JP2005283261A - Radiation detector - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、バイアス電圧印加用の共通電極が表面に形成されていると共に入射放射線を直接電荷に変換する放射線有感体が透光性を有する電荷読み出し用基板に搭載されている検出器本体と、この検出器本体を収容する筐体とを備えている直接変換タイプの放射線検出器に係り、特に放射線検出器の検出器本体を筐体に対し固定するための技術に関する。 The present invention relates to a detector main body on which a common electrode for applying a bias voltage is formed on a surface, and a radiation sensitive body that directly converts incident radiation into electric charge is mounted on a translucent charge readout substrate. In particular, the present invention relates to a direct conversion type radiation detector including a housing for housing the detector body, and more particularly to a technique for fixing the detector body of the radiation detector to the housing.
最近、医用X線撮像装置などでは被検体からの透過X線等の放射線を検出する放射線検出器としてフラットパネル型の二次元放射線検出器が使用されている。このフラットパネル型の二次元放射線検出器(以下、適宜「検出器」と略記)には間接変換タイプと直接変換タイプとがある。 Recently, a flat panel type two-dimensional radiation detector is used as a radiation detector for detecting radiation such as transmitted X-rays from a subject in a medical X-ray imaging apparatus or the like. The flat panel type two-dimensional radiation detector (hereinafter abbreviated as “detector” as appropriate) includes an indirect conversion type and a direct conversion type.
前者の間接変換タイプの検出器の場合、図8に示すように、光シンチレータ62と光電変換膜63が電荷読み出し用基板64に搭載されている検出器本体61を備えていて、入射放射線が上側の光シンチレータ62でいったん光に変換され、変換光が下側の光電変換膜63で電荷に変換されると共に、光電変換膜63で生じた電荷が電荷読み出し用基板64によって読み出されるので、放射線は二段で検出されることになる。検出器本体61は裏面を接着剤で基台(図示省略)に接合したうえで筐体(図示省略)に収容固定されている(例えば特許文献1参照。)。 In the case of the former indirect conversion type detector, as shown in FIG. 8, an optical scintillator 62 and a photoelectric conversion film 63 are provided with a detector main body 61 mounted on a charge readout substrate 64, and the incident radiation is on the upper side. The light scintillator 62 converts the light into light once, and the converted light is converted into charges by the lower photoelectric conversion film 63, and the charge generated in the photoelectric conversion film 63 is read by the charge reading substrate 64, so that the radiation is It will be detected in two stages. The detector main body 61 is accommodated and fixed in a housing (not shown) after the back surface is bonded to a base (not shown) with an adhesive (see, for example, Patent Document 1).
後者の直接変換タイプの検出器の場合、図9に示すように、バイアス電圧印加用の共通電極72が表面に形成されていると共に入射放射線を直接電荷に変換する放射線有感体としての半導体膜73が電荷読み出し用基板74に搭載されている検出器本体71を備えていて、入射放射線が半導体膜73で直に電荷に変換されると共に、半導体膜73で生じた電荷が電荷読み出し用基板74によって半導体膜73の裏面側に二次元マトリックス配列で設けられている個別電極(図示省略)毎に読み出されるので、放射線が一段で検出できる(例えば特許文献2参照。)。
In the case of the latter direct conversion type detector, as shown in FIG. 9, a
ただ、直接変換タイプの検出器は、電荷読み出し用基板74で電荷が読み出された後も読み出し切れずに入射放射線により生じた電荷が半導体膜73の内に滞留することによって、検出感度が変動したり、残留出力が発生したりするという難点があった。
However, in the direct conversion type detector, the detection sensitivity fluctuates because the charge generated by the incident radiation stays in the
そこで、本件出願人が先に提出した特願2002-253819 号において、半導体膜73に向けて放射線検出中に個別電極(分割電極)側から光を照射することにより半導体膜73の内に入射放射線で生じた電荷が滞留することで起こる検出感度の変動や残留出力の発生を抑える直接変換タイプの検出器を案出した。
Therefore, in Japanese Patent Application No. 2002-253819 previously filed by the present applicant, incident radiation is incident on the
また、本件出願人が提出した別の特願2003−058487号において、半導体膜73に向けて放射線検出中に個別電極(分割電極)側から検出特性改善用の光を照射することによってダイナミックレンジが狭められるのを、電荷読み出し用基板74から電荷を読み出した後に設定されたゲイン値(ゲイン設定値)に応じて信号処理する電気信号処理回路のゲイン設定値の増加、減少に応じて検出特性改善用の光の強度を増加、減少することにより防止することを案出した。
しかしながら、上記特願2002-253819 号と特願2003−058487号の両出願に係る検出器の場合、検出器本体71を筐体(図示省略)に収容して電荷読み出し用基板74の周縁部のところを筐体に取り付けることで検出器本体71を筐体に対して固定し、電荷読み出し用基板74で電荷検出器本体71全体を支えなければならない。
However, in the case of the detectors according to both Japanese Patent Application Nos. 2002-253819 and 2003-058487, the detector
電荷読み出し用基板74は、普通、厚みが0.7mm程度の薄いガラス基材を用いているので、機械的に堅牢であるとは言い難い。それでも電荷読み出し用基板74の場合、半導体膜73の搭載域は半導体膜73ごと樹脂モールドが施せるので、機械的に補強できるのであるが、電荷読み出し用基板74の周縁部はフレキシブルプリント配線板等による電気接続域や集積回路搭載域となっていて、接続異常時や回路故障時のリペア(補修)などのために樹脂モールドが施せないので、機械的な補強ができず、電荷読み出し用基板74の周縁部のところで破損が起こるのを心配しなければならない。
Since the charge readout substrate 74 usually uses a thin glass substrate having a thickness of about 0.7 mm, it is difficult to say that it is mechanically robust. Still, in the case of the charge readout substrate 74, the mounting area of the
前記の間接変換タイプの検出器の場合のように、電荷読み出し用基板74の裏側に基台を接着剤で接合して機械的に補強する方策が考えられはするが、直接変換タイプの検出器の場合、電荷読み出し用基板74に接合した基台や接合用の接着剤で検出特性改善用の光の照射が妨げられるので、この方策を採ることは出来ない。 As in the case of the above-described indirect conversion type detector, a measure to mechanically reinforce the base by bonding the base to the back side of the charge readout substrate 74 with an adhesive may be considered, but the direct conversion type detector. In this case, since the irradiation of the light for improving the detection characteristics is hindered by the base or the bonding adhesive bonded to the charge readout substrate 74, this measure cannot be taken.
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、検出特性改善用の光照射を阻害しないと同時に電荷読み出し用基板の破損を招来しないかたちで検出器本体を筐体に対し固定することができる放射線検出器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the detector main body is fixed to the housing in such a manner that it does not hinder light irradiation for improving detection characteristics and at the same time does not cause damage to the charge readout substrate. An object of the present invention is to provide a radiation detector that can be used.
この発明は、上記の目的を達成するために、次のような構成をとる。 In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
即ち、請求項1に記載の発明に係る放射線検出器は、バイアス電圧印加用の共通電極が表面に形成されていると共に入射放射線を直接電荷に変換する放射線有感体が透光性を有する電荷読み出し用基板に搭載されている検出器本体と、電荷読み出し用基板を介して放射線有感体に向けて検出特性改善用の光を照射する光照射機構と、検出器本体と光照射機構との間で検出器本体を電荷読み出し用基板の裏側から支えていると共に検出特性改善用の光が通る光通路を有する支持台と、検出器本体および光照射機構と支持台を収容する筐体とを備えていて、検出器本体が支持台を介して筐体に対し固定されていることを特徴とするものである。 That is, in the radiation detector according to the first aspect of the present invention, the common electrode for applying the bias voltage is formed on the surface, and the radiation sensitive body that directly converts incident radiation into electric charge has translucency. A detector main body mounted on the readout substrate, a light irradiation mechanism for irradiating the radiation sensitive body with light for detection characteristic improvement via the charge readout substrate, and a detector main body and a light irradiation mechanism. A support base having a light path for supporting the detector main body from the back side of the charge readout substrate and through which light for detection characteristic improvement passes, and a housing for housing the detector main body, the light irradiation mechanism, and the support base. The detector main body is fixed to the housing via a support base.
[作用・効果]請求項1の発明の放射線検出器の場合、放射線の検出中、検出器本体における入射放射線を直接電荷に変換する放射線有感体に光照射機構からの照射光が支持台の光通路を通り透光性の電荷読み出し用基板を介して照射されるのに伴って放射線有感体に空間電荷が溜まるので、入射放射線によって発生した電荷の方は滞留せずに掃き出される結果、実効的な有感面積の変化が起こらなくなり、放射線検出器の検出感度の変動を回避できる。また入射放射線で発生した電荷の掃き出し後も、光照射機構による光照射を続けることによって光照射で生じた空間電荷は掃き出されずに留まり続けるので、残留出力の発生を回避できる。 [Operation / Effect] In the case of the radiation detector according to the first aspect of the present invention, during the radiation detection, the irradiation light from the light irradiation mechanism is applied to the radiation sensitive body that directly converts the incident radiation into the electric charge into the detector body. Space charge accumulates in the radiation sensitive body as it irradiates through the light-transmitting charge readout substrate through the optical path, so that the charge generated by the incident radiation is swept away without staying. As a result, the effective sensitive area does not change, and fluctuations in the detection sensitivity of the radiation detector can be avoided. Further, even after the charge generated by the incident radiation is swept out, the space charge generated by the light irradiation is kept without being swept out by continuing the light irradiation by the light irradiation mechanism, so that the generation of the residual output can be avoided.
また、請求項1の発明の放射線検出器の場合、検出器本体を電荷読み出し用基板の裏側から支えている支持台を介して検出器本体が筐体に対し固定されていて、検出器本体は支持台によって支えられているので、電荷読み出し用基板によって検出器本体全体を支える状態は解消される結果、電荷読み出し用基板の破損を招来せずに済む。さらに、検出器本体を支えている支持台は検出特性改善用の光が通る光通路を有するので、検出特性改善用の光照射を阻害することもない。 In the case of the radiation detector according to the first aspect of the invention, the detector main body is fixed to the housing via a support base that supports the detector main body from the back side of the charge readout substrate. Since it is supported by the support base, the state in which the entire detector body is supported by the charge reading substrate is eliminated, so that the charge reading substrate is not damaged. Furthermore, since the support that supports the detector body has a light path through which light for improving detection characteristics passes, it does not hinder light irradiation for improving detection characteristics.
また、請求項2の発明は、請求項1に記載の放射線検出器において、支持台は、検出特性改善用の光を透過させる透光性板状体であり、透光性板状体が表面全体で電荷読み出し用基板を受け止めているものである。
The invention according to
[作用・効果]請求項2の発明の放射線検出器の場合、検出特性改善用の光は透光性板状体を通り抜けて電荷読み出し用基板から放射線有感体に照射される。また、支持台の透光性板状体が表面全体で電荷読み出し用基板を受け止めるので、支持台は検出器本体をしっかり支えることができる。 [Operation / Effect] In the radiation detector according to the second aspect of the present invention, the light for improving the detection characteristics passes through the translucent plate and is irradiated from the charge readout substrate to the radiation sensitive body. Further, since the translucent plate-like body of the support base receives the charge readout substrate over the entire surface, the support base can firmly support the detector body.
また、請求項3の発明は、支持台は、請求項1に記載の放射線検出器において、支持台は、検出特性改善用の光が通る光通路となる中空領域を有する金属製枠体であり、金属製枠体が枠全体で電荷読み出し用基板を受け止めているものである。 According to a third aspect of the present invention, in the radiation detector according to the first aspect, the support base is a metal frame having a hollow region serving as an optical path through which light for improving detection characteristics passes. The metal frame receives the charge readout substrate over the entire frame.
[作用・効果]請求項3の発明の放射線検出器の場合、検出特性改善用の光は金属製枠状体の中空領域を通って電荷読み出し用基板から放射線有感体に照射される。また、支持台の金属製枠体が枠全体で電荷読み出し用基板を受け止めるので、支持台は検出器本体をしっかり支えることができる。 [Operation / Effect] In the case of the radiation detector according to the third aspect of the invention, the detection characteristic improving light is irradiated from the charge readout substrate to the radiation sensitive body through the hollow region of the metal frame. Further, since the metal frame of the support base receives the charge readout substrate over the entire frame, the support base can firmly support the detector body.
また、請求項4の発明は、請求項1から3のいずれかに記載の放射線検出器において、支持台が筐体に取り付けられることにより検出器本体が筐体に対し固定されているものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the radiation detector according to any one of the first to third aspects, the detector main body is fixed to the casing by attaching the support base to the casing. .
[作用・効果]請求項4の発明の放射線検出器の場合、支持台が直に筐体に取り付けられているので、支持台は検出器本体をしっかり支えることができる。 [Operation / Effect] In the case of the radiation detector according to the fourth aspect of the present invention, since the support base is directly attached to the casing, the support base can firmly support the detector body.
また、請求項5の発明は、請求項2に記載の放射線検出器において、支持台は透光性板状体の側周面に沿って取り囲んで透光性板状体と組み付けられている取付枠を具備していて、支持台が取付枠で筐体に取り付けられることにより検出器本体が筐体に対し固定されているものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the radiation detector according to the second aspect, the support base surrounds the side surface of the translucent plate and is assembled with the translucent plate. The detector main body is fixed with respect to a housing | casing by comprising the frame and attaching a support stand to a housing | casing with an attachment frame.
[作用・効果]請求項5の発明の放射線検出器の場合、支持台が取付枠で筐体に取り付けられるので、透光性板状体には取り付けの効かないものも用いることができるのに加え、支持台が直に筐体側に取り付けられているので、支持台は検出器本体をしっかり支えることができる。
[Operation / Effect] In the case of the radiation detector according to the invention of
また、請求項6の発明は、請求項1から5のいずれかに記載の放射線検出器において、光照射機構の前面に光拡散用の拡散板を有するものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the radiation detector according to any one of the first to fifth aspects, a light diffusing plate is provided in front of the light irradiation mechanism.
[作用・効果]請求項6の発明の放射線検出器の場合、検出特性改善用の光が拡散板によって均一化されるので、検出特性改善用の光の照射むらが抑えられる。 [Operation / Effect] In the case of the radiation detector according to the sixth aspect of the present invention, since the light for improving the detection characteristics is made uniform by the diffusion plate, unevenness in the irradiation of the light for improving the detection characteristics can be suppressed.
請求項1の発明の放射線検出器の場合、検出器本体を電荷読み出し用基板の裏側から支えている支持台を介して検出器本体が筐体に対し固定されていて、検出器本体は支持台によって支えられているので、電荷読み出し用基板によって検出器本体全体を支える状態は解消される結果、電荷読み出し用基板の破損を招来せずに済む。さらに、検出器本体を支えている支持台は検出特性改善用の光が通る光通路を有しているので、透光性の電荷読み出し用基板を介して行なわれる検出特性改善用の光照射を阻害することもない。 In the case of the radiation detector according to the first aspect of the invention, the detector main body is fixed to the housing via a support base that supports the detector main body from the back side of the charge readout substrate, and the detector main body is a support base. As a result, the state of supporting the entire detector body by the charge readout substrate is eliminated, so that the charge readout substrate is not damaged. Furthermore, since the support base that supports the detector body has a light path through which light for detection characteristic improvement passes, light irradiation for detection characteristic improvement performed through a translucent charge readout substrate is performed. There is no hindrance.
よって、請求項1の発明の放射線検出器によれば、検出特性改善用の光照射を阻害しないと同時に電荷読み出し用基板の破損を招来しないかたちで検出器本体を筐体に対し固定することができる。 Therefore, according to the radiation detector of the first aspect of the invention, the detector main body can be fixed to the housing in such a manner that the light irradiation for improving the detection characteristics is not hindered and at the same time the damage of the charge readout substrate is not caused. it can.
この発明の放射線検出器の実施例を図面を参照しながら説明する。図1は実施例1にかかる直接変換タイプのフラットパネル型の二次元放射線検出器(以下、適宜「検出器」と略記)の検出器本体の取り付け構造を示す断面図、図2は実施例1の検出器の検出器本体の要部構成を示す平面図、図3は実施例1の検出器を用いた医用の放射線撮像装置を検出器の要部構成を中心に示したブロック図である。 An embodiment of the radiation detector of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a mounting structure of a detector main body of a direct conversion type flat panel type two-dimensional radiation detector (hereinafter abbreviated as “detector” as appropriate) according to the first embodiment, and FIG. FIG. 3 is a block diagram showing a medical radiation imaging apparatus using the detector of Example 1 with a focus on the configuration of the main part of the detector.
実施例1の検出器1は、図1および図2に示すように、バイアス電圧印加用の共通電極3が表面に形成されていると共に入射放射線を直接電荷に変換する放射線有感体4が、透光性を有する電荷読み出し用基板5に搭載されている検出器本体2と、透光性の電荷読み出し用基板5を介して放射線有感体4に向けて検出特性改善用の光を照射する光照射機構(光源)6とを備えている他に、検出器本体2と光照射機構6との間で検出器本体2を電荷読み出し用基板5の裏側から支えていると共に検出特性改善用の光が通る光通路を有する支持台7と、検出器本体2および光照射機構6と支持台7を収容する平箱状の筐体8とを備えていて、検出器本体2が支持台7を介して筐体8に対し固定された構成とされている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
さらに、検出器1は、図3に示すように、検出器本体2から取り出した電荷を増幅処理する電気信号処理回路9を備えている他に、光照射機構6の照射する特性改善用の光強度をコントロールする光強度制御部10や電荷読み出し用基板5の電荷読み出し動作を司るゲートドライバ11などを備えている。
Further, as shown in FIG. 3, the
また、実施例1の検出器1を用いた放射線撮像装置の場合、図3に示すように、検出器1の電気信号処理回路9で増幅処理された電気信号に基づいて被検体(図示省略)の放射線画像を作成する画像処理回路12と、画像処理回路12で作成された放射線画像を表示する画像表示モニタ13と、撮像実行に必要な入力操作を行う操作部14と、操作部14による入力操作や撮影プロセスの進行状況に応じて必要な演算および制御を行う中央演算制御処理部15とを備え、X線管などの放射線源(図示省略)による被検体への放射線曝射に伴って検出器1に投影される被検体の透過放射線像に対応する放射線画像が画像表示モニタ13に映し出されるように構成されている。
In the case of the radiation imaging apparatus using the
放射線有感体4は、図3に示すように、放射線に有感な半導体層4Aおよび半導体層4Aにおける共通電極3の反対側に設けられているキャリア選択性の中間層4aからなる。半導体層4Aおよびキャリア選択性の中間層4aは、通常、半導体厚膜や半導体薄膜の他に半導体結晶をスライスした半導体薄体なども利用可能である。但し中間層4aを機能させる為に、半導体層4Aと中間層4aは異なる材料とする。
As shown in FIG. 3, the radiation
なお、中間層4aは、共通電極3の反対側に設ける代わりに、共通電極3の直下に設けてもよい。さらに共通電極3の反対側と共通電極3の直下の両方に中間層4aを設けてもよく、この際、各中間層4aの材料は、同じである必要はない。
The
また、具体的な半導体層4Aや中間層4aとしては、ノンドープのSe、ノンドープのSe化合物のアモルファス体、AsまたはTeをドープしたSe、Se化合物のアモルファス体、アルカリ金属やハロゲンを1種または複数種ドープしたSe、アルカリ金属やハロゲンを1種または複数種ドープしたSe化合物のアモルファス体などが好ましい。
Further, as the specific semiconductor layer 4A and
また、半導体層4Aには、CdTe、CdZnTe、PbI2、HgI2、TlBr、GaAsの化合物半導体のいずれかの多結晶体、またはハロゲンをドープした前記化合物半導体の多結晶体も好ましい。中間層4aには、Sb2S3、CeO2、CdS、CdSe、CdTe、CdZnTe、ZnSe、ZnTe、ZnS、PbI2、HgI2、TlBr、GaAsの化合物半導体のいずれかの多結晶体、またはこれらの多結晶体を組み合わせて多層にしたものも好ましい。
In addition, the semiconductor layer 4A, CdTe, CdZnTe, PbI 2 ,
電荷読み出し用基板5は、厚み0.7mm程度の薄い透明ガラス基材5Aが用いられていて、ITO膜等の透明性を有する多数個の個別電極(分割電極)16が放射線有感体4の裏面側となる表面に縦横の2次元マトリックス配列で形成されているのに加え、個別電極16毎に薄膜トランジスタ・スイッチ(以下、適宜「TFT」という)17とコンデンサ18が放射線画像の各画素と対応付けられて形成されている。すなわち、電荷読み出し用基板5は透明ガラス基材5Aと電荷読み出し回路用の薄膜とからなり、事実上、透明性を有しており、光照射機構6により照射される検出特性改善用の光を透過させることができる。電荷読み出し用基板5の透光性を良くするという観点から個別電極(分割電極)16は透明性を有する電極(透明電極)であることが好ましい。
A thin
そして、電荷読み出し用基板5の場合、放射線入射に伴って個別電極16経由でコンデンサ18に放射線入射強度に応じた量の電荷が蓄積されるとともに、走査信号によってゲートドライバ11がTFTスイッチ17に順次On・Offの切り替えを行なわせて各コンデンサ18に蓄積された電荷を読み出す構成となっている。つまり、検出器1は、個別電極16は画素電極として2次元マトリックスの配列で設置され、個別電極16毎に検出電荷が取得される二次元検出器となっている。
In the case of the
電気信号処理回路9は、取り出した電荷を中央演算制御処理部15によるセッティングによって設定されるゲイン値(ゲイン設定値)に従って増幅処理すると共にゲイン設定値の増加、減少がおこなえる構成とされている。通常、ゲイン設定値は想定入射放射線の強度が増えればゲイン設定値が減り、想定入射放射線の強度が減ればゲイン設定値が増す(つまり入射放射線の強度とゲイン設定値が反比例の関係となる)ように設定される。
The electric signal processing circuit 9 is configured to amplify the extracted charge according to a gain value (gain setting value) set by setting by the central processing
電気信号処理回路9は、電荷(電流)−電圧変換器9Aとマルチプレクサ9BとA/D変換器9C等を有し、電荷−電圧変換器9Aにゲイン設定値がセットされる。図2の放射線撮像装置の場合、放射線源(図示省略)の放射強度も中央演算制御処理部15によってコントロールされ、中央演算制御処理部15が放射線源の放射強度に合わせて電気信号処理回路9のゲイン設定値をセットする。勿論、別途に放射線の強度を検出すると共に検出された放射線強度に見合ったゲイン設定値が自動的にセットされる構成でもよい。
The electric signal processing circuit 9 includes a charge (current) -voltage converter 9A, a multiplexer 9B, an A /
画像処理回路12は、放射線画像作成用の電気信号毎に検出器1の検出系統の場所的不均一性に起因する各電気信号間のオフセットの場所的バラツキを補正するオフセット補正係数および各電気信号間の感度の場所的バラツキを補正する感度補正係数を登録する補正係数登録部12Aを有しており、画像処理回路12による処理の実行時に予め登録されているオフセット補正係数および感度補正係数に基づき各電気信号間のオフセットや感度のバラツキ補正処理が行われる。
The
そして、検出器1の場合、光強度制御部10のコントロールにより電気信号処理回路9のゲイン設定値の減少、増加に応じて光照射機構6が照射する光の強度が増加、減少する構成となっている。電気信号処理回路9のゲイン設定値が減少すれば、光照射機構6が照射する光の強度が増大し、逆にゲイン設定値が増加すれば、光照射機構6が照射する光の強度が減少する(つまりゲイン設定値と光の強度が反比例の関係となる)。
In the case of the
したがって、本実施例の場合、普通、入射放射線の強度とゲイン設定値は反比例の関係となるように操作されると共に、ゲイン設定値と光の強度とは反比例の関係にあるので、結果的に、光強度制御部10は光照射機構6の照射光の強度と入射放射線の強度が正比例関係にあるように光照射機構6をコントロールする。
Therefore, in the case of the present embodiment, normally, the intensity of the incident radiation and the gain setting value are operated so as to be in an inversely proportional relationship, and the gain setting value and the light intensity are in an inversely proportional relationship. The light
図3の放射線撮像装置の場合、例えば、予め各ゲイン設定値について適当な照射光の強度を実験的に求めて、この照射光の強度を各ゲイン設定値と対応させて登録しておき、ゲイン設定値をセットする時に対応する照射光の強度を読み出して光強度制御部10にセット(設定)する。なお、もし使用放射線の強度が予め幾つかに限定されている場合、放射線の強度毎に適当なゲイン設定値および適当な照射光の強度を対応付けて登録しておき、放射線の強度を設定すると、自動的にゲイン設定値および適当な照射光の強度のセットが行われる構成としてもよい。
In the case of the radiation imaging apparatus shown in FIG. 3, for example, an appropriate irradiation light intensity is experimentally obtained in advance for each gain setting value, and the irradiation light intensity is registered in association with each gain setting value. When the set value is set, the intensity of the corresponding irradiation light is read out and set (set) in the light
具体的な光照射機構6としては、図3に示すように、例えば、透明アクリル樹脂製の導光板19と、導光板19の側端面に設置された発光ダイオードや冷陰極管等の発光体20とを有し、更に導光板19の光放射面には微細加工(表面粗化加工)が施されているのに加えて、光拡散用の拡散板21が取り付けられている一方、導光板19の裏面には反射シート22が取り付けられている構成が挙げられる。発光体20の光は、反射シート22で反射しながら導光板19を通り、導光板19の表面の微細加工および拡散板21を経て照射されるので、検出特性改善用の光を効率よく均一にむらなく照射することができる。なお、発光体20として面発光ダイオードを電荷読み出し用基板5の側に発光面を向けるようにして使うこともできる。
As a specific
また光強度制御部10は、発光体20の光強度がゲイン設定値の減少、増加に応じて増加、減少するように発光体20の発光量をコントロールするとともに、光照射機構6による光照射が放射線の検出中だけでなく放射線の検出前あるいは検出後でも行えるようにコントロールする。
The
検出器1の場合、個別電極16の側から放射線有感体4に光照射機構6により光が照射されるのに伴って、放射線有感体4における個別電極16間のスペースの領域に光照射で生じた空間電荷が溜まってしまうので、放射線の入射によって発生した電荷の方は溜まらずに掃き出される。その結果、実効的な有感面積の変化が起こらず、検出器1の検出感度の変動が回避できる。また、放射線の入射停止後も光照射機構6による光照射を続ければ、個別電極16間のスペースの領域に溜まった空間電荷は掃き出されずに留まり続けるので、残留出力の発生を回避できる。
In the case of the
一方、光照射機構6による光照射は、電気信号に暗電流分として加わる電気信号の増加を伴う。光照射機構6による光照射に伴う暗電流分は、照射光の強度の増減に応じて増減し、照射光の強度が増すほど暗電流分が増える。他方、電気信号処理回路9では光照射に伴う暗電流分も一緒にゲイン設定値に応じて増幅処理される結果、増幅処理後の暗電流分が電気信号処理回路9の出力範囲を占める分だけ電気信号処理回路9のダイナミックレンジが狭められることになるが、ゲイン設定値が増えると暗電流分の増幅度が増すので、同一量の暗電流分に対してはゲイン設定値が増すとダイナミックレンジの狭められる度合いも増える。
On the other hand, the light irradiation by the
しかし、前述したように、検出器1では、電気信号処理回路9のゲイン設定値が増す場合、光照射機構6により照射する光の強度が減らされて暗電流分が減るので、ゲイン設定値の増加が暗電流分の減少で相殺され、ゲイン設定値の増加でダイナミックレンジが狭められるのが抑えられる。逆に電気信号処理回路9のゲイン設定値が減る場合、光照射機構6により照射する光の強度が増して暗電流分が増えるけれども、暗電流分の増加がゲイン設定値の減少で相殺され、照射光の強度増加でダイナミックレンジが狭められるのが抑えられる。したがって、検出器1の場合、検出感度の変動や残留出力の発生を回避する為の光照射に伴って発生する暗電流分が電気信号処理回路9の出力範囲を広く占めてしまうことは解消され、ダイナミックレンジが大きく狭められる事態は起こらない。
However, as described above, in the
一方、検出器1の検出器本体2は、図1に示すように、電荷読み出し用基板5の上に放射線有感体4を取り囲むかたちで配置されたスペーサ用のフレーム枠23と、フレーム枠23を蓋するかたちで配置された上面ガラス板24と、スペーサ用フレーム枠23と上面ガラス板24の内側空間を埋めるかたちでエポキシ系樹脂を用いて形成された対環境性改善および耐圧性改善の為の樹脂モールド25とを備えているが、フレーム枠23の外側となる電荷読み出し用基板5の周縁部はフレキシブルプリント配線板等による電気接続域や集積回路搭載域となっていて、接続異常時や回路故障時のリペア(補修)などのために樹脂モールドは施されていない。
On the other hand, as shown in FIG. 1, the detector
他方、検出器本体2を支えている支持台7は、光照射機構6が照射する検出特性改善用の光を透過させる透光性板状体7Aと、透光性板状体7Aの側周面に沿って取り囲むかたちで透光性板状体7Aと組み付けられている金属製取付枠7Bとを具備している。透光性板状体7Aはエポキシ系樹脂を用いた樹脂モールド7A1と透明な下面ガラス板7A2とからなり、金属製取付枠7Bの下面には取り付け用のネジ孔7B1が設けられている。樹脂モールド7A1および下面ガラス板7A2と金属製取付枠7Bは樹脂モールド7A1の強力な接着力で相互にしっかりと接着されている。
On the other hand, the
そして、支持台7は金属製取付枠7Bで筐体8に取り付けられることにより検出器本体2が筐体8に対し固定されている。即ち、筐体8は内壁面の中程の高さの処に水平内向きに突き出した支持台取り付けの為の突出部8Aを有しており、この突出部8Aに貫通孔8A1が形成されていて、止めネジ26を貫通孔8A1を通して金属製取付枠7Bの下面のネジ孔7B1にネジ込むことで支持台7が筐体8に取り付けられている。金属製取付枠7Bを用いた場合、漏光防止や電気的シールドによるノイズ低減効果もある。
The
光照射機構6は別に筐体8に取り付けられて固定されている。即ち、筐体8は内壁面の底に近い高さの処に水平に内側へ突き出した光照射機構取り付けの為の突出部8Bを有しており、この突出部8Bに受け座8B1が形成されていて、受け座8B1に光照射機構6が据え付けられている。光照射機構6は受け座8B1に据え置かれた後、ネジ止め等や接着等の適当な仕方で取り付けられている。放射線有感体4には検出特性改善用の光が光通路としての透光性板状体7Aを通り透光性の電荷読み出し用基板5を介して照射される。
The
したがって、検出器1の場合、光照射機構6は支持台7の側に組み付けられておらず、別途に筐体8に対し固定されている。その結果、光照射機構6が支持台7を受け止めて支える必要も、逆に支持台7が光照射機構6を吊り下げて支える必要もなく、光照射機構6と支持台7の間の相互干渉を避けることができる。また、光照射機構6は光拡散用の拡散板21は支持台7に接触しないかたちで取り付けられていることが好ましい。支持台7と拡散板21の接触によって拡散板21の光拡散機能の低下を防ぐことができる。
Therefore, in the case of the
このように、実施例1の検出器1の場合、検出器本体2を電荷読み出し用基板5の裏側から支えている支持台7を介して検出器本体2が筐体8に対し固定されており、検出器本体2全体が支持台7で支えられていて、電荷読み出し用基板5で検出器本体2全体を支える状態は解消されるので、電荷読み出し用基板5の破損を招来せずに済む。さらに、光照射機構6が照射する検出特性改善用の光が通る光通路としての透光性板状体7Aを有する支持台7によって検出器本体2が支えられているので、検出特性改善用の光照射を阻害することもない。加えて、支持台7を取り外せば、検出器本体2が取り出せるので、リペアなどの為に検出器本体2を取り出さなければならない時でも取り出し易い。
Thus, in the case of the
また、実施例1の検出器1の場合、透光性板状体7Aの表面全体および金属製取付枠7Bの枠全体の双方で電荷読み出し用基板5を受け止めて検出器本体2をしっかり支えるのに加え、支持台7が直に筐体8に取り付けられているので、支持台7による検出器本体2の支持が確かなものになる。さらに、支持台7が金属製取付枠7Bで筐体8に取り付けられているので、透光性板状体7Aには取り付けの効かないものも用いることができる。
である。それに、検出器1はフラットパネル型の二次元検出器であるので、薄型・軽量の検出器であるのに加え、放射線有感体4に投影される二次元放射線像を一度に検出できる。
In the case of the
It is. In addition, since the
続いて、実施例2の検出器を図面を参照して説明する。図4は実施例2に係る直接変換タイプの検出器の検出器本体の取り付け構造を示す断面図である。 Next, the detector of Example 2 will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a mounting structure of the detector main body of the direct conversion type detector according to the second embodiment.
実施例2の検出器27は、支持台28が検出特性改善用の光が通る光通路となる中空領域28Bを有する金属製枠体28Aのみからなる他は、実施例1と同様のものであるので、共通点は省略し、相違点のみを説明する。
The
支持台28である金属製枠体28Aは中空領域28Bが検出特性改善用の光の通過域に一致するように位置決めされたかたちで電荷読み出し用基板5の裏面に接着されている。金属製枠体28Aの接着は金属製枠体28Aの上面を両面粘着テープ等の接着剤で電荷読み出し用基板5の裏面に接着させること等により行なわれる。なお、その際、両面粘着テープ等の接着剤が検出特性改善用の光の通過域にかからないように注意する。また支持台28は金属製枠体28Aの下面に取り付け用のネジ孔28A1が設けられている。金属製枠体28Aは実質的に金属製取付枠7Bと同じものである。
A metal frame 28A, which is the
検出特性改善用の光は金属製枠体28Aの光通路としての中空領域28Bを通り抜けて電荷読み出し用基板5から放射線有感体4に照射される。また、支持台28である金属製枠体28Aは枠全体で電荷読み出し用基板5を受け止めて検出器本体2をしっかり支える。金属製枠体28Aは強固であるから金属製枠体28Aだけでも検出器本体2を十分に支えられる。また、支持台28は、支持台7と比べると樹脂モールド7A1と下面ガラス板7A2がない分だけ検出特性改善用の透過率が良くなるし、支持台28の作製も容易である。
The detection characteristic improving light passes through the hollow region 28B as an optical path of the metal frame 28A and is irradiated from the
続いて、実施例3の検出器を図面を参照して説明する。図5は実施例3に係る直接変換タイプの検出器の検出器本体の取り付け構造を示す断面図である。 Subsequently, the detector of Example 3 will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a mounting structure of a detector main body of a direct conversion type detector according to the third embodiment.
実施例3の検出器29は、支持台30が検出特性改善用の光を透過させる透光性板状体30Aと、透光性板状体30Aの側周面に沿って取り囲むかたちで透光性板状体30Aと組み付けられている金属製取付枠30Bとからなる他は、実施例1と同様のものであるので、共通点は省略し、相違点のみを説明する。なお、透光性板状体30Aは実質的に樹脂モールド7A1と同じものであり、金属製取付枠30Bは実質的に金属製取付枠7Bと同じものである。
The
透光性板状体30Aと金属製取付枠30Bおよび電荷読み出し用基板5は透光性板状体30Aの強力な接着力によって相互にしっかり接着されている。また支持台30の場合も、金属製取付枠30Bの下面に設けられた取り付け用のネジ孔30B1で筐体8にネジ止めされて取り付けられている。なお、検出器29の場合、透光性板状体30Aの樹脂モールドが完全に固化しないうちは、光照射機構6の拡散板21が触れると照射光の均一化が阻害される恐れがあるので注意する必要がある。
The translucent plate 30A, the metal mounting frame 30B, and the
検出特性改善用の光は光通路としての透光性板状体30Aを透過して電荷読み出し用基板5から放射線有感体4に照射される。支持台30の場合、透光性板状体30Aの表面全体と金属製取付枠30Bの枠全体で電荷読み出し用基板5を受け止めて検出器本体2をしっかり支える。支持台30は、支持台7と比べると下面ガラス板7A2のない分だけ検出特性改善用の透過率が良くなる。
The detection characteristic improving light passes through the
続いて、実施例4の検出器を図面を参照して説明する。図6は実施例4に係る直接変換タイプの検出器の検出器本体の取り付け構造を示す断面図である。 Subsequently, the detector of Example 4 will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a mounting structure of a detector main body of a direct conversion type detector according to the fourth embodiment.
実施例4の検出器31は、支持台32が光照射機構6が照射する検出特性改善用の光を透過させる樹脂製の透光性板状体32Aのみからなる他は、実施例1と同様のものであるので、共通点は省略し、相違点のみを説明する。
The detector 31 of the fourth embodiment is the same as the first embodiment except that the
支持台32である透光性板状体32Aは電荷読み出し用基板5の裏面に接着されている。透光性板状体32Aは別途に樹脂シートを裁断した樹脂プレートであってもよいし、樹脂モールドであってもよい。樹脂プレートの場合、検出特性改善用の光の通過域外となる透光性板状体32Aの表面周縁域と電荷読み出し用基板5の裏面周縁域を接着剤や両面粘着テープで貼り付ければよい。樹脂モールドの場合、電荷読み出し用基板5を裏向けにした状態でシリコン板等で型枠を組み付けておいてエポキシ樹脂を注入することで形成してもよい。後者の場合、支持台32は透光性板状体32Aの強力な接着力で電荷読み出し用基板5にしっかりと接着する。さらに、透光性板状体32Aの下面には取り付け用のネジ孔32Bが設けられていて、支持台32は取り付け用のネジ孔32Bで筐体8にネジ止めされて取り付けられている。
A
検出特性改善用の光は光通路としての透光性板状体32Aを透過して電荷読み出し用基板5から放射線有感体4に照射される。支持台32の場合、透光性板状体32Aの表面全体で電荷読み出し用基板5を受け止めて検出器本体2をしっかり支える。
The detection characteristic improving light passes through the translucent plate-like body 32A as an optical path and is irradiated from the
この発明は、上記実施の形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified as follows.
(1)実施例1〜4の各検出器では、光照射機構6が照射する特性改善用の光強度をコントロールする光強度制御部10は検出器に内蔵されていたが、光強度制御部10は必ずしも検出器に内蔵されている必要はなく外付けであってもよい。
(1) In each detector of Examples 1 to 4, the light
(2)実施例1〜4の各検出器では、支持台が筐体8に直に取り付けられた構成であったが、例えば、図7に示すように、支持台は筐体8に直に取り付けられずに、支持台30が光照射機構6の上に載置され、支持台30は筐体8に間接的に取り付けられた構成である他は、実施例3と同一の構成を有する検出器33が変形実施例として挙げられる。但し、変形実施例の場合、金属製取付枠30Bにはネジ孔30B1を設ける必要はない。
(2) In each of the detectors of Examples 1 to 4, the support base is directly attached to the
検出器33の場合、光照射機構6が検出器本体2と支持台30の両方を支えることになり、拡散板21が支持台30に接触すると光拡散機能が損なわれる可能性が高いので、拡散板21は若干の隙間を隔てて支持台30の裏面に対面させる。光照射機構6と支持台30の接着は、光照射機構6と支持台30の周縁部の検出特性改善用の光の通過域外で両面粘着テープ等を用いて接着することで行なうことができる。
In the case of the detector 33, the
(3)実施例1〜4の各検出器の場合、支持台を構成する透光性板状体の材料が樹脂やガラスであったが、透光性板状体の材料として結晶体(例えばダイヤモンド)を用いることもできる。 (3) In the case of each detector of Examples 1 to 4, the material of the translucent plate-like body constituting the support was resin or glass. Diamond) can also be used.
(4)実施例1〜4の各検出器は、医用の放射線撮像装置に用いられるものであったが、この発明の放射線検出器は、医用以外に工業用や原子力用に用いることもできる。 (4) Although each detector of Examples 1-4 was used for a medical radiation imaging device, the radiation detector of this invention can also be used for industrial use and nuclear power besides medical use.
1,27,29,31,33 …検出器
2 …検出器本体
3 …共通電極
4 …放射線有感体
5 …電荷読み出し用基板
6 …光照射機構
7,28,30,32 …支持台
7A,30A,32A …透光性板状体
7B,30B …金属製取付枠
8 …筐体
16 …個別電極
21 …拡散板
28A …金属製枠体
28B …(光通路としての)中空領域
1, 27, 29, 31, 33 ...
Claims (6)
The radiation detector in any one of Claim 1 to 5 WHEREIN: The radiation detector which has a diffusion plate for light diffusion in the front surface of a light irradiation mechanism.
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