JPWO2010038877A1 - 放射線検出装置及び放射線撮影装置 - Google Patents

Abstract

放射線検出装置は、放射線を検出する放射線検出パネルと、放射線検出パネルを一面に支持する導電性を有する支持部材（１３）と、支持部材の他面に支持され、放射線検出パネルを駆動する回路基板と、放射線検出パネルと回路基板とを電気的に接続するフレキシブル回路基板（１５）と、放射線検出パネルと回路基板との間に配置された断熱材（１６）と、放射線検出パネル、回路基板、支持部材及び断熱材を収納する導電性を有する筐体（４６）と、筐体内に収納され、支持部材及び筐体に接続され、支持部材及び筐体を電気的に導通させ、支持部材の熱を筐体に伝導する熱伝導部材（４７）と、を備えている。

Description

本発明は、放射線を検出する放射線検出装置及び放射線撮影装置に関する。

従来、放射線、特にＸ線を検出するＸ線検出装置は、工業用の非破壊検査や医療診断、構造解析などの科学研究用など広い分野で利用されている。

Ｘ線検出装置の中でも、光検出器及び蛍光体層を有するＸ線検出パネルを備えた高感度で高鮮鋭なＸ線検出装置が知られている。光検出器は、複数のフォトセンサ及び複数の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が２次元に配置された光電変換素子部を有する。蛍光体層は、光検出器上に直接形成されている。蛍光体層は、Ｘ線を光電変換素子部で検出可能な光に変換する。

Ｘ線検出パネルは、板状の支持部材の一面に支持されている。回路基板は、支持部材の他面に支持され、Ｘ線検出パネルを駆動する。Ｘ線検出パネルと回路基板とは、フレキシブル回路基板にて電気的に接続されている。

Ｘ線検出装置が作動すると、回路基板は熱を発生する。発生した熱の一部はＸ線検出装置の筐体内部の空気中へ放熱される。しかし、その熱のほとんどは、熱伝導により、より温度の低い部材へと移動する。

従って、回路基板で発生した熱は、回路基板を支持する支持部材へと伝導する。さらに、支持部材に伝導した熱は、より低温であるＸ線検出パネルへと伝導する。

Ｘ線検出パネルに熱が伝わると、Ｘ線検出パネルの温度が上昇し、動作温度が高温となる。すると、光電変換素子の暗電流およびＴＦＴのリーク電流が増加し、固定ノイズの量が変動するため、画像むらの原因となる課題がある。

回路基板の発熱量は、部分的にも均一でない。回路基板の熱伝導性は、部分的にも均一でない。このため、Ｘ線検出パネルの温度に部分的なばらつきが生じる。このため、Ｘ線検出パネルにおいて、部分的に、上記暗電流及びリーク電流の値が変動し、部分的に固定ノイズが変化する。

この課題に対し、回路基板やＸ線検出パネルを冷却装置で冷却する方法が提案されている（例えば、特開２００５−２８３２６２号公報（第６頁、図１−２）参照）。冷却装置としては、自然放冷式の冷却器もあるが、十分な冷却性能を得るには、ペルチェ素子や、冷水循環装置などが用いられている。

また、リーク電流の変化量が一定となるように、使用する２４時間前からＸ線検出装置に通電する方法も提案されている。

しかしながら、回路基板を冷却するためにペルチェ素子や冷水循環装置などの冷却装置を用いた場合、その冷却装置を制御する必要があるため、余分なシステムが必要になる問題がある。

また、使用する２４時間前からＸ線検出装置に通電するのでは、環境にやさしくないばかりか、使用できるまでに時間がかかりすぎ、実用的でない問題がある。

この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、冷却装置を用いることなく、放射線検出パネルが回路基板から受ける熱的影響を低減できる放射線検出装置及び放射線検出装置を備えた放射線撮影装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の態様に係る放射線検出装置は、
放射線を検出する放射線検出パネルと、
前記放射線検出パネルを一面に支持する導電性を有する支持部材と、
前記支持部材の他面に支持され、前記放射線検出パネルを駆動する回路基板と、
前記放射線検出パネルと前記回路基板とを電気的に接続するフレキシブル回路基板と、
前記放射線検出パネルと前記回路基板との間に配置された断熱材と、
前記放射線検出パネル、回路基板、支持部材及び断熱材を収納する導電性を有する筐体と、
前記筐体内に収納され、前記支持部材及び筐体に接続され、前記支持部材及び筐体を電気的に導通させ、前記支持部材の熱を前記筐体に伝導する熱伝導部材と、を備えている。

本発明の他の態様に係る放射線検出装置は、
放射線を検出する放射線検出パネルと、
前記放射線検出パネルを一面に支持する導電性を有する支持部材と、
前記支持部材の他面に支持され、前記放射線検出パネルを駆動する回路基板と、
前記放射線検出パネルと前記回路基板とを電気的に接続するフレキシブル回路基板と、
前記放射線検出パネルと前記回路基板との間に配置された断熱材と、
前記放射線検出パネル、回路基板、支持部材及び断熱材を収納する導電性を有する筐体と、
前記筐体内に収納され、前記支持部材及び筐体に接続され、前記支持部材及び筐体を電気的に導通させ、前記支持部材の熱を前記筐体に伝導する熱伝導部材と、
前記放射線検出パネルと前記筐体との間に設けられ、前記筐体及び支持部材で囲まれた第１空間と、前記放射線検出パネル及び入射窓で囲まれた第２空間と、に仕切り、前記第１空間と、第２空間との間での雰囲気の行き来を抑制する枠状の仕切り材と、を備えている。

本発明の他の態様に係る放射線検出装置は、
第１の断熱空間と、第２の断熱空間を持つ放射線検出装置であって、
前記第１の断熱空間は、
放射線を検出する放射線検出パネルと、
前記放射線検出パネルと前記回路基板との間に配置された断熱材と、
前記放射線検出パネルに間隔を置いて対向配置された入射窓と、を備え、
前記第２の断熱空間は、
前記放射線検出パネルを一面に支持する導電性を有する支持部材と、
前記支持部材の他面に支持され、前記放射線検出パネルを駆動する回路基板と、
導電性を有する筐体と、
前記筐体内に収納され、前記支持部材及び筐体に接続される熱伝導部材と、を備え、
前記第１の断熱空間と前記第２の断熱空間は、
前記放射線検出パネルと前記回路基板との間に配置された断熱材で断熱される。

本発明の他の態様に係る放射線撮影装置は、
放射線を照射する放射線照射部と、
放射線検出装置と、を備え、
前記放射線検出装置は、
放射線を検出する放射線検出パネルと、
前記放射線検出パネルを一面に支持する導電性を有する支持部材と、
前記支持部材の他面に支持され、前記放射線検出パネルを駆動する回路基板と、
前記放射線検出パネルと前記回路基板とを電気的に接続するフレキシブル回路基板と、
前記放射線検出パネルと前記回路基板との間に配置された断熱材と、
前記放射線検出パネル、回路基板、支持部材及び断熱材を収納する導電性を有する筐体と、
前記筐体内に収納され、前記支持部材及び筐体に接続され、前記支持部材及び筐体を電気的に導通させ、前記支持部材の熱を前記筐体に伝導する熱伝導部材と、を含んでいる。

本発明の他の態様に係る放射線撮影装置は、
放射線を照射する放射線照射部と、
放射線検出装置と、を備え、
前記放射線検出装置は、
放射線を検出する放射線検出パネルと、
前記放射線検出パネルを一面に支持する導電性を有する支持部材と、
前記支持部材の他面に支持され、前記放射線検出パネルを駆動する回路基板と、
前記放射線検出パネルと前記回路基板とを電気的に接続するフレキシブル回路基板と、
前記放射線検出パネルと前記回路基板との間に配置された断熱材と、
前記放射線検出パネル、回路基板、支持部材及び断熱材を収納する導電性を有する筐体と、
前記筐体内に収納され、前記支持部材及び筐体に接続され、前記支持部材及び筐体を電気的に導通させ、前記支持部材の熱を前記筐体に伝導する熱伝導部材と、
前記放射線検出パネルと前記筐体との間に設けられ、前記筐体及び支持部材で囲まれた第１空間と、前記放射線検出パネル及び入射窓で囲まれた第２空間と、に仕切り、前記第１空間と、第２空間との間での雰囲気の行き来を抑制する枠状の仕切り材と、を含んでいる。

図１は、本発明の実施の形態に係るＸ線撮影装置を示す概略構成図である。 図２は、図１に示したＸ線検出装置の一部を示す断面図である。 図３は、図２に示したＸ線検出パネルの一部及びフレキシブル回路基板を展開して示す断面図である。 図４は、上記Ｘ線検出装置の一部を示す分解斜視図であり、一部を切り欠いたＸ線検出パネルを示す図である。 図５は、上記Ｘ線撮影装置を用いた被写体の撮影方法を示す流れ図である。 図６は、上記Ｘ線検出装置のＸ線検出パネルで検出されるバックグラウンド像をグラフで示す説明図である。バックグラウンド像とは、光電変換素子の暗電流およびＴＦＴのリーク電流、アナログ回路のオフセット電圧を含んだ信号により生成される画像である。 図７は、上記Ｘ線検出装置のＸ線検出パネルで検出されるＸ線像をグラフで示す説明図である。 図８は、上記Ｘ線像から上記バックグラウンド像を差し引いた正規画像をグラフで示す説明図である。 図９は、上記Ｘ線検出装置の起動時間に対するＸ線検出パネルの温度の変化をグラフで示す図である。 図１０は、上記Ｘ線検出装置の比較例のＸ線検出装置の起動時間に対するＸ線検出パネルの温度の変化をグラフで示す図である。

以下、図面を参照しながらこの発明に係る放射線撮影装置をＸ線撮影装置に適用した実施の形態について詳細に説明する。
図１は、Ｘ線撮影装置１を示す概略構成図である。

図１に示すように、Ｘ線撮影装置１は、放射線を照射する放射線照射部としてＸ線を照射するＸ線照射部２と、放射線検出装置としてＸ線検出装置１１と、電源部３と、制御部４と、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）５と、モニタ８と、を備えている。

Ｘ線検出装置１１は、Ｘ線照射部２から照射されるＸ線が被写体１０を透過して入射されることにより形成されるＸ線像を検出し、Ｘ線像を示すアナログ信号を生成し、アナログ信号をデジタル信号に変換するものである。なお、後述するが、Ｘ線検出装置１１は、Ｘ線が入射されること無しにバックグラウンド像を形成し、バックグラウンド像を示すアナログ信号を生成し、アナログ信号をデジタル信号に変換することも可能である。

電源部３は、Ｘ線照射部２及びＸ線検出装置１１に電力を供給するものである。制御部４は、Ｘ線照射部２及びＸ線検出装置１１の起動や駆動を制御するものである。また、制御部４は、Ｘ線検出装置１１から、Ｘ線像を示すデジタル信号及びバックグラウンド像を示すデジタル信号を取得するものである。

ＰＣ５は、画像処理部６と、記憶媒体７とを備えている。画像処理部６は、Ｘ線検出装置１１によって形成されるＸ線像を示すデジタル信号及びバックグラウンド像を示すデジタル信号を制御部４を介して取得可能である。画像処理部６は、バックグラウンド像を示すデジタル信号を記憶するメモリ６ａを有している。

画像処理部６は、Ｘ線像を示すデジタル信号からバックグラウンド像を示すデジタル信号を差し引く減算処理を行うものである。これにより、画像処理部６は、Ｘ線検出装置１１に入射されるＸ線の量にのみ対応した正規画像を示すデジタル信号を形成することができる。

記憶媒体７は、正規画像を示すデジタル信号を記憶するものである。なお、Ｘ線撮影装置１は、バックグラウンド像を示すデジタル信号、及びＸ線像を示すデジタル信号を記憶媒体７に記憶できるように形成されていてもよい。

モニタ８には、画像処理部６で形成された正規画像を示すデジタル信号、又は、記憶媒体７に記憶された正規画像を示すデジタル信号が入力される。これにより、モニタ８は、正規画像を表示することが可能である。

次に、上記Ｘ線検出装置１１について詳しく説明する。

図２は、Ｘ線検出装置の一部を示す断面図である。

Ｘ線検出装置１１は、放射線検出パネルとしてのＸ線検出パネル１２、板状の支持部材１３、回路基板群１４、フレキシブル回路基板１５、断熱材１６、筐体４６及び熱伝導部材４７を備えている。

支持部材１３は、Ｘ線検出パネル１２を一面に支持する。支持部材１３は導電性を有している。回路基板群１４は、支持部材１３の他面に支持され、Ｘ線検出パネル１２を電気的に駆動する。フレキシブル回路基板１５は、Ｘ線検出パネル１２と回路基板群１４とを電気的に接続している。断熱材１６は、Ｘ線検出パネル１２と回路基板群１４との間に配置されている。

筐体４６は、Ｘ線検出パネル１２、支持部材１３、回路基板群１４、フレキシブル回路基板１５、断熱材１６及び熱伝導部材４７を収納している。筐体４６は、導電性を有している。筐体４６は、Ｘ線検出パネル１２と対向した位置に形成された開口４６ａを有している。

複数のスペーサ３３は、アナログ回路基板３１及び支持部材１３に接続され、電気導電性及び熱伝導性を有している。複数のスペーサ３４は、アナログ回路基板３１及びデジタル回路基板３２に接続され、電気導電性及び熱伝導性を有している。スペーサ３３及びスペーサ３４は、多段に積み重なっている。

アナログ回路基板３１は、スペーサ３３を介して支持部材１３に電気的及び熱的に接続されている。デジタル回路基板３２は、スペーサ３４、アナログ回路基板３１及びスペーサ３３を介して支持部材１３に電気的及び熱的に接続されている。なお、スペーサ３３及びスペーサ３４は、一体に形成され、デジタル回路基板３２に直に接続されてもよい。

このため、アナログ回路基板３１、デジタル回路基板３２及び支持部材１３の基準電位を同一にすることができる。また、回路基板群１４（アナログ回路基板３１、デジタル回路基板３２等）で発生した熱を支持部材１３に伝導することができる。なお、回路基板群１４から支持部材１３に伝わる熱は、熱伝導の他、副射熱及び熱流動により伝えられる。

熱伝導部材４７は、支持部材１３及び筐体４６に接続されている。熱伝導部材４７は、アナログ回路基板３１の開口及びデジタル回路基板３２の開口を通る。なお、熱伝導部材４７は、アナログ回路基板３１およびデジタル回路基板が配置されていない部分を通っても良い。

熱伝導部材４７は、支持部材１３及び筐体４６を電気的に導通させる。熱伝導部材４７は、熱伝導性を有している。熱伝導部材４７は、支持部材１３の熱を筐体４６に伝導する。

上記のように、回路基板群１４及び筐体４６は、電気的及び熱的に接続されている。回路基板群１４、支持部材１３及び筐体４６の基準電位は同一となる。このため、回路基板群１４の基準電位と、筐体４６の電位とに差が生じた場合に発生する恐れのある回路基板群１４の信号（検出信号）へのノイズの混入を抑制することができる。

回路基板群１４で発生した熱は、熱伝導部材４７等を介した熱伝導や、副射熱や、熱流動により筐体４６に伝えられる。このため、回路基板群１４で発生した熱を筐体４６の外側に放出することができる。

また、この実施の形態において、熱伝導部材４７は支持部材１３に打ち込まれている。このため、支持部材１３の厚さを薄くすることができ、軽量化することができる。なお、熱伝導部材４７を支持部材１３に接続する手段は種々変形可能であり、例えば、溶接により接続されていてもよい。

図２、図３及び図４に示すように、Ｘ線検出パネル１２は、光検出器２１と、光検出器２１上に直接形成された蛍光体層２２と、を有している。蛍光体層２２は、光検出器２１のＸ線の入射側に位置している。蛍光体層２２は、Ｘ線を光検出器２１で検出可能な光に変換するものである。

光検出器２１は、ガラス基板２３、複数の配線部２５、複数の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）２６、電荷取出部（電極パッド部）Ａ及びフォトセンサ２４を有している。フォトセンサ２４は、複数のフォトダイオード２７を有している。

光電変換素子部２８は、ガラス基板２３上に２次元的に形成されている。詳しくは、光電変換素子部２８、ガラス基板２３上にマトリクス状に形成されている。各光電変換素子部２８は、フォトダイオード２７及びＴＦＴ２６で形成されている。フォトダイオード２７は、蛍光体層２２で変換された光を電気信号に変換するものである。フォトダイオード２７で変換された電気信号は、ＴＦＴ２６に与えられる。

配線部２５は、ガラス基板２３上に形成され、ＴＦＴ２６に接続されている。電荷取出部Ａは、ガラス基板２３の外周部に形成されている。電荷取出部Ａは、配線部２５に接続されている。

回路基板群１４は、図示しない制御基板、アナログ回路基板３１、デジタル回路基板３２、図示しない電源回路基板、などを備えている。制御基板は、Ｘ線検出パネルを制御するものである。アナログ回路基板３１は、フレキシブル回路基板１５からのアナログ信号を、受信する機能、処理する機能及びデジタル信号へ変換する機能の少なくとも１つを有している。

デジタル回路基板３２は、他の基板を制御する機能、及びＸ線検出装置１１の外部と通信する機能の少なくとも１つを有している。電源回路基板は、他の基板に電源を供給するものである。
回路基板群１４は、複数のスペーサ３３及び複数のスペーサ３４により、支持部材１３の他面に離間した状態で支持されている。

フレキシブル回路基板１５は、フレキシブル基板４１と、フレキシブル基板４１の一端に接続されたＩＣ搭載基板４２と、検出用集積回路４３とを備えている。検出用集積回路４３は、ＩＣ搭載基板４２に実装されている。フレキシブル基板４１の他端は、Ｘ線検出パネル１２の電荷取出部Ａ上に、異方導電性接着材４４を介して配置されている。コネクタ４５は、ＩＣ搭載基板４２の一端に設けられている。ＩＣ搭載基板４２は、コネクタ４５により、アナログ回路基板３１に接続されている。

また、断熱材１６は、断熱性に優れた樹脂系の材料、若しくはファイバー系の材料を利用することができる。断熱材１６は、Ｘ線検出パネル１２と回路基板群１４との間に配置されている。この実施の形態において、断熱材１６は、Ｘ線検出パネル１２及び支持部材１３間に挟持されている。断熱材１６は、図示しない接着材や両面接着テープにより、Ｘ線検出パネル１２及び支持部材１３に接着されている。断熱材１６は制電特性を有している。断熱材１６は、板状に形成され、１乃至５ｍｍの厚みを有している
入射窓５０は、筐体４６の外側に取付けられている。入射窓５０は、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）で形成されている。入射窓５０は、Ｘ線検出パネル１２に間隔を置いて対向配置されている。入射窓５０は、開口４６ａに重ねられ、筐体４６に接続されている。入射窓５０はＸ線を透過するため、Ｘ線は入射窓５０を透過してＸ線検出パネル１２に入射される。

仕切り材としての熱可塑性樹脂材４８は、Ｘ線検出パネル１２と筐体４６との間に設けられている。熱可塑性樹脂材４８は、Ｘ線検出パネル１２の外周部及び筐体４６を接合している。この実施の形態において、熱可塑性樹脂材４８は、分断されること無しに枠状に一体に形成されている。なお、熱可塑性樹脂材４８は、分断された複数の分割部で形成されていてもよい。

熱可塑性樹脂材４８は、第１空間Ｓａと、第２空間Ｓｂと、に仕切るものである。第１空間Ｓａは、熱可塑性樹脂材４８、筐体４６及び支持部材１３で囲まれた空間である。第２空間Ｓｂは、熱可塑性樹脂材４８、Ｘ線検出パネル１２及び入射窓５０で囲まれた空間である。熱可塑性樹脂材４８は、第１空間Ｓａと、第２空間Ｓｂとの間での雰囲気（空気）の行き来を抑制するものである。この実施の形態において、熱可塑性樹脂材４８は、第１空間Ｓａと、第２空間Ｓｂとの間での雰囲気（空気）の行き来ができないよう隔離されている。

次に、上記のように構成されたＸ線撮影装置１を用いて被写体１０を撮影する撮影方法について説明する。図５は、Ｘ線撮影装置１を用いた被写体１０の撮影方法を示す流れ図である。

図１乃至図５に示すように、被写体１０の撮影方法がスタートすると、まず、ステップＳ１において、電源部３がＸ線照射部２及びＸ線検出装置１１に電力を供給し、制御部４がＸ線照射部２及びＸ線検出装置１１を起動及び駆動する。

ステップＳ２において、制御部４は、Ｘ線照射部２からＸ線を照射させること無しに、Ｘ線検出装置１１にバックグラウンド像を形成させる。バックグラウンド像は、Ｘ線検出パネルの温度に対応して光変換素子２７に生じる暗電流と、ＴＦＴ２６に生じるリーク電流の値と、アナログ回路基板３１のオフセット電圧を含んだ信号と、によって生成される画像である。

複数の光変換素子２７に生じる暗電流及びＴＦＴ２６に生じるリーク電流にむらがある場合、バックグラウンド像にむらが生じることとなる。

詳しくは、ステップＳ２において、Ｘ線検出パネル１２は、Ｘ線が入射されること無しに、バックグラウンド像を形成し、バックグラウンド像を示すアナログ信号を生成する。バックグラウンド像を示すアナログ信号は、回路基板群１４にてデジタル信号に変換され、制御部４を介して画像処理部６に伝送される。なお、回路基板群１４にてデジタル信号に変換する際、アナログ信号は複数ビットに変換される。画像処理部６は、バックグラウンド像を示すデジタル信号を取得し、バックグラウンド像を示すデジタル信号をメモリ６ａに記憶する。

図６に示すように、Ｘ線検出器パネルの素子特性のばらつき、温度ばらつきなどに起因し、画像処理部６が取得したバックグラウンド像に、信号レベルのばらつきが生じる。すなわち、Ｘ線検出パネル１２内の位置に応じて、デジタル信号の強度にばらつきが生じる。

なお、図６乃至図８におけるＸ線像は、本来平面的な分布をもつデータであるが、ここでは一次元的に表し、説明する。

図１乃至図５に示すように、ステップＳ３において、制御部４は、Ｘ線照射部２から照射されるＸ線が被写体１０を透過してＸ線検出装置１１に入射されることにより、Ｘ線検出装置１１にＸ線像を形成させる。

詳しくは、ステップＳ３において、Ｘ線検出パネル１２は、被写体１０を透過したＸ線が入射されることにより、Ｘ線像を形成し、Ｘ線像を示すアナログ信号を生成する。Ｘ線像を示すアナログ信号は、回路基板群１４にてデジタル信号に変換され、制御部４を介して画像処理部６に伝送される。

図７に示すように、画像処理部６が取得したＸ線像は、バックグラウンド像の成分と、入射Ｘ線量に対応した信号成分の和である。このため、Ｘ線像にバックグラウンド像の信号成分が含まれる。従って、Ｘ線検出パネル１２全体に、線量の均一なＸ線が入射されても、画像むらが残る。

図１乃至図５に示すように、ステップＳ４において、画像処理部６は、取得したＸ線像を示すデジタル信号からメモリ６ａに記憶されたバックグラウンド像を示すデジタル信号を差し引く減算処理を行う。これにより、画像処理部６は、Ｘ線検出装置１１への入射Ｘ線量にのみ対応した正規画像を示すデジタル信号を形成することができる。

図８に示すように、画像処理部６が形成した正規画像に、バックグラウンド像の成分は含まれていないため、Ｘ線検出器パネルの素子特性のばらつき、温度ばらつきなどに起因する信号レベルのばらつきを排除することができる。

図１乃至図５に示すように、ステップＳ５において、画像処理部６で形成した正規画像を示すデジタル信号を記憶媒体７に記憶する。又は、画像処理部６で形成した正規画像を示すデジタル信号をモニタ８に入力し、正規画像をモニタ８に表示することにより、被写体１０の撮影方法が終了する。

ここで、本願発明者等は、Ｘ線検出装置１１の起動時間に対するＸ線検出パネル１２の温度の変化について調査した。また、比較例として、上記断熱材１６及び熱伝導部材４７を設けること無しに形成されたＸ線検出装置の起動時間に対するＸ線検出パネル１２の温度の変化についても併せて調査した。

本実施の形態のＸ線検出装置１１の起動時間に対するＸ線検出パネル１２の温度の変化について調査した結果を図９に示す。比較例のＸ線検出装置の起動時間に対するＸ線検出パネル１２の温度の変化について調査した結果を図１０に示す。

図９に示すように、Ｘ線検出パネル１２の温度は全体的に低く、飽和温度も約３５℃であり、４０℃以下であった。このため、光変換素子２７に生じる暗電流およびＴＦＴ２６に生じるリーク電流を抑制できることが分かる。

Ｘ線検出パネル１２の温度変化は、電源投入後２０分が経過すると0.13℃／ｍｉｎ以下であり、緩やかである。すなわち、Ｘ線検出パネル１２の温度変化は、電源投入後20分以内に0.13℃／ｍｉｎ以下となる。このため、上記減算処理（画像補正）を行う間隔を長くできるため、Ｘ線の連続照射の長期化を図ることができる。

Ｘ線検出装置１１を起動してから２０分が経過するとＸ線検出パネル１２の温度変化は0.13℃／ｍｉｎ以下であり、上記減算処理の後の補正誤差を抑制することができ、上記減算処理による効果を十分に得ることができる。このため、Ｘ線検出装置１１を起動してから２０分後には、被写体１０の撮影を良好に行うことができる。

一方、図１０に示すように、比較例のＸ線検出装置において、Ｘ線検出パネル１２の温度は、全体的に高く、飽和温度も４０℃を超える結果となった。このため、Ｘ線検出パネル１２に生じるリーク電流を抑制することは困難である。特に、Ｘ線検出パネル１２の温度が４０℃を超えると光変換素子２７に生じる暗電流やＴＦＴに生じるリーク電流が急激に大きくなり、また、リーク電流の変動が大きくなる。この場合、上記減算処理を行っても、減算処理の後の補正誤差を抑制することができず、上記減算処理による効果を得ることができないものと推測される。

また、上記減算処理による効果が得られるにしても、Ｘ線検出パネル１２の温度変化は大きいため、上記減算処理（画像補正）を行う間隔を短くする必要があり、Ｘ線の連続照射の長期化を図ることができないものと推測される。

図示しないが、Ｘ線検出装置を起動してから２０分後に、ＴＦＴの温度変化は大きく、0.13℃／ｍｉｎを超える結果が得られた。このため、Ｘ線検出装置１１を起動した直後から、被写体１０の撮影を良好に行うことができないものと推測される。

言い方を変えると、Ｘ線検出装置１１は、第１の断熱空間と、第２の断熱空間を持っている。第１の断熱空間及び第２の断熱空間は、これらの間に配置された断熱材１６で断熱されている。第１の断熱空間は、Ｘ線検出パネル１２と、断熱材１６と、入射窓５０と、を備えている。第２の断熱空間は、支持部材１３と、回路基板群１４の何れかの回路基板と、筐体４６と、熱伝導部材４７と、を備えている。

以上のように構成された本実施の形態に係るＸ線撮影装置１によれば、
Ｘ線検出装置１１は、Ｘ線検出パネル１２、支持部材１３、回路基板群１４の何れかの回路基板、フレキシブル回路基板１５、熱伝導部材４７、及び断熱材１６を備えている。

Ｘ線検出装置１１が作動すると、Ｘ線検出パネル１２の裏面側に配置される回路基板群１４から熱が発生する。回路基板群１４から発生した熱の一部は筐体４６内部の空気中へ伝達される。しかし、回路基板群１４から発生した熱のほとんどは、熱伝導により、より温度の低い部材へと伝導する。

従って、回路基板群１４から発生した熱は、スペーサ３３、３４や空気を介して支持部材１３に伝導することになる。従来の構造のＸ線検出装置であれば、支持部材１３に伝導した熱は、より低温であるＸ線検出パネル１２へと伝導することになる。

しかし、この実施の形態のＸ線検出装置１１において、Ｘ線検出パネル１２と支持部材１３との間に断熱材１６が配置されている。断熱材１６は、Ｘ線検出パネル１２と回路基板群１４との間の熱抵抗を大きくできる。断熱材１６は、Ｘ線検出パネル１２と回路基板群１４とを熱的に隔離できる。このため、回路基板群１４で発生した熱の支持部材１３からＸ線検出パネル１２への伝導を低減することができる。

Ｘ線検出装置１１は、熱伝導部材４７を備えている。このため、支持部材１３に伝導した熱を、より熱抵抗の小さい熱伝導部材４７を介して筐体４６に伝導させることができる。なお、筐体４６へ伝わった熱は、筐体４６の外側表面に配置される冷却機構により外気へ放出される。

また、筐体４６内部の空気へ伝わった熱は、筐体４６内部を循環することになる。しかし、熱可塑性樹脂材４８により、回路基板群１４の位置する第１空間Ｓａと、Ｘ線検出パネル１２の位置する第２空間Ｓｂとの間での空気の循環を防止することができる。

このため、冷却装置を用いることなく、回路基板群１４で発生した熱でＸ線検出パネル１２の動作温度が高くなるのを低減でき、画像むらの発生を抑制することができる。

特に、断熱材１６は、板状に形成され、１乃至５ｍｍの厚みを有している。Ｘ線検出パネル１２の温度変化は、電源投入後20分以内に0.13℃／ｍｉｎ以下となる。断熱材１６により、Ｘ線検出パネル１２の温度変動がなだらかになるため、上記画像処理部６による画像処理で画像むらの発生を抑制することができる。また、断熱材１６はＸ線検出パネル１２と支持部材１３との間に挟持されているため、支持部材１３に伝わった熱のＸ線検出パネル１２への伝導を確実に低減することができる。

断熱材１６は、制電特性を有している。Ｘ線検出パネル１２を組立てる（Ｘ線検出パネル１２を固定する）際の、静電気の発生を抑制することができる。
支持部材１３は導電性を有している。このため、各回路基板の基準電位を同一にすることができる。

筐体４６は導電性を有している。スペーサ３３、３４、支持部材１３及び熱伝導部材４７は、回路基板群１４及び筐体４６を電気的に導通させている。このため、筐体の基準電位と回路基板の基準電位を同一にできるため、微小な基準電位差によるノイズを抑制でき、ノイズの少ない正規画像を取得することができる。

上記のことから、冷却装置を用いることなく、Ｘ線検出パネルが回路基板から受ける熱的影響を低減できるＸ線検出装置及びＸ線検出装置を備えたＸ線撮影装置を得ることができる。

なお、この発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

例えば、断熱材１６は、支持部材１３と回路基板群１４との間に配置してもよい。この場合でも、回路基板群１４から支持部材１３への熱伝導を抑制することができる。このため、回路基板群１４で発生した熱でＸ線検出パネル１２の動作温度が高くなるのを低減することができる。

Ｘ線検出パネルは、Ｘ線を光に変換してから電気信号に変換する、間接変換型のＸ線検出パネルに限定されるものではなく、Ｘ線を直接、電気信号に変換する直接変換型のＸ線検出パネルであっても上述した効果を得ることができる。

この発明は、上記Ｘ線検出装置及びＸ線撮影装置に限定されるものではなく、各種のＸ線検出装置及びＸ線撮影装置に適用することが可能である。図１は、Ｘ線撮影装置の概略構成を示す一例である。

上記画像処理は、画像処理部６に限らず、ソフトウェアによる処理にて対応することも可能である。上記画像処理は、制御部４で行ってもよく、ＰＣ５で行ってもよい。上記画像処理を回路基板群１４で行うことも可能である。

また、この発明は、放射線検出パネルを有した放射線検出装置及び放射線撮影装置であれば適用することができる。

この発明によれば、冷却装置を用いることなく、放射線検出パネルが回路基板から受ける熱的影響を低減できる放射線検出装置及び放射線検出装置を備えた放射線撮影装置を提供することができる。

Claims (11)

1. 放射線を検出する放射線検出パネルと、
   前記放射線検出パネルを一面に支持する導電性を有する支持部材と、
   前記支持部材の他面に支持され、前記放射線検出パネルを駆動する回路基板と、
   前記放射線検出パネルと前記回路基板とを電気的に接続するフレキシブル回路基板と、
   前記放射線検出パネルと前記回路基板との間に配置された断熱材と、
   前記放射線検出パネル、回路基板、支持部材及び断熱材を収納する導電性を有する筐体と、
   前記筐体内に収納され、前記支持部材及び筐体に接続され、前記支持部材及び筐体を電気的に導通させ、前記支持部材の熱を前記筐体に伝導する熱伝導部材と、を備えている放射線検出装置。
2. 前記断熱材は、前記放射線検出パネルと前記支持部材との間に挟持されている請求項１記載の放射線検出装置。
3. 前記断熱材は、制電特性を有する請求項１記載の放射線検出装置。
4. 前記放射線検出パネルに間隔を置いて対向配置され、前記筐体に接続され、放射線を透過する入射窓と、
   前記放射線検出パネルと前記筐体との間に設けられた枠状の仕切り材と、をさらに備え、
   前記筐体は、前記入射窓に重なった開口を有し、
   前記仕切り材は、前記筐体及び支持部材で囲まれた第１空間と、前記放射線検出パネル及び入射窓で囲まれた第２空間と、に仕切り、前記第１空間と、第２空間との間での雰囲気の行き来を抑制する請求項１記載の放射線検出装置。
5. 前記断熱材は、板状に形成され、１乃至５ｍｍの厚みを有している請求項１記載の放射線検出装置。
6. 前記回路基板及び支持部材に接続され、電気導電性を有し、前記回路基板で発生した熱を前記支持部材に伝導するスペーサをさらに備えている請求項１記載の放射線検出装置。
7. 放射線を検出する放射線検出パネルと、
   前記放射線検出パネルを一面に支持する導電性を有する支持部材と、
   前記支持部材の他面に支持され、前記放射線検出パネルを駆動する回路基板と、
   前記放射線検出パネルと前記回路基板とを電気的に接続するフレキシブル回路基板と、
   前記放射線検出パネルと前記回路基板との間に配置された断熱材と、
   前記放射線検出パネル、回路基板、支持部材及び断熱材を収納する導電性を有する筐体と、
   前記筐体内に収納され、前記支持部材及び筐体に接続され、前記支持部材及び筐体を電気的に導通させ、前記支持部材の熱を前記筐体に伝導する熱伝導部材と、
   前記放射線検出パネルと前記筐体との間に設けられ、前記筐体及び支持部材で囲まれた第１空間と、前記放射線検出パネル及び入射窓で囲まれた第２空間と、に仕切り、前記第１空間と、第２空間との間での雰囲気の行き来を抑制する枠状の仕切り材と、を備えている放射線検出装置。
8. 第１の断熱空間と、第２の断熱空間を持つ放射線検出装置であって、
   前記第１の断熱空間は、
   放射線を検出する放射線検出パネルと、
   前記放射線検出パネルと前記回路基板との間に配置された断熱材と、
   前記放射線検出パネルに間隔を置いて対向配置された入射窓と、を備え、
   前記第２の断熱空間は、
   前記放射線検出パネルを一面に支持する導電性を有する支持部材と、
   前記支持部材の他面に支持され、前記放射線検出パネルを駆動する回路基板と、
   導電性を有する筐体と、
   前記筐体内に収納され、前記支持部材及び筐体に接続される熱伝導部材と、を備え、
   前記第１の断熱空間と前記第２の断熱空間は、
   前記放射線検出パネルと前記回路基板との間に配置された断熱材で断熱される放射線検出装置。
9. 放射線を照射する放射線照射部と、
   放射線検出装置と、を備え、
   前記放射線検出装置は、
   放射線を検出する放射線検出パネルと、
   前記放射線検出パネルを一面に支持する導電性を有する支持部材と、
   前記支持部材の他面に支持され、前記放射線検出パネルを駆動する回路基板と、
   前記放射線検出パネルと前記回路基板とを電気的に接続するフレキシブル回路基板と、
   前記放射線検出パネルと前記回路基板との間に配置された断熱材と、
   前記放射線検出パネル、回路基板、支持部材及び断熱材を収納する導電性を有する筐体と、
   前記筐体内に収納され、前記支持部材及び筐体に接続され、前記支持部材及び筐体を電気的に導通させ、前記支持部材の熱を前記筐体に伝導する熱伝導部材と、を含んでいる放射線撮影装置。
10. 前記放射線検出装置によって形成される放射線像を取得可能であり、放射線が入射されること無しに前記放射線検出装置によって形成されるバックグラウンド像を取得し、前記放射線照射部から照射される放射線が被写体を透過して前記放射線検出装置に入射されることにより形成される放射線像を取得し、前記放射線像から前記バックグラウンド像を差し引く減算処理を行い、前記放射線検出装置に入射される放射線の量にのみ対応した正規画像を形成する画像処理部をさらに備えている請求項９に記載の放射線撮影装置。
11. 放射線を照射する放射線照射部と、
    放射線検出装置と、を備え、
    前記放射線検出装置は、
    放射線を検出する放射線検出パネルと、
    前記放射線検出パネルを一面に支持する導電性を有する支持部材と、
    前記支持部材の他面に支持され、前記放射線検出パネルを駆動する回路基板と、
    前記放射線検出パネルと前記回路基板とを電気的に接続するフレキシブル回路基板と、
    前記放射線検出パネルと前記回路基板との間に配置された断熱材と、
    前記放射線検出パネル、回路基板、支持部材及び断熱材を収納する導電性を有する筐体と、
    前記筐体内に収納され、前記支持部材及び筐体に接続され、前記支持部材及び筐体を電気的に導通させ、前記支持部材の熱を前記筐体に伝導する熱伝導部材と、
    前記放射線検出パネルと前記筐体との間に設けられ、前記筐体及び支持部材で囲まれた第１空間と、前記放射線検出パネル及び入射窓で囲まれた第２空間と、に仕切り、前記第１空間と、第２空間との間での雰囲気の行き来を抑制する枠状の仕切り材と、を含んでいる放射線撮影装置。

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