JP2012112725A - 放射線検出装置及び放射線検出システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明の放射線検出装置は、シンチレータ4と、シンチレータ4により変換された可視光を電気信号に変換する画素が2次元マトリクス状に配複数置された光電変換部3と、散乱放射線除去用のグリッド1と、を含む放射線検出装置であって、グリッド1、光電変換部3、シンチレータ4の順に配置されている。
【選択図】 図1
Description
先ず、図1を用いて本発明の第1の実施形態に係る放射線検出装置について説明する。
ガラス基板等の絶縁性表面を有する基板2の第1表面側に、光電変換部3が配置される。光電変換部3は、後述するシンチレータ4により変換された可視光を電気信号に変換するための画素が2次元アレイ状に複数配置されており、各画素はそれぞれ光電変換素子とスイッチ素子を有している。なお、基板2に対して放射線が第1表面と対向する第2表面側から入射するように、基板2及び光電変換部3が配置される。ここで、本発明において各構成要素に対して、放射線入射側の表面を第2表面と、放射線入射側と反対側の表面を第1表面と示す。基板2の第1表面の端部には、フレキシブル配線基板6を介してプリント回路基板7a及び7bが実装される。フレキシブル配線基板やプリント回路基板には、各種集積回路が設けられる。集積回路としては、光電変換部3を駆動する駆動回路、光電変換部3からの電気信号を読み取る読出回路、駆動回路及び読出回路の少なくとも一方に電源を供給する電源回路、駆動回路及び読出回路の少なくとも一方を制御する制御回路が、挙げられる。光電変換部3の放射線入射側とは反対側の第1表面に、シンチレータ4が固定配置される。シンチレータ4の第2表面は、光電変換部3の第1表面上に蒸着して形成されることで固定配置されるか、又は接着して固定配置される。シンチレータ4の第1表面は、外装箱8に設置された支持基台9の第2表面に、接着剤や粘着剤、衝撃吸収材などを介して固定されている。プリント回路基板7a及び7bは支持基台9の第1表面側に配置される。散乱放射線除去用のグリッド1は、基板2の第2表面に接して配置、又は接着剤などを介して第2表面に固定して配置されている。つまり、グリッド1は、基板2の第2表面に密着して配置される。これにより本発明の放射線検出装置は、放射線検出装置の放射線が照射される側から、グリッド1、光電変換部3、シンチレータ4の順に配置されることとなる。そして、外装箱8の放射線入射側には、放射線を透過しやすく耐水性や密閉性が確保できるカバー5が配置され、外装箱8とカバー5とで筐体を構成している。つまり、支持基台6に固定されて、外装箱8とカバー5とで構成される筐体内に、グリッド1、基板2、光電変換部3、シンチレータ4、フレキシブル配線基板6、プリント回路基板7a及び7bが収容される。プリント回路基板7a及び7bは、支持基台7の第2表面側に配置されており、放射線による集積回路への悪影響が低減される。このような構成にすることで、放射線が入射した際に、グリッド1により散乱放射線を除去することが可能になる。また、基板2を通過した放射線がシンチレータ4により吸収され発光した際、シンチレータ4の光電変換部3側で放射線の吸収量及び発光量が多いため、光電変換部3で吸収することができる可視光も多くなり、感度の向上につながる。また、シンチレータ4の発光位置と光電変換部3の距離が短いため、可視光の散乱の影響が小さく抑えられ、結果的にMTF(鮮鋭度)が向上する。
t+T < L < 4×P×r = 4×P×h/D
そのため、画素ピッチPが160μmの放射線検出装置の場合、Lは例えば3.2mm未満となる。また、放射線検出装置では、所望のDQE(detective quantum efficency:検出量子効率)が要求される。そのため、以下の式を満たすことがより望ましい。
t+T < L < DQE×h/D
一般的な放射線検出装置では、DQE=2cycles/mm≒250μmであるため、Lは例えば1.0mm未満となる。
次に、図6を用いて本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態は、第1の実施形態の基板2に変えて基板2’を用いる点で、第1の実施形態と相違している。その他は第1の実施形態と同様のため、詳細な説明は割愛する。本実施形態の基板2’は、光電変換部3を形成するプロセス温度に対し耐熱性を有するアクリル樹脂、シロキサン系の材料の樹脂、ポリイミド樹脂等を用いた樹脂基板である。この基板2’は、ガラス基板等の剛性の高い基板材料に形成された樹脂基板上に光電変換部3が形成された後で、基板材料から剥離したものである。基板2’の厚さは、5〜50μmと薄く、基板2’の第2表面と放射線グリッド1の第1表面とが密着して配置する構成にすると、シンチレータ4の第2表面と放射線グリッド1の第1表面の距離がより近くすることができ、MTFの向上が図れる構成になる。更に、基板2’を5〜50μmの厚さにできるため、基板2’での放射線の吸収がほとんどなく、高感度化を図ることができる。ただし、基板2’では厚さが薄く十分な剛性が確保されないため、基板2’だけでは、光電変換部3を形成することができない。そこで、基板2’を、剛性が確保できる基板材料に一度形成してから、光電変換部3を形成した後で基板材料を除去することで、図6の装置を形成することができる。基板2’の材料として、耐熱性のアクリル樹脂、シロキサン系の材料の樹脂、ポリイミド樹脂を用いることで、150〜300℃という比較的高温な薄膜半導体工程で光電変換部3を形成することができる。
次に、図8を用いて、本発明の放射線検出装置を用いた放射線検出システムへの応用例を説明する。
2 基板
3 光電変換部
4 シンチレータ
5 カバー
6 フレキシブル配線基板
7 プリント回路基板
8 外装箱
9 支持基台
10 放射線検出装置
Claims (9)
- 照射された放射線を可視光に変換するシンチレータと、該シンチレータにより変換された可視光を電気信号に変換する画素が2次元アレイ状に複数配置された光電変換部と、放射線吸収部材と放射線透過部材とが交互に配置された散乱放射線除去用のグリッドと、を含む放射線検出装置であって、
前記放射線検出装置の放射線が照射される側から、前記グリッド、前記光電変換部、前記シンチレータの順に配置されていることを特徴とする放射線検出装置。 - 前記光電変換部は、基板に前記画素が2次元アレイ状に複数配置されてなり、前記基板の前記放射線が照射される側の表面とは反対側の表面に前記光電変換部が設けられており、前記基板の放射線が照射される側の表面に前記グリッドが設けられ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。
- 前記グリッドは、前記基板の前記放射線が照射される側の表面の少なくとも一部に接して、又は、前記基板の前記放射線が照射される側の表面上に接着されて配置されており、前記グリッドの厚さをh、前記放射線透過部材を挟む複数の前記放射線吸収部材の間の間隔をD、前記放射線吸収部材の厚さをd、前記基板の厚さをT、前記光電変換部の厚さをt、前記画素の画素ピッチをPとした場合、前記グリッドの前記放射線が照射される側の表面とは反対側の表面と前記シンチレータの前記放射線が照射される側の表面との間の距離Lは、
t+T < L < 4×P×h/D
を満たすことを特徴とする請求項1又は2に記載の放射線検出装置。 - 前記放射線検出装置に要求される検出量子効率をDQEとすると、前記距離Lは、
t+T < L < DQE×h/D
を満たすことを特徴とする請求項3に記載の放射線検出装置。 - 前記基板は、前記放射線が入射される側から薄膜化加工が施されて形成された表面を有し、前記基板の厚さTは、0.1〜0.5mmであることを特徴とする請求項4に記載の放射線検出装置。
- 前記基板と前記光電変換部と前記シンチレータと前記グリッドとを収容する筐体を更に有することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の放射線検出装置。
- 前記筐体は、前記シンチレータの放射線が入射される側の表面とは反対側の表面を固定して支持する支持基台を備えた外装箱と、前記外装箱の放射線入射側に配置されたカバーと、を有し、
前記光電変換部を駆動するための駆動回路及び前記光電変換部からの電気信号を読み取る読出回路の少なくとも一方を制御する制御回路が配置されたプリント回路基板がフレキシブル配線基板を介して前記基板の端部に実装されており、
前記プリント回路基板は、前記支持基台の前記放射線が入射される側とは反対側に配置されていることを特徴とする請求項6に記載の放射線検出装置。 - 前記シンチレータは、前記放射線が入射される側に設けられ前記放射線を前記可視光に変換する蛍光体層と、前記放射線が入射される側とは反対側に設けられ前記蛍光体層を保護する部材と、を含み、
前記支持基台に前記シンチレータの前記保護する部材が設けられた側の表面が固定されることを特徴とする請求項7に記載の放射線検出装置。 - 請求項1〜8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、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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