JP2012220659A - 放射線検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放射線検出装置を運搬中に誤って放射線検出装置を落下させたり、他の物体にぶつけたり、あるいは衝突させてしまっても、筐体の側板の強度を確保しつつ、光電変換基板の破損（例えば角部の破損）を回避することができ、使用上の信頼性を向上させることができる放射線検出装置を提供する。
【解決手段】被写体を透過した放射線を可視光に変換するシンチレータ７８と、可視光を放射線画像情報に変換する略矩形状の光電変換基板７６とを有する放射線検出器６０と、放射線検出器６０を内包する筐体３０とを具備し、筐体３０は、略矩形状であって、天板と、底板と、前記天板及び前記底板を連結する枠部材３６とを有し、該枠部材３６は、少なくとも光電変換基板７６の角部７６ａと対向する部分に、該角部７６ａから離間する方向の切欠き２００を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、筐体に放射線変換パネルを収納した放射線検出装置に関する。

医療分野において、被写体に放射線を照射し、該被写体を透過した前記放射線を放射線検出器に導いて放射線画像情報を撮影する放射線画像撮影装置が広汎に使用されている。前記放射線検出器としては、前記放射線画像情報が露光記録される従来からの放射線フイルムや、蛍光体に前記放射線画像情報としての放射線エネルギを蓄積し、励起光を照射することで前記放射線画像情報を輝尽発光光として取り出すことのできる蓄積性蛍光体パネルが知られている。これらの放射線検出装置は、前記放射線画像情報が記録された放射線フイルムを現像装置に供給して現像処理を行い、あるいは、前記蓄積性蛍光体パネルを読取装置に供給して読取処理を行うことで、可視画像を得ることができる。

一方、手術室等においては、患者に対して迅速且つ的確な処置を施すため、撮影後の放射線検出装置から直ちに放射線画像情報を読み出して表示できることが必要である。このような要求に対応可能な放射線検出装置として、放射線を直接電気信号に変換し、あるいは、放射線をシンチレータで可視光に変換した後、電気信号に変換して読み出す光電変換基板を用いた放射線検出装置が開発されている（例えば特許文献１〜５参照）。

特開２００９−２５７９１４号公報 特開２０１０−１９７４０４号公報 特開２０１０−１６００４４号公報 特開２００７−３００９９６号公報 特開２００３−１８５７５３号公報

ところで、放射線検出装置を運搬中に誤って放射線検出装置を落下させたり、他の物体にぶつけたり、あるいは衝突させてしまうことで、少なくとも光電変換基板が筐体の側板に接触し、特に、例えば落下の際に最も下方に位置する角部や、衝突した際に衝突位置に最も近い角部には、光電変換基板全体の重量が集中的に作用してしまい、角部での変形や破損が生じるおそれがある。上述した従来の放射線検出装置においては、このような落下や衝突等による破損のリスクを考慮した構成について何ら記載がない。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、放射線検出装置を運搬中に誤って放射線検出装置を落下させたり、他の物体にぶつけたり、あるいは衝突させてしまっても、筐体の側板の強度を確保しつつ、光電変換基板の破損（例えば角部の破損）を回避することができ、使用上の信頼性を向上させることができる放射線検出装置を提供することを目的とする。

［１］ 被写体を透過した放射線を可視光に変換するシンチレータと、前記可視光を放射線画像情報に変換する略矩形状の光電変換基板とを有する放射線検出器と、該放射線検出器を内包する筐体とを具備し、前記筐体は、略矩形状であって、天板と、底板と、前記天板及び前記底板を連結する側板とを有し、前記側板は、少なくとも前記光電変換基板の角部と対向する部分に、該角部から離間する方向の切欠きを有することを特徴とする。
すなわち、側板の内周面の角部のうち、少なくとも前記光電変換基板の角部と対向する部分に切欠きが形成された形態となるため、側板の強度（例えば天板と底板を連結する上での強度）を低下させることがほとんどない。
しかも、切欠きは、光電変換基板の角部から離間する方向に形成されているため、放射線検出装置を運搬中に誤って放射線検出装置を落下させたり、他の物体にぶつけたり、あるいは衝突させてしまっても、光電変換基板の辺部が側板の辺部（内壁面）に接触する可能性が高まるだけであり、光電変換基板の角部が側板に接触、衝突するということがない。光電変換基板の辺部が側板の内壁面に接触したとしても、側板の２つの内壁面で、光電変換基板を支持する形態となるため、光電変換基板全体の重量が局部的に集中するということがなくなり、光電変換基板が辺部で破損するというリスクも回避することができる。
このように、本発明においては、放射線検出装置を運搬中に誤って放射線検出装置を落下させたり、他の物体にぶつけたり、あるいは衝突させてしまっても、筐体の側板の強度を確保しつつ、光電変換基板の破損（例えば角部の破損）を回避することができ、使用上の信頼性を向上させることができる。

［２］ 本発明において、前記切欠きは、平面視で凹状とされた窪みであり、前記光電変換基板の前記角部を、仮想的に前記窪みに近づけて、前記側板のうち、前記光電変換基板の隣接する２つの辺部に対向する２つの内壁面に、前記光電変換基板の前記２つの辺部を仮想的に接触させたとき、前記２つの辺部の間にある前記角部と前記窪みとの最短距離が１〜５ｍｍであることを特徴とする。
これにより、光電変換基板の辺部が側板の内壁面に接触したとしても、前記角部と前記窪みとの間に隙間ができることから、落下や衝突による衝撃で光電変換基板の角部が振動しても、該角部が窪みの内壁面に接触することがなく、角部の振動に伴う破損を回避することができる。

［３］ 本発明において、前記窪みは、対応する２つの前記内壁面から連なる２つの側壁面と、該２つの側壁面をつなぐ底面とを有し、前記角部と前記窪みの前記底面との最短距離が１〜５ｍｍであってもよい。
［４］ この場合、前記角部は、１つの頂部を有し、前記角部の前記頂部と前記窪みの前記底面との最短距離が１〜５ｍｍであってもよい。
［５］ あるいは、前記角部は、２以上の頂部を有し、前記２以上の頂部のうち、最も前記窪みの底面に近い頂部と前記窪みの底面との最短距離が１〜５ｍｍであってもよい。

［６］ 本発明において、前記切欠きは、平面視で凹状とされ、且つ、縦断面視で凹状とされた窪みであり、該窪みは、前記天板側の第１面と、前記底板側の第２面とを有し、前記光電変換基板の前記天板側の面と前記窪みの前記第１面との最短距離、及び前記光電変換基板の前記底板側の面と前記窪みの前記第２面との最短距離がそれぞれ１〜５ｍｍであることを特徴とする。
これにより、光電変換基板の辺部が側板の内壁面に接触したとしても、前記角部と前記窪み（例えば底面）との間に隙間ができ、しかも、光電変換基板の前記天板側の面と前記窪みの前記第１面との間に隙間ができると共に、前記光電変換基板の前記底板側の面と前記窪みの前記第２面との間に隙間ができることから、落下や衝突による衝撃で光電変換基板の角部が、光電変換基板の面方向に振動し、さらに、光電変換基板の面と直交する方向に振動しても、該角部が窪みの内壁面に接触することがなく、角部の振動に伴う破損を回避することができる。

［７］ 本発明において、前記筐体の前記天板と前記光電変換基板との間に、前記放射線検出器を支持する基板を有し、前記光電変換基板のうち、前記基板と反対側の面に前記シンチレータが配置され、前記基板の厚みをｔａ、前記光電変換基板の厚みをｔｂ、前記シンチレータの厚みをｔｃ、前記窪みの前記光電変換基板の厚み方向に沿った高さをｈａとしたとき、
ｔｂ＜ｈａ＜（ｔａ＋ｔｂ＋ｔｃ）
であることを特徴とする。
すなわち、窪みの高さは、光電変換基板の厚みよりも大きいが、基板と光電変換基板とシンチレータとを合わせた厚みよりは小さい。これにより、放射線検出装置が落下あるいは他の物体に衝突する等して、光電変換基板が移動した場合に、光電変換基板の角部の一部が窪み内に入り込むが、側板に接触（あるいは衝突）するのを回避することができる。
［８］ この場合、前記光電変換基板の縦の長さが前記シンチレータの縦の長さより大きく、且つ、前記光電変換基板の横の長さが前記シンチレータの横の長さより大きいことから、放射線検出装置が落下あるいは他の物体に衝突する等して、光電変換基板がシンチレータと共に移動しても、シンチレータが側板に接触（あるいは衝突）するのを回避することができる。

［９］ また、本発明において、前記天板と前記基板とが接着層にて固着され、前記基板と前記光電変換基板とが粘着剤で貼り合わされていることを特徴とする。すなわち、前記基板と前記光電変換基板とが粘着剤で貼り合わされているため、放射線検出器の交換や修理が容易な構造となっている。これは、放射線検出装置が落下あるいは他の物体に衝突する等した場合に、光電変換基板が移動しやすい構造ではあるが、上述したように、光電変換基板が移動しても、光電変換基板の角部の一部が窪み内に入り込むだけであって、側板に接触（あるいは衝突）するのを回避することができる。従って、放射線検出器の交換や修理が容易な構造を採用しても使用時の信頼性を向上させることができる。

［１０］ 本発明において、前記シンチレータと前記底板との間に、前記基板と共に前記放射線検出器を支持する第２の基板を有し、前記天板と前記基板とが接着層にて固着され、前記基板と前記光電変換基板とが粘着剤で貼り合わされ、前記第２の基板と前記シンチレータとが粘着剤で貼り合わされていることを特徴とする。上述したように、放射線検出器の交換や修理が容易な構造を採用しても使用時の信頼性を向上させることができる。
［１１］ この場合、前記基板は非金属材料にて構成され、前記第２の基板は主に非金属材料にて構成されていることが好ましい。放射線検出装置自体の軽量化を図ることができる。

以上説明したように、本発明に係る放射線検出装置によれば、放射線検出装置を運搬中に誤って放射線検出装置を落下させたり、他の物体にぶつけたり、あるいは衝突させてしまっても、筐体の側板の強度を確保しつつ、光電変換基板の破損（例えば角部の破損）を回避することができ、使用上の信頼性を向上させることができる。

本実施の形態に係る放射線検出装置が適用される放射線画像撮影システムを示す構成図である。 放射線検出装置の構成を示す断面図（図３におけるＩＩ−ＩＩ線上の断面図）である。 図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線上の断面図である。 図４Ａ及び図４Ｂは光電変換基板の角部と枠部材の窪みの位置関係を拡大して示す断面図である。 放射線検出装置の構成を一部省略して示す拡大断面図である。 放射線検出装置の回路構成を示す回路図である。 放射線検出装置の構成を示すブロック図である。 第２基板の第２部材のうち、該第２部材に対して回路基板を投影させた領域を示す説明図である。 図９Ａ〜図９Ｄは第２基板の第２部材の作製方法の一例を示す工程図である。 放射線検出器の変形例を一部省略して示す断面図である。 変形例に係る放射線検出器の信号出力部を一部省略して示す断面図である。

以下、本発明に係る放射線検出装置の実施の形態例を図１〜図１１を参照しながら説明する。なお、本明細書において数値範囲を示す「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味として使用される。

本実施形態に係る放射線画像撮影システム１０は、図１に示すように、撮影条件に従った線量からなる放射線１２を被写体（患者等）１４に照射するための放射線源１６と、被写体１４を透過した放射線１２を検出する放射線検出装置２０と、放射線検出装置２０によって検出された放射線１２に基づく放射線画像を表示する表示装置２２と、放射線源１６、放射線検出装置２０及び表示装置２２を制御するコンソール（制御装置）２４とを備える。コンソール２４と、放射線源１６、放射線検出装置２０及び表示装置２２との間は、例えば無線通信による信号の送受信が行われる。なお、コンソール２４には、病院内の放射線科において取り扱われる放射線画像やその他の情報を統括的に管理する放射線科情報システム（ＲＩＳ）２６が接続され、また、ＲＩＳ２６には、病院内の医事情報を統括的に管理する医事情報システム（ＨＩＳ）２８が接続される。

放射線検出装置２０は、図２に示すように、放射線１２を透過させる材料からなる筐体３０を備える。筐体３０は、該筐体３０における放射線１２の正面３２（照射面）を構成する略平面状の第１プレート３４（天板）と、側面を構成する枠部材３６（側板）と、背面３８を構成する略平面状の第２プレート４０（底板）と、枠部材３６の内側に取り付けられ、筐体３０内の収容空間を、第１プレート３４側の第１室４２と、第２プレート４０側の第２室４４とに区画する略平面状のシャーシ部材４６とを有する。

枠部材３６の正面３２側の内壁には第１プレート３４の周縁部が嵌り込む溝４８が形成されている。また、枠部材３６の高さ方向ほぼ中央部の内壁には例えば環状の平坦部５０が形成され、この平坦部５０にシャーシ部材４６の周縁部が例えばねじ止めあるいは接着剤にて固着されるようになっている。シャーシ部材４６の背面３８側の周縁部には、第２プレート４０を取り付けるための接続部５２（複数の断面ほぼＬ字状の接続片あるいは１つの断面ほぼＬ字状の枠体）が固着されている。この場合、接続部５２、シャーシ部材４６の周縁部及び枠部材３６の平坦部５０とを例えばねじ止めにて一括固着するようにしてもよい。シャーシ部材４６の背面３８側には各種電子部品５４が実装された１以上の回路基板５６が取り付けられている。第２プレート４０は、その内面側の一部が接続部５２の一部に当接され、例えばねじ止めあるいは接着剤にて固着されている。また、シャーシ部材４６と第２プレート４０間に複数のスペーサ５８が設けられている。このスペーサ５８は、第２室４４に少なくとも回路基板５６を取り付けるだけの高さが確保でき、さらに、第２プレート４０の少なくとも中央部（例えば接続部５２と固着される部分よりも内方の部分）の平坦性が確保できるように設けられる。

そして、放射線検出装置２０の筐体３０のうち、第１プレート３４、枠部材３６及びシャーシ部材４６とで囲まれた第１室４２内には、放射線検出器６０が配置されている。さらに詳細には、第１プレート３４の背面３８側に放射線検出器６０を支持する第１基板６２が第１接着層６４（図５参照）を介して固着され、シャーシ部材４６の正面３２側に同じく放射線検出器６０を支持し、シンチレータ７８の強度を補強する第２基板６６が第２接着層６８（図５参照）を介して固着され、これら第１基板６２と第２基板６６の間に放射線検出器６０が配置されている。第１基板６２の厚みは〜０．５ｍｍであり、第２基板６６の厚みは０．８〜１．５ｍｍである。

この放射線検出器６０は、被写体１４を透過した放射線１２を放射線画像情報に変換し、変換した放射線画像情報を電気信号（アナログ信号）としてコンソール２４等に出力する。なお、放射線検出装置２０内には、上述した回路基板５６、放射線検出器６０のほかに、バッテリ７０、カセッテ制御部７２及び送受信機７４（図６参照）等を有する。バッテリ７０は、放射線検出装置２０の電源であって、放射線検出装置２０内の放射線検出器６０、カセッテ制御部７２及び送受信機７４に電力を供給する。カセッテ制御部７２は、バッテリ７０から供給される電力により放射線検出器６０を駆動制御する。送受信機７４は、放射線検出器６０によって検出した放射線１２の情報（放射線画像情報）を含む信号をコンソール２４との間で送受信する。

放射線検出器６０は、図２及び図５に示すように、正面３２側に設置された光電変換基板７６と、背面３８側に設置されたシンチレータ７８とを有する。シンチレータ７８は、被写体１４を透過した放射線１２を一旦可視光に変換するＧＯＳ（Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ）又はＣｓＩ：Ｔｌ等を母体とする蛍光体からなる。光電変換基板７６は、薄膜トランジスタ８０（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：図６参照。以後、ＴＦＴ８０と記す）のアレイと、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）等の物質からなる固体検出素子８２（図６参照：以下、固体検出素子を画素８２ともいう）を用いて前記可視光を電気信号に変換する光電変換層８４（図６参照）とを積層することにより構成される。

ここで、枠部材３６、光電変換基板７６等の平面形状について図３〜図４Ｂを参照しながら説明する。

図３に示すように、枠部材３６のうち、少なくとも光電変換基板７６の角部７６ａと対向する部分に、該角部７６ａから離間する方向の切欠き２００を有する。すなわち、枠部材３６の内周面の角部３６ａのうち、少なくとも光電変換基板７６の角部７６ａと対向する部分に切欠き２００が形成された形態となっている。

切欠き２００は、平面視で凹状とされた窪み２０２であり、図４Ａの二点鎖線に示すように、光電変換基板７６の角部７６ａを、仮想的に窪み２０２に近づけて、枠部材３６のうち、光電変換基板７６の隣接する２つの辺部７６ｂ、７６ｂに対向する２つの内壁面３６ｂ、３６ｂに、光電変換基板７６の２つの辺部７６ｂ、７６ｂを仮想的に接触させたとき、２つの辺部７６ｂ、７６ｂの間にある角部７６ａと窪み２０２との最短距離ｄａが１〜５ｍｍである。具体的には、窪み２０２は、対応する２つの内壁面３６ｂ、３６ｂから連なる２つの側壁面２０２ａ、２０２ａと、該２つの側壁面２０２ａ、２０２ａをつなぐ底面２０２ｂとを有し、光電変換基板７６の角部７６ａと窪み２０２の底面２０２ｂとの最短距離ｄａが１〜５ｍｍである。図４Ａの例では、光電変換基板７６の角部７６ａが１つの頂部７６ｔを有し、光電変換基板７６の角部７６ａにおける頂部７６ｔと窪み２０２の底面２０２ｂとの最短距離ｄａが１〜５ｍｍである例を示す。もちろん、図４Ｂに示すように、光電変換基板７６の角部７６ａが２以上の頂部７６ｔを有し、該２以上の頂部７６ｔのうち、最も窪み２０２の底面２０２ｂに近い頂部７６ｔと窪み２０２の底面２０２ｂとの最短距離ｄａが１〜５ｍｍであってもよい。

図２に示すように、窪み２０２は、第１プレート３４側の第１面７６ｃと、第２プレート４０側の第２面７６ｄとを有し、光電変換基板７６の第１プレート３４側の面７６ｃと窪み２０２の第１面２０２ｃとの最短距離ｄ１、及び光電変換基板７６の第２プレート４０側の面７６ｄと窪み２０２の第２面２０２ｄとの最短距離ｄ２がそれぞれ１〜５ｍｍとなっている。

ここで、第１基板６２の厚みをｔａ、光電変換基板７６の厚みをｔｂ、シンチレータ７８の厚みをｔｃ、窪み２０２の光電変換基板７６の厚み方向に沿った高さをｈａとしたとき、
ｔｂ＜ｈａ＜（ｔａ＋ｔｂ＋ｔｃ）
である。

また、図３に示すように、光電変換基板７６の縦の長さＬａはシンチレータ７８の縦の長さＬｂより大きく、且つ、光電変換基板７６の横の長さＬｃはシンチレータ７８の横の長さＬｄより大きく設定されている。

一方、図５に示すように、シンチレータ７８と光電変換基板７６とは中間層８６を介して接合されている。中間層８６の層厚は１０〜５０μｍである。また、中間層８６は、ヘイズ度が３〜５０％の範囲である。中間層８６はフィラーを含有する接着剤であることが好ましく、接着剤としては、ホットメルト型接着剤、反応性ホットメルト型接着剤又は熱硬化樹脂等の接着剤を好ましく用いることができ、特に、光電変換基板７６の凹凸を吸収するという観点からはホットメルト型接着剤がより好ましい。

フィラー材料としては、アルミナ、シリカ、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化イットリウム等の無機材料、高架橋アクリル樹脂、高架橋ポリスチレン樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、シリコーン樹脂等の有機材料を好ましく挙げることができ、これらのフィラー材料は、これらの物質は単独で用いてもよいし、あるいは適宜組み合わせて用いてもよい。

なお、中間層８６は上述のような接着剤に限定されるものではなく、ポリアクリル系粘着剤、シリコーンゴム系粘着剤、ポリビニルブチルエーテル系粘着剤、ポロイソブチレン系粘着剤、天然ゴム系粘着剤等の粘着層（接着後も接着面から剥がし取ることができる粘着剤で形成される層）であってもよい。
また、シンチレータ７８と第２基板６６との間には、光を反射する光反射層８８と、静電気防止のための導電層９０と、支持体９２とがこの順番で積層されている。なお、光電変換基板７６、シンチレータ７８、光反射層８８、導電層９０及び支持体９２は、例えば紫外線硬化型接着剤９３にて一体化されている。

支持体９２は、例えばプラスチック基板、シリコン基板、カーボン基板等を用いることができる。支持体９２の厚みは０．１５〜０．３０ｍｍである。プラスチック材料として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート等の樹脂材料又は樹脂材料に酸化チタン、酸化アルミニウム等の顔料を混入した白色樹脂材料、あるいは種々の金属粒子、金属箔を用いることができる。

導電層９０は、金属材料、金属酸化物材料や導電性有機物質が好ましい。導電層９０の厚みは、５μｍ以下である。金属材料としては、放射線吸収率が低いという観点から、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウム、アルミ合金等が好ましい。金属酸化物材料としては、ＳｎＯ_２（Ｓｂドープ）針状微粒子等が好ましく用いられる。導電性有機物質としては、導電性カーボンフィルム等が好ましく挙げられる。

光反射層８８は、光反射性物質を含む層であり、光反射性物質の例としては、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＭｇＯ、ＢａＳＯ_４、ＳｉＯ_２、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＣａＣＯ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ｎｂ_２Ｏ_５、２ＰｂＣＯ_３・Ｐｂ（ＯＨ）_２、ＰｂＦ_２、ＢｉＦ_３、Ｙ_２Ｏ_３、ＹＯＣｌ、ＭＩＩＦＸ（ＭＩＩはＢａ、Ｓｒ及びＣａのうちの少なくとも一種であり、ＸはＣｌ及びＢｒのうちの少なくとも一種である）、リトポン（ＢａＳＯ_４＋ＺｎＳ）、ケイ酸マグネシウム、塩基性ケイ硫酸鉛、塩基性リン酸鉛、ケイ酸アルミニウムなどの白色顔料；種々の金属粒子もしくは金属箔；および中空構造のポリマー粒子を挙げることができる。これらの物質は単独で用いてもよいし、あるいは適宜組み合わせて用いてもよい。これらのうちでも高い屈折率を有するという観点からは、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＰｂＦ_２、ＢｉＦ_３、Ｙ_２Ｏ_３、ＹＯＣｌがより好ましい。光反射層８８の厚みは５０〜８０μｍである。

支持体９２と第２基板６６とは例えば両面テープ（図示せず）にて貼り合わされ、光電変換基板７６と第１基板６２とは例えば両面テープ（図示せず）にて貼り合わされている。両面テープは、上述した粘着剤と同様に、接着後も接着面から剥がし取ることができる粘着剤で形成される層を有する。この場合、放射線検出装置２０から簡単に放射線検出器６０を取り外すことが可能となり、例えば放射線検出器６０に対するリペアが簡単になる。もちろん、支持体９２と第２基板６６とを接着層にて固着し、光電変換基板７６と第１基板６２とを接着層にて固着してもよい。

上述の実施の形態では、放射線１２の照射方向に沿って、光電変換基板７６、シンチレータ７８がこの順に積層され、シンチレータ７８から発光された光を正面３２側の光電変換基板７６で電荷に変換して放射線画像情報を読み取る、いわゆる表面読取方式（ＩＳＳ（Ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ Ｓｉｄｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ）方式）を採用しているが、この構成に限定されない。例えば放射線検出器６０として、いわゆる裏面読取方式（ＰＳＳ（Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ Ｓｉｄｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ）方式）を採用してもよい。この場合、シンチレータ７８から発光された光を背面側に位置する光電変換基板７６で電荷に変換して放射線画像を読み取る。

通常、シンチレータ７８は、放射線１２の照射面（正面）側が背面側よりも強く発光するため、本実施の形態のように、表面読取方式で構成した放射線検出器６０では、裏面読取方式で構成された放射線検出器６０と比較して、シンチレータ７８で発光された光が光電変換基板７６（光電変換層８４）に到達するまでの距離を短縮させることができる。これにより、該光の拡散・減衰を抑えることができるので、放射線画像情報の分解能を高めることができる。

ここで、放射線検出装置２０の回路構成について図６及び図７を参照しながら説明する。
図６に示すように、放射線検出装置２０は、可視光を電気信号に変換するａ−Ｓｉ等の物質からなる各画素８２が形成された光電変換層８４を、行列状のＴＦＴ８０のアレイの上に配置した構造を有する。この場合、各画素８２では、可視光を電気信号（アナログ信号）に変換することにより発生した電荷が蓄積され、各行毎にＴＦＴ８０を順次オンにすることにより前記電荷を画像信号として読み出すことができる。

各画素８２に接続されるＴＦＴ８０には、行方向と平行に延びるゲート線９４と、列方向と平行に延びる信号線９６とが接続される。各ゲート線９４は、ライン走査駆動部９８に接続され、各信号線９６は、マルチプレクサ１００に接続される。ゲート線９４には、行方向に配列されたＴＦＴ８０をオンオフ制御する制御信号Ｖｏｎ、Ｖｏｆｆがライン走査駆動部９８から供給される。この場合、ライン走査駆動部９８は、ゲート線９４を切り替える複数のスイッチＳＷ１と、スイッチＳＷ１の１つを選択する選択信号を出力するアドレスデコーダ１０２とを備える。アドレスデコーダ１０２には、カセッテ制御部７２からアドレス信号が供給される。

また、信号線９６には、列方向に配列されたＴＦＴ８０を介して各画素８２に保持されている電荷が流出する。この電荷は、増幅器１０４によって増幅される。増幅器１０４には、サンプルホールド回路１０６を介してマルチプレクサ１００が接続される。マルチプレクサ１００は、信号線９６を切り替える複数のスイッチＳＷ２と、スイッチＳＷ２の１つを選択する選択信号を出力するアドレスデコーダ１０８とを備える。アドレスデコーダ１０８には、カセッテ制御部７２からアドレス信号が供給される。マルチプレクサ１００には、Ａ／Ｄ変換器１１０が接続され、Ａ／Ｄ変換器１１０によってデジタル信号に変換された放射線画像情報がカセッテ制御部７２に供給される。

従って、図６において、ライン走査駆動部９８、マルチプレクサ１００、増幅器１０４、サンプルホールド回路１０６及びＡ／Ｄ変換器１１０が電子部品５４に含まれ、一方で、ゲート線９４のうちライン走査駆動部９８から光電変換層８４に至る部分と、信号線９６のうち光電変換層８４から増幅器１０４に至る部分とが光電変換基板７６に含まれる。

なお、スイッチング素子として機能するＴＦＴ８０は、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｓｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ等、他の撮像素子と組み合わせて実現してもよい。さらにまた、ＴＦＴで言うところのゲート信号に相当するシフトパルスにより電荷をシフトしながら転送するＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサに置き換えることも可能である。

放射線検出装置２０のカセッテ制御部７２は、図７に示すように、アドレス信号発生部１１２と、画像メモリ１１４と、カセッテＩＤメモリ１１６とを備える。

アドレス信号発生部１１２は、図６に示すライン走査駆動部９８のアドレスデコーダ１０２及びマルチプレクサ１００のアドレスデコーダ１０８に対してアドレス信号を供給する。画像メモリ１１４は、放射線検出器６０によって検出された放射線画像情報を記憶する。カセッテＩＤメモリ１１６は、放射線検出装置２０を特定するためのカセッテＩＤ情報を記憶する。

送受信機７４は、カセッテＩＤメモリ１１６に記憶されたカセッテＩＤ情報及び画像メモリ１１４に記憶された放射線画像情報を無線通信によりコンソール２４に送信する。

そして、本実施の形態において、第１基板６２は、放射線検出装置２０全体の軽量化を図るために、２．８以下の比重を有する材料であって、且つ、炭素繊維、セルロース繊維又はガラス繊維を含む複合材料、エンジニアリングプラスチック、及び、バイオマスプラスチックのうち、いずれか１つの材料から構成されている。

第２基板６６は、図５に示すように、それぞれ機能の異なる第１部材１１８と第２部材１２０とが一体化されて構成されている。第１部材１１８は、第１基板６２と同様に、放射線検出装置２０全体の軽量化を図るために、２．８以下の比重を有する材料であって、且つ、炭素繊維、セルロース繊維又はガラス繊維を含む複合材料、エンジニアリングプラスチック、及び、バイオマスプラスチックのうち、いずれか１つの材料で構成されている。第２部材は、筐体３０を透過した放射線１２による散乱線、例えば後方からの散乱線を減衰させるための金属材料で構成されている。図５の例では、２つの第１部材１１８間に第２部材１２０が挟まれて一体化された例を示す。

第１基板６２と、第２基板６６の第１部材１１８は、同じ材質で構成してもよいし、あるいは、異なる材質で構成してもよい。

具体的に、炭素繊維を含む複合材料は、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）や、炭素繊維のプリフォームを発泡材で包んだ後に樹脂を含浸させてサンドイッチ構造とした複合材料や、ＣＦＲＰの表面を発泡材でコーティングした複合材料であり、セルロース繊維を含む複合材料は、セルロースミクロフィブリル繊維を含む複合材料であり、ガラス繊維を含む複合材料は、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）である。

この場合、例えば、放射線検出装置２０内の電子部品５４等の自己発熱によって、第１基板６２を介して被写体１４（患者）に熱さを感じさせないように、第１基板６２は、熱伝導率が比較的に低いＰＡＮ（ポリアクリロニトリル）型炭素繊維からなる強剛性カーボンで構成されることが望ましい。一方、第２基板６６の第１部材１１８は、放射線検出装置２０からシャーシ部材４６を介して外部への放熱が良好となるように、ＰＡＮ型炭素繊維よりも熱伝導率が高いピッチ型炭素繊維からなる強剛性カーボンで構成されることが望ましい。

また、エンジニアリングプラスチックには、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、変性ポリフェニレンエーテル（ｍ−ＰＰＥ、変性ＰＰＥ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ガラス繊維強化ポリエチレンテレフタレート（ＧＦ−ＰＥＴ）、超高分子ポリエチレン（ＵＨＰＥ）、シンジオタクチックポリスチレン（ＳＰＳ）、環状ポリオレフィン（ＣＯＰ）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、非晶ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、液晶ポリエステル（ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、エポキシ（ＥＰ）等がある。

ところで、第２基板６６の第２部材１２０の厚みを一定にした場合、後方からの散乱線の減衰分布にばらつきが生じることになる。すなわち、後方からの散乱線は、回路基板５６の導電パターンを構成する金属層でも減衰することから、第２部材１２０のうち、回路基板５６に対応した領域とそれ以外の領域で、散乱線の減衰量が異なる。その結果、シンチレータ７８に入射する減衰後の散乱線によるノイズ画像は、回路基板５６の外形に沿ったものとなり、目立ち易く、画質の劣化を引き起こすおそれがある。もちろん、第２部材１２０で散乱線を全て吸収させれば問題はないが、そのためには、設計仕様によっては、第２基板６６を構成する材料として、重量の大きい鉛等を使用せざるを得ない場合が生じ、サイズ等によっては、放射線検出装置２０の軽量化が実現できないおそれがある。

そこで、本実施の形態において、第２部材１２０は、回路基板５６の位置に応じて厚みを変えている。例えば図８に示すように、１以上の回路基板５６が設置されている場合、第２基板６６の第２部材１２０のうち、該第２部材１２０に対して回路基板５６を投影させた領域Ｚａについて厚みを薄くする。

第２基板６６の第２部材１２０を構成する金属材料としては、Ａｌ（アルミニウム）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）等を使用することができるが、回路基板５６の導電パターンを構成する金属材料と同じ金属材料を用いることが好ましい。例えば回路基板５６が銅箔を選択的にエッチングすることによって導電パターンを形成しているのであれば、金属材料として銅を用いることが好ましい。

そして、第２部材１２０のうち、回路基板５６の位置に対応した領域Ｚａの厚みを薄くする場合、回路基板５６の導電パターンの厚み分だけ薄くすることが好ましい。もちろん、回路基板５６が複数の導電パターンが積層された積層基板であれば、導電パターンの積層数に応じた厚み分だけ薄くすることが好ましい。

このように、第２部材１２０の厚みを回路基板５６の領域Ｚａに対応して変えることで、後方からの散乱線の減衰分布を第２部材１２０全体でほぼ均一にすることができ、シンチレータ７８に入射する減衰後の散乱線によるノイズ画像は全体的に一定レベルとなり、目立つことがない。もちろん、ノイズ画像は全体的に一定レベルであることから、その後の簡単な画像処理（オフセット処理等）にて容易にノイズ画像を除去することもできる。

このような第２基板６６を作製する場合は、例えば図９Ａ〜図９Ｄに示すように、複数の炭素繊維のプリフォーム１２２が積層してなる第１積層体１２４ａ（図９Ａ参照）上に第２部材１２０（金属箔、金属膜、金属板等）を載置し（図９Ｂ参照）、第２部材１２０の厚みが薄くなっている箇所１２０ａに、炭素繊維のプリフォーム１２２を載置して平坦化し（図９Ｃ参照）、その上に複数の炭素繊維のプリフォーム１２２が積層してなる第２積層体１２４ｂを載置する。その後、この積層体を加熱加圧して一体化することで（図９Ｄ参照）、第２基板６６を作製することができる。

なお、図２に示すように、筐体３０を構成する第１プレート３４を、第１基板６２と同様の材料で構成することができ、第２プレート４０を、第２基板６６の第１部材１１８と同様の材料で構成することができる。シャーシ部材４６は、放射線検出装置２０全体の軽量化を図るために、２．８以下の比重を有する材料にて構成することができる。具体的には、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム又はマグネシウム合金等の金属材料が挙げられる。

また、筐体３０を構成する枠部材３６は、樹脂等で構成することで、放射線検出器６０等のリペア（補修、部品交換等）が容易になる。すなわち、枠部材３６を弾性変形させることで、枠部材３６からの第１プレート３４及び第１基板６２の取り外し、放射線検出器６０の取り外し等が容易にできる。もちろん、これらの部材を装着する場合も同様に容易に行うことができる。

そして、本実施の形態においては、図３〜図４Ｂに示すように、枠部材３６のうち、少なくとも光電変換基板７６の角部７６ａと対向する部分に、該角部７６ａから離間する方向の切欠き２００を有する。すなわち、枠部材３６の内周面の角部３６ａのうち、少なくとも光電変換基板７６の角部７６ａと対向する部分に切欠き２００が形成された形態となっている。そのため、枠部材３６の強度（例えば第１プレート３４と第２プレート４０を連結する上での強度）を低下させることがほとんどない。しかも、切欠き２００は、光電変換基板７６の角部７６ａから離間する方向に形成されているため、放射線検出装置２０を運搬中に誤って放射線検出装置２０を落下させたり、他の物体にぶつけたり、あるいは衝突させてしまっても、光電変換基板７６の辺部７６ｂが枠部材３６の辺部（内壁面３６ｂ）に接触する可能性が高まるだけであり、光電変換基板７６の角部７６ａが枠部材３６に接触、衝突するということがない。光電変換基板７６の辺部７６ｂが枠部材３６の内壁面３６ｂに接触したとしても、枠部材３６の２つの内壁面３６ｂで、光電変換基板７６を支持する形態となるため、光電変換基板７６全体の重量が局部的に集中するということがなくなり、光電変換基板７６が枠部材３６の辺部（内壁面３６ｂ）で破損するというリスクも回避することができる。

すなわち、本実施の形態においては、放射線検出装置２０を運搬中に誤って放射線検出装置２０を落下させたり、他の物体にぶつけたり、あるいは衝突させてしまっても、筐体３０の枠部材３６の強度を確保しつつ、光電変換基板７６の破損（例えば角部７６ａの破損）を回避することができ、使用上の信頼性を向上させることができる。

また、切欠き２００は、平面視で凹状とされた窪み２０２であり、光電変換基板７６の角部７６ａを、例えば図４Ａの二点鎖線に示すように、仮想的に窪み２０２に近づけて、枠部材３６のうち、光電変換基板７６の隣接する２つの辺部７６ｂに対向する２つの内壁面３６ｂに、光電変換基板７６の２つの辺部７６ｂを仮想的に接触させたとき、２つの辺部７６ｂの間にある角部７６ａと窪み２０２との最短距離ｄａを１〜５ｍｍとしたので、光電変換基板７６の辺部７６ｂが枠部材３６の内壁面３６ｂに接触したとしても、光電変換基板７６の角部７６ａと窪み２０２との間に隙間ができることから、落下や衝突による衝撃で光電変換基板７６の角部７６ａが振動しても、該角部７６ａが窪み２０２の底面２０２ｂ等に接触することがなく、光電変換基板７６の角部７６ａの振動に伴う破損を回避することができる。

特に、窪み２０２は、図２に示すように、第１プレート３４側の第１面２０２ｃと、第２プレート４０側の第２面２０２ｄとを有し、光電変換基板７６の第１プレート３４側の面７６ｃと窪み２０２の第１面２０２ｃとの最短距離ｄ１、及び光電変換基板７６の第２プレート４０側の面７６ｄと窪み２０２の第２面２０２ｄとの最短距離ｄ１をそれぞれ１〜５ｍｍとしたので、光電変換基板７６の辺部７６ｂが枠部材３６の内壁面３６ｂに接触したとしても、光電変換基板７６の角部７６ａと窪み２０２（例えば底面２０２ｂ）との間に隙間ができ、しかも、光電変換基板７６の第１プレート３４側の面７６ｃと窪み２０２の第１面２０２ｃとの間に隙間ができると共に、光電変換基板７６の第２プレート４０側の面７６ｄと窪み２０２の第２面２０２ｄとの間に隙間ができることから、落下や衝突による衝撃で光電変換基板７６の角部７６ａが、光電変換基板７６の面方向に振動し、さらに、光電変換基板７６の面と直交する方向に振動しても、該角部７６ａが窪み２０２の内壁面（底面２０２ｂや第１面２０２ｃ等）に接触することがなく、光電変換基板７６の角部７６ａの振動に伴う破損を回避することができる。

また、本実施の形態では、第１基板６２の厚みをｔａ、光電変換基板７６の厚みをｔｂ、シンチレータ７８の厚みをｔｃ、窪み２０２の光電変換基板７６の厚み方向に沿った高さをｈａとしたとき、
ｔｂ＜ｈａ＜（ｔａ＋ｔｂ＋ｔｃ）
としている。すなわち、窪み２０２の高さｈａは、光電変換基板７６の厚みｔｂよりも大きいが、第１基板６２と光電変換基板７６とシンチレータ７８とを合わせた厚みよりは小さい。これにより、放射線検出装置２０が落下あるいは他の物体に衝突する等して、光電変換基板７６が移動した場合に、光電変換基板７６の角部７６ａの一部が窪み２０２内に入り込むが、上述した構成とも相俟って、枠部材３６に接触（あるいは衝突）するのを回避することができる。

特に、図３に示すように、光電変換基板７６の縦の長さＬａがシンチレータ７８の縦の長さＬｂより大きく、且つ、光電変換基板７６の横の長さＬｃがシンチレータ７８の横の長さＬｄより大きいことから、放射線検出装置２０が落下あるいは他の物体に衝突する等して、光電変換基板７６がシンチレータ７８と共に移動しても、シンチレータ７８が枠部材３６に接触（あるいは衝突）するのを回避することができる。

また、本実施の形態においては、図２に示すように、第１プレート３４と第１基板６２とが第１接着層６４にて固着され、第１基板６２と光電変換基板７６とが粘着剤（両面テープ）で貼り合わされている。すなわち、第１基板６２と光電変換基板７６とが粘着剤で貼り合わされているため、放射線検出器６０の交換や修理が容易な構造となっている。これは、放射線検出装置２０が落下あるいは他の物体に衝突する等した場合に、光電変換基板７６が移動しやすい構造ではあるが、上述したように、光電変換基板７６が移動しても、光電変換基板７６の角部７６ａの一部が窪み２０２内に入り込むだけであって、枠部材３６に接触（あるいは衝突）するのを回避することができる。従って、放射線検出器６０の交換や修理が容易な構造を採用しても使用時の信頼性を向上させることができる。

このように、本実施の形態に係る放射線検出装置２０においては、放射線検出装置２０を運搬中に誤って放射線検出装置２０を落下させたり、他の物体にぶつけたり、あるいは衝突させてしまっても、筐体３０の枠部材３６の強度を確保しつつ、光電変換基板７６の破損（例えば角部７６ａの破損）を回避することができ、使用上の信頼性を向上させることができる。

また、本実施の形態においては、背面側に設置された第２基板６６をそれぞれ機能の異なる第１部材１１８及び第２部材１２０で構成し、第１部材１１８を例えば軽量化として好ましい材料で構成し、第２部材１２０を散乱線を減衰させるのに好適な金属材料で構成したので、放射線検出器６０等の軽量化を図ることができると共に、シンチレータ７８に入射する散乱線を減衰させることができ、散乱線によるノイズ画像を低減することができる。

この場合、単一の金属板、材質の異なる複数の金属板からなる積層板を放射線の透過率又は散乱確率に応じて設置する必要がなく、第１部材１１８と第２部材１２０とが一体化された第２基板６６を設置するだけでよいため、組み立て工数の増大化を招くことがなく、放射線検出装置２０全体の厚みが増大化することもない。しかも、鉛板を使用することがないため、軽量化も図ることができる。放射線検出器６０を支持し、シンチレータ７８強度を補強する第２基板６６を散乱線の減衰にも兼用させるようにしたので、散乱線の減衰のための専用の基板を別途設置することが必要がなく、放射線検出装置２０の低背化（薄型化）を実現させることができる。

すなわち、本実施の形態に係る放射線検出装置２０においては、散乱線による影響を抑制することができ、しかも、軽量化を促進させることができると共に、低背化（薄型化）も実現させることができる。

特に、第２部材１２０の金属材料として、後方に設置された回路基板５６の導電パターンと同じ金属材料を使用したので、回路基板５６の導電パターンの金属材料と共にシンチレータ７８に入射する散乱線を減衰させることができる。

さらに、回路基板５６の位置に応じて第２部材１２０の厚みを変えるようにしたので、シンチレータ７８に入射する減衰後の散乱線によるノイズ画像を全体的に一定レベルにすることができ、放射線画像情報とした際にノイズ画像が局所的に目立つということがなく、画質の劣化を抑えることができる。

なお、本発明に係る放射線検出装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

例えば、放射線検出器６０は、図１０及び図１１に示す変形例に係る放射線検出器６００であってもよい。なお、図１０は、変形例に係る放射線検出器６００の３つの画素部分の構成を概略的に示した断面模式図である。

放射線検出器６００は、絶縁性の基板６０２上に、信号出力部６０４、センサ部６０６、及びシンチレータ６０８が順次積層して形成されており、信号出力部６０４及びセンサ部６０６により画素部が構成されている。画素部は、基板６０２上に行列状に配列されており、各画素部における信号出力部６０４とセンサ部６０６とが重なりを有するように構成されている。

シンチレータ６０８は、センサ部６０６上に透明絶縁膜６１０を介して形成されており、上方（基板６０２が位置する側とは反対側）から入射してくる放射線１２を光に変換して発光する蛍光体を成膜したものである。シンチレータ６０８が発する光の波長域は、可視光域（波長３６０ｎｍ〜８３０ｎｍ）であることが好ましく、この放射線検出器６００によってモノクロ撮像を可能とするためには、緑色の波長域を含んでいることがより好ましい。

シンチレータ６０８に用いる蛍光体としては、具体的には、放射線１２としてＸ線を用いて撮像する場合、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）を含むものが好ましく、Ｘ線照射時の発光スペクトルが４２０ｎｍ〜７００ｎｍにあるＣｓＩ（Ｔｌ）（タリウムが添加されたヨウ化セシウム）を用いることが特に好ましい。なお、ＣｓＩ（Ｔｌ）の可視光域における発光ピーク波長は５６５ｎｍである。

シンチレータ６０８は、例えば、蒸着基体に柱状結晶構造のＣｓＩ（Ｔｌ）を蒸着して形成してもよい。このように蒸着によってシンチレータ６０８を形成する場合、蒸着基体は、Ｘ線の透過率、コストの面からＡｌがよく使用されるがこれに限定されるものではない。なお、シンチレータ６０８としてＧＯＳを用いる場合、蒸着基体を用いずにＴＦＴアクティブマトリクス基板の表面にＧＯＳを塗布することにより、シンチレータ６０８を形成してもよい。また、樹脂ベースにＧＯＳを塗布しシンチレータ６０８を形成した後、該シンチレータ６０８をＴＦＴアクティブマトリクス基板に貼り合わせてもよい。これにより、万が一、ＧＯＳの塗布が失敗してもＴＦＴアクティブマトリクス基板を温存することができる。

センサ部６０６は、上部電極６１２、下部電極６１４、及び該上部電極６１２と該下部電極６１４の間に配置された光電変換膜６１６を有している。

上部電極６１２は、シンチレータ６０８により生じた光を光電変換膜６１６に入射させる必要があるため、少なくともシンチレータ６０８の発光波長に対して透明な導電性材料で構成することが好ましく、具体的には、可視光に対する透過率が高く、抵抗値が小さい透明導電性酸化物（ＴＣＯ：Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｏｘｉｄｅ）を用いることが好ましい。なお、上部電極６１２としてＡｕなどの金属薄膜を用いることもできるが、透過率を９０％以上得ようとすると抵抗値が増大し易いため、ＴＣＯの方が好ましい。例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＡＺＯ、ＦＴＯ、ＳｎＯ_２、ＴｉＯ_２、ＺｎＯ_２等を好ましく用いることができ、プロセス簡易性、低抵抗性、透明性の観点からはＩＴＯが最も好ましい。なお、上部電極６１２は、全画素部で共通の一枚構成としてもよく、画素部毎に分割してもよい。

光電変換膜６１６は、有機光導電体（ＯＰＣ：Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｈｏｔｏ Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ）を含み、シンチレータ６０８から発せられた光を吸収し、吸収した光に応じた電荷を発生する。有機光導電体（有機光電変換材料）を含む光電変換膜６１６であれば、可視光域にシャープな吸収スペクトルを持ち、シンチレータ６０８による発光以外の電磁波が光電変換膜６１６によって吸収されることが殆どなく、放射線１２が光電変換膜６１６で吸収されることによって発生するノイズを効果的に抑制することができる。なお、光電変換膜６１６は、有機光導電体に代えてアモルファスシリコンを含むように構成してもよい。この場合、幅広い吸収スペクトルを持ち、シンチレータ６０８による発光を効率的に吸収することができる。

光電変換膜６１６を構成する有機光導電体は、シンチレータ６０８で発光した光を最も効率よく吸収するために、そのピーク波長が、シンチレータ６０８の発光ピーク波長と近いほど好ましい。有機光導電体の吸収ピーク波長とシンチレータ６０８の発光ピーク波長とが一致することが理想的であるが、双方の差が小さければシンチレータ６０８から発せられた光を十分に吸収することが可能である。具体的には、有機光導電体の吸収ピーク波長と、シンチレータ６０８の放射線１２に対する発光ピーク波長との差が、１０ｎｍ以内であることが好ましく、５ｎｍ以内であることがより好ましい。

このような条件を満たすことが可能な有機光導電体としては、例えばキナクリドン系有機化合物及びフタロシアニン系有機化合物が挙げられる。例えばキナクリドンの可視域における吸収ピーク波長は５６０ｎｍであるため、有機光導電体としてキナクリドンを用い、シンチレータ６０８の材料としてＣｓＩ（Ｔｌ）を用いれば、上記ピーク波長の差を５ｎｍ以内にすることが可能となり、光電変換膜６１６で発生する電荷量をほぼ最大にすることができる。

センサ部６０６は、電磁波を吸収する部位、光電変換部位、電子輸送部位、正孔輸送部位、電子ブロッキング部位、正孔ブロッキング部位、結晶化防止部位、電極、及び層間接触改良部位等の積み重ね若しくは混合により形成される有機層を含んで構成される。前記有機層は、有機ｐ型化合物（有機ｐ型半導体）又は有機ｎ型化合物（有機ｎ型半導体）を含有することが好ましい。

有機ｐ型半導体は、主に正孔輸送性有機化合物に代表されるドナー性有機半導体（化合物）であり、電子を供与しやすい性質がある有機化合物をいう。さらに詳しくは２つの有機材料を接触させて用いたときにイオン化ポテンシャルの小さい方の有機化合物をいう。したがって、ドナー性有機化合物としては、電子供与性のある有機化合物であればいずれの有機化合物も使用可能である。

有機ｎ型半導体は、主に電子輸送性有機化合物に代表されるアクセプター性有機半導体（化合物）であり、電子を受容しやすい性質がある有機化合物をいう。さらに詳しくは２つの有機化合物を接触させて用いたときに電子親和力の大きい方の有機化合物をいう。したがって、アクセプター性有機化合物は、電子受容性のある有機化合物であればいずれの有機化合物も使用可能である。

この有機ｐ型半導体及び有機ｎ型半導体として適用可能な材料、及び光電変換膜６１６の構成については、特開２００９−３２８５４号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。なお、光電変換膜６１６は、さらにフラーレン若しくはカーボンナノチューブを含有させて形成してもよい。

光電変換膜６１６の厚みは、シンチレータ６０８からの光を吸収する点では膜厚は大きいほど好ましいが、ある程度以上厚くなると光電変換膜６１６の両端から印加されるバイアス電圧により光電変換膜６１６に発生する電界の強度が低下して電荷が収集できなくなるため、３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは、５０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下、特に好ましくは８０ｎｍ以上２００ｎｍ以下にするのがよい。

光電変換膜６１６は、全画素部で共通の一枚構成であるが、画素部毎に分割してもよい。下部電極６１４は、画素部毎に分割された薄膜とする。但し、下部電極６１４は、全画素部で共通の一枚構成であってもよい。下部電極６１４は、透明又は不透明の導電性材料で構成することができ、アルミニウム、銀等を好適に用いることができる。なお、下部電極６１４の厚みは、例えば、３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下とすることができる。

センサ部６０６では、上部電極６１２と下部電極６１４の間に所定のバイアス電圧を印加することで、光電変換膜６１６で発生した電荷（正孔、電子）のうちの一方を上部電極６１２に移動させ、他方を下部電極６１４に移動させることができる。本変形例に係る放射線検出器６００では、上部電極６１２に配線が接続され、この配線を介してバイアス電圧が上部電極６１２に印加されるものとする。また、バイアス電圧は、光電変換膜６１６で発生した電子が上部電極６１２に移動し、正孔が下部電極６１４に移動するように極性が決められているものとするが、この極性は逆であっても良い。

各画素部を構成するセンサ部６０６は、少なくとも下部電極６１４、光電変換膜６１６、及び上部電極６１２を含んでいればよいが、暗電流の増加を抑制するため、電子ブロッキング膜６１８及び正孔ブロッキング膜６２０の少なくともいずれかを設けることが好ましく、両方を設けることがより好ましい。

電子ブロッキング膜６１８は、下部電極６１４と光電変換膜６１６との間に設けることができ、下部電極６１４と上部電極６１２間にバイアス電圧を印加したときに、下部電極６１４から光電変換膜６１６に電子が注入されて暗電流が増加してしまうのを抑制することができる。

電子ブロッキング膜６１８には、電子供与性有機材料を用いることができる。実際に電子ブロッキング膜６１８に用いる材料は、隣接する電極の材料および隣接する光電変換膜６１６の材料等に応じて選択すればよく、隣接する電極の材料の仕事関数（Ｗｆ）より１．３ｅＶ以上電子親和力（Ｅａ）が大きく、且つ、隣接する光電変換膜６１６の材料のイオン化ポテンシャル（Ｉｐ）と同等のＩｐもしくはそれより小さいＩｐを持つものが好ましい。この電子供与性有機材料として適用可能な材料については、特開２００９−３２８５４号公報に詳細に記載されているため説明を省略する。

電子ブロッキング膜６１８の厚みは、暗電流抑制効果を確実に発揮させると共に、センサ部６０６の光電変換効率の低下を防ぐため、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましく、さらに好ましくは３０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下、特に好ましくは５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下にするのがよい。

正孔ブロッキング膜６２０は、光電変換膜６１６と上部電極６１２との間に設けることができ、下部電極６１４と上部電極６１２間にバイアス電圧を印加したときに、上部電極６１２から光電変換膜６１６に正孔が注入されて暗電流が増加してしまうのを抑制することができる。

正孔ブロッキング膜６２０には、電子受容性有機材料を用いることができる。正孔ブロッキング膜６２０の厚みは、暗電流抑制効果を確実に発揮させると共に、センサ部６０６の光電変換効率の低下を防ぐため、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましく、さらに好ましくは３０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下、特に好ましくは５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下にするのがよい。

実際に正孔ブロッキング膜６２０に用いる材料は、隣接する電極の材料および隣接する光電変換膜６１６の材料等に応じて選択すればよく、隣接する電極の材料の仕事関数（Ｗｆ）より１．３ｅＶ以上イオン化ポテンシャル（Ｉｐ）が大きく、且つ、隣接する光電変換膜６１６の材料の電子親和力（Ｅａ）と同等のＥａもしくはそれより大きいＥａを持つものが好ましい。この電子受容性有機材料として適用可能な材料については、特開２００９−３２８５４号公報に詳細に記載されているため説明を省略する。

なお、光電変換膜６１６で発生した電荷のうち、正孔が上部電極６１２に移動し、電子が下部電極６１４に移動するようにバイアス電圧を設定する場合には、電子ブロッキング膜６１８と正孔ブロッキング膜６２０の位置を逆にすれば良い。また、電子ブロッキング膜６１８と正孔ブロッキング膜６２０は両方設けなくてもよく、いずれかを設けておけば、ある程度の暗電流抑制効果を得ることができる。

図１０に示すように、信号出力部６０４は、各画素部の下部電極６１４に対応して基板６０２の表面に設けられており、下部電極６１４に移動した電荷を蓄積する蓄積容量６２２と、前記蓄積容量６２２に蓄積された電荷を電気信号に変換して出力するＴＦＴ６２４とを有している。蓄積容量６２２及びＴＦＴ６２４の形成された領域は、平面視において下部電極６１４と重なる部分を有しており、このような構成とすることで、各画素部における信号出力部６０４とセンサ部６０６とが厚さ方向で重なりを有することとなる。蓄積容量６２２及びＴＦＴ６２４を下部電極６１４によって完全に覆うように信号出力部６０４を形成すれば、放射線検出器６００（画素部）の平面積を最小にすることができる。

蓄積容量６２２は、基板６０２と下部電極６１４との間に設けられた絶縁膜６２６を貫通して形成された導電性材料の配線を介して対応する下部電極６１４と電気的に接続されている。これにより、下部電極６１４で捕集された電荷を蓄積容量６２２に移動させることができる。

ＴＦＴ６２４は、図１１に示すように、ゲート電極６２８、ゲート絶縁膜６３０、及び活性層（チャネル層）６３２が積層され、さらに、活性層６３２上にソース電極６３４とドレイン電極６３６が所定の間隔を開けて形成されている。活性層６３２は、例えば、アモルファスシリコンや非晶質酸化物、有機半導体材料、カーボンナノチューブなどにより形成することができる。なお、活性層６３２を構成する材料は、これらに限定されるものではない。

活性層６３２を構成可能な非晶質酸化物としては、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも１つを含む酸化物（例えばＩｎ−Ｏ系）が好ましく、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも２つを含む酸化物（例えばＩｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｉｎ−Ｇａ−Ｏ系、Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系）がより好ましく、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎを含む酸化物が特に好ましい。Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系非晶質酸化物としては、結晶状態における組成がＩｎＧａＯ_３（ＺｎＯ）_ｍ（ｍは６未満の自然数）で表される非晶質酸化物が好ましく、特に、ＩｎＧａＺｎＯ_４がより好ましい。なお、活性層６３２を構成可能な非晶質酸化物は、これらに限定されるものではない。

活性層６３２を構成可能な有機半導体材料としては、フタロシアニン化合物や、ペンタセン、バナジルフタロシアニン等を挙げることができるがこれらに限定されるものではない。なお、フタロシアニン化合物の構成については、特開２００９−２１２３８９号公報に詳細に記載されているため説明を省略する。

ＴＦＴ６２４の活性層６３２を非晶質酸化物や有機半導体材料、カーボンナノチューブで形成したものとすれば、Ｘ線等の放射線１２を吸収せず、あるいは吸収したとしても極めて微量に留まるため、信号出力部６０４におけるノイズの発生を効果的に抑制することができる。

また、活性層６３２をカーボンナノチューブで形成した場合、ＴＦＴ６２４のスイッチング速度を高速化することができ、また、可視光域での光の吸収度合の低いＴＦＴ６２４を形成できる。なお、カーボンナノチューブで活性層６３２を形成する場合、活性層６３２に極微量の金属性不純物が混入するだけで、ＴＦＴ６２４の性能は著しく低下するため、遠心分離などにより極めて高純度のカーボンナノチューブを分離・抽出して形成する必要がある。

ここで、上述した非晶質酸化物、有機半導体材料、カーボンナノチューブや、有機光導電体は、いずれも低温での成膜が可能である。従って、基板６０２としては、半導体基板、石英基板、及びガラス基板等の耐熱性の高い基板に限定されず、プラスチック等の可撓性基板、アラミド、バイオナノファイバを用いることもできる。具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリクロロトリフルオロエチレン等の可撓性基板を用いることができる。このようなプラスチック製の可撓性基板を用いれば、軽量化を図ることもでき、例えば持ち運び等に有利となる。

また、有機光導電体から光電変換膜６１６を形成し、有機半導体材料からＴＦＴ６２４を形成することにより、プラスチック製の可撓性基板（基板６０２）に対して光電変換膜６１６及びＴＦＴ６２４を低温成膜することが可能となると共に、放射線検出器６００全体の薄型化及び軽量化を図ることができる。これにより、放射線検出器６００を収容する放射線検出装置２０の薄型化及び軽量化も可能となり、病院外の使用における利便性が向上する。しかも、光電変換部のベース材を一般的なガラスとは異なり可撓性を有する材質で構成するので、装置の持ち運び時や使用時の耐損傷性等を向上させることもできる。

また、基板６０２には、絶縁性を確保するための絶縁層、水分や酸素の透過を防止するためのガスバリア層、平坦性あるいは電極等との密着性を向上するためのアンダーコート層等を設けてもよい。

アラミドは、２００度以上の高温プロセスを適用できるために，透明電極材料を高温硬化させて低抵抗化でき、また、ハンダのリフロー工程を含むドライバＩＣの自動実装にも対応できる。また、アラミドは、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）やガラス基板と熱膨張係数が近いため、製造後の反りが少なく、割れにくい。また、アラミドは、ガラス基板等と比べて薄く基板を形成できる。なお、超薄型ガラス基板とアラミドを積層して基板６０２を形成してもよい。

バイオナノファイバは、バクテリア（酢酸菌、Acetobacter Xylinum）が産出するセルロースミクロフィブリル束（バクテリアセルロース）と透明樹脂との複合したものである。セルロースミクロフィブリル束は、幅５０ｎｍと可視光波長に対して１／１０のサイズで、且つ、高強度、高弾性、低熱膨である。バクテリアセルロースにアクリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂を含浸・硬化させることで、繊維を６０−７０％も含有しながら、波長５００nmで約９０％の光透過率を示すバイオナノファイバが得られる。バイオナノファイバは、シリコン結晶に匹敵する低い熱膨張係数（３−７ｐｐｍ）を有し、鋼鉄並の強度（４６０ＭＰa）、高弾性（３０ＧＰａ）で、且つフレキシブルであることから、ガラス基板等と比べて基板６０２を薄く形成できる。

本変形例では、基板６０２上に、信号出力部６０４、センサ部６０６、透明絶縁膜６１０を順に形成し、当該基板６０２上に光吸収性の低い接着樹脂等を用いてシンチレータ６０８を貼り付けることにより放射線検出器６００を形成している。

上述した変形例に係る放射線検出器６００では、光電変換膜６１６を有機光導電体により構成すると共にＴＦＴ６２４の活性層６３２を有機半導体材料で構成しているので、該光電変換膜６１６及び信号出力部６０４で放射線１２が吸収されることは殆どない。これにより、放射線１２に対する感度の低下を抑えることができる。

ＴＦＴ６２４の活性層６３２を構成する有機半導体材料や光電変換膜６１６を構成する有機光導電体は、いずれも低温での成膜が可能である。このため、基板６０２を放射線１２の吸収が少ないプラスチック樹脂、アラミド、バイオナノファイバで形成することができる。これにより、放射線１２に対する感度の低下を一層抑えることができる。

また、例えば、放射線検出器６００を筐体内の照射面３２部分に貼り付け、基板６０２を剛性の高いプラスチック樹脂やアラミド、バイオナノファイバで形成した場合、放射線検出器６００自体の剛性が高くすることができるため、筐体の照射面３２部分を薄く形成することができる。また、基板６０２を剛性の高いプラスチック樹脂やアラミド、バイオナノファイバで形成した場合、放射線検出器６００自体が可撓性を有するため、照射面３２に衝撃が加わった場合でも放射線検出器６００が破損しづらい。

上述した変形例に係る放射線検出器６００は、シンチレータ６０８から発光された光を放射線源１６が位置する側とは反対側に位置するセンサ部６０６（光電変換膜６１６）で電荷に変換して放射線画像を読み取る、いわゆる裏面読取方式（ＰＳＳ（Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ Ｓｉｄｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ）方式）として構成されているが、この構成に限定されない。

例えば、放射線検出器は、いわゆる表面読取方式（ＩＳＳ（Ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ Ｓｉｄｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ）方式）として構成してもよい。この場合、放射線１２の照射方向に沿って、基板６０２、信号出力部６０４、センサ部６０６、シンチレータ６０８がこの順に積層され、シンチレータ６０８から発光された光を放射線源１６が位置する側のセンサ部６０６で電荷に変換して放射線画像を読み取る。シンチレータで発光された光の拡散・減衰を抑えることができるので、放射線画像の分解能を高めることができる。

１０…放射線画像撮影システム １２…放射線
１４…被写体 １６…放射線源
２０…放射線検出装置 ３０…筐体
３２…正面 ３４…第１プレート
３６…枠部材 ３６ａ…内壁面
３６ｂ…角部 ３８…背面
４０…第２プレート ４６…シャーシ部材
５６…回路基板 ６０…放射線検出器
６２…第１基板 ６４…第１接着層
６６…第２基板 ６８…第２接着層
７６…光電変換基板 ７６ａ…角部
７６ｂ…辺部 ７６ｔ…頂部
７８…シンチレータ ２００…切欠き
２０２…窪み ２０２ａ…側壁面
２０２ｂ…底面 ２０２ｃ…第１面
２０２ｄ…第２面

Claims (11)

1. 被写体を透過した放射線を可視光に変換するシンチレータと、前記可視光を放射線画像情報に変換する略矩形状の光電変換基板とを有する放射線検出器と、
   前記放射線検出器を内包する筐体とを具備し、
   前記筐体は、略矩形状であって、天板と、底板と、前記天板及び前記底板を連結する側板とを有し、
   前記側板は、少なくとも前記光電変換基板の角部と対向する部分に、該角部から離間する方向の切欠きを有することを特徴とする放射線検出装置。
2. 請求項１記載の放射線検出装置において、
   前記切欠きは、平面視で凹状とされた窪みであり、
   前記光電変換基板の前記角部を、仮想的に前記窪みに近づけて、前記側板のうち、前記光電変換基板の隣接する２つの辺部に対向する２つの内壁面に、前記光電変換基板の前記２つの辺部を仮想的に接触させたとき、
   前記２つの辺部の間にある前記角部と前記窪みとの最短距離が１〜５ｍｍであることを特徴とする放射線検出装置。
3. 請求項２記載の放射線検出装置において、
   前記窪みは、対応する２つの前記内壁面から連なる２つの側壁面と、該２つの側壁面をつなぐ底面とを有し、
   前記角部と前記窪みの前記底面との最短距離が１〜５ｍｍであることを特徴とする放射線検出装置。
4. 請求項３記載の放射線検出装置において、
   前記角部は、１つの頂部を有し、
   前記角部の前記頂部と前記窪みの前記底面との最短距離が１〜５ｍｍであることを特徴とする放射線検出装置。
5. 請求項３記載の放射線検出装置において、
   前記角部は、２以上の頂部を有し、
   前記２以上の頂部のうち、最も前記底面に近い頂部と前記窪みの前記底面との最短距離が１〜５ｍｍであることを特徴とする放射線検出装置。
6. 請求項２記載の放射線検出装置において、
   前記切欠きは、平面視で凹状とされ、且つ、縦断面視で凹状とされた窪みであり、
   前記窪みは、前記天板側の第１面と、前記底板側の第２面とを有し、
   前記光電変換基板の前記天板側の面と前記窪みの前記第１面との最短距離、及び前記光電変換基板の前記底板側の面と前記窪みの前記第２面との最短距離がそれぞれ１〜５ｍｍであることを特徴とする放射線検出装置。
7. 請求項６記載の放射線検出装置において、
   前記筐体の前記天板と前記光電変換基板との間に、前記放射線検出器を支持する基板を有し、
   前記光電変換基板のうち、前記基板と反対側の面に前記シンチレータが配置され、
   前記基板の厚みをｔａ、前記光電変換基板の厚みをｔｂ、前記シンチレータの厚みをｔｃ、前記窪みの前記光電変換基板の厚み方向に沿った高さをｈａとしたとき、
   ｔｂ＜ｈａ＜（ｔａ＋ｔｂ＋ｔｃ）
   であることを特徴とする放射線検出装置。
8. 請求項７記載の放射線検出装置において、
   前記光電変換基板の縦の長さは前記シンチレータの縦の長さより大きく、且つ、前記光電変換基板の横の長さは前記シンチレータの横の長さより大きいことを特徴とする放射線検出装置。
9. 請求項７又は８記載の放射線検出装置において、
   前記天板と前記基板とが接着層にて固着され、
   前記基板と前記光電変換基板とが粘着剤で貼り合わされていることを特徴とする放射線検出装置。
10. 請求項７記載の放射線検出装置において、
    前記シンチレータと前記底板との間に、前記基板と共に前記放射線検出器を支持する第２の基板を有し、
    前記天板と前記基板とが接着層にて固着され、
    前記基板と前記光電変換基板とが粘着剤で貼り合わされ、
    前記第２の基板と前記シンチレータとが粘着剤で貼り合わされていることを特徴とする放射線検出装置。
11. 請求項１０記載の放射線検出装置において、
    前記基板は非金属材料にて構成され、
    前記第２の基板は主に非金属材料にて構成されていることを特徴とする放射線検出装置。

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