JP2021113803A - 放射線撮像装置及び放射線撮像システム - Google Patents

Abstract

【課題】ＤＱＥの低下を抑制しつつ、ＭＴＦを向上させることが可能な放射線撮像装置を提供する。【解決手段】入射した放射線Ｒを光に変換するシンチレータ１２０と、光を電気信号に変換するセンサパネル１４０と、シンチレータ１２０とセンサパネル１４０との間に配置された部材１３０とを備え、部材１３０の吸収ピーク波長は、シンチレータ１２０の発光ピーク波長よりも長波長である。【選択図】図１

Description

本発明は、放射線撮像装置及び放射線撮像システムに関するものである。特に、放射線撮像装置としては、医療画像診断装置や分析装置等に用いて好適なものである。

ＤＲ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ）は、患者等の被検体を透過したＸ線等の放射線をセンサにおいて電気信号に変換し、この電気信号に基づく放射線画像をディスプレイ等に表示させるための装置である。特に、間接型と呼ばれるＤＲでは、入射した放射線は、シンチレータ（蛍光体）において可視光に変換され、この可視光がセンサを構成する光電変換素子において電気信号に変換される。

近年、体内に埋め込まれたステント等の医療機器デバイスの小型化が進み、これに伴い、より細かい物を鮮明に描写できるＤＲが求められている。言い換えると、被検体の持つコントラストをどれくらい忠実に再現できるかを示すパラメータであるＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）について、高いＭＴＦを有するＤＲのニーズが高まってきている。この高いＭＴＦを達成する技術として、例えば、特許文献１や特許文献２に記載の技術がある。

特開２０１１−２５７１４３号公報 特許第５９１１２７４号公報

ＤＲにおいては、ＭＴＦと同様に重要なパラメータの１つに、ＤＱＥ（Ｄｅｔｅｃｔｉｖｅ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）がある。このＤＱＥは、画像のノイズを表すパラメータ（画像の画質を表すパラメータ）であり、上述したＭＴＦと同様に、高ければ高い程、良いＤＲであると言える。

特許文献１には、シンチレータにおける放射線の入射面側に配置された樹脂層を構成する色材を変えることで、樹脂層（反射層）における光の反射率や吸収率を変更できるようにして、仕様に応じたＤＲのチューニングを可能とする技術が記載されている。一般的には、反射層の反射率を下げることで、散乱線が低減されるため、ＭＴＦが向上する。しかしながら、一方で、反射層の低反射率化によって、ＤＱＥも低下してしまうことが知られている。これは、より高線量の放射線を入射させなければ、得られる放射線画像のノイズが大きくなってしまうことを意味しており、また、より高線量の放射線を入射させることは、患者の放射線被ばく線量が増えてしまうという副作用がある。即ち、特許文献１に記載の技術では、ＤＱＥの低下を抑制しつつ、ＭＴＦを向上させることは困難であるという問題があった。

また、特許文献２には、センサに入射する光のうち、斜め方向から入射する光に関しては、シンチレータとセンサとの間に配置される部材の屈折率を調整することで、光路長を伸ばす技術が記載されている。特許文献２では、このようにすることで、斜め方向から入射する光が吸収されやすく、ＭＴＦが向上する効果が期待できる。一方で、特許文献２では、ＤＱＥに関しては何ら考慮されていない。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、ＤＱＥの低下を抑制しつつ、ＭＴＦを向上させることが可能な放射線撮像装置及び放射線撮像システムを提供することを目的とする。

本発明の放射線撮像装置は、入射した放射線を光に変換するシンチレータと、前記光を電気信号に変換するセンサと、前記シンチレータと前記センサとの間に配置された部材（光吸収部材または光反射部材）と、を有し、前記部材の吸収ピーク波長または反射ピーク波長は、前記シンチレータの発光ピーク波長よりも長波長である。
また、本発明は、上述した放射線撮像装置を有する放射線撮像システムを含む。

本発明によれば、ＤＱＥの低下を抑制しつつ、ＭＴＦを向上させることが可能な放射線撮像装置及び放射線撮像システムを提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る放射線撮像装置の概略構成の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態を示し、図１のシンチレータにおける発光スペクトルの一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態を示し、図１のシンチレータの内部における光の伝搬を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態を示し、図３（ｂ）の臨界角における波長依存性の計算結果を示す図である。 本発明の第１の実施形態を示し、図１に示すシンチレータの発光ピーク波長と、図１に示す光吸収部材の吸収ピーク波長との関係の一例を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る放射線撮像装置の概略構成の一例を示す図である。 本発明の第３の実施形態に係る放射線撮像装置の概略構成の一例を示す図である。 本発明の第３の実施形態を示し、図７に示すセンサチップの表面に形成されている１つの画素に含まれるフォトダイオードの受光部の拡大図である。 本発明の第３の実施形態に係る放射線撮像装置において、ＭＴＦ及びＤＱＥの測定結果を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る放射線撮像装置の概略構成の一例を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る放射線撮像装置において、図１０に示す光吸収部材の構成材料として含める染料として適用可能な「特定波長吸収色素」の吸収スペクトルを示す図である。 本発明の第５の実施形態に係る放射線撮像装置の概略構成の一例を示す図である。 本発明の第５の実施形態を示し、図１２に示す光反射部材の透過率と波長との関係の一例を示す図である。 本発明の第６の実施形態に係る放射線撮像装置の概略構成の一例を示す図である。 本発明の第７の実施形態に係る放射線撮像装置の概略構成の一例を示す図である。 本発明の第８の実施形態に係る放射線撮像システムの概略構成の一例を示す図である。

以下に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（実施形態）について説明する。本明細書においては、本発明における光は、可視光及び赤外線を含み、また、本発明における放射線は、Ｘ線、α線、β線及びγ線を含む。

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る放射線撮像装置１００の概略構成の一例を示す図である。ここで、以下の説明では、図１に示す第１の実施形態に係る放射線撮像装置１００を、「放射線撮像装置１００−１」として記載する。また、図１に示す放射線撮像装置１００−１は、放射線Ｒの入射方向における断面図を示している。

放射線撮像装置１００−１は、図１に示すように、保護層１１０、シンチレータ１２０、光吸収部材１３０、センサパネル１４０、及び、配線１５０を有して構成されている。

保護層１１０は、シンチレータ１２０を保護する層である。この保護層１１０は、アルミニウムなどの金属材料を用いることができる。

シンチレータ１２０は、保護層１１０を介して入射した、患者等の被検体を透過した放射線Ｒを、光（例えば、可視光）に変換する蛍光体である。本実施形態のシンチレータ１２０は、例えば柱状構造を有する蛍光体から構成されている。本実施形態のシンチレータ１２０を構成する蛍光体としては、例えば、ＣｓＩ：Ｔｌや、ＣｓＩ：Ｎａ、ＣｓＢｒ：Ｔｌ、ＮａＩ：Ｔｌ、ＬｉＩ：Ｅｕ、ＫＩ：Ｔｌ等が用いられ、蒸着によってセンサパネル１４０の上に形成される。また、本実施形態のシンチレータ１２０を構成する柱状構造を有する蛍光体は、一般的に、吸湿により柱状構造が崩れてしまい、特性が劣化してしまう。よって、本実施形態では、保護層１１０などで密閉することにより、湿度の浸入を抑制し、特性の劣化を防ぐ。また、輝度確保のために、保護層１１０におけるシンチレータ１２０の側に、ＰＥＴ等の有機物の中にＴｉＯ₂等の反射物質を分散した層または板を配することもできる。

光吸収部材１３０は、シンチレータ１２０とセンサパネル１４０との間に配置され、主として、シンチレータ１２０によって変換された光の発光ピーク波長よりも長波長側の成分（以下、長波長成分と称する）を吸収する部材である。

センサパネル１４０は、シンチレータ１２０によって変換された光であって光吸収部材１３０を透過した光を、電気信号に変換する構造体である。このセンサパネル１４０は、例えば、非結晶シリコンを用いたＰＩＮ型センサやＭＩＳ型センサ等を含み構成されている。センサパネル１４０には、その上面に、光電変換素子を構成するフォトダイオードを含む画素が２次元アレイ状に配置されている。また、センサパネル１４０は、フォトダイオードにおいて光から変換された電気信号を処理するアンプ等のＣＭＯＳ回路を有して構成されている。

配線１５０は、センサパネル１４０で得られた電気信号を外部の電気基板に送るため等に設けられた、ＦＰＣ等の配線である。

図２は、本発明の第１の実施形態を示し、図１のシンチレータ１２０における発光スペクトルの一例を示す図である。具体的に、図２は、図１のシンチレータ１２０として、ＣｓＩ：Ｔｌを用いた場合の発光スペクトルを示している。

図２のように、本実施形態のシンチレータ１２０として用いる柱状構造を有するＣｓＩ：Ｔｌは、例えば５５０ｎｍ付近を発光ピーク波長とし、この発光ピーク波長よりも短波長側は３００ｎｍから長波長側は９００ｎｍまでのブロードな発光スペクトルを有する。

図３は、本発明の第１の実施形態を示し、図１のシンチレータ１２０の内部における光の伝搬を説明するための図である。

図３（ａ）は、シンチレータ１２０の内部で光が柱状構造を伝搬する様子を示す模式図である。図３（ａ）において、放射線Ｒは、シンチレータ１２０に入射した後、発光点１２１で光に変換される。図３（ａ）で示す矢印は、光が柱状構造中を伝搬する様子を示している。

図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すＡ領域３１０の拡大図であり、ＣｓＩ境界における光の振る舞いを示す図である。

図３（ｂ）の上段に示す、ＣｓＩ境界への光の入射角θが小さい場合、発光ピーク波長よりも短波長側の成分（以下、短波長成分と称する）の光及び長波長成分の光は、ＣｓＩ境界において、反射と屈折を生じる。即ち、ＣｓＩの柱状構造の内部に残留する成分（反射）とＣｓＩの柱状構造の外部に漏れる成分（屈折）との２種類に分かれる。ＣｓＩの柱状構造の外部に漏れる成分は、拡散する光であるため、ＭＴＦを低下させる要因となっている。この入射角θが小さい場合には、短波長及び長波長に関わらず、このようなＣｓＩの柱状構造の外部に漏れる光が存在している。

次に、図３（ｂ）の下段に示す、ＣｓＩ境界への光の入射角θが大きい場合について考える。入射角θが或る角度を超えると、図３（ｂ）の下段の左側に示すように、短波長成分の光は、全てＣｓＩの柱状構造の内部に留まる。この現象を全反射と呼び、そのときの入射角θを臨界角θｃと呼ぶ。次に、短波長成分における臨界角θｃと同じ角度で、長波長成分の光がＣｓＩ境界に入射した場合を考える。この場合、短波長成分の光では全反射が生じていた入射角θ（臨界角θｃ）であっても、図３（ｂ）の下段の右側に示すように、長波長成分の光では、依然として反射・屈折が生じている。この場合、臨界角θｃから更に入射角を大きくすることで、長波長成分の光も全反射を起こすようになる。即ち、短波長成分の光と長波長成分の光とでは、臨界角が異なる上、一般的に、長波長成分の光ほど臨界角が大きい。これは、物質の屈折率が波長によって異なるために生じる現象である。

図４は、本発明の第１の実施形態を示し、図３（ｂ）の臨界角θｃにおける波長依存性の計算結果を示す図である。一般的に、臨界角θｃは、以下の（１）式で表すことができる。
θｃ＝ａｒｃ ｓｉｎ（ｎ₂／ｎ₁） ・・・（１）
この（１）式において、ｎ₂は空気中における屈折率であり、ｎ₁は物質中（今回は、ＣｓＩ内部）における屈折率である。ｎ₂は常に１であり、ｎ₁は波長によって異なる。

図４の計算結果から分かるように、波長が長いほど臨界角θｃが大きいことが分かる。
図３（ａ）に示す発光点１２１から光が全方向に等しく拡散していると仮定すると、臨界角θｃが大きいほど、全反射が生じにくいため、ＣｓＩの柱状構造の外部に光が漏れやすい。即ち、ＭＴＦを劣化させやすい。よって、本実施形態においては、このようなＭＴＦ劣化の要因となるような長波長成分の光が、センサパネル１４０の内部に入射しないように、長波長成分の光を吸収する光吸収部材１３０を、シンチレータ１２０とセンサパネル１４０との間に設ける。このような光吸収部材１３０の主成分としては、シリコン系樹脂や、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、エポキシ系樹脂、パラキシリレン、アクリル等の有機物質を含む樹脂が用いられ、例えば、熱硬化型のポリイミド系樹脂が代表的である。そして、光吸収部材１３０としては、分光吸収特性を持たせるために顔料や染料等を分散させる。この際、顔料は、粒径が大きいため、光を分散させ、ＭＴＦを悪化させてしまう可能性があるため、性能面においては、染料の方が好ましいが、求められる仕様及びコストに応じて適宜選択することが好ましい。

図５は、本発明の第１の実施形態を示し、図１に示すシンチレータ１２０の発光ピーク波長と、図１に示す光吸収部材１３０の吸収ピーク波長との関係の一例を示す図である。ここで、図５においては、実線で示された特性が、右側の縦軸に示す発光強度（相対発光強度）に係るシンチレータ１２０の発光スペクトル特性である。具体的に、図５において実線で示されたシンチレータ１２０の発光スペクトル特性は、ＣｓＩの発光スペクトル特性を示している。また、図５においては、点線で示された特性が、左側の縦軸に示す透過率に係る光吸収部材１３０の分光透過特性である。換言すれば、図５において点線で示された分光透過特性が小さいほど、光吸収部材１３０の分光吸収特性が大きいことになる。

本実施形態では、図５に示すように、光吸収部材１３０の吸収ピーク波長５０２（例えば、６７０ｎｍ付近）は、シンチレータ１２０の発光ピーク波長５０１（例えば、５４０ｎｍ付近）よりも長波長となっている。このような構成とすることで、シンチレータ１２０で放射線Ｒから光に変換された光のうち、ＣｓＩの柱状構造の外部に出やすい光、即ち長波長成分の光が光吸収部材１３０で吸収され、ＭＴＦの劣化を防ぐことができる。また、光吸収部材１３０においては、短波長成分の光は透過するため、ＤＱＥの劣化（低下）を抑制することができる。また、本実施形態においては、光吸収部材１３０の吸収ピークにおける吸収率は、５０％以上であることが好ましい（図５に示す例で言えば、光吸収部材１３０の吸収ピークにおける透過率は、５０％未満であることが好ましい）。これは、光吸収部材１３０の吸収ピークの吸収率が５０％よりも低すぎる場合、仮に吸収ピーク波長５０２が発光ピーク波長５０１よりも長波長であったとしても、ほとんどの光が透過してしまうため、実質的に光吸収部材１３０の役割を果たさないためである。

以上説明したように、第１の実施形態に係る放射線撮像装置１００−１では、光吸収部材１３０の吸収ピーク波長５０２は、シンチレータ１２０の発光ピーク波長５０１よりも長波長であるように構成している。
かかる構成によれば、ＤＱＥの低下を抑制しつつ、ＭＴＦを向上させることが可能な放射線撮像装置１００を提供することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、以下に記載する第２の実施形態の説明においては、上述した第１の実施形態と共通する事項については説明を省略し、上述した第１の実施形態と異なる事項について説明を行う。

図６は、本発明の第２の実施形態に係る放射線撮像装置１００の概略構成の一例を示す図である。ここで、以下の説明では、図６に示す第２の実施形態に係る放射線撮像装置１００を、「放射線撮像装置１００−２」として記載する。また、図６に示す放射線撮像装置１００−２は、放射線Ｒの入射方向における断面図を示している。なお、図６に示す放射線撮像装置１００−２において、図１に示す放射線撮像装置１００−１と同様の構成については同じ符号を付しており、その詳細な説明は省略する。

図６に示す放射線撮像装置１００−２は、保護層１１０に替えて、光吸収部材１３２をシンチレータ１２０の側壁にも形成するとともに、新たにシンチレータ基台１６０を設けたものである。具体的に、図６に示す放射線撮像装置１００−２は、シンチレータ基台１６０にシンチレータ１２０を接合したものを、光吸収部材１３２を介してセンサパネル１４０に貼り合せるタイプ（間接方式）を示している。

この間接方式では、光吸収部材１３２の主成分は、粘着性を有する必要があり、例えば、アクリル系、エポキシ系、オレフィン系、シリコン系等の樹脂が用いられうる。特に、光吸収部材１３２の主成分としては、光学的に透過率の高いアクリル系のものがよい。また、光吸収部材１３２の主成分としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、及び加熱溶融固化型ホットメルト樹脂（例えば、ポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリアミド系等を主成分としたもの）でもよい。そして、本実施形態の光吸収部材１３２は、上述した主成分を内部に上述した第１の実施形態と同様に顔料や染料等を混ぜ合わせて、分光吸収特性を持たせる。また、第２の実施形態においても、上述した第１の実施形態と同様に、光吸収部材１３２の吸収ピーク波長（図５の波長５０２に相当）は、シンチレータ１２０の発光ピーク波長（図５の波長５０１に相当）よりも長波長であるように構成する。このような構成とすることで、間接方式においても、シンチレータ１２０で発生した光のうち、ＭＴＦの劣化の要因となる光、即ち長波長成分の光を光吸収部材１３２で吸収して除去できるため、ＭＴＦの向上を図ることができる。

第２の実施形態によれば、上述した第１の実施形態と同様に、ＤＱＥの低下を抑制しつつ、ＭＴＦを向上させることが可能な放射線撮像装置１００を提供することができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。なお、以下に記載する第３の実施形態の説明においては、上述した第１及び第２の実施形態と共通する事項については説明を省略し、上述した第１及び第２の実施形態と異なる事項について説明を行う。

図７は、本発明の第３の実施形態に係る放射線撮像装置１００の概略構成の一例を示す図である。ここで、以下の説明では、図７に示す第３の実施形態に係る放射線撮像装置１００を、「放射線撮像装置１００−３」として記載する。また、図７に示す放射線撮像装置１００−３は、放射線Ｒの入射方向における断面図を示している。なお、図７に示す放射線撮像装置１００−３において、図１に示す放射線撮像装置１００−１及び図６に示す放射線撮像装置１００−２と同様の構成については同じ符号を付しており、その詳細な説明は省略する。

図７に示す放射線撮像装置１００−３は、図６に示す放射線撮像装置１００−２のセンサパネル１４０が、複数のセンサチップ１４３として構成されている。このようなセンサチップ１４３としては、結晶シリコンを用いたＣＭＯＳセンサチップ等が挙げられる。そして、本実施形態では、複数のセンサチップ１４３を、チップ固定材１７０を介して基台１８０に等間隔に並べて配置する。この際、基台１８０は、表面の平坦性が担保されている物質で構成されていることが好ましく、この場合の物質としては、例えば、金属やガラス等が用いられる。また、基台１８０の材料選定に当たっては、熱膨張係数も考慮に入れて選択する必要があり、極力、熱膨張を抑えたい場合には、金属であればインバー、ガラスであればテンパックスなどを用いることが好ましい。また、チップ固定材１７０の材料としては、アクリル系、エポキシ系、オレフィン系、シリコン系等の樹脂が用いられうる。また、チップ固定材１７０の材料として、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、及び加熱溶融固化型ホットメルト樹脂（例えば、ポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリアミド系等を主成分としたもの）でもよい。この他、シンチレータ１２０を貼り合せる際に、界面における気泡発生抑制のために、クッション性を有するチップ固定材１７０を用いてもよい。このようなチップ固定材１７０の材料としては、芯材をポリオレフィン系の発泡材料とし、両面にアクリル系粘着材を貼り合せた材料などがあり、例えば日東電工（株）製の発泡体基材防水両面テープ（Ｎｏ．５７１１５Ｂ等）などがある。

図８は、本発明の第３の実施形態を示し、図７に示すセンサチップ１４３の表面１４３ａに形成されている１つの画素に含まれるフォトダイオードの受光部１４３１の拡大図である。図７に示すセンサチップ１４３として適用するＣＭＯＳセンサチップは、高感度のため、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、有感部８０１上に遮光部８０２を配置して感度の調整を行うことがある。この際、遮光部８０２の材料としては、Ａｌ等の金属が用いられることがある。仕様に応じて、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、遮光部８０２の開口パターンが用いられる。特に、高周波数側のＭＴＦは、この開口パターンの形状によって値が変化するため、仕様と照らし合わせて、開口パターンを適宜決定する必要がある。

図９は、本発明の第３の実施形態に係る放射線撮像装置１００において、ＭＴＦ及びＤＱＥの測定結果を示す図である。具体的に、図９は、図７に示す放射線撮像装置１００−３において、ＭＴＦ及びＤＱＥの測定結果を示す図である。この図９の測定において用いた光吸収部材１３２の分光透過率は、図５において点線で示したとおりである。また、図９の測定においては、本実施形態における光吸収部材１３２として「カラー粘着材」を使用し、また、比較対象として光吸収部材１３２の替わりに「透明粘着材」を使用した比較例のデータも示す。今回使用したカラー粘着材の光吸収部材１３２及び比較対象の透明粘着材の厚みは、ともに２５μｍであるが、本実施形態においてはこれに限定されるものではない。例えば、シンチレータ１２０の表面に蛍光体の異常成長による凸部が生じた場合、粘着材の厚みが薄すぎると、センサチップ１４３を傷つけてしまう恐れがある。また、粘着材の厚みを厚くした場合、シンチレータ１２０とセンサチップ１４３との間の距離が開いてしまい、ＭＴＦが低下してしまう。以上のことから、本実施形態においては、光吸収部材１３２の厚みは、１０μｍ〜５０μｍであることが好ましい。図９に示すように、比較対象の透明粘着材から、本実施形態の光吸収部材１３２におけるカラー粘着材に変更することで、ＭＴＦが２５％改善（２５％向上）する一方、ＤＱＥはわずか５％減という結果になった。よって、高いＤＱＥを保ったまま、ＭＴＦの改善（向上）を図ることができた。

第３の実施形態においても、第２の実施形態と同様に、光吸収部材１３２の吸収ピーク波長（図５の波長５０２に相当）は、シンチレータ１２０の発光ピーク波長（図５の波長５０１に相当）よりも長波長であるように構成する。
かかる構成によれば、上述した第１及び第２の実施形態と同様に、ＤＱＥの低下を抑制しつつ、ＭＴＦを向上させることが可能な放射線撮像装置１００を提供することができる。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。なお、以下に記載する第４の実施形態の説明においては、上述した第１〜第３の実施形態と共通する事項については説明を省略し、上述した第１〜第３の実施形態と異なる事項について説明を行う。

図１０は、本発明の第４の実施形態に係る放射線撮像装置１００の概略構成の一例を示す図である。ここで、以下の説明では、図１０に示す第４の実施形態に係る放射線撮像装置１００を、「放射線撮像装置１００−４」として記載する。また、図１０に示す放射線撮像装置１００−４は、放射線Ｒの入射方向における断面図を示している。なお、図１０に示す放射線撮像装置１００−４において、図１に示す放射線撮像装置１００−１、図６に示す放射線撮像装置１００−２及び図７に示す放射線撮像装置１００−３と同様の構成については同じ符号を付しており、その詳細な説明は省略する。

図１０に示す放射線撮像装置１００−４は、図７に示す放射線撮像装置１００−３の光吸収部材１３２の構成材料を替えて、光吸収部材１３４としたものである。具体的に、第４の実施形態では、光吸収部材１３４の内部に分散している染料の吸収ピークが第３の実施形態とは異なるものである。光吸収部材１３４は、シンチレータ１２０に係るＣｓＩの発光スペクトルの発光ピークよりも長波長側を選択的に吸収できる染料を含むことが好ましく、具体的には波長が７００ｎｍ〜９００ｎｍ付近の光を選択的に除去できることが望ましい。このような染料としては、（株）林原の「特定波長吸収色素」が挙げられる。

図１１は、本発明の第４の実施形態に係る放射線撮像装置１００において、図１０に示す光吸収部材１３４の構成材料として含める染料として適用可能な「特定波長吸収色素」の吸収スペクトルを示す図である。この図１１に示す「特定波長吸収色素」の吸収スペクトルは、例えば、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐｓ：／／ＷＷＷ．ｈａｙａｓｈｉｂａｒａ．ｃｏ．ｊｐ／ｆｄ／ｒｅｓｅａｒｃｈ＿ａｎｄ＿ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ／ｃａｒｉｏｕｓ．ｈｔｍｌ＞を参照することにより得られる。図１１に記載の中でも、７００ｎｍ〜９００ｎｍを選択的に吸収できる染料としては、Ｄｙｅ１１，１２，１３が好ましい。このような染料を用いた光吸収部材１３４は、長波長を選択的に吸収できるため、ＤＱＥの劣化（低下）を抑制しつつ、ＭＴＦの向上を図ることが可能である。

（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。なお、以下に記載する第５の実施形態の説明においては、上述した第１〜第４の実施形態と共通する事項については説明を省略し、上述した第１〜第４の実施形態と異なる事項について説明を行う。

図１２は、本発明の第５の実施形態に係る放射線撮像装置１００の概略構成の一例を示す図である。ここで、以下の説明では、図１２に示す第５の実施形態に係る放射線撮像装置１００を、「放射線撮像装置１００−５」として記載する。また、図１２に示す放射線撮像装置１００−５は、放射線Ｒの入射方向における断面図を示している。なお、図１２に示す放射線撮像装置１００−５において、図１に示す放射線撮像装置１００−１、図６に示す放射線撮像装置１００−２、図７に示す放射線撮像装置１００−３及び図１０に示す放射線撮像装置１００−４と同様の構成については同じ符号を付しており、その詳細な説明は省略する。

図１２に示す放射線撮像装置１００−５は、図１に示す放射線撮像装置１００−１の光吸収部材１３０の構成材料に替えて、光反射部材１３５としたものである。この光反射部材１３５の反射ピーク波長は、図５に示す光吸収部材１３０の吸収ピーク波長５０２と同様に、図５に示すシンチレータ１２０の発光ピーク波長５０１よりも長波長であるものとする。また、光反射部材１３５は、誘電体多層膜、有機多層膜、または、それらの混合膜によって成るダイクロイックフィルタから構成されうる。このダイクロイックフィルタは、積層する誘電体または有機膜の屈折率、膜厚、積層回数を適切に選択することで、任意の入射角度を有する光を選択的に反射することが可能である。そして、このダイクロイックフィルタを構成する層の数を増やしていくことで、反射率が増加し、かつ急峻な反射率の閾値を有する多層膜を得ることができる。ここで、本実施形態においては、光反射部材１３５の反射ピークにおける反射率は、５０％以上であることが好ましい。

図１３は、本発明の第５の実施形態を示し、図１２に示す光反射部材１３５の透過率と波長との関係の一例を示す図である。図１３に示す実線１３０１の波長は、光の入射角度０度、６５０±１０ｎｍで、透過率＝５０％とした際の例である。光反射部材１３５として構成されうるダイクロイックフィルタに用いられる材料としては、ＴｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、ＭｇＦ₂、Ａｌ₂Ｏ₃などがあるが、これらに限定されるものではない。また、このダイクロイックフィルタは、光の入射角度が大きくなると、反射率波長特性が短波長側にずれるブルーシフトが生じる。図１３に示す点線１３０２の波長は、実線１３０１の波長のダイクロイックフィルタに対して、光の入射角度を６０度にした際の波形である。この特性を使用することにより、長波長成分であっても、画素への入射角度が小さい光（断面で見た際、画素の直上から発生の光：ＭＴＦの劣化影響小）は透過し、一方で入射角度の大きい光（断面で見た際、画素から角度がある場所で発生の光：ＭＴＦの劣化影響大）は反射する。これにより、効果的にＭＴＦ劣化の要因となる光のみをカットすることができ、ＤＱＥの劣化を抑えることができる。

また、光反射部材１３５のシンチレータ１２０と接する層とシンチレータ１２０の接する部分との屈折率が大きく異なると、フレネル反射が生じてしまう。そのため、光反射部材１３５のシンチレータ１２０と接する層の屈折率は、シンチレータ１２０に近い材料を選定することが好ましい。具体的には、シンチレータ１２０にＣｓＩ：ＴｌやＣｓＩ：Ｎａを使用するのであれば、それらの屈折率１．７８に近い屈折率の材料（例えば、屈折率１．７７程度のＡｌ₂Ｏ₃など）を選定して光反射部材１３５を構成することが好ましい。第５の実施形態によれば、上述した第１〜第４の実施形態と同様に、ＤＱＥの低下を抑制しつつ、ＭＴＦを向上させることが可能な放射線撮像装置１００を提供することができる。

（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。なお、以下に記載する第６の実施形態の説明においては、上述した第１〜第５の実施形態と共通する事項については説明を省略し、上述した第１〜第５の実施形態と異なる事項について説明を行う。

図１４は、本発明の第６の実施形態に係る放射線撮像装置１００の概略構成の一例を示す図である。ここで、以下の説明では、図１４に示す第６の実施形態に係る放射線撮像装置１００を、「放射線撮像装置１００−６」として記載する。また、図１４に示す放射線撮像装置１００−６は、放射線Ｒの入射方向における断面図を示している。なお、図１４に示す放射線撮像装置１００−６において、図１に示す放射線撮像装置１００−１、図６に示す放射線撮像装置１００−２、図７に示す放射線撮像装置１００−３、図１０に示す放射線撮像装置１００−４及び図１２に示す放射線撮像装置１００−５と同様の構成については同じ符号を付しており、その詳細な説明は省略する。

図１４に示す放射線撮像装置１００−６は、図６に示す放射線撮像装置１００−２の光吸収部材１３２の構成材料に替えて、光学接着部材１３６とし、この光学接着部材１３６とセンサパネル１４０との間に光反射部材１３５を設けたものである。

一般的に、シンチレータ１２０にＣｓＩ：Ｔｌなどを使用した間接方式の場合、シンチレータ１２０のセンサパネル１４０側の先端部は、平らではなく尖った形状となっている。そのため、シンチレータ１２０で変換した光は、先端部から出る際に散乱し、ＭＴＦ劣化の要因となる。そこで、光学接着部材１３６は、シンチレータ１２０の先端部の形状に馴染み、先端部の形状起因の散乱を軽減できるものである必要がある。そのため、光学接着部材１３６の屈折率ｎ_a、シンチレータ１２０の屈折率ｎ_b、光反射部材１３５の光学接着部材１３６と接する層の屈折率ｎ_cとした際の屈折率の関係は、ｎ_b＞ｎ_a＞ｎ_cとなるように設計することが好ましい。また、光学接着部材１３６の主成分は、例えば、アクリル系、エポキシ系、オレフィン系、シリコン系等の樹脂が用いられうる。特に、光学接着部材１３６の主成分としては、光学的に透過率の高いアクリル系のものがよい。また、光学接着部材１３６としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、及び加熱溶融固化型ホットメルト樹脂（例えば、ポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリアミド系等を主成分としたもの）でもよい。

第６の実施形態によれば、上述した第１〜第５の実施形態と同様に、ＤＱＥの低下を抑制しつつ、ＭＴＦを向上させることが可能な放射線撮像装置１００を提供することができる。

（第７の実施形態）
次に、本発明の第７の実施形態について説明する。なお、以下に記載する第７の実施形態の説明においては、上述した第１〜第６の実施形態と共通する事項については説明を省略し、上述した第１〜第６の実施形態と異なる事項について説明を行う。

図１５は、本発明の第７の実施形態に係る放射線撮像装置１００の概略構成の一例を示す図である。ここで、以下の説明では、図１５に示す第７の実施形態に係る放射線撮像装置１００を、「放射線撮像装置１００−７」として記載する。また、図１５に示す放射線撮像装置１００−７は、放射線Ｒの入射方向における断面図を示している。なお、図１５に示す放射線撮像装置１００−７において、図１に示す放射線撮像装置１００−１、図６に示す放射線撮像装置１００−２、図７に示す放射線撮像装置１００−３、図１０に示す放射線撮像装置１００−４、図１２に示す放射線撮像装置１００−５及び図１４に示す放射線撮像装置１００−６と同様の構成については同じ符号を付しており、その詳細な説明は省略する。

図１５に示す放射線撮像装置１００−７は、図７に示す放射線撮像装置１００−３の光吸収部材１３２の構成材料に替えて、光学接着部材１３６とし、この光学接着部材１３６と複数のセンサチップ１４３との間に光反射部材１３５を設けたものである。かかる構成によれば、上述した第１〜第６の実施形態と同様に、ＤＱＥの低下を抑制しつつ、ＭＴＦを向上させることが可能な放射線撮像装置１００を提供することができる。

（第８の実施形態）
次に、本発明の第８の実施形態について説明する。なお、以下に記載する第８の実施形態の説明においては、上述した第１〜第７の実施形態と共通する事項については説明を省略し、上述した第１〜第７の実施形態と異なる事項について説明を行う。

図１６は、本発明の第８の実施形態に係る放射線撮像システムの概略構成の一例を示す図である。この図１６に示す放射線撮像システムには、第１〜第７の実施形態に係る放射線撮像装置１００のうちの任意の放射線撮像装置１００が含まれている。また、図１６に示す放射線撮像システムは、放射線ＲとしてＸ線２１１を適用したＸ線撮像システムの例を示している。

Ｘ線チューブ２１０から出たＸ線２１１は、被検者（又は患者）９１０の胸部９１１を透過し、被検者９１０の体内を通過する。その後、放射線撮像装置１００に入射したＸ線２１１は、放射線撮像装置１００の内部でＸ線画像（放射線画像）に係る電気信号に変換される。この電気信号は、デジタル信号に変換された後、信号処理手段の一例であるイメージプロセッサ２２０において画像処理される。その後、イメージプロセッサ２２０で画像処理された電気信号は、制御室の表示手段の一例であるディスプレイ２３０において、当該電気信号に基づくＸ線画像（放射線画像）として表示されて観察できるようになっている。

また、イメージプロセッサ２２０で画像処理された電気信号は、電話回線等の伝送処理手段２４０によって遠隔地へ転送でき、別の場所のドクタールーム等の表示手段の一例であるディスプレイ２５０においてＸ線画像（放射線画像）として表示もしくは光ディスク等の記録手段に保存することができ、遠隔地の医師が診断することも可能である。また、記録手段となるフィルムプロセッサ２６０によって、記録媒体となるフィルム２６１にＸ線画像（放射線画像）として記録することもできる。

なお、上述した本発明の実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。即ち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１００：放射線撮像装置、１１０：保護層、１２０：シンチレータ、１３０：光吸収部材、１４０：センサパネル、１５０：配線、Ｒ：放射線

Claims (9)

1. 入射した放射線を光に変換するシンチレータと、
   前記光を電気信号に変換するセンサと、
   前記シンチレータと前記センサとの間に配置された部材と、
   を有し、
   前記部材の吸収ピーク波長または反射ピーク波長は、前記シンチレータの発光ピーク波長よりも長波長であることを特徴とする放射線撮像装置。
2. 前記部材の吸収ピークにおける吸収率または反射ピークにおける反射率は、５０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
3. 前記部材の主成分は、有機物であることを特徴とする請求項１または２に記載の放射線撮像装置。
4. 前記部材は、誘電体多層膜または有機多層膜であることを特徴とする請求項１または２に記載の放射線撮像装置。
5. 前記部材は、粘着性を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
6. 前記シンチレータは、柱状構造を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
7. 前記センサは、ＣＭＯＳ回路を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
8. 前記部材の厚みは、１０μｍ〜５０μｍであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の放射線撮像装置と、
   前記電気信号を処理する信号処理手段と、
   有することを特徴とする放射線撮像システム。

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