(57)【要約】【課題】過剰な電荷に起因するアーティファクトの発生を抑制し、より品質の高いＸ線画像を取得できる放射線検出器を提供する。【解決手段】旋光層９は、印加される電圧が閾値未満の場合はシンチレータ光を９０°旋光させ、印加される電圧が閾値以上の場合は旋光性を失う。第２の偏光フィルタ１１の偏光方向は、第１の偏光フィルタ７の偏光方向と直交する。そのため旋光層９に印加される電圧が閾値以上の場合、シンチレータ光は第２の偏光フィルタ１１に遮断される。この場合、それ以上の電荷への変換は停止する。従って、光電変換層１３によって変換される電荷量は、電圧の閾値に応じた一定の電荷量以内に確実に抑えられる。その結果、被検体を透過しない高線量のＸ線が放射線検出器に入射する場合であっても、生成されるＸ線画像において、過剰量の電荷に起因するアーティファクトの発生を確実に回避することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射した放射線を検出して光に変換するシンチレータと、
前記シンチレータが変換した前記光であるシンチレータ光の透過率を調節するシンチレータ光調節層と、
二次元マトリクス状に配列され、前記シンチレータ光調節層を透過した前記シンチレータ光を電荷に変換する光電変換層と、
前記光電変換層で変換された前記電荷を放射線検出信号として出力させる基板層とを備え、
前記シンチレータ光調節層は、前記光電変換層で生成される電荷に起因して印加される電圧が閾値未満の場合は前記シンチレータ光を前記光電変換層へ透過させ、印加される電圧が前記閾値以上の場合は前記シンチレータ光を遮断する放射線検出器。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線検出器において、
前記シンチレータ光調節層を構成する材料は調光ミラーである放射線検出器。
【請求項３】
請求項１に記載の放射線検出器において、
前記シンチレータ光調節層は、前記シンチレータが変換した前記光であるシンチレータ光を特定の方向に偏光させる第１の偏光層と、
前記光電変換層で生成される電荷に起因して印加される電圧が閾値未満の場合は前記第１の偏光層を通過した前記シンチレータ光を第１の偏光方向に旋光させ、印加される電圧が前記閾値以上の場合は前記第１の偏光方向と異なる第２の偏光方向に前記第１の偏光層を通過した前記シンチレータ光を旋光させる旋光層と、
前記旋光層によって前記第１の偏光方向に旋光された前記シンチレータ光を通過させ、前記旋光層によって前記第２の偏光方向に旋光された前記シンチレータ光を遮断する第２の偏光層とを備える放射線検出器。
【請求項４】
請求項３に記載の放射線検出器において、
前記旋光層を構成する材料は液晶である放射線検出器。
【請求項５】
請求項４に記載の放射線検出器において、
前記旋光層を構成する前記液晶はＴＮ型液晶であり、
前記第１の偏光層が前記シンチレータ光を偏光させる前記特定の方向と、前記第２の偏光層が通過させる前記シンチレータ光の偏光方向である、前記第１の偏光方向とは直交する放射線検出器。  
【請求項６】
請求項４に記載の放射線検出器において、
前記旋光層を構成する前記液晶はＶＡ型液晶であり、
前記第１の偏光層が前記シンチレータ光を偏光させる前記特定の方向と、前記第２の偏光層が通過させる前記シンチレータ光の偏光方向である、前記第１の偏光方向とは平行である放射線検出器。  
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の放射線検出器において、
前記閾値は１Ｖ〜５Ｖの間の所定の電圧値である放射線検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線の入射により放射線画像を取得する放射線検出器に係り、特に、光を介して放射線から電荷へと間接的に変換させる間接変換型の放射線検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療分野や工業分野などにおいて、放射線画像を取得するための撮影装置として、放射線撮影装置が用いられる。放射線撮影装置は、放射線を照射する放射線源と、二次元方向に広い受光面を有し、入射された放射線を検出する放射線検出器を備えている。このような放射線検出器の一例として、フラットパネル型放射線検出器（ＦＰＤ：Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）が知られている。
【０００３】
Ｘ線を一例とする放射線を検出する放射線検出器は、主に２種類に分類される。一つは、放射線の入射により放射線感応型の半導体が電荷を生成することによって、放射線から直接電荷に変換させて放射線を検出する「直接変換型」の検出器である。そしてもう一つは、放射線の入射により光を生成し、生成された光に基づいて電荷を生成することによって、放射線から電荷を間接的に変換させて放射線を検出する「間接変換型」の放射線検出器である。（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図８を用いて、従来例に係る間接変換型の放射線検出器について説明する。従来の放射線検出器１０１は、符号ＩＲで示す方向から入射される放射線を光に変換するシンチレータ１０３と、共通電極１０５と、光電変換層１０７と、アクティブマトリックス基板１０９とを備えている。シンチレータ１０３と、共通電極１０５と、光電変換層１０７と、アクティブマトリックス基板１０９とは上述の順番に積層されている。共通電極１０５にはバイアス電圧が印加されている。
【０００５】
光電変換層１０７は受光素子１１１と、画素電極１１３が上述の順番に積層された構成を有している。受光素子１１１はフォトダイオードなどによって構成されており、シンチレータ１０３が変換した光を受光して電荷を生成する。画素電極１１３は受光素子１１１が生成する電荷を収集する。
【０００６】
アクティブマトリックス基板１０９にはコンデンサ１１５と、スイッチング素子１１７と、信号線１１９とがそれぞれ複数設けられている。画素電極１１３は、受光素子１１１に接触しているとともに、コンデンサ１１５と電気的に接続されている。コンデンサ１１５はスイッチング素子１１７を介して信号線１１９と電気的に接続されており、受光素子１１１によって変換された電荷を蓄積する。スイッチング素子１１７は、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などが用いられており、コンデンサ１１５に蓄積された電荷を、信号線１１９を介して出力させる。受光素子１１１、画素電極１１３、コンデンサ１１５、およびスイッチング素子１１７は、それぞれ二次元マトリクス状に配列されている。
【０００７】
次に、放射線検出器１０１の動作について説明する。放射線として例えばＸ線が被検体に照射されると、シンチレータ１０３は被検体を透過したＸ線を吸収して発光する。シンチレータ１０３が発光した光、すなわちシンチレータ光は受光素子１１１に入射される。受光素子１１１はシンチレータ光を受光して電荷を生成する。すなわち、シンチレータ１０３および受光素子１１１によって、電磁波情報であるＸ線は、電気信号である電荷に変換される。共通電極１０５にはバイアス電圧が印加されているので、受光素子１１１において生成された電荷は発生した電場に誘導され、画素電極１１３によって収集される。
【０００８】
収集された電荷はコンデンサ１１５に蓄積される。蓄積された電荷は、スイッチング素子１１７がＯＮの状態になることによって、信号線１１９を介してＸ線検出信号として出力される。出力されたＸ線検出信号は、図示しないアンプ回路によって増幅され、さらに図示しないＡＤ変換器によってデジタル信号に変換される。そして変換されたＸ線検出信号に基づいて、被検体のＸ線像を表示するＸ線画像が生成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１１−２５２７３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち従来の放射線検出器において、被検体の形状によっては、一部のＸ線は被検体を透過することなく直接シンチレータ１０３に入射する場合がある。この場合、図９に示すように、生成されるＸ線画像において短冊状にアーティファクトが発生するという問題が懸念される（符号ＡＲで示す矢印を参照）。
【００１１】
被検体を透過しないＸ線の入射によってアーティファクトが発生する原因について、以下に説明するような仮説が考えられる。すなわち図１０に示すように、被検体Ｍを透過したＸ線１２１ａは線量が減衰するので、Ｘ線１２１ａから変換されるシンチレータ光１２３ａの光量は小さい。受光素子が生成する電荷の量は、受光するシンチレータ光の光量に従って大きくなる。そのためシンチレータ光１２３ａを受光する受光素子１１１ａでは、生成される電荷Ｐの量は少ない。
【００１２】
一方、被検体Ｍを透過しないＸ線１２１ｂは、減衰することなくシンチレータ１０３に入射する。すなわちＸ線１２１ｂから変換されるシンチレータ光１２３ｂの光量は非常に大きい。そのためシンチレータ光１２３ｂを受光する受光素子１１１ｂでは、過剰量の電荷Ｐが生成される。すなわち画素電極１１３を介して受光素子１１１ｂと接続されているコンデンサ１１５に過剰量の電荷が蓄積する。
【００１３】
コンデンサ１１５に過剰量の電荷が蓄積することによって、蓄積した電荷の一部はリーク電流としてスイッチング素子１１７を介して信号線１１９へ漏れ出す。そして信号線１１９を介して漏れ出した電荷Ｐがアンプのリファレンス電圧のラインに流れ込むことによって、全てのアンプについて、各々の個体差に応じてリファレンス電圧が変化すると考えられる。
【００１４】
ここで従来の放射線検出器１０１における光電変換層の典型的な配列を図１１（ａ）に示す。この場合、信号線１１９が上下に分割され、模式的に縦８列、横９行の二次元マトリクス状に配列されている光電変換層１０７のうち、縦方向に同一の位置にある光電変換層１０７は同一の信号線１１９と電気的に接続されている。そしてアンプ１２５ａ〜１２５ｆの各々は複数の信号線１１９と電気的に接続されている。そのためアンプ１２５ａ〜１２５ｆのリファレンス電圧がそれぞれ変化することにより、そのアンプに接続される信号線１１９から出力されるＸ線検出信号の全てが影響を受ける。
【００１５】
すなわち、例えばアンプ１２５ａのリファレンス電圧が変化することにより、範囲Ａに属する光電変換層１０７の各々から出力されるＸ線検出信号の値は、全て一定の変化を受ける。そしてアンプ１２５ｂのリファレンス電圧の変化量に応じて、範囲Ｂに属する光電変換層１０７の各々から出力されるＸ線検出信号の値は、全て範囲Ａと異なる一定の変化を受ける。
【００１６】
本来、アンプの各々には個体差があり、その個体差を補正するゲイン補正を行うことにより、Ｘ線画像におけるアーティファクトの発生を抑制している。しかし過剰なリーク電流に起因するリファレンス電圧の変化により、アンプ１２５ａ〜１２５ｆの個体差に応じて、範囲Ａ〜範囲Ｆに係るＸ線検出信号はそれぞれ異なる変化を再び受けることとなる。従って、生成されるＸ線画像において、範囲Ａ〜範囲Ｆの各々に相当する領域の輝度値はそれぞれ異なる影響を受けるので、範囲Ａ〜範囲Ｆの境界において輝度差が発生する。その結果、図１１（ｂ）に示すように、生成されるＸ線画像１２７において、範囲Ａ〜範囲Ｆの境界における輝度差に起因して、符号ＡＲで示す短冊状のアーティファクトが視認されると考えられる。
【００１７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、過剰な電荷に起因するアーティファクトの発生を抑制し、より品質の高い放射線画像を取得できる放射線検出器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】
【００１８】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係る放射線検出器は、入射した放射線を検出して光に変換するシンチレータと、前記シンチレータが変換した前記光であるシンチレータ光の透過率を調節するシンチレータ光調節層と、二次元マトリクス状に配列され、前記シンチレータ光調節層を透過した前記シンチレータ光を電荷に変換する光電変換層と、前記光電変換層で変換された前記電荷を放射線検出信号として出力させる基板層とを備え、前記シンチレータ光調節層は、前記光電変換層で生成される電荷に起因して印加される電圧が閾値未満の場合は前記シンチレータ光を前記光電変換層へ透過させ、印加される電圧が前記閾値以上の場合は前記シンチレータ光を遮断するものである。
【００１９】
［作用・効果］本発明に係る放射線検出器は、シンチレータ光の透過率を調節するシンチレータ光調節層を備えている。シンチレータ光調節層は、光電変換層で生成される電荷に起因して印加される電圧が閾値未満の場合はシンチレータ光を光電変換層へ通過させ、印加される電圧が前記閾値以上の場合はシンチレータ光を遮断する。
【００２０】
光電変換層で生成される電荷に起因してシンチレータ光調節層に印加される電圧が閾値以上の場合、シンチレータ光はシンチレータ光調節層で遮断されるので、光電変換層による電荷への変換は起こらなくなる。従って、光電変換層によって変換される電荷量は、電圧の閾値に応じた一定の電荷量以内に確実に抑えられる。その結果、被検体を透過しない高線量の放射線が放射線検出器に入射する場合であっても、生成される放射線画像において、過剰量の電荷に起因するアーティファクトの発生を確実に回避することができる。
【００２１】
また、上述した発明において、前記シンチレータ光調節層を構成する材料は調光ミラーであることが好ましい。
【００２２】
［作用・効果］本発明に係る放射線検出器によれば、シンチレータ光調節層を構成する材料は調光ミラーである。調光ミラーに印加される電荷が閾値未満の場合、調光ミラーは高い光透過性を有する透明状態となる性質を有している。この場合、シンチレータ光は調光ミラーを効率よく通過するので、光電変換層は調光ミラーを通過するシンチレータ光を電荷に変換する。
【００２３】
一方、調光ミラーに印加される電荷が閾値以上の場合、調光ミラーは光を反射する鏡状態となる性質を有している。この場合、シンチレータ光は調光ミラーによって反射されるので、光電変換層による電荷への変換は起こらなくなる。従って、光電変換層によって変換される電荷量は電圧の閾値に応じた一定の電荷量以内に、より確実に抑えられる。その結果、被検体を透過しない高線量の放射線が放射線検出器に入射する場合であっても、生成される放射線画像において、過剰量の電荷に起因するアーティファクトの発生をより確実に回避することができる。
【００２４】
また、上述した発明において、前記シンチレータ光調節層は、前記シンチレータが変換した前記光であるシンチレータ光を特定の方向に偏光させる第１の偏光層と、前記光電変換層で生成される電荷に起因して印加される電圧が閾値未満の場合は前記第１の偏光層を通過した前記シンチレータ光を第１の偏光方向に旋光させ、印加される電圧が前記閾値以上の場合は前記第１の偏光方向と異なる第２の偏光方向に前記第１の偏光層を通過した前記シンチレータ光を旋光させる旋光層と、前記旋光層によって前記第１の偏光方向に旋光された前記シンチレータ光を通過させ、前記旋光層によって前記第２の偏光方向に旋光された前記シンチレータ光を遮断する第２の偏光層とを備えることが好ましい。
【００２５】
［作用・効果］本発明に係る放射線検出器において、シンチレータ光調節層は第１の偏光層、旋光層、および第２の偏光層を備えている。第１の偏光層はシンチレータ光を特定の方向に偏光させるので、旋光層には特定の方向に偏光するシンチレータ光のみが入射する。旋光層は、光電変換層で生成される電荷に起因して印加される電圧が閾値未満の場合はシンチレータ光を第１の偏光方向に旋光させる。一方、印加される電圧が閾値以上の場合はシンチレータ光を、第１の偏光方向と異なる第２の偏光方向に旋光させる。
【００２６】
第２の偏光層は、旋光層によって第１の偏光方向に旋光されたシンチレータ光を通過させ、旋光層によって第２の偏光方向に旋光された前記シンチレータ光を遮断するように構成される。そのため、旋光層に印加される電圧が閾値未満の場合、第２の偏光層はシンチレータ光を通過させる。一方、旋光層に印加される電圧が閾値以上の場合、第２の偏光層はシンチレータ光を遮断する。
【００２７】
光電変換層で生成される電荷に起因して旋光層に印加される電圧が閾値以上の場合、シンチレータ光は第２の偏光層で遮断されるので、光電変換層による電荷への変換は起こらなくなる。従って、光電変換層によって変換される電荷量は、電圧の閾値に応じた一定の電荷量以内に確実に抑えられる。その結果、被検体を透過しない高線量の放射線が放射線検出器に入射する場合であっても、生成される放射線画像において、過剰量の電荷に起因するアーティファクトの発生をより確実に回避することができる。
【００２８】
また、上述した発明において、前記旋光層を構成する材料は液晶であることが好ましい。
【００２９】
［作用・効果］本発明に係る放射線検出器によれば、旋光層は液晶によって構成される。液晶は電圧の変化に対する応答性が高い材料である。従って、旋光層に印加される電圧が閾値となった場合、シンチレータ光に対する旋光性を速やかに変化させるので、シンチレータ光が第２の偏光層を通過して光電変換層によって電荷に変換されることをより確実に防止できる。そのため、光電変換層によって変換される電荷量は、電圧の閾値に応じた一定の電荷量以内により確実に抑えられる。その結果、被検体を透過しない高線量の放射線が放射線検出器に入射する場合、生成される放射線画像において、過剰量の電荷に起因するアーティファクトの発生をより確実に回避できる。
【００３０】
また、上述した発明において、前記旋光層を構成する前記液晶はＴＮ型液晶であり、前記第１の偏光層が前記シンチレータ光を偏光させる前記特定の方向と、前記第２の偏光層が通過させる前記シンチレータ光の偏光方向である、前記第１の偏光方向とは直交することが好ましい。
【００３１】
［作用・効果］本発明に係る放射線検出器によれば、旋光層はＴＮ型液晶によって構成される。そして第１の偏光層がシンチレータ光を偏光させる方向と、第２の偏光層が通過させる第１の偏光方向とは直交する。旋光層を構成するＴＮ型液晶は印加電圧が閾値未満の場合はシンチレータ光を９０°旋光させ、印加電圧が閾値以上の場合に旋光性を失う性質を有する。そのため印加電圧が閾値未満の場合、第１の偏光層が偏光させたシンチレータ光は旋光層において９０°旋光されるので、第２の偏光層を確実に通過して光電変換層において電荷に変換される。この場合、シンチレータ光の光量に応じた量の電荷が正確に生成されるので、シンチレータに入射する放射線量を反映する、正確な放射線画像を取得することができる。
【００３２】
一方、印加電圧が閾値以上の場合、第１の偏光層が偏光させたシンチレータ光は第１の偏光層が偏光させたシンチレータ光は旋光しないので、第２の偏光層において確実に遮断される。そのためそれ以上の電荷が光電変換層において生成されることはない。従って、光電変換層によって変換される電荷量は、電圧の閾値に応じた一定の電荷量以内により確実に抑えられる。その結果、被検体を透過しない高線量の放射線が放射線検出器に入射する場合、生成される放射線画像において、過剰量の電荷に起因するアーティファクトの発生をより確実に回避することができる。
【００３３】
また、ＴＮ型液晶は比較的安価な材料であるという利点を有する。従って、アーティファクトが放射線画像に発生することを回避できるとともに、放射線検出器の製造コストを低く抑えることが可能となる。
【００３４】
また、上述した発明において、前記旋光層を構成する前記液晶はＶＡ型液晶であり、前記第１の偏光層が前記シンチレータ光を偏光させる前記特定の方向と、前記第２の偏光層が通過させる前記シンチレータ光の偏光方向である、前記第１の偏光方向とは平行であることが好ましい。
【００３５】
［作用・効果］本発明に係る放射線検出器によれば、旋光層はＶＡ型液晶によって構成される。そして第１の偏光層がシンチレータ光を偏光させる方向と、第２の偏光層が通過させる第１の偏光方向とは平行である。旋光層を構成するＶＡ型液晶は印加電圧が閾値未満の場合は旋光性を有さず、印加電圧が閾値以上の場合にシンチレータ光を９０°旋光させる性質を有する。そのため印加電圧が閾値未満の場合、第１の偏光層が偏光させたシンチレータ光は旋光することなく、第２の偏光層を確実に通過して光電変換層において電荷に変換される。この場合、シンチレータ光の光量に応じた量の電荷が正確に生成されるので、シンチレータに入射するＸ線量の情報を正確に反映するＸ線画像を取得することができる。
【００３６】
一方、印加電圧が閾値以上の場合、第１の偏光層が偏光させたシンチレータ光は旋光層において９０°旋光されるので、第２の偏光層において確実に遮断される。そのためそれ以上の電荷が光電変換層において生成されることはない。従って、光電変換層によって変換される電荷量は、電圧の閾値に応じた一定の電荷量以内により確実に抑えられる。その結果、被検体を透過しない高線量の放射線が放射線検出器に入射する場合、生成される放射線画像において、過剰量の電荷に起因するアーティファクトの発生をより確実に回避することができる。
【００３７】
またＶＡ型液晶を用いる場合、ＴＮ型液晶を用いる場合と比べて画像のコントラストが高いという利点を有する。従って、よりコントラストの高い高品質の放射線画像を取得することが可能となる。
【００３８】
また、上述した発明において、前記閾値は１Ｖ〜５Ｖの間の所定の電圧値であることが好ましい。
【００３９】
［作用・効果］本発明に係る放射線検出器によれば、閾値は１Ｖ〜５Ｖの間の所定の電圧値である。閾値が１Ｖ〜５Ｖの間の所定の電圧値である場合、印加電圧が閾値となる場合に生成されている電荷の量は、好適な放射線画像の取得に必要なＸ線検出信号を出力するに十分な量である。またこの場合、生成される電荷の量は過剰に多くはないので、スイッチング素子から漏れ出す電荷によってアンプのリファレンス電圧が変化することはない。従って、明瞭な像を映し出す高品質の放射線画像を取得できるとともに、過剰量の電荷に起因するアーティファクトの発生を回避することが可能となる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明に係る放射線検出器は、シンチレータ光の透過率を調節するシンチレータ光調節層を備えている。シンチレータ光調節層は、光電変換層で生成される電荷に起因して印加される電圧が閾値未満の場合はシンチレータ光を光電変換層へ通過させ、印加される電圧が前記閾値以上の場合はシンチレータ光を遮断する。
【００４１】
光電変換層で生成される電荷に起因してシンチレータ光調節層に印加される電圧が閾値以上の場合、シンチレータ光はシンチレータ光調節層で遮断されるので、光電変換層による電荷への変換は起こらなくなる。従って、光電変換層によって変換される電荷量は、電圧の閾値に応じた一定の電荷量以内に確実に抑えられる。その結果、被検体を透過しない高線量の放射線が放射線検出器に入射する場合であっても、生成される放射線画像において、過剰量の電荷に起因するアーティファクトの発生を確実に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】実施例１に係る放射線検出器の概略構成を説明する図である。（ａ）は放射線検出器の縦断面図であり、（ｂ）は放射線検出器の一部切欠俯瞰図である。
【図２】実施例１に係る放射線検出器において、シンチレータ光の透過を制御する機構を説明する図である。（ａ）は旋光層に印加される電圧が閾値未満の場合を示しており、（ｂ）は旋光層に印加される電圧が閾値以上の場合を示している。
【図３】実施例１に係る放射線検出器において、過剰量の電荷の生成を抑制する機構を説明する図である。（ａ）は被検体の透過の有無によって、Ｘ線がシンチレータ光および生成電荷量に与える影響を示しており、（ｂ）は生成電荷量が旋光層の液晶分子配列に与える影響を示している。
【図４】実施例１に係る放射線検出器において、旋光層の液晶分子配列がシンチレータ光の透過性に与える影響を説明する図である。
【図５】実施例２に係る放射線検出器において、シンチレータ光の透過を制御する機構を説明する図である。（ａ）は旋光層に印加される電圧が閾値未満の場合を示しており、（ｂ）は旋光層に印加される電圧が閾値以上の場合を示している。
【図６】実施例３に係る放射線検出器の構成を説明する図である。（ａ）は実施例３に係る放射線検出器の一部切欠俯瞰図であり、（ｂ）は実施例１に係る放射線検出器において、調光ミラーの光特性がシンチレータ光の透過性に与える影響を説明する図である。
【図７】変形例に係る放射線検出器において、シンチレータ光の透過を制御する機構を説明する図である。（ａ）は旋光層に印加される電圧が閾値未満の場合を示しており、（ｂ）は旋光層に印加される電圧が閾値以上の場合を示している。
【図８】従来例に係る放射線検出器の概略構成を説明する縦断面図である。
【図９】従来例に係る放射線検出器によって取得されるＸ線画像において発生するアーティファクトを示す図である。（ａ）は被検体の透過の有無によって、Ｘ線がシンチレータ光および生成電荷量に与える影響を示しており、（ｂ）は信号線を介して漏れ出した電荷がアンプに与える影響を示している。
【図１０】従来例に係る放射線検出器の問題点を説明する縦断面図である。
【図１１】従来例に係る放射線検出器において、Ｘ線画像にアーティファクトが発生する原因を説明する図である。（ａ）は従来例に係る放射線検出器における光電変換層の典型的な配列を説明する平面図であり、（ｂ）は従来例に係るＸ線画像において、アーティファクトが発生する位置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００４３】
以下、図面を参照して本発明の実施例１を説明する。なお放射線の一例としてＸ線を用いて説明する。
【００４４】
＜全体構成の説明＞
実施例１に係る放射線検出器１は図１に示すように、シンチレータ３と、共通電極５と、第１の偏光フィルタ７と、旋光層９と、第２の偏光フィルタ１１と、光電変換層１３と、アクティブマトリックス基板１５とが上述の順に積層された構成を有している。シンチレータ３は被検体を透過したＸ線を吸収して発光する。このときに発光する光を以下、シンチレータ光と称する。共通電極５はシンチレータ光の波長に対して透明な材料で構成されており、バイアス電圧が印加されている。
【００４５】
第１の偏光フィルタ７、および第２の偏光フィルタ１１の各々は、シンチレータ光を特定の方向に偏光させる性質を有している。第１の偏光フィルタ７、および第２の偏光フィルタ１１を構成する材料としては有機偏光板および無機偏光板のいずれを用いてもよい。有機偏光板の例としてはフィルム状のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）が挙げられる。但しＰＶＡは吸湿性を有するので、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）などを用いてＰＶＡを保護する場合が多い。無機偏光板の例としては、アルミを蒸着させたガラス基板などが挙げられる。
【００４６】
旋光層９は印加される電圧の高さに応じて、入射される光を旋光させる角度（旋光角度）が変化する性質を有している。すなわち、旋光層９に印加される電圧が一定の閾値Ｔを超えることによって、入射光の旋光角度が変化する。実施例１において、旋光層９はＴＮ型液晶（ＴＮ：Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）によって構成される。
【００４７】
光電変換層１３は受光素子１７と、画素電極１９が上述の順番に積層された構成を有している。受光素子１７はシンチレータ３によって変換されたシンチレータ光を受光して電荷を生成する。受光素子１７を構成する材料の例としては、ＰＮ接合型フォトダイオード、ＰＩＮ構造型フォトダイオード、またはアバランシェフォトダイオードなどが挙げられる。画素電極１９は、受光素子１７が生成した電荷を収集する。なお図１（ｂ）に示すように、光電変換層１３は二次元マトリクス状に配列されている。
【００４８】
図１（ａ）に示すように、アクティブマトリックス基板１５にはコンデンサ２１と、スイッチング素子２３と、信号線２５とがそれぞれ複数設けられている。コンデンサ２１の各々は、対応する画素電極１９と電気的に接続されている。すなわちコンデンサ２１、スイッチング素子２３、および信号線２５は、光電変換層１３の配列に従って二次元マトリクス状に配列されている。
【００４９】
コンデンサ２１はスイッチング素子２３を介して信号線２５と電気的に接続されており、受光素子１７によって変換された電荷を蓄積する。スイッチング素子２３は、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などが用いられており、コンデンサ２１に蓄積された電荷を、信号線２５を介して出力させる。スイッチング素子２３のＯＮ・ＯＦＦは図示しないゲートドライバによって制御される。
【００５０】
＜実施例１に特徴的な構成の説明＞
本発明において特徴的な構成として、共通電極５と光電変換層１３との間に、第１の偏光フィルタ７、旋光層９、および第２の偏光フィルタ１１が積層されている。ここで実施例１における第１の偏光フィルタ７、旋光層９、および第２の偏光フィルタ１１の構成について図２を用いて詳細に説明する。第１の偏光フィルタ７、旋光層９、および第２の偏光フィルタ１１は実施例１におけるシンチレータ光調節層に相当し、シンチレータ光の透過率を調節する。
【００５１】
まず、旋光層９を構成するＴＮ型液晶について説明する。ＴＮ型液晶はネマティック液晶の一種である。そしてＴＮ型液晶に電圧が印加されない場合、ＴＮ型液晶を構成する液晶分子の各々は、上層から下層に向かうにつれて９０°捻れるように配列する。すなわちこの場合、ＴＮ型液晶は入射光を９０°旋光させる性質を有する。そしてＴＮ型液晶に一定の電圧が印加される場合、ＴＮ型液晶を構成する液晶分子の配列は、速やかに直立方向へ変化する。その結果、電圧の印加によってＴＮ型液晶の旋光性は速やかに失われる。すなわちこの場合、ＴＮ型液晶に入射する光は旋光されることなく、偏光方向を維持した状態でＴＮ型液晶の層を通過する。
【００５２】
次に第１の偏光フィルム７、および第２の偏光フィルム１１の構成について説明する。第１の偏光フィルム７、および第２の偏光フィルム１１の各々は、入射する光のうち、特定の方向に偏光する光のみを通過させる性質を有している。そして実施例１に係る放射線検出器１において、第１の偏光フィルタ７および第２の偏光フィルタ１１は、各々が通過させる入射光の偏光方向が互いに直交するように構成されている。
【００５３】
そのため実施例１において、シンチレータ３において変換されたシンチレータ光は共通電極５を通過して第１の偏光フィルム７に入射する。第１の偏光フィルム７に入射するシンチレータ光のうち、特定の方向に偏光するシンチレータ光Ｌａは第１の偏光フィルム７を通過する。一方、シンチレータ光Ｌａと異なる方向に偏光するシンチレータ光Ｌｂは、第１の偏光フィルム７によって遮断される（図２（ａ）、（ｂ））。
【００５４】
そして実施例１において旋光層９を構成するＴＮ型液晶は、液晶に印加される電圧が一定の閾値Ｔ未満である場合に入射光を９０°に旋光させる性質を有し、液晶に印加される電圧が閾値Ｔ以上の場合は旋光性を失うように構成される。そのため、旋光層９に印加される電圧が閾値Ｔ以下である場合は図２（ａ）に示すように、第１の偏光フィルタ７を通過したシンチレータ光Ｌａの偏光方向は、ＴＮ型液晶の液晶分子の隙間に沿って９０°回転する。このように、旋光層９はシンチレータ光Ｌａの偏光方向を９０°変化させる。
【００５５】
第２の偏光フィルタが通過させる光の偏光方向と、第１の偏光フィルタが通過させる光の偏光方向とは直交する関係にある。従って旋光層９を通過したシンチレータ光Ｌａの偏光方向は、第２の偏光フィルタ１１を通過できる光の偏光方向と一致する。その結果、旋光層９によって９０°旋光されたシンチレータ光は、第２の偏光フィルム１１を通過することができる。
【００５６】
一方、旋光層９に対して閾値Ｔ以上の電圧が印加される場合、旋光層９を構成するＴＮ型液晶の旋光性が失われる。従って図２（ｂ）に示すように、第１の偏光フィルタ７を通過したシンチレータ光Ｌａは、偏光方向が変わることなく第２の偏光フィルタ１１に入射する。第２の偏光フィルム１１が通過させる光の偏光方向は、第１の偏光フィルタ７が通過させる光すなわちシンチレータ光Ｌａの偏光方向と９０°相違する。その結果、シンチレータ光Ｌａは第２の偏光フィルタ１１によって遮断される。なお実施例１において、旋光層９の旋光性を変化させる電圧の閾値Ｔは、１Ｖ〜５Ｖのいずれかであることがより好ましい。
【００５７】
＜電荷の過剰な生成を抑制する機構の説明＞
次に、実施例１に係る放射線検出器１において、過剰量の電荷の発生を抑制する機構について図を用いて説明する。
【００５８】
被検体Ｍの形状によっては、図示しないＸ線管から照射されるＸ線のうち、一部は被検体を透過することなく直接シンチレータ３に入射する。被検体Ｍを透過したＸ線２７ａは線量が減衰するので、Ｘ線２７ａに基づいて生成されるシンチレータ光２９ａの光量は比較的小さい。そのためシンチレータ光２９ａを受光する受光素子１７ａにおいて生成される電荷Ｐの量は比較的少ない（図３（ａ））。
【００５９】
一方、被検体Ｍを透過しないＸ線２７ｂは減衰することなくシンチレータ３に入射する。すなわちシンチレータ３では、線量の大きいＸ線２７ｂに基づいて、光量の大きいシンチレータ光２９ｂが生成される。そしてシンチレータ光２９ｂが入射するに従って、受光素子１７ｂにおいて、多量の電荷Ｐが生成されていく（図３（ａ））。電荷Ｐの生成によって共通電極５と画素電極１９の間に発生する電位差に応じて、旋光層９に電圧が印加される。そのため、電荷Ｐの生成量が増大するに従って、旋光層９に印加される電圧は高くなる（図３（ｂ））。
【００６０】
そして受光素子１７ｂで生成される電荷Ｐの量が増大し、旋光層９に印加される電圧の高さが一定の閾値Ｔとなった場合、旋光層９を構成するＴＮ型液晶の分子Ｑは速やかに配列を変化させる。すなわち、印加電圧が閾値Ｔ未満の場合は９０°捻れるように配列されていた分子Ｑは、印加電圧が閾値Ｔとなることによって、速やかに直立方向に配列する（図４（ａ））。
【００６１】
ＴＮ型液晶の分子Ｑの配列が変化することにより、旋光層９の旋光性は失われる。旋光層９の旋光性が失われると、シンチレータ光２９ｂは第２のフィルタ層１１によって遮断されるので、受光素子１７ｂにシンチレータ光２９ｂはこれ以上入射しなくなる（図４（ｂ））。その結果、受光素子１７ｂにおける電荷の生成はこれ以上行われなくなる。このような機構により、実施例１に係る放射線検出器１では、受光素子１７において生成される電荷の量を、一定値以下となるように制御することができる。
【００６２】
また、受光素子１７を含む光電変換層１３は二次元マトリクス状に配列されている。そして受光素子１７ｂにおいて生成する電荷Ｐの量が増大した場合、閾値Ｔ以上の高電圧が印加される旋光層９の領域は、受光素子１７ｂの上部に相当する領域Ｓである（図４（ａ））。すなわち領域Ｓにおける旋光層９では高電圧により液晶分子の配列が変化して旋光性が失われる一方、領域Ｓ以外の旋光層９に印加される電圧は閾値Ｔ未満の低電圧である。そのため比較的弱いシンチレータ光２９ａを受光する受光素子１７ａの上部に相当する旋光層９では液晶分子の配列が変化しない（図４（ａ））。
【００６３】
従って、シンチレータ光２９ｂは第２のフィルタ層１１によって遮断される一方、シンチレータ光２９ａは第２の偏光フィルタ１１を通過して受光素子１７ａに入射できる（図４（ｂ））。このように実施例１に係る放射線検出器１では、電荷の生成量が一定値以上に増大する受光素子１７において、シンチレータ光の入射を抑制することができる。そのため、受光素子１７ｂにおいて過剰量の電荷の生成を抑制する一方、受光素子１７ａにおいて、Ｘ線２７ａの線量に対応する正確なＸ線検出信号を出力することができる。その結果、Ｘ線画像において、被検体Ｍの正確なＸ線像を反映しつつ、過剰量の電荷の生成によるアーティファクトの発生を抑制することが可能となる。
【００６４】
＜動作の説明＞
次に、実施例１に係る放射線検出器１の動作について説明する。図１においてＩＲで示す方向からＸ線が照射されると、シンチレータ３はＸ線をシンチレータ光に変換する。シンチレータ光はその偏光方向に応じて第１の偏光フィルタ７を通過する。
【００６５】
旋光層９に印加される電圧が閾値Ｔ未満である場合、第１の偏光フィルタ７を通過したシンチレータ光は９０°旋光されて第２の偏光フィルタ１１を通過し、受光素子１７に入射する。受光素子１７はシンチレータ光を受光して電荷を生成する。受光素子１７において生成された電荷は、共通電極５に印加されたバイアス電圧によって発生した電場に誘導されて、画素電極１９によって収集される。また、受光素子１７において生成される電荷の量が多くなるに従って、旋光層９に印加される電圧は上昇する。
【００６６】
そして受光素子１７において生成される電荷量が増大して一定値Ｐａとなると、旋光層９に印加される電圧は、電荷量Ｐａに対応した閾値Ｔとなる。この場合、旋光層９は旋光性を失うので、第１の偏光フィルタ７を通過したシンチレータ光は第２の偏光フィルタ１１によって遮断される。そのため受光素子１７にはシンチレータ光が入射されないので、受光素子１７における電荷の生成は停止する。すなわち受光素子１７において生成される電荷の量が一定値Ｐａを超え、過剰な量となることはない。
【００６７】
画素電極１９によって収集された電荷はコンデンサ２１に蓄積される。蓄積された電荷は、スイッチング素子２３がＯＮの状態になることによって、信号線２５を介してＸ線検出信号として出力される。出力されたＸ線検出信号はアンプによって増幅され、さらにＡＤ変換器によってデジタル信号に変換される。そしてデジタル信号に変換されたＸ線検出信号に基づいて、被検体のＸ線像を表示するＸ線画像が生成される。
【００６８】
このとき、受光素子１７において生成される電荷の量は一定値Ｐａ以内に抑えられるので、コンデンサ２１に過剰量の電荷が蓄積することはない。そのため過剰量のリーク電流がアンプにおけるリファレンス電圧のラインに流れ込むことが回避される。その結果、リファレンス電圧の変化に起因するアーティファクトがＸ線画像に発生することを好適に抑制することが可能となる。
【００６９】
＜実施例１に係る構成の効果＞
実施例１に係る放射線検出器１は、共通電極５と光電変換層１３の間に、第１の偏光フィルタ７と、ＴＮ型液晶によって構成される旋光層９と、第２の偏光フィルタ１１とを備えている。そして第１の偏光フィルタが光を偏光させる方向と、第２の偏光フィルタが光を偏光させる方向とは直交するように構成される。このような構成により、実施例１に係る放射線検出器１では、減衰されずにシンチレータ３に入射されるＸ線に起因するアーティファクトがＸ線画像に発生することを回避できる。
【００７０】
旋光層９を構成するＴＮ型液晶は、印加電圧が閾値Ｔ未満である場合に９０°の旋光性を有し、印加電圧が閾値Ｔ以上である場合に旋光性を失う。そのため印加電圧が閾値Ｔ未満の場合、第１の偏光フィルタ７を通過したシンチレータ光は偏光方向が９０°変化する。第２の偏光フィルタ１１の偏光方向は第１の偏光フィルタの偏光方向と直交するので、第１の偏光フィルタ７を通過したシンチレータ光は第２の偏光フィルタ１１を通過し、受光素子１７へ入射する。その結果、シンチレータ光の光量に応じた量の電荷が、Ｘ線検出信号として正確に出力される。
【００７１】
一方、シンチレータ３にＸ線が被検体を透過せずに直接入射する場合、受光素子１７において多量の電荷が生成される。旋光層９に印加される電圧は生成される電荷の量に応じて高くなるので、多量の電荷の生成により、印加電圧が上昇する。そして印加電圧が一定の閾値Ｔとなった場合、第１の偏光フィルタ７を通過したシンチレータ光の偏光方向は変化しなくなる。そのため第１の偏光フィルタ７を通過したシンチレータ光は第２の偏光フィルタ１１によって確実に遮断される。
【００７２】
すなわち受光素子１７にシンチレータ光が入射されることがないので、受光素子１７において電荷は生成されなくなる。従って、受光素子１７において生成される電荷の量は、印加電圧の閾値Ｔに対応した一定の電荷量を超えることはない。その結果、被検体を透過しない高線量のＸ線が放射線検出器に入射する場合であっても、過剰量の電荷の生成を抑制できる。そのためＸ線画像において、過剰量の電荷に起因するアーティファクトの発生を回避できる。
【００７３】
実施例１において旋光層９はＴＮ型の液晶によって構成される。液晶を構成する分子は、印加電圧の高さの変化に対する応答性が高い。そのため旋光層９に印加される電圧の高さが閾値Ｔとなった場合、ＴＮ型液晶を構成する液晶分子は速やかに配列を変化させるので、シンチレータ光は第２の偏光フィルム１１によって速やかに遮断される。すなわちシンチレータ光がそれ以上受光素子１７に入射することを速やかに抑制するので、受光素子１７が生成する電荷の量をより確実に一定量以下に制御できる。その結果、被検体を透過しない高線量のＸ線が放射線検出器に入射する場合であっても、生成されるＸ線画像において、過剰量の電荷に起因するアーティファクトの発生をより確実に回避できる。
【００７４】
また、ＴＮ型液晶はコストパフォーマンスに優れるという利点を有する。従って実施例１に係る放射線検出器１は、アーティファクトがＸ線画像に発生することを回避できるとともに、放射線検出器の製造コストを低く抑えることが可能となる。
【実施例２】
【００７５】
次に、図面を参照して本発明の実施例２を説明する。なお、実施例１に係る放射線検出器と同じ構成については同符号を付して詳細な説明については省略する。
【００７６】
＜実施例２に特徴的な構成の説明＞
実施例２に係る放射線検出器１Ａは実施例１に係る放射線検出器１とほぼ同様の構成を有するが、第１の偏光フィルタ７Ａと、旋光層９Ａと、第２の偏光フィルタ１１Ａにおいて構成が相違する。そこで実施例２に特徴的な構成について説明する。第１の偏光フィルタ７Ａ、旋光層９Ａ、および第２の偏光フィルタ１１Ａは、実施例２におけるシンチレータ光調節層に相当する。
【００７７】
まず旋光層９Ａについて説明する。実施例２では、旋光層９ＡはＶＡ型液晶で構成される（ＶＡ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）。ＶＡ型液晶はＴＮ型液晶と同じく液晶の一種であるが、液晶分子の配列において相違する。すなわち電圧が印加されない状態において、ＶＡ型液晶を構成する液晶分子は直立方向に配列する。そのためＶＡ型液晶は電圧が印加されない場合に旋光性を有しない。この場合、ＴＮ型液晶に入射する光は旋光されることなくＶＡ型液晶の層を通過する。
【００７８】
一方、ＶＡ型液晶に一定の電圧が印加される場合、ＶＡ型液晶を構成する液晶分子の各々は、上層から下層に向かうにつれて９０°捻れるように配列する。すなわちこの場合、ＶＡ型液晶に入射する光はＶＡ型液晶を通過する際に９０°旋光される。
【００７９】
次に第１の偏光フィルム７Ａ、および第２の偏光フィルム１１Ａの構成について説明する。第１の偏光フィルム７Ａ、および第２の偏光フィルム１１Ａの各々を構成する材料は実施例１と同様である。但し実施例２に係る放射線検出器１Ａにおいて、第１の偏光フィルタ７Ａ、および第２の偏光フィルタ１１Ａは、各々が通過させる入射光の偏光方向は平行となるように構成されている。
【００８０】
実施例２において、第１の偏光フィルム７Ａに入射するシンチレータ光のうち、特定の方向に偏光するシンチレータ光Ｌａは第１の偏光フィルム７Ａを通過する。一方、シンチレータ光Ｌａと異なる方向に偏光するシンチレータ光Ｌｂは、第１の偏光フィルム７Ａによって遮断される（図５（ａ）、（ｂ））。
【００８１】
そして旋光層９Ａを構成するＶＡ型液晶は、液晶に印加される電圧が一定の閾値Ｔ未満である場合は旋光性を有しないように構成されている。そのため、旋光層９に印加される電圧が閾値Ｔ未満である場合は図５（ａ）に示すように、第１の偏光フィルタ７Ａを通過したシンチレータ光Ｌａは偏光方向が変わることなく第２の偏光フィルタ１１Ａに入射する。
【００８２】
第２の偏光フィルタ１１Ａが通過させる光の偏光方向と、第１の偏光フィルタ７Ａが通過させる光の偏光方向とは平行である。従って旋光層９Ａを通過したシンチレータ光Ｌａの偏光方向は、第２の偏光フィルタ１１Ａを通過できる光の偏光方向と一致する。その結果、シンチレータ光Ｌａは第２の偏光フィルム１１Ａを通過できる。
【００８３】
一方、旋光層９Ａに対して閾値Ｔ以上の電圧が印加される場合、旋光層９Ａを構成するＶＡ型液晶は旋光角度を９０°とする旋光性を有するようになる。従って図２（ｂ）に示すように、第１の偏光フィルタ７Ａを通過したシンチレータ光Ｌａの偏光方向は、ＶＡ型液晶の液晶分子の隙間に沿って９０°回転する。このように、旋光層９Ａを構成するＶＡ型液晶はシンチレータ光Ｌａの偏光方向を９０°変化させる。
【００８４】
旋光層９Ａによって９０°旋光されたシンチレータ光Ｌａの偏光方向は、第２の偏光フィルタ１１Ａが通過させる光の偏光方向と９０°相違する。その結果、シンチレータ光Ｌａは第２の偏光フィルタ１１Ａによって遮断される。従って、第１の偏光フィルタ７Ａ、旋光層９Ａ、および第２の偏光フィルタ１１Ａに印加される電圧に応じて、シンチレータ光の透過率は調節される。なお実施例２において、旋光層９Ａの旋光性を変化させる電圧の閾値Ｔは数Ｖ程度であり、特に１Ｖ〜５Ｖのいずれかであることがより好ましい。
【００８５】
＜実施例２に係る構成による効果＞
このように、実施例２では実施例１と同様に、旋光層９Ａに印加される電圧が閾値以上となることにより、シンチレータ光が第２の偏光フィルム１１Ａによって遮断される。そのため受光素子１７において過剰量の電荷の生成を防止し、Ｘ線画像にアーティファクトが発生することを回避できる。
【００８６】
実施例２において旋光層９Ａを構成するＶＡ型液晶はＴＮ型液晶と同様に、印加電圧の高さに対する液晶分子の応答性が高い。そのため旋光層９Ａに印加される電圧の高さが閾値Ｔとなった場合、ＶＡ型液晶を構成する液晶分子は速やかに配列を変化させるので、シンチレータ光は第２の偏光フィルム１１Ａによって速やかに遮断される。すなわちシンチレータ光がそれ以上受光素子１７に入射することを速やかに抑制するので、受光素子１７が生成する電荷の量をより確実に一定量以下となるように制御できる。その結果、被検体を透過しない高線量のＸ線が放射線検出器に入射する場合であっても、生成されるＸ線画像において、過剰量の電荷に起因するアーティファクトの発生をより確実に回避できる。
【００８７】
またＶＡ型液晶を用いる場合、ＴＮ型液晶と比べて画像のコントラストが高いという利点を有する。従って、実施例２に係る放射線検出器１Ａでは実施例１に係る効果を奏しつつ、よりコントラストの高いＸ線画像を取得することが可能となる。
【実施例３】
【００８８】
次に、図面を参照して本発明の実施例３を説明する。なお、実施例１に係る放射線検出器と同じ構成については同符号を付して詳細な説明については省略する。
【００８９】
＜実施例３に特徴的な構成の説明＞
実施例３に係る放射線検出器１Ｂは図６（ａ）に示すように、シンチレータ３と、共通電極５と、調光ミラー３１と、光電変換層１３と、アクティブマトリックス基板１５とが上述の順に積層された構成を有している。すなわち、実施例１および実施例２では本発明におけるシンチレータ光調節層として、２枚の偏光フィルタおよび旋光層を備える構成を有する。そして実施例１および実施例２において、シンチレータ光調節層は旋光層の旋光性を変化させることによってシンチレータ光の透過性を調節する。
【００９０】
一方、実施例３では本発明におけるシンチレータ光調節層として、薄膜状の調光ミラー３１を備える構成を有している。調光ミラー３１は、エレクトロクロミズム（Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｓｍ）の原理により、電気的に光の透過率を調節する特性を有している。調光ミラー３１を構成する材料の例としては、マグネシウム・イットリウム系合金などが挙げられる。
【００９１】
調光ミラー３１に印加される電圧が一定の閾値Ｔ未満である場合、調光ミラー３１を構成する材料は透明度の高い状態（透明状態）となる。この場合、調光ミラー３１の光透過率が高いので、シンチレータ光は調光ミラー３１の層を通過できる。
【００９２】
一方、調光ミラー３１に印加される電圧が一定の閾値Ｔ以上である場合、調光ミラー３１を構成する材料は、電気化学的な物質の酸化・還元反応によって光学的な性質が変化し、光を反射させる状態（鏡状態）となる。この場合、シンチレータ光は調光ミラー３１の表層で反射するので、調光ミラー３１の層を通過できない。このように調光ミラー３１は、自身に印加される電圧に応じて透明状態と鏡状態とを切り替えることにより、シンチレータ光の透過率を調節する特性を有している。
【００９３】
次に、実施例３に係る放射線検出器１Ｂの動作について説明する。図６（ｂ）においてＩＲで示す方向からＸ線が照射されると、シンチレータ３はＸ線をシンチレータ光に変換する。比較的弱いシンチレータ光２９ａを受光する受光素子１７ａの上部では、調光ミラー３１に印加される電圧が閾値Ｔ未満であるので、調光ミラー３１は透明状態を維持している。この場合、調光ミラー３１の光透過率が高いので、シンチレータ光２９ａは調光ミラー３１の層を通過して光電変換層１３に入射する。その結果、光電変換層１３においてシンチレータ光はＸ線検出信号に変換される。
【００９４】
一方、受光素子がシンチレータ光を受光するに従って、受光素子において生成される電荷Ｐの量が増大する。そして、生成される電荷Ｐの量が所定量以上に増大した受光素子１７ｂの上部（領域Ｓｂ）において、調光ミラー３１に閾値Ｔ以上の高電圧が印加される。調光ミラー３１に印加される電圧が一定の閾値Ｔ以上である場合、調光ミラー３１は鏡状態となる。
【００９５】
鏡状態となった調光ミラー３１はシンチレータ光２９ｂを反射する。そのため、シンチレータ光２９ｂは調光ミラー３１において遮断されることとなる。この場合、受光素子１７ｂにはシンチレータ光２９ｂがこれ以上入射されないので、受光素子１７における電荷の生成は停止する。すなわち受光素子１７において生成される電荷の量が一定値を超え、過剰な量となることはない。その結果、リファレンス電圧の変化に起因するアーティファクトがＸ線画像に発生することを好適に抑制することが可能となる。
【００９６】
なお実施例３において、閾値Ｔ以上の電圧が印加されて鏡状態となった調光ミラー３１を鏡状態から透明状態にするためには、共通電極５へ逆バイアスの電圧を印加する必要がある。従って、共通電極５はグランド（ＧＮＤ）のみならず、図示しない電源にも接続された構成を有している。
【００９７】
本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００９８】
（１）上述した実施例１および実施例２では、旋光層９を構成する材料として、ＴＮ型液晶やＶＡ型液晶などを用いたが、旋光層９を構成する材料はこれらの液晶に限られない。すなわち旋光層９を構成する材料（旋光素子）は、一定の閾値Ｔ以上の電圧を印加させることによって、入射する光を旋光させる角度（旋光角度）が変化する材料であればよい。
【００９９】
ここで図７に示すように、変形例に係る放射線検出器１Ｃにおいて、旋光層９Ｃに印加される電圧が閾値Ｔ未満の場合における旋光層９Ｃの旋光角度をαとする。そして、旋光層９Ｃに印加される電圧が閾値Ｔ以上の場合における旋光層９Ｃの旋光角度をβとする。
【０１００】
このような変形例の場合、第１の偏光フィルム７Ｃおよび第２の偏光フィルム１１Ｃについて、第１の偏光フィルム７Ｃが通過させる光の偏光角度と、第２の偏光フィルム１１Ｃが通過させる光の偏光角度との差がαであるように構成するとよい。変形例では旋光層９Ｃに印加される電圧が閾値Ｔ未満である場合、図７（ａ）に示すように、第１の偏光フィルム７Ｃを通過するシンチレータ光Ｌａは、旋光層９Ｃによって角度αだけ旋光される。偏光角度が角度αだけ変化することにより、シンチレータ光Ｌａは第２の偏光フィルム１１Ｃを通過して光電変換層１３に入射する。その結果、シンチレータ光Ｌａは電荷に変換され、Ｘ線検出信号として出力される。
【０１０１】
一方、旋光層９Ｃに印加される電圧が閾値Ｔ以上である場合、図７（ｂ）に示すようにシンチレータ光Ｌａの偏光方向の変化量は角度βである。従って、第１の偏光フィルム７Ｃを通過するシンチレータ光Ｌａは、第２の偏光フィルム１１Ｃによって遮断される。その結果、光電変換層１３にこれ以上シンチレータ光が入射されなくなるので、受光素子１７における電荷の生成量は一定量以内に抑制される。従って、生成されるＸ線画像において、過剰量の電荷に起因するアーティファクトの発生をより確実に回避できる。
【０１０２】
（２）上述した各実施例では、受光素子１７および画素電極１９からなる光電変換層１３は二次元マトリクス状に配列された構成を有しているが、これに限られない。すなわち二次元マトリクス状に配列された画素電極１９の上層に、平面状に広がった単一の受光素子１７が積層された構成であってもよい。
【符号の説明】
【０１０３】
１    …放射線検出器
３    …シンチレータ
５    …共通電極
７    …第１の偏光フィルタ（第１の偏光層）
９    …旋光層
１１  …第２の偏光フィルタ（第２の偏光層）
１３  …光電変換層
１５  …アクティブマトリクス基板（基板層）
１７  …受光素子
１９  …画素電極
２１  …コンデンサ
２３  …スイッチング素子
２５  …信号線
２９  …シンチレータ光
３１  …調光ミラー
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図９】
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