JP6494204B2 - 放射線撮像装置及び放射線撮像システム - Google Patents

放射線撮像装置及び放射線撮像システム Download PDF

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Description

本発明は、放射線撮像装置及び放射線撮像システムに関する。
医療分野などにおいて、被写体を透過した放射線等の放射線の照射を受けて、被写体に関する画像信号を保持し、その保持された放射線画像に応じた電荷信号を出力する放射線撮像装置が実用化されている。上記のような放射線撮像装置としては、照射された放射線の量に応じた電荷を発生する半導体材料や、蛍光体と光センサを組み合わせた放射線撮像装置がある。この放射線撮像装置は、ガラス基板上に主にアモルファスシリコンによって、２次元状に形成されたＴＦＴ（薄膜トランジスタ：Thin film Transistor）スイッチと放射線を電荷に変換する光電変換素子を含むエリアセンサ部を有する。放射線撮像装置は、エリアセンサ部の動作の切り替えを、放射線発生装置とのＩ／Ｏを介して入力する制御信号に同期して行う。
よって、放射線撮像装置を導入する場合、従来のフィルムタイプの放射線撮像装置とは違い、Ｉ／Ｏを介して、病院内にある放射線発生装置や制御システムへ放射線撮像装置を接続する必要がある。このＩ／Ｏは、メーカー毎に異なるため、Ｉ／Ｏの接続時に機器の改造が必要とり、場合によっては放射線発生装置ごと交換するため、導入コストが課題となっている。
また、放射線撮像装置において、列アンプのゲインの決定は、予め予測された撮影線量範囲と画素の感度や読み出し回路のノイズに基づいて設定される。しかし、放射線撮像装置の性能や、被写体と放射線撮像装置との位置関係によって、予め設定された増幅率等では不都合が生じる場合がある。すなわち、放射線撮像装置と被写体との位置によって予想していない過大線量が入射される場合や、被写体厚が厚いために予想以上に放射線撮像装置に放射線が到達しないことがある。この場合、過大線量や過小線量の影響で、最も診断したい領域（関心領域）の画像品位が低下する可能性がある。
よって、放射線撮像装置を使用するときは、放射線の条件や被写体との位置関係を考慮して、経験的に放射線の照射時間変更を行うことや、予め数百通りの条件出しを行い、条件を登録するなどの作業が発生し、使用者の大きな負担となっている。
特許文献１では、画像を形成するための画素とは別に、Ｘ線の照射量を検知するための画素を設けている。この画素によって、センサに照射されるＸ線量をモニタすることで、Ｘ線照射の検知が可能となる。この技術によって、病院への導入時に、Ｘ線発生装置とのＩ／Ｏを接続する工事が不要となり、導入コストを抑えることができる。また、Ｘ線量を常時モニタすることができるので、Ｘ線照射中に応用することで、適正なＸ線量となったときに、Ｘ線の照射を停止させるといったＸ線照射量の自動制御（ＡＥＣ制御）が可能となる。
特開２００４−８５３８３号公報
しかし、特許文献１では、Ｘ線照射量検知画素の信号は、画像を形成するための画素の信号を読み出す読み出し回路と共通の読み出し回路を使用して読み出されるため、下記の課題が発生する。
一つ目は、消費電力である。読み出し回路が、読み出し動作を行うときは、読み出し回路自体のノイズを下げるため、非常に大きな電流を消費する。Ｘ線の照射を検知するためには、常にＸ線照射量検知画素を読み出さなくてはならず、１枚のＸ線画像を得るために、多大な電力を消費することになる。消費電力の増大は、機器の発熱による駆動時間の制限や、バッテリ駆動の放射線撮像装置では駆動時間が短縮されるなどの問題を引き起こす。
二つ目は、データ出力までの時間である。読み出し回路は、複数の画素列を読み出すことができるように設計されている。よって、読み出し回路は、内部にマルチプレクサを持ち、順次画素列から送られた信号を選択し、読み出し回路の外部へ転送する。特許文献１では、Ｘ線量を検知するために、Ｘ線照射量検知画素を読み出そうとすると、他の画像形成用の画素を読み出さなくてはならないため、Ｘ線量の推定までに時間がかかる。検知画素の読み出しに時間がかかると、短く強いＸ線が照射されたときに、制御回路がＸ線照射を判断するころには、適正な線量を上回ってしまい、適切なＡＥＣ制御ができない。
本発明の目的は、消費電力を低減又は放射線の検知時間を短縮することができる放射線撮像装置及び放射線撮像システムを提供することである。
本発明の放射線撮像装置は、放射線画像を取得するために放射線を電荷に変換する第１の変換素子と、前記第１の変換素子の電荷に応じた電圧を出力する第１のアンプと、放射線の照射を検知するために放射線を電荷に変換する第２の変換素子と、前記第２の変換素子の電荷に応じた電圧を出力する第２のアンプと、前記第１のアンプ及び前記第２のアンプを制御する制御回路とを有し、前記制御回路は、前記第２のアンプに対して前記第１のアンプに対する制御とは独立した制御をする放射線撮像装置であって、前記第１のアンプ及び前記第２のアンプに同じ制御信号又は異なる制御信号を切り換えて供給することができる切り換え手段を有することを特徴とする。
放射線検知又は放射線量検知の際に、照射電力を低減し、又は放射線の検知時間を短縮することができる。
放射線撮像装置の構成例を示す図である。 列アンプの構成例を示す図である。 放射線撮像装置の駆動方法を示すタイミングチャートである。 Ｘ線照射検知の例を示す図である。 放射線撮像システムの構成例を示す図である。 放射線撮像装置の構成例を示す図である。 放射線撮像装置の構成例を示す図である。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態による放射線撮像装置の構成例を示す図である。エリアセンサ１０１は、第１の変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３と、第２の変換素子Ｘ１〜Ｘ３と、ＴＦＴスイッチＴ１１〜Ｔ３３とを有する。放射線画像を取得するための複数の画像用画素は、第１の変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３とＴＦＴスイッチＴ１１〜Ｔ３３とを含む。放射線照射量をモニタする等、放射線の照射を検知するための複数の放射線検知画素は、第２の変換素子Ｘ１〜Ｘ３を含む。変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３及びＸ１〜Ｘ３は、行列状に複数配置されている。放射線（例えばＸ線）を電荷に変換する。例えば、変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３及びＸ１〜Ｘ３は、それぞれ、放射線（Ｘ線）を光に変換するＧＯＳ又はＣｓＩからなる波長変換体と、光を電荷に変換するフォトダイオードを有する。また、変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３及びＸ１〜Ｘ３は、それぞれ、放射線を直接電荷に変換するものでもよい。ゲート線Ｖｇ１〜Ｖｇ３は、ＴＦＴスイッチＴ１１〜Ｔ３３のゲートにゲートパルスを供給する。ＴＦＴスイッチＴ１１〜Ｔ３３は、それぞれ、変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３及び列アンプ１１１〜１１３間に接続される。信号線Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ３は、変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３に蓄積された電荷を列アンプ１１１〜１１３に転送する。信号線Ｓｉｇ４は、変換素子Ｘ１〜Ｘ３に蓄積された電荷を列アンプ１１４に転送する。センサバイアス電圧Ｖｓの線は、変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３及びＸ１〜Ｘ３に対して光電変換に必要な電圧を供給する。ゲートドライバ１０２は、ゲート線Ｖｇ１〜Ｖｇ３にゲートパルスを出力し、任意のタイミングで行毎にＴＦＴスイッチＴ１１〜Ｔ３３をオン／オフすることができる。
信号線Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ４には、読み出し回路１０４が接続される。読み出し回路１０４は、信号線Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ４の電荷を電圧に変換して保持し、保持した電圧をデジタル信号に変換して出力する。読み出し回路１０４は、列アンプ１１１〜１１４と、マルチプレクサ１１５と、サンプルホールドアンプ１１６と、アナログデジタルコンバータ１１７とを有する。複数の列アンプ１１１〜１１４は、それぞれ、各信号線Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ４に接続される。第１の列アンプ１１１〜１１３は、列方向に配列された複数の第１の変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３に接続されるように、行方向に複数配置されており、第１の変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３の電荷に応じた電圧を出力する。第２の列アンプ１１４は、第２の変換素子Ｘ１〜Ｘ３に直接接続され、第２の変換素子Ｘ１〜Ｘ３の電荷に応じた電圧を出力する。マルチプレクサ１１５は、列アンプ１１１〜１１４からの信号を時系列的に後段の回路に出力する。サンプルホールドアンプ１１６は、マルチプレクサ１１５からの信号の差分をアナログデジタルコンバータ１１７に出力する。アナログデジタルコンバータ１１７は、サンプルホールドアンプ１１６から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。
制御回路１０５は、制御信号により、ゲートドライバ１０２及び読み出し回路１０４を駆動する。電源回路１０３は、読み出し回路１０４、ゲートドライバ１０２、エリアセンサ１０１に必要な電源電圧を供給する。
変換素子Ｘ１〜Ｘ３に接続される列アンプ１１４は、他の列アンプ１１１〜１１３とは独立した制御が可能である。制御回路１０５は、列アンプ１１１〜１１３のための制御信号ＲＳＴ１、ＣＤＳ１＿１、ＣＤＳ２＿１、ＬＰＦ１、Ｐｏｗｅｒ１、ＣＦ１、及び列アンプ１１４のための制御信号ＲＳＴ２、ＣＤＳ１＿２、ＣＤＳ２＿２、ＬＰＦ２、Ｐｏｗｅｒ２、ＣＦ２を出力する。制御回路１０５は、列アンプ１１１〜１１４を制御する。
図２は、図１の列アンプ１１１〜１１４の各々の構成例を示す図である。列アンプ１１１〜１１４は、それぞれ、積分アンプ２０１と、積分アンプ２０１の出力端子に接続される抵抗ＲLPFと、スイッチＳＷ＿ＣＤＳ１，ＳＷ＿ＣＤＳ２と、容量ＣSH1，ＣSH2とを有する。スイッチＳＷ＿ＣＤＳ１及び容量ＣSH1はサンプルホールド回路を構成し、スイッチＳＷ＿ＣＤＳ２及び容量ＣSH2はサンプルホールド回路を構成する。
積分アンプ２０１は、−入力端子が信号線Ｓｉｇに接続され、＋入力端子が基準電圧Ｖｒｅｆのノードに接続される。信号線Ｓｉｇは、図１の信号線Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ４のいずれかである。積分アンプ２０１の出力端子と信号線Ｓｉｇの間には、フィードバック容量Ｃｆ１及びスイッチＳＷ＿ｃｆ１の直列接続回路と、フィードバック容量Ｃｆ２及びスイッチＳＷ＿ｃｆ２の直列接続回路と、スイッチＳＷ＿ＲＳＴとが接続される。スイッチＳＷ＿ＲＳＴは、フィードバック容量Ｃｆ１，Ｃｆ２の両端をショートすることができる。
積分アンプ２０１は、フィードバック容量Ｃｆ１，Ｃｆ２によって、信号線Ｓｉｇの電荷を蓄積し、電圧に変換して出力する。フィードバック容量Ｃｆ１，Ｃｆ２の接続によって、積分アンプ２０１のゲインが決定される。よって、スイッチＳＷ＿ｃｆ１及びＳＷ＿ｃｆ２により、ゲインを切り換えることができる。
スイッチＳＷ＿ＲＳＴは、積分アンプ２０１のフィードバック容量Ｃｆ１，Ｃｆ２に蓄積された電荷をリセットするスイッチである。スイッチＳＷ＿ＲＳＴをオンすることによって、フィードバック容量Ｃｆ１，Ｃｆ２の両端の電圧が基準電圧Ｖｒｅｆと同じになり、リセットされる。
積分アンプ２０１の出力端子に接続される抵抗ＲLPFは、その後段に接続されるサンプルホールド回路ＳＷ＿ＣＤＳ１，ＣSH1，ＳＷ＿ＣＤＳ２，ＣSH2と組み合わせて、積分アンプ２０１の出力ノイズを減ずるローパスフィルタとして機能する。抵抗ＲLPFは、制御信号によって予め用意された抵抗値の中から選択される可変抵抗である。
抵抗ＲLPFの後段に接続されるサンプルホールド回路ＳＷ＿ＣＤＳ１，ＣSH1，ＳＷ＿ＣＤＳ２，ＣSH2は、相関２重サンプリング（ＣＤＳ）を行うためのサンプルホールド回路である。スイッチＳＷ＿ＣＤＳ１と容量ＣSH1は、積分アンプ２０１をリセットした後のノイズ信号をサンプリングする。スイッチＳＷ＿ＣＤＳ２と容量ＣSH2は、画素から信号を転送された後の積分アンプ２０１の信号、すなわち画素信号をサンプリングする。両者の信号は、図１のサンプルホールドアンプ１１６によって差分処理され、アナログデジタルコンバータ１１７に出力される。サンプルホールドアンプ１１６は、両者の信号を差分処理することにより、低周波のノイズが除去される。
図１の制御信号ＲＳＴ１，ＲＳＴ２は、図２のスイッチＳＷ＿ＲＳＴを制御する信号である。制御信号ＲＳＴ１，ＲＳＴ２がハイレベルになるとスイッチＳＷ＿ＲＳＴがオンし、制御信号ＲＳＴ１，ＲＳＴ２がローレベルになるとスイッチＳＷ＿ＲＳＴがオフする。図１の制御信号ＣＤＳ１＿１，ＣＤＳ１＿２は、図２のスイッチＳＷ＿ＣＤＳ１を制御する信号である。制御信号ＣＤＳ１＿１，ＣＤＳ１＿２がハイレベルになるとスイッチＳＷ＿ＣＤＳ１がオンし、制御信号ＣＤＳ１＿１，ＣＤＳ１＿２がローレベルになるとスイッチＳＷ＿ＣＤＳ１がオフする。図１の制御信号ＣＤＳ２＿１，ＣＤＳ２＿２は、図２のスイッチＳＷ＿ＣＤＳ２を制御する信号である。制御信号ＣＤＳ２＿１，ＣＤＳ２＿２がハイレベルになるとスイッチＳＷ＿ＣＤＳ２がオンし、制御信号ＣＤＳ２＿１，ＣＤＳ２＿２がローレベルになるとスイッチＳＷ＿ＣＤＳ２がオフする。図１の制御信号ＬＰＦ１，ＬＰＦ２は、図２の抵抗ＲLPFの抵抗値を切り換えるための制御信号であり、複数ビットで構成される。図１の制御信号ＣＦ１，ＣＦ２は、それぞれ、図２のスイッチＳＷ＿ｃｆ１，ＳＷ＿ｃｆ２のオン／オフを制御する信号であり、複数ビットで構成される。制御信号ＣＦ１がハイレベルになるとスイッチＳＷ＿ｃｆ１がオンし、制御信号ＣＦ１がローレベルになるとスイッチＳＷ＿ｃｆ１がオフする。制御信号ＣＦ２がハイレベルになるとスイッチＳＷ＿ｃｆ２がオンし、制御信号ＣＦ２がローレベルになるとスイッチＳＷ＿ｃｆ２がオフする。
図１の制御信号Ｐｏｗｅｒ１，Ｐｏｗｅｒ２は、アイドリングモードと読み出しモードとを切り替えるための信号である。制御信号Ｐｏｗｅｒ１，Ｐｏｗｅｒ２がローレベルになるとアイドリングモードになり、制御信号Ｐｏｗｅｒ１，Ｐｏｗｅｒ２がハイレベルになると読み出しモードになる。アイドリングモードでは、列アンプ１１１〜１１４の消費電流を制御し、読み出し動作を行わない積分アンプ２０１やアナログデジタルコンバータ等の電力を下げる。読み出しモードでは、消費電力を上げ所望のノイズ性能と速度で列アンプ１１１〜１１４を駆動する。列アンプ１１１〜１１４は、アイドリングモードでは、信号線Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ４の電位を維持できるだけの駆動能力しか持たず、読み出しモードの１／４以下の消費電力となる。
列アンプ１１１〜１１３には、制御信号ＲＳＴ１、ＣＤＳ１＿１、ＣＤＳ２＿１、ＬＰＦ１、Ｐｏｗｅｒ１、ＣＦ１が供給され、列アンプ１１４には、制御信号ＲＳＴ２、ＣＤＳ１＿２、ＣＤＳ２＿２、ＬＰＦ２、Ｐｏｗｅｒ２、ＣＦ２が供給される。そのため、第２の変換素子Ｘ１〜Ｘ３と第１の変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３とのそれぞれの読み出し動作を個別に行うことができる。また、第１の変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３及び第２の変換素子Ｘ１〜Ｘ３の動作に最適なフィードバック容量Ｃｆ１，Ｃｆ２及び抵抗ＲLPFの抵抗値を設定できる。
図３は、放射線撮像装置の駆動方法（ＡＥＣ制御方法）を示すタイミングチャートである。放射線撮像装置が放射線画像を取得するためには、３つの動作が必要となる。第１の動作は、アイドリング動作である。この動作は、エリアセンサ１０１に電源が投入された後、画素の特性を安定化させる動作である。この動作を行う期間は、画素の特性に依るが、大凡１０秒程度が必要となる。この期間では、ゲート線Ｖｇ１〜Ｖｇ３のハイレベルパルスによりＴＦＴスイッチＴ１１〜Ｔ３３をオンさせ、第１の変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３に蓄積される暗電流を除去し、放射線画像に対して暗電流の影響を最小にする。また、画像を読み出す必要はないため、読み出し回路１０４の消費電力をアイドリングモードとして、発熱を抑え、電力の消費を最小にする。このとき、積分アンプ２０１は、スイッチＳＷ＿ＲＳＴのオンによりリセット状態として、積分アンプ２０１の入力オフセット電流によって、積分アンプ２０１の出力がドリフトするのを抑えても良い。
第２の動作は、蓄積動作（ＡＥＣ制御動作）であり、ゲート線Ｖｇ１〜Ｖｇ３をローレベルにし、全てのＴＦＴスイッチＴ１１〜Ｔ３３をオフ状態にし、Ｘ線照射によって発生した電荷を変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３，Ｘ１〜Ｘ３に蓄積する。第１の動作から第２の動作への遷移は、Ｘ線の曝射ボタンと同期しており、作業者が曝射ボタンを押すと、アイドリング動作のＴＦＴスイッチＴ１１〜Ｔ３３のオン／オフ動作を終了させ、蓄積動作へ遷移する。蓄積動作中は、ゲート線Ｖｇ１〜Ｖｇ３がローレベルであり、ＴＦＴスイッチＴ１１〜Ｔ３３はオフ状態であり、第１の変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３ではＸ線が到達しているかどうかを判定できない。そこで、第２の変換素子Ｘ１〜Ｘ３からの信号を列アンプ１１４にて読み出し、Ｘ線量がどれくらい照射されているかモニタする。
第２の変換素子Ｘ１〜Ｘ３からの信号を読み出す動作は、列アンプ１１４において、まず、制御信号ＲＳＴ２によりスイッチＳＷ＿ＲＳＴをオンし、積分アンプ２０１をリセットし、前の信号を除去する。その後、制御信号ＣＤＳ１＿２によりスイッチＳＷ＿ＣＤＳ１をオンし、ノイズ信号のサンプリングを行い、ノイズ信号を容量ＣSH1に書き込む。その後、制御信号ＣＤＳ２＿２によりスイッチＳＷ＿ＣＤＳ２をオンし、第２の変換素子Ｘ１〜Ｘ３から出力された信号の積分値を容量ＣSH2にサンプルホールドする。
その後、サンプルホールドアンプ１１６は、容量ＣSH1及びＣSH2の信号の差分信号をアナログデジタルコンバータ１１７に出力する。アナログデジタルコンバータ１１７は、サンプルホールドアンプ１１６の出力信号をアナログ値からデジタル値に変換する。信号処理部１０６は、アナログデジタルコンバータ１１７により出力されるデジタル値を積分することにより、エリアセンサ１０１へのＸ線照射量を判定できる。
ＡＥＣ制御の応答速度は、１００μｓが求められているため、すべての変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３の信号を列アンプ１１１〜１１３により読み出すのでは到底間に合わない。本実施形態では、第２の変換素子Ｘ１〜Ｘ３の信号のみを列アンプ１１４により読み出すことにより、サンプルホールドからデジタル値出力までの時間を短縮することができる。ビット値が大きく高精度のアナログデジタルコンバータ１１７を使用する場合は、アナログデジタルコンバータ１１７の処理時間やデータの転送時間が長いので、できるだけアナログデジタル変換するデータ数を少なくすることがＡＥＣ制御の速度向上に有効である。
ここで、第２の変換素子Ｘ１〜Ｘ３は、ＴＦＴスイッチなしで、直接、信号線Ｓｉｇ４に接続される。これにより、常に、Ｘ線量に応じた電流を列アンプ１１４に出力し続けるため、制御信号ＲＳＴ２のハイレベル期間と制御信号ＣＤＳ１＿２のハイレベル期間の信号は失われてしまう。よって、制御信号ＲＳＴ２及びＣＤＳ１＿２のハイレベル期間は短くすることが望ましい。
制御回路１０５及び信号処理部１０６は、列アンプ１１４が読み出した信号量の積算が所望のＸ線量であると判定すると、Ｘ線の照射をやめるように放射線発生装置５０９（図５）に指示し、第３の動作であるＸ線画像読み出し動作を行う。なお、上記の判定は、制御システム５０５（図５）が行ってもよい。Ｘ線画像読み出し動作では、列アンプ１１１〜１１３を使って、第１の変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３に蓄積した電荷を読み出す。
第１の変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３からの信号を読み出す動作は、列アンプ１１１〜１１３において、まず、制御信号ＲＳＴ１によりスイッチＳＷ＿ＲＳＴをオンし、積分アンプ２０１をリセットし、前の信号を除去する。その後、制御信号ＣＤＳ１＿１によりスイッチＳＷ＿ＣＤＳ１をオンし、ノイズ信号のサンプリングを行い、ノイズ信号を容量ＣSH1に書き込む。その後、ゲート線Ｖｇ１がハイレベルになり、ＴＦＴスイッチＴ１１，Ｔ１２，Ｔ１３がオンし、第１の変換素子Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３の信号がそれぞれ信号線Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ３に出力される。その後、制御信号ＣＤＳ１＿２によりスイッチＳＷ＿ＣＤＳ２をオンし、第１の変換素子Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３から出力された信号の積分値を容量ＣSH2にサンプルホールドする。その後、マルチプレクサ１１５は、第１の変換素子Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３の信号を時系列でサンプルホールドアンプ１１６に出力する。その後、サンプルホールドアンプ１１６は、容量ＣSH1及びＣSH2の信号の差分信号をアナログデジタルコンバータ１１７に出力する。アナログデジタルコンバータ１１７は、サンプルホールドアンプ１１６の出力信号をアナログ値からデジタル値に変換する。
再び、列アンプ１１１〜１１３において、制御信号ＲＳＴ１によりスイッチＳＷ＿ＲＳＴをオンし、積分アンプ２０１をリセットし、前の信号を除去する。その後、制御信号ＣＤＳ１＿１によりスイッチＳＷ＿ＣＤＳ１をオンし、ノイズ信号のサンプリングを行い、ノイズ信号を容量ＣSH1に書き込む。その後、ゲート線Ｖｇ２がハイレベルになり、ＴＦＴスイッチＴ２１，Ｔ２２，Ｔ２３がオンし、第１の変換素子Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３の信号がそれぞれ信号線Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ３に出力される。その後、制御信号ＣＤＳ１＿２によりスイッチＳＷ＿ＣＤＳ２をオンし、第１の変換素子Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３から出力された信号の積分値を容量ＣSH2にサンプルホールドする。その後、マルチプレクサ１１５は、第１の変換素子Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３の信号を時系列でサンプルホールドアンプ１１６に出力する。その後、サンプルホールドアンプ１１６は、容量ＣSH1及びＣSH2の信号の差分信号をアナログデジタルコンバータ１１７に出力する。アナログデジタルコンバータ１１７は、サンプルホールドアンプ１１６の出力信号をアナログ値からデジタル値に変換する。
再び、列アンプ１１１〜１１３において、制御信号ＲＳＴ１によりスイッチＳＷ＿ＲＳＴをオンし、積分アンプ２０１をリセットし、前の信号を除去する。その後、制御信号ＣＤＳ１＿１によりスイッチＳＷ＿ＣＤＳ１をオンし、ノイズ信号のサンプリングを行い、ノイズ信号を容量ＣSH1に書き込む。その後、ゲート線Ｖｇ３がハイレベルになり、ＴＦＴスイッチＴ３１，Ｔ３２，Ｔ３３がオンし、第１の変換素子Ｓ３１，Ｓ３２，Ｓ３３の信号がそれぞれ信号線Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ３に出力される。その後、制御信号ＣＤＳ１＿２によりスイッチＳＷ＿ＣＤＳ２をオンし、第１の変換素子Ｓ３１，Ｓ３２，Ｓ３３から出力された信号の積分値を容量ＣSH2にサンプルホールドする。その後、マルチプレクサ１１５は、第１の変換素子Ｓ３１，Ｓ３２，Ｓ３３の信号を時系列でサンプルホールドアンプ１１６に出力する。その後、サンプルホールドアンプ１１６は、容量ＣSH1及びＣSH2の信号の差分信号をアナログデジタルコンバータ１１７に出力する。アナログデジタルコンバータ１１７は、サンプルホールドアンプ１１６の出力信号をアナログ値からデジタル値に変換する。
また、Ｘ線画像読み出し動作時の列アンプ１１４は、リセット動作を行い、信号線Ｓｉｇ４の電位を強固に固定し、第１の変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３の読み出し動作時に信号線Ｓｉｇ４の電位が変動し、画質に影響を与えないようにする。なお、蓄積動作に移った後、Ｘ線が照射されていない画像を読み出し、Ｘ線画像の補正に使用してもよい。
以上のように、制御回路１０５は、列アンプ１１４に対して列アンプ１１１〜１１３に対する制御とは独立した制御が可能である。列アンプ１１１〜１１３が第１の変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３の電荷に応じた電圧を出力するＸ線画像読み出し期間は、列アンプ１１４が第２の変換素子Ｘ１〜Ｘ３の電荷に応じた電圧を出力するＡＥＣ制御期間と異なる。マルチプレクサ１１５は、ＡＥＣ制御期間（第１の期間）では、列アンプ１１４の出力電圧を選択して出力し、Ｘ線画像読み出し期間（第２の期間）では、複数の列アンプ１１１〜１１３の出力電圧を選択して出力する。放射線（Ｘ線）が照射されているＡＥＣ制御期間では、列アンプ１１４は、第２の変換素子Ｘ１〜Ｘ３の電荷に応じた電圧を出力し、列アンプ１１１〜１１３は、第１の変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３の電荷に応じた電圧を出力しない。列アンプ１１１〜１１３及び列アンプ１１４は、消費電力、ゲイン、サンプルホールド動作、リセット動作、及びローパスフィルタのうちの少なくとも１つが異なる制御がされる。
図４は、本発明の第２の実施形態による放射線撮像装置の駆動方法（Ｘ線検知動作）を示すタイミングチャートである。図３と同様に、放射線撮像装置がＸ線画像を取得するためには、３つの動作が必要となる。第１の動作は、アイドリング動作である。この動作は、電源が投入された後、画素の特性を安定化させる動作である。この動作を行う期間は、画素の特性に依るが大凡１０秒程度が必要となる。この期間は、ゲート線Ｖｇ１〜Ｖｇ３のパルスによりＴＦＴスイッチＴ１１〜Ｔ３３をオン／オフさせ、第１の変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３に蓄積される暗電流を除去し、Ｘ線画像に対する暗電流の影響を最小にする。
このとき、列アンプ１１４の電力モードは、制御信号Ｐｏｗｅｒ２により読み出しモードとし、第２の変換素子Ｘ１〜Ｘ３の信号を検出し続ける。第２の変換素子Ｘ１〜Ｘ３の信号の読み出し動作は、制御信号ＲＳＴ２による積分アンプ２０１のリセットと制御信号ＣＤＳ１＿２，ＣＤＳ２＿２によるサンプルホールドを、ゲート線Ｖｇ１〜Ｖｇ３のパルスに連動して行う。以下、その理由を説明する。ゲート線Ｖｇ１〜Ｖｇ３と信号線Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ３や、信号線Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ３とバイアス電圧Ｖｓの線とは既成容量で結合されている。そのため、ゲート線Ｖｇ１〜Ｖｇ３の動作によって、信号線Ｓｉｇ４の電位が揺らされて、第２の変換素子Ｘ１〜Ｘ３の読み出しの際に誤差が発生するのを抑えるためである。
この時、画像を読み出す必要はないため、制御信号Ｐｏｗｅｒ１により、列アンプ１１１〜１１３の消費電力を低消費電力モードとして発熱を抑え、電力の消費を最小にする。なお、積分アンプ２０１は、リセット状態として、積分アンプ２０１の入力オフセット電流によって積分アンプ２０１の出力がドリフトするのを抑えても良い。
第２の動作は、蓄積動作（検知動作）である。第１の動作から第２の動作への遷移は、第２の変換素子Ｘ１〜Ｘ３の信号をモニタし、予め設定した閾値を超えたと信号処理部１０６が判断すると、ゲート線Ｖｇ１〜Ｖｇ３をローレベルに固定し、すべてのＴＦＴスイッチＴ１１〜Ｔ３３をオフ状態にする。これにより、第１の変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３の発生電荷の蓄積動作へ遷移する。
蓄積動作中は、ＴＦＴスイッチＴ１１〜Ｔ３３はオフし、第２の変換素子Ｘ１〜Ｘ３と接続されている列アンプ１１４以外の列アンプ１１１〜１１３は、制御信号Ｐｏｗｅｒ１により、消費電力を抑えるためアイドリングモードとする。
第２の変換素子Ｘ１〜Ｘ３と接続されている列アンプ１１４は、図３と同様に、Ｘ線照射中も信号読み出しを行い、Ｘ線の照射の終了を検知するまで読み出し動作を行う。制御回路１０５及び信号処理部１０６は、この動作によって得られた信号から、Ｘ線の照射が完了したことを判定すると、第３の動作であるＸ線画像読み出し動作を行う。この判定は、制御システム５０５（図５）が行ってもよい。
Ｘ線画像読み出し動作では、列アンプ１１１〜１１３は、第１の変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３に蓄積した電荷を読み出す。Ｘ線画像読み出し動作では、列アンプ１１１〜１１３において、まず、制御信号ＲＳＴ１のハイレベルパルスにより積分アンプ２０１をリセットする。その直後、制御信号ＣＤＳ１＿１をハイレベルにし、積分アンプ２０１の信号のノイズ信号のサンプリングを開始する。このサンプリング時間は、積分アンプ２０１のリセット完了から所望の時間経過した後に完了する。続いて、ゲートドライバ１０２がゲート線Ｖｇ１にゲートパルスを出力し、第１行のＴＦＴスイッチＴ１１，Ｔ１２，Ｔ１３をオンさせ、第１の変換素子Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３内に蓄積された電荷を列アンプ１１１〜１１３に転送する。所望の時間、ＴＦＴスイッチＴ１１，Ｔ１２，Ｔ１３をオンした後、ＴＦＴスイッチＴ１１，Ｔ１２，Ｔ１３をオフする。次に、制御信号ＣＤＳ２＿１をハイレベルにし、積分アンプ２０１の信号の画像信号のサンプリングを開始する。所望の時間が経過した後、制御信号ＣＤＳ２＿１をローレベルにし、サンプリングを終了する。その後、マルチプレクサ１１５は、第１の変換素子Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３の信号を時系列でサンプルホールドアンプ１１６に出力する。その後、サンプルホールドアンプ１１６は、容量ＣSH1及びＣSH2の信号の差分信号をアナログデジタルコンバータ１１７に出力する。アナログデジタルコンバータ１１７は、サンプルホールドアンプ１１６の出力信号をアナログ値からデジタル値に変換する。
再び、制御信号ＲＳＴ１のハイレベルパルスにより積分アンプ２０１をリセットする。その直後、制御信号ＣＤＳ１＿１をハイレベルにし、積分アンプ２０１の信号のノイズ信号のサンプリングを開始する。このサンプリング時間は、積分アンプ２０１のリセット完了から所望の時間経過した後に完了する。続いて、ゲートドライバ１０２がゲート線Ｖｇ２にゲートパルスを出力し、第２行のＴＦＴスイッチＴ２１，Ｔ２２，Ｔ２３をオンさせ、第１の変換素子Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３内に蓄積された電荷を列アンプ１１１〜１１３に転送する。所望の時間、ＴＦＴスイッチＴ２１，Ｔ２２，Ｔ２３をオンした後、ＴＦＴスイッチＴ２１，Ｔ２２，Ｔ２３をオフする。次に、制御信号ＣＤＳ２＿１をハイレベルにし、積分アンプ２０１の信号の画像信号のサンプリングを開始する。所望の時間が経過した後、制御信号ＣＤＳ２＿１をローレベルにし、サンプリングを終了する。その後、マルチプレクサ１１５は、第１の変換素子Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３の信号を時系列でサンプルホールドアンプ１１６に出力する。その後、サンプルホールドアンプ１１６は、容量ＣSH1及びＣSH2の信号の差分信号をアナログデジタルコンバータ１１７に出力する。アナログデジタルコンバータ１１７は、サンプルホールドアンプ１１６の出力信号をアナログ値からデジタル値に変換する。
再び、制御信号ＲＳＴ１のハイレベルパルスにより積分アンプ２０１をリセットする。その直後、制御信号ＣＤＳ１＿１をハイレベルにし、積分アンプ２０１の信号のノイズ信号のサンプリングを開始する。このサンプリング時間は、積分アンプ２０１のリセット完了から所望の時間経過した後に完了する。続いて、ゲートドライバ１０２がゲート線Ｖｇ３にゲートパルスを出力し、第３行のＴＦＴスイッチＴ３１，Ｔ３２，Ｔ３３をオンさせ、第１の変換素子Ｓ３１，Ｓ３２，Ｓ３３内に蓄積された電荷を列アンプ１１１〜１１３に転送する。所望の時間、ＴＦＴスイッチＴ３１，Ｔ３２，Ｔ３３をオンした後、ＴＦＴスイッチＴ３１，Ｔ３２，Ｔ３３をオフする。次に、制御信号ＣＤＳ２＿１をハイレベルにし、積分アンプ２０１の信号の画像信号のサンプリングを開始する。所望の時間が経過した後、制御信号ＣＤＳ２＿１をローレベルにし、サンプリングを終了する。その後、マルチプレクサ１１５は、第１の変換素子Ｓ３１，Ｓ３２，Ｓ３３の信号を時系列でサンプルホールドアンプ１１６に出力する。その後、サンプルホールドアンプ１１６は、容量ＣSH1及びＣSH2の信号の差分信号をアナログデジタルコンバータ１１７に出力する。アナログデジタルコンバータ１１７は、サンプルホールドアンプ１１６の出力信号をアナログ値からデジタル値に変換する。
以上のように、列アンプ１１１〜１１３が第１の変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３の電荷に応じた電圧を出力するＸ線画像読み出し期間は、列アンプ１１４が第２の変換素子Ｘ１〜Ｘ３の電荷に応じた電圧を出力するアイドリング期間及び検知期間と異なる。マルチプレクサ１１５は、アイドリング期間及び検知期間（第１の期間）では、列アンプ１１４の出力電圧を選択して出力し、Ｘ線画像読み出し期間（第２の期間）では、列アンプ１１１〜１１３の出力電圧を選択して出力する。放射線（Ｘ線）が照射されるまでのアイドリング期間では、列アンプ１１４は、第２の変換素子Ｘ１〜Ｘ３の電荷に応じた電圧を出力し、列アンプ１１１〜１１３は、第１の変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３の電荷に応じた電圧を出力しない。
本実施形態では、アイドリング動作時に、制御信号Ｐｏｗｅｒ２により列アンプ１１４だけの電力モードを読み出しモードにし、制御信号Ｐｏｗｅｒ１により列アンプ１１１〜１１３をアイドリングモードにするため、消費電力を抑えることができる。撮影までに時間がかかることがあっても、発熱やバッテリ残量の低下によって、駆動時間が短縮されることを防ぐことができる。また、列アンプ１１４のみが第２の変換素子Ｘ１〜Ｘ３の信号を読み出すので、Ｘ線照射の検知を短時間で行うことができ、無駄なＸ線曝射量を軽減することができる。
また、上記と同様に、第２の変換素子Ｘ１〜Ｘ３は、ＴＦＴスイッチなしで、直接、信号線Ｓｉｇ４に接続される。これにより、常に、Ｘ線量に応じた電流を列アンプ１１４に出力し続けるため、制御信号ＲＳＴ２のハイレベル期間と制御信号ＣＤＳ１＿２のハイレベル期間の信号は失われてしまう。よって、制御信号ＲＳＴ２及びＣＤＳ１＿２のハイレベル期間は短くすることが望ましい。
また、Ｘ線画像読み出し動作時の列アンプ１１４は、リセット動作を行い、信号線Ｓｉｇ４の電位を強固に固定し、第１の変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３の読み出し動作時に信号線Ｓｉｇ４の電位が変動し、画質に影響を与えないようにする。なお、蓄積動作に移った後、Ｘ線が照射されていない画像を読み出し、Ｘ線画像の補正に使用してもよい。
本実施形態では、４×３の画素の変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３，Ｘ１〜Ｘ３について説明したが、この画素数に限定されない。放射線検知画素の第２の変換素子Ｘ１〜Ｘ３は、１００行につき１行もしくは５００行につき１行でよいため、アイドリング時に動作する放射線検知画素の第２の変換素子Ｘ１〜Ｘ３に接続されている列アンプ１１４の数は全体のライン数の１％から０．２％となる。よって、アイドリング時の電力を抑えることができる。
（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態による放射線撮像システムの構成例を示すである。本実施形態の放射線撮像システムは、第１の実施形態の放射線撮像装置５０１の他、無線通信手段５０４、制御システム５０５、及び放射線発生装置５０９を有する。放射線撮像装置５０１は、図１と同様に、エリアセンサ１０１、ゲートドライバ１０２、電源回路１０３、読み出し回路１０４、制御回路１０５、信号処理部１０６を有し、さらに、バッテリ５０２及び無線通信手段５０３を有する。バッテリ５０２は、電源回路１０３に電源電圧を供給する。制御回路１０５及び信号処理部１０６は、無線通信手段５０３を介して、無線通信手段５０４に対して通信を行う。
制御システム５０５は、コンピュータ５０６、無線通信器５０７及びディスプレイ５０８を有し、放射線撮像装置５０１及び放射線発生装置５０９を制御する。コンピュータ５０６は、無線通信手段５０４を介して、放射線撮像装置５０１に対して無線通信を行う。放射線発生装置５０９は、放射線発生源（管球）５１０、放射線制御部５１１及び曝射スイッチ５１２を有し、被写体を介して放射線撮像装置５０１に放射線を照射する。
無線通信手段５０３は、放射線撮像装置５０１のための無線通信手段である。無線通信手段５０４は、制御システム５０５のための無線通信手段である。無線通信手段５０３及び５０４は、放射線照射の信号、同期を取る信号、放射線撮像装置５０１の画像信号、ＡＥＣ制御の信号、Ｘ線照射検知の信号、エリアセンサ１０１の駆動を制御するための制御信号を無線で伝送することができる。
放射線撮像装置５０１は、第１の実施形態の読み出し回路１０４を用いることにより、バッテリ５０２による駆動時間が減少することなく、ＡＥＣ制御やＸ線照射検知が可能となる。
（第３の実施形態）
図６は、本発明の第３の実施形態による放射線撮像装置の構成例を示す図である。本実施形態（図６）は、第１の実施形態（図１）に対して、切り換え手段６０１及びタイミングジェネレータ６０２を追加したものである。以下、本実施形態が第１の実施形態と異なる点を説明する。
放射線検知画素の第２の変換素子Ｘ１は、信号線Ｓｉｇ１を介して、列アンプ１１１に接続される。画像用画素の第１の変換素子Ｓ２１，Ｓ３１は、信号線Ｓｉｇ２を介して、列アンプ１１２に接続される。画像用画素の第１の変換素子Ｓ１２，Ｓ２２，Ｓ３２は、信号線Ｓｉｇ３を介して、列アンプ１１３に接続される。画像用画素の第１の変換素子Ｓ１３，Ｓ２３，Ｓ３３は、信号線Ｓｉｇ４を介して、列アンプ１１４に接続される。
切り換え手段６０１は、信号ＳＥＬに応じて、制御信号ＲＳＴ１、ＣＤＳ１＿１、ＣＤＳ２＿１、ＬＰＦ１、Ｐｏｗｅｒ１、ＣＦ１又は制御信号ＲＳＴ２、ＣＤＳ１＿２、ＣＤＳ２＿２、ＬＰＦ２、Ｐｏｗｅｒ２、ＣＦ２を列アンプ１１１〜１１４に供給する。切り換え手段６０１は、列アンプ１１１〜１１４に同じ制御信号又は異なる制御信号を切り換えて供給することができる。
タイミングジェネレータ６０２は、信号ＳＥＬに応じて、マルチプレクサ１１５を制御する。マルチプレクサ１１５は、信号ＳＥＬに応じて、制御信号ＲＳＴ２、ＣＤＳ１＿２、ＣＤＳ２＿２、ＬＰＦ２、Ｐｏｗｅｒ２、ＣＦ２が供給された列アンプ１１１のみを選択する。また、マルチプレクサ１１５は、信号ＳＥＬに応じて、制御信号ＲＳＴ１、ＣＤＳ１＿１、ＣＤＳ２＿１、ＬＰＦ１、Ｐｏｗｅｒ１、ＣＦ１が供給された列アンプ１１２〜１１４のみを選択する。第２の変換素子Ｘ１を読み出す列アンプ１１１が固定であると、第２の変換素子Ｘ１と列アンプ１１１とを接続する信号線Ｓｉｇ１の配線が他の信号線Ｓｉｇ２〜Ｓｇ４と交差する場合があり、第２の変換素子Ｘ１の配置に制限が発生する。
本実施形態によれば、第１の変換素子Ｘ１の配置に自由度が増し、より効果的な第１の変換素子Ｘ１の配置が可能となる。例えば、図１の第１の変換素子Ｓ１１の位置に、図６の第２の変換素子Ｘ１を配置することができる。また、複数の放射線検知画素の第２の変換素子をエリアセンサ１０１内に点在させることができ、その場合も、放射線検知画素に接続する列アンプの位置に合わせる必要が無く、自由な位置に放射線検知画素の配置が可能となる。
（第４の実施形態）
図７は、本発明の第４の実施形態による放射線撮像装置の構成例を示す図である。本実施形態（図７）は、第３の実施形態（図６）に対して、演算手段７０１、列アンプ７０２，７０３、変換素子Ｘ２〜Ｘ９，Ｓ１１、ＴＦＴスイッチＴ１１を追加したものである。変換素子Ｘ２〜Ｘ９，Ｓ１１は、放射線を電荷に変換する。放射線の照射を検知するための複数の放射線検知画素は、変換素子Ｘ１〜Ｘ９を含む。放射線画像を取得するための複数の画像用画素は、第１の変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３とＴＦＴスイッチＴ１１〜Ｔ３３とを含む。変換素子Ｘ１〜Ｘ９は、放射線の照射を検知するために放射線を電荷に変換する。第１の変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３は、放射線画像を取得するために放射線を電荷に変換する。以下、本実施形態が第３の実施形態と異なる点を説明する。
変換素子Ｘ１〜Ｘ３は、信号線Ｓｉｇ１を介して、列アンプ１１１に接続される。変換素子Ｓ１１，Ｓ２１，Ｓ３１は、ＴＦＴスイッチＴ１１，Ｔ２１，Ｔ３１及び信号線Ｓｉｇ２を介して、列アンプ１１２に接続される。変換素子Ｓ１２，Ｓ２２，Ｓ３２は、ＴＦＴスイッチＴ１２，Ｔ２２，Ｔ３２及び信号線Ｓｉｇ３を介して、列アンプ１１３に接続される。変換素子Ｘ７〜Ｘ９は、信号線Ｓｉｇ４を介して、列アンプ１１４に接続される。変換素子Ｓ１３，Ｓ２３，Ｓ３３は、ＴＦＴスイッチＴ１３，Ｔ２３，Ｔ３３及び信号線Ｓｉｇ５を介して、列アンプ７０２に接続される。変換素子Ｘ４〜Ｘ６は、信号線Ｓｉｇ６を介して、列アンプ７０３に接続される。
第２の列アンプ１１１は、第２の変換素子Ｘ１〜Ｘ３に直接接続され、第２の変換素子Ｘ１〜Ｘ３の電荷に応じた電圧を出力する。第３の列アンプ１１４は、第３の変換素子Ｘ７〜Ｘ９に直接接続され、第３の変換素子Ｘ７〜Ｘ９の電荷に応じた電圧を出力する。第４の列アンプ７０３は、第４の変換素子Ｘ４〜Ｘ６に直接接続され、第４の変換素子Ｘ４〜Ｘ６の電荷に応じた電圧を出力する。
切り換え手段６０１は、制御信号ＲＳＴ１、ＣＤＳ１＿１、ＣＤＳ２＿１、ＬＰＦ１、Ｐｏｗｅｒ１、ＣＦ１を列アンプ１１２、１１３及び７０２に供給する。また、切り換え手段６０１は、制御信号ＲＳＴ２、ＣＤＳ１＿２、ＣＤＳ２＿２、ＬＰＦ２、Ｐｏｗｅｒ２、ＣＦ２を列アンプ１１１、１１４及び７０３に供給する。
演算手段７０１は、複数画素分のメモリを有し、アナログデジタルコンバータ１１７により出力されるデジタル値を保持し、演算することができる。また、演算手段７０１は、プロセッサを有し、信号ＳＥＬに応じて、加算、減算、乗算、除算等の各種演算を行うことができる。
例えば、演算手段７０１は、変換素子Ｘ１〜Ｘ９に接続されている列アンプ１１１、１１４及び８０３の出力電圧に基づく信号のみを加算し、出力することができる。この処理によって、Ｘ線量を検知する感度を向上させることができる。
また、演算手段７０１は、変換素子Ｘ１〜Ｘ９に接続されている列アンプ１１１，１１４，７０３と、第１の変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３に接続されている列アンプ１１２，１１３，７０２との信号の差分（減算）を取る。これにより、列アンプに共通な同相ノイズを除去することができる。この処理によって、Ｘ線量検知のシグナル・ノイズ比（ＳＮ比）が改善し、検知精度を向上させることができる。
また、演算手段７０１は、加算及び除算により、平均化処理を行うことができる。変換素子Ｘ１〜Ｘ９は、エリアセンサ１０１に照射された放射線の量を正確に計測するため、エリアセンサ１０１の面内に配置される。変換素子Ｘ１〜Ｘ９の信号は、全て個別に読み出す必要は必ずしも無い。例えば、Ｘ線が照射されたことを検知するだけであれば、演算手段７０１は、変換素子Ｘ１〜Ｘ９に接続された列アンプ１１１，１１４，７０３の信号を加算平均し、Ｘ線照射を検知してもよい。
しかし、加算平均を信号処理部１０６（図１）で行おうとすると、データ転送時間が無駄となってしまう。よって、演算手段７０１が加算平均を行うことにより、データを出力する時間をより短縮でき、Ｘ線量検知の応答速度を向上させることができる。
以上のように、第１〜第４の実施形態では、変換素子Ｘ１等に接続される列アンプと、第１の変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３に接続される列アンプとでは異なる動作を行わせる。Ｘ線量検知時には、放射線検知画素の変換素子Ｘ１等に接続された列アンプのみが読み出すことにより、画素信号のサンプリングからデータ出力までの時間を短縮することができる。
また、Ｘ線量検知時には、放射線検知画素の変換素子Ｘ１等に接続された列アンプのみ消費電力を上げ、ＳＮ比を向上させ、消費電力を低減させつつ、Ｘ線の照射開始の検知や、照射量の検知を可能とする。
なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
１１１〜１１４ 列アンプ、Ｓ１１〜Ｓ３３ 第１の変換素子、Ｔ１１〜Ｔ３３ ＴＦＴスイッチ、Ｘ１〜Ｘ３ 第２の変換素子

Claims (8)

  1. 放射線画像を取得するために放射線を電荷に変換する第１の変換素子と、
    前記第１の変換素子の電荷に応じた電圧を出力する第１のアンプと、
    放射線の照射を検知するために放射線を電荷に変換する第２の変換素子と、
    前記第２の変換素子の電荷に応じた電圧を出力する第２のアンプと、
    前記第１のアンプ及び前記第２のアンプを制御する制御回路とを有し、
    前記制御回路は、前記第２のアンプに対して前記第１のアンプに対する制御とは独立した制御をする放射線撮像装置であって、
    前記第１のアンプ及び前記第２のアンプに同じ制御信号又は異なる制御信号を切り換えて供給することができる切り換え手段を有することを特徴とする放射線撮像装置。
  2. 前記第１のアンプが前記第１の変換素子の電荷に応じた電圧を出力する期間は、前記第２のアンプが前記第２の変換素子の電荷に応じた電圧を出力する期間と異なることを特徴とする請求項１記載の放射線撮像装置。
  3. 前記第１の変換素子は、行列状に複数配置されており、
    前記第１のアンプは、列方向に配列された複数の第１の変換素子に接続されるように、
    行方向に複数配置されており、
    さらに、第１の期間では、前記第２のアンプの出力電圧を選択して出力し、第２の期間では、複数の前記第１のアンプの出力電圧を選択して出力するマルチプレクサを有することを特徴とする請求項１又は２記載の放射線撮像装置。
  4. 放射線が照射されている期間では、前記第２のアンプは、前記第２の変換素子の電荷に応じた電圧を出力し、前記第１のアンプは、前記第１の変換素子の電荷に応じた電圧を出力しないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
  5. 放射線が照射されるまでの期間では、前記第２のアンプは、前記第２の変換素子の電荷に応じた電圧を出力し、前記第１のアンプは、前記第１の変換素子の電荷に応じた電圧を出力しないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
  6. さらに、放射線の照射を検知するために放射線を電荷に変換する第３の変換素子と、
    前記第３の変換素子の電荷に応じた電圧を出力する第３のアンプと、
    前記第２のアンプの出力電圧に基づく信号及び前記第３のアンプの出力電圧に基づく信号を基に演算する演算手段とを有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
  7. 前記第１のアンプ及び前記第２のアンプは、消費電力、ゲイン、サンプルホールド動作、リセット動作、及びローパスフィルタのうちの少なくとも１つが異なる制御がされることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
  8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の放射線撮像装置と、
    放射線を照射する放射線発生装置と
    を有することを特徴とする放射線撮像システム。
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