JP5833816B2 - Radiation imaging device - Google Patents

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Description

本発明は、人等の被写体に放射線を照射して撮像を行う放射線撮像装置に関するものである。   The present invention relates to a radiation imaging apparatus that performs imaging by irradiating a subject such as a person with radiation.

X線撮像装置では、被写体を通過したX線をシンチレータによって可視光に変換し、可視光を撮像素子に到達させている。そして、撮像素子の出力によって、X線撮像装置に到達したX線の強度分布に応じた画像を得ることができる。   In an X-ray imaging apparatus, X-rays that have passed through a subject are converted into visible light by a scintillator, and the visible light reaches an imaging device. And the image according to the intensity distribution of the X-ray which reached | attained the X-ray imaging device can be obtained with the output of an image sensor.

X線撮像を行う場合において、X線撮像装置は、被写体からの荷重を受けることがあるため、この荷重に耐える強度を有する必要がある。そこで、X線撮像装置の外装を構成するケースに対して強度を持たせているものがある。具体的には、ケースの厚さを厚くしたり、ケースを二重構造にしたりしている。   When performing X-ray imaging, the X-ray imaging apparatus may receive a load from the subject, and thus needs to have strength to withstand this load. In view of this, there is a case where strength is given to a case constituting the exterior of the X-ray imaging apparatus. Specifically, the thickness of the case is increased, or the case has a double structure.

ケースに強度を持たせる構成では、シンチレータを被写体に近づけ難くなる。すなわち、ケースの厚さを厚くしたときには、ケースを厚くした分だけ、シンチレータが被写体から離れてしまう。ケースを二重構造にした場合でも、シンチレータが被写体から離れてしまう。   In the configuration in which the case is strong, it is difficult to bring the scintillator close to the subject. That is, when the thickness of the case is increased, the scintillator is moved away from the subject by the thickness of the case. Even when the case has a double structure, the scintillator leaves the subject.

X線源の焦点は、点ではなく、ある程度の面積を有するため、半影(像のボケ)が発生してしまう。ここで、被写体およびシンチレータの距離が離れるほど、X線画像が拡大するとともに、半影も拡大してしまい、X線画像がぼけてしまう。すなわち、X線画像の解像度を向上させにくくなる。   Since the focal point of the X-ray source is not a point but a certain area, a penumbra (blurred image) occurs. Here, as the distance between the subject and the scintillator increases, the X-ray image enlarges and the penumbra also enlarges, causing the X-ray image to blur. That is, it becomes difficult to improve the resolution of the X-ray image.

本発明は、被写体に照射される放射線を用いて撮像動作を行う放射線撮像装置であって、シンチレータと、遮光層と、複数の撮像ユニットと、レンズブラケットと、平板状の補強プレートとを有する。シンチレータは、放射線を可視光に変換する。遮光層は、シンチレータに対して被写体側に配置され、放射線撮像装置の外面に露出して被写体と接触可能である。また、遮光層は、放射線を通過させるとともに、可視光を遮蔽する。各撮像ユニットは、シンチレータで生成された可視光を光電変換する撮像素子と、シンチレータで生成された可視光を撮像素子に向けて集光するレンズとを有する。複数の撮像ユニットは、所定平面内に並んで配置されている。レンズブラケットは、複数の撮像ユニットにおけるレンズを保持するために用いられる。補強プレートは、シンチレータおよび撮像ユニットの間であって、撮像ユニット及びレンズブラケットから離れた位置に配置されており、内部に鉛粒子が分散されて光透過性を有する。補強プレートの厚さは、シンチレータおよび遮光層における合計の厚さよりも厚く、撮像素子の撮像面内の各部に入射する可視光の光路において、各部からの光路長が互いに等しい位置を、補強プレートの内部に位置させる厚さである。 The present invention is a radiation imaging apparatus that performs an imaging operation using radiation applied to a subject, and includes a scintillator, a light shielding layer, a plurality of imaging units , a lens bracket, and a flat reinforcing plate. The scintillator converts radiation into visible light. The light shielding layer is disposed on the subject side with respect to the scintillator, and is exposed to the outer surface of the radiation imaging apparatus and can contact the subject. In addition, the light shielding layer allows radiation to pass and shields visible light. Each imaging unit includes an imaging device that photoelectrically converts visible light generated by the scintillator, and a lens that condenses the visible light generated by the scintillator toward the imaging device. The plurality of imaging units are arranged side by side in a predetermined plane. The lens bracket is used for holding lenses in a plurality of imaging units. The reinforcing plate is disposed between the scintillator and the imaging unit , and is disposed at a position away from the imaging unit and the lens bracket. Lead particles are dispersed therein and have light transmittance. The thickness of the reinforcing plate is rather thick than the thickness of the total in the scintillator and the light-shielding layer, the optical path of the visible light incident to each part of the imaging surface of the imaging device, the mutually equal position the optical path length from each part, the reinforcing plate It is the thickness to be located inside.

ここで、放射線の通過を妨げずに可視光を遮蔽する遮光層は、シンチレータに接触させることができる。これにより、被写体に対してシンチレータをより近づけることができ、被写体を通過した放射線の拡散を抑えて、放射線をシンチレータに到達させることができる。遮光層の厚さは、例えば、1mm以下に設定することができる。   Here, the light shielding layer that shields visible light without disturbing the passage of radiation can be brought into contact with the scintillator. Thereby, the scintillator can be brought closer to the subject, and the radiation can reach the scintillator while suppressing the diffusion of the radiation that has passed through the subject. The thickness of the light shielding layer can be set to 1 mm or less, for example.

また、補強プレートは、シンチレータに接触させることができる。これにより、シンチレータで生成された可視光を、補強プレートを介して、撮像素子に導き易くすることができる。シンチレータに放射線が到達すると、拡散光としての可視光が生成されるが、補強プレートをシンチレータに接触させることにより、補強プレートの光屈折作用によって、可視光の拡散を抑制することができる。   Further, the reinforcing plate can be brought into contact with the scintillator. Thereby, the visible light generated by the scintillator can be easily guided to the imaging device via the reinforcing plate. When radiation reaches the scintillator, visible light is generated as diffused light. By bringing the reinforcing plate into contact with the scintillator, the diffusion of visible light can be suppressed by the photorefractive action of the reinforcing plate.

補強プレートは、アクリル樹脂で形成することができる。補強プレートの厚さを厚くするほど、放射線撮像装置に作用する荷重に耐えることができる。ここで、放射線撮像装置に作用する荷重としては、例えば、被写体が放射線撮像装置に寄りかかったときの荷重や、被写体が放射線撮像装置の上に乗ったときの荷重がある。 The reinforcing plate can be formed of an acrylic resin . As the thickness of the reinforcement plate can withstand the load acting on the radiation imaging apparatus. Here, examples of the load acting on the radiation imaging apparatus include a load when the subject leans on the radiation imaging apparatus and a load when the subject rides on the radiation imaging apparatus.

補強プレートには、鉛粒子を分散させることができる。鉛粒子を分散させると、補強プレートを通過する放射線を減衰させることができる。シンチレータの特性によっては、放射線が可視光に変換されずに、補強プレートを通過して、撮像素子に向かうおそれがある。この場合には、補強プレートに鉛粒子を分散させることにより、補強プレートを通過する放射線を減衰させることができる。これにより、放射線が撮像素子に到達するのを抑制でき、放射線によって撮像素子の出力にノイズが含まれたり、放射線による撮像素子の劣化を抑制したりすることができる。   Lead particles can be dispersed in the reinforcing plate. Dispersing the lead particles can attenuate the radiation passing through the reinforcing plate. Depending on the characteristics of the scintillator, there is a possibility that the radiation passes through the reinforcing plate and is directed to the image sensor without being converted into visible light. In this case, the radiation passing through the reinforcing plate can be attenuated by dispersing lead particles in the reinforcing plate. Thereby, it can suppress that a radiation reaches | attains an image pick-up element, noise can be contained in the output of an image pick-up element by radiation, or deterioration of an image pick-up element by radiation can be suppressed.

本発明によれば、シンチレータおよび撮像素子の間に、補強プレートを配置することにより、放射線撮像装置の強度を確保しつつ、シンチレータを被写体に近づけることができる。シンチレータを被写体に近づけた分だけ、半影(像のボケ)を抑制して、放射線撮像装置によって得られる画像の解像度を向上させることができる。また、光透過性を有する補強プレートを用いることにより、シンチレータで生成された可視光を撮像素子に導き易くすることができる。   According to the present invention, by arranging the reinforcing plate between the scintillator and the imaging element, the scintillator can be brought close to the subject while ensuring the strength of the radiation imaging apparatus. It is possible to improve the resolution of the image obtained by the radiation imaging apparatus by suppressing the penumbra (image blur) by the amount the scintillator is brought closer to the subject. In addition, by using a light-transmitting reinforcing plate, visible light generated by the scintillator can be easily guided to the image sensor.

X線撮像システムを示す概略図である。1 is a schematic diagram showing an X-ray imaging system. X線撮像装置の正面図である。It is a front view of an X-ray imaging device. 図2のX−X断面図である。It is XX sectional drawing of FIG. X線撮像装置の断面を示す概略図である。It is the schematic which shows the cross section of an X-ray imaging device. 比較例であるX線撮像装置の断面を示す概略図である。It is the schematic which shows the cross section of the X-ray imaging device which is a comparative example.

以下、本発明の実施例について説明する。   Examples of the present invention will be described below.

本発明の実施例1であるX線撮像装置(放射線撮像装置に相当する)について説明する。図1は、本実施例のX線撮像装置を含むX線撮像システムの概略図である。   An X-ray imaging apparatus (corresponding to a radiation imaging apparatus) that is Embodiment 1 of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic diagram of an X-ray imaging system including the X-ray imaging apparatus of the present embodiment.

X線撮像システム1は、被写体30に対してX線を照射するX線照射装置10と、X線照射装置10から照射され、被写体30を透過したX線を受けて、撮像動作を行うX線撮像装置20とを有する。X線照射装置10およびX線撮像装置20は、被写体30を挟むように配置される。   The X-ray imaging system 1 includes an X-ray irradiation apparatus 10 that irradiates a subject 30 with X-rays, and an X-ray that performs an imaging operation by receiving X-rays that are irradiated from the X-ray irradiation apparatus 10 and transmitted through the subject 30. And an imaging device 20. The X-ray irradiation apparatus 10 and the X-ray imaging apparatus 20 are arranged so as to sandwich the subject 30.

X線撮像システム1は、医療診断や工業用の非破壊検査等において用いることができる。すなわち、被写体30としては、人等の動物や、建物の内部構造といった非破壊検査の対象となるものが挙げられる。図1では、X線撮像装置20の撮像面を、垂直方向に沿って配置しているが、これに限るものではない。例えば、X線撮像装置20の撮像面を、水平面に沿って配置することができる。X線照射装置10およびX線撮像装置20は、互いに向かい合っていればよく、X線照射装置10やX線撮像装置20を配置する位置(言い換えれば、向き)は、適宜設定することができる。   The X-ray imaging system 1 can be used in medical diagnosis, industrial nondestructive inspection, and the like. That is, examples of the subject 30 include subjects such as animals such as humans and nondestructive inspection targets such as the internal structure of buildings. In FIG. 1, the imaging surface of the X-ray imaging apparatus 20 is arranged along the vertical direction, but the present invention is not limited to this. For example, the imaging surface of the X-ray imaging device 20 can be arranged along a horizontal plane. The X-ray irradiation apparatus 10 and the X-ray imaging apparatus 20 only need to face each other, and the position (in other words, the direction) where the X-ray irradiation apparatus 10 and the X-ray imaging apparatus 20 are arranged can be set as appropriate.

次に、X線撮像装置20について、図2および図3を用いて説明する。図2は、X線撮像装置20の正面図であり、一部の領域においてX線撮像装置20の内部構造を示している。図3は、図2のX−X断面図であり、X線撮像装置20の一部を示している。図3に示す断面は、X線撮像装置20の撮像面と直交する面である。   Next, the X-ray imaging apparatus 20 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a front view of the X-ray imaging apparatus 20 and shows the internal structure of the X-ray imaging apparatus 20 in a partial region. 3 is a cross-sectional view taken along the line XX of FIG. 2 and shows a part of the X-ray imaging apparatus 20. The cross section shown in FIG. 3 is a surface orthogonal to the imaging surface of the X-ray imaging device 20.

図2に示すように、X線撮像装置20は、16個の撮像エリアA1〜A16を有する。撮像エリアA1〜A16は、同一平面内において、4行4列に配置されている。各撮像エリアA1〜A16の構成は、同一の構成である。本実施例では、16個の撮像エリアA1〜A16を設けているが、これに限るものではなく、撮像エリアの数や撮像エリアの並べ方は、適宜設定することができる。   As shown in FIG. 2, the X-ray imaging apparatus 20 has 16 imaging areas A1 to A16. The imaging areas A1 to A16 are arranged in 4 rows and 4 columns in the same plane. The configurations of the imaging areas A1 to A16 are the same. In the present embodiment, sixteen imaging areas A1 to A16 are provided. However, the present invention is not limited to this, and the number of imaging areas and the arrangement of the imaging areas can be set as appropriate.

各撮像エリアA1〜A16には、複数の撮像ユニット40が配置されている。撮像ユニット40は、各撮像エリアA1〜A16において、3行4列に配置されている。各撮像ユニット40は、X線照射装置10から照射されたX線を受けて、電気信号を出力する。なお、各撮像エリアA1〜A16に配置される撮像ユニット40の数や撮像ユニット40の並べ方は、適宜設定することができる。   A plurality of imaging units 40 are arranged in each of the imaging areas A1 to A16. The imaging units 40 are arranged in 3 rows and 4 columns in each of the imaging areas A1 to A16. Each imaging unit 40 receives the X-rays emitted from the X-ray irradiation apparatus 10 and outputs an electrical signal. In addition, the number of the imaging units 40 arrange | positioned in each imaging area A1-A16, and how to arrange the imaging units 40 can be set suitably.

図3に示すように、X線撮像装置20は、撮像ユニット40等を収容するアッパーケース21およびロアーケース22を有する。アッパーケース21およびロアーケース22は、X線撮像装置20の外装を構成しており、X線撮像装置20の内部に可視光が侵入するのを阻止する機能を有する。   As shown in FIG. 3, the X-ray imaging apparatus 20 includes an upper case 21 and a lower case 22 that accommodate the imaging unit 40 and the like. The upper case 21 and the lower case 22 constitute an exterior of the X-ray imaging apparatus 20 and have a function of preventing visible light from entering the X-ray imaging apparatus 20.

アッパーケース21およびロアーケース22の接続部分には、シール部材23が設けられている。シール部材23は、ゴム等の弾性部材によって構成されており、アッパーケース21およびロアーケース22の接続部分における密閉性を確保する機能を有する。また、シール部材23は、図2に示すように、アッパーケース21およびロアーケース22の外縁(接続部分に相当する)に沿って配置されている。   A seal member 23 is provided at a connection portion between the upper case 21 and the lower case 22. The seal member 23 is made of an elastic member such as rubber, and has a function of securing a sealing property at a connection portion between the upper case 21 and the lower case 22. Further, as shown in FIG. 2, the seal member 23 is disposed along outer edges (corresponding to connection portions) of the upper case 21 and the lower case 22.

アッパーケース21には、X線照射装置10から照射されたX線を通過させるための開口部21aが形成されている。開口部21aは、トッププレート(遮光層に相当する)24によって塞がれており、トッププレート24は、X線撮像装置20の外面を構成しており、被写体30が接触する。トッププレート24は、X線撮像装置20の内部に可視光が入射するのを阻止する機能を有する。また、トッププレート24は、撮像ユニット40に導かれるX線を減衰させにくい材料で形成することが好ましい。例えば、トッププレート24をカーボンで形成することができる。   The upper case 21 is formed with an opening 21a for allowing X-rays irradiated from the X-ray irradiation apparatus 10 to pass therethrough. The opening 21a is closed by a top plate (corresponding to a light shielding layer) 24. The top plate 24 constitutes the outer surface of the X-ray imaging apparatus 20, and the subject 30 comes into contact therewith. The top plate 24 has a function of preventing visible light from entering the X-ray imaging apparatus 20. The top plate 24 is preferably formed of a material that hardly attenuates X-rays guided to the imaging unit 40. For example, the top plate 24 can be formed of carbon.

X線撮像装置20の内部には、インナープレート25が配置されており、インナープレート25は、トッププレート24と重なっている。トッププレート24およびインナープレート25の間には、シンチレータ26が配置されており、トッププレート24およびインナープレート25は、シンチレータ26に接触している。シンチレータ26は、X線照射装置10から照射されたX線を可視光に変換するものであり、放射線の検出器として用いられる。シンチレータ26の構成については、公知であるため、詳細な説明は省略する。   An inner plate 25 is disposed inside the X-ray imaging apparatus 20, and the inner plate 25 overlaps the top plate 24. A scintillator 26 is disposed between the top plate 24 and the inner plate 25, and the top plate 24 and the inner plate 25 are in contact with the scintillator 26. The scintillator 26 converts X-rays irradiated from the X-ray irradiation apparatus 10 into visible light, and is used as a radiation detector. Since the configuration of the scintillator 26 is known, a detailed description thereof will be omitted.

シンチレータ26には、インナープレート25が接触しているため、シンチレータ26で生成された可視光は、インナープレート25に直接入射する。そして、可視光は、インナープレート25を透過して、撮像ユニット40に導かれる。インナープレート25は、可視光を透過させるとともに、可視光を減衰させにくい材料で形成することができる。   Since the inner plate 25 is in contact with the scintillator 26, the visible light generated by the scintillator 26 is directly incident on the inner plate 25. Then, the visible light passes through the inner plate 25 and is guided to the imaging unit 40. The inner plate 25 can be formed of a material that transmits visible light and hardly attenuates visible light.

インナープレート25の材料としては、例えば、ガラス、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネートを用いることができる。また、インナープレート25の厚さは、トッププレート24の厚さやシンチレータ26の厚さよりも厚くなっている。   As a material of the inner plate 25, for example, glass, acrylic, polyethylene terephthalate, or polycarbonate can be used. The inner plate 25 is thicker than the top plate 24 and the scintillator 26.

なお、本実施例では、インナープレート25をシンチレータ26に接触させているが、インナープレート25およびシンチレータ26の間に隙間があってもよい。また、本実施例では、トッププレート24をシンチレータ26に接触させているが、トッププレート24およびシンチレータ26の間に隙間があってもよい。   In this embodiment, the inner plate 25 is brought into contact with the scintillator 26, but there may be a gap between the inner plate 25 and the scintillator 26. Further, in this embodiment, the top plate 24 is brought into contact with the scintillator 26, but there may be a gap between the top plate 24 and the scintillator 26.

次に、撮像ユニット40の構成について説明する。撮像ユニット40は、レンズ41と、撮像素子43とを有する。インナープレート25を通過した可視光は、レンズ41によって集光されて、撮像素子43に到達する。そして、撮像素子43は、可視光を受光することによって、光電変換を行い、電荷を蓄積する。蓄積された電荷は、所定のタイミングで出力されることになる。   Next, the configuration of the imaging unit 40 will be described. The imaging unit 40 includes a lens 41 and an imaging element 43. The visible light that has passed through the inner plate 25 is collected by the lens 41 and reaches the image sensor 43. The image sensor 43 receives visible light, performs photoelectric conversion, and accumulates electric charges. The accumulated charge is output at a predetermined timing.

本実施例では、撮像素子43として、CCD(Charge Coupled Device)センサを用いている。なお、撮像素子43として、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサを用いることもできる。撮像素子43は、ボンディングワイヤを介してカメラ基板に接続されている。ここで、カメラ基板28は、上述した撮像エリアA1〜A16毎に設けられており、各撮像エリアA1〜A16に含まれる撮像ユニット40の撮像素子43が接続されている。   In this embodiment, a CCD (Charge Coupled Device) sensor is used as the image sensor 43. A CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) sensor can also be used as the image sensor 43. The image sensor 43 is connected to the camera substrate via a bonding wire. Here, the camera substrate 28 is provided for each of the imaging areas A1 to A16 described above, and the imaging element 43 of the imaging unit 40 included in each of the imaging areas A1 to A16 is connected.

各撮像エリアA1〜A16に配置された複数の撮像ユニット40(撮像素子43)から出力された信号は、所定の信号処理が施されることにより、被写体30に対応したX線画像が生成される。具体的には、各撮像エリアA1〜A16において、X線画像が生成されるとともに、各撮像エリアA1〜A16に対応したX線画像をつなげることにより、被写体30に対応する1つのX線画像を得ることができる。   The signals output from the plurality of imaging units 40 (imaging elements 43) arranged in the imaging areas A1 to A16 are subjected to predetermined signal processing, so that an X-ray image corresponding to the subject 30 is generated. . Specifically, an X-ray image is generated in each of the imaging areas A1 to A16, and one X-ray image corresponding to the subject 30 is obtained by connecting the X-ray images corresponding to each of the imaging areas A1 to A16. Can be obtained.

レンズ41は、レンズホルダ42によって保持されており、レンズホルダ42は、レンズブラケット27によって保持されている。ここで、レンズブラケット27は、上述した撮像エリアA1〜A16毎に設けられており、各撮像エリアA1〜A16に含まれる撮像ユニット40のレンズホルダ42を保持している。   The lens 41 is held by a lens holder 42, and the lens holder 42 is held by a lens bracket 27. Here, the lens bracket 27 is provided for each of the above-described imaging areas A1 to A16, and holds the lens holder 42 of the imaging unit 40 included in each of the imaging areas A1 to A16.

本実施例では、各撮像エリアA1〜A16において、複数の撮像ユニット40およびレンズブラケット27を含む1つのユニットを構成しておき、このユニットを、図2に示すようにマトリクス状(4行4列)に配置している。撮像エリアA1〜A16のそれぞれで、複数の撮像ユニット40およびレンズブラケット27を含むユニットを製造することができるため、各撮像エリアA1〜A16において、撮像ユニット40を取り付けるための取り付け面の平面度を確保することができる。そして、撮像エリアA1〜A16のすべてを含むエリアにおける平面度を確保し易くすることができる。なお、各撮像エリアA1〜A16に分割せずに、撮像エリアA1〜A16のすべてを含む1つの撮像エリア内に複数の撮像ユニット40を配置することもできる。   In this embodiment, in each of the imaging areas A1 to A16, one unit including a plurality of imaging units 40 and the lens bracket 27 is configured, and this unit is arranged in a matrix (4 rows and 4 columns) as shown in FIG. ). Since each of the imaging areas A1 to A16 can manufacture a unit including the plurality of imaging units 40 and the lens bracket 27, the flatness of the mounting surface for mounting the imaging unit 40 in each of the imaging areas A1 to A16 is set. Can be secured. And it can make it easy to ensure the flatness in the area including all of the imaging areas A1 to A16. Note that a plurality of imaging units 40 can be arranged in one imaging area including all of the imaging areas A1 to A16 without being divided into the imaging areas A1 to A16.

レンズブラケット27およびカメラ基板28は、X線撮像装置20の骨格となる第1フレーム29aおよび第2フレーム29bによって支持されている。   The lens bracket 27 and the camera substrate 28 are supported by a first frame 29 a and a second frame 29 b that are the skeleton of the X-ray imaging apparatus 20.

本実施例によれば、シンチレータ26がトッププレート24で覆われているだけであり、シンチレータ26を被写体30に近づけることができる。これにより、被写体30を通過した直後のX線をシンチレータ26に到達させやすくすることができ、半影(X線画像のボケ)を抑制して、X線画像の解像度を向上させることができる。   According to the present embodiment, the scintillator 26 is only covered with the top plate 24, and the scintillator 26 can be brought close to the subject 30. As a result, the X-rays immediately after passing through the subject 30 can be made to easily reach the scintillator 26, penumbra (blurring of the X-ray image) can be suppressed, and the resolution of the X-ray image can be improved.

すなわち、被写体30を通過したX線は、分散することなく、シンチレータ26に到達することができるため、半影(X線画像のボケ)を抑制することができる。また、被写体30を通過した直後のX線の強度分布と、シンチレータ26に到達したX線の強度分布とを略一致させることができる。これにより、被写体30に対応したX線画像を取得しやすくなり、X線画像の解像度を向上させることができる。ここで、シンチレータ26がトッププレート24(言い換えれば、被写体30)から離れるほど、シンチレータ26に到達するX線が分散しやすくなり、X線画像にぼけが発生しやすくなってしまう。   That is, since the X-rays that have passed through the subject 30 can reach the scintillator 26 without being dispersed, penumbra (X-ray image blur) can be suppressed. In addition, the X-ray intensity distribution immediately after passing through the subject 30 and the X-ray intensity distribution reaching the scintillator 26 can be substantially matched. As a result, an X-ray image corresponding to the subject 30 can be easily obtained, and the resolution of the X-ray image can be improved. Here, as the scintillator 26 is further away from the top plate 24 (in other words, the subject 30), the X-rays that reach the scintillator 26 are more easily dispersed, and the X-ray image is more likely to be blurred.

X線撮像装置20を用いてX線撮像を行うときには、被写体30がトッププレート24に寄りかかったり、トッププレート24の上面に被写体30が乗ったりするため、トッププレート24やシンチレータ26に荷重がかかる。本実施例では、トッププレート24およびシンチレータ26に対して、インナープレート25を重ねているため、インナープレート25において、荷重を受けることができる。これにより、トッププレート24やシンチレータ26が過度に撓んだり、破損したりしてしまうのを防止することができる。ここで、X線撮像装置20に作用する荷重(想定される上限値)に基づいて、インナープレート25の厚さを適宜設定することができる。   When X-ray imaging is performed using the X-ray imaging apparatus 20, the subject 30 leans against the top plate 24 or the subject 30 gets on the top surface of the top plate 24, so that a load is applied to the top plate 24 and the scintillator 26. . In the present embodiment, since the inner plate 25 is stacked on the top plate 24 and the scintillator 26, the inner plate 25 can receive a load. Thereby, it is possible to prevent the top plate 24 and the scintillator 26 from being excessively bent or damaged. Here, the thickness of the inner plate 25 can be appropriately set based on the load (assumed upper limit value) acting on the X-ray imaging apparatus 20.

シンチレータ26で生成された可視光は、散乱光になるが、シンチレータ26と隣り合う位置に、光透過性を有するインナープレート25を配置することにより、可視光の散乱を抑制して、可視光を撮像ユニット40に導きやすくすることができる。   Visible light generated by the scintillator 26 becomes scattered light. However, by disposing the inner plate 25 having light transmittance at a position adjacent to the scintillator 26, the visible light is suppressed from being scattered. It can be easily guided to the imaging unit 40.

また、シンチレータ26および撮像ユニット40の間に、インナープレート25を配置することにより、撮像ユニット40は、シンチレータ26によって形成された可視光の画像にピントを合わせやすくすることができる。この点について、図4および図5を用いて具体的に説明する。   Further, by arranging the inner plate 25 between the scintillator 26 and the imaging unit 40, the imaging unit 40 can easily focus on the visible light image formed by the scintillator 26. This point will be specifically described with reference to FIGS. 4 and 5.

図4には、比較例であるX線撮像装置の断面を示す。図4に示す構成では、シンチレータ26および撮像ユニット40の間にシンチレータ26が配置されておらず、シンチレータ26で生成された可視光が、撮像ユニット40に直接入射する。図4に示す構成では、X線撮像装置の強度を確保するために、シンチレータ26の被写体側に、2つのプレート50を配置している。撮像ユニット40は、画角Fを有している。   FIG. 4 shows a cross section of an X-ray imaging apparatus as a comparative example. In the configuration illustrated in FIG. 4, the scintillator 26 is not disposed between the scintillator 26 and the imaging unit 40, and visible light generated by the scintillator 26 is directly incident on the imaging unit 40. In the configuration shown in FIG. 4, two plates 50 are arranged on the subject side of the scintillator 26 in order to ensure the strength of the X-ray imaging apparatus. The imaging unit 40 has an angle of view F.

図4に示す構成では、シンチレータ26の平面内に可視光の画像が形成され、この可視光が撮像ユニット40(撮像素子43)の撮像面に入射する。ここで、撮像面の外縁部POに入射する可視光の光路と、撮像面の中心部PCに入射する可視光の光路とは、互いに異なっている。具体的には、中心部PCに入射する可視光の光路は、外縁部POに入射する可視光の光路よりも長くなっている。このため、X線画像に歪みが発生するおそれがある。   In the configuration shown in FIG. 4, an image of visible light is formed in the plane of the scintillator 26, and this visible light is incident on the imaging surface of the imaging unit 40 (imaging device 43). Here, the optical path of visible light incident on the outer edge PO of the imaging surface is different from the optical path of visible light incident on the central portion PC of the imaging surface. Specifically, the optical path of visible light incident on the central portion PC is longer than the optical path of visible light incident on the outer edge PO. For this reason, distortion may occur in the X-ray image.

図5に示す構成は、本実施例のX線撮像装置の構成である。本実施例では、シンチレータ26および撮像ユニット40の間に、インナープレート26を配置しているため、撮像面の外縁部POに入射する可視光の光路と、撮像面の中心部PCに入射する可視光の光路とを、略一致させることができる。ここで、曲線Cは、撮像面(中心部PCや外縁部POを含む)からの光路長が等しい位置を示している。このように、本実施例によれば、撮像面に到達する可視光の光路長にバラツキが発生するのを抑制することができる。これにより、X線画像の歪みを抑制することができる。   The configuration shown in FIG. 5 is the configuration of the X-ray imaging apparatus of the present embodiment. In this embodiment, since the inner plate 26 is disposed between the scintillator 26 and the imaging unit 40, the optical path of visible light that enters the outer edge PO of the imaging surface and the visible light that enters the center PC of the imaging surface. The optical path of light can be made substantially coincident. Here, the curve C indicates a position where the optical path lengths from the imaging surface (including the center portion PC and the outer edge portion PO) are equal. Thus, according to the present embodiment, it is possible to suppress the occurrence of variations in the optical path length of visible light that reaches the imaging surface. Thereby, distortion of an X-ray image can be suppressed.

なお、本実施例では、トッププレート24およびシンチレータ26を重ねているが、これに限るものではない。例えば、被写体30と対向するシンチレータ26の面に対して、可視光を遮蔽する遮光フィルムを貼り付けたり、可視光を遮蔽する遮光材を塗布したりすることができる。   In this embodiment, the top plate 24 and the scintillator 26 are stacked, but the present invention is not limited to this. For example, a light shielding film that shields visible light can be attached to the surface of the scintillator 26 that faces the subject 30, or a light shielding material that shields visible light can be applied.

一方、インナープレート25に鉛粒子を含ませることができる。鉛粒子を含ませることにより、インナープレート25を通過するX線を減衰させることができる。X線がシンチレータ26に到達しても、シンチレータ26の特性に応じて、X線から可視光に変換される割合が変化し、X線がシンチレータ26を通過して撮像ユニット40に向かってしまうおそれがある。   On the other hand, the inner plate 25 can contain lead particles. By including lead particles, X-rays passing through the inner plate 25 can be attenuated. Even if the X-rays reach the scintillator 26, the rate of conversion from X-rays to visible light changes according to the characteristics of the scintillator 26, and the X-rays may pass through the scintillator 26 toward the imaging unit 40. There is.

そこで、インナープレート25に鉛粒子を分散させることにより、シンチレータ26からのX線をインナープレート25で減衰させることができ、X線が撮像ユニット40に到達するのを抑制することができる。X線が撮像ユニット40に到達するのを抑制すれば、撮像ユニット40(撮像素子43)の出力にノイズが含まれるのを抑制したり、X線による撮像ユニット40の劣化を抑制したりすることができる。撮像ユニット40(撮像素子43)の出力にノイズが含まれるのを抑制することにより、X線撮像動作によって得られた画像のコントラストや解像度が低下するのを抑制することができる。   Therefore, by dispersing lead particles in the inner plate 25, X-rays from the scintillator 26 can be attenuated by the inner plate 25, and X-rays can be prevented from reaching the imaging unit 40. If X-rays are prevented from reaching the imaging unit 40, noise is included in the output of the imaging unit 40 (imaging element 43), or deterioration of the imaging unit 40 due to X-rays is suppressed. Can do. By suppressing noise from being included in the output of the imaging unit 40 (imaging device 43), it is possible to suppress a decrease in contrast and resolution of an image obtained by the X-ray imaging operation.

ここで、鉛粒子は、インナープレート25の全体に対して、略均等に分散させることが好ましい。インナープレート25内の位置に応じて、鉛粒子の密度が大きく異なると、撮像ユニット40に到達するX線の強度が異なってしまう。この場合には、複数の撮像ユニット40における出力にバラツキが発生したり、複数の撮像ユニット40の劣化度合いにバラツキが発生したりしてしまう。そこで、鉛粒子を略均等に分散させることにより、複数の撮像ユニット40に到達するX線の強度分布のバラツキを抑制することができる。   Here, it is preferable that the lead particles are dispersed substantially uniformly with respect to the entire inner plate 25. If the density of the lead particles varies greatly depending on the position in the inner plate 25, the intensity of the X-rays reaching the imaging unit 40 will be different. In this case, the output from the plurality of imaging units 40 varies, and the degree of deterioration of the plurality of imaging units 40 varies. Therefore, dispersion of the X-ray intensity distribution reaching the plurality of imaging units 40 can be suppressed by dispersing the lead particles substantially uniformly.

一方、鉛粒子の含有量を増加させすぎると、シンチレータ26で生成された可視光が撮像ユニット40に到達し難くなってしまう。このため、X線の減衰効果および可視光の減衰効果を考慮しながら、鉛粒子の含有量を適宜設定することができる。鉛粒子の含有量を調整する方法としては、例えば、鉛粒子の含有率が略同一である複数のプレートを用意しておき、重ねるプレートの数を変更することにより、鉛粒子の含有量を変化させることができる。   On the other hand, if the content of the lead particles is excessively increased, the visible light generated by the scintillator 26 is difficult to reach the imaging unit 40. For this reason, the content of the lead particles can be appropriately set while taking into consideration the X-ray attenuation effect and the visible light attenuation effect. As a method for adjusting the content of lead particles, for example, preparing a plurality of plates having substantially the same content of lead particles, and changing the number of stacked plates, the content of lead particles is changed. Can be made.

1:X線撮像システム 10:X線照射装置
20:X線撮像装置(放射線撮像装置) 21:アッパーケース
22:ロアーケース 23:シール部材
24:トッププレート(遮光層) 25:インナープレート(補強プレート)
26:シンチレータ 27:レンズブラケット
28:カメラ基板 29a:第1フレーム
29b:第2フレーム 30:被写体
40:撮像ユニット 41:レンズ
42:レンズホルダ 43:撮像素子
A1〜A16:撮像エリア
1: X-ray imaging system 10: X-ray irradiation device 20: X-ray imaging device (radiation imaging device) 21: Upper case 22: Lower case 23: Seal member 24: Top plate (light shielding layer) 25: Inner plate (reinforcing plate) )
26: scintillator 27: lens bracket 28: camera board 29a: first frame 29b: second frame 30: subject 40: imaging unit 41: lens 42: lens holder 43: imaging elements A1 to A16: imaging area

Claims (4)

被写体に照射される放射線を用いて撮像動作を行う放射線撮像装置であって、
放射線を可視光に変換するシンチレータと、
前記シンチレータに対して被写体側に配置され、前記放射線撮像装置の外面に露出して前記被写体と接触可能であり、放射線を通過させるとともに、可視光を遮蔽する遮光層と、
前記シンチレータで生成された可視光を光電変換する撮像素子と、前記シンチレータで生成された可視光を前記撮像素子に向けて集光するレンズとを有し、所定平面内に並んで配置された複数の撮像ユニットと、
前記複数の撮像ユニットにおける前記レンズを保持するためのレンズブラケットと、
前記シンチレータおよび前記撮像ユニットの間であって、前記撮像ユニット及び前記レンズブラケットから離れた位置に配置されており、内部に鉛粒子が分散されて光透過性を有する平板状の補強プレートと、を有し、
前記補強プレートの厚さは、前記シンチレータおよび前記遮光層における合計の厚さよりも厚く、前記撮像素子の撮像面内の各部に入射する前記可視光の光路において、前記各部からの光路長が互いに等しい位置を、前記補強プレートの内部に位置させる厚さであることを特徴とする放射線撮像装置。
A radiation imaging apparatus that performs an imaging operation using radiation irradiated to a subject,
A scintillator that converts radiation into visible light;
A light-shielding layer disposed on the subject side with respect to the scintillator, exposed to the outer surface of the radiation imaging apparatus and contactable with the subject, allowing radiation to pass through and shielding visible light;
Has a IMAGING element that converts photoelectrically visible light generated by the scintillator, and a lens for condensing the visible light generated by the scintillator toward the imaging device, are arranged side by side in a predetermined plane A plurality of imaging units,
A lens bracket for holding the lens in the plurality of imaging units;
Be between the scintillator and the imaging unit, wherein is arranged at a position away from the imaging unit and the lens bracket, a flat reinforcement plate lead particles therein to have a dispersed light transmissive, Have
The thickness of the reinforcing plate is thicker than the total thickness of the scintillator and the light shielding layer, and the optical path lengths from the respective parts are equal to each other in the optical path of the visible light incident on each part in the imaging surface of the imaging element. A radiation imaging apparatus characterized in that the position is a thickness at which the position is located inside the reinforcing plate .
前記遮光層は、前記シンチレータに接触していることを特徴とする請求項1に記載の放射線撮像装置。   The radiation imaging apparatus according to claim 1, wherein the light shielding layer is in contact with the scintillator. 前記補強プレートは、前記シンチレータに接触していることを特徴とする請求項1又は2に記載の放射線撮像装置。   The radiation imaging apparatus according to claim 1, wherein the reinforcing plate is in contact with the scintillator. 前記補強プレートは、アクリル樹脂で形成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の放射線撮像装置。   The radiation imaging apparatus according to claim 1, wherein the reinforcing plate is made of an acrylic resin.
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