(57)【要約】【課題】スイッチング素子部分に遮光部材を設けることなく、スイッチング素子でのノイズの発生を抑制しつつ、残像を消去できる放射線撮影装置を提供する。【解決手段】光透過性を有する基板６４の一方の面に、第１波長域の光に対して感度を有するセンサ部７２、及び第１波長域よりも広い波長域の光に対してノイズが発生するＴＦＴ７０が形成された画素が複数設けられた放射線検出器６０の基板６４の他方の面に対して主に第１波長域の光を照射する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性を有する基板の一方の面に、第１波長域の光に対して感度を有し、前記第１波長域の光が照射されることにより電荷を発生するセンサ部、及び前記センサ部に発生した電荷を読み出すために設けられ、前記第１波長域よりも広い波長域の光に応じてノイズが発生するスイッチング素子が形成された画素が複数設けられた撮影パネルと、
前記基板の他方の面に対して主に前記第１波長域の光を照射する照射手段と、
を備えた放射線撮影装置。
【請求項２】
前記第１波長域の光を、緑色光とし、
前記センサ部は、キナクリドン系有機化合物を含んで構成された
請求項１記載の放射線撮影装置。
【請求項３】
前記撮影パネル上に設けられ、放射線を第２波長域の光に変換する波長変換層と、
前記波長変換層と前記撮影パネルの間に形成され、前記第２波長域の光を前記第１波長域の光に変換する波長変換フィルタと、
をさらに備えた請求項１記載の放射線撮影装置。
【請求項４】
前記第１波長域の光を、赤色光とし、
前記センサ部は、亜鉛フタロシアニンを含んで構成された
請求項３記載の放射線撮影装置。
【請求項５】
前記撮影パネルは、各画素で前記センサ部及び前記スイッチング素子が別な層で少なくとも一部が重なるように形成された
請求項１〜請求項４の何れか１項記載の放射線撮影装置。
【請求項６】
前記撮影パネルは、撮影対象物を透過した放射線が前記基板側から入射するように配置され、
前記照射手段を、前記基板の他方の面に対向して配置され、前記第１波長域の光を発生する有機エレクトロルミネッセンス素子とした
請求項１〜請求項５の何れか１項記載の放射線撮影装置。
【請求項７】
前記照射手段は、主に前記第１波長域の光を発生する発光部が設けられた発光パネルとし、
筐体の撮影対象物を透過した放射線が照射される撮影面が設けられた天板部分の前記放射線が入射する面の反対側の面に、発光パネル、撮影パネルの順に積層して取り付けられた
請求項１〜請求項６の何れか１項記載の放射線撮影装置。
【請求項８】
前記照射手段は、
主に前記第１波長域の光を発生する光源と、
前記基板の他方の面に対向して配置され、前記光源で発生した光を前記基へ導光する導光板と、
を含んで構成された請求項１〜請求項６の何れか１項記載の放射線撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線撮影装置に係り、特に、放射線源から射出されて被検者を透過した放射線により示される放射線画像の撮影を行う放射線撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）アクティブマトリクス基板上に放射線感応層を配置し、Ｘ線などの放射線を直接デジタルデータに変換できるＦＰＤ（Flat Panel Detector）等の放射線検出器が実用化されており、この放射線検出器を用いて、照射された放射線により表わされる放射線画像を撮影する放射線撮影装置が実用化されている。この放射線検出器を用いた放射線撮影装置は、従来のＸ線フィルムやイメージングプレートを用いた放射線撮影装置に比べて、即時に画像を確認でき、連続的に放射線画像の撮影を行う透視撮影（動画撮影）も行うことができるといったメリットがある。
【０００３】
この種の放射線検出器は、種々のタイプのものが提案されており、例えば、放射線を一度ＣｓＩ：Ｔｌ、ＧＯＳ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）などのシンチレータで光に変換し、変換した光をフォトダイオードなどのセンサ部で電荷に変換して蓄積する間接変換方式等がある。放射線撮影装置では、放射線検出器に蓄積された電荷を電気信号として読み出し、読み出した電気信号をアンプで増幅した後にＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換部でデジタルデータに変換している。
【０００４】
ところで、間接変換方式の放射線検出器は、フォトダイオードなどのセンサ部としてａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）などの半導体が一般的に使われているが、半導体の不純物準位に電荷が一旦トラップされ、トラップされた電荷が放出されることによって残像を生じる場合がある。また、ＴＦＴ等のスイッチング素子も、半導体を用いて形成されるため、光キャリブレーションのために照射された光により、ノイズが発生する。
【０００５】
そこで、スイッチング素子でのノイズの発生を抑制しつつ、残像を消去する技術として、特許文献１には、放射線検出器の基板を光透過性を有する材料で形成すると共に、基板のスイッチング素子部分に遮光部材を配置し、基板側に導光板を配置して基板側から光を照射することにより、放射線検出器の各センサ部の不純物電位を撮影前に埋める共に、遮光部材によりスイッチング素子への光の入射を抑制する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−３５７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の技術では、ノイズの発生を抑制するためにスイッチング素子部分に遮光部材を設ける必要がある。
【０００８】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、スイッチング素子部分に遮光部材を設けることなく、スイッチング素子でのノイズの発生を抑制しつつ、残像を消去できる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】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の放射線撮影装置は、光透過性を有する基板の一方の面に、第１波長域の光に対して感度を有し、前記第１波長域の光が照射されることにより電荷を発生するセンサ部、及び前記センサ部に発生した電荷を読み出すために設けられ、前記第１波長域よりも広い波長域の光に応じてノイズが発生するスイッチング素子が形成された画素が複数設けられた撮影パネルと、前記基板の他方の面に対して主に前記第１波長域の光を照射する照射手段と、を備えている。
【００１０】
請求項１によれば、撮影パネルは、光透過性を有する基板の一方の面に、第１波長域の光に対して感度を有し、第１波長域の光が照射されることにより電荷を発生するセンサ部、及び前記センサ部に発生した電荷を読み出すために設けられ、第１波長域よりも広い波長域の光に対してノイズが発生するスイッチング素子が形成された画素が複数設けられている。
【００１１】
そして、照射手段により、基板の他方の面に対して主に第１波長域の光が照射される。
【００１２】
このように、請求項１に記載の発明によれば、光透過性を有する基板の一方の面に、第１波長域の光に対して感度を有するセンサ部、及び第１波長域よりも広い波長域の光に対してノイズが発生するスイッチング素子が形成された画素が複数設けられた撮影パネルの基板の他方の面に対して、残像を消去する際に、照射手段により主に第１波長域の光を照射することにより、スイッチング素子部分に遮光部材を設けることなく、スイッチング素子でのノイズの発生を抑制しつつ、残像を消去できる。
【００１３】
なお、本発明は、請求項２記載の発明のように、前記第１波長域の光を、緑色光とし、前記センサ部を、キナクリドン系有機化合物を含んで構成してもよい。
【００１４】
また、請求項１記載の発明は、請求項３記載の発明のように、前記撮影パネル上に設けられ、放射線を第２波長域の光に変換する波長変換層と、前記波長変換層と前記撮影パネルの間に形成され、前記第２波長域の光を前記第１波長域の光に変換する波長変換フィルタと、さらに備えてもよい。
【００１５】
また、請求項３記載の発明は、請求項４記載の発明のように、前記第１波長域の光を、赤色光とし、前記センサ部を、亜鉛フタロシアニンを含んで構成してもよい。
【００１６】
また、請求項４記載の発明は、請求項５記載の発明のように、前記撮影パネルの各画素で前記センサ部及び前記スイッチング素子が別な層で少なくとも一部が重なるように形成されてもよい。
【００１７】
また、本発明は、請求項６記載の発明のように、前記撮影パネルが、撮影対象物を透過した放射線が前記基板側から入射するように配置され、前記照射手段を、前記基板の他方の面に対向して配置され、前記第１波長域の光を発生する有機エレクトロルミネッセンス素子としてもよい。
【００１８】
また、本発明は、請求項７記載の発明のように、前記照射手段を、主に前記第１波長域の光を発生する発光部が設けられた発光パネルとし、筐体の撮影対象物を透過した放射線が照射される撮影面が設けられた天板部分の前記放射線が入射する面の反対側の面に、発光パネル、撮影パネルの順に積層して取り付けてもよい。
【００１９】
また、本発明は、請求項８記載の発明のように、前記照射手段を、主に前記第１波長域の光を発生する光源と、前記基板の他方の面に対向して配置され、前記光源で発生した光を前記基へ導光する導光板と、を含んで構成してもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、スイッチング素子部分に遮光部材を設けることなく、スイッチング素子でのノイズの発生を抑制しつつ、残像を消去できる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施の形態に係る電子カセッテの内部構成を示す透過斜視図である。
【図２】第１の実施の形態に係る放射線検出器及び放射線検出部の構成を模式的に示した断面図である。
【図３】実施の形態に係る放射線検出器の薄膜トランジスタ及びコンデンサの構成を示した断面図である。
【図４】実施の形態に係るＴＦＴ基板の構成を示す平面図である。
【図５】実施の形態に係る電子カセッテ内部の構成を示す側面図である。
【図６】アモルファスシリコンとキナクリドンの波長に対する吸収特性を概略的に示すグラフである。
【図７】実施の形態に係る電子カセッテの電気系の要部構成を示すブロック図である。
【図８】放射線画像撮影時における電子カセッテの配置を示す概略図である。
【図９】第２の実施の形態に係る放射線検出器及び放射線検出部の構成を模式的に示した断面図である。
【図１０】他の形態に係る電子カセッテ内部の構成を示す側面図である。
【図１１】放射線検出器への放射線の表面読取方式と裏面読取方式を説明するための断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、ここでは、本発明を、可搬型の放射線撮影装置（以下「電子カセッテ」ともいう。）に適用した場合の形態例について説明する。
【００２３】
［第１の実施の形態］
図１には、本実施の形態に係る電子カセッテ１０の構成が示されている。
【００２４】
同図に示すように、電子カセッテ１０は、放射線Ｘを透過させる材料からなる筐体５４を備えており、防水性、密閉性を有する構造とされている。電子カセッテ１０は、手術室等で使用されるとき、血液やその他の雑菌が付着するおそれがある。そこで、電子カセッテ１０を防水性、密閉性を有する構造として、必要に応じて殺菌洗浄することにより、１つの電子カセッテ１０を繰り返し続けて使用することができる。
【００２５】
筐体５４の内部には、撮影の際に被検者と透過した放射線Ｘが照射される筐体５４の照射面５６側から順に、被検者を透過した放射線Ｘによる放射線画像を撮影する放射線検出器６０、放射線検出器６０の残像を消去するための光を放射線検出器６０へ導くための導光板６１が配設されている。
【００２６】
また、筐体５４の内部の一端側には、マイクロコンピュータを含む電子回路及び充電可能で、かつ着脱可能なバッテリ９６Ａを収容するケース３１が配置されている。放射線検出器６０、及び電子回路は、ケース３１に配置されたバッテリ９６Ａから供給される電力によって作動する。ケース３１内部に収容された各種回路が放射線Ｘの照射に伴って損傷することを回避するため、ケース３１の撮影面５６側には鉛板等を配設しておくことが望ましい。なお、本実施の形態に係る電子カセッテ１０は、撮影面５６の形状が長方形とされた直方体とされており、その長手方向一端部にケース３１が配置されている。
【００２７】
また、筐体５４の外壁の所定位置には、‘レディ状態’，‘データ送信中’といった動作モード、バッテリ９６Ａの残容量の状態等の電子カセッテ１０の動作状態を示す表示を行う表示部５６Ａが設けられている。なお、本実施の形態に係る電子カセッテ１０では、表示部５６Ａとして、発光ダイオードを適用しているが、これに限らず、発光ダイオード以外の発光素子や、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ等の他の表示手段としてもよい。
【００２８】
図２には、本実施形態に係る放射線検出器６０の構成を模式的に示した断面図が示されている。
【００２９】
放射線検出器６０は、絶縁性基板６４に薄膜トランジスタ（TFT：Thin Film Transistor、以下「ＴＦＴ」という）７０、及び蓄積容量６８が形成されたＴＦＴアクティブマトリクス基板（以下、「ＴＦＴ基板」という）６６を備えている。
【００３０】
このＴＦＴ基板６６上には、入射される放射線を光に変換するシンチレータ７１が配置される。
【００３１】
シンチレータ７１としては、例えば、ＣｓＩ：Ｔｌ、ＧＯＳ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）を用いることができる。なお、シンチレータ７１は、これらの材料に限られるものではない。
【００３２】
シンチレータ７１としては、例えば、以下の表１に示すような組成の材料を用いることができる。表１には、各材料の組成と発光色、ピーク波長が示されている。
【００３３】
【表１】
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絶縁性基板６４としては、光透過性を有し且つ放射線の吸収が少ないものであれば何れでもよく、例えば、ガラス基板、透明セラミック基板、光透過性の樹脂基板を用いることができる。なお、絶縁性基板６４は、これらの材料に限られるものではない。
【００３４】
ＴＦＴ基板６６には、シンチレータ７１によって変換された光が入射されることにより電荷を発生するセンサ部７２が形成されている。本実施形態に係るＴＦＴ基板６６では、ＴＦＴ７０とセンサ部７２を別な層で重なるように形成している。これにより、センサ部７２でのシンチレータ７１からの光の受光面積を大きくすることができる。また、ＴＦＴ基板６６には、ＴＦＴ基板６６上を平坦化するための平坦化層６７が形成されている。また、ＴＦＴ基板６６とシンチレータ７１との間であって、平坦化層６７上には、シンチレータ７１をＴＦＴ基板６６に接着するための接着層６９が形成されている。
【００３５】
センサ部７２は、上部電極７２Ａ、下部電極７２Ｂ、及び該上下の電極間に配置された光電変換膜７２Ｃを有している。
【００３６】
上部電極７２Ａ、及び下部電極７２ＢはＩＴＯ（酸化インジウムスズ）やＩＺＯ（酸化亜鉛インジウム）などの光透過性の高い材料を用いて形成しており、光透過性を有する。
【００３７】
光電変換膜７２Ｃは、シンチレータ７１から発せられた光を吸収し、吸収した光に応じた電荷を発生する。光電変換膜７２Ｃは、光が照射されることにより電荷を発生する材料により形成すればよく、例えば、アモルファスシリコンや有機光電変換材料などにより形成することができる。アモルファスシリコンを含む光電変換膜７２Ｃであれば、幅広い吸収スペクトルを持ち、シンチレータ７１による発光を吸収することができる。有機光電変換材料を含む光電変換膜７２Ｃであれば、可視域にシャープな吸収スペクトルを持ち、シンチレータ７１による発光以外の電磁波が光電変換膜７２Ｃに吸収されることがほとんどなく、Ｘ線等の放射線が光電変換膜７２Ｃで吸収されることによって発生するノイズを効果的に抑制することができる。
【００３８】
有機光電変換材料としては、例えば、キナクリドン系有機化合物及びフタロシアニン系有機化合物が挙げられる。例えば、キナクリドンの可視域における吸収ピーク波長は５６０ｎｍであるため、有機光電変換材料としてキナクリドンを用い、シンチレータ７１の材料としてＣｓＩ：Ｔｌを用いれば、上記ピーク波長の差を５ｎｍ以内にすることが可能となり、光電変換膜７２Ｃで発生する電荷量をほぼ最大にすることができる。この光電変換膜７２Ｃとして適用可能な有機光電変換材料については、特開２００９−３２８５４号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。なお、光電変換膜７２Ｃは、さらにフラーレン若しくはカーボンナノチューブを含有させて形成してもよい。
【００３９】
図３には、本実施の形態に係るＴＦＴ基板６６に形成されたＴＦＴ７０及び蓄積容量６８の構成が概略的に示されている。
【００４０】
絶縁性基板６４上には、下部電極７２Ｂに対応して、下部電極７２Ｂに移動した電荷を蓄積する蓄積容量６８と、蓄積容量６８に蓄積された電荷を電気信号に変換して出力するＴＦＴ７０が形成されている。蓄積容量６８及びＴＦＴ７０の形成された領域は、平面視において下部電極７２Ｂと重なる部分を有しており、このような構成とすることで、各画素部における蓄積容量６８及びＴＦＴ７０とセンサ部７２とが厚さ方向で重なりを有することとなり、少なく面積で蓄積容量６８及びＴＦＴ７０とセンサ部７２を配置できる。
【００４１】
蓄積容量６８は、絶縁性基板６４と下部電極７２Ｂとの間に設けられた絶縁膜６５Ａを貫通して形成された導電性材料の配線を介して対応する下部電極７２Ｂと電気的に接続されている。これにより、下部電極７２Ｂで捕集された電荷を蓄積容量６８に移動させることができる。
【００４２】
ＴＦＴ７０は、ゲート電極７０Ａ、ゲート絶縁膜６５Ｂ、及び活性層（チャネル層）７０Ｂが積層され、さらに、活性層７０Ｂ上にソース電極７０Ｃとドレイン電極７０Ｄが所定の間隔を開けて形成されている。活性層７０Ｂは、例えば、アモルファスシリコンや非晶質酸化物などにより形成することができる。活性層７０Ｂを構成する非晶質酸化物としては、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも１つを含む酸化物（例えば、Ｉｎ−Ｏ系）が好ましく、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも２つを含む酸化物（例えば、Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｉｎ−Ｇａ−Ｏ系、Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系）がより好ましく、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎを含む酸化物が特に好ましい。Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系非晶質酸化物としては、結晶状態における組成がＩｎＧａＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍは６未満の自然数）で表される非晶質酸化物が好ましく、特に、ＩｎＧａＺｎＯ４がより好ましい。
【００４３】
ＴＦＴ７０の活性層７０Ｂを非晶質酸化物で形成したものとすれば、Ｘ線等の放射線を吸収せず、あるいは吸収したとしても極めて微量に留まるため、ノイズの発生を効果的に抑制することができる。
【００４４】
ここで、ＴＦＴ７０の活性層７０Ｂを構成する非晶質酸化物や、光電変換膜７２Ｃを構成する有機光電変換材料は、いずれも低温での成膜が可能である。従って、絶縁性基板６４としては、石英基板、及びガラス基板等の耐熱性の高い基板に限定されず、プラスチック等の可撓性基板、アラミド、バイオナノファイバを用いることもできる。具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）等の可撓性基板を用いることができる。このようなプラスチック製の可撓性基板を用いれば、軽量化を図ることもでき、例えば、持ち運び等に有利となる。なお、絶縁性基板６４には、絶縁性を確保するための絶縁層、水分や酸素の透過を防止するためのガスバリア層、平坦性あるいは電極等との密着性を向上するためのアンダーコート層等を設けてもよい。
【００４５】
アラミドは、２００度以上の高温プロセスを適用できるために、透明電極材料を高温硬化させて低抵抗化でき、また、ハンダのリフロー工程を含むドライバＩＣの自動実装にも対応できる。また、アラミドは、ＩＴＯ（indium tin oxide）やガラス基板と熱膨張係数が近いため、製造後の反りが少なく、割れにくい。また、アラミドは、ガラス基板等と比べて薄く基板を形成できる。なお、超薄型ガラス基板とアラミドを積層して絶縁性基板６４を形成してもよい。
【００４６】
バイオナノファイバは、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（バクテリアセルロース）と透明樹脂との複合したものである。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１／１０のサイズで、かつ、高強度、高弾性、低熱膨である。バクテリアセルロースにアクリル樹脂、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６０−７０％も含有しながら、波長５００nmで約９０％の光透過率を示すバイオナノファイバが得られる。バイオナノファイバは、シリコン結晶に匹敵する低い熱膨張係数（３−７ｐｐｍ）を有し、鋼鉄並の強度(４６０ＭＰa)、高弾性(３０ＧＰａ)で、かつフレキシブルであることから、ガラス基板等と比べて薄く絶縁性基板６４を形成できる。
【００４７】
図４には、本実施の形態に係るＴＦＴ基板６６の構成を示す平面図が示されている。
【００４８】
ＴＦＴ基板６６には、上述のセンサ部７２、蓄積容量６８、ＴＦＴ７０と、を含んで構成される画素７４が一定方向（図４の行方向）及び一定方向に対する交差方向（図４の列方向）に２次元状に複数設けられている。
【００４９】
また、ＴＦＴ基板６６には、一定方向（行方向）に延設され各ＴＦＴ７０をオン・オフさせるための複数本のゲート配線７６と、交差方向（列方向）に延設されオン状態のＴＦＴ７０を介して電荷を読み出すための複数本のデータ配線７８が設けられている。
【００５０】
放射線検出器６０は、平板状で平面視において外縁に４辺を有する四辺形状をしている。具体的には矩形状に形成されている。
【００５１】
本実施形態に係る放射線検出器６０は、図２に示すように、このようなＴＦＴ基板６６の表面にシンチレータ７１が貼り付けられて形成される。
【００５２】
シンチレータ７１は、例えば、ＣｓＩ：Ｔｌ等の柱状結晶で形成しようとする場合、蒸着基板７３への蒸着によって形成される。このように蒸着によってシンチレータ７１を形成する場合、蒸着基板７３は、Ｘ線の透過率、コストの面からＡｌの板がよく使用され、蒸着の際のハンドリング性、自重による反り防止、輻射熱による変形等からある程度（数ｍｍ程度）の厚みが必要となる。なお、シンチレータ７１としてＧＯＳを用いる場合、蒸着基板７３を用いずにＴＦＴ基板６６の表面にＧＯＳを塗布することにより、シンチレータ７１を形成してもよい。
【００５３】
図５には、第１の実施形態に係る電子カセッテ１０内部の構成を示す側面図が示されている。なお、図５では、ＴＦＴ基板６６の画素７４が２次元状に複数設けられた撮影領域６６Ａを識別しやすくするため、撮影領域６６Ａを層として示している。
【００５４】
電子カセッテ１０内部には、シンチレータ７１側が筐体５４の撮影面５６側と対向するように放射線検出器６０が配置されている。
【００５５】
また、放射線検出器６０には、ＴＦＴ基板６６のシンチレータ７１側と反対側の面に平板状の導光板６１が配置されている。
【００５６】
導光板６１の１つの側面には、光源９５が配置されている。導光板６１には、光源９５からの光が入射する。導光板６１は、ＴＦＴ基板６６の画素７４が２次元状に複数設けられた矩形状の撮影領域６６Ａよりも大きいサイズで形成されており、撮影領域６６Ａを覆うように配置されている。導光板６１は、撮影領域６６Ａの周縁部の画素７４まで光源９５からの光を導光できる。
【００５７】
ここで、本実施の形態では、シンチレータ７１の材料としてＣｓＩ：Ｔｌを用い、また、センサ部７２の光電変換膜７２Ｃの材料としてキナクリドン系有機化合物を用いる。これにより、シンチレータ７１で発光する光とセンサ部７２の吸収ピーク波長の差を５ｎｍ以内にすることが可能となり、光電変換膜７２Ｃで発生する電荷量をほぼ最大にすることができる。
【００５８】
また、本実施の形態では、ＴＦＴ７０の活性層７０Ｂの材料としてアモルファスシリコンを用いる。
【００５９】
ところで、アモルファスシリコンは、キナクリドン系有機化合物よりも幅広い波長域の光に対して感度を有している。
【００６０】
図６には、アモルファスシリコンとキナクリドンの波長に対する吸収特性が概略的に示されている。
【００６１】
このように、アモルファスシリコンは、キナクリドンが感度を有する波長域よりも広い波長域の光に対して感度を有している。このため、センサ部７２の光キャリブレーションのため、例えば、放射線検出器６０に対して様々な波長の光を含んだ白色光を照射した場合、ＴＦＴ７０の活性層７０Ｂが幅広い波長域の光に対して感度を有しているため、ＴＦＴ７０でノイズが多く発生する。
【００６２】
このＴＦＴ７０でのノイズの発生を抑えるため、本実施の形態では、光源９５からキナクリドンが感度を有する波長域の光を照射するようにしている。具体的には、光源９５で緑色の光（例えば、ピーク波長５４５ｎｍ）を発生させ、導光板６１を介して放射線検出器６０に緑色の光を照射する。この場合、光源９５自体が緑色の光を発生するものとしてもよく、また、光源９５は白色光を発生するがフィルタ等を用いて緑色の光のみを選択的に透過させてもよい。
【００６３】
図７には、第１の実施の形態に係る電子カセッテ１０の電気系の要部構成を示すブロック図が示されている。
【００６４】
放射線検出器６０は、上述したように、センサ部７２、蓄積容量６８、ＴＦＴ７０を備えた画素７４がマトリクス状に多数個配置されており、電子カセッテ１０への放射線Ｘの照射に伴ってセンサ部７２で発生された電荷は、個々の画素７４の蓄積容量６８に蓄積される。これにより、電子カセッテ１０に照射された放射線Ｘに担持されていた画像情報は電荷情報へ変換されて放射線検出器６０に保持される。
【００６５】
また、放射線検出器６０の個々のゲート配線７６はゲート線ドライバ８０に接続されており、個々のデータ配線７８は信号処理部８２に接続されている。個々の画素７４の蓄積容量６８に電荷が蓄積されると、個々の画素７４のＴＦＴ７０は、ゲート線ドライバ８０からゲート配線７６を介して供給される信号により行単位で順にオンされ、ＴＦＴ７０がオンされた画素７４の蓄積容量６８に蓄積されている電荷は、アナログの電気信号としてデータ配線７８を伝送されて信号処理部８２に入力される。従って、個々の画素７４の蓄積容量６８に蓄積されている電荷は行単位で順に読み出される。
【００６６】
信号処理部８２は、個々のデータ配線７８毎に設けられた増幅器及びサンプルホールド回路を備えており、個々のデータ配線７８を伝送された電気信号は増幅器で増幅された後にサンプルホールド回路に保持される。また、サンプルホールド回路の出力側にはマルチプレクサ、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器が順に接続されており、個々のサンプルホールド回路に保持された電気信号はマルチプレクサに順に（シリアルに）入力され、Ａ／Ｄ変換器によってデジタルデータへ変換される。
【００６７】
信号処理部８２には画像メモリ９０が接続されており、信号処理部８２のＡ／Ｄ変換器から出力されたデジタルデータは画像メモリ９０に順に記憶される。画像メモリ９０は複数フレーム分の画像データを記憶可能な記憶容量を有しており、放射線画像の撮影が行われる毎に、放射線検出器６０の各画素７４のデジタルデータが画像データとして画像メモリ９０に順次記憶される。
【００６８】
画像メモリ９０は電子カセッテ１０全体の動作を制御するカセッテ制御部９２と接続されている。カセッテ制御部９２はマイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵ（中央処理装置）９２Ａ、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を含むメモリ９２Ｂ、ＨＤＤ（ハードディスク・ドライブ）やフラッシュメモリ等からなる不揮発性の記憶部９２Ｃを備えている。
【００６９】
カセッテ制御部９２には、光源９５が接続されている。カセッテ制御部９２は光源９５の発光を制御することができる。
【００７０】
また、カセッテ制御部９２には無線通信部９４が接続されている。本実施の形態に係る無線通信部９４は、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１１ａ／ｂ／ｇ等に代表される無線ＬＡＮ（Local Area Network）規格に対応しており、無線通信による外部機器との間での各種情報の伝送を制御する。カセッテ制御部９２は、無線通信部９４を介して外部装置と無線通信が可能とされており、コンソールなどの制御装置との間で各種情報の送受信が可能とされている。
【００７１】
また、電子カセッテ１０には電源部９６が設けられており、上述した各種回路や各素子（ゲート線ドライバ８０、信号処理部８２、画像メモリ９０、無線通信部９４、カセッテ制御部９２、光源９５等）は、電源部９６から供給された電力によって作動する。電源部９６は、電子カセッテ１０の可搬性を損なわないように、前述したバッテリ（二次電池）９６Ａを内蔵しており、充電されたバッテリ９６Ａから各種回路や各素子へ電力を供給する。なお、図７では、電源部９６と各種回路や各素子を接続する配線の図示を省略している。
【００７２】
次に、本実施の形態に係る電子カセッテ１０の作用を説明する。
【００７３】
放射線画像を撮影する際、電子カセッテ１０は、図８に示すように、放射線Ｘを発生させる放射線源としての放射線発生部１２と間隔を空けて配置される。このときの放射線発生部１２と電子カセッテ１０との間は、被検者としての患者１４が位置するための撮影位置とされており、放射線画像の撮影が指示されると、放射線発生部１２は予め与えられた撮影条件等に応じた放射線量の放射線Ｘを射出する。放射線発生部１２から射出された放射線Ｘは、撮影位置に位置している患者１４を透過することで画像情報を担持した後に電子カセッテ１０に照射される。
【００７４】
放射線検出器６０では、放射線Ｘの照射に伴って各画素７４のセンサ部７２に電荷が発生し、発生した電荷が蓄積容量６８に蓄積される。これにより、電子カセッテ１０に照射された放射線Ｘに担持されていた画像情報は電荷情報へ変換されて放射線検出器６０に保持される。
【００７５】
放射線Ｘが照射されると、電子カセッテ１０のカセッテ制御部９２は、ゲート線ドライバ８０を制御してゲート線ドライバ８０から１ラインずつ順に各ゲート配線７６にオン信号を出力させ、各ゲート配線７６に接続された各ＴＦＴ７０を１ラインずつ順にオンさせる。
【００７６】
放射線検出器６０は、各ゲート配線７６に接続された各ＴＦＴ７０を１ラインずつ順にオンされると、１ラインずつ順に各蓄積容量６８に蓄積された電荷が電気信号として各データ配線７８に流れ出す。各データ配線７８に流れ出した電気信号は信号処理部８２でデジタルの画像データに変換されて、画像メモリ９０に記憶される。
【００７７】
カセッテ制御部９２は、撮影終了後、画像メモリ９０に記憶された画像情報を無線通信によりコンソールへ送信する。
【００７８】
ところで、放射線検出器６０は、各センサ部７２の光電変換膜７２Ｃにおいて、不純物準位に電荷が一旦トラップされ、トラップされた電荷が放出されることによって残像を生じる場合がある。そこで、カセッテ制御部９２は、撮影を行う際に、光源９５を発光させて導光板６１を介してＴＦＴ基板６６の各画素７４に緑色の光を照射して放射線検出器６０の各画素７４のセンサ部７２の不純物電位を撮影前に埋めておく光キャリブレーションを行う。
【００７９】
ここで、本実施の形態では、残像を消去する際にセンサ部７２が感度を有する緑色の光を光源９５で発生させ、導光板６１を介して放射線検出器６０に緑光の光を照射している。このようにセンサ部７２に対して緑光の光を照射することにより、光電変換膜７２Ｃの不純物準位を電荷で埋めることができるため、残像を消去することができる。
【００８０】
一方、本実施の形態では、導光板６１を介して放射線検出器６０に緑光の光が照射されることによりＴＦＴ７０でノイズが発生するが、様々な波長の光を含んだ白色光が照射された場合と比較して、ＴＦＴ７０で発生するノイズ量を少なく抑えることができる。
【００８１】
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態について説明する。
【００８２】
第２の実施の形態に係る電子カセッテ１０の構成、ＴＦＴ基板６６の構成は、上記第１の実施の形態（図１、図３〜図５、図７参照）と同一であるので、ここでの説明は省略する。
【００８３】
図９には、第２の実施形態に係る放射線検出器６０の構成を模式的に示した断面図が示されている。なお、第１の実施の形態（図２）と同一部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００８４】
本実施の形態では、シンチレータ７１の材料としてＧＯＳを用い、また、センサ部７２の光電変換膜７２Ｃの材料として亜鉛フタロシアニンを用いる。また、本実施の形態では、ＴＦＴ７０の活性層７０Ｂの材料としてアモルファスシリコンを用いる。
【００８５】
シンチレータ７１は、ＧＯＳを用いた場合、放射線が入射すると緑色の光が発生する。
【００８６】
シンチレータ７１とＴＦＴ基板６６の間には波長変換フィルタ５９が形成されている。波長変換フィルタ５９は、ＴＦＴ基板６６の表面に形成されており、その上に接着層６９を介してシンチレータ７１が接着されている。
【００８７】
本実施の形態に係る放射線検出器６０では、シンチレータ７１で発生した緑色の光を波長変換フィルタ５９により赤色の光に変換する。なお、波長変換フィルタ５９は、散乱による画質の低下を抑制するため、厚さが５０μｍ未満であることが好ましい。
【００８８】
センサ部７２は、光電変換膜７２Ｃの材料として亜鉛フタロシアニンを用いた場合、赤色の光に対して感度を有する。
【００８９】
すなわち、第２の実施形態に係る放射線検出器６０は、シンチレータ７１で発生した緑色の光を波長変換フィルタ５９により赤色の光に変換してセンサ部７２で検出する。
【００９０】
また、本実施の形態では、光源９５から亜鉛フタロシアニンが感度を有する波長域の光を照射するようにしている。具体的には、光源９５で赤色を発生させ、導光板６１を介して放射線検出器６０に緑色の光を照射する。この場合、光源９５自体が赤色の光を発生するものとしてもよく、また、光源９５は白色光を発生するがフィルタ等を用いて赤色の光のみを選択的に透過させてもよい。
【００９１】
ここで、アモルファスシリコンは、図６に示されるように、緑色の波長域（波長５４５ｎｍ付近）よりも赤色の波長域（波長７００ｎｍ付近）に対して感度が低くなっている。
【００９２】
放射線検出器６０では、放射線Ｘが照射された場合、放射線Ｘが照射されたことによりシンチレータ７１で発生した緑色の光が波長変換フィルタ５９により赤色の光に変換されてＴＦＴ基板６６に照射される。これにより、ＴＦＴ基板６６の各センサ部７２は、赤色の光が照射されることにより電荷が発生する。また、ＴＦＴ基板６６は、赤色の波長域に対してアモルファスシリコンの感度が低いため、ＴＦＴ７０で発生するノイズ量を少なく抑えることができる。
【００９３】
また、本実施の形態に係る電子カセッテ１０は、撮影を行う際に、光源９５を発光させて導光板６１を介してＴＦＴ基板６６の各画素７４に赤色の光を照射して放射線検出器６０の各画素７４のセンサ部７２の不純物電位を撮影前に埋めておく光キャリブレーションを行う。このようにセンサ部７２に対して赤色の光を照射することにより、光電変換膜７２Ｃの不純物準位を電荷で埋めることができるため、残像を消去することができる。
【００９４】
一方、本実施の形態では、導光板６１を介して放射線検出器６０に赤色の光が照射されることによりＴＦＴ７０でノイズが発生するが、赤色の波長域に対してアモルファスシリコンの感度が低いため、ＴＦＴ７０で発生するノイズ量を少なく抑えることができる。
【００９５】
以上、本発明を第１及び第２の実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記各実施の形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記各実施の形態に多様な変更または改良を加えることができ、当該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００９６】
また、上記の実施の形態は、クレーム（請求項）にかかる発明を限定するものではなく、また実施の形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。前述した実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜の組み合わせにより種々の発明を抽出できる。実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、効果が得られる限りにおいて、この幾つかの構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【００９７】
例えば、上記各実施の形態では、可搬型の放射線撮影装置である電子カセッテ１０に本発明を適応した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、据置型の放射線撮影装置に適用してもよい。
【００９８】
また、上記各実施の形態では、撮影を行う際に、光源９５で発生したセンサ部７２が感度を有する波長域の光を導光板６１を介してＴＦＴ基板６６の各画素７４に照射する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、発光ダイオードや有機ＥＬ素子などの発光素子を放射線検出器６０のＴＦＴ基板６６側に対向して配置し、発光素子からセンサ部７２が感度を有する波長域の光を直接照射するようにしてもよい。
【００９９】
また、上記各実施の形態では、図５に示すように、電子カセッテ１０内部にシンチレータ７１側が筐体５４の撮影面５６側と対向するように放射線検出器６０を配置した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、電子カセッテ１０内部にＴＦＴ基板６６側が筐体５４の撮影面５６側と対向するように放射線検出器６０を配置してもよい。
【０１００】
図１０には、電子カセッテ１０内部にＴＦＴ基板６６側が筐体５４の撮影面５６側と対向するように放射線検出器６０を配置した場合が示されている。また、図１０では、導光板６１の代わりに、放射線検出器６０のＴＦＴ基板６６側の面に、放射線の透過率が高く、薄い基板上に有機ＥＬ素子などの発光部が設けられた発光パネル１２０を配置し、発光部からセンサ部７２が感度を有する波長域の光を直接照射する。なお、図１０では、基板１２０上の発光部が設けられた領域を識別しやすくするため、層１２２として示している。
【０１０１】
ここで、放射線検出器６０は、図１１に示すように、シンチレータ７１が形成された側から放射線が照射されて、当該放射線の入射面の裏面側に設けられたＴＦＴ基板６６により放射線画像を読み取る、いわゆる裏面読取方式（所謂ＰＳＳ（Penetration Side Sampling）方式）とされた場合、シンチレータ７１の同図上面側（ＴＦＴ基板６６の反対側）でより強く発光し、ＴＦＴ基板６６側から放射線が照射されて、当該放射線の入射面の表面側に設けられたＴＦＴ基板６６により放射線画像を読み取る、いわゆる表面読取方式（所謂ＩＳＳ（Irradiation Side Sampling）方式）とされた場合、ＴＦＴ基板６６を透過した放射線がシンチレータ７１に入射してシンチレータ７１のＴＦＴ基板６６側がより強く発光する。ＴＦＴ基板６６に設けられた各センサ部７２には、シンチレータ７１で発生した光により電荷が発生する。このため、放射線検出器６０は、表面読取方式とされた場合の方が裏面読取方式とされた場合よりもＴＦＴ基板６６に対するシンチレータ７１の発光位置が近いため、撮影によって得られる放射線画像の分解能が高い。
【０１０２】
また、光キャリブレーションのために光を照射する照射手段を有機ＥＬ素子により構成した場合、有機ＥＬ素子では放射線がほとんど吸収されない。このため、本実施の形態に係る放射線検出器６０は、表面読取方式により放射線がＴＦＴ基板６６を透過する場合でも有機ＥＬ素子による放射線の吸収量が少ないため、放射線に対する感度の低下を抑えることができる。また、表面読取方式では、放射線がＴＦＴ基板６６を透過してシンチレータ７１に到達するが、ＴＦＴ基板６６の光電変換膜７２Ｃを有機光電変換材料により構成した場合、光電変換膜７２Ｃでの放射線の吸収が殆どなく放射線の減衰を少なく抑えることができるため、表面読取方式に適している。
【０１０３】
放射線検出器６０は、光電変換膜７２Ｃを有機光電変換材料により形成する場合、低温で光電変換膜７２Ｃの成膜が可能であるため、絶縁性基板６４としてプラスチック等の可撓性基板、アラミド、バイオナノファイバを用いることもできる。これにより、放射線検出器６０を、耐荷重性を有しつつ薄く形成できる。これにより、図１０に示すように、筐体５４の撮影対象物を透過した放射線が照射される撮影面５６が設けられた天板部分の放射線が入射する面の反対側の面に、発光パネル１２０、放射線検出器６０の順に積層して取り付けられた場合、筐体５４の撮影面５６が設けられた天板部分と放射線検出器６０との距離を小さく抑えることができる。また、放射線検出器６０に耐荷重性を持たせることができるため、放射線検出器６０が天板部分からの荷重に耐えられる。
【０１０４】
また、上記各実施の形態では、放射線としてＸ線を検出することにより放射線画像を撮影する放射線撮影装置に本発明を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、検出対象とする放射線は、Ｘ線の他、ガンマ線、粒子線等いずれであってもよい。
【０１０５】
その他、上記各実施の形態で説明した構成は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において、不要な部分を削除したり、新たな部分を追加したり、接続状態等を変更したりすることができることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１０６】
１０    電子カセッテ（放射線撮影装置）
５９    波長変換フィルタ（波長変換層）
６０    放射線検出器（撮影パネル）
６１    導光板（照射手段）
６４    絶縁性基板
７１    シンチレータ（波長変換層）
７２    センサ部
７４    画素
９５    光源（照射手段）
【図１】
2012093259.tif 000004
【図２】
2012093259.tif 000005
【図３】
2012093259.tif 000006
【図４】
2012093259.tif 000007
【図５】
2012093259.tif 000008
【図６】
2012093259.tif 000009
【図７】
2012093259.tif 000010
【図８】
2012093259.tif 000011
【図９】
2012093259.tif 000012
【図１０】
2012093259.tif 000013
【図１１】
2012093259.tif 000014