JPWO2017145578A1 - 撮像装置、撮像表示システムおよび表示装置 - Google Patents

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一治 松本
周作 柳川
周作 柳川
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崇裕 五十嵐
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Abstract

この撮像装置は、基板と、各々が光電変換素子を含むと共に、基板上に、互いに離間して、かつ全体として凹形状を成して配置された複数の素子部とを備える。

Description

本開示は、例えばα線、β線、γ線またはＸ線などの放射線を検出する撮像装置、撮像表示システムおよび表示装置に関する。
例えば胸部等を撮影する大型のＦＰＤ（flat panel detector）に適用される撮像装置は、アモルファスシリコンを用いたものが多い。この撮像装置では、放射線源との間に所定の距離が確保された状態で被写体が撮影されるが、放射線源から撮像装置が離れて配置されることで、画像周辺部において感度が低下し、画質劣化が生じる。
そこで、例えば特許文献１には、表面形状を加工したファイバーオプティックプレートを用いて、上記のような解像度低下を抑制する手法が提案されている。
特開平９−１１２３０１号公報
しかしながら、上記特許文献１の手法では、ファイバーオプティックプレートにおいて光がトラップされ易い。このため、受光感度が低下し、画質劣化につながる。このような光学部材を用いることなく、画質劣化を抑制する手法の実現が望まれている。
したがって、画質劣化を抑制することが可能な撮像装置、撮像表示システムおよび表示装置を提供することが望ましい。
本開示の一実施の形態の撮像装置は、基板と、各々が光電変換素子を含むと共に、基板上に、互いに離間して、かつ全体として凹形状を成して配置された複数の素子部とを備えたものである。
本開示の一実施の形態の撮像表示システムは、上記本開示の撮像装置を備えたものである。
本開示の一実施の形態の撮像装置および撮像表示システムでは、光電変換素子を含む複数の素子部が全体として凹形状を成して配置されている。これにより、平板状に配置される場合に比べ、周辺部における感度低下が抑制される。また、これらの複数の素子部が基板上に互いに離間して配置されることで、基板上に隙間なく連続して配置される場合に比べ、凹形状を保持し易く、また曲げ応力による歪みの発生が軽減される。
本開示の一実施の形態の表示装置は、基板と、各々が発光素子を含むと共に、基板上に、互いに離間して、かつ全体として凹形状を成して配置された複数の素子部とを備えたものである。
本開示の一実施の形態の表示装置では、発光素子を含む複数の素子部が全体として凹形状を成して、かつ互いに離間して配置されている。これにより、基板上に隙間なく連続して配置される場合に比べ、凹形状を保持し易く、また曲げ応力による歪みの発生が軽減される。
本開示の一実施の形態の撮像装置および撮像表示システムによれば、光電変換素子を含む複数の素子部が全体として凹形状を成して配置されている。これにより、平板状に配置される場合に比べ、周辺部における感度低下を抑制できる。また、これらの複数の素子部が基板上に互いに離間して配置されることで、凹形状を保持し易くなり、また曲げ応力による歪みの発生を軽減することができる。これにより、歪みに起因する素子部の機能低下を抑制することができる。よって、撮像画像における画質劣化を抑制することが可能となる。
本開示の一実施の形態の表示装置によれば、発光素子を含む複数の素子部が全体として凹形状を成して、かつ互いに離間して配置されている。これにより、凹形状を保持し易くなり、また曲げ応力による歪みの発生を軽減することができる。これにより、歪みに起因する素子部の機能低下を抑制することができる。よって、表示画像における画質劣化を抑制することが可能となる。
尚、上記内容は本開示の一例である。本開示の効果は、上述したものに限らず、他の異なる効果であってもよいし、更に他の効果を含んでいてもよい。
本開示の一実施形態に係る撮像装置の概略構成を表す断面図である。 図１に示した撮像装置の一部の構成を拡大して表す断面図である。 図１に示した撮像装置の画素アレイ部の平面構成を説明するための模式図である。 図１に示した撮像装置の素子部の回路構成を表す図である。 図１に示した撮像装置の凹形状について説明するための断面模式図である。 凹形状の他の例を説明するための断面模式図である。 凹形状の他の例を説明するための断面模式図である。 図１に示した撮像装置の製造方法の一工程を説明するための断面図である。 図７Ａに続く工程を説明するための断面図である。 図７Ｂに続く工程を説明するための断面図である。 図７Ｃに続く工程を説明するための断面図である。 図８に続く工程を説明するための断面図である。 比較例１に係る撮像装置の構成を表す模式図である。 比較例２に係る撮像装置の構成を表す模式図である。 図１に示した撮像装置の線源間距離と凹形状の湾曲度と周辺感度との関係を表す図である。 変形例１に係る撮像装置の全体構成を表す機能ブロック図である。 図１３に示した画素アレイ部の回路構成を表す図である。 適用例に係る撮像表示システムの概略構成の一例を表す図である。 変形例２に係る表示装置の構成を表す断面図である。
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態（光電変換素子とＩＶ変換回路とを含む複数の素子部が離間して、かつ凹形状を成すように配置された撮像装置の例）
２．変形例１（パッシブ型の画素回路を有する場合の例）
３．適用例（撮像表示システムの例）
４．変形例２（表示装置の例）
＜実施の形態＞
[構成]
図１は、本開示の一実施の形態に係る撮像装置（撮像装置１）の断面構成の一例を、放射線源（線源３００）と共に表したものである。図２は、図１の一部の領域Ａを拡大したものである。撮像装置１は、α線、β線、γ線またはＸ線などの放射線を検出する放射線検出器であり、例えば間接変換方式の撮像装置である。間接変換方式とは、放射線を光信号に変換した後に電気信号に変換する方式を指す。撮像装置１は、例えば、配線基板１０上に、画素アレイ部１１、波長変換層１２および反射層１３をこの順に備えている。
配線基板１０は、例えば基板１０ａ上に、複数の配線層（配線層１５１）を有するものである。基板１０ａは、例えばガラス、シリコン（Ｓｉ）または有機樹脂等から構成されている。この基板１０ａを含む配線基板１０は、素子部１１Ａが形成される側（線源３００に対向する側）に凹面を含む湾曲形状を有している。基板１０ａは、曲げることが可能な材料および厚みにより構成されている（例えば製造プロセスにおいて薄膜化された後、曲げられる）。配線基板１０の素子部１１Ａに対向する領域には、例えばスイッチ素子は形成されておらず、後述の素子部１１Ａに電気信号を送るための配線層１５１のみが形成されている。
画素アレイ部１１は、２次元配置された複数の素子部１１Ａを有するものである。各素子部１１Ａが、撮像装置１の１つの画素を構成している。
複数の素子部１１Ａは、それぞれ光電変換素子を含むと共に、互いに離間して配置されている（素子部１１Ａ同士の間に間隙を有している）。これらの複数の素子部１１Ａは、個々に配線基板１０上に半田実装されている。光電変換素子は、例えばフォトダイオードであり、入射した光を電流信号に変換する機能を有しており、波長変換層１２の側に受光面を有している。
例えば、配線基板１０に形成された配線層１５１と、素子部１１Ａは電気的に接続されて配置されている。配線層１５１は、絶縁膜１４ａ上に形成されると共に、絶縁膜１４ｂに埋め込まれている。配線層１５１上には、絶縁膜１４ｂを貫通するＵＢＭ（Under Bump Metal）１５２が形成され、このＵＢＭ１５２上に、半田層１５３を介して素子部１１Ａが配置されている。各素子部１１Ａ同士の間隙を埋めるように、埋め込み層１６が形成されている。
絶縁膜１４ａ，１４ｂは、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ2）および窒化シリコン（ＳｉＮ）等の無機絶縁膜、または塗布形成可能な有機樹脂から構成されている。配線層１５１は、例えばアルミニウム（Ａｌ）または銅（Ｃｕ）の単体を含んで構成されていてもよいし、アルミニウムまたは銅の合金を含んでいてもよい。アルミニウム合金としては、例えばＣｕ，Ｓｉ，ＳｉＣｕを含有するものが挙げられる。ＵＢＭ１５２は、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）および金（Ａｕ）を含む積層膜であり、半田拡散抑制層として機能する。半田層１５３は、例えば鉛もしくはスズを主成分とする合金から構成されており、例えば、電解めっきや、半田ペーストの刷り込みなどによって形成されている。埋め込み層１６は、例えば酸化シリコンおよび窒化シリコン等の無機絶縁膜、または有機樹脂から構成されている。
波長変換層１２は、入射した放射線を、素子部１１Ａの光電変換素子の感度域にある波長に変換するものであり、具体的には、α線、β線、γ線またはＸ線などの放射線を可視光に変換する蛍光体（シンチレータ）を含んで構成されている。このような蛍光体としては、例えば、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）にタリウム（Ｔｌ）またはナトリウム（Ｎａ）を添加したもの、ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）にタリウム（Ｔｌ）を添加したものが挙げられる。また、上記蛍光体としては、例えば、臭化セシウム（ＣｓＢｒ）にユウロピウム（Ｅｕ）を添加したもの、弗化臭化セシウム（ＣｓＢｒＦ）にユウロピウム（Ｅｕ）を添加したものが挙げられる。この波長変換層１２は、例えば柱状のシンチレータ、または粒子状のシンチレータを含んで構成されており、画素アレイ部１１の凹形状に応じた凹形状を有している。
反射層１３は、波長変換層１２から素子部１１Ａとは反対方向へ発光した光を素子部１１Ａへ向けて戻す役割を持つ。反射層１３は、実質的に水分を透過しない水分不透過材料によって構成されていてもよい。このようにした場合には、反射層１３によって、波長変換層１２への水分の介入を防ぐことができる。反射層１３は、例えば、薄板ガラスなどの板状の部材を含んで構成されていてもよいし、例えばアルミニウムの蒸着膜を含んで構成されていてもよい。この反射層１３は省略されてもよい。
図３は、上記のような素子部１１Ａを含む画素アレイ部１１の平面構成を説明するための模式図である。図４は、各素子部１１Ａの回路構成を表したものである。本実施の形態では、素子部１１Ａが、光電変換素子（フォトダイオードＰＤ）と共に、光信号を電気信号に変換するＩＶ変換回路（電流電圧変換回路）を含んで構成された、いわゆるアクティブ型の画素回路を有している。
画素アレイ部１１では、図３に示したように、複数の素子部１１Ａが２次元アレイ状に、かつ互いに離間して配置されている。この画素アレイ部１１には、行（画素行）毎または列（画素列）毎に複数の配線が配置されている。例えば、行毎に、電源電圧Ｖｐ、グランド電圧ＧＮＤおよびＳＨＰ（サンプルホールド）スイッチ制御電圧Ｖg２をそれぞれ、各素子部１１Ａへ供給するための配線Ｌａ１，Ｌａ２，Ｌａ３が形成されている。また、列毎に、参照電圧Ｖref，リセット電圧Ｖresetおよびアドレススイッチ制御電圧Ｖg１をそれぞれ各素子部１１Ａへ供給するための配線Ｌｂ１，Ｌｂ２，Ｌｂ３が形成されると共に、各素子部１１Ａから信号電圧Ｖoutを読み出すための配線Ｌｂ４が形成されている。
素子部１１Ａは、図４に示したように、例えばフォトダイオードＰＤと、アドレススイッチＳＷ１と、ＳＨＰ回路を構成するスイッチＳＷ２と、比較器１２１，１２２とを有している。上述した各種配線Ｌａ１，Ｌａ２，Ｌａ３，Ｌｂ１，Ｌｂ２，Ｌｂ３により、各素子部１１Ａを駆動するための電圧が供給され、配線Ｌｂ４を通じて信号電圧が読み出される。これらの配線Ｌａ１〜Ｌａ３，Ｌｂ１〜Ｌｂ４は、配線層１５１として、配線基板１０に形成されている。
本実施の形態では、上記のような複数の素子部１１Ａ（画素アレイ部１１）が、全体として凹形状を有している（凹形状を成して配置されている）。詳細には、画素アレイ部１１の受光側の面Ｓ１が凹形状を有しているが、個々の素子部１１Ａの凹形状は、画素アレイ部１１の凹形状（複数の素子部１１Ａ全体の凹形状）よりも緩やかである。即ち、各素子部１１Ａの凹形状は、配線基板１０（基板１０ａ）の湾曲形状よりも緩やかに形成されている。また、配線基板１０（基板１０ａ）、画素アレイ部１１、波長変換層１２および反射層１３を含む撮像装置１の全体が湾曲した状態で保持されている。画素アレイ部１１の凹形状は、配線基板１０の湾曲形状に沿って形成されている。
画素アレイ部１１の凹形状の湾曲度は、例えば６度以上であることが望ましい。詳細は後述するが、例えば臥位撮影の際に周辺部の感度を十分に確保できるためである。ここで、湾曲度とは、図５に示したように、画素アレイ部１１の受光側の面Ｓ１の中心部ｐ１と周辺部ｐ２とを結ぶ線分と接地面Ｓ２との成す角度（角度Ｄ）に相当する。画素アレイ部１１は、望ましくは、図１および図５に示したように、中心部から周辺部に向かって緩やかに湾曲する形状を有している。より望ましくは、画素アレイ部１１の凹形状が曲率を有している（凹形状が円弧状を成す）。各素子部１１Ａが線源３００から等距離の位置に配置されることから、画素アレイ部１１全体において均一な解像度を実現することができるためである。
但し、画素アレイ部１１の凹形状は上記のような緩やかな湾曲形状に限定されるものではない。画素アレイ部１１は、全体として凹形状を成していればよく、例えば図６Ａに示したように、周辺部ｐ２側の一部が屈曲したような凹形状であっても構わない。また、図６Ｂに示したように、中心部ｐ１において屈曲したような凹形状であっても構わない。
［製造方法］
上記のような撮像装置１は、例えば次のようにして製造することができる。図７Ａ〜図９は、撮像装置１の製造工程を工程順に表したものである。
まず、配線基板１０を作製する。具体的には、図７Ａに示したように、基板１０ａ上に、上述した材料からなる絶縁膜１４ａを例えばＣＶＤ法等により成膜した後、配線層１５１を形成する。配線層１５１は、例えば、次のようにして形成することができる。即ち、上述した材料を例えばスパッタ法等により成膜した後、フォトリソグラフィ法を用いたエッチング（ドライエッチングまたはウェットエッチング）により加工することで形成することができる。あるいは、スパッタ法によりシードメタル層とフォトレジスト膜とを形成した後、配線不要部分においてレジスト膜をパターニングする。続いて、電解めっきを行って所定の部分に導電膜を形成した後、レジスト膜を除去する。この後、導電膜をエッチングすることにより、不要なシードメタル層とめっき膜とを除去する。このようにして配線層１５１を形成してもよい。
続いて、図７Ｂに示したように、上述した材料からなる絶縁膜１４ｂを例えばＣＶＤ法等により成膜した後、ＵＢＭ１５２を形成する。具体的には、絶縁膜１４ｂを開口した後、この開口部分に上述した材料からなるＵＢＭ１５２を、例えば電解めっきまたは無電解めっきにより形成する。このようにして、配線基板１０を形成することができる。
次いで、図７Ｃに示したように、複数の素子部１１Ａを、配線基板１０上に半田実装する。具体的には、ＵＢＭ１５２上に半田層１５３を介して素子部１１Ａを重ね合わせたのち、半田層１５３をリフローさせて圧着し、各素子部１１Ａと配線基板１０とを接着する。これにより、配線基板１０上に、複数の素子部１１Ａを互いに離間した状態で実装することができる。
続いて、図８に示したように、複数の素子部１１Ａ上に、素子部１１Ａ同士の間隙を埋め込むように、上述した材料よりなる埋め込み層１６を形成する。次いで、上述した材料よりなる波長変換層１２を、例えば真空蒸着法により結晶成長させることにより、形成する。この後、波長変換層１２上に、反射層１３を形成する。
次いで、図９に示したように、基板１０ａが例えばガラスや石英などの硬い基板の場合には、例えば薬液を用いて、あるいは物理研磨により基板１０ａの一部を削って厚みを薄くする。具体的には、基板１０ａが物理的に湾曲可能となる厚みとなるまで薄くされる。もしくは、基板１０ａが有機樹脂から構成される場合には、例えば裏面側からのレーザー照射によって基板１０ａを剥離（除去）してもよい。
尚、図７Ｃに示した工程（素子部１１Ａの実装工程）後に、基板１０ａを薄膜化してもよい。また、基板１０ａを薄膜化または剥離した後に、配線基板１０および画素アレイ部１１を曲げることにより、画素アレイ部１１の受光面側に上述したような凹形状を形成する。曲げる工程は、基板１０ａを薄膜化または剥離した後であれば、どのタイミングで行ってもよい。このようにして、図１および図２に示した撮像装置１を完成する。
［作用および効果］
上記の撮像装置１では、波長変換層１２に線源３００から発せられた放射線が入射すると、波長変換層１２が光（例えば可視光）を発光する。この光は、各素子部１１Ａに入射した後、光電変換素子（フォトダイオードＰＤ）によって電気信号に変換される。この電気信号は、素子部１１Ａ毎に読み出されて配線基板１０に送られた後、外部回路へ出力される。このようにして、放射線を電気信号として検出することができる。
ここで、図１０に、本実施の形態の比較例（比較例１）に係る撮像装置１００の構成を線源３００と共に示す。この比較例１の撮像装置１００は、例えば胸部などの大型のＦＰＤであり、アモルファスシリコンから形成されている。撮像装置１００は、全体として平板状を成している。この撮像装置１００の受光面から距離ｄだけ離れた位置に線源３００が配置されている。これらの線源３００と撮像装置１００との間に被写体が介在した状態で撮影が行われる。
ところが、このような撮像装置１００では、所定の距離ｄを確保するために、周辺部Ｓ100において、中心部に比べて感度が低下したり、画像に歪みが生じ易い。
そこで、図１１に示した比較例２の撮像装置１０１のように、全体を湾曲させることが望ましい。このように、湾曲形状を有する撮像装置１０１では、線源３００と撮像装置１０１との間の距離ｄを中心部と周辺部とにおいて等しくすることができ、周辺部における感度低下を抑えることができる。しかしながら、この撮像装置１０１では、基板上に隙間なく連続して光電変換素子が形成されることから、曲げることにより歪みが生じ、素子部、特にスイッチ素子を含む回路部が劣化してしまう。
これに対し、本実施の形態では、配線基板１０上に、光電変換素子を含む複数の素子部１１Ａが全体として凹形状を成して配置されている。これにより、平板状に配置される場合（比較例１）に比べ、周辺部における感度低下を抑制できる。また、これらの複数の素子部１１Ａが配線基板１０上に互いに離間して配置されることで、凹形状を保持し易くなる。また、曲げ応力が緩和され、歪みの発生を軽減することができる。これにより、歪みに起因する素子部１１Ａの機能低下を抑制できる。よって、撮像画像における画質劣化を抑制することが可能となる。
また、本実施の形態では、光電変換素子と、スイッチ素子（上述のアドレススイッチＳＷ１およびスイッチＳＷ２など）とが、配線基板１０ではなく、素子部１１Ａ内に形成されている。換言すると、本実施の形態では、スイッチ素子は、配線基板１０内に形成されているのではなく、光電変換素子と共に個片化された状態で配線基板１０上に配置されている。これにより、スイッチ素子においても、曲げによる歪みの影響を受けにくく、その劣化が抑制される。素子部１１Ａの機能低下抑制につながると共に、撮像装置１の信頼性も向上する。
更に、画素アレイ部１１の凹形状の湾曲度が６度以上であることにより、特に胸部Ｘ線撮影などの大型のＦＰＤ用途において十分な画質を得ることができる。ここで、図１２に、撮像装置１（画素アレイ部１１）における線源３００からの距離（ｍｍ）と湾曲度（°）と周辺部における感度（％）との関係について示す。尚、画素アレイ部のサイズは、４３００ｍｍ×４３００ｍｍを想定している。Ｘ線撮影においては、線源から２０００ｍｍ離れた位置において略平行光と見做すことができ、周辺部においても十分な感度を得ることができるとされている。また、臥位撮影の際には、天井の高さと操作性との観点から１０００ｍｍ離すことがガイドラインで定められている。
例えば、湾曲度が０度である場合、即ち比較例１のように画素アレイ部が平板状を有する場合には、線源３００との距離を２０００ｍｍ離すと、最外周辺部の感度は、約９２％（９２．３％）となる。この感度が、理想的な周辺感度である。ここで、装置全体を小型化するために、あるいは照射線量を削減して線源寿命を延ばすためには、画素アレイ部と線源との間の距離はできるだけ小さく設定されることが望ましい。ところが、距離をガイドラインで定められた範囲内で１０００ｍｍまで近づけると、平行光と見做されないために、周辺感度が７０％まで下がり、感度損失が大きくなり過ぎる。
そこで、湾曲度を大きくすることで、即ち画素アレイ部１１が凹形状を有することで、周辺感度を高めることが可能である。ここで、特にガイドラインで定められた１０００ｍｍまで近づけた場合に、周辺感度の理想値（９２％以上）を達することができるのは、湾曲度が６度以上となる場合（図１２中の部分Ａ１）である。このような理由から、画素アレイ部１１の凹形状の湾曲度が６度以上であることにより、特に胸部Ｘ線撮影などの大型のＦＰＤ用途において周辺感度の低下が抑制され、十分な画質を得ることができる。
以上のように本実施の形態では、光電変換素子を含む複数の素子部１１Ａが全体として凹形状を成して配置されることにより、平板状に配置される場合に比べ、周辺部における感度低下を抑制できる。また、これらの複数の素子部１１Ａが配線基板１０上に互いに離間して配置されることで、凹形状を保持し易くなり、また曲げ応力による歪みの発生を軽減すできることから、素子部１１Ａの機能低下を抑制することができる。よって、撮像画像における画質劣化を抑制することが可能となる。
次に、上記実施の形態の変形例について説明する。以下では、上記実施の形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。
＜変形例１＞
図１３は、変形例１に係る撮像装置（撮像装置４）の機能構成を表したものである。上記実施の形態では、画素アレイ部１１がアクティブ型の画素回路を有する構成について説明したが、本変形例では、画素アレイ部１１がいわゆるパッシブ型の画素回路を含む。撮像装置４は、例えば、基板４１０上に画素アレイ部１１と、画素アレイ部１１を駆動する駆動部を備えている。駆動部は、例えば、行走査部４３０、水平選択部４４０、列走査部４５０およびシステム制御部４６０を有している。
画素アレイ部１１では、上記実施の形態と同様、複数の素子部１１Ａが行列状に配置されている。各素子部１１Ａには、行方向に延在する画素駆動線４７０と列方向に延在する垂直信号線４８０とが接続されている。垂直信号線４８０は、素子部１１Ａからの信号読み出しのための駆動信号を伝送するものである。
行走査部４３０は、シフトレジスタやアドレスデコーダ等によって構成され、画素アレイ部１１の各素子部１１Ａを、例えば行単位で駆動する画素駆動部である。行走査部４３０によって選択走査された画素行の各素子部１１Ａから出力された信号は、各垂直信号線４８０を介して水平選択部４４０に供給される。水平選択部４４０は、例えば、垂直信号線４８０ごとに設けられたアンプや水平選択スイッチ等によって構成されている。
列走査部４５０は、例えば、シフトレジスタやアドレスデコーダ等によって構成され、水平選択部４４０の各水平選択スイッチを走査しつつ順番に駆動するものである。列走査部４５０による選択走査により、各垂直信号線４８０を介して伝送される各単位画素Ｐの信号が順番に水平信号線４９０に出力され、水平信号線４９０を通して基板４１０の外部へ伝送される。
行走査部４３０、水平選択部４４０、列走査部４５０および水平信号線４９０からなる回路部分は、基板４１０上に直に形成されていてもよいし、あるいは外部制御ＩＣに配設されていてもよい。また、当該回路部分は、ケーブル等により接続された他の基板に形成されていてもよい。
システム制御部４６０は、基板４１０の外部から与えられるクロックや、動作モードを指令するデータなどを受け取り、また、撮像装置４の内部情報などのデータを出力するものである。システム制御部４６０は、さらに、各種のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータを有し、当該タイミングジェネレータで生成された各種のタイミング信号を基に行走査部４３０、水平選択部４４０および列走査部４５０などの周辺回路の駆動制御を行う。
図１４は、変形例１に係る画素アレイ部１１の回路構成を表したものである。本変形例では、素子部１１Ａが、例えば、フォトダイオードＰＤと、アドレススイッチＳＷ１と、容量成分Ｃｓとを有している。アドレススイッチＳＷ１は、画素駆動線４７０に接続されており、行走査部４３０の一部を構成する垂直シフトレジスタ４３１によって、オンオフ制御される。尚、図１４には、水平選択部４４０の一部を構成するアンプ４４１および水平シフトレジスタ４４２についても示している。
本変形例では、アドレススイッチＳＷ１が画素毎に切り替えられることで、フォトダイオードＰＤに蓄積された電荷は、垂直信号線４８０へ送られる。この電荷は、アンプ４４１によって電圧変換された後、外部へ読み出される。
＜適用例＞
図１５は、適用例に係る撮像表示システム（撮像表示システム５）の機能構成の一例を表したものである。撮像表示システム５は、例えば、上述の画素アレイ部１１を含む撮像装置１と、画像処理部６と、表示装置７とを備えている。画像処理部６は、撮像装置１により得られた撮像信号Ｄoutに対して所定の画像処理を施すものである。表示装置７は、撮像装置４により得られた撮像信号Ｄoutに基づく画像表示を行うものであり、具体的には、画像処理部６で処理された後の撮像信号（表示信号Ｄ１）に基づいて、映像を表示するものである。
本実施の形態では、線源３００から被写体４００に向けて照射された放射線のうち、被写体４００を透過した成分が撮像装置１によって検出され、撮像信号Ｄoutが得られる。この撮像信号Ｄoutは、画像処理部６に入力され、画像処理部６において所定の処理が施される。この画像処理後の信号が表示装置７に出力され、その信号に応じた映像が、表示装置７のモニタ画面に表示される。
この撮像装置１を用いた撮像表示システム５は、例えば胸部、頭部、腹部および膝等の撮影を行うレントゲン装置およびＣＴ（Computed Tomography）装置として好適に用いられる。この他にも、歯科パノラマ撮影にも適用される。また、医療用に限定されず、部品検査や手荷物検査などにも応用が可能である。
＜変形例２＞
図１６は、変形例２に係る表示装置（表示装置２）の詳細構成例を表したものである。上記実施の形態等では、撮像装置において画素アレイ部が凹形状を有する構成例について説明したが、この画素アレイ部の構成は、撮像装置に限らず表示装置にも適用可能である。
表示装置２は、例えば配線基板２０上に、２次元配置された複数の表示画素（素子部２１Ａ）を含む画素アレイ部２１を備える。配線基板２０は、例えばガラス、シリコン（Ｓｉ）または有機樹脂等からなる基板２０ａ上に、複数の配線層（配線層２３１）を有する。
複数の素子部２１Ａはそれぞれ、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子を含むと共に、互いに離間して配置されている（素子部２１Ａ同士の間に間隙を有している）。これらの複数の素子部２１Ａは、個々に配線基板２０上に半田実装されており、配線基板２０の配線層２３１と、電気的に接続されている。配線層２３１は、絶縁膜２２ａ上に形成されると共に、絶縁膜２２ｂに埋め込まれている。配線層２３１上には、絶縁膜２２ｂを貫通するＵＢＭ２３２が形成され、このＵＢＭ２３２上に、半田層２３３を介して素子部２１Ａが配置されている。各素子部２１Ａ同士の間隙を埋めるように、埋め込み層２４が形成されている。このような構成を有する表示装置２の画素アレイ部２１が全体として上述したような凹形状を有している。
本変形例では、発光素子を含む複数の素子部２１Ａが全体として凹形状を成して、かつ互いに離間して配置されることにより、凹形状を保持し易くなり、また曲げ応力による歪みの発生を軽減することができる。これにより、歪みに起因する素子部の機能低下を抑制することができる。よって、表示画像における画質劣化を抑制することが可能となる。
以上、実施の形態およびその変形例を挙げて本開示を説明したが、本開示は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。なお、本明細書中に記載された効果は一例であり、他の効果であってもよいし、更に他の効果を含んでいてもよい。
また、例えば、本開示は以下のような構成を取ることができる。
（１）
基板と、
各々が光電変換素子を含むと共に、前記基板上に、互いに離間して、かつ全体として凹形状を成して配置された複数の素子部と
を備えた
撮像装置。
（２）
前記基板は、ガラス、シリコン（Ｓｉ）または有機樹脂を含む
上記（１）に記載の撮像装置。
（３）
前記複数の素子部はそれぞれ、前記光電変換素子と、前記光電変換素子を駆動するための１または複数のスイッチ素子とを含む
上記（１）または（２）に記載の撮像装置。
（４）
前記凹形状の湾曲度は６度以上である
上記（１）ないし（３）のいずれか１つに記載の撮像装置。
（５）
前記凹形状は、前記複数の素子部の中央部から周辺部に向かって緩やかに湾曲している
上記（１）ないし（４）のいずれか１つに記載の撮像装置。
（６）
前記凹形状は曲率を有する
上記（１）ないし（５）のいずれか１つに記載の撮像装置。
（７）
前記基板は、前記素子部の側に凹面を含む湾曲形状を有する
上記（１）ないし（６）のいずれか１つに記載の撮像装置。
（８）
前記複数の素子部のそれぞれの凹形状は、前記基板の湾曲形状よりも緩やかに形成されている
上記（７）に記載の撮像装置。
（９）
前記複数の素子部の上に形成されると共に、入射した放射線を光に変換する波長変換層を更に備えた
上記（１）ないし（８）のいずれか１つに記載の撮像装置。
（１０）
前記波長変換層は、粒子状を有するシンチレータを含む
上記（９）に記載の撮像装置。
（１１）
前記波長変換層は、柱状を有するシンチレータを含む
上記（９）に記載の撮像装置。
（１２）
前記波長変換層は、前記複数の素子部の凹形状に応じた凹形状を有する
上記（９）ないし（１１）のいずれか１つに記載の撮像装置。
（１３）
前記複数の素子部同士の間隙に形成された埋め込み層を更に備えた
上記（１）ないし（１２）のいずれか１つに記載の撮像装置。
（１４）
前記基板は複数の配線層を含み、
前記複数の素子部はそれぞれ前記配線層に半田を介して電気的に接続されている
上記（１）ないし（１３）のいずれか１つに記載の撮像装置。
（１５）
基板と、
各々が光電変換素子を含むと共に、前記基板上に、互いに離間して、かつ全体として凹形状を成して配置された複数の素子部と
を備えた
撮像装置を有する撮像表示システム。
（１６）
基板と、
各々が発光素子を含むと共に、前記基板上に、互いに離間して、かつ全体として凹形状を成して配置された複数の素子部と
を備えた
表示装置。
本出願は、日本国特許庁において２０１６年２月２２日に出願された日本特許出願番号第２０１６−３１１１０号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願の全ての内容を参照によって本出願に援用する。
当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims (16)

  1. 基板と、
    各々が光電変換素子を含むと共に、前記基板上に、互いに離間して、かつ全体として凹形状を成して配置された複数の素子部と
    を備えた
    撮像装置。
  2. 前記基板は、ガラス、シリコン（Ｓｉ）または有機樹脂を含む
    請求項１に記載の撮像装置。
  3. 前記複数の素子部はそれぞれ、前記光電変換素子と、前記光電変換素子を駆動するための１または複数のスイッチ素子とを含む
    請求項１に記載の撮像装置。
  4. 前記凹形状の湾曲度は６度以上である
    請求項１に記載の撮像装置。
  5. 前記凹形状は、前記複数の素子部の中央部から周辺部に向かって緩やかに湾曲している
    請求項１に記載の撮像装置。
  6. 前記凹形状は曲率を有する
    請求項１に記載の撮像装置。
  7. 前記基板は、前記素子部の側に凹面を含む湾曲形状を有する
    請求項１に記載の撮像装置。
  8. 前記複数の素子部のそれぞれの凹形状は、前記基板の湾曲形状よりも緩やかに形成されている
    請求項７に記載の撮像装置。
  9. 前記複数の素子部の上に形成されると共に、入射した放射線を光に変換する波長変換層を更に備えた
    請求項１に記載の撮像装置。
  10. 前記波長変換層は、粒子状を有するシンチレータを含む
    請求項９に記載の撮像装置。
  11. 前記波長変換層は、柱状を有するシンチレータを含む
    請求項９に記載の撮像装置。
  12. 前記波長変換層は、前記複数の素子部の凹形状に応じた凹形状を有する
    請求項９に記載の撮像装置。
  13. 前記複数の素子部同士の間隙に形成された埋め込み層を更に備えた
    請求項１に記載の撮像装置。
  14. 前記基板は複数の配線層を含み、
    前記複数の素子部はそれぞれ前記配線層に半田を介して電気的に接続されている
    請求項１に記載の撮像装置。
  15. 基板と、
    各々が光電変換素子を含むと共に、前記基板上に、互いに離間して、かつ全体として凹形状を成して配置された複数の素子部と
    を備えた
    撮像装置を有する撮像表示システム。
  16. 基板と、
    各々が発光素子を含むと共に、前記基板上に、互いに離間して、かつ全体として凹形状を成して配置された複数の素子部と
    を備えた
    表示装置。
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