JP2014178158A

JP2014178158A - 放射線検出装置

Info

Publication number: JP2014178158A
Application number: JP2013051132A
Authority: JP
Inventors: Masataka Suzuki; 正隆鈴木; Genki Tagawa; 元気多川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2013-03-14
Filing date: 2013-03-14
Publication date: 2014-09-25
Anticipated expiration: 2033-03-14
Also published as: JP6184136B2

Abstract

【課題】装置内部の放射線検出パネルおよびフレキシブル回路基板を保護しつつ装置を小型化し、装置筐体の側壁と放射線検出パネルとの隙間を従来技術よりも小さくした狭額縁構造の放射線検出装置を提供すること。
【解決手段】放射線検出装置のフレキシブル回路基板は、放射線検出パネルに放射線が入射する入射面に対する反対面において、フレキシブル回路基板の一端が放射線検出パネルと接続し、放射線発生部からの放射線入射方向から見て、放射線検出パネルの面内から外側にフレキシブル回路基板が突出しないように配置され、配置されたフレキシブル回路基板の他端が制御部と接続する。
【選択図】図３

Description

本発明は放射線検出装置に関するものである。

従来、対象物に放射線を照射し、対象物を透過した放射線の強度分布を検出して対象物の放射線画像を得る装置が工業用の非破壊検査や医療診断の場で広く一般に利用されている。近年では、蛍光体に放射線を入射し、それに対応して発光した光を半導体センサにより電気的情報に変換する放射線検出パネルによって、放射線デジタル画像を撮影する装置が開発され、即時的に出力画像を得ることができるようになった（特許文献１）。

特に近年では、画質向上を狙い、半導体センサ側から放射線を入射する放射線検出パネルも提案されている（特許文献２）。また、より迅速かつ広範囲な部位の撮影を可能とするため、撮影装置の小型化、軽量化や、放射線入射方向から見た時に、放射線検出パネルを保護する撮影装置の筐体と半導体センサの距離を少なくする、いわゆる狭額縁化構造も要求されている。

このような撮影装置は落下などの衝撃力や、撮影時に外力が負荷されることが想定される。そのような事態においても、撮影装置内部の放射線検出機能が正常に機能するために、撮影装置は強度、耐振動性、耐衝撃性を考慮したものが要求される。

そのため、放射線検出パネルや放射線検出パネルと接続されるフレキシブル回路基板を保護するために、撮影装置の筐体の側壁と放射線検出パネルやフレキシブル回路基板の間に隙間を設けた構造がとられる場合がある。また、放射線検出パネルの端部を保護するために、放射線検出パネルに対向する位置に、フレキシブル回路基板の接続端子部を覆うように、対向基板を配置した構造も提案されている（特許文献３）。また、筐体側面方向の衝撃力などから、フレキシブル回路基板を保護するために、筐体の側壁に沿って緩衝手段を配置した構造も提案されている（特許文献４）。

特許第３０６６９４４号公報特許第３３３３２７８号公報特開２０１０−２３７１６２号公報特開２００１−３４６７８８号公報

しかしながら、従来例においては、放射線入射方向からみて放射線検出パネルより面外の方向にフレキシブル回路基板が突出し、筐体の側面とフレキシブル回路基板との間に隙間が必要であった。このような構造ではフレキシブル回路基板を筐体の側面との接触から保護するための保護部材が放射線検出パネルより外側に配置されるため、撮影装置の小型化、狭額縁化の妨げになってしまうという課題がある。

本発明は、装置内部の放射線検出パネルおよびフレキシブル回路基板を保護しつつ装置を小型化し、装置筐体の側壁と放射線検出パネルとの隙間を従来技術よりも小さくした狭額縁構造の放射線検出装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の一つの側面に係る放射線検出装置は、
放射線発生手段から照射された放射線を検出する放射線検出パネルと、
前記放射線検出パネルで検出されたデータを処理する制御部と、
前記放射線検出パネルと前記制御部とを接続し、前記データを前記制御部に送信するフレキシブル回路基板と、を備え、
前記フレキシブル回路基板は、
前記放射線検出パネルに前記放射線が入射する入射面に対する反対面において、前記フレキシブル回路基板の一端が、前記放射線検出パネルと接続し、
前記放射線発生手段からの放射線入射方向から見て、前記放射線検出パネルの面内から外側に前記フレキシブル回路基板が突出しないように配置され、
前記配置されたフレキシブル回路基板の他端が前記制御部と接続することを特徴とする。

本発明によれば、装置内部の放射線検出パネルおよびフレキシブル回路基板を保護しつつ装置を小型化し、装置筐体の側壁と放射線検出パネルとの隙間を従来技術よりも小さくした狭額縁構造の放射線検出装置を提供することができる。

第１実施形態にかかる放射線検出装置の縦断面図。第１実施形態にかかる放射線検出装置における基台の横断面図。第２実施形態にかかる放射線検出装置の縦断面図。第３実施形態にかかる放射線検出装置の縦断面図。第４実施形態にかかる放射線検出装置の縦断面図。

以下、図面を参照して、実施形態に係る放射線検出装置について説明する。ただし、実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。

（第１実施形態）
図１（ａ）は本発明の第１実施形態にかかる放射線検出装置の構成例を示す断面図（縦断面図）である。放射線検出装置１００の放射線検出パネル１は、図示しない放射線発生装置によって発せられ、被検者を透過した放射線を二次元の格子状に配列した半導体素子によって検出するものである。この放射線検出装置１００で取得された画像は、外部の制御装置（情報処理装置）に転送され、取得した画像はモニタ上に表示され診断に使用される。

図１（ａ）において、放射線検出装置１００は筐体７の内部に放射線検出パネル１を内蔵している。図１（ｂ）は放射線検出パネル１の断面の詳細を示す図である。放射線検出パネル１のガラス基板１ａには、図１（ｂ）に示すように半導体素子１ｂ、蛍光体１ｃ、および保護膜１ｄが設けられている。

放射線発生装置から照射された放射線は、図１（ａ）に示す放射線入射方向から放射線検出パネル１に入射する。ここで、放射線が放射線検出パネル１に入射する面を入射面という。入射面に対する反対側の面（反対面（裏面））の周端部には、フレキシブル回路基板２、３の一端が、放射線検出パネル１と接続されている。図１（ａ）の例では、２つのフレキシブル回路基板２、３の一端が反対面の異なる周端部にそれぞれ接続されている例を示している。

尚、本発明の趣旨はこの例に限定されるものではなく、１つのフレキシブル回路基板のみを接続してもよいし、２つ以上のフレキシブル回路基板を放射線検出パネル１の反対面に接続することも可能である。

また、放射線検出パネル１からのデータの読み出し制御やデータの処理、外部の情報処理装置に対するデータの出力制御を行う制御基板５、６（制御部）がフレキシブル回路基板２、３の他端と接続され、筐体７の内部に設けられている。フレキシブル回路基板２、３は、放射線検出パネル１と制御基板５、６（制御部）とを接続し、放射線検出パネル１から読み出されたデータを制御基板５、６に送信する。

ここで放射線検出パネル１は、放射線が、ガラス基板１ａ、半導体素子１ｂ、蛍光体１ｃの順に入射する、いわゆる裏面入射構成になっている。これにより、蛍光体１ｃ、半導体素子１ｂ、ガラス基板１ａの順に入射する表面入射より、蛍光体１ｃの発光位置と半導体素子１ｂの位置が近いため、解像度の高い画像を得ることができる。

また、放射線検出パネル１は、基台４（支持部材）を介して筐体７内に支持されている。筐体７は、放射線検出パネル１、制御基板５、６（制御部）、フレキシブル回路基板２、３および基台４（支持部材）を収容する。放射線検出パネル１の入射面側、周端部の側面側、および入射面に対する反対面側は筐体７により覆われ、被験者による荷重や、落下などによる衝撃力などから保護されている。更に、画質向上のために、被検者を透過した散乱放射線を吸収するための放射線吸収材８が基台４の上に配置されている。

放射線検出装置１００は、装置の落下などにより、筐体７の放射線入射方向（例えば、図１（ａ）のｙ方向）に対して交差する方向（例えば、図１（ａ）のｘ方向）から筐体７の側面に衝撃力などが加わる恐れがある。それにより、筐体７が内側に変位し、フレキシブル回路基板２、３と筐体７の側面とが接触して、フレキシブル回路基板２、３が故障する場合が生じ得る。そのため、従来では、筐体とフレキシブル回路基板との間には筐体が内側に変形したとしてもフレキシブル回路基板と接触しないように、十分な隙間を設けるような構造が一般的にとられる。しかし、このような構造は、放射線検出パネル１と筐体７との隙間があいてしまい、狭額縁構造が困難となる。

上述のような影響を避けるため、本実施形態において、フレキシブル回路基板２、３は、放射線検出パネル１の入射面に対する反対側の面と接続されている。また、フレキシブル回路基板２、３は、放射線検出パネル１の面内から外側に突出しないように配置されている。これにより、放射線検出パネル１と筐体７の側壁との間の隙間を少なくし、狭額縁化構造が実現できる。

図２は、基台４を放射線入射方向（ｙ方向）から見た基台４の横断面図である。基台４の支持部３４には、フレキシブル回路基板２、３の配置経路（配線経路）となる開口部が形成されている。この開口部は放射線検出パネル１の反対面に接続されるフレキシブル回路基板２、３の配置位置に対応して形成される。

開口部はフレキシブル回路基板２、３を配置するため、種々の形状をとることが可能である。例えば、開口部３５、３６は開口部の周囲が閉じた形状のものであり、開口部３７は開口部の周囲の一部が開放された形状のものである。開口部３８は、支持部３４の外周端部から内側に向けて構成された切欠き状の段差（凹部）形状を有するものである。尚、図２は開口部の構成を例示するもので、本発明は図２に示す開口部の位置、形状、数に限定されるものではない。

フレキシブル回路基板２、３は基台４の支持部３４に形成された開口部を介して配置（配線）される。このような開口部を配置経路（配線経路）として、フレキシブル回路基板２、３を配置することにより、放射線照射方向（ｙ方向）からみて、放射線検出パネル１の面内から外側にフレキシブル回路基板２、３が突出することなく配置することができる。更に、放射線検出装置１００に振動や外力などが加えられ、筐体７が変形したとしても、フレキシブル回路基板２、３が筐体７と接触する可能性を低減することができるため、フレキシブル回路基板２、３が故障する恐れを減らすことができる。

このように、強度や耐衝撃性を保ちながら、放射線検出装置１００の筐体７の側壁と放射線検出パネル１との間の隙間を少なくする、いわゆる狭額縁構造を得ることができる。これにより、従来技術では撮影の難しかった筐体７の外形サイズに近い領域を、有効撮影領域とすることができ、より広範囲な部位の撮影が可能となる。また、放射線検出装置１００の小型化も可能となる。

（第２実施形態）
図３（ａ）は本発明の第２実施形態にかかる放射線検出装置１００の構成例を示す断面図（縦断面図）である。本実施形態においても、放射線検出装置１００は筐体７の内部に放射線検出パネル１を内蔵している。図３（ｂ）は放射線検出パネル１の断面の詳細を示す図である。放射線発生装置から照射された放射線は、図３（ａ）に示す放射線入射方向から放射線検出パネル１に入射する。放射線が放射線検出パネル１に入射する入射面に対する反対面の周端部には、フレキシブル回路基板１２、１３の一端が、放射線検出パネル１と接続されている。

また、放射線検出パネル１からのデータの読み出し制御やデータの処理、外部の情報処理装置に対するデータの出力制御を行う制御基板５、６がフレキシブル回路基板１２、１３の他端と接続され、筐体７の内部に設けられている。

ここで、フレキシブル回路基板１２、１３は、放射線検出パネル１に放射線が入射する入射面に対する反対面の端部から放射線検出パネルの反対面の内側方向（中央方向）に向かって配置される。このような接続構造により、放射線入射方向（ｙ方向）からみて、フレキシブル回路基板１２、１３が放射線検出パネル１の面内から外側に突出することを防ぎながらフレキシブル回路基板１２、１３に加わる負荷を軽減して放射線検出パネル１との接続ができる。また、フレキシブル回路基板１２、１３の長さは従来技術よりも短く設置できるため、フレキシブル回路基板１２、１３に加わるノイズを低減することができる。

また、本実施形態に係る放射線検出装置１００においても、放射線検出パネル１は、基台４を介して筐体７内に支持されている。フレキシブル回路基板１２、１３は基台４の支持部３４に形成された開口部を介して配線される。このような開口部を配置経路（配線経路）として、フレキシブル回路基板１２、１３を配置することにより、放射線照射方向（ｙ方向）からみて、放射線検出パネル１の面内から外側にフレキシブル回路基板１２、１３が突出することなく配置することができる。

（第３実施形態）
図４（ａ）は、本発明の第３実施形態にかかる放射線検出装置の構成例を示す断面図（縦断面図）である。放射線検出装置１００は筐体７の内部に放射線検出パネル１を内蔵している。放射線発生装置から照射された放射線は、図４（ａ）に示す放射線入射方向（ｙ方向）から放射線検出パネル１に入射する。放射線が放射線検出パネル１に入射する入射面に対する反対面の周端部には、フレキシブル回路基板１２、１３の一端が、放射線検出パネル１と接続されている。また、放射線検出パネル１からのデータの読み出し制御やデータの処理、外部の情報処理装置に対するデータの出力制御を行う制御基板５、６がフレキシブル回路基板１２、１３の他端と接続され、筐体７の内部に設けられている。

フレキシブル回路基板１２、１３の接続部は、例えば、第２実施形態の図３（ｂ）のように、放射線入射方向（ｙ方向）からみて、放射線検出パネル１の面内の内側方向（ｘ方向）を向くように放射線検出パネル１と接続されている。

また、基台４の支持部の幅（ｘ方向）は、放射線検出パネル１の入射面の幅（ｘ方向）よりも短く、支持部の側面には装着部材１４が設けられている。フレキシブル回路基板１２、１３の一部は装着部材１４を用いて基台４に装着（接着）される。基台４の支持部の幅は放射線検出パネル１の入射面の幅よりも短いので、装着部材１４を介して装着されたフレキシブル回路基板１２、１３は、放射線照射方向（ｙ方向）からみて、放射線検出パネル１の面内から外側に突出することなく配置できる。

装着部材１４の装着箇所は、図４（ａ）のような基台４の支持部の側面に限らず、基台４の支持部３４に開口部が形成されている場合は、図４（ｂ）に示すように開口部の端部に装着部材１４を設けてもよい。図４（ｂ）は開口部に装着部材１４が装着された例を示す基台４の支持部３４を例示する図であり、図４（ｃ）は、図４（ｂ）の基台４を用いてフレキシブル回路基板を配置した例を示す図である。図４（ｃ）において、フレキシブル回路基板１３が開口部の装着部材１４により基台４に装着されている。フレキシブル回路基板１２は、図４（ａ）と同様に基台４の支持部の側面に装着された装着部材１４により基台４に装着されている。

このように、フレキシブル回路基板１２、１３を基台４に装着（接着）することにより、フレキシブル回路基板１２、１３の動きを抑制することができる。そのため、外力などが原因でフレキシブル回路基板１２、１３に振動が加えられた場合でも、筐体７の側面とフレキシブル回路基板１２、１３とが接触する可能性を減らすこができる。更に、外部からの加振によるフレキシブル回路基板１２、１３の動きを抑制することができるので、画像に生じるノイズを減らすこともできる。

（第４実施形態）
図５（ａ）は、本発明の第４実施形態にかかる放射線検出装置の構成例を示す断面図（縦断面図）である。放射線検出装置１００は筐体７の内部に放射線検出パネル１を内蔵している。放射線発生装置から照射された放射線は、図５（ａ）に示す放射線入射方向（ｙ方向）から放射線検出パネル１に入射する。放射線が放射線検出パネル１に入射する入射面に対する反対面の周端部には、フレキシブル回路基板１２、１３の一端が、放射線検出パネル１と接続されている。また、放射線検出パネル１からのデータの読み出し制御やデータの処理、外部の情報処理装置に対するデータの出力制御を行う制御基板５、６がフレキシブル回路基板１２、１３の他端と接続され、筐体７の内部に設けられている。

フレキシブル回路基板１２、１３の一端が接続されている放射線検出パネル１の端部がｘ方向に張り出した構造になると、振動や衝撃等をうけた時に、ガラス基板１ａにワレなどの損傷が発生する恐れがある。ガラス基板１ａの損傷を回避するために、フレキシブル回路基板１２、１３と放射線検出パネル１との接続部を覆うように基台の幅をガラス基板１ａの幅より大きくするような配置構造がある。しかし、このような配置構造では基台４が放射線検出パネル１より大きくなるため、狭額縁構造をとることが困難となる。

そのため、本実施形態では、放射線が筐体７に入射する入射面の内側、すなわち筐体７の上面の内側面とガラス基板１ａとを接着して放射線検出装置を構成している。これにより、放射線検出装置１００に荷重が加わった時に、放射線検出パネル１を支持する基台４なども含めた放射線検出装置１００の全体で荷重を受けることができる。また、筐体７とガラス基板１ａとを接着することで、筐体７の剛性の向上にもつながる。このため、剛性が向上した分、筐体７や基台４の構造材を薄肉化するなどして、放射線検出装置１００の軽量化を実現することができる。筐体７とガラス基板１ａとを接着する構成は、上述の各実施形態に適用することも可能である。

更に、放射線検出パネル１を支持する基台４の支持部の端部は、放射線入射方向（ｙ方向）から見て、ガラス基板１ａの端部より内側に存在し、ガラス基板１ａの幅よりも短い。これにより、放射線入射方向から見て、放射線検出パネル１と筐体７との間の隙間を、基台４の支持部の端部がガラス基板１ａの端部より外側に存在するときよりも、狭くすることができるので、狭額縁構造を実現しやすくなる。

また、基台４の支持部の端部にはフレキシブル回路基板１２、１３を衝撃から保護するように緩衝部材１５が設置されている。フレキシブル回路基板１２、１３に不要な力が加わることを避けるために、フレキシブル回路基板１２、１３は緩衝部材１５と接触しないように配置されている。

狭額縁構造を損なわないように、緩衝部材１５は放射線入射方向（ｙ方向）から見て、放射線検出パネル１の面内から外側に向かって突出しないように配置されている。筐体７の側面方向（ｘ方向）からの衝撃力により筐体７が変形してフレキシブル回路基板１２、１３と接触した場合でも、緩衝部材１５によりフレキシブル回路基板１２、１３に加えられる負荷を軽減することができる。これにより、狭額縁設計を維持しながら、フレキシブル回路基板１２、１３の故障を防ぐことができる。

更に、緩衝部材１５は、図５（ｂ）に示すように、基台４にフレキシブル回路基板１２、１３の配置経路となる開口部が存在する場合、開口部に緩衝部材１５を装着してもよい。

図５（ｂ）は開口部に緩衝部材１５が装着された例を示す基台４の支持部３４を例示する図であり、図５（ｃ）は、図５（ｂ）の基台４を用いてフレキシブル回路基板を配置した例を示す図である。図５（ｃ）において、開口部に挿入されているフレキシブル回路基板１３の左右には緩衝部材１５が装着されている。また、フレキシブル回路基板１２側には、図５（ａ）と同様に基台４の支持部の端部に緩衝部材１５が装着されている。

フレキシブル回路基板１２、１３が筐体７や基台４の開口部と接触した場合でも、緩衝部材１５を設けることにより、フレキシブル回路基板１２、１３に加えられる負荷を軽減することができるためよりフレキシブル回路基板の故障を防ぐことができる。

Claims

放射線発生手段から照射された放射線を検出する放射線検出パネルと、
前記放射線検出パネルで検出されたデータを処理する制御部と、
前記放射線検出パネルと前記制御部とを接続し、前記データを前記制御部に送信するフレキシブル回路基板と、を備え、
前記フレキシブル回路基板は、
前記放射線検出パネルに前記放射線が入射する入射面に対する反対面において、前記フレキシブル回路基板の一端が、前記放射線検出パネルと接続し、
前記放射線発生手段からの放射線入射方向から見て、前記放射線検出パネルの面内から外側に前記フレキシブル回路基板が突出しないように配置され、
前記配置されたフレキシブル回路基板の他端が前記制御部と接続することを特徴とする放射線検出装置。
前記フレキシブル回路基板は、
前記放射線検出パネルの前記反対面の端部から前記放射線検出パネルの前記反対面の中央方向に向かって配置されることを特徴とする請求項１に記載の放射線検出装置。
前記放射線検出パネルおよび前記制御部を支持する支持部材を更に有し、
前記支持部材は、前記フレキシブル回路基板の配置経路となる開口部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の放射線検出装置。
前記支持部材は、前記フレキシブル回路基板の一部を当該支持部材に装着するための装着部材を有することを特徴とする請求項３に記載の放射線検出装置。
前記装着部材は前記開口部に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の放射線検出装置。
前記支持部材は、前記フレキシブル回路基板に外部から加えられた負荷を軽減する緩衝部材を有することを特徴とする請求項３に記載の放射線検出装置。
前記緩衝部材は前記開口部に設けら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。
前記放射線検出パネル、前記制御部、前記フレキシブル回路基板および前記支持部材を収容する筐体を更に備え、
前記放射線が前記筐体に入射する入射面の内側と、前記放射線検出パネルに前記放射線が入射する入射面と、は接着されていることを特徴とする請求項３乃至７のいずれか１項に記載の放射線検出装置。