WO2018131415A1 - 放射線撮像装置、その製造方法および撮像システム - Google Patents

放射線撮像装置、その製造方法および撮像システム Download PDF

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WO2018131415A1
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radiation
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radiation imaging
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井上 正人
尚志郎 猿田
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キヤノン株式会社
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T7/00Details of radiation-measuring instruments
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    • H04N25/50Control of the SSIS exposure
    • H04N25/57Control of the dynamic range

Definitions

  • the present invention relates to a radiation imaging apparatus, a manufacturing method thereof, and an imaging system.
  • Some radiation imaging apparatuses enable processing to acquire two image data for the same subject and form one radiation image based on the difference between them. Specifically, two image data are acquired under different radiation doses, and a desired target region is observed by taking a difference between them using a predetermined coefficient, or an observation target is changed by changing the coefficient. Can be changed (eg from an organ to a bone). Such image processing is called energy subtraction processing or the like.
  • Patent Document 1 describes a structure of a radiation imaging apparatus that includes two sensor panels arranged in parallel to each other. According to Patent Document 1, two image data can be acquired at a time using this structure. Is possible.
  • one or both sensor panels may be damaged by vibration, impact, etc. when handling the radiation imaging apparatus.
  • the positional deviation in the plane direction may occur between the two sensor panels due to, for example, the vibration, the impact, or the like.
  • a surface of the sensor panel may be scratched.
  • Patent Document 1 describes that a filter that absorbs a part of radiation is disposed between two sensor panels. However, between two sensor panels caused by the vibration, impact, and the like described above. No misregistration is taken into account.
  • the present invention provides a technique advantageous for improving the reliability of a radiation imaging apparatus including two sensor panels and improving the quality of a radiation image.
  • the radiation imaging apparatus includes a first panel in which a plurality of radiation detection elements are arranged on a first substrate, and a plurality of radiation detection elements in an arrangement on a second substrate. And the second panel side surface of the first panel and the second panel so that the first panel and the second panel overlap each other in plan view with respect to the upper surface of the first substrate.
  • a sheet-like adhesive portion that adheres the surface on the first panel side, and the adhesive portion is formed between the first panel and the second panel in a plane direction parallel to the upper surface of the first substrate. It is configured to maintain the adhesion while allowing a change in the relative position.
  • FIG. 1 shows a configuration of an imaging system 1 typified by a radiation inspection apparatus or the like.
  • the imaging system 1 includes a radiation imaging apparatus 10, a processor 20, and a radiation source 30.
  • the radiation imaging apparatus 10 detects radiation that has been irradiated from the radiation source 30 and passed through the subject 40 such as a patient, and generates image data.
  • X-rays are used for radiation, but alpha rays, beta rays, or the like may be used.
  • the processor 20 performs predetermined arithmetic processing on a group of signals constituting the image data obtained from the radiation imaging apparatus 10.
  • the processor 20 is connected to the display 21 and the input terminal 22.
  • a user such as a doctor can use the display 21 and the input terminal 22 to input information necessary for imaging such as a region to be inspected, irradiation time and irradiation intensity of the radiation into the processor 20.
  • the processor 20 displays a radiation image on the display 21 based on the image data from the radiation imaging apparatus 10. The user can make a diagnosis based on the radiation image.
  • the processor 20 is a personal computer including a memory for developing a predetermined program and a CPU (central processing unit) that executes the memory.
  • the processor 20 is a dedicated integrated circuit (for example, an ASIC). ).
  • the function of the processor 20 may be realized by hardware and / or software.
  • the display 21 is a liquid crystal display in the present embodiment, but another known image display device may be used instead of or in addition to this.
  • the input terminal 22 is a keyboard for a personal computer in this embodiment, other known input devices may be used instead of or in addition to this.
  • FIG. 2 shows the configuration of the radiation imaging apparatus 10.
  • the radiation imaging apparatus 10 includes two sensor panels 110 and 120 and an adhesive portion 130 disposed between them.
  • the upper side is the radiation source 30 side (radiation irradiation side).
  • the sensor panel 110 is disposed above the sensor panel 120, but these positions may be reversed.
  • the sensor panel 110 includes a substrate 111 and a sensor array 112 formed on the substrate 111.
  • the sensor panel 110 is a panel that performs radiation imaging using an indirect conversion method (a method of detecting radiation by converting radiation into light and converting the light into an electrical signal). Therefore, although details will be described later, the sensor panel 110 further includes a scintillator disposed on the substrate 111 so as to cover the sensor array 112.
  • the embodiment will be described with reference to the configuration of the indirect conversion method, but the contents thereof can also be applied to the configuration of the direct conversion method (method of directly converting radiation into an electric signal).
  • the substrate 111 a glass substrate is used in the present embodiment, but as another embodiment, a substrate made of another known insulating material may be used.
  • the sensor array 112 includes a plurality of radiation detection elements arranged on the substrate 111 so as to form a plurality of rows and a plurality of columns.
  • a PIN sensor made of amorphous silicon is used for each radiation detection element, but other sensors (photoelectric conversion elements) for detecting radiation, such as a MIS sensor, may be used.
  • each radiation detection element is connected to the thin-film transistor which is a switch element for reading the signal according to a radiation, and these form a single pixel.
  • the sensor array may be expressed as a pixel array.
  • the sensor panel 120 has the same configuration as the sensor panel 110, and includes a substrate 121 corresponding to the substrate 111 and a sensor array 122 corresponding to the sensor array 112.
  • the bonding part 130 bonds the sensor panel 110 and the sensor panel 120 to each other. Although details will be described later, the bonding portion 130 has elasticity together with radiation absorption. Alternatively, the bonding part 130 may have viscoelasticity as well as radiation absorption.
  • the bonding portion 130 is a sheet-like member that bonds (surface bonds) the surface of the sensor panel 110 on the sensor panel 120 side and the surface of the sensor panel 120 on the sensor panel 110 side.
  • the radiation imaging apparatus 10 further includes a driving unit 141, a reading unit 142, wiring units 143 and 144, a driving unit 151, a reading unit 152, and wiring units 153 and 154.
  • the drive unit 141 is connected to the sensor panel 110 via the wiring unit 143 and can drive or control the sensor array 112.
  • the drive unit 141 includes a vertical scanning circuit, a decoder, and the like.
  • the reading unit 142 is connected to the sensor panel 110 via the wiring unit 144 and can read image data from the sensor array 112.
  • the reading unit 142 includes a signal amplifier, a sampling circuit, a horizontal scanning circuit, an analog / digital converter, and the like.
  • the driving unit 151, the reading unit 152, and the wiring units 153 and 154 corresponding to the sensor panel 120 are the same as the driving unit 141, the reading unit 142, and the wiring units 143 and 144, respectively. That is, the functions or operations of the drive unit 151, the readout unit 152, and the wiring units 153 and 154 correspond to the functions or operations of the drive unit 141, the readout unit 142, and the wiring units 143 and 144, respectively.
  • the wiring sections 143 and 153 are COF (Chip On Film), and may have a part of the functions of the driving sections 141 and 151, respectively.
  • the wiring units 144 and 154 are COFs and may have a part of the functions of the reading units 142 and 152, respectively.
  • the radiation X1 generated from the radiation source 30 and passing through the subject 40 enters the sensor panel 110 and is detected by the sensor array 112. Based on the radiation X 1 detected by the sensor array 112, image data is read from the sensor panel 110 by the driving unit 141 and the reading unit 142. Thereafter, the radiation X2 that has passed through the sensor panel 110 passes through the bonding portion 130, and at this time, a part of the energy is absorbed by the bonding portion 130. After that, the radiation X3 that has passed through the bonding part 130 enters the sensor panel 120 and is detected by the sensor array 122. Based on the radiation X 3 detected by the sensor array 122, image data is read from the sensor panel 120 by the driving unit 151 and the reading unit 152.
  • a drive sequence by the drive unit 141 (or 151) for reading image data from the sensor panel 110 (or 120) and a read sequence by the reading unit 142 (or 152) are as follows. What is necessary is just to follow a well-known thing.
  • the driving unit 141 drives the sensor array 112 in units of rows and outputs signals
  • the reading unit 142 reads out the signals from the sensor array 112 for each column and generates image data.
  • two image data can be acquired from the sensor panels 110 and 120 at one time by one radiation imaging.
  • the radiation dose (intensity) incident on the sensor panel 120 is smaller than the radiation dose incident on the sensor panel 110 because a part of the radiation energy is absorbed by the filter 130. Therefore, the image data obtained from the sensor panel 110 and the image data obtained from the sensor panel 120 both show image information about the same subject, but there is a difference in data value (signal value) between them. Arise. And it becomes possible to perform an energy subtraction process using these two image data. Specifically, the region to be inspected can be observed by performing arithmetic processing on these two image data using a predetermined coefficient, and the observation object can be changed to another region by changing this coefficient. It can also be changed.
  • FIG. 3A shows a layout of the sensor panel 110 in a plan view (a plan view with respect to the upper surface of the substrate 111. Hereinafter, simply referred to as “plan view”).
  • FIG. 3B shows a cross-sectional structure along the cutting line AA. Although the sensor panel 110 will be described here, the same applies to the sensor panel 120.
  • the sensor panel 110 further includes a scintillator 113 disposed on the substrate 111 so as to cover the sensor array 112, and a protective film 114 for preventing the decontamination of the scintillator 113.
  • a scintillator 113 disposed on the substrate 111 so as to cover the sensor array 112
  • a protective film 114 for preventing the decontamination of the scintillator 113.
  • thallium-added cesium iodide is used for the scintillator 113, but other known phosphors that generate light in response to radiation may be used.
  • the protective film 114 is made of a material having light reflectivity in addition to moisture resistance, such as aluminum.
  • the wiring part 143 includes a flexible film 1431 and a chip 1432 mounted thereon, and has a part of the function of driving the sensor array 112 as described above.
  • the wiring portion 143 is illustrated as being extended in parallel with the sensor panel 110.
  • the wiring portion 143 is illustrated. Can be folded. The same applies to the other wiring portions 144, 153, and 154.
  • FIG. 4A shows how the sensor panels 110 and 120 are bonded by the bonding portion 130.
  • the drive unit 141 and the like are not shown here.
  • the sensor panels 110 and 120 are bonded to each other by the bonding portion 130 so as to have a surface irradiation type configuration.
  • the substrate 111 and the scintillator 123 are positioned between the scintillator 113 and the substrate 121, and the bonding unit 130 bonds the lower surface of the substrate 111 and the upper surface of the protective film 124 to each other.
  • the user generally mounts the radiation imaging apparatus 10 on a carriage or the like and moves to the examination room, or, if the radiation imaging apparatus 10 is a portable type, carries it and moves. Therefore, the radiation imaging apparatus 10 is subjected to vibration, impact, or the like at that time, and the sensor panel 110 and / or 120 may be peeled off from the adhesive portion 130, or the positional deviation between the sensor panels 110 and 120 may occur. There is sex.
  • the bonding portion 130 is configured to maintain the bonding of the sensor panels 110 and 120 while allowing a change in the relative position of the sensor panels 110 and 120 in the planar direction.
  • the planar direction of the sensor panel 110 (or 120) is a direction parallel to the upper surface of the substrate 111 (or 121).
  • the sensor panel 110 and 120 respectively shifted in the direction indicated by an arrow, showing a state in which only mutually displaced a distance L SHIFT in the planar direction.
  • FIG. 5A shows the configuration of the bonding portion 130A.
  • the bonding portion 130 ⁇ / b> A includes a portion 131 near the sensor panel 110 or its boundary, a portion 132 near the sensor panel 120 or its boundary, and a portion 133 between the portions 131 and 132.
  • the portions 131 and 132 are configured such that their elastic modulus is smaller than that of the portion 133, and the portions 131 and 132 are more easily deformed than the portion 133 when a force is applied.
  • the portion 133 is configured such that the radiation absorption rate thereof is larger than the radiation absorption rates of the portions 131 and 132, and radiation is more easily attenuated in the portion 133 than in the portions 131 and 132.
  • the part 131 is configured to maintain the adhesion between the part 131 and the sensor panel 110 while allowing the positional deviation of the sensor panel 110 in the planar direction.
  • the portion 132 is configured to maintain the adhesion between the portion 132 and the sensor panel 120 while allowing the positional deviation of the sensor panel 120 in the planar direction.
  • the portion 133 is configured with priority given to absorption of a part of the radiation X2 and deformation in the plane direction.
  • acrylic, urethane, and / or silicone resins are used for the portions 131 and 132, and Au, Ag, Cu, Zn, Pb, Mg, Ti, W, Fe, and the like are used for the portion 133.
  • Ni, Al and / or Mo metals may be used.
  • the parts 131 and 132 should just have elasticity in the normal temperature after they were formed.
  • the normal temperature here is a temperature during normal use of the apparatus 10, and generally refers to a room temperature in an examination room (at least in the range of 0 ° C. to 40 ° C., typically about 25 ° C.).
  • the portions 131 and 132 may further have an adhesive force for realizing fixation to the sensor panels 110 and 120, respectively.
  • FIG. 5B shows the configuration of the bonding portion 130B. This example is different in that the side surface of the portion 133 of the adhesive portion 130A in the example of FIG. A material similar to that of the parts 131 and 132 may be used for the part 134, and the part 134 may be configured to be more elastic than the part 133.
  • FIG. 5C shows the configuration of the bonding portion 130C.
  • the bonding part 130 ⁇ / b> C includes a member 135 having elasticity and a plurality of metal particles 136 having radiation absorption.
  • a plurality of metal particles 136 are included in the member 135.
  • Acrylic, urethane, and / or silicone resins are used for the member 135, and Au, Ag, Cu, Zn, Pb, Mg, Ti, W, Fe, Ni, Al are used for the metal particles 136.
  • / or Mo metal may be used.
  • the metal particles 136 may be powdery or spherical.
  • the diameter (particle diameter) may be about 0.01 ⁇ m to 1 ⁇ m.
  • the plurality of metal particles 136 in the member 135 are preferably distributed in the member 135 such that the distribution density falls within the range of 30% to 70%.
  • the distribution density of the metal particles 136 may be reduced in a portion close to the sensor panel 110 or 120, and the distribution density may be increased in a portion far from the sensor panel 110 or 120.
  • the particle size of the metal particles 136 is small in a portion close to the sensor panel 110 or 120, and the particle size of the metal particles 136 is large in a portion far from the sensor panel 110 or 120. It may be.
  • FIG. 5D shows the configuration of the bonding portion 130D.
  • the bonding portion 130D includes regions R1, R2, R3, R4, and R5 in order from the sensor panel 110 side to the sensor panel 120 side.
  • the elastic moduli of the regions R1, R2, R3, R4, and R5 are E R1 , E R2 , E R3 , E R4, and E R5 , respectively, and the regions R1, R2, R3, R4, and R5 Let the radiation absorption rate of each be A R1 , A R2 , A R3 , A R4, and A R5 , respectively.
  • the elasticity of the bonding portion 130 may change in the planar direction of the sensor panel 110.
  • the bonding portion 130 may have a central portion and its peripheral portion in the planar direction of the sensor panel 110, and the elastic modulus of the central portion may be configured to be smaller than the elastic modulus of the peripheral portion.
  • the peripheral portion may be defined as a portion outside the outer edge of the protective film 114 in plan view.
  • the bonding portion 130 allows the change in the relative position in the plane direction of the sensor panels 110 and 120 by the configuration illustrated in FIGS. 5A to 5D. If the allowable amount is set larger than necessary, the following is performed. Problems can occur. That is, there is a possibility that the relative position between the sensor panels 110 and 120 may change due to slight vibration caused by the subject 40 changing his / her posture during imaging. Usually (in a state in which there is substantially no vibration), the plurality of radiation detection elements of the sensor panel 110 are respectively positioned immediately above the plurality of radiation detection elements of the sensor panel 120.
  • the plurality of signals constituting the image data from the sensor panel 110 correspond to the plurality of signals constituting the image data from the sensor panel 120, respectively, and accordingly, energy subtraction processing is performed on these two image data. Can be done appropriately. However, if the relative position between the sensor panels 110 and 120 is changed by the slight vibration, these correspondences are not established, and the energy subtraction process cannot be appropriately performed.
  • a predetermined upper limit value may be provided for the allowable amount of change in the relative position of the sensor panels 110 and 120 in the planar direction.
  • the upper limit value may be set smaller than the pitch of the array of the plurality of radiation detection elements in the sensor array 112 (or 122).
  • the upper limit value may be set in consideration of vibration that may occur when the radiation imaging apparatus 10 is mounted on a carriage or carried around and moved.
  • L SHIFT ⁇ P may be satisfied in relation to the distance L SHIFT exemplified with reference to FIG. 4B. The same applies to the thickness of the bonding portion 130.
  • the bonding portion 130 may have an elastic modulus of 1 MPa or more and 40 MPa or less under a temperature condition of 0 ° C. or more and 40 ° C. or less (test method: ISO 527-1 (JIS K7161)).
  • the bonding portion 130 is obtained by mixing a material having elasticity and a material having radiation absorption at a predetermined ratio.
  • the sensor panel 120 may be bonded to the sensor panel 110 after applying the mixed material to the sensor panel 110.
  • This application may be performed by a known method such as spin coating or lamination.
  • it may be formed by preparing two or more materials having different elastic moduli and radiation absorptivity, and sequentially applying the materials corresponding to the part of the bonding portion 130 among them. These materials can be obtained by changing the mixing ratio between the material having elasticity and the material having radiation absorption.
  • coating may be made, changing those spraying amounts using two or more sprays.
  • FIGS. 6A to 6C show other modes of bonding of the sensor panels 110 and 120 by the bonding portion 130 as in FIG. 4A.
  • the sensor panels 110 and 120 are bonded to each other by the bonding portion 130 so that the sensor panel 110 has a front surface irradiation type configuration and the sensor panel 120 has a back surface irradiation type configuration.
  • the substrate 111 and the substrate 121 are positioned between the scintillator 113 and the scintillator 123, and the bonding unit 130 bonds the lower surface of the substrate 111 and the lower surface of the substrate 121 to each other.
  • the sensor panels 110 and 120 are bonded to each other by the bonding portion 130 so as to have a back-illuminated configuration.
  • the scintillator 113 and the substrate 121 are positioned between the substrate 111 and the scintillator 123, and the bonding unit 130 bonds the upper surface of the protective film 114 and the lower surface of the substrate 121 to each other.
  • the sensor panels 110 and 120 are bonded to each other by the bonding portion 130 so that the sensor panel 110 has a backside illumination type configuration and the sensor panel 120 has a frontside illumination type configuration.
  • the scintillator 113 and the scintillator 123 are positioned between the substrate 111 and the substrate 121, and the bonding unit 130 bonds the upper surface of the protective film 114 and the upper surface of the protective film 124 to each other.
  • the subject 40 is disposed or lying down between the upper surface portion of the housing of the radiation imaging apparatus 10 (the plate material on the subject 40 side) and the sensor panel 110.
  • a shock-absorbing material for mitigating the impact caused by the above can be arranged.
  • the bonding portion 130 may be configured to have an elastic modulus larger than that of the buffer material and to have a radiation absorption rate larger than that of the buffer material.

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Abstract

放射線撮像装置は、第1基板上に複数の放射線検出素子が配列された第1パネルと、第2基板上に複数の放射線検出素子が配列された第2パネルと、前記第1基板の上面に対する平面視において前記第1パネル及び前記第2パネルが互いに重なるように、前記第1パネルの前記第2パネル側の面と前記第2パネルの前記第1パネル側の面とを接着するシート状の接着部と、を備え、前記接着部は、前記第1基板の前記上面と平行な平面方向における前記第1パネルと前記第2パネルとの相対位置の変化を許容しつつそれらの接着を維持するように構成されている。

Description

放射線撮像装置、その製造方法および撮像システム
 本発明は、放射線撮像装置、その製造方法および撮像システムに関する。
 放射線撮像装置のなかには、同一の被写体について2つの画像データを取得し、それらの差分に基づいて1つの放射線画像を形成する処理を可能にするものがある。具体的には、2つの画像データは互いに異なる放射線量の下で取得され、所定の係数を用いてそれらの差分をとることにより所望の対象部位を観察し、又は、係数を変えることにより観察対象を(例えば臓器から骨に)変更することができる。このような画像処理は、エネルギーサブトラクション処理等と称される。
 特許文献1には、互いに平行に配置された2つのセンサパネルを備える放射線撮像装置の構造が記載されており、特許文献1によれば、この構造により、2つの画像データを一度に取得することが可能となる。
特開2010-101805号公報
 ところで、上述の2つのセンサパネルの間にこれらを互いに連結する部材を配置する場合、放射線撮像装置を取り扱う際の振動、衝撃等によって、一方または双方のセンサパネルが損傷を受ける可能性がある。具体的には、例えば上記振動、衝撃等によって、2つのセンサパネルの間では平面方向での位置ずれが発生する可能性がある。そのため、一方または双方のセンサパネルと連結部との間ではそれらの剥離が発生する場合があり、また、その結果、センサパネルの表面に擦り傷が発生する場合もある。これらのことは、放射線撮像装置の信頼性の低下および放射線画像の品質の低下の原因となりうる。
 なお、特許文献1には、2つのセンサパネルの間に、放射線の一部を吸収するフィルタを配置することが記載されているが、上述の振動、衝撃等に起因する2つのセンサパネルの間での位置ずれについては考慮されていない。
 本発明は、2つのセンサパネルを備える放射線撮像装置の信頼性の向上および放射線画像の品質の向上に有利な技術を提供する。
 本発明の一つの側面は放射線撮像装置にかかり、前記放射線撮像装置は、第1基板上に複数の放射線検出素子が配列された第1パネルと、第2基板上に複数の放射線検出素子が配列された第2パネルと、前記第1基板の上面に対する平面視において前記第1パネル及び前記第2パネルが互いに重なるように、前記第1パネルの前記第2パネル側の面と前記第2パネルの前記第1パネル側の面とを接着するシート状の接着部と、を備え、前記接着部は、前記第1基板の前記上面と平行な平面方向における前記第1パネルと前記第2パネルとの相対位置の変化を許容しつつそれらの接着を維持するように構成されていることを特徴とする。
撮像システムの構成例を説明するための図である。 放射線撮像装置の構成例を説明するための図である。 単一のセンサパネルの構成例を説明するための図である。 単一のセンサパネルの構成例を説明するための図である。 接着部の構成例を説明するための図である。 接着部の構成例を説明するための図である。 接着部の構成例を説明するための図である。 接着部の構成例を説明するための図である。 接着部の構成例を説明するための図である。 接着部の構成例を説明するための図である。 2つのセンサパネルを貼り合わせた構造のいくつかの例を説明するための図である。 2つのセンサパネルを貼り合わせた構造のいくつかの例を説明するための図である。 2つのセンサパネルを貼り合わせた構造のいくつかの例を説明するための図である。
 以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各図は、構造ないし構成を説明する目的で記載された模式図であり、図示された各部材の寸法は必ずしも現実のものを反映するものではない。また、各図において、同一の部材または同一の構成要素には同一の参照番号を付しており、以下、重複する内容については説明を省略する。
 図1は、放射線検査装置等に代表される撮像システム1の構成を示す。撮像システム1は、放射線撮像装置10、プロセッサ20および放射線源30を具備する。放射線撮像装置10は、詳細については後述とするが、放射線源30から照射され且つ患者等の被検者40を通過した放射線を検出し、画像データを生成する。なお、放射線には、本実施形態ではエックス線が用いられるが、アルファ線やベータ線等が用いられてもよい。
 プロセッサ20は、放射線撮像装置10から得られた画像データを構成する信号の群に対して所定の演算処理を行う。プロセッサ20は、ディスプレイ21および入力端末22に接続される。医師等のユーザは、ディスプレイ21および入力端末22を用いて、例えば、検査対象の部位、放射線の照射時間や照射強度等、撮影に必要な情報をプロセッサ20に入力することができる。また、プロセッサ20は、放射線撮像装置10からの画像データに基づいて放射線画像をディスプレイ21に表示する。ユーザは、この放射線画像に基づいて診断を行うことができる。
 プロセッサ20は、本実施形態では、所定のプログラムを展開するメモリと、それを実行するCPU(中央演算装置)とを備えるパーソナルコンピュータであるが、他の実施形態では、専用の集積回路(例えばASIC)を備える演算装置でもよい。換言すると、プロセッサ20の機能は、ハードウェア及び/又はソフトウェアによって実現されればよい。ディプレイ21は、本実施形態では液晶ディプレイであるが、これに代替して又は付随的に、他の公知の画像表示装置が用いられてもよい。入力端末22は、本実施形態ではパーソナルコンピュータ用のキーボードであるが、これに代替して又は付随的に、他の公知の入力装置が用いられてもよい。
 図2は、放射線撮像装置10の構成を示す。放射線撮像装置10は、2つのセンサパネル110及び120、並びに、それらの間に配された接着部130を備える。図中において、上側が放射線源30側(放射線の照射側)とする。本実施形態では、センサパネル110はセンサパネル120の上方に配されるものとするが、これらの位置は逆でもよい。
 センサパネル110は、基板111、及び、基板111上に形成されたセンサアレイ112を有する。本実施形態では、センサパネル110は間接変換方式(放射線を光に変換し、その光を電気信号に変換することにより放射線を検出する方式)で放射線撮像を行うパネルである。よって、詳細は後述とするが、センサパネル110は、基板111上にセンサアレイ112を覆うように配されたシンチレータを更に有する。なお、以下では、間接変換方式の構成を参照しながら実施形態を説明するが、その内容は、直接変換方式(放射線を直接的に電気信号に変換する方式)の構成にも適用可能である。
 基板111には、本実施形態ではガラス基板が用いられるが、他の実施形態として、他の公知の絶縁材料で構成された基板が用いられてもよい。センサアレイ112は、複数の行および複数の列を形成するように基板111上に配列された複数の放射線検出素子を含む。本実施形態では、各放射線検出素子には、アモルファスシリコンで構成されたPINセンサが用いられるが、MISセンサ等、放射線を検出するための他のセンサ(光電変換素子)が用いられてもよい。
 なお、ここでは説明を省略するが、各放射線検出素子は、放射線に応じた信号を読み出すためのスイッチ素子である薄膜トランジスタに接続され、これらは単一の画素を形成する。この観点で、センサアレイは、画素アレイと表現されてもよい。
 センサパネル120は、センサパネル110と同様の構成を有しており、基板111に対応する基板121、及び、センサアレイ112に対応するセンサアレイ122を有する。
 接着部130は、センサパネル110とセンサパネル120との間においてそれらを相互に接着する。詳細は後述とするが、接着部130は、放射線吸収性と共に弾性を有する。或いは、接着部130は放射線吸収性と共に粘弾性を有していてもよい。また、接着部130は、センサパネル110のセンサパネル120側の面とセンサパネル120のセンサパネル110側の面とを接着(面接着)するシート状の部材である。
 放射線撮像装置10は、更に、駆動部141、読出部142、配線部143及び144、駆動部151、読出部152、並びに、配線部153及び154を備える。駆動部141は、配線部143を介してセンサパネル110に接続され、センサアレイ112を駆動ないし制御することができる。本実施形態では、駆動部141は、垂直走査回路、デコーダ等で構成される。読出部142は、配線部144を介してセンサパネル110に接続され、センサアレイ112から画像データを読み出すことができる。本実施形態では、読出部142は、信号増幅器、サンプリング回路、水平走査回路、アナログデジタルコンバータ等で構成される。
 センサパネル120に対応する駆動部151、読出部152、並びに、配線部153及び154についても、それぞれ、駆動部141、読出部142、並びに、配線部143及び144と同様である。即ち、駆動部151、読出部152、並びに、配線部153及び154の機能ないし作用は、駆動部141、読出部142、並びに、配線部143及び144の機能ないし作用にそれぞれ対応する。
 なお、本実施形態では、配線部143及び153は、COF(Chip On Film)であり、駆動部141及び151の機能の一部をそれぞれ有しうる。同様に、配線部144及び154は、COFであり、読出部142及び152の機能の一部をそれぞれ有しうる。
 図中に示されるように、放射線源30から発生された後に被検者40を通過した放射線X1は、センサパネル110に入射し、センサアレイ112により検出される。センサアレイ112により検出された放射線X1に基づいて、センサパネル110から、駆動部141及び読出部142により画像データが読み出される。その後、センサパネル110を通過した放射線X2は接着部130を通過し、その際、エネルギーの一部が接着部130により吸収される。更にその後、接着部130を通過した放射線X3は、センサパネル120に入射し、センサアレイ122により検出される。センサアレイ122により検出された放射線X3に基づいて、センサパネル120から、駆動部151及び読出部152により画像データが読み出される。
 なお、本明細書では説明を省略するが、センサパネル110(又は120)から画像データを読み出すための駆動部141(又は151)による駆動シーケンス、及び、読出部142(又は152)による読出シーケンスは、公知のものに従えばよい。例えば、駆動部141は、センサアレイ112を行単位で駆動して信号を出力させ、読出部142は、センサアレイ112からの信号を列ごとに読み出して画像データを生成する。
 上述の構成によれば、センサパネル110及び120から、1回の放射線撮影で一度に2つの画像データを取得することができる。このとき、センサパネル120に入射する放射線量(強度)は、フィルタ130で放射線のエネルギーの一部が吸収されるため、センサパネル110に入射する放射線量よりも小さくなる。よって、センサパネル110から得られる画像データと、センサパネル120から得られる画像データとは、いずれも同一の被写体についての画像情報を示すが、それらの間にはデータ値(信号値)に差が生じる。そして、これら2つの画像データを用いてエネルギーサブトラクション処理を行うことが可能となる。具体的には、これら2つの画像データに対して所定の係数を用いて演算処理を行うことによって検査対象の部位を観察することができ、また、この係数を変えることによって観察対象を他の部位に変更することもできる。
 図3Aは、センサパネル110についての平面視(基板111の上面に対する平面視。以下、単に「平面視」という。)におけるレイアウトを示す。図3Bは、切断線A-Aでの断面構造を示す。ここでは、センサパネル110について述べるが、センサパネル120についても同様である。
 センサパネル110は、基板111上にセンサアレイ112を覆うように配されたシンチレータ113、及び、シンチレータ113の潮解を防ぐための保護膜114を更に有する。本実施形態では、シンチレータ113には、タリウム添加ヨウ化セシウムが用いられるが、放射線に応じて光を発生する他の公知の蛍光体が用いられてもよい。保護膜114には、防湿性の他、更に光反射性を有する材料が用いられ、例えばアルミニウム等が用いられる。
 配線部143は、可撓性のフィルム1431、及び、その上に実装されたチップ1432を含み、前述のとおり、センサアレイ112を駆動する機能の一部を備える。なお、ここでは説明のため、配線部143をセンサパネル110と平行に伸ばした状態で図示したが、センサパネル110及び駆動部141と共に放射線撮像装置10の筐体内に収納する際には配線部143は折り曲げられうる。他の配線部144、153及び154についても同様である。
 図4Aは、接着部130によるセンサパネル110及び120の接着の態様を示す。なお、図を見やすくするため、ここでは駆動部141等については不図示とする。本実施形態では、センサパネル110及び120は、いずれも表面照射型の構成となるように、接着部130により互いに接着される。具体的には、基板111及びシンチレータ123が、シンチレータ113と基板121との間に位置し、接着部130は、基板111の下面と保護膜124の上面とを互いに接着する。
 ところで、ユーザは、一般に、放射線撮像装置10を台車等に搭載して検査室に移動し、或いは、放射線撮像装置10がポータブル型の場合にはそれを持ち運んで移動する。そのため、放射線撮像装置10には、その際の振動や衝撃等が与えられ、センサパネル110及び/又は120と接着部130との剥離、センサパネル110及び120間での位置ずれ等が発生する可能性がある。
 そこで、接着部130は、図4Bに示されるように、センサパネル110及び120の平面方向での相対位置の変化を許容しつつセンサパネル110及び120の接着を維持するように構成されている。センサパネル110(又は120)の平面方向は、ここでは、基板111(又は121)の上面と平行な方向である。図中には、センサパネル110及び120が、それぞれ矢印で示された方向にシフトし、平面方向において距離LSHIFTだけ互いにずれた状態を示す。このような構成により、接着部130の剥離、センサパネル110及び120間で位置ずれ等を抑制しつつそれらの接着を維持ことが可能となり、よって、放射線撮像装置10の信頼性を向上させ、放射線画像の品質を向上させることができる。
 以下では、図5A~5Dを参照しながら、接着部130のいくつかの構成例を述べる(区別のため、それぞれ、接着部130A~130Dとする。)。
 図5Aは、接着部130Aの構成を示す。接着部130Aは、センサパネル110側あるいはその境界近傍の部分131と、センサパネル120側あるいはその境界近傍の部分132と、部分131と部分132との間の部分133とを含む。部分131及び132は、それらの弾性率が部分133の弾性率よりも小さくなるように構成され、部分131及び132は力が加わった場合に部分133よりも変形しやすい。一方、部分133は、その放射線吸収率が部分131及び132の放射線吸収率よりも大きくなるように構成され、部分133では部分131及び132に比べて放射線が減衰しやすい。即ち、部分131は、センサパネル110の平面方向の位置ずれを許容しつつ部分131とセンサパネル110との接着を維持するように構成される。また、部分132は、センサパネル120の平面方向の位置ずれを許容しつつ部分132とセンサパネル120との接着を維持するように構成される。そして、部分133は、放射線X2の一部の吸収および平面方向の変形を優先して構成される。例えば、部分131及び132には、アクリル系、ウレタン系及び/又はシリコーン系の樹脂が用いられ、また、部分133には、Au、Ag、Cu、Zn、Pb、Mg、Ti、W、Fe、Ni、Al及び/又はMoの金属が用いられうる。
 なお、部分131及び132は、それらが形成された後の常温において弾性を有していればよい。ここでいう常温とは、装置10の通常使用時の温度であり、一般には検査室の室温(少なくとも0℃以上かつ40℃以下の範囲内。典型的には25℃程度。)をいう。部分131及び132は、センサパネル110及び120に対する固定をそれぞれ実現するための粘着力を更に有していてもよい。
 図5Bは、接着部130Bの構成を示す。この例では、図5Aの例の接着部130Aの部分133の側面が更に部分134によって覆われている点で異なる。部分134には、部分131及び132と同様の材料が用いられればよく、部分134は、部分133よりも弾性が大きくなるように構成されうる。
 図5Cは、接着部130Cの構成を示す。接着部130Cは、弾性を有する部材135と、放射線吸収性を有する複数の金属粒子136とを有する。複数の金属粒子136が部材135内に内包されている。部材135には、アクリル系、ウレタン系及び/又はシリコーン系の樹脂が用いられ、また、金属粒子136には、Au、Ag、Cu、Zn、Pb、Mg、Ti、W、Fe、Ni、Al及び/又はMoの金属が用いられうる。金属粒子136は、粉末状でも球状でもよく、例えば球状の場合にはその径(粒径)は0.01μm~1μm程度とすればよい。
 部材135における複数の金属粒子136の分布密度を小さくすると、放射線吸収率が小さくなり、かつ、弾性率が小さくなる(変形しやすくなる)。また、この分布密度を大きくすると、放射線吸収率が大きくなり、かつ、弾性率が大きくなる(変形しにくくなる)。よって、複数の金属粒子136は、例えば、この分布密度が30%以上かつ70%以下の範囲内になるように、部材135内に分布されるとよい。
 他の例として、センサパネル110または120に近い部分では金属粒子136の分布密度が小さくなり、且つ、センサパネル110または120から遠い部分ではこの分布密度が大きくなるようにしてもよい。これと併せて、又は、これに代替して、センサパネル110または120に近い部分では金属粒子136の粒径が小さく、センサパネル110または120から遠い部分では金属粒子136の粒径が大きくなるようにしてもよい。
 図5Dは、接着部130Dの構成を示す。接着部130Dは、センサパネル110側からセンサパネル120側に向かって、順に、領域R1、R2、R3、R4及びR5を含む。ここで、領域R1、R2、R3、R4及びR5の弾性率(elastic modulus)を、それぞれ、ER1、ER2、ER3、ER4及びER5とし、領域R1、R2、R3、R4及びR5の放射線吸収率(radiation absorption rate)を、それぞれ、AR1、AR2、AR3、AR4及びAR5とする。このとき、ER1<ER2<ER3かつER5<ER4<ER3が成立し、また、AR1<AR2<AR3かつAR5<AR4<AR3が成立する。なお、これらの領域R1~R5は、図5Cを参照しながら例示された構成によっても実現可能である。
 図5Dの例では5つの領域R1~R5を例示したが、領域の数はこの例に限られないし、或いは、接着部130Dは弾性および放射線吸収性が徐々に(ステップ状ではなく緩やかに)変化するように構成されてもよい。
 更に他の例として、接着部130の弾性は、センサパネル110の平面方向において変化してもよい。例えば、接着部130は、センサパネル110の平面方向において中央部およびその周辺部を有し、中央部の弾性率が周辺部の弾性率よりも小さくなるように構成されてもよい。この場合、周辺部は、平面視において、保護膜114の外縁よりも外側の部分と規定されてもよい。
 接着部130は、図5A~5Dに例示された構成により、センサパネル110及び120の平面方向での相対位置の変化を許容するが、その許容量を必要以上に大きく設定すると、次のような問題が発生する可能性がある。即ち、撮影時に被検者40が姿勢を変えたこと等による僅かな振動によってセンサパネル110及び120間の相対位置が変わってしまう可能性がある。通常(振動が実質的にない状態では)、センサパネル110の複数の放射線検出素子は、それぞれ、センサパネル120の複数の放射線検出素子の略直上に位置する。そのため、センサパネル110からの画像データを構成する複数の信号は、センサパネル120からの画像データを構成する複数の信号に、それぞれ対応し、よって、これら2つの画像データに対してエネルギーサブトラクション処理を適切に行うことができる。しかし、上記僅かな振動によってセンサパネル110及び120間の相対位置が変わってしまうと、これらの対応は成立しなくなり、上記エネルギーサブトラクション処理を適切に行うことができなくなってしまう。
 そこで、センサパネル110及び120の平面方向での相対位置の変化の許容量には、所定の上限値が設けられるとよい。この上限値は、例えば、センサアレイ112(又は122)における複数の放射線検出素子の配列のピッチよりも小さく設定されるとよい。例えば、放射線撮像装置10を台車等に搭載して又は持ち運んで移動する際に生じうる振動を考慮して、この上限値が設定されてもよい。例えば、複数の放射線検出素子の配列のピッチをPとしたとき、図4Bを参照しながら例示した距離LSHIFTとの関係では、LSHIFT<Pが成立するとよい。接着部130の厚さについても同様である。
 これを実現するため、接着部130は、例えば、温度0℃以上かつ40℃以下の温度条件において1MPa以上かつ40MPa以下の弾性率を有するとよい(試験方法:ISO527-1(JIS K7161))。
 放射線撮像装置10の製造工程において、接着部130は、弾性を有する材料と放射線吸収性を有する材料とを所定の割合で混合することにより得られる。例えば、この混合された材料をセンサパネル110に塗布した後に、センサパネル110に対してセンサパネル120を接着させればよい。この塗布は、スピンコート、ラミネート等、公知の方法で為されればよい。他の例では、弾性率および放射線吸収率がそれぞれ互いに異なる2以上の材料を準備し、これらのうち接着部130の部位に応じたものを順に塗布することによって形成されうる。これらの材料は、弾性を有する材料と放射線吸収性を有する材料との混合比を変えることにより、それぞれ得られうる。この場合、形成する接着部130の部位に応じて上記混合比を変えるため、この塗布は、2以上のスプレーを用いてそれらの噴霧量を変えながら為されてもよい。
 図6A~6Cは、接着部130によるセンサパネル110及び120の接着の他の態様を、図4Aと同様に示す。
 図6Aの例では、センサパネル110及び120は、センサパネル110が表面照射型の構成となり、センサパネル120が裏面照射型の構成となるように、接着部130により互いに接着される。具体的には、基板111及び基板121が、シンチレータ113とシンチレータ123との間に位置し、接着部130は、基板111の下面と基板121の下面とを互いに接着する。
 図6Bの例では、センサパネル110及び120は、いずれも裏面照射型の構成となるように、接着部130により互いに接着される。具体的には、シンチレータ113及び基板121が、基板111とシンチレータ123との間に位置し、接着部130は、保護膜114の上面と基板121の下面とを互いに接着する。
 図6Cの例では、センサパネル110及び120は、センサパネル110が裏面照射型の構成となり、センサパネル120が表面照射型の構成となるように、接着部130により互いに接着される。具体的には、シンチレータ113及びシンチレータ123が、基板111と基板121との間に位置し、接着部130は、保護膜114の上面と保護膜124の上面とを互いに接着する。
 なお、ここでは不図示とするが、放射線撮像装置10の筐体の上面部(被検者40側の板材)とセンサパネル110との間には、被検者40が配置され又は横臥したことによる衝撃を緩和するための緩衝材が配置されうる。この場合、接着部130は、緩衝材の弾性率より大きい弾性率を有し、かつ、緩衝材の放射線吸収率より大きい放射線吸収率を有するように構成されうる。
 以上、いくつかの好適な態様を例示したが、本発明はこれらの例に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、その一部が変更されてもよい。また、本明細書に記載された個々の用語は、本発明を説明する目的で用いられたものに過ぎず、本発明は、その用語の厳密な意味に限定されるものでないことは言うまでもなく、その均等物をも含みうる。
 本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために以下の請求項を添付する。
 本願は、2017年1月16日提出の日本国特許出願特願2017-005269を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てをここに援用する。

Claims (16)

  1.  第1基板上に複数の放射線検出素子が配列された第1パネルと、
     第2基板上に複数の放射線検出素子が配列された第2パネルと、
     前記第1基板の上面に対する平面視において前記第1パネル及び前記第2パネルが互いに重なるように、前記第1パネルの前記第2パネル側の面と前記第2パネルの前記第1パネル側の面とを接着するシート状の接着部と、を備え、
     前記接着部は、前記第1基板の前記上面と平行な平面方向における前記第1パネルと前記第2パネルとの相対位置の変化を許容しつつそれらの接着を維持するように構成されている
     ことを特徴とする放射線撮像装置。
  2.  前記接着部は、放射線吸収性および弾性を有する部分を含む
     ことを特徴とする請求項1に記載の放射線撮像装置。
  3.  前記接着部は、
     前記第1パネル側の第1部分と、
     前記第2パネル側の第2部分と、
     前記第1部分と前記第2部分との間の第3部分と、
     を含み、
     前記第1部分および前記第2部分の弾性率は、前記第3部分の弾性率よりも小さく
     前記第3部分の放射線吸収率は、前記第1部分および前記第2部分の放射線吸収率よりも大きい
     ことを特徴とする請求項2に記載の放射線撮像装置。
  4.  前記第1部分および前記第2部分は、粘着力を有する
     ことを特徴とする請求項3に記載の放射線撮像装置。
  5.  前記接着部は、前記第3部分の側面を覆いながら前記第1部分と前記第2部分とを接続する第4部分を更に含み、前記第4部分の弾性率は、前記第3部分の弾性率よりも小さいことを特徴とする請求項3または請求項4に記載の放射線撮像装置。
  6.  前記第1部分および前記第2部分は、アクリル系、ウレタン系及び/又はシリコーン系の樹脂を含み、
     前記第3部分は、Au、Ag、Cu、Zn、Pb、Mg、Ti、W、Fe、Ni、Al及び/又はMoの金属を含む
     ことを特徴とする請求項3から請求項5のいずれか1項に記載の放射線撮像装置。
  7.  前記接着部は、
     前記弾性を有する第1部材と、
     前記第1部材に内包され、前記放射線吸収性を有する第2部材と、
     を含む
     ことを特徴とする請求項2に記載の放射線撮像装置。
  8.  前記第2部材は金属粒子を含み、複数の前記金属粒子が前記第1部材に内包されていることを特徴とする請求項7に記載の放射線撮像装置。
  9.  前記第1部材における前記複数の金属粒子の分布密度は、30%以上かつ70%以下の範囲内である
     ことを特徴とする請求項8に記載の放射線撮像装置。
  10.  前記第1部材は、アクリル系、ウレタン系及び/又はシリコーン系の樹脂を含み、
     前記第2部材は、Au、Ag、Cu、Zn、Pb、Mg、Ti、W、Fe、Ni、Al及び/又はMoの金属を含む
     ことを特徴とする請求項7から請求項9のいずれか1項に記載の放射線撮像装置。
  11.  前記接着部は、0℃以上かつ40℃以下の温度条件において1MPa以上かつ40MPa以下の弾性率を有する
     ことを特徴とする請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の放射線撮像装置。
  12.  前記第1パネルは、前記第1基板上に前記複数の放射線検出素子を覆うように配された第1シンチレータを更に有し、
     前記第2パネルは、前記第2基板上に前記複数の放射線検出素子を覆うように配された第2シンチレータを更に有し、
     前記第1パネルは、前記第2パネルの上方に配され、
     前記接着部は、
     前記第1基板と前記第2シンチレータとが前記第1シンチレータと前記第2基板との間に位置すること、
     前記第1基板と前記第2基板とが前記第1シンチレータと前記第2シンチレータとの間に位置すること、
     前記第1シンチレータと前記第2基板とが前記第1基板と前記第2シンチレータとの間に位置すること、及び、
     前記第1シンチレータと前記第2シンチレータとが前記第1基板と前記第2基板との間に位置すること、
     のいずれかを満たすように前記第1パネルと前記第2パネルとを接着している
     ことを特徴とする請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の放射線撮像装置。
  13.  請求項1から請求項12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からの信号を処理するプロセッサとを具備する
     ことを特徴とする撮像システム。
  14.  第1基板上に複数の放射線検出素子が配列された第1パネルと、第2基板上に複数の放射線検出素子が配列された第2パネルとをそれぞれ準備する工程と、
     前記第1基板の上面に対する平面視において前記第1パネル及び前記第2パネルが互いに重なるように、前記第1パネルの前記第2パネル側の面と前記第2パネルの前記第1パネル側の面とをシート状の接着部により接着する工程と、を有し、
     前記接着部は、前記第1基板の前記上面と平行な平面方向における前記第1パネルと前記第2パネルとの相対位置の変化を許容するように構成されている
     ことを特徴とする放射線撮像装置の製造方法。
  15.  前記接着する工程では、前記第1パネル上に、弾性を有する第1材料と放射線吸収性を有する第2材料とを混合した部材を塗布した後、前記第2パネルを前記第1パネルに対して接着させる
     ことを特徴とする請求項14に記載の放射線撮像装置の製造方法。
  16.  前記接着する工程では、前記第1パネル上に、弾性を有する第1材料をスプレーにより塗布しながら放射線吸収性を有する第2材料をスプレーにより塗布した後、前記第2パネルを前記第1パネルに対して接着させる
     ことを特徴とする請求項14に記載の放射線撮像装置の製造方法。
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