JPH0921879A

JPH0921879A - 放射線平面検出器及び放射線撮像装置

Info

Publication number: JPH0921879A
Application number: JP7169041A
Authority: JP
Inventors: Kouichirou Nabuchi; 好一郎名渕; Takayuki Tomizaki; 隆之富崎
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-07-04
Filing date: 1995-07-04
Publication date: 1997-01-21

Abstract

(57)【要約】【課題】補償回路を設けることなく、積分回路の調整を
必要最小限に減らしながら画像信号に現れる固定パター
ンノイズを低減させる。【解決手段】放射線検出部の複数のセンサ（図１のＳ1,
1 〜Ｓ2000,2000 ）で検出された信号電荷を複数の読み
出しラインＲ1 〜Ｒ2000を介して並列に読み出すディジ
タルデコーダ（図１の１０）、スイッチングライン（図
１のＬ1 〜Ｌ2000）、ＴＦＴ（図１の５）と、複数の読
み出しラインＲ1 〜Ｒ2000の内の設定された複数ライン
（Ｒ1 〜Ｒ128 、Ｒ129 〜Ｒ256 、…）から読み出され
る複数の信号電荷を１組として並列に入力し且つその並
列入力信号を時系列的な直列信号に変換するマルチプレ
クサ１５ａ1 〜１５ａ16と、このマルチプレクサ１５ａ
1 〜１５ａ16の各々の出力経路に介挿され且つ当該マル
チプレクサ１５ａ1 〜１５ａ16から出力された直列信号
を積分し画素信号として出力する積分回路１６ａ1 〜１
６ａ16とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マトリクス状に配列さ
れ、放射線を信号電荷として検出する放射線検出部を備
えた放射線平面検出器及び放射線撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】医用診断における人体を透過したＸ線像
を撮像する手段として、Ｘ線フィルムやイメージインテ
ンシファイア（Ｉ．Ｉ．）／ＴＶカメラ系を利用したも
の等が知られている。特に、透過Ｘ線像をＩ．Ｉ．を介
して光学像に変換し、この光学像をＣＣＤ等のＴＶカメ
ラで撮像して画像信号を生成するＩ．Ｉ．／ＴＶカメラ
系を利用したＸ線透視（撮像）システム（ディジタルフ
ルオログラフィ）は、現在でも盛んに用いられている。

【０００３】一方、近年になって、Ｘ線像等の放射線像
を画像信号に変換する手段として放射線平面検出器（２
次元検出器）が提案されている。この放射線平面検出器
は、Ｘ線像を光学像に変換する薄型蛍光面と、この蛍光
面から発せられた光学像を画像信号に変換する光学像撮
像部により構成されており、Ｉ．Ｉ．／ＴＶカメラを用
いたＸ線撮像手段に比べて薄型にできるものである（以
下、放射線平面検出器のことを単に平面検出器とい
う）。

【０００４】このような平面検出器として、例えば、Ｕ
Ｓ特許NO.5,184,018号に開示されたものが知られてい
る。この平面検出器の概略構成を図１８に示す。この平
面検出器５１は、例えば２０００×２０００のマトリク
ス状に配列されたセンサ群を有している。

【０００５】この平面検出器５１によれば、Ｘ線装置５
２等からの放射線（被検体Ｏb を透過した透過Ｘ線Ｘr
等）がフォトダイオード５３に入射すると、その入射Ｘ
線に基づいてキャパシタ５４に蓄積された電荷は、ディ
ジタルデコーダ５６の制御に基づくＴＦＴ５５の動作に
より、各行毎に読み出しラインＲ1 、Ｒ2 、…、Ｒ128
、…を介して読み出される。

【０００６】例えば、第１行のセンサ群（センサＳ1,1
、センサＳ1,2 、…、センサＳ1,128 、…）の各キャ
パシタンスに蓄積された電荷は、そのセンサ群の各ＴＦ
Ｔ５の動作により、同時に読み出しラインＲ1 、Ｒ2 、
…、Ｒ128 、…を介して読み出され、各読み出しライン
毎に設けられたアンプ５７ａ、５８ａ、…、５９ａ、…
を有する積分回路５７、５８、…、５９、…を介して積
分された後、アナログマルチプレクサ６０に入力する。
このマルチプレクサ６０により、同時に入力された電荷
は直流信号（画像信号）として図示しない処理回路に送
られる。以下、第２行、第３行、…と各行毎に順次電荷
が読み出され、全ての行に蓄積された電荷が画像信号と
して読み出される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成では、各読み出しライン毎にアンプを含む積分回路を
設けているため、回路構成が大規模化した。このため、
この平面検出器を搭載した装置全体の大型化、装置全体
の有効スペースの減少を招いた。

【０００８】また、アンプを含む積分回路が読み出しラ
イン毎に設けられているため、各積分回路のアンプのゲ
インファクターやＣ（キャパシタンス）等の諸特性の相
違（ズレ）により、得られた画像信号には、その特性の
相違に起因した固定パターンノイズ（フィールドパター
ンノイズともいう）が出現してしまった。このため、表
示画像の画質の悪化及びそれに伴う視認性の悪化を招い
てしまった。この固定パターンノイズを低減するため
に、例えば、（１）オペレータによる各積分回路の調整
や（２）個々の積分回路の特性の違いを補償する補償回
路（例えば、読み出しラインの数に対応した複数の補償
アンプ、メモリ等）を設けることが考えられるが、
（１）の方法では、時間の経過によって調整がずれ一定
の画質を維持することが困難だった。また、（２）の方
法では、回路構成が複雑になるといった問題があった。

【０００９】一方、ＴＶカメラを用いた画像撮影装置や
Ｘ線撮像装置等では、撮影対象等の使用状況に応じて総
画素数、フレームレートを変更することが要求される。
しかしながら、上述した平面検出器を用いた画素（電
荷）読み出し方式では、総画素数の変更、フレームレー
トの変更には、対応していなかった。このため、撮影応
用範囲が限定され、ユーザーにとって不満であった。

【００１０】本発明は、こうした事情に鑑みてなされた
もので、補償回路を少なく、しかも積分回路の調整を必
要最小限に減らしながら、画像信号に現れる固定パター
ンノイズを低減させることを第１の目的とする。また、
平面検出器を用いて総画素数及びフレームレートの変更
を可能にすることにより、撮影応用範囲の増大させると
ともに、ユーザーニーズに応えることを第２の目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
請求項１に記載した放射線平面検出器では、入射した放
射線の強度に対応した信号電荷を蓄積するセンサをマト
リクス状に配列させた放射線検出部を備えた放射線平面
検出器において、前記放射線検出部の複数のセンサの各
列毎に設けられた前記信号電荷読み出し用の複数の読み
出しラインと、前記放射線検出部の各センサで検出され
た信号電荷を前記複数の読み出しラインを介して並列に
読み出す読み出し手段と、前記複数の読み出しラインの
内の設定された複数ラインから読み出される複数の信号
電荷を１組として並列に入力し且つその並列入力信号を
時系列的な直列信号に変換する少なくとも１つの変換手
段と、この変換手段の各々の出力経路に介挿され且つ当
該変換手段から出力された直列信号を積分して画素信号
を形成する積分手段とを備えている。

【００１２】特に、請求項２に記載した放射線平面検出
器では、前記各変換手段のそれぞれは、前記複数ライン
に対応する複数入力且つ単一出力タイプのマルチプレク
サを備えている。

【００１３】また特に、請求項３に記載した放射線平面
検出器では、前記読み出し手段は、前記各センサ毎にス
イッチング素子を備え、当該各スイッチング素子を駆動
させることにより当該各センサから信号電荷を読み出す
ようにしている。

【００１４】さらに、請求項４に記載した放射線平面検
出器では、前記センサそれぞれは、前記放射線を受けて
光信号に変換する蛍光面と、前記光信号を信号電荷とし
て検出するフォトダイオードと、前記信号電荷を蓄積す
るキャパシタとを備えるとともに、前記スイッチング素
子及び前記センサを薄膜技術により形成している。

【００１５】さらにまた、請求項５に記載した放射線平
面検出器では、前記複数ラインは前記複数の読み出しラ
イン全てに対応し、前記マルチプレクサは１つである。

【００１６】特に、請求項６に記載した放射線平面検出
器では、前記各マルチプレクサは、所定の出力タイミン
グに応じてそれぞれ同時に第１番目の入力ラインの信号
電荷を出力し、以下当該出力タイミングに応じて順番に
第２番目以降の入力ラインを出力するようにしている。

【００１７】また、特に、請求項７に記載した放射線平
面検出器では、前記各マルチプレクサに対し、当該各マ
ルチプレクサに入力される複数の信号電荷を隣接する複
数個ずつ切り換えて出力させる制御信号を送る切り換え
制御手段を備えている。

【００１８】さらに、請求項８に記載した放射線平面検
出器では、前記読み出し手段は、前記各スイッチング素
子を駆動させることにより前記各センサで検出された信
号電荷を複数行づつ読み出すとともに、前記切り換え制
御手段は、前記各マルチプレクサに対し、当該各マルチ
プレクサに入力される複数の信号電荷を、前記行数に対
応する隣接する複数個ずつ切り換えて出力させる制御信
号を送るようにしている。

【００１９】さらにまた、請求項９に記載した放射線平
面検出器では、前記マルチプレクサ各々の出力経路に介
挿された積分手段それぞれを、前記各マルチプレクサか
ら所定個数の信号電荷が出力されるタイミングに応じて
リセットするリセット信号を当該各積分手段に送るリセ
ット制御手段を備えている。

【００２０】また、前記目的を達成するため請求項１０
に記載した放射線平面検出器では、入射した放射線の強
度に対応した信号電荷を蓄積するセンサをマトリクス状
に配列させた放射線検出部と、前記放射線検出部の複数
のセンサの各列毎に設けられた前記信号電荷読み出し用
の複数の読み出しラインと、前記放射線検出部の各セン
サ毎に設けられたスイッチング素子と、前記各スイッチ
ング素子に駆動パルスを供給して当該スイッチング素子
を駆動させることにより、前記各センサで検出された信
号電荷を前記読み出しラインを介して読み出す読み出し
制御手段と、この読み出し手段により読み出された信号
電荷に基づいて得られた画素信号をディジタル画像信号
に変換する信号変換手段とを備えた放射線平面検出器で
あって、前記複数の読み出しライン毎に設けられ、当該
読み出しラインを介して並列に読み出された信号電荷を
積分し前記画素信号を形成する積分手段と、前記フレー
ムレートを変更するフレームレート変更手段とを備える
とともに、前記読み出し制御手段は、前記フレームレー
トの変更に応じて前記駆動パルスの波高値を制御する手
段を備えている。

【００２１】さらに、前記目的を達成するために、請求
項１１に記載した放射線平面検出器では、入射した放射
線の強度に対応した信号電荷を蓄積するセンサをマトリ
クス状に配列させた放射線検出部と、前記放射線検出部
の複数のセンサの各列毎に設けられた前記信号電荷読み
出し用の複数の読み出しラインと、前記放射線検出部の
各センサ毎に設けられたスイッチング素子と、前記各ス
イッチング素子に駆動パルスを供給して当該スイッチン
グ素子を駆動させることにより、前記各センサで検出さ
れた信号電荷を前記複数の読み出しラインを介して並列
に読み出す読み出し制御手段と、この読み出し手段によ
り読み出された信号電荷に基づいて得られた画素信号を
所定のフレームレートに応じてサンプリングしてディジ
タル画像信号に変換する信号変換手段とを備えた放射線
平面検出器であって、前記複数の読み出しラインの内の
設定された複数ラインから読み出される複数の信号電荷
を１組として並列に入力し且つその並列入力信号を時系
列的な直列信号に変換する少なくとも１つの変換手段
と、この変換手段の各々の出力経路に介挿され且つ当該
変換手段から出力された直列信号を積分して前記画素信
号を形成する積分手段と、前記フレームレートを変更す
るフレームレート変更手段とを備えるとともに、前記読
み出し制御手段は、前記フレームレートの変更に応じて
前記駆動パルスの波高値を制御する手段を備えている。

【００２２】特に、請求項１２に記載した放射線平面検
出器では、前記スイッチング素子は薄膜トランジスタで
ある。

【００２３】さらに、請求項１３に記載した放射線平面
検出器では、前記波高値制御手段は、前記フレームレー
ト変更手段により当該フレームレートが現在のフレーム
レートに比べて速いレートに変更された場合に、前記駆
動パルスの波高値を現在の波高値に比べて高く設定する
ようにしている。

【００２４】さらにまた、前記目的を達成するため請求
項１４に記載した放射線平面検出器では、入射した放射
線の強度に対応した信号電荷を蓄積するセンサをマトリ
クス状に配列させた放射線検出部を備えた放射線平面検
出器において、前記放射線検出部の複数のセンサの各列
毎に設けられた前記信号電荷読み出し用の複数の読み出
しラインと、前記放射線検出部の各センサ毎に設けられ
たスイッチング素子と、前記各スイッチング素子に駆動
パルスを供給して当該スイッチング素子を駆動させるこ
とにより、前記各センサで検出された信号電荷を前記読
み出しラインを介して読み出す読み出し制御手段と、前
記読み出しライン毎に設けられ、当該読み出しラインを
介して読み出された信号電荷を積分して画素信号を形成
する積分手段とを備えるとともに、前記読み出し制御手
段は、前記放射線検出部の複数のセンサの各行から前記
積分手段までの距離に応じて前記駆動パルスの波高値を
制御する手段を備え、この波高値の制御により前記積分
手段に送られる各放射線検出部の信号電荷の時定数を略
一定の値に設定している。

【００２５】また、前記目的を達成するため請求項１５
に記載した放射線平面検出器では、入射した放射線の強
度に対応した信号電荷を蓄積するセンサをマトリクス状
に配列させた放射線検出部を備えた放射線平面検出器に
おいて、前記放射線検出部の複数のセンサの各列毎に設
けられた前記信号電荷読み出し用の複数の読み出しライ
ンと、前記放射線検出部の各センサ毎に設けられたスイ
ッチング素子と、前記各スイッチング素子に駆動パルス
を供給して当該スイッチング素子を駆動させることによ
り、前記各センサで検出された信号電荷を前記複数の読
み出しラインを介して並列に読み出す読み出し制御手段
と、前記複数の読み出しラインの内の設定された複数ラ
インから読み出される複数の信号電荷を１組として並列
に入力し且つその並列入力信号を時系列的な直列信号に
変換する少なくとも１つの変換手段と、この変換手段の
各々の出力経路に介挿され且つ当該変換手段から出力さ
れた直列信号を積分して画素信号を形成する積分手段と
を備えるとともに、前記読み出し制御手段は、前記放射
線検出部の複数のセンサの各行から前記積分手段までの
距離に応じて前記駆動パルスの波高値を制御する手段を
備え、この波高値の制御により前記積分手段に送られる
各放射線検出部の信号電荷の時定数を略一定の値に設定
している。

【００２６】特に、請求項１６に記載した放射線平面検
出器では、前記スイッチング素子は薄膜トランジスタで
ある。

【００２７】また、前記目的を達成するため請求項１７
に記載した放射線撮像装置では、入射した被検体を透過
したＸ線等の放射線の強度に対応した信号電荷を蓄積す
るセンサをマトリクス状に配列させた放射線検出部を備
え、前記信号電荷に基づいて得られた画素信号に基づい
て前記被検体内を撮像するようにした放射線撮像装置に
おいて、前記放射線検出部の複数のセンサの各列毎に設
けられた前記信号電荷読み出し用の複数の読み出しライ
ンと、前記放射線検出部の各センサで検出された信号電
荷を前記複数の読み出しラインを介して並列に読み出す
読み出し手段と、前記複数の読み出しラインの内の設定
された複数ラインから読み出される複数の信号電荷を１
組として並列に入力し且つその並列入力信号を時系列的
な直列信号に変換する少なくとも１つの変換手段と、こ
の変換手段の各々の出力経路に介挿され且つ当該変換手
段から出力された直列信号を積分して前記画素信号を形
成する積分手段とを備えている。

【００２８】

【作用】請求項１乃至９に記載した放射線平面検出器並
びに請求項１７に記載した放射線撮像装置では、放射線
検出部のマトリクス状に配列されたセンサにＸ線等の放
射線が入射され、その入射放射線強度に対応して当該セ
ンサにより信号電荷として検出される。また、放射線検
出部の各センサ毎にはスイッチング素子が設けられてお
り、このスイッチング素子へ読み出し制御手段から駆動
パルスが供給され当該スイッチング素子が駆動すること
により、各センサにより検出された信号電荷は、放射線
検出部の複数のセンサの各列に対応して設けられた複数
の読み出しラインを介して、読み出し手段により並列に
読み出される。この信号電荷は、放射線検出部の複数の
センサの各列に対応して設けられた複数の読み出しライ
ンを介して、読み出し手段により並列に読み出される。

【００２９】複数の読み出しラインを介して並列に読み
出された複数個の信号電荷の内、設定された複数ライン
から読み出される複数の信号電荷が１組として並列に少
なくとも１つのマルチプレクサ等の変換手段に入力さ
れ、その並列入力信号は時系列的な直列信号に変換され
る。例えば、複数ラインが複数の読み出しライン全てに
対応しているとマルチプレクサは１つであり、その複数
の読み出しラインを介して送られる信号電荷は、マルチ
プレクサにより単一の直列信号に変換され、また、複数
ラインの組が複数あれば、その複数の組数に対応した数
だけマルチプレクサが存在し、各組の複数ラインを介し
て送られる信号電荷は、各マルチプレクサによりそれぞ
れ直列信号に変換される。

【００３０】そして、この少なくとも１つのマルチプレ
クサ各々から出力された直列信号は、当該各マルチプレ
クサの出力経路に介挿された積分手段によりそれぞれ積
分されて画素信号が形成される。つまり、複数の読み出
しラインを介して並列に読み出された複数個の信号電荷
は、少なくとも１個のマルチプレクサにより、設定され
た複数ライン毎に直列信号として積分手段に送られ、積
分されるようになっているため、各読み出しライン毎に
積分手段を設けていた場合と比べて、その積分手段の個
数が大幅に減少する。

【００３１】特に、請求項７に記載した放射線平面検出
器によれば、切り換え制御手段により、各マルチプレク
サに対し制御信号が送られ、この制御信号に応じた各マ
ルチプレクサの動作により、入力される複数の信号電荷
は隣接する複数個ずつ切り換えらられて積分手段へ出力
される。つまり、積分手段へ出力される信号電荷は、各
マルチプレクサにより隣接された複数個ずつ加算されて
出力される。また、請求項８に記載した放射線平面検出
器によれば、読み出し手段により、各スイッチング素子
が駆動されて各センサで検出された信号電荷が複数行づ
つ読み出される。このとき、切り換え制御手段により、
各マルチプレクサに対し制御信号が送られ、この制御信
号に応じた各マルチプレクサの動作により、入力される
複数の信号電荷は、前記行数に対応する隣接する複数個
ずつ切り換えらられて積分手段へ出力される。つまり、
読み出し手段による読み出しの行数に対応する隣接する
複数個ずつ信号電荷が読み出されているため、積分手段
には、「読み出し行数×マルチプレクサの読み出し個
数」分の信号電荷が加算されて出力されている。

【００３２】さらに、請求項９に記載した放射線平面検
出器では、リセット制御手段からのリセット信号によ
り、前記マルチプレクサ各々の出力経路に介挿された積
分手段それぞれが前記各マルチプレクサから所定個数の
信号電荷が出力されるタイミングに応じてリセットされ
るため、積分手段により積分され形成される画素信号
は、各マルチプレクサから出力される個数分の信号電荷
が加算されている。

【００３３】一方、請求項１０乃至１４に記載した放射
線平面検出器では、放射線検出部のマトリクス状に配列
されたセンサにＸ線等の放射線が入射され、その入射放
射線強度に対応して当該センサにより信号電荷として検
出される。また、放射線検出部の各センサ毎にはスイッ
チング素子である例えば薄膜トランジスタが設けられて
おり、この薄膜トランジスタへ読み出し制御手段から駆
動パルスが供給され当該薄膜トランジスタが駆動するこ
とにより、各センサにより検出された信号電荷は、放射
線検出部の複数のセンサの各列に対応して設けられた読
み出しラインを介して、読み出し制御手段により読み出
される。

【００３４】読み出された複数個の信号電荷は、各複数
の読み出しライン毎に設けられた積分手段により積分さ
れるか、あるいは、少なくとも１つの変換手段により直
列信号に変換された後積分手段により積分される。そし
て積分手段により積分されて得られた画素信号は、変換
手段により例えば所定のフレームレートに応じてサンプ
リングされてディジタル画像信号に変換される。

【００３５】このとき、フレームレート変更手段により
フレームレートが例えば速いレートに変更されると、波
高値制御手段により、前記フレームレートの変更に応じ
て前記薄膜トランジスタ駆動用の駆動パルスの波高値が
現在のフレームレートに対応する波高値に比べて高くな
るように設定される。

【００３６】この波高値の変化により、薄膜トランジス
タのドレイン−ソース間の抵抗ＲDSが減少するため積分
手段の時定数が小さくなり、信号電荷の積分手段への移
動が速くなる。

【００３７】さらに、請求項１４乃至１６に記載した放
射線平面検出器によれば、放射線検出部のマトリクス状
に配列されたセンサにＸ線等の放射線が入射され、その
入射放射線強度に対応して当該センサにより信号電荷と
して検出される。また、放射線検出部の各センサ毎には
スイッチング素子である例えば薄膜トランジスタが設け
られており、この薄膜トランジスタへ読み出し制御手段
から駆動パルスが供給されが当該薄膜トランジスタが駆
動することにより、各センサにより検出された信号電荷
は、放射線検出部の複数のセンサの各列に対応して設け
られた読み出しラインを介して読み出し制御手段により
読み出される。

【００３８】読み出しラインを介して読み出された複数
個の信号電荷は、各複数の読み出しライン毎に設けられ
た積分手段により積分されるか、あるいは、少なくとも
１つの変換手段により直列信号に変換された後積分手段
により積分され、画素信号が形成される。

【００３９】このとき、前記読み出し制御手段により、
前記放射線検出部の複数のセンサの各行から前記積分手
段までの距離に応じて前記薄膜トランジスタ駆動用の駆
動パルスの波高値が制御されているため、前記積分手段
に送られる各放射線検出部の信号電荷の時定数は略一定
の値に設定される。つまり、前記放射線検出部の各行か
ら前記積分手段までの距離の違いに係わらず時定数が略
一定に維持されるため、時定数の違いによる信号電荷の
積分手段への移動速度の違いが解消される。

【００４０】

【実施例】以下、本発明に係る実施例について、添付図
面を参照して説明する。なお、本実施例では、特に、被
検体を透過したＸ線に基づいて前記被検体内を撮像する
Ｘ線撮像装置に用いられるＸ線検出器について説明す
る。

【００４１】（第１実施例）図１は、本願発明にかかる
Ｘ線診断装置の一部を示すものである。

【００４２】Ｘ線源２は、被検体Ｏb に向けてＸ線を曝
射するものである。Ｘ線検出器１は、この被検体を透過
したＸ線Ｘｒ（Ｘ線像）を撮影し、画像信号に変換して
出力するものであり、入射したＸ線を光に変換する蛍光
面（図示せず）、この蛍光面から出力される光を電荷に
変換して蓄積するフォトセンサ群（センサ群）、このフ
ォトセンサ群に蓄積された電荷を読み出すためのディジ
タルデコーダ１０及び読み出し回路１２を備えている。

【００４３】センサ群は、行と列から成るマトリクス状
に配列されている。本実施例におけるセンサマトリクス
は、例えば２０００（行）×２０００（列）で構成され
ている（なお、図１では、その一部のみが示されてい
る）。

【００４４】図１におけるマトリクスの第１行では、セ
ンサＳ1,1 とセンサＳ1,2 が示されている。この第１行
には、センサＳ1,2 に続いて、その他の図示しないセン
サ群（図１には、第１行における１２８番目のセンサＳ
1,128 が示されている）が設けられており、第１行全体
で略２０００個のセンサが設けられている。

【００４５】第１行と同様にマトリクスの第２行におい
ても、センサＳ2,1 ，センサＳ2,2，及びＳ2,128 が示
されている。そして、第２行全体で略２０００個のセン
サが設けられている。

【００４６】これらの２つの行のセンサ群に引き続い
て、図示しないその他の行のセンサ群が設けられてい
る。図１では、最後の行（第２０００行）のセンサ群が
示されている。この第２０００行の最初のセンサはＳ20
00,1として示され、２番目のセンサはＳ2000,2として示
されている。そして、第１行及び第２行と同様に、図１
では、第２０００行における全部のセンサ要素は示さ
ず、１２８番目のＳ2000,128が示されている。それぞれ
の行の最初のセンサ群は全体でマトリクスの第１列を構
成し、それぞれの行の２番目のセンサ群は全体でマトリ
クスの第２列を構成し、以下同様に、それぞれの行の２
０００番目のセンサ群は全体でマトリクスの第２０００
列のセンサ群を構成している。

【００４７】各々のセンサは、フォトセンサ要素を有し
ている。このフォトセンサ要素には、図１に示すよう
に、フォトダイオード（ＰＤ）３が用いられている。さ
らに、各々のセンサは、上記電荷蓄積用の蓄積キャパシ
タ４と、蓄積された電荷読み出し用のスイッチング電界
効果トランジスタ５とを有している。ＰＤ３のアノード
とキャパシタ４の一方の電極は、共に負方向バイアスを
与える直流電圧源６に接続されている。ＰＤ３のカソー
ドとキャパシタ４の他方の電極は共に、スイッチング電
界効果トランジスタ５のソースターミナルに接続されて
いる。

【００４８】このように、マトリクスを構成する全ての
センサ（以下、このセンサのことを画素ともいう）は、
それぞれＰＤ３、蓄積キャパシタ４、及びスイッチング
電界効果トランジスタ５を有するとともに、これらのセ
ンサは、例えばアモルファス（非晶質）のシリコンをガ
ラス基板に吹き付けて堆積することにより製造されてい
る（以下、この製法に係る技術のことを薄膜技術とい
う）。なお、薄膜技術で製作された電界効果トランジス
タを、以下薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５という。

【００４９】センサマトリクスのそれぞれの行には、ス
イッチングラインが設けられている。図１に示したよう
に、スイッチングラインＬ1 は、第１行のセンサ群のた
めに設けられ、スイッチングラインＬ2 は、第２行のセ
ンサ群のために設けられ、さらに、スイッチングライン
Ｌ2000、第２０００行のセンサ群のために設けられてい
る。これらのスイッチングラインは、対応するセンサ群
のＴＦＴ５のゲートターミナルに接続されている。スイ
ッチングラインは、関連する行のＴＦＴ５を作動させる
ようになっている。例えば、スイッチングラインＬ1
は、マトリクスの第１行の全てのＴＦＴ５を作動させ
る。

【００５０】スイッチングラインＬ1 、Ｌ2 、Ｌ2000及
びその他の図示しないスイッチングラインは、ディジタ
ルデコーダ１０及びマイクロプロセッサ１１に制御され
るようになっている。マイクロプロセッサ１１は、ディ
ジタルデコーダ１０、後述する読み出し回路１２、及び
入力部１３に接続されている。この入力部１３は、マイ
クロプロセッサ１１に対し、読み出し画素数やフレーム
レート等の情報を入力可能になっている。

【００５１】このマイクロプロセッサ１１は、所定の読
み出しタイミング（ＴＦＴ５のＯＮタイミング）でセン
サ群から画素信号を読み出すこと等、センサ群の読み出
し動作のための統括的な制御を行なうようになってい
る。

【００５２】ディジタルデコーダ１０及びマイクロプロ
セッサ１１は、センサ群に蓄積された電荷の読み出し動
作中に、連続してセンサマトリクスの各行を作動させる
機能を有している。例えば、マイクロプロセッサ１１か
らの制御信号に応じて、ディジタルデコーダ１０は、そ
の制御信号に基づくライン（ここでは、第１のスイッチ
ングラインＬ1 ）に駆動パルスを送る。この駆動パルス
により、マトリクスの第１行のセンサ群のための第１の
スイッチングラインＬ1 が作動し、その結果その第１行
のＴＦＴ５が導電状態になり、続いて、第２行のセンサ
群のＴＦＴ５を作動させるためにスイッチングラインＬ
2 が作動される。以下、同様の動作が行なわれ、最後に
第２０００行のセンサ群のＴＦＴ５が作動される。

【００５３】一方、図１に部分的に示されたマトリクス
の各列には、それぞれ読み出しラインが設けられてい
る。例えば、第１列のセンサ群（図中Ｓ1,1 、Ｓ2,1 、
及びＳ2000,1）は、読み出しラインＲ1 を備えている。
同様に、第２列のセンサ群（図中Ｓ1,2 、Ｓ2,2 、及び
Ｓ2000,2）は、読み出しラインＲ2 を備え、そして、第
１２８列のセンサ群（図中Ｓ1,128 、Ｓ2,128 、及びＳ
2000,128）は、読み出しラインＲ128 を備えている。ま
た、図示しないその他の列のセンサ群も、それぞれ読み
出しラインを備えている。全ての読み出しラインＲ1 〜
Ｒ2000は、共に対応する列のＴＦＴ５のドレーンターミ
ナルに接続されている。例えば、第１列の読み出しライ
ンＲ1 は、第１列の全てのセンサ群のＴＦＴ５のドレー
ンターミナルに接続されている。これらの読み出しライ
ンＲ1 〜Ｒ2000の出力側は、読み出し回路１２に接続さ
れている。

【００５４】この読み出し回路１２の概略構成を図２に
示す。

【００５５】この読み出し回路１２は、複数（本実施例
では、１６個）のアナログマルチプレクサ１５ａ1 〜１
５ａ16を備えている。この各マルチプレクサの出力側に
は、積分回路１６ａ1 〜１６ａ16が接続されている。各
積分回路１６ａ1 〜１６ａ16の出力はＡ／Ｄ変換器１７
ａ1 〜１７ａ16に接続され、各Ａ／Ｄ変換器１７ａ1〜
１７ａ16の出力は、フレームメモリ１８に接続されてい
る。また、読み出し回路１２は、マルチプレクサ１５ａ
1 〜１５ａ16及び積分回路１６ａ1 〜１６ａ16の動作を
制御するマイクロプロセッサ１９を備えている。このマ
イクロプロセッサ１９は、マイクロプロセッサ１１と相
互に接続されており、互いに制御指令を送受信可能にな
っている。また、マイクロプロセッサ１９には、入力部
１３が接続されており、この入力部１３を介して当該マ
イクロプロセッサ１９に対し、読み出し画素数やフレー
ムレート（サンプリングレート）等の情報を入力可能に
なっている。

【００５６】１６個のマルチプレクサ１５ａ1 〜１５ａ
16は、第１の読み出しラインＲ1 から１６グループに分
けられた読み出しラインに対応して設けられている。す
なわち、マルチプレクサ１５ａ1 〜１５ａ16の内、マル
チプレクサ１５ａ1 には、読み出しラインＲ1 〜Ｒ128
が接続され、マルチプレクサ１５ａ2 には、読み出しラ
インＲ129 〜Ｒ256 が接続され、以下、同様にマルチプ
レクサ１５ａ16には、読み出しラインＲ1921〜Ｒ2000が
接続されている。これらのマルチプレクサ１５ａ1 〜１
５ａ16の各制御入力端子には、マイクロプロセッサ１９
の制御出力端子が接続され、この制御入力端子を介して
当該マイクロプロセッサ１９からモード信号、クロック
信号Ｃ、及びリセット信号Ｒe1等の制御信号が入力され
ている。

【００５７】また、マルチプレクサ１５ａ1 は、各読み
出しラインＲ1 〜Ｒ128 に接続された例えばトランジス
タ等のスイッチング素子ｓｗ1 〜ｓｗ128 を有し、マイ
クロプロセッサ１９から送られる所定のシーケンスに基
づく選択制御信号（クロック信号Ｃ（あるいはアドレス
信号）、モード信号（本実施例では、ＬＯＷレベル及び
ＨＩＧＨレベルの信号の２種類あるとする））に応じ
て、各スイッチング素子ｓｗ1 〜ｓｗ128 のＯＮ（導通
状態）／ＯＦＦ（遮断状態）を制御することにより、当
該マルチプレクサ１５ａ1 から出力される信号を、読み
出しラインＲ1 〜Ｒ128 の一部に切り換えるようになっ
ている。特に、本実施例では、マルチプレクサ１５ａ1
は、ＬＯＷレベルのモード信号が入力されている場合
は、クロック信号Ｃのあるクロックパルスの例えば立ち
下がりタイミングに合わせて読み出しラインＲ1 の信号
を出力信号として出力し、以下、クロックパルスの立ち
下がりに応じてその出力を順次読み出しラインＲ2 〜Ｒ
128 へ切り換えていくようになっている。また、ＨＩＧ
Ｈレベルのモード信号が入力されている場合は、読み出
しラインＲ1 及びＲ2 の信号（２つのラインの信号）を
クロックパルスの例えば立ち下がりタイミングに合わせ
て出力信号として出力し、以下、クロックパルスの立ち
下がりに応じてその出力を読み出しラインＲ3 ，Ｒ4 、
Ｒ5 ，Ｒ6 、…、Ｒ127 ，Ｒ128 と２ラインづつ順次切
り換えていくようになっている。なお、その他のマルチ
プレクサ１５ａ2 〜１５ａ16も同様の構成であり、同様
の動作をするようになっている。例えば、マルチプレク
サ１５ａ2 は、スイッチング素子ｓｗ129 〜ｓｗ256 を
有し、マルチプレクサ１５ａ16は、スイッチング素子ｓ
ｗ1921〜ｓｗ2000を有している。そして、マルチプレク
サ１５ａ2 は、ＬＯＷレベルのモード信号が入力されて
いる場合は、クロック信号Ｃのあるクロックパルスの例
えば立ち下がりタイミングに合わせて読み出しラインＲ
129 の信号を出力信号として出力し、以下、クロックパ
ルスの立ち下がりに応じてその出力を順次読み出しライ
ンＲ130 〜Ｒ256 へ切り換えていくようになっている。
また、ＨＩＧＨレベルのモード信号が入力されている場
合は、読み出しラインＲ129 及びＲ130の信号（２つの
ラインの信号）をクロックパルスの例えば立ち下がりタ
イミングに合わせて出力信号として出力し、以下、クロ
ックパルスの立ち下がりに応じてその出力を読み出しラ
インＲ129 ，Ｒ130 、Ｒ131 ，Ｒ132 、…、Ｒ255 ，Ｒ
256 と２ラインづつ順次切り換えていくようになってい
る。

【００５８】また、マルチプレクサ１５ａ1 〜１５ａ16
は、消費電力、回路スペース、ノイズレシオ等の観点か
ら、ＩＣ化することが有効と考えられるが、画素数の異
なる何種類もの薄型検出器に対応するためには、ＩＣを
一個単独に動作させるだけではなく、数個を同期して使
用できる機能を持たせるとよい。

【００５９】積分回路１６ａ1 〜１６ａ16は、マルチプ
レクサ１５ａ1 〜１５ａ16の個数に応じて設けられてい
る。すなわち、積分回路１６ａ1 は、マルチプレクサ１
５ａ1 の出力ラインに接続されたアンプ２０ａ1 と、こ
のアンプ２０ａ1 に並列に接続された第１のキャパシタ
２１ａ1 と、このアンプ２０ａ1 に並列接続された、互
いに直列接続された第２のキャパシタ２２ａ1 及び第１
のスイッチ２３ａ1 と、さらに、アンプ２０ａ1 に並列
に接続された第２のスイッチ２４ａ1 とを備えている。
また、第１のスイッチ２３ａ1 及び第２のスイッチ２４
ａ1 には、それぞれマイクロプロセッサ１９の制御出力
が接続され、マイクロプロセッサ１９は、第１のスイッ
チ２３ａ1 及び第２のスイッチ２４ａ1 のＯＮ／ＯＦＦ
を制御するようになっている。その他の積分回路１６ａ
2 〜１６ａ16も積分回路１６ａ1と同様の構成であり、
例えば、積分回路１６ａ2 は、アンプ２０ａ2 、第１の
キャパシタ２１ａ2 、第２のキャパシタ２２ａ2 、第１
のスイッチ２３ａ2 、及び第２のスイッチ２４ａ2 を有
し、また、積分回路１６ａ16は、アンプ２０ａ16、第１
のキャパシタ２１ａ16、第２の２２ａ16、第１のスイッ
チ２３ａ16、及び第２のスイッチ２４ａ16を有してい
る。

【００６０】積分回路１６ａ1 において、第１のスイッ
チ２３ａ1 がＯＮの場合には、当該積分回路１６ａ1 全
体は、アンプ２０ａ1 と、マルチプレクサ１５ａ1 によ
り選択された読み出しライン及びそのラインに対応する
ＴＦＴの抵抗値と、第１のキャパシタ２１ａ1 及び第２
のキャパシタ２２ａ1 の合成キャパシタンスとから構成
された積分回路となり、また、第１のスイッチ２３ａ1
がＯＦＦの場合には、当該積分回路１６ａ1 全体は、ア
ンプ２０ａ1 と、マルチプレクサ１５ａ1 により選択さ
れた読み出しライン及びそのラインに対応するＴＦＴの
抵抗値と、第１のキャパシタ２１ａ1 のキャパシタンス
とから構成された積分回路となり、上記抵抗値、キャパ
シタンス（合成キャパシタンス、あるいは第１のキャパ
シタ２１ａ2 のキャパシタンス）で定まる時定数に応じ
て、送られる信号を積分して出力するようになってい
る。つまり、マイクロプロセッサ１５ａ1 により第１の
スイッチ２３ａ1 のＯＮ／ＯＦＦを制御することによ
り、当該積分回路１６ａ1 の時定数、出力信号振幅等を
切り換えられるようになっている。また、第２のスイッ
チ２４ａ1 は、積分回路リセット用に設けられている。
すなわち、マイクロプロセッサ１９からの制御信号（リ
セット信号Ｒe2）により当該第２のスイッチング素子２
４ａ1 をＯＮにすると、第１のキャパシタ２１ａ1 及び
第２のキャパシタ２２ａ1 の少なくとも一方に蓄積され
た電荷を放出して初期状態に戻るようになっている。な
お、その他の積分回路１６ａ2 〜１６ａ16も積分回路１
６ａ1 と同様の動作を行なうようになっている。

【００６１】Ａ／Ｄ変換器１７ａ1 〜１７ａ16は、マイ
クロプロセッサ１９からの制御出力が接続されており、
入力部１３から送られたフレームレートに基づくマイク
ロプロセッサ１９の制御に応じて、各積分回路１６ａ1
〜１６ａ16からの出力信号（画像信号）をディジタル信
号に変換するようになっている。ディジタル信号に変換
された画像信号は、それぞれフレームメモリ１８の所定
の記憶領域に記憶される。そして、この画像信号は、図
示しない画像処理回路等により必要に応じて画像処理が
施された後、図示しないモニタ回路により表示されるよ
うになっている。

【００６２】次に、マルチプレクサ１５ａ1 及び積分回
路１６ａ1 の動作を中心に、本実施例の全体動作を説明
する。

【００６３】Ｘ線透視装置２により出射され、被検体Ｏ
b を透過した透過Ｘ線Ｘｒがセンサ群のＰＤ３に入射す
ると、ＰＤ３は、その入射Ｘ線に基づいて可視光を受け
る。この可視光により生じた電荷は、直流電圧源６によ
り与えられた負方向バイアスにより蓄積キャパシタ４に
送られ、蓄積される。この蓄積された電荷の量（電荷
量）は、ＰＤ３に入射される放射線の強度に依存してい
る。したがって、ある与えられた時間周期後における蓄
積キャパシタ４に蓄積された電荷は、放射線強度の程度
（割合）を表している。この電荷は、ディジタルデコー
ダ１０、マイクロプロセッサ１１の制御に基づいて、そ
れぞれのセンサ群のＴＦＴ５を経由し、独立して各行毎
に順次読み出される。

【００６４】このようにしてＰＤ３から読み出された電
荷（画素信号）は、読み出しラインＲ1 〜Ｒ2000を介し
て読み出し回路１２のマルチプレクサ１５ａ1 〜１５ａ
16に送られる。

【００６５】ここで、マルチプレクサ１５ａ1 〜１５ａ
16及び積分回路１６ａ1 〜１６ａ16の動作について図３
〜図５を用いて説明する。なお、ここでは、代表して図
３に示すマルチプレクサ１５ａ1 及び積分回路１６ａ1
の動作について説明する。また、図４は、スイッチング
素子ｓｗ1 〜ｓｗ128 のＯＮ／ＯＦＦ状態を示す図であ
り、図５は、信号電荷読み出し処理におけるクロック信
号Ｃ，第１のスイッチング素子ｓｗ1 〜第３のスイッチ
ング素子ｓｗ1 ，リセット信号Ｒe2，及び信号電荷（画
素信号）の波形図を示している。

【００６６】今、図３に示すマルチプレクサ１５ａ1 に
対しマイクロプロセッサ１９からモード信号”Ｌ”（Ｌ
ＯＷレベルの信号）が送られているとすると、当該マル
チプレクサ１５ａ1 の動作により、図４及び図５に示す
ように、クロック信号Ｃのあるクロックパルスｃ１の例
えば立ち下がりに同期して、読み出しラインＲ1 に対応
する第１のスイッチング素子ｓｗ1 がＯＮする（なお、
ＯＮ時間は、クロック信号の１周期分の時間である）。

【００６７】このスイッチング素子ｓｗ1 のＯＮに応じ
て、第１のスイッチング素子ｓｗ1に接続された読み出
しラインＲ1 を介して、第１の画素信号が積分回路１６
ａ1（スイッチ２３ａ1 は開放状態としている）に送ら
れる。この第１の画素信号は、第１のキャパシタ２１ａ
1 のキャパシタンスＣa1と読み出しラインＲ1 に対応す
る抵抗値ｒとにより定まる時定数Ｔに基づいて積分さ
れ、ある時間経過後に飽和する（図５参照）。このとき
の信号振幅が１画素に対応する信号となり、Ａ／Ｄ変換
器１７ａ1 を介してフレームメモリ１８の対応する記憶
領域に記憶される。そして、信号電荷が飽和に達した
後、若干の時間経過後（Ａ／Ｄ変換器１７ａ1 のサンプ
リング時間等の後処理を行なうために必要十分な時
間）、マイクロプロセッサ１９から送られるリセット信
号Ｒe2（次段のクロックパルスｃ２の立ち下がりより所
要時間前のタイミング）に応じて第１のキャパシタ２１
ａ1 に蓄積された電荷が放電される。この結果、積分回
路１６ａ1 は次の信号電荷読み出し可能状態となり、以
下、マルチプレクサ１５ａ1 の処理により、クロック信
号Ｃのクロックパルスｃ２の立ち下がりに同期して第１
のスイッチング素子ｓｗ1 がＯＦＦするとともに、読み
出しラインＲ2 に対応する第２のスイッチング素子ｓｗ
2 がＯＮする（図４及び図５参照）。つまり、スイッチ
ング素子のＯＮが次段のスイッチング素子に切り換えら
れる。以下、順次次段のスイッチング素子ｓｗ3 〜ｓｗ
128 （読み出しラインＲ3 〜Ｒ128 に対応する素子）の
ＯＮ／ＯＦＦがクロック信号Ｃのクロックパルスの立ち
下がりに同期して順次切り換えられながら上述した処理
を繰り返す。この結果、読み出しラインＲ2 〜Ｒ128 を
介して送られる画素信号がＡ／Ｄ変換器を介して順次フ
レームメモリ１８に記憶される。なお、マイクロプロセ
ッサ１９から所定のタイミングでリセット信号Ｒe1がマ
ルチプレクサ１５ａ1 に送られることにより、ＯＮさせ
るスイッチング素子をいつでも最初のスイッチング素子
ｓｗ1 に設定することができる。なお、通常は、図４に
示すように、読み出しラインＲ128 に対応するスイッチ
ング素子ｓｗ128 がＯＮした後は、読み出しラインＲ1
に対応する第１のスイッチング素子ｓｗ1 に設定される
ようになっている。

【００６８】上述した処理をその他のマルチプレクサ１
５ａ2 〜１５ａ16及び積分回路１６ａ2 〜１６ａ16も同
時に行なっている（並列処理している）ため、全ての読
み出しラインＲ1 〜Ｒ2000から各マルチプレクサ１５ａ
1 〜１５ａ16を介して画素信号が読み出されると、フレ
ームメモリ１８には、１画面に対応する全ての画素信号
（画像信号）が記憶されたことになる。しかも、このフ
レームメモリ１８に記憶された各読み出しラインＲ1 〜
Ｒ2000に対応する画像信号は、全て積分回路１６ａ1 〜
１６ａ16を介して増幅されている。この画像信号は、図
示しない画像処理回路、モニタ回路を介して表示に供さ
れる。

【００６９】すなわち、本実施例によれば、積分回路の
個数は１６個と従来の構成に比べて激減しているにもか
かわらず、当該積分回路により各読み出しライン毎に増
幅された信号電荷（画素信号）を得ることができ、画像
信号に現れれる固定パターンノイズを低減させることが
できる。したがって、各積分回路間の特性の違いによる
調整が非常に簡単になり、且つ補償回路の設置が不要と
なる。

【００７０】なお、マルチプレクサ１５ａ1 〜１５ａ16
の処理を同時に行なったが、本発明はこれに限定される
ものではなく、例えば、マルチプレクサ１５ａ1 （及び
積分回路１６ａ1 ）の処理を最初に行なった後、以下、
マルチプレクサ１５ａ2 （及び積分回路１６ａ2 ）、マ
ルチプレクサ１５ａ3 （及び積分回路１６ａ3 ）と順次
行ってもよい。

【００７１】ところで、本実施例においては、マイクロ
プロセッサ１９からマルチプレクサ１５ａ1 〜１５ａ16
に送られるモード信号を”Ｌ”から”Ｈ”（ＨＩＧＨレ
ベルの信号）に切り換えることにより、画素加算（本実
施例では２画素加算）を行なうことができる。

【００７２】以下、図面を参照して説明する。なお、図
６は、マルチプレクサ１５ａ1 及び積分回路１６ａ1 を
示す図である。また、図７は、スイッチング素子ｓｗ1
〜ｓｗ128 のＯＮ／ＯＦＦ状態を示す図であり、図８
は、信号電荷読み出し処理におけるクロック信号Ｃ，第
１のスイッチング素子ｓｗ1 〜第４のスイッチング素子
ｓｗ4 ，リセット信号Ｒe2，及び画素信号の波形図を示
している。

【００７３】今、マイクロプロセッサ１９からモード信
号”Ｈ”が送られていると、マルチプレクサ１５ａ1 の
処理により、図７及び図８に示すように、クロック信号
Ｃのあるクロックパルスｃ１の例えば立ち下がりに同期
して、読み出しラインＲ1 に対応する第１のスイッチン
グ素子ｓｗ1 及び読み出しラインＲ2 に対応する第２の
スイッチング素子ｓｗ2 が同時にＯＮする。このスイッ
チング素子ｓｗ1 及びｓｗ2 のＯＮに応じて、第１のス
イッチング素子ｓｗ1 に接続された読み出しラインＲ1
及び第２のスイッチング素子ｓｗ2 に接続された読み出
しラインＲe2を介して、第１の画素信号及び第２の画素
信号が積分回路１６ａ1 に送られる。つまり、隣接する
２つの列の画素に対応する信号電荷が加算された状態で
積分回路１６ａ1 に送られることになる。

【００７４】以下は、上述したモード信号”Ｌ”が送ら
れた場合の信号読み出し処理と同様に、積分回路１６ａ
1 、Ａ／Ｄ変換器１７ａ1 を介してフレームメモリ１８
の対応する記憶領域に記憶される。そして、続いて送ら
れるクロック信号Ｃのクロックパルスｃ２の立ち下がり
に同期して、マルチプレクサ１５ａ1 の処理により、図
７及び図８に示すように、第１のスイッチング素子ｓｗ
1 及び第２のスイッチング素子ｓｗ2 が同時にＯＦＦす
るとともに、第３のスイッチング素子ｓｗ3 （読み出し
ラインＲ3 に対応する素子）及び第４のスイッチング素
子ｓｗ4 （読み出しラインＲ4 に対応する素子）が同時
にＯＮする。以下、隣接する２つのスイッチング素子の
ＯＮ／ＯＦＦを同時に切り換えながら上述した処理を繰
り返すことにより、２つの隣接した読み出しラインに対
応する画素信号がそれぞれ加算された状態でフレームメ
モリ１８に記憶されることになる。

【００７５】上述した処理をその他のマルチプレクサ１
５ａ2 〜１５ａ16及び積分回路１６ａ2 〜１６ａ128 も
同時に行なっているため、全ての読み出しラインＲ1 〜
Ｒ128 から各マルチプレクサ１５ａ1 〜１５ａ128 介し
て画素信号が読み出されると、フレームメモリ１８に
は、１画面に対応する全ての画素の画像信号が、隣接す
る２つの列の画素が加算された状態で記憶されたことに
なる。

【００７６】また、この２画素加算信号電荷読み出し処
理におけるクロック信号Ｃ及びリセット信号Ｒe2の送信
タイミング（図８参照）を画素加算を行なわない場合
（図５参照）と比べると、画素加算を行なっているにも
かかわらず、そのタイミングは変わらないことがわか
る。

【００７７】この結果、フレームメモリ１８には、総画
素数２０００×２０００のセンサ群の１／２の画素に対
応する電荷が記憶される。つまり、当該センサ群を用い
た薄型検出器の総画素数を「１／２」に変更することが
できる。すなわち、本実施例によれば、従来、薄型検出
器において対応していなかった画素数の変更に対応する
ことができる。

【００７８】なお、マイクロプロセッサ１１及びマイク
ロプロセッサ１９の制御により、ディジタルデコーダ１
０を介して隣接する２つの行のセンサ群（第１行及び第
２行，第３行及び第４行，…）を同時にスイッチングし
て２つの行毎に信号電荷を読み出しながら、上述した画
素加算を行なえば、画像全体では２²画素づつ加算する
ことができる。すなわち、薄型検出器の当該総画素数を
「１／４」に変更することができ、しかも、加算された
後の画素形状は正方形であり、図示しない画像処理回路
におけるフィルタ処理等が実行しやすくなるといったメ
リットも生じる。

【００７９】さらにまた、モード信号ラインを複数用意
し、この組み合わせに応じて同時にＯＮするスイッチン
グ素子を変更すれば、読み出しのタイミングを変えるこ
となく、加算する画素の数をその組み合わせの数だけ増
やすことができる。例えば、モード信号ラインを４つ
（第１レベル〜第４レベル）用意し、第１レベル：通常
の１列読み出し、第２レベル：２列加算読み出し、第３
レベル：８列加算読み出し、第４レベル：１６列加算読
み出し、などと設定すれば、それぞれのレベルに応じた
画素加算を実行することができる。また、このとき、そ
のモードの切り換えに応じて、ディジタルデコーダ１０
により同時に読み出される行数を、例えば、第１レベ
ル：１行、第２レベル：２行、第３レベル：８行、第４
レベル：１６行、と切り換えれば、加算された後の画素
形状を正方形に保持したままで、画素加算を実行するこ
とができる。

【００８０】一方、上述した画素加算を実行可能なマル
チプレクサ１５ａ1 及び積分回路１６ａ1 の変形例を図
９〜１０に示す。なお、図９に示したマルチプレクサ２
５ａ1 は、図３及び図６に示したマルチプレクサ１５ａ
1 と比べて、モードの選択はできない（モード信号は送
られない）ようになっている。なお、その他の構成は、
上述した図３〜図８に示す構成と同様であるため、その
説明は省略する。

【００８１】図９に示すマルチプレクサ２５ａ1 は、上
述した図３に示すマルチプレクサ１５ａ1 と同様に、ク
ロック信号Ｃのクロックパルスの立ち下がりに同期させ
て順次１つづつスイッチング素子ｓｗ1 のＯＮ／ＯＦＦ
を切換えていく。したがって、マイクロプロセッサ１９
からマルチプレクサ１５ａ1 へ送られるリセット信号Ｒ
e2の送信タイミングが上記図５及び図８に示したタイミ
ングと同一の場合には、画素加算は行なわれない。

【００８２】すなわち、本変形例では、マイクロプロセ
ッサ１９からマルチプレクサ１１へ送られるリセット信
号Ｒe2の送信タイミングを変化させることにより、画素
加算を行なっている。ここで、本変形例の信号電荷読み
出し処理におけるクロック信号Ｃ，第１のスイッチング
素子ｓｗ1 〜第２のスイッチング素子ｓｗ2 ，リセット
信号Ｒe2，及び信号電荷（画像信号）の波形及び出力
（動作）タイミングを示すタイムチャートを図１０に示
す。

【００８３】本変形例では、マイクロプロセッサ１９
は、リセット信号Ｒe2をクロック信号Ｃのクロックパル
スの２周期毎に、そのパルスの立ち下がりより所定時間
前のタイミングで積分回路２６ａ1 に送るようになって
いる。今、クロック信号Ｃのあるクロックパルスｃ１の
立ち下がりに同期して、マルチプレクサ１５ａ1 の処理
により、読み出しラインＲ1 に対応する第１のスイッチ
ング素子ｓｗ1 がＯＮする。このスイッチング素子ｓｗ
1 のＯＮに応じて、第１のスイッチング素ｓｗ1に接続
された読み出しラインＲ1 を介して、第１の画素信号が
積分回路２６ａ1に送られる。この第１の画素信号は、
第１のキャパシタ２１ａ1 のキャパシタンスＣa1と読み
出しライン及びそのラインに対応する抵抗値ｒにより定
まる時定数Ｔに基づいて積分され、ある時間経過後に飽
和する。このとき、リセット信号Ｒe2が送られていない
ため、マルチプレクサ１５ａ1 の処理により、次段のク
ロックパルスｃ２の立ち下がりに同期して、第１のスイ
ッチング素子ｓｗ 1′がＯＦＦするとともに、読み出し
ラインＲ2 に対応する第２のスイッチング素子ｓｗ 2′
がＯＮする（図１０参照）。つまり、積分回路２６ａ1
はリセットされていないため、読み出しラインＲ2 及び
第２のスイッチング素子ｓｗ 2′を介して送られた信号
電荷は、第１番目の画素信号に重畳して積分される。し
たがって、第２の画素信号が十分に積分されたときの信
号振幅は、図１０に示すように、２画素加算したものと
なる。ここで、次のクロックパルスｃ３の立ち下がりタ
イミングより所定時間前に積分回路２６ａ1 にリセット
信号Ｒe2が送られるため、このリセット信号Ｒe2に合わ
せて、第１のキャパシタ２１ａ1 に蓄積された電荷が放
電される。

【００８４】以下、第３のスイッチング素子ｓｗ 3′及
び第４のスイッチング素子ｓｗ 4′を介して送られる画
素信号も同様にして積分回路２６ａ1 により積分され、
以下、第５のスイッチング素子ｓｗ 5′及び第６のスイ
ッチング素子ｓｗ 6′、…と順次繰り返し積分されるこ
とにより、２画素加算が実現される。

【００８５】なお、リセット信号Ｒe2の送信タイミング
を遅く、例えば、（１）クロック信号の２²周期に１
回、（２）２³周期に１回等と設定すれば、（１）の場
合２²画素加算、（２）の場合２³画素加算等、リセッ
ト信号Ｒe2の送信タイミングに対応した画素加算が実現
できる。また、上述したように、この画素加算の加算画
素数に応じて、ディジタルデコーダ１０、マイクロプロ
セッサ１１を制御して、隣接する複数の行を同時に読み
出せば、加算された画素形状を正方形に保持したまま
で、画素加算が実現できる。

【００８６】なお、本実施例及び変形例において、読み
出し回路１２を図２のように構成したが、マルチプレク
サとして例えばマルチプレクサＩＣを複数個（本実施例
の場合１６個）使用する場合、積分回路も複数個（１６
個）使用するため、積分回路１６ａ1 〜１６ａ16用のＡ
／Ｄ変換器を１つ（図中１７ａで示す）とし、積分回路
１６ａ1 〜１６ａ16とＡ／Ｄ変換器１７ａとの間に新た
なマルチプレクサ３０を設けてもよい（図１１参照）。
この読み出し回路１２ａによれば、マルチプレクサ３０
は、マイクロプロセッサ１９からの制御信号に応じて、
各積分回路１６ａ1 〜１６ａ16から送られる画素信号を
順次切り換えながらＡ／Ｄ変換器１７ａに送るようにな
っている。なお、マルチプレクサ１５ａ1 〜１５ａ16、
積分回路１６ａ1 〜１６ａ16、Ａ／Ｄ変換器１７ａ、及
びフレームメモリ１８の構成は図２に示すものと同様で
ある。また、本実施例では、読み出しラインを１６グル
ープに分け、このグループに対応して複数（１６個）の
マルチプレクサを設けるとともに、各グループ内の読み
出しラインをマルチプレクサで選択する方式について述
べたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例え
ば、読み出し回路は１個のマルチプレクサと１個の積分
回路とを備えていてもよい。この場合、マルチプレクサ
は、全ての読み出しラインＲ1 〜Ｒ2000から単一の出力
ライン（例えば第１のラインＲ1 ）を選択し、以下順次
次段のラインに切り換える（ラインＲ2 、ラインＲ3 、
…）。そして、積分回路は、マルチプレクサから出力さ
れた信号を積分するようになっている。つまり、この構
成では、全ての読み出しラインを順次読み出すまでに時
間を要する反面、積分回路を１個設けるだけでよいた
め、回路構成が非常に小規模化する。

【００８７】また、読み出し回路が複数個のマルチプレ
クサと複数個の積分回路とを備える場合、そのマルチプ
レクサ（及び積分回路）の個数は、各マルチプレクサに
割り当てられる読み出しラインの数が、２^k本（k=1,2,
…）となるように設定されていてもよい。

【００８８】（第２実施例）図１２は、第１実施例にお
ける１画素を構成するセンサ（ＰＤ３、蓄積キャパシタ
４、ＴＦＴ５）、読み出しラインＲ1 、及び積分回路１
６ａ1 を示す模式的構成図である。図中、Ｃa は蓄積キ
ャパシタ４のキャパシタンスであり、ＲDSは、ＴＦＴ５
のドレイン（Ｄ）〜ソース（Ｓ）間の抵抗値である。ま
た、図１３は、マイクロプロセッサ１１からディジタル
デコーダ１０を介してＴＦＴ５のゲート端子（Ｇ）に送
られる駆動パルス電圧ＶGSの波形図を示している。な
お、その他のセンサ群の構成も図１２に示す構成と同様
であり、その説明は省略する。また、その他の構成要素
は、図１及び図２に示す構成と同様であるため、その説
明は省略する。

【００８９】図１２及び図１３によれば、ＴＦＴ５のス
イッチングのＯＮ／ＯＦＦは、当該ＴＦＴ５のゲート端
子（Ｇ）に送られる駆動パルス電圧ＶGSにより制御され
るようになっている。すなわち、駆動パルス電圧ＶGSの
電圧値（波高値）がＶONであるときは、ＴＦＴ５はＯＮ
になり、駆動電圧パルスＶGSが電圧値ＶOFF であるとき
は、ＴＦＴ５はＯＦＦになる。

【００９０】ＴＦＴ５がＯＮ状態においては、蓄積キャ
パシタ４に蓄積された信号電荷（画素信号）は、時定数
「τ＝Ｃa(ＲDS＋ＲL)」の指数関数で積分回路１６ａ1
のキャパシタ２１ａ1 に移動する（ＲDSが一定のと
き）。なお、ＲL は、読み出しライン自身の抵抗値であ
る。

【００９１】上述した時定数は、ノイズ低減の観点から
一般に小さいことが望ましいため、そのノイズ低減要求
に対応した値に設定されていた。

【００９２】一方、薄型（Ｘ線）検出器を使用する際
に、被写体の動きに合わせてフレームレートを変更する
ことが要求されている。ところが、従来の薄型検出器で
は、フレームレートの変更に関わらず、信号電荷は、上
記一定の時定数「τ＝Ｃa(ＲDS＋ＲL)」で積分回路１６
ａ1 に送られていたため、フレームレート（サンプリン
グレート）を速く設定すると、信号電荷が十分に積分回
路１６ａ1 に移動しない状態で、Ａ／Ｄ変換器１７ａ1
によりサンプリングされてしまう可能性があった。この
問題のため、従来の薄型検出器は、フレームレートの変
更には対応できなかった。

【００９３】本実施例は、フレームレートを変更した場
合、その変更に応じて積分回路１６ａ1 の時定数を切り
返ることにより、上述した問題を解決し、フレームレー
トの変更に対応可能なＸ線検出器を提供するものであ
る。

【００９４】ここで、ＴＦＴ５のＶGS−ＲDS特性を図１
４に示す。この図１４によれば、ＴＦＴ５は、当該ＴＦ
Ｔ５をＯＮする駆動パルスＶGSの波高値を増加（ＶGS＝
Ｖ2）させると、ＲDSは減少（ＲDS＝Ｒ2a）し、時定数
τを小さくすることが可能である。また、ＶGSの波高値
をを減少（ＶGS＝Ｖ1 ）させると、ＲDSは増加（ＲDS＝
Ｒ1a）し、時定数τを大きくすることが可能である。

【００９５】次に、上記特性を利用した本実施例の全体
動作を説明する。

【００９６】今、あるフレームレート（通常の比較的ゆ
っくりした撮影時のフレームレート）で撮影中の薄型検
出器１において、通常のＴＦＴ駆動の駆動パルスの電圧
値を「ＶGS＝Ｖ1 」とし、また、ＴＦＴ５のドレイン〜
ソース間の抵抗値を「ＲDS＝Ｒ1a」とする。このとき、
入力部１３からマイクロプロセッサ１１及びマイクロプ
ロセッサ１９に対し、現在のフレームレートより速いフ
レームレートに設定するためのフレームレート変更指令
が送られると、マイクロプロセッサ１１及びマイクロプ
ロセッサ１９は、図１５に示すように、それぞれ送られ
たフレームレート変更指令を読み込む（ステップＳ
１）。そして、マイクロプロセッサ１１は、送られたフ
レームレート変更指令に基づいて、ＴＦＴ５の駆動パル
スの波高値を変更後のフレームレートに最適な値「ＶGS
＝Ｖ2 ＞Ｖ1 」に設定し（ステップＳ２）、この駆動パ
ルスＶGSによりＴＦＴ５を駆動させる（ステップＳ
３）。一方、マイクロプロセッサ１９は、送られたフレ
ームレート変更指令に基づいてＡ／Ｄ変換器１７ａ1 の
サンプリングレートを変更（速く）する（ステップＳ
４）。以下、信号電荷の読み出しが順次行なわれて（ス
テップＳ５）、処理が終了する。

【００９７】上述したステップＳ２の処理により、駆動
パルスの電圧値が「ＶGS＝Ｖ2 ＞Ｖ1 」であるため、こ
のときのドレイン〜ソース間の抵抗値ＲDSは、「ＲDS＝
Ｒ2a＜Ｒ1a」となり（図１４参照）、時定数τを小さく
することができる。したがって、通常の撮影時よりも速
く積分回路１６ａ1 へ信号電荷を移動させることがで
き、ステップＳ４の処理によりＡ／Ｄ変換器１７ａ1 の
サンプリングレートが変更されても、信号電荷を読み残
すことがなくなる。また、上記フレームレートを通常の
レートに戻す場合には、上記ステップＳ１〜ステップＳ
３の処理において、今度は、ＶGSを「ＶGS＝Ｖ1 ＜Ｖ2
」に設定すれば、「ＲDS＝Ｒ1a＞Ｒ2a」となり、通常
の撮影時の状態に戻すことができる。

【００９８】つまり、本実施例では、フレームレートの
変更に対応して、予め設定しておいた最適な読み出しに
基づく時定数に切り換えることにより、信号電荷の読み
残しを解消することができる。

【００９９】なお、Ｘ線検出器１のその他の構成要素
は、図１及び図２に示す構成と同様であるとしたが、本
発明はこれに限定されるものではなく、第１実施例に示
した読み出し回路１２ではなく、従来（図１８）の、各
読み出しライン毎に積分回路が設けられている構成にお
いて用いても同様の効果を得ることができる。

【０１００】ところで、上述した蓄積キャパシタ４から
積分回路１６ａ1 に移動する際の時定数τに寄与するラ
イン自身の抵抗値ＲL は、各センサ（画素）〜積分回路
１６ａ1 のアンプ２０ａ1 間の読み出しラインＲ1 の距
離に比例して増大する。したがって、例えばスイッチン
グラインＬ1 に対応する第１行目のセンサ群とスイッチ
ングラインＬ2000に対応する第２０００行目のセンサ群
とでは、読み出しラインの距離が異なり（図１６参照、
なお、マルチプレクサ１５ａ1 は省略している）、その
結果、上記ＲL の値が異なってしまう。

【０１０１】この抵抗値ＲL が各行のセンサ群間で異な
ってしまうことは、当該センサ群間での時定数τのバラ
ツキを生じる。しかしながら、Ａ／Ｄ変換器１７ａ1 の
サンプリングレートはフレームレートに対応した所定の
レートであるため、センサ群によっては、上述した信号
電荷（画素電荷）の読み残しが生じてしまっていた。

【０１０２】そこで、本実施例のポイントを利用した、
以下に述べる変形例では、読み出しラインの距離の違い
に応じてＴＦＴ５の駆動パルスの波高値を変化させるこ
とにより、ＲL の変化に応じてＴＦＴ５のドレイン〜ソ
ース間の抵抗値ＲDSを変化させて、時定数τを一定に保
持し、画素電荷の読み残しをなくしている。

【０１０３】以下、この変形例について説明する。な
お、Ｘ線検出器１の構成は、上記第２実施例と同様であ
るため、その説明は省略する。

【０１０４】本変形例のマイクロプロセッサ１１の内部
メモリには、各行の画素群内での読み出しラインの距離
の違いによる抵抗値ＲL の差が予め記憶されている。本
変形例では、例えば、第１行目の画素群の読み出しライ
ンの距離における抵抗値ＲL1を基準とした場合において
の、当該抵抗値ＲL1と第２行目〜第２０００行目までの
読み出しラインに応じた抵抗値ＲL2〜ＲL2000 との差
（ΔＲ1 （｜ＲL1−ＲL2｜）、ΔＲ2 （｜ＲL1−ＲL3
｜）、…、ΔＲ1999（｜ＲL1−ＲL2000 ｜）が記憶され
ている。

【０１０５】以下、本変形例の全体動作について説明す
る。

【０１０６】画素群を第１行目から順次読み出していく
際、マイクロプロセッサ１１は、ＴＦＴ５の駆動パルス
の波高値を所定の値「ＶGS＝Ｖ1b」に設定（ＴＦＴ５の
ドレイン〜ソース間の抵抗値も「ＲDS＝Ｒ1a」となる）
し（図１７、ステップＳ１０）、この駆動パルスＶGSに
より第１行目の画素群Ｓ1,1 〜Ｓ1,2000に対応したＴＦ
Ｔ５を駆動させる（ステップＳ２０）。この結果、第１
行目の画素群Ｓ1,1 〜Ｓ1,2000から信号電荷がＴＦＴ５
を介して読み出される。続いて、マイクロプロセッサ１
１は、内部メモリから抵抗値ΔＲ1 を読み出し、この抵
抗値ΔＲ1 の分だけドレイン〜ソース間の抵抗値「ＲDS
＝Ｒ1b」を減少（Ｒ1b→Ｒ2b）させるようなＴＦＴ５の
駆動パルスの波高値「ＶGS＝Ｖ2b」を設定する（ステッ
プＳ３０）。そして、マイクロプロセッサ１１は、この
駆動パルスＶGSにより第２行目の画素群Ｓ2,1 〜Ｓ2,20
00に対応したＴＦＴ５を駆動させる（ステップＳ４
０）。このとき、第２行目の画素群Ｓ2,1 〜Ｓ2,2000の
信号電荷が、積分回路１６ａ1〜１６ａ16に送られる際
の時定数τは、読み出しラインの抵抗値がΔＲ1 増加し
た分だけＴＦＴ５のドレイン〜ソース間の抵抗値ＲDSが
減少しているため、全体として、一定の値に保持されて
いる。以下、第３行目から第２０００行目の画素群のＴ
ＦＴが内部メモリに記憶された抵抗値ΔＲ2 〜ΔＲ1999
に応じた波高値を有する駆動パルスにより順次駆動さ
れ、第３行目から第２０００行目の画素群の信号電荷が
読み出され（ステップＳ５０）、処理が終了する。

【０１０７】つまり、各行の画素群の読み出しラインの
距離の違いによる抵抗値の変化をＴＦＴの駆動パルスの
波高値を変化させることにより相殺したため、その抵抗
値の変化に起因した時定数のバラツキをなくし、画素電
荷の読み残しをなくすことができる。

【０１０８】なお、第２実施例及び本変形例をそれぞれ
組み合わせて用いてもよく、それぞれの効果を共に得る
ことができる。また、第２実施例及び本変形例は、第１
実施例及びその変形例と組み合わせて用いてもよく、そ
れぞれの効果を共に得ることができる。

【０１０９】また、本変形例は、従来（図１８）の構成
である、各読み出しライン毎に積分回路が設けられてい
る構成において用いても同様の効果を得ることができ
る。

【０１１０】なお、本願実施例において、放射線平面検
出器としてＸ線検出器を用いて説明したが、本発明はこ
れに限定されるものではない。すなわち、放射線はＸ線
に限らず、例えばγ線等その他の放射線であってもよ
い。

【０１１１】さらに、本願実施例は、Ｘ線源を検出する
センサとして蛍光面とフォトセンサにより構成された間
接型のＸ線センサを用いた場合について説明したが、Ｘ
線の強弱を直接電荷信号に変換する直接型のＸ線センサ
を用いる場合にも適用できる。

【０１１２】

【発明の効果】請求項１乃至９に記載した放射線平面検
出器並びに請求項１７に記載した放射線撮像装置によれ
ば、複数の読み出しラインを介して並列に読み出された
信号電荷は、少なくとも１つの変換手段の構成要素であ
る例えばマルチプレクサにより複数ラインから読み出さ
れる複数の信号電荷ずつ時系列的に直列信号に変換され
る。そして、これらの直列信号は、当該各マルチプレク
サの出力経路に介挿された積分手段によりそれぞれ積分
されて画素信号が形成される。このため、積分手段を各
読み出しライン毎に設けることなく、複数の読み出しラ
インを介して並列に読み出された複数個の信号電荷を積
分することができ、各読み出しライン毎に積分手段を設
けていた場合の固定パターンノイズの発生を補償するた
めの補償回路や個々の積分手段の調整等が不要になる。
この結果、放射線平面検出器を搭載した装置全体を小型
化し、装置全体の有効スペースを増大させることができ
る。また、オペレータの負担を軽減させ、調整時間の短
縮に伴い全体撮像時間を減少させることができる。

【０１１３】特に、請求項７又は８に記載した放射線平
面検出器によれば、各積分手段により積分されて得られ
る各画素信号は、各マルチプレクサにより切り換えられ
る隣接する複数個の信号電荷の個数分、あるいは「読み
出し行数×マルチプレクサの読み出し個数」分加算され
て出力される。つまり、放射線検出部の各センサにより
検出された信号電荷の加算、すなわち画素加算を実現す
ることができるため、総画素数の変更等に対応すること
ができる。

【０１１４】また、特に、請求項９に記載した放射線平
面検出器では、各積分手段それぞれが各マルチプレクサ
から所定個数の信号電荷が出力されるタイミングに応じ
てリセットされるため、積分手段により積分され形成さ
れる画素信号は、各マルチプレクサから出力される個数
分の信号電荷が加算されている。つまり、放射線検出部
の各センサにより検出された信号電荷の加算、すなわち
画素加算を実現することができるため、総画素数の変更
等に対応することができる。

【０１１５】さらに、請求項１０乃至１４に記載した放
射線平面検出器によれば、フレームレートが例えば速い
レートに変更されると、読み出し制御手段の波高値制御
手段により、フレームレートの変更に応じて薄膜トラン
ジスタ等のスイッチング素子駆動用の駆動パルスの波高
値が現在のフレームレートに対応する波高値に比べて高
くなるように設定されるため、薄膜トランジスタのドレ
イン−ソース間の抵抗ＲDSが減少し、時定数が小さくな
る。その結果、信号電荷の積分手段への移動が速くな
り、フレームレートの変更に伴う問題であった信号電荷
の読み残しを解消するとともに、フレームレートの変更
に対応可能な放射線平面検出器を提供することができ
る。

【０１１６】また、請求項１４乃至１６に記載した放射
線平面検出器によれば、放射線検出部の複数のセンサの
各行から積分手段までの距離に応じて薄膜トランジスタ
等のスイッチング素子駆動用の駆動パルスの波高値が制
御されているため、積分手段に送られる各放射線検出部
の信号電荷の時定数は略一定の値に設定される。つま
り、放射線検出部の複数のセンサの各行から積分手段ま
での距離の違いに係わらず時定数が略一定に維持される
ため、時定数の違いによる信号電荷の積分手段への移動
速度の違いが解消される。この結果、前記移動速度の違
いに起因した信号電荷の読み残しを解消することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るＸ線撮像装置における２
次元的に配列されたセンサ要素を有したＸ線検出器の一
部を示す概略構成図。

【図２】図１における読み出し回路の概略構成を示す
図。

【図３】図２におけるマルチプレクサ、積分回路の通常
の動作を説明するための図。

【図４】図２におけるマルチプレクサのスイッチング素
子の動作を説明するための図。

【図５】図３及び図４におけるモード信号、クロック信
号、スイッチング素子、リセット信号、及び画素信号の
波形及び出力（動作）タイミングを示すタイムチャー
ト。

【図６】図２におけるマルチプレクサ、積分回路の２画
素加算時の動作を説明するための図。

【図７】図２におけるマルチプレクサのスイッチング素
子の２画素加算時の動作を説明するための図。

【図８】図６及び図７におけるモード信号、クロック信
号、スイッチング素子、リセット信号、及び画素信号の
波形及び出力（動作）タイミングを示すタイムチャー
ト。

【図９】図２におけるマルチプレクサ、積分回路の２画
素加算時の動作を説明するための図。

【図１０】図９におけるクロック信号、スイッチング素
子、リセット信号、及び画素信号の波形及び出力（動
作）タイミングを示すタイムチャート。

【図１１】図１における読み出し回路のその他の構成を
示す図。

【図１２】実施例におけるセンサ、読み出しライン、及
び積分回路を示す模式的構成図。

【図１３】ディジタルデコーダ駆動用の駆動パルス電圧
を示す波形図。

【図１４】ＴＦＴのＶGS−ＲDS特性を示すグラフ。

【図１５】第２実施例におけるマイクロプロセッサ１９
の処理の一例を示す概略フローチャート。

【図１６】各センサと積分回路との位置関係を示す図。

【図１７】変形例におけるマイクロプロセッサ１１の処
理の一例を示す概略フローチャート。

【図１８】従来の２次元的に配列されたセンサ要素を有
した放射線平面検出器の一部を示す概略構成図。

【符号の説明】

１Ｘ線検出器２Ｘ線源３フォトダイオード４蓄積キャパシタ５電界効果トランジスタ６直流電圧源１０ディジタルデコーダ１１マイクロプロセッサ１２読み出し回路１３入力部１５ａ1 〜１５ａ16 アナログマルチプレクサ１６ａ1 〜１６ａ16 積分回路１７ａ1 〜１７ａ16 Ａ／Ｄ変換器１８フレームメモリ１９マイクロプロセッサ２０ａ1 〜２０ａ16 アンプ２１ａ1 〜２１ａ16 第１のキャパシタ２２ａ1 〜２２ａ16 第２のキャパシタ２３ａ1 〜２３ａ16 第１のスイッチ２４ａ1 〜２４ａ16 第２のスイッチＬ1 〜Ｌ2000 スイッチングラインＲ1 〜Ｒ2000 読み出しラインｓｗ1 〜ｓｗ2000 スイッチング素子Ｓ1,1 〜Ｓ2000,2000 センサＬ，Ｈモード信号Ｃクロック信号ｃ１クロックパルスｃ２クロックパルスＲe1 リセット信号Ｒe2 リセット信号ＲDS ＴＦＴのドレイン（Ｄ）〜ソース（Ｓ）間の抵抗
値ＶGS 駆動パルス電圧Ｃa 蓄積キャパシタのキャパシタンスＲL1〜ＲL2000 読み出しラインの抵抗値

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入射した放射線の強度に対応した信号電
荷を蓄積するセンサをマトリクス状に配列させた放射線
検出部を備えた放射線平面検出器において、前記放射線検出部の複数のセンサの各列毎に設けられた
前記信号電荷読み出し用の複数の読み出しラインと、前
記放射線検出部の各センサで検出された信号電荷を前記
複数の読み出しラインを介して並列に読み出す読み出し
手段と、前記複数の読み出しラインの内の設定された複
数ラインから読み出される複数の信号電荷を１組として
並列に入力し且つその並列入力信号を時系列的な直列信
号に変換する少なくとも１つの変換手段と、この変換手
段の各々の出力経路に介挿され且つ当該変換手段から出
力された直列信号を積分して画素信号を形成する積分手
段とを備えたことを特徴とする放射線平面検出器。
【請求項２】前記各変換手段のそれぞれは、前記複数
ラインに対応する複数入力且つ単一出力タイプのマルチ
プレクサを備えた請求項１記載の放射線平面検出器。
【請求項３】前記読み出し手段は、前記各センサ毎に
スイッチング素子を備え、当該各スイッチング素子を駆
動させることにより当該各センサから信号電荷を読み出
すようにした請求項１記載の放射線平面検出器。
【請求項４】前記センサそれぞれは、前記放射線を受
けて光信号に変換する蛍光面と、前記光信号を信号電荷
として検出するフォトダイオードと、前記信号電荷を蓄
積するキャパシタとを備えるとともに、前記スイッチン
グ素子及び前記センサを薄膜技術により形成した請求項
３記載の放射線平面検出器。
【請求項５】前記複数ラインは前記複数の読み出しラ
イン全てに対応し、前記マルチプレクサは１つである請
求項３記載の放射線平面検出器。
【請求項６】前記各マルチプレクサは、所定の出力タ
イミングに応じてそれぞれ同時に第１番目の入力ライン
の信号電荷を出力し、以下当該出力タイミングに応じて
順番に第２番目以降の入力ラインを出力するようにした
請求項３記載の放射線平面検出器。
【請求項７】前記各マルチプレクサに対し、当該各マ
ルチプレクサに入力される複数の信号電荷を隣接する複
数個ずつ切り換えて出力させる制御信号を送る切り換え
制御手段を備えた請求項３記載の放射線平面検出器。
【請求項８】前記読み出し手段は、前記各スイッチン
グ素子を駆動させることにより前記各センサで検出され
た信号電荷を複数行づつ読み出すとともに、前記切り換
え制御手段は、前記各マルチプレクサに対し、当該各マ
ルチプレクサに入力される複数の信号電荷を、前記行数
に対応する隣接する複数個ずつ切り換えて出力させる制
御信号を送るようにした請求項７記載の放射線平面検出
器。
【請求項９】前記マルチプレクサ各々の出力経路に介
挿された積分手段それぞれを、前記各マルチプレクサか
ら所定個数の信号電荷が出力されるタイミングに応じて
リセットするリセット信号を当該各積分手段に送るリセ
ット制御手段を備えた請求項３記載の放射線平面検出
器。
【請求項１０】入射した放射線の強度に対応した信号
電荷を蓄積するセンサをマトリクス状に配列させた放射
線検出部と、前記放射線検出部の複数のセンサの各列毎
に設けられた前記信号電荷読み出し用の複数の読み出し
ラインと、前記放射線検出部の各センサ毎に設けられた
スイッチング素子と、前記各スイッチング素子に駆動パ
ルスを供給して当該スイッチング素子を駆動させること
により、前記各センサで検出された信号電荷を前記読み
出しラインを介して読み出す読み出し制御手段と、この
読み出し手段により読み出された信号電荷に基づいて得
られた画素信号をディジタル画像信号に変換する信号変
換手段とを備えた放射線平面検出器であって、前記複数の読み出しライン毎に設けられ、当該読み出し
ラインを介して読み出された信号電荷を積分し前記画素
信号を形成する積分手段と、フレームレートを変更する
フレームレート変更手段とを備えるとともに、前記読み出し制御手段は、前記フレームレートの変更に
応じて前記駆動パルスの波高値を制御する手段を備えた
ことを特徴とする放射線平面検出器。
【請求項１１】入射した放射線の強度に対応した信号
電荷を蓄積するセンサをマトリクス状に配列させた放射
線検出部と、前記放射線検出部の複数のセンサの各列毎
に設けられた前記信号電荷読み出し用の複数の読み出し
ラインと、前記放射線検出部の各センサ毎に設けられた
スイッチング素子と、前記各スイッチング素子に駆動パ
ルスを供給して当該スイッチング素子を駆動させること
により、前記各センサで検出された信号電荷を前記複数
の読み出しラインを介して並列に読み出す読み出し制御
手段と、この読み出し手段により読み出された信号電荷
に基づいて得られた画素信号を所定のフレームレートに
応じてサンプリングしてディジタル画像信号に変換する
信号変換手段とを備えた放射線平面検出器であって、
前記複数の読み出しラインの内の設定された複数ライン
から読み出される複数の信号電荷を１組として並列に入
力し且つその並列入力信号を時系列的な直列信号に変換
する少なくとも１つの変換手段と、この変換手段の各々
の出力経路に介挿され且つ当該変換手段から出力された
直列信号を積分して前記画素信号を形成する積分手段
と、前記フレームレートを変更するフレームレート変更
手段とを備えるとともに、前記読み出し制御手段は、前記フレームレートの変更に
応じて前記駆動パルスの波高値を制御する手段を備えた
ことを特徴とする放射線平面検出器。
【請求項１２】前記スイッチング素子は薄膜トランジ
スタである請求項１０又は１１記載の放射線平面検出
器。
【請求項１３】前記波高値制御手段は、前記フレーム
レート変更手段により当該フレームレートが現在のフレ
ームレートに比べて速いレートに変更された場合に、前
記駆動パルスの波高値を現在の波高値に比べて高く設定
するようにした請求項１０記載の放射線平面検出器。
【請求項１４】入射した放射線の強度に対応した信号
電荷を蓄積するセンサをマトリクス状に配列させた放射
線検出部を備えた放射線平面検出器において、前記放射線検出部の複数のセンサの各列毎に設けられた
前記信号電荷読み出し用の複数の読み出しラインと、前
記放射線検出部の各センサ毎に設けられたスイッチング
素子と、前記各スイッチング素子に駆動パルスを供給し
て当該スイッチング素子を駆動させることにより、前記
各センサで検出された信号電荷を前記読み出しラインを
介して読み出す読み出し制御手段と、前記読み出しライ
ン毎に設けられ、当該読み出しラインを介して読み出さ
れた信号電荷を積分して画素信号を形成する積分手段と
を備えるとともに、前記読み出し制御手段は、前記放射線検出部の複数のセ
ンサの各行から前記積分手段までの距離に応じて前記駆
動パルスの波高値を制御する手段を備え、この波高値の
制御により前記積分手段に送られる各放射線検出部の信
号電荷の時定数を略一定の値に設定したことを特徴とす
る放射線平面検出器。
【請求項１５】入射した放射線の強度に対応した信号
電荷を蓄積するセンサをマトリクス状に配列させた放射
線検出部を備えた放射線平面検出器において、前記放射線検出部の複数のセンサの各列毎に設けられた
前記信号電荷読み出し用の複数の読み出しラインと、前
記放射線検出部の各センサ毎に設けられたスイッチング
素子と、前記各スイッチング素子に駆動パルスを供給し
て当該スイッチング素子を駆動させることにより、前記
各センサで検出された信号電荷を前記複数の読み出しラ
インを介して並列に読み出す読み出し制御手段と、前記
複数の読み出しラインの内の設定された複数ラインから
読み出される複数の信号電荷を１組として並列に入力し
且つその並列入力信号を時系列的な直列信号に変換する
少なくとも１つの変換手段と、この変換手段の各々の出
力経路に介挿され且つ当該変換手段から出力された直列
信号を積分して画素信号を形成する積分手段とを備える
とともに、前記読み出し制御手段は、前記放射線検出部の複数のセ
ンサの各行から前記積分手段までの距離に応じて前記駆
動パルスの波高値を制御する手段を備え、この波高値の
制御により前記積分手段に送られる各放射線検出部の信
号電荷の時定数を略一定の値に設定したことを特徴とす
る放射線平面検出器。
【請求項１６】前記スイッチング素子は薄膜トランジ
スタである請求項１４又は１５記載の放射線平面検出
器。
【請求項１７】入射した被検体を透過したＸ線等の放
射線の強度に対応した信号電荷を蓄積するセンサをマト
リクス状に配列させた放射線検出部を備え、前記信号電
荷に基づいて得られた画素信号に基づいて前記被検体内
を撮像するようにした放射線撮像装置において、前記放射線検出部の複数のセンサの各列毎に設けられた
前記信号電荷読み出し用の複数の読み出しラインと、前
記放射線検出部の各センサで検出された信号電荷を前記
複数の読み出しラインを介して並列に読み出す読み出し
手段と、前記複数の読み出しラインの内の設定された複
数ラインから読み出される複数の信号電荷を１組として
並列に入力し且つその並列入力信号を時系列的な直列信
号に変換する少なくとも１つの変換手段と、この変換手
段の各々の出力経路に介挿され且つ当該変換手段から出
力された直列信号を積分して前記画素信号を形成する積
分手段とを備えたことを特徴とする放射線撮像装置。