JP2010071931A - Radiographic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、医療用のX線撮影装置などに用いられる放射線撮影装置に関する。 The present invention relates to a radiation imaging apparatus used for a medical X-ray imaging apparatus or the like.
放射線撮影装置としては、特許文献1及び特許文献2に開示される構成が公知である。
特許文献1の構成では、発熱源及び放射線検出デバイスが、第1の筐体内で断熱材を介して保持されている。この第1の筐体内で発熱源から発生する熱は、第1の筐体表面を覆う第2の筐体に設置された空冷ファンで冷却される。
As a radiation imaging apparatus, configurations disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 are known.
In the configuration of Patent Document 1, the heat generation source and the radiation detection device are held in the first housing via a heat insulating material. The heat generated from the heat generation source in the first casing is cooled by an air cooling fan installed in the second casing that covers the surface of the first casing.
特許文献2の構成では、回路等の熱源と放射線検出器の間に断熱手段を設けている。また、放熱板の近傍にファンを設置している。 In the configuration of Patent Document 2, a heat insulating means is provided between a heat source such as a circuit and the radiation detector. A fan is installed in the vicinity of the heat sink.
このように、特許文献1及び特許文献2の構成では、放射線検出デバイスと信号処理用集積回路等の発熱源は、同一筐体内に近接されて設置されており、放熱板などの熱伝導部材を介し外部への放熱を行っていた。
しかしながら、集積回路からの発熱は無視できないレベルであり、特許文献1及び特許文献2のような放熱形態では、発熱源から放射線検出デバイスへの熱的遮蔽が十分ではなく、デバイス耐久性劣化あるいは集積回路加熱による画像劣化の懸念がある。 However, the heat generation from the integrated circuit is a level that cannot be ignored. In the heat radiation modes such as Patent Document 1 and Patent Document 2, the heat shielding from the heat source to the radiation detection device is not sufficient, and the device durability deteriorates or is integrated. There is a concern of image deterioration due to circuit heating.
本発明は、上記事実を考慮し、放射線検出器へ与える発熱源の熱の影響を効果的に低減することを目的とする。 In view of the above fact, an object of the present invention is to effectively reduce the influence of heat from a heat source on a radiation detector.
本発明の請求項1に係る放射線撮影装置は、放射線を検出する放射線検出器が内部に収容された第1筐体と、発熱源が内部に収容された第2筐体と、前記第2筐体内に設けられ、前記発熱源に接触してその発熱源の熱を放散させる放熱部材と、を備えている。 The radiation imaging apparatus according to claim 1 of the present invention includes a first housing in which a radiation detector for detecting radiation is housed, a second housing in which a heat source is housed, and the second housing. And a heat radiating member provided in the body and dissipating heat of the heat source by contacting the heat source.
この構成によれば、発熱源は放射線検出器から隔離され、かつ発熱源の熱が放熱部材により放散される。このため、発熱源の熱を放散させる放熱効率が良く、放射線検出器へ与える発熱源の熱の影響を効果的に低減することができる。 According to this configuration, the heat source is isolated from the radiation detector, and the heat of the heat source is dissipated by the heat radiating member. For this reason, the heat dissipation efficiency which dissipates the heat of the heat source is good, and the influence of the heat of the heat source on the radiation detector can be effectively reduced.
本発明の請求項2に係る放射線撮影装置は、請求項1の構成において、前記第2筐体内で冷却流体を流通させて前記第2筐体内を冷却する冷却手段を備えている。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the radiation imaging apparatus according to the first aspect, further comprising a cooling unit that circulates a cooling fluid in the second casing and cools the second casing.
この構成によれば、第2筐体内が冷却されるので、発熱源の熱が冷却され、放射線検出器へ与える発熱源の熱の影響を効果的に低減することができる。 According to this configuration, since the inside of the second housing is cooled, the heat of the heat source is cooled, and the influence of the heat of the heat source on the radiation detector can be effectively reduced.
本発明の請求項3に係る放射線撮影装置は、請求項1又は請求項2の構成において、前記放熱部材は、前記第2筐体に非接触であり、前記第2筐体内に前記発熱源の熱を放散させる。 A radiation imaging apparatus according to a third aspect of the present invention is the radiation imaging apparatus according to the first or second aspect, wherein the heat dissipation member is not in contact with the second housing, and the heat generation source is within the second housing. Dissipate heat.
この構成によれば、放熱部材が第2筐体内に発熱源の熱を放散させる。冷却手段が、
第2筐体内に放散された熱を冷却する。
According to this configuration, the heat dissipation member dissipates heat from the heat generation source in the second housing. The cooling means
The heat dissipated in the second housing is cooled.
このため、発熱源の熱を放散させる放熱効率が良く、放射線検出器へ与える発熱源の熱の影響を効果的に低減することができる。 For this reason, the heat dissipation efficiency which dissipates the heat of the heat source is good, and the influence of the heat of the heat source on the radiation detector can be effectively reduced.
本発明の請求項4に係る放射線撮影装置は、請求項1〜3のいずれか1項の構成において、前記第1筐体と前記第2筐体との間に断熱部材が設けられている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the radiation imaging apparatus according to any one of the first to third aspects, a heat insulating member is provided between the first casing and the second casing.
この構成によれば、第1筐体と第2筐体との間に断熱部材が設けられているので、第2筐体内にある発熱源から第1筐体内の放射線検出器に熱が伝わりにくく、放射線検出器へ与える発熱源の熱の影響を効果的に低減することができる。 According to this configuration, since the heat insulating member is provided between the first housing and the second housing, heat is not easily transmitted from the heat source in the second housing to the radiation detector in the first housing. The influence of the heat of the heat source on the radiation detector can be effectively reduced.
本発明の請求項5に係る放射線撮影装置は、請求項1〜4のいずれか1項の構成において、前記発熱源は、前記放射線検出器からの電気信号を増幅する信号増幅用回路、前記放射線検出器からの電気信号を処理する信号処理基板、前記放射線検出器に電力を供給する電源回路、前記放射線から変換された電荷を読み出すためのスイッチング素子に信号を入力するスイッチング素子ドライバである。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the radiographic apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein the heat generation source is a signal amplification circuit that amplifies an electric signal from the radiation detector, A signal processing board for processing an electric signal from the detector, a power supply circuit for supplying electric power to the radiation detector, and a switching element driver for inputting a signal to a switching element for reading out electric charges converted from the radiation.
発熱源としては、信号増幅用回路、信号処理基板、電源回路及びスイッチング素子ドライバが考えられ、これらを第2筐体で放射線検出器から隔離し、かつ放熱部材で放散することで、放射線検出器へ与える発熱源の熱の影響を効果的に低減することができる。 As the heat generation source, a signal amplification circuit, a signal processing board, a power supply circuit, and a switching element driver are conceivable. The radiation detector is isolated from the radiation detector by the second housing and diffused by the heat radiating member. It is possible to effectively reduce the influence of the heat of the heat generation source.
本発明の請求項6に係る放射線撮影装置は、請求項5の構成において、前記放熱部材は、前記信号増幅用回路に配置されている。 According to a sixth aspect of the present invention, in the configuration of the fifth aspect, the heat radiating member is disposed in the signal amplification circuit.
この構成によれば、信号増幅用回路は、一般に、発熱量の多い発熱源となるため、これを放熱部材で放散することで、放射線検出器へ与える発熱源の熱の影響を効果的に低減することができる。 According to this configuration, since the signal amplification circuit generally becomes a heat generation source with a large amount of heat generation, the influence of the heat of the heat generation source exerted on the radiation detector is effectively reduced by dissipating this with the heat dissipation member. can do.
本発明の請求項7に係る放射線撮影装置は、請求項1〜6のいずれか1項の構成において、前記放射線検出器からの電気信号を前記第2筐体内の回路に伝送するフレキシブルケーブルが、前記第1筐体及び前記第2筐体に少なくとも一方に固定されている。 The radiation imaging apparatus according to a seventh aspect of the present invention is the radiographic apparatus according to any one of the first to sixth aspects, wherein a flexible cable that transmits an electrical signal from the radiation detector to a circuit in the second housing is provided. It is fixed to at least one of the first casing and the second casing.
この構成によれば、放射線検出器からの電気信号を第2筐体内の回路に伝送するフレキシブルケーブルは、第1筐体及び第2筐体に少なくとも一方に固定されているので、ひらひらと動かないので、放射線検出器へ与えるノイズの影響を低減できる。 According to this configuration, the flexible cable that transmits the electrical signal from the radiation detector to the circuit in the second housing is fixed to at least one of the first housing and the second housing, and thus does not move in a fluttering manner. Therefore, the influence of noise on the radiation detector can be reduced.
本発明は、上記構成としたので、放射線検出器へ与える発熱源の熱の影響を効果的に低減できる。 Since this invention was set as the said structure, the influence of the heat | fever of the heat source which gives to a radiation detector can be reduced effectively.
以下に、本発明に係る放射線撮影装置の実施形態の一例を図面に基づき説明する。
まず、本実施形態に係る放射線撮影装置100に備えられた放射線検出器の構成について説明する。
Hereinafter, an example of an embodiment of a radiation imaging apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the configuration of the radiation detector provided in the
本実施形態に係る放射線検出器は、X線撮影装置等に使用されるものであり、放射線の照射を受けることにより導電性を呈する光導電層を含む静電記録部を備えてなり、画像情報を担持する放射線の照射を受けて画像情報を記録し、記録した画像情報を表す画像信号を出力するものである。 The radiation detector according to the present embodiment is used in an X-ray imaging apparatus or the like, and includes an electrostatic recording unit including a photoconductive layer that exhibits conductivity when irradiated with radiation. The image information is recorded upon receiving the irradiation of the radiation carrying the image, and the image signal representing the recorded image information is output.
放射線検出器としては、光の照射により電荷を発生する半導体材料を利用して読み取る、いわゆる光読取方式の放射線検出器と、放射線の照射により発生した電荷を蓄積し、その蓄積した電荷を薄膜トランジスタ(TFT:thin film transistor)などの電気的スイッチをオン・オフすることにより読み取る方式(以下、TFT方式という)の放射線検出器400等がある。
As the radiation detector, a so-called optical reading type radiation detector that reads using a semiconductor material that generates charges by light irradiation, and charges generated by radiation irradiation are accumulated, and the accumulated charges are thin film transistors ( There is a
(TFT方式の放射線検出器400の構成)
TFT方式の放射線検出器400の構成について説明する。図1は、TFT方式の放射線検出器400の全体構成を示す概略断面図である。図2は、TFT方式の放射線検出器400の要部構成を示すものであり、ガラス基板408及びそのガラス基板408上に積層された各部を示す図である。
(Configuration of TFT radiation detector 400)
The configuration of the
本実施形態に係るTFT方式の放射線検出器400は、図1及び図2に示すように、画像情報を担持した放射線の一例としてのX線が入射されることにより電荷を生成する光導電層404を備えている。光導電層404としては、アモルファスSe、Bi12MO20(M:Ti、Si、Ge)、Bi4M3O12 (M:Ti、Si、Ge)、Bi2O3、BiMO4(M:Nb、Ta、V)、Bi2WO6、Bi24B2O39、ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、MNbO3(M:Li、Na、K)、PbO、HgI2、PbI2、CdS、CdSe、CdTe、BiI3、GaAs等のうち少なくとも1つを主成分とする化合物などが用いられるが、暗抵抗が高く、X線照射に対して良好な光導電性を示し、真空蒸着法により低温で大面積成膜が可能な非晶質(アモルファス)材料が好まれる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
非晶質(アモルファス)材料としては、例えば、アモルファスSe(a-Se)膜が用いられている。また、アモルファスSeにAs、Sb、Geをドープした材料が、熱安定性に優れ、光導電層404の好適な材料となる。
For example, an amorphous Se (a-Se) film is used as the amorphous material. A material obtained by doping As, Sb, and Ge into amorphous Se is excellent in thermal stability and is a suitable material for the
光導電層404上には、画像情報を担持した放射線が透過する第1電極の一例として、光導電層404へバイアス電圧を印加するバイアス電極401が形成されている。このバイアス電極401は、例えば、金(Au)や白金により形成されている。このバイアス電極401を透過した放射線が光導電層404に照射される。
A
光導電層404に対してバイアス電極401が設けられている側とは反対側、すなわち光導電層404下には、光導電層404が生成した電荷を収集する第2電極の一例として、複数の電荷収集電極407aが形成されている。電荷収集電極407aは、図2に示すように、それぞれ電荷蓄積容量407c及びスイッチ素子407bに接続されている。また、電荷収集電極407aは、ガラス基板408に設けられている。
As an example of a second electrode that collects the charges generated by the
また、電荷収集電極407aとスイッチ素子407bと電荷蓄積容量407cとからアクティブマトリックス層407が構成され、ガラス基板408とアクティブマトリックス層407とからアクティブマトリックス基板450が構成されている(図3参照)。
Further, an
光導電層404とバイアス電極401との間には、図2に示すように、電荷選択透過性を有する電荷選択透過層402を設けるのが好ましい。電荷選択透過性とは、バイアス電極401と反対極性の電荷を透過させると共にバイアス電極401と同極性の電荷の透過を阻止する性質をいう。
As shown in FIG. 2, it is preferable to provide a charge
なお、光導電層404と電荷収集電極407aとの間にも、図2に示すように、電荷選択透過層402とは逆極性の下部電荷選択透過層406を設けるのが好ましい。
As shown in FIG. 2, it is preferable to provide a lower charge
バイアス電極401が正極であるときは、電荷選択透過層402は、電子に対しては導電体でありながら正孔の注入を阻止する層(正孔注入阻止層)で構成され、バイアス電極401が負極である場合には、正孔に対しては導電体でありながら電子の注入を阻止する層(電子注入阻止層)で構成される。
When the
なお、電荷選択透過層402が正孔注入阻止層である場合には、下部電荷選択透過層406に電子注入阻止層が用いられ、電荷選択透過層402が電子注入阻止層である場合には、下部電荷選択透過層406に正孔注入阻止層が用いられる。
When the charge
正孔注入阻止層としては、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリイミド、ポリシクロオレフィン等の絶縁性高分子に、正孔ブロック材料を混合した膜を好ましく用いることが出来る。 As the hole injection blocking layer, a film in which a hole blocking material is mixed with an insulating polymer such as polycarbonate, polystyrene, polyimide, or polycycloolefin can be preferably used.
正孔注入阻止層に含有される正孔ブロック材料のうち少なくとも一種が、カーボンクラスター又はその誘導体から選択される少なくとも1種であることが好ましい。さらにカーボンクラスターが、フラーレンC60、フラーレンC70、酸化フラーレン又はそれらの誘導体から選択される少なくとも1種であることが好ましい。 At least one of the hole blocking materials contained in the hole injection blocking layer is preferably at least one selected from carbon clusters or derivatives thereof. Further, the carbon cluster is preferably at least one selected from fullerene C 60 , fullerene C 70 , fullerene oxide or derivatives thereof.
なお、下部電荷選択透過層406については、無機材料を用いても良い。無機材料からなる電子注入阻止層としては、Sb2S3、ZnTe、CdTeや、Sb-Te、Sb-S、As-Se、As-S系化合物等の組成から成る無機材料を用いることができる。無機材料からなる層は、その組成を化学量論組成から変化させ、または2種類以上の同族元素との多元組成とすることでキャリア選択性を調節して用いることが好ましい。
Note that an inorganic material may be used for the lower charge
無機材料からなる正孔注入阻止層としては、CdS、CeO2、Ta2O5、SiO等の無機材料が好ましく用いられる。無機材料からなる層は、その組成を化学量論組成から変化させ、または2種類以上の同族元素との多元組成とすることでキャリア選択性を調節して用いることが好ましい。 As the hole injection blocking layer made of an inorganic material, an inorganic material such as CdS, CeO 2 , Ta 2 O 5 , or SiO is preferably used. The layer made of an inorganic material is preferably used by adjusting the carrier selectivity by changing the composition from the stoichiometric composition or by using a multi-component composition with two or more kinds of homologous elements.
なお、Sb2S3は電子を捕獲する局在準位を多く有する性質が強いので電子注入阻止性を有するが、Sb2S3層と隣接するa−Se層との界面が電気的障壁になるために正孔注入阻止性の層として使われることもある。 Note that Sb 2 S 3 has a strong property of having many localized levels for capturing electrons, and thus has an electron injection blocking property. However, the interface between the Sb 2 S 3 layer and the adjacent a-Se layer serves as an electrical barrier. Therefore, it may be used as a hole injection blocking layer.
また、電荷選択透過層402と光導電層404との間、及び下部電荷選択透過層406と光導電層404との間には、図2に示すように、それぞれ結晶化抑制層403、405を設けても良い。結晶化抑制層403、405としてはGeSe、GeSe2、Sb2Se3、a-As2Se3や、Se−As、Se−Ge、Se−Sb系化合物等を用いることが可能である。
Further, between the charge
なお、図1は、放射線検出器400を概略的に示すものであり、バイアス電極401、電荷収集電極407aを含むアクティブマトリックス層407、電荷選択透過層402、下部電荷選択透過層406、結晶化抑制層403、405等を省略して図示している。
FIG. 1 schematically shows a
図3は、放射線検出器400の1画素単位の構造を示す断面図であり、図4は、その平面図である。図3及び図4に示す1画素のサイズは、0.05mm×0.05mm〜0.3mm×0.3mm程度であり、放射線検出器全体としてはこの画素がマトリクス状に500×500〜6000×6000画素程度配列されている。
3 is a cross-sectional view showing the structure of one pixel unit of the
図3に示すように、アクティブマトリックス基板450は、ガラス基板408、ゲート電極411、電荷蓄積容量電極(以下、Cs電極と称する)418、ゲート絶縁膜413、ドレイン電極412、チャネル層415、コンタクト電極416、ソース電極410、絶縁保護膜417、層間絶縁膜420、及び電荷収集電極407aを有している。
As shown in FIG. 3, the
また、ゲート電極411やゲート絶縁膜413、ソース電極410、ドレイン電極412、チャネル層415、コンタクト電極416等により薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)からなるスイッチ素子407bが構成されており、Cs電極418やゲート絶縁膜413、ドレイン電極412等により電荷蓄積容量407cが構成されている。
The
ガラス基板408は支持基板であり、ガラス基板としては、無アルカリガラス基板(例えば、コーニング社製#1737等)が好ましい。なお、支持基板としては、ガラス基板に限られず、各種セラミック基板、樹脂基板等を用いることができる。
The
ゲート電極411及びソース電極410は、図4に示すように、格子状に配列された電極配線であり、その交点には薄膜トランジスタからなるスイッチ素子407bが形成されている。
As shown in FIG. 4, the
スイッチ素子407bソース電極410は、信号線としての直線部分と、スイッチ素子407bを構成するための延長部分とを備えており、ドレイン電極412は、スイッチ素子407bと電荷蓄積容量407cとをつなぐように設けられている。
The
ゲート絶縁膜413はSiNxやSiOx等からなっている。ゲート絶縁膜413は、ゲート電極411及びCs電極418を覆うように設けられており、ゲート電極411上に位置する部位がスイッチ素子407bにおけるゲート絶縁膜として作用し、Cs電極418上に位置する部位は電荷蓄積容量407cにおける誘電体層として作用する。つまり、電荷蓄積容量407cは、ゲート電極411と同一層に形成されたCs電極418とドレイン電極412との重畳領域によって形成されている。なお、ゲート絶縁膜413としては、SiNxやSiOxに限らず、ゲート電極411及びCs電極418を陽極酸化した陽極酸化膜を併用することもできる。
The
また、チャネル層(i層)415はスイッチ素子407bのチャネル部であり、ソース電極410とドレイン電極412とを結ぶ電流の通路である。コンタクト電極(n+層)416はソース電極410とドレイン電極412とのコンタクトを図る。
A channel layer (i layer) 415 is a channel portion of the
絶縁保護膜417は、ソース電極410及びドレイン電極412上、つまり、ガラス基板408上に、ほぼ全面(ほぼ全領域)にわたって形成されている。これにより、ドレイン電極412とソース電極410とを保護すると共に、電気的な絶縁分離を図っている。また、絶縁保護膜417は、その所定位置、つまり、ドレイン電極412においてCs電極418と対向している部分上に位置する部位に、コンタクトホール421を有している。
The insulating
電荷収集電極407aは、非晶質透明導電酸化膜からなっている。電荷収集電極407aは、コンタクトホール421を埋めるようにして形成されており、ソース電極410上及びドレイン電極412上に積層されている。電荷収集電極407aと光導電層404とは電気的に導通しており、光導電層404で発生した電荷を電荷収集電極407aで収集できるようになっている。
The
続いて、電荷収集電極407aについて詳細に説明する。本実施形態で用いる電荷収集電極407aは、非晶質透明導電酸化膜によって構成されている。非晶質透明導電酸化膜材料としては、インジウムと錫との酸化物(ITO:Indium-Tin-Oxide)や、インジウムと亜鉛との酸化物(IZO:Indium-Zinc-Oxide)、インジウムとゲルマニウムとの酸化物(IGO:Indium-Germanium-Oxide)等を基本組成とするものを使用することができる。
Next, the
また、電荷収集電極407aとしては、各種の金属膜や導電酸化膜が使用されているが、下記の理由により、ITO(Indium-Tin-Oxide)等の透明導電酸化膜が用いられることが多い。放射線検出器400において入射X線量が多い場合、不要な電荷が半導体膜中(あるいは半導体膜と隣接する層との界面付近)に捕獲されることがある。
As the
このような残留電荷は、長時間メモリーされたり、時間をかけつつ移動したりするので、以降の画像検出時にX線検出特性が劣化したり、残像(虚像)が現れたりして問題になる。そこで、特開平9−9153号公報(対応米国特許第5563421号)には、光導電層404に残留電荷が発生した場合に、光導電層404の外側から光を照射することで、残留電荷を励起させて取り除く方法が開示されている。また、特開2004−146769(対応米国特許第6995375号、および第7034312号)には光照射によって分割電極を備えた放射線検出器に発生する電界を安定化することにより、感度変動をなくした放射線検出器が開示されている。この場合、光導電層404の下側(電荷収集電極407a側)から効率よく光を照射するためには、電荷収集電極407aが照射光に対して透明である必要がある。
Since such residual charges are stored for a long time or move while taking time, the X-ray detection characteristics are deteriorated during the subsequent image detection, and an afterimage (virtual image) appears. Therefore, in Japanese Patent Laid-Open No. 9-9153 (corresponding US Pat. No. 5,563,421), when residual charges are generated in the
また、電荷収集電極407aの面積充填率(フィルファクター)を大きくする目的、またはスイッチ素子407bをシールドする目的、またはトップゲートとして機能させて大線量照射時のTFTの破壊を防止する目的で、スイッチ素子407bを覆うように電荷収集電極407aを形成することが望まれるが、電荷収集電極407aが不透明であると、電荷収集電極407aの形成後にスイッチ素子407bを観察することができない。
In addition, for the purpose of increasing the area filling factor (fill factor) of the
例えば、電荷収集電極407aを形成後、スイッチ素子407bの特性検査を行う場合、スイッチ素子407bが不透明な電荷収集電極407aで覆われていると、スイッチ素子407bの特性不良が見つかった際、その原因を解明するために光学顕微鏡等で観察することができない。従って、電荷収集電極407aの形成後もスイッチ素子407bを容易に観察することができるように、電荷収集電極407aは透明であることが望ましい。
For example, when the characteristic inspection of the
層間絶縁膜420は、感光性を有するアクリル樹脂からなり、スイッチ素子407bの電気的な絶縁分離を図っている。層間絶縁膜420には、コンタクトホール421が貫通しており、電荷収集電極407aはドレイン電極412に接続されている。コンタクトホール421は、図3に示すように逆テーパ形状で形成されている。バイアス電極401とCs電極418との間には、図示しない高圧電源が接続されている。
The
また、図1に示すように、ガラス基板408上には、保護部材442が設けられている。保護部材442は、光導電層404の周囲を囲んでおり、4辺(4本の直線)で構成された枠状に形成されている。
As shown in FIG. 1, a
保護部材442の内周側の空間には、光導電層404及びバイアス電極401を覆って光導電層404及びバイアス電極401を封止する封止層444が形成されている。本実施形態では、保護部材442及び封止層444により、光導電層404及びバイアス電極401を封止する封止部材が構成されている。
A
封止層444の材料には、X線透過性、絶縁性及び防湿性を有する材料が選択される。具体的には、エポキシ樹脂、シリコン樹脂などの常温硬化性樹脂が用いられる。また、光導電層404及びバイアス電極401を封止部材としては、光導電層404及びバイアス電極401を覆う保護膜を用いても良い。この保護膜には、X線透過性、絶縁性及び防湿性を有する材料が選択され、例えば、PETフイルムが用いられる。なお、保護膜は、封止層444に替えて設けられても良いし、封止層444上に重ねて設けられても良い。また、保護膜は、保護部材442を被覆するように形成してもよい。
As the material of the
また、保護部材442には、絶縁性を有する絶縁性部材が用いられている。絶縁性部材としては、例えば、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリメタクリル酸メチル(アクリル)、ポリ塩化ビニール、ガラス等が用いられる。
Further, the
なお、封止部材としては、保護部材442を有せず、封止層444のみで構成されていてもよい。
Note that the sealing member may include only the
(TFT方式の放射線検出器の動作原理)
次に、上記のTFT方式の放射線検出器400の動作原理について説明する。
光導電層404にX線が照射されると、光導電層404内に電荷(電子−正孔対)が発生する。バイアス電極401とCs電極418との間に電圧が印加された状態、すなわちバイアス電極401とCs電極418とを介して光導電層404に電圧が印加された状態において、光導電層404と電荷蓄積容量407cとは電気的に直列に接続された構造となっているので、光導電層404内に発生した電子は+電極側に、正孔は−電極側に移動し、その結果、電荷蓄積容量407cに電荷が蓄積される。
(Operation principle of TFT radiation detector)
Next, the operation principle of the above-described
When the
電荷蓄積容量407cに蓄積された電荷は、ゲート電極411への入力信号によってスイッチ素子407bをオン状態にすることによりソース電極410を介して外部に取り出すことが可能となる。そして、ゲート電極411とソース電極410とからなる電極配線、スイッチ素子407b及び電荷蓄積容量407cは、すべてマトリクス状に設けられているため、ゲート電極411に入力する信号を順次走査し、ソース電極410からの信号をソース電極410毎に検知することにより、二次元的にX線の画像情報を得ることが可能となる。
The charge stored in the
(放射線撮影装置100の構成)
次に、放射線撮影装置100の構成について説明する。
(Configuration of radiation imaging apparatus 100)
Next, the configuration of the
放射線撮影装置100は、各構成部品を収容する筐体102を備えている。筐体102内は、筐体102内の空間を仕切る隔壁104が設けられており、筐体102内は、2つの空間に分割されている。これにより、分割された2つの空間のうち一方の空間が内部に形成された第1筐体111と、その2つの空間のうち他方の空間が内部に形成された第2筐体112とが構成される。第1筐体111は、外気に対して密封されており、第2筐体112の内部空間と第1筐体111の内部空間とは、隔たっている。
The
筐体102及び隔壁104は、例えば、SUS板(ステンレス板)で形成されている。なお、本実施形態では、第1筐体111及び第2筐体112は一体的に形成されているが、第1筐体111及び第2筐体112は、別体で形成されていても良い。
The
第1筐体111には、放射線が照射される面にカーボン板106が設けられている。このカーボン板106と放射線検出器400の封止層444との間には、放射線検出器400とカーボン板106の間の衝撃をやわらげるための緩衝材108が設けられている。
The
放射線検出器400のアクティブマトリックス基板450の隔壁104側には、導光板110が設けられている。導光板110としては、例えば、アクリル板が用いられる。
On the
導光板110の端部には、光源113が設けられており、光源113からの光は、導光板110を通じて、アクティブマトリックス基板450に照射される。光源113としては、例えば、LEDが用いられる。
A
この導光板470を通じた光照射は、電荷収集電極407a間のスペース(電極がない領域)に予め電荷を溜めることで、放射線の入射で生成された電荷が、電荷収集電極407a間のスペースに移動しないようにし、感度変動を抑制するために用いられる。また、導光板470を通じた光照射は、光導電層404に残留する残留電荷を励起させて取り除くために用いても良い。
Light irradiation through the light guide plate 470 accumulates charges in advance in the space between the
隔壁104と導光板110との間には、隔壁104側からの熱を遮断する断熱部材116が設けられている。なお、断熱部材116を設けずに導光板110を断熱部材として用いても良い。断熱部材116としては、例えば、合成樹脂を発泡成形したスポンジが用いられる。
Between the
また、放射線検出器400のソース電極410には、データ配線120がそれぞれ電気的に接続されている。個々のデータ配線120は信号処理基板122に接続されている。
The data lines 120 are electrically connected to the
放射線検出器400のゲート電極411には、ゲート配線123がそれぞれ電気的に接続されている。個々のゲート配線123はゲート線ドライバ126に接続されている。
データ配線120及びゲート配線123は、フレキシブルケーブルで構成されており、第1筐体111及び第2筐体112の一部をなす隔壁104に固定されている。
The
ゲート線ドライバ126からゲート配線123を介してゲート電極411へ入力される信号によってスイッチ素子407bをオン状態となる。
The
電荷蓄積容量407cに蓄積された電荷は、電荷信号としてソース電極410及びデータ配線120を伝送されて信号処理基板122に入力されるようになっている。
The charge stored in the
信号処理基板122は、個々のデータ配線120毎に設けられた信号増幅用回路124及びサンプルホールド回路125を備えており、個々のデータ配線120を伝送された電気信号は、信号増幅用回路124で増幅された後にサンプルホールド回路125に保持される。
The
また、サンプルホールド回路125の出力側には、マルチプレクサ(図示省略)と、画像情報を担持した電気信号を変換する電気信号変換部の一例としてのA/D変換器(図示省略)とが、順に接続されている。個々のサンプルホールド回路125に保持された電荷信号は、マルチプレクサに順に(シリアルに)入力され、A/D変換器によって、アナログ電気信号がデジタル電気信号に変換される。
Further, on the output side of the
また、入力電力から必要とされる出力電力を生成する電源回路129を有する回路基板128が設けられており、電源回路129によって電源からの直流電流を所望の電圧に変圧して放射線検出器400や各種回路・素子へ供給する。
In addition, a
本実施形態では、発熱源として、信号増幅用回路124、信号処理基板122、電源回路129を有する回路基板128、ゲート線ドライバ126、電源回路129、後述の冷却ファン142が第2筐体112に配置されている。なお、第2筐体112には、この複数の発熱源がすべて配置されていなくてもよく、これらの複数の発熱源のうち、少なくとも1つが配置されていれば良い。
In the present embodiment, a
なお、図6に示すように、光源113の放射線検出器400側(図6における上側)に隔壁105が設けられると共に隔壁104に開口107が形成されて、光源113を含む空間が第2筐体112の内部空間とみなせる場合には、光源113は、第2筐体112に配置された発熱源とみなせる。
As shown in FIG. 6, a
また、第2筐体112には、信号増幅用回路124の熱を放散させる放熱部材140が設けられている。
The
放熱部材140は、信号増幅用回路124に接触しており、信号増幅用回路124の熱を吸収するようになっている。また、放熱部材140は、第2筐体112には接触しておらず、吸収した熱を第2筐体112内に放散させる。
The
なお、放熱部材140が第2筐体112に非接触である構成は、放熱部材140の熱が第2筐体112に伝達しない構成であって、例えば、放熱部材140が信号増幅用回路124のみに固定されて第2筐体112の内壁に接触しない構成や、放熱部材140が樹脂等の断熱材を介して第2筐体112の内壁に固定されている構成が考えられる。
The configuration in which the
また、放熱部材140は、熱を伝導させる熱伝導部材を介して、信号増幅用回路124に設けられていてもよい。
Further, the
また、図7に示すように、信号処理基板122、電源回路129を有する回路基板128及びゲート線ドライバ126に対しても放熱部材141が設けられる構成であってもよい。
Further, as shown in FIG. 7, the
また、放熱部材140は、第2筐体112に接触する構成であってもよい。この構成においては、放熱部材140の熱は、第2筐体112を通じて第2筐体112外に放出される。
Further, the
放熱部材140は、放熱部材140が設けられる発熱源たる信号増幅用回路124よりも熱伝導性がよい材料が用いられる。信号増幅用回路124が、外装がプラスチック等で形成されたICチップで構成される場合には、放熱部材140は、例えば、アルミ等の金属板が用いられる。
The
第2筐体112には、第2筐体内で冷却流体を流通させて第2筐体内を冷却する冷却手段の一例として、第2筐体112内で外気を流通させて第2筐体内を冷却する冷却ファン142が設けられている。また、第2筐体112には、冷却流体としての外気を流入させる複数の流入口144と、第2筐体112内に流入した外気を排出させる排出口146とが形成されている。
As an example of a cooling unit that circulates a cooling fluid in the second casing and cools the second casing, the
冷却ファン142は、駆動して第2筐体112外の外気を流入口144から第2筐体112内に流入させると共に、流入させた外気を排出口146から第2筐体112外が排出する。
The cooling
なお、冷却手段が流通させる冷却流体は、空気に限られず、ガスや、水などの液体であっても良い。 The cooling fluid circulated by the cooling means is not limited to air, and may be a liquid such as gas or water.
信号処理基板122、電源回路129を有する回路基板128及びゲート線ドライバ126は、一体の基板で構成されており、この基板と隔壁104との間には、スペーサ130が設けられている。このスペーサ130は、信号処理基板122、電源回路129を有する回路基板128及びゲート線ドライバ126で発生した熱を第2筐体112(隔壁104)に伝える伝熱部材として機能する。
The
信号処理基板122、電源回路129を有する回路基板128及びゲート線ドライバ126は、スペーサ130によって、第2筐体112の内壁(隔壁104)との間に隙間が形成されており、第2筐体112内に流入した外気は、この隙間を流通する。これにより、信号処理基板122、電源回路129を有する回路基板128及びゲート線ドライバ126自体の熱、第2筐体112(隔壁104)に伝わった熱を効率よく冷却することができる。
A gap is formed between the
なお、スペーサ130は、放射線検出器400に対する断熱に着目する場合には、断熱部材で構成していてもよい。
The
(本実施形態の作用)
次に、上記の実施形態について作用を説明する。
(Operation of this embodiment)
Next, the operation of the above embodiment will be described.
この構成によれば、発熱源たる信号増幅用回路124、信号処理基板122、電源回路129を有する回路基板128、ゲート線ドライバ126、電源回路129及び後述の冷却ファン142が、第2筐体112に配置され、放射線検出器400と隔離されている。
According to this configuration, the
また、特に発熱量が多い信号増幅用回路124の熱は、放熱部材140により第2筐体112内に放散される。第2筐体112内に放散された熱は、冷却ファン142が第2筐体112内で外気を流通させることにより、冷却される。
Further, the heat of the
このため、発熱源の熱を放散させる放熱効率が良く、放射線検出器400へ与える発熱源の熱の影響を効果的に低減することができる。
Therefore, the heat radiation efficiency for radiating the heat of the heat source is good, and the influence of the heat of the heat source on the
また、第1筐体111と第2筐体112との間に断熱部材116が設けられているので、第2筐体112にある発熱源から第1筐体111の放射線検出器400に熱が伝わりにくく、放射線検出器400へ与える発熱源の熱の影響を効果的に低減することができる。
In addition, since the
本発明は、上記の実施形態に限るものではなく、種々の変形、変更、改良が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications, changes, and improvements can be made.
100 放射線撮影装置
111 第1筐体
112 第2筐体
113 光源(発熱源)
116 断熱部材
120 データ配線(フレキシブルケーブル)
122 信号処理基板(発熱源)
123 ゲート配線(フレキシブルケーブル)
124 信号増幅用回路(発熱源)
126 ゲート線ドライバ(スイッチング素子ドライバ、発熱源)
128 回路基板(発熱源)
129 電源回路(発熱源)
140 放熱部材
141 放熱部材
142 冷却ファン(冷却手段、発熱源)
400 放射線検出器
100 Radiography system
111 First housing
112 Second housing
113 Light source (heat source)
116 Thermal insulation
120 Data wiring (flexible cable)
122 Signal processing board (heat source)
123 Gate wiring (flexible cable)
124 Signal amplification circuit (heat source)
126 Gate line driver (switching element driver, heat source)
128 Circuit board (heat source)
129 Power circuit (heat source)
140 Heat dissipation member
141 Heat dissipation member
142 Cooling fan (cooling means, heat source)
400 radiation detector
Claims (7)
発熱源が内部に収容された第2筐体と、
前記第2筐体内に設けられ、前記発熱源に接触してその発熱源の熱を放散させる放熱部材と、
を備えた放射線撮影装置。 A first housing in which a radiation detector for detecting radiation is housed;
A second housing in which a heat source is housed;
A heat dissipating member provided in the second casing and dissipating heat of the heat source in contact with the heat source;
A radiography apparatus comprising:
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