JPH11160439A

JPH11160439A - 光電変換装置および放射線撮影装置

Info

Publication number: JPH11160439A
Application number: JP9325926A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Matsumoto; 和弘松本; Fumio Hata; 文夫畑
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-11-27
Filing date: 1997-11-27
Publication date: 1999-06-18

Abstract

(57)【要約】【課題】基板の損傷を防ぎ、軽量化，薄型化しつつ、
良好な画像を得るのが困難。【解決手段】入射した光を光電変換する光電変換素子
が形成された基板４と、基板を支持する支持基台５とを
有し、支持基台５は、基板４の光入射側またはその反対
側の主面に配置されてなる光電変換装置であって、支持
基台５は、壁で仕切られた複数の空間を有する構造体で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光電変換装置および
放射線撮影装置に係わり、特に半導体薄膜素子による固
体検出素子を用いたＸ線デジタル撮影装置に好適に用い
られるものである。さらに、詳細には、耐衝撃、耐振動
特性の向上と軽量化あるいは薄型化とを同時に実現し、
さらに良好な画像を取得できるＸ線デジタル撮影装置に
好適に用いられるものである。

【０００２】

【従来の技術】医療診断を目的とするＸ線撮影は、増感
紙とＸ線写真フィルムを組み合わせたフィルムスクリー
ンシステムがよく行われている。この方法によれば、被
写体を透過したＸ線は被写体の内部情報を含み、それが
増感紙によってＸ線の強度に比例した可視光に変換さ
れ、Ｘ線写真フィルムを感光させ、Ｘ線画像をフィルム
上に形成する。

【０００３】また最近では、Ｘ線を蛍光体によってＸ線
の強度に比例した可視光に変換し、それを光電変換素子
を用いて電気信号に変換し、それをＡＤ変換器でデジタ
ル信号に変換するＸ線デジタル撮影装置が使用されはじ
めている。この例として例えば、ガラスからなる基板上
にアモルファス半導体膜を挟んで透明導電膜と導電膜か
らなる半導体薄膜による固体光検出素子をマトリクス状
に配列した固体光検出器の製作が可能になり、この固体
光検出器とＸ線を可視光に変換するシンチレータを積層
したＸ線像検出手段が提案されている。

【０００４】基板には、半導体素子との化学作用のない
こと、半導体形成プロセスの温度に耐えること、寸法安
定性、などの要求からガラス板が多く用いられる。

【０００５】特開平7-27864号公報では、ガラス基板上
に形成された半導体薄膜による固体光検出器とシンチレ
ータを組み合わせたＸ線像検出手段が開示されている。
また米国特許第5,381,014号では、ガラスからなる基板
上にアモルファス半導体膜を挟んで透明導電膜と導電膜
からなる固体検出素子をマトリクス状に配列した固体検
出器を1枚の基台上に複数枚接合することによって、14
インチ×17インチの大型のＸ線像検出手段を実現してい
る。

【０００６】そして、従来から使用されているイメージ
インテンシファイアを用いたＸ線デジタル撮影装置（イ
メージインテンシファイア、ＴＶカメラ、Ａ／Ｄコンバ
ータ等で構成される装置で、Ｘ線はイメージインテンシ
ファイアに到達して可視像に変換され、ＴＶカメラで可
視像がビデオ信号に変換され、Ａ／Ｄコンバータでビデ
オ信号がデジタル信号に変換される。）に比較してセン
サ部分を大面積かつ薄肉、軽量に形成することが可能に
なった。それゆえに、このＸ線センサ部分を従来のフィ
ルムスクリーンシステムで用いられているカセッテに近
い形状にすることが可能であり、場合によってはカセッ
テと同様に様々な場所に移動させて使用することも可能
となっている。

【０００７】ここで、上記撮影形態の例を図１０に示
す。

【０００８】図１０において、Ｘ線発生装置101から出
力されたＸ線は、被写体102を透過して架台109に取り付
けられたＸ線デジタル撮影装置103に入射する。この際
入射したＸ線には、被写体102の内部情報が含まれてお
り、Ｘ線デジタル撮影装置103の内部のＸ線センサ部104
を構成する蛍光体105でＸ線の強度に比例した可視光に
変換され、固体光検出器106によってその可視光に比例
した電荷に変換される。そして、AD変換器によってデジ
タル信号化され、コントロール部107に転送される。こ
こで、AD変換はＸ線デジタル撮影装置103内部で行われ
てもよいし、コントロール部107で行われてもよい。そ
して、転送された画像データは表示部108で表示され
る。

【０００９】さらに例えば、Ｘ線デジタル撮影装置103
は、架台109から取り外して別室に設置されているテー
ブルタイプの架台114に取り付け、コントロール部107と
は別のコントロール部112に対して接続することも可能
である。

【００１０】すなわち上記と同様に、Ｘ線発生装置110
から出力されたＸ線は、被写体111を通過して架台114に
取り付けられたＸ線デジタル撮影装置103に入射する。
この際入射したＸ線には、被写体111の内部情報が含ま
れており、Ｘ線デジタル撮影装置103の内部のＸ線セン
サ部104を構成する蛍光体105でＸ線の強度に比例した可
視光に変換され、固体光検出器106によってその可視光
に比例した電荷に変換される。そして、AD変換器によっ
てデジタル信号化され、コントロール部112に転送され
た画像データは表示部113で表示される。

【００１１】なお、Ｘ線発生装置101、110から出力され
たＸ線は被写体102、111を透過する際に吸収、透過のみ
でなく散乱を生じる。このため被写体102、111を透過
し、Ｘ線デジタル撮装置103に到達するＸ線は被写体10
2、111を真っ直ぐ透過してきた本来の被写体情報を持っ
た透過Ｘ線と散乱Ｘ線が混ざり合った状態となり、得ら
れる画像は鮮鋭度が低くなる。

【００１２】この弊害を減少させる為に図１１に示すよ
うに、Ｘ線デジタル撮影装置103の内部でかつ被写体10
2、111とＸ線センサ部104の間に、例えば鉛等の高Ｘ線
吸収物質と、このＸ線吸収物質よりもＸ線吸収率の低い
物質、例えばアルミ、木等を平行格子状に配列したグリ
ッド115を別に設け、Ｘ線発生装置101、110から直進し
被写体102、111を真っ直ぐ透過してきた透過Ｘ線のみを
Ｘ線センサ部104に到達させ、それ以外の角度でグリッ
ド115に入射してきたＸ線を吸収してしまうことにより
散乱Ｘ線を除去する手法も用いられている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなＸ線デジ
タル撮影装置は、人の手によって持ち運ぶことが可能で
ある。しかしながら医療現場で使用するためには、耐環
境性を十分考慮した実装形態、特に脆弱なガラス基板を
確実に支持するために、耐衝撃、耐振動性を考慮した高
剛性を有するガラス基板支持構造を実現することが望ま
れている。さらに従来のフィルムスクリーンシステムで
用いられているカセッテと同等の使い勝手を維持するた
めに、このＸ線デジタル撮影装置を従来のフィルムスク
リーンシステムで用いられているカセッテと同程度の重
さ、薄さにすることも望まれている。

【００１４】本発明は、前記事情に鑑み、その表面にＸ
線センサの構成要素である固体検出素子が配列されてい
るガラス基板の損傷を防ぐとともに、軽量化あるいは薄
型化された、しかも良好な画像を取得できるＸ線デジタ
ル撮影装置を提供することを目的とするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の光電変換装置
は、入射した光を光電変換する光電変換素子が形成され
た基板と、該基板を支持する支持基台とを有し、該支持
基台は、前記基板の光入射側またはその反対側の主面に
配置されてなる光電変換装置であって、前記支持基台
は、壁で仕切られた複数の空間を有する構造体であるこ
とを特徴とする。

【００１６】本発明の放射線撮影装置は、放射線を検出
するための手段が形成された基板と、該基板を支持する
支持基台とを有し、該支持基台は、前記基板の放射線入
射側またはその反対側の主面に配置されてなる放射線撮
影装置であって、前記支持基台は、壁で仕切られた複数
の空間を有する構造体であることを特徴とする。

【００１７】なお、本発明において、放射線とは、Ｘ線
の他にα，β，γ線等を含む意味である。以下の説明で
は放射線として代表的なＸ線を取り上げて説明する。

【００１８】

【作用】本発明は上記のような構成にしたため、大面
積、薄肉のＸ線像検出手段（または光電変換素子）を設
けた基板を支持する支持基台は、同一材料、同一外形形
状の中実の（空間を有さない）支持基台よりも軽量で、
同一材料、同一重量の中実の支持基台よりも高い曲げ剛
性を得ることが可能となった。

【００１９】また、支持基台を壁で仕切られた複数の空
間を有する構造体で構成することにより、Ｘ線像検出手
段に入射する通常の散乱線だけでなく後方散乱線をも除
去することが可能となった。

【００２０】さらに、グリッドを別個に設ける必要がな
いのでより薄くすることが可能となった。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。なお、Ｘ線デジタル撮影装置を用いた
システムの構成については、図１０を用いて既に説明し
たので、ここでは説明を省略する。

【００２２】図１は、本発明によるＸ線デジタル撮影装
置の一実施例を示した断面図である。図１において、1
はＸ線デジタル撮影装置のフレームを兼ねた下部ケース
であり、2は上部ケースである。上部ケース2にはＸ線を
減衰させず透過させ、かつ強度を有する炭素繊維強化樹
脂（CFRP）が多く用いられる。Ｘ線デジタル撮影装置の
下部ケース1と上部ケース2によって囲まれた空間には、
その表面に固体光検出素子をマトリクス状にならべ、表
面にＸ線を可視光に変換する蛍光体3を付着させた固体
光検出器としてのガラス基板4があり、このガラス基板
を支持するガラス支持基台5がガラス基板4と略同面積の
大きさでガラス基板4の下部方向側に配置されている。
そして、ガラス基板4とこのガラス支持基台5を接合する
粘着材6、および固体光検出器を制御する制御用電気回
路7、固体光検出器と制御用電気回路を接続するケーブ
ル8、得られた画像データを制御用電気回路7からＸ線デ
ジタル撮影装置の外部へ転送するケーブル9を有してい
る。制御用電気回路7はガラス支持基台5の下部に固定さ
れている。

【００２３】また、このガラス支持基台5はフレームを
兼ねた下部ケース1に不図示の方法により固定されてい
る。その固定は、下部ケースから複数のボス状の支柱
（例えば、直径１０ｍｍのボスが４本）が制御用電気回
路７を貫通してガラス支持基台5に到達し、このボスの
上面に設けられたタップ穴を使用して支持基台5をネジ
固定することで行なわれている。

【００２４】本実施例では、Ｘ線像検出手段として蛍光
体を付着させた固体光検出器を使用しているが、その他
のＸ線像検出手段としては、あらかじめ電荷をＸ線像検
出手段の全面にチャージしておき、Ｘ線の入射強度によ
り変化した電荷の分布を検出するアモルファスセレンの
半導体薄膜２次元センサでもかまわない。

【００２５】図２は、ガラス支持基台5の実施例を示し
た平面図及び断面図である。同図に示すように、ガラス
支持基台は2枚の平面板部材11a、11bと、それらに挟ま
れた4角形の格子形状が複数連なった格子部材12の3層構
造に別れており、平面板部材11a、11bと格子部材12が互
いに接着、ねじ止め等の接合手段で一体構造となってい
る。したがって一体構造となったガラス支持基台の内部
には格子部材12により仕切られた中空空間13が複数形成
されている。

【００２６】図３は、ガラス支持基台5の他の実施例を
示した平面図及び断面図である。同図に示すように、ガ
ラス支持基台は片面がくし状の断面形状を有するくし状
部材14と、平面板部材15とに別れており、互いにその周
辺がねじ17により接合され一体構造となっている。した
がって一体構造となったガラス支持基台の内部には、く
し状部材14により仕切られ、かつガラス支持基台の外部
と隔離されていないライン状の空間16が複数形成されて
いる。

【００２７】図４は同じく、ガラス支持基台5の他の実
施例を示した断面図である。同図に示すように、ガラス
支持基台は、図３の実施例に示されたような片面がくし
状の断面形状を有するくし状部材18のみで構成されてい
て、くしの先端部に貼られた粘着材19によりガラス基台
4と接合されている。この場合も図３の実施例と同様
に、ガラス支持基台の外部と隔離されていないライン状
の空間20が複数形成されることになる。また、図３の実
施例におけるくし状部材14と平面板部材15との接合が不
要なので、製作工程が削減できる。

【００２８】上記の平面板部材11a，11b、格子部材12、
くし状部材14，18や平面板部材15の材質は、単体や一体
構造となった時に十分な曲げ剛性が得られればよく、
鉛、アルミニウム、マグネシウム合金、鉄鋼板金等の金
属や、ポリカーボネート（PC）、ポリフェニレンエーテ
ル（PPE）、ポリフェニレンスルフィド（PPS）、炭素繊
維強化樹脂（CFRP）等の構造材に適した各種樹脂材料、
ガラス板等が使用される。

【００２９】またガラス支持基台を構成する各部材に使
用される材質も必ずしも互いに同一である必要はなく、
例えば平面板部材がアルミニウムで格子部材もしくはく
し状部材がPPSであってもよい。この場合、複雑な形状
の格子部材、くし状部材に樹脂材料を使用することによ
り比較的容易に作製することが可能となる。また、ガラ
ス支持基台が十分な剛性を有していれば、上記の空間1
6、20や中空空間13の個数や形状も任意であり、ガラス
支持基台の内部に複数存在する空間や中空空間の形状が
必ずしもすべて同一でなくてもよく、例えば図５
（ａ），（ｂ）に示すように格子部材により仕切られた
中空空間が6角形や3角形のハネカム構造であってもよい
し、図５（ｃ）に示すようにガラス支持基台の中央領域
のみが3角形で他の周囲領域は4角形のままでもよい。例
として、図４の実施例の構成の中でくし状部材の格子が
ハネカム構造の場合の斜視図を図６に示す。図６におい
て、4aはマトリクス状に配された固体光検出素子を示し
ている。

【００３０】また図５（ｃ）に示す構成の場合、周囲領
域の4角形の中空空間を2分してできる2つの3角形の中空
空間を、平面的な広がりを持つガラス支持基台の中央領
域に配置することにより中央部の剛性が高まることにな
り、耐振動特性、ねじり特性が一層向上する。

【００３１】以上の実施例では、ガラス基台4に到達し
た被写体情報を持つＸ線はガラス基台4上の蛍光体3によ
りＸ線の強度に比例した可視光に変換され、その可視光
に比例した電荷が固体光検出器に蓄積される。蓄積され
た電荷は制御用電気回路7により読み取られ、最終的に
被写体の画像情報を得る。

【００３２】しかしガラス基台4に到達したＸ線のうち
一部は吸収、散乱されるが、残りのＸ線はさらにガラス
基台4を透過し、ガラス支持基台5に到達する。そしてこ
のガラス支持基台5でも透過Ｘ線と散乱Ｘ線とが生じ
る。この散乱Ｘ線の一部がいわゆる後方散乱線となって
再びガラス基台4に入射し、蛍光体3に到達し取得画像の
悪化を招く場合があるが、格子部材12やくし状部材14、
18がグリッドと同様な散乱線除去の役目を果たし、ガラ
ス基台4に再入射する後方散乱線が低減される。この場
合、格子部材12やくし状部材14、18のＸ線吸収率が高い
ほど、また格子部材やくし状部材の格子間隔が小さいほ
ど散乱線除去の効果が大きいことはいうまでもない。

【００３３】しかも本発明のＸ線デジタル撮影装置に使
用されるガラス支持基台は、同一材料、同一外形形状の
中実のガラス支持基台よりも軽量になり、しかも同一材
料、同一重量の中実のガラス支持基台よりも断面二次モ
ーメントを増加させ、曲げ剛性を向上させることができ
る。

【００３４】その結果、下部ケース1や上部ケース2に荷
重が加わり変形した場合にも、ガラス支持基台5の変形
しいてはガラス基板4の変形と変形による破損が防止で
きる。

【００３５】（他の実施例）図７〜図９は、本発明によ
るＸ線デジタル撮影装置の他の実施例を示した断面図で
あり、図１〜図４と同一番号は同一部材、同一機能を示
している。

【００３６】本実施例でのガラス支持基台5も先の実施
例の図２〜図６と同様の構造であるので、ガラス支持基
台の軽量化、剛性向上が期待できる。

【００３７】すなわち、本実施例のＸ線デジタル撮影装
置に使用されるガラス支持基台も、同一材料、同一外形
形状の中実のガラス支持基台よりも軽量になり、しかも
同一材料、同一重量の中実のガラス支持基台よりも断面
二次モーメントを増加させ、曲げ剛性を向上させること
ができる。

【００３８】本実施例の場合では、ガラス支持基台5は
ガラス基台4の上部方向に位置している。したがって、
ガラス支持基台5は先の実施例における後方散乱線を除
去するのではなく、被写体、上部ケース2、平面板部材1
1bやくし状部材14、18の平面部により発生し、ガラス基
台4の方向へ入射する散乱Ｘ線を除去することになる。
すなわち、グリッドを新たに設けることなく散乱Ｘ線の
除去が可能となり、グリッドを独立して設ける場合より
もさらに薄くすることができる。

【００３９】なお、Ｘ線は前述した医療用測定の他、非
破壊検査等の用途にも用いることができる。また、本発
明はＸ線以外の放射線にも用いることができる。例えば
β，γ線は放射線が透過する場合の吸収や後方散乱を利
用して測定物の厚さ、材質の異なった多層の上層の厚さ
測定、測定物の密度測定等に用いることができ、このよ
うな測定装置にも本発明を用いることができる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
支持基台を、壁で仕切られた複数の空間を有する構造体
とすることで、支持基台を軽量でありながら曲げ剛性を
大きくすることができ、その結果、基板の損傷を防ぐと
ともに、軽量化あるいは薄型化された、しかも散乱線が
低減された良好な画像を取得できる放射線撮影装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の断面を示す図である。

【図２】ガラス支持基台の実施例を示す平面図および断
面図である。

【図３】ガラス支持基台の他の実施例を示す平面図およ
び断面図である。

【図４】ガラス支持基台の他の実施例を示す断面図であ
る。

【図５】格子状の中空空間の形状の実施例を示す図であ
る。

【図６】本発明の他の実施例の斜視図である。

【図７】本発明の他の実施例の断面を示す図である。

【図８】本発明の他の実施例の断面を示す図である。

【図９】本発明の他の実施例の断面を示す図である。

【図１０】Ｘ線デジタル撮影装置を使用した撮影形態の
例を示す図である。

【図１１】従来のＸ線デジタル撮影装置を示す概略図で
ある。

【符号の説明】

１下部ケース２上部ケース３蛍光体４ガラス基板４ａ固体光検出素子５ガラス支持基台６、１９粘着材７制御用電気回路８、９ケーブル１１、１５平面板部材１２格子部材１３中空空間１４、１８くし状部材１６、２０ライン状の空間１７ねじ１０１、１１０Ｘ線発生装置１０２、１１１被写体１０３Ｘ線デジタル撮影装置１０４Ｘ線センサ部１０５蛍光体１０６固体光検出器１０７、１１２コントロール部１０８、１１３表示部１０９、１１４架台１１５グリッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０４Ｎ 5/32 Ｈ０１Ｌ 31/00 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入射した光を光電変換する光電変換素子
が形成された基板と、該基板を支持する支持基台とを有
し、該支持基台は、前記基板の光入射側またはその反対
側の主面に配置されてなる光電変換装置であって、前記支持基台は、壁で仕切られた複数の空間を有する構
造体であることを特徴とする光電変換装置。
【請求項２】前記支持基台は、平面板部材と格子部材
とで構成され、該格子部材が前記壁を構成することを特
徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項３】前記支持基台は、くし状部材で構成さ
れ、該くし状部材のくし歯部分が前記壁を構成すること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の光電変換
装置。
【請求項４】放射線を検出するための手段が形成され
た基板と、該基板を支持する支持基台とを有し、該支持
基台は、前記基板の放射線入射側またはその反対側の主
面に配置されてなる放射線撮影装置であって、前記支持基台は、壁で仕切られた複数の空間を有する構
造体であることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項５】前記支持基台の壁は、放射線吸収材料で
形成されていることを特徴とする請求項４に記載の放射
線撮影装置。
【請求項６】前記支持基台は、平面板部材と格子部材
とで構成され、該格子部材が前記壁を構成することを特
徴とする請求項４または請求項５に記載の放射線撮影装
置。
【請求項７】前記支持基台は、くし状部材で構成さ
れ、該くし状部材のくし歯部分が前記壁を構成すること
を特徴とする請求項４〜６のいずれかの請求項に記載の
放射線撮影装置。
【請求項８】前記放射線はＸ線であることを特徴とす
る請求項４〜７のいずれかの請求項に記載の放射線撮影
装置。
【請求項９】前記放射線を検出するための手段は、放
射線を可視光に変換する蛍光体と、該蛍光体からの光を
光電変換する光電変換素子とから構成されていることを
特徴とする請求項４〜８のいずれかの請求項に記載の放
射線撮影装置。
【請求項１０】前記基板と前記支持基台とは略同面積
であることを特徴とする請求項４〜９のいずれかの請求
項に記載の放射線撮影装置。