特開 2024-129869 放射線検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024129869

(43)【公開日】2024-09-30

(54)【発明の名称】放射線検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01T 1/20 20060101AFI20240920BHJP

   A61B 6/42 20240101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

G01T1/20 E

A61B6/00 300S

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023039234

(22)【出願日】2023-03-14

(71)【出願人】

【識別番号】000001270

【氏名又は名称】コニカミノルタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001254

【氏名又は名称】弁理士法人光陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】丸山 忠

【テーマコード（参考）】

2G188

4C093

【Ｆターム（参考）】

2G188CC22

2G188DD05

2G188DD35

2G188DD47

2G188FF12

2G188FF13

4C093AA01

4C093CA06

4C093CA35

4C093EB12

4C093EB17

4C093EB20

(57)【要約】

【課題】外来電気ノイズ及び内部電気ノイズによる画像ノイズを低減させることが可能な放射線検出装置を提供する。
【解決手段】放射線を検出する放射線検出部１１と、放射線検出部１１を支持する導電性の基台１２と、放射線検出部１１と、放射線検出部１１から読み出された信号を処理する処理回路１３１と、の電気的接続を中継する複数の中継基板１４と、を備え、複数の中継基板１４の各々に設けられた各グランド（Ｒ－ＧＮＤ）Ｇ１は、それぞれ基台１２と電気的に接続されている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

放射線を検出する放射線検出部と、
前記放射線検出部を支持する導電性の基台と、
前記放射線検出部と、前記放射線検出部から読み出された信号を処理する処理回路と、の電気的接続を中継する複数の中継基板と、
を備え、
前記複数の中継基板の各々に設けられた各グランドは、それぞれ前記基台と電気的に接続されていることを特徴とする放射線検出装置。

【請求項2】

前記放射線検出部からの信号を読み出す読出し回路を備え、
前記複数の中継基板に設けられた前記グランドは、前記読出し回路のグランドであることを特徴とする請求項１に記載の放射線検出装置。

【請求項3】

前記放射線検出部を駆動する駆動回路を備え、
前記複数の中継基板に設けられた前記グランドは、前記駆動回路のグランドであることを特徴とする請求項１に記載の放射線検出装置。

【請求項4】

前記複数の中継基板の各々に設けられた各グランドは、それぞれ接続部材により前記基台と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の放射線検出装置。

【請求項5】

前記放射線検出部と前記中継基板とを接続する接続回路基板を備え、
前記読出し回路は、前記接続回路基板に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の放射線検出装置。

【請求項6】

前記放射線検出部と前記中継基板とを接続する接続回路基板を備え、
前記駆動回路は、前記接続回路基板に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の放射線検出装置。

【請求項7】

前記複数の中継基板の各々には、それぞれ前記グランドと電気系統が異なる他のグランドが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の放射線検出装置。

【請求項8】

前記基台の電位は、接地電位と同電位であることを特徴とする請求項１に記載の放射線検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、放射線検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、対象物に放射線を照射し、当該対象物を透過した放射線の強度分布を検出する放射線検出装置が知られており、医療分野・産業分野等で広く利用されている。近年、撮影台からの分離・持ち運びを可能とした可搬型（カセッテ型）の放射線検出装置が開発され、実用化されている。このような放射線検出装置は、パネル状をしていることから、ＦＰＤ（Flat Panel Detector）と呼ばれることがある。ＦＰＤは、内部に放射線を検出する放射線検出部を備える。

【0003】

上記の可搬型の放射線検出装置は、技師が撮影位置まで持ち運ぶため、薄型で軽量であることが求められている。しかしながら、薄型軽量化を実現するには、薄型高密実装による電気的なノイズによる画像の影響を考慮した設計が必要となる。
そこで、撮像検出パネル（ＴＦＴ）を導電性の部材で覆い、定電位に固定してシールドとして機能させることで、撮像検出パネルへの電気ノイズを低減させることを可能にした構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２－７３１８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載の構成は、読出し回路及び駆動回路が複数の中継基板に跨って配置される構成ではないため、複数の中継基板の各々に設けられた各回路の基準電位（Ｒ－ＧＮＤ）を揃えることや各回路の基準電位を電気ノイズに対して堅牢にすることの必要性を考慮するものではなかった。
従来、図７に示すように、複数の中継基板１１４の各々に設けられた各回路（読出し回路１１６、駆動回路１１７）の基準電位Ｇ１００は、フレキシブルケーブル等の配線Ｗを用いて処理回路１１３１のある制御基板１１３を経由して相互に接続されていたため、インピーダンスが高く、電気的な外来ノイズや電気回路から発生するＧＮＤノイズに対して各中継基板１１４間での基準電位Ｇ１００を精度よく同電位に保つことはできなかった。各中継基板１１４間の基準電位Ｇ１００を同電位にすることができないと、画像ノイズが発生してしまうという課題がある。

【0006】

本発明は、外来電気ノイズ及び内部電気ノイズによる画像ノイズを低減させることが可能な放射線検出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】

【0007】

請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、
放射線検出装置において、
放射線を検出する放射線検出部と、
前記放射線検出部を支持する導電性の基台と、
前記放射線検出部と、前記放射線検出部から読み出された信号を処理する処理回路と、の電気的接続を中継する複数の中継基板と、
を備え、
前記複数の中継基板の各々に設けられた各グランドは、それぞれ前記基台と電気的に接続されていることを特徴とする。

【0008】

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の放射線検出装置において、
前記放射線検出部からの信号を読み出す読出し回路を備え、
前記複数の中継基板に設けられた前記グランドは、前記読出し回路のグランドであることを特徴とする。

【0009】

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の放射線検出装置において、
前記放射線検出部を駆動する駆動回路を備え、
前記複数の中継基板に設けられた前記グランドは、前記駆動回路のグランドであることを特徴とする。

【0010】

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の放射線検出装置において、
前記複数の中継基板の各々に設けられた各グランドは、それぞれ接続部材により前記基台と電気的に接続されていることを特徴とする。

【0011】

請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の放射線検出装置において、
前記放射線検出部と前記中継基板とを接続する接続回路基板を備え、
前記読出し回路は、前記接続回路基板に設けられていることを特徴とする。

【0012】

請求項６に記載の発明は、請求項３に記載の放射線検出装置において、
前記放射線検出部と前記中継基板とを接続する接続回路基板を備え、
前記駆動回路は、前記接続回路基板に設けられていることを特徴とする。

【0013】

請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の放射線検出装置において、
前記複数の中継基板の各々には、それぞれ前記グランドと電気系統が異なる他のグランドが設けられていることを特徴とする。

【0014】

請求項８に記載の発明は、請求項１に記載の放射線検出装置において、
前記基台の電位は、接地電位と同電位であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、外来電気ノイズ及び内部電気ノイズによる画像ノイズを低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本実施形態に係る放射線検出装置の外観を示す斜視図である。

【図2】内部モジュールの構成を示す平面図である。

【図3】図２の内部モジュールのIII－III線における断面図である。

【図4】グランド（Ｒ－ＧＮＤ）と電気系統が異なる他のグランド（Ｇ－ＧＮＤ）が設けられた内部モジュールの構成を示す平面図である。

【図5】ＳＩＦ基板を制御基板と一体として形成した内部モジュールの変形例を示す平面図である。

【図6】ＧＩＦ基板を制御基板と一体として形成した内部モジュールの変形例を示す平面図である。

【図7】従来技術に係る放射線検出装置の内部モジュールの構成を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

【0018】

本実施形態に係る放射線検出装置１は、図１に示すように、筐体１０を備える。筐体１０の中には、図２に示すように、放射線検出部１１と、基台１２と、制御基板１３と、複数の中継基板１４と、接続回路基板１５と、読出し回路１６と、駆動回路１７と、等を含む内部モジュール３０が収納されている。
また、放射線検出装置１は、筐体１０の外側面に、電源スイッチ２１と、操作スイッチ２２と、インジケーター２３と、コネクター２４と、等を備える（図１参照）。

【0019】

筐体１０は、例えば、炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）により形成されている。筐体１０は、放射線照射面である前面部と側面部とを有する箱型の照射面側外装と、蓋体としての背面側外装と、に分割されて構成されている。照射面側外装と背面側外装とは、例えばネジ止めされており、容易に分離可能である。照射面側外装と背面側外装との結合部には、内部に液体が入らないように、図示しないパッキン等の防水部材が設けられている。

【0020】

放射線検出部１１は、例えば、シンチレーターとＴＦＴ（Thin Film Transistor）を積層し封止したものである。ＴＦＴは、例えば、フレキシブルＴＦＴである。フレキシブルＴＦＴは、可撓性を有する基板の撮像面に、複数の半導体素子及びスイッチ素子であるＴＦＴがマトリクス上に配列されたものである。基板の撮像面は、放射線が照射される側の面である。
放射線検出部１１は、放射線が照射された際に、まず、シンチレーターが放射線の強度に応じた光を発する。次に、ＴＦＴ上の半導体素子（フォトダイオード）が、シンチレーターが発した光を電荷に変換し、信号として接続回路基板１５に出力する。

【0021】

基台１２は、放射線検出部１１や制御基板１３、複数の中継基板１４等の基板類を支持する支持基材である。基台１２は、導電性の部材（例えばＭｇ）によって形成されている。基台１２は、筐体１０の内面に接着剤や粘着剤によって固定されていてもよい。基台１２は、筐体１０と基台１２の間に図示しない位置決め部材を設け、移動しないようにしてもよい。
本実施形態において、基台１２の電位は、接地電位と同電位である。

【0022】

制御基板１３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、通信部等を含む処理回路１３１を備える。処理回路１３１は、放射線検出部１１の駆動を制御するとともに、放射線検出部１１から読み出された信号を処理する。具体的には、処理回路１３１は、放射線検出部１１から読み出された信号から画像データを生成し、図示しないコンソール等へ出力する。

【0023】

複数の中継基板１４は、放射線検出部１１と、処理回路１３１と、の電気的接続を中継する基板である。なお、複数の中継基板１４は、放射線検出部１１と処理回路１３１とを直接接続するものであってもよいし、放射線検出部１１と処理回路１３１とを他の部材を介して間接的に接続するものであってもよい。

【0024】

複数の中継基板１４の各々には、回路動作の基準となる電位（基準電位）であるグランド（Ｒ－ＧＮＤ）Ｇ１が設けられている。複数の中継基板１４に設けられたグランドＧ１は、例えば、読出し回路１６のグランドＧ１１や駆動回路１７のグランドＧ１２である。複数の中継基板１４の各々に設けられた各グランドＧ１は、図２及び図３に示すように、それぞれ複数（図２では２本）のネジ（接続部材）Ｊにより基台１２と電気的に接続されている。なお、各グランドＧ１を基台１２と電気的に接続するためのネジＪの本数は、１本でもよいし、３本以上であってもよい。ただし、ネジＪの本数を増やせば増やすほど、接続点間のインピーダンスを低減させることができるため、ネジＪの本数を多くする方がより好ましい。
本実施形態では、導電性の基台１２にネジＪを用いて電気的に基準電位（グランドＧ１）を接続することで、接続点間のインピーダンスを低減させることができるので、基準電位を安定させることができる。

【0025】

複数の中継基板１４の各々に設けられた各グランドＧ１は、図２に示すように、フレキシブルケーブル等の配線Ｗ１を用いて処理回路１３１を備える制御基板１３を経由して相互に接続されている。

【0026】

接続回路基板（ＣＯＦ：Chip On Film）１５は、フレキシブルな基板であり、放射線検出部１１と中継基板１４とを接続している。接続回路基板１５は、読出し回路１６が設けられた接続回路基板（Ｓ－ＣＯＦ）１５１と、駆動回路１７が設けられた接続回路基板（Ｇ－ＣＯＦ）１５２と、を備える。

【0027】

読出し回路（ＲＯＩＣ：Readout Integrated Circuit）１６は、放射線検出部１１からの信号を読み出す回路である。
駆動回路（ＧＤＩＣ：Gate Driving Integrated Circuit）１７は、放射線検出部１１を駆動する回路である。

【0028】

Ｓ－ＣＯＦ１５１と接続された中継基板（ＳＩＦ基板）１４１には、読出し回路１６のグランドＧ１１が設けられている。各ＳＩＦ基板１４１には、複数（図２では４つ）のＳ－ＣＯＦ１５１が接続されている。
Ｇ－ＣＯＦ１５２と接続された中継基板（ＧＩＦ基板）１４２には、駆動回路１７のグランドＧ１２が設けられている。各ＧＩＦ基板１４２には、複数（図２では３つ）のＧ－ＣＯＦ１５２が接続されている。

【0029】

複数の中継基板１４の各々には、図４に示すように、それぞれグランド（Ｒ－ＧＮＤ）Ｇ１と電気系統が異なる他のグランド（Ｇ－ＧＮＤ）Ｇ２が設けられている。グランドＧ１は、例えば、アナログ系の回路の基準電位であり、グランドＧ２は、例えば、デジタル系の回路の基準電位である。上記のように、グランドＧ１とグランドＧ２とを分けることで、互いに意図しないノイズが混入することを抑制することができる。なお、グランドＧ１とグランドＧ２とは、一次電源に近い箇所において１点で接続される。
複数の中継基板１４の各々に設けられた各グランドＧ２は、フレキシブルケーブル等の配線Ｗ２を用いて処理回路１３１を備える制御基板１３を経由して相互に接続されている。

【0030】

以上のように、本実施形態に係る放射線検出装置１は、放射線を検出する放射線検出部１１と、放射線検出部１１を支持する導電性の基台１２と、放射線検出部１１と、放射線検出部１１から読み出された信号を処理する処理回路１３１と、の電気的接続を中継する複数の中継基板１４と、を備え、複数の中継基板１４の各々に設けられた各グランド（Ｒ－ＧＮＤ）Ｇ１は、それぞれ基台１２と電気的に接続されている。
したがって、本実施形態に係る放射線検出装置１によれば、従来の配線を用いた制御基板１１３経由の接続と比較して、接続点間の距離を短くすることができるので、各グランドＧ１間のインピーダンスを低減させることが可能となり、各グランドＧ１間の接続を強固にすることができる。よって、各グランドＧ１を精度よく安定的に同電位にすることができるので、電気的な外来ノイズや電気回路から発生するＧＮＤノイズによる影響を受けることを抑制することが可能となり、外来電気ノイズ及び内部電気ノイズによる画像ノイズを低減させることができる。

【0031】

また、本実施形態に係る放射線検出装置１によれば、放射線検出部１１からの信号を読み出す読出し回路１６を備え、複数の中継基板１４に設けられたグランドＧ１は、読出し回路１６のグランドＧ１１である。
したがって、本実施形態に係る放射線検出装置１によれば、各読出し回路１６のグランドＧ１１間の接続を強固にして各読出し回路１６のグランドＧ１１を精度よく安定的に同電位にすることができるので、外来電気ノイズ及び内部電気ノイズによる画像ノイズを低減させることができる。

【0032】

また、本実施形態に係る放射線検出装置１によれば、放射線検出部１１を駆動する駆動回路１７を備え、複数の中継基板１４に設けられたグランドＧ１は、駆動回路１７のグランドＧ１２である。
したがって、本実施形態に係る放射線検出装置１によれば、各駆動回路１７のグランドＧ１２間の接続を強固にして各駆動回路１７のグランドＧ１２を精度よく安定的に同電位にすることができるので、外来電気ノイズ及び内部電気ノイズによる画像ノイズを低減させることができる。

【0033】

また、本実施形態に係る放射線検出装置１によれば、複数の中継基板１４の各々に設けられた各グランドＧ１は、それぞれ接続部材（ネジＪ）により基台１２と電気的に接続されている。
したがって、本実施形態に係る放射線検出装置１によれば、接続点間のインピーダンスを低減させることができるので、各グランドＧ１を精度よく安定的に同電位にすることができる。

【0034】

また、本実施形態に係る放射線検出装置１によれば、放射線検出部１１と中継基板１４とを接続する接続回路基板１５を備え、読出し回路１６は、接続回路基板１５に設けられている。
したがって、本実施形態に係る放射線検出装置１によれば、簡易な構成で放射線検出部１１からの信号を読み出すことができるので、装置構成を複雑化させることなく放射線画像を生成することができる。

【0035】

また、本実施形態に係る放射線検出装置１によれば、放射線検出部１１と中継基板１４とを接続する接続回路基板１５を備え、駆動回路１７は、接続回路基板１５に設けられている。
したがって、本実施形態に係る放射線検出装置１によれば、簡易な構成で放射線検出部１１を駆動することができるので、装置構成を複雑化させることなく放射線検出部１１を制御することができる。

【0036】

また、本実施形態に係る放射線検出装置１によれば、複数の中継基板１４の各々には、それぞれグランド（Ｒ－ＧＮＤ）Ｇ１と電気系統が異なる他のグランド（Ｇ－ＧＮＤ）Ｇ２が設けられている。
したがって、本実施形態に係る放射線検出装置１によれば、使用目的が異なるグランドＧ１とグランドＧ２とを分けることで、互いに意図しないノイズが混入することを抑制することができるので、各グランドＧ１、Ｇ２を安定させることができる。

【0037】

また、本実施形態に係る放射線検出装置１によれば、基台１２の電位は、接地電位と同電位である。
したがって、本実施形態に係る放射線検出装置１によれば、基台１２の電位を安定させることができるので、基台１２を介して接続される各グランドＧ１を安定させることができる。

【0038】

以上、本発明に係る実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

【0039】

例えば、上記実施形態では、放射線検出部１１と、処理回路１３１と、の電気的接続を中継する複数の中継基板１４として、読出し回路１６が設けられた接続回路基板（Ｓ－ＣＯＦ）１５１と接続された中継基板（ＳＩＦ基板）１４１と、駆動回路１７が設けられた接続回路基板（Ｇ－ＣＯＦ）１５２と接続された中継基板（ＧＩＦ基板）１４２と、を備える構成を例示して説明しているが、これに限定されるものではない。

【0040】

例えば、図５に示すように、ＳＩＦ基板１４１を、処理回路１３１を備える制御基板１３Ａと一体として形成するようにしてもよい。この場合、読出し回路１６のグランドＧ１１は、制御基板１３Ａに設けられる。ＧＩＦ基板１４２の各々に設けられた駆動回路１７のグランドＧ１２は、それぞれ複数（図５では２本）のネジＪにより基台１２と電気的に接続されている。また、制御基板１３Ａに設けられた読出し回路１６のグランドＧ１１とＧＩＦ基板１４２の各々に設けられた駆動回路１７のグランドＧ１２とは、フレキシブルケーブル等の配線Ｗ１を用いて相互に接続されている。なお、制御基板１３Ａに設けられた読出し回路１６のグランドＧ１１を、複数のネジＪにより基台１２と電気的に接続するようにしてもよい。

【0041】

また、図６に示すように、ＧＩＦ基板１４２を、処理回路１３１を備える制御基板１３Ｂと一体として形成するようにしてもよい。この場合、駆動回路１７のグランドＧ１２は、制御基板１３Ｂに設けられる。ＳＩＦ基板１４１の各々に設けられた読出し回路１６のグランドＧ１１は、それぞれ複数（図６では２本）のネジＪにより基台１２と電気的に接続されている。また、制御基板１３Ｂに設けられた駆動回路１７のグランドＧ１２とＳＩＦ基板１４１の各々に設けられた読出し回路１６のグランドＧ１１とは、フレキシブルケーブル等の配線Ｗ１を用いて相互に接続されている。なお、制御基板１３Ｂに設けられた駆動回路１７のグランドＧ１２を、複数のネジＪにより基台１２と電気的に接続するようにしてもよい。

【0042】

また、上記実施形態では、複数の中継基板１４の各々に設けられた各グランドＧ１を、それぞれ複数のネジＪにより基台１２と電気的に接続するようにしているが、これに限定されるものではない。例えば、ネジＪで接続する代わりに、ネジＪ以外の接続部材を用いて接続するようにしてもよいし、スルーホール実装などの方法で中継基板１４と基台１２とを直接接続するようにしてもよい。

【0043】

その他、放射線検出装置を構成する各装置の細部構成及び各装置の細部動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。

【符号の説明】

【0044】

１ 放射線検出装置
１０ 筐体
１１ 放射線検出部
１２ 基台
１３、１３Ａ、１３Ｂ 制御基板
１３１ 処理回路
１４ 中継基板
１４１ ＳＩＦ基板
１４２ ＧＩＦ基板
１５ 接続回路基板
１５１ Ｓ－ＣＯＦ
１５２ Ｇ－ＣＯＦ
１６ 読出し回路
１７ 駆動回路
２１ 電源スイッチ
２２ 操作スイッチ
２３ インジケーター
２４ コネクター
３０ 内部モジュール
Ｇ１ グランド（Ｒ－ＧＮＤ）
Ｇ１１ 読出し回路のグランド
Ｇ１２ 駆動回路のグランド
Ｇ２ グランド（Ｇ－ＧＮＤ）
Ｊ ネジ（接続部材）
Ｗ１、Ｗ２ 配線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】