放射線検出モジュール及び放射線撮像装置
【課題】画像の画質を向上させかつ放射線の検出素子の実装及び組み立てを容易にする放射線検出モジュール、並びに放射線撮像装置を提供する。
【解決手段】放射線検出モジュール２０は、複数の画素Ｐｎを含む半導体部材１と、第１電極３１ｎが半導体部材１の一方側に複数配列されるとともに、他方側に複数の画素Ｐｎにまたがって一つの第２電極３２ｍが設けられ、検出画素Ｐｎに放射線が入射すると検出信号を出力する放射線検出素子３０と、放射線の入射方向に沿って立設するとともに複数の放射線検出素子３０を支持する支持基板２１と、を備える。支持基板２１は、外部の連結部と着脱自在に連結する接続部２１ａを有する。支持基板２１において各放射線検出素子３０を接続することで擬似的に直行する信号読み出し回路を形成し、検出信号の同時判定により放射線の入射位置を特定することを特徴とする。
【解決手段】放射線検出モジュール２０は、複数の画素Ｐｎを含む半導体部材１と、第１電極３１ｎが半導体部材１の一方側に複数配列されるとともに、他方側に複数の画素Ｐｎにまたがって一つの第２電極３２ｍが設けられ、検出画素Ｐｎに放射線が入射すると検出信号を出力する放射線検出素子３０と、放射線の入射方向に沿って立設するとともに複数の放射線検出素子３０を支持する支持基板２１と、を備える。支持基板２１は、外部の連結部と着脱自在に連結する接続部２１ａを有する。支持基板２１において各放射線検出素子３０を接続することで擬似的に直行する信号読み出し回路を形成し、検出信号の同時判定により放射線の入射位置を特定することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線検出モジュール、及び放射線撮像装置に関し、特に、高画質の画像を得ることができかつ組み立てを容易にする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の放射線検出器においては、一つの画素素子に対し、一つの読み出し回路を設け、放射線が入射して出力される検出信号を個別に読み出して、放射線の入射位置の特定を行っていた。しかし、このような個別の信号読み出しでは、読み出し回路の集積度の上限により、放射線の入射面の大面積化、画素の高密度化が制限される。
【０００３】
そこで、多数の画素を少数の読み出し回路で読み出す方式としてＤＳＳＤ(Double- Sided Silicon Strip Detector)が考案された。このＤＳＳＤとは、検出器の上面および下面に直交する形でそれぞれ複数の細長い電極を設け、両面から信号を読み出すことにより放射線の入射位置を特定するものである。これによりＮ×Ｍ個の画素をＮ＋Ｍ個の読み出し回路で読み出す原理が確立した（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
ところで、非特許文献１の技術では、画素の単位集合体は、読み出し回路の削減効果を得るために、正方形に近い形をとる必要がある。このため、この画素の単位集合体の一つが故障した場合は、その正方形領域において放射線が検出できなくなり、この場合は周辺の画素データからデータ補完することは困難で画像に穴があいてしまう。
さらに、非特許文献１の技術では、検出器の電極面に対し放射線が垂直に入射するために、放射線の突き抜けを防止して検出効率を向上させるには、検出器の厚みを増やす必要がある。しかし、検出器の厚みを増やすと、検出器内で発生した電荷の移動度が低下し電荷収集効率が低下するため、非特許文献１の技術では発生電荷量を正確に測定できなくなる。
【０００５】
例えば、特許文献１には、この検出器の厚みに関する２つの相反する条件を両立させるために、検出素子の電極面に対し放射線が並行に入射するようにした技術が開示されている。また、この特許文献１の技術では、電極から引き出された信号素線を別個に設けた基板上で結線しＤＳＳＤと同様の原理を用いて読み出し回路の削減を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１１９０９５号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】放射線計測ハンドブック第３版（日刊工業新聞社）、ｐ．５５９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１の技術では、放射線の検出素子に接する電極から直接延びる信号素線をコネクタに直接挿入する構成をとっている。この信号素線は、外力に対する耐力が十分とはいえないために、検出素子をコネクタから着脱するに際にダメージを与えないように注意を払う必要がある。また、画素を高密度化させて放射線の撮像面を形成する場合、信号素線の本数が増加し、かつ、信号素線の密度も増加するため、電気的な短絡が生じないよう設計面において絶縁性に十分配慮する必要があり、高密度化の目的が十分に達成されない場合もある。
【０００９】
本発明は、係る問題を解決することを課題とし、画像の画質を向上させかつ放射線の検出素子の実装及び組立を容易にする放射線検出モジュール、並びに放射線撮像装置を提供することを目的にする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記した課題を解決するために本発明は、放射線検出モジュールにおいて、一つの画素に対応して設けられる第１電極が半導体部材の片側に複数配列して設けられるとともに、半導体部材の反対側に複数の画素にまたがって第２電極が設けられて、放射線が入射すると第１電極及び第２電極に検出信号を出力する放射線検出素子と、放射線の入射方向に沿って立設するとともに、入射方向とは直交方向に配列する複数の放射線検出素子を支持する支持基板と、外部の連結部に着脱自在に連結するとともに、放射線検出素子へのバイアス電圧を連結部から供給され、検出信号をこの連結部に出力し、支持基板をこの連結部に対して機械的に保持させる接続部と、を備え、
複数の第１電極が支持基板上で接続され、第１電極及び第２電極からの検出信号を同時計測することでモジュール内の放射線の入射位置を特定することを特徴とする。
【００１１】
このように発明が構成されることにより、外部に引き出す信号線の数が減り、外部の連結部とこの連結部に支持基板を保持させる接続部との構造を簡単にすることができ、隣接する放射線検出モジュールの間隔を狭めて配列することができる。
ｎ個の画素を有する放射線検出素子をｍ個配列させれば、一つの放射線検出モジュールにｍ×ｎ個の画素を設けながら検出信号の読み取り配線をｍ＋ｎ本に減らすことができる。さらに、従来、抵抗器やコンデンサは、連結部が設けられる外部側に配置されるものであるが、支持基板の空いているスペースに移動させることにより、この外部側における配線の集積度を緩和させることができ、かつ、高電圧の直流成分は減少又は遮断されるために、接続部及び連結部における配線同士の信号接点部分に高電圧が付与される部分が減少する。また、画素の単位集合体を長方形にすることで、画素の一つが故障した場合であっても、周辺の画素データからデータ補完することが可能である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、画像の画質が向上しかつ検出素子の実装及び保守を容易にする放射線検出モジュール、並びに放射線撮像装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る放射線撮像装置を示す全体図である。
【図２】本発明の実施形態に係る放射線撮像装置の内部構造図である。
【図３】（ａ）は本発明の実施形態に係る放射線検出モジュールの斜視図であり、（ｂ）はこの放射線検出モジュールに適用される放射線検出素子である。
【図４】（ａ）は実施形態に係る放射線検出モジュールの上面図であり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は変形例に係る上面図であり、（ｄ）は変形例に係る側面図である。
【図５】実施形態に係る放射線検出モジュールの回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態に係る放射線撮像装置及び放射線検出モジュールについて図面を参照しながら詳細に説明する。ここでは、放射線の一種であるガンマ線を検出する半導体ガンマカメラ装置を例にとり説明する。
図１の全体図に示されるように放射線撮像装置１０は、放射線の入射面となるように配置されるコリメータ１３をフレーム１５ａに固定した撮像部１５と、この撮像部１５からのデータをケーブル１２により収集し画像を表示する画像表示部１１と、から構成される。
なお、フレーム１５ａの内部空間には、後の図面を参照して説明する放射線撮像装置１０の要部構成が収容されている。
【００１５】
一般に、ガンマカメラ（放射線撮像装置１０）の撮像対象物には、数十ｋｅＶから数百ｋｅＶ程度のエネルギーを持ったガンマ線（放射線）を発生する放射性物質が使われる。そして、撮像部１５に入射する１つの放射線のイベント毎に計測を行い、その積算により得た画像を画像表示部１１に表示する。
コリメータ１３は鉛等、放射線遮蔽能力が高い物質で構成され、特定方向（図中、Ｚ軸方向）から入射する放射線のみが通過するように、細長い穴の開口１３ａが多数設けられている。そして、撮像部１５の外部に配置されている放射線源（図示略）から出た放射線がコリメータ１３を通過すると、撮像部１５に放射線の輝度分布の平面像が結ばれる。
【００１６】
そして、平面像として結ばれた放射線の輝度分布は、撮像部１５内部の放射線検出モジュール２０（図２参照）及び信号検知部１４において処理され、放射線の検出位置や放射線の検出エネルギー等の情報をデジタルデータに変換してから画像表示部１１に送られる。この画像表示部１１においては、送られてきたデジタルデータの検出位置及びエネルギーに基づいて、さらに予め収集された補正データ等を使用して画像を作成し、画面に表示する。
なお、核医学診断装置の一種である、ＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computer Tomography）においては、放射性薬剤を投与した被験者の周囲にこの撮像部１５を回転させたり複数配置したりすることにより、この被験者の立体的な断面像情報を得ることができる。
【００１７】
図２の部分分解斜視図は、フレーム１５ａ（図１参照）に内部収容されている構造物を示している。
この内部構造物は、入射する放射線を検出する複数の放射線検出モジュール２０が、コリメータ１３の内側に対して並行となるように、平面配置されている。そして、これら複数の放射線検出モジュール２０は、その接続部２１ａにおいて、信号検知部１４の表面に設けられている連結部１４ｃに対し着脱自在となっている。
【００１８】
このように、接続部２１ａは、外部の連結部１４ｃに放射線検出モジュール２０を機械的に保持させる以外に、信号検知部１４側から供給されるバイアス電圧をこの連結部１４ｃを経由し放射線検出モジュール２０に供給したり、放射線検出モジュール２０が放射線を検出して出力した検出信号をこの連結部１４ｃを経由して信号検知部１４側に導いたりする。
接続部２１ａは、接点２２（図３（ａ）参照）の面において、連結部１４ｃの接点（不図示）に機械的に接触することにより電気的な導通を得ている。また、接続部２１ａは、図示されるような支持基板２１の延長面に形成されたものに限定されることはなく、ピン挿入式やベローズ式のコネクタが採用される場合もある。
【００１９】
信号検知部１４は、放射線を検出した放射線検出モジュール２０から導かれるアナログの微小な電気信号（検出信号）を増幅し、検知するものである。さらに信号検知部１４には高電圧発生回路が含まれており、放射線検出モジュール２０に高電圧のバイアス電圧を供給する。
また検出信号の増幅、検知を行う回路は、システムの仕様に基づいてカスタムメイドで設計・製造されたＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）である。そして、このＡＳＩＣは、増幅した検出信号の波高値を計測する。次に、この波高値に、その検出信号を検出した時刻情報と、この検出信号を出力した検出画素Ｐｎ（図４（ａ）参照）のアドレス情報とが付加されてデジタル信号が形成される。そしてこのデジタル信号がケーブル１２（図１参照）を経由して画像表示部１１に送られることになる。
なお、ここで検出画素Ｐｎのアドレス情報は、後記するように二値情報で表される。
【００２０】
図３（ａ）の斜視図に示されるように放射線検出モジュール２０は、接続部２１ａが縁端に形成されている支持基板２１と、この支持基板２１上に搭載される複数の放射線検出素子３０（３０Ａ〜３０Ｆ）、低圧バイアス抵抗２３ｎ（ｎ＝１〜８）、低圧カップリングコンデンサ２４ｎ（ｎ＝１〜８）、高圧バイアス抵抗２５ｍ（ｍ＝Ａ〜Ｆ）、高圧カップリングコンデンサ２６ｍ（ｍ＝Ａ〜Ｆ）とから構成される。
【００２１】
放射線検出素子３０は、放射線の入射方向（図１のＺ軸）に沿って立設する支持基板２１の表面に、この入射方向とは直交方向に複数が配列される（図では符号３０Ａ〜３０Ｃが片面に、３０Ｄ〜３０Ｆが反対面にそれぞれ３個ずつ合計６個）。
そして、一つの放射線検出素子３０を構成する半導体部材１には、図３（ｂ）に示されるように、複数の検出画素Ｐｎ（図では符号Ｐ１からＰ８までの８個）が設けられている。
半導体部材１の一方側には、これら検出画素Ｐｎ（ｎ＝１〜８）のそれぞれに対応して複数の第１電極３１ｎ（ｎ＝１〜８）が、支持基板２１に対向する放射線検出素子３０の片側に分割して設けられている。さらに、半導体部材１の他方側にはこれら複数の検出画素Ｐｎ（ｎ＝１〜８）にまたがって共有される一つの第２電極３２ｍが設けられている（適宜、図４（ａ）（ｂ）参照）。
【００２２】
この放射線検出素子３０は、ＣｄＴｅやＣＺＴ等の半導体部材１からなり、その両面に配置される第１電極３１ｎ及び第２電極３２ｍは、ＰｔやＩｎをスパッタ等により結晶表面に蒸着させたものである。また、分割された第１電極３１ｎの形成方法は、蒸着する際にマスクを用いるか、面全体に蒸着した後、電極面をダイシングにより切り出すことにより行う。
なお、放射線検出素子３０として、複数の検出画素Ｐｎが一体化した半導体部材１で構成されるものを例示したが、これに限定されるものではなく、画素毎に個別に分離したものであっても良い。
【００２３】
図４（ａ）（ｂ）に部分が示されるように放射線検出モジュール２０は、支持基板２１を挟んで向かい合う第１電極３１ｎ（ｎ＝１〜８）同士は、この支持基板２１を貫通する導体３３ｎにより電気的に接続されている。ここで、支持基板２１上に搭載される第１電極３１ｎ（ｎ＝１〜８）のうち、ｎ番号が共通のものは、共通の配線に接続されることになる（適宜図５参照）。このために、例えば、支持基板２１を挟んで向かい合う第１電極３１ｎ同士については、この支持基板２１にスルーホールを空けて導体３３ｎを充填することにより電気的に連通させることができる。
【００２４】
また、変形例として図４（ｃ）（ｄ）に示されるように、それぞれ電気的に独立して支持基板２１の周縁から立設している導電板３４ｎを挟むようにして対向する二つの第１電極３１ｎ，３１ｎを配置しても良い。
【００２５】
図３（ａ）に戻って説明を続ける。
支持基板２１に搭載される高圧バイアス抵抗２５ｍ（ｍ＝Ａ〜Ｆ）、及び高圧カップリングコンデンサ２６ｍ（ｍ＝Ａ〜Ｆ）の数は、同じであり、支持基板２１に搭載されている放射線検出素子３０（３０Ａ〜３０Ｆ）の数に対応している。また、支持基板２１に搭載される低圧バイアス抵抗２３ｎ（ｎ＝１〜８）及び低圧カップリングコンデンサ２４ｎ（ｎ＝１〜８）の数は、一つの第２電極３２ｍが有する検出画素Ｐｎ（ｎ＝１〜８）の数に対応している。
なお、支持基板２１に搭載される信号処理素子としての前記した抵抗２３ｎ，２５ｍ及びコンデンサ２４ｎ，２６ｍは例示であって、その他、信号検知部１４（図２参照）の内部に搭載されている任意のものをこの支持基板２１上に移転させることができる。具体的には電極から出力される微弱なアナログ信号（検出信号）をデジタル信号に変換する前記したＡＳＩＣ等を支持基板２１に搭載することも考えられる。
【００２６】
高圧バイアス抵抗２５ｍは、第２電極３２ｍ（ｍ＝Ａ〜Ｆ）のそれぞれに各１個ずつ対応して設けられ、バイアス電圧を付与するＤＣ電源（図５参照）との間に接続されている。そして、高圧バイアス抵抗２５ｍは、電極から付与された信号がバイアス電源に流れるのを防ぐものである。（適宜図５参照）。
高圧カップリングコンデンサ２６ｍは、第２電極３２ｍ（ｍ＝Ａ〜Ｆ）のそれぞれに各１個ずつ対応して設けられ、信号検知部１４（図２参照）のＡＳＩＣ回路との間に接続されている。これにより、第２電極３２ｍから出力される検出信号のうち高圧の直流成分（ＤＣ成分）をカットして、放射線検出素子３０の内部で発生した後記する電荷生成に基づく信号成分のみが、ＡＳＩＣ回路に導かれる。
【００２７】
低圧バイアス抵抗２３ｎは、その片側が、支持基板２１上の放射線検出素子３０（３０Ａ〜３０Ｆ）のうちｎ番号が対応する第１電極３１ｎの全て（６個）に接続し、その反対側がグランド電位に接続されている（適宜図５参照）。そして、低圧バイアス抵抗２３ｎは、信号がグランドに流れるのを防ぐ。
低圧カップリングコンデンサ２４ｎも、その片側が、支持基板２１上の放射線検出素子３０（３０Ａ〜３０Ｆ）のうちｎ番号が対応する第１電極３１ｎの全て（６個）に接続し、その反対側が信号検知部１４（図２参照）のＡＳＩＣ回路に接続している。これにより、第１電極３１ｎから出力される検出信号のうち低圧の直流成分（ＤＣ成分）をカットして、放射線検出素子３０の内部で発生した後記する電荷発生に基づく信号成分のみが、ＡＳＩＣ回路に導かれる。
低圧バイアス抵抗２３ｎおよび低圧カップリングコンデンサ２４ｎは支持基板２１に搭載せずに、ＡＳＩＣ内に特殊な回路として形成しても良い。
【００２８】
次に図４（ｂ）の側面図を参照して放射線検出モジュール２０における放射線の検出原理について説明する。
放射線が、放射線検出素子３０のいずれかの検出画素Ｐｎに入射すると、半導体部材１内で電荷生成により電子・正孔の対ができる。そして、この半導体部材１内には、両端の第１電極３１ｎ及び第２電極３２ｍにより高電界が付与されているために、生成した電子・正孔は、それぞれ反対方向に向かって移動し、第１電極３１ｎ及び第２電極３２ｍに引き寄せられる。
このように、放射線が入射すると電気信号に変換され、第１電極３１ｎ及び第２電極３２ｍから出力される検出信号は、それぞれ低圧カップリングコンデンサ２４ｎ及び高圧カップリングコンデンサ２６ｍでバイアス電圧がカットされてから、接続部２１ａを経由してＡＳＩＣ回路に導かれる。そして、このＡＳＩＣ回路において同時性を判断することにより、同時に検出信号を送信したと判断された二つの配線の情報から放射線の入射位置を特定するアドレス情報が得られる。
【００２９】
なお、以上の説明において、放射線検出素子３０は、支持基板２１の両側に配置されたものの例を示したが、片面のみに配置されたものでも良い。また説明においては、放射線検出モジュール２０として、一つの放射線検出素子３０に検出画素Ｐｎが８個配置され（ｎ＝８）、さらに一つの支持基板２１に６個の放射線検出素子３０（ｍ＝６）を搭載したものを例示した。これにより、ｍ×ｎの画素数において、検出信号の読み取り配線の本数をｍ＋ｎとすることができる（その他に、グランド配線、バイアス電圧配線が必要である）。
ここで、ｍ，ｎの数は、特に限定はないが、説明において理解の混乱を避けるためにｍ≠ｎのものを例示したが、ｍ＝ｎとしたほうが画素数に対する配線の本数の削減効果が得られる。
また、実施形態においては、第２電極３２ｍに負のバイアス電圧が付与されている場合が例示されているが（図４（ｂ）参照）、正のバイアス電圧を付与しても良い。
【００３０】
図５を用いて放射線検出モジュール２０の回路の説明をする。
全ての放射線検出素子３０（３０Ａ〜３０Ｆ）に配置されている第２電極３２ｍ（図４参照）からの配線は、対応する高圧バイアス抵抗２５ｍ（２５Ａ〜２５Ｆ）を介して高圧バイアス配線２８に接続されている。
そして、この高圧バイアス配線２８には、−５００Ｖ程度の高電圧が付与されている。なお高圧バイアス電圧は放射線検出素子３０のダイオード特性の向きや厚みにあわせて電圧の向きや電圧値が適宜設定される。
【００３１】
さらに、それぞれの第２電極３２ｍからの配線には、高圧カップリングコンデンサ２６ｍ（２６Ａ〜２６Ｆ）が接続されており、この第２電極３２ｍに加えられているバイアス電圧（ＤＣ電圧成分）をカットし、放射線検出素子３０から出力された検出信号のみを通過させる。このバイアス電圧がカットされた検出信号は接続部２１ａを介して放射線検出モジュール２０の外に取り出される。このように、放射線検出モジュール２０の内部において高ＤＣ電圧成分をカットすることで、接続部２１ａ(図３（ａ）)の接点２２に高電圧が印加される部分が減じ、信頼性が向上する。
そして、高電圧が付与されている第２電極３２ｍから検出信号を取り出す配線は、Ａ〜Ｆの合計６本あるが、高電圧が付与されているのは高圧バイアス配線２８（図５参照）だけであるので、接続部２１ａ及び連結部１４ｃの絶縁性を確保するための構造は比較的簡単ですむ。
【００３２】
支持基盤２１（図４参照）に対向する放射線検出素子３０（３０Ａ〜３０Ｆ）のうちｎ番号（ｎ=１〜８）が対応する第１電極３１ｎの全て６個は互いに１本の配線（以下、「第１電極３１ｎからの配線」と称する）に接続し、低圧バイアス抵抗２３ｎ（ｎ=１〜８）を介してグランド配線ＧＮＤに接続される。また、第１電極３１ｎからの配線は、低圧カップリングコンデンサ２４ｎが接続されている。この低圧カップリングコンデンサ２４ｎにより、第１電極３１ｎから出力される検出信号のうちＤＣ電圧成分がカットされる。これにより、第１電極３１ｎが出力する検出信号を伝達する読み出し回路の総本数を削減できる。
【００３３】
次に、図５の回路図を参照し、放射線検出モジュール２０に放射線が入射した際の動作を説明する。例えば、放射線検出素子３０Ａにおける第１番の検出画素Ｐ１に放射線が入射したとする。この第１番の検出画素Ｐ１の内部で、電子・正孔の対が生成し、バイアス電圧により第１電極３１ｎ（ｎ＝１）に電子が、第２電極３２ｍ（ｍ＝１）に正孔が移動して電気信号（検出信号）が発生する。
この検出信号は対応する第１電極３１ｎ（ｎ＝１）及び第２電極３２ｍ（ｍ＝１）に接続されている第１番の配線及び第Ａ番の配線を伝って、図示略の信号検知部に検知される。
この信号検知部においては、第１番の配線及び第Ａ番の配線において検出信号を同時検知したことにより、放射線検出素子３０Ａにおける第１番の検出画素Ｐ１に放射線が入射したと判断する。これにより、支持基板２１において各放射線検出素子３０を接続することで、擬似的に従来のＤＳＳＤと同様な直行する信号読み出し回路を形成し、検出信号の同時判定により放射線の入射位置を特定することを特徴とする。
【００３４】
図５の回路図においては、８個の検出画素Ｐｎ（ｎ＝１〜８）を持つ放射線検出素子３０を６個（ｍ＝１〜６）用いて４８画素の放射線検出モジュール２０を、１４個の読み出し回路を用いて読み出す場合について説明した。しかし、検出画素Ｐｎの数はこれに固定されるものではない。さらに、前記したように、検出画素Ｐｎの数に対し読み出し回路の本数の割合がもっとも小さくなるのはｍ＝ｎの場合となる。また、本実施例では検出画素Ｐｎは、すべての放射線検出素子３０において１から８の順番に並べているが、個々の放射線検出素子３０において１から８の番号を重複して持たなければ検出は可能あり、画素が順番に並ばず、たとえば放射線検出素子３０Ａ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｆは１から８の順番で並び、放射線検出素子３０Ｂ，３０Ｅは逆に８から１の順番で並べても良い。
【００３５】
また、本発明においては、一つの放射線検出モジュール２０において、複数の放射線検出素子３０が一方向に細長く配列していることにより、この一つの放射線検出モジュール２０が故障した際の影響を低減することができる。すなわち、一つの放射線検出モジュール２０が故障した場合に得られる欠損する画像部分は、隣接する正常な放射線検出モジュール２０の画像データを用いて補完することができる。
【００３６】
また、放射線の入射が一部に集中した場合においても、この放射線の照射面は、通常ある程度の広がりを持っているため、細長い形状を有する放射線検出モジュール２０は複数でこの放射線の照射面の検出を分担することになる。このために、放射線検出モジュール２０から出力される検出信号が分散し、デッドタイムが低減し、データの信頼性が向上する。
【００３７】
また、コンデンサ、抵抗器等の信号処理素子を支持基板２１上に配置することができることにより、接続部２１ａと連結部１４ｃにおける接点２２の一部にのみ、つまり、前記高圧バイアス配線２８にのみ高電圧を供給するだけで済み、絶縁構造を簡単にすることができる。
さらに、検出画素Ｐｎに対する配線の集積度を低減させることができるので、検出画素Ｐｎをより高密度にすることができるために、画像を高画質化することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１ 半導体部材
１０ 放射線撮像装置
１１ 画像表示部
１４ 信号検知部
１４ｃ 連結部
１５ 撮像部
２０ 放射線検出モジュール
２１ 支持基板
２１ａ 接続部
２２ 接点
２３ｎ 低圧バイアス抵抗（信号処理素子）
２４ｎ 低圧カップリングコンデンサ（信号処理素子）
２５ｍ 高圧バイアス抵抗（信号処理素子）
２６ｍ 高圧カップリングコンデンサ（信号処理素子）
３０，３０Ａ〜３０Ｆ 放射線検出素子
３１ｎ 第１電極
３２ｍ 第２電極
２８ 高圧バイアス配線
Ｐｎ，Ｐ１〜Ｐ８ 検出画素（画素）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線検出モジュール、及び放射線撮像装置に関し、特に、高画質の画像を得ることができかつ組み立てを容易にする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の放射線検出器においては、一つの画素素子に対し、一つの読み出し回路を設け、放射線が入射して出力される検出信号を個別に読み出して、放射線の入射位置の特定を行っていた。しかし、このような個別の信号読み出しでは、読み出し回路の集積度の上限により、放射線の入射面の大面積化、画素の高密度化が制限される。
【０００３】
そこで、多数の画素を少数の読み出し回路で読み出す方式としてＤＳＳＤ(Double- Sided Silicon Strip Detector)が考案された。このＤＳＳＤとは、検出器の上面および下面に直交する形でそれぞれ複数の細長い電極を設け、両面から信号を読み出すことにより放射線の入射位置を特定するものである。これによりＮ×Ｍ個の画素をＮ＋Ｍ個の読み出し回路で読み出す原理が確立した（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
ところで、非特許文献１の技術では、画素の単位集合体は、読み出し回路の削減効果を得るために、正方形に近い形をとる必要がある。このため、この画素の単位集合体の一つが故障した場合は、その正方形領域において放射線が検出できなくなり、この場合は周辺の画素データからデータ補完することは困難で画像に穴があいてしまう。
さらに、非特許文献１の技術では、検出器の電極面に対し放射線が垂直に入射するために、放射線の突き抜けを防止して検出効率を向上させるには、検出器の厚みを増やす必要がある。しかし、検出器の厚みを増やすと、検出器内で発生した電荷の移動度が低下し電荷収集効率が低下するため、非特許文献１の技術では発生電荷量を正確に測定できなくなる。
【０００５】
例えば、特許文献１には、この検出器の厚みに関する２つの相反する条件を両立させるために、検出素子の電極面に対し放射線が並行に入射するようにした技術が開示されている。また、この特許文献１の技術では、電極から引き出された信号素線を別個に設けた基板上で結線しＤＳＳＤと同様の原理を用いて読み出し回路の削減を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１１９０９５号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】放射線計測ハンドブック第３版（日刊工業新聞社）、ｐ．５５９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１の技術では、放射線の検出素子に接する電極から直接延びる信号素線をコネクタに直接挿入する構成をとっている。この信号素線は、外力に対する耐力が十分とはいえないために、検出素子をコネクタから着脱するに際にダメージを与えないように注意を払う必要がある。また、画素を高密度化させて放射線の撮像面を形成する場合、信号素線の本数が増加し、かつ、信号素線の密度も増加するため、電気的な短絡が生じないよう設計面において絶縁性に十分配慮する必要があり、高密度化の目的が十分に達成されない場合もある。
【０００９】
本発明は、係る問題を解決することを課題とし、画像の画質を向上させかつ放射線の検出素子の実装及び組立を容易にする放射線検出モジュール、並びに放射線撮像装置を提供することを目的にする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記した課題を解決するために本発明は、放射線検出モジュールにおいて、一つの画素に対応して設けられる第１電極が半導体部材の片側に複数配列して設けられるとともに、半導体部材の反対側に複数の画素にまたがって第２電極が設けられて、放射線が入射すると第１電極及び第２電極に検出信号を出力する放射線検出素子と、放射線の入射方向に沿って立設するとともに、入射方向とは直交方向に配列する複数の放射線検出素子を支持する支持基板と、外部の連結部に着脱自在に連結するとともに、放射線検出素子へのバイアス電圧を連結部から供給され、検出信号をこの連結部に出力し、支持基板をこの連結部に対して機械的に保持させる接続部と、を備え、
複数の第１電極が支持基板上で接続され、第１電極及び第２電極からの検出信号を同時計測することでモジュール内の放射線の入射位置を特定することを特徴とする。
【００１１】
このように発明が構成されることにより、外部に引き出す信号線の数が減り、外部の連結部とこの連結部に支持基板を保持させる接続部との構造を簡単にすることができ、隣接する放射線検出モジュールの間隔を狭めて配列することができる。
ｎ個の画素を有する放射線検出素子をｍ個配列させれば、一つの放射線検出モジュールにｍ×ｎ個の画素を設けながら検出信号の読み取り配線をｍ＋ｎ本に減らすことができる。さらに、従来、抵抗器やコンデンサは、連結部が設けられる外部側に配置されるものであるが、支持基板の空いているスペースに移動させることにより、この外部側における配線の集積度を緩和させることができ、かつ、高電圧の直流成分は減少又は遮断されるために、接続部及び連結部における配線同士の信号接点部分に高電圧が付与される部分が減少する。また、画素の単位集合体を長方形にすることで、画素の一つが故障した場合であっても、周辺の画素データからデータ補完することが可能である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、画像の画質が向上しかつ検出素子の実装及び保守を容易にする放射線検出モジュール、並びに放射線撮像装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る放射線撮像装置を示す全体図である。
【図２】本発明の実施形態に係る放射線撮像装置の内部構造図である。
【図３】（ａ）は本発明の実施形態に係る放射線検出モジュールの斜視図であり、（ｂ）はこの放射線検出モジュールに適用される放射線検出素子である。
【図４】（ａ）は実施形態に係る放射線検出モジュールの上面図であり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は変形例に係る上面図であり、（ｄ）は変形例に係る側面図である。
【図５】実施形態に係る放射線検出モジュールの回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態に係る放射線撮像装置及び放射線検出モジュールについて図面を参照しながら詳細に説明する。ここでは、放射線の一種であるガンマ線を検出する半導体ガンマカメラ装置を例にとり説明する。
図１の全体図に示されるように放射線撮像装置１０は、放射線の入射面となるように配置されるコリメータ１３をフレーム１５ａに固定した撮像部１５と、この撮像部１５からのデータをケーブル１２により収集し画像を表示する画像表示部１１と、から構成される。
なお、フレーム１５ａの内部空間には、後の図面を参照して説明する放射線撮像装置１０の要部構成が収容されている。
【００１５】
一般に、ガンマカメラ（放射線撮像装置１０）の撮像対象物には、数十ｋｅＶから数百ｋｅＶ程度のエネルギーを持ったガンマ線（放射線）を発生する放射性物質が使われる。そして、撮像部１５に入射する１つの放射線のイベント毎に計測を行い、その積算により得た画像を画像表示部１１に表示する。
コリメータ１３は鉛等、放射線遮蔽能力が高い物質で構成され、特定方向（図中、Ｚ軸方向）から入射する放射線のみが通過するように、細長い穴の開口１３ａが多数設けられている。そして、撮像部１５の外部に配置されている放射線源（図示略）から出た放射線がコリメータ１３を通過すると、撮像部１５に放射線の輝度分布の平面像が結ばれる。
【００１６】
そして、平面像として結ばれた放射線の輝度分布は、撮像部１５内部の放射線検出モジュール２０（図２参照）及び信号検知部１４において処理され、放射線の検出位置や放射線の検出エネルギー等の情報をデジタルデータに変換してから画像表示部１１に送られる。この画像表示部１１においては、送られてきたデジタルデータの検出位置及びエネルギーに基づいて、さらに予め収集された補正データ等を使用して画像を作成し、画面に表示する。
なお、核医学診断装置の一種である、ＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computer Tomography）においては、放射性薬剤を投与した被験者の周囲にこの撮像部１５を回転させたり複数配置したりすることにより、この被験者の立体的な断面像情報を得ることができる。
【００１７】
図２の部分分解斜視図は、フレーム１５ａ（図１参照）に内部収容されている構造物を示している。
この内部構造物は、入射する放射線を検出する複数の放射線検出モジュール２０が、コリメータ１３の内側に対して並行となるように、平面配置されている。そして、これら複数の放射線検出モジュール２０は、その接続部２１ａにおいて、信号検知部１４の表面に設けられている連結部１４ｃに対し着脱自在となっている。
【００１８】
このように、接続部２１ａは、外部の連結部１４ｃに放射線検出モジュール２０を機械的に保持させる以外に、信号検知部１４側から供給されるバイアス電圧をこの連結部１４ｃを経由し放射線検出モジュール２０に供給したり、放射線検出モジュール２０が放射線を検出して出力した検出信号をこの連結部１４ｃを経由して信号検知部１４側に導いたりする。
接続部２１ａは、接点２２（図３（ａ）参照）の面において、連結部１４ｃの接点（不図示）に機械的に接触することにより電気的な導通を得ている。また、接続部２１ａは、図示されるような支持基板２１の延長面に形成されたものに限定されることはなく、ピン挿入式やベローズ式のコネクタが採用される場合もある。
【００１９】
信号検知部１４は、放射線を検出した放射線検出モジュール２０から導かれるアナログの微小な電気信号（検出信号）を増幅し、検知するものである。さらに信号検知部１４には高電圧発生回路が含まれており、放射線検出モジュール２０に高電圧のバイアス電圧を供給する。
また検出信号の増幅、検知を行う回路は、システムの仕様に基づいてカスタムメイドで設計・製造されたＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）である。そして、このＡＳＩＣは、増幅した検出信号の波高値を計測する。次に、この波高値に、その検出信号を検出した時刻情報と、この検出信号を出力した検出画素Ｐｎ（図４（ａ）参照）のアドレス情報とが付加されてデジタル信号が形成される。そしてこのデジタル信号がケーブル１２（図１参照）を経由して画像表示部１１に送られることになる。
なお、ここで検出画素Ｐｎのアドレス情報は、後記するように二値情報で表される。
【００２０】
図３（ａ）の斜視図に示されるように放射線検出モジュール２０は、接続部２１ａが縁端に形成されている支持基板２１と、この支持基板２１上に搭載される複数の放射線検出素子３０（３０Ａ〜３０Ｆ）、低圧バイアス抵抗２３ｎ（ｎ＝１〜８）、低圧カップリングコンデンサ２４ｎ（ｎ＝１〜８）、高圧バイアス抵抗２５ｍ（ｍ＝Ａ〜Ｆ）、高圧カップリングコンデンサ２６ｍ（ｍ＝Ａ〜Ｆ）とから構成される。
【００２１】
放射線検出素子３０は、放射線の入射方向（図１のＺ軸）に沿って立設する支持基板２１の表面に、この入射方向とは直交方向に複数が配列される（図では符号３０Ａ〜３０Ｃが片面に、３０Ｄ〜３０Ｆが反対面にそれぞれ３個ずつ合計６個）。
そして、一つの放射線検出素子３０を構成する半導体部材１には、図３（ｂ）に示されるように、複数の検出画素Ｐｎ（図では符号Ｐ１からＰ８までの８個）が設けられている。
半導体部材１の一方側には、これら検出画素Ｐｎ（ｎ＝１〜８）のそれぞれに対応して複数の第１電極３１ｎ（ｎ＝１〜８）が、支持基板２１に対向する放射線検出素子３０の片側に分割して設けられている。さらに、半導体部材１の他方側にはこれら複数の検出画素Ｐｎ（ｎ＝１〜８）にまたがって共有される一つの第２電極３２ｍが設けられている（適宜、図４（ａ）（ｂ）参照）。
【００２２】
この放射線検出素子３０は、ＣｄＴｅやＣＺＴ等の半導体部材１からなり、その両面に配置される第１電極３１ｎ及び第２電極３２ｍは、ＰｔやＩｎをスパッタ等により結晶表面に蒸着させたものである。また、分割された第１電極３１ｎの形成方法は、蒸着する際にマスクを用いるか、面全体に蒸着した後、電極面をダイシングにより切り出すことにより行う。
なお、放射線検出素子３０として、複数の検出画素Ｐｎが一体化した半導体部材１で構成されるものを例示したが、これに限定されるものではなく、画素毎に個別に分離したものであっても良い。
【００２３】
図４（ａ）（ｂ）に部分が示されるように放射線検出モジュール２０は、支持基板２１を挟んで向かい合う第１電極３１ｎ（ｎ＝１〜８）同士は、この支持基板２１を貫通する導体３３ｎにより電気的に接続されている。ここで、支持基板２１上に搭載される第１電極３１ｎ（ｎ＝１〜８）のうち、ｎ番号が共通のものは、共通の配線に接続されることになる（適宜図５参照）。このために、例えば、支持基板２１を挟んで向かい合う第１電極３１ｎ同士については、この支持基板２１にスルーホールを空けて導体３３ｎを充填することにより電気的に連通させることができる。
【００２４】
また、変形例として図４（ｃ）（ｄ）に示されるように、それぞれ電気的に独立して支持基板２１の周縁から立設している導電板３４ｎを挟むようにして対向する二つの第１電極３１ｎ，３１ｎを配置しても良い。
【００２５】
図３（ａ）に戻って説明を続ける。
支持基板２１に搭載される高圧バイアス抵抗２５ｍ（ｍ＝Ａ〜Ｆ）、及び高圧カップリングコンデンサ２６ｍ（ｍ＝Ａ〜Ｆ）の数は、同じであり、支持基板２１に搭載されている放射線検出素子３０（３０Ａ〜３０Ｆ）の数に対応している。また、支持基板２１に搭載される低圧バイアス抵抗２３ｎ（ｎ＝１〜８）及び低圧カップリングコンデンサ２４ｎ（ｎ＝１〜８）の数は、一つの第２電極３２ｍが有する検出画素Ｐｎ（ｎ＝１〜８）の数に対応している。
なお、支持基板２１に搭載される信号処理素子としての前記した抵抗２３ｎ，２５ｍ及びコンデンサ２４ｎ，２６ｍは例示であって、その他、信号検知部１４（図２参照）の内部に搭載されている任意のものをこの支持基板２１上に移転させることができる。具体的には電極から出力される微弱なアナログ信号（検出信号）をデジタル信号に変換する前記したＡＳＩＣ等を支持基板２１に搭載することも考えられる。
【００２６】
高圧バイアス抵抗２５ｍは、第２電極３２ｍ（ｍ＝Ａ〜Ｆ）のそれぞれに各１個ずつ対応して設けられ、バイアス電圧を付与するＤＣ電源（図５参照）との間に接続されている。そして、高圧バイアス抵抗２５ｍは、電極から付与された信号がバイアス電源に流れるのを防ぐものである。（適宜図５参照）。
高圧カップリングコンデンサ２６ｍは、第２電極３２ｍ（ｍ＝Ａ〜Ｆ）のそれぞれに各１個ずつ対応して設けられ、信号検知部１４（図２参照）のＡＳＩＣ回路との間に接続されている。これにより、第２電極３２ｍから出力される検出信号のうち高圧の直流成分（ＤＣ成分）をカットして、放射線検出素子３０の内部で発生した後記する電荷生成に基づく信号成分のみが、ＡＳＩＣ回路に導かれる。
【００２７】
低圧バイアス抵抗２３ｎは、その片側が、支持基板２１上の放射線検出素子３０（３０Ａ〜３０Ｆ）のうちｎ番号が対応する第１電極３１ｎの全て（６個）に接続し、その反対側がグランド電位に接続されている（適宜図５参照）。そして、低圧バイアス抵抗２３ｎは、信号がグランドに流れるのを防ぐ。
低圧カップリングコンデンサ２４ｎも、その片側が、支持基板２１上の放射線検出素子３０（３０Ａ〜３０Ｆ）のうちｎ番号が対応する第１電極３１ｎの全て（６個）に接続し、その反対側が信号検知部１４（図２参照）のＡＳＩＣ回路に接続している。これにより、第１電極３１ｎから出力される検出信号のうち低圧の直流成分（ＤＣ成分）をカットして、放射線検出素子３０の内部で発生した後記する電荷発生に基づく信号成分のみが、ＡＳＩＣ回路に導かれる。
低圧バイアス抵抗２３ｎおよび低圧カップリングコンデンサ２４ｎは支持基板２１に搭載せずに、ＡＳＩＣ内に特殊な回路として形成しても良い。
【００２８】
次に図４（ｂ）の側面図を参照して放射線検出モジュール２０における放射線の検出原理について説明する。
放射線が、放射線検出素子３０のいずれかの検出画素Ｐｎに入射すると、半導体部材１内で電荷生成により電子・正孔の対ができる。そして、この半導体部材１内には、両端の第１電極３１ｎ及び第２電極３２ｍにより高電界が付与されているために、生成した電子・正孔は、それぞれ反対方向に向かって移動し、第１電極３１ｎ及び第２電極３２ｍに引き寄せられる。
このように、放射線が入射すると電気信号に変換され、第１電極３１ｎ及び第２電極３２ｍから出力される検出信号は、それぞれ低圧カップリングコンデンサ２４ｎ及び高圧カップリングコンデンサ２６ｍでバイアス電圧がカットされてから、接続部２１ａを経由してＡＳＩＣ回路に導かれる。そして、このＡＳＩＣ回路において同時性を判断することにより、同時に検出信号を送信したと判断された二つの配線の情報から放射線の入射位置を特定するアドレス情報が得られる。
【００２９】
なお、以上の説明において、放射線検出素子３０は、支持基板２１の両側に配置されたものの例を示したが、片面のみに配置されたものでも良い。また説明においては、放射線検出モジュール２０として、一つの放射線検出素子３０に検出画素Ｐｎが８個配置され（ｎ＝８）、さらに一つの支持基板２１に６個の放射線検出素子３０（ｍ＝６）を搭載したものを例示した。これにより、ｍ×ｎの画素数において、検出信号の読み取り配線の本数をｍ＋ｎとすることができる（その他に、グランド配線、バイアス電圧配線が必要である）。
ここで、ｍ，ｎの数は、特に限定はないが、説明において理解の混乱を避けるためにｍ≠ｎのものを例示したが、ｍ＝ｎとしたほうが画素数に対する配線の本数の削減効果が得られる。
また、実施形態においては、第２電極３２ｍに負のバイアス電圧が付与されている場合が例示されているが（図４（ｂ）参照）、正のバイアス電圧を付与しても良い。
【００３０】
図５を用いて放射線検出モジュール２０の回路の説明をする。
全ての放射線検出素子３０（３０Ａ〜３０Ｆ）に配置されている第２電極３２ｍ（図４参照）からの配線は、対応する高圧バイアス抵抗２５ｍ（２５Ａ〜２５Ｆ）を介して高圧バイアス配線２８に接続されている。
そして、この高圧バイアス配線２８には、−５００Ｖ程度の高電圧が付与されている。なお高圧バイアス電圧は放射線検出素子３０のダイオード特性の向きや厚みにあわせて電圧の向きや電圧値が適宜設定される。
【００３１】
さらに、それぞれの第２電極３２ｍからの配線には、高圧カップリングコンデンサ２６ｍ（２６Ａ〜２６Ｆ）が接続されており、この第２電極３２ｍに加えられているバイアス電圧（ＤＣ電圧成分）をカットし、放射線検出素子３０から出力された検出信号のみを通過させる。このバイアス電圧がカットされた検出信号は接続部２１ａを介して放射線検出モジュール２０の外に取り出される。このように、放射線検出モジュール２０の内部において高ＤＣ電圧成分をカットすることで、接続部２１ａ(図３（ａ）)の接点２２に高電圧が印加される部分が減じ、信頼性が向上する。
そして、高電圧が付与されている第２電極３２ｍから検出信号を取り出す配線は、Ａ〜Ｆの合計６本あるが、高電圧が付与されているのは高圧バイアス配線２８（図５参照）だけであるので、接続部２１ａ及び連結部１４ｃの絶縁性を確保するための構造は比較的簡単ですむ。
【００３２】
支持基盤２１（図４参照）に対向する放射線検出素子３０（３０Ａ〜３０Ｆ）のうちｎ番号（ｎ=１〜８）が対応する第１電極３１ｎの全て６個は互いに１本の配線（以下、「第１電極３１ｎからの配線」と称する）に接続し、低圧バイアス抵抗２３ｎ（ｎ=１〜８）を介してグランド配線ＧＮＤに接続される。また、第１電極３１ｎからの配線は、低圧カップリングコンデンサ２４ｎが接続されている。この低圧カップリングコンデンサ２４ｎにより、第１電極３１ｎから出力される検出信号のうちＤＣ電圧成分がカットされる。これにより、第１電極３１ｎが出力する検出信号を伝達する読み出し回路の総本数を削減できる。
【００３３】
次に、図５の回路図を参照し、放射線検出モジュール２０に放射線が入射した際の動作を説明する。例えば、放射線検出素子３０Ａにおける第１番の検出画素Ｐ１に放射線が入射したとする。この第１番の検出画素Ｐ１の内部で、電子・正孔の対が生成し、バイアス電圧により第１電極３１ｎ（ｎ＝１）に電子が、第２電極３２ｍ（ｍ＝１）に正孔が移動して電気信号（検出信号）が発生する。
この検出信号は対応する第１電極３１ｎ（ｎ＝１）及び第２電極３２ｍ（ｍ＝１）に接続されている第１番の配線及び第Ａ番の配線を伝って、図示略の信号検知部に検知される。
この信号検知部においては、第１番の配線及び第Ａ番の配線において検出信号を同時検知したことにより、放射線検出素子３０Ａにおける第１番の検出画素Ｐ１に放射線が入射したと判断する。これにより、支持基板２１において各放射線検出素子３０を接続することで、擬似的に従来のＤＳＳＤと同様な直行する信号読み出し回路を形成し、検出信号の同時判定により放射線の入射位置を特定することを特徴とする。
【００３４】
図５の回路図においては、８個の検出画素Ｐｎ（ｎ＝１〜８）を持つ放射線検出素子３０を６個（ｍ＝１〜６）用いて４８画素の放射線検出モジュール２０を、１４個の読み出し回路を用いて読み出す場合について説明した。しかし、検出画素Ｐｎの数はこれに固定されるものではない。さらに、前記したように、検出画素Ｐｎの数に対し読み出し回路の本数の割合がもっとも小さくなるのはｍ＝ｎの場合となる。また、本実施例では検出画素Ｐｎは、すべての放射線検出素子３０において１から８の順番に並べているが、個々の放射線検出素子３０において１から８の番号を重複して持たなければ検出は可能あり、画素が順番に並ばず、たとえば放射線検出素子３０Ａ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｆは１から８の順番で並び、放射線検出素子３０Ｂ，３０Ｅは逆に８から１の順番で並べても良い。
【００３５】
また、本発明においては、一つの放射線検出モジュール２０において、複数の放射線検出素子３０が一方向に細長く配列していることにより、この一つの放射線検出モジュール２０が故障した際の影響を低減することができる。すなわち、一つの放射線検出モジュール２０が故障した場合に得られる欠損する画像部分は、隣接する正常な放射線検出モジュール２０の画像データを用いて補完することができる。
【００３６】
また、放射線の入射が一部に集中した場合においても、この放射線の照射面は、通常ある程度の広がりを持っているため、細長い形状を有する放射線検出モジュール２０は複数でこの放射線の照射面の検出を分担することになる。このために、放射線検出モジュール２０から出力される検出信号が分散し、デッドタイムが低減し、データの信頼性が向上する。
【００３７】
また、コンデンサ、抵抗器等の信号処理素子を支持基板２１上に配置することができることにより、接続部２１ａと連結部１４ｃにおける接点２２の一部にのみ、つまり、前記高圧バイアス配線２８にのみ高電圧を供給するだけで済み、絶縁構造を簡単にすることができる。
さらに、検出画素Ｐｎに対する配線の集積度を低減させることができるので、検出画素Ｐｎをより高密度にすることができるために、画像を高画質化することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１ 半導体部材
１０ 放射線撮像装置
１１ 画像表示部
１４ 信号検知部
１４ｃ 連結部
１５ 撮像部
２０ 放射線検出モジュール
２１ 支持基板
２１ａ 接続部
２２ 接点
２３ｎ 低圧バイアス抵抗（信号処理素子）
２４ｎ 低圧カップリングコンデンサ（信号処理素子）
２５ｍ 高圧バイアス抵抗（信号処理素子）
２６ｍ 高圧カップリングコンデンサ（信号処理素子）
３０，３０Ａ〜３０Ｆ 放射線検出素子
３１ｎ 第１電極
３２ｍ 第２電極
２８ 高圧バイアス配線
Ｐｎ，Ｐ１〜Ｐ８ 検出画素（画素）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素を含む半導体部材と、一つの画素に対応して設けられる第１電極が前記半導体部材の片側に複数配列して設けられるとともに、前記半導体部材の反対側に複数の前記画素にまたがって第２電極が設けられて、放射線が入射すると前記第１電極及び第２電極に検出信号を出力する放射線検出素子と、
前記放射線の入射方向に沿って立設するとともに、前記入射方向とは直交方向に配列する複数の前記放射線検出素子を支持する支持基板と、
外部の連結部に着脱自在に連結するとともに、前記放射線検出素子へのバイアス電圧を前記連結部から供給され、前記検出信号をこの連結部に出力し、前記支持基板をこの連結部に対して機械的に保持させる接続部と、を備え、
複数の前記第１電極が前記支持基板上で接続され、前記第１電極及び第２電極からの前記検出信号を同時計測することでモジュール内の放射線の入射位置を特定することを特徴とする放射線検出モジュール。
【請求項２】
前記放射線検出素子は、前記支持基板を挟む位置に二列に配列していることを特徴とする請求項１に記載の放射線検出モジュール。
【請求項３】
前記放射線検出素子は、前記支持基板の片面に配列していることを特徴とする請求項１に記載の放射線検出モジュール。
【請求項４】
前記支持基板にバイアス電圧供給用の抵抗と、信号取り出し用のコンデンサを備えたことを特徴とする請求項１に記載の放射線検出モジュール。
【請求項５】
前記放射線検出素子は、一つの前記半導体部材に複数の前記画素が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の放射線検出モジュール。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の放射線検出モジュールの複数を、前記放射線が垂直に入射するように平面状に配置させてなることを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１】
複数の画素を含む半導体部材と、一つの画素に対応して設けられる第１電極が前記半導体部材の片側に複数配列して設けられるとともに、前記半導体部材の反対側に複数の前記画素にまたがって第２電極が設けられて、放射線が入射すると前記第１電極及び第２電極に検出信号を出力する放射線検出素子と、
前記放射線の入射方向に沿って立設するとともに、前記入射方向とは直交方向に配列する複数の前記放射線検出素子を支持する支持基板と、
外部の連結部に着脱自在に連結するとともに、前記放射線検出素子へのバイアス電圧を前記連結部から供給され、前記検出信号をこの連結部に出力し、前記支持基板をこの連結部に対して機械的に保持させる接続部と、を備え、
複数の前記第１電極が前記支持基板上で接続され、前記第１電極及び第２電極からの前記検出信号を同時計測することでモジュール内の放射線の入射位置を特定することを特徴とする放射線検出モジュール。
【請求項２】
前記放射線検出素子は、前記支持基板を挟む位置に二列に配列していることを特徴とする請求項１に記載の放射線検出モジュール。
【請求項３】
前記放射線検出素子は、前記支持基板の片面に配列していることを特徴とする請求項１に記載の放射線検出モジュール。
【請求項４】
前記支持基板にバイアス電圧供給用の抵抗と、信号取り出し用のコンデンサを備えたことを特徴とする請求項１に記載の放射線検出モジュール。
【請求項５】
前記放射線検出素子は、一つの前記半導体部材に複数の前記画素が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の放射線検出モジュール。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の放射線検出モジュールの複数を、前記放射線が垂直に入射するように平面状に配置させてなることを特徴とする放射線撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１９０６６５（Ｐ２０１０−１９０６６５Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３４１４７（Ｐ２００９−３４１４７）
【出願日】平成２１年２月１７日（２００９．２．１７）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１７日（２００９．２．１７）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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