JP6861888B2 - 放射線画像撮影装置 - Google Patents

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Description

本開示は、放射線画像撮影装置に関する。
従来、医療診断を目的とした放射線撮影を行う放射線画像撮影装置が知られている。このような放射線画像撮影装置には、被写体を透過した放射線を検出し放射線画像を生成するための放射線検出器が用いられている。
放射線検出器としては、放射線に応じて発生した電荷を蓄積する複数の画素が設けられたセンサ基板を備えたものがある。このような放射線検出器では、センサ基板の外部に設けられた回路部とセンサ基板とを電気的に接続することにより、各画素に蓄積された電荷が回路部の駆動によって読み出される。センサ基板と回路部との接続は、フレキシブルケーブル等のケーブルをセンサ基板の基材に電気的に接続することにより行われる。
また、このような放射線検出器として、センサ基板に可撓性の基材を用いたものが知られている（例えば、国際公開２０１０／０７０７３５号参照）。可撓性の基材を用いることにより、例えば、放射線画像撮影装置（放射線検出器）を軽量化でき、また、被写体の撮影が容易となる場合がある。
ところで、センサ基板に可撓性の基材を用いた放射線検出器の製造方法の例として、ラミネート法と呼ばれる方法が知られている。ラミネート法では、ガラス基板等の支持体に、可撓性の基材となるシートを貼り合わせ、さらにセンサ基板及び変換層を形成する。その後、変換層が形成されたセンサ基板を、支持体からメカニカル剥離により剥離する。
センサ基板を支持体からメカニカル剥離により剥離する場合、例えば、センサ基板の外縁の何れかの辺を剥離の起点とし、起点となる辺から対向する辺に向けて徐々にセンサ基板を支持体から引きはがしていく。
センサ基板に、外部に設けられた回路部が搭載された回路基板がケーブルにより電気的に接続された状態で、上記メカニカル剥離を行う場合がある。この状態でメカニカル剥離を行う場合、センサ基板を撓ませるため、センサ基板の撓みに応じて回路基板も撓むことになり、回路基板や、回路基板に搭載された部品が損傷する等の問題が生じる場合がある。
本開示は、デジタル信号の処理に用いられる第１部品と、アナログ信号の処理に用いられる第２部品とが単一の基板に混載されている場合に比べて、回路部に与える影響を抑制することができる放射線画像撮影装置を提供する。
上記目的を達成するために、本開示の第１の態様は、放射線画像撮影装置であって、可撓性の基材、及び放射線に応じて発生した電荷を蓄積する複数の画素を含むセンサ基板と、センサ基板の予め定められた辺に設けられた接続領域に、一端が電気的に接続された可撓性の第１ケーブルと、第１ケーブルの他端に電気的に接続され、かつ複数の画素に蓄積された電荷を読み出す場合に駆動する回路部のうちのデジタル信号の処理に用いられる第１部品が搭載された第１回路基板と、センサ基板の予め定められた辺と異なる辺に設けられた接続領域に、一端が電気的に接続された可撓性の第２ケーブルと、第２ケーブルの他端に電気的に接続され、かつ回路部のうちのアナログ信号の処理に用いられる第２部品が搭載された第２回路基板と、を備える。
また、本開示の第２の態様は、第１の態様において、第１部品は、複数の画素から電荷を読み出させる駆動部の部品を含んでもよい。
また、本開示の第３の態様は、第１の態様または第２の態様において、第２部品は、複数の画素に蓄積された電荷に応じた電気信号が入力され、入力された電気信号に応じた画像データを生成して出力する信号処理部の部品を含んでもよい。
また、本開示の第４の態様は、第１の態様から第３の態様において、第１回路基板は可撓性の基板であってもよい。
また、本開示の第５の態様は、第１の態様から第４の態様において、第１ケーブルは、センサ基板に熱圧着により電気的に接続されていてもよい。
また、本開示の第６の態様は、第１の態様から第５の態様において、第１ケーブルは、第１回路基板に熱圧着により電気的に接続されていてもよい。
また、本開示の第７の態様は、第１の態様から第６の態様において、第２回路基板は、非可撓性の基板であってもよい。
また、本開示の第８の態様は、第１の態様から第７の態様において、第２ケーブルは、センサ基板に熱圧着により電気的に接続されていてもよい。
また、本開示の第９の態様は、第１の態様から第８の態様において、第２ケーブルは、第２回路基板にコネクタにより電気的に接続されていてもよい。
また、本開示の第１０の態様は、第１の態様から第９の態様において、予め定められた辺は、センサ基板の最長の辺であってもよい。
また、本開示の第１１の態様は、第１の態様において、第１回路基板は、複数の第１部品を搭載し、さらに第１部品よりも少ない数の第２部品を搭載してもよい。
また、本開示の第１２の態様は、第１の態様において、第２回路基板は、複数の第２部品を搭載し、さらに第２部品よりも少ない数の第１部品を搭載してもよい。
本開示の第１の態様によれば、デジタル信号の処理に用いられる第１部品と、アナログ信号の処理に用いられる第２部品とが単一の基板に混載されている場合に比べて、回路部に与える影響を抑制することができる。
本開示の第２の態様によれば、第１部品が駆動部の部品を含む場合であっても、センサ基板が撓むことによる駆動部の部品に対する電気的な干渉の影響を抑制できる。
本開示の第３の態様によれば、信号処理部の部品が第２部品以外に含まれる場合に比べて、センサ基板が撓むことによる信号処理部の部品に対する電気的な干渉の影響を抑制できる。
本開示の第４の態様によれば、第１回路基板が非可撓性の基板である場合に比べて、センサ基板を撓み易くすることができる。
本開示の第５の態様によれば、第１ケーブルが、センサ基板にコネクタにより電気的に接続される場合に比べて、センサ基板を撓み易くすることができる。
本開示の第６の態様によれば、第１ケーブルが、第１回路基板にコネクタにより電気的に接続される場合に比べて、センサ基板を撓み易くすることができる。
本開示の第７の態様によれば、第２回路基板が可撓性の基板である場合に比べて、第２部品に対する電気的な干渉を抑制することができる。
本開示の第８の態様によれば、第２ケーブルが、第２回路基板にコネクタにより電気的に接続される場合に比べて、センサ基板を撓み易くすることができる。
本開示の第９の態様によれば、第２回路基板がコネクタを備えない場合に比べて、第２ケーブルのリワークを行い易くすることができる。
本開示の第１０の態様によれば、予め定められた辺がセンサ基板の最長の辺以外の辺である場合に比べて、回路部に与える影響をより抑制することができる。
本開示の第１１の態様によれば、第１回路基板が、第１部品よりも多くの第２部品を搭載する場合に比べて、放射線画像撮影装置の特性の劣化を抑制することができる。
本開示の第１２の態様によれば、第２回路基板が、第２部品よりも多くの第１部品を搭載する場合に比べて、放射線画像撮影装置の特性の劣化を抑制することができる。
第１例示的実施形態の放射線画像撮影装置における電気系の要部構成の一例を示すブロック図である。 第１例示的実施形態の放射線検出器の構成の一例の概略を示す断面図である。 第１例示的実施形態の放射線画像撮影装置の一例を、基材の第１の面の側からみた平面図である。 第１例示的実施形態の放射線画像撮影装置の製造方法の一例を説明する説明図である。 第１例示的実施形態の放射線画像撮影装置の製造方法の一例を説明する説明図である。 第２例示的実施形態の放射線画像撮影装置の一例を、基材の第１の面の側からみた平面図である。 第２例示的実施形態の駆動基板に駆動部品が搭載された状態を説明するための説明図である。
以下、図面を参照して本開示の例示的実施形態を詳細に説明する。なお、本例示的実施形態は本開示を限定するものではない。
［第１例示的実施形態］
本例示的実施形態の放射線画像撮影装置は、撮影対象である被写体を透過した放射線を検出して被写体の放射線画像を表す画像情報を出力することにより、撮影対象の放射線画像を撮影する機能を有する。
まず、図１を参照して本例示的実施形態の放射線画像撮影装置における電気系の構成の一例の概略を説明する。図１は、本例示的実施形態の放射線画像撮影装置における電気系の要部構成の一例を示すブロック図である。
図１に示すように、本例示的実施形態の放射線画像撮影装置１は、放射線検出器１０、制御部１００、駆動部１０２、信号処理部１０４、画像メモリ１０６、及び電源部１０８を備える。
放射線検出器１０は、センサ基板１２（図２参照）と、放射線を光に変換する変換層（図２参照）と、を備える。センサ基板１２は、可撓性の基材１４と、基材１４の第１の面１４Ａに設けられた複数の画素１６と、を備えている。なお、以下では、複数の画素１６について、単に「画素１６」という場合がある。
図１に示すように本例示的実施形態の各画素１６は、変換層が変換した光に応じて電荷を発生して蓄積するセンサ部２２、及びセンサ部２２にて蓄積された電荷を読み出すスイッチング素子２０を備える。本例示的実施形態では、一例として、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）をスイッチング素子２０として用いている。そのため、以下では、スイッチング素子２０を「ＴＦＴ２０」という。本例示的実施形態では、センサ部２２及びＴＦＴ２０が形成され、さらに平坦化された層として基材１４の第１の面１４Ａに画素１６が形成された層が設けられる。以下では、画素１６が形成された層についても、説明の便宜上「画素１６」という場合がある。
画素１６は、センサ基板１２のアクティブエリア１５に、一方向（図１の横方向に対応する走査配線方向、以下「行方向」ともいう）及び行方向に対する交差方向（図１の縦方向に対応する信号配線方向、以下「列方向」ともいう）に沿って二次元状に配置されている。図１では、画素１６の配列を簡略化して示しているが、例えば、画素１６は行方向及び列方向に１０２４個×１０２４個配置される。
また、放射線検出器１０には、画素１６の行毎に備えられた、ＴＦＴ２０のスイッチング状態（オン及びオフ）を制御するための複数の走査配線２６と、画素１６の列毎に備えられた、センサ部２２に蓄積された電荷が読み出される複数の信号配線２４と、が互いに交差して設けられている。複数の走査配線２６の各々は、それぞれ駆動部１０２に電気的に接続される。駆動部１０２には、後述する制御部１００が接続されており、制御部１００から出力される制御信号に応じて駆動信号を出力する。複数の走査配線２６の各々は、駆動部１０２から出力される、ＴＦＴ２０を駆動してスイッチング状態を制御する駆動信号が、複数の走査配線の各々に流れる。また、複数の信号配線２４の各々が、それぞれ信号処理部１０４に電気的に接続されることにより、各画素１６から読み出された電荷が、電気信号として信号処理部１０４に出力される。信号処理部１０４は、入力された電気信号に応じた画像データを生成して出力する。
信号処理部１０４には後述する制御部１００が接続されており、信号処理部１０４から出力された画像データは制御部１００に順次出力される。制御部１００には画像メモリ１０６が接続されており、信号処理部１０４から順次出力された画像データは、制御部１００による制御によって画像メモリ１０６に順次記憶される。画像メモリ１０６は所定の枚数分の画像データを記憶可能な記憶容量を有しており、放射線画像の撮影が行われる毎に、撮影によって得られた画像データが画像メモリ１０６に順次記憶される。
制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１００Ａ、ＲＯＭ（Read Only Memory）とＲＡＭ（Random Access Memory）等を含むメモリ１００Ｂ、及びフラッシュメモリ等の不揮発性の記憶部１００Ｃを備えている。制御部１００の一例としては、マイクロコンピュータ等が挙げられる。制御部１００は、放射線画像撮影装置１の全体の動作を制御する。
なお、本例示的実施形態の放射線画像撮影装置１では、画像メモリ１０６及び制御部１００等は、制御基板１１０に形成されている。
また、各画素１６のセンサ部２２には、各画素１６にバイアス電圧を印加するために、共通配線２８が信号配線２４の配線方向に設けられている。共通配線２８が、センサ基板１２の外部のバイアス電源（図示省略）に電気的に接続されることにより、バイアス電源から各画素１６にバイアス電圧が印加される。
電源部１０８は、制御部１００、駆動部１０２、信号処理部１０４、画像メモリ１０６、及び電源部１０８等の各種素子や各種回路に電力を供給する。なお、図１では、錯綜を回避するために、電源部１０８と各種素子や各種回路を接続する配線の図示を省略している。
さらに、本例示的実施形態の放射線検出器１０について詳細に説明する。図２は、本例示的実施形態の放射線検出器１０の一例の概略を示す断面図である。
本例示的実施形態の放射線検出器１０は、図２に示すように、基材１４及び画素１６を含むセンサ基板１２と、変換層３０と、を備えており、基材１４、画素１６、及び変換層３０がこの順に設けられている。なお、以下では、基材１４、画素１６、及び変換層３０が積層された方向（図２における上下方向）を積層方向という。
基材１４は、可撓性を有し、例えば、ポリイミド等のプラスチックを含む樹脂製のシートである。基材１４の具体例としては、ＸＥＮＯＭＡＸ（登録商標）が挙げられる。なお、基材１４は、所望の可撓性を有しておればよく、樹脂シートに限定されない。例えば、基材１４は、厚みが比較的薄いガラス基板等であってもよい。基材１４の厚みは、材質の硬度、及びセンサ基板１２の大きさ（第１の面１４Ａまたは第２の面１４Ｂの面積）等に応じて、所望の可撓性が得られる厚みであればよい。例えば、基材１４が樹脂シートの場合、厚みが５μｍ〜１２５μｍのものであればよい。また例えば、基材１４がガラス基板の場合、一般に、一辺が４３ｃｍ以下のサイズでは、厚さが０．１ｍｍ以下ならば可撓性を有しているため、厚さが０．１ｍｍ以下のものであればよい。
図２に示すように、複数の画素１６は、基材１４の第１の面１４Ａにおける内側の一部の領域に設けられている。すなわち、本例示的実施形態のセンサ基板１２では、基材１４の第１の面１４Ａの外周部には、画素１６が設けられていない。本例示的実施形態では、基材１４の第１の面１４Ａにおける画素１６が設けられた領域をアクティブエリア１５としている。なお、本例示的実施形態では、一例として、基材１４の第１の面１４Ａに、ＳｉＮ等を用いたアンダーコート層（図示省略）を介して、画素１６が設けられている。
また、図２に示すように、基材１４の第１の面１４Ａの外周は、信号配線２４または走査配線２６に電気的に接続された端子が設けられる端子領域３４となっている。本例示的実施形態の端子領域３４が、本開示の接続領域の一例である。
また、図２に示すように、変換層３０は、アクティブエリア１５を覆っている。本例示的実施形態では、変換層３０の一例としてＣｓＩ（ヨウ化セシウム）を含むシンチレータを用いている。このようなシンチレータとしては、例えば、Ｘ線照射時の発光スペクトルが４００ｎｍ〜７００ｎｍであるＣｓＩ：Ｔｌ（タリウムが添加されたヨウ化セシウム）やＣｓＩ：Ｎａ（ナトリウムが添加されたヨウ化セシウム）を含むことが好ましい。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。
本例示的実施形態では、センサ基板１２上に直接、真空蒸着法、スパッタリング法、及びＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等の気相堆積法によって柱状結晶としてＣｓＩの変換層３０を形成している。この場合、変換層３０における画素１６と接する側が、柱状結晶の成長方向基点側となる。
なお、このように、センサ基板１２上に直接、気相堆積法によってＣｓＩの変換層を形成した場合、センサ基板１２と接する側と反対側の面には、例えば、変換層３０で変換した光を反射する機能を有する反射層（図示省略）が設けられていてもよい。反射層は、変換層３０に直接設けられていてもよいし、粘着層等を介して設けてもよい。この場合の反射層の材料としては、有機系の材料を用いたものが好ましく、例えば、白ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）、ＴｉＯ２、ＡＬ２Ｏ３、発泡白ＰＥＴ、ポリエステル系高反射シート、及び鏡面反射アルミ等の少なくとも１つを材料として用いたものが好ましい。特に、反射率の観点から、白ＰＥＴを材料として用いたものが好ましい。
なお白ＰＥＴとは、ＰＥＴに、ＴｉＯ２や硫酸バリウム等の白色顔料を添加したものである。また、ポリエステル系高反射シートとは、薄いポリエステルのシートを複数重ねた多層構造を有するシート（フィルム）である。また、発泡白ＰＥＴとは、表面が多孔質になっている白ＰＥＴである。
また、変換層３０としてＣｓＩのシンチレータを用いる場合、本例示的実施形態と異なる方法で、センサ基板１２に変換層３０を形成することもできる。例えば、アルミの板等に気相堆積法によってＣｓＩを蒸着させたものを用意し、ＣｓＩのアルミの板と接していない側と、センサ基板１２の画素１６とを粘着性のシート等により貼り合わせることにより、センサ基板１２に変換層３０を形成してもよい。
さらに、本例示的実施形態の放射線検出器１０と異なり、変換層３０としてＣｓＩに替わり、ＧＯＳ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）等を用いてもよい。この場合、例えば、ＧＯＳを樹脂等のバインダに分散させたシートを、白ＰＥＴ等により形成された支持体に粘着層等により貼り合わせたものを用意し、ＧＯＳの支持体が貼り合わせられていない側と、センサ基板１２の画素１６とを粘着性のシート等により貼り合わせることにより、センサ基板１２に変換層３０を形成することができる。
なお、放射線検出器１０の一部または全体、もしくは変換層３０等を覆う保護膜や帯電防止膜を設けてもよい。保護膜としては、例えば、パリレン（登録商標）膜や、ポリエチレンテレフタレート等の絶縁性のシート等が挙げられる。また、帯電防止膜としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート等の絶縁性のシート（フィルム）に、アルミ箔を接着させる等してアルミを積層したアルペット（登録商標）のシートや、帯電防止塗料「コルコート」（商品名：コルコート社製）を用いた膜等が挙げられる。
次に、本例示的実施形態の放射線検出器１０と、駆動部１０２及び信号処理部１０４との接続について詳細に説明する。図３には、本例示的実施形態の放射線検出器１０に駆動部１０２及び信号処理部１０４が接続された状態の一例を、基材１４の第１の面１４Ａの側からみた平面図を示す。
放射線検出器１０の基材１４の端子領域３４に設けられた端子（図示省略）には、図３に示すように、フレキシブルな（可撓性を有する）ケーブル２２０及びケーブル３２０が電気的に接続される。なお、本例示的実施形態では、ケーブル２２０及びケーブル３２０を含め、「ケーブル」と称する部品に関する接続は、特に言及しない限り、電気的な接続を意味する。なお、ケーブル２２０及びケーブル３２０は、導体からなる信号線（図示省略）を含み、この信号線が端子に接続されることにより、電気的に接続される。本例示的実施形態のケーブル２２０が本開示の第１ケーブルの一例であり、本例示的実施形態のケーブル３２０が本開示の第２ケーブルの一例である。また、以下で「ケーブル」という場合、フレキシブルな（可撓性を有する）もののことである。
図３には、本例示的実施形態の放射線検出器１０の端子領域３４に、ケーブル２２０及びケーブル３２０が接続された状態の一例を、基材１４の第１の面１４Ａの側からみた平面図を示す。図３に示すように、本例示的実施形態では、矩形状の放射線検出器１０の外縁部１４Ｌ１及び外縁部１４Ｌ２の各々に端子領域３４が設けられている。外縁部１４Ｌ１に対応する辺と、外縁部１４Ｌ２に対応する辺とは、放射線検出器１０における互いに隣り合う二辺である。換言すると、放射線検出器１０における外縁部１４Ｌ１に対応する辺と、外縁部１４Ｌ２に対応する辺とは交差している。なお、本例示的実施形態の外縁部１４Ｌ１に対応する辺が本開示の予め定められた辺の一例であり、本例示的実施形態の外縁部１４Ｌ２に対応する辺が本開示の予め定められた辺と異なる辺の一例である。
外縁部１４Ｌ１には、複数（図３では、４つ）のケーブル２２０の一端が、端子領域３４の端子（図示省略）に熱圧着されている。ケーブル２２０は、駆動部１０２と走査配線２６（図１参照）とを接続する機能を有する。ケーブル２２０に含まれる複数の信号線（図示省略）は、端子領域３４の端子を介して、センサ基板１２の走査配線２６（図１参照）に接続される。
一方、ケーブル２２０の他端は、駆動基板２０２の外縁部２０２Ｌ１の端子領域２０４に設けられた端子（図示省略）に熱圧着されている。ケーブル２２０に含まれる複数の信号線（図示省略）は、端子領域２０４の端子を介して、駆動基板２０２に搭載された回路及び素子等である駆動部品２５０と接続される。
図３では、一例として、９個の駆動部品２５０（２５０Ａ〜２５０Ｉ）が駆動基板２０２に搭載された状態を示している。図３に示すように、本例示的実施形態の駆動部品２５０は、センサ基板１２の外縁部１４Ｌ１に対応する辺に沿った方向である撓み方向Ｙと交差する方向である交差方向Ｘに、沿って配置されている。
本例示的実施形態の駆動基板２０２は、可撓性のＰＷＢ（Printed Circuit Board）基板であり、いわゆるフレキシブル基板である。本例示的実施形態の駆動基板２０２が本開示の第１回路基板の一例であり、本例示的実施形態の駆動部品２５０が本開示の第１部品の一例である。
駆動基板２０２に搭載される駆動部品２５０は主にデジタル信号の処理に用いられる部品（以下、「デジタル系部品」という）である。駆動部品２５０の具体例としては、デジタルバッファ、バイパスコンデンサ、プルアップ／プルダウン抵抗、ダンピング抵抗、及びＥＭＣ（Electro Magnetic Compatibility）対策チップ部品等が挙げられる。
デジタル系部品は、後述するアナログ系部品よりも、比較的面積（大きさ）が小さい傾向がある。また、デジタル系部品は、アナログ系部品よりも電気的な干渉、換言するとノイズの影響を大きく受け難い傾向がある。そのため、本例示的実施形態では、センサ基板１２が撓んだ場合に、センサ基板１２の撓みに伴って撓む側の基板を、駆動部品２５０を搭載した駆動基板２０２としている。
また、ケーブル２２０には、駆動回路部２１２が搭載されている。駆動回路部２１２は、ケーブル２２０に含まれる複数の信号線（図示省略）に接続されている。
本例示的実施形態では、駆動基板２０２に搭載された駆動部品２５０と、駆動回路部２１２とにより、駆動部１０２が実現される。駆動回路部２１２は、駆動部１０２を実現する各種回路及び素子のうち、駆動基板２０２に搭載されている駆動部品２５０と異なる回路を含むＩＣ（Integrated Circuit）である。
ケーブル２２０により、センサ基板１２と駆動基板２０２とが電気的に接続されることにより、駆動部１０２と走査配線２６の各々とが接続される。
一方、外縁部１４Ｌ２には、複数（図３では、４つ）のケーブル３２０の一端が、端子領域３４の端子（図示省略）に熱圧着されている。ケーブル３２０に含まれる複数の信号線（図示省略）は、端子領域３４の端子を介して、信号配線２４（図１参照）に接続される。ケーブル３２０は、信号処理部１０４と信号配線２４（図１参照）とを接続する機能を有する。
一方、ケーブル３２０の他端は、信号処理基板３０４の外縁部３０４Ｌ２に設けられたコネクタ３３０に電気的に接続されている。ケーブル３２０に含まれる複数の信号線（図示省略）は、コネクタ３３０を介して、信号処理基板３０４に搭載された回路及び素子等である信号処理部品３５０と接続される。例えばコネクタ３３０としては、ＺＩＦ（Zero Insertion Force）構造のコネクタや、Ｎｏｎ−ＺＩＦ構造のコネクタが挙げられる。図３では、一例として、９個の信号処理部品３５０（３５０Ａ〜３５０Ｉ）が信号処理基板３０４に搭載された状態を示している。図３に示すように、本例示的実施形態の信号処理部品３５０は、基材１４の外縁部１４Ｌ２に沿った方向である交差方向Ｘに、沿って配置されている。
なお、本例示的実施形態の信号処理基板３０４は、非可撓性のＰＷＢ基板であり、いわゆるリジッド基板である。そのため、信号処理基板３０４の厚みは、駆動基板２０２の厚みよりも厚い。また、駆動基板２０２よりも剛性が高い。本例示的実施形態の信号処理基板３０４が本開示の第２回路基板の一例であり、本例示的実施形態の信号処理部品３５０が本開示の第２部品の一例である。
信号処理基板３０４に搭載される信号処理部品３５０は主にアナログ信号の処理に用いられる部品（以下、「アナログ系部品」という）である。信号処理部品３５０の具体例としては、オペアンプ、アナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）、デジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）、電源ＩＣ等が挙げられる。また、本例示的実施形態の信号処理部品３５０は、比較的部品サイズが大きい電源周りのコイル、及び平滑用大容量コンデンサも含む。
上述したように、アナログ系部品は、デジタル系部品よりも、比較的面積（大きさ）が大きい傾向がある。また、アナログ系部品は、デジタル系部品よりも電気的な干渉、換言するとノイズの影響を受け易い傾向がある。そのため、本例示的実施形態では、センサ基板１２が撓んだ場合でも、撓まない（撓みの影響を受けない）側の基板を、信号処理部品３５０を搭載した信号処理基板３０４としている。
また、ケーブル３２０には、信号処理回路部３１４が搭載されている。信号処理回路部３１４は、ケーブル３２０に含まれる複数の信号線（図示省略）に接続されている。
本例示的実施形態では、信号処理基板３０４に搭載された信号処理部品３５０と、信号処理回路部３１４とにより、信号処理部１０４が実現される。信号処理回路部３１４は、信号処理部１０４を実現する各種回路及び素子のうち、信号処理基板３０４に搭載されている信号処理部品３５０と異なる回路を含むＩＣである。
ケーブル３２０及びコネクタ３３０により、センサ基板１２と信号処理基板３０４とが電気的に接続されることにより、信号処理部１０４と信号配線２４の各々とが接続される。
図１及び図３に示した放射線画像撮影装置１の製造方法について、図４及び図５を参照して説明する。
まず、図４に示すように、基材１４に比べて厚さの厚いガラス基板等の支持体２００に、剥離層（図示省略）を介して、基材１４が形成される。ラミネート法により基材１４を形成する場合、支持体２００上に、基材１４となるシートを貼り合わせる。基材１４の第２の面１４Ｂが剥離層（図示省略）に接する。
さらに、基材１４の第１の面１４Ａに、画素１６が形成される。なお、本例示的実施形態では、一例として、基材１４の第１の面１４Ａに、ＳｉＮ等を用いたアンダーコート層（図示省略）を介して、画素１６が形成される。
さらに、画素１６の上に、変換層３０が形成される。本例示的実施形態では、センサ基板１２上に直接、真空蒸着法、スパッタリング法、及びＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等の気相堆積法によって柱状結晶としてＣｓＩの変換層３０が形成される。この場合、変換層３０における画素１６と接する側が、柱状結晶の成長方向基点側となる。
なお、このように、センサ基板１２上に直接、気相堆積法によってＣｓＩの変換層３０を設けた場合、変換層３０のセンサ基板１２と接する側と反対側の面には、例えば、変換層３０で変換した光を反射する機能を有する反射層（図示省略）が設けられていてもよい。反射層は、変換層３０に直接設けられてもよいし、密着層等を介して設けられてもよい。反射層の材料としては、有機系の材料を用いたものが好ましく、例えば、白ＰＥＴ、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、発泡白ＰＥＴ、ポリエステル系高反射シート、及び鏡面反射アルミ等の少なくとも１つを材料として用いたものが好ましい。特に、反射率の観点から、白ＰＥＴを材料として用いたものが好ましい。なお、ポリエステル系高反射シートとは、薄いポリエステルのシートを複数重ねた多層構造を有するシート（フィルム）である。
また、変換層３０としてＣｓＩのシンチレータを用いる場合、本例示的実施形態と異なる方法で、センサ基板１２に変換層３０を形成することもできる。例えば、アルミの板等に気相堆積法によってＣｓＩを蒸着させたものを用意し、ＣｓＩのアルミの板と接していない側と、センサ基板１２の画素１６とを粘着性のシート等により貼り合わせることにより、センサ基板１２に変換層３０を形成してもよい。この場合、アルミの板も含めた状態の変換層３０全体を保護膜により覆った状態のものを、センサ基板１２の画素１６と貼り合わせることが好ましい。なお、この場合、変換層３０における画素１６と接する側が、柱状結晶の成長方向の先端側となる。
また、本例示的実施形態の放射線検出器１０と異なり、変換層３０としてＣｓＩに替わり、ＧＯＳ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）等を用いてもよい。この場合、例えば、ＧＯＳを樹脂等のバインダに分散させたシートを、白ＰＥＴ等により形成された支持体に粘着層等により貼り合わせたものを用意し、ＧＯＳの支持体が貼り合わせられていない側と、センサ基板１２の画素１６とを粘着性のシート等により貼り合わせることにより、センサ基板１２に変換層３０を形成することができる。なお、変換層３０にＣｓＩを用いる場合の方が、ＧＯＳを用いる場合に比べて、放射線から可視光への変換効率が高くなる。
さらに、センサ基板１２の端子領域３４（図２、３参照）の端子（図示省略）にケーブル２２０を熱圧着し、ケーブル２２０に含まれる複数の信号線（図示省略）とセンサ基板１２の走査配線２６（図１参照）とを電気的に接続させる。また、センサ基板１２の端子領域３４（図２、３参照）の端子（図示省略）にケーブル３２０を熱圧着し、ケーブル３２０に含まれる複数の信号線（図示省略）とセンサ基板１２の信号配線２４（図１参照）とを電気的に接続させる。
さらに、駆動基板２０２の端子領域２０４（図３参照）の端子（図示省略）にケーブル２２０を熱圧着し、ケーブル２２０に含まれる複数の信号線（図示省略）と駆動基板２０２に搭載された駆動部品２５０とを電気的に接続させる。
この後、図５に示すように放射線検出器１０を支持体２００から剥離する。メカニカル剥離により剥離を行う場合、図５に示した一例では、センサ基板１２における、ケーブル３２０が接続された辺と対向する辺を剥離の起点とし、起点となる辺からケーブル３２０が接続された辺に向けて徐々にセンサ基板１２を支持体２００から、図５に示した矢印Ｄ方向に引きはがすことにより、メカニカル剥離を行い、放射線画像撮影装置１が得られる。
なお、剥離の起点とする辺は、センサ基板１２を平面視した場合における、最長の辺と交差する辺が好ましい。換言すると、剥離により撓みが生じる撓み方向Ｙに沿った辺は、最長の辺であることが好ましい。本例示的実施形態では、駆動基板２０２側の辺（外縁部１４Ｌ１に対応する辺）の方が、信号処理基板３０４側の辺（外縁部１４Ｌ２に対応する辺）よりも長いため、上述のように剥離の起点を、ケーブル３２０が接続された辺と対向する辺としている。
本例示的実施形態では、さらに、支持体２００からセンサ基板１２を剥離した後、放射線検出器１０のケーブル３２０と、信号処理基板３０４のコネクタ３３０とを電気的に接続する。
なお、本例示的実施形態に限定されず、放射線検出器１０のケーブル３２０と、信号処理基板３０４のコネクタ３３０とを電気的に接続させたのち、上記メカニカル剥離を行ってもよい。
メカニカル剥離を行うにあたり、本例示的実施形態の放射線画像撮影装置１では、図３及び図５に示したように、駆動基板２０２がフレキシブルな基板であるため、センサ基板１２の撓みに応じて駆動基板２０２も撓む。
本例示的実施形態と異なり、センサ基板１２において、撓み方向Ｙに沿った辺である、外縁部１４Ｌ１に対応する辺に接続される基板が、駆動基板２０２ではない場合、換言すると、信号処理基板３０４である場合、アナログ系部品である、信号処理部品３５０が信号処理基板３０４の撓みに応じて撓むことになる。この場合、信号処理基板３０４に搭載された信号処理部品３５０が損傷し易くなったり、信号処理部品３５０を固定するための半田が剥離したりする懸念がある。
上述したように、アナログ系部品は、デジタル系部品に比べて、電気的な干渉、換言するとノイズの影響を受け易い傾向があり、損傷等の影響を受け易い。そのため、センサ基板１２の撓みに伴う信号処理基板３０４の撓みが、アナログ系部品である信号処理部品３５０に対して影響を及ぼし、放射線画像の画質が低下する等、放射線画像撮影装置１の特性が劣化する懸念が生じる。
これに対して、本例示的実施形態の放射線画像撮影装置１では、上述のように、撓み方向Ｙに沿った辺である、外縁部１４Ｌ１に対応する辺に接続される駆動基板２０２には、デジタル系部品である駆動部品２５０が搭載されている。上述したように、デジタル系部品は、アナログ系部品に比べて、電気的な干渉、換言するとノイズの影響を受け難い傾向があり、損傷等の影響を受け難い。そのため、センサ基板１２の撓みに伴う駆動基板２０２の撓みが、デジタル系部品である駆動部品２５０に対して影響を及ぼし、放射線画像の画質が低下する等、放射線画像撮影装置１の特性が劣化するという懸念が生じ難い。
また、本例示的実施形態では、センサ基板１２の剥離後に、センサ基板１２と信号処理基板３０４とが接続されるため、信号処理基板３０４に搭載された信号処理部品３５０は、センサ基板１２の撓みによる影響を受けない。
[第２例示的実施形態]
図６には、本例示的実施形態の放射線画像撮影装置１の一例を、基材１４の第１の面１４Ａの側からみた平面図を示す。また、図７には、駆動基板２０２の一例の平面図を示す。
図６及び図７に示すように本例示的実施形態の放射線画像撮影装置１では、駆動基板２０２が、第１例示的実施形態の放射線画像撮影装置１の駆動基板２０２（図３参照）と異なっている。
図６及び図７に示すように、本例示的実施形態の駆動基板２０２は、撓み方向Ｙに並んだ、非可撓性の領域２０２Ａと、可撓性の領域２０２Ｂとを有する。
非可撓性の領域２０２Ａは、信号処理基板３０４と同様に、いわゆるリジッド基板である。一方、可撓性の領域２０２Ｂは、第１例示的実施形態の駆動基板２０２と同様に、いわゆるフレキシブル基板である。なお、このように、非可撓性の領域２０２Ａ及び可撓性の領域２０２Ｂを有する基板として、いわゆる、リジッドフレキシブル基板を適用することができる。
なお、図７に示した一例のように、駆動部品２５０は、非可撓性の領域２０２Ａに搭載されていることが好ましい。また、駆動部品２５０は、非可撓性の領域２０２Ａと可撓性の領域２０２Ｂとの境界に亘って搭載されていないことが好ましい。
このように、本例示的実施形態の放射線画像撮影装置１では、駆動基板２０２の一部に非可撓性の領域２０２Ａを有していても、支持体２００から放射線検出器１０をメカニカル剥離する場合等、放射線検出器１０を撓ませた場合、可撓性の領域２０２Ｂにより、駆動基板２０２が撓みやすくなる。一方、非可撓性の領域２０２Ａの部分は、撓みにくくなるため、駆動基板２０２を撓ませた場合に、非可撓性の領域２０２Ａに搭載された駆動部品２５０に与える影響をより抑制することができる。
また、非可撓性の領域２０２Ａの厚みの方が、可撓性の領域２０２Ｂの厚みより厚い場合が多い。厚みを有する領域に駆動部品２５０を搭載することにより、領域（可撓性の領域２０２Ｂ）の厚み方向において、信号線や部品同士等を離間して配置することができるため、電気的な干渉、例えば、駆動部品２５０に対する電源線からの干渉を抑制することができる。なお、本例示的実施形態にておいて、「電源線」とは、電源電圧の供給に用いられる信号線のことであり、グランド電位を供給する信号線も含む。
なお、駆動基板２０２において、非可撓性の領域２０２Ａ及び可撓性の領域２０２Ｂ各々の大きさ、及び数については特に限定されない。駆動基板２０２に搭載される駆動部品２５０の配置、大きさ、及び数等や、センサ基板１２の撓ませ方（撓ませ量、曲率半径Ｒ）等に応じて定めればよい。
以上説明したように、上記各例示的実施形態の放射線画像撮影装置１は、可撓性の基材１４、及び放射線に応じて発生した電荷を蓄積する複数の画素１６を含むセンサ基板１２と、センサ基板１２の外縁部１４Ｌ１に対応する辺に設けられた端子領域３４に、一端が電気的に接続された可撓性のケーブル２２０と、ケーブル２２０の他端に電気的に接続され、かつ複数の画素１６に蓄積された電荷を読み出す場合に駆動する回路部のうちのデジタル信号の処理に用いられる駆動部１０２の駆動部品２５０が搭載された駆動基板２０２と、センサ基板１２の外縁部１４Ｌ２に対応する辺に設けられた端子領域３４に、一端が電気的に接続された可撓性のケーブル３２０と、ケーブル３２０の他端に電気的に接続され、かつ回路部のうちのアナログ信号の処理に用いられる信号処理部１０４の信号処理部品３５０が搭載された信号処理基板３０４と、を備える。
このように、上記各例示的実施形態の放射線画像撮影装置１は、外縁部１４Ｌ１に対応する辺に設けられた端子領域３４に、ケーブル２２０を介して接続される駆動基板２０２には、デジタル信号の処理に用いられる駆動部１０２の駆動部品２５０が搭載される。また、上記各例示的実施形態の放射線画像撮影装置１は、外縁部１４Ｌ２に対応する辺に設けられた端子領域３４に、ケーブル３２０を介して接続される信号処理基板３０４には、アナログ信号の処理に用いられる信号処理部１０４の信号処理部品３５０が搭載される。従って、デジタル信号の処理に用いられる駆動部品２５０と、アナログ信号の処理に用いられる信号処理部品３５０とが単一の基板に混載されている場合に比べて、センサ基板１２が撓んだ場合の影響を抑制することができる。
特に、放射線画像撮影装置１の製造方法としてラミネート法を適用した場合、センサ基板１２にケーブル２２０、３２０、及び駆動基板２０２が接続された状態で、支持体２００からセンサ基板１２をメカニカル剥離することがある。この場合、支持体２００からセンサ基板１２を剥離する場合にセンサ基板１２が撓むのに伴い、駆動基板２０２も撓むが、駆動部品２５０に与える影響を抑制することができる。また、上記各例示的実施形態の放射線画像撮影装置１によれば、センサ基板１２が撓ませ易くなるため、支持体２００からセンサ基板１２を剥離し易くすることができる。
なお、上記各例示的実施形態では、駆動基板２０２にはデジタル系部品の駆動部品２５０のみが搭載され、信号処理基板３０４にはアナログ系部品の信号処理部品３５０のみが搭載される形態について説明したが、この形態に限定されない。例えば、駆動基板２０２にアナログ系部品が搭載されていてもよいが、少なくとも、デジタル系部品の方がアナログ系部品よりも多く、７５％以上がデジタル系部品であることが好ましく、上記各例示的実施形態のように、デジタル系部品のみが搭載されていることがより好ましい。また例えば、信号処理基板３０４にデジタル系部品が搭載さいていてもよいが、少なくとも、アナログ系部品の方がデジタル系部品よりも多く、７５％以上がアナログ系部品であることが好ましく、上記各例示的実施形態のように、アナログ系部品のみが搭載されていることがより好ましい。
また、上記各例示的実施形態の放射線画像撮影装置１において、駆動回路部２１２を駆動させるための電源電力を供給する電源線（図示省略）は、基材１４の厚みが比較的薄いため、駆動基板２０２及びケーブル２２０に設けることが好ましい。換言すると、センサ基板１２には、電源線（図示省略）を設けないことが好ましい。また、駆動回路部２１２を駆動させるための信号が流れる信号線（図示省略）は、センサ基板１２及びケーブル２２０に設けることが好ましい。
また、上記各例示的実施形態の放射線画像撮影装置１に限定されず、上記製造工程のメカニカル剥離における剥離方向に応じて、駆動基板２０２及び信号処理基板３０４の少なくとも一方のうちいずれを可撓性を有する基板とするかを定めてもよい。なお、上述したように、信号処理基板３０４に搭載されるアナログ系部品である信号処理部品３５０は、電気的な干渉、換言するとノイズの影響を大きく受けてしまう傾向がある。そのため、信号処理基板３０４に搭載される回路及び素子等は、ノイズの影響を受けにくい環境に設けることが好ましい。上述したように、リジッド基板の厚みは、フレキシブル基板の厚みに比べて厚い場合が多い。そのため、リジッド基板では、フレキシブル基板に比べて、部品と電磁ノイズを発生する電源線や信号線との間の距離を広くしたり、電源層やグランド層の厚みを厚くすることにより電位を安定させてノイズが干渉し難くしたりすることができる。従って、上記各例示的実施形態のように、信号処理基板３０４は、リジッド基板であることが好ましい。
一方、上述したように駆動基板２０２に搭載されるデジタル系部品である駆動部品２５０は、アナログ系の部品よりも、電気的な干渉、換言するとノイズの影響を大きく受け難い傾向がある。そのため、駆動基板２０２の厚みは、信号処理基板３０４よりも厚みを薄くすることができる。従って、上記各例示的実施形態のように、駆動基板２０２を、フレキシブル基板とすることができる。
なお、ラミネート法を用いて放射線画像撮影装置１を製造する場合、センサ基板１２に駆動基板２０２やケーブル２２０を接続させる前に、支持体２００からセンサ基板１２をメカニカル剥離することも可能である。しかしながら、この場合、駆動基板２０２からセンサ基板１２を剥離した後に、センサ基板１２に、駆動基板２０２やケーブル２２０を接続するが、センサ基板１２が可撓性を有しているため、駆動基板２０２やケーブル２２０を、センサ基板１２における端子領域３４の端子に熱圧着し難くなり、また、位置ずれを起こしやすくなる。従って、上記各例示的実施形態のように、センサ基板１２に、駆動基板２０２及びケーブル２２０を接続させた後、支持体２００からセンサ基板１２を剥離することが好ましい。
また、上記各例示的実施形態では、信号処理基板３０４に設けられたコネクタ３３０にケーブル３２０を接続することにより、ケーブル３２０と信号処理基板３０４とを電気的に接続しているが、コネクタ３３０を用いずに、熱圧着により電気的に接続してもいい。なお、信号処理基板３０４は上述したように、リジッド基板であるため、フレキシブル基板に比べて重量が重い傾向にあり、重量に応じて引っ張られる等してしまい、信号処理基板３０４にケーブル３２０を熱圧着する場合に、ケーブル３２０が位置ずれを起こす懸念がある。そのため、上記各例示的実施形態の放射線画像撮影装置１のように、コネクタ３３０を用いて、信号処理基板３０４とケーブル３２０とを接続する場合の方がリワークし易くなるため好ましい。なお、「リワーク」とは、不具合や位置ずれ等により、基板に接続した部品やケーブルを取り外して、新たに接続し直すことをいう。
また、上記各例示的実施形態では、ケーブル３２０に搭載された信号処理回路部３１４及び信号処理基板３０４により信号処理部１０４を構成する形態について説明したが、特に限定されるものではない。例えば、ケーブル３２０に信号処理部１０４そのものを搭載し、信号処理基板３０４の代わりに制御基板１１０と、ケーブル３２０とを電気的に接続してもよい。
また、上記各例示的実施形態では、図１に示したように画素１６がマトリクス状に２次元配列されている態様について説明したがこれに限らず、例えば、１次元配列であってもよいし、ハニカム配列であってもよい。また、画素の形状も限定されず、矩形であってもよいし、六角形等の多角形であってもよい。さらに、アクティブエリア１５の形状も限定されないことはいうまでもない。
また、上記各例示的実施形態の放射線検出器１０（放射線画像撮影装置１）は、変換層３０の放射線が入射する側にセンサ基板１２を配置する、換言すると、放射線検出器１０において放射線が照射される側にセンサ基板１２が配置される、いわゆる、ＩＳＳ（Irradiation Side Sampling)方式に適用してもよい。また、放射線検出器１０は、変換層３０の放射線が入射する側と反対側にセンサ基板１２を配置する、換言すると、放射線検出器１０において放射線が照射される側と反対側にセンサ基板１２を配置する、いわゆる、ＰＳＳ（Penetration Side Sampling)方式に適用してもよい。
その他、上記各例示的実施形態で説明した放射線画像撮影装置１及び放射線検出器１０等の構成や製造方法等は一例であり、本開示の主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更可能であることはいうまでもない。
日本出願２０１８−０５８９６６の開示はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (12)

  1. 可撓性の基材、及び放射線に応じて発生した電荷を蓄積する複数の画素を含むセンサ基板と、
    前記センサ基板の予め定められた辺に設けられた接続領域に、一端が電気的に接続された可撓性の第１ケーブルと、
    前記第１ケーブルの他端に電気的に接続され、かつ前記複数の画素に蓄積された電荷を読み出す場合に駆動する回路部のうちのデジタル信号の処理に用いられる第１部品が搭載された第１回路基板と、
    前記センサ基板の前記予め定められた辺と異なる辺に設けられた接続領域に、一端が電気的に接続された可撓性の第２ケーブルと、
    前記第２ケーブルの他端に電気的に接続され、かつ前記回路部のうちのアナログ信号の処理に用いられる第２部品が搭載された第２回路基板と、
    を備えた放射線画像撮影装置。
  2. 前記第１部品は、前記複数の画素から電荷を読み出させる駆動部の部品を含む、請求項１に記載の放射線画像撮影装置。
  3. 前記第２部品は、前記複数の画素に蓄積された電荷に応じた電気信号が入力され、入力された前記電気信号に応じた画像データを生成して出力する信号処理部の部品を含む、請求項１または請求項２に記載の放射線画像撮影装置。
  4. 前記第１回路基板は可撓性の基板である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
  5. 前記第１ケーブルは、前記センサ基板に熱圧着により電気的に接続されている、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
  6. 前記第１ケーブルは、前記第１回路基板に熱圧着により電気的に接続されている、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
  7. 前記第２回路基板は、非可撓性の基板である、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
  8. 前記第２ケーブルは、前記センサ基板に熱圧着により電気的に接続されている、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
  9. 前記第２ケーブルは、前記第２回路基板にコネクタにより電気的に接続されている、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
  10. 前記予め定められた辺は、前記センサ基板の最長の辺である、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
  11. 前記第１回路基板は、複数の前記第１部品を搭載し、さらに前記第１部品よりも少ない数の第２部品を搭載する、請求項１に記載の放射線画像撮影装置。
  12. 前記第２回路基板は、複数の前記第２部品を搭載し、さらに前記第２部品よりも少ない数の第１部品を搭載する、請求項１に記載の放射線画像撮影装置。
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