JP2013135453A - Radiation image photographing device, program and radiation image photographing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放射線画像撮影装置、プログラムおよび放射線画像撮影方法に関し、特に、被写体を透過した放射線により示される放射線画像を撮影する放射線画像撮影装置、プログラムおよび放射線画像撮影方法に関する。 The present invention relates to a radiographic image capturing apparatus, a program, and a radiographic image capturing method, and more particularly to a radiographic image capturing apparatus, a program, and a radiographic image capturing method for capturing a radiographic image indicated by radiation transmitted through a subject.
近年、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）アクティブマトリクス基板上に放射線感応層を配置し、Ｘ線等の放射線を直接デジタルデータに変換できるＦＰＤ（Flat Panel Detector）等の放射線検出器が実用化されており、この放射線検出器を用いて、照射された放射線により表わされる放射線画像を撮影する放射線画像撮影装置が実用化されている。なお、この放射線画像撮影装置に用いられる放射線検出器には、放射線を変換する方式として、放射線をシンチレータで光に変換した後にフォトダイオード等の半導体層で電荷に変換する間接変換方式や、放射線をアモルファスセレン等の半導体層で電荷に変換する直接変換方式等があり、各方式でも半導体層に使用可能な材料が種々存在する。 In recent years, radiation detectors such as FPD (Flat Panel Detector), which can arrange radiation sensitive layers on TFT (Thin Film Transistor) active matrix substrates and convert radiation such as X-rays directly into digital data, have been put into practical use. A radiation image capturing apparatus that captures a radiation image represented by irradiated radiation using this radiation detector has been put into practical use. The radiation detector used in this radiographic imaging apparatus has an indirect conversion system in which radiation is converted into light by a scintillator and then converted into electric charge in a semiconductor layer such as a photodiode, or the like. There is a direct conversion method in which a semiconductor layer such as amorphous selenium converts into electric charge, and there are various materials that can be used for the semiconductor layer in each method.
ところで、放射線画像撮影装置によって取得される放射線画像に対するアーチファクトとしての残像は、温度、駆動時間、バイアスの大きさ、放射線を射出する放射線源の管電圧の大きさ等によって、放射線検出器での放射線検出に関する応答特性が変化することに起因して発生する。また、間接変換方式の放射線検出器では、光を電荷に変換する光電変換素子において、当該光電変換素子を構成する半導体の不純物準位（欠陥）に一部の電荷が一旦捕捉され、次回の撮影で、捕捉された一部の電荷が、本来の画像情報に応じた電荷と共に出力されることにより、残像が前記画像情報とともに表示画像に表示されてしまう場合もある。さらに、暗電流に起因した電荷も残像の発生原因となる。 By the way, the afterimage as an artifact with respect to the radiographic image acquired by the radiographic imaging device is the radiation at the radiation detector depending on the temperature, the driving time, the magnitude of the bias, the magnitude of the tube voltage of the radiation source emitting the radiation, and the like. This occurs due to a change in response characteristics related to detection. In addition, in the indirect conversion type radiation detector, in the photoelectric conversion element that converts light into electric charge, a part of the electric charge is once captured by the impurity level (defect) of the semiconductor constituting the photoelectric conversion element, and the next imaging is performed. In some cases, the captured partial charge is output together with the charge corresponding to the original image information, and thus an afterimage is displayed on the display image together with the image information. Furthermore, the charge resulting from the dark current also causes afterimages.
従来、以上のような残像の発生を抑制するために適用することのできる技術として、特許文献１、特許文献２、および特許文献３の各文献には、放射線を放射線画像に変換可能な放射線検出器を有する放射線画像撮影装置において、当該放射線検出器に対してリセット処理を実行することにより、上記残像の発生を抑制する技術が開示されている。 Conventionally, as a technique that can be applied to suppress the occurrence of the afterimage as described above, each of Patent Literature 1, Patent Literature 2, and Patent Literature 3 includes radiation detection capable of converting radiation into a radiation image. In a radiographic imaging apparatus having a detector, a technique for suppressing the generation of the afterimage by executing a reset process on the radiation detector is disclosed.
ところで、放射線画像撮影装置によって動画撮影（透視画撮影）を行う際には、ある程度の撮影回数でリセット処理を実行しないと、上記残像が放射線画像に重畳する可能性がある。そこで、放射線を間欠的に照射しつつ動画撮影を行う場合には、放射線の非照射時にリセット処理を実行することが考えられる。 By the way, when moving image shooting (perspective image shooting) is performed by the radiographic image capturing apparatus, the afterimage may be superimposed on the radiographic image unless the reset process is executed with a certain number of times of shooting. Therefore, when performing moving image shooting while intermittently irradiating radiation, it is conceivable to execute reset processing when radiation is not irradiated.
しかしながら、動画撮影のフレームレートが高くなって撮影間隔が短くなると、放射線の非照射時にリセット処理を実行することが困難となり、放射線の照射中にリセット処理を実行せざるを得ない。 However, if the frame rate of moving image shooting is increased and the shooting interval is shortened, it is difficult to execute the reset process when radiation is not irradiated, and the reset process must be performed during radiation irradiation.
これに対し、上記特許文献１〜特許文献３に開示されているリセット処理では、何れも放射線検出器に蓄積された電荷を読み出してグランドに放出させるというものであり、このようなリセット処理が任意のフレームにおける放射線の照射中に実行されると、当該フレームにおいて所望の動画像を取得することができなくなる、という問題点があった。 On the other hand, all of the reset processes disclosed in Patent Documents 1 to 3 read out the charges accumulated in the radiation detector and discharge them to the ground. Such reset processes are optional. If executed during the irradiation of radiation in the frame, there is a problem that a desired moving image cannot be acquired in the frame.
そのため、例えば、作業者が動画像を見ながら所定の作業を行う場合（例えば、医師が動画像を見ながら患者にカテーテルを挿入する手術を行う場合）に、任意のフレームにおける放射線の照射中にリセット処理が実行されると、次の動画像が取得されるまで、当該作業を中断せざるを得ない。 Therefore, for example, when an operator performs a predetermined operation while watching a moving image (for example, when a doctor performs an operation of inserting a catheter into a patient while watching a moving image), during irradiation of radiation in an arbitrary frame When the reset process is executed, the work must be interrupted until the next moving image is acquired.
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、動画像の撮影を継続しつつ、リセット処理を実行することができる放射線画像撮影装置、プログラムおよび放射線画像撮影方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a radiographic image capturing apparatus, a program, and a radiographic image capturing method capable of executing a reset process while continuing to capture a moving image. With the goal.
上記目的を達成するために、請求項１記載の放射線画像撮影装置は、入射された放射線を放射線画像に変換する第１基板、および当該第１基板に積層され、入射された放射線を放射線画像に変換する第２基板を有する放射線検出器と、前記第１基板によって得られた放射線画像を示す第１画像情報、および前記第２基板によって得られた放射線画像を示す第２画像情報を同一の画像領域同士で合成して１枚の画像を生成することを連続的に行うことにより動画像を生成する生成手段と、前記生成手段による動画像の生成の際の予め定められたタイミングで、前記生成手段によって前記１枚の画像を生成する際に用いる前記第１画像情報と前記第２画像情報とで互いに異なる画像領域に対応する前記第１基板および前記第２基板の各領域に対してリセット処理を実行するように制御する制御手段と、を備えている。 In order to achieve the above object, a radiographic imaging device according to claim 1 is a first substrate that converts incident radiation into a radiation image, and is laminated on the first substrate, and the incident radiation is converted into a radiation image. The radiation detector having the second substrate to be converted, the first image information indicating the radiation image obtained by the first substrate, and the second image information indicating the radiation image obtained by the second substrate are the same image. A generation unit that generates a moving image by continuously generating a single image by combining regions, and the generation at a predetermined timing when the moving unit generates the moving image For each region of the first substrate and the second substrate corresponding to different image regions in the first image information and the second image information used when generating the one image by the means And control means for controlling to execute the reset process, and a.
請求項１に記載の放射線画像撮影装置によれば、入射された放射線を放射線画像に変換する第１基板、および当該第１基板に積層され、入射された放射線を放射線画像に変換する第２基板を有する放射線検出器により、放射線画像の撮影が行われる。 According to the radiographic imaging device of claim 1, a first substrate that converts incident radiation into a radiation image, and a second substrate that is stacked on the first substrate and converts incident radiation into a radiation image. A radiation image is taken by a radiation detector having
また、本発明では、生成手段により、前記第１基板によって得られた放射線画像を示す第１画像情報、および前記第２基板によって得られた放射線画像を示す第２画像情報を同一の画像領域同士で合成して１枚の画像を生成することを連続的に行うことにより動画像が生成される。 Further, in the present invention, the first image information indicating the radiographic image obtained by the first substrate and the second image information indicating the radiographic image obtained by the second substrate are generated by the generating unit between the same image regions. A moving image is generated by continuously generating a single image by combining the images.
ここで、本発明では、制御手段により、前記生成手段による動画像の生成の際の予め定められたタイミングで、前記生成手段によって前記１枚の画像を生成する際に用いる前記第１画像情報と前記第２画像情報とで互いに異なる画像領域に対応する前記第１基板および前記第２基板の各領域に対してリセット処理を実行するように制御される。 Here, in the present invention, the control unit generates the first image information used when the generation unit generates the one image at a predetermined timing when the generation unit generates the moving image. Control is performed so that a reset process is performed on each region of the first substrate and the second substrate corresponding to image regions different from each other in the second image information.
このように、請求項１に記載の放射線画像撮影装置によれば、入射された放射線を放射線画像に変換する第１基板および第２基板の２枚の基板を備え、前記第１基板によって得られた放射線画像を示す第１画像情報、および前記第２基板によって得られた放射線画像を示す第２画像情報を同一の画像領域同士で合成して１枚の画像を生成することを連続的に行うことにより動画像を生成する一方、当該動画像の生成の際の予め定められたタイミングで、前記１枚の画像を生成する際に用いる前記第１画像情報と前記第２画像情報とで互いに異なる画像領域に対応する前記第１基板および前記第２基板の各領域に対してリセット処理を実行するように制御しているので、動画像の撮影を継続しつつ、リセット処理を実行することができる。 Thus, according to the radiographic imaging device of claim 1, the radiographic imaging apparatus includes the two substrates of the first substrate and the second substrate that convert incident radiation into a radiation image, and is obtained by the first substrate. The first image information indicating the radiographic image and the second image information indicating the radiographic image obtained by the second substrate are combined with the same image area to generate one image continuously. Thus, the first image information and the second image information used when generating the one image are different from each other at a predetermined timing when the moving image is generated. Since the control is performed so that the reset process is performed on each area of the first substrate and the second substrate corresponding to the image area, the reset process can be performed while continuing to capture the moving image. .
なお、本発明は、請求項２に記載の発明のように、前記予め定められたタイミングが、前記生成手段により前記動画像の生成を開始した直後の第１タイミング、当該動画像の生成を終了する直前の第２タイミング、および前記第１タイミングと前記第２タイミングの間の第３タイミングの少なくとも１つのタイミングとしてもよい。これにより、動画像の用途や、動画像を参照する人の好み等に応じた適切なタイミングでリセット処理を実行することができる。 According to the present invention, as in the invention described in claim 2, the predetermined timing is the first timing immediately after the generation of the moving image by the generating means, and the generation of the moving image is terminated. It is good also as at least 1 timing of the 2nd timing just before carrying out and the 3rd timing between the said 1st timing and the said 2nd timing. Accordingly, the reset process can be executed at an appropriate timing according to the use of the moving image, the preference of the person who refers to the moving image, or the like.
また、本発明は、請求項３に記載の発明のように、前記第１基板および前記第２基板が、前記放射線画像をインタレース読み出しによって読み出すものであり、前記第１画像情報と前記第２画像情報とで互いに異なる画像領域を、前記第１画像情報における奇数行の画像情報に対応する領域で、かつ前記第２画像情報における偶数行の画像情報に対応する領域か、または前記第１画像情報における偶数行の画像情報に対応する領域で、かつ前記第２画像情報における奇数行の画像情報に対応する領域としてもよい。これにより、インタレース読み出しを行う場合において、適切にリセット処理を実行することができる。 Further, according to the present invention, as in the invention described in claim 3, the first substrate and the second substrate read the radiation image by interlace reading, and the first image information and the second substrate are read out. Image areas different from each other in the image information are areas corresponding to image information on odd lines in the first image information and areas corresponding to image information on even lines in the second image information, or the first image An area corresponding to even-numbered image information in the information and an area corresponding to odd-numbered image information in the second image information may be used. Thereby, in the case of performing interlaced reading, the reset process can be appropriately executed.
また、本発明は、請求項４に記載の発明のように、前記第１画像情報と前記第２画像情報とで互いに異なる画像領域を、前記第１画像情報により示される第１画像および前記第２画像情報により示される第２画像を、互いに共通する境界線で部分領域に分割した場合の、前記第１画像と前記第２画像とで互いに異なる部分領域としてもよい。これによっても、適切にリセット処理を実行することができる。 According to a fourth aspect of the present invention, as in the fourth aspect of the present invention, the first image information indicated by the first image information and the first image information are different from each other in the first image information and the second image information. When the second image indicated by the two-image information is divided into partial areas by a common boundary line, the first image and the second image may be different partial areas. This also makes it possible to appropriately execute the reset process.
また、本発明は、請求項５に記載の発明のように、前記リセット処理を、リセット処理の対象とする基板が間接変換方式のものである場合における当該基板の各画素に対して光を照射することによる第１リセット処理、リセット処理の対象とする基板の各画素に対するバイアス電圧の供給状態を制御することによる第２リセット処理、およびリセット処理の対象とする基板の各画素に蓄積された電荷を放出させることによる第３リセット処理の少なくとも１つとしてもよい。これにより、適用したリセット処理によって効果的に残像の影響を抑制することができる。 Further, according to the present invention, as in the invention described in claim 5, the reset process is performed by irradiating each pixel of the substrate when the substrate targeted for the reset process is an indirect conversion type. Charge accumulated in each pixel of the substrate subject to reset processing and second reset processing by controlling the supply state of the bias voltage to each pixel of the substrate subject to reset processing. It is good also as at least 1 of the 3rd reset process by releasing. Thereby, the influence of the afterimage can be effectively suppressed by the applied reset process.
例えば、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）からなるフォトダイオードが光検出素子である場合、光（可視光）から変換された電荷（電子）の一部がａ−Ｓｉの不純物準位（欠陥）に一旦捕捉され、その後、動画撮影のような長時間の撮影による前記フォトダイオードの温度上昇等に起因して前記電荷が再放出されると、暗電流等の不要な電流が発生し、放射線画像（動画像）に対するノイズ（残像）の原因となる場合がある。 For example, when a photodiode made of amorphous silicon (a-Si) is a photodetecting element, a part of charges (electrons) converted from light (visible light) once enters an a-Si impurity level (defect). When the electric charge is re-emitted due to a temperature rise of the photodiode due to a long time shooting such as moving image shooting, an unnecessary current such as a dark current is generated, and a radiographic image (moving image May cause noise (afterimage).
そこで、前記第１リセット処理により前記フォトダイオードに光（リセット光）を照射して、前記不純物準位に電荷を予め埋めておき、その後、放射線の照射時に可視光から変換された電荷が前記不純物準位に捕捉されないようにすることで、残像の発生を効果的に抑制することができる。 Therefore, the first reset process irradiates the photodiode with light (reset light) to preliminarily charge the impurity level, and then the charge converted from visible light upon irradiation of the radiation is the impurity. By preventing it from being captured by the level, the occurrence of an afterimage can be effectively suppressed.
また、上記光検出素子がＭＩＳ（Metal Insulator Semiconductor）構造のフォトダイオードである場合には、前記第２リセット処理により、前記フォトダイオードに供給するバイアスの極性を反転するか、または前記フォトダイオードへのバイアスの供給を停止することにより、当該フォトダイオードに対するリセット処理を実行することが好ましい。 When the light detection element is a photodiode having a MIS (Metal Insulator Semiconductor) structure, the second reset process reverses the polarity of the bias supplied to the photodiode, It is preferable to execute reset processing for the photodiode by stopping supply of the bias.
この場合には、第２リセット処理の終了後、次のフレームの動画像を取得するために、前記バイアスの極性を元に戻すか、または前記バイアスの供給を再開する処理が必要となるため、前記フォトダイオードが安定した動作状態に復帰するまで多少の時間はかかるが、残像の発生を効果的に抑制することができる。 In this case, after completion of the second reset process, in order to acquire a moving image of the next frame, it is necessary to restore the bias polarity or restart the supply of the bias. Although it takes some time for the photodiode to return to a stable operating state, the occurrence of afterimage can be effectively suppressed.
さらに、上記リセット処理として第３リセット処理を適用する場合にも、各画素における残像の発生を効果的に抑制することができる。 Furthermore, even when the third reset process is applied as the reset process, it is possible to effectively suppress the occurrence of an afterimage in each pixel.
ところで、一般に、直接変換方式の放射線検出器は放射線の低エネルギー成分を吸収して電荷に変換する一方、間接変換方式の放射線検出器は放射線の高エネルギー成分を吸収し、吸収したエネルギー成分を光に一旦変換して、当該光を電荷に変換している。ここで、放射線の低エネルギー成分とは、放射線を射出する放射線源の管電圧が比較的低電圧である場合での当該低電圧に応じた放射線のエネルギー成分であり、被撮影体のマンモ、軟部組織、腫瘍等に吸収されやすい。また、放射線の高エネルギー成分とは、放射線源の管電圧が比較的高電圧である場合での当該高電圧に応じた放射線のエネルギー成分であり、被撮影体の骨部等に吸収されやすい。 By the way, in general, a direct conversion type radiation detector absorbs a low energy component of radiation and converts it into an electric charge, whereas an indirect conversion type radiation detector absorbs a high energy component of radiation and absorbs the absorbed energy component into light. The light is converted into a charge once. Here, the low energy component of the radiation is the energy component of the radiation corresponding to the low voltage when the tube voltage of the radiation source emitting the radiation is relatively low, and the mammo and the soft part of the object to be imaged. It is easily absorbed by tissues and tumors. Further, the high energy component of radiation is an energy component of radiation corresponding to the high voltage when the tube voltage of the radiation source is relatively high, and is easily absorbed by the bone portion or the like of the subject.
そこで、本発明は、請求項６に記載の発明のように、前記第１基板が、入射された放射線を電荷に直接変換する直接変換方式のものであり、前記第２基板が、入射された放射線を光に変換した後、当該光を電荷に変換する間接変換方式のものとしてもよい。これにより、より効果的に放射線画像を得ることができる。 Therefore, according to the present invention, as in the invention described in claim 6, the first substrate is of a direct conversion type in which incident radiation is directly converted into electric charge, and the second substrate is incident. It is also possible to use an indirect conversion system that converts radiation into light and then converts the light into electric charge. Thereby, a radiographic image can be obtained more effectively.
特に、請求項６に記載の発明は、請求項７に記載の発明のように、前記第２基板が、前記第１基板の放射線が入射される面とは反対側の面に積層されていてもよい。これにより、より効果的に放射線画像を得ることができる。 Particularly, in the invention described in claim 6, as in the invention described in claim 7, the second substrate is laminated on a surface opposite to the surface on which the radiation of the first substrate is incident. Also good. Thereby, a radiographic image can be obtained more effectively.
また、本発明は、請求項８に記載の発明のように、前記制御手段が、前記リセット処理を実行している際の放射線画像の撮影に用いる放射線の照射量を、前記リセット処理を実行していない場合の放射線画像の撮影に用いる放射線の照射量より多くするように制御してもよい。これにより、放射線画像の画質を、より向上させることができる。 Further, according to the present invention, as in the invention described in claim 8, the control means executes the reset process to determine the radiation dose used for radiographic imaging when the reset process is being performed. Control may be performed so as to increase the radiation dose used for radiographic imaging in the case of not being used. Thereby, the image quality of a radiographic image can be improved more.
さらに、本発明は、請求項９に記載の発明のように、前記第１基板および前記第２基板が、互いに同一の解像度とされていてもよい。これにより、前記第１基板および前記第２基板が、互いに異なる解像度とされている場合に比較して、より簡易に画像の合成を行うことができる。 Furthermore, in the present invention, as in the invention described in claim 9, the first substrate and the second substrate may have the same resolution. Thereby, compared with the case where the first substrate and the second substrate have different resolutions, the images can be combined more easily.
一方、上記目的を達成するために、請求項１０記載のプログラムは、コンピュータを、入射された放射線を放射線画像に変換する第１基板、および当該第１基板に積層され、入射された放射線を放射線画像に変換する第２基板を有する放射線検出器における前記第１基板によって得られた放射線画像を示す第１画像情報、および前記第２基板によって得られた放射線画像を示す第２画像情報を同一の画像領域同士で合成して１枚の画像を生成することを連続的に行うことにより動画像を生成する生成手段と、前記生成手段による動画像の生成の際の予め定められたタイミングで、前記生成手段によって前記１枚の画像を生成する際に用いる前記第１画像情報と前記第２画像情報とで互いに異なる画像領域に対応する前記第１基板および前記第２基板の各領域に対してリセット処理を実行するように制御する制御手段と、として機能させるためのものである。 On the other hand, in order to achieve the above object, a program according to claim 10 includes a computer, a first substrate that converts incident radiation into a radiation image, and a layer laminated on the first substrate, and the incident radiation is emitted as radiation. The first image information indicating the radiation image obtained by the first substrate in the radiation detector having the second substrate to be converted into an image and the second image information indicating the radiation image obtained by the second substrate are the same. Generating means for generating a moving image by continuously generating a single image by combining the image areas; and at a predetermined timing when the moving image is generated by the generating means, The first substrate and the first substrate corresponding to different image regions in the first image information and the second image information used when generating the one image by the generation unit. It is intended to function as a control means for controlling to execute the reset process for each area of the substrate.
従って、請求項１０に記載の発明によれば、コンピュータを請求項１に記載の放射線画像撮影装置と同様に作用させることができるので、当該放射線画像撮影装置と同様に、動画像の撮影を継続しつつ、リセット処理を実行することができる。 Therefore, according to the invention described in claim 10, since the computer can be operated in the same manner as the radiographic image capturing apparatus according to claim 1, the image capturing of the moving image is continued as in the radiographic image capturing apparatus. However, the reset process can be executed.
さらに、上記目的を達成するために、請求項１１に記載の放射線画像撮影方法は、入射された放射線を放射線画像に変換する第１基板、および当該第１基板に積層され、入射された放射線を放射線画像に変換する第２基板を有する放射線検出器における前記第１基板によって得られた放射線画像を示す第１画像情報、および前記第２基板によって得られた放射線画像を示す第２画像情報を同一の画像領域同士で合成して１枚の画像を生成することを連続的に行うことにより動画像を生成する生成工程と、前記生成工程による動画像の生成の際の予め定められたタイミングで、前記生成工程によって前記１枚の画像を生成する際に用いる前記第１画像情報と前記第２画像情報とで互いに異なる画像領域に対応する前記第１基板および前記第２基板の各領域に対してリセット処理を実行するように制御する制御工程と、を有している。 Furthermore, in order to achieve the above object, a radiographic imaging method according to claim 11 includes a first substrate that converts incident radiation into a radiation image, and a layer of incident radiation stacked on the first substrate. The first image information indicating the radiation image obtained by the first substrate in the radiation detector having the second substrate to be converted into a radiation image is the same as the second image information indicating the radiation image obtained by the second substrate. A generation step of generating a moving image by continuously generating a single image by combining the image regions, and a predetermined timing at the time of generation of the moving image by the generation step, The first substrate and the second substrate corresponding to different image regions in the first image information and the second image information used when the one image is generated by the generation step. It has a control step of controlling to execute the resetting process, the respective areas of the.
従って、請求項１１に記載の発明によれば、請求項１に記載の放射線画像撮影装置と同様に作用するので、当該放射線画像撮影装置と同様に、動画像の撮影を継続しつつ、リセット処理を実行することができる。 Therefore, according to the eleventh aspect of the present invention, since it operates in the same manner as the radiographic image capturing apparatus according to the first aspect, the reset process is performed while continuing the capturing of the moving image, similarly to the radiographic image capturing apparatus. Can be executed.
本発明に係る放射線画像撮影装置、プログラムおよび放射線画像撮影方法によれば、入射された放射線を放射線画像に変換する第１基板および第２基板の２枚の基板を備え、前記第１基板によって得られた放射線画像を示す第１画像情報、および前記第２基板によって得られた放射線画像を示す第２画像情報を同一の画像領域同士で合成して１枚の画像を生成することを連続的に行うことにより動画像を生成する一方、当該動画像の生成の際の予め定められたタイミングで、前記１枚の画像を生成する際に用いる前記第１画像情報と前記第２画像情報とで互いに異なる画像領域に対応する前記第１基板および前記第２基板の各領域に対してリセット処理を実行するように制御しているので、動画像の撮影を継続しつつ、リセット処理を実行することができる、という効果を奏することができる。 According to the radiographic imaging device, the program, and the radiographic imaging method according to the present invention, the radiographic imaging apparatus, the radiographic imaging method, and the radiographic imaging apparatus include two substrates, a first substrate and a second substrate that convert incident radiation into a radiographic image. The first image information indicating the obtained radiographic image and the second image information indicating the radiographic image obtained by the second substrate are combined with each other in the same image area to continuously generate one image. The moving image is generated by performing the first image information and the second image information used when generating the one image at a predetermined timing when the moving image is generated. Since the control is performed so that the reset process is executed for each area of the first board and the second board corresponding to different image areas, the reset process is executed while continuing the shooting of the moving image. Can, it is possible to obtain the effect that.
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
［第１の実施の形態］
まず、本実施の形態に係る放射線検出器２０の構成について説明する。図１は、本発明の一実施の形態である放射線検出器２０の３つの画素部分の構成を概略的に示す断面模式図である。
[First Embodiment]
First, the configuration of the radiation detector 20 according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view schematically showing the configuration of three pixel portions of a radiation detector 20 according to an embodiment of the present invention.
同図に示すように、この放射線検出器２０は、絶縁性の基板１上に、信号出力部１４、センサ部１３、および透明絶縁膜７を順に形成することにより構成されたＴＦＴ基板３０Ａと、シンチレータ８と、接着層２２と、ＴＦＴ基板３０Ａと同様の構成とされたＴＦＴ基板３０Ｂとが、この順に積層しており、ＴＦＴ基板３０ＡおよびＴＦＴ基板３０Ｂの信号出力部１４、センサ部１３により画素部が構成されている。画素部は、基板１上に複数配列されており、各画素部における信号出力部１４とセンサ部１３とが重なりを有するように構成されている。 As shown in the figure, the radiation detector 20 includes a TFT substrate 30A configured by sequentially forming a signal output unit 14, a sensor unit 13, and a transparent insulating film 7 on an insulating substrate 1, The scintillator 8, the adhesive layer 22, and the TFT substrate 30B having the same configuration as the TFT substrate 30A are laminated in this order, and the pixel output by the signal output unit 14 and the sensor unit 13 of the TFT substrate 30A and the TFT substrate 30B. The part is composed. A plurality of pixel units are arranged on the substrate 1, and the signal output unit 14 and the sensor unit 13 in each pixel unit are configured to overlap each other.
なお、本実施の形態に係る放射線検出器２０では、ＴＦＴ基板３０ＡおよびＴＦＴ基板３０Ｂの解像度が同一とされており、ＴＦＴ基板３０ＡおよびＴＦＴ基板３０Ｂの対応する画素部同士が放射線の入射方向に対して重なるように、ＴＦＴ基板３０ＡおよびＴＦＴ基板３０Ｂが積層されている。 In the radiation detector 20 according to the present exemplary embodiment, the resolutions of the TFT substrate 30A and the TFT substrate 30B are the same, and the corresponding pixel portions of the TFT substrate 30A and the TFT substrate 30B are in the radiation incident direction. The TFT substrate 30A and the TFT substrate 30B are stacked so as to overlap each other.
シンチレータ８は、センサ部１３上に透明絶縁膜７を介して柱状結晶により形成されており、上方（ＴＦＴ基板３０Ｂ側）から入射してくる放射線を光に変換して発光する蛍光体を成膜したものである。このようなシンチレータ８を設けることで、被写体およびＴＦＴ基板３０Ｂを透過した放射線を吸収して発光することになる。 The scintillator 8 is formed of a columnar crystal on the sensor unit 13 via the transparent insulating film 7, and forms a phosphor that emits light by converting radiation incident from above (TFT substrate 30 B side) into light. It is a thing. Providing such a scintillator 8 absorbs the radiation transmitted through the subject and the TFT substrate 30B and emits light.
シンチレータ８が発する光の波長域は、可視光域（波長３６０ｎｍ〜８３０ｎｍ）であることが好ましく、この放射線検出器２０によってモノクロ撮像を可能とするためには、緑色の波長域を含んでいることがより好ましい。 The wavelength range of light emitted by the scintillator 8 is preferably a visible light range (wavelength 360 nm to 830 nm), and in order to enable monochrome imaging by the radiation detector 20, the wavelength range of green is included. Is more preferable.
シンチレータ８に用いる蛍光体としては、具体的には、放射線としてＸ線を用いて撮像する場合、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）を含むものが好ましく、Ｘ線照射時の発光スペクトルが、例えば、４２０ｎｍ〜７００ｎｍにあるＣｓＩ：Ｔｌを用いることが特に好ましい。なお、ＣｓＩ：Ｔｌの可視光域における発光ピーク波長は５６５ｎｍである。 Specifically, as a phosphor used for the scintillator 8, when imaging using X-rays as radiation, those containing cesium iodide (CsI) are preferable, and an emission spectrum at the time of X-ray irradiation is, for example, 420 nm to It is particularly preferred to use CsI: Tl at 700 nm. Note that the emission peak wavelength in the visible light region of CsI: Tl is 565 nm.
また、本実施の形態では、一例として図２に示すように、シンチレータ８を、放射線入射側（ＴＦＴ基板３０Ｂ側）に柱状結晶７１Ａからなる柱状部が形成され、シンチレータ８の放射線入射側とは反対側に非柱状結晶７１Ｂからなる非柱状部が形成された構成としており、シンチレータ８としてＣｓＩを含む材料を用い、当該材料をＴＦＴ基板３０Ａに直接蒸着させることで、柱状部および非柱状部が形成されたシンチレータ８を得ている。なお、本実施の形態に係るシンチレータ８は、柱状結晶７１Ａの平均径が柱状結晶７１Ａの長手方向に沿っておよそ均一とされている。 In the present embodiment, as shown in FIG. 2 as an example, the scintillator 8 is formed with a columnar portion made of a columnar crystal 71A on the radiation incident side (TFT substrate 30B side). A non-columnar portion made of a non-columnar crystal 71B is formed on the opposite side. A material containing CsI is used as the scintillator 8, and the material is directly deposited on the TFT substrate 30A, so that the columnar portion and the non-columnar portion are formed. The formed scintillator 8 is obtained. In the scintillator 8 according to the present embodiment, the average diameter of the columnar crystals 71A is approximately uniform along the longitudinal direction of the columnar crystals 71A.
上記のように、シンチレータ８を柱状部が形成された構成にすることで、シンチレータ８で発生された光は柱状結晶７１Ａ内を進行し、非柱状結晶７１Ｂを介してＴＦＴ基板３０Ａへ射出され、ＴＦＴ基板３０Ａ側へ射出される光の拡散が抑制されることで、結果的に得られる放射線画像の鮮鋭度の低下が抑制される。また、シンチレータ８の柱状結晶７１Ａの先端部側に進行した光はＴＦＴ基板３０Ｂに射出され、ＴＦＴ基板３０Ｂによる受光量の増加に寄与する。 As described above, by forming the scintillator 8 with the columnar portion, the light generated by the scintillator 8 travels in the columnar crystal 71A and is emitted to the TFT substrate 30A via the non-columnar crystal 71B. By suppressing the diffusion of the light emitted to the TFT substrate 30A side, a reduction in the sharpness of the resultant radiographic image is suppressed. Further, the light that has traveled toward the tip of the columnar crystal 71A of the scintillator 8 is emitted to the TFT substrate 30B, and contributes to an increase in the amount of light received by the TFT substrate 30B.
なお、非柱状部の空隙率を０（零）に近づけることにより、当該非柱状部による光の反射を抑制することができ、好ましい。また、非柱状部はできるだけ薄く（１０μｍ程度）することが好ましい。 Note that it is preferable that the porosity of the non-columnar portion is close to 0 (zero), so that reflection of light by the non-columnar portion can be suppressed. Further, it is preferable to make the non-columnar portion as thin as possible (about 10 μm).
なお、本実施の形態では、シンチレータ８の放射線照射面側にＴＦＴ基板３０Ｂが配置されているが、シンチレータ８とＴＦＴ基板３０Ｂとをこのような位置関係で配置する方式は「表面読取方式（ＩＳＳ：Irradiation Side Sampling）」と称する。シンチレータは放射線入射側がより強く発光するので、シンチレータの放射線入射側にＴＦＴ基板を配置する表面読取方式（ＩＳＳ）は、シンチレータの放射線入射側とは反対側にＴＦＴ基板を配置する「裏面読取方式（ＰＳＳ：Penetration Side Sampling）」よりもＴＦＴ基板とシンチレータの発光位置とが接近することから、撮影によって得られる放射線画像の分解能が高く、また、ＴＦＴ基板の受光量が増大することで、結果として放射線画像の感度が向上する。 In the present embodiment, the TFT substrate 30B is disposed on the radiation irradiation surface side of the scintillator 8, but the method of disposing the scintillator 8 and the TFT substrate 30B in such a positional relationship is “surface reading method (ISS). : Irradiation Side Sampling) ”. Since the scintillator emits light more strongly on the radiation incident side, the surface reading method (ISS) in which the TFT substrate is disposed on the radiation incident side of the scintillator is the “back surface reading method (in which the TFT substrate is disposed on the opposite side of the scintillator from the radiation incident side” Since the TFT substrate and the light emission position of the scintillator are closer to each other than PSS (Penetration Side Sampling), the resolution of the radiation image obtained by imaging is high, and the amount of light received by the TFT substrate is increased, resulting in radiation. Image sensitivity is improved.
一方、センサ部１３は、上部電極６、下部電極２、および該上下の電極間に配置された光電変換膜４を有し、光電変換膜４は、シンチレータ８が発する光を吸収して電荷が発生する有機光電変換材料により構成されている。 On the other hand, the sensor unit 13 includes an upper electrode 6, a lower electrode 2, and a photoelectric conversion film 4 disposed between the upper and lower electrodes. The photoelectric conversion film 4 absorbs light emitted from the scintillator 8 and charges are generated. It is comprised with the organic photoelectric conversion material to generate | occur | produce.
上部電極６は、シンチレータにより生じた光を光電変換膜４に入射させる必要があるため、少なくともシンチレータの発光波長に対して透明な導電性材料で構成することが好ましく、具体的には、可視光に対する透過率が高く、抵抗値が小さい透明導電性酸化物（TCO;Transparent Conducting Oxide）を用いることが好ましい。なお、上部電極６としてＡｕなどの金属薄膜を用いることもできるが、透過率を９０％以上得ようとすると抵抗値が増大し易いため、ＴＣＯの方が好ましい。例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＡＺＯ、ＦＴＯ、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２、ＺｎＯ２等を好ましく用いることができ、プロセス簡易性、低抵抗性、透明性の観点からはＩＴＯが最も好ましい。なお、上部電極６は、全画素部で共通の一枚構成としてもよく、画素部毎に分割してもよい。 The upper electrode 6 is preferably made of a conductive material transparent to at least the emission wavelength of the scintillator because it is necessary to make the light generated by the scintillator enter the photoelectric conversion film 4. It is preferable to use a transparent conductive oxide (TCO) having a high transmittance with respect to and a low resistance value. Although a metal thin film such as Au can be used as the upper electrode 6, TCO is preferable because it tends to increase the resistance value when it is desired to obtain a transmittance of 90% or more. For example, ITO, IZO, AZO, FTO, SnO 2 , TiO 2 , ZnO 2 and the like can be preferably used, and ITO is most preferable from the viewpoint of process simplicity, low resistance, and transparency. Note that the upper electrode 6 may have a single configuration common to all the pixel portions, or may be divided for each pixel portion.
光電変換膜４は、有機光電変換材料を含み、シンチレータ８から発せられた光を吸収し、吸収した光に応じた電荷を発生する。このように有機光電変換材料を含む光電変換膜４であれば、可視域にシャープな吸収スペクトルを持ち、シンチレータ８による発光以外の電磁波が光電変換膜４に吸収されることがほとんどなく、Ｘ線等の放射線が光電変換膜４で吸収されることによって発生するノイズを効果的に抑制することができる。 The photoelectric conversion film 4 includes an organic photoelectric conversion material, absorbs light emitted from the scintillator 8, and generates a charge corresponding to the absorbed light. In this way, the photoelectric conversion film 4 containing an organic photoelectric conversion material has a sharp absorption spectrum in the visible range, and electromagnetic waves other than light emitted by the scintillator 8 are hardly absorbed by the photoelectric conversion film 4. The noise generated by the radiation such as being absorbed by the photoelectric conversion film 4 can be effectively suppressed.
光電変換膜４を構成する有機光電変換材料は、シンチレータ８で発光した光を最も効率よく吸収するために、その吸収ピーク波長が、シンチレータの発光ピーク波長と近いほど好ましい。有機光電変換材料の吸収ピーク波長とシンチレータの発光ピーク波長とが一致することが理想的であるが、双方の差が小さければシンチレータから発された光を十分に吸収することが可能である。具体的には、有機光電変換材料の吸収ピーク波長と、シンチレータの放射線に対する発光ピーク波長との差が、１０ｎｍ以内であることが好ましく、５ｎｍ以内であることがより好ましい。 In order to absorb the light emitted from the scintillator 8 most efficiently, it is preferable that the absorption peak wavelength of the organic photoelectric conversion material constituting the photoelectric conversion film 4 is closer to the emission peak wavelength of the scintillator. Ideally, the absorption peak wavelength of the organic photoelectric conversion material matches the emission peak wavelength of the scintillator, but if the difference between the two is small, the light emitted from the scintillator can be sufficiently absorbed. Specifically, the difference between the absorption peak wavelength of the organic photoelectric conversion material and the emission peak wavelength with respect to the radiation of the scintillator is preferably within 10 nm, and more preferably within 5 nm.
このような条件を満たすことが可能な有機光電変換材料としては、例えばキナクリドン系有機化合物およびフタロシアニン系有機化合物が挙げられる。例えばキナクリドンの可視域における吸収ピーク波長は５６０ｎｍであるため、有機光電変換材料としてキナクリドンを用い、シンチレータ８の材料としてＣｓＩ：Ｔｌを用いれば、上記ピーク波長の差を１０ｎｍ以内にすることが可能となり、光電変換膜４で発生する電荷量をほぼ最大にすることができる。 Examples of the organic photoelectric conversion material that can satisfy such conditions include quinacridone-based organic compounds and phthalocyanine-based organic compounds. For example, since the absorption peak wavelength in the visible region of quinacridone is 560 nm, if quinacridone is used as the organic photoelectric conversion material and CsI: Tl is used as the material of the scintillator 8, the difference in peak wavelength can be made within 10 nm. The amount of charge generated in the photoelectric conversion film 4 can be substantially maximized.
次に、本実施の形態に係る放射線検出器２０に適用可能な光電変換膜４について具体的に説明する。 Next, the photoelectric conversion film 4 applicable to the radiation detector 20 according to the present embodiment will be specifically described.
本実施の形態に係る放射線検出器２０における電磁波吸収／光電変換部位は、１対の電極２，６と、該電極２，６間に挟まれた有機光電変換膜４を含む有機層により構成することができる。この有機層は、より具体的には、電磁波を吸収する部位、光電変換部位、電子輸送部位、正孔輸送部位、電子ブロッキング部位、正孔ブロッキング部位、結晶化防止部位、電極、および層間接触改良部位等の積み重ねもしくは混合により形成することができる。 The electromagnetic wave absorption / photoelectric conversion site in the radiation detector 20 according to the present embodiment is constituted by an organic layer including a pair of electrodes 2 and 6 and an organic photoelectric conversion film 4 sandwiched between the electrodes 2 and 6. be able to. More specifically, this organic layer is a part that absorbs electromagnetic waves, a photoelectric conversion part, an electron transport part, a hole transport part, an electron blocking part, a hole blocking part, a crystallization preventing part, an electrode, and an interlayer contact improvement. It can be formed by stacking or mixing parts.
上記有機層は、有機ｐ型化合物または有機ｎ型化合物を含有することが好ましい。 The organic layer preferably contains an organic p-type compound or an organic n-type compound.
有機ｐ型半導体（化合物）は、主に正孔輸送性有機化合物に代表されるドナー性有機半導体（化合物）であり、電子を供与しやすい性質がある有機化合物をいう。さらに詳しくは２つの有機材料を接触させて用いたときにイオン化ポテンシャルの小さい方の有機化合物をいう。したがって、ドナー性有機化合物としては、電子供与性のある有機化合物であればいずれの有機化合物も使用可能である。 The organic p-type semiconductor (compound) is a donor organic semiconductor (compound) mainly represented by a hole-transporting organic compound and refers to an organic compound having a property of easily donating electrons. More specifically, an organic compound having a smaller ionization potential when two organic materials are used in contact with each other. Therefore, any organic compound can be used as the donor organic compound as long as it is an electron-donating organic compound.
有機ｎ型半導体（化合物）は、主に電子輸送性有機化合物に代表されるアクセプター性有機半導体（化合物）であり、電子を受容しやすい性質がある有機化合物をいう。さらに詳しくは２つの有機化合物を接触させて用いたときに電子親和力の大きい方の有機化合物をいう。したがって、アクセプター性有機化合物は、電子受容性のある有機化合物であればいずれの有機化合物も使用可能である。 An organic n-type semiconductor (compound) is an acceptor organic semiconductor (compound) mainly represented by an electron-transporting organic compound and refers to an organic compound having a property of easily accepting electrons. More specifically, the organic compound having the higher electron affinity when two organic compounds are used in contact with each other. Therefore, as the acceptor organic compound, any organic compound can be used as long as it is an electron-accepting organic compound.
この有機ｐ型半導体および有機ｎ型半導体として適用可能な材料、および光電変換膜４の構成については、特開２００９−３２８５４号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。 Since the materials applicable as the organic p-type semiconductor and organic n-type semiconductor and the configuration of the photoelectric conversion film 4 are described in detail in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-32854, description thereof is omitted.
光電変換膜４の厚みは、シンチレータ８からの光を吸収する点では膜厚は大きいほど好ましいが、ある程度以上厚くなると光電変換膜４の両端から印加されるバイアス電圧により光電変換膜４に発生する電界の強度が低下して電荷が収集できなくなるため、３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは、５０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下、特に好ましくは８０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。 The thickness of the photoelectric conversion film 4 is preferably as large as possible in terms of absorbing light from the scintillator 8. However, when the thickness is more than a certain level, the photoelectric conversion film 4 is generated in the photoelectric conversion film 4 by a bias voltage applied from both ends of the photoelectric conversion film 4. Since electric field strength is reduced and charges cannot be collected, the thickness is preferably 30 nm to 300 nm, more preferably 50 nm to 250 nm, and particularly preferably 80 nm to 200 nm.
なお、図１に示す放射線検出器２０では、光電変換膜４は、全画素部で共通の一枚構成であるが、画素部毎に分割してもよい。 In the radiation detector 20 illustrated in FIG. 1, the photoelectric conversion film 4 has a single-sheet configuration common to all pixel units, but may be divided for each pixel unit.
下部電極２は、画素部毎に分割された薄膜とする。下部電極２は、透明又は不透明の導電性材料で構成することができ、アルミニウム、銀等を好適に用いることができる。 The lower electrode 2 is a thin film divided for each pixel portion. The lower electrode 2 can be made of a transparent or opaque conductive material, and aluminum, silver, or the like can be suitably used.
下部電極２の厚みは、例えば、３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下とすることができる。 The thickness of the lower electrode 2 can be, for example, 30 nm or more and 300 nm or less.
センサ部１３では、上部電極６と下部電極２の間に所定のバイアス電圧を印加することで、光電変換膜４で発生した電荷（正孔、電子）のうちの一方を上部電極６に移動させ、他方を下部電極２に移動させることができる。本実施の形態の放射線検出器２０では、上部電極６に配線が接続され、この配線を介してバイアス電圧が上部電極６に印加されるものとする。また、バイアス電圧は、光電変換膜４で発生した電子が上部電極６に移動し、正孔が下部電極２に移動するように極性が決められているものとするが、この極性は逆であってもよい。 In the sensor unit 13, by applying a predetermined bias voltage between the upper electrode 6 and the lower electrode 2, one of electric charges (holes, electrons) generated in the photoelectric conversion film 4 is moved to the upper electrode 6. The other can be moved to the lower electrode 2. In the radiation detector 20 of the present embodiment, a wiring is connected to the upper electrode 6, and a bias voltage is applied to the upper electrode 6 through this wiring. In addition, the polarity of the bias voltage is determined so that electrons generated in the photoelectric conversion film 4 move to the upper electrode 6 and holes move to the lower electrode 2, but this polarity is reversed. May be.
各画素部を構成するセンサ部１３は、少なくとも下部電極２、光電変換膜４、および上部電極６を含んでいればよいが、暗電流の増加を抑制するため、電子ブロッキング膜３および正孔ブロッキング膜５の少なくともいずれかを設けることが好ましく、両方を設けることがより好ましい。 The sensor unit 13 constituting each pixel unit only needs to include at least the lower electrode 2, the photoelectric conversion film 4, and the upper electrode 6. In order to suppress an increase in dark current, the electron blocking film 3 and hole blocking are performed. It is preferable to provide at least one of the films 5, and it is more preferable to provide both.
電子ブロッキング膜３は、下部電極２と光電変換膜４との間に設けることができ、下部電極２と上部電極６間にバイアス電圧を印加したときに、下部電極２から光電変換膜４に電子が注入されて暗電流が増加してしまうのを抑制することができる。 The electron blocking film 3 can be provided between the lower electrode 2 and the photoelectric conversion film 4. When a bias voltage is applied between the lower electrode 2 and the upper electrode 6, electrons are transferred from the lower electrode 2 to the photoelectric conversion film 4. It is possible to suppress the dark current from increasing due to the injection of.
電子ブロッキング膜３には、電子供与性有機材料を用いることができる。 An electron donating organic material can be used for the electron blocking film 3.
実際に電子ブロッキング膜３に用いる材料は、隣接する電極の材料および隣接する光電変換膜４の材料等に応じて選択すればよく、隣接する電極の材料の仕事関数（Ｗｆ）より１．３ｅＶ以上電子親和力（Ｅａ）が大きく、かつ、隣接する光電変換膜４の材料のイオン化ポテンシャル（Ｉｐ）と同等のＩｐもしくはそれより小さいＩｐを持つものが好ましい。この電子供与性有機材料として適用可能な材料については、特開２００９−３２８５４号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。なお、光電変換膜４は、さらにフラーレン若しくはカーボンナノチューブを含有させて形成してもよい。 The material actually used for the electron blocking film 3 may be selected according to the material of the adjacent electrode, the material of the adjacent photoelectric conversion film 4 and the like, and 1.3 eV or more from the work function (Wf) of the material of the adjacent electrode. Those having a large electron affinity (Ea) and an Ip equivalent to or smaller than the ionization potential (Ip) of the material of the adjacent photoelectric conversion film 4 are preferable. Since the material applicable as the electron donating organic material is described in detail in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-32854, description thereof is omitted. The photoelectric conversion film 4 may be formed by further containing fullerenes or carbon nanotubes.
電子ブロッキング膜３の厚みは、暗電流抑制効果を確実に発揮させるとともに、センサ部１３の光電変換効率の低下を防ぐため、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましく、さらに好ましくは３０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下、特に好ましくは５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。 The thickness of the electron blocking film 3 is preferably 10 nm or more and 200 nm or less, more preferably 30 nm or more and 150 nm or less, and particularly preferably, in order to surely exhibit the dark current suppressing effect and prevent a decrease in photoelectric conversion efficiency of the sensor unit 13. It is 50 nm or more and 100 nm or less.
正孔ブロッキング膜５は、光電変換膜４と上部電極６との間に設けることができ、下部電極２と上部電極６間にバイアス電圧を印加したときに、上部電極６から光電変換膜４に正孔が注入されて暗電流が増加してしまうのを抑制することができる。 The hole blocking film 5 can be provided between the photoelectric conversion film 4 and the upper electrode 6. When a bias voltage is applied between the lower electrode 2 and the upper electrode 6, the hole blocking film 5 is transferred from the upper electrode 6 to the photoelectric conversion film 4. It is possible to suppress the increase in dark current due to the injection of holes.
正孔ブロッキング膜５には、電子受容性有機材料を用いることができる。 An electron-accepting organic material can be used for the hole blocking film 5.
正孔ブロッキング膜５の厚みは、暗電流抑制効果を確実に発揮させるとともに、センサ部１３の光電変換効率の低下を防ぐため、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましく、さらに好ましくは３０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下、特に好ましくは５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。 The thickness of the hole blocking film 5 is preferably 10 nm or more and 200 nm or less, more preferably 30 nm or more and 150 nm or less, and particularly preferably, in order to surely exhibit the dark current suppressing effect and prevent a decrease in photoelectric conversion efficiency of the sensor unit 13. Is from 50 nm to 100 nm.
実際に正孔ブロッキング膜５に用いる材料は、隣接する電極の材料および隣接する光電変換膜４の材料等に応じて選択すればよく、隣接する電極の材料の仕事関数（Ｗｆ）より１．３ｅＶ以上イオン化ポテンシャル（Ｉｐ）が大きく、かつ、隣接する光電変換膜４の材料の電子親和力（Ｅａ）と同等のＥａもしくはそれより大きいＥａを持つものが好ましい。この電子受容性有機材料として適用可能な材料については、特開２００９−３２８５４号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。 The material actually used for the hole blocking film 5 may be selected according to the material of the adjacent electrode, the material of the adjacent photoelectric conversion film 4 and the like, and 1.3 eV from the work function (Wf) of the material of the adjacent electrode. As described above, it is preferable that the ionization potential (Ip) is large and that the Ea is equal to or larger than the electron affinity (Ea) of the material of the adjacent photoelectric conversion film 4. Since the material applicable as the electron-accepting organic material is described in detail in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-32854, description thereof is omitted.
なお、光電変換膜４で発生した電荷のうち、正孔が上部電極６に移動し、電子が下部電極２に移動するようにバイアス電圧を設定する場合には、電子ブロッキング膜３と正孔ブロッキング膜５の位置を逆にすればよい。また、電子ブロッキング膜３と正孔ブロッキング膜５は両方設けなくてもよく、いずれかを設けておけば、ある程度の暗電流抑制効果を得ることができる。 In addition, when a bias voltage is set so that holes move to the upper electrode 6 and electrons move to the lower electrode 2 among the charges generated in the photoelectric conversion film 4, the electron blocking film 3 and the hole blocking are set. The position of the film 5 may be reversed. Moreover, it is not necessary to provide both the electron blocking film 3 and the hole blocking film 5. If either one is provided, a certain degree of dark current suppressing effect can be obtained.
各画素部の下部電極２下方の基板１の表面には信号出力部１４が形成されている。 A signal output unit 14 is formed on the surface of the substrate 1 below the lower electrode 2 of each pixel unit.
図３には、信号出力部１４の構成が概略的に示されている。 FIG. 3 schematically shows the configuration of the signal output unit 14.
下部電極２に対応して、下部電極２に移動した電荷を蓄積するコンデンサ９と、コンデンサ９に蓄積された電荷を電気信号に変換して出力する電界効果型薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下、単に「薄膜トランジスタ」という。）１０が形成されている。コンデンサ９および薄膜トランジスタ１０の形成された領域は、平面視において下部電極２と重なる部分を有しており、このような構成とすることで、各画素部における信号出力部１４とセンサ部１３とが厚さ方向で重なりを有することとなる。なお、放射線検出器２０（画素部）の平面積を最小にするために、コンデンサ９および薄膜トランジスタ１０の形成された領域が下部電極２によって完全に覆われていることが望ましい。 Corresponding to the lower electrode 2, a capacitor 9 that accumulates the charge transferred to the lower electrode 2, and a field effect thin film transistor (hereinafter referred to simply as “Thin Film Transistor”) that converts the charge accumulated in the capacitor 9 into an electric signal and outputs the electric signal. "Thin film transistor") 10 is formed. The region in which the capacitor 9 and the thin film transistor 10 are formed has a portion that overlaps the lower electrode 2 in a plan view. With such a configuration, the signal output unit 14 and the sensor unit 13 in each pixel unit are connected to each other. There will be overlap in the thickness direction. In order to minimize the plane area of the radiation detector 20 (pixel portion), it is desirable that the region where the capacitor 9 and the thin film transistor 10 are formed is completely covered by the lower electrode 2.
コンデンサ９は、基板１と下部電極２との間に設けられた絶縁膜１１を貫通して形成された導電性材料の配線を介して対応する下部電極２と電気的に接続されている。これにより、下部電極２で捕集された電荷をコンデンサ９に移動させることができる。 The capacitor 9 is electrically connected to the corresponding lower electrode 2 through a wiring made of a conductive material penetrating an insulating film 11 provided between the substrate 1 and the lower electrode 2. Thereby, the electric charge collected by the lower electrode 2 can be moved to the capacitor 9.
薄膜トランジスタ１０は、ゲート電極１５、ゲート絶縁膜１６、および活性層（チャネル層）１７が積層され、さらに、活性層１７上にソース電極１８とドレイン電極１９が所定の間隔を開けて形成されている。 In the thin film transistor 10, a gate electrode 15, a gate insulating film 16, and an active layer (channel layer) 17 are stacked, and a source electrode 18 and a drain electrode 19 are formed on the active layer 17 at a predetermined interval. .
活性層１７は、例えば、アモルファスシリコンや非晶質酸化物、有機半導体材料、カーボンナノチューブなどにより形成することができる。なお、活性層１７を構成する材料は、これらに限定されるものではない。 The active layer 17 can be formed of, for example, amorphous silicon, amorphous oxide, organic semiconductor material, carbon nanotube, or the like. In addition, the material which comprises the active layer 17 is not limited to these.
活性層１７を構成可能な非晶質酸化物としては、Ｉｎ、ＧａおよびＺｎのうちの少なくとも１つを含む酸化物（例えばＩｎ−Ｏ系）が好ましく、Ｉｎ、ＧａおよびＺｎのうちの少なくとも２つを含む酸化物（例えばＩｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｉｎ−Ｇａ−Ｏ系、Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系）がより好ましく、Ｉｎ、ＧａおよびＺｎを含む酸化物が特に好ましい。Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系非晶質酸化物としては、結晶状態における組成がＩｎＧａＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍは６未満の自然数）で表される非晶質酸化物が好ましく、特に、ＩｎＧａＺｎＯ４がより好ましい。なお、活性層１７を構成可能な非晶質酸化物は、これらに限定されるものではない。 The amorphous oxide that can form the active layer 17 is preferably an oxide containing at least one of In, Ga, and Zn (for example, In—O-based), and at least 2 of In, Ga, and Zn. Are more preferable (for example, In—Zn—O, In—Ga—O, and Ga—Zn—O), and oxides including In, Ga, and Zn are particularly preferable. As the In—Ga—Zn—O-based amorphous oxide, an amorphous oxide whose composition in a crystalline state is represented by InGaO 3 (ZnO) m (m is a natural number of less than 6) is preferable, and InGaZnO is particularly preferable. 4 is more preferable. In addition, the amorphous oxide which can comprise the active layer 17 is not limited to these.
活性層１７を構成可能な有機半導体材料としては、フタロシアニン化合物や、ペンタセン、バナジルフタロシアニン等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。なお、フタロシアニン化合物の構成については、特開２００９−２１２３８９号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。 Examples of the organic semiconductor material that can form the active layer 17 include, but are not limited to, phthalocyanine compounds, pentacene, vanadyl phthalocyanine, and the like. In addition, about the structure of a phthalocyanine compound, since it is demonstrated in detail in Unexamined-Japanese-Patent No. 2009-212389, description is abbreviate | omitted.
薄膜トランジスタ１０の活性層１７を非晶質酸化物や有機半導体材料、カーボンナノチューブで形成したものとすれば、Ｘ線等の放射線を吸収せず、あるいは吸収したとしても極めて微量に留まるため、信号出力部１４におけるノイズの発生を効果的に抑制することができる。 If the active layer 17 of the thin film transistor 10 is formed of an amorphous oxide, an organic semiconductor material, or a carbon nanotube, it will not absorb radiation such as X-rays, or even if it absorbs it, it will remain in a very small amount. Generation of noise in the portion 14 can be effectively suppressed.
また、活性層１７をカーボンナノチューブで形成した場合、薄膜トランジスタ１０のスイッチング速度を高速化することができ、また、可視光域での光の吸収度合の低い薄膜トランジスタ１０を形成できる。なお、カーボンナノチューブで活性層１７を形成する場合、活性層１７に極微量の金属性不純物が混入するだけで、薄膜トランジスタ１０の性能は著しく低下するため、遠心分離などにより極めて高純度のカーボンナノチューブを分離・抽出して形成する必要がある。 When the active layer 17 is formed of carbon nanotubes, the switching speed of the thin film transistor 10 can be increased, and the thin film transistor 10 having a low light absorption in the visible light region can be formed. Note that when the active layer 17 is formed of carbon nanotubes, the performance of the thin film transistor 10 is remarkably deteriorated only by mixing a very small amount of metallic impurities into the active layer 17. It is necessary to form by separating and extracting.
ここで、上述した非晶質酸化物、有機半導体材料、カーボンナノチューブや、有機光電変換材料は、いずれも低温での成膜が可能である。従って、基板１としては、半導体基板、石英基板、およびガラス基板等の耐熱性の高い基板に限定されず、プラスチック等の可撓性基板、アラミド、バイオナノファイバを用いることもできる。具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）等の可撓性基板を用いることができる。このようなプラスチック製の可撓性基板を用いれば、軽量化を図ることもでき、例えば持ち運び等に有利となる。 Here, any of the above-described amorphous oxide, organic semiconductor material, carbon nanotube, and organic photoelectric conversion material can be formed at a low temperature. Therefore, the substrate 1 is not limited to a substrate having high heat resistance such as a semiconductor substrate, a quartz substrate, and a glass substrate, and a flexible substrate such as plastic, aramid, or bio-nanofiber can also be used. Specifically, flexible materials such as polyesters such as polyethylene terephthalate, polybutylene phthalate, and polyethylene naphthalate, polystyrene, polycarbonate, polyethersulfone, polyarylate, polyimide, polycycloolefin, norbornene resin, and poly (chlorotrifluoroethylene). A conductive substrate can be used. If such a plastic flexible substrate is used, it is possible to reduce the weight, which is advantageous for carrying around, for example.
また、基板１には、絶縁性を確保するための絶縁層、水分や酸素の透過を防止するためのガスバリア層、平坦性あるいは電極等との密着性を向上するためのアンダーコート層等を設けてもよい。 In addition, the substrate 1 is provided with an insulating layer for ensuring insulation, a gas barrier layer for preventing permeation of moisture and oxygen, an undercoat layer for improving flatness or adhesion to electrodes, and the like. May be.
アラミドは、２００度以上の高温プロセスを適用できるために，透明電極材料を高温硬化させて低抵抗化でき、また、ハンダのリフロー工程を含むドライバＩＣの自動実装にも対応できる。また、アラミドは、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やガラス基板と熱膨張係数が近いため、製造後の反りが少なく、割れにくい。また、アラミドは、ガラス基板等と比べて薄く基板を形成できる。なお、超薄型ガラス基板とアラミドを積層して基板１を形成してもよい。 Since aramid can be applied at a high temperature process of 200 ° C. or more, the transparent electrode material can be cured at a high temperature to reduce the resistance, and can also be used for automatic mounting of a driver IC including a solder reflow process. Moreover, since aramid has a thermal expansion coefficient close to that of ITO (Indium Tin Oxide) or a glass substrate, there is little warping after manufacturing and it is difficult to crack. In addition, aramid can form a substrate thinner than a glass substrate or the like. The substrate 1 may be formed by laminating an ultrathin glass substrate and aramid.
バイオナノファイバは、バクテリア（酢酸菌、Acetobacter Xylinum）が産出するセルロースミクロフィブリル束（バクテリアセルロース）と透明樹脂との複合したものである。セルロースミクロフィブリル束は、幅５０ｎｍと可視光波長に対して１／１０のサイズで、かつ、高強度、高弾性、低熱膨である。バクテリアセルロースにアクリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂を含浸・硬化させることで、繊維を６０−７０％も含有しながら、波長５００nmで約９０％の光透過率を示すバイオナノファイバが得られる。バイオナノファイバは、シリコン結晶に匹敵する低い熱膨張係数（３−７ｐｐｍ）を有し、鋼鉄並の強度(４６０ＭＰa)、高弾性(３０ＧＰａ)で、かつフレキシブルであることから、ガラス基板等と比べて薄く基板１を形成できる。 Bionanofiber is a composite of cellulose microfibril bundles (bacterial cellulose) produced by bacteria (Acetobacter Xylinum) and transparent resin. The cellulose microfibril bundle has a width of 50 nm and a size of 1/10 of the visible light wavelength, and has high strength, high elasticity, and low thermal expansion. By impregnating and curing a transparent resin such as an acrylic resin or an epoxy resin in bacterial cellulose, a bio-nanofiber having a light transmittance of about 90% at a wavelength of 500 nm can be obtained while containing 60-70% of the fiber. Bionanofiber has a low coefficient of thermal expansion (3-7ppm) comparable to silicon crystals, and is as strong as steel (460MPa), highly elastic (30GPa), and flexible, compared to glass substrates, etc. The substrate 1 can be formed thinly.
一方、本実施の形態に係るＴＦＴ基板３０Ｂは、ＴＦＴ基板３０Ａと同様に構成されているため、当該構成についての図示および説明は省略するが、基板１とは反対側の面（光電変換膜４側の面）がシンチレータ８のＴＦＴ基板３０Ａとは反対側の面に積層されている。 On the other hand, since the TFT substrate 30B according to the present embodiment is configured in the same manner as the TFT substrate 30A, illustration and description of the configuration are omitted, but the surface opposite to the substrate 1 (photoelectric conversion film 4). Side surface) is laminated on the surface of the scintillator 8 opposite to the TFT substrate 30A.
なお、前述したように、本実施の形態に係る放射線検出器２０では、シンチレータ８をＴＦＴ基板３０Ａ上に直接蒸着により形成する一方、シンチレータ８のＴＦＴ基板３０Ａが設けられている面とは反対側の面にＴＦＴ基板３０Ｂを、接着層２２を介して接着することにより構成しているが、これに限らず、例えば、シンチレータ８をＴＦＴ基板３０Ｂ上に直接蒸着により形成する一方、シンチレータ８のＴＦＴ基板３０Ｂが設けられている面とは反対側の面にＴＦＴ基板３０Ａを、接着層２２を介して接着することにより構成する方法等、他の方法により構成してもよいことは言うまでもない。 As described above, in the radiation detector 20 according to the present embodiment, the scintillator 8 is formed directly on the TFT substrate 30A by vapor deposition, while the side of the scintillator 8 opposite to the surface on which the TFT substrate 30A is provided. The TFT substrate 30B is bonded to the surface of the TFT substrate 30 via the adhesive layer 22. However, the present invention is not limited to this. For example, the scintillator 8 is formed directly on the TFT substrate 30B by vapor deposition. It goes without saying that the TFT substrate 30A may be formed by other methods such as a method of bonding the TFT substrate 30A to the surface opposite to the surface on which the substrate 30B is provided via the adhesive layer 22.
また、本実施の形態に係る放射線検出器２０では、シンチレータ８の各柱状部の先端部は、できるだけ平坦になるように制御することが好ましい。具体的には、蒸着終了時の被蒸着基板の温度を制御することで実現できる。例えば、蒸着終了時の被蒸着基板の温度を１１０℃とすれば先端角度がおよそ１７０度となり、蒸着終了時の被蒸着基板の温度を１４０℃とすれば先端角度がおよそ６０度となり、蒸着終了時の被蒸着基板の温度を２００℃とすれば先端角度がおよそ７０度となり、蒸着終了時の被蒸着基板の温度を２６０℃とすれば先端角度がおよそ１２０度となる。なお、この制御については、特開２０１０−２５６２０号公報において詳細に説明されているため、これ以上の説明を省略する。 Further, in the radiation detector 20 according to the present embodiment, it is preferable to control the tip of each columnar portion of the scintillator 8 to be as flat as possible. Specifically, it can be realized by controlling the temperature of the evaporation target substrate at the end of evaporation. For example, if the temperature of the substrate to be deposited at the end of vapor deposition is 110 ° C., the tip angle is about 170 degrees, and if the temperature of the substrate to be deposited at the end of vapor deposition is 140 degrees Celsius, the tip angle is about 60 degrees. If the temperature of the vapor deposition substrate at that time is 200 ° C., the tip angle is approximately 70 degrees, and if the temperature of the vapor deposition substrate at the end of vapor deposition is 260 ° C., the tip angle is approximately 120 degrees. Since this control is described in detail in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-25620, further description is omitted.
一方、ＴＦＴ基板３０ＡおよびＴＦＴ基板３０Ｂには、図４に示すように、上述のセンサ部１３、コンデンサ９、薄膜トランジスタ１０を含んで構成される画素３２が一定方向（図４の行方向）および当該一定方向に対する交差方向（図４の列方向）に２次元状に複数設けられている。 On the other hand, on the TFT substrate 30A and the TFT substrate 30B, as shown in FIG. 4, the pixels 32 including the sensor unit 13, the capacitor 9, and the thin film transistor 10 are arranged in a certain direction (row direction in FIG. 4) and A plurality of two-dimensional shapes are provided in the intersecting direction (column direction in FIG. 4) with respect to a certain direction.
また、放射線検出器２０には、上記一定方向（行方向）に延設され、各薄膜トランジスタ１０をオン・オフさせるための複数本のゲート配線３４と、上記交差方向（列方向）に延設され、オン状態の薄膜トランジスタ１０を介して電荷を読み出すための複数本のデータ配線３６と、が各々ＴＦＴ基板３０ＡおよびＴＦＴ基板３０Ｂに対応して２組分設けられている。 Further, the radiation detector 20 extends in the predetermined direction (row direction), and extends in the intersecting direction (column direction) with a plurality of gate wirings 34 for turning on and off each thin film transistor 10. A plurality of data wirings 36 for reading out charges through the thin film transistor 10 in the on state are provided in two sets corresponding to the TFT substrate 30A and the TFT substrate 30B, respectively.
放射線検出器２０は、平板状で平面視において外縁に４辺を有する四辺形状をしている。具体的には矩形状に形成されている。 The radiation detector 20 is flat and has a quadrilateral shape with four sides at the outer edge in plan view. Specifically, it is formed in a rectangular shape.
次に、この放射線検出器２０を内蔵し、放射線画像を撮影する可搬型の放射線画像撮影装置（以下、「電子カセッテ」という。）４０の構成について説明する。図５には、本実施の形態に係る電子カセッテ４０の構成を示す斜視図が示されている。 Next, the configuration of a portable radiation image capturing apparatus (hereinafter referred to as “electronic cassette”) 40 that incorporates the radiation detector 20 and captures a radiation image will be described. FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of the electronic cassette 40 according to the present exemplary embodiment.
同図に示すように、この電子カセッテ４０は、放射線を透過させる材料からなる平板状の筐体４１を備えており、防水性、密閉性を有する構造とされている。筐体４１の内部には、放射線Ｘが照射される筐体４１の照射面側から、被写体を透過した放射線Ｘを検出する放射線検出器２０、および放射線Ｘのバック散乱線を吸収する鉛板４３が順に配設される。筐体４１は、平板状の一方の面の放射線検出器２０の配設位置に対応する領域が放射線を検出可能な四辺形状の撮影領域４１Ａとされている。放射線検出器２０は、図６に示すように、ＴＦＴ基板３０Ｂが撮影領域４１Ａ側となるように配置されており、撮影領域４１Ａを構成する筐体４１内側に貼り付けられている。 As shown in the figure, the electronic cassette 40 includes a flat housing 41 made of a material that transmits radiation, and has a waterproof and airtight structure. Inside the housing 41 are a radiation detector 20 that detects the radiation X that has passed through the subject from the irradiation surface side of the housing 41 that is irradiated with the radiation X, and a lead plate 43 that absorbs backscattered rays of the radiation X. Are arranged in order. The case 41 has a quadrilateral imaging region 41A capable of detecting radiation in a region corresponding to the arrangement position of the radiation detector 20 on one flat surface. As shown in FIG. 6, the radiation detector 20 is disposed such that the TFT substrate 30B is on the imaging region 41A side, and is attached to the inside of the casing 41 that constitutes the imaging region 41A.
また、筐体４１の内部の一端側には、放射線検出器２０と重ならない位置（撮影領域４１Ａの範囲外）に、後述するカセッテ制御部５８や電源部７０等を収容するケース４２が配置されている。 In addition, a case 42 that houses a cassette control unit 58, a power supply unit 70, and the like, which will be described later, is disposed at one end inside the housing 41 at a position that does not overlap the radiation detector 20 (outside the range of the imaging region 41A). ing.
図７には、本実施の形態に係る電子カセッテ４０の電気系の要部構成を示すブロック図が示されている。 FIG. 7 is a block diagram showing a main configuration of the electric system of the electronic cassette 40 according to the present exemplary embodiment.
同図に示すように、ＴＦＴ基板３０Ａ、３０Ｂは、それぞれ隣り合う２辺の一辺側にゲート線ドライバ５２が配置され、他辺側に信号処理部５４が配置されている。以下、２つのＴＦＴ基板３０Ａ、３０Ｂに対応して設けられたゲート線ドライバ５２および信号処理部５４を区別する場合、ＴＦＴ基板３０Ａに対応するゲート線ドライバ５２および信号処理部５４に符号Ａを付し、ＴＦＴ基板３０Ｂに対応するゲート線ドライバ５２および信号処理部５４に符号Ｂを付して説明する。 As shown in the figure, in the TFT substrates 30A and 30B, a gate line driver 52 is disposed on one side of two adjacent sides, and a signal processing unit 54 is disposed on the other side. Hereinafter, when the gate line driver 52 and the signal processing unit 54 provided corresponding to the two TFT substrates 30A and 30B are distinguished from each other, the gate line driver 52 and the signal processing unit 54 corresponding to the TFT substrate 30A are denoted by A. The gate line driver 52 and the signal processing unit 54 corresponding to the TFT substrate 30B will be described with reference character B.
ＴＦＴ基板３０Ａの個々のゲート配線３４はゲート線ドライバ５２Ａに接続され、ＴＦＴ基板３０Ａの個々のデータ配線３６は信号処理部５４Ａに接続されており、ＴＦＴ基板３０Ｂの個々のゲート配線３４はゲート線ドライバ５２Ｂに接続されており、ＴＦＴ基板３０Ｂの個々のデータ配線３６は信号処理部５４Ｂに接続されている。 Each gate wiring 34 of the TFT substrate 30A is connected to the gate line driver 52A, each data wiring 36 of the TFT substrate 30A is connected to the signal processing unit 54A, and each gate wiring 34 of the TFT substrate 30B is a gate line. Connected to the driver 52B, each data wiring 36 of the TFT substrate 30B is connected to the signal processing unit 54B.
また、筐体４１の内部には、画像メモリ５６と、カセッテ制御部５８と、無線通信部６０と、バイアス電源７２と、を備えている。 The housing 41 includes an image memory 56, a cassette control unit 58, a wireless communication unit 60, and a bias power source 72.
ＴＦＴ基板３０Ａ、３０Ｂの各薄膜トランジスタ１０は、ゲート線ドライバ５２Ａ、５２Ｂからゲート配線３４を介して供給される信号により行単位で順にオンされ、オン状態とされた薄膜トランジスタ１０によって読み出された電荷は、電気信号としてデータ配線３６を伝送されて信号処理部５４Ａ、５４Ｂに入力される。これにより、電荷は行単位で順に読み出され、二次元状の放射線画像が取得可能となる。 The thin film transistors 10 on the TFT substrates 30A and 30B are sequentially turned on in units of rows by signals supplied from the gate line drivers 52A and 52B via the gate wiring 34, and the electric charges read by the thin film transistors 10 that are turned on are The data wiring 36 is transmitted as an electrical signal and input to the signal processing units 54A and 54B. As a result, the charges are sequentially read out in units of rows, and a two-dimensional radiation image can be acquired.
なお、バイアス電源７２は、ＴＦＴ基板３０ＡおよびＴＦＴ基板３０Ｂにおいて、シンチレータ８により生じた光を電荷に変換するために必要なバイアス電圧（直流電圧）を光電変換膜４に印加するものである。 The bias power source 72 applies a bias voltage (DC voltage) necessary for converting light generated by the scintillator 8 into electric charges on the photoelectric conversion film 4 in the TFT substrate 30A and the TFT substrate 30B.
ここで、本実施の形態に係る信号処理部５４Ａおよび信号処理部５４Ｂの構成について説明する。図８には、本実施の形態に係る信号処理部５４Ａの構成を示す回路図が示されている。 Here, the configuration of the signal processing unit 54A and the signal processing unit 54B according to the present embodiment will be described. FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of the signal processing unit 54A according to the present embodiment.
同図に示すように、本実施の形態に係る信号処理部５４Ａは、ＴＦＴ基板３０Ａのデータ配線３６の各々に対応して、可変ゲインプリアンプ（チャージアンプ）８２と、サンプルホールド回路８６と、が備えられている。 As shown in the figure, the signal processing unit 54A according to the present embodiment includes a variable gain preamplifier (charge amplifier) 82 and a sample hold circuit 86 corresponding to each of the data wirings 36 of the TFT substrate 30A. Is provided.
可変ゲインプリアンプ８２は、正入力側が接地されたオペアンプ８２Ａと、オペアンプ８２Ａの負入力側と出力側との間に、それぞれ並列に接続されるコンデンサ８２Ｂと、リセットスイッチ８２Ｃとを含んで構成されており、リセットスイッチ８２Ｃは、カセッテ制御部５８により切り換えられる。 The variable gain preamplifier 82 includes an operational amplifier 82A whose positive input side is grounded, a capacitor 82B connected in parallel between the negative input side and the output side of the operational amplifier 82A, and a reset switch 82C. The reset switch 82C is switched by the cassette control unit 58.
また、本実施の形態に係る信号処理部５４Ａは、マルチプレクサ８８およびＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器８９が備えられている。なお、サンプルホールド回路８６のサンプルタイミング、およびマルチプレクサ８８に設けられたスイッチ８８Ａによる選択出力も、カセッテ制御部５８により切り換えられる。 The signal processing unit 54A according to the present embodiment includes a multiplexer 88 and an A / D (analog / digital) converter 89. Note that the sample control of the sample hold circuit 86 and the selection output by the switch 88A provided in the multiplexer 88 are also switched by the cassette control unit 58.
放射線画像を検出する際に、カセッテ制御部５８は、まず、可変ゲインプリアンプ８２のリセットスイッチ８２Ｃを所定期間オン状態とすることにより、コンデンサ８２Ｂに蓄積されていた電荷を放電する。 When detecting the radiation image, the cassette control unit 58 first discharges the charge accumulated in the capacitor 82B by turning on the reset switch 82C of the variable gain preamplifier 82 for a predetermined period.
一方、放射線Ｘが照射されることによってＴＦＴ基板３０Ａの各画素３２の各々のコンデンサ９に蓄積された電荷は、接続されている薄膜トランジスタ１０がオン状態とされることにより電気信号として接続されているデータ配線３６を伝送され、データ配線３６を伝送された電気信号は、対応する可変ゲインプリアンプ８２により、予め定められた増幅率で増幅される。 On the other hand, the electric charge accumulated in each capacitor 9 of each pixel 32 of the TFT substrate 30A by being irradiated with the radiation X is connected as an electric signal when the connected thin film transistor 10 is turned on. The electric signal transmitted through the data line 36 and transmitted through the data line 36 is amplified by a corresponding variable gain preamplifier 82 at a predetermined amplification factor.
一方、カセッテ制御部５８は、上述した放電を行った後、サンプルホールド回路８６を所定期間駆動させることより、可変ゲインプリアンプ８２によって増幅された電気信号の信号レベルをサンプルホールド回路８６に保持させる。 On the other hand, the cassette controller 58 causes the sample hold circuit 86 to hold the signal level of the electric signal amplified by the variable gain preamplifier 82 by driving the sample hold circuit 86 for a predetermined period after performing the above-described discharge.
そして、各サンプルホールド回路８６に保持された信号レベルは、カセッテ制御部５８による制御に応じてマルチプレクサ８８により順次選択され、Ａ／Ｄ変換器８９によってＡ／Ｄ変換されることにより、撮影された放射線画像を示す画像データが生成される。 The signal levels held in each sample and hold circuit 86 are sequentially selected by the multiplexer 88 in accordance with control by the cassette control unit 58 and are A / D converted by the A / D converter 89 and photographed. Image data indicating a radiation image is generated.
一方、信号処理部５４Ａには画像メモリ５６が接続されており、信号処理部５４ＡのＡ／Ｄ変換器８９から出力された画像データは画像メモリ５６に順に記憶される。画像メモリ５６は所定枚分の画像データを記憶可能な記憶容量を有しており、放射線画像の撮影が行われる毎に、撮影によって得られた画像データが画像メモリ５６に順次記憶される。 On the other hand, an image memory 56 is connected to the signal processing unit 54A, and image data output from the A / D converter 89 of the signal processing unit 54A is stored in the image memory 56 in order. The image memory 56 has a storage capacity capable of storing a predetermined number of image data, and image data obtained by imaging is sequentially stored in the image memory 56 each time a radiographic image is captured.
一方、図９には、本実施の形態に係る信号処理部５４Ｂの構成を示す回路図が示されている。 On the other hand, FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of the signal processing unit 54B according to the present embodiment.
同図に示すように、本実施の形態に係る信号処理部５４Ｂは、信号処理部５４Ａと同様に、ＴＦＴ基板３０Ｂのデータ配線３６の各々に対応して、可変ゲインプリアンプ（チャージアンプ）９２と、サンプルホールド回路９６と、が備えられている。 As shown in the figure, the signal processing unit 54B according to the present exemplary embodiment, similarly to the signal processing unit 54A, corresponds to each of the data wirings 36 of the TFT substrate 30B and a variable gain preamplifier (charge amplifier) 92. , A sample hold circuit 96 is provided.
可変ゲインプリアンプ９２は、正入力側が接地されたオペアンプ９２Ａと、オペアンプ９２Ａの負入力側と出力側との間に、それぞれ並列に接続されるコンデンサ９２Ｂと、リセットスイッチ９２Ｃとを含んで構成されており、リセットスイッチ９２Ｃは、カセッテ制御部５８により切り換えられる。 The variable gain preamplifier 92 includes an operational amplifier 92A whose positive input side is grounded, a capacitor 92B connected in parallel between the negative input side and the output side of the operational amplifier 92A, and a reset switch 92C. The reset switch 92C is switched by the cassette control unit 58.
また、本実施の形態に係る信号処理部５４Ｂもまた、信号処理部５４Ａと同様に、マルチプレクサ９８およびＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器９９が備えられている。なお、サンプルホールド回路９６のサンプルタイミング、およびマルチプレクサ９８に設けられたスイッチ９８Ａによる選択出力も、カセッテ制御部５８により切り換えられる。 Similarly to the signal processing unit 54A, the signal processing unit 54B according to the present embodiment also includes a multiplexer 98 and an A / D (analog / digital) converter 99. Note that the sample control of the sample hold circuit 96 and the selection output by the switch 98A provided in the multiplexer 98 are also switched by the cassette control unit 58.
放射線画像を検出する際に、カセッテ制御部５８は、まず、可変ゲインプリアンプ９２のリセットスイッチ９２Ｃを所定期間オン状態とすることにより、コンデンサ９２Ｂに蓄積されていた電荷を放電する。 When detecting the radiographic image, the cassette control unit 58 first discharges the charge accumulated in the capacitor 92B by turning on the reset switch 92C of the variable gain preamplifier 92 for a predetermined period.
一方、放射線Ｘが照射されることによってＴＦＴ基板３０Ｂの各画素３２の各々のコンデンサ９に蓄積された電荷は、接続されている薄膜トランジスタ１０がオン状態とされることにより電気信号として接続されているデータ配線３６を伝送され、データ配線３６を伝送された電気信号は、対応する可変ゲインプリアンプ９２により、予め定められた増幅率で増幅される。 On the other hand, the electric charge accumulated in each capacitor 9 of each pixel 32 of the TFT substrate 30B by being irradiated with the radiation X is connected as an electric signal when the connected thin film transistor 10 is turned on. The electrical signal transmitted through the data line 36 and transmitted through the data line 36 is amplified by a corresponding variable gain preamplifier 92 at a predetermined amplification factor.
一方、カセッテ制御部５８は、上述した放電を行った後、サンプルホールド回路９６を所定期間駆動させることより、可変ゲインプリアンプ９２によって増幅された電気信号の信号レベルをサンプルホールド回路９６に保持させる。 On the other hand, the cassette control unit 58 causes the sample and hold circuit 96 to hold the signal level of the electric signal amplified by the variable gain preamplifier 92 by driving the sample and hold circuit 96 for a predetermined period after performing the above-described discharge.
そして、各サンプルホールド回路９６に保持された信号レベルは、カセッテ制御部５８による制御に応じてマルチプレクサ９８により順次選択され、Ａ／Ｄ変換器９９によってＡ／Ｄ変換されることにより、撮影された放射線画像を示す画像データが生成される。 The signal levels held in the sample and hold circuits 96 are sequentially selected by the multiplexer 98 in accordance with the control by the cassette control unit 58 and are A / D converted by the A / D converter 99 to be photographed. Image data indicating a radiation image is generated.
一方、信号処理部５４Ｂにも画像メモリ５６が接続されており、信号処理部５４ＢのＡ／Ｄ変換器９９から出力された画像データもまた画像メモリ５６に順に記憶される。 On the other hand, the image memory 56 is also connected to the signal processing unit 54B, and the image data output from the A / D converter 99 of the signal processing unit 54B is also stored in the image memory 56 in order.
なお、図８および図９に示すように、本実施の形態に係る電子カセッテ４０では、バイアス電源７２としてバイアス電源７２Ａ〜バイアス電源７２Ｄの４系統が設けられている。バイアス電源７２Ａは、ＴＦＴ基板３０Ａの奇数ラインに対応する画素３２に接続されており、当該画素３２に共通のバイアス電圧を印加する。また、バイアス電源７２Ｂは、ＴＦＴ基板３０Ａの偶数ラインに対応する画素３２に接続されており、当該画素３２に共通のバイアス電圧を印加する。また、バイアス電源７２Ｃは、ＴＦＴ基板３０Ｂの奇数ラインに対応する画素３２に接続されており、当該画素３２に共通のバイアス電圧を印加する。さらに、バイアス電源７２Ｄは、ＴＦＴ基板３０Ｂの偶数ラインに対応する画素３２に接続されており、当該画素３２に共通のバイアス電圧を印加する。 As shown in FIGS. 8 and 9, in the electronic cassette 40 according to the present embodiment, four systems of bias power supply 72 </ b> A to bias power supply 72 </ b> D are provided as the bias power supply 72. The bias power source 72A is connected to the pixels 32 corresponding to the odd lines of the TFT substrate 30A, and applies a common bias voltage to the pixels 32. The bias power source 72B is connected to the pixels 32 corresponding to the even lines of the TFT substrate 30A, and applies a common bias voltage to the pixels 32. The bias power source 72C is connected to the pixels 32 corresponding to the odd lines of the TFT substrate 30B, and applies a common bias voltage to the pixels 32. Further, the bias power source 72D is connected to the pixels 32 corresponding to the even lines of the TFT substrate 30B, and applies a common bias voltage to the pixels 32.
このように、本実施の形態に係る電子カセッテ４０では、ＴＦＴ基板３０Ａの奇数ラインに対応する画素３２、ＴＦＴ基板３０Ａの偶数ラインに対応する画素３２、ＴＦＴ基板３０Ｂの奇数ラインに対応する画素３２およびＴＦＴ基板３０Ｂの偶数ラインに対応する画素３２で、各々独立してバイアス電圧を印加することができる。 Thus, in the electronic cassette 40 according to the present exemplary embodiment, the pixels 32 corresponding to the odd lines of the TFT substrate 30A, the pixels 32 corresponding to the even lines of the TFT substrate 30A, and the pixels 32 corresponding to the odd lines of the TFT substrate 30B. In addition, a bias voltage can be independently applied to the pixels 32 corresponding to the even lines of the TFT substrate 30B.
ところで、本実施の形態に係る電子カセッテ４０には、ＴＦＴ基板３０ＡおよびＴＦＴ基板３０Ｂの各画素３２に蓄積された電荷を放出することにより、ＴＦＴ基板３０ＡおよびＴＦＴ基板３０Ｂに対してリセット処理（以下、「電気リセット処理」という。）を実行する電気リセット機能が搭載されている。 By the way, the electronic cassette 40 according to the present exemplary embodiment resets the TFT substrate 30A and the TFT substrate 30B (hereinafter, referred to as “reset processing”) by discharging charges accumulated in the respective pixels 32 of the TFT substrate 30A and the TFT substrate 30B. , “Electrical reset processing”) is mounted.
ＴＦＴ基板３０Ａに対して電気リセット機能を働かせる際に、カセッテ制御部５８は、ゲート線ドライバ５２Ａを制御してＴＦＴ基板３０Ａに設けられている奇数ラインまたは偶数ラインの全ての画素３２の薄膜トランジスタ１０を所定期間オン状態にすると共に、信号処理部５４Ａの対応する全ての可変ゲインプリアンプ８２のリセットスイッチ８２Ｃを所定期間オン状態とすることにより、当該可変ゲインプリアンプ８２のコンデンサ８２Ｂに蓄積されていた電荷を、コンデンサ８２Ｂおよびリセットスイッチ８２Ｃで構成される閉回路により放電すると共に、奇数ラインまたは偶数ラインの各画素３２のコンデンサ９に蓄積されていた電荷を、対応する薄膜トランジスタ１０、リセットスイッチ８２Ｃ、およびオペアンプ８２Ａを介してグランドに放電する。 When the electrical reset function is applied to the TFT substrate 30A, the cassette control unit 58 controls the gate line driver 52A to display the thin film transistors 10 of all the pixels 32 on the odd lines or even lines provided on the TFT substrate 30A. By turning on the reset switches 82C of all the corresponding variable gain preamplifiers 82 in the signal processing unit 54A for a predetermined period, the charge accumulated in the capacitor 82B of the variable gain preamplifier 82 is turned on for a predetermined period. In addition, the closed circuit composed of the capacitor 82B and the reset switch 82C discharges, and the charge accumulated in the capacitor 9 of each pixel 32 on the odd line or even line is transferred to the corresponding thin film transistor 10, reset switch 82C, and operational amplifier 82A. Through To discharge to the ground.
また、ＴＦＴ基板３０Ｂに対して電気リセット機能を働かせる際にも、同様に、カセッテ制御部５８は、ゲート線ドライバ５２Ｂを制御してＴＦＴ基板３０Ｂに設けられている奇数ラインまたは偶数ラインの全ての画素３２の薄膜トランジスタ１０を所定期間オン状態にすると共に、信号処理部５４Ｂの対応する全ての可変ゲインプリアンプ９２のリセットスイッチ９２Ｃを所定期間オン状態とすることにより、当該可変ゲインプリアンプ９２のコンデンサ９２Ｂに蓄積されていた電荷を、コンデンサ９２Ｂおよびリセットスイッチ９２Ｃで構成される閉回路により放電すると共に、奇数ラインまたは偶数ラインの各画素３２のコンデンサ９に蓄積されていた電荷を、対応する薄膜トランジスタ１０、リセットスイッチ９２Ｃ、およびオペアンプ９２Ａを介してグランドに放電する。 Similarly, when the electrical reset function is applied to the TFT substrate 30B, the cassette control unit 58 controls the gate line driver 52B to control all the odd lines or even lines provided on the TFT substrate 30B. The thin film transistor 10 of the pixel 32 is turned on for a predetermined period, and the reset switches 92C of all the variable gain preamplifiers 92 corresponding to the signal processing unit 54B are turned on for a predetermined period, whereby the capacitor 92B of the variable gain preamplifier 92 is turned on. The accumulated charge is discharged by a closed circuit composed of the capacitor 92B and the reset switch 92C, and the charge accumulated in the capacitor 9 of each pixel 32 on the odd line or even line is reset to the corresponding thin film transistor 10 and reset. Switch 92C and ope pair Discharged to the ground through a flop 92A.
一方、図７に示すように、画像メモリ５６はカセッテ制御部５８と接続されている。カセッテ制御部５８はマイクロコンピュータによって構成され、ＣＰＵ（中央処理装置）５８Ａ、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）を含むメモリ５８Ｂ、フラッシュメモリ等からなる不揮発性の記憶部５８Ｃを備えており、電子カセッテ４０全体の動作を制御する。 On the other hand, as shown in FIG. 7, the image memory 56 is connected to a cassette control unit 58. The cassette control unit 58 is constituted by a microcomputer, and includes a CPU (Central Processing Unit) 58A, a memory 58B including a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory), a nonvolatile storage unit 58C including a flash memory and the like. The operation of the entire electronic cassette 40 is controlled.
また、カセッテ制御部５８には無線通信部６０が接続されている。無線通信部６０は、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ等に代表される無線ＬＡＮ（Local Area Network）規格に対応しており、無線通信による外部機器との間での各種情報の伝送を制御する。カセッテ制御部５８は、無線通信部６０を介して、放射線撮影全体を制御するコンソールなどの外部装置と無線通信が可能とされており、コンソールとの間で各種情報の送受信が可能とされている。 A wireless communication unit 60 is connected to the cassette control unit 58. The wireless communication unit 60 corresponds to a wireless local area network (LAN) standard represented by IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11a / b / g / n, etc. Control the transmission of various information between them. The cassette control unit 58 can wirelessly communicate with an external device such as a console for controlling the entire radiation imaging via the wireless communication unit 60, and can transmit and receive various types of information to and from the console. .
また、電子カセッテ４０には、電源部７０が設けられており、上述した各種回路や各素子（ゲート線ドライバ５２Ａ、５２Ｂ、信号処理部５４Ａ、５４Ｂ、画像メモリ５６、無線通信部６０やカセッテ制御部５８として機能するマイクロコンピュータ等）は、電源部７０から供給された電力によって作動する。電源部７０は、電子カセッテ４０の可搬性を損なわないように、バッテリ（充電可能な二次電池）を内蔵しており、充電されたバッテリから各種回路・素子へ電力を供給する。なお、図７では、電源部７０と各種回路や各素子を接続する配線を省略している。また、図７では、バイアス電源７２とＴＦＴ基板３０ＡおよびＴＦＴ基板３０Ｂの各画素３２とを接続する配線も省略している。 In addition, the electronic cassette 40 is provided with a power supply unit 70, and the various circuits and elements described above (gate line drivers 52A and 52B, signal processing units 54A and 54B, image memory 56, wireless communication unit 60, and cassette control). The microcomputer functioning as the unit 58 is operated by the electric power supplied from the power supply unit 70. The power supply unit 70 incorporates a battery (a rechargeable secondary battery) so as not to impair the portability of the electronic cassette 40, and supplies power from the charged battery to various circuits and elements. In FIG. 7, the power supply unit 70, various circuits, and wirings for connecting each element are omitted. Further, in FIG. 7, wirings that connect the bias power source 72 and the respective pixels 32 of the TFT substrate 30A and the TFT substrate 30B are also omitted.
ところで、本実施の形態に係る電子カセッテ４０は、静止画像の撮影の他、動画像の撮影も行うことができるものとして構成されている。 By the way, the electronic cassette 40 according to the present embodiment is configured to be capable of shooting a moving image in addition to shooting a still image.
そして、本実施の形態に係る電子カセッテ４０は、放射線画像の撮影を行う場合、撮影領域４１Ａを上とし、図６に示すように、放射線を発生する放射線発生装置８０と間隔を空けて配置され、撮影領域上に患者の撮影対象部位Ｂが配置される。放射線発生装置８０は予め与えられた撮影条件等に応じた放射線量の放射線Ｘを射出する。なお、本実施の形態では、動画像の撮影を行う場合は、比較的低線量で、かつ予め定められた周期で間欠的に放射線Ｘを照射（所謂パルス照射）し、静止画像の撮影を行う場合には、比較的高線量（本実施の形態では、動画撮影時の１００倍程度）で、かつ単発的に放射線Ｘを照射する。 When radiographic images are captured, the electronic cassette 40 according to the present embodiment is arranged with the imaging region 41A facing upward and spaced apart from the radiation generator 80 that generates radiation, as shown in FIG. The imaging target region B of the patient is arranged on the imaging area. The radiation generator 80 emits radiation X having a radiation dose according to imaging conditions given in advance. In this embodiment, when capturing a moving image, the radiation X is intermittently irradiated (so-called pulse irradiation) at a relatively low dose and in a predetermined cycle to capture a still image. In this case, the radiation X is irradiated at a relatively high dose (in this embodiment, about 100 times that during moving image shooting) and in a single shot.
放射線発生装置８０から照射された放射線Ｘは、撮影対象部位Ｂを透過した後に電子カセッテ４０に到達する。これにより、電子カセッテ４０に内蔵された放射線検出器２０の各センサ部１３には照射された放射線Ｘの線量に応じた電荷が発生し、コンデンサ９にはセンサ部１３で発生した電荷が蓄積される。 The radiation X emitted from the radiation generator 80 reaches the electronic cassette 40 after passing through the imaging target region B. As a result, charges corresponding to the dose of the irradiated radiation X are generated in each sensor unit 13 of the radiation detector 20 incorporated in the electronic cassette 40, and the charges generated by the sensor unit 13 are accumulated in the capacitor 9. The
一方、カセッテ制御部５８は、静止画像の撮影を行う場合には、ゲート線ドライバ５２Ｂを制御し、ゲート線ドライバ５２ＢからＴＦＴ基板３０Ｂの各ゲート配線３４に１ラインずつ順にオン信号を出力させて画像情報の読み出しを行う。これにより、放射線検出器２０のＴＦＴ基板３０Ｂから読み出された画像情報は、信号処理部５４Ｂを経た後に画像データ（以下、「静止画像データ」という。）として画像メモリ５６に記憶されるので、カセッテ制御部５８は、当該静止画像データを画像メモリ５６から読み出し、無線通信部６０を介してコンソールに送信する。コンソールは、受信した静止画像データを予め定められた記憶装置に記憶すると共に、当該画像データにより示される静止画像をディスプレイ装置により表示させる。 On the other hand, the cassette control unit 58 controls the gate line driver 52B when shooting a still image, and sequentially outputs an ON signal line by line from the gate line driver 52B to each gate wiring 34 of the TFT substrate 30B. Read image information. Accordingly, the image information read from the TFT substrate 30B of the radiation detector 20 is stored in the image memory 56 as image data (hereinafter referred to as “still image data”) after passing through the signal processing unit 54B. The cassette control unit 58 reads the still image data from the image memory 56 and transmits it to the console via the wireless communication unit 60. The console stores the received still image data in a predetermined storage device, and causes the display device to display a still image indicated by the image data.
これに対し、カセッテ制御部５８は、動画像の撮影を行う場合には、ゲート線ドライバ５２Ａおよびゲート線ドライバ５２Ｂを制御し、ゲート線ドライバ５２Ａおよびゲート線ドライバ５２ＢからＴＦＴ基板３０ＡおよびＴＦＴ基板３０Ｂの各ゲート配線３４に１ラインずつ順にオン信号を出力させて画像情報の読み出しを行うことを、動画撮影の際に放射線発生装置８０から間欠的に照射される放射線Ｘの照射の周期に応じて予め定められたフレームレート（本実施の形態では、３０フレーム／秒）に応じた速度で繰り返し実行する。これにより、放射線検出器２０のＴＦＴ基板３０ＡおよびＴＦＴ基板３０Ｂから読み出された画像情報は、信号処理部５４Ａおよび信号処理部５４Ｂを各々経た後に画像データ（以下、「動画像データ」という。）として画像メモリ５６に順次記憶されるので、カセッテ制御部５８は、当該動画像データを画像メモリ５６から連続的に読み出し、ＴＦＴ基板３０Ａから読み出された動画像データと、ＴＦＴ基板３０Ｂから読み出された動画像データとを同一画素同士で合算することにより合成した後、無線通信部６０を介してコンソールにリアルタイムで送信する。コンソールは、電子カセッテ４０から受信した動画像データにより示される動画像をディスプレイ装置によってリアルタイムで表示することにより、動画像（透視画像）の表示を行う。 On the other hand, the cassette control unit 58 controls the gate line driver 52A and the gate line driver 52B when taking a moving image, and the TFT substrate 30A and the TFT substrate 30B from the gate line driver 52A and the gate line driver 52B. According to the period of irradiation of the radiation X that is intermittently emitted from the radiation generator 80 at the time of moving image shooting, the ON signal is sequentially output to each of the gate wirings 34 to read out the image information. It is repeatedly executed at a speed corresponding to a predetermined frame rate (in this embodiment, 30 frames / second). Thereby, the image information read from the TFT substrate 30A and the TFT substrate 30B of the radiation detector 20 passes through the signal processing unit 54A and the signal processing unit 54B, respectively, and then image data (hereinafter referred to as “moving image data”). Are sequentially stored in the image memory 56, the cassette controller 58 continuously reads out the moving image data from the image memory 56, and reads out the moving image data read from the TFT substrate 30A and the TFT substrate 30B. The synthesized moving image data is synthesized by adding together the same pixels, and then transmitted to the console via the wireless communication unit 60 in real time. The console displays a moving image (perspective image) by displaying the moving image indicated by the moving image data received from the electronic cassette 40 in real time on the display device.
なお、本実施の形態に係る電子カセッテ４０では、ＴＦＴ基板３０Ａから読み出された動画像データとＴＦＴ基板３０Ｂから読み出された静止画像データとを、各々画像メモリ５６の異なる記憶領域に記憶するものとされている。 In the electronic cassette 40 according to the present embodiment, the moving image data read from the TFT substrate 30A and the still image data read from the TFT substrate 30B are stored in different storage areas of the image memory 56, respectively. It is supposed to be.
次に、図１０を参照して、動画撮影を行う際の本実施の形態に係る電子カセッテ４０の作用について詳細に説明する。なお、図１０は、動画像（透視画像）の撮影開始を指示する指示情報がコンソールから受信された際に電子カセッテ４０のカセッテ制御部５８におけるＣＰＵ５８Ａにより実行される撮影処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムはメモリ５８ＢのＲＯＭに予め記憶されている。 Next, with reference to FIG. 10, the operation of the electronic cassette 40 according to the present exemplary embodiment when performing moving image shooting will be described in detail. Note that FIG. 10 shows the flow of processing of a photographing processing program executed by the CPU 58A in the cassette control unit 58 of the electronic cassette 40 when instruction information for instructing the start of photographing of a moving image (perspective image) is received from the console. This program is stored in advance in the ROM of the memory 58B.
同図のステップ１００では、放射線発生装置８０による放射線Ｘの照射量を、通常の動画撮影時より多くする（本実施の形態では、通常の動画撮影時の２倍）ことを指示する指示情報を、コンソールを介して放射線発生装置８０に送信する。これに応じて、放射線発生装置８０は、照射量を通常の動画撮影時より多くした状態で放射線Ｘのパルス照射を開始する。 In step 100 of the figure, instruction information for instructing that the radiation X irradiation amount by the radiation generation device 80 is larger than that during normal moving image shooting (in this embodiment, twice that during normal moving image shooting). , And transmitted to the radiation generator 80 via the console. In response to this, the radiation generator 80 starts the pulse irradiation of the radiation X in a state where the irradiation amount is larger than that during normal moving image shooting.
これにより、電子カセッテ４０の放射線検出器２０には、患者の撮影対象部位を透過した放射線Ｘが入射され、ＴＦＴ基板３０ＡおよびＴＦＴ基板３０Ｂの各コンデンサ９には照射された放射線Ｘの線量に応じた電荷が蓄積される。 Thereby, the radiation X transmitted through the imaging target region of the patient is incident on the radiation detector 20 of the electronic cassette 40, and each capacitor 9 of the TFT substrate 30A and the TFT substrate 30B corresponds to the dose of the radiation X irradiated. Accumulated charge.
そこで、次のステップ１０２では、インタレース読み出しにより、ＴＦＴ基板３０Ａの奇数ラインの動画像データを読み出すと共に、ＴＦＴ基板３０Ｂの偶数ラインの動画像データを読み出し、次のステップ１０４では、ＴＦＴ基板３０Ａの偶数ラインに対応する画素３２およびＴＦＴ基板３０Ｂの奇数ラインに対応する画素３２に対して前述した電気リセット処理を実行する。これにより、ＴＦＴ基板３０Ａの偶数ラインに対応する画素３２およびＴＦＴ基板３０Ｂの奇数ラインに対応する画素３２に各々対応する可変ゲインプリアンプ８２，９２のコンデンサ８２Ｂ，９２Ｂに蓄積された電荷、およびこれらの画素３２におけるコンデンサ９に蓄積された電荷が放電される。 Therefore, in the next step 102, the moving image data of the odd lines of the TFT substrate 30A is read by interlace reading, and the moving image data of the even lines of the TFT substrate 30B is read. In the next step 104, the moving image data of the TFT substrate 30A is read. The electrical reset process described above is performed on the pixels 32 corresponding to the even lines and the pixels 32 corresponding to the odd lines of the TFT substrate 30B. Thereby, the charges accumulated in the capacitors 82B and 92B of the variable gain preamplifiers 82 and 92 respectively corresponding to the pixels 32 corresponding to the even lines of the TFT substrate 30A and the pixels 32 corresponding to the odd lines of the TFT substrate 30B, and these The charge accumulated in the capacitor 9 in the pixel 32 is discharged.
次のステップ１０６では、上記ステップ１０２の処理によって読み出したＴＦＴ基板３０Ａの奇数ラインの動画像データと、ＴＦＴ基板３０Ｂの偶数ラインの動画像データとを、結果的に１枚の放射線画像を構成するように合成し、次のステップ１０８にて、当該合成によって得られた画像データをコンソールに送信する。 In the next step 106, the moving image data of the odd lines of the TFT substrate 30A and the moving image data of the even lines of the TFT substrate 30B read out by the processing of step 102 as a result constitute one radiation image. In the next step 108, the image data obtained by the synthesis is transmitted to the console.
次のステップ１１０では、インタレース読み出しにより、ＴＦＴ基板３０Ａの偶数ラインの動画像データを読み出すと共に、ＴＦＴ基板３０Ｂの奇数ラインの動画像データを読み出し、次のステップ１１２では、ＴＦＴ基板３０Ａの奇数ラインに対応する画素３２およびＴＦＴ基板３０Ｂの偶数ラインに対応する画素３２に対して前述した電気リセット処理を実行する。これにより、ＴＦＴ基板３０Ａの奇数ラインに対応する画素３２およびＴＦＴ基板３０Ｂの偶数ラインに対応する画素３２に各々対応する可変ゲインプリアンプ８２，９２のコンデンサ８２Ｂ，９２Ｂに蓄積された電荷、およびこれらの画素３２におけるコンデンサ９に蓄積された電荷が放電される。 In the next step 110, moving image data of even lines of the TFT substrate 30A is read by interlace reading, and moving image data of odd lines of the TFT substrate 30B is read, and in the next step 112, odd lines of the TFT substrate 30A are read. The electrical reset process described above is performed on the pixels 32 corresponding to the pixels 32 and the pixels 32 corresponding to the even lines of the TFT substrate 30B. Thereby, the charges accumulated in the capacitors 82B and 92B of the variable gain preamplifiers 82 and 92 respectively corresponding to the pixels 32 corresponding to the odd lines of the TFT substrate 30A and the pixels 32 corresponding to the even lines of the TFT substrate 30B, and these The charge accumulated in the capacitor 9 in the pixel 32 is discharged.
次のステップ１１４では、上記ステップ１１０の処理によって読み出したＴＦＴ基板３０Ａの偶数ラインの動画像データと、ＴＦＴ基板３０Ｂの奇数ラインの動画像データとを、結果的に１枚の放射線画像を構成するように合成し、次のステップ１１６にて、当該合成によって得られた画像データをコンソールに送信する。 In the next step 114, the moving image data of the even-numbered lines of the TFT substrate 30A and the moving image data of the odd-numbered lines of the TFT substrate 30B read out by the processing in the above-described step 110 result in one radiation image. In the next step 116, the image data obtained by the synthesis is transmitted to the console.
次のステップ１１８では、予め定められたフレーム数（本実施の形態では、２フレーム）分の動画像について上記ステップ１０２〜ステップ１１６の処理が終了したか否かを判定し、否定判定となった場合は上記ステップ１０２に戻る一方、肯定判定となった時点でステップ１２０に移行する。 In the next step 118, it is determined whether or not the processing in steps 102 to 116 has been completed for a predetermined number of frames (2 frames in the present embodiment). In this case, the process returns to the above step 102, and when the determination is affirmative, the process proceeds to step 120.
ステップ１２０では、放射線発生装置８０による放射線Ｘの照射量を、通常の動画撮影時の照射量とすることを指示する指示情報を、コンソールを介して放射線発生装置８０に送信する。これに応じて、放射線発生装置８０は、放射線Ｘの照射量を通常の動画撮影時の照射量とする。 In step 120, instruction information for instructing that the irradiation amount of the radiation X by the radiation generation device 80 is the irradiation amount at the time of normal moving image shooting is transmitted to the radiation generation device 80 via the console. In response to this, the radiation generation apparatus 80 sets the irradiation amount of the radiation X as the irradiation amount at the time of normal moving image shooting.
次のステップ１２２では、インタレース読み出しにより、ＴＦＴ基板３０Ａの奇数ラインの動画像データを読み出すと共に、ＴＦＴ基板３０Ｂの偶数ラインの動画像データを読み出し、次のステップ１２４では、インタレース読み出しにより、ＴＦＴ基板３０Ａの偶数ラインの動画像データを読み出すと共に、ＴＦＴ基板３０Ｂの奇数ラインの動画像データを読み出す。 In the next step 122, moving image data of odd lines of the TFT substrate 30A is read by interlace reading, and moving image data of even lines of the TFT substrate 30B is read. In the next step 124, TFTs are read by interlace reading. The moving image data of even lines on the substrate 30A is read, and the moving image data of odd lines on the TFT substrate 30B is read.
次のステップ１２６では、上記ステップ１２２および上記ステップ１２４の処理によって読み出した各画像データを、結果的に１枚の放射線画像を構成するように合成し、次のステップ１２８にて、当該合成によって得られた画像データをコンソールに送信する。 In the next step 126, the respective image data read out by the processing in the above step 122 and the above step 124 are synthesized so as to form one radiation image as a result, and in the next step 128, the obtained image data is obtained by the synthesis. Sent image data to the console.
次のステップ１３０では、本撮影処理プログラムを終了するタイミングが到来したか否かを判定し、否定判定となった場合は上記ステップ１２２に戻る一方、肯定判定となった時点で本撮影処理プログラムを終了する。なお、本実施の形態では、上記ステップ１３０の処理において実行する撮影処理プログラムを終了するタイミングが到来したか否かの判定を、撮影終了を指示する指示情報がコンソールから受信されたか否かを判定することにより行っているが、これに限るものでないことは言うまでもない。 In the next step 130, it is determined whether or not the timing for ending the main photographing processing program has come. If the determination is negative, the process returns to step 122. finish. In the present embodiment, it is determined whether or not it is time to end the shooting processing program executed in the processing of step 130, and whether or not instruction information for instructing the end of shooting has been received from the console. Needless to say, this is not limited to this.
電子カセッテ４０から合成された画像データを受信すると、コンソールは、受信した画像データを、予め定められた記憶装置に記憶すると共に、予め定められたディスプレイ装置により、受信した順にリアルタイムで表示することにより、動画像（透視画像）を表示する。 When receiving the synthesized image data from the electronic cassette 40, the console stores the received image data in a predetermined storage device and displays the received image data in real time in the order received by the predetermined display device. A moving image (perspective image) is displayed.
以上の撮影処理プログラムにより、一例として図１１に示すように、ＴＦＴ基板３０Ａの偶数ラインの画素に対してリセット処理を実行すると共に、ＴＦＴ基板３０Ｂの奇数ラインの画素に対してリセット処理を実行する一方、リセット処理を実行していないＴＦＴ基板３０Ａの奇数ラインの画像情報とＴＦＴ基板３０Ｂの偶数ラインの画像情報とを合成しているので、撮影時の放射線Ｘの照射量によっては合成後の画像データの最大値（ダイナミックレンジ）が低下する場合はあるものの、解像度を維持した状態でリセット処理を実行することができる。 As shown in FIG. 11 as an example, the above photographing processing program executes reset processing for even-numbered pixels on the TFT substrate 30A and reset processing for odd-numbered pixels on the TFT substrate 30B. On the other hand, since the image information of the odd lines of the TFT substrate 30A that has not been subjected to the reset process and the image information of the even lines of the TFT substrate 30B are combined, depending on the radiation X irradiation amount at the time of imaging, the combined image Although the maximum value (dynamic range) of the data may be reduced, the reset process can be executed while maintaining the resolution.
また、本撮影処理プログラムでは、次のフレームにて、上記奇数ラインと偶数ラインとを逆にした状態で、前のフレームと同様のリセット処理および画像情報の合成を行っているので、動画像の撮影を継続しつつ、ＴＦＴ基板３０ＡおよびＴＦＴ基板３０Ｂの全ての画素についてリセット処理を実行することができる。 Further, in the present photographing processing program, in the next frame, the odd line and the even line are reversed, and the same reset process and image information composition as the previous frame are performed. The reset process can be executed for all the pixels of the TFT substrate 30A and the TFT substrate 30B while continuing the photographing.
ところで、本実施の形態に係る放射線検出器２０では、シンチレータ８に非柱状部を設けているため、ＴＦＴ基板３０Ａとの密着性を高くすることができる。但し、非柱状部は必須ではなく、非柱状部を設けない形態としてもよい。 By the way, in the radiation detector 20 according to the present embodiment, since the non-columnar portion is provided in the scintillator 8, the adhesion with the TFT substrate 30A can be increased. However, the non-columnar part is not essential, and the non-columnar part may not be provided.
また、本実施の形態に係る放射線検出器２０は、光電変換膜４を有機光電変換材料により構成しており、光電変換膜４で放射線がほとんど吸収されない。このため、本実施の形態に係る放射線検出器２０は、ＩＳＳの構成により放射線ＸがＴＦＴ基板３０Ｂを透過するが、当該ＴＦＴ基板３０Ｂの光電変換膜４による放射線の吸収量が少ないため、放射線Ｘに対する感度の低下を抑えることができる。ＩＳＳでは、放射線ＸがＴＦＴ基板３０Ｂを透過してシンチレータ８に到達するが、このように、ＴＦＴ基板３０Ｂの光電変換膜４を有機光電変換材料により構成した場合、光電変換膜４での放射線Ｘの吸収が殆どなく放射線Ｘの減衰を少なく抑えることができるため、ＩＳＳに適している。 In the radiation detector 20 according to the present embodiment, the photoelectric conversion film 4 is made of an organic photoelectric conversion material, and the photoelectric conversion film 4 hardly absorbs radiation. For this reason, in the radiation detector 20 according to the present embodiment, the radiation X passes through the TFT substrate 30B due to the ISS configuration, but the radiation X absorbed by the photoelectric conversion film 4 of the TFT substrate 30B is small. It is possible to suppress a decrease in sensitivity to In the ISS, the radiation X passes through the TFT substrate 30B and reaches the scintillator 8. In this way, when the photoelectric conversion film 4 of the TFT substrate 30B is made of an organic photoelectric conversion material, the radiation X in the photoelectric conversion film 4 is obtained. Therefore, it is suitable for ISS.
また、薄膜トランジスタ１０の活性層１７を構成する非晶質酸化物や光電変換膜４を構成する有機光電変換材料は、いずれも低温での成膜が可能である。このため、基板１を放射線の吸収が少ないプラスチック樹脂、アラミド、バイオナノファイバで形成することができる。このように形成された基板１は放射線の吸収量が少ないため、ＩＳＳにより放射線ＸがＴＦＴ基板３０Ｂを透過する場合でも、放射線Ｘに対する感度の低下を抑えることができる。 In addition, both the amorphous oxide constituting the active layer 17 of the thin film transistor 10 and the organic photoelectric conversion material constituting the photoelectric conversion film 4 can be formed at a low temperature. For this reason, the board | substrate 1 can be formed with a plastic resin, aramid, and bio-nanofiber with little radiation absorption. Since the substrate 1 formed in this way has a small amount of radiation absorption, a decrease in sensitivity to the radiation X can be suppressed even when the radiation X passes through the TFT substrate 30B by ISS.
また、本実施の形態によれば、図６に示すように、放射線検出器２０をＴＦＴ基板３０Ｂが撮影領域４１Ａ側となるように筐体４１内の撮影領域４１Ａ部分に貼り付けているが、基板１を剛性の高いプラスチック樹脂やアラミド、バイオナノファイバで形成した場合、放射線検出器２０自体の剛性が高いため、筐体４１の撮影領域４１Ａ部分を薄く形成することができる。また、基板１を剛性の高いプラスチック樹脂やアラミド、バイオナノファイバで形成した場合、放射線検出器２０自体が可撓性を有するため、撮影領域４１Ａに衝撃が加わった場合でも放射線検出器２０が破損しづらい。 Further, according to the present embodiment, as shown in FIG. 6, the radiation detector 20 is attached to the imaging region 41A portion in the housing 41 so that the TFT substrate 30B is on the imaging region 41A side. When the substrate 1 is formed of a highly rigid plastic resin, aramid, or bionanofiber, the radiation detector 20 itself has a high rigidity, so that the imaging region 41A portion of the housing 41 can be formed thin. In addition, when the substrate 1 is formed of a highly rigid plastic resin, aramid, or bionanofiber, the radiation detector 20 itself has flexibility, so that even when an impact is applied to the imaging region 41A, the radiation detector 20 is damaged. It ’s hard.
以上詳細に説明したように、本実施の形態では、入射された放射線を放射線画像に変換する第１基板（本実施の形態では、ＴＦＴ基板３０Ａ）および第２基板（本実施の形態では、ＴＦＴ基板３０Ｂ）の２枚の基板を備え、前記第１基板によって得られた放射線画像を示す第１画像情報、および前記第２基板によって得られた放射線画像を示す第２画像情報を同一の画像領域同士で合成して１枚の画像を生成することを連続的に行うことにより動画像を生成する一方、当該動画像の生成の際の予め定められたタイミングで、前記１枚の画像を生成する際に用いる前記第１画像情報と前記第２画像情報とで互いに異なる画像領域に対応する前記第１基板および前記第２基板の各領域に対してリセット処理を実行するように制御しているので、動画像の撮影を継続しつつ、リセット処理を実行することができる。 As described above in detail, in this embodiment, the first substrate (TFT substrate 30A in this embodiment) and the second substrate (TFT in this embodiment) that convert incident radiation into a radiation image. The first image information indicating the radiation image obtained by the first substrate and the second image information indicating the radiation image obtained by the second substrate in the same image region. A moving image is generated by continuously generating a single image by compositing with each other, and the single image is generated at a predetermined timing when the moving image is generated. Since the first image information and the second image information used at the time are controlled so as to execute a reset process for each region of the first substrate and the second substrate corresponding to different image regions. , Dynamic While continuing the shooting of the image, it is possible to execute the reset process.
また、本実施の形態では、前記予め定められたタイミングとして、前記動画像の生成を開始した直後のタイミングを適用しているので、動画像の撮影開始直後の参照される可能性が比較的低い画像の撮影時にリセット処理を実行する結果、より好適なタイミングでリセット処理を実行することができる。 In the present embodiment, since the timing immediately after starting the generation of the moving image is applied as the predetermined timing, the possibility of being referred to immediately after the start of moving image capturing is relatively low. As a result of executing the reset process at the time of capturing an image, the reset process can be executed at a more suitable timing.
また、本実施の形態では、前記第１基板および前記第２基板を、前記放射線画像をインタレース読み出しによって読み出すものとし、前記第１画像情報と前記第２画像情報とで互いに異なる画像領域を、前記第１画像情報における奇数行の画像情報に対応する領域で、かつ前記第２画像情報における偶数行の画像情報に対応する領域、および前記第１画像情報における偶数行の画像情報に対応する領域で、かつ前記第２画像情報における奇数行の画像情報に対応する領域としているので、インタレース読み出しを行う場合において、適切にリセット処理を実行することができる。 In the present embodiment, the first substrate and the second substrate are read from the radiation image by interlace reading, and the first image information and the second image information are different from each other. An area corresponding to image information on odd lines in the first image information, an area corresponding to image information on even lines in the second image information, and an area corresponding to image information on even lines in the first image information In addition, since the area corresponds to the image information of the odd-numbered rows in the second image information, it is possible to appropriately execute the reset process when performing interlaced reading.
また、本実施の形態では、前記リセット処理を、リセット処理の対象とする基板の各画素に蓄積された電荷を放出させることによるリセット処理（本実施の形態では、電気リセット処理）としているので、効果的に残像の影響を抑制することができる。 In the present embodiment, the reset process is a reset process (in this embodiment, an electrical reset process) by releasing charges accumulated in each pixel of the substrate to be reset. The influence of afterimage can be effectively suppressed.
また、本実施の形態では、前記リセット処理を実行している際の放射線画像の撮影に用いる放射線の照射量を、前記リセット処理を実行していない場合の放射線画像の撮影に用いる放射線の照射量より多くするように制御しているので、放射線画像の画質を、より向上させることができる。 Moreover, in this Embodiment, the irradiation amount of the radiation used for imaging | photography of the radiation image when not performing the said reset process is set as the irradiation amount of the radiation used for imaging | photography of the radiation image at the time of performing the said reset process. Since the control is performed so as to increase more, the image quality of the radiation image can be further improved.
さらに、本実施の形態では、前記第１基板および前記第２基板が、互いに同一の解像度とされているので、前記第１基板および前記第２基板が、互いに異なる解像度とされている場合に比較して、より簡易に画像の合成を行うことができる。 Further, in the present embodiment, the first substrate and the second substrate have the same resolution, so that the first substrate and the second substrate have different resolutions. Thus, it is possible to combine images more easily.
［第２の実施の形態］
上記第１の実施の形態では、ＴＦＴ基板３０ＡおよびＴＦＴ基板３０Ｂに対するリセット処理として電気リセット処理を適用した場合の形態例について説明したが、本第２の実施の形態では、上記リセット処理として、ＴＦＴ基板３０ＡおよびＴＦＴ基板３０Ｂの各画素に対するバイアス電圧の供給状態を制御することによるリセット処理（以下、「バイアスリセット処理」という。）を適用した場合の形態例について説明する。
[Second Embodiment]
In the first embodiment, an example in which an electrical reset process is applied as a reset process for the TFT substrate 30A and the TFT substrate 30B has been described. However, in the second embodiment, a TFT is used as the reset process. An example in which a reset process (hereinafter referred to as “bias reset process”) by controlling a supply state of a bias voltage to each pixel of the substrate 30A and the TFT substrate 30B is applied will be described.
本第２の実施の形態に係る電子カセッテ４０では、ＴＦＴ基板３０ＡおよびＴＦＴ基板３０Ｂの各画素に対するバイアス電圧の供給状態を制御することによりバイアスリセット処理を実行するバイアスリセット機能が搭載されている。 The electronic cassette 40 according to the second embodiment is equipped with a bias reset function for executing a bias reset process by controlling the supply state of the bias voltage to each pixel of the TFT substrate 30A and the TFT substrate 30B.
すなわち、光電変換膜４がＭＩＳ構造のフォトダイオードである場合、バイアス電源７２を制御して当該フォトダイオードに対するバイアスリセット処理を実行させることができる。この場合、バイアス電源７２から光電変換膜４に供給されるバイアス電圧の極性を反転するか、または光電変換膜４へのバイアス電圧の供給を停止することにより、光電変換膜４に蓄積された電荷を消滅させるか、または放出させる。 That is, when the photoelectric conversion film 4 is a photodiode having a MIS structure, the bias power source 72 can be controlled to execute a bias reset process on the photodiode. In this case, the charge accumulated in the photoelectric conversion film 4 is reversed by inverting the polarity of the bias voltage supplied from the bias power source 72 to the photoelectric conversion film 4 or stopping the supply of the bias voltage to the photoelectric conversion film 4. Extinguish or release.
従って、このバイアスリセット処理の終了後、次のフレームの動画像を取得するために、バイアス電源７２から光電変換膜４に供給されるバイアス電圧の極性を元に戻すか、または当該バイアス電圧の供給を再開する処理が必要となるため、光電変換膜４が安定した動作状態に復帰するまで多少の時間はかかるが、残像の発生等を効果的に抑制することができる。 Accordingly, after the bias reset process is completed, the polarity of the bias voltage supplied from the bias power source 72 to the photoelectric conversion film 4 is restored or the supply of the bias voltage is performed in order to acquire a moving image of the next frame. Therefore, it takes some time for the photoelectric conversion film 4 to return to a stable operating state, but it is possible to effectively suppress the occurrence of afterimages.
本第２の実施の形態では、バイアスリセット処理として、バイアス電源７２から光電変換膜４に供給されるバイアス電圧の極性を反転した後に、当該バイアス電圧の極性を元に戻す処理を実行する処理を適用している。なお、本第２の実施の形態に係る電子カセッテ４０の構成は、上記第１の実施の形態に係る電子カセッテ４０と略同一であるため、ここでの説明は省略する。 In the second embodiment, as the bias reset process, a process of executing a process of returning the polarity of the bias voltage after inverting the polarity of the bias voltage supplied from the bias power supply 72 to the photoelectric conversion film 4 is performed. Applicable. The configuration of the electronic cassette 40 according to the second embodiment is substantially the same as that of the electronic cassette 40 according to the first embodiment, and a description thereof is omitted here.
次に、図１２を参照して、動画撮影を行う際の本第２の実施の形態に係る電子カセッテ４０の作用について詳細に説明する。なお、図１２は、動画像（透視画像）の撮影開始を指示する指示情報がコンソールから受信された際に電子カセッテ４０のカセッテ制御部５８におけるＣＰＵ５８Ａにより実行される撮影処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムはメモリ５８ＢのＲＯＭに予め記憶されている。また、同図における図１０と同一の処理を実行するステップについては図１０と同一のステップ番号を付して、その説明を省略する。 Next, with reference to FIG. 12, the operation of the electronic cassette 40 according to the second exemplary embodiment when performing moving image shooting will be described in detail. Note that FIG. 12 shows the flow of processing of the imaging processing program executed by the CPU 58A in the cassette control unit 58 of the electronic cassette 40 when instruction information for instructing the start of imaging of a moving image (perspective image) is received from the console. This program is stored in advance in the ROM of the memory 58B. Also, steps in FIG. 10 for executing the same processing as in FIG. 10 are assigned the same step numbers as in FIG.
同図のステップ１０４’では、ＴＦＴ基板３０Ａの偶数ラインに対応する画素およびＴＦＴ基板３０Ｂの奇数ラインに対応する画素に対して上記バイアスリセット機能を働かせることによってバイアスリセット処理を実行する。これにより、ＴＦＴ基板３０Ａの偶数ラインの画素３２、およびＴＦＴ基板３０Ｂの奇数ラインの画素３２の各光電変換膜４に蓄積された電荷が消滅される。 In step 104 'in the figure, the bias reset process is executed by applying the bias reset function to the pixels corresponding to the even lines of the TFT substrate 30A and the pixels corresponding to the odd lines of the TFT substrate 30B. Thereby, the charges accumulated in the photoelectric conversion films 4 of the even-numbered pixels 32 of the TFT substrate 30A and the odd-numbered pixels 32 of the TFT substrate 30B disappear.
その後、ステップ１１２’では、ＴＦＴ基板３０Ａの奇数ラインに対応する画素３２およびＴＦＴ基板３０Ｂの偶数ラインに対応する画素３２に対して上記バイアスリセット機能を働かせることによってバイアスリセット処理を実行する。これにより、ＴＦＴ基板３０Ａの奇数ラインの画素３２、およびＴＦＴ基板３０Ｂの偶数ラインの画素３２の各光電変換膜４に蓄積された電荷が消滅される。 Thereafter, in step 112 ', bias reset processing is executed by applying the bias reset function to the pixels 32 corresponding to the odd lines of the TFT substrate 30A and the pixels 32 corresponding to the even lines of the TFT substrate 30B. As a result, charges accumulated in the photoelectric conversion films 4 of the odd-numbered pixels 32 of the TFT substrate 30A and the even-numbered pixels 32 of the TFT substrate 30B disappear.
本第２の実施の形態においても、上記第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。 Also in the second embodiment, the same effects as in the first embodiment can be obtained.
［第３の実施の形態］
上記第１の実施の形態では、ＴＦＴ基板３０ＡおよびＴＦＴ基板３０Ｂに対するリセット処理として電気リセット処理を適用し、上記第２の実施の形態では、ＴＦＴ基板３０ＡおよびＴＦＴ基板３０Ｂに対するリセット処理としてバイアスリセット処理を適用した場合の形態例について説明したが、本第３の実施の形態では、上記リセット処理として、上記バイアスリセット処理に加えて、ＴＦＴ基板３０Ａの各画素に対して光を照射することによるリセット処理（以下、「光リセット処理」という。）を適用した場合の形態例について説明する。
[Third Embodiment]
In the first embodiment, an electrical reset process is applied as a reset process for the TFT substrate 30A and the TFT substrate 30B. In the second embodiment, a bias reset process is performed as a reset process for the TFT substrate 30A and the TFT substrate 30B. In the third embodiment, as the reset process, in addition to the bias reset process, reset is performed by irradiating each pixel of the TFT substrate 30A with light. An example of a case where processing (hereinafter referred to as “optical reset processing”) is applied will be described.
図１３には、本第３の実施の形態に係る電子カセッテ４０における放射線検出器２０’の構成が示されている。なお、同図における、上記第１の実施の形態に係る放射線検出器２０と同様の構成部位には当該放射線検出器２０と同一の符号を付して、その説明を極力省略する。 FIG. 13 shows the configuration of the radiation detector 20 ′ in the electronic cassette 40 according to the third exemplary embodiment. In addition, the same code | symbol as the said radiation detector 20 is attached | subjected to the component similar to the radiation detector 20 which concerns on the said 1st Embodiment in the same figure, and the description is abbreviate | omitted as much as possible.
同図に示すように、本実施の形態に係る放射線検出器２０’は、シンチレータ８とＴＦＴ基板３０Ｂとの間にアモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）からなる放射線変換層８’が積層されると共に、ＴＦＴ基板３０Ａのシンチレータ８が設けられている面とは反対側の面に複数（本実施の形態では、２つ）のリセット光源５０が設けられている点が、上記第１の実施の形態に係る放射線検出器２０と異なっている。 As shown in the figure, in the radiation detector 20 ′ according to the present embodiment, a radiation conversion layer 8 ′ made of amorphous selenium (a-Se) is laminated between the scintillator 8 and the TFT substrate 30B. The point that a plurality of (in this embodiment, two) reset light sources 50 are provided on the surface opposite to the surface on which the scintillator 8 of the TFT substrate 30A is provided is the first embodiment. This is different from the radiation detector 20.
本実施の形態に係る放射線検出器２０’では、ＴＦＴ基板３０Ａ側については放射線をシンチレータ８によって光に変換した後に、光電変換膜４によって当該光を電荷に変換する間接変換方式を採用する一方、ＴＦＴ基板３０Ｂ側については、アモルファスセレンからなる放射線変換層８’により放射線を電荷に直接変換して当該電荷をＴＦＴ基板３０Ｂにより読み出す直接変換方式を採用している。 In the radiation detector 20 ′ according to the present embodiment, the TFT substrate 30A side employs an indirect conversion method in which radiation is converted into light by the scintillator 8, and then the light is converted into electric charge by the photoelectric conversion film 4. On the TFT substrate 30B side, a direct conversion method is adopted in which radiation is directly converted into charges by the radiation conversion layer 8 ′ made of amorphous selenium and the charges are read out by the TFT substrate 30B.
ところで、本実施の形態に係る電子カセッテ４０では、ＴＦＴ基板３０Ａの各画素に対して光を照射することによりＴＦＴ基板３０Ａに対して光リセット処理を実行する光リセット機能が搭載されている。 By the way, the electronic cassette 40 according to the present embodiment is equipped with an optical reset function for executing an optical reset process on the TFT substrate 30A by irradiating each pixel of the TFT substrate 30A with light.
リセット光源５０は、この光リセット機能のために設けられたものであり、本実施の形態に係るリセット光源５０は、エッジライト方式のバックライト光源であり、ＴＦＴ基板３０Ａの底面に導光板５０Ｂを配置し、放射線Ｘの非照射領域である導光板５０Ｂの側部に冷陰極管５０Ａを配置している。導光板５０ＢとＴＦＴ基板３０Ａとの間には拡散シート５０Ｃが介挿されている。リセット光源５０における拡散シート５０Ｃの箇所以外の外表面には、導光板５０Ｂおよび冷陰極管５０Ａを取り囲むように反射シート５０Ｄも配置されている。 The reset light source 50 is provided for this optical reset function, and the reset light source 50 according to the present embodiment is an edge light type backlight light source, and a light guide plate 50B is provided on the bottom surface of the TFT substrate 30A. The cold cathode fluorescent lamp 50A is arranged on the side of the light guide plate 50B, which is a non-irradiated region of the radiation X. A diffusion sheet 50C is interposed between the light guide plate 50B and the TFT substrate 30A. On the outer surface of the reset light source 50 other than the location of the diffusion sheet 50C, a reflection sheet 50D is also disposed so as to surround the light guide plate 50B and the cold cathode tube 50A.
本実施の形態に係る電子カセッテ４０では、ＴＦＴ基板３０Ａによる撮像面が予め定められた複数（本実施の形態では、２つ）の部分領域に分割されており、各部分領域に対して１つずつリセット光源５０が設けられている。なお、本実施の形態に係る電子カセッテ４０では、上記２つの部分領域として、ＴＦＴ基板３０Ａからの画像情報の読み出し方向（行方向）に対して、上流側および下流側の２つの領域に均等に分割した領域を適用している。以下では、上流側の部分領域を「上半分領域」といい、下流側の部分領域を「下半分領域」という。ただし、上記部分領域の数や分割の方向は、これに限らず、３以上の部分領域を適用したり、分割の方向として列方向や、行方向および列方向の組み合わせを適用したりする形態としてもよい。 In the electronic cassette 40 according to the present exemplary embodiment, the imaging surface of the TFT substrate 30A is divided into a plurality of predetermined (two in the present exemplary embodiment) partial areas, one for each partial area. A reset light source 50 is provided for each. In the electronic cassette 40 according to the present embodiment, the two partial areas are equally divided into two areas on the upstream side and the downstream side with respect to the reading direction (row direction) of the image information from the TFT substrate 30A. The divided area is applied. Hereinafter, the partial region on the upstream side is referred to as “upper half region”, and the partial region on the downstream side is referred to as “lower half region”. However, the number of partial areas and the direction of division are not limited to this, and three or more partial areas may be applied, or a column direction or a combination of row direction and column direction may be applied as a division direction. Also good.
ここで、カセッテ制御部５８の制御により冷陰極管５０Ａが駆動して、当該冷陰極管５０Ａから導光板５０Ｂに光が入射すると、導光板５０Ｂに入射した光は、当該導光板５０Ｂ内部で拡散シート５０Ｃおよび反射シート５０Ｄとの間で表面反射を繰り返した後、拡散シート５０ＣからＴＦＴ基板３０Ａにリセット光５０Ｅとして出射される。 Here, when the cold cathode tube 50A is driven by the control of the cassette control unit 58 and light enters the light guide plate 50B from the cold cathode tube 50A, the light incident on the light guide plate 50B diffuses inside the light guide plate 50B. After surface reflection is repeated between the sheet 50C and the reflection sheet 50D, the light is emitted from the diffusion sheet 50C to the TFT substrate 30A as reset light 50E.
図１３では、１つのリセット光源５０について１本のリセット光５０Ｅのみ図示されているが、実際に冷陰極管５０Ａから導光板５０Ｂに入射した光は、表面反射を繰り返して導光板５０Ｂ全体に広がり、拡散シート５０Ｃから面発光のリセット光５０Ｅとして出射される。従って、バックライト方式のリセット光源５０は、面発光光源として機能し、複数のリセット光源５０によりＴＦＴ基板３０Ａに対して均一にリセット光５０Ｅを照射することになる。これにより、ＴＦＴ基板３０Ａに含まれる各画素３２の光電変換膜４に対して、残像の発生等を抑制するためのリセット処理（光リセット処理）を行うことができる。 In FIG. 13, only one reset light 50E is shown for one reset light source 50, but light that actually enters the light guide plate 50B from the cold cathode fluorescent lamp 50A spreads over the entire light guide plate 50B by repeating surface reflection. Then, the light is emitted from the diffusion sheet 50C as surface emitting reset light 50E. Accordingly, the backlight type reset light source 50 functions as a surface emitting light source, and the reset light 50E is uniformly applied to the TFT substrate 30A by the plurality of reset light sources 50. Thereby, the reset process (light reset process) for suppressing generation | occurrence | production of an afterimage etc. can be performed with respect to the photoelectric conversion film 4 of each pixel 32 included in the TFT substrate 30A.
前述したように、例えば、ａ−Ｓｉ等からなる光電変換膜４の場合、光（可視光）から変換された電荷（電子）の一部がａ−Ｓｉの不純物準位（欠陥）に一旦捕捉され、その後、動画撮影のような長時間の撮影による光電変換膜４の温度上昇等に起因して電荷が再放出されると、暗電流等の不要な電流が発生し、放射線画像（動画像）に対するノイズ（残像）の原因となる場合がある。 As described above, for example, in the case of the photoelectric conversion film 4 made of a-Si or the like, a part of charges (electrons) converted from light (visible light) is once trapped in the impurity level (defect) of a-Si. After that, when charge is re-released due to a temperature rise of the photoelectric conversion film 4 due to long-time shooting such as moving image shooting, an unnecessary current such as dark current is generated, and a radiographic image (moving image) ) May cause noise (afterimage).
そこで、光リセット処理を行って、光電変換膜４にリセット光５０Ｅを照射することにより、不純物準位に電荷を予め埋めておいて、その後、放射線Ｘの照射時に可視光から変換された電荷が不純物準位に捕捉されないようにすれば、残像の発生等を効果的に抑制することができる。 Therefore, by performing a light reset process and irradiating the photoelectric conversion film 4 with the reset light 50E, charges are pre-filled in the impurity level, and then the charges converted from the visible light upon irradiation with the radiation X are changed. If it is prevented from being trapped by the impurity level, the occurrence of afterimages can be effectively suppressed.
なお、図１３では、一例として、エッジライト方式のバックライト光源で構成されるリセット光源５０を図示したが、これに限るものではなく、行列状に配置された画素３２の光電変換膜４に対して、確実にリセット光５０Ｅを照射して、光リセット処理を実行できるものであればよい。従って、ＴＦＴ基板３０Ａの底面に、発光素子のアレイ、またはエレクトロ・ルミネッセンス光源を配置することで、リセット光源５０を構成してもよい。 In FIG. 13, as an example, the reset light source 50 including an edge light type backlight light source is illustrated, but the present invention is not limited to this, and the photoelectric conversion film 4 of the pixels 32 arranged in a matrix is illustrated. Any light reset process can be performed as long as the reset light 50E can be reliably irradiated. Therefore, the reset light source 50 may be configured by arranging an array of light emitting elements or an electroluminescence light source on the bottom surface of the TFT substrate 30A.
ところで、本実施の形態に係る電子カセッテ４０は、放射線検出器２０’の構成に加え、バイアス電源７２によるバイアス電圧の供給経路についても、上記第１，第２の実施の形態に係る電子カセッテ４０と異なっている。 By the way, the electronic cassette 40 according to the present embodiment is not limited to the configuration of the radiation detector 20 ′, and the supply path of the bias voltage by the bias power supply 72 is also used in the electronic cassette 40 according to the first and second embodiments. Is different.
すなわち、本実施の形態に係る電子カセッテ４０でも、上記第１，第２の実施の形態と同様に、バイアス電源７２Ａ〜バイアス電源７２Ｄの４系統が設けられている。但し、バイアス電源７２Ａは、ＴＦＴ基板３０Ａの上半分領域に対応する画素３２に接続されており、当該画素３２に共通のバイアス電圧を印加する。また、バイアス電源７２Ｂは、ＴＦＴ基板３０Ａの下半分領域に対応する画素３２に接続されており、当該画素３２に共通のバイアス電圧を印加する。また、バイアス電源７２Ｃは、ＴＦＴ基板３０ＢのＴＦＴ基板３０Ａにおける上半分領域に対応する画素３２に接続されており、当該画素３２に共通のバイアス電圧を印加する。さらに、バイアス電源７２Ｄは、ＴＦＴ基板３０ＢのＴＦＴ基板３０Ａにおける下半分領域に対応する画素３２に接続されており、当該画素３２に共通のバイアス電圧を印加する。 That is, the electronic cassette 40 according to the present embodiment is also provided with four systems of the bias power source 72A to the bias power source 72D, as in the first and second embodiments. However, the bias power source 72A is connected to the pixel 32 corresponding to the upper half region of the TFT substrate 30A, and applies a common bias voltage to the pixel 32. The bias power source 72B is connected to the pixel 32 corresponding to the lower half region of the TFT substrate 30A, and applies a common bias voltage to the pixel 32. The bias power source 72C is connected to the pixel 32 corresponding to the upper half area of the TFT substrate 30A of the TFT substrate 30B, and applies a common bias voltage to the pixel 32. Further, the bias power source 72D is connected to the pixel 32 corresponding to the lower half region of the TFT substrate 30A of the TFT substrate 30B, and applies a common bias voltage to the pixel 32.
このように、本実施の形態に係る電子カセッテ４０では、ＴＦＴ基板３０ＡおよびＴＦＴ基板３０Ｂの各領域別に、各々独立してバイアス電圧を印加することができる。 As described above, in the electronic cassette 40 according to the present exemplary embodiment, the bias voltage can be applied independently for each region of the TFT substrate 30A and the TFT substrate 30B.
次に、図１４を参照して、動画撮影を行う際の本実施の形態に係る電子カセッテ４０の作用について詳細に説明する。なお、図１４は、動画像（透視画像）の撮影開始を指示する指示情報がコンソールから受信された際に電子カセッテ４０のカセッテ制御部５８におけるＣＰＵ５８Ａにより実行される撮影処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムはメモリ５８ＢのＲＯＭに予め記憶されている。 Next, with reference to FIG. 14, the operation of the electronic cassette 40 according to the present exemplary embodiment when performing moving image shooting will be described in detail. FIG. 14 shows the flow of processing of the photographing processing program executed by the CPU 58A in the cassette control unit 58 of the electronic cassette 40 when instruction information for instructing the start of moving image (perspective image) photographing is received from the console. This program is stored in advance in the ROM of the memory 58B.
同図のステップ２００では、放射線発生装置８０による放射線Ｘの照射量を、通常の動画撮影時より多くする（本実施の形態では、通常の動画撮影時の２倍）ことを指示する指示情報を、コンソールを介して放射線発生装置８０に送信する。これに応じて、放射線発生装置８０は、照射量を通常の動画撮影時より多くした状態で放射線Ｘのパルス照射を開始する。 In step 200 of the figure, instruction information for instructing that the radiation X irradiation amount by the radiation generator 80 is larger than that during normal moving image shooting (in this embodiment, twice that during normal moving image shooting). , And transmitted to the radiation generator 80 via the console. In response to this, the radiation generator 80 starts the pulse irradiation of the radiation X in a state where the irradiation amount is larger than that during normal moving image shooting.
これにより、電子カセッテ４０の放射線検出器２０には、患者の撮影対象部位を透過した放射線Ｘが入射され、ＴＦＴ基板３０ＡおよびＴＦＴ基板３０Ｂの各コンデンサ９には照射された放射線Ｘの線量に応じた電荷が蓄積される。 Thereby, the radiation X transmitted through the imaging target region of the patient is incident on the radiation detector 20 of the electronic cassette 40, and each capacitor 9 of the TFT substrate 30A and the TFT substrate 30B corresponds to the dose of the radiation X irradiated. Accumulated charge.
そこで、次のステップ２０２では、ＴＦＴ基板３０Ａの上半分領域に対応する動画像データを読み出すと共に、ＴＦＴ基板３０ＢのＴＦＴ基板３０Ａにおける下半分領域に対応する動画像データを読み出し、次のステップ２０４では、ＴＦＴ基板３０Ａの下半分領域に対応するリセット光源５０を用いて前述した光リセット機能を働かせることにより光リセット処理を実行すると共に、ＴＦＴ基板３０ＢのＴＦＴ基板３０Ａにおける上半分領域に対応する画素３２に対して前述したバイアスリセット処理を実行する。これにより、ＴＦＴ基板３０Ａの下半分領域に対応する画素３２に対して光リセット処理が実行されると共に、ＴＦＴ基板３０ＢのＴＦＴ基板３０Ａにおける上半分領域に対応する画素３２の各光電変換膜４に蓄積された電荷が消滅される。 Therefore, in the next step 202, the moving image data corresponding to the upper half area of the TFT substrate 30A is read out, and the moving image data corresponding to the lower half area of the TFT substrate 30B in the TFT substrate 30A is read out. The reset light source 50 corresponding to the lower half area of the TFT substrate 30A is used to perform the optical reset function, and the pixel 32 corresponding to the upper half area of the TFT substrate 30A of the TFT substrate 30B. The above-described bias reset process is executed for the above. Thereby, an optical reset process is performed on the pixel 32 corresponding to the lower half region of the TFT substrate 30A, and the photoelectric conversion film 4 of the pixel 32 corresponding to the upper half region of the TFT substrate 30A of the TFT substrate 30B is applied. The accumulated charge disappears.
次のステップ２０６では、上記ステップ２０２の処理によって読み出したＴＦＴ基板３０Ａの上半分領域に対応する動画像データと、ＴＦＴ基板３０ＢのＴＦＴ基板３０Ａにおける下半分領域に対応する動画像データとを、結果的に１枚の放射線画像を構成するように合成し、次のステップ２０８にて、当該合成によって得られた画像データをコンソールに送信する。 In the next step 206, the moving image data corresponding to the upper half area of the TFT substrate 30A read out by the processing of step 202 and the moving image data corresponding to the lower half area of the TFT substrate 30A of the TFT substrate 30B are obtained as a result. In the next step 208, the image data obtained by the composition is transmitted to the console.
次のステップ２１０では、ＴＦＴ基板３０Ａの下半分領域に対応する動画像データを読み出すと共に、ＴＦＴ基板３０ＢのＴＦＴ基板３０Ａにおける上半分領域に対応する動画像データを読み出し、次のステップ２１２では、ＴＦＴ基板３０Ａの上半分領域に対応するリセット光源５０を用いて前述した光リセット機能を働かせることにより光リセット処理を実行すると共に、ＴＦＴ基板３０ＢのＴＦＴ基板３０Ａにおける下半分領域に対応する画素３２に対して前述したバイアスリセット処理を実行する。これにより、ＴＦＴ基板３０Ａの上半分領域に対応する画素３２に対して光リセット処理が実行されると共に、ＴＦＴ基板３０ＢのＴＦＴ基板３０Ａにおける下半分領域に対応する画素３２の各光電変換膜４に蓄積された電荷が消滅される。 In the next step 210, the moving image data corresponding to the lower half area of the TFT substrate 30A is read out, and the moving image data corresponding to the upper half area of the TFT substrate 30B in the TFT substrate 30A is read out. The reset light source 50 corresponding to the upper half area of the substrate 30A is used to perform the optical reset function, and the pixel 32 corresponding to the lower half area of the TFT substrate 30A of the TFT substrate 30B is applied. The bias reset process described above is executed. Thereby, an optical reset process is performed on the pixels 32 corresponding to the upper half region of the TFT substrate 30A, and the photoelectric conversion films 4 of the pixels 32 corresponding to the lower half region of the TFT substrate 30A of the TFT substrate 30B are applied. The accumulated charge disappears.
次のステップ２１４では、上記ステップ２１０の処理によって読み出したＴＦＴ基板３０Ａの下半分領域に対応する動画像データと、ＴＦＴ基板３０ＢのＴＦＴ基板３０Ａにおける上半分領域に対応する動画像データとを、結果的に１枚の放射線画像を構成するように合成し、次のステップ２１６にて、当該合成によって得られた画像データをコンソールに送信する。 In the next step 214, the moving image data corresponding to the lower half area of the TFT substrate 30A read out by the processing of step 210 and the moving image data corresponding to the upper half area of the TFT substrate 30A of the TFT substrate 30B are obtained as a result. In the next step 216, the image data obtained by the synthesis is transmitted to the console.
次のステップ２１８では、予め定められたフレーム数（本実施の形態では、２フレーム）分の動画像について上記ステップ２０２〜ステップ２１６の処理が終了したか否かを判定し、否定判定となった場合は上記ステップ２０２に戻る一方、肯定判定となった時点でステップ２２０に移行する。 In the next step 218, it is determined whether or not the processing in steps 202 to 216 has been completed for the predetermined number of frames (2 frames in the present embodiment), and a negative determination is made. In this case, the process returns to the above step 202, while the process proceeds to step 220 when an affirmative determination is made.
ステップ２２０では、放射線発生装置８０による放射線Ｘの照射量を、通常の動画撮影時の照射量とすることを指示する指示情報を、コンソールを介して放射線発生装置８０に送信する。これに応じて、放射線発生装置８０は、放射線Ｘの照射量を通常の動画撮影時の照射量とする。 In step 220, instruction information for instructing that the irradiation amount of the radiation X by the radiation generation device 80 is the irradiation amount at the time of normal moving image shooting is transmitted to the radiation generation device 80 via the console. In response to this, the radiation generation apparatus 80 sets the irradiation amount of the radiation X as the irradiation amount at the time of normal moving image shooting.
次のステップ２２２では、ＴＦＴ基板３０Ａの上半分領域に対応する動画像データを読み出すと共に、ＴＦＴ基板３０ＢのＴＦＴ基板３０Ａにおける下半分領域に対応する動画像データを読み出し、次のステップ２２４では、ＴＦＴ基板３０Ａの下半分領域に対応する動画像データを読み出すと共に、ＴＦＴ基板３０ＢのＴＦＴ基板３０Ａにおける上半分領域に対応する動画像データを読み出す。 In the next step 222, moving image data corresponding to the upper half region of the TFT substrate 30A is read out, and moving image data corresponding to the lower half region in the TFT substrate 30A of the TFT substrate 30B is read out, and in the next step 224, the TFT data The moving image data corresponding to the lower half region of the substrate 30A is read, and the moving image data corresponding to the upper half region of the TFT substrate 30B on the TFT substrate 30A is read.
次のステップ２２６では、上記ステップ２２２および上記ステップ２２４の処理によって読み出した各画像データを、結果的に１枚の放射線画像を構成するように合成し、次のステップ２２８にて、当該合成によって得られた画像データをコンソールに送信する。 In the next step 226, the respective image data read out by the processing of the above step 222 and the above step 224 are synthesized so as to form one radiation image as a result, and in the next step 228, the obtained image data is obtained by the synthesis. Sent image data to the console.
次のステップ２３０では、本撮影処理プログラムを終了するタイミングが到来したか否かを判定し、否定判定となった場合は上記ステップ２２２に戻る一方、肯定判定となった時点で本撮影処理プログラムを終了する。なお、本実施の形態でも、上記ステップ２３０の処理において実行する撮影処理プログラムを終了するタイミングが到来したか否かの判定を、撮影終了を指示する指示情報がコンソールから受信されたか否かを判定することにより行っているが、これに限るものでないことは言うまでもない。 In the next step 230, it is determined whether or not the timing for ending the main photographing processing program has arrived. If a negative determination is made, the process returns to step 222. finish. In the present embodiment as well, it is determined whether or not the timing for ending the shooting processing program executed in the process of step 230 has been reached, and whether or not instruction information for instructing the end of shooting has been received from the console. Needless to say, this is not limited to this.
電子カセッテ４０から合成された画像データを受信すると、コンソールは、受信した画像データを、予め定められた記憶装置に記憶すると共に、予め定められたディスプレイ装置により、受信した順にリアルタイムで表示することにより、動画像（透視画像）を表示することは、上記第１の実施の形態と同様である。 When receiving the synthesized image data from the electronic cassette 40, the console stores the received image data in a predetermined storage device and displays the received image data in real time in the order received by the predetermined display device. Displaying a moving image (perspective image) is the same as in the first embodiment.
本実施の形態においても、上記第１、第２の実施の形態と略同様の効果を奏することができると共に、前記第１画像情報（ＴＦＴ基板３０Ａから読み出される画像データ）と前記第２画像情報（ＴＦＴ基板３０Ｂから読み出される画像データ）とで互いに異なる画像領域を、前記第１画像情報により示される第１画像および前記第２画像情報により示される第２画像を、互いに共通する境界線で部分領域に分割した場合の、前記第１画像と前記第２画像とで互いに異なる部分領域としているので、適切にリセット処理を実行することができる。 In the present embodiment, the same effects as those of the first and second embodiments can be obtained, and the first image information (image data read from the TFT substrate 30A) and the second image information can be obtained. (Image data read from the TFT substrate 30B) are different from each other, and the first image indicated by the first image information and the second image indicated by the second image information are partially separated by a common boundary line. When the first image and the second image are divided into regions, the partial regions are different from each other, so that the reset process can be appropriately executed.
また、本実施の形態では、前記第１基板が、入射された放射線を電荷に直接変換する直接変換方式のものであり、前記第２基板が、入射された放射線を光に変換した後、当該光を電荷に変換する間接変換方式のものであるものとしているので、より効果的に放射線画像を得ることができる。 In the present embodiment, the first substrate is of a direct conversion type that directly converts incident radiation into electric charge, and the second substrate converts the incident radiation into light, and then Since the indirect conversion system converts light into electric charge, a radiation image can be obtained more effectively.
さらに、本実施の形態では、前記第２基板が、前記第１基板の放射線が入射される面とは反対側の面に積層されているので、より効果的に放射線画像を得ることができる。 Furthermore, in the present embodiment, since the second substrate is laminated on the surface of the first substrate opposite to the surface on which the radiation is incident, a radiation image can be obtained more effectively.
以上、本発明を各実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記各実施の形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施の形態に多様な変更または改良を加えることができ、当該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using each embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in each said embodiment. Various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment without departing from the gist of the invention, and embodiments to which such modifications or improvements are added are also included in the technical scope of the present invention.
また、上記の各実施の形態は、クレーム（請求項）にかかる発明を限定するものではなく、また各実施の形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。前述した各実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜の組み合わせにより種々の発明を抽出できる。実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、効果が得られる限りにおいて、この幾つかの構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。 In addition, each of the above embodiments does not limit the invention according to the claims (claims), and all combinations of features described in each embodiment are indispensable for solving means of the invention. Not always. Each embodiment described above includes inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. Even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, as long as an effect is obtained, a configuration from which these some constituent requirements are deleted can be extracted as an invention.
たとえば、上記各実施の形態では、本発明を可搬型の放射線画像撮影装置である電子カセッテ４０に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、据置型の放射線画像撮影装置に適用してもよい。 For example, in each of the above embodiments, the case where the present invention is applied to the electronic cassette 40 which is a portable radiographic image capturing apparatus has been described. However, the present invention is not limited to this, and a stationary radiographic image is provided. You may apply to an imaging device.
また、上記各実施の形態では、放射線検出器として、図１に示したように、ＴＦＴ基板３０Ａ、シンチレータ８、ＴＦＴ基板３０Ｂを、この順で積層したもの、および図１３に示したように、ＴＦＴ基板３０Ａ、シンチレータ８、放射線変換層８’、ＴＦＴ基板３０Ｂを、この順で積層したものを適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図１５に示した構成のものを放射線検出器として適用する形態としてもよい。 In each of the above embodiments, as a radiation detector, as shown in FIG. 1, the TFT substrate 30A, the scintillator 8, and the TFT substrate 30B are laminated in this order, and as shown in FIG. Although the case where the TFT substrate 30A, the scintillator 8, the radiation conversion layer 8 ′, and the TFT substrate 30B are stacked in this order has been described, the present invention is not limited to this. For example, FIG. It is good also as a form which applies the thing of the structure shown as a radiation detector.
図１５（Ａ）に示す放射線検出器は、上記第１の実施の形態に係る放射線検出器２０におけるシンチレータ８に代えてアモルファスセレンにより構成された放射線変換層８’を適用した場合の形態例が示されている。また、図１５（Ｂ）〜図１５（Ｄ）には、放射線感応層として２つのシンチレータ８Ａおよびシンチレータ８Ｂが備えられている場合の形態例が示されている。また、図１５（Ｅ）〜図１５（Ｇ）には、放射線感応層として２つのアモルファスセレンにより構成された放射線変換層８Ａ’および放射線変換層８Ｂ’が備えられている場合の形態例が示されている。さらに、図１５（Ｈ）〜図１５（Ｊ）には、放射線感応層として１つのシンチレータ８Ｂと１つのアモルファスセレンにより構成された放射線変換層８Ａ’が備えられている場合の形態例が示されている。 The radiation detector shown in FIG. 15 (A) has an example in which a radiation conversion layer 8 ′ made of amorphous selenium is applied instead of the scintillator 8 in the radiation detector 20 according to the first embodiment. It is shown. Further, FIGS. 15B to 15D show embodiments in which two scintillators 8A and 8B are provided as radiation sensitive layers. 15 (E) to 15 (G) show an example in the case where the radiation conversion layer 8A ′ and the radiation conversion layer 8B ′ made of two amorphous selenium are provided as the radiation sensitive layer. Has been. Further, FIGS. 15 (H) to 15 (J) show an example in which a radiation converting layer 8A ′ composed of one scintillator 8B and one amorphous selenium is provided as a radiation sensitive layer. ing.
これらの形態においても、上記各実施の形態と同様の効果を奏することができる。 Also in these forms, the same effects as those in the above embodiments can be obtained.
また、上記各実施の形態では、電気リセット処理、光リセット処理、およびバイアスリセット処理を各々単独で実行する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、これらのリセット処理の２つ以上の組み合わせを実行する形態としてもよい。 Further, in each of the above-described embodiments, the case where the electric reset process, the optical reset process, and the bias reset process are executed individually has been described, but the present invention is not limited to this, and the reset process is not limited thereto. Two or more combinations may be executed.
また、上記第１の実施の形態では、ＴＦＴ基板３０ＡおよびＴＦＴ基板３０Ｂの双方に対して電気リセット処理を実行し、上記第２の実施の形態では、ＴＦＴ基板３０ＡおよびＴＦＴ基板３０Ｂの双方に対してバイアスリセット処理を実行し、さらに上記第３の実施の形態では、ＴＦＴ基板３０Ａに対して光リセット処理を実行する一方、ＴＦＴ基板３０Ｂに対してバイアスリセット処理を実行する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、光リセット処理については間接変換型のＴＦＴ基板であれば適用することができ、電気リセット処理およびバイアスリセット処理については、間接変換型のＴＦＴ基板でも直接変換型のＴＦＴ基板でも適用することができる。 In the first embodiment, electrical reset processing is performed on both the TFT substrate 30A and the TFT substrate 30B. In the second embodiment, both the TFT substrate 30A and the TFT substrate 30B are performed. In the third embodiment, the optical reset process is performed on the TFT substrate 30A, while the bias reset process is performed on the TFT substrate 30B. The present invention is not limited to this, and the optical reset process can be applied to any indirect conversion type TFT substrate, and the electrical reset process and the bias reset process can be directly applied to the indirect conversion type TFT substrate. A conversion type TFT substrate can also be applied.
また、上記各実施の形態では、ＴＦＴ基板３０ＡおよびＴＦＴ基板３０Ｂの各々の解像度が同一である場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＴＦＴ基板３０ＡおよびＴＦＴ基板３０Ｂの各解像度が異なっている形態としてもよい。 Further, in each of the above embodiments, the case where the resolutions of the TFT substrate 30A and the TFT substrate 30B are the same has been described, but the present invention is not limited to this, and the TFT substrate 30A and the TFT substrate 30B are not limited thereto. Each resolution may be different.
また、上記各実施の形態では、リセット処理を動画撮影の開始直後に実行する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、動画撮影の終了直前や、動画撮影の最中にリセット処理を実行する形態としてもよい。 In each of the above embodiments, the case where the reset process is executed immediately after the start of moving image shooting has been described. However, the present invention is not limited to this, for example, immediately before the end of moving image shooting, It is good also as a form which performs a reset process in the middle.
また、上記第３の実施の形態では、直接変換方式の放射線感応層としてＣｓＩを含んで構成されたものを適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＣｓＢｒ等の他の柱状結晶を含むものを適用する形態としてもよい。 In the third embodiment, the case where a direct conversion radiation sensitive layer including CsI is applied has been described. However, the present invention is not limited to this, and CsBr or the like is not limited thereto. It is good also as a form which applies what contains other columnar crystals.
また、上記各実施の形態では、電子カセッテ４０の筐体４１の内部にカセッテ制御部５８や電源部７０等を収容したケース４２と放射線検出器とを重ならないように配置した場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、放射線検出器とカセッテ制御部５８や電源部７０を重なるように配置してもよい。 In each of the above-described embodiments, the case has been described in which the case 42 in which the cassette control unit 58 and the power supply unit 70 are accommodated inside the housing 41 of the electronic cassette 40 and the radiation detector are arranged so as not to overlap. However, the present invention is not limited to this. For example, you may arrange | position so that a radiation detector and the cassette control part 58 and the power supply part 70 may overlap.
また、上記各実施の形態では特に言及しなかったが、ＴＦＴ基板３０ＡおよびＴＦＴ基板３０Ｂの少なくとも一方がフレキシブル基板であることが好ましい。これにより、シンチレータ８の柱状結晶の先端部の位置が揃っていない場合でも、シンチレータ８と、当該シンチレータ８に積層されるＴＦＴ基板との密着性を向上させることができる。なお、この場合、適用するフレキシブル基板として、近年開発されたフロート法による超薄板ガラスを基材として用いたものを適用することが、放射線の透過率を向上させるうえで好ましい。なお、この際に適用できる超薄板ガラスについては、例えば、「旭硝子株式会社、“フロート法による世界最薄０．１ミリ厚の超薄板ガラスの開発に成功”、[online]、[平成２３年８月２０日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.agc.com/news/2011/0516.pdf＞」に開示されている。 Further, although not particularly mentioned in the above embodiments, it is preferable that at least one of the TFT substrate 30A and the TFT substrate 30B is a flexible substrate. Thereby, even when the positions of the end portions of the columnar crystals of the scintillator 8 are not aligned, the adhesion between the scintillator 8 and the TFT substrate stacked on the scintillator 8 can be improved. In this case, as a flexible substrate to be applied, it is preferable to use a substrate using ultra-thin glass by a recently developed float method as a base material in order to improve the radiation transmittance. As for the ultra-thin glass that can be applied at this time, for example, “Asahi Glass Co., Ltd.“ Successfully developed the world's thinnest 0.1 mm thick ultra-thin glass by the float method ”, Aug. 20 search], Internet <URL: http://www.agc.com/news/2011/0516.pdf> ”.
また、放射線検出器２０のセンサ部１３として、光電変換膜４を、有機光電変換材料を含む材料で構成した有機ＣＭＯＳセンサを用いてもよく、放射線検出器２０のＴＦＴ基板３０Ａ、３０Ｂとして、薄膜トランジスタ１０としての有機材料を含む有機トランジスタを、可撓性を有するシート上にアレイ状に配列した有機ＴＦＴアレイ・シートを用いてもよい。上記の有機ＣＭＯＳセンサは、例えば、特開２００９−２１２３７７号公報に開示されている。また、上記の有機ＴＦＴアレイ・シートは、例えば「日本経済新聞、“東京大学、「ウルトラフレキシブル」な有機トランジスタを開発”、[online]、[平成２３年５月８日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.nikkei.com/tech/trend/article/g=96958A9C93819499E2EAE2E0E48DE2EAE3E3E0E2E3E2E2E2E2E2E2E2;p=9694E0E7E2E6E0E2E3E2E2E0E2E0＞」に開示されている。 Moreover, you may use the organic CMOS sensor which comprised the photoelectric converting film 4 with the material containing an organic photoelectric conversion material as the sensor part 13 of the radiation detector 20, and it is a thin-film transistor as TFT board | substrate 30A, 30B of the radiation detector 20. An organic TFT array sheet in which organic transistors including the organic material 10 are arranged in an array on a flexible sheet may be used. Said organic CMOS sensor is disclosed by Unexamined-Japanese-Patent No. 2009-212377, for example. In addition, the organic TFT array sheet described above is, for example, “Nihon Keizai Shimbun,“ The University of Tokyo, “Developing“ Ultra Flexible ”Organic Transistor” ”, [online], [Search May 8, 2011], Internet <URL : Http://www.nikkei.com/tech/trend/article/g=96958A9C93819499E2EAE2E0E48DE2EAE3E3E0E2E3E2E2E2E2E2E2E2; p = 9694E0E7E2E6E0E2E3E2E2E0E2E0> ”
各放射線検出器のセンサ部１３としてＣＭＯＳセンサを用いる場合、高速に光電変換を行うことができる利点や、基板を薄くすることができる結果、ＩＳＳ方式を採用した場合に放射線の吸収を抑制することができると共に、マンモグラフィによる撮影にも好適に適用することができる利点がある。 When a CMOS sensor is used as the sensor unit 13 of each radiation detector, the advantage that photoelectric conversion can be performed at a high speed and the result that the substrate can be thinned can suppress radiation absorption when the ISS method is adopted. There is an advantage that it can be suitably applied to mammography photography.
これに対し、各放射線検出器のセンサ部１３としてＣＭＯＳセンサを用いる場合の欠点として、結晶シリコン基板を用いた場合において放射線に対する耐性が低いことが挙げられる。このため、従来は、センサ部とＴＦＴ基板との間にＦＯＰ（ファイバ光学プレート）を設ける等といった対策を行う技術もあった。 On the other hand, as a drawback when a CMOS sensor is used as the sensor unit 13 of each radiation detector, the resistance to radiation is low when a crystalline silicon substrate is used. For this reason, conventionally, there has been a technique for taking measures such as providing an FOP (fiber optical plate) between the sensor unit and the TFT substrate.
この欠点を踏まえて、放射線に対する耐性の高い半導体基板として、ＳｉＣ（炭化ケイ素）基板を用いる技術が適用できる。ＳｉＣ基板を用いることにより、ＩＳＳ方式として用いることができる利点や、ＳｉＣはＳｉと比較して内部抵抗が小さく、発熱量が少ないため、動画撮影を行う際の発熱量の抑制、ＣｓＩの温度上昇に伴う感度低下を抑制することができる利点がある。 Based on this drawback, a technique using a SiC (silicon carbide) substrate as a semiconductor substrate having high resistance to radiation can be applied. Advantages that can be used as an ISS method by using a SiC substrate, and because SiC has a lower internal resistance and a smaller amount of heat generation than Si, it suppresses the amount of heat generation when shooting movies, and raises the temperature of CsI There is an advantage that it is possible to suppress a decrease in sensitivity due to.
このように、ＳｉＣ基板等の放射線に対する耐性が高い基板は一般にワイドキャップ（〜３ｅＶ程度）なので、一例として図１６に示すように、吸収端が青領域に対応する４４０ｎｍ程度である。よって、この場合は、緑領域で発光するＣｓＩ：Ｔｌや、ＧＯＳ等のシンチレータを用いることができない。なお、図１６は、有機光電変換材料としてキナクリドンを用いた場合の各種材料のスペクトルである。 As described above, a substrate having high resistance to radiation such as a SiC substrate is generally a wide cap (about 3 eV), and as an example, as shown in FIG. 16, the absorption edge is about 440 nm corresponding to the blue region. Therefore, in this case, a scintillator such as CsI: Tl or GOS that emits light in the green region cannot be used. FIG. 16 shows spectra of various materials when quinacridone is used as the organic photoelectric conversion material.
これに対し、アモルファスシリコンの感度特性から、これらの緑領域で発光するシンチレータの研究が盛んに行われてきたため、当該シンチレータを用いることの要望が高い。このため、光電変換膜４を緑領域での発光を吸収する有機光電変換材料を含む材料で構成することにより、緑領域で発光するシンチレータを用いることができる。 On the other hand, since the research on scintillators that emit light in these green regions has been actively conducted from the sensitivity characteristics of amorphous silicon, there is a high demand for using the scintillators. For this reason, the scintillator which light-emits in a green area | region can be used by comprising the photoelectric converting film 4 with the material containing the organic photoelectric conversion material which absorbs light emission in a green area | region.
光電変換膜４を、有機光電変換材料を含む材料により構成し、薄膜トランジスタ１０を、ＳｉＣ基板を用いて構成した場合、光電変換膜４と薄膜トランジスタ１０との感度波長領域が異なるので、シンチレータによる発光が薄膜トランジスタ１０のノイズとならない。 When the photoelectric conversion film 4 is formed of a material containing an organic photoelectric conversion material and the thin film transistor 10 is formed using a SiC substrate, the photoelectric conversion film 4 and the thin film transistor 10 have different sensitivity wavelength regions, and thus the light emitted by the scintillator There is no noise of the thin film transistor 10.
また、光電変換膜４として、ＳｉＣと有機光電変換材料を含む材料とを積層させれば、ＣｓＩ：Ｎａのような、主として青領域の発光を受光することに加えて、緑領域の発光も受光することができる結果、感度の向上に繋がる。また、有機光電変換材料は放射線の吸収が殆どないため、ＩＳＳ方式に好適に用いることができる。 Further, if SiC and a material containing an organic photoelectric conversion material are laminated as the photoelectric conversion film 4, in addition to receiving light emission mainly in the blue region, such as CsI: Na, light emission in the green region is also received. As a result, the sensitivity can be improved. In addition, since the organic photoelectric conversion material hardly absorbs radiation, it can be suitably used for the ISS system.
なお、ＳｉＣが放射線に対する耐性が高いのは、放射線が当たっても原子核が弾き飛ばされにくいためであり、この点は、例えば、「日本原子力研究所、“宇宙や原子力分野などの高放射線環境下で長く使える半導体素子を開発”、[online]、[平成２３年５月８日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.jaea.go.jp/jari/jpn/publish/01/ff/ff36/sic.html＞」に開示されている。 Note that SiC is highly resistant to radiation because it is difficult for nuclear nuclei to be blown away even when exposed to radiation. Develop semiconductor devices that can be used for a long time ", [online], [Search May 8, 2011], Internet <URL: http://www.jaea.go.jp/jari/jpn/publish/01/ff/ ff36 / sic.html> ”.
また、ＳｉＣ以外の放射線に対する耐性が高い半導体材料として、Ｃ（ダイヤモンド）、ＢＮ、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＺｎＯ等が挙げられる。これらの軽元素半導体材料が耐放射線性が高いのは、主としてワイドギャップ半導体であるがために電離（電子−正孔対形成）に要するエネルギーが高く、反応断面積が小さいことや、原子間のボンディングが強く、原子変位生成が起こりにくいことに起因する。なお、この点については、例えば、「電子技術総合研究所、“原子力エレクトロニクスの新展開”、[online]、[平成２３年５月８日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.aist.go.jp/ETL/jp/results/bulletin/pdf/62-10to11/kobayashi150.pdf＞」や、「“酸化亜鉛系電子デバイスの耐放射線特性に関する研究”、平成２１年度（財）若狭湾エネルギー研究センター 公募型共同研究 報告書，平成２２年３月」等に開示されている。また、ＧａＮの耐放射線性については、例えば、「東北大学、“窒化ガリウム素子の放射線耐性評価”、[online]、[平成２３年５月８日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://cycgw1.cyric.tohoku.ac.jp/~sakemi/ws2007/ws/pdf/narita.pdf＞」に開示されている。 Moreover, C (diamond), BN, GaN, AlN, ZnO etc. are mentioned as a semiconductor material with high tolerance with respect to radiation other than SiC. These light element semiconductor materials have high radiation resistance because they are mainly wide-gap semiconductors, so they require high energy for ionization (electron-hole pair formation), small reaction cross sections, and This is due to the fact that bonding is strong and atomic displacement is less likely to occur. Regarding this point, for example, “Electronics Research Institute,“ New Development of Nuclear Electronics ”, [online], [Search May 8, 2011], Internet <URL: http: //www.aist .go.jp / ETL / jp / results / bulletin / pdf / 62-10to11 / kobayashi150.pdf> and “Research on Radiation Resistance of Zinc Oxide Electronic Devices”, 2009 Wakasa Bay Energy This is disclosed in “Research Center Open Joint Research Report, March 2010”. Regarding the radiation resistance of GaN, for example, “Tohoku University,“ Evaluation of radiation resistance of gallium nitride device ”, [online], [Search May 8, 2011], Internet <URL: http: // cycgw1 .cyric.tohoku.ac.jp / ~ sakemi / ws2007 / ws / pdf / narita.pdf> ”.
なお、ＧａＮは青色ＬＥＤ以外の用途として熱伝導性がよいことと、絶縁耐性が高いことから、パワー系の分野でＩＣ化が研究されている。また、ＺｎＯは、主に青〜紫外線領域で発光するＬＥＤが研究されている。 In addition, since GaN has good thermal conductivity for applications other than blue LEDs and has high insulation resistance, ICs have been studied in the field of power systems. Further, ZnO has been studied for LEDs that emit light mainly in the blue to ultraviolet region.
ところで、ＳｉＣを用いる場合、バンドギャップＥｇがＳｉの約１．１ｅＶから約２．８ｅＶとなるため、光の吸収波長λが短波長側にシフトする。具体的には、波長λ＝１．２４／Ｅｇ×１０００であるので、４４０ｎｍ程度までの波長に感度が変化する。よって、ＳｉＣを用いる場合、一例として図１７に示すように、シンチレータも緑領域で発光するＣｓＩ：Ｔｌ（ピーク波長：約５６５ｎｍ）よりも青領域で発光するＣｓＩ：Ｎａ（ピーク波長：約４２０ｎｍ）の方が発光波長として適していることになる。蛍光体としては青発光がよいので、ＣｓＩ：Ｎａ（ピーク波長：約４２０ｎｍ）、ＢａＦＸ：Ｅｕ（ＸはＢｒ，Ｉ等のハロゲン、ピーク波長：約３８０ｎｍ）、ＣａＷＯ４（ピーク波長：約４２５ｎｍ）、ＺｎＳ：Ａｇ（ピーク波長：約４５０ｎｍ）、ＬａＯＢｒ：Ｔｂ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ等が適している。特に、ＣｓＩ：ＮａとＣＲカセッテ等で用いられているＢａＦＸ：Ｅｕ、スクリーンやフイルム等で用いられているＣａＷＯ４が好適に用いられる。 By the way, when SiC is used, the band gap Eg is changed from about 1.1 eV to about 2.8 eV of Si, so that the light absorption wavelength λ shifts to the short wavelength side. Specifically, since the wavelength λ = 1.24 / Eg × 1000, the sensitivity changes to wavelengths up to about 440 nm. Therefore, when using SiC, as shown in FIG. 17 as an example, the scintillator emits light in the blue region more than CsI: Tl (peak wavelength: about 565 nm) that emits light in the green region, and the peak wavelength: about 420 nm. This is more suitable as the emission wavelength. Since the phosphor emits blue light well, CsI: Na (peak wavelength: about 420 nm), BaFX: Eu (X is a halogen such as Br and I, peak wavelength: about 380 nm), CaWO 4 (peak wavelength: about 425 nm) ZnS: Ag (peak wavelength: about 450 nm), LaOBr: Tb, Y 2 O 2 S: Tb, and the like are suitable. In particular, BaFX: Eu used in CsI: Na and CR cassettes, and CaWO 4 used in screens and films are preferably used.
一方、放射線に対する耐性が高いＣＭＯＳセンサとして、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）によりＳｉ基板／厚膜ＳｉＯ２／有機光電変換材料の構成を用いてＣＭＯＳセンサを構成してもよい。 On the other hand, as a CMOS sensor having high resistance to radiation, a CMOS sensor may be configured by using a configuration of Si substrate / thick film SiO 2 / organic photoelectric conversion material by SOI (Silicon On Insulator).
なお、この構成に適用可能な技術としては、例えば、「宇宙航空研究開発機構（ＪＡＸＡ）宇宙科学研究所、“民生用最先端ＳＯＩ技術と宇宙用耐放射線技術の融合により耐放射線性を持つ高機能論理集積回路の開発基盤を世界で初めて構築”、[online]、[平成２３年５月８日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.jaxa.jp/press/2010/11/20101122_soi_j.html＞」が挙げられる。 Technologies that can be applied to this configuration include, for example, “Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) Institute for Space Science,“ High radiation resistance by combining the most advanced consumer SOI technology and radiation resistance technology for space. “Development of functional logic integrated circuit development platform for the first time in the world”, [online], [Search May 8, 2011], Internet <URL: http://www.jaxa.jp/press/2010/11/20101122_soi_j .html> ".
なお、ＳＯＩにおいては膜厚ＳＯＩの放射線耐性が高いため、高放射線耐久性素子としては、完全分離型厚膜ＳＯＩ、部分分離型厚膜ＳＯＩ等が例示される。なお、これらのＳＯＩについては、例えば、「特許庁、“ＳＯＩ（Silicon On Insulator）技術に関する特許出願技術動向調査報告”、[online]、[平成２３年５月８日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.jpo.go.jp/shiryou/pdf/gidou-houkoku/soi.pdf＞」に開示されている。 In SOI, since the radiation tolerance of the film thickness SOI is high, examples of the high radiation durability element include a complete separation type thick film SOI and a partial separation type thick film SOI. As for these SOIs, for example, “Patent Office,“ Patent Application Technology Trend Survey Report on SOI (Silicon On Insulator) Technology ”, [online], [Search May 8, 2011], Internet <URL: http://www.jpo.go.jp/shiryou/pdf/gidou-houkoku/soi.pdf> ”.
また、放射線検出器２０の薄膜トランジスタ１０等が光透過性を有しない構成（例えば、アモルファスシリコン等の光透過性を有しない材料で活性層１７を形成した構成）であっても、この薄膜トランジスタ１０等を、光透過性を有する基板１（例えば合成樹脂製の可撓性基板）上に配置し、基板１のうち薄膜トランジスタ１０等が形成されていない部分は光が透過するように構成することで、光透過性を有する放射線検出器２０を得ることは可能である。光透過性を有しない構成の薄膜トランジスタ１０等を、光透過性を有する基板１上に配置することは、第１の基板上に作製した微小デバイスブロックを第１の基板から切り離して第２の基板上に配置する技術、具体的には、例えばＦＳＡ（Fluidic Self-Assembly）を適用することで実現できる。上記のＦＳＡは、例えば「富山大学、“微少半導体ブロックの自己整合配置技術の研究”、[online]、[平成２３年５月８日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://www3.u-toyama.ac.jp/maezawa/Research/FSA.html＞」に開示されている。 Even if the thin film transistor 10 or the like of the radiation detector 20 does not have light transmission (for example, a structure in which the active layer 17 is formed of a material having no light transmission such as amorphous silicon), the thin film transistor 10 or the like. Is disposed on a light-transmitting substrate 1 (for example, a flexible substrate made of synthetic resin), and a portion of the substrate 1 where the thin film transistor 10 or the like is not formed is configured to transmit light. It is possible to obtain a radiation detector 20 having optical transparency. Arranging the thin film transistor 10 or the like having a non-light-transmitting structure on the light-transmitting substrate 1 is performed by separating the micro device block manufactured on the first substrate from the first substrate. This can be realized by applying the technology arranged above, specifically, for example, FSA (Fluidic Self-Assembly). The above FSA is, for example, “Toyama University,“ Study on Self-Aligned Placement Technology of Small Semiconductor Blocks ”, [online], [Search May 8, 2011], Internet <URL: http: //www3.u- toyama.ac.jp/maezawa/Research/FSA.html> ”.
８、８Ａ、８Ｂ シンチレータ
８’、８Ａ’、８Ｂ’ 放射線変換層
１０ 薄膜トランジスタ
１３ センサ部
１４ 信号出力部
２０、２０’ 放射線検出器
２２ ベース
３０Ａ ＴＦＴ基板（第２基板）
３０Ｂ ＴＦＴ基板（第１基板）
４０ 電子カセッテ
５４Ａ 信号処理部
５４Ｂ 信号処理部
５８Ａ ＣＰＵ（制御手段、生成手段）
７１Ａ 柱状結晶
７１Ｂ 非柱状結晶
8, 8A, 8B Scintillator 8 ', 8A', 8B 'Radiation conversion layer 10 Thin film transistor 13 Sensor unit 14 Signal output unit 20, 20' Radiation detector 22 Base 30A TFT substrate (second substrate)
30B TFT substrate (first substrate)
40 Electronic cassette 54A Signal processor 54B Signal processor 58A CPU (control means, generation means)
71A Columnar crystal 71B Non-columnar crystal
Claims (11)
前記第１基板によって得られた放射線画像を示す第１画像情報、および前記第２基板によって得られた放射線画像を示す第２画像情報を同一の画像領域同士で合成して１枚の画像を生成することを連続的に行うことにより動画像を生成する生成手段と、
前記生成手段による動画像の生成の際の予め定められたタイミングで、前記生成手段によって前記１枚の画像を生成する際に用いる前記第１画像情報と前記第２画像情報とで互いに異なる画像領域に対応する前記第１基板および前記第２基板の各領域に対してリセット処理を実行するように制御する制御手段と、
を備えた放射線画像撮影装置。 A radiation detector having a first substrate that converts incident radiation into a radiation image, and a second substrate that is stacked on the first substrate and that converts incident radiation into a radiation image;
The first image information indicating the radiographic image obtained by the first substrate and the second image information indicating the radiographic image obtained by the second substrate are synthesized in the same image area to generate one image. Generating means for generating a moving image by continuously performing,
Different image areas for the first image information and the second image information used when the one image is generated by the generating unit at a predetermined timing when the moving image is generated by the generating unit. Control means for controlling to execute a reset process on each region of the first substrate and the second substrate corresponding to
A radiographic imaging apparatus comprising:
請求項１記載の放射線画像撮影装置。 The predetermined timing includes a first timing immediately after the generation of the moving image by the generating unit, a second timing immediately before the generation of the moving image, and the first timing and the second timing. The radiographic image capturing apparatus according to claim 1, wherein at least one timing of the third timing is between.
前記第１画像情報と前記第２画像情報とで互いに異なる画像領域は、前記第１画像情報における奇数行の画像情報に対応する領域で、かつ前記第２画像情報における偶数行の画像情報に対応する領域か、または前記第１画像情報における偶数行の画像情報に対応する領域で、かつ前記第２画像情報における奇数行の画像情報に対応する領域である
請求項１または請求項２記載の放射線画像撮影装置。 The first substrate and the second substrate are for reading the radiation image by interlace reading,
The image areas different between the first image information and the second image information are areas corresponding to the odd-numbered image information in the first image information and correspond to the even-numbered image information in the second image information. The radiation according to claim 1, wherein the radiation region is a region corresponding to image information of even rows in the first image information and a region corresponding to image information of odd rows in the second image information. Image shooting device.
請求項１または請求項２記載の放射線画像撮影装置。 The image areas that are different from each other between the first image information and the second image information are the same boundary lines between the first image indicated by the first image information and the second image indicated by the second image information. The radiographic image capturing apparatus according to claim 1, wherein the first image and the second image are different partial areas when divided into partial areas.
請求項１から請求項４の何れか１項記載の放射線画像撮影装置。 The reset process includes a first reset process by irradiating each pixel of the substrate with light when the substrate to be reset is of the indirect conversion type, and each substrate to be reset. The second reset process by controlling the supply state of the bias voltage to the pixel, and the third reset process by releasing the charge accumulated in each pixel of the substrate to be reset. The radiographic imaging device according to any one of claims 1 to 4.
前記第２基板は、入射された放射線を光に変換した後、当該光を電荷に変換する間接変換方式のものである
請求項１から請求項５の何れか１項記載の放射線画像撮影装置。 The first substrate is of a direct conversion system that directly converts incident radiation into electric charge,
The radiographic imaging apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the second substrate is of an indirect conversion system that converts incident radiation into light and then converts the light into electric charge.
請求項６記載の放射線画像撮影装置。 The radiographic imaging apparatus according to claim 6, wherein the second substrate is stacked on a surface opposite to a surface on which radiation of the first substrate is incident.
請求項１から請求項７の何れか１項記載の放射線画像撮影装置。 The control means increases the radiation dose used for radiographic image capturing when the reset process is being executed, more than the radiation dose used for radiographic image capturing when the reset process is not being executed. The radiographic imaging device according to claim 1, wherein the radiographic imaging device is controlled as follows.
請求項１から請求項８の何れか１項記載の放射線画像撮影装置。 The radiographic imaging apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the first substrate and the second substrate have the same resolution.
入射された放射線を放射線画像に変換する第１基板、および当該第１基板に積層され、入射された放射線を放射線画像に変換する第２基板を有する放射線検出器における前記第１基板によって得られた放射線画像を示す第１画像情報、および前記第２基板によって得られた放射線画像を示す第２画像情報を同一の画像領域同士で合成して１枚の画像を生成することを連続的に行うことにより動画像を生成する生成手段と、
前記生成手段による動画像の生成の際の予め定められたタイミングで、前記生成手段によって前記１枚の画像を生成する際に用いる前記第１画像情報と前記第２画像情報とで互いに異なる画像領域に対応する前記第１基板および前記第２基板の各領域に対してリセット処理を実行するように制御する制御手段と、
として機能させるためのプログラム。 Computer
Obtained by the first substrate in a radiation detector having a first substrate that converts incident radiation into a radiation image, and a second substrate that is stacked on the first substrate and converts incident radiation into a radiation image. Continuously generating a single image by combining first image information indicating a radiographic image and second image information indicating a radiographic image obtained by the second substrate in the same image area. Generating means for generating a moving image by:
Different image areas for the first image information and the second image information used when the one image is generated by the generating unit at a predetermined timing when the moving image is generated by the generating unit. Control means for controlling to execute a reset process on each region of the first substrate and the second substrate corresponding to
Program to function as.
前記生成工程による動画像の生成の際の予め定められたタイミングで、前記生成工程によって前記１枚の画像を生成する際に用いる前記第１画像情報と前記第２画像情報とで互いに異なる画像領域に対応する前記第１基板および前記第２基板の各領域に対してリセット処理を実行するように制御する制御工程と、
を有する放射線画像撮影方法。 Obtained by the first substrate in a radiation detector having a first substrate that converts incident radiation into a radiation image, and a second substrate that is stacked on the first substrate and converts incident radiation into a radiation image. Continuously generating a single image by combining first image information indicating a radiographic image and second image information indicating a radiographic image obtained by the second substrate in the same image area. A generation process for generating a moving image by:
Image regions that are different from each other in the first image information and the second image information that are used when the one image is generated by the generation step at a predetermined timing when the moving image is generated by the generation step. A control step of performing control so as to execute a reset process on each region of the first substrate and the second substrate corresponding to
A radiographic imaging method comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011286862A JP2013135453A (en) | 2011-12-27 | 2011-12-27 | Radiation image photographing device, program and radiation image photographing method |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015079944A (en) * | 2013-09-10 | 2015-04-23 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Semiconductor device |
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- 2011-12-27 JP JP2011286862A patent/JP2013135453A/en active Pending
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