CN103654814B - 放射线检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种放射线检测装置。本发明的实施方式所涉及的放射线检测装置的特征在于，包括：壳体，该壳体实质上是立方体，具有入射面盖板及覆盖垂直于入射面盖板的侧面的侧面部；放射线检测面板，该放射线检测面板为平板状，且收纳在所述壳体的内部，对通过所述入射面盖板入射进来的放射线进行检测；支承板，该支承板收纳在所述壳体的内部且固定到所述侧面部，以与所述放射线的入射面相反的一侧的背面来支承所述放射线检测面板；以及电路基板，该电路基板收纳在所述壳体的内部，搭载有驱动所述放射线检测面板的驱动电路的至少一部分，且配置在所述支承板的与所述放射线检测面板相反的一侧。

Description

放射线检测装置

相关申请的交叉引用

本申请基于2012年9月25日提交的日本专利申请No.2012-210842并要求其优先权的权益；该申请的全部内容通过引用结合于此。

技术领域

实施方式大体上涉及放射线检测装置。

背景技术

以往，作为检测出放射线、尤其X射线的诊断用检测器而言，使用有源矩阵的X射线图像检测器受到较大关注。通过将X射线照射到平面状的检测器，从而作为数字信号而输出X射线拍摄图像或实时X射线图像。由于是固体检测器，因此，在画质性能、稳定性等方面也有极大期待。因此，众多大学和生产商都投入到研究开发中。

在实用化初期，开发了以较大剂量来收集静止图像的胸部·一般拍摄用的检测器，且上述检测器近年来正进行商品化。通过克服较大的技术障碍而开发出的应用于循环器官、消化器官领域中的检测器也正进行商品化，这种检测器需要在透视剂量下实现每秒30帧以上的实时动态图像。此外，今后会成为重要的开发项目的不仅是作为检查***且其设置地点受限定的现有的X射线图像检测器，还有搬运X射线检测器并在需要的地点进行X射线图像诊断的X射线图像检测器、为被固定的检查***中的X射线图像检测器进行辅助拍摄的制品。

检测放射线尤其X射线的放射线检测装置用于工业用的非破坏检查、医疗诊断、结构分析等化学研究等广泛的领域中。

在放射线检测装置中，作为高灵敏度且高精细的装置，已知有包括放射线检测面板的放射线检测装置，该放射线检测面板在光检测器上直接形成将放射线转换成光的荧光体层。该光检测器具有光电转换元件部，在该光点转换元件部中，在玻璃基板上以2维方式来配置多个光传感器和作为开关元件的TFT（Thin Film Transistor:薄膜晶体管）。各像素的开关元件与表示行的栅极线及表示列的信号线相连接。栅极线与信号线按格子状配置，且与按格子状配置的各像素相连接。

在平面型光检测器上层叠将X射线转换成可见光的荧光体，从而将从外部入射的X射线在荧光体内部转换成可见光，将所产生的可见光入射到平面型光检测器。此时，入射到平面型光检测器内部的光电二极管中的可见光被光电二极管转换成电荷。这一电荷积累在光电二极管内部或者积累在并联连接的电容元件内部。

被转换成电荷的X射线图像信息通过与光电二极管相连接的开关元件（TFT）而传输至基板外部。通过改变栅极线的电位，使与电位变化的栅极线相连接的TFT成为导通状态。与成为导通状态的TFT相连接的光电二极管或电容元件内部所积累的电荷会通过TFT而输出至外部。输出至外部的电荷会通过与TFT相连接的信号线而输出至玻璃基板外部。

输出至玻璃基板外部的电荷信号被输入到与各信号线相连接的积分放大器。输入至积分放大器的电荷信息在被放大、并被转换成电位信号后输出。从积分放大器输出的电位信号通过模数转换器转换成数字值，最终作为图像信号被编辑并输出至X射线图像检测器的外部。在板状的支承板的一个面支承放射线检测面板，支承板的另一面支承对放射线检测面板进行驱动的电路基板。这些放射线检测面板及电路基板通过柔性电路基板进行电连接。

通过将金属、树脂零部件进行组合来构成放射线检测装置的壳体，以便对支承放射线检测面板的支承板、与放射线检测面板相连接的电路基板进行保护使其不受外部影响，且使得上述支承板和上述电路基板成为一体。尤其，在可搬运的X射线图像检测器中，能实现薄型化和轻量化，并能替换成组合到现有的暗盒中且进行X射线图像拍摄的胶片介质。

附图说明

图1是实施方式1的放射线检测装置的框图。

图2是实施方式1的放射线检测面板的示意性立体图。

图3是实施方式1的图像检测部的电路图。

图4是实施方式1的放射线检测装置的纵向截面图。

图5是实施方式1的放射线检测装置的局部放大横向截面图。

发明内容

本发明的实施方式所涉及的放射线检测装置的特征在于，包括：壳体，该壳体实质上是立方体，具有入射面盖板及覆盖垂直于该入射面盖板的侧面的侧面部；放射线检测面板，该放射线检测面板为平板状，且收纳在所述壳体的内部，对通过所述入射面盖板入射进来的放射线进行检测；支承板，该支承板收纳在所述壳体的内部且固定到所述侧面部，以与所述放射线的入射面相反的一侧的背面来支承所述放射线检测面板；以及电路基板，该电路基板收纳在所述壳体的内部，搭载有驱动所述放射线检测面板的驱动电路的至少一部分，且配置在所述支承板的与所述放射线检测面板相反的一侧。

本发明的实施方式所涉及的另一种放射线检测装置的特征在于，包括：壳体，该壳体具有入射面盖板、和具有垂直于该入射面盖板的侧面的侧面盖板；放射线检测面板，该放射线检测面板为平板状，且收纳在所述壳体的内部，对通过所述入射面盖板入射进来的放射线进行检测；支承板，该支承板收纳在所述壳体的内部且固定到所述侧面部，以与所述放射线的入射面相反的一侧的背面来支承所述放射线检测面板；以及电路基板，该电路基板收纳在所述壳体的内部，搭载有驱动所述放射线检测面板的驱动电路的至少一部分，且配置在所述支承板的与所述放射线检测面板相反的一侧。

具体实施方式

下面，参照附图，对一实施方式的放射线检测装置进行说明。另外，对相同或相似的结构标注相同标号，省略重复的说明。

图1是一实施方式的放射线检测装置的框图。图2是本实施方式的放射线检测面板的示意性立体图。图3是本实施方式的图像检测部的电路图。

放射线检测装置30具有放射线检测面板21。放射线检测面板21将入射的X射线转换成电信号。

放射线检测面板21与多个积分放大器33相连接，且放射线检测面板21与多个栅极驱动器32相连接。栅极驱动器32与行选择电路35相连接。积分放大器33与A/D转换器（数模转换器）34相连接。A/D转换器34与图像合成电路36相连接。

若栅极驱动器32从行选择电路35接收到信号，则依次变更与放射线检测面板21相连接的多根栅极线的电压。积分放大器33对从放射线检测面板21输出的极微小的电荷信号进行放大并输出。栅极驱动器32与行选择电路35相连接，并根据X射线图像的扫描方向来将信号发送到对应的栅极驱动器32。

放射线检测面板21具备荧光转换膜38和图像检测部12。入射到荧光转换膜38的入射X射线37在荧光转换膜38内部被转换成荧光。荧光转换膜38所产生的荧光会到达图像检测部12的表面。

图像检测部12具有主要由玻璃基板构成的保持基板11。在保持基板11上，按层状来形成TFT电路层10和光电二极管16。由图像检测部12将从外部入射的可见光图像转换成利用电信号的图像信息。

在图像检测部12的表面上，按格子状形成有微小的像素。各像素具有薄膜晶体管14、电容器15及光电二极管16。各像素与栅极线13和信号线17相连接。

接着，对放射线检测面板21的动作进行说明。

在初始状态下，在电容器15中存储检测出的电荷，且对并联连接的光电二极管16施加反向偏置状态的电压。此时的电压与施加到信号线17的电压相同。

光电二极管16是二极管的一种，因此，即便施加反向偏置电压，也几乎没有电流流过。因此，电容器15中存储的电荷得到保持且不会减少。

在该情况下，若入射X射线37入射到荧光转换膜38，则在荧光转换膜38的内部将高能量的X射线转换成低能量的大量可见光。在荧光转换膜38的内部产生的荧光的一部分会到达配置于图像检测部12的表面的光电二极管16。

入射到光电二极管16的荧光会在光电二极管16的内部被转换成由电子和空穴形成的电荷，并沿电容器15施加的电场方向到达光电二极管16所具有的两个端子，从而观察到流过光电二极管16内部的电流。

由荧光入射所产生的流过光电二极管16内部的电流会流入到并联连接的电容器15，发挥抵消电容器15内部所存储的电荷的作用。其结果是，电容器15中所存储的电荷减少，在电容器15的端子间产生的电位差也比初始状态减小。

栅极线13与特定栅极驱动器32相连接。栅极驱动器32依次改变多根栅极线13的电位。在某一特定时间，栅极驱动器32中电位发生变化的栅极线13只有1条。与电位发生变化的栅极线13相连接的薄膜晶体管14的源极、漏极端子之间的状态会从绝缘状态变为导通状态。

对各信号线17施加特定的电压。该电压会被施加到电容器15，该电容器15通过与电位发生变化的栅极线13相连接的薄膜晶体管14的源极端子和漏极端子而进行连接。

在初始状态下，电容器15与信号线17处于相同电位状态，因此，在电容器15的电荷量未从初始状态发生变化的情况下，不会发生电荷从信号线17向电容器15进行电荷移动。但是，由于来自外部的入射X射线37会在荧光转换膜38的内部产生荧光，且该荧光会入射到光电二极管16，因而在与该光电二极管16并联连接的电容器15中，其内部所存储的电荷会减少，从初始状态的电位发生了变化。因此，电荷会从信号线17经由成为导通状态的薄膜晶体管14来进行移动，而电容器15的内部所存储的电荷量会回到初始状态。所移动的电荷量会成为流过信号线17的信号，并被传输至外部。

信号线17与积分放大器33相连接。以一一对应的方式来连接信号线17和分别与其相对应的积分放大器33。流过信号线17的电流将被输入到对应的积分放大器33。在积分放大器33中，对在固定时间内流过的电流进行积分，将与该积分值对应的电压输出至外部。

通过进行该动作，能将在某固定时间内流过信号线17的电荷量转换成电压值。其结果是，由入射X射线37在荧光转换膜38的内部产生的荧光的强弱分布与光电二极管16的内部所产生的电荷信号相对应，且由积分放大器33将该电荷信号转换成电位信息。

A/D转换器34将积分放大器33所产生的电位依次转换成数字信号。对于成为数字值的信号，在图像合成电路36的内部，根据图像检测部12的内部所排列的像素的行和列来依次进行整理，并作为图像信号输出至外部。

通过连续进行这些动作，将从外部入射的X射线图像信息转换成利用电信号的图像信息，并输出至外部。对于输出至外部的、利用电信号的图像信息，能在常规显示装置中容易地进行图像化，利用该图像能将X射线图像作为可见光图像来进行观察。

图4是本实施方式的放射线检测装置的纵向截面图。图5是本实施方式的放射线检测装置的局部放大横向截面图。

放射线检测装置30具有放射线检测面板21、支承板20、电路基板23、柔性电路基板18、以及壳体22。放射线检测面板21收纳在壳体22的内部。壳体22是如下的箱体：具有与放射线检测面板21平行的2个面、且该2个面之间的距离比放射线检测面板21的边长要短的立方体。

壳体22具有入射面盖板24、背面盖板26、角部盖板28及侧面盖板27。入射面盖板24是与放射线检测面板21隔开且相对的平板。入射X射线37透射过入射面盖板24并入射到放射线检测面板21。背面盖板26是配置在放射线检测面板21的背面侧、即与入射面盖板24相反一侧且平行于入射面盖板24的平板。

角部盖板28和侧面盖板27形成垂直于壳体22的入射面盖板24的侧面。角部盖板24配置在壳体22的4个角的棱线部。侧面盖板27配置在壳体22的4个侧面部。将入射面盖板24、背面盖板26及侧面盖板27嵌合到角部盖板28中。还可将角部盖板28和侧面盖板27一体成型。在角部盖板28和侧面盖板27上，设有与入射面盖板24和背面盖板26平行地突出的固定部25。

考虑轻量化和成形性等，优选由ABS、PC、PPS等树脂材料来形成侧面盖板27和角部盖板28。侧面盖板27和角部盖板28既可以用不同材质来形成、也可以用相同材料来形成。侧面盖板27和角部盖板28还可一体形成。

支承板20是例如由CFRP（碳纤维强化塑料）制成的平板。支承板20以平行于入射面盖板24的方式来固定到固定部25。放射线检测面板21和电路基板23被固定到支承板20。

例如，对于支承板20的各边，分别设有多个固定部25。角部盖板28和侧面盖板27作为一体结构具有固定部25。通过该固定部25，将支承板20与多处进行固定，从而增强与支承板20的连结强度。设定固定部25的位置和数量，使得能以需要的强度将侧面盖板27及角部盖板28与支承板20进行固定。

放射线检测面板21和电路基板23通过柔性电路基板18进行电连接。柔性电路基板18例如为多个，且配置成不干扰固定部25。为了确保固定部25与支承板20的结合强度，优选使固定部25与支承板20的结合位置位于距离支承板20的外缘具有一定距离而稍许进入内侧的位置。另一方面，根据所搭载的电路，需要增大电路基板23。因此，增大电路基板23的情况下，优选预先对电路基板23形成槽口以避开固定部25与支承板20的结合部。

此外，在壳体22因施加了外力而变形时，为了在电路基板23与壳体22之间保持必要的空间，而设置空间保持支柱29。可将空间保持支柱29固定到支承板20或背面盖板26中的任一个，或者固定到这两者。只要能确保必要的空间，空间保持支柱29也可与电路基板23或壳体22的背面盖板26等成为一体。

为了支承面板，支承板20必须具有一定程度的刚性和强度。通过将角部盖板28和侧面盖板27直接固定到支承板20，角部盖板28和侧面盖板27与支承板20成为一体，由此作为整体能具有较高刚性和强度。此外，在这种结构中，支承板20的材质会对壳体22整体的强度带来较大影响，通过采用比重小且具有强度的材料，能实现又薄又轻的壳体22。

此外，在固定部25与角部盖板28或侧面盖板27之间的固定部位、即在侧面一侧的端部上，设有垂直于入射面盖板24的肋状物。由此，提高固定部25的强度，并提高壳体22整体的强度。

如上，根据本实施方式，对于使用放射线检测装置30时的假设外力，在外形尺寸的限制范围内，能对壳体22内部所内置的放射线检测面板21和电路基板23进行保护。即，能实现既坚固、又轻又薄的壳体22。

尤其，本实施方式对于确保可搬运的放射线检测装置30的强度而言是有效的。在可搬运的放射线检测装置30中，需要满足与现有的以胶片介质进行诊断的暗盒相置换的外形尺寸，若根据放射线检测面板21的尺寸来考虑需要的支承板20的支承面积、并消除与其它构件之间的不需要的干扰，则壳体22的侧面构件必须由壁厚较薄的构件来构成。但是，通过采用本实施方式的固定结构，能够实现能对放射线检测面板21和电路基板23进行保护的壳体22。

虽然对本发明的一实施方式进行了说明，但该实施方式仅作为示例呈现，而并非要对发明范围进行限定。该新的实施方式可通过其它各种方式进行实施，在不脱离发明要旨的范围内，可进行各种省略、置换、变更。该实施方式及其变形均包含在发明的范围和要旨中，并且包含在专利权利要求所记载的发明及其等同范围内。

Claims (12)

1.一种放射线检测装置，其特征在于，包括：

壳体，该壳体实质上是立方体，具有入射面盖板及覆盖垂直于该入射面盖板的侧面的侧面部；

放射线检测面板，该放射线检测面板为平板状，且收纳在所述壳体的内部，对通过所述入射面盖板入射进来的放射线进行检测；

支承板，该支承板收纳在所述壳体的内部且固定到所述侧面部，以与所述放射线的入射面相反的一侧的背面来支承所述放射线检测面板；以及

电路基板，该电路基板收纳在所述壳体的内部，搭载有驱动所述放射线检测面板的驱动电路的至少一部分，且配置在所述支承板的与所述放射线检测面板相反的一侧，

所述壳体还具有角部盖板和侧面盖板，

所述侧面盖板设置在所述侧面部上，

所述角部盖板设置在所述壳体的角上，

所述侧面盖板作为一体结构具有平行于所述入射面盖板并朝内侧突出的固定部并且所述角部盖板作为一体结构也具有平行于所述入射面盖板并朝内侧突出的固定部，通过所述固定部将所述角部盖板及所述侧面盖板与所述支承板进行固定，所述固定部与所述支承板结合，且所述固定部与所述支承板的结合位置位于距所述支承板的外缘有一定距离而稍许进入内侧的位置，

所述放射线检测装置还包括设置在所述壳体与所述支承板的所述电路基板侧的面之间的空间保持支柱。

2.如权利要求1所述的放射线检测装置，其特征在于，

所述壳体还具有背面盖板，

所述背面盖板配置在与所述入射面盖板相反的一侧，且平行于所述入射面盖板。

3.如权利要求1所述的放射线检测装置，其特征在于，

在所述固定部的外侧的端部设有垂直于所述入射面盖板的肋状物。

4.如权利要求1所述的放射线检测装置，其特征在于，

还具备将所述放射线检测面板和所述电路基板进行电连接的多个柔性电路基板，

在不干扰所述柔性电路基板的位置上设置多个所述固定部。

5.如权利要求2所述的放射线检测装置，其特征在于，

所述侧面盖板和所述角部盖板一体成型。

6.如权利要求1所述的放射线检测装置，其特征在于，

所述电路基板具有避开所述固定部与所述支承板的结合部的槽口。

7.一种放射线检测装置，其特征在于，包括：

壳体，该壳体具有入射面盖板、和具有垂直于该入射面盖板的侧面的侧面盖板；

放射线检测面板，该放射线检测面板为平板状，且收纳在所述壳体的内部，对通过所述入射面盖板入射进来的放射线进行检测；

支承板，该支承板收纳在所述壳体的内部且固定到所述侧面盖板，以与所述放射线的入射面相反的一侧的背面来支承所述放射线检测面板；以及

电路基板，该电路基板收纳在所述壳体的内部，搭载有驱动所述放射线检测面板的驱动电路的至少一部分，且配置在所述支承板的与所述放射线检测面板相反的一侧，

所述壳体还具有角部盖板，

所述角部盖板设置在所述壳体的角上，

所述侧面盖板作为一体结构具有平行于所述入射面盖板并朝内侧突出的固定部并且所述角部盖板作为一体结构也具有平行于所述入射面盖板并朝内侧突出的固定部，通过所述固定部将所述角部盖板及所述侧面盖板与所述支承板进行固定，所述固定部与所述支承板结合，且所述固定部与所述支承板的结合位置位于距所述支承板的外缘有一定距离而稍许进入内侧的位置，

所述放射线检测装置还包括设置在所述壳体与所述支承板的所述电路基板侧的面之间的空间保持支柱。

8.如权利要求7所述的放射线检测装置，其特征在于，

所述壳体还具有背面盖板，

所述背面盖板配置在与所述入射面盖板相反的一侧，且平行于所述入射面盖板。

9.如权利要求7所述的放射线检测装置，其特征在于，

在所述固定部与所述侧面盖板的结合部，设有垂直于所述入射面盖板的肋状物。

10.如权利要求7所述的放射线检测装置，其特征在于，

还具备将所述放射线检测面板和所述电路基板进行电连接的多个柔性电路基板，

在不干扰所述柔性电路基板的位置上设置多个所述固定部。

11.如权利要求8所述的放射线检测装置，其特征在于，

所述侧面盖板和所述角部盖板一体成型。

12.如权利要求7所述的放射线检测装置，其特征在于，

所述电路基板具有避开所述固定部与所述支承板的结合部的槽口。