WO2001051950A1 - Capteur d'image rayons x - Google Patents

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WO2001051950A1
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ray
solid
ray image
frame
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PCT/JP2001/000084
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Harumichi Mori
Ryuji Kyushima
Kazuki Fujita
Masahiko Honda
Original Assignee
Hamamatsu Photonics K.K.
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/20Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G01T1/2018Scintillation-photodiode combinations
    • G01T1/20188Auxiliary details, e.g. casings or cooling
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/20Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G01T1/2018Scintillation-photodiode combinations
    • G01T1/20188Auxiliary details, e.g. casings or cooling
    • G01T1/2019Shielding against direct hits

Definitions

  • the present invention relates to an X-ray image detection device.
  • the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an X-ray image detecting device capable of obtaining a good X-ray image.
  • the present X-ray image detection apparatus comprises a scintillator substrate formed by forming a scintillator material on the surface of an X-ray transmissive substrate, and a scintillator material on the imaging surface.
  • a solid-state image sensor, a mount substrate on which the solid-state image sensor is fixed and wiring for inputting an output signal from the solid-state image sensor is formed, and a solid-state image sensor fixed on the mount substrate so as to surround the solid-state image sensor
  • the X-ray image transmitted through the X-ray transparent substrate is converted into a visible image by the scintillation material formed on the substrate, and this visible image is directly incident on the imaging surface of the solid-state imaging device and is fixed.
  • the video signal of the visible image output from the body image sensor was protected by the positioning unit. The signal is output to the wiring formed on the mount substrate via the bonding wire. Therefore, high-quality X-ray images can be obtained with this device.
  • the positioning portion of the frame protects the bonding wire located therebelow and positions and supports the scintillating board that abuts on the bonding wire
  • the solid-state imaging device has a possibility that air bubbles may enter.
  • the frame is made of metal, the shielding effect of suppressing X-ray incidence on the readout section, bonding wire, bonding pad, etc. of the solid-state imaging device is improved. If the shielding rate is sufficient, X-rays should be shielded by further providing a shielding material made of an X-ray shielding material on the opposite side of the positioning part of the frame from the bonding wire side. Is desirable.
  • the positioning portion abuts on the scintillation board, but the inner edge of the positioning portion is rectangular (including a square) and the outer edge of the scintillation board is rectangular (including a square). If the two sides of the outer edge of the scintillating board are pressed against the two sides of the inner edge of the positioning portion, the scintillating board is positioned, and it is not necessary that all four sides are in contact with each other.
  • the scintillation overnight substrate may not be particularly required to be fixed when the surface of the mounting substrate is used horizontally, but is preferably fixed. That is, the present apparatus further includes a pressing plate fixed to the frame so as to close the opening of the frame, and an elastic body interposed between the pressing plate and the scintillating board. Preferably, the substrate is biased in the direction of the solid-state imaging device.
  • the scintillation overnight board is fixed by the holding plate and the elastic body, and is urged toward the solid-state imaging device. Therefore, the adhesion of the scintillation overnight board to the solid-state imaging device is improved to further improve the quality.
  • X-ray images can be obtained.
  • the thickness of the substrate is set to be relatively small in order to slightly improve the X-ray transmittance of the X-ray transparent substrate. Will bend, Causes image degradation.
  • the adhesion is enhanced by the urging, so that even when the c- elastic body that can correct the substrate bending and obtain a higher quality image is not used, the present apparatus can be used.
  • a holding plate fixed to the frame so as to close the opening of the frame may be further provided, and the thickness of the scintillating substrate may be set so that the X-ray transparent substrate is in contact with the holding plate. Since the adhesion of the substrate can be improved overnight, a high-quality image can be obtained in the same manner as described above.
  • the positioning portion and the scintillator substrate are bonded.
  • the bonding makes the positioning of the scintillating substrate more firm, and eliminates the need to use an adhesive between the substrate and the imaging surface of the solid-state imaging device. Can be prevented.
  • the holding plate may not be used, so that the surface of the X-ray transparent substrate on the side opposite to the material side of the scintillating material may be exposed. Therefore, in this case, the incidence rate of X-rays on the material of the scintillator can be improved.
  • the scintillating material is covered with a resin film.
  • the resin film may be a single layer or a multilayer. If the resin film is a single layer, the reduction rate of the visible light image generated from the material for the scintillation can be suppressed. However, on the other hand, the moisture resistance is inferior when compared with the multilayer coating.
  • the adhesive applied to the positioning portion also has a moisture-proof effect in the space where the material is placed in the scintillator, so that when a single resin film coating is used, the attenuation of the visible light image is reduced. In addition to suppressing the moisture, the moisture resistance can be improved.
  • the X-ray transparent substrate is preferably made of X-ray transparent glass or amorphous carbon
  • the scintillating material is preferably made of columnar crystal CsI
  • the resin film is preferably made of polyparaxylylene.
  • the solid-state imaging device is formed by arranging a plurality of semiconductor imaging device chips. In such a case, when the adhesive is applied to the imaging surface as in the related art, the mixing ratio of bubbles significantly increases, but this device can surely suppress this.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the X-ray image detecting device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the X-ray image detection device according to the second embodiment.
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the X-ray image detection device according to the third embodiment.
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the X-ray image detection device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 5 is a longitudinal sectional view of an X-ray image detection device according to a fifth embodiment.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view showing an X-ray image detection device according to a sixth embodiment.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the X-ray image detecting device according to the first embodiment.
  • the present apparatus includes a scintillator substrate 1 formed by forming a scintillator material 1b on the surface of an X-ray transparent substrate 1a. Further, the present apparatus includes the solid-state imaging device 2 in which the scintillating material 1b is arranged on the imaging surface, and the scintillating material lb is in contact with the imaging surface. When the material 1b is coated with a resin film, it comes into contact with the imaging surface.
  • the solid-state imaging device 2 may be composed of a CCD image sensor, but in this example, it is a MOS image sensor. The solid-state imaging device 2 is fixed on a mount substrate 3.
  • the frame 4 has a positioning portion 4 a that protrudes in the direction of the scintillation substrate 1 and contacts the scintillation substrate 1.
  • the shape of the substrate 1 is rectangular or square.
  • the positioning portion 4a surrounds the four side surfaces of the scintillator substrate 1 and is in contact with these side surfaces.
  • At least a portion of the positioning portion 4a abuts on the scintillating substrate 1, but the inner edge of the positioning portion 4a is rectangular (including a square), and the outer edge of the scintillating substrate 1 is In the case of a rectangle (including a square), pressing the two sides of the outer edge of the scintillation board against the two sides of the inner edge of the positioning section will position the scintillation board 1 and contact all four sides. You don't have to.
  • a space S is formed between the positioning part 4a and the mount substrate 3.
  • a reading section of the solid-state imaging device 2 a bonding pad portion connected to the wiring 3a on the mounting substrate 3, and a bonding wire 5 connecting the solid-state imaging device 2 and the wiring 3a are located.
  • a connector 6 for inputting a drive signal for driving the solid-state imaging device 3 and reading an output signal is attached to the back surface of the mount substrate 3.
  • X-rays enter the scintillating material 1b from the direction of the X-ray transparent substrate 1a.
  • the X-ray image transmitted through the X-ray transparent substrate 1a is converted into a visible image by the scintillating material 1b formed thereon, and this visible image is directly on the image plane of the solid-state imaging device 2.
  • a video signal of a visible image that is incident and output from the solid-state imaging device 2 is input to the wiring 3 a formed on the mount substrate 3 via the bonding wire 5 protected by the positioning unit 4 a .
  • a drive circuit for driving the solid-state image sensor 2 and an amplifier for receiving and amplifying a video signal output from the solid-state image sensor 2 via a line 3a are arranged on the mount substrate 3.
  • This video signal is output from the connector 6 as an X-ray image.
  • the positioning portion 4a of the frame 4 protects the bonding wire 5 located thereunder and positions and supports the scintillation overnight board 1 which comes into contact with the bonding wire 5, the solid-state imaging device is used.
  • the element 2 does not need to be bonded with an adhesive that may cause air bubbles, and if the frame 4 is made of metal, if the frame 4 is made of metal, the solid-state imaging element 2 may be attached to the reading section, the bonding wire 5, the bonding pad, or the like. Improves the shielding effect that suppresses X-ray incidence.
  • a shielding member 7 made of an X-ray shielding material is further provided on the opposite side of the positioning portion 4a of the frame 4 from the bonding wire 5 side, so that X-rays are sufficiently shielded. ing.
  • the shielding member 7 is made of lead.
  • the substrate 1 is fixed to the mounting substrate 3. That is, the present apparatus is provided with a pressing plate 8 fixed to the frame 4 so as to close the opening of the frame 4, and an elastic body 9 interposed between the pressing plate 8 and the scintillation overnight board 1, The elastic body 9 urges the scintillator substrate 1 in the direction of the solid-state imaging device 2 and pressurizes it.
  • the elastic body is made of a sponge such as urethane.
  • the scintillator substrate 1 is fixed to the mount substrate 3 by the holding plate 8 and the elastic body 9 and is urged in the direction of the solid-state imaging device 2, the solid-state imaging device 2 of the scintillation substrate 1
  • the X-ray image of higher quality can be obtained by increasing the adhesion to the X-ray.
  • the thickness of the substrate 1a is set to be relatively small in order to improve the X-ray transmittance by the X-ray transparent substrate. Is bent, which causes image deterioration.
  • the adhesion is enhanced by the urging, so that the deflection of the substrate la can be corrected and a higher quality image can be obtained.
  • the positioning portion 4a and the scintillation overnight substrate 1 are adhered by an adhesive 10.
  • the bonding makes the positioning of the scintillating substrate 1 more firm, and eliminates the need to use an adhesive between the substrate 1 and the imaging surface of the solid-state imaging device 2, so that the mixing of shadows due to bubbles is prevented. Can be prevented.
  • the material 1b of Shinchile is covered with a dendritic film 1c. Thereby, the moisture resistance of the scintillating material 1b is improved.
  • the resin film 1c can be a single layer or a multilayer, but if it is a single layer, the attenuation rate of the visible light image generated by the scintillating material 1b can be suppressed.
  • the moisture resistance is inferior compared to the multilayer coating.
  • the bonding agent 10 applied to the positioning portion 4a also has a moisture-proof effect in the space in which the material for the scintillating material is installed, a visible light image is obtained when a single resin film coating is used. And the moisture resistance can be improved.
  • the X-ray transmissive substrate la is composed of X-ray transmissive glass or amorphous carbon
  • the scintillating material 1 b is composed of columnar crystal CsI
  • the resin film is composed of polyparaxylylene.
  • the shielding member 7 also constitutes a positioning portion, and the upper surface of the scintillation overnight substrate 1 is set lower than the upper surface of the positioning portion 4 a of the frame 4.
  • a positioning portion 4b for positioning the holding plate is provided at the open end of the frame 4.
  • the holding plate 8 fits into the step of the positioning portion 4b, and the lower surface of the holding plate 8 is
  • the pressing plate 8 is in contact with the upper surface of the shielding member 7 and the positioning portion 4a on the right side of the drawing, and the holding plate 8 is fixed to the frame 4 by an adhesive interposed therebetween.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the X-ray image detection device according to the second embodiment.
  • the elastic body 9 used in the device of the first embodiment is not provided, and the other configuration is the same as that of the first embodiment. That is, the thickness of the scintillation overnight substrate 1 is set so that the X-ray transmissive substrate 1 a comes into contact with the holding plate 8, thereby improving the adhesion between the scintillation overnight substrate 1 and the solid-state imaging device 2. Have improved. Also in this case, a high-quality image can be obtained as described above.
  • the shielding member 7 is also a positioning part. The height of the upper surface of the positioning portion 4 a of the frame 4 is the same as the height of the upper surface of the scintillation overnight substrate 1.
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the X-ray image detection device according to the third embodiment.
  • the pressing plate 8 in the second embodiment is omitted by using the adhesive 10 described above, and the other configuration is the same as that of the second embodiment. That is, the surface of the X-ray transparent substrate 1a on the side opposite to the side of the scintillating material 1b is exposed. In this case, since there is no holding plate 8, the incidence rate of X-rays on the scintillating material 1b can be improved as compared with the second embodiment.
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the X-ray image detection device according to the fourth embodiment.
  • the upper surface of the scintillation overnight substrate 1 is set higher than the upper surface of the positioning portion 4a of the frame 4, and other configurations are the same as those of the third embodiment. Are identical.
  • the substrate 1a slightly protrudes from the positioning portion 4a, it is possible to insert the scintillating substrate 1 into the opening of the frame 4 while holding this protruding portion during manufacturing. .
  • FIG. 5 is a longitudinal sectional view of an X-ray image detection device according to a fifth embodiment.
  • the solid-state imaging device 2 is not a single semiconductor imaging device chip but a plurality of semiconductor imaging device chips 2 ′ arranged in a plane so as to be adjacent to each other. This device is different from the device of the first embodiment in this point, and other configurations are the same.
  • the mixing ratio of air bubbles is significantly increased, but this device can surely suppress this.
  • the plurality of semiconductor imaging element chips 2 ′ are provided by a single elastic body 9 so that the imaging surfaces of the plurality of semiconductor imaging element chips 2 ′ are all located on the same plane. Since the substrate is urged in the three directions, the effect can be remarkable, and the distortion of a captured image can be reduced.
  • the solid-state imaging device 2 composed of a plurality of semiconductor imaging device chips 2 can be applied to the devices of the second to fourth embodiments.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view showing an X-ray image detection device according to a sixth embodiment.
  • one of the X-ray image detection devices according to the first to fifth embodiments is housed in a housing.
  • This opening OP is closed by an X-ray transparent plate 11 attached to the inside of the upper lid HSu, and the X-ray transparent plate 11 is preferably made of polycarbonate or amorphous carbon.
  • Any one of the X-ray image detection devices according to the first to fifth embodiments is arranged immediately below the X-ray incidence opening 0 P, and the solid-state imaging device 2 is driven on the back surface side of the mount substrate 3.
  • An electronic circuit unit 12 including a drive circuit and an amplifier for amplifying a video signal from the solid-state imaging device 2 is provided.Transmission and reception of power supply, control signals, video signals, and the like to these drive circuits are provided on a side surface of the housing. Done through multiple connectors. A spacer and a stay S are interposed between the mounting board 3 and the bottom surface of the housing to secure a space in which the electronic circuit unit 12 is arranged. According to this device, since the device is housed in the housing, the electronic circuit unit 12 and the like are protected.
  • the present invention can be used for an X-ray image detection device.

Description

明細:
X線像検出装置
技術分野
本発明は、 X線像検出装置に関する。
背景技術
従来の X線像検出装置は、 特開昭 6 0— 2 3 4 6 4 5号公報及び特開平 5— 2 4 2 8 4 1号公報に記載されている。 前者は X線遮蔽性の F O P (ファイバォプ テイツクプレ一ト) 上にシンチレ一夕材料を形成し、 これを固体撮像素子上に接 着しており、 後者はシンチレ一夕材料を固体撮像素子上に直接形成している。 発明の開示
しかしながら、 前者の装置においては接着剤内の気泡によって影ができる場合 があり、 また、 後者においては固体撮像素子をシンチレ一夕材料形成環境下に配 置するため画質が劣化する可能性がある。 本発明は、 かかる課題を解決するため になされたものであり、 良好な X線画像が得られる X線像検出装置を提供するこ とを目的とする。
上述の課題を解決するため、 本 X線像検出装置は、 X線透過性基板の表面にシ ンチレ一タ材料を形成してなるシンチレ一夕基板と、 シンチレ一タ材料がその撮 像面上に配置される固体撮像素子と、 固体撮像素子が固定されると共に固体撮像 素子からの出力信号が入力される配線が形成されたマウント基板と、 固体撮像素 子を囲むようにマウント基板上に固定されると共に、 シンチレ一夕基板方向に向 かって突出しシンチレ一夕基板に少なくとも一部が当接する位置決め部を有する 枠体と、 位置決め部とマウント基板との間の空間内に位置し固体撮像素子と配線 とを接続するボンディングワイヤとを備えることを特徴とする。
X線透過性基板を透過した X線像は、 これに形成されたシンチレ一夕材料によ つて可視像に変換され、 この可視像は、 固体撮像素子の撮像面に直接入射し、 固 体撮像素子から出力される可視像の映像信号は、 位置決め部によつて保護された ボンディングワイヤを介してマウント基板上に形成された配線に出力される。 し たがって、 本装置においては良質な X線画像を得ることができる。
特に、 枠体の位置決め部が、 これの下部に位置するボンディングワイヤを保護 すると共に、 これに当接するシンチレ一夕基板の位置決め及び支持を行うので、 固体撮像素子を気泡の入る可能性がある接着剤で接着しなくてもよく、 また、 枠 体が金属からなる場合には、 固体撮像素子の読出部、 ボンディングワイヤ、 ボン デイングパッド等への X線入射を抑制する遮蔽効果を向上させる。 なお、 遮蔽率 が十分でなレ、場合は、 枠体の位置決め部のボンディングワイャ側とは反対側に X 線遮蔽性の材料からなる遮蔽材を更に設けることによって、 X線を遮蔽すること が望ましい。
なお、 位置決め部は、 その少なくとも一部がシンチレ一夕基板に当接するが、 位置決め部の内縁が長方形 (正方形を含む) であり、 シンチレ一夕基板の外縁が 長方形 (正方形を含む) である場合、 シンチレ一夕基板外縁の 2辺を、 位置決め 部内縁の 2辺に押し付ければ、 シンチレ一夕基板は位置決めされることとなり、 双方の 4辺が全て接触している必要はない。
シンチレ一夕基板は、 マウント基板の表面を水平にして用いる場合には特に固 定しなくてもよい場合があるが、 好適にはこれを固定する。 すなわち、 本装置は、 枠体の開口を塞ぐように枠体に固定された押さえ板と、 押さえ板とシンチレ一夕 基板との間に介在する弾性体とを更に備え、 弾性体はシンチレ一夕基板を固体撮 像素子方向へ付勢することが好ましい。
この場合、 シンチレ一夕基板は押さえ板及び弾性体によって固定されると共に、 固体撮像素子方向へと付勢されるので、 シンチレ一夕基板の固体撮像素子との密 着性を高めて更に良質な X線画像を得ることができる。 特に、 X線が軟 X線の場 合には、 X線透過性基板による X線透過率を僅かにでも向上させるため、 基板の 厚みは比較的薄く設定されるが、 基板の厚みが薄い場合には撓みが発生し、 これ が画像劣化の要因となる。 本装置においては、 上記のように、 付勢によって密着 性を高めているので、 基板の撓みを矯正し、 更に良質な画像を得ることができる c 弾性体を用いない場合においても、 本装置が枠体の開口を塞ぐように枠体に固 定された押さえ板を更に備え、 シンチレ一夕基板の厚みが X線透過性基板が押さ え板に接触するように設定されることとしても、 シンチレ一夕基板の密着性を向 上させることができるため、 上記と同様に良質な画像を得ることができる。
上述の密着性向上手法を用いる場合、 或いは用いない場合において、 位置決め 部とシンチレ一タ基板とは接着されていることが望ましい。 この場合、 接着によ つてシンチレ一夕基板の位置決めがより強固なものとなり、 また、 これと固体撮 像素子の撮像面との間に接着剤を用いる必要がなくなるので、 気泡による影の混 入を防止することができる。
このような接着手法を行う場合、 押さえ板を用いないこともできるので、 X線 透過性基板のシンチレ一夕材料側とは反対側の面は露出させることもできる。 し たがって、 この場合、 シンチレ一夕材料への X線入射率を向上させることができ る。
また、 シンチレ一夕材料は樹脂膜によって被覆されていることが好ましい。 こ れにより、 シンチレ一夕材料の耐湿性が向上する。 樹脂膜は一層又は多層とする ことができるが、 一層である場合にはシンチレ一夕材料で発生した可視光像の減 袞率を抑えることができる。 しかしながら、 その一方で多層被覆と比較すると、 耐湿性は劣る。 上記接着手法を用いる場合には、 位置決め部に塗布される接着剤 がシンチレ一夕材料設置空間内における防湿作用をも奏するので、 樹脂膜一層被 覆を用いた場合、 可視光像の減衰率を抑制すると共に耐湿性も向上させることが できる。
なお、 X線透過性基板は、 X線透過性ガラス又はアモルファス力一ボンからな り、 シンチレ一夕材料は柱状結晶の C s Iからなり、 樹脂膜はポリパラキシリレ ンからなることが好ましい。 更に、 大面積の X線撮像を行う場合においては、 上記固体撮像素子は、 複数の 半導体撮像素子チップを配列してなることが好ましい。 このような場合において は、 従来のように撮像面に接着剤を塗布すると、 気泡の混入率が著しく高まるが、 本装置においては、 これを確実に抑制することができる。
特に、 複数の半導体撮像素子チップ 2, の撮像面が、 全て同一平面内に位置す るように、 複数の半導体撮像素子チップは一塊の弾性体によってマウント基板 3 方向へ付勢されていると、 その効果を顕著とすると共に、 撮像される画像の歪を 低減させることができる。
図面の簡単な説明
図 1は第 1実施形態に係る X線像検出装置の縦断面図である。
図 2は第 2実施形態に係る X線像検出装置の縦断面図である。
図 3は第 3実施形態に係る X線像検出装置の縦断面図である。
図 4は第 4実施形態に係る X線像検出装置の縦断面図である。
図 5は第 5実施形態に係る X線像検出装置の縦断面図である。
図 6は第 6実施形態に係る X線像検出装置を分解して示す斜視図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明に係る X線像検出装置の実施形態について説明する。 なお、 同一 要素には同一符号を用いることとし、 重複する説明は省略する。
(第 1実施形態)
図 1は第 1実施形態に係る X線像検出装置の縦断面図である。 本装置は、 X線 透過性基板 1 aの表面にシンチレ一タ材料 1 bを形成してなるシンチレ一夕基板 1を備えている。 また、 本装置は、 シンチレ一夕材料 1 bがその撮像面上に配置 される固体撮像素子 2を備えており、 シンチレ一夕材料 l bは、 この撮像面に接 触している。 なお、 シンチレ一夕材料 1 bを樹脂膜によって被覆する場合には、 これが撮像面に接触する。 固体撮像素子 2は C C Dイメージセンサからなること としてもよいが、 本例では M O S型イメージセンサであることとする。 固体撮像素子 2は、 マウント基板 3上に固定されている。 マウント基板 3の表 面には、 固体撮像素子 2からの出力信号が入力される配線 3 aが形成されている c 更に、 本装置は、 固体撮像素子 2を囲むようにマウント基板 3上に固定された 枠体 4を備えている。 枠体 4は、 シンチレ一夕基板 1方向に向かって突出しシン チレ一夕基板 1に当接する位置決め部 4 aを有する。 シンチレ一夕基板 1の形状 は長方形又は正方形である。 位置決め部 4 aは、 シンチレ一夕基板 1の周囲 4つ の側面を取り囲んでおり、 これらの側面に接触している。
なお、 位置決め部 4 aは、 その少なくとも一部がシンチレ一夕基板 1に当接す るが、 位置決め部 4 aの内縁が長方形 (正方形を含む) であり、 シンチレ一夕基 板 1の外縁が長方形 (正方形を含む) である場合、 シンチレ一夕基板外縁の 2辺 を、 位置決め部内縁の 2辺に押し付ければ、 シンチレ一夕基板 1は位置決めされ ることとなり、 双方の 4辺が全て接触している必要はない。
位置決め部 4 aとマウント基板 3との間には空間 Sが形成されている。 空間 S 内には、 固体撮像素子 2の読出部、 マウント基板 3上の配線 3 aに繋がるボンデ イングパッド部、 固体撮像素子 2と配線 3 aとを接続するボンディングワイヤ 5 が位置する。 なお、 マウント基板 3の裏面側には固体撮像素子 3を駆動する駆動 信号を入力すると共に出力信号を読み出すコネクタ 6が取付けられている。
本装置においては、 X線透過性基板 1 a方向からシンチレ一夕材料 1 bに X線 が入射する。 X線透過性基板 1 aを透過した X線像は、 これに形成されたシンチ レー夕材料 1 bによって可視像に変換され、 この可視像は、 固体撮像素子 2の撮 像面に直接入射し、 固体撮像素子 2から出力される可視像の映像信号は、 位置決 め部 4 aによって保護されたボンディングワイヤ 5を介してマウント基板 3上に 形成された配線 3 aに入力される。 なお、 マウント基板 3上には、 固体撮像素子 2を駆動するための駆動回路、 及び固体撮像素子 2から出力された映像信号を配 線 3 aを介して受信して増幅する増幅器が配置されており、 この映像信号は X線 画像としてコネクタ 6から出力される。 本装置においては、 枠体 4の位置決め部 4 aが、 これの下部に位置するボンデ ィングワイヤ 5を保護すると共に、 これに当接するシンチレ一夕基板 1の位置決 め及び支持を行うので、 固体撮像素子 2を気泡の入る可能性がある接着剤で接着 しなくてもよく、 また、 枠体 4が金属からなる場合には、 固体撮像素子 2の読出 部、 ボンディングワイヤ 5、 ボンディングパッド等への X線入射を抑制する遮蔽 効果を向上させる。 なお、 本例においては、 枠体 4の位置決め部 4 aのボンディ ングワイヤ 5側とは反対側に X線遮蔽性の材料からなる遮蔽材 7を更に設けてお り、 X線を十分に遮蔽している。 なお、 遮蔽材 7は、 鉛からなる。
シンチレ一夕基板 1は、 マウント基板 3に固定されている。 すなわち、 本装置 は、 枠体 4の開口を塞ぐように枠体 4に固定された押さえ板 8と、 押さえ板 8と シンチレ一夕基板 1との間に介在する弾性体 9を備えており、 弾性体 9はシンチ レータ基板 1を固体撮像素子 2方向へ付勢し、 加圧している。 本例においては、 弾性体はウレ夕ン等のスポンジからなる。
この場合、 シンチレ一夕基板 1は押さえ板 8及び弾性体 9によってマウント基 板 3に固定されると共に、 固体撮像素子 2方向へと付勢されるので、 シンチレ一 夕基板 1の固体撮像素子 2との密着性を高めて更に良質な X線画像を得ることが できる。 特に、 入射 X線が軟 X線の場合には、 X線透過性基板による X線透過率 を向上させるため、 基板 1 aの厚みは比較的薄く設定される力 基板 l aの厚み が薄い場合には撓みが発生し、 これが画像劣化の要因となる。 本装置においては、 上記のように、 付勢によって密着性を高めているので、 基板 l aの撓みを矯正し、 更に良質な画像を得ることができる。
また、 位置決め部 4 aとシンチレ一夕基板 1とは接着剤 1 0によって接着され ている。 この場合、 接着によってシンチレ一夕基板 1の位置決めがより強固なも のとなり、 また、 これと固体撮像素子 2の撮像面との間に接着剤を用いる必要が なくなるので、 気泡による影の混入を防止することができる。 シンチレ一夕材料 1 bは樹旨膜 1 cによって被覆されている。 これにより、 シ ンチレ一夕材料 1 bの耐湿性が向上する。 樹脂膜 1 cは一層又は多層とすること ができるが、 一層である場合にはシンチレ一夕材料 1 bで発生した可視光像の減 衰率を抑えることができる。 しかしながら、 一層の場合、 多層被覆と比較すると、 耐湿性は劣る。 上記接着手法を用いる場合には、 位置決め部 4 aに塗布される接 着剤 1 0がシンチレ一夕材料設置空間内における防湿作用をも奏するので、 樹脂 膜一層被覆を用いた場合、 可視光像の減衰率を抑制すると共に耐湿性も向上させ ることができる。
本例において、 X線透過性基板 l aは、 X線透過性ガラス又はアモルファス力 —ボンからなり、 シンチレ一夕材料 1 bは柱状結晶の C s Iからなり、 樹脂膜は ボリパラキシリレンからなり、 X線の透過率を向上させるとともに、 高解像度の 可視光像を得ることができ、 この可視光像を低い減衰率で固体撮像素子 2に入射 させることができる。
なお、 本装置においては、 遮蔽材 7も位置決め部を構成しており、 枠体 4の位 置決め部 4 aの上面よりもシンチレ一夕基板 1の上面の方が低く設定されている。 また、 枠体 4の開口端には押さえ板位置決め用の位置決め部 4 bが設けられてお り、 この位置決め部 4 bの段差に押さえ板 8が嵌まり込む共に、 押さえ板 8の下 面は遮蔽材 7及び図面右方の位置決め部 4 aの上面に当接し、 押さえ板 8は、 こ れらの間に介在する接着剤によつて枠体 4に固定されている。
(第 2実施形態)
図 2は第 2実施形態に係る X線像検出装置の縦断面図である。 本例では、 第 1 実施形態の装置において用いた弾性体 9を備えておらず、 他の構成は第 1実施形 態と同一である。 すなわち、 シンチレ一夕基板 1の厚みは X線透過性基板 1 aが 押さえ板 8に接触するように設定されており、 これによつてシンチレ一夕基板 1 の固体撮像素子 2との密着性を向上させている。 この場合にも、 上記と同様に良 質な画像を得ることができる。 なお、 本装置においては、 遮蔽材 7も位置決め部 を構成しており、 枠体 4の位置決め部 4 aの上面とシンチレ一夕基板 1の上面と の高さは同一である。
(第 3実施形態)
図 3は第 3実施形態に係る X線像検出装置の縦断面図である。 本例では、 上述 の接着剤 1 0を用いることにより、 第 2実施形態における押さえ板 8を省略した ものであり、 他の構成は第 2実施形態と同一である。 すなわち、 X線透過性基板 1 aのシンチレ一夕材料 1 b側とは反対側の面は露出している。 この場合、 押さ え板 8が無いため、 第 2実施形態ものと比較して、 シンチレ一夕材料 1 bへの X 線入射率を向上させることができる。
(第 4実施形態)
図 4は第 4実施形態に係る X線像検出装置の縦断面図である。 本例では、 第 3 実施形態と比較して、 枠体 4の位置決め部 4 aの上面よりもシンチレ一夕基板 1 の上面の方が高く設定されており、 他の構成は第 3実施形態と同一である。 本例 の場合、 若干基板 1 aが位置決め部 4 aよりも突出するので、 製造時において、 この突出部を保持したまま、 枠体 4開口部内にシンチレ一夕基板 1を挿入するこ とができる。
(第 5実施形態)
図 5は第 5実施形態に係る X線像検出装置の縦断面図である。 本装置において は、 固体撮像素子 2は、 1つの半導体撮像素子チップからではなく、 複数の半導 体撮像素子チップ 2 ' を隣接するように平面状に配列したものからなる。 本装置 においては、 この点が第 1実施形態の装置と異なり、 他の構成は同一である。 大 面積の X線撮像を行う場合においては、 従来のように撮像面に接着剤を塗布する と、 気泡の混入率が著しく高まるが、 本装置においては、 これを確実に抑制する ことができる。
特に、 本例では、 複数の半導体撮像素子チップ 2 ' の撮像面が、 全て同一平面 内に位置するように、 複数の半導体撮像素子チップ 2 ' は一塊の弾性体 9によつ ト基板 3方向へ付勢されているので、 その効果を顕著とすると共に、 撮 像される画像の歪を低減させることができる。
なお、 固体撮像素子 2を複数の半導体撮像素子チップ 2, から構成するものは、 上記第 2乃至第 4実施形態の装置にも適用することができる。
(第 6実施形態)
図 6は第 6実施形態に係る X線像検出装置を分解して示す斜視図である。 本実 施形態においては、 第 1乃至第 5実施形態に係る X線像検出装置のいずれか 1つ をハウジング内に収容してなるものである。 このハウジングはハウジング本体 H S Lと、 これに嵌まる上蓋 H S uからなり、 上蓋 H S Uには X線入射用開口 O Pが 形成されている。 この開口 O Pは上蓋 H S uの内側に取付けられた X線透過性平 板 1 1によって塞がれており、 X線透過性平板 1 1は好適にはポリカーボネィ ト 又はアモルファスカーボンからなる。
X線入射用開口 0 Pの直下には、 第 1乃至第 5実施形態に係る X線像検出装置 のいずれか 1つが配置され、 そのマウント基板 3の裏面側には固体撮像素子 2を 駆動する駆動回路及び固体撮像素子 2からの映像信号を増幅する増幅器等を含む 電子回路ュニット 1 2が設けられ、 これらの駆動回路への供給電力や制御信号、 映像信号等の送受信はハウジング側面に設けられた複数のコネクタを介して行わ れる。 マウント基板 3とハウジングの底面との間にはスぺーサ及びステー S丁が 介在しており、 上記電子回路ュニット 1 2が配置される空間を確保している。 本 装置によれば、 ハウジング内に装置が収納されているので電子回路ユニット 1 2 等が保護される。
産業上の利用可能性
本発明は X線像検出装置に利用することができる。

Claims

請求の範囲
1 . X線透過性基板の表面にシンチレ一夕材料を形成してなるシンチレ一夕 基板と、 前記シンチレ一夕材料がその撮像面上に配置される固体撮像素子と、 前 記固体撮像素子が固定されると共に前記固体撮像素子からの出力信号が入力され る配線が形成されたマウント基板と、 前記固体撮像素子を囲むように前記マウン 卜基板上に固定されると共に、 前記シンチレ一夕基板方向に向かって突出し前記 シンチレ一夕基板に少なくとも一部が当接する位置決め部を有する枠体と、 前記 位置決め部と前記マウント基板との間の空間内に位置し前記固体撮像素子と前記 配線とを接続するボンディングワイヤとを備えることを特徴とする X線像検出装
2 . 前記枠体は金属からなることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の X 線像検出装置。
3 . 前記枠体の前記位置決め部の前記ボンディングワイヤ側とは反対側に X 線遮蔽性の材料からなる遮蔽材を更に設けたことを特徴とする請求の範囲第 1 に記載の X線像検出装置。
4 . 前記枠体の開口を塞ぐように前記枠体に固定された押さえ板と、 前記押 さえ板と前記シンチレ一タ基板との間に介在する弾性体とを更に備え、 前記弾性 体は前記シンチレ一夕基板を前記固体撮像素子方向へ付勢することを特徴とする 請求の範囲第 1項に記載の X線像検出装置。
5 . 前記枠体の開口を塞ぐように前記枠体に固定された押さえ板を更に備え、 前記シンチレ一夕基板の厚みは前記 X線透過性基板が前記押さえ板に接触するよ うに設定されることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の X線像検出装置。
6 . 前記位置決め部と前記シンチレ一夕基板とは接着されていることを特徴 とする請求の範囲第 1項に記載の X線像検出装置。
7 . 前記 X線透過性基板の前記シンチレ一夕材料側とは反対側の面は露出し ていることを特徴とする請求の範囲第 6項に記載の X線像検出装置。
8 . 前記シンチレ一夕材料は樹脂膜によって被覆されていることを特徴とす る請求の範囲第 1項に記載の X線像検出装置。
9 . 前記 X線透過性基板は、 X線透過性ガラス又はアモルファス力一ボンか らなり、 前記シンチレ一夕材料は柱状結晶の C s Iからなり、 前記樹脂膜はポリ パラキシリレンからなることを特徴とする請求の範囲第 8項に記載の X線像検出
1 0 . 前記固体撮像素子は、 複数の半導体撮像素子チッブを配列してなるこ とを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の X線像検出装置。
1 1 . 前記複数の半導体撮像素子チップの撮像面が、 全て同一平面内に位置す るように、 前記複数の半導体撮像素子チップは一塊の弾性体によつて前記マゥン ト基板方向へ付勢されていることを特徴とする請求の範囲第 1 0項に記載の X線
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