JP2012042224A - 放射線検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｘ線検出パネルの誘導電荷の発生を抑制し、外部電波の影響を受けることをなくし、ノイズや画像ムラの少ない放射線検出装置を提供する。
【解決手段】
Ｘ線検出パネル１０と、Ｘ線検出パネル１０を支持する導電性の支持部材２５と、Ｘ線検出パネル１０を駆動する回路基板群２４と、Ｘ線検出パネル１０と回路基板群２４とを電気的に接続するフレキシブル回路部材と、Ｘ線検出パネル１０、回路基板群２４、支持部材２５、フレキシブル回路部材を収納する導電性の筐体２１と、Ｘ線検出パネル１０に間隔を置いて対向配置され、導電性を付与したＸ線入射窓３１とを有し、支持部材２５、筐体２１、Ｘ線入射窓３１が同電位となるようにした。
【選択図】図２

Description

本発明の実施の形態は、Ｘ線やガンマ線などの放射線を検出するための放射線検出装置に関する。

Ｘ線やガンマ線などの放射線を検出する放射線検出装置は、工業用の非破壊検査や医療診断、構造解析などの科学研究用など広い分野で利用されている。

特に、Ｘ線診断装置に用いられる平面型Ｘ線検出装置として、複数のフォトセンサー及びＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）の電気素子が２次元に配置されている光電変換素子部からなる光検出器上に、放射線を光電変換素子で検出可能な光に変換するための蛍光体層を直接形成してなる放射線検出装置が知られている。

光電変換素子を有する光検出器で得られる信号は非常に微小で数十ｎＡレベルである。従って、僅かなリーク電流の増加でも影響は大きく、取得したデータの補正が必要になる。

図３に従来の放射線検出装置に用いられるＸ線検出パネルの構成、図４に従来の放射線検出装置の構成を示す。

図３に示すＸ線検出パネル５０は、ガラス基板１１上に、複数のフォトセンサーとＴＦＴとが２次元に配置された光電変換素子部１２、光電変換素子部１２と接続される配線部１３、配線部１３に接続されガラス基板１１の端部に形成される電極パッド部１４、及び光電変換素子部１２上に形成される蛍光体層１５を備えている。

また、電極パッド部１４上では、検出用集積回路ＩＣ３５（図４参照）が実装されたフレキシブル回路基板３４（図４参照）と接続されたフレキシブル回路１６が異方導電性接着層１７を介して電極パッド部１４と接続されている。

なお、Ｘ線検出パネル５０の電極パッド部１４と異方導電性接着層１７とは、熱圧着により貼り合わされている。

図４に示す放射線検出装置６０は、板状の支持部材（冷却機構付金属基板）６１上に、順にガラス板６２、接着層６３、図３に示すＸ線検出パネル５０を設けて形成されている。また、支持部材６１の反対面側には、アナログ回路基板６７がスペーサ６８で固定されている。

また、検出用集積回路ＩＣ３５が実装されたフレキシブル回路基板３４の反対面側端部には、コネクタ６６が配置され、アナログ回路基板６７と接続されている。

更に、放射線を透過するＸ線入射窓６９がＸ線検出パネル５０に対向配置され、外部筐体７０に固定される。このＸ線入射窓６９は、Ｘ線を透過させるために透過率がよく散乱しない材質のもの、例えば、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）が用いられる。

特許第３９５７８０３号明細書

しかしながら、上記の放射線検出装置６０によると以下のような問題が生じる。

放射線検出装置６０では、Ｘ線入射窓６９の電気抵抗が大きいため、Ｘ線検出パネル５０の表面に誘導電荷が発生する。発生した誘導電荷の影響により、画像にむらやノイズが発生してしまう。

放射線検出装置６０においてＸ線検出パネル５０の表面から誘導電荷を取り除くことは難しく、また、外部から電磁波の影響を受けてしまう。

さらに、Ｘ線検出パネル５０の表面に接する内部空気は、外部環境と接するＸ線入射窓６９の表面の温度変動・分布の影響を大きく受けるため、Ｘ線検出パネル５０自体にも温度分布が発生する。この温度分布は、Ｘ線検出パネル５０において部分的に暗電流及びリーク電流の値の変動につながり、固定ノイズが変化することで発生する画像むらの原因となる。

本発明は、このような観点に鑑みてなされたものであり、Ｘ線検出パネルの誘導電荷の発生を抑制し、外部電波の影響を受けることをなくし、ノイズや画像ムラの少ない放射線検出装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本放射線検出装置は、放射線を検出する放射線検出パネルと、前記放射線検出パネルを支持する導電性の支持部材と、前記支持部材における前記放射線検出パネル支持面の反対側の面に支持され、前記放射線検出パネルを駆動する回路基板と、前記放射線検出パネルと前記回路基板とを電気的に接続するフレキシブル回路部材と、前記放射線検出パネル、前記回路基板、前記支持部材、及び前記フレキシブル回路部材を収納する導電性の筐体と、前記放射線検出パネルに間隔を置いて対向配置され、導電性を付与した放射線入射窓と、を有し、前記支持部材、前記筐体、及び前記放射線入射窓が同電位となるようにしたことを特徴とする。

本実施の形態に係るＸ線検出パネルを示す模式断面図。 本実施の形態に係る放射線検出装置を示す模式断面図。 従来のＸ線検出パネルを示す模式断面図。 従来の放射線検出装置を示す模式断面図。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は本実施の形態に係るＸ線検出パネル、図２はそのＸ線検出パネルを用いた放射線検出装置の例を示すものである。

（Ｘ線検出パネル１０）
Ｘ線検出パネル１０は、ガラス基板１１上に、複数のフォトセンサーとＴＦＴとが２次元に配置された光電変換素子部１２、光電変換素子部1２と接続される配線部１３、配線部１３に接続されガラス基板１１の端部に形成される電極パッド部１４、光電変換素子部１２上に形成される蛍光体層１５、及び蛍光体層１５を覆って形成される導電性保護層１８を備えている。

また、電極パッド部１４上では、検出用集積回路ＩＣ３５が実装されたフレキシブル回路基板３４と接続されたフレキシブル回路１６が異方導電性接着層１７を介して電極パッド部１４と接続されている。

なお、Ｘ線検出パネル１０の電極パッド部１４と異方導電性接着層１７とは、熱圧着により貼り合わされている。

（放射線検出装置２０）
本放射線検出装置２０では、筐体２１内に設けられた支柱２３に支持されている板状の支持部材２５上に、放射線検出パネルとしての図１に示すＸ線検出パネル１０が配置されている。

また、検出用集積回路ＩＣ３５が実装されたフレキシブル回路基板３４の反対面側には、コネクタ２２が配置され、アナログ回路基板２６と接続されている。アナログ回路基板２６は、デジタル回路基板２７と共に回路基板群２４を構成し、スペーサ３８によって支持部材２５と固定されている。回路基板群２４は、Ｘ線検出パネル１０を電気的に駆動する。

更に、放射線を透過するＸ線入射窓３１がＸ線検出パネル１０に対向配置され、縁状の入射窓保持材３３を介して筐体２１に固定されている。

ここで、支持部材２５及び支柱２３は、導電性を有する材料で形成されている。筐体２１もまた導電性を有する材料で形成されており、Ｘ線検出パネル１０、支持部材２５、回路基板群２４、フレキシブル回路基板３４、及びフレキシブル回路１６を収納している。

また、筐体２１内には、Ｘ線検出パネル１０と対向した位置に開口部２９が形成されている。更に、開口部２９とＸ線入射窓３１をつないでいる入射窓保持材３３もまた導電性を有する材料で形成されている。

支柱２３は、支持部材２５及び筐体２１を電気的に導通させる。また、Ｘ線入射窓３１のＸ線検出パネル１０側の表面には金属箔２８、例えば、アルミテープがＸ線入射窓３１の全面に貼り付けられる。

縁状の入射窓保持材３３は、筐体２１とＸ線入射窓３１の金属箔２８を電気的に導通させる。

回路基板群２４は、いずれも支持部材２５に固定されるか、もしくは、アナログ回路基板２６とデジタル回路基板２７のうちの一方の回路基板が支持部材２５に接続され、かつ他方の回路基板が上記の一方の回路基板に固定されている。また、各回路基板からは、支持部材２５へフレームグランドが落ちている。

以上説明したように、Ｘ線検出パネル１０は、支持部材２５、筐体２１、Ｘ線入射窓３１で周りを囲まれており、Ｘ線入射窓３１上に形成された金属箔２８、支持部材２５、支柱２３、筐体２１、縁状の入射窓保持材３３、は電気的に導電性であるため、回路のグランドと同電位となる。

また、Ｘ線検出パネル１０の表面は、導電性保護層１８で覆われている。導電性保護層１８と金属箔２８は同一物質でも良い。導電性保護層１８は、縁上の入射窓保持材３３もしくは、支持部材２５へ電気的に接続されている。

また、Ｘ線入射窓３１とＸ線検出パネル１０間は、内部空気により断熱されている。

更に、Ｘ線検出パネル１０の表面を覆う導電性保護層１８の放射率は、ガラスよりも小さく、対抗配置されるＸ線入射窓３１の内側表面を覆う金属箔２８の放射率は、Ｘ線入射窓３１を形成する材料よりも小さくなるように形成されている。

（放射線検出装置２０の作用・効果）
放射線検出装置２０では、筐体２１内部にあるＸ線検出パネル１０を取り囲むように高い導電性を有する部品を配置し、電気的に導通できる状態にしている。

よって、Ｘ線検出パネル１０を取り囲む部品がＸ線検出パネル１０と同電位となり、外部からの静電気や誘導電界等のノイズの影響を低減でき、画像ムラの少ないＸ線平面検出器の実現が可能となる。

また、Ｘ線検出パネル１０及びＸ線検出パネル１０に対向したＸ線入射窓３１の表面には電気伝導性に優れた金属材質を有するため、外部から筐体２１内部への電磁波を削減し、逆に内部から外部への電磁波も削減することができる。

更に、熱伝導性に優れた導電性物質がＸ線入射窓３１の内面を覆い、Ｘ線入射窓３１表面とＸ線検出パネル１０表面間の熱放射を下げ、Ｘ線検出パネル１０への熱の伝搬を緩和、および均一化できるので、熱要因のムラを低減することができ、画像ムラの少ない放射線検出装置２０とすることができる。

（その他の実施の形態）
この発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

また、この発明は、上記のＸ線検出パネル１０及び放射線検出装置２０に限定されるものではなく、各種のＸ線検出パネル１０及び放射線検出装置２０に適用することが可能である。

具体的には、上記放射線検出装置２０ではＸ線入射窓３１のＸ線検出パネル１０側の表面に金属箔２８を貼り付けたが、金属箔２８の代わりに、入射窓を形成する物質よりも電気抵抗の低い導電性を有する材料を蒸着、塗布、コーティング等によって形成しても良い。

また、Ｘ線入射窓３１の表面に形成される金属等の導電性材料は、片面だけでなく両面に形成しても良い。

更に、上記放射線検出装置２０では導電性保護層１８と金属箔２８の双方を設けたが、場合により、どちらか一方を省略しても良い。

１０ Ｘ線検出パネル
１１ ガラス基板
１２ 光電変換素子部
１３ 配線部
１４ 電極パッド部
１５ 蛍光体層
１６ フレキシブル回路
１７ 異方導電性接着層
１８ 導電性保護層
２０ 放射線検出装置
２１ 筐体
２２ コネクタ
２３ 支柱
２４ 回路基板群
２５ 支持部材
２６ アナログ回路基板
２７ デジタル回路基板
２８ 金属箔
２９ 開口部
３１ Ｘ線入射窓
３３ 入射窓保持材
３４ フレキシブル回路基板
３５ 検出用集積回路ＩＣ
３８ スペーサ

Claims (5)

1. 放射線を検出する放射線検出パネルと、
   前記放射線検出パネルを支持する導電性の支持部材と、
   前記支持部材における前記放射線検出パネル支持面の反対側の面に支持され、前記放射線検出パネルを駆動する回路基板と、
   前記放射線検出パネルと前記回路基板とを電気的に接続するフレキシブル回路部材と、
   前記放射線検出パネル、前記回路基板、前記支持部材、及び前記フレキシブル回路部材を収納する導電性の筐体と、
   前記放射線検出パネルに間隔を置いて対向配置され、導電性を付与した放射線入射窓と、
   を有し、前記支持部材、前記筐体、及び前記放射線入射窓が同電位となるようにしたことを特徴とする放射線検出装置。
2. 前記放射線入射窓の少なくとも片面に、前記放射線入射窓を形成する材料よりも電気抵抗の低い材料を形成すると共に、前記筐体に接続したことを特徴とする請求項１記載の放射線検出装置。
3. 前記放射線検出パネルの表面を導電性材料によって被覆し、前記支持部材と電気的に接続したことを特徴とする請求項1記載の放射線検出装置。
4. 前記放射線入射窓の前記放射線検出パネル側表面を、前記放射線入射窓を形成する材料よりも熱伝導性に優れた材料で被覆したことを特徴とする請求項1記載の放射線検出装置。
5. 前記放射線入射窓と前記放射線検出パネルとの間を、内部空気により断熱したことを特徴とする請求項１記載の放射線検出装置。

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