JP6800684B2 - 放射線撮像装置 - Google Patents

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Description

本発明は、放射線撮像装置に関するものである。
近年、医療画像診断や非破壊検査に用いる放射線画像の撮像装置(以下放射線撮像装置)として、半導体センサを使用してデジタル画像を取得する装置の普及が進められている。これにより、従来の感光性フィルムによる画像取得と異なり、取得画像を瞬時に確認出来ることで作業効率の向上が実現されている。
ここで、放射線撮像装置は、自身の状態をユーザに対して通知するような報知手段を設けている場合がある。特許文献1の放射線画像撮像装置は、電源起動状態や撮影可否状態、電池残量状態などを光や音で報知することで、ユーザに種々の状況を認識させることが可能になっている。特許文献2の放射線撮像装置は、報知を可能とするため、外面から視認できるように透明窓の内側に配置されたLED等の発光部品や、該装置外側から音を認識できるように通音穴の内側にスピーカ等の発音部品を備える。
特開2005−013272号公報 特開2012−100962号公報
放射線撮像装置は、衛生的に使用するために日常的に水や消毒液等を用いて清掃される場合や水分に晒される環境下で用いられる場合がある。しかしながら、装置内部に搭載された発音部品の音を、外部に伝えるために通音穴を設けている場合、通音穴から液体が浸入して装置の破損につながってしまうおそれがある。
そこで本発明は、音による状態を報知する放射線撮像装置において、防水性能を向上させることを目的とする。
本発明に係る放射線撮像装置は、放射線を画像信号に変換する放射線センサパネルと、音によって状態を報知する発音部品と、前記放射線センサパネルと前記発音部品を収容する筐体と、を有し、前記筐体に設けられた第一の通音穴、前記第一の通音穴を覆うように配置さ、前記第一の通音穴よりも直径が小さい第二の通音穴が設けられた通音部材と、前記放射線センサパネルからの信号をAD変換する集積回路と、前記集積回路と前記放射線センサパネルとを接続するフレキシブル基板と、を有し、前記筐体の側面のうち、前記通音部材に最近傍の側面と、前記フレキシブル基板に最近傍の側面とが異なる
音による状態を報知する放射線撮像装置において、防水性能を向上させることが可能となる。
第一の実施形態における放射線撮像システムを示す図 第一の実施形態における放射線撮像装置を示す外観図 第一の実施形態における放射線撮像装置を示す断面図 第一の実施形態における放射線撮像装置の通音部の周辺を示す断面図 第二の実施形態における通音部の配置を示す図 第二の実施形態における通音部の配置を示す図 第三の実施形態における通音部の配置を示す図
以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。ただし、各実施形態に示す寸法や構造の詳細は、本文および図中に示す限りではない。なお、本明細書では、X線だけでなく、α線、β線、γ線、粒子線、宇宙線なども、放射線に含まれるものとする。
[第一の実施形態]
まず、図1を用いて本実施形態に係る放射線撮像システムを説明する。図1は、放射線撮像システムを説明するための概略構成図である。
放射線撮像システム100は、放射線デジタル画像(以下、撮影画像と呼ぶ)を撮影する。放射線撮像システム100は、複数の検査情報を含む検査オーダーに基づいて検査(撮影)を行う。検査情報には、撮影プロトコル情報が含まれ、撮影プロトコルのそれぞれは、撮影時又は画像処理時等に用いられるパラメータ情報又は撮影実施情報、並びに、例えばセンサ種類若しくは撮影姿勢のような撮影環境情報を規定する。また、検査情報には、検査ID及び受付番号等の、検査オーダーを特定する、又は検査オーダーに従う撮影画像を特定する情報が含まれる。
放射線撮像システム100は、放射線撮像装置200と、放射線発生制御部110と、放射線撮影制御部120と、表示部121と、操作部122と、放射線源130とを備える。放射線源130は、放射線発生部として機能する。すなわち、放射線源130は、本実施形態ではX線管球であり、被写体140(すなわち、被検者)に向けて放射線(ここではX線)を照射する。
放射線発生制御部110は、放射線撮影制御部120の制御に従い、撮影プロトコルに基づいて放射線の発生を制御する。具体的には、放射線発生制御部120は、撮影プロトコルに対応する撮影条件(例えば、管電流、管電圧、照射時間等のパラメータ)に従って、放射線源130に電圧を印加して放射線を発生させる。
放射線撮影制御部120は、撮影プロトコルに基づいた放射線撮影処理を統括制御する。また、放射線撮影制御部120は、放射線撮像装置200から得た撮影画像に対して画像処理を行う。画像処理は、階調処理や周波数処理等が含まれ、撮影プロトコルに従う画像処理パラメータを用いて行われる。例えば、放射線撮影制御部120は、PC、CPU、FPGA等のハードウェアである。
表示部121は、操作者に対してシステム状態等の情報を表示する。表示部121は、例えばディスプレイでありうる。表示部121は、例えば、外部から受信した検査オーダー、又は放射線撮像装置200の操作者が作成した検査オーダーを表示することができる。操作部122は、操作者からの指示を取得する。操作部122は、例えばキーボード、マウス又は各種のボタン等でありうる。例えば、操作者は、操作部122を介して、放射線撮像装置200に対して動作指示を入力することができる。
放射線撮像装置200は、被写体140を透過した放射線を透過放射線量に相当する電荷として検出して、画像データである撮影画像を生成し、撮影画像を放射線撮影制御部120へ転送する。
次に、図2、図3を用いて、放射線撮像装置200の説明をする。図2は、放射線撮像装置200を放射線照射面の反対側の面(判定面)から見た斜視図であり、図3は、図2のA−A断面図である。
放射線撮像装置200は、背面にバッテリ201を着脱可能に保持する。放射線撮像装置200は、バッテリ201から供給された電力を用いて撮像動作を行う。さらに、放射線撮像装置200は、無線通信部206によりX線撮影制御部120と無線通信を行うことが可能となる。バッテリ201は着脱可能に保持されているため、例えばバッテリ残量が少ない場合等に、バッテリ201の交換が可能となる。ユーザは、無線接続状態が悪い場合に、有線通信接続部207にケーブル(不図示)を接続して、電力供給や通信を有線で行うことが可能となる。
放射線撮像装置200は、スイッチ202、状態表示部203を側面に備える。スイッチ202は、放射線撮像装置200の電源のオン・オフの操作や、撮影可否等の状態の切替え操作に用いられる。状態表示部203は、光の色や点灯/点滅/消灯状態等で電源入/切の状態や、バッテリ201の残量等を表示する。
放射線撮像装置200は、撮影患者情報や撮影条件、撮影可能枚数などの情報を表示する表示部205を背面に備える。これは、放射線撮像装置200の厚みは15mm程度であるため、状態表示部203に多くの情報を表示することが困難であるためである。
放射線撮像装置200は、通音部204(スピーカー部)を備える。通音部204は、音によって状態を報知する機能を備える。通音部204は、例えば、放射線撮像装置が患者の下にあるときなど、表示部203、表示部205を視認することが困難な場合にも放射線撮像装置の状態認識が可能となる。スイッチ202、表示部203、表示部205、通音部204は、筐体330の表面の領域であって、隣接する領域に配置されている。このため、ユーザは、操作を行う場合に視線の移動が少なくなるので状態の認識がしやすくなる。
放射線撮像装置200の内部には、ガラス基板に光電変換素子が形成された放射線センサパネル305が配置されている。放射線センサパネル305は、光電変換素子側の面に、放射線を可視光に変換する蛍光体306を備える。蛍光体306は、CsIなどが好適に用いられる。放射線撮像装置200に放射線が照射されると、蛍光体306が発光する。放射線センサパネル305の光電変換素子が、その光を電気信号に変換する。放射線撮像装置200は、当該電気信号を用いて撮像画像を生成する。なお、放射線センサパネル305の構成は、上記に限定されるものでは無い。たとえば、放射線センサパネル305は、a−Seなどの放射線を直接的に電荷に変換する直接変換型センサを用いてもよい。
放射線センサパネル305で生成された電気信号は、フレキシブル基板307を介して、集積回路308に接続される。集積回路308は、電気信号を増幅、および、A/D変換し、デジタル画像信号(画像信号)を生成する。このデジタル画像信号は、更に電気回路基板309内で処理されて、放射線撮影制御部120へ転送される。
また、放射線センサパネル305は放射線照射検知機能も有する。放射線照射検知機能とは、放射線が照射されたことを放射線撮像装置200自身が判定して、画像形成の動作を開始する機能である。本実施形態において、放射線が照射されることで放射線センサパネル305に生じる放射線照射信号を読み取り、該信号の値が閾値以上となったときに放射線が照射されたと判定するものとする。ここで、前記放射線照射信号は、電気信号であり、集積回路308もしくは電気回路基板309に実装されている別の回路(不図示)において増幅、および、A/D変換される。そのデジタル信号が閾値以上であるかを電気回路基板309において判定することで、放射線照射検知機能を実現する。
放射線センサパネル305は、外部からの荷重や運搬時の振動などによって変形や割れが生じないように、放射線入射面の反対側に合成をもつ支持板303が固定されている。支持板303は、強度と軽量化の両立のためにCFRPやマグネシウム合金、アルミニウム合金などが用いられる。支持板303は、電気回路基板309の放射線劣化の抑制や、放射線撮像装置200の背面からの散乱線の除去などの役割をもつ放射線遮蔽部材を更に備える。放射線遮蔽部材は、たとえばモリブデンや鉄、鉛などの高比重材料が用いられる。放射線撮像装置200の外装は、筐体330から構成される。筐体330は、放射線透過板302と本体部301とで構成される。放射線透過板302は、放射線照射面に配置される。筐体330の放射線透過板302以外の部分は、本体部301で構成される。本体部301は、放射線センサパネルと発音部品を収容する。放射線透過板302は、放射線透過性と剛性の両立のため、CFRPが好適に用いられる。本体部301は、強度と軽量化の両立のためにCFRPやマグネシウム合金、アルミニウム合金などが用いられる。放射線透過板302と内部の部品との間には、緩衝材304が設けられる。緩衝材304により、放射線撮像装置200は、外部からの荷重を分散させる効果や、衝撃に対する緩衝効果が得られる。緩衝材304は、たとえばシリコンまたはウレタン系の発泡材、シリコンゲル、エラストマー、気体を封入した気嚢などからなる材質である。
電気回路基板309には、発音部品312、発光部品311が実装されている。発音部品312は、たとえば電気信号によって音を出すことが出来るスピーカであり、発光部品311は、たとえば液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ、7セグメントLED等である。本体部301には、発光部品311と対向する部分に開口が設けられ、該開口を覆うように透明部材が組み込まれる。また、本体部301において、発音部品312と対向する部分には通音穴(開口)が設けられる。
図4を用いて、通音部204の詳細を説明する。図4は、図3の通音部204の周辺を拡大した断面図である。
発音部品312と対向する部分には、本体部301にφ3〜10mmの通音穴(第一の通音穴331)が設けられ、第一の通音穴331を覆うように通音部材316が貼り付けられる。
通音部材316は、発音部品312で発する音の減衰を抑えるために複数の開口(第二の通音穴332)が設けられている。各々の第二の通音穴332の直径はφ1mm以下とする。発音部品312の発音音量は、通音部での減衰を考慮して、操作者が聞こえる報知音量よりも大きい値に設定される。また通音部材316が第二の通音穴332を備えることにより通音部204で音が減衰することを抑制することができる。そのため、放射線撮像装置200は、発音部品312の発音音量の減衰分上乗せを最小限に出来る。これにより、放射線撮像装置200は、発音部品312から生じる電磁波を最小限にでき、画像ノイズや誤動作の発生を抑制することができる。
第二の通音穴332の直径は、水等の液体が二の通音穴から放射線撮像装置200の内部に侵入することを抑制するため、水が浸入しない大きさとする。すなわち、第二の通音穴332の直径は、第一の通音穴331の直径よりも小さい。そのため、第二の通音穴332は、第一の通音穴331より止水性能が高いと言える。第二の通音穴332の直径は、水の表面張力等により決定される。そのため、通音部材316は、たとえばPTFE等の多孔膜を有する撥水性能が比較的高い材料が用いられる。通音部材316は、撥油性能が比較的高い材料を用いることで、防水性能を向上することが出来る。通音部材316は、破損したときに貼り替えが容易となるように本体部301の外壁側から第一の通音穴331を覆うように固定することが好ましい。なお、通音部材316は、第一の通音穴331を覆うように本体部301の内壁側に固定してもよい。
カバー部材313が、通音部材316の外側であって、防水性両面テープ315を用いて第一の通音穴331を覆うよう貼り付けられる。カバー部材313には第三の通音穴314が開けられており、穴径は荷重が加えられる想定物(たとえば指先など)の径よりも小さくする。この穴径は、たとえば0.1〜3mm程度であり、本体部301に設けた通気穴よりも小さい。つまり、第三の通音穴の直径は、第一の通音穴331の直径よりも小さく、第二の通音穴332の直径よりも大きい。
本体部301に設ける通気穴の穴径を荷重が加えられる想定物(たとえば指先など)の径よりも小さくして、通音部材316をその内側に設けて防水フィルタの破損を防ぐ構成が考えられる。通音部材316に対して、荷重が直接印加されることを抑制することができる。ただし、本体部301の材料にCFRPが用いられる場合に、φ1mm程度の微小な穴を開けようとすると、本体部301は、CFRPのカーボン繊維のささくれが生じやすくなる。そのため、本体部301に微小な穴を加工することは困難である。同様に本体部301にマグネシウム合金等を用いる場合であっても、本体部301は、加工による変形や加工時間の観点から、同様に加工に手間が必要となる。したがって、放射線撮像装置200は、カバー部材313を設けることによって、通音部材316の強度の向上および防水性能を向上させることができる。さらに、放射線撮像装置200は、通音性を良くするために、第三の通音穴314を複数設けることが好ましい。カバー部材313には、加工性の良い樹脂材料や薄い金属材料が用いられる。本体部301に対する加工性の問題を生じさせず、且つカバー部材313を保護することができる。なお、第三の通音穴314は、放射線撮像装置200の外装面に対して斜めに設けてもよい。この場合に、放射線撮像装置200は、穴を貫通して通音部材316に荷重が加えられる可能性を抑制することができる。
さらに、放射線撮像装置200は、発音部品312と本体部301の間に配置された遮音ガスケット318および導電性シート317を備える。
ガスケット318は、発音部品312が発する音を本体部301内に拡散されることを抑制することができ、効率的に筐体330の外側に音を伝達することができる。また、通音部材316が破損した際にも、ガスケット318が本体部301と発音部品312との隙間を埋めることで、浸水領域を少なくすることが可能となる。
導電性シート317は、たとえば銅箔のテープ材などである。そして、導電性シート317は、電気的にグランドに固定されている。このため、導電性シート317は、通音部204に印加された外来ノイズ(静電気)をグランドに流す効果がある。その結果、導電性シート317は、静電気が発音部品312を介して電気回路基板309に侵入することを抑制する。当該効果は、筐体330が非導電性材料で構成されている場合により有効である。
なお、筐体330に設けた第一の通音穴331に第二の通音穴を有しない薄いフィルム材により密閉し、防水性を担保することも考えられる。しかしながら、この場合に、発音部品から発する音が減衰されてしまい、ユーザは音が聞き取りづらくなってしまう。また音が減衰することを考慮して、発音部品の音量を上げると、発音部品からの電磁波の強さにより、発熱源やノイズ源になってしまう。そのため、撮像画像や放射線の照射を検知する検知信号にノイズが重畳する場合がある
以上、本実施形態によれば、音による状態報知手段をもつ放射線撮像装置において、防水性を確保しつつ、画像ノイズや誤動作の発生を抑制することが可能となる。
[第二の実施形態]
図5、図6を用いて、第二の実施形態を説明する図である。本実施形態の放射線撮像装置500と第一の実施形態の放射線撮像装置200は、通音部(スピーカ部)を複数備える点が異なっている。
図5に示すように、筐体510の背面に設けられた背面側通音部501と、筐体510の側面に設けられた第一の側面側通音部502と、該側面と直交する側面に設けた第二の側面側通音部503とを備える。このため、筐体510は、第一の通音穴が複数設けられ、複数の第一の通音穴は、筐体510の少なくとも2面以上に設けられる。
また、放射線撮像装置500は、筐体510の3つの面に通音部を設けることで、筐体510の2面が覆われている場合でも、少なくとも1つの通音部が覆われない。また、放射線撮像装置500の通音部のそれぞれは、近接して配置されている。近接して配置されることで、放射線撮像装置500は、1つの発音部品(スピーカ)からの音を拡散して複数のスピーカ部から音を出すことができる。あるいは、放射線撮像装置500は、装置の姿勢や接地状態に応じて発音部品の向きを変えて、複数のスピーカ部のうちの1つから音を出すことが可能となる。また、放射線撮像装置500は、複数の発音部品が配置される場合であっても、筐体510の内部で発音部品への電気配線が複雑になることを抑制できる。
図6に示すように、放射線撮像装置500は、本体部301のうち通音穴601を設ける部分のみ、床面と触れないように段差を設けるように構成してもよい。つまり、筐体510における第一の通音穴は、筐体510の最外形よりも内側に窪んだ位置に設けられている。このため、複数のスピーカ部を設けることが困難な場合には、床面等に覆われづらい形状となるため、放射線撮像装置500は、発音部から発せられる音が遮音されることを抑制することができる。図6(a)に示すように、本体部301のうち通音穴601を設ける部分は、床面と触れないように窪みが設けられる。当該窪みは、外壁の大部分を占める面に対して、0.1〜5mm窪むように設けられる。もしくは、図6(b)に示すように、筐体510は、筐体の側面の背面側に傾斜部を備え、該傾斜部に通音穴602を設けてもよい。
放射線撮像装置500は、ユーザによって筐体510における放射線入射面の背面または側面を下にして配置される場合や、筐体510の1つの面を架台に突き当て固定する場合がある。この場合でも、本実施形態の構成により、放射線撮像装置500は、通音部204が遮音されることに起因してユーザに聞こえる音量が小さくなることを抑制しえる。そのため、放射線撮像装置500は、複数の通音部を備え、筐体の少なくとも2面以上に配置することが好ましい。
本実施形態によれば、放射線撮像装置の姿勢や設置場所による遮音されることを抑制する放射線撮像装置を提供することが可能となる。
[第三の実施形態]
図7は、第三の実施形態を説明する図である。本実施形態の放射線撮像装置720は、発音部とフレキシブル基板の配置を規定している点で他の実施形態と異なる。
放射線センサパネル305から読みだされる電気信号は微小なものである。そのため、当該電気信号は、発音部品312から発する電磁波の影響を受けやすい。発音によるノイズが電気信号に重畳すると、撮像画像のノイズや放射線検出の誤動作を引き起こす可能性がある。このため、発音部312は、電気信号が増幅およびAD変換よりも前段の信号処理を行う回路部分に、電磁波の影響を与えないようにする配置とすることが好ましい。具体的には、筐体710における発音部が配置されるには、画像信号や放射線検出信号を電気回路基板に接続するフレキシブル基板307を配置しないことが好ましい。もしくは、筐体710の背面にスピーカ部が配される場合はその最近傍の側面には、フレキシブル基板307を配置しないことが好ましい。フレキシブル基板307と発音部と所定の距離以上離すことで、発音部品312による電磁波の影響を抑えることができる。
更に、筐体710は、発音部品312とAD変換部との間にシールド性を有する壁面702を設けられている。このため、筐体710は、発音部品312から放射線センサパネル305に与えるノイズの影響を抑制することが出来る。具体的には、AD変換部704を実装した電気回路基板309と、発音部品312を実装した電気回路基板703とを、互いに配線で接続する。そして、筐体710の壁面702に配線が通すための開口を設ける。壁面710は、筐体710と一体構成であってもよいし、筐体710と別体であってもよい。たとえば、筐体710の一部を窪ませて、該窪みの外側に電気回路基板703を配置する。また、筐体710の内部に電気回路基板309を配置することで、筐体710の窪みの壁面702が前記のシールド壁の役割を果たす。これにより、AD変換部704に加わる発音部品312からの電磁波ノイズを抑制できる。集積回路308でAD変換する場合でも同様である。また、窪み部には、着脱可能なカバー705を取付けてもよい。
このため、筐体710は、電気回路基板703を保護しつつ、電気回路基板703の交換を容易にすることができる。また、放射線撮像装置720は、電気回路基板703を筐体710の内部に配置して、AD変換素子が実装された基板を窪みの外側に配置する構成でも本機能は十分に実現される。また、放射線撮像装置720は、筐体710の背面の板部材からリブ形状の壁面を形成するのでも良い。
本実施形態によれば、発音部品の電磁波によって生じるノイズを抑えた放射線撮像装置を得ることが可能となる。
以上、本発明を実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれらの特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明の範疇に含まれる。更に、上述した各実施形態は本発明の一実施の形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。
200 放射線撮像装置
330 筐体
305 放射線センサパネル
331 第一の通音穴
332 第二の通音穴

Claims (7)

  1. 放射線を画像信号に変換する放射線センサパネルと、音によって状態を報知する発音部品と、前記放射線センサパネルと前記発音部品を収容する筐体と、を有する放射線撮像装置であって、
    前記筐体に設けられた第一の通音穴
    前記第一の通音穴を覆うように配置さ、前記第一の通音穴よりも直径が小さい第二の通音穴設けられた通音部材と、
    前記放射線センサパネルからの信号をAD変換する集積回路と、
    前記集積回路と前記放射線センサパネルとを接続するフレキシブル基板と、を有し、
    前記筐体の側面のうち、前記通音部材に最近傍の側面と、前記フレキシブル基板に最近傍の側面とが異なることを特徴とする放射線撮像装置。
  2. 放射線を画像信号に変換する放射線センサパネルと、音によって状態を報知する発音部品と、前記放射線センサパネルと前記発音部品を収容する筐体と、を有する放射線撮像装置であって、
    前記筐体に設けられた第一の通音穴
    前記第一の通音穴を覆うように配置さ、前記第一の通音穴よりも直径が小さい第二の通音穴が設けられた通音部材と、を有し、
    前記筐体は、前記第一の通音穴を複数有し、複数の第一の通音穴は、前記筐体の2面以上に配置されていることを特徴とする放射線撮像装置。
  3. 前記第二の通音穴は、前記第一の通音穴と対向する位置に設けられ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。
  4. 前記第二の通音穴は、前記第一の通音穴より止水性能が高いことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の放射線撮像装置。
  5. 前記通音部材の外側から前記第一の通音穴を覆うように、第三の通音穴が設けられたカバー部材を更に有することを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の放射線撮像装置。
  6. 前記第三の通音穴は、前記第一の通音穴よりも小さく、前記第二の通音穴よりも大きいことを特徴とする請求項に記載の放射線撮像装置。
  7. 前記発音部品と前記集積回路との間にシールド部を有することを特徴とする請求項に記載の放射線撮像装置。
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