JP2018080989A - 放射線検出器および放射線検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ノイズを抑制しつつ放射線の検出効率を高める。
【解決手段】放射線検出器１ａは、放射線が入射すると蛍光を発する蛍光層３２を含む波長変換部材３と、蛍光層３２が発する蛍光を電気信号に変換するイメージセンサ２２と、イメージセンサ２２が設けられる配線板２１とを有し、イメージセンサ２２は配線板２１の下側の面に配線板２１の一方の長辺に沿って設けられ、波長変換部材３は一部がイメージセンサ２２に重ねて設けられるとともに、他の一部が放射線の入射方向視においてイメージセンサ２２および配線板２１に重畳しないように配線板２１の一方の長辺から延出し、配線板２１は波長変換部材３が延出する側が上側に位置するように傾斜して配置される。
【選択図】図４

Description

本発明は、放射線検出器および放射線検出装置に関する。特には、入射した放射線により蛍光を発する蛍光体とこの蛍光を光電変換する光電変換素子とを有する放射線検出器と、この放射線検出器が適用された放射線検出装置に関する。

従来、放射線検出器には、入射した放射線により励起して蛍光（たとえば可視光）を発する蛍光体と、蛍光体が発する蛍光を電気信号に変換する（光電変換する）光電変換素子とを有するものがある。このような放射線検出器において、放射線の検出の効率を高めるためには、蛍光体と光電変換素子とが接近して配置されることが好ましい。特許文献１と特許文献２には、光電変換素子（フォトダイオード、素子）と蛍光体（波長変換部、シンチレータ）とが重ねて設けられ、放射線源の側（放射線が入射する側）に光電変換素子が位置し、その反対側に蛍光体が位置するという構成の放射線検出器が開示されている。これらの放射線検出器においては、放射線源からの放射線は、光電変換素子を透過して蛍光体に到達する。

しかしながら、特許文献１と特許文献２に記載の構成では、入射した放射線の経路上に光電変換素子が配置されているため、放射線源からの放射線は光電変換素子において吸収されたり散乱したりする。このため、蛍光体に到達する放射線の量が減少する。また、放射線が光電変換素子に吸収される際に、電離によってノイズが発生する。

特開２０１６−２０８２０号公報

上述した実情に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、ノイズを抑制しつつ放射線の検出効率を高めることである。

前記課題を解決するため、本発明は、放射線が入射すると蛍光を発する蛍光層を含む波長変換部と、前記蛍光層が発する蛍光を電気信号に変換する光電変換部と、前記光電変換部が設けられる配線板と、を有し、前記波長変換部は、前記光電変換部の前記配線板が設けられている側とは反対側の面に設けられていて、かつ、放射線の入射方向視において前記光電変換部と重畳する部分と重畳しない部分を有するように設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、ノイズを抑制しつつ放射線の検出効率を高めることができる。

図１は、放射線検出器の構成例を示す分解斜視図である。 図２は、放射線検出器の構成例を示す外観斜視図である。 図３は、センサ基板モジュールの構成例を示す外観斜視図である。 図４は、放射線検出器の構成例を示す断面図である。 図５は、放射線検出器の構成例を示す分解斜視図である。 図６は、放射線検出器の構成例を示す断面図である。 図７は、放射線検出器の構成例を示す分解斜視図である。 図８は、放射線検出器の構成例を示す断面図である。 図９は、放射線検出装置の構成例を示す断面図である。

以下に、本発明の各実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。本発明の各実施形態に係る放射線検出器は、所定の一側を検査対象物および放射線源に向けて使用される。そして、放射線検出器は、放射線源から曝射されて前記所定の一側に所定の方向から入射した放射線を、光電変換して放射線画像信号（放射線画像データ）を生成する。説明の便宜上、各図においては放射線検出器の３次元の各方向を、Ｘ，Ｙ，Ｚの各矢印で示す。Ｘ方向は主走査方向であり、Ｙ方向は副走査方向であり、Ｚ方向は上下方向（放射線の入射方向）である。なお、Ｚ方向については、使用時において放射線源や検査対象物に向ける一側（放射線が入射する一側）を上側とし、その反対側を下側とする。そして、本発明の各実施形態に係る放射線検出器は、上側から入射した放射線（光軸が上下方向に平行な放射線）を検出する。

＜放射線検出器の第１の実施形態＞
（構成例）
まず、第１の実施形態に係る放射線検出器１ａの構成例について、図１〜図４を参照して説明する。図１は、第１の実施形態に係る放射線検出器１ａの構成例を模式的に示す分解斜視図である。図２は、第１の実施形態に係る放射線検出器１ａの構成例を模式的に示す外観斜視図である。図３は、第１の実施形態に係る放射線検出器１ａのセンサ基板モジュール２の構成例を模式的に示す外観斜視図である。図４は、第１の実施形態に係る放射線検出器１ａの構成例を模式的に示す図であり、主走査方向に直角な面で切断した断面図である。なお、図１においては、本体フレーム１１の内部構造を示すため、本体フレームについては主走査方向に直角な面で切断した断面を示す。また、図３においては、センサ基板モジュール２の一部を拡大して示すとともに、波長変換部材３の背後の隠れ線を破線で示す。図１〜図４に示すように、第１の実施形態に係る放射線検出器１ａは、本体フレーム１１と、センサ基板モジュール２と、本体カバー１３とを有する。

本体フレーム１１は、放射線検出器１ａの筐体である。本体フレーム１１は、例えば、全体として主走査方向に長い略直方体状の形状を有しており、遮光性を有する材料により一体に形成される。遮光性を有する材料としては、例えば、黒色に着色されたポリカーボネート（ＰＣ）などが適用できる。本体フレーム１１には、センサ基板モジュール２を収容可能なセンサ基板モジュール収容部１１１が設けられる。センサ基板モジュール収容部１１１は、主走査方向に長く下側（放射線が入射する一側とは反対側の一側、検査対象物Ｑや放射線源５１（図９参照）に向ける一側とは反対側の一側）が開口する溝状や凹状の領域である。また、本体フレーム１１には、上側（放射線が入射する一側、検査対象物Ｑや放射線源５１に向ける一側）の表面とセンサ基板モジュール収容部１１１とを連通する貫通孔が設けられる。説明の便宜上、この貫通孔を「フレーム貫通孔１１２」と称する。フレーム貫通孔１１２は、本体フレーム１１に入射した放射線の経路であり、例えば、主走査方向に長く上下方向（入射する放射線の方向）に貫通するスリット状の貫通孔が適用される。

センサ基板モジュール２は、配線板２１と、この配線板２１の一方の表面に設けられる光電変換部の例であるイメージセンサ２２と、イメージセンサ２２に重ねて設けられる波長変換部の例である波長変換部材３とを有する。

センサ基板モジュール２の配線板２１は、主走査方向に長い長尺状（たとえば長尺板状）の形状を有する。配線板の一方の表面には、後述するイメージセンサ２２を形成する複数のフォトダイオードアレイ２３と電気的に接続される配線パターンや電極などが設けられる（図略）。なお、配線板２１の種類（材質等）は特に限定されるものではなく、プリント配線板など、公知の各種配線板が適用できる。

イメージセンサ２２は、後述する波長変換部材３の蛍光層３２が発する蛍光を光電変換して放射線画像信号（放射線画像データ）を生成・出力する。本発明の実施形態では、イメージセンサ２２に複数のフォトダイオードアレイ２３が適用される例を示す。それぞれのフォトダイオードアレイ２３は、複数の受光部２３２と所定の数の電極２３３とを有する電子部品であり、受光部２３２に入射した光の強度に応じた電気信号を生成して出力する。説明の便宜上、フォトダイオードアレイ２３の受光部２３２と電極２３３とが設けられる面を「受光面２３１」と称する。フォトダイオードアレイ２３の受光面２３１は細長い形状を有しており、複数の受光部２３２は、受光面２３１の短尺方向の一側寄りの端部に、一方の長辺（側面）に平行となるように、受光面２３１の長尺方向に直線状に並べて設けられている。また、所定の数の電極２３３は、受光面２３１の短尺方向の他方の一側寄り（複数の受光部２３２が設けられる側とは反対側の一側寄り）の端部に、直線状に並べて設けられている。そして、複数のフォトダイオードアレイ２３が配線板２１の短尺方向の一方の端部に、長尺方向（主走査方向）に直線状に並べて実装されることにより、イメージセンサ２２が形成される。このように、本発明の実施形態では、イメージセンサ２２は、主走査方向に直線状に並べて設けられる複数のフォトダイオードアレイ２３により形成される。

なお、イメージセンサ２２を形成するフォトダイオードアレイ２３の構成は、前記構成に限定されない。それぞれのフォトダイオードアレイ２３は、所定の方向に直線状に並べて設けられる複数の受光部２３２を有する構成であればよい。さらに、イメージセンサ２２は、複数のフォトダイオードアレイ２３により形成される構成に限定されない。要は、イメージセンサ２２は、主走査方向に一次元状に配列される複数の受光部２３２を有する構成であればよい。

波長変換部材３は、波長変換部の例であり、入射した放射線をイメージセンサ２２が検出可能な波長域の光（本発明の実施形態では可視光）に変換する部材である。波長変換部材３は、基材層３１と、基材層３１に積層して設けられる蛍光層３２と、蛍光層３２に積層して設けられる反射層３３とを有し、全体として主走査方向に長い板状やシート状の構成を有する。波長変換部材３の両面のうち、基材層３１の側の表面が、放射線を入射させる放射線入射面となる。基材層３１には、例えばポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）などといった透明な材料（蛍光層３２が発する蛍光（可視光）の透過率が高い材料）の板やシートなどが適用される。蛍光層３２は、放射線が入射すると励起して可視光を発する材料の層である。蛍光層３２には、例えば、ガドリニウムオキサイドサルファ（ＧＯＳ）などといった蛍光材料が適用できる。反射層３３は、蛍光層３２が発する蛍光（可視光）の反射率が高く放射線の透過率が高い材料からなる層である。反射層３３には、例えば、アルミニウムやアルミナ、炭酸カルシウムなどといった、可視光の反射率と放射線の透過率が高い材料が適用できる。

なお、波長変換部材３は、前記構成に限定されるものではない。波長変換部材３は、入射した放射線により励起して蛍光を発する蛍光層３２を有し、全体として主走査方向に長い形状を有していればよい。例えば、波長変換部材３の蛍光層３２には、ガドリニウムオキシ硫化物（ＧＯＳ）、塩化弗化バリウム：ユーロピウム（ＢａＦＣｌ：Ｅｕ）、ランタンオキシ臭化物：テルビウム（ＬａＯＢｒ：Ｔｂ）、ヨウ化セシウム：タリウム（ＣｓＩ：Ｔｌ）、タングステン酸カルシウム（ＣａＷＯ₄）、タングステン酸カドミウム（ＣｄＷＯ₄）、タングステン酸カドミウム（ＣｄＷＯ₄）、ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）等の単結晶体などが適用できる。また、基材層３１も、ポリエチレンテレフタラートに限定されるものではなく、各種樹脂材料やガラスなどが適用できる。反射層３３も、可視光の反射率と放射線の透過率が高い材料であればよい。なお、蛍光層３２が潮解性を有する材料からなる場合には、波長変換部材３は、蛍光層３２の潮解を抑制するために、蛍光層３２を覆う保護層を有することが好ましい。この場合、保護層に使用する熱可塑性樹脂フィルムの中から必要に応じて、単層または２種以上のフィルムを積層させたものを用いることができる。例えば、ＣＰＰ／ＯＰＰ、ＰＥＴ／ＯＰＰ／ＬＤＰＥ、Ｎｙ／ＯＰＰ／ＬＤＰＥ、ＣＰＰ／ＯＰＰ／ＥＶＯＨ、サランＵＢ／ＬＬＤＰＥ（ここでサランＵＢとは、旭化成工業株式会社製の塩化ビニリデン／アクリル酸エステル系共重合樹脂を原料とした２軸延伸フィルムである。）Ｋ−ＯＰ／ＰＰ、Ｋ−ＰＥＴ／ＬＬＤＰＥ、Ｋ−Ｎｙ／ＥＶＡ（ここでＫは、塩化ビニリデン樹脂をコートしたフィルムである。）等を用いることができる。また、ポリパラキシリレンの蒸着重合膜を用いることもできる。

複数のフォトダイオードアレイ２３は、配線板２１の一方の表面（斜め下側を向く面であって、放射線が入射する側とは反対側の表面）に、縁部である一方の長辺に沿って（長辺に平行となるように）、配線板２１の長尺方向（主走査方向）に直線状に並べて実装される。このように、複数のフォトダイオードアレイ２３は、配線板２１の一方の表面の短尺方向の一側寄りに偏倚した位置に、縁部である一方の長辺に沿って（一方の長辺に平行となるように）主走査方向に直線状に並べて実装される。説明の便宜上、配線板２１の縁部である２つの長辺のうち、イメージセンサ２２（フォトダイオードアレイ２３）に近い側の縁部である長辺を「近接側の長辺」と称し、遠い側の縁部である長辺を「遠隔側の長辺」と称する。さらに、それぞれのフォトダイオードアレイ２３は、複数の受光部２３２が設けられる側が配線板２１の近接側の長辺に近く、電極２３３が設けられる側が近接側の長辺から遠くなる向きで設けられる。なお、フォトダイオードアレイ２３と配線板２１の近接側の長辺との距離は、特に限定されるものではない。ただし、この距離はできるだけ小さいことが好ましい。また、フォトダイオードアレイ２３の側面と配線板２１の長辺の位置とが一致していてもよく、フォトダイオードアレイ２３の短尺方向の一部分が配線板２１の一方の長辺からはみ出していてもよい。

波長変換部材３は、複数のフォトダイオードアレイ２３の受光部２３２を覆うように、フォトダイオードアレイ２３の受光面２３１の一部に重ねて設けられる。すなわち、波長変換部の例である波長変換部材３は、複数のフォトダイオードアレイ２３の配線板２１とは反対側の面に設けられている。ただし、波長変換部材３は、フォトダイオードアレイ２３の電極２３３と配線板２１とを接続するボンディングワイヤーなどとの干渉を避けるため、電極２３３には重ならない位置に設けられる。さらに、波長変換部材３は、配線板２１の表面に直角な方向視において、短尺方向の一部が配線板２１およびフォトダイオードアレイ２３と重畳せず、配線板２１の近接側の長辺およびフォトダイオードアレイ２３の側面から延出している。説明の便宜上、波長変換部材３のうち、配線板２１の近接側の長辺およびフォトダイオードアレイ２３の側面から延出している部分を「延出部３０１」と称する。この延出部３０１は、イメージセンサ２２の主走査方向の全長に渡って（すなわち、全てのフォトダイオードアレイ２３に跨って）設けられる。この延出部３０１の延出寸法（副走査方向寸法）は特に限定されるものではないが、できるだけ大きい寸法であることが好ましい。

なお、波長変換部材３は、基材層３１が設けられる側がイメージセンサ２２の表面（フォトダイオードアレイ２３の受光面２３１）に近く、反射層３３が設けられる側がイメージセンサ２２の表面から遠くなる向きで、一部がイメージセンサ２２に重ねて設けられる。波長変換部材３は、イメージセンサ２２の表面（フォトダイオードアレイ２３の受光面２３１）に固定されていてもよい。例えば、波長変換部材３は、接着剤等によってフォトダイオードアレイ２３の受光面２３１に接着されていてもよい。

このほか、センサ基板モジュール２の配線板２１には、外部と電気的に接続するためのコネクタ２４が設けられていてもよい。この場合、コネクタ２４の構成は特に限定されるものではなく、公知の各種コネクタが適用できる。

本体カバー１３は、放射線の透過率が高い材料により形成され、主走査方向に長い板状の形状を有する。なお、本体カバー１３の具体的な構成は特に限定されるものではない。また、放射線検出器１ａが本体カバー１３を有さない構成であってもよい。

（放射線検出器の組み付け構造）
ここで、放射線検出器１ａの組み付け構造について説明する。図４に示すように、センサ基板モジュール２は、本体フレーム１１のセンサ基板モジュール収容部１１１に収容されて固定される。また、本体フレーム１１の上側には、本体カバー１３が設けられる。

センサ基板モジュール２は、主走査方向視（すなわち、配線板２１の長尺方向視）において、配線板２１の一方の表面であってイメージセンサ２２が設けられる側の表面が斜め下側を向くように配置される。すなわち、イメージセンサ２２（フォトダイオードアレイ２３）は、配線板２１の放射線が入射する側とは反対側の面に設けられる。また、上下方向（放射線の入射方向）に対して傾斜して配置される。すなわち、配線板２１および波長変換部材３の表面の垂線（法線）は、放射線の入射方向（上下方向）に平行ではなく、所定の角度をもって傾斜している。具体的には、配線板２１は、主走査方向視において、近接側の長辺（一方の縁部）が上側に位置し遠隔側の長辺（反対側の縁部）が下側に位置する向きで傾斜して配置される。このため、放射線変換部材３の基材層３１の側の表面（放射線入射面）は斜め上側を向いており、上下方向（放射線の入射方向）に対して傾斜して配置される。

さらに、上下方向視において、波長変換部材３の延出部３０１が本体フレーム１１に設けられるフレーム貫通孔１１２に重畳する位置（図４においては、符号Ｂで示す範囲内の位置）に配置される。そして、上下方向視（放射線の入射方向視）において、延出部３０１は、イメージセンサ２２（フォトダイオードアレイ２３）と重畳しない。ただし、延出部３０１以外の部分は、上下方向視（放射線の入射方向視）において、イメージセンサ２２（フォトダイオードアレイ２３）と重畳している。このように、波長変換部材３は、上下方向視（放射線の入射方向視）において、フォトダイオードアレイ２３と重畳する部分と重畳しない部分とを有する。なお、上下方向視（放射線の入射方向視）において、配線板２１およびフォトダイオードアレイ２３は、フレーム貫通孔１１２と重畳しない位置（図４において、符号Ｂで示す範囲外の位置）に配置されることが好ましい。さらに、複数のフォトダイオードアレイ２３は、配線板２１の短尺方向の一方の端部に設けられており、上下方向視においてこの一方の端部がフレーム貫通孔１１２に近い側に位置するように設けられる。このため、上下方向視（放射線の入射方向視）において、配線板２１とフォトダイオードアレイ２３とをフレーム貫通孔１１２と重畳しない位置に設けつつ、波長変換部材３の延出部３０１をフレーム貫通孔１１２と重畳する位置に設けることができる。

本体カバー１３は、本体フレーム１１の上側に設けられる。本体カバー１３は、放射線の透過率が高い材料からなり、例えば主走査方向に長い板状の構成を有する。本体カバー１３が本体フレームの上側に設けられることにより、本体フレーム１１の内部に異物が侵入することを防止できる。なお、放射線検出器１ａが本体フレーム１１を有さない構成であってもよい。

（放射線検出器の動作）
次に、放射線検出器１ａの動作について説明する。放射線検出器１ａは、図略の放射線源５１から曝射された放射線が入射するように、放射線源５１に所定の距離をおいて対向するように配置されて使用される（図９参照）。そして、放射線源５１と放射線検出器１ａとの間に検査対象物Ｑを通過させながら、放射線源５１が検査対象物Ｑに放射線を曝射し、放射線検出器１ａが検査対象物Ｑを透過した放射線を検出する。

放射線検出器１ａに入射した放射線は、本体フレーム１１のフレーム貫通孔１１２を通過して波長変換部材３に入射する。波長変換部材３の蛍光層３２は、放射線が入射すると励起して、入射した放射線の強度に応じた蛍光（可視光）を発する。すなわち、蛍光層３２により、入射した放射線はイメージセンサ２２で検出可能な波長の光に変換される。そして、イメージセンサ２２を形成するフォトダイオードアレイ２３の受光部２３２は、蛍光層３２が発する蛍光を電気信号に変換（光電変換）する。この際、蛍光層３２が発する蛍光が反射層３３において反射することにより、受光部２３２に入射する蛍光の光量が増加する。このため、検出感度が向上する。

そして、イメージセンサ２２は、あるタイミングにおいて受光部２３２が光電変換して生成した電気信号を、放射線画像信号（放射線画像データ）の１ラインの信号として出力する。なお、放射線検出器１ａは、このような動作を継続的に実行することにより、検査対象物Ｑの内部情報を有する２次元の放射線画像信号（放射線画像データ）を生成して出力することができる。

（作用等）
本発明の第１の実施形態においては、放射線が本体フレーム１１に入射してから波長変換部材３に到達するまでの経路上に、配線板２１やイメージセンサ２２を形成するフォトダイオードアレイ２３などが設けられない。また、放射線の経路上には、配線板２１やイメージセンサ２２（フォトダイオードアレイ２３）以外の部材も設けられない。このため、本体フレーム１１に入射した放射線は、波長変換部材３に到達するまでの間に、配線板２１やイメージセンサ２２やその他の部材を透過しない。このような構成であると、ノイズを抑制しつつ、放射線の検出効率を高めることができる。すなわち、本体フレーム１１に入射した放射線が配線板２１やイメージセンサ２２を透過する構成であると、放射線が配線板２１やイメージセンサ２２を透過する際に、吸収されたり散乱したりして、波長変換部材３に到達する放射線の量が減少する。また、放射線がイメージセンサ２２に吸収される際に、電離によってノイズが発生する。これに対して、本発明の第１の実施形態によれば、本体フレーム１１に入射した放射線が波長変換部材３に到達するまでの間に、イメージセンサ２２を透過しないから、イメージセンサ２２においてノイズの発生を抑制できる。また、波長変換部材３に到達する放射線の量の減少を抑制できるから、放射線の検出効率を高めることができる。

また、第１の実施形態によれば、蛍光層３２において実際に蛍光を発する箇所を、イメージセンサ２２を形成するフォトダイオードアレイ２３の受光部２３２に接近させることができる。その理由は次のとおりである。蛍光層３２が実際に蛍光を発する箇所は、入射する放射線のエネルギーによって異なる。具体的には、低エネルギーの放射線が入射した場合には入射した面から浅い位置において蛍光を発し易く、高エネルギーの放射線が入射した場合には入射した面から深い位置において蛍光を発し易い。一般的に、放射線のエネルギー分布は連続スペクトルを有しており、かつ、低エネルギーの成分の方が高エネルギーの成分よりも多い。このため、蛍光層３２が発する蛍光は、放射線が入射する側の表面の近傍において強い。本発明の実施形態においては、蛍光層３２の両面のうち、放射線が入射する側の面、すなわち、蛍光が強い側の面がイメージセンサ２２（フォトダイオードアレイ２３の受光部２３２）に近い。このため、蛍光の検出の効率を高めることができる。

さらに、センサ基板モジュール２の配線板２１は、主走査方向視において、近接側の長辺（波長変換部材３の延出部３０１が設けられる側の縁部）が上側に位置するように傾斜して配置される。このような構成であると、蛍光層３２のうちの実際に放射線が入射する箇所を、イメージセンサ２２に接近させることができる。さらに、イメージセンサ２２から見て、イメージセンサ２２の表面（フォトダイオードアレイ２３の受光面２３１）の直上にも放射線が入射するようにできる。具体的には、フレーム貫通孔１１２を透過した放射線を、イメージセンサ２２の表面（フォトダイオードアレイ２３の受光面２３１）に直角な方向視（図４において矢印Ａの方向視）においてフォトダイオードアレイ２３の受光部２３２に重畳する範囲Ｃに近い位置またはこの範囲Ｃの少なくとも一部に到達（入射）させることができる。すなわち、配線板２１の表面が上下方向に直角である構成に比較すると、上下方向視においてフレーム貫通孔１１２に重畳する範囲Ｂを、イメージセンサ２２の表面に直角な方向視（図４において矢印Ａの方向視）においてフォトダイオードアレイ２３の受光部２３２に重畳する範囲Ｃに近付けることができる。または、上下方向視においてフレーム貫通孔１１２に重畳する範囲Ｂの少なくとも一部と、イメージセンサ２２の表面に直角な方向視においてフォトダイオードアレイ２３の受光部２３２に重畳する範囲Ｃに入り込むようにできる。したがって、イメージセンサ２２（フォトダイオードアレイ２３の受光部２３２）に入射する蛍光を強くすることができ、蛍光の検出の効率を高めることができる。なお、配線板２１の傾斜角度は、特に限定されるものではない。

＜放射線検出器の第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について、図５と図６を参照して説明する。図５は、第２の実施形態に係る放射線検出器１ｂの構成例を模式的に示す分解斜視図である。図６は、第２の実施形態に係る放射線検出器１ｂの構成例を模式的に示す断面図であり、主走査方向に直角な面で切断した断面を示す。なお、第１の実施形態と共通する構成には同じ符号を付し、説明を省略する。

図５と図６に示すように、第２の実施形態に係る放射線検出器１ｂは、本体フレーム１１とセンサ基板モジュール２と遮蔽部材１２と本体カバー１３を有する。センサ基板モジュール２と本体カバー１３の構成は、第１の実施形態と同じでよい。本体フレーム１１は、後述する遮蔽部材収容部１１３が設けられる構成を除いては、第１の実施形態と同じでよい。ただし、本体フレーム１１に遮蔽部材収容部１１３が設けられず、第１の実施形態と同じ構成であってもよい。また、本体カバー１３が設けられない構成であってもよい。遮蔽部材１２は、例えば、チタンや鉛といった、放射線の透過率が低い材料（少なくとも、放射線の透過率が本体フレーム１１よりも低い材料）により形成される。なお、遮蔽部材１２の形状は特に限定されないが、図５と図６では遮蔽部材が平板状の形状を有する例を示す。

遮蔽部材１２は、センサ基板モジュール２よりも上側（放射線が入射する一側寄り）に配置される。第２の実施形態では、本体フレーム１１のセンサ基板モジュール収容部１１１よりも上側に遮蔽部材収容部が設けられており、遮蔽部材１２はこの遮蔽部材収容部１１３に収容される。遮蔽部材収容部１１３は、例えば上側が開口する凹状や溝状の構成が適用できる。そして、遮蔽部材１２は、上下方向視において、配線板２１およびイメージセンサ２２に重畳するが波長変換部材３の延出部３０１には重畳しない位置に配置される（図６参照）。

このような構成であれば、本体フレームの上側に入射した放射線は、本体フレーム１１に設けられるフレーム貫通孔１１２を通過して波長変換部材３に到達する。遮蔽部材１２は波長変換部材３の延出部３０１には重畳しないから、本体フレーム１１に入射した放射線は、遮蔽部材１２に遮蔽されることなく波長変換部材３に到達する。一方、遮蔽部材１２はイメージセンサ２２に重畳するように設けられることから、本体フレーム１１に入射した放射線は、配線板２１およびイメージセンサ２２に到達しないように遮蔽される。したがって、このような構成であれば、第１の実施形態と同様の効果を奏する。さらに、イメージセンサ２２への放射線の入射を抑制することにより、さらなるノイズの低減を図ることができる。なお、遮蔽部材１２は、上下方向視（放射線の入射方向視）において配線板２１の全体に重畳していなくてもよい。例えば、遮蔽部材１２は、配線板２１のうちのイメージセンサ２２（フォトダイオードアレイ２３）が設けられる部分に重畳していればよい。また、遮蔽部材１２は、配線板２１のうちの配線パターンやイメージセンサ２２以外の他の素子等が実装されている部分にも重畳するように設けられる構成であってもよい。このように、遮蔽部材１２は、上下方向視（放射線の入射方向視）において、配線板２１の全体に重畳していてもよく、重畳する部分と重畳しない部分を有していてもよい。

なお、遮蔽部材１２は、放射線の透過率が互いに異なる部分が設けられる構成であってもよい。説明の便宜上、放射線の透過率が高い部分を透過部と称し、低い部分を遮蔽部と称する。そして、遮蔽部材１２は、上下方向視において、遮蔽部がイメージセンサ２２に重畳し、透過部が本体フレーム１１のフレーム貫通孔１１２および波長変換部材３の延出部３０１に重畳するように配置される。この場合、透過部は、主走査方向に長い形状に形成される。透過部としては、例えば、上下方向に貫通し主走査方向に長いスリット状の貫通孔が適用できる。このような構成であっても、前記同様の効果を奏することができる。

＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について、図７と図８を参照して説明する。図７は、第３の実施形態に係る放射線検出器１ｃの構成例を模式的に示す分解斜視図である。図８は、第３の実施形態に係る放射線検出器１ｃの構成例を模式的に示す断面図であり、主走査方向に直角な面で切断した断面を示す。なお、第１の実施形態と共通する構成には同じ符号を付し、説明を省略する。

図７と図８に示すように、第３の実施形態に係る放射線検出器１ｃのセンサ基板モジュール２の配線板２１は、第１の実施形態と同様に長尺状（たとえば、長尺板状）の形状を有する。そして、配線板２１は、主走査方向視（配線板２１の長尺方向視）において、上下方向に対して傾斜して配置される。配線板２１の斜め下側を向く面には、主走査方向に長い直線状のイメージセンサ２２が設けられ、イメージセンサ２２の表面には波長変換部材３が設けられる。波長変換部材３の構成は第１の実施形態と同じでよく、少なくとも一部がイメージセンサ２２を形成するフォトダイオードアレイ２３の受光部２３２を覆うように設けられる。

さらに、配線板２１には、上下方向に貫通し、主走査方向に長いスリット状の貫通孔が設けられる。説明の便宜上、この貫通孔を「配線板貫通孔２１１」と称する。配線板貫通孔２１１は、放射線の経路としての機能を有する。このように、配線板２１には、直線状のイメージセンサ２２とスリット状の配線板貫通孔２１１とが、互いに平行となるように設けられる。そして、配線板２１は、主走査方向視（配線板２１の長尺方向視）において、副走査方向の配線板貫通孔２１１が設けられる側が上側に位置し、イメージセンサ２２が設けられる側が下側に位置する向きに傾斜して配置される。この状態で、主走査方向視において、配線板貫通孔２１１の軸線（貫通方向に延伸する中心線）が上下方向に延伸する。このため、配線板貫通孔２１１の軸線（貫通方向に延伸する中心線）は、配線板２１の表面に直角ではなく傾斜している。

また、配線板２１のイメージセンサ２２が設けられる側とは反対側の面（斜め上側を向く面）には、配線板貫通孔２１１の周囲に、この配線板貫通孔２１１を囲むように遮蔽層２１２が設けられる。この遮蔽層２１２は、配線板２１の下側に放射線が到達しないように放射線を遮蔽する。遮蔽層２１２には、第２の実施形態の遮蔽部材１２と同様に、チタンや鉛などといった、放射線の透過率が低い材料が適用される。

配線板２１の斜め下側を向く面には、イメージセンサ２２（複数のフォトダイオードアレイ２３）が設けられ、さらにイメージセンサ２２の表面（複数のフォトダイオードアレイ２３の受光部２３２）を覆うように波長変換部材３が設けられる。

ここで、配線板貫通孔２１１と波長変換部材３とイメージセンサ２２の位置関係について、図８を参照して説明する。図８に示すように、主走査方向視において、配線板貫通孔２１１の軸線（貫通方向）は、配線板２１の表面に対して傾斜しており、イメージセンサ２２が設けられる側の表面に向かうにしたがってイメージセンサ２２に接近する。そして、波長変換部材３の少なくとも一部は、配線板貫通孔２１１の軸線方向視（貫通方向視）において配線板貫通孔２１１に重畳する範囲Ｂの内側に入り込んでいる。特に、波長変換部材３のうち、イメージセンサ２２の表面に直角な方向視（矢印Ａの方向視）において受光部２３２に重畳する範囲Ｃの少なくとも一部が、前述の範囲Ｂに入り込んでいる構成であることが好ましい。

一方、イメージセンサ２２（フォトダイオードアレイ２３）は、上下方向視（配線板貫通孔２１１の軸線方向視）において、配線板貫通孔２１１に重畳しない位置に設けられる。すなわち、イメージセンサ２２は、上下方向視において配線板貫通孔２１１に重畳する範囲Ｂに入り込まないように（範囲Ｂの外側に）配置される。

このような構成であると、本体フレーム１１に入射した放射線は、フレーム貫通孔１１２と配線板貫通孔２１１を通過して波長変換部材３に到達する。このため、放射線は、波長変換部材３に到達するまでの間に、フォトダイオードアレイ２３や他の部材を透過しない。特に、配線板貫通孔２１１が設けられる構成であると、放射線は配線板貫通孔２１１を通過することにより、配線板２１の他の部分（中実の部分）を透過することなく波長変換部材３に到達する。そして、配線板貫通孔２１１を通過した放射線は、受光部２３２の直上またはその近傍に入射する。したがって、波長変換部材３は、受光部２３２の直上またはその近傍において蛍光を発することになるから、イメージセンサ２２による蛍光の検出の効率を高めることができる。したがって、第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。

また、配線板貫通孔２１１を囲むように遮蔽層２１２が設けられる構成であると、この遮蔽層２１２によって放射線がイメージセンサ２２に入射しないように遮蔽される。したがって、ノイズの低減を図ることができる。なお、遮蔽層２１２は、上下方向視において、イメージセンサ２２の全体（複数のフォトダイオードアレイ２３の全部）に重畳するように設けられることが好ましい。このような構成によれば、イメージセンサ２２への放射線の入射を抑制する効果を高めることができる。

なお、遮蔽層２１２は、配線板貫通孔２１１の周囲にのみ設けられる構成であってもよく、配線板貫通孔２１１を除く全面に設けられる構成であってもよい。また、遮蔽層２１２は、配線板２１に密着するように設けられる構成であってもよく、配線板２１の上側に離れて設けられる構成であってもよい。さらに、遮蔽層２１２は、配線板２１に接着剤などによって分離できないように接合される構成であってもよく、ネジや止めピン等によって分離可能に設けられる構成であってもよい。要は、遮蔽層２１２は、上下方向視において、配線板貫通孔２１１に重畳しない範囲に設けられる構成であればよいのであって、放射線の照射範囲に合わせて遮蔽層２１２の大きさを調整すればよい。

さらに、このような構成であると、イメージセンサ２２を形成するフォトダイオードアレイ２３の配置位置の自由度を高めることができる。すなわち、第１の実施形態と第２の実施形態においては、イメージセンサ２２は、副走査方向に偏倚した位置であって、配線板２１の縁部である一方の長辺に近接した位置に配置される。これに対して、第３の実施形態においては、イメージセンサ２２を配線板２１の一方の長辺に接近して配置しなくてもよい。

なお、図７と図８においては、波長変換部材３に延出部３０１が設けられない構成を示すが、第１の実施形態や第２の実施形態と同様に、波長変換部材３に延出部３０１が設けられる構成であってもよい。この場合、延出部３０１は、イメージセンサ２２から斜め上側（配線板貫通孔２１１が設けられる側）に向かって延出し、延出部３０１の少なくとも一部が上下方向視（配線板貫通孔２１１の貫通方向視）において配線板貫通孔２１１に重畳すればよい。また、この場合、延出部３０１は、イメージセンサ２２の側面から延出していればよく、配線板２１の一方の長辺から延出していなくてもよい。要は、波長変換部材３の少なくとも一部が、イメージセンサ２２の表面（特に、フォトダイオードアレイ２３の受光部２３２）に重ねて設けられ、上下方向視（配線板貫通孔２１１の貫通方向視）において配線板貫通孔２１１に重畳すればよい。

＜放射線検出装置＞
次に、放射線検出装置５の構成例について、図９を参照して説明する。図９は、放射線検出装置５の構成例を模式的に示す断面図である。放射線検出装置５は、放射線源５１と、本発明の各実施形態に係る放射線検出器１ａ，１ｂ，１ｃとを有する。放射線源５１には、主走査方向に長い線状の放射線を曝射することができる放射線源が適用される。なお、放射線源５１は、線状の放射線を曝射できる構成であればよく、具体的な構成は限定されない。そして、放射線源５１と放射線検出器１ａ，１ｂ，１ｃとは、検査対象物Ｑの搬送経路Ｐを挟んで対向して配置される。放射線源５１が曝射した放射線は、搬送経路Ｐを搬送される検査対象物Ｑを透過して、放射線検出器１ａ，１ｂ，１ｃに入射する。そして、放射線検出器１ａ，１ｂ，１ｃは、前述の動作によって、検査対象物Ｑの内部情報を有する２次元の放射線画像信号（放射線画像データ）を生成して出力する。

以上、本発明の各実施形態について詳細に説明したが、前述の各実施形態は、本発明を実施するにあたっての具体例を示したに過ぎない。本発明の技術的範囲は、前述の各実施形態に限定されるものではない。本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更が可能である。

例えば、前述した各実施形態では、イメージセンサが複数のフォトダイオードアレイにより形成される構成を示したが、イメージセンサは複数のフォトダイオードアレイからなる構成に限定されない。イメージセンサは、蛍光層が発する蛍光（可視光）を光電変換できる光電変換素子などの電子部品であればよい。

本発明は、蛍光層と蛍光層が発する蛍光を検出するイメージセンサとを有する放射線検出器と、この放射線検出器を有する放射線検出装置に有効に利用できるものである。そして、本発明によれば、ノイズを抑制しつつ放射線の検出効率を高めることができる。

１ａ，１ｂ，１ｃ：放射線検出器、１１：本体フレーム、１１１：センサ基板収容部、１１２：フレーム貫通孔、１１３：遮蔽部材収容部、１２：遮蔽部材、１２１：透過部、１３：本体カバー、２：センサ基板モジュール、２１：配線板、２１１：配線板貫通孔、２１２：遮蔽層、２２：イメージセンサ、２３：フォトダイオードアレイ、２３１：受光面、２３２：受光部、２３３：電極、２４：コネクタ、３：波長変換部材、３０１；延出部、３１：基材層、３２：蛍光層、３３：反射層、５：放射線検出装置、５１：放射線源、Ｑ：検査対象物、Ｐ：搬送経路

Claims (10)

1. 放射線が入射すると蛍光を発する蛍光層を含む波長変換部と、
   前記蛍光層が発する蛍光を電気信号に変換する光電変換部と、
   前記光電変換部が設けられる配線板と、
   を有し、
   前記波長変換部は、前記光電変換部の前記配線板が設けられている側とは反対側の面に設けられていて、かつ、放射線の入射方向視において前記光電変換部と重畳する部分と重畳しない部分を有するように設けられている
   ことを特徴とする放射線検出器。
2. 前記光電変換部は、前記配線板の放射線の入射方向とは反対側の面に設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の放射線検出器。
3. 前記波長変換部は、放射線の入射する放射線入射面を有し、
   前記放射線入射面は、放射線の入射方向に対して傾斜して配置されている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線検出器。
4. 前記光電変換部は、直線状に配置されている
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の放射線検出器。
5. 前記光電変換部は、前記配線板の端部に配置されている
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の放射線検出器。
6. 前記配線板は、長尺状の形状であり、
   前記配線板の長尺方向に沿って前記光電変換部が配置されている
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の放射線検出器。
7. 前記波長変換部は、放射線の入射方向視において前記配線板と重畳しない部分を有するように配置されている
   ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の放射線検出器。
8. 放射線を遮蔽する遮蔽部材を有し、
   前記遮蔽部材は、放射線の入射方向視において前記光電変換部と重畳するように前記光電変換部の放射線の入射する側に配置されており、かつ、前記波長変換部の前記光電変換部と重畳しない部分と重畳しない部分を有するように配置されている
   ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の放射線検出器。
9. 前記遮蔽部材は、放射線の入射方向視において前記配線板と重畳するように前記配線板の放射線の入射する側に配置されている
   ことを特徴とする請求項８に記載の放射線検出器。
10. 放射線を発生する放射線源と、
    請求項１ないし９のいずれか１項に記載の放射線検出器と
    を備えることを特徴とする放射線検出装置。

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