JP2008122116A - 放射線検出器およびｘ線断層撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】信号引き出し線の本数を多く配列できるようにして、列数を増やすことのできる放射線検出器、およびＸ線断層撮影装置を提供する。
【解決手段】放射線検出器（３１）は、入射されるＸ線を光に変換するシンチレータ（３３）と、シンチレータ（３３）で変換された光を電気信号に変換するフォトダイオード（３４）と、フォトダイオード（３４）に接続され５０ミクロンピッチ以下の配線（Ｌ１）を有するシリコン基板（３４）と、シリコン基板を補強する補強基板（３５）と、を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、放射線検出器、またはその放射線検出器を備えたＸ線断層撮影装置（以下、Ｘ線ＣＴ装置）に関する。

Ｘ線管で発生されたＸ線は、被検体を透過して放射線検出器に入射する。放射線検出器は、Ｘ線を電気信号として検出する複数の検出素子を備えている。検出素子は、Ｘ線を光に変換するシンチレータ等の蛍光体と、その光を電荷（電気信号）に変換するフォトダイオード等の光電変換素子とを有する。

近年、マルチスライス型の放射線検出器が登場している。マルチスライス型の放射線検出器は、スライス方向に沿って並列された複数の検出素子列を備えている。検出素子列各々は、スライス方向に略直交するチャネル方向に一列に配列された複数の検出素子を有する。このマルチスライス型の放射線検出器は、列数の増加を要求されている。しかし、従来の放射線検出器では列数に制限があった。

放射線検出器の列数の増加を妨げる最大の要因は、配線構造と接続構造とにある。なおここでは説明の便宜上、フォトダイオードは、ｎ×ｍ（チャネル方向×スライス方向）のマトリクスで配列されているものとする。つまり、フォトダイオードは、チャネル方向に関してｎ個配列され、そのフォトダイオード列が、スライス方向にｍ個並列されている。

複数のフォトダイオードと複数のスイッチング素子との間は、複数の信号引出し線を介して接続される。スライス方向に並んでいるｍ個のフォトダイオードのｍ本の信号引出し線は、チャネル方向に関して隣のフォトダイオードとの間のギャップに形成されている。

従って、フォトダイオードの列数は、チャネル方向に関して隣り合うフォトダイオードのギャップに形成可能な信号引き出し線の本数に依存して決まってしまう。またギャップを拡大すれば、信号引き出し線の本数を増加することは可能であるが、その場合、ギャップの拡大に反比例してフォトダイオードの有感域の面積を縮小しなければならない。
米国特許６，７０７，０４６号公報

そこで、本発明の目的は、信号引き出し線の本数を多く配列できるようにして、列数を増やすことのできる放射線検出器、およびＸ線断層撮影装置を提供することにある。

本発明は、５０ミクロンピッチ以下の配線を有するシリコン基板を放射線検出器に使用し、信号引き出し線の本数を多く配列できるようにする。セラミック基板またはエポキシ基板などの配線では１００ミクロンピッチ以下の配線は困難であったため、信号引き出し線の本数が限られていた。本発明では、５０ミクロンピッチ以下の配線を有するシリコン基板を放射線検出器に使用することで、この課題を解決する。

第１の観点の放射線検出器は、入射されるＸ線を光に変換し、変換された光を電気信号に変換するＸ線検出素子と、Ｘ線検出素子に接続され、５０ミクロンピッチ以下の配線を有するシリコン基板と、シリコン基板を補強する補強基板と、を有する。
この第１の観点における放射線検出器は、５０ミクロンピッチ以下の配線を有するシリコン基板を有しているため、Ｘ線検出素子からの電気信号の引き出し線の本数を多く配列できる。Ｘ線検出素子には、シンチレータとフォトダイオードの組み合わせの検出素子の他に、たとえばカドミウム・テルル（ＣｄＴｅ）等を利用した半導体Ｘ線検出素子などでもよい。

第２の観点における放射線検出器は、シリコン基板には、電気信号を処理する集積回路が搭載される。
この第２の観点における放射線検出器では、エポキシ基板などではなく、フォトダイオードからの配線を有するシリコン基板に集積回路が搭載されるので、放射線検出器を小型化することが可能となる。

第３の観点における放射線検出器は、第２の観点において、シリコン基板の表裏両面に集積回路が搭載される。
この第３の観点における放射線検出器では、シリコン基板の表裏両面集積回路が搭載されるので、さらに、放射線検出器を小型化することが可能となる。

第４の観点では、放射線検出器は、５０ミクロンピッチ以下の配線がフォトダイオードを中心として所定方向に二分されて配列される。
この第４の観点における放射線検出器では、所定方向に二分されるため、一定幅内に配線を二倍配列することが可能となる。ここで所定方向とはスライス方向であり、またシリコン基板の表裏方向である。さらに、スライス方向とシリコン基板の表裏方向との組み合わせであっても良い。

第５の観点の放射線検出器では、補強基板は、さらに、電気信号を処理する集積回路を搭載している。
この第５の観点における放射線検出器は、放射線検出器を小型化することが可能となる。

第６の観点の放射線検出器は、シリコン基板に接続されたフレキシブル基板と、フレキシブル基板に接続され集積回路を実装するエポキシ基板と、をさらに具備する。
この第６の観点における放射線検出器では、シリコン基板を小さくしなくてはならない場合、実装する集積回路が多い場合などに、空間的スペースのあるＹ方向にエポキシ基板を配置して、集積回路を実装することができる。

第７の観点のＸ線断層撮影装置は、被検体の周囲を回転しながらＸ線を曝射するＸ線源と、被検体を透過したＸ線を検出する、請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の放射線検出器と、放射線検出器の出力に基づいて被検体の断層像を再構成する再構成手段と、を具備する。
この第７の観点におけるＸ線断層撮影装置では、シンチレータおよびフォトダイオードをさらに密度を高めて配置することができる。このことは、高い分解能で断層像を得ることにつながる。

本発明の放射線検出器およびＸ線断層撮影装置によれば、信号引き出し線の本数を多く配列できるようにして、放射線検出器の列数を増やすことが可能となる。

以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
＜Ｘ線ＣＴ装置の全体構成＞
図１は、本発明の一実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置１００のブロック図である。このＸ線ＣＴ装置１００は、操作コンソール１と、撮影テーブル１０と、走査ガントリ２０とを具備している。

操作コンソール１は、操作者の入力を受け付ける入力装置２と、前処理、画像再構成処理、後処理などを実行する中央処理装置３と、走査ガントリ２０で収集したＸ線検出器データを収集するデータ収集バッファ５と、Ｘ線検出器データを前処理して求められた投影データから画像再構成した断層像を表示するモニタ６と、プログラムやＸ線検出器データや投影データやＸ線断層像を記憶する記憶装置７とを具備している。撮影条件の入力はこの入力装置２から入力され、記憶装置７に記憶される。
撮影テーブル１０は、被検体を乗せるクレードル１２を具備している。クレードル１２は撮影テーブル１０に内蔵するモータで昇降およびテーブル直線移動される。

走査ガントリ２０は、Ｘ線管２１と、コリメータ２３と、ビーム形成Ｘ線フィルタ２８と、多列Ｘ線検出器３０とを含むガントリ回転部１５を備える。また、走査ガントリ２０は、Ｘ線コントローラ２２と、被検体の体軸の回りに回転しているＸ線管２１などを制御する回転部コントローラ２６と、制御信号などを操作コンソール１や撮影テーブル１０とやり取りする制御コントローラ２９とを具備している。ビーム形成Ｘ線フィルタ２８は撮影中心である回転中心に向かうＸ線の方向にはフィルタの厚さが最も薄く、周辺部に行くに従いフィルタの厚さが増し、Ｘ線をより吸収できるようになっているＸ線フィルタである。このため、円形または楕円形に近い断面形状の被検体の体表面の被曝を少なくできるようになっている。また、走査ガントリコントローラ２７により、走査ガントリ２０はｚ軸方向の前方および後方に±３０度ほど傾斜できる。また、走査ガントリコントローラ２７は、Ｘ線管２１および多列Ｘ線検出器３０またはガントリ回転部１５をｚ軸方向に移動させることができる。

Ｘ線管２１と多列Ｘ線検出器３０は、回転中心ＩＣの回りを回転する。鉛直方向をy方向とし、水平方向をx方向とし、これらに垂直なテーブル１０の長手方向をｚ軸方向とするとき、Ｘ線管２１および多列Ｘ線検出器３０の回転平面は、ｘｙ平面である。本実施形態では、コンベンショナルスキャン、ヘリカルスキャン、可変ピッチヘリカルスキャン、ヘリカルシャトルスキャンなどの複数のスキャンパターンを有している。コンベンショナルスキャンとは、クレードル１２をＺ軸方向に所定ピッチ移動するごとにＸ線管２１及び多列Ｘ線検出部３０を回転させて投影データを取得するスキャン方法である。ヘリカルスキャンとは、Ｘ線管２１と多列Ｘ線検出部３０とが回転している状態でクレードル１２を所定速度で移動させ、投影データを取得するスキャン方法である。可変ピッチヘリカルスキャンとは、ヘリカルスキャンと同様にＸ線管２１及びＸ多列Ｘ線検出部３０を回転させながらクレードル１２の速度を可変させて投影データを取得するスキャン方法である。ヘリカルシャトルスキャンとは、ヘリカルスキャンと同様にＸ線管２１及び多列Ｘ線検出部３０を回転させながらクレードル１２をＺ軸方向又はマイナスＺ軸方向に往復移動させて投影データを取得するスキャン方法である。

図２（ａ）および図２（ｂ）は、Ｘ線管２１と多列Ｘ線検出器３０の幾何学的配置の図である。図２（ａ）は、Ｘ線管２１と多列Ｘ線検出器３０の幾何学的配置をｘｙ平面から見た図であり、図２（ｂ）はＸ線管２１と多列Ｘ線検出器３０の幾何学的配置をｙｚ平面から見た図である。また、図２（ａ）に示すように、多列Ｘ線検出器３０は、複数のＸ線検出器ブロック３１から構成されている。ただし、図２（ｂ）では１つのＸ線検出器ブロック３１のみを示している。Ｘ線管２１は、コーンビームと呼ばれるＸ線ビームＸＲを発生する。コーンビームの中心軸方向がｙ方向に平行なときを、ビュー角度０度とする。多列Ｘ線検出器３０は、ｚ軸方向にJ列、たとえば２５６列のＸ線検出器列を有する。また、各Ｘ線検出器列はチャネル方向にIチャネル、たとえば２０４８チャネルのＸ線検出器チャネルを有する。図２（ａ）において、Ｘ線管２１のＸ線焦点を出たＸ線ビームがビーム形成Ｘ線フィルタ２８により、再構成領域Pの中心ではより多くのＸ線が、再構成領域Pの周辺部ではより少ないＸ線が照射される。このようにＸ線線量を空間的に制御した後に、再構成領域Pの内部に存在する被検体にＸ線が吸収され、透過したＸ線が多列Ｘ線検出器３０でＸ線検出器データとして収集される。なお、スライス方向は、被検体の体軸方向に略平行である。チャネル方向は、被検体の体軸方向に略直交する。

図２（ｂ）では、Ｘ線管２１を出たＸ線ビームＸＲはＸ線コリメータ２３により断層像のスライス方向に制御されて、回転中心軸ＩＣ近辺に存在する被検体にＸ線が吸収され、透過したＸ線は多列Ｘ線検出器３０でＸ線検出器データとして収集される。Ｘ線が被検体に照射されて収集された投影データは、多列Ｘ線検出器３０内のデータ収集システム（ＤＡＳ）でＡ／Ｄ変換され、スリップリング２４を経由してデータ収集バッファ５に入力される。データ収集バッファ５に入力されたデータは、記憶装置７のプログラムにより中央処理装置３で処理され、断層像に画像再構成されてモニタ６に表示される。

＜Ｘ線検出器ブロック３１の全体構成＞
＜＜第一実施形態＞＞
図３は、第一実施形態のＸ線検出器ブロック３１Ａを示した図で、図３（ａ）がＸ線検出器ブロック３１Ａの上面図を示している。図３（ｂ）は、Ｘ線検出器ブロック３１Ａの側面図を示している。

Ｘ線検出器ブロック３１Ａは、入射Ｘ線を光に変換するシンチレータ３３と、シンチレータ３３で変換された光を電気信号に変換するフォトダイオード３４と、エポキシプリント基板３８とからなる。また、Ｘ線検出器ブロック３１Ａは、図３（ｂ）において上側のフォトダイオード３４から最下欄のエポキシプリント基板３８へ電気信号を伝達するため、微細配線Ｌ１を有するシリコン基板３５と、配線Ｌ２を有するセラミック基板３６と、配線用のフレキシブル基板３７とを備えている。セラミック基板３６は、薄いシリコン基板３５が折れ曲がらないように補強する用途を有している。

図３（ａ）に示されるように、シンチレータ３３は、スライス方向の幅が１ｍｍで、チャネル方向の幅が１ｍｍの有感域を備えている。このようなシンチレータ３３がＮ（チャネル方向）×Ｍ（スライス方向）に配置されている。このシンチレータ３３で変換された光をフォトダイオード３４で電気信号に変換し、Ｎ×Ｍの膨大な２次元投影データは、エポキシプリント基板３８に送られる。

シリコン基板３５の表面にはＮ×ＭのバンプＴＡが形成されており、そのバンプＴＡ上に、スライス方向にＮ個のフォトダイオード３４が一定のギャップを隔てて配列され、チャネル方向にＭ個のフォトダイオード３４が同じ一定のギャップを隔てて配列される。

シリコン基板３５の微細配線Ｌ１は、フォトリソグラフィおよびエッチングにより５ミクロンパターンと５ミクロンギャップとからなる１０ミクロンピッチで形成されている。シリコン基板３５の微細配線Ｌ１は１ミクロンピッチ以下の配線も可能である。ギャップと幅にもよるが、５０ミクロンピッチ以下の微細配線Ｌ１を有するシリコン基板３５を製造することは容易である。なお、高速で信号を送る配線として機能させるためには、配線ピッチは１ミクロンピッチ以上が好ましく、さらに好ましくは５ミクロンピッチ以上が好ましい。一方、セラミック基板３６の配線Ｌ２は、フォトリソグラフィおよびエッチングにより７５ミクロンパターンと７５ミクロンギャップとからなる１５０ミクロンピッチで形成されている。セラミック基盤３６では、約１５０ミクロンピッチの線幅が限界である。フレキシブル基板３７の配線も同様に１００ないし２００ミクロンピッチが限界である。

図３において、右側の半分のエリアに配置されている（Ｎ／２）×Ｍ個のフォトダイオード３４の電気信号は、スライス方向と略平行に形成された（Ｎ／２）×Ｍ本の微細配線Ｌ１を介して右外側に引き出される。また、左側の半分のエリアに配列されている（Ｎ／２）×Ｍ個のフォトダイオード３４の電気信号は、スライス方向と略平行に形成された（Ｎ／２）×Ｍ本の微細配線Ｌ１を介して左外側に引き出される。これら合計Ｎ×Ｍ本の微細配線Ｌ１は、シリコン基板３５の下側に形成されたバンプＴＡにつながっている。

微細配線Ｌ１のパターン幅とそのパターンのギャップ幅とにより、微細配線Ｌ１の最大本数が決まる。これまでの配線Ｌ２は、プリント基板、フレキシブル基板またはセラミック基板などに形成されたものであったため、１００〜１５０ミクロンピッチであった。しかし、シリコン基板３５の微細配線Ｌ１は、５０ミクロンピッチ、好ましくは１０ミクロンピッチ以下の配線が可能であるので、同じ面積で１０倍以上の配線が可能となる。ただし、シリコン基板３５は薄い基板であるため折り曲げに弱く、それ自体のみで扱うには不便である。このため、シリコン基板３５の下側には複数のバンプＴＡが設けられ、折り曲げに強いセラミック基板３６のバンプＴＡとハンダで接続される。シリコン基板３５の下側のバンプＴＡ間隔は２００ミクロンピッチ以上であり、シンチレータ３３およびフォトダイオード３４の数が格段に増えてもセラミック基板３６のバンプＴＡの製作には、支障がない。

エポキシプリント基板３８には、フォトダイオード３４から電気信号を読出すスイッチングチップや、読み出された電気信号を増幅しディジタル化するデータ収集システムチップ（ＤＡＳチップ）などの集積回路３９が実装されている。Ｘ線検出器ブロック３１Ａによる検出動作は、ガントリ回転部１５の１回転（約０．５〜１秒）の間に、たとえば１０００回程度繰り返され、それによりＭ×Ｎの膨大な２次元投影データが１秒（１回転）あたり１０００回発生する。集積回路３９は、このような膨大でしかも高速に発生する２次元投影データを時間遅れなく処理する。

＜＜第二実施形態＞＞
図４は、第二実施形態のＸ線検出器ブロック３１Ｂを示した図で、同じ機能を有するものには第一実施形態と同じ符号を付している。第二実施形態のＸ線検出器ブロック３１Ｂが、第一実施形態のＸ線検出器ブロック３１Ａと異なる箇所を説明する。以下の第三実施形態以降のＸ線検出器ブロック３１においても同様である。

図４において、右側の半分のエリアに配置されている（Ｎ／４）×Ｍ個のフォトダイオード３４の電気信号が、（Ｎ／４）×Ｍ本の微細配線Ｌ１を介してＸ線検出器ブロック３１Ｂのシリコン基板３５の右上側に形成されたバンプＴＡにつながっている。そして、（Ｎ／４）×Ｍ個のフォトダイオード３４の電気信号が、（Ｎ／４）×Ｍ本の微細配線Ｌ１を介してＸ線検出器ブロック３１Ｂのシリコン基板３５の右下側に形成されたバンプＴＡにつながっている。

また、図４において、左側の半分のエリアに配列されている（Ｎ／４）×Ｍ個のフォトダイオード３４の電気信号は、（Ｎ／４）×Ｍ本の微細配線Ｌ１を介してＸ線検出器ブロック３１Ｂのシリコン基板３５の左上側に形成されたバンプＴＡにつながっている。そして、（Ｎ／４）×Ｍ個のフォトダイオード３４の電気信号が、（Ｎ／４）×Ｍ本の微細配線Ｌ１を介してＸ線検出器ブロック３１Ｂのシリコン基板３５の左下側に形成されたバンプＴＡにつながっている。

シリコン基板３５の右上側に形成されたバンプＴＡには、フレキシブル基板３７ａが接続されている。シリコン基板３５の左上側に形成されたバンプＴＡには、フレキシブル基板３７ｃが接続されている。シリコン基板３５の下側に形成されたバンプＴＡには、セラミック基板３６を介してフレキシブル基板３７ｂが接続されている。それぞれのフレキシブル基板３７ａ，３７ｂおよび３７ｃは、エポキシプリント基板３８に接続される。

つまり、シリコン基板３５の微細配線Ｌ１は、シリコン基板３５の上下に分かれたバンプＴＡにつながっている。このため、バンプＴＡの間隔確保ためにスライス方向にシリコン基板３５を長く伸ばす必要がなく、シリコン基板３５をスライス方向に短くできる。これに伴いセラミック基板３６も短くすることができる。

＜＜第三実施形態＞＞
図５（ａ）は、第三実施形態のＸ線検出器ブロック３１Ｃを示した図である。
図５（ａ）中、右側の半分のエリアに配置されている（Ｎ／２）×Ｍ個のフォトダイオード３４の電気信号が、（Ｎ／２）×Ｍ本の微細配線Ｌ１を介してＸ線検出器ブロック３１Ｂのシリコン基板３５の右上側に形成されたバンプＴＡにつながっている。また、左側の半分のエリアに配列されている（Ｎ／２）×Ｍ個のフォトダイオード３４の電気信号は、（Ｎ／２）×Ｍ本の微細配線Ｌ１を介してＸ線検出器ブロック３１Ｂのシリコン基板３５の左上側に形成されたバンプＴＡにつながっている。

シリコン基板３５の上側のバンプＴＡには、スイッチングチップまたはＤＡＳチップなどの集積回路３９が配置されハンダで接続されている。シリコン基板３５の下側には、シリコン基板３５を補強するためセラミック基板３６が接着される。Ｘ線検出器ブロック３１Ｃでは、セラミック基板３６に配線が必要ないので、セラミック基板３６の代わりに、絶縁体のプラスチック板を用いてもよい。

つまり、Ｘ線検出器ブロック３１Ｃは、フレキシブル基板３７およびエポキシプリント基板３８が不要となり、Ｘ線検出器ブロック全体として小型化することができる。また、これら基板が不要となるため製作費のコストを削減できる。

＜＜第四実施形態＞＞
図５（ｂ）は、第四実施形態のＸ線検出器ブロック３１Ｄを示した図である。
図５（ｂ）のＸ線検出器ブロック３１Ｄは、右側の半分のエリアに配置されている（Ｎ／２）×Ｍ個のフォトダイオード３４の電気信号が、（Ｎ／２）×Ｍ本の微細配線Ｌ１を介してＸ線検出器ブロック３１Ｂのシリコン基板３５の右下側に形成されたバンプＴＡにつながっている。また、左側の半分のエリアに配列されている（Ｎ／２）×Ｍ個のフォトダイオード３４の電気信号は、（Ｎ／２）×Ｍ本の微細配線Ｌ１を介してＸ線検出器ブロック３１Ｂのシリコン基板３５の左下側に形成されたバンプＴＡにつながっている。これらのシリコン基板３５のバンプＴＡは、セラミック基板３６の上側のバンプＴＡとハンダで接続される。セラミック基板３６の上側のバンプＴＡと下側のバンプＴＡとは配線Ｌ２で接続され、セラミック基板３６の下側のバンプＴＡには、スイッチングチップまたはＤＡＳチップなどの集積回路３９が配置されハンダで接続されている。

Ｘ線検出器ブロック３１Ｄは、フレキシブル基板３７およびエポキシプリント基板３８が不要となり、Ｘ線検出器ブロック全体として小型化することができる。また、これら基板が不要となるため製作費のコストを削減できる。

＜＜第五実施形態＞＞
図５（ｃ）は、第五実施形態のＸ線検出器ブロック３１Ｅを示した図である。
図５（ｃ）のＸ線検出器ブロック３１Ｅは、第四実施形態のＸ線検出器ブロック３１Ｄと同様に、シリコン基板３５の微細配線Ｌ１を形成している。しかし、シリコン基板３５の下側のバンプＴＡには、スイッチングチップまたはＤＡＳチップなどの集積回路３９が配置されハンダで接続されている。シリコン基板３５は折り曲げに弱いため、シリコン基板３５は、セラミック支柱３６ａを介してセラミック基板３６と接続されている。Ｘ線検出器ブロック３１Ｅでは、セラミック基板３６に配線が必要ないので、セラミック基板３６の代わりに、絶縁体のプラスチック板を用いてもよい。

Ｘ線検出器ブロック３１Ｅは、フレキシブル基板３７およびエポキシプリント基板３８が不要となり、Ｘ線検出器ブロック全体として小型化することができる。また、これら基板が不要となるため製作費のコストを削減できる。

＜＜第六実施形態＞＞
図６（ａ）は、第六実施形態のＸ線検出器ブロック３１Ｆを示した図である。
図６（ａ）のＸ線検出器ブロック３１Ｆは、第二実施形態のＸ線検出器ブロック３１Ｂと同様に、シリコン基板３５の一部の微細配線Ｌ１が右上側のバンプＴＡに、また一部の微細配線Ｌ１が左上側のバンプＴＡに配列されている。また、シリコン基板３５の残りの微細配線Ｌ１が下側のバンプＴＡに配列されている。

シリコン基板３５の上側のバンプＴＡには、スイッチングチップまたはＤＡＳチップなどの集積回路３９が配置されハンダで接続されている。シリコン基板３５の下側のバンプＴＡは、セラミック基板３６の上側のバンプＴＡとハンダで接続される。セラミック基板３６の上側のバンプＴＡと下側のバンプＴＡとは配線Ｌ２で接続され、セラミック基板３６の下側のバンプＴＡには、スイッチングチップまたはＤＡＳチップなどの集積回路３９が配置されハンダで接続されている。

Ｘ線検出器ブロック３１Ｅは、フレキシブル基板３７およびエポキシプリント基板３８が不要となる。また、集積回路３９がシリコン基板３５の上側とセラミック基板３６の下側とに分けて配置されるので、Ｘ線検出器ブロック全体として小型化することができる。

＜＜第七実施形態＞＞
図６（ｂ）は、第七実施形態のＸ線検出器ブロック３１Ｇを示した図である。
図６（ｂ）のＸ線検出器ブロック３１Ｇは、第六実施形態のＸ線検出器ブロック３１Ｆと同様に、シリコン基板３５の微細配線Ｌ１が配列されている。

シリコン基板３５の上側のバンプＴＡには、スイッチングチップまたはＤＡＳチップなどの集積回路３９が配置されハンダで接続されている。また、シリコン基板３５の下側のバンプＴＡには、スイッチングチップまたはＤＡＳチップなどの集積回路３９が配置されハンダで接続されている。シリコン基板３５は折り曲げに弱いため、シリコン基板３５は、セラミック支柱３６ａを介してセラミック基板３６と接続されている。Ｘ線検出器ブロック３１Ｅでは、セラミック基板３６に配線が必要ないので、セラミック基板３６の代わりに、絶縁体のプラスチック板を用いてもよい。

Ｘ線検出器ブロック３１Ｅは、フレキシブル基板３７およびエポキシプリント基板３８が不要となる。また、集積回路３９がシリコン基板３５の上下側に分けて配置されるので、Ｘ線検出器ブロック全体として小型化することができる。

＜＜第八実施形態＞＞
図７（ａ）は、第七実施形態のＸ線検出器ブロック３１Ｈを示した図である。
図７（ａ）のＸ線検出器ブロック３１Ｈは、第六実施形態のＸ線検出器ブロック３１Ｆと同様に、シリコン基板３５の微細配線Ｌ１が配列されている。

シリコン基板３５の右上側のバンプＴＡには、スイッチングチップまたはＤＡＳチップなどの集積回路３９が配置されハンダで接続されている。一方、シリコン基板３５の左上側のバンプＴＡには、フレキシブル基板３７ａが接続されている。シリコン基板３５の下側に形成されたバンプＴＡには、セラミック基板３６を介してフレキシブル基板３７ｂが接続されている。それぞれのフレキシブル基板３７ａおよび３７ｂは、エポキシプリント基板３８に接続される。

Ｘ線検出器ブロック３１Ｈは、スライス方向にシリコン基板３５をできるだけ短くして、Ｙ方向に空間的余裕がある場合には有効である。また、集積回路３９が多くてシリコン基板３５に集積回路３９を搭載できない場合に有効である。

＜＜第九実施形態＞＞
図７（ｂ）は、第七実施形態のＸ線検出器ブロック３１Ｉを示した図である。
図７（ｂ）のＸ線検出器ブロック３１Ｉは、第六実施形態のＸ線検出器ブロック３１Ｆと同様に、シリコン基板３５の微細配線Ｌ１が配列されている。

シリコン基板３５の上側のバンプＴＡには、スイッチングチップまたはＤＡＳチップなどの集積回路３９が配置されハンダで接続されている。また、シリコン基板３５の下側のバンプＴＡは、セラミック基板３６の上側のバンプＴＡとハンダで接続される。セラミック基板３６の上側のバンプＴＡと下側のバンプＴＡとは配線Ｌ２で接続され、セラミック基板３６の下側のバンプＴＡには、フレキシブル基板３７が接続される。そして、フレキシブル基板３７は、エポキシプリント基板３８に接続される。

Ｘ線検出器ブロック３１Ｈは、スライス方向にシリコン基板３５をできるだけ短くして、Ｙ方向に空間的余裕がある場合には有効である。また、集積回路３９が多くてシリコン基板３５にすべての集積回路３９を搭載できない場合に有効である。

以上の実施形態では、シンチレータ３３とフォトダイオード３４の組み合わせによって検出素子を構成した。しかし、これに限るものではなく、たとえばカドミウム・テルル（ＣｄＴｅ）等を利用した半導体Ｘ線検出素子、あるいは、キセノン（Ｘｅ）ガスを利用した電離箱型のＸ線検出素子であってよい。
また、本実施形態では、医用Ｘ線ＣＴ装置１００を元に書かれているが、産業用Ｘ線ＣＴ装置または他の装置と組み合わせたＸ線ＣＴ−ＰＥＴ装置，Ｘ線ＣＴ−ＳＰＥＣＴ装置などにも利用できる。

本発明の一実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置を示すブロック図である。 Ｘ線管２１と多列Ｘ線検出器３０の幾何学的配置の図である。 第一実施形態のＸ線検出器ブロック３１Ａを示した図である。 第二実施形態のＸ線検出器ブロック３１Ｂを示した図である。 第三実施形態のＸ線検出器ブロック３１Ｃ、第四実施形態のＸ線検出器ブロック３１Ｄおよび第五実施形態のＸ線検出器ブロック３１Ｅを示した図である。 第六実施形態のＸ線検出器ブロック３１Ｆおよび第七実施形態のＸ線検出器ブロック３１Ｇを示した図である。 第八実施形態のＸ線検出器ブロック３１Ｈおよび第九実施形態のＸ線検出器ブロック３１Ｉを示した図である。

符号の説明

１ … 操作コンソール
１２ … クレードル
２０ … 走査ガントリ
２１ … Ｘ線管
２２ … Ｘ線コントローラ
２３ … コリメータ
２７ … 走査ガントリ傾斜コントローラ
２８ … ビーム形成Ｘ線フィルタ
２９ … 制御コントローラ
３０ … 多列Ｘ線検出器
３１ … 一つのＸ線検出器ブロック
３３ … シンチレータ
３４ … フォトダイオード
３５ … シリコン基板
３６ … セラミック基板
３７ … フレキシブル基板
３８ … エポキシプリント基板
３９ … 集積回路
Ｌ１ … 微細配線、Ｌ２ … 通常配線
ＴＡ … バンプ

Claims (7)

1. 入射されるＸ線を光に変換し、変換された光を電気信号に変換するＸ線検出素子と、
   前記Ｘ線検出素子に接続され、５０ミクロンピッチ以下の配線を有するシリコン基板と、
   前記シリコン基板を補強する補強基板と
   を有することを特徴とする放射線検出器。
2. 前記シリコン基板には、前記電気信号を処理する集積回路が搭載されることを特徴とする請求項１に記載の放射線検出器。
3. 前記集積回路は、前記シリコン基板の表裏両面に搭載されることを特徴とする請求項２に記載の放射線検出器。
4. 前記５０ミクロンピッチ以下の配線は、前記フォトダイオードを中心として所定方向に二分されて配列されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の放射線検出器。
5. 前記補強基板は、さらに、前記電気信号を処理する集積回路を搭載していることを特徴とする請求項２に記載の放射線検出器。
6. 前記シリコン基板に接続されたフレキシブル基板と、
   前記フレキシブル基板に接続され、前記集積回路を実装するエポキシ基板と
   をさらに具備する請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の放射線検出器。
7. 被検体の周囲を回転しながらＸ線を曝射するＸ線源と、
   前記被検体を透過したＸ線を検出する、請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の放射線検出器と、
   前記放射線検出器の出力に基づいて被検体の断層像を再構成する再構成手段と
   を具備することを特徴とするＸ線断層撮影装置。