JP3486515B2 - ガラス基板保持構造及び放射線撮影装置 - Google Patents
ガラス基板保持構造及び放射線撮影装置Info
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Description
形成されたガラス基板の保持構造及び対象物の放射線像
を得る放射線撮影装置に関するものである。
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。このような対象物の
放射線画像は、放射線により蛍光を発する蛍光板又は増
感紙と銀塩フィルムを組み合わせて撮影される。即ち、
対象物を介して放射線を照射し、蛍光板により放射線を
可視光に変換して、銀塩フィルム上に潜像を形成した後
に、この銀塩フィルムを化学処理して放射線画像をアナ
ログ写真として撮影している。
放射線画像を電気信号に変換し、この電気信号を画像処
理した後に、可視画像としてCRT等に再生することに
より、高画質の放射線画像を得ている。この放射線画像
を電気信号に変換する装置としては、例えば蛍光板と銀
塩フィルムを組み合わせて撮影し、得られた放射線写真
フィルムに記録された放射線画像に光を照射し、放射線
写真フィルムを透過した光をCCD等で光電的に読み取
って、電気信号に変換するフィルムディジタイザがあ
る。
より、ガラス基板によりアモルファス半導体膜を挟持し
て、透明導電膜と導電膜から成る半導体薄膜による固体
光検出素子をマトリクス状に配列した固体光検出器の製
作が可能となり、この固体光検出器と放射線を可視光に
変換するシンチレータを積層した放射線検出手段が提案
されている。
射線を照射することにより、放射線がシンチレータで可
視光に変換され、この可視光が固体光検出素子の光電変
換部により電気信号として検出される。この電気信号は
各固体光検出素子から所定の読出方式により読み出さ
れ、A/D変換されて放射線画像信号が得られる。そし
て、画像信号処理装置により種々の信号処理がなされた
後に、CRT等の再生手段により放射線画像として再生
され、読影診断に利用されている。
在は増感紙とフィルムを組み合わせたスクリーンフィル
ム系を用いて行われているが、胸部撮影は大面積のフィ
ルムを必要とするために、一般的には14インチ×14
インチ又は14インチ×17インチという大型のフィル
ムが使用されている。従って、シンチレータと固体光検
出素子を組み合わせた放射線検出手段を用いて胸部撮影
を行う場合も、同様に14インチ×14インチ、14イ
ンチ×17インチ、又はそれ以上の大面積のガラス基板
にホトリソグラフィ法により固体光検出素子を形成し
て、放射線検出手段を作製する必要がある。
1mmの石英ガラスが使用されているが、軽量化のため
に更に薄い厚さ0.7mmの石英ガラスが使用されるこ
ともあり、このように脆弱で肉薄のガラスで、14イン
チ×17インチ又はそれ以上の大面積の基板にアモルフ
ァス半導体膜を挟持して、透明導電膜と導電膜から成る
固体検出素子をマトリクス状に配列した放射線検出手段
を用いて、放射線撮影装置を具体化して医療現場で使用
するためには、耐環境性を十分考慮した実装形態、特に
脆弱なガラス基板を耐衝撃及び耐振動を考慮して確実に
保持する保持手段が必要となる。
検診場所を移動しながら検診を行う場合においては、車
の移動時の振動、特に悪路での振動や衝撃を受けても放
射線像検出手段としての性能を満足するためには、一層
の耐衝撃及び耐振動特性が要求される。
おいては、耐衝撃及び耐振動に優れた保持手段等の具体
的な提案がなく、その上にガラスは金属に比べると熱膨
張係数が極端に小さいために、熱変形による影響も十分
に考慮する必要がある。即ち、ガラス基板を金属製の取
付基板に固定すると、ガラスと取付基板は熱膨張係数が
極端に異なるために、環境温度の変化によりガラス基板
に応力が加わり、最悪の場合はガラス基板の破壊を招く
という問題が生ずる。
高耐振動、高耐衝撃性、高耐温度特性を有しながら、薄
肉で大面積のガラス基板を確実に保持するガラス基板保
持構造及び放射線撮影装置を提供することにある。
の第1発明に係るガラス基板保持構造は、半導体薄膜素
子が形成されたガラス基板と、該ガラス基板の半導体薄
膜素子を有する面と反対の面の略外周部に配置された第
1の弾性部材と、該第1の弾性部材を前記ガラス基板と
の間に挟持するように配置された取付部材と、前記ガラ
ス基板、前記第1の弾性部材及び前記取付部材によって
囲まれた略密閉空間内の略中央部に配置され前記ガラス
基板と前記取付部材との間に介在した第2の弾性部材と
を有することを特徴とする。
導体薄膜素子が形成されたガラス基板と、該ガラス基板
の半導体薄膜素子を有する面と反対の面の略外周部に配
置された第1の弾性部材と、該第1の弾性部材を前記ガ
ラス基板との間に挟持するように配置された取付部材
と、前記ガラス基板、前記第1の弾性部材及び前記取付
部材によって囲まれた第1の略密閉空間内の略中央部に
配置され前記ガラス基板と前記取付部材との間に介在し
た第2の弾性部材と、前記ガラス基板の前記半導体薄膜
素子を有する面の略外周部に配置された第3の弾性部材
と、該第3の弾性部材を前記ガラス基板との間に挟持す
るように配置された前面部材と、前記ガラス基板、前記
第3の弾性部材及び前記前面部材によって囲まれた第2
の略密閉空間とを有することを特徴とする。
導体薄膜素子が形成されたガラス基板を有する放射線像
検出手段と、前記ガラス基板の半導体薄膜素子を有する
面と反対の面の略外周部に配置された第1の弾性部材
と、該第1の弾性部材を前記ガラス基板との間に挟持す
るように配置された取付部材と、前記ガラス基板、前記
第1の弾性部材及び前記取付部材によって囲まれた略密
閉空間内の略中央部に配置され前記ガラス基板と前記取
付部材との間に介在した第2の弾性部材とを含むガラス
基板保持構造を有することを特徴とする。
導体薄膜素子が形成されたガラス基板を有する放射線像
検出手段と、前記ガラス基板の半導体薄膜素子を有する
面と反対の面の略外周部に配置された第1の弾性部材
と、該第1の弾性部材を前記ガラス基板との間に挟持す
るように配置された取付部材と、前記ガラス基板、前記
第1の弾性部材及び前記取付部材によって囲まれた第1
の略密閉空間内の略中央部に配置され前記ガラス基板と
前記取付部材との間に介在した第2の弾性部材と、前記
ガラス基板の前記半導体薄膜素子を有する面の略外周部
に配置された第3の弾性部材と、該第3の弾性部材を前
記ガラス基板との間に挟持するように配置された前面部
材と、前記ガラス基板、前記第3の弾性部材及び前記前
面部材によって囲まれた第2の略密閉空間とを含むガラ
ス基板保持構造を有することを特徴とする。
詳細に説明する。図1は実施例の放射線撮影装置の断面
図を示し、放射線撮影装置1はカバー部材2により内部
が遮光されており、カバー部材2の内部には周囲の取付
手段3を介して中央部に板体状の取付部材4が固定され
ている。取付部材4上には、第1の弾性部材5が貼付け
や接着等の手段により取り付けられており、第1の弾性
部材5上にはガラス基板6が同様に貼付けや接着等の手
段により固定されている。ガラス基板6の上面6aに
は、ホトリソグラフィ法等により二次元状に半導体薄膜
素子7が形成されている。半導体薄膜素子7上には放射
線像を可視光に変換するシンチレータ8が接着等の手段
により密着しており、シンチレータ8はアルミニウム基
板9に蒸着等の手段によりCsI:Na、CsI:Tl
等の沃化セシウム化合物を柱状結晶に成長させたり、ポ
リエチレンテレフタレート(PET)や紙等の基板上に
希土類蛍光体を塗布して形成されている。
シンチレータ8、アルミニウム基板9により放射線像検
出手段10が構成されている。なお、放射線像検出手段
10は予め電荷をチャージしておき、放射線例えばX線
の入射により変化した電荷分布を検出するアモルファス
セレンから成る半導体薄膜二次元センサでもよい。
この第1の弾性部材5は棒状の4個の部材からロの字形
状に配置されており、それぞれの部材同士の接合部は隙
間なく接合され、取付部材4、第1の弾性部材5、ガラ
ス基板6により第1の略密閉空間11が形成されてい
る。
ス12が設けられ、第1の略密閉空間11内の空気と大
気が連通されている。なお、微小オリフィス12は図2
に示すように第1の弾性部材5に貫通するように設けて
もよいし、棒状の第1の弾性部材5間の接合部に僅かに
隙間を形成するようにしてもよい。なお、第1の弾性部
材5は4本の棒状部材をロの字状に隙間なく接合してい
るが、図3に示すような継ぎ目のないロの字状に形成し
た1個の部材であってもよい。
で放射線の照射により散乱線の発生が少ない材質が好ま
しく、シリコンゲル、シリコンゴム、ネオスポンジ、ポ
リウレタン、モルトプレン等が好適である。このよう
に、第1の弾性部材5の材質に低散乱線を発生する物質
を使用することにより、矢印A方向から放射線撮影装置
1に入射し、放射線検出手段10を透過した放射線によ
り、第1の弾性部材5から発生する散乱線の内、再びシ
ンチレータ8に入射する後方散乱線の影響を少なくする
ことができる。
第1の弾性部材5と同様の材質から成る第2の弾性部材
13が配置されており、第2の弾性部材13の一方の面
は取付部材4に貼付けられ、他方の面はガラス基板6に
貼付けられて接着等の手段で固定されている。なお、第
2の弾性部材13は図2に示すようにブロック状の形状
をしてるが、図4に示すように十字状の形状でもよい
し、図3に示した第1の弾性部材5と同様にロの字の形
状で、第1の弾性部材5よりも小さなものでもよい。な
お、この場合は第2の弾性部材13にも第1の弾性部材
5と同様に微小オリフィス12を設けることが好適であ
る。
ウム基板9の略周辺部で、放射線像検出手段10を挟ん
で第1の弾性部材5に略対応する位置に、第1の弾性部
材5と同様の材質から成る第3の弾性部材14が貼付け
や接着等の手段により固定されており、この第3の弾性
部材14上には放射線透過性に優れ、かつ機械的強度を
有する炭素繊維強化樹脂(CFRP)から成る前面部材
15が配置されている。そして、アルミニウム基板9、
第3の弾性部材14、前面部材15により第2の略密閉
空間16が形成されている。
置され、その下方のカバー部材2の底部に脚を立てて電
子回路18が設けられており、放射線像検出手段10と
電子回路18はタブ19を介して接続されている。な
お、鉛板17は放射線像検出手段10と電子回路18間
に位置し、電子回路18への放射線による影響を防止し
ている。
同様に、4個の弾性部材が放射線像検出手段10のシン
チレータ8のアルミニウム基板9の略周辺部を囲うよう
に、その接合部を隙間なく接合して配置されており、ガ
ラス基板6と電子回路18の端部を接合するタブ19に
よりガラス基板6上の半導体薄膜素子7とタブ19の接
合部に常時発生する応力は、第3の弾性部材14により
緩和されるようになっている。更に、第3の弾性部材1
4をシンチレータ8のアルミニウム基板9上の第1の弾
性部材5と略対応する位置に配置し、第1の弾性部材5
と第3の弾性部材14により放射線像検出手段10を挟
持するように配置することにより、放射線像検出手段1
0に剪断力が働くことなく、安定性及び高信頼性を維持
しながら放射線像検出手段10を保持するようになって
いる。
を内部に保持した放射線撮影装置1で被検体を撮影する
場合には、撮影すべき被検体の撮影部位を前面部材15
に接するように配置し、図示しない放射線発生源から被
検体に放射線を照射する。被検体を透過した放射線は前
面部材15を透過し、更にアルミニウム基板9を透過し
シンチレータ8に入射する。放射線はシンチレータ8で
可視光に変換され、ガラス基板6に二次元配列された半
導体薄膜から成る光検出素子によって電気信号として検
出される。検出された電気信号はタブ19を介して電子
回路18へ導かれ、A/D変換されてデジタル信号に変
換され、このデジタル信号は図示しないケーブルやコネ
クタを介して図示しないコントローラに送られ、更にC
RTモニタへの表示され、医療用プリンタによりフィル
ムにプリントされる。
部材5、第2の弾性部材13、第3の弾性部材14を、
それぞれ図1の上下方向に圧縮挟持するように構成され
ているために、この圧縮力により第1の弾性部材5、第
2の弾性部材13、第3の弾性部材14は変形して厚さ
が薄くなっている。
部材13に着目すると、放射線像検出手段10が梁の役
目をして撓むために、第1の弾性部材5の単位面積当り
に加わる力と、第2の弾性部材13の単位面積当りに加
わる力が異なり、この結果厚さ方向の変形量が異なり、
ガラス基板6が僅かに変形する。
材5に比べて第2の弾性部材13の厚さ又は面積又は硬
度を変えることにより、放射線像検出手段10を平面度
を保持することが可能となる。即ち、第2の弾性部材1
3には、第1の弾性部材5に対して厚さでは薄く、硬度
ではより硬い弾性部材を用いることにより、変形防止及
び耐振動性向上を図ることができる。
とガラス基板6はそれぞれ長手方向に伸縮し、それぞれ
の熱膨張係数が異なるためにその変化量に差が生ずる
が、第1の弾性部材5、第3の弾性部材14が変形し
て、取付部材4とガラス基板6の変形量の差を吸収する
ので、ガラス基板6に応力が加わることがなく、環境温
度の変化によってガラス基板6が破損したり、ガラス基
板6に形成した半導体薄膜素子に不要な応力が加わるこ
とがない。
するので、被検体による衝撃が前面部材15に加わる場
合には、図1に示すように放射線像検出手段10の放射
線の入射面側に、シンチレータ8のアルミニウム基板
9、第3の弾性部材14、前面部材15で構成される第
2の略密閉空間16が存在し、また必要に応じて第2の
略密閉空間16の放射線像検出手段10を挟んだ反対側
には、取付部材4、第1の弾性部材5、ガラス基板6で
構成される第1の略密閉空間11が存在するので、被検
体により前面部材15に衝撃が加わっても、第1の略密
閉空間11、第2の略密閉空間16がそれぞれエアダン
パの役割を果たし、放射線像検出手段10に加わる衝撃
が緩衝され、局所的な衝撃力は分散される。
の変化がある場合には、第1の略密閉空間11を形成す
る第1の弾性部材5及び第2の略密閉空間16を形成す
る第3の弾性部材14に、それぞれ微小オリフィス12
が形成されているので、第1の略密閉空間11及び第2
の略密閉空間16内の気圧は常に外気と一定になり、従
って放射線像検出手段10に環境の気圧変化による外部
応力が発生することはない。
には、周囲のカバー部材2を保持する平板部の面に垂直
方向の振動が加わると、平板部の中心には周辺部の10
倍以上の加速度が加わり、その結果として14×17イ
ンチという大面積の中心部の変形量は数mmを超えるこ
とになる。従って、この変形量が第1の弾性部材5の厚
さ又は第3の弾性部材14の厚さを超えると、ガラス基
板6の中心部が取付部材4又は前面部材15に衝突し
て、ガラス基板6が破損する。また、中心部の変形量が
大きい場合は、蛍光体であるCsIの柱状構造が破壊さ
れる可能性もある。
弾性部材13が接着等の手段で取り付けてあるので、ガ
ラス基板6を確実に保持できると同時に、ガラス基板6
の中心部の変形をほぼ周辺部と同じにすることができ、
放射線像検出手段10の変形量を最小にすることができ
る。
13と第1の略密閉空間、更には必要に応じて第3の弾
性部材14と第2の略密閉空間16とがダンパとして作
用するので、ガラス基板6やガラス基板6に形成された
半導体薄膜素子7及びシンチレータ8に、振動による外
部応力が必要以上に働くことを防ぐことができる。更
に、略密閉空間11、16を形成する弾性部材5、1
3、14に微小オリフィス12を設けることにより、外
気圧の変動に対しても放射線像検出手段10を安定して
保持することができる。
ス基板保持構造によれば、耐衝撃性、耐振動性を高いレ
ベルで維持してガラス基板を保持することができる。
ば、耐衝撃性、耐振動性を高いレベルで維持してガラス
基板を保持することができる。
耐衝撃性、耐振動性を高いレベルで維持し、かつ環境温
度の変化に対しても安定的に放射線像検出手段を保持し
て、高精度の放射線撮影を行うことができる。
耐衝撃性、耐振動性を高いレベルで維持し、かつ環境温
度の変化に対しても安定的に放射線像検出手段を保持し
て、高精度の放射線撮影を行うことができる。
Claims (11)
- 【請求項1】 半導体薄膜素子が形成されたガラス基板
と、該ガラス基板の半導体薄膜素子を有する面と反対の
面の略外周部に配置された第1の弾性部材と、該第1の
弾性部材を前記ガラス基板との間に挟持するように配置
された取付部材と、前記ガラス基板、前記第1の弾性部
材及び前記取付部材によって囲まれた略密閉空間内の略
中央部に配置され前記ガラス基板と前記取付部材との間
に介在した第2の弾性部材とを有することを特徴とする
ガラス基板保持構造。 - 【請求項2】 前記半導体薄膜素子は対象物の放射線像
を検出するための機能を有することを特徴とする請求項
1に記載のガラス基板保持構造。 - 【請求項3】 前記第1の弾性部材及び前記第2の弾性
部材のうちの少なくとも一方に、放射線による散乱線の
発生の少ない物質が使用されていることを特徴とする請
求項1又は2に記載のガラス基板保持構造。 - 【請求項4】 前記第1の弾性部材に少なくとも1個の
微小オリフィスが設けられたことを特徴とする請求項1
〜3の何れか1つの請求項に記載のガラス基板保持構
造。 - 【請求項5】 前記第1の弾性部材と前記第2の弾性部
材とは異なる機械的特性を有することを特徴とする請求
項1〜4の何れか1つの請求項に記載のガラス基板保持
構造。 - 【請求項6】 半導体薄膜素子が形成されたガラス基板
と、該ガラス基板の半導体薄膜素子を有する面と反対の
面の略外周部に配置された第1の弾性部材と、該第1の
弾性部材を前記ガラス基板との間に挟持するように配置
された取付部材と、前記ガラス基板、前記第1の弾性部
材及び前記取付部材によって囲まれた第1の略密閉空間
内の略中央部に配置され前記ガラス基板と前記取付部材
との間に介在した第2の弾性部材と、前記ガラス基板の
前記半導体薄膜素子を有する面の略外周部に配置された
第3の弾性部材と、該第3の弾性部材を前記ガラス基板
との間に挟持するように配置された前面部材と、前記ガ
ラス基板、前記第3の弾性部材及び前記前面部材によっ
て囲まれた第2の略密閉空間とを有することを特徴とす
るガラス基板保持構造。 - 【請求項7】 半導体薄膜素子が形成されたガラス基板
を有する放射線像検出手段と、前記ガラス基板の半導体
薄膜素子を有する面と反対の面の略外周部に配置された
第1の弾性部材と、該第1の弾性部材を前記ガラス基板
との間に挟持するように配置された取付部材と、前記ガ
ラス基板、前記第1の弾性部材及び前記取付部材によっ
て囲まれた略密閉空間内の略中央部に配置され前記ガラ
ス基板と前記取付部材との間に介在した第2の弾性部材
とを含むガラス基板保持構造を有することを特徴とする
放射線撮影装置。 - 【請求項8】 前記第1の弾性部材及び前記第2の弾性
部材のうちの少なくとも一方に、放射線による散乱線の
発生の少ない物質が使用されていることを特徴とする請
求項7に記載の放射線撮影装置。 - 【請求項9】 前記第1の弾性部材に少なくとも1個の
微小オリフィスが設けられたことを特徴とする請求項7
又は8に記載の放射線撮影装置。 - 【請求項10】 前記第1の弾性部材と前記第2の弾性
部材とは異なる機械的特性を有することを特徴とする請
求項7〜9の何れか1つの請求項に記載の放射線撮影装
置。 - 【請求項11】 半導体薄膜素子が形成されたガラス基
板を有する放射線像検出手段と、前記ガラス基板の半導
体薄膜素子を有する面と反対の面の略外周部に配置され
た第1の弾性部材と、該第1の弾性部材を前記ガラス基
板との間に挟持するように配置された取付部材と、前記
ガラス基板、前記第1の弾性部材及び前記取付部材によ
って囲まれた第1の略密閉空間内の略中央部に配置され
前記ガラス基板と前記取付部材との間に介在した第2の
弾性部材と、前記ガラス基板の前記半導体薄膜素子を有
する面の略外周部に配置された第3の弾性部材と、該第
3の弾性部材を前記ガラス基板との間に挟持するように
配置された前面部材と、前記ガラス基板、前記第3の弾
性部材及び前記前面部材によって囲まれた第2の略密閉
空間とを含むガラス基板保持構造を有することを特徴と
する放射線撮影装置。
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