JP2015507741A - 蓄積蛍光体粉末を含む画像蓄積装置、画像蓄積装置の形成方法、およびコンピューテッドラジオグラフィ装置 - Google Patents

Abstract

画像蓄積装置は、複数の空隙と空隙の間に配置された隔壁と、空隙の内部の蓄積蛍光体粉末を含むセルとを含む基板を含むことができる。実施形態において、コンピューテッドラジオグラフィ装置は、画像蓄積装置と、刺激照射を発生させる刺激照射装置と、光を検出する光センサとを含む。別の実施形態において、画像蓄積装置を形成する方法は、複数の空隙と空隙の間に配置された隔壁とを含むパターン化基板を準備するステップと、パターン化基板の空隙の中にセルを形成するために蓄積蛍光体粉末を添加するステップと、蓄積蛍光体粉末が実質的にないトップコート層を適用するステップとを含む。【選択図】図２

Description

本開示は、放射検出装置を対象とし、特に、コンピューテッドラジオグラフィ用途で用いられる画像蓄積装置を対象とする。

コンピューテッドラジオグラフィ（ＣＲ）は、蓄積蛍光体としても知られている輝尽性蛍光体の利用に基づく。蓄積蛍光体を利用するＣＲイメージングプレートにおいて、捕獲電荷から構成される潜像が（例えば、レーザー光を用いて）光学的に刺激（励起）され、準安定トラップから解放される場合、有用な画像は、入射Ｘ線照射に対する迅速な反応において発光された光から得られず、むしろ後続の発光から得られる。これは、オリジナルの吸収されたＸ線照射に比例する量のレーザー光より短い波長の光の発光において起因する、光刺激発光（ｐｈｏｔｏｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ、ＰＳＬ）と呼ばれるプロセスを引き起こす。

粉末系蓄積蛍光体（ｐｏｗｄｅｒ ｂａｓｅｄ ｓｔｏｒａｇｅ ｐｈｏｓｐｈｏｒ）ＣＲイメージングプレートに関しては、連続的且つ均一の層を形成するために蓄積蛍光体とともに基板に載せられた結合剤を広げるために、「ドクターブレード」技術を用いてもよい。読み出しの間の蛍光体内の光刺激によるレーザー光散乱、および蓄積蛍光体層を抜け出る前の光刺激による光散乱は、結果として低画質の原因となり得る。別法として、蛍光体の構造体のようなニードルを成長させるために蒸着を用いてもよい。しかしながら、構造体のようなニードルを蒸着によって成長させると、手間がかかり、費用がかさみ、場合によってはサイズが制限される。

実施形態は、例として示されるのであって、添付の図面に限定されない。

実施形態による画像蓄積装置の基板の断面図である。 実施形態による画像蓄積装置の断面図である。 実施形態によるパターン化基板の平面図である。 別の実施形態によるパターン化基板の平面図である。 別の実施形態によるパターン化基板の平面図である。 実施形態による、刺激照射に晒される画像蓄積装置の一部分の断面図である。 実施形態によるコンピューテッドラジオグラフィ装置の概略描写を示す。

当業者は、示された図面内の構成要素が、簡易さや明瞭さのために、縮尺比にしたがって拡大縮小するようには必ずしも描画されていないことを認識する。例えば、本発明の実施形態の理解を高めるのを支援するために、図面内の構成要素のいくつかの寸法は、他の構成要素に比べて誇張され得る。

図と組み合わせる以下の説明は、本明細書に開示した教示を理解するのを支援するために提供される。以下の説明は、教示の特定の具体化および実施形態に焦点を当てることになる。この焦点は、教示を記載するのを支援するために提供され、教示の範囲または適用可能性の限定として解釈すべきでない。

以下で記載された実施形態の細部に取り組む前に、いくつかの用語が、定義または明確にされる。この明細書で用いられるように、用語「希土類」または「希土類元素」は、元素周期表内のイットリウム（Ｙ）、スカンジウム（Ｓｃ）、ランタン（Ｌａ）、およびランタニド元素（セリウム（Ｃｅ）からルテチウム（Ｌｕ））を意味するように意図する。化学式において、希土類元素は「ＲＥ」によって表現されることになる。希土類元素は、二価状態（例えば、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ツリウム（Ｔｍ）、およびイッテルビウム（Ｙｂ））、三価状態、または四価状態（例えばセリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、およびテルビウム（Ｔｂ））になり得る。

本明細書で用いられるように、用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」「有する（ｈａｓ）」「有する（ｈａｖｉｎｇ）」または、それらの他のバリエーションは、非排他的な包含を網羅するように意図する。例えば、特徴のリストを備えるプロセス、方法、物品もしくは装置は、必ずしもそれらの特徴のみには限定されず、明示的にはリストアップされない他の特徴、またはこのようなプロセス、方法、物品もしくは装置に固有の他の特徴を含んでもよい。さらに、反対に明示しない限り、用語「または（ｏｒ）」は、排他的論理和ではなく包含的論理和を指す。例えば、条件ＡまたはＢは、以下のいずれか１つによって満足される。Ａが真（または存在）であり、Ｂが偽（または不在）である、Ａが偽（または不在）であり、Ｂが真（または存在）である、および、ＡおよびＢの両方が真（または存在）である。

不定冠詞「ａ」または「ａｎ」の使用は、本明細書に記載される要素および構成部品を記載するために利用される。これは、単に便宜上のものであり、本発明の範囲の全般的な意味を与えるためである。この説明は、それが他の点を意味することが明らかでない限り、１つもしくは少なくとも１つおよび複数をも含む単数を含み、またはその逆も成立するように読み取るべきである。

別段の規定がない限り、本明細書に使用される技術的用語および科学的用語は、すべて本発明が属する分野の当業者によって、概して理解されるものと同一の意味を有する。材料、方法、および実例は、例示のみであって、限定されるようには意図されない。本明細書に記載されない範囲で、特定物質および処理実行に関する多くの細部は、従来的であり、シンチレーションおよび照射検出技術の範囲内のテキストブックおよび他のソースにおいて見出され得る。

本開示は、光の取り扱い（ｌｉｇｈｔ ｈａｎｄｌｉｎｇ）において画素またはニードル（ｐｉｘｅｌｓ ｏｒ ｎｅｅｄｌｅｓ）を模倣するような、基板の複数のセルの中へインストールする蓄積蛍光体粉末を記載する。連続層を形成するために蓄積蛍光体とともに基板に載せられたエポキシまたは他の結合剤を広げるドクターブレード技術を用いる代わりに、本開示は、蓄積蛍光体粉末が読み出しの間に高アスペクト比の画素のように機能するセル内に充填される場合の構造化本体の中に蓄積蛍光体粉末をロードすることを記載する。これは、刺激照射（ｓｔｉｍｕｌａｔｉｎｇ ｒａｄｉａｔｉｏｎ）（例えばレーザー光）の拡散を制限し、その散乱を制限して、出口表面に刺激光を誘導することを支援してもよい。これらは両方とも、ドクターブレード技術を用いて、蓄積蛍光体層によってコーティングされた従来のＣＲ画像蓄積プレート（ＣＲ ｉｍａｇｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｐｌａｔｅ）と比較して、画像蓄積装置（例えばＣＲ画像蓄積「プレート」）からの画質を向上させることができる。

特定の実施形態において、画像蓄積装置は、複数の空隙と空隙間に配置された隔壁（または複数の隔壁）とを含む基板と、空隙の内部の蓄積蛍光体粉末を含むセルとを含んでもよい。

別の実施形態において、コンピューテッドラジオグラフィ装置は、画像蓄積装置と、刺激照射を発生させる刺激照射装置（ｓｔｉｍｕｌａｔｉｎｇ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅ）と、光を検出する光センサとを含んでもよい。画像蓄積装置は、複数の空隙と空隙間に配置された隔壁とを含む基板と、空隙の内部の蓄積蛍光体粉末を含むセルとを含んでもよい。

別の実施形態において、画像蓄積装置を形成する方法は、複数の空隙と空隙間に配置された隔壁とを含むパターン化基板を準備するステップを含んでもよい。方法は、セルを形成するために、パターン化基板の空隙の中に蓄積蛍光体粉末を添加するステップを含んでもよい。方法は、蓄積蛍光体粉末が実質的にないトップコート層を適用するステップをさらに含んでもよい。トップコート層は、耐擦傷性であってもよい。

図１は、蓄積蛍光体粉末の添加前の基板１００の特定の例示的な実施形態の断面図である。図１の基板１００は、複数の空隙１０２と、空隙１０２間に配置された隔壁１０４とを含む。画像蓄積装置（例えば、ＣＲ画像蓄積「プレート」）は、セル２０２を形成するために、基板１００の空隙１０２の中に蓄積蛍光体粉末を添加、充填、または他の場合には組み込むことにより、形成されてもよい（図２を参照）。当業者は、セル２０２の充填密度を最大化し、且つ隔壁１０４の厚さを最小限にすることが望ましい場合があることを認識するだろう。

図１の断面図において、空隙１０２は、幅（すなわち隔壁１０４によって定義される空隙１０２の壁の間の距離）表現する第１の寸法（Ｗ）と、深さ（すなわち蓄積蛍光体粉末が充填される基板１００の表面からの距離）を表現する（Ｄ）第２の寸法とを有する。

ドクターブレード技術を用いて蓄積蛍光体層によりコーティングされたＣＲ画像蓄積プレートにおいて、Ｘ線の照射に対する感度は、蓄積蛍光体層の厚さを増加させることによって高めることができる。しかしながら、感度を高めるために蓄積蛍光体層の厚さを増加させることによって、（読み出しの間のレーザー光の散乱および光刺激光の散乱により）鮮明度は低下する。鮮明度は、蓄積蛍光体層の厚さを減少させることで高めることができる。しかしながら、鮮明度を高めるために、蓄積蛍光体層の厚さを減少させると、Ｘ線の照射に対する感度は低下する。したがって、ドクターブレード技術を用いて適用される蓄積蛍光体層の厚さは、制限され得る。

基板の空隙１０２の中に蓄積蛍光体粉末を充填することによって、厚さ（すなわち、図１および図２の深さＤ）は、感度の犠牲を伴わずに維持することができる。空隙１０２の壁は、蓄積蛍光体粉末内の刺激レーザー光の拡散を制限し、検出装置の変調伝達関数（「ＭＴＦ」）および空間分解能を向上して、刺激光を放出面に誘導することができる。これは、空隙１０２の内部の蓄積蛍光体粉末を含むセル２０２が、ドクターブレードアプローチを介して基板の表面に適用された蓄積蛍光体層より厚くなることを可能にしてもよい。したがって、特定の実施形態において、深さ（Ｄ）に関して、セル２０２は、約２００μｍ以上、または約３００μｍ以上のような、約１００μｍ以上である平均深さを有してもよい。さらに、セル２０２は、約７００μｍ以下、または約６００μｍ以下のような、約８００μｍ以下の平均深さを有してもよい。

特定の実施形態において、基板１００は、パターン化基板であってもよい。例えば、蓄積蛍光体粉末を含むセル２０２を画素の中へ分離するために、空隙１０２の各々の間に壁（例えば、隔壁１０４）を設ける装備を作成するために、基板１００をエッチングまたは機械加工することができる。特定の実施形態において、基板１００は、パターン化された半導体基板（例えば、シリコン基板）を含んでもよい。別の例として、基板１００は、パターン化された金属基板を含んでもよい。さらなる例として、基板１００は、パターン化された非金属基板（例えば、セラミック基板またはプラスチック基板）を含んでもよい。当業者は、パターン化基板を作成するために、他のタイプの材料を用いてもよいことを認識するだろう。

例示的な例として、平面視で、セル２０２は、（図３の実施形態において示されたような）円形状セルを含んでもよい。別法として、平面視で、セル２０２は、多角形状セルを含んでもよい。例えば、セル２０２は、（図４の実施形態に示されたような）矩形状セルまたは正方形状セルを含んでもよいし、または、セル２０２は、（図５の実施形態に示されるような）六角形状セルを含んでもよい。当業者は、平面視で、セル２０２が、別の形状を有してもよいことを認識するだろう。特定の実施形態において、セル２０２の内部の蓄積蛍光体粉末を刺激するように動作可能なレーザーのラスタパターンに対応するセルパターン内にセル２０２を配置するように、基板１００をパターン化してもよい。

平面視で（図３の実施形態に示されたような）セル２０２が円形状を有する実施形態において、セル２０２の幅は、最大寸法を表現してもよい。別法として、平面視で、セル２０２は、図２の断面図に示された幅（Ｗ）より大きい最大寸法を有してもよい。例えば、（図４および図５の実施形態に示されたような）多角形状セルの場合には、平面視での最大寸法は、対角線の距離であってもよい。特定の実施形態において、平面視で、セル２０２の各々は、約２０μｍ以上、または約３０μｍ以上のような、約１０μｍ以上である最大寸法を有してもよい。さらに、セル２０２の各々は、約６０以下、または約５０μｍ以下のような、約７０μｍ以下である最大寸法を有してもよい。例示的且つ非限定的な例として、セル２０２の各々は、約３０μｍ〜約５０μｍの間の最大寸法を有してもよい。

隔壁１０４は、断面を見たときに、隔壁１０４の厚さ（すなわち、セル２０２を分離する壁の厚さ）を表現する寸法（Ｔ）を有する。特定の実施形態において、セル２０２の内部の蓄積蛍光体粉末を分離するように機能する隔壁１０４は、約１μｍ以上、約５μｍ以上、または約１０μｍ以上のような、約０．１μｍ以上である平均厚みを有してもよい。

図２を参照すると、画像蓄積装置の特定の実施形態の断面図が図示され、概して２００と指定される。図２は、空隙１０２に蓄積蛍光体粉末が充填された後の図１の基板１００を示す。すなわち、図２の画像蓄積装置２００は、複数の空隙１０２と空隙１０２間に配置された隔壁１０４とを有する基板１００と、空隙１０２の内部の蓄積蛍光体粉末を含むセル２０２とを含んでもよい。当業者は、図２のセル２０２が蓄積蛍光体粉末だけでなく他の材料（例えば、結合剤）も含んでもよいことを認識するだろう。

照射露光（例えば、Ｘ線露光）の間に、画像蓄積装置２００の蓄積蛍光体粉末は、照射を吸収する。その後、蓄積蛍光体粉末は、刺激照射（例えば、レーザー光）に晒されてもよく、照射の間に保存されたエネルギー量に比例した光を、蓄積蛍光体粉末に発光させる。したがって、Ｘ線の照射露光の間に、画像蓄積装置２００のセル２０２の各々の内部の蓄積蛍光体粉末は、吸収されるＸ線の数に、およびそれらのＸ線のエネルギーに比例したエネルギーを保存する。刺激照射は、一連の画像の「読み出し」を可能にする。すなわち、セル２０２の各々は、読み出しの間に検出される「光刺激光」の量に基づいて判定された各画素のＸ線の露光のレベルによってデジタル画像の「画素」を表現する。

例示的且つ非限定的な例として、蓄積蛍光体粉末は、希土類元素を含んでもよい。例えば、蓄積蛍光体粉末は、ＢａＸ_２：ＲＥ^３＋などのバリウムハロゲン化物粉末を含んでもよい。ここで、「Ｘ」は、Ｂｒ、Ｆ、またはＣｌを含み、「ＲＥ」は、希土類元素を含む。特定の実施形態において、蓄積蛍光体粉末は、バリウムフルオロハライド粉末を含んでもよい。例えば、蓄積蛍光体粉末２０２は、ＢａＦＸ：ＲＥ^２＋粉末を含んでもよい。ここで、「Ｘ」は、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、またはその組み合わせを含み、「ＲＥ」は、希土類元素（例えば、Ｅｕ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｄｙ、Ｔｍ、またはＹｂ）を含む。例示的な例として、蓄積蛍光体粉末２０２は、ＢａＦＢｒ：Ｅｕ^２＋粉末、またはＢａＦＩ：Ｅｕ^２＋粉末を含んでもよい。別の例として、蓄積蛍光体粉末２０２は、ＢａＦＢｒ_１−ｘＩ_ｘ：Ｅ^ｕ２＋粉末（ここで、ｘは０．００１以上である）を含んでもよい。すなわち、この場合、蓄積蛍光体粉末２０２は、ＢｒとＩとの両方の組み合わせを含む。例示的な非限定的な例として、ｘは、蓄積蛍光体粉末２０２がＢａＦＢｒ_０．８５Ｉ_０．１５：Ｅｕ^２＋粉末を含んでもよいように、約０．１５であってもよい。

別の実施形態において、蓄積蛍光体粉末２０２は、ＣｓＢｒ：Ｅｕ^２＋粉末を含んでもよい。さらなる実施形態において、蓄積蛍光体粉末２０２は、ＲｂＢｒ：Ｔ^ｌ＋粉末を含んでもよい。前述の例は、説明目的のみのためにある。当業者は、別の蓄積蛍光体粉末を用いてもよいことを認識するだろう。

特定の実施形態において、蓄積蛍光体粉末は、約５００ｎｍ〜約８００ｎｍの範囲内の波長を有する刺激照射に露光されたときに、約３００ｎｍ〜約６００ｎｍの範囲内の波長を有するシンチレーション光を発光してもよい。例示的な例として、ＢａＦＢｒ：Ｅｕ^２＋蓄積蛍光体粉末は、約３９０ｎｍの発光ピークを有してもよく、約５００ｎｍおよび約６５０ｎｍの間の刺激のためのスペクトラムを有してもよい。別の例として、ＢａＦＢｒ_０．８５Ｉ_０．１５：Ｅｕ^２＋蓄積蛍光体粉末は、約３９０ｎｍの発光ピークを有してもよく、約５５０ｎｍ〜約７００ｎｍの間の刺激のためのスペクトラムを有してもよい。別の例として、ＢａＦＩ：Ｅｕ^２＋蓄積蛍光体粉末は、約４０５ｎｍの発光ピークを有してもよく、約５５０ｎｍおよび約７００ｎｍの間の刺激のためのスペクトラムを有してもよい。

特定の実施形態において、蓄積蛍光体粉末は、結合剤と混合されてもよい。結合剤の例示的且つ非限定的な例は、いくつかある他の選択肢の中で特に、ニトロセルロース、ポリエステル、アクリル樹脂、またはポリウレタンを含んでもよい。蓄積蛍光体粉末に対する結合剤の比率は、重量ベースで、約０．０１：１以上であってもよい。蓄積蛍光体粉末に対する結合剤の比率は、重量ベースで、約１：１以下であってもよい。結合剤は、蓄積蛍光体粉末の発光波長において実質的に透過してもよい。

特定の実施形態において、平面視で、空隙１０２は、約３０μｍ〜約５０μｍの間の最大寸法を有してもよい。空隙１０２の中に蓄積蛍光体粉末粒子を充填するために、蓄積蛍光体粉末の粒径分布は、約１μｍ〜約１０μｍの範囲内の平均粒子径を有してもよい。例示的な例として、蓄積蛍光体粉末は、約４μｍ〜約５μｍの間の平均粒子径を有してもよい。さらに、特定の実施形態において、蓄積蛍光体粉末は、１０μｍ未満であるＤ_９０、１０μｍ未満であるＤ_９５、または、さらに１０μｍ未満であるＤ_９９をもつ粒径分布を有してもよい。蓄積蛍光体粉末が、実質的に空隙１０２の最大寸法未満である最大粒径を有してもよいことは、認識されるだろう。

図２に図示された特定の実施形態において、画像蓄積装置２００は、基板１００の表面を覆い、且つ蓄積蛍光体粉末２０２を覆うトップコート層２０４をさらに含み、基板１００は、トップコート層２０４と反射層２０６との間に配置される。トップコート層２０４には、蓄積蛍光体粉末が実質的になくてもよい。さらに、基板１００の表面には、蓄積蛍光体粉末が実質的になくてもよい。

図１および図２に示した実施形態において、空隙１０２は、蓄積蛍光体粉末が基板１００の反対側の表面を通じて充填される、基板１００の表面からの開口部として示される。すなわち、図１および図２に示した実施形態において、空隙１０２の深さは、基板１００の深さに対応する。これが説明目的のみのための１つの実施形態を表現することは認識されるだろう。別法として、空隙１０２の深さは、基板１００の深さ未満であってもよい。すなわち、空隙１０２は、基板全面１００の端から端まで広がらなくてもよい。さらに、図２に図示した反射層２０６は、空隙１０２が基板１００を完全に貫通する場合の特定の実施形態を表現する。空隙１０２が基板１００を完全に貫通しない場合、反射層２０６を、蓄積蛍光体粉末を含むセル２０２の下の空隙１０２内に配置してもよい。したがって、蓄積蛍光体粉末は、反射層２０６を直接覆ってもよいが、基板１００は、反射層２０６を直接覆わなくてもよい。すなわち、空隙１０２が基板全面１００を貫通しない場合に、反射層２０６は、隔壁１０４の下ではなく、蓄積蛍光体粉末の下の基板１００の空隙１０２内に存在する不連続層であってもよい。

図２に図示した実施形態において、基板１００は、強度のために基板１００上に配置されてもよいトップコート層２０４とバッキングプレート２０８との間に配置される。他の実施形態において、基板１００は、自己支持型であってもよいし、バッキングプレート２０８を含まなくてもよい。

図３を参照すると、パターン化基板の特定の実施形態の平面図が図示され、概して３００と指定される。特定の実施形態において、図３のパターン化基板３００は、図１の基板１００に対応してもよいし、図２の画像蓄積装置２００内に含まれてもよい。上述の通り、図３は、パターン内に配置された複数の円形状セルの平面図を示す。当業者は、図３のセルも、また、実質的に円形（例えば、卵形または楕円形）であってもよいことを認識するだろう。

図４を参照すると、パターン化基板の特定の実施形態の平面図が図示され、概して４００と指定される。特定の実施形態において、図４のパターン化基板４００は、図１の基板１００に対応してもよいし、図２の画像蓄積装置２００内に含まれてもよい。上述の通り、図４は、パターン内に配置された複数の多角形状セル（例えば、矩形または正方形）の平面図を示す。

図５を参照すると、パターン化基板の特定の実施形態の平面図が図示され、概して５００と指定される。特定の実施形態において、図５のパターン化基板５００は、図１の基板１００に対応してもよいし、図２の画像蓄積装置２００内に含まれてもよい。上述の通り、図５は、パターン内に配置された複数の六角形状セルの平面図を示す。

図３〜図５が（平面視で）四角形の基板を図示しているが、基板が別の形状を有してもよいことは認識されるだろう。例示的な例として、基板は、実質的に円形の半導体ウェハであってもよい。

図６を参照すると、図２の画像蓄積装置２００の一部分の断面図６００が示される。図６は、複数の空隙１０２の中に蓄積蛍光体粉末を充填すると、ドクターブレード技術を用いて蓄積蛍光体層によってコーティングされた従来のＣＲ画像蓄積プレートと比較して、画質（すなわち分解能）を向上させることができることを図示する。

ドクターブレード技術を用いて蓄積蛍光体層によってコーティングされたＣＲ画像蓄積プレートにおいて、読み出しの分解能は、蛍光体および蛍光体層内の光子の拡散／散乱の読み出しに用いるレーザーのスポットサイズ（例えば３０μｍ）によってコントロールされる。層内部の散乱および多重反射は、発生点からの光エネルギーを分散する。光の分散は、線広がり関数（「ＬＳＦ」）の増加および変調伝達関数（「ＭＴＦ」）の低下を結果としてもたらす。ＬＳＦの増加およびＭＴＦの低下は、デジタル画像の解像度の減少を結果として生じ得る。読み出しの間の蓄積蛍光体層内部の光学光子の拡散を打ち消すために、層の厚さを減少してもよい。但し、光子が衝突し得るさらに少数の蓄積蛍光体粒子があるので、蓄積蛍光体層が薄くなると、その変換効率も低下する。

図６は、複数の空隙１０２の中に蓄積蛍光体粉末を充填と、光の取り扱い内の画素またはニードルを模倣するように、刺激照射（例えばレーザー光）の拡散を制限できることを図示する。すなわち、複数の空隙１０２の中に蓄積蛍光体粉末を充填することは、線広がり関数の減少を結果として生じることができる。結果として、蓄積蛍光体粉末の厚さ（すなわち図１および図２のＤ）を、ドクターブレードアプローチと比較して、増加させてもよい。例えば、セル２０２は、約６００μｍのような、約３００μｍ〜約８００μｍの間の平均深さを有してもよい。これは、読み出しの間に光子が衝突し得る多くの蓄積蛍光体粒子があるので、変換効率を増加させてもよい。

さらに、複数の空隙１０２の中に蓄積蛍光体粉末を充填すると、（図７の実施形態に示されたように）その散乱を制限して、出口表面に刺激光を誘導することを支援することができる。これらは両方とも、ドクターブレード技術を用いて蓄積蛍光体層によよってコーティングされた従来のＣＲ画像蓄積プレートと比較して、画像蓄積装置２００からの画質（すなわち分解能）を向上させることができる。

図７を参照すると、コンピューテッドラジオグラフィ装置の特定の実施形態が示され、概して７００と設計される。図７のＣＲ装置７００は、画像蓄積装置（例えば、図２の画像蓄積装置２００）と、刺激照射（例えば、レーザー光）を発生させる刺激照射装置７０２と、シンチレーション光（例えば、光刺激光）を検出する光センサ７０４とを含む。説明目的のみのために、図２の画像蓄積装置２００の一部分のみの断面図が、図７に示されることに留意されたい。

特定の実施形態において、刺激照射装置７０２は、レーザーを含む。当業者は、刺激照射が、レーザーとは別の光源からの光を含んでもよいことを認識するだろう。走査鏡７１２は、セル２０２の各々の内部の蓄積蛍光体粉末２０２での刺激照射に方向づけるように用いてもよい。画像蓄積装置２００のセル２０２は、刺激照射装置７０２のラスタパターンがセルパターンに対応するように、セルパターン内に配置されてもよい。刺激照射装置７０２のスポットサイズを、基板のパターン化された寸法に調整してもよい。例えば、図３〜図５を参照すると、平面視で、セル２０２は、約３０μｍ〜約５０μｍの間の最大寸法を有してもよい。それゆえ、刺激照射装置７０２のスポットサイズを、最大寸法未満になるように調整してもよい。例えば、最大寸法が約３０μｍである場合、レーザーのスポットサイズは、光刺激レーザー光が隔壁１０４ではなくセル２０２内部の蓄積蛍光体に実質的に方向づけられてもよいように、３０μｍと同じまたはそれ未満であってもよい。

簡易化された例として、図３〜図５は、９×９マトリックスのセルをもつパターン化基板を図示する。実際には、パターン化基板は、実質的にさらに多くのセルを含んでもよい。特定の実施形態において、読み出しの間に刺激照射をセル２０２の各々の内部の蓄積蛍光体に実質的に方向づけるように、ステッピングモータまたは他の動作制御装置を、走査鏡７１２の動作をコントロールするために用いてもよい。この簡易化された例において、ステッピングモータは、所定のシーケンスにおける９×９マトリックスのセルにおいて刺激照射をセル２０２の各々に方向づけるように、走査鏡７１２の動作をコントロールしてもよい。

刺激照射装置７０２のラスタパターンも、また、隔壁１０４の厚さを占め得る。特定の実施形態において、隔壁１０４は、約１μｍ以上、約５μｍ以上、または約１０μｍ以上のような、約０．１μｍ以上である平均厚みを有してもよい。例示的且つ非限定的な例として、図３を参照すると、セル２０２は、約３０μｍの幅（Ｗ）を有してもよいし、隔壁１０４の厚さ（Ｔ）は、約１μｍであってもよい。この場合、実質的にセル２０２の各々の（平面視での）中心にレーザーを整列させるために、ステッピングモータは、約３１μｍの総距離で、走査鏡７１２を前進させてもよい。この場合、３１μｍの総距離は、１／２×Ｗ（すなわち、第１のセルの中心から隔壁１０４によって規定された第１のセルの壁までの約１５μｍ）、Ｔ（すなわち、約１μｍ）、および１／２×Ｗ（すなわち、隔壁１０４から第２のセルの中心までの約１５μｍ）を組み合わせた合計を表してもよい。

当業者は、画像蓄積装置のセルの特定の配置に応じて、刺激照射装置７０２のラスタパターンを調節してもよいことを認識するだろう。すなわち、セル２０２の最大寸法および隔壁１０４の厚さを占めるように、ラスタパターンを調節してもよい。

特定の実施形態において、光センサ７０４は、光電子増倍管、フォトダイオード、またはその組み合わせを含んでもよい。特定の実施形態において、光センサ７０４は、約３００ｎｍ〜約６００ｎｍの範囲内の波長を有する光を検出してもよい。

図７に図示した実施形態において、コンピューテッドラジオグラフィ装置７００は、また、電子パルスが検出光に対応する場合に、光センサ７０４からの電子パルスに基づいて（ディスプレイ装置７１０を介して）デジタル画像７０８を発生させる計算装置７０６を含む。

動作中、刺激照射装置７０２は、画像蓄積装置２００のセル２０２の各々内に含まれる蓄積蛍光体粉末を刺激するために、照射を発生させてもよい。例えば、刺激照射装置７０２は、約５００ｎｍ〜約８００ｎｍの範囲内の波長を有する照射によって蓄積蛍光体粉末を照射するレーザーであってもよい。刺激照射の露光は、オリジナルのＸ線照射に比例する量の刺激レーザー光よりも短い波長を有する照射７１４（例えば光刺激光）を蓄積蛍光体粉末に対して発光させることができる。例えば、刺激レーザー光は、約５００ｎｍ〜約８００ｎｍの範囲内の波長を有してもよいし、その一方で、光刺激光７１４は、約３００ｎｍ〜約６００ｎｍの範囲内の波長を有してもよい。

光センサ７０４は、光刺激光７１４を検出してもよい。上述のように、蓄積蛍光体粉末によって発光された光刺激光７１４の量は、Ｘ線照射のオリジナルの量に比例してもよい。したがって、光センサ７０４は、セル２０２の各々について、オリジナルのＸ線照射に対応する電子パルスを発生させてもよい。これは、計算装置７０６がデジタル画像７０８の複数の画素を発生させることを可能にすることができる。ここで、各画素は、複数のセル２０２の個別のセルに対応する。

本開示の画像蓄積装置は、ドクターブレードアプローチを用いて適用される蓄積蛍光体層をもつＣＲイメージングプレートから生成したデジタル画像と比較して、デジタル画像７０８の改善された解像度を提供することができる。本開示の画像蓄積装置は、蓄積蛍光体の垂直領域が互いに異なる場合の円柱状のアプローチ（ｃｏｌｕｍｎａｒ ａｐｐｒｏａｃｈ）を用いて画質を向上させてもよい。蒸着が遅く、費用がかかり、また、場合によってはサイズが制限される構造のような蒸着されたニードルを含むＣＲイメージングプレートとは対照的に、本開示の画像蓄積装置は、基板の複数の空隙の中にセルを形成するために、蓄積蛍光体粉末を充填することで形成されてもよい。

様々な態様および実施形態が可能である。それらの態様および実施形態のいくつかは、本明細書に記載される。この明細書を読んだ後、当業者は、それらの態様および実施形態が、例示的に過ぎず、本発明の範囲を限定しないことを認識するだろう。実施形態は、以下にリストアップするような事項のいずれか１つ以上にしたがってもよい。

［事項１］画像蓄積装置は、複数の空隙と前記空隙の間に配置された隔壁とを含む基板と、前記空隙の内部の蓄積蛍光体粉末を含むセルとを含むことができる。

［事項２］前記基板の表面を覆い、且つ前記蓄積蛍光体粉末を覆うトップコート層をさらに含む事項１に記載の画像蓄積装置。

［事項３］前記トップコート層には、前記蓄積蛍光体粉末が実質的にない事項２に記載の画像蓄積装置。

［事項４］前記基板の前記表面には、前記蓄積蛍光体粉末が実質的にない事項２に記載の画像蓄積装置。

［事項５］反射層をさらに含み、前記基板は、前記トップコート層と前記反射層との間に配置される事項２〜４のいずれか１項に記載の画像蓄積装置。

［事項６］バッキングプレートをさらに含み、前記基板は、前記トップコート層と前記バッキングプレートとの間の配置される事項２〜５のいずれか１項に記載の画像蓄積装置。

［事項７］前記蓄積蛍光体粉末は、約５００ｎｍ〜約８００ｎｍの範囲内の波長を有する刺激照射に露光されたときに、約３００ｎｍ〜約６００ｎｍの範囲内の波長を有するシンチレーション光を発光することができる事項１〜６のいずれか１項に記載の画像蓄積装置。

［事項８］前記蓄積蛍光体粉末は、バリウムフルオロハライド粉末を含む事項１〜７のいずれか１項に記載の画像蓄積装置。

［事項９］前記蓄積蛍光体粉末は、ＢａＦＸ：ＲＥ^２＋粉末を含み、Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、またはその組み合わせを含み、ＲＥは、希土類元素を含む事項８に記載の画像蓄積装置。

［事項１０］前記蓄積蛍光体粉末は、ＢａＦＢｒ：Ｅｕ^２＋粉末を含む事項８に記載の画像蓄積装置。

［事項１１］前記蓄積蛍光体粉末は、ＢａＦＩ：Ｅｕ^２＋粉末を含む事項８に記載の画像蓄積装置。

［事項１２］前記蓄積蛍光体粉末は、ＢａＦＢｒ_１−ｘＩ_ｘ：Ｅｕ^２＋粉末を含み、ｘは０．００１以上である事項８に記載の画像蓄積装置。

［事項１３］前記蓄積蛍光体粉末は、ＣｓＢｒ：Ｅｕ^２＋粉末を含む事項１〜７のいずれか１項に記載の画像蓄積装置。

［事項１４］前記蓄積蛍光体粉末は、ＲｂＢｒ：Ｔｌ^＋粉末を含む事項１に記載の画像蓄積装置。

［事項１５］前記セルは、前記蓄積蛍光体粉末と前記結合剤との混合物を含む事項１〜１４のいずれか１項に記載の画像蓄積装置。

［事項１６］前記蓄積蛍光体粉末に対する前記結合剤の比率は、重量ベースで、約０．０１：１以上である事項１５に記載の画像蓄積装置。

［事項１７］前記蓄積蛍光体粉末に対する前記結合剤の比率は、重量ベースで、約１：１以下である事項１５または１６に記載の画像蓄積装置。

［事項１８］前記結合剤は、前記蓄積蛍光体粉末の発光波長において実質的に透過する事項１５〜１７のいずれか１項に記載の画像蓄積装置。

［事項１９］平面視で、前記セルは、円形状セルを含む事項１〜１８のいずれか１項に記載の画像蓄積装置。

［事項２０］平面視で、前記セルは、多角形状セルを含む事項１〜１９のいずれか１項に記載の画像蓄積装置。

［事項２１］平面視で、前記セルは、矩形状セルを含む事項２０に記載の画像蓄積装置。

［事項２２］前記セルは、六角形状セルを含む事項２０に記載の画像蓄積装置。

［事項２３］前記セルは、約２００μｍ以上、または約３００μｍ以上のような、約１００μｍ以上である平均深さを有する事項１〜２２のいずれか１項に記載の画像蓄積装置。

［事項２４］前記セル２０２は、約７００μｍ以下、または約６００μｍ以下のような、約８００μｍ以下である平均深さを有する事項１〜２３のいずれか１項に記載の画像蓄積装置。

［事項２５］平面視で、前記セルの各々は、約２０μｍ以上、または約３０μｍ以上のような、約１０μｍ以上である最大寸法を有する事項１〜２４のいずれか１項に記載の画像蓄積装置。

［事項２６］前記最大寸法は、約６０μｍ以下、または約５０μｍ以下のような、約７０μｍ以下である事項２５に記載の画像蓄積装置。

［事項２７］前記隔壁は、約１μｍ以上、約５μｍ以上、または約１０μｍ以上のような、約０．１μｍ以上である平均厚みを有する事項１〜２６のいずれか１項に記載の画像蓄積装置。

［事項２８］前記基板は、パターン化された半導体基板を含む事項１〜２７のいずれか１項に記載の画像蓄積装置。

［事項２９］前記基板は、パターン化された金属基板を含む事項１〜２７のいずれか１項に記載の画像蓄積装置。

［事項３０］前記基板は、パターン化された非金属基板を含む事項１〜２７のいずれか１項に記載の画像蓄積装置。

［事項３１］前記セルは、前記蓄積蛍光体粉末を刺激するように動作可能なレーザーのラスタパターンに対応するセルパターン内に配置される事項１〜３０のいずれか１項に記載の画像蓄積装置。

［事項３２］コンピューテッドラジオグラフィ装置は、複数の空隙と前記空隙の間に配置された隔壁とを含む基板と、前記空隙の内部の蓄積蛍光体粉末を含むセルとを含む画像蓄積装置を含むことができる。前記コンピューテッドラジオグラフィ装置は、刺激照射を発生させる刺激照射装置と、光を検出する光センサとをさらに含むことができる。

［事項３３］前記刺激照射装置は、レーザーを含む事項３２に記載のコンピューテッドラジオグラフィ装置。

［事項３４］前記画像蓄積装置の前記セルは、セルパターン内に配置され、前記レーザーのラスタパターンは、前記セルパターンに対応する事項３３に記載のコンピューテッドラジオグラフィ装置。

［事項３５］前記刺激照射は、約５００ｎｍ〜約８００ｎｍの範囲内の波長を有する事項３２〜３４のいずれか１項に記載のコンピューテッドラジオグラフィ装置。

［事項３６］前記光センサは、光電子増倍管、フォトダイオード、またはその組み合わせを含む事項３２〜３５のいずれか１項に記載のコンピューテッドラジオグラフィ装置。

［事項３７］前記検出光は、約３００ｎｍ〜約６００ｎｍの範囲内の波長を有する事項３２〜３６のいずれか１項に記載のコンピューテッドラジオグラフィ装置。

［事項３８］前記光センサからの電子パルスに基づいてデジタル画像を発生させる計算装置をさらに含み、前記電子パルスは、前記検出光に対応する事項３２〜３７のいずれか１項に記載のコンピューテッドラジオグラフィ装置。

［事項３９］画像蓄積装置を形成する方法は、複数の空隙と前記空隙の間に配置された隔壁とを含むパターン化基板を準備するステップと、前記パターン化基板の前記空隙の中にセルを形成するために蓄積蛍光体粉末を添加するステップと、前記蓄積蛍光体粉末が実質的にないトップコート層を適用するステップとを含むことができる。

［事項４０］前記パターン化基板を作成するために基板をエッチングするステップをさらに含む事項３９に記載の方法。

［事項４１］前記パターン化基板を作成するために基板を機械加工するステップをさらに含む事項３９または４０に記載の方法。

概説または例における上記載の動作のすべてが必要とされるとは限らず、特定の動作の一部が必要とされないこともあり、また、１つ以上のさらなる動作が記載のものに加えて実行されてもよいことに留意されたい。さらになお、動作がリストアップされる順序は、必ずしもそれら動作が実行される順序ではない。

明確化のために、個別の実施形態との関連で本明細書に記載した一部の特徴も、単一の実施形態の組み合わせで提供されてもよい。反対に、簡潔さのために、単一の実施形態との関連において記載される様々な特徴も、別々にまたは任意の部分的組み合わせで提供されてもよい。さらに、範囲において明示した値に対する言及は、その範囲内の各々の値およびすべての値を含む。

有益性、他の有利性、および課題の解決手段を、特定の実施形態に関連して以上に記載した。しかしながら、あらゆる有益性、有利性、または解決手段を生じることができる、もしくはさらに顕著にすることができる有益性、有利性、課題の解決手段、およびあらゆる特徴は、特許請求の範囲の任意またはすべての臨界的、必須的、もしくは本質的な特徴として解釈することができない。

本明細書に記載された実施形態の明細書および図面は、様々な実施形態の構造の概略の理解を提供するように意図される。明細書および図面は、本明細書に記載の構造または方法を用いる装置およびシステムの構成要素および特徴の全ての網羅的・包括的説明として機能するようには意図されない。個別の実施形態もまた、単一の実施形態の組み合わせで提供されてもよいし、反対に、簡潔さのために、単一の実施形態との関連において記載された様々な特徴もまた、別々にもしくは任意の部分的組み合わせで提供されてもよい。さらに、範囲において明示した値に対する言及は、その範囲内の各々の値およびすべての値を含む。他の多くの実施形態は、この明細書を読んだ後で初めて、当業者にとって明らかになり得る。本開示の範囲から逸脱せずに、構造的な置換、論理的な置換、または別の変更がなされてもよいように、他の実施形態が用いられ、本開示から導き出されてもよい。したがって、本開示は、限定的ではなく、例示的であると見なされるべきである。

Claims (41)

1. 複数の空隙と前記空隙の間に配置された隔壁とを含む基板と、
   前記空隙の内部に蓄積蛍光体粉末を含むセルと
   を備える画像蓄積装置。
2. 前記基板の表面を覆い、且つ前記蓄積蛍光体粉末を覆うトップコート層をさらに備える、請求項１に記載の画像蓄積装置。
3. 前記トップコート層には、前記蓄積蛍光体粉末が実質的にない、請求項２に記載の画像蓄積装置。
4. 前記基板の表面には、前記蓄積蛍光体粉末が実質的にない、請求項２に記載の画像蓄積装置。
5. 反射層をさらに備え、前記基板は、前記トップコート層と前記反射層との間に配置される、請求項２〜４のいずれか１項に記載の画像蓄積装置。
6. バッキングプレートをさらに備え、前記基板は、前記トップコート層と前記バッキングプレートとの間に配置される、請求項２〜５のいずれか１項に記載の画像蓄積装置。
7. 前記蓄積蛍光体粉末は、約５００ｎｍ〜約８００ｎｍの範囲内の波長を有する刺激照射に露光されたときに、約３００ｎｍ〜約６００ｎｍの範囲内の波長を有するシンチレーション光を発光することができる、請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像蓄積装置。
8. 前記蓄積蛍光体粉末は、バリウムフルオロハライド粉末を含む、事請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像蓄積装置。
9. 前記蓄積蛍光体粉末は、ＢａＦＸ：ＲＥ^２＋粉末を含み、ここでＸは、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、またはその組み合わせを含み、ＲＥは、希土類元素を含む、請求項８に記載の画像蓄積装置。
10. 前記蓄積蛍光体粉末は、ＢａＦＢｒ：Ｅｕ^２＋粉末を含む、請求項８に記載の画像蓄積装置。
11. 前記蓄積蛍光体粉末は、ＢａＦＩ：Ｅｕ^２＋粉末を含む、請求項８に記載の画像蓄積装置。
12. 前記蓄積蛍光体粉末は、ＢａＦＢｒ_１−ｘＩ_ｘ：Ｅｕ^２＋粉末を含み、ここでｘは、０．００１以上である、請求項８に記載の画像蓄積装置。
13. 前記蓄積蛍光体粉末は、ＣｓＢｒ：Ｅｕ^２＋粉末を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像蓄積装置。
14. 前記蓄積蛍光体粉末は、ＲｂＢｒ：Ｔｌ^＋粉末を含む、請求項１に記載の画像蓄積装置。
15. 前記セルは、前記蓄積蛍光体粉末と結合剤との混合物を含む、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の画像蓄積装置。
16. 前記蓄積蛍光体粉末に対する前記結合剤の比率は、重量ベースで、約０．０１：１以上である、請求項１５に記載の画像蓄積装置。
17. 前記蓄積蛍光体粉末に対する前記結合剤の比率は、重量ベースで、約１：１以下である、請求項１５または１６に記載の画像蓄積装置。
18. 前記結合剤は、前記蓄積蛍光体粉末の発光波長において実質的に透過性である、請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の画像蓄積装置。
19. 平面視で、前記セルは円形状セルを含む、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の画像蓄積装置。
20. 平面視で、前記セルは多角形状セルを含む、請求項１〜１９のいずれか１項に記載の画像蓄積装置。
21. 平面視で、前記セルは矩形状セルを含む、請求項２０に記載の画像蓄積装置。
22. 前記セルは、六角形状セルを含む、請求項２０に記載の画像蓄積装置。
23. 前記セルは、約２００μｍ以上、または約３００μｍ以上のような、約１００μｍ以上である平均深さを有する、請求項１〜２２のいずれか１項に記載の画像蓄積装置。
24. 前記セルは、約７００μｍ以下、または約６００μｍ以下のような、約８００μｍ以下である平均深さを有する、請求項１〜２３のいずれか１項に記載の画像蓄積装置。
25. 平面視で、前記セルの各々は、約２０μｍ以上、または約３０μｍ以上のような、約１０μｍ以上である最大寸法を有する、請求項１〜２４のいずれか１項に記載の画像蓄積装置。
26. 前記最大寸法は、約６０μｍ以下、または約５０μｍ以下のような、約７０μｍ以下である、請求項２５に記載の画像蓄積装置。
27. 前記隔壁は、約１μｍ以上、約５μｍ以上、または約１０μｍ以上のような、約０．１μｍ以上である平均厚みを有する、請求項１〜２６のいずれか１項に記載の画像蓄積装置。
28. 前記基板は、パターン化された半導体基板を含む、請求項１〜２７のいずれか１項に記載の画像蓄積装置。
29. 前記基板は、パターン化された金属基板を含む、請求項１〜２７のいずれか１項に記載の画像蓄積装置。
30. 前記基板は、パターン化された非金属基板を含む、請求項１〜２７のいずれか１項に記載の画像蓄積装置。
31. 前記セルは、前記蓄積蛍光体粉末を刺激するように動作可能なレーザーのラスタパターンに対応するセルパターン内に配置される、請求項１〜３０のいずれか１項に記載の画像蓄積装置。
32. 複数の空隙と前記空隙の間に配置された隔壁とを含む基板と、前記空隙の内部の蓄積蛍光体粉末を含むセルとを備える画像蓄積装置と、
    刺激照射を発生させる刺激照射装置と、
    光を検出する光センサと
    を備えるコンピューテッドラジオグラフィ装置。
33. 前記刺激照射装置は、レーザーを含む、請求項３２に記載のコンピューテッドラジオグラフィ装置。
34. 前記画像蓄積装置の前記セルはセルパターン内に配置され、前記レーザーのラスタパターンは前記セルパターンに対応する、請求項３３に記載のコンピューテッドラジオグラフィ装置。
35. 前記刺激照射は約５００ｎｍ〜約８００ｎｍの範囲内の波長を有する、請求項３２〜３４のいずれか１項に記載のコンピューテッドラジオグラフィ装置。
36. 前記光センサは、光電子増倍管、フォトダイオード、またはその組み合わせを備える、請求項３２〜３５のいずれか１項に記載のコンピューテッドラジオグラフィ装置。
37. 前記検出された光は、約３００ｎｍ〜約６００ｎｍの範囲内の波長を有する、請求項３２〜３６のいずれか１項に記載のコンピューテッドラジオグラフィ装置。
38. 前記光センサからの電子パルスに基づいてデジタル画像を発生させる計算装置をさらに備え、前記電子パルスは、前記検出された光に対応する、請求項３２〜３７のいずれか１項に記載のコンピューテッドラジオグラフィ装置。
39. 画像蓄積装置を形成する方法であって、
    複数の空隙と前記空隙の間に配置された隔壁とを含むパターン化基板を準備するステップと、
    前記パターン化基板の前記空隙の中にセルを形成するために蓄積蛍光体粉末を添加するステップと、
    前記蓄積蛍光体粉末が実質的にないトップコート層を適用するステップと
    を備える方法。
40. 前記パターン化基板を作成するために基板をエッチングするステップをさらに備える、請求項３９に記載の方法。
41. 前記パターン化基板を作成するために基板を機械加工するステップをさらに備える、請求項３９または４０に記載の方法。