JPH07111322A - 撮像装置 - Google Patents
撮像装置Info
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- JPH07111322A JPH07111322A JP5255831A JP25583193A JPH07111322A JP H07111322 A JPH07111322 A JP H07111322A JP 5255831 A JP5255831 A JP 5255831A JP 25583193 A JP25583193 A JP 25583193A JP H07111322 A JPH07111322 A JP H07111322A
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Abstract
有し、しかも感度・分解能が劣化しにくい撮像装置を提
供する。 【構成】 複数の画素2を含む固体撮像素子3と、複数
の画素2を含む固体撮像素子3の表面3S上に形成さ
れ、複数の画素2に対応して設けられた複数の貫通孔4
hを有する遮光体4と、複数の貫通孔4h内のそれぞれ
に設けられた蛍光体5とを備える。
Description
簡単な構成を有し、かつ優れた位置分解能を有し、しか
も感度・分解能が劣化しにくい撮像装置に関する。
この放射線源から放射される、X線等の放射線を被写体
に照射して、被写体における放射線の吸収、散乱、分散
ならびに反射等を利用して、被写体の表面組織や内部組
織を分析・検査する技術は、放射線計測、放射線分析の
分野の他、非破壊検査技術等として、材料、機械、電
気、電子、生物等の技術分野や、医療分野で幅広く利用
されている。
を可視光線に変換して測定・検出する方法が知られてい
る。
シリコンダイオードや、GaAsダイオードを用いる技
術が知られている。
0KeV〜100KeV程度)を測定・検出するには、
蛍光体の一種であるシンチレータを用いる技術が知られ
ている。
セシウム(CsI)、ヨウ化ナトリウム(NaI)、硫
化亜鉛(ZnS)等の無機シンチレータや、アントラセ
ン、ナフタリン等の結晶を用いた有機結晶シンチレータ
や、テルフェニルなどの蛍光物質をポリスチレン中に重
合したプラスチックシンチレータや、テルフェニルなど
の蛍光物質をトルエンなどの溶媒に溶かした液体シンチ
レータ等の有機シンチレータが知られている。
単体として用いられている。図7は、従来のX線診断装
置の一例を概略的に示す構成図である。
線診断装置の動作原理を説明するための概略的な全体構
成図であり、図7(b)は、図7(a)に示すX線診断
装置の光学系を概略的に示す構成図である。
このX線診断装置61は、X線照射手段62と、X線像
検出手段としてのX線蛍光増倍管64と、テレビカメラ
63と、データ収集・処理系としての演算処理手段65
とを含む。
トロン放射光装置(図示せず)から照射されたシンクロ
トロン放射光(SR光)から単色X線を分光して生成す
るための分光結晶66を含む。分光結晶66としては、
たとえば、シリコン単結晶が用いられる。そして、この
単色X線のエネルギーの切換は、分光結晶66と、シン
クロトロン放射光(SR光)とのなす角を変化させるこ
とにより行なえるようになっている。
4aと、出力蛍光面64bとが収容される。
u)やヨウ化セシウム(CsI)の膜が用いられ、X線
を電子に変換する。
ば、ヨウ化セシウム(CsI)や、ヨウ化ナトリウム
(NaI)が用いられ、電子を可視光に変換する。そし
て、上述したように、入力蛍光面64aおよび出力蛍光
面64bのそれぞれは、上記した材料が、単体の膜(ス
クリーン)の形状で用いられている。
6と、ミラー68と、高速シャッター67と、2次レン
ズ69と、可視光の光画像を電気信号に変換する手段と
しての撮像管63aとを含む。
理手段65には、テレビカメラ63で撮影され、電気信
号に変換された画像信号からエネルギー差分像を生成す
る処理プログラムが記憶されている。
CRTディスプレイ等の画像表示手段(図示せず)が接
続される。
て説明する。まず、被写体70を、X線照射手段62と
X線蛍光増倍管64との間に配置する。
影したい臓器に対し、必要によりカテーテル等を用い、
造影剤が注入される。
ず)を使用して、シンクロトロン放射光(SR光)を、
X線照射手段62に照射する。
ロン放射光(SR光)は、分光結晶66で、単色X線に
され、被写体70に照射される。
倍管64で、可視光の光画像に変換され、テレビカメラ
63で撮影される。
は、X線蛍光増倍管64の出力蛍光面64b上に、可視
光の光画像を形成する。そして、出力蛍光面64b上に
形成された可視光の光画像は、1次レンズ66を通過
し、ミラー68により反射され、2次レンズ69を通過
して、撮像管63aの入力面上に結像する。
光画像は、電気的な画像信号に変換され、演算処理手段
65に送られ、演算処理手段65に記憶された処理プロ
グラムに従って、エネルギー差分像の電気的な画像信号
を出力する。
ー差分像の電気的な画像信号は、画像表示手段(図示せ
ず)に送られる。そして、画像表示手段(図示せず)に
送られたエネルギー差分像の電気的な画像信号は、画像
表示手段(図示せず)により画像信号に変換され、画像
表示手段(図示せず)に被写体のエネルギー差分像の光
画像を映し出す。
する。造影剤は、あるエネルギーでX線の吸収係数が変
化する物質を含む。
素は、33.17KeVのエネルギーで、X線の吸収係
数が6倍程度変化する。このX線の吸収係数が変化する
エネルギーは、吸収端と呼ばれている。そして、この吸
収端の上と下で、それぞれX線吸収像を形成し、その差
を求めると、ヨウ素だけが他の組織に比べ非常に高感度
で画像化できる。すなわち、吸収端の上と下で計測した
2枚の画像管で差分をとった場合、生体組織に関して
は、2つのエネルギーでX線吸収係数にほとんど差がな
いので、差分により消去され、造影剤を含む臓器部分の
みを描出した画像(エネルギー差分像)が得られる。
のX線診断装置61では、真空管の一種である撮像管6
3aが用いられている。
代わりに、CCD(Charged Coupled device) 型撮像素
子等の固体撮像素子が幅広く用いられるようになってき
ている。
空管の一種である撮像管と違って、半導体で構成されて
いるために、次のような多くの長所がある。
けない。
軽量であり、高い電圧を必要としない。
で、小型化が可能である。
ので、画像歪みがない。 (9) ヒータを用いないので、瞬時に信号が得られ
る。
子(CCDイメージセンサ)の一例を概略的に示す図で
ある。
視光用のCCD型撮像素子の外観を概略的に示す斜視図
であり、図8(b)は、図8(a)に示す従来の可視光
用のCCD型撮像素子のVIII−VIII線に従う概
略的な断面図である。
この可視光用のCCD型撮像素子73は、凹部74hを
有する支持体74と、支持体74の凹部74hに収容さ
れ、受けた光を電気信号に変換するための光電変換素子
部75と、支持体74の表面上に、凹部74hを覆うよ
うに設けられ、かつ凹部74hに収容された光電変換素
子部75を密封するように設けられた光入射窓76を含
む。
ラスが用いられている。CCD型撮像素子73は、光電
変換素子部75に、複数個の画素(センサ)72が、1
次元または2次元に配列されたアレイ型センサである。
子の動作原理を説明するための概略的な構成図である。
型撮像素子は、フレーム・トランスファ型CCDの動作
原理を説明するための概略的な構成図であり、図9
(b)に示すCCD型撮像素子は、インタライン・トラ
ンスファ型CCDの動作原理を説明するための概略的な
構成図である。
ランスファ型CCD83は、受光部84と、光遮蔽され
た蓄積部85を含む。
(以下、単に画素という)82を含む。複数の画素82
は、水平方向、垂直方向に、格子状に配列される。
遮光された遮光画素86を含む。複数の遮光画素86
は、複数の画素82と同様、格子状に配列される。
D83の動作について説明する。まず、受光部84の複
数の画素82のそれぞれに発生した電荷が、垂直帰線期
間に蓄積部85に一度に高速転送される。
数の垂直CCDシフトレジスタ87の1ラインごとに、
水平CCDシフトレジスタ88から出力される。
ライン・トランスファ型CCD93は、受光部94と、
蓄積部95を含む。
数の画素92は、水平方向、垂直方向に格子状に配列さ
れる。
それぞれは、蓄積部95を構成する垂直CCDシフトレ
ジスタ97と隣合わせになるように交互に配列される。
CCD93の動作について説明する。
ぞれに発生した電荷が、隣接して設けられた垂直CCD
シフトレジスタ97に読出される。
出された電荷は、複数の垂直CCDシフトレジスタ97
の1ラインごとに、水平CCDシフトレジスタ98から
出力される。
ついて説明する。画素(光電変換素子)は、MOS構造
を有する。
画素として、たとえば、2次元型アレイ型センサを製作
しやすい、シリコンダイオードや、GaAsダイオード
等のフォトダイオードが用いられている。
断面図であり、画素として、シリコンダイオードが用い
られた例を示す。
型シリコン半導体103と、P型シリコン半導体103
の表面103S上に、たとえば、SiO2 等の絶縁膜1
04を介して形成された電極105を含む。
び電極105の表面105Sをともに覆うように保護膜
106が設けられる。
多結晶シリコンが用いられている。ところで、可視光用
のCCD型撮像素子は、ビデオカメラなどに幅広く使用
されているが、宇宙X線観測衛星等に搭載されているX
線専用のCCD型撮像素子は、一般には手に入り難く、
安価で、位置分解能の劣化しにくいX線用のCCD型撮
像素子の開発が望まれている。
像素子としては、応用物理第62巻第7号(1993)
page718〜page719に記載される直接X線
撮像型CCDが知られている。
CCD型撮像素子をX線用のCCD型撮像素子に設計変
更しているものである。
撮像素子73では、光入射窓76の材料としては、ガラ
スが用いられている。
が、X線は透過しにくい。また、図10を再び参照し
て、可視光用のCCD型撮像素子に含まれる画素102
は、その表面が、多結晶シリコン膜等の保護膜106で
覆われている。
eV以下のX線を吸収する。また、画素の光電吸収を起
こす空乏層の領域(図示せず)は、可視光をよく吸収す
るが、X線は透過しやすい。
を、X線用のCCD型撮像素子として用いる場合には、
光入射窓76を取り去ったり、保護膜106の膜厚を薄
くしたり、空乏層を厚くしたりするといった設計変更が
必要である。
Dにおいて、複数の画素の各々を光学的に別個独立した
ものとするために用いられる薄いアルミ膜(図示せず)
は、可視光を遮蔽できるが、X線は透過するため、X線
用のCCD型撮像素子としては、可視光用のCCD型撮
像素子として多様されている、インタライン・トランス
ファ型CCDではなく、フレーム・トランスファ型CC
Dを用いる必要がある。
X線診断装置61のような装置では、X線蛍光増倍管6
4や、撮像管63aが用いられている。
bとして、上述したように、ヨウ化セシウム(CsI)
や、ヨウ化ナトリウム(NaI)の材料からなる単体の
膜(蛍光体スクリーン)が用いられる。
(CsI)や、ヨウ化ナトリウム(NaI)の結晶を用
いる場合には、ヨウ化セシウム(CsI)や、ヨウ化ナ
トリウム(NaI)の大型結晶を作製するのが難しく、
量産性に欠けるという問題があり、結果として、X線診
断装置が高額になるという問題があった。
リーン)として形成した場合には、被写体の位置分解能
がよくないという問題があった。
用いた場合には、撮像管の寿命が短いという問題や、消
費電力が大きくなるという問題や、画像歪みが生じると
いう問題や、焼き付きが生じるといった問題がある。
3)page718〜page719に記載される、直
接X線撮像型CCDでは、特に軟X線波長数Å〜数10
0Å程度、エネルギーが数KeV用として用いる場合に
は、光入射窓(図8に示す光入射窓76)を取り去る必
要があるが、光入射窓を取り去ると、画素を構成するシ
リコンダイオード等のフォトダイオードの表面の汚れ等
が原因して、感度が経時的に変化するという問題があ
る。
エネルギーのX線用として用いる場合には、光電吸収を
起こす空乏層の領域でのX線の吸収率が低下するため、
この種の直接X線撮像型CCDでは、高エネルギーX線
用として用いると、感度が低下するという問題がある。
素子を設計変更して、X線用のCCD型撮像素子を作製
する技術には、その応用範囲に限界があるという問題が
ある。
が望まれるが、X線専用のCCD型撮像素子は、製作技
術上等の種々の問題から、一般には、手に入りにくいと
いう問題がある。
めになされたものであって、簡単な構成を有し、かつX
線等の放射線用の撮像装置として、優れた位置分解能を
有し、しかも感度・分解能が経時的に劣化しにくい撮像
装置を提供することを目的とする。
的を達成するために鋭意努力した結果、可視光用のCC
D型撮像素子を、X線用のCCD型撮像素子に設計変更
するよりも、可視光用のCCD型撮像素子と、X線等の
放射線に感応して、可視光線を発するシンチレータ等の
蛍光体とを組合わせれば、感度が経時的に変化しにくい
X線用等の放射線用の撮像装置を提供することができる
ことを知見して、本発明を完成するに至った。
体を単体として用いるのではなく、アレイ型センサの一
種であるCCD型撮像素子の受光部に含まれる複数の画
素のそれぞれに対応するように、光学的に別個独立した
複数のシンチレータ等の蛍光体として用いれば、撮像装
置の位置分解能が、CCD型撮像素子の位置分解能に概
ね一致することを知見して、本発明を完成するに至っ
た。
の画素を含む固体撮像素子と、複数の画素を含む固体撮
像素子の表面上に形成され、複数の画素に対応して設け
られた複数の貫通孔を有する遮光体と、複数の貫通孔内
のそれぞれに設けられた蛍光体とを備える。
線を遮光する材料からなることを特徴とする。
は、特に以下の場合に限定されることはないが、たとえ
ば金(Au)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)等の金属
材料を挙げることができる。
CCD型撮像素子であることを特徴とする。
は、外部からの種々の刺激により、可視光を発する物質
を意味する。
れることはないが、たとえば、本発明に従う撮像装置を
X線用として用いる場合には、NE102(Nucle
arEnterprise社製),NE111(Nuc
lear Enterprise社製)等のプラスチッ
クシンチレータや、アントラセン等の有機結晶等を挙げ
ることができる。
いる。
備えている。 (2) 複数の画素を含む固体撮像素子の表面上に形成
され、複数の画素に対応して設けられた複数の貫通孔を
有する遮光体を備えている。
られた蛍光体を備えている。 本発明に従う撮像装置では、蛍光体により、X線等の放
射線の光画像を可視光の光画像とした後、複数の画素を
含む固体撮像素子により、可視光の光画像を電気的な画
像信号に変換する。
視光の光画像を、固体撮像素子により撮影している結
果、ガラス等の材料からなる光入射窓を取り去る必要が
なく、また、画素の表面に設けられた保護膜の膜厚を薄
くする必要もない。
素を構成するフォトダイオード等の光電変換素子の表面
の汚れ等が防止される結果、たとえば、軟X線用等の放
射線用の撮像装置として用いても、感度・位置分解能が
経時的に変化しにくい。
を単体として用いるのではなく、蛍光体は、遮光体の複
数の貫通孔内のそれぞれに設けられる。
れ、固体撮像素子の複数の画素のそれぞれと、遮光体の
複数の貫通孔のそれぞれとは、それぞれ対応するように
設けられる。
れかに入射したX線等の放射線は、当該他の貫通孔内に
設けられた蛍光体の方へは透過しない。
のいずれかに入射したX線等の放射線に感応して発せら
れた可視光線も、当該他の貫通孔内に設けられた蛍光体
の方へは散乱しない。
光体のいずれかに入射したX線等の放射線は、当該蛍光
体により、可視光線に変換された後、当該貫通孔に対応
して設けられる固体撮像素子の画素により撮影される。
体撮像素子の位置分解能に概ね一致する位置分解能を有
する。
参照して、詳細に説明する。
の概略的な構成図である。図1を参照して、図1(a)
は、本発明に従う撮像装置の動作原理を概略的に示す一
部切欠き斜視図であり、図1(b)は、図1(a)に示
す撮像装置のI−I線に従う概略的な断面図である。
この撮像装置1は、複数の画素2を含む固体撮像素子3
と、複数の画素2を含む固体撮像素子3の表面3S上に
形成され、複数の画素2に対応して設けられた複数の貫
通孔4hを有する遮光体4と、複数の貫通孔4h内のそ
れぞれに設けられた蛍光体5とを備える。
いられる蛍光体(蛍光体スクリーン)との区別を明確に
するため、複数の画素2を含む固体撮像素子3の表面3
S上に形成され、複数の画素2に対応して設けられた複
数の貫通孔4hを有する遮光体4と、複数の貫通孔4h
内のそれぞれに設けられた蛍光体5とを備える、部材
を、蛍光体フィルム9という。
は、公知の可視光用の固体撮像素子を用いている。した
がって、図1では、本願発明の特徴である、複数の画素
と、複数の画素に対応して設けられた複数の貫通孔を有
する遮光体と、複数の貫通孔内のそれぞれに設けられた
蛍光体について中心に図示し、固体撮像素子の基本回
路、周辺回路および固体撮像素子の動作についての説明
を省略する。
固体撮像素子3に含まれる複数の画素2の表面上に、蛍
光体フィルム9が直接接しているように図示している
が、通常は、蛍光体フィルム9は、固体撮像素子3に含
まれる光入射窓(図8に示される光入射窓76)の表面
上に載置され、固定される。
セル)を含む、可視光用の固体撮像素子であれば、公知
の固体撮像素子、すなわち、公知のアレイ型撮像素子を
好適に用いることができる。そのような可視光用の固体
撮像素子としては、たとえば、MOSイメージセンサ
や、CCDイメージセンサや、BBDイメージセンサ等
の固体カメラとして知られている固体撮像素子を挙げる
ことができる。
説明する。図1(b)を参照して、図1(b)より明ら
かなように、蛍光体5のそれぞれは、遮光体4により仕
切られている。X線等の放射線6が、遮光体4により仕
切られている任意の蛍光体(以下、蛍光体セルという)
5へ入射すると、蛍光体セル5は、放射線に感応して、
可視光線7を発する。
り仕切られているので、任意の蛍光体セル5に入射した
放射線6は、当該他の蛍光体セルの方へは透過しない。
等の放射線6に感応して発せられた可視光線7も、当該
他の蛍光体セルの方へは散乱しない。
したX線等の放射線6は、蛍光体セル5により可視光線
7に変換された後、当該蛍光体セル5に対応して設けら
れた固体撮像素子3の画素2mにより撮影される。
固体撮像素子3の位置分解能に概ね一致する位置分解能
を有する。
ための概略的な構成図である。
置11は、以下の点を除き、図1に示す撮像装置1と同
様の構成であるので、相当する部材については、相当す
る参照符号を付して、その説明を省略する。
光体15の設けられ方が異なっている。
像素子3の表面3S上に、単体としての蛍光体15が設
けられている。
体撮像素子3の表面3S上に設けた撮像装置11では、
蛍光体15の膜厚を厚くすると、蛍光体15に入射した
X線等の放射線6に感応して発せられた可視光線7が、
蛍光体15内において散乱し、可視光線7が、固体撮像
素子3に含まれる、本来到達すべき画素2mのみではな
く、当該画素2mに隣接する、または当該画素2mの周
辺の複数の画素2wへも到達する。その結果、撮像装置
11により撮影された像は、ぼけたものとなる。
像装置21は、以下の点を除き、図2(a)に示す撮像
装置11と同様の構成であるので、相当する部材につい
ては、相当する参照符号を付して、その説明を省略す
る。
蛍光体25の設けられ方が異なっている。
像素子3の表面3S上に設けられた単体としての蛍光体
25の膜厚が、撮像装置11の蛍光体15の膜厚に比べ
薄く形成されている。
厚を薄くすると、蛍光体25に入射し、X線等の放射線
6に感応して発せられる可視光線7の蛍光体25内にお
ける散乱は低減され、その結果、撮像装置21では、撮
像装置11に比べて、撮影された像のぼけが低減され
る。
ると、今度は、X線等の放射線6が蛍光体25を透過し
てしまって、撮像装置21の感度が下がってしまう。
置21に見られる上記した問題は、蛍光体を単体として
用いるのではなく、上記した実施例に示すように、固体
撮像素子に含まれる複数の画素に対応して設けられた、
遮光体の複数の貫通孔内のそれぞれに蛍光体を設けると
いう構成により解決される。
して用いる場合には、高エネルギーのX線は、蛍光体に
対する透過率が大きくなるが、そのような場合には、蛍
光体フィルム9の膜厚を厚く形成する、または、一定の
膜厚を有する蛍光体フィルム9を複数枚重ねることによ
って対応することができる。
ついて、以下に説明する。本発明に従う撮像装置の製造
方法は、以下の工程の備えている。
準備する工程を備えている。 (2) 複数の画素に対応して設けられた複数の貫通孔
を有する遮光体を準備する工程を備えている。
体を設け、複数の貫通孔を有する蛍光体と、複数の貫通
孔内のそれぞれに設けられた蛍光体とを備える、蛍光体
フィルムを準備する工程を備えている。
素のそれぞれと、蛍光体フィルムの遮光体の複数の貫通
孔内のそれぞれに設けられた蛍光体のそれぞれとが、一
致するように、固体撮像素子の表面上に、蛍光体フィル
ムを位置合わせし、固定する工程を備えている。
像装置の製造方法の好適な実施例について、以下に説明
する。
造方法の一例を模式的に示す断面図である。
工程において、複数の画素を含む固体撮像素子として、
たとえば、公知の可視光用のCCD型撮像素子33を準
備する。この可視光用のCCD型撮像素子33は、凹部
34hを有する支持体34と、支持体34の凹部34h
に収容され、受けた光を電気信号に変換するための光電
変換素子部35と、支持体34の表面上に凹部34hを
覆うように設けられ、かつ凹部34hに収容された光電
変換素子部35を密封するように設けられた光入射窓3
6を含む。
通常の光入射窓材料、すなわち、ガラスが用いられてい
る。
含む。なお、本実施例では、公知の可視光用のCCD型
撮像素子を用いている。したがって、本明細書において
は、説明を容易とするため、公知の可視光用のCCD型
撮像素子の製造方法については、その説明を省略する。
う撮像装置を構成する蛍光体フィルムの製造方法の一例
を示す。
とえば、シリコン基板等の基板37の表面上に、たとえ
ば、ポリメチルメタクリレート(PMMA)をベースと
するレジスト層38を形成する。次に、図3(c)に示
す工程において、CCD型撮像素子33に含まれる複数
の画素32のそれぞれと同じ寸法を有し、かつCCD型
撮像素子33に含まれる複数の画素32と同じ配列パタ
ーンを有するX線用マスク39を準備する。
して用い、たとえば、シンクロトロン放射光(SR光)
(波長2〜5Å程度)を用い、レジスト層38を露光す
る。
光したレジスト層38を有する基板37を、現像液中に
浸漬し、現像することにより、規則正しく格子状に配列
された複数の柱状体40pを有するレジストパターン4
0を形成する。
ぞれを、基板37に対して垂直方向に見た場合のそれぞ
れの寸法は、CCD型撮像素子33に含まれる複数の画
素32のそれぞれの寸法と概ね一致するように形成され
る。また、複数の柱状体40pの配列パターンは、CC
D型撮像素子33に含まれる複数の画素32の配列パタ
ーンと概ね一致するように形成される。
3(d)に示す工程において形成されたレジストパター
ン40に従って、電鋳、電気メッキまたは無電解メッキ
等により、たとえば、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、
金(Au)等の金属41を堆積する。
板37およびレジストパターン40を除去することによ
り、複数の規則正しく、格子状に配列された凹部42h
を有する金属構造体42を得る。
4(b)に示す工程において作製された金属構造体42
を型として用い、射出成型法またはトランスファー成型
法等の公知の成型技術を用い、金属構造体42の複数の
凹部42hに誘電性プラスチック43を充填し、さら
に、金属構造体42の表面42Sおよび金属構造体42
の複数の凹部42hに充填された誘電性のプラスチック
43のそれぞれの表面43Sをともに覆うように、導電
性プラスチックシート44を設ける。
属構造体42を除去することにより、誘電性プラスチッ
ク43と導電性プラスチック44とからなる樹脂型45
を作製する。
脂型45の谷間45hに電鋳等により、X線等の放射線
および可視光線をともに遮光することのできる材料、た
とえば、金(Au)、ニッケル(Ni)等の金属46を
堆積させる。
において、金属構造体42のパターンに従って、導電性
プラスチックを充填し、導電性プラスチックからなる樹
脂型を作製し、この樹脂型に電鋳等により、金(A
u)、ニッケル(Ni)等の金属を堆積してもよい。
脂型45を除去し、微細な金属構造体47、すなわち、
複数の貫通孔47hを有する遮光体47を作製する。以
上のようにして形成される遮光体47の複数の貫通孔4
7hのそれぞれの孔の形状は、CCD型撮像素子33に
含まれる複数の画素(図3(a)に示す画素32)の寸
法に概ね一致するように形成される。また、複数の貫通
孔47hの配列パターンも、CCD型撮像素子33に含
まれる複数の画素の配列パターンに対応するように、規
則正しく配列される。
光体47の複数の貫通孔47h内のそれぞれに、たとえ
ば、NE102(Nuclear Enterpris
e社製),NE111(Nuclear Enterp
rise社製)等のプラスチックシンチレータ48を充
填して、蛍光体フィルム49を作製する。
に、たとえば、アントラセン等の適当な有機シンチレー
タを混合した混合液を作製し、この混合液を遮光体47
の複数の貫通孔47h内に充填し、しかる後に、遮光体
47の複数の貫通孔47h内に充填された混合液を重合
して、プラスチックシンチレータを作製する。なお、遮
光体の上部にはみ出したプラスチックシンチレータは、
研磨等によって除去し、均一な厚みとする。
5(c)において作製した蛍光体フィルム49を、CC
D型撮像素子33の光入射窓36の表面上に、CCD型
撮像素子33に含まれる複数の画素32のそれぞれと、
蛍光体フィルム49に含まれる遮光体47の複数の貫通
孔47h内のそれぞれに設けられた蛍光体48のそれぞ
れとが一致するように、載置し、位置合わせし、固定す
る。
の表面上に、光の乱反射等による光の減衰を防止するた
めの透明なグリースなどを塗布し、しかる後に、蛍光体
フィルム49を位置合わせし、固定してもよい。
装置50が作製される。図5(d)を参照して、この撮
像装置50は、光入射窓36を有する。したがって、こ
の撮像装置50では、CCD型撮像素子33に含まれる
複数の画素32は、光入射窓36により保護されている
結果、感度が経時的に変化しにくい。
0を構成するCCD型撮像素子33は、蛍光体フィルム
49により、X線等の放射線から可視光に変換された光
画像を撮影するので、CCD型撮像素子33は、インタ
ライン・トランスファ型CCD、フレーム・トランスフ
ァ型CCDのいずれをも用いることができる。
たX線診断装置の動作原理を説明するための概略的な全
体構成図である。
は、本発明に従う撮像装置1と、X線照射手段52と、
データ収集・処理系としての演算処理手段55と、高速
シャッター57とを含む。
て、既に詳細に説明したので、説明を容易とするため、
同一の部材については同一の参照符号を付して、その説
明を省略する。
トロン放射光装置(図示せず)から照射されたシンクロ
トロン放射光(SR光)から単色X線を分光して生成す
るための分光結晶56を含む。分光結晶56としては、
たとえば、シリコン単結晶が用いられる。そして、この
単色X線のエネルギーの切換は、分光結晶56と、シン
クロトロン放射光(SR光)とのなす角を変化させるこ
とにより行なえるようになっている。
装置51は、図7に示すX線診断装置61と、以下の点
を除き、同様の構成である。
て、X線診断装置61のX線照射手段62がX線照射手
段52に、演算処理手段65が演算処理手段55に、高
速シャッター67が高速シャッター57に、そして、分
光結晶66が分光結晶56にそれぞれ相当する。
X線蛍光増倍管64に代えて、蛍光体フィルム9が用い
られ、テレビカメラ63に代えて、固体撮像素子3が用
いられている点において、X線診断装置61と異なって
いる。
され、電気信号に変換された画像信号からエネルギー差
分像を生成する処理プログラムが記憶されている。
スプレイ等の画像表示手段(図示せず)が接続される。
て説明する。まず、被写体70を、X線照射手段52
と、撮像装置1との間に配置する。
影したい臓器に対し、必要によりカテーテル等を用い、
造影剤が注入される。
ず)を使用して、シンクロトロン放射光(SR光)をX
線照射手段52に照射する。
ロン放射光(SR光)は、分光結晶56で単色X線にさ
れ、被写体70に照射される。
の蛍光フィルム9で、可視光の光画像に変換され、固体
撮像素子3で撮影される。
は、蛍光体フィルム9の、被写体70を透過したX線が
到達した面の他方側の表面上に可視光の光画像を形成す
る。そして、蛍光体フィルム9の当該他方側の面上に形
成された可視光の光画像は、固体撮像素子3に含まれる
複数の画素により受光され、電気的な画像信号に変換さ
れ、演算処理手段55に送られ、演算処理手段55に記
憶された処理プログラムに従って、エネルギー差分像の
電気的な画像信号を出力する。
ー差分像の電気的な画像信号は、画像表示手段(図示せ
ず)に送られる。
れたエネルギー差分像の電気的な画像信号は、画像表示
手段(図示せず)により光画信号に変換され、画像表示
手段(図示せず)に被写体のエネルギー差分像の光画像
を映し出す。
ては、既に説明したので、ここでの説明は省略する。
撮像装置1を用い、被写体(図示せず)に対し、X線を
照射して、被写体を特性X線で発光させ、この特性X線
をピンホールを通して、蛍光体フィルム9の一方側の表
面9S1 上に特性X線の光画像を結像させ、蛍光体フィ
ルム9の他方側の表面9S2 上に形成される、可視光の
光画像を固体撮像素子3で撮影することにより、被写体
の分析を行なうことができる。
は、上記した構成を有する結果、次に記載する効果を奏
する。
の表面上に形成された遮光体の複数の画素に対応して設
けられた貫通孔内のそれぞれに設けているので、固体撮
像素子の位置分解能に概ね一致する高い位置分解能を有
する。
果、固体撮像素子として、可視光用の固体撮像素子を特
に設計変更することなく、そのまま用いることができ
る。
入射窓を取り去る必要がない等のため、画素の汚れ等が
防止され、その結果、本発明に従う撮像装置は、X線等
の放射線用の撮像装置として、感度が経時的に変化しに
くい。また、固体撮像素子として、比較的安価で、手に
入りやすい可視光用の固体撮像素子を用い、しかも、簡
単な構成により、また、簡単な製造プロセスによりX線
等の放射線用の撮像装置を作製できるので、X線等の放
射線用の撮像装置の低価格化を実現することができる。
断装置や、上記したピンホールを用いたX線撮像装置
や、X線顕微鏡のフィルムの代わりや、X線リソグラフ
ィ装置における、照射される光の照度の均一性を計測す
るモニタ装置や、アンジオグラフィ用の撮像装置など、
X線等の放射線を用いた計測の分野で用いられる装置と
して、好適に用いることができる。
成図である。
ための概略的な構成図である。
的に示す断面図である。
的に示す断面図である。
的に示す断面図である。
置の動作原理を説明するための概略的な全体構成図であ
る。
図である。
略的に示す図である。
を説明するための概略的な構成図である。
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 複数の画素を含む固体撮像素子と、 前記複数の画素を含む固体撮像素子の表面上に形成さ
れ、前記複数の画素に対応して設けられた複数の貫通孔
を有する遮光体と、 前記複数の貫通孔内のそれぞれに設けられた蛍光体とを
備える、撮像装置。 - 【請求項2】 前記遮光体は、X線および可視光線を遮
光する材料からなることを特徴とする、請求項1に記載
の撮像装置。 - 【請求項3】 前記複数の画素を含む固体撮像素子は、
CCD型撮像素子であることを特徴とする、請求項1ま
たは請求項2に記載の撮像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25583193A JP3661196B2 (ja) | 1993-10-13 | 1993-10-13 | 撮像装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07111322A true JPH07111322A (ja) | 1995-04-25 |
JP3661196B2 JP3661196B2 (ja) | 2005-06-15 |
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ID=17284216
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JP25583193A Expired - Fee Related JP3661196B2 (ja) | 1993-10-13 | 1993-10-13 | 撮像装置の製造方法 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP3661196B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0762505A2 (en) * | 1995-08-28 | 1997-03-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Apparatus for detecting radiation and method for manufacturing such apparatus |
JP2014514554A (ja) * | 2011-04-06 | 2014-06-19 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | イメージング検出器 |
-
1993
- 1993-10-13 JP JP25583193A patent/JP3661196B2/ja not_active Expired - Fee Related
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EP0762505A2 (en) * | 1995-08-28 | 1997-03-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Apparatus for detecting radiation and method for manufacturing such apparatus |
EP0762505A3 (en) * | 1995-08-28 | 1999-02-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Apparatus for detecting radiation and method for manufacturing such apparatus |
US6133614A (en) * | 1995-08-28 | 2000-10-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Apparatus for detecting radiation and method for manufacturing such apparatus |
JP2014514554A (ja) * | 2011-04-06 | 2014-06-19 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | イメージング検出器 |
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