放射線検出装置及び放射線検出システム
【課題】 放射線が照射される側とは反対側にシンチレータが配置された放射線検出装置において、放射線入射側から混入する電磁ノイズの影響を好適に低減する構成を有する放射線検出装置を提供する。
【解決手段】 シンチレータ４と、シンチレータ４により変換された可視光を電気信号に変換する画素が２次元アレイ状に複数配置された光電変換部３と、固定電位が供給される導電性部材１と、を含む放射線検出装置であって、放射線検出装置の放射線が照射される側から、導電性部材１、光電変換部３、シンチレータ４の順に配置されている。
【解決手段】 シンチレータ４と、シンチレータ４により変換された可視光を電気信号に変換する画素が２次元アレイ状に複数配置された光電変換部３と、固定電位が供給される導電性部材１と、を含む放射線検出装置であって、放射線検出装置の放射線が照射される側から、導電性部材１、光電変換部３、シンチレータ４の順に配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療用画像診断装置、非破壊検査装置、放射線を用いた分析装置などに応用される放射線検出装置及び放射線検出システムに関するものである。なお、本発明において放射線は、放射線崩壊によって放出される粒子（光子を含む）の作るビームであるα線、β線、γ線などの他に、同程度以上のエネルギーを有するビーム、例えばＸ線や粒子線、宇宙線なども、含まれるものとする。
【背景技術】
【０００２】
近年、薄膜半導体製造技術は、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等のスイッチ素子と光電変換素子等の変換素子とを組み合わせた検出装置や放射線検出装置にも利用されている。特許文献１に示すように、Ｘ線源から発せられるＸ線が照射される側に固体光検出器を、Ｘ線が照射される側とは反対側にシンチレータを配することにより放射線検出器を構成する提案がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０７−０２７８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、Ｘ線源や外部装置から外来する、又は放射線検出装置内で発生して、光検出器の放射線入射側から混入する電磁ノイズへの対策についてなんら考慮されていない。そこで本発明では、光検出器の放射線が照射される側とは反対側にシンチレータが配置された放射線検出装置において、光検出器の放射線入射側から混入する電磁ノイズの影響を好適に低減する構成を有する放射線検出装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の放射線検出装置は、照射された放射線を可視光に変換するシンチレータと、該シンチレータにより変換された可視光を電気信号に変換する画素が２次元アレイ状に複数配置された光電変換部と、固定電位が供給される導電性部材と、を含む放射線検出装置であって、前記放射線検出装置の放射線が照射される側から、前記導電性部材、前記光電変換部、前記シンチレータの順に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により、光検出器の放射線が照射される側とは反対側にシンチレータが配置された放射線検出装置において、光検出器の放射線入射側から混入する電磁ノイズの影響を好適に低減する構成を有する放射線検出装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１の実施形態に関わる放射線検出装置の上面図、断面図、及び背面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に関わる放射線検出装置の他の例を説明する断面図及び背面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に関わる放射線検出装置を表す等価回路図及び１画素あたりの断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に関わる放射線検出装置を説明する断面図及び拡大背面図である。
【図５】本発明の放射線検出装置の製造工程を説明するための断面図である。
【図６】本発明の放射線検出装置を用いた放射線検出システムを示すものである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。なお、本願明細書において放射線は、放射線崩壊によって放出される粒子（光子を含む）の作るビームであるα線、β線、γ線などの他に、同程度以上のエネルギーを有するビーム、例えばＸ線や粒子線、宇宙線なども、含まれるものとする。
【０００９】
（第１の実施形態）
先ず、図１を用いて本発明の第１の実施形態に係る放射線検出装置について説明する。
【００１０】
ガラス基板等の絶縁性表面を有する基板２の第１表面側に、光電変換部３が配置される。光電変換部３は、複数の画素が２次元アレイ状に配置されており、各画素はそれぞれ光電変換素子とスイッチ素子を有している。なお、基板２に対して放射線が第１表面と対向する第２表面側から入射するように、基板２及び光電変換部３が配置される。ここで、本発明において各構成要素に対して、放射線入射側の表面を第２表面と、放射線入射側と反対側の表面を第１表面と示す。基板２の第１表面の端部には、フレキシブル配線基板６を介してプリント回路基板７ａ及び７ｂが実装される。フレキシブル配線基板やプリント回路基板には、各種集積回路が設けられる。集積回路としては、光電変換部３を駆動する駆動回路、光電変換部３からの電気信号を読み取る読出回路、駆動回路及び読出回路の少なくとも一方に電源を供給する電源回路、駆動回路及び読出回路の少なくとも一方を制御する制御回路が、挙げられる。光電変換部３の放射線入射側とは反対側の第１表面に、シンチレータ４が固定配置される。シンチレータ４の第２表面は、光電変換部３の第１表面上に蒸着して形成されることで固定配置されるか、又は接着して固定配置される。このような構成にすることで、基板２を通過した放射線がシンチレータ４により吸収され発光した際、シンチレータ４の光電変換部３側で放射線の吸収量及び発光量が多いため、光電変換部３で吸収することができる可視光も多くなり、感度の向上につながる。また、シンチレータ４の発光位置と光電変換部３の距離が短いため、可視光の散乱の影響が小さく抑えられ、結果的にＭＴＦ（鮮鋭度）が向上する。シンチレータ４の第１表面は、外装箱８に設置された支持基台９の第２表面に、接着剤や粘着剤、衝撃吸収材などを介して固定されている。プリント回路基板７ａ及び７ｂは支持基台９の第１表面側に配置される。導電性部材１は、基板２の第２表面に接して配置、又は接着剤などを介して第２表面の少なくとも一部に固定して配置されている。つまり、導電性部材１は、基板２の第２表面に密着して配置される。これにより本発明の放射線検出装置は、放射線検出装置の放射線が照射される側から、導電性部材１、光電変換部３、シンチレータ４の順に配置されることとなる。そして、外装箱８の放射線入射側には、放射線を透過しやすく耐水性や密閉性が確保できるカバー５が配置され、外装箱８とカバー５とで筐体を構成している。つまり、支持基台９に固定されて、外装箱８とカバー５とで構成される筐体内に、導電性部材１、基板２、光電変換部３、シンチレータ４、フレキシブル配線基板６、プリント回路基板７ａ及び７ｂが収容される。プリント回路基板７ａ及び７ｂは、支持基台９の第２表面側に配置されており、放射線による集積回路への悪影響が低減される。
【００１１】
導電性部材１は、撮影時において放射線を透過させなければならないため、導電性材料で、放射線透過率が９９．０％以上となる厚さを有している必要がある。導電性部材１としては、例えばＡｌを含む金属薄膜（以下Ａｌと称す）を基板２の第１表面に接着剤を介して又は蒸着で形成して固定するものが挙げられる。剛性と放射線透過率とを鑑みると、Ａｌの厚さは、０．１〜１００μｍが好ましい。また例えばステンレスなどＦｅを含む金属薄膜（以下Ｆｅと称す）を基板２の第１表面に固定するものが挙げられる。Ａｌと同様にＦｅの厚さは０．１〜１０μｍが好ましい。また、例えばＰｂ等の放射線吸収特性が高い導電性材料を用いたとしても、放射線透過率が９９．０％以上となる厚さ、好ましくは０．１〜１μｍであれば、導電性部材１として使用できる。ただし、金属薄膜は光反射特性が高いため、シンチレータ４から光電変換部３を透過した光が反射してしまう恐れがある。そのため、接着剤としては、光吸収特性が高い材料が混入されたものが好ましい。また、蒸着によって形成される導電性膜の他の例としては、光吸収特性の高い基板２の第２表面から順に、ＴｉとＡｌが積層されたものや、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の透明導電膜が挙げられる。
【００１２】
この導電性部材１には、フレキシブル配線基板６を介して電源回路から固定電位が供給されており、電磁シールドとして機能している。供給される固定電位としては、グランド電位や光電変換素子に供給される電位、読出回路に供給される電位等、各種の固定電位が用いられ得る。なお、グランド電位を供給する場合には、外装箱８や支持基台９に電気的に接続されることにより、仮想的に達成できる。
【００１３】
また、この導電性部材１は、本実施形態では基板２の第２表面全体に光電変換部３よりも広い領域で密着して設けられている。しかしながら本発明はそれに限定されるものではなく、光電変換部３と略等しい領域で基板２の第２表面に設けられていればよい。また、第２表面全体を覆って設けられるものに限られず、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、所定の面積の空隙を有するメッシュ状の形態でもよい。この空隙は、防止したい電磁ノイズの周波数によって好適に設計され得る。たとえば１００ＧＨｚの電磁ノイズを防止する場合は、電磁ノイズの波長が３．０ｍｍ程度であるため、１．５ｍｍ２の空隙を有するメッシュ状の導電性部材１を設ければ、十分なシールド効果を得ることができる。被写体情報を含むＸ線の波長は、１ｐｍ〜１０ｎｍであるため、導電性部材１を上記形状とすることで、導電性部材１での放射線の吸収又は反射を低減できる。また、ＭＴＦを考慮し、空隙の面積及びピッチを画素の面積及びピッチと等しい又は整数倍にすることが望ましい。
【００１４】
なお、後述するシンチレータ４の反射層を、導電性部材１と同じ固定電位又はグランド電位を供給することがより好ましい。このような構成とすることにより、電磁シールド効果を有する部材で基板２の第１表面に設けられた光電変換部３を実質的に覆うことができる。そのため、放射線源や外部装置から外来だけでなく、集積回路や導電性部材１による電磁波の乱反射等によって放射線検出装置内で発生する電磁ノイズが、基板２の放射線入射側の表面に到達することによる影響を好適に低減できる。この場合、導電性部材１と反射層との距離は、上述したメッシュ状の導電性部材１と同様に、防止したい電磁ノイズの周波数によって好適に設計され得る。このような場合、導電性部材１が基板２の第２表面に密着して配置されるため、導電性部材１とシンチレータ４の反射層との距離が好適に近接させることができ、電磁シールド効果がより向上することとなる。また、支持基台９を導電性部材１と同じ固定電位又はグランド電位を供給してもよい。
【００１５】
なお、基板２としては、絶縁性の表面を有していればよく、ガラス基板や石英基板、プラスチック基板等の絶縁性基板やそれらの表面に絶縁膜を有するもの、単結晶シリコン基板や金属基板の等の導電性基板の表面に絶縁膜を有するものなどが好適に用いられる。基板２の材料としては、薄膜化加工が容易な材料が望ましい。
【００１６】
次に、図３（ａ）を用いて本発明の第１の実施形態に係る放射線検出装置の概略的等価回路を説明する。本実施形態における放射線検出装置は、基板２の第１表面上に、行方向及び列方向に配列された複数の画素１０１を含む光電変換部３が設けられている。各画素１０１は、放射線又は光を電荷に変換する光電変換素子１０４と、光電変換素子１０４の電荷に応じた電気信号を出力するスイッチ素子１０５と、を含む。本実施形態では、光電変換素子としてＭＩＳ型光電変換素子を用いており、スイッチ素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いている。光電変換素子の放射線入射側に、放射線を光電変換素子が感知可能な可視光に波長変換するシンチレータ４が配置され得る。光電変換素子１０４の第１電極１０３には、スイッチ素子１０５の第１主電極が電気的に接続され、変換素子１０４の第２電極１０２には、バイアス線１０６が電気的に接続される。バイアス線１０６は、列方向に配列された複数の光電変換素子１０４の第２電極１０２に共通に接続される。スイッチ素子１０５の制御電極には、駆動線１０７が電気的に接続され、スイッチ素子１０５の第２主電極には、信号線１０８が電気的に接続される。駆動線１０７は、行方向に配列された複数のスイッチ素子１０５の制御電極に共通に接続され、また、第１接続配線１０９を介して駆動回路１１０に電気的に接続される。駆動回路１１０が列方向に複数配列された駆動線１０７に駆動パルスを順次に又は同時に供給することにより、行単位で画素からの電気信号が、行方向に配列された複数の信号線１０５に並列に出力される。信号線１０５は、列方向に配列された複数のスイッチ素子１０５の第２主電極に共通に接続され、また、第２接続配線１１１を介して読出回路１１２に電気的に接続される。読出回路１１２は、信号線１０５毎に、信号線１０５からの電気信号を積分して増幅する積分増幅器１１３と、積分増幅器１１３で増幅して出力された電気信号をサンプルホールドするサンプルホールド回路を備える。読出回路１１２は更に、複数のサンプルホールド回路から並列に出力される電気信号を直列の電気信号に変換するマルチプレクサ１１５と、出力された電気信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器１１６を含む。読出回路１１２の非反転入力端子には電源回路１１９から基準電位Ｖｒｅｆが供給される。電源回路１０９は更に、共通バイアス線１１７及び第３接続配線１１８を介して、行方向に配列された複数のバイアス線１０６に電気的に接続されており、変換素子１０４の第２電極Ｕにバイアス電位Ｖｓ又は初期化電位Ｖｒを供給する。
【００１７】
次に、図３（ａ）を用いて本実施形態の放射線検出装置の動作について説明する。光電変換素子１０４の第１電極１０３にはスイッチ素子を介して基準電位Ｖｒｅｆを与え、第２電極１０２にはバイアス電位Ｖｓを与えることにより、ＭＩＳ型光電変換素子の光電変換層が空乏化するようなバイアスを光電変換素子１０４に与える。この状態で、被検体に向けて曝射された放射線は、被検体により減衰を受けて透過し、ここでは図示しない蛍光体で可視光に変換され、この可視光が光電変換素子に入射し、電荷に変換される。この電荷に応じた電気信号は、駆動回路１１０から駆動線１０７に印加される駆動パルスによりスイッチ素子１０５が導通状態となることで、信号線１０８に出力され、読出回路１１２によりデジタルデータとして外部に読み出される。その後、バイアス線１０６の電位をバイアス電位Ｖｓから初期化電位Ｖｒに変化させてスイッチ素子１０５を導通状態とすることにより、光電変換素子で発生し残留した正又は負のキャリアが除去される。その後、バイアス線１０６の電位を初期化電位Ｖｒからバイアス電位Ｖｓに変化させることにより、光電変換素子１０４の初期化がなされる。
【００１８】
次に、図３（ｂ）を用いて１画素の断面構造を説明する。スイッチ素子１０５であるＴＦＴは、基板２の第１表面上に形成された第１導電層２０１、第１絶縁層２０２、第１半導体層２０３、第１不純物半導体層２０４、第２導電層２０５から構成されている。第１導電層２０１はＴＦＴの制御電極（ゲート電極）として、第１絶縁層２０２はゲート絶縁膜として用いられている。また、第１半導体層２０３はＴＦＴのチャネルとして、第１不純物半導体層２０４はオーミックコンタクト層として、第２導電層２０５は第１又は第２主電極（ソース又はドレイン電極）として用いられている。
【００１９】
それらの上層には、層間絶縁層として第２絶縁層２０６が配置されている。ここで、第２絶縁層としては、有機絶縁膜や無機絶縁膜、又はそれらの積層構成が好適に用いられる。特に、ＴＦＴを覆うパッシベーションとしての無機絶縁膜と平坦化膜としての有機絶縁膜の積層構成を用いるのが好ましい。その第２絶縁層２０６の上方には、光電変換素子１０４が形成されている。光電変換素子１０４は、第３導電層２０７、第３絶縁層２０８、第２半導体層２０９、第２不純物半導体層２１０、第５導電層２１２から構成されている。第３導電層２０７は光電変換素子の下電極（第１電極１０３）として、第３絶縁層２０８は発生した正及び負のキャリアの移動をブロックする完全絶縁層として、第２半導体層２０９は放射線又は光を電荷に変換する光電変換層として用いられる。また、第２不純物半導体層２１０は正又は負のキャリアの移動をブロックするブロッキング層として、第５導電層２１２は上電極（第２電極１０２）として用いられている。また、第４導電層２１１はバイアス線１０６として用いられる。そして、上電極（第２電極１０２）は、バイアス線１０６から供給されるバイアス電位Ｖｓ又は初期化電位Ｖｒと、第１電極Ｌに供給される基準電位Ｖｒｅｆとの電位差であるバイアスを、光電変換素子１０４全体に印加する電極として用いられる。以上のように、基板２の第１表面上にスイッチ素子１０５、光電変換素子１０４、が順次配置される。また、更にその上層には、第２絶縁層２０６と同様に、パッシベーションとして及び平坦化層として第４絶縁層２１３が配置される。これらにより１つの画素が構成される。これらの第１導電層から第４絶縁層２１３までの層構成により、光電変換部３が構成される。
【００２０】
光電変換部３の第１表面上には、シンチレータ４が固定配置される。このシンチレータ４は、蛍光体層２１４と蛍光体保護層２１５と反射層２１６と支持部材２１７とを含む。蛍光体層２１４は、照射された放射線を光電変換素子が感知可能な波長帯域の可視光に変換するものであり、光電変換部３の第１表面に、蒸着によって形成されることにより、又は、接着剤等によって接着されることにより、光電変換部３の第１表面に固定配置される。蛍光体保護層２１５は蛍光体層２１４を水分や衝撃から保護するためのものであり、好適には有機樹脂が用いられる。反射層２１６は、蛍光体層２１４で発光した可視光を光電変換部３側に反射するためのものであり、Ａｌ等の放射線透過性がよく且つ光反射率が高い金属材料が好適に用いられる。反射層２１５には固定電位が与えられて電磁シールドとして用いることができる。支持部材２１７は、反射層２１６の剛性を保持して蛍光体層２１４や反射層２１６を保護するためのものであり、好適にはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の有機樹脂シートが用いられる。少なくとも反射層２１６は、光電変換部３を覆うように、光電変換部３の周囲の基板２の第１表面上に固定される。このように反射層２１６が配置されることにより、基板２の第２表面に密着して配置された導電性部材１との距離が概略基板２の厚さで規定されるため、電磁シールド効果をより向上できる。支持基台９には、支持部材２１７が設けられた側のシンチレータ４の表面が固定される。
【００２１】
ここで、本実施形態において好適に用いられる構成要素の厚さを以下に例示する。基板２としては代表的に厚さ０．７ｍｍのガラス基板が用いられる。スイッチ素子１０５が約０．５μｍ、第２絶縁層２０６が約３．５μｍ、光電変換素子４が約１μｍ、第４絶縁層２１３が約５μｍで、光電変換部３としては全体で約１０μｍとなる。蛍光体層２１４が約４００μｍ、蛍光体保護層２１５が約５０μｍ、反射層２１６が約２０μｍ、支持部材２１７が約１０μｍで、シンチレータ４としては、全体で約５００μｍとなる。このため、導電性部材１と反射層２１６の距離は、光電変換部３の周囲において約０．８ｍｍとなり、例えば１００ＧＨｚの電磁ノイズを防止する場合に必要な間隔１．５ｍｍよりも小さくなる。そのため、導電性部材１と反射層２１６により光電変換部３を実質的に電磁シールドで覆うことが可能となり、電磁シールド効果をより向上できる。また、接着剤を介して導電性部材１を基板２の第２表面に設ける場合には、接着剤の厚さも合わせて必要な間隔よりも小さければよい。
【００２２】
このように、導電性部材１が基板２の第２表面に密着して配置される構成にすることで、放射線源や外部装置から基板２の放射線入射側の表面に到達する電磁ノイズの混入を好適に抑制することが可能になる。また、放射線検出装置内で発生して、基板２の放射線入射側の表面に到達する電磁ノイズの混入を好適に抑制することが可能になる。
【００２３】
（第２の実施形態）
次に、図４（ａ）及び（ｂ）を用いて本発明の第２の実施形態の構成について説明する。以下に、本実施形態と第１の実施形態との相違点について述べる。以下の相違点以外は第１の実施形態と同様のため、詳細な説明は割愛する。
【００２４】
まず第１の相違点としては、基板２として、少なくとも光電変換部３が設けられる領域を基板２の第２表面側から薄膜化処理された絶縁性表面を有する基板を使用している。基板２をこのような形態とすることにより、光電変換部３に対応する領域に放射される放射線の基板２による減衰がより小さくなる。基板２の薄膜化処理された領域は、少なくとも光電変換部３が設けられる領域を含んでいればよく、基板２の第２表面全体が薄膜化処理されていてもよい。薄膜化処理としては、基板２としてガラス基板が用いられる場合には、プラズマを用いたドライエッチングやウエットエッチングなどが適用され得る。
【００２５】
このように、基板２として薄膜化処理された絶縁性表面を有する基板を用いる場合、導電性部材１と基板２を挟んで対向する導電層との間で形成される容量が問題となる場合がある。特に、薄膜化処理された領域の厚さが０．１ｍｍ以下である場合には、駆動線１０７となる第１導電層２０１や信号線１０５となる第２導電層２０５との間で形成される容量が問題となる。そこで、導電性部材１が、駆動線１０７となる第１導電層２０１や信号線１０５となる第２導電層２０５との間で形成される容量が小さくなるように、例えば図２（ｂ）に示すようなパターンを有することが好ましい。好ましくは、導電性部材１が、信号線１０５となる第２導電層２０５と基板２を介して対向する第２表面の領域を除くよう、所望のパターンで形成される。また、導電性部材１が、駆動線１０７となる第１導電層と基板２を介して対向する第２表面の領域において、導電層部材１の幅が狭くなるように、所望のパターンで形成される。このような所望のパターン形成が第２の相違点である。
【００２６】
次に、図５（ａ）〜（ｃ）を用いて本実施形態の放射線検出装置の製造方法を説明する。
【００２７】
まず、図５（ａ）に示すように、絶縁性表面を有する基板２の第１表面上に光電変換部３を、周知の薄膜半導体製造技術を用いて形成する。そして、光電変換部３の第１表面上に、周知の方法を用いてシンチレータ４を配置する。
【００２８】
次に、図５（ｂ）に示すように、基板２の第２表面側の所望な領域を、周知の薄膜化処理を行うことにより、基板２を図５（ｂ）に示す形状に加工する。そして、形成された基板の第２表面上に、第１の実施形態と同様に導電性部材１となる導電性材料を製膜し、周知の薄膜半導体製造技術を用いて図４（ｂ）に示すパターンを有するように導電性材料を加工し、導電性部材１を形成する。
【００２９】
次に、図５（ｃ）に示すように、基板２の周辺部にフレキシブル配線基板６を介してプリント回路基板７ａ及び７ｂを実装する。なお、本実施形態では、基板２の周辺部は薄膜化処理をされておらず、実装工程に耐え得る厚さが維持されている。また、シンチレータ４が配置された後に行うため、基板２の剛性がシンチレータ４により補強された構成となっており、より実装工程に耐え得るものとなっている。
【００３０】
そして、外装箱８に支持基台９が配置されたものを準備し、その支持基台９にシンチレータ４の第１表面が固定されるように、基板２と光電変換部３とシンチレータ４とフレキシブル配線基板６とプリント回路基板７ａ及び７ｂとが、外装箱８内に設置される。その際、プリント回路基板７ａ及び７ｂは、支持基台９の第１表面側に配置される。その後、外装箱８の放射線入射側にカバー５を配置し、図４（ａ）に示す放射線検出装置となる。なお、図５（ａ）〜（ｃ）に示した製造工程は、本実施形態に限定されるものではなく、好適に第１の実施形態にも適用される。
【００３１】
このような構成にすることにより、第１の実施形態の効果に加えて、信号線１０５から読み出される信号のノイズを増加することなく、光電変換部３に対応する領域に放射される放射線の基板２による減衰をより小さくすることができる。それにより第１の実施形態の放射線検出装置に比べてより高感度な放射線検出装置を提供することが可能となる。
【００３２】
（第３の実施形態）
次に、図６を用いて、本発明の放射線検出装置を用いた放射線検出システムを説明する。
【００３３】
放射線源であるＸ線チューブ６０５０で発生したＸ線６０６０は、患者あるいは被験者６０６１の胸部６０６２を透過し、シンチレータ４を光電変換部３の第１表面上に配置した放射線検出装置６０４０に入射する。この入射したＸ線には患者６０６１の体内部の情報が含まれている。Ｘ線の入射に対応してシンチレータ４は発光し、これを光電変換部３で光電変換して、電気的情報を得る。この情報はディジタルに変換され信号処理手段となるイメージプロセッサ６０７０により画像処理され制御室の表示手段となるディスプレイ６０８０で観察できる。
【００３４】
また、この情報は電話回線６０９０等の伝送処理手段により遠隔地へ転送でき、別の場所のドクタールームなど表示手段となるディスプレイ６０８１に表示もしくは光ディスク等の記録手段に保存することができ、遠隔地の医師が診断することも可能である。また記録手段となるフィルムプロセッサ６１００により記録媒体となるフィルム６１１０に記録することもできる。
【符号の説明】
【００３５】
１ 導電性部材
２ 基板
３ 光電変換部
４ シンチレータ
５ カバー
６ フレキシブル配線基板
７ プリント回路基板
８ 外装箱
９ 支持基台
１０ 放射線検出装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療用画像診断装置、非破壊検査装置、放射線を用いた分析装置などに応用される放射線検出装置及び放射線検出システムに関するものである。なお、本発明において放射線は、放射線崩壊によって放出される粒子（光子を含む）の作るビームであるα線、β線、γ線などの他に、同程度以上のエネルギーを有するビーム、例えばＸ線や粒子線、宇宙線なども、含まれるものとする。
【背景技術】
【０００２】
近年、薄膜半導体製造技術は、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等のスイッチ素子と光電変換素子等の変換素子とを組み合わせた検出装置や放射線検出装置にも利用されている。特許文献１に示すように、Ｘ線源から発せられるＸ線が照射される側に固体光検出器を、Ｘ線が照射される側とは反対側にシンチレータを配することにより放射線検出器を構成する提案がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０７−０２７８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、Ｘ線源や外部装置から外来する、又は放射線検出装置内で発生して、光検出器の放射線入射側から混入する電磁ノイズへの対策についてなんら考慮されていない。そこで本発明では、光検出器の放射線が照射される側とは反対側にシンチレータが配置された放射線検出装置において、光検出器の放射線入射側から混入する電磁ノイズの影響を好適に低減する構成を有する放射線検出装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の放射線検出装置は、照射された放射線を可視光に変換するシンチレータと、該シンチレータにより変換された可視光を電気信号に変換する画素が２次元アレイ状に複数配置された光電変換部と、固定電位が供給される導電性部材と、を含む放射線検出装置であって、前記放射線検出装置の放射線が照射される側から、前記導電性部材、前記光電変換部、前記シンチレータの順に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により、光検出器の放射線が照射される側とは反対側にシンチレータが配置された放射線検出装置において、光検出器の放射線入射側から混入する電磁ノイズの影響を好適に低減する構成を有する放射線検出装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１の実施形態に関わる放射線検出装置の上面図、断面図、及び背面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に関わる放射線検出装置の他の例を説明する断面図及び背面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に関わる放射線検出装置を表す等価回路図及び１画素あたりの断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に関わる放射線検出装置を説明する断面図及び拡大背面図である。
【図５】本発明の放射線検出装置の製造工程を説明するための断面図である。
【図６】本発明の放射線検出装置を用いた放射線検出システムを示すものである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。なお、本願明細書において放射線は、放射線崩壊によって放出される粒子（光子を含む）の作るビームであるα線、β線、γ線などの他に、同程度以上のエネルギーを有するビーム、例えばＸ線や粒子線、宇宙線なども、含まれるものとする。
【０００９】
（第１の実施形態）
先ず、図１を用いて本発明の第１の実施形態に係る放射線検出装置について説明する。
【００１０】
ガラス基板等の絶縁性表面を有する基板２の第１表面側に、光電変換部３が配置される。光電変換部３は、複数の画素が２次元アレイ状に配置されており、各画素はそれぞれ光電変換素子とスイッチ素子を有している。なお、基板２に対して放射線が第１表面と対向する第２表面側から入射するように、基板２及び光電変換部３が配置される。ここで、本発明において各構成要素に対して、放射線入射側の表面を第２表面と、放射線入射側と反対側の表面を第１表面と示す。基板２の第１表面の端部には、フレキシブル配線基板６を介してプリント回路基板７ａ及び７ｂが実装される。フレキシブル配線基板やプリント回路基板には、各種集積回路が設けられる。集積回路としては、光電変換部３を駆動する駆動回路、光電変換部３からの電気信号を読み取る読出回路、駆動回路及び読出回路の少なくとも一方に電源を供給する電源回路、駆動回路及び読出回路の少なくとも一方を制御する制御回路が、挙げられる。光電変換部３の放射線入射側とは反対側の第１表面に、シンチレータ４が固定配置される。シンチレータ４の第２表面は、光電変換部３の第１表面上に蒸着して形成されることで固定配置されるか、又は接着して固定配置される。このような構成にすることで、基板２を通過した放射線がシンチレータ４により吸収され発光した際、シンチレータ４の光電変換部３側で放射線の吸収量及び発光量が多いため、光電変換部３で吸収することができる可視光も多くなり、感度の向上につながる。また、シンチレータ４の発光位置と光電変換部３の距離が短いため、可視光の散乱の影響が小さく抑えられ、結果的にＭＴＦ（鮮鋭度）が向上する。シンチレータ４の第１表面は、外装箱８に設置された支持基台９の第２表面に、接着剤や粘着剤、衝撃吸収材などを介して固定されている。プリント回路基板７ａ及び７ｂは支持基台９の第１表面側に配置される。導電性部材１は、基板２の第２表面に接して配置、又は接着剤などを介して第２表面の少なくとも一部に固定して配置されている。つまり、導電性部材１は、基板２の第２表面に密着して配置される。これにより本発明の放射線検出装置は、放射線検出装置の放射線が照射される側から、導電性部材１、光電変換部３、シンチレータ４の順に配置されることとなる。そして、外装箱８の放射線入射側には、放射線を透過しやすく耐水性や密閉性が確保できるカバー５が配置され、外装箱８とカバー５とで筐体を構成している。つまり、支持基台９に固定されて、外装箱８とカバー５とで構成される筐体内に、導電性部材１、基板２、光電変換部３、シンチレータ４、フレキシブル配線基板６、プリント回路基板７ａ及び７ｂが収容される。プリント回路基板７ａ及び７ｂは、支持基台９の第２表面側に配置されており、放射線による集積回路への悪影響が低減される。
【００１１】
導電性部材１は、撮影時において放射線を透過させなければならないため、導電性材料で、放射線透過率が９９．０％以上となる厚さを有している必要がある。導電性部材１としては、例えばＡｌを含む金属薄膜（以下Ａｌと称す）を基板２の第１表面に接着剤を介して又は蒸着で形成して固定するものが挙げられる。剛性と放射線透過率とを鑑みると、Ａｌの厚さは、０．１〜１００μｍが好ましい。また例えばステンレスなどＦｅを含む金属薄膜（以下Ｆｅと称す）を基板２の第１表面に固定するものが挙げられる。Ａｌと同様にＦｅの厚さは０．１〜１０μｍが好ましい。また、例えばＰｂ等の放射線吸収特性が高い導電性材料を用いたとしても、放射線透過率が９９．０％以上となる厚さ、好ましくは０．１〜１μｍであれば、導電性部材１として使用できる。ただし、金属薄膜は光反射特性が高いため、シンチレータ４から光電変換部３を透過した光が反射してしまう恐れがある。そのため、接着剤としては、光吸収特性が高い材料が混入されたものが好ましい。また、蒸着によって形成される導電性膜の他の例としては、光吸収特性の高い基板２の第２表面から順に、ＴｉとＡｌが積層されたものや、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の透明導電膜が挙げられる。
【００１２】
この導電性部材１には、フレキシブル配線基板６を介して電源回路から固定電位が供給されており、電磁シールドとして機能している。供給される固定電位としては、グランド電位や光電変換素子に供給される電位、読出回路に供給される電位等、各種の固定電位が用いられ得る。なお、グランド電位を供給する場合には、外装箱８や支持基台９に電気的に接続されることにより、仮想的に達成できる。
【００１３】
また、この導電性部材１は、本実施形態では基板２の第２表面全体に光電変換部３よりも広い領域で密着して設けられている。しかしながら本発明はそれに限定されるものではなく、光電変換部３と略等しい領域で基板２の第２表面に設けられていればよい。また、第２表面全体を覆って設けられるものに限られず、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、所定の面積の空隙を有するメッシュ状の形態でもよい。この空隙は、防止したい電磁ノイズの周波数によって好適に設計され得る。たとえば１００ＧＨｚの電磁ノイズを防止する場合は、電磁ノイズの波長が３．０ｍｍ程度であるため、１．５ｍｍ２の空隙を有するメッシュ状の導電性部材１を設ければ、十分なシールド効果を得ることができる。被写体情報を含むＸ線の波長は、１ｐｍ〜１０ｎｍであるため、導電性部材１を上記形状とすることで、導電性部材１での放射線の吸収又は反射を低減できる。また、ＭＴＦを考慮し、空隙の面積及びピッチを画素の面積及びピッチと等しい又は整数倍にすることが望ましい。
【００１４】
なお、後述するシンチレータ４の反射層を、導電性部材１と同じ固定電位又はグランド電位を供給することがより好ましい。このような構成とすることにより、電磁シールド効果を有する部材で基板２の第１表面に設けられた光電変換部３を実質的に覆うことができる。そのため、放射線源や外部装置から外来だけでなく、集積回路や導電性部材１による電磁波の乱反射等によって放射線検出装置内で発生する電磁ノイズが、基板２の放射線入射側の表面に到達することによる影響を好適に低減できる。この場合、導電性部材１と反射層との距離は、上述したメッシュ状の導電性部材１と同様に、防止したい電磁ノイズの周波数によって好適に設計され得る。このような場合、導電性部材１が基板２の第２表面に密着して配置されるため、導電性部材１とシンチレータ４の反射層との距離が好適に近接させることができ、電磁シールド効果がより向上することとなる。また、支持基台９を導電性部材１と同じ固定電位又はグランド電位を供給してもよい。
【００１５】
なお、基板２としては、絶縁性の表面を有していればよく、ガラス基板や石英基板、プラスチック基板等の絶縁性基板やそれらの表面に絶縁膜を有するもの、単結晶シリコン基板や金属基板の等の導電性基板の表面に絶縁膜を有するものなどが好適に用いられる。基板２の材料としては、薄膜化加工が容易な材料が望ましい。
【００１６】
次に、図３（ａ）を用いて本発明の第１の実施形態に係る放射線検出装置の概略的等価回路を説明する。本実施形態における放射線検出装置は、基板２の第１表面上に、行方向及び列方向に配列された複数の画素１０１を含む光電変換部３が設けられている。各画素１０１は、放射線又は光を電荷に変換する光電変換素子１０４と、光電変換素子１０４の電荷に応じた電気信号を出力するスイッチ素子１０５と、を含む。本実施形態では、光電変換素子としてＭＩＳ型光電変換素子を用いており、スイッチ素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いている。光電変換素子の放射線入射側に、放射線を光電変換素子が感知可能な可視光に波長変換するシンチレータ４が配置され得る。光電変換素子１０４の第１電極１０３には、スイッチ素子１０５の第１主電極が電気的に接続され、変換素子１０４の第２電極１０２には、バイアス線１０６が電気的に接続される。バイアス線１０６は、列方向に配列された複数の光電変換素子１０４の第２電極１０２に共通に接続される。スイッチ素子１０５の制御電極には、駆動線１０７が電気的に接続され、スイッチ素子１０５の第２主電極には、信号線１０８が電気的に接続される。駆動線１０７は、行方向に配列された複数のスイッチ素子１０５の制御電極に共通に接続され、また、第１接続配線１０９を介して駆動回路１１０に電気的に接続される。駆動回路１１０が列方向に複数配列された駆動線１０７に駆動パルスを順次に又は同時に供給することにより、行単位で画素からの電気信号が、行方向に配列された複数の信号線１０５に並列に出力される。信号線１０５は、列方向に配列された複数のスイッチ素子１０５の第２主電極に共通に接続され、また、第２接続配線１１１を介して読出回路１１２に電気的に接続される。読出回路１１２は、信号線１０５毎に、信号線１０５からの電気信号を積分して増幅する積分増幅器１１３と、積分増幅器１１３で増幅して出力された電気信号をサンプルホールドするサンプルホールド回路を備える。読出回路１１２は更に、複数のサンプルホールド回路から並列に出力される電気信号を直列の電気信号に変換するマルチプレクサ１１５と、出力された電気信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器１１６を含む。読出回路１１２の非反転入力端子には電源回路１１９から基準電位Ｖｒｅｆが供給される。電源回路１０９は更に、共通バイアス線１１７及び第３接続配線１１８を介して、行方向に配列された複数のバイアス線１０６に電気的に接続されており、変換素子１０４の第２電極Ｕにバイアス電位Ｖｓ又は初期化電位Ｖｒを供給する。
【００１７】
次に、図３（ａ）を用いて本実施形態の放射線検出装置の動作について説明する。光電変換素子１０４の第１電極１０３にはスイッチ素子を介して基準電位Ｖｒｅｆを与え、第２電極１０２にはバイアス電位Ｖｓを与えることにより、ＭＩＳ型光電変換素子の光電変換層が空乏化するようなバイアスを光電変換素子１０４に与える。この状態で、被検体に向けて曝射された放射線は、被検体により減衰を受けて透過し、ここでは図示しない蛍光体で可視光に変換され、この可視光が光電変換素子に入射し、電荷に変換される。この電荷に応じた電気信号は、駆動回路１１０から駆動線１０７に印加される駆動パルスによりスイッチ素子１０５が導通状態となることで、信号線１０８に出力され、読出回路１１２によりデジタルデータとして外部に読み出される。その後、バイアス線１０６の電位をバイアス電位Ｖｓから初期化電位Ｖｒに変化させてスイッチ素子１０５を導通状態とすることにより、光電変換素子で発生し残留した正又は負のキャリアが除去される。その後、バイアス線１０６の電位を初期化電位Ｖｒからバイアス電位Ｖｓに変化させることにより、光電変換素子１０４の初期化がなされる。
【００１８】
次に、図３（ｂ）を用いて１画素の断面構造を説明する。スイッチ素子１０５であるＴＦＴは、基板２の第１表面上に形成された第１導電層２０１、第１絶縁層２０２、第１半導体層２０３、第１不純物半導体層２０４、第２導電層２０５から構成されている。第１導電層２０１はＴＦＴの制御電極（ゲート電極）として、第１絶縁層２０２はゲート絶縁膜として用いられている。また、第１半導体層２０３はＴＦＴのチャネルとして、第１不純物半導体層２０４はオーミックコンタクト層として、第２導電層２０５は第１又は第２主電極（ソース又はドレイン電極）として用いられている。
【００１９】
それらの上層には、層間絶縁層として第２絶縁層２０６が配置されている。ここで、第２絶縁層としては、有機絶縁膜や無機絶縁膜、又はそれらの積層構成が好適に用いられる。特に、ＴＦＴを覆うパッシベーションとしての無機絶縁膜と平坦化膜としての有機絶縁膜の積層構成を用いるのが好ましい。その第２絶縁層２０６の上方には、光電変換素子１０４が形成されている。光電変換素子１０４は、第３導電層２０７、第３絶縁層２０８、第２半導体層２０９、第２不純物半導体層２１０、第５導電層２１２から構成されている。第３導電層２０７は光電変換素子の下電極（第１電極１０３）として、第３絶縁層２０８は発生した正及び負のキャリアの移動をブロックする完全絶縁層として、第２半導体層２０９は放射線又は光を電荷に変換する光電変換層として用いられる。また、第２不純物半導体層２１０は正又は負のキャリアの移動をブロックするブロッキング層として、第５導電層２１２は上電極（第２電極１０２）として用いられている。また、第４導電層２１１はバイアス線１０６として用いられる。そして、上電極（第２電極１０２）は、バイアス線１０６から供給されるバイアス電位Ｖｓ又は初期化電位Ｖｒと、第１電極Ｌに供給される基準電位Ｖｒｅｆとの電位差であるバイアスを、光電変換素子１０４全体に印加する電極として用いられる。以上のように、基板２の第１表面上にスイッチ素子１０５、光電変換素子１０４、が順次配置される。また、更にその上層には、第２絶縁層２０６と同様に、パッシベーションとして及び平坦化層として第４絶縁層２１３が配置される。これらにより１つの画素が構成される。これらの第１導電層から第４絶縁層２１３までの層構成により、光電変換部３が構成される。
【００２０】
光電変換部３の第１表面上には、シンチレータ４が固定配置される。このシンチレータ４は、蛍光体層２１４と蛍光体保護層２１５と反射層２１６と支持部材２１７とを含む。蛍光体層２１４は、照射された放射線を光電変換素子が感知可能な波長帯域の可視光に変換するものであり、光電変換部３の第１表面に、蒸着によって形成されることにより、又は、接着剤等によって接着されることにより、光電変換部３の第１表面に固定配置される。蛍光体保護層２１５は蛍光体層２１４を水分や衝撃から保護するためのものであり、好適には有機樹脂が用いられる。反射層２１６は、蛍光体層２１４で発光した可視光を光電変換部３側に反射するためのものであり、Ａｌ等の放射線透過性がよく且つ光反射率が高い金属材料が好適に用いられる。反射層２１５には固定電位が与えられて電磁シールドとして用いることができる。支持部材２１７は、反射層２１６の剛性を保持して蛍光体層２１４や反射層２１６を保護するためのものであり、好適にはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の有機樹脂シートが用いられる。少なくとも反射層２１６は、光電変換部３を覆うように、光電変換部３の周囲の基板２の第１表面上に固定される。このように反射層２１６が配置されることにより、基板２の第２表面に密着して配置された導電性部材１との距離が概略基板２の厚さで規定されるため、電磁シールド効果をより向上できる。支持基台９には、支持部材２１７が設けられた側のシンチレータ４の表面が固定される。
【００２１】
ここで、本実施形態において好適に用いられる構成要素の厚さを以下に例示する。基板２としては代表的に厚さ０．７ｍｍのガラス基板が用いられる。スイッチ素子１０５が約０．５μｍ、第２絶縁層２０６が約３．５μｍ、光電変換素子４が約１μｍ、第４絶縁層２１３が約５μｍで、光電変換部３としては全体で約１０μｍとなる。蛍光体層２１４が約４００μｍ、蛍光体保護層２１５が約５０μｍ、反射層２１６が約２０μｍ、支持部材２１７が約１０μｍで、シンチレータ４としては、全体で約５００μｍとなる。このため、導電性部材１と反射層２１６の距離は、光電変換部３の周囲において約０．８ｍｍとなり、例えば１００ＧＨｚの電磁ノイズを防止する場合に必要な間隔１．５ｍｍよりも小さくなる。そのため、導電性部材１と反射層２１６により光電変換部３を実質的に電磁シールドで覆うことが可能となり、電磁シールド効果をより向上できる。また、接着剤を介して導電性部材１を基板２の第２表面に設ける場合には、接着剤の厚さも合わせて必要な間隔よりも小さければよい。
【００２２】
このように、導電性部材１が基板２の第２表面に密着して配置される構成にすることで、放射線源や外部装置から基板２の放射線入射側の表面に到達する電磁ノイズの混入を好適に抑制することが可能になる。また、放射線検出装置内で発生して、基板２の放射線入射側の表面に到達する電磁ノイズの混入を好適に抑制することが可能になる。
【００２３】
（第２の実施形態）
次に、図４（ａ）及び（ｂ）を用いて本発明の第２の実施形態の構成について説明する。以下に、本実施形態と第１の実施形態との相違点について述べる。以下の相違点以外は第１の実施形態と同様のため、詳細な説明は割愛する。
【００２４】
まず第１の相違点としては、基板２として、少なくとも光電変換部３が設けられる領域を基板２の第２表面側から薄膜化処理された絶縁性表面を有する基板を使用している。基板２をこのような形態とすることにより、光電変換部３に対応する領域に放射される放射線の基板２による減衰がより小さくなる。基板２の薄膜化処理された領域は、少なくとも光電変換部３が設けられる領域を含んでいればよく、基板２の第２表面全体が薄膜化処理されていてもよい。薄膜化処理としては、基板２としてガラス基板が用いられる場合には、プラズマを用いたドライエッチングやウエットエッチングなどが適用され得る。
【００２５】
このように、基板２として薄膜化処理された絶縁性表面を有する基板を用いる場合、導電性部材１と基板２を挟んで対向する導電層との間で形成される容量が問題となる場合がある。特に、薄膜化処理された領域の厚さが０．１ｍｍ以下である場合には、駆動線１０７となる第１導電層２０１や信号線１０５となる第２導電層２０５との間で形成される容量が問題となる。そこで、導電性部材１が、駆動線１０７となる第１導電層２０１や信号線１０５となる第２導電層２０５との間で形成される容量が小さくなるように、例えば図２（ｂ）に示すようなパターンを有することが好ましい。好ましくは、導電性部材１が、信号線１０５となる第２導電層２０５と基板２を介して対向する第２表面の領域を除くよう、所望のパターンで形成される。また、導電性部材１が、駆動線１０７となる第１導電層と基板２を介して対向する第２表面の領域において、導電層部材１の幅が狭くなるように、所望のパターンで形成される。このような所望のパターン形成が第２の相違点である。
【００２６】
次に、図５（ａ）〜（ｃ）を用いて本実施形態の放射線検出装置の製造方法を説明する。
【００２７】
まず、図５（ａ）に示すように、絶縁性表面を有する基板２の第１表面上に光電変換部３を、周知の薄膜半導体製造技術を用いて形成する。そして、光電変換部３の第１表面上に、周知の方法を用いてシンチレータ４を配置する。
【００２８】
次に、図５（ｂ）に示すように、基板２の第２表面側の所望な領域を、周知の薄膜化処理を行うことにより、基板２を図５（ｂ）に示す形状に加工する。そして、形成された基板の第２表面上に、第１の実施形態と同様に導電性部材１となる導電性材料を製膜し、周知の薄膜半導体製造技術を用いて図４（ｂ）に示すパターンを有するように導電性材料を加工し、導電性部材１を形成する。
【００２９】
次に、図５（ｃ）に示すように、基板２の周辺部にフレキシブル配線基板６を介してプリント回路基板７ａ及び７ｂを実装する。なお、本実施形態では、基板２の周辺部は薄膜化処理をされておらず、実装工程に耐え得る厚さが維持されている。また、シンチレータ４が配置された後に行うため、基板２の剛性がシンチレータ４により補強された構成となっており、より実装工程に耐え得るものとなっている。
【００３０】
そして、外装箱８に支持基台９が配置されたものを準備し、その支持基台９にシンチレータ４の第１表面が固定されるように、基板２と光電変換部３とシンチレータ４とフレキシブル配線基板６とプリント回路基板７ａ及び７ｂとが、外装箱８内に設置される。その際、プリント回路基板７ａ及び７ｂは、支持基台９の第１表面側に配置される。その後、外装箱８の放射線入射側にカバー５を配置し、図４（ａ）に示す放射線検出装置となる。なお、図５（ａ）〜（ｃ）に示した製造工程は、本実施形態に限定されるものではなく、好適に第１の実施形態にも適用される。
【００３１】
このような構成にすることにより、第１の実施形態の効果に加えて、信号線１０５から読み出される信号のノイズを増加することなく、光電変換部３に対応する領域に放射される放射線の基板２による減衰をより小さくすることができる。それにより第１の実施形態の放射線検出装置に比べてより高感度な放射線検出装置を提供することが可能となる。
【００３２】
（第３の実施形態）
次に、図６を用いて、本発明の放射線検出装置を用いた放射線検出システムを説明する。
【００３３】
放射線源であるＸ線チューブ６０５０で発生したＸ線６０６０は、患者あるいは被験者６０６１の胸部６０６２を透過し、シンチレータ４を光電変換部３の第１表面上に配置した放射線検出装置６０４０に入射する。この入射したＸ線には患者６０６１の体内部の情報が含まれている。Ｘ線の入射に対応してシンチレータ４は発光し、これを光電変換部３で光電変換して、電気的情報を得る。この情報はディジタルに変換され信号処理手段となるイメージプロセッサ６０７０により画像処理され制御室の表示手段となるディスプレイ６０８０で観察できる。
【００３４】
また、この情報は電話回線６０９０等の伝送処理手段により遠隔地へ転送でき、別の場所のドクタールームなど表示手段となるディスプレイ６０８１に表示もしくは光ディスク等の記録手段に保存することができ、遠隔地の医師が診断することも可能である。また記録手段となるフィルムプロセッサ６１００により記録媒体となるフィルム６１１０に記録することもできる。
【符号の説明】
【００３５】
１ 導電性部材
２ 基板
３ 光電変換部
４ シンチレータ
５ カバー
６ フレキシブル配線基板
７ プリント回路基板
８ 外装箱
９ 支持基台
１０ 放射線検出装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射された放射線を可視光に変換するシンチレータと、該シンチレータにより変換された可視光を電気信号に変換する画素が２次元アレイ状に複数配置された光電変換部と、固定電位が供給される導電性部材と、を含む放射線検出装置であって、
前記放射線検出装置の放射線が照射される側から、前記導電性部材、前記光電変換部、前記シンチレータの順に配置されていることを特徴とする放射線検出装置。
【請求項２】
前記光電変換部は、基板に前記画素が２次元アレイ状に複数配置されてなり、前記基板の前記放射線が照射される側の表面とは反対側の表面に前記光電変換部が設けられており、前記基板の放射線が照射される側の表面に前記導電性部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の放射線検出装置。
【請求項３】
前記導電性部材は、前記基板の前記放射線が照射される側の表面の少なくとも一部に接して、又は、前記基板の前記放射線が照射される側の表面上に接着されて配置されていることを特徴とする請求項２に記載の放射線検出装置。
【請求項４】
前記シンチレータは、放射線を前記画素が感知可能な光に変換する蛍光体層と、前記蛍光体層で発光した光を反射するための反射層と、を含み、
前記反射層は、固定電位が供給されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
【請求項５】
前記反射層は、前記導電性部材と同じ固定電位が供給されることを特徴とする請求項４に記載の放射線検出装置。
【請求項６】
前記基板と前記シンチレータと前記導電性部材とを少なくとも収容する筐体を更に有し、
前記筐体は、支持基台を有する外装箱と、前記外装箱の放射線入射側に設けられるカバーと、を含み、
前記支持基台に前記シンチレータの放射線入射側とは反対側の表面が固定されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
【請求項７】
前記基板の周辺部にフレキシブル配線基板を介して実装されたプリント回路基板を更に有し、前記フレキシブル配線基板は前記支持基台の放射線入射側とは反対側に配置され、前記フレキシブル配線基板には電源回路が配置されており、前記固定電位は前記フレキシブル配線基板を介して前記電源回路から供給されることを特徴とする請求項６に記載の放射線検出装置。
【請求項８】
前記導電性部材は、前記外装箱又は前記支持基台に電気的に接続されることを特徴とする請求項６に記載の放射線検出装置。
【請求項９】
前記基板は、少なくとも前記光電変換部が設けられる領域を前記基板の放射線入射側の表面から薄膜化処理された絶縁性表面を有する基板であることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
【請求項１０】
前記画素は、光電変換素子とスイッチ素子とを含み、前記基板の前記放射線入射側とは反対側の表面に、行方向の複数の前記スイッチ素子に接続された駆動線と、列方向の複数の前記スイッチ素子に接続された信号線と、を更に有し、
前記導電性部材は、少なくとも前記光電変換部が設けられる領域の前記基板の前記放射線が照射される側の表面において、前記信号線と対向する領域を除くように、且つ、前記駆動線と対向する領域の幅が他の領域に比べて狭くなるように、パターンを有して設けられていることを特徴とする請求項９に記載の放射線検出装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載の放射線検出装置と、
前記放射線検出装置からの信号を処理する信号処理手段と、
前記信号処理手段からの信号を記録するための記録手段と、
前記信号処理手段からの信号を表示するための表示手段と、
前記信号処理手段からの信号を伝送するための伝送処理手段と、を具備することを特徴とする放射線検出システム。
【請求項１】
照射された放射線を可視光に変換するシンチレータと、該シンチレータにより変換された可視光を電気信号に変換する画素が２次元アレイ状に複数配置された光電変換部と、固定電位が供給される導電性部材と、を含む放射線検出装置であって、
前記放射線検出装置の放射線が照射される側から、前記導電性部材、前記光電変換部、前記シンチレータの順に配置されていることを特徴とする放射線検出装置。
【請求項２】
前記光電変換部は、基板に前記画素が２次元アレイ状に複数配置されてなり、前記基板の前記放射線が照射される側の表面とは反対側の表面に前記光電変換部が設けられており、前記基板の放射線が照射される側の表面に前記導電性部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の放射線検出装置。
【請求項３】
前記導電性部材は、前記基板の前記放射線が照射される側の表面の少なくとも一部に接して、又は、前記基板の前記放射線が照射される側の表面上に接着されて配置されていることを特徴とする請求項２に記載の放射線検出装置。
【請求項４】
前記シンチレータは、放射線を前記画素が感知可能な光に変換する蛍光体層と、前記蛍光体層で発光した光を反射するための反射層と、を含み、
前記反射層は、固定電位が供給されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
【請求項５】
前記反射層は、前記導電性部材と同じ固定電位が供給されることを特徴とする請求項４に記載の放射線検出装置。
【請求項６】
前記基板と前記シンチレータと前記導電性部材とを少なくとも収容する筐体を更に有し、
前記筐体は、支持基台を有する外装箱と、前記外装箱の放射線入射側に設けられるカバーと、を含み、
前記支持基台に前記シンチレータの放射線入射側とは反対側の表面が固定されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
【請求項７】
前記基板の周辺部にフレキシブル配線基板を介して実装されたプリント回路基板を更に有し、前記フレキシブル配線基板は前記支持基台の放射線入射側とは反対側に配置され、前記フレキシブル配線基板には電源回路が配置されており、前記固定電位は前記フレキシブル配線基板を介して前記電源回路から供給されることを特徴とする請求項６に記載の放射線検出装置。
【請求項８】
前記導電性部材は、前記外装箱又は前記支持基台に電気的に接続されることを特徴とする請求項６に記載の放射線検出装置。
【請求項９】
前記基板は、少なくとも前記光電変換部が設けられる領域を前記基板の放射線入射側の表面から薄膜化処理された絶縁性表面を有する基板であることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
【請求項１０】
前記画素は、光電変換素子とスイッチ素子とを含み、前記基板の前記放射線入射側とは反対側の表面に、行方向の複数の前記スイッチ素子に接続された駆動線と、列方向の複数の前記スイッチ素子に接続された信号線と、を更に有し、
前記導電性部材は、少なくとも前記光電変換部が設けられる領域の前記基板の前記放射線が照射される側の表面において、前記信号線と対向する領域を除くように、且つ、前記駆動線と対向する領域の幅が他の領域に比べて狭くなるように、パターンを有して設けられていることを特徴とする請求項９に記載の放射線検出装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載の放射線検出装置と、
前記放射線検出装置からの信号を処理する信号処理手段と、
前記信号処理手段からの信号を記録するための記録手段と、
前記信号処理手段からの信号を表示するための表示手段と、
前記信号処理手段からの信号を伝送するための伝送処理手段と、を具備することを特徴とする放射線検出システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１１２７２６（Ｐ２０１２−１１２７２６Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６０５２４（Ｐ２０１０−２６０５２４）
【出願日】平成２２年１１月２２日（２０１０．１１．２２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２２日（２０１０．１１．２２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]