(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と該基板に設けられた光を電気信号に変換する複数の光センサーとからなる光センサー層、シンチレータ層、及び反射層、をこの順に有し、該反射層側から放射線が入射される放射線検出装置であって、前記シンチレータ層が膜厚方向に変換効率の分布を有し、前記シンチレータ層の放射線入射側２５％領域の平均変換効率を基準の１００とし、光センサー層側２５％領域の平均変換効率をｘとし、変換効率低下率を１００−ｘとした場合に
０．３７５≦変換効率低下率／（１００−反射層の反射率（％））＜３．７
であり、かつ、前記反射層の反射率が５０％以下、前記変換効率低下率が６０％以上７５％以下であることを特徴とする放射線検出装置。
【請求項２】
前記シンチレータ層がＣｓＩ：Ｔｌであり、前記放射線入射側２５％領域の少なくとも一部においてＴｌの濃度が１±０．３ｍｏｌ％であり、前記光センサー層側２５％領域の少なくとも一部においてＴｌの濃度が０．０２ｍｏｌ％以上０．３ｍｏｌ％以下である、請求項１に記載の放射線検出装置。
【請求項３】
前記放射線がＸ線である、請求項１または２に記載の放射線検出装置。
【請求項４】
前記シンチレータ層は、母材と賦活剤とを有し、
前記シンチレータ層は、前記賦活剤の濃度が互いに異なる、少なくとも４つの領域を有し、
前記少なくとも４つの領域のうちの第１の領域における前記賦活剤の濃度は、前記第１の領域より前記光センサー層に近い位置に設けられた第２の領域における前記賦活剤の濃度よりも高い、請求項１〜３のいずれか一項に記載の放射線検出装置。
【請求項５】
前記シンチレータ層における、前記賦活剤の濃度が、前記光センサー層に近づくにつれて低くなっている請求項４に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、医療画像診断装置、非破壊検査装置、分析装置等に用いられる放射線検出シート、放射線検出装置に関する。特に、放射線の中ではＸ線のエネルギー領域、１０ｋｅＶ以降１５０ｋｅＶ以下で更に有効であり、Ｘ線撮像装置に用いられるＸ線から光への変換用のシンチレータシートやそれを用いたＸ線検出装置に関するものである。但し、本発明において、放射線にはＸ線以外にも、γ線等の放射線も含むものとする。放射線を検出する検出器としては、１画素のものもあるが、本発明では１次元のラインセンサーや２次元のフラットパネルセンサーに有効に用いられるものである。これらの検出器では光検出部があり、それには非晶質シリコンや結晶シリコンが主に用いられる。
【背景技術】
【０００２】
近年の結晶シリコンを用いたＣＭＯＳ技術や非晶質シリコンや酸化物を用いたＴＦＴ技術の進歩により、さまざまな放射線検出器、特に２次元フラットパネルセンサーが提案され、医療画像分野や非破壊検査分野においても大面積で高速なデジタル検出器が開発されてきている。
【０００３】
このフラットパネルセンサーは放射線照射後、もしくは照射しながら、瞬時にディスプレー上に表示出来るものであり、画像がデジタル情報として取り出せる為、データの保管や加工、伝送に便利である特徴があり、広く用いられる様になっている。
【０００４】
特に医療画像分野で用いられるフラットパネルセンサーでは分解能を反映するＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ：変調伝達関数）値特性やＳ／Ｎ比を表すＤＱＥ（Ｄｅｔｅｃｔｉｖｅ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ：検出量子効率）値が重要な指標となっている。どちらの値も大きい方が、即ち１に近い方が、フラットパネルセンサーの特性が良いことを示す。
【０００５】
フラットパネルセンサーには放射線を光に変換させて、その光を光センサーで読み取り、画像化するタイプのものが一般的である。この放射線を光に変換させる層をシンチレータ層と呼んでおり、ＧＯＳ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）シートやＣｓＩ（ＣｓＩ：Ｔｌ）針状結晶膜が一般的に用いられている。ＧＯＳシートはＧｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂの蛍光体粉末を有機バインダーと共にシート状に加工したものであり、普通はセンサー側とは反対側にＡｌの反射膜を付けて、発光輝度を向上させている。ＣｓＩ針状結晶膜はＣｓＩと発光中心となる付活剤であるＴｌＩを共蒸着させてＣｓＩ：Ｔｌの針状結晶が多数成長した針状結晶膜を用いている。この針状結晶膜には光を針状結晶方向に効率良く伝搬させる能力があるため、発光した光が横方向にボケることを低減出来る。ＣｓＩ針状結晶膜は光センサー上に直接成長させてから、その上にＡｌ反射膜を形成したり、それとは逆に反射膜付きの基板にＣｓＩ針状結晶膜を成長させてから、光センサー基体にそれを張り付ける方法が採られている。
【０００６】
また、放射線を光に変換させないで、直接電気信号に変換する、所謂直接変換タイプも開発されている。放射線を直接電気信号に変える材料は半導体材料であり、シリコンや非晶質セレン、カドミウムテルルなどが用いられている。
【０００７】
図２に従来の一般的な放射線検出装置を示す。図示はしていないが、この場合放射線源は図の上部、即ち反射層１５より図面上にある。図中、２１がシンチレータ層であり、その放射線源側には反射層１５が隣接して設置してあり、放射線源と反対側には基板１７に複数の光センサー１８が設けられた光センサー層１６が設置されている。この図面には光センサーの保護層や各層間の接着層などは省略してある。
【０００８】
ＤＱＥ値を向上させる為には、シンチレータ層２１の膜厚を厚くして放射線のストッピング、即ち吸収率を上げる方法が一般的に取られている。しかしながら、シンチレータ層２１を厚くすると、発光した光がセンサーに到達する前に拡散して広がる度合いが大きくなり、ＭＴＦ値が低下してしまう問題点があった。
【０００９】
一方、ＭＴＦ値の向上にはシンチレータ層２１の厚みを薄くして、光の散乱影響を低減する方法がある。しかしながらこの方法では放射線のストッピング能力が低下し、その結果としてＤＱＥ値が低下してしまっていた。
【００１０】
ＤＱＥ値を向上させる方法として、センサー側のノイズを低減させることも重要であるが、センサーノイズに対してシンチレータ光が十分にある場合には効果は少ない。
【００１１】
放射線検出装置は当然ＭＴＦが良い、即ち大きい方が好ましいが、ＭＴＦを向上させる一般的な方法は、上述のようにシンチレータ層を薄くすることである。薄くすることによりシンチレータ層での光の拡散が大きくならない内に光センサーに検出させることが出来る。しかし、この方法ではシンチレータ層が薄くなりＸ線が十分に吸収されない問題が発生する。Ｘ線の吸収が十分でないとＤＱＥが低下することになる。
【００１２】
またＭＴＦを向上させる別の方法として、特許文献１には付活剤の濃度が放射線の入射側で高く、光センサー側で低いことを特徴とする放射線検出装置が開示されている。また、特許文献２にはこれとは逆にシンチレータにおける光センサー側の位置には、シンチレータにおける放射線入射側とは反対側の領域での付活剤濃度よりも付活剤濃度が高い高付活剤濃度領域が設けられる、放射線画像検出装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００８−５１７９３号広報
【特許文献２】特開２０１２−１５９３９３号広報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記特許文献１や特許文献２ではＭＴＦを向上させるのに異なる賦活剤分布が記述されているが、ＤＱＥを向上させる手法に関しては開示されていない。また、一般的にはＭＴＦを上げる簡単な手法はＡｌ等の反射膜を無くすことが有効である。しかしながら反射膜を無くすことによりＤＱＥなどが低下するか否かは開示されていない。
【００１５】
そこで、本発明は、ＭＴＦとＤＱＥを同時に向上させた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】
上記の課題を解決するための本発明の放射線検出装置は、基板と該基板に設けられた光を電気信号に変換する複数の光センサーとからなる光センサー層と、該光センサー層上に配置されたシンチレータ層と、該シンチレータ層上に配置された反射層とを有し、該反射層側から放射線が入射される放射線検出装置であって、前記シンチレータ層が膜厚方向に変換効率の分布を有し、前記シンチレータ層の放射線入射側２５％領域の平均変換効率を基準の１００とし、光センサー層側２５％領域の平均変換効率をｘとし、変換効率低下率を１００−ｘとした場合に
【００１７】
０．３７５≦変換効率低下率／（１００−反射層の反射率（％））＜３．７
であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明により、放射線検出装置のＭＴＦ値を低下させることなく、ＤＱＥ値を向上させることが出来る。
【００１９】
本発明は、特に放射線入射方向から反射層、シンチレータ、光センサーの順に並んでいる構成の放射線検出装置に有効である。また、放射線を１個１個数えるフォトンカウンティング方式の検出装置よりは、一定時間のシグナルを積算してからデジタル化する積算タイプの検出装置に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の放射線検出装置の代表的な構成を示す図である。
【図２】従来の一般的な放射線検出装置の構成を示す図である。
【図３】放射線検出装置のシミュレーションに用いたＸ線スペクトルを示す図である。
【図４】各シンチレータ副層で吸収されるＸ線エネルギー分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の放射線検出装置は、基板と該基板に設けられた光を電気信号に変換する複数の光センサーとからなる光センサー層と、該光センサー層上に配置されたシンチレータ層と、該シンチレータ層上に配置された反射層とを有し、該反射層側から放射線が入射される放射線検出装置であって、前記シンチレータ層が膜厚方向に変換効率の分布を有し、前記シンチレータ層の放射線入射側２５％領域の平均変換効率を基準の１００とし、光センサー層側２５％領域の平均変換効率をｘとし、変換効率低下率を１００−ｘとした場合に
０．３７５≦変換効率低下率／（１００−反射層の反射率（％））＜３．７
であり、かつ、前記反射層の反射率が５０％以下、前記変換効率低下率が６０％以上７５％以下であることを特徴とする。
【００２２】
ここで、変換効率とは（発光効率×受変換効率）であるが、発光スペクトルが同一の場合は光変換効率が同じになるので、変換効率の増減は発光効率の増減に相当する。発光効率とは、あるエネルギーの放射線の１個に対して放出される光のフォトン数に比例するものである。この発光効率を１ＭｅＶのγ線で数値化したものをＬｉｇｈｔ  Ｙｉｅｌｄと呼ぶ場合もある。また、発光効率は同じでも発光スペクトルが異なれば、光センサーに誘起させるシグナル強度も異なって来る。これは光センサーの感度が光スペクトル依存を有するからである。以上から変換効率とは（発光効率）×（光変換効率）と表現することが可能である。
【００２３】
本発明ではシンチレータ層の放射線入射側２５％領域（放射線入射側の表面から膜厚方向に２５％以内の領域。例えば、膜厚が１００μｍであれば、放射線検出素子入射側の表面を含む厚さ２５μｍの層を仮定するとき、その層のことを放射線入射側２５％領域とする）での変換効率を１００と規格化して、他の領域での変換効率を定義するものとする。この場合、放射線入射側２５％領域の平均をとるものとする。また、変換効率低下率とは、シンチレータ層の光センサー層側２５％領域（光センサー層側の表面から膜厚方向に２５％以内の領域）での平均変換効率をｘとした場合、１００−ｘを意味するものとする。
【００２４】
変換効率は幾つかの方法で測定することが可能である。例えば、放射線入射側から表面２５％領域だけ研磨や切断等の方法により切り出し放射線を照射して、光センサーで計測する方法であるとか、放射線励起と紫外線励起では発光量に概ね線型の相関がある事を利用し、膜を断面方向に切り出し、顕微鏡下で紫外線を切り出した断面に照射して、発光量を顕微鏡で計測する方法によって測定可能である。
【００２５】
本発明における放射線入射側及び光センサー層側の２５％領域の平均変換効率は、以下のようにして求める。
１）放射線入射側（あるいは光センサー層側）から表面２５％領域だけ取り出す。取り出し方法は、研磨や切断等の方法でも良いし、もしくはその２５％領域だけ成膜したシンチレータを用いる事も可能である。サイズは５ｍｍ□以上ある事が好ましい。
２）切り出したシンチレータ膜を光センサーの上に置き所望のＸ線を照射して輝度を計測する。ここで所望とは、Ｘ線撮像に利用するＸ線スペクトルの事であり、医療分野ではＲＱＡ５など、ＩＥＣ規格に記載されている。また光センサー直上でなくても、光ファイバーを通して発光した量を計測してもよい。なお、測定回数は出来れば３回以上ある事が好ましく、その場合測定値を単純平均して平均変換効率とする。
【００２６】
反射層の反射率は、反射率計測器により計測することが出来る。反射層のシンチレータ側に保護層や接着層がある場合には、その層も含めて計測して反射率とする。
【００２７】
本発明の放射線検出装置の代表的な構成を図１を用いて説明する。図１ではシンチレータ層２１が４つに分かれており、上から、即ち放射線入射側からシンチレータ副層１１、１２、１３、１４となる。各シンチレータ副層は異なる材料から構成されていても良いが、ここでは代表例としてＣｓＩ：Ｔｌ針状結晶膜を用いて説明する。シンチレータ副層１１〜１４の順に発光中心であるＴｌの濃度が低下しており、発光効率が低下する様に設計されている。図１中、シンチレータ層２１の上部には反射層１５があり、反対側には基板１７に複数の光センサー１８が設けられた光センサー層１６が設置されている。この図面には光センサーの保護層や各層間の接着層などは省略してある。
【００２８】
本発明における光センサーとしては、リニア光センサー、エリア光センサーなどを用いることができるが、一般的なフォトダイオードを配列させたものをマトリックス駆動などで読みだす方法によるセンサーの他、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサーを用いることもできる。
【００２９】
本発明において、光センサーを設けるための基板としては、一般的にはガラスやＳｉが用いられるが、所望の放射線検出装置が得られるものであれば材料はこれらに限定されない。
【００３０】
また、シンチレータ層と光センサー層との間には、ポリイミドやＳｉＮ、ＳｉＯ２などの保護膜や接着剤が設けられていてもよく、材料はこれらに限らない。またシンチレータ層と反射層との間も同様な材料を用いることができる。反射層の放射線入射側には通常基板や保護層があるが、基板は放射線を透過させ易い材料である事が好ましく、例えばカーボン系材料、アルミニウム、ポリイミドなどの有機材料が利用可能である。また、場合によっては放射線検出器とＸ線光源の間に散乱Ｘ線を遮断するグリッドが用いられることもある。
【００３１】
本発明を説明するために、シミュレーションによりＤＱＥとＭＴＦがどの様に変化するか以下に示す。
【００３２】
（シミュレーションの前提）
光センサーは画素ピッチ１００μｍで、全体で２５６×２５６画素とする。光センサーノイズは無視出来る程度に小さいとする。シンチレータはＣｓＩを主成分とし、全体で６４０μｍとする。これは充填率１００％を仮定した値であり、針状結晶の充填率が８０％である時は、８００μｍに相当する。シンチレータ層は４つのシンチレータ副層からなっており、各厚みを１６０μｍとする。シンチレータ層の上には反射率ＲＲ％の反射層があるとする。
【００３３】
放射線とシンチレータは光電変換を介して発光する。発光した光はシンチレータ層を上下に伝搬するが、伝搬の広がりを光センサー面に到達するＰＳＦ（Ｐｏｉｎｔ  Ｓｐｒｅａｄ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）で表現する。ＰＳＦはガウス分布で表現出来ると仮定し、ＰＳＦの半値幅Ｗは下記の式で表現出来るものとする。
Ｗ＝０．４×Ｌ０．５              ．．．．（式１）
ここで、Ｌは発光点から光センサー面までの距離（ｍｍ）である。
【００３４】
各画素には平均１６００個の放射線が照射されるものとする。計算に用いる放射線はＸ線であり、ＲＱＡ５という規格のＸ線スペクトルを用いた。そのスペクトルを図３に示す。Ｘ線は概ね３０ｋｅＶ〜７０ｋｅＶのエネルギーに分布している。
【００３５】
シンチレータはエネルギーに応じた発光強度を示すものとする。即ち６０ｋｅＶのＸ線１フォトンを全て発光に変換出来た際には、３０ｋｅＶのＸ線１個を全て発光に変換出来た場合より、２倍のフォトンを生成するものとする。これは一般的なシンチレータで近似的に正しい現象である。
【００３６】
Ｘ線を吸収すると特性Ｘ線が発生したり散乱されたりするが、ここでは簡単のためＸ線の散乱は十分小さいとし、特性Ｘ線が出た場合のＥｓｃａｐｅ、即ち系外に出てしまう確率は図１のシンチレータ副層１１と１４でのみ計算する。系外に特性Ｘ線で出た場合には、残りのエネルギーが光電変換で光に変換出来るものとする。それ以外の特性Ｘ線は、最初に光電変換を起こした位置で再度光電変換を起こすものとする。特性Ｘ線が出る確率は吸収端以上のエネルギーを有するＸ線が入射した場合に８９％とする。残りの１１％はオージェ電子の放出によりエネルギー緩和が起きるとする。そうすると図４に示す様に、各シンチレータ副層１１〜１４で吸収されるエネルギー分布が実線で表される。
【００３７】
発光した光はシンチレータ層内部や接着層等で吸収される場合もあるが、ここでは吸収は無視している。
【００３８】
ＭＴＦの計算は、１つの画素にＲＱＡ５のスペクトルを有するＸ線を照射させ、各シンチレータ副層で発光した光が伝搬してセンサー面に到達した光を合計した面内分布であるＰＳＦをフーリエ変換して求めた。ＤＱＥの計算は、センサー全面にＲＱＡ５のスペクトルを有するＸ線を照射させた場合のＮＮＰＳ（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ  Ｎｏｉｓｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）を計算して求めた。
【００３９】
例として、放射線にＸ線を用い、Ｘ線源・反射層・シンチレータ層・光センサー層の順に並んでいる構成の放射線センサーのＤＱＥとＭＴＦを前記の方法で計算した。
【００４０】
基準となるＤＱＥとＭＴＦを出す為に、変換効率がシンチレータ層の膜厚方向に対して均一である場合（変換効率の低下率０％）を計算した。また、最も放射線入射側に位置するシンチレータ副層（第１副層）の変換効率を１００とし、第１副層から第４副層の各シンチレータ副層の変換効率を、第１副層からそれぞれ１００、９０、８０、７０とした例（変換効率の低下率３０％）、１００、８０、６０、４０とした例（変換効率の低下率６０％）、１００、７５、５０、２５とした例（変換効率の低下率７５％）、１００、７０、４０、１０とした例（変換効率の低下率９０％）を計算した。また、各々について、反射率を１００％、８０％、５０％、２０％、０％の５種類を計算した。
【００４１】
上記した条件の結果について、表１にＤＱＥの値を、表２にＭＴＦの値をまとめて示す。ここで、ＤＱＥ、ＭＴＦの値は代表例として２ＬＰ／ｍｍの値を示している。ＬＰはＬｉｎｅ  Ｐａｉｒの略である。
【００４２】
【表１】
0006609099.tif 000002
【００４３】
【表２】
0006609099.tif 000003
【００４４】
ここで、変換効率低下率とは、上述のように、シンチレータ層の中で放射線入射側２５％の領域での単位放射線強度当たりの平均変換効率を１００とし、光センサー層側２５％の領域での単位放射線強度当たりの平均変換効率をｘとした場合、１００−ｘを意味することとする。但し、本シミュレーションでは、Ｘ線入射側の第１副層を規格化の標準として１００としている。つまり、放射線入射側２５％の領域は第１副層の中にあるものとする。放射線単位当たりとは、例えば５０ｋｅＶのＸ線１ｐｈｏｔｏｎのことであっても構わないし、他のエネルギーのＸ線でも構わない。しかし、実際に使用するＸ線エネルギーに近いことが望ましい。
【００４５】
その結果、変換効率低下率が０である一般的な放射線検出器では反射率が下がるとＤＱＥは下がり、ＭＴＦは向上することが判る。これは、反射率が下がった際に、センサー近傍で光電変換を起こしたＸ線のシグナルが強調されるためにノイズが大きくなってＤＱＥが低下すること、また反射でボケた発光がセンサーに届く率が下がってＭＴＦが向上することが原因と考えられる。
【００４６】
一方、変換効率を制御して変換効率低下率を有するシンチレータ層の場合には、適度に変換効率を低下させるとＤＱＥが向上することが判る。ＭＴＦは変換効率の低下があると下がるが、反射率を適度に下げればＭＴＦとＤＱＥの双方が向上する領域があることが判明する。尚、比較対象は、変換効率低下率０％、反射率が１００％の放射線検出器である。具体的には、変換効率低下率が３０％であると、反射率が２０〜１００％でＤＱＥが向上し、変換効率低下率が６０〜７５％であると、反射率に関わらずＤＱＥが向上し、変換効率低下率が９０％であると、反射率が５０％より小さければＤＱＥが向上する。一方、ＭＴＦは、変換効率低下率が３０〜６０％であると、反射率が８０％以下であればＭＴＦが向上し、変換効率低下率が７５〜９０％であると、反射率が５０％以下であればＭＴＦが向上する。これらのことから、変換効率低下率が３０％のとき、反射率を２０％以上８０％以下にすれば、ＭＴＦとＤＱＥの双方が向上し、変換効率低下率が６０％のとき、反射率を８０％以下にすれば、ＭＴＦとＤＱＥの双方が向上する。同様に、変換効率低下率が７５％のとき、反射率を５０％以下にすれば、ＭＴＦとＤＱＥの双方が向上し、変換効率低下率が９０％のとき、反射率を５０％より小さくすれば、ＭＴＦとＤＱＥの双方が向上する。加えて、変換効率低下率が９０％のとき、反射率を５０％であれば、ＤＱＥを維持したままＭＴＦが向上する。
【００４７】
これらを整理して数式に表す。変換効率低下率が３０％のとき、ＭＴＦとＤＱＥの双方が向上する範囲は、変換効率低下率／（１００−反射率（％））が０．３７５以上１．５以下である。また、変換効率低下率が６０％のとき、ＭＴＦとＤＱＥの双方が向上する範囲は、変換効率低下率／（１００−反射率（％））が０．６以上３．０以下である。また、変換効率低下率が７５％のとき、ＭＴＦとＤＱＥの双方が向上する範囲は、変換効率低下率／（１００−反射率（％））が０．７５以上１．５以下である。また、変換効率低下率が９０％のとき、ＭＴＦとＤＱＥの双方が向上する、もしくは、ＤＱＥを維持したままＭＴＦが向上する範囲は、変換効率低下率／（１００−反射率（％））が０．９以上１．８以下である。また、変換効率低下率が３０％、反射率０％であればＤＱＥが向上するため、変換効率低下率／（１００−反射率（％））が０．３７５以上であればＭＴＦとＤＱＥの双方が向上もしくは、ＤＱＥを維持したままＭＴＦが向上すると考えられる。一方、変換効率低下率が７５％のとき、反射率が８０％のときのＭＴＦの低下量は小さいため、変換効率低下率が７５％のとき、反射率が８０％より小さければＭＴＦも向上すると考えられる。よって、変換効率低下率／（１００−反射率（％））が３．７５より小さければＭＴＦとＤＱＥの双方が向上すると考えられる。
【００４８】
以上のことから、０．３７５≦変換効率低下率／（１００−反射率（％））＜３．７とすることにより、ＭＴＦとＤＱＥの双方が向上もしくは、ＤＱＥを維持したままＭＴＦが向上することが判る。尚、変換効率低下率／（１００−反射率（％））を１．８以下にすることがより好ましい。
【００４９】
これをＣｓＩを母材として発光中心（賦活剤）をＴｌとした（ＣｓＩ：Ｔｌ）シンチレータ層に適応させようとした場合には、放射線入射側でのＴｌ濃度を約１ｍｏｌ％程度（±０．３ｍｏｌ％）に、光センサー層側のＴｌ濃度を０．３ｍｏｌ％程度以下、０．０２ｍｏｌ％程度以上にすることが好ましい。このように、本発明においてシンチレータ層がＣｓＩ：Ｔｌである場合、放射線入射側２５％領域の少なくとも一部においてＴｌの濃度が１±０．３ｍｏｌ％であり、光センサー側２５％領域の少なくとも一部においてＴｌの濃度が０．０２ｍｏｌ％以上０．３ｍｏｌ％以下であることが好ましい。これを実施する具体的方法としては、例えば、ＣｓＩを入れた坩堝を７１５℃に保持し、ＴｌＩを入れた坩堝をＸ℃に保持した場合、Ｘを下げればＴｌ濃度も輝度も低下することを利用する。例えば、Ｘが３００℃の場合２ｍｏｌ％で輝度１（この輝度を基準とする）、２５０℃の場合０．４ｍｏｌ％で輝度０．８、２００℃の場合０．０５ｍｏｌ％で輝度０．６、１７５℃の場合０．０２ｍｏｌ％で輝度０．４になる。但し、濃度と輝度の関係は、基板温度にも影響される。
【００５０】
なお、上記においては、シンチレータ層が発光効率の異なる４つのシンチレータ副層からなる例を説明したが、これに限らず、シンチレータ層の発光効率が膜厚方向に徐々に変化するようなものであってもよい。
【００５１】
上記では発光中心としてＴｌの例を示したが、Ｔｌの代わりにＩｎを用いる事も可能である（ＣｓＩ：Ｉｎ）。この場合も発光効率を低下させるにはＩｎの添加濃度を下げる事により達成出来る。
【００５２】
また、発光効率の低減量を大きくしたり反射率の低減を大きくすると、センサーに到達する光量が減っていく。光センサーにも依存するが、センサーノイズが比較的大きい場合にはあまり光量を低減させる事は不利な場合があり、この場合には変換効率低下率は３０％以内、反射率５０％以上であれば、更に好ましい。
【００５３】
また、同じ様な効果はどの様なシンチレータにも当てはまるが、例えばＣｓＢｒ系やＲｂＩ系のシンチレータで利用可能である。
【００５４】
本発明の放射線検出装置は、放射線を１個１個数えるフォトンカウンティング方式の検出装置よりも、一定時間のシグナルを積算してからデジタル化する積算タイプの検出装置に有効である。
【００５５】
上述のシンチレータ層を基板上に配置し、その上にさらに反射層を配置してシート状の放射線検出シートを作製することができる。かかる放射線検出シートのシンチレータ層を光センサーのパネルと張り合わせて放射線検出装置を作製したり、このシンチレータ層をレンズ光学系で撮像して用いることができる。
【符号の説明】
【００５６】
１１、１２、１３、１４  シンチレータ副層
１５  反射層
１６  光センサー層
１７  基板
１８  光センサー
２１  シンチレータ層
【図１】
0006609099.tif 000004
【図２】
0006609099.tif 000005
【図３】
0006609099.tif 000006
【図４】
0006609099.tif 000007