JP2019074490A - 放射線検出器 - Google Patents
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Abstract
【課題】フレキシブルプリント基板が振動するのを抑制し、誘導ノイズを低減することができる放射線検出器を提供することである。【解決手段】実施形態に係る放射線検出器は、支持板と、前記支持板の一方の面に設けられ、放射線を直接的またはシンチレータと協働して検出する複数の検出部を有するアレイ基板と、前記支持板の、前記アレイ基板が設けられる側とは反対側の面に設けられた回路基板と、前記アレイ基板と、前記回路基板とを電気的に接続するフレキシブルプリント基板と、前記フレキシブルプリント基板に実装された半導体素子と、前記支持板および前記回路基板の少なくともいずれかに設けられたブラケットと、前記ブラケットと前記半導体素子との間に設けられた緩衝部と、を備えている。前記半導体素子は、前記ブラケットおよび前記緩衝部の少なくともいずれかの弾性力により、前記支持板および前記回路基板の少なくともいずれかに押し付けられている。【選択図】図2
Description
本発明の実施形態は、放射線検出器に関する。
放射線検出器の一例にX線検出器がある。X線検出器には、X線を電気的な情報に変換する複数の検出部が設けられたアレイ基板、変換された情報を読み出すための回路基板、読み出された情報に基づいてX線画像を構成する回路などが設けられている。また、アレイ基板と回路基板とが、フレキシブルプリント基板を介して電気的および機械的に接続されている。また、回路基板に設けられる回路の一部を半導体素子とし、半導体素子をフレキシブルプリント基板の上に実装する場合もある。
一般的には、X線検出器は、以下のようにして画像データ信号を読み出す。まず、外部から入力された信号によりX線の入射を認識する。次に、予め定められた時間(信号電荷が蓄積されるために必要となる時間)の経過後に、読み出しを行う検出部の薄膜トランジスタをオン状態にして、複数の検出部ごとに画像データ信号を読み出す。
ここで、画像データ信号を読み出す際にX線検出器に振動が加わると、回路基板が振動によって揺れて、誘導ノイズが発生する場合がある。誘導ノイズが発生すると、読み出された画像データ信号に誘導ノイズが重なり、X線画像の品質が悪くなる。そのため、筐体と回路基板との間に緩衝材を設けて回路基板の振動を抑制する技術が提案されている。
ところが、フレキシブルプリント基板にも振動が加わると、フレキシブルプリント基板が振動によって揺れて、誘導ノイズが発生する場合がある。この場合、半導体素子がフレキシブルプリント基板の上に実装されていると、半導体素子の重みでフレキシブルプリント基板が揺れやすくなるので、誘導ノイズが発生しやすくなる。
そこで、フレキシブルプリント基板が振動するのを抑制し、誘導ノイズを低減することができる技術の開発が望まれていた。
ところが、フレキシブルプリント基板にも振動が加わると、フレキシブルプリント基板が振動によって揺れて、誘導ノイズが発生する場合がある。この場合、半導体素子がフレキシブルプリント基板の上に実装されていると、半導体素子の重みでフレキシブルプリント基板が揺れやすくなるので、誘導ノイズが発生しやすくなる。
そこで、フレキシブルプリント基板が振動するのを抑制し、誘導ノイズを低減することができる技術の開発が望まれていた。
本発明が解決しようとする課題は、フレキシブルプリント基板が振動するのを抑制し、誘導ノイズを低減することができる放射線検出器を提供することである。
実施形態に係る放射線検出器は、支持板と、前記支持板の一方の面に設けられ、放射線を直接的またはシンチレータと協働して検出する複数の検出部を有するアレイ基板と、前記支持板の、前記アレイ基板が設けられる側とは反対側の面に設けられた回路基板と、前記アレイ基板と、前記回路基板とを電気的に接続するフレキシブルプリント基板と、前記フレキシブルプリント基板に実装された半導体素子と、前記支持板および前記回路基板の少なくともいずれかに設けられたブラケットと、前記ブラケットと前記半導体素子との間に設けられた緩衝部と、を備えている。
前記半導体素子は、前記ブラケットおよび前記緩衝部の少なくともいずれかの弾性力により、前記支持板および前記回路基板の少なくともいずれかに押し付けられている。
前記半導体素子は、前記ブラケットおよび前記緩衝部の少なくともいずれかの弾性力により、前記支持板および前記回路基板の少なくともいずれかに押し付けられている。
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
また、本発明の実施形態に係る放射線検出器は、X線のほかにもγ線などの各種放射線に適用させることができる。ここでは、一例として、放射線の中の代表的なものとしてX線に係る場合を例にとり説明をする。したがって、以下の実施形態の「X線」を「他の放射線」に置き換えることにより、他の放射線にも適用させることができる。
また、本発明の実施形態に係る放射線検出器は、X線のほかにもγ線などの各種放射線に適用させることができる。ここでは、一例として、放射線の中の代表的なものとしてX線に係る場合を例にとり説明をする。したがって、以下の実施形態の「X線」を「他の放射線」に置き換えることにより、他の放射線にも適用させることができる。
また、以下に例示をするX線検出器1は、X線平面センサである。X線平面センサには、大きく分けて直接変換方式と間接変換方式がある。
間接変換方式のX線検出器には、例えば、複数の光電変換部を有するアレイ基板と、複数の光電変換部の上に設けられX線を蛍光(可視光)に変換するシンチレータとが設けられている。間接変換方式のX線検出器においては、外部から入射したX線はシンチレータにより蛍光に変換される。発生した蛍光は、光電変換部により信号電荷に変換される。
直接変換方式のX線検出器には、例えば、アモルファスセレンなどからなる光電変換膜を有するアレイ基板が設けられている。直接変換方式のX線検出器においては、外部から入射したX線は、光電変換膜に吸収され、信号電荷に直接変換される。
間接変換方式のX線検出器には、例えば、複数の光電変換部を有するアレイ基板と、複数の光電変換部の上に設けられX線を蛍光(可視光)に変換するシンチレータとが設けられている。間接変換方式のX線検出器においては、外部から入射したX線はシンチレータにより蛍光に変換される。発生した蛍光は、光電変換部により信号電荷に変換される。
直接変換方式のX線検出器には、例えば、アモルファスセレンなどからなる光電変換膜を有するアレイ基板が設けられている。直接変換方式のX線検出器においては、外部から入射したX線は、光電変換膜に吸収され、信号電荷に直接変換される。
以下においては、一例として、間接変換方式のX線検出器1を例示するが、本発明は直接変換方式のX線検出器にも適用することができる。なお、直接変換方式のX線検出器には既知の技術を適用することができるので詳細な説明は省略する。
すなわち、X線検出器は、X線を電気的な情報に変換する検出部を有するものであれば良い。検出部は、例えば、X線を直接的またはシンチレータと協働して検出するものとすることができる。
X線検出器1は、例えば、一般医療などに用いることができる。ただし、X線検出器1の用途は、一般医療に限定されるわけではない。
すなわち、X線検出器は、X線を電気的な情報に変換する検出部を有するものであれば良い。検出部は、例えば、X線を直接的またはシンチレータと協働して検出するものとすることができる。
X線検出器1は、例えば、一般医療などに用いることができる。ただし、X線検出器1の用途は、一般医療に限定されるわけではない。
図1は、本実施の形態に係るX線検出器1を例示するための模式斜視図である。
なお、図1においては筐体5および保持部7を省いて描いている。
図2は、X線検出器1の模式断面図である。
図3は、アレイ基板2の回路図である。
図4は、X線検出器1のブロック図である。
図1〜図4に示すように、X線検出器1には、アレイ基板2、回路基板3、シンチレータ4、筐体5、支持部6、および保持部7が設けられている。
なお、図1においては筐体5および保持部7を省いて描いている。
図2は、X線検出器1の模式断面図である。
図3は、アレイ基板2の回路図である。
図4は、X線検出器1のブロック図である。
図1〜図4に示すように、X線検出器1には、アレイ基板2、回路基板3、シンチレータ4、筐体5、支持部6、および保持部7が設けられている。
アレイ基板2は、シンチレータ4によりX線から変換された蛍光を信号電荷に変換する。
アレイ基板2は、支持板6aの一方の面に設けられている。
アレイ基板2は、基板2a、光電変換部2b、制御ライン(又はゲートライン)2c1、データライン(又はシグナルライン)2c2、および保護層2fなどを有する。
なお、光電変換部2b、制御ライン2c1、およびデータライン2c2などの数は例示をしたものに限定されるわけではない。
本実施の形態においては、光電変換部2bがX線をシンチレータ4と協働して検出する検出部となる。
アレイ基板2は、支持板6aの一方の面に設けられている。
アレイ基板2は、基板2a、光電変換部2b、制御ライン(又はゲートライン)2c1、データライン(又はシグナルライン)2c2、および保護層2fなどを有する。
なお、光電変換部2b、制御ライン2c1、およびデータライン2c2などの数は例示をしたものに限定されるわけではない。
本実施の形態においては、光電変換部2bがX線をシンチレータ4と協働して検出する検出部となる。
基板2aは、板状を呈し、無アルカリガラスなどの透光性材料から形成されている。
光電変換部2bは、基板2aの一方の面に複数設けられている。光電変換部2bは、矩形状を呈し、制御ライン2c1とデータライン2c2とにより画された領域に設けられている。複数の光電変換部2bは、マトリクス状に並べられている。なお、1つの光電変換部2bは、X線画像の1つの画素(pixel)に対応する。
光電変換部2bは、基板2aの一方の面に複数設けられている。光電変換部2bは、矩形状を呈し、制御ライン2c1とデータライン2c2とにより画された領域に設けられている。複数の光電変換部2bは、マトリクス状に並べられている。なお、1つの光電変換部2bは、X線画像の1つの画素(pixel)に対応する。
複数の光電変換部2bのそれぞれには、光電変換素子2b1と、スイッチング素子である薄膜トランジスタ(TFT;Thin Film Transistor)2b2が設けられている。
また、図3に示すように、光電変換素子2b1において変換した信号電荷を蓄積する蓄積キャパシタ2b3を設けることができる。蓄積キャパシタ2b3は、例えば、矩形平板状を呈し、各薄膜トランジスタ2b2の下に設けることができる。ただし、光電変換素子2b1の容量によっては、光電変換素子2b1が蓄積キャパシタ2b3を兼ねることができる。
また、図3に示すように、光電変換素子2b1において変換した信号電荷を蓄積する蓄積キャパシタ2b3を設けることができる。蓄積キャパシタ2b3は、例えば、矩形平板状を呈し、各薄膜トランジスタ2b2の下に設けることができる。ただし、光電変換素子2b1の容量によっては、光電変換素子2b1が蓄積キャパシタ2b3を兼ねることができる。
光電変換素子2b1は、例えば、フォトダイオードなどとすることができる。
薄膜トランジスタ2b2は、蓄積キャパシタ2b3への電荷の蓄積および放出のスイッチングを行う。薄膜トランジスタ2b2は、ゲート電極2b2a、ドレイン電極2b2b及びソース電極2b2cを有している。薄膜トランジスタ2b2のゲート電極2b2aは、対応する制御ライン2c1と電気的に接続される。薄膜トランジスタ2b2のドレイン電極2b2bは、対応するデータライン2c2と電気的に接続される。薄膜トランジスタ2b2のソース電極2b2cは、対応する光電変換素子2b1と蓄積キャパシタ2b3とに電気的に接続される。また、光電変換素子2b1のアノード側と蓄積キャパシタ2b3は、グランドに電気的に接続される。
薄膜トランジスタ2b2は、蓄積キャパシタ2b3への電荷の蓄積および放出のスイッチングを行う。薄膜トランジスタ2b2は、ゲート電極2b2a、ドレイン電極2b2b及びソース電極2b2cを有している。薄膜トランジスタ2b2のゲート電極2b2aは、対応する制御ライン2c1と電気的に接続される。薄膜トランジスタ2b2のドレイン電極2b2bは、対応するデータライン2c2と電気的に接続される。薄膜トランジスタ2b2のソース電極2b2cは、対応する光電変換素子2b1と蓄積キャパシタ2b3とに電気的に接続される。また、光電変換素子2b1のアノード側と蓄積キャパシタ2b3は、グランドに電気的に接続される。
制御ライン2c1は、所定の間隔をあけて互いに平行に複数設けられている。制御ライン2c1は、例えば、行方向に延びている。
1つの制御ライン2c1は、基板2aの周縁近傍に設けられた複数の配線パッド2d1のうちの1つと電気的に接続されている。1つの配線パッド2d1には、フレキシブルプリント基板2e1に設けられた複数の配線のうちの1つが電気的に接続されている。なお、図4に示すように、フレキシブルプリント基板2e1と複数の配線パッド2d1とは、ソケット2e1aを介して電気的に接続することができる。ソケット2e1aは、フレキシブルプリント基板2e1と、回路基板3との電気的な接続部分に設けられている。フレキシブルプリント基板2e1に設けられた複数の配線の他端は、回路基板3に設けられた読み出し回路3aとそれぞれ電気的に接続されている。すなわち、フレキシブルプリント基板2e1は、アレイ基板2と、回路基板3とを電気的に接続している。
1つの制御ライン2c1は、基板2aの周縁近傍に設けられた複数の配線パッド2d1のうちの1つと電気的に接続されている。1つの配線パッド2d1には、フレキシブルプリント基板2e1に設けられた複数の配線のうちの1つが電気的に接続されている。なお、図4に示すように、フレキシブルプリント基板2e1と複数の配線パッド2d1とは、ソケット2e1aを介して電気的に接続することができる。ソケット2e1aは、フレキシブルプリント基板2e1と、回路基板3との電気的な接続部分に設けられている。フレキシブルプリント基板2e1に設けられた複数の配線の他端は、回路基板3に設けられた読み出し回路3aとそれぞれ電気的に接続されている。すなわち、フレキシブルプリント基板2e1は、アレイ基板2と、回路基板3とを電気的に接続している。
データライン2c2は、所定の間隔をあけて互いに平行に複数設けられている。データライン2c2は、例えば、行方向に直交する列方向に延びている。
1つのデータライン2c2は、基板2aの周縁近傍に設けられた複数の配線パッド2d2のうちの1つと電気的に接続されている。1つの配線パッド2d2には、フレキシブルプリント基板2e2に設けられた複数の配線のうちの1つが電気的に接続されている。なお、図4に示すように、フレキシブルプリント基板2e2と複数の配線パッド2d2とは、ソケット2e2aを介して電気的に接続することができる。ソケット2e2aは、フレキシブルプリント基板2e2と、回路基板3との電気的な接続部分に設けられている。フレキシブルプリント基板2e2に設けられた複数の配線の他端は、後述する選択回路3bbおよびADコンバータ3bcとそれぞれ電気的に接続されている。すなわち、フレキシブルプリント基板2e2は、アレイ基板2と、回路基板3とを電気的に接続している。
また、後述するように、フレキシブルプリント基板2e2には、半導体素子(積分アンプ3ba)が実装されている(図2を参照)。
制御ライン2c1およびデータライン2c2は、例えば、アルミニウムやクロムなどの低抵抗金属を用いて形成することができる。
1つのデータライン2c2は、基板2aの周縁近傍に設けられた複数の配線パッド2d2のうちの1つと電気的に接続されている。1つの配線パッド2d2には、フレキシブルプリント基板2e2に設けられた複数の配線のうちの1つが電気的に接続されている。なお、図4に示すように、フレキシブルプリント基板2e2と複数の配線パッド2d2とは、ソケット2e2aを介して電気的に接続することができる。ソケット2e2aは、フレキシブルプリント基板2e2と、回路基板3との電気的な接続部分に設けられている。フレキシブルプリント基板2e2に設けられた複数の配線の他端は、後述する選択回路3bbおよびADコンバータ3bcとそれぞれ電気的に接続されている。すなわち、フレキシブルプリント基板2e2は、アレイ基板2と、回路基板3とを電気的に接続している。
また、後述するように、フレキシブルプリント基板2e2には、半導体素子(積分アンプ3ba)が実装されている(図2を参照)。
制御ライン2c1およびデータライン2c2は、例えば、アルミニウムやクロムなどの低抵抗金属を用いて形成することができる。
保護層2fは、光電変換部2b、制御ライン2c1、およびデータライン2c2を覆っている。保護層2fは、例えば、酸化物絶縁材料、窒化物絶縁材料、酸窒化物絶縁材料、および樹脂材料の少なくとも1種を含む。
回路基板3は、支持板6aの、アレイ基板2が設けられる側とは反対側の面に設けられている。
図4に示すように、回路基板3には、読み出し回路3a、信号検出回路3bの一部(選択回路3bbおよびADコンバータ3bc)、画像処理回路3cが設けられている。なお、これらの回路を1つの基板に設けることもできるし、これらの回路を複数の基板に分けて設けることもできる。
この場合、信号検出回路3bの残りの一部(積分アンプ3ba)は、フレキシブルプリント基板2e2に実装されている。積分アンプ3baの形態は、例えば、表面実装型の半導体素子とすることができる。
図4に示すように、回路基板3には、読み出し回路3a、信号検出回路3bの一部(選択回路3bbおよびADコンバータ3bc)、画像処理回路3cが設けられている。なお、これらの回路を1つの基板に設けることもできるし、これらの回路を複数の基板に分けて設けることもできる。
この場合、信号検出回路3bの残りの一部(積分アンプ3ba)は、フレキシブルプリント基板2e2に実装されている。積分アンプ3baの形態は、例えば、表面実装型の半導体素子とすることができる。
読み出し回路3aは、薄膜トランジスタ2b2のオン状態とオフ状態を切り替える。
読み出し回路3aは、複数のゲートドライバ3aaと行選択回路3abとを有する。
読み出し回路3aは、複数のゲートドライバ3aaと行選択回路3abとを有する。
行選択回路3abには、画像処理回路3cなどから制御信号S1が入力される。行選択回路3abは、X線画像の走査方向に従って、対応するゲートドライバ3aaに制御信号S1を入力する。
ゲートドライバ3aaは、対応する制御ライン2c1に制御信号S1を入力する。
例えば、読み出し回路3aは、フレキシブルプリント基板2e1を介して、制御信号S1を各制御ライン2c1毎に順次入力する。制御ライン2c1に入力された制御信号S1により薄膜トランジスタ2b2がオン状態となり、蓄積キャパシタ2b3からの電荷(画像データ信号S2)が受信できるようになる。
ゲートドライバ3aaは、対応する制御ライン2c1に制御信号S1を入力する。
例えば、読み出し回路3aは、フレキシブルプリント基板2e1を介して、制御信号S1を各制御ライン2c1毎に順次入力する。制御ライン2c1に入力された制御信号S1により薄膜トランジスタ2b2がオン状態となり、蓄積キャパシタ2b3からの電荷(画像データ信号S2)が受信できるようになる。
信号検出回路3bは、複数の積分アンプ3ba、複数の選択回路3bb、および複数のADコンバータ3bcを有している。
1つの積分アンプ3baは、1つのデータライン2c2と電気的に接続されている。積分アンプ3baは、光電変換部2bからの画像データ信号S2を順次受信する。そして、積分アンプ3baは、一定時間内に流れる電流を積分し、その積分値に対応した電圧を選択回路3bbへ出力する。この様にすれば、所定の時間内にデータライン2c2を流れる電流の値(電荷量)を電圧値に変換することが可能となる。すなわち、積分アンプ3baは、シンチレータ4において発生した蛍光の強弱分布に対応した画像データ情報を、電位情報へと変換する。
1つの積分アンプ3baは、1つのデータライン2c2と電気的に接続されている。積分アンプ3baは、光電変換部2bからの画像データ信号S2を順次受信する。そして、積分アンプ3baは、一定時間内に流れる電流を積分し、その積分値に対応した電圧を選択回路3bbへ出力する。この様にすれば、所定の時間内にデータライン2c2を流れる電流の値(電荷量)を電圧値に変換することが可能となる。すなわち、積分アンプ3baは、シンチレータ4において発生した蛍光の強弱分布に対応した画像データ情報を、電位情報へと変換する。
選択回路3bbは、読み出しを行う積分アンプ3baを選択し、電位情報へと変換された画像データ信号S2を順次読み出す。
ADコンバータ3bcは、読み出された画像データ信号S2をデジタル信号に順次変換する。デジタル信号に変換された画像データ信号S2は、画像処理回路3cに入力される。
画像処理回路3cは、デジタル信号に変換された画像データ信号S2に対して、オフセット補正、ゲイン補正、欠陥補正などの補正を行う。画像処理回路3cは、補正がされた画像データ信号S2に基づいて、X線画像を構成する。画像処理回路3cは、例えば、マトリクス状に配置された複数の光電変換部2bの行と列にしたがって、画像データ信号S2を順次処理することで、X線画像を構成する。
構成されたX線画像のデータは、例えば、外部の機器100に送信することができる。
ADコンバータ3bcは、読み出された画像データ信号S2をデジタル信号に順次変換する。デジタル信号に変換された画像データ信号S2は、画像処理回路3cに入力される。
画像処理回路3cは、デジタル信号に変換された画像データ信号S2に対して、オフセット補正、ゲイン補正、欠陥補正などの補正を行う。画像処理回路3cは、補正がされた画像データ信号S2に基づいて、X線画像を構成する。画像処理回路3cは、例えば、マトリクス状に配置された複数の光電変換部2bの行と列にしたがって、画像データ信号S2を順次処理することで、X線画像を構成する。
構成されたX線画像のデータは、例えば、外部の機器100に送信することができる。
なお、画像処理回路3cから行選択回路3abに制御信号S1を入力する場合を例示したが、X線検出器1の外部に設けられた機器100から行選択回路3abに制御信号S1を入力することもできる。
また、回路基板3に画像処理回路3cが設けられる場合を例示したが、画像処理回路3cはX線検出器1の外部に設けられた機器100に設けることもできる。この場合、デジタル信号に変換された画像データ信号S2が、X線検出器1の外部に設けられた画像処理回路3cに入力される。
また、回路基板3に画像処理回路3cが設けられる場合を例示したが、画像処理回路3cはX線検出器1の外部に設けられた機器100に設けることもできる。この場合、デジタル信号に変換された画像データ信号S2が、X線検出器1の外部に設けられた画像処理回路3cに入力される。
図1に示すように、シンチレータ4は、複数の光電変換素子2b1の上に設けられ、入射するX線を蛍光に変換する。シンチレータ4は、基板2a上の複数の光電変換部2bが設けられた領域(有効画素領域)を覆うように設けられている。
シンチレータ4は、例えば、ヨウ化セシウム(CsI):タリウム(Tl)、あるいはヨウ化ナトリウム(NaI):タリウム(Tl)などを用いて形成することができる。この場合、真空蒸着法などを用いて、シンチレータ4を形成すれば、複数の柱状結晶の集合体からなるシンチレータ4が形成される。
シンチレータ4は、例えば、ヨウ化セシウム(CsI):タリウム(Tl)、あるいはヨウ化ナトリウム(NaI):タリウム(Tl)などを用いて形成することができる。この場合、真空蒸着法などを用いて、シンチレータ4を形成すれば、複数の柱状結晶の集合体からなるシンチレータ4が形成される。
また、シンチレータ4は、例えば、酸硫化ガドリニウム(Gd2O2S)などを用いて形成することもできる。この場合、複数の光電変換部2bごとに四角柱状のシンチレータ4が設けられるように、マトリクス状の溝部を形成することができる。
その他、X線検出器1には、図示しない反射層を設けることができる。反射層は、シンチレータ4の表面側(X線の入射面側)を覆うように設けることができる。反射層を設ければ、蛍光の利用効率が高くなるので、感度特性を改善することができる。
また、X線検出器1には、シンチレータ4と反射層を覆う図示しない防湿体を設けることができる。防湿体を設ければ、空気中に含まれる水蒸気により、シンチレータ4の特性と反射層の特性が劣化するのを抑制することができる。
また、X線検出器1には、シンチレータ4と反射層を覆う図示しない防湿体を設けることができる。防湿体を設ければ、空気中に含まれる水蒸気により、シンチレータ4の特性と反射層の特性が劣化するのを抑制することができる。
図2に示すように、筐体5は、カバー5aおよび入射窓5bを有する。
筐体5の内部には、アレイ基板2、回路基板3、シンチレータ4、支持部6、フレキシブルプリント基板2e1、フレキシブルプリント基板2e2、および保持部7が設けられている。
カバー5aは、箱状を呈し、X線の入射側に開口を有している。
軽量化を考慮して、カバー5aは、例えば、アルミニウム合金などを用いて形成することができる。また、カバー5aは、例えば、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリカーボネイト樹脂、炭素繊維強化プラスチック(CFRP;Carbon-Fiber-Reinforced Plastic)などを用いて形成することもできる。
筐体5の内部には、アレイ基板2、回路基板3、シンチレータ4、支持部6、フレキシブルプリント基板2e1、フレキシブルプリント基板2e2、および保持部7が設けられている。
カバー5aは、箱状を呈し、X線の入射側に開口を有している。
軽量化を考慮して、カバー5aは、例えば、アルミニウム合金などを用いて形成することができる。また、カバー5aは、例えば、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリカーボネイト樹脂、炭素繊維強化プラスチック(CFRP;Carbon-Fiber-Reinforced Plastic)などを用いて形成することもできる。
入射窓5bは、板状を呈し、カバー5aの開口を塞ぐように設けられている。入射窓5bは、X線を透過させる。入射窓5bは、X線吸収率の低い材料を用いて形成されている。入射窓5bは、例えば、炭素繊維強化プラスチックなどを用いて形成することができる。
支持部6は、支持板6aおよび支持体6bを有する。
支持板6aは、板状を呈し、筐体5の内部に設けられている。支持板6aの入射窓5b側の面には、アレイ基板2とシンチレータ4が設けられている。支持板6aの入射窓5b側とは反対側の面には、回路基板3が設けられている。
支持板6aの材料は、ある程度の剛性を有し、X線吸収率がある程度高いものとすることが好ましい。支持板6aの材料は、例えば、ステンレスやアルミニウム合金などの金属とすることができる。
支持板6aは、板状を呈し、筐体5の内部に設けられている。支持板6aの入射窓5b側の面には、アレイ基板2とシンチレータ4が設けられている。支持板6aの入射窓5b側とは反対側の面には、回路基板3が設けられている。
支持板6aの材料は、ある程度の剛性を有し、X線吸収率がある程度高いものとすることが好ましい。支持板6aの材料は、例えば、ステンレスやアルミニウム合金などの金属とすることができる。
支持体6bは、柱状を呈し、筐体5の内部に設けられている。支持体6bは、支持板6aと筐体5(カバー5a)の底部との間に設けることができる。支持体6bと支持板6aの固定、および、支持体6bと筐体5の底部の固定は、例えば、接着剤などを用いて行うことができる。支持体6bの材料は、ある程度の剛性を有するものであれば特に限定はない。支持体6bの材料は、例えば、ステンレスやアルミニウム合金などの金属、炭素繊維強化プラスチックなどとすることができる。
なお、支持体6bの形態、配設位置、数などは例示をしたものに限定されるわけではない。例えば、支持体6bは、板状を呈し、カバー5aの内側面から突出するように設けることもできる。すなわち、支持体6bは、筐体5の内部において、支持板6aを支持することができるものであればよい。
なお、支持体6bの形態、配設位置、数などは例示をしたものに限定されるわけではない。例えば、支持体6bは、板状を呈し、カバー5aの内側面から突出するように設けることもできる。すなわち、支持体6bは、筐体5の内部において、支持板6aを支持することができるものであればよい。
ここで、前述したように、複数のデータライン2c2と信号検出回路3bの一部とはフレキシブルプリント基板2e2を介して電気的に接続されている。この場合、X線検出器1に振動が加わると、フレキシブルプリント基板2e2が振動して、フレキシブルプリント基板2e2に設けられた複数の配線と他の要素(例えば、基板2a)との位置関係が変化する。すると、フレキシブルプリント基板2e2に設けられた複数の配線とグランド間の結合容量が変化して誘導ノイズが発生する。信号検出回路3bにより画像データ信号S2を読み出す際に誘導ノイズが発生すると、誘導ノイズが画像データ信号S2に重なりX線画像の品質が低下する。また、フレキシブルプリント基板2e2に半導体素子(積分アンプ3ba)が実装されている場合には、半導体素子の重みでフレキシブルプリント基板2e2がさらに揺れやすくなる。そのため、誘導ノイズがさらに発生しやすくなり、X線画像の品質がさらに低下するおそれがある。
そのため、本実施の形態に係るX線検出器1には保持部7が設けられている。
そのため、本実施の形態に係るX線検出器1には保持部7が設けられている。
図2に示すように、保持部7は、ブラケット7aおよび緩衝部7bを有する。
ブラケット7aは、取付部7a1、立ち上がり部7a2、および張り出し部7a3を有する。
取付部7a1は、回路基板3および支持板6aの少なくともいずれかに設けることができる。図2に例示をした取付部7a1は、回路基板3に設けられている。取付部7a1は、例えば、ネジなどの締結部材や接着剤などを用いて、回路基板3および支持板6aの少なくともいずれかに取り付けることができる。
立ち上がり部7a2は、取付部7a1の一方の端部から筐体5(カバー5a)の底部に向けて延びている。
張り出し部7a3は、立ち上がり部7a2の取付部7a1側とは反対側の端部から、回路基板3と平行な方向に延びている。
ブラケット7aの材料は、ある程度の剛性を有するものであれば特に限定はない。ブラケット7aの材料は、例えば、鉄、ばね鋼などの金属とすることができる。取付部7a1、立ち上がり部7a2、および張り出し部7a3は、板金加工などにより一体に形成することができる。
ただし、ブラケット7aは、導電性を有し、その平面寸法が半導体素子の平面寸法より大きくすることが好ましい。この様にすれば、半導体素子が静電シールドされるので、筐体5の外部からのノイズに対する耐性を向上させることができる。
また、ブラケット7aは、筐体5と接触しないようにすることが好ましい。ブラケット7aと筐体5が接触していなければ、外部からの振動が半導体素子などに伝わるのを抑制することができる。
ブラケット7aは、取付部7a1、立ち上がり部7a2、および張り出し部7a3を有する。
取付部7a1は、回路基板3および支持板6aの少なくともいずれかに設けることができる。図2に例示をした取付部7a1は、回路基板3に設けられている。取付部7a1は、例えば、ネジなどの締結部材や接着剤などを用いて、回路基板3および支持板6aの少なくともいずれかに取り付けることができる。
立ち上がり部7a2は、取付部7a1の一方の端部から筐体5(カバー5a)の底部に向けて延びている。
張り出し部7a3は、立ち上がり部7a2の取付部7a1側とは反対側の端部から、回路基板3と平行な方向に延びている。
ブラケット7aの材料は、ある程度の剛性を有するものであれば特に限定はない。ブラケット7aの材料は、例えば、鉄、ばね鋼などの金属とすることができる。取付部7a1、立ち上がり部7a2、および張り出し部7a3は、板金加工などにより一体に形成することができる。
ただし、ブラケット7aは、導電性を有し、その平面寸法が半導体素子の平面寸法より大きくすることが好ましい。この様にすれば、半導体素子が静電シールドされるので、筐体5の外部からのノイズに対する耐性を向上させることができる。
また、ブラケット7aは、筐体5と接触しないようにすることが好ましい。ブラケット7aと筐体5が接触していなければ、外部からの振動が半導体素子などに伝わるのを抑制することができる。
緩衝部7bは、ブラケット7a(張り出し部7a3)と、フレキシブルプリント基板2e2に実装された半導体素子との間に設けられている。なお、フレキシブルプリント基板2e2に実装された半導体素子と、回路基板3および支持板6aの少なくともいずれかとの間に、さらに緩衝部7bを設けることもできる。また、緩衝部7bは、ブラケット7a(張り出し部7a3)と、ソケット2e2aとの間に設けることができる。緩衝部7bは、ブラケット7aに接着してもよいし、ブラケット7aと半導体素子などとの間に挟まれるようにしてもよい。
緩衝部7bは、弾性を有する材料から形成されている。緩衝部7bは、例えば、ゴム、ポリウレタンフォーム、ゲル(ジェル)状物質などから形成することができる。
緩衝部7bは、弾性を有する材料から形成されている。緩衝部7bは、例えば、ゴム、ポリウレタンフォーム、ゲル(ジェル)状物質などから形成することができる。
半導体素子は、ブラケット7aおよび緩衝部7bの少なくともいずれかの弾性力により、回路基板3および支持板6aの少なくともいずれかに押し付けられる。そのため、X線検出器1に振動が加わったとしても半導体素子およびフレキシブルプリント基板2e2が揺れるのを抑制することができる。その結果、誘導ノイズの発生を抑制することができるので、X線画像の品質が低下するのを抑制することができる。
また、ソケット2e2aは、ブラケット7aおよび緩衝部7bの少なくともいずれかの弾性力により、回路基板3に押し付けられる。そのため、ソケット2e2aおよびソケット2e2aに接続されたフレキシブルプリント基板2e2が揺れるのを抑制することができる。その結果、誘導ノイズの発生を抑制することができるので、X線画像の品質が低下するのを抑制することができる。
図5は、他の実施形態に係る保持部17を例示するための模式断面図である。
図5に示すように、保持部17は、ブラケット7aおよび緩衝部17bを有する。
前述した緩衝部7bと同様に、緩衝部17bは、ブラケット7aと、半導体素子との間に設けられている。なお、半導体素子と、回路基板3および支持板6aの少なくともいずれかとの間に、さらに緩衝部17bを設けることもできる。また、緩衝部17bは、ブラケット7aと、ソケット2e2aとの間に設けることができる。緩衝部17bは、ブラケット7aに接着してもよいし、ブラケット7aと半導体素子などとの間に挟まれるようにしてもよい。
緩衝部17bは、弾性を有する材料から形成されている。緩衝部17bは、例えば、ゴム、ポリウレタンフォーム、ゲル(ジェル)状物質などから形成することができる。
図5に示すように、保持部17は、ブラケット7aおよび緩衝部17bを有する。
前述した緩衝部7bと同様に、緩衝部17bは、ブラケット7aと、半導体素子との間に設けられている。なお、半導体素子と、回路基板3および支持板6aの少なくともいずれかとの間に、さらに緩衝部17bを設けることもできる。また、緩衝部17bは、ブラケット7aと、ソケット2e2aとの間に設けることができる。緩衝部17bは、ブラケット7aに接着してもよいし、ブラケット7aと半導体素子などとの間に挟まれるようにしてもよい。
緩衝部17bは、弾性を有する材料から形成されている。緩衝部17bは、例えば、ゴム、ポリウレタンフォーム、ゲル(ジェル)状物質などから形成することができる。
半導体素子は、ブラケット7aおよび緩衝部17bの少なくともいずれかの弾性力により、回路基板3および支持板6aの少なくともいずれかに押し付けられている。ソケット2e2aは、ブラケット7aおよび緩衝部7bの少なくともいずれかの弾性力により、回路基板3に押し付けられている。
またさらに、フレキシブルプリント基板2e2の半導体素子が実装された部分の近傍が、ブラケット7aおよび緩衝部17bの少なくともいずれかの弾性力により、回路基板3および支持板6aの少なくともいずれかに押し付けられている。図5に例示をしたものの場合には、フレキシブルプリント基板2e2が支持板6aに押し付けられている。
またさらに、フレキシブルプリント基板2e2の半導体素子が実装された部分の近傍が、ブラケット7aおよび緩衝部17bの少なくともいずれかの弾性力により、回路基板3および支持板6aの少なくともいずれかに押し付けられている。図5に例示をしたものの場合には、フレキシブルプリント基板2e2が支持板6aに押し付けられている。
本実施の形態に係る保持部17とすれば、前述した保持部7と同様の効果を享受することができる。またさらに、フレキシブルプリント基板2e2の半導体素子が実装された部分の近傍が揺れるのを抑制することができる。その結果、誘導ノイズの発生を抑制するのがさらに容易となるので、X線画像の品質が低下するのを抑制することがさらに容易となる。
以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
1 X線検出器、2 アレイ基板、2a 基板、2b 光電変換部、2e1 フレキシブルプリント基板、2e1a ソケット、2e2 フレキシブルプリント基板、2e2a ソケット、3 回路基板、3a 読み出し回路、3b 信号検出回路、3ba 積分アンプ(半導体素子)、3c 画像処理回路、4 シンチレータ、5 筐体、6 支持部、6a 支持板、7 保持部、7a ブラケット、7b 緩衝部、17 保持部、17b 緩衝部、100 機器
Claims (6)
- 支持板と、
前記支持板の一方の面に設けられ、放射線を直接的またはシンチレータと協働して検出する複数の検出部を有するアレイ基板と、
前記支持板の、前記アレイ基板が設けられる側とは反対側の面に設けられた回路基板と、
前記アレイ基板と、前記回路基板とを電気的に接続するフレキシブルプリント基板と、
前記フレキシブルプリント基板に実装された半導体素子と、
前記支持板および前記回路基板の少なくともいずれかに設けられたブラケットと、
前記ブラケットと前記半導体素子との間に設けられた緩衝部と、
を備え、
前記半導体素子は、前記ブラケットおよび前記緩衝部の少なくともいずれかの弾性力により、前記支持板および前記回路基板の少なくともいずれかに押し付けられている放射線検出器。 - 前記フレキシブルプリント基板と、前記回路基板との電気的な接続部分に設けられたソケットをさらに備え、
前記ソケットは、前記ブラケットおよび前記緩衝部の少なくともいずれかの弾性力により、前記回路基板に押し付けられている請求項1記載の放射線検出器。 - 前記フレキシブルプリント基板の前記半導体素子が実装された部分の近傍が、前記ブラケットおよび前記緩衝部の少なくともいずれかの弾性力により、前記回路基板および前記支持板の少なくともいずれかに押し付けられている請求項1または2に記載の放射線検出器。
- 前記半導体素子は、前記アレイ基板に設けられたデータラインと電気的に接続される積分アンプである請求項1〜3のいずれか1つに記載の放射線検出器。
- 前記ブラケットは、導電性を有する請求項1〜4のいずれか1つに記載の放射線検出器。
- 前記支持板、前記アレイ基板、前記回路基板、前記フレキシブルプリント基板、前記ブラケット、および前記緩衝部を収納する筐体をさらに備え、
前記ブラケットは、前記筐体と接触していない請求項1〜5のいずれか1つに記載の放射線検出器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017202571A JP2019074490A (ja) | 2017-10-19 | 2017-10-19 | 放射線検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP2017202571A JP2019074490A (ja) | 2017-10-19 | 2017-10-19 | 放射線検出器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019074490A true JP2019074490A (ja) | 2019-05-16 |
Family
ID=66545182
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2017202571A Pending JP2019074490A (ja) | 2017-10-19 | 2017-10-19 | 放射線検出器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2019074490A (ja) |
-
2017
- 2017-10-19 JP JP2017202571A patent/JP2019074490A/ja active Pending
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