(57)【要約】【課題】Ｘ線検出パネルが回路基板から熱的影響を受けるのを低減でき、画像むらの発生を抑制できるＸ線検出装置を提供する。【解決手段】支持部材13の一面にＸ線検出パネル12を支持し、支持部材13の他面に回路基板14を支持し、これらを筐体16に収容する。回路基板14に対向する筐体16の内面には、回路基板14へ向けて突出する熱伝導部57を設ける。回路基板14と筐体16の熱伝導部57とを接近させ、回路基板14から筐体16への熱伝導経路の熱抵抗を小さくし、より多くの熱を筐体16に熱伝導する。回路基板14で発生した熱をＸ線検出パネル12へ熱伝導する割合を低減する。【選択図】図１
2011043390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を検出する放射線検出パネルと、
この放射線検出パネルを一面に支持する支持部材と、
この支持部材の他面に支持される回路基板と、
これら放射線検出パネル、支持部材および回路基板を収容するとともに、前記回路基板に対向する内面に前記回路基板へ向けて突出する熱伝導部が設けられている筐体と
を具備していることを特徴とする放射線検出装置。
【請求項２】
前記回路基板は複数であり、これら複数の回路基板は前記支持部材の他面からの支持高さが複数種類あり、
前記熱伝導部は、前記回路基板毎に設けられているとともに、前記回路基板毎の支持高さに応じて前記筐体の内面からの突出高さが複数種類ある
ことを特徴とする請求項１記載の放射線検出装置。
【請求項３】
前記熱伝導部は、前記筐体に一体に形成されるか、別体に形成されて前記筐体に取り付けられているかのいずれか一方である
ことを特徴とする請求項１または２記載の放射線検出装置。
【請求項４】
前記支持部材と前記回路基板との間に、前記支持部材に対して前記回路基板を支持する断熱部材を具備している
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一記載の放射線検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線を検出する放射線検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、構造解析等の科学研究用等広い分野で利用されている。
【０００３】
Ｘ線検出装置の中でも、高感度で高鮮鋭な装置として、複数のフォトセンサおよびＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）が２次元に配置された光電変換素子部を有する光検出器上に、Ｘ線を光電変換素子部で検出可能な光に変換する蛍光体層が直接形成され、これらにて構成されたＸ線検出パネルを備えたＸ線検出装置が知られている。
【０００４】
Ｘ線検出パネルは板状の支持部材の一面に支持され、支持部材の他面にはＸ線検出パネルの制御、Ｘ線検出パネルからの信号の処理、外部との通信等を行う集積回路を搭載した回路基板が支持され、これらＸ線検出パネルと回路基板とがフレキシブル回路基板にて電気的に接続されている。
【０００５】
このようなＸ線検出装置では、Ｘ線検出パネル等が埃や湿度等を嫌うため、Ｘ線検出パネル等を筐体に収容し、外部と完全に隔離された完全密封構造を採用している。
【０００６】
そして、Ｘ線検出装置が作動すると、回路基板の集積回路から熱が発生し、発生した熱は、一部が筐体内部の空気中へ放熱されるが、そのほとんどが熱伝導により、より温度の低い部分へと移動し、熱抵抗により温度差を作りながら筐体内外部に温度分布を作成する。
【０００７】
従って、回路基板から発生した熱は、この回路基板を支持する支持部材へと流れ込む。さらに、この支持部材に流れ込んだ熱は、より低温であるＸ線検出パネルへと流れ込む。
【０００８】
Ｘ線検出パネルに伝わった熱のために、Ｘ線検出パネルの温度が上昇し、動作温度が高温となる。Ｘ線検出パネルは、動作温度が高温になると、リーク電流が増加し、ノイズ変化量が変動したり、画像むらの原因となるといった課題がある。
【０００９】
このような課題に対し、回路基板を冷却装置で冷却する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。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、冷水循環装置等が用いられている。
【００１０】
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時間前から通電させるという方法も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−２８３２６２号公報（第６頁、図１−２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
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等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。
【００１３】
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時間前から通電させるのでは、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。
【００１４】
また、回路基板の集積回路上に熱伝導樹脂を設け、この熱伝導樹脂を筐体に接するように厚くして筐体へ熱伝導させるようにしたり、薄い熱伝導樹脂を利用して輻射率をあげることで筐体の内部空気へ放熱することも考えられるが、いずれも回路基板で発生する熱を効率的に筐体へ熱伝導、放熱させることができない問題がある。
【００１５】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、回路基板で発生する熱を効率的に筐体へ熱伝導、放熱させることで、放射線検出パネルが回路基板から熱的影響を受けるのを低減でき、画像むらの発生を抑制できる放射線検出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】
【００１６】
本発明は、放射線を検出する放射線検出パネルと、この放射線検出パネルを一面に支持する支持部材と、この支持部材の他面に支持される回路基板と、これら放射線検出パネル、支持部材および回路基板を収容するとともに、前記回路基板に対向する内面に前記回路基板へ向けて突出する熱伝導部が設けられている筐体とを具備しているものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、筐体の内面に回路基板へ向けて突出する熱伝導部を設けることにより、回路基板と筐体の熱伝導部とを接近させ、回路基板から筐体への熱伝導経路の熱抵抗を小さくして、より多くの熱を筐体外部へ放熱することができる。そのため、回路基板で発生した熱のうち、放射線検出パネルへ熱伝導される割合を低減できる。従って、回路基板で発生した熱で放射線検出パネル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できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態を示す放射線検出装置としてのＸ線検出装置の一部の断面図である。
【図２】同上Ｘ線検出装置のＸ線検出パネルの一部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００２０】
放射線検出装置としての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、このＸ線検出パネル12を一面に支持する板状の支持部材13、この支持部材13の他面に支持される複数の回路基板14、これらＸ線検出パネル12と回路基板14とを電気的に接続するフレキシブル回路基板15、これらを収容する筐体16等を備えている。
【００２１】
Ｘ線検出パネル12は、図２に示すように、光電変換基板としての光検出器21を有し、この光検出器21における放射線としてのＸ線の入射側に、Ｘ線を光検出器21で検出可能な光に変換する蛍光体層22が直接形成されている。
【００２２】
光検出器21は、ガラス基板23を有し、このガラス基板23上には、２次元状に配置される複数の画素に対応して、ＣｓＩを用いた複数のフォトセンサおよびＴＦＴが２次元に配置されていて、光を電気信号に変換する光電変換素子部24が形成されている。また、ガラス基板23上には光電変換素子部24に接続された配線部25が形成されているとともに、ガラス基板23の外周部には配線部25と接続された電荷取出部（電極パッド部）26が形成されている。
【００２３】
また、図１に示すように、回路基板14は、Ｘ線検出パネル12を制御する図示しない制御基板と、フレキシブル回路基板15からのアナログ信号を受信、処理およびデジタル信号への変換の少なくとも１つの機能を有するアナログ回路基板31と、他の基板の制御およびＸ線検出装置11の外部との通信の少なくとも１つの機能を有するデジタル回路基板32と、他の基板に電源を供給するための図示しない電源回路基板等を備えている。
【００２４】
支持部材13に対して反対側となるアナログ回路基板31およびデジタル回路基板32の他面には、発熱部33として集積回路34，35が搭載されている。図示していないが、制御基板の他面にも発熱部33として集積回路が搭載されているとともに、電源回路基板の他面にも発熱部33として電気部品が搭載されている。
【００２５】
これらアナログ回路基板31、デジタル回路基板32、制御基板および電源回路基板は、支持部材13の他面に対して複数のスペーサ36によって離間した状態に支持されている。
【００２６】
少なくともアナログ回路基板31とデジタル回路基板32とは、支持部材13の他面からの支持高さが異なっており、すなわち、支持部材13の他面にスペーサ36を介してアナログ回路基板31の一面が支持され、このアナログ回路基板31の他面にスペーサ36を介してデジタル回路基板32の一面が支持されている。
【００２７】
また、フレキシブル回路基板15は、フレキシブル基板41、およびこのフレキシブル基板41の一端に接続されたＩＣ搭載基板42を備え、ＩＣ搭載基板42には発熱部33としての検出用の集積回路43が実装されている。
【００２８】
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26上に異方導電性接着剤44を介して配置され、熱圧着により張り合わされている。ＩＣ搭載基板42の一端にはコネクタ45が設けられ、このコネクタ45によってＩＣ搭載基板42がアナログ回路基板31に接続されている。
【００２９】
支持部材13とＩＣ搭載基板42の一面との間には、支持部材13に対してＩＣ搭載基板42を支持する断熱部材46が介在されている。この断熱部材46は、例えば断熱性能に優れたファイバー系の材料が用いられ、接着剤や両面接着テープによって支持部材13およびＩＣ搭載基板42に対して接着固定されている。
【００３０】
ＩＣ搭載基板42がアナログ回路基板31に接続されている状態では、支持部材13に対して反対側となるＩＣ搭載基板42の他面に集積回路43が配置されている。
【００３１】
なお、ＩＣ搭載基板42についても、支持部材13の他面に支持される回路基板14の一部として構成される。
【００３２】
また、筐体16は、Ｘ線検出パネル12のＸ線の入射面側を開口した箱状の本体部51と、Ｘ線検出パネル12の有効領域に対応した開口部52を有していて本体部51の開口側に取り付けられる枠状のカバー部53と、このカバー部53の開口部52を覆うＸ線透過性を有する入射窓54とを備えている。本体部51およびカバー部53は、熱伝導および放熱性に優れた金属材料によって形成されている。
【００３３】
本体部51は、支持基板13および各回路基板14等の他面に対向する板状の板部55、およびこの板部55の周辺の枠部56を有している。各回路基板14に対向する板部55の内面には、各回路基板14の発熱部33（集積回路34，35，43等）へ向けて接近するように突出する複数の熱伝導部57が設けられている。各熱伝導部57は、支持部材13に対する各回路基板14の発熱部33（集積回路34，35，43等）の支持高さに応じて、板部55の内面からの突出高さが異なっている。各熱伝導部57は、板部55と一体に形成してもよいし（図１には板部55と一体に形成した例を示す）、別体に形成して板部55に熱伝導可能に固定してもよい。
【００３４】
各熱伝導部57と各回路基板14の発熱部33（集積回路34，35，43等）との間には、これらの間を熱伝導可能に接続する熱伝導樹脂58が介在されている。
【００３５】
また、筐体16の外部には、この筐体16に伝わった熱を放熱する例えばファンなどの図示しない冷却機構が配置されている。
【００３６】
そして、Ｘ線検出装置11が作動すると、各回路基板14の発熱部33（集積回路34，35，43等）から熱が発生する。
【００３７】
各回路基板14の発熱部33（集積回路34，35，43等）から発生した熱は、一部が筐体16の内部の空気中へ熱伝達されるが、そのほとんどが各回路基板14や発熱部33（集積回路34，35，43等）上の熱伝導樹脂58を介して筐体16へ熱伝導され、より温度の低い部分へと移動し、熱抵抗により温度差を作りながら筐体16の内外部に温度分布を作成する。
【００３８】
そのため、各回路基板14の発熱部33（集積回路34，35，43等）から発生した熱の一部は、スペーサ36や空気層を介して支持部材13に流れ込むことになる。
【００３９】
ところで、各回路基板14の発熱部33（集積回路34，35，43等）上の熱伝導樹脂58は金属材料に比べると熱伝導率は低いので、仮に、筐体16の内面から突出する熱伝導部57を設けず、筐体16の内面と各回路基板14の発熱部33（集積回路34，35，43等）とを熱伝導樹脂58で直接接続するようにした場合には、熱伝導樹脂58の厚みが厚みなり、筐体16への熱抵抗が大きく、筐体16への十分な熱伝導性が得られない。
【００４０】
本実施の形態では、筐体16の内面から各熱伝導部57を突出させて各回路基板14の発熱部33（集積回路34，35，43等）に接近させているため、筐体16の内面と各回路基板14の発熱部33（集積回路34，35，43等）との間での熱伝導樹脂58の割合を減らし、各回路基板14の発熱部33（集積回路34，35，43等）から筐体16への熱抵抗を小さくすることができ、筐体16への高い熱伝導性が得られる。
【００４１】
そのため、各回路基板14の発熱部33（集積回路34，35，43等）で発生した熱は、筐体16へ効率よく熱伝導され、筐体16の外部に設けられた冷却機構により外部へと効率よく放熱される。
【００４２】
支持部材13に流れ込んだ熱は、より低温であるＸ線検出パネル12へと流れ込むことになるが、回路基板14の発熱部33（集積回路34，35，43等）で発生した熱のうち、より多くの熱が筐体16に熱伝導されて放熱されるため、支持部材13へ熱伝導される割合を低減でき、Ｘ線検出パネル12へ熱伝導される割合を低減できる。
【００４３】
従って、各回路基板14の発熱部33（集積回路34，35，43等）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できる。
【００４４】
また、支持部材13に対する回路基板14毎の支持高さが異なる場合でも、筐体16の内面からの各熱伝導部57の突出高さを異ならせることにより、回路基板14毎の支持高さに対応できる。
【００４５】
また、ＩＣ搭載基板42は、支持部材13の他面に対して断熱部材46によって離間した状態に支持されているため、集積回路43で発生した熱のうち支持部材13へ流れ込む量を抑制できる。
【符号の説明】
【００４６】
11    放射線検出装置としてのＸ線検出装置
12    放射線検出パネルとしてのＸ線検出パネル
13    支持部材
14    回路基板
16    筐体
46    断熱部材
57    熱伝導部
【図１】
2011043390.tif 000003
【図２】
2011043390.tif 000004