JP2008209288A - 放射線検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光キャリブレーションを必要とする放射線検出装置において、光発生器の波長選択性が広く、シンチレータ層の反射光を効率良く低減して画像品質を向上させ、信頼性の高い放射線検出装置を得る。
【解決手段】２次元に配列された光電変換素子アレイ１２上に放射線を光に変換するシンチレータ層１１を配置したセンサーパネル１００と、光電変換素子アレイ１２に光を照射するための光発生部１０２とを備えた放射線検出装置において、光発生部１０２とセンサーパネル１００の間に偏光板１０１を具備している。シンチレータ層１１の発光によってセンサーパネル１００を透過する光は、屈折し、光発生部１０２で反射光となって再び偏光板１０１を通過し、センサーパネル１００の光電変換素子アレイ１２に到達する成分は極微量となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、Ｘ線撮影を行う医療診断機器、非破壊検査機器等に用いられる放射線検出装置に関する。なお、本明細書においては、放射線の範疇に、Ｘ線、γ線などの電磁波も含むものとして説明する。

従来、Ｘ線蛍光体層が内部に備えられた蛍光スクリーンと両面塗布剤とを有するＸ線フィルムシステムが一般的にＸ線写真撮影に使用されてきた。しかし、最近、Ｘ線蛍光体層と２次元光検出器とを有するデジタル放射線検出装置について盛んに研究開発が行われ、種々の発明も提案されている。このデジタル放射線検出装置は、画像特性が良好であること、また、データがデジタルであるため、データの処理、伝送が容易であり、ネットワーク化したコンピュータシステムに取り込むことによってデータの共有化が図られる利点もある。

これらデジタル放射線検出装置の中でも、高感度で高鮮鋭な装置が、下記特許文献１により知られている。この放射線検出装置は、複数のフォトセンサー及びＴＦＴ （Thin Film Transistor）等の電気素子が２次元に配置されている光電変換素子部からなる光検出器上に、放射線をフォトセンサーで検出可能な光に変換するための蛍光体層を形成している。

このような放射線検出装置において、特に光学的リセット動作又は光学的キャリブレーション動作を行うための光源を備えた例が知られている。

特許文献２には、、像検出器（放射線検出装置）の感光性マトリクスは、支持体の表面の上に作られ、シンチレータは、受けた放射線の波長を変換して感光性マトリクスを照明する。像検出器の背面には、光学的リセット動作を行う追加光源がある。二色性層、着色層は、着色により加工された波長選択性透過部品である。シンチレータから感光性マトリクスへの入射光は、一部が検出されず通過するが、二色性層により反射され、支持体、着色層により吸収される。一方追加光源からの光は透過される。

これにより、一部が検出されずに通過したシンチレータからの光が、追加光源により反射、散乱し、寄生光となって、感光性マトリクスの検出すべき感光性ドットとは離れた感光性ドットにより検出されることがない。その結果、像のコントラストの低下を防ぐことができる。
特開２０００−２８４０５３号公報 特開平１０−２０６５５２号公報

しかしながら、上記従来例において、色素吸収層による光の波長選択方式は、使用が進むと光の吸収特性が劣化する。更に、波長選択方式では、蛍光体の発光波長と光発生器の波長が制限され、蛍光体と光発生器の選択範囲が限定されてしまう。ここで、光発生器からセンサーパネルへ戻る反射光は、撮影画像に違和感として品質弊害を引き起こしてしまうので、極力小さくする必要がある。したがって、光発生器の波長選択範囲が広く、光発生器からセンサーパネルへの反射光を効率良く減少させる放射線検出装置が必要である。

本発明の目的は、光キャリブレーション用の光発生器の波長選択性が広く、シンチレータ層の反射光を効率良く低減して画像品質を向上させ、信頼性の高い放射線検出装置を得ることにある。

上記課題を解決するため、本発明の放射線検出装置は、２次元に配列された光電変換素子アレイ上に放射線を光に変換するシンチレータ層を順次配置したセンサーパネルと、前記光電変換素子アレイに光を照射するための光発生部とを備えた放射線検出装置において、前記光発生部とセンサーパネルの間に偏光板を具備していることを特徴とする。

［作用］
シンチレータ層の発光によってセンサーパネルを透過する光は、屈折し、光発生部で反射光となって再び偏光板を通過し、センサーパネルの光電変換素子アレイに到達する成分は極微量となる。

本発明によれば、光発生部とセンサーパネルの間に偏光板を設けることで、光反射性能の劣化が無く、光発生器の選択範囲が広く、信頼性が高い放射線検出装置を得ることができる。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。実施形態２以降においては、実施形態１と共通する事項についての説明は省略する。

［実施形態１］
図１は、本発明の実施形態１の放射線検出装置を示す断面図である。

図１中、１１は放射線を光に変換するシンチレータ層である蛍光体、１２は２次元に配列された光電変換素子アレイ、１３は基板である。１００はこれら３点からなるセンサーパネルであり、基板１３上に光電変換素子アレイ１２、及びシンチレータ層が順次配置される。１０１は偏光板、１０２は基板１３のシンチレータ層１１とは反対側に配置された光キャリブレーション用の光発生部である。これら１００〜１０２によってセンサーパネルと光発生部を備えた放射線検出装置が構成される。次に、偏光板１０１は、センサーパネル１００と光発生部１０２の間に設置される。

図１に示すようにセンサーパネル１００の基板１３と、光発生部１０２の間に偏光板１０１を設置した。光発生部１０２は、少なくとも光電変換素子アレイ１２の受光範囲に光を照射できるようになっている。偏光板１０１は、光発生部１０２からの光は透過させる。一方、蛍光体１１の発光によってセンサーパネル１００から基板１３を透過してきた光は、基板１３及び光発生部１０２で屈折するため、反射光となって再び偏光板を通過し、センサーパネル１００の光電変換素子アレイ部に到達する成分は極微量となる。したがって、偏光板１０１を設置することで、光キャリブレーションに必要な光は透過させ、画像の品質劣化を引き起こす反射光を品質上問題無いレベルに減少させることが可能となる。また、偏光板は着色等の加工が不要なため、光による品質劣化は皆無である。

また、偏光板１０１のスリット角度を、光電変換素子アレイの直交２軸の配列方向に対して規定してもよい。この点を更に説明する。

図２は、光電変換素子アレイの直交２軸の配列方向に対するスリット角度Ｘを示す図である。

Ｘを３０〜６０°の範囲で設定すると、効率よく反射光を遮断できる。このスリット角度範囲の中でも、特に４５°が好ましい。すなわち、光電変換素子アレイ１２の画素間の隙間がある程度偏光板の作用を持っていると考えられ、光電変換素子アレイ１２のメタル部を抜けてくる光は、光電変換素子の配列方向に対して垂直成分が多い。このため、メタル部を抜けてくる光は、スリット角度が４５°であれば、偏光板１０１で効率よくカットされて、光発生部１０２に達する。光発生部１０２での反射により減光した光は、再度偏光板１０１を通過し更にカットされ、光電変換素子アレイ部に到達する。

なお、光発生部１０２は、エレクトロルミネセンス（ＥＬ）、ＬＥＤ、冷陰極管や半導体レーザー等の光源が好ましい。
［実施形態２］
図３は、本発明の実施形態２の放射線検出装置を示す断面図である。

図３において、実施形態１の構成に蛍光体１１の保護層１４を追加し、光発生部１０２は基材１０３、発光層１０４に分割したものである。また、偏光板１０１を、保護層１４と略等しい面積で設置したものである。この構成にすることで、センサーパネル１００の応力分布を均等化することができ、センサーパネル１００の反り防止効果が向上する。

［実施形態３］
図４は、本発明の実施形態３の放射線検出装置を示す断面図である。

図４において、偏光板１０１が、光発生部１０２の基材を兼ねている。この構成により、放射線検出装置を薄くすることが可能である。

以上、説明してきた本発明によれば、光学的キャリブレーション機能を有する放射線検出装置において、センサーパネルと光発生部の間に偏光板を設置することで、センサーパネルへの反射光を効率的に遮光することができ、画像品質の安定化が可能である。また、偏光板は着色等の加工を必要としないので光劣化が皆無となり、光学的キャリブレーション機能の安定化が可能となる。更に、偏光板のスリット角度を規定することで、前記にも増して効率良く反射光を遮光できる。したがって、経時品質性能に優れ、信頼性の高い放射線検出装置が得られる。

［応用例］
図５は、本発明の放射線検出装置を放射線検出システムとして応用した例を示す図である。

放射線検出装置は、上記の各実施形態の放射線検出装置である。

放射線源であるＸ線チューブ６０５０で発生したＸ線６０６０は、患者或いは被験者６０６１の胸部６０６２を透過し、放射線画像を撮影する放射線検出装置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放射線検出装置６０４０のシンチレータ層は発光し、これを光電変換して電気的情報を得る。この電気的情報は、信号処理手段によって処理される。すなわち、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、コントロールルームに有る表示手段としてのディスプレイ６０８０で観察できる。

また、この情報は、通信回線６０９０等の伝送処理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等でディスプレイ６０８１に表示するか又は光ディスク等の保存手段に保存することができる。これにより、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。

本発明は、医療用のＸ線センサ等に応用することが可能であるが、無破壊検査等のそれ以外の用途に応用した場合にも有効である。

本発明の実施形態１の放射線検出装置を示す断面図 光電変換素子アレイの直交２軸の配列方向に対するスリット角度Ｘを示す図 本発明の実施形態２の放射線検出装置を示す断面図 本発明の実施形態３の放射線検出装置を示す断面図 本発明の放射線検出装置を放射線検出システムとして応用した例を示す図

符号の説明

１１…シンチレータ層
１２…光電変換素子アレイ
１３…基板
１４…保護層
１００…センサーパネル
１０１…偏光板
１０２…光発生部
１０３…光発生部の基材
１０４…発光層

Claims (7)

1. ２次元に配列された光電変換素子アレイ上に放射線を光に変換するシンチレータ層を配置したセンサーパネルと、前記光電変換素子アレイに光を照射するための光発生部とを備えた放射線検出装置において、前記光発生部とセンサーパネルの間に偏光板を具備していることを特徴とする放射線検出装置。
2. 前記偏光板のスリットは、前記光電変換素子アレイの直交２軸の配列方向に対して角度が付いていることを特徴とする請求項１に記載の放射線検出装置。
3. 前記角度は、３０〜６０°に規定されていることを特徴とする請求項２に記載の放射線検出装置。
4. 前記角度は、４５°に規定されていることを特徴とする請求項２に記載の放射線検出装置。
5. 前記偏光板は、前記センサーパネルを構成する前記シンチレータ層と等しい面積で設置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検出装置。
6. 前記偏光板は、前記光発生部の基材としての機能を有していることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の放射線検出装置。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の放射線検出装置と、
   前記放射線検出装置からの信号を処理する信号処理手段と、
   前記信号処理手段からの信号を記録するための記録手段と、
   前記信号処理手段からの信号を表示するための表示手段と、
   前記信号処理手段からの信号を伝送するための伝送処理手段と、
   前記放射線を発生させるための放射線源とを具備することを特徴とする放射線検出システム。

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