JP2003014860A

JP2003014860A - 放射線検出器および放射線検査装置

Info

Publication number: JP2003014860A
Application number: JP2001197648A
Authority: JP
Inventors: Naoto Watanabe; 直人渡邊
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-06-29
Filing date: 2001-06-29
Publication date: 2003-01-15
Also published as: US20030010925A1; US20060076500A1; US6881961B2; US7078703B2

Abstract

(57)【要約】【課題】フラットパネル型Ｘ線検出器の検出特性を良
好に維持し、環境温度による破損や結露の発生を防止す
る。【解決手段】放射線を検出する部材がマトリクス状に
配列され、各部材からの検出信号が所定のシーケンスで
読み出される放射線検出器において、この放射線検出器
を所定温度に保持するための温度保持手段を備えた。こ
れにより、稼動時には検出特性を安定に保ち、非稼動時
には結露の発生や損傷を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、通常フラットパネ
ル型放射線検出器と呼ばれている放射線検出器と、この
放射線検出器を備えた、医療用あるいは工業用として使
用される放射線検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】被検体の放射線透視画像を得るための放
射線検出器として、従来からイメージインテンシファイ
ア（以下、Ｉ．Ｉ．と略称する。）と撮像管あるいは固
体撮像素子（例えば、Charge Coupled Device：ＣＣ
Ｄ）とを組合せたものが用いられている。これは、被検
体を透過したＸ線情報を光学情報に変換し、この光学情
報をテレビカメラに取り込んで、テレビモニタに画像と
して表示したり、フィルムに焼き込んだりするものであ
る。このような、Ｉ．Ｉ．と撮像管あるいはＣＣＤとを
組合せた放射線検出器に対し、より繊細な欠陥や病変を
検出したいという強いニーズに応える新しい放射線検出
器として、近時、半導体技術を駆使したフラットパネル
型放射線検出器（Flat Panel Detector：ＦＰＤ）が
開発されてきている。このＦＰＤは、例えばガラス基板
上に形成されるスイッチング素子や容量を、放射線を電
荷などに変換する光導電膜などで覆うように形成した半
導体アレイであり、高解像度、軽量・コンパクトで、画
像歪みも少ないという特徴を備えている。そこで、この
ＦＰＤの概要について、図７ないし図１０を参照して説
明する。なお、ＦＰＤには、放射線を直接電気信号に変
換する直接変換型と、放射線を一旦光に変換し、その光
を電気信号に変換する間接変換型とがあるが、ここでは
直接変換型のＦＰＤについて説明するものとする。

【０００３】図７は、ＦＰＤの一例の概略構成を示した
説明図である。ＦＰＤは、表面が放射線を電荷に変換す
る変換膜で覆われた多数の画素１から成り、画素１がマ
トリックス状に配列されて１画面を形成している。各画
素１には後述するように、入射した放射線に基づき変換
された電荷を蓄積する容量と、この容量に蓄積された電
荷を信号として取り出すためのスイッチング素子とが含
まれている。そして、そのスイッチング素子を介して各
画素１の電極がゲート線ＧＬｊ（ｊ＝１〜ｍ；ｍは２以
上の整数）と信号線ＳＬｉ（ｉ＝１〜ｎ；ｎは２以上の
整数）に接続されている。また、各ゲート線ＧＬｊは、
ゲート線駆動回路２に接続されているとともに、信号線
ＳＬｉは、信号読み出し回路３に接続されている。これ
らゲート線駆動回路２および信号読み出し回路３は、タ
イミング制御回路４によって制御される。ゲート線ＧＬ
ｊは、テレビジョンの走査線に相当し、ゲート線駆動回
路２が、あるゲート線ＧＬｊに駆動信号を供給すると、
駆動信号の供給された当該ゲート線ＧＬｊに接続されて
いる全ての画素１は、オン状態になるのに十分な励起状
態に置かれることになる。なお、ゲート線駆動回路２
は、ゲート線ＧＬ１、ＧＬ２、…ＧＬｍを順次走査する
ように、１画面分の全てのゲート線ＧＬｊに、所定のタ
イミングで順次駆動信号を供給するようにしてもよい
し、あるいは、飛び越し走査として、奇数番目のゲート
線ＧＬ１、ＧＬ３、…ＧＬｍ−１に駆動信号を順次供給
した後、偶数番目のゲート線ＧＬ２、ＧＬ４、…ＧＬｍ
に駆動信号を順次供給するようにしてもよい。また、信
号読み出し回路３は、各信号線ＳＬｉに対応して設けら
れ、例えば図８に示すように、電圧変換と入力信号の増
幅を行うプリアンプＰＡ１〜ＰＡｎと、各プリアンプＰ
Ａ１〜ＰＡｎからの出力を逐次スイッチングするマルチ
プレクサ５と、マルチプレクサ５からのアナログ信号を
デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器６とで構成されて
いる。なお、各信号線ＳＬｉから得られる信号は、画像
信号である。

【０００４】さて、ＦＰＤを構成する画素１の断面構造
の一例を、図９に模式的に示し、その等価回路を図１０
に示してあるので、次に、これらの図を参照して画素１
について説明する。画素１は、ガラス基板１１の上に形
成されるスイッチング素子としての薄膜トランジスタ
（thin film transistor：ＴＦＴ）１２や蓄積容量１
３等を含んで構成されている。ＴＦＴ１２は、ゲート電
極１４と、ゲート電極１４を覆うように形成されたゲー
ト絶縁膜１５と、ゲート絶縁膜１５上に形成されたソー
ス電極１６およびドレイン電極１７とから成っている。
そして、ゲート電極１４はゲート線ＧＬｊに接続され、
ソース電極１６は信号線ＳＬｉに接続され、さらにドレ
イン電極１７は、画素電極１８に接続されている。蓄積
容量１３は、画素電極１８とバイアス電源１９の負端子
と接続された下部共通電極２０とが、絶縁膜２１を介し
て対向して形成される構造となっている。また、ソース
電極１６、ドレイン電極１７および画素電極１８を覆う
ように、電荷阻止層２２が形成されている。さらに、Ｔ
ＦＴ１２および蓄積容量１３を覆うように、放射線を電
荷に変換する変換膜２３、誘電体層２４、およびバイア
ス電源１９の正端子に接続される上部共通電極２５が順
に形成されて画素容量Ｃｐが構成される。なお、変換膜
２３用の材料としては、放射線を吸収して電荷に変換す
る効率の高い半導体材料、例えば、真空蒸着法によって
５００〜１０００μｍの厚さに形成されるアモルファス
セレニウム（ａ−Ｓｅ）膜が用いられる。この半導体材
料で形成された膜は、光導電膜とも称される。

【０００５】次に、上記のように構成されているＦＰＤ
の動作について説明する。放射線が変換膜２３に入射す
ると、この放射線が変換膜２３中で吸収され、放射線量
に応じた電荷に変換される。変換膜２３と蓄積容量１３
とは、構造上電気的に直列に接続された容量を形成する
ので、バイアス電源１９によって上部共通電極２５と下
部共通電極２０との間に、バイアス電圧を印加すること
により、発生した電荷（電子、正孔）は、それぞれ極性
の異なる電極に移動し、これによって蓄積容量１３には
所定の電荷が蓄積される。よって、画素１毎に、被検体
を透過した放射線を電荷に変換して蓄積するので、これ
を画像信号として取り出すことによって、放射線画像を
形成することができる。ＦＰＤから画像信号を取り出す
方法は、以下のとおりである。すなわち、蓄積容量１３
に蓄積された電荷は、ＴＦＴ１２をオン状態にするのに
十分な電圧をゲート線ＧＬｊに与えることにより、信号
線ＳＬｉを介して外部に取り出すことができる。従っ
て、図７に示すように、ゲート線駆動回路２を用いて、
ゲート線ＧＬｊに順次あるいは１本おきに駆動電圧を供
給することにより、全画素１にわたって信号を読み出す
ことができる。そして、各画素１から取り出された信号
は、信号線ＳＬｉの各列に接続された信号読み出し回路
３によって、それぞれ電圧変換、増幅、Ａ／Ｄ変換等が
なされ、デジタル画像信号として放射線像の情報が検出
されることになる。

【０００６】以上説明したように、ＦＰＤは、放射線を
電荷量に変換して蓄積する画素を、二次元状に多数配列
して形成したものであり、Ｉ．Ｉ．とテレビカメラを組
合せたものに比べて種々の特徴を備えている。例えば、
解像度が高く歪みの少ない画像が得られ、さらに、放射
線像の情報がデジタル画像信号として得られるので、画
像処理が容易である。また、大幅な薄型化、軽量化が図
られるので、放射線検査装置への取付け構造が簡単とな
り、放射線検査装置の操作範囲が広がったり、小型軽量
化を実現したり、医療用の検査装置に用いる場合には、
患者への圧迫感を軽減することもできる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにＦＰＤ
は、半導体アレイで形成されており、内部に多数の半導
体能動素子を備えているので、稼動時にはこの能動素子
が発熱することになる。そのため、放射線の検出感度な
どの特性を左右する部品（例えば、変換膜）の温度も変
化し、その結果、安定した本来の画像が得られなくなる
可能性があるという問題があった。また、稼動時に、Ｆ
ＰＤの温度をかなり精度良くコントロールしないと、検
出特性が劣化して、有用な検査画像（ＦＰＤを、例えば
医療用の検査装置に用いた場合には、臨床上有用な画
像）が得られなくなる惧れもあった。例えば、ＦＰＤを
採用した循環器用Ｘ線診断装置によって、透視撮影を実
施しながら、患者に対してカテーテル操作をしている最
中に、ＦＰＤの検出特性が劣化するような事態が起こっ
た場合には、透視画像が得られなかったり、得られても
不鮮明な透視画像でしかない状況下で、カテーテル操作
をしなければならない事態を招くことにもなりかねない
ものであった。一方、放射線検査装置の非稼動時には、
放射線検査装置の設置されている環境によっては、ＦＰ
Ｄが低温に晒されることが予想される。ＦＰＤは、低温
では壊れる可能性があり、そのため、ある温度以下とな
らないように加温することが必要であるが、そのような
手段は非稼動時にのみ必要となる。

【０００８】上述のように、ＦＰＤは、ＴＦＴアレイの
上面に放射線を電荷に変換する変換膜が蒸着された構造
となっており、放射線の照射によって画素毎に蓄えられ
た電荷は、ＴＦＴアレイのスイッチングによって読み出
されるが、低温においては、ＴＦＴアレイと変換膜の熱
膨張係数の違いから、変換膜が剥離し、二度と画像収集
ができなくなる可能性がある。また、ＦＰＤは、高温下
に長時間放置すると、再結晶化が生じて寿命が短くなる
ことが知られており、設置環境によっては、非稼動時に
加温ばかりてはなく、冷却が必要になる場合も考えられ
る。このように、ＦＰＤは、稼動時の検出特性を安定化
させるための温度範囲と、非稼動時の損傷を防止したり
寿命を短縮させないための温度範囲とは異なっているの
で、両者を同じ手段で温度コントロールするのは、極め
て無駄が多い。例えば、稼動時の環境温度が１０〜３５
℃であるのに対し、非稼動時の環境温度が−１０〜６０
℃となる場合に、設定温度を３０℃にしようとすると、
稼動時は問題ないものの、非稼動時は環境温度と設定温
度との差が大きいため、場合によっては、結露を生じか
ねない。この結露の発生は、電気回路のショートや電撃
などを引き起こす原因となり、大きな問題となるもので
ある。本発明はこのような問題を解決するためになされ
たものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、放射線を検出する部材が
マトリクス状に配列され、各部材からの検出信号が所定
のシーケンスで読み出される放射線検出器において、こ
の放射線検出器を所定温度に保持するための温度保持手
段を備えたことを特徴とする。これにより、稼動時には
検出特性を安定に保ち、非稼動時には結露の発生や損傷
を防止することができる。

【００１０】また、請求項８に記載の発明は、放射線を
検出する部材がマトリクス状に配列され、各部材からの
検出信号が所定のシーケンスで読み出される放射線検出
手段を備えた放射線検査装置において、前記放射線検出
手段を所定温度に保持する温度保持手段と、この温度保
持手段の保持温度を設定する温度設定手段とを具備する
ことを特徴とする。これにより、放射線検査装置の置か
れている環境に応じて、放射線検出手段を所望の温度に
保持することができ、放射線検査装置を安定に機能させ
ることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る放射線検出器
と、この放射線検出器を備えた放射線検査装置の実施の
形態を、医療用のＸ線撮影装置に適用した場合を例とし
て、図１ないし図６を参照して詳細に説明する。なお、
これらの図において、図７ないし図１０と同一部分には
同一符号を付して示してある。図１は、本発明を適用し
た、医療用のＸ線撮影装置の一実施の形態の概略構成を
示した系統図である。このＸ線撮影装置は、被検体Ｐを
間にして対向配置されたＸ線発生器１００およびフラッ
トパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）２００と、これらＸ線
発生器１００やＦＰＤ２００をはじめとして、Ｘ線撮影
装置全体を制御する中枢的な機能を果たすコンピュータ
やメモリ等を有する制御装置３００と、制御装置３００
に対して操作者が適宜設定操作などを行う操作卓４００
と、ＦＰＤ２００から得られるデジタル画像信号に対し
て階調処理などを施こす画像処理装置５００と、画像処
理装置５００からの出力信号を表示する表示装置６００
とを備えている。このように構成されたＸ線撮影装置の
一般的な動作は次のとおりである。Ｘ線発生器１００か
ら照射されたＸ線は、被検体Ｐを透過してＦＰＤ２００
に入射し、ＦＰＤ２００では、入射したＸ線量に応じた
電荷量分布に変換される。そして、ＦＰＤ２００上に形
成された二次元的な電荷量分布は、図７で説明したゲー
ト線駆動回路２の動作に従い、ゲート線ＧＬｊ毎に信号
線ＳＬｉおよび信号読み出し回路３を介して、デジタル
画像信号として順次読み出され、画像処理装置５００で
階調処理などが施こされた後、表示装置６００へ送ら
れ、Ｘ線透視画像として表示される。

【００１２】次に、本発明に係る放射線検出器の特徴に
ついて説明する。図２は、本発明を適用したＸ線撮影装
置に関連付けて、ＦＰＤ２００の一実施の形態を系統図
で示したものある。ＦＰＤ２００は、既に図７ないし図
１０によって説明したものと同様な機能を奏するＦＰＤ
本体２０１と、このＦＰＤ本体２０１の温度を検出する
温度センサ２０２と、この温度センサ２０２の検出温度
に応じて、ＦＰＤ本体２０１を所望の温度とするように
制御する温度コントローラ２０３と、この温度コントロ
ーラ２０３の制御下で、ＦＰＤ本体２０１を冷却あるい
は加熱する温度保持部２０４と、温度保持部２０４によ
る冷却あるいは加熱の効果を促進させるためのファン２
０５と、ＦＰＤ用電源２０６を備えている。ＦＰＤ本体
２０１の断面構造の一例を、図３に模式的に示してあ
る。すなわち、ＦＰＤ本体２０１は、例えばアルミを材
料として筐体２０１ａが形成され、内部に仕切板２０１
ｂが設けられている。仕切板２０１ｂの一方の面には、
表面が放射線を電荷に変換する変換膜２３で覆われたマ
トリクス状の画素１の構成要素が配置され、仕切板２０
１ｂの背面には、ゲート線駆動回路２、信号読み出し回
路３、タイミング制御回路４などを有する基板２０１ｃ
が配置されている。この画素１側と基板２０１ｃ側と
は、ＴＡＢ（Tape Automatic Bonding）２０１ｄを介
して電気的に接続される。なお、筐体２０１ａの変換膜
２３に対向する側の面（すなわち、Ｘ線の入射する側の
面）は、Ｘ線吸収率の低いＣＦＲＰ（Carbon Fiber R
einforced Plastic）を材料とする板で構成されてい
る。

【００１３】基板２０１ｃに実装されている信号読み出
し回路３は、図８に示したように、プリアンプＰＡ、マ
ルチプレクサ５、Ａ／Ｄ変換器６などを有し、これらの
能動素子は動作中に発熱源となる。変換膜２３を含む画
素１の構成要素は、温度によって感度が不安定になるな
ど、放射線の検出特性に影響を受ける。よって、この発
熱源からの熱の、画素１側への直接的な影響を軽減させ
るために、仕切板２０１ｂと画素１の構成要素および仕
切板２０１ｂと基板２０１ｃとの間には、空気層２０１
ｅを形成するように、スペーサ２０１ｆが介挿されてい
る。また、筐体２０１ａの内面側にも空気層２０１ｅが
形成され、筐体２０１ａ内の空気の流れを良好にするよ
うに配慮されている。温度センサ２０２は、ＦＰＤ本体
２０１の筐体２０１ａ表面か、直接熱の影響を受ける変
換膜２３で覆われた画素１の構成要素に取付けられる。
ここでは、Ｘ線の入射する側とは反対側となる、筐体２
０１ａの外側表面に取付けるものとする。ここに取付け
られる温度センサ２０２の数は、１個でもよいし、複数
個設けて、最も温度の高い所と最も温度の低い所などを
検出したり、ある計算式に基づき算出した平均値を求め
るようにしてもよい。また、温度保持部２０４も筐体２
０１ａの表面か内部に設けられるが、ここでは、温度セ
ンサ２０２と同じく、Ｘ線の入射する側とは反対側の面
に設けるものとする。さらに、ファン２０５は温度保持
部２０４に組合せてユニット化されている。

【００１４】温度センサ２０２で検出された温度値は、
温度コントローラ２０３へ送られる。この温度コントロ
ーラ２０３には、後述する温度設定部３０１に設定され
ている目標温度に関する情報も入力されており、温度コ
ントローラ２０３は、この情報と温度センサ２０２の検
出値とから、温度保持部２０４の動作を制御する。すな
わち、目標温度の上限値と下限値が設定されていて、温
度センサ２０２の検出値が目標温度の上限値を越えてい
れば、温度保持部２０４に冷却動作を開始させ、検出値
が目標温度の下限値を下まわっていれば、温度保持部２
０４に加熱動作を開始させる。また、温度センサ２０２
の検出値が目標温度の上限値と下限値との間にあれば、
加熱も冷却もさせないように、温度保持部２０４の動作
を停止させる。

【００１５】このように動作する温度コントローラ２０
３と温度保持部２０４の回路構成の一実施の形態を図４
に示してある。温度コントローラ２０３は、例えば冷却
動作用としてのスイッチＲ１１、Ｒ１２、Ｒ１３と、加
熱動作用としてのスイッチＲ２１、Ｒ２２、Ｒ２３を有
している。このうち、スイッチＲ１２、Ｒ１３とＲ２
２、Ｒ２３は、互いに対向する辺に位置するようにブリ
ッジ型に接続され、ブリッジの中点に位置するように、
温度保持部２０４が接続されている。この温度保持部２
０４は、供給する電流の方向によって、冷却／加熱の動
作を可逆的に行う例えばペルチエ素子を構成要素とした
ものである。そして、ブリッジの一方の共通端はＦＰＤ
用電源２０６のプラス側に接続され、ブリッジの他方の
共通端は、ファン２０５を介してＦＰＤ用電源２０６の
マイナス側に接続されている。そこで、温度コントロー
ラ２０３において、温度センサ２０２の検出値と温度設
定部３０１に設定されている目標温度の上限値、下限値
とが比較され、検出値が上限値と下限値の間にあるとき
は、全てのスイッチＲ１１〜Ｒ１３と、Ｒ２１〜Ｒ２３
はオフ状態となっている。このような状態のもとで、検
出値が上限値を越えたときには、温度コントローラ２０
３は冷却動作が必要になったと認識し、冷却動作用のス
イッチＲ１１をオンにする。すると、スイッチＲ１１に
連動してスイッチＲ１２、Ｒ１３もオンとなり、スイッ
チＲ１２、Ｒ１３を通してブリッジの中点に位置する温
度保持部２０４に、実線矢印で示す方向に電流が流れ、
温度保持部２０４を構成するペルチエ素子は、冷却動作
を開始し、ファン２０５も回転する。そして、冷却が進
み、温度センサ２０２の検出値が、温度設定部３０１に
設定されている目標温度の上限値より下がると、スイッ
チＲ１１はオフとなり、スイッチＲ１２、Ｒ１３もオフ
となって、冷却動作が停止される。

【００１６】一方、温度センサ２０２の検出値が、温度
設定部３０１に設定されている目標温度の下限値をした
まわったときには、温度コントローラ２０３は加熱動作
が必要になったと認識し、加熱動作用のスイッチＲ２１
をオンにする。すると、スイッチＲ２１に連動してスイ
ッチＲ２２、Ｒ２３もオンとなり、スイッチＲ２２、Ｒ
２３を通してブリッジの中点に位置する温度保持部２０
４に、破線矢印で示す方向に電流が流れる。このときの
電流の向きは、実線矢印で示した冷却時の向きと逆にな
り、温度保持部２０４を構成するペルチエ素子は、加熱
動作を開始し、ファン２０５も回転する。そして、加熱
が進み、温度センサ２０２の検出値が、温度設定部３０
１に設定されている目標温度の下限値より上がると、ス
イッチＲ２１はオフとなり、スイッチＲ２２、Ｒ２３も
オフとなって、加熱動作が停止される。なお、ファン２
０５は、ペルチエ素子の冷却／加熱作用を促進させるた
めに、通常ペルチエ素子に取付けられている放熱フィン
に風を吹き付けるために設けられたものであり、温度保
持部２０４が冷却／加熱動作をしているときにのみ駆動
されるようになっている。

【００１７】ところで、本発明では、温度保持部２０４
を２以上の保持温度で動作させることができるように、
温度設定部３０１での温度設定が可能となっている。す
なわち、ＦＰＤ本体２０１は、稼動時、すなわちＸ線撮
影装置の電源が投入されて画像信号の収集が可能な状態
にあるときには、放射線検出感度などを良好に保つため
に、所定の温度に保つことが必要である。この稼動時に
ＦＰＤ本体２０１を保持する温度をＴ１とすれば、温度
設定部３０１に稼動時の目標温度をＴ１と設定する。一
方、ＦＰＤ本体２０１の非稼動時、すなわちＸ線撮影装
置が使用されていないような場合には、画像信号の収集
がされないので、放射線検出感度を維持するための温度
Ｔ１に保つ必要はなく、かつＦＰＤ本体２０１にも電源
が供給されていないので、能動素子による発熱の問題も
気にすることはない。よって、ＦＰＤ本体２０１は環境
温度にのみ依存することになる。しかし、ＦＰＤ本体２
０１が低温に晒されると、画素１上に蒸着されている変
換膜２３が剥離するという重大な損傷を受ける惧れがあ
り、さらに、高温下に長時間放置された場合には、再結
晶化が生じて寿命を短縮させるという問題も指摘されて
いる。そのため、非稼動時にあってもＦＰＤ本体２０１
を所定温度範囲に保持することが必要となる。この非稼
動時にＦＰＤ本体２０１を保持する温度を、Ｔ２以上Ｔ
３以下とする。

【００１８】図５は、ＦＰＤ本体２０１の保持温度の一
例を示したものであり、（ａ）は、稼動時、（ｂ）は、
非稼動時の様子を示している。すなわち、温度設定部３
０１に稼動時の目標温度をＴ１＝３０℃に設定するもの
とすれば、温度センサ２０２での検出温度が３０℃を越
えていれば、温度コントローラ２０３は温度保持部２０
４の冷却動作を開始させ、温度センサ２０２の検出温度
が３０℃より下がれば、逆に加熱動作を開始させる。こ
の繰返しにより、図５（ａ）に示すように、ＦＰＤ本体
２０１は目標温度Ｔ１＝３０℃を中心として、＋ΔＴ，
−ΔＴの範囲に保持される。このようにして、稼動時に
最も必要とされる放射線検出感度を維持することができ
る。なお、ΔＴはＴ１の値に対して数％のオーダーであ
る。

【００１９】また、非稼動時の目標温度を、低温Ｔ２＝
１０℃と高温Ｔ３＝４０℃の間になるように、温度設定
部３０１に設定する。よって、温度コントローラ２０３
は、温度センサ２０２の検出温度が４０℃を越えていれ
ば、温度保持部２０４の冷却動作を開始させ、温度セン
サ２０２の検出温度が１０℃より下がれば、加熱動作を
開始させる。そして、検出温度が１０℃以上４０℃以下
のときには、加熱も冷却も行わせない。このようにし
て、ＦＰＤ本体２０１の損傷を回避して長寿命化を図る
とともに、無駄なエネルギの消費も抑制することができ
る。なお、非稼動状態において、一例として、ＦＰＤ本
体２０１を１０℃以上４０℃以下に保持するものと説明
したが、例えば４０℃近くに保持されていたものを稼動
状態へ移行しようとすると、稼動時の温度３０℃まで、
温度保持部２０４を冷却動作させて約１０℃温度を下げ
ることが必要となる。しかし、急激に温度を下げようと
すると、ＦＰＤ本体２０１の内外に結露を生じて、電気
回路のショートや電撃に繋がることが懸念される。そこ
で、非稼動時の目標温度のうち、高温Ｔ３を稼動時の目
標温度Ｔ１と同じ３０℃か、それよりも低い温度に設定
しておくものとすれば、非稼動状態にあったものを稼動
状態へ移行する際には、少なくとも温度を上げる方向へ
温度保持部２０４を動作させることになる。よって、結
露の問題を生じさせることはなく、安全性を保つことが
できる。

【００２０】ところで、温度保持部２０４の加熱動作時
に、制御系の故障などによって、温度制御ができずに加
熱動作をし続けるような状況となって、ＦＰＤ本体２０
１の温度を異常に上昇させ、結果としてＦＰＤ本体２０
１を破壊させる事故につながることが予想される。この
ような事故を防ぐために、図４に示した温度保持部２０
４の動作を制御する温度コントローラ２０３の回路にお
いて、例えばスイッチＲ２２に直列に非常用の温度スイ
ッチＳＷを設けている。この温度スイッチＳＷは、例え
ばバイメタルを用いたものであり、保持温度を越えるあ
る温度（例えば５０℃）に達すると温度スイッチＳＷが
開放し、強制的に温度保持部２０４への電流供給を遮断
して、加熱動作を停止させる。なお、スイッチＲ１２に
直列に、ある温度（例えば０℃）以下になると開放され
る温度スイッチを設ければ、温度保持部２０４の冷却動
作時の制御系の故障にも対応することがきる。

【００２１】さて、これまで主にＦＰＤ２００単体に関
して、稼動時、あるいは非稼動時に、温度を適正に保持
する手段の各種の実施の形態について説明したが、次
に、このようなＦＰＤ２００を備えたＸ線撮影装置とし
ての実施の形態について説明する。温度設定部３０１
は、図１に示した制御装置３００に設けられているもの
であって、Ｘ線撮影装置のメインスイッチのオン／オフ
情報の供給を受けて、ＦＰＤ２００の温度コントローラ
２０３へ、稼動時または非稼動時別に、温度コントロー
ル情報を提供する。また、温度設定部３０１は、ＦＰＤ
２００のオン／オフ制御や信号読み出し制御などの一連
の制御ルーチンの中で、稼動時または非稼動時毎のＦＰ
Ｄ２００の保持温度を設定している。この設定温度は、
予めプログラミングされていてもよいし、操作部４００
によって適宜設定することも可能である。なお、Ｘ線撮
影装置の非稼動時にも、ＦＰＤ２００を適正な温度に保
持させることが必要なので、ＦＰＤ用電源２０６は、Ｘ
線撮影装置のメインスイッチのオン／オフの影響を受け
ないように、電源供給ラインは独立した回路配置となっ
ている。また、非稼動状態にあったＸ線撮影装置を稼動
状態にするときは、ＦＰＤ２００は環境温度に応じてＴ
２〜Ｔ３の目標温度範囲に保持されているが、この温度
がＦＰＤ２００の稼動時の適正な目標温度Ｔ１とかけ離
れているような場合は、目標温度Ｔ１に達するまで相当
の時間を要することになる。また、Ｘ線撮影装置をＦＰ
Ｄ２００が目標温度Ｔ１にある状態で動作させなけれ
ば、良好な画像を得ることができない。

【００２２】そこで、温度センサ２０２の検出出力を制
御装置３００に取り込み、温度センサ２０２の検出温度
が、ＦＰＤ２００の目標温度Ｔ１に達するまでに要する
時間、すなわち撮影が可能になるまでの時間を予測し、
その時間を例えば、操作卓４００に備えられている表示
器や、或いは画像を表示するための表示装置６００など
に表示させる。これは、温度保持部２０４の冷却能力や
加熱能力は予め分かっているので、温度センサ２０２で
検出した現在の温度と目標温度との差を求め、この値
と、温度保持部２０４の能力や環境温度などを勘案し
て、所定の演算プログラムによって演算することによっ
て、撮影が可能になるまでの時間を予測し、その時間を
表示するものである。よって操作者などは、この表示さ
れた時間を確認しながら、撮影準備などの作業をするこ
とができ、待ち時間を有効に活用することができる。さ
らに、温度センサ２０２の検出出力を制御装置３００に
取り込み、温度センサ２０２の検出温度が、Ｔ１を中心
として＋ΔＴ，−ΔＴの範囲にあるときのみ、Ｘ線発生
器１００からのＸ線照射を可能とし、上記の範囲を外れ
ているときには、Ｘ線照射を禁止するようなインターロ
ック回路を制御装置３００に組み込むようにすれば、適
正温度に達していないうちに誤まってＸ線を照射して、
不鮮明な透視画像を得てしまったり、撮影のやり直しに
よって患者への被曝線量を増加させるという不都合を防
止することができる。

【００２３】次に、ＦＰＤ２００をＸ線撮影装置に取付
けて使用する場合について、図６を参照して説明する。
図６は、図示しない寝台に寝ている患者などの被検体Ｐ
の傍に、手技を行う医師などの術者Ｄが立っている状態
で、Ｘ線撮影装置に取付けられたＦＰＤ２００が、被検
体Ｐの上に位置している様子を模式的に示したものであ
る。よって、Ｘ線は被検体Ｐの背面側から照射されるこ
とになる。この場合、ＦＰＤ２００は、内部に温度コン
トローラ２０３や温度保持部２０４が設けられたものと
なっている。そして、ＦＰＤ２００には、被検体Ｐの頭
側に位置するように吸気口２００ａが設けられ、被検体
Ｐの脚側に位置するように排気口２００ｂが設けられて
いる。さらに、排気口２００ｃには、フード２００ｃが
取付けられている。よって、図６には示されていないフ
ァン２０５の動作に伴ない、空気は吸気口２００ａから
ＦＰＤ２００の筐体内へ取り込まれ、図３に示した空気
層２０１ｅなどを通り、温度保持部２０４を構成するペ
ルチエ素子に取付けられた放熱フィンと熱交換を行いな
がら、排気口２００ｂから外部へと排出される。この排
出される空気の流れは、フード２００ｃによって、被検
体Ｐの脚元側へ流されるので、被検体Ｐや術者Ｄへ熱風
や冷風を吹き付けて不快な気持ちにさせることを防止で
きる。従って、術者Ｄにとっては、気を散らすことなく
手技を整然と進めることができる。ここで、フード２０
０ｃを回転可能に構成して、適宜排気の流れの向きを変
えられるようにしておけば、手技に応じて術者Ｄや被検
体Ｐに排気が当たらないようにすることができる。ま
た、吸気口２００ｂにもフードを設けたり、このフード
を回転可能にしてもよい。

【００２４】なお、本発明は、上述の実施の形態に限定
されるものではなく、種々の形態での実施が可能であ
る。例えば、放射線検出器の実施の形態として、直接変
換型のフラットパネル型放射線検出器について説明した
が、本発明は、間接変換型のフラットパネル型放射線検
出器にも適用できることは言うまでもない。また本発明
は、医療用のＸ線撮影装置に限らず、例えば非破壊検査
装置のような工業用のＸ線検査装置にも適用することが
できる。

【００２５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項１に
記載の発明によれば、放射線検出器を、稼動時には検出
特性を安定に保ち、非稼動時には結露の発生や損傷を防
止することができる。また、請求項８に記載の発明によ
れば、放射線検査装置の置かれている環境に応じて、放
射線検出手段を所望の温度に保持することができ、放射
線検査装置を安定に機能させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した、医療用Ｘ線撮影装置の一実
施の形態の概略構成を示した系統図である。

【図２】本発明に係る放射線検出器の一実施の形態を説
明するために示した系統図である。

【図３】本発明に係る放射線検出器の一実施の形態の断
面構造を模式的に示した説明図である。

【図４】本発明に係る放射線検出器における温度制御部
分の一実施の形態を示した回路構成図である。

【図５】本発明に係る放射線検出器の保持温度を説明す
るために示した説明図である。

【図６】本発明に係る放射線検出器を備えたＸ線撮影装
置の使用状況の一形態を説明した説明図である。

【図７】公知のフラットパネル型Ｘ線検出器の一例の概
略構成を示した説明図である。

【図８】図７に示したフラットパネル型Ｘ線検出器の信
号読み出し回路の説明図である。

【図９】公知のフラットパネル型Ｘ線検出器を構成する
画素の断面構造の一例を模式的に示した説明図である。

【図１０】図９に示したフラットパネル型Ｘ線検出器を
構成する画素の等価回路の説明図である。

【符号の説明】

１００Ｘ線発生器２００フラットパネル型Ｘ線検出器２０１フラットパネル型Ｘ線検出器本体２０２温度センサ２０３温度コントローラ２０４温度保持部２０５ファン２０６ＦＰＤ用電源３００制御装置３０１温度設定部４００操作卓５００画像処理装置６００表示装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放射線を検出する部材がマトリクス状に
配列され、各部材からの検出信号が所定のシーケンスで
読み出される放射線検出器において、この放射線検出器を所定温度に保持するための温度保持
手段を備えたことを特徴とする放射線検出器。
【請求項２】前記温度保持手段は、放射線検出器を形
成する筐体の外面に設けたことを特徴とする請求項１に
記載の放射線検出器。
【請求項３】前記温度保持手段は、放射線検出器を形
成する筐体の内部に配置される、前記マトリクス状に配
列された放射線を検出する部材を支持する支持部材に設
けたことを特徴とする請求項１に記載の放射線検出器。
【請求項４】前記温度保持手段は、ペルチェ素子を備
えていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のい
ずれか１項に記載の放射線検出器。
【請求項５】前記温度保持手段に、異常温度を検出し
たときに、前記温度保持手段の動作を強制的に停止させ
る異常温度検出手段を備えたことを特徴とする請求項１
ないし請求項４のいずれか１項に記載の放射線検出器。
【請求項６】前記筐体の内部に、前記放射線を検出す
る部材から読み出された信号を増幅する増幅手段を備
え、この増幅手段は、前記放射線を検出する部材を支持
する支持部材に対して、所定の空気層を隔てて設けられ
ていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいず
れか１項に記載の放射線検出器。
【請求項７】前記筐体の内部に空気を取り入れる吸気
口と、内部の空気を外部へ吐き出す排気口とを、前記筐
体に形成し、少なくとも前記排気口に空気の吐き出し方
向を変えるフードを設けたことを特徴とする請求項６に
記載の放射線検出器。
【請求項８】放射線を検出する部材がマトリクス状に
配列され、各部材からの検出信号が所定のシーケンスで
読み出される放射線検出手段を備えた放射線検査装置に
おいて、前記放射線検出手段を所定温度に保持する温度保持手段
と、この温度保持手段の保持温度を設定する温度設定手段と
を具備することを特徴とする放射線検査装置。
【請求項９】前記温度設定手段は、前記温度保持手段
に対して２以上の保持温度を設定することを特徴とする
請求項８に記載の放射線検査装置。
【請求項１０】前記温度設定手段による保持温度の設
定を、前記放射線検査装置の稼動時と非稼動時とに応じ
て切替える切替え手段を備えたことを特徴とする請求項
８または請求項９のいずれか１項に記載の放射線検査装
置。
【請求項１１】前記温度設定手段による前記放射線検
査装置の非稼動時における保持温度の設定は、前記放射
線検査装置の稼動時の保持温度か、それよりも低い温度
に設定することを特徴とする請求項８ないし請求項１０
のいずれか１項に記載の放射線検査装置。
【請求項１２】前記放射線検出手段の温度を検出する
温度検出手段と、この温度検出手段により検出された温
度が、所定の保持温度に対する許容温度範囲外にあると
き、前記放射線照射手段による放射線の照射を禁止する
インターロック手段とを具備することを特徴とする請求
項８ないし請求項１１のいずれか１項に記載の放射線検
査装置。
【請求項１３】前記放射線検出手段の温度を検出する
温度検出手段と、この温度検出手段で検出された温度を基にして、前記温
度設定手段により前記放射線検出手段が稼動時の保持温
度に達するまでの時間を予測する演算手段とを具備する
ことを特徴とする請求項８ないし請求項１１のいずれか
１項に記載の放射線検査装置。
【請求項１４】前記演算手段によって予測された時間
を表示する表示手段を具備することを特徴とする請求項
１３に記載の放射線検査装置。