）放射線撮像装置１００に衝撃や磁界を加えると、バイアス線Ｖｓに電流が流れる。この電流は、外来ノイズと呼ばれうるものであり、図５に「外来ノイズ」として示されている。例えば、商用電源から生じた電磁界の影響により、バイアス線Ｖｓに５０〜６０Ｈｚ程度の電流が流れうる。また、放射線撮像装置１００に衝撃を与えると、バイアス線Ｖｓに数Ｈｚ〜数ｋＨｚの電流が流れうる。
（５）放射線撮像装置１００に磁界や衝撃を加えなくても、放射線撮像装置１００自体が発生する電磁波や検知回路１２０の内部雑音などにより、バイアス線Ｖｓに電流が流れる。この電流は、システムノイズと呼ばれうるものである。図５の「バイアス電流」では、第１信号・第２信号・外来ノイズが時間を通じて一定であるように示されるが、図５はこれらがどのタイミングで現われるかを概念的に示しているだけであり、時間を通じて一定であるとは限らない。

放射線の照射、より具体的には放射線の照射の開始を検知するためには、検知信号としてのバイアス電流信号ＶＳＤのサンプル値をそのまま用いてもよい。しかしながら、本実施形態では、衝撃や磁界の影響などによる外来ノイズの影響を低減するため、算出部１３０が複数のバイアス電流信号ＶＳＤに処理を施して放射線情報を算出し、この放射線情報に基づいて判定部１３１が放射線の照射を検知する。例えば、判定部１３１は、放射線情報又は放射線情報の積分値が所定の閾値を上回った場合に放射線が照射されていると判断する。

図５に示されるように、駆動回路１０２の駆動周期をＴＩで表す。すなわち、放射線撮像装置１００は時間ＴＩごとに１回の初期化動作を行う。時間ＴＩのうち、駆動回路１０２がハイレベルの駆動信号を供給する時間（以下、オン時間）をＴＨで表し、ローレベルの駆動信号を供給する時間（以下、オフ時間）をＴＬで表す。本実施形態では、ＴＨ＝ＴＬとなるように制御部１０６は駆動回路１０２を制御する。すなわち、１回の初期化動作の開始とともに、駆動回路１０２は、ある駆動線Ｇの駆動信号をローレベルからハイレベルに切り替え、時間ＴＨが経過した後にローレベルに戻し、さらに同じ長さの時間ＴＬが経過した後に次回の初期化動作を開始する。例えば、ＴＨ＝ＴＬ＝１６μ秒としうる。また、検知回路１２０のＡ／Ｄ変換器３４０のサンプリング周期をＴＳで表す。この場合に、検知回路１２０は時間ＴＳごとにバイアス電流信号ＶＳＤの１つのサンプル値を算出部１３０に供給する。図５に示されるように、本実施形態では、ＴＨ＝ＴＬ＝ＴＳとなるように検知回路１２０はサンプリングを行う。この場合に、検知回路１２０は１回の初期化動作ごとにバイアス電流信号ＶＳＤの２つのサンプル値を出力する。そこで、画素ＰＩＸのスイッチ素子Ｔが導通状態である場合について検知回路１２０が出力するサンプル値を有効値Ｓと呼び、画素ＰＩＸのスイッチ素子Ｔが非導通状態である場合について検知回路１２０が出力するサンプル値をノイズ値Ｎと呼ぶ。算出部１３０は、有効値Ｓとノイズ値Ｎとの差分を取ることによって外来ノイズを除去することができ、放射線情報として第２信号のみを取り出せる。

外来ノイズは時間経過に伴い変動するため、算出部１３０は、互いに近い時刻にサンプリングされた有効値Ｓとノイズ値Ｎとを用いて放射線信号を算出してもよい。例えば、ｙ回目（ｙは任意の自然数）の初期化動作において出力された有効値Ｓ、ノイズ値ＮをそれぞれＳ（ｙ）、Ｎ（ｙ）とし、ステップＳ３２０（図３）で判定部１３１がｙ回目の初期化動作についての放射線照射の検知に用いる放射線情報をＸ（ｙ）とする。この場合に、算出部１３０は（１）式〜（３）式のような演算によってＸ（ｙ）を算出しうる。（１）式〜（３）式は、スイッチ素子Ｔが導通状態である場合のバイアス電流信号ＶＳＤ（検知信号）とスイッチ素子Ｔが非導通状態である場合のバイアス電流信号ＶＳＤ（検知信号）との差分の演算を意味する。
Ｘ（ｙ）＝Ｓ（ｙ）−Ｎ（ｙ） …（１）
Ｘ（ｙ）＝Ｓ（ｙ）−Ｎ（ｙ−１） …（２）
Ｘ（ｙ）＝Ｓ（ｙ）−｛Ｎ（ｙ）＋Ｎ（ｙ−１）｝／２ …（３）

以上のようにして外来ノイズを低減する方法を、本願明細書ではＣＤＳ（相関二重サンプリング）と称する。ＣＤＳの演算は、上記の演算方法に限定されるものではない。例えば、算出部１３０は、Ｓ（ｙ−１）やＮ（ｙ−２）等の隣接しないサンプル値を用いてＸ（ｙ）を算出してもよい。また、算出部１３０は、バイアス電流信号ＶＳＤの複数個のサンプル値に対して他の四則演算および微分・積分を行ってから放射線情報を算出してもよい。また、ｙ回目のサンプリングしたＳ（ｙ）やＮ（ｙ）として、当該期間に複数回（例えば８回）サンプリングをして得られた複数個のサンプル値を加算したものを用いてもよい。

続いて、図６を参照して、初期化動作から蓄積動作へ移行するタイミングに着目した放射線撮像装置１００の別の動作例を説明する。図５の例とは、検知回路１２０のＡ／Ｄ変換器３４０のサンプリング周期ＴＳが異なっている。その他の点は図５の例と同じであってもよいので、重複する説明を省略する。図６の例では、Ａ／Ｄ変換器３４０のサンプリング周期ＴＳを駆動回路１０２の駆動周期ＴＩの１／２よりも短く設定する。そして、オン時間ＴＨの後半にサンプリングされたバイアス電流信号ＶＳＤのサンプル値を有効値Ｓとし、オフ時間ＴＬの前半にサンプリングされたバイアス電流信号ＶＳＤのサンプル値をノイズ値Ｎとする。図５の例と同様に、ｙ回目の初期化動作において出力された有効値Ｓ、ノイズ値ＮをそれぞれＳ（ｙ）、Ｎ（ｙ）とし、ステップＳ３２０（図３）で判定部１３１がｙ回目の初期化動作について放射線照射の検知に用いる放射線情報をＸ（ｙ）とする。この場合に、算出部１３０は、（４）式のような演算によってＸ（ｙ）を算出しうる。
Ｘ（ｙ）＝Ｓ（ｙ）−Ｎ（ｙ） …（４）
サンプリング周期ＴＳを短くすることで、有効値Ｓに含まれる外来ノイズの値とノイズ値Ｎに含まれる外来ノイズの値とを近づけることができる。これにより、放射線情報における外来ノイズの影響を低減できる。

図７にサンプリング周期ＴＳを様々な値に設定した場合のノイズ除去比を計算した実験結果を示す。図７のグラフでは、横軸が外来ノイズの周波数を示し、縦軸がノイズ除去比を示す。駆動信号のオン時間ＴＨ及びオフ時間ＴＬをそれぞれ１６μ秒とする。このとき、曲線７０１、７０２、７０３、７０４はそれぞれ、サンプリング周期ＴＳを１６μ秒、１０．６μ秒、８μ秒、５．３μ秒とした場合の各周波数におけるノイズ除去比を示す。図から読み取れるように、低周波領域では、サンプリング周期ＴＳが短いほど効率よくノイズが除去される。

続いて、図８を参照して、初期化動作から蓄積動作へ移行するタイミングに着目した放射線撮像装置１００のさらに別の動作例を説明する。図５の例とは、駆動回路１０２による駆動タイミング（オン時間ＴＨ、オフ時間ＴＬ）と検知回路１２０のＡ／Ｄ変換器３４０のサンプリング周期ＴＳとが異なっている。その他の点は図５の例と同じであってもよいので、重複する説明を省略する。図８の例では、オフ時間ＴＬがオン時間ＴＨよりも長い。例えば、オフ時間ＴＬがオン時間ＴＨの３倍となるように駆動回路１０２が動作する。そして、サンプリング周期ＴＳをオン時間ＴＨと同じにする。この場合に、検知回路１２０は１回のリセット動作について、１つの有効値Ｓと３つのノイズ値Ｎとを出力する。そこで、ｙ回目（ｙは任意の自然数）の初期化動作において出力された有効値Ｓ、３つのノイズ値ＮをそれぞれＳ（ｙ）、Ｎ１（ｙ）、Ｎ２（ｙ）、Ｎ３（ｙ）とする。また、ステップＳ３２０（図３）で判定部１３１がｙ回目の初期化動作について放射線照射の検知に用いる放射線情報をＸ（ｙ）とする。ただし、Ｎ１（ｙ）、Ｎ２（ｙ）、Ｎ３（ｙ）は早い時刻にサンプリングされた値から順に並んでいる。

算出部１３０が有効値Ｓ及びノイズ値Ｎを用いてＸ（ｙ）を算出する様々な方法を以下に説明する。算出部１３０は、図５で説明した例と同様に、以下の式（５）〜式（７）の何れかに従ってＸ（ｙ）を算出してもよい。
Ｘ（ｙ）＝Ｓ（ｙ）−Ｎ１（ｙ） …（５）
Ｘ（ｙ）＝Ｓ（ｙ）−Ｎ３（ｙ−１） …（６）
Ｘ（ｙ）＝Ｓ（ｙ）−｛Ｎ１（ｙ）＋Ｎ３（ｙ−１）｝／２ …（７）
式（５）〜式（７）は、ｙ回目の初期化動作において得られた有効値Ｓ（ｙ）と、この前後でサンプリングされたノイズ値Ｎ１（ｙ）、Ｎ３（ｙ−１）とを用いてＸ（ｙ）を算出する。

これに代えて、算出部１３０は以下の式（８）に従ってＸ（ｙ）を算出してもよい。
Ｘ（ｙ）＝Ｓ（ｙ）−｛３×Ｎ１（ｙ）−３×Ｎ２（ｙ）＋Ｎ３（ｙ）｝ …（８）
この式（８）では、ノイズ値Ｎ（上記の例ではＮ１（ｙ）〜Ｎ３（ｙ））に重みが付されている。すなわち、ノイズ値Ｎに異なる係数が与えられている。式（８）は同一の初期化動作において得られた１つの有効値Ｓ及び複数のノイズ値Ｎについて、隣接する値同士の減算を繰り返し行うことで得られる。具体的には、算出部１３０はまず、同一の初期化動作の隣接するサンプル値同士の減算を行い、有効値Ｓとノイズ値Ｎとの差分を新たな有効値Ｓとし、ノイズ値Ｎ同士の差分を新たなノイズ値Ｎとする。算出部１３０は、上記の演算を１つの値が得られるまで繰り返す。従って、１回の初期化動作で得られたノイズ値Ｎがｎ個の場合に、算出部１３０は上記の演算をｎ段繰り返すことになる。この処理を数式で表すと以下のようになる。ここで、更新された有効値及びノイズ値を「'」を付けて表す。

１段目の演算：
Ｓ'（ｙ）＝Ｓ（ｙ）−Ｎ１（ｙ）
Ｎ１'（ｙ）＝Ｎ１（ｙ）−Ｎ２（ｙ）
Ｎ２'（ｙ）＝Ｎ２（ｙ）−Ｎ３（ｙ）
２段目の演算：
Ｓ''（ｙ）＝Ｓ'（ｙ）−Ｎ１'（ｙ）
Ｎ１''（ｙ）＝Ｎ１'（ｙ）−Ｎ２'（ｙ）
３段目の演算：
Ｘ（ｙ）＝Ｓ''（ｙ）−Ｎ１''（ｙ）

式（８）では、算出部１３０は、１つの有効値Ｓと、その後に連続して得られた３つのノイズ値Ｎとを用いて放射線情報を算出した。これに代えて、以下の式（９）のように、算出部１３０は、１つの有効値Ｓと、その前に連続して得られた３つのノイズ値Ｎとを用いて放射線情報を算出してもよい。
Ｘ（ｙ）＝Ｓ（ｙ）−｛３×Ｎ３（ｙ−１）−３×Ｎ２（ｙ−１）＋Ｎ１（ｙ−１）｝ …（９）
この式（８）も、式（７）と同様の計算によって得られる。

さらに別の実施例では、以下の式（１０）で示すように、算出部１３０は、式（８）で得られた放射線情報と式（９）で得られた放射線情報とを平均することによって放射線情報を算出してもよい。
Ｘ（ｙ）＝Ｓ（ｙ）−｛３×Ｎ１（ｙ）−３×Ｎ２（ｙ）＋Ｎ３（ｙ）＋３×Ｎ３（ｙ−１）−３×Ｎ２（ｙ−１）＋Ｎ１（ｙ−１）｝／２ …（１０）
式（１０）では、算出部１３０は、１つ有効値Ｓと、その前後に連続して得られた６つのノイズ値Ｎに重みを付したものとに基づいて放射線情報を算出する。

式（８）〜式（１０）の何れも、有効値Ｓとノイズ値Ｎとの切り替わりのタイミングの近くにサンプリングされたノイズ値Ｎに大きな重みを付している。ここで、重みが大きいとは、放射線情報への影響が大きいことを意味し、具体的にはノイズ値Ｎの係数の絶対値が大きいことを意味しうる。以下の例でも同様である。

図９に放射線情報Ｘ（ｙ）を様々な方法で算出した場合のノイズ除去比を計算した実験結果を示す。図９のグラフでは、横軸が外来ノイズの周波数を示し、縦軸がノイズ除去比を示す。駆動信号のオン時間ＴＨを８μ秒とし、オフ時間ＴＬを２４μ秒とする。このとき、曲線８０１、８０２、８０３、８０４はそれぞれ、式（５）、式（７）、式（８）、式（１０）で放射線情報Ｘ（ｙ）を算出した場合の各周波数におけるノイズ除去比を示す。比較のため、図７の曲線７０１も図９に示される。図から読み取れるように、低周波領域では、複数のノイズ値Ｎに重みを付して放射線情報を算出することで、効率よくノイズが除去される。

式（８）〜式（１０）の放射線情報は、隣接するサンプル値同士の減算を逐次計算することによって算出されてもよいし、これらの式に従ってサンプル値に係数を乗じたものを加算・減算することによって算出されてもよい。後述する式に従って放射線情報を算出する場合も同様である。また、放射線撮像装置１００に圧力や衝撃が加わった際に流れる外来ノイズは、放射線照射時にバイアス線Ｖｓに流れる電流の１０〜１００倍の値をとりうる。そこで、検知回路１２０のダイナミックレンジは、外来ノイズが飽和することなくサンプリングできるように設定されうる。検知回路１２０のダイナミックレンジを広げた場合に、除算による量子化誤差の発生を軽減するために、放射線情報と閾値とを整数倍して、加算・減算・乗算のみで放射線情報が算出されるように制御部１０６が構成されてもよい。

続いて、図１０を参照して、初期化動作から蓄積動作へ移行するタイミングに着目した放射線撮像装置１００のさらに別の動作例を説明する。図５の例とは、検知回路１２０のＡ／Ｄ変換器３４０のサンプリング周期ＴＳが異なっている。その他の点は図５の例と同じであってもよいので、重複する説明を省略する。図１０の例では、オフ時間ＴＬとオン時間ＴＨとは等しい。そして、サンプリング周期ＴＳをオン時間ＴＨよりも短くする。例えば、サンプリング周期ＴＳをオン時間ＴＨの１／３に設定する。この場合に、検知回路１２０は１回のリセット動作について、３つの有効値Ｓと３つのノイズ値Ｎとを出力する。そこで、ｙ回目（ｙは任意の自然数）の初期化動作において出力された３つの有効値Ｓ、３つのノイズ値ＮをそれぞれＳ１（ｙ）、Ｓ２（ｙ）、Ｓ３（ｙ）、Ｎ１（ｙ）、Ｎ２（ｙ）、Ｎ３（ｙ）とする。また、ステップＳ３２０（図３）で制御部１０６がｙ回目の初期化動作について放射線照射の検知に用いる放射線情報をＸ（ｙ）とする。ただし、Ｓ１（ｙ）、Ｓ２（ｙ）、Ｓ３（ｙ）、Ｎ１（ｙ）、Ｎ２（ｙ）、Ｎ３（ｙ）は早い時刻にサンプリングされた値から順に並んでいる。

算出部１３０が有効値Ｓ及びノイズ値Ｎを用いてＸ（ｙ）を算出する様々な方法を以下に説明する。例えば、算出部１３０は、Ｘ（ｙ）を以下の式（１１）〜式（１３）の何れかに従って算出してもよい。
Ｘ（ｙ）＝Ｓ１（ｙ）＋Ｓ２（ｙ）＋Ｓ３（ｙ）−｛Ｎ１（ｙ）＋Ｎ２（ｙ）＋Ｎ３（ｙ）｝ …（１１）
Ｘ（ｙ）＝Ｓ１（ｙ）＋Ｓ２（ｙ）＋Ｓ３（ｙ）−｛Ｎ１（ｙ−１）＋Ｎ２（ｙ−１）＋Ｎ３（ｙ−１）｝ …（１２）
Ｘ（ｙ）＝２×Ｓ１（ｙ）＋２×Ｓ２（ｙ）＋２×Ｓ３（ｙ）−｛Ｎ１（ｙ）＋Ｎ２（ｙ）＋Ｎ３（ｙ）＋Ｎ１（ｙ−１）＋Ｎ２（ｙ−１）＋Ｎ３（ｙ−１）｝ …（１３）
式（１１）〜式（１３）では、算出部１３０は、ｙ回目の初期化動作において得られた３つの有効値Ｓ（ｙ）と、この前後でサンプリングされた３つのノイズ値Ｎ又は６つのノイズ値Ｎとを用いてＸ（ｙ）を算出する。ここで、上述の理由から、算出部１３０は、放射線情報を有効値・ノイズ値の加算・減算のみで算出しており、除算を用いていない。

これに代えて、以下の式（１４）に従って算出部１３０がＸ（ｙ）を算出してもよい。
Ｘ（ｙ）＝｛１１×Ｓ１（ｙ）＋５×Ｓ２（ｙ）＋２×Ｓ３（ｙ）｝／１８−｛１１×Ｎ３（ｙ−１）＋５×Ｎ２（ｙ−１）＋２×Ｎ１（ｙ−１）｝／１８ …（１４）
この式（１４）では、有効値Ｓ・ノイズ値Ｎ（上記の例ではＳ１（ｙ）〜Ｓ３（ｙ）、Ｎ１（ｙ−１）〜Ｎ３（ｙ−１））に重みが付されている。すなわち、有効値Ｓ・ノイズ値Ｎに異なる係数が与えられている。式（１４）は、ｙ回目の初期化動作において得られた３つの有効値Ｓと、その直前のｙ−１回目の初期化動作において得られた３つのノイズ値Ｎのうち、隣接するｋ個同士の平均の差分を、ｋ＝１〜３まで平均することで得られる。この処理を数式で表すと以下のようになる。ここで、有効値Ｓの平均とノイズ値Ｎの平均との差分をＤ１〜Ｄ３で表す。

１個同士の差分：
Ｄ１＝Ｓ１（ｙ）−Ｎ３（ｙ−１）
２個の平均同士の差分：
Ｄ２＝｛Ｓ１（ｙ）＋Ｓ２（ｙ）｝／２−｛Ｎ３（ｙ−１）＋Ｎ２（ｙ−１）｝／２
３個の平均同士の差分：
Ｄ３＝｛Ｓ１（ｙ）＋Ｓ２（ｙ）＋Ｓ３（ｙ）｝／３−｛Ｎ３（ｙ−１）＋Ｎ２（ｙ−１）＋Ｎ１（ｙ−１）｝／３
差分の平均：
Ｘ（ｙ）＝（Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３）／３

式（１４）で算出部１３０は３つ有効値Ｓと、その前に連続して得られた３つのノイズ値Ｎとを用いて放射線情報を算出した。これに代えて、以下の式（１５）のように、算出部１３０は３つの有効値Ｓと、その後に連続して得られた３つのノイズ値Ｎとを用いて放射線情報を算出してもよい。
Ｘ（ｙ）＝｛１１×Ｓ３（ｙ）＋５×Ｓ２（ｙ）＋２×Ｓ１（ｙ）｝／１８−｛１１×Ｎ１（ｙ）＋５×Ｎ２（ｙ）＋２×Ｎ３（ｙ）｝／１８ …（１５）
この式（１５）も、式（１４）と同様の計算によって得られる。さらに別の実施例では、算出部１３０は式（１４）で得られた放射線情報と式（１５）で得られた放射線情報とを平均することによって放射線情報を算出してもよい。この場合に、算出部１３０は、ｙ回目の初期化動作についての放射線情報を、ｙ回目の初期化動作で得られた３つの有効値Ｓと、この前後に隣接して取得された６つのノイズ値Ｎに重みを付けた値とに基づいて算出することになる。式（１４）、式（１５）の何れも、有効値Ｓとノイズ値Ｎとの切り替わりのタイミングの近くにサンプリングされたノイズ値Ｎに大きな重みを付している。

図１１に放射線情報Ｘ（ｙ）を様々な方法で算出した場合のノイズ除去比を計算した実験結果を示す。図１１のグラフでは、横軸が外来ノイズの周波数を示し、縦軸がノイズ除去比を示す。駆動信号のオン時間ＴＨを１６μ秒とし、オフ時間ＴＬを１６μ秒とする。また、サンプリング時間ＴＳを５．３μ秒とする。このとき、曲線１１０１、１１０２はそれぞれ、式（１４）と、式（１４）及び式（１５）の平均とで放射線情報Ｘ（ｙ）を算出した場合の各周波数におけるノイズ除去比を示す。比較のため、図７の曲線７０１も図１１に示される。図から読み取れるように、低周波領域では、複数のノイズ値Ｎに重みを付して放射線情報を算出することで、効率よくノイズが除去される。

続いて、図１２を参照して、初期化動作から蓄積動作へ移行するタイミングに着目した放射線撮像装置１００のさらに別の動作例を説明する。図５の例とは、検知回路１２０のＡ／Ｄ変換器３４０のサンプリング周期ＴＳと、オフ時間ＴＬとが異なっている。その他の点は図５の例と同じであってもよいので、重複する説明を省略する。図１２の例では、駆動回路１０２の駆動周期ＴＩがオン時間ＴＨに等しく、オフ時間ＴＬが０である。すなわち、１回の初期化動作において、駆動回路１０２は対象の駆動線Ｇへの駆動信号をアクティブレベルに維持する。その結果、ある行への駆動信号がハイレベルからローレベルへ切り替わると同時に、次の行への駆動信号がローレベルからハイレベルに切り替わる。また、サンプリング周期ＴＳをオン時間ＴＨよりも短くする。例えば、サンプリング周期ＴＳをオン時間ＴＨの１／３に設定する。この場合に、検知回路１２０は１回のリセット動作について、３つの有効値Ｓを出力する。

一般的に、スイッチ素子Ｔの導通・非導通を切り替えると、バイアス線Ｖｓに電流が流れることが知られている。この電流はスイッチングノイズと呼ばれうる。図１２に示されるように、ある画素行のスイッチ素子Ｔへの駆動信号の立ち下がりと、別の画素行のスイッチ素子Ｔへの駆動信号の立ち上がりとを重ねることによって、スイッチングノイズを打ち消しあうことができる。従って、図１２の例はスイッチングノイズが大きい場合に有効である。

ｙ回目（ｙは任意の自然数）の初期化動作において出力された３つの有効値ＳをそれぞれＳ１（ｙ）、Ｓ２（ｙ）、Ｓ３（ｙ）とする。また、ステップＳ３２０（図３）で判定部１３１がｙ回目の初期化動作について放射線照射の検知に用いる放射線情報をＸ（ｙ）とする。ただし、Ｓ１（ｙ）、Ｓ２（ｙ）、Ｓ３（ｙ）は早い時刻にサンプリングされた値から順に並んでいる。

この場合に、算出部１３０は、Ｘ（ｙ）を以下の式（１６）に従って算出してもよい。
Ｘ（ｙ）＝｛１１×Ｓ１（ｙ）＋５×Ｓ２（ｙ）＋２×Ｓ３（ｙ）｝／１８−｛１１×Ｓ３（ｙ−１）＋５×Ｓ２（ｙ−１）＋２×Ｓ１（ｙ−１）｝／１８ …（１６）
この式（１６）は、式（１４）と同様に、ｙ回目の初期化動作において得られた３つの有効値Ｓと、ｙ−１回目の初期化動作において得られた３つの有効値Ｓのうち、隣接するｋ個同士の平均の差分を、ｋ＝１〜３まで平均することで得られる。この処理を数式で表すと以下のようになる。ここで、ｙ回目の初期化で得られた有効値Ｓの平均とｙ−１回目の初期化で得られた有効値Ｎの平均との差分をＤ１〜Ｄ３で表す。

１個同士の差分：
Ｄ１＝Ｓ１（ｙ）−Ｓ３（ｙ−１）
２個の平均同士の差分：
Ｄ２＝｛Ｓ１（ｙ）＋Ｓ２（ｙ）｝／２−｛Ｓ３（ｙ−１）＋Ｓ２（ｙ−１）｝／２
３個の平均同士の差分：
Ｄ３＝｛Ｓ１（ｙ）＋Ｓ２（ｙ）＋Ｓ３（ｙ）｝／３−｛Ｓ３（ｙ−１）＋Ｓ２（ｙ−１）＋Ｓ１（ｙ−１）｝／３
差分の平均：
Ｘ（ｙ）＝（Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３）／３

式（１６）は、外来ノイズに対して式（１４）と同じ演算を行っているので、式（１４）と同様のノイズ除去特性を有しうる。式（１６）で得られる放射線情報Ｘ（ｙ）は、連続する初期化動作で得られた複数の有効値Ｓに重みを付して差分を取った値である。判定部１３１はこの値が閾値を超えた場合に放射線の照射を検知する。

続いて、図１３を参照して、初期化動作から蓄積動作へ移行するタイミングに着目した放射線撮像装置１００のさらに別の動作例を説明する。図５の例とは、駆動回路１０２による駆動タイミング（オン時間ＴＨ、オフ時間ＴＬ）が異なっている。その他の点は図５の例と同じであってもよいので、重複する説明を省略する。図１３の例では、駆動回路１０２は前後して供給する２つの駆動信号の立ち下がりと立ち上がりとを重ねる。例えば、駆動回路１０２は奇数回目の初期化動作における駆動信号の立ち下がりと偶数回目の初期化動作における駆動信号の立ち上がりとを重ねる。言い換えると、駆動回路１０２は奇数回目の初期化動作におけるオフ時間ＴＬをゼロにする。その結果、奇数回目と偶数回目とでは駆動周期ＴＩが異なる。図１３の例では、Ｙｓ−１行目の駆動線Ｇへ供給する駆動信号の立ち下がりとＹｓ行目の駆動線Ｇへ供給する駆動信号の立ち上がりとが重なっている。

Ａ／Ｄ変換器３４０のサンプリング周期ＴＳと、オン時間ＴＨと、オフ時間ＴＬとを互いに等しくすると、検知回路１２０は奇数回目のリセット動作で１つの有効値Ｓを出力し、偶数回目のリセット動作で１つの有効値Ｓと１つのノイズ値Ｎとを出力する。ｙ回目（ｙは任意の奇数）の初期化動作において出力された有効値ＳをＳ（ｙ）とし、その直後のｙ＋１回目の初期化動作において出力された有効値Ｓ、ノイズ値ＮをそれぞれＳ（ｙ＋１）、Ｎ（ｙ＋１）とする。また、ステップＳ３２０（図３）で判定部１３１がｙ回目の初期化動作について放射線照射の検知に用いる放射線情報をＸ（ｙ）とする。

この場合に、算出部１３０は、Ｘ（ｙ）を以下の式（１６）に従って算出してもよい。
Ｘ（ｙ）＝［Ｓ（ｙ）＋Ｓ（ｙ＋１）−｛Ｎ（ｙ＋１）−Ｎ（ｙ−１）｝／１８］ …（１７）
この式では、単位時間当たりの放射線信号量を増加させることができる。

続いて、図１４を参照して、検知回路１２０のサンプリングタイミングの別の例を示す。放射線が照射された画素ＰＩＸのスイッチ素子Ｔを導通するまでに当該画素ＰＩＸの変換素子２０１に蓄積された電荷量に比例してバイアス線Ｖｓに流れる電流（第２信号）は、以下の性質を有しうる。すなわち、この電流は、駆動信号の立ち上がりとともに（時刻ｔ０で）流れ始め、スイッチ素子Ｔが導通状態になると（時刻ｔ１で）ピークとなり、その後（時刻ｔ２で）流れ終わるスパイク状の電流である。駆動信号の立ち上がりからスイッチ素子Ｔが導通状態となるまでの時間は駆動線Ｇの抵抗及び寄生容量の時定数で定まる。

そこで、図１４に示される例では、検知回路１２０は、１回の初期化動作において駆動回路１０２が（時刻ｔ０で）駆動信号を立ち上げた後、遅延時間ＴＤの経過後に（時刻ｔ１で）バイアス線Ｖｓに流れる電流をサンプリングする。この場合に検知回路１２０から出力されるサンプル値が有効値Ｓとなる。また、検知回路１２０は、１回の初期化動作において駆動回路１０２が（時刻ｔ３で）駆動信号を立ち下げた後、同じ遅延時間ＴＤの経過後に（時刻ｔ４で）バイアス線Ｖｓに流れる電流をサンプリングする。この場合に検知回路１２０から出力されるサンプル値がノイズ値Ｎとなる。有効値Ｓ及びノイズ値Ｎから放射線情報を算出する方法は上述の何れの方法を用いてもよい。スイッチ素子Ｔのスイッチングノイズは、駆動信号の立ち上がり及び立ち下がりと同時に流れ始め、スイッチ素子Ｔが導通状態・非導通状態に切り替わった後には流れなくなることが知られている。そのため、検知回路１２０が上述のタイミングでサンプリングを行うことによって、放射線信号からスイッチングノイズの影響を軽減できる。

遅延時間ＴＤは、バイアス線Ｖｓを流れる電流のピークのタイミング（例えば、時刻ｔ１）でサンプリングが行われるように設定される。例えば、遅延時間ＴＤは、駆動線Ｇの時定数や、バイアス線Ｖｓの時定数に基づいて決定される。また、遅延時間ＴＤは、検知回路１２０のうちＡ／Ｄ変換器３４０の前段の回路の処理時間にさらに基づいて決定されてもよい。

図１５を参照して、遅延時間ＴＤを決定する方法の一例を説明する。制御部１０６は、図１４のサンプリング間隔よりも短い時間間隔で、バイアス線Ｖｓに流れる電流をプリサンプリングする。放射線撮像装置１００の製造者は、プリサンプリングが行われている間に、テスト用の放射線を放射線撮像装置１００へ照射する。そして、制御部１０６は、１回の初期化動作における駆動信号の立ち上がり時刻と、この初期化動作に対してバイアス電流信号ＶＳＤのサンプル値が最大となったサンプリング時刻との間の時間を遅延時間ＴＤとして記憶する。

テスト用の放射線を使用する代わりに、画素ＰＩＸに蓄積された暗電荷によってバイアス線Ｖｓに流れる電流を利用してもよい。制御部１０６は、所定の期間、駆動回路１０２の供給する駆動信号をローレベルに維持して、画素ＰＩＸに暗電荷が蓄積されるのを待つ。その後、図１５に示した初期化動作を開始する。スイッチ素子Ｔが導通状態になると、バイアス線Ｖｓに暗電荷に応じた電流が流れるので、制御部１０６はこの電流に基づいて遅延時間ＴＤを決定する。

駆動線Ｇの時定数や、バイアス線Ｖｓの時定数、検知回路１２０の処理時間は、製品出荷後の経年劣化や使用環境の温度などによっても変わりうる。そこで、上述の遅延時間ＴＤの決定方法を製品出荷後にも行えるようにしてもよい。例えば、放射線撮像装置１００は、上述のプリサンプリングを実行する調整モードと、通常のサンプリングを実行する通常モードとを切り替えられるように構成されてもよい。調整モードにおいて、放射線撮像装置１００のユーザは、テスト用の放射線を放射線撮像装置１００へ照射する。これに代えて、放射線撮像装置１００は、暗電荷を蓄積する動作モードに移行してもよい。そして、制御部１０６は、１回の初期化動作における駆動信号の立ち上がり時刻と、この初期化動作に対してバイアス電流信号ＶＳＤのサンプル値が最大となったサンプリング時刻との間の時間を遅延時間ＴＤとして記憶する。放射線撮像装置１００が通常モードに変更された場合に、記憶された遅延時間ＴＤに従って検知回路１２０がサンプリングを行う。

上述のように、バイアス線Ｖｓを流れる電流のピークのタイミングでサンプリングを行うことによって、Ｓ／Ｎ比が向上し、放射線の照射の検知の精度が向上する。図１４では、図５に示した駆動回路１０２の駆動タイミングに基づいて説明したが、図１２や図１３の駆動タイミングでも同様に遅延時間の経過後にサンプリングを行ってもよい。

続いて、図１６を参照して、放射線撮像装置１００の別の動作例を説明する。図５の例とは、検知回路１２０のＡ／Ｄ変換器３４０のサンプリング周期ＴＳが異なっている。その他の点は図５の例と同じであってもよいので、重複する説明を省略する。図１６の例では、オン時間ＴＨ＝オフ時間ＴＬ＝１６μ秒とし、サンプリング周期ＴＳ＝１μ秒とする。この場合に、１回の初期化動作に対して３２個のバイアス電流信号ＶＳＤが検知回路１２０から出力される。

ｙ回目の初期化動作において、時刻ｔ０でＹｓ行目の駆動線Ｇへ供給される駆動信号がハイレベルに切り替わるとする。そして、駆動信号がハイレベルに切り替わったことによる、検知回路１２０のＡ／Ｄ変換器３４０へ入力されるアナログ信号への影響が時刻ｔ１で現われるとする。この場合に、時刻ｔ１〜時刻ｔ５までに検知回路１２０が出力する１６個のサンプル値がｙ回目の初期化動作におけるスイッチ素子Ｔが導通状態にある場合に対応する。算出部１３０はこの１６個のサンプル値のうち、時刻ｔ３〜時刻ｔ４に出力された中頃の８個のサンプル値の合計値をｙ回目の初期化動作に対する有効値Ｓ（ｙ）とする。同様に、時刻ｔ５〜時刻ｔ９までに検知回路１２０が出力する１６個のサンプル値がｙ回目の初期化動作におけるスイッチ素子Ｔが非導通状態にある場合に対応する。算出部１３０はこの１６個のサンプル値のうち、時刻ｔ７〜時刻ｔ８に出力された中頃の８個のサンプル値の合計値をｙ回目の初期化動作に対するノイズ値Ｎ（ｙ）とする。そして、算出部１３０は、例えば上述の式（１）〜（３）に従って放射線情報を算出する。

続いて、図１７を参照しながら放射線撮像装置１００の動作の別の例を説明する。図４の例とは、駆動回路１０２が初期化動作において駆動線Ｇに供給する駆動信号のタイミングが異なっている。その他の点は図４の例と同じであってもよいので、重複する説明を省略する。駆動回路１０２は、１フレームの初期化動作において、画素アレイ１０１の１辺から数えて奇数本目の駆動線Ｇにハイレベルの駆動信号を順次に供給した後、偶数本目の駆動線Ｇにハイレベルの駆動信号を順次に供給する。放射線が実際に照射され始めてから、放射線の照射が検知され蓄積動作に移行するまでの間、画素ＰＩＸが放射線情報を蓄積しているにもかかわらず、放射線撮像装置１００はこの画素ＰＩＸに対して初期化動作を行ってしまう。そのため、この間に初期化された画素行からは、放射線情報の一部が失われてしまう。図１７の例のように、隣接する画素行が時間的に連続してリセットされないようにすることで、放射線情報の一部が失われた画素行を画像データ内で分散させることができる。これにより、正常に放射線が取得された画素行の情報を用いて、失われた放射線情報を補完して、画像データを補正することが容易になる。

また、図１７の例では、駆動回路１０２は２本の駆動線Ｇに同時にハイレベルの駆動信号を供給する。これにより、１回の初期化動作において、バイアス線Ｖｓに２行分の画素に蓄積された電荷に比例した電流が流れる。その結果、バイアス電流信号のＳ／Ｎ比を向上できる。図１７の例では２本の駆動線Ｇが同時に駆動されたが、２本以上の任意の本数の駆動線Ｇを含む駆動線グループであってもよい。また、図１７とは異なり、同時に駆動される駆動線Ｇが互いに隣接していてもよい。放射線撮像装置１００は、ユーザによる入力により、同時に駆動される駆動線の本数を変更可能なように構成されてもよい。この場合に、同時に駆動される駆動線の本数の増加に伴い、スイッチングノイズも増加するので、制御部１０６は駆動線の本数に応じて検知回路１２０のゲインを切り替えてもよい。

以上のように、本実施形態では、様々な駆動タイミング、サンプリング周期、算出式によって放射線情報が取得される。しかしながら、本発明は上述の実施形態に限られるものではない。例えば、オン時間ＴＨがオフ時間ＴＬよりも長くてもよい。また、１回の初期化動作において、複数の有効値Ｓと１つのノイズ値Ｎとがサンプリングされてもよい。また、算出部１３０は、１回の初期化動作において得られた複数の有効値Ｓのうちの１つ以上と、複数のノイズ値Ｎのうちの１つ以上とを用いて放射線情報を算出してもよい。また、算出部１３０は、有効値Ｓとノイズ値Ｎとの両方を用いて放射線情報を算出する必要はなく、複数の有効値Ｓを用いて放射線情報を算出してもよいし、複数のノイズ値Ｎを用いて放射線情報を算出してもよい。図５を参照して説明したように、バイアス電流の第１信号はスイッチ素子Ｔの導通・非導通に限らず、画素アレイ１０１に放射線が照射されている場合に流れる。従って、算出部１３０は、放射線が照射されている場合の有効値Ｓと、その前に取得された放射線が照射されていない場合の有効値Ｓとの差分を放射線情報としてもよい。同様に、算出部１３０は、放射線が照射されている場合のノイズ値Ｎと、その前に取得された放射線が照射されていない場合のノイズ値Ｎとの差分を放射線情報としてもよい。一般に、算出部１３０は、検知回路１２０から供給されたバイアス電流信号ＶＳＤの複数回取得されたサンプル値に基づいて放射線情報を算出し、判定部１３１は、これを閾値と比較することによって、放射線照射の有無を判定しうる。また、有効値Ｓ・ノイズ値Ｎへの重みについても、上述のような方法で決定された値に限られず、１つ以上の有効値Ｓ及び１つ以上のノイズ値Ｎのそれぞれに任意の重みを付してもよい。

［第２実施形態］
図１８を参照しながら本発明の別の実施形態の放射線撮像装置１８００の全体構成を説明する。放射線撮像装置１８００は、メモリ１３２及び加算器１３３をさらに有する点で図１の放射線撮像装置１００とは異なる。その他の構成は第１実施形態と同様であってもよいので、重複する説明を省略する。

メモリ１３２は、算出部１３０から出力された放射線情報を１フレーム分（上述の例ではＹ個）蓄積可能であり、格納した順にＦＩＦＯ方式で加算器１３３に出力する。加算器１３３は、算出部１３０から出力された放射線情報から、メモリ１３２から出力された放射線情報を減算して判定部１３１へ供給する。例えば、算出部１３０からｙ回目の初期化動作について得られた放射線情報Ｘ（ｙ）が出力される場合に、判定部１３１にはＸ（ｙ）−Ｘ（ｙ−Ｙ）が供給される。すなわち、判定部１３１には、１フレーム分前の放射線情報との差分が供給される。

発明者らは、スイッチングノイズの量が駆動線Ｇごとに異なりうるものの、同一の駆動線Ｇについては再現性が高いことを見出した。そこで、上述のように、ある駆動線Ｇを駆動することによって得られた放射線情報から、以前に同一の駆動線Ｇを駆動することによって得られた放射線情報を減算することによって、スイッチングノイズを効果的に除去できる。これをフレーム補正と呼ぶ。

上述の例では現在の放射線情報から１フレーム前の放射線情報を減算したが、ｋフレーム（ｋは２以上）前の放射線情報を減算してもよいし、同じ駆動線Ｇについての複数フレーム分の放射線情報の平均値（単純平均や加重平均）を減算してもよい。また、メモリ１３２を算出部１３０と判定部１３１との間ではなく、検知回路１２０と算出部１３０との間に配置して、算出部１３０に供給されるバイアス電流信号ＶＳＤの段階で減算を行ってもよい。このように、フレーム間で差分をとる場合には、フレームごとに、駆動信号の駆動タイミングとＡ／Ｄ変換器３４０のサンプル・ホールドタイミングとを一定に揃えることによって効果的にスイッチングノイズを除去しうる。そのため、共通のクロック生成器から駆動回路１０２とＡ／Ｄ変換器３４０とにクロックが供給されてもよい。

放射線検出装置１８００は、加算器１３３と判定部１３１との間に、図２１に示される積分回路５００を含んでもよい。積分回路５００は、シフトレジスタ５０１と、加算器５０２ａ、５０２ｂと、積分値を保持するレジスタ５０３ａ、５０３ｂとを含みうる。判定部１３１は、比較器５０４ａ、５０４ｂと、論理和回路５０５とを含みうる。図２１において、加算器１３３から出力された最新の放射線情報は、Ｘとして記載されている。

まず、シフトレジスタ５０１に格納されている値Ｘ［ｎ］およびレジスタ５０３ａ、５０３ｂに保持されている積分値Ｓｕｍ［ｍ］を初期化する。これを積分器のリセットと呼ぶ。次に、不図示のクロックがシフトレジスタ５０１に与えられる度に、シフトレジスタ５０１に格納されたＸ［ｎ］をシフトする。すなわち、シフトレジスタ５０１は、以下の式で表わされる処理を行う。
Ｘ［ｎ］＝Ｘ［ｎ−１］ （ｎ＞１）
Ｘ［ｎ］＝Ｘ （ｎ＝０）

加算器５０２ａ、５０２ｂと積分値を保持するレジスタ５０３ａ、５０３ｂとは、不図示のクロックが与えられる度に累積加算（積分）を行う。すなわち、加算器５０２ａ、５０２ｂおよびレジスタ５０３ａ、５０３ｂは、以下の式で表わされる処理を行う。加算器５０２ａおよびレジスタ５０３ａによって１つの積分器が構成され、加算器５０２ｂおよびレジスタ５０３ｂによって他の１つの積分器が構成される。
Ｓｕｍ［ｍ］＝Ｘ＋Ｓｕｍ［ｍ］−Ｘ［Ｗ［ｍ］]

例えば、リセットが行われてからｋクロック後の放射線情報Ｘｋとすると、Ｗ[ｍ]＝４のときのＳｕｍ[ｍ]の値は、以下のように変化する。Ｓｕｍ［ｍ］は、放射線情報Ｘを積分区間Ｗ［ｍ］で積分した値である。
Ｓｕｍ［ｍ］＝０ （リセット直後）
Ｓｕｍ［ｍ］＝Ｘ１ （ｋ＝１）
Ｓｕｍ［ｍ］＝Ｘ２＋Ｘ１ （ｋ＝２）
Ｓｕｍ［ｍ］＝Ｘ３＋Ｘ２＋Ｘ１ （ｋ＝３）
Ｓｕｍ［ｍ］＝Ｘ４＋Ｘ３＋Ｘ２＋Ｘ１ （ｋ＝４）
Ｓｕｍ［ｍ］＝Ｘ５＋Ｘ４＋Ｘ３＋Ｘ２ （ｋ＝５）
Ｓｕｍ［ｍ］＝Ｘ６＋Ｘ５＋Ｘ４＋Ｘ３ （ｋ＝６）
・・・
Ｓｕｍ［ｍ］＝ＸＫ＋ＸＫ−１＋ＸＫ−２＋ＸＫ−３ （ｋ＝Ｋ）

すなわち、シフトレジスタ５０１のタップ（読み出し位置）により決定される積分区間で積分値を計算することができる。このような積分値の計算は１クロックで完了するため、照射開始判定の所要時間を大幅に短縮することができる。

上記のような積分器をＭ個配置することにより、第ｍ積分区間Ｗ［ｍ］における第ｍ積分値Ｓｕｍ［ｍ］を得ることができる（ｍ＝１〜Ｍ）。また、比較器５０４ａ、５０４ｂのような比較器もＭ個配置される。比較器は、第ｍ閾値Ｔ［ｍ］と第ｍ積分値Ｓｕｍ［ｍ］の比較を行う。論理和回路５０５により、いずれかの比較器においてＳｕｍ［ｍ］＞Ｔ［ｍ］となる場合は、放射線の照射が開始されたものと判定できる。いずれの比較器においてＳｕｍ［ｍ］＞Ｔ［ｍ］とならない場合は、放射線が照射されていないと判定する。

図２２に示された構成例では、積分値を保持するレジスタごとに加算器および比較器が設けられているが、これは一例に過ぎない。例えば、１つの加算器および比較器を複数のレジスタで共有してもよい。シフトレジスタ５０１は、単一のブロックで構成されうるが、複数のブロックに分割されてもよい。シフトレジスタ５０１を構成する複数のブロックは、例えば、ＦＰＧＡ上の互いに異なるメモリ区画に実装されうる。図２２に示された構成は、ソフトウエアで実現されてもよい。

判定部１３１は、放射線情報又は放射線情報の積分値が所定の閾値を上回った場合に放射線が照射されていると判断する。また、図１０で示したように、複数の有効値Ｓの加算値と、複数のノイズ値Ｎの加算値に対してＣＤＳを行う構成が用いられうる。これらの演算は順不同である。ただし、扱うデータ量を少なくために、加算、ＣＤＳ、フレーム補正、積分の順に信号処理を行った後、所定の閾値との比較を行ってもよい。

［第３実施形態］
図１９を参照しながら本発明の別の実施形態の放射線撮像装置１９００の全体構成を説明する。放射線撮像装置１９００は、画素列ごとにバイアス線Ｖｓが配置されており、検知回路１２０及び基準バイアス電位発生回路１２６を複数備える点で図１の放射線撮像装置１００とは異なる。１本のバイアス線Ｖｓごとに検知回路１２０及び基準バイアス電位発生回路１２６が設けられている。その他の構成は第１実施形態と同様であってもよいので、重複する説明を省略する。また、放射線撮像装置１９００は、第２実施形態のように算出部１３０と判定部１３１との間にメモリ１３２を有してもよい。また、放射線撮像装置１９００は、１本のバイアス線Ｖｓごとに検知回路１２０及び基準バイアス電位発生回路１２６を有する代わりに、２本以上のバイアス線Ｖｓごとに検知回路１２０及び基準バイアス電位発生回路１２６を有してもよい。

図１４を参照して上述したように、駆動信号が立ち上がってから、バイアス電流の第２信号がピークとなるまでの時間は、駆動回路１０２からスイッチ素子Ｔまでの駆動線Ｇの部分の時定数に依存する。そこで、本実施形態では、駆動回路１０２からスイッチ素子Ｔまでの駆動線Ｇの部分の長さが互いに等しい、列方向に並んだ画素ＰＩＸに共通にバイアス線Ｖｓを接続し、バイアス線Ｖｓごとに検知回路１２０及び基準バイアス電位発生回路１２６を設ける。この場合に、バイアス電流の第２信号のピークの位置は検知回路１２０ごとに異なりうるので、検知回路１２０ごとに上述の方法で遅延時間ＴＤを決定し、サンプリングを行う。複数の検知回路１２０のそれぞれから出力されたバイアス電流信号ＶＳＤは加算されて算出部１３０に供給される。以降の処理は第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。本実施形態では、バイアス電流信号のＳ／Ｎ比をさらに向上できる。

［第４実施形態］
本実施形態に係る放射線撮像装置の構成は、上述の第１実施形態から第３実施形態の何れの放射線撮像装置と同じであってもよいので、放射線撮像装置１００を例として説明する。本実施形態では、放射線撮像装置１００は放射線が照射されていない場合に発生しているノイズを測定し、このノイズの量に基づいて自身の動作設定を変更する。ここで、動作設定とは、上述のオン時間ＴＨ、オフ時間ＴＬ、サンプリング周期ＴＳ、放射線情報を算出するための数式、同時に駆動する駆動線Ｇの本数、判定部１３１が放射線情報と比較する閾値などの、図３の放射線検知動作に関する設定でありうる。

図２０を参照して、本実施形態における放射線撮像装置１００の動作例を説明する。Ｓ２０１０で、制御部１０６はノイズ測定を開始する。制御部１０６は、放射線撮像装置１００のユーザからの入力に応じてノイズ測定を開始してもよいし、放射線撮像装置１００の電源投入後に自動的にノイズ測定を開始してもよい。

Ｓ２０２０で、制御部１０６はノイズ測定終了条件を満たしたかを判定する。ノイズ測定の終了条件は、例えばノイズ測定の開始から所定の時間が経過したことであってもよいし、ユーザから終了を示す入力があったことであってもよい。ノイズ測定終了条件を満たしていない場合（Ｓ２０２０でＮＯ）に、制御部１０６はＳ２０３０で初期化動作を継続する。ここでの初期化動作とは、図３の初期化動作Ｓ３７０と同様であるが、判定部１３１は放射線照射の有無を判定する代わりに、算出部１３０から供給された放射線情報を格納する。例えば、判定部１３１は最新の１フレーム分の放射線情報を格納しうる。そして、処理はＳ２０２０に戻り、制御部１０６は、ノイズ測定終了条件を満たすかを判定する。

ノイズ測定終了条件を満たした場合（Ｓ２０２０でＹＥＳ）に、Ｓ２０４０で、制御部１０６は、判定部１３１に格納された放射線情報が所定の値よりも大きいか否かを判定する。図２０のノイズ判定処理では、放射線撮像装置１００に放射線が照射されないため、放射線情報は、上述のＣＤＳ動作によっても除去されなかったノイズを表す。このノイズが大きい状態では、図３の処理を開始したとしても、放射線照射の有無を正常に判定できない場合がある。そこで、ノイズが所定の値よりも大きい場合（Ｓ２０４０でＹＥＳ）に、Ｓ２０５０で、制御部１０６は動作設定を変更する。例えば、制御部１０６は判定部１３１がＳ３２０で放射線情報との比較に用いる閾値を大きくしてもよいし、検出されたノイズの周波数特性に応じて、外来ノイズの影響を減らすように、駆動回路１０２の駆動周期を変更してもよい。ノイズが所定の値よりも小さい場合（Ｓ２０４０でＮＯ）に、制御部１０６は、図３のＳ３１０に移行し、撮像待機開始状態を開始する。この場合に、制御部１０６は動作設定を変更してもよい。例えば、制御部１０６は判定部１３１がＳ３２０で放射線情報との比較に用いる閾値を小さくしてもよい。

Ｓ２０５０で、動作設定を変更した後、更にＳ２０２０に戻ってノイズ測定を繰り返してもよい。また、Ｓ２０４０で、ノイズの値が所定の値を大幅に超えて上回った場合に、制御部１０６はこの結果をユーザに提示してもよい。この場合に、制御部１０６は撮像待機状態への移行を禁止してもよい。

図２２は、本発明に係る放射線撮像装置をＸ線診断システム（放射線撮像システム）応用した例を示した図である。放射線撮像システムは、放射線撮像装置６０４０（上記の放射線撮像装置１００、１８００、１９００に対応）と、放射線撮像装置６０４０から出力される信号を処理するイメージプロセッサ６０７０とを備える。Ｘ線チューブ（放射線源）６０５０で発生したＸ線６０６０は患者あるいは被験者６０６１の胸部６０６２を透過し、放射線撮像装置６０４０に入射する。この入射したＸ線には被験者６０６１の体内部の情報が含まれている。イメージプロセッサ（プロセッサ）６０７０は、放射線撮像装置６０４０から出力される信号（画像）を処理し、例えば、処理によって得られた信号に基づいて制御室のディスプレイ６０８０に画像を表示させることができる。

また、イメージプロセッサ６０７０は、処理によって得られた信号を伝送路６０９０を介して遠隔地へ転送することができる。これにより、別の場所のドクタールームなどに配置されたディスプレイ６０８１に画像を表示させたり、光ディスク等の記録媒体に画像を記録したりすることができる。記録媒体は、フィルム６１１０であってもよく、この場合、フィルムプロセッサ６１００がフィルム６１１０に画像を記録する。

上述の各実施形態の一部の動作は、コンピュータがプログラムを実行することによって実現することもできる。また、プログラムをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムを記録したＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体又はかかるプログラムを伝送するインターネット等の伝送媒体も本発明の実施形態として適用することができる。また、上記のプログラムも本発明の実施形態として適用することができる。

１００ 放射線撮像装置、１０１ 画素アレイ、１０２ 駆動回路、１０５ 信号処理回路、１０６ 制御部

上記課題に鑑みて、本発明の１つの側面は、放射線を電荷に変換し蓄積する変換素子及び前記変換素子を信号線に接続するスイッチ素子を含む複数の画素が複数の行および複数の列を構成するように配列された画素アレイと、前記複数の画素の前記変換素子にバイアス電位を与えるためのバイアス線と、前記複数の画素の前記スイッチ素子の制御端子に接続された複数の駆動線と、１つ以上の駆動線ごとに駆動信号を供給する駆動部であって、各駆動信号を、前記スイッチ素子を非導通状態にするオフ電圧から、前記スイッチ素子を導通状態にするオン電圧に切り替え、前記オフ電圧に戻す初期化動作を繰り返す駆動部と、ある１つ以上の駆動線への駆動信号を前記オン電圧へ切り替えてから、次の１つ以上の駆動線への駆動信号を前記オン電圧へ切り替えるまでの駆動周期ごとに、前記複数の駆動線の少なくとも１つに前記オン電圧が供給されていることに応じて前記バイアス線を流れる電流を表す有効値と、前記複数の駆動線のそれぞれに前記オフ電圧が供給されていることに応じて前記バイアス線を流れる電流を表すノイズ値とを取得する取得部と、前記有効値及び前記ノイズ値に基づいて放射線情報を算出する算出部と、前記放射線情報に基づいて前記画素アレイへの放射線の照射の有無を判定する判定部とを備えることを特徴とする放射線撮像装置を提供する。

Claims (20)

1. 放射線を電荷に変換し蓄積する変換素子及び前記変換素子を信号線に接続するスイッチ素子を含む複数の画素が複数の行および複数の列を構成するように配列された画素アレイと、
   前記複数の画素の前記変換素子にバイアス電位を与えるためのバイアス線と、
   前記複数の画素の前記スイッチ素子の制御端子に接続された複数の駆動線と、
   １つ以上の駆動線を含む駆動線グループごとに駆動信号を供給し、各駆動信号を、前記スイッチ素子を非導通状態にするオフ電圧から、前記スイッチ素子を導通状態にするオン電圧に切り替え、前記オフ電圧に戻す初期化動作を繰り返す駆動部と、
   ある駆動線グループへの駆動信号を前記オン電圧へ切り替えてから、次の駆動線グループへの駆動信号を前記オン電圧へ切り替えるまでの駆動周期ごとに、前記バイアス線を流れる電流を表す信号値を複数回取得する取得部と、
   複数個の前記信号値に基づいて放射線情報を算出する算出部と、
   前記放射線情報に基づいて前記画素アレイへの放射線の照射の有無を判定する判定部とを備えることを特徴とする放射線撮像装置。
2. 前記駆動部は、ある駆動線グループへの駆動信号を前記オフ電圧へ戻した後、時間間隔をおいて、次の駆動線グループへの駆動信号を前記オン電圧へ切り替え、
   前記取得部は、前記複数の駆動線の少なくとも１つに前記オン電圧が供給されていることに応じて前記バイアス線を流れる電流を表す信号値を有効値として取得し、前記複数の駆動線のそれぞれに前記オフ電圧が供給されていることに応じて前記バイアス線を流れる電流を表す信号値をノイズ値として取得し、
   前記算出部は、前記有効値と前記ノイズ値とに基づいて前記放射線情報を算出することを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
3. 前記算出部は、ある駆動周期について取得された前記有効値と、当該駆動周期について取得された前記ノイズ値及び当該駆動周期の直前の駆動周期で取得された前記ノイズ値の少なくとも一方とに基づいて前記放射線情報を算出することを特徴とする請求項２に記載の放射線撮像装置。
4. 前記算出部は、１つ以上の前記有効値から算出される値と、１つ以上の前記ノイズ値から算出される値との差分に基づいて前記放射線情報を算出し、
   前記判定部は、前記放射線情報を閾値と比較することによって前記判定を行うことを特徴とする請求項２又は３に記載の放射線撮像装置。
5. 前記取得部は、前記駆動周期ごとに、前記ノイズ値を複数回取得し、
   前記算出部は、前記１つ以上のノイズ値から算出される値を、複数の前記ノイズ値に重みを付けて加算することによって算出することを特徴とする請求項４に記載の放射線撮像装置。
6. 前記算出部は、前記放射線情報を算出するために用いられる有効値に対して近い時刻に取得されたノイズ値ほど大きな重みを付けることを特徴とする請求項５に記載の放射線撮像装置。
7. 前記取得部は、前記駆動周期ごとに、前記有効値を複数回取得し、
   前記算出部は、前記１つ以上の有効値から算出される値を、複数の前記有効値に重みを付けて加算することによって算出することを特徴とする請求項４又は５に記載の放射線撮像装置。
8. 前記算出部は、前記有効値と、当該有効値の取得とは時間間隔をおいて取得されたノイズ値とに基づいて前記放射線情報を算出することを特徴とする請求項２乃至７の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
9. 前記駆動部は、ある駆動線グループへの駆動信号を前記オフ電圧に切り替えるとともに、次の駆動線グループへの駆動信号を前記オン電圧に切り替え、
   前記算出部は、ある駆動周期について取得された前記有効値と、当該駆動周期とは異なる駆動周期で取得された前記有効値とに基づいて前記放射線情報を算出することを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
10. 前記算出部は、ある駆動周期について取得された前記有効値と、当該駆動周期の直後の駆動周期で取得された前記有効値及び当該駆動周期の直前の駆動周期で取得された前記有効値の少なくとも一方とに基づいて算出することを特徴とする請求項９に記載の放射線撮像装置。
11. 前記算出部は、前記駆動部がある駆動線グループへの前記駆動信号を前記オン電圧に切り替えた後、所定の遅延時間が経過した後に前記取得部が取得した１つ以上の信号値と、当該１つ以上の信号値の取得とは時間をおいて取得された１つ以上の信号値とに基づいて前記放射線情報を算出することを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
12. 前記所定の遅延時間は、前記駆動線の時定数と前記バイアス線の時定数との少なくとも一方に基づいて決定されることを特徴とする請求項１１に記載の放射線撮像装置。
13. 前記バイアス線を複数備えるとともに、複数の前記バイアス線のそれぞれについて前記取得部を備え、
    前記所定の遅延時間は、前記取得部ごとに決定されることを特徴とする請求項１２に記載の放射線撮像装置。
14. 前記放射線情報を記憶するためのメモリを更に備え、
    前記判定部は、ある駆動周期について算出された前記放射線情報と、当該駆動周期で前記オン電圧が供給された駆動線グループについて、当該駆動周期よりも前の駆動周期で算出されて、前記メモリに記憶された放射線情報との差分に基づいて前記画素アレイへの放射線の照射の有無を判定することを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
15. 前記取得部はＡ／Ｄ変換器を含み、
    前記信号値は、前記バイアス線を流れる電流を表すアナログ信号値を前記Ａ／Ｄ変換器がサンプリングすることによって得られたディジタル信号値であることを特徴とする請求項１乃至１４の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
16. 前記駆動部は、ある駆動周期で前記オン電圧が供給される１つ以上の駆動線と、次の駆動周期で前記オン電圧が供給される１つ以上の駆動線とが互いに隣接しないように前記駆動信号を供給することを特徴とする請求項１乃至１５の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
17. 前記駆動部は、前記画素アレイの１辺から数えて奇数本目にある前記駆動線への前記駆動信号を順次に前記オン電圧に切り替えた後、偶数本目にある前記駆動線への前記駆動信号を順次に前記オン電圧に切り替えることを特徴とする請求項１乃至１６の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
18. 前記駆動線グループは２以上の駆動線を含むことを特徴とする請求項１乃至１７の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
19. 前記判定部が前記画素アレイへ放射線が照射されていると判定した場合に、前記駆動部は前記駆動信号の前記オン電圧への切り替えを終了することを特徴とする請求項１乃至１８の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
20. 請求項１乃至１９の何れか１項に記載の放射線撮像装置と、
    前記放射線撮像装置から出力される信号を処理するプロセッサと
    を備えることを特徴とする放射線撮像システム。