放射線検出器、放射線画像撮影装置及びプログラム
【課題】同期制御処理および照射制御処理を的確に行うことができる。
【解決手段】放射線が照射されることにより光を発生する発光層１３と、発光層１３に積層され、発光層１３で発生した光を受光することにより電荷が発生するセンサ部および当該センサ部で発生された電荷を読み出すためのスイッチング素子を含む画素が複数個形成された基板２２と、発光層１３の基板２２が積層された側と反対側、または基板２２の発光層１３が積層された側と反対側に積層され、各々複数の領域に光学的に分離され、複数の領域の一部の領域における導光量が一部の領域以外の他部の領域における導光量より多くされた導光板２６と、を備えた。
【解決手段】放射線が照射されることにより光を発生する発光層１３と、発光層１３に積層され、発光層１３で発生した光を受光することにより電荷が発生するセンサ部および当該センサ部で発生された電荷を読み出すためのスイッチング素子を含む画素が複数個形成された基板２２と、発光層１３の基板２２が積層された側と反対側、または基板２２の発光層１３が積層された側と反対側に積層され、各々複数の領域に光学的に分離され、複数の領域の一部の領域における導光量が一部の領域以外の他部の領域における導光量より多くされた導光板２６と、を備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線を検出する放射線検出器、当該放射線検出器を備えた放射線画像撮影装置、及び当該放射線画像撮影装置により実行されるプログラムに関する。
【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、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画像撮影装置が実用化されている。なお、この放射線画像撮影装置に用いられる放射線検出器には、放射線を変換する方式として、放射線をシンチレータで光に変換した後にフォトダイオード等の半導体層で電荷に変換する間接変換方式や、放射線をアモルファスセレン等の半導体層で電荷に変換する直接変換方式等があり、各方式でも半導体層に使用可能な材料が種々存在する。
【０００３】
ところで、この種の放射線画像撮影装置では、当該放射線画像撮影装置自身によって放射線の照射開始や照射量等を検出することができれば、放射線画像撮影装置および放射線源等を統括的に制御する撮影制御装置（所謂コンソール）と放射線源との接続を行う必要がなくなるため、システム構成を簡略化したり、撮影制御装置による制御を簡略化したりするうえで好ましい。
【０００４】
なお、放射線画像撮影装置自身で放射線の照射開始を検出し、当該照射開始が検出されたタイミングで放射線検出器による動作モードを撮影モードに移行する処理を本明細書では「同期制御処理」という。また、放射線画像撮影装置自身で放射線の照射量を検出し、当該照射量が撮影条件等に基づいて予め定められた量に達したタイミングで放射線発生装置による放射線の照射を停止させる処理を本明細書では「照射制御処理」という。
【０００５】
この種の放射線の照射状態を検出することのできる放射線画像撮影装置に関する技術として、特許文献１には、画素を構成する放射線検出素子が２次元マトリクス状に複数配列され放射線を検出する矩形状のセンサパネル部と、前記放射線検出素子に蓄積された電荷を読み出して電気信号に変換する検出部と、前記センサパネル部及び前記検出部を内蔵し、少なくとも１面が放射線を透過可能とされた筐体と、前記センサパネル部よりも放射線入射側に配置され、入射する放射線の一部を光に変換する蛍光体層と、この蛍光体層により発生した光を所定方向にガイドする光ガイド部材と、を有する矩形状の変換層と、前記矩形状の変換層の少なくとも一辺側に配置され、前記蛍光体層で発生し前記光ガイド部材によりガイドされた光を検知する光検知部と、前記光検知部による検知結果に基づいて前記センサパネル部に対する放射線の照射が開始されたか否かを判断し、この判断結果に基づき前記検出部の駆動状態を切り替え制御する制御部と、を備えた装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−９９７９４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、上記特許文献１に開示されている技術では、撮影対象領域の全域について１枚の導光板（光ガイド部材）により導光された光を検出しているため、撮影対象部位が比較的小さく、撮影対象領域における放射線が撮影対象部位を透過しない領域（以下、「素抜け領域」という。）の撮影対象領域の全域に対する割合が比較的高い場合において前述した照射制御処理を実行する場合には、放射線の照射量を比較的多く検出してしまう結果、露光不足となってしまう場合がある、という問題点があった。なお、この場合、放射線の曝射を伴う再撮影を行う必要があり、結果的に被検者の被曝量が増加してしまう。
【０００８】
一方、前述した同期制御処理を実行する場合、被検者による放射線の被曝量をできるだけ少なくするためには放射線の照射開始を可及的速やかに検出する必要がある。これに対し、前述した照射制御処理を実行する場合には、放射線の照射量を検出する際に、導光板により導光された光を受光する受光素子が飽和検出量に達しないことが極めて重要である。
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１に開示されている技術では、前述したように撮影対象領域の全域について１枚の導光板により導光された光を検出しているため、放射線の照射開始は速やかに検出することができるものの、導光光を受光する受光素子が飽和検出量に達してしまう場合がある、という問題点があった。
【００１０】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、同期制御処理および照射制御処理を的確に行うことができる放射線検出器、放射線画像撮影装置およびプログラム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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明に係る放射線検出器は、請求項１に記載したように、放射線が照射されることにより光を発生する発光層と、前記発光層に積層され、前記発光層で発生した光を受光することにより電荷が発生するセンサ部および当該センサ部で発生された電荷を読み出すためのスイッチング素子を含む画素が複数個形成された基板と、前記発光層の前記基板が積層された側と反対側、または前記基板の前記発光層が積層された側と反対側に積層され、各々複数の領域に光学的に分離され、前記複数の領域の一部の領域における導光量が前記一部の領域以外の他部の領域における導光量より多くされた導光板と、を備えている。
【００１２】
請求項１に記載の放射線検出器によれば、放射線が照射されることにより光を発生する発光層に、前記発光層で発生した光を受光することにより電荷が発生するセンサ部および当該センサ部で発生された電荷を読み出すためのスイッチング素子を含む画素が複数個形成された基板が積層される。
【００１３】
ここで、本発明では、前記発光層の前記基板が積層された側と反対側、または前記基板の前記発光層が積層された側と反対側に、各々複数の領域に光学的に分離され、前記複数の領域の一部の領域における導光量が前記一部の領域以外の他部の領域における導光量より多くされた導光板が積層される。
【００１４】
すなわち、本発明では、発光層によって発生された光を導光する導光板が光学的に複数の領域に分離され、当該複数の領域の一部における光の検出感度が他部に比較して高くされているので、前記一部の領域により導光された光を用いて同期制御処理を実行することにより、速やかに放射線の照射開始を検出することができる一方、前記他部の領域により導光された光を用いて照射制御処理を行うことにより、当該光を受光する受光素子の飽和を防止することができる。
【００１５】
このように、請求項１に記載の放射線検出器によれば、発光層によって発生された光を導光する導光板が光学的に複数の領域に分離され、当該複数の領域の一部における光の検出感度が他部に比較して高くされているので、同期制御処理および照射制御処理を的確に行うことができる。
【００１６】
また、本発明に係る放射線検出器において、請求項２に記載したように、前記導光板が前記発光層に積層されている場合、前記発光層と前記導光板との間に介在され、光の一部分を通過させ、かつ前記一部分以外の光を反射する光反射層をさらに備えるようにしても良い。これにより、発光層により発光した光の一部分を利用して同期制御処理および照射制御処理を的確に行うことができる、という効果を奏する。
【００１７】
また、本発明に係る放射線検出器において、請求項３に記載したように、前記導光板は、前記複数の領域の各々毎に分割されており、前記導光板と当該導光板が積層されている部材との間に介在され、前記放射線検出器の内部の防湿性を維持するためのバリアフィルムをさらに備えるようにしても良い。これにより、放射線検出器の内部の防湿性を維持することができる、という効果を奏する。
【００１８】
また、本発明に係る放射線検出器において、請求項４に記載したように、前記導光板は、積層された側とは反対側に、前記一部の領域において前記他部の領域よりも反射率が高い光反射層を設けることで、前記複数の領域の一部の領域における導光量が前記一部の領域以外の他部の領域における導光量より多くされているようにしても良い。これにより、簡易に一部の領域における導光量を他部の領域における導光量よりも多くすることができる、という効果を奏する。
【００１９】
また、本発明に係る放射線検出器において、請求項５に記載したように、前記光反射層は、前記一部の領域に対応する領域において通過する光の光量が、前記他部の領域に対応する領域を通過する光の光量より多くされることで、前記複数の領域の一部の領域における導光量が前記一部の領域以外の他部の領域における導光量より多くされているようにしても良い。これにより、簡易に一部の領域における導光量を他部の領域における導光量よりも多くすることができる、という効果を奏する。
【００２０】
また、本発明に係る放射線検出器において、請求項６に記載したように、前記導光板の側面に光反射層をさらに備えるようにしても良い。これにより、導光板に入射する光を効率的に集光することができる、という効果を奏する。
【００２１】
また、本発明に係る放射線検出器において、請求項７に記載したように、前記導光板は、積層された側とは反対側の面が傾斜面とされているようにしても良い。これにより、導光板の一方の面を傾斜させることで導光機能を向上させることができる、という効果を奏する。
【００２２】
また、本発明に係る放射線検出器において、請求項８に記載したように、傾斜面を備え、当該傾斜面側が前記導光板の前記傾斜面に積層され、当該導光板に積層された状態で当該導光板と組み合わされて前記導光板と共に板状となる補強板をさらに備えるようにしても良い。これにより、補強板により外圧に対する強度を向上させることができる、という効果を奏する。
【００２３】
また、本発明に係る放射線検出器において、請求項９に記載したように、前記導光板は、放射線の入射側とは反対側に積層されているようにしても良い。これにより、請求項１の構成と同様に、同期制御処理および照射制御処理を的確に行うことができる、という効果を奏する。
【００２４】
また、本発明に係る放射線検出器において、請求項１０に記載したように、前前記導光板により導光された光を受光する複数の受光部をさらに備えるようにしても良い。これにより、放射線検出器に備えられた受光部により導光された光を受光することができる、という効果を奏する。
【００２５】
一方、上記目的を達成するために、請求項１１に記載の放射線画像撮影装置は、請求項１から請求項９の何れか１項記載の放射線検出器と、前記放射線検出器の前記導光板により導光された光を受光する複数の受光部と、前記放射線検出器の前記基板により得られた電荷に基づいて放射線画像の撮影を行う撮影手段と、前記前記複数の領域の一部を通過して前記導光板により導光された光を放射線の照射量を検出するために用い、前記前記複数の領域の一部以外の領域を通過して前記導光板により導光された光を放射線の照射開始を検出するために用いるよう制御する制御手段と、を備えている。
【００２６】
従って、請求項１１に記載の放射線画像撮影装置によれば、請求項１に記載の発明と同様に作用するので、請求項１に記載の発明と同様に、同期制御処理および照射制御処理を的確に行うことができる、という効果を奏する。
【００２７】
また、請求項１２に記載の放射線画像撮影装置は、請求項１０記載の放射線検出器と、前記放射線検出器の前記基板により得られた電荷に基づいて放射線画像の撮影を行う撮影手段と、前記放射線検出器の前記複数の受光部の受光結果に基づいて前記撮影手段による撮影動作を制御する制御手段と、を備えている。
【００２８】
従って、請求項１２に記載の放射線画像撮影装置によれば、請求項１に記載の発明と同様に作用するので、請求項１に記載の発明と同様に、同期制御処理および照射制御処理を的確に行うことができる、という効果を奏する。
【００２９】
一方、上記目的を達成するために、請求項１３に記載のプログラムは、請求項１に記載の放射線検出器を備えた放射線画像撮影装置によって実行されるプログラムであって、コンピュータを、前記放射線検出器の前記導光板における前記複数の領域の一部により導光された光に基づいて放射線の照射開始を検出すると共に、前記放射線検出器の前記導光板における前記複数の領域の他部により導光された光に基づいて放射線の照射量を検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果に基づいて前記放射線画像撮影装置による撮影動作を制御する制御手段と、として機能させるためのプログラムである。
【００３０】
従って、請求項１３に記載のプログラムによれば、コンピュータを請求項１に記載の発明と同様に作用させることができるので、請求項１に記載の発明と同様に、同期制御処理および照射制御処理を的確に行うことができる、という効果を奏する。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、同期制御処理および照射制御処理を的確に行うことができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施形態に係る放射線画像撮影装置である電子カセッテの外観を示す切り欠き斜視図である。
【図２】実施形態に係る電子カセッテの放射線検出器の３画素部分の構成を示す断面模式図である。
【図３】実施形態に係る電子カセッテの電気系の要部構成を示す構成図である。
【図４】第１実施形態に係る電子カセッテの放射線検出器を上方から見た図であり、領域Ａ及び領域Ｂのそれぞれの配置位置の一例を示す図である。
【図５】第１実施形態に係る電子カセッテの放射線検出器の図４のＹ−Ｙ面における側断面の構成を模式的に示した断面模式図である。
【図６】（Ａ）乃至（Ｃ）は、第１実施形態に係る電子カセッテの放射線検出器を形成する際の、各工程における当該放射線検出器の側断面の構成を模式的に示した断面模式図である。
【図７】第１実施形態に係る電子カセッテの放射線検出器の別例の側断面の構成を模式的に示した断面模式図である。
【図８】第１実施形態に係る電子カセッテのＣＰＵにより実行される撮影制御処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】第２実施形態に係る電子カセッテの放射線検出器を上方から見た図であり、領域Ａ及び領域Ｂのそれぞれの配置位置の一例を示す図である。
【図１０】第２実施形態に係る電子カセッテの放射線検出器の図９のＹ−Ｙ面における側断面の構成を模式的に示した断面模式図である。
【図１１】第３実施形態に係る電子カセッテの放射線検出器３を上方から見た図であり、領域Ａ及び領域Ｂのそれぞれの配置位置の一例を示す図である。
【図１２】第３実施形態に係る電子カセッテの放射線検出器の図１１のＹ−Ｙ面における側断面の構成を模式的に示した断面模式図である。
【図１３】（Ａ）は、第１実施形態に係る電子カセッテの放射線検出器の別例を示す断面模式図であり、（Ｂ）は、第２実施形態に係る電子カセッテの放射線検出器の別例を示す断面模式図である。
【図１４】（Ａ）乃至（Ｆ）は、実施形態に係る電子カセッテの放射線検出器における導光板の他の構成例の一例を示す平面図である。
【図１５】（Ａ）乃至（Ｉ）は、実施形態に係る電子カセッテの放射線検出器における領域Ａ及び領域Ｂの配置位置の他の例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
〔第１実施形態〕
以下、第１実施形態に係る放射線画像撮影装置について添付図面を用いて詳細に説明する。
【００３４】
図１は、第１実施形態に係る放射線画像撮影装置である電子カセッテ１の外観を示す切り欠き斜視図である。
【００３５】
図１に示すように、電子カセッテ１は筐体２を備えている。この筐体２は、電子カセッテ１の軽量化を図るために、例えば、カーボンファイバー（炭素繊維）、アルミニウム、マグネシウム、バイオナノファイバ（セルロースミクロフィブリル）、または複合材料等で構成されている。筐体２の内部には、放射線検出器３及び鉛板４が放射線Ｘの照射方向に沿ってこの順に順次積層されて配置されている。また、筐体２の内部の一端側には、放射線Ｘの照射方向において放射線検出器３と重ならない位置に、カセッテ制御部や電源部を収容するケース５が配置されている。
【００３６】
図２は、第１実施形態に係る電子カセッテ１に設けられた放射線検出器３の３画素部分の構成を示す断面模式図である。
【００３７】
図２に示すように、放射線検出器３は、絶縁性の基板１０の上に、信号出力部１１、センサ部１２、及びシンチレータ（蛍光体膜）１３が順次積層されており、各画素は、信号出力部１１、センサ部１２により構成され、基板１０上に複数配列されている。シンチレータ１３は、センサ部１２の上部（基板１０と対面しない側）に透明絶縁膜１４を介して形成されていて、Ｘ線等の放射線Ｘを光に変換して発光する蛍光体を成膜したものである。放射線検出器３において、このシンチレータ１３により入射した放射線Ｘが光に変換される。
【００３８】
なお、シンチレータ１３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３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。
【００３９】
シンチレータ１３に用いられる蛍光体としては、具体的には、放射線ＸとしてＸ線を用いて撮像する場合、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）を含むものが好ましく、Ｘ線照射時の発光スペクトルが４２０ｎｍ〜７００ｎｍにあるＣｓＩ（Ｔｌ）（タリウムが添加されたヨウ化セシウム）を用いることが特に好ましい。なお、ＣｓＩ（Ｔｌ）の可視光域における発光ピーク波長は５６５ｎｍである。
【００４０】
センサ部１２は、上部電極１５ａ、下部電極１５ｂ、及び当該上下の電極間に配置された光電変換膜１６を有する。光電変換膜１６は、シンチレータ１３が発光する光を吸収して電荷が発生する有機光電変換材料により構成されている。
【００４１】
上部電極１５ａは、シンチレータ１３により生じた光を光電変換膜１６に入射させる必要があるため、少なくともシンチレータ１３の発光波長に対して透明な導電性材料で構成することが好ましく、具体的には、可視光に対する透過率が高く、抵抗値が小さい透明導電性酸化物（TCO;Transparent Conducting Oxide）を用いることが好ましい。なお、上部電極１５ａとしてＡｕなどの金属薄膜を用いることもできるが、透過率を９０％以上得ようとすると抵抗値が増大し易いため、ＴＣＯの方が好ましい。例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＡＺＯ、ＦＴＯ、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２、ＺｎＯ２等を好ましく用いることができ、プロセス簡易性、低抵抗性、透明性の観点からはＩＴＯが最も好ましい。なお、上部電極１５ａは、全画素で共通の一枚構成としてもよく、画素毎に分割してもよい。
【００４２】
光電変換膜１６は、有機光電変換材料を含み、シンチレータ１３により発光した光を吸収するとともに、吸収した光に応じた電荷を発生させる。このように有機光電変換材料を含む光電変換膜１６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１３による発光以外の電磁波が光電変換膜１６に吸収されることがほとんどなく、放射線Ｘが光電変換膜１６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。
【００４３】
光電変換膜１６を構成する有機光電変換材料は、シンチレータ１３により発光した光を最も効率よく吸収するために、その吸収ピーク波長が、シンチレータ１３の発光ピーク波長と近いほど好ましい。有機光電変換材料の吸収ピーク波長とシンチレータ１３の発光ピーク波長とが一致することが理想的であるが、双方の差が小さければシンチレータ１３により発光した光を十分に吸収することが可能である。具体的には、有機光電変換材料の吸収ピーク波長と、シンチレータ１３の放射線に対する発光ピーク波長との差が、１０ｎｍ以内であることが好ましく、５ｎｍ以内であることがより好ましい。
【００４４】
このような条件を満たすことが可能な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１３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１６で発生する電荷量をほぼ最大にすることができる。
【００４５】
放射線検出器３における電磁波吸収／光電変換部位は、１対の電極１５ａ，１５ｂと、当該電極１５ａ，１５ｂ間に挟まれた有機光電変換膜１６を含む有機層により構成することができる。この有機層は、より具体的には、電磁波を吸収する部位、光電変換部位、電子輸送部位、正孔輸送部位、電子ブロッキング部位、正孔ブロッキング部位、結晶化防止部位、電極、及び層間接触改良部位等の積み重ね、もしくは混合により形成することができる。
【００４６】
上記有機層は、有機ｐ型化合物または有機ｎ型化合物を含有することが好ましい。有機ｐ型半導体（化合物）は、主に正孔輸送性有機化合物に代表されるドナー性有機半導体（化合物）であり、電子を供与しやすい性質がある有機化合物をいう。さらに詳しくは２つの有機材料を接触させて用いたときにイオン化ポテンシャルの小さい方の有機化合物をいう。したがって、ドナー性有機化合物としては、電子供与性のある有機化合物であれば、いずれの有機化合物も使用可能である。
【００４７】
有機ｎ型半導体（化合物）は、主に電子輸送性有機化合物に代表されるアクセプター性有機半導体（化合物）であり、電子を受容しやすい性質がある有機化合物をいう。さらに詳しくは、２つの有機化合物を接触させて用いたときに電子親和力の大きい方の有機化合物をいう。したがって、アクセプター性有機化合物は、電子受容性のある有機化合物であれば、いずれの有機化合物も使用可能である。
この有機ｐ型半導体及び有機ｎ型半導体として適用可能な材料、及び光電変換膜１６の構成については、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１６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。
【００４８】
光電変換膜１６の厚みは、シンチレータ１３からの光を吸収する点では膜厚は大きいほど好ましいが、ある程度以上厚くなると光電変換膜１６の両端から印加されるバイアス電圧により光電変換膜１６に発生する電界の強度が低下して電荷が収集できなくなるため、３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは、５０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下、特に好ましくは８０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。
【００４９】
なお、図２に示す放射線検出器３では、光電変換膜１６は、全画素に渡って共有される一枚構成であるが、画素毎に分割されていてもよい。また、光電変換膜１６は、有機光電変換材料を含まなくても良い。
【００５０】
下部電極１５ｂは、画素毎に分割された薄膜で構成されている。下部電極１５ｂは、透明または不透明の導電性材料で構成することができ、アルミニウム、銀等を好適に用いることができる。また、下部電極１５ｂの厚みは、例えば、３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下とすることができる。
【００５１】
センサ部１２では、上部電極１５ａと下部電極１５ｂとの間に所定のバイアス電圧を印加することで、光電変換膜１６で発生した電荷（正孔、電子）のうちの一方を上部電極１５ａに移動させ、他方を下部電極１５ｂに移動させることができる。本実施形態の放射線検出器３では、上部電極１５ａに配線が接続され、この配線を介してバイアス電圧が上部電極１５ａに印加される。また、バイアス電圧は、光電変換膜１６で発生した電子が上部電極１５ａに移動し、正孔が下部電極１５ｂに移動するように極性が決められているものとするが、この極性は逆であってもよい。
【００５２】
各画素を構成するセンサ部１２は、少なくとも下部電極１５ｂ、光電変換膜１６、及び上部電極１５ａを含んでいればよいが、暗電流の増加を抑制するため、電子ブロッキング膜１７及び正孔ブロッキング膜１８の少なくとも一方を設けることが好ましいが、両方を設けることが特に好ましい。
【００５３】
電子ブロッキング膜１７は、下部電極１５ｂと光電変換膜１６との間に設けることができ、下部電極１５ｂと上部電極１５ａ間にバイアス電圧を印加したときに、下部電極１５ｂから光電変換膜１６に電子が注入されて暗電流が増加してしまうのを抑制することができる。
【００５４】
電子ブロッキング膜１７には、電子供与性有機材料を用いることができる。電子ブロッキング膜１７に用いる材料は、隣接する電極の材料及び隣接する光電変換膜１６の材料等に応じて選択すればよく、隣接する電極の材料の仕事関数（Ｗｆ）より１．３ｅＶ以上電子親和力（Ｅａ）が大きく、かつ、隣接する光電変換膜１６の材料のイオン化ポテンシャル（Ｉｐ）と同等のＩｐもしくはそれより小さいＩｐを持つものが好ましい。この電子供与性有機材料として適用可能な材料については、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。
【００５５】
電子ブロッキング膜１７の厚みは、暗電流抑制効果を確実に発揮させるとともに、センサ部１２の光電変換効率の低下を防ぐため、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましく、さらに好ましくは３０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下、特に好ましくは５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。
【００５６】
正孔ブロッキング膜１８は、光電変換膜１６と上部電極１５ａとの間に設けることができ、下部電極１５ｂと上部電極１５ａ間にバイアス電圧を印加したときに、上部電極１５ａから光電変換膜１６に正孔が注入されて暗電流が増加してしまうのを抑制することができる。
【００５７】
正孔ブロッキング膜１８には、電子受容性有機材料を用いることができる。正孔ブロッキング膜１８の厚みは、暗電流抑制効果を確実に発揮させるとともに、センサ部１２の光電変換効率の低下を防ぐため、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましく、さらに好ましくは３０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下、特に好ましくは５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。正孔ブロッキング膜１８に用いる材料は、隣接する電極の材料及び隣接する光電変換膜１６の材料等に応じて選択すればよく、隣接する電極の材料の仕事関数（Ｗｆ）より１．３ｅＶ以上イオン化ポテンシャル（Ｉｐ）が大きく、かつ、隣接する光電変換膜４の材料の電子親和力（Ｅａ）と同等のＥａもしくはそれより大きいＥａを持つものが好ましい。この電子受容性有機材料として適用可能な材料については、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。
【００５８】
なお、光電変換膜１６で発生した電荷のうち、正孔が上部電極１５ａに移動し、電子が下部電極１５ｂに移動するようにバイアス電圧を設定する場合には、電子ブロッキング膜１７と正孔ブロッキング膜１８との位置を逆に配置すればよい。
【００５９】
また、基板１０において、各画素の下部電極１５ｂに対面する側の面には上述した信号出力部１１が形成されている。信号出力部１１は、下部電極１５ｂに対応して、下部電極１５ｂに移動した電荷を蓄積するコンデンサ１９と、コンデンサ１９に蓄積された電荷を電気信号に変換して出力する電界効果型薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下、単に薄膜トランジスタという場合がある。）２０が形成されている。コンデンサ１９及び薄膜トランジスタ２０の形成された領域は、平面視において下部電極１５ｂ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、各画素における信号出力部１１とセンサ部１２とが厚さ方向で重なりを有することとなる。なお、放射線検出器３（画素）の平面積を最小にするために、コンデンサ１９及び薄膜トランジスタ２０の形成された領域が下部電極１５ｂによって完全に覆われていることが望ましい。
【００６０】
コンデンサ１９は、基板１０と下部電極１５ｂとの間に設けられた絶縁膜２１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１５ｂと電気的に接続されている。これにより、下部電極１５ｂで捕集された電荷をコンデンサ１９に移動させることができる。
【００６１】
薄膜トランジスタ２０は、図示しないゲート電極、ゲート絶縁膜、及び活性層（チャネル層）が積層され、さらに、活性層上にソース電極とドレイン電極が所定の間隔を開けて形成されている。また、基板１０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。
【００６２】
このように、基板１０、絶縁膜２１、下部電極１５ｂ、（電子ブロッキング膜１７、）光電変換膜１６、（正孔ブロッキング膜１８、）上部電極１５ａ、及び透明絶縁膜１４が順次積層されることにより、ＴＦＴ基板であるセンサ基板２２が形成されている。
【００６３】
また、シンチレータ１３の上面（センサ基板２２に対面しない側の面）には、半透過層２３、ガラス保護層２４、バリアフィルム層２５、導光板２６が順次積層されている。
【００６４】
本実施形態に係る半透過層２３は、入射する光の一部分を透過させ、入射する光の当該一部分以外の光を反射する。半透過層２３は、特定の波長の光を選択的に透過させることができるダイクロイックフィルタで構成されている。この際、例えば、屈折し難い長波長成分の光を選択的に透過させるようにすると良い。なぜなら、長波長成分の光は半透過層２３で反射してセンサ部１２で受光した場合に画像ボケにつながり易いからである。また、半透過層２３は、ハーフミラーにより形成されていても良く、あるいは、アルミ（Ａｌ）、銀（Ａｇ）等の反射材料で多数の穴が形成されるかまたは部分的に穴が空くように形成されていても良く、これらの構成により光の一部分を透過させ当該一部分以外の光を反射するように構成されていても良く、さらには拡散板で形成されていても良い。放射線検出器３に当該半透過層２３が設けられることにより、シンチレータ１３で発光した光の一部を導光板２６に入射させることができる。
【００６５】
ガラス保護層２４は、例えば樹脂フィルムである。本実施形態では、半透過層２３とバリアフィルム層２５との間にガラス保護層２４が設けられているが、これに限定されず、ガラス保護層２４を設けずに、半透過層２３をバリアフィルム層２５に直接貼り付ける構成にしても良い。
【００６６】
シンチレータ１３により発光した光の一部が半透過層２３を透過し、ガラス保護層２４に入射する。ガラス保護層２４に入射した光は、ガラス保護層２４を通過し、バリアフィルム層２５を通過した上で導光板２６に入射する。そして、導光板２６に入射した光は、導光板２６の内部を導かれて後述する光検知部３９によって検知される。
【００６７】
図３は、第１実施形態に係る電子カセッテ１の電気系の要部構成を示す構成図である。
【００６８】
図３に示すように、電子カセッテ１に内蔵された放射線検出器３は、隣り合う２辺の一辺側にゲート線ドライバ３０が配置され、他辺側に信号処理部３０Ａが配置されている。センサ基板２２には複数のゲート配線３１及び複数のデータ配線３２が設けられている。個々のゲート配線３１はゲート線ドライバ３０に接続され、個々のデータ配線３２は信号処理部３０Ａに接続されている。
【００６９】
センサ基板２２の各薄膜トランジスタ１０は、ゲート線ドライバ３０からゲート配線３１を介して供給される信号により行単位で順にオンされ、オン状態とされた薄膜トランジスタ２０によって読み出された電荷は、電気信号としてデータ配線３２を伝送されて信号処理部３０Ａに入力される。これにより、電荷は行単位で順に読み出され、二次元状の放射線画像が取得可能となる。
【００７０】
図示は省略するが、信号処理部３０Ａは、個々のデータ配線３２毎に、入力される電気信号を増幅する増幅回路およ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３２を伝送された電気信号は増幅回路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の画像データへ変換される。
【００７１】
信号処理部３０Ａには画像メモリ３３が接続されており、信号処理部３０ＡのＡ／Ｄ変換器から出力された画像データは画像メモリ３３に順次記憶される。画像メモリ３３は所定枚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、撮影によって得られた画像データが画像メモリ３３に記憶される。
【００７２】
画像メモリ３３はカセッテ制御部３４と接続されている。カセッテ制御部３４はマイクロコンピュータを含んで構成され、ＣＰＵ（中央処理装置）３５と、記録媒体としてのＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を含むメモリ３６と、フラッシュメモリ等からなる不揮発性の記憶部３７とを備えており、電子カセッテ１全体の動作を総括的に制御する。
【００７３】
さらに、カセッテ制御部３４には無線通信部３８接続されている。無線通信部３８は、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１１ａ／ｂ／ｇ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３４は、無線通信部３８を介して、コンソールなどの外部装置と無線通信が可能とされており、外部装置との間で各種情報の送受信が可能とされている。
【００７４】
そして、カセッテ制御部３４には光検知部３９が接続されている。光検知部３９は、例えばフォトトランジスタ、フォトダイオード、フォトＩＣ、ＣｄＳセル等で構成される光センサである。なお、光検知部３９の構成はこれらに限定されない。光検知部３９は、その検出結果を図示しないＡ／Ｄ変換器によりデジタルデータに変換し、カセッテ制御部３４に出力する。光検知部３９は、放射線検出器３の内部に設けられていても、放射線検出器３とは別個に電子カセッテ１の内部に設けられていても良い。
【００７５】
ところで、電子カセッテ１は、放射線検出器３に対する放射線Ｘの曝射が開始されたときに当該曝射開始を検知して放射線画像の撮影を開始する等、放射線画像の撮影動作を制御する同期制御処理を行う。また、電子カセッテ１は、放射線検出器３に対する放射線Ｘの照射量を検出して累積照射量に基づいて放射線画像の撮影を終了させる等、放射線画像の撮影動作を制御するＡＥＣ（Automatic Exposure Control）制御処理（上述した照射制御処理）を行う。この際、本実施形態に係る電子カセッテ１は、放射線検出器３に放射線Ｘが照射されたときにシンチレータ１３にて発光した光の一部分を導光板２６で導光し、導出された光の光量を検出することで、曝射開始を検出して同期制御処理を行ったり照射量を検出してＡＥＣ制御処理を行ったりする。
【００７６】
ところで、従来の電子カセッテにおいて、撮影対象領域の全域について１枚の導光板により導光された光を検出する場合、撮影対象部位が比較的小さく、撮影対象領域における放射線が撮影対象部位を透過しない素抜け領域の撮影対象領域の全域に対する割合が比較的高い場合においてＡＥＣ制御処理を実行する場合には、放射線の照射量を比較的多く検出してしまう結果、露光不足となってしまう、という問題点があった。なお、この場合、放射線の曝射を伴う再撮影を行う必要があり、結果的に被検者の被曝量が増加してしまう。
【００７７】
一方、同期制御処理を実行する場合、被検者による放射線の被曝量をできるだけ少なくするためには放射線の照射開始を可及的速やかに検出する必要がある。これに対し、照射制御処理を実行する場合には、放射線の照射量を検出する際に、導光板により導光された光を受光する受光素子が飽和検出量に達しないことが極めて重要である
【００７８】
そこで本実施形態に係る電子カセッテ１は、シンチレータ１３で発生した光の一部分を導光板２６に入射させ、入射した光を予め定められた領域毎に分けて導光して領域毎に各々別個に検知し、それぞれの領域毎に同期制御処理及びＡＥＣ制御処理の何れかに使用する。この際、本実施形態に係る電子カセッテ１は、後述するように導光板２６を光学的に分離した複数の導光領域２６ａで構成し、入射する導光領域２６ａ毎に導光される光を検知し、検知された光の光量が放射線Ｘの照射量に対応することを利用して、当該光の光量に基づいて同期制御処理またはＡＥＣ制御処理を行う。
【００７９】
本実施形態に係る電子カセッテ１では、照射量が過剰に見積もられることのない領域をＡＥＣ制御処理に使用されるための領域Ａ、放射線Ｘの曝射開始を即座に検出することができる領域を同期制御処理に使用するための領域Ｂとして、領域Ａ及び領域Ｂに各々導光領域２６ａが配置されている。そして各々の導光領域２６ａは光学的に遮断されていて、各々の導光領域２６ａの内部において光が導光される。
【００８０】
各々の導光領域２６ａを光学的に遮断する方法は、例えば、各々の導光領域２６ａが接する面において、アルミ（Ａｌ）、銀（Ａｇ）等の反射材料で反射膜を形成する等、既知の何れかの方法である。なお、導光板２６を構成する各々の導光領域２６ａは、導光板２６が物理的に分割されることにより光学的に分離されていても良く、あるいは、一体型でかつ隣接する導光領域２６ａ間に反射膜を設ける等により光学的に分離されていても良い。
【００８１】
図４は、第１実施形態に係る電子カセッテ１の放射線検出器３を上方から見た図であり、ＡＥＣ制御処理に使用されるための領域Ａ、及び同期制御処理に使用するための領域Ｂのそれぞれの配置位置の一例を示す図である。
【００８２】
図４に示すように、電子カセッテ１は、放射線検出器３の中央側には撮影時において撮影対象部位が存在する可能性が高いことを考慮し、中央側にＡＥＣ制御処理に使用されるための領域Ａを配置し、領域Ａを通過した光を用いてＡＥＣ制御処理を行う。また電子カセッテ１は、放射線検出器３における両端側には撮影時において撮影対象部位が存在しない可能性が高いことを考慮して、両端側に同期制御処理に使用するための領域Ｂを配置し、領域Ｂを通過した光を用いて同期制御処理を行う。領域Ａを通過した光を導光領域２６ａに入射させて光検知部３９で検知させるとともに、領域Ｂを通過した光を領域Ａとは異なる導光領域２６ａに入射させて領域Ａとは異なる光検知部３９で検知させる。この構成により、電子カセッテ１は、領域Ａを通過した光、領域Ｂを通過した光をそれぞれ別個に取得し、領域Ａを通過した光をＡＥＣ制御処理に使用し、領域Ｂを通過した光を同期制御処理に使用する。
【００８３】
また、各々の導光領域２６ａの外周側面のうちの、光検知部３９が設けられていない領域には、光を反射する反射層４１が設けられている。反射層４１は、例えばアルミ（Ａｌ）、銀（Ａｇ）等の反射材料で形成されている。この反射層４１により、各々の導光領域２６ａで導光される光が光検知部３９で検知されずに外部に漏れてしまうことが防止され、導光された光を有効に利用することができる。
【００８４】
ここで、本実施形態に係る電子カセッテ１において、上述したＡＥＣ制御処理や同期制御処理を行うための構成についてさらに詳細に説明する。
【００８５】
図５は、第１実施形態に係る電子カセッテ１の放射線検出器３の図４のＹ−Ｙ面における側断面の構成を模式的に示した断面模式図である。
【００８６】
図５に示すように、放射線検出器３は、センサ基板２２及び導光板２６を備えていて、複数の柱状結晶１３ａが配列されてなるシンチレータ１３が当該センサ基板２２及び導光板２６の間に挟まれた状態で構成されている。
【００８７】
また、シンチレータ１３の上面（センサ基板２２が積層される面と反対側の面）には半透過層２３が設けられ、更にシンチレータ１３と導光板２６との間には、半透過層２３を介してガラス保護層２４が設けられている。ガラス保護層２４と導光板２６との間には、樹脂基板で形成されたバリアフィルム層２５が設けられている。バリアフィルム層２５は、導光板２６が複数の導光領域２６ａから構成されているため各々の隣接する導光領域２６ａ間に隙間が開いている可能性を考慮し、放射線検出器３の内部の防湿性を維持するために設けられる。
【００８８】
半透過層２３は、領域Ａに対応する領域を通過する光の光量を少なくなるようにし、領域Ｂに対応する領域を通過する光の光量を領域Ａに対応する領域より多くなるように形成されると良い。これにより、同期制御処理に使用される光の光量を多くすることができる。
【００８９】
導光板２６とセンサ基板２２との間には、シンチレータ１３の周囲全体を囲むように封止部材４０が設けられる。封止部材４０は、例えば樹脂等で形成されており、シンチレータ１３が圧迫されて破損しないように導光板２６とセンサ基板２２との間に常に一定のスペースが形成されるように導光板２６とセンサ基板２２とを固定するとともに、導光板２６とセンサ基板２２との間（すなわちシンチレータ１３等）に水分等が入り込むことを防止するものである。
【００９０】
導光板２６は、シンチレータ１３にて発光した光を所定方向にガイドする光ガイド部材としての機能を有して導光領域２６ａが複数、放射線検出器３の一面を覆うように配置されることにより構成されている。放射線検出器３に放射線Ｘが曝射されると、シンチレータ１３に入射した放射線Ｘが光に変換され、変換された光のうちの一部が、半透過層２３に入射し、入射した光の更に一部が、半透過層２３を通過してガラス保護層２４、バリアフィルム層２５を介して導光板２６に入射する。
【００９１】
導光板２６のうちの領域Ａに配置された導光領域２６ａに入射した光と、導光板２６のうちの領域Ｂに配置された導光領域２６ａに入射した光は、光検知部３９のそれぞれ別個の光センサによって検知され、各々の光センサで各々電気信号に変換して、カセッテ制御部３４に対して出力する。
【００９２】
複数の光センサのうち、領域Ａを通過する光を検出する光センサの検知感度を低くなるようにし、領域Ｂを通過する光を検出する光センサの検知感度を、領域Ａを通過する光を検出する光センサの検出感度より高くなるように構成されると良い。これにより、同期制御処理に使用される光の検知感度を高くすることができる。
【００９３】
なお、放射線検出器３を製造する際には、以下のパターン１、２として示す方法等を適用することができる。
（パターン１）
センサ基板２２上に直接蒸着によりシンチレータ１３を形成する一方、ガラス保護層２４に半透過層２３を塗布または貼付により形成する。また、導光板２６の一方の面にバリアフィルム層２５を貼り付ける。そして、シンチレータ１３のセンサ基板２２とは反対側にガラス保護層２４を半透過層２３が間に介するように貼り合わせるとともに、ガラス保護層２４にバリアフィルム層２５が間に介するように導光板２６を貼り合わせる。
【００９４】
（パターン２）
センサ基板２２上に直接蒸着によりシンチレータ１３を形成する一方、ガラス保護層２４に半透過層２３を塗布または貼付により形成する。また、導光板２６の一方の面にバリアフィルム層２５を貼り付ける。そして、シンチレータ１３のセンサ基板２２とは反対側にガラス保護層２４を半透過層２３が間に介するように重ねるとともに、ガラス保護層２４にバリアフィルム層２５が間に介するように導光板２６を重ね、相互に押し当てた状態で放射線検出器３全体をパウチ加工（ラミネート加工）する。
【００９５】
（パターン３）
図６（Ａ）乃至（Ｃ）は、第１実施形態に係る電子カセッテ１の放射線検出器３をパターン３により形成する際の、各工程における当該放射線検出器の側断面の構成を模式的に示した断面模式図である。なお、図６（Ａ）乃至（Ｃ）において半透過層２３の図示を省略している。
【００９６】
図６（Ａ）に示すように、ガラス保護層２４にシンチレータ１３を直接蒸着により積層する際、ガラス保護層２４において、シンチレータ１３を形成するＣｓＩの膜厚分布は一定にはならず、通常、中心部が厚くなるように形成される。これを考慮し、図６（Ｂ）に示すように、ガラス保護層２４を、耐熱性樹脂基板（樹脂：ポリイミド、アラミドなど）で形成し、ガラス保護層２４をＣｓＩの膜厚に沿って撓ませることにより、センサ基板２２とシンチレータ１３とを均一密着させる。
【００９７】
そして、図６（Ｃ）に示すように、ガラス保護層２４の上面（シンチレータ１３が積層される面と反対側の面）に導光板２６を積層し、導光板２６とセンサ基板２２とでシンチレータ１３をサンドウィッチする。このように、導光板２６がガラス素材の複数の導光領域２６ａから構成されていることにより、導光板２６が全体としてフレキシブル性を有しシンチレータ１３の形状に合わせて撓むのに加え、ガラス基板と蒸着樹脂基板との密着性が良いため、より均一密着性を高めることができる。
【００９８】
図７は、第１実施形態に係る電子カセッテ１の放射線検出器３の別例の側断面の構成を模式的に示した断面模式図である。
【００９９】
図７に示すように、本実施形態に係る電子カセッテ１の放射線検出器３において、導光板２６の上面（バリアフィルム層２５が積層される面と反対側の面）に反射層４２が設けられていても良い。導光板２６に反射層４２が設けられることにより、シンチレータ１３で発光し導光板２６に入射した光を、有効に光検知部３９に導光することができる。
【０１００】
反射層４２は、ＡＥＣ制御処理に使用されるための領域Ａにおいて、信号の飽和を防止するために反射率の低い反射膜４２аで形成し、同期制御処理に使用されるための領域Ｂにおいて、放射線検出器３に対する放射線Ｘの照射を高感度で検出するために、反射膜４２ａよりも反射率の高い反射膜４２ｂで形成すると良い。
【０１０１】
また、本実施形態に係る電子カセッテ１において、導光板２６及びセンサ基板２２をガラス素材を用いて形成する例について説明したが、これに限定されず、導光板２６及びセンサ基板２２の双方が樹脂で形成されていても良い。ガラス基板とガラス基板、あるいは樹脂基板と樹脂基板のように、同様の材質からなる基板でシンチレータ１３を挟み込むことにより、放射線検出器３の外圧に対する強度を向上させることができる。
【０１０２】
さらに、本実施形態に係る電子カセッテ１の光検知部３９において、同様の光センサを複数用いて、領域Ａを通過した光及び領域Ｂを通過した光を各々別個に検知する例について説明したが、これに限定されず、検知感度の異なる光センサを複数（例えば、２つ）用いても良い。具体的には、同期制御処理に使用される光センサとして検知感度が高い光センサを用い、ＡＥＣ制御処理に使用される光センサとして検知感度が低い光センサを用いると良い。
【０１０３】
次に、本実施形態に係る電子カセッテ１が、放射線検出器３に放射線Ｘの曝射が開始された際に領域Ｂを通過した光を使用して当該放射線Ｘの照射開始を検知することにより同期制御処理を行い、放射線画像の撮影を行っている最中に領域Ａを通過した光を使用して放射線Ｘの撮影完了を検知することによりＡＥＣ制御処理を行う際の流れについて説明する。
【０１０４】
図８は、本実施形態に係る電子カセッテ１のＣＰＵ３５により実行される撮影制御処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムは記録媒体である記憶部３７の所定領域に予め記憶されている。
【０１０５】
図示しないコンソールは、ユーザ操作に基づいて撮影実行指示の情報を電子カセッテ１に対して送信する。そして、撮影実行指示の情報を受信することに基づいて、電子カセッテ１は撮影制御処理を開始する。
【０１０６】
電子カセッテ１が撮影実行指示の情報を無線通信部３５を介して受信すると、ステップＳ１０３において、ＣＰＵ３５は、同期制御用の放射線Ｘの照射量を示す情報を取得する。すなわち、ＣＰＵ３５は、光検知部３９から領域Ｂを通過した光の光量を示す情報を取得し、当該光の光量から放射線Ｘの照射量を導出する。
【０１０７】
次のステップ１０５において、ＣＰＵ３５は、上記ステップＳ１０３において取得した放射線Ｘの照射量が第１閾値以上であるか否かを判定する。この第１閾値は、放射線Ｘの曝射が開始されたことを認識するための照射量の下限値を示していて、当該下限値を示す情報が予め設定されて記憶部３７の所定領域に記憶されている。
【０１０８】
ステップＳ１０５において放射線Ｘの照射量が第１閾値以上となったと判定された場合、ＣＰＵ３５は、放射線画像の撮影を開始するように電子カセッテ１を制御する。この際、放射線検出器３の各画素におけるコンデンサ１９に蓄積された電荷を放電させた後に、当該コンデンサ１９への電荷の蓄積を再び開始することにより、放射線画像の撮影動作を開始する。
【０１０９】
撮影動作を開始すると、次のステップＳ１０９において、ＣＰＵ３５は、ＡＥＣ制御用の放射線Ｘの照射量を取得する。すなわち、ＣＰＵ３５は、光検知部３９から領域Ａを通過した光の光量を示す情報を取得し、当該光の光量から放射線Ｘの照射量を導出する。
【０１１０】
ステップＳ１１１において、ＣＰＵ３５は、上記ステップＳ１０９において取得した放射線Ｘの照射量が第２閾値以上であるか否かを判定する。この第２閾値は、放射線画像の撮影が完了したことを認識するための照射量の下限値を示していて、当該下限値を示す情報が予め設定されて記憶部３７の所定領域に記憶されている。
【０１１１】
ステップＳ１１１において照射量が第２閾値以上でないと判定された場合は、ステップＳ１１３において、ＣＰＵ３５は、上記ステップＳ１０９において取得した放射線Ｘの照射量を累積して、ステップＳ１０９に移行する。ステップＳ１１３にてＣＰＵ３５が放射線Ｘの照射量を累積することにより、放射線Ｘの累積照射量を導出することができる。
【０１１２】
ステップＳ１１１にて照射量（累積照射量）が第２閾値以上であると判定された場合は、ステップＳ１１５において、ＣＰＵ３５は、上記ステップ１０７の処理によって開始した放射線画像の撮影を停止するように電子カセッテ１を制御する。
【０１１３】
そして、次のステップＳ１１７にて、ＣＰＵ３５は、曝射停止指示の情報をコンソールに無線通信部３８を介して送信する。
【０１１４】
撮影動作が開始されてから停止するまでの間、ＣＰＵ３５は、ゲート線ドライバ３０を制御してゲート線ドライバ３０から１ラインずつ順に各ゲート配線３１にオン信号を出力させ、各ゲート配線３１に接続された各薄膜トランジスタ２０を１ラインずつ順にオンさせる。
【０１１５】
放射線検出器３は、各ゲート配線３１に接続された各薄膜トランジスタ２０を１ラインずつ順にオンされると、１ラインずつ順に各コンデンサ１９に蓄積された電荷が電気信号として各データ配線３２に流れ出す。各データ配線３２に流れ出した電気信号は信号処理部３０Ａでデジタルの画像データに変換されて、画像メモリ３３に記憶される。
【０１１６】
このようにして電子カセッテ１において、導光板２６にて導光された光のうち領域Ｂを通過した光が検知され、検知された光により放射線Ｘの照射開始が判断される。また、電子カセッテ１において、導光板２６にて導光された光のうち領域Ｂを通過した光が検知され、検知された光により放射線Ｘの照射終了が判断される。これにより、同期制御処理およびＡＥＣ制御処理を的確に行うことが可能となる。
【０１１７】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態に係る電子カセッテ１Ａについて添付図面を用いて詳細に説明する。第１実施形態に係る電子カセッテ１の放射線検出器３においては、板状の導光領域２６ａが複数配置されて導光板２６が構成されているが、第２実施形態に係る電子カセッテ１Ａの放射線検出器３Ａは、一面が傾斜していて全体として楔形に形成された導光領域２６ｂが複数配置されて導光板２６Ａが構成されたものである。なお、第１実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【０１１８】
図９は、第２実施形態に係る電子カセッテ１Ａの放射線検出器３Ａを上方から見た図であり、領域Ａ及び領域Ｂのそれぞれの配置位置の一例を示す図である。
【０１１９】
図９に示すように、電子カセッテ１Ｂは、第１実施形態と同様に、放射線検出器３Ａの中央側には被検体が存在している可能性が高いことを考慮し、中央側にＡＥＣ制御処理に使用されるための領域Ａを配置し、領域Ａを通過した光を用いてＡＥＣ制御処理を行う。また電子カセッテ１は、放射線検出器３Ａにおける両端側には被検体が存在していない可能性が高いことを考慮して、両端側に同期制御処理に使用するための領域Ｂを配置し、領域Ｂを通過した光を用いて同期制御処理を行う。
【０１２０】
図１０は、第２実施形態に係る電子カセッテ１Ａの放射線検出器３Ａを示す図９のＹ−Ｙ面における断面模式図である。図１０に示すように、第２実施形態に係る電子カセッテ１Ａは、放射線検出器３Ａにおいて、上述したように、ガラス基板である複数の導光領域２６ｂが一面が傾斜していることにより各々楔形に形成されている。また、各々の導光領域２６ｂの上面（バリアフィルム層２５が積層される面と反対側の面）に、それぞれ導光領域２６ｂと上面視同形状で同様に一面が傾斜していることにより楔形に形成された補強板４３が積層されている。この際、導光領域２６ｂ及び補強板４３が相互に傾斜した面が対面するように積層された状態で、補強板４３の上面（導光板２６Ａが積層される面と反対側の面）と導光板２６Ａの下面（補強板４３が積層される面と反対側の面）が平行になり全体として板状となるように積層される。そして、相互に積層された導光領域２６ｂと補強板４３との組が放射線検出器３Ａの一面を覆うように配置されることにより、導光板２６Ａが構成されている。
【０１２１】
楔形の導光板２６Ａにおける拡がった側面には光検知部３９が設けられていて、導光領域２６ｂに入射した光が導光領域２６ｂ内を拡がった側面の方向に導光され、光検知部３９により検知される。
【０１２２】
補強板４３は、ガラスまたは強化ガラスで形成されたガラス基板であっても、樹脂及びバリアフィルムで形成された樹脂基板であっても良い。しかしながら、センサ基板２２がガラス基板であった場合、補強板４３もガラス基板であることが好ましく、センサ基板２２が樹脂基板であれば、補強板４３も樹脂基板であることが好ましく、補強板４３及びセンサ基板２２の熱膨張率が略同じになるような組み合わせが好ましい。
【０１２３】
なお、電子カセッテ１Ｂにおいて筐体２が遮光機能を有し外部から内部に自然光が入射することはないが、筐体２の継ぎ目等から万が一自然光が漏れて入射してしまう場合を考慮し、補強板４３に当該自然光を遮断するように光吸収性（色付き）を持たせても良い。これは、特に電子カセッテ１がＩＳＳ方式の場合に有効である。ＩＳＳ（Irradiation Side Sampling）方式とは、シンチレータの放射線照射面側にＴＦＴ基板が配置されている方式である。
【０１２４】
また、各々の導光領域２６ｂと補強板４３との間に、シンチレータ１３で発光した光を反射する反射層４４が設けられている。反射層４４は、例えばアルミ（Ａｌ）、銀（Ａｇ）等の反射材料で形成されている。あるいは、反射層４４は、表面を荒らすことによって反射性能を高めるように形成されても良い。
【０１２５】
なお、反射層４４は、領域Ａに設けられる導光領域２６ｂに対応する領域と領域Ｂに設けられる導光領域２６ｂに対応する領域とで反射率が異なるように形成されていても良い。この場合には、同期制御処理に使用される周縁側の領域Ｂにおいて反射率が高くなり、ＡＥＣ制御処理に使用される中心側の領域Ａで反射率が低くなるように形成されると良い。これにより、導光板２６Ａにより導光される同期制御処理に使用される光を多くすることができる。
【０１２６】
楔形の導光領域２６ｂは導光機能が高いので、光検知部３９に検知されずに捨てられてしまう光を少なくすることができる。楔形の導光領域２６ｂは、衝撃性や荷重性に不安があるが、楔形に形成された補強板４３で補うことにより、耐衝撃性、耐荷重性が確保されている。楔形のガラス基板が複数枚（本実施形態では、導光領域２６ｂ及び補強板４３の２枚）で重なり合っていることにより導光性能を高めるとともに、強度を維持することが可能となっている。
【０１２７】
なお、第２実施形態に係る電子カセッテ１Ａが、放射線検出器３Ａに放射線Ｘが曝射された際に放射線画像の撮影を開始し、放射線画像の撮影が完了した際に放射線Ｘの曝射の停止を促す撮影制御処理を行う際の流れは、第１実施形態と同様に、図８に示す流れで行われる。
【０１２８】
〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態に係る電子カセッテ１Ｂについて添付図面を用いて詳細に説明する。第３実施形態に係る電子カセッテ１Ｂの放射線検出器３Ｂは、第２実施形態と同様に、一面が傾斜していて全体として楔形に形成された導光領域２６ｂが複数配置されて導光板２６Ｂが構成されたものである。なお、第１実施形態及び第２実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【０１２９】
図１１は、第３実施形態に係る電子カセッテ１Ｂの放射線検出器３Ｂを上方から見た図であり、領域Ａ及び領域Ｂのそれぞれの配置位置の一例を示す図である。
【０１３０】
図１１に示すように、電子カセッテ１Ｂは、第１実施形態と同様に、放射線検出器３Ｂの中央側には被検体が存在している可能性が高いことを考慮し、中央側にＡＥＣ制御処理に使用されるための領域Ａを配置し、領域Ａを通過した光を用いてＡＥＣ制御処理を行う。また電子カセッテ１は、放射線検出器３Ｂにおける外周側には被検体が存在していない可能性が高いことを考慮して、外周側に同期制御処理に使用するための領域Ｂを配置し、領域Ｂを通過した光を用いて同期制御処理を行う。
【０１３１】
図１２は、第３実施形態に係る電子カセッテ１Ｂの放射線検出器３Ｂを示す図１１のＹ−Ｙ面における断面模式図である。図１２に示すように、第３実施形態に係る電子カセッテ１Ｂの放射線検出器３Ｂにおいて、上述したように、楔形のガラス基板である導光板２６Ｂは、複数の導光領域２６ｂに各々が楔形になるように分離されている。また、各々の導光領域２６ｂの上面（バリアフィルム層２５が積層される面と反対側の面）に、それぞれ導光板２６、２６Ｂの各々に上面視同形状で同様に楔形に形成された補強板４３ｂが積層されている。この際、導光領域２６ｂ及び補強板４３ｂが積層された状態で、補強板４３ｂの上面（導光領域２６ｂが積層される面と反対側の面）と導光領域２６ｂの下面（補強板４３ｂが積層される面と反対側の面）が平行になり全体として板状となるように積層される。そして、相互に積層された導光領域２６ｂと補強板４３ｂとの組が放射線検出器３Ｂの一面を覆うように配置されている。
【０１３２】
上述したように、楔形の各々の導光領域２６ｂにおける拡がった側面には光検知部３９が設けられていて、導光領域２６ｂに入射した光が導光領域２６ｂ内において当該拡がった側面の方向に導光され、光検知部３９により検知される。ＡＥＣ制御処理に使用されるための領域Ａ及び同期制御処理に使用されるための領域Ｂが隣接する場合、図１１に示すように、領域Ａの導光領域２６ｂに導光された光を検出する光検知部３９と領域Ｂの導光領域２６ｂに導光された光を検出する光検知部３９とが隣接する可能性が考えられるが、この場合には、双方の検知部３９の間に反射部材を設けて、領域Ａの導光領域２６ｂに導光された光と領域Ｂの導光領域２６ｂに導光された光とが混ざらないようにすると良い。
【０１３３】
楔形の導光領域２６ｂは板状の導光板に比較すると導光機能が高いので、光検知部３９に検知されずに捨てられてしまう光を少なくすることができる。楔形の導光板２６Ｂは、衝撃性や荷重性に不安があるが、楔形に形成された補強板４３、４３ｂで補うことにより、耐衝撃性、耐荷重性が確保されている。楔形のガラス基板が複数枚（本実施形態では、導光板２６Ｂ及び補強板４３、４３ｂ）で重なり合っていることにより導光性能を高めるとともに、強度を維持することが可能となっている。
【０１３４】
なお、第３実施形態に係る電子カセッテ１Ｂが、放射線検出器３Ａに放射線Ｘが曝射された際に放射線画像の撮影を開始し、放射線画像の撮影が完了した際に放射線Ｘの曝射の停止を促す撮影制御処理を行う際の流れは、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、図８に示す流れで行われる。
【０１３５】
なお、第１実施形態乃至第３実施形態において、放射線としてＸ線を用いる場合について説明したが、これに限定されず、γ線やその他の放射線であっても良い。
【０１３６】
また、第１実施形態乃至第３実施形態において、各々の導光板２６、２６Ａで導光された光が同期制御処理あるいはＡＥＣ制御処理の何れかに使用される例について説明したが、これに限定されず、各々の導光板２６、２６Ａの各々で導光された光が他の処理を含めた３種類以上の目的の何れかに使用されるようにしても良い。
【０１３７】
また、第１実施形態乃至第３実施形態において、導光板２６、２６Ａが、シンチレータ１３のセンサ基板２２が積層される面の反対側の面に設けられる例について説明したが、これに限定されない。
【０１３８】
図１３（Ａ）は、第１実施形態に係る電子カセッテの放射線検出器の別例の側断面の構成を模式的に示した断面模式図であり、図１３（Ｂ）は、第２実施形態に係る電子カセッテの放射線検出器の別例の側断面の構成を模式的に示した断面模式図である。
【０１３９】
図１３（Ａ）に示すように、導光板２６が、シンチレータ１３のセンサ基板２２が積層される側の面に設けられても良い。この場合には、センサ基板２２が光を透過する素材で形成されるとともに、センサ基板２２の下面（シンチレータ１３が積層される面と反対側の面）にバリアフィルム層２５が設けられ、さらにバリアフィルム層２５の下面（センサ基板２２が積層される面と反対側の面）に導光板２６が積層される。これにより、導光板２６に放射線Ｘが直に照射されるのを回避し、導光板２６の劣化を防止することができる。
【０１４０】
同様に、図１３（Ｂ）に示すように、導光板２６Ａが、シンチレータ１３のセンサ基板２２が積層される側の面に設けられても良い。この場合には、センサ基板２２が光を透過する素材で形成されるとともに、センサ基板２２の下面（シンチレータ１３が積層される面と反対側の面）にバリアフィルム層２５が設けられ、さらにバリアフィルム層２５の下面（センサ基板２２が積層される面と反対側の面）に導光板２６Ａ、補強板４３が積層される。これにより、第２実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。
【０１４１】
なお、図１３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、導光板２６、２６Ａがセンサ基板２２の下面側（シンチレータ１３が積層される面と反対側の面の側）に積層される場合には、半透過層２３が設けられず、シンチレータ１３の上面（センサ基板２２が積層される面とは反対側の面）にガラス保護層２４とが積層される。
【０１４２】
図１４（Ａ）乃至（Ｉ）は、上記第１実施形態乃至第３実施形態に係る電子カセッテ１、１Ａ、１Ｂの放射線検出器３、３Ａ、３Ｂにおける導光領域２６ａ、２６ｂの配置位置の他の例を示す平面図である。
【０１４３】
図１４（Ａ）は、矩形状の導光領域２６ａ、２６ｂが縦方向及び横方向に複数列配置された例である。被検体の形状に合致するように導光領域２６ａ、２６ｂの各々に領域Ａまたは領域Ｂを配置することで、被検体の形状に依存することなくＡＥＣ制御及び同期制御を行うことができる。
【０１４４】
図１４（Ｂ）は、放射線検出器３の両端側に三角形状の導光領域２６ａ、２６ｂが縦方向及び横方向に複数列配置され、放射線検出器３の中央側に矩形状の導光領域２６ａ、２６ｂが１列配置された例である。図１４（Ｃ）は、三角形状の導光領域２６ａ、２６ｂが縦方向及び横方向に複数列配置された例である。これらの場合も図１４（Ａ）の場合と同様に、被検体の形状に合致するように導光領域２６ａ、２６ｂの各々に領域Ａまたは領域Ｂを設定することで、被検体の形状に依存することなくＡＥＣ制御及び同期制御を行うことができる。
【０１４５】
図１４（Ｄ）は、六角形状の導光領域２６ａ、２６ｂがハニカム状に配置された例である。このように導光領域２６ａ、２６ｂを六角形状にすることで、丸みを帯びた被検体の形状にできるだけ合致するように領域Ａ及び領域Ｂを配置することができる。
【０１４６】
図１４（Ｅ）は、円弧状の導光領域２６ａ、２６ｂが複数配置された例である。このように導光領域２６ａ、２６ｂを円弧状にすることで、例えばマンモグラフィ撮影を行う場合に、乳房の形状にできるだけ合致するように領域Ａ及び領域Ｂを配置することができる。
【０１４７】
図１５（Ａ）乃至（Ｉ）は、上記第１実施形態乃至第３実施形態に係る電子カセッテ１、１Ａ、１Ｂの放射線検出器３、３Ａ、３Ｂにおける領域Ａ及び領域Ｂの配置位置の他の例を示す平面図である。なお、図１４において、第１のカラーフィルタ２５ａの配置位置を黒抜きで、第２のカラーフィルタ２５ｂの配置位置を白抜きで示している。
【０１４８】
図１５（Ａ）に示すように、放射線検出器３、３Ａ、３Ｂの中央部に被検体が存在することがわかっている場合には、中央部において矩形状に領域Ａを配置し、その外周部に領域Ｂを配置すると良い。
【０１４９】
また、図１５（Ｂ）に示すように、被験者の肺と腸を撮影する場合には、肺に相当する位置及び腸に相当する位置に領域Ａを配置し、それらの外周部に領域Ｂを配置すると良い。
【０１５０】
また、図１５（Ｃ）に示すように、放射線検出器３、３Ａ、３Ｂの中央部に被検体が存在する可能性が高い場合には、中央部に領域Ａを多く配置し、その外周部に領域Ａ及び領域Ｂの双方を配置すると良い。
【０１５１】
また、図１５（Ｄ）に示すように、図１１（Ｃ）の場合において、中央部に領域Ａを多く配置し、その外周部に領域Ｂを多く配置すると良い。
【０１５２】
また、図１５（Ｅ）に示すように、マンモグラフィ撮影を行う場合には、乳房に相当する位置に領域Ａを配置し、その外周部に領域Ｂを配置すると良い。
【０１５３】
また、図１５（Ｆ）に示すように、放射線検出器３、３Ａ、３Ｂにおいて被検体が存在する位置がわからない場合には、放射線検出器３、３Ａ、３Ｂにおける２本の対角線上に領域Ａを配置し、その外周部に領域Ｂを配置すると良い。
【０１５４】
また、図１５（Ｇ）に示すように、図１５（Ｆ）の場合において、一方の対角線上のみに領域Ａを配置しても良い。この場合、領域Ｂの配置位置、すなわち同期制御処理に使用される領域が広くなり、同期制御処理に使用される光の検出感度を向上させることができる。
【０１５５】
また、図１５（Ｈ）に示すように、放射線検出器３、３Ａ、３Ｂにおいて被検体が存在する位置がわからない場合には、放射線検出器３、３Ａ、３Ｂにおける各辺の２本の中央線上に領域Ａを配置し、その外周部に領域Ｂを配置すると良い。
【０１５６】
また、図１５（Ｉ）に示すように、放射線検出器３、３Ａ、３Ｂにおいて被検体が存在する位置がわからない場合には、隣接する相互の導光領域２６ａ、２６ｂが各々異なるように領域Ａまたは領域Ｂの何れかを配置すると良い。
【０１５７】
なお、放射線ＸとしてＸ線を曝射した場合、肺野はＸ線の透過量が多いので、肺野に対応する領域を同期制御処理に利用しても良い。
【符号の説明】
【０１５８】
１、１Ａ、１Ｂ…電子カセッテ，２…筐体，３、３Ａ、３Ｂ…放射線検出器，４…鉛板，５…ケース，１１…信号出力部，１２…センサ部，１３…シンチレータ，１４…透明絶縁膜，１５ａ…上部電極，１５ｂ…下部電極，１６…光電変換膜，１７…電子ブロッキング膜，１８…正孔ブロッキング膜，１９…コンデンサ，２０…薄膜トランジスタ，２１…絶縁膜，２２…センサ基板，２３…半透過膜，２４…ガラス保護層，２５…バリアフィルム層，２６…導光板，２６ａ、２６ｂ…導光領域，３０…ゲート線ドライバ，３０Ａ…信号処理部，３１…ゲート配線，３２…データ配線，３３…画像メモリ，３４…カセッテ制御部，３５…ＣＰＵ，３６…メモリ，３７…記憶部，３８…無線通信部，３９…光検知部，４０…封止部材，４１…反射層，４２…反射層，４３、４３ｂ…補強板，４４…反射層。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線を検出する放射線検出器、当該放射線検出器を備えた放射線画像撮影装置、及び当該放射線画像撮影装置により実行されるプログラムに関する。
【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、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画像撮影装置が実用化されている。なお、この放射線画像撮影装置に用いられる放射線検出器には、放射線を変換する方式として、放射線をシンチレータで光に変換した後にフォトダイオード等の半導体層で電荷に変換する間接変換方式や、放射線をアモルファスセレン等の半導体層で電荷に変換する直接変換方式等があり、各方式でも半導体層に使用可能な材料が種々存在する。
【０００３】
ところで、この種の放射線画像撮影装置では、当該放射線画像撮影装置自身によって放射線の照射開始や照射量等を検出することができれば、放射線画像撮影装置および放射線源等を統括的に制御する撮影制御装置（所謂コンソール）と放射線源との接続を行う必要がなくなるため、システム構成を簡略化したり、撮影制御装置による制御を簡略化したりするうえで好ましい。
【０００４】
なお、放射線画像撮影装置自身で放射線の照射開始を検出し、当該照射開始が検出されたタイミングで放射線検出器による動作モードを撮影モードに移行する処理を本明細書では「同期制御処理」という。また、放射線画像撮影装置自身で放射線の照射量を検出し、当該照射量が撮影条件等に基づいて予め定められた量に達したタイミングで放射線発生装置による放射線の照射を停止させる処理を本明細書では「照射制御処理」という。
【０００５】
この種の放射線の照射状態を検出することのできる放射線画像撮影装置に関する技術として、特許文献１には、画素を構成する放射線検出素子が２次元マトリクス状に複数配列され放射線を検出する矩形状のセンサパネル部と、前記放射線検出素子に蓄積された電荷を読み出して電気信号に変換する検出部と、前記センサパネル部及び前記検出部を内蔵し、少なくとも１面が放射線を透過可能とされた筐体と、前記センサパネル部よりも放射線入射側に配置され、入射する放射線の一部を光に変換する蛍光体層と、この蛍光体層により発生した光を所定方向にガイドする光ガイド部材と、を有する矩形状の変換層と、前記矩形状の変換層の少なくとも一辺側に配置され、前記蛍光体層で発生し前記光ガイド部材によりガイドされた光を検知する光検知部と、前記光検知部による検知結果に基づいて前記センサパネル部に対する放射線の照射が開始されたか否かを判断し、この判断結果に基づき前記検出部の駆動状態を切り替え制御する制御部と、を備えた装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−９９７９４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、上記特許文献１に開示されている技術では、撮影対象領域の全域について１枚の導光板（光ガイド部材）により導光された光を検出しているため、撮影対象部位が比較的小さく、撮影対象領域における放射線が撮影対象部位を透過しない領域（以下、「素抜け領域」という。）の撮影対象領域の全域に対する割合が比較的高い場合において前述した照射制御処理を実行する場合には、放射線の照射量を比較的多く検出してしまう結果、露光不足となってしまう場合がある、という問題点があった。なお、この場合、放射線の曝射を伴う再撮影を行う必要があり、結果的に被検者の被曝量が増加してしまう。
【０００８】
一方、前述した同期制御処理を実行する場合、被検者による放射線の被曝量をできるだけ少なくするためには放射線の照射開始を可及的速やかに検出する必要がある。これに対し、前述した照射制御処理を実行する場合には、放射線の照射量を検出する際に、導光板により導光された光を受光する受光素子が飽和検出量に達しないことが極めて重要である。
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１に開示されている技術では、前述したように撮影対象領域の全域について１枚の導光板により導光された光を検出しているため、放射線の照射開始は速やかに検出することができるものの、導光光を受光する受光素子が飽和検出量に達してしまう場合がある、という問題点があった。
【００１０】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、同期制御処理および照射制御処理を的確に行うことができる放射線検出器、放射線画像撮影装置およびプログラム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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明に係る放射線検出器は、請求項１に記載したように、放射線が照射されることにより光を発生する発光層と、前記発光層に積層され、前記発光層で発生した光を受光することにより電荷が発生するセンサ部および当該センサ部で発生された電荷を読み出すためのスイッチング素子を含む画素が複数個形成された基板と、前記発光層の前記基板が積層された側と反対側、または前記基板の前記発光層が積層された側と反対側に積層され、各々複数の領域に光学的に分離され、前記複数の領域の一部の領域における導光量が前記一部の領域以外の他部の領域における導光量より多くされた導光板と、を備えている。
【００１２】
請求項１に記載の放射線検出器によれば、放射線が照射されることにより光を発生する発光層に、前記発光層で発生した光を受光することにより電荷が発生するセンサ部および当該センサ部で発生された電荷を読み出すためのスイッチング素子を含む画素が複数個形成された基板が積層される。
【００１３】
ここで、本発明では、前記発光層の前記基板が積層された側と反対側、または前記基板の前記発光層が積層された側と反対側に、各々複数の領域に光学的に分離され、前記複数の領域の一部の領域における導光量が前記一部の領域以外の他部の領域における導光量より多くされた導光板が積層される。
【００１４】
すなわち、本発明では、発光層によって発生された光を導光する導光板が光学的に複数の領域に分離され、当該複数の領域の一部における光の検出感度が他部に比較して高くされているので、前記一部の領域により導光された光を用いて同期制御処理を実行することにより、速やかに放射線の照射開始を検出することができる一方、前記他部の領域により導光された光を用いて照射制御処理を行うことにより、当該光を受光する受光素子の飽和を防止することができる。
【００１５】
このように、請求項１に記載の放射線検出器によれば、発光層によって発生された光を導光する導光板が光学的に複数の領域に分離され、当該複数の領域の一部における光の検出感度が他部に比較して高くされているので、同期制御処理および照射制御処理を的確に行うことができる。
【００１６】
また、本発明に係る放射線検出器において、請求項２に記載したように、前記導光板が前記発光層に積層されている場合、前記発光層と前記導光板との間に介在され、光の一部分を通過させ、かつ前記一部分以外の光を反射する光反射層をさらに備えるようにしても良い。これにより、発光層により発光した光の一部分を利用して同期制御処理および照射制御処理を的確に行うことができる、という効果を奏する。
【００１７】
また、本発明に係る放射線検出器において、請求項３に記載したように、前記導光板は、前記複数の領域の各々毎に分割されており、前記導光板と当該導光板が積層されている部材との間に介在され、前記放射線検出器の内部の防湿性を維持するためのバリアフィルムをさらに備えるようにしても良い。これにより、放射線検出器の内部の防湿性を維持することができる、という効果を奏する。
【００１８】
また、本発明に係る放射線検出器において、請求項４に記載したように、前記導光板は、積層された側とは反対側に、前記一部の領域において前記他部の領域よりも反射率が高い光反射層を設けることで、前記複数の領域の一部の領域における導光量が前記一部の領域以外の他部の領域における導光量より多くされているようにしても良い。これにより、簡易に一部の領域における導光量を他部の領域における導光量よりも多くすることができる、という効果を奏する。
【００１９】
また、本発明に係る放射線検出器において、請求項５に記載したように、前記光反射層は、前記一部の領域に対応する領域において通過する光の光量が、前記他部の領域に対応する領域を通過する光の光量より多くされることで、前記複数の領域の一部の領域における導光量が前記一部の領域以外の他部の領域における導光量より多くされているようにしても良い。これにより、簡易に一部の領域における導光量を他部の領域における導光量よりも多くすることができる、という効果を奏する。
【００２０】
また、本発明に係る放射線検出器において、請求項６に記載したように、前記導光板の側面に光反射層をさらに備えるようにしても良い。これにより、導光板に入射する光を効率的に集光することができる、という効果を奏する。
【００２１】
また、本発明に係る放射線検出器において、請求項７に記載したように、前記導光板は、積層された側とは反対側の面が傾斜面とされているようにしても良い。これにより、導光板の一方の面を傾斜させることで導光機能を向上させることができる、という効果を奏する。
【００２２】
また、本発明に係る放射線検出器において、請求項８に記載したように、傾斜面を備え、当該傾斜面側が前記導光板の前記傾斜面に積層され、当該導光板に積層された状態で当該導光板と組み合わされて前記導光板と共に板状となる補強板をさらに備えるようにしても良い。これにより、補強板により外圧に対する強度を向上させることができる、という効果を奏する。
【００２３】
また、本発明に係る放射線検出器において、請求項９に記載したように、前記導光板は、放射線の入射側とは反対側に積層されているようにしても良い。これにより、請求項１の構成と同様に、同期制御処理および照射制御処理を的確に行うことができる、という効果を奏する。
【００２４】
また、本発明に係る放射線検出器において、請求項１０に記載したように、前前記導光板により導光された光を受光する複数の受光部をさらに備えるようにしても良い。これにより、放射線検出器に備えられた受光部により導光された光を受光することができる、という効果を奏する。
【００２５】
一方、上記目的を達成するために、請求項１１に記載の放射線画像撮影装置は、請求項１から請求項９の何れか１項記載の放射線検出器と、前記放射線検出器の前記導光板により導光された光を受光する複数の受光部と、前記放射線検出器の前記基板により得られた電荷に基づいて放射線画像の撮影を行う撮影手段と、前記前記複数の領域の一部を通過して前記導光板により導光された光を放射線の照射量を検出するために用い、前記前記複数の領域の一部以外の領域を通過して前記導光板により導光された光を放射線の照射開始を検出するために用いるよう制御する制御手段と、を備えている。
【００２６】
従って、請求項１１に記載の放射線画像撮影装置によれば、請求項１に記載の発明と同様に作用するので、請求項１に記載の発明と同様に、同期制御処理および照射制御処理を的確に行うことができる、という効果を奏する。
【００２７】
また、請求項１２に記載の放射線画像撮影装置は、請求項１０記載の放射線検出器と、前記放射線検出器の前記基板により得られた電荷に基づいて放射線画像の撮影を行う撮影手段と、前記放射線検出器の前記複数の受光部の受光結果に基づいて前記撮影手段による撮影動作を制御する制御手段と、を備えている。
【００２８】
従って、請求項１２に記載の放射線画像撮影装置によれば、請求項１に記載の発明と同様に作用するので、請求項１に記載の発明と同様に、同期制御処理および照射制御処理を的確に行うことができる、という効果を奏する。
【００２９】
一方、上記目的を達成するために、請求項１３に記載のプログラムは、請求項１に記載の放射線検出器を備えた放射線画像撮影装置によって実行されるプログラムであって、コンピュータを、前記放射線検出器の前記導光板における前記複数の領域の一部により導光された光に基づいて放射線の照射開始を検出すると共に、前記放射線検出器の前記導光板における前記複数の領域の他部により導光された光に基づいて放射線の照射量を検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果に基づいて前記放射線画像撮影装置による撮影動作を制御する制御手段と、として機能させるためのプログラムである。
【００３０】
従って、請求項１３に記載のプログラムによれば、コンピュータを請求項１に記載の発明と同様に作用させることができるので、請求項１に記載の発明と同様に、同期制御処理および照射制御処理を的確に行うことができる、という効果を奏する。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、同期制御処理および照射制御処理を的確に行うことができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施形態に係る放射線画像撮影装置である電子カセッテの外観を示す切り欠き斜視図である。
【図２】実施形態に係る電子カセッテの放射線検出器の３画素部分の構成を示す断面模式図である。
【図３】実施形態に係る電子カセッテの電気系の要部構成を示す構成図である。
【図４】第１実施形態に係る電子カセッテの放射線検出器を上方から見た図であり、領域Ａ及び領域Ｂのそれぞれの配置位置の一例を示す図である。
【図５】第１実施形態に係る電子カセッテの放射線検出器の図４のＹ−Ｙ面における側断面の構成を模式的に示した断面模式図である。
【図６】（Ａ）乃至（Ｃ）は、第１実施形態に係る電子カセッテの放射線検出器を形成する際の、各工程における当該放射線検出器の側断面の構成を模式的に示した断面模式図である。
【図７】第１実施形態に係る電子カセッテの放射線検出器の別例の側断面の構成を模式的に示した断面模式図である。
【図８】第１実施形態に係る電子カセッテのＣＰＵにより実行される撮影制御処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】第２実施形態に係る電子カセッテの放射線検出器を上方から見た図であり、領域Ａ及び領域Ｂのそれぞれの配置位置の一例を示す図である。
【図１０】第２実施形態に係る電子カセッテの放射線検出器の図９のＹ−Ｙ面における側断面の構成を模式的に示した断面模式図である。
【図１１】第３実施形態に係る電子カセッテの放射線検出器３を上方から見た図であり、領域Ａ及び領域Ｂのそれぞれの配置位置の一例を示す図である。
【図１２】第３実施形態に係る電子カセッテの放射線検出器の図１１のＹ−Ｙ面における側断面の構成を模式的に示した断面模式図である。
【図１３】（Ａ）は、第１実施形態に係る電子カセッテの放射線検出器の別例を示す断面模式図であり、（Ｂ）は、第２実施形態に係る電子カセッテの放射線検出器の別例を示す断面模式図である。
【図１４】（Ａ）乃至（Ｆ）は、実施形態に係る電子カセッテの放射線検出器における導光板の他の構成例の一例を示す平面図である。
【図１５】（Ａ）乃至（Ｉ）は、実施形態に係る電子カセッテの放射線検出器における領域Ａ及び領域Ｂの配置位置の他の例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
〔第１実施形態〕
以下、第１実施形態に係る放射線画像撮影装置について添付図面を用いて詳細に説明する。
【００３４】
図１は、第１実施形態に係る放射線画像撮影装置である電子カセッテ１の外観を示す切り欠き斜視図である。
【００３５】
図１に示すように、電子カセッテ１は筐体２を備えている。この筐体２は、電子カセッテ１の軽量化を図るために、例えば、カーボンファイバー（炭素繊維）、アルミニウム、マグネシウム、バイオナノファイバ（セルロースミクロフィブリル）、または複合材料等で構成されている。筐体２の内部には、放射線検出器３及び鉛板４が放射線Ｘの照射方向に沿ってこの順に順次積層されて配置されている。また、筐体２の内部の一端側には、放射線Ｘの照射方向において放射線検出器３と重ならない位置に、カセッテ制御部や電源部を収容するケース５が配置されている。
【００３６】
図２は、第１実施形態に係る電子カセッテ１に設けられた放射線検出器３の３画素部分の構成を示す断面模式図である。
【００３７】
図２に示すように、放射線検出器３は、絶縁性の基板１０の上に、信号出力部１１、センサ部１２、及びシンチレータ（蛍光体膜）１３が順次積層されており、各画素は、信号出力部１１、センサ部１２により構成され、基板１０上に複数配列されている。シンチレータ１３は、センサ部１２の上部（基板１０と対面しない側）に透明絶縁膜１４を介して形成されていて、Ｘ線等の放射線Ｘを光に変換して発光する蛍光体を成膜したものである。放射線検出器３において、このシンチレータ１３により入射した放射線Ｘが光に変換される。
【００３８】
なお、シンチレータ１３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３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。
【００３９】
シンチレータ１３に用いられる蛍光体としては、具体的には、放射線ＸとしてＸ線を用いて撮像する場合、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）を含むものが好ましく、Ｘ線照射時の発光スペクトルが４２０ｎｍ〜７００ｎｍにあるＣｓＩ（Ｔｌ）（タリウムが添加されたヨウ化セシウム）を用いることが特に好ましい。なお、ＣｓＩ（Ｔｌ）の可視光域における発光ピーク波長は５６５ｎｍである。
【００４０】
センサ部１２は、上部電極１５ａ、下部電極１５ｂ、及び当該上下の電極間に配置された光電変換膜１６を有する。光電変換膜１６は、シンチレータ１３が発光する光を吸収して電荷が発生する有機光電変換材料により構成されている。
【００４１】
上部電極１５ａは、シンチレータ１３により生じた光を光電変換膜１６に入射させる必要があるため、少なくともシンチレータ１３の発光波長に対して透明な導電性材料で構成することが好ましく、具体的には、可視光に対する透過率が高く、抵抗値が小さい透明導電性酸化物（TCO;Transparent Conducting Oxide）を用いることが好ましい。なお、上部電極１５ａとしてＡｕなどの金属薄膜を用いることもできるが、透過率を９０％以上得ようとすると抵抗値が増大し易いため、ＴＣＯの方が好ましい。例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＡＺＯ、ＦＴＯ、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２、ＺｎＯ２等を好ましく用いることができ、プロセス簡易性、低抵抗性、透明性の観点からはＩＴＯが最も好ましい。なお、上部電極１５ａは、全画素で共通の一枚構成としてもよく、画素毎に分割してもよい。
【００４２】
光電変換膜１６は、有機光電変換材料を含み、シンチレータ１３により発光した光を吸収するとともに、吸収した光に応じた電荷を発生させる。このように有機光電変換材料を含む光電変換膜１６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１３による発光以外の電磁波が光電変換膜１６に吸収されることがほとんどなく、放射線Ｘが光電変換膜１６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。
【００４３】
光電変換膜１６を構成する有機光電変換材料は、シンチレータ１３により発光した光を最も効率よく吸収するために、その吸収ピーク波長が、シンチレータ１３の発光ピーク波長と近いほど好ましい。有機光電変換材料の吸収ピーク波長とシンチレータ１３の発光ピーク波長とが一致することが理想的であるが、双方の差が小さければシンチレータ１３により発光した光を十分に吸収することが可能である。具体的には、有機光電変換材料の吸収ピーク波長と、シンチレータ１３の放射線に対する発光ピーク波長との差が、１０ｎｍ以内であることが好ましく、５ｎｍ以内であることがより好ましい。
【００４４】
このような条件を満たすことが可能な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１３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１６で発生する電荷量をほぼ最大にすることができる。
【００４５】
放射線検出器３における電磁波吸収／光電変換部位は、１対の電極１５ａ，１５ｂと、当該電極１５ａ，１５ｂ間に挟まれた有機光電変換膜１６を含む有機層により構成することができる。この有機層は、より具体的には、電磁波を吸収する部位、光電変換部位、電子輸送部位、正孔輸送部位、電子ブロッキング部位、正孔ブロッキング部位、結晶化防止部位、電極、及び層間接触改良部位等の積み重ね、もしくは混合により形成することができる。
【００４６】
上記有機層は、有機ｐ型化合物または有機ｎ型化合物を含有することが好ましい。有機ｐ型半導体（化合物）は、主に正孔輸送性有機化合物に代表されるドナー性有機半導体（化合物）であり、電子を供与しやすい性質がある有機化合物をいう。さらに詳しくは２つの有機材料を接触させて用いたときにイオン化ポテンシャルの小さい方の有機化合物をいう。したがって、ドナー性有機化合物としては、電子供与性のある有機化合物であれば、いずれの有機化合物も使用可能である。
【００４７】
有機ｎ型半導体（化合物）は、主に電子輸送性有機化合物に代表されるアクセプター性有機半導体（化合物）であり、電子を受容しやすい性質がある有機化合物をいう。さらに詳しくは、２つの有機化合物を接触させて用いたときに電子親和力の大きい方の有機化合物をいう。したがって、アクセプター性有機化合物は、電子受容性のある有機化合物であれば、いずれの有機化合物も使用可能である。
この有機ｐ型半導体及び有機ｎ型半導体として適用可能な材料、及び光電変換膜１６の構成については、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１６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。
【００４８】
光電変換膜１６の厚みは、シンチレータ１３からの光を吸収する点では膜厚は大きいほど好ましいが、ある程度以上厚くなると光電変換膜１６の両端から印加されるバイアス電圧により光電変換膜１６に発生する電界の強度が低下して電荷が収集できなくなるため、３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは、５０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下、特に好ましくは８０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。
【００４９】
なお、図２に示す放射線検出器３では、光電変換膜１６は、全画素に渡って共有される一枚構成であるが、画素毎に分割されていてもよい。また、光電変換膜１６は、有機光電変換材料を含まなくても良い。
【００５０】
下部電極１５ｂは、画素毎に分割された薄膜で構成されている。下部電極１５ｂは、透明または不透明の導電性材料で構成することができ、アルミニウム、銀等を好適に用いることができる。また、下部電極１５ｂの厚みは、例えば、３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下とすることができる。
【００５１】
センサ部１２では、上部電極１５ａと下部電極１５ｂとの間に所定のバイアス電圧を印加することで、光電変換膜１６で発生した電荷（正孔、電子）のうちの一方を上部電極１５ａに移動させ、他方を下部電極１５ｂに移動させることができる。本実施形態の放射線検出器３では、上部電極１５ａに配線が接続され、この配線を介してバイアス電圧が上部電極１５ａに印加される。また、バイアス電圧は、光電変換膜１６で発生した電子が上部電極１５ａに移動し、正孔が下部電極１５ｂに移動するように極性が決められているものとするが、この極性は逆であってもよい。
【００５２】
各画素を構成するセンサ部１２は、少なくとも下部電極１５ｂ、光電変換膜１６、及び上部電極１５ａを含んでいればよいが、暗電流の増加を抑制するため、電子ブロッキング膜１７及び正孔ブロッキング膜１８の少なくとも一方を設けることが好ましいが、両方を設けることが特に好ましい。
【００５３】
電子ブロッキング膜１７は、下部電極１５ｂと光電変換膜１６との間に設けることができ、下部電極１５ｂと上部電極１５ａ間にバイアス電圧を印加したときに、下部電極１５ｂから光電変換膜１６に電子が注入されて暗電流が増加してしまうのを抑制することができる。
【００５４】
電子ブロッキング膜１７には、電子供与性有機材料を用いることができる。電子ブロッキング膜１７に用いる材料は、隣接する電極の材料及び隣接する光電変換膜１６の材料等に応じて選択すればよく、隣接する電極の材料の仕事関数（Ｗｆ）より１．３ｅＶ以上電子親和力（Ｅａ）が大きく、かつ、隣接する光電変換膜１６の材料のイオン化ポテンシャル（Ｉｐ）と同等のＩｐもしくはそれより小さいＩｐを持つものが好ましい。この電子供与性有機材料として適用可能な材料については、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。
【００５５】
電子ブロッキング膜１７の厚みは、暗電流抑制効果を確実に発揮させるとともに、センサ部１２の光電変換効率の低下を防ぐため、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましく、さらに好ましくは３０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下、特に好ましくは５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。
【００５６】
正孔ブロッキング膜１８は、光電変換膜１６と上部電極１５ａとの間に設けることができ、下部電極１５ｂと上部電極１５ａ間にバイアス電圧を印加したときに、上部電極１５ａから光電変換膜１６に正孔が注入されて暗電流が増加してしまうのを抑制することができる。
【００５７】
正孔ブロッキング膜１８には、電子受容性有機材料を用いることができる。正孔ブロッキング膜１８の厚みは、暗電流抑制効果を確実に発揮させるとともに、センサ部１２の光電変換効率の低下を防ぐため、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましく、さらに好ましくは３０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下、特に好ましくは５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。正孔ブロッキング膜１８に用いる材料は、隣接する電極の材料及び隣接する光電変換膜１６の材料等に応じて選択すればよく、隣接する電極の材料の仕事関数（Ｗｆ）より１．３ｅＶ以上イオン化ポテンシャル（Ｉｐ）が大きく、かつ、隣接する光電変換膜４の材料の電子親和力（Ｅａ）と同等のＥａもしくはそれより大きいＥａを持つものが好ましい。この電子受容性有機材料として適用可能な材料については、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。
【００５８】
なお、光電変換膜１６で発生した電荷のうち、正孔が上部電極１５ａに移動し、電子が下部電極１５ｂに移動するようにバイアス電圧を設定する場合には、電子ブロッキング膜１７と正孔ブロッキング膜１８との位置を逆に配置すればよい。
【００５９】
また、基板１０において、各画素の下部電極１５ｂに対面する側の面には上述した信号出力部１１が形成されている。信号出力部１１は、下部電極１５ｂに対応して、下部電極１５ｂに移動した電荷を蓄積するコンデンサ１９と、コンデンサ１９に蓄積された電荷を電気信号に変換して出力する電界効果型薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下、単に薄膜トランジスタという場合がある。）２０が形成されている。コンデンサ１９及び薄膜トランジスタ２０の形成された領域は、平面視において下部電極１５ｂ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、各画素における信号出力部１１とセンサ部１２とが厚さ方向で重なりを有することとなる。なお、放射線検出器３（画素）の平面積を最小にするために、コンデンサ１９及び薄膜トランジスタ２０の形成された領域が下部電極１５ｂによって完全に覆われていることが望ましい。
【００６０】
コンデンサ１９は、基板１０と下部電極１５ｂとの間に設けられた絶縁膜２１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１５ｂと電気的に接続されている。これにより、下部電極１５ｂで捕集された電荷をコンデンサ１９に移動させることができる。
【００６１】
薄膜トランジスタ２０は、図示しないゲート電極、ゲート絶縁膜、及び活性層（チャネル層）が積層され、さらに、活性層上にソース電極とドレイン電極が所定の間隔を開けて形成されている。また、基板１０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。
【００６２】
このように、基板１０、絶縁膜２１、下部電極１５ｂ、（電子ブロッキング膜１７、）光電変換膜１６、（正孔ブロッキング膜１８、）上部電極１５ａ、及び透明絶縁膜１４が順次積層されることにより、ＴＦＴ基板であるセンサ基板２２が形成されている。
【００６３】
また、シンチレータ１３の上面（センサ基板２２に対面しない側の面）には、半透過層２３、ガラス保護層２４、バリアフィルム層２５、導光板２６が順次積層されている。
【００６４】
本実施形態に係る半透過層２３は、入射する光の一部分を透過させ、入射する光の当該一部分以外の光を反射する。半透過層２３は、特定の波長の光を選択的に透過させることができるダイクロイックフィルタで構成されている。この際、例えば、屈折し難い長波長成分の光を選択的に透過させるようにすると良い。なぜなら、長波長成分の光は半透過層２３で反射してセンサ部１２で受光した場合に画像ボケにつながり易いからである。また、半透過層２３は、ハーフミラーにより形成されていても良く、あるいは、アルミ（Ａｌ）、銀（Ａｇ）等の反射材料で多数の穴が形成されるかまたは部分的に穴が空くように形成されていても良く、これらの構成により光の一部分を透過させ当該一部分以外の光を反射するように構成されていても良く、さらには拡散板で形成されていても良い。放射線検出器３に当該半透過層２３が設けられることにより、シンチレータ１３で発光した光の一部を導光板２６に入射させることができる。
【００６５】
ガラス保護層２４は、例えば樹脂フィルムである。本実施形態では、半透過層２３とバリアフィルム層２５との間にガラス保護層２４が設けられているが、これに限定されず、ガラス保護層２４を設けずに、半透過層２３をバリアフィルム層２５に直接貼り付ける構成にしても良い。
【００６６】
シンチレータ１３により発光した光の一部が半透過層２３を透過し、ガラス保護層２４に入射する。ガラス保護層２４に入射した光は、ガラス保護層２４を通過し、バリアフィルム層２５を通過した上で導光板２６に入射する。そして、導光板２６に入射した光は、導光板２６の内部を導かれて後述する光検知部３９によって検知される。
【００６７】
図３は、第１実施形態に係る電子カセッテ１の電気系の要部構成を示す構成図である。
【００６８】
図３に示すように、電子カセッテ１に内蔵された放射線検出器３は、隣り合う２辺の一辺側にゲート線ドライバ３０が配置され、他辺側に信号処理部３０Ａが配置されている。センサ基板２２には複数のゲート配線３１及び複数のデータ配線３２が設けられている。個々のゲート配線３１はゲート線ドライバ３０に接続され、個々のデータ配線３２は信号処理部３０Ａに接続されている。
【００６９】
センサ基板２２の各薄膜トランジスタ１０は、ゲート線ドライバ３０からゲート配線３１を介して供給される信号により行単位で順にオンされ、オン状態とされた薄膜トランジスタ２０によって読み出された電荷は、電気信号としてデータ配線３２を伝送されて信号処理部３０Ａに入力される。これにより、電荷は行単位で順に読み出され、二次元状の放射線画像が取得可能となる。
【００７０】
図示は省略するが、信号処理部３０Ａは、個々のデータ配線３２毎に、入力される電気信号を増幅する増幅回路およ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３２を伝送された電気信号は増幅回路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の画像データへ変換される。
【００７１】
信号処理部３０Ａには画像メモリ３３が接続されており、信号処理部３０ＡのＡ／Ｄ変換器から出力された画像データは画像メモリ３３に順次記憶される。画像メモリ３３は所定枚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、撮影によって得られた画像データが画像メモリ３３に記憶される。
【００７２】
画像メモリ３３はカセッテ制御部３４と接続されている。カセッテ制御部３４はマイクロコンピュータを含んで構成され、ＣＰＵ（中央処理装置）３５と、記録媒体としてのＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を含むメモリ３６と、フラッシュメモリ等からなる不揮発性の記憶部３７とを備えており、電子カセッテ１全体の動作を総括的に制御する。
【００７３】
さらに、カセッテ制御部３４には無線通信部３８接続されている。無線通信部３８は、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１１ａ／ｂ／ｇ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３４は、無線通信部３８を介して、コンソールなどの外部装置と無線通信が可能とされており、外部装置との間で各種情報の送受信が可能とされている。
【００７４】
そして、カセッテ制御部３４には光検知部３９が接続されている。光検知部３９は、例えばフォトトランジスタ、フォトダイオード、フォトＩＣ、ＣｄＳセル等で構成される光センサである。なお、光検知部３９の構成はこれらに限定されない。光検知部３９は、その検出結果を図示しないＡ／Ｄ変換器によりデジタルデータに変換し、カセッテ制御部３４に出力する。光検知部３９は、放射線検出器３の内部に設けられていても、放射線検出器３とは別個に電子カセッテ１の内部に設けられていても良い。
【００７５】
ところで、電子カセッテ１は、放射線検出器３に対する放射線Ｘの曝射が開始されたときに当該曝射開始を検知して放射線画像の撮影を開始する等、放射線画像の撮影動作を制御する同期制御処理を行う。また、電子カセッテ１は、放射線検出器３に対する放射線Ｘの照射量を検出して累積照射量に基づいて放射線画像の撮影を終了させる等、放射線画像の撮影動作を制御するＡＥＣ（Automatic Exposure Control）制御処理（上述した照射制御処理）を行う。この際、本実施形態に係る電子カセッテ１は、放射線検出器３に放射線Ｘが照射されたときにシンチレータ１３にて発光した光の一部分を導光板２６で導光し、導出された光の光量を検出することで、曝射開始を検出して同期制御処理を行ったり照射量を検出してＡＥＣ制御処理を行ったりする。
【００７６】
ところで、従来の電子カセッテにおいて、撮影対象領域の全域について１枚の導光板により導光された光を検出する場合、撮影対象部位が比較的小さく、撮影対象領域における放射線が撮影対象部位を透過しない素抜け領域の撮影対象領域の全域に対する割合が比較的高い場合においてＡＥＣ制御処理を実行する場合には、放射線の照射量を比較的多く検出してしまう結果、露光不足となってしまう、という問題点があった。なお、この場合、放射線の曝射を伴う再撮影を行う必要があり、結果的に被検者の被曝量が増加してしまう。
【００７７】
一方、同期制御処理を実行する場合、被検者による放射線の被曝量をできるだけ少なくするためには放射線の照射開始を可及的速やかに検出する必要がある。これに対し、照射制御処理を実行する場合には、放射線の照射量を検出する際に、導光板により導光された光を受光する受光素子が飽和検出量に達しないことが極めて重要である
【００７８】
そこで本実施形態に係る電子カセッテ１は、シンチレータ１３で発生した光の一部分を導光板２６に入射させ、入射した光を予め定められた領域毎に分けて導光して領域毎に各々別個に検知し、それぞれの領域毎に同期制御処理及びＡＥＣ制御処理の何れかに使用する。この際、本実施形態に係る電子カセッテ１は、後述するように導光板２６を光学的に分離した複数の導光領域２６ａで構成し、入射する導光領域２６ａ毎に導光される光を検知し、検知された光の光量が放射線Ｘの照射量に対応することを利用して、当該光の光量に基づいて同期制御処理またはＡＥＣ制御処理を行う。
【００７９】
本実施形態に係る電子カセッテ１では、照射量が過剰に見積もられることのない領域をＡＥＣ制御処理に使用されるための領域Ａ、放射線Ｘの曝射開始を即座に検出することができる領域を同期制御処理に使用するための領域Ｂとして、領域Ａ及び領域Ｂに各々導光領域２６ａが配置されている。そして各々の導光領域２６ａは光学的に遮断されていて、各々の導光領域２６ａの内部において光が導光される。
【００８０】
各々の導光領域２６ａを光学的に遮断する方法は、例えば、各々の導光領域２６ａが接する面において、アルミ（Ａｌ）、銀（Ａｇ）等の反射材料で反射膜を形成する等、既知の何れかの方法である。なお、導光板２６を構成する各々の導光領域２６ａは、導光板２６が物理的に分割されることにより光学的に分離されていても良く、あるいは、一体型でかつ隣接する導光領域２６ａ間に反射膜を設ける等により光学的に分離されていても良い。
【００８１】
図４は、第１実施形態に係る電子カセッテ１の放射線検出器３を上方から見た図であり、ＡＥＣ制御処理に使用されるための領域Ａ、及び同期制御処理に使用するための領域Ｂのそれぞれの配置位置の一例を示す図である。
【００８２】
図４に示すように、電子カセッテ１は、放射線検出器３の中央側には撮影時において撮影対象部位が存在する可能性が高いことを考慮し、中央側にＡＥＣ制御処理に使用されるための領域Ａを配置し、領域Ａを通過した光を用いてＡＥＣ制御処理を行う。また電子カセッテ１は、放射線検出器３における両端側には撮影時において撮影対象部位が存在しない可能性が高いことを考慮して、両端側に同期制御処理に使用するための領域Ｂを配置し、領域Ｂを通過した光を用いて同期制御処理を行う。領域Ａを通過した光を導光領域２６ａに入射させて光検知部３９で検知させるとともに、領域Ｂを通過した光を領域Ａとは異なる導光領域２６ａに入射させて領域Ａとは異なる光検知部３９で検知させる。この構成により、電子カセッテ１は、領域Ａを通過した光、領域Ｂを通過した光をそれぞれ別個に取得し、領域Ａを通過した光をＡＥＣ制御処理に使用し、領域Ｂを通過した光を同期制御処理に使用する。
【００８３】
また、各々の導光領域２６ａの外周側面のうちの、光検知部３９が設けられていない領域には、光を反射する反射層４１が設けられている。反射層４１は、例えばアルミ（Ａｌ）、銀（Ａｇ）等の反射材料で形成されている。この反射層４１により、各々の導光領域２６ａで導光される光が光検知部３９で検知されずに外部に漏れてしまうことが防止され、導光された光を有効に利用することができる。
【００８４】
ここで、本実施形態に係る電子カセッテ１において、上述したＡＥＣ制御処理や同期制御処理を行うための構成についてさらに詳細に説明する。
【００８５】
図５は、第１実施形態に係る電子カセッテ１の放射線検出器３の図４のＹ−Ｙ面における側断面の構成を模式的に示した断面模式図である。
【００８６】
図５に示すように、放射線検出器３は、センサ基板２２及び導光板２６を備えていて、複数の柱状結晶１３ａが配列されてなるシンチレータ１３が当該センサ基板２２及び導光板２６の間に挟まれた状態で構成されている。
【００８７】
また、シンチレータ１３の上面（センサ基板２２が積層される面と反対側の面）には半透過層２３が設けられ、更にシンチレータ１３と導光板２６との間には、半透過層２３を介してガラス保護層２４が設けられている。ガラス保護層２４と導光板２６との間には、樹脂基板で形成されたバリアフィルム層２５が設けられている。バリアフィルム層２５は、導光板２６が複数の導光領域２６ａから構成されているため各々の隣接する導光領域２６ａ間に隙間が開いている可能性を考慮し、放射線検出器３の内部の防湿性を維持するために設けられる。
【００８８】
半透過層２３は、領域Ａに対応する領域を通過する光の光量を少なくなるようにし、領域Ｂに対応する領域を通過する光の光量を領域Ａに対応する領域より多くなるように形成されると良い。これにより、同期制御処理に使用される光の光量を多くすることができる。
【００８９】
導光板２６とセンサ基板２２との間には、シンチレータ１３の周囲全体を囲むように封止部材４０が設けられる。封止部材４０は、例えば樹脂等で形成されており、シンチレータ１３が圧迫されて破損しないように導光板２６とセンサ基板２２との間に常に一定のスペースが形成されるように導光板２６とセンサ基板２２とを固定するとともに、導光板２６とセンサ基板２２との間（すなわちシンチレータ１３等）に水分等が入り込むことを防止するものである。
【００９０】
導光板２６は、シンチレータ１３にて発光した光を所定方向にガイドする光ガイド部材としての機能を有して導光領域２６ａが複数、放射線検出器３の一面を覆うように配置されることにより構成されている。放射線検出器３に放射線Ｘが曝射されると、シンチレータ１３に入射した放射線Ｘが光に変換され、変換された光のうちの一部が、半透過層２３に入射し、入射した光の更に一部が、半透過層２３を通過してガラス保護層２４、バリアフィルム層２５を介して導光板２６に入射する。
【００９１】
導光板２６のうちの領域Ａに配置された導光領域２６ａに入射した光と、導光板２６のうちの領域Ｂに配置された導光領域２６ａに入射した光は、光検知部３９のそれぞれ別個の光センサによって検知され、各々の光センサで各々電気信号に変換して、カセッテ制御部３４に対して出力する。
【００９２】
複数の光センサのうち、領域Ａを通過する光を検出する光センサの検知感度を低くなるようにし、領域Ｂを通過する光を検出する光センサの検知感度を、領域Ａを通過する光を検出する光センサの検出感度より高くなるように構成されると良い。これにより、同期制御処理に使用される光の検知感度を高くすることができる。
【００９３】
なお、放射線検出器３を製造する際には、以下のパターン１、２として示す方法等を適用することができる。
（パターン１）
センサ基板２２上に直接蒸着によりシンチレータ１３を形成する一方、ガラス保護層２４に半透過層２３を塗布または貼付により形成する。また、導光板２６の一方の面にバリアフィルム層２５を貼り付ける。そして、シンチレータ１３のセンサ基板２２とは反対側にガラス保護層２４を半透過層２３が間に介するように貼り合わせるとともに、ガラス保護層２４にバリアフィルム層２５が間に介するように導光板２６を貼り合わせる。
【００９４】
（パターン２）
センサ基板２２上に直接蒸着によりシンチレータ１３を形成する一方、ガラス保護層２４に半透過層２３を塗布または貼付により形成する。また、導光板２６の一方の面にバリアフィルム層２５を貼り付ける。そして、シンチレータ１３のセンサ基板２２とは反対側にガラス保護層２４を半透過層２３が間に介するように重ねるとともに、ガラス保護層２４にバリアフィルム層２５が間に介するように導光板２６を重ね、相互に押し当てた状態で放射線検出器３全体をパウチ加工（ラミネート加工）する。
【００９５】
（パターン３）
図６（Ａ）乃至（Ｃ）は、第１実施形態に係る電子カセッテ１の放射線検出器３をパターン３により形成する際の、各工程における当該放射線検出器の側断面の構成を模式的に示した断面模式図である。なお、図６（Ａ）乃至（Ｃ）において半透過層２３の図示を省略している。
【００９６】
図６（Ａ）に示すように、ガラス保護層２４にシンチレータ１３を直接蒸着により積層する際、ガラス保護層２４において、シンチレータ１３を形成するＣｓＩの膜厚分布は一定にはならず、通常、中心部が厚くなるように形成される。これを考慮し、図６（Ｂ）に示すように、ガラス保護層２４を、耐熱性樹脂基板（樹脂：ポリイミド、アラミドなど）で形成し、ガラス保護層２４をＣｓＩの膜厚に沿って撓ませることにより、センサ基板２２とシンチレータ１３とを均一密着させる。
【００９７】
そして、図６（Ｃ）に示すように、ガラス保護層２４の上面（シンチレータ１３が積層される面と反対側の面）に導光板２６を積層し、導光板２６とセンサ基板２２とでシンチレータ１３をサンドウィッチする。このように、導光板２６がガラス素材の複数の導光領域２６ａから構成されていることにより、導光板２６が全体としてフレキシブル性を有しシンチレータ１３の形状に合わせて撓むのに加え、ガラス基板と蒸着樹脂基板との密着性が良いため、より均一密着性を高めることができる。
【００９８】
図７は、第１実施形態に係る電子カセッテ１の放射線検出器３の別例の側断面の構成を模式的に示した断面模式図である。
【００９９】
図７に示すように、本実施形態に係る電子カセッテ１の放射線検出器３において、導光板２６の上面（バリアフィルム層２５が積層される面と反対側の面）に反射層４２が設けられていても良い。導光板２６に反射層４２が設けられることにより、シンチレータ１３で発光し導光板２６に入射した光を、有効に光検知部３９に導光することができる。
【０１００】
反射層４２は、ＡＥＣ制御処理に使用されるための領域Ａにおいて、信号の飽和を防止するために反射率の低い反射膜４２аで形成し、同期制御処理に使用されるための領域Ｂにおいて、放射線検出器３に対する放射線Ｘの照射を高感度で検出するために、反射膜４２ａよりも反射率の高い反射膜４２ｂで形成すると良い。
【０１０１】
また、本実施形態に係る電子カセッテ１において、導光板２６及びセンサ基板２２をガラス素材を用いて形成する例について説明したが、これに限定されず、導光板２６及びセンサ基板２２の双方が樹脂で形成されていても良い。ガラス基板とガラス基板、あるいは樹脂基板と樹脂基板のように、同様の材質からなる基板でシンチレータ１３を挟み込むことにより、放射線検出器３の外圧に対する強度を向上させることができる。
【０１０２】
さらに、本実施形態に係る電子カセッテ１の光検知部３９において、同様の光センサを複数用いて、領域Ａを通過した光及び領域Ｂを通過した光を各々別個に検知する例について説明したが、これに限定されず、検知感度の異なる光センサを複数（例えば、２つ）用いても良い。具体的には、同期制御処理に使用される光センサとして検知感度が高い光センサを用い、ＡＥＣ制御処理に使用される光センサとして検知感度が低い光センサを用いると良い。
【０１０３】
次に、本実施形態に係る電子カセッテ１が、放射線検出器３に放射線Ｘの曝射が開始された際に領域Ｂを通過した光を使用して当該放射線Ｘの照射開始を検知することにより同期制御処理を行い、放射線画像の撮影を行っている最中に領域Ａを通過した光を使用して放射線Ｘの撮影完了を検知することによりＡＥＣ制御処理を行う際の流れについて説明する。
【０１０４】
図８は、本実施形態に係る電子カセッテ１のＣＰＵ３５により実行される撮影制御処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムは記録媒体である記憶部３７の所定領域に予め記憶されている。
【０１０５】
図示しないコンソールは、ユーザ操作に基づいて撮影実行指示の情報を電子カセッテ１に対して送信する。そして、撮影実行指示の情報を受信することに基づいて、電子カセッテ１は撮影制御処理を開始する。
【０１０６】
電子カセッテ１が撮影実行指示の情報を無線通信部３５を介して受信すると、ステップＳ１０３において、ＣＰＵ３５は、同期制御用の放射線Ｘの照射量を示す情報を取得する。すなわち、ＣＰＵ３５は、光検知部３９から領域Ｂを通過した光の光量を示す情報を取得し、当該光の光量から放射線Ｘの照射量を導出する。
【０１０７】
次のステップ１０５において、ＣＰＵ３５は、上記ステップＳ１０３において取得した放射線Ｘの照射量が第１閾値以上であるか否かを判定する。この第１閾値は、放射線Ｘの曝射が開始されたことを認識するための照射量の下限値を示していて、当該下限値を示す情報が予め設定されて記憶部３７の所定領域に記憶されている。
【０１０８】
ステップＳ１０５において放射線Ｘの照射量が第１閾値以上となったと判定された場合、ＣＰＵ３５は、放射線画像の撮影を開始するように電子カセッテ１を制御する。この際、放射線検出器３の各画素におけるコンデンサ１９に蓄積された電荷を放電させた後に、当該コンデンサ１９への電荷の蓄積を再び開始することにより、放射線画像の撮影動作を開始する。
【０１０９】
撮影動作を開始すると、次のステップＳ１０９において、ＣＰＵ３５は、ＡＥＣ制御用の放射線Ｘの照射量を取得する。すなわち、ＣＰＵ３５は、光検知部３９から領域Ａを通過した光の光量を示す情報を取得し、当該光の光量から放射線Ｘの照射量を導出する。
【０１１０】
ステップＳ１１１において、ＣＰＵ３５は、上記ステップＳ１０９において取得した放射線Ｘの照射量が第２閾値以上であるか否かを判定する。この第２閾値は、放射線画像の撮影が完了したことを認識するための照射量の下限値を示していて、当該下限値を示す情報が予め設定されて記憶部３７の所定領域に記憶されている。
【０１１１】
ステップＳ１１１において照射量が第２閾値以上でないと判定された場合は、ステップＳ１１３において、ＣＰＵ３５は、上記ステップＳ１０９において取得した放射線Ｘの照射量を累積して、ステップＳ１０９に移行する。ステップＳ１１３にてＣＰＵ３５が放射線Ｘの照射量を累積することにより、放射線Ｘの累積照射量を導出することができる。
【０１１２】
ステップＳ１１１にて照射量（累積照射量）が第２閾値以上であると判定された場合は、ステップＳ１１５において、ＣＰＵ３５は、上記ステップ１０７の処理によって開始した放射線画像の撮影を停止するように電子カセッテ１を制御する。
【０１１３】
そして、次のステップＳ１１７にて、ＣＰＵ３５は、曝射停止指示の情報をコンソールに無線通信部３８を介して送信する。
【０１１４】
撮影動作が開始されてから停止するまでの間、ＣＰＵ３５は、ゲート線ドライバ３０を制御してゲート線ドライバ３０から１ラインずつ順に各ゲート配線３１にオン信号を出力させ、各ゲート配線３１に接続された各薄膜トランジスタ２０を１ラインずつ順にオンさせる。
【０１１５】
放射線検出器３は、各ゲート配線３１に接続された各薄膜トランジスタ２０を１ラインずつ順にオンされると、１ラインずつ順に各コンデンサ１９に蓄積された電荷が電気信号として各データ配線３２に流れ出す。各データ配線３２に流れ出した電気信号は信号処理部３０Ａでデジタルの画像データに変換されて、画像メモリ３３に記憶される。
【０１１６】
このようにして電子カセッテ１において、導光板２６にて導光された光のうち領域Ｂを通過した光が検知され、検知された光により放射線Ｘの照射開始が判断される。また、電子カセッテ１において、導光板２６にて導光された光のうち領域Ｂを通過した光が検知され、検知された光により放射線Ｘの照射終了が判断される。これにより、同期制御処理およびＡＥＣ制御処理を的確に行うことが可能となる。
【０１１７】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態に係る電子カセッテ１Ａについて添付図面を用いて詳細に説明する。第１実施形態に係る電子カセッテ１の放射線検出器３においては、板状の導光領域２６ａが複数配置されて導光板２６が構成されているが、第２実施形態に係る電子カセッテ１Ａの放射線検出器３Ａは、一面が傾斜していて全体として楔形に形成された導光領域２６ｂが複数配置されて導光板２６Ａが構成されたものである。なお、第１実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【０１１８】
図９は、第２実施形態に係る電子カセッテ１Ａの放射線検出器３Ａを上方から見た図であり、領域Ａ及び領域Ｂのそれぞれの配置位置の一例を示す図である。
【０１１９】
図９に示すように、電子カセッテ１Ｂは、第１実施形態と同様に、放射線検出器３Ａの中央側には被検体が存在している可能性が高いことを考慮し、中央側にＡＥＣ制御処理に使用されるための領域Ａを配置し、領域Ａを通過した光を用いてＡＥＣ制御処理を行う。また電子カセッテ１は、放射線検出器３Ａにおける両端側には被検体が存在していない可能性が高いことを考慮して、両端側に同期制御処理に使用するための領域Ｂを配置し、領域Ｂを通過した光を用いて同期制御処理を行う。
【０１２０】
図１０は、第２実施形態に係る電子カセッテ１Ａの放射線検出器３Ａを示す図９のＹ−Ｙ面における断面模式図である。図１０に示すように、第２実施形態に係る電子カセッテ１Ａは、放射線検出器３Ａにおいて、上述したように、ガラス基板である複数の導光領域２６ｂが一面が傾斜していることにより各々楔形に形成されている。また、各々の導光領域２６ｂの上面（バリアフィルム層２５が積層される面と反対側の面）に、それぞれ導光領域２６ｂと上面視同形状で同様に一面が傾斜していることにより楔形に形成された補強板４３が積層されている。この際、導光領域２６ｂ及び補強板４３が相互に傾斜した面が対面するように積層された状態で、補強板４３の上面（導光板２６Ａが積層される面と反対側の面）と導光板２６Ａの下面（補強板４３が積層される面と反対側の面）が平行になり全体として板状となるように積層される。そして、相互に積層された導光領域２６ｂと補強板４３との組が放射線検出器３Ａの一面を覆うように配置されることにより、導光板２６Ａが構成されている。
【０１２１】
楔形の導光板２６Ａにおける拡がった側面には光検知部３９が設けられていて、導光領域２６ｂに入射した光が導光領域２６ｂ内を拡がった側面の方向に導光され、光検知部３９により検知される。
【０１２２】
補強板４３は、ガラスまたは強化ガラスで形成されたガラス基板であっても、樹脂及びバリアフィルムで形成された樹脂基板であっても良い。しかしながら、センサ基板２２がガラス基板であった場合、補強板４３もガラス基板であることが好ましく、センサ基板２２が樹脂基板であれば、補強板４３も樹脂基板であることが好ましく、補強板４３及びセンサ基板２２の熱膨張率が略同じになるような組み合わせが好ましい。
【０１２３】
なお、電子カセッテ１Ｂにおいて筐体２が遮光機能を有し外部から内部に自然光が入射することはないが、筐体２の継ぎ目等から万が一自然光が漏れて入射してしまう場合を考慮し、補強板４３に当該自然光を遮断するように光吸収性（色付き）を持たせても良い。これは、特に電子カセッテ１がＩＳＳ方式の場合に有効である。ＩＳＳ（Irradiation Side Sampling）方式とは、シンチレータの放射線照射面側にＴＦＴ基板が配置されている方式である。
【０１２４】
また、各々の導光領域２６ｂと補強板４３との間に、シンチレータ１３で発光した光を反射する反射層４４が設けられている。反射層４４は、例えばアルミ（Ａｌ）、銀（Ａｇ）等の反射材料で形成されている。あるいは、反射層４４は、表面を荒らすことによって反射性能を高めるように形成されても良い。
【０１２５】
なお、反射層４４は、領域Ａに設けられる導光領域２６ｂに対応する領域と領域Ｂに設けられる導光領域２６ｂに対応する領域とで反射率が異なるように形成されていても良い。この場合には、同期制御処理に使用される周縁側の領域Ｂにおいて反射率が高くなり、ＡＥＣ制御処理に使用される中心側の領域Ａで反射率が低くなるように形成されると良い。これにより、導光板２６Ａにより導光される同期制御処理に使用される光を多くすることができる。
【０１２６】
楔形の導光領域２６ｂは導光機能が高いので、光検知部３９に検知されずに捨てられてしまう光を少なくすることができる。楔形の導光領域２６ｂは、衝撃性や荷重性に不安があるが、楔形に形成された補強板４３で補うことにより、耐衝撃性、耐荷重性が確保されている。楔形のガラス基板が複数枚（本実施形態では、導光領域２６ｂ及び補強板４３の２枚）で重なり合っていることにより導光性能を高めるとともに、強度を維持することが可能となっている。
【０１２７】
なお、第２実施形態に係る電子カセッテ１Ａが、放射線検出器３Ａに放射線Ｘが曝射された際に放射線画像の撮影を開始し、放射線画像の撮影が完了した際に放射線Ｘの曝射の停止を促す撮影制御処理を行う際の流れは、第１実施形態と同様に、図８に示す流れで行われる。
【０１２８】
〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態に係る電子カセッテ１Ｂについて添付図面を用いて詳細に説明する。第３実施形態に係る電子カセッテ１Ｂの放射線検出器３Ｂは、第２実施形態と同様に、一面が傾斜していて全体として楔形に形成された導光領域２６ｂが複数配置されて導光板２６Ｂが構成されたものである。なお、第１実施形態及び第２実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【０１２９】
図１１は、第３実施形態に係る電子カセッテ１Ｂの放射線検出器３Ｂを上方から見た図であり、領域Ａ及び領域Ｂのそれぞれの配置位置の一例を示す図である。
【０１３０】
図１１に示すように、電子カセッテ１Ｂは、第１実施形態と同様に、放射線検出器３Ｂの中央側には被検体が存在している可能性が高いことを考慮し、中央側にＡＥＣ制御処理に使用されるための領域Ａを配置し、領域Ａを通過した光を用いてＡＥＣ制御処理を行う。また電子カセッテ１は、放射線検出器３Ｂにおける外周側には被検体が存在していない可能性が高いことを考慮して、外周側に同期制御処理に使用するための領域Ｂを配置し、領域Ｂを通過した光を用いて同期制御処理を行う。
【０１３１】
図１２は、第３実施形態に係る電子カセッテ１Ｂの放射線検出器３Ｂを示す図１１のＹ−Ｙ面における断面模式図である。図１２に示すように、第３実施形態に係る電子カセッテ１Ｂの放射線検出器３Ｂにおいて、上述したように、楔形のガラス基板である導光板２６Ｂは、複数の導光領域２６ｂに各々が楔形になるように分離されている。また、各々の導光領域２６ｂの上面（バリアフィルム層２５が積層される面と反対側の面）に、それぞれ導光板２６、２６Ｂの各々に上面視同形状で同様に楔形に形成された補強板４３ｂが積層されている。この際、導光領域２６ｂ及び補強板４３ｂが積層された状態で、補強板４３ｂの上面（導光領域２６ｂが積層される面と反対側の面）と導光領域２６ｂの下面（補強板４３ｂが積層される面と反対側の面）が平行になり全体として板状となるように積層される。そして、相互に積層された導光領域２６ｂと補強板４３ｂとの組が放射線検出器３Ｂの一面を覆うように配置されている。
【０１３２】
上述したように、楔形の各々の導光領域２６ｂにおける拡がった側面には光検知部３９が設けられていて、導光領域２６ｂに入射した光が導光領域２６ｂ内において当該拡がった側面の方向に導光され、光検知部３９により検知される。ＡＥＣ制御処理に使用されるための領域Ａ及び同期制御処理に使用されるための領域Ｂが隣接する場合、図１１に示すように、領域Ａの導光領域２６ｂに導光された光を検出する光検知部３９と領域Ｂの導光領域２６ｂに導光された光を検出する光検知部３９とが隣接する可能性が考えられるが、この場合には、双方の検知部３９の間に反射部材を設けて、領域Ａの導光領域２６ｂに導光された光と領域Ｂの導光領域２６ｂに導光された光とが混ざらないようにすると良い。
【０１３３】
楔形の導光領域２６ｂは板状の導光板に比較すると導光機能が高いので、光検知部３９に検知されずに捨てられてしまう光を少なくすることができる。楔形の導光板２６Ｂは、衝撃性や荷重性に不安があるが、楔形に形成された補強板４３、４３ｂで補うことにより、耐衝撃性、耐荷重性が確保されている。楔形のガラス基板が複数枚（本実施形態では、導光板２６Ｂ及び補強板４３、４３ｂ）で重なり合っていることにより導光性能を高めるとともに、強度を維持することが可能となっている。
【０１３４】
なお、第３実施形態に係る電子カセッテ１Ｂが、放射線検出器３Ａに放射線Ｘが曝射された際に放射線画像の撮影を開始し、放射線画像の撮影が完了した際に放射線Ｘの曝射の停止を促す撮影制御処理を行う際の流れは、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、図８に示す流れで行われる。
【０１３５】
なお、第１実施形態乃至第３実施形態において、放射線としてＸ線を用いる場合について説明したが、これに限定されず、γ線やその他の放射線であっても良い。
【０１３６】
また、第１実施形態乃至第３実施形態において、各々の導光板２６、２６Ａで導光された光が同期制御処理あるいはＡＥＣ制御処理の何れかに使用される例について説明したが、これに限定されず、各々の導光板２６、２６Ａの各々で導光された光が他の処理を含めた３種類以上の目的の何れかに使用されるようにしても良い。
【０１３７】
また、第１実施形態乃至第３実施形態において、導光板２６、２６Ａが、シンチレータ１３のセンサ基板２２が積層される面の反対側の面に設けられる例について説明したが、これに限定されない。
【０１３８】
図１３（Ａ）は、第１実施形態に係る電子カセッテの放射線検出器の別例の側断面の構成を模式的に示した断面模式図であり、図１３（Ｂ）は、第２実施形態に係る電子カセッテの放射線検出器の別例の側断面の構成を模式的に示した断面模式図である。
【０１３９】
図１３（Ａ）に示すように、導光板２６が、シンチレータ１３のセンサ基板２２が積層される側の面に設けられても良い。この場合には、センサ基板２２が光を透過する素材で形成されるとともに、センサ基板２２の下面（シンチレータ１３が積層される面と反対側の面）にバリアフィルム層２５が設けられ、さらにバリアフィルム層２５の下面（センサ基板２２が積層される面と反対側の面）に導光板２６が積層される。これにより、導光板２６に放射線Ｘが直に照射されるのを回避し、導光板２６の劣化を防止することができる。
【０１４０】
同様に、図１３（Ｂ）に示すように、導光板２６Ａが、シンチレータ１３のセンサ基板２２が積層される側の面に設けられても良い。この場合には、センサ基板２２が光を透過する素材で形成されるとともに、センサ基板２２の下面（シンチレータ１３が積層される面と反対側の面）にバリアフィルム層２５が設けられ、さらにバリアフィルム層２５の下面（センサ基板２２が積層される面と反対側の面）に導光板２６Ａ、補強板４３が積層される。これにより、第２実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。
【０１４１】
なお、図１３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、導光板２６、２６Ａがセンサ基板２２の下面側（シンチレータ１３が積層される面と反対側の面の側）に積層される場合には、半透過層２３が設けられず、シンチレータ１３の上面（センサ基板２２が積層される面とは反対側の面）にガラス保護層２４とが積層される。
【０１４２】
図１４（Ａ）乃至（Ｉ）は、上記第１実施形態乃至第３実施形態に係る電子カセッテ１、１Ａ、１Ｂの放射線検出器３、３Ａ、３Ｂにおける導光領域２６ａ、２６ｂの配置位置の他の例を示す平面図である。
【０１４３】
図１４（Ａ）は、矩形状の導光領域２６ａ、２６ｂが縦方向及び横方向に複数列配置された例である。被検体の形状に合致するように導光領域２６ａ、２６ｂの各々に領域Ａまたは領域Ｂを配置することで、被検体の形状に依存することなくＡＥＣ制御及び同期制御を行うことができる。
【０１４４】
図１４（Ｂ）は、放射線検出器３の両端側に三角形状の導光領域２６ａ、２６ｂが縦方向及び横方向に複数列配置され、放射線検出器３の中央側に矩形状の導光領域２６ａ、２６ｂが１列配置された例である。図１４（Ｃ）は、三角形状の導光領域２６ａ、２６ｂが縦方向及び横方向に複数列配置された例である。これらの場合も図１４（Ａ）の場合と同様に、被検体の形状に合致するように導光領域２６ａ、２６ｂの各々に領域Ａまたは領域Ｂを設定することで、被検体の形状に依存することなくＡＥＣ制御及び同期制御を行うことができる。
【０１４５】
図１４（Ｄ）は、六角形状の導光領域２６ａ、２６ｂがハニカム状に配置された例である。このように導光領域２６ａ、２６ｂを六角形状にすることで、丸みを帯びた被検体の形状にできるだけ合致するように領域Ａ及び領域Ｂを配置することができる。
【０１４６】
図１４（Ｅ）は、円弧状の導光領域２６ａ、２６ｂが複数配置された例である。このように導光領域２６ａ、２６ｂを円弧状にすることで、例えばマンモグラフィ撮影を行う場合に、乳房の形状にできるだけ合致するように領域Ａ及び領域Ｂを配置することができる。
【０１４７】
図１５（Ａ）乃至（Ｉ）は、上記第１実施形態乃至第３実施形態に係る電子カセッテ１、１Ａ、１Ｂの放射線検出器３、３Ａ、３Ｂにおける領域Ａ及び領域Ｂの配置位置の他の例を示す平面図である。なお、図１４において、第１のカラーフィルタ２５ａの配置位置を黒抜きで、第２のカラーフィルタ２５ｂの配置位置を白抜きで示している。
【０１４８】
図１５（Ａ）に示すように、放射線検出器３、３Ａ、３Ｂの中央部に被検体が存在することがわかっている場合には、中央部において矩形状に領域Ａを配置し、その外周部に領域Ｂを配置すると良い。
【０１４９】
また、図１５（Ｂ）に示すように、被験者の肺と腸を撮影する場合には、肺に相当する位置及び腸に相当する位置に領域Ａを配置し、それらの外周部に領域Ｂを配置すると良い。
【０１５０】
また、図１５（Ｃ）に示すように、放射線検出器３、３Ａ、３Ｂの中央部に被検体が存在する可能性が高い場合には、中央部に領域Ａを多く配置し、その外周部に領域Ａ及び領域Ｂの双方を配置すると良い。
【０１５１】
また、図１５（Ｄ）に示すように、図１１（Ｃ）の場合において、中央部に領域Ａを多く配置し、その外周部に領域Ｂを多く配置すると良い。
【０１５２】
また、図１５（Ｅ）に示すように、マンモグラフィ撮影を行う場合には、乳房に相当する位置に領域Ａを配置し、その外周部に領域Ｂを配置すると良い。
【０１５３】
また、図１５（Ｆ）に示すように、放射線検出器３、３Ａ、３Ｂにおいて被検体が存在する位置がわからない場合には、放射線検出器３、３Ａ、３Ｂにおける２本の対角線上に領域Ａを配置し、その外周部に領域Ｂを配置すると良い。
【０１５４】
また、図１５（Ｇ）に示すように、図１５（Ｆ）の場合において、一方の対角線上のみに領域Ａを配置しても良い。この場合、領域Ｂの配置位置、すなわち同期制御処理に使用される領域が広くなり、同期制御処理に使用される光の検出感度を向上させることができる。
【０１５５】
また、図１５（Ｈ）に示すように、放射線検出器３、３Ａ、３Ｂにおいて被検体が存在する位置がわからない場合には、放射線検出器３、３Ａ、３Ｂにおける各辺の２本の中央線上に領域Ａを配置し、その外周部に領域Ｂを配置すると良い。
【０１５６】
また、図１５（Ｉ）に示すように、放射線検出器３、３Ａ、３Ｂにおいて被検体が存在する位置がわからない場合には、隣接する相互の導光領域２６ａ、２６ｂが各々異なるように領域Ａまたは領域Ｂの何れかを配置すると良い。
【０１５７】
なお、放射線ＸとしてＸ線を曝射した場合、肺野はＸ線の透過量が多いので、肺野に対応する領域を同期制御処理に利用しても良い。
【符号の説明】
【０１５８】
１、１Ａ、１Ｂ…電子カセッテ，２…筐体，３、３Ａ、３Ｂ…放射線検出器，４…鉛板，５…ケース，１１…信号出力部，１２…センサ部，１３…シンチレータ，１４…透明絶縁膜，１５ａ…上部電極，１５ｂ…下部電極，１６…光電変換膜，１７…電子ブロッキング膜，１８…正孔ブロッキング膜，１９…コンデンサ，２０…薄膜トランジスタ，２１…絶縁膜，２２…センサ基板，２３…半透過膜，２４…ガラス保護層，２５…バリアフィルム層，２６…導光板，２６ａ、２６ｂ…導光領域，３０…ゲート線ドライバ，３０Ａ…信号処理部，３１…ゲート配線，３２…データ配線，３３…画像メモリ，３４…カセッテ制御部，３５…ＣＰＵ，３６…メモリ，３７…記憶部，３８…無線通信部，３９…光検知部，４０…封止部材，４１…反射層，４２…反射層，４３、４３ｂ…補強板，４４…反射層。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線が照射されることにより光を発生する発光層と、
前記発光層に積層され、前記発光層で発生した光を受光することにより電荷が発生するセンサ部および当該センサ部で発生された電荷を読み出すためのスイッチング素子を含む画素が複数個形成された基板と、
前記発光層の前記基板が積層された側と反対側、または前記基板の前記発光層が積層された側と反対側に積層され、各々複数の領域に光学的に分離され、前記複数の領域の一部の領域における導光量が前記一部の領域以外の他部の領域における導光量より多くされた導光板と、
を備えた放射線検出器。
【請求項２】
前記導光板が前記発光層に積層されている場合、前記発光層と前記導光板との間に介在され、光の一部分を通過させ、かつ前記一部分以外の光を反射する光反射層をさらに備えた
請求項１記載の放射線検出器。
【請求項３】
前記導光板は、前記複数の領域の各々毎に分割されており、
前記導光板と当該導光板が積層されている部材との間に介在され、前記放射線検出器の内部の防湿性を維持するためのバリアフィルムをさらに備えた
請求項１または請求項２記載の放射線検出器。
【請求項４】
前記導光板は、積層された側とは反対側に、前記一部の領域において前記他部の領域よりも反射率が高い光反射層を設けることで、前記複数の領域の一部の領域における導光量が前記一部の領域以外の他部の領域における導光量より多くされている
請求項１から請求項３の何れか１項記載の放射線検出器。
【請求項５】
前記光反射層は、前記一部の領域に対応する領域において通過する光の光量が、前記他部の領域に対応する領域を通過する光の光量より多くされることで、前記複数の領域の一部の領域における導光量が前記一部の領域以外の他部の領域における導光量より多くされている
請求項２記載の放射線検出器。
【請求項６】
前記導光板の側面に光反射層をさらに備えた
請求項１から請求項５の何れか１項記載の放射線検出器。
【請求項７】
前記導光板は、積層された側とは反対側の面が傾斜面とされている
請求項１から請求項６の何れか１項記載の放射線検出器。
【請求項８】
傾斜面を備え、当該傾斜面側が前記導光板の前記傾斜面に積層され、当該導光板に積層された状態で当該導光板と組み合わされて前記導光板と共に板状となる補強板
をさらに備えた請求項７記載の放射線検出器。
【請求項９】
前記導光板は、放射線の入射側とは反対側に積層されている
請求項１から請求項８の何れか１項記載の放射線検出器。
【請求項１０】
前記導光板により導光された光を受光する複数の受光部
をさらに備えた請求項１から請求項９の何れか１項記載の放射線検出器。
【請求項１１】
請求項１から請求項９の何れか１項記載の放射線検出器と、
前記放射線検出器の前記導光板により導光された光を受光する複数の受光部と、
前記放射線検出器の前記基板により得られた電荷に基づいて放射線画像の撮影を行う撮影手段と、
前記前記複数の領域の一部を通過して前記導光板により導光された光を放射線の照射量を検出するために用い、前記前記複数の領域の一部以外の領域を通過して前記導光板により導光された光を放射線の照射開始を検出するために用いるよう制御する制御手段と、
を備えた放射線画像撮影装置。
【請求項１２】
請求項１０記載の放射線検出器と、
前記放射線検出器の前記基板により得られた電荷に基づいて放射線画像の撮影を行う撮影手段と、
前記放射線検出器の前記複数の受光部の受光結果に基づいて前記撮影手段による撮影動作を制御する制御手段と、
を備えた放射線画像撮影装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の放射線検出器を備えた放射線画像撮影装置によって実行されるプログラムであって、
コンピュータを、
前記放射線検出器の前記導光板における前記複数の領域の一部により導光された光に基づいて放射線の照射開始を検出すると共に、前記放射線検出器の前記導光板における前記複数の領域の他部により導光された光に基づいて放射線の照射量を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて前記放射線画像撮影装置による撮影動作を制御する制御手段と、
として機能させるためのプログラム。
【請求項１】
放射線が照射されることにより光を発生する発光層と、
前記発光層に積層され、前記発光層で発生した光を受光することにより電荷が発生するセンサ部および当該センサ部で発生された電荷を読み出すためのスイッチング素子を含む画素が複数個形成された基板と、
前記発光層の前記基板が積層された側と反対側、または前記基板の前記発光層が積層された側と反対側に積層され、各々複数の領域に光学的に分離され、前記複数の領域の一部の領域における導光量が前記一部の領域以外の他部の領域における導光量より多くされた導光板と、
を備えた放射線検出器。
【請求項２】
前記導光板が前記発光層に積層されている場合、前記発光層と前記導光板との間に介在され、光の一部分を通過させ、かつ前記一部分以外の光を反射する光反射層をさらに備えた
請求項１記載の放射線検出器。
【請求項３】
前記導光板は、前記複数の領域の各々毎に分割されており、
前記導光板と当該導光板が積層されている部材との間に介在され、前記放射線検出器の内部の防湿性を維持するためのバリアフィルムをさらに備えた
請求項１または請求項２記載の放射線検出器。
【請求項４】
前記導光板は、積層された側とは反対側に、前記一部の領域において前記他部の領域よりも反射率が高い光反射層を設けることで、前記複数の領域の一部の領域における導光量が前記一部の領域以外の他部の領域における導光量より多くされている
請求項１から請求項３の何れか１項記載の放射線検出器。
【請求項５】
前記光反射層は、前記一部の領域に対応する領域において通過する光の光量が、前記他部の領域に対応する領域を通過する光の光量より多くされることで、前記複数の領域の一部の領域における導光量が前記一部の領域以外の他部の領域における導光量より多くされている
請求項２記載の放射線検出器。
【請求項６】
前記導光板の側面に光反射層をさらに備えた
請求項１から請求項５の何れか１項記載の放射線検出器。
【請求項７】
前記導光板は、積層された側とは反対側の面が傾斜面とされている
請求項１から請求項６の何れか１項記載の放射線検出器。
【請求項８】
傾斜面を備え、当該傾斜面側が前記導光板の前記傾斜面に積層され、当該導光板に積層された状態で当該導光板と組み合わされて前記導光板と共に板状となる補強板
をさらに備えた請求項７記載の放射線検出器。
【請求項９】
前記導光板は、放射線の入射側とは反対側に積層されている
請求項１から請求項８の何れか１項記載の放射線検出器。
【請求項１０】
前記導光板により導光された光を受光する複数の受光部
をさらに備えた請求項１から請求項９の何れか１項記載の放射線検出器。
【請求項１１】
請求項１から請求項９の何れか１項記載の放射線検出器と、
前記放射線検出器の前記導光板により導光された光を受光する複数の受光部と、
前記放射線検出器の前記基板により得られた電荷に基づいて放射線画像の撮影を行う撮影手段と、
前記前記複数の領域の一部を通過して前記導光板により導光された光を放射線の照射量を検出するために用い、前記前記複数の領域の一部以外の領域を通過して前記導光板により導光された光を放射線の照射開始を検出するために用いるよう制御する制御手段と、
を備えた放射線画像撮影装置。
【請求項１２】
請求項１０記載の放射線検出器と、
前記放射線検出器の前記基板により得られた電荷に基づいて放射線画像の撮影を行う撮影手段と、
前記放射線検出器の前記複数の受光部の受光結果に基づいて前記撮影手段による撮影動作を制御する制御手段と、
を備えた放射線画像撮影装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の放射線検出器を備えた放射線画像撮影装置によって実行されるプログラムであって、
コンピュータを、
前記放射線検出器の前記導光板における前記複数の領域の一部により導光された光に基づいて放射線の照射開始を検出すると共に、前記放射線検出器の前記導光板における前記複数の領域の他部により導光された光に基づいて放射線の照射量を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて前記放射線画像撮影装置による撮影動作を制御する制御手段と、
として機能させるためのプログラム。
【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】
【公開番号】特開２０１３−７２７２１（Ｐ２０１３−７２７２１Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１１３５２（Ｐ２０１１−２１１３５２）
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【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２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【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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