(57)【要約】【課題】  簡単な構造で、高分解能を要するフォトダイオードの受光領域におけるＳ／Ｎ比の低下を軽減する光電変換装置及びＸ線ＣＴ用放射線検出器を提供する。【解決手段】  直交する２つの対称軸（Ｌ１及びＬ２）によって対称構造をなすようにアレイ状（ｍ列×ｎ行）に配設された光電変換素子２１と、各光電変換素子２１から対称軸Ｌ２に平行な２つの外方向に、対称軸Ｌ１によって対称となるように引き出された信号線２２が形成された光電変換素子基板２と、同一面上に列設された複数のスイッチング素子とを有し、光電変換素子２１に接続された信号線２２が対称軸Ｌ１に近づくにつれて対称軸Ｌ２側に順次引き出され、一の光電変換素子２１の対称軸Ｌ１に平行な方向の幅よりも、一の光電変換素子２１より対称軸Ｌ１側に設けられた他の光電変換素子２１の対称軸Ｌ１に平行な方向の幅が大である光電変換装置。【選択図】      図４
2005164521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの対称軸によって対称構造をなすようにアレイ状に配設され、入射した光を電気信号に変換する光電変換素子と、係る光電変換素子の各々から引き出された信号線と、前記電気信号を読出すために前記信号線に接続された複数のスイッチング素子とを有する光電変換装置であって、
前記一の光電変換素子と同列で、前記一の光電変換素子より前記対称軸に直交する方向の幅を小とした他の光電変換素子の前記対称軸に平行な方向の幅が、前記一の光電変換素子の前記対称軸に平行な方向の幅よりも大であることを特徴とする光電変換装置。
【請求項２】
１つの対称軸によって対称構造をなすようにアレイ状に配設され、入射した光を電気信号に変換する光電変換素子と、係る光電変換素子の各々から引き出された信号線と、前記電気信号を読出すために前記信号線に接続された複数のスイッチング素子とを有する光電変換装置であって、
前記一の光電変換素子より前記対称軸に近い他の光電変換素子の前記対称軸に平行な方向の幅が、前記一の光電変換素子の前記対称軸に平行な方向の幅よりも大であることを特徴とする光電変換装置。
【請求項３】
入射した光を電気信号に変換する光電変換素子がアレイ状に配設された光電変換素子基板と、入射した放射線を光に変換して前記光電変換素子に照射するシンチレータと、前記光電変換素子の各々から引き出され、且つ前記光電変換素子の間を通るように配置された信号線と、前記電気信号を読出すために前記信号線に接続された複数のスイッチング素子とを有するＸ線ＣＴ放射線検出器であって、
前記光電変換素子基板は、
前記光電変換素子をアレイ状に配設した第１の光電変換素子形成領域と、
その第１の光電変換素子形成領域の前記光電変換素子よりスライス方向の幅が広く、且つ、チャンネル方向の幅が狭い光電変換素子を配設した第２の光電変換素子形成領域とを有することを特徴とするＸ線ＣＴ用放射線検出器。
【請求項４】
前記第２の光電変換素子形成領域は、前記第１の光電変換素子形成領域のスライス方向の両側に隣接して設けられ、
前記スイッチング素子は、前記第２の光電変換素子形成領域の側部に設けられ、
前記第１の光電変換素子形成領域内の光電変換素子に接続される前記信号線は、前記第２の光電変換素子形成領域を通って前記スイッチング素子に接続するように構成されたことを特徴とする請求項３に記載のＸ線ＣＴ用放射線検出器。
【請求項５】
少なくともチャンネル方向の対称軸によって対称構造をなすようにアレイ状に配設され、入射した光を電気信号に変換する光電変換素子と、各光電変換素子に対応して設置され、入射した放射線を光に変換して前記光電変換素子に対して照射するシンチレータと、前記光電変換素子の各々から引き出された信号線と、前記電気信号を読出すために前記信号線に接続された複数のスイッチング素子とを有するＸ線ＣＴ用放射線検出器であって、
前記一の光電変換素子とスライス方向に同列で、前記一の光電変換素子よりスライス方向の幅を小とした他の光電変換素子の前記チャンネル方向の幅が、前記一の光電変換素子のチャンネル方向の幅よりも大であることを特徴とするＸ線ＣＴ用放射線検出器。
【請求項６】
少なくともチャンネル方向の対称軸によって対称構造をなすようにアレイ状に配設され、入射した光を電気信号に変換する光電変換素子と、各光電変換素子に対応して設置され、入射した放射線を光に変換して前記光電変換素子に対して照射するシンチレータと、前記光電変換素子の各々から引き出された信号線と、前記電気信号を読出すために前記信号線に接続された複数のスイッチング素子とを有するＸ線ＣＴ用放射線検出器であって、
一の光電変換素子から引き出された信号線よりも、
前記一の光電変換素子より前記対称軸に近い他の光電変換素子のチャンネル方向の幅が、前記一の光電変換素子のチャンネル方向の幅よりも大であることを特徴とするＸ線ＣＴ用放射線検出器。
【請求項７】
前記信号線は、各光電変換素子からチャンネル方向に一旦引き出され、チャンネル方向に隣接する光電変換素子との間をスライス方向に引き出されると共に、前記他の光電変換素子から引き出された信号線は、前記一の光電変換素子から引き出された信号線よりも、当該光電変換素子から信号線が引き出された方向に所定の間隔をもって形成されることを特徴とする請求項３〜請求項６のいずれかに記載のＸ線ＣＴ用放射線検出器。
【請求項８】
光電変換素子のスライス方向の幅は、前記対称軸に近づくにつれて徐々に小さくなっていることを特徴とする請求項３〜請求項７のいずれかに記載のＸ線ＣＴ用放射線検出器。
【請求項９】
チャンネル方向に引き出された前記信号線の長さは、同列に属する最外端の光電変換素子の信号線のチャンネル方向に引き出された信号線の長さと略同じであることを特徴とする請求項３〜請求項８のいずれかに記載のＸ線ＣＴ用放射線検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換装置及びＸ線コンピュータトモグラフィ装置（以下、Ｘ線ＣＴ装置）に用いられるＸ線ＣＴ用放射線検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線管と放射線検出装置とを有する。Ｘ線管で発生されたＸ線は、被検体を透過して、放射線検出装置に入射する。放射線検出装置は、Ｘ線を電気信号として検出する複数の検出素子を備えている。検出素子は、Ｘ線を光に変換するシンチレータ等の蛍光体と、その光を電荷（電気信号）に変換するフォトダイオード等の光電変換素子とを有する。
【０００３】
近年、マルチスライス型のＸ線ＣＴ用放射線検出器が多く利用されてきている。マルチスライス型のＸ線ＣＴ用放射線検出器は、スライス方向に沿って並列された複数の検出素子列を備えている。検出素子列各々は、スライス方向に略直交するチャンネル方向に一列に配列された複数の検出素子を有する。
【０００４】
このように配列された検出素子を有するマルチスライス型の放射線検出器は、当該素子の増加が要求されている。しかし、従来の放射線検出器ではアレイを構成する前記検出素子の数に制限があった。
【０００５】
放射線検出器のアレイを構成する前記素子の数の増加を妨げる最大の要因は、配線構造と接続構造とにある。尚、この説明において、フォトダイオードは、ｍ列×ｎ行（スライス方向×チャンネル方向）のアレイ状に配設されているものとする。つまり、フォトダイオードは、チャンネル方向に関してｍ個配列され、そのフォトダイオード列が、スライス方向にｎ個並列されている。
【０００６】
複数のフォトダイオードと複数のスイッチング素子との間は、複数の信号線を介してボンディングワイヤーによって接続される。スライス方向に並んでいるｎ個のフォトダイオードのｎ本の信号線は、チャンネル方向に関して隣のフォトダイオードとの間のギャップに形成されている。
【０００７】
従って、スライス方向に同列のフォトダイオードの個数は、チャンネル方向に関して隣り合うフォトダイオードのギャップに形成可能な信号線の本数に依存して決まってしまう。またギャップを拡大すれば、信号線の本数を増加させることは可能であるが、その場合、ギャップの拡大に反比例してフォトダイオードの受光領域が縮小されるので、感度が低下してしまう。
【０００８】
このような問題点を解決すべく、スライス方向に同列のフォトダイオードの個数を増やすことのできる放射線検出器、放射線検出システム及びＸ線ＣＴ装置に関する技術が開示されている（例えば、特許文献１）。
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−６６１４９号公報（段落〔００５８〕−〔０１０２〕、第１１図）
【００１０】
図７は、従来のＸ線ＣＴ用放射線検出器の例として特許文献１に記載の技術を説明する図である。図７に示すように、放射線発生源（ここではX線管）から発生され、被検体Ｐを透過した放射線（ここではＸ線）を検出するための検出モジュールとしての基板１が、前記放射線発生源に対して略円弧状をなすように複数配列されてなる。
【００１１】
図８は、従来のＸ線ＣＴ用放射線検出器の基板１の構成例として特許文献１に記載の技術を概略的に示した上面図である。また、図９は、図８におけるＣ−Ｃ断面図である。ここで、本説明では、被検体Ｐの体軸方向に略平行な方向をスライス方向とし、被検体Ｐの体軸方向に略直交する方向をチャンネル方向として以下に説明する。
【００１２】
図８及び図９に示すように、検出モジュールとしての基板１はスライス方向に長く、その表面には、入射した放射線（Ｘ線）を光に変換するシンチレータ３１がアレイ状（ｍ列×ｎ行）に一定のギャップを隔てて複数配設されたシンチレータブロック３と、各シンチレータ３１に対応するようにアレイ状（ｍ列×ｎ行）に配設され、シンチレータ３１によって変換された光を受信して電気信号に変換する光電変換素子としてのフォトダイオード２１が形成された光電変換素子基板としてのフォトダイオード基板２と、フォトダイオード基板２から引き出された信号線２２から電気信号を読出すスイッチング素子を備えたスイッチング基板４と、読み出された電気信号を増幅し、ディジタル化するＤＡＳチップ（図示せず）とが実装されている。ここで、シンチレータ３１の個々の大きさは、対応するフォトダイオード２１の大きさよりも大きく設計される。また、「基板１の表面」とは、被検体Ｐに対向する側の面（シンチレータ３１にあっては、前記放射線発生源から照射された放射線を受ける面）を指し、以下、「表面」と記載する場合には、同じ方向に向く面について用いることとする。
【００１３】
また、スイッチング基板４及び前記ＤＡＳチップは、フォトダイオード基板２に対してスライス方向にフォトダイオード基板２を挟むように基板１上に配置される。
【００１４】
さらに、フォトダイオード２１は、互いに直交する第１の対称軸Ｌ１及び第２の対称軸Ｌ２において対称となるように配設されており、特に、第１の対称軸Ｌ１付近の所定行のフォトダイオード２１のスライス方向の幅（スライス厚）ｗｓ１は、スライス方向の端部から所定行のフォトダイオード２１のスライス方向の幅（スライス厚）ｗｓ２よりも小さく設定されている。そして、第１の対称軸Ｌ１付近の所定行のフォトダイオード２１によって構成される領域を第１のフォトダイオード形成領域とし、前記スライス方向の端部から所定行のフォトダイオード２１によって構成される領域を第２のフォトダイオード形成領域としている。さらに、第１のフォトダイオード形成領域のダイオード２１の構成及び第２のフォトダイオード形成領域のダイオード２１の構成は、第１の対称軸L１に対して対称となっている。ここで、それぞれのフォトダイオード形成領域を構成する各フォトダイオードの受光領域をアクティブエリアと称する。
【００１５】
ここで、第１の対称軸Ｌ１は、チャンネル方向に平行な軸で、フォトダイオード基板２をスライス方向に２分割する軸であり、第２の対称軸Ｌ２は、スライス方向に平行な軸で、フォトダイオード基板２をチャンネル方向に２分割する軸である。
【００１６】
尚、前述のように、シンチレータ３１は、フォトダイオード２１に対応するようにシンチレータブロック３に形成されているので、フォトダイオード２１と同様に、第１の対称軸Ｌ１及び第２の対称軸Ｌ２に対して対称となるようにシンチレータブロック３に配設されている。
【００１７】
図１０は、特許文献1に記載のフォトダイオード基板２の具体的な構成を示す図である。図１０に示すように、ｍ列ｎ行（１＜ｍ＜１２，１＜ｎ＜１０）のアレイ状にフォトダイオード２１が形成された場合、第１の対称軸Ｌ１によって対称となる４列（ｍ１ｎ4〜ｍ１２ｎ７）のフォトダイオード２１のスライス方向の幅（スライス厚）ｗｓ１がそれぞれ同じであり、前記４列（ｍ１ｎ4〜ｍ１２ｎ７）のフォトダイオード２１のうち、２列（ｍ１ｎ4〜ｍ１２ｎ５及びｍ１ｎ６〜ｍ１２ｎ7）のフォトダイオード２１は、ｍ１ｎ５〜ｍ１２ｎ５のフォトダイオード２１とｍ１ｎ６〜ｍ１２ｎ６のフォトダイオード２１との間の第１の対称軸Ｌ１に対して対称になっている。
【００１８】
このようにして、第１の対称軸Ｌ１を介した４行（ｍ１ｎ４〜ｍ１２ｎ４，ｍ１ｎ５〜ｍ１２ｎ５，ｍ１ｎ６〜ｍ１２ｎ６，ｍ１ｎ７〜ｍ１２ｎ７）のフォトダイオード２１が前記第１のフォトダイオード形成領域を構成する。
【００１９】
そして、これら４行のフォトダイオード２１の外側（ｍ１ｎ１〜ｍ１２ｎ３とｍ１ｎ８〜ｍ１２ｎ１０）のフォトダイオード２１のスライス方向の幅（スライス厚）ｗｓ２が前記４行（ｍ１ｎ４〜ｍ１２ｎ７）のフォトダイオード２１のスライス方向の幅（スライス厚）ｗｓ１よりも小さく設定されており、これら（ｍ１ｎ１〜ｍ１２ｎ３とｍ１ｎ８〜ｍ１２ｎ１０）のフォトダイオード２１が前記第２のフォトダイオード形成領域を構成する。
【００２０】
このような各フォトダイオード２１のスライス方向の幅（ｗｓ１及びｗｓ２）は、各フォトダイオード２１に対応して、フォトダイオード基板２に設置されるシンチレータブロック３のシンチレータ３１についても同様に適用される。
【００２１】
さらに、各フォトダイオード２１から引き出された信号線２２はそれぞれ、フォトダイオード２１から第２の対称軸Ｌ２側に一旦引き出され、当該フォトダイオード２１の第２の対称軸Ｌ２側に隣接するフォトダイオード２１との間を第２の対称軸Ｌ２と平行に外側へ引き出される。このとき、引き出される信号線２２は、第１の対称軸Ｌ１とは反対側に引き出され、かつ、その第１の対称軸Ｌ１と反対側に引き出された方向（スライス方向の端部の方向）に隣接するフォトダイオード２１から引き出された信号線２２よりも第２の対称軸Ｌ２側を通って引き出される。そしてこの信号線２２の構造においても、第１の対称軸Ｌ１に対して対称構造となっている。
【００２２】
従って、同じ列に属するフォトダイオード２１の第２の対称軸Ｌ２側には、同列の各フォトダイオード２１から引き出された信号線２２が形成された領域（同一列におけるフォトダイオード形成領域：図中ハッチングで表示）が存在する。また、前記同じ列に属するフォトダイオード２１の数が大きいほど、信号線２２が多くなり、信号線２２の形成領域が第２の対称軸Ｌ２側に拡がるので、前記同一列におけるフォトダイオード形成領域の第１の対称軸Ｌ１に平行な幅が大きくなる。
【００２３】
特許文献１に記載の技術では、信号線２２を第２の対称軸Ｌ２に平行な外側２方向に分けて引き出したので、信号線２２を一方向に引き出すように敷設された場合に比べ、前記同一列におけるフォトダイオード形成領域内における信号線２２の形成領域が１／２となり、各列（スライス方向）のフォトダイオード２１の配列個数は、信号線２２を一方向に引き出すように敷設された場合のフォトダイオード基板２のフォトダイオード２１の配列個数の２倍となるのである。
【００２４】
一方、各フォトダイオード２１から引き出され、２つの方向に振り分けられた信号線２２は、それぞれ前記トランジスタを介して、１方向ずつボンディングワイヤー５に共通接続される。
【００２５】
スイッチング基板４の各々は、基板１上に、ＣＭＯＳ型の複数のトランジスタ（図示せず）がスイッチング素子として形成されてなる。複数のトランジスタは、複数のフォトダイオード２１にそれぞれ接続される。同じ側の同じスライス列上に配置されたｎ／２個のフォトダイオード２１は、ｎ／２本の信号線２２、ｎ／２個のトランジスタを介して、信号読出し線（図示せず）に共通に接続される。信号読出し線には前記ＤＡＳチップが接続される。
【００２６】
前記トランジスタが入力（オン）されることによりフォトダイオード２１に蓄積された電荷が電流信号として前記信号読み出し線に読み出される。前記トランジスタのオン／オフ（ゲート電圧）は、読み出し制御回路（図示せず）により制御される。上述したようにスライス方向に並んでいるｎ／２本の信号線２２が前記信号読出し線に共通に接続されているので、対応するｎ／２個の前記トランジスタを個々に順番に入力（オン）することにより、ｎ／２個のフォトダイオード２１の信号を個々に順番に読み出すことができる。また、前記信号読出し線の各々に前記ＤＡＳチップが個々に接続されているので、ｎ／２個のフォトダイオード２１をシリアルに読み出すために要する時間で、検出モジュールとしての基板１上の全てのフォトダイオード２１の信号読み出しを完了することができる。
【００２７】
また、隣り合う複数個のフォトダイオード２１に対応する複数個のトランジスタを同時に入力（オン）すると、当該複数個のフォトダイオード２１からの信号はアナログ的に加算され得る。この場合、当該複数個のフォトダイオード２１は、１つのチャンネルを構成することとなる。このような配線構造及び電子的な読出し制御により、スライス厚を任意に変更することができる。例えば、第１のフォトダイオード形成領域に属するフォトダイオードのスライス厚を、第２のフォトダイオード形成領域に属するフォトダイオードのスライス厚の１／２にすることにより容易にスライス厚を変更することができる。
【００２８】
また、フォトダイオード基板２及びシンチレータブロック３と、スイッチング基板４と、ＤＡＳチップとを共通の１枚の基板１に実装したことにより、これら３者間の接続が容易になり、フォトダイオード３の個数の増加に対応することができる。
【００２９】
また、ｎ／２本の信号線２２を前記信号読出し線に共通接続したことにより、スイッチング基板４と前記ＤＡＳチップとの間の信号読出し線の本数を減らすことができる。また、前述したように、ｎ／２本の信号線２２を前記信号読出し線に共通接続した簡単な構成により、前記トランジスタの電子的な制御で、同列の隣接するフォトダイオード２１を組み合せることができ、結果として、スライス厚を簡単に変更することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
特許文献１に記載の技術は、第１の対称軸付近のフォトダイオードのスライス方向の幅（スライス厚）を狭くしたフォトダイオードによって構成される第１のフォトダイオード形成領域を形成することによって、スライス方向に同列のフォトダイオードの個数を増やすことができ、スライス厚の変更の自由度を高めたものであるが、それによりスライス方向の最外端のフォトダイオード（図１０におけるｍ１ｎ１〜ｍ１２ｎ１及びｍ１ｎ１０〜ｍ１２ｎ１０のフォトダイオード２１）の第２の対称軸側には、当該フォトダイオードが属する列のフォトダイオードの数に応じた信号線が形成されることとなる。前記最外端のフォトダイオードのチャンネル方向の幅は、同列のフォトダイオードの個数（行数）、各信号線の幅及び信号線同士（又は信号線とフォトダイオードと）の間隔（ギャップ）を考慮して決定される。そして、決定された前記最外端のフォトダイオードのチャンネル方向の幅に合わせて、同列のフォトダイオードのチャンネル方向の幅が同じ寸法に決定されていた。
【００３１】
すなわち、各フォトダイオードから引き出された信号線を２つの外方向に振り分け、第２のフォトダイオード形成領域と第１のフォトダイオード形成領域とを構成することによって、第１のフォトダイオード形成領域における分解能を高め、スライス方向のフォトダイオードの数も増加させることができるが、各フォトダイオードのチャンネル方向の幅は、前記最外端のフォトダイオードのチャンネル幅に合わせて決定していたに過ぎないので、第１のフォトダイオード形成領域を構成する各フォトダイオードのアクティブエリア（受光領域）は、第２のフォトダイオード形成領域を構成する各フォトダイオードのアクティブエリア（受光領域）よりも小さくなってしまっていた。
【００３２】
フォトダイオードのアクティブエリア（受光領域）の低下は、各フォトダイオードの感度低下（Ｓ／Ｎ比の低下）につながり、光電変換装置及びＸ線ＣＴ用放射線検出器における高解像度化がさらに求められた場合には、フォトダイオードのスライス方向の数の増加に伴って、フォトダイオード（特に、第１のフォトダイオード形成領域を構成するフォトダイオード）のＳ／Ｎ比の低下が顕著になり、測定結果にも影響をもたらすことが考えられるため、それを未然に解決する技術が求められていた。
【００３３】
また、フォトダイオードの形成領域は、フォトダイオード基板上に形成される信号線の形成領域に依存するので、フォトダイオード基板の内部に配線を多層に形成する技術も提案されている。しかし、製造工程上の煩雑さに加えて信号線の形成に高い精度が要求されるため、歩留まりの点で適した手法とはいえなかった。すなわち、製造上の効率を考慮すれば、フォトダイオードと信号線とが同一面に形成することが有効なのであるが、そのようなフォトダイオード基板において、フォトダイオード（特に、第１のフォトダイオード形成領域を構成するフォトダイオード）のアクティブエリアを如何に大きく確保するかが課題となっていた。
【００３４】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、簡単な構造で、高分解能を要するフォトダイオードのＳ／Ｎ比の低下を軽減する光電変換装置及びＸ線ＣＴ用放射線検出器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３５】
本発明の放射線検出器は、表面側から入射するＸ線を光に変換するシンチレータ３１と、変換された光を電気信号に変換する複数のフォトダイオード２１を備えた少なくとも１つのフォトダイオード基板２と、複数のフォトダイオード２１から複数の信号を読み出す複数のスイッチング素子を備えた少なくとも１つのスイッチング基板４と、読み出された複数の信号を増幅し、ディジタル化する複数のデータ収集部を備えた少なくとも１つのデータ収集チップとを有する。フォトダイオード基板２と、スイッチング基板４と、データ収集（ＤＡＳ）チップとは、基板（例えば、リジッド多層配線基板）１に共通に実装される。
【００３６】
上記課題を解決するための、請求項１記載の発明に係る光電変換装置は、１つの対称軸によって対称構造をなすようにアレイ状に配設され、入射した光を電気信号に変換する光電変換素子と、係る光電変換素子の各々から引き出された信号線と、前記電気信号を読出すために前記信号線に接続された複数のスイッチング素子とを有する光電変換装置であって、前記一の光電変換素子と同列で、前記一の光電変換素子より前記対称軸に直交する方向の幅を小とした他の光電変換素子の前記対称軸に平行な方向の幅が、前記一の光電変換素子の前記対称軸に平行な方向の幅よりも大であることを特徴とする。
【００３７】
かかる構成は、少なくとも、第１のフォトダイオード形成領域を構成する光電変換素子のチャンネル方向の幅（前記対称軸に平行な幅）が、第２のフォトダイオード形成領域を構成する光電変換素子のチャンネル方向の幅（前記対称軸に平行な幅）よりも大であることを示すものである。換言すれば、第１のフォトダイオード形成領域を構成する光電変換素子から引き出される信号線の、前記対称軸に直交する方向に引き出された部分の長さは、第２のフォトダイオード形成領域を構成する光電変換素子から引き出された信号線のその長さよりも長いため、その差を第１のフォトダイオード形成領域を構成する光電変換素子のチャンネル方向の幅の拡大に利用したことにある。
【００３８】
従って、高分解能を要する第１のフォトダイオード形成領域を構成する光電変換素子のアクティブエリア（受光領域）を従来よりも大きくすることができるため、Ｓ／Ｎ比の低下を軽減する光電変換装置を提供することができる。
【００３９】
上記課題を解決するための、請求項２記載の発明に係る光電変換装置は、１つの対称軸によって対称構造をなすようにアレイ状に配設され、入射した光を電気信号に変換する光電変換素子と、係る光電変換素子の各々から引き出された信号線と、前記電気信号を読出すために前記信号線に接続された複数のスイッチング素子とを有する光電変換装置であって、前記一の光電変換素子より前記対称軸に近い他の光電変換素子の前記対称軸に平行な方向の幅が、前記一の光電変換素子の前記対称軸に平行な方向の幅よりも大であることを特徴とする。
【００４０】
かかる構成とすることにより、各光電変換素子の受光領域を、従来よりも大きくすることができるため、Ｓ／Ｎ比の低下を軽減する光電変換装置を提供することができる。
【００４１】
本発明の構成は、光電変換素子から引き出された信号線の従来の形成位置を可能な限り大幅に変更することなく、光電変換素子の前記対称軸に平行な方向の幅を大きくしたことが特徴である。そして、少なくとも、最外端の光電変換素子における前記対称軸に平行な方向の幅に対して、前記対称軸に近い光電変換素子における前記対称軸に平行な方向の幅が大きい構成とした。換言すれば、光電変換素子基板の端面から離れた位置に形成された光電変換素子から引き出される信号線において、光電変換素子自体から前記対称軸に平行な方向に引き出された部分の長さは、光電変換素子基板の端面付近に形成された光電変換素子から引き出された信号線のその長さよりも長いため、その差を光電変換素子のチャンネル方向の幅の拡大に利用したことにある。
【００４２】
従って、光電変換素子から引き出された信号線の一部を、当該光電変換素子の信号線が引き出された方向に拡げるための余地として利用することによって、当該光電変換素子の受光領域が大きくなるので、光電変換装置に設けられるアクティブエリアが増大し、Ｓ／Ｎ比の低下を防ぐことができる。
【００４３】
上記課題を解決するための、請求項３記載の発明に係るＸ線ＣＴ用放射線検出器は、入射した光を電気信号に変換する光電変換素子がアレイ状に配設された光電変換素子基板と、入射した放射線を光に変換して前記光電変換素子に照射するシンチレータと、前記光電変換素子の各々から引き出され、且つ前記光電変換素子の間を通るように配置された信号線と、前記電気信号を読出すために前記信号線に接続された複数のスイッチング素子とを有するＸ線ＣＴ放射線検出器であって、前記光電変換素子基板は、前記光電変換素子をアレイ状に配設した第１の光電変換素子形成領域と、その第１の光電変換素子形成領域の前記光電変換素子よりスライス方向の幅が広く、且つ、チャンネル方向の幅が狭い光電変換素子を配設した第２の光電変換素子形成領域とを有することを特徴とする。
【００４４】
従って、高分解能を要する第１の光電変換素子形成領域（第１のフォトダイオード形成領域）を構成する光電変換素子のアクティブエリア（受光領域）を従来よりも大きくすることができるため、Ｓ／Ｎ比の低下を軽減するＸ線ＣＴ用放射線検出器を提供することができる。
【００４５】
上記課題を解決するための、請求項４記載の発明に係るＸ線ＣＴ用放射線検出器は、請求項３に記載のＸ線ＣＴ用放射線検出器において、前記第２の光電変換素子形成領域は、前記第１の光電変換素子形成領域のスライス方向の両側に隣接して設けられ、前記スイッチング素子は、前記第２の光電変換素子形成領域の側部に設けられ、前記第１の光電変換素子形成領域内の光電変換素子に接続される前記信号線は、前記第２の光電変換素子形成領域を通って前記スイッチング素子に接続するように構成されたことを特徴とする。
【００４６】
係る構成のように、高分解能を要する第１の光電変換素子形成領域（第１のフォトダイオード形成領域）を中心にして第２の光電変換素子形成領域及び前記スイッチング素子を分配したので、前記信号線及び光電変換素子を効率よく配設した高集積のＸ線ＣＴ用放射線検出器を提供することができる。
【００４７】
上記課題を解決するための、請求項５記載の発明に係るＸ線ＣＴ用放射線検出器は、少なくともチャンネル方向の対称軸によって対称構造をなすようにアレイ状に配設され、入射した光を電気信号に変換する光電変換素子と、各光電変換素子に対応して設置され、入射した放射線を光に変換して前記光電変換素子に対して照射するシンチレータと、前記光電変換素子の各々から引き出された信号線と、前記電気信号を読出すために前記信号線に接続された複数のスイッチング素子とを有するＸ線ＣＴ用放射線検出器であって、前記一の光電変換素子とスライス方向に同列で、前記一の光電変換素子よりスライス方向の幅を小とした他の光電変換素子の前記チャンネル方向の幅が、前記一の光電変換素子のチャンネル方向の幅よりも大であることを特徴とする。
【００４８】
かかる構成は、少なくとも、第１のフォトダイオード形成領域を構成する光電変換素子のチャンネル方向の幅（前記対称軸に平行な幅）が、第２のフォトダイオード形成領域を構成する光電変換素子のチャンネル方向の幅（前記対称軸に平行な幅）よりも大であることを示すものである。換言すれば、第１のフォトダイオード形成領域を構成する光電変換素子から引き出される信号線の、前記対称軸に直交する方向に引き出された部分の長さは、第２のフォトダイオード形成領域を構成する光電変換素子から引き出された信号線のその長さよりも長いため、その差を第１のフォトダイオード形成領域を構成する光電変換素子のチャンネル方向の幅の拡大に利用したことにある。
【００４９】
従って、高分解能を要する第１のフォトダイオード形成領域を構成する光電変換素子のアクティブエリア（受光領域）を従来よりも大きくすることができるため、Ｓ／Ｎ比の低下を軽減するＸ線ＣＴ用放射線検出器を提供することができる。
【００５０】
上記課題を解決するための、請求項６記載の発明に係るＸ線ＣＴ用放射線検出器は、少なくともチャンネル方向の対称軸によって対称構造をなすようにアレイ状に配設され、入射した光を電気信号に変換する光電変換素子と、各光電変換素子に対応して設置され、入射した放射線を光に変換して前記光電変換素子に対して照射するシンチレータと、前記光電変換素子の各々から引き出された信号線と、前記電気信号を読出すために前記信号線に接続された複数のスイッチング素子とを有するＸ線ＣＴ用放射線検出器であって、一の光電変換素子から引き出された信号線よりも、前記一の光電変換素子より前記対称軸に近い他の光電変換素子のチャンネル方向の幅が、前記一の光電変換素子のチャンネル方向の幅よりも大であることを特徴とする。
【００５１】
かかる構成とすることにより、各光電変換素子の受光領域を、従来よりも大きくすることができるため、Ｓ／Ｎ比の低下を軽減するＸ線ＣＴ用放射線検出器を提供することができる。
【００５２】
本発明の構成は、光電変換素子から引き出された信号線の従来の形成位置を可能な限り大幅に変更することなく、光電変換素子の前記対称軸に平行な方向の幅を大きくしたことが特徴である。そして、少なくとも、最外端の光電変換素子における前記対称軸に平行な方向の幅に対して、前記対称軸に近い光電変換素子における前記対称軸に平行な方向の幅が大きい構成とした。換言すれば、光電変換素子基板の端面から離れた位置に形成された光電変換素子から引き出される信号線において、光電変換素子自体から前記対称軸に平行な方向に引き出された部分の長さは、光電変換素子基板の端面付近に形成された光電変換素子から引き出された信号線のその長さよりも長いため、その差を光電変換素子のチャンネル方向の幅の拡大に利用したことにある。
【００５３】
従って、光電変換素子から引き出された信号線の一部を、当該光電変換素子の信号線が引き出された方向に拡げるための余地として利用することによって、当該光電変換素子の受光領域が大きくなり、光電変換装置に設けられるアクティブエリアが増大し、Ｓ／Ｎ比の低下を解消したＸ線ＣＴ用放射線検出器を提供することができる。
【００５４】
上記課題を解決するための、請求項７記載の発明に係るＸ線ＣＴ用放射線検出器は、請求項３〜請求項６のいずれかに記載のＸ線ＣＴ用放射線検出器において、前記信号線は、各光電変換素子からチャンネル方向に一旦引き出され、チャンネル方向に隣接する光電変換素子との間をスライス方向に引き出されると共に、前記他の光電変換素子から引き出された信号線は、前記一の光電変換素子から引き出された信号線よりも、当該光電変換素子から信号線が引き出された方向に所定の間隔をもって形成されることを特徴とする
【００５５】
上記課題を解決するための、請求項８記載の発明に係るＸ線ＣＴ用放射線検出器は、請求項３〜請求項７のいずれかに記載のＸ線ＣＴ用放射線検出器において、光電変換素子の前記対称軸に直交する方向の幅は、前記対称軸に近づくにつれて徐々に小さくなっていることを特徴とする。
【００５６】
かかる構成は、最外端の光電変換素子における記対称軸に直交する方向の幅と、前記対称軸に近い光電変換素子における前記対称軸に直交する方向の幅との相対的な差に限られず、光電変換素子における前記対称軸に平行な方向の幅が、前記対称軸に近いほど、短くなっていることを意味している。このような構成を採用することによって、光電変換素子基板上に形成される光電変換素子の占有率が高く（前記対称軸に直交する方向に光電変換素子数が増大）なり、分解能が高くなるので、高解像度のＸ線ＣＴ用放射線検出器を提供することができる。
【００５７】
上記課題を解決するための、請求項９記載の発明に係るＸ線ＣＴ用放射線検出器は、請求項３〜請求項８のいずれかに記載のＸ線ＣＴ用放射線検出器において、前記チャンネル方向に引き出された信号線の長さは、同列に属する最外端の光電変換素子の信号線のチャンネル方向に引き出された信号線の長さと略同じであることを特徴とする。
【００５８】
かかる構成は、光電変換素子から引き出された信号線の具体的な構成を示すものである。すなわち、従来は、同列の光電変換素子から最初に引き出された信号線（前記対称軸に平行な方向の信号線）は、前記対称軸に近いほうが長くなっていた。これは、最外端から遠退く光電変換素子の信号線ほど、その外側の光電変換素子から引き出されている信号線より回りこんで配設されているからである。従って、請求項９記載の発明に係るＸ線ＣＴ用放射線検出器では、光電変換素子から引き出される信号線の前記対称軸に平行な方向に向かう部分の長さを同列最外端の光電変換素子から引き出される信号線の前記対称軸に平行な方向に向かう部分の長さに略等しくしてしまうことにより、前記対称軸に平行な方向の幅を拡げる余地を、前記対称軸に対する近さに応じて与えることで担保するものである。
【発明の効果】
【００５９】
本発明によれば、配線パターンの本数に応じて配線パターンを形成するのに必要な領域を確保し、その範囲内で高分解能を要するフォトダイオード形成領域の幅を最大限に拡げ、そのフォトダイオード形成領域における受光面積を大きく確保することができるので、出力感度の向上（Ｓ／Ｎ比の増加）が図れ、結果として解像度の高い画像収集においても高画質化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６０】
以下、本発明に係る光電変換装置及びＸ線ＣＴ用放射線検出器の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、本実施形態は、２次元アレイ型の光電変換装置及びそれを用いた放射線検出器、およびその放射線検出器を装備したＸ線ＣＴ装置（Ｘ線コンピューテッドトモグラフィ装置）に関する。Ｘ線ＣＴ装置には、Ｘ線管と放射線検出器とが１体として被検体の周囲を回転する回転／回転（ROTATE/ROTATE）タイプと、リング状に多数の検出素子がアレイされ、Ｘ線管のみが被検体の周囲を回転する固定／回転（STATIONARY/ROTATE）タイプ等様々なタイプがあり、いずれのタイプでも本発明を適用可能である。ここでは、現在、主流を占めている回転／回転タイプとして説明する。
【００６１】
また、１ボリュームの（＝１つのボリュームデータを構成する）ボクセルデータ（又は１枚の断層像）（いずれも後述）を再構成するには、被検体の周囲１周、約３６０°分の投影データが、またハーフスキャン法でも２１０〜２４０°程度分の投影データが必要とされる。いずれの方式にも本発明を適用可能である。ここでは、一般的な前者の約３６０°分の投影データから１ボリュームのボクセルデータ（又は１枚の断層像）を再構成するものとして説明する。
【００６２】
また、入射Ｘ線を電荷に変換するメカニズムは、シンチレータ等の蛍光体でＸ線を光に変換し更にその光をフォトダイオード等の光電変換素子で電荷に変換する間接変換形と、特定の半導体のＸ線により半導体内の電子正孔対の生成及びその電極への移動すなわち光導電現象を利用した直接変換形とが主流である。Ｘ線検出装置としては、それらのいずれの方式を採用してもよいが、ここでは、前者の間接変換形として説明する。
【００６３】
また、以下でフォトダイオードのアクティブエリアの幅は、Ｘ線管の回転中心軸上での換算値として定義する。つまり、「１ｍｍのアクティブエリア幅を有するフォトダイオード」とは、「Ｘ線管の回転中心軸上で１ｍｍに相当するアクティブエリア幅を有するフォトダイオード」を意味し、Ｘ線が放射状に拡散することを考慮すると、フォトダイオードの実際のアクティブエリアの幅は、Ｘ線焦点と回転中心軸との距離に対するＸ線焦点とフォトダイオードのアクティブエリアとの実際の距離の比率に従って、１ｍｍより若干広くなる。
【００６４】
（第１の実施形態）
図１は、本発明に係るＸ線ＣＴ用放射線検出器の第１の実施形態における構成を示す斜視図である。図１に示すように、本発明のＸ線ＣＴ用放射線検出器は、放射線発生源（Ｘ線管）から発生され、被検体Ｐを透過した放射線（ここではＸ線）を検出するための検出モジュールとしての基板１が、前記放射線発生源（Ｘ線管）に対して略円弧状をなすように複数配列されている。ここで、本発明の実施形態の説明では、被検体Ｐの体軸方向に略平行な方向をスライス方向とし、被検体Ｐの体軸方向に略直交する方向をチャンネル方向として以下に説明する。
【００６５】
図２は、本発明に係る光電変換装置の第１の実施形態における構成を示す上面図である。また、図３は、図２におけるＡ−Ａ断面図である。図２及び図３に示すように、検出モジュールとしての基板１はスライス方向に長く、その表面には、入射した放射線（Ｘ線）を光に変換するシンチレータ３１がアレイ状（ｍ列×ｎ行）に一定のギャップを隔てて複数配設されたシンチレータブロック３と、各シンチレータ３１に対応するようにアレイ状（ｍ列×ｎ行）に配設され、シンチレータ３１によって変換された光を受信して電気信号に変換する光電変換素子としてのフォトダイオード２１が形成された光電変換素子基板としてのフォトダイオード基板２と、フォトダイオード基板２から引き出された信号線２２から電気信号を読出すスイッチング素子を備えたスイッチング基板４と、読み出された電気信号を増幅し、ディジタル化するＤＡＳチップ（図示せず）とが実装されている。ここで、シンチレータ３１の個々の大きさは、対応するフォトダイオード２１の大きさよりも大きく設計される。また、「基板１の表面」とは、被検体Ｐに対向する側の面（シンチレータ３１にあっては、前記放射線発生源から照射された放射線を受ける面）を指し、以下、「表面」と記載する場合には、同じ方向に向く面について用いることとする。
【００６６】
また、スイッチング基板４及び前記ＤＡＳチップは、フォトダイオード基板２に対してスライス方向にフォトダイオード基板２を挟むように基板１上に配置される。
【００６７】
さらに、フォトダイオード２１は、互いに直交する第１の対称軸Ｌ１及び第２の対称軸Ｌ２において対称となるように配設されており、特に、第１の対称軸Ｌ１付近のフォトダイオード２１のスライス方向の幅（スライス厚）ｗｓ１は、スライス方向に同列最外端のフォトダイオード２１のスライス方向の幅（スライス厚）ｗｓ２よりも小さく設定されている。そして、第１の対称軸Ｌ１付近の所定行のフォトダイオード２１によって構成される領域を第１のフォトダイオード形成領域（第１の光電変換素子形成領域）とし、前記スライス方向の端部から所定行のフォトダイオード２１によって構成される領域を第２のフォトダイオード形成領域（第２の光電変換素子形成領域）としている。さらに、第１のフォトダイオード形成領域のダイオード２１の構成及び第２のフォトダイオード形成領域のダイオード２１の構成は、第１の対称軸L１に対して対称となっている。ここで、それぞれのフォトダイオード形成領域を構成する各フォトダイオードの受光領域をアクティブエリアと称する。また、本実施形態では、フォトダイオードの形成領域とアクティブエリア（受光領域）とは同義として説明する。従って、フォトダイオードの形成面積が大きいとは、（フォトダイオードの）アクティブエリア（受光領域）が大きいことを示す。
【００６８】
ここで、第１の対称軸Ｌ１（前記「対称軸」）は、チャンネル方向に平行な軸で、フォトダイオード基板２をスライス方向に２分割する軸であり、第２の対称軸Ｌ２（前記「対称軸」に直交する対称軸）は、スライス方向に平行な軸で、フォトダイオード基板２をチャンネル方向に２分割する軸である。
【００６９】
尚、前述のように、シンチレータ３１は、フォトダイオード２１に対応するようにシンチレータブロック３に形成されているので、フォトダイオード２１と同様に、第１の対称軸Ｌ１及び第２の対称軸Ｌ２に対して対称となるようにシンチレータブロック３に配設されている。
【００７０】
図４は、本発明に係る光電変換装置の第１の実施形態における構成を示す図である。図４に示すように、ｍ列ｎ行（１＜ｍ＜１２，１＜ｎ＜１０）のアレイ状にフォトダイオード２１が形成された場合、第１の対称軸Ｌ１によって対称となる４列（ｍ１ｎ4〜ｍ１２ｎ7）のフォトダイオード２１のスライス方向の幅（スライス厚）ｗｓ１がそれぞれ同じであり、前記４列（ｍ１ｎ4〜ｍ１２ｎ7）のフォトダイオード２１のうち、２列（ｍ１ｎ4〜ｍ１２ｎ５及びｍ１ｎ６〜ｍ１２ｎ7）のフォトダイオード２１は、ｍ１ｎ５〜ｍ１２ｎ５のフォトダイオード２１とｍ１ｎ６〜ｍ１２ｎ６のフォトダイオード２１との間の第１の対称軸Ｌ１に対して対称になっている。
【００７１】
このようにして、第１の対称軸Ｌ１を介した４行（ｍ１ｎ４〜ｍ１２ｎ４，ｍ１ｎ５〜ｍ１２ｎ５，ｍ１ｎ６〜ｍ１２ｎ６，ｍ１ｎ７〜ｍ１２ｎ７）のフォトダイオード２１が前記第１のフォトダイオード形成領域を構成する。
【００７２】
そして、これら４行のフォトダイオード２１の外側（ｍ１ｎ１〜ｍ１２ｎ３とｍ１ｎ８〜ｍ１２ｎ１０）のフォトダイオード２１のスライス方向の幅（スライス厚）ｗｓ２が前記４行（ｍ１ｎ４〜ｍ１２ｎ７）のフォトダイオード２１のスライス方向の幅（スライス厚）ｗｓ１よりも大きく設定されており、これら（ｍ１ｎ１〜ｍ１２ｎ３とｍ１ｎ８〜ｍ１２ｎ１０）のフォトダイオード２１が前記第２のフォトダイオード形成領域を構成する。
【００７３】
このような各フォトダイオード２１のスライス方向の幅（ｗｓ１及びｗｓ２）は、各フォトダイオード２１に対応して、フォトダイオード基板２に設置されるシンチレータブロック３のシンチレータ３１についても同様に相似形で形成される。
【００７４】
さらに、各フォトダイオード２１から引き出された信号線２２はそれぞれ、フォトダイオード２１から第２の対称軸Ｌ２側に一旦引き出され、当該フォトダイオード２１の第２の対称軸Ｌ２側に隣接するフォトダイオード２１との間を第２の対称軸Ｌ２と平行に外側へ引き出される。このとき、引き出される信号線２２は、第１の対称軸Ｌ１とは反対側に引き出され、かつ、その第１の対称軸Ｌ１と反対側に引き出された方向（スライス方向の端部の方向）に隣接するフォトダイオード２１から引き出された信号線２２よりも第２の対称軸Ｌ２側を通って引き出される。そしてこの信号線２２の構造においても、第１の対称軸Ｌ１に対して対称構造となっている。
【００７５】
このように、信号線２２を第２の対称軸Ｌ２に平行な外側２方向に分けて引き出したので、信号線２２を一方向に引き出すように敷設された場合に比べ、前記同一列におけるフォトダイオード形成領域内における信号線２２の形成領域を１／２に減らすことができる。
【００７６】
ここで、本実施形態では、第１のフォトダイオード形成領域を構成するフォトダイオード２１（例えば、図４でいうｍ１２ｎ４及びｍ１２ｎ５のフォトダイオード２１）から第２の対称軸Ｌ２側に一旦引き出される信号線２２の長さは、最外端のフォトダイオード２１（図４でいうｍ１２ｎ１のフォトダイオード２１）から第２の対称軸Ｌ２側に一旦引き出される信号線２２の長さよりも大きく確保することができる。これは、最外端のフォトダイオード２１よりも第１のフォトダイオード形成領域を構成するフォトダイオード２１のほうが、第２の対称軸Ｌ２側に一旦引き出される信号線２２の長さ（第１の対称軸Ｌ１に平行な信号線２２の一部分）が長くなるため、それによって得られる領域をチャンネル方向の幅に転用できるからである。
【００７７】
従って、より望ましい形態として、フォトダイオード２１の各々から第２の対称軸Ｌ２側に一旦引き出される信号線の長さは、最外端のフォトダイオード２１から第２の対称軸Ｌ２側に一旦引き出される信号線の長さに略等しく設定される。具体的に、図４において同一列におけるフォトダイオード形成領域内（ハッチングで表示）のフォトダイオード２１に関して説明すると、ｍ１２ｎ１のフォトダイオード２１から鉤状に外方に引き出される信号線２２において、第２の対称軸Ｌ２側に向かう部分（第１の対称軸Ｌ１に平行な部分）の長さが、同列のｍ１２ｎ２〜ｍ１２ｎ５のフォトダイオード２１から鉤状に外方に引き出される信号線２２において、第２の対称軸Ｌ２側に向かう部分（第１の対称軸Ｌ１に平行な部分）の長さに略等しいことを意味している。
【００７８】
このように、同列のフォトダイオード２１から引き出される信号線２２の一部として、第２の対称軸Ｌ２側に向かう部分の長さを、最外端のフォトダイオード２１から鉤状に外方に引き出される信号線２２の第２の対称軸Ｌ２側に向かう部分（第１の対称軸Ｌ１に平行な部分）の長さに略等しくし、屈曲して外方に引き出される各信号線２２の部分（第２の対称軸Ｌ２に平行な方向に引き出される部分）を従来どおりの位置に設けるとすると、同列のｍ１２ｎ２〜ｍ１２ｎ５のフォトダイオード２１のチャンネル方向の幅を拡げることができる。そして、その幅の拡げ方は、前記同一列におけるフォトダイオード形成領域の幅ｗｃ１を２分割する中心線Ｌ３によって対象となるように当該幅が拡げられる。
【００７９】
以上の構成は、前記同一列におけるフォトダイオード形成領域内のフォトダイオード２１及び信号線２２について説明したものであるが、第１の対称軸Ｌ１を境に各列とも同様に形成され、第１の対称軸Ｌ１及び第２の対称軸Ｌ２に対して対称構造となるように形成される。
【００８０】
図５は、本実施形態と従来とにおけるフォトダイオード２１と信号線２２との位置関係の比較を示す上面図であり、図５（ａ）は、本実施形態における第２の対称軸Ｌ２付近のフォトダイオード２１と信号線２２との位置関係を示す上面図、図５（ｂ）は、従来における第２の対称軸Ｌ２付近のフォトダイオード２１と信号線２２との位置関係を示す上面図である。尚、ここに示されているフォトダイオード２１は、例えば、ｍ６ｎ１〜ｍ６ｎ３及びｍ７ｎ１〜ｍ７ｎ３のフォトダイオード２１であり、図上方がスイッチング素子（図示）が設けられる方向、図下方が第１の対称軸Ｌ１の方向を示すものとする。
【００８１】
信号線２２同士、又は信号線２２とフォトダイオード２１との間に必要な間隔（ギャップ）をｄとし、信号線２２の太さをｗｃ２とすると、図５（ａ）に示すように、信号線２２が各フォトダイオード２１から引き出される部分（第２の対称軸Ｌ２と直交する方向に引き出された部分）がそれぞれ略等しいので、第１の対称軸Ｌ１に近づくほどフォトダイオード２１のチャンネル方向の幅が中心線Ｌ３によって対象となるように（ｄ＋ｗｃ２）×２（両側）ずつ拡がっていくことになる。
【００８２】
一方、各フォトダイオード２１から引き出され、２つの方向に振り分けられた信号線２２は、それぞれ前記トランジスタを介して、１方向ずつボンディングワイヤー５に共通接続される。
【００８３】
スイッチング基板４の各々は、基板１上に、ＣＭＯＳ型の複数のトランジスタ（図示せず）がスイッチング素子として形成されてなる。複数のトランジスタは、複数のフォトダイオード２１にそれぞれ接続される。同じ側の同じスライス列上に配置されたｎ／２個のフォトダイオード２１は、ｎ／２本の信号線２２、ｎ／２個のトランジスタを介して、信号読出し線（図示せず）に共通に接続される。信号読出し線には前記ＤＡＳチップが接続される。
【００８４】
前記トランジスタが入力（オン）されることによりフォトダイオード２１に蓄積された電荷が電流信号として前記信号読み出し線に読み出される。前記トランジスタのオン／オフは、読み出し制御回路（図示せず）により制御される。上述したようにスライス方向に並んでいるｎ／２本の信号線２２が前記信号読出し線に共通に接続されているので、対応するｎ／２個の前記トランジスタを個々に順番に入力（オン）することにより、ｎ／２個のフォトダイオード２１の信号を個々に順番に読み出すことができる。また、前記信号読出し線の各々に前記ＤＡＳチップが個々に接続されているので、ｎ／２個のフォトダイオード２１をシリアルに読み出すために要する時間で、検出モジュールとしての基板１上の全てのフォトダイオード２１の信号読み出しを完了することができる。
【００８５】
また、隣り合う複数個のフォトダイオード２１に対応する複数個のトランジスタを同時に入力（オン）すると、当該複数個のフォトダイオード２１からの信号はアナログ的に加算され得る。この場合、当該複数個のフォトダイオード２１は、１つのチャンネルを構成することとなる。このような配線構造及び電子的な読出し制御により、スライス厚を任意に変更することができる。例えば、第１のフォトダイオード形成領域に属するフォトダイオードのスライス厚を、第２のフォトダイオード形成領域に属するフォトダイオードのスライス厚の１／２にすることにより、同列の隣接するフォトダイオード２１を組み合せることができ、容易にスライス厚を変更することができる。
【００８６】
さらに、フォトダイオード基板２及びシンチレータブロック３と、スイッチング基板４と、ＤＡＳチップとを共通の１枚の基板１に実装したことにより、これら３者間の接続が容易になり、フォトダイオード３の個数の増加に対応することができる。
【００８７】
以上説明したように、本発明によれば、光電変換装置にアレイ状に設けられる光電変換素子（フォトダイオード）から引き出される信号線の配線パターンの一部を利用して光電変換素子（フォトダイオード）のチャンネル方向の幅を拡げる構成を採用したので、光電変換装置において高分解能が要求される第１のフォトダイオード形成領域を構成するフォトダイオードのアクティブエリア（受光領域）を大きく確保することができるので、出力感度の向上（Ｓ／Ｎ比の増加）が図れ、結果として解像度の高い画像収集においても高画質化が可能となる。
【００８８】
（第２の実施形態）
以下、本発明に係る光電変換素子の第２の実施形態について図面を参照して説明する。尚、前述の第１の実施形態と同様の構成については説明を省略する。
図６は、本発明に係る光電変換装置の第２の実施形態における構成を示す上面図である。本実施形態は、少なくとも第１の対称軸Ｌ１に近いフォトダイオード２１のチャンネル方向の幅が、最外端のフォトダイオード２１のチャンネル方向の幅よりも拡がっている点については、前述の第１の実施形態と共通する構成であるが、同列のフォトダイオードについて第１の対称軸Ｌ１に近づくほどスライス方向の幅が狭まっていることが特徴である。
【００８９】
同一列におけるフォトダイオード形成領域内（ハッチングで表示）のフォトダイオード２１に関して具体的に説明すると、前述の第１の実施形態において説明したように、少なくとも、第１のフォトダイオード形成領域を構成するフォトダイオード２１（例えば、図４におけるｍ１２ｎ４及びｍ１２ｎ５のフォトダイオード２１）から第２の対称軸Ｌ２側に一旦引き出される信号線２２の長さを、最外端のフォトダイオード２１（例えば、図４におけるｍ１２ｎ１のフォトダイオード２１）から第２の対称軸Ｌ２側に一旦引き出される信号線２２の長さよりも大きくしたことは維持しつつ、ｍ１２ｎ１からｍ１２ｎ５までのフォトダイオード２１のスライス方向の幅（スライス厚）を徐々に狭めているのである。
【００９０】
このように、同列のフォトダイオード２１のチャンネル幅を従来よりも拡げつつ、第１の対称軸Ｌ１に近づくにつれてフォトダイオード２１のスライス方向の幅（スライス厚）をｗｓｎ１・・・ｗｓｎ５（ｗｓｎ１＞ｗｓｎ５）というように徐々に狭めるような構成を採用することによって、同列内のフォトダイオード２１の行数を多くすることやスライス厚の変更の自由度が高まるので、光電変換装置における出力感度の要部となる第１のフォトダイオード形成領域を構成するフォトダイオードのアクティブエリア（受光領域）も細分化され、分解能が高まるので、より解像度の高い画像収集においても高画質化が可能となる。
【００９１】
上述の各実施形態は、本発明の一例であり、本発明は各実施の形態に限定されることはない。また、上述の各実施の形態では、ＣＴ等医用のＸ線ＣＴ用放射線検出器に設けられる光電変換装置及びＸ線ＣＴ用放射線検出器の場合を示したが、入射した光の量に応じて電気信号に変換するものであって、複数のアクティブエリアを有するような、フォトダイオード基板上の所定の範囲で高精度の光検出が求められる装置であればＸ線ＣＴ用放射線検出器に設けられる光電変換装置に限られることなく同様に適用でき、本発明によって得られる効果と同様な効果を得ることができる。また、各同一列におけるフォトダイオード形成領域は、第２の対称軸Ｌ２に対して対称構造となっていなくともよい。すなわち、光電変換素子が形成する列間に信号線が設けられた態様で同一列におけるフォトダイオード形成領域がチャンネル方向に順次列設され、第１の対称軸Ｌ１によって対称構造をなす構成であっても同様の効果を奏するものである。さらに、この他であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明に係るＸ線ＣＴ用放射線検出器の第１の実施形態における構成を示す斜視図。
【図２】本発明に係るＸ線ＣＴ用放射線検出器の第１の実施形態における構成を示す上面図。
【図３】本発明に係るＸ線ＣＴ用放射線検出器の第１の実施形態における構成を示す断面図。
【図４】本発明に係る光電変換装置の第１の実施形態における光電変換素子の構成を示す上面図。
【図５】本発明に係る光電変換装置の第１の実施形態における光電変換素子基板上の光電変換素子及び信号線の構成と従来の光電変換素子及び信号線の構成との比較を示す上面拡大図。
【図６】本発明に係る光電変換装置の第２の実施形態における光電変換素子の構成を示す上面図。
【図７】Ｘ線ＣＴ用放射線検出器の従来の構成を示す斜視図。
【図８】Ｘ線ＣＴ用放射線検出器の従来の構成を示す上面図。
【図９】光電変換装置の従来の構成を示す断面図。
【図１０】光電変換素子の従来の構成を示す上面図。
【符号の説明】
【００９３】
１  基板
２  フォトダイオード基板（光電変換素子基板）
３  シンチレータブロック
４  スイッチング基板
５  ボンディングワイヤー
２１  フォトダイオード（光電変換素子）
２２  信号線
３１  シンチレータ
ｄ  フォトダイオード（光電変換素子）と信号線又は信号線相互の間隔
Ｌ１  第１の対称軸
Ｌ２  第２の対称軸
Ｌ３  同一列におけるフォトダイオード形成領域の中心線
ｗｓ１  フォトダイオードのスライス方向の幅（第１の実施形態；外側）
ｗｓ２  フォトダイオードのスライス方向の幅（第１の実施形態；内側）
ｗＣ１  同一列におけるフォトダイオード形成領域の幅
ｗＣ２  信号線の幅
【図１】
2005164521.tif 000003
【図２】
2005164521.tif 000004
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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