JP6934763B2 - Radiation imaging device and radiation imaging system - Google Patents

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本発明は、放射線撮像装置および放射線撮像システムに関する。 The present invention relates to a radiation imaging device and a radiation imaging system.

医療画像診断や非破壊検査に用いる撮像装置として、放射線を電荷に変換する変換素子と薄膜トランジスタ(TFT)などのスイッチ素子とを組み合わせた画素がアレイ状に配された撮像パネルを含む放射線撮像装置が広く利用されている。このような放射線撮像装置を用いて、エネルギ成分が異なる放射線を用いた放射線画像を複数取得し、取得した放射線画像の差分などから、特定の被写体部分を分離または強調したエネルギサブトラクション画像を取得する方法が知られている。特許文献1には、光透過性を有する基板の両面にシンチレータを配し、一方の側のシンチレータが発する光を検出するフォトダイオードと他方の側のシンチレータが発する光を検出するフォトダイオードとを配することが示されている。互いに異なるシンチレータが発する光を検出するフォトダイオードによって、1回の放射線の照射で2つの異なるエネルギ成分の信号が取得され、エネルギサブトラクション画像が生成できる。 As an imaging device used for medical image diagnosis and non-destructive inspection, a radiation imaging device including an imaging panel in which pixels combining a conversion element that converts radiation into electric charge and a switch element such as a thin film transistor (TFT) are arranged in an array. Widely used. A method of acquiring a plurality of radiation images using radiation having different energy components using such a radiation imaging device, and acquiring an energy subtraction image in which a specific subject portion is separated or emphasized from the difference between the acquired radiation images. It has been known. In Patent Document 1, scintillators are arranged on both sides of a light-transmitting substrate, and a photodiode that detects light emitted by a scintillator on one side and a photodiode that detects light emitted by a scintillator on the other side are arranged. It is shown to do. A photodiode that detects light emitted by different scintillators can acquire signals of two different energy components with a single irradiation of radiation, and can generate an energy subtraction image.

特開2010−56396号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-56396

特許文献1において、放射線画像の1つの画素データを生成するのに、それぞれ2つのフォトダイオードを用いるため、素子構造が複雑になり、製造コストが上昇してしまう可能性がある。また、2つのシンチレータが配されるにもかかわらず、それぞれのフォトダイオードは、一方のシンチレータからの光しか検出しない。このため、特許文献1の第2の実施の形態のように、それぞれのフォトダイオードを平面的に配した場合、検出量子効率(DQE)が低下し、得られる画像のS/N比が低下してしまう可能性がある。 In Patent Document 1, since two photodiodes are used to generate one pixel data of a radiographic image, the element structure becomes complicated and the manufacturing cost may increase. Also, despite the arrangement of two scintillators, each photodiode detects only light from one scintillator. Therefore, when each photodiode is arranged in a plane as in the second embodiment of Patent Document 1, the detection quantum efficiency (DQE) is lowered and the S / N ratio of the obtained image is lowered. There is a possibility that it will end up.

本発明は、エネルギサブトラクション画像の取得が可能であり、かつ、画質の低下を抑制するのに有利な技術を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a technique capable of acquiring an energy subtraction image and suppressing deterioration of image quality.

上記課題に鑑みて、本発明の実施形態に係る放射線撮像装置は、複数の変換素子が2次元アレイ状に配された光を透過する基板と、基板の第1の面の側に配された第1のシンチレータと、基板のうち第1の面とは反対の第2の面の側に配された第2のシンチレータと、を含む放射線撮像装置であって、複数の変換素子は、複数の第1の変換素子と複数の第2の変換素子とを含み、複数の第1の変換素子は、第1のシンチレータおよび第2のシンチレータからの光を受光するように配され、複数の第2の変換素子は、第1の変換素子よりも第1のシンチレータから受光できる光の量が少なくなるように、第1のシンチレータと複数の第2の変換素子のそれぞれとの間に遮光層が配され、かつ、第2のシンチレータからの光を受光するように配されることを特徴とする。 In view of the above problems, in the radiation imaging apparatus according to the embodiment of the present invention, a plurality of conversion elements are arranged in a two-dimensional array on a substrate that transmits light, and the radiation imaging apparatus is arranged on the side of the first surface of the substrate. A radiation imaging device including a first scintillator and a second scintillator arranged on the side of the second surface of the substrate opposite to the first surface, wherein a plurality of conversion elements are present. A first conversion element and a plurality of second conversion elements are included, and the plurality of first conversion elements are arranged so as to receive light from the first scintillator and the second scintillator, and the plurality of second conversion elements are arranged so as to receive light. A light-shielding layer is arranged between the first scintillator and each of the plurality of second conversion elements so that the amount of light that can be received from the first scintillator is smaller than that of the first conversion element. The scintillator is arranged so as to receive the light from the second scintillator.

上記手段によって、シンチレータの解像度を向上し且つ輝度特性を向上するのに有利な技術を提供する。 By the above means, a technique advantageous for improving the resolution of the scintillator and improving the luminance characteristics is provided.

本発明の実施形態に係る放射線撮像装置を用いた放射線撮像システムの構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the radiation imaging system using the radiation imaging apparatus which concerns on embodiment of this invention. 図1の放射線撮像装置の撮像パネルの構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the imaging panel of the radiation imaging apparatus of FIG. 図1の放射線撮像装置の画素の断面の構造例を示す図。The figure which shows the structural example of the cross section of the pixel of the radiation imaging apparatus of FIG. 図1の放射線撮像装置の画素の配置例を示す図。The figure which shows the arrangement example of the pixel of the radiation imaging apparatus of FIG. 図1の放射線撮像装置の動作を示すタイミングチャート。The timing chart which shows the operation of the radiation imaging apparatus of FIG. 図1の放射線撮像装置の動作を示すタイミングチャート。The timing chart which shows the operation of the radiation imaging apparatus of FIG. 図1の放射線撮像装置の動作フローを示す図。The figure which shows the operation flow of the radiation imaging apparatus of FIG. 図1の放射線撮像装置の画素補間の例を示す図。The figure which shows the example of the pixel interpolation of the radiation image pickup apparatus of FIG.

以下、本発明に係る放射線撮像装置の具体的な実施形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下の説明及び図面において、複数の図面に渡って共通の構成については共通の符号を付している。そのため、複数の図面を相互に参照して共通する構成を説明し、共通の符号を付した構成については適宜説明を省略する。なお、本発明における放射線には、放射線崩壊によって放出される粒子(光子を含む)の作るビームであるα線、β線、γ線などの他に、同程度以上のエネルギを有するビーム、例えばX線や粒子線、宇宙線なども含みうる。 Hereinafter, specific embodiments of the radiation imaging apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description and drawings, common reference numerals are given to common configurations across a plurality of drawings. Therefore, a common configuration will be described with reference to each other of the plurality of drawings, and the description of the configuration with a common reference numeral will be omitted as appropriate. The radiation in the present invention includes beams having the same or higher energy, for example, X, in addition to α-rays, β-rays, γ-rays, etc., which are beams produced by particles (including photons) emitted by radiation decay. It can also include lines, particle rays, cosmic rays, etc.

図1〜8を参照して、本発明の実施形態による放射線撮像装置の構成および動作について説明する。図1は、本発明の実施形態における放射線撮像装置210を用いた放射線撮像システム200の構成例を示す図である。放射線撮像システム200は、放射線から変換される光学像を電気的に撮像し、放射線画像を生成するための電気的な信号(放射線画像データ)を得るように構成される。放射線撮像システム200は、例えば、放射線撮像装置210、放射線源230、曝射制御部220およびコンピュータ240を含む。 The configuration and operation of the radiation imaging apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8. FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a radiation imaging system 200 using the radiation imaging device 210 according to the embodiment of the present invention. The radiation imaging system 200 is configured to electrically image an optical image converted from radiation and obtain an electrical signal (radiation image data) for generating a radiation image. The radiation imaging system 200 includes, for example, a radiation imaging device 210, a radiation source 230, an exposure control unit 220, and a computer 240.

放射線源230は、曝射制御部220からの曝射指令(放射指令)に従って放射線の放射を開始する。放射線源230から放射された放射線は、不図示の被険体を通って放射線撮像装置210に照射される。放射線源230はまた、曝射制御部220からの停止指令に従って放射線の放射を停止する。 The radiation source 230 starts emitting radiation in accordance with an exposure command (radiation command) from the exposure control unit 220. The radiation emitted from the radiation source 230 is applied to the radiation imaging device 210 through a rugged body (not shown). The radiation source 230 also stops the radiation of radiation in accordance with a stop command from the exposure control unit 220.

放射線撮像装置210は、撮像パネル212と、撮像パネル212を制御する制御部214とを含む。制御部214は、撮像パネル212から得られる信号に基づいて、放射線源230からの放射線の放射を停止させるための停止信号を発生する。停止信号は、曝射制御部220に供給され、曝射制御部220は、停止信号に応答して、放射線源230に対して停止指令を送る。制御部214は、例えば、FPGA(Field Programmable Gate Arrayの略。)などのPLD(Programmable Logic Deviceの略。)、又は、ASIC(Application Specific Integrated Circuitの略。)、又は、プログラムが組み込まれた汎用コンピュータ、又は、これらの全部または一部の組み合わせによって構成されうる。 The radiation imaging device 210 includes an imaging panel 212 and a control unit 214 that controls the imaging panel 212. The control unit 214 generates a stop signal for stopping the radiation from the radiation source 230 based on the signal obtained from the image pickup panel 212. The stop signal is supplied to the exposure control unit 220, and the exposure control unit 220 sends a stop command to the radiation source 230 in response to the stop signal. The control unit 214 is, for example, a PLD (abbreviation for Programmable Logic Device) such as FPGA (abbreviation for Field Programmable Gate Array), or an ASIC (application specific specialized integrated circuit) or an abbreviation for an ASIC (application specific integrated circuit) integrated circuit. It may consist of a computer or a combination of all or part of these.

コンピュータ240は、放射線撮像装置210および曝射制御部220を制御する。また、コンピュータ240は、放射線撮像装置210から出力される放射線画像データを受信し、放射線画像データを処理する信号処理部241を含む。信号処理部241は、放射線画像データから放射線画像を生成しうる。 The computer 240 controls the radiation imaging device 210 and the exposure control unit 220. Further, the computer 240 includes a signal processing unit 241 that receives the radiation image data output from the radiation imaging device 210 and processes the radiation image data. The signal processing unit 241 can generate a radiographic image from the radiographic image data.

曝射制御部220は、一例として曝射スイッチ(不図示)を有し、ユーザによって曝射スイッチがオンされると、曝射指令を放射線源230に送るほか、放射線の放射の開始を示す開始通知をコンピュータ240に送る。該開始通知を受けたコンピュータ240は、該開始通知に応答して、放射線の放射の開始を放射線撮像装置210の制御部214に通知する。 The exposure control unit 220 has an exposure switch (not shown) as an example, and when the exposure switch is turned on by the user, it sends an exposure command to the radiation source 230 and starts indicating the start of radiation emission. Send a notification to computer 240. Upon receiving the start notification, the computer 240 notifies the control unit 214 of the radiation imaging apparatus 210 of the start of radiation emission in response to the start notification.

図2には、撮像パネル212の構成例が示される。撮像パネル212は、画素アレイ112を備える。画素アレイ112は、放射線を検出するための2次元アレイ状に配された変換素子Sをそれぞれ含む複数の画素PIXを備える。また、画素アレイ112は、変換素子Sで生成された信号を出力するための列方向(図2の縦方向)に沿った複数の列信号線Sig1〜Sig4を有する。さらに、撮像パネル212は、画素アレイ112を駆動する駆動回路(行選択回路)114、および、画素アレイ112の列信号線Sigに現れる信号を検出するための読出回路113を備える。図2に示す構成では、記載の簡単化のために、画素アレイ112は、4行×4列の画素PIXで構成されているが、実際には、より多くの画素PIXが配列されうる。一例において、撮像パネル212は、17インチの寸法を有し、約3000行×約3000列の画素PIXを有しうる。 FIG. 2 shows a configuration example of the imaging panel 212. The imaging panel 212 includes a pixel array 112. The pixel array 112 includes a plurality of pixel PIXs including conversion elements S arranged in a two-dimensional array for detecting radiation. Further, the pixel array 112 has a plurality of row signal lines Sign1 to Sigma4 along the row direction (vertical direction in FIG. 2) for outputting the signal generated by the conversion element S. Further, the image pickup panel 212 includes a drive circuit (row selection circuit) 114 for driving the pixel array 112, and a read circuit 113 for detecting a signal appearing in the column signal line Sigma of the pixel array 112. In the configuration shown in FIG. 2, for simplification of description, the pixel array 112 is composed of 4 rows × 4 columns of pixel PIXs, but in reality, more pixel PIXs may be arranged. In one example, the imaging panel 212 may have a size of 17 inches and a pixel PIX of about 3000 rows x about 3000 columns.

それぞれの画素PIXは、放射線を検出するための変換素子Sと、変換素子Sと列信号線Sig(複数の信号線Sigのうち変換素子Cに対応する信号線Sig)とを接続するスイッチTとを含む。それぞれの変換素子Sは、入射した放射線の量に対応する信号を列信号線Sigに出力する。変換素子Sは、例えば、ガラス基板等の絶縁性基板上に配置されアモルファスシリコンを主材料とするMIS型フォトダイオードであってもよい。また、変換素子Sは、PIN型フォトダイオードであってもよい。本実施形態において、変換素子Sは、放射線をシンチレータで光に変換した後に、光を検出する間接型の素子として構成されうる。間接型の素子において、シンチレータは、複数の画素PIX(複数の変換素子S)によって共有されうる。 Each pixel PIX has a conversion element S for detecting radiation, a switch T for connecting the conversion element S and a column signal line Sigma (a signal line Sigma corresponding to the conversion element C among a plurality of signal line sigs). including. Each conversion element S outputs a signal corresponding to the amount of incident radiation to the column signal line Sigma. The conversion element S may be, for example, a MIS type photodiode which is arranged on an insulating substrate such as a glass substrate and whose main material is amorphous silicon. Further, the conversion element S may be a PIN type photodiode. In the present embodiment, the conversion element S can be configured as an indirect element that detects light after converting radiation into light with a scintillator. In an indirect device, the scintillator can be shared by a plurality of pixel PIXs (plurality of conversion elements S).

スイッチTは、例えば、制御端子(ゲート)と2つの主端子(ソース、ドレイン)とを有する薄膜トランジスタ(TFT)などのトランジスタによって構成されうる。変換素子Sは、2つの主電極を有し、変換素子Sの一方の主電極は、スイッチTの2つの主端子のうちの一方に接続され、変換素子Sの他方の主電極は、共通のバイアス線Bsを介してバイアス電源103に接続されている。バイアス電源103は、バイアス電圧Vsを供給する。第1行に配されるそれぞれの画素PIXのスイッチTの制御端子は、行方向(図2の横方向)に沿って配されたゲート線Vg1に接続される。同様に、第2〜4行に配されるそれぞれの画素PIXのスイッチSWの制御端子は、それぞれゲート線Vg2〜Vg4に接続される。ゲート線Vg1〜Vg4には、駆動回路114によってゲート信号が供給される。 The switch T may be composed of, for example, a transistor such as a thin film transistor (TFT) having a control terminal (gate) and two main terminals (source and drain). The conversion element S has two main electrodes, one main electrode of the conversion element S is connected to one of the two main terminals of the switch T, and the other main electrode of the conversion element S is common. It is connected to the bias power supply 103 via the bias wire Bs. The bias power supply 103 supplies the bias voltage Vs. The control terminal of the switch T of each pixel PIX arranged in the first row is connected to the gate line Vg1 arranged along the row direction (horizontal direction in FIG. 2). Similarly, the control terminals of the switch SW of each pixel PIX arranged in the second to fourth rows are connected to the gate lines Vg2 to Vg4, respectively. A gate signal is supplied to the gate lines Vg1 to Vg4 by the drive circuit 114.

第1列に配されるそれぞれの画素PIXは、スイッチTの変換素子Sと接続されない側の主端子が、第1列の列信号線Sig1に接続さる。同様に、第2〜4列に配されるそれぞれの画素PIXは、スイッチTの変換素子Sと接続されない側の主端子が、それぞれ第2〜4列の列信号線Sig2〜Sig4に接続される。 In each pixel PIX arranged in the first row, the main terminal on the side not connected to the conversion element S of the switch T is connected to the row signal line Sigma1 in the first row. Similarly, in each pixel PIX arranged in the 2nd to 4th rows, the main terminal on the side not connected to the conversion element S of the switch T is connected to the row signal lines Sigma2 to Sigma4 in the 2nd to 4th rows, respectively. ..

読出回路113は、1つの列信号線Sigに1つの列増幅部CAが対応するように複数の列増幅部CAを有する。それぞれの列増幅部CAは、積分増幅器105、可変増幅器104、サンプルホールド回路107、バッファ回路106を含みうる。積分増幅器105は、列信号線Sigに現れた信号を増幅する。積分増幅器105は、演算増幅器と、演算増幅器の反転入力端子と出力端子との間に並列に接続された積分容量およびリセットスイッチとを含みうる。演算増幅器の非反転入力端子には、基準電位Vrefが供給される。リセットスイッチをオンさせることによって積分容量がリセットされるとともに、列信号線Sigの電位が基準電位Vrefにリセットされる。リセットスイッチは、制御部214から供給されるリセットパルスRCによって制御されうる。 The read circuit 113 has a plurality of column amplification units CA so that one column amplification unit CA corresponds to one column signal line Sigma. Each column amplification unit CA may include an integrator amplifier 105, a variable amplifier 104, a sample hold circuit 107, and a buffer circuit 106. The integrator amplifier 105 amplifies the signal appearing on the column signal line Sigma. The integrating amplifier 105 may include an operational amplifier and an integrated capacitance and reset switch connected in parallel between the inverting input and output terminals of the operational amplifier. A reference potential Vref is supplied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier. By turning on the reset switch, the integrated capacitance is reset and the potential of the column signal line Sigma is reset to the reference potential Vref. The reset switch can be controlled by the reset pulse RC supplied from the control unit 214.

可変増幅器104は、積分増幅器105から出力された信号を設定された増幅率で増幅する。サンプルホールド回路107は、可変増幅器104から出力された信号をサンプルホールドする。サンプルホールド回路107は、サンプリングスイッチとサンプリング容量とによって構成されうる。バッファ回路106は、サンプルホールド回路107から出力された信号をバッファリング(インピーダンス変換)して出力する。サンプリングスイッチは、制御部214から供給されるサンプリングパルスによって制御されうる。 The variable amplifier 104 amplifies the signal output from the integrating amplifier 105 at a set amplification factor. The sample hold circuit 107 sample holds the signal output from the variable amplifier 104. The sample hold circuit 107 may be composed of a sampling switch and a sampling capacitance. The buffer circuit 106 buffers (impedance conversion) the signal output from the sample hold circuit 107 and outputs the signal. The sampling switch can be controlled by a sampling pulse supplied from the control unit 214.

また、読出回路113は、それぞれの列信号線Sigに対応するように設けられた複数の列増幅部CAからの信号を所定の順序で選択して出力するマルチプレクサ108を含む。マルチプレクサ108は、例えば、シフトレジスタを含む。シフトレジスタは、制御部214から供給されるクロック信号CLKに従ってシフト動作を行い、シフトレジスタによって複数の列増幅部CAからの1つの信号が選択される。読出回路113は、さらに、マルチプレクサ108から出力される信号をバッファリング(インピーダンス変換)するバッファ109、および、バッファ109から出力される信号であるアナログ信号をデジタル信号に変換するAD変換器110を含みうる。AD変換器110の出力、即ち、放射線画像データは、コンピュータ240に転送される。 Further, the read circuit 113 includes a multiplexer 108 that selects and outputs signals from a plurality of column amplification units CA provided so as to correspond to each column signal line Sigma in a predetermined order. The multiplexer 108 includes, for example, a shift register. The shift register performs a shift operation according to the clock signal CLK supplied from the control unit 214, and the shift register selects one signal from the plurality of column amplification units CA. The read circuit 113 further includes a buffer 109 that buffers (imperometrically converts) the signal output from the multiplexer 108, and an AD converter 110 that converts an analog signal, which is a signal output from the buffer 109, into a digital signal. sell. The output of the AD converter 110, that is, the radiographic image data, is transferred to the computer 240.

本実施形態において、後述するように、基板の放射線を入射させるための入射面の側と、入射面とは反対の側の裏面と、の両方に、放射線を可視光に変換するシンチレータが、それぞれの面を覆うように配される。また、それぞれの画素PIXに含まれる変換素子Sは、2種類の変換素子Sを含む。図2に示す構成において、変換素子S12、S14、S21、S23、S32、S34、S41、S43は、2つのシンチレータからの光を受光するように配される。以下において、変換素子Sのうち2つのシンチレータからの光を受光するこれらの変換素子を特定する場合、第1の変換素子901と呼ぶ。また、変換素子S11、S13、S22、S24、S31、S33、S42、S44には、一方のシンチレータと当該変換素子Sのそれぞれとの間に遮光層903が配される。これによって、変換素子S11、S13、S22、S24、S31、S33、S42、S44は、一方のシンチレータからの光が遮断され、他方のシンチレータからの光を受光するように配される。これらの変換素子Sを、以下において、変換素子Sのうち片方のシンチレータからの光が遮断されるこれらの変換素子を特定する場合、第2の変換素子902と呼ぶ。遮光層903は、シンチレータで発光した光を遮る層であり、基板の入射面の側または裏面の側を覆うシンチレータの何れか一方と、第2の変換素子902との間を遮光すればよい。このとき、第2の変換素子902において、一方のシンチレータからの光が完全に遮断されなくてもよい。第1の変換素子901よりも一方のシンチレータから受光できる光の量が少なくなるように、基板の入射面の側または裏面の側を覆うシンチレータの何れか一方と、第2の変換素子902との間に遮光層903が配されればよい。 In the present embodiment, as will be described later, scintillators that convert radiation into visible light are provided on both the incident surface side for incident radiation on the substrate and the back surface on the side opposite to the incident surface. It is arranged so as to cover the surface of. Further, the conversion element S included in each pixel PIX includes two types of conversion elements S. In the configuration shown in FIG. 2, the conversion elements S12, S14, S21, S23, S32, S34, S41, and S43 are arranged so as to receive light from the two scintillators. Hereinafter, when these conversion elements that receive light from two scintillators of the conversion elements S are specified, they are referred to as the first conversion element 901. Further, in the conversion elements S11, S13, S22, S24, S31, S33, S42, and S44, a light shielding layer 903 is arranged between one scintillator and each of the conversion elements S. As a result, the conversion elements S11, S13, S22, S24, S31, S33, S42, and S44 are arranged so as to block the light from one scintillator and receive the light from the other scintillator. In the following, these conversion elements S will be referred to as a second conversion element 902 when the conversion elements in which the light from one of the scintillators of the conversion elements S is blocked are specified. The light-shielding layer 903 is a layer that blocks the light emitted by the scintillator, and may block light between either one of the scintillators covering the incident surface side or the back surface side of the substrate and the second conversion element 902. At this time, the light from one scintillator may not be completely blocked by the second conversion element 902. The scintillator covering either the incident surface side or the back surface side of the substrate and the second conversion element 902 so that the amount of light that can be received from one scintillator is smaller than that of the first conversion element 901. A light-shielding layer 903 may be arranged between them.

ここでは、基板の入射面の側に配されたシンチレータと第2の変換素子902との間に遮光層903が配されるとする。基板の入射面の側から入射した放射線のうち、エネルギの低い成分は、基板の入射面の側を覆うシンチレータで吸収され、可視光に変換されて、それぞれの画素PIXに入射する。第2の変換素子902は、基板の入射面の側が遮光されているため、基板の入射面の側で発光した光が入射しない。そのため、放射線のエネルギの低い成分から変換された光は、第2の変換素子902に入射しない。一方、第1の変換素子901は、遮光層903が配されないため、放射線のエネルギの低い成分から変換された光が入射する。 Here, it is assumed that the light-shielding layer 903 is arranged between the scintillator arranged on the incident surface side of the substrate and the second conversion element 902. Of the radiation incident from the incident surface side of the substrate, the low-energy component is absorbed by the scintillator covering the incident surface side of the substrate, converted into visible light, and incident on each pixel PIX. In the second conversion element 902, since the incident surface side of the substrate is shielded from light, the light emitted on the incident surface side of the substrate is not incident. Therefore, the light converted from the low energy component of the radiation does not enter the second conversion element 902. On the other hand, since the light-shielding layer 903 is not arranged in the first conversion element 901, the light converted from the component having low energy of radiation is incident.

また、放射線のうち、基板の入射面の側に配されたシンチレータで吸収されなかったエネルギの高い成分は、基板の裏面の側を覆うシンチレータで吸収され、可視光に変換される。第1の変換素子901および第2の変換素子902において、基板の裏面の側は遮光されていないため、放射線のうちエネルギが高い成分から変換された光は、第1の変換素子901、第2の変換素子902の両方に入射する。 Further, of the radiation, the high-energy component that is not absorbed by the scintillator arranged on the incident surface side of the substrate is absorbed by the scintillator covering the back surface side of the substrate and converted into visible light. In the first conversion element 901 and the second conversion element 902, the back surface side of the substrate is not shielded from light, so that the light converted from the high-energy component of the radiation is the first conversion element 901 and the second. It is incident on both of the conversion elements 902 of.

このように、第1の変換素子901において、放射線のうちエネルギの高い成分およびエネルギの低い成分に起因する信号、第2の変換素子902において、放射線のうちエネルギの高い成分に起因する信号が、それぞれ取得できる。つまり、互いに隣接する画素PIXで、異なる放射線エネルギの情報を保持することができる。このように隣接する画素PIXで、異なるエネルギ成分の放射線から取得される情報を保持することによって、後述する方法を用いてエネルギサブトラクションを行うことができる。 As described above, in the first conversion element 901, the signal caused by the high-energy component and the low-energy component of the radiation, and in the second conversion element 902, the signal caused by the high-energy component of the radiation. You can get each. That is, information on different radiation energies can be held by pixel PIXs adjacent to each other. By holding the information acquired from the radiations of different energy components in the adjacent pixel PIXs in this way, energy subtraction can be performed by using the method described later.

図3は、第1の変換素子901を有する画素PIXAと第2の変換素子902を有する画素PIXBおよび画素PIXCとの断面構造の一例が模式的に示される。ここでは、図面の上側から放射線を入射させるとして説明するが、図面の下側から放射線を入射させてもよい。図3(a)において、第1の変換素子901および第2の変換素子902が基板310と基板310の入射面の側に配されたシンチレータ904との間に配される。さらに、図3(a)では、画素PIXBにおいて、遮光層903が、第2の変換素子902とシンチレータ904との間に配される場合を示す。また、図3(b)は、第1の変換素子901および第2の変換素子902が基板310と基板310の入射面の側を覆うシンチレータ904との間に配されることは図3(a)と同じである。一方、図3(b)の構成において、画素PIXCにおいて、遮光層903が、第2の変換素子902と基板310の入射面とは反対の裏面の側に配されたシンチレータ905との間に配される場合を示す。 FIG. 3 schematically shows an example of a cross-sectional structure of a pixel PIXA having a first conversion element 901 and a pixel PIXB and a pixel PIXC having a second conversion element 902. Here, it is described that the radiation is incident from the upper side of the drawing, but the radiation may be incident from the lower side of the drawing. In FIG. 3A, the first conversion element 901 and the second conversion element 902 are arranged between the substrate 310 and the scintillator 904 arranged on the incident surface side of the substrate 310. Further, FIG. 3A shows a case where the light-shielding layer 903 is arranged between the second conversion element 902 and the scintillator 904 in the pixel PIXB. Further, in FIG. 3B, it is shown in FIG. 3A that the first conversion element 901 and the second conversion element 902 are arranged between the substrate 310 and the scintillator 904 that covers the incident surface side of the substrate 310. ) Is the same. On the other hand, in the configuration of FIG. 3B, in the pixel PIXC, the light-shielding layer 903 is arranged between the second conversion element 902 and the scintillator 905 arranged on the back surface side opposite to the incident surface of the substrate 310. Indicates the case where it is done.

それぞれの画素PIXの変換素子Sは、シンチレータ904、905で発光した光を透過するガラス基板などの絶縁性を有する基板310の上に配される。それぞれ画素PIXは、基板310の上に、導電層311、絶縁層312、半導体層313、不純物半導体層314および導電層315を、この順番で含む。導電層311は、スイッチTを構成するトランジスタ(例えばTFT)のゲート電極を構成する。絶縁層312は、導電層311を覆うように配置され、半導体層313は、絶縁層312を介して導電層311のうちゲート電極を構成する部分の上に配されている。不純物半導体層314は、スイッチTを構成するトランジスタの2つの主端子(ソース、ドレイン)を構成するように半導体層313の上に配されている。導電層315は、スイッチTを構成するトランジスタの2つの主端子(ソース、ドレイン)にそれぞれ接続された配線パターンを構成している。導電層315の一部は、列信号線Sigを構成し、他の一部は、変換素子SとスイッチTとを接続するための配線パターンを構成する。 The conversion element S of each pixel PIX is arranged on an insulating substrate 310 such as a glass substrate that transmits the light emitted by the scintillators 904 and 905. Each pixel PIX includes a conductive layer 311, an insulating layer 312, a semiconductor layer 313, an impurity semiconductor layer 314, and a conductive layer 315 on the substrate 310 in this order. The conductive layer 311 constitutes a gate electrode of a transistor (for example, a TFT) constituting the switch T. The insulating layer 312 is arranged so as to cover the conductive layer 311, and the semiconductor layer 313 is arranged on the portion of the conductive layer 311 constituting the gate electrode via the insulating layer 312. The impurity semiconductor layer 314 is arranged on the semiconductor layer 313 so as to form two main terminals (source and drain) of the transistor constituting the switch T. The conductive layer 315 constitutes a wiring pattern connected to each of the two main terminals (source and drain) of the transistors constituting the switch T. A part of the conductive layer 315 constitutes the column signal line Sigma, and the other part constitutes a wiring pattern for connecting the conversion element S and the switch T.

それぞれの画素PIXは、さらに、絶縁層312および導電層315を覆う層間絶縁膜316を含む。層間絶縁膜316には、導電層315のうちスイッチTを構成する部分と接続するためのコンタクトプラグ317が設けられている。また、それぞれの画素PIXは、層間絶縁膜316の上に配された変換素子Sを含む。図3に示される例では、変換素子Sは、シンチレータ904、905で放射線から変換された光を電気信号に変換する間接型の変換素子として構成されている。変換素子Sは、層間絶縁膜316の上に積層された導電層318、絶縁層319、半導体層320、不純物半導体層321、導電層322、電極層325を含む。変換素子Sの上には、保護層323および接着層324が配される。シンチレータ904は、接着層324の上に、基板310の入射面の側を覆うように配される。また、シンチレータ905は、基板310の入射面とは反対の裏面の側を覆うように配される。 Each pixel PIX further includes an interlayer insulating film 316 that covers the insulating layer 312 and the conductive layer 315. The interlayer insulating film 316 is provided with a contact plug 317 for connecting to a portion of the conductive layer 315 that constitutes the switch T. Further, each pixel PIX includes a conversion element S arranged on the interlayer insulating film 316. In the example shown in FIG. 3, the conversion element S is configured as an indirect type conversion element that converts light converted from radiation by scintillators 904 and 905 into an electric signal. The conversion element S includes a conductive layer 318, an insulating layer 319, a semiconductor layer 320, an impurity semiconductor layer 321 and a conductive layer 322, and an electrode layer 325 laminated on the interlayer insulating film 316. A protective layer 323 and an adhesive layer 324 are arranged on the conversion element S. The scintillator 904 is arranged on the adhesive layer 324 so as to cover the incident surface side of the substrate 310. Further, the scintillator 905 is arranged so as to cover the back surface side of the substrate 310 opposite to the incident surface.

導電層318は、それぞれ変換素子Sの下部電極を構成する。また、導電層322および電極層325は、それぞれの変換素子Sの上部電極を構成する。導電層318、絶縁層319、半導体層320、不純物半導体層321、および、導電層322は、変換素子SとしてMIS型センサを構成している。例えば、不純物半導体層321は、n型の不純物半導体層で形成される。 Each of the conductive layers 318 constitutes a lower electrode of the conversion element S. Further, the conductive layer 322 and the electrode layer 325 form an upper electrode of each conversion element S. The conductive layer 318, the insulating layer 319, the semiconductor layer 320, the impurity semiconductor layer 321 and the conductive layer 322 form a MIS type sensor as the conversion element S. For example, the impurity semiconductor layer 321 is formed of an n-type impurity semiconductor layer.

シンチレータ904、905は、GOS(酸硫化ガドリニウム)やCsI(ヨウ化セシウム)などの材料を用いて構成されうる。これらの材料は、貼り合わせや印刷、蒸着などによって形成されうる。シンチレータ904とシンチレータ905とは、同じ材料を用いてもよいし、取得する放射線のエネルギに応じて異なる材料を用いてもよい。 The scintillators 904 and 905 can be constructed using materials such as GOS (gadolinium acid sulfide) and CsI (cesium iodide). These materials can be formed by laminating, printing, vapor deposition, etc. The scintillator 904 and the scintillator 905 may use the same material, or different materials may be used depending on the energy of the radiation to be acquired.

本実施形態において、変換素子Sは、MIS型のセンサを用いる例を示しているが、これに限定されることはない。変換素子Sは、例えば、pn型やPIN型のフォトダイオードであってもよい。 In the present embodiment, the conversion element S shows an example in which a MIS type sensor is used, but the conversion element S is not limited thereto. The conversion element S may be, for example, a pn type or PIN type photodiode.

次いで、第2の変換素子902に配される、シンチレータ904またはシンチレータ905から入射する光を遮断するための遮光層903の配置について説明する。図3(a)に示す構成において、画素PIXBの第2の変換素子902は、基板310の入射面の側からシンチレータ904に向かって下部電極を構成する導電層318と半導体層320と上部電極を構成する導電層322とをこの順番で含む。この上部電極を構成する導電層322が、遮光層903として機能する。具体的には、導電層322をAl、Mo、Cr、Cuなど、シンチレータ904で発せられる光に対して不透明な材料で形成することによって、導電層322が遮光層903として機能する。つまり、画素PIXBの第2の変換素子902は、第1の変換素子901よりもシンチレータ904から受光できる光の量が少なくなるように、シンチレータ904と第2の変換素子902との間に遮光層903が配される。また、画素PIXBの第2の変換素子902は、画素PIXAの第1の変換素子901と同様に、シンチレータ905からの光を受光するように配される。また、図3(b)に示す構成において、画素PIXCの第2の変換素子902は、基板310の入射面の側からシンチレータ904に向かって下部電極を構成する導電層318と半導体層320と上部電極を構成する導電層322、電極層325とをこの順番で含む。この下部電極を構成する導電層318が、遮光層903として機能する。具体的には、導電層318をAl、Mo、Cr、Cuなど、シンチレータ905で発せられる光に対して不透明な材料で形成することによって、導電層322が遮光層903として機能する。つまり、画素PIXCの第2の変換素子902は、第1の変換素子901よりもシンチレータ905から受光できる光の量が少なくなるように、シンチレータ905と第2の変換素子902との間に遮光層903が配される。また、画素PIXCの第2の変換素子902は、画素PIXAの第1の変換素子901と同様に、シンチレータ904からの光を受光するように配される。 Next, the arrangement of the light-shielding layer 903 for blocking the light incident from the scintillator 904 or the scintillator 905, which is arranged on the second conversion element 902, will be described. In the configuration shown in FIG. 3A, the second conversion element 902 of the pixel PIXB comprises a conductive layer 318, a semiconductor layer 320, and an upper electrode forming a lower electrode from the incident surface side of the substrate 310 toward the scintillator 904. The constituent conductive layer 322 is included in this order. The conductive layer 322 constituting the upper electrode functions as a light-shielding layer 903. Specifically, the conductive layer 322 functions as a light-shielding layer 903 by forming the conductive layer 322 with a material such as Al, Mo, Cr, or Cu that is opaque to the light emitted by the scintillator 904. That is, the second conversion element 902 of the pixel PIXB has a light-shielding layer between the scintillator 904 and the second conversion element 902 so that the amount of light that can be received from the scintillator 904 is smaller than that of the first conversion element 901. 903 is arranged. Further, the second conversion element 902 of the pixel PIXB is arranged so as to receive the light from the scintillator 905, similarly to the first conversion element 901 of the pixel PIXA. Further, in the configuration shown in FIG. 3B, the second conversion element 902 of the pixel PIXC includes the conductive layer 318, the semiconductor layer 320, and the upper portion forming the lower electrode from the incident surface side of the substrate 310 toward the scintillator 904. The conductive layer 322 and the electrode layer 325 constituting the electrode are included in this order. The conductive layer 318 constituting the lower electrode functions as a light-shielding layer 903. Specifically, by forming the conductive layer 318 with a material that is opaque to the light emitted by the scintillator 905, such as Al, Mo, Cr, and Cu, the conductive layer 322 functions as the light-shielding layer 903. That is, the second conversion element 902 of the pixel PIXC has a light-shielding layer between the scintillator 905 and the second conversion element 902 so that the amount of light that can be received from the scintillator 905 is smaller than that of the first conversion element 901. 903 is arranged. Further, the second conversion element 902 of the pixel PIXC is arranged so as to receive the light from the scintillator 904, similarly to the first conversion element 901 of the pixel PIXA.

一方、画素PIXAの第1の変換素子901において、導電層318および電極層325には、ITO(酸化インジウムスズ)など、シンチレータ904で発せられる光に対して透明な材料が用いられる。これによって、隣接する画素PIXAと画素PIXBまたは画素PIXCとの間でエネルギ成分の異なる信号を取得することができる。 On the other hand, in the first conversion element 901 of the pixel PIXA, a material transparent to the light emitted by the scintillator 904, such as ITO (indium tin oxide), is used for the conductive layer 318 and the electrode layer 325. Thereby, signals having different energy components can be acquired between the adjacent pixel PIXA and the pixel PIXB or the pixel PIXC.

また、本実施形態において、画素PIXBの導電層322および画素PIXCの導電層318を単層構造とする例を示したが、これに限られることはない。例えば、画素PIXBの導電層322および画素PIXCの導電層318において、透明な材料と不透明な材料とを積層させてもよく、その場合、不透明な材料の面積で遮光量が決定する。また、本実施形態において、画素PIXBの導電層322および画素PIXCの導電層318を遮光層903として機能させたが、遮光層903の配置はこれに限られることはない。例えば、画素PIXBにおいて、保護層323の中にシンチレータ904から入射する光に対し、Al、Mo、Cr、Cuなどを用いた専用の遮光層903を配してもよい。この場合、遮光層903の電位を一定の電位に固定して用いてもよい。 Further, in the present embodiment, an example in which the conductive layer 322 of the pixel PIXB and the conductive layer 318 of the pixel PIXC have a single-layer structure is shown, but the present invention is not limited to this. For example, in the conductive layer 322 of the pixel PIXB and the conductive layer 318 of the pixel PIXC, a transparent material and an opaque material may be laminated, and in that case, the amount of light shielding is determined by the area of the opaque material. Further, in the present embodiment, the conductive layer 322 of the pixel PIXB and the conductive layer 318 of the pixel PIXC are made to function as the light-shielding layer 903, but the arrangement of the light-shielding layer 903 is not limited to this. For example, in the pixel PIXB, a dedicated light-shielding layer 903 using Al, Mo, Cr, Cu, or the like may be arranged in the protective layer 323 with respect to the light incident from the scintillator 904. In this case, the potential of the light-shielding layer 903 may be fixed at a constant potential for use.

また、図3(b)に示す画素PIXCのように、シンチレータ905からの光を遮断する場合、シンチレータ905からの光を受光する画素PIXAのスイッチTや列信号線Sigの位置を画素PIXCの側に寄せて配してもよい。このような配置にすることによって、画素PIXAにおいて、第1の変換素子901のシンチレータ905に対する開口率を上げることができる。 Further, when the light from the scintillator 905 is blocked as in the pixel PIXC shown in FIG. 3B, the positions of the switch T of the pixel PIXA and the column signal line Sigma that receive the light from the scintillator 905 are set on the side of the pixel PIXC. You may arrange it close to. With such an arrangement, in the pixel PIXA, the opening ratio of the first conversion element 901 to the scintillator 905 can be increased.

また、遮光層903は、上述のようにシンチレータ904またはシンチレータ905から第2の変換素子902への光を完全に遮光する必要はない。隣接する画素PIXAと、画素PIXBまたは画素PIXCと、の間で、遮光層903が配される側のシンチレータ904またはシンチレータ905からの受光する量が異なるようにすれば、エネルギサブトラクションは可能である。このような場合、画素PIXAの第1の変換素子901が受光する光に対して何%の光が、画素PIXBまたは画素PIXCの第2の変換素子902に入射するかを事前に調べておき、第1の変換素子901の出力を基準に差分処理をすることによって補正できる。 Further, the light-shielding layer 903 does not need to completely block the light from the scintillator 904 or the scintillator 905 to the second conversion element 902 as described above. Energy subtraction is possible if the amount of light received from the scintillator 904 or the scintillator 905 on the side where the light-shielding layer 903 is arranged differs between the adjacent pixel PIXA and the pixel PIXB or the pixel PIXC. In such a case, it is investigated in advance what percentage of the light received by the first conversion element 901 of the pixel PIXA is incident on the second conversion element 902 of the pixel PIXB or the pixel PIXC. It can be corrected by performing difference processing with reference to the output of the first conversion element 901.

図3に示されるように、基板310の入射面に対する正射影において、列信号線Sigのそれぞれが、画素PIXの一部と重なるように配される。このような構成は、それぞれの画素PIXの変換素子Sの面積を大きくする点において有利であるが、一方、列信号線Sigと変換素子Sとの間の容量結合が大きくなるという点で不利である。変換素子Sに放射線が入射し、変換素子Sに電荷が蓄積されて下部電極である導電層318の電位が変化すると、列信号線Sigと変換素子Sとの間の容量結合によって列信号線Sigの電位が変化するクロストークが発生してしまう。図4(a)、(b)は、このクロストークへの対応方法を示している。複数の変換素子Sのうち列方向と交差する行方向に並ぶ変換素子Sにおいて、含まれる遮光層903が配される第2の変換素子902を有する画素PIXの数が、行ごとに同じになるように配置する。また、複数の変換素子Sのうち列方向に並ぶ変換素子Sにおいて、含まれる複数の第2の変換素子902を有する画素PIXの数が、列ごとに同じになるように配置する。このように配置することによって、行、列単位でのクロストークによるアーチファクトの発生が抑制できる。 As shown in FIG. 3, in the orthogonal projection of the substrate 310 on the incident surface, each of the column signal lines Sigma is arranged so as to overlap a part of the pixel PIX. Such a configuration is advantageous in that the area of the conversion element S of each pixel PIX is increased, but is disadvantageous in that the capacitive coupling between the column signal line Sigma and the conversion element S is large. be. When radiation is incident on the conversion element S, electric charges are accumulated in the conversion element S, and the potential of the conductive layer 318, which is the lower electrode, changes, the column signal line Sigma is capacitively coupled between the column signal line Sigma and the conversion element S. Crosstalk occurs in which the potential of the is changed. FIGS. 4A and 4B show a method of dealing with this crosstalk. In the conversion elements S arranged in the row direction intersecting the column direction among the plurality of conversion elements S, the number of pixels PIX having the second conversion element 902 on which the included light-shielding layer 903 is arranged is the same for each row. Arrange as follows. Further, in the conversion elements S arranged in the column direction among the plurality of conversion elements S, the number of pixels PIX having the plurality of second conversion elements 902 included is the same for each row. By arranging in this way, it is possible to suppress the occurrence of artifacts due to crosstalk in row and column units.

また、放射線撮像装置210が、放射線の照射開始を自動で検知する機能を有していてもよい。この場合、例えば、ゲート線VgをスイッチTがオン/オフするように動作させ、当該変換素子Sからの信号を読み出し、出力信号から放射線照射の有無を判定する。遮光層903を備える第2の変換素子902を有する画素PIXの数が行ごとに異なる場合、行ごとに出力される信号量が変わり、検知精度がばらついてしまう。そのため、図4(a)、(b)に示されるように、複数の変換素子Sのうち列方向と交差する行方向に並ぶ変換素子Sにおいて、含まれる遮光層903が配される第2の変換素子902を有する画素PIXの数が、行ごとに同じになるように配置する。このような配置をすることによって、放射線の照射開始を自動で検知する検知精度が安定する。 Further, the radiation imaging device 210 may have a function of automatically detecting the start of irradiation of radiation. In this case, for example, the gate wire Vg is operated so that the switch T is turned on / off, the signal from the conversion element S is read out, and the presence or absence of radiation irradiation is determined from the output signal. When the number of pixels PIX having the second conversion element 902 including the light-shielding layer 903 is different for each row, the amount of signals output for each row changes, and the detection accuracy varies. Therefore, as shown in FIGS. 4A and 4B, in the conversion elements S arranged in the row direction intersecting the column direction among the plurality of conversion elements S, the included light-shielding layer 903 is arranged in the second conversion element S. The number of pixels PIX having the conversion element 902 is arranged to be the same for each row. With such an arrangement, the detection accuracy of automatically detecting the start of radiation irradiation is stabilized.

また、図4(b)の画素PIXの配置例は、図4(a)の画素PIXの配置例に比べて、第2の変換素子902を有する画素PIXの密度を減らしている。シンチレータ905からの光は、基板310を介して変換素子Sに入射するため、基板310の厚さによって光が拡散し、MTF(Modulation Transfer Function)が低下してしまう。このため、第2の変換素子902を有する画素PIXの密度を減らしても実質的に解像力の低下が起こらない。つまり、第2の変換素子902が、2つのシンチレータのうち基板310を介して対向するシンチレータ905が発する光を受光する場合、第1の変換素子901を備える画素PIXの数よりも、第2の変換素子902を備える画素PIXの数の方が少なくてもよい。 Further, in the arrangement example of the pixel PIX of FIG. 4B, the density of the pixel PIX having the second conversion element 902 is reduced as compared with the arrangement example of the pixel PIX of FIG. 4A. Since the light from the scintillator 905 is incident on the conversion element S via the substrate 310, the light is diffused depending on the thickness of the substrate 310, and the MTF (Modulation Transfer Function) is lowered. Therefore, even if the density of the pixel PIX having the second conversion element 902 is reduced, the resolution does not substantially decrease. That is, when the second conversion element 902 receives the light emitted by the scintillators 905 facing each other via the substrate 310 among the two scintillators, the number of pixels PIX including the first conversion element 901 is larger than the number of pixels PIX. The number of pixel PIXs including the conversion element 902 may be smaller.

また、シンチレータ905からの基板310を介した光の拡散を抑制しMTFの低下を低減するために、機械研磨や化学研磨によって、基板310の厚さを薄くしてもよい。また、MTFの低下を低減するために、図3に示すように、シンチレータ905と基板310との間に、シンチレータで発せられた光に指向性を付与するルーバー層やマイクロレンズなどの散乱防止層326を設けてもよい。また、MTFの低下を低減するために、コンピュータ240の信号処理部241における画像処理で、鮮鋭化処理によって解像力を上げてもよい。また、シンチレータ904からの光による低エネルギ成分と、シンチレータ905からの光による高エネルギ成分とのMTFを合わせる方法として、解像力を上げる以外にも、解像力の高い方を低い方に合わせてMTFを低下させる。その後、エネルギサブトラクション処理を行ってもよい。 Further, in order to suppress the diffusion of light from the scintillator 905 through the substrate 310 and reduce the decrease in MTF, the thickness of the substrate 310 may be reduced by mechanical polishing or chemical polishing. Further, in order to reduce the decrease in MTF, as shown in FIG. 3, between the scintillator 905 and the substrate 310, a scattering prevention layer such as a louver layer or a microlens that imparts directivity to the light emitted by the scintillator. 326 may be provided. Further, in order to reduce the decrease in MTF, the resolution may be increased by sharpening processing in the image processing in the signal processing unit 241 of the computer 240. Further, as a method of combining the MTF of the low energy component due to the light from the scintillator 904 and the high energy component due to the light from the scintillator 905, in addition to increasing the resolution, the MTF is decreased by adjusting the higher resolution to the lower resolution. Let me. After that, energy subtraction processing may be performed.

次いで、図5を参照しながら放射線撮像装置210および放射線撮像システム200の動作を説明する。ここでは、図2に示される、それぞれ変換素子Sを備える4行4列の画素PIXを含む撮像パネル212を有する放射線撮像装置210の動作を例に説明する。放射線撮像システム200の動作は、コンピュータ240によって制御される。放射線撮像装置210の動作は、コンピュータ240による制御の下で、制御部214によって制御される。 Next, the operation of the radiation imaging device 210 and the radiation imaging system 200 will be described with reference to FIG. Here, the operation of the radiation image pickup apparatus 210 having the image pickup panel 212 including the pixel PIX of 4 rows and 4 columns each including the conversion element S, which is shown in FIG. 2, will be described as an example. The operation of the radiation imaging system 200 is controlled by the computer 240. The operation of the radiation imaging device 210 is controlled by the control unit 214 under the control of the computer 240.

まず、放射線源230からの放射線の放射、換言すると、放射線撮像装置210への放射線の照射が開始されるまで、制御部214は、駆動回路114および読出回路113に空読みを実施させる。空読みは、駆動回路114が画素アレイ112のそれぞれの行のゲート線Vg1〜Vg4に供給されるゲート信号を順にアクティブレベルに駆動し、変換素子Sに蓄積されているダーク電荷をリセットするものである。ここで、空読みの際、積分増幅器105のリセットスイッチには、アクティブレベルのリセットパルスが供給され、列信号線Sigが基準電位にリセットされる。ダーク電荷とは、変換素子Sに放射線が入射しないにも関わらず発生する電荷である。 First, the control unit 214 causes the drive circuit 114 and the read circuit 113 to perform blank reading until the radiation from the radiation source 230, in other words, the radiation to the radiation imaging device 210 is started. In the blank reading, the drive circuit 114 drives the gate signals supplied to the gate lines Vg1 to Vg4 in each row of the pixel array 112 to the active level in order, and resets the dark charge accumulated in the conversion element S. be. Here, at the time of blank reading, an active level reset pulse is supplied to the reset switch of the integrating amplifier 105, and the column signal line Sigma is reset to the reference potential. The dark charge is a charge generated even though no radiation is incident on the conversion element S.

制御部214は、例えば、曝射制御部220からコンピュータ240を介して供給される開始通知に基づいて、放射線源230からの放射線の放射の開始を認識することができる。また、図1に示すように、放射線撮像装置210に画素アレイ112のバイアス線Bsまたは列信号線Sigなどを流れる電流を検出する検出回路216が設けられてもよい。制御部214は、検出回路216の出力に基づいて放射線源230からの放射線の照射の開始を認識することができる。 The control unit 214 can recognize the start of radiation from the radiation source 230, for example, based on the start notification supplied from the exposure control unit 220 via the computer 240. Further, as shown in FIG. 1, the radiation imaging apparatus 210 may be provided with a detection circuit 216 for detecting a current flowing through a bias line Bs or a column signal line Sigma of the pixel array 112. The control unit 214 can recognize the start of irradiation of radiation from the radiation source 230 based on the output of the detection circuit 216.

放射線が照射されると、制御部214は、スイッチTを開かれた状態(オフ状態)に制御する。これによって、放射線の照射によって変換素子Sに発生した電荷が蓄積される。放射線の照射が終了まで、制御部214は、この状態で待機する。 When the radiation is applied, the control unit 214 controls the switch T in an open state (off state). As a result, the electric charge generated in the conversion element S due to the irradiation of radiation is accumulated. The control unit 214 stands by in this state until the irradiation of radiation is completed.

次に、制御部214は、駆動回路114および読出回路113に本読みを実行させる。本読みでは、駆動回路114が、画素アレイ112のそれぞれの行のゲート線Vg1〜Vg4に供給されるゲート信号をアクティブレベルに駆動する。そして、読出回路113は、列信号線Sigを介して変換素子Sに蓄積されている電荷を読み出し、マルチプレクサ108、バッファ109およびAD変換器110を通して放射線画像データとしてコンピュータ240に出力する。 Next, the control unit 214 causes the drive circuit 114 and the read circuit 113 to execute the main reading. In this reading, the drive circuit 114 drives the gate signals supplied to the gate lines Vg1 to Vg4 in each row of the pixel array 112 to the active level. Then, the reading circuit 113 reads out the electric charge stored in the conversion element S via the column signal line Sigma, and outputs it to the computer 240 as radiographic image data through the multiplexer 108, the buffer 109, and the AD converter 110.

次にオフセット画像データの取得について説明する。変換素子Sは、放射線を照射しない状態においても、ダーク電荷が溜まり続ける。このため、制御部214は、放射線を照射せずに放射線画像データを取得する際と同様の動作を行うことによって、オフセット画像データを取得する。放射線画像データからオフセット画像データを引き算することで、ダーク電荷によるオフセット成分が除去できる。 Next, acquisition of offset image data will be described. The conversion element S continues to accumulate dark charges even when it is not irradiated with radiation. Therefore, the control unit 214 acquires the offset image data by performing the same operation as when acquiring the radiation image data without irradiating the radiation. By subtracting the offset image data from the radiation image data, the offset component due to the dark charge can be removed.

次に、図6を用いて動画を撮像するための駆動について説明する。動画を撮像する場合、高速に読み出すため、同時に複数のゲート線Vgをアクティブレベルに駆動する。このとき、第1の変換素子901を備える画素PIXと第2の変換素子902を有する画素PIXとの信号を1つの列信号配線Sigに出力してしまうと、エネルギ成分を分離できなくなってしまう。そのため、図6に示すように、ゲート線Vg1とゲート線Vg3とに供給されるゲート信号を同時にアクティブレベルにすることによって、第1の変換素子901である変換素子S12と変換素子S32との信号が列信号線Sig2に出力される。同時に、第2の変換素子902である変換素子S11と変換素子S31との信号が列信号線Sig1へ出力される。第1の変換素子901と第2の変換素子902との信号を、それぞれ異なる列信号線Sigに出力することによって、エネルギサブトラクション処理ができる。 Next, the drive for capturing a moving image will be described with reference to FIG. When capturing a moving image, a plurality of gate lines Vg are driven to an active level at the same time in order to read them at high speed. At this time, if the signal of the pixel PIX having the first conversion element 901 and the pixel PIX having the second conversion element 902 is output to one column signal wiring Sigma, the energy component cannot be separated. Therefore, as shown in FIG. 6, by simultaneously setting the gate signals supplied to the gate line Vg1 and the gate line Vg3 to the active level, the signals of the conversion element S12 and the conversion element S32, which are the first conversion elements 901, are set. Is output to the column signal line Sigma2. At the same time, the signals of the conversion element S11 and the conversion element S31, which are the second conversion elements 902, are output to the column signal line Sig1. Energy subtraction processing can be performed by outputting the signals of the first conversion element 901 and the second conversion element 902 to different column signal lines Sigma.

次に、本実施形態における画像処理フローについて、図7を用いて説明する。まず、ステップS910において、制御部214は、上述の空読みを行った後、放射線画像データを取得するために、放射線の照射中に変換素子Sで生成される電荷を蓄積するように制御する。次いで、制御部214は、ステップS911において、駆動回路114および読出回路113に本読みを実行させ、放射線画像データを読み出す。このステップS911で、放射線画像データがコンピュータ240に出力される。次いで、制御部214は、ステップS912においてオフセット画像データを取得するための蓄積動作を行い、ステップ913において、オフセット画像データを駆動回路114および読出回路113に読み出させ、コンピュータ240に出力させる。 Next, the image processing flow in this embodiment will be described with reference to FIG. 7. First, in step S910, the control unit 214 controls to accumulate the electric charge generated by the conversion element S during irradiation of radiation in order to acquire the radiation image data after performing the above-mentioned blank reading. Next, in step S911, the control unit 214 causes the drive circuit 114 and the read circuit 113 to perform the main reading, and reads out the radiographic image data. In step S911, the radiographic image data is output to the computer 240. Next, the control unit 214 performs a storage operation for acquiring the offset image data in step S912, and in step 913, causes the drive circuit 114 and the read circuit 113 to read the offset image data, and causes the computer 240 to output the offset image data.

次いで、コンピュータ240の信号処理部241は、ステップS911で取得した放射線画像データを、ステップS913で取得したオフセット画像データで引き算することによってオフセット補正を行う。信号処理部241は、次に、ステップS915において、オフセット補正後の放射線画像データを、第1の変換素子901から出力される放射線画像データと、第2の変換素子902から出力される放射線画像データに分離する。ここでは、第2の変換素子902は、図3(a)の構成において、図中の上から放射線が入射し、シンチレータ904からの光が遮光され、シンチレータ905からの高エネルギの放射線によって生じる光を受光するものとして説明する。また、第1の変換素子901から出力された放射線画像データを両面画像データ、第2の変換素子902から出力された放射線画像データを片面画像データとそれぞれ表記する。 Next, the signal processing unit 241 of the computer 240 performs offset correction by subtracting the radiation image data acquired in step S911 with the offset image data acquired in step S913. Next, in step S915, the signal processing unit 241 uses the radiation image data after offset correction as the radiation image data output from the first conversion element 901 and the radiation image data output from the second conversion element 902. Separate into. Here, in the configuration of FIG. 3A, the second conversion element 902 receives radiation from above in the figure, blocks light from the scintillator 904, and emits light generated by high-energy radiation from the scintillator 905. Will be described as receiving light. Further, the radiation image data output from the first conversion element 901 is referred to as double-sided image data, and the radiation image data output from the second conversion element 902 is referred to as single-sided image data.

信号処理部241は、次いで、ステップS916において、被写体が無い状態で撮影したゲイン補正用画像データを用いて、両面画像データのゲイン補正を行う。また、信号処理部241は、ステップS917において、ゲイン補正用画像データを用いて、両面画像データのゲイン補正を行う。 Next, in step S916, the signal processing unit 241 performs gain correction of the double-sided image data using the gain correction image data taken in the absence of a subject. Further, in step S917, the signal processing unit 241 corrects the gain of the double-sided image data by using the image data for gain correction.

ゲイン補正を行った後、信号処理部241は、ステップS918において、第1の変換素子901を含まない画素PIX、換言すると第2の変換素子902を有する画素PIXの両面画像データの欠落を補うための画素補間を行う。同様に信号処理部241は、ステップS919において、第2の変換素子902を含まない画素PIX、換言すると第1の変換素子901を有する画素PIXの片面画像データの欠落を補うための画素補間を行う。このステップS918、S919での画素補間について、図8を用いて説明する。ここでは、図4(b)に示される、第1の変換素子901を備える画素PIXの方が、第2の変換素子902を備える画素PIXよりも多い場合の配置を例に説明する。 After performing the gain correction, the signal processing unit 241 compensates for the lack of double-sided image data of the pixel PIX not including the first conversion element 901, in other words, the pixel PIX having the second conversion element 902 in step S918. Pixel interpolation of. Similarly, in step S919, the signal processing unit 241 performs pixel interpolation for compensating for the lack of single-sided image data of the pixel PIX that does not include the second conversion element 902, in other words, the pixel PIX that has the first conversion element 901. .. The pixel interpolation in steps S918 and S919 will be described with reference to FIG. Here, an arrangement in which the number of pixel PIXs including the first conversion element 901 shown in FIG. 4B is larger than the number of pixel PIXs including the second conversion element 902 will be described as an example.

まず、図8(a)を用いて、両面画像データの画素補間について説明する。片面画像データを出力する第2の変換素子902を有する画素Eの両面画像データは、画素Eに隣接する両面画像データを出力する第1の変換素子901を有する画素A、B、C、D、F、G、H、Iの両面画像データを用いて補間する。例えば、信号処理部241は、画素Eに隣接する8画素の両面画像データの平均値を用いて、画素Eの両面画像データを補間してもよい。また例えば、信号処理部241は、画素B、D、F、Hのように、隣接する一部の画素の両面画像データの平均値を用いて、画素Eの両面画像データを補間してもよい。ステップS918において、画素補間を行うことによって、それぞれの画素PIXの放射線の高エネルギ成分および低エネルギ成分によって生成された放射線画像データが生成される。 First, pixel interpolation of double-sided image data will be described with reference to FIG. 8A. The double-sided image data of the pixel E having the second conversion element 902 for outputting the single-sided image data is the pixels A, B, C, D having the first conversion element 901 for outputting the double-sided image data adjacent to the pixel E. Interpolation is performed using double-sided image data of F, G, H, and I. For example, the signal processing unit 241 may interpolate the double-sided image data of the pixel E by using the average value of the double-sided image data of eight pixels adjacent to the pixel E. Further, for example, the signal processing unit 241 may interpolate the double-sided image data of the pixel E by using the average value of the double-sided image data of some adjacent pixels, such as the pixels B, D, F, and H. .. By performing pixel interpolation in step S918, radiation image data generated by the high-energy component and the low-energy component of the radiation of each pixel PIX is generated.

次に、図8(b)を用いて、片面画像データの画素補間について説明する。両面画像データを出力する第1の変換素子901を有する画素Jの片面画像データは、画素Jに隣接する片面画像データを出力する第2の変換素子902を有する画素K、L、M、Nの片面画像データを用いて補間する。例えば、信号処理部241は、画素Jに隣接する4画素の片面画像データの平均値を用いて、画素Jの片面画像データを補間してもよい。この場合、例えば、画素Jの配される位置から画素Kまでの距離と画素Nまでの距離とは異なる。そのため、距離に応じて、それぞれ画素K、L、M、Nから出力される片面画像データに対して重みづけをして平均化してもよい。ステップS919において、画素補間を行うことによって、それぞれの画素PIXの放射線の高エネルギ成分によって生成された放射線画像データが生成される。 Next, pixel interpolation of single-sided image data will be described with reference to FIG. 8B. The single-sided image data of the pixel J having the first conversion element 901 that outputs the double-sided image data is the pixels K, L, M, N having the second conversion element 902 that outputs the single-sided image data adjacent to the pixel J. Interpolate using single-sided image data. For example, the signal processing unit 241 may interpolate the single-sided image data of the pixel J by using the average value of the single-sided image data of four pixels adjacent to the pixel J. In this case, for example, the distance from the position where the pixel J is arranged to the pixel K and the distance to the pixel N are different. Therefore, the single-sided image data output from the pixels K, L, M, and N may be weighted and averaged according to the distance. By performing pixel interpolation in step S919, radiation image data generated by the high energy component of the radiation of each pixel PIX is generated.

次いで、信号処理部241は、ステップS920において、放射線の低エネルギ成分による放射線画像データを生成する。上述のように、第2の変換素子902の放射線が入射する側に遮光層903を設けた場合、片面画像データは、高エネルギ成分による放射線画像データとなる。また、両面画像データは、高エネルギと低エネルギの両方の成分を有する放射線画像データとなる。このため、画素補間された両面画像データのから画素保管された片面画像データを引き算することによって、低エネルギ成分の放射線画像データを生成することができる。 Next, in step S920, the signal processing unit 241 generates radiographic image data based on the low energy component of radiation. As described above, when the light-shielding layer 903 is provided on the side where the radiation of the second conversion element 902 is incident, the single-sided image data becomes the radiation image data due to the high energy component. Further, the double-sided image data is radiation image data having both high-energy and low-energy components. Therefore, it is possible to generate low-energy component radiographic image data by subtracting the pixel-stored single-sided image data from the pixel-interpolated double-sided image data.

また、第2の変換素子902の放射線が入射する側と反対側に遮光層903を設けた場合、片面画像データは、低エネルギ成分による放射線画像データとなる。このため、画素補間された両面画像データのから画素保管された片面画像データを引き算することによって、高エネルギ成分の放射線画像データを生成することができる。しかしながら、高エネルギ成分による放射線画像は、放射線の入射する側のシンチレータ904で吸収しきれなかった放射線の成分のため、シンチレータ905からの光量は、シンチレータ904からの光量よりも少ない。そのため、両面画像データから片面画像データを減算して、高エネルギ成分の放射線画像データを生成すると、低エネルギ成分の放射線画像データのノイズが、高エネルギ成分の放射線画像データに乗ってしまう。結果として、高エネルギ成分の放射線画像データのS/N比が低くなってしまう。このため、上述の本実施形態に示すように、第2の変換素子902の放射線が入射する側を遮光し、両面画像データを高エネルギ成分+低エネルギ成分、片面画像データを高エネルギ成分の画像データとする。そして、両面画像データから片面画像データを減算し、低エネルギ画像を生成する方が、S/N比が向上しうる。 Further, when the light-shielding layer 903 is provided on the side opposite to the side on which the radiation of the second conversion element 902 is incident, the single-sided image data becomes the radiation image data due to the low energy component. Therefore, it is possible to generate high-energy component radiographic image data by subtracting the pixel-stored single-sided image data from the pixel-interpolated double-sided image data. However, the amount of light from the scintillator 905 is less than the amount of light from the scintillator 904 because the radiation image with the high energy component is a component of radiation that cannot be completely absorbed by the scintillator 904 on the side where the radiation is incident. Therefore, when the single-sided image data is subtracted from the double-sided image data to generate the high-energy component radiation image data, the noise of the low-energy component radiation image data is added to the high-energy component radiation image data. As a result, the S / N ratio of the radiographic image data of the high energy component becomes low. Therefore, as shown in the present embodiment described above, the side where the radiation of the second conversion element 902 is incident is shielded, the double-sided image data is an image of a high energy component + a low energy component, and the single-sided image data is an image of a high energy component. Let it be data. Then, the S / N ratio can be improved by subtracting the single-sided image data from the double-sided image data to generate a low-energy image.

信号処理部241は、ステップS922において、エネルギサブトラクション画像の生成を行う。具体的には、信号処理部241ステップS920で取得した第1の変換素子901のそれぞれから出力される信号と第2の変換素子902のそれぞれから出力される信号との差分と、第2の変換素子902のそれぞれから出力される信号と、の差分をとる。これによって、高エネルギ成分の放射線画像データと低エネルギ成分の放射線画像データとの差分であるエネルギサブトラクション画像が生成される。 The signal processing unit 241 generates an energy subtraction image in step S922. Specifically, the difference between the signal output from each of the first conversion elements 901 acquired in the signal processing unit 241 step S920 and the signal output from each of the second conversion elements 902, and the second conversion. The difference between the signal output from each of the elements 902 and the signal is taken. As a result, an energy subtraction image, which is the difference between the radiation image data of the high energy component and the radiation image data of the low energy component, is generated.

また、信号処理部241は、ステップS918において第1の変換素子901からそれぞれ出力された両面画像データに基づいて、ステップS920においてエネルギサブトラクションをしない通常の放射線画像を生成してもよい。第1の変換素子901は、放射線の入射する側のシンチレータ904からの光と、放射線が入射する側と反対側のシンチレータ905からの光とを受光する。これによって、一方のシンチレータで発光する光のみを受光する場合よりも、通常の放射線画像において、高いS/N比を得ることができる。 Further, the signal processing unit 241 may generate a normal radiation image without energy subtraction in step S920 based on the double-sided image data output from the first conversion element 901 in step S918. The first conversion element 901 receives the light from the scintillator 904 on the side where the radiation is incident and the light from the scintillator 905 on the side opposite to the side where the radiation is incident. As a result, a higher S / N ratio can be obtained in a normal radiographic image than in the case of receiving only the light emitted by one scintillator.

ここで、特許文献1に示されるような、放射線画像の1つの画素データを生成するために、放射線の入射する側のシンチレータの光のみを受光する変換素子と反対側のシンチレータの光のみを受光する変換素子との2つの変換素子を配する放射線撮像装置を考える。この2つの変換素子から出力される2つの信号の差分をとりエネルギサブトラクション画像を生成し、また、2つの信号を加算することによって通常の放射線画像を生成することができる。しかしながら、1つの画素データを生成するために、2つの変換素子が必要となることによって、構造が複雑になり、製造コストが上昇してしまう可能性がある。また、1つ1つの変換素子の大きさが小さくなり、得られる信号のS/N比が低下してしまう可能性がある。また、通常の放射線画像を生成する際、2つの信号を加算する際、それぞれの信号に重畳するノイズも加算されてしまうため、S/N比が低くなる可能性がある。一方、本実施形態において、複数の画素PIXのうち、第2の変換素子902を備える一部の画素PIXにのみ、シンチレータ904またはシンチレータ905からの光を遮断するための遮光層903が配される。つまり、一部の画素PIXに遮光層903を追加するだけでよいため、構造が複雑にならず、製造コストを抑制しつつ、エネルギサブトラクション画像を取得できる放射線撮像装置が実現できる。また、第1の変換素子901は、シンチレータ904およびシンチレータ905から発せられる光を受光するため、入射する放射線に対する感度が向上し、結果として、得られる放射線画像の画質が向上しうる。さらに、通常の放射線画像を生成する際においても、2つのシンチレータ904、905で発光した光を受光することで生成される信号から放射線画像が生成される。このため、特許文献1のような構造と比較して、通常の放射線画像を撮影した際のS/N比が向上する。 Here, in order to generate one pixel data of a radiation image as shown in Patent Document 1, only the light of the scintillator on the side opposite to the conversion element that receives only the light of the scintillator on the side where the radiation is incident is received. Consider a radiation imaging device that arranges two conversion elements with a conversion element. An energy subtraction image can be generated by taking the difference between the two signals output from the two conversion elements, and a normal radiation image can be generated by adding the two signals. However, since two conversion elements are required to generate one pixel data, the structure may become complicated and the manufacturing cost may increase. In addition, the size of each conversion element may become smaller, and the S / N ratio of the obtained signal may decrease. Further, when generating a normal radiographic image, when adding two signals, noise superimposed on each signal is also added, so that the S / N ratio may be lowered. On the other hand, in the present embodiment, the light-shielding layer 903 for blocking the light from the scintillator 904 or the scintillator 905 is arranged only in a part of the pixel PIXs including the second conversion element 902 among the plurality of pixel PIXs. .. That is, since it is only necessary to add the light-shielding layer 903 to a part of the pixel PIX, it is possible to realize a radiation imaging device capable of acquiring an energy subtraction image while suppressing the manufacturing cost without complicating the structure. Further, since the first conversion element 901 receives the light emitted from the scintillator 904 and the scintillator 905, the sensitivity to the incident radiation is improved, and as a result, the image quality of the obtained radiation image can be improved. Further, even when generating a normal radiation image, a radiation image is generated from a signal generated by receiving the light emitted by the two scintillators 904 and 905. Therefore, as compared with the structure as in Patent Document 1, the S / N ratio when a normal radiographic image is taken is improved.

また、本実施形態において、1つの撮像パネル212を用いて、被写体に対して1回の放射線照射(ワンショット法)で2つの異なるエネルギ成分の放射線の放射線画像を記録することができる。このため、2つの撮像パネルを用いてエネルギサブトラクション画像を生成する放射線撮像装置と比較して、放射線撮像装置の部品点数が少なくなり製造コストが低減できる。また、放射線撮像装置210の重量を削減することが可能となるため、可搬型のユーザにとって使い勝手のよい放射線撮像装置が実現できる。また、1つの撮像パネルでエネルギサブトラクション画像を生成するため、2つの撮像パネル間での変換素子同士の位置ずれの問題が発生しない放射線撮像装置が実現できる。さらに、エネルギサブトラクション画像だけでなく、通常の放射線画像を生成において、高いS/N比の放射線画像の生成が可能な放射線撮像装置が実現できる。 Further, in the present embodiment, one imaging panel 212 can be used to record a radiation image of radiation of two different energy components by irradiating a subject with one radiation (one-shot method). Therefore, as compared with the radiation imaging device that generates an energy subtraction image using two imaging panels, the number of parts of the radiation imaging device is reduced, and the manufacturing cost can be reduced. Further, since the weight of the radiation imaging device 210 can be reduced, it is possible to realize a radiation imaging device that is easy to use for a portable user. Further, since the energy subtraction image is generated by one imaging panel, it is possible to realize a radiation imaging apparatus in which the problem of positional deviation between the conversion elements between the two imaging panels does not occur. Further, it is possible to realize a radiation imaging device capable of generating a radiation image having a high S / N ratio in generating not only an energy subtraction image but also a normal radiation image.

以上、本発明に係る実施形態を示したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態は適宜変更、組み合わせが可能である。 Although the embodiments according to the present invention have been described above, it goes without saying that the present invention is not limited to these embodiments, and the above-described embodiments may be appropriately modified or combined without departing from the gist of the present invention. It is possible.

210:放射線撮像装置、310:基板、901:第1の変換素子、902:第2の変換素子、903:遮光層、904,905:シンチレータ 210: Radiation imaging device, 310: Substrate, 901: First conversion element, 902: Second conversion element, 903: Light-shielding layer, 904,905: Scintillator

Claims (16)

複数の変換素子が2次元アレイ状に配された光を透過する基板と、前記基板の第1の面の側に配された第1のシンチレータと、前記基板のうち前記第1の面とは反対の第2の面の側に配された第2のシンチレータと、を含む放射線撮像装置であって、
前記複数の変換素子は、複数の第1の変換素子と複数の第2の変換素子とを含み、
前記複数の第1の変換素子は、前記第1のシンチレータおよび前記第2のシンチレータからの光を受光するように配され、
前記複数の第2の変換素子は、前記第1の変換素子よりも前記第1のシンチレータから受光できる光の量が少なくなるように、前記第1のシンチレータと前記複数の第2の変換素子のそれぞれとの間に遮光層が配され、かつ、前記第2のシンチレータからの光を受光するように配されることを特徴とする放射線撮像装置。
A substrate on which a plurality of conversion elements are arranged in a two-dimensional array for transmitting light, a first scintillator arranged on the side of the first surface of the substrate, and the first surface of the substrate A radiographic imaging device that includes a second scintillator located on the opposite side of the second surface.
The plurality of conversion elements include a plurality of first conversion elements and a plurality of second conversion elements.
The plurality of first conversion elements are arranged so as to receive light from the first scintillator and the second scintillator.
The plurality of second conversion elements include the first scintillator and the plurality of second conversion elements so that the amount of light that can be received from the first scintillator is smaller than that of the first conversion element. A radiation imaging device characterized in that a light-shielding layer is arranged between each of them and is arranged so as to receive light from the second scintillator.
前記複数の変換素子は、前記第1の面と前記第1のシンチレータとの間に配されることを特徴とする請求項1に記載の放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to claim 1, wherein the plurality of conversion elements are arranged between the first surface and the first scintillator. 前記複数の変換素子は、前記第1の面の側から前記第1のシンチレータに向かって第1の電極と半導体層と第2の電極とをこの順番で含み、
前記複数の第2の変換素子において、前記第2の電極が前記遮光層として機能することを特徴とする請求項2に記載の放射線撮像装置。
The plurality of conversion elements include a first electrode, a semiconductor layer, and a second electrode in this order from the side of the first surface toward the first scintillator.
The radiation imaging apparatus according to claim 2, wherein the second electrode functions as the light-shielding layer in the plurality of second conversion elements.
前記第2のシンチレータと前記第2の面との間に散乱防止層が配されることを特徴とする請求項2または3に記載の放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to claim 2 or 3, wherein an anti-scattering layer is arranged between the second scintillator and the second surface. 前記複数の変換素子は、前記第2の面と前記第2のシンチレータとの間に配されることを特徴とする請求項1に記載の放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to claim 1, wherein the plurality of conversion elements are arranged between the second surface and the second scintillator. 前記複数の変換素子は、前記第2の面の側から前記第2のシンチレータに向かって第1の電極と半導体層と第2の電極とをこの順番で含み、
前記複数の第2の変換素子において、前記第1の電極が前記遮光層として機能することを特徴とする請求項5に記載の放射線撮像装置。
The plurality of conversion elements include a first electrode, a semiconductor layer, and a second electrode in this order from the side of the second surface toward the second scintillator.
The radiation imaging apparatus according to claim 5, wherein the first electrode functions as the light-shielding layer in the plurality of second conversion elements.
前記第1の面の側から放射線を入射させることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein radiation is incident from the side of the first surface. 前記第2の面の側から放射線を入射させることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein radiation is incident from the side of the second surface. 前記放射線撮像装置は、前記複数の変換素子で生成された信号を出力するための列方向に沿った複数の信号線をさらに含み、
前記複数の変換素子のうち前記列方向と交差する行方向に並ぶ変換素子において、含まれる前記複数の第2の変換素子の数が、行ごとに同じことを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載の放射線撮像装置。
The radiation imaging apparatus further includes a plurality of signal lines along the column direction for outputting signals generated by the plurality of conversion elements.
The first to eighth aspects of the plurality of conversion elements, wherein the number of the plurality of second conversion elements included in the conversion elements arranged in the row direction intersecting the column direction is the same for each row. The radiation imaging device according to any one item.
前記複数の変換素子のうち前記列方向に並ぶ変換素子において、含まれる前記複数の第2の変換素子の数が、列ごとに同じことを特徴とする請求項9に記載の放射線撮像装置。 The radiation imaging device according to claim 9, wherein the number of the plurality of second conversion elements included in the conversion elements arranged in the row direction among the plurality of conversion elements is the same for each row. 前記放射線撮像装置は、前記複数の変換素子で生成された信号を出力するための列方向に沿った複数の信号線をさらに含み、
前記複数の変換素子のうち前記列方向に並ぶ変換素子において、含まれる前記複数の第2の変換素子の数が、列ごとに同じことを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載の放射線撮像装置。
The radiation imaging apparatus further includes a plurality of signal lines along the column direction for outputting signals generated by the plurality of conversion elements.
The method according to any one of claims 1 to 8, wherein the number of the plurality of second conversion elements included in the conversion elements arranged in the column direction among the plurality of conversion elements is the same for each column. The radiation imaging device described.
前記複数の第1の変換素子の数よりも前記複数の第2の変換素子の数の方が少ないことを特徴とする請求項1乃至11の何れか1項に記載の放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to any one of claims 1 to 11, wherein the number of the plurality of second conversion elements is smaller than the number of the plurality of first conversion elements. 請求項1乃至12の何れか1項に記載の放射線撮像装置と、
前記放射線撮像装置からの信号を処理する信号処理部と、を備えることを特徴とする放射線撮像システム。
The radiation imaging apparatus according to any one of claims 1 to 12.
A radiation imaging system including a signal processing unit that processes a signal from the radiation imaging device.
前記信号処理部は、前記複数の第1の変換素子のそれぞれから出力される信号と前記複数の第2の変換素子のそれぞれから出力される信号とに基づいて、エネルギサブトラクション画像を生成することを特徴とする請求項13に記載の放射線撮像システム。 The signal processing unit generates an energy subtraction image based on the signal output from each of the plurality of first conversion elements and the signal output from each of the plurality of second conversion elements. The radiation imaging system according to claim 13. 前記信号処理部は、前記複数の第1の変換素子のそれぞれから出力される信号と前記複数の第2の変換素子のそれぞれから出力される信号との差分と、前記第2の変換素子のそれぞれから出力される信号と、の差分に基づいてエネルギサブトラクション画像を生成することを特徴とする請求項13または14に記載の放射線撮像システム。 The signal processing unit has a difference between a signal output from each of the plurality of first conversion elements and a signal output from each of the plurality of second conversion elements, and each of the second conversion elements. The radiation imaging system according to claim 13 or 14, wherein an energy subtraction image is generated based on a difference between the signal output from the signal and the signal output from the signal. 前記信号処理部は、前記複数の第1の変換素子のそれぞれから出力される信号に基づいて、通常の放射線画像を生成することを特徴とする請求項13に記載の放射線撮像システム。 The radiation imaging system according to claim 13, wherein the signal processing unit generates a normal radiation image based on signals output from each of the plurality of first conversion elements.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7834321B2 (en) * 2006-07-14 2010-11-16 Carestream Health, Inc. Apparatus for asymmetric dual-screen digital radiography
JP2010056396A (en) * 2008-08-29 2010-03-11 Fujifilm Corp X-ray detection element
CA2766485C (en) * 2009-07-16 2017-07-25 Karim S. Karim Multi-layer flat panel x-ray detector
JP2011252730A (en) * 2010-05-31 2011-12-15 Fujifilm Corp Radiographic device
JP5844545B2 (en) * 2010-05-31 2016-01-20 富士フイルム株式会社 Radiography equipment
US8729478B2 (en) * 2010-06-09 2014-05-20 Carestream Health, Inc. Dual screen radiographic detector with improved spatial sampling
JP2012026932A (en) * 2010-07-26 2012-02-09 Fujifilm Corp Radiation detector
JP5557769B2 (en) * 2011-02-14 2014-07-23 富士フイルム株式会社 Radiation image detection apparatus and manufacturing method thereof
JP6528387B2 (en) * 2014-11-05 2019-06-12 コニカミノルタ株式会社 Scintillator panel and radiation detector

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