JP4239878B2 - Two-dimensional radiation detector and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

この発明は、医療用の放射線撮影装置などに用いられる2次元放射線検出器およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a two-dimensional radiation detector used in a medical radiography apparatus and the like, and a manufacturing method thereof.

放射線画像を撮影する装置として、増感紙とフィルムを密着させた構造を持つ増感紙-フィルム方式が知られている。この方式は、被写体を透過したX線が増感紙によってエネルギーの低い光に変換され、この光によって感光されたフィルムを現像処理することにより、被写体の持つX線吸収特性をフィルム上に可視化する方法である。しかしながら、この方法は画像情報を電気信号として得ることができない。フィルム上に担持された被写体の画像情報を電気信号として取り出すためには、フィルムデジタイザ等によってフィルムを別途デジタイズする必要があり大変手間がかかるという欠点がある。またフィルムのラチチュードが狭いため撮影の失敗でアンダー露光、オーバー露光になる危険性が高いという欠点を有する。   An intensifying screen-film system having a structure in which an intensifying screen and a film are in close contact with each other is known as an apparatus for taking a radiographic image. In this method, X-rays transmitted through a subject are converted into low-energy light by an intensifying screen, and the film exposed to the light is developed to visualize the X-ray absorption characteristics of the subject on the film. Is the method. However, this method cannot obtain image information as an electrical signal. In order to take out the image information of the subject carried on the film as an electric signal, it is necessary to separately digitize the film with a film digitizer or the like, which is very troublesome. In addition, since the latitude of the film is narrow, there is a drawback that there is a high risk of underexposure and overexposure due to shooting failure.

被写体を透過したX線画像情報を直接デジタル信号として取り出すことのできる撮影装置としてCR(Computed Radiography)が良く知られている。この装置では、被写体を透過したX線のエネルギーが輝尽性蛍光体に一旦蓄積されこれをレーザ光で励起することにより蓄積されたX線エネルギーに比例した輝尽発光を出力させ、この輝尽発光をフォトマルチプライヤー等の光電変換素子で電気信号として取り出すことができる。この方法は輝尽発光を読み出すのに時間がかかるという欠点がある。また、レーザ光を走査するための機構が必要となり装置が高価となる他、機械部分の動作不良を招きやすいという欠点を有する。   CR (Computed Radiography) is well known as an imaging apparatus that can directly extract X-ray image information transmitted through a subject as a digital signal. In this apparatus, the energy of X-rays transmitted through the subject is temporarily accumulated in the stimulable phosphor, and this is excited by laser light to output stimulated emission proportional to the accumulated X-ray energy. Light emission can be extracted as an electrical signal by a photoelectric conversion element such as a photomultiplier. This method has a drawback that it takes time to read out the photostimulated luminescence. In addition, a mechanism for scanning with laser light is required and the apparatus is expensive, and there are also disadvantages that it tends to cause a malfunction of the mechanical part.

そこで近年フラットパネルディテクタ(FPD)と呼ばれる固体撮像素子が注目を浴びている。この方法はX線エネルギーを直接電荷に変換し、この電荷をTFT等読み出し素子によって電気信号として読み出す直接方式FPDと、X線エネルギーをシンチレータ等で光に変換し、この変換された光電変換素子で電荷に変換し、この電荷をTFT等読み出し素子によって電気信号として読み出す間接方式FPDが知られている。何れの方式も、ディテクタ面上に集光された被写体情報は読み出し素子のピッチ(以後ディテクタピッチと呼ぶ)に従って空間的にサンプリングされた情報として読み出される。   Therefore, in recent years, a solid-state imaging device called a flat panel detector (FPD) has attracted attention. In this method, X-ray energy is directly converted into electric charge, and this electric charge is read as an electric signal by a reading element such as a TFT, and the X-ray energy is converted into light by a scintillator or the like, and this converted photoelectric conversion element is used. An indirect type FPD that converts charges into electric charges and reads out the electric charges as electric signals by a reading element such as a TFT is known. In either method, the subject information collected on the detector surface is read as spatially sampled information according to the pitch of the reading elements (hereinafter referred to as detector pitch).

図1に示すように被写体101にX線102を曝射した場合、一部のX線103は被写体101に吸収されるが、残りのX線は透過X線104として被写体101に吸収されることなくディテクタ112ヘ到達する。一方、被写体101を透過する透過X線104の他に散乱線105とよばれるノイズ成分が被写体101より放出される。散乱線105は、透過X線104により運ばれてくる被写体101の画像情報のSN比やコントラストを低下させるため通常グリッド111を使用することによって散乱線成分をできるだけ除去する方法が取られている。   As shown in FIG. 1, when X-rays 102 are exposed to the subject 101, some X-rays 103 are absorbed by the subject 101, but the remaining X-rays are absorbed by the subject 101 as transmitted X-rays 104. It reaches the detector 112 without. On the other hand, in addition to the transmitted X-rays 104 that pass through the subject 101, noise components called scattered rays 105 are emitted from the subject 101. In order to reduce the S / N ratio and contrast of the image information of the subject 101 carried by the transmitted X-rays 104, the scattered radiation 105 has a method of removing the scattered radiation component as much as possible by using the normal grid 111.

グリッド111は、X線遮蔽材1を中間物質2を挟んでストライプ状に一定間隔で並べた構造をしている。散乱線105はX線遮蔽材1に吸収されてしまうためディテクタ112まで到達することはない。そのため画像情報のSN比とコントラストを格段に向上させることができる(特許文献1:図7、段落番号0012)。   The grid 111 has a structure in which the X-ray shielding materials 1 are arranged at regular intervals in a stripe shape with the intermediate substance 2 interposed therebetween. Since the scattered radiation 105 is absorbed by the X-ray shielding material 1, it does not reach the detector 112. Therefore, the SN ratio and contrast of the image information can be remarkably improved (Patent Document 1: FIG. 7, paragraph number 0012).

一般にグリッドの散乱線除去能力をあらわす値として、グリッド比やグリッド密度があるが、これらはX線遮蔽材の厚さ及び高さ、中間物質の厚さ及び高さによって決まるものであり、その模式図を図11に示す。グリッド比r=h/t2、グリッド密度N=1/(t1+t2)で決められ、これらの値はディテクタの種類、使用用途によって選ばれる。   In general, there are a grid ratio and a grid density as values representing the scattered radiation removal ability of the grid, and these are determined by the thickness and height of the X-ray shielding material and the thickness and height of the intermediate substance. The figure is shown in FIG. It is determined by the grid ratio r = h / t2 and grid density N = 1 / (t1 + t2), and these values are selected according to the type of detector and the intended use.

グリッドには、移動グリッドと固定グリッドの2種類がある。移動グリッドとは、X線の曝射に同期させてグリッドをグリッド縞の方向と垂直方向に移動させることにより画像中にグリッドの固定パターンを結像させないようにする方法である。固定グリッドとは、ディテクタに対してグリッドを固定した形で撮影を行なう方法であって、グリッドを用いた撮影方法において固定グリッドを使用した場合、ディテクタへ到達する被写体情報の中にグリッド縞の固定パターンが含まれることになる。   There are two types of grids: moving grids and fixed grids. The moving grid is a method that prevents the fixed pattern of the grid from being imaged in the image by moving the grid in the direction perpendicular to the direction of the grid stripes in synchronization with the X-ray exposure. The fixed grid is a method of shooting with the grid fixed to the detector. When a fixed grid is used in the shooting method using the grid, grid stripes are fixed in the subject information that reaches the detector. A pattern will be included.

移動グリッドを用いた場合には、グリッド縞の固定パターンは含まれないが、移動時にX線遮蔽材によるカットオフが起こりX線量が不足し画質が低下するという問題がある。また、機械的にグリッドを移動させるという機構が必要なため、装置が大型化しかつコスト的に不利である。さらに移動時の振動や移動に要するモーターなどの電気的ノイズにより画像に多大な悪影響を及ぼすという問題がある。   When a moving grid is used, a fixed pattern of grid stripes is not included, but there is a problem in that the X-ray shielding material causes a cut-off when moving and the X-ray dose is insufficient and the image quality is deteriorated. Further, since a mechanism for mechanically moving the grid is required, the apparatus is increased in size and disadvantageous in cost. In addition, there is a problem that the image is greatly adversely affected by vibration during movement and electrical noise such as a motor required for movement.

一方、固定グリッドを用いた場合には、グリッド縞の固定パターンを含んだ画像をデジタル化する際、ディテクタピッチで定まるサンプリング周波数とグリッド周波数の関係に応じてモアレ縞と呼ばれる実存しない縞模様となって現れることがある。モアレ縞は被写体の画像情報に対するノイズとなり医師の診断を著しく妨げる。モアレ縞を避けるためにはサンプリング周波数の整数倍の周波数を持つグリッドを使用することが考えられるが従来の技術では製造誤差が必ず生じてしまい、これがモアレ縞の原因となっていた。   On the other hand, when a fixed grid is used, when an image including a fixed pattern of grid stripes is digitized, a non-existent stripe pattern called a moire stripe is formed according to the relationship between the sampling frequency determined by the detector pitch and the grid frequency. May appear. Moire fringes become noise with respect to the image information of the subject and significantly impede the doctor's diagnosis. In order to avoid moire fringes, it is conceivable to use a grid having a frequency that is an integral multiple of the sampling frequency. However, in the conventional technique, a manufacturing error always occurs, and this causes moire fringes.

また、グリッドは、散乱線105をX線遮蔽材1に吸収させることにより画像情報のSN比とコントラストを向上させているが、ディテクタ112に到達するX線量を低減させてしまうため、画質が低下するという問題があった。そのため、X線遮蔽材1を、X線源の直下となる中心部分においては垂直で、周辺にいくに従ってX線源の方向に傾くようにしたものも考えられている(特許文献1:図7、段落番号0014)。   Further, the grid improves the S / N ratio and contrast of the image information by absorbing the scattered radiation 105 in the X-ray shielding material 1, but reduces the X-ray dose reaching the detector 112, so that the image quality deteriorates. There was a problem to do. Therefore, it is also conceivable that the X-ray shielding material 1 is vertical in the central portion immediately below the X-ray source and tilted in the direction of the X-ray source toward the periphery (Patent Document 1: FIG. 7). , Paragraph number 0014).

特開2002−71815号JP 2002-71815 A

しかしながら、このように、X線遮蔽材1がサンプリング周波数(ディテクタピッチ)の整数倍の周波数間隔で正確に設けられ、しかも各々がX線源の方向に傾くように精密に配置されたグリッドを作製することは製造上大変困難であった。本願発明は、こうしたグリッドを簡易に且つ精度よく製造することができる方法を提供するものである。   However, in this way, a grid is produced in which the X-ray shielding material 1 is accurately provided at a frequency interval that is an integral multiple of the sampling frequency (detector pitch) and is precisely arranged so that each tilts in the direction of the X-ray source. It was very difficult to manufacture. The present invention provides a method by which such a grid can be manufactured easily and accurately.

本発明の2次元放射線検出器の製造方法は、グリッドの作製方法に特徴を有している。グリッドは、X線を透過する中間物質とX線遮蔽材とが交互に配置構成されたものであって、X線遮蔽材の間隔がディテクタピッチの整数倍となるように厳密に構成し、この中間物質とX線遮蔽材とを一枚ずつ若しくは交互に複数枚接着したモジュールを複数作製し、且つ前記中間物質またはX線遮蔽材のうち少なくとも1枚を他材から突出する長さとして組立冶具の溝との嵌合部としている。一方、組立冶具には前記嵌合部と嵌合されるための複数の溝が形成されており、各溝はX線源の焦点方向に向かう傾斜角を有している。組立冶具の溝に各モジュールの嵌合部を嵌合し、各モジュールを接合した後、各嵌合部を切断してグリッドを作製しており、こうして作製されたグリッドを用いて2次元放射線検出器を製造している。   The method for manufacturing a two-dimensional radiation detector according to the present invention is characterized by a method for producing a grid. The grid is configured by alternately arranging an intermediate substance that transmits X-rays and an X-ray shielding material, and is strictly configured so that the interval between the X-ray shielding materials is an integral multiple of the detector pitch. An assembly jig for producing a plurality of modules in which a plurality of intermediate substances and X-ray shielding materials are bonded one by one or alternately, and at least one of the intermediate substances or the X-ray shielding materials protrudes from another material. It is a fitting part with the groove. On the other hand, the assembly jig is formed with a plurality of grooves to be fitted with the fitting portions, and each groove has an inclination angle toward the focal direction of the X-ray source. The fitting part of each module is fitted in the groove of the assembly jig, each module is joined, and then each fitting part is cut to produce a grid. Using the grid thus produced, two-dimensional radiation detection is performed. Manufacture equipment.

本発明の2次元放射線検出器は、そのグリッドを上記のように組み立てているので、X線遮蔽材の間隔を精度良く簡易に作製することができ、モアレ縞の発生を良好に抑制できる検出器とすることができる。また、X線遮蔽材の方向もX線源の焦点方向に正確に向かったものとすることができ、ディテクタへの入射線量の低減を防止することができる。   In the two-dimensional radiation detector of the present invention, since the grid is assembled as described above, the interval between the X-ray shielding materials can be easily manufactured with high accuracy and the generation of moire fringes can be satisfactorily suppressed. It can be. In addition, the direction of the X-ray shielding material can be accurately directed to the focal direction of the X-ray source, and the reduction of the incident dose to the detector can be prevented.

図10は放射線撮影装置の概略構成を示す図である。この実施の形態の放射線撮影装置に備えられる制御回路209は、この図内の全ての装置と回路を制御している。X線発生制御装置201でX線発生命令が出されると、X線源202により被写体101へ向けてX線が放射される。また、X線発生制御装置201のX線発生命令は制御回路209へ入力され、X線の発生に同期してその他の回路が制御される。   FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of the radiation imaging apparatus. A control circuit 209 provided in the radiation imaging apparatus of this embodiment controls all the apparatuses and circuits in this figure. When an X-ray generation command is issued by the X-ray generation control device 201, X-rays are emitted toward the subject 101 by the X-ray source 202. The X-ray generation command of the X-ray generation control device 201 is input to the control circuit 209, and other circuits are controlled in synchronization with the generation of X-rays.

被写体101を透過したX線はグリッド111を透過することで散乱線分を低減させる。グリッド111によって散乱線が低減された被写体101の画像情報はディテクタ112によって電気信号として検出される。ディテクタ112は、直接方式FPDと間接方式FPDの何れの方式でも良い。   The X-rays that have passed through the subject 101 pass through the grid 111 to reduce the amount of scattered rays. Image information of the subject 101 whose scattered radiation has been reduced by the grid 111 is detected as an electrical signal by the detector 112. The detector 112 may be either a direct FPD or an indirect FPD.

(第1実施形態)第1実施形態は2次元放射線検出器の製造方法に関するものである。図1は、本発明の第1実施形態に係る2次元放射線検出器のグリッド111とディテクタ112の断面を示す図である。このX線遮蔽材1はX線管の焦点Fをにらんでおりかつ、ディテクタ112面上の各画素の配列の整数倍に一致するピッチで配置されている。図1の実施例の場合、X線遮蔽材1はディテクタ112面上の各画素の配列に対して2倍のピッチで配置されている。ここでディテクタ112の断面は実際には図に示すような仕切りは存在しないが、ディテクタピッチはTFT素子のピッチで決定されておりわかりやすいように便宜上示してある。X線遮蔽材1及び中間物質2はその上下端面を被覆材3と被覆材4で支えられており、さらに被覆材3と被覆材4の辺縁部の間はスペーサ5及びスペーサ6で支えられている。 (First Embodiment) The first embodiment relates to a method of manufacturing a two-dimensional radiation detector. FIG. 1 is a view showing a cross section of a grid 111 and a detector 112 of the two-dimensional radiation detector according to the first embodiment of the present invention. The X-ray shielding material 1 looks at the focal point F of the X-ray tube and is arranged at a pitch that matches an integer multiple of the arrangement of each pixel on the detector 112 surface. In the case of the embodiment of FIG. 1, the X-ray shielding material 1 is arranged at a pitch twice that of the arrangement of each pixel on the detector 112 surface. Here, the section of the detector 112 does not actually have a partition as shown in the figure, but the detector pitch is determined by the pitch of the TFT elements and is shown for convenience. The X-ray shielding material 1 and the intermediate substance 2 are supported at their upper and lower end surfaces by a covering material 3 and a covering material 4, and between the edge portions of the covering material 3 and the covering material 4 are supported by a spacer 5 and a spacer 6. ing.

次に、本発明の2次元放射線検出器のグリッドの製造方法を説明する。
まず図2に示すように、X線透過部分に相当する厚みを持った中間物質2とX線遮蔽材1とを一枚ずつもしくは交互に複数枚接着し、モジュール11を作製する。X線遮蔽材1と中間物質2は同じ高さに設定されている。モジュール11はグリッドを構成するために必要な数量分を作製する。モジュール11を構成する中間物質2のうち少なくともひとつは組立冶具21の溝22(図3、図5参照)との嵌合部を持った嵌合部付き中間物質12であり、他の中間物質2やX線遮蔽材1よりも高さが高くなっている。X線遮蔽材1、中間物質2及び嵌合部付き中間物質12は長手方向片方の面をそろえて接着される。ここで本実施例では中間物質2(嵌合部付き中間物質12を含めて)は3枚、X線遮蔽材1が3枚で構成されているが、枚数については適宜選択することができる。また、X線遮蔽材1が硬度を有した板状のものである場合には、X線遮蔽材1の方に嵌合部を構成してもよい。中間物質2とX線遮蔽材1との接着には、厚さ精度の出ている薄い両面粘着テープを用いることができる。
Next, a method for manufacturing the grid of the two-dimensional radiation detector of the present invention will be described.
First, as shown in FIG. 2, a module 11 is manufactured by bonding a plurality of intermediate substances 2 and X-ray shielding materials 1 each having a thickness corresponding to an X-ray transmitting portion one by one or alternately. The X-ray shielding material 1 and the intermediate substance 2 are set at the same height. The module 11 produces the quantity necessary for constructing the grid. At least one of the intermediate substances 2 constituting the module 11 is an intermediate substance 12 with a fitting portion having a fitting portion with a groove 22 (see FIGS. 3 and 5) of the assembly jig 21. Or higher than the X-ray shielding material 1. The X-ray shielding material 1, the intermediate material 2, and the intermediate material 12 with a fitting portion are bonded together with one surface in the longitudinal direction aligned. Here, in the present embodiment, the intermediate substance 2 (including the intermediate substance 12 with the fitting portion) is composed of three sheets and the X-ray shielding material 1 is composed of three sheets, but the number of sheets can be appropriately selected. Further, when the X-ray shielding material 1 is a plate having hardness, a fitting portion may be formed on the X-ray shielding material 1. For bonding the intermediate substance 2 and the X-ray shielding material 1, a thin double-sided adhesive tape having a thickness accuracy can be used.

尚、X線遮蔽材1はモリブデン、タングステン、鉛、モリブデンを主成分とする合金、タングステンを主成分とする合金、鉛を主成分とする合金等、原子番号が大きくX線吸収の大きい材料を選択する必要がある。一方、中間物質2及び嵌合部付き中間物質12はX線吸収が小さく、厚さの精度が出せて、後述する切断工程におけるワイヤ放電加工等が容易に行なえる材質、例えばアルミやアルミ合金等が望ましい。   The X-ray shielding material 1 is made of a material having a large atomic number and a large X-ray absorption, such as molybdenum, tungsten, lead, an alloy containing molybdenum as a main component, an alloy containing tungsten as a main component, and an alloy containing lead as a main component. Must be selected. On the other hand, the intermediate substance 2 and the intermediate substance 12 with a fitting portion have a small X-ray absorption, can provide a thickness accuracy, and can be easily subjected to wire electric discharge machining or the like in a cutting process to be described later, such as aluminum or aluminum alloy. Is desirable.

次に、出来あがったモジュール11について、図3に示す溝プレート23からなる組立冶具21の溝22と嵌合部付き中間物質12を嵌合して配置していく。組立冶具21は、グリッド組立後の前記複数のX線遮蔽材1のそれぞれの平坦面が、X線源の焦点Fに向かうように、即ち、ディテクタ側端とX線源の焦点Fとを結ぶ直線に沿うように傾斜して配列されるよう、所定の複数の溝22が形成されている。組立冶具21の作製方法としては、溝22はワイヤ放電加工機、ダイシングマシンなどで形成する方法があるが、何れも精密に加工される必要がある。   Next, about the completed module 11, the groove | channel 22 of the assembly jig 21 which consists of the groove plate 23 shown in FIG. 3 and the intermediate substance 12 with a fitting part are fitted and arrange | positioned. The assembly jig 21 connects the detector side end and the focal point F of the X-ray source so that the flat surfaces of the X-ray shielding materials 1 after the grid assembly are directed to the focal point F of the X-ray source. A plurality of predetermined grooves 22 are formed so as to be inclined and aligned along a straight line. As a method for producing the assembly jig 21, there is a method in which the groove 22 is formed by a wire electric discharge machine, a dicing machine, or the like.

組立冶具21の別形態として、図4に示すように溝プレート23を分割構造とし、溝22を各々ワイヤ放電加工機、ダイシングマシンなどで形成し、溝同士が一致するように配置、固定してもよい。この場合、溝を切る長さは比較的短くてすむため、450mm角サイズというような大面積のグリッドでも対応可能となる。   As another form of the assembly jig 21, the groove plate 23 is divided as shown in FIG. 4, and the grooves 22 are formed by a wire electric discharge machine, a dicing machine, etc., and arranged and fixed so that the grooves coincide with each other. Also good. In this case, since the length of the groove can be relatively short, even a grid with a large area such as a 450 mm square size can be used.

図5は、モジュール11の嵌合部付き中間物質12を組立冶具21の溝22に嵌合させた状態の一部分の断面図である。ここでは5個のモジュール11のみが嵌合されている状態を示している。   FIG. 5 is a cross-sectional view of a part of the module 11 in which the intermediate substance 12 with the fitting portion is fitted in the groove 22 of the assembly jig 21. Here, a state where only five modules 11 are fitted is shown.

図5に示すように、モジュール11と組立冶具21の間にはクリアランス24ができるように溝深さが設定される。これは後の組立冶具の溝から分離工程で使用するものである。さらに、嵌合部付き中間物質12が所定の位置に挿入、固定されるように溝深さ及び溝幅が設定される。また溝22はX線遮蔽材1がX線管の焦点Fをにらんでディテクタピッチの整数倍、即ち図1に示すディテクタ112面上の各画素の配列間隔の整数倍に一致するピッチで配置されるように設定される。   As shown in FIG. 5, the groove depth is set so that a clearance 24 is formed between the module 11 and the assembly jig 21. This is used in the separation process from the groove of the later assembly jig. Further, the groove depth and the groove width are set so that the intermediate substance 12 with the fitting portion is inserted and fixed at a predetermined position. The grooves 22 are arranged at a pitch that matches the integer multiple of the detector pitch, that is, the integer multiple of the arrangement interval of each pixel on the detector 112 surface shown in FIG. 1, with the X-ray shielding material 1 looking at the focal point F of the X-ray tube. To be set.

ここで、図5で明らかなように、実際に溝22に嵌合しているのは1個の嵌合部付き中間物質12のみであり、他の3個のX線遮蔽材1及び2個の中間物質2は位置が保障されていない。しかしながら、実際上は問題ないことを理想形状を考えることにより説明する。   Here, as apparent from FIG. 5, only the intermediate substance 12 with one fitting portion is actually fitted in the groove 22, and the other three X-ray shielding materials 1 and 2 are fitted. The position of the intermediate substance 2 is not guaranteed. However, the fact that there is no problem in practice will be explained by considering the ideal shape.

図6に、グリッドの右半分についての理想形状の断面模式図を示す。図はX線遮蔽材1をディテクタ112面上の各画素の配列に対して2倍のピッチで配置する場合の理想形状のグリッドを表している。X線遮蔽材1は一定厚さで配置され、中間物質2は理想位置に来るように形状が決められている。ここで理想形状にある中間物質2の上面の厚さをd1、下面の厚さをd2とする。ここで実際の値の一例として、ディテクタピッチ:0.15mm、X線遮蔽材厚さ:0.03mm、グリッド厚さ:2.7mm、グリッド面積:450mm×450mm、焦点F―グリッド上面距離:1200mm、グリッド下面―ディテクタ間距離:3mm とする。
これら値により計算される、中心からの各位置におけるd1及びd2の理想値を表したものを図7に示す。これによると中心からの距離が同じ位置にあるd1とd2の差は約0.6μmでしかない。また最も差が大きくなる中心位置のd2と際側端部のd1を比べてみてもその差は約5.6μmである。ディテクタピッチが0.15mmであることを考えるとこれら数値は許容誤差範囲内であり、中間物質2の厚さをd1として、本実施例のように中間物質2(嵌合部付き中間物質12を含めて)を3枚、X線遮蔽材1を3枚でX線遮蔽材モジュール11を構成している場合、すなわち溝22によって中間物質2が3個おきに位置が保障されている構成であるので位置精度上問題ないことがわかる。さらに、実際に使用するときは、あらかじめグリッド111とディテクタ112を組み合わせて感度補正を行なっておき、そのデータをもとに画像の補正を行なう方法をとることにより感度むらを防ぐため問題になることはない。
FIG. 6 shows a schematic cross-sectional view of an ideal shape for the right half of the grid. The figure shows an ideal-shaped grid when the X-ray shielding material 1 is arranged at a pitch twice that of the arrangement of each pixel on the detector 112 surface. The X-ray shielding material 1 is arranged with a certain thickness, and the shape of the intermediate substance 2 is determined so as to come to an ideal position. Here, the thickness of the upper surface of the intermediate substance 2 in the ideal shape is d1, and the thickness of the lower surface is d2. Here, as an example of actual values, detector pitch: 0.15 mm, X-ray shielding material thickness: 0.03 mm, grid thickness: 2.7 mm, grid area: 450 mm × 450 mm, focal point F—grid top surface distance: 1200 mm The distance between the grid bottom surface and the detector is 3 mm.
FIG. 7 shows the ideal values of d1 and d2 calculated from these values at each position from the center. According to this, the difference between d1 and d2 at the same distance from the center is only about 0.6 μm. Further, even when d2 at the center position where the difference is the largest and d1 at the end on the far side are compared, the difference is about 5.6 μm. Considering that the detector pitch is 0.15 mm, these values are within an allowable error range, and the thickness of the intermediate material 2 is d1, and the intermediate material 2 (intermediate material 12 with a fitting portion is defined as in this embodiment). 3) and three X-ray shielding materials 1 constitute the X-ray shielding material module 11, that is, every third intermediate substance 2 is guaranteed by the groove 22 in position. Therefore, it can be seen that there is no problem in position accuracy. Furthermore, when actually used, a sensitivity correction is performed by combining the grid 111 and the detector 112 in advance, and a method of correcting the image based on the data is used to prevent sensitivity unevenness. There is no.

次に、モジュール11の嵌合部付き中間物質12を組立冶具21の溝22に必要数嵌合させた状態において、モジュール11の上端部に一体の被覆材3を接着する(図8)。
そして組立冶具21の溝22からX線遮蔽材モジュール11を分離するためにクリアランス24において、ワイヤー放電加工により溝22と嵌合している嵌合部付き中間物質12のみを、X線遮蔽材1及び中間物質2との高さが同じになるようにカットする。カット後の断面を図8に示す。ここでワイヤー放電加工は中間物質2のみをカットしており、特に前述したように中間物質2の材質がアルミやアルミ合金の場合加工が容易で時間もかからずコスト的に有利となる。もし嵌合部付き中間物質12の高さがX線遮蔽材1及び中間物質2とそろわなかった場合は適宜研磨することにより高さをそろえてもよい。
Next, in a state where the required number of intermediate materials 12 with fitting portions of the module 11 are fitted in the grooves 22 of the assembly jig 21, the integral covering material 3 is bonded to the upper end portion of the module 11 (FIG. 8).
Then, in order to separate the X-ray shielding material module 11 from the groove 22 of the assembly jig 21, only the intermediate substance 12 with a fitting portion that is fitted to the groove 22 by wire electric discharge machining is removed from the X-ray shielding material 1. And it cuts so that the height with intermediate substance 2 may become the same. The cross section after cutting is shown in FIG. Here, the wire electric discharge machining cuts only the intermediate substance 2, and as described above, when the material of the intermediate substance 2 is aluminum or an aluminum alloy, the machining is easy and takes less time, which is advantageous in terms of cost. If the height of the intermediate substance 12 with the fitting portion does not match the X-ray shielding material 1 and the intermediate substance 2, the height may be adjusted by polishing appropriately.

最後に、図9に示すように、側端にスペーサ5及びスペーサ6を接着し、モジュール11の下端部及びスペーサ5及びスペーサ6の反対面に一体の被覆材4を接着し、最終の完成品とする。
尚、被覆材3及び被覆材4はX線吸収が小さく、かつ寸法精度を保つために温度変化に対して安定で熱膨張係数が小さく、強度の優れた材料を選択する必要がある。これらの条件を満足するために、被覆材3及び被覆材4にはいわゆるCFRP(carbon fiber reinforced plastics)等を選択するのが望ましい。
Finally, as shown in FIG. 9, the spacer 5 and the spacer 6 are bonded to the side ends, and the integral covering material 4 is bonded to the lower end of the module 11 and the opposite surface of the spacer 5 and the spacer 6. And
The covering material 3 and the covering material 4 have a low X-ray absorption, and in order to maintain dimensional accuracy, it is necessary to select a material that is stable against temperature changes, has a small thermal expansion coefficient, and has excellent strength. In order to satisfy these conditions, it is desirable to select so-called CFRP (carbon fiber reinforced plastics) or the like for the covering material 3 and the covering material 4.

以上のように、この発明は、医療用や産業用の放射線撮影装置に適している。   As described above, the present invention is suitable for medical and industrial radiation imaging apparatuses.

本発明の第1実施形態に係る2次元放射線検出器の一実施例を示す図である。It is a figure which shows one Example of the two-dimensional radiation detector which concerns on 1st Embodiment of this invention. モジュールの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a module. モジュールの組み立て冶具の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the assembly jig of a module. モジュールの組み立て冶具の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the assembly jig of a module. グリッドの製造過程の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the manufacture process of a grid. グリッドの状態説明図である。It is state explanatory drawing of a grid. グリッドの中心からの各位置における中間物質の理想的な厚さを示す図である。It is a figure which shows the ideal thickness of the intermediate substance in each position from the center of a grid. グリッドの製造過程の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the manufacture process of a grid. グリッドの完成品の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the finished product of a grid. 放射線撮影装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of a radiography apparatus. グリッドの原理の説明を示す図である。It is a figure which shows description of the principle of a grid.

符号の説明Explanation of symbols

1…X線遮蔽材
2…中間物質
11…モジュール
12…嵌合部付き中間物質
21…組立冶具
22…溝
23…溝プレート
24…クリアランス
105…散乱線
111…グリッド
112…ディテクタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... X-ray shielding material 2 ... Intermediate substance 11 ... Module 12 ... Intermediate substance with a fitting part 21 ... Assembly jig 22 ... Groove 23 ... Groove plate 24 ... Clearance 105 ... Scattered ray 111 ... Grid 112 ... Detector

Claims (2)

X線源から発生されたX線が被写体を透過することによって得られる被写体情報を、X線を透過する中間物質とX線遮蔽材とが交互に配置構成されたグリッドを介して、2次元状に配置されたディテクタによって電気信号として取得する2次元放射線検出器の製造方法であって、前記グリッドは、X線遮蔽材の間隔がディテクタピッチの整数倍となるように構成されており、前記中間物質とX線遮蔽材とを一枚ずつ若しくは交互に複数枚接着し且つ接着される前記中間物質またはX線遮蔽材のうち少なくとも1枚を突出する長さとして組立冶具の溝との嵌合部としたモジュールを複数作製し、前記X線源の焦点方向に向かう傾斜角を有した複数の溝が形成された組立冶具の溝に前記モジュールの嵌合部を嵌合し、各モジュールを接合した後、前記嵌合部を切断して作製されたものであることを特徴とする2次元放射線検出器の製造方法。   Subject information obtained by transmitting X-rays generated from an X-ray source through a subject is two-dimensionally arranged through a grid in which intermediate substances and X-ray shielding materials that transmit X-rays are alternately arranged. A method of manufacturing a two-dimensional radiation detector that obtains an electrical signal by a detector arranged on the grid, wherein the grid is configured such that an interval between X-ray shielding materials is an integral multiple of a detector pitch, and the intermediate A fitting portion with a groove of an assembly jig having a length protruding at least one of the intermediate substance or the X-ray shielding material to be bonded one by one or alternately a plurality of substances and X-ray shielding materials. A plurality of modules were produced, and the fitting portions of the modules were fitted into grooves of an assembly jig in which a plurality of grooves having inclination angles toward the focal direction of the X-ray source were formed, and the modules were joined. rear, Method for producing a two-dimensional radiation detector, characterized in that those made by cutting the serial fitting portion. 請求項1に記載された製造方法により製造された2次元放射線検出器。   A two-dimensional radiation detector manufactured by the manufacturing method according to claim 1.
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