(57)【要約】【課題】簡易な装置構成によって良好なエネルギーサブトラクション画像を得る。【解決手段】放射線画像検出装置３は、照射される放射線の低エネルギー成分を主として吸収して第１の蛍光を発する第１の蛍光組成物、及び前記放射線の高エネルギー成分を主として吸収して第２の蛍光を発する第２の蛍光組成物を含有してなる蛍光体３０と、前記第１の蛍光を検出する第１の画素のアレイ４１を有し、前記蛍光体の放射線入射側に配置される第１のセンサパネル３２と、前記第２の蛍光を検出する第２の画素のアレイ５１を有し、前記蛍光体を挟んで前記第１のセンサパネルと対向して配置される第２のセンサパネル３２と、を備え、前記蛍光体における前記第１の蛍光組成物及び前記第２の蛍光組成物の含有率は、前記第１のセンサパネル側においては前記第１の蛍光組成物が高く、前記第２のセンサパネル側では前記第２の蛍光組成物が高い。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射される放射線の低エネルギー成分を主として吸収して第１の蛍光を発する第１の蛍光組成物、及び前記放射線の高エネルギー成分を主として吸収して第２の蛍光を発する第２の蛍光組成物を含有してなる蛍光体と、
前記第１の蛍光を検出する第１の画素のアレイを有し、前記蛍光体の放射線入射側に配置される第１のセンサパネルと、
前記第２の蛍光を検出する第２の画素のアレイを有し、前記蛍光体を挟んで前記第１のセンサパネルと対向して配置される第２のセンサパネルと、
を備え、
前記蛍光体における前記第１の蛍光組成物及び前記第２の蛍光組成物の含有率は、前記第１のセンサパネル側においては前記第１の蛍光組成物が高く、前記第２のセンサパネル側では前記第２の蛍光組成物が高い放射線画像検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線画像検出装置であって、
前記第１の蛍光のピーク波長は、第１の波長域にあり、
前記第２の蛍光のピーク波長は、前記第１の波長域から外れる第２の波長域にある放射線画像検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の放射線画像検出装置であって、
前記蛍光体と前記第１のセンサパネルとの間に、前記第２の波長域の光を選択的に遮断して前記第１の波長域の光を透過させるフィルタを備える放射線画像検出装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の放射線画像検出装置であって、
蛍光体と前記第２のセンサパネルとの間に、前記第１の波長域の光を選択的に遮断して前記第２の波長域の光を透過させるフィルタを備える放射線画像検出装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の放射線画像検出装置であって、
前記フィルタは、ダイクロイックフィルタである放射線画像検出装置。
【請求項６】
請求項２に記載の放射線画像検出装置であって、
前記第１の画素の分光感度のピーク波長は、前記第１の波長域にあり、
前記第２の画素の分光感度のピーク波長は、前記第２の波長域にある放射線画像検出装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の放射線画像検出装置であって、
前記第１のセンサパネルは、前記第１の画素のアレイが設けられる半導体基板を有しており、
前記第１の画素は、光電変換素子と、該光電変換素子に生じる電荷を読み出す読み出し回路部を含み、該読出し回路部は前記半導体基板に形成されている放射線画像検出装置。
【請求項８】
請求項７に記載の放射線画像検出装置であって、
前記半導体基板を形成する半導体材料は、単結晶Ｓｉよりもバンドギャップが大きい放射線画像検出装置。
【請求項９】
請求項８に記載の放射線画像検出装置であって、
前記半導体材料は、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＺｎＯ、Ｃ（ダイヤモンド）、ＢＮ、ＡｌＮの群から選ばれるいずれか一つである放射線画像検出装置。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の放射線画像検出装置であって、
前記第１の画素の前記光電変換素子は、前記半導体基板に形成されており、
前記第１の波長域は、青の波長域である放射線画像検出装置。
【請求項１１】
請求項１から９のいずれか一項に記載の放射線画像検出装置であって、
前記第１の画素は、有機光電変換素子を含む放射線画像検出装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一項に記載の放射線画像検出装置であって、
前記第１の蛍光組成物は、ＢａＦＸ：Ｅｕ（Ｘはハロゲン）であり、
前記第２の蛍光組成物は、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂである放射線画像検出装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の放射線画像検出装置であって、
前記第１の蛍光組成物は、ＢａＦＸ：Ｅｕ（Ｘはハロゲン）であり、
前記第２の蛍光組成物は、ＣａＷＯ４である放射線画像検出装置。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか一項に記載の放射線画像検出装置と、
前記第１のセンサパネルによって生成される第１の画像データ、及び前記第２のセンサパネルによって生成される第２の画像データを用いて、エネルギーサブトラクション画像を生成する画像処理部と、
を備える放射線撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線画像検出装置、及び該放射線画像検出装置を備えた放射線撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、放射線像を検出してデジタル画像データを生成する放射線画像検出装置が実用化されており、従来のイメージングプレートに比べて即時に画像を確認できるといった理由から急速に普及が進んでいる。この放射線画像検出装置には種々の方式のものがあり、その一つとして、間接変換方式のものが知られている。
【０００３】
間接変換方式の放射線画像検出装置は、放射線露光によって蛍光を発する蛍光組成物によって形成されたシンチレータ（蛍光体）と、シンチレータに生じた蛍光を検出して電気信号に変換する画素のアレイが基板に設けられたセンサパネルとを備えている。被写体を透過した放射線は、シンチレータによって光に変換され、シンチレータの蛍光は、センサパネルの画素によって電気信号に変換され、それにより画像データが生成される。
【０００４】
そして、放射線の低エネルギー成分に基づく画像データと、高エネルギー成分に基づく画像データとを取得して、被写体の特定の構造物（例えば、患者の臓器、骨部又は血管）が強調された画像を生成する、所謂エネルギーサブトラクションを行うための間接変換方式の放射線画像検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
特許文献１に記載された放射線画像検出装置は、２種類の蛍光材料Ａ，Ｂを均一に混合してなるシンチレータと、シンチレータを間に挟んで対向して配置される２つのセンサパネルと、各センサパネルとシンチレータとの間にそれぞれ介在する２つのフィルタとで構成されている。蛍光材料Ａ，Ｂは、一方が主として放射線の低エネルギー成分を吸収し、他方が主として放射線の高エネルギー成分を吸収し、放射線を吸収して発する蛍光のピー波長が互いに異なる。そして、一方のフィルタは、蛍光材料Ａの蛍光を遮断して他方の蛍光材料Ｂの蛍光を透過させ、他方のフィルタは、蛍光材料Ｂの蛍光を遮断して他方の蛍光材料Ａの蛍光を透過させるように構成されている。これらのフィルタによって、一方のセンサパネルは、蛍光材料Ａの蛍光のみを受光して、放射線の低エネルギー成分に基づく画像データを生成し、他方のセンサパネルは、蛍光材料Ｂの蛍光のみを受光して、放射線の高エネルギー成分に基づく画像データを生成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７‐１２０５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載された放射線画像検出装置においては、蛍光材料Ａの蛍光と蛍光材料Ｂの蛍光とを選別するためにフィルタが必要であり、フィルタがないと、蛍光材料Ａの蛍光と蛍光材料Ｂの蛍光とのコンタミネーションが生じ、エネルギーサブトラクション画像の劣化を招く。
【０００８】
本発明は、上述した事情に鑑みなされたものであり、簡易な装置構成によって良好なエネルギーサブトラクション画像を得ることができる放射線画像検出装置及び放射線撮影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】
【０００９】
（１）  照射される放射線の低エネルギー成分を主として吸収して第１の蛍光を発する第１の蛍光組成物、及び前記放射線の高エネルギー成分を主として吸収して第２の蛍光を発する第２の蛍光組成物を含有してなる蛍光体と、前記第１の蛍光を検出する第１の画素のアレイを有し、前記蛍光体の放射線入射側に配置される第１のセンサパネルと、前記第２の蛍光を検出する第２の画素のアレイを有し、前記蛍光体を挟んで前記第１のセンサパネルと対向して配置される第２のセンサパネルと、を備え、前記蛍光体における前記第１の蛍光組成物及び前記第２の蛍光組成物の含有率は、前記第１のセンサパネル側においては前記第１の蛍光組成物が高く、前記第２のセンサパネル側では前記第２の蛍光組成物が高い放射線画像検出装置。
（２）  上記（１）の放射線画像検出装置と、前記第１のセンサパネルによって生成される第１の画像データ、及び前記第２のセンサパネルによって生成される第２の画像データを用いて、エネルギーサブトラクション画像を生成する画像処理部と、を備える放射線撮影装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、第１の蛍光組成物の第１の蛍光は、主として蛍光体の第１のセンサパネル側において、また、第２の蛍光組成物の第２の蛍光は、主として蛍光体の第２のセンサパネル側において生じる。第１の蛍光は、第２のセンサパネルに到達するまでの間に、蛍光体自身による吸収等によって減衰され、第２の蛍光は、第１のセンサパネルに到達するまでの間に、同様に減衰される。よって、第１のセンサパネルにおいては、主として第１の蛍光が検出されて放射線の低エネルギー成分に基づく画像データが生成され、第２のセンサパネルにおいては、主として第２の蛍光が検出されて放射線の高エネルギー成分に基づく画像データが生成される。このように、フィルタを用いずとも、各センサパネルにおいて受光される蛍光を選別することができ、簡易な装置構成によって良好なエネルギーサブトラクション画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態を説明するための、放射線画像検出装置及び放射線撮影装置の一例の構成を模式的に示す図である。
【図２】図１の放射線撮影装置の制御ブロック図である。
【図３】図１の放射線画像検出装置の構成を模式的に示す図である。
【図４】図３の放射線画像検出装置に含まれる蛍光体を形成する第１の蛍光組成物及び第２の蛍光組成物の含有率の変換を模式的に示すグラフである。
【図５】本発明の実施形態を説明するための、放射線画像検出装置の他の例の構成を模式的に示す図である。
【図６】本発明の実施形態を説明するための、放射線画像検出装置の他の例の構成を模式的に示す図である。
【図７】本発明の実施形態を説明するための、放射線画像検出装置の他の例の構成を模式的に示す図である。
【図８】本発明の実施形態を説明するための、放射線画像検出装置の他の例の構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の実施形態を説明するための、放射線画像検出装置及び放射線撮影装置の一例の構成を示し、図２は、図１の放射線撮影装置の制御ブロックを示す。
【００１３】
Ｘ線撮影装置１は、被写体（患者）Ｈを立位状態で撮影するＸ線診断装置であって、被写体ＨにコーンビームＸ線を放射するＸ線源２と、Ｘ線源２に対向配置されてＸ線源２から被写体Ｈを透過したＸ線を検出して画像データを生成するＸ線画像検出装置３と、操作者の操作に基づいてＸ線源２の曝射動作やＸ線画像検出装置３の撮影動作を制御するとともに、Ｘ線画像検出装置３により取得された画像データを処理するコンソール４とに大別される。Ｘ線源２は、天井から吊り下げられたＸ線源保持装置５により保持されている。Ｘ線画像検出装置３は、床に設置されたスタンド６により保持されている。
【００１４】
Ｘ線源２は、Ｘ線源制御部１０の制御に基づき、高電圧発生器１１から印加される高電圧に応じてＸ線を発生するＸ線管１２と、Ｘ線管１２から発せられたＸ線のうち、被写体Ｈの検査領域に寄与しない部分を遮蔽するように照射野を制限する可動式のコリメータ１３を有するコリメータユニット１４とから構成されている。
【００１５】
Ｘ線源保持装置５は、天井に設置された天井レール１５に沿って水平方向（ｚ方向）に移動自在に構成された台車部１６と、互いに連結されて台車部１６から下方向に延伸する複数の支柱部１７と、台車部１６を天井レールに沿って移動させるための駆動機構及び支柱部１７を伸縮させるための駆動機構とを備えている。Ｘ線源２は、支柱部１７の先端部に取り付けられている。Ｘ線源保持装置５が天井レール１５に沿って移動することにより、Ｘ線源２とＸ線画像検出装置３との間の水平方向に関する距離ＳＩＤが変更され、また、支柱部１７が伸縮することによって、Ｘ線源２の上下方向に関する位置が変更される。両駆動機構は、操作者の設定操作に基づき、コンソール４により制御される。
【００１６】
スタンド６は、床に設置された本体１８と、本体１８に上下方向に移動自在に取り付けられた保持部１９と、保持部１９を上下移動させるための駆動機構を備えている。Ｘ線画像検出装置３は、保持部１９に取り付けられている。駆動機構は、操作者の設定操作に基づき、後述するコンソール４の制御装置２０により制御される。
【００１７】
コンソール４には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる制御装置２０が設けられている。
制御装置２０には、操作者が撮影指示やその指示内容を入力する入力装置２１と、Ｘ線画像検出装置３により取得された画像データを処理してＸ線画像を生成する画像処理部２２と、Ｘ線画像を記憶する画像記憶部２３と、Ｘ線画像等を表示するモニタ２４と、Ｘ線撮影装置１の各部と接続されるインターフェース（Ｉ／Ｆ）２５とを備えている。制御装置２０、入力装置２１、画像処理部２２、画像記憶部２３、モニタ２４、及びＩ／Ｆ２５は、バス２６を介して接続されている。
【００１８】
入力装置２１の操作により、Ｘ線源２−Ｘ線画像検出装置３間距離（撮影距離）ＳＩＤや管電圧等のＸ線撮影条件、撮影タイミング等が入力される。制御装置２０は、Ｘ線源保持装置５から供給されるＸ線源２の水平方向位置に基づいて、上記の入力された撮影距離ＳＩＤとなる位置にＸ線源２を移動させるように、Ｘ線源保持装置５を駆動する。また、制御装置２０は、スタンド６から供給されるＸ線画像検出装置３の上下方向位置に基づいて、Ｘ線画像検出装置３に対向する上下方向位置にＸ線源２を移動させるようにＸ線源保持装置５を駆動する。
【００１９】
Ｘ線画像検出装置３は、Ｘ線露光によって蛍光を発する蛍光体組成物を含むシンチレータ（蛍光体）３０と、シンチレータ３０を間に挟むように配置された第１のセンサパネル３１及び第２のセンサパネル３２とを備えている。
【００２０】
本例のＸ線画像検出装置３は、第１のセンサパネル３１がＸ線源２側に位置するように保持部１９（図１参照）に取り付けられており、Ｘ線は、第１のセンサパネル３１側からＸ線画像検出装置３に入射する。Ｘ線画像検出装置３に入射したＸ線（以下、入射Ｘ線という）は、第１のセンサパネル３１を透過してシンチレータ３０に入射し、Ｘ線露光されたシンチレータ３０において蛍光が生じる。第１のセンサパネル３１は、シンチレータ３０に生じた蛍光の一部を検出し、検出したＸ線に応じた画像データを生成する。第２のセンサパネル３２もまた、シンチレータ３０に生じた蛍光の一部を検出し、検出したＸ線に応じた画像データを生成する。
【００２１】
第１のセンサパネル３１及び第２のセンサパネル３２によって生成された両画像データは、それぞれコンソール４の画像処理部２２（図２参照）に送出される。画像処理部２２は、例えば両画像データに適宜な重み付けを行い、一方の画像データから他方の画像データを減算することによって、エネルギーサブトラクション画像を生成する。
【００２２】
図３は、Ｘ線画像検出装置３の構成を示す。
【００２３】
まず、Ｘ線画像検出装置３の第１のセンサパネル３１及び第２のセンサパネル３２について説明する。
【００２４】
第１のセンサパネル３１は、ガラス基板などの絶縁性基板４０と、絶縁性基板４０に設けられた第１の画素４１のアレイとを有している。第１の画素４１の各々は、シンチレータ３０の蛍光を受光して電荷を生成する光電変換素子４２と、この光電変換素子に生じる電荷を読み出すための読み出し回路部４３とで構成されている。
【００２５】
本例において、読み出し回路部４３は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）からなり、絶縁性基板４０上に形成されている。また、光電変換素子４２は、一対の電極間に光電変換膜を設けてなる薄膜フォトダイオードであり、絶縁性基板４０上に形成されている。光電変換膜には、アモルファスシリコン（ａ‐Ｓｉ）が用いられており、ａ‐Ｓｉフォトダイオードの分光感度は、そのピーク波長が５５０ｎｍ〜６００ｎｍにあって緑の波長域（４９５ｎｍ〜５７０ｎｍ）にあるが、青の波長域まで広く分布している。なお、本明細書において、青の波長域は、近紫外域まで含むものとし、波長２００ｎｍ〜４９５ｎｍの領域をいうものとする。
【００２６】
光電変換素子４２の各々に生じた電荷は、対応する読み出し回路部４３を介して順次読み出され、これらの読み出し回路部４３が接続される信号処理部（図示せず）において電気信号に変換され、デジタル画像データが生成される。
【００２７】
図示の例において、光電変換素子４２と、読み出し回路部４３とは互いに異なる層に形成されており、シンチレータ３０側に光電変換素子４２の層が配置されている。なお、光電変換素子４２及び読み出し回路部４３が一つの同じ層に形成されていてもよいし、シンチレータ３０側から、読み出し回路部４３の層、光電変換素子４２の層、の順に形成されていてもよいが、図示の例のように、光電変換素子４２と読み出し回路部４３とが、互いに異なる層に形成されていることによって、光電変換素子４２のサイズを大きくすることができる。そして、シンチレータ１３側から、光電変換素子４２の層、読み出し回路部４３の層の順に形成されていることによって、光電変換素子４２を、シンチレータ３０により近接して配置することができ、感度が向上する。
【００２８】
第２のセンサパネル３２は、ガラス基板などの絶縁性基板５０と、絶縁性基板５０に設けられた第２の画素５１のアレイとを有している。第２の画素５１の各々は、光電変換素子５２と、読み出し回路部５３とで構成されている。光電変換素子５２及び読み出し回路部５３の構成は、第１の画素４１における光電変換素子４２及び読み出し回路部４３の構成と同じであり、説明は省略する。
【００２９】
次に、シンチレータ３０について説明する。
【００３０】
シンチレータ３０は、第１の蛍光組成物及び第２の蛍光組成物の混合物によって形成されている。第１の蛍光組成物は、Ｋ吸収端が比較的低エネルギー域にあって、Ｘ線の低エネルギー成分を主として吸収して蛍光を発する。第２の蛍光組成物は、Ｋ吸収端が第１のシンチレータ３１を形成する蛍光組成物よりも高エネルギー域にあって、Ｘ線の高エネルギー成分を第１の蛍光組成物よりも多く吸収して蛍光を発する。
【００３１】
本例において、第１の蛍光組成物としてユーロピウム賦活フッ化ハロゲン化バリウム（ＢａＦＸ：Ｅｕ（Ｘは、ＣｌやＢｒやＩなどのハロゲン））が、第２の蛍光組成物としてタングステン酸カルシウム（ＣａＷＯ４）が用いられている。この場合に、第１の蛍光組成物（ＢａＦＸ：Ｅｕ）が発する蛍光のピーク波長（３８０ｎｍ）、及び第２の蛍光組成物（ＣａＷＯ４）が発する蛍光のピーク波長（４２５ｎｍ）は、いずれも青の波長域にある。
【００３２】
図４は、シンチレータ３０における第１の蛍光組成物及び第２の蛍光組成物の含有率を示す。
【００３３】
シンチレータ３０において、第１の蛍光組成物及び第２の蛍光組成物の含有率は、シンチレータ３０の厚み方向（シンチレータ３０を間に挟んで対向する第１のセンサパネル３１と第２のセンサパネル３２との対向方向）に変化している。シンチレータ３０におけるＸ線入射側（第１のセンサパネル３１側）においては、第２の蛍光組成物に比べて第１の蛍光組成物の含有率が高く、シンチレータ３０におけるＸ線入射側とは反対側（第２のセンサパネル３２側）においては、第１の蛍光組成物に比べて第２の蛍光組成物の含有率が高くなっている。
【００３４】
シンチレータ３０における上記の第１の蛍光組成物及び第２の蛍光組成物の含有率の変化は、例えば、第１の蛍光組成物及び第２の蛍光組成物の各々の粒子を光透過性の樹脂に混練し、この樹脂を硬化させてシンチレータを製造するようにし、そこにおいて、第１の蛍光組成物の粒子径と第２の蛍光組成物の粒子径とを異ならせ、適宜な攪拌条件の下でいずれかの蛍光組成物の粒子を相対的に沈降し易くすることによって得ることができる。
【００３５】
なお、第１の蛍光組成物及び第２の蛍光組成物の含有率は、シンチレータ３０の厚み方向に線形に変化してもよいし、若しくは非線形に変化してもよく、又は、ステップ的に変化してもよい。
【００３６】
以上のように構成されたＸ線画像検出装置３において、入射Ｘ線は、第１のセンサパネル３１を透過してシンチレータ３０に入射する。シンチレータ３０のＸ線入射側、即ち第１のセンサパネル３１側においては、Ｘ線の低エネルギー成分を主として吸収する第１の蛍光組成物の含有率が相対的に高く、よって、シンチレータ３０の第１のセンサパネル３１側においては、入射Ｘ線の低エネルギー成分が主として吸収される。そして、シンチレータ３０の第１のセンサパネル３１側には、吸収したＸ線に応じた蛍光Ｌｂ１が生じ、この蛍光Ｌｂ１は、第１のセンサパネル３１によって検出される。それにより、入射Ｘ線の低エネルギー成分に基づく画像データが生成される。
【００３７】
一方、入射Ｘ線の高エネルギー成分は、シンチレータ３０において第１の蛍光組成物の含有率が高い第１のセンサパネル３１側においては吸収されずに、シンチレータ３０の深部、即ち第１の蛍光組成物よりもＸ線の高エネルギー成分を多く吸収する第２の蛍光組成物の含有率が相対的に高い第２のセンサパネル３２側に到達し、そこにおいて吸収される。そして、シンチレータ３０の第２のセンサパネル３２側には、吸収したＸ線に応じた蛍光Ｌｂ２が生じ、この蛍光Ｌｂ２は、第２のセンサパネル３２によって検出される。それにより、入射Ｘ線の高エネルギー成分に基づく画像データが生成される。
【００３８】
ここで、第１の蛍光組成物（ＢａＦＸ：Ｅｕ）が発する蛍光のピーク波長（３８０ｎｍ）、及び第２の蛍光組成物（ＣａＷＯ４）が発する蛍光のピーク波長（４２５ｎｍ）は、いずれも青の波長域にあり、入射Ｘ線の高エネルギー成分によってシンチレータ３０の第２のセンサパネル側３２において生じた蛍光Ｌｂ２は、第１のセンサパネル３１によっても検出され得るが、蛍光Ｌｂ２は、第１のセンサパネル３１に到達するまでの間にシンチレータ３０自身による吸収等によって減衰される。よって、第１のセンサパネル３１において、入射Ｘ線の低エネルギー成分によってシンチレータ３０の第１のセンサパネル３１側において生じた蛍光Ｌｂ１に蛍光Ｌｂ２が混入して検出されることが防止される。それにより、入射Ｘ線の低エネルギー成分に基づく画像データにおいて、入射Ｘ線の高エネルギー成分の影響が低減される。
【００３９】
同様に、蛍光Ｌｂ１は、第２のセンサパネル３２によっても検出され得るが、蛍光Ｌｂ１は、第２のセンサパネル３２に到達するまでの間にシンチレータ３０自身による吸収等によって減衰される。よって、第２のセンサパネル３２において、蛍光Ｌｂ２に蛍光Ｌｂ１が混入して検出されることが防止される。それにより、入射Ｘ線の高エネルギー成分に基づく画像データにおいて、入射Ｘ線の低エネルギー成分の影響が低減される。
【００４０】
以上、説明したように、第１の蛍光組成物の蛍光Ｌｂ１は、主としてシンチレータ３０の第１のセンサパネル３１側において、また、第２の蛍光組成物の蛍光Ｌｂ２は、主としてシンチレータ３０の第２のセンサパネル３２側において生じる。蛍光Ｌｂ１は、第２のセンサパネル３２に到達するまでの間に、シンチレータ３０自身による吸収等によって減衰され、蛍光Ｌｂ２は、第１のセンサパネル３１に到達するまでの間に、同様に減衰される。よって、第１のセンサパネル３１においては、主として蛍光Ｌｂ１が検出されて放射線の低エネルギー成分に基づく画像データが生成され、第２のセンサパネル３２においては、主として蛍光Ｌｂ２が検出されて放射線の高エネルギー成分に基づく画像データが生成される。このように、フィルタを用いずとも、各センサパネル３１，３２において受光される蛍光を選別することができ、簡易な装置構成によって良好なエネルギーサブトラクション画像を得ることができる。
【００４１】
なお、第１のセンサパネル３１及び第２のセンサパネル３２に含まれる絶縁性基板４０，５０としては、ガラス基板に限らず、樹脂材料などからなるフレキシブル基板を用いることができる。また、読み出し回路部４３，５３を構成するＴＦＴには、典型的には、ａ‐Ｓｉなどの無機半導体材料が用いられるが、有機半導体材料や非晶質酸化物半導体材料を用いることもできる。これらの材料については、後述する。
【００４２】
図５は、本発明の実施形態を説明するための、放射線画像検出装置の他の例を示す。なお、上述したＸ線画像検出装置３と共通する要素には、共通する符号を付することによって、説明を省略あるいは簡略する。
【００４３】
図５に示すＸ線画像検出装置１０３は、シンチレータ１３０と、シンチレータ１３０を間に挟むように配置された第１のセンサパネル３１及び第２のセンサパネル３２と、シンチレータ１３０と第１のセンサパネル３１との間に設けられた第１のフィルタ１３３と、シンチレータ１３０と第２のセンサパネル３２との間に設けられた第２のフィルタ１３４と、を備えている。
【００４４】
シンチレータ１３０は、第１の蛍光組成物及び第２の蛍光組成物の混合物によって形成されている。第１の蛍光組成物は、Ｋ吸収端が比較的低エネルギー域にあって、Ｘ線の低エネルギー成分を主として吸収して蛍光を発する。第２の蛍光組成物は、Ｋ吸収端が第１のシンチレータ３１を形成する蛍光組成物よりも高エネルギー域にあって、Ｘ線の高エネルギー成分を第１の蛍光組成物よりも多く吸収して蛍光し、かつ、その蛍光のピーク波長が、第１の蛍光組成物の蛍光のピーク波長がある第１の波長域から外れた第２の波長域にある。
【００４５】
本例において、第１の蛍光組成物としてユーロピウム賦活フッ化ハロゲン化バリウム（ＢａＦＸ：Ｅｕ）が、第２の蛍光組成物としてテルビウム賦活酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）が用いられている。この場合に、第１の蛍光組成物（ＢａＦＸ：Ｅｕ）が発する蛍光のピーク波長（３８０ｎｍ）は青の波長域にあり、第２の蛍光組成物（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）が発する蛍光のピーク波長（５４５ｎｍ）は、緑の波長域にある。
【００４６】
そして、シンチレータ１３０において、第１の蛍光組成物及び第２の蛍光組成物の含有率は、シンチレータ１３０におけるＸ線入射側（第１のセンサパネル３１側）においては、第２の蛍光組成物に比べて第１の蛍光組成物の含有率が高く、シンチレータ１３０におけるＸ線入射側とは反対側（第２のセンサパネル３２側）においては、第１の蛍光組成物に比べて第２の蛍光組成物の含有率が高くなっている。
【００４７】
第１のフィルタ１３３は、第２の蛍光組成物（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）の蛍光のピーク波長がある緑の波長域の光を選択的に遮断して、第１の蛍光組成物（ＢａＦＸ：Ｅｕ）の蛍光のピーク波長がある青の波長域の光を透過させるフィルタである。また、第２のフィルタ１３４は、緑の波長域の光を選択的に遮断して、青の波長域の光を透過させるフィルタである。そのような第１のフィルタ１３３及び第２のフィルタ１３４としては、特定の波長域の光を選択的に吸収するカラーフィルタを用いることもできるが、本例においては、特定の波長域の光を選択的に反射するダイクロイックフィルタが用いられている。
【００４８】
以上のように構成されたＸ線画像検出装置１０３において、入射Ｘ線は、第１のセンサパネル３１を透過してシンチレータ１３０に入射する。シンチレータ１３０のＸ線入射側、即ち第１のセンサパネル３１側においては、Ｘ線の低エネルギー成分を主として吸収する第１の蛍光組成物の含有率が相対的に高く、よって、シンチレータ１３０の第１のセンサパネル３１側においては、入射Ｘ線の低エネルギー成分が主として吸収される。そして、シンチレータ１３０の第１のセンサパネル３１側には、吸収したＸ線に応じた青の波長域の蛍光Ｌｂが生じ、この蛍光Ｌｂは、第１のフィルタ１３３を透過して第１のセンサパネル３１によって検出される。それにより、入射Ｘ線の低エネルギー成分に基づく画像データが生成される。
【００４９】
一方、入射Ｘ線の高エネルギー成分は、シンチレータ１３０において第１の蛍光組成物の含有率が高い第１のセンサパネル３１側においては吸収されずに、シンチレータ１３０の深部、即ち第１の蛍光組成物よりもＸ線の高エネルギー成分を多く吸収する第２の蛍光組成物の含有率が相対的に高い第２のセンサパネル３２側に到達し、そこにおいて吸収される。そして、シンチレータ１３０の第２のセンサパネル３２側には、吸収したＸ線に応じた緑の波長域の蛍光Ｌｇが生じ、この蛍光Ｌｇは、第２のフィルタ１３４を透過して第２のセンサパネル３２によって検出される。それにより、入射Ｘ線の高エネルギー成分に基づく画像データが生成される。
【００５０】
ここで、第１のセンサパネル３１の第１の画素４１及び第２のセンサパネル３２の第２の画素５１に各々含まれるａ‐Ｓｉフォトダイオードからなる光電変換素子は、上述の通り、可視域に広く分光感度を有している。そのため、入射Ｘ線の高エネルギー成分によってシンチレータ１３０の第２のセンサパネル側３２において生じた蛍光Ｌｇは、第１のセンサパネル３１によっても検出され得るが、蛍光Ｌｇは、第１のセンサパネルに到達するまでの間にシンチレータ１３０自身による吸収等によって減衰され、更に緑の波長域の光を反射する第１のフィルタ１３３によって反射される。よって、第１のセンサパネル３１において、入射Ｘ線の低エネルギー成分によってシンチレータ１３０の第１のセンサパネル３１側において生じた蛍光Ｌｂに蛍光Ｌｇが混入して検出されることが防止される。それにより、入射Ｘ線の低エネルギー成分に基づく画像データにおいて、入射Ｘ線の高エネルギー成分の影響が低減される。
【００５１】
同様に、入射Ｘ線の低エネルギー成分によってシンチレータ１３０の第１のセンサパネル側３１において生じた蛍光Ｌｂは、第２のセンサパネル３２によっても検出され得るが、蛍光Ｌｂは、第２のセンサパネル３２に到達するまでの間にシンチレータ１３０自身による吸収等によって減衰され、更に青の波長域の光を反射する第２のフィルタ１３４によって反射される。よって、第２のセンサパネル３２において、入射Ｘ線の高エネルギー成分によってシンチレータ１３０の第２のセンサパネル３２側において生じた蛍光Ｌｇに蛍光Ｌｂが混入して検出されることが防止される。それにより、入射Ｘ線の高エネルギー成分に基づく画像データにおいて、入射Ｘ線の低エネルギー成分の影響が低減される。
【００５２】
更に、第１のフィルタ１３３によって反射された蛍光Ｌｇは、第２のセンサパネル３２によって検出され、また、第２のフィルタ１３４によって反射された蛍光Ｌｂは、第１のセンサパネル３１によって検出される。それにより、第１のセンサパネル３１及び第２のセンサパネル３２における感度が向上する。
【００５３】
図６は、本発明の実施形態を説明するための、放射線画像検出装置の他の例を示す。なお、上述したＸ線画像検出装置３，１０３と共通する要素には、共通する符号を付することによって、説明を省略あるいは簡略する。
【００５４】
図６に示すＸ線画像検出装置２０３は、シンチレータ１３０と、シンチレータ１３０を間に挟むように配置された第１のセンサパネル２３１及び第２のセンサパネル２３２と、を備えている。
【００５５】
第１のセンサパネル２３１は、絶縁性基板４０と、絶縁性基板４０に設けられた第１の画素２４１のアレイとを有している。第１の画素２４１の各々は、光電変換素子２４２と、この光電変換素子に生じる電荷を読み出すための読み出し回路部４３とで構成されている。
【００５６】
本例の第１のセンサパネル２３１において、読み出し回路部４３は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）からなり、絶縁性基板４０上に形成されている。光電変換素子２４２は、一対の電極間に光電変換膜を設けてなる薄膜フォトダイオードであり、絶縁性基板４０上に形成されている。そして、光電変換膜には、シンチレータ１３０に含有される第１の蛍光組成物（ＢａＦＸ：Ｅｕ）のピーク波長がある青の波長域の光を吸収して電荷を生成する有機光電変換膜（以下、青吸収ＯＰＣ（Organic photoelectric conversion）膜という）が用いられている。ＯＰＣ膜は、一般に、シャープな吸収スペクトルを持つため、光電変換素子２４２は、実質的に青の波長域にのみ分光感度を有する。また、ＯＰＣ膜のシャープな吸収スペクトルによって、ＯＰＣ膜を用いた光電変換素子は、Ｘ線を吸収することがほとんどないため、Ｘ線耐性に優れ、また、Ｘ線を吸収することによって発生するノイズが抑制される。
【００５７】
青吸収ＯＰＣ膜としては、例えば特開２００９‐２１８５９９号公報に記載されたＯＰＣ膜を用いることができる。
【００５８】
第２のセンサパネル２３２は、第１のセンサパネル２３１と同様に構成されており、絶縁性基板５０と、絶縁性基板に設けられた第２の画素２５１のアレイとを有している。第２の画素２５１の各々は、光電変換素子２５２と、読み出し回路部５３とで構成されている。光電変換素子２５２は、一対の電極間に光電変換膜を設けてなる薄膜フォトダイオードであり、絶縁性基板５０上に形成されている。そして、光電変換膜には、シンチレータ１３０に含有される第２の蛍光組成物（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）のピーク波長がある緑の波長域の光を吸収して電荷を生成する有機光電変換膜（以下、緑吸収ＯＰＣ（Organic photoelectric conversion）膜という）が用いられている。ＯＰＣ膜は、一般に、シャープな吸収スペクトルを持つため、光電変換素子２５２は、実質的に緑の波長域にのみ分光感度を有する。
【００５９】
緑吸収ＯＰＣ膜としては、例えば特開２００９‐３２８５４号公報に記載されたキナクリドンを用いたＯＰＣ膜を用いることができる。
【００６０】
以上のように構成されたＸ線画像検出装置２０３において、入射Ｘ線は、第１のセンサパネル２３１を透過してシンチレータ１３０に入射する。シンチレータ１３０のＸ線入射側、即ち第１のセンサパネル２３１側においては、Ｘ線の低エネルギー成分を主として吸収する第１の蛍光組成物の含有率が相対的に高く、よって、シンチレータ１３０の第１のセンサパネル２３１側においては、入射Ｘ線の低エネルギー成分が主として吸収される。そして、シンチレータ１３０の第１のセンサパネル２３１側には、吸収したＸ線に応じた青の波長域の蛍光Ｌｂが生じ、この蛍光Ｌｂは、第１のセンサパネル２３１によって検出される。それにより、入射Ｘ線の低エネルギー成分に基づく画像データが生成される。
【００６１】
一方、入射Ｘ線の高エネルギー成分は、シンチレータ１３０において第１の蛍光組成物の含有率が高い第１のセンサパネル２３１側においては吸収されずに、シンチレータ１３０の深部、即ち第１の蛍光組成物よりもＸ線の高エネルギー成分を多く吸収する第２の蛍光組成物の含有率が相対的に高い第２のセンサパネル２３２側に到達し、そこにおいて吸収される。そして、シンチレータ１３０の第２のセンサパネル２３２側には、吸収したＸ線に応じた緑の波長域の蛍光Ｌｇが生じ、この蛍光Ｌｇは、第２のセンサパネル２３２によって検出される。それにより、入射Ｘ線の高エネルギー成分に基づく画像データが生成される。
【００６２】
ここで、第１のセンサパネル２３１の第１の画素２４１に含まれる有機光電変換素子２４２は、実質的に青の波長域にのみ分光感度を有している。よって、入射Ｘ線の高エネルギー成分によってシンチレータ１３０の第２のセンサパネル側３２において生じた緑の波長域の蛍光Ｌｇは、第１のセンサパネル２３１によって検出されることはない。それにより、入射Ｘ線の低エネルギー成分に基づく画像データにおいて、入射Ｘ線の高エネルギー成分の影響が低減される。
【００６３】
同様に、第２のセンサパネル２３２の第２の画素２５１に含まれる有機光電変換素子２５２は、実質的に緑の波長域にのみ分光感度を有している。入射Ｘ線の低エネルギー成分によってシンチレータ１３０の第１のセンサパネル側２３１において生じた青の波長域の蛍光Ｌｂは、第２のセンサパネル２３２によって検出されことはない。それにより、入射Ｘ線の高エネルギー成分に基づく画像データにおいて、入射Ｘ線の低エネルギー成分の影響が低減される。
【００６４】
図７は、本発明の実施形態を説明するための、放射線画像検出装置の他の例を示す。なお、上述したＸ線画像検出装置３，１０３，２０３と共通する要素には、共通する符号を付することによって、説明を省略あるいは簡略する。
【００６５】
図７に示すＸ線画像検出装置３０３は、シンチレータ３０と、シンチレータ３０を間に挟むように配置された第１のセンサパネル３３１及び第２のセンサパネル３３２と、を備えている。
【００６６】
シンチレータ３０は、第１の蛍光組成物及び第２の蛍光組成物の混合物によって形成されており、第１の蛍光組成物としてユーロピウム賦活フッ化ハロゲン化バリウム（ＢａＦＸ：Ｅｕ（Ｘは、ＣｌやＢｒやＩなどのハロゲン））が、第２の蛍光組成物としてタングステン酸カルシウム（ＣａＷＯ４）が用いられている。この場合に、第１の蛍光組成物（ＢａＦＸ：Ｅｕ）が発する蛍光のピーク波長（３８０ｎｍ）、及び第２の蛍光組成物（ＣａＷＯ４）が発する蛍光のピーク波長（４２５ｎｍ）は、いずれも青の波長域にある。
【００６７】
第１のセンサパネル３３１は、半導体基板３４０と、半導体基板３４０に設けられた第１の画素３４１のアレイとを有している。
【００６８】
本例の第１のセンサパネル３３１において、半導体基板３４０は、バンドギャップが２．８ｅＶ以上の半導体材料によって形成されており、青の波長域の光に対して吸収特性を有する。そのような半導体材料としては、ＳｉＣ（バンドギャップ：２．８ｅＶ）、ＺｎＯ（バンドギャップ：３．２ｅＶ）、ＧａＮ（バンドギャップ：３．４ｅＶ）、等を例示することができる。
【００６９】
第１の画素３４１の各々は、シンチレータ３０の蛍光を受光して電荷を生成するフォトダイオードなどの光電変換素子３４２と、光電変換素子３４３において生成された電荷を読み出すためのＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの読み出し回路部３４３とで構成されている。第１の画素３４１を構成する光電変換素子３４２及び読み出し回路部３４３は、いずれも半導体基板３４０に形成されている。このように、青の波長域の光に対する吸収特性を有する半導体基板３４０に形成された光電変換素子３４２は、実質的に青の波長域にのみ分光感度を有する。
【００７０】
なお、光電変換素子やその読み出し回路部が形成される半導体基板には、典型的には、単結晶Ｓｉが用いられるところ、本例において、半導体基板３４０には、そのバンドギャップが単結晶Ｓｉのバンドギャップ１．１ｅＶよりも大きいＳｉＣ等の半導体材料が用いられており、半導体基板３４０に形成される光電変換素子３４２や読み出し回路部３４３のＸ線耐性は、単結晶Ｓｉ半導体基板に形成されるものに比べて優れる。第１のセンサパネル３３１は、Ｘ線入射側に配置され、入射Ｘ線に直接晒されるため、光電変換素子３４２や読み出し回路部３４３がＸ線耐性に優れることは好ましい。半導体基板３４０に形成されたＣＣＤやＣＭＯＳなどの読み出し回路部３４３は、ガラス基板上に形成されるＴＦＴからなる読み出し回路部に比べて読み出し速度の点でも優れる。
【００７１】
第２のセンサパネル３３２は、第１のセンサパネル３３１と同様に構成されており、半導体基板３５０と、半導体基板３５０に設けられた第２の画素３５１のアレイとを有している。半導体基板３５０は、バンドギャップが２．８ｅＶ以上の半導体材料によって形成されており、青の波長域の光に対して吸収特性を有する。第２の画素３５１の各々は、光電変換素子３５２と、読み出し回路部３５３とで構成されており、光電変換素子３５２及び読み出し回路部３５３は、いずれも半導体基板３５０に形成されている。青の波長域の光に対する吸収特性を有する半導体基板３５０に形成された光電変換素子３５２は、実質的に青の波長域にのみ分光感度を有する。
【００７２】
以上のように構成されたＸ線画像検出装置３０３において、入射Ｘ線は、第１のセンサパネル３３１を透過してシンチレータ３０に入射する。シンチレータ３０のＸ線入射側、即ち第１のセンサパネル３１側においては、Ｘ線の低エネルギー成分を主として吸収する第１の蛍光組成物の含有率が相対的に高く、よって、シンチレータ３０の第１のセンサパネル３３１側においては、入射Ｘ線の低エネルギー成分が主として吸収される。そして、シンチレータ３０の第１のセンサパネル３１側には、吸収したＸ線に応じた蛍光Ｌｂ１が生じ、この蛍光Ｌｂ１は、第１のセンサパネル３３１によって検出される。それにより、入射Ｘ線の低エネルギー成分に基づく画像データが生成される。
【００７３】
一方、入射Ｘ線の高エネルギー成分は、シンチレータ３０において第１の蛍光組成物の含有率が高い第１のセンサパネル３３１側においては吸収されずに、シンチレータ３０の深部、即ち第１の蛍光組成物よりもＸ線の高エネルギー成分を多く吸収する第２の蛍光組成物の含有率が相対的に高い第２のセンサパネル３３２側に到達し、そこにおいて吸収される。そして、シンチレータ３０の第２のセンサパネル３３２側には、吸収したＸ線に応じた蛍光Ｌｂ２が生じ、この蛍光Ｌｂ２は、第２のセンサパネル３３２によって検出される。それにより、入射Ｘ線の高エネルギー成分に基づく画像データが生成される。
【００７４】
そして、第２のセンサパネル側に向かう蛍光Ｌｂ１及び第１のセンサパネル側に向かう蛍光Ｌｂ２は、いずれもシンチレータ３０自身における吸収等によって減衰される。よって、第１のセンサパネル３３１において、蛍光Ｌｂ１に蛍光Ｌｂ２が混入して検出されることが防止され、また、第２のセンサパネル３２において、蛍光Ｌｂ２に蛍光Ｌｂ１が混入して検出されることが防止される。
【００７５】
なお、第１の蛍光組成物及び第２の蛍光組成物としては、上記のＢａＦＸ：Ｅｕ及びＣａＷＯ４の組み合わせに限られず、Ｋ吸収端を区別し得る限りにおいて、下表に示す蛍光組成物の中から適宜組み合わせて用いることができる。例えば、第１の蛍光組成物としてＢａＦＸ：Ｅｕを用いる場合に、第２の蛍光組成物として、ＣａＷＯ４に換えて、ＢａＳＯ４：Ｅｕ、ＨｆＰ２Ｏ７、ＹＴａＯ４、等を用いることもできる。そして、本例のＸ線画像検出装置３０３において、第１のセンサパネル３３１及び第２のセンサパネル３３２の画素３４１，３５１の各々に含まれる光電変換素子３４２，３５２は、青の波長域の光に対する吸収特性を有する半導体基板３４０，３５０に形成され、実質的に青の波長域にのみ分光感度を有しており、このような場合に、第１の蛍光組成物及び第２の蛍光組成物としては、下表に示す蛍光組成物の中でも、その蛍光波長が青の波長域（２００ｎｍ〜４９５ｎｍ）のものを用いることが好ましい。
【００７６】
【表１】
2012233781.tif 000003
【００７７】
図８は、本発明の実施形態を説明するための、放射線画像検出装置の他の例を示す。なお、上述したＸ線画像検出装置３，１０３，２０３，３０３と共通する要素には、共通する符号を付することによって、説明を省略あるいは簡略する。
【００７８】
図８に示すＸ線画像検出装置４０３は、シンチレータ１３０と、シンチレータ１３０を間に挟むように配置された第１のセンサパネル４３１及び第２のセンサパネル４３２と、を備えている。
【００７９】
シンチレータ１３０は、第１の蛍光組成物及び第２の蛍光組成物の混合物によって形成されており、第１の蛍光組成物としてユーロピウム賦活フッ化ハロゲン化バリウム（ＢａＦＸ：Ｅｕ）が、第２の蛍光組成物としてテルビウム賦活酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）が用いられている。この場合に、第１の蛍光組成物（ＢａＦＸ：Ｅｕ）が発する蛍光のピーク波長（３８０ｎｍ）は青の波長域にあり、第２の蛍光組成物（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）が発する蛍光のピーク波長（５４５ｎｍ）は、緑の波長域にある。
【００８０】
第１のセンサパネル４３１は、バンドギャップが２．８ｅＶ以上の半導体材料によって形成された半導体基板３４０と、半導体基板３４０に設けられた第１の画素４４１のアレイとを有している。第１の画素４４１の各々は、光電変換素子２４２と、読み出し回路部３４３とで構成されている。光電変換素子２４２は、光電変換膜に青吸収ＯＰＣ膜が用いられた有機光電変換素子であって実質的に青の波長域にのみ分光感度を有しており、半導体基板３４０上に形成されている。読み出し回路部３４３は、半導体基板３４０に形成されている。
【００８１】
第２のセンサパネル４３２は、バンドギャップが２．８ｅＶ以上の半導体材料によって形成された半導体基板３５０と、半導体基板３５０に設けられた第２の画素４５１のアレイとを有している。第２の画素４５１の各々は、光電変換素子２５２と、読み出し回路部３５３とで構成されている。光電変換素子２５２は、光電変換膜に緑吸収ＯＰＣ膜が用いられた有機光電変換素子であって実質的に緑の波長域にのみ分光感度を有しており、半導体基板３５０上に形成されている。読み出し回路部３５３は、半導体基板３５０に形成されている。
【００８２】
以上のように構成されたＸ線画像検出装置４０３において、入射Ｘ線は、第１のセンサパネル４３１を透過してシンチレータ１３０に入射する。シンチレータ１３０のＸ線入射側、即ち第１のセンサパネル４３１側においては、Ｘ線の低エネルギー成分を主として吸収する第１の蛍光組成物の含有率が相対的に高く、よって、シンチレータ１３０の第１のセンサパネル４３１側においては、入射Ｘ線の低エネルギー成分が主として吸収される。そして、シンチレータ１３０の第１のセンサパネル４３１側には、吸収したＸ線に応じた青の波長域の蛍光Ｌｂが生じ、この蛍光Ｌｂは、第１のセンサパネル４３１によって検出される。それにより、入射Ｘ線の低エネルギー成分に基づく画像データが生成される。
【００８３】
一方、入射Ｘ線の高エネルギー成分は、シンチレータ１３０において第１の蛍光組成物の含有率が高い第１のセンサパネル４３１側においては吸収されずに、シンチレータ１３０の深部、即ち第１の蛍光組成物よりもＸ線の高エネルギー成分を多く吸収する第２の蛍光組成物の含有率が相対的に高い第２のセンサパネル４３２側に到達し、そこにおいて吸収される。そして、シンチレータ１３０の第２のセンサパネル４３２側には、吸収したＸ線に応じた緑の波長域の蛍光Ｌｇが生じ、この蛍光Ｌｇは、第２のセンサパネル４３２によって検出される。それにより、入射Ｘ線の高エネルギー成分に基づく画像データが生成される。
【００８４】
そして、第１のセンサパネル４３１の第１の画素４４１に含まれる有機光電変換素子２４２は、実質的に青の波長域にのみ分光感度を有し、また、第２のセンサパネル４３２の第２の画素４５１に含まれる有機光電変換素子２５２は、実質的に緑の波長域にのみ分光感度を有している。よって、第１のセンサパネル４３１において、蛍光Ｌｂに蛍光Ｌｇが混入して検出されることが防止され、また、第２のセンサパネル４３２において、蛍光Ｌｇに蛍光Ｌｂが混入して検出されることが防止される。
【００８５】
上述した放射線画像検出装置は、放射線画像を高感度、高精細に検出しうるため、低放射線照射量で鮮鋭な画像を検出することを要求される、マンモグラフィなどの医療診断用のＸ線撮影装置をはじめ、様々な装置に組み込んで使用することができる。例えば、工業用のＸ線撮影装置として非破壊検査に用いたり、或いは、電磁波以外の粒子線（α線、β線、γ線）の検出装置として用いたりすることができ、その応用範囲は広い。
【００８６】
以下、上述したＸ線画像検出装置３における読み出し回路部４３，５３を構成するＴＦＴ、及び絶縁性基板４０，５０に用いることができる材料について説明する。
【００８７】
［ＴＦＴ］
ＴＦＴの活性層としては、例えばアモルファスシリコン等の無機半導体材料が使われることが多いが、例えば特開２００９−２１２３８９号公報に記載されたように、有機材料を使用することができる。有機ＴＦＴはいかなるタイプの構造でもよいが、最も好ましいのは電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）構造である。このＦＥＴ構造は、絶縁性基板上面の一部にゲート電極を設け、更に該電極を覆い、かつ電極以外の部分で基板と接するように絶縁体層を設けている。更に絶縁体層の上面に半導体活性層を設け、その上面の一部に透明ソース電極と透明ドレイン電極とを隔離して配置している。なお、この構成はトップコンタクト型素子と呼ばれるが、ソース電極とドレイン電極とが半導体活性層の下部にあるボトムコンタクト型素子も好ましく用いることができる。また、キャリアが有機半導体膜の膜厚方向に流れる縦型トランジスタ構造であってもよい。
【００８８】
（活性層）
ここでいう有機半導体材料とは、半導体の特性を示す有機材料のことであり、無機材料からなる半導体と同様に、正孔（ホール）をキャリアとして伝導するｐ型有機半導体材料（あるいは単にｐ型材料、正孔輸送材料とも言う。）と、電子をキャリアとして伝導するｎ型有機半導体材料（あるいは単にｎ型材料、電子輸送材料とも言う。）がある。有機半導体材料は一般にｐ型材料の方が良好な特性を示すものが多く、また、一般に大気下でのトランジスタ動作安定性もｐ型トランジスタの方が優れているため、ここでは、ｐ型有機半導体材料について説明する。
【００８９】
有機薄膜トランジスタの特性の一つに、有機半導体層中のキャリアの動きやすさを示すキャリア移動度（単に移動度とも言う）μがある。用途によっても異なるが、一般に移動度は高い方がよく、１．０×１０-7ｃｍ2／Ｖｓ以上であることが好ましく、１．０×１０-6ｃｍ2／Ｖｓ以上であることがより好ましく、１．０×１０-5ｃｍ2／Ｖｓ以上であることが更に好ましい。移動度は電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）素子を作製したときの特性や飛行時間計測（ＴＯＦ）法により求めることができる。
【００９０】
前記ｐ型有機半導体材料は、低分子材料でも高分子材料でも良いが、好ましくは低分子材料である。低分子材料は、昇華精製や再結晶、カラムクロマトグラフィーなどの様々な精製法が適用できるため高純度化が容易であること、分子構造が定まっているため秩序の高い結晶構造を取りやすいこと、などの理由から高い特性を示すものが多い。低分子材料の分子量は、好ましくは１００以上５０００以下、より好ましくは１５０以上３０００以下、更に好ましくは２００以上２０００以下である。
【００９１】
このようなｐ型有機半導体材料としては、フタロシアニン化合物又はナフタロシアニン化合物を例示することができ、具体例を以下に示す。なお、Ｍは金属原子、Ｂｕはブチル基、Ｐｒはプロピル基、Ｅｔはエチル基、Ｐｈはフェニル基をそれぞれ表す。
【００９２】
【化１】
2012233781.tif 000004
【００９３】
（活性層以外のスイッチ素子の構成要素）
ゲート電極、ソース電極、又はドレイン電極を構成する材料としては、必要な導電性を有するものであれば特に制限はないが、例えば、ＩＴＯ（インジウムドープ酸化スズ）、ＩＺＯ（インジウムドープ酸化亜鉛）、ＳｎＯ2、ＡＴＯ（アンチモンドープ酸化スズ）、ＺｎＯ、ＡＺＯ（アルミニウムドープ酸化亜鉛）、ＧＺＯ（ガリウムドープ酸化亜鉛）、ＴｉＯ2、ＦＴＯ（フッ素ドープ酸化スズ）などの透明導電性酸化物、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホン酸）などの透明導電性ポリマー、カーボンナノチューブなどの炭素材料が挙げられる。これらの電極材料は、例えば真空蒸着法、スパッタリング、溶液塗布法等の方法で成膜することができる。
【００９４】
絶縁層に用いられる材料としては、必要な絶縁効果を有するものであれば特に制限はないが、例えば、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナなどの無機材料、ポリエステル（ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）など）、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド、ポリアクリレート、エポキシ樹脂、ポリパラキシリレン樹脂、ノボラック樹脂、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＳ（ポリスチレン）、などの有機材料が挙げられる。これらの絶縁膜材料は、例えば真空蒸着法、スパッタリング、溶液塗布法等の方法で成膜することができる。
上述した有機ＴＦＴに関するその他の構成は、例えば、特開２００９−２１２３８９号公報の記載が参考となる。
【００９５】
また、ＴＦＴの活性層には、例えば特開２０１０−１８６８６０号公報に記載された非晶質酸化物も使用することができる。ここで、特開２０１０−１８６８６０号に記載された電界効果型トランジスタが有する非晶質酸化物含有の活性層について示す。この活性層は、電子又はホールの移動する電界効果型トランジスタのチャネル層として機能する。
【００９６】
活性層は、非晶質酸化物半導体を含んだ構成とされている。この非晶質酸化物半導体は、低温で成膜可能であるために、可撓性のある基板上に好適に形成される。活性層に用いられる非晶質酸化物半導体としては、好ましくはＩｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、又はＣｄよりなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を含む非晶質酸化物であり、より好ましくは、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎよりなる群より選ばれる少なくとも１種を含む非晶質酸化物、更に好ましくは、Ｉｎ、Ｚｎよりなる群より選ばれる少なくとも１種を含む非晶質酸化物である。
【００９７】
活性層に用いられる非晶質酸化物としては、具体的には、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯ，ＳｎＯ２、ＣｄＯ，Ｉｎｄｉｕｍ−Ｚｉｎｃ−Ｏｘｉｄｅ（ＩＺＯ）、Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ（ＩＴＯ）、Ｇａｌｌｉｕｍ−Ｚｉｎｃ−Ｏｘｉｄｅ（ＧＺＯ）、Ｉｎｄｉｕｍ−Ｇａｌｌｉｕｍ−Ｏｘｉｄｅ（ＩＧＯ）、Ｉｎｄｉｕｍ−Ｇａｌｌｉｕｍ−Ｚｉｎｃ−Ｏｘｉｄｅ（ＩＧＺＯ）が挙げられる。
【００９８】
活性層の成膜方法としては、酸化物半導体の多結晶焼結体をターゲットとして、気相成膜法を用いるのが好ましい。気相成膜法の中でも、スパッタリング法、パルスレーザー蒸着法（ＰＬＤ法）が適している。更に、量産性の観点から、スパッタリング法が好ましい。例えば、ＲＦマグネトロンスパッタリング蒸着法により、真空度及び酸素流量を制御して成膜される。
【００９９】
成膜された活性層は、周知のＸ線回折法によりアモルファス膜であることが確認される。活性層の組成比は、ＲＢＳ（ラザフォード後方散乱）分析法により求められる。
【０１００】
また、この活性層の電気伝導度は、好ましくは１０−４Ｓｃｍ−１以上１０２Ｓｃｍ−１未満であり、より好ましくは１０−１Ｓｃｍ−１以上１０２Ｓｃｍ−１未満である。この活性層の電気伝導度の調整方法としては、公知の酸素欠陥による調整方法や、組成比による調整方法、不純物による調整方法、酸化物半導体材料による調整方法が挙げられる。
上述した非晶質酸化物に関するその他の構成は、例えば、特開２０１０−１８６８６０号公報の記載が参考となる。
【０１０１】
［絶縁性基板］
絶縁性基板としては、例えば、ガラス、石英、プラスチックフィルムなどが挙げられる。プラスチックフィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等からなるフィルム等が挙げられる。また、これらのプラスチックフィルムに、有機あるいは無機のフィラーを含有させてもよい。また、フレキシブルでかつ低熱膨張、高強度といった、既存のガラスやプラスチックでは得られない特性を有するアラミド、バイオナノファイバーなどを用いて形成されたフレキシブル基板も好適に使用しうる。
【０１０２】
（アラミド）
アラミド材料は、ガラス転移温度３１５℃という高い耐熱性、ヤング率が１０ＧＰａという高い剛性、熱膨張率が−３〜５ｐｐｍ／℃という高い寸法安定性を有する。このため、アラミド製のフィルムを用いると、一般的な樹脂フィルムを用いる場合と比べて、半導体層の高品質の成膜が容易に行える。また、アラミド材料の高耐熱性により、電極材料を高温硬化させて低抵抗化できる。更に、ハンダのリフロー工程を含むＩＣの自動実装にも対応できる。また更に、ＩＴＯ（indium tin oxide）やガス・バリア膜、ガラス基板と熱膨張係数が近いために、製造後の反りが少ない。そして、割れにくい。ここで、ハロゲンを含まないハロゲンフリー（JPCA−ES01−2003の規定に適合）なアラミド材料を用いることが環境負荷低減の点で好ましい。アラミドフィルムは、ガラス基板やＰＥＴ基板と積層されてもよいし、デバイスの筐体に貼り付けられてもよい。
【０１０３】
アラミドの分子間の凝集力（水素結合力）の高さによる溶媒への低溶解性を分子設計によって解決することにより、無色透明で薄いフィルムへの成形が容易とされたアラミド材料についても、好適に用いることができる。モノマーユニットの秩序性、及び芳香環上の置換基種・位置を制御する分子設計により、アラミド材料の高剛性や寸法安定性に繋がる直線性の高い棒状の分子構造を維持しつつ、溶解性が良い成形の容易さが得られる。この分子設計により、ハロゲンフリーをも実現できる。
【０１０４】
また、フィルムの面内方向の特性が最適化されたアラミド材料についても、好適に用いることができる。成型中に逐次変化するアラミドフィルムの強度に応じて、溶液キャスト、縦延伸、横延伸の工程ごとに張力条件を制御することにより、直線性の高い棒状分子構造であって物性に異方性が生じやすいアラミドフィルムの面内方向の特性をバランスできる。
【０１０５】
具体的に、溶液キャスト工程では、溶媒の乾燥速度の制御による面内厚み方向の物性の等方化、溶媒を含んだ状態のフィルムの強度とキャスト・ドラムからの剥離強度の最適化、を図る。縦延伸工程では、延伸中に逐次変化するフィルムの強度、溶媒の残留量に応じた延伸条件を精密に制御する。横延伸工程では、加熱によって変化するフィルム強度の変化に応じた横延伸の条件の制御、フィルムの残留応力を緩和するための横延伸の条件の制御を図る。このようなアラミド材料の使用により、成型後のアラミドフィルムがカールしてしまう問題を解決できる。
【０１０６】
上記の成形容易さに対する工夫、及びフィルム面内方向の特性のバランスに対する工夫のいずれにおいても、アラミドならではの直線性の高い棒状の分子構造が維持されているので、熱膨張係数を低く維持できる。製膜時の延伸条件の変更などにより、熱膨張係数を更に低減することも可能である。
【０１０７】
（バイオナノファイバー）
ナノファイバーは、光の波長に対して十分に小さなコンポーネントは光散乱を生じないことから、透明でフレキシブルな樹脂材料の補強として用いることができる。そして、ナノファイバーの中でも、バクテリア(酢酸菌、Acetobacter Xylinum)が産出するセルロースミクロフィブリル束は、幅５０ｎｍと、可視光波長に対して約１／１０のサイズでかつ、高強度、高弾性、低熱膨である特徴を有しており、このバクテリアセルロースと透明樹脂との複合材料（バイオナノファイバーということがある）を好適に用いることができる。
【０１０８】
バクテリアセルロースシートにアクリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂を含浸・硬化させることで、繊維を約６０〜７０％と高い比率で含有しながら、波長５００ｎｍで約９０％の光透過率を示す透明バイオナノファイバーが得られる。このバイオナノファイバーにより、シリコン結晶に匹敵する低い熱膨張係数（約３〜７ｐｐｍ）、鋼鉄並の強度(約４６０ＭＰａ)、及び高弾性(約３０ＧＰａ)が得られる。
上述したバイオナノファイバーに関する構成は、例えば、特開２００８−３４５５６号公報の記載が参考となる。
【０１０９】
以上説明したとおり、本明細書には、下記（１）から（１３）の放射線画像検出装置、及び下記（１４）の放射線撮影装置が開示されている。
【０１１０】
（１）  照射される放射線の低エネルギー成分を主として吸収して第１の蛍光を発する第１の蛍光組成物、及び前記放射線の高エネルギー成分を主として吸収して第２の蛍光を発する第２の蛍光組成物を含有してなる蛍光体と、前記第１の蛍光を検出する第１の画素のアレイを有し、前記蛍光体の放射線入射側に配置される第１のセンサパネルと、前記第２の蛍光を検出する第２の画素のアレイを有し、前記蛍光体を挟んで前記第１のセンサパネルと対向して配置される第２のセンサパネルと、を備え、前記蛍光体における前記第１の蛍光組成物及び前記第２の蛍光組成物の含有率は、前記第１のセンサパネル側においては前記第１の蛍光組成物が高く、前記第２のセンサパネル側では前記第２の蛍光組成物が高い放射線画像検出装置。
（２）  上記（１）の放射線画像検出装置であって、前記第１の蛍光のピーク波長は、第１の波長域にあり、前記第２の蛍光のピーク波長は、前記第１の波長域から外れる第２の波長域にある放射線画像検出装置。
（３）  上記（２）の放射線画像検出装置であって、前記蛍光体と前記第１のセンサパネルとの間に、前記第２の波長域の光を選択的に遮断して前記第１の波長域の光を透過させるフィルタを備える放射線画像検出装置。
（４）  上記（２）又は（３）に記載の放射線画像検出装置であって、蛍光体と前記第２のセンサパネルとの間に、前記第１の波長域の光を選択的に遮断して前記第２の波長域の光を透過させるフィルタを備える放射線画像検出装置。
（５）  上記（３）又は（４）に記載の放射線画像検出装置であって、前記フィルタは、ダイクロイックフィルタである放射線画像検出装置。
（６）  上記（２）の放射線画像検出装置であって、前記第１の画素の分光感度のピーク波長は、前記第１の波長域にあり、前記第２の画素の分光感度のピーク波長は、前記第２の波長域にある放射線画像検出装置。
（７）  上記（１）から（６）のいずれか一つの放射線画像検出装置であって、前記第１のセンサパネルは、前記第１の画素のアレイが設けられる半導体基板を有しており、前記第１の画素は、光電変換素子と、該光電変換素子に生じる電荷を読み出す読み出し回路部を含み、該読出し回路部は前記半導体基板に形成されている放射線画像検出装置。
（８）  上記（７）の放射線画像検出装置であって、前記半導体基板を形成する半導体材料は、単結晶Ｓｉよりもバンドギャップが大きい放射線画像検出装置。
（９）  上記（８）の放射線画像検出装置であって、前記半導体材料は、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＺｎＯ、Ｃ（ダイヤモンド）、ＢＮ、ＡｌＮの群から選ばれるいずれか一つである放射線画像検出装置。
（１０）  上記（８）又は（９）の放射線画像検出装置であって、前記第１の画素の前記光電変換素子は、前記半導体基板に形成されており、前記第１の波長域は、青の波長域である放射線画像検出装置。
（１１）  上記（１）から（９）のいずれか一つの放射線画像検出装置であって、前記第１の画素は、有機光電変換素子を含む放射線画像検出装置。
（１２）  上記（１）から（１１）のいずれか一つの放射線画像検出装置であって、前記第１の蛍光組成物は、ＢａＦＸ：Ｅｕ（Ｘはハロゲン）であり、前記第２の蛍光組成物は、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂである放射線画像検出装置。
（１３）  上記（１）の放射線画像検出装置であって、前記第１の蛍光組成物は、ＢａＦＸ：Ｅｕ（Ｘはハロゲン）であり、前記第２の蛍光組成物は、ＣａＷＯ４である放射線画像検出装置。
（１４）  上記（１）から（１３）のいずれか一つの放射線画像検出装置と、前記第１のセンサパネルによって生成される第１の画像データ、及び前記第２のセンサパネルによって生成される第２の画像データを用いて、エネルギーサブトラクション画像を生成する画像処理部と、を備える放射線撮影装置。
【符号の説明】
【０１１１】
１  Ｘ線撮影装置
２  Ｘ線源
３  Ｘ線画像検出装置
４  コンソール
５  Ｘ線源保持装置
６  スタンド
１０  Ｘ線源制御部
１１  高電圧発生器
１２  Ｘ線管
１３  コリメータ
１４  コリメータユニット
１５  天井レール
１６  台車部
１７  支柱部
１８  本体
１９  保持部
２０  制御装置
２１  入力装置
２２  画像処理部
２３  画像記憶部
２４  モニタ
２５  Ｉ／Ｆ
２６  バス
３０  シンチレータ（蛍光体）
３１  第１のセンサパネル
３２  第２のセンサパネル
４０  絶縁性基板
４１  第１の画素
４２  光電変換素子
４３  読み出し回路部
５０  絶縁性基板
５１  第２の画素
５２  光電変換素子
５３  読み出し回路部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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