(57)【要約】      （修正有）【課題】被検体にＸ線を照射して画像を撮影する前に、欠陥素子を高精度に検出することが可能なＸ線検出器やＸ線撮像装置を提供する。【解決手段】Ｘ線を検出し、検出したＸ線の強度に応じた電荷を生成するＸ線検出素子をマトリックス状に配置したＸ線検出基板１２６，１２５と、Ｘ線検出基板１２６，１２５におけるＸ線の入射面側に配置され、Ｘ線の入射方向を限定するＸ線コリメータ１２０と、Ｘ線検出素子１２８、１２７の各々に対向して配置される発光部１２２を有する光照射部と、を備え、Ｘ線検出素子１２８、１２７は、発光部１２２から照射される光に応じた電荷を生成する。この電荷を用いて欠陥画素の判定を行う。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を検出し、検出したＸ線の強度に応じた電荷を生成するＸ線検出素子をマトリックス状に配置したＸ線検出基板と、
前記Ｘ線検出基板における前記Ｘ線の入射面側に配置され、前記Ｘ線の入射方向を限定するＸ線コリメータと、
前記Ｘ線検出素子の各々に対向して配置される発光部を有する光照射部と、を備え、
前記Ｘ線検出素子は、前記発光部から照射される光に応じた電荷を生成する、
ことを特徴とするＸ線検出器。
【請求項２】
請求項１のＸ線検出器において、
前記Ｘ線検出基板は、前記Ｘ線を検出して光に変換する複数のシンチレータ素子が２次元的に配置されたシンチレータ基板と、
光を電気信号に変換する光電変換素子が２次元的に配置された光電変換基板と、を含み、
前記シンチレータ基板は、前記光電変換基板における、前記Ｘ線を変換して生成された光の入射面側に、各シンチレータ素子と各光電変換素子とを対向させて配置され、
前記Ｘ線コリメータは、前記シンチレータ基板における前記Ｘ線の入射面側に配置され、
前記発光部は、前記シンチレータ素子及び前記光電変換素子の少なくとも一方に対向して配置される、
ことを特徴とするＸ線検出器。
【請求項３】
請求項２のＸ線検出器において、
前記光照射部は、前記発光部を有する基板として形成され、前記Ｘ線コリメータにおける前記Ｘ線の入射面、前記Ｘ線コリメータと前記シンチレータ基板との間、前記シンチレータ基板と前記光電変換基板との間、及び前記光電変換基板における前記シンチレータ基板と対向する面とは反対側の面、の少なくとも１箇所に設けられていることを特徴とするＸ線検出器。
【請求項４】
請求項２のＸ線検出器において、
前記光電変換素子が生成した電荷を読み出すための配線を備えた配線基板を、前記光電変換基板における前記Ｘ線を変換して生成された光の入射面とは反対側に備え、
前記光照射部は、前記発光部を有する基板として形成され、かつ前記配線基板における前記光電変換基板と対向する面とは反対側に設けられ、
前記配線基板は、前記発光部からの光を前記光電変換素子に透過する構造を有することを特徴とするＸ線検出器。
【請求項５】
請求項３又は４のＸ線検出器において、
前記発光部は、２次元的に光を発する面光源であることを特徴とするＸ線検出器。
【請求項６】
請求項５のＸ線検出器において、
前記発光部は、光を発光する光源と、前記光源からの光を導く導光板及び前記光源からの光を拡散する拡散板の少なくとも一つと、を備えて構成されることを特徴とするＸ線検出器。
【請求項７】
請求項２のＸ線検出器において、
前記発光部は、前記Ｘ線とは異なる第１の波長の光を発光し、
前記シンチレータ素子は、前記第１の波長の光を吸収して、前記第１の波長の光よりも長い波長であって、かつ前記光電変換素子が感度を有する第２の波長の光を発光することを特徴とするＸ線検出器。
【請求項８】
請求項７のＸ線検出器において、
前記第１の波長の光が、紫外線であることを特徴とするＸ線検出器。
【請求項９】
請求項２のＸ線検出器において、
前記発光部は、前記光電変換基板に、前記シンチレータ素子と対向して設けられる、
ことを特徴とするＸ線検出器。
【請求項１０】
請求項９のＸ線検出器において、
前記発光部は、前記光電変換基板における前記Ｘ線を変換して生成された光の入射面、及び、前記Ｘ線を変換して生成された光の入射面とは反対側の面の少なくとも一方に備えることを特徴とするＸ線検出器。
【請求項１１】
請求項２のＸ線検出器において、
前記シンチレータ基板は、隣接するシンチレータ素子の間に反射材を挟んで構成され、
前記発光部は、前記反射材と対向する位置に配置され、
前記シンチレータ素子の端部が前記発光部と対向することを特徴とするＸ線検出器。
【請求項１２】
請求項２のＸ線検出器において、
前記Ｘ線コリメータは、複数の板状のコリメータ板を含み、隣接する前記コリメータ板との間にすき間を空けて並べて配置して構成され、
前記発光部は、前記すき間と対向する位置に配置され、
前記シンチレータ素子が前記発光部と対向することを特徴とするＸ線検出器。
【請求項１３】
請求項２のＸ線検出器において、
前記Ｘ線コリメータは、複数の板状のコリメータ板を含み、隣接する前記コリメータ板との間にすき間を空けて並べて配置して構成され、
前記発光部は、前記コリメータ板と対向する位置に配置され、
前記シンチレータ素子の端部が前記発光部と対向することを特徴とするＸ線検出器。
【請求項１４】
請求項１乃至１３の何れか一つに記載のＸ線検出器と、
前記Ｘ線検出器からの電気信号を収集するデータ収集装置と、
前記データ収集装置にて取得した電気信号を用いて、欠陥素子の有無及び欠陥素子の位置を判定する欠陥素子判定部と、
前記Ｘ線検出器及び前記光照射部の動作制御を行う制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記光照射部が光を照射しながら、前記Ｘ線検出器から前記電気信号を得る欠陥素子撮影の制御を行い、
前記データ収集装置は、前記欠陥素子撮影で得られた電気信号を読出し、
前記欠陥素子判定部は、前記欠陥素子撮影で得られた電気信号に基づいて欠陥素子を検出し、欠陥素子の位置を表す欠陥素子位置データを作成することを特徴とするＸ線撮像装置。
【請求項１５】
請求項１４のＸ線撮像装置において、
Ｘ線を照射するＸ線発生部と、当該Ｘ線発生部からＸ線を照射する指示を入力する入力装置と、を更に備え、
前記制御装置は、前記Ｘ線発生部の動作制御を更に行い、かつ、前記欠陥素子撮影を、前記Ｘ線発生部がＸ線照射していない間で所定の時間間隔をあけた時点、及び前記入力装置から前記Ｘ線の照射を指示する入力信号を受け取った後の前記Ｘ線の照射前の時点、の少なくとも一方において行うことを特徴とするＸ線撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線検出器及びＸ線撮像装置に係り、特にＸ線検出器の欠陥素子の検出技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、医療用のＸ線ＣＴ装置を用いて説明する。Ｘ線ＣＴ装置は、複数の方向から撮影した被検体のＸ線透過像（以下、投影データと記す）からＸ線吸収係数を算出し、被検体の断層像（以下、再構成像と記す）を得る装置である。医療や非破壊検査の分野で広く用いられており、特に近年、医療の現場において、回転軸方向へのＸ線検出器の多列化が進んでいる。これにより１回転で広い範囲を撮影できるようになり、撮影時間の短縮が可能となった。
【０００３】
このような多列化により、検出素子数が増加するにつれて、故障した検出素子（以降、欠陥素子と記す）が生じる可能性が高まっている。欠陥素子は、光を電気信号に変えるフォトダイオードや読み出し回路の故障や製造不良などで生じる。装置の作製直後から存在する場合や、装置の使用に伴って生じる場合があり、感度、入出力特性、出力レベル、雑音レベルなどで、様々な想定外の挙動を示す。
【０００４】
欠陥素子が生じた場合、そのまま使用すると再構成像中にアーチファクトが生じ、診断の妨げになり、問題となる。更に診断で有効な画像が得られずに、被検体にとって無効な被ばくとなる場合も有り得る。これらを防ぐためには、欠陥素子の位置や発生の有無を調べ、必要に応じて、検出器全体や一部の交換や、欠陥素子周辺の素子の出力を用いた欠陥素子の出力値の推定などを行う。
【０００５】
欠陥素子の位置や発生の有無を調べる方法として、例えば特許文献１には、被検体がいない状態でＸ線を照射して得た画像データ（以降、エアデータと記す）や、Ｘ線を照射せずに得た画像データ（以降、オフセットデータと記す）を用いる方法が開示されている。エアデータを用いることで、Ｘ線が入射している際の検出素子の感度特性、入出力特性、出力レベル、雑音レベルなどについて欠陥を調べることができる。またオフセットデータを用いることで、Ｘ線が入射していない際の出力レベルや雑音レベルについて調べることができる。これらの画像は、被検体の撮影前に取得しておく必要があり、特に装置の使用に伴って生じた欠陥素子も検出するためには、撮影の直前に行うことが望ましい。
【０００６】
ただし欠陥素子の位置や発生を調べためにエアデータを得る場合、Ｘ線管からＸ線を照射する必要があるため、撮影直前に行うと、被検体には無効な被ばくをしないように撮影室外で待機してもらうなどの必要があり、検査の作業性が低下する。また作業性を向上するために、日や週に一回にようにエアデータの取得回数を減らすと、データ取得から撮影までに時間を経過してしまうため、欠陥素子が生じても直ぐ検出できず、アーチファクトや無効被ばくが生じる可能性が高くなる。更にＸ線を照射するため、フィラメントなどの劣化によりＸ線管の寿命を縮めてしまう。一方、オフセットデータのみを用いると、Ｘ線に対する感度特性や入出力特性の異常を検出できないため、検出精度は低下してしまう。
【０００７】
このような課題を解決する方法の一つとして、特許文献２には、発光素子と駆動回路を別途設け、発光素子から光をシンチレータに照射してフォトダイオードで検出して欠陥素子を検出するＸ線ＣＴ装置用遠隔故障解析システムが開示されている。このシステムによれば、オフセットデータだけでは検出できない、シンチレータからフォトダイオードへの光の伝達の異常、フォトダイオードや読み出し回路の感度や入出力特性の異常、読み出し動作の異常などを含めて欠陥を検出できる。更に、Ｘ線撮影の直前などの被験者が寝台にいる場合でも、被検体に無効な被ばくを与えることなく、欠陥素子を検出できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２６１８４２号公報
【特許文献２】特開平９−２４０４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載の方法によると、欠陥素子の検出のためにＸ線の曝射が必要となり、撮影には用いない無効被ばくが生じるという問題があった。また、特許文献２に記載のシステムによると、シンチレータのＸ線入射面にコリメータが配置されているため、十分な量の光を検出器面全体に、照射できないという問題があった。すなわち、光源からの光に対してコリメータが遮蔽物となって検出器面に影を作り、検出器の全面に光が到達できないという問題があった。光が到達しない検出器素子では、上記したように、光の伝達、感度、入出力特性、読み出し動作などの異常を含めて、欠陥素子の検出を行うことができないという問題があった。
【００１０】
また、上記のように生じるコリメータの影は検出器上の位置によって異なるため、光が一様に照射できないという問題があった。そのため欠陥素子を検出する精度が検出器の位置によって異なるという問題が生じていた。更に欠陥素子の判別において、検出素子毎に異なる判定値を設ける必要や、同一の判定値を用いるために補正処理を行う必要などがあった。これにより、処理の増加、作業工数や手間の増加、ソフトウエア量の増加などを生じる可能性があった。
【００１１】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、撮影に不要な無効被ばく生じさせることなく、かつ検出器面全体について欠陥素子の検出が行えるＸ線検出器及びＸ線撮像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】
前記の課題を解決するために、本発明に係るＸ線検出器は、Ｘ線を検出し、検出したＸ線の強度に応じた電荷を生成するＸ線検出素子をマトリックス状に配置したＸ線検出基板と、前記Ｘ線検出基板における前記Ｘ線の入射面側に配置され、前記Ｘ線の入射方向を限定するＸ線コリメータと、前記Ｘ線検出素子の各々に対向して配置される発光部を有する光照射部と、を備え、前記Ｘ線検出素子は、前記発光部から照射される光に応じた電荷を生成する、ことを特徴とする。
【００１３】
また本発明に係るＸ線撮像装置は、上記Ｘ線検出器と、前記Ｘ線検出器からの電気信号を収集するデータ収集装置と、前記データ収集装置にて取得した電気信号を用いて、欠陥素子の有無及び欠陥素子の位置を判定する欠陥素子判定部と、前記Ｘ線検出器及び前記光照射部の動作制御を行う制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記光照射部が光を照射しながら、前記Ｘ線検出器から前記電気信号を得る欠陥素子撮影の制御を行い、前記データ収集装置は、該電気信号から欠陥素子検出用データを作成し、前記欠陥素子判定部は、前記欠陥素子検出用データに基づいて欠陥素子を検出し、欠陥素子の位置を表す欠陥素子位置データを作成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、撮影に不要な無効被ばく生じさせることなく、かつ検出器面全体について欠陥素子の検出が行えるＸ線検出器及びＸ線撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の概略図
【図２】第一実施形態に係るＸ線検出器１０４の全体斜視図
【図３】第一実施形態に係るＸ線検出器１０４の断面図（図２の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）
【図４】ローデータから再構成像を表示するまでの処理の流れを示すフローチャート
【図５】欠陥素子マップ１４２を作成する処理の流れを示すフローチャート
【図６】欠陥素子マップ１４２の一例を説明するための説明図
【図７】第一実施形態に係るＸ線検出器の他の例を示す断面図（図３の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）であって、（ａ）は、光電変換基板における、Ｘ線を変換して生成された光の入射面（シンチレータ基板との隣接面）に光源を備えたＸ線検出器１０４ａを示し、（ｂ）は、光電変換基板における、Ｘ線を変換して生成された光の入射面（シンチレータ基板との隣接面）とは反対側の面に光源を備えたＸ線検出器１０４ｂを示す。
【図８】第二実施形態に係るＸ線検出器１０４ｃの断面図（図２の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）
【図９】第二実施形態の他の例に係るＸ線検出器１０４ｄを示す断面図（図２の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）
【図１０】第二実施形態の他の例に係るＸ線検出器１０４ｅを示す断面図（図２の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）
【図１１】第二実施形態の他の例に係るＸ線検出器１０４ｆを示す断面図（図２の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）
【図１２】第二実施形態の他の例に係るＸ線検出器１０４ｇを示す断面図（図２の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）
【図１３】第二実施形態の他の例に係るＸ線検出器１０４ｈを示す断面図（図２の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）
【図１４】第二実施形態の他の例に係るＸ線検出器１０４iを示す断面図（図２の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）であって、（ａ）は断面の全体図であり、（ｂ）は、欠陥素子検出用光源１２２周辺（図１４の（ａ）の一点鎖点内)を拡大した図である。
【図１５】第三実施形態に係るＸ線検出器１０４ｊの一例を示す断面図（図２の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）
【図１６】第三実施形態の他の例に係るＸ線検出器１０４ｋを示す断面図（図２の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）であって、（ａ）は断面の全体図であり、（ｂ）は、欠陥素子検出用光源１２２周辺（図１６の（ａ）の一点鎖点内)を拡大した図である。
【図１７】第四実施形態に係るＸ線検出器１０４ｌの一例を示す断面図（図２の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）
【図１８】第五実施形態に係るＸ線検出器１０４ｍの一例を示す断面図（図２の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。同一機能を有する構成及び同一の処理内容の手順には同一符号を付し、その説明の繰り返しを省略する。以下では、本発明を適用したＸ線検出器を、医療で用いられているＸ線ＣＴ装置に搭載した例を挙げて説明するが、Ｘ線ＣＴ装置に限らず、Ｘ線を検出して透過像を得るＸ線撮像装置一般に本発明は適用できる。また、非破壊検査の分野で用いられる産業用のＸ線ＣＴ装置やＸ線撮像装置にも適用できる。
【００１７】
以下、図１を用いて、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の概略構成について説明する。図１は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の概略図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、Ｘ線源１００、Ｘ線限定装置１１６、Ｘ線検出器１０４、検出器容器１５１、信号収集装置１１８、中央処理装置１０５、表示装置１０６、入力装置１１９、制御装置１１７、ガントリー回転部１０１、寝台天板１０３から構成される。Ｘ線検出器１０４は、検出器容器１５１内で、Ｘ線源１００を略中心とした円弧状に複数配置されており、Ｘ線源１００と共にガントリー回転部１０１に搭載されている。ここで図１では、説明を簡単にするために、８個のＸ線検出器１０４が検出器容器１５１内に設置されている場合が示されているが、実際の装置では、例えば４０個程度である。
【００１９】
Ｘ線源１００は、図示を省略するもののＸ線管球とＸ線管球に高電圧を印加する高電圧発生器とを備え、Ｘ線管球からＸ線１００ａが照射される。
【００２０】
Ｘ線絞り装置１１６は、Ｘ線源１００から照射されたＸ線１００ａの照射範囲（照射野と記す）を制限するものである。Ｘ線絞り装置１１６は、Ｘ線源１００における被検体１０２側に備えられる。
【００２１】
ガントリー回転部１０１は、寝台天板１０３を挿入する開口部１０１ａを備えた略円盤状に構成される。そして、Ｘ線源１００及びＸ線絞り装置１１６と、Ｘ線検出装置１０４と、を対向させて搭載し、Ｘ線源１００及びＸ線絞り装置１１６と、Ｘ線検出装置１０４とを、寝台天板１０３の周囲に、回転軸方向１０７を中心に回転方向１０８に沿って回転させる。
【００２２】
信号収集装置１１８は、Ｘ線検出装置１０４から出力された電気信号を収集し、中央処理装置１０５に出力する。
【００２３】
中央処理装置１０５は、ＣＰＵ等の演算・制御装置により構成される。また、中央処理装置１０５の処理に用いる各種データ、例えばオフセットデータや、Ｌ０Ｇ変換処理に用いる係数、感度Ｘ線分布データ、及び欠陥素子マップを格納する記憶部１０９を備える。中央処理装置１０５は、信号収集装置１１８から取得した電気信号を記憶部１０９に格納された各種データを用いて補正し、再構成演算を行い、被検体の再構成像を生成する。
【００２４】
表示装置１０６は、ＣＲＴや液晶パネルからなる画像モニタを備え、被検体の再構成像を表示する。
【００２５】
入力装置１１９は、キーボードやマウス、トラックボールなど、検者の入力操作を受け付ける装置を備える。
【００２６】
寝台天板１０３は、被検体１０２を載置し、図示しない寝台駆動装置により回転軸方向１０７に沿って進退する。
【００２７】
Ｘ線検出装置１０４は、被検体１０２を透過したＸ線１００ａを検出して、透過Ｘ線強度に応じた電荷を示す電気信号を出力するものである。
【００２８】
次に、Ｘ線ＣＴ装置１を用いて再構成像を取得する撮影処理の流れについて説明する。まず入力装置１１９から撮影開始の入力があると、欠陥素子の検出を行う。この方法については、以下で詳しく記す。
【００２９】
その後、Ｘ線源１００からＸ線を照射する。Ｘ線はＸ線限定装置１１６により照射野が限定されて、寝台天板１０３に載った被検体１０２に向けて照射され、被検体１０２を透過したＸ線はＸ線検出器１０４にて検出される。Ｘ線検出器１０４は、回転方向（チャネル方向と一致）と回転軸方向（スライス方向と一致）の２次元的に配置されたＸ線検出素子毎に、入射したＸ線に応じた電荷量を得ることができる。Ｘ線検出器１０４の構造の詳細については後述する。
【００３０】
ガントリー回転部１０１を回転方向１０８に回転することで、被検体１０２に対するＸ線の照射角度を変化させながら撮影を繰り返し行い、３６０度分の投影データを取得する。撮影は、例えば０．４度ごとに複数ビューの間、行う。
【００３１】
このようにして得た電荷を信号収集装置１１８にて収集してデジタル信号に変換し、ローデータを作成する。次にローデータに対して、中央処理装置１０５にて画像処理を行い、投影データを作成する。次に再構成を行い、被検体１０２のＸ線吸収係数分布の再構成像を作成する。そして、表示装置１０６が再構成像を表示する。
【００３２】
＜第一実施形態＞
次に、図２乃至図７を用いて、本発明の第一実施形態に係るＸ線検出器及びこれを用いた欠陥素子補正について説明する。第一実施形態に係るＸ線検出器は、欠陥素子検出用光源１２２が光電変換基板１２５上に搭載される点に特徴がある。図２は、第一実施形態に係るＸ線検出器１０４の全体斜視図である。図３は、第一実施形態に係るＸ線検出器１０４の断面図（図２の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）である。図４は、ローデータから再構成像を表示するまでの処理の流れを示すフローチャートである。図５は、欠陥素子マップ１４２を作成する処理の流れを示すフローチャートである。図６は、欠陥素子マップ１４２の一例を説明するための説明図である。図７は、第一実施形態に係るＸ線検出器の他の例を示す断面図（図３の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）であって、（ａ）は、光電変換基板における、Ｘ線を変換して生成された光の入射面（シンチレータ基板との隣接面）に光源を備えた例を示し、（ｂ）は、光電変換基板における、Ｘ線を変換して生成された光の入射面（シンチレータ基板との隣接面）とは反対側の面に光源を備えた例を示す。なお、図２、図３、図７では、Ｘ線検出器１０４、１０４ａ、１０４ｂはチャネル方向１０８に８個、スライス方向１０７に８個のＸ線検出素子を有する場合を記すが、これは一例であり、本発明を限定するものではない。
【００３３】
図２に示すように、第一実施形態に係るＸ線検出器１０４は、入射Ｘ線の方向を限定するＸ線コリメータ１２０と、入射Ｘ線を光に変化するシンチレータ素子基板１２６と、シンチレータ素子基板１２６で生じた光を電気信号に変換する光電変換基板１２５と、光電変換基板１２５で生じた電気信号を外部に導く配線回路を有する配線基板１２４と、を備える。配線基板１２４上に光電変換基板１２５が積層されて接着される。また、光電変換基板１２５上にシンチレータ素子基板１２６が積層されて接着される。
【００３４】
図２に示すＸ線コリメータ１２０は２次元コリメータであり、例えばタングステン、モリブデン、鉛などのＸ線吸収率の大きな金属製であるコリメータ板１１３が、チャネル方向１０８とスライス方向１０７に対して、すき間１５２を有して並列に並ぶ構造を成し、コリメータ板１１３は、互いの接点で接着されると共に、シンチレータ素子基板１２６におけるＸ線入射面に固定されている。
【００３５】
シンチレータ素子基板１２６は、図３に示すように、Ｘ線を吸収して光を生じるシンチレータ素子１２８が、スライス方向１０７に沿って８つ並び、光を反射する反射材１２９が、Ｘ線が入射する上面に設けられ、光を反射する反射材１３５がシンチレータ素子１２８間に設けられた構造を成す。そして、隣接するコリメータ板１１３の間のすき間１５２は、反射材１２９を介してシンチレータ素子１２８と向かい合い、コリメータ板１１３は、反射材１２９を介して、シンチレータ素子間の反射材１３５と向かい合うように配置される。図３ではスライス方向１０７に沿って９枚のコリメータ板１１３が配列され、隣接するコリメータ板１１３の間に隙間１５２が８つ形成されるが、コリメータ板１１３及び隙間１５２の一つに符号を付し、残りのコリメータ板１１３及び隙間１５２についての符号は略記する。また、シンチレータ素子１２８及び反射材１３５も一つ又は二つに符号を付し、残りのものについては符号を省略する。図４以降も同様とする。
【００３６】
光電変換基板１２５は、光を電気信号に変換するフォトダイオード素子１２７と光を発光する欠陥素子検出用光源１２２とが、シンチレータ素子１２８と一対一となるようにマトリックス状（２次元的）に並ぶ。すなわち、各シンチレータ素子１２８が、一つのフォトダイオード素子１２７及び一つの欠陥素子検出用光源１２２と向かい合って配置されるので、図３では、スライス方向に沿って８つのフォトダイオード素子１２７と８つの欠陥素子検出用光源１２２とが配置される。フォトダイオード素子１２７及び欠陥素子検出用光源１２２は、光電変換基板１２５における、Ｘ線を変換して生成された光の入射面（シンチレータ基板との隣接面）に配置され、当該光の入射面の表面において、フォトダイオード素子１２７と欠陥素子検出用光源１２２とがほぼ段差なく面一に配置される。ここでいう「ほぼ段差なく面一」とは、面一に配置する場合と、欠陥素子検出用光源１２２を備える基板と、その基板に接触する他の基板と、を積層する際に妨げとならない程度の段差を許容する趣旨である。以下の同記載について同趣旨である。図３では示されないが、チャネル方向１０８に沿っても同様に構成される。
【００３７】
シンチレータ素子１２８における光電変換基板１２５側面（シンチレータ素子１２８におけるＸ線入射面とは反対側の面）と、フォトダイオード素子１２７におけるシンチレータ素子基板１２６側面（フォトダイオード素子１２７におけるＸ線を変換して生成された光の入射面）とは、シンチレータ素子１２８で生じた光が透過できる接着剤で接着されて、Ｘ線検出素子を実現する。更にこの接着剤は、欠陥素子検出用光源１２２から発光された光を透過できる。そのため欠陥素子検出用光源１２２から発光された光は、欠陥素子検出用光源１２２とシンチレータ素子１２８の間を行き来できる。ただし、ここでフォトダイオード素子１２７は一例であり、様々な受光素子の場合が有り得ることは言うまでもない。
【００３８】
このような構造により、Ｘ線源１００から照射されたＸ線のうち、被検体を透過したＸ線はすき間１５２を通ってシンチレータ素子基板１２６に至り、Ｘ線検出素子毎に出力を生じる。一方、被検体１０２などで散乱されたＸ線は散乱角を有するため、多くはコリメータ板１１３にぶつかり、吸収・散乱されて、シンチレータ素子基板１２６には至らず、検出されない。更に、このような構造は、チャネル方向１０８にも実現される。すなわち、Ｘ線検出素子は２次元的に配置されている。
【００３９】
次に、図４に基づいて中央処理装置１０５で行われるローデータから再構成像を表示するまでの処理の流れを説明する。中央処理装置１０５では、この一連の処理内において、各種の補正処理を行う。例えば、Ｘ線検出器１０４のゼロレベルを修正するオフセット補正、Ｘ線検出器１０４の感度分布や、Ｘ線の照射分布を補正するエア補正、欠陥素子の出力値を推定する欠陥素子補正を行う。ただし、図４に示す補正処理は一例であり、本発明を限定するものではない。例えば、これらの補正順序が異なる場合や、他の補正が加わる場合、またオフセット補正、エア補正、欠陥素子補正の少なくとも一つが無い場合なども有り得る。また、欠陥素子補正をしない代わりに、例えば表示装置１０６に欠陥素子の発生を表示する、また、例えば先に記すように、装置メーカーなどの外部に、欠陥素子発生の情報を伝達してもよい。以下、図４の各ステップに沿って説明する。
【００４０】
（ステップＳ１）
中央処理装置１０５は、信号収集装置１１８から受け取ったローデータ１４３に対して、まずオフセット補正を行う（Ｓ１）。この補正は、例えば、本撮影の事前に作成して記憶装置１０９に保存しておいたオフセットデータ１４０を、ローデータから差分することで実現する。オフセットデータ１４０はゼロレベルのデータであり、例えば、Ｘ線を照射せずに事前に複数ビュー分のローデータを取得し、それをビュー方向に対して加算平均処理を行って作成する。
【００４１】
（ステップＳ２）
次に中央処理装置１０５は、ＬＯＧ変換を行う（Ｓ２）。ＬＯＧ変換とは、変換前の値Ｘ、変換後の値Ｙとすると、例えば下式（１）のような変換である。ここで定数の係数ａ、ｂ（１１０）は事前に決定され、記憶装置１０９に保存されている。
【数１】
2014044171.tif 000003
【００４２】
（ステップＳ３）
次に中央処理装置１０５は、エア補正を行う（Ｓ３）。この補正は、例えば、本撮影の事前に作成して記憶装置１０９に保存しておいた感度・Ｘ線分布データ１４１を、ＬＯＧ変換１３１後のローデータから差分することで実現する。感度・Ｘ線分布データ１４１は、事前に、例えば被検体１０２がいない状態で、Ｘ線管１００からＸ線を照射して複数ビュー分得たローデータに対して、実データの場合と同様にオフセット補正（Ｓ１）及びＬＯＧ変換（Ｓ２）を行った後、ビュー方向に対する加算平均処理を行うことで作成する。
【００４３】
（ステップＳ４）
次に中央処理装置１０５は、欠陥素子補正を行う（Ｓ４）。この補正１３３は、中央処理装置１０５が、コンピュータのハードディスクやメディアなどにプログラムとして保存されて実現されても構わないし、電気回路によって実現されていても構わない。この補正は、欠陥素子マップ１４２に記された欠陥素子に対して行う。補間の方法としては、例えば隣接する正常素子の出力値の平均値を用いる。ただしこれは一例であり、本発明を限定するものではなく、様々な方法の適用が考えられる。
【００４４】
（ステップＳ５、Ｓ６）
次に中央処理装置１０５は、投影データ１４４を用いて再構成処理を行って再構成像１４５を作成し（Ｓ５）、表示装置１０６に表示する（Ｓ６）。
【００４５】
次に、欠陥素子の検出方法について記す。図３に示すＸ線検出器１０４は、光電変換基板１２５における、Ｘ線を変換して生成された光の入射面（シンチレータ基板との隣接面）に可視光を照射する欠陥素子検出用光源１２２を有する。欠陥素子検出用光源１２２は、例えばＧａＮ（窒化ガリウム）系のＬＥＤ素子である。この欠陥素子検出用光源１２２は、光学的にシンチレータ素子１２８に接続されており、照射した光はシンチレータ素子１２８に入射する。シンチレータ素子１２８の周辺は反射材１２９と反射材１３５とに覆われているため、光は反射して少なくともその一部はフォトダイオード素子１２７に至る。このときフォトダイオード素子１２７から読み出しを行うことで、欠陥素子検出用光源１２２からの光を、Ｘ線を検出した際にシンチレータ素子１２８内で生じる光と同様に、フォトダイオード素子１２７で検出して出力を生じることができる。従って、Ｘ線が照射されたときと同様に、正常なＸ線検出素子であれば出力を生じ、欠陥素子であれば生じない。そのため、この信号をＸ線検出器１０４にて読み取った画像（以降、光画像ローデータと記す）から、正常素子と欠陥素子の判別を行うことができる。
【００４６】
図３のＸ線検出器１０４によれば、Ｘ線検出素子に入射するＸ線を遮蔽することなく、Ｘ線検出素子毎に欠陥素子検出用光源１２２を設けることができる。また欠陥素子検出用光源１２２からの光は、遮蔽されること無くシンチレータ素子１２８に入射できる。従ってこのような構造により、全てのＸ線検出素子に均一性良く光を届けることができる。
【００４７】
次に図５を用いて、光画像ローデータ１４３から欠陥素子を検出し、欠陥素子マップを作成する方法のフローの一例を説明する。
【００４８】
次に、図５及び図６に基づいて、欠陥素子の検出処理の一例について説明する。図５の処理の開始に先立ち、Ｘ線ＣＴ装置１に搭載された全てのＸ線検出器１０４において、欠陥素子検出用光源１２２から光を照射しながら、信号収集装置１１８にて信号を収集することで、光画像ローデータ１４３を得る。この際、複数ビュー分データを得る。この光画像ローデータ１４３を用いて、欠陥素子の位置の検出を行う。以下、図５の各ステップ順に説明する。
【００４９】
（ステップＳ１１）
中央処理装置１０５にて光画像ローデータ１４３に対して、先に説明したオフセット補正（Ｓ１）を、オフセットデータ１４０を用いて行う（Ｓ１１）。
【００５０】
（ステップＳ１２）
中央処理装置１０５は、各Ｘ線検出素子で、複数ビューのオフセット補正後の光画像ローデータ１４３ａの加算平均処理を行って、光画像データ１４７を作成する（Ｓ１２）。ここで、光画像ローデータ１４３を複数ビュー分得て、加算平均処理１３８で平均化したのは、雑音による値の変動を低減するためである。ただし、これらの処理は一例であり、オフセット補正（Ｓ１１）と加算平均処理（Ｓ１２）の一方や両方を行わない場合も有り得る。
【００５１】
（ステップＳ１３）
中央処理装置１０５は、光画像データ１４７に対して欠陥素子判定処理を行って、欠陥素子であるかを判定する（Ｓ１３）。欠陥素子判定処理では、例えば事前に決定して記憶装置１０９に記録した閾値１４９を用いて、欠陥素子であるか判別する。このとき、例えば閾値１４９以下の素子は、感度がない、または著しく小さいと判断し、欠陥素子とする。欠陥素子の有無の結果及びそれらの位置は、欠陥素子マップ１４２の形式を用いて、記憶装置１０９に記録する。
【００５２】
欠陥素子マップ１４２の一例を図６に示す。図６は８×８個のＸ線検出素子を有するＸ線検出器１０４におけるものであり、マトリックスの位置がＸ線検出素子に対応し、数字が欠陥素子であるかを示す。すなわち、マトリックスの縦の位置がＸ線検出器１０４のスライス１０７方向のＸ線検出素子の番号を、横の位置がチャネル方向１０８方向の番号を表し、数字は１であるときは欠陥素子であり、０であるときが正常素子であることを表す。図６の欠陥素子マップ１４２では、２チャネル目３スライス目と８チャネル目７スライス目の素子が欠陥である。ただしこのＸ線検出素子数や、欠陥素子の位置や表示方法は一例であり、本発明を限定するものではない。
【００５３】
本実施形態によれば、Ｘ線源１００からＸ線を照射せずに、欠陥素子検出用光源１２２から照射した光を用い、欠陥素子の検出を行うことができる。特にこの構造では、均一性良くシンチレータ素子基板１２６全体に光を照射することができる。また、欠陥素子検出用光源１２２から照射されてシンチレータ素子１２８内に至った光は、シンチレータ素子１２８内でＸ線を吸収して生じた光と同様に、フォトダイオードへ至って電気信号を生じて読み出されるため、シンチレータからフォトダイオードへの光の伝達の異常、フォトダイオードの感度の異常、Ｘ線検出器１０４や信号収集装置１１８の読み出し回路における信号読み出しの感度や動作の異常も含めて欠陥素子であるかを評価できる。そのため、高精度な欠陥素子検出が可能となり、再構成像中のアーチファクトの発生や、被検体への無効なＸ線照射を防ぐことが可能となる。またＸ線を照射しないため、Ｘ線管の寿命を縮める心配が無い。更にＸ線を照射せずに光を用いるためで、撮影直前などの様々なタイミング、例えば前記Ｘ線発生部がＸ線照射していない間で所定の時間間隔をあけた時点、又は前記入力装置から前記Ｘ線の照射を指示する入力信号を受け取った後の前記Ｘ線の照射前の時点で実施でき、被検体が撮影室にいる際でも行うことができるので、検査の作業性を低下せずに、効果的に欠陥素子を検出できる。また欠陥素子検出用光源１２２を、Ｘ線検出素子に入射するＸ線を遮蔽することなく設けることが出来るため、投影データや再構成像への影響は小さい。
【００５４】
本実施形態の変形例として、中央処理装置１０５が、欠陥素子マップを基に、欠陥補正を行うことが可能な欠陥素子か、そのＸ線検出器１０４を交換すべきかを判断する欠陥素子判断部を備えてもよい。この欠陥素子判断部では、例えばアーチファクトを抑えるために非常に高い補正精度が必要な位置や、精度が低下する状態の場合にＸ線検出器１０４を交換すべきと判断する。その方法は、例えば欠陥素子マップが更新された際に行い、欠陥素子マップにおいて、例えば再構成中心に位置する素子が欠陥の場合や、２つ以上の欠陥素子が隣接している場合にはＸ線検出器１０４の交換と判断し、その内容を表示装置１０６にて表示する。その他の場合は、図４のステップＳ４の欠陥素子補正を行う。このように欠陥素子判定を行うことで、欠陥素子補正によって十分に補正できない場合に生じるアーチファクトを防ぐことができる。
【００５５】
更にＸ線ＣＴ装置１は、外部（例えば装置メーカー）と情報をやり取りする手段を具備してもよい。これにより、Ｘ線検出器１０４を交換すべきと判断された場合には、装置メーカーなどへ自動的に連絡し、交換を速やかに行うことが可能となる。
【００５６】
本実施形態では、欠陥素子検出用光源１２２から照射される光として可視光を用いたが、これは本発明を限定するものではない。少なくとも一部がシンチレータ素子１２８を透過し、フォトダイオード素子１２７が感度を有する様々な光であって良い。例えば赤のように波長の長い可視光や、近赤外光でも良い。このような光は、波長の短い可視光に比べて、反射材１２９やシンチレータ素子１２８の透過率が高い。また結晶シリコン製のフォトダイオード素子１２７などでは、９００ｎｍ程度まで波長が長くなるにつれて感度が増加するため、波長の長い可視光や近赤外光を用いることで、多く出力を得られるという利点がある。
【００５７】
また本実施形態では、欠陥素子検出用光源１２２から照射され、シンチレータ素子１２８内を透過、散乱屈折などした光を、フォトダイオード素子１２７で検出したが、その光をシンチレータ素子１２８内で吸収して異なる波長の光を発光し、それをフォトダイオード素子１２７で検出しても良い。一例として、例えば欠陥素子検出用光源１２２から紫外線（第一の波長の光）を、例えばＧＯＳ（ガドリニウムオキシ硫化物）から成るシンチレータ素子１２８に照射する。このときＧＯＳは紫外線を吸収して可視光（第二の波長の光）を生じる。この光は、Ｘ線を吸収して生じる光と同じ波長の光を少なくとも含む。フォトダイオード素子１２７は感度を有するので検出できる。よって、欠陥素子検出に使用できる。ただし照射する光には、発光される波長よりも短い様々な波長が有り得、またシンチレータ素子１２８には、ＧＯＳ以外にも様々な材料の場合が有り得ることは言うまでもない。欠陥素子検出用光源１２２から紫外線を照射し、可視光に変換してからフォトダイオード素子１２７に検出させることで、シンチレータ素子１２８の不具合、例えば感度低下や基板からの欠落を検出しやすくなる。
【００５８】
本発明では、欠陥素子検出用光源１２２が、１つのＸ線検出器１０４毎に設けられている場合を記したが、これは一例であり、本発明を限定するものではない。複数のＸ線検出器１０４に跨って１つの欠陥素子検出用光源１２２が設けられていても構わない。
【００５９】
例えば、図７の（ａ）のＸ線検出器１０４ａのように、光電変換基板１２５における、Ｘ線を変換して生成された光の入射面（シンチレータ基板との隣接面）に、一つの欠陥素子検出用光源１２２が反射材１３５をまたいで二つのシンチレータ素子１２８に向かい合うように配置してもよい。
【００６０】
また図７の（ｂ）のＸ線検出器１０４ｂのように、光電変換基板１２５におけるＸ線を変換して生成された光の入射面（シンチレータ基板との隣接面）とは反対側の面、すなわち、配線基板側の面に、一つの欠陥素子検出用光源１２２が反射材１３５をまたいで二つのシンチレータ素子１２８に向かい合うように配置してもよい。この場合、図７の（ａ）に比べて各フォトダイオード素子１２７を大きく形成することができる。図７の（ｂ）では、各フォトダイオード素子１２７の幅をシンチレータ素子１２８とほぼ同一の幅に形成する。
【００６１】
本実施形態では、Ｘ線コリメータ１２０が２次元コリメータの場合を記したが、１次元コリメータの場合であっても構わない。またコリメータ板１１３を接点で接着して実現した場合を記したが、これは一例であり、本発明を限定するものではなくさまざまな場合が有り得る。例えば、金属粉末を混ぜた樹脂を成型・硬化して実現しても良いし、金属板をエッチングなどにより加工し、格子状のコリメータを実現しても良い。
【００６２】
また、本実施形態では、欠陥素子の検出を、Ｘ線を用いた被検体１０２の撮影の直前に行う場合を記したが、これは一例であり、本発明を限定するものではない。例えば、装置の電源投入直後や電源ＯＦＦの直前、Ｘ線管やＣＴ装置のウォームアップや補正用データを取得するときの前後や、その最中（ただしＸ線を照射していないとき）、Ｘ線を用いた被検体１０２の撮影の直後などに行う場合も有り得る。更に、中央処理装置１０５が時間を計る機能を有し、電源投入移行や、最後のＸ線照射からある時間経過するときに行う場合や、ある時間おきに定期的に行う場合も有り得る。ここで記すある時間は、例えば一定であって、例えば１時間である。ただし一定でもなくても良い。更にこれらの複数の場合を組み合わせることも有り得る。この場合も、先に記したように、欠陥素子判定部と外部と情報をやり取りする手段を具備してもよい、このとき、欠陥素子判定部によってＸ線検出器１０４の交換が必要と判断されたとき、その内容を装置メーカーなどへ自動的に連絡し、撮影を行う時間よりも十分に前に欠陥素子を生じたＸ線検出器１０４を交換するなどを行うことができる。
【００６３】
このようにＸ線を用いた被検体１０２の撮影の直前以外でも欠陥素子検出を行うことで、欠陥素子が生じて撮影が行えないことなどにより被検体１０２を待たせることや、撮影を中止することなどを防ぐことができる。
【００６４】
本実施形態では、図５に示したように、欠陥素子検出用光源１２２から光を照射して得た光画像ローデータ１４３から欠陥素子マップ１４２を更新する場合を記したが、これは一例であり、本発明を限定するものではない。例えば、図５の処理を行って光画像データ１４７を作成後、欠陥素子判定１４８を行って欠陥素子があると判定されたときは、別途Ｘ線を照射して画像を取得し、この画像から欠陥素子マップを更新しても良い。このようにすることで、欠陥素子検出用光源１２２の故障などの場合に、光画像ローデータ１４３で正常素子を欠陥と誤検出することを防ぐことができる。
【００６５】
本実施形態では、欠陥素子検出用光源１２２から光を照射して得た光画像ローデータ１４３のみで欠陥素子マップ１４２を更新する場合を記したが、これは一例であり、本発明を限定するものではない。更に、他のエアデータやオフセットデータなども用いて欠陥素子を検出し、欠陥素子マップ１４２を更新しても良いことは言うまでもない。特にオフセットデータは、被検体のＸ線撮影の直前や、定期的にも取得することが可能であり、光画像ローデータ１４３を取得する前後で欠陥素子検出用光源１２２から光を照射しない際に取得し、欠陥素子の検出に利用することが望ましい。
【００６６】
本実施形態では、１種類の光を用い、光画像ローデータ１４３を得て欠陥素子の検出する場合を記したが、これは一例であり、本発明を限定するものではない。例えば複数の光量の光を用いても良い。光量は、例えば光源への電流量を変更することで実現できる。このとき、図４のステップＳ４の欠陥素子判定では、それぞれの光量で得られた光画像ローデータ１４３に対して、それぞれの光量に対して設けられた閾値１４９を用いて判定を行う。またはステップＳ４の欠陥素子判定にて、これらの複数の光画像ローデータ１４３から各素子の入出力特性を算出し、その傾きの値や、求めた入出力特性からのデータ値のずれ量、また平均の入出力特性からの個々の入出力特性のずれ量などを用いて、欠陥素子の判定を行っても良い。このように広い入力範囲で得られた複数の感度や入出力特性を用いて、欠陥素子を判定することで、高精度な欠陥素子検出が可能となり、再構成像中のアーチファクトの発生や、被検体への無効なＸ線照射を更に防ぐことが可能となる。
【００６７】
更に欠陥素子検出用光源１２２に複数の波長の光を照射する光源を設け、波長の異なる光で得た複数の光画像ローデータ１４３を用いて欠陥素子を検出してもよい。このような光源は、例えば１つの光照射点に、複数種類のＬＥＤを設けることで実現できる。
【００６８】
また欠陥素子検出用光源１２２として、ＧａＮ（窒化ガリウム）系のＬＥＤ素子の場合を記したが、これは一例であり、本発明を限定するものではない。ＺｎＯ（酸化亜鉛）系やその他の材料のＬＥＤ素子の場合や、アモルファスシリコンやポーラスシリコンを用いた発光素子、更に他に様々な発光素子の場合も有り得る。
【００６９】
本実施形態では、光画像ローデータ１４３に対して図５のステップＳ１１に示したようにオフセット補正と、ステップＳ１２の加算平均処理を行って光画像データ１４７を作成し、欠陥素子の検出を行ったが、これは一例であり、本発明を限定するものではない。更にエア補正が付加されて行われても構わない。このときエア補正に、Ｘ線を用いて撮影したエアデータを用いても良い。また、先に記したエアデータの作成手順を、過去に撮影した光画像ローデータ１４３に適用して基準データを作成し、これをエアデータとして用いても良い。更に他の補正が付加されても構わない。
【００７０】
また本実施形態では、欠陥素子判定の方法として、図５のステップＳ１３に示したように、出力値を閾値１４９と比較して欠陥素子と判断する場合を記したが、これは一例であり、本発明を限定するものではなく、さまざまな方法が考えられる。例えば、画像中の平均値と標準偏差を求め、出力値が平均値から標準偏差の決められた倍率以上小さいときや大きいときに欠陥と判断しても良い。ここで、決められた倍率とは、例えば５倍である。更に、前回撮影した光画像データ１４７を保存しておき、それとの差分画像を用い、閾値１４９以上の変化のあった素子を欠陥と判断しても良い。
【００７１】
本発明では、Ｘ線をシンチレータ素子１２８にて光に変換し、その光をフォトダイオードで電荷に変換する間接検出型のＸ線検出器の場合を記したが、これは一例であり、本発明を限定するものではなく、Ｘ線を直接電荷に変換する直接検出型のＸ線検出器に適用しても良いことは言うまでもない。
【００７２】
＜第二実施形態＞
第二実施形態に係るＸ線検出器は、欠陥素子検出用光源１２２が光電変換基板とは異なる基板である欠陥素子検出用光源基板１３６上に作製されて、Ｘ線コリメータ１２０のＸ線入射側又はＸ線入射側とは反対側に位置する点で第一実施形態に係るＸ線検出器と異なる。以下、図８乃至図１４に基づいて第二実施形態に係るＸ線検出器について説明する。図８は、第二実施形態に係るＸ線検出器１０４ｃの断面図（図２の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）である。図９は、第二実施形態の他の例に係るＸ線検出器１０４ｄを示す断面図（図２の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）である。図１０は、第二実施形態の他の例に係るＸ線検出器１０４ｅを示す断面図（図２の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）である。図１１は、第二実施形態の他の例に係るＸ線検出器１０４ｆを示す断面図（図２の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）である。図１２は、第二実施形態の他の例に係るＸ線検出器１０４ｇを示す断面図（図２の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）である。図１３は、第二実施形態の他の例に係るＸ線検出器１０４ｈを示す断面図（図２の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）である。図１４は、第二実施形態の他の例に係るＸ線検出器１０４iを示す断面図（図２の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）であって、（ａ）は断面の全体図であり、（ｂ）は、欠陥素子検出用光源１２２周辺を拡大した図である。
【００７３】
図８に一例を示すように、欠陥素子検出用光源１２２は、各シンチレータ素子１２８と向かい合うように２次元的に複数配置されており、欠陥素子検出用光源１２２のそれぞれからシンチレータ素子１２８に向けて光を照射する。ここで欠陥素子検出用光源１２２は、例えばＬＥＤ素子であり、Ｘ線の減弱を少なくするために小さいものが望ましい。また欠陥素子検出用光源１２２は、Ｘ線検出素子の中心に位置していても、コリメータ板１１３に近い、Ｘ線検出素子の端部付近に位置していてもよい。なお、図８では、フォトダイオード素子１２７はチャネル方向に沿って８つ配列されるが、符号はそのうちの一つについて付け、残りのものについては省略する。図９以降についても同様とする。
【００７４】
本実施例のＸ線検出器１０４における欠陥素子の検出方法を説明する。このとき、まず、実施例１と同様に、欠陥素子検出用光源１２２から光を照射する。この光の少なくとも一部は、実施例１のときと同様に、シンチレータ素子１２８を透過すると共に、反射材１２９を透過する必要がある。そのため、反射材１２９は、透過率が例えば０．５％以上なるような厚さで設ける。このとき光の少なくとも一部はシンチレータ素子基板１２６を透過し、フォトダイオード１２７に至る。
【００７５】
ここで反射材１２９は、欠陥素子検出用光源１２２からの光の一部を透過するが、同時に、シンチレータ素子からの光に対して十分な反射も実現する。これは、欠陥素子検出用光源１２２に例えばＬＥＤなどの発光素子を用いることで大光量の光を照射し、反射材１２９で反射、散乱、吸収されても、フォトダイオード素子１２７に十分な量の光を入射させることができるためである。また反射材１２９の反射率が、シンチレータ素子からの光と欠陥素子検出用光源１２２からの光とに対して異なるために可能となる。この反射率の違いは、反射材１２９へ至る光の入射角（反射材１２９の法線と光の入射方向とが成す角）の違いによって生じる。すなわち、シンチレータ素子内で発光した光は、シンチレータ素子が反射材１２９の近くで接して配置されるため、反射材１２９に対して様々な角度で入射し、特に大きな入射角度を有する光も多く存在する。このように大きな入射角を有する光は、入射角が小さい場合に比べて、実質的な反射材１２９の透過パス長が長いため、反射や吸収が起こり易く、透過率は小さい。一方、欠陥素子検出用光源１２２からの光は、欠陥素子検出用光源１２２が反射材１２９から離れて真上に配置されるため、反射材１２９に至る光のほとんどが、入射角度が小さく、揃っている。従って、シンチレータ素子からの光よりも、反射材１２９を透過し易い。従って、欠陥素子検出用光源１２２からの光に対する反射率は、シンチレータ素子からの光に対する反射率よりも小さくなる。ここで入射角度とは、反射材１２９のＸ線入射面の法線ベクトルに対する光の入射角度を意味する。
【００７６】
この光照射と同時に、第一実施形態と同様に、フォトダイオード１２７から信号の読み出しを行って光画像ローデータ１４３を得、欠陥素子を検出し、欠陥素子マップを作成する。
【００７７】
本実施形態のようにフォトダイオード素子１２７と欠陥素子検出用光源１２２とを別々の基板に設けることで、一方の作製プロセスが他方の素子の作製プロセスに影響を与えることを防ぐことができる。更にフォトダイオード素子１２７と欠陥素子検出用光源１２２の作製プロセスが両立し難い場合にも、それぞれで別々に作製することで実現できる。更に、それぞれに適した異なる材料で作製を行うことが出来る。また容易に欠陥素子検出用光源１２２を設けることができ、更に故障の際には、容易に欠陥素子検出用光源１２２を交換できる。更に本構造では、シンチレータ素子基板１２６の真上から光を照射できるので、実質的に反射材１２９を透過する光の透過長を最小にでき、多くの光をフォトダイオード１２７に照射することができる。
【００７８】
本実施形態では、コリメータ板１１３は、欠陥素子検出用光源１２２からの光を反射する表面構造を有することが望ましい。このような光を反射する構造は、例えば金属板であるコリメータ板１１３の表面を磨き、金属光沢処理をすることなどによって実現できる。またはコリメータ板１１３に、例えば反射率の高い金属を吹き付けるなどのように、欠陥素子検出用光源１２２からの光を反射する材料や構造を付加しても良い。このとき、欠陥素子検出用光源１２２からシンチレータ素子基板１２６に到達する光の量は増加し、Ｘ線検出器１０４から多くの信号を得ることができるため、欠陥素子と正常素子との出力差は大きくなり、欠陥素子検出にて、欠陥素子の判定精度を向上できる。
【００７９】
本実施形態では、欠陥素子検出用光源１２２が、各シンチレータ素子１２８と１対１に向かい合うように２次元的に複数配置されている場合を記したが、これは一例であり、本発明を限定するものではない。例えば１つのシンチレータ素子１２８に、複数の欠陥素子検出用光源１２２を対向させて配置しても良い。
【００８０】
更に、例えば図９に示すように、欠陥素子検出用光源１２２が、２次元的に光を発する面光源であっても良い。図９に示すＸ線検出器１０４ｄでは、１つの面光源からなる欠陥素子検出用光源１２２が、欠陥素子検出用光源基板１３６上に作製される。そして、欠陥素子検出用光源基板１３６が、欠陥素子検出用光源基板１３６における欠陥素子検出用光源１２２が配置された面をＸ線コリメータ１２０に対向させて、Ｘ線コリメータ１２０のＸ線入射側に配置される。面光源としてはＸ線の透過性が良い光源が良く、例えば有機ＥＬや無機ＥＬ光源を用いてもよい。
【００８１】
更に図１０に示すＸ線検出器１０４eのように、欠陥素子検出用光源基板１３６に複数の面光源が作製されて、１つの面光源である欠陥素子検出用光源１２２が複数のシンチレータ素子１２８に跨って設けられていても良い。
【００８２】
更に本実施形態では、欠陥素子検出用光源基板１３６に作製された欠陥素子検出用光源１２２から直接、光を照射する場合を記したが、これは一例であり、本発明を限定するものではない。例えば図１１に示すＸ線検出器１０４ｆのように、欠陥素子検出用光源基板１３６が、導光板１６３と光源１６１とを備え、導光板１６３が光源１６１の光を導いて欠陥素子検出用光源を実現しても良い。このとき、光源１６１から照射された光は、導光板１６３が光路１３７に沿って光を導くと共に、一部の光は光路１３９の方向に反射、散乱されて、それぞれのシンチレータ素子１２８に向けて照射される。このような光源により、光源１６１を直接Ｘ線が当たらない位置に配置することができる。これにより光源１６１によって影を作ることや、シンチレータ素子１２８へのＸ線量を低下することを防ぐことができる。更に光源１６１を直接Ｘ線の入射範囲外などのＸ線が当たらない位置に配置することができ、Ｘ線に当たることでの劣化を防ぐことができる。
【００８３】
また、例えば図１２に示すＸ線検出器１０４ｇのように、欠陥素子検出用光源基板１３６が、光源１６１が作製された光源基板１６２と、拡散板１６０とを含み、例えば光路１３７に沿って、光源基板１６２から発せられた光が拡散板１６０で拡散して広がり、反射材１２９がある方向へ光を照射する構造であっても良い。このとき光源１６１は、図１２に示すように、Ｘ線検出素子間、すなわちコリメータ板１１３と向かい合う位置に配置することができ、Ｘ線検出素子に入射するＸ線を減弱することを防ぐことができる。
【００８４】
図１２に示す光源基板１６２と拡散板１６０とから成る欠陥素子検出用光源基板１３６の構造は一例であり、本発明を限定するものではなく、様々な構造が有り得る。例えば、図１２で拡散板１６０と光源基板１６２が上下反対になる場合、すなわち、拡散板１６０がＸ線入射面側に、光源基板１６２が反射材１２９側に、それぞれ設けられた構造の場合や、光源基板１６２及び拡散板１６０が一体であり、拡散板１６０の表面や内部に光源１６１が設けられた構造の場合など、さまざまな場合が有り得る。
【００８５】
本実施形態では、欠陥素子検出用光源基板１３６がＸ線コリメータ１２０のＸ線入射側に設けられた場合を記したが、これは一例であり、本発明を限定するものではない。例えば図１３に示すＸ線検出器１０４ｈのように、Ｘ線コリメータ１２０とシンチレータ素子基板１２６との間に設けても良い。
【００８６】
更にこの場合、例えば図１４の（ａ）に示すＸ線検出器１０４ｉのように、光源１６１の大部分をコリメータ板１１３と反射材１３５とに挟まれる位置に設け、図１４の（ｂ）に示すように、各シンチレータ素子１２８が、光源１６１の端部と幅ｗ１を有して対向するように構成してもよい。これにより、Ｘ線による光源１６１の劣化を防ぐことができる。更に欠陥素子検出用光源基板１３６が、第二実施形態にて記した導光板１６３や拡散板１６０を備えていてもよい。この場合、コリメータ板１１３と反射材１３５とに挟まれる位置に光源１６１を設けることも可能であり、Ｘ線による光源１６１の劣化を更に防ぐことができる。
【００８７】
＜第三実施形態＞
第三実施形態は、欠陥素子検出用光源基板１３６が、シンチレータ素子基板１２６と光電変換基板１２５との間に設けられている点で、第二実施形態と異なる。以下、図１５乃至図１６に基づいて第三実施形態について説明する。図１５は、第三実施形態に係るＸ線検出器１０４ｊの一例を示す断面図（図２の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）である。図１６は、第三実施形態の他の例に係るＸ線検出器１０４ｋを示す断面図（図２の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）であって、（ａ）は断面の全体図であり、（ｂ）は、欠陥素子検出用光源１２２周辺（図１６の（ａ）の一点鎖点内)を拡大した図である。
【００８８】
図１５に示すＸ線検出器１０４ｊは、欠陥素子検出用光源１２２が、欠陥素子検出用光源基板１３６におけるシンチレータ素子基板１２６との隣接面に、当該隣接面の表面においてほぼ段差なく面一になるように形成されている。更に欠陥素子検出用光源１２２及び欠陥素子検出用光源基板１３６は、シンチレータ素子１２８で発光した光や、欠陥素子を検出する際に欠陥素子検出用光源１２２からシンチレータ素子１２８に照射してシンチレータ素子１２８から戻ってきた光に対して、透明である。このような欠陥素子検出用光源１２２として、例えば有機ＥＬ素子を用いてもよい。
【００８９】
このような構造により、Ｘ線の検出と、欠陥素子の検出を両立できる。すなわち、Ｘ線を検出する際には、シンチレータ素子１２８で検出したＸ線で生じた光は、欠陥素子検出用光源１２２と欠陥素子検出用光源基板１３６の少なくとも一方を透過してフォトダイオード素子１２７に至り、検出できる。ディフェクトを検出する際には、欠陥素子検出用光源１２２からフォトダイオード素子１２７に向けて光を発し、欠陥素子検出用光源基板１３６を透過した光をフォトダイオード素子１２７で検出する。または／及び、欠陥素子検出用光源１２２からシンチレータ素子１２８に向けて光を発する。この光の一部は、反射材１２９、１３５などで反射してシンチレータ基板１２６から欠陥素子検出用光源基板１３６に戻り、欠陥素子検出用光源１２２と欠陥素子検出用光源基板１３６の少なくとも一方を透過してフォトダイオード素子１２７に至り、検出できる。
【００９０】
第三実施形態は、第一実施形態や第二実施形態と比較して、欠陥素子検出用光源１２２からの光が反射材１２９で減衰しないため、少ない光量で欠陥素子を検出できる。
【００９１】
一方、本実施形態に係るＸ線検出器１０４ｊにおいて、シンチレータ素子１２８で発光した光は、欠陥素子検出用光源基板１３６内で広がり、対向するフォトダイオード素子１２７以外のフォトダイオード素子１２７にも入射する恐れが高くなる。すなわちクロストークが高くなる恐れがある。従って、欠陥素子検出用光源基板１３６は、例えばファイバオプティックプレートのように、垂直方向（シンチレータ素子１２８からフォトダイオード素子１２７に向かう方向）の光を通し易く、水平方向（クロストーク光が広がる方向）には光を通し難い材料を用いることが望ましい。
【００９２】
本実施形態では、欠陥素子検出用光源１２２が、フォトダイオード素子１２７とシンチレータ素子１２８との間に設けられる場合を記したが、これは一例であり、本発明を限定するものではない。例えば、図１６の（ａ）に示すＸ線検出器１０４ｋのように、シンチレータ素子１２８間に対向する位置、すなわち、シンチレータ素子１２８間に設けられた反射材１３５に対向する位置に欠陥素子検出用光源１２２の主要部を設け、図１６の（ｂ）に示すように、各シンチレータ素子１２８の端部が欠陥素子検出用光源１２２と幅ｗ２を有して対向するように構成してもよい。これにより、欠陥素子検出用光源１２２による光の減弱を防ぐことができる。更に欠陥素子検出用光源基板１３６が、第二実施形態にて記した導光板１６３や拡散板１６０を備えていてもよい。この場合、シンチレータ素子１２８間に設けられた反射材１３５に対向する位置に光源１６１を設けることも可能であり、欠陥素子検出用光源１２２による光の減弱を更に防ぐことができる。
【００９３】
本実施例では、欠陥素子検出用光源１２２が、欠陥素子検出用光源基板１３６のシンチレータ素子基板１２６に隣接する面に作製する場合を記したが、これは一例であり、本発明を限定するものではない。例えば、フォトダイオード素子１２７と隣接する面に作製しても良い。
【００９４】
＜第四実施形態＞
第四実施形態は、欠陥素子検出用光源基板１３６が、配線基板１２４と光電変換基板１２５との間に設けられている点で、第二実施形態と異なる。以下、図１７に基づいて第四実施形態について説明する。図１７は、第四実施形態に係るＸ線検出器１０４ｌの一例を示す断面図（図２の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）である。
【００９５】
図１７に示すＸ線検出器１０４ｌでは、点光源からなる欠陥素子検出用光源１２２が欠陥素子検出用光源基板１３６の光電変換基板１２５に隣接する面にマトリクス状に配置される。更に光電変換基板１２５は、例えば厚さが数１００μｍ以下のシリコン基板であり、欠陥素子検出用光源１２２からの光の少なくとも一部を透過する。
【００９６】
このような構造により、欠陥素子検出用光源１２２から光を照射すると、その一部は光電変換基板１２５を透過してフォトダイオード素子１２７で検出できるため、欠陥素子の検出を行うことができる。また本構造では、第三実施形態のようにフォトダイオード素子１２７とシンチレータ素子１２８間に、欠陥素子検出用光源基板１３６によるすき間が生じずに光学的に接続できるため、クロストークを抑えることが可能となる。また第一実施形態や第二実施形態と比較して、欠陥素子検出用光源１２２や欠陥素子検出用光源基板１３６に直接Ｘ線が当たらないため、入射したＸ線の減弱を防ぐと共に、欠陥素子検出用光源１２２や欠陥素子検出用光源基板１３６のＸ線による劣化を防ぐことができる。
【００９７】
本実施形態では、光電変換基板１２５にて、フォトダイオード素子１２７がシンチレータ素子基板１２６側の面に作製された、いわゆる表面照射型のＸ線検出器１０４の場合を記したが、これは一例であり、その反対面に作製された、いわゆる裏面照射型であっても良いことは言うまでもない。このとき、欠陥素子検出用光源１２２とフォトダイオード素子１２７が向かい合う構造と成り、欠陥素子検出用光源１２２から照射された光は欠陥素子検出用光源基板１３６で減弱されなくなるため、より少ない光で欠陥素子検出を行うことができる。
【００９８】
本実施形態では、欠陥素子検出用光源基板１３６に点光源からなる欠陥素子検出用光源１２２をマトリクス状に配置したが、欠陥素子検出用光源基板１３６に面光源を備えてもよい。
【００９９】
＜第五実施形態＞
第五実施形態は、欠陥素子検出用光源基板１３６が、配線基板１２４における光電変換基板１２５とは反対側の面に設けられている点で、第四実施形態と異なる。以下、図１８に基づいて第五実施形態について説明する。図１８は、第五実施形態に係るＸ線検出器１０４ｍの一例を示す断面図（図２の断面位置１１４において矢印ＡＡ’から見た断面図）である。
【０１００】
図１８に示すＸ線検出器１０４ｍでは、点光源からなる欠陥素子検出用光源１２２が欠陥素子検出用光源基板１３６の光電変換基板１２５に対向する面にマトリクス状に配置される。そして、欠陥素子検出用光源基板１３６を、配線基板１２４の裏面（光電変換基板１２５と対向する面とは反対側の面）に配置する。このとき配線基板１２４は、欠陥素子検出用光源１２２から照射する光を透過する基板であることが必要である。これは、例えばガラスのような光を透過する材質を用いる方法や、配線基板１２４に、上記裏面（欠陥素子検出用光源基板１３６と対向する面に相当する）から光電変換基板１２５と対向する面までの間を貫通する小さな穴を複数設ける方法などで実現できる。
【０１０１】
本実施形態では、欠陥素子検出用光源基板１３６に点光源からなる欠陥素子検出用光源１２２をマトリクス状に配置したが、欠陥素子検出用光源基板１３６に面光源を備えてもよい。
【０１０２】
＜その他の実施形態＞
第一実施形態から第五実施形態では、さまざまな位置に欠陥素子検出用光源１２２が設けられた場合を記したが、本発明はこれに限るものではなく、これらが組み合わさって複数の位置に設けられていても良い。
【０１０３】
また第一実施形態から第五実施形態では、医療用のＸ線ＣＴ装置の実施例を記したが、本発明はこれに限るものではなく、実施例に記したＸ線検出器１０４を搭載したあらゆる装置に適用できることは言うまでも無い。その一例として、非破壊検査用のＸ線ＣＴ装置、Ｘ線コーンビームＣＴ装置、デュアルエネルギーＣＴ装置、Ｘ線画像診断装置、Ｘ線画像撮影装置、Ｘ線透視装置、マンモグラフィー、デジタルサブトラクション装置、核医学検診装置、放射線治療装置なども有り得る。更にＸ線検出器１０４を搭載し、Ｘ線や放射線の発生源を有さないＸ線や放射線の検出装置であっても構わない。更にＸ線検出器に限らず、さまざまな波長の光に対する光検出器や、それを搭載した光検出装置や光を用いた撮像装置であっても適用し得る。このとき光は、可視光、赤外線、紫外線、ガンマ線など、どのような波長であっても構わない。
【０１０４】
更に本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、実施の段階では、その要旨を逸脱しない範囲でさまざまに変形して実施することが可能である。更に、上記実施形態にはさまざまな段階が含まれており、開示される複数の構成要素における適宜な組み合わせにより、さまざまな発明が抽出され得る。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が、削除されても良い。
【符号の説明】
【０１０５】
１００…Ｘ線源      １０１…ガントリー回転部    １０２…被検体      １０３…寝台天板      １０４…Ｘ線検出器    １０５…中央処理装置      １０６…表示装置      １０７…回転軸方向、スライス方向      １０８…回転方向、チャネル方向    １０９…記憶装置    １１０…係数    １１３…コリメータ板    １１４…断面位置    １１６…Ｘ線コリメータ    １１７…制御回路    １１８…信号収集装置    １１９…入力装置    １２０…Ｘ線コリメータ    １２２…欠陥素子検出用光源    １２４…配線基板    １２５…光電変換基板    １２６…シンチレータ素子基板    １２７…フォトダイオード素子    １２８…シンチレータ素子    １２９、１３５…反射材    １３０…オフセット補正    １３１…ＬＯＧ変換    １３２…エア補正    １３３…欠陥素子補正    １３４…再構成処理    １３６…欠陥素子検出用光源基板  １３７、１３９…光の進行方向を表す矢印    １３８…加算平均処理    １４０…オフセットデータ    １４１…感度・Ｘ線分布データ    １４２…欠陥素子マップ    １４３…ローデータ    １４４…投影データ    １４５…再構成像    １４７…光画像データ    １４８…欠陥素子判定    １４９…閾値    １５１…検出器容器    １５２…すき間    １６０…拡散板    １６１…光源    １６２…光源基板    １６３…導光板
【図１】
2014044171.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014044171.tif 000010
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2014044171.tif 000019
【図１７】
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【図１８】
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