CN1154853C - 闪烁器面板及放射线图象传感器 - Google Patents

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Abstract

对闪烁器面板(1)的非晶态碳制的基板(10)的表面进行喷砂处理，然后在一个侧面上形成A1膜(12)作为光反射膜，在该A1膜(12)的表面上形成将射入的放射线变换成可见光的柱状结构的闪烁器(14)。

Description

闪烁器面板及放射线图象传感器
技术领域
本发明涉及医疗用的X射线摄影等中使用的闪烁器面板及放射线图象传感器。
背景技术
迄今，在医疗、工业用的X射线摄影中，虽然能用X射线感光胶片，但是，从方便性和摄影结果的保存性来看，使用放射线检测器的放射线成像系统已经普及。在这样的放射线成像系统中，用放射线检测器将由二维放射线产生的像素数据作为电信号取出，由处理装置处理此信号并显示在监视器上。
迄今，作为具有代表性的放射线检测器，存在这样一种放射线检测器，该放射线检测器具有把在铝、玻璃、熔融石英等的基板上形成了闪烁器的闪烁器面板和摄像元件粘贴起来的构造。在该放射线检测器中，用闪烁器将由基板侧射入的放射线变换成光，用摄像元件进行检测(参照特公平7-21560号公报)。
可是，在医疗用的特别是在牙科检查用的放射线检测器中，因为使用低能量的X射线，所以，在使用铝基板的情况下，有不少X射线成分被基板吸收。因此，在用低能量的X射线的放射线检测器中，最好使闪烁器面板的基板的放射线透过率高。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种通过提高闪烁器面板的放射线透过率高而使光的输出增大的闪烁器面板，以及一种采用使光的输出增大的闪烁器面板的放射线图象传感器。
本发明闪烁器面板的特征在于具有：以碳为主要成分的基板、沉淀在上述基板上的闪烁器以及覆盖上述闪烁器、和上述基板的除形成有上述闪烁器的部分之外的大致全部表面的保护膜。
如果采用该闪烁器面板，则因为以碳为主要成分的基板的放射线透过率高，所以能减少由基板吸收的放射线量，能增加到达闪烁器的放射线量。
本发明的放射线图象传感器的特征在于：将摄像元件与上述闪烁器相对置，该闪烁器的闪烁器面板具有以碳为主要成分的基板、沉淀在上述基板上的闪烁器和覆盖上述闪烁器的保护膜。
如果采用该放射线图象传感器，则因为闪烁器面板有放射线透过率高的以碳为主要成分的基板，所以能增加到达摄像元件的光量。
附图说明
图1是第1实施方案的闪烁器面板断面图。
图2是第1实施方案的放射线图象传感器断面图。
图3A是第1实施方案的闪烁器面板的制造工序图。
图3B是第1实施方案的闪烁器面板的制造工序图。
图3C是第1实施方案的闪烁器面板的制造工序图。
图3D是第1实施方案的闪烁器面板的制造工序图。
图4是第2实施方案的闪烁器面板断面图。
图5是第2实施方案的放射线图象传感器断面图。
图6是第3实施方案的闪烁器面板断面图。
图7是第3实施方案的放射线图象传感器断面图。
图8是第4实施方案的闪烁器面板断面图。
图9是第4实施方案的放射线图象传感器的断面图。
图10表示第1实施方案至第4实施方案的放射线图象传感器的输出同现有的放射线图象传感器的输出相比较的结果。
具体实施方式
以下参照图1、图2、图3A至图3D，说明本发明的第1实施方案。
图1是闪烁器面板1的断面图，图2是放射线图象传感器的断面图。
如图1所示，闪烁器面板1的非晶态碳(a-C)(透明的碳或玻璃状的碳)制作的基板10的表面，经过喷砂处理，在一侧表面上形成作为光反射膜的Al膜12。在该Al膜12的表面上形成将射入的放射线变换成可见光的柱状结构的闪烁器14。另外，闪烁器14使用掺杂Tl的CsI。将此闪烁器14和基板10一起用聚对二甲苯膜16覆盖。
另外，如图2所示，放射线图象传感器2具有将摄像元件18粘贴在闪烁器面板1的闪烁器14的前端部分上的构造。
其次，参照图3A至图3D说明闪烁器面板1的制造工序。首先，用玻璃珠(800#)对矩形或圆形的a-C制的基板10(厚度为1mm)的表面实施喷砂处理。通过喷砂处理，在基板10的表面上形成细小的凹凸(参照图3A)。
其次，在基板10的一侧表面用真空蒸镀法形成厚度为100nm的作为光反射膜的Al膜12(参照图3B)。其次，用蒸镀法在Al膜12的表面上使掺杂Tl后的CsI柱状晶体生长，形成厚度为250μm的闪烁器14(参照图3C)。
因为形成闪烁器14的CsI吸湿性高，一旦直接暴露在空气中就吸吸空气中的水蒸气而潮解，所以为了防止这种现象的发生，用CVD法形成聚对二甲苯膜16。即，将闪烁器14形成的基板10放入CVD装置，形成10μm厚的聚对二甲苯膜16。于是在闪烁器14及基板10的全部表面上形成聚对二甲苯膜16(参照图3D)。另外，因为基板10的表面经过喷砂处理形成了细小的凹凸，所以能提高聚对二甲苯膜16和基板10的紧密接合性，能防止聚对二甲苯膜16的剥落。
另外，放射线图象传感器2是以摄像元件18的受光部与完成后的闪烁器面板1的闪烁器14的前端部分相对置的方式粘贴起来制造而成的(参照图2)。
如果采用该实施方案的放射线图象传感器2，则能用闪烁器14将由基板10侧面射入的放射线变换成光，用摄像元件18进行检测。在此情况下，因为a-C制的基板10放射线透过率高，所以能减少基板10吸收的放射线量，能增加到达闪烁器14的放射线量。另外，由于设置作为光反射膜的Al膜12，所以能增加射入摄像元件18的受光部的光，能使放射线图象传感器检测的图象鲜明。
另外，图10表示将40kV、50kV、60kV的管电压施加到半波整流用的X射线管上，用放射线图象传感器2检测上述X射线管所产生的X射线，将放射线图象传感器2的输出与现有的放射线图象传感器的输出相比较的结果。即，用现有的放射线图象传感器检测将40kV的管电压施加在半波整流用的X射线管上产生的X射线时的输出定为100％，那么，用放射线图象传感器2检测时的输出增加到260％；若用现有的放射线图象传感器检测施加50kV的管电压产生的X射线时的输出定为100％，那么，用放射线图象传感器2检测时的输出增加到230％；若用现有的放射线图象传感器检测施加60kV的管电压产生的X射线时的输出定为100％，那么，用放射线图象传感器2检测时的输出增加到220％。
其次，说明本发明第2实施方案。另外，和第1实施方案的闪烁器面板1、放射线图象传感器2的结构相同的部件标以与第1实施方案相同的符号进行说明。
图4是闪烁器面板3的断面图，图5是放射线面板4的断面图。如图4所示，闪烁器面板3的a-C制的基板10的表面经过喷砂处理，在一侧表面上形成作为光反射膜的Al膜12。另外，在Al膜12上形成低折射率材料，即形成具有比闪烁器14低的折射率(折射率＝1.3)的LiF膜(光透过性薄膜)22。再在LiF膜22的表面上，形成将射入的放射线转变换成可见光的柱状结构的闪烁器14。另外，闪烁器14采用掺杂Tl的CsI(折射率＝1.8)。将该闪烁器14同基板10一起用聚对二甲苯16膜覆盖。
另外，如图5所示，放射线图象传感器4具有将摄像元件18粘贴在闪烁器面板3的闪烁器14的侧面上的结构。
其次，说明闪烁器面板3的制造工序。首先，用玻璃珠(800#)对矩形或圆形的a-C制的基板10(厚度为1mm)的表面实施喷砂处理，在基板10的表面形成细小的凹凸。
其次，用真空蒸镀法在基板10的一个表面上形成厚度为100nm的作为反射膜的Al膜12，用真空蒸镀法在Al膜12上形成厚度为100nm的低折射率材料的LiF膜22。其次，用蒸镀法在LiF膜22的表面上使掺杂Tl后的CsI柱状晶体生长，形成厚度为250μm的闪烁器14。其次，用CVD法形成厚度为10μm的聚对二甲苯膜16。从而在闪烁器14及基板10的全部表面上形成聚对二甲苯膜16。
另外，放射线图象传感器4是以摄像元件(CCD)18的受光部与完成后的闪烁器面板3的闪烁器14的前端部分相对置的方式粘贴起来制造而成的(参照图5)。
如果采用该实施方案的放射线图象传感器4，则能用闪烁器14将由基板10侧面射入的放射线变换成光，用摄像元件18进行检测。在此情况下，因为a-C制的基板10放射线透过率高，所以能减少基板10吸收的放射线量，能增加到达闪烁器14的放射线量。另外，由于设置作为光反射膜的Al膜12以及作为低折射率材料的LiF膜22，所以能增加射入摄像元件18受光部的光，能使放射线图象传感器检测的图象鲜明。
即，如图10所示，将40kV的管电压施加在半波整流用的X射线管上，若用现有的放射线图象传感器检测所产生的X射线时的输出定为100％，那么，用放射线图象传感器4检测时的输出增加到300％；若用现有的放射线图象传感器检测施加50kV的管电压所产生的X射线时的输出定为100％，那么，用放射线图象传感器4检测时的输出增加到270％；若用现有的放射线图象传感器检测施加60kV的管电压所产生的X射线时的输出定为100％，那么，用放射线图象传感器4检测时的输出增加到260％。
下面，进行本发明的第3实施方案的说明。另外，与第1实施方案的闪烁器面板1、放射线图象传感器2、以及第2实施方案的闪烁器面板3、放射线图象传感器4的结构相同的部件，标以与其相同的符号。
图6是闪烁器面板5的断面图，图7是放射线图象传感器6的断面图。如图6所示，闪烁器面板5的a-C制的基板10的表面经过喷砂处理，在一侧表面上形成作为低折射率材料的LiF膜22(光透过性薄膜)22。再在LiF膜22的表面上形成将射入的放射线变换成可见光的柱状结构的闪烁器14。另外，闪烁器14使用掺杂Tl的CsI。将该闪烁器14同基板10一起用聚对二甲苯膜16覆盖。
另外，如图7所示，放射线图象传感器6具有将摄像元件18粘贴在闪烁器面板5的闪烁器14的前端部分上的结构。
其次，说明闪烁器面板5的制造工序。首先，用玻璃珠(800#)对矩形或圆形的a-C制的基板10(厚度为1mm)的表面实施喷砂处理，在基板10的表面形成细小的凹凸。
其次，在基板10的一侧表面上用真空蒸镀法形成厚度为100nm的作为低折射材料的LiF膜22。再用蒸镀法在LiF膜22的表面上使掺杂Tl后的CsI柱状结晶生长，形成厚度为250μm的闪烁器14。然后，用CVD法形成厚度为10μm的聚对二甲苯膜16。于是在闪烁器14及基板10的全部表面形成聚对二甲苯膜16。
另外，放射线图象传感器6是以摄像元件(CCD)18的受光部与完成后的闪烁器面板5的闪烁器14的前端部分相对置的方式粘贴起来制造而成的(参照图7)。
如果采用该实施方案的放射线图象传感器6，则能用闪烁器14将由基板10侧面射入的放射线变换成光，用摄像元件18进行检测。在此情况下，因为a-C制的基板10放射线透过率高，所以能减少基板10吸收的放射线量，能增加到达闪烁器14的放射线量。另外，由于设置了作为低折射材料的LiF膜22，将在闪烁器14和LiF膜的界面上满足全反射条件的光反射到输出侧，所以能增加射入摄像元件18受光部的光，能使放射线图象传感器检测的图象鲜明。
即，如图10所示，将40kV的管电压施加在半波整流用的X射线管上，若用现有的放射线图象传感器检测所产生的X射线时的输出定为100％，那么，用放射线图象传感器6检测时的输出增加到220％；若用现有的放射线图象传感器检测施加50kV的管电压所产生的X射线时的输出定为100％，那么，用放射线图象传感器6检测时的输出增加到200；若用现有的放射线图象传感器检测施加60kV的管电压所产生的X射线时的输出定为100％，那么，用放射线图象传感器4检测时的输出增加到190％。
下面，说明本发明第4的实施方案。其中，和第1实施方案的闪烁器面板1、放射线图象传感器2的结构相同的结构，标以与其相同的符号。
图8是闪烁器面板7的断面图，图9是放射线图象传感器8的断面图。如图8所示，闪烁器面板7的a-C制的基板10的一个表面及侧面经过喷砂处理，另一个表面进行镜面处理。
在另一个表面上形成将射入的放射线变换为可见光的柱状结构的闪烁器14。另外，闪烁器14使用掺杂Tl的CsI。将该闪烁器14同基板10一起用聚对二甲苯膜16覆盖。
另外，如图9所示，放射线图象传感器8具有将摄像元件18粘贴在闪烁器面板8的闪烁器14的前端部分上的结构。
其次，说明闪烁器面板7的制造工序。首先，用玻璃珠(800#)对矩形或圆形的a-C制的基板10的一侧表面及侧面实施喷砂处理，在基板10的表面上形成细小的凹凸。其次，对基板10的另一个表面实施镜面处理。
其次，在基板10的另一个表面上用蒸镀法使掺杂Tl后的CsI柱状结晶生长，形成厚度为250μm的闪烁器14，其次，用CVD法形成厚度为10μm的聚对二甲苯膜16。于是在闪烁器14及基板10的全部表面上形成聚对二甲苯膜16。
另外，放射线图象传感器8是将摄像元件(CCD)18的受光部相对于完成后的闪烁器面板7的闪烁器14的前端部分粘贴起来制造而成的(参照图9)。
如果采用该实施方案的放射线图象传感器8，则能用闪烁器14将由基板10侧面射入的放射线变换成光，用摄像元件18进行检测。在此情况下，因为a-C制的基板10放射线透过率高，所以能减少基板10吸收的放射线量，能增加到达闪烁器14的放射线量。因此能增加射入摄像元件18的受光部的光，能使放射线图象传感器8检测的图象鲜明。
即，如图10所示，将40kV的管电压施加在半波整流用的X射线管上，若用现有的放射线图象传感器检测所产生的X射线时的输出定为100％，那么，用放射线图象传感器6检测时的输出增加到150％；若用现有的放射线图象传感器检测施加50kV的管电压所产生的X射线时的输出定为100％，那么，用放射线图象传感器6检测时的输出增加到135％；若用现有的放射线图象传感器检测施加60kV的管电压所产生的X射线时的输出定为100％，那么，用放射线图象传感器4检测时的输出增加到130％。
另外，在上述实施方案中，虽然使用了a-C制的基板，但是也可以使用石墨制的基板。因为石墨制的基板同a-C制的基板一样，放射线透过率高，所以同使用a-C制的基板一样，能增加到达闪烁器的放射线量。
另外，在上述实施方案中，虽然使用LiF膜作为光的透过性薄膜，但是，也可以使用包含LiF、MgF2、CaF2、SiO2、Al2O3、MgO、NaCl、KBr、KCl以及AgCl的组中的材料构成的膜。
另外，在上述实施方案的聚对二甲苯中，包含其它的对二甲苯，如聚单氯代对二甲苯、聚嘌呤核苷酸氯代对二甲苯、聚四氯代对二甲苯、聚代对二甲苯、聚二甲基对二甲苯、聚二乙基对二甲苯等。
如果采用本发明的闪烁器面板，因为以碳为主要成分的基板放射线透过率高，所以，能减少由基板吸收的放射线量，能增加到达闪烁器的放射线量。
另外，如果采用本发明的放射线图象传感器，因为以碳为主要成分的基板的放射线透过率高，所以能增加到达摄像元件的光量。
如上所述，本发明的闪烁器面板及放射线图象传感器适合在医疗用的X射线摄影等中使用。

Claims (11)

1.一种闪烁器面板，其特征在于具有：
以碳为主要成分的基板、
设置在上述基板上的光反射膜、
沉积在上述光反射膜上的闪烁器、以及
覆盖上述闪烁器、和上述基板的除形成有上述闪烁器的部分之外的大致全部表面的保护膜。
2.一种闪烁器面板，其特征在于具有：
用石墨形成的基板、
沉积在上述基板上的闪烁器、以及
覆盖上述闪烁器、和上述基板的除形成有上述闪烁器的部分之外的大致全部表面的保护膜。
3.一种闪烁器面板，其特征在于具有：
用非晶态碳形成的基板、
沉积在上述基板上的闪烁器、以及
覆盖上述闪烁器的保护膜。
4.权利要求3所述的闪烁器面板，其特征在于：上述保护膜还覆盖上述基板的除形成有上述闪烁器的部分之外的大致全部表面。
5.根据权利要求2-4中的任一项所述的闪烁器面板，其特征在于：在上述基板和上述闪烁器之间设有光反射膜。
6.根据权利要求1的闪烁器面板，其特征在于：上述光反射膜是金属膜。
7.根据权利要求5的闪烁器面板，其特征在于：上述光反射膜是金属膜。
8.根据权利要求1的闪烁器面板，其特征在于：上述光反射膜是折射率比上述闪烁器的折射率低的透光性薄膜。
9.根据权利要求5的闪烁器面板，其特征在于：上述光反射膜是折射率比上述闪烁器的折射率低的透光性薄膜。
10.根据权利要求8或9所述的闪烁器面板，其特征在于：上述透光性薄膜是由含LiF、MgF2、CaF2、SiO2、Al2O3、MgO、NaCl、KBr、KCl或AgCl的材料形成的膜。
11.一种放射线图象传感器，其特征在于：将摄像元件以与如权利要求1-10中的任一项所述的闪烁器面板的上述闪烁器相对置的方式进行配置。
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