JP2010237163A

JP2010237163A - 放射線検出装置

Info

Publication number: JP2010237163A
Application number: JP2009087827A
Authority: JP
Inventors: Shoji Nariyuki; 書史成行; Yoshihiro Okada; 美広岡田
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2010-10-21
Also published as: US20100243909A1; US8193510B2

Abstract

【課題】製造作業やメンテナンス作業における作業性を向上させる。
【解決手段】第１筐体６１及び第２筐体６２の一方に対して他方を開放して、第１筐体６１に配置されたＴＦＴ基板１６及び放射線変換層５０と、第２筐体６２に配置された回路基板とにそれぞれアクセス可能にする。これにより、ＴＦＴ基板１６のスイッチ素子２８子と回路基板５４とを接続する等の製造作業や、ＴＦＴ基板１６及び回路基板５４のメンテナンス作業における作業性が向上する。
【選択図】図５

Description

本発明は、放射線を検出する放射線検出装置に関する。

放射線を検出する放射線検出装置としては、ＴＦＴを用いた放射線検出パネルが知られている。ＴＦＴを用いた放射線検出パネルでは、ＴＦＴが形成されたＴＦＴ基板上に、放射線の入射により蛍光するシンチレータ層や、放射線の入射により電荷を生じる光導電層が形成される。

このシンチレータ層又は光導電層が形成されたＴＦＴ基板は、放射線検出パネルの筐体内に収容される。ＴＦＴ基板を筐体に収容する構造としては、例えば、特許文献１に開示されるように、シンチレータ層が形成されたＴＦＴ基板を基台に取り付けて、その基台を筐体内に配置した構造がある。

特開２００１−３４６７８８号公報

ところで、可搬型の放射線検出パネルにおいては、重量をできるだけ低減することが求められており、例えば、基台をなくして、ＴＦＴ基板などの各部を筐体に取り付けた構造とすることが考えられる。

この構成では、ＴＦＴ基板などの各部を筐体に取り付けるため、製造作業やメンテナンス作業における作業性が悪いと考えられる。

本発明は、上記事実を考慮し、放射線検出装置において、製造作業やメンテナンス作業における作業性を向上させることを目的とする。

本発明の請求項１に係る放射線検出装置は、ＴＦＴからなるスイッチ素子が絶縁性基板に形成されたＴＦＴ基板と、前記ＴＦＴ基板上に配置され、前記スイッチ素子に読み出される電荷に放射線を変換する又は、前記スイッチ素子に読み出される電荷に変換される光に放射線を変換する放射線変換層と、前記ＴＦＴ基板の前記スイッチ素子と接続される回路基板と、前記ＴＦＴ基板及び前記放射線変換層が収容された収容空間を有する第１筐体と、前記第１筐体に対向して配置され、前記第１筐体とは分割され、前記回路基板が収容された収容空間を有する第２筐体と、前記第１筐体の収容空間及び前記第２筐体の収容空間を開放可能に前記第１筐体及び前記第２筐体を連結する連結部と、を備える。

この構成によれば、放射線変換層が、放射線を電荷に変換し、又は、放射線を光に変換する。光に変換された場合には、この光が電荷に変換される。変換された電荷は、ＴＦＴ基板のスイッチ素子によって読み出され、放射線検出がなされる。

ここで、本発明の請求項１の構成では、第１筐体の収容空間及び第２筐体の収容空間を開放して、第１筐体に収容されたＴＦＴ基板及び放射線変換層と、第２筐体に収容された回路基板とにそれぞれアクセスが可能となる。

このため、ＴＦＴ基板のスイッチ素子と回路基板とを接続する等の製造作業や、ＴＦＴ基板及び回路基板のメンテナンス作業における作業性が向上する。

本発明の請求項２に係る放射線検出装置は、請求項１の構成において、平面視における前記ＴＦＴ基板の周端部の一方側に配置され、前記スイッチ素子と前記回路基板とを接続するための接続端子、を備える。

この構成によれば、ＴＦＴ基板のスイッチ素子と回路基板とを接続するための接続端子が、平面視におけるＴＦＴ基板の周端部の一方側に配置されているので、接続端子と回路基板とを接続する接続回路を集約して配線でき、筐体の開放の際やメンテナンス作業において、接続回路が邪魔になりにくい。

本発明の請求項３に係る放射線検出装置は、請求項１又は請求項２の構成において、前記連結部側において前記第１筐体から前記第２筐体に配線され、前記接続端子と前記回路基板とを接続する接続回路を備える。

この構成によれば、接続端子と回路基板とを接続する接続回路が、連結部側において第１筐体から第２筐体に配線されているので、筐体の開放の際やメンテナンス作業において、接続回路が邪魔になりにくい。

本発明の請求項４に係る放射線検出装置は、請求項１〜３のいずれか１項の構成において、前記第１筐体及び前記ＴＦＴ基板を通して前記放射線変換層に放射線を入射させる。

この構成によれば、第１筐体上に、ＴＦＴ基板、放射線変換層の順で配置することができるので、ＴＦＴ基板を筐体に取り付けることで基台をなくした構成とすることができる。

本発明は、上記構成としたので、製造作業やメンテナンス作業における作業性を向上させることができる。

図１は、間接変換方式に係る放射線検出装置の構成を模式的に示す概略側面図である。図２は、本実施形態に係る放射線検出装置の構成を模式的に示し、第１筐体側から見た概略図である。図３は、本実施形態に係る放射線検出装置の構成を模式的に示し、第２筐体側から見た概略図である。図４は、直接変換方式に係る放射線検出装置の構成を模式的に示す概略側面図である。図５は、本実施形態に係る放射線検出装置の全体構成を簡略化して示した概略図である。図６は、筐体が開放された状態の図５に示す放射線検出装置を示す概略図である。図７は、ＴＦＴ基板を通さずに放射線を放射線変換層に入射させる放射線検出装置の構成を示す概略図である。

以下に、本発明に係る実施形態の一例を図面に基づき説明する。
（本実施形態に係る放射線検出装置の構成）
まず、本実施形態に係る放射線検出装置の構成を説明する。図１は、間接変換方式に係る放射線検出装置の構成を模式的に示す概略側面図である。図２は、本実施形態に係る放射線検出装置の構成を模式的に示し、第１筐体側から見た概略図である。図３は、本実施形態に係る放射線検出装置の構成を模式的に示し、第２筐体側から見た概略図である。図４は、直接変換方式に係る放射線検出装置の構成を模式的に示す概略側面図である。

放射線検出装置１０は、図１に示すように、薄膜トランジスタ（TFT：Thin Film Transistor）からなるスイッチ素子２８が絶縁性基板１２に形成されたＴＦＴ基板１６を備えている。

このＴＦＴ基板１６上には、入射される放射線を変換する放射線変換層の一例として、入射される放射線を光に変換するシンチレータ層１８が形成されている。

シンチレータ層１８としては、例えば、ＣｓＩ：Ｔｌ、ＧＯＳ（Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ）を用いることができる。なお、シンチレータ層１８は、これらの材料に限られるものではない。

絶縁性基板１２としては、例えば、ガラス基板、各種セラミック基板、樹脂基板を用いることができる。なお、絶縁性基板１２は、これらの材料に限られるものではない。

シンチレータ層１８とＴＦＴ基板１６との間には、シンチレータ層１８によって変換された光が入射されることにより電荷を生成する光導電層２０が配置されている。この光導電層２０のシンチレータ層１８側の表面には、光導電層２０にバイアス電圧を印加するためのバイアス電極２２が形成されている。

ＴＦＴ基板１６には、光導電層２０で生成された電荷を収集する電荷収集電極２４が形成されている。ＴＦＴ基板１６では、各電荷収集電極２４で収集された電荷が、スイッチ素子２８によって読み出される。

電荷収集電極２４は、ＴＦＴ基板１６に二次元状に配置されており、それに対応して、スイッチ素子２８が、図２に示すように、絶縁性基板１２に２次元状に配置されている。

また、ＴＦＴ基板１６には、一定方向（行方向）に延設され各スイッチ素子２８をオンオフさせるための複数本のゲート線３０と、ゲート線３０と直交する方向（列方向）に延設されオン状態のスイッチ素子２８を介して電荷を読み出すための複数本の信号線（データ線）３２が設けられている。

なお、ＴＦＴ基板１６上には、ＴＦＴ基板１６上を平坦化するための平坦化層２３が形成されている。また、ＴＦＴ基板１６とシンチレータ層１８との間であって、平坦化層２３上には、シンチレータ層１８をＴＦＴ基板１６に接着するための接着層２５が、形成されている。

ＴＦＴ基板１６は、平面視において外縁に４辺を有する四辺形状をしている。具体的には、矩形状に形成されている。

平面視におけるＴＦＴ基板１６の周端部には、１辺において、個々のゲート線３０及び個々の信号線３２が接続された接続端子３８が配置されている。この接続端子３８は、図２及び図３に示すように、接続回路５６を介して回路基板５４に接続される。この回路基板５４は、外部回路としてのゲート線ドライバ３４及び、外部回路としての信号処理部３６を備えている。

各スイッチ素子２８は、ゲート線ドライバ３４からゲート線３０を介して供給される信号により行単位で順にオンされ、オン状態とされたスイッチ素子２８によって読み出された電荷は、電荷信号として信号線３２を伝送されて信号処理部３６に入力される。これにより、電荷は行単位で順に読み出され、二次元状の放射線画像が取得可能となる。

なお、上記の構成では、ゲート線３０と信号線３２とが直交して延設されていたが、ゲート線３０及び信号線３２が平行に延設され、ＴＦＴ基板１６の周端部の１辺に配置された接続端子にゲート線３０及び信号線３２が接続される構成であってもよい。

また、上記の放射線検出装置１０は、放射線を一旦、光に変換し、その光を電荷に変換して放射線検出を行う間接変換方式であったが、放射線検出装置としては、放射線を直接、電荷に変換する直接変換方式であってもよい。

直接変換方式の放射線検出装置では、図４に示すように、入射される放射線を変換する放射線変換層の一例として、入射される放射線を電荷に変換する光導電層４８が、ＴＦＴ基板１６上に形成されている。

光導電層４８としては、アモルファスSe、Bi₁₂MO₂₀(M：Ti、Si、Ge)、Bi₄M₃O₁₂ (M：Ti、Si、Ge)、Bi₂O₃、BiMO₄（Ｍ：Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ）、Bi₂WO₆、Bi₂₄B₂O₃₉、ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、MNbO₃(M：Li、Na、K)、PbO、HgI₂、PbI₂、CdS、CdSe、CdTe、BiI₃、GaAs等のうち少なくとも１つを主成分とする化合物などが用いられるが、暗抵抗が高く、Ｘ線照射に対して良好な光導電性を示し、真空蒸着法により低温で大面積成膜が可能な非晶質（アモルファス）材料が好まれる。

光導電層４８上には、光導電層４８の表面側に形成され、光導電層４８へバイアス電圧を印加するためのバイアス電極５２が形成されている。

直接変換方式の放射線検出装置では、間接変換方式の放射線検出装置と同様に、光導電層４８で発生した電荷を収集する電荷収集電極２４がＴＦＴ基板１６に形成されている。

また、直接変換方式の放射線検出装置におけるＴＦＴ基板１６は、各電荷収集電極２４で収集された電荷を蓄積する電荷蓄積容量２６を備えている。この各電荷蓄積容量２６に蓄積された電荷が、スイッチ素子２８によって読み出される。

（放射線検出装置１０の筐体の構成）
次に、放射線検出装置１０の筐体の構成について説明する。図５は、本実施形態に係る放射線検出装置の全体構成を簡略化して示した概略図である。

本構成は、間接変換方式及び直接変換方式の両方の放射線検出装置において適用が可能であり、間接変換方式におけるシンチレータ層１８と直接変換方式における光導電層４８とをまとめて放射線変換層５０として、以下に説明する。

放射線検出装置１０は、図５に示すように、第１筐体６１と第２筐体６２とに分割された筐体６０を備えている。第１筐体６１と第２筐体６２とは、対向して配置されている。第１筐体６１は、第２筐体６２に対向する側が開放された箱体で構成されており、第２筐体６２に対向する側に、構成部品を収容する収容空間が形成されている。
第２筐体６２も、第１筐体６１と同様に、第１筐体６１に対向する側が開放された箱体で構成されており、第１筐体６１に対向する側に、構成部品を収容する収容空間が形成されている。

分割された第１筐体６１及び第２筐体６２は、連結部の一例としてのヒンジ部に６４に連結されており、第１筐体６１の収容空間及び第２筐体６２の収容空間が開放可能とされている。第１筐体６１及び第２筐体６２の一方に対して他方がヒンジ部６４を回動中心にて回動することにより、図６に示すように、第１筐体６１の収容空間及び第２筐体６２の収容空間が開放され、図５に示すように、第１筐体６１の収容空間及び第２筐体６２の収容空間が閉鎖される。

第１筐体６１の収容空間及び第２筐体６２の収容空間が閉鎖された状態においては、第２筐体６２が第１筐体６１に対して対向し、第１筐体６１の収容空間及び第２筐体６２の収容空間が、第１筐体６１と第２筐体６２とに囲まれて、外部から閉鎖された閉鎖空間となる。

第１筐体６１の収容空間及び第２筐体６２の収容空間が開放された状態においては、その収容空間へ外部からアクセスが可能となる。

本実施形態では、第１筐体６１の収容空間に、上述のＴＦＴ基板１６及び放射線変換層５０が配置されている。放射線は、第１筐体６１の外側から入射され、第１筐体６１及びＴＦＴ基板１６を通して放射線変換層５０に入射するようになっている。

一方、第２筐体６２の収容空間には、信号処理部３６及びゲート線ドライバ３４を有する回路基板５４が配置されている。

回路基板５４とＴＦＴ基板１６のスイッチ素子２８とを接続するための接続端子３８は、図２に示すように、ＴＦＴ基板１６において、ヒンジ部６４側に配置されている。

この接続端子３８と回路基板５４とを接続する接続回路５６は、図２及び図３に示すように、ヒンジ部６４側において第１筐体６１から第２筐体６２に配線されている。なお、回路基板５４に配置された接続端子３９も、ヒンジ部６４側に配置されて、接続回路５６と接続されている。

（本実施形態の作用）
次に、上記の実施形態について作用を説明する。

本実施形態では、第１筐体６１の収容空間及び第２筐体６２の収容空間を開放して、第１筐体６１に配置されたＴＦＴ基板１６及び放射線変換層５０と、第２筐体６２に配置された回路基板５４とのそれぞれにアクセスが可能となる。

ＴＦＴ基板１６のスイッチ素子２８を回路基板５４と接続するための接続端子３８は、ＴＦＴ基板１６の一辺側に配置されているので、接続端子３８と回路基板５４とを接続する接続回路５６を集約して配線できるので、第１筐体６１及び第２筐体６２の開放の際に邪魔になりにくい。

また、接続回路５６が、ヒンジ部６４側において第１筐体６１から第２筐体６２に配線されているので、第１筐体６１及び第２筐体６２の開放の際に邪魔になりにくい。

このように、第１筐体６１及び第２筐体６２を開放できるので、ＴＦＴ基板１６のスイッチ素子２８子と回路基板５４とを接続する等の製造作業や、ＴＦＴ基板１６及び回路基板５４のメンテナンス作業における作業性が向上する。

また、接続端子３８がＴＦＴ基板１６の一辺側に配置されることで、接続端子３８と回路基板５４とを接続する接続回路５６を集約して配線できる点は、製造作業やメンテナンス作業においても、接続回路５６が邪魔になりにくく作業性向上に寄与する。

さらに、接続回路５６がヒンジ部６４側において第１筐体６１から第２筐体６２に配線される点も、同様に、製造作業やメンテナンス作業において接続回路５６が邪魔になりにくく作業性向上に寄与する。

また、本実施形態では、ＴＦＴ基板１６を通して放射線変換層５０に放射線が入射される構成とされているため、図５に示すように、ＴＦＴ基板１６は、放射線変換層５０よりも第１筐体６１側（外側）に配置される。このため、ＴＦＴ基板１６を、直接的に、第１筐体６１に取り付けることにより、以下に示す図７の構成のような基台５８が、不要となる。このため、装置の軽量化を図ることができる。

なお、上記の構成では、放射線がＴＦＴ基板１６を通して放射線変換層５０に入射するようになっていたが、図７に示すように、ＴＦＴ基板１６を通さずに放射線を放射線変換層５０に入射させる構成であってもよい。図７に示す構成では、第１筐体６１側から見て放射線変換層５０、ＴＦＴ基板１６の順で配置されている。ＴＦＴ基板１６は、基台５８に取り付けられている。基台５８は、第１筐体６１に設けられた支持部材６６に支持されている。他の構成については、放射線がＴＦＴ基板１６を通して放射線変換層５０に入射する上記構成と同様に構成される。

本発明は、上記の実施形態に限るものではなく、種々の変形、変更、改良が可能である。

１０放射線検出装置
１６ＴＦＴ基板
１８シンチレータ層（放射線変換層）
３８接続端子
４８光導電層（放射線変換層）
５０放射線変換層
５４回路基板
５６接続回路
６１第１筐体
６２第２筐体
６４ヒンジ部（連結部）

Claims

ＴＦＴからなるスイッチ素子が絶縁性基板に形成されたＴＦＴ基板と、
前記ＴＦＴ基板上に配置され、前記スイッチ素子に読み出される電荷に放射線を変換する又は、前記スイッチ素子に読み出される電荷に変換される光に放射線を変換する放射線変換層と、
前記ＴＦＴ基板の前記スイッチ素子と接続される回路基板と、
前記ＴＦＴ基板及び前記放射線変換層が収容された収容空間を有する第１筐体と、
前記第１筐体に対向して配置され、前記第１筐体とは分割され、前記回路基板が収容された収容空間を有する第２筐体と、
前記第１筐体の収容空間及び前記第２筐体の収容空間を開放可能に前記第１筐体及び前記第２筐体を連結する連結部と、
を備える放射線検出装置。
平面視における前記ＴＦＴ基板の周端部の一方側に配置され、前記スイッチ素子と前記回路基板とを接続するための接続端子、
を備える請求項１に記載の放射線検出装置。
前記連結部側において前記第１筐体から前記第２筐体に配線され、前記接続端子と前記回路基板とを接続する接続回路を備える請求項１又は請求項２に記載の放射線検出装置。
前記第１筐体及び前記ＴＦＴ基板を通して前記放射線変換層に放射線を入射させる請求項１〜３のいずれか１項に記載の放射線検出装置。