JP2004061116A

JP2004061116A - 放射線検出装置及びシステム

Info

Publication number: JP2004061116A
Application number: JP2002215386A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Okada; 岡田　聡; Katsuro Takenaka; 竹中　克郎; Kazumi Nagano; 長野　和美; Tomoyuki Tamura; 田村　知之
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-07-24
Filing date: 2002-07-24
Publication date: 2004-02-26

Abstract

【課題】製造時のセンサーパネル周囲への機械的ストレスに強く、周囲に実装した電気部品が剥がれにくい構造を提供する。
【解決手段】放射線を光信号に変換する蛍光体層２０２を支持するシンチレータ用基板２０１と、蛍光体層２０２で変換された光信号を電気信号へ変換する光電変換素子が配列された光電変換画素エリア部１０２が形成されたセンサー基板１０１とが貼り合わされてなる放射線検出装置において、センサー基板１０１をセンサー基板１０１の端部で支えるホルダーに載置したときに、センサー基板１０１の端部に力がかかりにくくなるように、センサー基板１０１とシンチレータ用基板２０１の各大きさを揃える。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線検出装置及びシステムに関し、特に、医療用Ｘ線診断装置、非破壊検査装置などに適用する放射線検出装置及びシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、医療機業界のデジタル化が加速しており、レントゲン撮影の方式もコンベンショナルなフィルムスクリーン方式からＸ線デジタルラジオグラフィー方式へのパラダイムシフトが進んでいる。
【０００３】
図９は、従来のＸ線デジタルラジオグラフィーの代表的なもののパネル端部の断面図である。
【０００４】
図９において、１００が光電変換素子を備えるセンサーパネルで、ガラス基板１０１、アモルファスシリコンを用いたフォトセンサーとＴＦＴからなる光電変換素子エリア部１０２、電極引出し部１０３、ピッチ変換部１０４より構成されている。
【０００５】
また、２００が入射した放射線の波長を変換するシンチレータで、シンチレータ用基板２０１、蛍光体層２０２、保護層２０３より構成されている。
【０００６】
図９に示すように、センサーパネル１００とシンチレータ２００とを接着層１０５によって貼り合わせる構造となっており、用途により、センサーパネル１００とシンチレータ２００との組み合わせを簡単に変えることが可能である。
【０００７】
また、フレキケーブル３０１、ＰＣＢボード３０２で電気部品が形成され、ＡＣＦ３０３により電極引出し部１０３と接続されている。
【０００８】
さらに、１０６はシンチレータ周囲及びＴＡＢを保護するための封止材である。図９に示した通り、ガラス基板１０１とシンチレータ用基板２０１との位置関係は、シンチレータ基板２０１とＴＡＢの接続部をオーバーラップさせない構成が一般的なので、ガラス基板１０１がシンチレータ用基板２０１よりも大きくされている。ＴＡＢの接続部が一般には３ｍｍ前後取られるため、ガラス基板１０１とシンチレータ用基板２０１との大きさのずれ量はそれ以上となる。
【０００９】
図面上部から入射したＸ線の大部分が蛍光体層２０２で吸収され、可視光を発光する。発光した光を光電変換素子エリア部１０２で電気信号に変換し、ＴＦＴによりスイッチングして、電極引出し部１０３から電気実装部３０１及びＰＣＢボード３０２を通して読み出すことで、入射するＸ線情報を２次元のデジタル画像に変換するものである。
【００１０】
昨今は、使い勝手の要求から、ガラス基板１０１やシンチレータ用基板２０１などをより薄くする方向で開発が進んでいる。更に感度を向上させるにも、シンチレータ用基板２０１を薄くして、上部から入射する放射線の透過量を向上させる努力もなされている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の技術は、以下のような問題が生じる。
【００１２】
図１０，図１１は、従来の技術の課題の説明図である。
【００１３】
図１０に示すように、製造工程間の移送用専用ホルダー７０１に載せた際、センサーパネル１００周囲で自重を支えれば、矢印部でセンサーパネル１００を破壊する可能性が高まる。特に、昨今は、ガラス基板１０１として０．５ｍｍ厚のものも出始めていることと、蛍光体層２０２が重い材料で形成されていることで、この問題はより深刻である。
【００１４】
パネル周囲で支えなければならない理由は、ほぼ同サイズに作られた装置のバキュームステージ（図示せず）に載せる必要があり、その分の逃げを開口させなければならないからである。
【００１５】
図１１に示すように、ボディー７０２に貼り合わせる際も、圧着ステージ７０４で上部から押し付けた際、シンチレータ部のみが押されることとなり、下部のクッション材７０３の変形とともにセンサーパネル１００周囲がたわんで矢印部で破壊される場合がある。
【００１６】
さらに、周りからフレキケーブルへの衝撃により、フレキケーブル３０１がセンサーパネル１００から剥がれる場合があり、特に、折り曲げ作業のやり方によっては、フレキケーブルを剥がす方向に力がかかる可能性があるので、図示したように折り曲げの際にその危険性が高い。
【００１７】
そこで、本発明は、製造時のセンサーパネル周囲への機械的ストレスに強く、周囲に実装した電気部品が剥がれにくい構造を提供することを課題とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、本発明は、放射線を光信号に変換する蛍光体を支持する第１基板と、前記蛍光体で変換された光信号を電気信号へ変換する光電変換素子が配列された第２基板とが貼り合わされてなる放射線検出装置において、前記第１基板を当該第１基板の端部で支えるホルダーに載置したときに、当該第１基板の端部に端部への応力が低減するように前記第１，第２基板の各大きさを揃える。
【００１９】
また、本発明の放射線検出システムは、上記放射線検出装置を備えることを特徴とする。
なお、本発明は、第１基板と第２基板との、できるだけ端部まで接着剤を塗布してから、これらを重ね合わせることによって各基板に強度を持たせている。
【００２０】
設計上の制約や製造上の制約から、一方の基板の方が他方の基板よりも大きい場合には、一方の基板のはみ出し量をその基板の厚みの例えば２倍以下にし、周囲で自重を支えても割れにくくしている。
【００２１】
電気部品は第１，第２基板で挟まれた状態で、樹脂で固定されているので、あらゆる方向に力がかかっても取れにくい。
【００２２】
第１，第２基板間の接着剤は、周囲からの不純物や湿度を遮蔽効果の高いアクリル系樹脂、シリコーン系樹脂などが適している。
【００２３】
第２基板は、アモルファスシリコンやポリシリコンなどからなる光電変換素子を形成するため、ガラスが適している。
【００２４】
第１基板は、Ｘ線を透過しやすく、機械強度を高めることのできるカーボンを主体とした材料、アルミやアルミ合金、ガラス、ベリリウムなどの封止樹脂よりも曲げ強度の強い材料が適している。例えばカーボンを主体とした材料としてはアモルファスカーボン、ＣＦＲＰ、ポリイミドなどがある。
【００２５】
当然、第２基板のガラスも封止樹脂よりも曲げ強度は大きい。より好適な手段としては、第２基板に実装した電気部品と第１基板との間にスペーサを挟み込むと強度が向上する。
【００２６】
スペーサは強度を向上させるため、樹脂よりも曲げ強度が大きくなければならない。さらに、より好適な手段として、第１基板の周囲を厚くしておけば、部品点数を増やすことなく強度と封止の性能を向上させることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【００２８】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１の放射線検出装置端部の模式的な断面の端面を示す図である。
【００２９】
図１には、厚み１ｍｍ程度のアモルファスカーボンなどからなるシンチレータ用基板２０１（第２基板）にアルカリハライド蛍光体（ＣｓＩ：Ｔｌ）などからなる蛍光体層２０２を５００μｍ形成したシンチレータ２００を、０．７ｍｍ程度の厚みのガラス基板１０１（第１基板）に光電変換画素エリア部１０２が形成されたセンサーパネル１００に接着層１０５を介して貼り合わせ、アクリル系材料からなる封止材１０６で封止した状態を図示している。
【００３０】
ＰＣＢボード３０２は、電極引出し部１０３上でＡＣＦ３０３及びフレキシブルなフレキケーブル３０１を介して接続されている。ＡＣＦ３０３はガラス基板１０１とシンチレータ用基板２０１とに挟まれた位置で、封止材１０６内に位置する。また、電極引出し部１０３はピッチ変換部１０４によって光電変換画素エリア１０２に配列されている光電変換素子とそれぞれ接続される。
【００３１】
なお、２０３はパリレンなどからなる蛍光体層２０２の耐湿を保護する蛍光体保護膜である。
【００３２】
ここで、本実施形態では、センサーパネル１００とシンチレータ２００との大きさを同じにしているので、以下説明するように、センサーパネル１００の端部付近の機械強度が向上している。
【００３３】
また、フレキケーブル３０１と封止材１０６との接続面積を大きくしているので、フレキケーブル３０１が、センサーパネル１００から剥がれにくくなる。
【００３４】
図２は、図１に示す放射線検出装置を実装用ホルダー７０１に載せられている様子を示す模式的な断面図である。
【００３５】
センサーパネル１００とシンチレータ２００との大きさを同じにすることによって、センサーパネル１００への荷重をシンチレータ２００側へも分散させ、センサーパネル１００の破損の可能性を低下させている。
【００３６】
また、図１に示すようにシンチレータ２００の端部には、蛍光体層２０２を形成できないが、シンチレータ２００をセンサーパネル１００と同じくらいの大きさにすることで、この端部を無駄なく使うことができる。
【００３７】
なお、後述する実施形態６のようにシンチレータ２００側を、センサーパネル１００側よりも若干大きくしてもよいし、反対にシンチレータ２００側を、センサーパネル１００側よりも若干小さくしてもよい。
【００３８】
（実施形態２）
図３は、本発明の実施形態２の放射線検出装置端部の模式的な断面の端面を示す図である。なお、図３において図１で示した部分と同様の部分には同一符号を付している。
【００３９】
本実施形態では、シンチレータ６００をセンサーパネル１００に貼り合わせた状態でシンチレータ６００上にアルミニウム板４００を貼り合わせている。
【００４０】
シンチレータ６００はＧｄＯ_２Ｓ：Ｔｂ（以下、「ＧＯＳ」と称する。）の粉末をバインダー（図示せず）で固めた蛍光体層６０２を白ＰＥＴ板６０１と保護ＰＥＴ板６０３で挟み込んで形成されている。
【００４１】
ガラス基板１０１とアルミニウム板４００は同じ大きさとしており、これらの間に蛍光体層６０２を挟み周囲をアクリル系の封止材１０６を挟み込んでいる。
【００４２】
ＰＣＢボード３０２は、電極引出し部１０３上でＡＣＦ３０３を介して装着されている。ＡＣＦ３０３はガラス基板１０１，アルミニウム板４００に挟まれた位置で、封止材１０６内に位置する。
【００４３】
ここで、本実施形態では、センサーパネル１００とアルミニウム板４００との大きさを同じにしているので、相対的にセンサーパネル１００への荷重が減り、端部付近の機械強度が向上する。
【００４４】
また、フレキケーブル３０１と封止材１０６との接続面積を大きくしているので、フレキケーブル３０１が、センサーパネル１００から剥がれにくくなる。
【００４５】
なお、アルミニウム板４００は、電磁シールドとしても機能するので、アルミニウム板は図示しないＧＮＤに接地するとよい。
【００４６】
また、後述する実施形態６のようにアルミニウム板４００側を、センサーパネル１００側よりも大きくしてもよいし、アルミニウム板４００側を、センサーパネル１００側よりも小さくしてもよい。
【００４７】
（実施形態３）
図４は、本発明の実施形態３の放射線検出装置端部の模式的な断面の端面を示す図である。なお、図４において図１で示した部分と同様の部分には同一符号を付している。
【００４８】
本実施形態では、センサーパネル１００にアルカリハライド蛍光体（ＣｓＩ：Ｔｌ）を直接蒸着し、その上にセンサーパネル１００と同じ大きさのアモルファスカーボン板５００を貼り合わせている。
【００４９】
この場合も、センサーパネル１００とアモルファスカーボン板５００との大きさを同じにしているので、相対的にセンサーパネル１００への荷重が減りの端部付近の機械強度が向上する。
【００５０】
なお、後述する実施形態６のようにアモルファスカーボン板５００側を、センサーパネル１００側よりも大きくしてもよいし、アモルファスカーボン板５００側を、センサーパネル１００側よりも小さくしてもよい。
【００５１】
（実施形態４）
図５は、本発明の実施形態４の放射線検出装置端部の模式的な断面の端面を示す図である。なお、図５において図１で示した部分と同様の部分には同一符号を付している。
【００５２】
本実施形態では、センサーパネル１００側とシンチレータ２００側との端部に、保護層２０４を接着剤２０５，２０６で挟んでなるスペーサを設けている。ここでは、接着剤２０６がフレキケーブル３０１と保護層２０４とを接続し、接着剤２０５が蛍光体保護膜２０３と保護層２０４とを接続する。
【００５３】
こうすると、フレキケーブル３０１がスペーサによって押さえられるのでセンサーパネル１００側から離れにくくなるし、実施形態１と同様にセンサーパネル１００への荷重がスペーサを通じてシンチレータ２００側へ分散されるので機械強度も向上する。
【００５４】
なお、シンチレータ２００とセンサーパネル１００とを、図示しないローラーで貼り合わせるようにする場合には、ローラーの押しつけによる荷重によりシンチレータ用基板２０１の端部が破損することも防止することができる。
【００５５】
また、後述する実施形態６のようにシンチレータ２００側を、センサーパネル１００側よりも大きくしてもよいし、シンチレータ２００側を、センサーパネル１００側よりも小さくしてもよい。
【００５６】
（実施形態５）
図６は、本発明の実施形態５の放射線検出装置端部の模式的な断面の端面を示す図である。なお、図６において図１で示した部分と同様の部分には同一符号を付している。
【００５７】
本実施形態では、図５で示したスペーサに代えて、シンチレータ用基板２０１の端部を凸状にして、この端部がスペーサを兼ねるようにしている。
【００５８】
特に、シンチレータ用基板２０１の端部を凸状にすると、シンチレータ２００とセンサーパネル１００との端部の間隔が短いので、光電変換素子等の耐湿性を向上することができる。さらに、シンチレータ用基板２０１だけでも機械的強度を向上することができる。
【００５９】
そのため、シンチレータ用基板２０１の中心部である、蛍光体層２０２の蒸着部分を更に薄くすることが可能で、Ｘ線の透過率を向上させることができる。図１に示すようにフラットなシンチレータ用基板２０１では製造上□４５０ｍｍの板でほぼ１ｍｍ以上の厚みが必要であったが、この構成であれば、実質０．５ｍｍ厚でも蒸着は可能となった。
【００６０】
加工上の問題があればシンチレータ用基板２０１の材料はアルミニウムやアルミニウム合金を用いてもかまわない。
【００６１】
なお、以下説明する実施形態６のようにシンチレータ２００側を、センサーパネル１００側よりも大きくしてもよいし、シンチレータ２００側を、センサーパネル１００側よりも小さくしてもよい。
【００６２】
（実施形態６）
図７は、本発明の実施形態６の放射線検出装置端部の模式的な断面の端面を示す図である。なお、図７において図１で示した部分と同様の部分には同一符号を付している。
【００６３】
本実施形態では、センサーパネル１００にアルカリハライド等の蛍光体（ＣｓＩ：Ｔｌ）２０２を直接蒸着し、その上に端部を凸状にしたアルミニウム板４００を貼り合わせている。
【００６４】
さらに、アルミニウム板４００を、センサーパネル１００よりも大きくして、横方向からの衝撃があってもフレキケーブル３０１を破壊する可能性を低減している。ここで、はみ出し量ａはアルミニウム板４００の外周部での厚さｂの２倍以内にしている。実施形態５と同様、耐湿性を向上することが可能である。
【００６５】
ちなみに、センサーパネル１００側を大きくする場合にも、はみ出し量は同様にすればよい。すなわち、ガラス基板１０１の厚さの２倍以内とすればよい。
【００６６】
なお、アルミニウム板４００側を大きくしたときに、その大きさがアルミニウム板４００の厚みで規定されるのは、はみ出した方の基板の方が強度的に不利になるので、この基板の厚みで規定している。
【００６７】
（実施形態７）
図８は、本発明の実施形態７のＸ線診断システムの模式的な構成図である。
【００６８】
Ｘ線チューブ６０５０で発生したＸ線６０６０は患者あるいは被験者６０６１の胸部６０６２を透過し、図１等に示した放射線検出装置６０４０に入射する。この入射したＸ線には患者６０６１の体内部の情報が含まれている。Ｘ線の入射に対応して蛍光体は発光し、これを光電変換して電気的情報を得る。この情報は、ディジタルに変換されイメージプロセッサ６０７０により画像処理され制御室のディスプレイ６０８０で観察できる。
【００６９】
また、この情報は電話回線６０９０等の伝送手段により遠隔地へ転送でき、別の場所のドクタールームなどディスプレイ６０８１に表示もしくは光ディスク等の保存手段に保存することができ、遠隔地の医師が診断することも可能である。またフィルムプロセッサ６１００によりフィルム６１１０に記録することもできる。
【００７０】
なお、本実施形態では、光電変換装置を、Ｘ線診断システムへ適用する場合について説明したが、Ｘ線以外のα線、β線、γ線等の放射線を用いた非破壊検査装置などの放射線撮像システムにも適用することができる。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、製造時のセンサーパネル周囲への機械的ストレスに強く、周囲に実装した電気部品が剥がれにくい構造を提供することができ、放射線検出装置の信頼性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の放射線検出装置端部の模式的な断面の端面を示す図である。
【図２】図１に示す放射線検出装置を実装用ホルダー７０１に載せられている様子を示す模式的な断面図である。
【図３】本発明の実施形態２の放射線検出装置端部の模式的な断面の端面を示す図である。
【図４】本発明の実施形態３の放射線検出装置端部の模式的な断面の端面を示す図である。
【図５】本発明の実施形態４の放射線検出装置端部の模式的な断面の端面を示す図である。
【図６】本発明の実施形態５の放射線検出装置端部の模式的な断面の端面を示す図である。
【図７】本発明の実施形態６の放射線検出装置端部の模式的な断面の端面を示す図である。
【図８】本発明の実施形態７のＸ線診断システムの模式的な構成図である。
【図９】従来のＸ線デジタルラジオグラフィーの代表的なもののパネル端部の断面図である。
【図１０】従来の技術の課題の説明図である。
【図１１】従来の技術の課題の説明図である。
【符号の説明】
１００　センサーパネル
１０１　ガラス基板
１０２　光電変換画素エリア
１０３　電極引出し部
１０４　ピッチ変換部
１０５　接着層
１０６　封止材
２００　シンチレータ
２０１　シンチレータ用基板
２０２　蛍光体層
２０３　蛍光体保護層
３０１　フレキケーブル
３０２　ＰＣＢボード
３０３　ＡＣＦ
４００　基板
４０１　接着層
６００　シンチレータ
６０１　基台
６０２　蛍光体層
６０３　保護層
７０１　移送ホルダー
７０２　ボディー
７０３　ダンパー材
７０４　圧着ステージ

Claims

放射線を光信号に変換する蛍光体を支持する第１基板と、前記蛍光体で変換された光信号を電気信号へ変換する光電変換素子が配列された第２基板とが貼り合わされてなる放射線検出装置において、
前記第１基板を当該第１基板の端部で支えるホルダーに載置したときに、当該第１基板の端部への応力が低減するように前記第１，第２基板の各大きさを揃えることを特徴とする放射線検出装置。
前記第１，第２基板の端部に、これらの間隔を保持するスペーサが位置することを特徴とする請求項１記載の放射線検出装置。
前記スペーサは、前記第１基板の端部の凸状の部分であることを特徴とする請求項２記載の放射線検出装置。
前記第２基板の光電変換素子が配列されている面の端部から、当該面の裏面側へ可撓性基板を配しており、前記可撓性基板のうち当該第２基板側面を通る部分が破損しにくいように、前記第１基板を第２基板よりも大きくしていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の放射線検出装置。
前記第１基板と前記第２基板との大きさのずれ量は、はみ出した方の基板の厚さをａ、はみ出した量をｌとしたときに、
ｌ≦２ａであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の放射線検出装置。
前記第２基板の端部に接続される電気実装用部品の当該接続部分を封止剤で封止していることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の放射線検出装置。
請求項１から６のいずれか１項記載の放射線検出装置を備えることを特徴とする放射線検出システム。