JP2015038435A - 放射線検出器 - Google Patents

Abstract

【課題】筐体内部の温度上昇を抑制することができる放射線検出器を提供することである。
【解決手段】実施形態に係る放射線検出器は、入射した放射線を信号電荷に変換する放射線検出部と、前記信号電荷に基づいて、放射線画像を生成する回路部と、第１の面に前記放射線検出部を支持し、前記第１の面とは反対側の第２の面に前記回路部を支持する支持板と、前記回路部に設けられた基板と、前記第２の面と、の間に設けられた熱伝導部と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、放射線検出器に関する。

放射線検出器の一例として、Ｘ線検出器がある。現在実用化されているＸ線検出器の多くは、間接変換方式を採用している。この間接変換型のＸ線検出器においては、人体等を透過したＸ線をシンチレータにより可視光すなわち蛍光に変換し、この蛍光をアモルファスシリコン(ａ−Ｓｉ)フォトダイオードあるいはＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの光電変換素子を用いて信号電荷に変換することでＸ線画像を取得している。
ここで、人体に対して大量のＸ線照射を行うと健康に悪影響を及ぼすおそれがある。そのため、人体へのＸ線照射は必要最低限に抑えられている。その結果、Ｘ線検出器に入射するＸ線の強度が非常に弱くなり、Ｘ線検出器に設けられている薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin Film Transistor）から出力される電荷量が極めて小さくなる。特に、動画観察を目的としたＸ線画像の取得時には、各画素（pixel）から出力される電荷量が１ｆＣ程度となり、ノイズによるＸ線画像の劣化が生じやすくなる。
この場合、Ｘ線画像の取得時に多数のノイズが出力信号に含まれることは避けられない。ノイズとしては、例えば、各画素に接続されているフォトダイオードの暗電流、積分増幅器内部にて発生するオフセットずれ、薄膜トランジスタの駆動信号の電位ずれなどがある。これらのノイズは、フォトダイオードの温度、積分増幅器の温度、制御回路の温度が上昇すると大きくなる。温度上昇によりノイズが大きくなるのは、半導体材料を含む素子特有の挙動である。
Ｘ線検出器には、多数の回路素子が設けられており、回路素子は、電源が投入され駆動状態になると電力を消費し熱を発生する。そして、発生した熱により、Ｘ線検出器の筐体内部の温度が上昇するので、ノイズが大きくなっていく。
この場合、電源投入直後においては温度が不安定となるので、ノイズの補正が極めて困難となる。そのため、電源投入直後においてはＸ線画像の品質が劣化しやすくなる。
また、Ｘ線検出器の筐体内部の温度が上昇すると回路素子周辺の温度が上がるので、回路素子の寿命が短くなるおそれもある。
そこで、回路素子と筐体との間に伝熱部材を設け、発生した熱を伝熱部材を介して筐体に伝える技術が提案されている。
しかしながら、回路素子と筐体との間に伝熱部材を設けると、外部からの振動や衝撃などが伝熱部材を介して回路素子に直接伝わることになる。そのため、回路素子が破損するおそれがある。また、外部からの振動や衝撃などがＸ線検出部（Ｘ線検出パネル）の基板（ガラス基板）にまで伝わると、基板が破損するおそれもある。

特許第３９５７８０３号公報

本発明が解決しようとする課題は、筐体内部の温度上昇を抑制することができる放射線検出器を提供することである。

実施形態に係る放射線検出器は、入射した放射線を信号電荷に変換する放射線検出部と、前記信号電荷に基づいて、放射線画像を生成する回路部と、第１の面に前記放射線検出部を支持し、前記第１の面とは反対側の第２の面に前記回路部を支持する支持板と、前記回路部に設けられた基板と、前記第２の面と、の間に設けられた熱伝導部と、を備えている。

本実施の形態に係るＸ線検出器１を例示するための模式断面図である。 Ｘ線検出部５を例示するための模式斜視図である。 Ｘ線検出部５の回路図である。 Ｘ線検出器１のブロック図である。

以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
また、本発明の実施形態に係る放射線検出器は、Ｘ線のほかにもγ線などの各種放射線に適用させることができる。ここでは、一例として、放射線の中の代表的なものとしてＸ線に係る場合を例にとり説明をする。したがって、以下の実施形態の「Ｘ線」を「他の放射線」に置き換えることにより、他の放射線にも適用させることができる。
また、各図中における矢印Ｘ、Ｙ、Ｚは互いに直交する三方向を表している。

また、以下に例示をするＸ線検出器１は、Ｘ線画像を検出するＸ線平面センサである。 Ｘ線平面センサには、大きく分けて直接変換方式と間接変換方式がある。
直接変換方式は、Ｘ線をアモルファスセレン半導体（a-Se)などからなる光導電膜により直接信号電荷に変換し、信号電荷を電荷蓄積用のキャパシターに導く方式である。すなわち、直接変換方式は、入射Ｘ線により光導電膜内部に発生した光導電電荷（信号電荷）を高電界により電荷蓄積用キャパシターに直接導く方式である。
間接変換方式は、Ｘ線をシンチレータにより蛍光（可視光）に変換し、可視光をフォトダイオードなどの光電変換素子により信号電荷に変換し、信号電荷を電荷蓄積用キャパシターに導く方式である。
以下においては、一例として、間接変換方式のＸ線検出部５を有する場合を例示するが、直接変換方式のＸ線検出部を有する場合にも適用することができる。
また、放射線検出器であるＸ線検出器１は、例えば、一般医療用途などに用いることができるが、放射線検出部（Ｘ線検出部）を有するものであれば用途に限定はない。

図１は、本実施の形態に係るＸ線検出器１を例示するための模式断面図である。
図２は、Ｘ線検出部５を例示するための模式斜視図である。
図３は、Ｘ線検出部５の回路図である。
図４は、Ｘ線検出器１のブロック図である。
図１に示すように、Ｘ線検出器１には、筐体２、支持部３、回路部４、Ｘ線検出部５、熱伝導部６、および断熱部７が設けられている。

筐体２は、本体部２１と入射窓２２を有する。
本体部２１は、箱状を呈し、一方の面に入射窓２２を設けるための開口部が設けられている。
本体部２１は、例えば、ステンレスなどの金属を用いて形成することができる。
なお、本体部２１は、例えば、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリカーボネイト樹脂、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ；Carbon-Fiber-Reinforced Plastic）などを用いて形成することもできる。ただし、後述する放熱性を考慮すると、本体部２１は、熱伝導率の高い金属などから形成することが好ましい。

入射窓２２は、板状を呈し、本体部２１の開口部を塞ぐように設けられている。
入射窓２２は、Ｘ線１００を透過させる。入射窓２２は、Ｘ線吸収率の低い材料を用いて形成することができる。入射窓２２は、例えば、炭素繊維強化プラスチックなどを用いて形成することができる。

支持部３は、支持板３１、支柱３２、支柱３３、および支柱３４を有する。
支持板３１は、板状を呈し、筐体２の内部に設けられている。支持板３１の入射窓２２側の面（第１の面の一例に相当する）には、Ｘ線検出部５が設けられている。支持板３１の入射窓２２側とは反対側の面（第２の面の一例に相当する）には、支柱３４を介して回路部４が設けられている。

支柱３２は、柱状を呈している。
支柱３２の一端は、本体部２１の開口部が設けられる側とは反対側の内壁に設けられている。支柱３２の他端は、支持板３１に設けられている。
支柱３３は、ブロック状を呈している。
支柱３３の一端は、本体部２１の開口部が設けられる側の内壁に設けられている。支柱３３の他端は、支持板３１に設けられている。
支柱３２と支柱３３は、筐体２の内部の所定の位置に支持板３１を支持する。
支柱３４は、柱状を呈している。
支柱３４の一端は、支持板３１に設けられている。支柱３４の他端は、回路部４の基板４ａに設けられている。
支柱３４は、筐体２の内部の所定の位置に回路部４を支持する。

支持板３１、支柱３２、支柱３３、および支柱３４の材料は、ある程度の剛性を有するものであれば特に限定はない。ただし、後述する放熱性を考慮すると、支持板３１、支柱３２、支柱３３、および支柱３４の材料は、熱伝導率の高い金属などとすることが好ましい。支持板３１、支柱３２、支柱３３、および支柱３４の材料は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金などとすることができる。
一方、外部からの振動や衝撃などが回路部４に伝わるのを抑制することを考慮すると、支柱３４の材料は、例えば、樹脂などとすることができる。

回路部４は、基板４ａ、回路素子４ｂ、回路素子４ｃ、および放熱フィン４ｄを有する。 基板４ａは、例えば、プリント配線基板などとすることができる。
回路素子４ｂと回路素子４ｃを基板４ａ上に実装することで、後述する制御回路４１と増幅・変換回路４２とが構成されている。
回路素子４ｂと回路素子４ｃは、例えば、抵抗器、コンデンサ、コイル、半導体素子などとすることができる。
回路素子４ｂと回路素子４ｃは、電力が投入されると発熱する。
この場合、回路素子４ｂは、発熱量が多い回路素子（発熱性回路素子）とすることができる。回路素子４ｂは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）などとすることができる。
放熱フィン４ｄは、回路素子４ｂに設けられている。

図４に示すように、制御回路４１は、複数のゲートドライバ４１ａと行選択回路４１ｂとを有する。
ゲートドライバ４１ａは、対応する制御ライン（又はゲートライン）５１ｄに制御信号を印加する。
行選択回路４１ｂは、Ｘ線画像の走査方向に従って、対応するゲートドライバ４１ａに外部からの制御信号を送る。
例えば、制御回路４１は、後述するフレキシブルプリント基板５３と制御ライン５１ｄとを介して、制御信号を各制御ライン５１ｄ毎に順次印加する。制御ライン５１ｄに印加された制御信号により薄膜トランジスタ５１ｃがオン状態となり、光電変換素子５１ｂからの画像データ信号が受信できるようになる。

増幅・変換回路４２は、複数の積分増幅器４２ａ、複数のＡ／Ｄ変換器４２ｂ、および画像合成回路４２ｃを有する。
積分増幅器４２ａは、各光電変換素子５１ｂからの画像データ信号を増幅し出力する。積分増幅器４２ａから出力された画像データ信号は、並列／直列変換されてＡ／Ｄ変換器４２ｂに入力される。
Ａ／Ｄ変換器４２ｂは、入力された画像データ信号（アナログ信号）をデジタル信号に変換する。
画像合成回路４２ｃは、Ａ／Ｄ変換器４２ｂにより変換された画像データ信号（デジタル信号）に基づいて、Ｘ線画像を生成する。

例えば、制御回路４１は、後述する薄膜トランジスタ５１ｃの動作、すなわちオン状態およびオフ状態を制御する。
増幅・変換回路４２は、後述するデータライン（又はシグナルライン）５１ｅとフレキシブルプリント基板５３とを介して、各光電変換素子５１ｂからの画像データ信号を順次受信し、これを増幅する。そして、増幅された画像データ信号をデジタル信号に変換し、デジタル信号に変換された画像データ信号に基づいて、Ｘ線画像を生成する。
すなわち、回路部４は、Ｘ線検出部５からの信号電荷に基づいて、Ｘ線画像を生成する。

Ｘ線検出部５は、入射したＸ線を信号電荷に変換する。
図２および図３に示すように、Ｘ線検出部５は、アレイ基板５１、シンチレータ５２、およびフレキシブルプリント基板５３を有する。
アレイ基板５１は、基板５１ａ、光電変換素子５１ｂ、薄膜トランジスタ５１ｃ、制御ライン５１ｄ、およびデータライン５１ｅを有する。

基板５１ａは、板状を呈し、ガラスなどから形成されている。
光電変換素子５１ｂと、薄膜トランジスタ５１ｃは、基板５１ａの入射窓２２側の面に複数組設けられている。１組の光電変換素子５１ｂと、薄膜トランジスタ５１ｃは、制御ライン５１ｄとデータライン５１ｅとで画された領域に設けられている。複数組の光電変換素子５１ｂと、薄膜トランジスタ５１ｃは、マトリクス状に並べられている。なお、１組の光電変換素子５１ｂと、薄膜トランジスタ５１ｃは、１つの画素に対応する。
また、光電変換素子５１ｂにおいて変換した信号電荷を蓄積する蓄積キャパシタ５１ｆを設けることができる。ただし、光電変換素子５１ｂの容量によっては、光電変換素子５１ｂが蓄積キャパシタ５１ｆを兼ねることができる。

光電変換素子５１ｂは、例えば、フォトダイオードなどとすることができる。
薄膜トランジスタ５１ｃは、蛍光が光電変換素子５１ｂに入射することで生じた電荷の蓄積および放出のスイッチングを行う。薄膜トランジスタ５１ｃは、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）やポリシリコン（Ｐ−Ｓｉ）などの半導体材料を含むものとすることができる。薄膜トランジスタ５１ｃは、ゲート電極５１ｃ１、ソース電極５１ｃ２及びドレイン電極５１ｃ３を有している。薄膜トランジスタ５１ｃのゲート電極５１ｃ１は、対応する制御ライン５１ｄと電気的に接続される。薄膜トランジスタ５１ｃのソース電極５１ｃ２は、対応するデータライン５１ｅと電気的に接続される。薄膜トランジスタ５１ｃのドレイン電極５１ｃ３は、対応する光電変換素子５１ｂと蓄積キャパシタ５１ｆとに電気的に接続される。

制御ライン５１ｄは、所定の間隔を開けて互いに平行に複数設けられている。制御ライン５１ｄは、Ｘ方向（例えば、行方向）に延びている。
データライン５１ｅは、所定の間隔を開けて互いに平行に複数設けられている。データライン５１ｅは、Ｘ方向に直交するＹ方向（例えば、列方向）に延びている。

シンチレータ５２は、光電変換素子５１ｂの上に設けられ、入射するＸ線を蛍光、すなわち可視光に変換する。シンチレータ５２は、基板５１ａ上の複数の光電変換素子５１ｂが設けられた領域を覆うように設けられている。
シンチレータ５２は、例えば、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）：タリウム（Ｔｌ）、あるいはヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）：タリウム（Ｔｌ）などを用いて形成することができる。この場合、真空蒸着法などを用いて、柱状結晶の集合体が形成されるようにすることができる。
また、シンチレータ５２は、例えば、酸硫化ガドリニウム（Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ）などを用いて形成することもできる。

フレキシブルプリント基板５３は、複数の制御ライン５１ｄのそれぞれを回路部４に設けられた制御回路４１と電気的に接続する。
また、フレキシブルプリント基板５３は、複数のデータライン５１ｅのそれぞれを回路部４に設けられた増幅・変換回路４２と電気的に接続する。

ここで、一般的には、Ｘ線検出器１は大量の電力を必要とする。これは、多数の積分増幅器４２ａと、大量のデジタル信号を取り扱うＡ／Ｄ変換器４２ｂや画像合成回路４２ｃとにおいて、大量の電力を必要とするからである。特に、積分増幅器４２ａは、高速かつ低ノイズであることが要求されるため、消費電力の大きいＡ級アンプ構造であることが必要となる。
そして、積分増幅器４２ａ、Ａ／Ｄ変換器４２ｂ、および画像合成回路４２ｃに投入された電力の大部分が熱に変換されて、筐体２の内部に放出されることになる。

そのため、Ｘ線検出器１が、待機状態もしくは未通電状態から駆動状態もしくは通電状態になると、筐体２の内部における温度が徐々に上昇する。そして、筐体２の内部における温度が、ある温度にまで上昇すると、発生する熱量と放熱量とが等しくなるので、筐体２の内部における温度はほぼ一定となる。

この場合、水冷もしくは空冷などによる放熱機構を設けるようにすれば、筐体２の内部に蓄積された熱を放出させることができる。
しかしながら、Ｘ線検出器１に放熱機構を設けることは困難であるため、筐体２の内部における温度上昇が大きくなるおそれがある。つまり、筐体２の内部における最高到達温度が高くなりすぎるおそれがある。

Ｘ線検出器１に設けられている光電変換素子５１ｂ、薄膜トランジスタ５１ｃ、制御回路４１、増幅・変換回路４２などは、温度の変化により特性が大きく変化するものが多い。特に、フォトダイオード（光電変換素子５１ｂ）の特性変化や、増幅・変換回路４２に設けられた積分増幅器４２ａの特性変化は、生成されるＸ線画像の品質に大きな影響を及ぼす。

ここで、人体へのＸ線照射は必要最低限に抑えられているため、Ｘ線検出器１に入射するＸ線の強度は非常に弱いものとなる。そのため、入射したＸ線に基づいて出力される画像データ信号も微小な信号となる。その結果、光電変換素子５１ｂの暗電流が十分に小さくないと、暗電流に対する画像データ信号の比（Ｓ／Ｎ比）が低くなりすぎるおそれがある。
そこで、Ｘ線検出器１に用いられる光電変換素子５１ｂとしては、入射する蛍光が無い状態において発生する暗電流が極めて小さいことが求められる。

しかしながら、Ｘ線検出器１に用いられる光電変換素子５１ｂは、アモルファスシリコンなどの半導体材料を含む半導体膜となっており、半導体材料の基本的性質である温度上昇に伴い暗電流が増大するという特性をもつ。
例えば、２０℃におけるフォトダイオードの暗電流値は３０ｆＡ／ｍｍ^２程度であるが、３０℃におけるフォトダイオードの暗電流値は１２８ｆＡ／ｍｍ^２程度となり、４０℃におけるフォトダイオードの暗電流値は４３０ｆＡ／ｍｍ^２程度となる。
温度上昇に伴い暗電流が増大するのは、半導体材料の基本的性質であり、これを回避することは困難である。

この場合、Ｘ線検出器１に設けられた図示しない補正回路などにより暗電流値を補正することもできるが、暗電流値の変化が余り大きくなると補正が困難となり、最終的に出力されるＸ線画像のコントラストが悪化してしまうおそれがある。
また、温度上昇時に全てのフォトダイオードの暗電流値が同様の変化をすることはなく、一般的にはそれぞれ異なった暗電流値の増加となる。
そのため、温度上昇に伴い、出力されるＸ線画像にしみ、むらなどの擬似画像が混入し、Ｘ線画像の品質が大きく損なわれるおそれがある。

また、増幅・変換回路４２に設けられた積分増幅器４２ａも半導体素子を用いて構成されている。そのため、温度上昇に伴い、積分増幅器４２ａのオフセット値が変化する。積分増幅器４２ａのオフセット値は、フォトダイオードの暗電流値と同様の作用を持ち、温度上昇により、Ｘ線画像の品質が大きく損なわれるおそれがある。

そこで、本実施の形態に係るＸ線検出器１においては、熱伝導部６を設けて、筐体２の内部における温度上昇を抑制するようにしている。
図１に示すように、熱伝導部６は、伝導部６１と緩衝部６２を有する。
伝導部６１は、支持部３と回路部４とを熱的に接合する。
伝導部６１は、支持部３の支持板３１と回路部４の基板４ａとの間に設けられている。 伝導部６１は、熱伝導率の高い材料から形成されている。伝導部６１は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金などの金属から形成することができる。

緩衝部６２は、伝導部６１と回路部４の基板４ａとの間に設けられている。
緩衝部６２は、外部からの振動や衝撃などが伝導部６１を介して回路部４に伝わるのを抑制するために設けられている。
緩衝部６２は、外力を吸収するとともに熱伝導を妨げない材料から形成することが好ましい。
緩衝部６２は、例えば、樹脂などを含むものとすることができる。
この場合、緩衝部６２は、例えば、シリコーンゴム、シリコーン系グリース、シリコーン系オイルコンパウンド、セラミックス粒子などを含むものとすることができる。
このような材料を含む緩衝部６２とすれば、外部からの振動や衝撃などが回路部４に伝わるのを抑制することができるとともに、回路部４から支持部３に熱を伝えるのが容易となる。
また、緩衝部６２は、伝導部６１と回路部４の基板４ａとの間、および伝導部６１と支持部３の支持板３１との間の少なくともいずれかに設けることができる。
ただし、伝導部６１のいずれか一方の端部側に緩衝部６２を設ければ、両端部側に緩衝部６２を設ける場合に比べて放熱性を向上させることができる。
この場合、伝導部６１と回路部４の基板４ａとの間に緩衝部６２を設ければ、回路部４に作用する機械的なストレスをより効果的に抑制することができる。

また、伝導部６１の緩衝部６２と接触する側の面積は、緩衝部６２の伝導部６１と接触する側の面積と異なるものとすることができる。
接触部分の面積が互いに異なるものとすれば、組立工程において、伝導部６１と緩衝部６２との位置あわせにずれが生じたとしても、両者の接触する面積を一定に保つことができる。そのため、組み立て誤差により放熱特性がばらつくのを抑制することができる。

この場合、伝導部６１の緩衝部６２と接触する側の面積は、緩衝部６２の伝導部６１と接触する側の面積よりも小さくすることが好ましい。
伝導部６１の接触部分の面積を小さくすれば、組立工程において、伝導部６１と緩衝部６２との位置あわせにずれが生じたとしても、伝導部６１と回路部４とが接触するのを防止することができる。そのため、組み立て誤差により回路部４に機械的なストレスが加わるのを抑制することができる。

また、熱伝導部６は、基板４ａの回路素子４ｂが設けられている領域の反対側に設けることが好ましい。
例えば、熱伝導部６は、回路部４を挟んで回路素子４ｂと対峙させて設けることができる。
熱伝導部６を回路素子４ｂに近接させて設けるようにすれば、回路部４の中でも特に高温となっている部分を局所的に放熱させることができる。また、回路部４の中でも特に高温となっている部分に近接させて熱伝導部６を設ければ、放熱性を向上させることができる。

図１に示すように、回路素子４ｂには放熱フィン４ｄが設けられている。回路素子４ｂから放熱フィン４ｄを介して筐体２の内部に放出された熱は、対流などにより筐体２に伝わり、筐体２から外部に放出される。
一方、回路素子４ｂから熱伝導部６に伝わった熱は、支持板３１、支柱３２、支柱３３を伝わり、筐体２から外部に放出される。すなわち、熱伝導部６を介した放熱は、主に、熱伝導によるものとなるので、さらに効率のよい放熱を行うことができる。
そのため、筐体２の内部における最高到達温度を低下させることができる。

熱伝導部６は、支持部３の支持板３１と回路部４の基板４ａとの間に少なくとも１つ設けられていればよい。
この場合、発熱量の多い回路素子４ｂが複数設けられている場合には、複数の回路素子４ｂのそれぞれに対して熱伝導部６を設けることもできる。
また、発熱量の少ない回路素子４ｃに対しても熱伝導部６を設けることもできる。

断熱部７は、シート状を呈し、Ｘ線検出部５（アレイ基板５１）と支持部３（支持板３１）との間に設けられている。
断熱部７は、熱伝導部６を介して支持板３１に伝わった熱がＸ線検出部５に伝わるのを抑制する。
断熱部７は、熱伝導率の低い材料から形成することができる。断熱部７は、例えば、シリコーンゴムなどの樹脂から形成することができる。
この場合、シリコーンゴムなどの軟質材料を用いて断熱部７を形成すれば、Ｘ線検出部５を取り付ける際の機械的ストレスを低減させることもできる。

次に、Ｘ線検出器１の作用について例示をする。
まず、初期状態においては、蓄積キャパシタ５１ｆに電荷が蓄えられている。また、蓄積キャパシタ５１ｆに並列接続されている光電変換素子５１ｂには逆バイアス状態の電圧が印加されている。なお、光電変換素子５１ｂに印加されている電圧は、データライン５１ｅに印加されている電圧と同じである。光電変換素子５１ｂは、ダイオードの一種であるフォトダイオードなどであるため、逆バイアスの電圧が印加されても電流はほとんど流れない。そのため、蓄積キャパシタ５１ｆに蓄えられた電荷は減少することなく保持される。

Ｘ線１００が、入射窓２２を介してシンチレータ５２に入射すると、シンチレータ５２の内部において高エネルギーのＸ線１００が低エネルギーの蛍光（可視光）に変換される。シンチレータ５２の内部において発生した蛍光の一部は、光電変換素子５１ｂに入射する。
光電変換素子５１ｂに入射した蛍光は、光電変換素子５１ｂの内部において、電子とホールからなる電荷に変換される。電子とホールは、蓄積キャパシタ５１ｆにより形成された電界方向に沿って光電変換素子５１ｂの両端子にそれぞれ到達する。そのため、光電変換素子５１ｂの内部に電流が流れる。

光電変換素子５１ｂの内部を流れる電流は、並列接続されている蓄積キャパシタ５１ｆに流れ込む。蓄積キャパシタ５１ｆに電流が流れ込むことで、蓄積キャパシタ５１ｆに蓄えられている電荷が打ち消される。そのため、蓄積キャパシタ５１ｆに蓄えられていた電荷が減少し、蓄積キャパシタ５１ｆの両端子間における電位差も初期状態と比べて減少する。

複数の制御ライン５１ｄは、対応するゲートドライバ４１ａに電気的に接続されている。ゲートドライバ４１ａは、複数の制御ライン５１ｄの電位を順番に変化させる。すなわち、ゲートドライバ４１ａは、複数の制御ライン５１ｄに制御信号を順次印加する。この場合、ある特定の時間においては、ゲートドライバ４１ａにより、電位を変化させた制御ライン５１ｄは、１本のみである。電位が変化した制御ライン５１ｄに対応するデータライン５１ｅに並列接続されている薄膜トランジスタ５１ｃのソース電極５１ｃ２とドレイン電極５１ｃ３との間は、オフ状態（絶縁状態）からオン状態(導通状態)へと変化する。
各データライン５１ｅには、所定の電圧が印加されている。データライン５１ｅに印加されている電圧は、電位が変化した制御ライン５１ｄに電気的に接続されている薄膜トランジスタ５１ｃを介して、蓄積キャパシタ５１ｆに印加される。

初期状態においては、蓄積キャパシタ５１ｆはデータライン５１ｅと同じ電位となっている。そのため、蓄積キャパシタ５１ｆの電荷量が初期状態から変化していない場合には、データライン５１ｅから蓄積キャパシタ５１ｆに電荷が移動しない。
一方、蛍光が入射した光電変換素子５１ｂと並列接続されている蓄積キャパシタ５１ｆの電荷量は減少している。すなわち、蛍光が入射した光電変換素子５１ｂと並列接続されている蓄積キャパシタ５１ｆの電荷量は初期状態から変化している。そのため、オン状態となった薄膜トランジスタ５１ｃを介して、データライン５１ｅから蓄積キャパシタ５１ｆに電荷が移動する。その結果、蓄積キャパシタ５１ｆに蓄えられた電荷量は初期状態に戻る。また、移動した電荷は、データライン５１ｅを流れ、画像データ信号として積分増幅器４２ａに向けて出力される。

複数のデータライン５１ｅは、対応する積分増幅器４２ａとそれぞれ電気的に接続されている。
積分増幅器４２ａは、一定時間内に流れる電流を積分し、その積分値に対応した電圧を出力する。すなわち、積分増幅器４２ａは、ある一定時間内にデータライン５１ｅを流れる電荷量を電圧値に変換する。その結果、光電変換素子５１ｂの内部において発生した信号電荷（画像データ信号）は、積分増幅器４２ａによって電位情報へと変換される。

積分増幅器４２ａによって変換された電位情報は、Ａ／Ｄ変換器４２ｂによってデジタル信号へと順次変換される。デジタル値となった画像データ信号は、画像合成回路４２ｃによって合成されＸ線画像が生成される。例えば、画像合成回路４２ｃは、デジタル値となった画像データ信号を画素の行と列にしたがって順次合成してＸ線画像を生成する。生成されたＸ線画像に関する電気信号は、図示しないディスプレイ装置などの外部機器に向けて出力される。
外部の機器に向けて出力されたＸ線画像に関する電気信号は、通常のディスプレイ装置などによって容易に画像化が可能である。そのため、Ｘ線を照射することで得られたＸ線画像は、可視光による画像として観察できるようになる。

本実施の形態に係るＸ線検出器１においては、曲げ剛性の高い支持板３１に回路部４やＸ線検出部５が設けられている。また、支持部３の支持板３１と回路部４の基板４ａとの間に熱伝導部６が設けられている。
そのため、外部から振動や衝撃などが作用した場合の機械的ストレスを低減させることができ、且つ、回路部４において発生した熱を熱容量の大きい支持板３１に伝えることができる。また、支持板３１に伝わった熱を熱伝導により筐体２に伝え、筐体２から外部に放出することができる。
そのため、筐体２の内部に設けられる要素の機械的強度を向上させることができると共に、筐体２の内部における温度上昇を抑制することができる。
また、筐体２の内部における温度が安定するまでの時間を短縮することもできる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

１ Ｘ線検出器、２ 筐体、３ 支持部、４ 回路部、４ａ 基板、４ｂ 回路素子、４ｃ 回路素子、４ｄ 放熱フィン、５ Ｘ線検出部、６ 熱伝導部、７ 断熱部、２１ 本体部、２２ 入射窓、３１ 支持板、３２〜３４ 支柱、４１ 制御回路、４２ 増幅・変換回路、５１ アレイ基板、５１ａ 基板、５１ｂ 光電変換素子、５１ｃ 薄膜トランジスタ、５１ｄ 制御ライン、５１ｅ データライン、６１ 伝導部、６２ 緩衝部、１００ Ｘ線

Claims (8)

1. 入射した放射線を信号電荷に変換する放射線検出部と、
   前記信号電荷に基づいて、放射線画像を生成する回路部と、
   第１の面に前記放射線検出部を支持し、前記第１の面とは反対側の第２の面に前記回路部を支持する支持板と、
   前記回路部に設けられた基板と、前記第２の面と、の間に設けられた熱伝導部と、
   を備えた放射線検出器。
2. 前記熱伝導部は、金属を含む伝導部と、樹脂を含む緩衝部と、を有する請求項１記載の放射線検出器。
3. 前記緩衝部は、前記基板と、前記伝導部と、の間に設けられている請求項２記載の放射線検出器。
4. 前記伝導部の前記緩衝部と接触する側の面積は、前記緩衝部の前記伝導部と接触する側の面積と異なる請求項２または３に記載の放射線検出器。
5. 前記伝導部の前記緩衝部と接触する側の面積は、前記緩衝部の前記伝導部と接触する側の面積よりも小さい請求項２〜４のいずれか１つに記載の放射線検出器。
6. 前記基板に設けられ、電力が投入されると発熱する回路素子をさらに備え、
   前記熱伝導部は、前記基板の前記回路素子が設けられている領域の反対側に設けられている請求項１〜５のいずれか１つに記載の放射線検出器。
7. 前記回路素子に設けられた放熱フィンをさらに備えた請求項６記載の放射線検出器。
8. 前記緩衝部は、シリコーンゴム、シリコーン系グリース、シリコーン系オイルコンパウンド、およびセラミックス粒子からなる群より選ばれた少なくとも１種を含む請求項２〜７のいずれか１つに記載の放射線検出器。

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