JP2006226750A - 放射線画像信号検出装置およびフレキシブル基板 - Google Patents

Abstract

【課題】 放射線画像検出器と回路基板とをチャージアンプＩＣの設けられたフレキシブル基板により接続し、放射線画像検出器から出力された電気信号をチャージアンプＩＣにより検出して回路基板に出力する放射線画像信号検出装置において、放射線画像検出器と回路基板との間で形成されるグランドループによるノイズの発生を抑制する。
【解決手段】 放射線画像検出器１０の検出器用グランド線１７と回路基板３０の基板用グランド線３１とを接続するグランド線２６を、フレキシブル基板２５における信号入力線に沿ってチャージアンプＩＣ２０の両側に設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、放射線画像検出器と回路基板とをチャージアンプＩＣの設けられたフレキシブル基板により接続し、放射線画像検出器から出力された電気信号をチャージアンプＩＣにより検出し、その電気信号を回路基板に出力する放射線画像信号検出装置およびその放射線画像信号検出装置に用いられるフレキシブル基板に関するものである。

従来、医療分野などにおいて、被写体を透過した放射線の照射を受けて被写体に関する放射線画像を記録し、その記録された放射線画像に応じた電気信号を出力する放射線画像検出器が各種提案、実用化されている。

上記のような放射線画像検出器としては、たとえば、放射線の照射により電荷を発生する半導体材料を利用し、その発生した電荷を蓄積するとともに、その蓄積された電荷に応じた電気信号を出力する放射線画像検出器が種々提案されており、そのような放射線画像検出器として、いわゆる光読取方式およびＴＦＴ読取方式のものが提案されている。

ここで、上記のような放射線画像検出器から出力された電気信号を検出するものとして、比較的ノイズが小さいチャージアンプＩＣが一般的に用いられている。

そして、たとえば、上記のような放射線画像検出器と、チャージアンプＩＣと、チャージアンプＩＣから出力された電気信号が入力されるとともに、チャージアンプＩＣを制御する制御回路が設けられた回路基板とを用いて放射線画像信号検出装置を構成する場合、装置全体の小型化などといった観点から、たとえば、チャージアンプＩＣとして、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）のようなフレキシブル基板が用いられ、このフレキシブル基板により放射線画像検出器と回路基板とを接続した放射線画像信号検出装置が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００１−２９２９８３号公報

しかしながら、上記のようなフレキシブル基板を用いて上記放射線画像検出器と上記回路基板とを接続して放射線画像信号検出装置を構成した場合、放射線画像検出器のグランド部と回路基板のグランド部とが別々に接地されることになるため、いわゆるグランドループが形成され、放射線画像検出器における接地電位と回路基板の接地電位とが異なることによって電流が発生し、この電流の発生によりチャージアンプＩＣの入力電気信号および出力電気信号にノイズが含まれてしまう。

また、放射線画像検出器から出力される電気信号は比較的小さいため、チャージアンプＩＣの入力端において、外部からのノイズの入力をできるだけ減らすようにすることが望ましい。

本発明は、上記事情に鑑み、上記のような放射線画像検出器とフレキシブル基板と回路基板とを備えた放射線画像信号検出装置において、上記のようなグランドループの形成によって発生するノイズや外部からのノイズを抑制することができる放射線画像信号検出装置およびその放射線画像信号検出装置に用いられるフレキシブル基板を提供することを目的とするものである。

本発明の放射線画像検出装置は、放射線画像を担持した放射線の照射を受けて電荷を発生し、その発生した電荷を電気信号として出力する平面形状の放射線画像検出器と、放射線画像検出器に接続された上記電気信号が流れる信号入力線、その信号入力線に流れる電気信号を検出するチャージアンプＩＣおよびチャージアンプＩＣから出力された出力信号が流れる信号出力線とが設けられたフレキシブル基板と、フレキシブル基板に設けられた信号出力線に接続された上記出力信号が入力される回路基板とを備えた放射線画像信号検出装置において、フレキシブル基板が、信号入力線に沿ってチャージアンプＩＣの両側に設けられた、放射線画像検出器の第１のグランド部と回路基板の第２のグランド部とを接続するグランド線を有することを特徴とする。

また、上記放射線画像信号検出装置においては、回路基板の第２のグランド部を、グランド線および放射線画像検出器の第１のグランド部を介して放射線画像検出器側で接地するようにすることができる。

また、信号入力線を所定の間隔を空けて複数設けるようにし、グランド線を、複数の信号入力線の列の両側に上記所定の間隔と同じ間隔を空けてそれぞれ少なくとも１本設けるようにすることができる。

また、信号出力線を所定の間隔を空けて複数設けるようにし、グランド線を、複数の信号出力線の列の両側に上記所定の間隔と同じ間隔を空けてそれぞれ少なくとも１本設けるようにすることができる。

また、第１のグランド部を、放射線画像検出器の周縁部を囲むように設けられた検出器用グランド線を有するものとすることができる。

本発明のフレキシブル基板は、上記放射線画像信号検出装置に用いられるフレキシブル基板であって、上記信号入力線および上記信号出力線に沿って上記チャージアンプＩＣの両側に設けられた、上記放射線画像検出器の第１のグランド部と上記回路基板の第２のグランド部とを接続するグランド線を有することを特徴とする。

本発明の放射線画像検出装置およびフレキシブル基板によれば、放射線画像検出器の第１のグランド部と回路基板の第２のグランド部とを接続するグランド線を、信号入力線に沿ってチャージアンプＩＣの両側に設けるようにしたので、上記のようなグランドループを形成することなく放射線画像検出器と回路基板との接地電位を同じにすることができるので、上記のようなグランドループに起因するノイズを抑制することができる。

また、上記グランド線を信号入力線に沿ってチャージアンプＩＣの両側に設けるようにしたので、外部から信号入力線へのノイズの飛び込みをグランド線によってガードリングすることができるので、電気信号に含まれる上記ノイズを抑制することができる。

以下、図面を参照して本発明の放射線画像信号検出装置の一実施形態について説明する。図１に、本放射線画像信号検出装置の概略構成図を示す。

本放射線画像信号検出装置は、図１に示すように、放射線画像を担持した放射線の照射を受けて電荷を発生し、その発生した電荷を電気信号として出力する平面形状の放射線画像検出器１０と、放射線画像検出器１０から出力された電気信号を検出するチャージアンプＩＣ２０が設けられたフレキシブル基板２５と、フレキシブル基板２５から出力された出力信号が入力される回路基板３０とを備えている。

放射線画像検出器１０は、詳細には、図２に示すように、放射線画像を担持した放射線を透過する第１の電極層１１、第１の電極層１１を透過した放射線の照射を受けることにより電荷を発生する記録用光導電層１２、記録用光導電層１２において発生した電荷に対しては絶縁体として作用し、且つその電荷と逆極性の輸送電荷に対しては導電体として作用する電荷輸送層１３、読取光の照射を受けることにより電荷を発生する読取用光導電層１４、および読取光を透過する線状に延びる透明線状電極１５ａと読取光を遮光する線状に延びる遮光線状電極１５ｂとが交互の平行に配列された第２の電極層１５をこの順に積層してなるものである。なお、第２の電極層１５における透明線状電極１５ａと遮光線状電極１５ｂとの間には絶縁材料が充填されており、これらの線状電極は互い絶縁されている。また、記録用光導電層１２と電荷輸送層１３との界面には放射線の照射量に応じて発生した電荷が蓄積される蓄電部１６が形成される。なお、図２は、放射線画像検出器１０の概略構成を示すものであり、後述する検出器用グランド線１７などは図示省略してある。

そして、図１に示すように、放射線画像検出器１０の第１の電極層１１には、放射線画像の記録の際に、第１の電極層１１と第２の電極層１５との間に電圧を印加する高電圧源４０が接続されている。

また、第２の電極層１５には、透明線状電極１５ａと遮光線状電極１５ｂだけでなく、図１に示すように、検出器用グランド線１７が設けられている。検出器用グランド線１７は、図１に示すように、放射線画像検出器１０の周縁部を囲むように設けられているとともに、透明線状電極１５ａの一端側が接続され、この検出器用グランド線１７と透明線状電極１５ａとがともに接地されている。そして、上記のように検出器用グランド線１７を設けることにより、遮光線状電極１５ｂに飛び込むノイズも検出器用グランド線１７によってガードリングすることができる。なお、本実施形態においては、透明線状電極１５ａと検出器用グランド線１７とにより請求項における第１のグランド部が形成されている。

フレキシブル基板２５は、図３に示すように、チャージアンプＩＣ２０が設置されるフィルム基板２５ａと、チャージアンプＩＣ２０の入力端と放射線画像検出器１０の遮光線状電極１５ｂとに接続される複数の信号入力線２５ｂと、チャージアンプＩＣ２０の出力端と回路基板３０とに接続される複数の信号出力線２５ｃと、放射線画像検出器１０の検出器用グランド線１７と回路基板の基板用グランド線３１とに接続されるグランド線２６と、チャージアンプＩＣ２０のグランド端子（チャージアンプの非反転入力）とグランド線２６とを接続するＩＣ用グランド線２５ｄとを備えている。そして、グランド線２６は、図３に示すように、信号入力線２５ｂおよび信号出力線２５ｃに沿ってチャージアンプＩＣ２０の両側に設けられている。

なお、フィルム基板２５ａは、たとえば、ポリイミドから形成されており、フレキシブル基板２５は、異方導電性フィルム（ACF : Anisotropic Conductive Film）を用いた熱圧着によって放射線画像検出器１０と回路基板３０とに接着される。

回路基板３０は、チャージアンプＩＣ２０から出力された出力信号に所定の処理を施す信号処理回路が設けられているとともに、チャージアンプＩＣ２０の動作を制御する制御回路が設けられている。なお、回路基板３０の制御回路から出力される制御信号が流れる制御信号線については図示省略してあるが、上記信号出力線２５ｃと同様にフィルム基板２５ａ上に設けられる。

そして、図３に示すように、フレキシブル基板２５における複数の信号入力線２５ｂは所定の間隔ｄ１で配列されているが、グランド線２６も信号入力線２５ｂの列の両側に上記所定の間隔ｄ１と同じ間隔ｄ１を空けて設けられている。

また、フレキシブル基板２５における複数の信号出力線２５ｃは所定の間隔ｄ２で配列されているが、グランド線２６も信号入力線２５ｂの列の両側に上記所定の間隔ｄ２と同じ間隔ｄ２を空けて設けられている。

なお、図３においては、間隔ｄ１と間隔ｄ２とをそれぞれ同じ大きさで示しているが、これらは必ずしも同じ間隔である必要はなく、たとえば、間隔ｄ１は８０μｍ程度とし、間隔ｄ２は５００μｍ程度とするようにしてもよい。そして、上記のような場合においても信号入力線２５ｂと信号出力線２５ｃとが引き出されるフレキシブル基板２５の両端部において、信号入力線２５ｂの配列間隔と、信号入力線２５ｂ列とグランド線２６との間隔とが同じになるようにするとともに、信号出力線２５ｃの配列間隔と、信号出力線２５ｃ列とグランド線２６との間隔とが同じになるようにすることが望ましい。

上記のように信号入力線２５ｂ、信号出力線２５ｃおよびグランド線２６を配置することにより、フレキシブル基板２５と放射線画像検出器１０および回路基板３０とを熱圧着する際に、その接着部分に均一に熱を加えることができ、より確実に接着を行うことができる。

また、本実施形態においては、チャージアンプＩＣ２０の両側にグランド線２６をそれぞれ１本ずつ設けるようにしたが、必ずしも１本に限らず、それぞれ複数本ずつ設けるようにしてもよい。また、図４に示すように、信号入力線２５ｂおよび信号出力線２５ｃが引き出されるフレキシブル基板２５の両端部付近のみ、つまり熱圧着される部分のみグランド線２６を複数本設けることにより熱圧着時における熱伝導一様性を確保するようにしてもよい。この場合においても、上記熱伝導一様性の観点から、信号入力線２５ｂの配列間隔と、グランド線２６の配列間隔と、信号入力線２５ｂ列とグランド線２６との間隔とが同じになるようにするとともに、信号出力線２５ｃの配列間隔と、グランド線２６の配列間隔と、信号出力線２５ｃ列とグランド線２６との間隔とが同じになるようにすることが望ましい。

また、上記のような熱伝導一様性の観点から、信号入力線２５ｂ、信号出力線２５ｃおよびグランド線２６の線の幅を同じにすることが望ましい。

また、上記のような熱伝導一様性の観点から、図１に示すように、フレキシブル基板２５の熱圧着部分に、放射線画像検出器１０の検出器用グランド線１７と回路基板３０の基板用グランド線３１とが配置されないようにすることが望ましい。

次に、本放射線画像信号検出装置の作用について説明する。

まず、図５（Ａ）に示すように、放射線画像検出器１０の第１の電極層１１に負の電圧を印加した状態において、放射線源から被写体５０に向けて放射線Ｌ１が照射される。放射線源から射出された放射線Ｌ１は、被写体５０全体に照射され、被写体５０における放射線を透過する透過部５０ａを透過した放射線が放射線画像検出器１０の第１の電極層１１側から照射される。なお、被写体５０における放射線を透過しない遮断部５０ｂに照射された放射線は放射線画像検出器１０には照射されない。

そして、放射線画像検出器１０に照射された放射線Ｌ１は、第１の電極層１１を透過し、記録用光導電層１２に照射される。そして、記録用光導電層１２において放射線の照射により電荷対が発生し、そのうち正の電荷は第１の電極層１１に帯電した負の電荷と結合して消滅し、負の電荷は潜像電荷として記録用光導電層１２と電荷輸送層１３との界面に形成される蓄電部１６に蓄積されて放射線画像が記録される。

そして、次に、図５（Ｂ）に示すように、第１の電極層１１が接地された状態において、第２の電極層１５側から読取光Ｌ２が照射され、読取光Ｌ２は透明線状電極１５ａを透過して読取用光導電層１４に照射される。読取光Ｌ２の照射により読取用光導電層１４において発生した正の電荷が蓄電部１６における潜像電荷と結合するとともに、負の電荷が第２の電極層１５の透明線状電極１５ａおよび遮光線状電極１５ｂに帯電した正の電荷と結合する。そして、上記のような負の電荷と正の電荷との結合によってチャージアンプＩＣ２０の各チャージアンプに電流が流れ、この電流が積分されて画像信号として検出され、放射線画像に応じた画像信号の読取りが行われる。

そして、チャージアンプＩＣ２０から上記のようにして検出された画像信号が出力信号として回路基板３０に出力され、回路基板３０において所定の信号処理が施される。

また、上記実施形態においては、第２の電極層１５が透明線状電極１５ａと遮光線状電極１５ｂとから構成される放射線画像検出器１０を利用するようにしたが、これに限らず、たとえば、図６に示すような、遮光線状電極１５ｂがない透明線状電極１５ａのみタイプの放射線画像検出器１０を利用するようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、放射線の照射を受けてその放射線を直接電荷に変換することにより放射線画像の記録を行う、いわゆる直接変換方式の放射斜線画像検出器を利用するようにしたが、これに限らず、たとえば、放射線を一旦可視光に変換し、その可視光を電荷に変換することにより放射線画像の記録を行う、いわゆる間接変換方式の放射線画像検出器を利用するようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、いわゆる光読取方式の放射線画像検出器を用いたもの説明したが、これに限らず、たとえば、いわゆるＴＦＴ方式の放射線画像検出器を用いるようにしてもよい。

本発明の放射線画像信号検出装置の一実施形態の概略構成図 図１に示す放射線画像信号検出装置における放射線画像検出器の概略構成図 図１に示す放射線画像信号検出装置におけるフレキシブル基板の構成を示す図 フレキシブル基板のその他の実施形態を示す図 図１に示す放射線画像信号検出装置の作用を説明するための図 本発明の放射線画像検出装置のその他の実施形態を示す図

符号の説明

１０ 放射線画像検出器
１１ 第１の電極層
１２ 記録用光導電層
１３ 電荷輸送層
１４ 読取用光導電層
１５ 第２の電極層
１６ 蓄電部
１７ 検出器用グランド線
２０ チャージアンプＩＣ
２５ フレキシブル基板
２５ａ フィルム基板
２５ｂ 信号入力線
２５ｃ 信号出力線
２６ グランド線
３０ 回路基板
３１ 基板用グランド線（第２のグランド部）
４０ 高電圧源
５０ 被写体

Claims (6)

1. 放射線画像を担持した放射線の照射を受けて電荷を発生し、該発生した電荷を電気信号として出力する平面形状の放射線画像検出器と、該放射線画像検出器に接続された、前記電気信号が流れる信号入力線、該信号入力線に流れる前記電気信号を検出するチャージアンプＩＣおよび該チャージアンプＩＣから出力された出力信号が流れる信号出力線とが設けられたフレキシブル基板と、該フレキシブル基板に設けられた信号出力線に接続された、前記出力信号が入力される回路基板とを備えた放射線画像信号検出装置において、
   前記フレキシブル基板が、前記信号入力線に沿って前記チャージアンプＩＣの両側に設けられた、前記放射線画像検出器の第１のグランド部と前記回路基板の第２のグランド部とを接続するグランド線を有することを特徴とする放射線画像信号検出装置。
2. 前記回路基板の第２のグランド部が、前記グランド線および前記放射線画像検出器の第１のグランド部を介して前記放射線画像検出器側で接地されていることを特徴とする請求項１記載の放射線画像信号検出装置。
3. 前記信号入力線が所定の間隔を空けて複数設けられており、
   前記グランド線が、前記複数の信号入力線の列の両側に前記所定の間隔と同じ間隔を空けてそれぞれ少なくとも１本設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の放射線画像信号検出装置。
4. 前記信号出力線が所定の間隔を空けて複数設けられており、
   前記グランド線が、前記複数の信号出力線の列の両側に前記所定の間隔と同じ間隔を空けてそれぞれ少なくとも１本設けられていることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の放射線画像信号検出装置。
5. 前記第１のグランド部が、前記放射線画像検出器の周縁部を囲むように設けられた検出器用グランド線を有することを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の放射線画像信号検出装置。
6. 請求項１から５いずれか１項記載の放射線画像信号検出装置に用いられるフレキシブル基板であって、
   前記信号入力線および前記信号出力線に沿って前記チャージアンプＩＣの両側に設けられた、前記放射線画像検出器の第１のグランド部と前記回路基板の第２のグランド部とを接続するグランド線を有することを特徴とするフレキシブル基板。

Images