KR101627005B1 - Ｘ선 촬상장치 - Google Patents

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Abstract

입사한 X선을 검출하는 복수의 검출 화소가 배열된 X선 검출부가 한쪽의 면(11)측에 마련되며, 다른쪽의 면(12)이 X선 입사면으로 되어 있는 이면입사형의 고체촬상소자(10)와, 촬상소자(10)의 입사면(12)상에 마련되어 검출대상이 되는 X선보다 장파장의 광의 차폐에 이용되는 차폐층(20)에 의해서 X선 촬상장치(1)를 구성한다. 차폐층(20)은, 입사면(12)상에 직접 마련되는 제1 알루미늄층(21)과, 제1 알루미늄층(21)상에 마련되는 제2 알루미늄층(22)과, 제1, 제2 알루미늄층(21, 22)의 사이에 마련되어 자외광의 차폐에 이용되는 자외광 차폐층(25)을 가진다. 이것에 의해, X선 검출에 있어서의 노이즈 광의 검출의 영향을 억제하는 것이 가능한 X선 촬상장치가 실현된다.

Description

Ｘ선 촬상장치{X-RAY IMAGIMG DEVICE}
본 발명은, 고체촬상소자에 입사한 X선을 검출하여 X선상을 취득하는 X선 촬상장치에 관한 것이다.
X선 다이렉트 검출형의 CCD(Charge Coupled Device)는, X선의 포톤(photon, 광자)을 CCD의 검출 화소에 의해 직접적으로 포착하여 X선상(像)을 취득하는 것으로, 입사 X선의 위치정보, 에너지정보, 시간정보 등을 얻는 X선 검출기이다. 이와 같은 X선 다이렉트 검출형의 CCD(이하, 'X선 CCD'라 함)등의 고체촬상소자는, 뛰어난 위치분해능 및 에너지 분해능을 가지고 있기 때문에, 예를 들면 X선 천체관측위성에서의 표준적인 X선 검출기로서 이용되고 있다(X선 검출기에 대해서는, 예를 들면 특허문헌 1 내지 3 참조).
특허문헌 1 : 특개2001-249184호 공보 특허문헌 2 : 특개2008-107203호 공보 특허문헌 3 : 특개평06-302795호 공보
상기한 X선 CCD는, 기본적으로 통상의 CCD와 동일한 구조를 가지고 있다. 이 때문에, X선 CCD의 각 검출화소는, 검출대상이 되는 X선 뿐만 아니라, 자외광, 가시광, 적외광 등 X선보다도 장파장의 광(노이즈 광)에 대해서도 검출감도를 가진다. X선 다이렉트 검출을 목적으로 한 촬상소자에서는, 이와 같은 장파장(저에너지)의 노이즈 광의 검출은, X선 검출에 있어서의 S/N특성의 열화 등의 원인이 된다.
이와 같은 노이즈 광의 검출을 억제하기 위해서, X선 CCD 등의 촬상소자에 대해, 폴리이미드막에 알루미늄을 증착하여 형성된 OBF(Optical Blocking Filter, 광 차폐 필터)로 불리는 박막을 마련하고, 이것에 의해서 X선 촬상장치(X선 카메라)를 구성하는 방법이 이용되고 있다. 이와 같은 OBF는, 예를 들면 X선 수렴용의 X선 미러와 촬상소자와의 사이에 장착된다.
그렇지만, 이와 같은 구성에서는, X선 촬상장치의 내부에 OBF를 장착하기 위한 스페이스가 필요하게 되기 때문에, 장치가 대형화된다. 또한, OBF를 통하여 입사하는 X선을 촬상소자로 투과시키기 위해서 OBF의 막두께를 얇게 할 필요가 있어 OBF를 포함하는 촬상장치가 구조적으로 취약해 진다고 하는 문제가 있다. 또한, 위에서 설명한 것처럼, 촬상장치를 X선 천체관측위성 등에 탑재하는 경우, 우주공간으로 방출 후에, 차압에 의해서 OBF가 파손되지 않도록 전용의 배기밸브를 마련하는 등, 장치구조가 복잡하게 된다. 또한, 이와 같은 장치구조의 복잡화에 수반하여, 관측위성에 탑재된 X선 촬상장치의 운용상의 리스크도 증대한다.
본 발명은, 이상의 문제점을 해결하기 위해서 만들어진 것으로, 노이즈 광의 검출의 영향을 바람직하게 억제하는 것이 가능한 X선 촬상장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 의한 X선 촬상장치는, (1) 입사한 X선을 검출하는 복수의 검출화소가 1차원 또는 2차원으로 배열된 X선 검출부가 한쪽의 면측에 마련되며, 다른쪽의 면이 X선 입사면으로 되어 있는 이면입사형(裏面入射型)의 고체촬상소자와, (2) 고체촬상소자의 X선 입사면상에 마련되며 검출대상이 되는 X선보다 장파장의 광의 차폐에 이용되는 차폐층을 구비하며, (3) 차폐층은, X선 입사면상에 직접 마련되는 제1 알루미늄층과, 제1 알루미늄층상에 마련되는 제2 알루미늄층과, 제1 알루미늄층 및 제2 알루미늄층의 사이에 마련되어 자외광의 차폐에 이용되는 자외광 차폐층을 가지는 것을 특징으로 한다.
상기한 X선 촬상장치에서는, X선 다이렉트 검출형의 촬상소자로서 이면입사형의 고체촬상소자를 이용하고 있다. 그리고, X선보다 장파장의 노이즈 광에 대해, 촬상소자의 X선 입사면상에 직접 차폐층을 형성하는 구성으로 하고 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 촬상소자 및 차폐수단을 포함하는 X선 촬상장치 전체의 소형화, 구조의 간단화가 가능해진다. 또한, 촬상소자와 차폐층이 일체화되어 있기 때문에, 촬상장치가 구조적으로 취약하게 되지는 않는다.
또한, 상기의 촬상장치에서는, 촬상소자의 입사면상에 가시광 및 적외광의 차폐에 이용되는 제1 알루미늄층을 형성함과 아울러, 그 위에 자외광 차폐층을 더 마련하는 구성으로 하고 있다. 이것에 의해, 자외광, 가시광, 및 적외광을 포함하는 노이즈 광의 파장범위 전체에 대해서 충분한 차폐효과를 얻을 수 있다. 또한, 자외광 차폐층의 외측에, 제2 알루미늄층을 더 마련하고 있다. 이것에 의해, 원자상(狀) 산소에 의한 자외광 차폐층의 침식을 억제하는 등, 자외광 차폐층을 보호하는 것이 가능해진다. 이상에 의해, X선 검출에 있어서의 노이즈 광의 검출의 영향을 바람직하게 억제하는 것이 가능한 X선 촬상장치가 실현된다.
본 발명의 X선 촬상장치에 의하면, X선 다이렉트 검출형의 촬상소자로서 이면입사형의 고체촬상소자를 이용하고, 촬상소자의 X선 입사면상에 직접 차폐층을 형성함과 아울러, 차폐층에 대해서, X선 입사면측으로부터 제1 알루미늄층, 자외광 차폐층, 제2 알루미늄층의 3층의 차폐층을 적어도 포함하는 구성으로 함으로써, X선 검출에 있어서의 노이즈 광의 검출의 영향을 바람직하게 억제하는 것이 가능해진다
도 1은 X선 촬상장치의 기본 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 X선 촬상장치의 제1 실시형태의 구성을 나타내는 (a) 상면도, 및 (b) 측면 단면도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 X선 촬상장치의 변형예를 나타내는 상면도이다.
도 4는 X선 촬상장치의 제2 실시형태의 구성을 나타내는 (a) 상면도, 및 (b) 측면 단면도이다.
도 5는 도 4에 나타낸 X선 촬상장치의 변형예를 나타내는 상면도이다.
도 6은 X선 촬상장치의 제3 실시형태의 구성을 나타내는 (a) 상면도, 및 (b) 측면 단면도이다.
도 7은 도 6에 나타낸 X선 촬상장치의 변형예를 나타내는 상면도이다.
도 8은 X선 촬상장치의 제4 실시형태의 구성을 나타내는 (a) 상면도, 및 (b) 측면 단면도이다.
도 9는 도 8에 나타낸 X선 촬상장치의 변형예를 나타내는 상면도이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명에 의한 X선 촬상장치의 바람직한 실시형태 에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 도면의 설명에서는 동일 요소에는 동일 부호를 사용하고, 중복하는 설명을 생략한다. 또한, 도면의 치수비율은, 설명과 반드시 일치하지 않는다.
도 1은, 본 발명에 의한 X선 촬상장치의 기본 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 1에 나타내는 X선 촬상장치(1)는, 고체촬상소자(10)와, 차폐층(20)을 구비하여 구성되어 있다. X선의 검출에 이용되는 고체촬상소자(10)는, 신틸레이터 등을 매개로 하지 않고 입사한 X선을 직접적으로 검출하여 X선상을 취득하는 X선 다이렉트 검출형의 촬상소자이며, 예를 들면 상기한 X선 CCD를 이용할 수 있다.
고체촬상소자(10)는, 이면입사형의 촬상소자이며, 그 한쪽의 면(표면)(11) 측에, X선을 검출하는 복수의 검출화소가 1차원 또는 2차원으로 배열된 X선 검출부(수광부)가 형성되어 있다. 또한, 이 표면(11)과는 반대측의 다른쪽의 면(이면)(12)이, 검출 대상인 X선이 입사하는 X선 입사면으로 되어 있다.
이와 같은 촬상소자(10)에 대해, 그 X선 입사면(12)상에, 검출 대상이 되는 X선보다 장파장(저에너지)의 광의 차폐에 이용되는 차폐층(20)이 형성되어 있다. 이 차폐층(20)에 의해, X선 입사면(12)측으로부터 촬상소자(10)로 입사하는 자외광, 가시광, 및 적외광을 포함하는 노이즈 광이 차폐된다.
차폐층(20)은, 구체적으로는, 촬상소자(10)의 입사면(12)상에 직접 마련된 제1 알루미늄층(21)과, 제1 알루미늄층(21)상(제1 알루미늄층(21)에 대해서 입사면(12)과는 반대측)에 마련된 제2 알루미늄층(22)과, 제1, 제2 알루미늄층(21, 22)의 사이에 마련된 자외광 차폐층(25)에 의해서 구성되어 있다.
이 차폐층(20)에 있어서, 제1 알루미늄층(21)은, 촬상소자(10)에 입사하는 노이즈 광 중에서 가시광 및 적외광의 차폐에 이용된다. 또한, 자외광 차폐층(25)은, 노이즈 광 중에서 자외광의 차폐에 이용된다. 또한, 제2 알루미늄층(22)은, 제1 알루미늄층(21)과 함께 가시광 및 적외광의 차폐에 이용된다. 또한, 이 제2 알루미늄층(22)은, 차폐층(20)에 있어서의 최외층(폭로면)으로 되어 있으며, 내측의 자외광 차폐층(25) 등에 대한 보호층으로서도 기능한다.
또한, 자외광 차폐층(25)을 사이에 두고 적층된 제1 알루미늄층(21)과 제2 알루미늄층(22)과의 사이에는, 그들을 전기적으로 접속하는 도통부(23)가 마련되어 있다. 또한, 이 도통부(23)의 구성에 대해서는, 구체적으로는 후술한다.
자외광 차폐층(25)으로서는, 구체적으로는 예를 들면 폴리이미드층을 이용할 수 있다. 또한, 차폐층(20)을 구성하는 각층의 두께에 대해서는, 그 일례로서 제1 알루미늄층(21)의 두께를 100 nm(1000Å), 자외광 차폐층(25)인 폴리이미드층의 두께를 100 nm(1000Å), 제2 알루미늄층(22)의 두께를 40 nm(400Å)로 한 구성을 이용할 수 있다.
본 발명에 의한 X선 촬상장치의 효과에 대해서 설명한다.
도 1에 도시한 X선 촬상장치(1)에 대해서는, X선 다이렉트 검출형의 촬상소자로서 이면입사형의 고체촬상소자(10)를 이용하고 있다. 그리고, 검출 대상인 X선보다 장파장의 노이즈 광에 대해, 촬상장치(1)와는 별도로 OBF 등의 차폐수단을 마련하는 것이 아니라, 촬상소자(10)의 X선 입사면(12)상에 직접 차폐층(20)을 형성하는 구성으로 하고 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 촬상소자(10) 및 차폐층(20)을 포함하는 X선 촬상장치(1)의 전체의 소형화, 구조의 간단화가 가능해진다. 또한, 촬상소자(10)와 차폐층(20)이 일체화되어 있음으로 인해서, 촬상장치(1)가 구조적으로 취약하게 되는 것이 방지된다.
또한, 이면입사형의 촬상소자(10)에서는, X선 입사면(12)상에는 자외광을 흡수하는 전극 등이 형성되지 않기 때문에, 표면(11)측에 형성된 X선 검출부의 각 화소는, 자외광, 가시광, 및 적외광을 포함하는 파장범위의 노이즈 광에 대해서 검출 감도를 가진다. 또한, X선 입사면(12)상에 알루미늄에 의한 차폐층만을 마련한 구성에서는, 가시광 및 적외광이 차폐되지만, 자외광에 대해서는 충분한 차폐효과는 얻을 수 없다.
이것에 대해서, 도 1의 X선 촬상장치(1)에서는, 촬상소자(10)의 입사면(12)상에 가시광 및 적외광의 차폐에 이용되는 제1 알루미늄층(21)을 형성함과 아울러, 그 위에 자외광 차폐층(25)을 더 마련하는 구성으로 하고 있다. 이것에 의해, 자외광, 가시광, 및 적외광을 포함하는 노이즈 광의 파장범위 전체에 대해서 충분한 차폐효과를 얻을 수 있다. 여기서, 일반적으로, 자외광의 파장범위는 10 nm ~ 400 nm, 가시광의 파장범위는 400 nm ~ 750 nm, 적외광의 파장범위는 750 nm ~ 100 ㎛정도이다.
또한, 자외광 차폐층(25)의 외측에, 제2 알루미늄층(22)를 더 마련하고 있다. 이와 같은 제2 알루미늄층(22)에 의해, 제1 알루미늄층(21)에 핀홀 등이 있었을 경우에도, 제1, 제2 알루미늄층(21, 22)을 맞추어 충분한 가시광 및 적외광의 차폐효과를 얻을 수 있다. 또한, 제2 알루미늄층(22)은, 고체촬상소자(10)로의 복사 등에 의한 열의 유입을 억제하는 기능도 가진다.
또한, 이와 같은 X선 촬상장치를 관측위성 등에 탑재하여 우주 공간에서 사용했을 경우, 그 주회 궤도상에 존재하는 원자상 산소 등에 의한 자외광 차폐층(예를 들면, 폴리이미드층)의 침식이 문제가 된다. 이것에 대해서, 상기와 같이 자외광 차폐층(25)의 외측에 제2 알루미늄층(22)을 마련하는 구성에 의하면, 원자상 산소 등에 의한 자외광 차폐층(25)의 침식을 억제할 수 있다. 이와 같이, 상기 구성에 의하면, X선 검출에 있어서의 노이즈 광의 검출의 영향을 바람직하게 억제하는 것이 가능한 X선 촬상장치(1)가 실현된다.
여기서, 차폐층(20)에 있어서, 제1, 제2 알루미늄층(21, 22)의 사이에 마련되는 자외광 차폐층(25)에 대해서는, 구체적으로는 상기한 것과 같이 폴리이미드층 으로 이루어지는 차폐층을 이용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 폴리이미드층에 의하면, 촬상소자(10)에 입사하는 자외광에 대해서 충분한 차폐효과를 얻을 수 있다.
또한, 자외광 차폐층(25)의 재료에 대해서는, 보다 일반적으로는 폴리이미드에 한정하지 않고, 예를 들면 테프론(등록상표), PET 등의 유기계 재료, 혹은 카본, 베릴륨 등의 원자 번호가 작은 재료를 이용하는 것이 가능하다. 이와 같은 자외광 차폐층(25)의 재료에 대해서는, 실제의 촬상장치(1)에 있어서 커트(cut)하고 싶은 자외광의 파장(에너지), 검출 대상인 X선의 에너지 등의 구체적인 조건을 고려하여 선택하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 구성의 차폐층(20)에 있어서, 제2 알루미늄층(22)은, 차폐층(20)에 있어서의 최외층으로 되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 상기한 원자상 산소 등에 의한 차폐층(예를 들면, 폴리이미드층)의 침식을 확실히 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 차폐층(20)을 구성하는 각층의 두께의 범위에 대해서는, 예를 들면 제1, 제2 알루미늄층(21, 22)의 두께를 각각 100 nm 이하로 하고, 폴리이미드의 자외광 차폐층(25)의 두께를 50 nm 이상 300 nm 이하로 하는 것이 바람직하다. 단, 이와 같은 차폐층(20)의 구체적인 구성 조건에 대해서는, 촬상장치(1)의 사용환경, X선의 검출조건 등에 의해서 X선이나 노이즈 광의 강도, 파장분포 등이 다르기 때문에, 차폐층(20)의 각층의 최적 막두께 등이 이들 조건에 따라 변화하는 것을 고려할 필요가 있다.
또한, 도 1에 모식적으로 나타낸 것처럼, 상기한 적층구조를 가지는 차폐층(20)에 대해, 제1 알루미늄층(21)과 제2 알루미늄층(22)을 전기적으로 접속하는 도통부(23)가 마련되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 외측에 위치하는 제2 알루미늄층(22)의 대전을 방지하여 촬상소자(10)를 안정적으로 동작시키는 것이 가능해진다.
이 경우, 도통부(23)는, 고체촬상소자(10)에 대해서, X선 검출부에 대응하는 영역을 제외한 영역 내(X선 입사방향으로부터 보아 X선 검출부를 벗어난 영역 내)에 마련되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 도통부(23)를 마련하는 위치를 설정하는 것에 의해서, 제1, 제2 알루미늄층(21, 22)의 사이에 도통부(23)를 형성하는 것에 의한 X선 검출부에 대한 자외광의 차폐효과의 저하를 방지하여, 복수의 검출 화소로 이루어지는 X선 검출부의 전체에서 노이즈 광을 확실히 차폐할 수 있다.
본 발명에 의한 X선 촬상장치의 구성에 대해서, 실시형태를 참조하여 보다 더 구체적으로 설명한다. 또한, 이하의 각 도면에서는, X선 촬상장치의 X선 입사방향으로부터 본 구성을 나타내는 상면도에 있어서, 도면을 보다 용이하게 보기 위해서, 도통부(23)에 상당하는 부분에 사선을 넣어서 도시하고 있다.
도 2는, X선 촬상장치의 제1 실시형태의 구성을 나타내는 (a) 상면도, 및 (b) 측면 단면도이다. 여기서, 도 2의 (b)는, 도 2의 (a)에 도시한 I－I선에 따른 단면도를 나타내고 있다. 본 실시형태의 X선 촬상장치(1A)는, 고체촬상소자(10)와 차폐층(20)을 구비하여 구성되어 있다. 또한, 차폐층(20)은, 제1 알루미늄층(21)과, 자외광 차폐층(25)과, 제2 알루미늄층(22)에 의해서 구성되어 있다.
촬상소자(10)의 표면(도면 중의 아래쪽 면)(11) 측에는, 그 소정 범위에, 복수의 검출화소가 2차원 배열된 직사각형 모양의 X선 검출부(15)가 마련되어 있다. 또한, X선 검출부(15)의 한쪽 변측(도면 중의 오른쪽 변측)에는, 검출부(15)의 각 화소에서 X선을 검출하는 것에 의해 생성된 전하를 전송, 출력하기 위한 전하 전송부(16)가 마련되어 있다. 또한, 촬상소자(10)의 표면(11)상에는, 도 2의 (b)에 모식적으로 도시한 것과 같이, 촬상소자(10)(예를 들면, CCD)로서의 기능을 실현하기 위해서 필요한 표면전극(13) 등의 각 요소가 형성되어 있다.
본 실시형태의 X선 촬상장치(1A)에서는, 촬상소자(10)의 X선 검출부(15)에 대응하는 영역을 제외한 영역 내, 도 2의 (a)에 나타내는 구체적인 예에서는 X선 검출부(15)의 오른쪽 변과 촬상소자(10)의 오른쪽 변에 의해 사이에 낀 영역 내에 있는 차폐층(20)에 있어서, 촬상소자(10)의 오른쪽 변을 따라서 연장하는 개구부(26)가 자외광 차폐층(25)에 마련되어 있다. 그리고, 이 개구부(26)가 알루미늄으로 충전됨으로 인해서, 알루미늄층(21, 22)을 전기적으로 접속하는 도통부(23)가 구성되어 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 차폐층(20)에 의한 X선 검출부(15)의 전체에 대한 노이즈 광의 차폐효과를 확보하면서, 알루미늄층(21, 22)을 도통부(23)에 의해서 도통시켜, 제2 알루미늄층(22)의 대전을 바람직하게 방지할 수 있다.
자외광 차폐층(25)의 개구부(26) 및 도통부(23)의 구성에 대해서는, 도 3에 도 2에 도시한 X선 촬상장치의 변형예를 도시하는 것과 같이, 구체적으로는 여러 가지 구성을 이용하는 것이 가능하다. 도 3의 (a)에 도시한 구성에서는, 검출부(15)의 오른쪽 변과 촬상소자(10)의 오른쪽 변에 의해 사이에 낀 영역, 검출부(15)의 왼쪽 변과 촬상소자(10)의 왼쪽 변에 의해 사이에 낀 영역, 검출부(15)의 위쪽 변과 촬상소자(10)의 위쪽 변에 의해 사이에 낀 영역, 및 검출부(15)의 아래쪽 변과 촬상소자(10)의 아래쪽 변에 의해 사이에 낀 영역 내에 있는 차폐층(20)에 있어서, 각각 자외광 차폐층(25)에 개구부(26)가 마련되며, 이러한 개구부(26)가 알루미늄으로 충전되는 것에 의해서 도통부(23)가 구성되어 있다. 또한, 도 3의 (b)에 나타내는 구성에서는, 상기한 영역 내에 있는 차폐층(20)에 있어서, 검출부(15)를 둘러싸도록 일체화된 개구부(26)가 마련되며, 이 개구부(26)가 알루미늄으로 충전되는 것에 의해서 도통부(23)가 구성되어 있다.
도 4는, X선 촬상장치의 제2 실시형태의 구성을 나타내는 (a) 상면도, 및 (b) 측면 단면도이다. 여기서, 도 4의 (b)는, 도 4의 (a)에 도시하는 II－II선에 따른 단면도를 나타내고 있다. 본 실시형태의 X선 촬상장치(1B)는, 고체촬상소자(10)와, 차폐층(20)을 구비하여 구성되어 있다. 촬상소자(10)의 구성, 및 차폐층(20)의 기본적인 적층구조에 대해서는, 도 2에 도시한 X선 촬상장치(1A)와 동일하다.
본 실시형태의 X선 촬상장치(1B)에서는, 알루미늄층(21, 22) 및 자외광 차폐층(25)을 포함하는 차폐층(20)의 오른쪽 측의 측면상에, 도전성 수지로 이루어지며 도통부(23)로서 기능하는 수지도통부(27)가 마련되어 있다. 이와 같은 구성에 의해서도, 알루미늄층(21, 22)을 수지도통부(27)에 의해서 도통시켜, 제2 알루미늄층(22)의 대전을 바람직하게 방지할 수 있다.
수지도통부(27)에 의한 도통부(23)의 구성에 대해서는, 도 5에 도 4에 도시한 X선 촬상장치의 변형예를 나타내는 것과 같이, 구체적으로는 여러 가지 구성을 이용하는 것이 가능하다. 도 5의 (a)에 도시하는 구성에서는, 차폐층(20)의 오른쪽 측의 측면상, 왼쪽 측의 측면상, 위쪽 측의 측면상, 및 아래쪽 측의 측면상에, 각각 도통부(23)로서 기능하는 수지도통부(27)가 마련되어 있다. 또한, 도 5의 (b)에 도시한 구성에서는, 상기한 측면상에, 차폐층(20)을 둘러싸도록 일체화된 도통부(23)로서 기능하는 수지도통부(27)가 마련되어 있다.
도 6은, X선 촬상장치의 제3 실시형태의 구성을 나타내는 (a) 상면도, 및 (b) 측면 단면도이다. 여기서, 도 6의 (b)는, 도 6(a)에 도시하는 III－III선에 따른 단면도를 나타내고 있다. 본 실시형태의 X선 촬상장치(1C)는, 고체촬상소자(10)와, 차폐층(20)을 구비하여 구성되어 있다. 촬상소자(10)의 구성, 및 차폐층(20)의 기본적인 적층구조에 대해서는, 도 2에 도시한 X선 촬상장치(1A)와 동일하다.
본 실시형태의 X선 촬상장치(1C)에서는, 촬상소자(10)의 오른쪽 변에 접하는 영역 내에 있는 차폐층(20)에 있어서, 자외광 차폐층(25) 및 제2 알루미늄층(22)이 형성되지 않고, 제1 알루미늄층(21)이 노출한 단차부(제1 알루미늄층 노출부)(28)가 마련되어 있다. 그리고, 이 단차부(28)에 있어서, 도통와이어(29)에 의해서 알루미늄층(21, 22)을 전기적으로 접속함에 의해 도통부(23)가 구성되어 있다. 이와 같은 구성에 의해서도, 알루미늄층(21, 22)을 단차부(28) 및 도통와이어(29)에 의해서 도통시켜, 제2 알루미늄층(22)의 대전을 바람직하게 방지할 수 있다.
차폐층(20)의 단차부(28) 및 도통와이어(29)의 구성에 대해서는, 도 7에 도 6에 도시한 X선 촬상장치의 변형예를 도시하는 것과 같이, 구체적으로는 여러 가지 구성을 이용하는 것이 가능하다. 도 7의 (a)에 도시하는 구성에서는, 촬상소자(10)의 오른쪽 변에 접하는 영역, 왼쪽 변에 접하는 영역, 위쪽 변에 접하는 영역, 및 아래쪽 변에 접하는 영역 내에 있는 차폐층(20)에 있어서, 각각 단차부(28)가 마련되고, 이들 단차부(28)에서 도통와이어(29)에 의해서 알루미늄층(21, 22)을 전기적으로 접속함으로써 도통부(23)가 구성되어 있다. 또한, 도 7의 (b)에 도시하는 구성에서는, 상기한 영역 내에 있는 차폐층(20)에 있어서, 검출부(15)를 둘러싸도록 일체화된 단차부(28)가 마련되고, 이 단차부(28)에서 도통와이어(29)에 의해서 알루미늄층(21, 22)을 전기적으로 접속함으로써 도통부(23)가 구성되어 있다.
도 8은, X선 촬상장치의 제4 실시형태의 구성을 나타내는 (a) 상면도, 및 (b) 측면 단면도이다. 여기서, 도 8의 (b)는, 도 8의 (a)에 도시하는 IV－IV선에 따른 단면도를 나타내고 있다. 본 실시형태의 X선 촬상장치(1D)는, 고체촬상소자(10)와, 차폐층(20)을 구비하여 구성되어 있다. 촬상소자(10)의 구성, 및 차폐층(20)의 기본적인 적층구조에 대해서는, 도 2에 도시한 X선 촬상장치(1A)와 동일하다.
본 실시형태의 X선 촬상장치(1D)에서는, 촬상소자(10)의 오른쪽 변에 면하는 영역 내에 있는 차폐층(20)에 있어서, 자외광 차폐층(25) 및 제2 알루미늄층(22)이 형성되지 않고, 제1 알루미늄층(21)이 노출한 단차부(제1 알루미늄층 노출부)(28)이 마련되어 있다. 그리고, 이 단차부(28)에 있어서, 수지도통부(30)에 의해서 알루미늄층(21, 22)를 전기적으로 접속함으로써 도통부(23)가 구성되어 있다. 이와 같은 구성에 의해서도, 알루미늄층(21, 22)을 단차부(28) 및 수지도통부(30)에 의해서 도통시켜, 제2 알루미늄층(22)의 대전을 바람직하게 방지할 수 있다.
차폐층(20)의 단차부(28) 및 수지도통부(30)의 구성에 대해서는, 도 9에 도 8에 도시한 X선 촬상장치의 변형예를 나타내는 바와 같이, 구체적으로는 여러 가지 구성을 이용하는 것이 가능하다. 도 9의 (a)에 도시하는 구성에서는, 촬상소자(10)의 오른쪽 변에 면하는 영역, 왼쪽 변에 면하는 영역, 위쪽 변에 면하는 영역, 및 아래쪽 변에 면하는 영역 내에 있는 차폐층(20)에 있어서, 각각 단차부(28)가 마련되고, 이들 단차부(28)에서 수지도통부(30)에 의해서 알루미늄층(21, 22)을 전기적으로 접속함으로써 도통부(23)가 구성되어 있다. 또한, 도 9의 (b)에 나타내는 구성에서는, 상기한 영역 내에 있는 차폐층(20)에 있어서, 검출부(15)를 둘러싸도록 일체화된 단차부(28)가 마련되며, 이 단차부(28)에서 수지도통부(30)에 의해서 알루미늄층(21, 22)을 전기적으로 접속함으로써 도통부(23)가 구성되어 있다.
본 발명에 의한 X선 촬상장치는, 상기 실시형태 및 구성예에 한정되는 것이 아니고, 여러 가지 변형이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시형태에서는, 제1, 제2 알루미늄층(21, 22)의 사이에 1층의 자외광 차폐층(25)만을 마련하는 구성으로 하고 있지만, 자외광 차폐층(25)을 포함하는 복수의 층을 알루미늄층(21, 22)의 사이에 마련하는 구성으로 해도 된다. 또한, 상기 실시형태에서는, 제2 알루미늄층(22)를 차폐층(20)에 있어서의 최외층으로 하고 있지만, 알루미늄층(22)의 외측에 추가의 층을 더 마련하고 그것을 최외층으로 해도 된다.
상기 실시형태에 의한 X선 촬상장치에서는, (1) 입사한 X선을 검출하는 복수의 검출 화소가 배열된 X선 검출부가 한쪽의 면측에 마련되며, 다른쪽의 면이 X선 입사면으로 되어 있는 이면입사형의 고체촬상소자와, (2) 고체촬상소자의 X선 입사면상에 마련되어, 검출대상이 되는 X선보다도 장파장의 광의 차폐에 이용되는 차폐층을 구비하며, (3) 차폐층은, X선 입사면상에 직접 마련되는 제1 알루미늄층과, 제1 알루미늄층 상에 마련되는 제2 알루미늄층과. 제1 알루미늄층 및 제2 알루미늄층의 사이에 마련되어 자외광의 차폐에 이용되는 자외광 차폐층을 가지는 구성을 이용하고 있다.
여기서, 제1, 제2 알루미늄층의 사이에 마련되는 자외광 차폐층에 대해서는, 구체적으로는 폴리이미드층으로 이루어지는 차폐층을 이용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 폴리이미드를 재료에 이용한 차폐층에 의하면, 촬상소자에 입사하는 자외광에 대해서 충분한 차폐효과를 얻을 수 있다.
또한, 상기 구성의 차폐층에 있어서, 제2 알루미늄층은, 차폐층에 있어서의 최외층으로 되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 상기한 원자상 산소에 의한 차폐층(예를 들면, 폴리이미드층)의 침식 등을 확실히 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 구성의 차폐층에 대해, 제1 알루미늄층과 제2 알루미늄층을 전기적으로 접속하는 도통부가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 외측에 위치하는 제2 알루미늄층의 대전을 방지하여, 촬상소자를 안정적으로 동작시키는 것이 가능해진다.
이 경우, 상기 도통부는, 고체촬상소자에 대해서, X선 검출부에 대응하는 영역을 제외한 영역 내(X선 입사방향으로부터 보아 X선 검출부를 벗어난 영역 내)에 마련되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 제1, 제2 알루미늄층의 사이에 도통부를 형성하는 것에 의한, X선 검출부에 대한 자외광의 차폐효과의 저하를 방지할 수 있다.
[산업상의 이용 가능성]
본 발명은, X선 검출에 있어서의 노이즈 광의 검출의 영향을 바람직하게 억제하는 것이 가능한 X선 촬상장치로서 이용 가능하다.
1, 1A, 1B, 1C, 1D : X선 촬상장치 10 : 고체촬상소자(X선 CCD)
11 : 표면 12 : X선 입사면
13 : 표면전극 15 : X선 검출부
16 : 전하전송부 20 : 차폐층
21 : 제1 알루미늄층 22 : 제2 알루미늄층
23 : 도통부 25 : 자외광 차폐층(폴리이미드층)
26 : 개구부 27 : 수지도통부
28 : 단차부 29 : 도통와이어
30 : 수지도통부

Claims (5)

  1. 입사한 X선을 검출하는 복수의 검출 화소가 배열된 X선 검출부가 한쪽의 면측에 마련되며, 다른쪽의 면이 X선 입사면으로 되어 있는 이면입사형의 고체촬상소자와,
    상기 고체촬상소자의 상기 X선 입사면상에 마련되어 검출대상이 되는 X선보다 장파장의 광의 차폐에 이용되는 차폐층을 구비하며,
    상기 차폐층은,
    상기 X선 입사면상에 직접 마련되는 제1 알루미늄층과,
    상기 제1 알루미늄층상에 마련되는 제2 알루미늄층과,
    상기 제1 알루미늄층 및 상기 제2 알루미늄층의 사이에 마련되어 자외광의 차폐에 이용되는 자외광 차폐층
    를 가지는 것을 특징으로 하는 X선 촬상장치
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 자외광 차폐층은, 폴리이미드층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 X선 촬상장치.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 제2 알루미늄층은, 상기 차폐층에 있어서의 최외층으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 X선 촬상장치.
  4. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 제1 알루미늄층과 상기 제2 알루미늄층을 전기적으로 접속하는 도통부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 X선 촬상장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 도통부는, 상기 고체촬상소자에 대해서, 상기 X선 검출부가 마련된 영역을 제외한 영역 내에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 X선 촬상장치.
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