放射線検出モジュール
【課題】組立て性に優れた放射線検出モジュールを提供する。
【解決手段】本発明に係る放射線検出モジュールは、複数の半導体素子が搭載される放射線検出基板と、放射線検出基板を保持する固定部材と、放射線検出基板に接続される回路基板とを備え、放射線検出基板が、エッジ部を一端に有する基板と、基板と接続する複数の半導体素子と、複数の半導体素子それぞれに接続する配線パターンを有するフレキシブル基板とを有し、固定部材が、底部と、第１側面部と、第２側面部とを含み、第１側面部と第２側面部とのそれぞれに設けられ、放射線検出基板を支持する基板支持部とを有する。
【解決手段】本発明に係る放射線検出モジュールは、複数の半導体素子が搭載される放射線検出基板と、放射線検出基板を保持する固定部材と、放射線検出基板に接続される回路基板とを備え、放射線検出基板が、エッジ部を一端に有する基板と、基板と接続する複数の半導体素子と、複数の半導体素子それぞれに接続する配線パターンを有するフレキシブル基板とを有し、固定部材が、底部と、第１側面部と、第２側面部とを含み、第１側面部と第２側面部とのそれぞれに設けられ、放射線検出基板を支持する基板支持部とを有する。
【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に関する。特に、本発明は、携帯が容易な放射線検出装置に適用できる放射線検出モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、法線方向に沿って配置され、入射した放射線を検出する複数の検出プレートと、複数の検出プレートのそれぞれに設けられ、各検出プレートに発生した電荷を収集する電荷収集手段と、各電荷収集手段によって収集された検出プレート毎の電荷に基づいて、各検出プレートに入射した放射線の数を検出する入射数検出手段と、各検出プレートに入射した放射線の数と複数の検出プレート間の各間隔距離とに基づいて、放射線の線源までの距離を演算する距離演算手段とを有する多層放射線検出器を備えるガンマ線源の距離測定装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１に記載のガンマ線源の距離測定装置によれば、放射線源が存在する方向、又は放射線源までの距離を高い精度で計測することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３１５４６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載のガンマ線源の距離測定装置は、検出プレートを搭載する搭載基板にネジ穴を設け、このネジ穴に案内軸を通すことにより複数の検出プレートを積層させて構成されているので、複数の検出プレートのうち所定の検出プレートのみを取り除いたり、所定の検出プレートのみを調整したりすることが困難である。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、組立て性に優れた放射線検出モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するため、放射線を検出し、一方の面に第１電極を含み、他方の面に第２電極を含む複数の半導体素子が搭載される放射線検出基板と、放射線検出基板を保持する固定部材と、放射線検出基板に接続される回路基板とを備え、放射線検出基板が、回路基板に接続するエッジ部を一端に有する基板と、第１電極が基板と接続する複数の半導体素子と、複数の半導体素子それぞれの第２電極に接続する配線パターンを有するフレキシブル基板とを有し、固定部材が、底部と、底部の一端から底部の法線方向に沿って延びる第１側面部と、底部の他端から底部の法線方向に沿って延びる第２側面部とを含み、第１側面部と第２側面部とのそれぞれに設けられ、放射線検出基板を支持する基板支持部を有し、回路基板が、エッジ部を介し、複数の半導体素子に電気的に接続する放射線検出モジュールが提供される。
【０００８】
また、上記放射線検出モジュールにおいて、複数の半導体素子が、平面視にて、基板の一の辺及び当該一の辺に垂直な他の辺のそれぞれに沿って間隔をおいて配置されてもよい。
【０００９】
また、上記放射線検出モジュールにおいて、回路基板が、放射線検出基板の両端のそれぞれに接続される第１回路基板及び第２回路基板を有し、基板が、一端において第１回路基板に接続する第１エッジ部と、他端において第２回路基板に接続する第２エッジ部とを含み、複数の半導体素子が、第１エッジ部に電気的に接続される複数の第１半導体素子と、第２のエッジ部に電気的に接続される複数の第２半導体素子とを含み、フレキシブル基板が、複数の第１半導体素子それぞれに接続する第１フレキシブル基板と、複数の第２半導体素子それぞれに接続する第２フレキシブル基板とを含み、第１回路基板が、複数の第１半導体素子に電気的に接続する集積回路を有し、第２回路基板が、複数の第２半導体素子に電気的に接続する集積回路を有し、第１回路基板と第２回路基板との間に、放射線検出基板が設けられてもよい。
【００１０】
また、上記放射線検出モジュールにおいて、複数の第１半導体素子と複数の第２半導体素子とが、電気的に切断されていてもよい。
【００１１】
また、上記放射線検出モジュールにおいて、固定部材が、放射線検出基板より放射線が入射する側に近い位置に設けられ、放射線を遮へい可能な遮へい材と、基板支持部に対し予め定められた位置に設けられ、遮へい材を支持する遮へい材支持部とを更に有することもできる。
【００１２】
また、上記放射線検出モジュールにおいて、回路基板が、一方の面、及び他方の面のそれぞれに放射線検出基板のエッジ部が挿入される回路基板側コネクタを有することもできる。
【００１３】
また、上記放射線検出モジュールにおいて、固定部材が、樹脂材料又は金属材料から形成されてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る放射線検出モジュールによれば組立て性に優れた放射線検出モジュールを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールを内蔵する放射線検出装置の概要図である。
【図２Ａ】本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールの斜視図である。
【図２Ｂ】本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールから回路基板を外した場合における斜視図である。
【図３Ａ】本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールが備える放射線検出基板の斜視図である。
【図３Ｂ】本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールが備える放射線検出基板の側面図である。
【図３Ｃ】本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールが備える放射線検出基板からフレキシブル基板を外した場合における放射線検出基板の斜視図である。
【図３Ｄ】本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールが備える放射線検出基板からフレキシブル基板を外した場合における一方の面側からの平面図である。
【図３Ｅ】本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールが備える放射線検出基板からフレキシブル基板を外した場合における他方の面側からの平面図である。
【図３Ｆ】本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールが備える放射線検出基板からフレキシブル基板を外した場合における放射線検出基板の斜視図である。
【図３Ｇ】本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールが備える放射線検出基板からフレキシブル基板を外した場合における放射線検出基板の側面図である。
【図４Ａ】本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールの固定部材の斜視図である。
【図４Ｂ】本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールの固定部材の側面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールの回路基板の斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールの側面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールの側面の概要図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールにおける角度分解能の概要の説明図である。
【図９】本発明の実施の形態の変形例に係る放射線モジュールの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［実施の形態の要約］
γ線、Ｘ線等の放射線を検出し、一方の面に第１電極を含み、他方の面に第２電極を含む複数の半導体素子が搭載される放射線検出基板と、前記放射線検出基板を保持する固定部材と、前記放射線検出基板に接続される回路基板とを備える放射線検出モジュールにおいて、前記放射線検出基板が、前記回路基板に接続するエッジ部を一端に有する基板と、前記第１電極が前記基板と接続する複数の半導体素子と、前記複数の半導体素子それぞれの前記第２電極に接続する配線パターンを有するフレキシブル基板とを有し、前記固定部材が、底部と、前記底部の一端から前記底部の法線方向に沿って延びる第１側面部と、前記底部の他端から前記底部の法線方向に沿って延びる第２側面部とを含み、前記第１側面部と前記第２側面部とのそれぞれに設けられ、前記放射線検出基板を支持する基板支持部を有し、前記回路基板が、前記エッジ部を介し、前記複数の半導体素子に電気的に接続する放射線検出モジュールが提供される。
【００１７】
［実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールを内蔵する放射線検出装置の一例を示す
【００１８】
本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュール１を内蔵する放射線検出装置２は、ハンディタイプの放射線検出装置２であり、核物質の探査をすることができる。具体的に、放射線検出装置２は、γ線、Ｘ線等の放射線２００ａ乃至２００ｄを検出する放射線検出モジュール１と、放射線検出モジュール１の検出結果を処理するデータ処理部と、データ処理部の処理結果を外部の通信端末等に送信する通信部と、データ処理部等に電源を供給する電源供給部とを備え、γ線、Ｘ線等の放射線２００ａ乃至２００ｄの放射線源の位置を特定することができる。また、放射線検出装置２は、携帯が容易な小型の形状を有している。例えば、放射線検出装置２は、把持部３を備え、略直方体を有する形態（例えば、図１参照）、又は懐中電灯のように円筒形状を有する形態（図示しない）等、携帯しやすい形状に形成することができる。
【００１９】
（放射線検出モジュール１の構成の概要）
図２Ａは、本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールの斜視図の一例を示す。更に、図２Ｂは、本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールから回路基板を外した場合における斜視図の一例を示す。
【００２０】
本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュール１は、放射線を検出可能な複数の半導体素子（例えば、半導体素子１００）が搭載されたカードタイプの複数の放射線検出基板（例えば、放射線検出基板１０、放射線検出基板１１、及び放射線検出基板１２）と、放射線検出モジュール１に入射する放射線（例えば、放射線２００ａ）の一部を遮へい可能な遮へい材２０と、複数の放射線検出基板の外周の少なくとも一部を保持すると共に、複数の放射線検出基板に対し、遮へい材２０を予め定められた位置に固定する固定部材３０とを備える。なお、放射線検出基板は、一枚以上であれば上記の例に限られない。この場合、固定部材３０は、放射線検出モジュール１が備える放射線検出基板の枚数に応じ、全ての放射線検出基板を保持することができるように形成される。
【００２１】
また、本実施の形態に係る放射線検出モジュール１は、複数の放射線検出基板のそれぞれが一方の端と他方の端とに有するエッジ部１２０のそれぞれに電気的に接続されると共に、複数の集積回路４００が搭載されている第１回路基板としての回路基板４０、及び第２回路基板としての回路基板４２を更に備える。複数の放射線検出基板はそれぞれ、回路基板４０と回路基板４２とに挟まれる。そして、複数の半導体素子はそれぞれ、エッジ部１２０を介し、回路基板４０又は回路基板４２に電気的に接続する。更に、放射線検出モジュール１は、回路基板４０が挿入されるコネクタ５５と、回路基板４２が挿入されるコネクタ（図示しない）とを有するマザーボード５０を備える。コネクタ５５は、マザーボート５０の一辺近傍に設けられ、回路基板４２が挿入されるコネクタは当該一辺の対辺近傍に設けられる。
【００２２】
すなわち、マザーボート５０の表面上に固定部材３０が搭載され、固定部材３０に複数枚の放射線検出基板と遮へい材２０とが固定され、更に、複数の放射線検出基板のそれぞれに接続される回路基板４０と回路基板４２とがマザーボード５０に固定されることにより、放射線検出モジュール１が構成される。なお、放射線検出モジュール１は、複数の放射線検出基板、遮へい材２０、固定部材３０、回路基板４０及び回路基板４２、並びにマザーボード５０を格納するケース部材を更に備えることもできる。
【００２３】
また、詳細は後述するが、固定部材３０は、底部３００と、底部３００の一端から底部３００の法線方向に沿って延びる第１側面部３１０と、底部３００の他端から底部３００の法線方向（ただし、第１側面部３１０が延びる方向と同一方向）に沿って延びる第２側面部３２０とを有して形成される（図２Ｂ参照）。そして、第１側面部３１０及び第２側面部３２０はそれぞれ、複数の放射線検出基板のそれぞれを支持する基板支持部３３０と、基板支持部３３０に対し、予め定められた位置に設けられ、遮へい材２０を支持する遮へい材支持部３４０とを有する。
【００２４】
（遮へい材２０）
遮へい材２０は、放射線検出基板（例えば、放射線検出基板１０、放射線検出基板１１、及び放射線検出基板１２）より放射線が入射する側に近い位置に設けられる。例えば、遮へい材２０は、複数の半導体素子（例えば、半導体素子１００等）の直上を除く位置に設けられる。また、遮へい材２０は、平坦面を含む柱状を有して形成される。そして、遮へい材２０は、放射線を遮へい可能な材料、例えば、鉛若しくはタングステンを含んで形成される。
【００２５】
（放射線検出基板１０）
図３Ａは、本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールが備える放射線検出基板の斜視図の一例を示し、図３Ｂは、本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールが備える放射線検出基板の側面図の一例を示す。
【００２６】
第１の放射線検出基板としての放射線検出基板１０は、ガラスエポキシ基板等から構成され、平面視にて略長方形状の基板としてのリジッド基板１１０と、リジッド基板１１０の両端（例えば、両短辺の端部）に形成されるエッジ部１２０と、リジッド基板１１０の一方の表面に搭載される第１のエネルギー検出用の複数の半導体素子１０１と、リジッド基板１１０の他方の表面に搭載される第１のエネルギーより高いエネルギーの第２のエネルギー検出用としての複数の半導体素子１００とを有する。ここで、複数の半導体素子１０１は、放射線の入射側に設けられる。また、一方の端の第１エッジ部としてのエッジ部１２０は第１回路基板としての回路基板４０に接続し、他方の端の第２エッジ部としてのエッジ部１２０は第２回路基板としての回路基板４２に接続する。
【００２７】
複数の半導体素子１００及び複数の半導体素子１０１にはそれぞれ、リジッド基板１１０側の面に、リジッド基板１１０に予め設けられた配線部に電気的に接続する第１電極が設けられ、第１電極が設けられている面の反対の面に第２電極が設けられている。また、放射線検出基板１０が有する半導体素子１００及び半導体素子１０１の数は、放射線検出モジュール１の用途に応じ、適宜変更できる。更に、リジッド基板１１０の一方の面及び他方の面に搭載される半導体素子を、同一の半導体素子にすることもできる。
【００２８】
また、放射線検出基板１０は、一方のエッジ部１２０側の複数の第１半導体素子としての複数の半導体素子１０１の第２電極に電気的に接続する配線パターンを含み、可撓性を有する第１フレキシブル基板としてのフレキシブル基板１２０ａと、他方のエッジ部１２０側の複数の第２半導体素子としての複数の半導体素子１０１の第２電極に電気的に接続する配線パターンを含み、フレキシブル基板１２０ａとは電気的に導通しない第２フレキシブル基板としてのフレキシブル基板１２０ｂとを有する。
【００２９】
同様に、放射線検出基板１０は、一方のエッジ部１２０側の複数の半導体素子１００に電気的に接続する配線パターンを含むフレキシブル基板１２２ａと、他方のエッジ部１２０側の複数の半導体素子１００に電気的に接続する配線パターンを含み、フレキシブル基板１２２ａとは電気的に導通しないフレキシブル基板１２２ｂとを有する。そして、フレキシブル基板１２０ａ及び１２２ａはそれぞれ回路基板４０に電気的に接続され、フレキシブル基板１２０ｂ及び１２２ｂはそれぞれ、回路基板４２に電気的に接続される。これにより、第１エッジ部としてのエッジ部１２０に電気的に接続している複数の半導体素子と、第２エッジ部としてのエッジ部１２０に電気的に接続している複数の半導体素子とが電気的に切断される。
【００３０】
ここで、半導体素子１００及び半導体素子１０１としては、ＣｄＴｅ素子、ＣｄＺｎＴｅ（ＣＺＴ）素子、ＨｇＩ２素子等を用いることができる。また、半導体素子１００と半導体素子１０１とはそれぞれ同一又は異なる材料を用いて形成することができる。更に、半導体素子１００及び半導体素子１０１は、平面視にて長方形状又は正方形状に形成することができる。そして、一例として、半導体素子の厚さを変えることにより、検出可能である放射線のエネルギー帯域を調整することができる。この場合において、より低いエネルギーの放射線を検出する半導体素子は、放射線の入射側により近い位置に配置されることが好ましい。
【００３１】
図３Ｃは、本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールが備える放射線検出基板からフレキシブル基板を外した場合における放射線検出基板の斜視図の一例を示す。また、図３Ｄは、本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールが備える放射線検出基板からフレキシブル基板を外した場合における一方の面側からの平面図の一例を示し、図３Ｅは、本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールが備える放射線検出基板からフレキシブル基板を外した場合における他方の面側からの平面図の一例を示す。
【００３２】
図３Ｃ及び図３Ｄに示すように、複数の半導体素子１０１は、平面視にて、リジッド基板１１０の一方の面に格子状に配置される。すなわち、複数の半導体素子１０１は、リジッド基板１１０の長手方向及び短手方向のそれぞれに予め定められた間隔をおいて配置される。また、図３Ｅに示すように、複数の半導体素子１００についても同様に、リジッド基板１１０の他方の面の長手方向及び短手方向のそれぞれに予め定められた間隔をおいて配置される。
【００３３】
（放射線検出基板１２）
図３Ｆは、本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールが備える放射線検出基板からフレキシブル基板を外した場合における放射線検出基板の斜視図の一例を示し、図３Ｇは、本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールが備える放射線検出基板からフレキシブル基板を外した場合における放射線検出基板の側面図の一例を示す。
【００３４】
第２の放射線検出基板としての放射線検出基板１１及び／又は放射線検出基板１２は、第１の放射線検出基板としての放射線検出基板１０より、放射線の入射側から遠い位置に配置される。例えば、図２Ｂにおいて示したように、放射線の入射側から放射線検出基板１０、放射線検出基板１１、放射線検出基板１２の順に配置される。そして、放射線検出基板１１及び／又は放射線検出基板１２は、放射線検出基板１０に搭載される半導体素子（例えば、半導体素子１００）の平面視における大きさより小さい大きさの半導体素子（例えば、半導体素子１０２）を有する。
【００３５】
図３Ｆ及び図３Ｇにおいては、一例として、放射線検出基板１２の例を示す。放射線検出基板１２は、搭載される半導体素子の大きさが放射線検出基板１０の場合と異なる点を除き、放射線検出基板１０と略同一の構成を有する。
【００３６】
具体的に、放射線検出基板１２は、放射線検出基板１０に搭載される半導体素子１００の平面視における大きさより小さい大きさの半導体素子１０２を有する。すなわち、第１の位置に放射線検出基板（例えば、放射線検出基板１０）が配置され、第１の位置より放射線の入射側から離れた第２の位置に放射線検出基板（例えば、放射線検出基板１２）が配置される場合に、第１の位置に配置される放射線検出基板が有する半導体素子より平面視における大きさが小さい半導体素子（すなわち、横幅が第１の位置に配置される放射線検出基板が有する半導体素子より狭い半導体素子）を、第２の放射線検出基板としての放射線検出基板１２は有する。なお、第２の放射線検出基板としての放射線検出基板１２は、搭載される半導体素子の少なくとも一部に、第１の位置に配置される放射線検出基板が有する半導体素子より平面視における大きさが小さい半導体素子を有していればよい。
【００３７】
（固定部材３０）
図４Ａは、本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールの固定部材の斜視図の一例を示し、図４Ｂは、本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールの固定部材の側面図の一例を示す。
【００３８】
固定部材３０は、底板部３０２を含む底部３００と、第１側面部３１０と、第２側面部３２０とを有して形成される。そして、第１側面部３１０及び第２側面部３２０はそれぞれ、複数の放射線検出基板のそれぞれを支持する基板支持部３３０と、遮へい材２０を支持する遮へい材支持部３４０とを有する。ここで、底部３００、第１側面部３１０、及び第２側面部３２０は、一体構造を有して形成することができる。
【００３９】
固定部材３０は、遮へい材より多くの放射線を透過する材料を用いて形成できる。具体的には、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリイミド樹脂（ＰＩ）、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）等の樹脂材料を用い、寸法精度がよい射出成型又は切削加工により形成できる。また、固定部材３０は、アルミニウム、ステンレス等の金属材料から形成することもできる。なお、固定部材３０を樹脂から形成する場合、複数の放射線検出基板の遮へい材２０に対する位置精度の確保、及び機械的強度の確保を目的として、ＰＰＳから形成することが好ましい。
【００４０】
第１側面部３１０と第２側面部３２０とは底部３００の一端又は他端に設けられる点を除き、互いに略同一の構成及び機能を有するので、以下、第１側面部３１０について説明する。ただし、遮へい材支持部３４０については、説明の便宜上、第２側面部３２０に設けられている遮へい材支持部３４０について説明する。
【００４１】
第１側面部３１０は、底板部３０２の一の隅から底板部３０２の法線方向に沿って延びる柱部３１０ａと、端部に当該一の隅を含む底板部３０２の一辺に沿って延び、柱部３１０ａの先端部に連結している梁部３１０ｄと、梁部３１０ｄの柱部３１０ａに連結している一方の端の反対側の他方の端から底板部３０２に向けて延び、底板部３０２に連結している柱部３１０ｃと、柱部３１０ａと柱部３１０ｃとの間であって、梁部３１０ｄの中央領域から底板部３０２の表面に向かって延びる中間部３１０ｂとを含む。
【００４２】
基板支持部３３０は、柱部３１０ａの中間部３１０ｂ側の表面と、柱部３１０ｃの中間部３１０ｂ側の表面と、中間部３１０ｂの柱部３１０ａ側及び柱部３１０ｃ側の表面とのそれぞれに複数の溝条として形成される。そして、基板支持部３３０は、放射線検出基板の外表面に沿った平坦な支持表面３３０ａを含んで形成される。支持表面３３０ａは、一例として、底板部３０２の表面に平行に形成される。
【００４３】
遮へい材支持部３４０は、梁部３１０の中間部３１０ｂが設けられている側の反対側に設けられる。遮へい材支持部３４０は、底板部３０２に水平な表面３４０ｄと、表面３４０ｄに垂直な表面３４０ａ、表面３４０ｂ、及び表面３４０ｃを含んで形成される。表面３４０ａと表面３４０ｃとは対向する位置に設けられ、表面３４０ｃは、表面３４０ａと表面３４０ｃとに垂直に設けられる。
【００４４】
図５は、本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールの回路基板の斜視図の一例を示す。
【００４５】
第１回路基板としての回路基板４０は、複数の半導体素子に電気的に接続する複数の集積回路４００と、コネクタ５５に挿入される挿入端４０２を有する。挿入端４０２は、コネクタ５５に電気的に接続する複数の端子（図示しない）を含む。また、第２回路基板としての回路基板４２は、回路基板４０と略同一の構成及び機能を有する。ただし、第１回路基板としての回路基板４０の複数の集積回路４００は、複数の第１半導体素子（例えば、複数の半導体素子１０１等）に電気的に接続し、第２回路基板としての回路基板４２の複数の集積回路４００は、複数の第２半導体素子（例えば、上記した複数の半導体素子１０１とは電気的に接続しない複数の半導体素子１０１等）に電気的に接続する。回路基板４０及び回路基板４２はそれぞれ、例えばネジ等を用い、固定部材３０に固定することができる。
【００４６】
図６は、本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールの側面図の一例を示す。図６においては、説明の便宜上、遮へい材２０、固定部材３０、フレキシブル基板等の図示を省略している。
【００４７】
回路基板４０はマザーボート５０のコネクタ５５に挿入され、回路基板４２はマザーボート５０のコネクタ５７に挿入される。更に、放射線検出基板１０、放射線検出基板１１、及び放射線検出基板１２はそれぞれ、一端のエッジ部１２０が回路基板４０のコネクタ４０４に挿入され、他端のエッジ部１２０が回路基板４２のコネクタ４２４に挿入されている。なお、コネクタ４０４及びコネクタ４２４はそれぞれ、集積回路４００が設けられている面の反対側の面に設けられている。
【００４８】
ここで、放射線検出基板１０乃至１２に搭載されている複数の半導体素子はそれぞれ、回路基板４０又は回路基板４２のいずれかに電気的に接続されている。そして、フレキシブル基板（図示しない）はそれぞれ、各放射線検出基板の中央付近において電気的に切断され、回路基板４０又は回路基板４２のいずれかに電気的に接続する。このような構成にすることにより、各半導体素子と回路基板４０との間の配線長さを放射線検出基板の長手方向の１／２の長さ「Ｌ」以下にすることができる。
【００４９】
図７は、本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールの側面の概要を示す。
【００５０】
図７においては、説明の便宜上、回路基板４０、放射線検出基板１０、放射線検出基板１２、及び放射線検出金１１が有するフレキシブル基板の図示を省略する。
【００５１】
まず、複数の基板支持部３３０は、固定部材３０の側面からみると、それぞれ凹形状に形成される。すなわち、各基板支持部３３０は、支持表面３３０ａと、支持表面３３０ａに対向する支持表面３３０ｂと、支持表面３３０ａと支持表面３３０ｂとに垂直であり、支持表面３３０ａと支持表面３３０ｂと連結する側部３３０ｃとを含む。そして、基板支持部３３０は、放射線検出基板１１の縁の近傍を支持する。具体的には、基板支持部３３０に放射線検出基板１１が挿入され、放射線検出基板１１の基板表面１１０ａが支持表面３３０ａに接触することにより、放射線検出基板１１は基板支持部３３０に支持される。なお、一の基板支持部３３０の支持表面３３０ａと支持表面３３０ｂとの間の距離は、放射線検出基板１１の厚さ以上に設定される。
【００５２】
また、遮へい材支持部３４０は、表面３４０ａにおいて遮へい材２０の平坦面２０ａに接し、表面３４０ｃにおいて遮へい材の平坦面２０ｃに接し、表面３４０ｄにおいて平坦面２０ｂに接することにより、遮へい材２０を支持する。すなわち、固定部材３０に対する遮へい材支持部３４０の表面３４０ａ、表面３４０ｄ、表面３４０ｄの位置を制御することにより、遮へい材２０の固定部材３０に対する位置を精密に制御しつつ、遮へい材支持部３４０において遮へい材２０を支持することができる。
【００５３】
図８は、本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールにおける角度分解能の概要を説明する図である。
【００５４】
図８においては、説明の便宜上、固定部材３０、回路基板４０、回路基板４２、各フレキシブル基板等の図示を省略する。
【００５５】
遮へい材２０は、外部からの放射線を遮へいする。したがって、遮へい材２０の陰に位置する半導体素子において放射線は検出されないので、放射線を検出した半導体素子と、放射線を検出しない半導体素子との受光カウント比と放射線の入射角とから放射線源の位置を特定できる。
【００５６】
ここで、本実施の形態においては放射線の入射側に配置される半導体素子１００の平面視における大きさより、放射線の入射側から離れた位置に配置される半導体素子１０２の平面視における大きさが小さい。これにより、放射線検出モジュール１に入射する放射線の入射角度の分解能を向上させることができる。なお、図８に示すように、本実施の形態においては、複数の放射線検出基板を所定の間隔をおいて重ねて配置する。これにより、平面視において半導体素子１００乃至半導体素子１０２が重なった構造になっているので、放射線の散乱角の計算、及び散乱した放射線の計算に要するデータの収集を容易にすることができる。
【００５７】
図９は、本発明の実施の形態の変形例に係る放射線モジュールの側面の概要を示す。なお、図９においては、説明の便宜上、遮へい材２０、固定部材３０、回路基板４０、回路基板４２、半導体素子、及びフレキシブル基板等の図示を省略する。
【００５８】
本実施の形態の変形例に係る放射線モジュールにおいては、マザーボード５０の略中央付近に設けられたマザーボード側コネクタとしてのコネクタ５９に回路基板４４の端部が挿入される。なお、回路基板４４を中心として、回路基板４４の一方の面側から所定の位置に固定部材３０の第１側面部３１０が位置し、回路基板４４の他方の面側から所定の位置に固定部材３０の第２側面部３２０が位置するように、固定部材３０がマザーボード５０上に取り付けられる。
【００５９】
そして、回路基板４０の一方の面と他方の面とのそれぞれには、放射線検出基板が挿入される回路基板側コネクタとしての複数のコネクタ４４０が設けられる。そして、複数のコネクタ４４０のそれぞれに、放射線検出基板のエッジ部１２０が挿入される。なお、放射線検出基板は、固定部材３０の基板支持部３３０に沿ってコネクタ４４０に挿入される。これにより、変形例に係る放射線モジュールが構成される。なお、変形例においては、マザーボート５０のコネクタ５９が設けられる面の反対側に、集積回路４００及びＦＰＧＡ４１０が搭載される。
【００６０】
（実施の形態の効果）
本実施の形態に係る放射線検出モジュール１においては、固定部材３０に設けられた基板支持部３３０に放射線検出基板をスライドさせて挿入させることにより、固定部材３０に放射線検出基板を容易に保持させることができる。これにより、放射線検出モジュール１を容易に構成することができると共に、所望の放射線検出基板のみを所望の位置の基板支持部３３０に挿入したり、所望の放射線検出基板のみを取り外したりすることができ、優れた組立て性を有する放射線検出モジュール１を提供できる。
【００６１】
また、本実施の形態に係る放射線検出モジュール１においては、放射線検出基板に搭載された複数の半導体素子のそれぞれが、放射線検出基板の長手方向の略中央において電気的に分断されているフレキシブル基板により、一方の回路基板４０又は他方の回路基板４２のいずれかに電気的に接続される。したがって、放射線検出モジュール１においては、各半導体素子と回路基板との間の配線距離を、少なくとも放射線検出基板の長手方向の１／２以下に抑えることができ、高感度の放射線検出モジュール１を提供することができる。
【００６２】
また、放射線検出モジュール１においては、放射線の遮へい性が良好な材料から形成される遮へい材２０で入射する放射線の一部を遮へいすることにより、放射線検出基板上に放射線が入射しない領域（すなわち、放射線の影）を形成できるので、従来より小型の放射線検出モジュールの設計を容易にできる。
【００６３】
また、放射線検出モジュール１においては、複数の放射線検出基板と遮へい材２０とを、放射線の遮へい性が遮へい材２０よりも悪い樹脂材料又は金属材料から形成した固定部材３０で支持するので、固定部材３０による放射線の遮へいを抑制でき、角度分解能の向上と大きな視野角度の確保とを実現できる。
【００６４】
更に、放射線検出モジュール１においては、精密加工が容易な樹脂材料又は金属材料から固定部材３０を形成するので、複数の放射線検出基板の遮へい材２０に対する位置を精密に制御することができる。これにより、放射線検出モジュール１の角度分解能を容易に向上させることができる。
【００６５】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【００６６】
１ 放射線検出モジュール
２ 放射線検出装置
３ 把持部
１０、１１、１２ 放射線検出基板
２０ 遮へい材
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ 平坦面
３０ 固定部材
４０、４２ 回路基板
４４ 回路基板
５０ マザーボード
５５、５７、５９ コネクタ
１００、１０１、１０２ 半導体素子
１１０ リジッド基板
１１０ａ 基板表面
１２０ エッジ部
１２０、１２２ フレキシブル基板
２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、２００ｄ、２００ｅ、２００ｆ 放射線
３００ 底部
３０２ 底板部
３１０ 第１側面部
３１０ａ、３１０ｃ 柱部
３１０ｂ 中間部
３１０ｄ 梁部
３２０ 第２側面部
３３０ 基板支持部
３３０ａ、３３０ｂ 支持表面
３３０ｃ 側部
３４０ 遮へい材支持部
３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｃ、３４０ｄ 表面
４００ 集積回路
４０２ 挿入端
４０４、４２４ コネクタ
４１０ ＦＰＧＡ
４４０ コネクタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線検出モジュールに関する。特に、本発明は、携帯が容易な放射線検出装置に適用できる放射線検出モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、法線方向に沿って配置され、入射した放射線を検出する複数の検出プレートと、複数の検出プレートのそれぞれに設けられ、各検出プレートに発生した電荷を収集する電荷収集手段と、各電荷収集手段によって収集された検出プレート毎の電荷に基づいて、各検出プレートに入射した放射線の数を検出する入射数検出手段と、各検出プレートに入射した放射線の数と複数の検出プレート間の各間隔距離とに基づいて、放射線の線源までの距離を演算する距離演算手段とを有する多層放射線検出器を備えるガンマ線源の距離測定装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１に記載のガンマ線源の距離測定装置によれば、放射線源が存在する方向、又は放射線源までの距離を高い精度で計測することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３１５４６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載のガンマ線源の距離測定装置は、検出プレートを搭載する搭載基板にネジ穴を設け、このネジ穴に案内軸を通すことにより複数の検出プレートを積層させて構成されているので、複数の検出プレートのうち所定の検出プレートのみを取り除いたり、所定の検出プレートのみを調整したりすることが困難である。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、組立て性に優れた放射線検出モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するため、放射線を検出し、一方の面に第１電極を含み、他方の面に第２電極を含む複数の半導体素子が搭載される放射線検出基板と、放射線検出基板を保持する固定部材と、放射線検出基板に接続される回路基板とを備え、放射線検出基板が、回路基板に接続するエッジ部を一端に有する基板と、第１電極が基板と接続する複数の半導体素子と、複数の半導体素子それぞれの第２電極に接続する配線パターンを有するフレキシブル基板とを有し、固定部材が、底部と、底部の一端から底部の法線方向に沿って延びる第１側面部と、底部の他端から底部の法線方向に沿って延びる第２側面部とを含み、第１側面部と第２側面部とのそれぞれに設けられ、放射線検出基板を支持する基板支持部を有し、回路基板が、エッジ部を介し、複数の半導体素子に電気的に接続する放射線検出モジュールが提供される。
【０００８】
また、上記放射線検出モジュールにおいて、複数の半導体素子が、平面視にて、基板の一の辺及び当該一の辺に垂直な他の辺のそれぞれに沿って間隔をおいて配置されてもよい。
【０００９】
また、上記放射線検出モジュールにおいて、回路基板が、放射線検出基板の両端のそれぞれに接続される第１回路基板及び第２回路基板を有し、基板が、一端において第１回路基板に接続する第１エッジ部と、他端において第２回路基板に接続する第２エッジ部とを含み、複数の半導体素子が、第１エッジ部に電気的に接続される複数の第１半導体素子と、第２のエッジ部に電気的に接続される複数の第２半導体素子とを含み、フレキシブル基板が、複数の第１半導体素子それぞれに接続する第１フレキシブル基板と、複数の第２半導体素子それぞれに接続する第２フレキシブル基板とを含み、第１回路基板が、複数の第１半導体素子に電気的に接続する集積回路を有し、第２回路基板が、複数の第２半導体素子に電気的に接続する集積回路を有し、第１回路基板と第２回路基板との間に、放射線検出基板が設けられてもよい。
【００１０】
また、上記放射線検出モジュールにおいて、複数の第１半導体素子と複数の第２半導体素子とが、電気的に切断されていてもよい。
【００１１】
また、上記放射線検出モジュールにおいて、固定部材が、放射線検出基板より放射線が入射する側に近い位置に設けられ、放射線を遮へい可能な遮へい材と、基板支持部に対し予め定められた位置に設けられ、遮へい材を支持する遮へい材支持部とを更に有することもできる。
【００１２】
また、上記放射線検出モジュールにおいて、回路基板が、一方の面、及び他方の面のそれぞれに放射線検出基板のエッジ部が挿入される回路基板側コネクタを有することもできる。
【００１３】
また、上記放射線検出モジュールにおいて、固定部材が、樹脂材料又は金属材料から形成されてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る放射線検出モジュールによれば組立て性に優れた放射線検出モジュールを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールを内蔵する放射線検出装置の概要図である。
【図２Ａ】本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールの斜視図である。
【図２Ｂ】本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールから回路基板を外した場合における斜視図である。
【図３Ａ】本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールが備える放射線検出基板の斜視図である。
【図３Ｂ】本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールが備える放射線検出基板の側面図である。
【図３Ｃ】本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールが備える放射線検出基板からフレキシブル基板を外した場合における放射線検出基板の斜視図である。
【図３Ｄ】本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールが備える放射線検出基板からフレキシブル基板を外した場合における一方の面側からの平面図である。
【図３Ｅ】本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールが備える放射線検出基板からフレキシブル基板を外した場合における他方の面側からの平面図である。
【図３Ｆ】本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールが備える放射線検出基板からフレキシブル基板を外した場合における放射線検出基板の斜視図である。
【図３Ｇ】本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールが備える放射線検出基板からフレキシブル基板を外した場合における放射線検出基板の側面図である。
【図４Ａ】本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールの固定部材の斜視図である。
【図４Ｂ】本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールの固定部材の側面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールの回路基板の斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールの側面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールの側面の概要図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールにおける角度分解能の概要の説明図である。
【図９】本発明の実施の形態の変形例に係る放射線モジュールの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［実施の形態の要約］
γ線、Ｘ線等の放射線を検出し、一方の面に第１電極を含み、他方の面に第２電極を含む複数の半導体素子が搭載される放射線検出基板と、前記放射線検出基板を保持する固定部材と、前記放射線検出基板に接続される回路基板とを備える放射線検出モジュールにおいて、前記放射線検出基板が、前記回路基板に接続するエッジ部を一端に有する基板と、前記第１電極が前記基板と接続する複数の半導体素子と、前記複数の半導体素子それぞれの前記第２電極に接続する配線パターンを有するフレキシブル基板とを有し、前記固定部材が、底部と、前記底部の一端から前記底部の法線方向に沿って延びる第１側面部と、前記底部の他端から前記底部の法線方向に沿って延びる第２側面部とを含み、前記第１側面部と前記第２側面部とのそれぞれに設けられ、前記放射線検出基板を支持する基板支持部を有し、前記回路基板が、前記エッジ部を介し、前記複数の半導体素子に電気的に接続する放射線検出モジュールが提供される。
【００１７】
［実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールを内蔵する放射線検出装置の一例を示す
【００１８】
本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュール１を内蔵する放射線検出装置２は、ハンディタイプの放射線検出装置２であり、核物質の探査をすることができる。具体的に、放射線検出装置２は、γ線、Ｘ線等の放射線２００ａ乃至２００ｄを検出する放射線検出モジュール１と、放射線検出モジュール１の検出結果を処理するデータ処理部と、データ処理部の処理結果を外部の通信端末等に送信する通信部と、データ処理部等に電源を供給する電源供給部とを備え、γ線、Ｘ線等の放射線２００ａ乃至２００ｄの放射線源の位置を特定することができる。また、放射線検出装置２は、携帯が容易な小型の形状を有している。例えば、放射線検出装置２は、把持部３を備え、略直方体を有する形態（例えば、図１参照）、又は懐中電灯のように円筒形状を有する形態（図示しない）等、携帯しやすい形状に形成することができる。
【００１９】
（放射線検出モジュール１の構成の概要）
図２Ａは、本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールの斜視図の一例を示す。更に、図２Ｂは、本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールから回路基板を外した場合における斜視図の一例を示す。
【００２０】
本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュール１は、放射線を検出可能な複数の半導体素子（例えば、半導体素子１００）が搭載されたカードタイプの複数の放射線検出基板（例えば、放射線検出基板１０、放射線検出基板１１、及び放射線検出基板１２）と、放射線検出モジュール１に入射する放射線（例えば、放射線２００ａ）の一部を遮へい可能な遮へい材２０と、複数の放射線検出基板の外周の少なくとも一部を保持すると共に、複数の放射線検出基板に対し、遮へい材２０を予め定められた位置に固定する固定部材３０とを備える。なお、放射線検出基板は、一枚以上であれば上記の例に限られない。この場合、固定部材３０は、放射線検出モジュール１が備える放射線検出基板の枚数に応じ、全ての放射線検出基板を保持することができるように形成される。
【００２１】
また、本実施の形態に係る放射線検出モジュール１は、複数の放射線検出基板のそれぞれが一方の端と他方の端とに有するエッジ部１２０のそれぞれに電気的に接続されると共に、複数の集積回路４００が搭載されている第１回路基板としての回路基板４０、及び第２回路基板としての回路基板４２を更に備える。複数の放射線検出基板はそれぞれ、回路基板４０と回路基板４２とに挟まれる。そして、複数の半導体素子はそれぞれ、エッジ部１２０を介し、回路基板４０又は回路基板４２に電気的に接続する。更に、放射線検出モジュール１は、回路基板４０が挿入されるコネクタ５５と、回路基板４２が挿入されるコネクタ（図示しない）とを有するマザーボード５０を備える。コネクタ５５は、マザーボート５０の一辺近傍に設けられ、回路基板４２が挿入されるコネクタは当該一辺の対辺近傍に設けられる。
【００２２】
すなわち、マザーボート５０の表面上に固定部材３０が搭載され、固定部材３０に複数枚の放射線検出基板と遮へい材２０とが固定され、更に、複数の放射線検出基板のそれぞれに接続される回路基板４０と回路基板４２とがマザーボード５０に固定されることにより、放射線検出モジュール１が構成される。なお、放射線検出モジュール１は、複数の放射線検出基板、遮へい材２０、固定部材３０、回路基板４０及び回路基板４２、並びにマザーボード５０を格納するケース部材を更に備えることもできる。
【００２３】
また、詳細は後述するが、固定部材３０は、底部３００と、底部３００の一端から底部３００の法線方向に沿って延びる第１側面部３１０と、底部３００の他端から底部３００の法線方向（ただし、第１側面部３１０が延びる方向と同一方向）に沿って延びる第２側面部３２０とを有して形成される（図２Ｂ参照）。そして、第１側面部３１０及び第２側面部３２０はそれぞれ、複数の放射線検出基板のそれぞれを支持する基板支持部３３０と、基板支持部３３０に対し、予め定められた位置に設けられ、遮へい材２０を支持する遮へい材支持部３４０とを有する。
【００２４】
（遮へい材２０）
遮へい材２０は、放射線検出基板（例えば、放射線検出基板１０、放射線検出基板１１、及び放射線検出基板１２）より放射線が入射する側に近い位置に設けられる。例えば、遮へい材２０は、複数の半導体素子（例えば、半導体素子１００等）の直上を除く位置に設けられる。また、遮へい材２０は、平坦面を含む柱状を有して形成される。そして、遮へい材２０は、放射線を遮へい可能な材料、例えば、鉛若しくはタングステンを含んで形成される。
【００２５】
（放射線検出基板１０）
図３Ａは、本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールが備える放射線検出基板の斜視図の一例を示し、図３Ｂは、本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールが備える放射線検出基板の側面図の一例を示す。
【００２６】
第１の放射線検出基板としての放射線検出基板１０は、ガラスエポキシ基板等から構成され、平面視にて略長方形状の基板としてのリジッド基板１１０と、リジッド基板１１０の両端（例えば、両短辺の端部）に形成されるエッジ部１２０と、リジッド基板１１０の一方の表面に搭載される第１のエネルギー検出用の複数の半導体素子１０１と、リジッド基板１１０の他方の表面に搭載される第１のエネルギーより高いエネルギーの第２のエネルギー検出用としての複数の半導体素子１００とを有する。ここで、複数の半導体素子１０１は、放射線の入射側に設けられる。また、一方の端の第１エッジ部としてのエッジ部１２０は第１回路基板としての回路基板４０に接続し、他方の端の第２エッジ部としてのエッジ部１２０は第２回路基板としての回路基板４２に接続する。
【００２７】
複数の半導体素子１００及び複数の半導体素子１０１にはそれぞれ、リジッド基板１１０側の面に、リジッド基板１１０に予め設けられた配線部に電気的に接続する第１電極が設けられ、第１電極が設けられている面の反対の面に第２電極が設けられている。また、放射線検出基板１０が有する半導体素子１００及び半導体素子１０１の数は、放射線検出モジュール１の用途に応じ、適宜変更できる。更に、リジッド基板１１０の一方の面及び他方の面に搭載される半導体素子を、同一の半導体素子にすることもできる。
【００２８】
また、放射線検出基板１０は、一方のエッジ部１２０側の複数の第１半導体素子としての複数の半導体素子１０１の第２電極に電気的に接続する配線パターンを含み、可撓性を有する第１フレキシブル基板としてのフレキシブル基板１２０ａと、他方のエッジ部１２０側の複数の第２半導体素子としての複数の半導体素子１０１の第２電極に電気的に接続する配線パターンを含み、フレキシブル基板１２０ａとは電気的に導通しない第２フレキシブル基板としてのフレキシブル基板１２０ｂとを有する。
【００２９】
同様に、放射線検出基板１０は、一方のエッジ部１２０側の複数の半導体素子１００に電気的に接続する配線パターンを含むフレキシブル基板１２２ａと、他方のエッジ部１２０側の複数の半導体素子１００に電気的に接続する配線パターンを含み、フレキシブル基板１２２ａとは電気的に導通しないフレキシブル基板１２２ｂとを有する。そして、フレキシブル基板１２０ａ及び１２２ａはそれぞれ回路基板４０に電気的に接続され、フレキシブル基板１２０ｂ及び１２２ｂはそれぞれ、回路基板４２に電気的に接続される。これにより、第１エッジ部としてのエッジ部１２０に電気的に接続している複数の半導体素子と、第２エッジ部としてのエッジ部１２０に電気的に接続している複数の半導体素子とが電気的に切断される。
【００３０】
ここで、半導体素子１００及び半導体素子１０１としては、ＣｄＴｅ素子、ＣｄＺｎＴｅ（ＣＺＴ）素子、ＨｇＩ２素子等を用いることができる。また、半導体素子１００と半導体素子１０１とはそれぞれ同一又は異なる材料を用いて形成することができる。更に、半導体素子１００及び半導体素子１０１は、平面視にて長方形状又は正方形状に形成することができる。そして、一例として、半導体素子の厚さを変えることにより、検出可能である放射線のエネルギー帯域を調整することができる。この場合において、より低いエネルギーの放射線を検出する半導体素子は、放射線の入射側により近い位置に配置されることが好ましい。
【００３１】
図３Ｃは、本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールが備える放射線検出基板からフレキシブル基板を外した場合における放射線検出基板の斜視図の一例を示す。また、図３Ｄは、本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールが備える放射線検出基板からフレキシブル基板を外した場合における一方の面側からの平面図の一例を示し、図３Ｅは、本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールが備える放射線検出基板からフレキシブル基板を外した場合における他方の面側からの平面図の一例を示す。
【００３２】
図３Ｃ及び図３Ｄに示すように、複数の半導体素子１０１は、平面視にて、リジッド基板１１０の一方の面に格子状に配置される。すなわち、複数の半導体素子１０１は、リジッド基板１１０の長手方向及び短手方向のそれぞれに予め定められた間隔をおいて配置される。また、図３Ｅに示すように、複数の半導体素子１００についても同様に、リジッド基板１１０の他方の面の長手方向及び短手方向のそれぞれに予め定められた間隔をおいて配置される。
【００３３】
（放射線検出基板１２）
図３Ｆは、本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールが備える放射線検出基板からフレキシブル基板を外した場合における放射線検出基板の斜視図の一例を示し、図３Ｇは、本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールが備える放射線検出基板からフレキシブル基板を外した場合における放射線検出基板の側面図の一例を示す。
【００３４】
第２の放射線検出基板としての放射線検出基板１１及び／又は放射線検出基板１２は、第１の放射線検出基板としての放射線検出基板１０より、放射線の入射側から遠い位置に配置される。例えば、図２Ｂにおいて示したように、放射線の入射側から放射線検出基板１０、放射線検出基板１１、放射線検出基板１２の順に配置される。そして、放射線検出基板１１及び／又は放射線検出基板１２は、放射線検出基板１０に搭載される半導体素子（例えば、半導体素子１００）の平面視における大きさより小さい大きさの半導体素子（例えば、半導体素子１０２）を有する。
【００３５】
図３Ｆ及び図３Ｇにおいては、一例として、放射線検出基板１２の例を示す。放射線検出基板１２は、搭載される半導体素子の大きさが放射線検出基板１０の場合と異なる点を除き、放射線検出基板１０と略同一の構成を有する。
【００３６】
具体的に、放射線検出基板１２は、放射線検出基板１０に搭載される半導体素子１００の平面視における大きさより小さい大きさの半導体素子１０２を有する。すなわち、第１の位置に放射線検出基板（例えば、放射線検出基板１０）が配置され、第１の位置より放射線の入射側から離れた第２の位置に放射線検出基板（例えば、放射線検出基板１２）が配置される場合に、第１の位置に配置される放射線検出基板が有する半導体素子より平面視における大きさが小さい半導体素子（すなわち、横幅が第１の位置に配置される放射線検出基板が有する半導体素子より狭い半導体素子）を、第２の放射線検出基板としての放射線検出基板１２は有する。なお、第２の放射線検出基板としての放射線検出基板１２は、搭載される半導体素子の少なくとも一部に、第１の位置に配置される放射線検出基板が有する半導体素子より平面視における大きさが小さい半導体素子を有していればよい。
【００３７】
（固定部材３０）
図４Ａは、本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールの固定部材の斜視図の一例を示し、図４Ｂは、本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールの固定部材の側面図の一例を示す。
【００３８】
固定部材３０は、底板部３０２を含む底部３００と、第１側面部３１０と、第２側面部３２０とを有して形成される。そして、第１側面部３１０及び第２側面部３２０はそれぞれ、複数の放射線検出基板のそれぞれを支持する基板支持部３３０と、遮へい材２０を支持する遮へい材支持部３４０とを有する。ここで、底部３００、第１側面部３１０、及び第２側面部３２０は、一体構造を有して形成することができる。
【００３９】
固定部材３０は、遮へい材より多くの放射線を透過する材料を用いて形成できる。具体的には、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリイミド樹脂（ＰＩ）、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）等の樹脂材料を用い、寸法精度がよい射出成型又は切削加工により形成できる。また、固定部材３０は、アルミニウム、ステンレス等の金属材料から形成することもできる。なお、固定部材３０を樹脂から形成する場合、複数の放射線検出基板の遮へい材２０に対する位置精度の確保、及び機械的強度の確保を目的として、ＰＰＳから形成することが好ましい。
【００４０】
第１側面部３１０と第２側面部３２０とは底部３００の一端又は他端に設けられる点を除き、互いに略同一の構成及び機能を有するので、以下、第１側面部３１０について説明する。ただし、遮へい材支持部３４０については、説明の便宜上、第２側面部３２０に設けられている遮へい材支持部３４０について説明する。
【００４１】
第１側面部３１０は、底板部３０２の一の隅から底板部３０２の法線方向に沿って延びる柱部３１０ａと、端部に当該一の隅を含む底板部３０２の一辺に沿って延び、柱部３１０ａの先端部に連結している梁部３１０ｄと、梁部３１０ｄの柱部３１０ａに連結している一方の端の反対側の他方の端から底板部３０２に向けて延び、底板部３０２に連結している柱部３１０ｃと、柱部３１０ａと柱部３１０ｃとの間であって、梁部３１０ｄの中央領域から底板部３０２の表面に向かって延びる中間部３１０ｂとを含む。
【００４２】
基板支持部３３０は、柱部３１０ａの中間部３１０ｂ側の表面と、柱部３１０ｃの中間部３１０ｂ側の表面と、中間部３１０ｂの柱部３１０ａ側及び柱部３１０ｃ側の表面とのそれぞれに複数の溝条として形成される。そして、基板支持部３３０は、放射線検出基板の外表面に沿った平坦な支持表面３３０ａを含んで形成される。支持表面３３０ａは、一例として、底板部３０２の表面に平行に形成される。
【００４３】
遮へい材支持部３４０は、梁部３１０の中間部３１０ｂが設けられている側の反対側に設けられる。遮へい材支持部３４０は、底板部３０２に水平な表面３４０ｄと、表面３４０ｄに垂直な表面３４０ａ、表面３４０ｂ、及び表面３４０ｃを含んで形成される。表面３４０ａと表面３４０ｃとは対向する位置に設けられ、表面３４０ｃは、表面３４０ａと表面３４０ｃとに垂直に設けられる。
【００４４】
図５は、本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールの回路基板の斜視図の一例を示す。
【００４５】
第１回路基板としての回路基板４０は、複数の半導体素子に電気的に接続する複数の集積回路４００と、コネクタ５５に挿入される挿入端４０２を有する。挿入端４０２は、コネクタ５５に電気的に接続する複数の端子（図示しない）を含む。また、第２回路基板としての回路基板４２は、回路基板４０と略同一の構成及び機能を有する。ただし、第１回路基板としての回路基板４０の複数の集積回路４００は、複数の第１半導体素子（例えば、複数の半導体素子１０１等）に電気的に接続し、第２回路基板としての回路基板４２の複数の集積回路４００は、複数の第２半導体素子（例えば、上記した複数の半導体素子１０１とは電気的に接続しない複数の半導体素子１０１等）に電気的に接続する。回路基板４０及び回路基板４２はそれぞれ、例えばネジ等を用い、固定部材３０に固定することができる。
【００４６】
図６は、本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールの側面図の一例を示す。図６においては、説明の便宜上、遮へい材２０、固定部材３０、フレキシブル基板等の図示を省略している。
【００４７】
回路基板４０はマザーボート５０のコネクタ５５に挿入され、回路基板４２はマザーボート５０のコネクタ５７に挿入される。更に、放射線検出基板１０、放射線検出基板１１、及び放射線検出基板１２はそれぞれ、一端のエッジ部１２０が回路基板４０のコネクタ４０４に挿入され、他端のエッジ部１２０が回路基板４２のコネクタ４２４に挿入されている。なお、コネクタ４０４及びコネクタ４２４はそれぞれ、集積回路４００が設けられている面の反対側の面に設けられている。
【００４８】
ここで、放射線検出基板１０乃至１２に搭載されている複数の半導体素子はそれぞれ、回路基板４０又は回路基板４２のいずれかに電気的に接続されている。そして、フレキシブル基板（図示しない）はそれぞれ、各放射線検出基板の中央付近において電気的に切断され、回路基板４０又は回路基板４２のいずれかに電気的に接続する。このような構成にすることにより、各半導体素子と回路基板４０との間の配線長さを放射線検出基板の長手方向の１／２の長さ「Ｌ」以下にすることができる。
【００４９】
図７は、本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールの側面の概要を示す。
【００５０】
図７においては、説明の便宜上、回路基板４０、放射線検出基板１０、放射線検出基板１２、及び放射線検出金１１が有するフレキシブル基板の図示を省略する。
【００５１】
まず、複数の基板支持部３３０は、固定部材３０の側面からみると、それぞれ凹形状に形成される。すなわち、各基板支持部３３０は、支持表面３３０ａと、支持表面３３０ａに対向する支持表面３３０ｂと、支持表面３３０ａと支持表面３３０ｂとに垂直であり、支持表面３３０ａと支持表面３３０ｂと連結する側部３３０ｃとを含む。そして、基板支持部３３０は、放射線検出基板１１の縁の近傍を支持する。具体的には、基板支持部３３０に放射線検出基板１１が挿入され、放射線検出基板１１の基板表面１１０ａが支持表面３３０ａに接触することにより、放射線検出基板１１は基板支持部３３０に支持される。なお、一の基板支持部３３０の支持表面３３０ａと支持表面３３０ｂとの間の距離は、放射線検出基板１１の厚さ以上に設定される。
【００５２】
また、遮へい材支持部３４０は、表面３４０ａにおいて遮へい材２０の平坦面２０ａに接し、表面３４０ｃにおいて遮へい材の平坦面２０ｃに接し、表面３４０ｄにおいて平坦面２０ｂに接することにより、遮へい材２０を支持する。すなわち、固定部材３０に対する遮へい材支持部３４０の表面３４０ａ、表面３４０ｄ、表面３４０ｄの位置を制御することにより、遮へい材２０の固定部材３０に対する位置を精密に制御しつつ、遮へい材支持部３４０において遮へい材２０を支持することができる。
【００５３】
図８は、本発明の実施の形態に係る放射線検出モジュールにおける角度分解能の概要を説明する図である。
【００５４】
図８においては、説明の便宜上、固定部材３０、回路基板４０、回路基板４２、各フレキシブル基板等の図示を省略する。
【００５５】
遮へい材２０は、外部からの放射線を遮へいする。したがって、遮へい材２０の陰に位置する半導体素子において放射線は検出されないので、放射線を検出した半導体素子と、放射線を検出しない半導体素子との受光カウント比と放射線の入射角とから放射線源の位置を特定できる。
【００５６】
ここで、本実施の形態においては放射線の入射側に配置される半導体素子１００の平面視における大きさより、放射線の入射側から離れた位置に配置される半導体素子１０２の平面視における大きさが小さい。これにより、放射線検出モジュール１に入射する放射線の入射角度の分解能を向上させることができる。なお、図８に示すように、本実施の形態においては、複数の放射線検出基板を所定の間隔をおいて重ねて配置する。これにより、平面視において半導体素子１００乃至半導体素子１０２が重なった構造になっているので、放射線の散乱角の計算、及び散乱した放射線の計算に要するデータの収集を容易にすることができる。
【００５７】
図９は、本発明の実施の形態の変形例に係る放射線モジュールの側面の概要を示す。なお、図９においては、説明の便宜上、遮へい材２０、固定部材３０、回路基板４０、回路基板４２、半導体素子、及びフレキシブル基板等の図示を省略する。
【００５８】
本実施の形態の変形例に係る放射線モジュールにおいては、マザーボード５０の略中央付近に設けられたマザーボード側コネクタとしてのコネクタ５９に回路基板４４の端部が挿入される。なお、回路基板４４を中心として、回路基板４４の一方の面側から所定の位置に固定部材３０の第１側面部３１０が位置し、回路基板４４の他方の面側から所定の位置に固定部材３０の第２側面部３２０が位置するように、固定部材３０がマザーボード５０上に取り付けられる。
【００５９】
そして、回路基板４０の一方の面と他方の面とのそれぞれには、放射線検出基板が挿入される回路基板側コネクタとしての複数のコネクタ４４０が設けられる。そして、複数のコネクタ４４０のそれぞれに、放射線検出基板のエッジ部１２０が挿入される。なお、放射線検出基板は、固定部材３０の基板支持部３３０に沿ってコネクタ４４０に挿入される。これにより、変形例に係る放射線モジュールが構成される。なお、変形例においては、マザーボート５０のコネクタ５９が設けられる面の反対側に、集積回路４００及びＦＰＧＡ４１０が搭載される。
【００６０】
（実施の形態の効果）
本実施の形態に係る放射線検出モジュール１においては、固定部材３０に設けられた基板支持部３３０に放射線検出基板をスライドさせて挿入させることにより、固定部材３０に放射線検出基板を容易に保持させることができる。これにより、放射線検出モジュール１を容易に構成することができると共に、所望の放射線検出基板のみを所望の位置の基板支持部３３０に挿入したり、所望の放射線検出基板のみを取り外したりすることができ、優れた組立て性を有する放射線検出モジュール１を提供できる。
【００６１】
また、本実施の形態に係る放射線検出モジュール１においては、放射線検出基板に搭載された複数の半導体素子のそれぞれが、放射線検出基板の長手方向の略中央において電気的に分断されているフレキシブル基板により、一方の回路基板４０又は他方の回路基板４２のいずれかに電気的に接続される。したがって、放射線検出モジュール１においては、各半導体素子と回路基板との間の配線距離を、少なくとも放射線検出基板の長手方向の１／２以下に抑えることができ、高感度の放射線検出モジュール１を提供することができる。
【００６２】
また、放射線検出モジュール１においては、放射線の遮へい性が良好な材料から形成される遮へい材２０で入射する放射線の一部を遮へいすることにより、放射線検出基板上に放射線が入射しない領域（すなわち、放射線の影）を形成できるので、従来より小型の放射線検出モジュールの設計を容易にできる。
【００６３】
また、放射線検出モジュール１においては、複数の放射線検出基板と遮へい材２０とを、放射線の遮へい性が遮へい材２０よりも悪い樹脂材料又は金属材料から形成した固定部材３０で支持するので、固定部材３０による放射線の遮へいを抑制でき、角度分解能の向上と大きな視野角度の確保とを実現できる。
【００６４】
更に、放射線検出モジュール１においては、精密加工が容易な樹脂材料又は金属材料から固定部材３０を形成するので、複数の放射線検出基板の遮へい材２０に対する位置を精密に制御することができる。これにより、放射線検出モジュール１の角度分解能を容易に向上させることができる。
【００６５】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【００６６】
１ 放射線検出モジュール
２ 放射線検出装置
３ 把持部
１０、１１、１２ 放射線検出基板
２０ 遮へい材
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ 平坦面
３０ 固定部材
４０、４２ 回路基板
４４ 回路基板
５０ マザーボード
５５、５７、５９ コネクタ
１００、１０１、１０２ 半導体素子
１１０ リジッド基板
１１０ａ 基板表面
１２０ エッジ部
１２０、１２２ フレキシブル基板
２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、２００ｄ、２００ｅ、２００ｆ 放射線
３００ 底部
３０２ 底板部
３１０ 第１側面部
３１０ａ、３１０ｃ 柱部
３１０ｂ 中間部
３１０ｄ 梁部
３２０ 第２側面部
３３０ 基板支持部
３３０ａ、３３０ｂ 支持表面
３３０ｃ 側部
３４０ 遮へい材支持部
３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｃ、３４０ｄ 表面
４００ 集積回路
４０２ 挿入端
４０４、４２４ コネクタ
４１０ ＦＰＧＡ
４４０ コネクタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を検出し、一方の面に第１電極を含み、他方の面に第２電極を含む複数の半導体素子が搭載される放射線検出基板と、前記放射線検出基板を保持する固定部材と、前記放射線検出基板に接続される回路基板とを備え、
前記放射線検出基板が、
前記回路基板に接続するエッジ部を一端に有する基板と、
前記第１電極が前記基板と接続する複数の半導体素子と、
前記複数の半導体素子それぞれの前記第２電極に接続する配線パターンを有するフレキシブル基板とを有し、
前記固定部材が、
底部と、前記底部の一端から前記底部の法線方向に沿って延びる第１側面部と、前記底部の他端から前記底部の法線方向に沿って延びる第２側面部とを含み、
前記第１側面部と前記第２側面部とのそれぞれに設けられ、前記放射線検出基板を支持する基板支持部を有し、
前記回路基板が、前記エッジ部を介し、前記複数の半導体素子に電気的に接続する放射線検出モジュール。
【請求項２】
前記複数の半導体素子が、平面視にて、前記基板の一の辺及び当該一の辺に垂直な他の辺のそれぞれに沿って間隔をおいて配置される請求項１に記載の放射線検出モジュール。
【請求項３】
前記回路基板が、前記放射線検出基板の両端のそれぞれに接続される第１回路基板及び第２回路基板を有し、
前記基板が、一端において前記第１回路基板に接続する第１エッジ部と、他端において前記第２回路基板に接続する第２エッジ部とを含み、
前記複数の半導体素子が、前記第１エッジ部に電気的に接続される複数の第１半導体素子と、前記第２のエッジ部に電気的に接続される複数の第２半導体素子とを含み、
前記フレキシブル基板が、前記複数の第１半導体素子それぞれに接続する第１フレキシブル基板と、前記複数の第２半導体素子それぞれに接続する第２フレキシブル基板とを含み、
前記第１回路基板が、前記複数の第１半導体素子に電気的に接続する集積回路を有し、
前記第２回路基板が、前記複数の第２半導体素子に電気的に接続する集積回路を有し、
前記第１回路基板と前記第２回路基板との間に、前記放射線検出基板が設けられる請求項２に記載の放射線検出モジュール。
【請求項４】
前記複数の第１半導体素子と前記複数の第２半導体素子とが、電気的に切断されている請求項３に記載の放射線検出モジュール。
【請求項５】
前記固定部材が、
前記放射線検出基板より前記放射線が入射する側に近い位置に設けられ、前記放射線を遮へい可能な遮へい材と、
前記基板支持部に対し予め定められた位置に設けられ、前記遮へい材を支持する遮へい材支持部とを更に有する請求項４に記載の放射線検出モジュール。
【請求項６】
前記回路基板が、一方の面、及び他方の面のそれぞれに前記放射線検出基板の前記エッジ部が挿入される回路基板側コネクタを有する請求項１に記載の放射線検出モジュール。
【請求項７】
前記固定部材が、樹脂材料又は金属材料から形成される請求項６に記載の放射線検出モジュール。
【請求項１】
放射線を検出し、一方の面に第１電極を含み、他方の面に第２電極を含む複数の半導体素子が搭載される放射線検出基板と、前記放射線検出基板を保持する固定部材と、前記放射線検出基板に接続される回路基板とを備え、
前記放射線検出基板が、
前記回路基板に接続するエッジ部を一端に有する基板と、
前記第１電極が前記基板と接続する複数の半導体素子と、
前記複数の半導体素子それぞれの前記第２電極に接続する配線パターンを有するフレキシブル基板とを有し、
前記固定部材が、
底部と、前記底部の一端から前記底部の法線方向に沿って延びる第１側面部と、前記底部の他端から前記底部の法線方向に沿って延びる第２側面部とを含み、
前記第１側面部と前記第２側面部とのそれぞれに設けられ、前記放射線検出基板を支持する基板支持部を有し、
前記回路基板が、前記エッジ部を介し、前記複数の半導体素子に電気的に接続する放射線検出モジュール。
【請求項２】
前記複数の半導体素子が、平面視にて、前記基板の一の辺及び当該一の辺に垂直な他の辺のそれぞれに沿って間隔をおいて配置される請求項１に記載の放射線検出モジュール。
【請求項３】
前記回路基板が、前記放射線検出基板の両端のそれぞれに接続される第１回路基板及び第２回路基板を有し、
前記基板が、一端において前記第１回路基板に接続する第１エッジ部と、他端において前記第２回路基板に接続する第２エッジ部とを含み、
前記複数の半導体素子が、前記第１エッジ部に電気的に接続される複数の第１半導体素子と、前記第２のエッジ部に電気的に接続される複数の第２半導体素子とを含み、
前記フレキシブル基板が、前記複数の第１半導体素子それぞれに接続する第１フレキシブル基板と、前記複数の第２半導体素子それぞれに接続する第２フレキシブル基板とを含み、
前記第１回路基板が、前記複数の第１半導体素子に電気的に接続する集積回路を有し、
前記第２回路基板が、前記複数の第２半導体素子に電気的に接続する集積回路を有し、
前記第１回路基板と前記第２回路基板との間に、前記放射線検出基板が設けられる請求項２に記載の放射線検出モジュール。
【請求項４】
前記複数の第１半導体素子と前記複数の第２半導体素子とが、電気的に切断されている請求項３に記載の放射線検出モジュール。
【請求項５】
前記固定部材が、
前記放射線検出基板より前記放射線が入射する側に近い位置に設けられ、前記放射線を遮へい可能な遮へい材と、
前記基板支持部に対し予め定められた位置に設けられ、前記遮へい材を支持する遮へい材支持部とを更に有する請求項４に記載の放射線検出モジュール。
【請求項６】
前記回路基板が、一方の面、及び他方の面のそれぞれに前記放射線検出基板の前記エッジ部が挿入される回路基板側コネクタを有する請求項１に記載の放射線検出モジュール。
【請求項７】
前記固定部材が、樹脂材料又は金属材料から形成される請求項６に記載の放射線検出モジュール。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図３Ｅ】
【図３Ｆ】
【図３Ｇ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図３Ｅ】
【図３Ｆ】
【図３Ｇ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１６３８６８（Ｐ２０１１−１６３８６８Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５７０７（Ｐ２０１０−２５７０７）
【出願日】平成２２年２月８日（２０１０．２．８）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月８日（２０１０．２．８）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
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