JP2011247853A - 放射線画像検出器 - Google Patents
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Abstract
【課題】振動によるマイクロフォニック・ノイズの発生を抑えて実像のみを表示できる信頼性の高い放射線画像検出器を提供する。
【解決手段】平面ガラス基板１表面に複数の画素２を配列した受光部３を有する放射線検出パネル４と、放射線検出パネル４上に設けられ、外部から入射したＸ線を光に変換するシンチレータ層６と、放射線検出パネル４を支持する基台５と、放射線検出パネル４の基台５側面に形成された第１の導電性層１１と、基台５の端部で固定され、放射線検出パネル４及びシンチレータ層６を保護する保護カバー９と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】平面ガラス基板１表面に複数の画素２を配列した受光部３を有する放射線検出パネル４と、放射線検出パネル４上に設けられ、外部から入射したＸ線を光に変換するシンチレータ層６と、放射線検出パネル４を支持する基台５と、放射線検出パネル４の基台５側面に形成された第１の導電性層１１と、基台５の端部で固定され、放射線検出パネル４及びシンチレータ層６を保護する保護カバー９と、を備える。
【選択図】図１
Description
本発明は、基板上に複数の画素が格子状に配列された平板状のパネルを有する放射線画像検出器に関する。
新世代のＸ線診断用画像表示装置として、アクティブマトリックスや、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の固体撮像素子を用いた平面検出器（Flat Panel Detector）が大きな注目を集めている。このＸ線平面検出器にＸ線を照射することにより、Ｘ線撮影像またはリアルタイムのＸ線画像がデジタル信号として出力できる。このため、画質性能や安定性の面に於いても極めて期待が大きく、多くの大学やメーカー等が研究開発に取り組んでいる。
Ｘ線平面検出器は、直接方式と間接方式の２方式に大別される。
直接方式は、Ｘ線をａ−Ｓｅ等の光導電膜により直接電荷信号に変換し、電荷蓄積用キャパシタに導く方式である。この直接方式は、Ｘ線により発生した光導電電荷を高電界により直接的に電荷蓄積用キャパシタに導くため、ほぼアクティブマトリックスの画素電極ピッチで規定される解像度特性が得られる。
一方、間接方式は、シンチレータ層によりＸ線を一旦可視光に変換し、可視光をａ−Ｓｉフォトダイオード、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等により信号電荷に変換して電荷蓄積用キャパシタに導く方式である。現在実用化されているＸ線画像検出器の多くが間接方式を採用している。
従来の間接方式によるＸ線画像検出器の基本構成を図７に示す。
従来のＸ線画像検出器５０では、平面ガラス基板１表面に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）スイッチや可視光を電気信号に変換するフォトダイオードなどからなる画素２を複数有する受光部３が設けられ、放射線検出パネル４を形成している。
この放射線検出パネル４は、基台５上に搭載される。また、放射線検出パネル４の上には、Ｘ線を可視光に変換するシンチレータ層６が形成される。このシンチレータ層６には、高輝度蛍光物質であるヨウ化セシウム（ＣｓＩ）等のハロゲン化合物やガドリニウム硫酸化物（ＧＯＳ）等の酸化物系化合物等の蛍光体が用いられ、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法等の気相成長法で形成される。
また、シンチレータ層６の表面には、必要に応じてシンチレータ層６で変換された可視光の利用効率を高めるための反射層７が形成される。
更に、このＸ線画像検出器５０は、基台５の端部に形成された接合層８を介して、放射線検出パネル４とシンチレータ層６を保護するための保護カバー９が形成されている（例えば、特許文献1参照）。
このような間接方式のＸ線画像検出器５０では、入射Ｘ線１３がシンチレータ層６において先ず可視光１４に変換され、放射線検出パネル４に形成された画素２に到達する。可視光１４は、画素２中のフォトダイオードにより電荷に変換された後、画素２中のＴＦＴスイッチに接続された図示していない信号ラインから外部へと読み出される。この読み出された信号は、信号処理回路等（図示せず）にてデジタル画像信号に変換され、表示回路（図示せず）を介してモニタ表示される。
ところが、上記のような画像検出器を医療分野に用いた場合、診察中の患者による圧迫、アームの移動、寝台の移動、患者の移動に伴う振動によるノイズ（以下、「マイクロフォニック・ノイズ」と記す）が発生する場合がある。また、産業分野に用いた場合も、検査場所の振動などにより、マイクロフォニック・ノイズが生じ得る。
このマイクロフォニック・ノイズは、モニタ画面の一部または広範囲に広がる輝度ムラとして表示される。これは医療用途、産業用途を問わず、実像に重畳されて表示されるため、誤診、判断間違いの大きな要因となる。特に医療診断では、患者の失陥部位の誤判断を招くおそれがあり、最悪の場合、死に至るような重大な危険性がある。
図７に示す放射線画像表示装置５０において、マイクロフォニック・ノイズは、放射線検出パネル４とそれを固定するための基台５とのギャップが変動することにより発生する帯電現象が原因であると考えられる。
この対策として、これまで、放射線検出パネル４の入射面をスポンジなどで加圧して裏面の基台５に押し付けることにより振動を抑制し、マイクロフォニック・ノイズの発生を低減させていた。
しかしながら、この手法では低減の効果はあるものの、特に低線量下での評価ではまだ無視できない程度のマイクロフォニック・ノイズが発生してしまう。
また、車載、移動型の装置の場合にはさらに顕著なマイクロフォニック・ノイズによる輝度ムラが発生しており、未だ解決には至っていないのが実情である。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、振動によるマイクロフォニック・ノイズの発生を抑えて実像のみを表示できる信頼性の高い放射線画像検出器を提供することを目的とする。
上述の目的を達成するため、本発明の放射線画像検出器は、絶縁性の平面基板表面に複数の画素を配列した受光部を有する放射線検出パネルと、前記放射線検出パネルを支持する基台と、前記放射線検出パネルの前記基台側面に形成された第１の導電性層と、を備えることを特徴とする。
また、本発明の放射線画像検出器は、絶縁性の平面基板表面に複数の画素を配列した受光部を有する放射線検出パネルと、前記放射線検出パネル上に設けられ、外部から入射したＸ線を光に変換するシンチレータ層と、前記放射線検出パネルを支持する基台と、前記放射線検出パネルの前記基台側面に形成された第１の導電性層と、前記基台の端部で固定され、前記放射線検出パネル及び前記シンチレータ層を保護する保護カバーと、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、振動によるマイクロフォニック・ノイズの発生を抑えて実像のみを表示できる信頼性の高い放射線画像表示装置を提供することができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るＸ線画像検出器を示すものである。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るＸ線画像検出器を示すものである。
このＸ線画像検出器１０は、平面ガラス基板１表面に、フォトダイオードやＴＦＴスイッチなどからなる画素２を複数有する受光部３が設けられ、放射線検出パネル４を形成している点は、従来例のＸ線画像検出器５０と同様である。
しかし、この放射線検出パネル４の下面には導電性層１１が設けられ、この導電性層１１を介して放射線検出パネル４が基台５上に搭載されている。
導電性層１１の材料としては、ＡＬ、Ｃｕ、Ｎｉ等の金属やこれらの合金を用いることができる。また、導電性層１１は、１０１２Ω／□（ohm/square）以下、好ましくは１０６Ω／□以下、最も好ましくは１００Ω／□以下のシート抵抗を有するものを用いることができる。
この導電性層１１は放射線検出パネル４に密着させて形成し、放射線検出パネル４が振動したときに、放射線検出パネル４と導電性層１１の間隔が変化しないように設置することが重要である。
導電性層１１を放射線検出パネル４に密着させて形成するには、例えば、放射線検出パネル４に導電性シートを粘着材で貼り付ける方法、導電性塗料を塗布するなどの方法、またはスパッタリングで金属層を形成する方法等が挙げられる。
また、放射線検出パネル４の上には、Ｘ線を可視光に変換するシンチレータ層６が形成される。このシンチレータ層６には、高輝度蛍光物質であるヨウ化セシウム（ＣｓＩ）等のハロゲン化合物やガドリニウム硫酸化物（ＧＯＳ）等の酸化物系化合物等の蛍光体が用いられ、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法等の気相成長法で形成される。
また、シンチレータ層６の表面には、シンチレータ層６で変換された可視光の利用効率を高めるための反射層７が形成される。
更に、Ｘ線画像検出器１０は、基台５の端部に形成された接合層８を介して、放射線検出パネル４とシンチレータ層６を保護するための保護カバー９が形成されている。
上記の構成のＸ線画像検出器１０では、入射Ｘ線１３がシンチレータ層６において先ず可視光１４に変換され、放射線検出パネル４に形成された画素２に到達する。可視光１４は、画素２中のフォトダイオードにより電荷に変換された後、画素２中のＴＦＴスイッチに接続された図示していない信号ラインから外部へと読み出される。この読み出された信号は、信号処理回路等（図示せず）にてデジタル画像信号に変換され、表示回路（図示せず）を介してモニタ表示される。
また、Ｘ線画像検出器１０に振動が印加されると、放射線検出パネル４と基台５との間隔の変化により、剥離帯電または摩擦帯電による電荷の移動が発生するが、その電荷は一旦導電性層１１に到達し、この導電性層１１により放射線検出パネル４裏面の電荷は均一化されるため、画面全体の輝度変化は発生するが、ムラの発生は無くなる。
このため、振動が印加されてもマイクロフォニック・ノイズが阻止されることになり、表示画面の輝度変動、輝度ムラの発生を防止することができる。
よって、医療用途においては誤診、誤判断による重大な問題の発生を無くすことができるとともに、産業用途では車載、移動型の装置においてもマイクロフォニック・ノイズによる輝度ムラの発生が無い、信頼性の高い放射線画像表示装置を提供することができる。
［第２の実施の形態］
図２は、本発明の第２の実施の形態に係るＸ線画像検出器を示すものである。
図２は、本発明の第２の実施の形態に係るＸ線画像検出器を示すものである。
このＸ線画像検出器２０は、放射線検出パネル４の放射線入射面側で反射層７上に導電性層１２を設けた以外は、図１に示す第１の実施の形態と同様に形成されている。
このＸ線画像検出器２０においても、第１の実施の形態のＸ線画像検出器１０と同様の効果を奏することができる。
［第３の実施の形態］
図３は、本発明の第３の実施の形態に係るＸ線画像検出器を示すものである。
図３は、本発明の第３の実施の形態に係るＸ線画像検出器を示すものである。
このＸ線画像検出器３０は、導電性層１１及び導電性層１２について、接続線１５を介してＡｌ等で形成された導電性の保護カバー９に接続した以外は第２の実施形態に係るＸ線画像検出器２０と同様に形成されている。
このように、導電性層１１及び導電性層１２を導電性の保護カバー９に接続して電位規定することにより、電荷の移動は導電性層１１、１２の電位に固定されるため、放射線検出パネル４自体に到達することが出来なくなる。このため、ＴＦＴの配線、フォトダイオード、ＦＥＴ等への電荷の注入もなく、マイクロフォニック・ノイズによる輝度変動、ムラの発生を抑えることができる。
また、基台５が導電性である場合は、基台５と接続することにより導電性層１１、１２を電位規定しても良い。更に、導電性層１１、１２をアースしても良い。
また、電位規定する電位は、導電性層１１及び導電性層１２で異なる電位としても良い。
なお、上記の手法によって電位規定を行う際、必ずしも、導電性層１１及び導電性層１２の両方を行う必要はなく、片方で効果が十分な場合は、どちらか片方でも良い。
［第４の実施の形態］
図４は、本発明の第４の実施の形態に係るＸ線画像検出器を示すものである。
図４は、本発明の第４の実施の形態に係るＸ線画像検出器を示すものである。
このＸ線画像検出器４０は、導電性層１１及び導電性層１２について、それぞれ電源ライン１６及び信号回路１７に接続した以外は第２の実施形態に係るＸ線画像検出器２０と同様に形成されている。
このＸ線画像検出器４０では、発生したノイズと逆極性の信号を電源１６及び信号回路１７を通じて印加することにより、ノイズを打ち消すものである。
これより、第２の実施形態に係るＸ線画像検出器２０と同様の効果を奏することができる。
［その他の実施の形態］
上記実施の形態では、放射線検出パネル４として間接方式の例を示したが、Ｘ線等をａ−Ｓｅ等の光電変換膜により直接電荷信号に変換し、電荷蓄積用のキャパシタに導く直接方式の放射線検出パネル４を用いることもできる。この場合は、シンチレータ層６を省略することができる。
上記実施の形態では、放射線検出パネル４として間接方式の例を示したが、Ｘ線等をａ−Ｓｅ等の光電変換膜により直接電荷信号に変換し、電荷蓄積用のキャパシタに導く直接方式の放射線検出パネル４を用いることもできる。この場合は、シンチレータ層６を省略することができる。
（実験例）
図１に示したＸ線画像検出器１０を用い、Ｘ線を照射しない状態で１７０ｇの重りをＸ線画像検出器１０の上から４０ｍｍの高さから落下させて振動を発生させ、表示画像を撮影した。その結果、図５に示すように画像にノイズの発生は見られなかった。
図１に示したＸ線画像検出器１０を用い、Ｘ線を照射しない状態で１７０ｇの重りをＸ線画像検出器１０の上から４０ｍｍの高さから落下させて振動を発生させ、表示画像を撮影した。その結果、図５に示すように画像にノイズの発生は見られなかった。
これに対して、導電性層を形成しない従来の図７に示すＸ線画像検出器５０についても同様の試験を行った結果、図６に示すように、画面右側中央付近に大きなノイズが認められた。
１：平面ガラス基板
２：画素
３：受光部
４：放射線検出パネル
５：基台
６：シンチレータ層
７：反射層
８：接合層
９：保護カバー
１０：Ｘ線画像検出器
１１：導電性層
１２：導電性層
１３：入射Ｘ線
１４：可視光
１５：接続線
１６：電源ライン
１７：信号回路
２０：Ｘ線画像検出器
３０：Ｘ線画像検出器
４０：Ｘ線画像検出器
５０：Ｘ線画像検出器
２：画素
３：受光部
４：放射線検出パネル
５：基台
６：シンチレータ層
７：反射層
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１０：Ｘ線画像検出器
１１：導電性層
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２０：Ｘ線画像検出器
３０：Ｘ線画像検出器
４０：Ｘ線画像検出器
５０：Ｘ線画像検出器
Claims (7)
- 絶縁性の平面基板表面に複数の画素を配列した受光部を有する放射線検出パネルと、
前記放射線検出パネルを支持する基台と、
前記放射線検出パネルの前記基台側面に形成された第１の導電性層と、
を備えることを特徴とする放射線画像検出器。 - 前記放射線検出パネル上に第２の導電性層を備えたことを特徴とする請求項１記載の放射線画像検出器。
- 絶縁性の平面基板表面に複数の画素を配列した受光部を有する放射線検出パネルと、
前記放射線検出パネル上に設けられ、外部から入射したＸ線を光に変換するシンチレータ層と、
前記放射線検出パネルを支持する基台と、
前記放射線検出パネルの前記基台側面に形成された第１の導電性層と、
前記基台の端部で固定され、前記放射線検出パネル及び前記シンチレータ層を保護する保護カバーと、
を備えることを特徴とする放射線画像検出器。 - 前記放射線検出パネル上に第２の導電性層を備えたことを特徴とする請求項３記載の放射線画像検出器。
- 前記第１の導電性層及び前記第２の導電性層の少なくとも一方が電気的に電位規定されていることを特徴とする請求項２又は４記載の放射線画像検出器。
- 前記第１又は第２の導電性層は、１０１２Ω／□以下の導電性材料からなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の放射線画像検出器。
- 請求項１乃至６のいずれか１項記載の放射線画像検出器と、放射線源と、を備えた放射線装置。
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|---|---|---|---|
| JP2010124263A JP2011247853A (ja) | 2010-05-31 | 2010-05-31 | 放射線画像検出器 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016200542A (ja) * | 2015-04-13 | 2016-12-01 | キヤノン株式会社 | 放射線撮像装置及び放射線撮像システム |
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|---|---|---|---|---|
| JP2002257935A (ja) * | 2001-03-06 | 2002-09-11 | Canon Inc | 放射線検出装置及びそれを用いた放射線撮像システム |
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| JP2004309168A (ja) * | 2003-04-02 | 2004-11-04 | Canon Inc | 放射線撮影装置 |
-
2010
- 2010-05-31 JP JP2010124263A patent/JP2011247853A/ja active Pending
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