JP7319790B2 - 放射線撮像ユニットにおけるシンチレータの取付構造 - Google Patents

Description

本開示は、放射線撮像ユニットにおけるシンチレータの取付構造に関する。

対象物にＸ線を照射し、対象物を透過したＸ線をシンチレータでシンチレーション光に変換させて、そのシンチレーション光を検出器によって検出するシステムが知られている。特許文献１に記載されたシステムは、不透明なシンチレータを備え、そのシンチレータの入力面（Ｘ線を入力する表面）から出力されるシンチレーション光を撮像する。このシステムの一形態は、対象物を搬送方向に搬送する搬送装置を備え、ラインスキャンカメラを用いて、対象物の搬送速度に合わせて撮像を行う。

このシステムでは、シンチレータは、シンチレータ保持部に保持されている。シンチレータ保持部は、筐体に収容されて、筐体内で固定される。シンチレータ保持部は、シンチレータが少なくとも放射線束内に位置する状態で、シンチレータを保持する。シンチレータ保持部は、シンチレータの裏面側を保持し、シンチレータの入力面を露出させる。シンチレータの入力面は、放射線源に対面すると共に、ラインスキャンカメラに対面する。また、このシンチレータ保持部は、保持されるシンチレータを交換可能に構成されている。

国際公開第２０１７／０５６６８０号

シンチレータは、一般に、放射線の照射を受けることにより劣化する。シンチレータが使用に伴い劣化すると、放射線をシンチレーション光に変換する能力が低減する。そこで、劣化したシンチレータを交換する必要が生じる。シンチレータが放射線撮像ユニットに取り付けられている場合には、シンチレータは、その位置または角度が重要であるがゆえに、筐体内で固定されていることがほとんどである。そのため、シンチレータを取り出す作業には手間を要する。

本開示は、放射線撮像ユニットにおいて、シンチレータを容易に交換することができるシンチレータの取付構造を説明する。

本発明の一態様は、筐体と筐体内に取り付けられたシンチレータと筐体内に取り付けられてシンチレータに対して所定の角度をなすミラーとを有する放射線撮像ユニットにおけるシンチレータの取付構造であって、筐体の壁部に形成された開口と、シンチレータを保持すると共に開口内に嵌入されるホルダ部を有するシンチレータホルダであって、筐体に対する取付けおよび取外しが可能になっているシンチレータホルダと、を備え、シンチレータホルダが筐体に取り付けられた状態で、シンチレータの放射線の入力面とミラーの反射面とが斜めに対面する。

この放射線撮像ユニットにおけるシンチレータの取付構造では、シンチレータホルダのホルダ部がシンチレータを保持しており、シンチレータホルダが筐体に取り付けられた状態では、シンチレータとミラーとの間に所定の角度が形成されている。放射線撮像ユニットでは、シンチレータで放射線が変換されて、シンチレーション光が出力される。このシンチレーション光に対してミラーが所定の角度で設置されていることで、シンチレーション光は、たとえば筐体内に設置されたカメラ（検出器）によって検出される。したがって、ミラーの角度は重要である。シンチレータに対するミラーの所定の角度が確保されているため、この放射線撮像ユニットの光学機器としての信頼性が確保されている。ここで、シンチレータホルダのホルダ部は、筐体の壁部に形成された開口を通じて出し入れができ、筐体に対するシンチレータホルダの取付けおよび取外しが可能になっている。よって、シンチレータが劣化してきた場合等には、シンチレータホルダを筐体から取り外して、シンチレータを容易に交換することができる。

いくつかの態様において、シンチレータホルダは、ホルダ部の基端に連接して壁部に固定されるベース部を有し、ベース部の固定状態を維持および解除することにより、筐体に対する取付けおよび取外しがそれぞれ可能になっている。ベース部が壁部に固定されるので、シンチレータホルダの取付けが容易である。シンチレータホルダを取り付けたり取り外したりする際に、作業者がベース部を持ってシンチレータホルダを動かせる。よって、作業性が高められる。

いくつかの態様において、壁部およびベース部には、ベース部の位置決めのための凹凸係合部が形成されている。凹凸係合部により、ベース部が壁部に対して位置決めされるので、シンチレータホルダが筐体に取り付けられた状態で、シンチレータホルダの姿勢が安定する。またシンチレータホルダを取り付ける際にも、凹凸係合部はベース部の位置の目安となるので、シンチレータホルダを筐体に容易に嵌め込むことができる。

いくつかの態様において、シンチレータホルダのホルダ部は、ベース部が連接する枠部であってシンチレータが嵌め込まれる枠部と、枠部に嵌め込まれてシンチレータを挟み込む押さえ部と、を含む。作業者は、枠部にシンチレータを嵌め込んだ状態で押さえ部を嵌め込むだけで、ホルダ部にシンチレータをセットできる。シンチレータの交換作業が非常に容易である。

いくつかの態様において、筐体内に固定されてミラーを保持するミラーホルダであって、筐体内に設置されたシンチレータの入力面の法線に重なる位置でミラーを保持するミラーホルダを更に備える。この場合、ミラーホルダが、ミラーを所定位置で保持する。シンチレータの入力面の法線に重なる位置にミラーが配置されると、ミラーによって、入力面から法線方向に出力されたシンチレーション光が反射される。たとえば筐体内に設置されたカメラ（検出器）によってこのシンチレーション光が検出されることで、いわゆる表面観察方式の放射線撮像が実現され、しかも、放射線画像にあおり（パース）が生じず、放射線画像がぼやけることが防止される。

いくつかの態様において、開口に対するシンチレータホルダの挿入方向は、シンチレータの入力面に平行である。この場合、シンチレータを水平にスライドさせるような動きで、シンチレータホルダが開口に挿入される。シンチレータホルダを上下に動かす必要がないので、シンチレータを所望の高さに設置しやすい。

いくつかの態様において、筐体の壁部に直交する第２壁部には、放射線を通過させるためのスリットが形成されており、スリットの周縁と筐体内に設置されたシンチレータの入力面とを結ぶ放射線の照射領域の外部に、ミラーが位置している。ミラーが放射線の照射領域の外部に位置しているので、対象物を透過した放射線は、ミラーを通ることなくシンチレータの入力面に入力される。これにより、放射線に対するミラーの影響が排除される。その結果として、この放射線撮像ユニットは、対象物の放射線画像を鮮明かつ高感度に取得することを可能にする。

本発明のいくつかの態様によれば、シンチレータホルダを筐体から取り外して、シンチレータを容易に交換することができる。

本開示の第１実施形態に係るシンチレータの取付構造が適用された放射線画像取得システムを示す図である。 図１中の放射線撮像ユニットを示す斜視図であり、筐体の一部を破断して示す図である。 シンチレータホルダをホルダ部の上方から見て示す斜視図である。 シンチレータホルダをホルダ部の下方から見て示す斜視図である。 シンチレータホルダの分解斜視図である。 図６（ａ）、図６（ｂ）および図６（ｃ）は、それぞれ、シンチレータホルダの平面図、正面図および底面図である。 図７（ａ）および図７（ｂ）は、それぞれ、シンチレータホルダの右側面および背面図である。 筐体の壁部および開口にシンチレータホルダが取り付けられる様子を示す斜視図である。 図９（ａ）はシンチレータホルダが筐体に取り付けられた状態を示す断面図、図９（ｂ）はシンチレータホルダが筐体から取り外された状態を示す断面図である。 第２実施形態に係る放射線撮像ユニットを示す斜視図であり、筐体の一部を破断して示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、各図面は説明用のために作成されたものであり、説明の対象部位を特に強調するように描かれている。そのため、図面における各部材の寸法比率は、必ずしも実際のものとは一致しない。

図１に示されるように、本開示の第１実施形態が適用された放射線画像取得システム１は、対象物Ａの放射線画像を取得するための装置である。対象物Ａは、たとえば、軽元素からなる物質を含有する。放射線画像取得システム１は、たとえば、食品検査やバッテリー検査などの分野に適用される。食品検査の分野では、たとえば異物の噛み込みの有無が検査される。放射線画像取得システム１は、後述する独自の構成を有することにより、特に、軽元素からなる物質の弁別性能に優れている。放射線画像取得システム１は、たとえばインラインＸ線検査に適用される。

放射線画像取得システム１は、対象物Ａに向けて白色Ｘ線等の放射線を出力する放射線源２と、対象物Ａを所定の搬送方向Ｄに搬送する搬送装置２０と、搬送装置２０によって搬送される対象物Ａを透過した放射線の入力に応じてシンチレーション光を発生させるシンチレータ６と、シンチレータ６の放射線の入力面（表面）６ａから出力されるシンチレーション光を検出するラインスキャンカメラ３と、放射線画像取得システム１のいくつかの機能を制御し、かつ放射線画像を作成するコンピュータ１０と、を備えている。このように、放射線画像取得システム１は、シンチレータ表面観察方式のＸ線撮影システムである。放射線画像取得システム１は、低エネルギーのＸ線感度に優れている。

放射線源２は、Ｘ線出射部からコーンビームＸ線を出力する。放射線源２は、コーンビームＸ線の焦点２ａを有する。放射線源２から出射されるＸ線は放射線束を形成する。放射線画像取得システム１では、放射線束を形成するＸ線のうちの一部である照射領域１２内のＸ線が、シンチレータ６の入力面６ａに入力される。照射領域１２は、その中心に位置する中心軸Ｌを含む。

搬送装置２０は、たとえば周回軌道を移動するベルトコンベア２１を有しており、ベルトコンベア２１の搬送面２１ａ上に、対象物Ａが載置または保持されている。搬送装置２０は、対象物Ａを搬送方向Ｄに一定の速度で搬送するように構成されている。言い換えれば、対象物Ａは、搬送装置２０によって所定の搬送経路Ｐ上で搬送される。搬送装置２０における対象物Ａの搬送タイミングや搬送速度は、予め設定されており、コンピュータ１０の制御部１０ａによって制御される。

放射線画像取得システム１は、搬送装置２０に沿うように設置された撮像ユニット（放射線撮像ユニット）３０を備える。撮像ユニット３０は、たとえば、搬送装置２０に対して取り付けられており、搬送装置２０に固定されている。撮像ユニット３０は、ベルトコンベア２１の周回に干渉しないように取り付けられている。撮像ユニット３０は、ベルトコンベア等の搬送部の移動に干渉しないよう、搬送部から幾らかの空隙をもって配置されている。

図１および図２に示されるように、撮像ユニット３０は、直方体形状の筐体１３を有する。筐体１３は、たとえば、Ｘ線を遮蔽することができる材質からなる。筐体１３は、いわゆる暗箱である。筐体１３は、たとえばアルミニウム製または鉄製であってよい。筐体１３は防護材を含んでもよく、その防護材として鉛が用いられてもよい。筐体１３は、搬送方向Ｄに長くなった形状を有する。筐体１３は、上下方向に対面する上壁部（第２壁部）１３ａおよび底壁部１３ｂと、搬送方向Ｄに対面する第１側壁部（壁部）１３ｃおよび第２側壁部１３ｄと、搬送方向Ｄに直交する水平な検出幅方向に対面する第３側壁部１３ｅおよび第４側壁部１３ｆとを含む。撮像ユニット３０は、筐体１３の第１側壁部１３ｃおよび第２側壁部１３ｄが非常に小さくなっており、搬送装置２０に沿ったコンパクトな装置になっている。搬送方向Ｄは、図中に示される紙面に平行なｘ方向に平行である。上記検出幅方向は、図中に示される紙面に垂直なｙ方向に平行である。上下方向は、図中に示される紙面に平行なｚ方向に平行である。

上壁部（壁部）１３ａは、搬送装置２０の搬送経路Ｐに対面するように配置されている。言い換えれば、上壁部１３ａは、筐体１３の６つの壁部のうち搬送装置２０にもっとも近接している。この上壁部１３ａが、搬送装置２０に取り付けられてもよい。

撮像ユニット３０は、シンチレータ６の入力面６ａから、入力面６ａの法線Ｂ方向に出力されるシンチレーション光を撮像できるように構成されている。そのために、撮像ユニット３０は、入力面６ａの法線Ｂ方向に出力されるシンチレーション光を反射する表面ミラー（ミラー）７を備える。表面ミラー７は、その反射面７ａを入力面６ａに斜めに対面させるようにして、入力面６ａの法線Ｂに重なる位置に配置されている。

筐体１３内には、シンチレータ６と、表面ミラー７と、ラインスキャンカメラ３とが設置されている。シンチレータ６、表面ミラー７、およびラインスキャンカメラ３は、筐体１３内で固定されている。シンチレータ６および表面ミラー７は、第１側壁部１３ｃの近傍に配置されている。ラインスキャンカメラ３は、第２側壁部１３ｄの近傍に配置されている。シンチレータ６は、たとえばシンチレータホルダ８に保持されて、たとえば水平に配置されている。表面ミラー７は、たとえばミラーホルダ９に保持されて、水平に対して傾斜するように配置されている。

シンチレータ６は、平板状の波長変換部材である。シンチレータ６は、検出幅方向（ｙ方向）に長い長方形状である（図５参照）。シンチレータ６は、たとえばGd₂O₂S:Tb、Gd₂O₂S:Pr、CsI:Tl、CdWO₄、CaWO₄、Gd₂SiO₅:Ce、Lu_0.4Gd_1.6SiO₅、Bi₄Ge₃O₁₂、Lu₂SiO₅:Ce、Y₂SiO₅、YAlO₃:Ce、Y₂O₂S:Tb、YTaO₄:Tm、YAG:Ce、YAG:Pr等からなる。なお、シンチレータ６は、１枚のシンチレータから構成されていてもよいし、２枚のシンチレータを貼り合わせるなど組み合わせたものでもよい。２枚のシンチレータの組み合わせる際に２枚のシンチレータの間に遮光や反射の性質を有した板や膜を挟んでもよい。２枚のシンチレータの種類は同じでもよく、異なっていてもよい。

表面ミラー７は、たとえば、アルミ蒸着したガラスや、鏡面加工した金属からなるミラーである。表面ミラー７は、検出幅方向（ｙ方向）に長い長方形状である。表面ミラー７は、入力面６ａから法線Ｂ方向に出力されたシンチレーション光を反射させるのに十分な面積をもった反射面７ａを備える。表面ミラー７は、反射面７ａとシンチレータ６の入力面６ａとの間に、所定の角度θを形成している。ここで、表面ミラー７が入力面６ａに対して角度をなすということは、表面ミラー７がシンチレータ６に近接することを意味するものではない。表面ミラー７がシンチレータ６に近接してもよいが表面ミラー７がシンチレータ６から離間してもよい。表面ミラー７がシンチレータ６から離間する場合には、反射面７ａの延長面と入力面６ａの延長面とによって角度が定義される。表面ミラー７は、入力面６ａの法線Ｂ方向に出力されるシンチレーション光を反射する。

上記の角度θは鋭角である。角度θは、４０度以上５０度以下の範囲内の角度であることが好ましい。角度θは、４５度であることが更に好ましい。角度θは、放射線源２の配置や後述するスリット１５の位置に基づいて決定されてもよい。角度θの大きさによって、ラインスキャンカメラ３の配置が適宜に調整されてもよい。角度θの大きさによって、別の１つまたは複数のミラーが更に設置されてもよい。

ラインスキャンカメラ３は、対象物Ａの移動に合わせて撮像を行う。ラインスキャンカメラ３は、シンチレータ６の入力面６ａから出力されるシンチレーション光を集光するレンズ部３ａと、レンズ部３ａにより集光されたシンチレーション光を検出するセンサ部３ｂとを有するレンズカップリング型の検出器である。レンズ部３ａは、１つのレンズを含み、このレンズの焦点がシンチレータ６の入力面６ａに合わせられている。センサ部３ｂは、イメージセンサ３ｃを含む。イメージセンサ３ｃは、たとえば、ＴＤＩ（時間遅延積分）駆動が可能なエリアイメージセンサである。イメージセンサ３ｃは、たとえば、ＣＣＤエリアイメージセンサである。

イメージセンサ３ｃは、複数のＣＣＤがピクセル方向に一列に並べられた素子列が、対象物Ａの移動方向に対応して、積分方向に複数段並べられた構成を有する。ラインスキャンカメラ３は、対象物Ａの搬送方向Ｄに対応するスキャン方向と、スキャン方向に直交するライン方向とを有する。このスキャン方向が上記の積分方向であり、図中のｚ方向に平行である。ライン方向が上記のピクセル方向であり、図中のｙ方向に平行である。スキャン方向は、表面ミラー７を介して、搬送方向Ｄから変換された方向である。

表面ミラー７の反射面７ａとシンチレータ６の入力面６ａとの間の角度θが４５度である場合、ラインスキャンカメラ３のレンズ部３ａの光軸は、たとえば搬送方向Ｄに平行である。ラインスキャンカメラ３は、入力面６ａの法線Ｂ方向（図９（ａ）参照）に出力されるシンチレーション光を検出する。

シンチレータ６は、入力面６ａが搬送方向Ｄに平行で、且つ上記のライン方向に平行であるように配置されている。すなわち、シンチレータ６の入力面６ａは、ｘｙ平面に平行である。

図１および図９（ａ）に示されるように、筐体１３の上壁部１３ａには、放射線源２から出力されたＸ線を通過させるためのスリット１５が形成されている。スリット１５は、検出幅方向（ｙ方向）に長い長方形状である。スリット１５は、長方形状の周縁１５ａを含む。シンチレータ６の入力面６ａは、スリット１５を通過した照射領域１２内のＸ線を入力する。

スリット１５および照射領域１２についてより詳しく説明すると、照射領域１２は、スリット１５の周縁１５ａとシンチレータ６の入力面６ａとを直線状に結ぶ領域（四角錐状の領域）として規定される。言い換えれば、照射領域１２は、放射線源２の焦点２ａとシンチレータ６の入力面６ａとを直線状に結ぶ領域として規定される。ここで、「シンチレータ６の入力面６ａ」とは、シンチレーション光の出力に有効にはたらく領域のみを意味する。たとえば、矩形の入力面６ａ全体のうち、シンチレータホルダ８によって覆われている領域などは、照射領域１２を規定するにあたっての「シンチレータ６の入力面６ａ」には含まれない。

図２に示されるように、スリット１５は、搬送方向Ｄにおいて、シンチレータ６および表面ミラー７と、ラインスキャンカメラ３との間に位置している。スリット１５は、搬送方向Ｄにおいてシンチレータ６の下流に位置している。そして、図９（ａ）に示されるように、表面ミラー７は、Ｘ線の照射領域１２の外部に位置している。言い換えれば、表面ミラー７は、照射領域１２に干渉しないような位置および姿勢（傾きも含む）で設置されている。表面ミラー７は、反射面７ａが照射領域１２の境界面に沿うように、入力面６ａの法線Ｂに対して傾斜して配置されている。ラインスキャンカメラ３のレンズ部３ａが集光するシンチレーション光は、照射領域１２をｚ方向（入力面６ａの法線Ｂ方向）に横断し、その後照射領域１２をｘ方向（搬送方向Ｄ）に横断する。

図１に戻り、コンピュータ１０は、たとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、および入出力インターフェイス等を有する。コンピュータ１０は、放射線源２およびラインスキャンカメラ３を制御する制御部１０ａ（制御プロセッサ）と、ラインスキャンカメラ３から出力された放射線画像データに基づいて、対象物Ａの放射線画像を作成する画像処理部１０ｂ（画像処理プロセッサ）と、を有する。なお、コンピュータ１０は、マイコンやＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等で構成されていてもよい。

放射線画像取得システム１および撮像ユニット３０では、搬送装置２０によって搬送される対象物Ａに、放射線源２から放射線が照射される。対象物Ａを透過した放射線が、筐体１３の上壁部１３ａに形成されたスリット１５を通過する。筐体１３内には、シンチレータ６と、表面ミラー７と、ラインスキャンカメラ３とが取り付けられており、撮像に必要な機器がユニット化されている。筐体１３内に入射した放射線は、シンチレータ６の入力面６ａに入力される。そして、その入力面６ａからシンチレーション光が出力される。シンチレータ６の入力面６ａに近い領域では、比較的低いエネルギーの放射線が変換される。よって、ラインスキャンカメラ３は、低エネルギーの放射線感度に優れた放射線画像を取得できる。このことは、たとえば対象物Ａに含まれた、軽元素からなる物質の検出に有利にはたらく。シンチレータ６の入力面６ａが、搬送方向Ｄに平行であり、且つラインスキャンカメラ３のライン方向に平行であるので、対象物Ａの中の異なる部分（たとえば搬送方向Ｄにおける上流端と下流端など）において、拡大率は変化しない。さらには、表面ミラー７が放射線の照射領域１２の外部に位置しているので、対象物Ａを透過した放射線は、表面ミラー７を通ることなくシンチレータ６の入力面６ａに入力される。これにより、放射線に対する表面ミラー７の影響が排除される。すなわち、シンチレータ６の入力面６ａから出力されるシンチレーション光を表面ミラー７の影響なく検出することができる。その結果として、この放射線画像取得システム１および撮像ユニット３０は、対象物の放射線画像を鮮明かつ高感度に取得することを可能にする。また、放射線画像取得システム１によれば、より高速に放射線画像を取得することができる。さらには、Ｓ／Ｎ比のよい放射線画像を取得することができる。

続いて、撮像ユニット３０におけるシンチレータ６の取付構造Ｓについて詳細に説明する。シンチレータ６の取付構造Ｓは、筐体１３の第１側壁部１３ｃに形成された矩形の開口１８（図８参照）と、シンチレータ６を保持するシンチレータホルダ８とを備える。図３および図４に示されるように、シンチレータホルダ８は、シンチレータ６を保持すると共に開口１８内に嵌入されるホルダ部４０と、ホルダ部４０の基端４３ａに連接して筐体１３の第１側壁部１３ｃに固定されるベース部４１とを有する。略板状のホルダ部４０は、図１に示されるｘｙ平面に沿って突出しており、このホルダ部４０に対し、ベース部４１は、ｙｚ平面に沿って延びて直交している。

図８に示されるように、第１側壁部１３ｃに形成されたねじ孔５６と、ベース部４１に形成された貫通孔５４とに対して固定ねじ５５が挿通されてねじ込まれることにより、シンチレータホルダ８は筐体１３に取り付けられる。このベース部４１の固定状態を維持することにより、筐体１３に対するシンチレータホルダ８の取付け・固定が可能になっている。またこのベース部４１の固定状態を解除することにより、筐体１３に対するシンチレータホルダ８の取外しが可能になっている。言い換えれば、シンチレータホルダ８は、筐体１３に対して着脱可能に取り付けられている。

図３～図７を参照して、シンチレータホルダ８についてより詳しく説明すると、ホルダ部４０は、ベース部４１が連接する枠部４３と、枠部４３に嵌めこまれる押さえ部４４とを含む。枠部４３とベース部４１とは、たとえば一体成形されている。板状の枠部が板状のベース部４１からＴ字状に（垂直に）突出している。押さえ部４４は、ベース部４１および枠部４３とは別体である。これらのベース部４１および枠部４３と、押さえ部４４とは、たとえば、アルミニウムや鉄から成形されている。なお、ベース部４１と枠部４３とが別体で成形されており、枠部４３がベース部４１にボルト等の締結部材によって固定されていてもよい。

図５の分解斜視図は、ホルダ部４０を上下逆さまにした状態で示されている。図５に示されるように、押さえ部４４は、長方形板状の基部４４ａよりも一回り小さい長方形状の突出部４４ｄを含んでいる。押さえ部４４の板厚全体（基部４４ａおよび突出部４４ｄ）を貫通するようにして、細長い長方形状の裏窓部４４ｃが形成されている。また枠部４３には、押さえ部４４の突出部４４ｄが嵌め込まれる窪み部４３ｄが形成されている。枠部４３にも、枠部４３の板厚全体を貫通する細長い長方形状の表窓部４３ｃが形成されている。

枠部４３は、その窪み部４３ｄ内にシンチレータ６が嵌め込まれるように構成されている。窪み部４３ｄの大きさはシンチレータ６の外形よりもやや大きく、窪み部４３ｄに嵌め込まれたシンチレータ６の周縁部は、枠状の段部４３ｆ（図９（ｂ）も参照）に当接する。枠部４３の窪み部４３ｄに押さえ部４４の突出部４４ｄが嵌め込まれると、突出部４４ｄの先端面と上記段部４３ｆとの間にシンチレータ６の周縁部が挟み込まれる。枠部４３の基端４３ａおよび先端４３ｂに形成された複数のビス孔と、押さえ部４４の基部４４ａに形成された複数のビス孔とに、ビス４６がねじ込まれることで、枠部４３に対して押さえ部４４が固定され、それと同時にシンチレータ６がホルダ部４０内に保持される。

枠部４３と押さえ部４４との間にシンチレータ６を挟み込まない状態でこれらを嵌め合わせると、表窓部４３ｃおよび裏窓部４４ｃは略重なり合って連通する。枠部４３と押さえ部４４との間にシンチレータ６を挟み込んだ状態では、図６（ａ）、図６（ｃ）および図９（ｂ）に示されるように、シンチレータ６の入力面６ａは上方（表面ミラー７）に向けて露出し、シンチレータ６の裏面６ｂは下方に向けて露出する。図６および図７にはシンチレータホルダ８の六面図が示されているが、シンチレータホルダ８の左側面図については、図７（ａ）に示される右側面図と対称に表れるため、図示は省略されている。

図３、図４および図８に示されるように、筐体１３の第１側壁部１３ｃには、開口１８の上側において、一対の係合突起５１が形成されている。一方シンチレータホルダ８のベース部４１には、一対の係合孔５２が形成されている。開口１８にシンチレータホルダ８を嵌め込む際には、係合突起５１が係合孔５２に挿入される（係合する）ように、シンチレータホルダ８の位置を合わせる。すなわち、係合突起５１および係合孔５２は、ベース部４１の位置決めのための凹凸係合部５０である。

開口１８に対するシンチレータホルダ８の挿入方向Ｄａ（図９（ｂ）参照）は、シンチレータ６の入力面６ａに平行である。

図９（ａ）に示されるように、シンチレータホルダ８が筐体１３に取り付けられた状態で、第１側壁部１３ｃから筐体１３内に向けて突出するホルダ部４０に保持されたシンチレータ６と、筐体１３内の表面ミラー７との間には所定の角度θが形成されている。第１側壁部１３ｃには、表面ミラー７を保持するミラーホルダ９（図２も参照）が固定されている。このミラーホルダ９は、筐体１３内に設置されたシンチレータ６の入力面６ａの法線Ｂに重なる位置となるように表面ミラー７を保持する。これにより、入力面６ａから入力面６ａの法線Ｂ方向に出力されたシンチレーション光は、搬送方向Ｄに平行に且つ水平に進み、ラインスキャンカメラ３によって検出される。

この撮像ユニット３０におけるシンチレータ６の取付構造Ｓでは、シンチレータホルダ８のホルダ部４０がシンチレータ６を保持しており、シンチレータホルダ８が筐体１３に取り付けられた状態では、シンチレータ６と表面ミラー７との間に所定の角度θ（たとえば４５度）が形成されている。撮像ユニット３０では、シンチレータ６で放射線が変換されて、シンチレーション光が出力される。このシンチレーション光に対して表面ミラー７が所定の角度θで設置されていることで、シンチレーション光は、筐体１３内に設置されたラインスキャンカメラ３によって検出される。したがって、表面ミラー７の角度は重要である。シンチレータ６に対する表面ミラー７の所定の角度θが確保されているため、この撮像ユニット３０の光学機器としての信頼性が確保されている。ここで、シンチレータホルダ８のホルダ部４０は、筐体１３の第１側壁部１３ｃに形成された開口１８を通じて出し入れができ、筐体１３に対するシンチレータホルダ８の取付けおよび取外しが可能になっている。よって、シンチレータ６が劣化してきた場合等には、シンチレータホルダ８を筐体１３から取り外して、シンチレータ６を容易に交換することができる。なお、シンチレータ６が劣化したとき以外にも、シンチレータ６の交換の必要性は生じ得る。この取付構造Ｓによれば、シンチレータ６をいつでも容易に交換することができる。

ベース部４１が第１側壁部１３ｃに固定されるので、シンチレータホルダ８の取付けが容易である。シンチレータホルダ８を取り付けたり取り外したりする際に、作業者がベース部４１を持ってシンチレータホルダ８を動かせる。よって、作業性が高められる。ベース部４１の当接面４１ａが第１側壁部１３ｃに当接するので、当接面４１ａが座面となって安定性も高められている。

凹凸係合部５０により、ベース部４１が第１側壁部１３ｃに対して位置決めされるので、シンチレータホルダ８が筐体１３に取り付けられた状態で、シンチレータホルダ８の姿勢が安定する。またシンチレータホルダ８を取り付ける際にも、凹凸係合部５０はベース部４１の位置の目安となるので、シンチレータホルダ８を筐体１３に容易に嵌め込むことができる。

作業者は、枠部４３にシンチレータ６を嵌め込んだ状態で押さえ部４４を嵌め込むだけで、ホルダ部４０にシンチレータ６をセットできる。シンチレータ６の交換作業が非常に容易である。

ミラーホルダ９が、表面ミラー７を所定位置で保持する。シンチレータ６の入力面６ａの法線Ｂに重なる位置に表面ミラー７が配置されると、表面ミラー７によって、入力面６ａから法線Ｂ方向に出力されたシンチレーション光が反射される。筐体１３内に設置されたラインスキャンカメラ３によってこのシンチレーション光が検出されることで、いわゆる表面観察方式の放射線撮像が実現され、しかも、放射線画像にあおり（パース）が生じず、放射線画像がぼやけることが防止される。

開口１８に対するシンチレータホルダ８の挿入方向Ｄａは、シンチレータ６の入力面６ａに平行である。この場合、シンチレータ６を水平にスライドさせるような動きで、シンチレータホルダ８が開口に挿入される。シンチレータホルダ８を上下に動かす必要がないので、シンチレータ６を所望の高さに設置しやすい。

また、表面ミラー７が放射線の照射領域１２の外部に位置しているので、対象物Ａを透過した放射線は、表面ミラー７を通ることなくシンチレータ６の入力面６ａに入力される。これにより、放射線に対する表面ミラー７の影響が排除される。その結果として、この撮像ユニット３０は、対象物Ａの放射線画像を鮮明かつ高感度に取得することを可能にする。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られない。たとえば、本発明の一態様として、図１０に示されるように、第１の筐体１３Ａａと第２の筐体１３Ａｂとからなる筐体１３Ａを備え、第２の筐体１３Ａｂ内に裏面ミラー１７および第２ラインスキャンカメラ４が設置された両面観察方式の撮像ユニット３０Ａが提供されてもよい。第１の筐体１３Ａａと第２の筐体１３Ａｂとの間に隔壁５７が配設され、この隔壁５７に、シンチレータ６の裏面６ｂから出力されたシンチレーション光を通過させる内面スリット５７ａが形成されてもよい。

また図９（ｂ）に示されるように、第１側壁部１３ｃの内面側に固定されて、シンチレータホルダ８のホルダ部４０を挿入方向Ｄａに案内すると共に下方から支持する一対のガイドレール６０が設置されてもよい。このガイドレール６０によれば、シンチレータホルダ８をより一層スムーズに取り付けることができ、しかもホルダ部４０の姿勢が安定して所定の角度θが確実に維持される。

表面観察方式の撮像ユニット３０においては、押さえ部４４の裏窓部４４ｃが形成されずに閉鎖されていてもよい。

１…放射線画像取得システム、２…放射線源、２ａ…焦点、３…ラインスキャンカメラ、６…シンチレータ、６ａ…入力面（表面）、６ｂ…裏面、７…表面ミラー（ミラー）、８…シンチレータホルダ、９…ミラーホルダ、１２…照射領域、１３，１３Ａ…筐体、１３ａ…上壁部（第２壁部）、１３ｃ…第１側壁部（壁部）、１５…スリット、１５ａ…周縁、１８…開口、３０，３０Ａ…撮像ユニット（放射線撮像ユニット）、４０…ホルダ部、４１…ベース部、４３…枠部、４３ａ…基端、４４…押さえ部、５０…凹凸係合部、５１…係合突起、５２…係合孔、Ａ…対象物、Ｂ…法線、Ｓ…シンチレータ６の取付構造、θ…角度。

Claims (7)

1. 筐体と前記筐体内に取り付けられたシンチレータと前記筐体内に取り付けられて前記シンチレータに対して所定の角度をなすミラーとを有する放射線撮像ユニットにおけるシンチレータの取付構造であって、
   前記筐体の壁部に形成された開口と、
   前記シンチレータを保持すると共に前記開口内に嵌入されるホルダ部を有するシンチレータホルダであって、前記筐体に対する取付けおよび取外しが可能になっている前記シンチレータホルダと、を備え、
   前記シンチレータホルダが前記筐体に取り付けられた状態で、前記シンチレータの放射線の入力面と前記ミラーの反射面とが斜めに対面する、
   放射線撮像ユニットにおけるシンチレータの取付構造。
2. 前記シンチレータホルダは、前記ホルダ部の基端に連接して前記壁部に固定されるベース部を有し、前記ベース部の固定状態を維持および解除することにより、前記筐体に対する取付けおよび取外しがそれぞれ可能になっている、
   請求項１記載の放射線撮像ユニットにおけるシンチレータの取付構造。
3. 前記壁部および前記ベース部には、前記ベース部の位置決めのための凹凸係合部が形成されている、
   請求項２記載の放射線撮像ユニットにおけるシンチレータの取付構造。
4. 前記シンチレータホルダの前記ホルダ部は、
   前記ベース部が連接する枠部であって前記シンチレータが嵌め込まれる前記枠部と、
   前記枠部に嵌め込まれて前記シンチレータを挟み込む押さえ部と、を含む、
   請求項２または３記載の放射線撮像ユニットにおけるシンチレータの取付構造。
5. 前記筐体内に固定されて前記ミラーを保持するミラーホルダであって、前記筐体内に設置された前記シンチレータの前記入力面の法線に重なる位置で前記ミラーを保持する前記ミラーホルダを更に備える、
   請求項１～４のいずれか一項記載の放射線撮像ユニットにおけるシンチレータの取付構造。
6. 前記開口に対する前記シンチレータホルダの挿入方向は、前記シンチレータの前記入力面に平行である、
   請求項１～５のいずれか一項記載の放射線撮像ユニットにおけるシンチレータの取付構造。
7. 前記筐体の前記壁部に直交する第２壁部には、放射線を通過させるためのスリットが形成されており、
   前記スリットの周縁と前記筐体内に設置された前記シンチレータの前記入力面とを結ぶ放射線の照射領域の外部に、前記ミラーが位置している、
   請求項１～６のいずれか一項記載の放射線撮像ユニットにおけるシンチレータの取付構造。

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