WO2019054351A1

WO2019054351A1 - 放射線検出器および放射線検出システム

Info

Publication number: WO2019054351A1
Application number: PCT/JP2018/033555
Authority: WO
Inventors: 井上　正人
Original assignee: キヤノン株式会社
Priority date: 2017-09-14
Filing date: 2018-09-11
Publication date: 2019-03-21
Also published as: JP7057084B2; JP2019052907A; CN111356938A; CN111356938B; US20200209412A1; US11054531B2

Abstract

放射線の低エネルギー成分の情報と高エネルギー成分の情報とを好適に分離する放射線検出器１ａは、二次元状に配置された複数の第１の光電変換素子部２３と第２の光電変換素子部２４を有するセンサパネル２と、センサパネル２の一方の表面に重ねて配置される第１のシンチレータ３１と、センサパネル２の前記一方の表面とは反対側の表面に重ねて配置される第２のシンチレータ３２とを有し、複数の複数の第１の光電変換素子部２３と第２の光電変換素子部２４が配置される有効画素領域２２の外側には、第１のシンチレータ３１と第２のシンチレータ３２との間に、遮光部２６が配置される。

Description

放射線検出器および放射線検出システム

本発明は、放射線検出器および放射線検出システムに関する。

放射線画像の撮影においては、互いに異なるエネルギー成分で複数の放射線画像を撮影し、撮影した複数の放射線画像を差分演算することにより、放射線画像に写っている物体の弁別などを行うことができるエネルギーサブトラクション法が知られている。特許文献１には、１回の放射線曝射で、位置ずれを生じさせることなく異なるエネルギー成分の放射線画像を得る構成として、基板の一方の面と他方の面に放射線が入射すると光を発する波長変換部が設けられ、一方の面に設けられる波長変換部が発する光を第１のフォトダイオードで検出し、他方の面に設けられる波長変換部が発する光を第２のフォトダイオードで検出する構成が開示されている。そして、特許文献１には、前記一方の面の側から放射線を入射させることにより、第１フォトダイオードで低エネルギー成分を検出し、第２フォトダイオードで高エネルギー成分を検出する構成が開示されている。

特許文献１に記載のＸ線検出素子では、第１フォトダイオードと第２フォトダイオードが設けられる領域の外側にも波長変換部が設けられている。このような構成であると、前記一方の面に設けられる波長変換層が発した光が、基板を透過して前記他方の面に設けられる波長変換部に入射し、基板とこの波長変換部との界面などで反射して第２フォトダイオードに入射することがある。この結果、第２フォトダイオードで検出して生成した高エネルギー成分の放射線画像に、低エネルギー成分の情報が混入するおそれがある。そうすると、物体の弁別の精度が低下するおそれがある。

特開２０１０－５６３９６号公報

上記実情に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、互いに異なるエネルギー成分の放射線画像を撮影できる放射線検出器において、それぞれのエネルギー成分の放射線画像に異なるエネルギー成分の情報を好適に分離することである。

前記課題を解決するため、本発明は、二次元状に配置された複数の光電変換素子部を有するセンサパネルと、前記センサパネルの一方の表面に重ねて配置される第１のシンチレータと、前記センサパネルの前記一方とは反対側の表面に重ねて配置される第２のシンチレータと、を有し、前記複数の光電変換素子部が配置される領域の外側には、前記第１のシンチレータと前記第２のシンチレータとの間に、遮光部が配置されることを特徴とする。

本発明によれば、互いに異なるエネルギー成分の放射線画像を撮影できる放射線検出器において、それぞれのエネルギー成分の放射線画像に異なるエネルギー成分の情報を好適に分離できる。
　なお、本発明の更なる特徴は、図面を参照して述べられる以降の実施形態を通して更に明らかとなるであろう。

第１の実施形態に係る放射線検出器の断面図である。第１の実施形態に係る放射線検出器の平面図である。光電変換素子部の断面図である。光電変換素子部の断面図である。第２の実施形態に係る放射線検出器の断面図と平面図である。第２の実施形態に係る放射線検出器の断面図と平面図である。第３の実施形態に係る放射線検出器の断面図である。第４の実施形態に係る放射線検出器の断面図である。第５の実施形態に係る放射線検出器の断面図である。放射線検出システムの概略図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

＜放射線検出器＞
まず、放射線検出器の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る放射線検出器１ａの構成例を模式的に示す断面図である。図１においては、図中の上側が、放射線画像の撮影の際に放射線を入射させる側（放射線の上流側）である。図中の矢印Ｘは、放射線検出器１ａに入射させる放射線を示す。図２は、第１の実施形態に係る放射線検出器１ａの構成例を模式的に示す平面図である。なお、図２においては、説明のため、保護シート４を省略してある。

第１の実施形態に係る放射線検出器１ａは、センサパネル２と、第１のシンチレータ３１と、第２のシンチレータ３２と、保護シート４と、基台５とを有する。そして、図１に示すように、センサパネル２の一方（入射させる放射線Ｘの上流側）の表面に第１のシンチレータ３１が重ねて配置され、さらに第１のシンチレータ３１を覆う保護シート４が配置される。また、センサパネル２の前記一方とは反対側の表面（入射させる放射線Ｘの下流側の表面）には、第２のシンチレータ３２が配置される。第２のシンチレータ３２は、基台５により支持される。

センサパネル２は、無アルカリガラスなどのガラス基板２１と、このガラス基板２１に二次元状に配置される複数の光電変換素子部２３，２４を有する。複数の光電変換素子部２３，２４には、第１の光電変換素子部２３と第２の光電変換素子部２４とが含まれる。第１の光電変換素子部２３は、第１のシンチレータ３１が発する光を受光して電気信号に変換する（受光した光に応じた電気信号を生成する）。第２の光電変換素子部２４は、第２のシンチレータ３２が発する光を受光して電気信号に変換する。なお、第１の光電変換素子部２３と第２の光電変換素子部２４の構成例については後述する。また、センサパネル２において、複数の光電変換素子部（第１の光電変換素子部２３と第２の光電変換素子部２４）が二次元状に配置される領域を「有効画素領域２２」と称する。有効画素領域２２は、入射した放射線Ｘを電気信号に変換できる領域である。

また、センサパネル２には配線２５が設けられる。センサパネル２の有効画素領域２２の外側に設けられる配線２５には、例えば、第１の光電変換素子部２３や第２の光電変換素子部２４を駆動する信号を伝送する駆動線と、第１の光電変換素子部２３や第２の光電変換素子部２４が変換した（生成した）電気信号を読み出す信号線が含まれる。本発明の実施形態では、第１の光電変換素子部２３と第２の光電変換素子部２４と前記の配線２５は、ガラス基板２１の一方の表面であって第１のシンチレータ３１の側の表面に設けられているものとする。なお、センサパネル２に設けられる配線２５の種類や具体的な構成は特に限定されるものではない。また、センサパネル２の周縁部には、放射線検出器１ａの外部との間で信号の送受信を行うための接続部６が接合される。接続部６には、例えばＦＰＣなどが適用され、センサパネル２に設けられる配線２５と外部の機器や回路基板などとを電気的に接続する。なお、接続部６の構成は特に限定されるものではない。

第１のシンチレータ３１と第２のシンチレータ３２は、それぞれ、放射線Ｘが入射すると励起して光（可視光）を発する。第１のシンチレータ３１と第２のシンチレータ３２は、センサパネル２の表面に直角な方向視（以下、「平面視」と称する）において、少なくとも有効画素領域２２の全域に重なるように設けられる。すなわち、図２に示すように、平面視において、第１のシンチレータ３１の外周（輪郭）は、有効画素領域２２の外周の外側に位置している。第２のシンチレータ３２も同様である。なお、第１のシンチレータ３１と第２のシンチレータ３２の具体的な構成（材質や形成方法など）は特に限定されるものではなく、従来公知の各種の構成が適用できる。

保護シート４は、第１のシンチレータ３１を保護する機能を有し、第１のシンチレータ３１を覆うように、第１のシンチレータ３１に重ねて配置される。なお、保護シート４の構成は特に限定されるものではない。第１のシンチレータ３１が水分によって劣化などする材料から形成されるのであれば、第１のシンチレータ３１を水分から保護するために遮水性を有することが好ましい。基台５は、第２のシンチレータ３２を支持する部材である。基台５の構成は特に限定されるものではない。

センサパネル２の有効画素領域２２の外側には遮光部２６が配置される。遮光部２６は、センサパネル２の有効画素領域２２の外側において、第１のシンチレータ３１が発する光が第２のシンチレータ３２に入射することを防止する。図２に示すように、遮光部２６は、平面視において、有効画素領域２２の外側に、有効画素領域２２を囲むように配置される。第１の実施形態では、遮光部２６は、平面視において、有効画素領域２２の外周（輪郭）から第１のシンチレータ３１の外周までの範囲に配置される。このため、第１のシンチレータ３１は、有効画素領域２２の外側において遮光部２６と重なる構成となる。特に、第１のシンチレータ３１の有効画素領域２２の外側に位置する部分の全体が遮光部２６と重なる構成であることが好ましい。なお、遮光部２６は、この範囲の全域に隙間なく配置され、切れ目や孔などが存在しない構成であることが好ましい。

また、遮光部２６は、センサパネル２と第１のシンチレータ３１と第２のシンチレータ３２の積層方向に関しては、第１のシンチレータ３１と第２のシンチレータ３２の間に配置される。第１の実施形態では、図１に示すように、遮光部２６は、センサパネル２に設けられる配線２５に重ねて配置される。換言すると、配線２５と第１のシンチレータ３１との間に配置される。なお、配線２５と遮光部２６は直接重なる（直接接触する）のではなく、それらの間に樹脂などの図略の絶縁層（例えば、平坦化膜）が介在している構成が適用できる。

遮光部２６には、例えば、金属やカーボンブラックや樹脂材料などの膜が適用できる。ただし、遮光部２６は遮光性を有していればよく、その材質(材料)は限定されるものではない。また、遮光部２６は、後述する第２の光電変換素子部２４の遮光層２４３と同じ材料からなる構成が適用できる。この場合、遮光部２６は、第２の光電変換素子部２４の遮光層２４３を形成する工程において、併せて形成される構成が適用できる。

次に、有効画素領域２２を構成する第１の光電変換素子部２３と第２の光電変換素子部２４の構成例について説明する。有効画素領域２２は、例えば、同数またはほぼ同数の第１の光電変換素子部２３と第２の光電変換素子部２４とで構成される。そして、有効画素領域２２において、複数の第１の光電変換素子部２３と複数の第２の光電変換素子部２４とは、例えば交互に並ぶように配置される。図３Ａは、第１の光電変換素子部２３の構成例を模式的に示す断面図であり、図３Ｂは、第２の光電変換素子部２４の構成例を模式的に示す断面図である。図３Ａ及び３Ｂにおいては、図中の上側が第１のシンチレータ３１が配置される側（入射させる放射線Ｘの上流側）であり、下側がガラス基板２１および第２のシンチレータ３２が配置される側である。また、矢印Ｘは、撮影の際に入射させる放射線を示す。図３Ａ及び３Ｂに示すように、第１の光電変換素子部２３と第２の光電変換素子部２４は、それぞれ、光透過層２３１，２４１と光電変換層２３２，２４２と遮光層２３３，２４３とを有する。

光透過層２３１，２４１は、第１のシンチレータ３１や第２のシンチレータ３２が発する光を透過する層である。光透過層２３１，２４１には、例えば、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）などの透明な金属化合物や、透明な樹脂材料が適用できる。ただし、光透過層２３１，２４１は、光透過性を有していればよく、具体的な材質や構成は特に限定されない。遮光層２３３，２４３は、第１のシンチレータ３１や第２のシンチレータ３２が発する光を遮光する層である。遮光層２３３，２４３には、例えば金属やカーボンブラックや樹脂材料などが適用できる。

第１の光電変換素子部２３の光電変換層２３２は、第１のシンチレータ３１が発する光を電気信号に変換する（光に応じた電気信号を生成する）図略の光電変換素子が配置される層である。第２の光電変換素子部２４の光電変換層２４２は、第２のシンチレータ３２が発する光を電気信号に変換する（電気信号を生成する）図略の光電変換素子が配置される層である。第１の光電変換素子部２３の光電変換層２３２と、第２の光電変換素子部２４の光電変換層２４２は、同じ構成を有する。光電変換層２３２，２４２には、例えば、光が入射すると電気信号（電荷）を発生させるフォトダイオードなどの光電変換素子と、光電変換素子から電気信号を取り出すためのＴＦＴなどのスイッチング素子が含まれる。さらに、光電変換層２３２，２４２には、スイッチング素子の駆動信号を伝送する駆動線と、光電変換素子から取り出した電気信号を伝送する信号線と、光電変換素子にバイアスを印加するためのバイアス線と、その他の所定の層（ゲート絶縁膜や平坦化膜）が含まれる。光電変換層２３２，２４２は、フォトエッチングプロセスを繰り返して光電変換素子やスイッチング素子や配線などを形成していくことで形成される。なお、光電変換層２３２，２４２の具体的な構成は特に限定されるものではなく、公知の各種放射線検出パネルと同じ構成が適用できる。

第１の光電変換素子部２３は、図３Ａに示すように、第２のシンチレータ３２に近い側（図３Ａにおいては下側）から、遮光層２３３、光電変換層２３２、光透過層２３１の順に重ねて配置される構成を有する。一方、第２の光電変換素子部２４は、図３Ｂに示すように、第２のシンチレータ３２に近い側（図３Ｂにおいては下側）から、光透過層２４１、光電変換層２４２、遮光層２４３の順に重ねて配置される構成を有する。すなわち、第１の光電変換素子部２３においては、第１のシンチレータ３１に近い側に光透過層２３１が配置され、第２のシンチレータ３２に近い側に遮光層２３３が配置され、それらの間に光電変換層２３２が配置される。一方、第２の光電変換素子部２４においては、第１のシンチレータ３１に近い側に遮光層２４３が配置され、第２のシンチレータ３２に近い側に光透過層２４１が配置され、それらの間に光電変換層２４２が配置される。

このような構成であると、第１のシンチレータ３１が発する光は、第１の光電変換素子部２３の光透過層２３１を透過して第１の光電変換素子部２３の光電変換層２３２に入射する。一方、第２のシンチレータ３２が発する光は、第１の光電変換素子部２３の遮光層２３３により遮光されるため、第１の光電変換素子部２３の光電変換層２３２には入射しない。したがって、第１の光電変換素子部２３は、第１のシンチレータ３１が発する光を受光（検出）して電気信号に変換する。

また、第１のシンチレータ３１が発する光は、第２の光電変換素子部２４の遮光層２４３により遮光されるため、第２の光電変換素子部２４の光電変換層２４２には入射しない。一方、第２のシンチレータ３２が発する光は、第２の光電変換素子部２４の光透過層２４１を透過して第２の光電変換素子部２４の光電変換層２４２に入射する。したがって、第２の光電変換素子部２４は、第２のシンチレータ３２が発する光を受光（検出）して電気信号に変換する。

放射線検出器１ａを用いて放射線画像を撮影する際には、第１のシンチレータ３１の側から放射線Ｘを入射させる。放射線Ｘに含まれる周波数が低い低エネルギー成分（軟放射線）は物体を透過しにくく、周波数の高い高エネルギー成分（硬放射線）は物体を透過しやすい。このため、放射線Ｘが第１のシンチレータ３１の側から入射すると、放射線Ｘの低エネルギー成分が第１のシンチレータ３１において光に変換される。そして、変換された光は第１の光電変換素子部２３の光電変換層２３２において電気信号に変換される。放射線Ｘの高エネルギー成分は、第１のシンチレータ３１とセンサパネル２を透過して第２のシンチレータ３２に入射する。そして、放射線Ｘの高エネルギー成分は第２のシンチレータ３２において光に変換され、第２の光電変換素子部２４の光電変換層２３２において電気信号に変換される。ただし、低エネルギー成分は、第１のシンチレータ３１やセンサパネル２で吸収されて第２のシンチレータ３２に到達しない。このため、第２の光電変換素子部２４により変換された電気信号には、放射線Ｘの低エネルギー成分の情報は混入しない。

このように、放射線検出器１ａを用いた放射線画像の撮影時においては、放射線Ｘを第１のシンチレータ３１の側から入射させる。これにより、第１の光電変換素子部２３により放射線Ｘの低エネルギー成分を検出して低エネルギー成分の放射線画像を生成でき、第２の光電変換素子部２４により放射線Ｘの高エネルギー成分を検出して高エネルギー成分の放射線画像を生成できる。すなわち、放射線検出器１ａは、１回の放射線曝射により、エネルギー成分が互いに異なる２つの放射線画像を生成できる。

そして、遮光部２６により、高エネルギー成分の放射線画像に低エネルギー成分の情報が混在することが防止される。すなわち、遮光部２６が配置されない構成では、有効画素領域２２の外側において第１のシンチレータ３１が発する光は、第２のシンチレータ３２に入射し、第２のシンチレータ３２と基台５の界面などで反射して第２の光電変換素子部２４の光電変換層２４２に入射する。その結果、特に有効画素領域２２の外周に近い領域において、高エネルギー成分の放射線画像に低エネルギー成分の情報が混入する。混入した低エネルギー成分の情報はノイズとなり、物体の弁別の精度を低下させることがある。

これに対して、本発明の第１の実施形態によれば、遮光部２６により、有効画素領域２２の外側において、第１のシンチレータ３１が発する光が第２のシンチレータ３２に入射することが防止される。このため、高エネルギー成分の放射線画像に低エネルギー成分の情報が混入することを防止でき、高エネルギー成分の放射線画像にノイズが混入することを防止できる。

次に、センサパネル２の製造方法および遮光部２６の形成方法について説明する。まず、ガラス基板２１の一方の表面に、第１の光電変換素子部２３の遮光層２３３を形成し、第２の光電変換素子部２４の光透過層２４１を形成する。遮光層２３３の形成方法や光透過層２４１の形成方法は特に限定されるものではなく、公知の各種の成膜方法が適用できる。また、第１の光電変換素子部２３の遮光層２３３と第２の光電変換素子部２４の光透過層２４１の形成の順序も特に限定されない。

第１の光電変換素子部２３の遮光層２３３と第２の光電変換素子部２４の光透過層２４１を形成した後、それらのそれぞれの表面に、光電変換層２３２，２４２を形成する。光電変換層２３２，２４２は、例えばフォトエッチングプロセスを繰り返すことにより、光電変換素子やスイッチング素子や絶縁膜などを形成していくことで形成される。また、光電変換層２３２，２４２を形成する工程において、併せて、有効画素領域２２の外側に、前記の配線２５（信号線や駆動線）が形成される。なお、光電変換層２３２，２４２や配線２５の形成方法は特に限定されるものではなく、公知の方法が適用できる。

そして、第１の光電変換素子部２３の光電変換層２３２の表面に光透過層２３１を重ねて形成し、第２の光電変換素子部２４の光電変換層２４２の表面に遮光層２４３を重ねて形成する。遮光層２４３の形成方法や光透過層２３１の形成方法は特に限定されるものではなく、公知の各種の成膜方法が適用できる。また、第１の光電変換素子部２３の光透過層２３１と第２の光電変換素子部２４の遮光層２４３の形成の順序も特に限定されない。そして、第２の光電変換素子部２４の光電変換層２４２の表面に遮光層２４３を重ねて形成する工程において、併せて、有効画素領域２２の外側に遮光部２６を形成する。これにより、有効画素領域２２の外側には、遮光部２６が、第２の光電変換素子部２４の遮光層２４３と同じ材料により同じ工程で形成される。また、このような構成によれば、遮光部２６を、有効画素領域２２の外側に設けられる配線２５に重ねて配置できる。このため、遮光部２６を、センサパネル２の配線２５と第１のシンチレータ３１の間に配置できる。

次に、第２の実施形態に係る放射線検出器１ｂについて説明する。前記第１の実施形態では、遮光部２６が、有効画素領域２２の外側において第１のシンチレータ３１と重なる範囲に配置される構成を示したが、遮光部２６の構成は、第１の実施形態に示す構成に限定されない。図４Ａは、第２の実施形態に係る放射線検出器１ｂの構成例を模式的に示す断面図である。図４Ｂは、第２の実施形態に係る放射線検出器１ｂの構成例を模式的に示す平面図である。なお、図４Ｂにおいては、保護シート４を省略してある。また、第１の実施形態と共通の構成には、第１の実施形態と同じ符号を付し、説明を省略する。図４Ａ及び４Ｂに示すように、第２の実施形態に係る放射線検出器１ｂにおいては、遮光部２６が、有効画素領域２２を囲むように、センサパネル２の外周の縁まで設けられる。換言すると、平面視において、有効画素領域２２の外周（輪郭）とガラス基板２１の外周の縁との間の範囲に設けられる。ただし、遮光部２６は、接続部６を避けて設けられる。このような構成であっても、第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。なお、遮光部２６の形成方法は、第１の実施形態と同じでよい。

図５は、第３の実施形態に係る放射線検出器１ｃの構成例を模式的に示す断面図である。図５に示すように、有効画素領域２２の外側には、センサパネル２の配線２５に重ねて遮光部２６が配置され、さらに遮光部２６に重ねて第１の光反射防止部２７１が配置される。第１の光反射防止部２７１は、光の反射率が低い層である。また、第１の光反射防止部２７１は、光の透過率も低い。すなわち、第１の光反射防止部２７１は、第１のシンチレータ３１が発する光を反射や透過せずに吸収する構成であることが好ましい。このような構成であると、第１のシンチレータ３１が発する光が遮光部２６に到達して反射することが防止または抑制される。このため、遮光部２６で反射した光に起因するノイズを防止できる。特に、遮光部２６が金属などからなり光の反射率が高い場合に、第１の光反射防止部２７１が配置される構成であることが好ましい。第１の光反射防止部２７１の材質は特に限定されるものではないが、例えばカーボンブラックや、黒色に着色された樹脂などが適用できる。なお、第１の光反射防止部２７１の具体的な材質（材料）は特に限定されるものではないが、遮光部２６よりも光の反射率が低い材料からなることが好ましい。

なお、図５においては、遮光部２６と光反射防止部２７１が第１の実施形態の遮光部２６と同じ範囲に配置される構成を示したが、第２の実施形態の遮光部２６と同じ範囲に配置される構成であってもよい。

次に、本発明の第４の実施形態に係る放射線検出器１ｄの構成例について説明する。図６は、本発明の第４の実施形態に係る放射線検出器１ｄの構成例を模式的に示す断面図である。第４の実施形態に係る放射線検出器１ｄには、有効画素領域２２の外側において、第１のシンチレータ３１と保護シート４の間に第２の光反射防止部２７２が配置される。第２の光反射防止部２７２は、光の反射率が低い層である。特に、保護シート４よりも光の反射率が低い構成が適用される。このような構成によれば、第１のシンチレータ３１が発する光が有効画素領域２２の外側において保護シート４で反射して第１の光電変換素子部２３の光電変換層２３２に入射することが防止される。このため、保護シート４における光の反射に起因するノイズを防止できる。なお、第２の光反射防止部２７２の材質は特に限定されるものではなく、例えば第１の光反射防止部２７１と同様に、カーボンブラックや黒色に着色された樹脂材料などが適用できる。また、第２の光反射防止部２７２は、平面視において、有効画素領域２２の外側の全域に、隙間なく配置される構成であることが好ましい。

次に、本発明の第５の実施形態に係る放射線検出器１ｅの構成例について説明する。図７は、本発明の第５の実施形態に係る放射線検出器１ｅの構成例を模式的に示す断面図である。第５の実施形態に係る放射線検出器１ｅには、有効画素領域２２の外側に、複数の第３の光電変換素子部２７３が配置される。第３の光電変換素子部２７３は、放射線画像の撮影において画像情報の取得には用いられない。第３の光電変換素子部２７３には、第２の光電変換素子部２４と同じ構成が適用できる。すなわち、第３の光電変換素子部２７３の光電変換層２４２の第１のシンチレータ３１の側には、遮光層２４３が設けられる。また、第３の光電変換素子部２７３は、第１のシンチレータ３１の側と第２のシンチレータ３２の側の両方に遮光層が配置され、遮光層どうしの間に光電変換層が配置される構成であってもよい。このような構成であれば、第３の光電変換素子部２７３が、第１の実施形態の遮光部２６と同様の機能を有する。したがって、第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。

なお、第３の光電変換素子部２７３は、平面視において、有効画素領域２２の外周から第１のシンチレータ３１の外周までの範囲の全域にわたって配置される構成でなくてもよく、この範囲の一部に配置される構成であってもよい。この場合、第３の光電変換素子部２７３が配置される領域以外の領域には、第１の実施形態や第２の実施形態と同じ構成の遮光部２６が配置される構成が適用できる。このように、第３の光電変換素子部２７３は、遮光部２６の少なくとも一部を構成すればよい。例えば、平面視において、有効画素領域２２の外側を囲むように複数の第３の光電変換素子部２７３が配置され、さらにその外側に、第１の実施形態や第２の実施形態と同じ遮光部２６が配置される構成が適用できる。このような構成であっても、第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。

また、第５の実施形態においては、第３の実施形態と同様に、第１の光反射防止部２７１が、第３の光電変換素子部２７３の遮光層２４３に重ねて配置されてもよい。さらに、第４の実施形態と同様に、有効画素領域２２の外側において、第１のシンチレータ３１と保護シート４の間に、第２の光反射防止部２７２が配置されてもよい。

＜放射線検出システム＞
次に、放射線検出システム９の実施形態について説明する。図８は、本発明の実施形態に係る放射線検出システム９の構成例を模式的に示す図である。図８に示すように、放射線検出システム９は、放射線発生装置９１と放射線検出装置９２と制御・演算処理部９３を有する。放射線発生装置９１は、制御・演算処理部９３による制御にしたがって放射線を曝射する。放射線発生装置９１の構成は特に限定されるものではなく、公知の各種の放射線発生装置が適用できる。放射線検出装置９２は、制御・演算処理部９３による制御に従い、放射線発生装置９１から曝射されて被写体である被検者Ｐを透過した放射線を検出し、放射線画像を生成して制御・演算処理部９３に出力する。制御・演算処理部９３は、放射線検出装置９２から取得した放射線画像に対して所定の演算処理を行う。これにより、放射線検出システム９の使用者等は、被検者Ｐの診断を行うことができる。

放射線検出装置９２には、前記の本発明の実施形態に係る放射線検出器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅが適用される。例えば、放射線検出装置９２は、放射線検出器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅと、放射線検出器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅの駆動用の電力の供給源となるバッテリとを有し、これらが筐体に収容されている。制御・演算処理部９３は、例えば、ＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭと有するコンピュータが適用できる。この場合、ＲＯＭには放射線発生装置９１と放射線検出装置９２を制御するコンピュータプログラムがあらかじめ格納されている。そして、ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されているコンピュータプログラムを読み出し、ＲＡＭに展開して実行する。これにより、制御・演算処理部９３は、放射線発生装置９１や放射線検出装置９２を制御する制御手段として機能する。また、制御・演算処理部９３は、放射線検出装置９２から取得した放射線画像（画像信号）に対して所定の演算処理を実行する信号処理手段として機能する。

また、本発明の実施形態に係る放射線検出システム９は、１回の放射線曝射によってエネルギー成分が異なる２枚の放射線画像を取得することができる（ワンショットエネルギサブトラクション法）。具体的には、制御・演算処理部９３は、放射線発生装置９１を制御して被検者Ｐ（被写体）に向けて放射線を１回曝射する。そして、放射線検出装置９２は、第１の光電変換素子部２３により放射線Ｘの低エネルギー成分を検出して低エネルギー成分の画像を生成し、第２の光電変換素子部２４により放射線Ｘの高エネルギー成分を検出して高エネルギー成分の画像を生成する。制御・演算処理部９３は信号処理手段として機能し、放射線検出装置９２が生成した高エネルギー成分の放射線画像と低エネルギー成分の放射線画像を取得し、取得した高エネルギー成分の放射線画像と低エネルギー成分の放射線画像の差分する演算処理を行う。これにより、制御・演算処理部９３は、例えば硬部組織と軟部組織の一方を強調し他方を除去した画像（「エネルギーサブトラクション画像」と称する）を得ることができる。このように、本発明の実施形態に係る放射線検出システム９は、１回の放射線曝射において取得した複数の放射線画像（低エネルギー成分の放射線画像と高エネルギー成分の放射線画像）から、新たな放射線画像（エネルギーサブトラクション画像）を生成できる。

なお、エネルギーサブトラクション画像を生成する処理は、放射線検出装置９２が実行してもよい。例えば、放射線検出装置９２において、放射線検出器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅには、接続部６を介して、ＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭを有するコンピュータが接続される。このコンピュータのＲＯＭには、放射線検出器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅの制御や、エネルギーサブトラクション画像を生成する処理を実行するためのコンピュータプログラムがあらかじめ格納されている。そして、ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されているコンピュータプログラムを読み出し、ＲＡＭに展開して実行する。これにより、このコンピュータは、放射線検出器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅの制御手段として機能し、制御・演算処理部９３からの指示に従い放射線検出器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅを制御する。また、このコンピュータは、１回の放射線曝射において取得した複数の放射線画像から新たな放射線画像を生成する処理を実行する演算処理手段として機能する。これにより、放射線検出装置９２において、エネルギーサブトラクション画像が生成される。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、前記実施形態は、本発明を実施するにあたっての具体例を示したに過ぎない。本発明の技術的範囲は、前記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれる。

（その他の実施例）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

本発明は、放射線検出装置および放射線検出システムに好適な技術である。そして、本発明によれば、互いに異なるエネルギー成分の放射線画像を撮影できる放射線検出器において、それぞれのエネルギー成分の放射線画像に異なるエネルギー成分の情報を好適に分離できる。

以上、実施例を参照して本発明について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。本発明の主旨に反しない範囲で変更された発明、及び本発明と均等な発明も本発明に含まれる。また、上述の各実施例及び変形例は、本発明の主旨に反しない範囲で適宜組み合わせることができる。

　この出願は２０１７年９月１４日に出願された日本国特許出願番号２０１７－１７６５７３の優先権を主張するものであり、それらの内容を引用してこの出願の一部とするものである。

Claims

二次元状に配置された複数の光電変換素子部を有するセンサパネルと、
前記センサパネルの一方の表面に重ねて配置される第１のシンチレータと、
前記センサパネルの前記一方とは反対側の表面に重ねて配置される第２のシンチレータと、を有し、
前記複数の光電変換素子部が配置される領域の外側には、前記第１のシンチレータと前記第２のシンチレータとの間に、遮光部が配置されることを特徴とする放射線検出器。
前記センサパネルの表面に直角な方向視において、前記第１のシンチレータの外周は、前記複数の光電変換素子部が配置される領域の外周よりも外側に位置しており、
前記遮光部は、前記複数の光電変換素子部が配置される領域の外周から前記第１のシンチレータの外周までの範囲に配置されることを特徴とする請求項１に記載の放射線検出器。
前記遮光部は、前記複数の光電変換素子部が配置される領域の外周から前記センサパネルの外周までの範囲に配置されることを特徴とする請求項１に記載の放射線検出器。
前記センサパネルの前記複数の光電変換素子が配置される領域の外側には、前記複数の光電変換素子部とは別に他の複数の光電変換素子部が配置され、
前記他の複数の光電変換素子部は、遮光層を有し、
前記他の複数の光電変換素子部の前記遮光層は、前記遮光部の少なくとも一部であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の放射線検出器。
前記複数の光電変換素子部は、入射した光を電気信号に変換する光電変換層と、前記光電変換層に重ねて配置される遮光層とを有し、
前記遮光部は、前記遮光層と同じ材料により形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の放射線検出器。
前記複数の光電変換素子部は、前記センサパネルの基板の一方の表面に配置され、
前記第１のシンチレータは、前記センサパネルの前記複数の光電変換素子部が配置される側に重ねて配置され、
前記遮光部は、前記センサパネルと前記第１のシンチレータの間に配置されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の放射線検出器。
前記センサパネルの前記複数の光電変換素子部が配置される領域の外側には、前記複数の光電変換素子部から電気信号を取り出す信号線が、前記複数の光電変換素子部が配置される側と同じ側の表面に配置され、
前記遮光部は、前記信号線の前記第１のシンチレータの側に重ねて配置されることを特徴とする請求項６に記載の放射線検出器。
前記遮光部と前記第１のシンチレータとの間には、前記第１のシンチレータが発する光の反射を防止する第１の反射防止部が配置されることを特徴とする請求項６または７に記載の放射線検出器。
前記センサパネルの表面に直角な方向視において、前記第１のシンチレータの前記センサパネルとは反対側には、前記複数の光電変換素子部が配置される領域の外側に、前記第１のシンチレータが発する光の反射を防止する第２の反射防止部が配置されることを特徴とする請求項７または８に記載の放射線検出器。
前記複数の光電変換素子部には、前記第１のシンチレータが発する光を受光して電気信号に変換する第１の光電変換素子部と、前記第２のシンチレータが発する光を受光して電気信号に変換する第２の光電変換素子部とが含まれることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の放射線検出器。
前記第１の光電変換素子部は、前記第１のシンチレータが発する光を電気信号に変換する光電変換層と、前記光電変換層の前記第２のシンチレータの側に重ねて配置されて前記第２のシンチレータが発する光を遮光する遮光層とを有し、
前記第２の光電変換素子部は、前記第２のシンチレータが発する光を電気信号に変換する光電変換層と、前記光電変換層の前記第１のシンチレータの側に重ねて配置されて前記第１のシンチレータが発する光を遮光する遮光層とを有することを特徴とする請求項１０に記載の放射線検出器。
請求項１から１１のいずれか１項に記載の放射線検出器と、
前記放射線検出器によって得られた電気信号を処理する信号処理手段と、
を有することを特徴とする放射線検出システム。