放射線画像検出装置及び放射線撮影装置
【課題】感度及び画質に優れる放射線画像検出装置を提供する。
【解決手段】放射線画像検出装置３は、蛍光体３０と、前記蛍光体の放射線入射側に配置された第１のセンサパネル３１と、前記蛍光体を挟んで前記第１のセンサパネルに対向して配置された第２のセンサパネル３２と、を備え、前記第１のセンサパネルは、各々画素４２の２次元配列を有する複数の第１のセンサモジュール４０が少なくとも第１の方向に配列されて構成されており、前記第２のセンサパネルは、前記第１のセンサパネルにおける複数のセンサモジュールの連結部４６の少なくとも一部に、該第２のセンサパネルにおける画素５２の並びが重なるように配置されている。
【解決手段】放射線画像検出装置３は、蛍光体３０と、前記蛍光体の放射線入射側に配置された第１のセンサパネル３１と、前記蛍光体を挟んで前記第１のセンサパネルに対向して配置された第２のセンサパネル３２と、を備え、前記第１のセンサパネルは、各々画素４２の２次元配列を有する複数の第１のセンサモジュール４０が少なくとも第１の方向に配列されて構成されており、前記第２のセンサパネルは、前記第１のセンサパネルにおける複数のセンサモジュールの連結部４６の少なくとも一部に、該第２のセンサパネルにおける画素５２の並びが重なるように配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線画像検出装置、及び該放射線画像検出装置を備えた放射線撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、放射線像を検出してデジタル画像データを生成する放射線画像検出装置が実用化されており、従来のイメージングプレートに比べて即時に画像を確認できるといった理由から急速に普及が進んでいる。この放射線画像検出装置には種々の方式のものがあり、その一つとして、間接変換方式のものが知られている。
【０００３】
間接変換方式の放射線画像検出装置は、放射線露光によって蛍光を発するＣｓＩ（ヨウ化セシウム）などの蛍光組成物によって形成されたシンチレータ（蛍光体）と、薄膜型の複数の光電変換素子が基板上に２次元状に配設されたセンサパネルとを備えている。被写体を透過した放射線は、放射線画像変換パネルのシンチレータによって光に変換され、シンチレータの蛍光は、センサパネルの光電変換素子によって電気信号に変換され、それにより画像データが生成される。
【０００４】
そして、間接変換方式の放射線画像検出装置において、放射線をセンサパネル側から入射させるようにした、いわゆる表面読取（ＩＳＳ：Irradiation Side Sampling）型の放射線画像検出装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。この放射線画像検出装置によれば、シンチレータのセンサパネル近傍における蛍光の発生量が多くなり、感度の向上が図られる。それにより、放射線画像の検出に必要となる露光量を低減し、被写体の被曝量を低減することができる。
【０００５】
センサパネルには、一般に、光電変換素子及びＴＦＴ（Thin Film Transistor）からなるスイッチ素子によって構成される画素がガラス基板上に２次元状に配列された、いわゆるＦＰＤ（Flat Panel Detector）が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−０１７６８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＦＰＤのガラス基板におけるＸ線吸収は比較的大きく、ＩＳＳ型の放射線画像検出装置において、センサパネルによる放射線の吸収を低減することで感度を向上させることができる。センサパネルとしてＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサを用いた場合に、それらのセンサに用いられる半導体基板は、一般に、ＦＰＤに用いられるガラス基板に比べてＸ線吸収が少ないが、ＦＰＤに比べてサイズが小さく、撮像範囲が制約される。
【０００８】
撮像範囲を拡大するために複数のセンサモジュールを配列してサンサパネルを構成した場合に、隣り合うセンサモジュールの連結部には画素が存在しないため、そのようなセンサパネルによって生成された画像データにおいて、連結部に対応する画素は、画素情報が欠落した欠陥画素となる。
【０００９】
本発明は、上述した事情に鑑みなされたものであり、感度及び画質に優れる放射線画像検出装置及び放射線撮影システ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】
【００１０】
（１） 放射線露光によって蛍光を発する蛍光組成物を含む蛍光体と、前記蛍光体の放射線入射側に配置され、前記蛍光体から出射される蛍光を検出する光電変換素子及び該光電変換素子に生じた電荷を読み出す読出し回路部を各々含む画素が２次元状に配列された第１のセンサパネルと、前記蛍光体を挟んで前記第１のセンサパネルに対向して配置され、前記蛍光体から出射される蛍光を検出する光電変換素子及び該光電変換素子に生じた電荷を読み出す読出し回路部を各々含む画素が２次元状に配列された第２のセンサパネルと、を備え、前記第１のセンサパネルは、各々前記画素の２次元配列を有する複数の第１のセンサモジュールが少なくとも第１の方向に配列されて構成されており、前記第２のセンサパネルは、前記第１のセンサパネルにおける複数のセンサモジュールの連結部の少なくとも一部に、該第２のセンサパネルにおける前記画素の並びが重なるように配置されている放射線画像検出装置。
（２） 上記（１）の放射線画像検出装置と、前記第１のセンサパネルによって生成される第１の画像データ、及び前記第２のセンサパネルによって生成される第２の画像データを用いて、放射線画像を生成する画像処理部と、を備え、前記画像処理部は、前記第１の画像データにおいて、隣り合う前記第１のセンサモジュールの連結部に対応する画素情報を、前記第２の画像データにおいて対応する画素情報を用いて補間し、放射線画像を生成する放射線撮影装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、Ｘ線画像検出装置においてＸ線入射側に配置される第１のセンサパネルを、複数の第１のセンサモジュールを連結して構成しており、個々の第１のセンサモジュールのサイズが小さくとも、第１のセンサパネル全体としての撮像範囲を確保することができる。それにより、第１のセンサモジュールとして、比較的小サイズなものに限られる、読み出し回路部が半導体基板に形成されたセンサを用いることができ、センサモジュールの基板によるＸ線吸収を低減して、Ｘ線画像検出装置の感度を向上させることができる。
【００１２】
そして、第１のセンサパネルによって生成された第１の画像データにおいて、連結部に対応する欠陥画素については、第２のセンサパネルによって生成された第２の画像データにおいて、それらの欠陥画素に対応する画素の画素情報を用いて補間することにより、欠陥画素がない、あるいは欠陥画素が削減された、高画質な放射線画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態を説明するための、放射線画像検出装置及び放射線撮影装置の一例の構成を模式的に示す図である。
【図２】図１の放射線撮影装置の制御ブロック図である。
【図３】図１の放射線画像検出装置の構成、及びこれに含まれる蛍光体の構成を模式的に示す図である。
【図４】図３の蛍光体のIV‐IV断面を示す図である。
【図５】図３の蛍光体のV‐V断面を示す図である
【図６】図１の放射線画像検出装置の構成、及びこれに含まれる第１及び第２のセンサパネルの構成を模式的に示す図である。
【図７】図６の第１及び第２のセンサパネルのVII‐VII断面を示す図である。
【図８】図６の放射線画像検出装置の変形例の構成を模式的に示す図である。
【図９】図６の放射線画像検出装置の他の変形例の構成を模式的に示す図である。
【図１０】図６の放射線画像検出装置の他の変形例の構成を模式的に示す図である。
【図１１】本発明の実施形態を説明するための、放射線画像検出装置の一例の構成を模式的に示す図である。
【図１２】本発明の実施形態を説明するための、放射線画像検出装置の一例の構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明の実施形態を説明するための、放射線画像検出装置及び放射線撮影装置の一例の構成を示し、図２は、図１の放射線撮影装置の制御ブロックを示す。
【００１５】
Ｘ線撮影装置１は、被写体（患者）Ｈを立位状態で撮影するＸ線診断装置であって、被写体ＨにコーンビームＸ線を放射するＸ線源２と、Ｘ線源２に対向配置されてＸ線源２から被写体Ｈを透過したＸ線を検出して画像データを生成するＸ線画像検出装置３と、操作者の操作に基づいてＸ線源２の曝射動作やＸ線画像検出装置３の撮影動作を制御するとともに、Ｘ線画像検出装置３により取得された画像データを処理するコンソール４とに大別される。Ｘ線源２は、天井から吊り下げられたＸ線源保持装置５により保持されている。Ｘ線画像検出装置３は、床に設置されたスタンド６により保持されている。
【００１６】
Ｘ線源２は、Ｘ線源制御部１０の制御に基づき、高電圧発生器１１から印加される高電圧に応じてＸ線を発生するＸ線管１２と、Ｘ線管１２から発せられたＸ線のうち、被写体Ｈの検査領域に寄与しない部分を遮蔽するように照射野を制限する可動式のコリメータ１３を有するコリメータユニット１４とから構成されている。
【００１７】
Ｘ線源保持装置５は、天井に設置された天井レール１５に沿って水平方向（ｚ方向）に移動自在に構成された台車部１６と、互いに連結されて台車部１６から下方向に延伸する複数の支柱部１７と、台車部１６を天井レールに沿って移動させるための駆動機構及び支柱部１７を伸縮させるための駆動機構とを備えている。Ｘ線源２は、支柱部１７の先端部に取り付けられている。Ｘ線源保持装置５が天井レール１５に沿って移動することにより、Ｘ線源２とＸ線画像検出装置３との間の水平方向に関する距離ＳＩＤが変更され、また、支柱部１７が伸縮することによって、Ｘ線源２の上下方向に関する位置が変更される。両駆動機構は、操作者の設定操作に基づき、コンソール４により制御される。
【００１８】
スタンド６は、床に設置された本体１８と、本体１８に上下方向に移動自在に取り付けられた保持部１９と、保持部１９を上下移動させるための駆動機構を備えている。Ｘ線画像検出装置３は、保持部１９に取り付けられている。駆動機構は、操作者の設定操作に基づき、後述するコンソール４の制御装置２０により制御される。
【００１９】
コンソール４には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる制御装置２０が設けられている。制御装置２０には、操作者が撮影指示やその指示内容を入力する入力装置２１と、Ｘ線画像検出装置３により取得された画像データを処理してＸ線画像を生成する画像処理部２２と、Ｘ線画像を記憶する画像記憶部２３と、Ｘ線画像等を表示するモニタ２４と、Ｘ線撮影装置１の各部と接続されるインターフェース（Ｉ／Ｆ）２５とを備えている。制御装置２０、入力装置２１、画像処理部２２、画像記憶部２３、モニタ２４、及びＩ／Ｆ２５は、バス２６を介して接続されている。
【００２０】
入力装置２１の操作により、Ｘ線源２−Ｘ線画像検出装置３間距離（撮影距離）ＳＩＤや管電圧等のＸ線撮影条件、撮影タイミング等が入力される。制御装置２０は、Ｘ線源保持装置５から供給されるＸ線源２の水平方向位置に基づいて、上記の入力された撮影距離ＳＩＤとなる位置にＸ線源２を移動させるように、Ｘ線源保持装置５を駆動する。また、制御装置２０は、スタンド６から供給されるＸ線画像検出装置３の上下方向位置に基づいて、Ｘ線画像検出装置３に対向する上下方向位置にＸ線源２を移動させるようにＸ線源保持装置５を駆動する。
【００２１】
Ｘ線画像検出装置３は、Ｘ線露光によって蛍光を発する蛍光組成物を含むシンチレータ（蛍光体）３０と、シンチレータ３０を間に挟むように配置された第１のセンサパネル３１及び第２のセンサパネル３２とを備えている。
【００２２】
本例のＸ線画像検出装置３は、第１のセンサパネル３１がＸ線源２側に位置するように保持部１９（図１参照）に取り付けられており、Ｘ線は、第１のセンサパネル３１側からＸ線画像検出装置３に入射する。Ｘ線画像検出装置３に入射したＸ線は、第１のセンサパネル３１を透過してシンチレータ３０に入射し、Ｘ線露光されたシンチレータ３０において蛍光が生じる。第１のセンサパネル３１は、シンチレータ３０に生じた蛍光の一部を検出し、検出したＸ線に応じた画像データを生成する。第２のセンサパネル３２もまた、シンチレータ３０に生じた蛍光の一部を検出し、検出したＸ線に応じた画像データを生成する。
【００２３】
第１のセンサパネル３１及び第２のセンサパネル３２によって生成された両画像データは、それぞれコンソール４の画像処理部２２（図２参照）に送出される。画像処理部２２は、両画像データに適宜な画像処理を施し、Ｘ線画像を生成する。
【００２４】
図３は、シンチレータ３０の構成を示す。
【００２５】
本例において、シンチレータ３０は、結晶が柱状に成長してなる柱状結晶を形成し得る蛍光組成物によって形成されている。柱状結晶を形成し得る蛍光組成物としては、ＣｓＩ：Ｔｌ（タリウム賦活ヨウ化セシウム）、ＮａＩ：Ｔｌ（タリウム賦活ヨウ化ナトリウム）、ＣｓＩ：Ｎａ（ナトリウム賦活ヨウ化セシウム）、等を例示することができる。なお、柱状結晶を形成し得ない蛍光組成物であってもよく、そのような蛍光組成物として、ＢａＦＸ：Ｅｕ（Ｘは、ＢｒやＩなどのハロゲン）、ＣａＷＯ４、ＺｎＳ：Ａｇ、ＬａＯＢｒ：Ｔｂ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ、等を例示することができる。
【００２６】
シンチレータ３０は、上記の柱状結晶３５の群によって形成された柱状部３４と、非柱状部３６とで構成されている。柱状部３４及び非柱状部３６は、詳細は後述するが、第２のセンサパネル３２を支持体として、非柱状部３６、柱状部３４の順に第２のセンサパネル３２上に層状に重なって、気相堆積法により連続的に形成されている。そして、第１のセンサパネル３１が、接着層３３を介して柱状部３４の表面に貼り合わされている。なお、柱状部３４及び非柱状部３６は同じ蛍光組成物により形成されるが、ＣｓＩ等の蛍光材料に対するＴｌ等の賦活剤の添加量は異なっていてもよい。
【００２７】
柱状部３４は、上記の通り柱状結晶３５の群によって形成されている。なお、近隣の複数の柱状結晶が結合して一つの柱状結晶を形成する場合もある。隣り合う柱状結晶３５の間には空隙が置かれ、柱状結晶３５は互いに独立して存在する。
【００２８】
非柱状部３６は、蛍光組成物の比較的小さい結晶の群によって形成されている。なお、非柱状部３６には、上記の蛍光組成物の非晶質体が含まれる場合もある。非柱状部３６においては、結晶同士が不規則に結合したり重なり合ったりするため、結晶間に明確な空隙は生じ難い。
【００２９】
第１のセンサパネル３１を透過してシンチレータ３０に入射したＸ線は、その大部分が、第１のセンサパネルに隣接している柱状部３４の柱状結晶の群によって吸収され、柱状結晶３５の各々において蛍光が生じる。柱状結晶３５に発生した蛍光は、柱状結晶３５とその周囲の間隙（空気）との屈折率差に起因して柱状結晶３５内で全反射を繰り返すことで拡散を抑制され、第１のセンサパネル３１及び第２のセンサパネル３２に導光される。それにより、画像の鮮鋭度が向上する。
【００３０】
また、非柱状部３６は、比較的小さい結晶若しくはその凝集体によって形成され、柱状部３４の支持体１３側領域に比べて緻密であり、空隙率は小さい。第２のセンサパネル３２と柱状部３４との間に非柱状部３６が介在することにより、第２のセンサパネル３２とシンチレータ３０との密着性が向上し、シンチレータ３０が第２のセンサパネル３２から剥離することが防止される。
【００３１】
図４は、シンチレータ３０の図３におけるIV‐IV断面を示す電子顕微鏡写真である。
【００３２】
図４に明らかなように、柱状部３４においては、柱状結晶３５が結晶の成長方向に対しほぼ均一な断面径を示し、かつ、柱状結晶３５の周囲に間隙を有し、柱状結晶３５が互いに独立して存在することがわかる。柱状結晶３５の結晶径（柱径）は、光ガイド効果、機械的強度、そして画素欠陥防止の観点から、２μｍ以上８μｍ以下であることが好ましい。柱径が小さすぎると、柱状結晶３５の機械的強度が不足し、衝撃等により損傷する懸念があり、柱径が大きすぎると、画素毎の柱状結晶３５の数が少なくなり、結晶にクラックが生じた際にその画素が欠陥となる確率が高くなる懸念がある。
【００３３】
ここで、柱径は、柱状結晶３５の成長方向上面から観察した結晶の最大径を示す。具体的な測定方法としては、柱状結晶３５の成長方向上面からＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察することで柱径を測定する。柱状結晶３５が１００本から２００本観察できる倍率（約２０００倍程度）で観察し、１撮影に含まれる結晶全てに対し、柱径の最大値を測定して平均した値を採用している。柱径（μｍ）は小数点以下２桁まで読み、平均値をＪＩＳ Ｚ ８４０１に従い小数点以下２桁目を丸めた値とする。
【００３４】
図５は、シンチレータ３０の図３におけるV‐V断面を示す電子顕微鏡写真である。
【００３５】
図５に明らかなように、非柱状部３６においては、結晶同士が不規則に結合したり重なり合ったりして結晶間の明確な空隙は、柱状部３４ほどは認めらない。非柱状部３６を形成する結晶の径は、密着性の観点から７．０μｍ以下であることが好ましい。結晶径が大きすぎると、平坦性が低下し、支持体としての第２のセンサパネル３２との密着性が低下する懸念がある。
【００３６】
ここで、結晶同士が結合している場合の結晶径の測定は、隣接する結晶間に生じる窪み（凹）同士を結んだ線を結晶間の境界と見なし、結合した結晶同士を最小多角形となるように分離して柱径及び柱径に対応する結晶径を測定し、柱状部３４における結晶径と同様にして平均値をとり、その値を採用する。
【００３７】
また、柱状部３４の厚みは、Ｘ線のエネルギーにもよるが、柱状部３４における十分なＸ線吸収及び画像の鮮鋭度の観点から、２００μｍ以上７００μｍ以下であることが好ましい。柱状部３４の厚みが小さすぎると、Ｘ線を十分に吸収することができず、感度が低下する虞があり、厚みが大きすぎると光拡散が生じ、柱状結晶の光ガイド効果によっても画像の鮮鋭度が低下する懸念がある。
【００３８】
非柱状部３６の厚みは、支持体としての第２のセンサパネル３２との密着性の観点から、５μｍ以上１２５μｍ以下であることが好ましい。非柱状部３６の厚みが小さすぎると、第２のセンサパネル３２との十分な密着性が得られない虞があり、また厚みが大きすぎると、非柱状部３６における蛍光の寄与が増大し、画像の鮮鋭度が低下する懸念がある。
【００３９】
以下、Ｘ画像検出装置３及びシンチレータ３０の製造方法の一例を説明する。なお、シンチレータ３０を形成する蛍光組成物として、ＣｓＩ：Ｔｌを用いるものとして説明する。
【００４０】
シンチレータ３０は、第２のセンサパネル３２を支持体として、非柱状部３６、柱状部３４の順に第２のセンサパネル３２上に層状に重なって、気相堆積法により連続的に形成される。具体的には、真空度０．０１〜１０Ｐａの環境下で、ＣｓＩ：Ｔｌを抵抗加熱式のるつぼに通電するなどの手段で加熱して気化させ、第２のセンサパネル３２の温度を室温（２０℃）〜３００℃としてＣｓＩ：Ｔｌを第２のセンサパネル３２上に堆積させる。
【００４１】
第２のセンサパネル３２上にＣｓＩ：Ｔｌの結晶相を形成する際、当初は直径の比較的小さい結晶を堆積させて非柱状部３６を形成する。非柱状部３６を形成した後、真空度及び第２のセンサパネル３２の温度の少なくとも一方の条件を変更して、連続して柱状部３４を形成する。具体的には、真空度を上げる、及び／又は第２のセンサパネル３２の温度を高くすることによって、ＣｓＩ：Ｔｌの結晶を柱状に成長させて柱状結晶３５の群、つまりは柱状部３４を形成し、シンチレータ３０を得る。
【００４２】
以上によりシンチレータ３０を効率よく、容易に製造することができる。また、この製造方法によれば、真空度や第２のセンサパネル３２の温度を制御することで、簡易に種々の仕様のシンチレータを設計通りに製造することができるという利点をも有する。
【００４３】
次いで、シンチレータ３０の柱状部３４側の表面に、接着層３３を介して第１のセンサパネル３１を貼り合わせて、Ｘ線画像検出装置３を得る。なお、接着層によって覆われるシンチレータ３０の柱状部３４側の表面は、柱状結晶３５の先端部の集合によって構成され、柱状結晶３５の先端部は、その結晶成長末期における第２のセンサパネル３２の温度にもよるが、典型的には凸形状となる。そこで、柱状部３４側の表面を研磨して、平坦性を確保した上で、接着層３３を介して第１のセンサパネル３１を貼り合わせるようにしてもよい。それによれば、密着性が高まると共に、第１のセンサパネル３１の損傷を防止することができる。また、研磨することに替えて、柱状部３４の表面に、更に非柱状部３６と同様の非柱状部を形成するようにしてもよい。
【００４４】
接着層３３を形成する材料としては、シンチレータ３０から出射される蛍光を減衰させることなく第１のセンサパネル３１に到達させ得るものであれば特に制限はなく、例えば、ＵＶ硬化接着剤や加熱硬化型接着剤や室温硬化型接着剤やホットメルト型接着剤などの接着剤、若しくはゴム系粘着剤やシリコン系粘着剤やアクリル系粘着剤などの粘着剤、又はこれらの接着剤や粘着剤が両面に設けられた両面接着／粘着シート、等によって形成することができる。なお、接着剤としては、画像の鮮鋭度を低下させないという観点から、十分に薄い接着層を形成し得る低粘度エポキシ樹脂製の接着剤を用いることが好ましい。また、粘着剤としては、光や酸化による劣化が少ないアクリル系粘着剤が好ましい。
【００４５】
次に、第１のセンサパネル３１及び第２のセンサパネル３２について説明する。
【００４６】
図６は、Ｘ線画像検出装置３に含まれる第１のセンサパネル３１及び第２のセンサパネル３２の構成を示し、図７は、第１のセンサパネル３１及び第２のセンサパネル３２の図６におけるVII‐VII断面を示す。
【００４７】
Ｘ線画像検出装置３におけるＸ線入射側に配置される第１のセンサパネル３１は、複数の第１のセンサモジュール４０を有しており、これらの第１のセンサモジュール４０は、面状に配列され、隣り合うセンサモジュール４０と適宜な接着剤を用いて互いに接合されている。図示の例においては、第１のセンサパネル３１は、２つの第１のセンサモジュール４０を有し、これらの第１のセンサモジュール４０は、Ｘ方向に配列され、互いに接合されている。
【００４８】
第１のセンサモジュール４０は、半導体基板４１と、この半導体基板４１に２次元状に配列された複数の画素４２とを有している。各画素４２は、シンチレータから出射された蛍光を受光して電荷を生成するフォトダイオードなどの光電変換素子４３と、光電変換素子４３において生成された電荷を読み出すためのＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの読み出し回路部４４とで構成されている。画素４２を構成する光電変換素子４３及び読み出し回路部４４は、いずれも半導体基板４１に形成されている。また、半導体基板４１において隣り合う画素４２の間には画素分離領域４５が形成されている。
【００４９】
画素分離領域４５は、例えば、半導体基板４１とは逆導電型の領域として形成され、隣り合う画素４２同士は、画素分離領域４５とその周囲の半導体基板４１との界面に形成されるｐｎ接合によって絶縁分離される。また、画素分離領域４５は、例えば、半導体基板４１の表面に形成された溝（トレンチ）内部に絶縁膜を埋め込むことによって形成され、隣り合う画素４２同士は、この絶縁膜によって絶縁分離される。
【００５０】
第１のセンサモジュール４０の半導体基板４１を形成する材料としては、典型的には単結晶シリコンが用いられるが、本例において、第１のセンサモジュール４０は、Ｘ線画像検出装置３におけるＸ線入射側に配置されており、比較的多量のＸ線に晒されることから、単結晶シリコンよりもＸ線耐性に優れる半導体材料を用いることが好ましい。そのような半導体材料としては、単結晶シリコンよりもバンドギャップが大きい半導体材料であり、具体的には、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＺｎＯ、Ｃ（ダイヤモンド）、ＢＮ、ＡｌＮ、等を例示することができる。
【００５１】
本例のＸ線画像検出装置３において、第２のセンサパネル３２もまた、複数の第２のセンサモジュール５０を有しており、これらの第２のセンサモジュール５０は、面状に配列され、隣り合うセンサモジュール５０と互いに接合されている。図示の例においては、第２のセンサパネル３２は、２つの第２のセンサモジュール５０を有し、これらの第２のセンサモジュール５０は、Ｘ方向に配列され、互いに接合されている。
【００５２】
第２のセンサモジュール５０は、第１のセンサモジュール４０と同様に、半導体基板５１と、この半導体基板５１に２次元状に配列された複数の画素５２とを有している。各画素５２は、光電変換素子５３と、光電変換素子５３において生成された電荷を読み出すための読み出し回路部５４とで構成されている。そして、隣り合う画素５２の間には画素分離領域５５が形成されている。
【００５３】
第２のセンサモジュール５０は、Ｘ線画像検出装置３におけるＸ線入射側とは反対側に配置されており、入射したＸ線の大部分はシンチレータ３０によって吸収されるため、第１のセンサモジュール４０のように多量のＸ線に晒されることはない。よって、第２のセンサモジュール５０の半導体基板５１を形成する材料としては、単結晶シリコンでもよいし、単結晶シリコンよりもバンドギャップが大きいＳｉＣ等の上記の半導体材料でもよい。
【００５４】
本例のＸ線画像検出装置３において、蛍光を多く発生させるシンチレータ３０のＸ線入射側には、第１のセンサパネル３１が配置されており、第１のセンサパネル３１は、第２のセンサパネル３２に比べて、感度及び画像の鮮鋭度に優れた画像データを生成可能である。ここで、第１のセンサパネル３１を構成する第１のセンサモジュール４０において、その半導体基板４１を形成する材料として、単結晶シリコンよりもバンドギャップが大きい上記の半導体材料を用いた場合に、半導体基板４１に形成される光電変換素子４３の分光感度は、単結晶シリコン基板の場合と比べて短波長側にシフトする。例えば、単結晶シリコンフォトダイオードの分光感度の極大値が７５０ｎｍ付近であるのに対して、ＳｉＣフォトダイオードの分光感度の極大値は４４０ｎｍ付近である。そこで、シンチレータ３０を形成する蛍光組成物は、光電変換素子４２の分光感度に応じて、その分光感度の極大値に適合するピーク波長の蛍光を生じる蛍光組成物を用いることが好ましい。
【００５５】
具体的には、半導体基板４１を形成する材料として単結晶シリコンを用い、この半導体基板４１に光電変換素子４３を形成する場合には、シンチレータ３０を形成する蛍光組成物としては、例えば、ピーク波長５４０ｎｍ付近の蛍光を生じるＣｓＩ：Ｔｌを用いることが好ましい。一方、半導体基板４１を形成する材料として、単結晶シリコンよりもバンドギャップが大きい上記の半導体材料を用い、この半導体基板４１に光電変換素子４３を形成する場合には、ピーク波長が５４０ｎｍよりも小さい蛍光を生じる蛍光組成物を用いることが好ましい。そのような蛍光組成物としては、ＣｓＩ：Ｎａ（ピーク波長４２０ｎｍ）、ＢａＦＸ：Ｅｕ（Ｘは、ＢｒやＩなどのハロゲン（ピーク波長３８０ｎｍ））、ＣａＷＯ４（ピーク波長４２５ｎｍ）、ＺｎＳ：Ａｇ（ピーク波長４５０ｎｍ）、ＬａＯＢｒ：ｔｂ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ、等を例示することができる。
【００５６】
以上のように構成された第１のセンサパネル３１及び第２のセンサパネル３２は、それらの対向方向にみて、Ｘ方向に隣り合う第１のセンサモジュール４０の連結部４６と、同じくＸ方向に隣り合う第２のセンサモジュール５０の連結部５６とがＸ方向に間隔を置くように配置されている。かかる相対位置関係において、第１のセンサパネル３１における連結部４６に、第２のセンサパネル３２における画素５２の並びが重なっている。
【００５７】
Ｘ画像検出装置３に入射したＸ線は、第１のセンサパネル３１を透過してシンチレータ３０に入射し、Ｘ露光されたシンチレータ３０において蛍光が生じる。第１のセンサパネル３１は、シンチレータ３０に生じた蛍光の一部を検出し、検出したＸ線に応じた画像データを生成する。第２のセンサパネル３２もまた、シンチレータ３０に生じた蛍光の一部を検出し、検出したＸ線に応じた画像データを生成する。
【００５８】
第１のセンサパネル３１によって生成された第１の画像データにおいて、連結部４６に対応する画素は画素情報が欠落した欠陥画素となる。しかし、第１のセンサパネルの連結部４６には、第２のセンサパネル３２の画素５２の並びが重なっており、第２のセンサパネル３２によって生成された第２の画像データにおいて、上記の第１の画像データの欠陥画素に対応する画素は、連結部４６を透過してシンチレータ３０に入射したＸ線強度に関連した画素情報を有する。
【００５９】
そこで、コンソール４の画像処理部２２（図２参照）は、第１の画像データの欠陥画素について、それらの欠陥画素に対応する第２の画像データの画素の画素情報を用い、適宜な重み付け等を行って補間してＸ線画像を生成する。それにより、欠陥画素がない、あるいは欠陥画素が削減されたＸ線画像を得ることができる。更に、第１の画像データの欠陥画素の補間に用いられる第２の画像データの画素の画素情報は、欠陥画素に対応する第１のセンサパネル３１の連結部４６を透過してシンチレータ３０に入射したＸ線強度に関連しており、第１の画像データにおいて、欠陥画素の周囲の画素の画素情報を用いて補間する場合に比べて、より精度の高い補間が可能となる。
【００６０】
以上、説明したように、Ｘ線画像検出装置３においてＸ線入射側に配置される第１のセンサパネル３１を、複数の第１のセンサモジュール４０を連結して構成しており、個々の第１のセンサモジュール４０のサイズが小さくとも、第１のセンサパネル３１全体としての撮像範囲を確保することができる。それにより、第１のセンサモジュール４０として、比較的小サイズなものに限られる、読み出し回路部が半導体基板に形成されたセンサを用いることができ、センサモジュール４０の基板によるＸ線吸収を低減して、Ｘ線画像検出装置３の感度を向上させることができる。
【００６１】
そして、第１のセンサパネル３１によって生成された第１の画像データにおいて、連結部４６に対応する欠陥画素については、第２のセンサパネル３２によって生成された第２の画像データにおいて、それらの欠陥画素に対応する画素の画素情報を用いて補間することにより、欠陥画素がない、あるいは欠陥画素が削減された、高画質なＸ線画像を得ることができる。
【００６２】
なお、上述したＸ線画像検出装置３において、シンチレータ３０は、第２のセンサパネル３２を支持体として、気相堆積法によって第２のセンサパネル３２上に直接形成されているものとして説明したが、かかる構成に限られるものではない。例えば、光透過性の支持体を用い、この支持体上にシンチレータ３０を形成して、接着層を介して、支持体と第２のセンサパネル３２とを貼り合わせるようにしてもよい。光透過性の支持体としては、ポリイミド、ポリアリレート、二軸延伸ポリスチレン（ＯＰＳ）、アラミド、等からなる透明なフィルムやフレキシブル基板を例示することができる。
【００６３】
また、第１のセンサパネル３１とシンチレータ３０との間や、第２のセンサパネル３２とシンチレータ３０との間に接着層を設けずに、第１のセンサパネル３１と第２のセンサパネル３２とでシンチレータ３０を挟持するようにしてもよい。それによれば、第１のセンサパネル３１及び第２のセンサパネル３２とシンチレータ３０との分離が容易であり、例えば、第１のセンサパネル３１及び第２のセンサパネル３２を構成するいずれかのセンサモジュールが損傷した場合などに、第１のセンサパネル３１ないし第２のセンサパネル３２を分離して、損傷したセンサモジュールを容易に取り替えることができ、リワーク性に優れる。
【００６４】
また、上述したＸ線画像検出装置３において、複数の第１のセンサモジュール４０は、互いに接合されることによって連結され、第１のセンサパネル３１を構成するものとして説明したが、図８に示すように、支持基板４７を用い、この支持基板４７上において複数の第１のセンサモジュール４０を配列し、これらの第１のセンサモジュール４０を支持基板４７にそれぞれ固定して、第１のセンサパネル３１を構成するようにしてもよい。図８に示す例において、第１のセンサモジュール４０の各々は、紫外線照射によって剥離する解体型接着剤４８によって透明な支持基板４７に接着固定されている。かかる構成によれば、いずれかのセンサモジュール４０が損傷した場合に、そのセンサモジュール４０の背後から紫外線を照射することによって、そのセンサモジュール４０のみを分離して容易に取り替えることができ、リワーク性が更に向上する。なお、第２のセンサパネル３２についても、同様に、支持基板を用い、複数の第２のセンサモジュール５０を支持基板にそれぞれ固定して構成するようにしてもよい。
【００６５】
図９は、Ｘ画像検出装置３の変形例を示す。
【００６６】
図９に示すＸ線画像検出装置１０３は、シンチレータ（図示せず）と、シンチレータを間に挟むように配置された第１のセンサパネル１３１及び第２のセンサパネル１３２とを備えている。
【００６７】
Ｘ線入射側に配置される第１のセンサパネル１３１は、４つの第１のセンサモジュール４０を有しており、これらの第１のセンサモジュール４０は、Ｘ方向及びＹ方向にそれぞれ２つずつ配列され、互いに連結されている。第２のセンサパネル１３２もまた、４つの第２のセンサモジュール５０を有しており、これらの第２のセンサモジュール５０は、Ｘ方向及びＹ方向に２つずつ配列され、互いに連結されている。
【００６８】
以上のように構成された第１のセンサパネル１３１及び第２のセンサパネル１３２は、それらの対向方向にみて、Ｘ方向に隣り合う第１のセンサモジュール４０の連結部４６ｘと同じくＸ方向に隣り合う第２のセンサモジュール５０の連結部５６ｘとがＸ方向に間隔を置き、また、Ｙ方向に隣り合う第１のセンサモジュール４０の連結部４６ｙと同じくＹ方向に隣り合う第２のセンサモジュール５０の連結部５６ｙとがＹ方向に間隔を置くように配置されている。かかる相対位置関係において、第１のセンサパネル１３１における連結部４６ｘ，４６ｙに、第２のセンサパネル１３２における画素５２の並びが重なっている。
【００６９】
第１のセンサパネル１３１によって生成された第１の画像データにおいて、連結部４６ｘ，４６ｙに対応する画素は画素情報が欠落した欠陥画素となる。しかし、第１のセンサパネル１３１の連結部４６ｘ，４６ｙには、第２のセンサパネル３２の画素５２の並びが重なっており、第２のセンサパネル３２によって生成された第２の画像データにおいて、上記の第１の画像データの欠陥画素に対応する画素は、連結部４６ｘ，４６ｙを透過してシンチレータに入射したＸ線強度に関連した画素情報を有する。
【００７０】
コンソール４の画像処理部２２（図２参照）は、第１の画像データの欠陥画素について、それらの欠陥画素に対応する第２の画像データの画素の画素情報を用い、適宜な重み付け等を行って補間してＸ線画像を生成する。それにより、欠陥画素がない、あるいは欠陥画素が削減されたＸ線画像を得ることができる。更に、第１の画像データの欠陥画素の補間に用いられる第２の画像データの画素の画素情報は、欠陥画素に対応する第１のセンサパネル１３１の連結部４６ｘ，４６ｙを透過してシンチレータに入射したＸ線強度に関連しており、第１の画像データにおいて、欠陥画素の周囲の画素の画素情報を用いて補間する場合に比べて、より精度の高い補間が可能となる。
【００７１】
図１０は、Ｘ画像検出装置３の他の変形例を示す。
【００７２】
図１０に示すＸ線画像検出装置２０３は、シンチレータ（図示せず）と、シンチレータを間に挟むように配置された第１のセンサパネル１３１及び第２のセンサパネル２３２とを備えている。
【００７３】
Ｘ線入射側に配置される第１のセンサパネル１３１は、複数の第１のセンサモジュール４０を有しており、これらの第１のセンサモジュール４０は、Ｘ方向及びＹ方向に配列され、互いに連結されている。一方の第２のセンサパネル２３２は、単一のセンサモジュールとして形成されており、第１のセンサパネル１３１に比べて、その撮像領域のサイズは小さい。
【００７４】
ここで、被写体Ｈ及びＸ線画像検出装置２０３は、典型的には、被写体Ｈにおいて特に関心の高い部位がＸ線画像検出装置２０３の中心付近に重なるように、それらの位置関係が調整される。そこで、第２のセンサパネル２３２は、その中心が第１のセンサパネル１３１の中心に重なるように配置されている。かかる相対位置関係において、第１のセンサパネル１３１の連結部４６ｘ及び４６ｙの第１のセンサパネル１３１における中心付近の部分に、第２のセンサパネル２３２の画素の並びが重なっている。
【００７５】
コンソール４の画像処理部２２（図２参照）は、第１のセンサパネル１３１によって生成された第１の画像データにおいて、連結部４６ｘ，４６ｙの中心付近に対応する欠陥画素について、それらの欠陥画素に対応する第２の画像データの画素の画素情報を用い、適宜な重み付け等を行って補間してＸ線画像を生成する。それにより、欠陥画素が削減されたＸ線画像を得ることができる。更に、第１の画像データの欠陥画素の補間に用いられる第２の画像データの画素の画素情報は、欠陥画素に対応する第１のセンサパネル１３１における連結部４６ｘ，４６ｙを透過してシンチレータに入射したＸ線強度に関連しており、第１の画像データにおいて、欠陥画素の周囲の画素の画素情報を用いて補間する場合に比べて、より精度の高い補間が可能となる。
【００７６】
そして、第１のセンサパネル及び第２のセンサパネルの２つのセンサパネルを、いずれも複数のセンサモジュールを連結して構成する場合に比べて、Ｘ線画像検出装置の構成を簡素化することができ、関心の高い部位については、上述の通り、欠陥画素を高精度に補間して削減したＸ線画像を得ることができる。
【００７７】
図１１は、本発明の実施形態を説明するための放射線画像検出装置の他の例を示す。
【００７８】
図１１に示すＸ線画像検出装置３０３は、Ｘ線露光によって蛍光を発する蛍光組成物を含むシンチレータ３０と、シンチレータ３０を間に挟むように配置された第１のセンサパネル３３１及び第２のセンサパネル３３２とを備えている。
【００７９】
Ｘ線画像検出装置３０３におけるＸ線入射側に配置される第１のセンサパネル３３１は、複数の第１のセンサモジュール３４０を有しており、これらの第１のセンサモジュール３４０は、面状に配列され、隣り合うセンサモジュール３４０と互いに連結されている。
【００８０】
第１のセンサモジュール３４０は、半導体基板３４１と、この半導体基板３４１に２次元状に配列された複数の画素３４２とを有している。各画素３４２は、シンチレータから出射された蛍光を受光して電荷を生成する光電変換素子３４３と、光電変換素子３４３において生成された電荷を読み出すための読み出し回路部３４４とで構成されている。また、半導体基板３４１において隣り合う画素３４２の間には画素分離領域３４５が形成されている。
【００８１】
本例のＸ線画像検出装置３０３において、第１のセンサモジュール３４０の光電変換素子３４３は、有機光電変換素子であって、半導体基板３４１上に積層された、有機光電変換（ＯＰＣ；Organic photoelectric conversion）材料の薄膜からなる光導電層３４７、及びこれを挟む一対の電極３４８ａ，３４８ｂによって形成されている。一方、読み出し回路部３４４は、半導体基板３４１に形成されており、その上に形成された光電変換素子３４３の一方の電極３４８ｂと接続される。
【００８２】
ＯＰＣ材料としては、アリーリデン系有機化合物、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を例示することができる。ＯＰＣ膜は、一般に、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３０による発光以外の電磁波を吸収することがほとんどなく、よって、光電変換素子３４３のＸ線耐性を高めることができると共に、Ｘ線を減衰させることなく透過させてシンチレータ３０に入射させることができる。
【００８３】
また、光電変換素子３４３を、半導体基板３４１上に積層されたＯＰＣ膜からなる光導電層３４７によって形成することにより、半導体基板３４１を形成する半導体材料によらず、光電変換素子３４３の分光感度を設定することができ、シンチレータ３０を形成する蛍光組成物の選択の幅を拡大することができる。
【００８４】
例えば、読み出し回路部３４４のＸ線耐性を確保するために、半導体基板３４１を形成する材料として、単結晶シリコンよりもバンドギャップの大きいＳｉＣ等の半導体材料を用いた場合に、そこに形成された光電変換素子の分光感度の極大値は、上述の通り短波長側にシフトして、ＣｓＩ：Ｔｌのピーク波長（５４０ｎｍ）に適合しなくなる傾向にある。しかし、キナクリドンの可視域における吸収ピーク波長は５６０ｎｍであり、ＯＰＣ材料としてキナクリドンを用い、シンチレータ３０の材料としてＣｓＩ：Ｔｌを用いたとしても、光電変換素子３４３の分光感度の極大値とシンチレータ３０の蛍光のピーク波長とを適合させることができる。
【００８５】
本例のＸ線画像検出装置３０３において、第２のセンサパネル３３２もまた、複数の第２のセンサモジュール３５０を有しており、これらの第２のセンサモジュール３５０は、面状に配列され、隣り合うセンサモジュール３５０と互いに連結されている。
【００８６】
第２のセンサモジュール３５０は、第１のセンサモジュール３４０と同様に、半導体基板３５１と、この半導体基板３５１に２次元状に配列された複数の画素３５２とを有している。各画素３５２は、シンチレータ３０から出射された蛍光を受光して電荷を生成する光電変換素子３５３と、光電変換素子３５３において生成された電荷を読み出すための読み出し回路部３５４とで構成されている。そして、光電変換素子３５３は、有機光電変換素子であって、半導体基板３５１上に積層された、ＯＰＣ材料の薄膜からなる光導電層３５７、及びこれを挟む一対の電極３５８ａ，３５８ｂによって形成されている。一方、読み出し回路部３５４は、半導体基板３５１に形成されており、その上に形成された光電変換素子３５３の一方の電極３５８ｂと接続される。また、半導体基板３５１において隣り合う画素３５２の間には画素分離領域３５５が形成されている。
【００８７】
以上のように構成された第１のセンサパネル３３１及び第２のセンサパネル３３２は、それらの対向方向にみて、Ｘ方向に隣り合う第１のセンサモジュール３４０の連結部３４６と同じくＸ方向に隣り合う第２のセンサモジュール３５０の連結部３５６とがＸ方向に間隔を置くように配置されている。かかる相対位置関係において、第１のセンサパネル３３１における連結部３４６に、第２のセンサパネル３３２における画素３５２の並びが重なっている。
【００８８】
コンソール４の画像処理部２２（図２参照）は、第１のセンサパネル３３１によって生成された第１の画像データにおいて連結部３４６に対応する欠陥画素について、それらの欠陥画素に対応する第２の画像データの画素の画素情報を用い、適宜な重み付け等を行って補間してＸ線画像を生成する。それにより、欠陥画素がない、あるいは欠陥画素が削減されたＸ線画像を得ることができる。
【００８９】
図１２は、本発明の実施形態を説明するための放射線画像検出装置の他の例を示す。
【００９０】
図１２に示すＸ画像検出装置４０３は、Ｘ線露光によって蛍光を発する蛍光組成物を含むシンチレータ３０と、シンチレータ３０を間に挟むように配置された第１のセンサパネル４３１及び第２のセンサパネル４３２とを備えている。
【００９１】
Ｘ線画像検出装置４０３におけるＸ線入射側に配置される第１のセンサパネル４３１は、複数の第１のセンサモジュール４４０を有しており、これらの第１のセンサモジュール４４０は、面状に配列され、隣り合うセンサモジュール４４０と互いに連結されている。
【００９２】
第１のセンサモジュール４４０は、半導体基板４４１と、この半導体基板４４１に２次元状に配列された複数の画素４４２とを有している。各画素４４２は、シンチレータから出射された蛍光を受光して電荷を生成する光電変換素子４４３と、光電変換素子４４３において生成された電荷を読み出すための読み出し回路部４４４とで構成されている。また、半導体基板４４１において隣り合う画素４４２の間には画素分離領域４４５が形成されている。
【００９３】
半導体基板４４１は、いわゆるＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板であり、単結晶シリコン基板４４１ａ、シリコン酸化膜からなる絶縁層４４１ｂ、そして、単結晶シリコン層４４１ｃが、この順に積層されて形成されている。画素４４２を構成する光電変換素子４４３及び読み出し回路部４４４は、いずれも、半導体基板４４１の表層を構成する単結晶シリコン層４４１ｃに形成されている。ＳＯＩ基板の表層シリコン層４４１ｃに形成された光電変換素子４４３及び読み出し回路部４４４は、絶縁層４４１ｂがあることにより、バルクの単結晶シリコン基板に形成される場合に比べて、Ｘ線耐性に優れる。
【００９４】
本例のＸ線画像検出装置４０３において、第２のセンサパネル４３２もまた、複数の第２のセンサモジュール４５０を有しており、これらの第２のセンサモジュール４５０は、面状に配列され、隣り合うセンサモジュール４５０と互いに連結されている。
【００９５】
第２のセンサモジュール４５０は、第１のセンサモジュール４４０と同様に、単結晶シリコン基板４５１ａ、シリコン酸化膜からなる絶縁層４５１ｂ、そして、単結晶シリコン層４５１ｃが、この順に積層されて形成されたＳＯＩ基板４５１と、この半導体基板４５１に２次元状に配列された複数の画素４５２とを有している。各画素４５２は、シンチレータ３０から出射された蛍光を受光して電荷を生成する光電変換素子４５３と、光電変換素子４５３において生成された電荷を読み出すための読み出し回路部４５４とで構成されている。画素４５２を構成する光電変換素子４５３及び読み出し回路部４５４は、いずれも、半導体基板４５１の表層を構成する単結晶シリコン層４５１ｃに形成されている。また、ＳＯＩ基板４５１において隣り合う画素４５２の間には画素分離領域４５５が形成されている。
【００９６】
以上のように構成された第１のセンサパネル４３１及び第２のセンサパネル４３２は、それらの対向方向にみて、Ｘ方向に隣り合う第１のセンサモジュール４４０の連結部４４６と同じくＸ方向に隣り合う第２のセンサモジュール４５０の連結部４５６とがＸ方向に間隔を置くように配置されている。かかる相対位置関係において、第１のセンサパネル４３１における連結部４４６に、第２のセンサパネル４３２における画素４５２の並びが重なっている。
【００９７】
コンソール４の画像処理部２２（図２参照）は、第１のセンサパネル４３１によって生成された第１の画像データにおいて連結部４４６に対応する欠陥画素について、それらの欠陥画素に対応する第２の画像データの画素の画素情報を用い、適宜な重み付け等を行って補間してＸ線画像を生成する。それにより、欠陥画素がない、あるいは欠陥画素が削減されたＸ線画像を得ることができる。
【００９８】
上述した放射線画像検出装置は、放射線画像を高感度、高精細に検出しうるため、低放射線照射量で鮮鋭な画像を検出することを要求される、マンモグラフィなどの医療診断用のＸ線撮影装置をはじめ、様々な装置に組み込んで使用することができる。例えば、工業用のＸ線撮影装置として非破壊検査に用いたり、或いは、電磁波以外の粒子線（α線、β線、γ線）の検出装置として用いたりすることができ、その応用範囲は広い。
【００９９】
以上説明したように、本明細書には、下記（１）〜（１５）の放射線画像検出装置、及び下記（１６）の放射線撮影装置が開示されている。
【０１００】
（１） 放射線露光によって蛍光を発する蛍光組成物を含む蛍光体と、前記蛍光体の放射線入射側に配置され、前記蛍光体から出射される蛍光を検出する光電変換素子及び該光電変換素子に生じた電荷を読み出す読出し回路部を各々含む画素が２次元状に配列された第１のセンサパネルと、前記蛍光体を挟んで前記第１のセンサパネルに対向して配置され、前記蛍光体から出射される蛍光を検出する光電変換素子及び該光電変換素子に生じた電荷を読み出す読出し回路部を各々含む画素が２次元状に配列された第２のセンサパネルと、を備え、前記第１のセンサパネルは、各々前記画素の２次元配列を有する複数の第１のセンサモジュールが少なくとも第１の方向に配列されて構成されており、前記第２のセンサパネルは、前記第１のセンサパネルにおける複数のセンサモジュールの連結部の少なくとも一部に、該第２のセンサパネルにおける前記画素の並びが重なるように配置されている放射線画像検出装置。
（２） 上記（１）の放射線画像検出装置であって、前記第２のセンサパネルは、各々前記画素の２次元配列を有する複数の第２のセンサモジュールが少なくとも前記第１の方向に配列されて構成されており、前記第１のセンサパネルと前記第２のセンサパネルとの対向方向にみて、前記第１のセンサパネルにおいて前記第１の方向に隣り合う第１のセンサモジュールの連結部と、前記第２のセンサパネルにおいて前記第１の方向に隣り合う第２のセンサモジュールの連結部とは、前記第１の方向に間隔を置いている放射線画像検出装置。
（３） 上記（２）の放射線画像検出装置であって、前記第１のセンサパネルは、前記複数の第１のセンサモジュールが前記第１の方向及び該第１の方向と交差する第２の方向に配列されて構成され、前記第２のセンサパネルは、前記複数の第２のセンサモジュールが前記第１の方向及び該第１の方向と交差する第２の方向に配列されて構成されており、 前記第１のセンサパネルと前記第２のセンサパネルとの対向方向にみて、前記第１のセンサパネルにおいて前記第２の方向に隣り合う第１のセンサモジュールの連結部と、前記第２のセンサパネルにおいて前記第２の方向に隣り合う第２のセンサモジュールの連結部とは、前記第２の方向に間隔を置いている放射線画像検出装置。
（４） 上記（１）の放射線画像検出装置であって、前記第２のセンサパネルは、単一のモジュールとして構成されている放射線画像検出装置。
（５） 上記（１）から（４）のいずれか一つの放射線画像検出装置であって、前記第１のセンサモジュールは、半導体基板を有し、前記読出し回路部が該半導体基板に形成されている放射線画像検出装置。
（６） 上記（２）又は（３）の放射線画像検出装置であって、前記第２のセンサモジュールは、半導体基板を有し、前記読み出し回路部が該半導体基板に形成されている放射線画像検出装置。
（７） 上記（５）又は（６）の放射線画像検出装置であって、前記半導体基板を形成する半導体材料は、結晶シリコンよりもバンドギャップが大きい放射線画像検出装置。
（８） 上記（７）の放射線画像検出装置であって、前記半導体材料は、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＺｎＯ、Ｃ（ダイヤモンド）、ＢＮ、ＡｌＮの群から選ばれるいずれか一つである放射線画像検出装置。
（９） 上記（７）又は（８）の放射線画像検出装置であって、前記光電変換素子は、前記半導体基板に形成されている放射線画像検出装置。
（１０） 上記（９）の放射線画像検出装置であって、前記蛍光体の蛍光のピーク波長は、５４０ｎｍよりも小さい放射線画像検出装置。
（１１） 上記（１０）の放射線画像変換装置であって、前記蛍光組成物は、ＣｓＩ：Ｎａ、ＢａＦＸ：Ｅｕ（Ｘはハロゲン）、ＣａＷＯ４、ＺｎＳ：Ａｇ、ＬａＯＢｒ：ｔｂ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂの群から選ばれるいずれか一つである放射線画像検出装置。
（１２） 上記（７）又は（８）に記載の放射線画像検出装置であって、前記光電変換素子は、有機光電変換素子であって、前記半導体基板上に形成されている放射線画像検出装置。
（１３） 上記（５）又は（６）の放射線画像検出装置であって、前記半導体基板は、ＳＯＩ基板である放射線画像検出装置。
（１４） 上記（１）から（１３）のいずれか一つの放射線画像検出装置であって、前記第１のセンサパネルは、支持基板を有しており、前記複数の第１のセンサモジュールは、前記支持基板にそれぞれ固定されている放射線画像検出装置。
（１５） 上記（１４）の放射線画像検出装置であって、前記複数の第１のセンサモジュールは、解体型接着剤によって前記支持基板にそれぞれ接着されている放射線画像検出装置。
（１６） 上記（１）から（１５）のいずれか一つの放射線画像検出装置と、前記第１のセンサパネルによって生成される第１の画像データ、及び前記第２のセンサパネルによって生成される第２の画像データを用いて、放射線画像を生成する画像処理部と、を備え、 前記画像処理部は、前記第１の画像データにおいて、隣り合う前記第１のセンサモジュールの連結部に対応する画素情報を、前記第２の画像データにおいて対応する画素情報を用いて補間し、放射線画像を生成する放射線撮影装置。
【符号の説明】
【０１０１】
１ Ｘ線撮影装置
２ Ｘ線源
３ Ｘ線画像検出装置
４ コンソール
５ Ｘ線源保持装置
６ スタンド
１０ Ｘ線源制御部
１１ 高電圧発生器
１２ Ｘ線管
１３ コリメータ
１４ コリメータユニット
１５ 天井レール
１６ 台車部
１７ 支柱部
１８ 本体
１９ 保持部
２０ 制御装置
２１ 入力装置
２２ 画像処理部
２３ 画像記憶部
２４ モニタ
２５ Ｉ／Ｆ
２６ バス
３０ シンチレータ（蛍光体）
３１ 第１のセンサパネル
３２ 第２のセンサパネル
３３ 接着層
３４ 柱状部
３５ 柱状結晶
３６ 非柱状部
４０ 第１のセンサモジュール
４１ 半導体基板
４２ 画素
４３ 光電変換素子
４４ 読み出し回路部
４５ 画素分離領域
４６ 連結部
５０ 第２のセンサモジュール
５１ 半導体基板
５２ 画素
５３ 光電変換素子
５４ 読み出し回路部
５５ 画素分離領域
５６ 連結部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線画像検出装置、及び該放射線画像検出装置を備えた放射線撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、放射線像を検出してデジタル画像データを生成する放射線画像検出装置が実用化されており、従来のイメージングプレートに比べて即時に画像を確認できるといった理由から急速に普及が進んでいる。この放射線画像検出装置には種々の方式のものがあり、その一つとして、間接変換方式のものが知られている。
【０００３】
間接変換方式の放射線画像検出装置は、放射線露光によって蛍光を発するＣｓＩ（ヨウ化セシウム）などの蛍光組成物によって形成されたシンチレータ（蛍光体）と、薄膜型の複数の光電変換素子が基板上に２次元状に配設されたセンサパネルとを備えている。被写体を透過した放射線は、放射線画像変換パネルのシンチレータによって光に変換され、シンチレータの蛍光は、センサパネルの光電変換素子によって電気信号に変換され、それにより画像データが生成される。
【０００４】
そして、間接変換方式の放射線画像検出装置において、放射線をセンサパネル側から入射させるようにした、いわゆる表面読取（ＩＳＳ：Irradiation Side Sampling）型の放射線画像検出装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。この放射線画像検出装置によれば、シンチレータのセンサパネル近傍における蛍光の発生量が多くなり、感度の向上が図られる。それにより、放射線画像の検出に必要となる露光量を低減し、被写体の被曝量を低減することができる。
【０００５】
センサパネルには、一般に、光電変換素子及びＴＦＴ（Thin Film Transistor）からなるスイッチ素子によって構成される画素がガラス基板上に２次元状に配列された、いわゆるＦＰＤ（Flat Panel Detector）が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−０１７６８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＦＰＤのガラス基板におけるＸ線吸収は比較的大きく、ＩＳＳ型の放射線画像検出装置において、センサパネルによる放射線の吸収を低減することで感度を向上させることができる。センサパネルとしてＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサを用いた場合に、それらのセンサに用いられる半導体基板は、一般に、ＦＰＤに用いられるガラス基板に比べてＸ線吸収が少ないが、ＦＰＤに比べてサイズが小さく、撮像範囲が制約される。
【０００８】
撮像範囲を拡大するために複数のセンサモジュールを配列してサンサパネルを構成した場合に、隣り合うセンサモジュールの連結部には画素が存在しないため、そのようなセンサパネルによって生成された画像データにおいて、連結部に対応する画素は、画素情報が欠落した欠陥画素となる。
【０００９】
本発明は、上述した事情に鑑みなされたものであり、感度及び画質に優れる放射線画像検出装置及び放射線撮影システ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】
【００１０】
（１） 放射線露光によって蛍光を発する蛍光組成物を含む蛍光体と、前記蛍光体の放射線入射側に配置され、前記蛍光体から出射される蛍光を検出する光電変換素子及び該光電変換素子に生じた電荷を読み出す読出し回路部を各々含む画素が２次元状に配列された第１のセンサパネルと、前記蛍光体を挟んで前記第１のセンサパネルに対向して配置され、前記蛍光体から出射される蛍光を検出する光電変換素子及び該光電変換素子に生じた電荷を読み出す読出し回路部を各々含む画素が２次元状に配列された第２のセンサパネルと、を備え、前記第１のセンサパネルは、各々前記画素の２次元配列を有する複数の第１のセンサモジュールが少なくとも第１の方向に配列されて構成されており、前記第２のセンサパネルは、前記第１のセンサパネルにおける複数のセンサモジュールの連結部の少なくとも一部に、該第２のセンサパネルにおける前記画素の並びが重なるように配置されている放射線画像検出装置。
（２） 上記（１）の放射線画像検出装置と、前記第１のセンサパネルによって生成される第１の画像データ、及び前記第２のセンサパネルによって生成される第２の画像データを用いて、放射線画像を生成する画像処理部と、を備え、前記画像処理部は、前記第１の画像データにおいて、隣り合う前記第１のセンサモジュールの連結部に対応する画素情報を、前記第２の画像データにおいて対応する画素情報を用いて補間し、放射線画像を生成する放射線撮影装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、Ｘ線画像検出装置においてＸ線入射側に配置される第１のセンサパネルを、複数の第１のセンサモジュールを連結して構成しており、個々の第１のセンサモジュールのサイズが小さくとも、第１のセンサパネル全体としての撮像範囲を確保することができる。それにより、第１のセンサモジュールとして、比較的小サイズなものに限られる、読み出し回路部が半導体基板に形成されたセンサを用いることができ、センサモジュールの基板によるＸ線吸収を低減して、Ｘ線画像検出装置の感度を向上させることができる。
【００１２】
そして、第１のセンサパネルによって生成された第１の画像データにおいて、連結部に対応する欠陥画素については、第２のセンサパネルによって生成された第２の画像データにおいて、それらの欠陥画素に対応する画素の画素情報を用いて補間することにより、欠陥画素がない、あるいは欠陥画素が削減された、高画質な放射線画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態を説明するための、放射線画像検出装置及び放射線撮影装置の一例の構成を模式的に示す図である。
【図２】図１の放射線撮影装置の制御ブロック図である。
【図３】図１の放射線画像検出装置の構成、及びこれに含まれる蛍光体の構成を模式的に示す図である。
【図４】図３の蛍光体のIV‐IV断面を示す図である。
【図５】図３の蛍光体のV‐V断面を示す図である
【図６】図１の放射線画像検出装置の構成、及びこれに含まれる第１及び第２のセンサパネルの構成を模式的に示す図である。
【図７】図６の第１及び第２のセンサパネルのVII‐VII断面を示す図である。
【図８】図６の放射線画像検出装置の変形例の構成を模式的に示す図である。
【図９】図６の放射線画像検出装置の他の変形例の構成を模式的に示す図である。
【図１０】図６の放射線画像検出装置の他の変形例の構成を模式的に示す図である。
【図１１】本発明の実施形態を説明するための、放射線画像検出装置の一例の構成を模式的に示す図である。
【図１２】本発明の実施形態を説明するための、放射線画像検出装置の一例の構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明の実施形態を説明するための、放射線画像検出装置及び放射線撮影装置の一例の構成を示し、図２は、図１の放射線撮影装置の制御ブロックを示す。
【００１５】
Ｘ線撮影装置１は、被写体（患者）Ｈを立位状態で撮影するＸ線診断装置であって、被写体ＨにコーンビームＸ線を放射するＸ線源２と、Ｘ線源２に対向配置されてＸ線源２から被写体Ｈを透過したＸ線を検出して画像データを生成するＸ線画像検出装置３と、操作者の操作に基づいてＸ線源２の曝射動作やＸ線画像検出装置３の撮影動作を制御するとともに、Ｘ線画像検出装置３により取得された画像データを処理するコンソール４とに大別される。Ｘ線源２は、天井から吊り下げられたＸ線源保持装置５により保持されている。Ｘ線画像検出装置３は、床に設置されたスタンド６により保持されている。
【００１６】
Ｘ線源２は、Ｘ線源制御部１０の制御に基づき、高電圧発生器１１から印加される高電圧に応じてＸ線を発生するＸ線管１２と、Ｘ線管１２から発せられたＸ線のうち、被写体Ｈの検査領域に寄与しない部分を遮蔽するように照射野を制限する可動式のコリメータ１３を有するコリメータユニット１４とから構成されている。
【００１７】
Ｘ線源保持装置５は、天井に設置された天井レール１５に沿って水平方向（ｚ方向）に移動自在に構成された台車部１６と、互いに連結されて台車部１６から下方向に延伸する複数の支柱部１７と、台車部１６を天井レールに沿って移動させるための駆動機構及び支柱部１７を伸縮させるための駆動機構とを備えている。Ｘ線源２は、支柱部１７の先端部に取り付けられている。Ｘ線源保持装置５が天井レール１５に沿って移動することにより、Ｘ線源２とＸ線画像検出装置３との間の水平方向に関する距離ＳＩＤが変更され、また、支柱部１７が伸縮することによって、Ｘ線源２の上下方向に関する位置が変更される。両駆動機構は、操作者の設定操作に基づき、コンソール４により制御される。
【００１８】
スタンド６は、床に設置された本体１８と、本体１８に上下方向に移動自在に取り付けられた保持部１９と、保持部１９を上下移動させるための駆動機構を備えている。Ｘ線画像検出装置３は、保持部１９に取り付けられている。駆動機構は、操作者の設定操作に基づき、後述するコンソール４の制御装置２０により制御される。
【００１９】
コンソール４には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる制御装置２０が設けられている。制御装置２０には、操作者が撮影指示やその指示内容を入力する入力装置２１と、Ｘ線画像検出装置３により取得された画像データを処理してＸ線画像を生成する画像処理部２２と、Ｘ線画像を記憶する画像記憶部２３と、Ｘ線画像等を表示するモニタ２４と、Ｘ線撮影装置１の各部と接続されるインターフェース（Ｉ／Ｆ）２５とを備えている。制御装置２０、入力装置２１、画像処理部２２、画像記憶部２３、モニタ２４、及びＩ／Ｆ２５は、バス２６を介して接続されている。
【００２０】
入力装置２１の操作により、Ｘ線源２−Ｘ線画像検出装置３間距離（撮影距離）ＳＩＤや管電圧等のＸ線撮影条件、撮影タイミング等が入力される。制御装置２０は、Ｘ線源保持装置５から供給されるＸ線源２の水平方向位置に基づいて、上記の入力された撮影距離ＳＩＤとなる位置にＸ線源２を移動させるように、Ｘ線源保持装置５を駆動する。また、制御装置２０は、スタンド６から供給されるＸ線画像検出装置３の上下方向位置に基づいて、Ｘ線画像検出装置３に対向する上下方向位置にＸ線源２を移動させるようにＸ線源保持装置５を駆動する。
【００２１】
Ｘ線画像検出装置３は、Ｘ線露光によって蛍光を発する蛍光組成物を含むシンチレータ（蛍光体）３０と、シンチレータ３０を間に挟むように配置された第１のセンサパネル３１及び第２のセンサパネル３２とを備えている。
【００２２】
本例のＸ線画像検出装置３は、第１のセンサパネル３１がＸ線源２側に位置するように保持部１９（図１参照）に取り付けられており、Ｘ線は、第１のセンサパネル３１側からＸ線画像検出装置３に入射する。Ｘ線画像検出装置３に入射したＸ線は、第１のセンサパネル３１を透過してシンチレータ３０に入射し、Ｘ線露光されたシンチレータ３０において蛍光が生じる。第１のセンサパネル３１は、シンチレータ３０に生じた蛍光の一部を検出し、検出したＸ線に応じた画像データを生成する。第２のセンサパネル３２もまた、シンチレータ３０に生じた蛍光の一部を検出し、検出したＸ線に応じた画像データを生成する。
【００２３】
第１のセンサパネル３１及び第２のセンサパネル３２によって生成された両画像データは、それぞれコンソール４の画像処理部２２（図２参照）に送出される。画像処理部２２は、両画像データに適宜な画像処理を施し、Ｘ線画像を生成する。
【００２４】
図３は、シンチレータ３０の構成を示す。
【００２５】
本例において、シンチレータ３０は、結晶が柱状に成長してなる柱状結晶を形成し得る蛍光組成物によって形成されている。柱状結晶を形成し得る蛍光組成物としては、ＣｓＩ：Ｔｌ（タリウム賦活ヨウ化セシウム）、ＮａＩ：Ｔｌ（タリウム賦活ヨウ化ナトリウム）、ＣｓＩ：Ｎａ（ナトリウム賦活ヨウ化セシウム）、等を例示することができる。なお、柱状結晶を形成し得ない蛍光組成物であってもよく、そのような蛍光組成物として、ＢａＦＸ：Ｅｕ（Ｘは、ＢｒやＩなどのハロゲン）、ＣａＷＯ４、ＺｎＳ：Ａｇ、ＬａＯＢｒ：Ｔｂ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ、等を例示することができる。
【００２６】
シンチレータ３０は、上記の柱状結晶３５の群によって形成された柱状部３４と、非柱状部３６とで構成されている。柱状部３４及び非柱状部３６は、詳細は後述するが、第２のセンサパネル３２を支持体として、非柱状部３６、柱状部３４の順に第２のセンサパネル３２上に層状に重なって、気相堆積法により連続的に形成されている。そして、第１のセンサパネル３１が、接着層３３を介して柱状部３４の表面に貼り合わされている。なお、柱状部３４及び非柱状部３６は同じ蛍光組成物により形成されるが、ＣｓＩ等の蛍光材料に対するＴｌ等の賦活剤の添加量は異なっていてもよい。
【００２７】
柱状部３４は、上記の通り柱状結晶３５の群によって形成されている。なお、近隣の複数の柱状結晶が結合して一つの柱状結晶を形成する場合もある。隣り合う柱状結晶３５の間には空隙が置かれ、柱状結晶３５は互いに独立して存在する。
【００２８】
非柱状部３６は、蛍光組成物の比較的小さい結晶の群によって形成されている。なお、非柱状部３６には、上記の蛍光組成物の非晶質体が含まれる場合もある。非柱状部３６においては、結晶同士が不規則に結合したり重なり合ったりするため、結晶間に明確な空隙は生じ難い。
【００２９】
第１のセンサパネル３１を透過してシンチレータ３０に入射したＸ線は、その大部分が、第１のセンサパネルに隣接している柱状部３４の柱状結晶の群によって吸収され、柱状結晶３５の各々において蛍光が生じる。柱状結晶３５に発生した蛍光は、柱状結晶３５とその周囲の間隙（空気）との屈折率差に起因して柱状結晶３５内で全反射を繰り返すことで拡散を抑制され、第１のセンサパネル３１及び第２のセンサパネル３２に導光される。それにより、画像の鮮鋭度が向上する。
【００３０】
また、非柱状部３６は、比較的小さい結晶若しくはその凝集体によって形成され、柱状部３４の支持体１３側領域に比べて緻密であり、空隙率は小さい。第２のセンサパネル３２と柱状部３４との間に非柱状部３６が介在することにより、第２のセンサパネル３２とシンチレータ３０との密着性が向上し、シンチレータ３０が第２のセンサパネル３２から剥離することが防止される。
【００３１】
図４は、シンチレータ３０の図３におけるIV‐IV断面を示す電子顕微鏡写真である。
【００３２】
図４に明らかなように、柱状部３４においては、柱状結晶３５が結晶の成長方向に対しほぼ均一な断面径を示し、かつ、柱状結晶３５の周囲に間隙を有し、柱状結晶３５が互いに独立して存在することがわかる。柱状結晶３５の結晶径（柱径）は、光ガイド効果、機械的強度、そして画素欠陥防止の観点から、２μｍ以上８μｍ以下であることが好ましい。柱径が小さすぎると、柱状結晶３５の機械的強度が不足し、衝撃等により損傷する懸念があり、柱径が大きすぎると、画素毎の柱状結晶３５の数が少なくなり、結晶にクラックが生じた際にその画素が欠陥となる確率が高くなる懸念がある。
【００３３】
ここで、柱径は、柱状結晶３５の成長方向上面から観察した結晶の最大径を示す。具体的な測定方法としては、柱状結晶３５の成長方向上面からＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察することで柱径を測定する。柱状結晶３５が１００本から２００本観察できる倍率（約２０００倍程度）で観察し、１撮影に含まれる結晶全てに対し、柱径の最大値を測定して平均した値を採用している。柱径（μｍ）は小数点以下２桁まで読み、平均値をＪＩＳ Ｚ ８４０１に従い小数点以下２桁目を丸めた値とする。
【００３４】
図５は、シンチレータ３０の図３におけるV‐V断面を示す電子顕微鏡写真である。
【００３５】
図５に明らかなように、非柱状部３６においては、結晶同士が不規則に結合したり重なり合ったりして結晶間の明確な空隙は、柱状部３４ほどは認めらない。非柱状部３６を形成する結晶の径は、密着性の観点から７．０μｍ以下であることが好ましい。結晶径が大きすぎると、平坦性が低下し、支持体としての第２のセンサパネル３２との密着性が低下する懸念がある。
【００３６】
ここで、結晶同士が結合している場合の結晶径の測定は、隣接する結晶間に生じる窪み（凹）同士を結んだ線を結晶間の境界と見なし、結合した結晶同士を最小多角形となるように分離して柱径及び柱径に対応する結晶径を測定し、柱状部３４における結晶径と同様にして平均値をとり、その値を採用する。
【００３７】
また、柱状部３４の厚みは、Ｘ線のエネルギーにもよるが、柱状部３４における十分なＸ線吸収及び画像の鮮鋭度の観点から、２００μｍ以上７００μｍ以下であることが好ましい。柱状部３４の厚みが小さすぎると、Ｘ線を十分に吸収することができず、感度が低下する虞があり、厚みが大きすぎると光拡散が生じ、柱状結晶の光ガイド効果によっても画像の鮮鋭度が低下する懸念がある。
【００３８】
非柱状部３６の厚みは、支持体としての第２のセンサパネル３２との密着性の観点から、５μｍ以上１２５μｍ以下であることが好ましい。非柱状部３６の厚みが小さすぎると、第２のセンサパネル３２との十分な密着性が得られない虞があり、また厚みが大きすぎると、非柱状部３６における蛍光の寄与が増大し、画像の鮮鋭度が低下する懸念がある。
【００３９】
以下、Ｘ画像検出装置３及びシンチレータ３０の製造方法の一例を説明する。なお、シンチレータ３０を形成する蛍光組成物として、ＣｓＩ：Ｔｌを用いるものとして説明する。
【００４０】
シンチレータ３０は、第２のセンサパネル３２を支持体として、非柱状部３６、柱状部３４の順に第２のセンサパネル３２上に層状に重なって、気相堆積法により連続的に形成される。具体的には、真空度０．０１〜１０Ｐａの環境下で、ＣｓＩ：Ｔｌを抵抗加熱式のるつぼに通電するなどの手段で加熱して気化させ、第２のセンサパネル３２の温度を室温（２０℃）〜３００℃としてＣｓＩ：Ｔｌを第２のセンサパネル３２上に堆積させる。
【００４１】
第２のセンサパネル３２上にＣｓＩ：Ｔｌの結晶相を形成する際、当初は直径の比較的小さい結晶を堆積させて非柱状部３６を形成する。非柱状部３６を形成した後、真空度及び第２のセンサパネル３２の温度の少なくとも一方の条件を変更して、連続して柱状部３４を形成する。具体的には、真空度を上げる、及び／又は第２のセンサパネル３２の温度を高くすることによって、ＣｓＩ：Ｔｌの結晶を柱状に成長させて柱状結晶３５の群、つまりは柱状部３４を形成し、シンチレータ３０を得る。
【００４２】
以上によりシンチレータ３０を効率よく、容易に製造することができる。また、この製造方法によれば、真空度や第２のセンサパネル３２の温度を制御することで、簡易に種々の仕様のシンチレータを設計通りに製造することができるという利点をも有する。
【００４３】
次いで、シンチレータ３０の柱状部３４側の表面に、接着層３３を介して第１のセンサパネル３１を貼り合わせて、Ｘ線画像検出装置３を得る。なお、接着層によって覆われるシンチレータ３０の柱状部３４側の表面は、柱状結晶３５の先端部の集合によって構成され、柱状結晶３５の先端部は、その結晶成長末期における第２のセンサパネル３２の温度にもよるが、典型的には凸形状となる。そこで、柱状部３４側の表面を研磨して、平坦性を確保した上で、接着層３３を介して第１のセンサパネル３１を貼り合わせるようにしてもよい。それによれば、密着性が高まると共に、第１のセンサパネル３１の損傷を防止することができる。また、研磨することに替えて、柱状部３４の表面に、更に非柱状部３６と同様の非柱状部を形成するようにしてもよい。
【００４４】
接着層３３を形成する材料としては、シンチレータ３０から出射される蛍光を減衰させることなく第１のセンサパネル３１に到達させ得るものであれば特に制限はなく、例えば、ＵＶ硬化接着剤や加熱硬化型接着剤や室温硬化型接着剤やホットメルト型接着剤などの接着剤、若しくはゴム系粘着剤やシリコン系粘着剤やアクリル系粘着剤などの粘着剤、又はこれらの接着剤や粘着剤が両面に設けられた両面接着／粘着シート、等によって形成することができる。なお、接着剤としては、画像の鮮鋭度を低下させないという観点から、十分に薄い接着層を形成し得る低粘度エポキシ樹脂製の接着剤を用いることが好ましい。また、粘着剤としては、光や酸化による劣化が少ないアクリル系粘着剤が好ましい。
【００４５】
次に、第１のセンサパネル３１及び第２のセンサパネル３２について説明する。
【００４６】
図６は、Ｘ線画像検出装置３に含まれる第１のセンサパネル３１及び第２のセンサパネル３２の構成を示し、図７は、第１のセンサパネル３１及び第２のセンサパネル３２の図６におけるVII‐VII断面を示す。
【００４７】
Ｘ線画像検出装置３におけるＸ線入射側に配置される第１のセンサパネル３１は、複数の第１のセンサモジュール４０を有しており、これらの第１のセンサモジュール４０は、面状に配列され、隣り合うセンサモジュール４０と適宜な接着剤を用いて互いに接合されている。図示の例においては、第１のセンサパネル３１は、２つの第１のセンサモジュール４０を有し、これらの第１のセンサモジュール４０は、Ｘ方向に配列され、互いに接合されている。
【００４８】
第１のセンサモジュール４０は、半導体基板４１と、この半導体基板４１に２次元状に配列された複数の画素４２とを有している。各画素４２は、シンチレータから出射された蛍光を受光して電荷を生成するフォトダイオードなどの光電変換素子４３と、光電変換素子４３において生成された電荷を読み出すためのＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの読み出し回路部４４とで構成されている。画素４２を構成する光電変換素子４３及び読み出し回路部４４は、いずれも半導体基板４１に形成されている。また、半導体基板４１において隣り合う画素４２の間には画素分離領域４５が形成されている。
【００４９】
画素分離領域４５は、例えば、半導体基板４１とは逆導電型の領域として形成され、隣り合う画素４２同士は、画素分離領域４５とその周囲の半導体基板４１との界面に形成されるｐｎ接合によって絶縁分離される。また、画素分離領域４５は、例えば、半導体基板４１の表面に形成された溝（トレンチ）内部に絶縁膜を埋め込むことによって形成され、隣り合う画素４２同士は、この絶縁膜によって絶縁分離される。
【００５０】
第１のセンサモジュール４０の半導体基板４１を形成する材料としては、典型的には単結晶シリコンが用いられるが、本例において、第１のセンサモジュール４０は、Ｘ線画像検出装置３におけるＸ線入射側に配置されており、比較的多量のＸ線に晒されることから、単結晶シリコンよりもＸ線耐性に優れる半導体材料を用いることが好ましい。そのような半導体材料としては、単結晶シリコンよりもバンドギャップが大きい半導体材料であり、具体的には、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＺｎＯ、Ｃ（ダイヤモンド）、ＢＮ、ＡｌＮ、等を例示することができる。
【００５１】
本例のＸ線画像検出装置３において、第２のセンサパネル３２もまた、複数の第２のセンサモジュール５０を有しており、これらの第２のセンサモジュール５０は、面状に配列され、隣り合うセンサモジュール５０と互いに接合されている。図示の例においては、第２のセンサパネル３２は、２つの第２のセンサモジュール５０を有し、これらの第２のセンサモジュール５０は、Ｘ方向に配列され、互いに接合されている。
【００５２】
第２のセンサモジュール５０は、第１のセンサモジュール４０と同様に、半導体基板５１と、この半導体基板５１に２次元状に配列された複数の画素５２とを有している。各画素５２は、光電変換素子５３と、光電変換素子５３において生成された電荷を読み出すための読み出し回路部５４とで構成されている。そして、隣り合う画素５２の間には画素分離領域５５が形成されている。
【００５３】
第２のセンサモジュール５０は、Ｘ線画像検出装置３におけるＸ線入射側とは反対側に配置されており、入射したＸ線の大部分はシンチレータ３０によって吸収されるため、第１のセンサモジュール４０のように多量のＸ線に晒されることはない。よって、第２のセンサモジュール５０の半導体基板５１を形成する材料としては、単結晶シリコンでもよいし、単結晶シリコンよりもバンドギャップが大きいＳｉＣ等の上記の半導体材料でもよい。
【００５４】
本例のＸ線画像検出装置３において、蛍光を多く発生させるシンチレータ３０のＸ線入射側には、第１のセンサパネル３１が配置されており、第１のセンサパネル３１は、第２のセンサパネル３２に比べて、感度及び画像の鮮鋭度に優れた画像データを生成可能である。ここで、第１のセンサパネル３１を構成する第１のセンサモジュール４０において、その半導体基板４１を形成する材料として、単結晶シリコンよりもバンドギャップが大きい上記の半導体材料を用いた場合に、半導体基板４１に形成される光電変換素子４３の分光感度は、単結晶シリコン基板の場合と比べて短波長側にシフトする。例えば、単結晶シリコンフォトダイオードの分光感度の極大値が７５０ｎｍ付近であるのに対して、ＳｉＣフォトダイオードの分光感度の極大値は４４０ｎｍ付近である。そこで、シンチレータ３０を形成する蛍光組成物は、光電変換素子４２の分光感度に応じて、その分光感度の極大値に適合するピーク波長の蛍光を生じる蛍光組成物を用いることが好ましい。
【００５５】
具体的には、半導体基板４１を形成する材料として単結晶シリコンを用い、この半導体基板４１に光電変換素子４３を形成する場合には、シンチレータ３０を形成する蛍光組成物としては、例えば、ピーク波長５４０ｎｍ付近の蛍光を生じるＣｓＩ：Ｔｌを用いることが好ましい。一方、半導体基板４１を形成する材料として、単結晶シリコンよりもバンドギャップが大きい上記の半導体材料を用い、この半導体基板４１に光電変換素子４３を形成する場合には、ピーク波長が５４０ｎｍよりも小さい蛍光を生じる蛍光組成物を用いることが好ましい。そのような蛍光組成物としては、ＣｓＩ：Ｎａ（ピーク波長４２０ｎｍ）、ＢａＦＸ：Ｅｕ（Ｘは、ＢｒやＩなどのハロゲン（ピーク波長３８０ｎｍ））、ＣａＷＯ４（ピーク波長４２５ｎｍ）、ＺｎＳ：Ａｇ（ピーク波長４５０ｎｍ）、ＬａＯＢｒ：ｔｂ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ、等を例示することができる。
【００５６】
以上のように構成された第１のセンサパネル３１及び第２のセンサパネル３２は、それらの対向方向にみて、Ｘ方向に隣り合う第１のセンサモジュール４０の連結部４６と、同じくＸ方向に隣り合う第２のセンサモジュール５０の連結部５６とがＸ方向に間隔を置くように配置されている。かかる相対位置関係において、第１のセンサパネル３１における連結部４６に、第２のセンサパネル３２における画素５２の並びが重なっている。
【００５７】
Ｘ画像検出装置３に入射したＸ線は、第１のセンサパネル３１を透過してシンチレータ３０に入射し、Ｘ露光されたシンチレータ３０において蛍光が生じる。第１のセンサパネル３１は、シンチレータ３０に生じた蛍光の一部を検出し、検出したＸ線に応じた画像データを生成する。第２のセンサパネル３２もまた、シンチレータ３０に生じた蛍光の一部を検出し、検出したＸ線に応じた画像データを生成する。
【００５８】
第１のセンサパネル３１によって生成された第１の画像データにおいて、連結部４６に対応する画素は画素情報が欠落した欠陥画素となる。しかし、第１のセンサパネルの連結部４６には、第２のセンサパネル３２の画素５２の並びが重なっており、第２のセンサパネル３２によって生成された第２の画像データにおいて、上記の第１の画像データの欠陥画素に対応する画素は、連結部４６を透過してシンチレータ３０に入射したＸ線強度に関連した画素情報を有する。
【００５９】
そこで、コンソール４の画像処理部２２（図２参照）は、第１の画像データの欠陥画素について、それらの欠陥画素に対応する第２の画像データの画素の画素情報を用い、適宜な重み付け等を行って補間してＸ線画像を生成する。それにより、欠陥画素がない、あるいは欠陥画素が削減されたＸ線画像を得ることができる。更に、第１の画像データの欠陥画素の補間に用いられる第２の画像データの画素の画素情報は、欠陥画素に対応する第１のセンサパネル３１の連結部４６を透過してシンチレータ３０に入射したＸ線強度に関連しており、第１の画像データにおいて、欠陥画素の周囲の画素の画素情報を用いて補間する場合に比べて、より精度の高い補間が可能となる。
【００６０】
以上、説明したように、Ｘ線画像検出装置３においてＸ線入射側に配置される第１のセンサパネル３１を、複数の第１のセンサモジュール４０を連結して構成しており、個々の第１のセンサモジュール４０のサイズが小さくとも、第１のセンサパネル３１全体としての撮像範囲を確保することができる。それにより、第１のセンサモジュール４０として、比較的小サイズなものに限られる、読み出し回路部が半導体基板に形成されたセンサを用いることができ、センサモジュール４０の基板によるＸ線吸収を低減して、Ｘ線画像検出装置３の感度を向上させることができる。
【００６１】
そして、第１のセンサパネル３１によって生成された第１の画像データにおいて、連結部４６に対応する欠陥画素については、第２のセンサパネル３２によって生成された第２の画像データにおいて、それらの欠陥画素に対応する画素の画素情報を用いて補間することにより、欠陥画素がない、あるいは欠陥画素が削減された、高画質なＸ線画像を得ることができる。
【００６２】
なお、上述したＸ線画像検出装置３において、シンチレータ３０は、第２のセンサパネル３２を支持体として、気相堆積法によって第２のセンサパネル３２上に直接形成されているものとして説明したが、かかる構成に限られるものではない。例えば、光透過性の支持体を用い、この支持体上にシンチレータ３０を形成して、接着層を介して、支持体と第２のセンサパネル３２とを貼り合わせるようにしてもよい。光透過性の支持体としては、ポリイミド、ポリアリレート、二軸延伸ポリスチレン（ＯＰＳ）、アラミド、等からなる透明なフィルムやフレキシブル基板を例示することができる。
【００６３】
また、第１のセンサパネル３１とシンチレータ３０との間や、第２のセンサパネル３２とシンチレータ３０との間に接着層を設けずに、第１のセンサパネル３１と第２のセンサパネル３２とでシンチレータ３０を挟持するようにしてもよい。それによれば、第１のセンサパネル３１及び第２のセンサパネル３２とシンチレータ３０との分離が容易であり、例えば、第１のセンサパネル３１及び第２のセンサパネル３２を構成するいずれかのセンサモジュールが損傷した場合などに、第１のセンサパネル３１ないし第２のセンサパネル３２を分離して、損傷したセンサモジュールを容易に取り替えることができ、リワーク性に優れる。
【００６４】
また、上述したＸ線画像検出装置３において、複数の第１のセンサモジュール４０は、互いに接合されることによって連結され、第１のセンサパネル３１を構成するものとして説明したが、図８に示すように、支持基板４７を用い、この支持基板４７上において複数の第１のセンサモジュール４０を配列し、これらの第１のセンサモジュール４０を支持基板４７にそれぞれ固定して、第１のセンサパネル３１を構成するようにしてもよい。図８に示す例において、第１のセンサモジュール４０の各々は、紫外線照射によって剥離する解体型接着剤４８によって透明な支持基板４７に接着固定されている。かかる構成によれば、いずれかのセンサモジュール４０が損傷した場合に、そのセンサモジュール４０の背後から紫外線を照射することによって、そのセンサモジュール４０のみを分離して容易に取り替えることができ、リワーク性が更に向上する。なお、第２のセンサパネル３２についても、同様に、支持基板を用い、複数の第２のセンサモジュール５０を支持基板にそれぞれ固定して構成するようにしてもよい。
【００６５】
図９は、Ｘ画像検出装置３の変形例を示す。
【００６６】
図９に示すＸ線画像検出装置１０３は、シンチレータ（図示せず）と、シンチレータを間に挟むように配置された第１のセンサパネル１３１及び第２のセンサパネル１３２とを備えている。
【００６７】
Ｘ線入射側に配置される第１のセンサパネル１３１は、４つの第１のセンサモジュール４０を有しており、これらの第１のセンサモジュール４０は、Ｘ方向及びＹ方向にそれぞれ２つずつ配列され、互いに連結されている。第２のセンサパネル１３２もまた、４つの第２のセンサモジュール５０を有しており、これらの第２のセンサモジュール５０は、Ｘ方向及びＹ方向に２つずつ配列され、互いに連結されている。
【００６８】
以上のように構成された第１のセンサパネル１３１及び第２のセンサパネル１３２は、それらの対向方向にみて、Ｘ方向に隣り合う第１のセンサモジュール４０の連結部４６ｘと同じくＸ方向に隣り合う第２のセンサモジュール５０の連結部５６ｘとがＸ方向に間隔を置き、また、Ｙ方向に隣り合う第１のセンサモジュール４０の連結部４６ｙと同じくＹ方向に隣り合う第２のセンサモジュール５０の連結部５６ｙとがＹ方向に間隔を置くように配置されている。かかる相対位置関係において、第１のセンサパネル１３１における連結部４６ｘ，４６ｙに、第２のセンサパネル１３２における画素５２の並びが重なっている。
【００６９】
第１のセンサパネル１３１によって生成された第１の画像データにおいて、連結部４６ｘ，４６ｙに対応する画素は画素情報が欠落した欠陥画素となる。しかし、第１のセンサパネル１３１の連結部４６ｘ，４６ｙには、第２のセンサパネル３２の画素５２の並びが重なっており、第２のセンサパネル３２によって生成された第２の画像データにおいて、上記の第１の画像データの欠陥画素に対応する画素は、連結部４６ｘ，４６ｙを透過してシンチレータに入射したＸ線強度に関連した画素情報を有する。
【００７０】
コンソール４の画像処理部２２（図２参照）は、第１の画像データの欠陥画素について、それらの欠陥画素に対応する第２の画像データの画素の画素情報を用い、適宜な重み付け等を行って補間してＸ線画像を生成する。それにより、欠陥画素がない、あるいは欠陥画素が削減されたＸ線画像を得ることができる。更に、第１の画像データの欠陥画素の補間に用いられる第２の画像データの画素の画素情報は、欠陥画素に対応する第１のセンサパネル１３１の連結部４６ｘ，４６ｙを透過してシンチレータに入射したＸ線強度に関連しており、第１の画像データにおいて、欠陥画素の周囲の画素の画素情報を用いて補間する場合に比べて、より精度の高い補間が可能となる。
【００７１】
図１０は、Ｘ画像検出装置３の他の変形例を示す。
【００７２】
図１０に示すＸ線画像検出装置２０３は、シンチレータ（図示せず）と、シンチレータを間に挟むように配置された第１のセンサパネル１３１及び第２のセンサパネル２３２とを備えている。
【００７３】
Ｘ線入射側に配置される第１のセンサパネル１３１は、複数の第１のセンサモジュール４０を有しており、これらの第１のセンサモジュール４０は、Ｘ方向及びＹ方向に配列され、互いに連結されている。一方の第２のセンサパネル２３２は、単一のセンサモジュールとして形成されており、第１のセンサパネル１３１に比べて、その撮像領域のサイズは小さい。
【００７４】
ここで、被写体Ｈ及びＸ線画像検出装置２０３は、典型的には、被写体Ｈにおいて特に関心の高い部位がＸ線画像検出装置２０３の中心付近に重なるように、それらの位置関係が調整される。そこで、第２のセンサパネル２３２は、その中心が第１のセンサパネル１３１の中心に重なるように配置されている。かかる相対位置関係において、第１のセンサパネル１３１の連結部４６ｘ及び４６ｙの第１のセンサパネル１３１における中心付近の部分に、第２のセンサパネル２３２の画素の並びが重なっている。
【００７５】
コンソール４の画像処理部２２（図２参照）は、第１のセンサパネル１３１によって生成された第１の画像データにおいて、連結部４６ｘ，４６ｙの中心付近に対応する欠陥画素について、それらの欠陥画素に対応する第２の画像データの画素の画素情報を用い、適宜な重み付け等を行って補間してＸ線画像を生成する。それにより、欠陥画素が削減されたＸ線画像を得ることができる。更に、第１の画像データの欠陥画素の補間に用いられる第２の画像データの画素の画素情報は、欠陥画素に対応する第１のセンサパネル１３１における連結部４６ｘ，４６ｙを透過してシンチレータに入射したＸ線強度に関連しており、第１の画像データにおいて、欠陥画素の周囲の画素の画素情報を用いて補間する場合に比べて、より精度の高い補間が可能となる。
【００７６】
そして、第１のセンサパネル及び第２のセンサパネルの２つのセンサパネルを、いずれも複数のセンサモジュールを連結して構成する場合に比べて、Ｘ線画像検出装置の構成を簡素化することができ、関心の高い部位については、上述の通り、欠陥画素を高精度に補間して削減したＸ線画像を得ることができる。
【００７７】
図１１は、本発明の実施形態を説明するための放射線画像検出装置の他の例を示す。
【００７８】
図１１に示すＸ線画像検出装置３０３は、Ｘ線露光によって蛍光を発する蛍光組成物を含むシンチレータ３０と、シンチレータ３０を間に挟むように配置された第１のセンサパネル３３１及び第２のセンサパネル３３２とを備えている。
【００７９】
Ｘ線画像検出装置３０３におけるＸ線入射側に配置される第１のセンサパネル３３１は、複数の第１のセンサモジュール３４０を有しており、これらの第１のセンサモジュール３４０は、面状に配列され、隣り合うセンサモジュール３４０と互いに連結されている。
【００８０】
第１のセンサモジュール３４０は、半導体基板３４１と、この半導体基板３４１に２次元状に配列された複数の画素３４２とを有している。各画素３４２は、シンチレータから出射された蛍光を受光して電荷を生成する光電変換素子３４３と、光電変換素子３４３において生成された電荷を読み出すための読み出し回路部３４４とで構成されている。また、半導体基板３４１において隣り合う画素３４２の間には画素分離領域３４５が形成されている。
【００８１】
本例のＸ線画像検出装置３０３において、第１のセンサモジュール３４０の光電変換素子３４３は、有機光電変換素子であって、半導体基板３４１上に積層された、有機光電変換（ＯＰＣ；Organic photoelectric conversion）材料の薄膜からなる光導電層３４７、及びこれを挟む一対の電極３４８ａ，３４８ｂによって形成されている。一方、読み出し回路部３４４は、半導体基板３４１に形成されており、その上に形成された光電変換素子３４３の一方の電極３４８ｂと接続される。
【００８２】
ＯＰＣ材料としては、アリーリデン系有機化合物、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を例示することができる。ＯＰＣ膜は、一般に、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３０による発光以外の電磁波を吸収することがほとんどなく、よって、光電変換素子３４３のＸ線耐性を高めることができると共に、Ｘ線を減衰させることなく透過させてシンチレータ３０に入射させることができる。
【００８３】
また、光電変換素子３４３を、半導体基板３４１上に積層されたＯＰＣ膜からなる光導電層３４７によって形成することにより、半導体基板３４１を形成する半導体材料によらず、光電変換素子３４３の分光感度を設定することができ、シンチレータ３０を形成する蛍光組成物の選択の幅を拡大することができる。
【００８４】
例えば、読み出し回路部３４４のＸ線耐性を確保するために、半導体基板３４１を形成する材料として、単結晶シリコンよりもバンドギャップの大きいＳｉＣ等の半導体材料を用いた場合に、そこに形成された光電変換素子の分光感度の極大値は、上述の通り短波長側にシフトして、ＣｓＩ：Ｔｌのピーク波長（５４０ｎｍ）に適合しなくなる傾向にある。しかし、キナクリドンの可視域における吸収ピーク波長は５６０ｎｍであり、ＯＰＣ材料としてキナクリドンを用い、シンチレータ３０の材料としてＣｓＩ：Ｔｌを用いたとしても、光電変換素子３４３の分光感度の極大値とシンチレータ３０の蛍光のピーク波長とを適合させることができる。
【００８５】
本例のＸ線画像検出装置３０３において、第２のセンサパネル３３２もまた、複数の第２のセンサモジュール３５０を有しており、これらの第２のセンサモジュール３５０は、面状に配列され、隣り合うセンサモジュール３５０と互いに連結されている。
【００８６】
第２のセンサモジュール３５０は、第１のセンサモジュール３４０と同様に、半導体基板３５１と、この半導体基板３５１に２次元状に配列された複数の画素３５２とを有している。各画素３５２は、シンチレータ３０から出射された蛍光を受光して電荷を生成する光電変換素子３５３と、光電変換素子３５３において生成された電荷を読み出すための読み出し回路部３５４とで構成されている。そして、光電変換素子３５３は、有機光電変換素子であって、半導体基板３５１上に積層された、ＯＰＣ材料の薄膜からなる光導電層３５７、及びこれを挟む一対の電極３５８ａ，３５８ｂによって形成されている。一方、読み出し回路部３５４は、半導体基板３５１に形成されており、その上に形成された光電変換素子３５３の一方の電極３５８ｂと接続される。また、半導体基板３５１において隣り合う画素３５２の間には画素分離領域３５５が形成されている。
【００８７】
以上のように構成された第１のセンサパネル３３１及び第２のセンサパネル３３２は、それらの対向方向にみて、Ｘ方向に隣り合う第１のセンサモジュール３４０の連結部３４６と同じくＸ方向に隣り合う第２のセンサモジュール３５０の連結部３５６とがＸ方向に間隔を置くように配置されている。かかる相対位置関係において、第１のセンサパネル３３１における連結部３４６に、第２のセンサパネル３３２における画素３５２の並びが重なっている。
【００８８】
コンソール４の画像処理部２２（図２参照）は、第１のセンサパネル３３１によって生成された第１の画像データにおいて連結部３４６に対応する欠陥画素について、それらの欠陥画素に対応する第２の画像データの画素の画素情報を用い、適宜な重み付け等を行って補間してＸ線画像を生成する。それにより、欠陥画素がない、あるいは欠陥画素が削減されたＸ線画像を得ることができる。
【００８９】
図１２は、本発明の実施形態を説明するための放射線画像検出装置の他の例を示す。
【００９０】
図１２に示すＸ画像検出装置４０３は、Ｘ線露光によって蛍光を発する蛍光組成物を含むシンチレータ３０と、シンチレータ３０を間に挟むように配置された第１のセンサパネル４３１及び第２のセンサパネル４３２とを備えている。
【００９１】
Ｘ線画像検出装置４０３におけるＸ線入射側に配置される第１のセンサパネル４３１は、複数の第１のセンサモジュール４４０を有しており、これらの第１のセンサモジュール４４０は、面状に配列され、隣り合うセンサモジュール４４０と互いに連結されている。
【００９２】
第１のセンサモジュール４４０は、半導体基板４４１と、この半導体基板４４１に２次元状に配列された複数の画素４４２とを有している。各画素４４２は、シンチレータから出射された蛍光を受光して電荷を生成する光電変換素子４４３と、光電変換素子４４３において生成された電荷を読み出すための読み出し回路部４４４とで構成されている。また、半導体基板４４１において隣り合う画素４４２の間には画素分離領域４４５が形成されている。
【００９３】
半導体基板４４１は、いわゆるＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板であり、単結晶シリコン基板４４１ａ、シリコン酸化膜からなる絶縁層４４１ｂ、そして、単結晶シリコン層４４１ｃが、この順に積層されて形成されている。画素４４２を構成する光電変換素子４４３及び読み出し回路部４４４は、いずれも、半導体基板４４１の表層を構成する単結晶シリコン層４４１ｃに形成されている。ＳＯＩ基板の表層シリコン層４４１ｃに形成された光電変換素子４４３及び読み出し回路部４４４は、絶縁層４４１ｂがあることにより、バルクの単結晶シリコン基板に形成される場合に比べて、Ｘ線耐性に優れる。
【００９４】
本例のＸ線画像検出装置４０３において、第２のセンサパネル４３２もまた、複数の第２のセンサモジュール４５０を有しており、これらの第２のセンサモジュール４５０は、面状に配列され、隣り合うセンサモジュール４５０と互いに連結されている。
【００９５】
第２のセンサモジュール４５０は、第１のセンサモジュール４４０と同様に、単結晶シリコン基板４５１ａ、シリコン酸化膜からなる絶縁層４５１ｂ、そして、単結晶シリコン層４５１ｃが、この順に積層されて形成されたＳＯＩ基板４５１と、この半導体基板４５１に２次元状に配列された複数の画素４５２とを有している。各画素４５２は、シンチレータ３０から出射された蛍光を受光して電荷を生成する光電変換素子４５３と、光電変換素子４５３において生成された電荷を読み出すための読み出し回路部４５４とで構成されている。画素４５２を構成する光電変換素子４５３及び読み出し回路部４５４は、いずれも、半導体基板４５１の表層を構成する単結晶シリコン層４５１ｃに形成されている。また、ＳＯＩ基板４５１において隣り合う画素４５２の間には画素分離領域４５５が形成されている。
【００９６】
以上のように構成された第１のセンサパネル４３１及び第２のセンサパネル４３２は、それらの対向方向にみて、Ｘ方向に隣り合う第１のセンサモジュール４４０の連結部４４６と同じくＸ方向に隣り合う第２のセンサモジュール４５０の連結部４５６とがＸ方向に間隔を置くように配置されている。かかる相対位置関係において、第１のセンサパネル４３１における連結部４４６に、第２のセンサパネル４３２における画素４５２の並びが重なっている。
【００９７】
コンソール４の画像処理部２２（図２参照）は、第１のセンサパネル４３１によって生成された第１の画像データにおいて連結部４４６に対応する欠陥画素について、それらの欠陥画素に対応する第２の画像データの画素の画素情報を用い、適宜な重み付け等を行って補間してＸ線画像を生成する。それにより、欠陥画素がない、あるいは欠陥画素が削減されたＸ線画像を得ることができる。
【００９８】
上述した放射線画像検出装置は、放射線画像を高感度、高精細に検出しうるため、低放射線照射量で鮮鋭な画像を検出することを要求される、マンモグラフィなどの医療診断用のＸ線撮影装置をはじめ、様々な装置に組み込んで使用することができる。例えば、工業用のＸ線撮影装置として非破壊検査に用いたり、或いは、電磁波以外の粒子線（α線、β線、γ線）の検出装置として用いたりすることができ、その応用範囲は広い。
【００９９】
以上説明したように、本明細書には、下記（１）〜（１５）の放射線画像検出装置、及び下記（１６）の放射線撮影装置が開示されている。
【０１００】
（１） 放射線露光によって蛍光を発する蛍光組成物を含む蛍光体と、前記蛍光体の放射線入射側に配置され、前記蛍光体から出射される蛍光を検出する光電変換素子及び該光電変換素子に生じた電荷を読み出す読出し回路部を各々含む画素が２次元状に配列された第１のセンサパネルと、前記蛍光体を挟んで前記第１のセンサパネルに対向して配置され、前記蛍光体から出射される蛍光を検出する光電変換素子及び該光電変換素子に生じた電荷を読み出す読出し回路部を各々含む画素が２次元状に配列された第２のセンサパネルと、を備え、前記第１のセンサパネルは、各々前記画素の２次元配列を有する複数の第１のセンサモジュールが少なくとも第１の方向に配列されて構成されており、前記第２のセンサパネルは、前記第１のセンサパネルにおける複数のセンサモジュールの連結部の少なくとも一部に、該第２のセンサパネルにおける前記画素の並びが重なるように配置されている放射線画像検出装置。
（２） 上記（１）の放射線画像検出装置であって、前記第２のセンサパネルは、各々前記画素の２次元配列を有する複数の第２のセンサモジュールが少なくとも前記第１の方向に配列されて構成されており、前記第１のセンサパネルと前記第２のセンサパネルとの対向方向にみて、前記第１のセンサパネルにおいて前記第１の方向に隣り合う第１のセンサモジュールの連結部と、前記第２のセンサパネルにおいて前記第１の方向に隣り合う第２のセンサモジュールの連結部とは、前記第１の方向に間隔を置いている放射線画像検出装置。
（３） 上記（２）の放射線画像検出装置であって、前記第１のセンサパネルは、前記複数の第１のセンサモジュールが前記第１の方向及び該第１の方向と交差する第２の方向に配列されて構成され、前記第２のセンサパネルは、前記複数の第２のセンサモジュールが前記第１の方向及び該第１の方向と交差する第２の方向に配列されて構成されており、 前記第１のセンサパネルと前記第２のセンサパネルとの対向方向にみて、前記第１のセンサパネルにおいて前記第２の方向に隣り合う第１のセンサモジュールの連結部と、前記第２のセンサパネルにおいて前記第２の方向に隣り合う第２のセンサモジュールの連結部とは、前記第２の方向に間隔を置いている放射線画像検出装置。
（４） 上記（１）の放射線画像検出装置であって、前記第２のセンサパネルは、単一のモジュールとして構成されている放射線画像検出装置。
（５） 上記（１）から（４）のいずれか一つの放射線画像検出装置であって、前記第１のセンサモジュールは、半導体基板を有し、前記読出し回路部が該半導体基板に形成されている放射線画像検出装置。
（６） 上記（２）又は（３）の放射線画像検出装置であって、前記第２のセンサモジュールは、半導体基板を有し、前記読み出し回路部が該半導体基板に形成されている放射線画像検出装置。
（７） 上記（５）又は（６）の放射線画像検出装置であって、前記半導体基板を形成する半導体材料は、結晶シリコンよりもバンドギャップが大きい放射線画像検出装置。
（８） 上記（７）の放射線画像検出装置であって、前記半導体材料は、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＺｎＯ、Ｃ（ダイヤモンド）、ＢＮ、ＡｌＮの群から選ばれるいずれか一つである放射線画像検出装置。
（９） 上記（７）又は（８）の放射線画像検出装置であって、前記光電変換素子は、前記半導体基板に形成されている放射線画像検出装置。
（１０） 上記（９）の放射線画像検出装置であって、前記蛍光体の蛍光のピーク波長は、５４０ｎｍよりも小さい放射線画像検出装置。
（１１） 上記（１０）の放射線画像変換装置であって、前記蛍光組成物は、ＣｓＩ：Ｎａ、ＢａＦＸ：Ｅｕ（Ｘはハロゲン）、ＣａＷＯ４、ＺｎＳ：Ａｇ、ＬａＯＢｒ：ｔｂ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂの群から選ばれるいずれか一つである放射線画像検出装置。
（１２） 上記（７）又は（８）に記載の放射線画像検出装置であって、前記光電変換素子は、有機光電変換素子であって、前記半導体基板上に形成されている放射線画像検出装置。
（１３） 上記（５）又は（６）の放射線画像検出装置であって、前記半導体基板は、ＳＯＩ基板である放射線画像検出装置。
（１４） 上記（１）から（１３）のいずれか一つの放射線画像検出装置であって、前記第１のセンサパネルは、支持基板を有しており、前記複数の第１のセンサモジュールは、前記支持基板にそれぞれ固定されている放射線画像検出装置。
（１５） 上記（１４）の放射線画像検出装置であって、前記複数の第１のセンサモジュールは、解体型接着剤によって前記支持基板にそれぞれ接着されている放射線画像検出装置。
（１６） 上記（１）から（１５）のいずれか一つの放射線画像検出装置と、前記第１のセンサパネルによって生成される第１の画像データ、及び前記第２のセンサパネルによって生成される第２の画像データを用いて、放射線画像を生成する画像処理部と、を備え、 前記画像処理部は、前記第１の画像データにおいて、隣り合う前記第１のセンサモジュールの連結部に対応する画素情報を、前記第２の画像データにおいて対応する画素情報を用いて補間し、放射線画像を生成する放射線撮影装置。
【符号の説明】
【０１０１】
１ Ｘ線撮影装置
２ Ｘ線源
３ Ｘ線画像検出装置
４ コンソール
５ Ｘ線源保持装置
６ スタンド
１０ Ｘ線源制御部
１１ 高電圧発生器
１２ Ｘ線管
１３ コリメータ
１４ コリメータユニット
１５ 天井レール
１６ 台車部
１７ 支柱部
１８ 本体
１９ 保持部
２０ 制御装置
２１ 入力装置
２２ 画像処理部
２３ 画像記憶部
２４ モニタ
２５ Ｉ／Ｆ
２６ バス
３０ シンチレータ（蛍光体）
３１ 第１のセンサパネル
３２ 第２のセンサパネル
３３ 接着層
３４ 柱状部
３５ 柱状結晶
３６ 非柱状部
４０ 第１のセンサモジュール
４１ 半導体基板
４２ 画素
４３ 光電変換素子
４４ 読み出し回路部
４５ 画素分離領域
４６ 連結部
５０ 第２のセンサモジュール
５１ 半導体基板
５２ 画素
５３ 光電変換素子
５４ 読み出し回路部
５５ 画素分離領域
５６ 連結部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線露光によって蛍光を発する蛍光組成物を含む蛍光体と、
前記蛍光体の放射線入射側に配置され、前記蛍光体から出射される蛍光を検出する光電変換素子及び該光電変換素子に生じた電荷を読み出す読出し回路部を各々含む画素が２次元状に配列された第１のセンサパネルと、
前記蛍光体を挟んで前記第１のセンサパネルに対向して配置され、前記蛍光体から出射される蛍光を検出する光電変換素子及び該光電変換素子に生じた電荷を読み出す読出し回路部を各々含む画素が２次元状に配列された第２のセンサパネルと、
を備え、
前記第１のセンサパネルは、各々前記画素の２次元配列を有する複数の第１のセンサモジュールが少なくとも第１の方向に配列されて構成されており、
前記第２のセンサパネルは、前記第１のセンサパネルにおける複数のセンサモジュールの連結部の少なくとも一部に、該第２のセンサパネルにおける前記画素の並びが重なるように配置されている放射線画像検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線画像検出装置であって、
前記第２のセンサパネルは、各々前記画素の２次元配列を有する複数の第２のセンサモジュールが少なくとも前記第１の方向に配列されて構成されており、
前記第１のセンサパネルと前記第２のセンサパネルとの対向方向にみて、前記第１のセンサパネルにおいて前記第１の方向に隣り合う第１のセンサモジュールの連結部と、前記第２のセンサパネルにおいて前記第１の方向に隣り合う第２のセンサモジュールの連結部とは、前記第１の方向に間隔を置いている放射線画像検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の放射線画像検出装置であって、
前記第１のセンサパネルは、前記複数の第１のセンサモジュールが前記第１の方向及び該第１の方向と交差する第２の方向に配列されて構成され、
前記第２のセンサパネルは、前記複数の第２のセンサモジュールが前記第１の方向及び該第１の方向と交差する第２の方向に配列されて構成されており、
前記第１のセンサパネルと前記第２のセンサパネルとの対向方向にみて、前記第１のセンサパネルにおいて前記第２の方向に隣り合う第１のセンサモジュールの連結部と、前記第２のセンサパネルにおいて前記第２の方向に隣り合う第２のセンサモジュールの連結部とは、前記第２の方向に間隔を置いている放射線画像検出装置。
【請求項４】
請求項１に記載の放射線画像検出装置であって、
前記第２のセンサパネルは、単一のモジュールとして構成されている放射線画像検出装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の放射線画像検出装置であって、
前記第１のセンサモジュールは、半導体基板を有し、前記読出し回路部が該半導体基板に形成されている放射線画像検出装置。
【請求項６】
請求項２又は３に記載の放射線画像検出装置であって、
前記第２のセンサモジュールは、半導体基板を有し、前記読み出し回路部が該半導体基板に形成されている放射線画像検出装置。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の放射線画像検出装置であって、
前記半導体基板を形成する半導体材料は、結晶シリコンよりもバンドギャップが大きい放射線画像検出装置。
【請求項８】
請求項７に記載の放射線画像検出装置であって、
前記半導体材料は、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＺｎＯ、Ｃ（ダイヤモンド）、ＢＮ、ＡｌＮの群から選ばれるいずれか一つである放射線画像検出装置。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の放射線画像検出装置であって、
前記光電変換素子は、前記半導体基板に形成されている放射線画像検出装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の放射線画像検出装置であって、
前記蛍光体の蛍光のピーク波長は、５４０ｎｍよりも小さい放射線画像検出装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の放射線画像変換装置であって、
前記蛍光組成物は、ＣｓＩ：Ｎａ、ＢａＦＸ：Ｅｕ（Ｘはハロゲン）、ＣａＷＯ４、ＺｎＳ：Ａｇ、ＬａＯＢｒ：ｔｂ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂの群から選ばれるいずれか一つである放射線画像検出装置。
【請求項１２】
請求項７又は８に記載の放射線画像検出装置であって、
前記光電変換素子は、有機光電変換素子であって、前記半導体基板上に形成されている放射線画像検出装置。
【請求項１３】
請求項５又は６に記載の放射線画像検出装置であって、
前記半導体基板は、ＳＯＩ基板である放射線画像検出装置。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか一項に記載の放射線画像検出装置であって、
前記第１のセンサパネルは、支持基板を有しており、
前記複数の第１のセンサモジュールは、前記支持基板にそれぞれ固定されている放射線画像検出装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の放射線画像検出装置であって、
前記複数の第１のセンサモジュールは、解体型接着剤によって前記支持基板にそれぞれ接着されている放射線画像検出装置。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか一項に記載の放射線画像検出装置と、
前記第１のセンサパネルによって生成される第１の画像データ、及び前記第２のセンサパネルによって生成される第２の画像データを用いて、放射線画像を生成する画像処理部と、
を備え、
前記画像処理部は、前記第１の画像データにおいて、隣り合う前記第１のセンサモジュールの連結部に対応する画素情報を、前記第２の画像データにおいて対応する画素情報を用いて補間し、放射線画像を生成する放射線撮影装置。
【請求項１】
放射線露光によって蛍光を発する蛍光組成物を含む蛍光体と、
前記蛍光体の放射線入射側に配置され、前記蛍光体から出射される蛍光を検出する光電変換素子及び該光電変換素子に生じた電荷を読み出す読出し回路部を各々含む画素が２次元状に配列された第１のセンサパネルと、
前記蛍光体を挟んで前記第１のセンサパネルに対向して配置され、前記蛍光体から出射される蛍光を検出する光電変換素子及び該光電変換素子に生じた電荷を読み出す読出し回路部を各々含む画素が２次元状に配列された第２のセンサパネルと、
を備え、
前記第１のセンサパネルは、各々前記画素の２次元配列を有する複数の第１のセンサモジュールが少なくとも第１の方向に配列されて構成されており、
前記第２のセンサパネルは、前記第１のセンサパネルにおける複数のセンサモジュールの連結部の少なくとも一部に、該第２のセンサパネルにおける前記画素の並びが重なるように配置されている放射線画像検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線画像検出装置であって、
前記第２のセンサパネルは、各々前記画素の２次元配列を有する複数の第２のセンサモジュールが少なくとも前記第１の方向に配列されて構成されており、
前記第１のセンサパネルと前記第２のセンサパネルとの対向方向にみて、前記第１のセンサパネルにおいて前記第１の方向に隣り合う第１のセンサモジュールの連結部と、前記第２のセンサパネルにおいて前記第１の方向に隣り合う第２のセンサモジュールの連結部とは、前記第１の方向に間隔を置いている放射線画像検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の放射線画像検出装置であって、
前記第１のセンサパネルは、前記複数の第１のセンサモジュールが前記第１の方向及び該第１の方向と交差する第２の方向に配列されて構成され、
前記第２のセンサパネルは、前記複数の第２のセンサモジュールが前記第１の方向及び該第１の方向と交差する第２の方向に配列されて構成されており、
前記第１のセンサパネルと前記第２のセンサパネルとの対向方向にみて、前記第１のセンサパネルにおいて前記第２の方向に隣り合う第１のセンサモジュールの連結部と、前記第２のセンサパネルにおいて前記第２の方向に隣り合う第２のセンサモジュールの連結部とは、前記第２の方向に間隔を置いている放射線画像検出装置。
【請求項４】
請求項１に記載の放射線画像検出装置であって、
前記第２のセンサパネルは、単一のモジュールとして構成されている放射線画像検出装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の放射線画像検出装置であって、
前記第１のセンサモジュールは、半導体基板を有し、前記読出し回路部が該半導体基板に形成されている放射線画像検出装置。
【請求項６】
請求項２又は３に記載の放射線画像検出装置であって、
前記第２のセンサモジュールは、半導体基板を有し、前記読み出し回路部が該半導体基板に形成されている放射線画像検出装置。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の放射線画像検出装置であって、
前記半導体基板を形成する半導体材料は、結晶シリコンよりもバンドギャップが大きい放射線画像検出装置。
【請求項８】
請求項７に記載の放射線画像検出装置であって、
前記半導体材料は、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＺｎＯ、Ｃ（ダイヤモンド）、ＢＮ、ＡｌＮの群から選ばれるいずれか一つである放射線画像検出装置。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の放射線画像検出装置であって、
前記光電変換素子は、前記半導体基板に形成されている放射線画像検出装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の放射線画像検出装置であって、
前記蛍光体の蛍光のピーク波長は、５４０ｎｍよりも小さい放射線画像検出装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の放射線画像変換装置であって、
前記蛍光組成物は、ＣｓＩ：Ｎａ、ＢａＦＸ：Ｅｕ（Ｘはハロゲン）、ＣａＷＯ４、ＺｎＳ：Ａｇ、ＬａＯＢｒ：ｔｂ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂの群から選ばれるいずれか一つである放射線画像検出装置。
【請求項１２】
請求項７又は８に記載の放射線画像検出装置であって、
前記光電変換素子は、有機光電変換素子であって、前記半導体基板上に形成されている放射線画像検出装置。
【請求項１３】
請求項５又は６に記載の放射線画像検出装置であって、
前記半導体基板は、ＳＯＩ基板である放射線画像検出装置。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか一項に記載の放射線画像検出装置であって、
前記第１のセンサパネルは、支持基板を有しており、
前記複数の第１のセンサモジュールは、前記支持基板にそれぞれ固定されている放射線画像検出装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の放射線画像検出装置であって、
前記複数の第１のセンサモジュールは、解体型接着剤によって前記支持基板にそれぞれ接着されている放射線画像検出装置。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか一項に記載の放射線画像検出装置と、
前記第１のセンサパネルによって生成される第１の画像データ、及び前記第２のセンサパネルによって生成される第２の画像データを用いて、放射線画像を生成する画像処理部と、
を備え、
前記画像処理部は、前記第１の画像データにおいて、隣り合う前記第１のセンサモジュールの連結部に対応する画素情報を、前記第２の画像データにおいて対応する画素情報を用いて補間し、放射線画像を生成する放射線撮影装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２２９９９９（Ｐ２０１２−２２９９９９Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９８５０８（Ｐ２０１１−９８５０８）
【出願日】平成２３年４月２６日（２０１１．４．２６）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２６日（２０１１．４．２６）
【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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