JP5653823B2 - 放射線検出素子、及び放射線画像撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、放射線検出素子及び放射線画像撮影装置に係り、特に、マトリクス状に複数配置された画素に検出対象とする放射線が照射されることにより発生した電荷を蓄積し、蓄積した電荷量を画像を示す情報として検出する放射線検出素子及び当該放射線検出素子を用いて放射線画像を撮影する放射線画像撮影装置に関する。

近年、ＴＦＴ（Thin film transistor）アクティブマトリックス基板上に放射線感応層を配置し、Ｘ線などの放射線を直接デジタルデータに変換できるＦＰＤ（flat panel detector）等の放射線検出素子を用いた放射線画像撮影装置が実用化されている。このＦＰＤは、従来のイメージングプレートに比べて、即時に画像を確認でき、動画も確認できるといったメリットがあり、急速に普及が進んでいる。

この種の放射線検出素子は、種々のタイプのものが提案されており、例えば、放射線を直接、半導体層で電荷に変換して蓄積する直接変換方式や、放射線を一度ＣｓＩ：Ｔｌ、ＧＯＳ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）などのシンチレータで光に変換し、変換した光を半導体層で電荷に変換して蓄積する間接変換方式がある。

ところで、この放射線検出素子は、放射線が照射されていない状態であっても暗電流等によって電荷が発生して各画素に電荷が蓄積される。このため、放射線検出素子を用いた放射線画像撮影装置では、待機中、放射線検出素子の各画素に蓄積された電荷を取り出して除去するリセット動作を繰り返し行っており、撮影時、リセット動作を停止して放射線の照射期間の間、電荷を蓄積させ、照射期間終了後に放射線検出素子の各画素に蓄積された電荷を読み出しを行う。

この放射線の照射タイミングと放射線検出素子による電荷蓄積の開始タイミングとを同期させる技術として、特許文献１、２には、放射線検出素子の撮影領域外に個別に放射線を検出可能なセンサを配置し、当該センサで放射線が検出されたタイミングで放射線検出素子により電荷の蓄積を開始させる技術が開示されている

特開２００２−１８１９４２号公報 特開２００７−１５１７６１号公報

ところで、放射線画像の撮影では、被験者や放射線技師の不要な被曝を防ぐため、放射線の照射領域を極力狭く設定する。すなわち、撮影したい部分にのみに放射線が照射されるように照射領域が設定される。

このため、特許文献１、２に記載の技術の技術では、放射線の照射領域を狭く設定された場合、センサで放射線の照射を検出できない場合がある。

本発明は上記問題点を解決するために成されたものであり、放射線の照射領域を狭く設定された場合でも、放射線を確実に検出できる放射線検出素子及び放射線画像撮影装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の放射線検出素子は、並列に設けられた複数の走査配線と、前記走査配線と交差して並列に設けられた複数の信号配線と、放射線または放射線が変換された光が照射されることにより電荷を発生するセンサ部及び、前記走査配線を流れる制御信号の状態に応じてオン、オフするスイッチング素子を有し、前記スイッチング素子を介し前記センサ部が前記信号配線に電気的に接続され、前記制御信号の状態に応じて前記センサ部に発生した電荷に応じた電気信号が前記信号配線に流れる放射線画像撮影用の画素、並びに、前記センサ部を有し、当該センサ部が前記信号配線に電気的に接続され、前記制御信号の状態に関わらず前記センサ部に発生した電荷に応じた電気信号が前記信号配線に流れる放射線検出用の画素を少なくとも含み、前記走査配線と前記信号配線との交差部に対応して設けられた複数の画素と、を備え、前記放射線検出用の画素は、前記センサ部と前記信号配線とを接続する接続配線及び、前記放射線画像撮影用の画素が有するスイッチング素子と略同一の、前記センサ部とは電気的に分離されたスイッチング素子をさらに有している。

本発明の放射線検出素子は、複数の走査配線が並列に設けられ、走査配線と交差して複数の信号配線が並列に設けられている。

そして、本発明では、走査配線と信号配線との交差部に対応して、複数の画素が設けられている。この複数の画素には、放射線または放射線が変換された光が照射されることにより電荷を発生するセンサ部及び走査配線を流れる制御信号の状態に応じてオン、オフするスイッチング素子を有し、スイッチング素子を介しセンサ部が信号配線に電気的に接続され、制御信号の状態に応じてセンサ部に発生した電荷に応じた電気信号が信号配線に流れる放射線画像撮影用の画素、並びに、前記センサ部を有し、当該センサ部が信号配線に電気的に接続され、制御信号の状態に関わらず前記センサ部に発生した電荷に応じた電気信号が信号配線に流れる放射線検出用の画素が少なくとも含まれている。
また、放射線検出用の画素は、センサ部と信号配線とを接続する接続配線及び、放射線画像撮影用の画素が有するスイッチング素子と略同一の、センサ部とは電気的に分離されたスイッチング素子をさらに有している。

このように、本発明によれば、放射線画像撮影用の画素及び放射線検出用の画素が走査配線と信号配線との交差部に対応して設けられているため、放射線の照射領域を狭く設定された場合でも、放射線検出用の画素で放射線を確実に検出できる。

また、本発明の放射線検出素子は、前記放射線検出用の画素が、前記複数の信号配線のうちの一部の信号配線に対応してそれぞれ一画素以上の間隔を開けて複数設けられることが好ましい。

一方、本発明の放射線画像撮影装置は、本発明の放射線検出素子と、前記複数の走査配線に対して前記制御信号を出力する制御信号出力手段と、前記複数の信号配線に流れる電気信号をデジタルデータへ変換するＡＤ変換手段と、前記ＡＤ変換手段により変換されたデジタルデータに基づき、前記放射線検出用の画素の画像情報を補間して放射線画像を示す画像情報を生成する生成手段と、前記ＡＤ変換手段により変換された、前記放射線検出用の画素からの電気信号が流れる信号配線のデジタルデータに基づき、放射線の照射開始、放射線の照射終了および放射線の照射量の少なくとも１つを検出する検出手段と、を備えている。

よって、本発明の放射線検出素子と同様に作用するので、放射線の照射領域を狭く設定された場合でも、放射線を確実に検出できる。

なお、本発明の放射線画像撮影装置は、前記検出手段が、放射線の照射開始を検出し、待機中、前記複数の走査配線に対して電荷の取り出しを行う制御信号を出力して前記放射線検出素子の放射線画像撮影用の画素から電荷を取り出すリセット動作を繰り返し行うように前記制御信号出力手段を制御し、放射線画像の撮影を行う際に、前記検出手段により放射線の照射開始が検出された場合、前記複数の走査配線に対して電荷の取り出しを禁止する制御信号を出力し、放射線の照射終了後に前記複数の走査配線に対して電荷の取り出しを行う制御信号を出力するように前記制御信号出力手段を制御する制御手段、をさらに備えてもよい。

また、本発明の放射線画像撮影装置は、前記制御手段が、放射線画像の撮影を行う際に、前記検出手段により放射線の照射開始が検出されるまで前記リセット動作を繰り返し行うように前記制御信号出力手段を制御してもよい。

また、本発明の放射線画像撮影装置は、前記制御手段が、放射線画像の撮影を行う際に、前記検出手段により放射線の照射開始が検出されるまで前記複数の走査配線に対して電荷の取り出しを禁止する制御信号を出力するように前記制御信号出力手段を制御してもよい。

また、本発明の放射線画像撮影装置は、前記制御信号出力手段が、前記リセット動作の際、複数の走査配線に順に又は複数の走査配線の全てに一度に電荷の取り出しを行う制御信号を出力してもよい。

また、本発明の放射線画像撮影装置は、前記ＡＤ変換手段が、放射線画像を撮影する際の放射線の照射期間よりも短い周期で信号配線に流れる電気信号をデジタルデータに変換し、前記検出手段が、前記周期で、放射線の照射開始、放射線の照射終了および放射線の照射量の少なくとも１つを検出してもよい。

また、本発明の放射線画像撮影装置は、前記ＡＤ変換手段が、前記放射線検出用の画素が接続された何れかの信号配線に流れる電気信号、及び前記放射線検出用の画素が接続されていない、または当該信号配線よりも少ない前記放射線検出用の画素が接続された何れかの信号配線に流れる電気信号をそれぞれデジタルデータへ変換し、前記検出手段が、前記ＡＤ変換手段により変換された、前記放射線検出用の画素が接続された信号配線のデジタルデータの値と前記放射線検出用の画素が接続されていない、または当該信号配線よりも少ない前記放射線検出用の画素が接続された信号配線のデジタルデータの値との差に基づいて前記検出を行ってもよい。

また、本発明の放射線画像撮影装置は、前記ＡＤ変換手段が、複数設けられ、それぞれ所定本ずつ前記信号配線が接続され、前記検出手段が、同一の前記ＡＤ変換手段により変換された、前記放射線検出用の画素が接続された信号配線のデジタルデータの値と前記放射線検出用の画素が接続されていない、または当該信号配線よりも少ない前記放射線検出用の画素が接続された信号配線のデジタルデータの値との差に基づいて前記検出を行うことが好ましい。

また、本発明の放射線画像撮影装置は、前記検出手段が、何れかの前記放射線検出用の画素が接続された信号配線のデジタルデータの値と当該信号配線に隣接し、かつ前記放射線検出用の画素が接続されていない、または当該信号配線よりも少ない前記放射線検出用の画素が接続された信号配線にそれぞれ流れる電気信号のデジタルデータの値との差に基づいて前記検出を行うことが好ましい。
また、本発明の放射線画像撮影装置は、本発明の放射線検出素子と、前記複数の走査配線に対して前記制御信号を出力する制御信号出力手段と、前記複数の信号配線に流れる電気信号を所定の期間毎に、蓄積し、蓄積した電気信号を増幅して出力する増幅手段と、前記増幅手段から出力される電気信号に基づき、放射線の照射開始、放射線の照射終了および放射線の照射量の少なくとも１つを検出する検出手段と、前記所定の期間に、前記複数の走査配線に対して電荷の取り出しを行う制御信号を順次出力して複数の前記画素から電荷を取り出すリセット動作を繰り返し行うように前記制御信号出力手段を制御する制御手段と、を備えている。
また、本発明の放射線画像撮影装置の前記制御手段は、前記所定の期間に、前記放射線検出用の画素に制御信号を供給するよう前記放射線検出用の画素に接続されていない前記走査配線に、前記放射線画像撮影用の画素から電荷を取り出すように制御信号を前記走査配線に出力するように前記制御信号出力手段を制御することが好ましい。
また、本発明の放射線画像撮影装置の前記制御手段は、前記所定の期間外に、前記放射線検出用の画素から電荷を取り出すように前記制御信号を前記走査配線に出力するように前記制御信号出力手段を制御することが好ましい。
また、本発明の放射線画像撮影装置の前記増幅手段は、前記放射線検出用の画素が接続された何れかの信号配線に流れる電気信号、及び前記放射線検出用の画素が接続されていない、または当該信号配線よりも少ない前記放射線検出用の画素が接続された何れかの信号配線に流れる電気信号を前記所定の期間毎に、蓄積し、蓄積した電気信号を増幅して出力し、前記検出手段は、前記増幅手段により出力された、前記放射線検出用の画素が接続された信号配線の電気信号と前記放射線検出用の画素が接続されていない、または当該信号配線よりも少ない前記放射線検出用の画素が接続された信号配線の電気信号との差に基づいて前記検出を行うことが好ましい。

このように、本発明によれば、放射線の照射領域を狭く設定された場合でも、放射線を確実に検出できる、という優れた効果を有する。

実施の形態に係る放射線画像撮影装置の全体構成を示す構成図である。 実施の形態に係る放射線検出素子の構成を示す平面図である。 実施の形態に係る放射線検出素子の線断面図である。 実施の形態に係る放射線検出素子の線断面図である。 実施の形態に係る放射線検出素子の設計方法を説明するための図である。 実施の形態に係る放射線検出素子の放射線画像撮影用の画素及び放射線検出用の画素の配置構成を示す構成図である。 実施の形態に係る放射線画像撮影装置の放射線画像を撮影する際の動作の流れを概略的に示した概略図である。 実施の形態に係る放射線画像撮影装置の待機状態での動作の流れを詳細に示したタイムチャートである。 第１実施の形態に係る放射線画像撮影装置の放射線画像を撮影する際の動作の流れを詳細に示したタイムチャートである。 第２実施の形態に係る放射線画像撮影装置の放射線画像を撮影する際の動作の流れを詳細に示したタイムチャートである。 第３実施の形態に係る放射線画像撮影装置の放射線画像を撮影する際の動作の流れを詳細に示したタイムチャートである。 第４実施の形態に係る放射線画像撮影装置の放射線画像を撮影する際の動作の流れを詳細に示したタイムチャートである。 第５実施の形態に係る放射線検出素子の全体構成を示す構成図である。 第５実施の形態に係る放射線画像撮影装置の放射線画像を撮影する際の動作の流れを詳細に示したタイムチャートである。 第５実施の形態に係る放射線検出素子のＤ６とＤ７の信号配線３に注目した等価回路図である。 他の実施の形態に係る放射線検出素子の構成を示す平面図である。 他の実施の形態に係る放射線検出素子の全体構成を示す構成図である。 他の実施の形態に係る放射線検出素子の構成を示す平面図である。 他の実施の形態に係る放射線検出素子の構成を示す平面図である。 他の実施の形態に係る放射線検出素子の全体構成を示す構成図である。 他の実施の形態に係る放射線検出素子の全体構成を示す構成図である。 第６実施の形態に係る放射線検出素子の全体構成を示す構成図である。 第６実施の形態に係る放射線画像撮影装置の信号検出回路に注目した等価回路図である。 第６実施の形態に係る放射線画像撮影装置の放射線画像を撮影する際の動作の流れを詳細に示したタイムチャートである。 第７実施の形態に係る放射線画像撮影装置の放射線画像を撮影する際の動作の流れを詳細に示したタイムチャートである。

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態について説明する。

本実施の形態では、Ｘ線などの放射線を一旦光に変換し、変換した光を電荷に変換する間接変換方式の放射線検出素子１０に本発明を適用した場合について説明する。

［第１の実施の形態］
図１には、第１の実施の形態に係る放射線検出素子１０を用いた放射線画像撮影装置１００の全体構成が示されている。

同図に示すように、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置１００は、間接変換方式の放射線検出素子１０を備えている。なお、放射線を光に変換するシンチレータは省略している。

放射線検出素子１０には、光を受けて電荷を発生し、発生した電荷を蓄積するセンサ部１０３と、センサ部１０３に蓄積された電荷を読み出すためのＴＦＴスイッチ４と、を含んで構成される画素２０が複数配置されている。本実施の形態では、センサ部１０３が、シンチレータによって変換された光が照射されることにより、電荷が発生する。なお、ＴＦＴスイッチ４は、本発明のスイッチ素子に対応する。

画素２０は、一方向（図１の横方向、以下「行方向」ともいう。）及び当該行方向に対する交差方向（図１の縦方向、以下「列方向」ともいう。）にマトリクス状に複数配置されている。図１及び後述する図６では、画素２０配列を簡略化して示しているが、例えば、画素２０は一方向及び交差方向に１０２４×１０２４個配置されている。

本実施の形態では、複数の画素２０のうち、放射線画像撮影用の画素２０Ａと放射線検出用の画素２０Ｂが予め定められている。図１及び後述する図６では、放射線検出用の画素２０Ｂを破線で囲んでいる。放射線画像撮影用の画素２０Ａは、放射線を検出して放射線が示す画像を生成するために用いられ、放射線検出用の画素２０Ｂは、放射線の照射開始を検出するために用いられる。

また、放射線検出素子１０には、基板１（図３参照）上に、ＴＦＴスイッチ４をＯＮ／ＯＦＦするための複数の走査配線１０１と、上記センサ部１０３に蓄積された電荷を読み出すための複数の信号配線３と、が互いに交差して設けられている。本実施の形態では、一方向の各画素列に信号配線３が１本ずつ設けられ、交差方向の各画素列に走査配線１０１が１本ずつ設けられており、例えば、画素２０が一方向及び交差方向に１０２４×１０２４個配置されている場合、信号配線３及び走査配線１０１は１０２４本ずつ設けられている。

さらに、放射線検出素子１０には、各信号配線３と並列に共通電極配線２５が設けられている。共通電極配線２５は、一端及び他端が並列に接続されており、一端が所定のバイアス電圧を供給する電源１１０に接続されている。センサ部１０３は共通電極配線２５に接続されており、共通電極配線２５を介してバイアス電圧が印加されている。

走査配線１０１には、各ＴＦＴスイッチ４をスイッチングするための制御信号が流れる。このように制御信号が各走査配線１０１に流れることによって、各ＴＦＴスイッチ４がスイッチングされる。

信号配線３には、各画素２０のＴＦＴスイッチ４のスイッチング状態に応じて、各画素２０に蓄積された電荷に応じた電気信号が流れる。より具体的には、各信号配線３には、当該信号配線３に接続された画素２０の何れかのＴＦＴスイッチ４がＯＮされることにより蓄積された電荷量に応じた電気信号が流れる。

各信号配線３には、各信号配線３に流れ出した電気信号を検出する信号検出回路１０５が接続されている。また、各走査配線１０１には、各走査配線１０１にＴＦＴスイッチ４をＯＮ／ＯＦＦするための制御信号を出力するスキャン信号制御回路１０４が接続されている。図１及び後述する図６では、信号検出回路１０５及びスキャン信号制御回路１０４を１つに簡略化して示しているが、例えば、信号検出回路１０５及びスキャン信号制御回路１０４を複数設けて所定本（例えば、２５６本）毎に信号配線３又は走査配線１０１を接続する。例えば、信号配線３及び走査配線１０１が１０２４本ずつ設けられている場合、スキャン信号制御回路１０４を４個設けて２５６本ずつ走査配線１０１を接続し、信号検出回路１０５も４個設けて２５６本ずつ信号配線３を接続する。

信号検出回路１０５は、各信号配線３毎に、入力される電気信号を増幅する増幅回路を内蔵している。信号検出回路１０５では、各信号配線３より入力される電気信号を増幅回路により増幅してデジタルデータへ変換する。

この信号検出回路１０５及びスキャン信号制御回路１０４には、信号検出回路１０５において変換されたデジタルデータに対してノイズ除去などの所定の処理を施すとともに、信号検出回路１０５に対して信号検出のタイミングを示す制御信号を出力し、スキャン信号制御回路１０４に対してスキャン信号の出力のタイミングを示す制御信号を出力する制御部１０６が接続されている。

本実施の形態の制御部１０６は、マイクロコンピュータによって構成されており、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭおよびＲＡＭ、フラッシュメモリ等からなる不揮発性の記憶部を備えている。制御部１０６は、上記所定の処理が施された画像情報に対して、各放射線検出用の画素２０Ｂの画像情報を補間する処理（補間処理）を行って、照射された放射線が示す画像を生成する。すなわち、制御部１０６は、各放射線検出用の画素２０の画像情報を、上記所定の処理が施された画像情報に基づいて補間することで、照射された放射線が示す画像を生成する。

図２には、本実施形態に係る間接変換方式の放射線検出素子１０の構造を示す平面図が示されており、図３には、図２の放射線画像撮影用の画素２０ＡのＡ−Ａ線断面図が示されており、図４には、図２の放射線検出用の画素２０ＢのＢ−Ｂ線断面図が示されている。

図３に示すように、放射線検出素子１０の画素２０Ａは、無アルカリガラス等からなる絶縁性の基板１上に、走査配線１０１（図２参照。）、ゲート電極２が形成されており、走査配線１０１とゲート電極２は接続されている（図２参照。）。この走査配線１０１、ゲート電極２が形成された配線層（以下、この配線層を「第１信号配線層」ともいう。）は、Ａｌ若しくはＣｕ、又はＡｌ若しくはＣｕを主体とした積層膜を用いて形成されているが、これらに限定されるものではない。

この第１信号配線層上には、一面に絶縁膜１５が形成されており、ゲート電極２上に位置する部位がＴＦＴスイッチ４におけるゲート絶縁膜として作用する。この絶縁膜１５は、例えば、ＳｉＮＸ 等からなっており、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）成膜により形成される。

絶縁膜１５上のゲート電極２上には、半導体活性層８が島状に形成されている。この半導体活性層８は、ＴＦＴスイッチ４のチャネル部であり、例えば、アモルファスシリコン膜からなる。

これらの上層には、ソース電極９、及びドレイン電極１３が形成されている。このソース電極９及びドレイン電極１３が形成された配線層には、ソース電極９、ドレイン電極１３とともに、信号配線３が形成されている。ソース電極９は信号配線３に接続されている（図２参照。）。ソース電極９、ドレイン電極１３、及び信号配線３が形成された配線層（以下、この配線層を「第２信号配線層」ともいう。）は、Ａｌ若しくはＣｕ、又はＡｌ若しくはＣｕを主体とした積層膜が用いて形成されるが、これらに限定されるものではない。このソース電極９及びドレイン電極１３と半導体活性層８との間には不純物添加アモルファスシリコン等による不純物添加半導体層（不図示）が形成されている。これらによりスイッチング用のＴＦＴスイッチ４が構成される。なお、ＴＦＴスイッチ４は後述する下部電極１１により収集、蓄積される電荷の極性によってソース電極９とドレイン電極１３が逆となる。

これら第２信号配線層を覆い、基板１上の画素２０が設けられた領域のほぼ全面（ほぼ全領域）には、ＴＦＴスイッチ４や信号配線３を保護するために、ＴＦＴ保護膜層３０が形成されている。このＴＦＴ保護膜層３０は、例えば、ＳｉＮＸ 等からなっており、例えば、ＣＶＤ成膜により形成される。

このＴＦＴ保護膜層３０上には、塗布型の層間絶縁膜１２が形成されている。この層間絶縁膜１２は、低誘電率（比誘電率εｒ＝２〜４）の感光性の有機材料（例えば、ポジ型感光性アクリル系樹脂：メタクリル酸とグリシジルメタクリレートとの共重合体からなるベースポリマーに、ナフトキノンジアジド系ポジ型感光剤を混合した材料など）により１〜４μｍの膜厚で形成されている。

本実施の形態に係る放射線検出素子１０では、この層間絶縁膜１２によって層間絶縁膜１２上層と下層に配置される金属間の容量を低く抑えている。また、一般的にこのような材料は平坦化膜としての機能も有しており、下層の段差が平坦化される効果も有する。本実施の形態に係る放射線検出素子１０では、この層間絶縁膜１２及びＴＦＴ保護膜層３０のドレイン電極１３と対向する位置にコンタクトホール１７が形成されている。

層間絶縁膜１２上には、コンタクトホール１７を埋めつつ、画素領域を覆うようにセンサ部１０３の下部電極１１が形成されており、この下部電極１１は、ＴＦＴスイッチ４のドレイン電極１３と接続されている。この下部電極１１は、後述する半導体層２１が１μｍ前後と厚い場合には導電性があれば材料に制限がほとんどない。このため、Ａｌ系材料、ＩＴＯなど導電性の金属を用いて形成すれば問題ない。

一方、半導体層２１の膜厚が薄い場合（０．２〜０．５μｍ前後）、半導体層２１で光が吸収が十分でないため、ＴＦＴスイッチ４への光照射によるリーク電流の増加を防ぐため、遮光性メタルを主体とする合金、若しくは積層膜とすることが好ましい。

下部電極１１上には、フォトダイオードとして機能する半導体層２１が形成されている。本実施の形態では、半導体層２１として、ｎ＋層、ｉ層、ｐ＋層（ｎ＋アモルファスシリコン、アモルファスシリコン、ｐ＋アモルファスシリコン）を積層したＰＩＮ構造のフォトダイオードを採用しており、下層からｎ＋層２１Ａ、ｉ層２１Ｂ、ｐ＋層２１Ｃを順に積層して形成する。ｉ層２１Ｂは、光が照射されることにより電荷（自由電子と自由正孔のペア）が発生する。ｎ＋層２１Ａ及びｐ＋層２１Ｃは、コンタクト層として機能し、下部電極１１及び後述する上部電極２２とｉ層２１Ｂをと電気的に接続する。

また、本実施の形態では、下部電極１１を半導体層２１よりも大きくしており、また、ＴＦＴスイッチ４の光の照射側を半導体層２１で覆っている。これにより、画素領域内での光を受光できる面積の割合（所謂、フィルファクタ）を大きくしており、また、ＴＦＴスイッチ４への光入射を抑制している。

各半導体層２１上には、それぞれ個別に上部電極２２が形成されている。この上部電極２２には、例えば、ＩＴＯやＩＺＯ（酸化亜鉛インジウム）などの光透過性の高い材料を用いている。本実施の形態に係る放射線検出素子１０では、上部電極２２や半導体層２１、下部電極１１を含んでセンサ部１０３が構成されている。

層間絶縁膜１２、半導体層２１及び上部電極２２上には、上部電極２２に対応する一部で開口２７Ａを持ち、各半導体層２１を覆うように、塗布型の層間絶縁膜２３が形成されている。

この層間絶縁膜２３上には、共通電極配線２５がＡｌ若しくはＣｕ、又はＡｌ若しくはＣｕを主体とした合金あるいは積層膜で形成されている。共通電極配線２５は、開口２７Ａ付近にコンタクトパッド２７が形成され、層間絶縁膜２３の開口２７Ａを介して上部電極２２と電気的に接続される。

一方、図４に示すように、放射線検出素子１０の放射線検出用の画素２０Ｂでは、ソース電極９とドレイン電極１３とが接触するようにＴＦＴスイッチ４が形成されている。すなわち、画素２０Ｂでは、ＴＦＴスイッチ４のソースとドレインが短絡している。これにより、画素２０Ｂでは、下部電極１１に収集された電荷がＴＦＴスイッチ４のスイッチング状態にかかわらず信号配線３に流れ出す。

このように形成された放射線検出素子１０には、必要に応じてさらに光吸収性の低い絶縁性の材料により保護膜が形成されて、その表面に光吸収性の低い接着樹脂を用いてＧＯＳ等からなるシンチレータが貼り付けられる。

次に、画素２０Ｂの形成方法の一例を説明する。放射線検出素子１０のアクティブエリアがフォトマスクより大きい場合、図５に示すように、アクティブエリア５０を分割して、分割された領域毎に露光する。なお、図５の例では、アクティブエリア５０を５×６ショットに分割している。図５には、分割された各領域が示されており、本実施の形態では、放射線検出素子１０の第２信号配線層を形成する際に、２種類のフォトマスクを用いて露光を行っており、「Ｓｈｏｔ Ａ」の領域では、一部の画素２０においてソース電極９とドレイン電極１３とが接触するように形成されたフォトマスクを用いて露光を行い、「Ｓｈｏｔ Ｂ」の領域では、各画素２０においてソース電極９とドレイン電極１３とが分離するように形成されたフォトマスクを用いて露光を行う。このとき、Ｓｈｏｔ Ａ用のフォトマスクは、画素２０Ｂが一画素以上の間隔で画素２０Ｂが連続して配置されないように形成することが望ましい。これにより、制御部１０６での補間処理によって生成される画像の画質が、放射線検出用の画素２０Ｂが連続して配置された場合と比較して良好となる。

ここで、放射線検出素子１０には、図６に示すように、放射線検出用の画素２０Ｂが特定の信号配線３（ここでは、Ｄ２及びＤ６の信号配線３）に対して複数配置されるように形成することが好ましい。図６では、簡略化して示しているが、信号配線３が１０２４本ずつ設けられている場合、例えば、配置位置が均等にとなるように１２８ライン毎に８本の信号配線３に１６画素ずつ画素２０Ｂを形成する。この場合、画素２０Ｂの画素数は１２８画素となり、画素２０が１０２４×１０２４個である場合、全体の０．０１％が画素２０Ｂとなる。全画素２０に対する放射線検出用の画素２０Ｂの割合は、これに限定されず、様々が考えられるが、この割合は、制御部１０６での補間処理の精度などに基づいて定めることもできる。例えば、この補間処理によって生成される画像の画質が良好である場合には、全画素２０に対する放射線検出用の画素２０Ｂの割合は、例えば、１％位程度としてもよく、さらに比率を高くしてもよい。

次に、図７を用いて、上記構成の放射線画像撮影装置１００による放射線画像を撮影する際の動作の流れについて簡単に説明する。

放射線検出素子１０は、放射線が照射されていない状態であっても暗電流等によって電荷が発生して各画素２０に電荷が蓄積される。このため、放射線画像撮影装置１００では、待機状態の間も放射線検出素子１０の各画素２０に蓄積された電荷を取り出して除去するリセット動作を繰り返し行っている。このリセット動作で読み出された電荷による情報は、暗電流等により放射線画像に発生するオフセットの補正に利用される。

放射線画像撮影装置１００は、放射線の照射開始を検出して放射線検出素子１０の各画素２０で電荷の蓄積を開始することにより放射線画像を撮影するものとされている。放射線画像の撮影を行う際、放射線画像撮影装置１００には、撮影モードへの移行が通知される。

放射線画像撮影装置１００は、撮影モードへの移行が通知されると、放射線の検出を行う放射線検出待ち状態に移行し、放射線を検出すると放射線検出素子１０で電荷を蓄積する電荷蓄積状態に移行し、放射線を検出してから所定時間後に蓄積された電荷の読み出す電荷読出状態に移行し、電荷の読み出し終了後、待機状態に移行する。

図８、図９には、第１の実施の形態に係る放射線画像撮影装置１００により放射線画像を撮影する際の動作の流れを示すタイミングチャートが示されている。

制御部１０６は、待機状態の場合、スキャン信号制御回路１０４を制御して、図８に示すように、スキャン信号制御回路１０４から１ラインずつ順に各走査配線１０１にＯＮ信号（電位ＶｇＨの信号）を出力させ、各走査配線１０１に接続された各ＴＦＴスイッチ４を１ラインずつ順にＯＮさせて電荷の取り出しを行う。これにより、１ラインずつ順に各画素２０に蓄積された電荷が電気信号として各信号配線３に流れ出す。制御部１０６は、動作状態が待機状態である間、所定期間経過後に、１ラインずつ順に各走査配線１０１にＯＮ信号を出力させて放射線検出素子１０の各画素２０の各々に蓄積された電荷を取り出して１フレーム分リセットするリセット動作を繰り返す。

制御部１０６は、撮影モードへの移行が通知されると放射線検出待ち状態に移行し、スキャン信号制御回路１０４を制御して、図９に示すように、スキャン信号制御回路１０４から各走査配線１０１にＯＦＦ信号（電位Ｖｇｌの信号）を出力させると共に、所定周期１Ｈで信号検出回路１０５により画素２０Ｂが接続された信号配線３（図６の場合、Ｄ２、Ｄ６の少なくとも一方、例えば、Ｄ２）に流れる電気信号をデジタルデータに変換させて放射線の検出を行うサンプリングを繰り返す。信号検出回路１０５は、Ｄ２の信号配線３を流れる電気信号を増幅回路により増幅してデジタルデータへ変換し、制御部１０６へ出力する。なお、所定周期１Ｈを、スキャン信号制御回路１０４から１ラインずつ順に各走査配線１０１にＯＮ信号を出力して画像の読み出しや、リセット動作を行う際の１ラインに対する周期と同一としているが、必ずしも同一にする必要はなく、所定周期１Ｈを、画像の読み出しやリセット動作を行う際の１ラインに対する周期より短くしてもよい。

放射線画像撮影装置１００は、放射線を発生する放射線発生装置と間隔を空けて配置され、被験者を透過した放射線が照射される。

放射線が照射されると、照射された放射線は、シンチレータに吸収され、可視光に変換される。なお、放射線は、放射線検出素子１０の表側、裏側の何れから照射されてもかまわない。シンチレータで可視光に変換された光は、各画素２０のセンサ部１０３に照射される。

センサ部１０３では、光が照射されると内部に電荷が発生する。この発生した電荷は下部電極１１により収集される。

画素２０Ａでは、ドレイン電極１３とソース電極９が短絡していないため、下部電極１１に収集された電荷が蓄積されるが、画素２０Ｂでは、ドレイン電極１３とソース電極９が短絡しているため、下部電極１１に収集された電荷が信号配線３に流れ出す。

本実施の形態では、図６に示すように、放射線検出用の画素２０Ｂを特定の信号配線３（ここでは、Ｄ２及びＤ６の信号配線３）に対して選択的に配置している。画素２０Ｂから流れ出した電気信号は、当該特定の信号配線３毎に積算される。すなわち、画素２０Ｂを特定の信号配線３に複数配置することにより、放射線による電気信号のレベルの変化が大きくなるため、放射線の検出精度を高めることができる。

制御部１０６は、信号検出回路１０５により変換された、画素２０Ｂが接続された信号配線３（図６の場合、Ｄ２、Ｄ６の少なくとも一方、例えば、Ｄ２）のデジタルデータの値を予め定めた放射線検知用のしきい値と比較し、しきい値以上となった否かにより放射線が照射されたか否かの検出を行う。

制御部１０６は、放射線の照射を検出すると、所定の蓄積期間経過後に、スキャン信号制御回路１０４を制御してスキャン信号制御回路１０４から１ラインずつ順に各走査配線１０１にＯＮ信号を出力させ、ＴＦＴスイッチ４のゲート電極２に走査配線１０１を介して順次ＯＮ信号を印加する。これにより、複数配置された画素２０ＡのＴＦＴスイッチ４が順次ＯＮされ、各画素２０Ａに蓄積された電荷量に応じた電気信号が信号配線３に流れ出す。信号検出回路１０５は、各信号配線３に流れる電気信号をデジタルデータへ変換する。制御部１０６は、変換されたデジタルデータに対して所定の処理を施し、所定の処理が施された画像情報に対して、各放射線検出用の画素２０Ｂの画像情報を補間する処理を行って、照射された放射線が示す画像を生成する。

このように、本実施の形態によれば、放射線画像撮影用の画素２０Ａ及び放射線検出用の画素２０Ｂを放射線検出素子１０の放射線画像が撮影可能な撮影領域に設けることにより、放射線の照射領域を狭く設定された場合でも、放射線を確実に検出できる。

また、本実施の形態によれば、放射線画像撮影用の信号検出回路１０５で放射線照射の検出も行えるため、別途、専用の検出回路を設ける必要がない。

また、本実施の形態によれば、放射線検出用の画素２０Ｂを放射線画像撮影用の画素２０Ａと同一形状とし、分散して配置したことにより、アーティファクト発生や撮影される放射線画像の画質の低下を防ぐことができる。

また、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置１００では、画素２０ＢはＴＦＴスイッチ４のスイッチング状態にかかわらず電気信号が信号配線３に流れ出すため、スキャン信号制御回路１０４により各走査配線１０１にＯＦＦ信号を出力しているオフ期間でも、信号検出回路１０５のサンプリングにより放射線の検出が可能となる。

また、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置１００では、放射線の照射開始を検出して放射線検出素子１０の各画素２０で電荷の蓄積を開始するため、放射線の照射が検出されるまでの期間に照射された放射線が放射線画像に寄与しなくなるが、通常の撮影での放射線の照射期間は１００ｍｓ以上であり、所定周期１Ｈは１００μｓ前後であるため、照射された放射線をほとんどロスせず利用できる。

また、本実施の形態によれば、特定の信号配線３上に複数（本実施の形態では１６画素）の放射線検出用の画素２０Ｂを集中して配置したことにより、画素２０Ｂを１つしか設けていない場合の複数倍（本実施の形態では１６倍）の電荷を得ることができる。これにより、放射線のエネルギーが少ない段階で放射線の照射を検出でき、蓄積動作に移行することができる。すなわち、放射線のロスを低減することが可能である。特に、Ｘ線は応答特性が緩慢で、照射初期は高いエネルギーが出ない場合が多い。このため、特定の信号配線３上に複数の放射線検出用の画素２０Ｂを集中して配置することにより、Ｘ線の照射開始の検出精度が向上する。

［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態について説明する。

第２の実施の形態に係る放射線検出素子１０及び放射線画像撮影装置１００の構成、並びに放射線画像を撮影する際の概略的な動作の流れは、第１の実施の形態（図１〜図７参照）と同一であるので、説明を省略する。

図１０には、第２の実施の形態に係る放射線画像撮影装置１００により放射線画像を撮影する際の動作の流れを示すタイミングチャートが示されている。

制御部１０６は、撮影モードへの移行が通知されると放射線検出待ち状態に移行し、スキャン信号制御回路１０４を制御して、スキャン信号制御回路１０４から各走査配線１０１にＯＦＦ信号を出力させると共に、所定周期１Ｈで信号検出回路１０５により画素２０Ｂが接続された信号配線３（図６の場合、Ｄ２、Ｄ６の少なくとも一方、例えば、Ｄ２）に流れる電気信号をデジタルデータに変換させて放射線の検出を行うサンプリングを繰り返す。

しかし、放射線の検出待ち期間が長くなると暗電流等によって各画素２０に電荷が蓄積される。そこで、本実施の形態では、制御部１０６が定期的にスキャン信号制御回路１０４を制御して全走査配線１０１に対してＯＮ信号を出力させて放射線検出素子１０の各画素２０の各々に蓄積された電荷を取り出すリセット動作を行う。

また、制御部１０６は、信号検出回路１０５により変換された、画素２０Ｂが接続された信号配線３のデジタルデータの値を予め定めた放射線検知用のしきい値と比較し、しきい値以上となった否かにより放射線が照射されたか否かの検出を行う。

制御部１０６は、放射線の照射を検出すると、リセット動作を停止して放射線検出素子１０の各画素２０Ａに電荷を蓄積させ、所定の蓄積期間経過後に、スキャン信号制御回路１０４を制御してスキャン信号制御回路１０４から１ラインずつ順に各走査配線１０１にＯＮ信号を出力させ、ＴＦＴスイッチ４のゲート電極２に走査配線１０１を介して順次ＯＮ信号を印加する。これにより、放射線検出素子１０の各画素２０ＡのＴＦＴスイッチ４が順次ＯＮされ、各画素２０Ａに蓄積された電荷量に応じた電気信号が信号配線３に流れ出す。信号検出回路１０５は、各信号配線３に流れる電気信号をデジタルデータへ変換し、制御部１０６は、変換されたデジタルデータに対して所定の処理を施し、所定の処理が施された画像情報に対して、各放射線検出用の画素２０Ｂの画像情報を補間する処理を行って、照射された放射線が示す画像を生成する。

このように本実施の形態よれば、放射線検出待ち状態の間、信号配線３にリセット動作による電気信号も流れるが、特定の信号配線３に放射線検出用の画素２０Ｂを複数配置しているため、電気信号のレベルから放射線の照射とリセット動作の判別が行い易い。

また、本実施の形態よれば、全走査配線１０１に対してＯＮ信号を出力するリセット動作時に放射線が照射された場合、周期１Ｈ遅いタイミングで放射線が検出されるが上述のように、通常の撮影での放射線の照射期間は１００ｍｓ以上であり、周期１Ｈは１００μｓ前後であるため、照射された放射線の０．１％程度のロスで抑えることができる。

また、本実施の形態によれば、全走査配線１０１に対してＯＮ信号を出力するリセット動作時を行うので、リセット動作を停止したことによる画像の段差が発生することがない。 ［第３の実施の形態］
次に、第３の実施の形態について説明する。

第３の実施の形態に係る放射線検出素子１０及び放射線画像撮影装置１００の構成、並びに放射線画像を撮影する際の概略的な動作の流れは、第１の実施の形態（図１〜図７参照）と同一であるので、説明を省略する。

図１１には、第３の実施の形態に係る放射線画像撮影装置１００により放射線画像を撮影する際の動作の流れを示すタイミングチャートが示されている。

制御部１０６は、撮影モードへの移行が通知されると放射線検出待ち状態に移行し、スキャン信号制御回路１０４を制御して、スキャン信号制御回路１０４から各走査配線１０１にＯＦＦ信号を出力させると共に、所定周期１Ｈで信号検出回路１０５により画素２０Ｂが接続された信号配線３（図６の場合、Ｄ２、Ｄ６の少なくとも一方、例えば、Ｄ２）に流れる電気信号をデジタルデータに変換させて放射線の検出を行うサンプリングを繰り返す。

しかし、放射線の検出待ち期間が長くなると暗電流等によって各画素２０に電荷が蓄積される。そこで、本実施の形態では、制御部１０６がスキャン信号制御回路１０４を制御して、待機状態と同様にスキャン信号制御回路１０４から１ラインずつ順に各走査配線１０１にＯＮ信号を出力させ、各走査配線１０１に接続された各ＴＦＴスイッチ４を１ラインずつ順にＯＮさせて放射線検出素子１０の各画素２０の各々に蓄積された電荷を取り出すリセット動作を行う。

また、制御部１０６は、信号検出回路１０５により変換された、画素２０Ｂが接続された信号配線３のデジタルデータの値を予め定めた放射線検知用のしきい値と比較し、しきい値以上となった否かにより放射線が照射されたか否かの検出を行う。

制御部１０６は、放射線の照射を検出すると、リセット動作を停止して放射線検出素子１０の各画素２０Ａに電荷を蓄積させ、所定の蓄積期間経過後に、スキャン信号制御回路１０４を制御してスキャン信号制御回路１０４から１ラインずつ順に各走査配線１０１にＯＮ信号を出力させ、ＴＦＴスイッチ４のゲート電極２に走査配線１０１を介して順次ＯＮ信号を印加する。これにより、放射線検出素子１０の各画素２０ＡのＴＦＴスイッチ４が順次ＯＮされ、各画素２０Ａに蓄積された電荷量に応じた電気信号が信号配線３に流れ出す。信号検出回路１０５は、各信号配線３に流れる電気信号をデジタルデータへ変換し、制御部１０６は、変換されたデジタルデータに対して所定の処理を施し、所定の処理が施された画像情報に対して、各放射線検出用の画素２０Ｂの画像情報を補間する処理を行って、照射された放射線が示す画像を生成する。

このように本実施の形態よれば、放射線の検出待ち期間の間、リセット動作による電気信号も信号配線３に流れるが、特定の信号配線３に放射線検出用の画素２０Ｂを複数配置しているため、電気信号のレベルから放射線の照射とリセット動作の判別が行い易い。

また、本実施の形態よれば、放射線検出待ち状態の間、待機状態と同様のリセット動作を行っているため、最新のオフセット補正用のデータを取得できる。放射線検出素子１０の各画素２０に発生するオフセットは、放射線検出素子１０の状態に応じて経時的に変化する場合があるため、最新のオフセット補正用のデータを元に補正を行うことにより放射線画像のノイズを減らすことができる。

また、本実施の形態よれば、放射線の照射を検出した時点でリセット動作を停止するため、リセット動作による放射線のロスを１ライン分のみに抑えられる。放射線の照射開示時点の放射線が小さい場合には、放射線のロスの割合が小さいので、そのままの画像を用いることも可能である。リセット動作を停止したことにより、放射線画像に停止したラインで画像に段差が発生する場合は、段差に隣接ラインの画像情報から補間処理を行うことにより段差を補正することもできる。

［第４の実施の形態］
次に、第４の実施の形態について説明する。

第４の実施の形態に係る放射線検出素子１０及び放射線画像撮影装置１００の構成、並びに放射線画像を撮影する際の概略的な動作の流れは、第１の実施の形態（図１〜図７参照）と同一であるので、説明を省略する。

図１２には、第４の実施の形態に係る放射線画像撮影装置１００により放射線画像を撮影する際の動作の流れを示すタイミングチャートが示されている。

第４の実施の形態に係る放射線画像撮影装置１００では、上記第１の実施の形態と同様の流れで、スキャン信号制御回路１０４から各走査配線１０１にＯＦＦ信号（電位Ｖｇｌの信号）を出力させると共に、所定周期１Ｈで信号検出回路１０５により画素２０Ｂが接続された信号配線３（図６の場合、Ｄ２、Ｄ６の少なくとも一方、例えば、Ｄ２）に流れる電気信号をデジタルデータに変換させて放射線の検出を行うサンプリングを繰り返す。

そして、制御部１０６は、放射線の照射検出後も所定周期１Ｈで信号検出回路１０５により画素２０Ｂが接続された信号配線３に流れる電気信号をデジタルデータに変換させて放射線の検出を行うサンプリングを繰り返す。

放射線発生装置からの放射線の照射が終了すると、画素２０Ｂで発生する電荷が減少し信号配線３に流れる電気信号のレベルが低下する。

制御部１０６は、信号検出回路１０５により変換された、画素２０Ｂが接続された信号配線３のデジタルデータの値を予め定めた放射線検知用のしきい値と比較し、しきい値未満となった否かにより放射線が照射が終了したか否かの検出を行う。

制御部１０６は、放射線の照射終了を検出すると、検出した時点を起点に所定の終了待機期間だけ待機した後に、スキャン信号制御回路１０４を制御してスキャン信号制御回路１０４から１ラインずつ順に各走査配線１０１にＯＮ信号を出力させ、ＴＦＴスイッチ４のゲート電極２に走査配線１０１を介して順次ＯＮ信号を印加して放射線検出素子１０の各画素２０Ａに蓄積された電荷を電気信号として読み出し、読み出した電気信号から放射線が示す画像を生成する。なお、制御部１０６は、放射線の照射終了を検出したタイミングですぐにスキャン信号制御回路１０４を制御してスキャン信号制御回路１０４から１ラインずつ順に各走査配線１０１にＯＮ信号を出力させてもよい。

このように本実施の形態よれば、放射線の照射期間中も画素２０Ｂが接続された信号配線３のサンプリングを行うことにより、放射線が照射終了のタイミングを検出できる。

［第５の実施の形態］
次に、第５の実施の形態について説明する。

第５の実施の形態に係る放射線検出素子１０及び放射線画像撮影装置１００の構成、並びに放射線画像を撮影する際の概略的な動作の流れは、第１の実施の形態（図１〜図７参照）と同一であるので、説明を省略する。

ところで、放射線検出素子１０は、上述のように、放射線が照射されていない状態であっても暗電流等によって電荷が発生して各画素２０に電荷が蓄積される。このため、放射線画像撮影装置１００では、待機状態の間も放射線検出素子１０の各画素２０に蓄積された電荷を取り出して除去するリセット動作を繰り返し行っている。このリセット動作により、各信号配線３には、放射線が照射されてない状態でも暗電流等によって発生した電荷による電気信号（所謂オフセット）が流れる。このリセット動作で読み出された電荷による情報は、暗電流等により放射線画像に発生するオフセットの補正に利用される。

また、放射線検出素子１０は、各信号配線３に、衝撃、温度など様々な外乱要因に起因してノイズが発生する場合がある。よって、各信号配線３を流れる電気信号には、暗電流等によるオフセットとノイズが含まれる場合がある。特に、外乱要因に起因して発生するノイズは、電気信号の変化も大きいという特徴がある。

このため、画素２０Ｂが接続された信号配線３（図６の場合、Ｄ２、Ｄ６の少なくとも一方）に流れる電気信号をデジタルデータに変換し、変換されたデジタルデータの値を予め定めた放射線検知用のしきい値と比較し、しきい値以上となった否かにより放射線が照射されたか否かの検出を行うものとした場合、各信号配線３に重畳されるノイズによる放射線の照射開始誤検知を防止するため、放射線検知用のしきい値を大きくする必要がある。しかしながら、放射線検知用のしきい値を大きくした場合、放射線の照射開始の検出タイミングが遅くなる。

そこで、本実施の形態では、信号検出回路１０５により、図１３に示すように、所定周期１Ｈで画素２０Ｂが接続された信号配線３（図１３の場合、Ｄ２、Ｄ６の少なくとも一方、ここでは、Ｄ６）に流れる電気信号と共に、画素２０Ｂが接続されていない信号配線３（図１３の場合、Ｄ１、Ｄ３〜Ｄ５、Ｄ７、Ｄ８、ここでは、Ｄ７）に流れる電気信号もデジタルデータに変換させて放射線の検出を行うサンプリングを繰り返す。画素２０Ｂが接続された信号配線３と共にサンプリングを行う信号配線３は、各信号配線３に発生するノイズが同様の場合、画素２０Ｂが接続されていなければいずれでもよいが、放射線検出素子１０内での信号配線３の位置により発生するノイズにムラがある場合、画素２０Ｂが接続されたサンプリング対象の信号配線３に近く、当該信号配線３と同じ信号検出回路１０５に接続されていることが好ましい。本実施の形態では、画素２０Ｂが接続されたサンプリング対象のＤ６の信号配線３の隣に配設されたＤ７の信号配線３のサンプリングを行う。

制御部１０６では、信号検出回路１０５により変換された、画素２０Ｂが接続されたＤ６の信号配線３のデジタルデータの値から画素２０Ｂが接続されていないＤ７の信号配線３のデジタルデータの値を減算し、減算されたデジタルデータの値を予め定めた放射線検知用のしきい値と比較し、しきい値以上となった否かにより放射線が照射されたか否かの検出を行う。

図１４には、第５の実施の形態に係る放射線画像撮影装置１００により放射線画像を撮影する際の動作の流れを示すタイミングチャートが示されている。

第５の実施の形態に係る放射線画像撮影装置１００では、上記第１の実施の形態と同様の流れで、スキャン信号制御回路１０４から各走査配線１０１にＯＦＦ信号（電位Ｖｇｌの信号）を出力させると共に、当該所定周期１Ｈで信号検出回路１０５により画素２０Ｂが接続された信号配線３（図１３の場合、例えば、Ｄ６）及び画素２０Ｂが接続されていない信号配線３（図１３の場合、例えば、Ｄ７）にそれぞれ流れる電気信号をデジタルデータに変換させて放射線の検出を行うサンプリングを繰り返す。信号検出回路１０５は、Ｄ６の信号配線３及びＤ７の信号配線３を流れる電気信号をそれぞれ増幅回路により増幅してそれぞれデジタルデータへ変換し、制御部１０６へ出力する。

また、第５の実施の形態では、第３の実施の形態と同様に、放射線の検出待ち期間の間も、制御部１０６がスキャン信号制御回路１０４を制御して、待機状態と同様にスキャン信号制御回路１０４から１ラインずつ順に各走査配線１０１にＯＮ信号を出力させ、各走査配線１０１に接続された各ＴＦＴスイッチ４を１ラインずつ順にＯＮさせて放射線検出素子１０の各画素２０の各々に蓄積された電荷を取り出すリセット動作を行う。

制御部１０６は、信号検出回路１０５により変換された、画素２０Ｂが接続されたＤ６の信号配線３のデジタルデータの値から画素２０Ｂが接続されていないＤ７の信号配線３のデジタルデータの値を減算し、減算されたデジタルデータの値を予め定めた放射線検知用のしきい値と比較し、しきい値以上となった否かにより放射線が照射されたか否かの検出を行う。

図１５には、本実施の形態に係る放射線検出素子１０のＤ６とＤ７の信号配線３に注目した等価回路図が示されている。なお、図１５では、信号配線３と走査配線１０１とが交差することによる容量をコンデンサとして各交差部に図示している。

各信号配線３に外乱要因に起因してノイズが発生した場合、Ｄ６及びＤ７の信号配線３には、隣合うため略同一のノイズが発生する。また、放射線が照射された場合、Ｄ６の信号配線３には、放射線検出用の画素２０Ｂからの電気信号も流れる。

このため、Ｄ６とＤ７の信号配線３を流れる電気信号をデジタルデータに変換し、変換されたＤ６の信号配線３のデジタルデータの値からＤ７の信号配線３のデジタルデータの値を減算することにより、ノイズ分の値がキャンセルすることができる。

このように、本実施の形態よれば、各信号配線３に外乱要因に起因してノイズが発生する場合でも、画素２０Ｂが接続されたＤ６の信号配線３のデジタルデータの値から画素２０Ｂが接続されていないＤ７の信号配線３のデジタルデータの値を減算することにより、ノイズ分の値がキャンセルすることができる。さらに、各信号配線３に同様のオフセットが発生する場合、オフセット分の値もキャンセルすることができる。このように、各信号配線３にノイズが発生する場合でも、ノイズ分やオフセット分の値をキャンセルできることにより、放射線検知用のしきい値をノイズ分を考慮して高くする必要がなくなるため、放射線の照射開始をより早く検出できる。

なお、上記各実施の形態では、放射線検出用の画素２０Ｂでソースとドレインが短絡させてＴＦＴスイッチ４を形成した場合ついて説明したが、例えば、ＴＦＴスイッチ４を形成せずに、センサ部１０３を信号配線３に直接接続するようにしてもよい。

例えば、図１６に示すように、放射線検出用の画素２０Ｂでは、ゲート電極２や半導体活性層８を設けずに、ソース電極９とドレイン電極１３を接続させて、センサ部１０３の下部電極１１と信号配線３を電気的に接続する接続配線８０としてもよい。このような場合、図１７に示すように、放射線画像撮影用の画素２０Ａは、センサ部１０３がＴＦＴスイッチ４を介して信号配線３に電気的に接続されているが、放射線検出用の画素２０Ｂは、ＴＦＴスイッチ４が設けられておらず、センサ部１０３が信号配線３に電気的に直接接続されていることとなる。

また、上記各実施の形態では、放射線検出用の画素２０Ｂでソースとドレインが短絡させてＴＦＴスイッチ４を形成した場合ついて説明したが、例えば、図１８に示すように、ドレイン電極１３の途中から接続配線８２を形成して信号配線３と接続するようにしてもよい。この場合も、ＴＦＴスイッチ４のソースとドレインは実質的に短絡していることとなる。上記実施の形態や図１８に示すように、ＴＦＴスイッチ４のソースとドレインを短絡させる場合、図１９に示すようにゲート電極２を走査配線１０１から離して形成するようにしてもよい。

また、例えば、図２１に示すように、放射線検出用の画素２０Ｂでは、接続配線８２を形成して接続配線８２及びコンタクトホール１７を介して、センサ部１０３と信号配線３とを接続し、ドレイン電極１３とコンタクトホール１７の間を電気的に切断してもよい。

放射線検出用の画素２０Ｂは、図２及び図４に示すように、ＴＦＴスイッチ４のソース電極９とドレイン電極１３を短絡させた場合、ゲート電極２とドレイン電極１３間の容量Ｃｇｄが通常の放射線画像撮影用の画素２０Ａよりも大きくなる。これにより、放射線検出素子１０では、放射線検出用の画素２０Ｂが接続された信号配線３と放射線検出用の画素２０Ｂが接続されていない他の信号配線３との配線容量の差からオフセット電荷量に差が生じる
一方、放射線検出用の画素２０Ｂは、図１６に示すように、ゲート電極２や半導体活性層８を設けずに、ソース電極９とドレイン電極１３を接続した場合、ＴＦＴスイッチ４が無いため、容量Ｃｇｄがゼロになる。しかし、放射線検出素子１０では、放射線検出用の画素２０Ｂが接続された信号配線３と放射線検出用の画素２０Ｂが接続されていない他の信号配線３との配線容量が差が大きくなり、放射線検出用の画素２０Ｂが接続された信号配線３と放射線検出用の画素２０Ｂが接続されていない他の信号配線３のフィードスルー電圧に差異が生じ、オフセット電荷量に差異が生じる。

これに対し、放射線検出用の画素２０Ｂは、図１８に示すように、ドレイン電極１３の途中から接続配線８２を形成してセンサ部１０３と信号配線３とを接続させた場合、放射線検出用の画素２０Ｂが接続された信号配線３と放射線検出用の画素２０Ｂが接続されていない他の信号配線３との配線容量の差を小さくできる。また、放射線検出用の画素２０Ｂは、図２１に示すように、接続配線８２を形成してセンサ部１０３と信号配線３とを接続させると共に、ドレイン電極１３とコンタクトホール１７の間を電気的に切断すると、放射線検出用の画素２０Ｂが接続された信号配線３と放射線検出用の画素２０Ｂが接続されていない他の信号配線３との配線容量の差をさらに小さくすることができる。

ここで、放射線画像撮影用の画素２０Ａと、図２及び図４に示すようにＴＦＴスイッチ４のソース電極９とドレイン電極１３を短絡させた放射線検出用の画素２０Ｂ（以下、画素２０Ｂ−１と記す。）と、図１６に示すようにゲート電極２や半導体活性層８を設けずに、ソース電極９とドレイン電極１３を接続した放射線検出用の画素２０Ｂ（以下、画素２０Ｂ−２と記す。）と、図１８に示すように、ドレイン電極１３の途中から接続配線８２を形成してセンサ部１０３と信号配線３とを接続させた放射線検出用の画素２０Ｂ（以下、画素２０Ｂ−３と記す。）と、図２１に示すように接続配線８２を形成してセンサ部１０３と信号配線３とを接続させると共にドレイン電極１３とコンタクトホール１７の間を電気的に切断した放射線検出用の画素２０Ｂ（以下、画素２０Ｂ−４と記す。）のフィードスルー電荷、及び配線容量について具体的な比較を行う。

Ｃｇｄ：ゲート電極２とドレイン電極１３間の容量
Ｖｐｐ：ＶｇＨ（ＴＦＴスイッチ４をＯＮする制御信号の電圧）−Ｖｇｌ（ＴＦＴスイッチ４をＯＦＦする制御信号の電圧）
Ｃａ−Ｓｉ：ＴＦＴスイッチ４のチャネル部の容量
Ｃｇｓ：ゲート電極２とソース電極９間の容量
Ｃｔｆｔ：１つのＴＦＴスイッチ４当たりの走査配線１０１の容量への寄与分
Ｃｐｄ：センサ部１０３の容量
Ｃｓｄ：下部電極１１とその下部電極１１を含む画素２０の両側の信号配線３との容量
とした場合、画素２０Ａ及び画素２０Ｂ―１〜２０Ｂ−４のフィードスルー電荷ΔＱは以下のようになる。
画素２０Ａ ：ΔＱ＝Ｃｇｄ×Ｖｐｐ （１）
画素２０Ｂ−１：ΔＱ＝（Ｃｇｄ＋Ｃａ−Ｓｉ+Ｃｇｓ）×Ｖｐｐ ≒ ４Ｃｇｄ×Ｖｐｐ （２）
画素２０Ｂ−２：ΔＱ＝０ （３）
画素２０Ｂ−３：ΔＱ＝（Ｃｇｄ＋Ｃｇｓ）×Ｖｐｐ＝２Ｃｇｄ×Ｖｐｐ （４）
画素２０Ｂ−４：ΔＱ＝Ｃｇｄ×Ｖｐｐ （５）
よって、フィードスルー電荷ΔＱが画素２０Ａに近い画素２０Ｂ−４が好ましく、また、画素２０Ｂ−３も画素２０Ｂ−１より好ましい。

一方、画素２０Ａ及び画素２０Ｂ―１〜２０Ｂ−４の１つのＴＦＴスイッチ４当たりの走査配線１０１の容量への寄与分Ｃｔｆｔは以下のようになる。
画素２０Ａ ：Ｃｔｆｔ＝Ｃｇｄ＋Ｃｇｓ//（Ｃｐｄ＋Ｃｓｄ）
＝Ｃｇｄ＋｛Ｃｇｓ（Ｃｐｄ＋Ｃｓｄ）／（Ｃｇｓ＋Ｃｐｄ＋Ｃｓｄ｝
ここで、（Ｃｐｄ≧Ｃｇｓ）及び（Ｃｐｄ≧Ｃｓｄ）であるためＣｇｓ、Ｃｓｄを無視できるため
≒Ｃｇｄ＋Ｃｇｓ≒２Ｃｇｄ （６）
画素２０Ｂ−１：Ｃｔｆｔ＝Ｃｇｄ＋Ｃａ−Ｓｉ＋Ｃｇｓ ≒ ４Ｃｇｄ （７）
画素２０Ｂ−２：Ｃｔｆｔ＝０ （８）
画素２０Ｂ−３：Ｃｔｆｔ＝Ｃｇｄ＋Ｃｇｓ ≒２Ｃｇｄ （９）
画素２０Ｂ−４：Ｃｔｆｔ＝Ｃｇｄ （１０）
よって、配線容量の変化を小さく押えようとした場合、容量Ｃｔｆｔが画素２０Ａに近い画素２０Ｂ−３が好ましい。

フィードスルー電荷は、画質面への影響が大きいため、画素２０Ｂ−４の構成をとることで他の画素とフィードスルー成分を揃えることができる。これにより、放射線検知用の画素２０Ｂでオフセット値が変動する現象を抑制することができる。また、画素２０Ｂ−３の構成であっても、画素２０Ｂ−１に比べるとフィードスルーを半減できるため効果がある。

また、上記第５の実施の形態では、所定周期１Ｈで画素２０Ｂが接続されたＤ６の信号配線３と共に、Ｄ６の信号配線３の隣に配設された画素２０Ｂが接続されていないＤ７の信号配線３に流れる電気信号のサンプリングを行い、Ｄ６の信号配線３のデジタルデータの値からＤ７の信号配線３のデジタルデータの値を減算することにより、ノイズをキャンセルする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、図２０に示すように、Ｄ６の信号配線３の両隣に配設されたＤ５、及びＤ７の信号配線３に流れる電気信号のサンプリングを行い、Ｄ５、及びＤ７の信号配線３のデジタルデータの値の平均値を求め、画素２０Ｂが接続されたＤ６の信号配線３のデジタルデータの値から当該平均値を減算するようにしてもよい。すなわち、画素２０Ｂが接続されていない複数の信号配線３に流れる電気信号を検出してデジタルデータをそれぞれ求め、求めたデジタルデータの値の平均値を求めて、画素２０Ｂが接続されたＤ６の信号配線３のデジタルデータの値から当該平均値を減算するようにしてもよい。この場合も、画素２０Ｂが接続された信号配線３と共にサンプリングを行う信号配線３は、各信号配線３に発生するノイズが同様の場合、画素２０Ｂが接続されていなければいずれでもよいが、放射線検出素子１０内での信号配線３の位置により発生するノイズにムラがある場合、画素２０Ｂが接続されたサンプリング対象の信号配線３に近く、当該信号配線３と同じ信号検出回路１０５に接続されていることが好ましい。

また、本形態によれば、放射線検出用の画素２０Ｂが接続された信号配線３（例えばＤ６）と画素２０Ｂが接続されていない信号配線３（例えばＤ７）としたが、特定の信号配線３上に複数の画素２０Ｂを集中して配置すればよく、Ｄ７の信号配線３に、Ｄ６の信号配線３よりも少ない画素２０Ｂが接続されていてもよい。

また、上記第５の実施の形態では、放射線検出用の画素２０Ｂが接続された信号配線３を流れる電気信号と、画素２０Ｂが接続されていない信号配線３（例えばＤ７）を流れる電気信号との差を求める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。特定の信号配線３上に複数の画素２０Ｂを集中して配置すればよく、画素２０Ｂの接続数が第１配線よりも少なければ、比較の基準となるノイズ検出用の信号配線３にも画素２０Ｂが接続されていてもよい。すなわち、放射線検出用の画素が接続された何れかの信号配線に流れる電気信号と、当該信号配線よりも少ない放射線検出用の画素が接続された何れかの信号配線に流れる電気信号との差を求めるものとしてもよく、例えば、図１３、図１７、図２０のＤ７の信号配線３にも、Ｄ６の信号配線３よりも少ない画素２０Ｂが接続されていてもよい。

［第６の実施の形態］
次に、第６の実施の形態について説明する。

第６の実施の形態に係る放射線検出素子１０及び放射線画像撮影装置１００の構成、並びに放射線画像を撮影する際の概略的な動作の流れは、第１の実施の形態（図１〜図７参照）と同一であるので、説明を省略する。

ところで、上述のように放射線検出用の画素２０Ｂを用いて放射線検出を行う放射線画像撮影装置１００では、信号配線３に流れる電気信号により、放射線の検出を行うサンプリング周期によって、検出される電気信号の信号量が変化する。そのため、放射線の検出能力を向上させるためには、当該サンプリング期間（所定周期１Ｈ中におけるサンプリング期間１Ｈｃａ）を長くすることが好ましい。

一方、例えば、上記の実施の形態のように、所定周期１Ｈが走査配線１０１、１ラインのリセット動作を行う際の周期（以下、リセット周期１Ｒという）と同一（１Ｈ＝１Ｒ）の場合、走査配線１０１の本数をＮとすると、フレーム周期１Ｆは、以下のようになる。
フレーム周期１Ｆ＝Ｎ×１Ｒ＝Ｎ×１Ｈ （１１）
よって、サンプリング期間１Ｈｃａの長期化に伴い、所定周期１Ｈも長くなるため、フレーム周期１Ｆが長期化する。

放射線の検出待ち期間中に、リセット動作のサイクル中に放射線の照射がなされた場合、Ｇｎ＋１ライン目まではリセット動作が実施され、すぐに蓄積期間に移行する。このため、暗電流等によって発生した電荷による電気信号（所謂オフセット）に起因したオフセット段差（オフセット値の段差）が、読み出されたデータに発生し、画像に段差が発生する。当該オフセット段差は、フレーム周期１Ｆの長さに依存している。

具体的には、
Ｉｏｆｆ＿ｐｄ：暗電流値とすると、発生するオフセット段差は以下のようになる。
オフセット段差≦Ｉｏｆｆ＿ｐｄ×１Ｈ×Ｎ （１２）
従って、サンプリング期間１Ｈｃａが長期化に伴ってフレーム周期１Ｆが長期化すると、オフセット段差が大きくなり、視認されるという問題が生じる場合がある。

そこで、本実施の形態では、信号検出回路１０５により、図２２に示すように、画素２０Ｂが接続された信号配線３（図２２の場合、Ｄ２、Ｄ６の少なくとも一方、ここでは、Ｄ６）に流れる電気信号、及び画素２０Ｂが接続されていない信号配線３（図２２の場合、Ｄ１、Ｄ３〜Ｄ５、Ｄ７、Ｄ８、ここでは、Ｄ７）に流れる電気信号を信号検出回路１０５で蓄積する所定周期１Ｈを、走査配線１０１、４本（４ライン）文のリセット動作を行う期間、すなわち、所定周期１Ｈ＝リセット周期１Ｒ×４とすることにより、フレーム周期１Ｆの長さを短縮させて、発生するオフセット段差を抑制する。

ここで、本実施の形態における、信号検出回路１０５で電気信号を蓄積する構成及び動作について図２３を参照して説明する。図２３は、本実施の形態の放射線画像撮影装置１００の信号検出回路１０５に注目した等価回路図である。上述したように、放射線画像撮影装置１００の信号検出回路１０５は、各信号配線３毎に、入力される電気信号を増幅する増幅回路２００を内蔵している。増幅回路２００は、チャージアンプ回路で構成されており、オペアンプ等のアンプ２０２と、アンプ２０２に並列に接続されたコンデンサＣと、アンプ２０２に並列に接続された電荷リセット用のスイッチＳＷ１と、を備えて構成されている。

増幅回路２００では、電荷リセット用のスイッチＳＷ１がオフの状態で画素２０のＴＦＴスイッチ４により電荷（電気信号）が読み出され、コンデンサＣにＴＦＴスイッチ４により読み出された電荷が蓄積され、蓄積される電荷量に応じてアンプ２０２から出力される電圧値が増加するようになっている。増幅回路５０の増幅率は、コンデンサＣの容量により決定される。

また、制御部１０６は、電荷リセット用スイッチＳＷ１に、所定周期１Ｈ（本実施の形態では、所定周期１Ｈ＝リセット周期１Ｒ×４）で、電荷リセット信号を印加して電荷リセット用のスイッチＳＷ１のオン／オフを制御するようになっている。なお、電荷リセット用のスイッチＳＷ１がオン状態とされると、アンプ２０２の入力側と出力側とが短絡され、コンデンサＣの電荷が放電される。すなわち、所定周期１Ｈの間、コンデンサＣにＴＦＴスイッチ４により読み出された電荷が蓄積され、所定期間１Ｈ終了により、蓄積された電荷が増幅されて増幅回路２００から出力される。

なお、アンプ２０２から出力された電気信号は、Ｓ／Ｈ（サンプルホールド）スイッチＳＷ５がオン状態において、図示省略を省略したＡＤＣ（アナログ・デジタル変換器）に出力され、当該ＡＤＣによりアナログ信号である電気信号がデジタル信号に変換される。

図２４には、第６の実施の形態に係る放射線画像撮影装置１００により放射線画像を撮影する際の動作の流れを示すタイミングチャートが示されている。

本実施の形態に係る放射線画像撮影装置１００では、スキャン信号制御回路１０４が各走査配線１０１に順次、ＯＮ／ＯＦＦ信号を出力させると共に、信号検出回路１０５の増幅回路２００が電荷を蓄積する所定周期１Ｈ（サンプリング期間１Ｈｃａ）の間にリセット動作が４回行われるように駆動される。制御部１０６は、放射線検出用の画素２０Ｂが接続された信号配線３（図２２の場合、例えばＤ６）の電気信号に応じた値から、放射線検出用の画素２０Ｂが接続されていない信号配線３（図２２の場合、例えばＤ７）の電気信号に応じた値を減算し、減算された値を予め定めた放射検知用のしきい値と比較し、しきい値以上となったか否かにより放射線が照射されたか否かの検出を行う。

このように本実施の形態では、所定周期１Ｈの間に、４本の走査配線１０１に対してリセット動作させるための制御信号がスキャン信号制御回路１０４から出力されるため、リセット周期１Ｒ＝所定周期１Ｈ／４となる。従って、フレーム周期１Ｆは、以下のようになる。
フレーム周期１Ｆ＝Ｎ×１Ｒ＝Ｎ×所定周期１Ｈ／４ （１３）
よって、上述の（１１）式と（１３）式とを比較するとわかるように、本実施の形態では、フレーム周期１Ｆを１／４とすることができる。

このように本実施の形態によれば、サンプリング期間１Ｈｃａを長くすると共に、フレーム周期１Ｆを短縮して、さらに放射線検出素子１０全体でのフレーム期間も短縮することができる。従って、フレーム周期１Ｆの長さに依存しているオフセット段差を抑制することができる。
なお、本実施の形態では、放射線検出用の画素２０Ｂが接続された信号配線３の電気信号に応じた値から、放射線検出用の画素２０Ｂが接続されていない信号配線３の電気信号に応じた値を減算した値を予め定められたしきい値と比較することにより放射線が照射されたか否かの検出を行っているがこれに限らず、放射線検出用の画素２０Ｂが接続された信号配線３の電気信号に応じた値が予め定められたしきい値と比較することにより放射線が照射されたか否かの検出を行うようにしてもよい。なお、本実施の形態では、所定周期１Ｈの間にリセット動作を行う走査配線１０１の本数は４本であったが、これに限定されず、任意の本数とすることができる。

［第７の実施の形態］
次に、第７の実施の形態について説明する。

第７の実施の形態に係る放射線検出素子１０及び放射線画像撮影装置１００の構成、並びに放射線画像を撮影する際の概略的な動作の流れは、第１の実施の形態（図１〜図７参照）と同一であるので、説明を省略する。

ところで、上述の第５の実施の形態において、放射線検出用の画素２０Ｂが接続された走査配線１０１に対してリセット動作を行った場合、放射線の非照射時は、放射線検出用の画素２０Ｂは、放射線画像撮影用の画素２０ＡよりもＴＦＴスイッチ４の容量が大きいため、出力される電荷（電気信号）量に応じた信号値は、放射線画像撮影用の画素２０Ａから出力された信号値に比べて大きくなる。一方、放射線が照射された際には、照射された放射線に応じて発生した電荷は、すぐさま信号配線３に流れ出すため、画素２０Ｂから出力される電荷（電気信号）量に応じた信号値は、放射線画像撮影用の画素２０Ａから出力された信号値に比べて小さくなる傾向が一般にある。また、画素２０Ｂから出力される電荷（電気信号）量に応じた信号値は、画素２０の駆動タイミングや、信号レベルによっても変動する。

このように放射線検出用の画素２０Ｂは、信号値が不安定であり、上述の第５の実施の形態のように、隣接する信号配線３（放射線検出用の画素２０Ｂが接続されていない信号配線３）との差分値により放射線が照射されたか否かの検出を行う場合に、支障をきたし、放射線の検出精度が低下する場合がある。

そこで、本実施の形態では、所定周期１Ｈの間のサンプリング期間Ｈｃａを放射線検出用の画素２０Ｂのリセット動作を含まないように制御部１０６が制御を行うようにしている。すなわち、信号値が不安定な放射線検出用の画素２０Ｂが接続されている走査配線１０１をＯＮにし、リセット動作をさせて読み出した電荷は、信号検出回路１０５の増幅回路２００では、蓄積しないように制御部１０６が制御する。

図２５には、第７の実施の形態に係る放射線画像撮影装置１００により放射線画像を撮影する際の動作の流れを示すタイミングチャートが示されている。

図２５に示すように、放射線検出用の画素２０Ｂが接続された走査配線１０１（Ｇ１、Ｇ５）の信号配線３のＤ６のデータと、放射線検出用の画素２０Ｂが接続されていない信号配線３のＤ７のデータとを比較してみると、大きく異なっていることがわかる。これは、上述のように、放射線検出用の画素２０Ｂが接続された走査配線１０１（Ｇ１、Ｇ５）のデータが不安定なことを示している。

本実施の形態に係る放射線画像撮影装置１００では、第５の実施の形態と、所定周期１Ｈは同様であるが、電荷を増幅回路２００に蓄積する蓄積期間となるサンプリング期間Ｈｃａを、放射線検出用の画素２０Ｂが接続された走査配線１０１（図２３、２５では、Ｇ１、Ｇ５）のリセット周期１Ｒ分を除くように定めている。

このように本実施の形態によれば、放射線検出用の画素２０Ｂが接続された走査配線１０１のリセット動作期間を避けるように、サンプリング期間Ｈｃａを定めているため、放射線が照射されたか否かの検出を行う際に用いる、放射線検出用の画素２０Ｂが接続された信号配線３の電気信号に応じた信号値を安定化された値とすることができる。

従って、放射線が照射されたことを検出する際に、各信号配線３にノイズが発生する場合でも、ノイズ分やオフセット分の値をキャンセルできると共に、放射線の検出精度を向上させられる。またこれにより、放射線検知用のしきい値を高くする必要がなくなるため、照射線の照射開始をより早く検出できる。

なお、上記第６及び第７の実施の形態では、放射線検出用の画素２０Ｂが、走査配線１０１、３本おきに（４本に１つ）の割合で設けられているため、所定周期１Ｈ＝リセット周期１Ｒ×４としているが、所定周期１Ｈの設定は、放射線検出用の画素２０Ｂが設けられている周期（走査配線１０１に接続されている周期）に応じて定めておけば、その他であってもよい。なお、このように放射線検出用の画素２０Ｂが設けられている周期に応じて所定周期１Ｈを定めるように制御しているため、放射線検出用の画素２０Ｂはランダムに走査配線１０１に設けられているのではなく、一定の周期で設けられていることが好ましい。

また、上記各実施の形態では、放射線検出素子１０に画素２０として、放射線画像撮影用の画素２０Ａと放射線検出用の画素２０Ｂを設けた場合について説明したが、例えば、他の用途向けの画素を設けてもよい。

また、上記第４の実施の形態の照射終了の検出は、第２、第３及び第５の実施の形態の照射開始の検出と組み合わせてもよい。

また、上記第５の実施の形態のノイズのキャンセルは、第２〜第４の実施の形態の照射開始の検出と組み合わせてもよい。

また、上記第４の実施の形態では、放射線の照射検出後も所定周期１Ｈで信号検出回路１０５により画素２０Ｂが接続された信号配線３に流れる電気信号をデジタルデータに変換させて放射線の検出を行うサンプリングを繰り返して放射線の照射終了の検出を行う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、各サンプリングで検出されるデジタルデータを累積して、累計の放射線の照射量を検出するようにしてもよい。このように累計の放射線の照射量を検出可能となることにより、放射線検出素子１０をＡＥＣセンサとして用いることができる。

また、上記各実施の形態では、間接変換方式の放射線検出素子１０に本発明を適用した場合について説明したが、放射線を直接、半導体層で電荷に変換して蓄積する直接変換方式の放射線検出素子に適用してもよい。この場合、直接変換方式におけるセンサ部は、放射線が照射されることにより電荷を発生する。

また、上記各実施の形態では、Ｘ線を検出することにより画像を検出する放射線画像撮影装置１００に本発明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、検出対象とする放射線は、Ｘ線や可視光、紫外線、赤外線、ガンマ線、粒子線等いずれであってもよい。

その他、上記実施の形態で説明した放射線画像撮影装置１００の構成、及び放射線検出素子１０の構成は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。

３ 信号配線
４ ＴＦＴスイッチ
１０ 放射線検出素子
２０ 画素
２０Ａ 画素（放射線画像撮影用の画素）
２０Ｂ 画素（放射線検出用の画素）
１００ 放射線画像撮影装置
１０１ 走査配線
１０３ センサ部
１０４ スキャン信号制御回路（制御信号出力手段）
１０５ 信号検出回路（ＡＤ変換手段）
１０６ 制御部（生成手段、検出手段、制御手段）
２００ 増幅回路（増幅手段）

Claims (15)

1. 並列に設けられた複数の走査配線と、
   前記走査配線と交差して並列に設けられた複数の信号配線と、
   放射線または放射線が変換された光が照射されることにより電荷を発生するセンサ部及び、前記走査配線を流れる制御信号の状態に応じてオン、オフするスイッチング素子を有し、前記スイッチング素子を介し前記センサ部が前記信号配線に電気的に接続され、前記制御信号の状態に応じて前記センサ部に発生した電荷に応じた電気信号が前記信号配線に流れる放射線画像撮影用の画素、並びに、前記センサ部を有し、当該センサ部が前記信号配線に電気的に接続され、前記制御信号の状態に関わらず前記センサ部に発生した電荷に応じた電気信号が前記信号配線に流れる放射線検出用の画素を少なくとも含み、前記走査配線と前記信号配線との交差部に対応して設けられた複数の画素と、
   を備え、
   前記放射線検出用の画素は、前記センサ部と前記信号配線とを接続する接続配線及び、前記放射線画像撮影用の画素が有するスイッチング素子と略同一の、前記センサ部とは電気的に分離されたスイッチング素子をさらに有した
   放射線検出素子。
2. 前記放射線検出用の画素は、前記複数の信号配線のうちの一部の信号配線に対応してそれぞれ一画素以上の間隔を開けて複数設けられた
   請求項１記載の放射線検出素子。
3. 前記請求項１又は請求項２記載の放射線検出素子と、
   前記複数の走査配線に対して前記制御信号を出力する制御信号出力手段と、
   前記複数の信号配線に流れる電気信号をデジタルデータへ変換するＡＤ変換手段と、
   前記ＡＤ変換手段により変換されたデジタルデータに基づき、前記放射線検出用の画素の画像情報を補間して放射線画像を示す画像情報を生成する生成手段と、
   前記ＡＤ変換手段により変換された、前記放射線検出用の画素からの電気信号が流れる信号配線のデジタルデータに基づき、放射線の照射開始、放射線の照射終了および放射線の照射量の少なくとも１つを検出する検出手段と、
   を備えた放射線画像撮影装置。
4. 前記検出手段は、放射線の照射開始を検出し、
   待機中、前記複数の走査配線に対して電荷の取り出しを行う制御信号を出力して前記放射線検出素子の放射線画像撮影用の画素から電荷を取り出すリセット動作を繰り返し行うように前記制御信号出力手段を制御し、放射線画像の撮影を行う際に、前記検出手段により放射線の照射開始が検出された場合、前記複数の走査配線に対して電荷の取り出しを禁止する制御信号を出力し、放射線の照射終了後に前記複数の走査配線に対して電荷の取り出しを行う制御信号を出力するように前記制御信号出力手段を制御する制御手段、をさらに備えた
   請求項３記載の放射線画像撮影装置。
5. 前記制御手段は、放射線画像の撮影を行う際に、前記検出手段により放射線の照射開始が検出されるまで前記リセット動作を繰り返し行うように前記制御信号出力手段を制御する
   請求項４記載の放射線画像撮影装置。
6. 前記制御手段は、放射線画像の撮影を行う際に、前記検出手段により放射線の照射開始が検出されるまで前記複数の走査配線に対して電荷の取り出しを禁止する制御信号を出力するように前記制御信号出力手段を制御する
   請求項４記載の放射線画像撮影装置。
7. 前記制御信号出力手段は、前記リセット動作の際、複数の走査配線に順に又は複数の走査配線の全てに一度に電荷の取り出しを行う制御信号を出力する
   請求項４〜請求項６の何れか１項記載の放射線画像撮影装置。
8. 前記ＡＤ変換手段は、放射線画像を撮影する際の放射線の照射期間よりも短い周期で信号配線に流れる電気信号をデジタルデータに変換し、
   前記検出手段は、前記周期で、放射線の照射開始、放射線の照射終了および放射線の照射量の少なくとも１つを検出する
   請求項３〜請求項７の何れか１項記載の放射線画像撮影装置。
9. 前記ＡＤ変換手段は、前記放射線検出用の画素が接続された何れかの信号配線に流れる電気信号、及び前記放射線検出用の画素が接続されていない、または当該信号配線よりも少ない前記放射線検出用の画素が接続された何れかの信号配線に流れる電気信号をそれぞれデジタルデータへ変換し、
   前記検出手段は、前記ＡＤ変換手段により変換された、前記放射線検出用の画素が接続された信号配線のデジタルデータの値と前記放射線検出用の画素が接続されていない、または当該信号配線よりも少ない前記放射線検出用の画素が接続された信号配線のデジタルデータの値との差に基づいて前記検出を行う
   請求項３〜請求項８の何れか１項記載の放射線画像撮影装置。
10. 前記ＡＤ変換手段は、複数設けられ、それぞれ所定本ずつ前記信号配線が接続され、
    前記検出手段は、同一の前記ＡＤ変換手段により変換された、前記放射線検出用の画素が接続された信号配線のデジタルデータの値と前記放射線検出用の画素が接続されていない、または当該信号配線よりも少ない前記放射線検出用の画素が接続された信号配線のデジタルデータの値との差に基づいて前記検出を行う
    請求項９記載の放射線画像撮影装置。
11. 前記検出手段は、何れかの前記放射線検出用の画素が接続された信号配線のデジタルデータの値と当該信号配線に隣接し、かつ前記放射線検出用の画素が接続されていない、または当該信号配線よりも少ない前記放射線検出用の画素が接続された信号配線にそれぞれ流れる電気信号のデジタルデータの値との差に基づいて前記検出を行う
    請求項９又は請求項１０記載の放射線画像撮影装置。
12. 前記請求項１又は請求項２記載の放射線検出素子と、
    前記複数の走査配線に対して前記制御信号を出力する制御信号出力手段と、
    前記複数の信号配線に流れる電気信号を所定の期間毎に、蓄積し、蓄積した電気信号を増幅して出力する増幅手段と、
    前記増幅手段から出力される電気信号に基づき、放射線の照射開始、放射線の照射終了および放射線の照射量の少なくとも１つを検出する検出手段と、
    前記所定の期間に、前記複数の走査配線に対して電荷の取り出しを行う制御信号を順次出力して複数の前記画素から電荷を取り出すリセット動作を繰り返し行うように前記制御信号出力手段を制御する制御手段と、
    を備えた放射線画像撮影装置。
13. 前記制御手段は、前記所定の期間に、前記放射線検出用の画素に制御信号を供給するよう前記放射線検出用の画素に接続されていない前記走査配線に、前記放射線画像撮影用の画素から電荷を取り出すように制御信号を前記走査配線に出力するように前記制御信号出力手段を制御する
    請求項１２に記載の放射線画像撮影装置。
14. 前記制御手段は、前記所定の期間外に、前記放射線検出用の画素から電荷を取り出すように前記制御信号を前記走査配線に出力するように前記制御信号出力手段を制御する、
    請求項１２又は請求項１３記載の放射線画像撮影装置。
15. 前記増幅手段は、前記放射線検出用の画素が接続された何れかの信号配線に流れる電気信号、及び前記放射線検出用の画素が接続されていない、または当該信号配線よりも少ない前記放射線検出用の画素が接続された何れかの信号配線に流れる電気信号を前記所定の期間毎に、蓄積し、蓄積した電気信号を増幅して出力し、
    前記検出手段は、前記増幅手段により出力された、前記放射線検出用の画素が接続された信号配線の電気信号と前記放射線検出用の画素が接続されていない、または当該信号配線よりも少ない前記放射線検出用の画素が接続された信号配線の電気信号との差に基づいて前記検出を行う
    請求項１２〜請求項１４の何れか１項記載の放射線画像撮影装置。