JP2000210274A

JP2000210274A - 放射線撮像装置およびそれに用いられる放射線センサ

Info

Publication number: JP2000210274A
Application number: JP11015932A
Authority: JP
Inventors: Shinji Imai; 真二今井
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1999-01-25
Filing date: 1999-01-25
Publication date: 2000-08-02

Abstract

(57)【要約】【課題】放射線撮像装置に用いられる放射線センサに
おいて、鮮明、且つ高画質の画像を得る。【解決手段】放射線撮像装置１０は、放射線源１２
と、被写体１４を挟んで対向して配置される放射線源１
２を、略曲率中心に位置させた曲率を有する球面状の放
射線センサ１とを有する。放射線源１２から放射された
Ｘ線１８は、被写体１４を透過した後、放射線センサ１
の凹面４に垂直に入射するので鮮明な画像が得られる。
球面グリッド１６を被写体１４とセンサ１の間に配置す
れば、散乱線を防止して一層鮮明な画像が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は放射線センサを用い
た放射線撮像装置およびそれに用いられる放射線センサ
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】放射線源から放射状に照射された放射
線、例えばＸ線が、被写体を通過して放射線センサ（放
射線検出器）に到達することによって得られた放射線透
過像は、電気的な画像信号に変換され適切な画像処理を
施した後、放射線画像として再生記録されることが一般
的に行われている。この時に使用される放射線センサと
しては、Ｘ線エネルギーを蛍光変換する為のシンチレー
タ層が、通常２００乃至５００ミクロンの厚さに形成さ
れた平板状（フラット）のパネルが通常使用されてい
る。例えばヨーロッパ特許第０５０３０６２号Ｂ１には
シンチレータ層が１５０乃至４５０ミクロンの厚さに形
成されることが記載されている。この種の放射線センサ
は、この層により発生される蛍光を光電的に電気エネル
ギーに変換し、放射線画像信号として出力するものであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述のシンチレータ層
は厚く形成される方がＸ線吸収量が増加し、明瞭な画像
が得られる。しかし、画像の周辺部においては放射線セ
ンサに対しＸ線が斜めに入射し、Ｘ線がシンチレータ層
内で大きく屈折、散乱するので画像の鮮鋭度の低下を生
じてしまうという問題があった。また、この斜め入射を
回避するために放射線源を放射線センサのパネルから遠
ざけて、入射するＸ線が放射線センサに対し垂直に近づ
くようにすることが行われている。しかしその為には放
射線源のパワーを増大しなければならず、放射線源に使
用されるＸ線管球の負担が増大し、使用電力の増大、Ｘ
線管球の寿命が短くなる等の悪影響ももたらす。

【０００４】更にフラットパネルのセンサの場合、被写
体の中心部と周辺部では、被写体を透過して得られる放
射線透過像の拡大率は同じではない。即ち周辺部では中
心部より透過像は拡大したものとなる。例えば一例とし
て、コーンビームＣＴに適用した場合、この透過像デー
タを再構成処理することにより３次元画像や、断層像が
得られるがこの拡大率の差によりこれらの画像に誤差が
生じてしまう。

【０００５】本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
あり、放射線センサのパネルの周辺部における鮮鋭度が
中央部に比較しても低下することがない放射線撮像装置
およびそれに用いられる放射線センサを提供することを
目的とする。

【０００６】本発明の別の目的は、被写体の中心部と周
辺部で拡大率が変わらない放射線透過像が得られる放射
線撮像装置およびそれに用いられる放射線センサを提供
することにある。

【０００７】本発明の他の目的は、放射線センサのパネ
ルの膜厚を十分厚くしても鮮鋭度が低下せず高画質の放
射線透過像が得られる放射線撮像装置およびそれに用い
られる放射線センサを提供することにある。

【０００８】更に本発明の他の目的は、放射線源に放射
線センサのパネル、即ちセンサプレートを近づけても均
一で高画質な画像が得られると共に、放射線源に使用さ
れるＸ線管球の負担を低減し、使用電力も低減する放射
線撮像装置およびそれに用いられる放射線センサを提供
することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の放射線撮像装置
は、放射線源と、放射線センサとを備えており、被写体
を透過した放射線を放射線センサで検知して放射線透過
像を撮像するものであり、放射線センサが、放射線源側
の表面を凹面とした球面状に形成されたことを特徴とす
るものである。ここで「球面状」とは正確な球面でなく
ても、全体として略球面状となっているものも含むもの
とする。

【００１０】この放射線センサは具体的には、例えば全
体として球面状に形成された多面体から構成される。

【００１１】なお、放射線源は、放射線センサの曲率中
心に配置されることが望ましい。

【００１２】また、被写体と放射線センサの間に放射線
源側の表面が凹面となった球面グリッドを設けてもよ
い。

【００１３】放射線センサの凹面とされた前記表面には
蒸着によりセンサ膜が形成されることが望ましい。

【００１４】

【発明の効果】本発明の放射線撮像装置は、、放射線セ
ンサが、放射線源側の表面を凹面とした球面状に形成さ
れたものであるので、放射線源を略その曲率中心に配す
ることによって、パネルに対する斜入射が防止され、セ
ンサーパネルの周辺部における鮮鋭度が中央部に比較し
ても低下することがない高画質の画像が得られる。即ち
センサーパネルの全面に亘って、鮮鋭度が均一で安定し
た画質が得られる。

【００１５】被写体の中心部と周辺部で透過像の拡大率
が変わらないので、再構成処理して得られる３次元画
像、或いは断層像に誤差が生じることがない。

【００１６】更に、放射線センサのパネルに対し放射線
が斜めに入射しにくくなるので、パネルの膜厚を十分厚
くして放射線吸収量を増大することができることと相俟
って、鮮鋭度が低下しない高画質の放射線透過像が得ら
れる。

【００１７】また、本発明の放射線撮像装置において
は、放射線源と放射線センサのセンサプレートを近づけ
ても均一で高画質な画像が得られるので、放射線源のパ
ワーを大きくしないで済み、使用されるＸ線管球の負担
を低減してＸ線管球を長寿命とし、また使用電力も低減
できる。

【００１８】また、この放射線センサが多面体から構成
された場合には、個々のパネルの製造については、従来
技術が使用できるので、製造が比較的容易である。

【００１９】更に、放射線源が、正確に放射線センサの
曲率中心に配置された場合には、放射線源からセンサパ
ネルまでの距離が全面に亘って等しくなり、被写体を透
過したＸ線は垂直にパネル上に照射されるので極めて均
一な高画質の画像が得られる。

【００２０】なお、被写体と放射線センサの間に放射線
源側が凹面となった球面グリッドを設けた場合には、被
写体を通過した散乱線が効果的に除去されるので、一層
高画質の画像が得られる。

【００２１】放射線センサの凹面状の表面には、蒸着に
よってセンサ膜を容易に形成することができる。なお、
このとき、蒸着の際の蒸発点は放射線センサの球面の曲
率中心に配置することが望ましい。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について図面を参照して詳細に説明する。

【００２３】図１は、本発明の第１の実施形態による球
面状の放射線センサ（以下単にセンサという）１を製造
するための金型５０の断面図であり、その中に形成され
たガラス基板２と共に示す。図２は、本発明の放射線セ
ンサの斜視図であり、（Ａ）は第１の実施形態となるセ
ンサ１を示し、（Ｂ）は第２の実施形態となるセンサ２
０を示す。図３は、本発明の放射線撮像装置１０の概略
図を示す。

【００２４】球面状のセンサ１は、次の工程で製造され
る。図１に示すように、金型５０は、球面状の凹面５６
を有する雌型５４と、わずかに曲率半径の小さい相補的
な球面状の凸面５８を有する雄型５２を有する。金型５
０は、レンズ製作において用いられる技術を使うことに
より製造できる。雌型５４は、例えば曲率半径が１m、
平面形状で少なくとも４３cm×４３cmの寸法を有する大
きさに製造される。

【００２５】金型５０を開いた状態で、雌型５４の凹面
５６に溶融ガラスを流し込み、次に図１に示すように、
雄型５２をその上に閉じて溶融ガラスを押圧して、所定
の厚さ、例えば１mm、を有する球面状のガラス基板２が
製造される。ガラス基板２は冷却後、金型５０を開いて
取り出される。

【００２６】なお、本発明のセンサ１は、本願出願人の
出願による、特願平１０−２３２８２４号、同１０−２
７１３７４号に記載されたセンサをベースにしたもので
ある。即ち、センサ１は光誘起放電読み出し方式のセン
サであり、被写体１４（図３）を透過した放射線の爆射
を受けて形成された静電潜像（図示せず）が、読み出し
用光源（図示せず）の照射を受けて電気的に変換される
方式のセンサである。センサ１を構成する各層の形成方
法について概略説明する。これらの各層は総括してセン
サ膜と称する。

【００２７】まず、ガラス基板２の内面即ち凹面４に、
次のステップにより、読み出し用光源としてくし状の有
機ＥＬ素子が形成される。まず、負極電極(MgAg)の層が
一様に電子ビーム（以下ＥＢと称する）蒸着される。Ｅ
Ｂ蒸発点はガラス基板２の曲率中心Ｃ１と一致してい
る。これによってガラス基板２上に均一な膜厚を形成す
ることができる。次にフォトリソグラフィの手法により
くし状のリブが形成される。次に電子輸送層(Alq)がＥ
Ｂ蒸発点を同じ位置にして蒸着される。ＥＢ蒸発点を同
じ位置にする理由は、ガラス基板２上に形成される各層
の膜厚が均一になるようにするためである。即ち層を積
層する毎に曲率半径は小さくなるが、ガラス基板２上の
中心部と周辺部で均一な厚さとするために、ＥＢ蒸発点
は常に同じ位置とされる。還元すると各層は同心の曲率
中心を有する。

【００２８】更に青色発光層(DPVBi)、正孔輸送層(TP
D；テトラフェニルベンジジン)、透明正極電極(ITO;Ind
ium Tin Oxide)、絶縁層の各層がＥＢ蒸発点を同じにし
て蒸着される。

【００２９】次に、静電潜像を記録するためのＸ線記録
用センサ部が、次のステップにより更に積層するように
形成される。まず、透明正極電極(ITO)をＥＢ蒸発点を
同じ位置にして蒸着される。次に、この透明正極電極(I
TO)が前述の読み出し用光源のくし状リブと直交したく
し電極となるようにフォトリソグラフィによりエッチン
グを行う。更に、光電荷発生層(a-Se;アモルファスセレ
ン)、第１の正孔輸送層(a-Se:Clドープ)、第２の正孔輸
送層(TPD)、Ｘ線光電層(a-Se)、負極電極(Au)の各層が
ＥＢ蒸発点を同じにして蒸着される。

【００３０】そして、各くし電極にオペアンプ、或いは
スイッチング素子を取付てＸ線センサ１として構成され
る。Ｘ線の照射を受けた際のセンサ層の内部における電
荷の移動、蓄積、及び読み出し光源により信号を読み出
す際の電荷の挙動、それに伴う電気信号の発生等の詳細
については、発明の本質と直接関係がないので説明を省
略する。センサ１の各層を形成するのに、製造が容易な
蒸着による方法について述べたが、塗布、或いはスパッ
タリングによる方法でも良い。

【００３１】センサ１の曲率、及び寸法は、用途に応じ
て様々に選択される。例えばマンモ（乳房）用の場合に
は、少なくとも３６cm×２５cmの寸法の略矩形状のセン
サを球面状としたもので、曲率半径５０cmの金型から形
成して小型化することができる。

【００３２】撮像の際は、図３に示す如く球面の曲率中
心（焦点）Ｃ１に放射線源となるＸ線管球（放射線源）
１２の中心がくるように配置される。これによりＸ線１
８はセンサ１の凹面４に直交して入射するので鮮鋭度が
高く、高画質の画像が得られる。更に被写体１４の中心
部と周辺部でＸ線１８が被写体１４を透過してセンサ１
で得られる透過像の拡大率は同じとなる。従ってこの透
過像を再構成処理して３次元画像、断層像を得た場合、
これらの画像に誤差が生じることはない。

【００３３】また球面状のセンサ１を用いて撮像する
際、静止した球面グリッド１６を用いて撮像すれば、被
写体１４を通過した後の散乱線を効果的に防止でき、一
層鮮鋭度の高い画像を得ることができる。この球面グリ
ッド１６は全体として球面に形成されたグリッドであ
り、凹面１７を放射線源１２側にして配置される。この
球面グリッド１６は、球面グリッド１６の周辺部になる
ほど角度が大きくなるように球面グリッド１６の放射線
吸収部１６aを傾斜させ、被写体１４を透過した散乱し
ない主透過Ｘ線の進行方向と整列させることにより周辺
部における透過率の低下を防止したものである。

【００３４】次に、本発明の第２の実施形態となるセン
サ２０について説明する。前述の実施形態においては１
枚のパネルからセンサが形成されたが、同様の構造を有
する小型のセンサ（センサユニット）２２を図２（Ｂ）
に示す如く複数個張り合わせて製造することができる。
各センサユニット（以下単にユニットという）２２は、
例えば、１個が１０cm×１０cmの寸法を有する平板状で
あり、センサ１と同様の構造を有し、機能的には同じも
のである。これらのユニット２２は、全体として１つの
曲率中心Ｃ２が形成されるように球面状に張り合わせら
れ、多面体センサが形成される。これらのユニット２２
は、同一寸法でもよいが、異なる寸法、或いは形状のも
のが混在していてもよい。例えば、３角形、５角形、或
いは６角形のような多角形でもよい。このセンサ２０の
場合も、曲率中心Ｃ２に放射線源１２を配置したとき、
被写体１４を透過してセンサ２０で得られる透過像の拡
大率は同じであるので、この透過像を再構成処理して３
次元画像、断層像を構成してもこれらの画像に誤差が生
じることはない。

【００３５】次に本発明の第３の実施形態として、セン
サの基板をガラスの代わりにポリマを使用して同様な手
法により製造したものが考えられる。放射線センサ１或
いは２０を、ポリマの基板にすることにより衝撃に対
し、亀裂、破損が生じにくく、取り扱い、及び製造が容
易であるという効果がある。

【００３６】なお、ライン（線）状の蒸着源を用いて、
円筒形の一部を構成する形状の放射線センサとすること
も可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態による放射線センサを
製造する金型の断面図であり、ガラス基板と共に示す

【図２】本発明の放射線センサの斜視図であり、（Ａ）
は第１の実施形態による放射線センサ、（Ｂ）は第２の
実施形態による放射線センサを夫々示す

【図３】本発明の放射線撮像装置を示す概略図

【符号の説明】

１、２０放射線センサ４放射線センサの凹面１０放射線撮像装置１２放射線源１４被写体１６球面グリッドＣ１、Ｃ２曲率中心

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2G001 AA01 BA11 CA01 DA01 DA02 DA03 GA06 GA13 HA08 HA12 HA13 HA20 KA03 QA01 SA04 4C093 AA01 CA02 CA05 CA08 EA02 EB17 EB20 EB21 4M118 AA10 AB01 BA04 CA14 CB05 CB14 GA09 GA10 HA25 HA26 5F088 AA11 AB01 BB03 EA04 EA09 FA04 GA02 HA15 LA07 LA08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放射線源と、被写体を挟んで前記放射線
源の反対側に配置されることが可能な放射線センサとを
備え、該放射線センサにより前記被写体を透過した前記
放射線を検知して放射線透過像を撮像する放射線撮像装
置において、前記放射線センサが、前記放射線源側の表面を凹面とし
た球面状に形成されたものであることを特徴とする放射
線撮像装置。
【請求項２】前記放射線センサが、全体として球面状
に形成された多面体からなることを特徴とする請求項１
記載の放射線撮像装置。
【請求項３】前記放射線源が、前記球面状の放射線セ
ンサの曲率中心に配置されていることを特徴とする請求
項１または２記載の放射線撮像装置。
【請求項４】前記被写体と前記放射線センサの間に前
記放射線源側の表面が凹面となった球面グリッドが設け
られていることを特徴とする請求項１、２または３記載
の放射線撮像装置。
【請求項５】前記センサの凹面に蒸着によってセンサ
膜が形成されていることを特徴とする請求項１から４の
いずれかに記載の放射線撮像装置。
【請求項６】被写体を透過した放射線を検知して放射
線透過像を撮像する、放射線撮像装置に用いられる放射
線センサにおいて、前記放射線センサが、前記放射線を受容する側の表面を
凹面とした球面状に形成されたものであることを特徴と
する、放射線撮像装置に用いられる放射線センサ。
【請求項７】前記放射線センサが、全体として球面状
に形成された多面体からなることを特徴とする請求項４
記載の、放射線撮像装置に用いられる放射線センサ。
【請求項８】前記凹面に蒸着によってセンサ膜が形成
されていることを特徴とする請求項６または７記載の、
放射線撮像装置に用いられる放射線センサ。