JP3782170B2 - Ｘ線ｃｔシステム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線等の放射線を直接電気信号に変換したり、放射線を可視光等に変換した後、電気信号に変換する放射線検出器を備えたＸ線ＣＴシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、Ｘ線ＣＴ装置では、Ｘ線を曝射するＸ線源から被検体に対し、様々な方向からＸ線を曝射し、被検体を透過してきたＸ線を、被検体を挟んでこれに対抗する位置に置かれた放射線検出器によって検出し、最終的には電気信号化する。この信号は、透過Ｘ線の強度を反映するものであり、これを基に断層画像を再構成処理し、表示装置に表示する。
【０００３】
例えば、図８（ａ）に示すように第３世代のＸ線ＣＴ装置１０１では、Ｘ線を曝射するＸ線源１０３と、このＸ線源１０１から曝射されたＸ線を検出する放射線検出器１０５が、被検体の体軸と略垂直な平面内を回転運動し、データを収集する。１周期（１８０°程度あるいは３６０°程度）の回転で、回転平面内の断層画像を１枚再構成し、表示する。
【０００４】
図８（ｂ）には、Ｘ線ＣＴ装置１０１で使用されてきたシンチレータ−フォトダイオードを利用したＸ線検出器１０５の１つのブロック即ちＸ線検出器ブロック１０５ａの概略の構成例を示した図である。図８（ｂ）に示すようにＸ線検出器ブロック１０５ａは、プリント配線板（Printed Circuit Board ；ＰＣＢ）１０７の上面にフォトダイオードアレイ１０９が設けられ、さらにこのフォトダイオードアレイ１０９の上面にシンチレータ１１１が設けられている。
【０００５】
通常、シンチレータ１１１とフォトダイオードアレイ１０９の素子数は等しく、シンチレータ１１１に入射したＸ線が可視光に変換され、フォトダイオードアレイ１０９で電気信号に変換される。
【０００６】
第３世代のＸ線ＣＴ装置１０１では、放射線検出器ブロック１０５ａが、図９に示すように回転平面内に円弧状に複数、密に配置されており、電気信号は対軸方向の１方向からワイヤ１１３によって取り出され、図示しないデータ収集装置に供給される。
【０００７】
図１０は、図９に示す放射線検出器ブロックによる１周期のデータ収集で複数の断面のデータを収集できるように体軸方向に検出素子が分割されている２次元フォトダイオードアレイ１０９ａと２次元シンチレータ１１１ａを有する放射線検出器ブロックの概略の構成例を示した図である。同一円弧上に複数の放射線検出器ブロックを配置するには、この場合、図１０に示す矢印の方向に分割数分のデータを図示しないデータ収集装置側に引き出す必要がある。また、反対側に引き出すこともできるし、その両方に分割して引き出すこともできる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１０に示すような体軸方向に検出素子が分割されている放射線検出器ブロックを複数有する検出器を用いる場合でも、全ての検出素子をデータ収集装置と１対１に接続することは基板の実装上あるいは配線上かなり困難である。また、接続できたとしてもデータ収集装置の実装上の都合や価格の問題で検出素子数より少ない数のデータ収集装置を使用することがある。このような場合、検出素子の出力をスイッチ等で切り替えることにより、見かけ上の検出素子数を減少させ、あるいは必要とする部分だけ選択し、利用することが考えられている。
【０００９】
そこで、図１１に示すように、フォトダイオードアレイ１０９ａと同じチップ上にスイッチ素子１１５を備えることも考えられるが、半導体製造プロセスの違いから製作が困難な場合がある。また、製造の実状では、ある半径を持つシリコンウェハからチップを取り出すが、１つのシリコンウエハから取れるチップの個数が少なくなると高価になる。製造の歩留りの面から考えると、フォトダイオードアレイ１０９ａとスイッチ素子１１５が１つのチップだと、いずれか一方に不具合があるとそのチップは使用できなくなり、歩留りが悪くなり、コスト増となる。
【００１０】
また、図１２に示すように、フォトダイオードアレイ１０９ａの出力をコネクタ１１７からケーブル等で取り出す場合でも、ＰＣＢ１０７ａのパターン部１２１の配線密度の制約で放射線検出部分の幅ＷａよりＰＣＢ１０７ａの幅Ｗｂの方が広くなってしまう。図１３に示すように、同一のＰＣＢ１０７ａ上にスイッチ素子１１５を配置し、出力素子数を減らした後で取り出す場合でもパターン部１２１の制約で放射線検出部分の幅よりＰＣＢ１０７ａの幅の方が広くなり、放射線検出器ブロックを同一円周上に配置できなくなってしまう。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、製造プロセス上の制約や実装上の制約を受けずに、必要とする信号を取り出すことが可能なＸ線ＣＴシステムを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１局面は、Ｘ線を曝射するＸ線管と、このＸ線管から曝射されたＸ線を検出する放射線検出器と、この放射線検出器の出力を収集するデータ収集部と、このデータ収集部により収集された信号に基づき画像を再構成する画像再構成部を備え、前記放射線検出器及び前記データ収集部により複数の断面のデータを同時に収集するＸ線ＣＴシステムにおいて、前記放射線検出器は、プリント配線板と、前記プリント配線板に設けられ、シンチレータによりＸ線から変換された光を電気信号に変換するマトリックス状のフォトダイオードアレイと、前記プリント配線板に設けられ、出力側信号線の本数が入力側信号線の本数より少なく且つ複数であり、前記フォトダイオードアレイにより変換された電気信号を束ねる若しくは選択して、当該束ねられた又は選択された複数のフォトダイオード分の電気信号を出力するスイッチ部と、前記フォトダイオードアレイと前記スイッチ部とをワイヤにより電気的に接続するワイヤボンディング部とを備えたことを特徴とする。
本発明の第２局面は、Ｘ線を曝射するＸ線管と、このＸ線管から曝射されたＸ線を検出する放射線検出器と、この放射線検出器の出力を収集するデータ収集部と、このデータ収集部により収集された信号に基づき画像を再構成する画像再構成部を備え、前記放射線検出器及び前記データ収集部により複数の断面のデータを同時に収集するＸ線ＣＴシステムにおいて、前記放射線検出器は、シンチレータによりＸ線から変換された光を電気信号に変換するマトリックス状のフォトダイオードアレイと、前記フォトダイオードアレイと電気的に接続されたフレキシブルケーブル基板と、前記フォトダイオードアレイと前記フレキシブルケーブル基板との間に電気的に接続され、出力側信号線の本数が入力側信号線の本数より少なく且つ複数であり、前記フォトダイオードアレイにより変換された電気信号を束ねる若しくは選択して、当該束ねられた又は選択された複数のフォトダイオード分の電気信号を出力するスイッチ部とを備えたことを特徴とする。
本発明の第３局面は、Ｘ線を曝射するＸ線管と、このＸ線管から曝射されたＸ線を検出する放射線検出器と、この放射線検出器の出力を収集するデータ収集部と、このデータ収集部により収集された信号に基づき画像を再構成する画像再構成部を備え、前記放射線検出器及び前記データ収集部により複数の断面のデータを同時に収集するＸ線ＣＴシステムにおいて、前記放射線検出器は、プリント配線板と、このプリント配線板に設けられ、シンチレータによりＸ線から変換された光を電気信号に変換するマトリックス状のフォトダイオードアレイと、前記プリント配線板に設けられ、前記電気信号を供給する複数の入力側信号線及び出力側信号線及び当該入力側信号線と出力側信号線との間に複数のスイッチを有し、出力側信号線の本数が入力側信号線の本数より少なく且つ複数であり、前記複数のスイッチにより前記フォトダイオードアレイにより変換された電気信号を束ねる若しくは選択して、当該束ねられた又は選択された複数のフォトダイオード分の電気信号を出力するスイッチ部とを備えたことを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る放射線検出器を有するＸ線ＣＴシステムの一構成例を示すブロック図である。
図１に示すＸ線ＣＴシステム１は、操作部３により操作者から操作指示等が行われ、この操作指示等を基にＸ線ＣＴシステム１全体の動作がＣＰＵ５により制御される。そしてＸ線制御・高電圧発生装置７により制御されてＸ線管９から曝射されたＸ線は、Ｘ線管９と被検体を挟んで対向配置された放射線検出部１１によって電気信号に変換される。この変換された電気信号はスイッチ制御部１３からの制御信号を基にスイッチ回路１５により束ねるもしくは選択された後、データ収集装置１７（ＤＡＳ）によって収集され、データ記憶装置１９により記憶される。そしてデータ収集装置１７によって収集された信号を基に画像再構成装置２１によっては画像が再構成される。この再構成された画像は画像記憶装置２３に記憶され、また必要に応じて画像処理装置２５により画像処理されて画像表示部２７に表示される。尚、架台・寝台２９ａは架台・寝台駆動制御装置２９によって制御されている。
【００２１】
本発明に係る放射線検出器は、放射線検出部１１とスイッチ回路１５とを有するもので、製造プロセス上の制約や実装上の制約を受けずに、必要とする信号を取り出すことを可能にしている。
【００２２】
図２（ａ）は本発明に係る放射線検出器の第１実施形態を示した平面図、図２（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。また、図２（ｃ）は主要部分を拡大した断面図である。
【００２３】
図２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、第１実施形態の放射線検出器１１-1は、ＰＣＢ３１と、ＰＣＢ３１の上面に設けられ、２次元のマトリックス状に検出素子（フォトダイオード）が構成され、図示しないシンチレータによりＸ線から変換された光を電気信号に変換するフォトダイオードアレイ３３と、ＰＣＢ３１の上面に設けられ、フォトダイオードアレイ３３により変換された電気信号を束ねるもしくは選択する束ね・選択手段としてのスイッチ部３５と、ＰＣＢ３１の上面に設けられ、スイッチ部３５により束ねるもしくは選択された電気信号を外部に取り出すための配線手段としてのＦＰＣ（Flexible Printed Circuit Board）３７と、フォトダイオードアレイ３３とスイッチ部３５およびスイッチ部３５とＦＰＣ３７とをワイヤにより電気的に接続する接続手段としてのワイヤボンディング部３９とを有する。また、ＦＰＣ３７は、支持部４１によって支持されている。
【００２４】
尚、図２では、シンチレータを省略しているが、実際にはシンチレータは、図１０に示すようにフォトダイオードアレイの上面に配置されている。このシンチレータによりＸ線が光に変換され、この変換された光がフォトダイオードアレイ３３により電気信号に変換される。
【００２５】
スイッチ部３５は、例えば電気信号を供給する４つの信号線が入力側にあり、これを２つの信号線に減らす場合、図３に示すように８つのスイッチ３５a1〜３５a8を有する。このスイッチ３５a1〜３５a4の一方側は入力側の４つの信号線に接続され、他方側は出力側の右側の信号線に各々接続され、スイッチ３５a5〜３５a8の一方側は入力側の４つの信号線に接続され、他方側は出力側の左側の信号線に各々接続されている。
【００２６】
この場合、例えばスイッチ３５a1，スイッチ３５a2をＯＮすると共に、スイッチ３５a7，スイッチ３５a8をＯＮし、これら以外をＯＦＦすると、入力側の左２つの信号線に入力される電気信号が束ねられて出力側の右側の信号線から出力され、入力側の右２つの信号線に入力される電気信号が束ねられて出力側の左側の信号線から出力される。また、例えばスイッチ３５a1をＯＮすると共に、スイッチ３５a6をＯＮし、これら以外をＯＦＦすると、入力側の左２つの信号線に入力される電気信号が選択されて出力される。尚、スイッチ部３５は、図３に示した回路構成に限られず、他の回路構成としても良い。
【００２７】
第１実施形態では、フォトダイオードアレイ３３から出力される電気信号（信号線）は、マトリックスの数だけ存在するが、この電気信号は各々スイッチ部３５にワイヤボンディング部３９により供給される。スイッチ部３５では、電気信号の束ねや必要な電気信号の選択が行われ、フォトダイオードアレイ３３のマトリックスの数より少ない数の電気信号が出力される。この数の少なくなった電気信号をワイヤボンディング部３９でＦＰＣ３７に出力する。そしてＦＰＣ３７に出力された電気信号はコネクタ、ＰＣＢ等を介してデータ収集装置に供給される。
【００２８】
このように、第１実施形態の放射線検出器１１-1では、フォトダイオードアレイ３３からの信号線のピッチが狭すぎて直接ＦＰＣ等にワイヤボンディングすることが不可能な場合でも、スイッチ部３５によって電気信号（信号線）を減らすようにしているので、ＦＰＣ等にワイヤボンディングすることができ、製造プロセス上の制約やＰＣＢ実装上の制約を受けずに、必要とする電気信号をデータ収集装置へ取り出すことが可能となる。
【００２９】
図４（ａ）は本発明に係る放射線検出器の第２実施形態を示した平面図、図４（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。また、図４（ｃ）は主要部分を拡大した断面図である。
第２実施形態では、フォトダイオードアレイ３３とスイッチ部３５およびスイッチ部とＦＰＣ３７とをバンプボンディング部４３により電気的に接続するというものである。
【００３０】
図４（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、第２実施形態の放射線検出器１１-2は、ＰＣＢ３１と、ＰＣＢ３１の上面に設けられ、２次元のマトリックス状に検出素子（フォトダイオード）が構成され、図示しないシンチレータによりＸ線から変換された光を電気信号に変換するフォトダイオードアレイ３３と、ＰＣＢ３１の上面に設けられ、フォトダイオードアレイ３３により変換された電気信号を束ねるもしくは選択する束ね・選択手段としてのスイッチ部３５と、ＰＣＢ３１の上面に設けられ、スイッチ部３５により束ねるもしくは選択された電気信号を外部に取り出すための配線手段としてのＦＰＣ３７と、フォトダイオードアレイ３３とスイッチ部３５およびスイッチ部３５とＦＰＣ３７とをバンプにより電気的に接続する接続手段としてのバンプボンディング部４３とを有する。また、ＦＰＣ３７は、支持部４１によって支持されている。
【００３１】
尚、図４では、図１同様、シンチレータを省略しているが、実際にはシンチレータは、図１０に示すようにフォトダイオードアレイの上面に配置されている。このシンチレータによりＸ線が光に変換され、この変換された光がフォトダイオードアレイ３３により電気信号に変換される。
また、第２実施形態のスイッチ部３５は、第１実施形態のスイッチ部３５と同様な構成とする。
【００３２】
第２実施形態では、フォトダイオードアレイ３３から出力される電気信号は、バンプボンディング部４３によってスイッチ部３５に供給される。スイッチ部３５では、電気信号の束ねや必要な電気信号の選択が行われ、フォトダイオードアレイ３３のマトリックスの数より少ない数の電気信号が出力される。この数の少なくなった電気信号をバンプボンディング部４３でＦＰＣ３７に出力する。そしてＦＰＣ３７に出力された電気信号はコネクタ、ＰＣＢ等を介してデータ収集装置に供給される。
【００３３】
このように、第２実施形態の放射線検出器１１-2では、フォトダイオードアレイ３３からの信号線のピッチが狭すぎて直接ＦＰＣ等にバンプボンディングすることが不可能な場合でも、スイッチ部３５によって電気信号（信号線）を減らすようにしているので、ＦＰＣ等にバンプボンディングすることができ、製造プロセス上の制約やＰＣＢ実装上の制約を受けずに、必要とする電気信号をデータ収集装置へ取り出すことが可能となる。
【００３４】
図５（ａ）は本発明に係る放射線検出器の第３実施形態を示した平面図、図５（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。また、図５（ｃ）は主要部分を拡大した断面図である。
第３実施形態では、フォトダイオードアレイ３３とスイッチ部３５とをワイヤボンディング部３９により電気的に接続し、スイッチ部３５とＦＰＣ３７とをバンプボンディング部４３により電気的に接続するというものである。
【００３５】
図５（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、第３実施形態の放射線検出器１１-3は、ＰＣＢ３１と、ＰＣＢ３１の上面に設けられ、２次元のマトリックス状に検出素子（フォトダイオード）が構成され、図示しないシンチレータによりＸ線から変換された光を電気信号に変換するフォトダイオードアレイ３３と、ＰＣＢ３１の上面に設けられ、フォトダイオードアレイ３３により変換された電気信号を束ねるもしくは選択する束ね・選択手段としてのスイッチ部３５と、ＰＣＢ３１の上面に設けられ、スイッチ部３５により束ねるもしくは選択された電気信号を外部に取り出すための配線手段としてのＦＰＣ３７と、フォトダイオードアレイ３３とスイッチ部３５とをワイヤにより電気的に接続する接続手段としてのワイヤボンディング部３９と、スイッチ部３５とＦＰＣ３７とをバンプにより電気的に接続する接続手段としてのバンプボンディング部４３とを有する。また、ＦＰＣ３７は、支持部４１によって支持されている。
【００３６】
尚、図５では、図１同様、シンチレータを省略しているが、実際にはシンチレータは、図１０に示すようにフォトダイオードアレイの上面に配置されている。このシンチレータによりＸ線が光に変換され、この変換された光がフォトダイオードアレイ３３により電気信号に変換される。
また、第３実施形態のスイッチ部３５は、第１実施形態のスイッチ部３５と同様な構成とする。
【００３７】
第３実施形態では、フォトダイオードアレイ３３から出力される電気信号は、ワイヤボンディング部３９によってスイッチ部３５に供給される。スイッチ部３５では、電気信号の束ねや必要な電気信号の選択が行われ、フォトダイオードアレイ３３のマトリックスの数より少ない数の電気信号が出力される。この数の少なくなった電気信号をバンプボンディング部４３でＦＰＣ３７に出力する。そしてＦＰＣ３７に出力された電気信号はコネクタ、ＰＣＢ等を介してデータ収集装置に供給される。
【００３８】
このように、第３実施形態の放射線検出器１１-3では、フォトダイオードアレイ３３からの信号線のピッチが狭すぎて直接ＦＰＣ等にワイヤボンディングやバンプボンディングすることが不可能な場合でも、スイッチ部３５によって電気信号（信号線）を減らすようにしているので、ＦＰＣ等にバンプボンディングすることができ、製造プロセス上の制約やＰＣＢ実装上の制約を受けずに、必要とする電気信号をデータ収集装置へ取り出すことが可能となる。
【００３９】
図６（ａ）は本発明に係る放射線検出器の第４実施形態を示した平面図、図６（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。また、図６（ｃ）は主要部分を拡大した断面図である。
第４実施形態では、フォトダイオードアレイ３３とスイッチ部３５とをバンプボンディング部４３により電気的に接続し、スイッチ部３５とＦＰＣ３７とをワイヤボンディング部３９により電気的に接続するというものである。
【００４０】
図６（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、第４実施形態の放射線検出器１１-4は、ＰＣＢ３１と、ＰＣＢ３１の上面に設けられ、２次元のマトリックス状に検出素子（フォトダイオード）が構成され、図示しないシンチレータによりＸ線から変換された光を電気信号に変換するフォトダイオードアレイ３３と、ＰＣＢ３１の上面に設けられ、フォトダイオードアレイ３３により変換された電気信号を束ねるもしくは選択する束ね・選択手段としてのスイッチ部３５と、ＰＣＢ３１の上面に設けられ、スイッチ部３５により束ねるもしくは選択された電気信号を外部に取り出すための配線手段としてのＦＰＣ３７と、フォトダイオードアレイ３３とスイッチ部３５とをバンプにより電気的に接続する接続手段としてのバンプボンディング部４３と、スイッチ部３５とＦＰＣ３７とをワイヤにより電気的に接続する接続手段としてのワイヤボンディング部３９とを有する。また、ＦＰＣ３７は、支持部４１によって支持されている。
【００４１】
尚、図６では、図１同様、シンチレータを省略しているが、実際にはシンチレータは、図１０に示すようにフォトダイオードアレイの上面に配置されている。このシンチレータによりＸ線が光に変換され、この変換された光がフォトダイオードアレイ３３により電気信号に変換される。
また、第４実施形態のスイッチ部３５は、第１実施形態のスイッチ部３５と同様な構成とする。
【００４２】
第４実施形態では、フォトダイオードアレイ３３から出力される電気信号は、バンプボンディング部４３によってスイッチ部３５に供給される。スイッチ部３５では、電気信号の束ねや必要な電気信号の選択が行われ、フォトダイオードアレイ３３のマトリックスの数より少ない数の電気信号が出力される。この数の少なくなった電気信号をワイヤボンディング部３９でＦＰＣ３７に出力する。そしてＦＰＣ３７に出力された電気信号はコネクタ、ＰＣＢ等を介してデータ収集装置に供給される。
【００４３】
このように、第４実施形態の放射線検出器１１-4では、フォトダイオードアレイ３３からの信号線のピッチが狭すぎて直接ＦＰＣ等にバンプボンディングやワイヤボンディングすることが不可能な場合でも、スイッチ部３５によって電気信号（信号線）を減らすようにしているので、ＦＰＣ等にワイヤボンディングすることができ、製造プロセス上の制約やＰＣＢ実装上の制約を受けずに、必要とする電気信号をデータ収集装置へ取り出すことが可能となる。
【００４４】
図７は本発明に係る放射線検出器の第４実施形態を示した断面図である。
第５実施形態では、フォトダイオードアレイ３３とスイッチ部３５とをワイヤボンディング部３９とバンプボンディング部４３により電気的に接続し、スイッチ部３５とＦＰＣ３７とをワイヤボンディング部３９とバンプボンディング部４３により電気的に接続するというものである。
【００４５】
図７に示すように、第５実施形態の放射線検出器１１-5は、ＰＣＢ３１と、ＰＣＢ３１の上面に設けられ、２次元のマトリックス状に検出素子（フォトダイオード）が構成され、図示しないシンチレータによりＸ線から変換された光を電気信号に変換するフォトダイオードアレイ３３と、ＰＣＢ３１の上面に設けられ、フォトダイオードアレイ３３により変換された電気信号を束ねるもしくは選択する束ね・選択手段としてのスイッチ部３５と、ＰＣＢ３１の上面に設けられ、スイッチ部３５により束ねるもしくは選択された電気信号を外部に取り出すための配線手段としてのＦＰＣ３７と、フォトダイオードアレイ３３とスイッチ部３５およびスイッチ部３５とＦＰＣ３７とを、ワイヤにより電気的に接続する接続手段としてのワイヤボンディング部３９および、バンプにより電気的に接続する接続手段としてのバンプボンディング部４３とを有する。また、ＦＰＣ３７は、支持部４１によって支持されている。
【００４６】
尚、図７では、図１同様、シンチレータを省略しているが、実際にはシンチレータは、図１０に示すようにフォトダイオードアレイの上面に配置されている。このシンチレータによりＸ線が光に変換され、この変換された光がフォトダイオードアレイ３３により電気信号に変換される。
また、第５実施形態のスイッチ部３５は、第１実施形態のスイッチ部３５と同様な構成とする。
【００４７】
第５実施形態では、フォトダイオードアレイ３３から出力される電気信号は、ワイヤボンディング部３９とバンプボンディング部４３によってスイッチ部３５に供給される。スイッチ部３５では、電気信号の束ねや必要な電気信号の選択が行われ、フォトダイオードアレイ３３のマトリックスの数より少ない数の電気信号が出力される。また、スイッチ部３５は、ワイヤボンディング部３９側とバンプボンディング部４３側で異なる素子として回路を高生成しても良いし、内部で電気的に接続され、電気信号をやり取りしても良い。この数の少なくなった電気信号をワイヤボンディング部３９とバンプボンディング部４３でＦＰＣ３７に出力する。そしてＦＰＣ３７に出力された電気信号はコネクタ、ＰＣＢ等を介してデータ収集装置に供給される。
【００４８】
このように、第５実施形態の放射線検出器１１-4では、フォトダイオードアレイ３３からの信号線のピッチが狭すぎて直接ＦＰＣ等にワイヤボンディングやバンプボンディングすることが不可能な場合でも、スイッチ部３５によって電気信号（信号線）を減らすことにより、また、ワイヤボンディング部３９とバンプボンディング部４３で信号線を分散することにより、ＦＰＣ等にワイヤボンディング、バンプバンプボンディングすることができ、製造プロセス上の制約やＰＣＢ実装上の制約を受けずに、必要とする電気信号をデータ収集装置へ取り出すことが可能となる。
【００４９】
尚、上記の実施形態ではシンチレータとフォトダイオードとを用いた放射線検出器に適用した場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されること無く、例えば放射線検出素子が２次元状に配置された半導体検出器もしくはガス検出器、シンチレータと光電子増倍管とを用いた放射線検出器にも適用することができる。また、それぞれの素子には、放射線検出器からの電気信号以外にも放射線検出器の動作用信号、電源、スイッチ部の制御信号、電源などの信号がワイヤボンディング、バンプボンディング、その他の電気的接続により供給される。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、フォトダイオードアレイにより変換された電気信号を束ねる若しくは選択して、当該束ねられた又は選択された複数のフォトダイオード分の電気信号を出力するスイッチ部を備えることにより、マルチスライスの収集スライス厚を種々変更することができる。
また請求項１では、プリント配線板にフォトダイオードアレイとスイッチ部とを設け、フォトダイオードアレイとスイッチ部とをワイヤにより電気的に接続する構造としたことにより、製造プロセス上の制約や実装上の制約を受けずに、必要とする信号を取り出すことができる。
また請求項２、７、１６では、フレキシブルケーブル基板によりスイッチ部で束ね若しくは選択された電気信号を外部に取り出すことにより、放射線検出器を小型化することができる。
また請求項８では、プリント配線板にフォトダイオードアレイとスイッチ部とを設け、当該スイッチ部を、電気信号を供給する複数の入力側信号線及び出力側信号線及び当該入力側信号線と出力側信号線との間に複数のスイッチを有し、入力側信号線より出力側信号線の数が少なく構成したので、製造プロセス上の制約や実装上の制約を受けずに、必要とする信号を取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る放射線検出器の概略の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る放射線検出器の第１実施形態を示した図である。
【図３】スイッチ部の配線例を示した図である。
【図４】本発明に係る放射線検出器の第２実施形態を示した図である。
【図５】本発明に係る放射線検出器の第３実施形態を示した図である。
【図６】本発明に係る放射線検出器の第４実施形態を示した図である。
【図７】本発明に係る放射線検出器の第５実施形態を示した図である。
【図８】第３世代のＸ線ＣＴ装置の概略の構成を示した図である。
【図９】放射線検出器ブロックの概略の構成例を示した図である。
【図１０】体軸方向に検出素子が分割されている２次元フォトダイオードアレイと２次元シンチレータを有する放射線検出器ブロックの概略の構成例を示した図である。
【図１１】フォトダイオードアレイと同じチップ上にスイッチ素子を備える放射線検出器ブロックの概略の構成例を示した図である。
【図１２】フォトダイオードアレイの出力をコネクタからケーブル等で信号を取り出すようにした放射線検出器ブロックの概略の構成例を示した図である。
【図１３】同一のＰＣＢ上にスイッチ素子を配置し、出力素子数を減らした後で信号を取り出すようにした従来例の概略の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 放射線検出器
３ 操作部
５ ＣＰＵ
７ Ｘ線制御・高電圧発生装置
９ Ｘ線管
１１ 放射線検出部
１１-1，１１-2，１１-3，１１-4，１１-5 放射線検出器
１３ スイッチ制御部
１５ スイッチ回路
１７ データ収集装置
１９ データ記憶装置
２１ 画像再構成装置
２３ 画像記憶装置
２５ 画像処理装置
２７ 画像表示部
２９ａ 架台・寝台
２９ 架台・寝台駆動制御装置
３１ ＰＣＢ
３３ フォトダイオードアレイ
３５ スイッチ部
３５a1，３５a1，３５a2，３５a3，３５a4，３５a5，３５a6，３５a7，３５a8スイッチ
３７ ＦＰＣ
３９ ワイヤボンディング部
４１ 支持部
４３ バンプボンディング部
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線等の放射線を直接電気信号に変換したり、放射線を可視光等に変換した後、電気信号に変換する放射線検出器を備えたＸ線ＣＴシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、Ｘ線ＣＴ装置では、Ｘ線を曝射するＸ線源から被検体に対し、様々な方向からＸ線を曝射し、被検体を透過してきたＸ線を、被検体を挟んでこれに対抗する位置に置かれた放射線検出器によって検出し、最終的には電気信号化する。この信号は、透過Ｘ線の強度を反映するものであり、これを基に断層画像を再構成処理し、表示装置に表示する。
【０００３】
例えば、図８（ａ）に示すように第３世代のＸ線ＣＴ装置１０１では、Ｘ線を曝射するＸ線源１０３と、このＸ線源１０１から曝射されたＸ線を検出する放射線検出器１０５が、被検体の体軸と略垂直な平面内を回転運動し、データを収集する。１周期（１８０°程度あるいは３６０°程度）の回転で、回転平面内の断層画像を１枚再構成し、表示する。
【０００４】
図８（ｂ）には、Ｘ線ＣＴ装置１０１で使用されてきたシンチレータ−フォトダイオードを利用したＸ線検出器１０５の１つのブロック即ちＸ線検出器ブロック１０５ａの概略の構成例を示した図である。図８（ｂ）に示すようにＸ線検出器ブロック１０５ａは、プリント配線板（Printed Circuit Board ；ＰＣＢ）１０７の上面にフォトダイオードアレイ１０９が設けられ、さらにこのフォトダイオードアレイ１０９の上面にシンチレータ１１１が設けられている。
【０００５】
通常、シンチレータ１１１とフォトダイオードアレイ１０９の素子数は等しく、シンチレータ１１１に入射したＸ線が可視光に変換され、フォトダイオードアレイ１０９で電気信号に変換される。
【０００６】
第３世代のＸ線ＣＴ装置１０１では、放射線検出器ブロック１０５ａが、図９に示すように回転平面内に円弧状に複数、密に配置されており、電気信号は対軸方向の１方向からワイヤ１１３によって取り出され、図示しないデータ収集装置に供給される。
【０００７】
図１０は、図９に示す放射線検出器ブロックによる１周期のデータ収集で複数の断面のデータを収集できるように体軸方向に検出素子が分割されている２次元フォトダイオードアレイ１０９ａと２次元シンチレータ１１１ａを有する放射線検出器ブロックの概略の構成例を示した図である。同一円弧上に複数の放射線検出器ブロックを配置するには、この場合、図１０に示す矢印の方向に分割数分のデータを図示しないデータ収集装置側に引き出す必要がある。また、反対側に引き出すこともできるし、その両方に分割して引き出すこともできる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１０に示すような体軸方向に検出素子が分割されている放射線検出器ブロックを複数有する検出器を用いる場合でも、全ての検出素子をデータ収集装置と１対１に接続することは基板の実装上あるいは配線上かなり困難である。また、接続できたとしてもデータ収集装置の実装上の都合や価格の問題で検出素子数より少ない数のデータ収集装置を使用することがある。このような場合、検出素子の出力をスイッチ等で切り替えることにより、見かけ上の検出素子数を減少させ、あるいは必要とする部分だけ選択し、利用することが考えられている。
【０００９】
そこで、図１１に示すように、フォトダイオードアレイ１０９ａと同じチップ上にスイッチ素子１１５を備えることも考えられるが、半導体製造プロセスの違いから製作が困難な場合がある。また、製造の実状では、ある半径を持つシリコンウェハからチップを取り出すが、１つのシリコンウエハから取れるチップの個数が少なくなると高価になる。製造の歩留りの面から考えると、フォトダイオードアレイ１０９ａとスイッチ素子１１５が１つのチップだと、いずれか一方に不具合があるとそのチップは使用できなくなり、歩留りが悪くなり、コスト増となる。
【００１０】
また、図１２に示すように、フォトダイオードアレイ１０９ａの出力をコネクタ１１７からケーブル等で取り出す場合でも、ＰＣＢ１０７ａのパターン部１２１の配線密度の制約で放射線検出部分の幅ＷａよりＰＣＢ１０７ａの幅Ｗｂの方が広くなってしまう。図１３に示すように、同一のＰＣＢ１０７ａ上にスイッチ素子１１５を配置し、出力素子数を減らした後で取り出す場合でもパターン部１２１の制約で放射線検出部分の幅よりＰＣＢ１０７ａの幅の方が広くなり、放射線検出器ブロックを同一円周上に配置できなくなってしまう。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、製造プロセス上の制約や実装上の制約を受けずに、必要とする信号を取り出すことが可能なＸ線ＣＴシステムを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１局面は、Ｘ線を曝射するＸ線管と、このＸ線管から曝射されたＸ線を検出する放射線検出器と、この放射線検出器の出力を収集するデータ収集部と、このデータ収集部により収集された信号に基づき画像を再構成する画像再構成部を備え、前記放射線検出器及び前記データ収集部により複数の断面のデータを同時に収集するＸ線ＣＴシステムにおいて、前記放射線検出器は、プリント配線板と、前記プリント配線板に設けられ、シンチレータによりＸ線から変換された光を電気信号に変換するマトリックス状のフォトダイオードアレイと、前記プリント配線板に設けられ、出力側信号線の本数が入力側信号線の本数より少なく且つ複数であり、前記フォトダイオードアレイにより変換された電気信号を束ねる若しくは選択して、当該束ねられた又は選択された複数のフォトダイオード分の電気信号を出力するスイッチ部と、前記フォトダイオードアレイと前記スイッチ部とをワイヤにより電気的に接続するワイヤボンディング部とを備えたことを特徴とする。
本発明の第２局面は、Ｘ線を曝射するＸ線管と、このＸ線管から曝射されたＸ線を検出する放射線検出器と、この放射線検出器の出力を収集するデータ収集部と、このデータ収集部により収集された信号に基づき画像を再構成する画像再構成部を備え、前記放射線検出器及び前記データ収集部により複数の断面のデータを同時に収集するＸ線ＣＴシステムにおいて、前記放射線検出器は、シンチレータによりＸ線から変換された光を電気信号に変換するマトリックス状のフォトダイオードアレイと、前記フォトダイオードアレイと電気的に接続されたフレキシブルケーブル基板と、前記フォトダイオードアレイと前記フレキシブルケーブル基板との間に電気的に接続され、出力側信号線の本数が入力側信号線の本数より少なく且つ複数であり、前記フォトダイオードアレイにより変換された電気信号を束ねる若しくは選択して、当該束ねられた又は選択された複数のフォトダイオード分の電気信号を出力するスイッチ部とを備えたことを特徴とする。
本発明の第３局面は、Ｘ線を曝射するＸ線管と、このＸ線管から曝射されたＸ線を検出する放射線検出器と、この放射線検出器の出力を収集するデータ収集部と、このデータ収集部により収集された信号に基づき画像を再構成する画像再構成部を備え、前記放射線検出器及び前記データ収集部により複数の断面のデータを同時に収集するＸ線ＣＴシステムにおいて、前記放射線検出器は、プリント配線板と、このプリント配線板に設けられ、シンチレータによりＸ線から変換された光を電気信号に変換するマトリックス状のフォトダイオードアレイと、前記プリント配線板に設けられ、前記電気信号を供給する複数の入力側信号線及び出力側信号線及び当該入力側信号線と出力側信号線との間に複数のスイッチを有し、出力側信号線の本数が入力側信号線の本数より少なく且つ複数であり、前記複数のスイッチにより前記フォトダイオードアレイにより変換された電気信号を束ねる若しくは選択して、当該束ねられた又は選択された複数のフォトダイオード分の電気信号を出力するスイッチ部とを備えたことを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る放射線検出器を有するＸ線ＣＴシステムの一構成例を示すブロック図である。
図１に示すＸ線ＣＴシステム１は、操作部３により操作者から操作指示等が行われ、この操作指示等を基にＸ線ＣＴシステム１全体の動作がＣＰＵ５により制御される。そしてＸ線制御・高電圧発生装置７により制御されてＸ線管９から曝射されたＸ線は、Ｘ線管９と被検体を挟んで対向配置された放射線検出部１１によって電気信号に変換される。この変換された電気信号はスイッチ制御部１３からの制御信号を基にスイッチ回路１５により束ねるもしくは選択された後、データ収集装置１７（ＤＡＳ）によって収集され、データ記憶装置１９により記憶される。そしてデータ収集装置１７によって収集された信号を基に画像再構成装置２１によっては画像が再構成される。この再構成された画像は画像記憶装置２３に記憶され、また必要に応じて画像処理装置２５により画像処理されて画像表示部２７に表示される。尚、架台・寝台２９ａは架台・寝台駆動制御装置２９によって制御されている。
【００２１】
本発明に係る放射線検出器は、放射線検出部１１とスイッチ回路１５とを有するもので、製造プロセス上の制約や実装上の制約を受けずに、必要とする信号を取り出すことを可能にしている。
【００２２】
図２（ａ）は本発明に係る放射線検出器の第１実施形態を示した平面図、図２（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。また、図２（ｃ）は主要部分を拡大した断面図である。
【００２３】
図２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、第１実施形態の放射線検出器１１-1は、ＰＣＢ３１と、ＰＣＢ３１の上面に設けられ、２次元のマトリックス状に検出素子（フォトダイオード）が構成され、図示しないシンチレータによりＸ線から変換された光を電気信号に変換するフォトダイオードアレイ３３と、ＰＣＢ３１の上面に設けられ、フォトダイオードアレイ３３により変換された電気信号を束ねるもしくは選択する束ね・選択手段としてのスイッチ部３５と、ＰＣＢ３１の上面に設けられ、スイッチ部３５により束ねるもしくは選択された電気信号を外部に取り出すための配線手段としてのＦＰＣ（Flexible Printed Circuit Board）３７と、フォトダイオードアレイ３３とスイッチ部３５およびスイッチ部３５とＦＰＣ３７とをワイヤにより電気的に接続する接続手段としてのワイヤボンディング部３９とを有する。また、ＦＰＣ３７は、支持部４１によって支持されている。
【００２４】
尚、図２では、シンチレータを省略しているが、実際にはシンチレータは、図１０に示すようにフォトダイオードアレイの上面に配置されている。このシンチレータによりＸ線が光に変換され、この変換された光がフォトダイオードアレイ３３により電気信号に変換される。
【００２５】
スイッチ部３５は、例えば電気信号を供給する４つの信号線が入力側にあり、これを２つの信号線に減らす場合、図３に示すように８つのスイッチ３５a1〜３５a8を有する。このスイッチ３５a1〜３５a4の一方側は入力側の４つの信号線に接続され、他方側は出力側の右側の信号線に各々接続され、スイッチ３５a5〜３５a8の一方側は入力側の４つの信号線に接続され、他方側は出力側の左側の信号線に各々接続されている。
【００２６】
この場合、例えばスイッチ３５a1，スイッチ３５a2をＯＮすると共に、スイッチ３５a7，スイッチ３５a8をＯＮし、これら以外をＯＦＦすると、入力側の左２つの信号線に入力される電気信号が束ねられて出力側の右側の信号線から出力され、入力側の右２つの信号線に入力される電気信号が束ねられて出力側の左側の信号線から出力される。また、例えばスイッチ３５a1をＯＮすると共に、スイッチ３５a6をＯＮし、これら以外をＯＦＦすると、入力側の左２つの信号線に入力される電気信号が選択されて出力される。尚、スイッチ部３５は、図３に示した回路構成に限られず、他の回路構成としても良い。
【００２７】
第１実施形態では、フォトダイオードアレイ３３から出力される電気信号（信号線）は、マトリックスの数だけ存在するが、この電気信号は各々スイッチ部３５にワイヤボンディング部３９により供給される。スイッチ部３５では、電気信号の束ねや必要な電気信号の選択が行われ、フォトダイオードアレイ３３のマトリックスの数より少ない数の電気信号が出力される。この数の少なくなった電気信号をワイヤボンディング部３９でＦＰＣ３７に出力する。そしてＦＰＣ３７に出力された電気信号はコネクタ、ＰＣＢ等を介してデータ収集装置に供給される。
【００２８】
このように、第１実施形態の放射線検出器１１-1では、フォトダイオードアレイ３３からの信号線のピッチが狭すぎて直接ＦＰＣ等にワイヤボンディングすることが不可能な場合でも、スイッチ部３５によって電気信号（信号線）を減らすようにしているので、ＦＰＣ等にワイヤボンディングすることができ、製造プロセス上の制約やＰＣＢ実装上の制約を受けずに、必要とする電気信号をデータ収集装置へ取り出すことが可能となる。
【００２９】
図４（ａ）は本発明に係る放射線検出器の第２実施形態を示した平面図、図４（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。また、図４（ｃ）は主要部分を拡大した断面図である。
第２実施形態では、フォトダイオードアレイ３３とスイッチ部３５およびスイッチ部とＦＰＣ３７とをバンプボンディング部４３により電気的に接続するというものである。
【００３０】
図４（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、第２実施形態の放射線検出器１１-2は、ＰＣＢ３１と、ＰＣＢ３１の上面に設けられ、２次元のマトリックス状に検出素子（フォトダイオード）が構成され、図示しないシンチレータによりＸ線から変換された光を電気信号に変換するフォトダイオードアレイ３３と、ＰＣＢ３１の上面に設けられ、フォトダイオードアレイ３３により変換された電気信号を束ねるもしくは選択する束ね・選択手段としてのスイッチ部３５と、ＰＣＢ３１の上面に設けられ、スイッチ部３５により束ねるもしくは選択された電気信号を外部に取り出すための配線手段としてのＦＰＣ３７と、フォトダイオードアレイ３３とスイッチ部３５およびスイッチ部３５とＦＰＣ３７とをバンプにより電気的に接続する接続手段としてのバンプボンディング部４３とを有する。また、ＦＰＣ３７は、支持部４１によって支持されている。
【００３１】
尚、図４では、図１同様、シンチレータを省略しているが、実際にはシンチレータは、図１０に示すようにフォトダイオードアレイの上面に配置されている。このシンチレータによりＸ線が光に変換され、この変換された光がフォトダイオードアレイ３３により電気信号に変換される。
また、第２実施形態のスイッチ部３５は、第１実施形態のスイッチ部３５と同様な構成とする。
【００３２】
第２実施形態では、フォトダイオードアレイ３３から出力される電気信号は、バンプボンディング部４３によってスイッチ部３５に供給される。スイッチ部３５では、電気信号の束ねや必要な電気信号の選択が行われ、フォトダイオードアレイ３３のマトリックスの数より少ない数の電気信号が出力される。この数の少なくなった電気信号をバンプボンディング部４３でＦＰＣ３７に出力する。そしてＦＰＣ３７に出力された電気信号はコネクタ、ＰＣＢ等を介してデータ収集装置に供給される。
【００３３】
このように、第２実施形態の放射線検出器１１-2では、フォトダイオードアレイ３３からの信号線のピッチが狭すぎて直接ＦＰＣ等にバンプボンディングすることが不可能な場合でも、スイッチ部３５によって電気信号（信号線）を減らすようにしているので、ＦＰＣ等にバンプボンディングすることができ、製造プロセス上の制約やＰＣＢ実装上の制約を受けずに、必要とする電気信号をデータ収集装置へ取り出すことが可能となる。
【００３４】
図５（ａ）は本発明に係る放射線検出器の第３実施形態を示した平面図、図５（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。また、図５（ｃ）は主要部分を拡大した断面図である。
第３実施形態では、フォトダイオードアレイ３３とスイッチ部３５とをワイヤボンディング部３９により電気的に接続し、スイッチ部３５とＦＰＣ３７とをバンプボンディング部４３により電気的に接続するというものである。
【００３５】
図５（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、第３実施形態の放射線検出器１１-3は、ＰＣＢ３１と、ＰＣＢ３１の上面に設けられ、２次元のマトリックス状に検出素子（フォトダイオード）が構成され、図示しないシンチレータによりＸ線から変換された光を電気信号に変換するフォトダイオードアレイ３３と、ＰＣＢ３１の上面に設けられ、フォトダイオードアレイ３３により変換された電気信号を束ねるもしくは選択する束ね・選択手段としてのスイッチ部３５と、ＰＣＢ３１の上面に設けられ、スイッチ部３５により束ねるもしくは選択された電気信号を外部に取り出すための配線手段としてのＦＰＣ３７と、フォトダイオードアレイ３３とスイッチ部３５とをワイヤにより電気的に接続する接続手段としてのワイヤボンディング部３９と、スイッチ部３５とＦＰＣ３７とをバンプにより電気的に接続する接続手段としてのバンプボンディング部４３とを有する。また、ＦＰＣ３７は、支持部４１によって支持されている。
【００３６】
尚、図５では、図１同様、シンチレータを省略しているが、実際にはシンチレータは、図１０に示すようにフォトダイオードアレイの上面に配置されている。このシンチレータによりＸ線が光に変換され、この変換された光がフォトダイオードアレイ３３により電気信号に変換される。
また、第３実施形態のスイッチ部３５は、第１実施形態のスイッチ部３５と同様な構成とする。
【００３７】
第３実施形態では、フォトダイオードアレイ３３から出力される電気信号は、ワイヤボンディング部３９によってスイッチ部３５に供給される。スイッチ部３５では、電気信号の束ねや必要な電気信号の選択が行われ、フォトダイオードアレイ３３のマトリックスの数より少ない数の電気信号が出力される。この数の少なくなった電気信号をバンプボンディング部４３でＦＰＣ３７に出力する。そしてＦＰＣ３７に出力された電気信号はコネクタ、ＰＣＢ等を介してデータ収集装置に供給される。
【００３８】
このように、第３実施形態の放射線検出器１１-3では、フォトダイオードアレイ３３からの信号線のピッチが狭すぎて直接ＦＰＣ等にワイヤボンディングやバンプボンディングすることが不可能な場合でも、スイッチ部３５によって電気信号（信号線）を減らすようにしているので、ＦＰＣ等にバンプボンディングすることができ、製造プロセス上の制約やＰＣＢ実装上の制約を受けずに、必要とする電気信号をデータ収集装置へ取り出すことが可能となる。
【００３９】
図６（ａ）は本発明に係る放射線検出器の第４実施形態を示した平面図、図６（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。また、図６（ｃ）は主要部分を拡大した断面図である。
第４実施形態では、フォトダイオードアレイ３３とスイッチ部３５とをバンプボンディング部４３により電気的に接続し、スイッチ部３５とＦＰＣ３７とをワイヤボンディング部３９により電気的に接続するというものである。
【００４０】
図６（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、第４実施形態の放射線検出器１１-4は、ＰＣＢ３１と、ＰＣＢ３１の上面に設けられ、２次元のマトリックス状に検出素子（フォトダイオード）が構成され、図示しないシンチレータによりＸ線から変換された光を電気信号に変換するフォトダイオードアレイ３３と、ＰＣＢ３１の上面に設けられ、フォトダイオードアレイ３３により変換された電気信号を束ねるもしくは選択する束ね・選択手段としてのスイッチ部３５と、ＰＣＢ３１の上面に設けられ、スイッチ部３５により束ねるもしくは選択された電気信号を外部に取り出すための配線手段としてのＦＰＣ３７と、フォトダイオードアレイ３３とスイッチ部３５とをバンプにより電気的に接続する接続手段としてのバンプボンディング部４３と、スイッチ部３５とＦＰＣ３７とをワイヤにより電気的に接続する接続手段としてのワイヤボンディング部３９とを有する。また、ＦＰＣ３７は、支持部４１によって支持されている。
【００４１】
尚、図６では、図１同様、シンチレータを省略しているが、実際にはシンチレータは、図１０に示すようにフォトダイオードアレイの上面に配置されている。このシンチレータによりＸ線が光に変換され、この変換された光がフォトダイオードアレイ３３により電気信号に変換される。
また、第４実施形態のスイッチ部３５は、第１実施形態のスイッチ部３５と同様な構成とする。
【００４２】
第４実施形態では、フォトダイオードアレイ３３から出力される電気信号は、バンプボンディング部４３によってスイッチ部３５に供給される。スイッチ部３５では、電気信号の束ねや必要な電気信号の選択が行われ、フォトダイオードアレイ３３のマトリックスの数より少ない数の電気信号が出力される。この数の少なくなった電気信号をワイヤボンディング部３９でＦＰＣ３７に出力する。そしてＦＰＣ３７に出力された電気信号はコネクタ、ＰＣＢ等を介してデータ収集装置に供給される。
【００４３】
このように、第４実施形態の放射線検出器１１-4では、フォトダイオードアレイ３３からの信号線のピッチが狭すぎて直接ＦＰＣ等にバンプボンディングやワイヤボンディングすることが不可能な場合でも、スイッチ部３５によって電気信号（信号線）を減らすようにしているので、ＦＰＣ等にワイヤボンディングすることができ、製造プロセス上の制約やＰＣＢ実装上の制約を受けずに、必要とする電気信号をデータ収集装置へ取り出すことが可能となる。
【００４４】
図７は本発明に係る放射線検出器の第４実施形態を示した断面図である。
第５実施形態では、フォトダイオードアレイ３３とスイッチ部３５とをワイヤボンディング部３９とバンプボンディング部４３により電気的に接続し、スイッチ部３５とＦＰＣ３７とをワイヤボンディング部３９とバンプボンディング部４３により電気的に接続するというものである。
【００４５】
図７に示すように、第５実施形態の放射線検出器１１-5は、ＰＣＢ３１と、ＰＣＢ３１の上面に設けられ、２次元のマトリックス状に検出素子（フォトダイオード）が構成され、図示しないシンチレータによりＸ線から変換された光を電気信号に変換するフォトダイオードアレイ３３と、ＰＣＢ３１の上面に設けられ、フォトダイオードアレイ３３により変換された電気信号を束ねるもしくは選択する束ね・選択手段としてのスイッチ部３５と、ＰＣＢ３１の上面に設けられ、スイッチ部３５により束ねるもしくは選択された電気信号を外部に取り出すための配線手段としてのＦＰＣ３７と、フォトダイオードアレイ３３とスイッチ部３５およびスイッチ部３５とＦＰＣ３７とを、ワイヤにより電気的に接続する接続手段としてのワイヤボンディング部３９および、バンプにより電気的に接続する接続手段としてのバンプボンディング部４３とを有する。また、ＦＰＣ３７は、支持部４１によって支持されている。
【００４６】
尚、図７では、図１同様、シンチレータを省略しているが、実際にはシンチレータは、図１０に示すようにフォトダイオードアレイの上面に配置されている。このシンチレータによりＸ線が光に変換され、この変換された光がフォトダイオードアレイ３３により電気信号に変換される。
また、第５実施形態のスイッチ部３５は、第１実施形態のスイッチ部３５と同様な構成とする。
【００４７】
第５実施形態では、フォトダイオードアレイ３３から出力される電気信号は、ワイヤボンディング部３９とバンプボンディング部４３によってスイッチ部３５に供給される。スイッチ部３５では、電気信号の束ねや必要な電気信号の選択が行われ、フォトダイオードアレイ３３のマトリックスの数より少ない数の電気信号が出力される。また、スイッチ部３５は、ワイヤボンディング部３９側とバンプボンディング部４３側で異なる素子として回路を高生成しても良いし、内部で電気的に接続され、電気信号をやり取りしても良い。この数の少なくなった電気信号をワイヤボンディング部３９とバンプボンディング部４３でＦＰＣ３７に出力する。そしてＦＰＣ３７に出力された電気信号はコネクタ、ＰＣＢ等を介してデータ収集装置に供給される。
【００４８】
このように、第５実施形態の放射線検出器１１-4では、フォトダイオードアレイ３３からの信号線のピッチが狭すぎて直接ＦＰＣ等にワイヤボンディングやバンプボンディングすることが不可能な場合でも、スイッチ部３５によって電気信号（信号線）を減らすことにより、また、ワイヤボンディング部３９とバンプボンディング部４３で信号線を分散することにより、ＦＰＣ等にワイヤボンディング、バンプバンプボンディングすることができ、製造プロセス上の制約やＰＣＢ実装上の制約を受けずに、必要とする電気信号をデータ収集装置へ取り出すことが可能となる。
【００４９】
尚、上記の実施形態ではシンチレータとフォトダイオードとを用いた放射線検出器に適用した場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されること無く、例えば放射線検出素子が２次元状に配置された半導体検出器もしくはガス検出器、シンチレータと光電子増倍管とを用いた放射線検出器にも適用することができる。また、それぞれの素子には、放射線検出器からの電気信号以外にも放射線検出器の動作用信号、電源、スイッチ部の制御信号、電源などの信号がワイヤボンディング、バンプボンディング、その他の電気的接続により供給される。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、フォトダイオードアレイにより変換された電気信号を束ねる若しくは選択して、当該束ねられた又は選択された複数のフォトダイオード分の電気信号を出力するスイッチ部を備えることにより、マルチスライスの収集スライス厚を種々変更することができる。
また請求項１では、プリント配線板にフォトダイオードアレイとスイッチ部とを設け、フォトダイオードアレイとスイッチ部とをワイヤにより電気的に接続する構造としたことにより、製造プロセス上の制約や実装上の制約を受けずに、必要とする信号を取り出すことができる。
また請求項２、７、１６では、フレキシブルケーブル基板によりスイッチ部で束ね若しくは選択された電気信号を外部に取り出すことにより、放射線検出器を小型化することができる。
また請求項８では、プリント配線板にフォトダイオードアレイとスイッチ部とを設け、当該スイッチ部を、電気信号を供給する複数の入力側信号線及び出力側信号線及び当該入力側信号線と出力側信号線との間に複数のスイッチを有し、入力側信号線より出力側信号線の数が少なく構成したので、製造プロセス上の制約や実装上の制約を受けずに、必要とする信号を取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る放射線検出器の概略の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る放射線検出器の第１実施形態を示した図である。
【図３】スイッチ部の配線例を示した図である。
【図４】本発明に係る放射線検出器の第２実施形態を示した図である。
【図５】本発明に係る放射線検出器の第３実施形態を示した図である。
【図６】本発明に係る放射線検出器の第４実施形態を示した図である。
【図７】本発明に係る放射線検出器の第５実施形態を示した図である。
【図８】第３世代のＸ線ＣＴ装置の概略の構成を示した図である。
【図９】放射線検出器ブロックの概略の構成例を示した図である。
【図１０】体軸方向に検出素子が分割されている２次元フォトダイオードアレイと２次元シンチレータを有する放射線検出器ブロックの概略の構成例を示した図である。
【図１１】フォトダイオードアレイと同じチップ上にスイッチ素子を備える放射線検出器ブロックの概略の構成例を示した図である。
【図１２】フォトダイオードアレイの出力をコネクタからケーブル等で信号を取り出すようにした放射線検出器ブロックの概略の構成例を示した図である。
【図１３】同一のＰＣＢ上にスイッチ素子を配置し、出力素子数を減らした後で信号を取り出すようにした従来例の概略の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 放射線検出器
３ 操作部
５ ＣＰＵ
７ Ｘ線制御・高電圧発生装置
９ Ｘ線管
１１ 放射線検出部
１１-1，１１-2，１１-3，１１-4，１１-5 放射線検出器
１３ スイッチ制御部
１５ スイッチ回路
１７ データ収集装置
１９ データ記憶装置
２１ 画像再構成装置
２３ 画像記憶装置
２５ 画像処理装置
２７ 画像表示部
２９ａ 架台・寝台
２９ 架台・寝台駆動制御装置
３１ ＰＣＢ
３３ フォトダイオードアレイ
３５ スイッチ部
３５a1，３５a1，３５a2，３５a3，３５a4，３５a5，３５a6，３５a7，３５a8スイッチ
３７ ＦＰＣ
３９ ワイヤボンディング部
４１ 支持部
４３ バンプボンディング部
Claims (12)
- Ｘ線を曝射するＸ線管と、
このＸ線管から曝射されたＸ線を検出する放射線検出器と、
この放射線検出器の出力を収集するデータ収集部と、
このデータ収集部により収集された信号に基づき画像を再構成する画像再構成部を備え、前記放射線検出器及び前記データ収集部により複数の断面のデータを同時に収集するＸ線ＣＴシステムにおいて、
前記放射線検出器は、
プリント配線板と、
前記プリント配線板に設けられ、シンチレータによりＸ線から変換された光を電気信号に変換するマトリックス状のフォトダイオードアレイと、
前記プリント配線板に設けられ、出力側信号線の本数が入力側信号線の本数より少なく且つ複数であり、前記フォトダイオードアレイにより変換された電気信号を束ねる若しくは選択して、当該束ねられた又は選択された複数のフォトダイオード分の電気信号を出力するスイッチ部と、
前記フォトダイオードアレイと前記スイッチ部とをワイヤにより電気的に接続するワイヤボンディング部とを備えたことを特徴とするＸ線ＣＴシステム。 - Ｘ線を曝射するＸ線管と、
このＸ線管から曝射されたＸ線を検出する放射線検出器と、
この放射線検出器の出力を収集するデータ収集部と、
このデータ収集部により収集された信号に基づき画像を再構成する画像再構成部を備え、前記放射線検出器及び前記データ収集部により複数の断面のデータを同時に収集するＸ線ＣＴシステムにおいて、
前記放射線検出器は、
シンチレータによりＸ線から変換された光を電気信号に変換するマトリックス状のフォトダイオードアレイと、
前記フォトダイオードアレイと電気的に接続されたフレキシブルケーブル基板と、
前記フォトダイオードアレイと前記フレキシブルケーブル基板との間に電気的に接続され、出力側信号線の本数が入力側信号線の本数より少なく且つ複数であり、前記フォトダイオードアレイにより変換された電気信号を束ねる若しくは選択して、当該束ねられた又は選択された複数のフォトダイオード分の電気信号を出力するスイッチ部とを備えたことを特徴とするＸ線ＣＴシステム。 - 前記スイッチ部による束ね若しく選択を切り換えるスイッチ制御部を更に備えることを特徴とする請求項１又は２記載のＸ線ＣＴシステム。
- 前記スイッチ部は、片面に電気回路を構成したものであることを特徴とする請求項１、２、３のいずれか一項記載のＸ線ＣＴシステム。
- 前記スイッチ部は、絶縁層を挟んで両面に電気回路を構成したものであることを特徴とする請求項１、２、３のいずれか一項記載のＸ線ＣＴシステム。
- Ｘ線を曝射するＸ線管と、
このＸ線管から曝射されたＸ線を検出する放射線検出器と、
この放射線検出器の出力を収集するデータ収集部と、
このデータ収集部により収集された信号に基づき画像を再構成する画像再構成部を備え、前記放射線検出器及び前記データ収集部により複数の断面のデータを同時に収集するＸ線ＣＴシステムにおいて、
前記放射線検出器は、
プリント配線板と、
このプリント配線板に設けられ、シンチレータによりＸ線から変換された光を電気信号に変換するマトリックス状のフォトダイオードアレイと、
前記プリント配線板に設けられ、前記電気信号を供給する複数の入力側信号線及び出力側信号線及び当該入力側信号線と出力側信号線との間に複数のスイッチを有し、出力側信 号線の本数が入力側信号線の本数より少なく且つ複数であり、前記複数のスイッチにより前記フォトダイオードアレイにより変換された電気信号を束ねる若しくは選択して、当該束ねられた又は選択された複数のフォトダイオード分の電気信号を出力するスイッチ部とを備えたことを特徴とするＸ線ＣＴシステム。 - 前記スイッチ部により束ね若しくは選択された電気信号を外部に取り出すためのフレキシブルプリント基板をさらに備え、前記フレキシブルプリント基板からの電気信号は、コネクタを介して前記データ収集部に供給されることを特徴とする請求項６記載のＸ線ＣＴシステム。
- 前記スイッチ部により束ね若しくは選択された電気信号を外部に取り出すためのフレキシブルプリント基板と、
前記フォトダイオードアレイと前記スイッチ部、及び前記スイッチ部と前記フレキシブルプリント基板とをワイヤにより電気的に接続するワイヤボンディング部とを更に備えることを特徴とする請求項６記載のＸ線ＣＴシステム。 - 前記スイッチ部により束ね若しくは選択された電気信号を外部に取り出すためのフレキシブルプリント基板と、
前記フォトダイオードアレイと前記スイッチ部、及び前記スイッチ部と前記フレキシブルプリント基板とをバンプにより電気的に接続するバンプボンディング部を更に備えることを特徴とする請求項６記載のＸ線ＣＴシステム。 - 前記スイッチ部により束ね若しくは選択された電気信号を外部に取り出すためのフレキシブルプリント基板と、
前記フォトダイオードアレイと前記スイッチ部とをワイヤにより電気的に接続するワイヤボンディング部と、
前記スイッチ部と前記フレキシブルプリント基板とをバンプにより電気的に接続するバンプボンディング部とを更に備えることを特徴とする請求項６記載のＸ線ＣＴシステム。 - 前記スイッチ部により束ね若しくは選択された電気信号を外部に取り出すためのフレキシブルプリント基板と、
前記フォトダイオードアレイと前記スイッチ部とをバンプにより電気的に接続するバンプボンディング部と、
前記スイッチ部と前記フレキシブルプリント基板とをワイヤにより電気的に接続するワイヤボンディング部とを更に備えることを特徴とする請求項６記載のＸ線ＣＴシステム。 - 前記スイッチ部により束ね若しくは選択された電気信号を外部に取り出すためのフレキシブルプリント基板をさらに備え、
前記フォトダイオードアレイと前記スイッチ部とを、及び前記スイッチ部と前記フレキシブルプリント基板とを、ワイヤボンディング部及びバンプボンディング部で電気的に接続することを特徴とする請求項６記載のＸ線ＣＴシステム。
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