JPH09129857A - ２次元ｘ線検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体平面検出器におけるデータ信号ラインに
対するノイズ防止を行い、Ｘ線を正確に検出する。 【解決手段】データ信号ライン１-1とゲート駆動ライン
２-1との間に静電シールド部材３を設け、導電性材料か
ら形成されたグリッド支持体３２-1を静電シールド構造
になっているきょう体３１に接合部３５-1により電気的
にも固定することにより、又はグリッド３４-2を直接き
ょう体３１に接合部３５-2により電気的にも固定し、半
導体平面検出器４３と発振器等のノイズ発生源４５とを
静電シールド構造で隔離して収納し、３×３ｍｍに収ま
る開口をもつ格子状の導電パターン５１を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複数個のフォト
ダイオードをアレイ状に配列し、これらのフォトダイオ
ード毎にそのフォトダイオードを流れる電流により電荷
が蓄積されるコンデンサ及びこれらのコンデンサ毎にそ
の蓄積された電荷を所定のタイミングで出力するスイッ
チング素子を備えた２次元Ｘ線検出器に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線を被写体へ照射し、この被写体を透
過したＸ線を検出するＸ線撮像装置において、Ｘ線を検
出するＸ線検出器として、Ｘ線フィルムを使用する方法
が主流であった。近年、Ｘ線画像を電子的に記録する方
法( 以下に説明する３つの方法 )も開発されて臨床に使
用されている。 ( ａ )Ｘ線Ｉ．Ｉ．( イメージ・インテンシファイア )
−ＴＶカメラ Ｘ線−電子変換及び電子の像倍−光変換を行うＸ線Ｉ．
Ｉ．とその映像を電子化するカメラ( 撮像管やＣＣＤ(c
harge coupled device )が使用されている )によって電
子化Ｘ線像を得る。Ｘ線画像は一旦電子化されれば、記
録は電子的なメモリ媒体( 半導体メモリ、光磁気ディス
ク、磁気テープ等 )に記憶される。 ( ｂ )ＣＲ( コンピューテッド・ラジオグラフ ) 最初にＸ線像を輝尽発光体のイメージング・プレートの
うえに形成する。イメージングプレートは、Ｘ線の照射
によって輝尽物質が励起されたＸ線像が記録される。可
視化するためには、これにレーザ光を当てて再度励起さ
せて物質がエネルギー順位間を遷移する際に放出する光
( レーザの波長とは異なる光 )を検出してその強弱によ
り電子的なＸ線像を得る。 ( ｃ )ＤＦＲ( ディジタイズド・フィルム・ラジオグラ
フィー ) 主流のＸ線フィルムに記録されたＸ線像をレーザでスキ
ャンして透過光を検出して、その強弱により電子的なＸ
線像を得る。

【０００３】さらに、上述したａ、ｂ、ｃ及びスクリー
ンフィルムに比べて、より直接的に電子化画像が得ら
れ、かつ装置がコンパクトに構成される半導体平面検出
器が開発されている。

【０００４】例えば、半導体平面検出器は、米国特許Ｕ
ＳＰ４，６８９，４８７に記載されている。図１６は、
この半導体平面検出器を搭載したデジタルラジオグラフ
ィシステムの構成を示すブロック図である。

【０００５】Ｘ線制御部１０１は高圧電圧の電源を形成
すると共に、この高圧電圧の電源を制御して、適切な電
流、適切な通電時間でＸ線管１０２を通電制御する。こ
の通電制御を受けてＸ線管１０２はＸ線を放射する。放
射されたＸ線は被写体１０３に照射され、この被写体１
０３を透過したＸ線が蛍光体１０４へ入射する。

【０００６】この蛍光体１０４でその入射したＸ線のエ
ネルギーが光エネルギーに変換され、光増幅器１０５で
増幅された後、後述する半導体平面検出器１０６により
検出される。なお、蛍光体１０４、光増幅器１０５及び
半導体平面検出器１０６により、２次元Ｘ線検出器が構
成されている。

【０００７】半導体平面検出器１０６により、後述する
ように、光の平面的な状態はシリアルの電気信号に変換
される。この電気信号は、Ａ／Ｄ( analogue/digital )
変換部１０７へ出力され、このＡ／Ｄ変換部１０７によ
りデジタルデータに変換されて、画像メモリ１０８に記
憶される。

【０００８】この画像メモリ１０８に記憶されたデジタ
ルデータは、画像処理部１０９により読取られ、各種デ
ータ処理及び画像に再構成する処理を行って、その再構
成した画像データをＤ／Ａ変換部１１０へ出力する。こ
のＤ／Ａ変換部１１０は、その入力された画像データを
アナログ信号に変換して、ＴＶモニタ１１１へ出力し、
ＴＶモニタ１１１は、この入力されたアナログ信号に基
づいて表示を行う。

【０００９】また、画像処理部１０９は、各種データ処
理により得られたデータに基づいてＸ線制御部１０１へ
指令信号( フィードバック信号 )を出力するようになっ
ている。Ｘ線制御部１０１は、入力された指令信号に基
づいて、Ｘ線管の制御の修正変更を行うようになってい
る。

【００１０】なお、２次元Ｘ線検出器は、光増幅器を有
しない構成として、蛍光体から発せられた光をＸ線半導
体平面検出器で直接検出する構成のものがあり、また、
２次元検出器は、光を検出する半導体平面検出器の代わ
りにＸ線を直接検出するＸ線半導体平面検出器を用いた
ものがある。もちろん、この場合には、蛍光体、光増幅
器は不要となる。

【００１１】図１７は、前述した半導体平面検出器１０
６の構成を示す一部ブロック図を含む回路図である。Ｘ
線検出素子は、図１８に示すように、入射光量に応じて
信号電流を流すフォトダイオード１１２と、このフォト
ダイオード１１２からの信号電流により電荷を蓄積する
コンデンサ( 以下蓄積用コンデンサと称する )１１３
と、この蓄積用コンデンサ１１３に蓄積された電荷を外
部に電流として出力するためのＴＦＴ(薄膜トランジス
タ )１１４とから構成されている。

【００１２】なお、フォトダイオード１１２のカソード
端子と蓄積用コンデンサ１１３の一方の端子との接続点
は逆バイアス電源( −Ｖｎ )に接続され、フォトダイオ
ード１１２のアノード端子と蓄積用コンデンサ１１３の
他方の端子との接続点はＴＦＴ１１４のソース端子へ接
続されている。

【００１３】半導体平面検出器１０６は、このＸ線検出
素子を列(Column)及びライン(Row)にアレイ状に構成し
ている。さらに、ＴＦＴ１１４のゲート端子は、ライン
毎に共通に接続され、ゲートドライバ１１５の各ライン
出力端子に接続されている。

【００１４】このゲートドライバ１１５の各ライン出力
端子から、それぞれ時間系列的に順番にパルス状の制御
信号が出力するようになっており、このパルス状の制御
信号により、同じラインのＴＦＴ１１４は同時にオン動
作するが、異なるラインのＴＦＴ１１４はそれぞれ時間
系列的に順番にオン動作する。

【００１５】また、ＴＦＴ１１４のドレイン端子は、列
毎に共通に接続され、リードアウトアンプ(Read-out Am
plifier)１１６とコンデンサ( 以下時定数用コンデンサ
と称する )１１７とリセットスイッチ１１８とからなる
積分回路を介して、マルチプレクサ１１９の各入力端子
に接続されている。

【００１６】このマルチプレクサ１１９は、前記ゲート
ドライバ１１５の各ライン出力端子から出力される１パ
ルスの間に各入力端子に入力される信号をそれぞれ時間
系列的に順番に１つずつ取込んでその出力端子から出力
するようになっている。

【００１７】従って、ゲートドライバ１１５の各ライン
出力端子から出力されたパルス状の制御信号により、１
ラインのＴＦＴ１１４が同時のオン動作すると、蓄積用
コンデンサ１１３に蓄積された電荷がＴＦＴ１１４を通
過して出力され、この電流は積分回路にを介して電圧に
変換され、マルチプレクサ１１９により順番に１つずつ
( １ラインの１画素ずつ )出力される。このようにして
１ラインの読取りが終了すると、次のラインの読取りが
開始される。すなわち、テレビジョンの走査線のよう
に、ライン毎に各Ｘ線検出素子１個ずつ( １画素ずつ )
順番に検出信号を読取って、１画面分の撮像データ( ビ
デオ信号 )として出力するようになっている。

【００１８】なお、ゲートドライバ１１５から各Ｘ線検
出素子( ＴＦＴ１１４のゲート端子)へデータ読取りの
タイミングを制御する信号を供給するゲート駆動ライン
と、各Ｘ線検出素子( ＴＦＴ１１４のドレイン端子 )か
らマルチプレクサ１１９へ蓄積電荷の信号を供給するデ
ータ信号ラインとは直交している。また、Ｘ線を直接検
出するＸ線半導体平面検出器としては、例えばフォトダ
イオード１１２をＸ線を電気信号に変換する素子に置き
換えて実現できる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】ゲート駆動ラインとデ
ータ信号ラインとは直交しているので、その間に浮動容
量が形成され、ゲート駆動ラインにおける電位変動( 立
上がり時の高周波成分 )が、容量性結合によりデータ信
号ラインにノイズを発生させるという問題があった。

【００２０】さらに、画素数、すなわちＸ線検出素子が
多くなると、データ信号ラインに発生するノイズの大き
さ( 振幅 )が増大してダイナミックレンジを低減すると
いう問題があった。例えば、ゲート駆動ラインとデータ
信号ラインとのクロス部の浮動容量を０．０３ｐＦ／画
像、１データ信号ライン中の画素数＝４０００、ゲート
駆動ラインの電位変動＝１ｍＶとした場合、データ信号
ラインの最大ノイズＮは、 Ｎ＝０．０３×４００
０×０．００１＝０．１２ｐＣとなる。ダイナミックレ
ンジを十分に得るためには、０．００１ｐＣ以下に抑え
る必要があり、そのためには１／１００以上のノイズ低
減が必要となる。

【００２１】また、ゲート駆動ラインには高速クロック
信号が流れ、この高速クロック信号( 基本周波数の高調
波成分 )に起因するノイズが、ゲート駆動ラインを媒体
( アンテナ )として外部へ放射されるという問題があっ
た。

【００２２】また、データ信号ラインが、外部からの電
磁気的作用による影響を受け易いという問題があった。
なお、この問題については検出面に金属シールドを施す
ことによりある程度は解消するが、入射Ｘ線もまた減衰
されるので、Ｓ／Ｎ(signal/noise)比が悪化するという
問題があった。

【００２３】そこでこの発明は、半導体平面検出器にお
けるデータ信号ラインに対するノイズ防止を行い、Ｘ線
を正確に検出することができる２次元Ｘ線検出器を提供
することを目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】請求項１対応の発明は、
Ｘ線像を２次元的に配列された複数の検出素子により撮
影し、電気信号として出力する２次元Ｘ線検出器におい
て、Ｘ線を電気信号に変換するＸ線一電気変換手段と、
Ｘ線一電気変換手段により変換された電気信号を電荷と
して蓄積する蓄積手段と、蓄積手段に蓄積された電荷の
読出しを制御するスイッチング素子と、スイッチング素
子への制御信号を伝達する制御信号ラインと、スイツチ
ング素子を介して出力される電荷を伝達するデータ信号
ラィンと、制御信号ラインとデータ信号ラインの間に設
けられた静電シールド手段とを備えたものである。

【００２５】請求項２対応の発明は、請求項１対応の発
明において、静電シールド手段は、定電位源に電気的に
接続された導伝性部材であるものである。請求項３対応
の発明は、請求項２対応の発明において、静電シールド
手段は、制御信号ライン又はデータ信号ラインの少なく
とも一方に平行に形成された導電層であるものである。

【００２６】請求項４対応の発明は、請求項２又は請求
項３のいずれか１項対応の発明において、静電シールド
手段は、制御ラインとデータ信号ラインが立体的に交差
する箇所について静電シールド効果を高めたものであ
る。

【００２７】請求項５対応の発明は、Ｘ線像を２次元的
に配列された複数の検出素子により撮影し、電気信号と
して出力する２次元Ｘ線検出器において、Ｘ線を光に変
換するＸ線一光変換手段と、光を電気信号に変換する光
一電気変換手段と、光一電気変換手段を載置する光透過
性の支持体と、支持体の光一電気変換手段載置面の反対
側面に設けられ、かつ、定電位源に電気的に接続された
導電性の部材で構成された光反射部材とを備えたもので
ある。

【００２８】請求項６対応の発明は、請求項１乃至請求
項５のいずれか１項対応の発明において、Ｘ線一電気変
換手段は、Ｘ線を光に変換する蛍光体と、蛍光体から発
せられる光を電気信号に変換するフォトダイオードとか
らなるものである。

【００２９】請求項７対応の発明は、請求項１乃至請求
項５のいずれか１項対応の発明において、Ｘ線一電気変
換手段は、Ｘ線の強度変化を電気信号の変化に変換する
ものであるものである。

【００３０】請求項８対応の発明は、Ｘ線像を２次元的
に配列された複数の検出素子により撮影し、電気信号と
して出力する２次元Ｘ線検出器において、Ｘ線遮蔽部材
とＸ線透過部材を交互に配置したものであり、かつ、Ｘ
線遮蔽部材を定電位源に電気的に接続された導電性部材
で構成した散乱Ｘ線除去グリッドと、グリッドを透通し
たＸ線像を電気信号に変換するΧ線平面検出器とを備え
たものである。

【００３１】請求項９対応の発明は、Ｘ線像を２次元的
に配列された複数の検出素子により撮影し、電気信号と
して出力する２次元Ｘ線検出器において、Ｘ線を電気信
号に変換するＸ線一電気変換手段と、Ｘ線一電気変換手
段により変換された電気信号を電荷として蓄積する蓄積
手段と、蓄積手段に蓄積された電荷の読出しを制御する
スイッチング素子と、スイッチング素子への制御信号を
伝達する制御信号ラインと、スイツチング素子を介して
出力される電荷を伝達するデータ信号ラィンと、Ｘ線遮
蔽部材とＸ線透過部材を交互に配置したものであり、か
つ、Ｘ線遮蔽部材を定電位源に電気的に接続された導電
性部材で構成した散乱Ｘ線除去グリッドとを設け、この
散乱Ｘ線除去グリッドを制御信号ラインに対して直交し
て配置したものである。

【００３２】請求項１０対応の発明は、Ｘ線像を２次元
的に配列された複数の検出素子により撮影し、電気信号
として出力する２次元Ｘ線検出器において、Ｘ線を電気
信号に変換するＸ線一電気変換手段と、Ｘ線一電気変換
手段により変換された電気信号を電荷として蓄積する蓄
積手段と、蓄積手段に蓄積された電荷の読出しを制御す
るスイッチング素子と、スイッチング素子への制御信号
を伝達する制御信号ラインと、スイツチング素子を介し
て出力される電荷を伝達するデータ信号ラィンと、Ｘ線
遮蔽部材とＸ線透過部材を交互に配置したものであり、
かつ、Ｘ線遮蔽部材を定電位源に電気的に接続された導
電性部材で構成した散乱Ｘ線除去グリッドとを設け、こ
の散乱Ｘ線除去グリッドをデータ信号ラインに対して直
交して配置したものである。

【００３３】請求項１１対応の発明は、請求項８対応の
発明において、散乱Ｘ線除去グリッド及びＸ線平面検出
器を一体的に収納するものであり、かつ、少なくともそ
の一部を定電位源に電気的に接続された導電性部材で構
成されたきょう体を備えたものである。

【００３４】請求項１２対応の発明は、Ｘ線像を複数の
画素により撮影し、電気信号として出力する２次元Ｘ線
検出器において、開口部を有する導電性部材を定電位源
に電気的に接続した静電シールド手段と、開口部を透過
したＸ線像を電気信号に変換するＸ線平面検出器とを備
えたものである。

【００３５】請求項１３対応の発明は、請求項１２対応
の発明において、静電シールド手段は、格子状に形成さ
れた導電性部材を備えたものであるものである。請求項
１４対応の発明は、請求項１２対応の発明において、シ
ールド手段の開口部は、一辺が３ｍｍの四角形に納まる
大きさであるものである。

【００３６】請求項１５対応の発明は、請求項１２乃至
請求項１４のいずれか１項対応の発明において、静電シ
ールド手段及びＸ線平面検出器を一体的に収納するもの
であり、かつ、少なくともその一部を定電位源に電気的
に接続された導電性部材で構成されたきょう体を備える
ものである。

【００３７】請求項１６対応の発明は、請求項２乃至請
求項１５のいずれか１項対応の発明において、定電位源
は、グランド電位に対して一定の電位差を有するもので
あるものである。請求項１７対応の発明は、請求項２乃
至請求項１５のいずれか１項対応の発明において、定電
位源は、グランド電位であるものである。

【００３８】

【発明の実施の形態】この発明の第１の実施の形態を図
１乃至図５を参照して説明する。なお、この第１の実施
の形態及び以降の実施の形態において、発明を適用した
２次元Ｘ線検出器の基本的な構成は、従来の技術で説明
したもの( 図１６乃至図１８参照 )とほとんど同じであ
るので、ここではその説明は省略する。

【００３９】図１は、一部のデータ信号ラインとゲート
駆動ラインとを示す上面図であり、図２は、一部のデー
タ信号ラインとゲート駆動ラインとを示す斜視図であ
る。１-1はデータ信号ラインであり、２-1及び２-2はゲ
ート駆動ラインである。このゲート駆動ライン２-1，２
-2に平行に静電シールド部材３が、前記データ信号ライ
ン１-1との間に配置されている。前記静電シールド部材
３は、グラウンド電位( ０Ｖ )又はＸ線検出素子等が収
納された箱型のきょう体の電磁シールドと同電位になっ
ている。

【００４０】このような構成の第１の実施の形態におい
て、データ信号ライン１-1とゲート駆動ライン２-1，２
-2との間に静電シールド部材３を設けたことにより、デ
ータ信号ライン１-1と静電シールド部材３とは浮動容量
Ｃａで結合され、静電シールド部材３とゲート駆動ライ
ン２-1，２-2とは浮動容量Ｃｂで結合される。

【００４１】従って、データ信号ライン１-1とゲート駆
動ライン２-1，２-2とは、直列の浮動容量Ｃａと浮動容
量Ｃｂとの合成容量Ｃｃで結合される。このとき、静電
シールド部材３がないときのデータ信号ライン１-1とゲ
ート駆動ライン２-1，２-2との間の浮動容量をＣｐとす
ると、データ信号ライン１-1とゲート駆動ライン２-1，
２-2との結合は、静電シールド部材３とグラウンドとの
間のインピーダンスが十分小さい場合にＣｃ／Ｃｐに低
減し、Ｃｃが０に近ければ、データ信号ライン１-1とゲ
ート駆動ライン２-1，２-2との結合はほとんどなくな
る。

【００４２】このようにこの第１の実施の形態によれ
ば、データ信号ライン１-1とゲート駆動ライン２-1，２
-2との間に静電シールド部材３を設けたことにより、デ
ータ信号ライン１-1とゲート駆動ライン２-1，２-2との
浮動容量による容量性結合を低減することができ、ゲー
ト駆動ライン２-1，２-2の電位変動が原因で発生するデ
ータ信号ライン１-1のノイズを低減して、Ｘ線を正確に
検出することができる。

【００４３】さらに、この静電シールド部材３をグラウ
ンド電位にしたことにより、データ信号ライン１-1とゲ
ート駆動ライン２-1，２-2との浮動容量による容量性結
合をほとんどなくすことができ、ゲート駆動ライン２-
1，２-2の電位変動が原因で発生するデータ信号ライン
１-1のノイズを防止することができ、Ｘ線をより正確に
検出することができる。

【００４４】なお、図３にこの第１の実施の形態の変形
例を示す。この変形例は、データ信号ライン１-1とゲー
ト駆動ライン２-1との間に設ける静電シールド部材４
が、データ信号ライン１-1とゲート駆動ライン２-1とが
クロス( 立体交差 )する位置で、特に形状を大きくする
など静電シールド効果を強化したものである。

【００４５】図４は、この静電シールド部材を組み込ん
だ実際の半導体平面検出器の要部構造を示す断面図であ
る。支持体１１上の複数のＴＦＴ領域にはゲート電極１
２が形成され、その上にＳｉＮｘ層１３が形成される。
このＳｉＮｘ層１３の上には、ＴＦＴ領域にはａ−Ｓｉ
層１４及びドレイン電極１５、ソース電極１６が形成さ
れる。なお、前記ドレイン電極１５と前記ソース電極１
６とは、前記ａ−Ｓｉ層１４を介して接続されており、
直接接触しないようになっている。

【００４６】支持体１１は、光透過性の部材( 例えばガ
ラス )で構成されている。この支持体１１の素子載置面
裏側には、導電性の反射部材( 例えばアルミ蒸着により
形成される )１０がほぼ全面にわたって設けられてい
る。この反射部材１０はグラウンド電位に電気的に接続
されている。

【００４７】前記ゲート電極１２と前記ａ−Ｓｉ層１４
との間の、前記ＳｉＮｘ層１３中には静電シールド層(
静電シールド部材 )１７が形成される。また、前記ドレ
イン電極１５と前記ａ−Ｓｉ層１４との間の隙間にはｎ
+ ａ−Ｓｉ層１８，１９が形成される。以上によりＴＦ
Ｔ領域にＴＦＴが形成される。

【００４８】一方、支持体１１上の複数のＰＤ領域に
は、前記ＳｉＮｘ層１３及び前記ソース電極１６が形成
されており、その上にｎ+ 層２０、ｉ層２１、Ｐ+ 層２
２からなるＰｉｎ構造のフォトダイオードが形成されて
いる。

【００４９】前記複数個のＴＦＴ上には第１のポリイミ
ド樹脂層２３が形成され、前記複数個のフォトダイオー
ド上には透明電極２４が形成されている。前記第１のポ
リイミド樹脂層２３上には、前記各フォトダイオードの
前記透明電極２４間を接続する金属電極２５が形成され
ている。前記透明電極２４及び前記金属電極２５上に
は、第２のポリイミド樹脂層２６が形成されている。こ
の第２のポリイミド樹脂層２６上には、透明保護膜２
７、蛍光体２８、光反射層２９が形成されている。

【００５０】従って、上方から被検体を透過したＸ線
が、光反射層２９を透過して蛍光体２８に入射される。
このとき上方から入射される可視光は、光反射層２９に
より反射されて蛍光体２８には入射されないようになっ
ている。蛍光体２８で入射Ｘ線のエネルギーは光のエネ
ルギーに変換され、この光が透明保護膜２７及び第２の
ポリイミド樹脂層２６を透過し、さらに透明電極２４を
介してフォトダイオードにより受光される。

【００５１】以上が実際の半導体平面検出器の要部構成
であるが、この場合では、静電シールド層１７により、
ゲート電極１２とドレイン電極１５、ａ−Ｓｉ層１４、
ソース電極１６との間に設けられているので、浮動容量
をなくしてゲート電極の電位変動が原因で発生するドレ
イン電極１５、ａ−Ｓｉ層１４、ソース電極１６のノイ
ズを低減することができる。一方、ゲート電極１２の高
速クロック信号に起因するノイズがこの半導体平面検出
器外部へ漏れるのを、支持体１１のグラウンド電位に接
続された反射部材１０により防止( 遮蔽 )することがで
きる。さらに、この半導体平面検出器の外部のノイズが
侵入するのも、この反射部材１０により防止( 遮蔽 )す
ることができる。

【００５２】なお、図５はゲート電極１２に対する静電
シールド層１７の形状の各種変形例( １７-1、１７-2、
１７-3 )を示す図である。また、上記実施の形態では、
静電シールド部材３，４をゲート駆動ラインに対して平
行に配置したが、静電シールド部材３，４をデータ信号
ラインに対して平行に配置する構成としても良い。

【００５３】この発明の第２の実施の形態を図６乃至図
８を参照して説明する。図６は、Ｘ線半導体検出器を使
用し、グリッドが一体化されたＸ線検出器を示す斜視図
である。

【００５４】半導体平面検出器は、きょう体( ケース )
３１の内部に収納されている。このきょう体３１は静電
シールドボックス構造になっており、このきょう体３１
の上方は開口となっている。この開口を、平行に複数本
のグリッドを埋設したグリッド支持体３２が閉塞するよ
うに固定されている。

【００５５】図７は、前記グリッド支持体３２が導電性
材料により形成された場合のＸ線検出器の一部を示す断
面図であり、図８は、前記グリッド支持体３２が非導電
性材料により形成された場合のＸ線検出器の一部を示す
断面図である。

【００５６】３３は、図４に示すような半導体平面検出
器である。図７に示すように、３４-1は、導電性材料に
より形成されたグリッド支持体３２-1に埋設されたグリ
ッドである。前記きょう体３１と前記グリッド支持体３
２-1とは、導電性接着剤又ははんだ付け等により形成さ
れた接合部２５-1により電気的にも機械的にも固定され
ている。前記きょう体３１は基本的に静電シールドボッ
クス構造であるから同電位になっているが、通常ケーブ
ル等により外部ユニットと接続されているので、グラウ
ンド電位とする。

【００５７】一方、図８に示すように、３４-2は非導電
性材料により形成された前記グリッド支持体３２-2中に
差込まれたグリッドで、このグリッド３４-2の一端は前
記グリッド支持体３２-2から突出している。前記きょう
体３１と前記グリッド支持体３２-2とは、導電性接着剤
又ははんだ付け等ににより形成された接合部３５-2によ
り機械的に固定されていると共に、前記グリッド３４-2
の前記グリッド支持体３２-2から突出した一端が、前記
接合部３５-2を介して電気的にも機械的にも前記きょう
体３１と固定されている。

【００５８】さらに、図９に示すように、この非導電性
材料により形成された前記グリッド支持体３２-2を使用
した場合には、前記グリッド３４-2のＸ線遮蔽部材を半
導体平面検出器３３のゲート駆動ライン３６又はデータ
信号ライン３６に対して直交する方向に配置する。

【００５９】また、図１０に示すように、前記グリッド
３４-2に対して直交する方向に導電ライン３７を配置
し、しかも前記グリッド３４-2と導電ライン３７とが交
差する点を、導電性接着剤又ははんだ付け等により接合
すると共に、その一端を接合部３５-2を介して電気的に
も機械的にも前記きょう体３１に固定する。

【００６０】このような構成の第２の実施の形態におい
て、半導体平面検出器３３のゲート駆動ライン３６を流
れる高速クロック信号( 基本周波数の高調波成分 )に起
因するノイズが、ゲート駆動ライン３６を媒体( アンテ
ナ )として外部へ放射されるが、グリッド支持体３２-1
又はグリッド３４-2により低減される。もちろん、この
ゲート駆動ライン３６からのノイズばかりでなく、この
Ｘ線検出器の内部に発生したノイズが外部に放射される
のを低減する。同様に外部から入射するノイズも、グリ
ッド支持体３２-1又はグリッド３４-2により低減され
る。逆に、外部からデータ信号ライン３６へ混入するノ
イズも、グリッド３４-2のＸ線遮蔽部材により低減され
る。

【００６１】このようにこの第２の実施の形態によれ
ば、導電性材料から形成されたグリッド支持体３２-1を
静電シールド構造になっているきょう体３１に接合部３
５-1により電気的にも固定することにより、又はグリッ
ド３４-2を直接きょう体３１に接合部３５-2により電気
的にも固定することにより、半導体平面検出器３３のゲ
ート駆動ライン３６からのノイズ等が外部に放射される
のを低減することができると共に、外部から入射するノ
イズを低減することができる。従って、データ信号ライ
ンに対するノイズ防止を行い、Ｘ線を正確に検出するこ
とができる。さらに、外部へ放射するノイズを低減する
ことができるという効果が得られる。

【００６２】また、グリッド３４-2を半導体平面検出器
３３のゲート駆動ライン３６に対して直交する方向に配
置すること、又はグリッド３４-2に直交する導電ライン
３７を配置してその交差点を導電性接着剤又ははんだ付
け等により接合することにより、ゲート駆動ライン３６
から外部へ放射されるノイズ及び外部から入射するノイ
ズをより効果的に低減することができる。また、データ
信号ラインとＸ線遮蔽部材の方向を直交にした場合は、
データ信号ラインに外部のノイズが混入するのを防ぐこ
とができる。

【００６３】この発明の第３の実施の形態を図１１及び
図１２を参照して説明する。図１１は、半導体平面検出
器を使用し、グリッドが一体化され、さらにクロックを
発生させる発振器等を備えたＸ線検出器を示す斜視図で
あり、図１２は、その内部を示す断面図である。

【００６４】きょう体( ケース )４１は、静電シールド
ボックス構造になっており、同電位で通常ケーブル等に
より外部ユニットと接続されて、グラウンド電位となっ
ている。このきょう体４１の内部は、完全に隔離された
２個のスペースを有する構造になっており、一方の広い
方のスペース( 以下検出系スペースと称する )４２に
は、半導体平面検出器４３が収納され、他方の狭い方の
スペース( 以下ノイズ系スペースと称する )４４には発
振器等のノイズ発生源４５が収納される。

【００６５】前記きょう体４１の検出系スペース４２の
上方は開口となっており、この開口にグリッドが埋設さ
れたグリッド支持体４６が、前述した第２の実施の形態
で説明したように、前記開口を閉塞するように電気的及
び機械的に固定されている。なお、ノイズ系スペース４
４の上方は、前記きょう体４１と同じ材料により閉塞さ
れている。

【００６６】このような構成の第３の実施の形態におい
て、発振器等のノイズ発生源４５はノイズ系スペース４
４に収納され、半導体平面検出器４３等は検出系スペー
ス４２に収納されて、ノイズ発生源４５と半導体平面検
出器４３とは機械的にも電気的にも隔離される。従っ
て、ノイズ発生源４５から発生したノイズが半導体平面
検出器４３に入ることはない。

【００６７】このようにこの第３の実施の形態によれ
ば、Ｘ線検出器内において、半導体平面検出器４３と発
振器等のノイズ発生源４５とを静電シールド構造で隔離
して収納したことにより、ノイズ発生源４５からのノイ
ズが半導体平面検出器４３に入るを防止することができ
る。従って、データ信号ラインに対するノイズ防止を行
い、Ｘ線を正確に検出することができる。

【００６８】この発明の第４の実施の形態を図１３乃至
図１５を参照して説明する。図１３は、半導体平面検出
器を使用し、グリッドが一体化されていないＸ線検出器
で使用される静電シールド用の導電パターンの概略の構
造を示す図である。なお、図１４は、この導電パターン
の一部( Ａ部分 )を示す図である。

【００６９】この導電パターン５１は、導電性材料によ
り板状又は薄膜状( シールや直接印刷により形成したも
のを含む )でしかも格子状に形成されたものである。こ
の導電パターン５１の開口は３ｍｍ×３ｍｍの正方形に
収まる形状となっている。すなわち、開口の縦幅Ｂ＝３
ｍｍ以下、横幅Ｃ＝３ｍｍ以下である。

【００７０】これは、電磁波の速度が３０Ｇ［ｃｍ／
ｓ］で、１Ｇ［Ｈｚ］の周波数成分ののノイズの影響を
与えたり・受けたりしないようにするために、その周波
数成分のノイズ波長３０ｃｍの１／１００の開口３ｍｍ
×３ｍｍを通すようにすると、その１Ｇ［Ｈｚ］の周波
数成分のノイズの影響を５０ｄＢ低減する効果が得られ
る。

【００７１】また、前記導電パターン５１の端部は全
て、静電シールド構造になっているきょう体に電気的に
接続されている。この導電パターン５１の固定される位
置は、図１５( ａ )、図１５( ｂ )、図１５( ｃ )に示
すように、Ｘ線を光に変換するＸ線−光変換部( 蛍光体
)５２の上に配置されても良いし、またＸ線−光変換部
５２の下に配置されても良いし、また半導体平面検出器
５３の上に配置されても良いものである。

【００７２】このような構成のこの第４の実施の形態に
おいて、外部から半導体平面検出器５３へ入射するノイ
ズは、導電パターン５１により５０ｄＢ低減される。ま
た、半導体平面検出器５３から外部へ放射されるノイズ
も、導電パターン５１により５０ｄＢ低減される。

【００７３】さらに、被検体を透過したＸ線は、導電パ
ターン５１の導電性材料からなる格子部分では損失があ
るものの、開口部分では損失なく透過して半導体平面検
出器５３により検出される。従って、導電パターン５１
の格子部分を半導体平面検出器５３のフォトダイオード
領域間の不感部分に合せるように配置することにより、
検出すべきＸ線の損失を最小限に抑えて、Ｓ／Ｎ比を低
減させることができる。

【００７４】このようにこの第４の実施の形態によれ
ば、３×３ｍｍに収まる開口をもつ格子状の導電パター
ン５１を設けることにより、検出するＸ線の損失を最小
限に抑えて、外部から入射されるノイズ及び半導体平面
検出器５３から放射されるノイズを５０ｄＢ低減するこ
とができる。

【００７５】従って、データ信号ラインに対するノイズ
防止を行い、Ｘ線を正確に検出することができる。な
お、以上第１乃至第４の実施の形態で各種方法を説明し
たが、この発明は各実施の形態に限定されるものではな
く、例えば、それら４個の実施の形態のうち複数の実施
の形態を組合わせて実施してもよいし、また、全ての実
施の形態を実施しても良いものである。

【００７６】また、上記実施の形態は、光を電気信号に
変換する半導体平面検出器を使用する場合について説明
したが、本願発明は、Ｘ線を直接電気信号に変換するＸ
線半導体平面検出器を使用する場合にも適用することが
できる。

【００７７】また、上記実施の形態では、静電シールド
部材をグラウンド電位( ０Ｖ )に接続する場合について
説明したが、グラウンド電位の代わりに他の定電位源に
接続してデータ信号ライン及びゲート駆動ラインから発
生されるノイズによりシールド部材の電位が変化しない
ようにしても良い。なお、定電位源は、例えばグラウン
ド電位に対して一定の電位差を持つようにしたものでも
良い。

【００７８】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
半導体平面検出器におけるデータ信号ラインに対するノ
イズ防止を行い、Ｘ線を正確に検出することができる２
次元Ｘ線検出器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施の形態の半導体平面検出
器の一部のデータ信号ラインとゲート駆動ラインとを示
す上面図。

【図２】同実施の形態の半導体平面検出器の一部のデー
タ信号ラインとゲート駆動ラインとを示す斜視図。

【図３】同実施の形態の半導体平面検出器の静電シール
ド部材の変形例を示す上面図。

【図４】同実施の形態の実際の半導体平面検出器の要部
構成を示す断面図。

【図５】同実施の形態の実際の半導体平面検出器の静電
シールド層の形状の各種変形例を示す図。

【図６】この発明の第２の実施の形態の半導体平面検出
器とグリッドとが一体化されたＸ線検出器を示す斜視
図。

【図７】同実施の形態のグリッド支持体が導電性材料に
より形成された場合のＸ線検出器の一部を示す断面図。

【図８】同実施の形態のグリッド支持体が非導電性材料
により形成された場合のＸ線検出器の一部を示す断面
図。

【図９】同実施の形態のグリッド支持体が非導電性材料
により形成された場合のＸ線検出器のグリッドとゲート
駆動ラインとの配置関係を示す図。

【図１０】同実施の形態のグリッド支持体が非導電性材
料により形成された場合のＸ線検出器のグリッドによる
シールド構造の変形例を示す図。

【図１１】この発明の第３の実施の形態の発振器等を備
えたＸ線検出器を示す斜視図。

【図１２】同実施の形態のＸ線検出器の内部を示す断面
図。

【図１３】この発明の第４の実施の形態のグリッドが一
体化されていないＸ線検出器で使用される静電シールド
用の導電パターンの概略の構造を示す図。

【図１４】同実施の形態のＸ線検出器の導電パターンの
一部( 図１３のＡ部分 )を示す図。

【図１５】同実施の形態のＸ線検出器の導電パターンの
配置位置の３つの例を示す図。

【図１６】半導体平面検出器を搭載したデジタルラジオ
グラフィシステムの構成を示すブロック図。

【図１７】半導体平面検出器の構成を示す一部ブロック
図を含む回路図。

【図１８】半導体平面検出器を構成するＸ線検出素子を
示す回路図。

【符号の説明】

１-1，１５…データ信号ライン( ドレイン電極 )、 ２-1，１２，３６…ゲート駆動ライン( ゲート電極 )、 ３，４，１７( １７-1〜１７-3 )…静電シールド部材(
静電シールド層 )、 ３１，４１…きょう体、 ３２，３２-1，３２-2，４６…グリッド支持体、 ３３，４３，５３…半導体平面検出器、 ３４-1，３４-2…グリッド、 ３５…接合部、 ３７…導電ライン、 ４２…検出系スペース、 ４４…ノイズ系スペース、 ５１…導電パターン、 ５２…Ｘ線−光変換部( 蛍光体 )。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 名渕 好一郎 栃木県大田原市下石上1385番の１ 株式会 社東芝那須工場内 (72)発明者 塚本 明 栃木県大田原市下石上1385番の１ 株式会 社東芝那須工場内 (72)発明者 富崎 隆之 栃木県大田原市下石上1385番の１ 株式会 社東芝那須工場内 (72)発明者 斎須 亨 栃木県大田原市下石上1385番の１ 株式会 社東芝那須工場内 (72)発明者 田中 学 栃木県大田原市下石上1385番の１ 株式会 社東芝那須工場内 (72)発明者 永井 清一郎 栃木県大田原市下石上1385番の１ 東芝メ ディカルエンジニアリング株式会社内

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ線像を２次元的に配列された複数の検
   出素子により撮影し、電気信号として出力する２次元Ｘ
   線検出器において、 Ｘ線を電気信号に変換するＸ線一電気変換手段と、 前記Ｘ線一電気変換手段により変換された電気信号を電
   荷として蓄積する蓄積手段と、 前記蓄積手段に蓄積された電荷の読出しを制御するスイ
   ッチング素子と、 前記スイッチング素子への制御信号を伝達する制御信号
   ラインと、 前記スイツチング素子を介して出力される前記電荷を伝
   達するデータ信号ラィンと、 前記制御信号ラインと前記データ信号ラインの間に設け
   られた静電シールド手段とを備えたことを特微とする２
   次元Χ線検出器。
2. 【請求項２】 前記静電シールド手段は、定電位源に電
   気的に接続された導伝性部材であることを特微とする請
   求項１記載の２次元Ｘ線検出器。
3. 【請求項３】 前記静電シールド手段は、前記制御信号
   ライン又は前記データ信号ラインの少なくとも一方に平
   行に形成された導電層であることを特微とする請求項２
   記載の２次元Ｘ線検出器。
4. 【請求項４】 前記静電シールド手段は、前記制御ライ
   ンと前記データ信号ラインが立体的に交差する箇所につ
   いて静電シールド効果を高めたことを特微とする請求項
   ２又は請求項３のいずれか１項記載の２次元Ｘ線検出
   器。
5. 【請求項５】 Ｘ線像を２次元的に配列された複数の検
   出素子により撮影し、電気信号として出力する２次元Ｘ
   線検出器において、 Ｘ線を光に変換するＸ線一光変換手段と、 前記光を電気信号に変換する光一電気変換手段と、 前記光一電気変換手段を載置する光透過性の支持体と、 前記支持体の前記光一電気変換手段載置面の反対側面に
   設けられ、かつ、定電位源に電気的に接続された導電性
   の部材で構成された光反射部材とを備えたことを特徴と
   する２次元Ｘ線検出器。
6. 【請求項６】 前記Ｘ線一電気変換手段は、Ｘ線を光に
   変換する蛍光体と、前記蛍光体から発せられる光を電気
   信号に変換するフォトダイオードとからなることを特徴
   とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載のＸ線
   検出器。
7. 【請求項７】 前記Ｘ線一電気変換手段は、Ｘ線の強度
   変化を電気信号の変化に変換するものであることを特徴
   とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載のＸ線
   検出器。
8. 【請求項８】 Ｘ線像を２次元的に配列された複数の検
   出素子により撮影し、電気信号として出力する２次元Ｘ
   線検出器において、 Ｘ線遮蔽部材とＸ線透過部材を交互に配置したものであ
   り、かつ、前記Ｘ線遮蔽部材を定電位源に電気的に接続
   された導電性部材で構成した散乱Ｘ線除去グリッドと、 前記グリッドを透通したＸ線像を電気信号に変換するΧ
   線平面検出器とを備えたことを特徴とする２次元Ｘ線検
   出器。
9. 【請求項９】 Ｘ線像を２次元的に配列された複数の検
   出素子により撮影し、電気信号として出力する２次元Ｘ
   線検出器において、 Ｘ線を電気信号に変換するＸ線一電気変換手段と、 前記Ｘ線一電気変換手段により変換された電気信号を電
   荷として蓄積する蓄積手段と、 前記蓄積手段に蓄積された電荷の読出しを制御するスイ
   ッチング素子と、 前記スイッチング素子への制御信号を伝達する制御信号
   ラインと、 前記スイツチング素子を介して出力される前記電荷を伝
   達するデータ信号ラィンと、 Ｘ線遮蔽部材とＸ線透過部材を交互に配置したものであ
   り、かつ、前記Ｘ線遮蔽部材を定電位源に電気的に接続
   された導電性部材で構成した散乱Ｘ線除去グリッドとを
   設け、 この散乱Ｘ線除去グリッドを前記制御信号ラインに対し
   て直交して配置したことを特徴とする２次元Ｘ線検出
   器。
10. 【請求項１０】 Ｘ線像を２次元的に配列された複数の
    検出素子により撮影し、電気信号として出力する２次元
    Ｘ線検出器において、 Ｘ線を電気信号に変換するＸ線一電気変換手段と、 前記Ｘ線一電気変換手段により変換された電気信号を電
    荷として蓄積する蓄積手段と、 前記蓄積手段に蓄積された電荷の読出しを制御するスイ
    ッチング素子と、 前記スイッチング素子への制御信号を伝達する制御信号
    ラインと、 前記スイツチング素子を介して出力される前記電荷を伝
    達するデータ信号ラィンと、 Ｘ線遮蔽部材とＸ線透過部材を交互に配置したものであ
    り、かつ、前記Ｘ線遮蔽部材を定電位源に電気的に接続
    された導電性部材で構成した散乱Ｘ線除去グリッドとを
    設け、 この散乱Ｘ線除去グリッドを前記データ信号ラインに対
    して直交して配置したことを特徴とする２次元Ｘ線検出
    器。
11. 【請求項１１】 前記散乱Ｘ線除去グリッド及び前記Ｘ
    線平面検出器を一体的に収納するものであり、かつ、少
    なくともその一部を定電位源に電気的に接続された導電
    性部材で構成されたきょう体を備えたことを特徴とする
    請求項８記載の２次元Ｘ線検出器。
12. 【請求項１２】 Ｘ線像を複数の画素により撮影し、電
    気信号として出力する２次元Ｘ線検出器において、 開口部を有する導電性部材を定電位源に電気的に接続し
    た静電シールド手段と、 前記開口部を透過したＸ線像を電気信号に変換するＸ線
    平面検出器とを備えたことを特微とする２次元Ｘ線検出
    器。
13. 【請求項１３】 前記静電シールド手段は、格子状に形
    成された導電性部材を備えたものであることを特徽とす
    る請求項１２記載の２次元Ｘ線検出器。
14. 【請求項１４】 前記シールド手段の開口部は、一辺が
    ３ｍｍの四角形に納まる大きさであることを特徴とする
    請求項１２記載の２次元Ｘ線検出器。
15. 【請求項１５】 前記静電シールド手段及び前記Ｘ線平
    面検出器を一体的に収納するものであり、かつ、少なく
    ともその一部を定電位源に電気的に接続された導電性部
    材で構成されたきょう体を備えることを特微とする請求
    項１２乃至請求項１４のいずれか１項記載の２次元Ｘ線
    検出器。
16. 【請求項１６】 前記定電位源は、グランド電位に対し
    て一定の電位差を有するものであることを特徹とする請
    求項２乃至請求項１５記載のいずれか１項記載の２次元
    Ｘ線検出器。
17. 【請求項１７】 前記定電位源は、グランド電位である
    ことを特微とする請求項２乃至請求項１５記載のいずれ
    か１項記載の２次元Ｘ線検出器。