特許 7370950 放射線画像撮影装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-20

(45)【発行日】2023-10-30

(54)【発明の名称】放射線画像撮影装置

(51)【国際特許分類】

   G01T 7/00 20060101AFI20231023BHJP

   A61B 6/00 20060101ALI20231023BHJP

【ＦＩ】

G01T7/00 A

A61B6/00 300S

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020162672

(22)【出願日】2020-09-28

(65)【公開番号】P2022055216

(43)【公開日】2022-04-07

【審査請求日】2022-09-05

(73)【特許権者】

【識別番号】306037311

【氏名又は名称】富士フイルム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】堀内 久嗣

(72)【発明者】

【氏名】河口 昂達

(72)【発明者】

【氏名】立石 雅輝

(72)【発明者】

【氏名】野口 慎介

(72)【発明者】

【氏名】小川 大輔

【審査官】鳥居 祐樹

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－２４７４０１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｔ ７／００

Ａ６１Ｂ ６／００

Ｇ０１Ｔ １／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

可撓性の基材の１面に、入射する放射線に応じて発生した電荷を蓄積する複数の画素が配列された画素領域が形成された基板と、
前記基板を収容し、前記基板に対して放射線を入射させる入射面を有する正面部を含む筐体と、
前記筐体の厚さ方向において、前記正面部と前記基板との間に配置された第１の緩衝層であって、平面視した場合の外周が、前記基板の前記画素領域よりも内側に設けられる第１の緩衝層と、
前記厚さ方向において、前記正面部と前記基板との間であって、かつ前記第１の緩衝層と重なる位置に配置された構造体とを備え、
前記第１の緩衝層は、外周に沿って枠状に設けられた接合部材を介して前記基板側に接合されている
放射線画像撮影装置。

【請求項2】

前記第１の緩衝層は、前記基板側に保持され、
前記構造体は、前記筐体側に保持されている
請求項１に記載の放射線画像撮影装置。

【請求項3】

前記第１の緩衝層の厚さは、０．０６ｍｍ以上０．６ｍｍ以下である
請求項１または２に記載の放射線画像撮影装置。

【請求項4】

前記複数の画素に蓄積された電荷を読み出すための駆動信号を出力する駆動回路と、
前記駆動信号に応じて前記複数の画素から電荷を読み出す読出回路と、を備え、
前記構造体は、前記駆動回路および前記読出回路のうちの少なくとも一部を放射線から保護する保護部材である
請求項１から３のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。

【請求項5】

前記第１の緩衝層は、多孔質部材である
請求項１から４のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。

【請求項6】

前記基板を挟んで前記第１の緩衝層が配置された面側と反対の面側に、第２の緩衝層を備える
請求項１から５のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。

【請求項7】

前記第２の緩衝層は、後方散乱線吸収用の鉛である
請求項６に記載の放射線画像撮影装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の技術は、放射線画像撮影装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、医療診断を目的とした放射線撮影を行う放射線画像撮影装置が知られている。このような放射線画像撮影装置には、被写体を透過した放射線を検出し放射線画像を生成するための放射線検出器が内蔵されている。

【0003】

放射線検出器としては、放射線を直接電荷に変換する直接変換方式のものと、放射線を一旦可視光に変換し、この可視光を電荷に変換する間接変換方式のものとがある。いずれの方式においても、放射線検出器は、放射線の照射に基づいて発生した電荷を蓄積する複数の画素が形成された基板を備えている。

【0004】

このような放射線検出器の基板の基材として、可撓性の基材を用いたものが知られている。可撓性の基材を用いることにより、放射線検出器を軽量化でき、また、撮影時に被写体からの荷重を受けても基板の破損を防止することができる（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１４－０８１３６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に記載されている放射線検出器のように、基板の基材として可撓性の基材を用いると、基板の基材に比較的厚手のガラスを用いる場合と比較して、軽量化というメリットに加えて、次のようなメリットも期待できる。すなわち、従来のガラスと比較して、可撓性の基材は厚みが薄い。そのため、従来のガラス以下の厚みを維持しながら、可撓性の基材に加えて、剛性を補強するための層、および放熱性を向上するための層等の別の層を設ける等、基板を多層化することができる。

【0007】

多層化により積層する層の数が多くなると、層間の隙間が増える分、基材に従来のガラスを用いた場合と比較して、製造時に異物が混入する可能性が増える。

【0008】

層間等に異物が介在した状態で放射線画像撮影装置の内部の放射線検出器に荷重がかかると、異物を基点として基板に圧力がかかり、基板が変形するおそれがある。特に、可撓性の基材はガラスよりも剛性が低いため、異物の外形に倣って変形しやすい。そのため、可撓性の基材を用いた場合、基板の変形の曲率がガラスに比べて小さくなるため、基板に形成された画素に対して強い圧力が加わり、画像中にアーチファクトが生じる可能性が高くなる。

【0009】

そのため、放射線画像撮影装置の筐体内において、例えば、筐体の内面と基板との間に緩衝層を設け、異物が介在した状態で放射線検出器に荷重がかかった場合の影響を抑えることが考えられるが、単に緩衝層を設けるだけでは、薄型化が可能となるという可撓性の基材のメリットが低下してしまう。

【0010】

本開示は、可撓性の基材により構成された基板を有する放射線検出器を内蔵した放射線画像撮影装置において、緩衝層を設けつつ薄型化を実現した放射線画像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】

【0011】

本開示の放射線画像撮影装置は、可撓性の基材の１面に、入射する放射線に応じて発生した電荷を蓄積する複数の画素が配列された画素領域が形成された基板と、基板を収容し、基板に対して放射線を入射させる入射面を有する正面部を含む筐体と、筐体の厚さ方向において、正面部と基板との間に配置された第１の緩衝層であって、平面視した場合の外周が、基板の画素領域よりも内側に設けられる第１の緩衝層と、厚さ方向において、正面部と基板との間であって、かつ第１の緩衝層と重なる位置に配置された構造体とを備える。

【0012】

第１の緩衝層は、外周に沿って枠状に設けられた接合部材を介して基板側に接合されていることが好ましい。

【0013】

また、第１の緩衝層は、基板側に保持され、構造体は、筐体側に保持されていることが好ましい。

【0014】

また、第１の緩衝層の厚さは、０．０６ｍｍ以上０．６ｍｍ以下であることが好ましい。

【0015】

また、複数の画素に蓄積された電荷を読み出すための駆動信号を出力する駆動回路と、駆動信号に応じて複数の画素から電荷を読み出す読出回路と、を備え、構造体は、駆動回路および読出回路のうちの少なくとも一部を放射線から保護する保護部材であってもよい。

【0016】

また、第１の緩衝層は、多孔質部材であることが好ましい。

【0017】

また、基板を挟んで第１の緩衝層が配置された面側と反対の面側に、第２の緩衝層を備えることが好ましい。

【0018】

また、第２の緩衝層は、後方散乱線吸収用の鉛であることが好ましい。

【発明の効果】

【0019】

本開示の技術によれば、可撓性の基材により構成された基板を有する放射線検出器を内蔵した放射線画像撮影装置において、緩衝層を設けつつ薄型化を実現した放射線画像撮影装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】放射線画像撮影装置の外観斜視図である。

【図2】放射線画像撮影装置の概略構成図である。

【図3】放射線画像撮影装置の撮像部の概略構成図である。

【図4】放射線画像撮影装置の放射線検出器の概略構成図である。

【図5】放射線検出器および保護部材の上面図である。

【図6】放射線検出器および保護部材の上面図であり、接合部材の異なる配置態様を示す図である。

【図7】放射線検出器および保護部材の上面図であり、接合部材の異なる配置態様を示す図である。

【図8】従来の放射線画像撮影装置において予期せぬ方向からＸ線が入射した状態を示す図である。

【図9】放射線画像撮影装置において予期せぬ方向からＸ線が入射した状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

［放射線画像撮影装置の全体構成］
図１は、本開示の技術に係る放射線画像撮影装置の外観斜視図であり、図２は、内部の概略構成図である。図１および図２に示すように、放射線画像撮影装置１は、放射線の一例であるＸ線の検出を行う放射線検出器２と、放射線検出器２を収納する筐体３とを備える。筐体３は、内部に放射線を入射させる入射面３ｃを有する正面部３ｂと、背面部３ａとを有している。

【0022】

以下の説明では、便宜上、放射線画像撮影装置１の厚さ方向ＴＨにおいて、筐体３の正面部３ｂ側（図１中上側）を上方とし、背面部３ａ側（図１中下側）を下方として説明する。

【0023】

放射線検出器２は、パネル部１０、電源部１０８、および制御基板１１０等を備える。筐体３内において、パネル部１０は基台４の上面に保持され、制御基板１１０は基台４の下面に保持されている。

【0024】

パネル部１０は、変換層１４およびセンサ基板１５等を備える。本例のパネル部１０は、センサ基板１５側からＸ線が入射し、センサ基板１５を透過したＸ線が変換層１４に到達するＩＳＳ（Irradiation Side Sampling)方式であり、Ｘ線が入射する側から、センサ基板１５、変換層１４の順番に配置されている。センサ基板１５は、本開示の技術における基板である。

【0025】

変換層１４は、パネル部１０に照射されたＸ線を光に変換するシンチレータであり、一例として、ＣｓＩ（ヨウ化セシウム）を含むシンチレータである。このようなシンチレータとしては、例えば、Ｘ線照射時の発光スペクトルが４００ｎｍ～７００ｎｍであるＣｓＩ：Ｔｌ（タリウムが添加されたヨウ化セシウム）またはＣｓＩ：Ｎａ（ナトリウムが添加されたヨウ化セシウム）を含むことが好ましい。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。

【0026】

センサ基板１５は、変換層１４で発生した光を検出するための層である。センサ基板１５の詳細については後述する。

【0027】

制御基板１１０は、放射線画像撮影装置１の全体の動作を制御する。パネル部１０のセンサ基板１５は、フレキシブルプリント基板２１および２２を介して、制御基板１１０と接続されている。フレキシブルプリント基板２１には、ゲートドライバＩＣ（Integrated Circuit）１０２ａが搭載されている。ゲートドライバＩＣ１０２ａは、センサ基板１５の駆動に用いられる駆動回路１０２（図３参照）を構成する回路素子の１つであるである。また、フレキシブルプリント基板２２には、チャージアンプＩＣ１０４ａが搭載されている。チャージアンプＩＣ１０４ａは、センサ基板１５からの信号の読み出しに用いられる読出回路１０４（図３参照）を構成する回路素子の１つである。

【0028】

本例では、筐体３の背面部３ａは、正面側に開口が形成された箱状をしており、背面部３ａの開口には、平板状の正面部３ｂが嵌め込まれる。

【0029】

背面部３ａは、強度重量比等を考慮して、例えば、アルミニウムおよびマグネシウム等の軽金属材料、または炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ：carbon fiber reinforced plastics）等の樹脂材料が用いられる。

【0030】

被写体を透過したＸ線は、入射面３ｃから筐体３内に入射する。入射面３ｃから入射したＸ線は、正面部３ｂを透過して、筐体３の内部に収納されたパネル部１０に入射する。正面部３ｂは、Ｘ線透過性に優れる材料によって形成され、強度重量比等も考慮して、例えば、アルミニウムおよびマグネシウム等の軽金属材料、または炭素繊維強化樹脂等の樹脂材料が用いられる。なお、本例では、入射面３ｃを含む正面部３ｂを、１つの部材で形成しているが、正面部３ｂにおいて、入射面３ｃを構成する部分と、それ以外の部分とを別の材料で形成してもよい。

【0031】

基台４は、支柱５を介して、背面部３ａに取り付けられている。基台４および支柱５は、強度重量比等を考慮して、例えば、アルミニウムおよびマグネシウム等の軽金属材料、または炭素繊維強化樹脂等の樹脂材料が用いられる。

【0032】

正面部３ｂの下面には、半導体素子であるゲートドライバＩＣ１０２ａおよびチャージアンプＩＣ１０４ａをＸ線から保護する保護部材６が固定されている。保護部材６としては、例えば、銅、鉛、タングステン、またはモリブデン等の、Ｘ線吸収性に優れる重金属材料を用いることができる。保護部材６は、本開示の技術における構造体である。

【0033】

［放射線検出器の構成］
図３に示すように、放射線検出器２は、パネル部１０は、制御部１００、駆動回路１０２、読出回路１０４、画像メモリ１０６、および電源部１０８を備える。

【0034】

パネル部１０のセンサ基板１５は、可撓性の基材２０を有している。基材２０の１面である下面２０ａには、画素領域３５が形成されている。画素領域３５は、入射するＸ線に応じて発生した電荷を蓄積する複数の画素３０が配列された領域である。本例において、画素領域３５は、基材２０のほぼ中央部に配置されている。本例の画素領域３５は、正確には有効画素領域である。有効画素領域とは、センサ基板１５において形成される全画素３０のうち、放射線画像の形成に寄与する画素３０が配列された領域をいう。放射線画像の形成に寄与する画素３０とは、具体的には、読み出される信号が放射線画像の画素値として利用される画素３０をいう。

【0035】

基材２０は、可撓性を有し、例えば、ＰＩ（PolyImide：ポリイミド）等のプラスチックを含む樹脂シートまたはガラスを用いることができる。

【0036】

基材２０の厚さは、材質の硬度、およびセンサ基板１５の大きさ等に応じて、所望の可撓性が得られる厚さであればよい。可撓性を有する例としては、矩形状の基材２０単体の場合に、基材２０の１辺を固定した状態で、固定した辺より１０ｃｍ離れた位置で基材２０の自重による重力で２ｍｍ以上、基材２０が垂れ下がる（固定した辺の高さよりも低くなる）ものを指す。

【0037】

基材２０のヤング率は、２ＧＰａ以上８５ＧＰａ以下が好ましい。ここで、ヤング率の測定は、常温である２０℃の試験片に振動を起こさせて、その固有振動を測定することによりヤング率を測定する共振法で行う。共振法によるヤング率の測定に対応した測定装置として、例えば、日本テクノプラス株式会社製ＪＥ－ＲＴ型を用いることができる。また、基材２０として樹脂シートを用いた場合、基材２０の厚さは、０．０２ｍｍ以上０．０６ｍｍ以下が好ましい。

【0038】

各画素３０は、変換層１４が変換した光に応じて電荷を発生して蓄積する光電変換素子３４と、電荷を読み出す画素３０を選択するためのスイッチング素子として機能するＴＦＴ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）３２とを備える。光電変換素子３４は例えばフォトダイオードである。こうした画素３０が複数配列された領域が画素領域３５となる。

【0039】

画素領域３５において、複数の画素３０は、行方向（図３の横方向に対応する走査配線３８方向）および列方向（図３の縦方向に対応する信号配線３６方向）の二次元マトリックス状に配置されている。図３では、画素３０の配列を簡略化して示しているが、例えば、画素３０は行方向および列方向に１０２４個×１０２４個配置される。

【0040】

また、パネル部１０には、画素３０の行毎に備えられた、ＴＦＴ３２のスイッチング状態（オンおよびオフ）を制御するための複数の走査配線３８と、画素３０の列毎に備えられた、光電変換素子３４に蓄積された電荷が読み出される複数の信号配線３６と、が互いに交差して設けられている。

【0041】

複数の走査配線３８の各々は、駆動回路１０２に接続されている。駆動回路１０２は、ＴＦＴ３２を駆動してスイッチング状態を制御し、ＴＦＴ３２に蓄積された電荷を読み出すための駆動信号を出力する。駆動回路１０２は、上述のとおり、ゲートドライバＩＣ１０２ａを含んで構成されている。ゲートドライバＩＣ１０２ａは、半導体素子を含み、図１に示したとおり、フレキシブルプリント基板２１に搭載されている。複数の走査配線３８の各々は、それぞれフレキシブルプリント基板２１を介してゲートドライバＩＣ１０２ａに接続されている。ゲートドライバＩＣ１０２ａは、フレキシブルプリント基板２１を介して、制御部１００が形成された制御基板１１０に接続されている。

【0042】

また、複数の信号配線３６の各々は、読出回路１０４に接続されている。読出回路１０４は、駆動信号に応じてＴＦＴ３２から電荷を読み出す。読出回路１０４は、ＴＦＴ３２から出力された電荷を電圧信号に変換するチャージアンプＩＣ１０４ａの他、電圧信号を読み出す信号線３６を選択するためのマルチプレクサ（図示せず）、および読み出された電圧信号をデジタル信号に変換するＡＤ（Analog-Digital)変換器等で構成される。チャージアンプＩＣ１０４ａ等、読出回路１０４を構成する回路素子には、半導体素子が含まれている。チャージアンプＩＣ１０４ａは、図１に示したとおり、フレキシブルプリント基板２２に搭載されている。複数の信号配線３６の各々は、それぞれフレキシブルプリント基板２２を介してチャージアンプＩＣ１０４ａに接続されている。チャージアンプＩＣ１０４ａは、フレキシブルプリント基板２２を介して、制御基板１１０に接続されている。

【0043】

制御基板１１０には、制御部１００、信号処理部１０５、および画像メモリ１０６が設けられている。信号処理部１０５は、各画素３０から読み出された電荷に応じたデジタル信号に基づいて画像データを生成する。信号処理部１０５には制御部１００が接続されており、信号処理部１０５から出力された画像データは制御部１００を介して画像メモリ１０６に記憶される。画像メモリ１０６は所定の枚数分の画像データを記憶可能な記憶容量を有しており、複数回の撮影によって得られた複数枚分の画像データが画像メモリ１０６に記憶される。

【0044】

制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１００ａと、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）等を含むメモリ１００ｂと、フラッシュメモリ等の不揮発性の記憶部１００ｃと、を備えている。制御部１００の一例としては、マイクロコンピュータ等が挙げられる。制御部１００は、放射線画像撮影装置１の全体の動作を制御する。

【0045】

また、各画素３０の光電変換素子３４には、各画素３０にバイアス電圧を印加するために、共通配線３９が信号配線３６の配線方向に設けられている。共通配線３９が、センサ基板１５の外部の電源部１０８に接続されることにより、電源部１０８から各画素３０にバイアス電圧が印加される。

【0046】

電源部１０８は、光電変換素子３４へのバイアス電圧の印加の他に、制御部１００、駆動回路１０２、読出回路１０４、信号処理部１０５、および画像メモリ１０６等の各種素子や各種回路に電力を供給する。なお、図３では、錯綜を回避するために、電源部１０８と各種素子や各種回路を接続する配線の図示を省略している。

【0047】

［パネル部の構成］
図４に示すように、パネル部１０は、一例として、変換層１４およびセンサ基板１５の下面側に、放熱層１１、後方散乱線吸収層１２、および補強層１３を備える。また、変換層１４およびセンサ基板１５の上面側に、保護層１６、補強層１７、接合層１８、および緩衝層１９を備える。すなわち、パネル部１０は、基台４側から順に、放熱層１１、後方散乱線吸収層１２、補強層１３、変換層１４、センサ基板１５、保護層１６、補強層１７、接合層１８、および緩衝層１９が積層された構成である。

【0048】

放熱層１１は、パネル部１０に蓄積された熱を放熱するための層であり、一例として、炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ：carbon fiber reinforced plastics）等の樹脂材料により形成されている。

【0049】

後方散乱線吸収層１２は、変換層１４およびセンサ基板１５を透過したＸ線により生じる散乱線を吸収するための層であり、Ｘ線吸収性に優れる重金属材料の中で、比較的柔らかい材料である鉛により形成されている。また、比較的柔らかい材料である鉛により形成された後方散乱線吸収層１２は、異物が介在した状態で放射線画像撮影装置１に荷重がかかった際に、異物からの圧力を後方散乱線吸収層１２自体の変形により吸収して、異物のセンサ基板１５への影響を抑えることができる。すなわち、後方散乱線吸収層１２は、異物のセンサ基板１５への影響を抑えるための緩衝層（本開示の技術における第２の緩衝層）としても機能する。

【0050】

ここで、放射線画像撮影装置１の内部における異物は、筐体３とパネル部１０との間に存在する異物、およびパネル部１０の製造時にパネル部１０の内部に混入されてしまった異物等が考えられる。異物は、具体的には、塵および粉塵等である。また、上記の異物の直径は、主に０．５ｍｍ以下が考えられる。

【0051】

補強層１３は、可撓性の基材２０により構成されたセンサ基板１５の強度を補強するための層であり、一例として、プラスチックにより形成されている。補強層１３の材料となるプラスチックとしては、例えば、ＰＣ（Polycarbonate：ポリカーボネート）、ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate：ポリエチレンテレフタレート）、スチロール、アクリル、ポリアセターゼ、ナイロン、ポリプロピレン、ＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene）、エンプラ、およびポリフェニレンエーテルの少なくとも一つが挙げられる。

【0052】

保護層１６は、センサ基板１５の画素領域３５に対する防湿および帯電防止のための層である。保護層１６は、例えば、アルペット（登録商標）のシート、パリレン（登録商標）のシート、およびポリエチレンテレフタレートのシート等の、絶縁性を有する防湿シートが用いられる。

【0053】

補強層１７は、可撓性の基材２０により構成されたセンサ基板１５の強度を補強するための層であり、プラスチックにより形成されている。補強層１３の材料となるプラスチックとしては、例えば、ＰＣ、ＰＥＴ、スチロール、アクリル、ポリアセターゼ、ナイロン、ポリプロピレン、ＡＢＳ、エンプラ、およびポリフェニレンエーテルの少なくとも一つが挙げられる。

【0054】

図５は、パネル部１０および保護部材６の上面図である。図４および図５に示すように、接合層１８は、補強層１７と緩衝層１９とを接合するための層であり、緩衝層１９の外周に沿って枠状に設けられた接合部材１８ａを有する。接合部材１８ａは、一例として、両面テープが用いられる。図５において、ゲートドライバＩＣ１０２ａおよびチャージアンプＩＣ１０４ａをそれぞれ３つずつ図示しているが、実際には３つ以上設けられている。図５においては、図面の煩雑化を回避するために、省略している。

【0055】

緩衝層１９（本開示の技術における第１の緩衝層）は、筐体３の厚さ方向ＴＨにおいて、正面部３ｂと基板の一例としてのセンサ基板１５との間に配置されている。緩衝層１９は、異物のセンサ基板１５への影響を抑えるための層であり、不織布およびスポンジ等の多孔質部材を用いることができる。また、緩衝層１９の厚さは、０．０６ｍｍ以上０．６ｍｍ以下とすることが好ましい。本実施形態では、一例として、厚さが０．５ｍｍの不織布を用いる。緩衝層１９は、図５に示すように平面視した場合の外周が、センサ基板１５の画素領域３５よりも内側に設けられている。

【0056】

パネル部１０の緩衝層１９の外周部には、半導体素子を含むゲートドライバＩＣ１０２ａおよびチャージアンプＩＣ１０４ａをＸ線から保護する保護部材６が配置されている。保護部材６は、筐体３の厚さ方向ＴＨにおいて、正面部３ｂとセンサ基板１５との間であって、かつ緩衝層１９と重なる位置に配置されている。また、保護部材６は、センサ基板１５の画素領域３５よりも外側に設けられている。

【0057】

［作用効果］
本実施形態の放射線画像撮影装置１は、可撓性の基材２０の１面の画素領域３５に、Ｘ線の照射に基づいて発生した電荷を蓄積する複数の画素が形成されたセンサ基板１５を有するパネル部１０と、パネル部１０を収容する背面部３ａと、センサ基板１５に対してＸ線を入射させる入射面に配置された正面部３ｂと、を有する筐体３と、正面部３ｂとセンサ基板１５との間に配置された第１の緩衝層である緩衝層１９と、を備え、緩衝層１９は、センサ基板１５の画素領域３５よりも内側に設けられ、正面部３ｂとセンサ基板１５との間で、かつ緩衝層１９の厚さ方向ＴＨにおいて緩衝層１９と重なる位置に、構造体である保護部材６を備える。

【0058】

センサ基板１５の基材として、可撓性の基材２０を用いているため、パネル部１０を軽量化でき、また、撮影時に被写体からの荷重を受けても、センサ基板１５自体が撓むことにより、センサ基板１５の破損を防止することができる。

【0059】

また、センサ基板１５は、可撓性の基材２０の１面に画素領域３５を形成された基板の一例である。可撓性の基材２０は柔らかいため異物の影響を受けやすくなるという問題がある。このような問題に対処するため、本実施形態の放射線画像撮影装置１では、正面部３ｂとセンサ基板１５との間に第１の緩衝層である緩衝層１９を備えている。そのため、例えば、撮影時に放射線画像撮影装置１の筐体３に被写体が密着して、異物が介在した状態で筐体３の内部のパネル部１０に荷重がかかった場合でも、緩衝層１９が異物からの圧力を吸収して、異物のセンサ基板１５への影響を抑えることができる。この緩衝層１９は、特に、正面部３ｂと緩衝層１９との間に存在する異物、および緩衝層１９と補強層１７との間に存在する異物等、センサ基板１５よりも上方に位置する異物に対して効果的である。

【0060】

また、本開示の技術では、緩衝層１９は、筐体３の厚さ方向ＴＨにおいて、正面部３ｂとセンサ基板１５との間に配置されており、かつ、平面視した場合の外周が、センサ基板１５の画素領域３５よりも内側に設けられている。さらに、本開示の技術では、筐体３の厚さ方向ＴＨにおいて、正面部３ｂとセンサ基板１５との間であって、かつ緩衝層１９と重なる位置に配置された構造体（本例では保護部材６）を備える。このように、緩衝層１９の外周を画素領域３５の内側に収めることで、筐体３内において、緩衝層１９の周囲に構造体を配置するための比較的大きめのスペースが確保される。さらに、確保されたスペースは緩衝層１９の周囲であるため、このスペースに構造体を配置しても、構造体を配置することによる筐体３の厚さの増加は少ない。これにより、緩衝層１９を設けつつ薄型化を実現した放射線画像撮影装置１を実現できる。

【0061】

また、上述したとおり、センサ基板１５は可撓性の基材２０を有するＴＦＴ方式である。ＴＦＴ方式の基板は、金属材料を基材とするＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）方式の基板と比べて、大面積化しやすい利点があるが、上述のとおり、可撓性の基材２０は柔らかいため異物の影響を受けやすい。そのため、緩衝層１９を設ける本開示の技術は、ＣＭＯＳ方式の基板と比べて、可撓性の基材２０を有するＴＦＴ方式の基板に対して特に有効である。

【0062】

また、緩衝層１９は、図５に示したように、外周に沿って枠状に設けられた接合部材１８ａを介してセンサ基板１５側の補強層１７に接合されている。このため、パネル部１０の外側から、緩衝層１９と画素領域３５との間に異物が進入することを抑制することができる。

【0063】

また、例えば、図６に示すように、緩衝層１９の全面に対応して接合部材１８ｂを設けることも可能である。しかし、図５に示すように、緩衝層１９の一部のみに対応して接合部材１８ａを設けた方が、緩衝層１９の全面に対応して接合部材１８ｂを設ける場合と比較して、接合部材１８ａの量が少なくて済む。また、図５に示す態様の方が、パネル部１０の製造を容易にすることができる。

【0064】

また、緩衝層１９の一部のみに対応して接合部材を設ける場合、図７に示すように、例えば複数の短冊状の接合部材１８ｃを並列的に配置することも可能である。しかし、図７の態様では、接合部材１８ｃを設けていない部分から、緩衝層１９と画素領域３５との間に異物が進入してしまうおそれがある。これに対して、上述のとおり、図５に示す態様では、緩衝層１９の外周に沿って枠状に接合部材１８ａを設け、緩衝層１９と補強層１７との間を封止しているため、パネル部１０内に異物が進入することを抑制することができる。なお、接合部材１８ａを枠状に設ける場合、一体的に形成された枠状の接合部材としてもよいし、直線状の接合部材を枠状に組み合わせてもよい。

【0065】

また、緩衝層１９は、センサ基板１５側に保持され、構造体である保護部材６は、筐体３側の正面部３ｂに保持されている。正面部３ｂの内面は、センサ基板１５側よりも凹凸が少ないと考えられる。そのため、センサ基板１５側に保護部材６を設ける場合と比べて、正面部３ｂの方が保護部材６を設けやすい。

【0066】

また、緩衝層１９の厚さが０．０６ｍｍを下回ると、異物が介在した状態でパネル部１０に荷重がかかった場合に異物からの圧力を吸収しきれず、異物のセンサ基板１５への影響を抑えることが難しくなる。その結果、Ｘ線画像中にアーチファクトが生じるおそれがある。また、本実施形態の放射線画像撮影装置１では、緩衝層１９は、センサ基板１５の画素領域３５よりも内側に設けられているため、緩衝層１９の厚さが０．６ｍｍを上回ると、放射線画像撮影装置１で取得したＸ線画像中に緩衝層１９の端部が映り易くなってしまう。本実施形態の放射線画像撮影装置１では、緩衝層１９の厚さを、０．０６ｍｍ以上０．６ｍｍ以下としているため、異物の影響を抑えつつ、Ｘ線画像中に緩衝層１９の端部が映り難くすることができる。

【0067】

また、本実施形態の放射線画像撮影装置１では、駆動回路１０２はゲートドライバＩＣ１０２ａを含み、読出回路１０４はチャージアンプＩＣ１０４ａを含んでいる。ゲートドライバＩＣ１０２ａおよびチャージアンプＩＣ１０４ａも回路素子として半導体素子を含んでいる。本例の構造体として、駆動回路１０２および読出回路１０４の少なくとも一部をＸ線から保護する保護部材６を設けることで、駆動回路１０２および読出回路１０４の誤動作、故障、および劣化を抑制することができる。

【0068】

緩衝層１９および保護部材６は、接触防止のため一定の間隔を空けて配置する必要がある。本実施形態の放射線画像撮影装置１では、緩衝層１９の外周はセンサ基板１５の画素領域３５よりも内側に設けられており、保護部材６は正面部３ｂとセンサ基板１５との間において緩衝層１９の外周部近傍まで配置することができる。すなわち、筐体３の外周部から内側に向けた広い範囲に保護部材６を配置することができる。

【0069】

図８に示す放射線画像撮影装置２００は、緩衝層１９の外周が画素領域３５の外側に位置する比較例である。図９に示す本実施形態の放射線画像撮影装置１では、保護部材６のパネル部１０よりの端部は、平面視した場合にパネル部１０の一部と重なっている。対して、比較例の放射線画像撮影装置２００では、保護部材６ａのパネル部１０よりの端部は、平面視した場合にパネル部１０との間に間隔が空いている。

【0070】

Ｘ線は放射線源の焦点を基点として発散するため、図８および図９に示すように、パネル部１０の中心から外側に向かうほど照射角度が斜めになる。また、撮影目的によっては画素領域３５に対してＸ線を斜めから入射させるいわゆる斜入撮影が行われる場合があるが、この場合には、パネル部１０の外周におけるＸ線の照射角度はより斜めになる。図８および図９では、Ｘ線の照射角度が同じ場合を示している。

【0071】

このような場合は、図８に示す比較例の放射線画像撮影装置２００では、保護部材６ａとパネル部１０の隙間をＸ線が通過してしまい、ゲートドライバＩＣ１０２ａ等にＸ線が照射されてしまうおそれがある。

【0072】

これに対して、本実施形態の放射線画像撮影装置１では、図９に示すように、緩衝層１９はセンサ基板１５の画素領域３５よりも内側に設けられており、比較例の放射線画像撮影装置２００と比較して、保護部材６のパネル部１０側の端部を画素領域３５側に寄せることができる。そのため、半導体素子であるゲートドライバＩＣ１０２ａ等にＸ線が照射されるのを防ぎやすい。

【0073】

また、緩衝層１９は、多孔質部材である不織布により構成されている。放射線画像撮影装置１の内部のパネル部１０に荷重がかかった際に、正面部３ｂと緩衝層１９との間に存在する異物、および緩衝層１９と補強層１７との間に存在する異物は、多孔質部材の孔に取り込まれる。また、パネル部１０の内部に異物が混入されている場合でも、軟質の多孔質部材が、異物を介してセンサ基板１５に加わる圧力を吸収する。そのため、放射線画像撮影装置１の内部に異物が存在する場合でも、異物のセンサ基板１５への影響を抑えることができる。

【0074】

また、本例の放射線画像撮影装置１は、センサ基板１５を挟んで緩衝層１９が配置された面側と反対の面側に、第２の緩衝層である後方散乱線吸収層１２を備える。そのため、異物が介在した状態で放射線画像撮影装置１の内部のパネル部１０に荷重がかかった場合でも、後方散乱線吸収層１２が異物からの圧力を吸収して、異物のセンサ基板１５への影響を抑えることができる。この後方散乱線吸収層１２は、特に、放熱層１１と基台４との間に存在する異物等、センサ基板１５よりも下方に位置する異物に対して効果的である。

【0075】

また、後方散乱線吸収層１２を、Ｘ線吸収性に優れる重金属材料の中でも特に柔らかい鉛により構成し、後方散乱線吸収層１２を第２の緩衝層として機能させている。そのため、後方散乱線吸収層と第２の緩衝層とを個別に形成する場合と比較して、コストを抑えることができるとともに、パネル部１０の薄型化にも有利となる。

【0076】

「変形例」
本開示の技術は、上述の実施形態と種々の変形例を適宜組み合わせることも可能である。

【0077】

例えば、上記実施形態では、図３に示したように画素３０が２次元マトリクス状に配列されている態様について説明したがこれに限らず、例えば、１次元配列であってもよいし、ハニカム配列であってもよい。また、画素の形状も限定されず、矩形であってもよいし、六角形等の多角形であってもよい。さらに、画素領域３５の形状も限定されないことはいうまでもない。

【0078】

また、パネル部１０は、ＩＳＳ方式に限らず、撮影時にＸ線が入射する側から、変換層、センサ基板の順番に配置されるＰＳＳ（Penetration Side Sampling)方式としてもよい。

【0079】

また、パネル部１０の層構成は、上記実施形態に限らず、変換層１４、センサ基板１５、接合層１８、および緩衝層１９を除く、一部または全部の層を無くしてもよいし、上記実施形態に記載されていない層を別に追加してもよい。

【0080】

また、パネル部１０は、上記実施形態で説明したような、Ｘ線を一旦可視光に変換した後に電荷に変換する間接変換方式に限らず、Ｘ線を直接電荷に変換する直接変換方式としてもよい。

【0081】

また、構造体である保護部材６は、緩衝層１９の外周部全体にわたって枠状に設けられた態様に限らず、例えば、図５中の縦方向のみ設ける等、緩衝層１９の外周部の一部のみに設けてもよい。

【0082】

また、構造体は、半導体素子をＸ線から保護する保護部材６に限らず、電飾部品、または筐体の剛性を向上させるための肉厚部等、放射線画像撮影装置１に必要とされる構造体であれば、どのようなものであってもよい。

【0083】

以上に示した記載内容および図示内容は、本開示の技術に係る部分についての詳細な説明であり、本開示の技術の一例に過ぎない。例えば、上記の構成、機能、作用、および効果に関する説明は、本開示の技術に係る部分の構成、機能、作用、および効果の一例に関する説明である。よって、本開示の技術の主旨を逸脱しない範囲内において、以上に示した記載内容および図示内容に対して、不要な部分を削除したり、新たな要素を追加したり、置き換えたりしてもよいことは言うまでもない。また、錯綜を回避し、本開示の技術に係る部分の理解を容易にするために、以上に示した記載内容および図示内容では、本開示の技術の実施を可能にする上で特に説明を要しない技術常識等に関する説明は省略されている。

【0084】

本明細書に記載された全ての文献、特許出願および技術規格は、個々の文献、特許出願および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

【符号の説明】

【0085】

１ 放射線画像撮影装置
２ 放射線検出器
３ 筐体
３ａ 背面部
３ｂ 正面部
４ 基台
５ 支柱
６，６ａ 保護部材
１０ パネル部
１１ 放熱層
１２ センサ基板
１２ 後方散乱線吸収層
１３ 補強層
１４ 変換層
１５ センサ基板
１６ 保護層
１７ 補強層
１８ 接合層
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ 接合部材
１９，１９ａ 緩衝層
２０ 基材
２１ フレキシブルプリント基板
２２ フレキシブルプリント基板
３０ 画素
３２ スイッチング素子
３４ センサ部
３５ 画素領域
３６ 信号配線
３８ 走査配線
３９ 共通配線
１００ 制御部
１００ａ ＣＰＵ
１００ｂ メモリ
１００ｃ 記憶部
１０２ 駆動回路
１０２ａ ゲートドライバＩＣ
１０４ 読出回路
１０４ａ チャージアンプＩＣ
１０５ 信号処理部
１０６ 画像メモリ
１０８ 電源部
１１０ 制御基板
２００ 放射線画像撮影装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】