WO2015068348A1 - 放射線撮像装置および放射線撮像システム - Google Patents

放射線撮像装置および放射線撮像システム Download PDF

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WO2015068348A1
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partition
substrate
radiation imaging
imaging apparatus
substrates
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PCT/JP2014/005389
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Inventor
航太 西部
井上　正人
竹田　慎市
覚 澤田
石井　孝昌
大希 武井
Original Assignee
キヤノン株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G01T1/2002—Optical details, e.g. reflecting or diffusing layers

Definitions

  • the present invention relates to a radiation imaging apparatus and a radiation imaging system for detecting radiation.
  • the present invention relates to a radiation imaging apparatus and a radiation imaging system used for a medical image diagnostic apparatus, an analysis apparatus, and the like.
  • Patent Document 1 discloses a technique in which a phosphor is divided by a partition member formed by a silicon etching technique to reduce light scattering in the phosphor.
  • the maximum size of the silicon wafer is 30 cm in diameter.
  • a silicon wafer partition substrate is employed in a large radiation imaging apparatus having a size of about 40 cm ⁇ 40 cm at the maximum, a plurality of partition substrates are cut out from the silicon wafer and the plurality of partition substrates are imaged. It is pasted on the panel.
  • the plurality of partition boards bonded to the imaging panel may cause a reduction in sensitivity of the imaging panel, and there is room for examination.
  • an object of the present invention is to suppress a decrease in sensitivity distribution in a radiation imaging apparatus having a structure in which a plurality of partition boards are bonded to an imaging panel.
  • the present invention provides an imaging substrate in which a plurality of photoelectric conversion elements are arranged in a matrix, a plurality of partition substrates divided into a plurality of partitions by a partition member at a predetermined pitch, and formed in the partitions.
  • the plurality of partition wall substrates are arranged so that the pitch of the partitions is constant.
  • 1 is a schematic configuration diagram of a radiation imaging apparatus according to a first embodiment of the present invention. It is a top view of the image pick-up panel concerning a 1st embodiment of the present invention. It is sectional drawing of the radiation imaging device which concerns on 1st Embodiment of this invention.
  • 1 is a plan view of a radiation imaging apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • 1 is a plan view of a radiation imaging apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • It is sectional drawing of the radiation imaging device which concerns on 2nd Embodiment of this invention.
  • It is a top view of the radiation imaging device concerning a 2nd embodiment of the present invention.
  • the radiation imaging apparatus 100 includes an imaging substrate 230, an adhesive material 300, and a partition panel 400.
  • the imaging substrate 230 includes a plurality of photoelectric conversion elements arranged in a matrix, and converts the light converted by the phosphor into an electrical signal.
  • a material for the imaging substrate 230 glass, heat-resistant plastic, or the like can be used.
  • the photoelectric conversion element for example, a PIN sensor or MIS sensor using amorphous silicon can be used.
  • the partition panel 400 includes a plurality of partition substrates 411 and 412, an adhesive material 420, and a base 430.
  • adjacent partition substrates 411 and 412 are denoted by different reference numerals, but these partition substrates 411 and 412 have a common configuration.
  • the partition substrates 411 and 412 are manufactured by forming a plurality of sections divided at a predetermined pitch by etching on a silicon wafer, and then cutting into smaller sizes by dicing.
  • a material containing a semiconductor such as silicon can be used as the material of the partition panel 400.
  • any material that is highly reflective and highly light-shielding and can be etched with a high aspect ratio can be used as appropriate.
  • Each partition of the partition wall substrates 411 and 412 is filled with a phosphor 440.
  • the phosphor material include gadolinium oxysulfide doped with terbium.
  • each section of the partition panel 400 is filled with a phosphor 440 and converts incident radiation into a wavelength that can be detected by the photoelectric conversion element.
  • the converted light is converted into an electric signal by the photoelectric conversion element, and an image is generated based on the converted electric signal.
  • the imaging substrate 230 includes a plurality of pixels 231 arranged in a matrix.
  • the outline of the pixel is shown by a solid line, but such a solid line does not exist in the actual imaging substrate 230.
  • Each pixel 231 includes a photoelectric conversion element 232.
  • the distance between adjacent photoelectric conversion elements 232 is maintained at the distance P. By maintaining the distance P, it is possible to reduce distortion of the obtained image.
  • the distance P is a distance between the centers of gravity of adjacent photoelectric conversion elements.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration example of the radiation imaging apparatus 100 according to the first embodiment.
  • Walls 415 that are examples of partition members are formed on the partition substrates 411 and 412.
  • the partition substrates 411 and 412 are divided into a plurality of sections by a wall 415 (partition member).
  • the thickness of the wall 415 is about 10 ⁇ m.
  • Adjacent partition wall substrates 411 and 412 are tiled at a predetermined distance so that the partition pitch at the boundary is constant (the same pitch as the non-boundary portion).
  • the plurality of partition substrates 411 and 412 are arranged so that the partition pitch is substantially constant across the plurality of partition substrates 411 and 412.
  • substrate 411 and 412 can be made to respond
  • the walls 415 of the partition substrates 411 and 412 are arranged between the adjacent photoelectric conversion elements 232.
  • the center of gravity of the phosphor 440 formed in each section of the partition wall substrates 411 and 412 corresponds to the corresponding photoelectric conversion element 232. Is placed directly above. For this reason, the fall of sensitivity distribution can be suppressed. In addition, since a sufficient margin for tiling is ensured, it is possible to suppress a decrease in sensitivity distribution caused by the wall 415 riding on the photoelectric conversion element.
  • the partition substrates 411 and 412 are bonded to the imaging substrate 230 via the adhesive material 300, and then the phosphor 440 is formed. And the base 430 is bonded together via the adhesive material 420 on it.
  • the thickness of the partition wall substrate is 1700 ⁇ m or less. Under the tube voltage actually used in the medical field, the X-ray absorption rate reaches 100% when the thickness of the phosphor is approximately 1700 ⁇ m. That is, since the X-ray absorption rate does not change even if the film thickness is increased further, the thickness of the partition wall substrate is set to a value of 1700 ⁇ m or less.
  • FIG. 4 is a schematic plan view of the radiation imaging apparatus 100.
  • the adhesive material 300, the adhesive material 420, the base 430, and the phosphor 440 are omitted.
  • walls 415 of partition wall substrates 411 and 412 are disposed between adjacent photoelectric conversion elements 232.
  • the partition substrates 411 and 412 are tiled so that the pitch between the partitions is constant including the boundary between the adjacent partition substrates 411 and 412.
  • FIG. 5 is a schematic plan view of the radiation imaging apparatus 100, and is a modification of the arrangement of the plurality of partition wall substrates 411 and 412.
  • FIG. 5 for convenience of explanation, the adhesive material 300, the adhesive material 420, the base 430, and the phosphor 440 are omitted.
  • the plurality of partition wall substrates 411 and 412 are arranged so that the partitions formed in them are constant. That is, it is only necessary that the partition pitch is constant at the boundary between the adjacent partition wall substrates 411 and 412 and the other portions. For this reason, as shown in FIG. 5, the edge part of the some partition board
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the radiation imaging apparatus 100 according to the second embodiment
  • FIG. 7 is a schematic plan view.
  • the adhesive material 300, the adhesive material 420, the base 430, and the phosphor 440 are omitted.
  • the operation principle of the radiation imaging apparatus 100 and the arrangement of the photoelectric conversion elements 232 in the imaging substrate 230 are the same as in the first embodiment. Therefore, the description is omitted. Further, the same symbols are attached to the same components as those in the first embodiment.
  • a protrusion 416 as a partition member is provided at the end of the adjacent partition substrates 411 and 412.
  • a method of providing the protrusions 416 a method of forming a silicon wafer by etching can be applied as in the formation of the wall 415. Then, after forming the protruding portion 416 by etching, dicing is performed. Thereby, the partition board
  • partition wall substrates 411 and 412 are tiled at intervals described in the first embodiment, and phosphors are formed. Due to the presence of the protrusions 416, light scattering can be suppressed between the adjacent partition wall substrates 411 and 412. For this reason, degradation of local sharpness can be suppressed.
  • the protrusions 416 are formed at the same pitch as the walls 415.
  • the protrusions 416 of the partition wall substrates 411 and 412 are formed so as not to interfere with each other in the tiling state.
  • the protruding portion 416 is formed so as not to contact the tip of the protruding portion 416 of the adjacent partition wall substrates 411 and 412 in a state where the partition wall substrates 411 and 412 are tiled.
  • FIG. 8 shows a schematic configuration of a radiation imaging apparatus 100 according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view illustrating a configuration example of the radiation imaging apparatus 100 according to the third embodiment.
  • the third embodiment is different from the first and second embodiments described above in that the plurality of imaging substrates 230 form one imaging surface.
  • An example of such an imaging substrate 230 is a CMOS sensor using crystalline silicon.
  • the plurality of imaging substrates 230 are connected to the base 210 via the adhesive material 220.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration example of the radiation imaging apparatus 100 according to the third embodiment
  • FIG. 10 is a schematic plan view.
  • the adhesive material 300, the adhesive material 420, the base 430, and the phosphor 440 are omitted.
  • the operation principle of the radiation imaging apparatus 100 and the arrangement of the photoelectric conversion elements 232 on the imaging substrate 230 are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted. Further, the same symbols are attached to the same components as those in the first embodiment.
  • the plurality of partition substrates 411 and 412 are tiled on the plurality of imaging substrates 230.
  • alternate long and short dash lines indicate the outlines of the plurality of imaging substrates 230.
  • the walls 415 of the partition wall substrates 411 and 412 are arranged between the adjacent imaging substrates 230 in a plan view (as viewed in the direction of arrow Z in FIG. 9). Then, the partition substrates 411 and 412 are tiled so that the partition pitch is constant even at the boundary.
  • the partition substrates 411 and 412 are tiled so that the partition pitch is constant even at the boundary.
  • FIG. 11 is a schematic plan view showing a modification of the third embodiment. Also in FIG. 11, for convenience of explanation, the adhesive material 300, the adhesive material 420, the base 430, and the phosphor 440 are omitted. In FIG. 11, alternate long and short dash lines indicate the outlines of a plurality of imaging substrates. In the modification shown in FIG. 11, as compared with the positional relationship shown in FIG. 10, the partition substrates 411 and 412 and the imaging substrate 230 are shifted by one pixel in each of the vertical and horizontal directions. In the third embodiment, it is only necessary that the partition pitch of the partition wall substrates 411 and 412 is constant including the boundary. For this reason, the structure as shown in FIG. 11 is also included in the third embodiment.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of the radiation imaging apparatus 100 according to the fourth embodiment
  • FIG. 13 is a schematic plan view.
  • the adhesive material 300, the adhesive material 420, the base 430, and the phosphor 440 are omitted.
  • alternate long and short dash lines indicate the outlines of the plurality of imaging substrates 230.
  • the operation principle of the radiation imaging apparatus 100 and the arrangement of the photoelectric conversion elements 232 in the imaging substrate 230 are the same as those in the first embodiment. Therefore, the description is omitted. Further, the same symbols are attached to the same components as those in the first embodiment.
  • the imaging surface is formed by a plurality of imaging substrates 230, as in the third embodiment.
  • the plurality of partition wall substrates 411 and 412 are tiled on the imaging surface formed by the plurality of imaging substrates 230.
  • the partition wall substrates 411 and 412 are tiled so that the wall 415 is disposed between the imaging substrates 230 in a plan view.
  • the partition substrates 411 and 412 are tiled so that the pitch between the partitions is constant.
  • the wall 415 as a partition member since the wall 415 as a partition member does not exist between the adjacent partition substrates 411 and 412, there are a plurality of rows and columns in which sharpness deteriorates locally. Therefore, in the second embodiment, in order to prevent the deterioration of the sharpness, the protrusions 416 as the partition members are provided at the ends of the adjacent partition substrates 411 and 412. However, tiling of the partition substrates 411 and 412 having the protrusions 416 becomes difficult as the distance P between the photoelectric conversion elements 232 becomes shorter. Therefore, in the fourth embodiment, the protrusions 417 are formed at each of the end portions of the adjacent partition wall substrates 411 and 412 at a pitch twice as large as the partition pitch.
  • the partition wall substrates 411 and 412 are tiled so that the protrusions 417 of the adjacent partition wall substrates 411 and 412 are alternately arranged. Note that the method of creating the partition substrates 411 and 412 having the protrusions 417 is the same as that in the second embodiment, and therefore will be omitted.
  • the protruding amount of the protrusion 417 is defined by the dicing accuracy and the tiling accuracy of the partition wall substrates 411 and 412. For example, if the dicing accuracy is ⁇ 5 ⁇ m and the tiling accuracy is ⁇ 5 ⁇ m, a protrusion amount of about 25 ⁇ m can be applied. Since the process after tiling of the partition substrates 411 and 412 is the same as that of the above-described embodiment, the description thereof is omitted.
  • FIG. 14 is a schematic plan view showing a modification of the fourth embodiment. Also in FIG. 14, for convenience of explanation, the adhesive material 300, the adhesive material 420, the base 430, and the phosphor 440 are omitted. In FIG. 14, the alternate long and short dash line indicates the outline of the imaging substrate 230.
  • projections 417 are formed on the partition substrate 411 at the end (for example, three sides of the four sides) facing the adjacent partition substrate 412.
  • the partition substrate 412 is not formed with the protrusion 417 at the end facing the adjacent partition substrate 411.
  • the length of the projection 417 is shorter than the pitch of the sections, and the partition boards 41 and 412 do not interfere with each other in tiling.
  • the partition substrate 411 on which the protrusions 417 are formed and the partition substrate 412 on which the protrusions are not formed are alternately arranged. Even with such a configuration, since the protrusions 417 as the partition members are provided in the rows and columns located at the boundary between the adjacent partition substrates 411 and 412, it is possible to suppress the deterioration of the sharpness in these rows and columns.
  • FIG. 15 A configuration example of the radiation imaging apparatus 100 according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG.
  • an arrangement method of the partition substrates 413 and 414 is described.
  • the central portion of the effective pixel region is often used for diagnosis. For this reason, it is desirable that the sharpness of the central portion is particularly high.
  • sharpness deterioration in the central portion of the effective pixel region and in the vicinity thereof is suppressed. That is, as shown in FIG. 15, a large partition wall substrate 413 is arranged in the central portion, and a small partition wall substrate 414 having a size smaller than that of the large partition wall substrate 413 is arranged around the center.
  • FIG. 15 A configuration example of the radiation imaging apparatus 100 according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG.
  • an arrangement method of the partition substrates 413 and 414 is described.
  • the central portion of the effective pixel region is often used for diagnosis. For this reason, it is desirable that the sharpness of the central portion is particularly high.
  • the effective pixel area is 40 cm ⁇ 40 cm, and a large partition substrate 413 having a size of 20 cm ⁇ 20 cm is disposed at the center thereof. Further, 30 pieces of small-sized partition boards 414 of 2 cm ⁇ 20 cm are arranged in the peripheral portion.
  • the dimensions of the partition substrates 413 and 414 are not limited to this, and a large partition substrate 413 and a small partition substrate 414 having different dimensions may be used.
  • the imaging substrate 230 is omitted, but a configuration in which one imaging surface is formed by a plurality of imaging substrates 230, and one imaging surface is formed by one imaging substrate 230. It may be configured.
  • FIG. 16 is a schematic diagram illustrating an example of an embodiment of an X-ray diagnostic system (radiation imaging system 1) of a radiation detection apparatus.
  • X-rays 621 as radiation generated by the X-ray tube 620 (radiation source) pass through the chest 611 of the subject or patient 610 and enter the radiation imaging apparatus 100 according to the embodiment of the present invention.
  • the incident X-ray includes information inside the body of the patient 610.
  • the phosphor 440 emits light in response to the incidence of X-rays, and the photoelectric conversion element 232 performs photoelectric conversion.
  • an electrical signal including information inside the body is obtained.
  • the radiation imaging apparatus 100 converts the electrical signal into a digital signal and transmits the digital signal to the image processor 630 serving as a signal processing unit.
  • the image processor 630 performs image processing on the electrical signal and transmits it to the display 641 serving as display means in the control room. Thereby, the examiner can observe the contents of the electrical signal using the display 641.
  • the radiation imaging system 1 includes at least a detection device and signal processing means for processing a signal from the detection device.
  • the radiation imaging apparatus 100 functions as an example of a detection apparatus
  • the image processor 630 functions as an example of a signal processing unit.
  • the image processor 630 can transfer the electrical signal to a remote place via a transmission processing means such as a telephone line 650.
  • a display 642 which is a display means such as a doctor room in a place different from the X-ray room can display the contents of the transferred electrical signal.
  • recording means such as an optical disk can store the transferred electrical signal.
  • the film processor 660 serving as a recording unit can record the transferred electrical signal on a film 661 serving as a recording medium.
  • 100 radiation imaging apparatus
  • 200 imaging panel
  • 210 base
  • 220 adhesive material
  • 230 imaging substrate
  • 231 pixel
  • 232 photoelectric conversion element
  • 300 adhesive material
  • 400 partition panel
  • 411, 412 413, 414 partition wall substrate
  • 415 wall (partition wall member)
  • 416, 417 protrusion
  • 420 adhesive
  • 430 base
  • 440 phosphor
  • 500 radiation
  • 610 patient or subject
  • 611 Chest of patient or subject
  • 620 X-ray tube
  • 621 X-ray
  • 630 image processor (signal processing means), 641, 642: display (display means), 650: telephone line (transmission processing means), 660: Film processor (recording means), 661: Film (recording medium)

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Abstract

　放射線撮像装置１００は、複数の光電変換素子２３２がマトリクス状に配置された撮像基板２３０と、壁４１５により複数の区画に所定のピッチで分割された複数の隔壁基板４１１，４１２と、区画に形成された蛍光体４４０とを有し、複数の隔壁基板４１１，４１２は、区画のピッチが一定となるよう配置されている。

Description

放射線撮像装置および放射線撮像システム
　本発明は、放射線を検出する放射線撮像装置および放射線撮像システムに関する。特には、医療画像診断装置や分析装置等に用いられる放射線撮像装置および放射線撮像システムに関する。
　デジタル方式の放射線撮像装置は、患者を通過した放射線を蛍光体で可視光に変換し、撮像基板上に配置された光電変換素子などの変換素子により可視光を電気信号に変換することで画像データを取得する。このような放射線撮像装置においては、患者の身体情報をより正確に検出するため、鮮鋭度が高いことが望ましい。そこで、特許文献１には、シリコンエッチング技術により形成された隔壁部材により蛍光体を区分し、蛍光体内での光散乱を低減させる技術が知られている。
　ところで、シリコンウェハの大きさは最大で直径３０ｃｍである。このため、最大で４０ｃｍ×４０ｃｍ程度の大きさを持つ大型の放射線撮像装置にシリコンウェハ製の隔壁基板を採用する場合には、シリコンウェハから複数の隔壁基板を切り出し、これら複数の隔壁基板を撮像パネルに貼り合わせている。しかしながら、場合によっては、撮像パネルに張り合わされた複数の隔壁基板は撮像パネルの感度低下をまねくおそれがあり、検討の余地がある。
米国特許第６７４４０５２号明細書
　上述の実情に鑑み、本発明は、複数の隔壁基板を撮像パネルに貼り合わせた構造を有する放射線撮像装置において、感度分布の低下を抑制することを目的とする。
　上記課題に鑑みて、本発明は、複数の光電変換素子がマトリクス状に配置された撮像基板と、隔壁部材により複数の区画に所定のピッチで分割された複数の隔壁基板と、前記区画に形成された蛍光体とを有する放射線撮像装置であって、前記複数の隔壁基板は、前記区画のピッチが一定となるよう配置されていることを特徴とする。
　上記手段により、複数の隔壁基板を撮像パネルに貼り合わせた構造を有する放射線撮像装置において、感度分布の低下を抑制できる。
本発明の第１実施形態に係る放射線撮像装置の概略構成図である。 本発明の第１実施形態に係る撮像パネルの平面図である。 本発明の第１実施形態に係る放射線撮像装置の断面図である。 本発明の第１実施形態に係る放射線撮像装置の平面図である。 本発明の第１実施形態に係る放射線撮像装置の平面図である。 本発明の第２実施形態に係る放射線撮像装置の断面図である。 本発明の第２実施形態に係る放射線撮像装置の平面図である。 本発明の第３実施形態に係る放射線撮像装置の概略構成図である。 本発明の第３実施形態に係る放射線撮像装置の断面図である。 本発明の第３実施形態に係る放射線撮像装置の平面図である。 本発明の第３実施形態に係る放射線撮像装置の平面図である。 本発明の第４実施形態に係る放射線撮像装置の断面図である。 本発明の第４実施形態に係る放射線撮像装置の平面図である。 本発明の第４実施形態に係る放射線撮像装置の平面図である。 本発明の第５実施形態に係る放射線撮像装置の平面図である。 本発明の放射線撮像装置の放射線撮像システムを例示する概略構成図である。
　添付の図面を参照しつつ、本発明の各実施形態について説明する。以下では、本発明の各実施形態として、医療画像診断装置、分析装置等に用いられる放射線撮像装置を例に示して説明する。本発明において、光は可視光及び赤外線を含み、放射線はＸ線、α線、β線およびγ線を含む。なお、各実施形態において共通の要素には同一の参照符号を付し、重複する説明を省略する。
（第１の実施形態）
　図１を参照して、本発明の第１実施形態に係る放射線撮像装置１００の概略構成例を説明する。放射線撮像装置１００は、撮像基板２３０と、粘着材３００と、隔壁パネル４００とを備える。なお、図１においては説明のため、撮像基板２３０と隔壁パネル４００とが分離している状態を示すが、実際には粘着材３００を介して接続されている。撮像基板２３０は、マトリクス状に配置された複数の光電変換素子を備えており、蛍光体で変換された光を電気信号に変換する。撮像基板２３０の材料には、ガラスや耐熱プラスチックなどを用いることができる。光電変換素子には、例えば、非結晶シリコンを用いたＰＩＮ型センサやＭＩＳ型センサを用いることができる。隔壁パネル４００は、複数の隔壁基板４１１，４１２と、粘着材４２０と、基台４３０とを含む。なお、説明の便宜上、隣り合う隔壁基板４１１，４１２には異なる符号を付してあるが、これらの隔壁基板４１１，４１２は、共通の構成を有する。隔壁基板４１１，４１２は、シリコンウェハにエッチングによって所定のピッチで分割された複数の区画を形成し、その後、ダイシングにより小さいサイズに切り出すことによって製作される。隔壁パネル４００の材料は、たとえばシリコンなどの半導体が含まれる材料が適用できる。ただし、高反射かつ遮光性の高い材料で、高いアスペクト比でのエッチングが可能な材料であれば、適宜用いることができる。たとえば、半導体のほかに金属が含まれる材料が適用できる。隔壁基板４１１，４１２の各区画には蛍光体４４０が充填されている。蛍光体の材料としては、酸硫化ガドリニウムにテルビウムをドープしたものが例として挙げられる。
　撮影の際には、矢印５００の方向から放射線を曝射し、被写体による減衰を受けた放射線を隔壁パネル４００に入射させる。隔壁パネル４００の各区画には蛍光体４４０が充填されており、入射した放射線を光電変換素子が検出可能な波長に変換する。変換された光は光電変換素子にて電気信号に変換され、変換された電気信号をもとに画像が生成される。
　図２を参照して、撮像基板２３０に形成された光電変換素子の配置について説明する。撮像基板２３０は、複数のマトリクス状に配置される画素２３１を有する。なお、図２においては説明のため、画素の輪郭を実線で示しているが、実際の撮像基板２３０には、このような実線は存在しない。各々の画素２３１は、光電変換素子２３２を有する。隣り合う光電変換素子２３２どうしの間隔は、いずれも距離Ｐに維持されている。距離Ｐを維持することで、得られる画像の歪み等を軽減することができる。なお、ここでは、距離Ｐは隣接する光電変換素子の重心の間の距離とする。
　図３を参照して、放射線撮像装置１００の断面構造について説明する。図３は、第１の実施形態に係る放射線撮像装置１００の構成例を示す断面模式図である。隔壁基板４１１，４１２には、隔壁部材の例である壁４１５が形成される。そして隔壁基板４１１，４１２は、壁４１５（隔壁部材）によって、複数の区画に分割される。壁４１５の厚さは１０μｍ程度である。そして、隣り合う隔壁基板４１１，４１２は、境界における区画のピッチが一定となるように（境界でない部分と同じピッチとなるように）、所定の距離をおいてタイリングされる。すなわち、複数の隔壁基板４１１及び４１２に跨って、区画のピッチが略一定となるように、複数の隔壁基板４１１及び４１２が配置されている。このようにすることによって、複数の隔壁基板４１１及び４１２に跨って設けられた区画のピッチを、光電変換素子の距離Ｐと対応させることができ、光電変換素子の距離Ｐと略一対一と（略等しく）することができる。そして、タイリングの際は、隣り合う光電変換素子２３２どうしの間に隔壁基板４１１，４１２の壁４１５を配置する。このように配置にすることで、隔壁基板４１１，４１２の各区画中（隔壁部材の例である壁４１５に囲まれた領域）に形成された蛍光体４４０の重心が、対応する光電変換素子２３２の真上に配置される。このため、感度分布の低下を抑制できる。また、タイリングのマージンも十分確保されるため、壁４１５が光電変換素子に乗り上げることで生じる感度分布の低下も抑制できる。隔壁基板４１１，４１２が粘着材３００を介して撮像基板２３０上に貼り合わされ、その後に蛍光体４４０が形成される。そしてその上に、粘着材４２０を介して基台４３０が貼り合わせられる。なお、隔壁基板の厚さは１７００μｍ以下の値をとる。実際に医療現場において使用する管電圧下においては、蛍光体の厚さがおおよそ１７００μｍであるとＸ線吸収率が１００％に達する。すなわち、これ以上膜厚を大きくしてもＸ線吸収率に変化がないため、隔壁基板の厚さを１７００μｍ以下の値とする。
　図４は、放射線撮像装置１００の平面模式図である。図４では、説明の便宜上、粘着材３００と、粘着材４２０と、基台４３０と、蛍光体４４０とを省略してある。本実施形態においては、隣り合う光電変換素子２３２どうしの間に隔壁基板４１１，４１２の壁４１５が配置されている。そして、隔壁基板４１１，４１２は、区画のピッチが、隣り合う隔壁基板４１１，４１２どうしの境界を含めて一定となるようにタイリングされている。
　図５は、放射線撮像装置１００の平面模式図であり、複数の隔壁基板４１１，４１２の配置の変形例である。図５においても、説明の便宜上、粘着材３００と、粘着材４２０と、基台４３０と、蛍光体４４０とを省略してある。第１の実施形態においては、複数の隔壁基板４１１，４１２は、それらに形成される区画が一定になるように配置される。すなわち、隣り合う隔壁基板４１１，４１２の境界とそれ以外の部分とにおいて、区画のピッチが一定であればよい。このため、図５に示すように、複数の隔壁基板４１１，４１２の端部は揃っていなくてもよい。
（第２の実施形態）
　図６と図７を参照して、第２実施形態に係る放射線撮像装置１００の構成例を説明する。図６は、第２の実施形態に係る放射線撮像装置１００の断面模式図であり、図７は平面模式図である。なお、図７においては、説明の便宜上、粘着材３００と、粘着材４２０と、基台４３０と、蛍光体４４０とを省略してある。放射線撮像装置１００の動作原理や、撮像基板２３０中の光電変換素子２３２の配置に関しては、第１実施形態と同様である。このため説明を省略する。また、第１実施形態と共通の構成には同じ記号を付す。
　前述の第１の実施形態では、隣り合う隔壁基板４１１，４１２どうしの間には壁４１５が存在しない。このため、鮮鋭度が局所的に劣化する行と列が存在する。そこで、第２の実施形態では、鮮鋭度の劣化を抑制するために、隣り合う隔壁基板４１１，４１２の端部に、隔壁部材としての突起部４１６が設けられる。突起部４１６を設ける方法としては、壁４１５の形成と同様に、シリコンウェハにエッチングにより形成する方法が適用できる。そして、エッチングにより突起部４１６を形成したのち、ダイシングを行う。これにより、突起部４１６を有する隔壁基板４１１，４１２を製作できる。その後、第１の実施形態に記載の間隔で隔壁基板４１１，４１２をタイリングし、蛍光体の形成を行う。突起部４１６の存在により、隣り合う隔壁基板４１１，４１２の間においても、光の散乱を抑制することができる。このため、局所的な鮮鋭度の劣化を抑制することができる。
　図６と図７に示すように、本実施形態においては、突起部４１６は、壁４１５と同じピッチで形成される。そして、隔壁基板４１１，４１２の突起部４１６は、タイリングされた状態で互いに干渉しないように形成される。たとえば、突起部４１６は、隔壁基板４１１，４１２がタイリングされた状態で、隣り合う隔壁基板４１１，４１２の突起部４１６先端に接触しないように形成される。
（第３の実施形態）
　図８は、本発明の第３実施形態に係る放射線撮像装置１００の概略構成を示す。図８は、第３の実施形態に係る放射線撮像装置１００の構成例を示す分解斜視図である。第３の実施形態は、前述の第１および第２の実施形態と比較して、複数の撮像基板２３０が１つの撮像面を形成するという構成が異なる。このような撮像基板２３０の例としては、結晶シリコンを用いたＣＭＯＳセンサが挙げられる。これら複数の撮像基板２３０は、基台２１０に粘着材２２０を介して接続されている。
　図９と図１０を参照して、本発明の第３実施形態の構成例を詳細に説明する。図９は、第３の実施形態に係る放射線撮像装置１００の構成例を示す断面模式図であり、図１０は平面模式図である。図１０においては、説明の便宜上、粘着材３００と、粘着材４２０と、基台４３０と、蛍光体４４０とは省略してある。放射線撮像装置１００の動作原理や、撮像基板２３０の光電変換素子２３２の配置は、第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。また、第１の実施形態と共通の構成には同じ記号を付す。
　第３の実施形態においては、複数の隔壁基板４１１，４１２が複数の撮像基板２３０上にタイリングされる。図１０において、一点鎖線が、複数の撮像基板２３０の輪郭を示す。タイリングの際は、平面視において（図９の矢印Ｚ方向視において）、隣り合う撮像基板２３０どうしの間に隔壁基板４１１，４１２の壁４１５を配置する。そして、隔壁基板４１１，４１２を、境界においても区画のピッチが一定となるようにタイリングする。第１および第２の実施形態で述べたように、このようにタイリングを行うことで、感度分布の低下を抑制できる。
　図１１は、第３の実施形態の変形形態を示す平面模式図である。図１１においても、説明の便宜上、粘着材３００と、粘着材４２０と、基台４３０と、蛍光体４４０とを省略している。図１１において、一点鎖線が、複数の撮像基板の輪郭を示す。図１１に示す変形形態では、図１０に示される位置関係と比較して、隔壁基板４１１，４１２と撮像基板２３０とが縦横それぞれ１画素ずつずれている。第３の実施形態においては、隔壁基板４１１，４１２の区画のピッチが境界を含めて一定になればよい。このため、図１１に示すような構造も第３の実施形態に含まれる。
（第４の実施形態）
　図１２と図１３を参照して、第４実施形態に係る放射線撮像装置１００の構成例を説明する。図１２は、第４の実施形態に係る放射線撮像装置１００の断面模式図であり、図１３は平面模式図である。図１３においては、説明の便宜上、粘着材３００と、粘着材４２０と、基台４３０と、蛍光体４４０とを省略してある。また、図１３において、一点鎖線は、複数の撮像基板２３０の輪郭を示す。放射線撮像装置１００の動作原理や、撮像基板２３０中の光電変換素子２３２の配置は、第１の実施形態と同様である。このため説明を省略する。また、第１の実施形態と共通の構成には同じ記号を付す。
　第４の実施形態においては、第３の実施形態と同様に、撮像面が複数の撮像基板２３０により形成される。そして、複数の撮像基板２３０で形成された撮像面上に、複数の隔壁基板４１１，４１２がタイリングされる。第４の実施形態においても、前述の実施形態と同様に、隔壁基板４１１，４１２は、平面視において撮像基板２３０の間に壁４１５が配置されるようにタイリングされる。かつ、隔壁基板４１１，４１２は、区画のピッチが一定となるようにタイリングされる。
　第１の実施形態では、隣り合う隔壁基板４１１，４１２どうしの間には隔壁部材としての壁４１５が存在しないため、局所的に鮮鋭度が劣化する行と列が複数存在する。そこで、第２の実施形態では、鮮鋭度の劣化を防ぐために、隣り合う隔壁基板４１１，４１２の端部に隔壁部材としての突起部４１６を設けた。ただし、突起部４１６を有する隔壁基板４１１，４１２のタイリングは、光電変換素子２３２どうしの距離Ｐが短くなるにつれて難しくなる。そこで第４の実施形態においては、隣り合う隔壁基板４１１，４１２の端部のそれぞれに、区画のピッチの二倍のピッチで突起部４１７を形成する。そして、隣り合う隔壁基板４１１，４１２の突起部４１７が交互に並ぶように、隔壁基板４１１，４１２がタイリングされる。なお、突起部４１７を有する隔壁基板４１１，４１２の作成方法は、第２の実施形態と同様であるので省略する。突起部４１７の突き出し量は、ダイシング精度と隔壁基板４１１，４１２のタイリング精度により規定される。たとえば、ダイシング精度が±５μｍであり、タイリング精度が±５μｍであれば、突き出し量は２５μｍ程度が適用できる。隔壁基板４１１，４１２のタイリング後のプロセスは、前述の実施形態と同じであるので省略する。
　図１４は、第４の実施形態の変形形態を示す平面模式図である。図１４においても、説明の便宜上、粘着材３００と、粘着材４２０と、基台４３０と、蛍光体４４０とを省略してある。また、図１４において、一点鎖線は、撮像基板２３０の輪郭を示す。図１４に示す変形形態では、隔壁基板４１１には、隣り合う隔壁基板４１２に対向する端部（たとえば四辺のうちの三辺）に突起部４１７が形成される。一方、隔壁基板４１２には、隣り合う隔壁基板４１１に対向する端部に突起部４１７が形成されない。突起部４１７の長さは区画のピッチよりも短く、タイリングにおいて隔壁基板４１，４１２どうしが干渉しない。そして、突起部４１７が形成される隔壁基板４１１と、突起部が形成されない隔壁基板４１２とが、交互に並べて配置される。このような構成によっても、隣り合う隔壁基板４１１，４１２どうしの境界に位置する行と列に隔壁部材としての突起部４１７が設けられるため、これらの行と列における鮮鋭度の劣化を抑制できる。
（第５の実施形態）
　図１５を参照して、第５の実施形態に係る放射線撮像装置１００の構成例を説明する。第５の実施形態では、隔壁基板４１３，４１４の配置方法について説明している。放射線撮像装置では、有効画素領域の中心部分を診断に用いることが多い。このため、特にこの中心部分の鮮鋭度が高いことが望ましい。第５の実施形態においては、有効画素領域の中心部分およびその付近の鮮鋭度劣化を抑制する形態である。すなわち、図１５に示すように、中心部分に大判の隔壁基板４１３が配置され、その周辺に大判の隔壁基板４１３よりもサイズが小さい小判の隔壁基板４１４が並べられる。図１５においては、有効画素領域を４０ｃｍ×４０ｃｍとし、その中心部分に２０ｃｍ×２０ｃｍの大判の隔壁基板４１３が配置される。さらに周辺部分は、２ｃｍ×２０ｃｍの小判の隔壁基板４１４を３０枚配置される。なお、隔壁基板４１３，４１４の寸法はこの限りではなく、異なる寸法を持つ大判の隔壁基板４１３と小判の隔壁基板４１４を用いてもよい。
　このような構成であれば、有効画素領域の中心付近に隔壁基板４１３，４１４の繋ぎ目がなくなる。隔壁基板４１３，４１４の繋ぎ目においては鮮鋭度の劣化が生じやすい。そこで、有効画素領域の中心部分において繋ぎ目をなくすことで、診断時に重要な中心部分の鮮鋭度の劣化を抑制できる。図１５においては、撮像基板２３０を省略してあるが、複数枚の撮像基板２３０で１つの撮像面が形成される構成であってもよく、一枚の撮像基板２３０で１つの撮像面が形成される構成であってもよい。
（第６の実施形態）
　本発明の第６の実施形態は、前述の放射線撮像装置１００が適用されたＸ線診断システム（放射線撮像システム）への応用形態である。図１６は、放射線用の検出装置のＸ線診断システム（放射線撮像システム１）の実施形態の例を示す模式図である。
　放射線撮像システム１において、Ｘ線チューブ６２０（放射線源）で発生した放射線としてのＸ線６２１は、被検者または患者６１０の胸部６１１を透過し、本発明の実施形態に係る放射線撮像装置１００に入射する。入射したＸ線には、患者６１０の体内部の情報が含まれている。放射線撮像装置１００においては、Ｘ線の入射に対応して蛍光体４４０が発光し、光電変換素子２３２がこれを光電変換する。これにより体内部の情報を含む電気的信号が得られる。放射線撮像装置１００は、この電気的信号をデジタル信号に変換して、信号処理手段となるイメージプロセッサ６３０に送信する。イメージプロセッサ６３０は、この電気的信号に画像処理を施し、制御室の表示手段となるディスプレイ６４１に送信する。これにより、検者は、ディスプレイ６４１を用いて電気的信号の内容を観察できる。なお、放射線撮像システム１は、検出装置と、検出装置からの信号を処理する信号処理手段とを少なくとも有する。本実施形態では、放射線撮像装置１００が検出装置の例として機能し、イメージプロセッサ６３０が信号処理手段の例として機能する。
　また、このイメージプロセッサ６３０は、この電気的信号を電話回線６５０等の伝送処理手段を介して遠隔地へ転送できる。Ｘ線ルームとは別の場所のドクタールームなどの表示手段であるディスプレイ６４２は、転送された電気的信号の内容を表示することができる。また、光ディスク等の記録手段は、転送された電気的信号を保存できる。これにより、遠隔地の医師が診断することも可能である。また記録手段となるフィルムプロセッサ６６０は、転送された電気的信号を記録媒体となるフィルム６６１に記録することもできる。
　以上、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明したが、前記実施形態は、本発明の実施にあたっての具体例を示したに過ぎない。本発明の技術的範囲は、前記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれる。
　この出願は２０１３年１１月５日に出願された日本国特許出願第２０１３－２２９７１８からの優先権を主張するものであり、その内容を引用してこの出願の一部とするものである。
　１００：放射線撮像装置、２００：撮像パネル、２１０：基台、２２０：粘着材、２３０：撮像基板、２３１：画素、２３２：光電変換素子、３００：粘着材、４００：隔壁パネル、４１１，４１２，４１３，４１４：隔壁基板、４１５：壁（隔壁部材）、４１６，４１７：突起部、４２０：粘着材、４３０：基台、４４０：蛍光体、５００：放射線、６１０：患者または被検者、６１１：患者または被検者の胸部、６２０：Ｘ線チューブ、６２１：Ｘ線、６３０：イメージプロセッサ（信号処理手段）、６４１，６４２：ディスプレイ（表示手段）、６５０：電話回線（伝送処理手段）、６６０：フィルムプロセッサ（記録手段）、６６１：フィルム（記録媒体）

Claims (12)

  1. 　複数の光電変換素子がマトリクス状に配置された撮像基板と、
    　隔壁部材により複数の区画に所定のピッチで分割された複数の隔壁基板と、
    　前記区画に形成された蛍光体と、
    を有する放射線撮像装置であって
    　前記複数の隔壁基板は、前記区画のピッチが一定となるよう配置されていることを特徴とする放射線撮像装置。
  2. 　前記隔壁基板の材料には、半導体または金属が含まれることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
  3. 　前記複数の隔壁基板は、所定の距離をおいて配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の放射線撮像装置。
  4. 　複数の前記撮像基板を有し、複数の前記撮像基板により一つの撮像面が形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
  5. 　一枚の前記撮像基板を有し、一枚の前記撮像基板により一つの撮像面が形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
  6. 　前記隔壁基板の端部には、突起部が設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
  7. 　前記隔壁基板の端部には、前記隔壁部材のピッチの二倍のピッチで突起部が設けられ、
    　ある前記隔壁基板に設けられる前記突起部どうしの間に、隣り合う前記隔壁基板の突起部が配置されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。 
  8. 　前記隔壁基板の端部には、前記隔壁部材のピッチと同じピッチで突起部が設けられ、
    　隣り合う前記隔壁基板の前記突起部と干渉しないように前記撮像基板に配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
  9. 　前記隔壁部材のピッチと同じピッチで端部に突起部が設けられた前記隔壁基板と、前記突起部が設けられない前記隔壁基板とが交互に前記撮像基板に配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
  10. 　あるサイズの前記隔壁基板と前記あるサイズよりも小さいサイズの前記隔壁基板を有し、
    　前記あるサイズの隔壁基板が、前記撮像基板から構成される撮像面の有効画素領域の中心部に配置され、
    　前記あるサイズよりも小さいサイズの隔壁基板が前記有効画素領域の残りの部分に配置されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
  11. 　複数の光電変換素子がマトリクス状に配置された撮像基板と、
    　隔壁部材により複数の区画に所定のピッチで分割された複数の隔壁基板と、
    　前記区画に形成された蛍光体と、
    を有する放射線撮像装置であって、
    　前記複数の隔壁基板は、前記区画のピッチが隣接する前記光電変換素子の間の距離と対応するように配置されていることを特徴とする放射線撮像装置。
  12. 　請求項１から１１のいずれか１項に記載の放射線撮像装置と、
    　前記放射線撮像装置によって得られた信号を処理する信号処理手段と、
    を備えることを特徴とする放射線撮像システム。
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