(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状に形成されると共に、当該平板状の一方の面側に放射線が照射された場合と当該平板状の他方の面側に放射線が照射された場合とで撮影される放射線画像の特性が異なり、放射線が照射されることにより光が発生する発光層、及び当該発光層に発生した光を受光することにより電荷が蓄積されると共に当該電荷を読み出すためのスイッチ素子が形成された基板が積層されて構成された放射線検出器が内蔵され、前記一方の面側及び前記他方の面側の何れにおいても照射された放射線による放射線画像を撮影可能とされた可搬型放射線撮影装置。
【請求項２】
前記放射線検出器は、前記発光層と前記基板のいずれか一方が２つ設けられ、前記発光層と前記基板とが交互に積層された
請求項１記載の可搬型放射線撮影装置。
【請求項３】
前記放射線検出器は、前記発光層と前記基板がそれぞれ２つ設けられると共に、放射線を遮蔽する遮蔽板が設けられ、当該遮蔽板の前記一方の面側及び前記他方の面側に前記発光層と前記基板が積層されて構成された
請求項１記載の可搬型放射線撮影装置。
【請求項４】
前記放射線検出器は、前記発光層が２つ設けられると共に、当該２つの発光層の厚み、当該発光層に充填され、放射線が照射されることにより発光する粒子の粒径、当該粒子の重層構造、当該粒子の充填率、付活剤のドープ量、前記発光層の材料、及び前記発光層の層構造の少なくとも１つの変更、並びに前記発光層の前記基板と非対向の面への前記光を反射する反射層の形成の何れかが行われた
請求項２又は請求項３記載の可搬型放射線撮影装置。
【請求項５】
前記放射線検出器は、前記基板が２つ設けられると共に、当該２つの基板の信号の読み出し特性の変更が行われた
請求項２又は請求項３記載の可搬型放射線撮影装置。
【請求項６】
前記放射線検出器は、前記一方の面側及び前記他方の面側の何れか一方が放射線を半導体層で電荷に変換する直接変換方式とされ、他方が放射線を光に変換した後に電荷に変換する間接変換方式とされた
請求項１記載の可搬型放射線撮影装置。
【請求項７】
前記発光層は、放射線が照射されることにより発光する蛍光体材料の柱状結晶を含んで構成された
請求項１〜請求項６の何れか１項記載の可搬型放射線撮影装置。
【請求項８】
前記蛍光体材料を、ＣｓＩとした
請求項７項記載の可搬型放射線撮影装置。
【請求項９】
前記放射線検出器は、前記一方の面側及び前記他方の面側の何れか一方が画質重視の特性とされ、他方が感度重視の特性とされた
請求項１〜請求項８の何れか１項記載の可搬型放射線撮影装置。
【請求項１０】
平板状に形成されると共に、前記放射線検出器が内蔵され、当該平板状の一方の面側、他方の面側の何れにおいても照射された放射線による放射線画像を撮影可能な撮影ユニットと、
前記放射線検出器の撮影動作を制御する制御部が内蔵された制御ユニットと、
前記撮影ユニットと前記制御ユニットとが並んだ展開状態、及び前記撮影ユニットと前記制御ユニットとが重なり合って折り畳まれた収納状態に開閉可能に連結する連結部材と、
を備えた請求項１〜請求項９の何れか１項記載の可搬型放射線撮影装置。
【請求項１１】
平板状に形成されると共に、前記放射線検出器が内蔵され、当該平板状の一方の面側、他方の面側の何れにおいても照射された放射線による放射線画像を撮影可能な撮影ユニットと、
前記放射線検出器の撮影動作を制御する制御部が内蔵された制御ユニットと、
前記制御ユニットに対して前記撮影ユニットの一方の面、他方の面を反転可能に連結する連結部材と、
を備えた請求項１〜請求項９の何れか１項記載の可搬型放射線撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照射された放射線により示される放射線画像を撮影する可搬型放射線撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＴＦＴ(Thin Film Transistor)アクティブマトリクス基板上に放射線感応層を配置し、照射されたＸ線等の放射線を検出し、検出された放射線により表わされる放射線画像を示す電気信号を出力するＦＰＤ(Flat Panel Detector)等の放射線検出器が実用化されている。この放射線検出器は、従来のイメージングプレートに比べて、即時に画像を確認でき、動画も確認できるといったメリットがある。なお、放射線検出器には、放射線を変換する方式として、放射線をシンチレータで光に変換した後にフォトダイオード等の半導体層で電荷に変換する間接変換方式や、放射線をアモルファスセレン等の半導体層で電荷に変換する直接変換方式等があり、各方式でも半導体層に使用可能な材料が種々存在する。
【０００３】
この放射線検出器を内蔵し、放射線検出器から出力される放射線画像データを記憶する可搬型放射線撮影装置（以下、電子カセッテともいう）も実用化されている。手術では、患者に対して迅速かつ的確な処置を施すため、撮影後直ちに放射線画像を表示できることが重要である。電子カセッテは、速やかに画像の確認を行うことができ、この要望を満たすことができる。
【０００４】
この放射線検出器に関する技術として、特許文献１には、表裏両面から受光可能な光電変換部と、放射線を光電変換部により検出可能な蛍光に変換する第１及び第２のシンチレータとを備えた放射線検出器において、光電変換部を前記第１のシンチレータ上に一体的に形成し、第１のシンチレータ、光電変換部、第２のシンチレータを順次に積層した放射線検出器が記載されている。この特許文献１の技術によれば、撮影の際にシンチレータ側からＸ線が入射してシンチレータが発光すると共にシンチレータを透過したＸ線で蛍光体ガラスが発光し、光電変換部で蛍光体ガラス及びシンチレータで生じた光の両方を受光することにより高感度化できる。
【０００５】
また、特許文献２には、照射された放射線を可視光に変換する２枚のシンチレータと、該２枚のシンチレータ間に配された、該シンチレータにより変換された可視光を電気信号に変換して出力する多数の固体光検出素子を基板上に形成してなる固体光検出器が開示されている。この特許文献２の技術によれば、固体光検出器を２枚のシンチレータの間に配する構成としたため、放射線検出器に照射された放射線により、放射線が照射される側に配された最初のシンチレータが発光すると共に反対側に配された後の他のシンチレータが発光するため固体光検出器における可視光の検出効率が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１４５８４５号公報
【特許文献２】特開平７−２７８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、手術では、動画と静止画の切換が重要であったり、静止画の撮影を行ったところ、更なる高画質な画像が必要となる場合がある。
【０００８】
電子カセッテは、動画と静止画を撮影が可能であるものの、内蔵した放射線検出器の構成によって感度や画質が異なり、また、動画と静止画でも撮影に好適な構成が異なり、例えば、照射する放射線量を増加させて、画質向上させることも可能ではあるものの、画質向上に限界があり、患者の被曝量が増加する。
【０００９】
このため、異なる特性の放射線画像の撮影を行うには、特性の異なる放射線検出器を内蔵した電子カセッテを複数用意する必要がある。
【００１０】
なお、特許文献１及び特許文献２の技術は、特性の異なる放射線画像の撮影に関するものではない。
【００１１】
本発明は、上記の事情に鑑み、特性の異なる放射線画像の撮影を簡易に行える可搬型放射線撮影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明の可搬型放射線撮影装置は、平板状に形成されると共に、当該平板状の一方の面側に放射線が照射された場合と当該平板状の他方の面側に放射線が照射された場合とで撮影される放射線画像の特性が異なり、放射線が照射されることにより光が発生する発光層、及び当該発光層に発生した光を受光することにより電荷が蓄積されると共に当該電荷を読み出すためのスイッチ素子が形成された基板が積層されて構成された放射線検出器が内蔵され、前記一方の面側及び前記他方の面側の何れにおいても照射された放射線による放射線画像を撮影可能とされている。
【００１３】
本発明の可搬型放射線撮影装置は、平板状に形成されると共に、当該平板状の一方の面側に放射線が照射された場合と当該平板状の他方の面側に放射線が照射された場合とで撮影される放射線画像の特性が異なり、放射線が照射されることにより光が発生する発光層、及び当該発光層に発生した光を受光することにより電荷が蓄積されると共に当該電荷を読み出すためのスイッチ素子が形成された基板が積層されて構成された放射線検出器が内蔵されている。
【００１４】
そして、本発明の可搬型放射線撮影装置は、一方の面側及び他方の面側の何れにおいても照射された放射線による放射線画像を撮影可能とされている。
【００１５】
このように、本発明の可搬型放射線撮影装置は、一方の面側に放射線が照射された場合と当該平板状の他方の面側に放射線が照射された場合とで撮影される放射線画像の特性が異なり、放射線が照射されることにより光が発生する発光層、及び当該発光層に発生した光を受光することにより電荷が蓄積されると共に当該電荷を読み出すためのスイッチ素子が形成された基板が積層されて構成された放射線検出器の一方の面側及び他方の面側の何れにおいても照射された放射線による放射線画像を撮影可能であるため、特性の異なる放射線画像の撮影を簡易に行える。
【００１７】
なお、本発明は、請求項２に記載の発明のように、前記放射線検出器は、前記発光層と前記基板のいずれか一方が２つ設けられ、前記発光層と前記基板とを交互に積層させた構成としてもよい。
【００１８】
また、本発明は、請求項３に記載の発明のように、前記放射線検出器は、前記発光層と前記基板がそれぞれ２つ設けられると共に、放射線を遮蔽する遮蔽板が設けられ、当該遮蔽板の前記一方の面側及び前記他方の面側に前記発光層と前記基板が積層されて構成されてもよい。
【００１９】
また、請求項２又は請求項３に記載の発明は、請求項４に記載の発明のように、前記放射線検出器は、前記発光層が２つ設けられると共に、当該２つの発光層の厚み、当該発光層に充填され、放射線が照射されることにより発光する粒子の粒径、当該粒子の重層構造、当該粒子の充填率、付活剤のドープ量、前記発光層の材料、及び前記発光層の層構造の少なくとも１つの変更、並びに前記発光層の前記基板と非対向の面への前記光を反射する反射層の形成の何れかが行われてもよい。
【００２０】
また、請求項２又は請求項３に記載の発明は、請求項５に記載の発明のように、前記放射線検出器は、前記基板が２つ設けられると共に、当該２つの基板の信号の読み出し特性の変更が行われてもよい。
【００２１】
また、本発明は、請求項６に記載の発明のように、前記放射線検出器は、前記一方の面側及び前記他方の面側の何れか一方が放射線を半導体層で電荷に変換する直接変換方式とされ、他方が放射線を光に変換した後に電荷に変換する間接変換方式とされてもよい。
【００２２】
また、本発明は、請求項７に記載の発明のように、前記発光層が、放射線が照射されることにより発光する蛍光体材料の柱状結晶を含んで構成されてもよい。
【００２３】
また、請求項７に記載の発明は、請求項８に記載の発明のように、前記蛍光体材料を、ＣｓＩとしてもよい。
【００２４】
また、本発明は、請求項９に記載の発明のように、前記放射線検出器は、前記一方の面側及び前記他方の面側の何れか一方が画質重視の特性とされ、他方が感度重視の特性とされてもよい。
【００２５】
また、請求項１〜請求項９の何れか１項に記載の発明は、請求項１０に記載の発明のように、平板状に形成されると共に、前記放射線検出器が内蔵され、当該平板状の一方の面側、他方の面側の何れにおいても照射された放射線による放射線画像を撮影可能な撮影ユニットと、前記放射線検出器の撮影動作を制御する制御部が内蔵された制御ユニットと、前記撮影ユニットと前記制御ユニットとが並んだ展開状態、及び前記撮影ユニットと前記制御ユニットとが重なり合って折り畳まれた収納状態に開閉可能に連結する連結部材と、を備えてもよい。
【００２６】
また、請求項１〜請求項９の何れか１項に記載の発明は、請求項１１に記載の発明のように、平板状に形成されると共に、前記放射線検出器が内蔵され、当該平板状の一方の面側、他方の面側の何れにおいても照射された放射線による放射線画像を撮影可能な撮影ユニットと、前記放射線検出器の撮影動作を制御する制御部が内蔵された制御ユニットと、前記制御ユニットに対して前記撮影ユニットの一方の面、他方の面を反転可能に連結する連結部材と、を備えてもよい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の放射線撮影装置は、特性の異なる放射線画像の撮影を簡易に行うことができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１の実施の形態に係る放射線検出器の構成を模式的に示した断面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る放射線検出器の構成を示した平面図である。
【図３】実施の形態に係るＴＦＴ基板の構成を概略的に示した断面図である。
【図４】第１の実施の形態に係る放射線検出器の構成を示した断面図である。
【図５】実施の形態に係るシンチレータ層の厚みと感度の変化を示すグラフである。
【図６】実施の形態に係るシンチレータ層の厚みと画質の変化を示すグラフである。
【図７】実施の形態に係る平板状の電子カセッテの構成を示す斜視図である。
【図８】実施の形態に係る平板状の電子カセッテの構成を示す断面図である。
【図９】第１及び第２の実施の形態に係る電子カセッテの電気系の要部構成を示すブロック図である。
【図１０】実施の形態に係る開閉可能な電子カセッテの構成を示す斜視図である。
【図１１】実施の形態に係る開閉可能な電子カセッテの構成を示す斜視図である。
【図１２】実施の形態に係る開閉可能な電子カセッテの構成を示す断面図である。
【図１３】実施の形態に係る反転可能な電子カセッテの構成を示す斜視図である。
【図１４】実施の形態に係る反転可能な電子カセッテの構成を示す斜視図である。
【図１５】実施の形態に係る反転可能な電子カセッテの構成を示す断面図である。
【図１６】第２の実施の形態に係る放射線検出器の構成を示した断面図である。
【図１７】シンチレータ層の小粒子と大粒子の重層構造を示した模式図である。
【図１８】シンチレータ層のＴＦＴ基板と反対側の面に反射層を形成した場合の構成を示す断面図である。
【図１９】第３の実施の形態に係る放射線検出器の構成を示した断面図である。
【図２０】第３及び第４の実施の形態に係る電子カセッテの電気系の要部構成を示すブロック図である。
【図２１】第４の実施の形態に係る放射線検出器の構成を示した断面図である。
【図２２】他の形態に係る直接変換方式の放射線検出器の構成を模式的に示した断面図である。
【図２３】ＣｓＩの累積被曝量と感度の関係を示すグラフである。
【図２４】（Ａ）は他の形態に係る開閉可能な電子カセッテの収納状態での断面構成を示す断面図であり、（Ｂ）は他の形態に係る開閉可能な電子カセッテの展開状態での断面構成を示す断面図である。
【図２５】ＣｓＩで形成されたシンチレータ層の感度変化の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
【００３０】
［第１の実施の形態］
まず、本実施の形態に係る放射線検出器２０の構成について説明する。
【００３１】
図１には、本実施形態に係る放射線検出器２０の構成を模式的に示した断面図が示されており、図２には、放射線検出器２０の構成を示す平面図が示されている。
【００３２】
図１に示すように、放射線検出器２０は、絶縁性基板２２に薄膜トランジスタ（TFT：Thin Film Transistor）などのスイッチ素子２４が形成されたＴＦＴ基板２６を備えている。
【００３３】
このＴＦＴ基板２６上には、入射される放射線を変換する放射線変換層の一例として、入射される放射線を光に変換するシンチレータ層２８が形成されている。
【００３４】
シンチレータ層２８としては、例えば、ＣｓＩ：Ｔｌ、ＧＯＳ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）を用いることができる。なお、シンチレータ層２８は、これらの材料に限られるものではない。
【００３５】
シンチレータ層２８が発する光の波長域は、可視光域（波長３６０ｎｍ〜８３０ｎｍ）であることが好ましく、この放射線検出器２０によってモノクロ撮像を可能とするためには、緑色の波長域を含んでいることがより好ましい。
【００３６】
シンチレータ層２８に用いる蛍光体としては、具体的には、放射線としてＸ線を用いて撮像する場合、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）を含むものが好ましく、Ｘ線照射時の発光スペクトルが４２０ｎｍ〜６００ｎｍにあるＣｓＩ（Ｔｌ）を用いることが特に好ましい。なお、ＣｓＩ（Ｔｌ）の可視光域における発光ピーク波長は５６５ｎｍである。
【００３７】
シンチレータ層２８は、例えば、ＣｓＩ（Ｔｌ）等の柱状結晶で形成しようとする場合、蒸着基板への蒸着によって形成されてもよい。このように蒸着によってシンチレータ層２８を形成する場合、蒸着基板は、Ｘ線の透過率、コストの面からＡｌの板がよく使用されるがこれに限定されるものではない。なお、シンチレータ層２８としてＧＯＳを用いる場合、蒸着基板を用いずにＴＦＴ基板２６の表面にＧＯＳを塗布することにより、シンチレータ層２８を形成してもよい。
【００３８】
絶縁性基板２２としては、光透過性を有し且つ放射線の吸収が少ないものであれば何れでもよく、例えば、ガラス基板、透明セラミック基板、光透過性の樹脂基板を用いることができる。なお、絶縁性基板２２は、これらの材料に限られるものではない。
【００３９】
シンチレータ層２８とＴＦＴ基板２６との間には、シンチレータ層２８によって変換された光が入射されることにより電荷を発生する光導電層３０が配置されている。この光導電層３０のシンチレータ層２８側の表面には、光導電層３０にバイアス電圧を印加するためのバイアス電極３２が形成されている。
【００４０】
光導電層３０は、シンチレータ層２８から発せられた光を吸収し、吸収した光に応じた電荷を発生する。光導電層３０は、光が照射されることにより電荷を発生する材料により形成すればよく、例えば、アモルファスシリコンや有機光電変換材料などにより形成することができる。アモルファスシリコンを含む光導電層３０であれば、幅広い吸収スペクトルを持ち、シンチレータ層２８による発光を吸収することができる。有機光電変換材料を含む光導電層３０であれば、可視域にシャープな吸収スペクトルを持ち、シンチレータ層２８による発光以外の電磁波が光導電層３０に吸収されることがほとんどなく、Ｘ線等の放射線が光導電層３０で吸収されることによって発生するノイズを効果的に抑制することができる。
【００４１】
光導電層３０を構成する有機光電変換材料は、シンチレータ層２８で発光した光を最も効率良く吸収するために、その吸収ピーク波長が、シンチレータ層２８の発光ピーク波長と近いほど好ましい。有機光電変換材料の吸収ピーク波長とシンチレータ層２８の発光ピーク波長とが一致することが理想的であるが、双方の差が小さければシンチレータ層２８から発された光を十分に吸収することが可能である。具体的には、有機光電変換材料の吸収ピーク波長と、シンチレータ層２８の放射線に対する発光ピーク波長との差が、１０ｎｍ以内であることが好ましく、５ｎｍ以内であることがより好ましい。
【００４２】
このような条件を満たすことが可能な有機光電変換材料としては、例えばキナクリドン系有機化合物及びフタロシアニン系有機化合物が挙げられる。例えばキナクリドンの可視域における吸収ピーク波長は５６０ｎｍであるため、有機光電変換材料としてキナクリドンを用い、シンチレータ層２８の材料としてＣｓＩ（Ｔｌ）を用いれば、上記ピーク波長の差を５ｎｍ以内にすることが可能となり、光導電層３０で発生する電荷量をほぼ最大にすることができる。
【００４３】
ＴＦＴ基板２６には、光導電層３０で発生した電荷を収集する電荷収集電極３４が形成されている。ＴＦＴ基板２６では、各電荷収集電極３４で収集された電荷が、スイッチ素子２４によって読み出される。
【００４４】
次に、本実施の形態に係る放射線検出器２０に適用可能な光導電層３０について具体的に説明する。
【００４５】
本発明に係る放射線検出器２０における電磁波吸収／光電変換部位は、１対の電荷収集電極３４，バイアス電極３２と、該電荷収集電極３４，バイアス電極３２間に挟まれた光導電層３０とを含む有機層により構成することができる。この有機層は、より具体的には、電磁波を吸収する部位、光電変換部位、電子輸送部位、正孔輸送部位、電子ブロッキング部位、正孔ブロッキング部位、結晶化防止部位、電極、及び層間接触改良部位等の積み重ねもしくは混合により形成することができる。
【００４６】
上記有機層は、有機ｐ型化合物または有機ｎ型化合物を含有することが好ましい。
【００４７】
有機ｐ型半導体（化合物）は、主に正孔輸送性有機化合物に代表されるドナー性有機半導体（化合物）であり、電子を供与しやすい性質がある有機化合物をいう。さらに詳しくは２つの有機材料を接触させて用いたときにイオン化ポテンシャルの小さい方の有機化合物をいう。したがって、ドナー性有機化合物としては、電子供与性のある有機化合物であればいずれの有機化合物も使用可能である。
【００４８】
有機ｎ型半導体（化合物）は、主に電子輸送性有機化合物に代表されるアクセプター性有機半導体（化合物）であり、電子を受容しやすい性質がある有機化合物をいう。さらに詳しくは２つの有機化合物を接触させて用いたときに電子親和力の大きい方の有機化合物をいう。したがって、アクセプター性有機化合物は、電子受容性のある有機化合物であればいずれの有機化合物も使用可能である。
【００４９】
この有機ｐ型半導体及び有機ｎ型半導体として適用可能な材料、及び光導電層３０の構成については、特開２００９−３２８５４号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。なお、光導電層３０は、さらにフラーレン若しくはカーボンナノチューブを含有させて形成してもよい。
【００５０】
各画素部を構成するセンサ部３６は、少なくとも電荷収集電極３４、光導電層３０、及びバイアス電極３２を含んでいればよいが、暗電流の増加を抑制するため、電子ブロッキング膜及び正孔ブロッキング膜の少なくともいずれかを設けることが好ましく、両方を設けることがより好ましい。
【００５１】
電子ブロッキング膜は、電荷収集電極３４と光導電層３０との間に設けることができ、電荷収集電極３４とバイアス電極３２間にバイアス電圧を印加したときに、電荷収集電極３４から光導電層３０に電子が注入されて暗電流が増加してしまうのを抑制することができる。
【００５２】
電子ブロッキング膜には、電子供与性有機材料を用いることができる。
【００５３】
実際に電子ブロッキング膜に用いる材料は、隣接する電極の材料および隣接する光導電層３０の材料等に応じて選択すればよく、隣接する電極の材料の仕事関数（Ｗｆ）より１．３ｅＶ以上電子親和力（Ｅａ）が大きく、かつ、隣接する光導電層３０の材料のイオン化ポテンシャル（Ｉｐ）と同等のＩｐもしくはそれより小さいＩｐを持つものが好ましい。この電子供与性有機材料として適用可能な材料については、特開２００９−３２８５４号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。
【００５４】
電子ブロッキング膜の厚みは、暗電流抑制効果を確実に発揮させるとともに、センサ部３６の光電変換効率の低下を防ぐため、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましく、さらに好ましくは３０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下、特に好ましくは５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。
【００５５】
正孔ブロッキング膜は、光導電層３０とバイアス電極３２との間に設けることができ、電荷収集電極３４とバイアス電極３２間にバイアス電圧を印加したときに、バイアス電極３２から光導電層３０に正孔が注入されて暗電流が増加してしまうのを抑制することができる。
【００５６】
正孔ブロッキング膜には、電子受容性有機材料を用いることができる。
【００５７】
正孔ブロッキング膜の厚みは、暗電流抑制効果を確実に発揮させるとともに、センサ部３６の光電変換効率の低下を防ぐため、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましく、さらに好ましくは３０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下、特に好ましくは５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。
【００５８】
実際に正孔ブロッキング膜に用いる材料は、隣接する電極の材料および隣接する光導電層３０の材料等に応じて選択すればよく、隣接する電極の材料の仕事関数（Ｗｆ）より１．３ｅＶ以上イオン化ポテンシャル（Ｉｐ）が大きく、かつ、隣接する光導電層３０の材料の電子親和力（Ｅａ）と同等のＥａもしくはそれより大きいＥａを持つものが好ましい。この電子受容性有機材料として適用可能な材料については、特開２００９−３２８５４号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。
【００５９】
なお、光導電層３０で発生した電荷のうち、正孔がバイアス電極３２に移動し、電子が電荷収集電極３４に移動するようにバイアス電圧を設定する場合には、電子ブロッキング膜と正孔ブロッキング膜の位置を逆にすれば良い。又、電子ブロッキング膜と正孔ブロッキング膜は両方設けなくてもよく、いずれかを設けておけば、ある程度の暗電流抑制効果を得ることができる。
【００６０】
図３には、スイッチ素子２４の構成が概略的に示されている。
【００６１】
ＴＦＴ基板２６には、電荷収集電極３４に対応して、電荷収集電極３４に移動した電荷を電気信号に変換して出力するスイッチ素子２４が形成されている。スイッチ素子２４の形成された領域は、平面視において電荷収集電極３４と重なる部分を有しており、このような構成とすることで、各画素部におけるスイッチ素子２４とセンサ部３６とが厚さ方向で重なりを有することとなる。なお、放射線検出器２０（画素部）の平面積を最小にするために、スイッチ素子２４の形成された領域が電荷収集電極３４によって完全に覆われていることが望ましい。
【００６２】
スイッチ素子２４は、ゲート電極２２０、ゲート絶縁膜２２２、及び活性層（チャネル層）２２４が積層され、さらに、活性層２２４上にソース電極２２６とドレイン電極２２８が所定の間隔を開けて形成されている。
【００６３】
ドレイン電極２２８は、絶縁性基板２２と電荷収集電極３４との間に設けられた絶縁膜２１９を貫通して形成された導電性材料の配線を介して対応する電荷収集電極３４と電気的に接続されている。これにより、電荷収集電極３４で捕集された電荷をスイッチ素子２４に移動させることができる。
【００６４】
活性層２２４は、例えば、アモルファスシリコンや非晶質酸化物、有機半導体材料、カーボンナノチューブなどにより形成することができる。なお、活性層２２４を構成する材料は、これらに限定されるものではない。
【００６５】
活性層２２４を構成可能な非晶質酸化物としては、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも１つを含む酸化物（例えばＩｎ−Ｏ系）が好ましく、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも２つを含む酸化物（例えばＩｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｉｎ−Ｇａ−Ｏ系、Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系）がより好ましく、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎを含む酸化物が特に好ましい。Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系非晶質酸化物としては、結晶状態における組成がＩｎＧａＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍは６未満の自然数）で表される非晶質酸化物が好ましく、特に、ＩｎＧａＺｎＯ４がより好ましい。なお、活性層２２４を構成可能な非晶質酸化物は、これらに限定されるものではない。
【００６６】
活性層２２４を構成可能な有機半導体材料としては、フタロシアニン化合物や、ペンタセン、バナジルフタロシアニン等を挙げることができるがこれらに限定されるものではない。なお、フタロシアニン化合物の構成については、特開２００９−２１２３８９号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。
【００６７】
スイッチ素子２４の活性層２２４を非晶質酸化物や有機半導体材料、カーボンナノチューブで形成したものとすれば、Ｘ線等の放射線を吸収せず、あるいは吸収したとしても極めて微量に留まるため、スイッチ素子２４におけるノイズの発生を効果的に抑制することができる。
【００６８】
また、活性層２２４をカーボンナノチューブで形成した場合、スイッチ素子２４のスイッチング速度を高速化することができ、また、可視光域での光の吸収度合の低いスイッチ素子２４を形成できる。なお、カーボンナノチューブで活性層２２４を形成する場合、活性層２２４に極微量の金属性不純物が混入するだけで、スイッチ素子２４の性能は著しく低下するため、遠心分離などにより極めて高純度のカーボンナノチューブを分離・抽出して形成する必要がある。
【００６９】
ここで、上述した非晶質酸化物、有機半導体材料、カーボンナノチューブや、有機光電変換材料は、いずれも低温での成膜が可能である。従って、絶縁性基板２２としては、半導体基板、石英基板、及びガラス基板等の耐熱性の高い基板に限定されず、プラスチック等の可撓性基板、アラミド、バイオナノファイバを用いることもできる。具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）等の可撓性基板を用いることができる。このようなプラスチック製の可撓性基板を用いれば、軽量化を図ることもでき、例えば持ち運び等に有利となる。
【００７０】
また、絶縁性基板２２には、絶縁性を確保するための絶縁層、水分や酸素の透過を防止するためのガスバリア層、平坦性あるいは電極等との密着性を向上するためのアンダーコート層等を設けてもよい。
【００７１】
アラミドは、２００度以上の高温プロセスを適用できるために，透明電極材料を高温硬化させて低抵抗化でき、また、ハンダのリフロー工程を含むドライバＩＣの自動実装にも対応できる。また、アラミドは、ＩＴＯ（indium tin oxide）やガラス基板と熱膨張係数が近いため、製造後の反りが少なく、割れにくい。また、アラミドは、ガラス基板等と比べて薄く基板を形成できる。なお、超薄型ガラス基板とアラミドを積層して絶縁性基板２２を形成してもよい。
【００７２】
バイオナノファイバは、バクテリア(酢酸菌、Acetobacter Xylinum)が産出するセルロースミクロフィブリル束（バクテリアセルロース）と透明樹脂との複合したものである。セルロースミクロフィブリル束は、幅５０ｎｍと可視光波長に対して１／１０のサイズで、かつ、高強度、高弾性、低熱膨である。バクテリアセルロースにアクリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂を含浸・硬化させることで、繊維を６０−７０％も含有しながら、波長５００nmで約９０％の光透過率を示すバイオナノファイバが得られる。バイオナノファイバは、シリコン結晶に匹敵する低い熱膨張係数（３−７ｐｐｍ）を有し、鋼鉄並の強度(４６０ＭＰa)、高弾性(３０ＧＰａ)で、かつフレキシブルであることから、ガラス基板等と比べて薄く絶縁性基板２２を形成できる。
【００７３】
本実施の形態では、絶縁性基板２２上に、スイッチ素子２４、センサ部３６、透明な平坦化層３８を順に形成し、当該絶縁性基板２２上に光吸収性の低い接着樹脂等を用いた接着層３９でシンチレータ層２８を貼り付けることにより放射線検出器２０を形成している。以下、平坦化層３８まで形成された絶縁性基板２２をＴＦＴ基板２６と称する。
【００７４】
センサ部３６は、図２に示すように、ＴＦＴ基板２６に二次元状に配置されており、それに対応して、スイッチ素子２４が、絶縁性基板２２に２次元状に配置されている。
【００７５】
また、ＴＦＴ基板２６には、一定方向（行方向）に延設され各スイッチ素子２４をオンオフさせるための複数本のゲート配線４０と、ゲート配線４０と直交する方向（列方向）に延設されオン状態のスイッチ素子２４を介して電荷を読み出すための複数本のデータ配線４２が設けられている。
【００７６】
なお、ＴＦＴ基板２６上には、ＴＦＴ基板２６上を平坦化するための平坦化層３８が形成されている。また、ＴＦＴ基板２６とシンチレータ層２８との間であって、平坦化層３８上には、シンチレータ層２８をＴＦＴ基板２６に接着するための接着層３９が、形成されている。
【００７７】
ＴＦＴ基板２６は、平板状で平面視において外縁に４辺を有する四辺形状をしている。具体的には、矩形状に形成されている。
【００７８】
ここで、放射線検出器２０は、図４に示すように、シンチレータ層２８が接着された表側から放射線が照射（表面照射、裏面読取方式（所謂ＰＳＳ（Penetration Side Sampling）方式）ともいう）されてもよく、ＴＦＴ基板２６側（裏側）から放射線が照射（裏面照射、表面読取方式（所謂ＩＳＳ（Irradiation Side Sampling）方式ともいう）されてもよい。放射線検出器２０は、表側から放射線が照射された場合、シンチレータ層２８の上面側（ＴＦＴ基板２６の反対側）でより強く発光し、裏側から放射線が照射された場合、ＴＦＴ基板２６を透過した放射線がシンチレータ層２８に入射してシンチレータ層２８のＴＦＴ基板２６側がより強く発光する。各光導電層３０には、シンチレータ層２８で発生した光により電荷が発生する。このため、放射線検出器２０は、表側から放射線が照射された場合の方が裏側から放射線が照射された場合よりも、放射線がＴＦＴ基板２６を透過しないため、放射線に対する感度を高く設計することが可能であり、また、裏側から放射線が照射された場合の方が表側から放射線が照射された場合よりも各光導電層３０に対するシンチレータ層２８の発光位置が近いため、撮影によって得られる放射線画像の分解能が高い。
【００７９】
すなわち、放射線検出器２０は、平板状の一方の面側に放射線が照射された場合と当該平板状の他方の面側に放射線が照射された場合とで撮影される放射線画像の特性が異なる。
【００８０】
図５には、放射線検出器２０に対して放射線を表面照射した場合と放射線検出器２０に対して放射線を裏面照射した場合でのシンチレータ層２８の厚みと感度の変化の一例が示されおり、図６には、放射線検出器２０に対して表面から放射線を照射した場合と放射線検出器２０に対して裏面から放射線を照射した場合でのシンチレータ層２８の厚みとＭＴＦ（Modulation Transfer Factor）の変化の一例が示されている。
【００８１】
次に、このような放射線検出器２０を内蔵した電子カセッテの構成について説明する。
【００８２】
放射線検出器２０の一方の面側、他方の面側の何れにおいても照射された放射線による放射線画像を撮影可能とする構成として、図７〜図９に示すような電子カセッテ１０Ａを平板状に形成して全体を反転させる構成、図１０〜図１２に示すような電子カセッテ１０Ｂを開閉可能とする構成、図１３〜図１５に示すような電子カセッテ１０の一部を反転可能とする構成が例示できる。
【００８３】
以下、電子カセッテ１０Ａ〜１０Ｃの構成について説明する。
【００８４】
図７には、電子カセッテ１０Ａの構成を示す斜視図が示されており、図８には、電子カセッテ１０Ａの断面図が示されている。
【００８５】
電子カセッテ１０Ａは、放射線Ｘを透過させる材料からなる平板状の筐体１８を備えており、防水性、密閉性を有する構造とされている。筐体１８の内部には、上述の放射線検出器２０が配設されている。筐体１８は、平板状の一方の面及び他方の面の放射線検出器２０の配設位置に対応する領域が撮影時に放射線が照射される撮影領域１８Ａ、１８Ｂとされている。放射線検出器２０は、シンチレータ層２８が撮影領域１８Ａ側、ＴＦＴ基板２６が撮影領域１８Ｂ側となるように内蔵されており、撮影領域１８Ａが放射線検出器２０に対して表側から放射線を照射する表面照射用の撮影領域、撮影領域１８Ｂが放射線検出器２０に対して裏側から放射線を照射する裏面照射用の撮影領域とされている。
【００８６】
また、筐体１８の内部の一端側には、放射線検出器２０と重ならない位置（撮影領域１８Ａ、１８Ｂの範囲外）に、後述する制御部５０や電源部７０を収容するケース３１が配置されている。ここで、電子カセッテ１０Ａは、撮影領域１８Ａ、１８Ｂの両面で放射線画像を撮影可能とするため、撮影領域１８Ａ、１８Ｂ内に回路や素子などの放射線画像に影響を与える部材を配置しないようにしている。
【００８７】
また、電子カセッテ１０Ａは、筐体１８の側面に各種ボタンを備えた操作パネル１９が設けられている。
【００８８】
図９には、電子カセッテ１０Ａの電気系の要部構成を示すブロック図が示されている。
【００８９】
放射線検出器２０は、隣り合う２辺の一辺側にゲート線ドライバ５２が配置され、他辺側に信号処理部５４が配置されている。
【００９０】
筐体１８の内部には、制御部５０として、画像メモリ５６と、カセッテ制御部５８と、無線通信部６０とを備えている。
【００９１】
放射線検出器２０の個々のゲート配線４０はゲート線ドライバ５２に接続されており、個々のデータ配線４２は信号処理部５４に接続されている。
【００９２】
各スイッチ素子２４は、ゲート線ドライバ５２からゲート配線４０を介して供給される信号により行単位で順にオンされ、オン状態とされたスイッチ素子２４によって読み出された電荷は、電気信号としてデータ配線４２を伝送されて信号処理部５４に入力される。これにより、電荷は行単位で順に読み出され、二次元状の放射線画像が取得可能となる。
【００９３】
図示は省略するが、信号処理部５４は、個々のデータ配線４２毎に、入力される電気信号を増幅する増幅回路及びサンプルホールド回路を備えており、個々のデータ配線４２を伝送された電気信号は増幅回路で増幅された後にサンプルホールド回路に保持される。また、サンプルホールド回路の出力側にはマルチプレクサ、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器が順に接続されており、個々のサンプルホールド回路に保持された電気信号はマルチプレクサに順に（シリアルに）入力され、Ａ／Ｄ変換器によってデジタルの画像データへ変換される。
【００９４】
信号処理部５４には画像メモリ５６が接続されており、信号処理部５４のＡ／Ｄ変換器から出力された画像データは画像メモリ５６に順に記憶される。画像メモリ５６は所定枚分の画像データを記憶可能な記憶容量を有しており、放射線画像の撮影が行われる毎に、撮影によって得られた画像データが画像メモリ５６に順次記憶される。
【００９５】
画像メモリ５６はカセッテ制御部５８と接続されている。カセッテ制御部５８はマイクロコンピュータによって構成され、ＣＰＵ（中央処理装置）５８Ａ、ＲＯＭおよびＲＡＭを含むメモリ５８Ｂ、フラッシュメモリ等からなる不揮発性の記憶部５８Ｃを備えており、電子カセッテ１０Ａ全体の動作を制御する。
【００９６】
また、カセッテ制御部５８には無線通信部６０が接続されている。無線通信部６０は、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ等に代表される無線ＬＡＮ（Local Area Network）規格に対応しており、無線通信による外部機器との間での各種情報の伝送を制御する。カセッテ制御部５８は、無線通信部６０を介して、コンソールなどの放射線撮影全体を制御する外部装置と無線通信が可能とされており、コンソールとの間で各種情報の送受信が可能とされている。カセッテ制御部５８は、コンソールから無線通信部６０を介して受信される撮影条件などの各種情報を記憶し、撮影条件に基づいて電荷の読み出しを開始する。
【００９７】
また、カセッテ制御部５８は、操作パネル１９が接続されており、操作パネル１９に対する操作内容を把握することができる。
【００９８】
また、電子カセッテ１０には、電源部７０が設けられており、上述した各種回路や各素子(操作パネル１９、ゲート線ドライバ５２、信号処理部５４、画像メモリ５６、無線通信部６０やカセッテ制御部５８として機能するマイクロコンピュータ)は、電源部７０から供給された電力によって作動する。電源部７０は、電子カセッテ１０の可搬性を損なわないように、バッテリ（充電可能な二次電池）を内蔵しており、充電されたバッテリから各種回路・素子へ電力を供給する。なお、図９では、電源部７０と各種回路や各素子を接続する配線を省略している。
【００９９】
電子カセッテ１０Ａは、表面照射用の撮影領域１８Ａと裏面照射用の撮影領域１８Ｂが設けられており、全体を反転させることにより、撮影領域１８Ａ又は撮影領域１８Ｂで放射線画像の撮影が可能とされている。
【０１００】
電子カセッテ１０Ａは、放射線画像を撮影する際に、撮影に用いる撮影領域を上として、図８に示すように、放射線を発生する放射線発生装置８０と間隔を空けて配置され、撮影領域上に患者の撮影対象部位Ｂが配置される。放射線発生装置８０は予め与えられた撮影条件等に応じた放射線量の放射線を射出する。放射線発生装置８０から射出された放射線Ｘは、撮影対象部位Ｂを透過することで画像情報を担持した後に電子カセッテ１０に照射される。
【０１０１】
放射線発生装置８０から照射された放射線Ｘは、撮影対象部位Ｂを透過した後に電子カセッテ１０に到達する。これにより、電子カセッテ１０に内蔵された放射線検出器２０の各電荷収集電極３４には照射された放射線Ｘの線量に応じた電荷が収集されて蓄積される。
【０１０２】
カセッテ制御部５８は、放射線Ｘの照射終了後に、ゲート線ドライバ５２を制御してゲート線ドライバ５２から１ラインずつ順に各ゲート配線４０にＯＮ信号を出力させ、各ゲート配線４０に接続された各スイッチ素子２４を１ラインずつ順にＯＮさせる。これにより、１ラインずつ順に各電荷収集電極３４に蓄積された電荷が電気信号として各データ配線４２に流れ出す。各データ配線４２に流れ出した電気信号は信号処理部５４に入力されて、デジタルの画像情報へ変換されて、画像メモリ５６に記憶される。
【０１０３】
カセッテ制御部５８は、撮影終了後、画像メモリ５６に記憶された画像情報をコンソールへ送信する。なお、静止画を撮影する場合について説明したが、撮影を連続的に行うことにより動画撮影を行ってもよい。
【０１０４】
このように本実施の形態に係る電子カセッテ１０Ａは、全体を反転させて撮影領域１８Ａ又は撮影領域１８Ｂで撮影を行うことにより、特性の異なる放射線画像の撮影を簡易に行える。
【０１０５】
次に、電子カセッテ１０Ｂの構成について説明する。
【０１０６】
図１０及び図１１には、実施の形態に係る電子カセッテ１０Ｂの構成を示す斜視図が示されており、図１２には、電子カセッテ１０Ｂの概略構成を示す断面図が示されている。なお、上記電子カセッテ１０Ａ（図７〜図９参照）と対応する部分については同一の符号を付して、同じ機能を有する部分については説明を省略する。
【０１０７】
電子カセッテ１０Ｂは、放射線検出器２０、ゲート線ドライバ５２、信号処理部５４が内蔵され、照射された放射線による放射線画像を撮影する平板状の撮影ユニット１２と、制御部５０や電源部７０が内蔵された制御ユニット１４とがヒンジ１６によって開閉可能に連結されている。
【０１０８】
撮影ユニット１２及び制御ユニット１４は、一方に対して他方がヒンジ１６を回動中心にて回動することにより、撮影ユニット１２と制御ユニット１４とが並んだ展開状態（図１１）と、撮影ユニット１２と制御ユニット１４とが重なり合って折り畳まれた収納状態（図１０）とに開閉可能とされている。
【０１０９】
また、電子カセッテ１０Ｂは、制御ユニット１４の上面に操作パネル１９が設けられている。
【０１１０】
撮影ユニット１２は、図１２に示すように収納状態においてシンチレータ層２８が制御ユニット１４側、ＴＦＴ基板２６が外側（制御ユニット１４側の反対側）となるように放射線検出器２０が内蔵されており、収納状態において外側となる面が放射線検出器２０に対して裏側から放射線を照射する裏面照射用の撮影領域１８Ｂ（図１０）とされ、制御ユニット１４と対向する面が放射線検出器２０に対して表側から放射線を照射する表面照射用の撮影領域１８Ａ（図１１）とされている。
【０１１１】
放射線検出器２０と制御部５０や電源部７０とは、ヒンジ１６内に設けられた接続配線４４により接続されている。
【０１１２】
このように、電子カセッテ１０Ｂは、収納状態において裏面照射用の撮影領域１８Ｂでの放射線画像の撮影が可能とされ、展開状態において表面照射用の撮影領域１８Ａでの放射線画像の撮影が可能とされており、開閉させて撮影領域１８Ａ又は撮影領域１８Ｂで撮影を行うことにより、特性の異なる放射線画像の撮影を簡易に行える。
【０１１３】
次に、電子カセッテ１０Ｃの構成について説明する。
【０１１４】
図１３及び図１４には、実施の形態に係る電子カセッテ１０Ｃの構成を示す斜視図が示されており、図１５には、電子カセッテ１０Ｃの概略構成を示す断面図が示されている。なお、上記電子カセッテ１０Ａ（図７〜図９参照）及び上記電子カセッテ１０Ｂ（図１０〜図１２参照）と対応する部分については同一の符号を付して、同じ機能を有する部分については説明を省略する。
【０１１５】
電子カセッテ１０Ｃは、放射線検出器２０、ゲート線ドライバ５２、信号処理部５４が内蔵され、照射された放射線による放射線画像を撮影する平板状の撮影ユニット１２と、制御部５０や電源部７０が内蔵された制御ユニット１４とが回転軸１７によって回転可能に連結されている。放射線検出器２０と制御部５０や電源部７０とは、回転軸１７に設けられた接続配線４４により接続されている。
【０１１６】
また、撮影ユニット１２は、放射線検出器２０の配設位置に対応して平板状の一方の面及び他方の面に撮影領域１８Ａ、１８Ｂが設けられている。
【０１１７】
また、電子カセッテ１０Ｃは、制御ユニット１４の上面に操作パネル１９が設けられている。
【０１１８】
放射線検出器２０は、シンチレータ層２８が撮影領域１８Ａ側、ＴＦＴ基板２６が撮影領域１８Ｂとなるように内蔵されており、撮影領域１８Ａが放射線検出器２０に対して表側から放射線を照射する表面照射用の撮影領域、撮影領域１８Ｂが放射線検出器２０に対して裏側から放射線を照射する裏面照射用の撮影領域とされている。
【０１１９】
放射線検出器２０と制御部５０や電源部７０とは、回転軸１７内に設けられた接続配線４４により接続されている。
【０１２０】
撮影ユニット１２及び制御ユニット１４は、一方に対して他方が回転することにより、撮影領域１８Ａと操作パネル１９とが並んだ状態（図１３）と、撮影領域１８Ｂと操作パネル１９とが並んだ状態（図１４）とに変更可能とされている。
【０１２１】
このように、電子カセッテ１０Ｂは、撮影領域１８Ａと操作パネル１９とが並んだ状態（図１３）において表面照射用の撮影領域１８Ａでの放射線画像の撮影が可能とされ、撮影領域１８Ｂと操作パネル１９とが並んだ状態（図１４）において裏面照射用の撮影領域１８Ｂでの放射線画像の撮影が可能とされており、回転させて撮影領域１８Ａ又は撮影領域１８Ｂで撮影を行うことにより、特性の異なる放射線画像の撮影を簡易に行える。
【０１２２】
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態について説明する。
【０１２３】
図１６には、第２の実施形態に係る放射線検出器２０の構成を模式的に示した断面図が示されている。なお、第１の実施の形態の放射線検出器２０（図１〜図４参照）と対応する部分については同一の符号を付して、同じ機能を有する部分については説明を省略する。
【０１２４】
本実施の形態に係る放射線検出器２０は、ＴＦＴ基板２６の両面に２つのシンチレータ層２８（２８Ａ、２８Ｂ）が形成されている。
【０１２５】
ＴＦＴ基板２６の両面に２つのシンチレータ層２８が形成されているため、本実施の形態の放射線検出器２０は、放射線検出器２０の表裏の何れから放射線が照射されても表面照射となる。
【０１２６】
ここで、シンチレータ層２８は、図５、図６に示すように厚みによっても発光特定が変化する。
【０１２７】
シンチレータ層２８は、厚い程、発光量が多く、感度が高くなるが光散乱等で画質が低下する。
【０１２８】
よって、シンチレータ層２８Ａ、２８Ｂの厚みをシンチレータ層２８Ｂ＞シンチレータ層２８Ａとすることによりシンチレータ層２８Ａ側を画質重視とし、シンチレータ層２８Ｂ側を感度重視とすることができる。なお、シンチレータ層２８は、５０μ未満ではＸ線に対する出力が十分に得られず、表面照射の場合、３００μｍを超えるとなると反射光がシンチ内で散乱、吸収されてしまうので表面に出てくる光量が不十分となりやすくなる。表面照射で用いる場合、シンチレータ層２８は、厚みを５０〜３００μの範囲とすることが好ましいく、１００〜２５０μｍの範囲とすることがより好ましい。
【０１２９】
また、シンチレータ層２８は、シンチレータ層２８に充填され、放射線が照射されることにより発光する粒子の粒径が大きい程、発光量が多く、感度が高くなるが、光散乱や検出画素に接している粒子が隣の画素に影響を与えるので、画質が低下する。
【０１３０】
よって、シンチレータ層２８Ａ、２８Ｂの粒子の粒径をシンチレータ層２８Ｂ＞シンチレータ層２８Ａとすることによりシンチレータ層２８Ａ側を画質重視とし、シンチレータ層２８Ｂ側を感度重視とすることができる。
【０１３１】
また、シンチレータ層２８は、小粒子と大粒子の重層構造とすることができる。例えば、図１７に示すように、シンチレータ層２８を照射側を小粒子の領域２５ＡとしてＴＦＴ基板２６側を大粒子の領域２５Ｂとした方が画像のボケが少ないが、小粒子で放射状に発した光の斜め成分がＴＦＴ基板２６まで届き難く感度が低下する。また、領域２５Ａと領域２５Ｂの比率を変えて、小粒子の層に対して大粒子の層を多くすることにより感度が高くなるが、光散乱が隣の画素に影響を与えるので、画質が低下する。
【０１３２】
よって、シンチレータ層２８Ａ、２８Ｂの粒子の重層構造を変えることにより、シンチレータ層２８Ａ側を画質重視とし、シンチレータ層２８Ｂ側を感度重視とすることができる。
【０１３３】
また、シンチレータ層２８は、充填率が高いほど感度が高くなるが、光の散乱が多くなり画質が低下する。ここで、充填率とは、シンチレータ層２８の粒子の総体積／シンチレータ層２８の体積×１００した値である。なお、シンチレータ層２８は、粉体を取り扱う上、充填率が８０％を超えると製造上困難であるため、充填率が５０〜８０体積％が好ましい。
【０１３４】
よって、シンチレータ層２８Ａ、２８Ｂの粒子の充填率をシンチレータ層２８Ｂ＞シンチレータ層２８Ａとすることによりシンチレータ層２８Ａ側を画質重視とし、シンチレータ層２８Ｂ側を感度重視とすることができる。
【０１３５】
また、シンチレータ層２８は、付活剤のドープ量によっても発光特定が変化し、付活剤のドープ量が多くなるほど発光量が増加する傾向があるが、光の散乱が多くなり画質が低下する。
【０１３６】
よって、シンチレータ層２８Ａ、２８Ｂの付活剤のドープ量をシンチレータ層２８Ｂ＞シンチレータ層２８Ａとすることによりシンチレータ層２８Ａ側を画質重視とし、シンチレータ層２８Ｂ側を感度重視とすることができる。
【０１３７】
また、シンチレータ層２８は、用いる材料を変えることにより、放射線に対する発光特定が異なる。
【０１３８】
例えば、シンチレータ層２８ＡをＧＯＳで形成し、シンチレータ層２８ＢをＣｓＩ：Ｔｌで形成することにより、シンチレータ層２８Ａは感度重視となり、シンチレータ層２８Ｂは画質重視となる。
【０１３９】
また、シンチレータ層２８は、平板状や柱状分離の層構造とすることにより、放射線に対する発光特定が異なる。
【０１４０】
例えば、シンチレータ層２８Ａを平板状の層構造とし、シンチレータ層２８Ｂを柱状分離の層構造とすることにより、シンチレータ層２８Ａは感度重視となり、シンチレータ層２８Ｂは画質重視となる。
【０１４１】
また、図１８に示すように、シンチレータ層２８のＴＦＴ基板２６と反対側の面にＸ線を透過し、可視光を反射する反射層２９を形成することにより、発生した光をより効率的にＴＦＴ基板２６へ導けるため、感度が向上する。この反射層を設ける方法は、スパッタ法、蒸着法、塗布法のいずれでも良い。反射層２９としては、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｔｉなど、使用するシンチレータ層２８の発光波長領域での反射の高い物質が好ましい。例えば、シンチレータ層２８がＧＯＳ：Ｔｂの場合、波長は４００〜６００nmにおいて反射率の高いＡｇ，Ａｌ，Ｃｕなどがよく、厚さは、０．０１μｍ未満では反射率が得られず、３μｍを超えても反射率の向上が得られないため、０．０１〜３μｍが好ましい。
【０１４２】
ここで、シンチレータ層２８は、粒子の粒径、粒子の重層構造、粒子の充填率、付活剤のドープ量、材料、層構造の変更や、反射層２９の形成を組み合わせて行うことにより、特性を異ならせることができることは言うまでもない。
【０１４３】
本実施の形態では、シンチレータ層２８Ａ、２８Ｂの厚み、粒子の粒径、粒子の重層構造、粒子の充填率、付活剤のドープ量、材料、層構造を変えたり、反射層２９を形成することにより、放射線検出器２０の平板状の一方の面側に放射線が照射された場合と当該平板状の他方の面側に放射線が照射された場合とで撮影される放射線画像の特性を異ならせることができるため、上述の電子カセッテ１０Ａ〜１０Ｃに内蔵させることにより、特性の異なる放射線画像の撮影を簡易に行える。
【０１４４】
［第３の実施の形態］
次に、第３の実施の形態について説明する。
【０１４５】
図１９には、第３の実施形態に係る放射線検出器２０の構成を模式的に示した断面図が示されている。なお、第１の実施の形態の放射線検出器２０（図１〜図４参照）と対応する部分については同一の符号を付して、同じ機能を有する部分については説明を省略する。
【０１４６】
図１９に示すように、放射線検出器２０は、１つのシンチレータ層２８の両面にＴＦＴ基板２６（２６Ａ、２６Ｂ）を設けている。
【０１４７】
このように、シンチレータ層２８の両面にＴＦＴ基板２６Ａ、２６Ｂを設けているため、本実施の形態の放射線検出器２０は、表裏の何れから放射線が照射されても裏面照射となる。
【０１４８】
本実施の形態では、例えば、ＴＦＴ基板２６Ａ、２６Ｂの光導電層３０の材料を変えたり、あるいは、ＴＦＴ基板２６Ａとシンチレータ層２８の間、ＴＦＴ基板２６Ｂとシンチレータ層２８の間にフィルタを形成したり、ＴＦＴ基板２６ＡとＴＦＴ基板２６Ｂとでフォトダイオードとして機能する光導電層３０の受光面積を変えて、受光面積を感度重視する側で画質重視する側よりも広くしたり、ＴＦＴ基板２６ＡとＴＦＴ基板２６Ｂとで画素ピッチを変えて画素ピッチを画質重視する側で感度重視する側よりも狭くしたり、ＴＦＴ基板２６Ａ、２６Ｂの信号の読み出し特性を変更することにより、ＴＦＴ基板２６Ａ、２６Ｂの光に対する受光特性を変えている。
【０１４９】
ＴＦＴ基板２６Ａ、２６Ｂの光に対する受光特性を変えることにより、放射線検出器２０の平板状の一方の面側に放射線が照射された場合と当該平板状の他方の面側に放射線が照射された場合とで撮影される放射線画像の特性を異ならせることができるため、上述の電子カセッテ１０Ａ〜１０Ｃに内蔵させることにより特性の異なる放射線画像の撮影を簡易に行える。
【０１５０】
図２０には、電子カセッテ１０Ａに本実施の形態に係る放射線検出器２０を内蔵させた際の電気系の要部構成を示すブロック図が示されている。
【０１５１】
放射線検出器２０は、ＴＦＴ基板２６Ａが撮影領域１８Ａ側となり、ＴＦＴ基板２６Ｂが撮影領域１８Ｂ側となるように内蔵されているものとする。
【０１５２】
電子カセッテ１０Ａは、ＴＦＴ基板２６Ａ、２６Ｂに対応してゲート線ドライバ５２と信号処理部５４を設ければよい。図２０には、電子カセッテ１０ＡにおいてＴＦＴ基板２６Ａ、２６Ｂに対応してゲート線ドライバ５２Ａ、５２Ｂと信号処理部５４Ａ、５４Ｂを設けた構成が示されている。
【０１５３】
カセッテ制御部５８は、ゲート線ドライバ５２Ａ、５２Ｂの動作を制御しており、撮影の際にコンソールから撮影領域１８Ａと撮影領域１８Ｂの何れが撮影を行うかを示す撮影面情報を無線通信部６０を介して受信する。そして、カセッテ制御部５８は、放射線Ｘの照射終了後に、撮影面情報により指定された撮影領域に対応するゲート線ドライバ５２を制御して画像の読み出しを行う。
【０１５４】
これにより、撮影領域１８Ａ及び撮影領域１８Ｂで放射線画像の撮影が行える。
【０１５５】
［第４の実施の形態］
次に、第４の実施の形態について説明する。
【０１５６】
図２１には、第４の実施形態に係る放射線検出器２０の構成を模式的に示した断面図が示されている。なお、第１の実施の形態の放射線検出器２０（図１〜図４参照）と対応する部分については同一の符号を付して、同じ機能を有する部分については説明を省略する。
【０１５７】
図２１に示すように、放射線検出器２０は、２つのＴＦＴ基板２６（２６Ａ、２６Ｂ）と２つのシンチレータ層２８（２８Ａ、２８Ｂ）と、放射線を遮蔽する放射線遮蔽板２７とを備えている。
【０１５８】
本実施形態に係る放射線検出器２０は、放射線遮蔽板２７の一方の面にシンチレータ層２８ＡとＴＦＴ基板２６Ａが順に設けられ、放射線遮蔽板２７の他方の面にシンチレータ層２８ＢとＴＦＴ基板２６Ｂが順に設けられている。
【０１５９】
このように、放射線遮蔽板２７の一方の面にシンチレータ層２８ＡとＴＦＴ基板２６Ａを順に設けたことにより、シンチレータ層２８ＡとＴＦＴ基板２６Ａは一方の面側からの放射線の照射が裏面照射となり、放射線遮蔽板２７の他方の面にシンチレータ層２８ＢとＴＦＴ基板２６Ｂを順に設けたことにより、シンチレータ層２８ＢとＴＦＴ基板２６Ｂは他方の面側からの放射線の照射が裏面照射となる。また、放射線検出器２０は、放射線遮蔽板２７を設けたことにより、一方の面側から照射された放射線が他方の面側へ透過せず、他方の面側から照射された放射線が一方の面側へも透過しない。
【０１６０】
本実施の形態では、シンチレータ層２８Ａ、２８Ｂの厚み、粒径、粒子の重層構造、充填率、付活剤のドープ量、材料、層構造を変えたり、反射層２９を形成したり、ＴＦＴ基板２６Ａ、２６Ｂの光導電層３０の材料を変えたり、あるいは、ＴＦＴ基板２６Ａとシンチレータ層２８の間、ＴＦＴ基板２６Ｂとシンチレータ層２８の間にフィルタを形成したり、ＴＦＴ基板２６ＡとＴＦＴ基板２６Ｂとでフォトダイオードとして機能する光導電層３０の受光面積を変えて、受光面積を感度重視する側で画質重視する側よりも広くしたり、ＴＦＴ基板２６ＡとＴＦＴ基板２６Ｂとで画素ピッチを変えて画素ピッチを画質重視する側で感度重視する側よりも狭くしたりすることにより、放射線検出器２０の平板状の一方の面側に放射線が照射された場合と当該平板状の他方の面側に放射線が照射された場合とで撮影される放射線画像の特性を異ならせることができるため、上述の電子カセッテ１０Ａ〜１０Ｃに内蔵させることにより特性の異なる放射線画像の撮影を簡易に行える。
【０１６１】
本実施の形態に係る放射線検出器２０を上述の電子カセッテ１０Ａ〜１０Ｃに内蔵させる場合、放射線検出器２０が２つのＴＦＴ基板２６Ａ、２６Ｂを備えているため、電子カセッテ１０Ａ〜１０Ｃは、第３の実施の形態と同様に、ＴＦＴ基板２６Ａ、２６Ｂに対応してゲート線ドライバ５２Ａ、５２Ｂと信号処理部５４Ａ、５４Ｂを設けるようにすればよい。
【０１６２】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施の形態に多様な変更または改良を加えることができ、当該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１６３】
また、上記の実施の形態は、クレーム（請求項）にかかる発明を限定するものではなく、また実施の形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。前述した実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜の組み合わせにより種々の発明を抽出できる。実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、効果が得られる限りにおいて、この幾つかの構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【０１６４】
上記各実施の形態では、電子カセッテ１０Ｂ、１０Ｃのゲート線ドライバ５２や信号処理部５４を撮影ユニット１２内に設けた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ゲート線ドライバ５２や信号処理部５４をＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）など集積回路で構成し、ヒンジ１６内や回転軸１７内に配置してもよい。これにより、集積回路の冷却効果を高めることができる。
【０１６５】
また、上記各実施の形態では、放射線を一度シンチレータ層２８で光に変換し、変換した光を光導電層３０で電荷に変換して蓄積する間接変換方式の放射線検出器２０に本発明を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、第４の実施の形態の放射線検出器２０の一方の面側を、放射線を直接、アモルファスセレン等を用いたセンサ部で電荷に変換して蓄積する直接変換方式としてもよい。
【０１６６】
直接変換方式の放射線検出器は、図２２に示すように、入射される放射線を変換する放射線変換層の一例として、入射される放射線を電荷に変換する光導電層４８が、ＴＦＴ基板２６上に形成されている。
【０１６７】
光導電層４８としては、アモルファスSe、Bi12MO20(M：Ti、Si、Ge)、Bi4M3O12(M：Ti、Si、Ge)、Bi2O3、BiMO4（Ｍ：Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ）、Bi2WO6、Bi24B2O39、ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、MNbO3(M：Li、Na、K)、PbO、HgI2、PbI2、CdS、CdSe、CdTe、BiI3、GaAs等のうち少なくとも１つを主成分とする化合物などが用いられるが、暗抵抗が高く、Ｘ線照射に対して良好な光導電性を示し、真空蒸着法により低温で大面積成膜が可能な非晶質（アモルファス）材料が好まれる。
【０１６８】
光導電層４８上には、光導電層４８の表面側に形成され、光導電層４８へバイアス電圧を印加するためのバイアス電極４９が形成されている。
【０１６９】
直接変換方式の放射線検出装置では、間接変換方式の放射線検出装置と同様に、光導電層４８で発生した電荷を収集する電荷収集電極３４がＴＦＴ基板２６に形成されている。
【０１７０】
また、直接変換方式の放射線検出装置におけるＴＦＴ基板２６は、各電荷収集電極３４で収集された電荷を蓄積する電荷蓄積容量３５を備えている。この各電荷蓄積容量３５に蓄積された電荷が、スイッチ素子２４によって読み出される。
【０１７１】
また、第４の実施の形態では、放射線検出器２０の一方の面及び他方の面を共に裏面照射の構成とした場合について説明したが、これに限定されるものではない。一方の面及び他方の面の一方又は両方を表面照射の構成としてもよい。
【０１７２】
また、各実施の形態では、静止画の撮影を行う場合について説明したが、これに限定されるものではなく、動画撮影を行うようにしてもよい。動画撮影は連続的に撮影を繰り返すため、発熱量が多い。このため、例えば、電子カセッテ１０Ｂのように、撮影ユニット１２と制御ユニット１４とを開閉可能に構成した場合、収納状態において静止画撮影を可能とし、展開状態において動画撮影を可能とすることが冷却の点から好ましい。
【０１７３】
ところで、ＣｓＩは、図２３に示すように、連続して撮影が行われて累積被曝量の増加と共に感度が低下し、放射線が照射されない状態で維持されると低下した感度が回復する。
【０１７４】
このため、例えば、図１６、図２１に示すように２つのシンチレータ層２８（２８Ａ、２８Ｂ）を有する放射線検出器２０のシンチレータ層２８Ａ、２８ＢをＣｓＩ（例えば、ＣｓＩ：Ｔｌの柱状結晶）で形成する。そして、この放射線検出器２０を電子カセッテ１０Ａ〜１０Ｃに内蔵させて一方の面及び他方の面（撮影領域１８Ａ、１８Ｂ）で放射線画像を撮影可能に構成する。この場合、電子カセッテ１０Ａ〜１０Ｃでは、一方の面及び他方の面を照射された放射線の線量をそれぞれ検出して一方の面及び他方の面での累積被曝量をそれぞれ記憶し、累積被曝量から推測されるシンチレータ層２８の感度が撮影される放射線画像の画質に影響が生じる所定の許容感度以下となった場合、シンチレータ層２８の感度が許容感度以下となった面での撮影を禁止して、反対側の面での撮影を促すようにしてもよい。特に、図２１に示す放射線検出器２０は、放射線遮蔽板２７で放射線が遮蔽されるため、許容値以上となった面のシンチレータ層２８を放射線が照射されない状態にして休ませることができる。照射された放射線の線量の検出は、電子カセッテ１０Ａ〜１０Ｃの内部に放射線を検知可能なセンサを設けて行うものとしてもよく、また、撮影された放射線画像の各画素の画素値から行うものとしてもよい（例えば、全画素の画素値の累計値を照射された放射線の線量とみなす）。シンチレータ層２８の感度が許容感度以下となった面での撮影の禁止は、コンソールなどの外部装置を介して撮影者に通知するものとしてもよく、また、操作パネル１９に表示部などを設けて表示により行うものとしてもよい。
【０１７５】
また、ＣｓＩは、高温環境に保存することで低下した感度が早く回復する。また、ＣｓＩは、使用環境温度が高い方が感度の低下を抑制できる。このため、例えば、図１６、図２１に示すように２つのシンチレータ層２８（２８Ａ、２８Ｂ）を有する放射線検出器２０の一方のシンチレータ層２８ＡをＣｓＩ（例えば、ＣｓＩ：Ｔｌの柱状結晶）で形成し、他方のシンチレータ層２８ＢをＧＯＳで形成する。そして、この放射線検出器２０を開閉可能な電子カセッテ１０Ｂに内蔵させて一方の面及び他方の面（撮影領域１８Ａ、１８Ｂ）で放射線画像を撮影可能に構成する。この場合、図２４（Ａ）（Ｂ）に示すように、放射線検出器２０は、収納状態においてシンチレータ層２８Ｂが制御ユニット１４側、シンチレータ層２８Ａが外側（制御ユニット１４側の反対側）となるように撮影ユニット１２に内蔵されることが好ましい。電子カセッテ１０Ｂは、収納状態（図２４（Ａ））で制御ユニット１４からの熱が撮影ユニット１２に伝わり易い。このため、撮影領域１８Ｂ側にシンチレータ層２８Ａを配置して収納状態での撮影にシンチレータ層２８Ａを用いることにより、シンチレータ層２８Ａの感度の低下が抑制される。一方、ＧＯＳは温度変化による感度の変化はほとんどない。このため、撮影領域１８Ａ側にシンチレータ層２８Ｂを配置して展開状態（図２４（Ｂ））での撮影にシンチレータ層２８Ｂを用いることにより温度変化による感度の変化で画質の変化がほとんど発生しない。
【０１７６】
また、シンチレータ層２８をＣｓＩで形成した場合、累積被曝量からシンチレータ層２８の感度の変化を推測し、シンチレータ層２８の感度が許容感度以下となった際にシンチレータ層２８の温度を高く維持して低下した感度を早く回復させるようにしてもよい。
【０１７７】
図２５には、例えば、図２４（Ａ）（Ｂ）に示すような構成の電子カセッテ１０において、ＣｓＩで形成されたシンチレータ層２８Ａの感度変化の一例が示されている。
【０１７８】
電子カセッテ１０は、撮影１日目及び２日目、それぞれ撮影領域１８Ｂでの撮影が行われることによりシンチレータ層２８Ａの感度が低下し、夜間に放射線が照射されない状態で維持されることによりシンチレータ層２８Ａの感度が回復する。また、電子カセッテ１０は、撮影３日目、撮影領域１８Ｂで連続的に放射線画像の撮影を行う透視撮影（動画撮影）が行われ、シンチレータ層２８Ａの感度が許容感度以下となった際に、撮影領域１８Ｂでの撮影を禁止して、撮影領域１８Ａでの撮影や、他の電子カセッテ１０での撮影を促すようにする。
【０１７９】
各撮影日でのシンチレータ層２８Ａの感度の変化は、例えば、各撮影日に最初に所定量の放射線を電子カセッテ１０に照射して装置状態を校正するキャリブレーションを行うものとした場合、各撮影日のキャリブレーションの際にシンチレータ層２８Ａの感度を検出を行い、各撮影日の間、それぞれ照射された累積被曝量を求めてキャリブレーションの際に検出したシンチレータ層２８Ａの感度が、図２３に示すように累積被曝量の増加と共に感度が低下するものとして、シンチレータ層２８Ａの感度を推定するものとしてもよい。また、撮影で放射線が照射された照射時期及び累積被曝量と放射線が照射されない状態で維持された期間からシンチレータ層２８Ａの感度を推定するものとしてもよい。
【０１８０】
また、電子カセッテ１０は、シンチレータ層２８Ａの感度が許容感度以下となった場合、例えば、夜間、制御ユニット１４を発熱させて、制御ユニット１４の熱により撮影ユニット１２を暖め、シンチレータ層２８Ａの温度を高く維持することにより低下したシンチレータ層２８Ａの感度を早く回復させている。なお、電子カセッテ１０がクレードルなどの収容装置に収容されて保管される場合、収容装置が、夜間、電子カセッテ１０を暖め、シンチレータ層２８Ａの温度を高く維持するものとしてもよい。
【０１８１】
その他、上記実施の形態で説明した電子カセッテ１０及び放射線検出器２０の構成は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１８２】
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ  電子カセッテ
１２    撮影ユニット
１４    制御ユニット
１６    ヒンジ（連結部材）
１７    回転軸（連結部材）
２０    放射線検出器
２６、２６Ａ、２６Ｂ  ＴＦＴ基板（基板）
２７    放射線遮蔽板（遮蔽板）
２８、２８Ａ、２８Ｂ  シンチレータ層（発光層）
２９    反射層
３０    光導電層
【図１】
0005566861.tif 000002
【図２】
0005566861.tif 000003
【図３】
0005566861.tif 000004
【図４】
0005566861.tif 000005
【図５】
0005566861.tif 000006
【図６】
0005566861.tif 000007
【図７】
0005566861.tif 000008
【図８】
0005566861.tif 000009
【図９】
0005566861.tif 000010
【図１０】
0005566861.tif 000011
【図１１】
0005566861.tif 000012
【図１２】
0005566861.tif 000013
【図１３】
0005566861.tif 000014
【図１４】
0005566861.tif 000015
【図１５】
0005566861.tif 000016
【図１６】
0005566861.tif 000017
【図１７】
0005566861.tif 000018
【図１８】
0005566861.tif 000019
【図１９】
0005566861.tif 000020
【図２０】
0005566861.tif 000021
【図２１】
0005566861.tif 000022
【図２２】
0005566861.tif 000023
【図２３】
0005566861.tif 000024
【図２４】
0005566861.tif 000025
【図２５】
0005566861.tif 000026