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JP2013088324A - 放射線画像撮影装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】剥がれを防止しフレキシブル性を損なうことなく、又浮遊容量に起因する不具合を解決しつつ、フレキシブル基板の移動による接触や擦れに伴う帯電を抑制することができる放射線画像撮影装置を提供する。
【解決手段】放射線画像撮影装置において、放射線画像検出器１４は、放射線検出パネル１４２と、信号処理基板１４４と、フレキシブル基板１８２と、筐体１４０とを備えている。フレキシブル基板１８２には固定電位１８８に接続されたシールド層１８２Ｍが配設されている。
【選択図】図８

Description

本発明は、放射線画像撮影装置に関し、特に放射線検出パネルと信号処理基板とをフレキシブル基板によって接続する放射線画像撮影装置に関する。
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することができるＦＰＤ（Flat Panel Detector）等の放射線検出器が実用化されている。この放射線検出器を用いた放射線画像撮影装置においては、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画像撮影装置に比べて、即時に画像を確認することができる特徴がある。また、連続的に放射線画像の撮影を行う透視撮影（動画撮影）を行うことができる特徴がある。
この種の放射線検出器には種々のタイプが提案されている。例えば、間接変換方式を採用する放射線検出器は、シンチレータを用いて放射線を光に変換し、変換された光をフォトダイオード等のセンサ部によって電荷に変換し、この電荷を蓄積する。蓄積された電荷はＸ線撮影によって得られた撮影画像情報である。シンチレータにはＣｓＩ：Ｔｌ、ＧＯＳ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）等が使用されている。放射線画像撮影装置においては、放射線検出器に蓄積された電荷がアナログ信号として読み出され、このアナログ信号はアンプによって増幅された後にアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換部によってデジタルデータに変換される。
放射線画像検出器は、センサ部と、センサ部の駆動制御を行いセンサ部から得られた撮影画像情報の信号処理を行う信号処理基板とを備えている。センサ部に対して信号処理基板は対向して配置され、センサ部と信号処理基板との間はフレキシブル基板を用いて接続されている。
特開２０１０−２６４２５０号公報 特開平５−２５９５９１号公報
可搬型の放射線画像検出器（電子カセッテ）においては、取り扱いが便利であることから高い需要性がある。上記特許文献１には、放射線の照射の開始や停止等を検出し、放射線の発生タイミングに対する同期制御を必要としないＸ線撮影装置が開示されている。この種のＸ線撮影装置は、Ｘ線撮影中やその直前に、被検体（患者）の位置調整や姿勢調整に伴い、被検体との接触や衝突を生じる。このとき、センサ部及び信号処理基板を収納する筐体の内壁にフレキシブル基板が接触し又は擦れを生じ、フレキシブル基板の配線に帯電が生じ、カウンター（補償）電荷が生じる。このカウンター電荷は、フレキシブル基板の配線に伝送されるアナログ信号に変化を及ぼし、Ｘ線撮影画像情報の誤検出を誘発する。アンプを実装するフレキシブル基板においては、アンプによりアナログ信号電圧に変換される前のアナログ信号電荷が、帯電による影響を受け易い。
また、放射線の発生タイミングに対する同期制御を必要とするＸ線撮影装置においても同様であり、フレキシブルケーブル内の配線に帯電が生じると、Ｘ線撮影画像情報の読み出し時のアナログ信号に変化が生じる。このアナログ信号の変化はＸ線撮影画像のノイズになる。
上記特許文献２には、プラスチックフィルムに銅箔を貼り付けたフレキシブル基板が、又プラスチックフィルムに帯電防止層を形成し、この帯電防止層を保護層により覆ったフレキシブル基板が開示されている。これらのフレキシブル基板は帯電を抑制する点において有効である。
しかしながら、前述の銅箔を貼り付けたフレキシブル基板においては、筐体に接触すると銅箔に剥がれを生じ、帯電抑制効果を持続することが難しい。銅箔の膜厚を厚くすれば剥がれ難くなるが、銅箔の膜厚の増加は、剛性を高め、フレキシブル基板のフレキシブル性を損なう。
一方、前述の帯電防止層を形成したフレキシブル基板においては、帯電した電荷の減衰時間が長く、減衰するまでに電荷は配線に付加された浮遊容量となる。この浮遊容量は、フレキシブル基板の配線に伝送されるアナログ信号に変化を及ぼし、Ｘ線撮影画像情報の誤検出を誘発する。また、浮遊容量は、時定数に変化を及ぼし、配線に伝送されるアナログ信号の遅延を誘発する。
本発明は、上記事実を考慮し、上記不具合を解決しつつ、フレキシブル基板の移動による接触や擦れに伴う帯電を抑制することができる放射線画像撮影装置を提供することにある。
請求項１に記載の放射線画像撮影装置は、放射線を電気信号に変換する光電変換素子を有する放射線検出パネルと、放射線検出パネルに対向して配設され、放射線検出パネルによって得られた電気信号の信号処理を行う信号処理基板と、放射線検出パネルに一端を電気的に接続し、信号処理基板に他端を電気的に接続するとともに、絶縁性樹脂フィルムにより形成されたベースフィルムと、ベースフィルム上に配設された配線と、配線上に配設された絶縁性樹脂により形成されたコート層とを有し、ベースフィルムと配線との間及び配線とコート層との間のいずれか一方に、配線との間に絶縁体を介在させ、固定電位に接続されるシールド層を有するフレキシブル基板と、放射線検出パネル、信号処理基板及びフレキシブル回路基板を収納する筐体と、を備えたことを特徴とする。
請求項１に記載の放射線画像撮影装置においては、ベースフィルムの外側に発生する静電気を固定電位に接続されるシールド層によって打ち消し、配線にノイズが乗ることを抑制することができるので、フレキシブル基板の帯電を防止することができる。加えて、シールド層は、ベースフィルムと配線との間又は配線とコート層との間に介在されるので、フレキシブル基板と筐体との接触や擦れに対して剥がれ難い。従って、必要以上にシールド層の膜厚を厚くする必要がないので、フレキシブル基板のフレキシブル性は損なわれない。更に、シールド層は固定電位に接続されているので、帯電によって発生した電荷は即座に固定電位に吸収され、浮遊容量の発生を抑制することができる。従って、放射線撮影画像情報の誤検出を防止することができ、又放射線画像情報の伝送遅延を防止することができる。
請求項２に記載の放射線画像撮影装置は、請求項１に記載の放射線画像撮影装置において、シールド層は、ベースフィルム上に配設され、固定電位に接続される配線に接続されていることを特徴とする。
請求項２に記載の放射線画像撮影装置においては、フレキシブル基板の配線からシールド層に固定電位を供給することができる。
請求項３に記載の放射線画像撮影装置は、請求項１に記載の放射線画像撮影装置において、シールド層は固定電位取出用端子を有し、固定電位取出用端子は信号処理基板の固定電位に接続されていることを特徴とする。
請求項３に記載の放射線画像撮影装置においては、信号処理基板からシールド層に固定電位を供給することができる。
請求項４に記載の放射線画像撮影装置は、請求項１に記載の放射線画像撮影装置において、シールド層は固定電位取出用端子を有し、固定電位取出用端子は放射線検出パネルの固定電位に接続されていることを特徴とする。
請求項４に記載の放射線画像撮影装置においては、放射線検出パネルからシールド層に固定電位を供給することができる。
請求項５に記載の放射線画像撮影装置は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置において、シールド層は、放射線検出パネル及び信号処理基板に接続する端子領域を除いて配線の全域に配設されていることを特徴とする。
請求項５に記載の放射線画像撮影装置においては、配線の全域にシールド層を配設しているので、ベースフィルムの外側の大半の領域に発生する静電気をシールド層によって打ち消し、配線にノイズが乗ることを抑制することができるので、フレキシブル基板の帯電を防止することができる。
請求項６に記載の放射線画像撮影装置は、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置において、シールド層の厚さは配線の厚さに比べて厚く設定されていることを特徴とする。
請求項６に記載の放射線画像撮影装置においては、配線に比べてシールド層が厚く形成され、シールド層の電気抵抗が低く設定されている。従って、ベースフィルムの外側に発生する静電気を即座に打ち消し、配線にノイズが乗ることを抑制することができるので、フレキシブル基板の帯電を防止することができる。
請求項７に記載の放射線画像撮影装置は、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置において、シールド層はベースフィルムと配線との間及び配線とコート層との間の双方に備えたことを特徴とする。
請求項７に記載の放射線画像撮影装置においては、配線の上面側及び下面側の両面にシールド層を備えているので、静電気の打ち消し効果を高め、フレキシブル基板の帯電をより一層防止することができる。
請求項８に記載の放射線画像撮影装置は、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置において、シールド層は配線と同一の導電性材料により製作されていることを特徴とする。
請求項８に記載の放射線画像撮影装置においては、シールド層が配線と同一の導電性材料により製作されているので、シールド層を簡易に製作することができる。
請求項９に記載の放射線画像撮影装置は、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置において、フレキシブル基板は、ベースフィルムに形成された素子開口内に半導体素子を実装したテープキャリアパッケージ型回路基板であることを特徴とする。
請求項９に記載の放射線画像撮影装置においては、テープキャリアパッケージ型回路基板の帯電を防止することができる。
請求項１０に記載の放射線画像撮影装置は、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置において、フレキシブル基板は、ベースフィルム上に半導体素子を実装したチップオンフィルム型回路基板であることを特徴とする。
請求項１０に記載の放射線画像撮影装置においては、チップオンフィルム型回路基板の帯電を防止することができる。
本発明は上記構成としたので、剥がれを防止しフレキシブル性を損なうことなく、又浮遊容量に起因する不具合を解決しつつ、フレキシブル基板の移動による接触や擦れに伴う帯電を抑制することができる放射線画像撮影装置を提供することができる。
本発明の実施例１に係る放射線画像撮影装置の全体構成を説明する概念図である。 実施例１に係る放射線画像撮影装置の放射線画像検出器（電子カセッテ）の筐体の一部を便宜的に取り除いた斜視図である。 実施例１に係る放射線画像撮影装置の全体のブロック回路図である。 図３に示す放射線検出パネルの検出素子及び信号処理部の要部の回路図である。 図３に示す放射線検出パネルの要部（光電変換素子及び蛍光体）の装置構造を示す模式的断面図である。 図３に示す放射線検出パネルの他の要部（ＴＦＴ及び光電変換素子）の装置構造を示す模式的断面図である。 図２に示す放射線画像検出器の具体的な構造を示す断面図である。 図７に示す放射線画像検出器のフレキシブル基板の具体的な構造を示す要部断面図である。 図８に示すフレキシブル基板の平面図である。 実施例１に係る、放射線照射前後にフレキシブル基板の配線に流れる電荷量と、フレキシブル基板に帯電した電荷量との関係を示すグラフである。 （Ａ）−（Ｃ）は実施例１に係る放射線画像検出器の筐体の構造を示す斜視図である。 実施例１の変形例１に係る放射線画像検出器のフレキシブル基板の具体的な構造を示す要部断面図である。 実施例１の変形例２に係る放射線画像検出器のフレキシブル基板の具体的な構造を示す要部断面図である。 本発明の実施例２に係る放射線画像撮影装置の放射線画像検出器のフレキシブル基板の具体的な構造を示す要部断面図である。 実施例２の変形例１に係る放射線画像検出器のフレキシブル基板の具体的な構造を示す要部断面図である。 実施例２の変形例２に係る放射線画像検出器のフレキシブル基板の具体的な構造を示す要部断面図である。
以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る実施例を説明する。なお、図面において同一機能を有する構成要素には同一符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
（実施例１）
本発明の実施例１は放射線画像撮影装置を構築する可搬型の放射線画像検出器（電子カセッテ）に本発明を適用した例を説明するものである。
［放射線画像撮影装置の全体構成］
図１に示すように、実施例１に係る放射線画像撮影装置１０は、放射線照射装置１２と、放射線画像検出器（電子カセッテ）１４と、コンソール１６とを備えて構築されている。放射線照射装置１２は、放射線Ｒを発生し、被検体（例えば、放射線画像を撮影する患者）１８に放射線Ｒを照射する。放射線画像検出器１４は被検体１８を透過した放射線Ｒによって得られる放射線画像情報を生成する。放射線画像検出器１４は持ち運び自在な可搬型である。コンソール１６は、放射線照射装置１２及び放射線画像検出器１４の動作制御を司り、放射線画像検出器１４において生成された放射線画像情報を記憶し、放射線画像情報を表示する等の機能を有する。
なお、実施例１において、放射線画像検出器１４は、放射線画像情報を記憶する機能を備えていても、又備えていなくてもよい。
［放射線画像検出器の外観構成］
図２に示すように、放射線画像検出器１４は放射線Ｒの照射方向に所定の厚みを持つ平板形状を有する筐体１４０を備えている。筐体１４０は、放射線照射装置１２に対面する側の表面に照射面１４０Ａを有し、この照射面１４０Ａを少なくとも放射線Ｒを透過する材料によって製作している。
筐体１４０の内部には放射線検出パネル１４２及び信号処理基板１４４が収納されている。放射線検出パネル１４２は、照射面１４０Ａ側つまり放射線照射装置１２に対面する側に配設され、信号処理基板１４４は照射面１４０Ａに対向する非照射面１４０Ｂ側に配設される。放射線検出パネル１４２は、放射線照射装置１２から照射され被検体１８を透過した放射線Ｒから放射線画像情報を生成する機能を有する。信号処理基板１４４は、放射線検出パネル１４２の動作制御を司り、放射線検出パネル１４２において生成された放射線画像情報のコンソール１６への送信を行う機能を有する。
［放射線画像検出器のシステム構成］
１．放射線検出パネルのシステム構成
図３に示すように、放射線画像検出器１４の放射線検出パネル１４２はＴＦＴマトリックス基板１１６を備えている。ＴＦＴマトリックス基板１１６は、行方向に延在し列方向に一定間隔において複数本配列されたゲート線１１０と、列方向に延在し行方向に一定間隔において複数本配列されたデータ線１１２とを備えている。ゲート線１１０とデータ線１１２との交差部には検出素子１００が配置されている。検出素子１００は、放射線Ｒから変換された光（放射線画像情報）を検出し、この光を電気信号に変換した後に一時的に蓄積する（記憶する）。
検出素子１００は、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１０２と光電変換素子１０６とを備え、ＴＦＴ１０２と光電変換素子１０６との直列回路により構成されている。ＴＦＴ１０２は、一方の主電極（ドレイン電極。図６中、符号１０２Ｅ）をデータ線１１２に接続し、他端（ソース電極。図６中、符号１０２Ｄ）を光電変換素子１０６の一方の電極（図５中、符号１０６Ａ）に接続する。ＴＦＴ１０２のゲート電極（図６中、符号１０２Ａ）はゲート線１１２に接続される。ＴＦＴ１０２は、ゲート電極に供給される駆動信号に従って導通動作（ＯＮ）と非導通動作（ＯＦＦ）との切換えを行うスイッチング素子である。光電変換素子１０６の他方の電極（図５中、符号１０６Ｅ）は固定電位に接続されている。光電変換素子１０６は、放射線Ｒから変換された放射線画像情報としての光信号を電気信号に変換し、この電荷として変換された放射線画像情報を一時的に蓄積する。
２．信号処理基板のシステム構成
放射線画像検出器１４の信号処理基板１４４は、ゲート線ドライバ部２００と、信号処理部２０２と、温度センサ２０４と、画像メモリ２０６と、検出器制御部２０８と、通信部２１０と、電源部２１２と、を備えている。
ゲート線ドライバ部２００は、ＴＦＴマトリックス基板１１６を延在するゲート線１１０に接続され、ゲート線１１０にＴＦＴ１０２の駆動信号を供給する。ゲート線ドライバ部２００は、図３中、作図上、ＴＦＴマトリックス基板１１６の一辺（ここでは左辺）に沿ってそれよりも外側に配設されている。実際には、放射線検出パネル１４２に対向して信号処理基板１４４が配設されているので、ゲート線ドライバ部２００は、ＴＦＴマトリックス基板１１６の一辺に沿ってその非照射面１４０Ｂ側にＴＦＴマトリックス基板１１６と重複して配設されている。
信号処理部２０２は、ＴＦＴマトリックス基板１１６を延在するデータ線１１２に接続され、検出素子１００から読み出される放射線画像情報をデータ線１１２を通して取得する。ゲート線ドライバ部２００と同様に、信号処理部２０２は、図３中、作図上、ＴＦＴマトリックス基板１１６の一辺に隣接する他の一辺（ここでは下辺）に沿ってそれよりも外側に配設されている。実際には、放射線検出パネル１４２に対向して信号処理基板１４４が配設されているので、信号処理部２０２は、ＴＦＴマトリックス基板１１６の他の一辺に沿ってその非照射面１４０Ｂ側にＴＦＴマトリックス基板１１６と重複して配設されている。ゲート線ドライバ部２００、信号処理部２０２以外においても、信号処理基板１４４に搭載された素子、回路及びシステムは、ＴＦＴマトリックス基板１１６に重複して配設されている。
放射線画像が撮影され、放射線検出パネル１４２に放射線画像情報が蓄積されると、まずゲート線ドライバ部２００を用いて１本のゲート線１１０が選択され、このゲート線１１０に駆動信号が供給される。駆動信号の供給によってこのゲート線１１０に接続されたすべての検出素子１００のＴＦＴ１０２が導通状態になり、光電変換素子１０６に一時的に蓄積された放射線画像情報がデータ線１１２を通して信号処理部２０２に読み出される。信号処理部２０２においては、１本のデータ線１１２毎に対応して設けられたサンプルホールド回路（チャージアンプ。図４中、符号２２０。）に電荷が蓄積される。
信号処理部２０２は、行方向において順次サンプルホールド回路２２０を選択し、サンプルホールド回路２２０に蓄積された放射線画像情報を順次読み出す。１本の選択されたゲート線１１０に接続されたすべての検出素子１００に蓄積された放射線画像情報が読み出されると、ゲート線ドライバ部２００は列方向の次段の１本のゲート線１１０を選択する。同様の処理手順において、信号処理部２０２は、サンプルホールド回路２２０を順次選択し、選択されたゲート線１１０に接続された検出素子１００に蓄積された放射線画像情報の読み出しを行う。放射線検出パネル１４２に蓄積されたすべての放射線画像情報が読み出されると、撮影された二次元の放射線画像が電気信号（電子情報）として取得可能となる。
図４に示すように、信号処理部２０２はサンプルホールド回路２２０、マルチプレクサ２３０、アナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器２３２を備えている。サンプルホールド回路２２０は、データ配線１１２毎に配設され、オペアンプ２２０Ａ、コンデンサ２２０Ｂ及びスイッチ２２０Ｃを備えている。検出素子１００からデータ配線１１２を通して伝送された放射線画像情報（電荷信号）はサンプルホールド回路２２０に保持される。サンプルホールド回路２２０はオペアンプ２２０Ａ及びコンデンサ２２０Ｂによって電荷信号をアナログ信号（電圧信号：放射線画像情報）に変換する。つまり、サンプルホールド回路２２０は検出素子１００に蓄積された電荷を電圧に変換するチャージアンプとしての機能を有する。サンプルホールド回路２２０のスイッチ２２０Ｃは、コンデンサ２２０Ｂの電極間に電気的に並列に接続されており、コンデンサ２２０Ｂに蓄積された電荷信号の放電を行うリセット回路として使用される。
サンプルホールド回路２２０において変換されたアナログ信号（出力信号）はマルチプレクサ２３０にシリアルに入力される。このマルチプレクサ２３０はアナログデジタル変換器２３２にアナログ信号をシリアルに出力する。アナログデジタル変換器２３２において、シリアルに入力されたアナログ信号は順次デジタル信号（放射線画像情報）に変換される。
図３に示すように、信号処理部２０２は画像メモリ２０６に接続されている。信号処理部２０２のアナログデジタル変換器２３２においてデジタル信号に変換された放射線画像情報は画像メモリ２０６にシリアルに記憶される。画像メモリ２０６は所定枚数分の放射線画像情報を記憶可能な記憶容量を備え、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放射線画像情報が画像メモリ２０６に順次記憶される。
検出器制御部２０８は、ゲート線ドライバ部２００、信号処理部２０２、温度センサ２０４、画像メモリ２０６、通信部２１０、電源部２１２に接続され、これらの制御を司る。検出器制御部２０８はマイクロコンピュータを備え、このマイクロコンピュータはＣＰＵ（中央演算処理ユニット）２０８Ａ、メモリ２０８Ｂ及び記憶部２０８Ｃを備えて構築されている。メモリ２０８Ｂは、放射線画像検出器１４の制御を実行する処理プログラム等を格納するＲＯＭ（Read Only Memory）、各種処理プログラムや処理中のデータ等を一時的に格納するＲＡＭ（Random Access Memory）を備えている。記憶部２０８Ｃは、画像メモリ２０６に格納された放射線画像情報等のデータを記憶する不揮発性のフラッシュメモリ等によって構築されている。
温度センサ２０４は放射線画像検出器１４の温度、実施例１においては蛍光体１４８の下面（非照射面１４０Ｂ側の面）の中央部分の温度を測定する。温度センサ２０４において測定された温度の情報は検出器制御部２０８に送られる。
通信部２１０は、検出器制御部２０８からの制御に基づき、外部機器との間において各種情報の送受信を行う。実施例１に係る通信部２１０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）規格に対応した無線通信部であり、無線通信によって各種情報の伝送を行う。具体的には、通信部２１０は、検出器制御部２０８とコンソール１６との間において放射線画像の撮影に関する制御を行う各種情報の送受信、検出器制御部２０８からコンソール１６への放射線画像情報の送信等を行う。
電源部２１２はゲート線ドライバ部２００、信号処理部２０２、画像メモリ２０６、検出器制御部２０８、通信部２１０の各種回路に電力を供給する。実施例１において、電源部２１２は放射線画像検出器１４の可搬性を高めるためにバッテリ（充電可能な二次電池）を内蔵する。各種回路にはこのバッテリから電力が供給される。バッテリィは、放射線画像検出器１４の非使用時等に、図示しない充電器を通して電源に接続され、充電を行う。
実施例１に係る放射線画像検出器１４は、放射線画像の撮影の開始に同期させてコンソール１６から制御信号を受信し動作を開始するのではなく、放射線発生装置１２から照射される放射線Ｒを感知して自動的に動作制御を開始する非同期型（同期フリー型）を採用している。放射線Ｒの感知には、検出素子１００の配列中に埋め込まれこの検出素子１００と同一構造を有する感知センサの出力、又は検出素子１００の配列外に配置された感知センサの出力に基づき行われる。また、放射線Ｒの感知は、放射線Ｒから変換された光を検出するフォトセンサを使用し、このフォトセンサの出力に基づき行ってもよい。なお、本発明は、非同期型を採用する放射線画像検出器１４に限定されるものではなく、放射線画像の撮影の開始に同期させてコンソール１６から制御信号を受信し動作を開始する同期型を採用する放射線画像検出器１４に適用してもよい。
［コンソールのシステム構成］
図３に示すように、コンソール１６は、サーバコンピュータとして構築され、ディスプレイ１６１及び操作パネル１６２を備えている。ディスプレイ１６１は放射線画像撮影装置１０の操作メニュー、撮影された放射線画像等を表示するモニターである。操作パネル１６２は、複数の操作キー、スイッチ等を備え、各種情報や操作指示の入力を行う。コンソール１６は、ＣＰＵ１６３と、ＲＯＭ１６４と、ＲＡＭ１６５と、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１６６と、ディスプレイドライバ１６８と、操作入力検出部１６９と、通信部１６７とを備えている。
ＣＰＵ１６３はコンソール１６の全体の動作の制御を司る。ＲＯＭ１６４はコンソール１６の動作を制御する制御プログラムを含む各種プログラム等を格納する。ＲＡＭ１６５は各種データを一時的に記憶する。ハードディスクドライブ１６６は各種データを記憶し保持する。ディスプレイドライバ１６８はディスプレイ１６１の各種情報の表示の制御を行う。操作入力検出部１６９は操作パネル１６２に対する操作状態の検出を行う。通信部１６７は、放射線発生装置１２との間において曝射条件等の各種情報の送受信を行うとともに、放射線画像検出器１４との間において放射線画像情報等の各種情報の送受信を行う。通信部１６７は、放射線画像検出器１４の通信部２１０と同様に、無線通信によってデータの送受信を行う。
コンソール１６において、ＣＰＵ１６３、ＲＯＭ１６４、ＲＡＭ１６５、ＨＤＤ１６６、ディスプレイドライバ１６８、操作入力検出部１６９及び通信部１６７はシステムバス（共通バス配線）１７０を通して相互に接続されている。従って、ＣＰＵ１６３はシステムバス１７０を通してＲＯＭ１６４、ＲＡＭ１６５、ＨＤＤ１６６のそれぞれにアクセスを行える。また、ＣＰＵ１６３は、システムバス１７０及びディスプレイドライバ１６８を通してディスプレイ１６１において各種情報の表示の制御を行える。また、ＣＰＵ１６３は、操作入力検出部１６９及びシステムバス１７０を通して操作パネル１６２に対するユーザの操作状態を把握可能である。更に、ＣＰＵ１６３は、システムバス１７０及び通信部１６７を通して、放射線発生装置１２、放射線画像検出器１４のそれぞれとの間において、各種情報の送受信の制御を行える。
［放射線発生装置のシステム構成］
図３に示すように、放射線発生装置１２は、放射線源１２１と、線源制御部１２２と、通信部１２３とを備えている。通信部１２３はコンソール１６との間において曝射条件等の各種情報の送受信を行う。線源制御部１２２は通信部１２３を通して受信された曝射条件に基づいて放射線源１２１の制御を行う。
線源制御部１２２は前述の放射線画像検出器１４の検出器制御部２０８と同様にマイクロコンピュータを備えている。このマイクロコンピュータのメモリには通信部１２３を通して受信された曝射条件等の情報が格納される。曝射条件には例えば管電圧、管電流、曝射期間を含む情報が少なくとも含まれている。この曝射条件に基づいて、線源制御部１２２は放射線源１２１から放射線Ｒを照射する。
［放射線検出パネルの装置構造］
１．放射線検出パネルの全体構造
実施例１に係る放射線画像検出器１４の放射線検出パネル１４２は、図５に示すように、ＴＦＴマトリックス基板１１６と、同図５中、ＴＦＴマトリックス基板１１６上に配設された蛍光体（シンチレータ）１４８とを備えている。ここでは、便宜的に1個の検出部が図示されている。ＴＦＴマトリックス基板１１６には検出素子１００が配設されている。１つの検出素子１００は最小の解像度の単位になる１画像である。検出素子１００は、絶縁性基板１１６Ａに配設され、この絶縁性基板１１６Ａ上に配設されたＴＦＴ１０２上に光電変換素子１０６を積層した構造を備えている。
２．蛍光体（シンチレータ）の構造
図５に示すように、ＴＦＴマトリックス基板１１６の最上層には透明絶縁膜１１６Ｃが配設され、この透明絶縁膜１１６Ｃ上に蛍光体１４８が配設されている。蛍光体１４８はＴＦＴマトリックス基板１１６の略全域に配設されている。蛍光体１４８は、光電変換素子１０６上に透明絶縁膜１１６Ｃを介して配設されているので、蛍光体１４８側（図５中、上側）から入射される放射線Ｒを吸収し光に変換可能であるとともに、絶縁性基板１１６Ａ側（図５中、下側）から入射される放射線Ｒも吸収し光に変換可能である。
蛍光体１４８が発する光の波長域は光電変換素子１０６の受光感度により設定される。一例として、一般的に用いられるアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）を用いたフォトダイオードやＭＩＳ（Metal Insulator Semiconductor）トランジスタを光電変換素子１０６に採用した場合には、ａ−Ｓｉの受光感度特性から可視光域（波長３６０ｎｍ〜８３０ｎｍ）に設定される。放射線画像検出器１４において、放射線画像の撮影を可能とするためには、ａ−Ｓｉを光電変換素子１０６に採用した場合には、蛍光体１４８が発する光にａ−Ｓｉの受光感度が最大となる緑色の波長域を含むことが好ましい。
放射線ＲとしてＸ線を使用しＸ線画像を撮影する場合、蛍光体１４８にはヨウ化セシウム（ＣｓＩ）を含むものが好ましい。更に、蛍光体１４８にはＸ線照射時の発光スペクトルが４２０ｎｍ〜６００ｎｍの波長域にあるタリウムが添加されたヨウ化セシウムＣｓＩ（Ｔｌ）、酸硫化ガドリウムＧＯＳ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）等を用いることが特に好ましい。ＣｓＩ（Ｔｌ）の可視光域における発光ピーク波長は５６５ｎｍである。なお、本発明において、放射線Ｒは、Ｘ線に限定されるものではなく、少なくとも医療に利用されるγ線、電子線、中性子線、陽子線、重粒子線等の放射線を含む意味において使用されている。
ここで、実施例１において、蛍光体１４８は、基本的にはＴＦＴマトリックス基板１１６つまり放射線検出パネル１４２に対して別部材（別部品）として製作されている。蛍光体１４８は、放射線画像検出器１４の製作過程（組立工程）において、放射線検出パネル１４２に装着される。
３．光電変換素子の構造
図５及び図６に示すように、実施例１に係る検出素子１００には、ＰＩＮ構造を有し、間接変換方式を採用する光電変換素子１０６が使用されている。光電変換素子１０６は、ＴＦＴマトリックス基板１１６の絶縁性基板１１６Ａ上に配設され、一方の電極（下部電極）１０６Ａと、第１の半導体層１０６Ｂと、第２の半導体層１０６Ｃと、第３の半導体層１０６Ｄと、他方の電極（上部電極）１０６Ｅとを順次積層して構成されている。
電極１０６Ａは、絶縁性基板１１６Ａ上に絶縁膜１１６Ｂを介在して配設され、検出素子１００毎（検出部毎又は画素部毎）に分割されている。絶縁膜１１６Ｂは、実施例１において、図６に示すように、ＴＦＴ保護膜１１６Ｂ１と、その上層に形成された平坦化膜１１６Ｂ２との積層膜により構成されている。ＴＦＴ保護膜１１６Ｂ１は例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により成膜されたＳｉＮｘ膜である。平坦化膜１１６Ｂ２は、低誘電率を有する感光性の有機材料により成膜された塗布型絶縁膜である。
電極１０６Ａは、第１の半導体層１０６Ｂ〜第３の半導体層１０６Ｄの膜厚が１μｍ前後と厚い場合には導電性を有する材料ではあれば透明性、不透明性の制限を殆ど受けない。従って、電極１０６Ａには透明又は不透明な導電性材料を使用することができる。透明導電性材料には、例えば酸化錫インジウム（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）等を使用することができる。不透明な導電性材料には、例えばアルミニウム膜、アルミニウム合金膜、銀膜等を使用することができる。一方、第１の半導体層１０６Ｂ〜第３の半導体層１０６Ｄの膜厚が薄い場合（例えば、０．２μｍ〜０．５μｍ）、第１の半導体層１０６Ｂ〜第３の半導体層１０６Ｄにおいて光を十分に吸収することができない。この光はＴＦＴ１０２に照射され、ＴＦＴ１０２の主電極１０２Ｄ、１０２Ｅ間のリーク電流が増加してしまうので、電極１０６Ａには不透明性つまり遮光性のある導電性材料又はその積層膜を使用することが好ましい。
第１の半導体層１０６Ｂは電極１０６Ａ上に配設され、第２の半導体層１０６Ｃは第１の半導体層１０６Ｂ上に配設され、第３の半導体層１０６Ｄは第２の半導体層１０６Ｃ上に配設されている。実施例１に係る光電変換素子１０６はＰＩＮ構造を採用しており、第１の半導体層１０６Ｂはｎ＋型ａ−Ｓｉ層により構成されている。第２の半導体層１０６Ｃはｉ型ａ−Ｓｉ層により構成されている。第３の半導体層１０６Ｄはｐ＋型ａ−Ｓｉ層により構成されている。第２の半導体層１０６Ｃは、蛍光体１４８により変換された光から電荷（一対の自由電子と自由正孔）を発生させる。第１の半導体層１０６Ｂは、コンタクト層として使用され、電極１０６Ａに電気的に接続される。第３の半導体層１０６Ｄは、同様にコンタクト層として使用され、電極１０６Ｅに電気的に接続される。
電極１０６Ｅは第３の半導体層１０６Ｅ上において個別に配設されている。電極１０６Ｅには、透明性が高い、例えばＩＴＯ、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）等の導電性材料を使用することができる。図５及び図６において図示を省略しているが、電極１０６Ｅには固定電位を供給する配線が接続されている。
実施例１においては、第１の半導体層１０６Ｂ〜第３の半導体層１０６Ｄに加えて電極１０６Ａ及び１０６Ｅを含み、光電変換素子１０６が構築されている。また、光電変換素子１０６は、ＭＩＳ構造を採用してもよい。
４．ＴＦＴの構造
図６に示すように、検出素子１００のＴＦＴ１０２は、光電変換素子１０６の電極１０６Ａに対応したその下方の領域であって、絶縁性基板１１６Ａ上に配設されている。ＴＦＴ１０２は、絶縁性基板１１６Ａの表面に対して鉛直方向から見た平面視において、光電変換素子１０６の電極１０６Ａに重複する領域に配設されている。つまり、ＴＦＴ１０２と光電変換素子１０６とは絶縁性基板１１６Ａ上に立体的に積層しているので、検出素子１００の絶縁性基板１１６Ａの表面と同一平面方向において検出素子１００の占有面積を縮小することができる。
ＴＦＴ１０２は、ゲート電極１０２Ａと、ゲート絶縁膜１０２Ｂと、活性層（チャネル層）１０２Ｃと、一方の主電極（ドレイン電極）１０２Ｅ及び他方の主電極（ソース電極）１０２Ｄとを備えている。ゲート電極１０２Ａは絶縁性基板１１６Ａの表面上に配設されている。ゲート電極１０２Ａは、実施例１において、ゲート線１１０と同一導電層において同一導電性材料によって形成されている。ゲート絶縁膜１０２Ｂは、絶縁性基板１１６Ａの表面上の略全域にゲート電極１０２Ａを介して配設されている。活性層１０２Ｃは、ゲート絶縁膜１０２Ｂの表面上において、ゲート電極１０２Ａに重複して配設されている。主電極１０２Ｄ及び１０２Ｅは、活性層１０２Ｃ上に配設され、ゲート電極１０２Ａ上において互いに離間されている。主電極１０２Ｄ及び１０２Ｅは、実施例１において、同一導電層において同一導電性材料によって形成されている。
実施例１に係る放射線画像検出器１４において、ＴＦＴ１０２の活性層１０２Ｃはａ−Ｓｉにより構成されている。また、活性層１０２Ｃは非晶質酸化物により形成してもよい。非晶質酸化物には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）を使用することができる。また、非晶質酸化物には、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系若しくはＧａ−Ｚｎ−Ｏ系）を使用することが好ましく、更により好ましくはＩｎ、Ｇａ及びＺｎを含む酸化物が使用される。具体的には、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系非晶質酸化物であって、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。活性層１０２Ｃが非晶質酸化物により形成されたＴＦＴ１０２は、Ｘ線等の放射線Ｒを吸収せず、又は吸収したとしても極めて微量に留まるので、ノイズの発生を効果的に抑えられる。
実施例１において、絶縁性基板１１６Ａには液晶用としての無アルカリガラスが使用されている。ここで、前述のＴＦＴ１０２の活性層１０２Ｃに非晶質酸化物を採用し、光電変換素子１０６の第１の半導体層１０６Ｂ〜第３の半導体層１０６Ｄに代えて有機光電変換材料を採用した場合、活性層１０２Ｃ及び有機光電変換材料はいずれも低温プロセスにおいて成膜が可能である。従って、絶縁性基板１１６Ａには、半導体基板、石英基板、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（全芳香族ポリアミド）、バイオナノファイバ等を使用することができる。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）等の可撓性基板が絶縁性基板１１６Ａとして使用可能である。このようなプラスチック製の可撓性基板を採用すれば、放射線画像検出器１４の軽量化を図ることができ、例えば持ち運び、取り扱い等の可搬性が高まる。
また、絶縁性基板１１６Ａ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抑制するためのガスバリア層、平坦性或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配設することができる。
一方、絶縁性基板１１６Ａとして使用可能なアラミドは、２００度以上の温度の高温プロセスを採用することができるので、透明電極材料を高温度において硬化させ、透明電極材料の低抵抗化を図れる。また、２００度以上の高温度の半田リフロー工程を含む、ゲート線ドライブ部２００を構築するドライバＩＣの自動実装プロセスにも対応することができる。また、ＩＴＯやガラス基板の熱膨張係数に対して、アラミドの熱膨張係数は近いので、製造プロセス終了後の絶縁性基板１１６Ａの反りが少なく、絶縁性基板１１６Ａに割れが生じ難い。また、アラミドは、ガラス基板等の機械的強度に対して高い機械的強度を持つので絶縁性基板１１６Ａの薄型化を図れる。なお、絶縁性基板１１６Ａは、単層基板構造に限定されるものではなく、超薄型ガラス基板にアラミドを積層した複合基板構造を採用してもよい。
また、絶縁性基板１１６Ａとして使用可能なバイオナノファイバはバクテリア（酢酸菌：Acetobacter Xylinum）により産出され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物である。セルロースミクロフィブリル束は、例えば可視光波長に対して１／１０程度の５０ｎｍの微細な幅サイズを有し、かつ高強度、高弾性及び低熱膨張を有する。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させ硬化させることによって、繊維を６０〜７０％も含有しながら、波長５００ｎｍにおいて約９０％の光透過率を示すバイオナノファイバを得ることができる。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（３ｐｐｍ〜７ｐｐｍ）を有し、鋼鉄並の強度（４６０ＭＰａ）及び高弾性（３０ＧＰａ）を有し、かつフレキシブル性を備えている。従って、ガラス基板等に比べて、絶縁性基板１１６Ａの薄型化を図ることができる。
ＴＦＴ１０２の主電極１０２Ｄ及び１０２Ｅを含む絶縁性基板１１６Ａ上の全域には層間絶縁膜１１６Ｂが配設されている。層間絶縁膜１１６Ｂに配設された接続孔１１６Ｈを通して光電変換素子１０６の電極１０６Ａが主電極１０２Ｄに電気的に接続されている。
［放射線検出器の装置構造］
１．放射線画像検出器の全体の概略構造
図７に示すように、放射線画像検出器１４は、放射線検出パネル１４２と、信号処理基板１４４と、放射線検出パネル１４２に一端を電気的に接続し、信号処理基板１４４に他端を電気的に接続するフレキシブル基板１８２及び１８４と、放射線検出パネル１４２及び信号処理基板１４４を収納するとともに、フレキシブル基板１８２及び１８４を内壁から離間して収納する筐体１４０とを備えている。
実施例１に係る放射線画像検出器１４は放射線Ｒから変換された光を放射線Ｒの照射面１４０Ａ側から読み取るＩＳＳ（Irradiation Side Sampling；ＴＦＴ基板面入射）方式を採用する。従って、筐体１４０の内部において、放射線検出パネル１４２は、図５及び図６に示す絶縁性基板１１６Ａを照射面１４０Ａ側に向け、蛍光体１４８を非照射面１４０Ｂ側に向けて、照射面１４０Ａの裏側になる天板内面に装着される。装着には例えば両面粘着テープが使用されている。なお、放射線画像検出器１４は、ＩＳＳ方式に限定されるものではなく、放射線Ｒから変換された光を放射線Ｒの照射面１４０Ａとは反対の非照射面１４０Ｂ側から読み取るシンチレータ面入射方式を採用してもよい。
実施例１に係る放射線画像検出器１４は筐体１４０の内部に補強部材１８０を備えている。補強部材１８０は主に筐体１４０の機械的強度を高める機能を有する。補強部材１８０は、筐体１４０の厚さ方向の中央部分に配設され、筐体１４０の照射面１４０Ａ及び非照射面１４０Ｂに対して略平行に配設され、照射面１４０Ａ及び非照射面１４０Ｂに対して一回り小さい面積を有する板状部材である。
補強部材１８０は、実施例１において、シャーシ１８０Ａと、補強板１８０Ｂと、蒸着基板１８０Ｃとを備え、これらを非照射面１４０Ｂから照射面１４０Ａに向かって順次積層した３層構造により構成されている。シャーシ１８０Ａは、例えばアルミニウムシャーシであり、０．３ｍｍ〜０．５ｍｍの厚さに設定されている。補強板１８０Ｂは、例えばカーボン補強板であり、１．１ｍｍ〜１．３ｍｍの厚さに設定されている。蒸着基板１８０Ｃは、例えばアルミニウム蒸着基板であり、０．２ｍｍ〜０．４ｍｍの厚さに設定されている。
放射線検出パネル１４２は補強部材１８０の照射面１４０Ａ側に蛍光体１４８を介して配設されている。ここで、放射線検出パネル１４２の厚さは、特に限定されるものではないが、例えば０．６ｍｍ〜０．８ｍｍに設定されている。また、蛍光体１４８の厚さは例えば０．５ｍｍ〜０．７ｍｍに設定されている。
一方、信号処理基板１４４は補強部材１８０の非照射面１４０Ｂ側に配設されている。信号処理基板１４４は、図７において、模式的に１つの構成要素（部品）として記載されているが、実際には前述の図３に示すゲート線ドライバ部２００、信号処理部２０２、温度センサ２０４、画像メモリ２０６、検出器制御部２０８、通信部２１０、電源部２１２のそれぞれを構築する回路を実装した配線基板である。回路は集積回路（ＩＣ）、抵抗素子、容量素子、コンデンサ等を含む。また、配線基板には例えばプリント配線基板が使用されている。なお、回路は複数枚の配線基板に分散して実装されていてもよい。
２．筐体の構造
図７に示すように、筐体１４０は、天板となる照射面１４０Ａと、それに離間され対向する底板となる非照射面１４０Ｂと、照射面１４０Ａ及び非照射面１４０Ｂの周縁に沿って配設された側部（側板）とを有する中空直方体である。実施例１に係る放射線画像検出器１４においては、外部からの電磁ノイズの影響を最小限に留めるために、筐体１４０の少なくとも外側表面及び内側表面が絶縁体である。ここで、少なくとも表面が絶縁体とは、筐体１４０の全体が絶縁体である場合、筐体１４０の母体を導電体としてその表面を絶縁体とした（表面に絶縁処理を施した）場合のいずれも含む意味において使用されている。例えば、前者の例としては、絶縁性樹脂によって製作された筐体１４０が該当する。後者の例としては、例えばアルミニウム製母体の表面に酸化性被膜を形成し製作した筐体１４０、同母体の表面に絶縁性塗料のコーティングを行って製作した筐体１４０等が該当する。
実施例１において、筐体１４０には、放射線画像検出器１４の取り扱い性能を向上するために、軽量化並びに高剛性化を実現することができる材料が選択される。このような要求に対し、筐体１４０にはカーボン繊維を絶縁性樹脂によってコーティングしたカーボン繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Carbon Fiber Reinforced Plastics）が使用されている。絶縁性樹脂には例えばエポキシ樹脂が使用されている。
３．フレキシブル基板の構造
図７中、右側に示すように、フレキシブル基板１８２は、放射線検出パネル１４２のデータ線１１２と信号処理基板１４４に実装された信号処理部２０２との間を電気的に接続する配線ケーブルである。詳細には図８及び図９を用いて説明するが、フレキシブル基板１８２の一端（図９中、端子１８２Ｃ１）は放射線検出パネル１４２の周辺部まで引き出されたデータ線１１２の外部端子に電気的に接続される。電気的な接続には、例えば異方性導電コネクタ、異方導電性シート、異方導電性フィルム、異方導電性ゴム等の接続媒体を介在し、熱を加えて圧着する熱圧着接続法が使用される。フレキシブル基板１８２の他端（図９中、端子１８２Ｃ２）は信号処理基板１４４の周辺部まで引き出された信号処理部２０２の外部端子に電気的に接続される。電気的な接続には前述と同様に熱圧着接続法が使用される。図７中、フレキシブル基板１８２は１本しか図示していないが、実際には放射線検出パネル１４２の一辺に沿って複数本のフレキシブル基板１８２が配列されている。
フレキシブル基板１８２の中央部は、放射線検出パネル１４２の側面及び信号処理基板１４４の側面から筐体１４０の側部の内壁に向かって突出し、フレキシブル性を利用して円弧を描くように湾曲し折り返して引き回される。放射線画像検出器１４に外力が生じない状態のとき（静止状態のとき）、フレキシブル基板１８２は、放射線検出パネル１４２、補強部材１８０及び信号処理基板１４４の側面と筐体１４０の側部の内壁との間の僅かな隙間において、それらに適度に離間し接触しない。離間寸法は例えば数ｍｍに設定されている。
実施例１に係るフレキシブル基板１８２はテープキャリアパッケージ（ＴＣＰ：Tape Carrier Package）回路基板である。図８及び図９に示すように、フレキシブル基板１８２は、図８中、下層から上層に向かって、ベースフィルム１８２Ａ、接着層１８２Ｂ、配線１８２Ｃ、レジスト層１８２Ｄ、コート層１８２Ｅのそれぞれを順次積層し構成され、ベースフィルム１８２Ａと配線１８２Ｃとの間にシールド層１８２Ｍ及びその上層の絶縁層１８２Ｎを備えている。更に、フレキシブル基板１８２には半導体素子１８２１が実装されている。
ベースフィルム１８２Ａはフレキシブル性（可撓性）を有する絶縁性樹脂フィルムにより形成されている。ベースフィルム１８２Ａには例えばポリイミド樹脂フィルムを使用することができる。接着層１８２Ｂは、基本的にはベースフィルム１８２Ａと配線１８２Ｃとの間を接着するが、ここでは絶縁層１８２Ｎと配線１８２Ｃとの間を接着する。接着層１８２Ｂには例えばエポキシ樹脂接着層を使用することができる。配線１８２Ｃは、放射線検出パネル１４２と信号処理基板１４４との間を半導体素子１８２１を通して又は直接電気的に接続される。
配線１８２Ｃは、電気伝導性に優れた（低抵抗値を有する）例えば銅（Ｃｕ）、銅合金等の金属材料により製作され、例えば１５μｍ−２５μｍの膜厚に設定されている。図９は主要な層のみを図示しており、この図９中、右側の配線１８２Ｃの一方（一端）には放射線検出パネル１４２の外部端子に接続される端子１８２Ｃ１が配設され、他方には半導体素子１８２１が接続されている。半導体素子１８２１は、例えば放射線検出パネル１４２のデータ線１１２を通して伝送される放射線画像情報を増幅するチャージアンプ（サンプルホールド回路２２０）としての機能を有する。また、半導体素子１８２１は、例えば信号処理部２０２の一部の機能を有していてもよい。
半導体素子１８２１はフレキシブル基板１８２のここでは中央部に配設された開口（貫通穴）１８２Ｈ内に配設されている。配線１８２Ｃの他方は、開口１８２Ｈ内にフィンガーリードとして突出し、半導体素子１８２１の外部端子（ボンディングパッド）１８２２に例えばワイヤボンディング法を用いてボンディングを行ったワイヤ１８２３によって電気的にかつ機械的に接続されている。
図９中、左側の配線１８２Ｃの一方（他端）には信号処理基板１４４の外部端子に接続される端子１８２Ｃ２が配設され、他方には半導体素子１８２１が接続されている。配線１８２Ｃの他方は同様に半導体素子１８２１の外部端子１８２２に例えばワイヤ１８２３を用いて電気的にかつ機械的に接続されている。
レジスト層１８２Ｄは、配線１８２Ｃ上に配設され、例えばウレタン樹脂により製作されている。コート層１８２Ｅは、最終保護層として形成されており、例えばポリイミド系樹脂層により製作されている。
シールド層１８２Ｍは、放射線検出パネル１４２に接続する端子１８２Ｃ１及び信号処理基板１４４に接続する端子１８２Ｃ２の領域、更に半導体素子１８２１が配設された開口１８２Ｈの領域を除いて配線１８２Ｃの全域に重複して配設されている。フレキシブル基板１８２の端子１８２Ｃ１、１８２Ｃ２が配列された領域であって、フレキシブル基板１８２の一端及び他端に沿った領域には、シールド層１８２Ｍの一部を突出させて形成した固定電位取出用端子１８２ＭＰが配設されている。この固定電位取出用端子１８２ＭＰを通じて、シールド層１８２Ｍは固定電位１８８に接続される。固定電位１８８は、実施例１においてフレキシブル基板１８２のいずれかの配線１８２Ｃに固定電位が供給されている場合、その固定電位を利用する。熱圧着接続法を使用するときに、固定電位１８８に接続される配線１８２Ｃの端子１８２Ｃ１又は１８２Ｃ２と固定電位取出用端子１８２ＭＰとを電気的に接続すれば、シールド層１８２Ｍは固定電位１８８に接続される。固定電位１８８はフレキシブル基板１８２に配設された回路上の接地（例えば、グランド又は０Ｖ電源電位）である。また、固定電位１８８には回路上の動作電源電位（０Ｖよりも高い電源電位）を使用することができる。
なお、シールド層１８２Ｍは、放射線検出パネル１４２に使用される固定電位１８８又は信号処理基板１４４に使用される固定電位１８８を利用し、いずれかから固定電位１８８を供給してもよい。また、シールド層１８２Ｍは、筐体１４０の接地を固定電位１８８とし、この固定電位１８８に接続されてもよい。更に、固定電位１８８は、変動の無い電位であれば、マイナス電位であってもよい。
シールド層１８２Ｍは、実施例１において、低抵抗化を図り帯電によって生じた静電気（電荷）を即座に取り除くために、配線１８２Ｃと同一導電性材料によって製作されている。また、同様の理由から、シールド層１８２Ｍの厚さは配線１８２Ｃの厚さに比べて例えば１５μｍ−２５μｍ程度厚く設定されている。
絶縁層１８２Ｎは、シールド層１８２Ｍと配線１８２Ｃとの間に配設され、双方の電気的短絡を防止している。絶縁層１８２Ｎには例えばエポキシ系樹脂層を使用することができる。
フレキシブル基板１８２の開口１８２Ｈ内には、半導体素子１８２１を外部環境から保護するために、封止材１８２Ｆが充填されている。封止材１８２Ｆには、例えば滴下塗布（ポッティング）法により製作されるポリイミド系樹脂を使用することができる。
図７中、右側に示すように、フレキシブル基板１８４は、放射線検出パネル１４２のゲート線１１０と信号処理基板１４４に実装されたゲート線ドライバ部２００との間を電気的に接続する配線ケーブルである。実施例１においては、最低限、放射線画像情報（アナログ信号電荷）の帯電による誤検出の影響が大きいフレキシブル基板１８２にシールド層１８２Ｍが配設される。共通の部品を利用し、部品点数を削減する観点から、ここではフレキシブル基板１８４はフレキシブル基板１８２と同一の構造により構成されている。なお、フレキシブル基板１８４が搭載する半導体素子１８２１はフレキシブル基板１８２が搭載する半導体素子１８２１と異なる。フレキシブル基板１８４の一端（図９中、端子１８２Ｃ１に対応）は放射線検出パネル１４２の周辺部まで引き出されたゲート線１１０の外部端子に電気的に接続される。電気的な接続には熱圧着接続法が使用される。フレキシブル基板１８４の他端（図９中、端子１８２Ｃ２に対応）は信号処理基板１４４の周辺部まで引き出されたゲート線ドライバ部２００の外部端子に電気的に接続される。電気的な接続には熱圧着接続法が使用される。図７中、フレキシブル基板１８４は１本しか図示していないが、実際には放射線検出パネル１４２の、フレキシブル基板１８２が配列された一辺に隣り合う他の一辺に沿って複数本のフレキシブル基板１８４が配列されている。
フレキシブル基板１８４の中央部は、フレキシブル基板１８２の中央部と同様に、筐体１４０の内部においてフレキシブル性を利用して引き回される。放射線画像検出器１４に外力が生じない状態のとき、フレキシブル基板１８２は、放射線検出パネル１４２、補強部材１８０及び信号処理基板１４４の側面と筐体１４０の側部の内壁との間の僅かな隙間において、それらに適度に離間し接触しない。離間寸法は例えば数ｍｍに設定されている。フレキシブル基板１８４の半導体素子１８２１はゲート線ドライブ部２００の一部の機能（例えばドライバＩＣ）を有している。
［放射線画像撮影装置の動作］
前述の図１に示す放射線画像撮影装置１０において、放射線画像の撮影前の取り扱い、或いは撮影中やその直前に被検体１８の位置調整や姿勢調整に伴う接触、衝突によって放射線画像検出器１４に外力による加減速度や振動が加わる。この加減速度や振動の度合いによって、放射線画像検出器１４においては、放射線検出パネル１４２、信号処理基板１４４及び筐体１４０の剛性体の位置変化に対してフレキシブル基板１８２の位置変化を追従させることができないので、フレキシブル性によってフレキシブル基板１８２の中央部に移動が生じる。この移動に伴い、フレキシブル基板１８２は筐体１４０の側部の内壁に接触し、或いは振動に伴い擦れを生じる。フレキシブル基板１８２に半導体素子が実装されている場合には、フレキシブル基板１８２の移動量は増加する。
この接触或いは擦れによって、フレキシブル基板１８２の配線にはカウンター帯電が生じる。図８及び図９に示すように、フレキシブル基板１８２にはシールド層１８２Ｍが配設されている。従って、フレキシブル基板１８２のベースフィルム１８２Ａの外側に発生する静電気（電荷）を固定電位１８８に接続されるシールド層１８２Ｍによって打ち消し、配線１８２Ｃにノイズが乗ることを抑制することができるので、フレキシブル基板１８２の帯電を防止することができる。加えて、シールド層１８２Ｍは、ベースフィルム１８２Ａと配線１８２Ｃとの間に介在されているので、フレキシブル基板１８２と筐体との接触や擦れに対して剥がれ難い。シールド層１８２Ｍはベースフィルム１８２Ａと絶縁層１８２Ｂとに挟まれる構造を有し、上下の樹脂材同士の接着力は高い。従って、必要以上にシールド層１８２Ｍの膜厚を厚くする必要がないので、フレキシブル基板１８２のフレキシブル性は損なわれない。更に、シールド層１８２Ｍは固定電位１８８に接続されているので、帯電によって発生した電荷は即座に固定電位１８８に吸収され、浮遊容量の発生を抑制することができる。従って、放射線撮影画像情報の誤検出を防止することができ、又放射線画像情報の伝送遅延を防止することができる。
図１０は、放射線Ｒの照射前後にフレキシブル基板の配線に生じる発生電荷量と、フレキシブル基板に帯電によって生じる発生電荷量との関係を示す。図１０中、横軸は時間（ｍｓｅｃ）、縦軸は発生電荷量である。グラフＡは、放射線照射前後において、放射線検出パネル１４２のデータ線１１２と信号処理部２０２とを接続するフレキシブル基板１８２の配線に生じる電荷量の変化を示す。当然のことながら、放射線照射前に比べて、放射線照射後の電荷量は増加する。グラフＢは、放射線照射中やその直前に生じた外力に伴い、フレキシブル基板１８２と筐体１４０との接触或いは振動によってフレキシブル基板１８２の配線に帯電した電荷量の変化を示す。仮に、図１０中、破線を引いた値に放射線Ｒの検出信号の判定を行う閾値Ｖｔｈを設定すると、フレキシブル基板１８２の配線が帯電し電荷量が閾値Ｖｔｈを超えると、放射線Ｒの誤検出信号が生じる。
［放射線画像検出器の筐体の種類］
前述の実施例１に係る放射線画像検出器１４の筐体１４０は、図１１（Ａ）に示すように、フレームレスのモノコック構造により構成されている。この種の筐体１４０は、本来フレームに持たせる機械的強度を表皮（表面、裏面及び側面）に持たせ、軽量化に適している。この筐体１４０は、外力による全体的な変形を生じ易く、フレキシブル基板１８２の接触が生じ易いので、実施例１に係る固定電位１８８に接続されたシールド層１８２Ｍはこのモノコック構造に有効である。
図１１（Ｂ）に示す筐体１４０は、筐体本体１４０Ｃと、その片側においてヒンジを中心に開閉する蓋１４０Ｄとを備えている。導電体１８６はフレキシブル基板１８２の蓋１４０Ｄに対向する位置及び蓋部１４０Ｄとは反対側であって筐体本体１４０Ｃの側部に対向する位置に配設される。
図１１（Ｃ）に示す筐体１４０は、筐体本体１４０Ｃと、その両側において各々差込により開閉する蓋１４０Ｄ及び１４０Ｅとを備えている。蓋１４０Ｄ及び１４０Ｅのそれぞれから突出するアーム部が筐体本体１４０Ｃの内壁に係合して差込位置において固定される。フレキシブル基板１８２は蓋１４０Ｄ、１４０Ｅに対向する位置に配設される。
［実施例１の作用効果］
以上説明したように、実施例１に係る放射線画像撮影装置１０においては、ベースフィルム１８２Ａの外側に発生する静電気を固定電位１８８に接続されるシールド層１８２Ｍによって打ち消し、配線１８２Ｃにノイズが乗ることを抑制することができるので、フレキシブル基板１８２の帯電を防止することができる。加えて、シールド層１８２Ｍは、ベースフィルム１８２Ａと配線１８２Ｃとの間に介在されるので、フレキシブル基板１８２と筐体１４０との接触や擦れに対して剥がれ難い。従って、必要以上にシールド層１８２Ｍの膜厚を厚くする必要がないので、フレキシブル基板１８２のフレキシブル性は損なわれない。更に、シールド層１８２Ｍは固定電位１８８に接続されているので、帯電によって発生した電荷は即座に固定電位１８８に吸収され、浮遊容量の発生を抑制することができる。従って、放射線撮影画像情報の誤検出を防止することができ、又放射線画像情報の伝送遅延を防止することができる。
また、放射線画像撮影装置１０においては、フレキシブル基板１８２の配線１８２Ｃからシールド層１８２Ｍに固定電位１８８を供給することができる。
また、放射線画像撮影装置１０においては、信号処理基板１４４からシールド層１８２Ｍに固定電位１８８を供給することができる。
また、放射線画像撮影装置１０においては、放射線検出パネル１４２からシールド層１８２Ｍに固定電位１８８を供給することができる。
また、放射線画像撮影装置１０においては、配線１８２Ｃの全域にシールド層１８２Ｍを配設しているので、ベースフィルム１８２Ａの外側の大半の領域に発生する静電気をシールド層１８２Ｍによって打ち消し、配線１８２Ｃにノイズが乗ることを抑制することができるので、フレキシブル基板１８２の帯電を防止することができる。
また、放射線画像撮影装置１０においては、配線１８２Ｃに比べてシールド層１８２Ｍが厚く形成され、シールド層１８２Ｍの電気抵抗が低く設定されている。従って、ベースフィルム１８２Ａの外側に発生する静電気を即座に打ち消し、配線１８２Ｃにノイズが乗ることを抑制することができるので、フレキシブル基板１８２の帯電を防止することができる。
［変形例１］
実施例１の変形例１に係る放射線画像撮影装置１０は、前述の実施例１に係る放射線画像撮影装置１０の放射線画像検出器１４において、フレキシブル基板１８２の構造を変えた例を説明するものである。
図１２に示すように、変形例１に係る放射線画像検出器１４のフレキシブル基板１８２は、配線１８２Ｃとコート層１８２Ｅとの間に、配線１８２Ｃとはレジスト層１８２Ｄ（絶縁体）を介在させ、固定電位１８８に接続されるシールド層１８２Ｍを備えている。シールド層１８２Ｍの構成、材質等は実施例１に係るシールド層１８２Ｍと同等である。
また、シールド層１８２Ｍとコート層１８２Ｅとの間にレジスト層１８２Ｏが配設されている。レジスト層１８２Ｏは例えばレジスト層１８２Ｄと同一材料により製作されている。
このように構成される変形例１に係る放射線画像撮影装置１０においては、前述の実施例１に係る放射線画像撮影装置１０によって得られる作用効果と同様の作用効果を奏することができる。なお、フレキシブル基板１８２の構造を変えたことにより、併せてフレキシブル基板１８４の構造を変えることができる。以下の変形例又は実施例に関しても同様である。
［変形例２］
実施例１の変形例２に係る放射線画像撮影装置１０は、前述の実施例１に係る放射線画像撮影装置１０の放射線画像検出器１４において、フレキシブル基板１８２の構造を変えた例を説明するものである。
図１３に示すように、変形例２に係る放射線画像検出器１４のフレキシブル基板１８２、１８４は、ベースフィルム１８２Ａと配線１８２Ｃとの間に、配線１８２Ｃとは絶縁層１８２Ｎ（絶縁体）を介在させ、固定電位１８８に接続されるシールド層１８２Ｍ１を備え、更に配線１８２Ｃとコート層１８２Ｅとの間に、配線１８２Ｃとはレジスト層１８２Ｄ（絶縁体）を介在させ、固定電位１８８に接続されるシールド層１８２Ｍ２を備えている。シールド層１８２Ｍ１、１８２Ｍ２の構成、材質等は実施例１に係るシールド層１８２Ｍと同等である。すなわち、変形例２に係るフレキシブル基板１８２は、配線１８２Ｍの上下双方にシールド層１８２Ｍ１、１８２Ｍ２を配設している。
このように構成される変形例２に係る放射線画像撮影装置１０においては、前述の実施例１に係る放射線画像撮影装置１０によって得られる作用効果と同様の作用効果を奏することができるとともに、配線１８２Ｃの上面側及び下面側の両面にシールド層１８２Ｍ１及び１８２Ｍ２を備えているので、静電気の打ち消し効果を高め、フレキシブル基板１８２の帯電をより一層防止することができる。
（実施例２）
本発明の実施例２は、前述の実施例１に係る放射線画像撮影装置１０の放射線画像検出器１４においてフレキシブル基板１８２の構造を変えた例を説明するものである。
図１４に示すように、実施例２に係る放射線画像撮影装置１０の放射線画像検出器１４において、フレキシブル基板１８２、１８４はチップオンフィルム（ＣＯＦ：Chip On Film）回路基板である。フレキシブル基板１８４は、図１４中、下層から上層に向かって、ベースフィルム１８２Ａ、接着層１８２Ｂ、配線１８２Ｃ、レジスト層１８２Ｄ、コート層１８２Ｅのそれぞれを順次積層し構成され、ベースフィルム１８２Ａと配線１８２Ｃとの間にシールド層１８２Ｍ及びその上層の絶縁層１８２Ｎを備えている。シールド層１８２Ｍは前述の実施例１に係るシールド層１８２Ｍと同様に固定電位１８８に接続されている。
半導体素子１８２１は、レジスト層１８２Ｄ及びコート層１８２Ｅに形成された開口（止め穴）１８２Ｈ内においてレジスト層１８２Ｏ上に配設されている。配線１８２Ｃの他方は開口１８２Ｈ内に引き出され、この配線１８２Ｃの他方は半導体素子１８２１の外部端子１８２２に電気的に接続されている。電気的な接続にはワイヤボンディング法を用いてボンディングを行ったワイヤ１８２３が使用されている。
このように構成される放射線画像撮影装置１０においては、前述の実施例１に係る放射線画像撮影装置１０によって得られる作用効果と同様の作用効果を奏することができる。
［変形例１］
実施例２の変形例１に係る放射線画像撮影装置１０は、前述の実施例２に係る放射線画像撮影装置１０の放射線画像検出器１４において、フレキシブル基板１８２の構造を変えた例を説明するものである。
図１５に示すように、変形例１に係る放射線画像検出器１４のフレキシブル基板１８２、１８４は、配線１８２Ｃとコート層１８２Ｅとの間に、配線１８２Ｃとはレジスト層１８２Ｄ（絶縁体）を介在させ、固定電位１８８に接続されるシールド層１８２Ｍを備えている。シールド層１８２Ｍの構成、材質等は実施例１に係るシールド層１８２Ｍと同等である。
また、シールド層１８２Ｍとコート層１８２Ｅとの間にレジスト層１８２Ｏが配設されている。レジスト層１８２Ｏは例えばレジスト層１８２Ｄと同一材料により製作されている。
このように構成される変形例１に係る放射線画像撮影装置１０においては、前述の実施例２に係る放射線画像撮影装置１０によって得られる作用効果と同様の作用効果を奏することができる。
［変形例２］
実施例２の変形例２に係る放射線画像撮影装置１０は、前述の実施例２に係る放射線画像撮影装置１０の放射線画像検出器１４において、フレキシブル基板１８２の構造を変えた例を説明するものである。
図１６に示すように、変形例２に係る放射線画像検出器１４のフレキシブル基板１８２は、ベースフィルム１８２Ａと配線１８２Ｃとの間に、配線１８２Ｃとは絶縁層１８２Ｎ（絶縁体）を介在させ、固定電位１８８に接続されるシールド層１８２Ｍ１を備え、更に配線１８２Ｃとコート層１８２Ｅとの間に、配線１８２Ｃとはレジスト層１８２Ｄ（絶縁体）を介在させ、固定電位１８８に接続されるシールド層１８２Ｍ２を備えている。シールド層１８２Ｍ１、１８２Ｍ２の構成、材質等は実施例１に係るシールド層１８２Ｍと同等である。すなわち、変形例２に係るフレキシブル基板１８２は、配線１８２Ｍの上下双方にシールド層１８２Ｍ１、１８２Ｍ２を配設している。
このように構成される変形例２に係る放射線画像撮影装置１０においては、前述の実施例２に係る放射線画像撮影装置１０によって得られる作用効果と同様の作用効果を奏することができるとともに、配線１８２Ｃの上面側及び下面側の両面にシールド層１８２Ｍ１及び１８２Ｍ２を備えているので、静電気の打ち消し効果を高め、フレキシブル基板１８２の帯電をより一層防止することができる。
（その他の実施例）
以上、本発明を実施例１及び実施例２を用いて説明したが、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。例えば、本発明は、フレキシブル基板をテープオートメイテッドボンディング（ＴＡＢ：Tape Automated Bonding）回路基板としてもよい。
１０ 放射線画像撮影装置
１２ 放射線照射装置
１４ 放射線画像検出器（電子カセッテ）
１４０ 筐体
１４２ 放射線検出パネル
１４４ 信号処理基板
１４８ 蛍光体（シンチレータ）
１６ コンソール
１００ 検出素子
１０２ ＴＦＴ
１０６ 光電変換素子
１１０ ゲート線
１１２ データ線
１８０ 補強部材
１８２、１８４ フレキシブル基板
１８２Ａ ベースフィルム
１８２Ｂ 接着層
１８２Ｃ 配線
１８２Ｃ１、１８２Ｃ２ 端子
１８２Ｄ、１８２Ｏ レジスト層
１８２Ｅ コート層
１８２Ｍ、１８２Ｍ１、１８２Ｍ２ シールド層
１８２Ｎ 絶縁層
１８２ＭＰ 固定電位取出用端子
１８２１ 半導体素子
１８８ 固定電位
２００ ゲート線ドライバ部
２０２ 信号処理部
２０４ 温度センサ
２０６ 画像メモリ
２０８ 検出器制御部
２１０ 通信部
２１２ 電源部

Claims (10)

  1. 放射線を電気信号に変換する光電変換素子を有する放射線検出パネルと、
    前記放射線検出パネルに対向して配設され、前記放射線検出パネルによって得られた電気信号の信号処理を行う信号処理基板と、
    前記放射線検出パネルに一端を電気的に接続し、前記信号処理基板に他端を電気的に接続するとともに、絶縁性樹脂フィルムにより形成されたベースフィルムと、前記ベースフィルム上に配設された配線と、前記配線上に配設された絶縁性樹脂により形成されたコート層とを有し、前記ベースフィルムと前記配線との間及び前記配線と前記コート層との間のいずれか一方に、前記配線との間に絶縁体を介在させ、固定電位に接続されるシールド層を有するフレキシブル基板と、
    前記放射線検出パネル、前記信号処理基板及び前記フレキシブル回路基板を収納する筐体と、
    を備えた放射線画像撮影装置。
  2. 前記シールド層は、前記ベースフィルム上に配設され、前記固定電位に接続される前記配線に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の放射線画像撮影装置。
  3. 前記シールド層は固定電位取出用端子を有し、該固定電位取出用端子は前記信号処理基板の固定電位に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の放射線画像撮影装置。
  4. 前記シールド層は固定電位取出用端子を有し、該固定電位取出用端子は前記放射線検出パネルの固定電位に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の放射線画像撮影装置。
  5. シールド層は、前記放射線検出パネル及び前記信号処理基板に接続する端子領域を除いて前記配線の全域に配設されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
  6. 前記シールド層の厚さは前記配線の厚さに比べて厚く設定されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずかれ１項に記載の放射線画像撮影装置。
  7. 前記シールド層は前記ベースフィルムと前記配線との間及び前記配線と前記コート層との間の双方に備えたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
  8. 前記シールド層は前記配線と同一の導電性材料により製作されていることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
  9. 前記フレキシブル基板は、前記ベースフィルムに形成された素子開口内に半導体素子を実装したテープキャリアパッケージ型回路基板であることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
  10. 前記フレキシブル基板は、前記ベースフィルム上に半導体素子を実装したチップオンフィルム型回路基板であることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
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