放射線撮影装置
【課題】煩雑な製造工程を必要とする反射層を設けることなく、シンチレータで発生する光の利用効率を高めつつ残像を消去できる放射線撮影装置を提供する。
【解決手段】シンチレータ７１と光源９５からの光を導光する導光板６１との間に、シンチレータ７１により変換された光の少なくとも一部を反射し、光源９５からの光の少なくとも一部を透過するハーフミラー１０４を設ける。
【解決手段】シンチレータ７１と光源９５からの光を導光する導光板６１との間に、シンチレータ７１により変換された光の少なくとも一部を反射し、光源９５からの光の少なくとも一部を透過するハーフミラー１０４を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線撮影装置に係り、特に、放射線源から射出されて被検者を透過した放射線により示される放射線画像の撮影を行う放射線撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）アクティブマトリクス基板上に放射線感応層を配置し、Ｘ線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）等の放射線検出器が実用化されており、この放射線検出器を用いて、照射された放射線により表わされる放射線画像を撮影する放射線撮影装置が実用化されている。この放射線検出器を用いた放射線撮影装置は、従来のＸ線フィルムやイメージングプレートを用いた放射線撮影装置に比べて、即時に画像を確認でき、連続的に放射線画像の撮影を行う透視撮影（動画撮影）も行うことができるといったメリットがある。
【０００３】
この種の放射線検出器は、種々のタイプのものが提案されており、例えば、フォトダイオードなどのセンサ部が形成されたＴＦＴアクティブマトリクス基板とＣｓＩ：Ｔｌ、ＧＯＳ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）などのシンチレータとを積層し、放射線をシンチレータで光に変換し、変換した光をＴＦＴアクティブマトリクス基板のセンサ部で電荷に変換して蓄積する間接変換方式等がある。放射線撮影装置では、放射線検出器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をアンプで増幅した後にＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換部でデジタルデータに変換している。
【０００４】
ところで、間接変換方式の放射線検出器は、フォトダイオードなどのセンサ部としてａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）などの半導体が一般的に使われているが、半導体の不純物準位に電荷が一旦トラップされ、トラップされた電荷が放出されることによって残像を生じる場合がある。
【０００５】
そこで、特許文献１には、シンチレータのＴＦＴアクティブマトリクス基板とは反対側の面に反射層を設けてシンチレータで発生した光を反射層で反射させると共に、当該反射層に多数のホールを形成し、シンチレータの反射層が設けられた面に対して光を照射することにより、反射層の多数のホール及びシンチレータを介してＴＦＴアクティブマトリクス基板の各センサ部の不純物電位を撮影前に埋める技術が提案されている。これにより、シンチレータで発生する光の利用効率を高めつつ残像を消去することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２０１０−５２５３５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の技術では、反射層にホールを形成する処理が必要であり、製造工程が煩雑になる。
【０００８】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、反射層にホールを形成するという煩雑な製造工程を行うことなく、シンチレータで発生する光の利用効率を高めつつ残像を消去できる放射線撮影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の放射線撮影装置は、照射された放射線を光に変換する平板状の変換層と、前記変換層の一方の面側に配置され、当該変換層により変換された光を検出する光検出基板と、前記変換層の他方の面に対して光を照射する照射手段と、前記変換層と前記光照射手段との間の、前記光検出基板により光が検出される検出領域に対応する領域一面に設けられ、前記変換層により変換された光の少なくとも一部を反射し、前記光照射手段により照射された光の少なくとも一部を透過するハーフミラーと、を備えている。
【００１０】
請求項１によれば、照射された放射線を光に変換する平板状の変換層の一方の面側に、当該変換層により変換された光を検出する光検出基板が配置されており、変換層の他方の面に対して照射手段により光が照射される。
【００１１】
そして、変換層と光照射手段との間の、光検出基板により光が検出される検出領域に対応する領域一面に、変換層により変換された光の少なくとも一部を反射し、光照射手段により照射された光の少なくとも一部を透過するハーフミラーが設けられている。
【００１２】
このように、請求項１に記載の発明によれば、変換層と光照射手段との間に、変換層により変換された光の少なくとも一部を反射し、光照射手段により照射された光の少なくとも一部を透過するハーフミラーを設けているので、反射層にホールを形成するという煩雑な製造工程を行うことなく、シンチレータ（変換層）で発生する光の利用効率を高めつつ残像を消去できる。
なお、変換層により変換された光の少なくとも一部を反射するとは、変換層により変換された光のピーク波長における反射率が１０％であることを意味し、ここでの反射率の測定方法は入射角０°からの光に対する反射率を指している。また、光照射部により照射された光の少なくとも一部を透過するとは、照射された光のピーク波長における透過率が１０％以上であることを意味し、ここでの透過率の測定方法は入射角０°からの光に対する透過率を指している。また、変換層により変換された光の反射率および光照射部により照射された光の透過率は高い方が好ましく。より好ましくは５０％以上、更に好ましくは、７０％以上である。
【００１３】
なお、本発明は、請求項２記載の発明のように、前記変換層が、非柱状結晶領域と前記非柱状結晶領域と連続する柱状結晶領域が積層されて形成され、前記柱状結晶領域側が前記光検出基板と対向するように設けられてもよい。
【００１４】
また、本発明は、請求項３記載の発明のように、前記光検出基板が、筐体の撮影対象物を透過した放射線が照射される撮影面が設けられた天板部分の前記放射線が入射する面の反対側の面に取り付けられることが好ましい。
【００１５】
また、本発明は、請求項４記載の発明のように、前記変換層により変換された光と前記光照射手段から照射される光の波長域が異なり、前記ハーフミラーが、前記光照射手段から照射される第１波長域の光の透過率よりも前記変換層により変換された第２波長域の光の反射率が高くなるように膜厚が定められてもよい。
【００１６】
また、本発明は、請求項５記載の発明のように、前記変換層と前記照射手段との間に空気層を設けてもよい。
【００１７】
また、本発明は、請求項６記載の発明のように、前記照射手段が、光源と、前記変換層の他方の面に対向して配置され、前記光源で発生した光を前記光検出基板へ導光する導光板と、を含んで構成されてもよい。
【００１８】
また、請求項６記載の発明は、請求項７記載の発明のように、前記変換層が、光透過性を有する光透過性基板上に形成され、前記変換層側が前記光検出基板と対向するように前記光検出基板に張り合わされ、前記光透過性基板が前記導光板として機能してもよい。
【００１９】
また、本発明は、請求項８記載の発明のように、前記照射手段を、前記変換層の他方の面に対向して配置され、前記変換層に対応して発光部が設けられた発光パネルとしてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、反射層にホールを形成するという煩雑な製造工程を行うことなく、シンチレータで発生する光の利用効率を高めつつ残像を消去できる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施の形態に係る電子カセッテの内部構成を示す透過斜視図である。
【図２】実施の形態に係る放射線検出器及び放射線検出部の構成を模式的に示した断面図である。
【図３】実施の形態に係る放射線検出器の薄膜トランジスタ及びコンデンサの構成を示した断面図である。
【図４】実施の形態に係るＴＦＴ基板の構成を示す平面図である。
【図５】第１の実施の形態に係る電子カセッテ内部の構成を模式的に示した側面図である。
【図６】放射線検出器への放射線の表面読取方式と裏面読取方式を説明するための断面側面図である。
【図７】実施の形態に係る電子カセッテの電気系の要部構成を示すブロック図である。
【図８】放射線画像撮影時における電子カセッテの配置を示す概略図である。
【図９】第２の実施の形態に係る電子カセッテ内部の構成を模式的に示した側面図である。
【図１０】第３の実施の形態に係る電子カセッテ内部の構成を模式的に示した側面図である。
【図１１】他の形態に係る電子カセッテ内部の構成を模式的に示した側面図である。
【図１２】他の形態に係る電子カセッテ内部の構成を模式的に示した側面図である。
【図１３】ＣｓＩ（Ｔｌ）の発光波長の分布と波長域Ａ、Ｂの範囲の一例を示すグラフである。
【図１４】放射線検出器の柱状結晶及びセンサ部部分を拡大した概略拡大図である。
【図１５】緑色光と赤色光が共にハーフミラー層で反射する場合の緑色光と赤色光の透過経路を示した断面図である。
【図１６】緑色光がハーフミラー層で反射し、赤色光がハーフミラー層を透過する場合の緑色光と赤色光の透過経路を示した断面図である。
【図１７】ＣｓＩ（Ｔｌ）の発光波長の分布と波長域Ｃ、Ｄ、Ｅの範囲の一例を示すグラフである。
【図１８】コールドミラーによる分光透過率の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、ここでは、本発明を、可搬型の放射線撮影装置（以下「電子カセッテ」ともいう。）に適用した場合の形態例について説明する。
【００２３】
［第１の実施の形態］
図１には、本実施の形態に係る電子カセッテ１０の構成が示されている。
【００２４】
同図に示すように、電子カセッテ１０は、放射線Ｘを透過させる材料からなる筐体５４を備えており、防水性、密閉性を有する構造とされている。電子カセッテ１０は、手術室等で使用されるとき、血液やその他の雑菌が付着するおそれがある。そこで、電子カセッテ１０を防水性、密閉性を有する構造として、必要に応じて殺菌洗浄することにより、１つの電子カセッテ１０を繰り返し続けて使用することができる。
【００２５】
筐体５４の内部には、撮影の際に被検者を透過した放射線Ｘが照射される筐体５４の照射面５６側から順に、被検者を透過した放射線Ｘによる放射線画像を撮影する放射線検出器６０、放射線検出器６０の残像を消去するための光を放射線検出器６０へ導くための導光板６１が配設されている。
【００２６】
また、筐体５４の内部の一端側には、マイクロコンピュータを含む電子回路及び充電可能で、かつ着脱可能なバッテリ９６Ａを収容するケース３１が配置されている。放射線検出器６０、及び電子回路は、ケース３１に配置されたバッテリ９６Ａから供給される電力によって作動する。ケース３１内部に収容された各種回路が放射線Ｘの照射に伴って損傷することを回避するため、ケース３１の撮影面５６側には鉛板等を配設しておくことが望ましい。なお、本実施の形態に係る電子カセッテ１０は、撮影面５６の形状が長方形とされた直方体とされており、その長手方向一端部にケース３１が配置されている。
【００２７】
また、筐体５４の外壁の所定位置には、‘レディ状態’，‘データ送信中’といった動作モード、バッテリ９６Ａの残容量の状態等の電子カセッテ１０の動作状態を示す表示を行う表示部５６Ａが設けられている。なお、本実施の形態に係る電子カセッテ１０では、表示部５６Ａとして、発光ダイオードを適用しているが、これに限らず、発光ダイオード以外の発光素子や、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ等の他の表示手段としてもよい。
【００２８】
図２には、本実施形態に係る放射線検出器６０の構成を模式的に示した断面図が示されている。
【００２９】
放射線検出器６０は、絶縁性基板６４に薄膜トランジスタ（TFT：Thin Film Transistor、以下「ＴＦＴ」という）７０、及び蓄積容量６８が形成されたＴＦＴアクティブマトリクス基板（以下、「ＴＦＴ基板」という）６６を備えている。
【００３０】
このＴＦＴ基板６６上には、入射される放射線を光に変換するシンチレータ７１が配置される。
【００３１】
シンチレータ７１としては、例えば、ＣｓＩ：Ｔｌ、ＧＯＳ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）を用いることができる。なお、シンチレータ７１は、これらの材料に限られるものではない。シンチレータ７１が発する光の波長域は、可視光域（波長３６０ｎｍ〜８３０ｎｍ）であることが好ましく、この放射線検出器６０によってモノクロ撮像を可能とするためには、緑色の波長域を含んでいることがより好ましい。
なお、本実施の形態で「波長域」とは、ピーク波長強度の半値全幅（FWHM：Full Width at Half Maximum）の波長をいう。光源９５から照射される光の波長域（第１波長域）は７００ｎｍ〜１２００ｎｍの光、より好ましくは、９００ｎｍ〜１０００ｎｍの光であることが好ましい。シンチレータ７１にＧｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂもしくは、ＣｓＩ：Ｔｌ等を用いる場合、シンチレータ７１により変換された光の波長域（第２波長域）は、４００ｎｍ〜７００ｎｍであることが好ましい。
【００３２】
ここで、本実施の形態では、シンチレータ７１を、例えば、ＣｓＩ：Ｔｌ等の柱状結晶としている。シンチレータ７１は、蒸着基板７３にＣｓＩ：Ｔｌ等の材料を蒸着することによって形成されており、蒸着基板７３側に非柱状結晶領域７１Ａが形成され、先端側(ＴＦＴ基板６６側)に柱状結晶から成る柱状結晶領域７１Ｂが形成されている。このシンチレータ７１には、非柱状結晶領域７１Ａ及び柱状結晶領域７１Ｂを封止する封止部１０２が形成されている。
【００３３】
封止部１０２は、大気中の水分に対してバリア性を有する材料が用いられ、材料として、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等の気相重合で得られる有機膜が用いられる。有機膜としては、ポリパラキシリレン製樹脂の熱ＣＶＤ法によって形成された気相重合膜、または含フッ素化合物不飽和炭化水素モノマーのプラズマ重合膜不飽和炭化水素モノマーのプラズマ重合膜が用いられる。また有機膜と無機膜の積層構造を用いることも出来、無機膜の材料としては、例えば、窒化珪素（ＳｉＮｘ）膜、酸化珪素（ＳｉＯｘ）膜、酸窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）膜、Ａｌ２Ｏ３等が好適である。
【００３４】
シンチレータ７１は、柱状結晶領域７１Ｂ側がＴＦＴ基板６６と対向するように配置され、ＴＦＴ基板６６に接着されている。
【００３５】
絶縁性基板６４としては、放射線の吸収が少ないものであれば何れでもよく、例えば、ガラス基板、透明セラミック基板、光透過性の樹脂基板を用いることができる。なお、絶縁性基板６４は、これらの材料に限られるものではない。
【００３６】
ＴＦＴ基板６６には、シンチレータ７１によって変換された光が入射されることにより電荷を発生するセンサ部７２が形成されている。本実施形態に係るＴＦＴ基板６６では、ＴＦＴ７０とセンサ部７２を別な層で重なるように形成している。これにより、センサ部７２でのシンチレータ７１からの光の受光面積を大きくすることができる。また、ＴＦＴ基板６６には、ＴＦＴ基板６６上を平坦化するための平坦化層６７が形成されている。また、ＴＦＴ基板６６とシンチレータ７１との間であって、平坦化層６７上には、シンチレータ７１をＴＦＴ基板６６に接着するための接着層６９が形成されている。
【００３７】
センサ部７２は、上部電極７２Ａ、下部電極７２Ｂ、及び該上下の電極間に配置された光電変換膜７２Ｃを有している。
【００３８】
上部電極７２Ａ、及び下部電極７２ＢはＩＴＯ（酸化インジウムスズ）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形成しており、光透過性を有する。
【００３９】
光電変換膜７２Ｃは、シンチレータ７１から発せられた光を吸収し、吸収した光に応じた電荷を発生する。光電変換膜７２Ｃは、光が照射されることにより電荷を発生する材料により形成すればよく、例えば、アモルファスシリコンや有機光電変換材料などにより形成することができる。アモルファスシリコンを含む光電変換膜７２Ｃであれば、幅広い吸収スペクトルを持ち、シンチレータ７１による発光を吸収することができる。有機光電変換材料を含む光電変換膜７２Ｃであれば、可視域にシャープな吸収スペクトルを持ち、シンチレータ７１による発光以外の電磁波が光電変換膜７２Ｃに吸収されることがほとんどなく、Ｘ線等の放射線が光電変換膜７２Ｃで吸収されることによって発生するノイズを効果的に抑制することができる。
【００４０】
有機光電変換材料としては、例えば、キナクリドン系有機化合物及びフタロシアニン系有機化合物が挙げられる。例えば、キナクリドンの可視域における吸収ピーク波長は５６０ｎｍであるため、有機光電変換材料としてキナクリドンを用い、シンチレータ７１の材料としてＣｓＩ：Ｔｌを用いれば、上記ピーク波長の差を５ｎｍ以内にすることが可能となり、光電変換膜７２Ｃで発生する電荷量をほぼ最大にすることができる。この光電変換膜７２Ｃとして適用可能な有機光電変換材料については、特開２００９−３２８５４号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。なお、光電変換膜７２Ｃは、さらにフラーレン若しくはカーボンナノチューブを含有させて形成してもよい。
【００４１】
図３には、本実施の形態に係るＴＦＴ基板６６に形成されたＴＦＴ７０及び蓄積容量６８の構成が概略的に示されている。
【００４２】
絶縁性基板６４上には、下部電極７２Ｂに対応して、下部電極７２Ｂに移動した電荷を蓄積する蓄積容量６８と、蓄積容量６８に蓄積された電荷を電気信号に変換して出力するＴＦＴ７０が形成されている。蓄積容量６８及びＴＦＴ７０の形成された領域は、平面視において下部電極７２Ｂと重なる部分を有しており、このような構成とすることで、各画素部における蓄積容量６８及びＴＦＴ７０とセンサ部７２とが厚さ方向で重なりを有することとなり、少なく面積で蓄積容量６８及びＴＦＴ７０とセンサ部７２を配置できる。
【００４３】
蓄積容量６８は、絶縁性基板６４と下部電極７２Ｂとの間に設けられた絶縁膜６５Ａを貫通して形成された導電性材料の配線を介して対応する下部電極７２Ｂと電気的に接続されている。これにより、下部電極７２Ｂで捕集された電荷を蓄積容量６８に移動させることができる。
【００４４】
ＴＦＴ７０は、ゲート電極７０Ａ、ゲート絶縁膜６５Ｂ、及び活性層（チャネル層）７０Ｂが積層され、さらに、活性層７０Ｂ上にソース電極７０Ｃとドレイン電極７０Ｄが所定の間隔を開けて形成されている。活性層７０Ｂは、例えば、アモルファスシリコンや非晶質酸化物、有機半導体材料、カーボンナノチューブなどにより形成することができる。なお、活性層７０Ｂを構成する材料は、これらに限定されるものではない。
【００４５】
活性層７０Ｂを構成する非晶質酸化物としては、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも１つを含む酸化物（例えば、Ｉｎ−Ｏ系）が好ましく、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも２つを含む酸化物（例えば、Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｉｎ−Ｇａ−Ｏ系、Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系）がより好ましく、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎを含む酸化物が特に好ましい。Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系非晶質酸化物としては、結晶状態における組成がＩｎＧａＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍは６未満の自然数）で表される非晶質酸化物が好ましく、特に、ＩｎＧａＺｎＯ４がより好ましい。なお、活性層７０Ｂを構成可能な非晶質酸化物は、これらに限定されるものではない。
【００４６】
活性層７０Ｂを構成可能な有機半導体材料としては、フタロシアニン化合物や、ペンタセン、バナジルフタロシアニン等を挙げることができるがこれらに限定されるものではない。なお、フタロシアニン化合物の構成については、特開２００９−２１２３８９号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。
【００４７】
ＴＦＴ７０の活性層７０Ｂを非晶質酸化物や有機半導体材料、カーボンナノチューブで形成したものとすれば、Ｘ線等の放射線を吸収せず、あるいは吸収したとしても極めて微量に留まるため、ノイズの発生を効果的に抑制することができる。
【００４８】
また、活性層７０Ｂをカーボンナノチューブで形成した場合、ＴＦＴ７０のスイッチング速度を高速化することができ、また、可視光域での光の吸収度合の低いＴＦＴ７０を形成できる。なお、カーボンナノチューブで活性層７０Ｂを形成する場合、活性層７０Ｂに極微量の金属性不純物が混入するだけで、ＴＦＴ７０の性能は著しく低下するため、遠心分離などにより極めて高純度のカーボンナノチューブを分離・抽出して形成する必要がある。
【００４９】
ここで、ＴＦＴ７０の活性層７０Ｂを構成する非晶質酸化物、有機半導体材料、カーボンナノチューブや、光電変換膜７２Ｃを構成する有機光電変換材料は、いずれも低温での成膜が可能である。従って、絶縁性基板６４としては、石英基板、及びガラス基板等の耐熱性の高い基板に限定されず、プラスチック等の可撓性基板、アラミド、バイオナノファイバを用いることもできる。具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）等の可撓性基板を用いることができる。このようなプラスチック製の可撓性基板を用いれば、軽量化を図ることもでき、例えば、持ち運び等に有利となる。なお、絶縁性基板６４には、絶縁性を確保するための絶縁層、水分や酸素の透過を防止するためのガスバリア層、平坦性あるいは電極等との密着性を向上するためのアンダーコート層等を設けてもよい。
【００５０】
アラミドは、２００度以上の高温プロセスを適用できるために、透明電極材料を高温硬化させて低抵抗化でき、また、ハンダのリフロー工程を含むドライバＩＣの自動実装にも対応できる。また、アラミドは、ＩＴＯ（indium tin oxide）やガラス基板と熱膨張係数が近いため、製造後の反りが少なく、割れにくい。また、アラミドは、ガラス基板等と比べて薄く基板を形成できる。なお、超薄型ガラス基板とアラミドを積層して絶縁性基板６４を形成してもよい。
【００５１】
バイオナノファイバは、バクテリア(酢酸菌、Acetobacter Xylinum)が産出するセルロースミクロフィブリル束（バクテリアセルロース）と透明樹脂との複合したものである。セルロースミクロフィブリル束は、幅５０ｎｍと可視光波長に対して１／１０のサイズで、かつ、高強度、高弾性、低熱膨である。バクテリアセルロースにアクリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂を含浸・硬化させることで、繊維を６０−７０％も含有しながら、波長５００ｎｍで約９０％の光透過率を示すバイオナノファイバが得られる。バイオナノファイバは、シリコン結晶に匹敵する低い熱膨張係数（３−７ｐｐｍ）を有し、鋼鉄並の強度(４６０ＭＰa)、高弾性(３０ＧＰａ)で、かつフレキシブルであることから、ガラス基板等と比べて薄く絶縁性基板６４を形成できる。
【００５２】
図４には、本実施の形態に係るＴＦＴ基板６６の構成を示す平面図が示されている。
【００５３】
ＴＦＴ基板６６には、上述のセンサ部７２、蓄積容量６８、ＴＦＴ７０と、を含んで構成される画素７４が一定方向（図４の行方向）及び一定方向に対する交差方向（図４の列方向）に２次元状に複数設けられている。
【００５４】
また、ＴＦＴ基板６６には、一定方向（行方向）に延設され各ＴＦＴ７０をオン・オフさせるための複数本のゲート配線７６と、交差方向（列方向）に延設されオン状態のＴＦＴ７０を介して電荷を読み出すための複数本のデータ配線７８が設けられている。
【００５５】
放射線検出器６０は、平板状で平面視において外縁に４辺を有する四辺形状をしている。具体的には矩形状に形成されている。
【００５６】
本実施形態に係る放射線検出器６０は、図２に示すように、このようなＴＦＴ基板６６の表面にシンチレータ７１が貼り付けられて形成される。
【００５７】
図５には、第１の実施形態に係る電子カセッテ１０内部の構成を模式的に示す側面図が示されている。なお、図５では、ＴＦＴ基板６６の画素７４が２次元状に複数設けられた撮影領域６６Ａを識別しやすくするため、撮影領域６６Ａを層として示している。
【００５８】
電子カセッテ１０内部には、筐体５４の撮影対象物を透過した放射線が照射される撮影面５６が設けられた天板部分の放射線Ｘが入射する面の反対側の面にＴＦＴ基板６６側が対向するように放射線検出器６０が配置されている。
【００５９】
ここで、放射線検出器６０は、図６に示すように、シンチレータ７１が形成された側から放射線が照射されて、当該放射線の入射面の裏面側に設けられたＴＦＴ基板６６により放射線画像を読み取る、いわゆる裏面読取方式（所謂ＰＳＳ（Penetration Side Sampling）方式）とされた場合、シンチレータ７１の同図上面側（ＴＦＴ基板６６の反対側）でより強く発光し、ＴＦＴ基板６６側から放射線が照射されて、当該放射線の入射面の表面側に設けられたＴＦＴ基板６６により放射線画像を読み取る、いわゆる表面読取方式（所謂ＩＳＳ（Irradiation Side Sampling）方式）とされた場合、ＴＦＴ基板６６を透過した放射線がシンチレータ７１に入射してシンチレータ７１のＴＦＴ基板６６側がより強く発光する。ＴＦＴ基板６６に設けられた各センサ部７２には、シンチレータ７１で発生した光により電荷が発生する。このため、放射線検出器６０は、表面読取方式とされた場合の方が裏面読取方式とされた場合よりもＴＦＴ基板６６に対するシンチレータ７１の発光位置が近いため、撮影によって得られる放射線画像の分解能が高い。
【００６０】
本実施の形態では、電子カセッテ１０内部に、撮影面５６から入射する放射線Ｘに対して表面読取方式となるように放射線検出器６０が配置されている。
【００６１】
ところで、このような間接変換方式の放射線検出器６０では、ＴＦＴ基板６６の各センサ部７２の光電変換膜７２Ｃにおいて、不純物準位に電荷が一旦トラップされ、トラップされた電荷が放出されることによって残像を生じる場合がある。
【００６２】
そこで、放射線検出器６０に残像を消去する光を照射するため、本実施の形態では、シンチレータ７１の蒸着基板７３を光透過性を有する光透過性基板としている。この蒸着基板７３としては、光透過性を有し且つ蒸着時の熱に対する耐熱性があれば何れでもよく、例えば、ガラス基板、透明セラミック基板等を用いることができる。なお、蒸着基板７３は、これらの材料に限られるものではない。
【００６３】
この蒸着基板７３の１つの側面には、光源９５が配置されており、蒸着基板７３には、光源９５からの光が入射する。本実施の形態では、蒸着基板７３を光透過性基板として導光板６１として機能させており、蒸着基板７３により光源９５からの光をＴＦＴ基板６６の撮影領域６６Ａの各画素７４に導光する。
【００６４】
ところで、蒸着基板７３を透明基板とした場合、シンチレータ７１で発生した光が蒸着基板７３を透過してしまい、光の利用効率が低下する。
【００６５】
そこで、本実施の形態では、蒸着基板７３上に、シンチレータ７１で発生した波長帯域の光を主に反射し、光源９５で発生し、蒸着基板７３により導光される波長帯域の光を主に透過するハーフミラー層１０４を撮影領域６６Ａよりも大きいサイズで形成し、そのハーフミラー層１０４を保護するために光透過性を有する保護層１０６を形成した上にシンチレータ７１を形成している。このハーフミラー層１０４としては、例えば、Ａｇ、Ａｌ、ＮｉＡｌ等の金属を使用することができる。また、膜厚としては、２ｎｍ以上、１００ｎｍ以下の金属層を使用することができる。なお、光源９５から照射される波長域の光の透過率よりもシンチレータ７１により変換された波長域の光の反射率が高くなるように材料及び膜厚を適宜選択している。例えば、シンチレータ７１としては、ピーク発光波長が５６５ｎｍのＣｓＩ：Ｔｌを使用し、光源９５としては、ピーク発光波長が９５０ｎｍの赤外発光ＬＥＤを用い、ハーフミラー層１０４をＡｌを用いて、膜厚１０ｎｍとすることでシンチレータ７１により変換された波長域の光の反射率５０％、光源９５から照射される波長域の光の透過率５０％を実現できる。また、膜厚５ｎｍで、シンチレータ７１により変換された波長域の光の反射率７０％、光源９５から照射される波長域の光の透過率３０％を実現できる。
また、シンチレータ７１により変換された光の反射率および光源９５により照射された光の透過率は高い方が好ましく。より好ましくは５０％以上、更に好ましくは、７０％以上である。
なお、本実施の形態における反射率及び透過率は、汎用の分光光度計を用いて測定することができ、例えば、日立分光光度U-4100を使用して測定することができる。
また、保護層１０６としては、例えば、封止部１０２と同様に熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等の気相重合で得られる有機膜が用いられる。
【００６６】
図７には、第１の実施の形態に係る電子カセッテ１０の電気系の要部構成を示すブロック図が示されている。
【００６７】
放射線検出器６０は、上述したように、センサ部７２、蓄積容量６８、ＴＦＴ７０を備えた画素７４がマトリクス状に多数個配置されており、電子カセッテ１０への放射線Ｘの照射に伴ってセンサ部７２で発生した電荷は、個々の画素７４の蓄積容量６８に蓄積される。これにより、電子カセッテ１０に照射された放射線Ｘに担持されていた画像情報は電荷情報へ変換されて放射線検出器６０に保持される。
【００６８】
また、放射線検出器６０の個々のゲート配線７６はゲート線ドライバ８０に接続されており、個々のデータ配線７８は信号処理部８２に接続されている。個々の画素７４の蓄積容量６８に電荷が蓄積されると、個々の画素７４のＴＦＴ７０は、ゲート線ドライバ８０からゲート配線７６を介して供給される信号により行単位で順にオンされ、ＴＦＴ７０がオンされた画素７４の蓄積容量６８に蓄積されている電荷は、アナログの電気信号としてデータ配線７８を伝送されて信号処理部８２に入力される。従って、個々の画素７４の蓄積容量６８に蓄積されている電荷は行単位で順に読み出される。
【００６９】
信号処理部８２は、個々のデータ配線７８毎に設けられた増幅器及びサンプルホールド回路を備えており、個々のデータ配線７８を伝送された電気信号は増幅器で増幅された後にサンプルホールド回路に保持される。また、サンプルホールド回路の出力側にはマルチプレクサ、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器が順に接続されており、個々のサンプルホールド回路に保持された電気信号はマルチプレクサに順に（シリアルに）入力され、Ａ／Ｄ変換器によってデジタルデータへ変換される。
【００７０】
信号処理部８２には画像メモリ９０が接続されており、信号処理部８２のＡ／Ｄ変換器から出力されたデジタルデータは画像メモリ９０に順に記憶される。画像メモリ９０は複数フレーム分の画像データを記憶可能な記憶容量を有しており、放射線画像の撮影が行われる毎に、放射線検出器６０の各画素７４のデジタルデータが画像データとして画像メモリ９０に順次記憶される。
【００７１】
画像メモリ９０は電子カセッテ１０全体の動作を制御するカセッテ制御部９２と接続されている。カセッテ制御部９２はマイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵ（中央処理装置）９２Ａ、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を含むメモリ９２Ｂ、ＨＤＤ（ハードディスク・ドライブ）やフラッシュメモリ等からなる不揮発性の記憶部９２Ｃを備えている。
【００７２】
カセッテ制御部９２には、光源９５が接続されている。カセッテ制御部９２は光源９５の発光を制御することができる。
【００７３】
また、カセッテ制御部９２には無線通信部９４が接続されている。本実施の形態に係る無線通信部９４は、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ等に代表される無線ＬＡＮ（Local Area Network）規格に対応しており、無線通信による外部機器との間での各種情報の伝送を制御する。カセッテ制御部９２は、無線通信部９４を介して外部装置と無線通信が可能とされており、コンソールなどの制御装置との間で各種情報の送受信が可能とされている。
【００７４】
また、電子カセッテ１０には電源部９６が設けられており、上述した各種回路や各素子（ゲート線ドライバ８０、信号処理部８２、画像メモリ９０、無線通信部９４、カセッテ制御部９２、光源９５等）は、電源部９６から供給された電力によって作動する。電源部９６は、電子カセッテ１０の可搬性を損なわないように、前述したバッテリ（二次電池）９６Ａを内蔵しており、充電されたバッテリ９６Ａから各種回路や各素子へ電力を供給する。なお、図７では、電源部９６と各種回路や各素子を接続する配線の図示を省略している。
【００７５】
次に、本実施の形態に係る電子カセッテ１０の作用を説明する。
【００７６】
放射線画像を撮影する際、電子カセッテ１０は、図８に示すように、放射線Ｘを発生させる放射線源としての放射線発生部１２と間隔を空けて配置される。このときの放射線発生部１２と電子カセッテ１０との間は、被検者としての患者１４が位置するための撮影位置とされており、放射線画像の撮影が指示されると、放射線発生部１２は予め与えられた撮影条件等に応じた放射線量の放射線Ｘを射出する。放射線発生部１２から射出された放射線Ｘは、撮影位置に位置している患者１４を透過することで画像情報を担持した後に電子カセッテ１０に照射される。
【００７７】
放射線検出器６０では、放射線Ｘの照射に伴ってシンチレータ７１が発光する。
【００７８】
ここで、本実施の形態では、シンチレータ７１を柱状結晶により形成している。シンチレータ７１で発生した光は、柱状結晶領域７１Ｂの柱状結晶の間隙に案内されてＴＦＴ基板６６側へ射出される。このように、柱状結晶の間隙でシンチレータ７１で光を案内してＴＦＴ基板６６側へ導くことにより、光の拡散を抑制されるため、放射線検出器６０によって検出される放射線画像のボケを抑制できる。また、シンチレータ７１の深部(非柱状結晶領域７１Ａ)に到達した光も、非柱状結晶領域７１ＡでＴＦＴ基板６６側へ一部反射されるため、ＴＦＴ基板６６に入射される光の光量が向上する。さらに、非柱状結晶領域７１Ａを透過した光も蒸着基板７３と蒸着基板７３の間に設けられたハーフミラー層１０４によりＴＦＴ基板６６側へ反射されるため、ＴＦＴ基板６６に入射される光の光量が向上する。
【００７９】
放射線検出器６０では、シンチレータ７１で発生した光により各画素７４のセンサ部７２に電荷が発生し、発生した電荷が蓄積容量６８に蓄積される。これにより、電子カセッテ１０に照射された放射線Ｘに担持されていた画像情報は電荷情報へ変換されて放射線検出器６０に保持される。
【００８０】
放射線Ｘが照射されると、電子カセッテ１０のカセッテ制御部９２は、ゲート線ドライバ８０を制御してゲート線ドライバ８０から１ラインずつ順に各ゲート配線７６にオン信号を出力させ、各ゲート配線７６に接続された各ＴＦＴ７０を１ラインずつ順にオンさせる。
【００８１】
放射線検出器６０は、各ゲート配線７６に接続された各ＴＦＴ７０を１ラインずつ順にオンされると、１ラインずつ順に各蓄積容量６８に蓄積された電荷が電気信号として各データ配線７８に流れ出す。各データ配線７８に流れ出した電気信号は信号処理部８２でデジタルの画像データに変換されて、画像メモリ９０に記憶される。
【００８２】
カセッテ制御部９２は、撮影終了後、画像メモリ９０に記憶された画像情報を無線通信によりコンソールへ送信する。
【００８３】
ところで、放射線検出器６０は、各センサ部７２の光電変換膜７２Ｃにおいて、不純物準位に電荷が一旦トラップされ、トラップされた電荷が放出されることによって残像を生じる場合がある。そこで、カセッテ制御部９２は、撮影を行う際に、光源９５を発光させて蒸着基板７３を介してＴＦＴ基板６６に光を照射して放射線検出器６０の各画素７４のセンサ部７２の不純物電位を撮影前に埋めておく光キャリブレーションを行う。この光源９５で発生した光は、蒸着基板７３を介して放射線検出器６０に導光され、ハーフミラー層１０４を透過してシンチレータ７１へ入射し、シンチレータ７１を介してＴＦＴ基板６６に照射される。
【００８４】
このように、本実施の形態では、蒸着基板７３と導光板６１として機能する蒸着基板７３の間にハーフミラー層１０４を設けたことにより、シンチレータ７１で発生した光をハーフミラー層１０４でＴＦＴ基板６６側へ反射させることができるため、ＴＦＴ基板６６に入射される光の光量が向上する。また、本実施の形態では、蒸着基板７３と蒸着基板７３の間にハーフミラー層１０４を設けたことにより、シンチレータ７１側から照射された光キャリブレーションの光をハーフミラー層１０４で透過させてＴＦＴ基板６６に照射させることができるため、残像を消去できる。
【００８５】
［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。
【００８６】
第２の実施の形態に係る電子カセッテ１０の構成、ＴＦＴ基板６６の構成は、上記第１の実施の形態（図１〜図４、図７参照）と同一であるので、ここでの説明は省略する。
【００８７】
図９には、第２の実施形態に係る電子カセッテ１０内部の構成を模式的に示す側面図が示されている。なお、第１の実施の形態（図５）と同一部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００８８】
本実施の形態では、保護層１０６を形成した蒸着基板７３にシンチレータ７１及び封止部１０２を形成し、保護層１０６で蒸着基板７３からシンチレータ７１を剥離することにより、蒸着基板７３を設けずにシンチレータ７１のみをＴＦＴ基板６６に貼付けている。なお、蒸着基板７３からの保護層１０６での剥離は、ＴＦＴ基板６６に貼付ける前でもよく、ＴＦＴ基板６６に貼付けた後でもよい。
【００８９】
この放射線検出器６０のシンチレータ７１側には平板状の導光板６１が配置されている。なお、本実施の形態では、シンチレータ７１と導光板６１との間に間隔が空くように導光板６１を配置しており、シンチレータ７１と導光板６１との間に空気層が設けられるようにしているが、空気層を設けずにシンチレータ７１と導光板６１を接触配置するようにしてもよい。このようにシンチレータ７１と導光板６１との間に空気層を設けることにより反射率が向上する。
導光板６１の放射線検出器６０側の面には、撮影領域６６Ａよりも大きいサイズでハーフミラー層１０４が形成されている。
【００９０】
本実施の形態に係る放射線検出器６０も、放射線Ｘの照射に伴ってシンチレータ７１が発光する。シンチレータ７１で発生した光は、一部、非柱状結晶領域７１Ａを透過するが蒸着基板７３と導光板６１の間に設けられたハーフミラー層１０４によりＴＦＴ基板６６側へ反射されるため、ＴＦＴ基板６６に入射される光の光量が向上する。
【００９１】
また、本実施の形態では、光源９５を発光させて光キャリブレーションを行う場合でも、シンチレータ７１側から照射された光キャリブレーションの光をハーフミラー層１０４で透過させてＴＦＴ基板６６に照射させることができるため、残像を消去できる。
【００９２】
［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。
【００９３】
第３の実施の形態に係る電子カセッテ１０は、放射線検出器６０と導光板６１の位置が逆転している以外、上記第１の実施の形態（図１参照）と同一であるので、ここでの説明は省略する。また、ＴＦＴ基板６６の構成は、上記第１の実施の形態（図２〜図４、図７参照）と同一であるので、ここでの説明は省略する。
【００９４】
図１０には、第３の実施形態に係る電子カセッテ１０内部の構成を模式的に示す側面図が示されている。なお、第１の実施の形態（図５）と同一部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００９５】
本実施の形態に係る放射線検出器６０は、光透過性を有する下地層１０８を形成したＴＦＴ基板６６にＣｓＩ：Ｔｌ等の材料を蒸着することによってＴＦＴ基板６６上にシンチレータ７１が形成されている。ＴＦＴ基板６６上のシンチレータ７１はＴＦＴ基板６６側に非柱状結晶領域７１Ａが形成され、先端側に柱状結晶から成る柱状結晶領域７１Ｂが形成されている。
【００９６】
放射線検出器６０は、このシンチレータ７１上にハーフミラー層１０４が形成されており、ハーフミラー層１０４を覆うように表面一面を光透過性を有する保護層１０６が形成されている。
【００９７】
電子カセッテ１０内部には、シンチレータ７１側が筐体５４の撮影面５６側と対向するように放射線検出器６０が配置されている。すなわち、本実施の形態では、電子カセッテ１０内部に、撮影面５６から入射する放射線Ｘに対して裏面読取方式となるように放射線検出器６０が配置されている。
【００９８】
筐体５４の撮影面５６と放射線検出器６０の間には平板状の導光板６１が配置されている。
【００９９】
本実施の形態に係る放射線検出器６０も、放射線Ｘの照射に伴ってシンチレータ７１が発光する。シンチレータ７１で発生した光は、柱状結晶領域７１Ｂの柱状結晶の間隙に案内されて導光板６１側へ導かれるがシンチレータ７１上に形成されたハーフミラー層１０４によりＴＦＴ基板６６側へ反射されるため、ＴＦＴ基板６６に入射される光の光量が向上する。
【０１００】
また、本実施の形態では、光源９５を発光させて光キャリブレーションを行う場合でも、シンチレータ７１側から照射された光キャリブレーションの光をハーフミラー層１０４で透過させてＴＦＴ基板６６に照射させることができるため、残像を消去できる。
【０１０１】
以上、本発明を第１〜第３の実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記各実施の形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記各実施の形態に多様な変更または改良を加えることができ、当該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１０２】
また、上記の実施の形態は、クレーム（請求項）にかかる発明を限定するものではなく、また実施の形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。前述した実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜の組み合わせにより種々の発明を抽出できる。実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、効果が得られる限りにおいて、この幾つかの構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【０１０３】
例えば、上記各実施の形態では、可搬型の放射線撮影装置である電子カセッテ１０に本発明を適応した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、据置型の放射線撮影装置に適用してもよい。
【０１０４】
また、上記各実施の形態では、撮影を行う際に、光源９５を発光させて導光板６１を介してＴＦＴ基板６６の各画素７４に照射する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、発光ダイオードや有機ＥＬ素子などの発光素子を放射線検出器６０のシンチレータ７１側に対向して配置し、発光素子からセンサ部７２が感度を有する波長域の光を直接照射するようにしてもよい。
【０１０５】
図１１及び図１２には、導光板６１及び光源９５の代わりに、放射線検出器６０のシンチレータ７１側に、発光部１２２が設けられた発光パネル１２０を配置し、発光部１２２から光を直接照射するようにした場合が示されている。
【０１０６】
ところで、有機ＥＬ素子は放射線をほとんど吸収しない。このため、この光キャリブレーションのために光を照射する発光部１２２を、例えば、有機ＥＬ素子により構成した場合、図１２に示すように、発光パネル１２０を放射線検出器６０の放射線の入射側に配置し、発光パネル１２０を透過した放射線が放射線検出器６０に入射する場合でも有機ＥＬ素子による放射線の吸収量が少ないため、放射線に対する感度の低下を抑えることができる。
【０１０７】
また、表面読取方式では、放射線がＴＦＴ基板６６を透過してシンチレータ７１に到達するが、ＴＦＴ基板６６の光電変換膜７２Ｃを有機光電変換材料により構成した場合、光電変換膜７２Ｃでの放射線の吸収が殆どなく放射線の減衰を少なく抑えることができる。
【０１０８】
放射線検出器６０は、光電変換膜７２Ｃを有機光電変換材料により形成する場合、低温で光電変換膜７２Ｃの成膜が可能であるため、絶縁性基板６４としてプラスチック等の可撓性基板、アラミド、バイオナノファイバを用いることもできる。これにより、放射線検出器６０を、耐荷重性を有しつつ薄く形成できる。これにより、図５に示すように、筐体５４の撮影対象物を透過した放射線が照射される撮影面５６が設けられた天板部分の放射線が入射する面の反対側の面に放射線検出器６０が取り付けられた場合、筐体５４の撮影面５６が設けられた天板部分と放射線検出器６０との距離を小さく抑えることができる。また、放射線検出器６０に耐荷重性を持たせることができるため、放射線検出器６０が天板部分からの荷重に耐えられる。
【０１０９】
また、ハーフミラー層１０４は、特定の波長域の光を主に反射し、特定の波長域以外の光を主に透過するように形成してもよい。
【０１１０】
図１３には、ＣｓＩ（Ｔｌ）の発光波長の分布を示すグラフが示されている。
【０１１１】
ＣｓＩ（Ｔｌ）の発光波長のピークは、５６５ｎｍであるが青色領域から赤外光領域まで様々な波長の光が発生する。
【０１１２】
また、シンチレータ７１は、ＣｓＩ（Ｔｌ）の柱状結晶とした場合、放射線が照射されることにより各柱状結晶内で光が発生する。図１４に示すように、柱状結晶２５２内で発生した光は、柱状結晶２５２の外部との界面２５４に入射する入射角度θが、全反射される臨界角（例えば、３４°）を超えた場合、柱状結晶２５２内に全反射し、臨界角以内の場合、一部が外部へ透過する。このため、図１４に示すように、柱状結晶２５２Ａを透過した光が隣接する柱状結晶２５２Ｂに入射する場合がある。この透過する光は、界面２５４で屈折が発生して進行方向が変化する。柱状結晶２５２Ａで発生し、外部へ透過する光の界面２５４へ入射する角度１と界面２５４から出射する角度２、透過した光が隣接する柱状結晶２５２Ｂの界面２５４から出射する角度３には、角度１＞角度２＜角度３の関係がある。また、屈折による進行方向の角度１に対する角度３の角度の変化は、波長の短い光ほど大きく、波長の長い光ほど小さい。柱状結晶２５２Ｂへ透過した光は、波長が長いものほど屈折による角度変化が小さいため、柱状結晶２５４Ｂの界面２５４で全反射せずに再度透過してしまう確率が高い。なお、図１４では、柱状結晶２５２の充填率を高く（例えば、８０％）した場合を示しており、柱状結晶２５２間の間隔Ｔを短いため、柱状結晶２５２間の光の経路を波長に関わらず同一と見なしている。
【０１１３】
このため、図１５に示すように、柱状結晶２５２内で発生した緑色光と赤色光が共にハーフミラー層１０４で反射した場合、緑色光と赤色光は、それぞれ界面２５４へ入射する角度が臨界角以下となるまで柱状結晶２５２を透過し、界面２５４へ入射する角度が臨界角以下となると柱状結晶２５２内で全反射されるが、赤色光の方が緑色光よりも、屈折による進行方向の角度の変化が小さいため、離れた位置まで到達する。このため、赤色光の方が緑色光よりも、他の画素７４のセンサ部７２に光が入射する現象が発生しやすい。
【０１１４】
そこで、例えば、図１３に示すように、ハーフミラー層１０４が、赤色光や赤外光などの離れた置まで到達しやすい長い波長域Ａの光（例えば、６２０ｎｍ以上の光）を主に透過し、ピーク波長を含み、波長域Ａよりも短い波長域Ｂの光を主に反射するものとした場合、図１６に示すように、シンチレータ７１で発生した光のうち、赤色光や赤外光などの長い波長域Ａの光がハーフミラー層１０４を透過してしまうため、ＭＴＦ特性を向上させることができる。また、導光板６１及び光源９５、又は発光部１２２から、光キャリブレーションのための光として、赤色光などハーフミラー層１０４が透過する光を照射させることにより、放射線検出器６０の各画素７４のセンサ部７２の光キャリブレーションを行うこともできる。
【０１１５】
また、ハーフミラー層１０４は、図１７に示すように、ピーク波長を含み、紫外光以下及び赤色光以上の波長域を除いた所定範囲（例えば、４５０ｎｍ〜６２０ｎｍ）の波長域Ｃの光を主に反射し、波長域Ｃよりも波長が大きい赤色光以上の波長域Ｄの光、及び波長域Ｃよりも波長が小さい紫外光以下の波長域Ｅの光を主に透過するように形成してもよい。これにより、赤色光や赤外光などの長い波長域Ｄの光がハーフミラー層１０４を透過してしまうため、ＭＴＦ特性を向上させることができる。また、ＣｓＩ（Ｔｌ）は青色よりも短い波長域の光が照射されることにより発光する。このため、シンチレータ７１をＣｓＩ（Ｔｌ）の柱状結晶とし、導光板６１及び光源９５、又は発光部１２２から、光キャリブレーションのための光として、青色よりも短い波長域の光（例えば、紫外線）を照射するものとした場合、ハーフミラー層１０４を青色よりも短い波長域の光が透過するため、シンチレータ７１を発光させることができる。
また、ハーフミラー層１０４を金属やプラスチックの誘電多層膜として構成することにより、コールドミラーとして構成することで、ハーフミラー層１０４のシンチレータ７１からの発光に対する反射率を大きくし、光キャリブレーションのための光の透過率を高める構成をとることもできる。コールドミラーは、図１８に示すように、可視光の波長域の光を反射し、赤外光の波長域の光を透過する機能を有している。図１８のグラフは、透過率を示しているが、反射率は、反射率＝１００％−透過率である。なお、コールドミラーとして、ガラス上にゲルマニウム（Ｇｅ）層、フッ化マグネシウム（ＭＧＦ２）層、硫化亜鉛（ＺｎＳ）層、フッ化マグネシウム（ＭＧＦ２）層、硫化亜鉛（ＺｎＳ）層の多層反射膜とした場合、例えば、特開平８−２９２３２０号公報の図８に示されているように、波長がほぼ７５０ｎｍ以上の赤外線をコールドミラーを透過させ、それ以下の波長域の光をコールドミラーで反射することができる。
【０１１６】
ここで、図５に示すように、電子カセッテ１０内に放射線検出器６０を表面読取方式で配置した場合、放射線検出器６０ではＴＦＴ基板６６を透過した放射線がシンチレータ７１に入射する。ＴＦＴ基板６６を構成する絶縁性基板６４として光透過性を有する基板を用い、ＴＦＴ基板６６側の面に光キャリブレーションのための発光部１２２を配置するものとした場合、放射線により発光部１２２が劣化する。また、発光部１２２を有機ＥＬ素子とした場合、放射線により発光部１２２で意図しない発光が発生し、好ましくない。このため、放射線検出器６０を表面読取方式で配置した場合、シンチレータ７１側の面に光キャリブレーションのための発光部１２２を配置し、発光部１２２からの光をシンチレータ７１を透過させて各画素７４のセンサ部７２に照射する。
【０１１７】
ところで、ＣｓＩの柱状結晶は、光を透過するが、柱状結晶領域で徐々に減衰する。このため、柱状結晶領域を透過させて各画素７４のセンサ部７２に光キャリブレーションのための光を照射するには、光量を多くする必要がある。そこで、導光板６１及び光源９５、又は発光部１２２から、光キャリブレーションのための光として、例えば、紫外線を照射してシンチレータ７１を発光させることにより、シンチレータ７１で発生した光で各画素７４のセンサ部７２の光キャリブレーションを行わせることもできる。
【０１１８】
ところで、ＣｓＩは、温度変化により感度が変化し、例えば、１度温度の上昇により約０．３％感度が低下する。また、ＣｓＩは、連続して撮影が行われて累積被曝量の増加と共に感度が低下し、放射線が照射されない状態で維持されると低下した感度が回復する。このため、ＣｓＩの感度を正確に予測することが難しい。そこで、ＣｓＩの変動が大きいと予測される場合（例えば、静止画撮影から動画撮影に切り替える場合、累積照射量が日によって異なる場合、数日使用していない電子カセッテ１０を使用する場合など）や、ＣｓＩの感度を正確に把握する必要がある場合（例えば、エネルギーサブトラクション処理を行うために低線量で低コントラスト画像の撮影を行う場合、過去画像との正確に比較するために感度の変化を把握する必要がある場合など）、導光板６１及び光源９５、又は発光部１２２から、一定量の紫外光を照射してシンチレータ７１を発光させ、放射線検出器６０の各画素７４に蓄積された電荷を読み出すことにより、蓄積された電荷量からＣｓＩの感度を把握することができる。
【０１１９】
また、上記各実施の形態では、放射線としてＸ線を検出することにより放射線画像を撮影する放射線撮影装置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い。例えば、検出対象とする放射線は、Ｘ線の他、ガンマ線、粒子線等いずれであってもよい。
【０１２０】
その他、上記各実施の形態で説明した構成は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において、不要な部分を削除したり、新たな部分を追加したり、接続状態等を変更したりすることができることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１２１】
１０ 電子カセッテ（放射線撮影装置）
６０ 放射線検出器
６１ 導光板（照射手段）
６６ ＴＦＴ基板（光検出基板）
７１ シンチレータ（変換層）
７１Ｂ 柱状結晶領域
７１Ａ 非柱状結晶領域
７２ センサ部
７３ 蒸着基板
９５ 光源（照射手段）
１０４ ハーフミラー層
１２０ 発光パネル（照射手段）
１２２ 発光部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線撮影装置に係り、特に、放射線源から射出されて被検者を透過した放射線により示される放射線画像の撮影を行う放射線撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）アクティブマトリクス基板上に放射線感応層を配置し、Ｘ線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）等の放射線検出器が実用化されており、この放射線検出器を用いて、照射された放射線により表わされる放射線画像を撮影する放射線撮影装置が実用化されている。この放射線検出器を用いた放射線撮影装置は、従来のＸ線フィルムやイメージングプレートを用いた放射線撮影装置に比べて、即時に画像を確認でき、連続的に放射線画像の撮影を行う透視撮影（動画撮影）も行うことができるといったメリットがある。
【０００３】
この種の放射線検出器は、種々のタイプのものが提案されており、例えば、フォトダイオードなどのセンサ部が形成されたＴＦＴアクティブマトリクス基板とＣｓＩ：Ｔｌ、ＧＯＳ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）などのシンチレータとを積層し、放射線をシンチレータで光に変換し、変換した光をＴＦＴアクティブマトリクス基板のセンサ部で電荷に変換して蓄積する間接変換方式等がある。放射線撮影装置では、放射線検出器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をアンプで増幅した後にＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換部でデジタルデータに変換している。
【０００４】
ところで、間接変換方式の放射線検出器は、フォトダイオードなどのセンサ部としてａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）などの半導体が一般的に使われているが、半導体の不純物準位に電荷が一旦トラップされ、トラップされた電荷が放出されることによって残像を生じる場合がある。
【０００５】
そこで、特許文献１には、シンチレータのＴＦＴアクティブマトリクス基板とは反対側の面に反射層を設けてシンチレータで発生した光を反射層で反射させると共に、当該反射層に多数のホールを形成し、シンチレータの反射層が設けられた面に対して光を照射することにより、反射層の多数のホール及びシンチレータを介してＴＦＴアクティブマトリクス基板の各センサ部の不純物電位を撮影前に埋める技術が提案されている。これにより、シンチレータで発生する光の利用効率を高めつつ残像を消去することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２０１０−５２５３５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の技術では、反射層にホールを形成する処理が必要であり、製造工程が煩雑になる。
【０００８】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、反射層にホールを形成するという煩雑な製造工程を行うことなく、シンチレータで発生する光の利用効率を高めつつ残像を消去できる放射線撮影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の放射線撮影装置は、照射された放射線を光に変換する平板状の変換層と、前記変換層の一方の面側に配置され、当該変換層により変換された光を検出する光検出基板と、前記変換層の他方の面に対して光を照射する照射手段と、前記変換層と前記光照射手段との間の、前記光検出基板により光が検出される検出領域に対応する領域一面に設けられ、前記変換層により変換された光の少なくとも一部を反射し、前記光照射手段により照射された光の少なくとも一部を透過するハーフミラーと、を備えている。
【００１０】
請求項１によれば、照射された放射線を光に変換する平板状の変換層の一方の面側に、当該変換層により変換された光を検出する光検出基板が配置されており、変換層の他方の面に対して照射手段により光が照射される。
【００１１】
そして、変換層と光照射手段との間の、光検出基板により光が検出される検出領域に対応する領域一面に、変換層により変換された光の少なくとも一部を反射し、光照射手段により照射された光の少なくとも一部を透過するハーフミラーが設けられている。
【００１２】
このように、請求項１に記載の発明によれば、変換層と光照射手段との間に、変換層により変換された光の少なくとも一部を反射し、光照射手段により照射された光の少なくとも一部を透過するハーフミラーを設けているので、反射層にホールを形成するという煩雑な製造工程を行うことなく、シンチレータ（変換層）で発生する光の利用効率を高めつつ残像を消去できる。
なお、変換層により変換された光の少なくとも一部を反射するとは、変換層により変換された光のピーク波長における反射率が１０％であることを意味し、ここでの反射率の測定方法は入射角０°からの光に対する反射率を指している。また、光照射部により照射された光の少なくとも一部を透過するとは、照射された光のピーク波長における透過率が１０％以上であることを意味し、ここでの透過率の測定方法は入射角０°からの光に対する透過率を指している。また、変換層により変換された光の反射率および光照射部により照射された光の透過率は高い方が好ましく。より好ましくは５０％以上、更に好ましくは、７０％以上である。
【００１３】
なお、本発明は、請求項２記載の発明のように、前記変換層が、非柱状結晶領域と前記非柱状結晶領域と連続する柱状結晶領域が積層されて形成され、前記柱状結晶領域側が前記光検出基板と対向するように設けられてもよい。
【００１４】
また、本発明は、請求項３記載の発明のように、前記光検出基板が、筐体の撮影対象物を透過した放射線が照射される撮影面が設けられた天板部分の前記放射線が入射する面の反対側の面に取り付けられることが好ましい。
【００１５】
また、本発明は、請求項４記載の発明のように、前記変換層により変換された光と前記光照射手段から照射される光の波長域が異なり、前記ハーフミラーが、前記光照射手段から照射される第１波長域の光の透過率よりも前記変換層により変換された第２波長域の光の反射率が高くなるように膜厚が定められてもよい。
【００１６】
また、本発明は、請求項５記載の発明のように、前記変換層と前記照射手段との間に空気層を設けてもよい。
【００１７】
また、本発明は、請求項６記載の発明のように、前記照射手段が、光源と、前記変換層の他方の面に対向して配置され、前記光源で発生した光を前記光検出基板へ導光する導光板と、を含んで構成されてもよい。
【００１８】
また、請求項６記載の発明は、請求項７記載の発明のように、前記変換層が、光透過性を有する光透過性基板上に形成され、前記変換層側が前記光検出基板と対向するように前記光検出基板に張り合わされ、前記光透過性基板が前記導光板として機能してもよい。
【００１９】
また、本発明は、請求項８記載の発明のように、前記照射手段を、前記変換層の他方の面に対向して配置され、前記変換層に対応して発光部が設けられた発光パネルとしてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、反射層にホールを形成するという煩雑な製造工程を行うことなく、シンチレータで発生する光の利用効率を高めつつ残像を消去できる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施の形態に係る電子カセッテの内部構成を示す透過斜視図である。
【図２】実施の形態に係る放射線検出器及び放射線検出部の構成を模式的に示した断面図である。
【図３】実施の形態に係る放射線検出器の薄膜トランジスタ及びコンデンサの構成を示した断面図である。
【図４】実施の形態に係るＴＦＴ基板の構成を示す平面図である。
【図５】第１の実施の形態に係る電子カセッテ内部の構成を模式的に示した側面図である。
【図６】放射線検出器への放射線の表面読取方式と裏面読取方式を説明するための断面側面図である。
【図７】実施の形態に係る電子カセッテの電気系の要部構成を示すブロック図である。
【図８】放射線画像撮影時における電子カセッテの配置を示す概略図である。
【図９】第２の実施の形態に係る電子カセッテ内部の構成を模式的に示した側面図である。
【図１０】第３の実施の形態に係る電子カセッテ内部の構成を模式的に示した側面図である。
【図１１】他の形態に係る電子カセッテ内部の構成を模式的に示した側面図である。
【図１２】他の形態に係る電子カセッテ内部の構成を模式的に示した側面図である。
【図１３】ＣｓＩ（Ｔｌ）の発光波長の分布と波長域Ａ、Ｂの範囲の一例を示すグラフである。
【図１４】放射線検出器の柱状結晶及びセンサ部部分を拡大した概略拡大図である。
【図１５】緑色光と赤色光が共にハーフミラー層で反射する場合の緑色光と赤色光の透過経路を示した断面図である。
【図１６】緑色光がハーフミラー層で反射し、赤色光がハーフミラー層を透過する場合の緑色光と赤色光の透過経路を示した断面図である。
【図１７】ＣｓＩ（Ｔｌ）の発光波長の分布と波長域Ｃ、Ｄ、Ｅの範囲の一例を示すグラフである。
【図１８】コールドミラーによる分光透過率の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、ここでは、本発明を、可搬型の放射線撮影装置（以下「電子カセッテ」ともいう。）に適用した場合の形態例について説明する。
【００２３】
［第１の実施の形態］
図１には、本実施の形態に係る電子カセッテ１０の構成が示されている。
【００２４】
同図に示すように、電子カセッテ１０は、放射線Ｘを透過させる材料からなる筐体５４を備えており、防水性、密閉性を有する構造とされている。電子カセッテ１０は、手術室等で使用されるとき、血液やその他の雑菌が付着するおそれがある。そこで、電子カセッテ１０を防水性、密閉性を有する構造として、必要に応じて殺菌洗浄することにより、１つの電子カセッテ１０を繰り返し続けて使用することができる。
【００２５】
筐体５４の内部には、撮影の際に被検者を透過した放射線Ｘが照射される筐体５４の照射面５６側から順に、被検者を透過した放射線Ｘによる放射線画像を撮影する放射線検出器６０、放射線検出器６０の残像を消去するための光を放射線検出器６０へ導くための導光板６１が配設されている。
【００２６】
また、筐体５４の内部の一端側には、マイクロコンピュータを含む電子回路及び充電可能で、かつ着脱可能なバッテリ９６Ａを収容するケース３１が配置されている。放射線検出器６０、及び電子回路は、ケース３１に配置されたバッテリ９６Ａから供給される電力によって作動する。ケース３１内部に収容された各種回路が放射線Ｘの照射に伴って損傷することを回避するため、ケース３１の撮影面５６側には鉛板等を配設しておくことが望ましい。なお、本実施の形態に係る電子カセッテ１０は、撮影面５６の形状が長方形とされた直方体とされており、その長手方向一端部にケース３１が配置されている。
【００２７】
また、筐体５４の外壁の所定位置には、‘レディ状態’，‘データ送信中’といった動作モード、バッテリ９６Ａの残容量の状態等の電子カセッテ１０の動作状態を示す表示を行う表示部５６Ａが設けられている。なお、本実施の形態に係る電子カセッテ１０では、表示部５６Ａとして、発光ダイオードを適用しているが、これに限らず、発光ダイオード以外の発光素子や、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ等の他の表示手段としてもよい。
【００２８】
図２には、本実施形態に係る放射線検出器６０の構成を模式的に示した断面図が示されている。
【００２９】
放射線検出器６０は、絶縁性基板６４に薄膜トランジスタ（TFT：Thin Film Transistor、以下「ＴＦＴ」という）７０、及び蓄積容量６８が形成されたＴＦＴアクティブマトリクス基板（以下、「ＴＦＴ基板」という）６６を備えている。
【００３０】
このＴＦＴ基板６６上には、入射される放射線を光に変換するシンチレータ７１が配置される。
【００３１】
シンチレータ７１としては、例えば、ＣｓＩ：Ｔｌ、ＧＯＳ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）を用いることができる。なお、シンチレータ７１は、これらの材料に限られるものではない。シンチレータ７１が発する光の波長域は、可視光域（波長３６０ｎｍ〜８３０ｎｍ）であることが好ましく、この放射線検出器６０によってモノクロ撮像を可能とするためには、緑色の波長域を含んでいることがより好ましい。
なお、本実施の形態で「波長域」とは、ピーク波長強度の半値全幅（FWHM：Full Width at Half Maximum）の波長をいう。光源９５から照射される光の波長域（第１波長域）は７００ｎｍ〜１２００ｎｍの光、より好ましくは、９００ｎｍ〜１０００ｎｍの光であることが好ましい。シンチレータ７１にＧｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂもしくは、ＣｓＩ：Ｔｌ等を用いる場合、シンチレータ７１により変換された光の波長域（第２波長域）は、４００ｎｍ〜７００ｎｍであることが好ましい。
【００３２】
ここで、本実施の形態では、シンチレータ７１を、例えば、ＣｓＩ：Ｔｌ等の柱状結晶としている。シンチレータ７１は、蒸着基板７３にＣｓＩ：Ｔｌ等の材料を蒸着することによって形成されており、蒸着基板７３側に非柱状結晶領域７１Ａが形成され、先端側(ＴＦＴ基板６６側)に柱状結晶から成る柱状結晶領域７１Ｂが形成されている。このシンチレータ７１には、非柱状結晶領域７１Ａ及び柱状結晶領域７１Ｂを封止する封止部１０２が形成されている。
【００３３】
封止部１０２は、大気中の水分に対してバリア性を有する材料が用いられ、材料として、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等の気相重合で得られる有機膜が用いられる。有機膜としては、ポリパラキシリレン製樹脂の熱ＣＶＤ法によって形成された気相重合膜、または含フッ素化合物不飽和炭化水素モノマーのプラズマ重合膜不飽和炭化水素モノマーのプラズマ重合膜が用いられる。また有機膜と無機膜の積層構造を用いることも出来、無機膜の材料としては、例えば、窒化珪素（ＳｉＮｘ）膜、酸化珪素（ＳｉＯｘ）膜、酸窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）膜、Ａｌ２Ｏ３等が好適である。
【００３４】
シンチレータ７１は、柱状結晶領域７１Ｂ側がＴＦＴ基板６６と対向するように配置され、ＴＦＴ基板６６に接着されている。
【００３５】
絶縁性基板６４としては、放射線の吸収が少ないものであれば何れでもよく、例えば、ガラス基板、透明セラミック基板、光透過性の樹脂基板を用いることができる。なお、絶縁性基板６４は、これらの材料に限られるものではない。
【００３６】
ＴＦＴ基板６６には、シンチレータ７１によって変換された光が入射されることにより電荷を発生するセンサ部７２が形成されている。本実施形態に係るＴＦＴ基板６６では、ＴＦＴ７０とセンサ部７２を別な層で重なるように形成している。これにより、センサ部７２でのシンチレータ７１からの光の受光面積を大きくすることができる。また、ＴＦＴ基板６６には、ＴＦＴ基板６６上を平坦化するための平坦化層６７が形成されている。また、ＴＦＴ基板６６とシンチレータ７１との間であって、平坦化層６７上には、シンチレータ７１をＴＦＴ基板６６に接着するための接着層６９が形成されている。
【００３７】
センサ部７２は、上部電極７２Ａ、下部電極７２Ｂ、及び該上下の電極間に配置された光電変換膜７２Ｃを有している。
【００３８】
上部電極７２Ａ、及び下部電極７２ＢはＩＴＯ（酸化インジウムスズ）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形成しており、光透過性を有する。
【００３９】
光電変換膜７２Ｃは、シンチレータ７１から発せられた光を吸収し、吸収した光に応じた電荷を発生する。光電変換膜７２Ｃは、光が照射されることにより電荷を発生する材料により形成すればよく、例えば、アモルファスシリコンや有機光電変換材料などにより形成することができる。アモルファスシリコンを含む光電変換膜７２Ｃであれば、幅広い吸収スペクトルを持ち、シンチレータ７１による発光を吸収することができる。有機光電変換材料を含む光電変換膜７２Ｃであれば、可視域にシャープな吸収スペクトルを持ち、シンチレータ７１による発光以外の電磁波が光電変換膜７２Ｃに吸収されることがほとんどなく、Ｘ線等の放射線が光電変換膜７２Ｃで吸収されることによって発生するノイズを効果的に抑制することができる。
【００４０】
有機光電変換材料としては、例えば、キナクリドン系有機化合物及びフタロシアニン系有機化合物が挙げられる。例えば、キナクリドンの可視域における吸収ピーク波長は５６０ｎｍであるため、有機光電変換材料としてキナクリドンを用い、シンチレータ７１の材料としてＣｓＩ：Ｔｌを用いれば、上記ピーク波長の差を５ｎｍ以内にすることが可能となり、光電変換膜７２Ｃで発生する電荷量をほぼ最大にすることができる。この光電変換膜７２Ｃとして適用可能な有機光電変換材料については、特開２００９−３２８５４号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。なお、光電変換膜７２Ｃは、さらにフラーレン若しくはカーボンナノチューブを含有させて形成してもよい。
【００４１】
図３には、本実施の形態に係るＴＦＴ基板６６に形成されたＴＦＴ７０及び蓄積容量６８の構成が概略的に示されている。
【００４２】
絶縁性基板６４上には、下部電極７２Ｂに対応して、下部電極７２Ｂに移動した電荷を蓄積する蓄積容量６８と、蓄積容量６８に蓄積された電荷を電気信号に変換して出力するＴＦＴ７０が形成されている。蓄積容量６８及びＴＦＴ７０の形成された領域は、平面視において下部電極７２Ｂと重なる部分を有しており、このような構成とすることで、各画素部における蓄積容量６８及びＴＦＴ７０とセンサ部７２とが厚さ方向で重なりを有することとなり、少なく面積で蓄積容量６８及びＴＦＴ７０とセンサ部７２を配置できる。
【００４３】
蓄積容量６８は、絶縁性基板６４と下部電極７２Ｂとの間に設けられた絶縁膜６５Ａを貫通して形成された導電性材料の配線を介して対応する下部電極７２Ｂと電気的に接続されている。これにより、下部電極７２Ｂで捕集された電荷を蓄積容量６８に移動させることができる。
【００４４】
ＴＦＴ７０は、ゲート電極７０Ａ、ゲート絶縁膜６５Ｂ、及び活性層（チャネル層）７０Ｂが積層され、さらに、活性層７０Ｂ上にソース電極７０Ｃとドレイン電極７０Ｄが所定の間隔を開けて形成されている。活性層７０Ｂは、例えば、アモルファスシリコンや非晶質酸化物、有機半導体材料、カーボンナノチューブなどにより形成することができる。なお、活性層７０Ｂを構成する材料は、これらに限定されるものではない。
【００４５】
活性層７０Ｂを構成する非晶質酸化物としては、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも１つを含む酸化物（例えば、Ｉｎ−Ｏ系）が好ましく、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも２つを含む酸化物（例えば、Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｉｎ−Ｇａ−Ｏ系、Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系）がより好ましく、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎを含む酸化物が特に好ましい。Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系非晶質酸化物としては、結晶状態における組成がＩｎＧａＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍは６未満の自然数）で表される非晶質酸化物が好ましく、特に、ＩｎＧａＺｎＯ４がより好ましい。なお、活性層７０Ｂを構成可能な非晶質酸化物は、これらに限定されるものではない。
【００４６】
活性層７０Ｂを構成可能な有機半導体材料としては、フタロシアニン化合物や、ペンタセン、バナジルフタロシアニン等を挙げることができるがこれらに限定されるものではない。なお、フタロシアニン化合物の構成については、特開２００９−２１２３８９号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。
【００４７】
ＴＦＴ７０の活性層７０Ｂを非晶質酸化物や有機半導体材料、カーボンナノチューブで形成したものとすれば、Ｘ線等の放射線を吸収せず、あるいは吸収したとしても極めて微量に留まるため、ノイズの発生を効果的に抑制することができる。
【００４８】
また、活性層７０Ｂをカーボンナノチューブで形成した場合、ＴＦＴ７０のスイッチング速度を高速化することができ、また、可視光域での光の吸収度合の低いＴＦＴ７０を形成できる。なお、カーボンナノチューブで活性層７０Ｂを形成する場合、活性層７０Ｂに極微量の金属性不純物が混入するだけで、ＴＦＴ７０の性能は著しく低下するため、遠心分離などにより極めて高純度のカーボンナノチューブを分離・抽出して形成する必要がある。
【００４９】
ここで、ＴＦＴ７０の活性層７０Ｂを構成する非晶質酸化物、有機半導体材料、カーボンナノチューブや、光電変換膜７２Ｃを構成する有機光電変換材料は、いずれも低温での成膜が可能である。従って、絶縁性基板６４としては、石英基板、及びガラス基板等の耐熱性の高い基板に限定されず、プラスチック等の可撓性基板、アラミド、バイオナノファイバを用いることもできる。具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）等の可撓性基板を用いることができる。このようなプラスチック製の可撓性基板を用いれば、軽量化を図ることもでき、例えば、持ち運び等に有利となる。なお、絶縁性基板６４には、絶縁性を確保するための絶縁層、水分や酸素の透過を防止するためのガスバリア層、平坦性あるいは電極等との密着性を向上するためのアンダーコート層等を設けてもよい。
【００５０】
アラミドは、２００度以上の高温プロセスを適用できるために、透明電極材料を高温硬化させて低抵抗化でき、また、ハンダのリフロー工程を含むドライバＩＣの自動実装にも対応できる。また、アラミドは、ＩＴＯ（indium tin oxide）やガラス基板と熱膨張係数が近いため、製造後の反りが少なく、割れにくい。また、アラミドは、ガラス基板等と比べて薄く基板を形成できる。なお、超薄型ガラス基板とアラミドを積層して絶縁性基板６４を形成してもよい。
【００５１】
バイオナノファイバは、バクテリア(酢酸菌、Acetobacter Xylinum)が産出するセルロースミクロフィブリル束（バクテリアセルロース）と透明樹脂との複合したものである。セルロースミクロフィブリル束は、幅５０ｎｍと可視光波長に対して１／１０のサイズで、かつ、高強度、高弾性、低熱膨である。バクテリアセルロースにアクリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂を含浸・硬化させることで、繊維を６０−７０％も含有しながら、波長５００ｎｍで約９０％の光透過率を示すバイオナノファイバが得られる。バイオナノファイバは、シリコン結晶に匹敵する低い熱膨張係数（３−７ｐｐｍ）を有し、鋼鉄並の強度(４６０ＭＰa)、高弾性(３０ＧＰａ)で、かつフレキシブルであることから、ガラス基板等と比べて薄く絶縁性基板６４を形成できる。
【００５２】
図４には、本実施の形態に係るＴＦＴ基板６６の構成を示す平面図が示されている。
【００５３】
ＴＦＴ基板６６には、上述のセンサ部７２、蓄積容量６８、ＴＦＴ７０と、を含んで構成される画素７４が一定方向（図４の行方向）及び一定方向に対する交差方向（図４の列方向）に２次元状に複数設けられている。
【００５４】
また、ＴＦＴ基板６６には、一定方向（行方向）に延設され各ＴＦＴ７０をオン・オフさせるための複数本のゲート配線７６と、交差方向（列方向）に延設されオン状態のＴＦＴ７０を介して電荷を読み出すための複数本のデータ配線７８が設けられている。
【００５５】
放射線検出器６０は、平板状で平面視において外縁に４辺を有する四辺形状をしている。具体的には矩形状に形成されている。
【００５６】
本実施形態に係る放射線検出器６０は、図２に示すように、このようなＴＦＴ基板６６の表面にシンチレータ７１が貼り付けられて形成される。
【００５７】
図５には、第１の実施形態に係る電子カセッテ１０内部の構成を模式的に示す側面図が示されている。なお、図５では、ＴＦＴ基板６６の画素７４が２次元状に複数設けられた撮影領域６６Ａを識別しやすくするため、撮影領域６６Ａを層として示している。
【００５８】
電子カセッテ１０内部には、筐体５４の撮影対象物を透過した放射線が照射される撮影面５６が設けられた天板部分の放射線Ｘが入射する面の反対側の面にＴＦＴ基板６６側が対向するように放射線検出器６０が配置されている。
【００５９】
ここで、放射線検出器６０は、図６に示すように、シンチレータ７１が形成された側から放射線が照射されて、当該放射線の入射面の裏面側に設けられたＴＦＴ基板６６により放射線画像を読み取る、いわゆる裏面読取方式（所謂ＰＳＳ（Penetration Side Sampling）方式）とされた場合、シンチレータ７１の同図上面側（ＴＦＴ基板６６の反対側）でより強く発光し、ＴＦＴ基板６６側から放射線が照射されて、当該放射線の入射面の表面側に設けられたＴＦＴ基板６６により放射線画像を読み取る、いわゆる表面読取方式（所謂ＩＳＳ（Irradiation Side Sampling）方式）とされた場合、ＴＦＴ基板６６を透過した放射線がシンチレータ７１に入射してシンチレータ７１のＴＦＴ基板６６側がより強く発光する。ＴＦＴ基板６６に設けられた各センサ部７２には、シンチレータ７１で発生した光により電荷が発生する。このため、放射線検出器６０は、表面読取方式とされた場合の方が裏面読取方式とされた場合よりもＴＦＴ基板６６に対するシンチレータ７１の発光位置が近いため、撮影によって得られる放射線画像の分解能が高い。
【００６０】
本実施の形態では、電子カセッテ１０内部に、撮影面５６から入射する放射線Ｘに対して表面読取方式となるように放射線検出器６０が配置されている。
【００６１】
ところで、このような間接変換方式の放射線検出器６０では、ＴＦＴ基板６６の各センサ部７２の光電変換膜７２Ｃにおいて、不純物準位に電荷が一旦トラップされ、トラップされた電荷が放出されることによって残像を生じる場合がある。
【００６２】
そこで、放射線検出器６０に残像を消去する光を照射するため、本実施の形態では、シンチレータ７１の蒸着基板７３を光透過性を有する光透過性基板としている。この蒸着基板７３としては、光透過性を有し且つ蒸着時の熱に対する耐熱性があれば何れでもよく、例えば、ガラス基板、透明セラミック基板等を用いることができる。なお、蒸着基板７３は、これらの材料に限られるものではない。
【００６３】
この蒸着基板７３の１つの側面には、光源９５が配置されており、蒸着基板７３には、光源９５からの光が入射する。本実施の形態では、蒸着基板７３を光透過性基板として導光板６１として機能させており、蒸着基板７３により光源９５からの光をＴＦＴ基板６６の撮影領域６６Ａの各画素７４に導光する。
【００６４】
ところで、蒸着基板７３を透明基板とした場合、シンチレータ７１で発生した光が蒸着基板７３を透過してしまい、光の利用効率が低下する。
【００６５】
そこで、本実施の形態では、蒸着基板７３上に、シンチレータ７１で発生した波長帯域の光を主に反射し、光源９５で発生し、蒸着基板７３により導光される波長帯域の光を主に透過するハーフミラー層１０４を撮影領域６６Ａよりも大きいサイズで形成し、そのハーフミラー層１０４を保護するために光透過性を有する保護層１０６を形成した上にシンチレータ７１を形成している。このハーフミラー層１０４としては、例えば、Ａｇ、Ａｌ、ＮｉＡｌ等の金属を使用することができる。また、膜厚としては、２ｎｍ以上、１００ｎｍ以下の金属層を使用することができる。なお、光源９５から照射される波長域の光の透過率よりもシンチレータ７１により変換された波長域の光の反射率が高くなるように材料及び膜厚を適宜選択している。例えば、シンチレータ７１としては、ピーク発光波長が５６５ｎｍのＣｓＩ：Ｔｌを使用し、光源９５としては、ピーク発光波長が９５０ｎｍの赤外発光ＬＥＤを用い、ハーフミラー層１０４をＡｌを用いて、膜厚１０ｎｍとすることでシンチレータ７１により変換された波長域の光の反射率５０％、光源９５から照射される波長域の光の透過率５０％を実現できる。また、膜厚５ｎｍで、シンチレータ７１により変換された波長域の光の反射率７０％、光源９５から照射される波長域の光の透過率３０％を実現できる。
また、シンチレータ７１により変換された光の反射率および光源９５により照射された光の透過率は高い方が好ましく。より好ましくは５０％以上、更に好ましくは、７０％以上である。
なお、本実施の形態における反射率及び透過率は、汎用の分光光度計を用いて測定することができ、例えば、日立分光光度U-4100を使用して測定することができる。
また、保護層１０６としては、例えば、封止部１０２と同様に熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等の気相重合で得られる有機膜が用いられる。
【００６６】
図７には、第１の実施の形態に係る電子カセッテ１０の電気系の要部構成を示すブロック図が示されている。
【００６７】
放射線検出器６０は、上述したように、センサ部７２、蓄積容量６８、ＴＦＴ７０を備えた画素７４がマトリクス状に多数個配置されており、電子カセッテ１０への放射線Ｘの照射に伴ってセンサ部７２で発生した電荷は、個々の画素７４の蓄積容量６８に蓄積される。これにより、電子カセッテ１０に照射された放射線Ｘに担持されていた画像情報は電荷情報へ変換されて放射線検出器６０に保持される。
【００６８】
また、放射線検出器６０の個々のゲート配線７６はゲート線ドライバ８０に接続されており、個々のデータ配線７８は信号処理部８２に接続されている。個々の画素７４の蓄積容量６８に電荷が蓄積されると、個々の画素７４のＴＦＴ７０は、ゲート線ドライバ８０からゲート配線７６を介して供給される信号により行単位で順にオンされ、ＴＦＴ７０がオンされた画素７４の蓄積容量６８に蓄積されている電荷は、アナログの電気信号としてデータ配線７８を伝送されて信号処理部８２に入力される。従って、個々の画素７４の蓄積容量６８に蓄積されている電荷は行単位で順に読み出される。
【００６９】
信号処理部８２は、個々のデータ配線７８毎に設けられた増幅器及びサンプルホールド回路を備えており、個々のデータ配線７８を伝送された電気信号は増幅器で増幅された後にサンプルホールド回路に保持される。また、サンプルホールド回路の出力側にはマルチプレクサ、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器が順に接続されており、個々のサンプルホールド回路に保持された電気信号はマルチプレクサに順に（シリアルに）入力され、Ａ／Ｄ変換器によってデジタルデータへ変換される。
【００７０】
信号処理部８２には画像メモリ９０が接続されており、信号処理部８２のＡ／Ｄ変換器から出力されたデジタルデータは画像メモリ９０に順に記憶される。画像メモリ９０は複数フレーム分の画像データを記憶可能な記憶容量を有しており、放射線画像の撮影が行われる毎に、放射線検出器６０の各画素７４のデジタルデータが画像データとして画像メモリ９０に順次記憶される。
【００７１】
画像メモリ９０は電子カセッテ１０全体の動作を制御するカセッテ制御部９２と接続されている。カセッテ制御部９２はマイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵ（中央処理装置）９２Ａ、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を含むメモリ９２Ｂ、ＨＤＤ（ハードディスク・ドライブ）やフラッシュメモリ等からなる不揮発性の記憶部９２Ｃを備えている。
【００７２】
カセッテ制御部９２には、光源９５が接続されている。カセッテ制御部９２は光源９５の発光を制御することができる。
【００７３】
また、カセッテ制御部９２には無線通信部９４が接続されている。本実施の形態に係る無線通信部９４は、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ等に代表される無線ＬＡＮ（Local Area Network）規格に対応しており、無線通信による外部機器との間での各種情報の伝送を制御する。カセッテ制御部９２は、無線通信部９４を介して外部装置と無線通信が可能とされており、コンソールなどの制御装置との間で各種情報の送受信が可能とされている。
【００７４】
また、電子カセッテ１０には電源部９６が設けられており、上述した各種回路や各素子（ゲート線ドライバ８０、信号処理部８２、画像メモリ９０、無線通信部９４、カセッテ制御部９２、光源９５等）は、電源部９６から供給された電力によって作動する。電源部９６は、電子カセッテ１０の可搬性を損なわないように、前述したバッテリ（二次電池）９６Ａを内蔵しており、充電されたバッテリ９６Ａから各種回路や各素子へ電力を供給する。なお、図７では、電源部９６と各種回路や各素子を接続する配線の図示を省略している。
【００７５】
次に、本実施の形態に係る電子カセッテ１０の作用を説明する。
【００７６】
放射線画像を撮影する際、電子カセッテ１０は、図８に示すように、放射線Ｘを発生させる放射線源としての放射線発生部１２と間隔を空けて配置される。このときの放射線発生部１２と電子カセッテ１０との間は、被検者としての患者１４が位置するための撮影位置とされており、放射線画像の撮影が指示されると、放射線発生部１２は予め与えられた撮影条件等に応じた放射線量の放射線Ｘを射出する。放射線発生部１２から射出された放射線Ｘは、撮影位置に位置している患者１４を透過することで画像情報を担持した後に電子カセッテ１０に照射される。
【００７７】
放射線検出器６０では、放射線Ｘの照射に伴ってシンチレータ７１が発光する。
【００７８】
ここで、本実施の形態では、シンチレータ７１を柱状結晶により形成している。シンチレータ７１で発生した光は、柱状結晶領域７１Ｂの柱状結晶の間隙に案内されてＴＦＴ基板６６側へ射出される。このように、柱状結晶の間隙でシンチレータ７１で光を案内してＴＦＴ基板６６側へ導くことにより、光の拡散を抑制されるため、放射線検出器６０によって検出される放射線画像のボケを抑制できる。また、シンチレータ７１の深部(非柱状結晶領域７１Ａ)に到達した光も、非柱状結晶領域７１ＡでＴＦＴ基板６６側へ一部反射されるため、ＴＦＴ基板６６に入射される光の光量が向上する。さらに、非柱状結晶領域７１Ａを透過した光も蒸着基板７３と蒸着基板７３の間に設けられたハーフミラー層１０４によりＴＦＴ基板６６側へ反射されるため、ＴＦＴ基板６６に入射される光の光量が向上する。
【００７９】
放射線検出器６０では、シンチレータ７１で発生した光により各画素７４のセンサ部７２に電荷が発生し、発生した電荷が蓄積容量６８に蓄積される。これにより、電子カセッテ１０に照射された放射線Ｘに担持されていた画像情報は電荷情報へ変換されて放射線検出器６０に保持される。
【００８０】
放射線Ｘが照射されると、電子カセッテ１０のカセッテ制御部９２は、ゲート線ドライバ８０を制御してゲート線ドライバ８０から１ラインずつ順に各ゲート配線７６にオン信号を出力させ、各ゲート配線７６に接続された各ＴＦＴ７０を１ラインずつ順にオンさせる。
【００８１】
放射線検出器６０は、各ゲート配線７６に接続された各ＴＦＴ７０を１ラインずつ順にオンされると、１ラインずつ順に各蓄積容量６８に蓄積された電荷が電気信号として各データ配線７８に流れ出す。各データ配線７８に流れ出した電気信号は信号処理部８２でデジタルの画像データに変換されて、画像メモリ９０に記憶される。
【００８２】
カセッテ制御部９２は、撮影終了後、画像メモリ９０に記憶された画像情報を無線通信によりコンソールへ送信する。
【００８３】
ところで、放射線検出器６０は、各センサ部７２の光電変換膜７２Ｃにおいて、不純物準位に電荷が一旦トラップされ、トラップされた電荷が放出されることによって残像を生じる場合がある。そこで、カセッテ制御部９２は、撮影を行う際に、光源９５を発光させて蒸着基板７３を介してＴＦＴ基板６６に光を照射して放射線検出器６０の各画素７４のセンサ部７２の不純物電位を撮影前に埋めておく光キャリブレーションを行う。この光源９５で発生した光は、蒸着基板７３を介して放射線検出器６０に導光され、ハーフミラー層１０４を透過してシンチレータ７１へ入射し、シンチレータ７１を介してＴＦＴ基板６６に照射される。
【００８４】
このように、本実施の形態では、蒸着基板７３と導光板６１として機能する蒸着基板７３の間にハーフミラー層１０４を設けたことにより、シンチレータ７１で発生した光をハーフミラー層１０４でＴＦＴ基板６６側へ反射させることができるため、ＴＦＴ基板６６に入射される光の光量が向上する。また、本実施の形態では、蒸着基板７３と蒸着基板７３の間にハーフミラー層１０４を設けたことにより、シンチレータ７１側から照射された光キャリブレーションの光をハーフミラー層１０４で透過させてＴＦＴ基板６６に照射させることができるため、残像を消去できる。
【００８５】
［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。
【００８６】
第２の実施の形態に係る電子カセッテ１０の構成、ＴＦＴ基板６６の構成は、上記第１の実施の形態（図１〜図４、図７参照）と同一であるので、ここでの説明は省略する。
【００８７】
図９には、第２の実施形態に係る電子カセッテ１０内部の構成を模式的に示す側面図が示されている。なお、第１の実施の形態（図５）と同一部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００８８】
本実施の形態では、保護層１０６を形成した蒸着基板７３にシンチレータ７１及び封止部１０２を形成し、保護層１０６で蒸着基板７３からシンチレータ７１を剥離することにより、蒸着基板７３を設けずにシンチレータ７１のみをＴＦＴ基板６６に貼付けている。なお、蒸着基板７３からの保護層１０６での剥離は、ＴＦＴ基板６６に貼付ける前でもよく、ＴＦＴ基板６６に貼付けた後でもよい。
【００８９】
この放射線検出器６０のシンチレータ７１側には平板状の導光板６１が配置されている。なお、本実施の形態では、シンチレータ７１と導光板６１との間に間隔が空くように導光板６１を配置しており、シンチレータ７１と導光板６１との間に空気層が設けられるようにしているが、空気層を設けずにシンチレータ７１と導光板６１を接触配置するようにしてもよい。このようにシンチレータ７１と導光板６１との間に空気層を設けることにより反射率が向上する。
導光板６１の放射線検出器６０側の面には、撮影領域６６Ａよりも大きいサイズでハーフミラー層１０４が形成されている。
【００９０】
本実施の形態に係る放射線検出器６０も、放射線Ｘの照射に伴ってシンチレータ７１が発光する。シンチレータ７１で発生した光は、一部、非柱状結晶領域７１Ａを透過するが蒸着基板７３と導光板６１の間に設けられたハーフミラー層１０４によりＴＦＴ基板６６側へ反射されるため、ＴＦＴ基板６６に入射される光の光量が向上する。
【００９１】
また、本実施の形態では、光源９５を発光させて光キャリブレーションを行う場合でも、シンチレータ７１側から照射された光キャリブレーションの光をハーフミラー層１０４で透過させてＴＦＴ基板６６に照射させることができるため、残像を消去できる。
【００９２】
［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。
【００９３】
第３の実施の形態に係る電子カセッテ１０は、放射線検出器６０と導光板６１の位置が逆転している以外、上記第１の実施の形態（図１参照）と同一であるので、ここでの説明は省略する。また、ＴＦＴ基板６６の構成は、上記第１の実施の形態（図２〜図４、図７参照）と同一であるので、ここでの説明は省略する。
【００９４】
図１０には、第３の実施形態に係る電子カセッテ１０内部の構成を模式的に示す側面図が示されている。なお、第１の実施の形態（図５）と同一部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００９５】
本実施の形態に係る放射線検出器６０は、光透過性を有する下地層１０８を形成したＴＦＴ基板６６にＣｓＩ：Ｔｌ等の材料を蒸着することによってＴＦＴ基板６６上にシンチレータ７１が形成されている。ＴＦＴ基板６６上のシンチレータ７１はＴＦＴ基板６６側に非柱状結晶領域７１Ａが形成され、先端側に柱状結晶から成る柱状結晶領域７１Ｂが形成されている。
【００９６】
放射線検出器６０は、このシンチレータ７１上にハーフミラー層１０４が形成されており、ハーフミラー層１０４を覆うように表面一面を光透過性を有する保護層１０６が形成されている。
【００９７】
電子カセッテ１０内部には、シンチレータ７１側が筐体５４の撮影面５６側と対向するように放射線検出器６０が配置されている。すなわち、本実施の形態では、電子カセッテ１０内部に、撮影面５６から入射する放射線Ｘに対して裏面読取方式となるように放射線検出器６０が配置されている。
【００９８】
筐体５４の撮影面５６と放射線検出器６０の間には平板状の導光板６１が配置されている。
【００９９】
本実施の形態に係る放射線検出器６０も、放射線Ｘの照射に伴ってシンチレータ７１が発光する。シンチレータ７１で発生した光は、柱状結晶領域７１Ｂの柱状結晶の間隙に案内されて導光板６１側へ導かれるがシンチレータ７１上に形成されたハーフミラー層１０４によりＴＦＴ基板６６側へ反射されるため、ＴＦＴ基板６６に入射される光の光量が向上する。
【０１００】
また、本実施の形態では、光源９５を発光させて光キャリブレーションを行う場合でも、シンチレータ７１側から照射された光キャリブレーションの光をハーフミラー層１０４で透過させてＴＦＴ基板６６に照射させることができるため、残像を消去できる。
【０１０１】
以上、本発明を第１〜第３の実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記各実施の形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記各実施の形態に多様な変更または改良を加えることができ、当該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１０２】
また、上記の実施の形態は、クレーム（請求項）にかかる発明を限定するものではなく、また実施の形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。前述した実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜の組み合わせにより種々の発明を抽出できる。実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、効果が得られる限りにおいて、この幾つかの構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【０１０３】
例えば、上記各実施の形態では、可搬型の放射線撮影装置である電子カセッテ１０に本発明を適応した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、据置型の放射線撮影装置に適用してもよい。
【０１０４】
また、上記各実施の形態では、撮影を行う際に、光源９５を発光させて導光板６１を介してＴＦＴ基板６６の各画素７４に照射する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、発光ダイオードや有機ＥＬ素子などの発光素子を放射線検出器６０のシンチレータ７１側に対向して配置し、発光素子からセンサ部７２が感度を有する波長域の光を直接照射するようにしてもよい。
【０１０５】
図１１及び図１２には、導光板６１及び光源９５の代わりに、放射線検出器６０のシンチレータ７１側に、発光部１２２が設けられた発光パネル１２０を配置し、発光部１２２から光を直接照射するようにした場合が示されている。
【０１０６】
ところで、有機ＥＬ素子は放射線をほとんど吸収しない。このため、この光キャリブレーションのために光を照射する発光部１２２を、例えば、有機ＥＬ素子により構成した場合、図１２に示すように、発光パネル１２０を放射線検出器６０の放射線の入射側に配置し、発光パネル１２０を透過した放射線が放射線検出器６０に入射する場合でも有機ＥＬ素子による放射線の吸収量が少ないため、放射線に対する感度の低下を抑えることができる。
【０１０７】
また、表面読取方式では、放射線がＴＦＴ基板６６を透過してシンチレータ７１に到達するが、ＴＦＴ基板６６の光電変換膜７２Ｃを有機光電変換材料により構成した場合、光電変換膜７２Ｃでの放射線の吸収が殆どなく放射線の減衰を少なく抑えることができる。
【０１０８】
放射線検出器６０は、光電変換膜７２Ｃを有機光電変換材料により形成する場合、低温で光電変換膜７２Ｃの成膜が可能であるため、絶縁性基板６４としてプラスチック等の可撓性基板、アラミド、バイオナノファイバを用いることもできる。これにより、放射線検出器６０を、耐荷重性を有しつつ薄く形成できる。これにより、図５に示すように、筐体５４の撮影対象物を透過した放射線が照射される撮影面５６が設けられた天板部分の放射線が入射する面の反対側の面に放射線検出器６０が取り付けられた場合、筐体５４の撮影面５６が設けられた天板部分と放射線検出器６０との距離を小さく抑えることができる。また、放射線検出器６０に耐荷重性を持たせることができるため、放射線検出器６０が天板部分からの荷重に耐えられる。
【０１０９】
また、ハーフミラー層１０４は、特定の波長域の光を主に反射し、特定の波長域以外の光を主に透過するように形成してもよい。
【０１１０】
図１３には、ＣｓＩ（Ｔｌ）の発光波長の分布を示すグラフが示されている。
【０１１１】
ＣｓＩ（Ｔｌ）の発光波長のピークは、５６５ｎｍであるが青色領域から赤外光領域まで様々な波長の光が発生する。
【０１１２】
また、シンチレータ７１は、ＣｓＩ（Ｔｌ）の柱状結晶とした場合、放射線が照射されることにより各柱状結晶内で光が発生する。図１４に示すように、柱状結晶２５２内で発生した光は、柱状結晶２５２の外部との界面２５４に入射する入射角度θが、全反射される臨界角（例えば、３４°）を超えた場合、柱状結晶２５２内に全反射し、臨界角以内の場合、一部が外部へ透過する。このため、図１４に示すように、柱状結晶２５２Ａを透過した光が隣接する柱状結晶２５２Ｂに入射する場合がある。この透過する光は、界面２５４で屈折が発生して進行方向が変化する。柱状結晶２５２Ａで発生し、外部へ透過する光の界面２５４へ入射する角度１と界面２５４から出射する角度２、透過した光が隣接する柱状結晶２５２Ｂの界面２５４から出射する角度３には、角度１＞角度２＜角度３の関係がある。また、屈折による進行方向の角度１に対する角度３の角度の変化は、波長の短い光ほど大きく、波長の長い光ほど小さい。柱状結晶２５２Ｂへ透過した光は、波長が長いものほど屈折による角度変化が小さいため、柱状結晶２５４Ｂの界面２５４で全反射せずに再度透過してしまう確率が高い。なお、図１４では、柱状結晶２５２の充填率を高く（例えば、８０％）した場合を示しており、柱状結晶２５２間の間隔Ｔを短いため、柱状結晶２５２間の光の経路を波長に関わらず同一と見なしている。
【０１１３】
このため、図１５に示すように、柱状結晶２５２内で発生した緑色光と赤色光が共にハーフミラー層１０４で反射した場合、緑色光と赤色光は、それぞれ界面２５４へ入射する角度が臨界角以下となるまで柱状結晶２５２を透過し、界面２５４へ入射する角度が臨界角以下となると柱状結晶２５２内で全反射されるが、赤色光の方が緑色光よりも、屈折による進行方向の角度の変化が小さいため、離れた位置まで到達する。このため、赤色光の方が緑色光よりも、他の画素７４のセンサ部７２に光が入射する現象が発生しやすい。
【０１１４】
そこで、例えば、図１３に示すように、ハーフミラー層１０４が、赤色光や赤外光などの離れた置まで到達しやすい長い波長域Ａの光（例えば、６２０ｎｍ以上の光）を主に透過し、ピーク波長を含み、波長域Ａよりも短い波長域Ｂの光を主に反射するものとした場合、図１６に示すように、シンチレータ７１で発生した光のうち、赤色光や赤外光などの長い波長域Ａの光がハーフミラー層１０４を透過してしまうため、ＭＴＦ特性を向上させることができる。また、導光板６１及び光源９５、又は発光部１２２から、光キャリブレーションのための光として、赤色光などハーフミラー層１０４が透過する光を照射させることにより、放射線検出器６０の各画素７４のセンサ部７２の光キャリブレーションを行うこともできる。
【０１１５】
また、ハーフミラー層１０４は、図１７に示すように、ピーク波長を含み、紫外光以下及び赤色光以上の波長域を除いた所定範囲（例えば、４５０ｎｍ〜６２０ｎｍ）の波長域Ｃの光を主に反射し、波長域Ｃよりも波長が大きい赤色光以上の波長域Ｄの光、及び波長域Ｃよりも波長が小さい紫外光以下の波長域Ｅの光を主に透過するように形成してもよい。これにより、赤色光や赤外光などの長い波長域Ｄの光がハーフミラー層１０４を透過してしまうため、ＭＴＦ特性を向上させることができる。また、ＣｓＩ（Ｔｌ）は青色よりも短い波長域の光が照射されることにより発光する。このため、シンチレータ７１をＣｓＩ（Ｔｌ）の柱状結晶とし、導光板６１及び光源９５、又は発光部１２２から、光キャリブレーションのための光として、青色よりも短い波長域の光（例えば、紫外線）を照射するものとした場合、ハーフミラー層１０４を青色よりも短い波長域の光が透過するため、シンチレータ７１を発光させることができる。
また、ハーフミラー層１０４を金属やプラスチックの誘電多層膜として構成することにより、コールドミラーとして構成することで、ハーフミラー層１０４のシンチレータ７１からの発光に対する反射率を大きくし、光キャリブレーションのための光の透過率を高める構成をとることもできる。コールドミラーは、図１８に示すように、可視光の波長域の光を反射し、赤外光の波長域の光を透過する機能を有している。図１８のグラフは、透過率を示しているが、反射率は、反射率＝１００％−透過率である。なお、コールドミラーとして、ガラス上にゲルマニウム（Ｇｅ）層、フッ化マグネシウム（ＭＧＦ２）層、硫化亜鉛（ＺｎＳ）層、フッ化マグネシウム（ＭＧＦ２）層、硫化亜鉛（ＺｎＳ）層の多層反射膜とした場合、例えば、特開平８−２９２３２０号公報の図８に示されているように、波長がほぼ７５０ｎｍ以上の赤外線をコールドミラーを透過させ、それ以下の波長域の光をコールドミラーで反射することができる。
【０１１６】
ここで、図５に示すように、電子カセッテ１０内に放射線検出器６０を表面読取方式で配置した場合、放射線検出器６０ではＴＦＴ基板６６を透過した放射線がシンチレータ７１に入射する。ＴＦＴ基板６６を構成する絶縁性基板６４として光透過性を有する基板を用い、ＴＦＴ基板６６側の面に光キャリブレーションのための発光部１２２を配置するものとした場合、放射線により発光部１２２が劣化する。また、発光部１２２を有機ＥＬ素子とした場合、放射線により発光部１２２で意図しない発光が発生し、好ましくない。このため、放射線検出器６０を表面読取方式で配置した場合、シンチレータ７１側の面に光キャリブレーションのための発光部１２２を配置し、発光部１２２からの光をシンチレータ７１を透過させて各画素７４のセンサ部７２に照射する。
【０１１７】
ところで、ＣｓＩの柱状結晶は、光を透過するが、柱状結晶領域で徐々に減衰する。このため、柱状結晶領域を透過させて各画素７４のセンサ部７２に光キャリブレーションのための光を照射するには、光量を多くする必要がある。そこで、導光板６１及び光源９５、又は発光部１２２から、光キャリブレーションのための光として、例えば、紫外線を照射してシンチレータ７１を発光させることにより、シンチレータ７１で発生した光で各画素７４のセンサ部７２の光キャリブレーションを行わせることもできる。
【０１１８】
ところで、ＣｓＩは、温度変化により感度が変化し、例えば、１度温度の上昇により約０．３％感度が低下する。また、ＣｓＩは、連続して撮影が行われて累積被曝量の増加と共に感度が低下し、放射線が照射されない状態で維持されると低下した感度が回復する。このため、ＣｓＩの感度を正確に予測することが難しい。そこで、ＣｓＩの変動が大きいと予測される場合（例えば、静止画撮影から動画撮影に切り替える場合、累積照射量が日によって異なる場合、数日使用していない電子カセッテ１０を使用する場合など）や、ＣｓＩの感度を正確に把握する必要がある場合（例えば、エネルギーサブトラクション処理を行うために低線量で低コントラスト画像の撮影を行う場合、過去画像との正確に比較するために感度の変化を把握する必要がある場合など）、導光板６１及び光源９５、又は発光部１２２から、一定量の紫外光を照射してシンチレータ７１を発光させ、放射線検出器６０の各画素７４に蓄積された電荷を読み出すことにより、蓄積された電荷量からＣｓＩの感度を把握することができる。
【０１１９】
また、上記各実施の形態では、放射線としてＸ線を検出することにより放射線画像を撮影する放射線撮影装置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い。例えば、検出対象とする放射線は、Ｘ線の他、ガンマ線、粒子線等いずれであってもよい。
【０１２０】
その他、上記各実施の形態で説明した構成は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において、不要な部分を削除したり、新たな部分を追加したり、接続状態等を変更したりすることができることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１２１】
１０ 電子カセッテ（放射線撮影装置）
６０ 放射線検出器
６１ 導光板（照射手段）
６６ ＴＦＴ基板（光検出基板）
７１ シンチレータ（変換層）
７１Ｂ 柱状結晶領域
７１Ａ 非柱状結晶領域
７２ センサ部
７３ 蒸着基板
９５ 光源（照射手段）
１０４ ハーフミラー層
１２０ 発光パネル（照射手段）
１２２ 発光部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射された放射線を光に変換する平板状の変換層と、
前記変換層の一方の面側に配置され、当該変換層により変換された光を検出する光検出基板と、
前記変換層の他方の面に対して光を照射する照射手段と、
前記変換層と前記光照射手段との間の、前記光検出基板により光が検出される検出領域に対応する領域一面に設けられ、前記変換層により変換された光の少なくとも一部を反射し、前記光照射手段により照射された光の少なくとも一部を透過するハーフミラーと、
を備えた放射線撮影装置。
【請求項２】
前記変換層は、非柱状結晶領域と前記非柱状結晶領域と連続する柱状結晶領域が積層されて形成され、前記柱状結晶領域側が前記光検出基板と対向するように設けられた
請求項１記載の放射線撮影装置。
【請求項３】
前記光検出基板は、筐体の撮影対象物を透過した放射線が照射される撮影面が設けられた天板部分の前記放射線が入射する面の反対側の面に取り付けられた
請求項１又は請求項２記載の放射線撮影装置。
【請求項４】
前記変換層により変換された光と前記光照射手段から照射される光は、波長域が異なり、
前記ハーフミラーは、前記光照射手段から照射される第１波長域の光の透過率よりも前記変換層により変換された第２波長域の光の反射率が高くなるように膜厚が定められた
請求項１〜請求項３の何れか１項記載の放射線撮影装置。
【請求項５】
前記変換層と前記照射手段との間に空気層が設けられた
請求項１〜請求項４の何れか１項記載の放射線撮影装置。
【請求項６】
前記照射手段は、
光源と、
前記変換層の他方の面に対向して配置され、前記光源で発生した光を前記光検出基板へ導光する導光板と、
を含んで構成された請求項１〜請求項５の何れか１項記載の放射線撮影装置。
【請求項７】
前記変換層は、光透過性を有する光透過性基板上に形成され、前記変換層側が前記光検出基板と対向するように前記光検出基板に張り合わされ、
前記光透過性基板が前記導光板として機能する
請求項６記載の放射線撮影装置。
【請求項８】
前記照射手段は、前記変換層の他方の面に対向して配置され、前記変換層に対応して発光部が設けられた発光パネルとした
請求項１〜請求項５の何れか１項記載の放射線撮影装置。
【請求項１】
照射された放射線を光に変換する平板状の変換層と、
前記変換層の一方の面側に配置され、当該変換層により変換された光を検出する光検出基板と、
前記変換層の他方の面に対して光を照射する照射手段と、
前記変換層と前記光照射手段との間の、前記光検出基板により光が検出される検出領域に対応する領域一面に設けられ、前記変換層により変換された光の少なくとも一部を反射し、前記光照射手段により照射された光の少なくとも一部を透過するハーフミラーと、
を備えた放射線撮影装置。
【請求項２】
前記変換層は、非柱状結晶領域と前記非柱状結晶領域と連続する柱状結晶領域が積層されて形成され、前記柱状結晶領域側が前記光検出基板と対向するように設けられた
請求項１記載の放射線撮影装置。
【請求項３】
前記光検出基板は、筐体の撮影対象物を透過した放射線が照射される撮影面が設けられた天板部分の前記放射線が入射する面の反対側の面に取り付けられた
請求項１又は請求項２記載の放射線撮影装置。
【請求項４】
前記変換層により変換された光と前記光照射手段から照射される光は、波長域が異なり、
前記ハーフミラーは、前記光照射手段から照射される第１波長域の光の透過率よりも前記変換層により変換された第２波長域の光の反射率が高くなるように膜厚が定められた
請求項１〜請求項３の何れか１項記載の放射線撮影装置。
【請求項５】
前記変換層と前記照射手段との間に空気層が設けられた
請求項１〜請求項４の何れか１項記載の放射線撮影装置。
【請求項６】
前記照射手段は、
光源と、
前記変換層の他方の面に対向して配置され、前記光源で発生した光を前記光検出基板へ導光する導光板と、
を含んで構成された請求項１〜請求項５の何れか１項記載の放射線撮影装置。
【請求項７】
前記変換層は、光透過性を有する光透過性基板上に形成され、前記変換層側が前記光検出基板と対向するように前記光検出基板に張り合わされ、
前記光透過性基板が前記導光板として機能する
請求項６記載の放射線撮影装置。
【請求項８】
前記照射手段は、前記変換層の他方の面に対向して配置され、前記変換層に対応して発光部が設けられた発光パネルとした
請求項１〜請求項５の何れか１項記載の放射線撮影装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１２−１４１２９１（Ｐ２０１２−１４１２９１Ａ）
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６４０５３（Ｐ２０１１−２６４０５３）
【出願日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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