JP2006058124A - カセッテ型ｘ線画像撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 柱状結晶型蛍光体にかかる応力を低減すること。
【解決手段】 Ｘ線画像撮影装置は、Ｘ線を可視光に変換する柱状結晶型蛍光体１０４と、前記可視光を電気信号に変換する光検出部１０９と、柱状結晶型蛍光体１０４及び光検出部１０９を内包する筐体（筐体蓋１０１及び筐体本体１１７）と、を備える。筐体（筐体蓋１０１及び筐体本体１１７）と柱状結晶型蛍光体１０４との間には、筐体（筐体蓋１０１及び筐体本体１１７）の外部からの力を緩和する緩衝材１０２と、柱状結晶型蛍光体１０４よりも剛性の高い高剛性部材１０３と、が配置されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、柱状結晶型蛍光体を用いたカセッテ型Ｘ線画像撮影装置に関する。

従来のＸ線画像撮影装置では、Ｘ線源から被写体（例えば、医療患者等）にＸ線ビームを投射し、被写体を通過したＸ線ビームを検出して、スクリーンフィルムカセッテ、フィルムオートチェンジャ、ＣＲ（Computed Radiography）、ＦＰＤ（Flat Panel Detector）等により被写体の撮影を行う。

Ｘ線写真では、ＦＰＤを用いた高分解能の固体Ｘ線検出器が提案されている。この固体Ｘ線検出器は、３０００〜４０００個の光電変換素子（例えば、フォトダイオード等）の列が２次元に配列された２次元アレーを含むＸ線センサーを備える。各光電変換素子は、Ｘ線センサーに投射されたＸ線量に対応する電気信号を作り出す。被写体のＸ線像は、Ｘ線源とＸ線センサーとの間に被写体を配置し、被写体を透過したＸ線量を電気信号に変換することによって得られる。各光電変換素子からの信号は、個別に読み出されてディジタル化され、その後、画像処理されたり、記憶されたり、表示されたりする。

図９は、従来のＸカセッテ型Ｘ線画像撮影装置を含むシステムの構成を示す概念図である。図９に示すように、Ｘ線画像撮影装置８０１は、Ｘ線検出部８０２を内蔵している。Ｘ線発生装置８０３から発せられたＸ線は、被写体８０４に照射される。被写体８０４を透過したＸ線は、Ｘ線検出部８０２上に格子状に配列された光電変換素子（不図示）によって検出される。この光電変換素子から出力される電気信号を画像処理部８０５で画像処理して、モニター等の表示部８０６に被写体８０４のＸ線画像を表示する。

近年、薄型で高密度の実装技術が向上し、ＦＰＤを用いた固体Ｘ線検出器もＸ線スクリーンフィルムカセッテのように小型化・薄型化の実現が可能となりつつある（特許文献１及び特許文献２を参照）。

図１０は、ＦＰＤを用いたカセッテ型Ｘ線画像撮影装置の一例を示す側面断面図である。Ｘ線撮影等に用いられる電子カセッテは、図１０に示すように、Ｘ線を可視光に変換するＧＯＳ等の粒子蛍光体１３１と、可視光を電気信号に変換する格子状に配列された光電変換素子１０９及びアモルファスシリコンを用いたＭＩＳ型フォトセンサー部１１５と、ＴＥＴスイッチ部１１６と、基台１１０と、基台１１０を支持する回路基板１１１と、光電変換された電気信号を処理する電子部品が搭載された回路基板１１３と、配線１１４と、これらを収納する筐体蓋１０１と、筐体本体１１７と、を備える。筐体蓋１０１と粒子蛍光体１３１との間には、筐体の外部からの力を緩和する緩和部としての緩衝材１０２が配置されている。緩衝材１０２と粒子蛍光体１３１との間には、ＰＥＴ等からなる樹脂１３０が配置されている。

粒子蛍光体１３１は、ＰＩ等の有機物からなる第２の保護層１０７及び窒化物等よりなる第１の保護層１０８を介して、接着層１０６によって光電変換素子１０９に貼り合わされている。基台１１０の下面には、光電変換素子１０９で光電変換された電気信号を処理するための電子部品１１３を搭載した回路基板１１１が、絶縁シート１１２を介して密着して平面的に取り付けられている。

従来、ＧＯＳ等の粒子蛍光体１３１を用いた電子カセッテでは、粒子蛍光体１３１及び保護層１０７、１０８よりも、ガラス等の成分で構成される光電変換素子１０９の方が外力に弱かった。そのため、光電変換素子１０９の強度を基準として、ＦＰＤを用いたカセッテ型Ｘ線画像撮影装置が設計されてきた。
特開２００３−０５７３５２号公報 特開２００２−１８６６０４号公報

しかしながら、従来のＦＰＤを用いたカセッテ型Ｘ線画像撮影装置では、粒子蛍光体１３１に替えてＣｓＩ（沃化セシウム結晶）等の柱状結晶型蛍光体を用いたときに問題が生じる。その理由は大きく分けて２つある。１つ目は、柱状結晶型蛍光体の方がガラス等の成分で構成される光電変換素子よりも弱い外力で破壊されることである。柱状結晶型蛍光体の方が外力に弱いため、光電変換素子を守るための従来の技術では、柱状結晶型蛍光体を十分に保護することができない。２つ目は、柱状結晶型蛍光体が従来のＦＰＤのカセッテ型Ｘ線画像撮影装置に用いられる粒状蛍光体よりも、小面積にかかる外力に対する要求が厳しいため、柱状蛍光体の結晶が割れてしまうことや、結晶の長さのばらつきによる段差によって応力が加えられたときに、保護膜に穴が開いたりする可能性があることである。

また、従来の技術としては、立位型や臥位型の柱状結晶型蛍光体とＦＰＤとを用いたＸ線画像撮影装置があったが、これを可搬型のカセッテ型Ｘ線画像撮影装置に用いると問題が生じる。この理由も大きく分けて２つある。１つ目は、可搬型のカセッテ型Ｘ線画像撮影装置は、立位型臥位型のＸ線画像撮影装置とは異なり、様々な用途に用いられるため、被写体の重さが加わる可能性があることである。そのため、操作者が誤って上部から物をぶつけたり、肘を乗せたりすることを含めた様々な外力が加わった時に、立位型や臥位型には不用であった応力吸収部が必要とされることである。２つ目は、カセッテ型Ｘ線画像撮影装置では、グリッド用のスペースが設けられていないことである。立位臥位型では、通常、散乱線除去機構（グリッド）を使用するため、散乱線除去機構（グリッド）が応力吸収部として機能していた。しかし、カセッテ型Ｘ線画像撮影装置では、四肢等の散乱線が少ない部位を撮影することが多いため、通常、薄型・軽量化の要求から散乱線除去機構（グリッド）を装着しない。そのため、蛍光体の柱状結晶型蛍光体を外力から守るための構造が必要とされる。

また、カセッテ型Ｘ線画像撮影装置では、薄型化を目指すため、電子カセッテの厚み方向に対して隙間をできるだけ小さくすることが必要である。しかしながら、隙間が小さくなると、落下等により筐体が弾性変形した際に、蛍光体が破損する可能性が高くなる。特に、ＣｓＩのような柱状結晶型蛍光体の場合では、応力が結晶にかかり、蛍光体結晶が破損すると、蛍光体内の光の方向特性が変化して、Ｘ線を照射して得られた画像中にキズが写ってしまう可能性がある。

図１１に、柱状結晶型蛍光体に応力がかかり、蛍光体結晶が破損した後の画像を示す。柱状結晶型蛍光体（ＣｓＩ：ＴＩ^＋）の上にドライバーを落とす実験（図１１（a））をした後、柱状結晶型蛍光体を光電変換素子に貼り合わせて撮影を行った（図１１（b））。図１１（b）に示すように、直径３ｍｍに渡って大きな打痕が画像上に現れている。図１１（c）は、図１１（b）のＡ−Ａ’部分における光検出器の出力値の断面プロファイルを示す図である。図１１（c）に示すように、光出力が約１０％上昇した部分と、光出力が約１０％下降した部分とが存在することが分かる。図１１（ｄ）は、図１１（b）のＢ−Ｂ’部分における光検出器の出力値の断面プロファイルを示す図である。図１１（ｄ）に示すように、光出力が約１０％上昇した部分が多く存在することが分かる。このように、図１１（c）、（d）を参照すると、出力値が大きくなった部分や小さくなった部分が存在することが分かり、その差は±１０％に及ぶ。出力値が上下に振れるのは、蛍光体結晶が壊れて、光の出力場所が変わったためであると考えられる。図１１の実験画像等からも明らかなように、柱状結晶型蛍光体は強度が低いため、例えば、ドライバーのような軽い物質を落としただけで、画像中にキズとして残り、臨床上問題となる。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、柱状結晶型蛍光体にかかる応力を低減することを目的とする。

本発明は、Ｘ線を可視光に変換する柱状結晶型蛍光体と、前記可視光を電気信号に変換する光検出部と、前記柱状結晶型蛍光体及び前記光検出部を内包する筐体と、を備えるＸ線画像撮影装置に係り、前記筐体と前記柱状結晶型蛍光体との間に、前記筐体の外部からの力を緩和する緩衝材と、前記柱状結晶型蛍光体よりも剛性の高い高剛性部材と、が配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、柱状結晶型蛍光体にかかる応力を低減することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
（第１の実施形態）
本発明の好適な第１の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態における柱状結晶型蛍光体を用いたカセッテ型Ｘ線画像撮影装置の断面図を示す。第１の実施形態におけるカセッテ型Ｘ線画像撮影装置は、Ｘ線を可視光に変換する柱状結晶型蛍光体１０４と、柱状結晶型蛍光体１０４で変換された可視光を電気信号に変換する光電変換素子１０９を含む光検出部と、柱状結晶型蛍光体１０４及び光電変換素子１０９を内包する筐体と、を備える。筐体は、Ｘ線が入射する面を有する筐体蓋１０１と、筐体蓋１０１を支持する筐体本体１１７と、を備える。筐体と柱状結晶型蛍光体１０４との間には、筐体の外部からの力を緩和する緩衝材１０２と、柱状結晶型蛍光体１０４よりも剛性の高い高剛性部材１０３と、が配置されている。緩衝材１０２及び高剛性部材１０３は、筐体蓋１０１と柱状結晶型蛍光体１０４との間に配置されることが望ましい。これによって、筐体本体１１７の上方から加えられた応力から柱状結晶型蛍光体１０４を守ることができる。また、緩衝材１０２及び高剛性部材１０３は、筐体本体１１７の側方を取り囲む面と柱状結晶型蛍光体１０４との間に配置されることが望ましい。これによって、筐体本体１１７の側方から加えられた応力から柱状結晶型蛍光体１０４を守ることができる。柱状結晶型蛍光体１０４は、外力による歪みが少なく不図示の保護膜を有する高剛性部材１０３に蒸着されている。

柱状結晶型蛍光体１０４の側面及び下面には、柱状結晶型蛍光体１０４を水分から保護する水分保護層１０５が配置されている。柱状結晶型蛍光体１０４は、ＰＩ等の有機物からなる第２の保護層１０７及び窒化物等よりなる第１の保護層１０８を介して、接着層１０６によって光電変換素子１０９上に貼り合わされている。光電変換素子１０９は、基台１１０上に二次元配列的に形成されることが望ましく、格子状に配列されることがさらに望ましい。基台１１０は、半導体素子との化学作用がなく、半導体製造工程におけるプロセス温度に耐え、寸法安定性が高いガラス板により構成されることが望ましい。

基台１１０の下面には、光電変換素子１０９で光電変換された電気信号を処理する電子部品１１３を搭載した回路基板１１１が、絶縁シート１１２を介して密着して平面的に取り付けられている。回路基板１１１と光電変換素子１０９とは、フレキシブル回路基板１１４によって接続されている。フレキシブル回路基板１１４の片面には、電子部品１１３が実装されている。フレキシブル回路基板１１４は、電子部品１１３の非実装面において、絶縁材１１２を介して基台１１０の下面端部で支持されている。

絶縁部材１１２は、ゴムや石英ガラス等で構成され、金属製の基台１１０と回路基板１１１及びこれに搭載された電子部品１１３との電気的な接続を遮断する。フレキシブル回路基板１１４には、光電変換素子１０９からの電気信号を読み出すための信号線及び制御線が配線されており、各フレキシブル回路基板１１４は、基台１１０の側方を通って回路基板１１１まで引き回されている。

第１の実施形態のカセッテ型Ｘ線画像撮影装置では、通常、散乱線除去機構（グリッド）１２２は装着されない。その理由は、第１の実施形態のカセッテ型Ｘ線画像撮影装置では、四肢等の散乱線が少ない部位を撮影する割合が多いためである。しかしながら、第１の実施形態のＸ線画像撮影装置でも、胸腹部等の散乱線が多い部位を撮影することも有り得るため、散乱線除去グリッド取付治具１２１を介して、散乱線除去機構（グリッド）１２２が取り付けられてもよい。散乱線除去機構（グリッド）１２２は、通常、鉛とＡｌ（orカーボン）とを混合して作られるため、非常に剛性が高い。したがって、散乱線除去機構（グリッド）１２２を装着する場合には、散乱線除去機構（グリッド）１２２が応力吸収部として機能し得る。その結果、散乱線除去機構（グリッド）１２２を装着する場合には、他の応力吸収部は、加わり得る外力を考慮するとオーバースペックとなる可能性があるが、散乱線除去機構（グリッド）を装着しない場合には、これらの応力吸収部が必要である。また、図１において、散乱線除去機構（グリッド）１２２を取り外した場合では、散乱線除去機構（グリッド）に替えて応力吸収部を入れる構成にしても良い。

第１の実施形態において、柱状結晶型蛍光体１０４の蒸着基板として高剛性部材１０３を採用した理由について説明する。Ｘ線画像撮影装置は、高感度かつ低ノイズを実現するために、被写体から蛍光体までの間の物質に対する要求仕様として、高Ｘ線透過率かつ低材質ムラであることが求められる。したがって、被写体から蛍光体までの間に配置される物質が少ないことが望ましい。なぜならば、被写体から蛍光体までの間に配置される物質が多くなるほど、Ｘ線が吸収されて、高感度ではなくなるからである。また、被写体から蛍光体までの間に配置される物質の材質ムラが画像中に写ってノイズ量が増えるからである。この両方の要求仕様を満たすために、第一の実施形態では、高剛性部材１０３が蒸着基板を兼用する構成を採用している。高剛性部材１０３が蒸着基板を兼用することにより、被写体から蛍光体までの間に配置される部品数が少なくなり、高Ｘ線透過率かつ低材質ムラを実現することができる。

次に、本実施形態に係る応力分散部の機能・作用に関して以下の手順で説明する。まず、カセッテ型Ｘ線画像撮影装置においてどのような応力が発生する可能性があり、ＣｓＩのような柱状結晶型蛍光体は、これらの応力に対してどのように作用し、どのような結果をもたらすかについて述べる。次いで、本実施形態において、この応力をどのように分散して、どのような効果がもたらされるのかについて説明する。

まず、応力の発生原因について述べる。カセッテ型Ｘ線画像撮影装置において応力が発生する可能性としては、上述したように、カセッテ型Ｘ線画像撮影装置が様々な用途に用いられるため、被写体の重さが加わったり、操作者が誤って上部から物をぶつけたり、肘を乗せたりすること等が挙げられる。これらの外からの応力が、ＣｓＩのような柱状結晶型蛍光体に直接加わると、柱状結晶型蛍光体は材料の降伏点が低いので、破壊される可能性がある。柱状結晶型蛍光体は、Ｘ線を光に変換する役割を担っているため、柱状結晶型蛍光体に破壊された部分が有ると、撮影後の画像中にアーティファクトとして残る。なぜならば、柱状結晶型蛍光体の破壊された部分では、Ｘ線が光に変換される厚さ分布が変化したり、可視光の経路が変わったり、可視光が該当する画素に進むことが阻害されたりする可能性があるためである。その結果、上記課題で指摘したように、撮影画像中にアーティファクトとして、感度の低い部分と感度が高い部分とができて、画像中にキズが写ってしまう。なお、本明細書で述べる破壊とは、各材質の弾性限界を超えた応力がかかり、元の状態へ非可逆となることをいう。また、外力とは、静圧、衝撃圧、振動等を含めた、各材質の外から柱状蛍光体の結晶に加わる力をいう。また、本塑性変形とは、方向性を考慮しないで、単に材質の降伏点を超えた応力がかかった場合だけではなく、結晶のすべり面と呼ばれる面ですべりを起こすことによって生じるせん断変形の集合としての巨視的な塑性変形を含むことは言うまでもない。また、せん断変形時に結晶内にせん断変形を阻む障害としてできる加工に伴う硬化も含むものとする。

次に、応力を分散する方法について述べる。図１２は単位面積当たりの応力フローを示す概念図である。図１２において、縦軸は単位面積当たりの応力[kg／cm^２]を表し、横軸は筐体表面からの厚さ（距離）[ｍｍ]を表す。

まず、図１２（a）における筐体表面に外部からかけられた外力が、筐体蓋１０１にどのように作用するかについて述べる。筐体表面に外部からかけられた外力における筐体蓋１０１の厚さ内での主な作用は、応力面内分散及び応力吸収である。これらは、筐体蓋１０１の変位（特に、後述する歪みとゆがみ）、及びそれに伴う運動エネルギや発生する熱エネルギー等により吸収される。

次いで、図１２（b）における空隙の作用について述べる。空隙の作用は、筐体蓋１０１の弾性変形量と密接に関連している。この空隙の幅が十分に大きく、筐体蓋１０１の最大歪み限界よりも大きい場合には、空隙の下の部材に応力が伝わることはない。この場合、外力の運動エネルギは、たわんで元に戻るまでの運動エネルギとそこで発生する熱エネルギ等に変換される。空隙の幅が最大歪み限界よりも小さい場合でも、筐体蓋１０１にかかる応力の大きさも小さいと、筐体蓋１０１が空隙の下にある緩衝材１０２に接触することはないので、応力は伝わらない。筐体蓋１０１が緩衝材１０２に接触する場合には、その接触面に応力が伝わる。図１２（b）において、空隙の応力のフローを点線で示したのは、この応力伝達の傾きが、空隙の幅とたわみ量によって変化するためである。筐体蓋１０１がたわんだ時、空隙の下にある物質に筐体蓋１０１が触れることがなければ、応力は全て筐体蓋１０１のたわみで吸収されるため、空隙の下にある物質に応力が伝わることはない。立位臥位型の撮影装置では、空隙を十分に取ることができるが、カセッテ型撮影装置では、薄型化の要求もあるため、空隙を十分にとれない場合がある。この場合には空隙の下に緩衝材１０２を配置する。緩衝材１０２としては、後述するように、ゴム又はゲルからなるシート状の物質を用いてもよいし、シリコン系、ウレタン系の発泡材を用いてもよい。

次いで、図１２（c）における緩衝材１０２の作用について述べる。緩衝材１０２の作用は、（１）応力が加えられる面積を広げることにより単位面積当たりの応力を弱めること、（２）緩衝材１０２の熱エネルギによって応力のエネルギを吸収することである。特に、（１）の緩衝材１０２の応力分散によって、単位面積当たりの応力を小さくすることが、緩衝材１０２の主な効果である。なお、緩衝材１０２自身はたわみもあるが、たわみの大きさが力に対して大きいため、通常は次に示す高剛性部材１０３に貼り合わせる。よって、緩衝材１０２自身のたわみよりも、高剛性部材１０３のたわみが支配的となるため、緩衝材１０２自身のたわみで応力を吸収する作用は非常に小さい。

次いで、図１２（d）における高剛性部材１０３の作用について述べる。外部からかかった応力が、上記緩衝材１０２まで到達した際には、その緩衝材１０２の背面に位置する高剛性部材１０３にも何らかの応力が伝わる。高剛性部材１０３がないと、緩衝材１０２によって応力が吸収された後に、柱状結晶型蛍光体１０４に均一に力が加わらず、部分的に強い応力が付加される。その結果、柱状結晶型蛍光体１０４に局所的に大きな力が加わって、結晶が破壊される可能性がある。本実施形態では、緩衝材１０２の下に高剛性部材１０３を配置することによって、上記の（ａ）〜（ｃ）では防ぎきれなかった応力を略均一に分散させて、柱状結晶型蛍光体１０４に局所的に大きな力が加わらないようにすることができる。さらに、図１２（e）に示すように、高剛性部材１０３と柱状結晶型蛍光体１０４との間に空隙を設けることによって、柱状結晶型蛍光体１０４に高剛性部材１０３が接触しない構造を採用してもよい。なお、図１では、図１２（e）の空隙を図示していないが、高剛性部材１０３と柱状結晶型蛍光体１０４との間に空隙がある構成を採用してもよい。

次に、カセッテ型Ｘ線画像撮影装置における応力伝達について説明する。図１３は、従来のカセッテ型Ｘ線画像撮影装置の応力伝達の概念図を示す図であり、図１４は、本実施形態におけるカセッテ型Ｘ線画像撮影装置の応力伝達の概念図を示す図である。以下、図１３及び図１４における応力伝達を比較して述べる。

図１３及び図１４における本実施形態と従来の実施形態との違いは、緩衝材１０２と柱状結晶型蛍光体１０４との間の高剛性部材の有無である。すなわち、従来例では、柱状結晶型蛍光体１０４と緩衝材１０２との間に挿入物はないのに対し、本実施形態では、緩衝材１０２と柱状結晶型蛍光体１０４との間に高剛性部材１０３が挿入されている。本実施形態では、緩衝材１０２と柱状結晶型蛍光体１０４との間に高剛性部材１０３を挿入することによって、柱状結晶型蛍光体１０４に加わる力が面内で略均一となるように分散される。また、高剛性部材１０３と柱状結晶型蛍光体１０４との間に空隙がある場合には、柱状結晶型蛍光体１０４にかかる応力が更に減少する。

図１３（ａ）〜（ｃ）及び図１４（ａ）〜（ｄ）には、各材質面におけるＸ方向の位置における応力の分布が描かれている。図１３（ａ）〜（ｃ）及び図１４（ａ）〜（ｄ）は、従来例及び本実施形態の各材質の入力面又は出力面における応力分布の概念図であり、筐体蓋１０１に入力される応力分布は同一である。従来例における構成を用いた場合と、本実施形態における構成を用いた場合では、大きな差があり、本実施形態の構成では柱状結晶型蛍光体１０４にかかる単位面積当たりの応力が減少していることが分かる。

図１３及び図１４における筐体蓋１０１による応力の面内分散について述べる。筐体蓋１０１にかかる外力として挙げられる原因としては、カセッテ型Ｘ線画像撮影装置は、様々な用途に用いられるため、被写体の重さが加わることや、操作者や患者が誤って上部から物をぶつけることや、肘を乗せることを含めた様々な要因が挙げられる。上記原因の中で、柱状結晶型蛍光体１０４にかかりうる最も厳しい条件は、操作者や患者が誤って重量の大きな物質を落としたときであると考えられる。よって、図１３及び図１４では、重量の大きな鋼球を落としたときの概念図を示してある。このようにして発生した外力に対して、筐体蓋１０１に物質が落下した時に、筐体蓋１０１や高剛性部材等にかかる応力をσ[kg／cm^２]とすると、フックの法則によれば、応力が小さい時は、応力σを縦弾性係数Eで除算した値がひずみ量εとなる。詳しくは図１６で後述する。また、筐体蓋１０１や高剛性部材１０３等に発生するたわみに関しては単純化したモデルを図１７で後述する。

まず、従来のカセッテ型Ｘ線画像撮影装置の応力伝達について図１３を用いて説明する。

図１３（ａ）は、重量の大きな鋼球を筐体蓋１０１に落としたときの応力分布を示す図である。図に示すように、筐体蓋１０１の入力面にかかる応力は、柱状結晶型蛍光体１０４の破壊限界応力σ_ｔｈよりも遥かに大きい。次いで、図１３（ｂ）は、緩衝材１０２の入力面の応力分布を示す図である。緩衝材１０２の入力面には、筐体蓋１０１が弾性変形して応力が吸収された後の応力が加えられている。図に示すように、筐体蓋１０２の入力面にかかる応力は、柱状結晶型蛍光体１０４の破壊限界応力σ_ｔｈよりも依然として大きいことが分かる。次いで、図１３（ｃ）は、緩衝材１０２の出力面の応力分布を示す図である。緩衝材１０２の出力面には、緩衝材１０２の作用により単位面積当たりの応力が弱められて、応力のエネルギが吸収された後の応力が加えられている。図に示すように、筐体蓋１０２の出力面にかかる応力は、柱状結晶型蛍光体１０４の破壊限界応力σ_ｔｈよりも依然として大きいことが分かる。その結果、柱状結晶型蛍光体１０４には、その破壊限界応力σ_ｔｈよりも大きな応力が加えられて、結晶が破壊される可能性がある。

次に、本実施形態におけるカセッテ型Ｘ線画像撮影装置の応力伝達について図１４を用いて説明する。

図１４（ａ）〜図１４（ｃ）は、図１３（ａ）〜（ｃ）と同様にして、各部材にかかる応力が柱状結晶型蛍光体１０４の破壊限界応力σ_ｔｈよりも遥かに大きい状態を示している。図１４（ｄ）は、高剛性部材１０３の出力面の応力分布を示す図である。高剛性部材１０３の出力面には、高剛性部材１０３の作用により応力が略均一に分散され、柱状結晶型蛍光体１０４に局所的に大きな力が加わることを防止する。図に示すように、高剛性部材１０３の出力面にかかる応力は、柱状結晶型蛍光体１０４の破壊限界応力σ_ｔｈよりも小さくなっていることが分かる。したがって、柱状結晶型蛍光体１０４には、その破壊限界応力σ_ｔｈよりも小さな応力しか伝えられず、結晶が破壊されることを防止することができる。

次に、本実施形態におけ他のカセッテ型Ｘ線画像撮影装置の応力伝達について図１５を用いて説明する。

図１３及び図１５における本実施形態と従来の実施形態との違いは、（１）筐体蓋１０１の剛性及び（２）緩衝材１０２と柱状結晶型蛍光体１０４との間の高剛性部材の有無である。（１）については、従来例では、筐体蓋１０１としては剛性が比較的弱い物質が使われているのに対し、本実施形態では、筐体蓋１０１としては剛性が柱状結晶型蛍光体１０４よりも高い高剛性部材が用いられる。本実施形態では、筐体蓋１０１に高剛性部材が用いられているため、空隙の幅を浅くすることができ、Ｘ線画像撮影装置を薄型にすることができる。また、本実施形態では、緩衝材１０２に加わる単位面積当たりの外力を比較的小さくすることができる。（２）については、従来例では、柱状結晶型蛍光体１０４と緩衝材１０２との間に挿入物はないのに対し、本実施形態では、緩衝材１０２と柱状結晶型蛍光体１０４との間に高剛性部材１０３が挿入されている。本実施形態では、緩衝材１０２と柱状結晶型蛍光体１０４との間に高剛性部材１０３を挿入することによって、柱状結晶型蛍光体１０４に加わる力が面内で略均一となるように分散され、また、高剛性部材１０３と柱状結晶型蛍光体１０４との間に空隙がある場合には、柱状結晶型蛍光体１０４にかかる応力が大幅に減少する。

図１５（ａ）〜（ｄ）には、各材質面におけるＸ方向の位置における応力の分布が描かれている。図１５は、本実施形態の各材質の入力面又は出力面における応力の分布の概念図であり、筐体蓋１０１に入力される応力分布は同一である。

次に、本実施形態における他のカセッテ型Ｘ線画像撮影装置の応力伝達について図１５を用いて説明する。

図１５（ａ）〜（ｄ）は、重量の大きな鋼球を高剛性部材からなる筐体蓋１０１に落としたときの応力分布を示す図である。図に示すように、筐体蓋１０１の入力面にかかる応力は、柱状結晶型蛍光体１０４の破壊限界応力σ_ｔｈよりも遥かに大きい。図１５（ｂ）は、緩衝材１０２の入力面の応力分布を示す図である。緩衝材１０２の入力面には、筐体蓋１０１が弾性変形して応力が吸収された後の応力が加えられている。図に示すように、高剛性部材の作用により緩衝材１０２の入力面にかかる応力は広範囲に分散され、緩衝材１０２に局所的に大きな力が加わることが低減される。緩衝材１０２の入力面にかかる応力は、柱状結晶型蛍光体１０４の破壊限界応力σ_ｔｈよりも依然として大きいことが分かる。図１５（ｃ）は、緩衝材１０２の出力面の応力分布を示す図である。緩衝材１０２の出力面には、緩衝材１０２の作用により単位面積当たりの応力が弱められ、応力のエネルギが吸収された後の応力が加えられている。しかしながら、図に示すように、筐体蓋１０２の出力面にかかる応力は、柱状結晶型蛍光体１０４の破壊限界応力σ_ｔｈよりも依然として大きいことが分かる。図１５（ｄ）は、高剛性部材１０３の出力面の応力分布を示す図である。高剛性部材１０３の出力面には、高剛性部材１０３の作用により高剛性部材１０３にかかる応力は略均一に分散され、応力が略完全に低減されていることが分かる。したがって、柱状結晶型蛍光体１０４に加えられる応力は、略完全に除去されて、結晶が破壊されることをより効果的に防止することができる。

図１６は、筐体蓋１０１（又は高剛性部材１０３）のひずみ量εを示す図である。応力σが加えられた時、そのひずみ量は、ε＝ΔL／L＝（L−L’）／L＝σ／Eで表される。ただし、ここで、Lは筐体蓋１０１（緩衝材）の元々の厚さ、L’は応力σがかかった時の筐体蓋１０１（緩衝材）の厚さ、Eは筐体蓋１０１（緩衝材）の縦弾性係数である。

図１７は、筐体蓋１０１（又は高剛性部材１０３）のたわみ量δｃを示す図である。たわみ量δｃは、筐体蓋１０１を固定はりと仮定した時のたわみの量を表す。筐体蓋１０１の中央に力Ｐが加えられた時に、筐体にどのように力が加わり、たわみ量がどうなるかを説明する。変形状態を調べてみると、点D及び点Eは、この固定はりの弾性線の変曲点となっているため、点D及び点Eにおいて、曲率は０（曲率半径ρ＝∞）である。上記の固定はりの両端方向の断面２次モーメントをI、曲げモーメントをM、とすると、

…（式１）
（式１）より、点D及び点Eの横断面には、曲げモーメントが働いていないことがわかる。

したがって、点D及び点Eにおいてはりを切断し、その切断面に図１７のはりの点D、Eに働くせん断力Fに等しい集中力を付加しておけば、はりの変形状態は切断以前と全く同じ状態を保つことができる。曲げモーメントの作用する一般の断面を切断した場合には、せん断力Fに加えて、切断以前にその断面に生じていた曲げモーメントに等しい集中モーメントを切断面に付加してはじめて、切断以前の変形状態を保つことができる。点D及び点Eに付加されるせん断力Fの大きさは、はりDE部分の力のつりあいよりＰ／２となる。

よって、図１７の固定はりは、先端にＰ／２なる大きさの集中力が働く４本の連続したはりと力学的に同等である（各スパンの長さ＝ｌ／４）。４本の連続したはりは、（１）DE部分を、中央に集中荷重Ｐを受ける長さｌ／２の支持はり、（２）AD及びEB部分を、先端にＰ／２の集中荷重を受ける長さｌ／４の片持はり、とみることもできる。中央部分のたわみ量δcは、片持ちはりADの先端におけるたわみ量をδ_ADとおくと、（式２）で表される。

…（式２）
また、固定端の支持モーメントMA（MB）は、片持はりにおける固定端の支持モーメントに等しいので（式３）で表される。

…（式３）
ここで負号は、実際の曲げモーメントの作用方向が図１７におけるM_Aとは逆方向になることを意味している。図１７では、両固定端のはりで筐体蓋１０１を代用した。しかしながら、実際には、筐体蓋１０１は２次元であるため、上記結果を有限要素法等で１次元から２次元に拡大する必要があるが、これは各種解析ソフトで解析が可能である。また、図１７では、両固定端で代用したが、厳密には完全に固定端ではなく、下筐体の曲げモーメント等が多少入る可能性がある。

図１７で示したたわみも、ひずみと同様の理由により応力を吸収する。ただし、筐体蓋１０１（又は高剛性部材１０３）から緩衝材１０２（又は柱状結晶型蛍光体１０４）までに空隙がある場合には、前記たわみは応力を吸収する効果をもたらさない可能性がある。空隙深さが深い場合には、空隙深さ＞たわみ最大深さとなる可能性があり、この場合は、応力は全て筐体蓋１０１で吸収される。

図１６及び図１７で説明した、ひずみ量及びたわみ量に関しては筐体蓋１０１に限られず、緩衝材１０２等にも適用することができる。筐体蓋１０１に使用する物質と、緩衝材１０２の物質の違いを定性的に述べると、筐体蓋１０１では、ひずみ量＞たわみ量であるのに対して、緩衝材１０２では、緩衝材１０２自身のたわみ量を使用することはない点で相違する。一般に、緩衝材１０２の歪みは大きすぎるため、ひずみ量がより少ない物質に接着したり又はひずみが大きくならないように一定の体積に梱入される。よって、緩衝材１０２においては、図１６で説明したひずみは問題にならず、図１７で説明したたわみ量が問題となる。

次に、図１における高剛性部材１０３の材質を記載することにより、高剛性部材１０３の望ましい実施形態を説明する。まず、高剛性部材１０３の要求仕様について述べる。第１の実施形態の構成に限らず、本発明の好適な実施の形態に係るカセッテ型Ｘ線画像撮影装置で必要とされる高剛性部材１０３は、剛性が高い材質であるだけでは十分ではない。なぜならば、本実施形態における高剛性部材１０３は、被写体と柱状結晶型蛍光体１０４との間に配置されるため、Ｘ線透過率が悪いと感度が悪くなり、均一性が悪いとＸ線撮影画像中にノイズが生じるためである。つまり、本高剛性部材１０３に対する要求仕様としては、（１）歪みが少ない材質、（２）Ｘ線透過率が高い材質、（３）均質で材料ムラがない材質であることが求められる。また、第１の実施形態では、高剛性部材１０３上に柱状結晶型蛍光体（ＣｓＩ）１０４を蒸着させる構造を採用している。このため、要求仕様として、更に、（４）耐熱性が良い材質、（５）膨張係数がガラスに近い材質、（６）対薬品性が強い材質であること等を追加することが望ましい。

上記要求仕様を満たす高剛性部材１０３の材質としては、アモルファスカーボン基板が望ましい。その理由は、第１に、アモルファスカーボンは、応力が加わった時の歪み量が小さいからである。アモルファスカーボンとしてCFRPを用いた場合では、その曲げ弾性率は、約６０Ｇｐａと歪み量が小さい。第２に、アモルファスカーボンは、ガラスやアルミニウム等の他の高剛性部材１０３に比べて、Ｘ線の吸収が少ないため、より多くのＸ線を蛍光体層側へ送ることができるからである。たとえば、各材料を実用的な厚み（日本電気硝子製ＯＡ−１０ガラス板：０．７ｍｍ、Ａｌ板：０．５ｍｍ、アモルファスカーボン板：１ｍｍ）にした場合には、どの材料もフォトンエネルギー６０ｋｅＶ以上ならば９０％以上の透過率を確保できるが、ＯＡ−１０ガラス板は６０ｋｅＶ以下、Ａｌ板は３５ｋｅＶ以下で、急激に透過率が低下する。一方、他の材料よりも厚いにもかかわらず、アモルファスカーボン板は、２０ｋｅＶまで９５％以上の透過率を確保するので、医療で使用されるＸ線のエネルギ領域では、ほぼフラットな透過率特性を示すことが可能である。第３に、アモルファスカーボンは、材料ムラの少ない材質であるためである。アモルファスカーボンとしてCFRPを用いると、その織り込み方式にもよるが、Ｘ線透過率から見て材質ムラが小さい物質とすることが可能である。第４に、アモルファスカーボンは、耐熱性に優れているからである。アモルファスカーボンの主成分はカーボンであるため、耐熱性にも優れており、アモルファスカーボンは、ガラスやアルミニウムよりも高い耐熱性を有する。そのため、低アルカリガラスを用いた場合と同様に、蒸着時の耐熱性も問題ない。第５に、アモルファスカーボン等の熱膨張係数がガラスに近いため、貼り合わせ後の膨張率の差による剥がれ等の心配が少ないからである。一般的に用いられるパネルガラスの熱膨張係数は、４．６×１０^−６であるが、アモルファスカーボンはそれに近い２．０×１０^−６である。第６に、アモルファスカーボンは、耐薬品性に優れているからである。アモルファスカーボンは、フッ酸等の強酸や、溶剤に対しても侵食されることはない。このため、製造時には静電気の対策や使用する薬品の制約をなくすことができる。第７に、アモルファスカーボンは、導電性が良いからである。アモルファスカーボンは、導電性が２．４×１０^−２Ω^−１ｃｍ^−１と高く、耐薬品性がガラスよりも良好で、熱膨張係数は、ガラスとほぼ同等とみなせるため（ガラスの熱膨張係数が２．０×１０^−６、アモルファスカーボンの熱膨張係数が４．７×１０^−６）、製造時には静電気の懸念を少なくすることができ、製造後に電気的なノイズシールドとして機能する。

上記理由により、高剛性部材の材質としては、アモルファスカーボンが望ましい。なお、本アモルファスカーボンには、ポリカーボネート等の非結晶性ポリマーだけでなく、FRP（Fiber Reinforced Plastics：繊維補強樹脂）等が含まれることは言うまでもない。また、CFRP（CarbonFiber Reinforced Plastics：炭素繊維補強プラスチック）が更に好適であり、特に、炭素繊維の織り込み間隔が狭いものが望ましい。

次に、高剛性部材１０３の厚さについて述べる。高剛性部材１０３の厚さは、Ｘ線透過率との兼ね合いで決まる。高剛性部材１０３の材料として、アモルファスカーボンを用いると、低アルカリガラスに比べて、Ｘ線吸収係数が低い（ガラスのＸ線吸収率が１．０ｃｍ^−１、アモルファスカーボンのＸ線吸収率が０．２５ｃｍ^−１）。よって、高剛性部材１０３の厚さを０．１ｍｍ程度にしても、Ｘ線の透過率を約９９．７％に確保することができる。

高剛性部材１０３として、低アルカリガラスを用いて、０．０５ｍｍ程度にすると、例えば、６０ＫｅＶのＸ線が入射した場合でも透過率を約９９．５％に確保することができる。高剛性部材１０３として、より厚みの大きなものを使用した方が剛性は高くなるが、Ｘ線透過率との兼ね合いもあるため、上記程度の厚さが望ましい。なお、フィルム型のＸ線画像撮影装置において、センサ前面におけるＸ線透過率は、１００kVpHVL２.７ｍｍにおいて１.０ｍｍＡＬ当量よりも小さいことがJISで定められている。本発明の好適な実施の形態に係るＸ線画像撮影装置においても、上記規格を満たす必要があり、特に、高剛性部材１０３と緩衝材１０２を合わせたＸ線透過率は、０.７ｍｍＡＬ当量よりも小さいことが望ましい。本高剛性部材１０３の役割は、応力が加わった時に歪みが少ない物質を使用することによって、柱状結晶型蛍光体１０４の小領域に応力が集中しないようにすることである。更なる応力吸収部としては、Ｘ線透過率が小さいわりに衝撃を吸収する緩衝材１０２を併用して使用することが望ましい。

緩衝材１０２の材質について説明する。緩衝材の材質としては、微細な構造を持つシリコン又はウレタン系の発砲材、若しくはゴム又はゲルからなるシート状の緩衝材が望ましい。特に、Ｘ線画像撮影装置の軽量化を図りたい場合には、発泡材が望ましく、Ｘ線画像撮影装置の薄型化を図りたい場合は、ゴム又はゲルからなるシート状の緩衝材が望ましい。筐体蓋１０１と高剛性部材１０３との間に配置された緩衝材１０２は、操作者が誤って上部から物をぶつけたりした際の衝撃を吸収したり、被検者が乗って荷重がかかった際に、柱状結晶型蛍光体１０４及び光電変換素子１０９に局所的に過大な応力が加わらないように緩和させる機能を有する。また、緩衝材１０２は光電変換素子１０９の有効画素に対してＸ線が４５°傾いて入射された場合でも、緩衝材１０２は入射経路中に略均一に存在するような大きさを持っている。

ここで、緩衝材１０２は当初の目的である緩衝性能と、Ｘ線透過率を満足させなければならない。透過率を抑えるには厚みを薄くし、素材の弾性率を高めることが適切である。実験的には、反発係数が３０％以下であれば、適切な透過率を満足させる厚み以内で、撮影部として適切な緩衝性能や荷重条件を満足することができる。このような要件を満足させる材質としては、シリコンゲル等が挙げられる。勿論、他に難燃性等も要求仕様として挙げられる。

このような緩衝材１０２の選定により、緩衝材を用いないＸ線画像撮影装置と比較して、外力に強くかつ画質や線量に大きな影響がなく、信頼性の高いカセッテ型Ｘ線画像撮影装置への適用が可能となる。

次に、シンチレータは、具体的には、以下のような手法により製造される。まず、表面を鏡面に研磨されたアモルファスカーボン等の基材を洗浄し、スパッタ等でアルミニウム薄膜を成膜する。アルミニウム薄膜は、厚すぎると表面の凹凸によって乱反射を起こし、薄すぎると光が透過してしまうので、通常、１００ｎｍ〜５００ｎｍの厚さであることが望ましい。

次に、蒸着によって柱状の蛍光体層をアルミニウム薄膜上に蒸着する。この時のプロセス温度は２００℃を超える。次に、周りに保護層を形成し、シンチレータを完成する。

また、シンチレータは、具体的には、以下のような手法により製造され得る。まず、表面を鏡面に研磨されたアモルファスカーボン等の基材を洗浄し、スパッタ等でアルミニウム薄膜を成膜する。アルミニウム薄膜は、厚すぎると表面の凹凸によって乱反射を起こし、薄すぎると光が透過してしまうので、通常、１００ｎｍ〜５００ｎｍの厚さであることが望ましい。

次に、蒸着によって柱状の蛍光体層をアルミニウム薄膜上に蒸着する。この時のプロセス温度は２００℃を超える。次に、周りに保護層を形成し、シンチレータを完成する。

以上説明したように、応力分散部として、高剛性部材、緩衝材、空隙等を用いて、図１に示したように応力を分散することによって、筐体に加わった外力が柱状結晶型蛍光体にかからないような構造を実現することができる。
（第２の実施形態）
本発明の好適な第２の実施形態について図２を用いて説明する。

第１の実施形態では、高剛性部材１０３に柱状結晶型蛍光体（ＣｓＩ）１０４が蒸着された後に、光電変換素子１０９に接着層１０６を用いて貼り合わされた構造となっているのに対し、第２の実施形態では、第１の保護層１０８及び第２の保護膜１０８を介して、光電変換素子１０９上に柱状結晶型蛍光体（ＣｓＩ）１０４を直接蒸着している。

図２では、光電変換素子１０９上に直接蒸着された柱状結晶型蛍光体１０４を保護するために、柱状結晶型蛍光体１０４の上方に高剛性部材１０３を被せることによって、外圧から柱状結晶型蛍光体１０４を守る構造となっている。

第１の実施形態と第２の実施形態とは、蛍光体の形成方法が相違する。蛍光体によってＸ線を光に変換し、その光を光電変換素子によって電荷に変換する間接型Ｘ線エリアセンサを製造する場合に、蛍光体を形成する方法としては２通りある。

１つは、センサ上に蛍光体を直接蒸着したり、塗布したりする方法である。もう１つは、センサとは別の基板に蛍光体を形成し、その基板を接着剤を介してセンサに貼り合せる方法である。各形成方法と本明細書との関係を図８に示す。図８に示すように、前者の蛍光体形成方法による実施形態が第２、４、６の実施形態であり、後者の蛍光体形成方法による実施形態が、第１、３、５の実施形態である。本発明の好適な実施の形態に係る構成によれば、どちらの蛍光体形成方法でも、外力から柱型結晶型蛍光体を守り、かつ、薄型のＸ線画像撮影装置を提供することができる。

両貼り合わせ方式の利点と欠点について述べ、どちらがより好適であるかについて述べる。後者の形成方法の後に、貼り合わせにより間接型Ｘ線エリアセンサを製造する場合には、リスク分散が可能なため、歩留まりが上がるという利点がある。また、柱状結晶型蛍光体１０４を蒸着する際に、光電変換素子１０９等の劣化を気にすることなく、柱状結晶型蛍光体１０４を形成することができるため、より理想的な柱状構造が得られる。そのため、現在では、間接型Ｘ線エリアセンサが製造方法として主流になっており、より好適である。しかしながら、前者のセンサ上に直接蒸着する形成方法は、貼り合わせ工程が不要であるという利点がある。よって、本発明における実施形態は、後者の製造方法によって作られたものに限定されるわけではなく、前者の製造方法を用いた第２の実施形態においても実施が可能である。

以上説明したように、図２のような直接蒸着方式の柱状結晶型蛍光体においても、蛍光体と筐体表面との間に高剛性部材を配置する構成にすることによって、第１の実施形態で示された間接蒸着方式の蒸着基板として高剛性部材を用いた撮影装置と同様に、外力が応力分散部によって分散されて柱状結晶型蛍光体に届かないような構造を実現することができる。
（第３の実施形態）
本発明の好適な第３の実施形態について図３を用いて説明する。

第３の実施形態は、第１の実施形態との相違点が２つある。第１の相違点は、柱状結晶型蛍光体１０４の側方に高剛性部材１０３が配置されていないことである。柱状結晶型蛍光体１０４の側面は、辺の長さが短いため、外力が加わることは少ない。また、カセッテ型Ｘ線画像撮影装置を実装するに当たって、少しでも重量を小さくしたいという要望がある。これらを鑑みて、側面からの衝撃を考慮しない設計となっている。第２の相違点は、蒸着基板プレート１１８の上に高剛性部材１０３を載せていることである。これにより、高剛性部材に要求される仕様のうち、耐熱性や熱膨張係数がガラスとほぼ同一である、といった仕様が要求されないため、柱状結晶型蛍光体１０４の蒸着基板として前記要求事項をアモルファスカーボンよりも適した材質が開発された場合等に、材料の選択肢が増える。

また、図１２で示されたような単位面積当たりの応力に関しては、第１の実施形態と大きな差はない。また、横方向に対する応力に関しては、その構造上、柱状結晶型蛍光体１０４に応力があまり伝わらないような構造となっている。また、柱状結晶型蛍光体１０４も構造上、柱と垂直な方向からの応力の方が、柱と水平な方向からの応力よりも破壊限界応力が大きいため問題となりにくい。よって、本実施形態３、４では、横方向に対する応力吸収部を省略した構成とした。

なお、第３の実施形態において第１の実施形態より変更された上記２点の構成は、必ずしも両方を同時に変更する構成に限定されず、どちらか一方を変更した構成も本実施形態の範囲に含まれる。
（第４の実施形態）
本発明の好適な第４の実施形態について図４を用いて説明する。

第４の実施形態と第２の実施形態との相違点は、第３の実施形態と第１の実施形態との相違点と同様である。つまり、重量を軽くするために、柱状結晶型蛍光体１０４の側方の高剛性部材１０３を取り除いた点である。また、第４の実施形態では、第３の実施形態とは異なり、第１の保護層１０８及び第２の保護膜１０８を介して、光電変換素子１０９上に柱状結晶型蛍光体１０４を直接蒸着している。よって、高剛性部材１０３と柱状結晶型蛍光体１０４が切り離されているため、熱膨張等に対して弊害が少なく有利である。

また、図１２で示されたような単位面積当たりの応力に関しては、第１、２の実施形態と大きな差はない。また、横方向に対する応力に関しては、その構造上あまり柱状結晶型蛍光体に応力が伝わらないような構造となっている点は第３の実施形態と同様である。
（第５の実施形態）
第５の実施形態について図５を用いて説明する。

本実施形態では、高剛性部材１０３に柱状結晶型蛍光体１０４を直接蒸着することを特徴とする。高剛性部材１０３に柱状結晶型蛍光体１０４を直接蒸着する構成の利点は、筐体蓋１０１及び筐体本体１１７と柱状結晶型蛍光体１０４表面との間の部品数が少なくなることにより、Ｘ線透過率と前面部品の構造によるノイズの点で有利であるためである。実施形態５では、本実施形態３の構成と比較して、高剛性部材１０３を柱状結晶型蛍光体１０４に蒸着する基板とした部分が異なる構成となっている。外力が加わった時の単位面積当たりの応力の分散の過程は、図１２と大きくは異ならない。
（第６の実施形態）
本発明の好適な第６の実施形態について図６を用いて説明する。

第６の実施形態は、筐体蓋１０１’として高剛性部材を用いた例を示す。筐体蓋１０１’として高剛性部材を適用した場合でも、高剛性部材の材質としては、前記同様にＸ線透過率が高く、かつ、剛性が高いアモルファスカーボンを使用することが望ましい。また、第６の実施形態では、第１の保護層１０８及び第２の保護膜１０８を介して、光電変換素子１０９上に柱状結晶型蛍光体（ＣｓＩ）１０４を直接蒸着している。

また、筐体蓋１０１’として高剛性部材を用いても、カセッテ型Ｘ線画像撮影装置の場合では、重量及びＸ線透過率の観点から制限があるので、高剛性部材を用いた筐体蓋１０１’と柱状結晶型蛍光体１０４との間に、もう１つ高剛性部材１０３を加えることが、対Ｘ線透過率に対する剛性の観点からも望ましい。

図１５は、筐体蓋１０１’として高剛性部材を用いた場合における応力の分散の概念が、従来例の図１３と比較して述べられている。図１３及び図１５の詳しい説明に関しては、第１の実施形態において上述した通りである。
（第７の実施形態）
本発明の好適な第７の実施形態について図７を用いて説明する。

第７の実施形態も第６の実施形態と同様に筐体蓋１０１’に高剛性部材を使用した例である。第６の実施形態と同様に、高剛性部材の材質としては、上述のようにＸ線透過率が高く、かつ、剛性が高いアモルファスカーボンを使用することが望ましい。

第６の実施形態と同様に、高剛性部材を用いた筐体蓋１０１’と柱状結晶型蛍光体１０４との間に、もう１つ高剛性部材１０３を加えることが、対Ｘ線透過率に対する剛性の観点からも望ましい。

（他の実施形態）
本発明の好適な他の実施形態について説明する。本構成では、筐体の外部からの力を緩和する緩和部として緩衝材１０２を使用しない。図示していないが、上記第１〜７の実施形態の何れの構成にも本実施形態の構成が適用可能である。すなわち、上記第１〜７の実施形態において、緩衝材１０２の代わりにスペースを開けて、筐体の外部からの力を緩和する緩和部として空隙を設ける構成を採用することができる。緩衝材１０２のスペースに空隙を設けなれば、筐体蓋１０１が変形したときに、筐体蓋１０１が高剛性部材１０３に当接する可能性がある。本実施形態に係る構成を用いると、例えば、筐体蓋１０１の最大歪み限界よりも空隙の幅を大きくすることができるため、筐体蓋１０１が高剛性部材１０３に当接することを防ぎ、筐体蓋１０１からの外力が柱状結晶型蛍光体１０４に加わることを防止することができる。

（応用例）
本発明の好適な実施の形態に係るカセッテ型Ｘ線画像撮影装置８０１は、図１８に示すような頭部撮影装置（図１８（ａ））、ブッキー立位撮影台（図１８（ｂ））、ブッキーテーブル（天板昇降式）（図１８（ｃ））及びＵアラーム形ブッキー撮影装置（図１８（ｄ））における架台として、ユニバーサルアーム、Ｃアーム、カセッテホルダ等に応用して、同様の構成で使用することが可能である。

なお、本明細書において、ＦＰＤを用いたカセッテ型Ｘ線画像撮影装置とは、重量１０ｋｇ以下かつ厚さ２０ｃｍ以下のＸ線画像撮影装置をいう。Ｘ線画像撮影装置の画像形成方法としては、柱状結晶型蛍光体と半導体を用いた光電変換素子とを用いる。このような半導体としては、アモルファスシリコンを用いることが望ましいが、ＣＭＯＳセンサやＣＣＤ撮像素子を用いてもよい。この場合、光電変換素子１０９としては、例えば、クリスタルシリコンを用いることができる。

以上、本発明の好ましい実施の形態を説明したが、本発明はこれらに限定されず、本発明の概念を逸脱しない範囲内で、様々な変形や変更が可能である。

以上説明したように本発明によれば、柱状結晶型蛍光体を用いたカセッテ型Ｘ線画像撮影装置において、柱状結晶型蛍光体にかかる応力を低減し、薄型で軽量なカセッテ型Ｘ線画像撮影装置を実現することができる。

本発明の好適な第１の実施形態を示す図である。 本発明の好適な第２の実施形態を示す図である。 本発明の好適な第３の実施形態を示す図である。 本発明の好適な第４の実施形態を示す図である。 本発明の好適な第５の実施形態を示す図である。 本発明の好適な第６の実施形態を示す図である。 本発明の好適な第７の実施形態を示す図である。 本発明の好適な実施形態における層構成を示す図である。 従来のカセッテ型Ｘ線画像撮影装置を含むシステムの構成を示す概念図である。 従来のカセッテ型Ｘ線画像撮影装置を示す図である。 柱状結晶型蛍光体の外圧破壊後の画像例を示す図である。 単位面積当たりの応力フローを示す概念図である。 柱状結晶型蛍光体に応力が加わった時の応力分散の概念図である。 柱状結晶型蛍光体に応力が加わった時の応力分散の概念図である。 柱状結晶型蛍光体に応力が加わった時の応力分散の概念図である。 筐体蓋（又は高剛性部材）のひずみ量を示す図である。 筐体蓋（又は高剛性部材）のたわみ量を示す図である。 カセッテ型Ｘ線画像撮影装置が設置可能な多種多様の撮影システムへの応用例を示す図である。

符号の説明

１０１ 筐体蓋
１０２ 緩衝材
１０３ 高剛性部材
１０４ 柱状結晶型蛍光体
１０９ 光電変換素子
１１７ 筐体本体

Claims (11)

1. Ｘ線を可視光に変換する柱状結晶型蛍光体と、前記可視光を電気信号に変換する光検出部と、前記柱状結晶型蛍光体及び前記光検出部を内包する筐体と、を備えるＸ線画像撮影装置であって、
   前記筐体と前記柱状結晶型蛍光体との間には、前記筐体の外部からの力を緩和する緩和部と、前記柱状結晶型蛍光体よりも剛性の高い高剛性部材と、が配置されていることを特徴とするカセッテ型Ｘ線画像撮影装置。
2. 前記緩和部及び前記高剛性部材は、前記筐体の面のうち前記Ｘ線が入射する面と、前記柱状結晶型蛍光体と、の間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のカセッテ型Ｘ線画像撮影装置。
3. 前記緩和部及び前記高剛性部材は、さらに、前記柱状結晶型蛍光体の側方を取り囲む面と、前記柱状結晶型蛍光体と、の間に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のカセッテ型Ｘ線画像撮影装置。
4. 前記柱状結晶型蛍光体は、前記高剛性部材の上に蒸着されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のカセッテ型Ｘ線画像撮影装置。
5. 前記筐体は、前記柱状結晶型蛍光体よりも剛性の高い高剛性部材からなることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のカセッテ型Ｘ線画像撮影装置。
6. 前記高剛性部材は、アモルファスカーボン又はガラスからなる板状部材であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のカセッテ型Ｘ線画像撮影装置。
7. 前記緩和部は、緩衝材であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のカセッテ型Ｘ線画像撮影装置。
8. 前記緩衝材は、ゴム又はゲルからなるシート状の部材であることを特徴とする請求項７に記載のカセッテ型Ｘ線画像撮影装置。
9. 前記緩衝材は、シリコン系又はウレタン系の発泡材であることを特徴とする請求項７に記載のカセッテ型Ｘ線画像撮影装置。
10. 前記緩和部は、空隙であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のカセッテ型Ｘ線画像撮影装置。
11. 前記柱状結晶型蛍光体は、ＣｓＩであることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載のカセッテ型Ｘ線画像撮影装置。