(57)【要約】【課題】より的確に放射線の照射量を検出することができる。【解決手段】放射線が照射されることにより光を発生する発光層１３と、発光層１３に積層され、発光層１３で発生した光を受光することにより電荷が発生するセンサ部および当該センサ部で発生された電荷を読み出すためのスイッチング素子を含んだ画素が複数個形成された基板２２と、発光層１３の基板２２が積層された側と反対側、または基板２２の発光層１３が積層された側と反対側に積層され、各々重ならないように配置された各々互いに異なる波長帯域の光を通過させる複数のフィルタ２５と、複数のフィルタ２５の発光層１３が積層された側とは反対側またはフィルタ２５の基板２２が積層された側と反対側に積層された導光板２６と、を備えた。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線が照射されることにより光を発生する発光層と、
前記発光層に積層され、前記発光層で発生した光を受光することにより電荷が発生するセンサ部および当該センサ部で発生された電荷を読み出すためのスイッチング素子を含んだ画素が複数個形成された基板と、
前記発光層の前記基板が積層された側と反対側、または前記基板の前記発光層が積層された側と反対側に積層され、各々重ならないように配置された各々互いに異なる波長帯域の光を通過させる複数のフィルタと、
前記複数のフィルタの前記発光層が積層された側とは反対側または前記フィルタの前記基板が積層された側と反対側に積層された導光板と、
を備えた放射線検出器。
【請求項２】
前記複数のフィルタは、前記発光層により発光される光のピーク波長を含む波長帯域の光を通過させる第１フィルタと、前記発光層により発光される光の前記波長帯域以外の波長帯域の光を通過させる第２フィルタとを含んで構成されている
請求項１記載の放射線検出器。
【請求項３】
前記第１フィルタは、放射線検出領域における周縁部近傍に設けられ、
前記第２フィルタは、前記放射線検出領域における中央部近傍に設けられている
請求項２記載の放射線検出器。
【請求項４】
前記複数のフィルタが前記発光層に積層されている場合、前記発光層と前記複数のフィルタとの間に介在され、光の一部分を通過させ、かつ前記一部分以外の光を反射する反射層をさらに備えた
請求項１記載の放射線検出器。
【請求項５】
前記反射層は、予め定められた波長帯域の光を通過させ、かつ前記予め定められた波長帯域以外の光を反射する
請求項４記載の放射線検出器。
【請求項６】
前記複数のフィルタと前記発光層との間に介在され、放射線が照射されることにより光を発生する第２の発光層
をさらに備えた請求項１から請求項５の何れか１項記載の放射線検出器。
【請求項７】
前記導光板は、積層された側とは反対側の面が傾斜面とされている
請求項１から請求項６の何れか１項記載の放射線検出器。
【請求項８】
傾斜面を備え、当該傾斜面側が前記導光板の前記傾斜面に積層され、当該導光板に積層された状態で当該導光板と組み合わされて前記導光板と共に板状となる補強板
をさらに備えた請求項７記載の放射線検出器。
【請求項９】
前記導光板の前記複数のフィルタが積層された側とは反対側に光反射部材をさらに備えた
請求項１から請求項８の何れか１項記載の放射線検出器。
【請求項１０】
前記導光板は、放射線の入射側とは反対側に積層されている
請求項１から請求項８の何れか１項記載の放射線検出器。
【請求項１１】
前記導光板により導光された光を前記波長帯域の各々別に受光する複数の受光部
をさらに備えた請求項１から請求項１０の何れか１項記載の放射線検出器。
【請求項１２】
請求項１から請求項１０の何れか１項記載の放射線検出器と、
前記放射線検出器の前記導光板により導光された光を前記波長帯域の各々別に受光する複数の受光部と、
前記放射線検出器の前記基板により得られた電荷に基づいて放射線画像の撮影を行う撮影手段と、
前記複数の受光部の受光結果に基づいて前記撮影手段による撮影動作を制御する制御手段と、
を備えた放射線画像撮影装置。
【請求項１３】
請求項１１記載の放射線検出器と、
前記放射線検出器の前記基板により得られた電荷に基づいて放射線画像の撮影を行う撮影手段と、
前記放射線検出器の前記複数の受光部の受光結果に基づいて前記撮影手段による撮影動作を制御する制御手段と、
を備えた放射線画像撮影装置。
【請求項１４】
前記放射線検出器の前記複数のフィルタが、前記発光層により発光される光のピーク波長を含む波長帯域の光を通過させる第１フィルタと、前記発光層により発光される光の残りの波長帯域の光を通過させる第２フィルタとを含んで構成されている場合、前記制御手段は、前記第１フィルタを通過して前記導光板により導光された光を、放射線の照射開始を検出するために用い、前記第２フィルタを通過して前記導光板により導光された光を、放射線の照射量を検出するために用いる
請求項１２または請求項１３記載の放射線画像撮影装置。
【請求項１５】
請求項２または請求項３に記載の放射線検出器を備えた放射線画像撮影装置によって実行されるプログラムであって、
コンピュータを、
前記放射線検出器の前記第１フィルタを通過して前記導光板により導光された光に基づいて放射線の照射開始を検出すると共に、前記放射線検出器の前記第２フィルタを通過して前記導光板により導光された光に基づいて放射線の照射量を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて前記放射線画像撮影装置による撮影動作を制御する制御手段と、
として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線を検出する放射線検出器、当該放射線検出器を備えた放射線画像撮影装置、及び当該放射線画像撮影装置により実行されるプログラムに関する。
【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、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画像撮影装置が実用化されている。なお、この放射線画像撮影装置に用いられる放射線検出器には、放射線を変換する方式として、放射線をシンチレータで光に変換した後にフォトダイオード等の半導体層で電荷に変換する間接変換方式や、放射線をアモルファスセレン等の半導体層で電荷に変換する直接変換方式等があり、各方式でも半導体層に使用可能な材料が種々存在する。
【０００３】
ところで、この種の放射線画像撮影装置では、当該放射線画像撮影装置自身によって放射線の照射開始や照射量等を検出することができれば、放射線画像撮影装置および放射線源等を統括的に制御する撮影制御装置（所謂コンソール）と放射線源との接続を行う必要がなくなるため、システム構成を簡略化したり、撮影制御装置による制御を簡略化したりするうえで好ましい。
【０００４】
なお、放射線画像撮影装置自身で放射線の照射開始を検出し、当該照射開始が検出されたタイミングで放射線検出器による動作モードを撮影モードに移行する処理を本明細書では「同期制御処理」という。また、放射線画像撮影装置自身で放射線の照射量を検出し、当該照射量が撮影条件等に基づいて予め定められた量に達したタイミングで放射線発生装置による放射線の照射を停止させる処理を本明細書では「照射制御処理」という。
【０００５】
この種の放射線の照射状態を検出することのできる放射線画像撮影装置に関する技術として、特許文献１には、画素を構成する放射線検出素子が２次元マトリクス状に複数配列され放射線を検出する矩形状のセンサパネル部と、前記放射線検出素子に蓄積された電荷を読み出して電気信号に変換する検出部と、前記センサパネル部及び前記検出部を内蔵し、少なくとも１面が放射線を透過可能とされた筐体と、前記センサパネル部よりも放射線入射側に配置され、入射する放射線の一部を光に変換する蛍光体層と、この蛍光体層により発生した光を所定方向にガイドする光ガイド部材と、を有する矩形状の変換層と、前記矩形状の変換層の少なくとも一辺側に配置され、前記蛍光体層で発生し前記光ガイド部材によりガイドされた光を検知する光検知部と、前記光検知部による検知結果に基づいて前記センサパネル部に対する放射線の照射が開始されたか否かを判断し、この判断結果に基づき前記検出部の駆動状態を切り替え制御する制御部と、を備えた装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−９９７９４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、上記特許文献１に開示されている技術では、撮影対象領域の全域について１枚の導光板（光ガイド部材）により導光された光を検出しているため、撮影対象部位が比較的小さく、撮影対象領域における放射線が撮影対象部位を透過しない領域（以下、「素抜け領域」という。）の撮影対象領域の全域に対する割合が比較的高い場合において前述した照射制御処理を実行する場合には、放射線の照射量を比較的多く検出してしまう結果、露光不足となってしまう場合がある、という問題点があった。なお、この場合、放射線の曝射を伴う再撮影を行う必要があり、結果的に被検者の被曝量が増加してしまう。
【０００８】
一方、前述した同期制御処理を実行する場合、被検者による放射線の被曝量をできるだけ少なくするためには放射線の照射開始を可及的速やかに検出する必要がある。これに対し、前述した照射制御処理を実行する場合には、放射線の照射量を検出する際に、導光板により導光された光を受光する受光素子が飽和検出量に達しないことが極めて重要である。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、より的確に放射線の照射状態を検出することができる放射線検出器、放射線画像撮影装置及びプログラム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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係る放射線検出器は、請求項１に記載したように、放射線が照射されることにより光を発生する発光層と、前記発光層に積層され、前記発光層で発生した光を受光することにより電荷が発生するセンサ部および当該センサ部で発生された電荷を読み出すためのスイッチング素子を含んだ画素が複数個形成された基板と、前記発光層の前記基板が積層された側と反対側、または前記基板の前記発光層が積層された側と反対側に積層され、各々重ならないように配置された各々互いに異なる波長帯域の光を通過させる複数のフィルタと、前記複数のフィルタの前記発光層が積層された側とは反対側または前記フィルタの前記基板が積層された側と反対側に積層された導光板と、を備えている。
【００１１】
請求項１に記載の放射線検出器によれば、放射線が照射されることにより光を発生する発光層に、前記発光層で発生した光を受光することにより電荷が発生するセンサ部および当該センサ部で発生された電荷を読み出すためのスイッチング素子を含む画素が複数個形成された基板が積層される。
【００１２】
ここで、本発明では、前記発光層の前記基板が積層された側と反対側、または前記基板の前記発光層が積層された側と反対側に、各々重ならないように配置された各々互いに異なる波長帯域の光を通過させる複数のフィルタと、前記複数のフィルタの前記発光層が積層された側とは反対側または前記フィルタの前記基板が積層された側と反対側に積層された導光板が積層される。
【００１３】
このように、請求項１に記載の放射線検出器によれば、発光層によって発生された光を複数のフィルタにより領域毎に波長帯域毎に分離した上で導光板が導光するので、分離領域毎に導光される光の光量を、導光板を１枚で構成とした場合に比較して少なくすることができる結果、より的確に放射線の照射状態を検出することができる。
【００１４】
また、本発明に係る放射線検出器において、請求項２に記載したように、前記複数のフィルタは、前記発光層により発光される光のピーク波長を含む波長帯域の光を通過させる第１フィルタと、前記発光層により発光される光の前記波長帯域以外の波長帯域の光を通過させる第２フィルタとを含んで構成されているようにしても良い。これにより、領域毎に適した波長帯域の光を発生させることで、より的確に放射線の照射状態を検出することができる、という効果を奏する。
【００１５】
また、本発明に係る放射線検出器において、請求項３に記載したように、前記第１フィルタは、放射線検出領域における周縁部近傍に設けられ、前記第２フィルタは、前記放射線検出領域における中央部近傍に設けられているようにしても良い。これにより、中央部における放射線の照射量及び周縁部における放射線の照射量を各々別個に検出できる、という効果を奏する。
【００１６】
また、本発明に係る放射線検出器において、請求項４に記載したように、前記複数のフィルタが前記発光層に積層されている場合、前記発光層と前記複数のフィルタとの間に介在され、光の一部分を通過させ、かつ前記一部分以外の光を反射する反射層をさらに備えるようにしても良い。これにより、発光層により発光した光の一部分を利用して同期制御処理および照射制御処理を的確に行うことができる、という効果を奏する。
【００１７】
また、本発明に係る放射線検出器において、請求項５に記載したように、前記反射層は、予め定められた波長帯域の光を通過させ、かつ前記予め定められた波長帯域以外の光を反射するようにしても良い。これにより、必要な波長帯域の光のみ導光することができる、という効果を奏する。
【００１８】
また、本発明に係る放射線検出器において、請求項６に記載したように、前記複数のフィルタと前記発光層との間に介在され、放射線が照射されることにより光を発生する第２の発光層をさらに備えるようにしても良い。これにより、本来設けられている発光層のみでは導光される光の光量が不足する場合でも当該光の光量を補うことができる、という効果を奏する。
【００１９】
また、本発明に係る放射線検出器において、請求項７に記載したように、前記導光板は、積層された側とは反対側の面が傾斜面とされているようにしても良い。これにより、導光板の一方の面を傾斜させることにより導光機能を向上させる、という効果を奏する。
【００２０】
また、本発明に係る放射線検出器において、請求項８に記載したように、傾斜面を備え、当該傾斜面側が前記導光板の前記傾斜面に積層され、当該導光板に積層された状態で当該導光板と組み合わされて前記導光板と共に板状となる補強板をさらに備えるようにしても良い。これにより、補強板により外圧に対する強度を維持させることができる、という効果を奏する。
【００２１】
また、本発明に係る放射線検出器において、請求項９に記載したように、前記導光板の前記複数のフィルタが積層された側とは反対側に光反射部材をさらに備えるようにしても良い。これにより、導光板に入射する光を反射部材により効率的に集光することができる、という効果を奏する。
【００２２】
また、本発明に係る放射線検出器において、請求項１０に記載したように、前記導光板は、放射線の入射側とは反対側に積層されているようにしても良い。これにより、請求項１の構成の場合と同様に、より的確に放射線の照射状態の検出することができる、という効果を奏する。
【００２３】
また、本発明に係る放射線検出器において、請求項１１に記載したように、前記導光板により導光された光を前記波長帯域の各々別に受光する複数の受光部をさらに備えるようにしても良い。これにより、放射線検出器に備えられた受光部により光を受光することができる、という効果を奏する。
【００２４】
一方、上記目的を達成するために、請求項１２に記載の放射線画像撮影装置は、請求項１から請求項１０の何れか１項記載の放射線検出器と、前記放射線検出器の前記導光板により導光された光を前記波長帯域の各々別に受光する複数の受光部と、前記放射線検出器の前記基板により得られた電荷に基づいて放射線画像の撮影を行う撮影手段と、前記複数の受光部の受光結果に基づいて前記撮影手段による撮影動作を制御する制御手段と、を備えている。
【００２５】
従って、請求項１２に記載の放射線画像撮影装置によれば、請求項１に記載の発明と同様に作用するので、請求項１に記載の発明と同様に、より的確に放射線の照射状態の検出することができる、という効果を奏する。
【００２６】
また、請求項１３に記載の放射線画像撮影装置は、請求項１１記載の放射線検出器と、前記放射線検出器の前記基板により得られた電荷に基づいて放射線画像の撮影を行う撮影手段と、前記放射線検出器の前記複数の受光部の受光結果に基づいて前記撮影手段による撮影動作を制御する制御手段と、を備えている。
【００２７】
従って、請求項１３に記載の放射線画像撮影装置によれば、請求項１に記載の発明と同様に作用するので、請求項１に記載の発明と同様に、より的確に放射線の照射状態の検出することができる、という効果を奏する。
【００２８】
また、本発明に係る放射線画像撮影装置において、請求項１４に記載したように、前記放射線検出器の前記複数のフィルタが、前記発光層により発光される光のピーク波長を含む波長帯域の光を通過させる第１フィルタと、前記発光層により発光される光の残りの波長帯域の光を通過させる第２フィルタとを含んで構成されている場合、前記制御手段は、前記第１フィルタを通過して前記導光板により導光された光を、放射線の照射開始を検出するために用い、前記第２フィルタを通過して前記導光板により導光された光を、放射線の照射量を検出するために用いるようにしても良い。これにより、請求項１に記載の発明と同様に作用するので、請求項１に記載の発明と同様に、より的確に放射線の照射状態の検出することができる、という効果を奏する。
【００２９】
一方、上記目的を達成するために、請求項１５に記載のプログラムは、請求項２または請求項３に記載の放射線検出器を備えた放射線画像撮影装置によって実行されるプログラムであって、コンピュータを、前記放射線検出器の前記第１フィルタを通過して前記導光板により導光された光に基づいて放射線の照射開始を検出すると共に、前記放射線検出器の前記第２フィルタを通過して前記導光板により導光された光に基づいて放射線の照射量を検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果に基づいて前記放射線画像撮影装置による撮影動作を制御する制御手段と、として機能させるためのプログラムである。
【００３０】
従って、請求項１３に記載のプログラムによれば、コンピュータを請求項１に記載の発明と同様に作用させることができるので、請求項１に記載の発明と同様に、より的確に放射線の照射状態の検出することができる、という効果を奏する。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、より的確に放射線の照射状態を検出することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施形態に係る放射線画像撮影装置である電子カセッテの外観を示す切り欠き斜視図である。
【図２】実施形態に係る電子カセッテの放射線検出器の３画素部分の構成を示す断面模式図である。
【図３】実施形態に係る電子カセッテの電気系の要部構成を示す構成図である。
【図４】第１実施形態に係る電子カセッテの放射線検出器の側断面の構成を模式的に示した断面模式図である。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）は、第１実施形態に係る電子カセッテの放射線検出器を上方から見た図であり、第１のカラーフィルタ及び第２のカラーフィルタのそれぞれの配置領域の一例を示す図である。
【図６】ヨウ化セシウムの分光スペクトルの一例を示すグラフである。
【図７】第１実施形態に係る電子カセッテのＣＰＵにより実行される撮影制御処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】第２実施形態に係る電子カセッテの放射線検出器の側断面の構成を模式的に示した断面模式図である。
【図９】ＧＯＳの発光スペクトルの一例を示すグラフである。
【図１０】第３実施形態に係る電子カセッテの放射線検出器を示す断面模式図である。
【図１１】（Ａ）は、第１実施形態に係る電子カセッテの放射線検出器の別例を示す断面模式図であり、（Ｂ）は、第３実施形態に係る電子カセッテの放射線検出器の他の例を示す断面模式図である。
【図１２】（Ａ）乃至（Ｉ）は、本実施形態に係る電子カセッテの放射線検出器において、第１のカラーフィルタ及び第２のカラーフィルタのそれぞれの配置領域の他の例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
〔第１実施形態〕
以下、第１実施形態に係る放射線画像撮影装置について添付図面を用いて詳細に説明する。
【００３４】
図１は、第１実施形態に係る放射線画像撮影装置である電子カセッテ１の外観を示す切り欠き斜視図である。
【００３５】
図１に示すように、電子カセッテ１は筐体２を備えている。この筐体２は、電子カセッテ１の軽量化を図るために、例えば、カーボンファイバー（炭素繊維）、アルミニウム、マグネシウム、バイオナノファイバ（セルロースミクロフィブリル）、または複合材料等で構成されている。筐体２の内部には、放射線検出器３及び鉛板４が放射線Ｘの照射方向に沿ってこの順に順次積層されて配置されている。また、筐体２の内部の一端側には、放射線Ｘの照射方向において放射線検出器３と重ならない位置に、カセッテ制御部や電源部を収容するケース５が配置されている。
【００３６】
図２は、第１実施形態に係る電子カセッテ１に設けられた放射線検出器３の３画素部分の構成を示す断面模式図である。
【００３７】
図２に示すように、放射線検出器３は、絶縁性の基板１０の上に、信号出力部１１、センサ部１２、及びシンチレータ（蛍光体膜）１３が順次積層されており、各画素は、信号出力部１１、センサ部１２により構成され、基板１０上に複数配列されている。シンチレータ１３は、センサ部１２の上部（基板１０と対面しない側）に透明絶縁膜１４を介して形成されていて、Ｘ線等の放射線Ｘを光に変換して発光する蛍光体を成膜したものである。放射線検出器３において、このシンチレータ１３により入射した放射線Ｘが光に変換される。
【００３８】
なお、シンチレータ１３が発する光の波長域は、可視光域（波長３６０ｎｍ〜８３０ｎｍ）であることが好ましく、この放射線検出器３によってモノクロ撮像を可能とするためには、緑色の波長域を含んでいることがより好ましい。
【００３９】
シンチレータ１３に用いられる蛍光体としては、具体的には、放射線ＸとしてＸ線を用いて撮像する場合、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）を含むものが好ましく、Ｘ線照射時の発光スペクトルが４２０ｎｍ〜７００ｎｍにあるＣｓＩ（Ｔｌ）（タリウムが添加されたヨウ化セシウム）を用いることが特に好ましい。なお、ＣｓＩ（Ｔｌ）の可視光域における発光ピーク波長は５６５ｎｍである。
【００４０】
センサ部１２は、上部電極１５ａ、下部電極１５ｂ、及び当該上下の電極間に配置された光電変換膜１６を有する。光電変換膜１６は、シンチレータ１３が発光する光を吸収して電荷が発生する有機光電変換材料により構成されている。
【００４１】
上部電極１５ａは、シンチレータ１３により生じた光を光電変換膜１６に入射させる必要があるため、少なくともシンチレータ１３の発光波長に対して透明な導電性材料で構成することが好ましく、具体的には、可視光に対する透過率が高く、抵抗値が小さい透明導電性酸化物（TCO;TransparentConducting Oxide）を用いることが好ましい。なお、上部電極１５ａとしてＡｕなどの金属薄膜を用いることもできるが、透過率を９０％以上得ようとすると抵抗値が増大し易いため、ＴＣＯの方が好ましい。例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＡＺＯ、ＦＴＯ、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２、ＺｎＯ２等を好ましく用いることができ、プロセス簡易性、低抵抗性、透明性の観点からはＩＴＯが最も好ましい。なお、上部電極１５ａは、全画素で共通の一枚構成としてもよく、画素毎に分割してもよい。
【００４２】
光電変換膜１６は、有機光電変換材料を含み、シンチレータ１３により発光した光を吸収するとともに、吸収した光に応じた電荷を発生させる。このように有機光電変換材料を含む光電変換膜１６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１３による発光以外の電磁波が光電変換膜１６に吸収されることがほとんどなく、放射線Ｘが光電変換膜１６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。
【００４３】
光電変換膜１６を構成する有機光電変換材料は、シンチレータ１３により発光した光を最も効率よく吸収するために、その吸収ピーク波長が、シンチレータ１３の発光ピーク波長と近いほど好ましい。有機光電変換材料の吸収ピーク波長とシンチレータ１３の発光ピーク波長とが一致することが理想的であるが、双方の差が小さければシンチレータ１３により発光した光を十分に吸収することが可能である。具体的には、有機光電変換材料の吸収ピーク波長と、シンチレータ１３の放射線に対する発光ピーク波長との差が、１０ｎｍ以内であることが好ましく、５ｎｍ以内であることがより好ましい。
【００４４】
このような条件を満たすことが可能な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１３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１６で発生する電荷量をほぼ最大にすることができる。
【００４５】
放射線検出器３における電磁波吸収／光電変換部位は、１対の電極１５ａ，１５ｂと、当該電極１５ａ，１５ｂ間に挟まれた有機光電変換膜１６を含む有機層により構成することができる。この有機層は、より具体的には、電磁波を吸収する部位、光電変換部位、電子輸送部位、正孔輸送部位、電子ブロッキング部位、正孔ブロッキング部位、結晶化防止部位、電極、及び層間接触改良部位等の積み重ね、もしくは混合により形成することができる。
【００４６】
上記有機層は、有機ｐ型化合物または有機ｎ型化合物を含有することが好ましい。有機ｐ型半導体（化合物）は、主に正孔輸送性有機化合物に代表されるドナー性有機半導体（化合物）であり、電子を供与しやすい性質がある有機化合物をいう。さらに詳しくは２つの有機材料を接触させて用いたときにイオン化ポテンシャルの小さい方の有機化合物をいう。したがって、ドナー性有機化合物としては、電子供与性のある有機化合物であれば、いずれの有機化合物も使用可能である。
【００４７】
有機ｎ型半導体（化合物）は、主に電子輸送性有機化合物に代表されるアクセプター性有機半導体（化合物）であり、電子を受容しやすい性質がある有機化合物をいう。さらに詳しくは、２つの有機化合物を接触させて用いたときに電子親和力の大きい方の有機化合物をいう。したがって、アクセプター性有機化合物は、電子受容性のある有機化合物であれば、いずれの有機化合物も使用可能である。
この有機ｐ型半導体及び有機ｎ型半導体として適用可能な材料、及び光電変換膜１６の構成については、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１６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。
【００４８】
光電変換膜１６の厚みは、シンチレータ１３からの光を吸収する点では膜厚は大きいほど好ましいが、ある程度以上厚くなると光電変換膜１６の両端から印加されるバイアス電圧により光電変換膜１６に発生する電界の強度が低下して電荷が収集できなくなるため、３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは、５０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下、特に好ましくは８０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。
【００４９】
なお、図２に示す放射線検出器３では、光電変換膜１６は、全画素に渡って共有される一枚構成であるが、画素毎に分割されていてもよい。また、光電変換膜１６は、有機光電変換材料を含まなくても良い。
【００５０】
下部電極１５ｂは、画素毎に分割された薄膜で構成されている。下部電極１５ｂは、透明または不透明の導電性材料で構成することができ、アルミニウム、銀等を好適に用いることができる。また、下部電極１５ｂの厚みは、例えば、３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下とすることができる。
【００５１】
センサ部１２では、上部電極１５ａと下部電極１５ｂとの間に所定のバイアス電圧を印加することで、光電変換膜１６で発生した電荷（正孔、電子）のうちの一方を上部電極１５ａに移動させ、他方を下部電極１５ｂに移動させることができる。本実施形態の放射線検出器３では、上部電極１５ａに配線が接続され、この配線を介してバイアス電圧が上部電極１５ａに印加される。また、バイアス電圧は、光電変換膜１６で発生した電子が上部電極１５ａに移動し、正孔が下部電極１５ｂに移動するように極性が決められているものとするが、この極性は逆であってもよい。
【００５２】
各画素を構成するセンサ部１２は、少なくとも下部電極１５ｂ、光電変換膜１６、及び上部電極１５ａを含んでいればよいが、暗電流の増加を抑制するため、電子ブロッキング膜１７及び正孔ブロッキング膜１８の少なくとも一方を設けることが好ましいが、両方を設けることが特に好ましい。
【００５３】
電子ブロッキング膜１７は、下部電極１５ｂと光電変換膜１６との間に設けることができ、下部電極１５ｂと上部電極１５ａ間にバイアス電圧を印加したときに、下部電極１５ｂから光電変換膜１６に電子が注入されて暗電流が増加してしまうのを抑制することができる。
【００５４】
電子ブロッキング膜１７には、電子供与性有機材料を用いることができる。電子ブロッキング膜１７に用いる材料は、隣接する電極の材料及び隣接する光電変換膜１６の材料等に応じて選択すればよく、隣接する電極の材料の仕事関数（Ｗｆ）より１．３ｅＶ以上電子親和力（Ｅａ）が大きく、かつ、隣接する光電変換膜１６の材料のイオン化ポテンシャル（Ｉｐ）と同等のＩｐもしくはそれより小さいＩｐを持つものが好ましい。この電子供与性有機材料として適用可能な材料については、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。
【００５５】
電子ブロッキング膜１７の厚みは、暗電流抑制効果を確実に発揮させるとともに、センサ部１２の光電変換効率の低下を防ぐため、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましく、さらに好ましくは３０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下、特に好ましくは５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。
【００５６】
正孔ブロッキング膜１８は、光電変換膜１６と上部電極１５ａとの間に設けることができ、下部電極１５ｂと上部電極１５ａ間にバイアス電圧を印加したときに、上部電極１５ａから光電変換膜１６に正孔が注入されて暗電流が増加してしまうのを抑制することができる。
【００５７】
正孔ブロッキング膜１８には、電子受容性有機材料を用いることができる。正孔ブロッキング膜１８の厚みは、暗電流抑制効果を確実に発揮させるとともに、センサ部１２の光電変換効率の低下を防ぐため、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましく、さらに好ましくは３０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下、特に好ましくは５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。正孔ブロッキング膜１８に用いる材料は、隣接する電極の材料及び隣接する光電変換膜１６の材料等に応じて選択すればよく、隣接する電極の材料の仕事関数（Ｗｆ）より１．３ｅＶ以上イオン化ポテンシャル（Ｉｐ）が大きく、かつ、隣接する光電変換膜４の材料の電子親和力（Ｅａ）と同等のＥａもしくはそれより大きいＥａを持つものが好ましい。この電子受容性有機材料として適用可能な材料については、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。
【００５８】
なお、光電変換膜１６で発生した電荷のうち、正孔が上部電極１５ａに移動し、電子が下部電極１５ｂに移動するようにバイアス電圧を設定する場合には、電子ブロッキング膜１７と正孔ブロッキング膜１８との位置を逆に配置すればよい。
【００５９】
また、基板１０において、各画素の下部電極１５ｂに対面する側の面には上述した信号出力部１１が形成されている。信号出力部１１は、下部電極１５ｂに対応して、下部電極１５ｂに移動した電荷を蓄積するコンデンサ１９と、コンデンサ１９に蓄積された電荷を電気信号に変換して出力する電界効果型薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下、単に薄膜トランジスタという場合がある。）２０が形成されている。コンデンサ１９及び薄膜トランジスタ２０の形成された領域は、平面視において下部電極１５ｂ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、各画素における信号出力部１１とセンサ部１２とが厚さ方向で重なりを有することとなる。なお、放射線検出器３（画素）の平面積を最小にするために、コンデンサ１９及び薄膜トランジスタ２０の形成された領域が下部電極１５ｂによって完全に覆われていることが望ましい。
【００６０】
コンデンサ１９は、基板１０と下部電極１５ｂとの間に設けられた絶縁膜２１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１５ｂと電気的に接続されている。これにより、下部電極１５ｂで捕集された電荷をコンデンサ１９に移動させることができる。
【００６１】
薄膜トランジスタ２０は、図示しないゲート電極、ゲート絶縁膜、及び活性層（チャネル層）が積層され、さらに、活性層上にソース電極とドレイン電極が所定の間隔を開けて形成されている。また、基板１０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。
【００６２】
このように、基板１０、絶縁膜２１、下部電極１５ｂ、（電子ブロッキング膜１７、）光電変換膜１６、（正孔ブロッキング膜１８、）上部電極１５ａ、及び透明絶縁膜１４が順次積層されることにより、ＴＦＴ基板であるセンサ基板２２が形成されている。
【００６３】
また、シンチレータ１３の上面（センサ基板２２が積層される面と反対側の面）には、半透過層２３、ガラス保護層２４、フィルタ層２５、導光板２６が順次積層されている。
【００６４】
本実施形態に係る半透過層２３は、入射する光の一部分を透過させ、入射する光の当該一部分以外の光を反射する。半透過層２３は、特定の波長の光を選択的に透過させることができるダイクロイックフィルタで構成されている。この際、例えば、屈折し難い長波長成分の光を選択的に透過させるようにすると良い。なぜなら、長波長成分の光は半透過層２３で反射してセンサ部１２で受光した場合に画像ボケにつながり易いからである。また、半透過層２３は、ハーフミラーにより形成されていても良く、あるいは、アルミ（Ａｌ）、銀（Ａｇ）等の反射材料で多数の穴が形成されるかまたは部分的に穴が空くように形成されていても良く、これらの構成により光の一部分を透過させ当該一部分以外の光を反射するように構成されていても良く、さらには拡散板で形成されていても良い。放射線検出器３に当該半透過層２３が設けられることにより、シンチレータ１３で発光した光の一部を導光板２６に入射させることができる。
【００６５】
ガラス保護層２４は、例えば樹脂フィルムである。本実施形態では、半透過層２３とバリアフィルム層２５との間にガラス保護層２４が設けられているが、これに限定されず、ガラス保護層２４を設けずに、半透過層２３をバリアフィルム層２５に直接貼り付ける構成にしても良い。
【００６６】
シンチレータ１３により発光した光の一部が半透過層２３を透過し、ガラス保護層２４に入射する。ガラス保護層２４に入射した光は、ガラス保護層２４を通過し、フィルタ層２５によりフィルタリングされた上で導光板２６に入射する。そして、導光板２６に入力した光は、導光板２６の内部を導かれて後述する光検知部３９によって検知される。
【００６７】
図３は、第1実施形態に係る電子カセッテ１の電気系の要部構成を示す構成図である。
【００６８】
図３に示すように、電子カセッテ１に内蔵された放射線検出器３は、隣り合う２辺の一辺側にゲート線ドライバ３０が配置され、他辺側に信号処理部３０Ａが配置されている。センサ基板２２の個々のゲート配線３１はゲート線ドライバ３０に接続され、センサ基板２２の個々のデータ配線３２は信号処理部３０Ａに接続されている。
【００６９】
センサ基板２２の各薄膜トランジスタ１０は、ゲート線ドライバ３０からゲート配線３１を介して供給される信号により行単位で順にオンされ、オン状態とされた薄膜トランジスタ２０によって読み出された電荷は、電気信号としてデータ配線３２を伝送されて信号処理部３０Ａに入力される。これにより、電荷は行単位で順に読み出され、二次元状の放射線画像が取得可能となる。
【００７０】
図示は省略するが、信号処理部３０Ａは、個々のデータ配線３２毎に、入力される電気信号を増幅する増幅回路およ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３２を伝送された電気信号は増幅回路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の画像データへ変換される。
【００７１】
信号処理部３０Ａには画像メモリ３３が接続されており、信号処理部３０ＡのＡ／Ｄ変換器から出力された画像データは画像メモリ３３に順次記憶される。画像メモリ３３は所定枚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、撮影によって得られた画像データが画像メモリ３３に記憶される。
【００７２】
画像メモリ３３はカセッテ制御部３４と接続されている。カセッテ制御部３４はマイクロコンピュータを含んで構成され、ＣＰＵ（中央処理装置）３５と、記録媒体としてのＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を含むメモリ３６と、フラッシュメモリ等からなる不揮発性の記憶部３７とを備えており、電子カセッテ１全体の動作を総括的に制御する。
【００７３】
さらに、カセッテ制御部３４には無線通信部３８接続されている。無線通信部３８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３４は、無線通信部３８を介して、コンソールなどの外部装置と無線通信が可能とされており、外部装置との間で各種情報の送受信が可能とされている。
【００７４】
そして、カセッテ制御部３４には光検知部３９が接続されている。光検知部３９は、例えばフォトトランジスタ、フォトダイオード、フォトＩＣ、ＣｄＳセル等で構成される光センサである。なお、光検知部３９の構成はここに例示したものに限定されない。光検知部３９は、その検出結果を図示しないＡ／Ｄ変換器によりデジタルデータに変換し、カセッテ制御部３４に出力する。光検知部３９は、放射線検出器３の内部に設けられていても、放射線検出器３とは別個に電子カセッテ１の内部に設けられていても良い。
【００７５】
ところで、電子カセッテ１は、放射線検出器３に対する放射線Ｘが曝射が開始されたときに当該曝射開始を検知して放射線画像の撮影を開始する等、放射線画像の撮影を制御する同期制御処理を行う。また、電子カセッテ１は、放射線検出器３に対する放射線Ｘの照射量を検出して累積照射量に基づいて放射線画像の撮影を終了させる等、放射線画像の撮影を制御するＡＥＣ（Automatic Exposure Control）制御処理（上述した照射制御処理）を行う。
【００７６】
本実施形態に係る電子カセッテ１は、放射線検出器３に放射線Ｘが照射されたときにシンチレータ１３にて発光した光の一部を導光板２６により導光し、当該光の光量を検出することで、放射線Ｘの曝射開始を検出して同期制御処理を行ったり放射線Ｘの照射量を検出してＡＥＣ制御処理を行ったりする。この際、電子カセッテ１は、光が入射する領域毎に透過させる光の波長帯域を異ならせ、導光板２６の内部で導光される光を波長帯域毎に検知することで、光を入射した領域毎に分けて検知し、検知された光の光量が放射線Ｘの照射量に対応することを利用して、当該光の光量に基づいて同期制御処理またはＡＥＣ制御処理を行う。
【００７７】
ここで、本実施形態に係る電子カセッテ１において、上述したＡＥＣ制御処理や同期制御処理を行うための構成についてさらに詳細に説明する。
【００７８】
図４は、第１実施形態に係る電子カセッテ１の放射線検出器３の側断面の構成を模式的に示した断面模式図である。
【００７９】
図４に示すように、放射線検出器３は、ガラス基板であるセンサ基板２２及び導光板２６を備えていて、複数の柱状結晶１３ａが格子状に配列されてなるシンチレータ１３が当該センサ基板２２及び導光板２６の間に挟まれることで構成されている。
【００８０】
また、シンチレータ１３の上面（センサ基板２２が積層される面の反対側の面）には半透過層２３が設けられ、更にシンチレータ１３と導光板２６との間には、半透過層２３を介してガラス保護層２４が設けられている。
【００８１】
導光板２６の下面（ガラス保護層２４と対面する側）には、フィルタ層２５が設けられている。フィルタ層２５は、互いに異なる予め定められた波長帯域の光を透過させる複数種類のカラーフィルタがそれぞれ配置されることで構成されている。本実施形態では、フィルタ層２５は、第１の波長帯域（本実施形態では、赤色に対応する波長帯域）の光を通過させる第１のカラーフィルタ２５ａ、第２の波長帯域（本実施形態では、緑色に対応する波長帯域）の光を通過させる第２のカラーフィルタ２５ｂが、光の入射方向において各々重ならないように配置されて構成されている。
【００８２】
導光板２６とセンサ基板２２との間には、シンチレータ１３の周囲全体を囲むように封止部材４０が設けられる。封止部材４０は、例えば樹脂等で形成されており、シンチレータ１３が圧迫されて破損しないように導光板２６とセンサ基板２２との間に常に一定のスペースが形成されるように導光板２６とセンサ基板２２とを固定するとともに、導光板２６とセンサ基板２２との間（すなわちシンチレータ１３等）に水分等が入り込むことを防止するものである。
【００８３】
導光板２６は、シンチレータ１３にて発光した光を所定方向にガイドする光ガイド部材としての機能を有しており、放射線Ｘが曝射されると、シンチレータ１３に入射した放射線Ｘが光に変換され、変換された光のうちの一部が、半透過層２３に入射し、入射した光の更に一部が、半透過層２３を通過してガラス保護層２４を介してフィルタ層２５に入射する。
【００８４】
フィルタ層２５のうちの第１のカラーフィルタ２５ａに入射した光は、第１の波長帯域の光のみがカラーフィルタ２５ａを通過し、導光板２６に入射する。一方、フィルタ層２５のうちの第２のカラーフィルタ２５ｂに入射した光は、第２の波長帯域の光のみがカラーフィルタ２５ｂを通過し、導光板２６に入射する。  導光板２６に入射した光は、光検知部３９によって検知される。光検知部３９は、第１の波長帯域の光を検知する光センサと、第２の波長帯域の光を検知する光センサとを有していて、第１のカラーフィルタ２５ａを通過した第１の波長帯域の光、並びに第２のカラーフィルタ２５ｂを通過した第２の波長帯域の光を、各々の光センサで各々別個に検知して電気信号に変換して、カセッテ制御部３４に対して出力する。
【００８５】
なお、放射線検出器３を製造する際には、以下のパターン１、２として示す方法等を適用することができる。
（パターン１）
センサ基板２２上に直接蒸着によりシンチレータ１３を形成し、ガラス保護層２４に半透過層２３を塗布または貼付により形成し、導光板２６上にフィルタ層２５を貼り付ける。そして、シンチレータ１３のセンサ基板２２とは反対側にガラス保護層２４を半透過層２３が間に介するように貼り合わせるとともに、ガラス保護層２４に導光板２６をフィルタ層３５が間に介するように貼り合わせる。
【００８６】
（パターン２）
センサ基板２２上に直接蒸着によりシンチレータ１３を形成し、ガラス保護層２４に半透過層２３を塗布または貼付により形成し、導光板２６上にフィルタ層２５を貼り付ける。そして、シンチレータ１３のセンサ基板２２とは反対側にガラス保護層２４を半透過層２３が間に介するように重ねるとともに、ガラス保護層２４に導光板２６をフィルタ層３５が間に介するように重ね、相互に押し当てた状態で放射線検出器３全体をパウチ加工（ラミネート加工）する。
【００８７】
ところで、一般的な電子カセッテにおいて、撮影対象領域の全域について１枚の導光板により導光された光を検出する場合、撮影対象部位が比較的小さく、撮影対象領域における放射線が撮影対象部位を透過しない素抜け領域の撮影対象領域の全域に対する割合が比較的高い場合においてＡＥＣ制御処理を実行する場合には、放射線の照射量を比較的多く検出してしまう結果、露光不足となってしまう、という問題点があった。なお、この場合、放射線の曝射を伴う再撮影を行う必要があり、結果的に被検者の被曝量が増加してしまう。
【００８８】
一方、同期制御処理を実行する場合、被検者による放射線の被曝量をできるだけ少なくするためには放射線の照射開始を可及的速やかに検出する必要がある。これに対し、照射制御処理を実行する場合には、放射線の照射量を検出する際に、導光板により導光された光を受光する受光素子が飽和検出量に達しないことが極めて重要である
【００８９】
そこで、本実施形態に係る電子カセッテ１は、導光板２６で導光される光を、導光板２６に入射した領域毎に同期制御処理とＡＥＣ制御処理とに適切に使い分けて制御する。本実施形態に係る電子カセッテ１では、照射量が過剰に見積もられることのない領域をＡＥＣ制御処理に使用される領域Ａ、放射線Ｘの曝射開始を即座に検出することができる領域を同期制御処理に使用するための領域Ｂとして、ＡＥＣ制御処理に使用される領域Ａにカラーフィルタ２５ａが配置され、同期制御処理に使用するための領域Ａにカラーフィルタ２５ｂが配置されている。
【００９０】
図５（Ａ）及び（Ｂ）は、第１実施形態に係る電子カセッテ１の放射線検出器３を上方から見た図であり、第１のカラーフィルタ２５ａ及び第２のカラーフィルタ２５ｂのそれぞれの配置領域の一例を示す図である。
【００９１】
図５（Ａ）に示すように、電子カセッテ１は、放射線検出器３の中央側には被検体が存在している可能性が高いことを考慮し、中央側にＡＥＣ制御処理に使用される領域Ａを設定し、当該領域Ａに第１のカラーフィルタ２５ａを配置し、第１のカラーフィルタ２５ａを通過した光を用いてＡＥＣ制御処理を行う。また電子カセッテ１は、放射線検出器３における外枠側には被検体が存在していない可能性が高いことを考慮して、外周側を同期制御処理に使用される領域Ｂを設定し、当該領域Ｂに第２のカラーフィルタ２５ｂを配置し、第２のカラーフィルタ２５ｂを通過した光を用いて同期制御処理を行う。
【００９２】
また、導光板２６の外周側面のうちの、光検知部３９が設けられていない領域には、光を反射する反射層４１が設けられている。反射層４１は、例えばアルミ（Ａｌ）、銀（Ａｇ）等の反射材料で形成されている。この反射層４１により、導光板２６で導光される光が光検知部３９で検知されずに外部に漏れてしまうことが防止され、導光された光を有効に利用することができる。
【００９３】
さらに、導光板２６の上面（フィルタ層２５が積層される側と反対側の面）には、光を反射する反射層が設けられている。当該反射層は、例えばアルミ（Ａｌ）、銀（Ａｇ）等の反射材料で形成されている。この反射層４１によっても同様に、導光板２６で導光される光が光検知部３９で検知されずに外部に漏れてしまうことが防止され、導光された光を有効に利用することができる。この際、当該反射層における領域Ａに対応する領域では反射率を低くし、領域Ｂに対応する領域では反射率を領域Ａに対応する領域よりも高くすることで、同期制御処理に使用する光の光量を多くすることができる。
【００９４】
図６は、ヨウ化セシウムの分光スペクトルの一例を示すグラフである。図６に示すように、ヨウ化セシウムの分光スペクトルでは、５５０ｎｍの波長と６００ｎｍの波長との間にピークが存在する。検出感度が重要となる同期制御処理に、このピークを含む波長の光が使用されることが望ましい。そこで、本実施形態に係る電子カセッテ１では、ピークを含む約４００ｎｍ乃至６００ｎｍの波長帯域を第１の波長帯域として当該波長帯域の光を同期制御処理に使用し、約６００ｎｍ乃至７００ｎｍの波長の光を第２の波長帯域として当該波長帯域の光をＡＥＣ制御処理に使用する。
【００９５】
なお、第１のカラーフィルタ２５ａ及び第２のカラーフィルタ２５ｂのそれぞれの配置領域は、図５（Ａ）に示す配置に限定されず、図５（Ｂ）に示すように、中央側にＡＥＣ制御処理に使用するための領域Ａを配置し、４つの角側にそれぞれ同期制御処理に使用するため領域Ｂを設定しても良い。
【００９６】
また、本実施形態に係る電子カセッテ１の光検知部３９において、検出可能な波長帯域がそれぞれ異なる複数の光センサを用いて、第１の波長帯域の光及び第２の波長帯域の光をそれぞれ別個に検知する例について説明したが、これに限定されず、同種類の光センサを複数（例えば、２つ）用い、各々の光センサにおいて光が入力する部分に第１のカラーフィルタ２５ａ並びに第２のカラーフィルタ２５ｂの何れ一方かを設けることで、第１のカラーフィルタ２５ａが設けられた光センサで第１の波長帯域の光を検知し、第２のカラーフィルタ２５ｂが設けられた光センサで第２の波長帯域の光を検知するようにしても良い。
【００９７】
さらに、本実施形態に係る電子カセッテ１において、導光板２６及びセンサ基板２２をガラスで形成する例について説明したが、これに限定されず、導光板２６及びセンサ基板２２の双方が樹脂で形成されていても良い。ガラス基板とガラス基板、あるいは樹脂基板と樹脂基板のように、同様の材質からなる基板でシンチレータ１３を挟み込むことにより、放射線検出器３の外圧に対する強度を向上させることができる。
【００９８】
その上、本実施形態に係る電子カセッテ１の光検知部３９において、検出可能な波長帯域がそれぞれ異なる複数の光センサを用いて、第１の波長帯域の光及び第２の波長帯域の光を各々別個に検知する例について説明したが、これに限定されず、同種類の光センサを複数（例えば、２つ）用いて、各々の光センサの検知感度を異ならせても良い。具体的には、同期制御処理に使用される光センサとして検知感度が高い光センサを用い、ＡＥＣ制御処理に使用される光センサとして検知感度が低い光センサを用いると良い。
【００９９】
次に、本実施形態に係る電子カセッテ１が、放射線検出器３に放射線Ｘの曝射が開始された際にカラーフィルタ２５ａを透過した第１の波長帯域の光により当該放射線Ｘの照射開始を検知することにより同期制御処理を行い、放射線画像の撮影を行っている最中にカラーフィルタ２５ｂを透過した第２の波長帯域の光により放射線Ｘの撮影完了を検知することによりＡＥＣ制御処理を行う際の流れについて説明する。
【０１００】
図７は、本実施形態に係る電子カセッテ１のＣＰＵ３５により実行される撮影制御処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムは記録媒体である記憶部３７の所定領域に予め記憶されている。
【０１０１】
図示しないコンソールは、ユーザ操作に基づいて撮影実行指示の情報を電子カセッテ１に対して送信する。そして、撮影実行指示の情報を受信することに基づいて、電子カセッテ１は撮影動作を開始する。
【０１０２】
電子カセッテ１が撮影実行指示の情報を無線通信部３５を介して受信すると、ステップＳ１０３において、ＣＰＵ３５は、同期制御用の放射線Ｘの照射量を示す情報を取得する。すなわち、ＣＰＵ３５は、光検知部３９から領域Ｂを通過した光の光量を示す情報を取得し、当該光の光量から放射線Ｘの照射量を導出する。
【０１０３】
次のステップ１０５において、ＣＰＵ３５は、上記ステップＳ１０３において取得した放射線Ｘの照射量が第１閾値以上であるか否かを判定する。この第１閾値は、放射線Ｘの曝射が開始されたことを認識ための照射量の下限値を示していて、当該下限値を示す情報が予め設定されて記憶部３７の所定領域に記憶されている。
【０１０４】
ステップＳ１０５において放射線Ｘの照射量が第１閾値以上となったと判定された場合、ＣＰＵ３５は、放射線画像の撮影を開始するように電子カセッテ１を制御する。この際、放射線検出器３の各画素におけるコンデンサ１９に蓄積された電荷を放電させた後に、当該コンデンサ１９への電荷の蓄積を再び開始することにより、放射線画像の撮影動作を開始する。
【０１０５】
撮影を開始すると、次のステップＳ１０９において、ＣＰＵ３５は、ＡＥＣ制御用の放射線Ｘの照射量を取得する。すなわち、ＣＰＵ３５は、光検知部３９から領域Ａを通過した光の光量を示す情報を取得し、当該光の光量から放射線Ｘの照射量を導出する。
【０１０６】
ステップＳ１１１において、ＣＰＵ３５は、上記ステップＳ１０９において取得した放射線Ｘの照射量が第２閾値以上であるか否かを判定する。この第２閾値は、放射線画像の撮影が完了したことを認識するための照射量の下限値を示していて、当該下限値を示す情報が予め設定されて記憶部３７の所定領域に記憶されている。
【０１０７】
ステップＳ１１１において照射量が第２閾値以上でないと判定された場合は、ステップＳ１１３において、ＣＰＵ３５は、上記ステップＳ１０９において取得した放射線Ｘの照射量を累積して、ステップＳ１０９に移行する。ステップＳ１１３にてＣＰＵ３５が放射線Ｘの照射量を累積することにより、放射線Ｘの累積照射量を導出することができる。
【０１０８】
ステップＳ１１１にて照射量（累積照射量）が第２閾値以上であると判定された場合は、ステップＳ１１５において、ＣＰＵ３５は、上記ステップ１０７の処理によって開始した放射線画像の撮影を停止するように電子カセッテ１を制御する。
【０１０９】
そして、次のステップＳ１１７にて、ＣＰＵ３５は、曝射停止指示の情報をコンソールに無線通信部３５を介して送信する。
【０１１０】
撮影動作が開始されてから停止するまでの間、ＣＰＵ３５は、ゲート線ドライバ３０を制御してゲート線ドライバ３０から１ラインずつ順に各ゲート配線３１にオン信号を出力させ、各ゲート配線３１に接続された各薄膜トランジスタ２０を１ラインずつ順にオンさせる。
【０１１１】
放射線検出器３は、各ゲート配線３１に接続された各薄膜トランジスタ２０を１ラインずつ順にオンされると、１ラインずつ順に各コンデンサ１９に蓄積された電荷が電気信号として各データ配線３２に流れ出す。各データ配線３２に流れ出した電気信号は信号処理部３０Ａでデジタルの画像データに変換されて、画像メモリ３３に記憶される。
【０１１２】
このようにして電子カセッテ１において、導光板２６にて導光された光のうち前記第１の波長帯域の光が検知され、検知された光により放射線Ｘの照射開始が判断される。また、電子カセッテ１において、導光板２６にて導光された光のうち前記第２の波長帯域の光が検知され、検知された光により放射線Ｘの照射終了が判断される。これにより、放射線Ｘの照射量の検出精度を向上させることが可能となり、適切に同期制御、ＡＥＣ制御を行うことも可能となる。
【０１１３】
〔第２実施形態〕
【０１１４】
以下、第２実施形態に係る電子カセッテ１Ａについて添付図面を用いて詳細に説明する。第２実施形態に係る電子カセッテ１Ａは、第１実施形態に係る電子カセッテ１における放射線検出器３において、ガラス保護層２４とフィルタ層２５との間にシンチレータ層４２を設けられたものであり、シンチレータ層４２に入射した放射線Ｘを光に変換し、当該光を検知することでＡＥＣ制御処理及び同期制御処理を行う。なお、第１実施形態と同一の構成に同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【０１１５】
図８は、第２実施形態に係る電子カセッテ１Ａの放射線検出器３Ａの側断面の構成を模式的に示した断面模式図である。図８に示すように、第２実施形態に係る電子カセッテ１Ａは、放射線検出器３Ａにおいて、上述したように、ガラス保護層２４とフィルタ層２５との間に、シンチレータ層４２が設けられている。
【０１１６】
シンチレータ層４２は、放射線検出器３に入射する放射線Ｘの一部を光に変換する、例えばＧＯＳ（希土類蛍光体）等の塗布方式で形成されている。シンチレータ層４２は、導光板２６の上にフィルタ層２５を介していわゆる塗布方式により形成されている。なお、シンチレータ４２層の形成方法はこれに限定されず、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング等の物理的方法による被膜形成法（ＰＶＤ）や、電気めっき、乾式めっき、化学蒸発法（ＣＶＤ）等の手法を用いることが可能である。
【０１１７】
なお、シンチレータ層４２は、放射線検出器３に放射線Ｘが曝射された際に放射線Ｘの曝射開始を検出できる程度に光を検知できる必要があるが、一方で、シンチレータ１３による放射線画像形成に影響する程度まで放射線Ｘを減少させない必要もある。よって、シンチレータ層４２の厚みは、具体的には、シンチレータ１３に入射する放射線Ｘの３％から５％を光に変換する厚みであることが好ましい。
【０１１８】
また、導光板２６に対してシンチレータ層４２が設けられる範囲、大きさは特に限定されないが、センサ部２２の検出可能範囲のほぼ全範囲に対応して設けられていることが好ましい。このような範囲に設けることにより、放射線Ｘの曝射範囲がどのように設定されていても確実に放射線Ｘを検知することができる。
【０１１９】
図９は、ＧＯＳの発光スペクトルの一例を示すグラフである。図９に示すように、ＧＯＳのスペクトル分布では、波長５４５ｎｍ付近に鋭いピークが存在する。よって、シンチレータ層４２がＧＯＳで形成されている場合には、ＧＯＳのスペクトル分布では、波長５４５ｎｍの光が多く発生して、第２の波長帯域の光として検知部３９にて効率的に検知されるため、同期制御処理に使用するのに好適である。
【０１２０】
なお、第２実施形態に係る電子カセッテ１Ａが、放射線検出器３に放射線Ｘが曝射された際に放射線画像の撮影を開始し、放射線画像の撮影が完了した際に放射線Ｘの曝射の停止を促す撮影制御処理を行う際には、第１実施形態と同様に、図７に示す流れで行われる。
【０１２１】
〔第３実施形態〕
【０１２２】
以下、第３実施形態に係る電子カセッテ１Ｂについて添付図面を用いて詳細に説明する。第３実施形態に係る電子カセッテ１Ｂの放射線検出器３Ｂは、第１実施形態に係る電子カセッテ１の放射線検出器３において、板状の導光板２６の代わりに、一面が傾斜していて全体として楔形に形成された導光板２６Ａが設けられたものである。なお、第１実施形態及び第２実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【０１２３】
図１０は、第３実施形態に係る電子カセッテ１Ｂの放射線検出器３Ｂを示す断面模式図である。図１０に示すように、第３実施形態に係る電子カセッテ１Ｂは、放射線検出器３Ｂにおいて、上述したように、導光板２６Ａが一面が傾斜していることにより楔形に形成されている。また、導光板２６Ａの上面（フィルタ層２５が積層される面と反対側の面）に、同様に一面が傾斜していることにより楔形に形成された補強板４３が積層されている。この際、導光板２６Ａ及び補強板４３が相互に傾斜している面が対面するように積層された状態で、補強板４３の上面（導光板２６Ａが積層される面と反対側の面）と導光板２６Ａの下面（補強板４３が積層される面と反対側の面）が平行になり全体として板状となるように積層される。
【０１２４】
楔形の各々の導光板２６Ａにおける拡がった側面には光検知部３９が設けられていて、導光板２６Ａに入射した光が導光板２６Ａ内において当該拡がった側面の方向に導光され、光検知部３９により検知される。
【０１２５】
補強板４３は、ガラスまたは強化ガラスで形成されたガラス基板であっても、樹脂及びバリアフィルムで形成された樹脂基板であっても良い。しかしながら、センサ基板２２がガラス基板であった場合、補強板４３もガラス基板であることが好ましく、センサ基板２２が樹脂基板であれば、補強板４３も樹脂基板であることが好ましく、補強板４３及びセンサ基板２２の熱膨張率が略同じになるような組み合わせが好ましい。
【０１２６】
なお、電子カセッテ１Ｂにおいて筐体２が遮光機能を有し外部から内部に自然光が入射することはないが、筐体２の継ぎ目等から万が一自然光が漏れて入射してしまう場合を考慮し、補強板４３に当該自然光を遮断するように光吸収性（色付き）を持たせても良い。これは、特に電子カセッテ１がＩＳＳ方式の場合に有効である。ＩＳＳ（Irradiation Side Sampling）方式とは、シンチレータの放射線照射面側にＴＦＴ基板が配置されている方式である。
【０１２７】
また、導光板２６Ａと補強板４３との間に、シンチレータ層４２で発光した光を反射する反射層４４が設けられている。反射層４４は、例えばアルミ（Ａｌ）、銀（Ａｇ）等の反射材料で形成されている。あるいは、反射層４４は、表面を荒らすことによって反射性能を高めるように形成されても良い。
【０１２８】
なお、反射層４４において、第１のカラーフィルタ２５ａが設けられた位置に対する中心側と、第２のカラーフィルタ２５ｂが設けられた位置に対応する周縁側とで反射率が異なるように形成されていても良い。この場合には、同期制御処理に使用される周縁側において反射率が高くなり、ＡＥＣ制御処理に使用される中心側で反射率が低くなるように形成されると良い。
【０１２９】
楔形の導光板２６Ａは導光機能が高いので、検知されずに捨てられてしまう光を少なくできるので好ましい。楔形の導光板２６Ａは、衝撃性や荷重性に不安があるが、楔形に形成された補強板４３で補うことにより、耐衝撃性、耐荷重性が確保されている。楔形のガラス基板が複数枚（本実施形態では、２枚）で重なり合っていることにより導光性能を高めるとともに、強度を維持することが可能となっている。
【０１３０】
なお、第３実施形態に係る電子カセッテ１Ｂが、放射線検出器３に放射線Ｘが曝射された際に放射線画像の撮影を開始し、放射線画像の撮影が完了した際に放射線Ｘの曝射の停止を促す撮影制御処理を行う際の流れは、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、図７に示す流れで行われる。
【０１３１】
また、第３実施形態に係る電子カセッテ１Ｂにおいても、第２実施形態と同様に、ガラス保護層２４とフィルタ層２５との間に、シンチレータ層４２が設けられていても良い。シンチレータ層４２をＧＯＳにより形成することにより、同期制御の際の光検知感度を向上させることができる。
【０１３２】
また、第１実施形態乃至第３実施形態において、放射線としてＸ線を用いる場合について説明したが、これに限定されず、γ線やその他の放射線であっても良い。
【０１３３】
また、第１実施形態乃至第３実施形態において、フィルタ層２５が第１のカラーフィルタ２５ａ及び第２のカラーフィルタ２５ｂを備えていて、検知部３９が第１の波長帯域の光を検出する光センサ及び第２の波長帯域の光を検出する光センサの２つが備えられている例について説明したが、これに限定されず、３種類以上のカラーフィルタが備えられていても良く、また、光センサが３つ以上備えられていても良い。
【０１３４】
また、第１実施形態乃至第３実施形態において、導光板２６、２６Ａが、シンチレータ１３のセンサ基板２２が積層される面の反対側の面に設けられる例について説明したが、これに限定されない。
【０１３５】
図１１（Ａ）は、第１実施形態に係る電子カセッテの放射線検出器の別例の側断面の構成を模式的に示した断面模式図であり、図１１（Ｂ）は、第３実施形態に係る電子カセッテの放射線検出器の別例の側断面の構成を模式的に示した断面模式図である。
【０１３６】
図１１（Ａ）に示すように、導光板２６が、シンチレータ１３のセンサ基板２２が積層される側の面に設けられても良い。この場合には、センサ基板２２が光を透過する素材で形成されるとともに、センサ基板２２の下面（シンチレータ１３が積層される面と反対側の面）にフィルタ層２５が設けられ、さらにフィルタ層２５の下面（センサ基板２２が積層される面と反対側の面）に導光板２６が積層される。これにより、導光板２６に放射線Ｘが直に照射されるのを回避し、導光板２６の劣化を防止することができる。また、この際、センサ基板２２及びフィルタ層２５の間に発光層４２を積層することにより、第２実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。
【０１３７】
同様に、図１１（Ｂ）に示すように、導光板２６Ａが、シンチレータ１３のセンサ基板２２が積層される側の面に設けられても良い。この場合には、センサ基板２２が光を透過する素材で形成されるとともに、センサ基板２２の下面（シンチレータ１３が積層される面と反対側の面）にフィルタ層２５が設けられ、さらにフィルタ層２５の下面（センサ基板２２が積層される面と反対側の面）に導光板２６Ａ、補強板４３が積層される。これにより、導光板２６に放射線Ｘが直に照射されるのを回避し、導光板２６の劣化を防止することができる。
【０１３８】
なお、図１１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、導光板２６、２６Ａがセンサ基板２２の下面側（シンチレータ１３が積層される面と反対側の面の側）に積層される場合には、半透過層２３が設けられず、シンチレータ１３の上面（センサ基板２２が積層される面とは反対側の面）にガラス保護層２４とが積層される。
【０１３９】
図１２（Ａ）乃至（Ｉ）は、上記第１実施形態乃至第３実施形態に係る電子カセッテ１、１Ａ、１Ｂの放射線検出器３、３Ａ、３Ｂにおいて、第１のカラーフィルタ２５ａ及び第２のカラーフィルタ２５ｂのそれぞれの配置領域の別の例を示す平面図である。なお、図１２において、第１のカラーフィルタ２５ａの配置領域を黒抜きで、第２のカラーフィルタ２５ｂの配置領域を白抜きで示している。
【０１４０】
図１２（Ａ）に示すように、放射線検出器３、３Ａ、３Ｂの中央部に被検体が存在することがわかっている場合には、中央部において円形状または矩形状にまたは図５（Ａ）に示すような矩形状に第１のカラーフィルタ２５ａを配置し、その外周部に第２のカラーフィルタ２５ｂを配置すると良い。
【０１４１】
また、図１２（Ｂ）に示すように、被験者の肺と腸を撮影する場合には、肺に相当する位置及び腸に相当する位置に第１のカラーフィルタ２５ａを配置し、それらの外周部に第２のカラーフィルタ２５ｂを配置すると良い。
【０１４２】
また、図１２（Ｃ）に示すように、放射線検出器３、３Ａ、３Ｂの中央部に被検体が存在する可能性が高い場合には、中央部に第１のカラーフィルタ２５ａを多く配置し、その外周部に第１のカラーフィルタ２５ａ及び第２のカラーフィルタ２５ｂの双方を配置すると良い。
【０１４３】
また、図１２（Ｄ）に示すように、図１２（Ｃ）の場合において、中央部に第１のカラーフィルタ２５ａを多く配置し、その外周部に第２のカラーフィルタ２５ｂを多く配置すると良い。
【０１４４】
また、図１２（Ｅ）に示すように、マンモグラフィ撮影を行う場合には、乳房に相当する位置に第１のカラーフィルタ２５ａを配置し、その外周部に第２のカラーフィルタ２５ｂを配置すると良い。
【０１４５】
また、図１２（Ｆ）に示すように、放射線検出器３、３Ａ、３Ｂにおいて被検体が存在する位置がわからない場合には、放射線検出器３、３Ａ、３Ｂにおける２本の対角線上に第１のカラーフィルタ２５ａを配置し、その外周部に第２のカラーフィルタ２５ｂを配置すると良い。
【０１４６】
また、図１２（Ｇ）に示すように、図１２（Ｆ）の場合において、一方の対角線上のみに第１のカラーフィルタ２５ａを配置しても良い。この場合、第２のカラーフィルタ２５ｂの配置領域、すなわち同期制御処理に使用される領域が広くなり、同期制御処理に使用される光の検出感度を向上させることができる。
【０１４７】
また、図１２（Ｈ）に示すように、放射線検出器３、３Ａ、３Ｂにおいて被検体が存在する位置がわからない場合には、放射線検出器３、３Ａ、３Ｂにおける各辺の２本の中央線上に第１のカラーフィルタ２５ａを配置し、その外周部に第２のカラーフィルタ２５ｂを配置すると良い。
【０１４８】
また、図１２（Ｉ）に示すように、放射線検出器３、３Ａ、３Ｂにおいて被検体が存在する位置がわからない場合には、放射線検出器３、３Ａ、３Ｂにおける２本の対角線上に第１のカラーフィルタ２５ａを配置し、その外周部に第２のカラーフィルタ２５ｂを配置すると良い。
【０１４９】
なお、放射線ＸとしてＸ線を曝射した場合、肺野はＸ線の透過量が多いので、肺野に対応する領域を同期制御処理に利用しても良い。
【符号の説明】
【０１５０】
１、１Ａ、１Ｂ…電子カセッテ，２…筐体，３、３Ａ、３Ｂ…放射線検出器，４…鉛板，５…ケース，１１…信号出力部，１２…センサ部，１３…シンチレータ，１４…透明絶縁膜，１５ａ…上部電極，１５ｂ…下部電極，１６…光電変換膜，１７…電子ブロッキング膜，１８…正孔ブロッキング膜，１９…コンデンサ，２０…薄膜トランジスタ，２１…絶縁膜，２２…センサ基板，２３…半透過膜，２４…ガラス保護層，２５…フィルタ層，２５ａ…第１のカラーフィルタ，２５ｂ…第２のカラーフィルタ，２６…導光板，３０…ゲート線ドライバ，３０Ａ…信号処理部，３１…ゲート配線，３２…データ配線，３３…画像メモリ，３４…カセッテ制御部，３５…ＣＰＵ，３６…メモリ，３７…記憶部，３８…無線通信部，３９…光検知部，４０…封止部材，４１…反射層，４２…シンチレータ層，４３…補強板，４４…反射層。
【図１】
2013072722.tif 000003
【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】
2013072722.tif 000009
【図８】
2013072722.tif 000010
【図９】
2013072722.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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