(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線画像を取得するための画素アレイを備えた第１の撮像パネル及び第２の撮像パネルと、前記第１の撮像パネルの前記画素アレイからの信号を処理するための第１の集積回路と、前記第２の撮像パネルの前記画素アレイからの信号を処理するための第２の集積回路と、が筐体の中に配された放射線撮像装置であって、
前記第１の撮像パネル及び前記第２の撮像パネルは、それぞれの前記画素アレイが互いに重なるように、前記筐体の放射線を照射するための入射面の側から、前記第１の撮像パネル、前記第２の撮像パネルの順に重ねて配され、
前記第１の集積回路及び前記第２の集積回路は、前記第２の撮像パネルの前記第１の撮像パネルと対向しない面の側に配され、
前記画素アレイは、第１の方向及び前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って複数の画素が配され、
前記入射面に対する正射影において、前記第１の集積回路及び前記第２の集積回路が、前記画素アレイの前記第２の方向における中心を通り前記第１の方向に平行な第１の仮想線に対して線対称の位置に配され、
前記放射線撮像装置は、前記第１の撮像パネルの画素アレイと前記第１の集積回路とを接続するための第１のフレキシブル配線基板と、前記第２の撮像パネルの前記画素アレイと前記第２の集積回路とを接続するための第２のフレキシブル配線基板と、を更に含み、
前記第１のフレキシブル配線基板と、前記第２のフレキシブル配線基板と、の長さが同じであることを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２】
前記第１の撮像パネルと前記第２の撮像パネルとが、互いに同一の構造を有し、前記入射面に対する正射影において、前記画素アレイの中心に対して２回回転対称であることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
【請求項３】
前記第１の集積回路を含む第１の信号処理部と、前記第２の集積回路を含む第２の信号処理部と、が互いに同一の構造を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線撮像装置。
【請求項４】
前記第１の撮像パネルは、前記第１のフレキシブル配線基板と接続するための第１のコネクタを含み、
前記第２の撮像パネルは、前記第２のフレキシブル配線基板と接続するための第２のコネクタを含み、
前記入射面に対する正射影において、前記第１のフレキシブル配線基板及び前記第２のフレキシブル配線基板が、前記第１の仮想線に対して線対称の位置に配されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項５】
前記放射線撮像装置は、第１のプリント配線板を更に有し、
前記第１のフレキシブル配線基板は、前記第１のプリント配線板を介して前記第１の集積回路と接続し、前記第２のフレキシブル配線基板は、前記第１のプリント配線板を介さずに前記第２の集積回路と接続することによって、前記第１の集積回路及び前記第２の集積回路が、前記第１の仮想線に対して線対称の位置に配されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項６】
前記入射面に対する正射影において、前記第１の集積回路が、前記画素アレイよりも外側に配されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項７】
前記第１の集積回路及び前記第２の集積回路が、前記第１の集積回路から前記第２の撮像パネルへの熱の伝達を低減するための断熱部を介して前記第２の撮像パネルのうち前記対向しない面と接することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項８】
前記放射線撮像装置が、前記第２の撮像パネルのうち前記画素アレイよりも外側に熱が伝達しやすくするために、前記第２の撮像パネルの少なくとも前記第２の方向の両端部に第１の放熱部を更に含むことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項９】
前記入射面に対する正射影において、前記放射線撮像装置が、前記第１の集積回路及び前記第２の集積回路のうち前記第１の集積回路よりも前記第２の撮像パネルの前記第２の方向の両端の側に、前記第１の集積回路から前記第２の撮像パネルへの熱の伝達を低減するための第２の放熱部を更に含むことを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項１０】
前記放射線撮像装置は、前記第２の撮像パネルのうち前記対向しない面に前記第２の撮像パネルよりも熱伝導率の高い熱伝導部を更に備え、
前記入射面に対する正射影において、前記熱伝導部は、少なくとも前記画素アレイと重なる位置に配されることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項１１】
前記放射線撮像装置は、前記第１の撮像パネルの画素アレイの画素を駆動するための第１の駆動用の集積回路及び前記第２の撮像パネルの画素アレイの画素を駆動するための第２の駆動用の集積回路を、更に含み、
前記第１の駆動用の集積回路を含む第１の駆動部及び前記第２の駆動用の集積回路を含む第２の駆動部は、前記第２の撮像パネルのうち前記対向しない面の側に配され、
前記入射面に対する正射影において、前記第１の駆動用の集積回路及び前記第２の駆動用の集積回路が、前記画素アレイの前記第１の方向における中心を通り前記第２の方向に平行な第２の仮想線に対して線対称の位置に配されることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項１２】
前記放射線撮像装置は、前記第１の撮像パネルと前記第１の駆動部とを接続するための第３のフレキシブル配線基板と、前記第２の撮像パネルと前記第２の駆動部とを接続するための第４のフレキシブル配線基板と、を更に含み、
前記第３のフレキシブル配線基板と、前記第４のフレキシブル配線基板と、の長さが同じであることを特徴とする請求項１１に記載の放射線撮像装置。
【請求項１３】
前記放射線撮像装置は、第２のプリント配線板を更に有し、
前記第３のフレキシブル配線基板は、前記第２のプリント配線板を介して前記第１の駆動部と接続し、前記第４のフレキシブル配線基板は、前記第２のプリント配線板を介さずに前記第２の駆動部と接続することによって、前記第１の駆動用の集積回路及び前記第２の駆動用の集積回路が、前記第２の仮想線に対して線対称の位置に配されることを特徴とする請求項１２に記載の放射線撮像装置。
【請求項１４】
前記第１の駆動部と前記第２の駆動部とが、互いに同一の構造を有していることを特徴とする請求項１１乃至１３の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項１５】
前記第１の駆動部及び前記第２の駆動部が、前記複数の画素のうち前記第１の方向に並んだ画素ごとに、前記第２の方向に向かって順次、信号を出力させることを特徴とする請求項１１乃至１４の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項１６】
請求項１乃至１５の何れか１項に記載の放射線撮像装置と、
前記放射線撮像装置からの信号を処理する信号処理部と、を備えることを特徴とする放射線撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線撮像装置及び放射線撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
医療画像診断や非破壊検査に用いる撮像装置として、放射線を電荷に変換する変換素子と薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などのスイッチ素子とを組み合わせた画素がアレイ状に配された撮像パネルを含む放射線撮像装置が広く利用されている。このような放射線撮像装置を用いて、エネルギ成分が異なる放射線を用いた放射線画像を複数取得し、取得した放射線画像の差分から、特定の被写体部分を分離又は強調したエネルギサブトラクション画像を取得する方法が知られている。特許文献１には、エネルギサブトラクション画像を取得するために、２つの撮像パネルを用いて、被写体に対して１回の放射線照射（ワンショット法）で２つの異なるエネルギ成分の放射線の放射線画像を記録する放射線撮像装置が提案されている。また、特許文献１には、支持基板上に撮像パネルを積層する際に、撮像パネルを矩形平板上に形成された撮像パネルの平面内で１８０度回転させて積層させることが示されている。撮像パネルを１８０度回転し積層することによって、支持基板の撮像パネルとは反対の面に配された信号処理部が互いに重ならず、信号処理部を重ねて配した場合と比較して放射線撮像装置を薄型化できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１０１８０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
信号処理部に配される集積回路を有する半導体チップは、撮像パネルから出力される信号を処理する際に発熱しうる。特許文献１に示されるように、撮像パネルと重なる位置に信号処理部が配された場合、信号処理部の集積回路からの熱が撮像パネルに伝わる可能性がある。この熱によって、撮像パネルの面内で非対称な温度分布が発生した場合、撮像パネルに配された画素の特性が面内でばらつき、取得される放射線画像の画質が低下する可能性がある。
【０００５】
本発明は、２つの撮像パネルを用い、１回の放射線の照射でエネルギサブトラクション画像を取得するための放射線撮像装置において、画質の低下を抑制する技術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】
【０００６】
上記課題に鑑みて、本発明の実施形態に係る放射線撮像装置は、放射線画像を取得するための画素アレイを備えた第１の撮像パネル及び第２の撮像パネルと、第１の撮像パネルの画素アレイからの信号を処理するための第１の集積回路と、第２の撮像パネルの画素アレイからの信号を処理するための第２の集積回路と、が筐体の中に配された放射線撮像装置であって、第１の撮像パネル及び第２の撮像パネルは、それぞれの画素アレイが互いに重なるように、筐体の放射線を照射するための入射面の側から、第１の撮像パネル、第２の撮像パネルの順に重ねて配され、第１の集積回路及び第２の集積回路は、第２の撮像パネルの第１の撮像パネルと対向しない面の側に配され、画素アレイは、第１の方向及び第１の方向と直交する第２の方向に沿って複数の画素が配され、入射面に対する正射影において、第１の集積回路及び第２の集積回路が、画素アレイの第２の方向における中心を通り第１の方向に平行な第１の仮想線に対して線対称の位置に配され、放射線撮像装置は、第１の撮像パネルの画素アレイと第１の集積回路とを接続するための第１のフレキシブル配線基板と、第２の撮像パネルの画素アレイと第２の集積回路とを接続するための第２のフレキシブル配線基板と、を更に含み、第１のフレキシブル配線基板と、第２のフレキシブル配線基板と、の長さが同じであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
上記手段によって、２つの撮像パネルを用い、１回の放射線の照射でエネルギサブトラクション画像を取得するための放射線撮像装置において、画質の低下を抑制する技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る放射線撮像装置の断面図及び放射線撮像装置に用いる撮像パネルの投影図。
【図２】図１の放射線撮像装置の概略配線図。
【図３】図１の放射線撮像装置のフレキシブル配線基板とプリント配線板との接続部を示す図。
【図４】図１の放射線撮像装置の変形例を示す図。
【図５】本発明に係る放射線撮像装置を用いた放射線撮像システムの構成例を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る放射線撮像装置の具体的な実施形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下の説明及び図面において、複数の図面に渡って共通の構成については共通の符号を付している。そのため、複数の図面を相互に参照して共通する構成を説明し、共通の符号を付した構成については適宜説明を省略する。なお、本発明における放射線には、放射線崩壊によって放出される粒子（光子を含む）の作るビームであるα線、β線、γ線などの他に、同程度以上のエネルギを有するビーム、例えばＸ線や粒子線、宇宙線なども含みうる。
【００１０】
図１〜４を参照して、本発明の実施形態による放射線撮像装置の構造について説明する。図１（ａ）は、本発明の実施形態における放射線撮像装置１００の断面図を示す。また、図１（ｂ）は、放射線撮像装置１００に放射線１０８を照射するための入射面１０９に対する正射影における撮像パネル１０１ｂの投影図を示す。放射線撮像装置１００は、１つの筐体１０４内に撮像パネル１０１ａと撮像パネル１０１ｂとの２つの撮像パネルを備える。２つの撮像パネル１０１ａ、１０１ｂを備えることによって、放射線撮像装置１００は、被写体に対して１回の放射線の照射（ワンショット法）でエネルギサブトラクション画像の取得が可能な構成を有する。このため、筐体１０４の放射線１０８を照射するための入射面１０９に対する正射影において、撮像パネル１０１ａ、１０１ｂは互いに重なるように配される。また、図１（ａ）に示す構成において、２つの撮像パネル１０１ａ、１０１ｂは、入射面１０９に近い側から撮像パネル１０１ａ、撮像パネル１０１ｂの順に配される。
【００１１】
本実施形態において、放射線撮像装置１００は、撮像パネル１０１ａ、１０１ｂの上に、入射した放射線１０８を光に変換するシンチレータ１０５ａ、１０５ｂをそれぞれ備える。シンチレータ１０５ａ、１０５ｂは、シンチレータ１０５ａ、１０５ｂを保護するための保護膜１０６ａ、１０６ｂによって、それぞれ覆われる。また、撮像パネル１０１ａ、１０１ｂには、放射線画像を取得するために、シンチレータ１０５ａ、１０５ｂで変換された光を光電変換する光電変換素子を含む複数の画素が配された画素アレイ１１２ａ、１１２ｂをそれぞれ備える。画素アレイ１１２ａ、１１２ｂには、画素が、図１（ｂ）に示す第１の方向１１３及び第１の方向１１３と直交する第２の方向１１４に沿ってアレイ状に配される。画素アレイ１１２ａ、１１２ｂは、それぞれ撮像パネル１０１ａ、１０１ｂの入射面１０９の側の面にそれぞれ配される。また、入射面１０９に対する正射影において、画素アレイ１１２ａ及び画素アレイ１１２ｂは、互いに重なるように配される。また、図１（ａ）に示すように、撮像パネル１０１ａ、１０１ｂは、それぞれに配された画素アレイ１１２ａ、１１２ｂが入射面１０９の側を向くように配される。
【００１２】
シンチレータ１０５ａ、１０５ｂには、例えば、酸硫化ガドリニウム（ＧＯＳ）やヨウ化セシウム（ＣｓＩ）などの材料が用いられる。ＣｓＩをシンチレータ１０５ａ、１０５ｂに用いる場合、タリウム（Ｔｌ）やナトリウム（Ｎａ）がドープ材として用いられうる。
【００１３】
画素アレイ１１２ａ、１１２ｂに配された画素は、それぞれシリコンなどの半導体を用いた、ｐｎ型、ｐｉｎ型、ＭＩＳ型などの光電変換素子と薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などのスイッチ素子とを含む。本実施形態では、シンチレータ１０５ａ、１０５ｂとシンチレータ１０５ａ、１０５ｂによって放射線１０８から変換された光を信号（電気信号）に変換する光電変換素子とを用いた間接型の撮像パネルを用いる。しかし、これに限られることなく、放射線を直接、信号に変換する直接型の変換素子を用いた撮像パネルを用いてもよい。直接型の変換素子には、例えば、アモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）などの材料が用いられうる。
【００１４】
保護膜１０６ａ、１０６ｂには、例えば、ポリパラキシリレン（パリレン）、ホットメルト樹脂などの材料が用いられる。また例えば、ホットメルト樹脂とアルミニウムとの積層シートなどを用いてもよい。保護膜１０６ａ、１０６ｂがシンチレータ１０５ａ、１０５ｂが覆うことによって、外部の水分などからシンチレータ１０５ａ、１０６ｂを保護することができる。
【００１５】
放射線撮像装置１００は、筐体１０４内に、画素アレイ１１２ａ、１１２ｂに配されたそれぞれの画素から出力された信号を処理するための信号処理部１０２ａ、１０２ｂ、画素から信号を出力させるための駆動部１０３ａ、１０３ｂを備える。撮像パネル１０１ａには信号処理部１０２ａ及び駆動部１０３ａが、撮像パネル１０１ｂには信号処理部１０２ｂ及び駆動部１０３ｂが、それぞれ接続される。信号処理部１０２ａ、１０２ｂと駆動部１０３ａ、１０３ｂとは、撮像パネル１０１ｂの撮像パネル１０１ａと対向しない面の側、換言すると画素アレイ１１２ｂが配された面とは反対側の面に配される。入射面１０９に対する正射影において、信号処理部１０２ａ、１０２ｂ及び駆動部１０３ａ、１０３ｂを撮像パネル１０１ｂと重なる位置に配する。これによって、撮像パネル１０１ａ、１０１ｂの外側に信号処理部１０２ａ、１０２ｂ及び駆動部１０３ａ、１０３ｂを配する場合と比較して、放射線撮像装置１００が小型化されうる。本実施形態では、撮像パネル１０１ｂの画素アレイ１１２ｂが配された面とは反対側の面に信号処理部１０２ａ、１０２ｂ、駆動部１０３ａ、１０３ｂが配されるが、これに限られるものではない。例えば、筐体１０４内に支持基板が配され、支持基板上に撮像パネル１０１ａ、１０１ｂが積層されてもよい。この場合、支持基板の撮像パネル１０１ａ、１０１ｂが積層された面と反対側の面に、信号処理部１０２ａ、１０２ｂ、及び、駆動部１０３ａ、１０３ｂがそれぞれ配されてもよい。
【００１６】
信号処理部１０２ａ、１０２ｂは、それぞれ画素から出力された信号を処理するための１つ以上の半導体チップからなる集積回路１１０ａ、１１０ｂを含む。集積回路１１０ａ、１１０ｂは、それぞれ１つに集積されていてもよいし、図１（ｂ）に示すように複数、信号処理部１０２ａ、１０２ｂにそれぞれ実装されていてもよい。また、集積回路１１０ａ、１１０ｂは、図１（ａ）に示すように信号処理部１０２ａ、１０２ｂの撮像パネル１０１ｂと対向する面とは反対側の面に配されてもよいし、撮像パネル１０１ｂと対向する面に配されてもよい。また、集積回路１１０ａ、１１０ｂは、信号処理部１０２ａ、１０２ｂの撮像パネル１０１ｂと対向する面と対向する面とは反対側の面との両面に配されてもよい。信号処理部１０２ａ、１０２ｂに配された集積回路１１０ａ、１１０ｂのそれぞれは、画素アレイ１１２ｂの第２の方向１１４における中心を通り第１の方向１１３に平行な仮想線１１５に対して線対称の位置に配される。ここで線対称とは、互いに対向する集積回路１１０ａ、１１０ｂにおいて、集積回路１１０ａから仮想線１１５までの第２の方向１１４の距離と集積回路１１０ｂから仮想線１１５までの第２の方向１１４の距離との差が５％以内である場合を含みうる。集積回路１１０ａ、１１０ｂから仮想線１１５までの距離は、例えば、集積回路１１０ａ、１１０ｂの入射面１０９に対する正射影における幾何学的重心から仮想線１１５までの距離であってもよい。また例えば、集積回路１１０ａ、１１０ｂの最も仮想線１１５に近い部分までの長さであってもよい。また、線対称とは、互いに対向する集積回路１１０ａ、１１０ｂの入射面１０９に対する正射影における幾何学的重心位置の第１の方向１１３のずれが、画素アレイ１１２ｂの第１の方向１１３の長さの５％以内である場合を含みうる。この信号処理部１０２ａ、１０２ｂを配する位置については後述する。
【００１７】
駆動部１０３ａ、１０３ｂは、それぞれ画素アレイ１１２ａ、１１２ｂに配された画素を駆動するための１つ以上の半導体チップからなる駆動用の集積回路１１１ａ、１１１ｂを含む。集積回路１１１ａ、１１１ｂは、それぞれ１つに集積されていてもよいし、図１（ｂ）に示すように複数、駆動部１０３ａ、１０３ｂにそれぞれ実装されていてもよい。また、集積回路１１１ａ、１１１ｂは、駆動部１０３ａ、１０３ｂの撮像パネル１０１ｂと対向する面とは反対側の面に配されてもよいし、撮像パネル１０１ｂと対向する面に配されてもよい。また、集積回路１１１ａ、１１１ｂは、駆動部１０３ａ、１０３ｂの撮像パネル１０１ｂと対向する面と対向する面とは反対側の面との両面に配されてもよい。駆動部１０３ａ、１０３ｂに配された集積回路１１１ａ、１１１ｂのそれぞれは、画素アレイ１１２ｂの第１の方向１１３における中心を通り第２の方向１１４に平行な仮想線１１６に対して線対称の位置に配される。ここで線対称とは、互いに対向する集積回路１１１ａ、１１１ｂにおいて、集積回路１１１ａから仮想線１１６までの第１の方向１１３の距離と集積回路１１１ｂから仮想線１１６までの第１の方向１１３の距離との差が５％以内である場合を含みうる。集積回路１１１ａ、１１１ｂから仮想線１１６までの距離は、例えば、集積回路１１１ａ、１１１ｂの入射面１０９に対する正射影における幾何学的重心から仮想線１１６までの距離であってもよい。また例えば、集積回路１１１ａ、１１１ｂの最も仮想線１１６に近い部分までの長さであってもよい。また、線対称とは、互いに対向する集積回路１１１ａ、１１１ｂの入射面１０９に対する正射影における幾何学的重心位置の第２の方向１１４のずれが、画素アレイ１１２ｂの第２の方向１１４の長さの５％以内である場合を含みうる。
【００１８】
図１（ａ）に示すように、撮像パネル１０１ａ、１０１ｂと信号処理部１０２ａ、１０２ｂとの間は、異方性導電膜（不図示）などを介して、フレキシブル配線基板１０７ａ、１０７ｂによって接続される。このフレキシブル配線基板１０７ａ、１０７ｂによって、画素アレイ１１２、１１２ｂに配された各画素と集積回路１１０ａ、１１０ｂとが電気的に接続される。図１（ｂ）では、フレキシブル配線基板１０７ａ、１０７ｂは、図の簡単化のために省略されている。フレキシブル配線基板１０７ａ、１０７ｂには、例えば、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）やＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｆｉｌｍ）などが用いられてもよい。フレキシブル配線基板１０７ａ、１０７ｂは、撮像パネル１０１ａ、１０１ｂのコネクタ１１７ａ、１１７ｂにそれぞれ接続される。コネクタ１１７ａとコネクタ１１７ｂとは、図１（ａ）に示されるように、入射面１０９に対する正射影において、仮想線１１５に対して互いに線対称の位置に配されてもよい。撮像パネル１０１ａと撮像パネル１０１ｂとは、重なっているため、コネクタ１１７ａと信号処理部１０２ａとの間の距離と、コネクタ１１７ｂと信号処理部１０２ｂとの間の距離とは異なる。このため、フレキシブル配線基板１０７ａとフレキシブル配線基板１０７ｂとの長さは異なっていてもよい。また、図１（ａ）に示すように、フレキシブル配線基板１０７ａとフレキシブル配線基板１０７ｂとは、互いに同じ長さを有していてもよい。フレキシブル配線基板１０７ａとフレキシブル配線基板１０７ｂとが同じ長さを有することによって、同じフレキシブル配線基板を用いることが可能となり、放射線撮像装置１００に用いる部品の種類を抑制できる。結果として、放射線撮像装置１００の製造コストが低減されうる。撮像パネル１０１ａ、１０１ｂの画素アレイ１１２ａ、１１２ｂと駆動部１０３ａ、１０３ｂの集積回路１１１ａ、１１１ｂとの間も、撮像パネル１０１ａ、１０１ｂと信号処理部１０２ａ、１０２ｂとの間と同様に、フレキシブル配線基板によって電気的に接続される。
【００１９】
ここで、本実施形態の信号処理部１０２ａ、１０２ｂを配する位置の効果について説明する。信号処理部１０２ａ、１０２ｂに配された集積回路１１０ａ、１１０ｂは、画素アレイ１１２ａ、１１２ｂのそれぞれの画素から出力される信号を処理する際に発熱する。放射線撮像装置１００を小型化するために、撮像パネル１０１ａ、１０１ｂと重なる位置に信号処理部１０２ａ、１０２ｂを配した場合、集積回路１１０ａ、１１０ｂで発生した熱が、撮像パネル１０１ａ、１０１ｂに伝わる可能性がある。信号処理部１０２ａ、１０２ｂが、撮像パネル１０１ｂの何れかの場所に偏って配された場合、発熱する場所が集中し、画素アレイ１１２ａ、１１２ｂにおいて非対称で大きな温度分布を生じる可能性がある。画素アレイ１１２ａ、１１２ｂに配された画素にそれぞれ配置される光電変換素子やＴＦＴは、温度が変化すると光電変換素子のダーク電流やＴＦＴのオフセットレベルなどの特性が変化してしまう場合がある。このため、画素アレイ１１２ａ、１１２ｂに配された画素の特性が面内でばらつき、得られる放射線画像の画質が低下してしまう可能性がある。一方、本実施形態において、信号処理部１０２ａ、１０２ｂに配される集積回路１１０ａ、１１０ｂを仮想線１１５に対して線対称の位置に配する。これによって、画素アレイ１１２ａ、１１２ｂの面内での温度分布が小さくなり、画素アレイ１１２ａ、１１２ｂの面内での画素の特性ばらつきが抑制される。結果として、放射線画像の画質の低下が抑制される。また、熱源を分散させることによって、放射線撮像装置１００内で高温になる部分が少なくなり、放射線撮像装置１００を構成する各部品の温度耐性を下げることによるコストの削減や、各部品の寿命の向上が実現しうる。
【００２０】
また、信号処理部１０２ａ、１０２ｂの集積回路１１０ａ、１１０ｂは、それぞれの画素から出力される信号を増幅するためのアンプなどを含み、信号を読み出す際にノイズ源となりうる。信号処理部１０２ａ、１０２ｂが近接して配された場合、信号処理部１０２ａ、１０２ｂの両方からのノイズが、画素から出力される信号に重畳され、得られる放射線画像の画質が低下する可能性がある。ノイズ源となる集積回路１１０ａ、１１０ｂを互いに離れた場所に配することによって、ノイズの影響が小さくなり、画質の低下が抑制されうる。
【００２１】
駆動部１０３ａ、１０３ｂの配置に関しても、上述の信号処理部１０２ａ、１０２ｂの配置と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態では、駆動部１０３ａ、１０３ｂを、信号処理部１０２ａ、１０２ｂと同様に仮想線１１６に対して対称な位置に配されるようにしたが、これに限られるものではない。駆動部１０３ａ、１０３ｂは、信号処理部１０２ａ、１０２ｂよりも発熱量が少ない場合が多い。このため、駆動部１０３ａ、１０３ｂを仮想線１１６に対して第１の方向１１３の同じ側に配してもよい。例えば、図１（ｂ）において、駆動部１０３ａが配されている場所に重なるように駆動部１０３ｂが配されてもよい。この場合、駆動部１０３ａ、１０３ｂが、一体化されていてもよい。
【００２２】
図２（ａ）に、撮像パネル１０１ａ（画素アレイ１１２ａ）、信号処理部１０２ａ、駆動部１０３ａの、図２（ｂ）に撮像パネル１０１ｂ（画素アレイ１１２ｂ）、信号処理部１０２ｂ、駆動部１０３ｂの、それぞれ概略配線図を示す。撮像パネル１０１ａ、１０１ｂの画素アレイ１１２ａ、１１２ｂには、画素２０１がそれぞれ配される。図２（ａ）、（ｂ）では説明の簡便化のために、それぞれ４行×４列の画素２０１を有する画素アレイ１１２ａ、１１２ｂを示すが、実際の放射線撮像装置はより多画素でありうる。例えば１７インチの放射線撮像装置では、約２８００行×約２８００列の画素を有しうる。
【００２３】
駆動部１０３ａ、１０３ｂは、信号線２０４を介して画素２０１を駆動する。駆動部１０３ａ、１０３ｂは、それぞれの信号線２０４に接続された第１の方向１１３に並ぶ画素２０１ごとに信号を出力させる。画素２０１から出力された信号は、信号線２０５を介して信号処理部１０２ａ、１０２ｂに転送される。また、放射線撮像装置１００は、それぞれの画素２０１にバイアス電圧を供給するバイアス源２０２ａ、２０２ｂを有し、バイアス線２０３を介して供給する。
【００２４】
本実施形態において、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、撮像パネル１０１ａ（画素アレイ１１２ａ）、信号処理部１０２ａ、駆動部１０３ａと撮像パネル１０１ｂ（画素アレイ１１２ｂ）、信号処理部１０２ｂ、駆動部１０３ｂとは、互いに同一の構造を有する。撮像パネル、信号処理部、駆動部をそれぞれ同一の構造とすることで、２種類の撮像パネル、信号処理部、駆動部を用いる場合と比較して、放射線撮像装置１００の製造コストを削減することが可能となる。また、撮像パネル１０１ａと撮像パネル１０１ｂとが、画素アレイ１１２ａ、１１２ｂの中心に対して２回回転対称の関係になることによって、信号処理部１０２ａ、１０２ｂ、及び、駆動部１０３ａ、１０３ｂがそれぞれ重ならずに配される。このため、上述のような効果が得られる。また、信号処理部１０２ａ、１０２ｂ、及び、駆動部１０３ａ、１０３ｂがそれぞれ重ならずに配することによって、フレキシブル配線基板などの実装がしやすくなり、また、放射線撮像装置１００の小型化、薄型化が可能となる。
【００２５】
また、駆動部１０３ａ、１０３ｂが、画素アレイ１１２ａ、１１２ｂに配された複数の画素２０１から信号を出力させる際、画素２０１のうち第１の方向１１３に並んだ画素ごとに、第２の方向１１４に順次、画素２０１から信号を出力させてもよい。この際、駆動部１０３ａが画素アレイ１１２ａに配された画素２０１から信号を出力させる間に、駆動部１０３ｂが画素アレイ１１２ｂに配された画素２０１から信号を出力させてもよい。撮像パネル１０１ａ及び１０１ｂは２回回転対称に配されるが、駆動部１０３ａ、１０３ｂは、第２の方向１１４と第２の方向１１４とは反対の方向に信号を順次、読み出すのではなく、信号の読み出す方向を矢印２１０に示すように揃えて読み出す。また、駆動部１０３ａ、１０３ｂが並行して信号を出力させることによって、画素から読み出され、信号処理部１０２ａ、１０２ｂによって処理を終えた信号から順に、サブトラクション画像を得るための処理を開始することができる。信号の読み出しとサブトラクション画像取得のための処理とを並行して行うことによって、撮像からサブトラクション画像生成までの処理時間を短縮することが可能となる。信号処理部１０２ａ、１０２ｂ及び駆動部１０３ａ、１０３ｂは、不図示の制御部によってそれぞれ動作を制御されうる。
【００２６】
図３（ａ）、（ｂ）に、信号処理部１０２ａ、１０２ｂとフレキシブル配線基板１０７ａ、１０７ｂとの接続の詳細を示す。上述のように、コネクタ１１７ａから信号処理部１０２ａまでの距離と、コネクタ１１７ｂから信号処理部１０２ｂまでの距離とは互いに異なる。フレキシブル配線基板１０７ａ、１０７ｂを互いに同じ長さ３０２とした場合、集積回路１１０ａ、１１０ｂを仮想線１１５に対して線対称の位置に配するために、フレキシブル配線基板１０７ａの長さが不足する可能性がある。そこで、図３（ａ）に示すように、集積回路１１０ａが配された信号処理部１０２ａの配線板に対して、プリント配線板３０１を追加してもよい。フレキシブル配線基板１０７ａは、プリント配線板３０１を介して信号処理部１０２ａと接続される。一方、フレキシブル配線基板１０７ｂは、プリント配線板３０１を介さずに信号処理部１０２ｂと接続される。プリント配線板３０１の長さ３０３は、撮像パネル１０１ａと撮像パネル１０１ｂとの間隔などに応じて適宜、決定すればよい。フレキシブル配線基板１０７ａ、１０７ｂの長さを同じにすることによって、放射線撮像装置１００を製造するコストが低減されうる。同様に、撮像パネル１０１ａ、１０１ｂと駆動部１０３ａ、１０３ｂとの接続に関しても追加のプリント配線板を用いることができる。より具体的には、撮像パネル１０１ａのコネクタと接続されたフレキシブル配線基板は、プリント配線板を介して駆動部１０３ａと接続される。一方、撮像パネル１０１ｂのコネクタに接続されたフレキシブル配線基板は、プリント配線板を介さずに駆動部１０３ｂと接続される。
【００２７】
また、図４に示すように、放射線撮像装置１００が、信号処理部１０２ａ、１０２ｂの集積回路１１０ａ、１１０ｂで発生する熱を効率的に外部に放出する、または温度分布が小さくなるようにする構成を更に有していてもよい。例えば、信号処理部１０２ａ、１０２ｂが、集積回路１１０ａ、１１０ｂから撮像パネル１０１ｂへの熱の伝達を低減するための断熱部４０１を介して撮像パネル１０１ｂと接続されていてもよい。熱を伝達し難くすることによって、画素アレイ１１２ａ、１１２ｂでの温度分布を小さくすることが可能となる。また例えば、撮像パネル１０１ｂのうち画素アレイ１１２ｂよりも外側に熱を伝達しやすくするために、撮像パネル１０１ｂの少なくとも第２の方向１１４の両端部に、ヒートシンクなどの放熱部４０２ａが配されてもよい。集積回路１１０ａ、１１０ｂから撮像パネル１０１ｂに熱が伝わった場合であっても、熱が撮像パネル１０１ｂの画素アレイ１１２ｂよりも外側に向かって伝達しやすくなりうる。また例えば、信号処理部１０２ａ、１０２ｂのうち集積回路１１０ａ、１１０ｂよりも撮像パネルの第２の方向１１４の両端の側に、ヒートシンクなどの放熱部４０２ｂが配されてもよい。放熱部４０２ｂによって、集積回路１１０ａ、１１０ｂからの熱が、撮像パネル１０１ｂに伝達しにくくなる。放熱部４０２ｂは、集積回路１１０ａ、１１０ｂを覆う部分に設けられてもよいし、また、信号処理部１０２ａ、１０２ｂの全体を覆うように設けられてもよい。また例えば、撮像パネル１０１ｂのうち撮像パネル１０１ａと対向しない画素アレイ１１２ｂが配された面とは反対側の面に、撮像パネル１０１ｂよりも熱伝導率の高い熱伝導部４０３が配されてもよい。入射面１０９に対する正射影において、熱伝導部４０３は、少なくとも画素アレイ１１２ａ、１１２ｂと重なる位置に配されてもよい。熱伝導部４０３が、撮像パネル１０１ｂの画素アレイ１１２ｂが配された面とは反対側の面全体を覆っていてもよい。熱伝導部４０３を配することによって、熱が拡散しやすくなり、画素アレイ１１２ａ、１１２ｂでの温度分布が抑制されうる。また例えば、入射面１０９に対する正射影において、集積回路１１０ａ、１１０ｂが、画素アレイ１１２ａ、１１２ｂよりも外側に配されてもよい。集積回路１１０ａ、１１０ｂが、画素アレイ１１２ａ、１１２ｂと重なる位置に配された場合と比較して、集積回路１１０ａ、１１０ｂからの発熱の影響を受け難くなる。上述の熱を効率的に外部に放出する、または温度分布が小さくなるようにする構成は、駆動部１０３ａ、１０３ｂの集積回路１１１ａ、１１１ｂに対しても、集積回路１１０ａ、１１０ｂに対する対策と同様に用いられてもよい。
【００２８】
以上、本発明に係る実施形態を示したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態は適宜変更、組み合わせが可能である。
【００２９】
以下、図５を参照しながら本発明の放射線撮像装置が組み込まれた放射線撮像システムを例示的に説明する。放射線源であるＸ線チューブ６０５０で発生したＸ線６０６０は、患者又は被験者６０６１の胸部６０６２を透過し、本発明の放射線撮像装置１００に入射する。この入射したＸ線に患者又は被験者６０６１の体内部の情報が含まれる。放射線撮像装置１００において、Ｘ線６０６０の入射に対応してシンチレータが発光し、これが光電変換素子で光電変換され、電気的情報を得る。この情報は、デジタルに変換され信号処理部としてのイメージプロセッサ６０７０によって画像処理され、制御室の表示部としてのディスプレイ６０８０で観察できる。また、この情報は、電話、ＬＡＮ、インターネットなどのネットワーク６０９０などの伝送処理部によって遠隔地へ転送できる。これによって別の場所のドクタールームなどの表示部であるディスプレイ６０８１に表示し、遠隔地の医師が診断することも可能である。また、この情報は、光ディスクなどの記録媒体に記録することができ、またフィルムプロセッサ６１００によって記録媒体となるフィルム６１１０に記録することもできる。
【符号の説明】
【００３０】
１００：放射線撮像装置、１０１ａ、１０１ｂ：撮像パネル、１０２ａ、１０２ｂ：信号処理部、１０４：筐体、１０９：入射面、１１０ａ、１１０ｂ、１１１ａ、１１１ｂ：集積回路、１１２ａ、１１２ｂ：画素アレイ、１１３：第１の方向、１１４：第２の方向、１１５、１１６：仮想線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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