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KR20180037616A - 방사선 검출기 - Google Patents

방사선 검출기 Download PDF

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KR20180037616A
KR20180037616A KR1020187000120A KR20187000120A KR20180037616A KR 20180037616 A KR20180037616 A KR 20180037616A KR 1020187000120 A KR1020187000120 A KR 1020187000120A KR 20187000120 A KR20187000120 A KR 20187000120A KR 20180037616 A KR20180037616 A KR 20180037616A
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KR
South Korea
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noise
signal
electrically connected
wiring
detection circuit
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Application number
KR1020187000120A
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Inventor
히로시 오니하시
Original Assignee
도시바 덴시칸 디바이스 가부시키가이샤
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Publication date
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Abstract

본 실시형태에 관한 방사선 검출기는 제1 방향으로 연장되는 복수의 제어 라인과, 상기 제1 방향에 교차되는 제2 방향으로 연장되는 복수의 데이터 라인과, 상기 복수의 제어 라인과 상기 복수의 데이터 라인에 의해 구획된 복수 영역의 각각에 설치되고, 대응하는 상기 제어 라인과 대응하는 상기 데이터 라인에 전기적으로 접속되며, 방사선을 직접적 또는 신틸레이터와 협동하여 검출하는 검출부를 갖는 어레이 기판과, 복수의 상기 검출부로부터 화상 데이터 신호를 판독하는 신호검출회로와, 노이즈를 검출하는 노이즈 검출회로와, 각각의 한쪽의 단부가 상기 데이터 라인과 전기적으로 접속되고, 각각의 다른쪽 단부가 상기 신호검출회로와 전기적으로 접속된 복수의 제1 배선과, 한쪽의 단부가 상기 복수의 검출부가 전기적으로 접속된 상기 데이터 라인과 전기적으로 접속되지 않고, 다른쪽 단부가 상기 노이즈 검출 회로와 전기적으로 접속된 제2 배선을 구비하고 있다.

Description

방사선 검출기
본 발명의 실시형태는 방사선 검출기에 관한 것이다.
방사선 검출기의 일례에 X선 검출기가 있다. X선 검출기는 입사한 X선을 형광으로 변환하는 신틸레이터, 형광을 신호 전하로 변환하는 복수의 광전 변환부(화소 등으로도 칭함)가 설치된 어레이 기판, 제어 회로와 신호 검출 회로가 설치된 신호 처리부 등을 구비하고 있다. 또한, 어레이 기판에는 복수의 광전 변환부와 전기적으로 접속되는 복수의 제어 라인과 복수의 데이터 라인이 설치되어 있다. 그리고, 일반적으로는 복수의 데이터 라인과 신호 검출 회로가 플렉시블 프린트 기판을 통하여 전기적 및 기계적으로 접속되어 있다. 또한, 신호 검출 회로가 플렉시블 프린트 기판 위에 실장되는 경우도 있다.
일반적으로는 X선 검출기는 이하와 같이 하여 신호 전하를 판독한다. 우선, 외부로부터 입력된 신호에 의해 X선의 입사를 인식한다. 다음에, 미리 정해진 시간(신호 전하가 축적되기 위해 필요로 되는 시간)의 경과 후에, 판독을 실시하는 광전변환부의 박막 트랜지스터를 온 상태로 하고, 축적된 신호전하를 판독한다.
여기에서, 신호 전하를 판독할 때 X선 검출기에 진동이 가해지면, 플렉시블 프린트 기판이 진동에 의해 요동하고, 유도 노이즈가 발생하는 경우가 있다. 유도 노이즈가 발생하면, 판독된 신호 전하에 유도 노이즈가 겹쳐져, 화상의 품질이 나빠진다.
이 경우, X선 검출기에 가속도계를 설치하고, X선 검출기에 진동이 가해진 것을 가속도계에 의해 검출할 수도 있다. 그러나, 이와 같이 하면, X선 검출기의 구성이 복잡해진다는 새로운 문제가 발생한다.
그래서, 간이한 구성에 의해 노이즈의 발생을 검출할 수 있는 방사선 검출기의 개발이 요망되고 있었다.
일본 공개특허 제2014-173902호 공보
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 간이한 구성에 의해 노이즈의 발생을 검출할 수 있는 방사선 검출기를 제공하는 것이다.
실시형태에 관한 방사선 검출기는 제1 방향으로 연장되는 복수의 제어 라인과, 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 연장되는 복수의 데이터 라인과, 상기 복수의 제어 라인과 상기 복수의 데이터 라인에 의해 구획된 복수의 영역의 각각에 설치되고, 대응하는 상기 제어 라인과 대응하는 상기 데이터 라인에 전기적으로 접속되고, 방사선을 직접 또는 신틸레이터와 협동하여 검출하는 검출부를 갖는 어레이 기판과; 복수의 상기 검출부로부터 화상 데이터 신호를 판독하는 신호 검출 회로와; 노이즈를 검출하는 노이즈 검출 회로와; 각각의 한쪽의 단부가 상기 데이터 라인과 전기적으로 접속되고, 각각의 다른쪽 단부가 상기 신호 검출 회로와 전기적으로 접속된 복수의 제1 배선과; 한쪽의 단부가 상기 복수의 검출부가 전기적으로 접속된 상기 데이터 라인과 전기적으로 접속되지 않고, 다른쪽 단부가 상기 노이즈 검출 회로와 전기적으로 접속된 제2 배선;을 구비하고 있다.
도 1은 X선 검출기(1)를 예시하기 위한 모식 사시도이다.
도 2는 X선 검출기(1)의 블럭도이다.
도 3은 어레이 기판(2)의 회로도이다.
도 4는 화상 데이터 신호(S2) 및 노이즈 신호를 예시하기 위한 사진이다.
도 5는 노이즈 신호의 파형을 예시하기 위한 그래프도이다.
도 6의 (a), (b)는 배선(7b2)의 어레이 기판(2)측의 단부와, 어레이 기판(2)과의 기계적인 접속을 예시하기 위한 모식도이다.
도 7의 (a), (b)는 배선(7b2)의 어레이 기판(2)측의 단부와, 어레이 기판(2)과의 기계적인 접속을 예시하기 위한 모식도이다.
이하, 도면을 참조하면서 실시 형태에 대해 예시한다. 또한, 각 도면 중, 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고 상세한 설명은 적절하게 생략한다.
본 실시형태에 관한 방사선 검출기는 X선 이외에도 γ선 등의 각종 방사선에에 적용시킬 수 있다. 여기에서는, 일례로서 방사선 중의 대표적인 것으로서 X선에 관한 경우를 예로 들어 설명한다. 따라서, 이하의 실시형태의 「X선」을 「다른 방사선」으로 치환함으로써 다른 방사선에도 적용시킬 수 있다.
또한, 이하에 예시하는 X선 검출기(1)는 방사선 화상인 X선 화상을 검출하는 X선 평면 센서이다. X선 평면 센서에는 크게 나누어 직접변환방식과 간접변환방식이 있다.
직접변환방식은 입사 X선에 의해 광도전막 내부에 발생한 광도전 전하(신호전하)를 고전계에 의해 전하 축적용의 축적 커패시터에 직접 인도하는 방식이다.
간접변환방식은 X선을 신틸레이터에 의해 형광(가시광)으로 변환하고 형광을 포토다이오드 등의 광전변환소자에 의해 신호전하로 변환하고, 신호전하를 축적 커패시터에 인도하는 방식이다.
이하에서는 일례로서 간접변환방식의 X선 검출기(1)를 예시하지만, 본 발명은 직접변환방식의 X선 검출기에도 적용할 수 있다.
즉, X선 검출기는 X선을 직접 또는 신틸레이터와 협동하여 검출하는 검출부를 갖는 것이면 좋다.
또한, X선 검출기(1)는 예를 들어 일반 의료용도 등에 사용할 수 있지만, 용도에 한정은 없다.
도 1은 X선 검출기(1)를 예시하기 위한 모식 사시도이다.
또한, 도 1에서는 바이어스 라인(2c3) 등을 생략하여 그리고 있다.
도 2는 X선 검출기(1)의 블럭도이다.
도 3은 어레이 기판(2)의 회로도이다.
도 1 ~ 도 3에 도시한 바와 같이, X선 검출기(1)에는 어레이 기판(2), 신호 처리부(3), 화상 처리부(4), 신틸레이터(5), 지지판(6) 및 플렉시블 프린트 기판(7a, 7b)이 설치되어 있다.
어레이 기판(2)은 신틸레이터(5)에 의해 X선으로부터 변환된 형광(가시광)을 전기 신호로 변환한다.
어레이 기판(2)은 기판(2a), 광전 변환부(2b), 제어 라인(또는 게이트 라인)(2c1), 데이터 라인(또는 시그널 라인)(2c2) 및 바이어스 라인(2c3)을 갖는다.
또한, 광전 변환부(2b), 제어 라인(2c1), 데이터 라인(2c2) 및 바이어스 라인(2c3)의 수나 배치 등은 예시한 것에 한정되는 것은 아니다.
기판(2a)은 판 형상을 나타내고, 무알칼리 유리 등의 투광성 재료로 형성되어 있다.
광전 변환부(2b)는 기판(2a)의 한쪽의 표면에 복수 설치되어 있다.
광전 변환부(2b)는 직사각형을 나타내고, 제어 라인(2c1)과 데이터 라인(2c2)에 의해 구획된 영역에 설치되어 있다. 복수의 광전 변환부(2b)는 매트릭스 형상으로 나열되어 있다.
또한, 하나의 광전 변환부(2b)는 하나의 화소(pixel)에 대응한다.
복수의 광전 변환부(2b)의 각각에는 광전변환소자(2b1)와 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(TFT; Thin Film Transistor)(2b2)가 설치되어 있다.
또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 광전변환소자(2b1)에서 변환된 신호 전하를 축적하는 축적 커패시터(2b3)를 설치할 수 있다. 축적 커패시터(2b3)는 예를 들어, 직사각형 평판 형상을 나타내고 각 박막 트랜지스터(2b2)의 아래에 설치할 수 있다. 단, 광전변환소자(2b1)의 용량에 따라서는 광전변환소자(2b1)가 축적 커패시터(2b3)를 겸할 수 있다.
광전변환소자(2b1)는 예를 들어, 포토 다이오드 등으로 할 수 있다.
박막 트랜지스터(2b2)는 형광이 광전변환소자(2b1)에 입사함으로써 발생한 전하의 축적 및 방출의 스위칭을 실시한다. 박막 트랜지스터(2b2)는 게이트 전극(2b2a), 소스 전극(2b2b) 및 드레인 전극(2b2c)을 갖고 있다. 박막 트랜지스터(2b2)의 게이트 전극(2b2a)은, 대응하는 제어 라인(2c1)과 전기적으로 접속된다. 박막 트랜지스터(2b2)의 소스 전극(2b2b)은 대응하는 데이터 라인(2c2)과 전기적으로 접속된다. 박막 트랜지스터(2b2)의 드레인 전극(2b2c)은 대응하는 광전변환소자(2b1)와 축적 커패시터(2b3)에 전기적으로 접속된다. 또한, 광전변환소자(2b1)의 애노드측과 축적 커패시터(2b3)는 대응하는 바이어스 라인(2c3)과 전기적으로 접속된다(도 3을 참조).
제어 라인(2c1)은 소정의 간격을 두고 서로 평행으로 복수 설치되어 있다. 제어 라인(2c1)은 예를 들어, 행 방향(제1 방향의 일례에 상당함)으로 연장되어 있다. 하나의 제어 라인(2c1)은 기판(2a)의 둘레 가장자리 근방에 설치된 복수의 배선 패드(2d1) 중 하나와 전기적으로 접속되어 있다.
데이터 라인(2c2)은 소정의 간격을 두고 서로 평행으로 복수 설치되어 있다. 데이터 라인(2c2)은 예를 들어, 행 방향에 직교하는 열 방향(제2 방향의 일례에 상당함)으로 연장되어 있다. 하나의 데이터 라인(2c2)은 기판(2a)의 둘레 가장자리 근방에 설치된 복수의 배선 패드(2d2) 중 하나와 전기적으로 접속되어 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 바이어스 라인(2c3)은 데이터 라인(2c2)과 데이터 라인(2c2) 사이에, 데이터 라인(2c2)과 평행으로 설치되어 있다.
바이어스 라인(2c3)에는 도시하지 않은 바이어스 전원이 전기적으로 접속되어 있다. 도시하지 않은 바이어스 전원은 예를 들어, 신호 처리부(3) 등에 설치할 수 있다.
또한, 바이어스 라인(2c3)은 반드시 필요하지는 않고, 필요에 따라 설치하도록하면 좋다. 바이어스 라인(2c3)이 설치되지 않는 경우에는, 광전변환소자(2b1)의 애노드측과 축적 커패시터(2b3)는 바이어스 라인(2c3)을 대신하여 그라운드에 전기적으로 접속된다.
제어 라인(2c1), 데이터 라인(2c2) 및 바이어스 라인(2c3)은 예를 들어, 알루미늄이나 크롬 등의 저저항 금속을 이용하여 형성할 수 있다.
보호층(2f)은 광전 변환부(2b), 제어 라인(2c1), 데이터 라인(2c2) 및 바이어스 라인(2c3)을 덮고 있다. 보호층(2f)은 예를 들어, 산화물 절연 재료, 질화물 절연 재료, 산질화물 절연 재료, 및 수지 재료 중 적어도 1종을 포함한다.
신호 처리부(3)에는 어레이 기판(2)의, 신틸레이터(5)측과는 반대측에 설치되어 있다.
신호 처리부(3)에는 제어 회로(31), 신호 검출 회로(32) 및 노이즈 검출회로 (33)가 설치되어 있다.
또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 신호 검출 회로(32)는 플렉시블 프린트 기판(7b)에 설치할 수도 있다.
제어 회로(31)는 박막 트랜지스터(2b2)의 온 상태와 오프 상태를 전환한다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 제어 회로(31)는 복수의 게이트 드라이버(31a)와 행 선택 회로(31b)를 갖는다.
행 선택 회로(31b)에는 화상 처리부(4) 등으로부터 제어 신호(S1)가 입력된다. 행 선택 회로(31b)는 X선 화상의 주사 방향에 따라, 대응하는 게이트 드라이버(31a)에 제어신호(S1)를 입력한다.
게이트 드라이버(31a)는 대응하는 제어 라인(2c1)에 제어 신호(S1)를 입력한다.
예를 들어, 제어 회로(31)는 플렉시블 프린트 기판(7a)과 제어 라인(2c1)을 통하여, 제어 신호(S1)를 각 제어 라인(2c1)마다 순차적으로 입력한다. 제어 라인(2c1)에 입력된 제어 신호(S1)에 의해 박막 트랜지스터(2b2)가 온 상태가 되고, 광전변환소자(2b1)로부터의 신호 전하(화상 데이터 신호(S2))를 수신할 수 있게 된다.
신호 검출 회로(32)는 박막 트랜지스터(2b2)가 온 상태일 때, 화상 처리부(4)로부터의 샘플링 신호에 따라, 플렉시블 프린트 기판(7b)의 배선(7b1)(제1 배선의 일례에 상당함)을 통하여 축적 커패시터(2b3)로부터 신호 전하(화상 데이터 신호(S2))를 판독한다.
노이즈 검출 회로(33)는 박막 트랜지스터(2b2)가 온 상태일 때, 플렉시블 프린트 기판(7b)의 배선(7b2)(제2 배선의 일례에 상당함)에서 발생한 유전 노이즈를 검출한다. 즉, 노이즈 검출 회로(33)는 배선(7b2)에 흐르는 노이즈 신호를 검출한다. 또한, 노이즈 신호의 검출에 관한 상세한 내용은 후술한다.
또한, 신호 검출 회로(32)와 노이즈 검출 회로(33)는 모두 신호를 검출하는 회로이다. 그 때문에, 노이즈 검출 회로(33)의 구성은 신호 검출 회로(32)의 구성과 동일하게 할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시한 바와 같이, 신호 검출 회로(32)에 설치된 복수의 채널의 일부를 노이즈 검출 회로(33)로 할 수 있다. 이와 같이 하면, 공간절약화나 제조비용의 저감을 도모할 수 있다.
화상 처리부(4)는 배선(4a)을 통하여 신호 처리부(3)와 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 화상 처리부(4)는 신호 처리부(3)과 일체화되어 있어도 좋다. 화상 처리부(4)는 판독된 화상 데이터 신호(S2)에 기초하여 X선 화상을 구성한다.
신틸레이터(5)는 복수의 광전변환소자(2b1)상에 설치되어 입사하는 X선을 형광으로 변환한다. 신틸레이터(5)는 기판(2a)상의 복수의 광전 변환부(2b)가 설치된 영역(유효 화소 영역)을 덮도록 설치되어 있다.
신틸레이터(5)는 예를 들어, 요오드화 세슘(CsI) : 탈륨(Tl), 또는 요오드화 나트륨(NaI) : 탈륨(Tl) 등을 이용하여 형성할 수 있다. 이 경우, 진공증착법 등을 이용하여 신틸레이터(5)를 형성하면 복수의 주상(柱狀) 결정의 집합체로 이루어진 신틸레이터(5)가 형성된다.
또한, 신틸레이터(5)는 예를 들어, 산황화 가돌리늄(Gd2O2S) 등을 이용하여 형성할 수도 있다. 이 경우, 복수의 광전 변환부(2b)마다 사각기둥 형상의 신틸레이터(5)를 설치할 수 있다.
그 밖에, 형광의 이용효율을 높여 감도 특성을 개선시키기 위해, 신틸레이터(5)의 표면측(X선의 입사면측)을 덮도록 도시하지 않은 반사층을 설치할 수 있다.
또한, 공기 중에 포함되는 수증기에 의해, 신틸레이터(5)의 특성과 도시하지 않은 반사층의 특성이 열화되는 것을 억제하기 위해, 신틸레이터(5)와 도시하지 않은 반사층을 덮는 도시하지 않은 방습체를 설치할 수 있다.
지지판(6)은 판형상을 나타내고 있다. 지지판(6)은 도시하지 않은 케이스체의 내부에 고정되어 있다. 지지판(6)의 X선 입사측의 면에는 어레이 기판(2)과 신틸레이터(5)가 설치되어 있다. 지지판(6)의 X선의 입사측과는 반대측의 면에는 신호처리부(3)가 설치되어 있다. 지지판(6)의 재료는 예를 들어 알루미늄 합금 등의 경금속, 탄소 섬유 강화 플라스틱 등의 수지 등으로 할 수 있다.
플렉시블 프린트 기판(7a)은 복수의 제어 라인(2c1)과 제어 회로(31)를 전기적으로 접속한다. 플렉시블 프린트 기판(7a)에 설치된 복수의 배선(7a1) 중 하나는, 복수의 배선 패드(2d1) 중 하나와 전기적으로 접속되어 있다. 플렉시블 프린트 기판(7a)에 설치된 복수의 배선(7a1)의 타단은 게이트 드라이버(31a)와 전기적으로 접속되어 있다.
플렉시블 프린트 기판(7b)은 복수의 데이터 라인(2c2)과 신호 검출 회로(32)를 전기적으로 접속한다. 플렉시블 프린트 기판(7b)에 설치된 복수의 배선(7b1) 중 하나는 복수의 배선 패드(2d2) 중 하나와 전기적으로 접속되어 있다. 즉, 복수의 배선(7b1)의 각각의 한쪽 단부는 데이터 라인(2c2)과 전기적으로 접속되어 있다. 복수의 배선(7b1)의 각각의 다른쪽 단부는 신호검출회로(32)와 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 플렉시블 프린트 기판(7b)에는 배선(7b2)이 설치되어 있다. 또한, 배선(7b2)은 복수 설치되어 있어도 좋다. 배선(7b2)의 어레이 기판(2)측의 단부는 복수의 광전 변환부(2b)가 전기적으로 접속된 데이터 라인(2c2)과 전기적으로 접속되어 있지 않다. 배선(7b2)의 다른쪽 단부는 노이즈 검출 회로(33)와 전기적으로 접속되어 있다.
다음에, 노이즈 신호의 검출에 대해 설명한다.
X선 검출기(1)에서는 X선 화상은 이하와 같이 하여 구성된다.
우선, 제어 회로(31)에 의해 박막 트랜지스터(2b2)가 순차적으로 온 상태가 된다. 박막 트랜지스터(2b2)가 온 상태가 됨으로써, 바이어스 라인(2c3)을 통하여 일정한 전하가 축적 커패시터(2b3)에 축적된다. 다음에, 박막 트랜지스터(2b2)를 오프 상태로 한다. X선이 조사되면 신틸레이터(5)에 의해 X선이 형광으로 변환된다. 형광이 광전변환소자(2b1)에 입사하면, 광전 효과에 의해 전하(전자 및 홀)가 발생하고, 발생한 전하와, 축적되어 있는 전하(이종 전하)가 결합하여 축적되어 있는 전하가 감소된다. 다음에, 제어 회로(31)는 박막 트랜지스터(2b2)를 순차적으로 온 상태로 한다. 신호 검출 회로(32)는 샘플링 신호에 따라 각 축적 커패시터(2b3)에 축적되어 있는 감소된 전하(화상 데이터 신호(S2))를 데이터 라인(2c2)을 통하여 판독한다.
화상 처리부(4)는 판독된 화상 데이터 신호(S2)를 수신하고, 수신한 화상 데이터 신호(S2)를 순차 증폭하며, 증폭된 화상 데이터 신호(S2)(아날로그 신호)를 디지털 신호로 변환한다. 그리고, 화상 처리부(4)는 디지털 신호로 변환된 화상 데이터 신호(S2)에 기초하여, X선 화상을 구성한다. 구성된 X선 화상의 데이터는 화상 처리부(4)로부터 외부의 기기를 향하여 출력된다.
여기에서, 상술한 바와 같이, 복수의 데이터 라인(2c2)과 신호검출회로(32)는 플렉시블 프린트 기판(7b)을 통하여 전기적으로 접속되어 있다. 이 경우, X선 검출기(1)에 진동이 가해지면, 플렉시블 프린트 기판(7b)이 진동하고, 배선(7b1)과 다른 요소(예를 들어 기판(2a))와의 위치관계가 변화되는 경우가 있다. 배선(7b1)과 다른 요소와의 위치관계가 변화되면, 배선(7b1)과 그라운드 사이의 결합 용량이 변화되어 유도 노이즈가 발생한다. 신호검출회로(32)에 의해 화상 데이터 신호(S2)를 판독할 때 유도 노이즈가 발생하면, 유도 노이즈가 화상 데이터 신호(S2)에 겹쳐 화상의 품질이 나빠진다. 이 경우, 유도 노이즈가 겹쳐진 화상 데이터 신호(S2)로부터, 화상 데이터 신호(S2)만을 잘라 나누는 것은 곤란하다. 또한, 유도 노이즈가 겹친 화상 데이터 신호(S2)인지의 여부를 판단하는 것도 매우 어렵다. 이 경우, X선 검출기(1)에 가속도계를 설치하고, X선 검출기(1)에 진동이 가해진 것을 가속도계에 의해 검출하면, 유도 노이즈의 발생을 간접적으로 검출할 수 있다. 그러나, 이와 같이 하면, X선 검출기(1)의 구성이 복잡해진다. 또한, 가속도계에서는 유도 노이즈의 발생을 직접 검출할 수 없다.
그래서, 본 실시형태에 관한 X선 검출기(1)에서는 플렉시블 프린트 기판(S7b)에 배선(7b2)을 설치하도록 하고 있다.
여기에서, 배선(7b2)(배선 패드(2d2a)를 포함)과 다른 요소와의 사이에서 발생하는 유도전하를 Qs, 기생 용량을 Cs, 전위차를 Vs로 하면, Qs=Cs·Vs의 관계가 있다. 또한, 배선(7b2)과 다른 요소와의 사이의 유전율을 ε, 배선(7b2)의 금속부분의 유효면적을 S, 배선(7b2)과 다른 요소와의 사이의 거리를 d로 하면, Cs는 Cs = ε·S/d로 나타낼 수 있다(예를 들면, 도 6(b)를 참조). 그 때문에, 플렉시블 프린트 기판(7b)이 진동하면, 배선(7b2)과 다른 요소의 위치 관계가 변화(±Δd)되어 유도 전하에 의한 유도 노이즈 ΔQs=ε·S·Vs/(d±Δd)가 발생한다.
배선(7b1)과는 달리, 배선(7b2)의 어레이 기판(2)측의 단부는 복수의 광전 변환부(2b)가 전기적으로 접속된 데이터 라인(2c2)과 전기적으로 접속되어 있지 않다. 그 때문에, 배선(7b2)에는 유도 노이즈에 의한 노이즈 신호만이 흐르게 된다.
도 4는 화상 데이터 신호(S2) 및 노이즈 신호를 예시하기 위한 사진이다.
도 4 중의 영역 A에서의 신호는 복수의 배선(7b1)에 흐르는 신호를 나타내고있다.
도 4 중의 영역 B에서의 신호는 배선(7b2)에 흐르는 노이즈 신호를 나타내고 있다.
도 5는 노이즈 신호의 파형을 예시하기 위한 그래프도이다.
도 4에 도시한 바와 같이 X선 검출기(1)에 진동을 인가하면, 플렉시블 프린트 기판(7b)이 진동하여, 복수의 배선(7b1) 및 배선(7b2)에서 유도 노이즈가 발생한다.
도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 복수의 배선(7b1)에서 발생한 노이즈 신호는 화상 데이터 신호(S2)와 겹친다. 그 때문에, 화상의 품질이 나빠진다.
한편, 도 4 및 도 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 배선(7b2)에서 발생한 노이즈 신호는 화상 데이터 신호(S2)와 겹치는 일이 없다. 따라서, 배선(7b2)에 흐르는 노이즈 신호를 검출할 수 있다.
노이즈 신호의 검출은 노이즈 검출 회로(33)에 의해 실시할 수 있다. 이 경우, 도 5에 도시한 바와 같이 배선(7b2)에 흐르는 신호의 레벨이 소정의 값을 초과한 경우에는, 노이즈 검출 회로(33)는 노이즈가 발생했다고 판정할 수 있다. 즉, 노이즈 검출회로(33)는 박막 트랜지스터(2b2)가 온 상태일 때, 플렉시블 프린트 기판(7b)의 배선(7b2)에 흐르는 노이즈 신호를 검출한다. 노이즈 신호가 검출된 경우에는, 노이즈 검출회로(33)는 노이즈 신호에 관한 정보를 화상 처리부(4)에 송신한다.
화상 처리부(4)는 노이즈 신호에 관한 정보에 기초하여, 예를 들어, 화상 데이터 신호(S2)의 판독의 중지, 노이즈 신호가 포함되는 한 화면분의 화상 데이터 신호(S2)의 폐기, 노이즈 신호가 포함되는 화상 데이터 신호(S2)의 보정, 및 경보의 출력 중 적어도 어느 것을 실시한다.
화상 데이터 신호(S2)의 보정에서는 예를 들면, 노이즈 신호가 포함되는 부분을 폐기하고 또한 인접하는 화상 데이터 신호(S2)에 기초하여 폐기된 부분의 데이터를 작성하도록 할 수 있다.
경보를 출력하는 경우에는, 상술한 화상 데이터 신호(S2)의 판독의 중지가 노이즈 신호가 소정의 값 이하가 될 때까지 실시되도록 할 수 있다.
이와 같이 하면, 진동에 의한 영향을 받지 않는 시스템을 구축할 수 있다.
이상에서는 진동에 의한 유도 노이즈가 배선(7b2)에 발생하는 경우를 예시했다. 그러나, 배선(7b2)은 안테나로서도 기능하므로, 외부로부터의 전자 유도 노이즈가 X선 검출기(1)에 인가된 경우에도, 유도 노이즈가 배선(7b2)에 발생한다. 그 때문에, 배선(7b2)을 설치하도록 하면, 전자 유도 노이즈도 검출할 수 있다.
또한, X선 검출기(1)에 X선이 입사되면, 잔상이 발생하는 경우가 있다. 그 때문에, 발생한 잔상을 제거하기 위해, 오프셋 데이터를 사용한 화상 보정 처리가 실시되는 경우가 있다. 오프셋 데이터라는 것은 X선이 입사되고 있지 않을 때 X선 검출기(1)로부터 출력된 화상 데이터이고, 어두운 화상, 또는 다크 등으로도 불리고 있다. 그리고, 잔상을 제거하기 위해, 화상 데이터 신호(S2)로부터 오프셋 데이터를 감산 처리한다.
오프셋 데이터를 취득할 때, X선 검출기(1)에 진동이 인가되면, 오프셋 데이터에 노이즈 신호가 겹친다. 오프셋 데이터에 노이즈 신호가 겹치면, 오프셋 데이터의 품질이 나빠진다.
그 때문에, 오프셋 데이터를 취득할 때에도 노이즈 신호를 검출하도록 하는 것이 바람직하다.
오프셋 데이터를 취득할 때 노이즈 신호가 검출된 경우에는 상술한 화상 데이터 신호(S2)의 경우와 동일한 처리를 실시할 수 있다.
즉, 노이즈 검출회로(33)는 박막 트랜지스터(2b2)가 온 상태일 때 플렉시블 프린트 기판(7b)의 배선(7b2)에 흐르는 노이즈 신호를 검출한다. 노이즈 신호가 검출된 경우에는 노이즈 검출회로(33)는 노이즈 신호에 관한 정보를 화상 처리부(4)에 송신한다. 화상 처리부(4)는 노이즈 신호에 관한 정보에 기초하여, 예를 들어 오프셋 데이터의 판독의 중지, 노이즈 신호가 포함되는 오프셋 데이터의 폐기, 노이즈 신호가 포함되는 오프셋 데이터의 보정, 및 경보의 출력 중 적어도 어느 것인가를 실시한다. 또한, 경보를 출력하는 경우에는, 상술한 오프셋 데이터의 판독의 중지가 노이즈 신호가 소정의 값 이하가 될 때까지 실시되도록 할 수 있다. 이와 같이 하면, 진동에 의한 유도 노이즈가 혼재하지 않는 오프셋 데이터를 얻는 것이 가능해진다.
또한, X선 검출기(1)에는 X선의 입사를 검출하는 회로가 설치되는 경우가 있다. X선 검출기(1)에 진동이 인가되면 진동에 의한 유도 노이즈가 발생하여 X선의 입사를 검출하는 회로로부터 잘못된 검출신호가 출력될 우려가 있다. 그 때문에, X선의 입사를 검출할 때에도 노이즈 신호를 검출하도록 하는 것이 바람직하다.
X선의 입사를 검출할 때 노이즈 신호가 검출된 경우에는 상술한 화상 데이터 신호(S2)의 경우와 동일한 처리를 실시할 수 있다.
즉, 노이즈 검출 회로(33)는 박막 트랜지스터(2b2)가 온 상태일 때에, 플렉시블 프린트 기판(7b)의 배선(7b2)에 흐르는 노이즈 신호를 검출한다. 노이즈 신호가 검출된 경우에는, 노이즈 검출회로(33)는 노이즈 신호에 관한 정보를 화상 처리부(4)에 송신한다. 화상 처리부(4)는 노이즈 신호에 관한 정보에 기초하여, 예를 들어 X선의 입사를 검출하는 회로부터의 검출신호의 출력의 중지, X선의 입사를 검출하는 회로로부터의 검출신호의 폐기, 및 경보의 출력 중 적어도 어느 것인가를 실시한다. 또한, 경보를 출력하는 경우에는 상술한 X선의 입사를 검출하는 회로로부터의 검출신호의 출력 중지가 노이즈 신호가 소정의 값 이하가 될 때까지 실시되도록 할 수 있다. 이와 같이 하면, 잘못된 검출신호에 의해 촬영이 개시되는 것을 억제할 수 있다.
다음에, 배선(7b2)의 어레이 기판(2)측의 단부에 대해서 더 설명한다.
상술한 바와 같이 배선(7b2)의 어레이 기판(2)측의 단부는 복수의 광전변환부(2b)가 전기적으로 접속된 데이터 라인(2c2)과 전기적으로 접속되어 있지 않다.
이 경우, 배선(7b2)의 어레이 기판(2)측의 단부는 어레이 기판(2)과 기계적으로 접속되어 있지 않아도 좋다. 즉, 배선(7b2)의 어레이 기판(2)측의 단부는 자유단으로 할 수 있다. 배선(7b2)의 어레이 기판(2)측의 단부가 어레이 기판(2)과 기계적으로 접속되어 있지 않아도, 플렉시블 프린트 기판(7b)이 진동하면, 노이즈 신호를 검출할 수 있다.
단, 플렉시블 프린트 기판(7b)은 X선 검출기(1)의 하우징체에 접속되어 있는 것은 아니므로, X선 검출기(1)의 하우징체에 가해진 진동이 플렉시블 프린트 기판(7b)에 전달되기 어려워지는 경우도 있다. 이 경우, 플렉시블 프린트 기판(7b)의 진동이 작아지면, 노이즈 신호가 검출되기 어려워질 우려가 있다.
한편, 어레이 기판(2)은 지지판(6)을 통하여 X선 검출기(1)의 하우징체에 고정되어 있다. 그 때문에, X선 검출기(1)의 하우징체에 가해진 진동은, 어레이 기판(2)에 전달되기 쉬워진다. 이 경우, 배선(7b2)의 어레이 기판(2)측의 단부가 어레이 기판(2)과 기계적으로 접속되어 있으면, 플렉시블 프린트 기판(7b)의 진동을 크게 할 수 있으므로, 노이즈 신호가 검출되기 쉬워진다.
도 6(a), (b)는 배선(7b2)의 어레이 기판(2)측의 단부와, 어레이 기판(2)과의 기계적인 접속을 예시하기 위한 모식도이다.
도 6(b)는 도 6(a)에서의 어레이 기판(2)을 C방향에서 본 도면이다.
도 6(a), (b)에 도시한 바와 같이, 기판(2a)의 둘레 가장자리 근방에 배선 패드(2d, 2a)를 설치하고, 배선(7b2)의 어레이 기판(2)측의 단부를 배선 패드(2d2a)에 납땜할 수 있다. 배선 패드(2d2a)는 배선 패드(2d2)와 동일하게 할 수 있다. 또는 배선(7b2)의 어레이 기판(2)측의 단부, 및 플렉시블 프린트 기판(7b)의 어레이 기판(2)측의 단부 중 적어도 어느 것인가를 접착제 등으로 어레이 기판(2)에 고정하도록 해도 좋다.
즉, 배선(7b2)의 어레이 기판(2)측의 단부, 및 플렉시블 프린트 기판(7b)의 어레이 기판(2)측의 단부 중 적어도 어느 것인가가 어레이 기판(2)과 기계적으로 접속되어 있으면 된다. 이와 같이 하면, 어레이 기판(2)을 통하여, X선 검출기(1)의 하우징체에 인가된 진동을 배선(7b2)에 효율 좋게 전달할 수 있다. 그 때문에, 노이즈 신호의 검출정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 7(a), (b)는 배선(7b2)의 어레이 기판(2)측의 단부와, 어레이 기판(2)과의 기계적인 접속을 예시하기 위한 모식도이다.
도 7(b)는 도 7(a)에서의 어레이 기판(2)을 D 방향에서 본 도면이다.
도 7(a)에 나타낸 바와 같이, 복수의 데이터 라인(2c2) 중 하나에는, 광전변환소자(2b1)가 전기적으로 접속되어 있지 않도록 할 수 있다. 예를 들어, 복수의 광전 변환부(2b)를 매트릭스 형상으로 나열하여 형성할 때, 하나의 데이터 라인(2c2)에 전기적으로 접속되는 복수의 광전 변환부(2b)에는 광전변환소자(2b1)를 형성하지 않도록 할 수 있다. 광전변환소자(2b1)가 형성되어 있지 않으면, 축적 커패시터(2b3)에 축적되어 있는 전하는 거의 일정해진다. 그 때문에, 박막 트랜지스터(2b2)가 온 상태가 됨으로써 데이터 라인(2c2)에 흐르는 전류는 거의 일정해진다. 데이터 라인(2c2)에 흐르는 전류가 거의 일정해지면, 이 전류와 노이즈 신호가 겹쳤다고 해도, 노이즈 신호를 검출할 수 있다.
또한, 복수의 데이터 라인(2c2) 중 하나에는 광전 변환부(2b)가 전기적으로 접속되어 있지 않도록 할 수도 있다.
배선(7b1)의 어레이 기판(2)측의 단부는 광전변환소자(2b1) 또는 광전 변환부(2b)가 전기적으로 접속되어 있지 않은 데이터 라인(2c2)에 전기적 및 기계적으로 접속되어 있다.
예를 들어, 배선(7b2)의 어레이 기판(2)측의 단부는, 배선패드(2d2)에 납땜할 수 있다.
또한, 배선(7b2)의 어레이 기판(2)측의 단부, 및 플렉시블 프린트 기판(7b)의 어레이 기판(2)측의 단부 중 적어도 어느 것인가를 접착제 등으로 어레이 기판(2)에 고정하도록 해도 좋다.
즉, 배선(7b2)의 어레이 기판(2)측의 단부, 및 플렉시블 프린트 기판(7b)의 어레이 기판(2)측의 단부 중 적어도 어느 것인가가 어레이 기판(2)과 기계적으로 접속되어 있으면 좋다. 이와 같이 하면, 어레이 기판(2)을 통하여 X선 검출기(1)의 하우징체에 인가된 진동을 배선(7b2)에 효율 좋게 전달할 수 있다. 그 때문에, 노이즈 신호의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 복수의 광전 변환부(2b)를 매트릭스 형상으로 나열하여 형성할 때, 일부의 광전 변환부(2b)에서 광전변환소자(2b1)를 형성하지 않도록 하면 되므로, 제조공정의 간략화를 도모할 수 있다.
또한, 이상에서는 배선(7b1)과 배선(7b2)이 플렉시블 프린트 기판(7b)에 설치되는 경우를 예시했지만, 배선(7b)이 플렉시블 프린트 기판(7b)에 설치되고, 배선(7b2)이 플렉시블 프린트 기판(7b)과는 분리되어 설치되어 있어도 좋다. 단, 배선(7b2)이 플렉시블 프린트 기판(7b)에 설치되어 있으면, X선 검출기(1)의 하우징체에 인가된 진동을 배선(7b2)에 효율 좋게 전달할 수 있다. 그 때문에, 노이즈 신호의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 몇 가지 실시형태를 예시했지만, 이들 실시형태는 예로서 제시한 것이고, 발명의 범위를 한정하려는 의도는 없다. 이들 신규의 실시형태는 그 밖의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서, 여러 가지 생략, 치환, 변경 등을 실시할 수 있다. 이들 실시형태나 그 변형예는 발명의 범위나 요지에 포함되고, 또한 청구범위에 기재된 발명과 그 균등한 범위에 포함된다. 또한, 상술한 각 실시형태는 서로 조합하여 실시할 수 있다.

Claims (7)

  1. 제1 방향으로 연장되는 복수의 제어 라인과, 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 연장되는 복수의 데이터 라인과, 상기 복수의 제어 라인과 상기 복수의 데이터 라인에 의해 구획된 복수 영역의 각각에 설치되고, 대응하는 상기 제어 라인과 대응하는 상기 데이터 라인에 전기적으로 접속되고, 방사선을 직접 또는 신틸레이터와 협동하여 검출하는 검출부를 갖는 어레이 기판;
    복수의 상기 검출부로부터 화상 데이터 신호를 판독하는 신호 검출 회로;
    노이즈를 검출하는 노이즈 검출회로;
    각각의 한쪽의 단부가 상기 데이터 라인과 전기적으로 접속되고, 각각의 다른쪽 단부가 상기 신호검출회로와 전기적으로 접속된 복수의 제1 배선; 및
    한쪽의 단부가 상기 복수의 검출부가 전기적으로 접속된 상기 데이터 라인과 전기적으로 접속되지 않고, 다른쪽 단부가 상기 노이즈 검출 회로와 전기적으로 접속된 제2 배선;을 구비한, 방사선 검출기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 배선과 상기 제2 배선은 플렉시블 프린트 기판에 설치되어 있는, 방사선 검출기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제2 배선의 상기 한쪽의 단부는 상기 어레이 기판과 기계적으로 접속되어 있는, 방사선 검출기.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 데이터 라인 중 하나에는 상기 검출부가 전기적으로 접속되어 있지 않고,
    상기 제2 배선의 상기 한쪽의 단부는, 상기 검출부가 전기적으로 접속되어 있지 않은 상기 데이터 라인에 전기적 및 기계적으로 접속되어 있는, 방사선 검출기.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플렉시블 프린트 기판의 한쪽 단부는 상기 어레이 기판과 기계적으로 접속되어 있는, 방사선 검출기.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 신호 검출회로와 전기적으로 접속되고, 상기 판독된 화상 데이터 신호에 기초하여 방사선 화상을 구성하는 화상 처리부를 추가로 구비하고,
    상기 노이즈 검출회로는 상기 제2 배선에서 발생한 상기 노이즈를 검출하며,
    상기 노이즈가 검출된 경우에는 상기 화상 처리부는 상기 화상 데이터 신호의 판독의 중지, 상기 노이즈가 포함되는 1 화면분의 상기 화상 데이터 신호의 폐기, 상기 노이즈가 포함되는 상기 화상 데이터 신호의 보정, 및 경보의 출력 중 적어도 어느 것인가를 실시하는, 방사선 검출기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 화상 데이터 신호의 판독의 중지는 상기 노이즈가 소정값 이하가 될 때까지 실시되는, 방사선 검출기.
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