JP6308018B2 - 放射線画像撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、放射線画像撮影装置に係り、特に、複数の放射線検出素子が二次元状に配列されて構成された放射線画像撮影装置に関する。

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

このタイプの放射線画像撮影装置はＦＰＤ（Flat Panel Detector）として知られており、従来は支持台と一体的に形成された、いわゆる専用機型（固定型等ともいう。）として構成されていたが、近年、放射線検出素子等を筐体内に収納し、持ち運び可能とした可搬型の放射線画像撮影装置が開発され、実用化されている。

このような放射線画像撮影装置では、例えば後述する図３等に示すように、通常、複数の放射線検出素子７が、検出部Ｐ上に二次元状（マトリクス状）に配列されて構成されている。そして、撮影時に、被写体である図示しない患者を介して放射線画像撮影装置に放射線が照射されると、各放射線検出素子７で電荷が発生する。各放射線検出素子７には、それぞれ薄膜トランジスター（Thin Film Transistor。以下、ＴＦＴという。）８等で形成されたスイッチ素子が接続されており、撮影後の画像データＤの読み出し処理では、ＴＦＴ８をオン状態にして各放射線検出素子７内に蓄積されている電荷を信号線６に放出させると、電荷が信号線６を通って読み出し回路１７に流れ込み、読み出し回路１７で電荷データＤとして読み出されるように構成される。なお、この画像データＤの読み出し処理については後で説明する。

一方、放射線画像撮影装置を用いた撮影が少なくともしばらくの間行われないような場合に、放射線画像撮影装置の読み出し回路１７等の各機能部に供給している電力が無駄に消費されてしまうことになる。特に、上記のような可搬型の放射線画像撮影装置で、バッテリーを内蔵するタイプの放射線画像撮影装置では、このように電力が無駄に消費されると、バッテリーの消耗が激しくなり、１回の充電あたりの撮影回数が減少して撮影効率が悪化する等の問題が生じる。

そのため、放射線画像撮影装置では、撮影モードとして、少なくとも、各機能部に電力を供給して撮影を行うことが可能な覚醒（wake up）モードと、必要な機能部にのみ電力を供給し、撮影を行うことができないスリープ（sleep）モードとを有し、撮影モードをそれらのモードの間で切り替えることができるように構成されているものも少なくない（例えば特許文献１等参照）。そして、上記の読み出し回路１７では、画像データＤ等の読み出し動作を行う際に比較的大きな電力が消費される。そのため、スリープモードでは、通常、少なくとも読み出し回路１７での読み出し動作は行われないように構成される。

特開２０１０−２６８１７１号公報

ところで、本発明者の研究では、放射線画像撮影装置１の電力モードをスリープモードに切り替えた後、再度、撮影可能モードに切り替えて撮影を行うと、撮影後に読み出された画像データＤに基づいて生成される放射線画像ｐ中に、僅かではあるが画像ムラや筋状の模様が現れる場合があることが分かってきた（図７参照）。なお、図７では、放射線画像ｐ中に現れる画像ムラや筋状の模様が強調されて描かれている。

後述するように、各読み出し回路１７は、通常、１２８個や２５６個等の所定個数が１つの読み出しＩＣ１６（後述する図３参照）内に設けられており、信号線６の本数等に応じて、読み出しＩＣ１６が必要な数だけ並設される。そして、本発明者の研究では、図７に示すように、放射線画像ｐ中の画像ムラは、各読み出しＩＣ１６に対応する各領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、…ごとに発生し、また、筋状の模様は、各読み出し回路１７に対応する位置に現れる。

すなわち、上記のように各読み出し回路１７にはそれぞれ信号線６が接続されており、各読み出しＩＣ１６には所定本数の信号線６が接続されているが、放射線画像ｐのうち、各読み出しＩＣ１６に対応する個々の領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、…を見た場合、１つの領域Ｒ内の各画素の画像データＤには、あるオフセット分が共通に重畳されており、そのオフセット分が、各読み出しＩＣ１６ごとに異なっている。これが各領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、…ごとの画像ムラとなって現れる。また、それとは別に、各読み出し回路１７に接続されている各信号線６ごとに、各画素の画像データＤにオフセット分がそれぞれ重畳されており、これが、放射線画像ｐ中で筋状の模様となって現れることが分かってきた。

そして、本発明者が研究を重ねた結果、このような画像ムラや筋状の模様を生じさせるようなオフセット分が画像データＤに重畳される原因を突き止めることができ、そのような現象が生じないような構成を見出すことができた。

本発明は、上記の点を鑑みてなされたものであり、電力モードをスリープモードから撮影可能モードに切り替えて撮影を行っても、画像ムラや筋状の模様を生じさせるようなオフセット分が画像データ中に重畳されることを的確に防止することが可能な放射線画像撮影装置を提供することを目的とする。

前記の問題を解決するために、本発明の放射線画像撮影装置は、
二次元状に配列された複数の放射線検出素子と、
前記各放射線検出素子に接続された複数の信号線と、
前記各信号線にそれぞれ接続された複数の読み出し回路を備える読み出しＩＣと、
前記読み出しＩＣに電力を供給する電源回路と、
前記電源回路から前記読み出しＩＣに電力を供給する経路上に設けられ、当該経路とＧＮＤとを接続可能なディスチャージ回路と、
を備え、
撮影モードを、少なくとも、各機能部に電力を供給して撮影を行うことが可能な覚醒モードと、必要な機能部にのみ電力を供給し、撮影を行うことができないスリープモードとの間で切り替えることができるように構成されており、
前記ディスチャージ回路は、前記スリープモードの間、前記経路とＧＮＤとを接続することを特徴とする。

本発明のような方式の放射線画像撮影装置によれば、スリープモードの間に、電源回路や読み出しＩＣ、センサーパネル内に残存する電荷を、ディスチャージ回路を介して積極的にＧＮＤに流出させて的確に除去することが可能となる。そのため、その後、電力モードをスリープモードから撮影可能モードに切り替えて撮影を行っても、画像データに残存電荷に起因するオフセット分が重畳されることを的確に防止することが可能となり、読み出された画像データ等に基づいて生成された放射線画像ｐ中に画像ムラや筋状の模様を生じることを的確に防止することが可能となる。

放射線画像撮影装置の断面図である。 放射線画像撮影装置の基板の構成を示す平面図である。 放射線画像撮影装置の等価回路を表すブロック図である。 検出部を構成する１画素分についての等価回路を表すブロック図である。 （Ａ）ディスチャージ回路の構成例を表すブロック図であり、（Ｂ）本実施形態に係る放射線画像撮影装置におけるディスチャージ回路や電源回路等を含む部分の構成例を表すブロック図である。 変形例１−２の場合に各放射線検出素子に印加される電圧の時間的推移を表すグラフである。 生成された放射線画像中に現れる画像ムラや筋状の模様を説明する図である。

以下、本発明に係る放射線画像撮影装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。

なお、以下では、放射線画像撮影装置として、シンチレーター等を備え、照射された放射線を可視光等の他の波長の光に変換して電気信号を得るいわゆる間接型の放射線画像撮影装置について説明するが、本発明は、シンチレーター等を介さずに放射線を放射線検出素子で直接検出する、いわゆる直接型の放射線画像撮影装置に対しても適用することができる。

また、放射線画像撮影装置がいわゆる可搬型である場合について説明するが、支持台等と一体的に形成された、いわゆる専用機型の放射線画像撮影装置に対しても、本発明を適用することが可能である。

［基本的な構成等について］
まず、本実施形態に係る放射線画像撮影装置の基本的な構成等について説明する。図１は、本実施形態に係る放射線画像撮影装置の断面図であり、図２は、放射線画像撮影装置の基板の構成を示す平面図である。

本実施形態では、放射線画像撮影装置１は、放射線が照射される側の面である放射線入射面Ｒを有する筐体２内に、シンチレーター３やセンサー基板４等で構成されるセンサーパネルＳＰが収納されて構成されている。また、図１では図示を省略するが、本実施形態では、筐体２の側面等には、データや信号等を無線方式で外部装置に送受信するためのアンテナ４１（後述する図３参照）や、有線方式で送受信するためのコネクターが設けられている。

図１に示すように、筐体２内には、基台３１が配置されており、基台３１の放射線入射面Ｒ側（以下、簡単に図中の上下方向にあわせて上面側等という。）に図示しない鉛の薄板等を介してセンサー基板４が設けられている。そして、センサー基板４の上面側には、後述するように放射線検出素子７等が設けられており、さらにその上方に、照射された放射線を可視光等の光に変換して各放射線検出素子７に照射するためのシンチレーター３が配置されている。なお、シンチレーター３は、シンチレーター基板３４に取り付けられている。

一方、基台３１の下面側には、電子部品３２等が配設されたＰＣＢ基板３３やバッテリー２４等が取り付けられている。このようにして、基台３１やセンサー基板４等でセンサーパネルＳＰが形成されている。また、本実施形態では、センサーパネルＳＰと筐体２の側面との間に緩衝材３５が設けられている。

本実施形態では、センサー基板４はガラス基板で構成されており、図２に示すように、センサー基板４の上面（すなわちシンチレーター３に対向する面）４ａ上には、複数の走査線５と複数の信号線６とが互いに交差するように配設されている。また、センサー基板４の面４ａ上の複数の走査線５と複数の信号線６により区画された各小領域ｒには、放射線検出素子７がそれぞれ設けられている。

このように、走査線５と信号線６で区画された各小領域ｒに二次元状（マトリクス状）に配列された複数の放射線検出素子７が設けられた小領域ｒの全体、すなわち図２に一点鎖線で示される領域が検出部Ｐとされている。また、本実施形態では、放射線検出素子７はフォトダイオードが用いられているが、例えばフォトトランジスター等を用いることも可能である。

ここで、放射線画像撮影装置１の回路構成について説明する。図３は本実施形態に係る放射線画像撮影装置１の等価回路を表すブロック図であり、図４は検出部Ｐを構成する１画素分についての等価回路を表すブロック図である。

各放射線検出素子７の第１電極７ａには、スイッチ素子であるＴＦＴ８のソース電極８ｓ（図３や図４の「Ｓ」参照）が接続されている。また、ＴＦＴ８のドレイン電極８ｄおよびゲート電極８ｇ（図３や図４の「Ｄ」および「Ｇ」参照）は信号線６および走査線５にそれぞれ接続されている。

そして、ＴＦＴ８は、後述する走査駆動手段１５から走査線５を介してゲート電極８ｇにオン電圧が印加されるとオン状態となり、ソース電極８ｓやドレイン電極８ｄを介して放射線検出素子７内に蓄積されている電荷を信号線６に放出させる。また、走査線５を介してゲート電極８ｇにオフ電圧が印加されるとオフ状態となり、放射線検出素子７から信号線６への電荷の放出を停止して、放射線検出素子７内に電荷を蓄積させるようになっている。

また、本実施形態では、図２や図３に示すように、センサー基板４上で１列の各放射線検出素子７ごとに１本の割合で各放射線検出素子７の第２電極７ｂにそれぞれバイアス線９が接続されており、各バイアス線９はセンサー基板４の検出部Ｐの外側の位置で結線１０に接続されている。そして、結線１０は入出力端子１１（パッド等ともいう。図２参照）を介してバイアス電源１４（図３や図４参照）に接続されており、バイアス電源１４から結線１０や各バイアス線９を介して各放射線検出素子７の第２電極７ｂに逆バイアス電圧が印加されるようになっている。

なお、本実施形態では、各入出力端子１１には、後述する読み出しＩＣ１６や走査駆動手段１５のゲートドライバー１５ｂを構成するゲートＩＣ１５ｄ等のチップがフィルム上に組み込まれた図示しないフレキシブル回路基板が接続されており、センサー基板４上の走査線５や信号線６、バイアス線９の結線１０等がフレキシブル基板を介してセンサーパネルＳＰの裏側の電子部品３２等（図１参照）に電気的に接続されるようになっている。

一方、走査駆動手段１５では、配線１５ｃを介して電源回路１５ａからゲートドライバー１５ｂにオン電圧とオフ電圧が供給されるようになっており、ゲートドライバー１５ｂで走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘに印加する電圧をオン電圧とオフ電圧との間でそれぞれ切り替えるようになっている。

また、各信号線６は、各入出力端子１１を介して読み出しＩＣ１６内に内蔵された各読み出し回路１７にそれぞれ接続されている。本実施形態では、読み出し回路１７は、主に増幅回路１８と相関二重サンプリング回路１９等で構成されている。読み出しＩＣ１６内には、さらに、アナログマルチプレクサー２１と、Ａ／Ｄ変換器２０とが設けられている。なお、図３や図４では、相関二重サンプリング回路１９はＣＤＳと表記されている。

本実施形態では、増幅回路１８は、オペアンプ１８ａと、オペアンプ１８ａにそれぞれ並列にコンデンサー１８ｂおよび電荷リセット用スイッチ１８ｃが接続されたチャージアンプ回路で構成されている。そして、増幅回路１８のオペアンプ１８ａの入力側の反転入力端子に信号線６が接続されている。また、増幅回路１８の電荷リセット用スイッチ１８ｃは、制御手段２２に接続されており、制御手段２２によりオン／オフが制御されるようになっている。なお、オペアンプ１８ａ等には、電源回路５１から電力が供給されるようになっているが、この点については後で説明する。

撮影後の各放射線検出素子７からの画像データＤの読み出し処理の際には、読み出し回路１７の増幅回路１８の電荷リセット用スイッチ１８ｃがオフ状態とされた状態で各放射線検出素子７のＴＦＴ８がオン状態とされると、各放射線検出素子７内からＴＦＴ８を介して放出された電荷が信号線６を通って増幅回路１８のコンデンサー１８ｂに流れ込んで蓄積される。そして、増幅回路１８は、コンデンサー１８ｂに蓄積された電荷量に応じた電圧値を出力側から出力する。

相関二重サンプリング回路１９は、各放射線検出素子７から電荷が流れ込む前後に増幅回路１８からの出力値をそれぞれ保持し、それらの差分をアナログ値の画像データＤとして下流側に出力する。そして、出力された各画像データＤがアナログマルチプレクサー２１（図３参照）を介してＡ／Ｄ変換器２０に順次送信され、Ａ／Ｄ変換器２０でデジタル値の画像データＤに順次変換されて記憶手段２３に出力されて順次保存される。このようにして画像データＤの読み出し処理が行われるようになっている。

制御手段２２は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力インターフェース等がバスに接続されたコンピューターや、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等により構成されている。専用の制御回路で構成されていてもよい。

そして、制御手段２２は、走査駆動手段１５や読み出し回路１７を制御して上記のように画像データＤの読み出し処理を行わせるなど、放射線画像撮影装置１の各機能部の動作等を制御するようになっている。また、図３や図４に示すように、制御手段２２には、ＳＲＡＭ（Static ＲＡＭ）やＳＤＲＡＭ（Synchronous ＤＲＡＭ）等で構成される記憶手段２３が接続されている。また、本実施形態では、制御手段２２には、前述したアンテナ４１が接続されており、さらに、走査駆動手段１５や読み出し回路１７、記憶手段２３、バイアス電源１４等の各機能部に必要な電力を供給するバッテリー２４が接続されている。

また、本実施形態では、放射線画像撮影装置１は、撮影モードを、少なくとも、制御手段２２等の各機能部に電力を供給して撮影を行うことが可能な覚醒モードと、必要な機能部にのみ電力を供給し、撮影を行うことができないスリープモードとの間で切り替えることができるように構成されている。

その際、前述したように、読み出し回路１７では画像データＤ等の読み出し動作を行う際に比較的大きな電力が消費される。そのため、スリープモードとしては種々の形態を取り得るが、本実施形態においても、少なくとも読み出し回路１７での読み出し動作は行われないように構成される。

［本発明に特有の構成等について］
次に、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１における本発明に特有の構成について説明する。

前述したように、放射線画像撮影装置１の電力モードを、スリープモードから撮影可能モードに切り替えて撮影を行うと、撮影後に読み出された画像データＤ中に何らかのオフセット分が重畳されており、画像データＤに基づいて生成される放射線画像中に、僅かではあるが画像ムラや筋状の模様が現れる場合がある（例えば図７参照）。

このような現象が現れる原因について本発明者が研究を重ねた結果、撮影可能モードの下で放射線画像撮影装置１を用いて撮影を行い、撮影後、放射線画像撮影装置１の電力モードをスリープモードに切り替えて省電力状態としても、例えば放射線検出素子７や走査線５、信号線６等が存在する検出部Ｐ（図３参照）側や読み出しＩＣ１６側、或いは、読み出しＩＣ１６等に電力を供給する後述する電源回路５１側（後述する図５（Ａ）、（Ｂ）参照）側の、例えば寄生容量が形成された部分等に電荷が残存する等して、放射線画像撮影装置１の各機能部内の電荷がすぐには除去されない。

そして、残存電荷の除去効率が、読み出しＩＣ１６ごとに異なるため、画像データＤに重畳される残存電荷に起因するオフセット分が読み出しＩＣ１６ごとに異なる値になる。これが、放射線画像ｐ中に、各読み出しＩＣ１６に対応する各領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、…ごとの画像ムラとなって現れる。また、残存電荷の除去効率は、各読み出し回路１７ごとでも異なっているため、画像データＤに重畳される残存電荷に起因するオフセット分が読み出し回路１７ごとにそれぞれ異なる値になる。そのため、放射線画像ｐ中に、各読み出し回路１７に対応する筋状の模様が現れると考えられた。

そこで、本発明では、電源回路５１から読み出しＩＣ１６に電力を供給する経路（以下、電力供給経路という。）上にディスチャージ回路を設け、このディスチャージ回路で、電力供給経路とＧＮＤとを接続可能に構成する。そして、ディスチャージ回路は、放射線画像撮影装置１の電力モードがスリープモードである間は、電力供給経路とＧＮＤとを接続するようになっている。

以下、ディスチャージ回路や電源回路５１を含む構成等について、具体的に説明する。図５（Ａ）は、ディスチャージ回路の構成例を表すブロック図であり、図５（Ｂ）は、本実施形態に係る放射線画像撮影装置におけるディスチャージ回路や電源回路等を含む部分の構成例を表すブロック図である。なお、図５（Ｂ）では、読み出しＩＣ１６に電力を供給する電源回路５１や電力供給経路５０等のみ示されているが、放射線画像撮影装置１のバイアス電源１４や走査駆動手段１５の電源回路１５ａ等の他の機能部に電力を供給する電源回路や電力供給経路等が適宜設けられることは言うまでもない。

本実施形態では、図５（Ａ）に示すように、ディスチャージ回路６０は、後述する電源回路５１から読み出しＩＣ１６に電力を供給する電力供給経路５０上に設けられる。そして、ディスチャージ回路６０内の、電力供給経路５０とＧＮＤとを結ぶ配線６１上には、例えば電界効果トランジスター（ＦＥＴ）等で形成されたスイッチ素子６２が設けられており、スイッチ素子６２は、制御手段２２（図３等参照）からの制御信号によりオン／オフが制御されるようになっている。また、電力供給経路５０とスイッチ素子６２とを結ぶ配線６１上には抵抗６３が設けられており、スイッチ素子６２をオンした際に電荷が一気にＧＮＤに流れ込まないようになっている。

また、本実施形態では、図５（Ｂ）に示すように、電源基板５２上に電源回路５１が設けられており、電源回路５１には、例えばリチウムイオンキャパシター等で構成された前述したバッテリー２４から電力が供給されるようになっている。そして、電源回路５１として、少なくとも、例えば読み出しＩＣ１６内の増幅回路１８のオペアンプ１８ａ等のアナログ回路に電力を供給するための電源回路５１ａと、例えば読み出しＩＣ１６内のＡ／Ｄ変換器２０（図３や図４参照）等のデジタル回路に電力を供給するための電源回路５１ｂとが設けられている。本実施形態では、各電源回路５１ａ、５１ｂはそれぞれＤＣ／ＤＣコンバーター等で形成されており、各電力供給経路５０ａ、５０ｂにそれぞれ所定の電圧値を出力するようになっている。

そして、電源回路５１ａに接続されている電力供給経路５０ａ上には、定電圧直流電源回路５３が設けられている。定電圧直流電源回路としては、例えば低損失レギュレータ（Low Drop-Out regulator）等を用いることが可能である。

なお、図４では、電源回路５１（この場合は電源回路５１ａ）から読み出し回路１７の増幅回路１８のオペアンプ１８ａに電力が供給される経路のみが記載されており、電源回路５１ａから読み出しＩＣ１６内の他のアナログ回路に電力を供給する経路や、電源回路５１ｂからＡ／Ｄ変換器２０等の読み出しＩＣ１６内のデジタル回路に電力を供給する経路等の図示が省略されている。また、図４では、定電圧直流電源回路５３やディスチャージ回路６０等の記載も省略されている。

また、本実施形態では、定電圧直流電源回路５３が設けられた基板５４と、センサーパネルＳＰのセンサー基板４（図１や図２参照）とが、フレキシブル回路基板５５で接続されており、このフレキシブル回路基板５５のフィルム上に読み出しＩＣ１６が組み込まれている。また、前述したように、読み出しＩＣ１６は、信号線６の本数等に応じて必要な数だけ設けられている。

そして、本実施形態では、定電圧直流電源回路５３と読み出しＩＣ１６とを結ぶ電力供給経路５０ａ上に、図５（Ａ）に示したディスチャージ回路６０が設けられるようになっている。また、デジタル回路に電力を供給するための電源回路５１ｂと読み出しＩＣ１６とを結ぶ電力供給経路５０ｂ上にもディスチャージ回路６０が設けられるようになっている。

なお、図５（Ｂ）では、電力供給経路５０ｂ上のディスチャージ回路６０を基板５４上に設ける場合が示されているが、ディスチャージ回路６０を電源基板５２上（すなわち電源回路５１ｂの近傍）に設けるように構成することも可能であり、ディスチャージ回路６０は、電力供給経路５０ａ、５０ｂ上の適宜の位置にそれぞれ設けられる。

［作用］
次に、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１の作用について説明する。

放射線画像撮影装置１の電力モードが撮影可能モードであり、放射線画像撮影装置１を用いて撮影が行われる場合に、電力供給経路５０とＧＮＤとを接続してしまうと、電源回路５１から読み出しＩＣ１６側に供給される電力がＧＮＤに逃げてしまう。そのため、読み出しＩＣ１６が的確に機能しなくなり、各放射線検出素子７から画像データＤを読み出すことができず、撮影を的確に行うことができなくなる。

そのため、放射線画像撮影装置１の電力モードが撮影可能モードである場合には、ディスチャージ回路６０は、電力供給経路５０をＧＮＤに接続しない。すなわち、撮影可能モードでは、制御手段２２は、ディスチャージ回路６０のスイッチ素子６２（図５（Ａ）参照）をオフ状態とするように制御する。

一方、制御手段２２は、撮影が終了したり、或いは撮影が行われない状態が所定時間継続する等して、放射線画像撮影装置１の電力モードを撮影可能モードからスリープモードに切り替える。そして、その際に、ディスチャージ回路６０のスイッチ素子６２をオン状態に切り替えるように制御して、電力供給経路５０とＧＮＤとを接続する。

そして、ディスチャージ回路６０により電力供給経路５０とＧＮＤとが接続されると、電源回路５１側（図５（Ｂ）参照）に残存している電荷が、電力供給経路５０からディスチャージ回路６０内に流入し、スイッチ素子６２を通ってＧＮＤに流出する。そのため、ディスチャージ回路６０により、電源回路５１側に残存する電荷が、電源回路５１側から的確に除去される。

また、ディスチャージ回路６０により電力供給経路５０とＧＮＤとが接続されると、読み出しＩＣ１６（図５（Ｂ）参照）に残存している電荷が、電力供給経路５０からディスチャージ回路６０内に流入し、スイッチ素子６２を通ってＧＮＤに流出する。そのため、ディスチャージ回路６０により、読み出しＩＣ１６側に残存する電荷が、読み出しＩＣ１６内から的確に除去される。

また、センサーパネルＳＰ内では、走査線５や信号線６、放射線検出素子７、ＴＦＴ８、バイアス線９等（図２や図３参照）の間に絶縁層が介在する等しており、種々の部分に寄生容量が形成される等している。そのため、放射線画像撮影装置１の電力モードをスリープモードに切り替えても、その寄生容量の部分等にトラップされる等して残存する電荷が必ずしも容易に除去されない。

しかし、本実施形態のように、電力モードを撮影可能モードからスリープモードに移行させる際に、ディスチャージ回路６０で電力供給経路５０とＧＮＤとを接続するように構成すると、上記のようにセンサーパネルＳＰ内に残存する電荷が、図５（Ｂ）に示すように、信号線６を介してセンサーパネルＳＰから読み出しＩＣ１６に流入し、読み出しＩＣ１６に流入した電荷が電力供給経路５０を介してディスチャージ回路６０に流れ込んでＧＮＤに流出する。

そのため、本実施形態に係るように構成することで、電源回路５１や読み出しＩＣ１６のみならず、センサーパネルＳＰ内に残存する電荷も、ディスチャージ回路６０を介してＧＮＤに流出させて的確に除去される。

上記のように、スリープモードでの残存電荷の除去効率が、読み出しＩＣ１６ごとや読み出し回路１７ごとに異なるため、従来の放射線画像撮影装置では、スリープモード中に除去し切れなかった電荷の残存量が、読み出しＩＣ１６ごとや読み出し回路１７ごとに異なる状態になった。

そして、その状態で、電力モードがスリープモードから撮影可能モードに切り替えられて撮影が行われると、画像データＤに重畳される残存電荷に起因するオフセット分が読み出しＩＣ１６ごとに異なる値になって放射線画像ｐに画像ムラが生じたり、或いは、画像データＤに重畳される残存電荷に起因するオフセット分が読み出し回路１７ごとに異なる値になって放射線画像ｐに筋状の模様が生じてしまった（図７参照）。

それに対し、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１では、電力供給経路５０にディスチャージ回路６０を設け、放射線画像撮影装置１の電力モードがスリープモードである間、ディスチャージ回路６０で電力供給経路５０とＧＮＤとを接続して、電源回路５１や読み出しＩＣ１６、センサーパネルＳＰ等に残存する電荷を積極的にＧＮＤに除去するように構成した。

そのため、上記のようにスリープモードでの残存電荷の除去効率が読み出しＩＣ１６ごとや読み出し回路１７ごとに異なる場合であっても、ディスチャージ回路６０で残存電荷を積極的にＧＮＤに流出させて装置内から除去される状態になる。そのため、スリープモードが継続する間、電源回路５１や読み出しＩＣ１６、センサーパネルＳＰ等に電荷がほとんど残存しない状態を維持することが可能となる。

そのため、その状態から、電力モードがスリープモードから撮影可能モードに切り替えられて撮影が行われると、画像データＤには、残存電荷に起因するオフセット分が重畳されない（或いはほとんど重畳されない）状態になる。そのため、読み出された画像データＤに基づいて生成された放射線画像ｐに、読み出しＩＣ１６ごとに残存電荷の除去効率が異なることに起因する画像ムラが生じたり、或いは、読み出し回路１７ごとに残存電荷の除去効率が異なることに起因する筋状の模様が生じることがなくなる。

［効果］
以上のように、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１によれば、電源回路５１から読み出しＩＣ１６に電力を供給する電力供給経路５０上に、電力供給経路５０とＧＮＤとを接続可能なディスチャージ回路６０を設け、ディスチャージ回路６０は、放射線画像撮影装置１の電力モードがスリープモードである間は、電力供給経路５０とＧＮＤとを接続するように構成した。

そのため、スリープモードの間に、電源回路５１や読み出しＩＣ１６、センサーパネルＳＰ内に残存する電荷を、ディスチャージ回路６０を介して積極的にＧＮＤに流出させて的確に除去することが可能となる。そのため、その後、電力モードをスリープモードから撮影可能モードに切り替えて撮影を行っても、画像データＤに残存電荷に起因するオフセット分が重畳されることを的確に防止することが可能となり、読み出された画像データＤ等に基づいて生成された放射線画像ｐ中に画像ムラや筋状の模様を生じることを的確に防止することが可能となる。

なお、本発明者の研究では、実際に本実施形態にように構成すると、放射線画像ｐ中に画像ムラや筋状の模様が全く見られなくなる、或いは、少なくとも放射線画像ｐ中に画像ムラや筋状の模様を視認できなくなることが確認されている。

［その他変形例等］
なお、図５（Ｂ）に示した放射線画像撮影装置１におけるディスチャージ回路６０や電源回路５１等を含む部分の構成はあくまで１つの構成例であり、例えばローパスフィルター等の必要な構成が適宜設けられることは言うまでもない。

また、上記の実施形態では、放射線画像撮影装置１の電力モードがスリープモードに切り替えられたり撮影可能モードに切り替えられたりする際に、制御手段２２が、ディスチャージ回路６０のスイッチ素子６２（図５（Ａ）参照）に制御信号を送信してオンしたりオフしたりすることで、ディスチャージ回路６０により電力供給経路５０とＧＮＤとを接続したり接続を切断したりするように構成する場合について説明した。

しかし、例えば、ディスチャージ回路６０が、制御手段２２から送信されるスリープモードに切り替える旨の信号や撮影可能モードに切り替える旨の信号に基づいて、自らスイッチ素子６２のオン／オフを切り替えて電力供給経路５０とＧＮＤとを接続したり接続を切断したりするように構成することも可能である。

また、放射線画像撮影装置１によっては、スリープモードでは、制御手段２２にも電力が供給されなくなるように構成される場合がある。そのような場合には、上記のように制御手段２２がディスチャージ回路６０のスイッチ素子６２のオン／オフを制御する代わりに、例えば制御手段２２の停止（スリープモードの場合）と起動（撮影可能モードの場合）にあわせてディスチャージ回路６０のスイッチ素子６２が自動的にオン／オフするように構成することも可能である。

［変形例１］
一方、上記のように、電源回路５１から読み出しＩＣ１６に電力を供給する電力供給経路５０上にディスチャージ回路６０を設け、スリープモードの間、ディスチャージ回路６０で電力供給経路５０とＧＮＤとを接続するように構成することで、電源回路５１や読み出しＩＣ１６、センサーパネルＳＰ等に残存する電荷が除去される。

そして、センサーパネルＳＰ内に残存する電荷をより的確に除去するために、スリープモード中も、バイアス電源１４（図３や図４参照）からバイアス線９を介して各放射線検出素子７に逆バイアス電圧を印加するように構成することも可能である。このように構成すれば、スリープモードの間に、各放射線検出素子７内に残存している電荷を、バイアス線９を介してバイアス電源１４側に流出させて、各放射線検出素子７内から的確に除去することが可能となる。

［変形例１−１］
その際、スリープモードの間、バイアス電源１４から、継続して各放射線検出素子７に逆バイアス電圧を印加し続けるように構成することが可能である。このように構成すれば、スリープモードの間、バイアス電源１４から各放射線検出素子７に逆バイアス電圧を印加し続けることが可能となる。そのため、各放射線検出素子７内に残存している電荷をバイアス電源１４側に流出させて、各放射線検出素子７内から的確に除去することが可能となる。

［変形例１−２］
また、スリープモードの間、バイアス電源１４から各放射線検出素子７に印加される電圧Ｖが上昇して、設定された閾値Ｖthに達するごとに、バイアス電源１４から各放射線検出素子７に所定期間Δｔだけ逆バイアス電圧Ｖbiasを印加するように構成することも可能である。

この場合、例えば図６に示すように、時刻ｔ０で放射線画像撮影装置１の電力モードが撮影可能モードからスリープモードに切り替えられたとすると、バイアス電源１４から各放射線検出素子７に印加される電圧Ｖは逆バイアス電圧Ｖbiasから次第に上昇していく。そして、電圧Ｖが閾値Ｖthに達すると、バイアス電源１４から各放射線検出素子７に、それより低い電圧値に設定されている逆バイアス電圧Ｖbiasが所定期間Δｔだけ印加される。そのため、バイアス電源１４から各放射線検出素子７に印加される電圧Ｖは、逆バイアス電圧Ｖbiasと閾値Ｖthとの間を上下する状態になる。

そして、このように構成すれば、スリープモードの間、バイアス電源１４から各放射線検出素子７に印加される電圧Ｖが、逆バイアス電圧Ｖbiasから閾値Ｖthまでの低い電圧値になり、スリープモードの間、各放射線検出素子７にこのような低い電圧値の電圧Ｖを印加し続けることが可能となる。そのため、各放射線検出素子７内に残存している電荷をバイアス電源１４側に流出させて、各放射線検出素子７内から的確に除去することが可能となる。また、上記の変形例１−１のように、継続して逆バイアス電圧Ｖbiasを印加する場合に比べて、電力消費量をより低減することが可能となる。

［変形例１−３］
なお、上記の変形例１−２のように、スリープモードの間、バイアス電源１４から各放射線検出素子７に印加される電圧Ｖが設定された閾値Ｖthに達するごとに、バイアス電源１４から各放射線検出素子７に所定期間Δｔだけ逆バイアス電圧Ｖbiasを印加するように構成する代わりに、バイアス電源１４から各放射線検出素子７に印加される電圧Ｖに関わらず、スリープモードの間、バイアス電源１４から各放射線検出素子７に、所定時間ΔＴごとに、所定期間Δｔだけ逆バイアス電圧Ｖbiasを印加するように構成することも可能である。この場合、所定時間ΔＴは、例えば、バイアス電源１４から各放射線検出素子７に印加される電圧Ｖが上記の閾値Ｖth以上にならないような時間に設定される。

このように構成すれば、スリープモードの間、バイアス電源１４から各放射線検出素子７に印加される電圧Ｖを低い電圧値に抑えることが可能となるため、各放射線検出素子７内に残存している電荷をバイアス電源１４側に流出させて、各放射線検出素子７内から的確に除去することが可能となる。また、スリープモードの間、バイアス電源１４から各放射線検出素子７に、所定時間ΔＴが経過するごとに所定期間Δｔだけ逆バイアス電圧Ｖbiasを印加するように構成すればよいため、処理を容易に行うことが可能となる。また、上記の変形例１−１のように、継続して逆バイアス電圧Ｖbiasを印加する場合に比べて、電力消費量をより低減することが可能となる。

［変形例２］
また、スリープモード中に、各放射線検出素子７に残存する電荷をより積極的に各放射線検出素子７内から除去するために、例えば、スリープモードの間、走査駆動手段１５のゲートドライバー１５ｂ（図３参照）から走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘにオン電圧を順次或いは一斉に印加して、各放射線検出素子７内から電荷を除去する処理を行うように構成することも可能である。

図５（Ｂ）に示した読み出しＩＣ１６の場合と同様に、図３に示したように、走査駆動手段１５の電源回路１５ａにもバッテリー２４から電力が供給されるようになっており、放射線画像撮影装置１の電力モードが撮影可能モードである場合には、電源回路１５ａからゲートドライバー１５ｂにオン電圧とオフ電圧が供給され、ゲートドライバー１５ｂで走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘに印加する電圧をオン電圧とオフ電圧との間でそれぞれ切り替える。すなわち、走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘには、オン電圧とオフ電圧のいずれかの電圧が印加される状態になっている。

そして、スリープモードでは、バッテリー２４から走査駆動手段１５の電源回路１５ａへの電力の供給が停止されるため、ゲートドライバー１５ｂから走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘに印加する電圧はフローティングの状態になっている。そして、このように、スリープモードではゲートドライバー１５ｂから各走査線５に少なくともオフ電圧が印加されないため、各ＴＦＴ８は完全にはオフの状態にはなっていない。そのため、このような状態の各ＴＦＴ８を介して電荷が信号線６側に流出したり、バイアス線９側に流出することが可能となっているため、上記の実施形態や各変形例のように構成することで、スリープモードの間、各放射線検出素子７内に残存する電荷を各放射線検出素子７から除去することが可能となった。

しかし、上記のように、スリープモードの間に積極的に各放射線検出素子７内から電荷を除去する処理を行うように構成すれば、より的確に各放射線検出素子７内に残存する電荷を各放射線検出素子７内から除去することが可能となる。そして、このように構成すれば、各放射線検出素子７内に残存する電荷をより的確に除去して、放射線画像ｐ中に、残存電荷に起因するオフセット分による画像ムラや筋状の模様が生じることを的確に防止することが可能となる。

なお、本発明が上記の実施形態や各変形例等に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜変更可能であることは言うまでもない。

１ 放射線画像撮影装置
５ 走査線
６ 信号線
７ 放射線検出素子
８ ＴＦＴ（スイッチ素子）
１４ バイアス電源
１５ 走査駆動手段
１６ 読み出しＩＣ
１７ 読み出し回路
５０ 電力供給経路（経路）
５１ 電源回路
６０ ディスチャージ回路
Ｖbias 逆バイアス電圧
Ｖth 閾値
ΔＴ 所定時間
Δｔ 所定期間

Claims (5)

1. 二次元状に配列された複数の放射線検出素子と、
   前記各放射線検出素子に接続された複数の信号線と、
   前記各信号線にそれぞれ接続された複数の読み出し回路を備える読み出しＩＣと、
   前記読み出しＩＣに電力を供給する電源回路と、
   前記電源回路から前記読み出しＩＣに電力を供給する経路上に設けられ、当該経路とＧＮＤとを接続可能なディスチャージ回路と、
   を備え、
   撮影モードを、少なくとも、各機能部に電力を供給して撮影を行うことが可能な覚醒モードと、必要な機能部にのみ電力を供給し、撮影を行うことができないスリープモードとの間で切り替えることができるように構成されており、
   前記ディスチャージ回路は、前記スリープモードの間、前記経路とＧＮＤとを接続することを特徴とする放射線画像撮影装置。
2. 前記各放射線検出素子に逆バイアス電圧を印加するバイアス電源を備え、
   前記スリープモードの間、前記バイアス電源から前記各放射線検出素子に逆バイアス電圧を印加することを特徴とする請求項１に記載の放射線画像撮影装置。
3. 前記スリープモードの間、前記バイアス電源から、継続して前記各放射線検出素子に逆バイアス電圧を印加し続けることを特徴とする請求項２に記載の放射線画像撮影装置。
4. 前記スリープモードの間、前記バイアス電源から前記各放射線検出素子に印加される電圧が上昇して、設定された閾値に達するごとに、前記バイアス電源から前記各放射線検出素子に所定期間だけ逆バイアス電圧を印加することを特徴とする請求項２に記載の放射線画像撮影装置。
5. 複数の走査線と、
   前記各走査線に印加する電圧をオン電圧とオフ電圧との間で切り替える走査駆動手段と、
   前記各走査線に接続され、オン電圧が印加されると前記放射線検出素子に蓄積された電荷を前記信号線に放出させるスイッチ素子と、
   を備え、
   前記スリープモードの間、前記走査駆動手段から前記各走査線にオン電圧を順次または一斉に印加して前記各放射線検出素子内から電荷を除去する処理を行うことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。

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