JP4693297B2

JP4693297B2 - Radiation imaging apparatus and radiation imaging system

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Publication number: JP4693297B2
Application number: JP2001236572A
Authority: JP
Inventors: 修浜本; 賢治梶原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-08-10
Filing date: 2001-08-03
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2021-08-03
Also published as: JP2002139569A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファイバープレート（ファイバーオプティックプレートともいう）、放射線撮像装置、それらの製造方法、並びに、それを備えた放射線撮像システムに関し、特に、放射線を光に変換する変換手段と、光を電気信号に変換する光電変換素子とを備えた放射線撮像装置に用いられる、変換手段からの光を光電変換素子へ導くためのファイバープレートに特に関連するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、放射線撮像装置、特に医療を目的とするＸ線撮影装置ではＸ線動画の撮像が可能で画像品位が優れ、且つ、薄型で大面積入力範囲を有するＸ線撮像装置が求められている。また医療用のみならず、産業用非破壊検査機などにも薄型で安価な大面積のＸ線撮像装置が求められている。
【０００３】
このようなＸ線撮像装置としては、例えば、（１）ファイバープレートのファイバ繊維に傾斜を設けＣＣＤセンサの非受光部（周辺回路）が干渉しあうことを防ぎ大面積化したＸ線検出装置（例えば、米国特許第5,563,414号）、（２）ファイバープレートの厚みに段差をつけてＣＣＤセンサの非受光部が干渉しないように大面積化したＸ線検出装置（例えば、米国特許第5,834,782号）などがある。
【０００４】
上記（１）の構成のＸ線検出装置の概略的断面図を図３７に示す。図３７は、Ｘ線を可視光に変換するシンチレータなどからなる蛍光体３と、蛍光体３によって変換された可視光を撮像素子１側へ導く光ファイバーなどの個別ファイバープレート２Ａと、個別ファイバープレート２Ａによって導かれた可視光を電気信号に変換する撮像素子１Ａとを有するＸ線検出装置を示している。
【０００５】
このＸ線撮像装置は、個別ファイバープレート２Ａを撮像素子１Ａに対して傾斜を設けており、個別ファイバープレート２Ａ間には、各撮像素子１Ａからの電気信号を処理する処理回路等が設けられている。
【０００６】
上記（２）の構成のＸ線検出装置の概略的斜視図を図３８に示す。なお、図３８において、図３７と同様の部分には、同一の符号を付している。図３８に示すように、ファイバープレート２の長さを部分的に変えて、例えば３つの撮像素子１を一組として各組毎に段差を設けることによって、各撮像素子１に処理回路等を備えられるようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記（１）の構成は、光ファイバーの軸に対して斜めに交差する導光面（光入出射面）を有しており、それぞれのファイバープレートの光ファイバーの軸が互いに交差するように配置されている。この構成では、Ｘ線撮像装置の更なる小型化が困難である。
【０００８】
一方、上記（２）の構成は、Ｘ線撮像装置が更に大型化する。また、各段差部分と撮像素子との位置合わせ精度が厳しいため、製造工数が多くなり、且つ高精度な位置合わせ装置が必要になる。これらを鑑みると上記（２）の構成は現実的ではない。
【０００９】
このように、上記従来のＸ線撮像装置では、Ｘ線撮像装置の大型化、低コスト化、製造工程での作業性等の点で必ずしも十分なものではなかった。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、放射線撮像装置の小型化、低コスト化に適し、製造工程での作業性にもより優れた大面積のファイバープレート、放射線撮像装置及び放射線撮像システムを提供することにある。
【００１１】
本発明の別の目的は、大面積のファイバープレート、放射線撮像装置及び放射線撮像システムを安価に提供することができるファイバープレートの製造方法並びに放射線撮像装置の製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の側面は、放射線撮像装置に係り、前記放射線撮像装置は、光を電気信号に変換する複数の画素を有する光電変換素子と、放射線を前記光電変換素子が検知可能な波長の光に変換する波長変換体と、前記波長変換体と前記光電変換素子との間に設けられたファイバープレートとを有し、前記光電変換素子は、基板上に搭載された複数の光電変換素子チップを含み、前記ファイバープレートは、厚さの等しい複数の個別ファイバープレートが隣接配置され、前記複数の個別ファイバープレートはそれぞれ互いに平行な軸を有する光ファイバーの集合体であり、前記複数の個別ファイバープレートの側面同士がそれぞれの前記光ファイバーの軸が平行になるように接合されており、前記ファイバープレートと複数の前記光電変換素子チップは透明接着材によって接着されており、隣接する前記個別ファイバープレート同士の間隙の幅は、前記光電変換素子の画素の幅より小さい。
本発明の第２の側面は、放射線撮像装置に係り、前記放射線撮像装置は、光を電気信号に変換する光電変換素子と、放射線を前記光電変換素子が検知可能な波長の光に変換する波長変換体と、前記波長変換体と前記光電変換素子との間に設けられたファイバープレートとを有し、前記光電変換素子は、基板上に搭載された複数の光電変換素子チップを含み、前記ファイバープレートは、厚さの等しい複数の個別ファイバープレートが隣接配置され、前記複数の個別ファイバープレートはそれぞれ互いに平行な軸を有する光ファイバーの集合体であり、前記複数の個別ファイバープレートの側面同士がそれぞれの前記光ファイバーの軸が平行になるように接合されており、前記ファイバープレートと複数の前記光電変換素子チップは透明接着材によって接着されており、前記光電変換素子は、互いに異なる受光面積を有する複数の画素を有しており、隣接する前記個別ファイバープレート同士の間隙の幅は、前記光電変換素子の最小受光面積を有する画素の幅より小さい。
本発明の第３の側面は、放射線撮像装置に係り、前記放射線撮像装置は、光を電気信号に変換する光電変換素子と、放射線を前記光電変換素子が検知可能な波長の光に変換する波長変換体と、前記波長変換体と前記光電変換素子との間に設けられたファイバープレートとを有し、前記光電変換素子は、基板上に搭載された複数の光電変換素子チップを含み、複数の前記光電変換素子チップの各々は複数の画素を有し、前記ファイバープレートは、厚さの等しい複数の個別ファイバープレートが隣接配置され、前記複数の個別ファイバープレートはそれぞれ互いに平行な軸を有する光ファイバーの集合体であり、前記複数の個別ファイバープレートの側面同士がそれぞれの前記光ファイバーの軸が平行になるように接合されており、前記ファイバープレートと複数の前記光電変換素子チップは透明接着材によって接着されており、隣接する前記個別ファイバープレート同士の間隙が、前記光電変換素子チップの有効画素領域上に位置している。
本発明の第４の側面は、放射線撮像装置に係り、前記放射線撮像装置は、光を電気信号に変換する複数の画素を有する光電変換素子と、放射線を前記光電変換素子が検知可能な波長の光に変換する波長変換体と、前記波長変換体と前記光電変換素子との間に設けられたファイバープレートとを有し、前記光電変換素子は、基板上に搭載された複数の光電変換素子チップを含み、前記ファイバープレートは、厚さの等しい複数の個別ファイバープレートが隣接配置され、前記複数の個別ファイバープレートはそれぞれ互いに平行な軸を有する光ファイバーの集合体であり、前記複数の個別ファイバープレートの側面同士がそれぞれの前記光ファイバーの軸が平行になるように接合されており、前記ファイバープレートと複数の前記光電変換素子チップは透明接着材によって接着されており、隣接する前記個別ファイバープレート同士の間隙が、複数の前記画素の間隙上に位置している。
本発明の他の骨子は、厚さの等しい複数の個別ファイバープレートが、一つの前記個別ファイバープレートの導光面より面積の大きな導光面を提供するように、隣接配置されたファイバープレートにおいて、前記複数の個別ファイバープレートは、それぞれ、互いに平行な軸を有する光ファイバーの集合体からなり、前記複数の個別ファイバープレートの側面同士が、それぞれの前記光ファイバーの軸が平行になるように、接合されていることを特徴とする。
【００１３】
上記発明においては、前記光ファイバーの軸が前記導光面の法線に平行或いは傾いていることが好ましいものである。
【００１４】
上記発明においては、前記導光面又は前記側面のうち少なくともいずれか一方は研磨された面であることが好ましいものである。
【００１５】
上記発明においては、接着材、又は金属のうち少なくともいずれか一方により、前記側面同士が接合されていることが好ましいものである。
【００１６】
上記発明においては、前記接合部は放射線遮蔽性接合部であることが好ましいものである。
【００１７】
上記発明においては、前記側面は、前記導光面の法線に対して交差する面を有することが好ましいものである。
【００１８】
本発明の別の骨子は、厚さの等しい複数の個別ファイバープレートが、一つの前記個別ファイバープレートの導光面より面積の大きな導光面を提供するように、隣接配置されたファイバープレートにおいて、前記複数の個別ファイバープレートは、それぞれ、前記導光面の法線に対して平行な軸を有する光ファイバーの集合体からなり、前記複数の個別ファイバープレートの側面同士が、それぞれの前記光ファイバーの軸が平行になるように、接合されており、前記ファイバープレートの前記導光面となる表面と裏面の面積が等しいことを特徴とする。
【００１９】
上記発明においては、前記複数の個別ファイバープレートの互いに平行な側面同士が接合されていることが好ましいものである。
【００２０】
上記発明においては、前記導光面は研磨された面であることが好ましいものである。
【００２１】
上記発明においては、前記側面は研磨された面であることが好ましいものである。
【００２２】
上記発明においては、接着材、又は金属のうち少なくともいずれか一方により、前記側面同士が接合されていることを特徴とすることが好ましいものである。
【００２３】
上記発明においては、前記接合部は放射線遮蔽性接合部であることが好ましいものである。
【００２４】
上記発明においては、前記複数の個別ファイバープレートの接合される側面は、前記導光面の法線に対して交差する面を有することが好ましいものである。
【００２５】
本発明の更に別の骨子は、放射線を光に変換する波長変換体と、光を電気信号に変換する光電変換素子と、前記波長変換体と前記光電変換素子との間に設けられたファイバープレートとを備えた放射線撮像装置において、前記ファイバープレートは、厚さの等しい複数の個別ファイバープレートが一つの前記個別ファイバープレートの導光面より面積の大きな導光面を提供するように隣接配置され、前記複数の個別ファイバープレートはそれぞれ互いに平行な軸を有する光ファイバーの集合体からなり、前記複数の個別ファイバープレートの側面同士がそれぞれの前記光ファイバーの軸が平行になるように接合されているファイバープレートであることを特徴とする。
【００２６】
上記発明において、前記光ファイバーの軸が前記導光面の法線に平行或いは傾いていることが好ましいものである。
【００２７】
上記発明においては、前記導光面又は前記側面のうち少なくともいずれか一方は研磨された面であることが好ましいものである。
【００２８】
上記発明においては、接着材、又は金属のうち少なくともいずれか一方により、前記側面同士が接合されていることが好ましいものである。
【００２９】
上記発明においては、前記接合部は放射線遮蔽性接合部であることが好ましいものである。
【００３０】
上記発明においては、前記側面は、前記導光面の法線に対して交差する面を有することが好ましいものである。
【００３１】
上記発明においては、隣接する前記個別ファイバープレート同士の間隙の幅は、前記光電変換素子の画素の幅より小さいことが好ましいものである。
【００３２】
上記発明においては、前記光電変換素子は、互いに異なる受光面積を有する複数の画素を有しており、隣接する前記個別ファイバープレート同士の間隙の幅は、前記光電変換素子の最小受光面積を有する画素の幅より小さいことが好ましいものである。
【００３３】
上記発明においては、隣接する前記個別ファイバープレート同士の間隙が、前記光電変換素子を構成するチップの間隙上に位置していることが好ましいものである。
【００３４】
上記発明においては、隣接する前記個別ファイバープレート同士の間隙が、前記光電変換素子を構成するチップの有効画素領域上に位置していることが好ましいものである。
【００３５】
上記発明においては、隣接する前記個別ファイバープレート同士の間隙で形成される繋ぎ目線が、前記光電変換素子を構成するチップの間隙で形成される繋ぎ目線と０°より大きく９０°より小さい角度で交差していることが好ましいものである。
【００３６】
本発明の更に別の骨子は、放射線を光に変換する波長変換体と、光を電気信号に変換する光電変換素子と、前記波長変換体と前記光電変換素子との間に設けられたファイバープレートとを備えた放射線撮像装置において、前記ファイバープレートは、厚さの等しい複数の個別ファイバープレートが、一つの前記個別ファイバープレートの導光面より面積の大きな導光面を提供するように、隣接配置され、前記複数の個別ファイバープレートは、それぞれ、前記導光面の法線に平行な軸を有する光ファイバーの集合体からなり、前記複数の個別ファイバープレートの側面同士が、それぞれの前記光ファイバーの軸が平行になるように、接合されており、前記ファイバープレートの前記導光面となる表面と裏面の面積が等しいファイバープレートであることを特徴とする。
【００３７】
上記発明においては、前記個別ファイバープレートの側面は研磨された面であることが好ましいものである。
【００３８】
上記発明においては、前記導光面は研磨された面であることが好ましいものである。
【００３９】
上記発明においては、接着材、又は金属のうち少なくともいずれか一方により、前記側面同士が接合されていることが好ましいものである。
【００４０】
上記発明においては、前記接合部は放射線遮蔽性接合部であることが好ましいものである。
【００４１】
上記発明においては、前記個別ファイバープレートの側面は、前記導光面の法線に対して交差する面を有することが好ましいものである。
【００４２】
上記発明においては、隣接する前記個別ファイバープレート同士の間隙の幅は、前記光電変換素子の画素の幅より小さいことが好ましいものである。
【００４３】
上記発明においては、前記光電変換素子は、互いに異なる受光面積を有する複数の画素を有しており、隣接する前記個別ファイバープレート同士の間隙の幅は、前記光電変換素子の最小受光面積を有する画素の幅より小さいことが好ましいものである。
【００４４】
上記発明においては、隣接する前記個別ファイバープレート同士の間隙が、前記光電変換素子を構成するチップの間隙上に位置していることが好ましいものである。
【００４５】
上記発明においては、隣接する前記個別ファイバープレート同士の間隙が、前記光電変換素子を構成するチップの有効画素領域上に位置していることが好ましいものである。
【００４６】
上記発明においては、隣接する前記個別ファイバープレート同士の間隙で形成される繋ぎ目線が、前記光電変換素子を構成するチップの間隙で形成される繋ぎ目線と０°より大きく９０°より小さい角度で交差していることが好ましいものである。
【００４７】
本発明のその他の骨子は、放射線を光に変換する波長変換体と、光を電気信号に変換する光電変換素子チップと、前記波長変換体と前記光電変換素子との間に設けられた個別ファイバープレートとを備えた放射線撮像ユニットが複数配列された放射線撮像装置において、複数の放射線撮像ユニットの前記個別ファイバープレートの側面同士がそれらの光ファイバーの軸が互いに平行になるように接合されていることを特徴とする。
【００４８】
上記発明においては、前記個別ファイバープレートの側面は研磨された面であることを特徴とする。
【００４９】
上記発明においては、前記導光面は研磨された面であることが好ましいものである。
【００５０】
上記発明においては、前記放射線撮像ユニットは、前記波長変換体と、前記光電変換素子チップと、前記個別ファイバープレートと、がほぼ同じサイズであることが好ましいものである。
【００５１】
本発明のその他の骨子は、ファイバープレートの製造方法において、互いに平行な軸を有する光ファイバーの集合体からなる、厚さの等しい複数の個別ファイバープレートを、複数用意する工程、一つの前記個別ファイバープレートの導光面より面積の大きな導光面を提供するように、前記複数の個別ファイバープレートを隣接配置する工程、隣接する前記個別ファイバープレートの側面同士を、それぞれの前記光ファイバーの軸が平行になるように、接合する工程、を含むことを特徴とする。
【００５２】
上記発明においては、前記複数の個別ファイバープレートのうち少なくとも２つを接合して個別ファイバープレートの組を形成する工程、前記個別ファイバープレートの組を更に複数接合して前記ファイバープレートを形成する工程、を含むことが好ましい。
【００５３】
上記発明においては、前記個別ファイバープレートの組の側面を研磨した後、複数の前記個別ファイバープレートの組を、該側面が隣接するように接合することが好ましい。
【００５４】
上記発明においては、隣接する前記個別ファイバープレートの側面同士を、金属又は接着材を用いて接合することが好ましい。
【００５５】
上記発明においては、複数の個別ファイバープレートを接合した後、それらの表面を研磨することが好ましい。
【００５６】
上記発明においては、導光面の法線と平行な軸を有する光ファイバーの集合体からなる、厚さの等しい複数の個別ファイバープレートを、複数用意する工程、一つの前記個別ファイバープレートの導光面より面積の大きな導光面を提供するように、前記複数の個別ファイバープレートを隣接配置する工程、隣接する前記個別ファイバープレートの側面同士を、それぞれの前記光ファイバーの軸が平行になるように、接合する工程、を含むことが好ましい。
【００５７】
上記発明においては、前記複数の個別ファイバープレートのうち少なくとも２つを接合して個別ファイバープレートの組を形成する工程、前記個別ファイバープレートの組を更に複数接合して前記ファイバープレートを形成する工程、を含むことを特徴とする。
【００５８】
上記発明においては、前記個別ファイバープレートの組の側面を研磨した後、複数の前記個別ファイバープレートの組を、該側面が隣接するように接合することが好ましい。
【００５９】
上記発明においては、隣接する前記個別ファイバープレートの側面同士を、金属又は接着材を用いて接合することが好ましい。
【００６０】
上記発明においては、複数の個別ファイバープレートを接合した後、それらの表面を研磨することが好ましい。
【００６１】
上記発明においては、互いに平行な軸を有する光ファイバーの集合体からなる、複数の個別ファイバープレートを、複数用意する工程、一つの前記個別ファイバープレートの導光面より面積の大きな導光面を提供するように、前記複数の個別ファイバープレートを隣接配置する工程、隣接する前記個別ファイバープレートの側面同士を接合した後、それらの表面を研磨することが好ましい。
【００６２】
本発明の更に他の骨子は、放射線撮像装置の製造方法において、上述したファイバープレートを用意する工程、光電変換素子に貼り合せる工程、を含むことを特徴とする。
【００６３】
上記発明においては、表面が平坦化された前記ファイバープレートと前記光電変換素子とを貼り合わせた後に、該ファイバープレートにシート状の波長変換体を貼ることが好ましい。
【００６４】
上記発明においては、表面が平坦化された前記ファイバープレートにシート状の波長変換体を貼り合わせた後に、前記光電変換素子とを貼り合わせることが好ましい。
【００６５】
更に本発明のその他の骨子は、前記放射線撮像装置からの信号を処理する信号処理手段と、前記信号処理手段からの信号を記録するための記録手段と、前記信号処理手段からの信号を表示するための表示手段と、前記放射線を発生させるための放射線源とを具備することを特徴とする放射線撮像システム。
【００６６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面を参照して説明する。
【００６７】
図１は、本発明によるファイバープレートの基本的な構成を説明するための模式的斜視図である。
【００６８】
図１において、２は多数の光ファイバーからなる一つのファイバープレート（個別ファイバープレート）であり、７は隣接する少なくとも２つの個別ファイバープレート２Ａを接合する接合材である。
【００６９】
本発明に用いる個別ファイバープレート２Ａは、例えば、直径１μｍ〜１００μｍ程度の光ファイバーを１千本〜１億本程度平行にして束ねて一体成形した光ファイバー束を、光ファイバーの軸と垂直な平面が露出するように、厚さが１ｍｍ〜２０ｍｍ程度の板状に切断して得られるものである。
【００７０】
従って、個別ファイバープレート２Ａの導光面（光入出射面）を図１のｘｙ平面とすると、全ての光ファイバーの軸は図１のｚ軸とほぼ平行であるので、光入出射面の法線と軸とは±１°程度の誤差範囲内で平行であり、それらのなす角度は０°±１°となる。
【００７１】
そして、厚さが同じ複数の個別ファイバープレート２Ａをｘｙ面に沿って、光入出射面が同一平面となるように並べ、個別ファイバープレート２Ａの側面同士を、それぞれの光ファイバーの軸が平行になるように、接合する。
【００７２】
これにより、このファイバープレートは大面積の光入出射面を提供する大面積ファイバープレート２となる。なお、厚さが同じといっても厳密に同じである必要はなく、多少の誤差は許容範囲内である。
【００７３】
また、別の形態としては、ｘｙ平面に対して傾いた光ファイバーの軸を備え、平行四辺形断面を有する個別ファイバープレートを複数用意し、それらの軸が互いに平行になるように、側面同士を接合した大面積ファイバープレートであってもよい。
【００７４】
ここでは、２つの個別ファイバープレート２Ａのみ図示しているが、その数は特に限定されるものではない。また個別ファイバープレート２Ａの厚さは、厳密に同じである必要はなく、多少の誤差は許容される。必要に応じて、個別ファイバープレート２Ａ同士の接合後にファイバープレート２の表面を研磨することも好ましいものである。
【００７５】
光ファイバーとしては、ガラスなど周知の材料から形成されるものであり、より好ましくは鉛ガラスのように、鉛のような放射線遮蔽材料を含む光透過性材料からなるものであることが望ましい。
【００７６】
接合材としては、後述するような有機物系の接着材、又は無機物の接合材が用いられる。とりわけ、ファイバープレートとの熱膨張係数等の特性が等しいか、又は熱膨張係数等の特性が近似している材料が好ましく用いられる。
【００７７】
個別フィーバープレート２Ａの大きさとしては、特に限定されるものではないが、例えば、その面積が数十ｃｍ²〜数千ｃｍ²程度の大きさのものを用いることができる。
【００７８】
図２は、上述したファイバープレートを用いた放射線撮像装置の基本的な構成を示す模式図である。
【００７９】
図２において、１Ａは、ＣＣＤイメージセンサチップ、ＣＭＯＳイメージセンサチップ、バイポーラ型イメージセンサチップ、ＣＭＤ型イメージセンサチップ、薄膜トランジスタ型イメージセンサチップなどの集積回路チップで構成された撮像素子であり、複数の撮像素子が並べられて大面積の撮像素子（光電変換素子）１が構成されている。
【００８０】
複数の個別ファイバープレート２Ａが並べられて大面積のファイバープレート２が構成されている。
【００８１】
また、３は、波長変換体であり、Ｇｄ₂Ｏ₂Ｓ（Ｔｂ）のようなガドリニウム硫化酸化物、ＣｓＩ（Ｔｌ）のような沃化セシウムに代表されるハロゲン化アルカリ金属などの、シンチレータ或いは蛍光体と呼ばれる材料からなる層状部材である。
【００８２】
貼り合わされた大面積ファイバープレート２の導光面積を、貼り合わされた大面積撮像素子１の有効受光面積と同じか、それよりも大きなものとし、さらに、波長変換体３の面積を貼り合わされた大面積ファイバープレート２の導光面積と同じか、それよりも大きなものとするとよい。
【００８３】
図２の上方から放射線が波長変換体３の上面に入射すると、波長変換体３は、可視光域の光を発光する。波長変換体３と撮像素子１との間に配されたファイバープレート２が、この光を撮像素子１の受光部に導く。受光部に入射した光はそこで画素毎に光電変換され、電気信号として読み出される。
【００８４】
ここで、ファイバープレート２Ａとして放射線遮蔽性ファイバープレートを用いれば、放射線の撮像素子１への入射を妨げることができるので、撮像素子の誤動作、ノイズの生成を抑制することができる。
【００８５】
図２では、個別ファイバープレート２Ａの数と、撮像素子チップ１Ａの数を同数として描いているが、本発明はこれらが同数に限定されることはなく、互いに異なる数であってもよい。
【００８６】
好ましくは、個別ファイバープレート２Ａの寸法が撮像素子チップ１Ａの寸法より大きなものを選択して、個別ファイバープレート２Ａの数を撮像素子チップ１Ａの数より少なくするとよい。
【００８７】
なお、本発明の撮像装置は以下に説明するＸ線撮像装置に好適に用いることができるが、特にその用途はＸ線撮像装置に限定されるものではなく、α，β，γ線等のＸ線以外の放射線像を検出する放射線撮像装置にも用いることができる。
【００８８】
また、光は画素により検出可能な波長領域の電磁波であり、可視光を含む。さらに、例えば放射線を含む電磁波を電気信号に変換する電磁波電気信号変換装置にも適用することができる。
【００８９】
（実施形態１）
図３は、本発明の実施形態１のＸ線撮像装置の断面図である。図３には、Ｘ線を可視光等の撮像素子（光電変換素子）で検知可能な波長の光に変換するシンチレータとしての蛍光体（波長変換体）３と、波長変換体３によって変換された光を撮像素子側へ導く複数の光ファイバーからなる個別ファイバープレート２Ａと、光を電気信号に変換する光電変換用受光素子を備えた撮像素子１と、を有する装置が示されている。
【００９０】
この装置は、さらに、個別ファイバープレート２Ａを相互に接着する接着材７を有しており、更に必要に応じて、大面積ファイバープレート２と複数の画素を備えた撮像素子１とを接着する弾性に優れた透明接着材６と、各撮像素子チップ１Ａからの電気信号を外部に出力するための配線を有するフレキシブル基板４と、フレキシブル基板４と撮像素子チップ１Ａとを電気的に接続するバンプ５と、フレキシブル基板４が接続されるプリント基板１２と、蛍光体３を保護するアルミ保護シート８と、撮像素子１を搭載するベース基板１０と、ベース基板１０を保持するためのベース筐体１１と、ベース筐体１１に備えられた筐体カバー９と、撮像素子１とファイバープレート２との間に設けられた一定間隔を保持するためのスペーサ１３と、透明接着材６をファイバープレート２と撮像素子１との間に介在させるための目地うめ接着材１４とを有している。
【００９１】
図３に示すＸ線撮像装置は、撮像素子１と、個別ファイバープレート２Ａを複数備えた大面積ファイバープレート２とを透明接着材６によって貼り合わせることによって、作製されている。
【００９２】
図４は、本発明に用いることができる撮像素子の概略的な構成の一例を示す平面図である。
【００９３】
図４には、２次元配列した複数の受光素子を含む通常画素１０１と、駆動回路１０３の外側に設けられた複数の周辺画素１０４と、各通常画素１０１及び各周辺画素１０４を順次駆動する駆動回路１０３と、撮像素子チップ１Ａの入出力端子１０２とを示している。
【００９４】
通常画素１０１は、ほぼ撮像素子チップ１Ａの全面に配しており、通常画素１０１のピッチは、後述するように、例えば１６０μｍとしている。通常画素１０１間には駆動回路１０３を分割して分散配置している。なお、周辺画素１０４は、通常画素１０１に比べて面積が小さいため、画素信号を補正処理することによって、面積の相違がなくなるようにしている。
【００９５】
図５（ａ），図５（ｂ）は、本発明に用いられる撮像素子の出力端子付近の構成を示している。図５（ａ）は、撮像素子チップ１Ａのバンプ５及びフレキシブル配線基板４付近の上面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）の５Ｂ線による断面図である。
【００９６】
図５において、５は接続用バンプ、４０１はバンプ５に接続されるフレキシブル基板４のインナーリード、１０５は撮像素子チップ１Ａの端部とインナーリード４０１とのショートの防止及び撮像素子１の端部欠損を防止するポリイミド樹脂層などの有機絶縁層である。
【００９７】
図６は、図５（ａ），図５（ｂ）に示したバンプ５とフレキシブル基板４との電気的接続を行う方法を説明するための模式図である。
【００９８】
はじめに、有機絶縁層１０５として、たとえばポリイミド樹脂層を撮像素子チップ１Ａの端部に２５μｍの厚さとなるように形成する。
【００９９】
つぎに、バンプ５とフレキシブル基板４との電気的接続を行うために、まず、撮像素子チップ１Ａの入出力端子１０２に、スタッドバンプ方式やメッキなどによりバンプ５を形成する。
【０１００】
そして、バンプ５とインナーリード４０１とを、例えば超音波を用いたボンディングにより融着すると、バンプ５の金属とインナーリード４０１の金属との金属間接合により両者が電気的且つ物理的に接続される。
【０１０１】
ちなみに、インナーリード４０１は、銅箔などをエッチングすることによって形成し、ニッケル及び金を用いてメッキを施して、１８μｍ程度の厚さとしたものを利用し、またフレキシブル配線基板の総厚は、５０μｍ程度としたものを利用することができる。
【０１０２】
つぎに、撮像素子チップ１Ａを保持台１７，１８によって上下に挟んで保持した状態で、治具１９を保持台１７，１８に向けて図６の矢印の方向に移動させる。こうして、撮像素子チップ１Ａの端部でインナーリード４０１を図面下側に向けて９０°程度に曲げる。
【０１０３】
図７（ａ）は、本発明に用いられる撮像素子のフレキシブル配線基板付近の断面図である。図７（ｂ）は、撮像素子のフレキシブル配線基板付近の上面図である。
【０１０４】
図７（ａ），図７（ｂ）に示すように、Ｘ方向においては、周辺画素１０４の幅Ｓ１が通常画素１０１の幅Ｓ２より小さくしている（Ｓ１＜Ｓ２）。
【０１０５】
図７（ｂ）では、各周辺画素１０４間のピッチＰ２と、各通常画素１０１と各周辺画素１０４との間のピッチＰ１が異なるように描かれているが、好ましくは、これらが一定、すなわちＰ１＝Ｐ２となり、更には通常画素間のピッチＰとも同じ、すなわちＰ１＝Ｐ２＝Ｐとなるように配置されることが望ましい。
【０１０６】
こうすると、画素ピッチは周辺画素、通常画素に限らず、すべて等ピッチとなり、画像品位を向上させることができる。
【０１０７】
図８（ａ）〜図８（ｆ）は、本発明に用いられる撮像素子とベース基板との接着工程を示す図である。
【０１０８】
まず、フレキシブル基板４を備えた複数の撮像素子チップ１Ａを、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向及びθ（回転）方向に可動するアライメントヘッド３１及びアライメントカメラ３３を用いて位置合わせしながらステージ３２上に載置する。
【０１０９】
このとき、各撮像素子チップ１Ａは、ステージ３２に形成されている孔３２Ａから図示しないバキューム装置などで吸引されることによってステージ３２上に固定される（図８（ａ））。
【０１１０】
この状態で、各撮像素子チップ１Ａが所要の動作を行うかどうかの検査を行う。この検査では、検査治具３４を用いて、例えば静電気などによって各撮像素子チップ１Ａが破壊されているかどうかなどを調べる（図８（ｂ））。
【０１１１】
そして、検査の結果、ある撮像素子チップ１Ａに欠陥が発見されれば、その撮像素子チップ１Ａの下方のバキューム装置をオフして、アライメントヘッド３１を用いて不良チップを交換する（図８（ｃ））。
【０１１２】
つづいて、撮像素子１上に、接着剤塗布用ディスペンサ３４から紫外線硬化型樹脂又はシリコーン樹脂などの接着材３５をチップの上面に塗布する（図８（ｄ））。
【０１１３】
そして、ベース基板１０に設けられた長孔１０Ａにフレキシブル基板４を挿入し、それから撮像素子１とベース基板１０とを密着させた後に、紫外線を照射したり加圧することによって接着材３５を硬化させ固定する（図８（ｅ））。
【０１１４】
なお、このとき、個別ファイバープレート２Ａの大きさと撮像素子チップ１Ａとの大きさをほぼ同じにして、これらを位置合わせするとよい。また、ここでは、ベース基板１０には、撮像素子１との間における熱膨張率などを考量して、ガラス又はパーマアロイ（鉄＋ニッケル）合金を用いることが好ましい。
【０１１５】
そして、撮像素子１とベース基板１０とを接着固定した後に、バキューム装置をオフにして、ステージなどの治具３６から撮像素子１及びベース基板１０を取り外す（図８（ｆ））。
【０１１６】
こうして、複数の撮像素子チップ１Ａが貼り合わされた大面積撮像素子１が得られる。
【０１１７】
図９（ａ）〜図９（ｄ）は、本発明に用いられる大面積撮像素子と、上述した大面積ファイバープレートとを貼り合わせる工程を説明するための模式図である。
【０１１８】
なお、図９（ａ）及び図９（ｃ）は断面を、図９（ｂ）及び図９（ｄ）は平面を示している。
【０１１９】
ベース基板１０と接着した各撮像素子チップ１Ａ上に、各撮像素子チップ１Ａと大面積ファイバープレート２との間隔を保持できるように、スペーサ１３を配置する（図９（ａ））。
【０１２０】
スペーサ１３は、球でも円柱形状でもよい。
【０１２１】
つぎに、シール材３７を撮像素子１上に塗布し、また目地うめ接着材１４を撮像素子１間の隙間を埋めるように塗布する（図９（ｂ））。
【０１２２】
シール材３７は、一部３７Ａが開口されており、後述するように、ここから真空注入の方式を用いて透明接着材６を充填することになる。注入する際、真空リークの原因とならぬように目地うめ接着材１４をベース基板１０の上面の撮像素子チップ１Ａ間の隙間にも充填している。
【０１２３】
それから、スペーサ１３を間に介して、大面積撮像素子１上に、大面積ファイバープレート２を貼り合わせる（図９（ｃ））。
【０１２４】
さらに、必要に応じて、ファイバープレート２を相互に接合している接合材７が、各撮像素子チップ１Ａ間の隙間若しくは各画素間の直上に配置されるようにすることも好ましいものである。
【０１２５】
加圧、加熱プレスにより撮像素子チップ１Ａとファイバープレートの間隔を均一にし、シール材３７を硬化させる。そして、減圧チャンバー内で、大面積ファイバープレート２と撮像素子１との隙間を減圧状態にしたところで、透明接着材６を溜めたボート（図示せず）に開口部分３７Ａをつけ減圧状態から大気圧に戻すことで、透明接着材がファイバープレート２と撮像素子１との隙間に充填される。
【０１２６】
その後、開口部分３７を樹脂などの封止材３８で封止する（図９（ｄ））。
【０１２７】
それから、例えばシート状の波長変換体３をファイバープレート２上に貼りつけることによって、Ｘ線撮像装置が形成される。
【０１２８】
なお、波長変換体３はファイバープレート２上に、その材料を蒸着する手法や粉末状の蛍光体を結合材に混合させたものを塗布する手法によって設けることもできるが、この場合、図９（ｃ）の工程の前に、ファイバープレート２上に波長変換体３を設けておく。
【０１２９】
つぎに、再び図３を用いてＸ線撮像装置の動作について説明する。波長変換体３側に図示しないＸ線源を設置し、さらに、Ｘ線源とＸ線撮像装置との間に被写体を位置させた状態で、Ｘ線源からＸ線を照射すると、そのＸ線は被写体に曝射される。すると、Ｘ線は被写体を透過するときに強度差を有するレントゲン情報を含んでＸ線撮像装置側に送られる。
【０１３０】
Ｘ線撮像装置側では、波長変換体３において、Ｘ線の強度に応じた可視光等の光に変換される。変換された光は、ファイバープレート２を通じて撮像素子１側へ伝送される。このとき、ファイバープレート２と撮像素子１とが透明接着材６によって接着されているため、光は透明接着材６を通過するときに減衰することなく撮像素子１に入射される。
【０１３１】
また、光は、接着材７にも入射される。接着材７に入射した光は、吸収又は反射等されて光の透過率が小さくなる。この光が撮像素子１の画素上に入射されるとライン欠陥になるが、上述したように、個別ファイバープレート２Ａの大きさと撮像素子チップ１Ａとの大きさを同じにして、これらを位置合わせすると接着材７からの光が撮像素子１の画素に影響を与えにくい構成とすることができる。
【０１３２】
撮像素子チップ１Ａでは、入射された光を、光の強度に応じた電気信号に変換する。この電気信号は、図示しない読み出し回路の指示に応じて、バンプ５を介してフレキシブル基板４の配線つまりリード４０１に読み出される。フレキシブル基板４に読み出された電気信号は、プリント基板１２上に作製された外部回路に送られ、Ａ／Ｄ変換された後に画像処理がされる。
【０１３３】
（大面積ファイバープレートの製造方法）
ここで本発明に用いられる大面積ファイバープレートの製造方法について説明する。
【０１３４】
図１０（ａ）〜図１０（ｄ）は、本発明に用いられる大面積ファイバープレートの製造方法の一例を示す模式図である。
【０１３５】
まず、図１０（ａ）に示すように、２つの個別ファイバープレート２Ａを相互に、接合材により貼り合わせる。このとき、図１０（ａ）に示すように、個別ファイバープレート２Ａは、注意して貼っても、厳密いうと相互に位置がずれて貼り合わされることが多い。このまま全ての個別ファイバープレート２Ａを貼り合せると必要以上の隙間が発生する。
【０１３６】
この製造方法では、このような必要以上の隙間の発生を防止するために、相互にずれて貼り合わされたファイバープレート２の少なくとも１側面を点線部分４１まで研磨することにより、図１０（ｂ）に示すように、整列した平坦な側面２Ｂを得ている。
【０１３７】
つづいて、図１０（ａ），図１０（ｂ）と同様の手順によって、一側面が研磨されてそろえられた２枚の個別ファイバープレート２Ａをもう一組作製し、それら２組のファイバープレートを相互にそれぞれの平坦な研磨された側面２Ｂを突き合わせるように貼り合わせる（図１０（ｃ））。
【０１３８】
そして、必要に応じて、残りの４側面のうち一側面を点線４１まで研磨する。さらに、図１０（ｄ）に示すように必要に応じて残りの３つの側面も研磨すれば、隣接する側面間の間隙を小さくでき且つ４つの側面全てが平坦な大面積ファイバープレートを作製することができる。
【０１３９】
なお、ここでは、４枚の個別ファイバープレート２Ａを貼り合わせて大面積ファイバープレート２を製造する場合を例に説明したが、実際には、ファイバープレート２が所望の大きさになるように、所定の枚数の個別ファイバープレート２Ａを貼り合わせる。
【０１４０】
図１１（ａ），図１１（ｂ）は本発明に用いられるファイバープレートの別の製造方法を示す模式断面図である。ここでは、６枚のファイバープレート２Ａを貼り合わせて大面積ファイバープレート２を製造する場合を例に挙げているので、図１１（ａ），図１１（ｂ）ではそのうち３枚の個別ファイバープレート２Ａのみが図示されている。実際には、大面積ファイバープレート２が所望の大きさになるように、所定の枚数のファイバープレート２Ａを貼り合わせる。
【０１４１】
図１０（ａ）〜図１０（ｄ）に示した方法で得られた大面積ファイバープレート２の断面をみると、図１１（ａ）に示すように、角部には、側面を研磨中や各工程での取り扱い中に起きたチッピングによる欠け部４３が生じる。
【０１４２】
そのため、貼り合わせを終えた大面積ファイバープレート２の導光面となる表面及び裏面を、それぞれ欠け部４３がなくなるまで両面を研磨して、図１１（ｂ）に示すような欠け部のない大面積ファイバープレート２を作る。
【０１４３】
そして、こうして得られた図１１（ｂ）に示したような大面積ファイバープレート２は、必要に応じてスペーサ１３を介して、大面積撮像素子１に貼り合わせされる。
【０１４４】
（実施形態２）
図１２は、本発明の実施形態２に係る大面積ファイバープレートの断面図である。
【０１４５】
図１２の大面積ファイバープレート２は、接合材７として鉛等のＸ線遮蔽部材７Ａを含有したエポキシ樹脂等からなる接着材を用いた形態である。
【０１４６】
なお、接着材の具体例としては、エチレン・酢酸ビニル共重合体、カルボキシル変性エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・イソブチルアクリレート共重合体、ポリアミド、ポリエステル、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルエーテル、ポリビニルブチラール、ポリウレタン、スチレン・ブチレン・スチレン（ＳＢＳ）共重合体、カルボキシル変性ＳＢＳ共重合体、スチレン・イソプレン・スチレン（ＳＩＳ）共重合体、スチレン・エチレン・ブチレン・スチレン（ＳＥＢＳ）共重合体、マレイン酸変性ＳＥＢＳ共重合体、ポリブタジエンゴム、クロロプレンゴム（ＣＲ）、カルボキシル変性ＣＲ、スチレン・ブタジエンゴム、イソブチレン・イソプレン共重合体、アクリロニトリル・ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、カルボキシル変性ＮＢＲ、エポキシ樹脂、シリコーンゴム（ＳＲ）などが挙げられ、これらは一種単独又は二種以上を組み合わせて使用される。
【０１４７】
さらに、必要に応じて、反応性助剤、架橋剤としてのフェノール樹脂、ポリオール類、イソシアネート類、メラミン樹脂、尿素樹脂、ウロトロピン樹脂、アミン類、酸無水物、過酸化物、金属酸化物、トリフルオロ酢酸クロム塩などの有機金属塩、チタン、ジルコニア、アルミニウムなどのアルコキシド、ジブチル錫ジオキサイドなどの有機金属化合物、２，２−ジエトシキアセトフェノン、ベンジルなどの光開始剤、アミン類、リン化合物、塩素化合物などの増感剤、さらには硬化剤、加硫剤、制御剤、劣化防止剤、耐熱添加剤、熱伝導向上剤、軟化剤、着色剤、各種カップリング剤、金属不活性剤などを適宜添加してもよい。
【０１４８】
また、遮蔽性部材７Ａには、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、銀、スズ、ガドリニウム、タングステン、白金、金、鉛、ビスマスなどから選択される少なくとも一種の金属、或いは少なくともその一種を含む合金、又は少なくともその一種の化合物、が用いられる。これらの金属、合金、化合物は、Ｐｂ−Ｓｎのような鉛含有ハンダペースト、鉛フリーハンダペースト、銀ペーストなどと共に用いられてもよい。或いは、これらの金属、合金、化合物は、粒子状として用いられてもよく、その場合には、無機若しくは有機材からなる粒子（カーボン粒子、プラスチックボール）にメッキ、スパッタ等で被覆されたものを用いることもできる。
【０１４９】
本実施形態による大面積ファイバープレートによれば、接合部分、すなわち個別ファイバープレートの繋ぎ目部分に、放射線遮蔽性の結合材用いているので、繋ぎ目を通して放射線が制限なく透過してしまうことを防止できる。
【０１５０】
この大面積ファイバープレートを用いたＸ線撮像装置は、波長変換体３に入射したＸ線のうち、光に変換されなかったものが撮像素子１に入射することを防止できる。
【０１５１】
すなわち、波長変換体３に入射したＸ線のうち、光に変換されないものは、鉛等を含有させた大面積ファイバープレート２の材料自体、及び／又は、遮蔽性接合材７によって遮られる。これにより、撮像素子１へのＸ線の入射によるノイズ等の発生を抑制できる。
【０１５２】
図１３（ａ）〜図１３（ｃ）は、図１２に示した大面積ファイバープレートの製造方法を説明するための模式図である。
【０１５３】
まず、接着材とＸ線遮蔽部材７Ａとを撹拌棒などを用いて撹拌する（図１３（ａ））。
【０１５４】
それから、撹拌によって生じた泡がなくなった後に、ディスペンサ４６若しくはスクリーン印刷でファイバープレート間にＸ線遮蔽部材７Ａを含有する接着材からなる接合材を充填する（図１３（ｂ））。
【０１５５】
この充填は、隙間の空気が抜けやすいように減圧雰囲気内で行うとよい。
【０１５６】
そして、個別ファイバープレート２Ａを相互に加圧しながら接着材を硬化させる。硬化には、ＵＶ照射や、常温〜２００℃の範囲で加熱するとよい。その後、ファイバープレート２の上面よりはみ出した接着材を削り取る（図１３（ｃ））。
【０１５７】
こうして、大面積ファイバープレート２が得られる。
【０１５８】
（実施形態３）
図１４は、本発明の実施形態３に係る大面積ファイバープレートの模式的断面図である。本実施形態では、低融点金属（融点が３３０℃以下の金属）及び液状フラックスを用いて個別ファイバープレート２Ａを接合して大面積ファイバープレート２を作製する。
【０１５９】
本発明に用いられる低融点金属としては、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｃｄなどの金属を２種以上含む合金、例えばＳｎ−Ｐｂ（６３：３７ｗｔ％）の共晶半田やＳｎ−Ｐｂ（１０：９０ｗｔ％）の高融点半田を用いることができる。また、低融点金属は、液状フラックスに混ざりやすいように、粒形状であることが望ましい。
【０１６０】
また、液状フラックスには、ロジン系液状フラックスでは、精製ロジン、水添ロジン、重合ロジン等の樹脂成分及びアルコール類、例えばテルピネオール、１，４−ブタンジオール、メチルセロソルブ等、又はケトン類、例えばメチルエチルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルイソブチルケトン等の溶剤成分を必須成分とし、これに更にポリエチレングリコール、ポリビニルブチラール、石油樹脂等の粘度調整剤、マロン酸、コハク酸、トリエタノールアミン等の活性剤などの添加剤成分を適宜配合したものが用いられる。
【０１６１】
また、水溶性の液状フラックスとしては、ポリエチレングリコール、グリセリン、ポリビニルアルコール等の多価アルコール成分、溶剤成分としての水を必須成分とし、これに更にポリアクリル酸アミド等の粘度調整剤、有機酸、有機若しくは無機ハロゲン化塩、塩酸ジエチルアミン等の活性剤などの添加剤成分を適宜配合したものが用いられる。中でも、水溶性の液状フラックスが好ましく使用される。
【０１６２】
図１５（ａ）〜図１５（ｃ）は、図１４に示した大面積ファイバープレートの製造工程の説明するための模式図である。
【０１６３】
まず、粉末状の低融点金属４８と液状フラックス４７とを混合する（図１５（ａ））。
【０１６４】
それから、撹拌によって生じた泡がなくなった後に、ディスペンサ若しくはスクリーン印刷でファイバープレート間にＸ線遮蔽性の低融点金属４８を含有する液状フラックス４７を充填する（図１５（ｂ））。
【０１６５】
充填は、隙間の空気が抜けやすいように減圧雰囲気内で行うとよい。
【０１６６】
そして、ファイバープレート２Ａを相互に加圧し、同時に融点以上の温度で加熱して低融点金属４８を融着させる。その後、ファイバープレート２の上面より低融点金属４８がはみ出している場合には、それを削り取る。
【０１６７】
こうして、大面積ファイバープレート２が得られる（図１５（ｃ））。
【０１６８】
（実施形態４）
図１６は、本発明の実施形態４に係る大面積ファイバープレートの模式的断面図である。本実施形態では、第１の金属層４９と第２の金属層５０によって個別ファイバープレート２Ａを貼り合わせて大面積ファイバープレート２を作製する。
【０１６９】
図１７（ａ）〜図１７（ｅ）は、図１６に示した大面積ファイバープレートの製造工程を説明するための模式図である。
【０１７０】
まず、例えば個別ファイバープレート２Ａの両面に、感光性フィルムなどの耐酸性用エッチングレジスト５１をコーティングする（図１７（ａ））。
【０１７１】
そして、このレジスト５１を加熱によってファイバープレート２Ａに密着させる。それから、後述する第１の金属層４９とガラスとの密着性を上げるため、フッ酸、フッ化カリウム、酸性フッ化アンモニウムなどを用いて、ファイバープレート２の端面をエッチングして粗面５２を形成する。（図１７（ｂ））。
【０１７２】
つづいて、エッチングした端面（粗面５２）にニッケルや銅などの第１の金属層４９を無電解メッキによって形成する（図１７（ｃ））。
【０１７３】
そして、第１の金属層４９に、低融点金属の合金からなる第２の金属層５０を電気メッキする（図１７（ｄ））。
【０１７４】
第２の金属層５０はガラスのような不導体に直接メッキすることが難しい。そこで上述した第１の金属層４９を先に設けて下地を導電性に変更し、その後に第２の金属層５２を電気メッキ処理によって形成する。
【０１７５】
それから、レジスト５１を剥離して、ファイバープレート２Ａを相互に加圧しながら、第２の金属層５０を融点以上３３０℃以下の温度で加熱する（図１７（ｅ））。
【０１７６】
その後、ファイバープレート２の上面より、はみ出した第１，第２の金属層４９，５０がある場合には、それらを削り取る。こうして、大面積ファイバープレートが得られる。
【０１７７】
以上説明したように、実施形態２〜４では、Ｘ線を遮蔽する遮蔽性を有する接合材７によってファイバープレート２Ａを相互に接続するようにしている。よって、これら実施形態の大面積ファイバープレートを図２，図３に示したような放射線撮像装置に利用すれば、波長変換体３で光に変換されずにファイバープレート側へ出射したＸ線がファイバープレート基体で遮られる。こうして、撮像素子１をＸ線から遮蔽でき、ノイズ等の発生を抑制することができる。
【０１７８】
（実施形態５）
図１８は本発明のＸ線撮像装置の一実施形態の平面図、図１９はこのＸ線撮像装置の断面図である。
【０１７９】
基本的な構成は、図２，図３を参照して説明した撮像装置と同じである。これらの装置と異なる点は、個別ファイバープレート２Ａの接合部７からなる繋ぎ目線が、撮像素子チップ１Ａの間隙部の上方に位置するように、大面積ファイバープレート２と大面積撮像素子１とを位置合わせして貼りつけた点にある。
【０１８０】
つまり、接合部７からなる繋ぎ目線の幅を隣接する撮像素子チップ１Ａの間隙よりも小さくして、多少の位置ずれが生じても、繋ぎ目線が画素を覆わないようにしている。
【０１８１】
なお、接合部７に用いられる接合材としてはファイバープレートとの熱膨張係数等の特性が等しい又は近い材質のものが好ましい。本実施形態ではファイバープレートの繋ぎ目と撮像素子の繋ぎ目との位置を合せているので、接合材は透明でも不透明でもよい。
【０１８２】
（実施形態６）
図２０及び図２１は、Ｘ線撮像装置の別の例を示す上面図及び断面図である。
【０１８３】
図２０及び図２１に示すように、ファイバープレートの繋ぎ目であるファイバー接合部７が撮像素子１の周辺画素１０４上を覆うように位置ずれした状態で配置されてしまった場合には、接合部７の光透過率とファイバープレート２Ａの光透過率との差から、この接合部７下に配置された画素列、特に周辺画素１０４はその寸法が小さいのでライン欠陥や画素欠陥となる。
【０１８４】
また、大きい画素である通常画素１０１であっても感度の低下はまぬがれない。更に蛍光体から光に変換されないで透過された漏れＸ線が接合部７を通して撮像素子に入射するとライン状にショットノイズが生じ画像品位を低下させることになり、更に素子の劣化を引き起こす恐れもある。
【０１８５】
前述した図１８及び図１９に示したＸ線撮像装置においては、ファイバープレートの繋ぎ目と撮像素子の繋ぎ目との位置を合せている。かかる構成を採ることで、ファイバープレートの繋ぎ目から入射する蛍光体からの光が撮像素子の画素列に入射しないようにしてライン欠陥が生じないようにしている。また蛍光体からの漏れＸ線がファイバープレートの繋ぎ目から撮像素子に入射しないようにしてライン状にショットノイズが生じないようにしている。
【０１８６】
しかし、個別ファイバープレートの数と撮像素子チップの数とが異なる場合には、個別ファイバープレートの継ぎ目と、撮像素子チップの継ぎ目と、一致させて位置合わせすることができない状況が生じる。
【０１８７】
以下に述べる実施形態は、このような場合であっても、ライン欠陥の発生を回避できる放射線撮像装置に関する。
【０１８８】
（実施形態７）
図２２に示したＸ線撮像装置においては、個別ファイバープレートの接合部７からなる繋ぎ目線と撮像素子の画素列線とを傾けて（角度θ≠０°）配置している。かかる構成を採ることで、ファイバープレートの繋ぎ目から入射する光が一画素列上のすべての画素に入射しないようにして、ライン欠陥の発生を防止している。
【０１８９】
つまり、ライン状に配された複数の画素の一部にファイバー接合部７を通して光が入射しても一部の画素から欠陥信号が生じるだけでライン欠陥とはならない。かかる場合、波長変換体からの漏れＸ線が、ファイバープレートの繋ぎ目から撮像素子に入射しないように、接合材として鉛含有接着材のようなＸ線遮蔽性接合材を用いるとよい。
【０１９０】
以上説明した実施形態では、ファイバープレートの繋ぎ目線が撮像素子の画素列ラインと平行に重ならないようにするために、ファイバープレートの繋ぎ目線と撮像素子の画素列ラインとを傾けて配置したが、以下に述べるような構成を採ってもよい。
【０１９１】
（実施形態８）
図２３は本発明の一実施形態によるＸ線撮像装置の上面図、図２４はそのＸ線撮像装置の断面図である。
【０１９２】
図２３及び図２４の装置では、ファイバープレートの繋ぎ目のラインが撮像素子１Ａの撮像領域上にあり、且つ隣接する画素列間にあるように配置されている。かかる構成により、ファイバープレートの繋ぎ目から入射する蛍光体からの光が撮像素子の画素に入射しないようになる。
【０１９３】
また、必要に応じて、通常画素１０４の寸法より接合部７の幅（継ぎ目線幅）を充分に大きくすることにより、通常画素間からファイバープレートの接合部７が多少ずれても、ライン欠陥にならないようにしている。
【０１９４】
かかる場合、Ｘ線がファイバープレートの繋ぎ目から撮像素子に入射しないように、接合部に用いる接合材として鉛入り接着材のようなＸ線遮蔽性接合材を用いることも好ましい。
【０１９５】
図２３，図２４の形態では、１６枚の個別ファイバープレート２Ａを接合した大面積ファイバープレートと、９枚の撮像素子チップ１Ａからなる大面積撮像素子とを組み合わせているが、撮像素子チップの寸法を小さくして撮像素子チップの数が個別ファイバープレートの数より多くすることも好ましいものである。
【０１９６】
（実施形態９）
図２５は本発明の一実施形態によるＸ線撮像装置の模式的断面図である。
【０１９７】
この装置のファイバープレートは、接合部における個別ファイバープレートの側面が斜めであり、導光面の法線に対して交差する面となる。
【０１９８】
図２５に示したＸ線撮像装置においては、ファイバープレートの繋ぎ目となる接合部７に入射した漏れＸ線がファイバープレートの繋ぎ目側側面に入射するようにファイバープレートの端部（側面）を加工し、撮像素子に漏れＸ線が入らないようにしている。
【０１９９】
漏れＸ線がファイバープレートの繋ぎ目側の側面を通過するようにするには、個別ファイバープレート２Ａの継ぎ目側の側面７１が漏れＸ線に対して非平行な面を有すればよく、ここではファイバープレートの側面７１をファイバープレートの導光面の法線方向、すなわち光ファイバーの軸に対して、例えば数度〜数十度程度の、一定の傾きを有するようにしている。
【０２００】
かかる構成によれば、図２５に示すように、波長変換体３を透過した漏れＸ線はファイバープレートに入射し、ファイバープレートによりＸ線が遮断される。このように、Ｘ線が継ぎ目を通って撮像素子に入射しないので、ライン状のショットノイズの発生を抑制できる。ここでは個別ファイバープレートとして放射線遮蔽性のファイバープレートを用いるが、接合材は特に放射線遮蔽性の接合材でなくてもよい。
【０２０１】
また、接合材７として、ファイバープレートとの熱膨張係数等の特性が等しいか又は近似した材質の接着材を用いることが好ましい。
【０２０２】
以上説明した実施形態では、ファイバープレートの側面７１の全てが漏れＸ線に対して一定の傾きを有するようにしたが、ファイバープレートの側面７１の一部が漏れＸ線に対して一定の傾きを有するようにしてもよい。
【０２０３】
また、図２５の装置では、光ファイバーの軸を個別ファイバープレート２Ａの導光面の法線方向と平行にする形態だけではなく、光ファイバーの軸が個別ファイバープレート２Ａの側面と平行にする形態であってもよい。
【０２０４】
この場合には、光ファイバーの束を斜めに切断した個別ファイバープレートを複数用意し、それぞれの光ファイバーの軸が平行になるように接合すればよい。そして、この場合には、光入射面となる導光面の位置と光出射面となる導光面の位置とが光ファイバーの傾き角に応じてずれることになる。
【０２０５】
（実施形態１０）
図２６は本発明の一実施形態によるＸ線撮像装置の模式的断面図である。
【０２０６】
この装置のファイバープレートは、接合部における個別ファイバープレートの側面が折り返し点を境に反対向きに斜めであり、導光面の法線に対して交差する面となる。
【０２０７】
図２６に示すように、ファイバープレートの接合部７は「く」の字状（シェブロン状）としており、ファイバープレートの側面７２の厚さ方向における一部分が漏れＸ線に対して一定の傾きを有するようにしている。
【０２０８】
（実施形態１１）
図２７は本発明の一実施形態によるＸ線撮像装置の模式的断面図である。
【０２０９】
図２７に示すように、ファイバープレートの側面７３はステップ状に加工されており、ファイバープレートの接合部７を段差状としている。この装置のファイバープレートは、接合部における個別ファイバープレートの側面が、ステップのところで、導光面の法線に対して交差する面を有する構成にされている。
【０２１０】
以上、図２５〜図２７を参照して、本発明に用いられるファイバープレートの側面(接合部７）の形状の例をいくつか示した。
【０２１１】
本発明に用いられるファイバープレートの側面の形状は、導光面の法線に対して交差する面を有する構成であればよく、つまり、接合部７に入射した漏れＸ線がファイバープレートの側面を通過するようなものであれば、図示した以外の形状、例えば、ジグザグ状、円弧状等いかなる形状であってもよい。
【０２１２】
（実施形態１２）
図２０に示したように、ファイバープレートの繋ぎ目である接合部７が撮像素子の周辺画素上に重なるように配置された場合には、個別ファイバープレート２Ａを貼り合わせる接合部７がファイバープレート２Ａと異なる光透過率を有するため、この接合部７の下に撮像素子１の画素列が配置され、且つ接合部７の幅が広いと複数ラインにわたるライン欠陥となる。
【０２１３】
また、波長変換体から光に変換されないで透過された漏れＸ線が接合部を通して撮像素子に入射するとライン状にショットノイズが生じ画像品位を低下させる。
【０２１４】
なお周辺画素の大きさは、通常画素の大きさよりも小さくしている。
【０２１５】
そこで、本実施形態では図２８，図２９に示すように、ファイバープレート２Ａの接合部７の幅ｄが撮像素子１の画素１０１の幅Ｐよりも小さくなるようにして（ｄ＜Ｐ）、接合部７下に撮像素子１の画素列が配置されても１ラインのライン欠陥に抑えられる。
【０２１６】
接合材として鉛等の放射線遮蔽が可能な材料を含んだ接着材などの接合材を用いれば、波長変換体３から漏れたＸ線を遮蔽することが可能となる。
【０２１７】
なお、より好ましくは接合部７の幅ｄを画素１０１の遮光層により形成される開口部の幅ａよりも小さくする（ｄ＜ａ）ことが望ましい。
【０２１８】
更に、通常画素１０１の幅に比べて小さい周辺画素１０４の幅よりもファイバープレートの接合部７の幅ｄを小さくすること、すなわち、ファイバープレート２Ａの接合部７の幅ｄを撮像素子１内で最小の画素の幅よりも小さくすることも、好ましいものである。
【０２１９】
なお、接合部の材料はファイバープレートとの熱膨張係数等の特性が等しい又は近い材質のものが好ましい。
【０２２０】
（実施形態１３）
図３０は、本発明の一実施形態によるＸ線撮像装置を構成している一撮像ユニットの模式的断面図である。図３０の装置は、Ｘ線を可視光等の撮像素子で検知可能な波長の光に変換する波長変換手段３と、波長変換体３によって変換された光を撮像素子１Ａ側へ導く複数の光ファイバーの束からなるファイバープレート２Ａと、ファイバープレート２Ａと複数の画素１０１を備えた撮像素子１Ａとを接着する弾性に優れた透明接着材６と、光を電気信号に変換する受光部を備えた撮像素子１Ａと、撮像素子１Ａからの電気信号を外部に出力する配線を有するフレキシブル基板４と、フレキシブル基板４と撮像素子１Ａとを電気的に接続するバンプ５と、波長変換体３を保護するアルミ保護シート８と、撮像素子１Ａを搭載するベース基板１０と、透明接着材６をファイバープレート２Ａと撮像素子１Ａとの間に介在させるためのシール材１４とを具備している。
【０２２１】
図３０に示したような撮像ユニットを複数用意して、隣接するファイバープレート２Ａの側面同士或いはユニットの側面同士を接合すれば、大面積の放射線受容面を有する大面積撮像装置を構成できる。
【０２２２】
図３１（ａ）〜図３１（ｄ）は、Ｘ線撮像ユニットの製造方法を説明するための模式図である。なお、図３１（ａ）及び図３１（ｃ）は断面を、図３１（ｂ）及び図３１（ｄ）は平面を示している。
【０２２３】
ファイバープレート２Ａの側面は研磨され、ファイバープレート２Ａの縦横の寸法が撮像素子１Ａの寸法とほぼ合致しており、それぞれの面積はほぼ等しい。
【０２２４】
また、ファイバープレート２Ａは両面研磨されているので導光面（光入出射面）も平坦な研磨面となる。なお、研磨手法については後述する。
【０２２５】
まず、接着材３５によりベース基板１０に撮像素子１Ａを接着し固定する。撮像素子１Ａの撮像面上に、各撮像素子とファイバープレートとの間隔を保持するための球状又は円柱状のスペーサ１３を配置する（図３１（ａ））。
【０２２６】
つぎに、シール材３７を、撮像素子１上に塗布する（図３１（ｂ））。
【０２２７】
シール材は、図３１（ｂ）に示すように一部に開口部３７Ａを有する。また、１０３は垂直シフトレジスタや水平シフトレジスタなどを含む、画素の駆動回路である。
【０２２８】
波長変換体３が形成されたファイバープレート２Ａをスペーサ１３上に、位置決めした後にファイバープレート２Ａと撮像素子１Ａを互いに加圧、加熱して貼り合わせる（図３１（ｃ））。
【０２２９】
そして、真空チャンバー内で、各ファイバープレート２Ａと各撮像素子１Ａとの隙間を真空状態にしたところで、図示しない透明接着材を溜めたボートに開口部３７Ａをつけ真空状態を大気圧に戻すことで、透明接着材が隙間に充填される。その後、開口部３７Ａを封止材３８によって封止する（図３１（ｄ））。
【０２３０】
こうして、Ｘ線撮像ユニットが得られる。
【０２３１】
そして、複数のＸ線撮像ユニットをＸ受容面が同一平面となるように並べて、接合することにより大面積のＸ線撮像装置が得られる。
【０２３２】
図３１（ａ）〜図３１（ｄ）の例では、シール材３７は、撮像素子チップ１Ａの端部から一周辺画素分内方の位置にのみ付与されているが、図３０に示すように端部に至るところまで付与されていてもよい。
【０２３３】
この装置においては、ファイバープレート２Ａの光入射面側に在る波長変換体３は蒸着、塗布、または印刷などにより形成されるが、その工程はファイバープレート２の研磨後であることが好ましい。或いは、撮像素子１Ａにファイバープレート２Ａを貼り合わせた後であってもよい。
【０２３４】
（実施形態１４）
図３２（ａ）〜図３２（ｅ）は、本発明の一実施形態によるＸ線撮像ユニットの別の製造方法を説明するための模式図である。なお、図３２（ａ）、図３２（ｃ）、及び図３２（ｄ）は断面を、図３２（ｂ）、及び図３２（ｅ）は平面を示している。
【０２３５】
ベース基板１０と接着した撮像素子１Ａ上に、撮像素子１Ａとファイバープレート２Ａとの間隔を保持できるように、スペーサ１３を配置する（図３２（ａ））。
【０２３６】
ここではファイバープレート２Ａには、予め光入出射面も両面研磨して平坦化されたものを使用する。
【０２３７】
つぎに、シール材３７を、撮像素子１上に塗布する（図３２（ｂ））。
【０２３８】
シール材３７は、図３２（ｂ）に示すように一部に開口部３７Ａが設けられており、後述するように、ここから真空注入の方式を用いて透明接着材を充填する。
【０２３９】
それから、ファイバープレート２Ａをスペーサ１３上に、位置決めした後に貼り合わせる（図３２（ｃ））。
【０２４０】
真空チャンバー内で、ファイバープレート２Ａと撮像素子１Ａとの隙間を真空状態にしたところで、透明接着材を溜めたボートに開口部３７Ａをつけ真空状態を大気圧に戻すことで、透明接着材６が隙間に充填される。その後、開口部分３７Ａを封止材３８で封止する。
【０２４１】
つぎに、ファイバープレート２Ａを、撮像素子１Ａの面積に合わせて研磨して、ファイバープレート２Ａの側面と撮像素子チップ１Ａの側面とが、ほぼ面一となるように整合させる（図３２（ｄ））。
【０２４２】
なお、この工程における研磨は、水酸化カリウム、アンモニア、過酸化水素水等の研磨溶液を使用する化学研磨は行わず、機械研磨とすることで、撮像素子１Ａの損傷を防ぐ。
【０２４３】
ファイバープレート２Ａの上に、ファイバープレート２Ａと同じ面積の波長変換体３としての蛍光体３を貼布するか、又はファイバープレート２Ａの上に、それより大きな面積の蛍光体３を貼布して、これをファイバープレート２Ａと同じ面積になるようにカットする。
【０２４４】
こうして、Ｘ線撮像ユニットが得られる（図３２（ｅ））。
【０２４５】
そして、複数のＸ線撮像ユニットをＸ受容面が同一平面となるように並べて、接合することにより大面積のＸ線撮像装置が得られる。
【０２４６】
（実施形態１５）
図３３（ａ）〜図３３（ｆ）は、本発明の一実施形態による大面積ファイバープレートの製造方法を説明するための模式図である。
【０２４７】
まず、個別ファイバープレート２Ａを複数、貼り合わせ用ステージ５００の表面上に載置する。図示しないディスペンサなどを用いてファイバープレート２Ａ間に接合材７を充填する。このとき、各ファイバープレート２Ａの貼り合わせ用ステージ５００側が、基準面５３となる（図３３（ａ））。
【０２４８】
そして、接合材７として用いた接着材が硬化した後に、基準面５３が吸着穴５４側になるように、貼り合わされた大面積ファイバープレート２を、研磨ステージ８００に載置する。また、研磨円板６００に、フェルトなどの研磨パッド７００を取り付ける（図３３（ｂ））。
【０２４９】
大面積ファイバープレート２及び接合部７上に、研磨剤５５を付与して、研磨円板６００と研磨ステージ８００とを相互に接触させ圧力を加えながら逆回転させて、各個別ファイバープレート２Ａ及び接合部７を研磨する（図３３（ｃ））。
【０２５０】
研磨剤は水、水酸化カリウム、アンモニア、過酸化水素等から選択される少なくとも一種を含む溶液中にシリカ系、セリア系、アルミナ系の砥粒を分散させた所謂スラリーを用いるとよい。
【０２５１】
こうして、各個別ファイバープレート２Ａ及び接合部７が同一平面を呈するように平坦化された大面積ファイバープレート２が得られる（図３３（ｄ））。
【０２５２】
つづいて、研磨円板６００の側面に研磨フェルト９００を取り付ける。そして、研磨円板６００を回転させながら大面積ファイバープレート２の側面に押し付けると共に、研磨ステージ８００を図面の表方向から裏方向に向けて移動させる（図３３（ｅ））。
【０２５３】
こうして、大面積ファイバープレート２の側面を研磨する。つぎに、例えば研磨した面をスプレーノズル５５から供給された洗浄液５６でスピン洗浄してから、研磨ステージ８００を高速回転させることによって、各ファイバープレート２Ａ及び接合部７を乾燥させる。
【０２５４】
必要に応じて、基準面３３側も同様に研磨することによって、両導光面が研磨された大面積ファイバープレートが得られる。
【０２５５】
（実施形態１６）
図３４は、本発明の一実施形態による放射線撮像装置の上面図である。
【０２５６】
本実施形態の放射線撮像装置は、例えば１０枚の長方形（例えば６０ｍｍ×１５０ｍｍ）の個別ファイバープレート２Ａを２列５行に並べて作製された大面積ファイバープレートと、２８枚の長方形（例えば２０ｍｍ×１４３ｍｍ）の撮像素子チップ１Ａを２列１４行に並べて作製された大面積撮像素子と、を具備する。
【０２５７】
大面積ファイバープレートと大面積撮像素子とを、図３４の左右の個別ファイバープレート２Ａの接合部７が、左右の撮像素子チップ１Ａの間隙上に位置するように、組み立てている。
【０２５８】
一方、図３４の上下の個別ファイバープレート２Ａの接合部７と上下の撮像素子チップ１Ａの間隙とは、特に重なっていない。必要に応じて、少なくとも上下に隣接する個別ファイバープレート２Ａの接合部７の幅（繋ぎ目線幅）を、撮像素子チップ１Ａの画素の幅より小さくすることも好ましいものである。
【０２５９】
また、図３４のように撮像素子チップ１Ａの行又は列の少なくともいずれか一方を２とすれば、全ての撮像素子チップ１Ａの外部接続端子をチップ間ではなく、自由端（大面積撮像素子の四辺のいずれか）に配置することも可能である。そうすると、隣接する撮像素子チップの間隔を更に狭められる。
【０２６０】
上述した撮像装置のうち、複数個のファイバープレート２Ａを接着材などによって接合して大判化し、さらに、大判化したファイバープレートに複数の額縁を有しない撮像素子を搭載するベース基板を貼付け、波長変換体と組み合わせた装置によれば、以下の効果が期待できる。
【０２６１】
（１）大面積検出装置を製作することができる。
【０２６２】
（２）安価な大判ファイバープレートを製作できる。
【０２６３】
（３）ファイバー繊維を曲げたり傾けたりしないので光の利用効率が高い。
【０２６４】
（４）最小限のファイバー厚みで構成できる。
【０２６５】
（５）ファイバー形状にセンサを合せる必要がない。
【０２６６】
（６）大面積ファイバープレートの製造が容易である。
【０２６７】
（７）ハロゲン化アルカリ金属のように成長ムラが生じやすい波長変換体を良好に成長させることができるので、得られる画像にもそれによる不均一性の少ない良好な画質が得られる。
【０２６８】
以上のような作用効果を生みＸ線動画が可能で画像品位に優れ、且つ、薄型で信頼性の高い大面積入力範囲を有するＸ線撮像装置を提供することができる。しかも安価となる。
【０２６９】
（放射線撮像システム）
以下に述べる放射線撮像システムの形態は、上述した各実施形態の撮像装置を用いたシステムである。
【０２７０】
図３５は、Ｘ線撮像装置を備えた非破壊検査システムの構成を示す概念図である。
【０２７１】
図３５には、上述した各実施形態のＸ線撮像装置１０００と、例えば電気機器に組み込まれる非破壊検査対象物である被写体２０００と、被写体２０００にＸ線を照射する放射線源としてのマイクロフォーカスＸ線発生器３０００と、Ｘ線撮像装置１０００から出力される信号を処理する画像処理装置６０００と、画像処理装置６０００によって処理された画像を表示する表示手段としてのモニタ４０００と、画像処理装置６０００及びモニタ４０００を操作するコントローラ５０００とを示している。
【０２７２】
図３５に示す非破壊検査システムは、マイクロフォーカスＸ線発生器３０００によって発生されたＸ線を、非破壊検査を行いたい被写体２０００に照射すると、被写体２０００の内部における破壊の有無の情報が、Ｘ線撮像装置１０００を通じて、画像処理装置６０００に出力される。画像処理装置６０００では、出力された信号を、前述している各撮像素子１の周辺画素間の画像信号を処理し、必要に応じて、暗信号補正などをも施して、モニタ４０００に画像として表示する。
【０２７３】
モニタ４０００に表示されている画像は、コントローラ５０００によって指示を入力することで、例えば拡大又は縮小したり、濃淡の制御等を行うことができる。こうして、モニタ４０００に表示された画像を通じて、被写体２０００の内部における破壊の有無を検査する。そして、被写体２０００に破壊が発見されなければ、それを良品とみなして電気機器に組み込む。一方、被写体２０００に破壊が発見されれば、それを不良品とみなして製造工程から除外する。
【０２７４】
図３６は、上述した各実施形態によるＸ線撮像装置を備えたＸ線診断システムの構成を示す概念図である。
【０２７５】
図３６には、Ｘ線撮像装置１０００を備えたベッドと、被写体２０００にＸ線を照射するための放射線源としてのＸ線発生装置７０００と、Ｘ線撮像装置１０００から出力される画像信号の処理及びＸ線発生装置７０００からのＸ線の照射時期等を制御するイメージプロセッサー８０００と、イメージプロセッサー８０００によって処理された画像信号を表示する表示手段としてのモニタ４０００とを示している。なお、図３６において、図３５で示した部分と同様の部分には、同一の符号を付している。
【０２７６】
図３６に示すＸ線診断システムは、Ｘ線発生装置７０００は、イメージプロセッサー８０００からの指示に基づいてＸ線を発生させ、このＸ線をベッド上の被写体２０００に照射すると、被写体２０００のレントゲン情報がＸ線撮像装置１０００を通じてイメージプロセッサー８０００に出力される。イメージプロセッサー８０００では、出力された信号を、前述している各撮像素子１の周辺画素間の画像信号を処理したり、ダーク補正などを施して、図示しないメモリに格納したり、モニタ４０００に画像として表示する。
【０２７７】
モニタ４０００に表示されている画像は、イメージプロセッサー８０００によって指示を入力することで、例えば拡大又は縮小したり、濃淡の制御等を行うことができる。こうして、モニタ４０００に表示された画像を通じて、医師が被写体２０００を診察する。
【０２７８】
また、医師が診察した後の被写体２０００のレントゲン情報は、本システムの記録手段を設けて、ディスク状の記録媒体などに記録するようにしてもよい。
【０２７９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、小型で低コスト、且つ製造工程での作業性に優れた大面積のファイバープレート、放射線撮像装置及び放射線撮像システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるファイバープレートの模式的斜視図である。
【図２】本発明による放射線撮像装置の構成を説明するための模式図である。
【図３】本発明の一実施形態によるＸ線撮像装置の模式的断面図である。
【図４】本発明に用いられる撮像素子の模式的平面図である。
【図５】撮像素子の外部接続端子付近の構成を示す模式図である。
【図６】撮像素子の外部接続端子付近の構成を説明するための模式図である。
【図７】隣接する撮像素子間の構成を示す模式図である。
【図８】撮像装置の製造方法を説明するための模式図である。
【図９】本発明による撮像装置の製造方法を説明するための模式図である。
【図１０】本発明によるファイバープレートの製造方法の一例を説明するための模式図である。
【図１１】本発明によるファイバープレートの製造方法の、別の例を説明するための模式図である。
【図１２】本発明の一実施形態によるファイバープレートの構成を説明するための模式図である。
【図１３】図１２に示したようなファイバープレートの製造方法を説明するための模式図である。
【図１４】本発明の別の実施形態によるファイバープレートの模式的断面図である。
【図１５】図１４に示したようなファイバープレートの製造方法を説明するための模式図である。
【図１６】本発明の更に別の実施形態によるファイバープレートの模式的断面図である。
【図１７】図１６に示したようなファイバープレートの製造方法を説明するための模式図である。
【図１８】本発明の別の実施形態によるＸ線撮像装置の模式的平面図である。
【図１９】図１８に示したＸ線撮像装置の模式的断面図である。
【図２０】本発明の更に別の実施形態によるＸ線撮像装置の模式的平面図である。
【図２１】図２０に示したＸ線撮像装置の模式的断面図である。
【図２２】本発明の他の実施形態によるＸ線撮像装置の模式的平面図である。
【図２３】本発明の更に他の実施形態によるＸ線撮像装置の模式的平面図である。
【図２４】図２３に示したＸ線撮像装置の模式的断面図である。
【図２５】本発明の更に他の実施形態によるＸ線撮像装置の模式的断面図である。
【図２６】本発明の更に他の実施形態によるＸ線撮像装置の模式的断面図である。
【図２７】本発明の更に他の実施形態によるＸ線撮像装置の模式的断面図である。
【図２８】本発明の更に他の実施形態によるＸ線撮像装置の模式的断面図である。
【図２９】本発明に用いられる撮像装置の画素とファイバープレートの接合部との関係を説明するための模式的断面図である。
【図３０】本発明の更に他の実施形態によるＸ線撮像装置の模式的断面図である。
【図３１】本発明の一実施形態による放射線撮像装置の製造方法を説明するための模式図である。
【図３２】本発明の別の実施形態による放射線撮像装置の製造方法を説明するための模式図である。
【図３３】本発明の一実施形態によるファイバープレートの製造方法を説明するための模式図である。
【図３４】本発明の他の実施形態による放射線撮像装置の模式的平面図である。
【図３５】本発明のＸ線撮像装置を備えた非破壊検査システムの構成を示す模式図である。
【図３６】本発明のＸ線撮像装置を備えたＸ線診断システムの構成を示す模式図である。
【図３７】従来の大面積ファイバープレートを用いた撮像装置の模式的断面図である。
【図３８】従来の別の大面積ファイバープレートを用いた撮像装置の模式的断面図である。
【符号の説明】
１大面積撮像素子
１Ａ撮像素子チップ
２大面積ファイバープレート
２Ａ個別ファイバープレート
３波長変換体
４フレキシブル基板
５バンプ
６透明接着材
７接合部
８保護シート
９筐体カバー
１０ベース基板
１１ベース筐体
１２プリント基板
１３スペーサ
１４目地うめ接着材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fiber plate (also referred to as a fiber optic plate), a radiation imaging apparatus, a manufacturing method thereof, and a radiation imaging system including the same, and in particular, a conversion unit that converts radiation into light, and an optical signal as light. This is particularly relevant to a fiber plate used for a radiation imaging apparatus including a photoelectric conversion element that converts light into a photoelectric conversion element for guiding light from conversion means to the photoelectric conversion element.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a need for a radiation imaging apparatus, particularly an X-ray imaging apparatus for medical purposes, which can capture an X-ray moving image, has excellent image quality, is thin, and has a large area input range. In addition, not only for medical use, but also for industrial nondestructive inspection machines and the like, a thin and inexpensive large-area X-ray imaging apparatus is required.
[0003]
As such an X-ray imaging device, for example, (1) an X-ray detection device (1) having a large area by preventing the non-light receiving portion (peripheral circuit) of the CCD sensor from interfering with each other by inclining the fiber of the fiber plate For example, U.S. Pat. No. 5,563,414), (2) X-ray detection apparatus (for example, U.S. Pat. No. 5,834,782) having a large area so that the non-light-receiving portion of the CCD sensor does not interfere with the thickness of the fiber plate There is.
[0004]
FIG. 37 shows a schematic cross-sectional view of the X-ray detection apparatus having the configuration (1). FIG. 37 shows a phosphor 3 composed of a scintillator that converts X-rays into visible light, an individual fiber plate 2A such as an optical fiber that guides the visible light converted by the phosphor 3 to the image sensor 1, and an individual fiber plate 2A. 2 shows an X-ray detection apparatus having an image pickup device 1A that converts visible light guided by 1 into an electric signal.
[0005]
In this X-ray imaging apparatus, the individual fiber plate 2A is inclined with respect to the image sensor 1A, and a processing circuit for processing an electrical signal from each image sensor 1A is provided between the individual fiber plates 2A. Yes.
[0006]
FIG. 38 is a schematic perspective view of the X-ray detection apparatus having the configuration (2). In FIG. 38, the same parts as those in FIG. 37 are denoted by the same reference numerals. As shown in FIG. 38, the length of the fiber plate 2 is partially changed, for example, by providing a step for each set of three image pickup devices 1 as a set, each image pickup device 1 is provided with a processing circuit or the like. I am trying to do it.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the configuration of (1) has a light guide surface (light incident / exit surface) that obliquely intersects the axis of the optical fiber, and is arranged so that the optical fiber axes of the respective fiber plates intersect each other. Has been. With this configuration, it is difficult to further reduce the size of the X-ray imaging apparatus.
[0008]
On the other hand, the configuration (2) further increases the size of the X-ray imaging apparatus. Further, since the alignment accuracy between each stepped portion and the image sensor is severe, the number of manufacturing steps is increased and a highly accurate alignment apparatus is required. In view of these, the configuration (2) is not realistic.
[0009]
As described above, the conventional X-ray imaging apparatus is not always sufficient in terms of an increase in size and cost of the X-ray imaging apparatus and workability in the manufacturing process.
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a large-area fiber plate, a radiation imaging apparatus, and a radiation imaging system that are suitable for downsizing and cost reduction of a radiation imaging apparatus and are more excellent in workability in the manufacturing process. is there.
[0011]
Another object of the present invention is to provide a fiber plate manufacturing method and a radiation imaging device manufacturing method capable of providing a large-area fiber plate, radiation imaging apparatus, and radiation imaging system at low cost.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
A first aspect of the present invention relates to a radiation imaging apparatus, wherein the radiation imaging apparatus has a photoelectric conversion element having a plurality of pixels that convert light into an electrical signal, and a wavelength at which the photoelectric conversion element can detect radiation. A plurality of photoelectric conversion element chips mounted on a substrate, the wavelength conversion body converting into light, and a fiber plate provided between the wavelength conversion body and the photoelectric conversion element; A plurality of individual fiber plates having the same thickness adjacent to each other, and each of the plurality of individual fiber plates is an assembly of optical fibers each having an axis parallel to each other; The side surfaces are joined so that the axes of the optical fibers are parallel to each other, and the fiber plate and the plurality of photoelectric conversion elements -Up is bonded by a transparent adhesive, the width of the gap of the individual fiber plate adjacent to a width smaller than the pixel of the photoelectric conversion element.
A second aspect of the present invention relates to a radiation imaging apparatus, wherein the radiation imaging apparatus converts a light into an electric signal and a wavelength at which the radiation is converted into light having a wavelength detectable by the photoelectric conversion element. A converter, and a fiber plate provided between the wavelength converter and the photoelectric conversion element, wherein the photoelectric conversion element includes a plurality of photoelectric conversion element chips mounted on a substrate, and the fiber A plurality of individual fiber plates having the same thickness are arranged adjacent to each other, and each of the plurality of individual fiber plates is an assembly of optical fibers each having an axis parallel to each other. The optical fibers are joined so that their axes are parallel, and the fiber plate and the plurality of photoelectric conversion element chips are transparent adhesives. Therefore, the photoelectric conversion element has a plurality of pixels having different light receiving areas, and the width of the gap between the adjacent individual fiber plates has the minimum light receiving area of the photoelectric conversion element. It is smaller than the pixel width.
A third aspect of the present invention relates to a radiation imaging apparatus, wherein the radiation imaging apparatus has a photoelectric conversion element that converts light into an electrical signal, and a wavelength that converts radiation into light having a wavelength that can be detected by the photoelectric conversion element. A converter, and a fiber plate provided between the wavelength converter and the photoelectric conversion element, the photoelectric conversion element including a plurality of photoelectric conversion element chips mounted on a substrate, Each of the photoelectric conversion element chips includes a plurality of pixels, and the fiber plate includes a plurality of individual fiber plates having the same thickness, and the plurality of individual fiber plates are optical fibers each having an axis parallel to each other. A plurality of individual fiber plates are joined together so that the axes of the optical fibers are parallel to each other; Chromatography plate and the plurality of the photoelectric conversion element chip is bonded by a transparent adhesive, the gap of the individual fiber plates with adjacent, are located within the effective pixel region of the photoelectric conversion device chip.
A fourth aspect of the present invention relates to a radiation imaging apparatus, wherein the radiation imaging apparatus has a photoelectric conversion element having a plurality of pixels that convert light into an electrical signal, and a wavelength at which the photoelectric conversion element can detect radiation. A plurality of photoelectric conversion element chips mounted on a substrate, the wavelength conversion body converting into light, and a fiber plate provided between the wavelength conversion body and the photoelectric conversion element; A plurality of individual fiber plates having the same thickness adjacent to each other, and each of the plurality of individual fiber plates is an assembly of optical fibers each having an axis parallel to each other; The side surfaces are joined so that the axes of the optical fibers are parallel to each other, and the fiber plate and the plurality of photoelectric conversion elements -Up is bonded by a transparent adhesive, the gap of the individual fiber plates with adjacent, located on the gap of the plurality of pixels.
Of the present inventionotherThe essence is that the plurality of individual fibers are arranged in adjacent fiber plates so that a plurality of individual fiber plates having the same thickness provide a light guide surface having a larger area than the light guide surface of one individual fiber plate. Each of the plates comprises an assembly of optical fibers having axes parallel to each other, and the side surfaces of the plurality of individual fiber plates are joined so that the axes of the optical fibers are parallel to each other. To do.
[0013]
In the said invention, it is preferable that the axis | shaft of the said optical fiber is parallel or inclined with respect to the normal line of the said light guide surface.
[0014]
In the above invention, it is preferable that at least one of the light guide surface and the side surface is a polished surface.
[0015]
In the said invention, it is preferable that the said side surfaces are joined by at least any one among an adhesive material or a metal.
[0016]
In the said invention, it is preferable that the said junction part is a radiation shielding junction part.
[0017]
In the said invention, it is preferable that the said side surface has a surface which cross | intersects with respect to the normal line of the said light guide surface.
[0018]
Another essence of the present invention is that the adjacent fiber plates are arranged so that a plurality of individual fiber plates having the same thickness provide a light guide surface having a larger area than the light guide surface of one individual fiber plate. Each of the plurality of individual fiber plates is composed of an assembly of optical fibers each having an axis parallel to a normal line of the light guide surface, and the side surfaces of the plurality of individual fiber plates are respectively aligned with the axes of the optical fibers. It is joined so that it may become parallel, The area of the surface used as the said light guide surface of the said fiber plate, and a back surface is equal.
[0019]
In the said invention, it is preferable that the mutually parallel side surfaces of the said several individual fiber plate are joined.
[0020]
In the above invention, the light guide surface is preferably a polished surface.
[0021]
In the above invention, the side surface is preferably a polished surface.
[0022]
In the said invention, it is preferable that the said side surfaces are joined by at least any one among an adhesive material or a metal.
[0023]
In the said invention, it is preferable that the said junction part is a radiation shielding junction part.
[0024]
In the said invention, it is preferable that the side surface where the said several individual fiber plate is joined has a surface which cross | intersects the normal line of the said light guide surface.
[0025]
Still another aspect of the present invention is a wavelength converter for converting radiation into light, a photoelectric conversion element for converting light into an electrical signal, and a fiber plate provided between the wavelength converter and the photoelectric conversion element. The fiber plate is arranged adjacent to each other so that a plurality of individual fiber plates having the same thickness provide a light guide surface having a larger area than the light guide surface of one individual fiber plate, Each of the plurality of individual fiber plates is an assembly of optical fibers each having an axis parallel to each other, and side surfaces of the plurality of individual fiber plates are joined so that the axes of the respective optical fibers are parallel to each other. It is characterized by being.
[0026]
In the said invention, it is preferable that the axis | shaft of the said optical fiber is parallel or inclined with respect to the normal line of the said light guide surface.
[0027]
In the above invention, it is preferable that at least one of the light guide surface and the side surface is a polished surface.
[0028]
In the said invention, it is preferable that the said side surfaces are joined by at least any one among an adhesive material or a metal.
[0029]
In the said invention, it is preferable that the said junction part is a radiation shielding junction part.
[0030]
In the said invention, it is preferable that the said side surface has a surface which cross | intersects with respect to the normal line of the said light guide surface.
[0031]
In the said invention, it is preferable that the width | variety of the space | interval of the said adjacent individual fiber plates is smaller than the width | variety of the pixel of the said photoelectric conversion element.
[0032]
In the above invention, the photoelectric conversion element has a plurality of pixels having different light receiving areas, and a width of a gap between the adjacent individual fiber plates is a pixel having a minimum light receiving area of the photoelectric conversion element. It is preferable that it is smaller than the width of.
[0033]
In the said invention, it is preferable that the gap | interval of the said adjacent individual fiber plates is located on the gap | interval of the chip | tip which comprises the said photoelectric conversion element.
[0034]
In the above invention, it is preferable that a gap between the adjacent individual fiber plates is located on an effective pixel region of a chip constituting the photoelectric conversion element.
[0035]
In the above invention, the joint line formed by the gap between the adjacent individual fiber plates intersects the joint line formed by the gap between the chips constituting the photoelectric conversion element at an angle larger than 0 ° and smaller than 90 °. That is preferable.
[0036]
Still another aspect of the present invention is a wavelength converter for converting radiation into light, a photoelectric conversion element for converting light into an electrical signal, and a fiber plate provided between the wavelength converter and the photoelectric conversion element. The fiber plates are arranged adjacent to each other such that a plurality of individual fiber plates having the same thickness provide a light guide surface having a larger area than the light guide surface of one individual fiber plate. Each of the plurality of individual fiber plates is an assembly of optical fibers each having an axis parallel to a normal line of the light guide surface, and the side surfaces of the plurality of individual fiber plates are connected to each other. A fiber plate that is joined so as to be parallel and has the same surface area as the light guide surface of the fiber plate. Characterized in that there.
[0037]
In the above invention, the side surface of the individual fiber plate is preferably a polished surface.
[0038]
In the above invention, the light guide surface is preferably a polished surface.
[0039]
In the said invention, it is preferable that the said side surfaces are joined by at least any one among an adhesive material or a metal.
[0040]
In the said invention, it is preferable that the said junction part is a radiation shielding junction part.
[0041]
In the said invention, it is preferable that the side surface of the said individual fiber plate has a surface which cross | intersects with respect to the normal line of the said light guide surface.
[0042]
In the said invention, it is preferable that the width | variety of the space | interval of the said adjacent individual fiber plates is smaller than the width | variety of the pixel of the said photoelectric conversion element.
[0043]
In the above invention, the photoelectric conversion element has a plurality of pixels having different light receiving areas, and a width of a gap between the adjacent individual fiber plates is a pixel having a minimum light receiving area of the photoelectric conversion element. It is preferable that it is smaller than the width of.
[0044]
In the said invention, it is preferable that the gap | interval of the said adjacent individual fiber plates is located on the gap | interval of the chip | tip which comprises the said photoelectric conversion element.
[0045]
In the above invention, it is preferable that a gap between the adjacent individual fiber plates is located on an effective pixel region of a chip constituting the photoelectric conversion element.
[0046]
In the above invention, the joint line formed by the gap between the adjacent individual fiber plates intersects the joint line formed by the gap between the chips constituting the photoelectric conversion element at an angle larger than 0 ° and smaller than 90 °. That is preferable.
[0047]
Other aspects of the present invention include a wavelength converter that converts radiation into light, a photoelectric conversion element chip that converts light into an electric signal, and an individual fiber provided between the wavelength converter and the photoelectric conversion element. In a radiation imaging apparatus in which a plurality of radiation imaging units each having a plate are arranged, the side surfaces of the individual fiber plates of the plurality of radiation imaging units are joined so that the axes of the optical fibers are parallel to each other. Features.
[0048]
In the above-mentioned invention, the side surface of the individual fiber plate is a polished surface.
[0049]
In the above invention, the light guide surface is preferably a polished surface.
[0050]
In the said invention, it is preferable that the said radiation imaging unit is that the said wavelength converter, the said photoelectric conversion element chip, and the said individual fiber plate are substantially the same size.
[0051]
Another aspect of the present invention is a method of preparing a plurality of individual fiber plates having a plurality of equal thicknesses, each of which is an assembly of optical fibers having mutually parallel axes in the fiber plate manufacturing method, The step of arranging the plurality of individual fiber plates adjacent to each other so as to provide a light guide surface having a larger area than the light guide surface of the optical fiber, and the side surfaces of the adjacent individual fiber plates are parallel to each other in the axis of the optical fiber. As mentioned above, the process of joining is included.
[0052]
In the above invention, the step of joining at least two of the plurality of individual fiber plates to form a set of individual fiber plates, the step of further joining a plurality of sets of the individual fiber plates to form the fiber plate, It is preferable to contain.
[0053]
In the said invention, after grind | polishing the side surface of the group of the said individual fiber plate, it is preferable to join the group of the said some individual fiber plate so that this side surface may adjoin.
[0054]
In the said invention, it is preferable to join the side surfaces of the said adjacent individual fiber plate using a metal or an adhesive material.
[0055]
In the said invention, after joining a some separate fiber plate, it is preferable to grind those surfaces.
[0056]
In the above invention, a step of preparing a plurality of individual fiber plates having a thickness equal to each other, the light guide surface of one individual fiber plate comprising an assembly of optical fibers having an axis parallel to the normal line of the light guide surface The step of arranging the plurality of individual fiber plates adjacent to each other so as to provide a light guide surface having a larger area, and joining the side surfaces of the adjacent individual fiber plates so that the axes of the respective optical fibers are parallel to each other. It is preferable to include the process to do.
[0057]
In the above invention, the step of joining at least two of the plurality of individual fiber plates to form a set of individual fiber plates, the step of further joining a plurality of sets of the individual fiber plates to form the fiber plate, It is characterized by including.
[0058]
In the said invention, after grind | polishing the side surface of the group of the said individual fiber plate, it is preferable to join the group of the said some individual fiber plate so that this side surface may adjoin.
[0059]
In the said invention, it is preferable to join the side surfaces of the said adjacent individual fiber plate using a metal or an adhesive material.
[0060]
In the said invention, after joining a some separate fiber plate, it is preferable to grind those surfaces.
[0061]
In the above invention, a step of preparing a plurality of individual fiber plates made of an assembly of optical fibers having mutually parallel axes, a light guide surface having a larger area than the light guide surface of one individual fiber plate is provided. As described above, it is preferable that the step of arranging the plurality of individual fiber plates adjacent to each other, and polishing the surfaces of the adjacent individual fiber plates after joining the side surfaces thereof.
[0062]
Still another aspect of the present invention is characterized in that in the method for manufacturing a radiation imaging apparatus, the above-described step of preparing the fiber plate and the step of bonding to the photoelectric conversion element are included.
[0063]
In the said invention, after bonding the said fiber plate with which the surface was planarized, and the said photoelectric conversion element, it is preferable to stick a sheet-like wavelength converter on this fiber plate.
[0064]
In the said invention, it is preferable to bond the said photoelectric conversion element, after bonding a sheet-like wavelength converter to the said fiber plate by which the surface was planarized.
[0065]
Further, another aspect of the present invention displays a signal processing means for processing a signal from the radiation imaging apparatus, a recording means for recording a signal from the signal processing means, and a signal from the signal processing means. A radiation imaging system comprising: display means for generating radiation; and a radiation source for generating the radiation.
[0066]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described below with reference to the drawings.
[0067]
FIG. 1 is a schematic perspective view for explaining a basic configuration of a fiber plate according to the present invention.
[0068]
In FIG. 1, 2 is one fiber plate (individual fiber plate) made of a large number of optical fibers, and 7 is a bonding material for bonding at least two adjacent individual fiber plates 2A.
[0069]
The individual fiber plate 2A used in the present invention is, for example, an optical fiber bundle in which about 1 to 100 million optical fibers having a diameter of about 1 μm to 100 μm are bundled in parallel and integrally formed so that a plane perpendicular to the axis of the optical fiber is exposed. Further, it is obtained by cutting into a plate shape having a thickness of about 1 mm to 20 mm.
[0070]
Accordingly, assuming that the light guide surface (light incident / exit surface) of the individual fiber plate 2A is the xy plane in FIG. 1, the axes of all the optical fibers are substantially parallel to the z axis in FIG. And the axis are parallel within an error range of about ± 1 °, and the angle formed by them is 0 ° ± 1 °.
[0071]
A plurality of individual fiber plates 2A having the same thickness are arranged along the xy plane so that the light incident / exit surfaces are on the same plane, and the side surfaces of the individual fiber plates 2A are parallel to each other. So as to join.
[0072]
Thereby, this fiber plate becomes the large area fiber plate 2 which provides a large area light incident / exit surface. Even if the thicknesses are the same, they do not have to be exactly the same, and some errors are within an allowable range.
[0073]
As another form, optical fiber axes inclined with respect to the xy plane are provided, and a plurality of individual fiber plates having a parallelogram cross section are prepared, and the side surfaces are joined so that these axes are parallel to each other. It may be a large area fiber plate.
[0074]
Here, only two individual fiber plates 2A are shown, but the number is not particularly limited. Further, the thickness of the individual fiber plate 2A does not have to be exactly the same, and some errors are allowed. If necessary, it is also preferable to polish the surface of the fiber plate 2 after joining the individual fiber plates 2A.
[0075]
The optical fiber is formed of a known material such as glass, and more preferably is made of a light transmissive material including a radiation shielding material such as lead, such as lead glass.
[0076]
As the bonding material, an organic adhesive or an inorganic bonding material as described later is used. In particular, a material having the same characteristics such as a thermal expansion coefficient as that of the fiber plate or a material having a similar characteristic such as a thermal expansion coefficient is preferably used.
[0077]
The size of the individual fever plate 2A is not particularly limited. For example, the area is several tens of centimeters.²~ Thousands of cm²A thing of a magnitude | size can be used.
[0078]
FIG. 2 is a schematic diagram showing a basic configuration of a radiation imaging apparatus using the above-described fiber plate.
[0079]
In FIG. 2, reference numeral 1A denotes an image pickup element constituted by an integrated circuit chip such as a CCD image sensor chip, a CMOS image sensor chip, a bipolar image sensor chip, a CMD image sensor chip, or a thin film transistor image sensor chip. An image sensor (photoelectric conversion element) 1 having a large area is configured by arranging the image sensors.
[0080]
A plurality of individual fiber plates 2A are arranged to form a large-area fiber plate 2.
[0081]
Reference numeral 3 denotes a wavelength converter, and Gd₂O₂It is a layered member made of a material called a scintillator or a phosphor such as gadolinium sulfide oxide such as S (Tb) and alkali metal halide represented by cesium iodide such as CsI (Tl).
[0082]
The light guide area of the bonded large-area fiber plate 2 is the same as or larger than the effective light receiving area of the bonded large-area imaging device 1, and the area of the wavelength converter 3 is further bonded. The area is preferably the same as or larger than the light guide area of the fiber plate 2.
[0083]
When radiation enters the upper surface of the wavelength converter 3 from above in FIG. 2, the wavelength converter 3 emits light in the visible light range. The fiber plate 2 disposed between the wavelength converter 3 and the image sensor 1 guides this light to the light receiving portion of the image sensor 1. The light incident on the light receiving unit is photoelectrically converted for each pixel and read out as an electric signal.
[0084]
Here, if a radiation-shielding fiber plate is used as the fiber plate 2A, it is possible to prevent radiation from entering the image sensor 1, so that malfunction of the image sensor and generation of noise can be suppressed.
[0085]
In FIG. 2, the number of individual fiber plates 2 A and the number of image pickup device chips 1 A are drawn as the same number, but the present invention is not limited to the same number and may be different from each other.
[0086]
Preferably, the size of the individual fiber plate 2A is larger than the size of the image sensor chip 1A, and the number of the individual fiber plates 2A is smaller than the number of the image sensor chips 1A.
[0087]
The imaging apparatus of the present invention can be suitably used for an X-ray imaging apparatus described below, but its application is not particularly limited to the X-ray imaging apparatus, and X, such as α, β, γ rays, etc. It can also be used for a radiation imaging apparatus that detects a radiation image other than a line.
[0088]
Light is an electromagnetic wave in a wavelength region that can be detected by a pixel, and includes visible light. Furthermore, for example, the present invention can be applied to an electromagnetic wave electric signal conversion device that converts an electromagnetic wave including radiation into an electric signal.
[0089]
(Embodiment 1)
FIG. 3 is a cross-sectional view of the X-ray imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 3, a phosphor (wavelength converter) 3 as a scintillator that converts X-rays into light having a wavelength that can be detected by an imaging element (photoelectric conversion element) such as visible light, and the wavelength converter 3 An apparatus having an individual fiber plate 2A composed of a plurality of optical fibers that guide light to the image sensor side and an image sensor 1 including a photoelectric conversion light receiving element that converts light into an electric signal is shown.
[0090]
The apparatus further includes an adhesive 7 that bonds the individual fiber plates 2A to each other, and further, elastically bonds the large-area fiber plate 2 and the image sensor 1 having a plurality of pixels as necessary. Transparent adhesive 6 having excellent resistance, a flexible substrate 4 having wiring for outputting an electric signal from each imaging element chip 1A to the outside, and a bump 5 for electrically connecting the flexible substrate 4 and the imaging element chip 1A. A printed circuit board 12 to which the flexible substrate 4 is connected, an aluminum protective sheet 8 for protecting the phosphor 3, a base substrate 10 on which the imaging device 1 is mounted, and a base housing 11 for holding the base substrate 10 , A housing cover 9 provided in the base housing 11, a spacer 13 provided between the imaging device 1 and the fiber plate 2 for maintaining a constant interval, Bright adhesive 6 and a joint filling adhesive 14 for interposing between the fiber plate 2 and the imaging element 1.
[0091]
The X-ray imaging apparatus shown in FIG. 3 is manufactured by bonding together the imaging element 1 and the large-area fiber plate 2 including a plurality of individual fiber plates 2 A with a transparent adhesive material 6.
[0092]
FIG. 4 is a plan view showing an example of a schematic configuration of an image sensor that can be used in the present invention.
[0093]
In FIG. 4, a normal pixel 101 including a plurality of light receiving elements arranged two-dimensionally, a plurality of peripheral pixels 104 provided outside the driving circuit 103, and driving for sequentially driving each normal pixel 101 and each peripheral pixel 104. The circuit 103 and the input / output terminal 102 of the image sensor chip 1A are shown.
[0094]
The normal pixels 101 are arranged almost on the entire surface of the image sensor chip 1A, and the pitch of the normal pixels 101 is set to 160 μm, for example, as will be described later. The drive circuit 103 is divided and distributed between the normal pixels 101. Since the peripheral pixel 104 has a smaller area than the normal pixel 101, the difference in area is eliminated by correcting the pixel signal.
[0095]
FIG. 5A and FIG. 5B show a configuration near the output terminal of the image sensor used in the present invention. 5A is a top view of the vicinity of the bump 5 and the flexible wiring board 4 of the image pickup device chip 1A, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line 5B of FIG. 5A.
[0096]
In FIG. 5, 5 is a connection bump, 401 is an inner lead of the flexible substrate 4 connected to the bump 5, and 105 is a short circuit between the end of the image sensor chip 1 A and the inner lead 401 and the end of the image sensor 1. It is an organic insulating layer such as a polyimide resin layer that prevents defects.
[0097]
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a method of electrically connecting the bump 5 and the flexible substrate 4 shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b).
[0098]
First, as the organic insulating layer 105, for example, a polyimide resin layer is formed at an end portion of the imaging element chip 1A so as to have a thickness of 25 μm.
[0099]
Next, in order to electrically connect the bump 5 and the flexible substrate 4, first, the bump 5 is formed on the input / output terminal 102 of the imaging element chip 1 A by a stud bump method or plating.
[0100]
Then, when the bump 5 and the inner lead 401 are fused by, for example, bonding using ultrasonic waves, the metal of the bump 5 and the metal of the inner lead 401 are connected to each other electrically and physically. .
[0101]
By the way, the inner lead 401 is formed by etching a copper foil or the like, plated with nickel and gold, and has a thickness of about 18 μm, and the total thickness of the flexible wiring board is 50 μm. You can use what you have.
[0102]
Next, the jig 19 is moved toward the holding bases 17 and 18 in the direction of the arrow in FIG. In this way, the inner lead 401 is bent at about 90 ° toward the lower side of the drawing at the end of the image pickup device chip 1A.
[0103]
FIG. 7A is a cross-sectional view of the vicinity of the flexible wiring board of the image sensor used in the present invention. FIG. 7B is a top view of the vicinity of the flexible wiring board of the image sensor.
[0104]
As shown in FIGS. 7A and 7B, in the X direction, the width S1 of the peripheral pixel 104 is smaller than the width S2 of the normal pixel 101 (S1 <S2).
[0105]
In FIG. 7B, the pitch P2 between the peripheral pixels 104 and the pitch P1 between the normal pixels 101 and the peripheral pixels 104 are depicted to be different. It is desirable that P1 = P2 and that the pitch P between the normal pixels is the same, that is, P1 = P2 = P.
[0106]
In this way, the pixel pitch is not limited to the peripheral pixels and the normal pixels, and all the pixels have the same pitch, and the image quality can be improved.
[0107]
FIG. 8A to FIG. 8F are diagrams showing the bonding process between the image sensor used in the present invention and the base substrate.
[0108]
First, a plurality of image sensor chips 1A including the flexible substrate 4 are mounted on the stage 32 while being aligned using the alignment head 31 and the alignment camera 33 that are movable in the X, Y, Z and θ (rotation) directions. Put.
[0109]
At this time, each imaging device chip 1A is fixed on the stage 32 by being sucked by a vacuum device (not shown) through a hole 32A formed in the stage 32 (FIG. 8A).
[0110]
In this state, it is inspected whether each image sensor chip 1A performs a required operation. In this inspection, an inspection jig 34 is used to check whether or not each imaging element chip 1A is destroyed by, for example, static electricity (FIG. 8B).
[0111]
If a defect is found in a certain image sensor chip 1A as a result of the inspection, the vacuum device below the image sensor chip 1A is turned off, and the defective chip is replaced using the alignment head 31 (FIG. 8C). )).
[0112]
Subsequently, an adhesive 35 such as an ultraviolet curable resin or a silicone resin is applied on the upper surface of the chip from the adhesive application dispenser 34 on the imaging element 1 (FIG. 8D).
[0113]
Then, the flexible substrate 4 is inserted into the long hole 10A provided in the base substrate 10, and after the image pickup device 1 and the base substrate 10 are brought into close contact with each other, the adhesive 35 is cured by irradiating ultraviolet rays or applying pressure. It fixes (FIG.8 (e)).
[0114]
At this time, the size of the individual fiber plate 2A and the size of the image pickup device chip 1A may be substantially the same, and these may be aligned. Here, it is preferable to use glass or a permalloy (iron + nickel) alloy for the base substrate 10 in consideration of the coefficient of thermal expansion between the base substrate 10 and the image sensor 1.
[0115]
Then, after the imaging device 1 and the base substrate 10 are bonded and fixed, the vacuum device is turned off and the imaging device 1 and the base substrate 10 are removed from the jig 36 such as a stage (FIG. 8F).
[0116]
In this way, a large area image sensor 1 in which a plurality of image sensor chips 1A are bonded is obtained.
[0117]
FIG. 9A to FIG. 9D are schematic views for explaining a process of bonding the large area imaging device used in the present invention and the large area fiber plate described above.
[0118]
9A and 9C show a cross section, and FIGS. 9B and 9D show a plane.
[0119]
Spacers 13 are arranged on each image sensor chip 1A bonded to the base substrate 10 so that the distance between each image sensor chip 1A and the large-area fiber plate 2 can be maintained (FIG. 9A).
[0120]
The spacer 13 may be spherical or cylindrical.
[0121]
Next, the sealing material 37 is applied on the image sensor 1, and the joint adhesive material 14 is applied so as to fill the gap between the image sensors 1 (FIG. 9B).
[0122]
A part 37A of the sealing material 37 is opened. As will be described later, the transparent adhesive 6 is filled from here using a vacuum injection method. At the time of injection, the joint adhesive 14 is also filled in the gap between the image pickup device chips 1A on the upper surface of the base substrate 10 so as not to cause a vacuum leak.
[0123]
Then, the large-area fiber plate 2 is bonded onto the large-area image sensor 1 with the spacer 13 interposed therebetween (FIG. 9C).
[0124]
Furthermore, it is also preferable that the bonding material 7 for bonding the fiber plates 2 to each other is disposed in the gaps between the image pickup device chips 1A or directly between the pixels as necessary.
[0125]
The gap between the imaging element chip 1A and the fiber plate is made uniform by pressurization and heating press, and the sealing material 37 is cured. In the decompression chamber, when the gap between the large-area fiber plate 2 and the image sensor 1 is in a decompressed state, an opening 37A is attached to a boat (not shown) in which the transparent adhesive 6 is stored, and the atmospheric pressure is reduced from the decompressed state. By returning to, the transparent adhesive is filled in the gap between the fiber plate 2 and the image sensor 1.
[0126]
Thereafter, the opening portion 37 is sealed with a sealing material 38 such as resin (FIG. 9D).
[0127]
Then, for example, an X-ray imaging apparatus is formed by sticking a sheet-like wavelength converter 3 on the fiber plate 2.
[0128]
The wavelength converter 3 can be provided on the fiber plate 2 by a method of vapor-depositing the material or a method of applying a powdery phosphor mixed with a binder. In this case, FIG. The wavelength converter 3 is provided on the fiber plate 2 before the step c).
[0129]
Next, the operation of the X-ray imaging apparatus will be described with reference to FIG. 3 again. When an X-ray source (not shown) is installed on the wavelength converter 3 side, and X-rays are irradiated from the X-ray source with the subject positioned between the X-ray source and the X-ray imaging apparatus, the X-rays are emitted. Is exposed to the subject. Then, the X-ray is sent to the X-ray imaging apparatus side including X-ray information having an intensity difference when passing through the subject.
[0130]
On the X-ray imaging device side, the wavelength converter 3 converts the light into visible light or the like corresponding to the X-ray intensity. The converted light is transmitted to the image sensor 1 side through the fiber plate 2. At this time, since the fiber plate 2 and the image sensor 1 are bonded by the transparent adhesive 6, the light enters the image sensor 1 without being attenuated when passing through the transparent adhesive 6.
[0131]
The light is also incident on the adhesive 7. The light incident on the adhesive 7 is absorbed or reflected, and the light transmittance is reduced. When this light is incident on the pixels of the image sensor 1, a line defect occurs. However, as described above, if the size of the individual fiber plate 2A and the size of the image sensor chip 1A are the same, and these are aligned. A configuration in which light from the adhesive 7 hardly affects the pixels of the image sensor 1 can be achieved.
[0132]
In the imaging element chip 1A, incident light is converted into an electric signal corresponding to the intensity of the light. This electric signal is read out to the wiring of the flexible substrate 4, that is, the lead 401 through the bump 5 in accordance with an instruction of a reading circuit (not shown). The electric signal read out to the flexible substrate 4 is sent to an external circuit manufactured on the printed circuit board 12 and subjected to image processing after A / D conversion.
[0133]
(Manufacturing method of large area fiber plate)
Here, the manufacturing method of the large area fiber plate used for this invention is demonstrated.
[0134]
FIG. 10A to FIG. 10D are schematic views showing an example of a method for producing a large-area fiber plate used in the present invention.
[0135]
First, as shown in FIG. 10A, two individual fiber plates 2A are bonded to each other with a bonding material. At this time, as shown in FIG. 10 (a), even if the individual fiber plates 2A are attached with care, strictly speaking, the individual fiber plates 2A are often attached with their positions shifted from each other. If all the individual fiber plates 2A are bonded together, a gap more than necessary is generated.
[0136]
In this manufacturing method, in order to prevent the occurrence of such a gap more than necessary, at least one side surface of the fiber plate 2 which is bonded to each other is polished to the dotted line portion 41, so that FIG. As shown, an aligned flat side 2B is obtained.
[0137]
Subsequently, according to the same procedure as in FIGS. 10 (a) and 10 (b), another set of two individual fiber plates 2A having one side polished and prepared is prepared, and the two sets of fiber plates are prepared. The respective flat polished side surfaces 2B are bonded to each other so as to abut each other (FIG. 10C).
[0138]
And one side is grind | polished to the dotted line 41 among the remaining 4 side surfaces as needed. Furthermore, as shown in FIG. 10 (d), if the remaining three side surfaces are polished as required, a gap between adjacent side surfaces can be reduced and a large area fiber plate in which all four side surfaces are flat is produced. Can do.
[0139]
Here, the case where the large-area fiber plate 2 is manufactured by laminating the four individual fiber plates 2A has been described as an example. However, in practice, a predetermined size is set so that the fiber plate 2 has a desired size. The individual fiber plates 2A of the number of sheets are bonded together.
[0140]
FIG. 11A and FIG. 11B are schematic cross-sectional views showing another method for manufacturing the fiber plate used in the present invention. Here, a case where the large-area fiber plate 2 is manufactured by pasting together the six fiber plates 2A is taken as an example, and therefore, in FIG. 11 (a) and FIG. 11 (b), three individual fiber plates 2A are included. Only is shown. Actually, a predetermined number of fiber plates 2A are bonded together so that the large-area fiber plate 2 has a desired size.
[0141]
When the cross section of the large-area fiber plate 2 obtained by the method shown in FIGS. 10 (a) to 10 (d) is viewed, as shown in FIG. A chipped portion 43 is generated due to chipping that occurs during handling in each process.
[0142]
For this reason, the front and back surfaces of the large-area fiber plate 2 that have been bonded together are polished on both sides until the chipped portion 43 disappears, and a large portion having no chipped portion as shown in FIG. An area fiber plate 2 is made.
[0143]
Then, the large-area fiber plate 2 as shown in FIG. 11B thus obtained is bonded to the large-area imaging device 1 through the spacer 13 as necessary.
[0144]
(Embodiment 2)
FIG. 12 is a cross-sectional view of a large-area fiber plate according to Embodiment 2 of the present invention.
[0145]
The large-area fiber plate 2 in FIG. 12 has a form using an adhesive made of an epoxy resin or the like containing an X-ray shielding member 7A such as lead as the bonding material 7.
[0146]
Specific examples of the adhesive include ethylene / vinyl acetate copolymer, carboxyl-modified ethylene / vinyl acetate copolymer, ethylene / isobutyl acrylate copolymer, polyamide, polyester, polymethyl methacrylate, polyvinyl ether, polyvinyl butyral, Polyurethane, styrene / butylene / styrene (SBS) copolymer, carboxyl-modified SBS copolymer, styrene / isoprene / styrene (SIS) copolymer, styrene / ethylene / butylene / styrene (SEBS) copolymer, maleic acid modified SEBS copolymer, polybutadiene rubber, chloroprene rubber (CR), carboxyl modified CR, styrene / butadiene rubber, isobutylene / isoprene copolymer, acrylonitrile / butadiene rubber (NBR), carboxyl modified BR, epoxy resin, can be mentioned such as silicone rubber (SR), which are used in a combination of at least one kind alone or in combination.
[0147]
In addition, if necessary, reactive aids, phenol resins as crosslinking agents, polyols, isocyanates, melamine resins, urea resins, urotropin resins, amines, acid anhydrides, peroxides, metal oxides, trioxides. Organometallic salts such as chromium fluoroacetate, alkoxides such as titanium, zirconia, and aluminum, organometallic compounds such as dibutyltin dioxide, photoinitiators such as 2,2-diethoxyacetophenone and benzyl, amines, phosphorus compounds, Sensitizers such as chlorine compounds, as well as curing agents, vulcanizing agents, control agents, deterioration inhibitors, heat resistance additives, heat conduction improvers, softeners, colorants, various coupling agents, metal deactivators, etc. You may add suitably.
[0148]
The shielding member 7A includes at least one metal selected from iron, cobalt, nickel, copper, zinc, silver, tin, gadolinium, tungsten, platinum, gold, lead, bismuth, and the like, or at least one of them. An alloy or at least one compound thereof is used. These metals, alloys, and compounds may be used together with lead-containing solder paste such as Pb—Sn, lead-free solder paste, silver paste, and the like. Alternatively, these metals, alloys, and compounds may be used in the form of particles, in which case particles (carbon particles, plastic balls) made of an inorganic or organic material are coated with plating, sputtering, or the like. It can also be used.
[0149]
According to the large-area fiber plate according to the present embodiment, since the radiation shielding bonding material is used at the joint portion, that is, the joint portion of the individual fiber plate, it is possible to prevent the radiation from being transmitted through the joint without limitation. it can.
[0150]
The X-ray imaging apparatus using this large-area fiber plate can prevent X-rays that have not been converted into light among the X-rays that have entered the wavelength converter 3 from entering the imaging element 1.
[0151]
That is, X-rays incident on the wavelength converter 3 that are not converted to light are blocked by the material of the large-area fiber plate 2 containing lead or the like and / or the shielding bonding material 7. Thereby, generation | occurrence | production of the noise etc. by incidence | injection of the X-ray to the image pick-up element 1 can be suppressed.
[0152]
FIG. 13A to FIG. 13C are schematic views for explaining a manufacturing method of the large-area fiber plate shown in FIG.
[0153]
First, the adhesive and the X-ray shielding member 7A are stirred using a stirring rod or the like (FIG. 13 (a)).
[0154]
Then, after the bubbles generated by stirring disappear, a bonding material made of an adhesive containing the X-ray shielding member 7A is filled between the fiber plates by a dispenser 46 or screen printing (FIG. 13B).
[0155]
This filling may be performed in a reduced-pressure atmosphere so that the air in the gap is easily removed.
[0156]
Then, the adhesive is cured while the individual fiber plates 2A are pressed against each other. For curing, UV irradiation or heating in the range of room temperature to 200 ° C is preferable. Thereafter, the adhesive protruding from the upper surface of the fiber plate 2 is scraped off (FIG. 13C).
[0157]
In this way, the large area fiber plate 2 is obtained.
[0158]
(Embodiment 3)
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of a large-area fiber plate according to Embodiment 3 of the present invention. In this embodiment, the individual fiber plate 2A is joined using a low melting point metal (metal having a melting point of 330 ° C. or lower) and a liquid flux to produce the large area fiber plate 2.
[0159]
Examples of the low melting point metal used in the present invention include alloys containing two or more metals such as Pb, Sn, Bi, Sb, In, Ag, and Cd, such as eutectic solder of Sn—Pb (63:37 wt%) and Sn. A high melting point solder of -Pb (10:90 wt%) can be used. Moreover, it is desirable that the low melting point metal has a grain shape so as to be easily mixed with the liquid flux.
[0160]
In addition, the liquid flux includes resin components such as purified rosin, hydrogenated rosin, and polymerized rosin and alcohols such as terpineol, 1,4-butanediol, methyl cellosolve, etc., or ketones such as methyl ethyl ketone. In addition, solvent components such as methyl isopropyl ketone and methyl isobutyl ketone are essential components, and viscosity modifiers such as polyethylene glycol, polyvinyl butyral, and petroleum resins, and activators such as malonic acid, succinic acid, and triethanolamine are added to this. What mix | blended the agent component suitably is used.
[0161]
In addition, as a water-soluble liquid flux, polyhydric alcohol components such as polyethylene glycol, glycerin and polyvinyl alcohol, water as a solvent component is an essential component, and further a viscosity modifier such as polyacrylic amide, an organic acid, An additive component such as an organic or inorganic halide salt or an activator such as diethylamine hydrochloride is appropriately used. Among these, a water-soluble liquid flux is preferably used.
[0162]
FIG. 15A to FIG. 15C are schematic views for explaining a manufacturing process of the large-area fiber plate shown in FIG.
[0163]
First, the powdery low melting point metal 48 and the liquid flux 47 are mixed (FIG. 15A).
[0164]
Then, after the bubbles generated by stirring are eliminated, a liquid flux 47 containing an X-ray shielding low melting point metal 48 is filled between the fiber plates by dispenser or screen printing (FIG. 15B).
[0165]
The filling is preferably performed in a reduced-pressure atmosphere so that the air in the gap can be easily removed.
[0166]
Then, the fiber plates 2A are pressurized to each other and simultaneously heated at a temperature equal to or higher than the melting point to fuse the low melting point metal 48. Thereafter, if the low melting point metal 48 protrudes from the upper surface of the fiber plate 2, it is scraped off.
[0167]
In this way, the large area fiber plate 2 is obtained (FIG. 15C).
[0168]
(Embodiment 4)
FIG. 16 is a schematic cross-sectional view of a large-area fiber plate according to Embodiment 4 of the present invention. In the present embodiment, the individual fiber plate 2A is bonded to the first metal layer 49 and the second metal layer 50 to produce the large-area fiber plate 2.
[0169]
FIG. 17A to FIG. 17E are schematic views for explaining a manufacturing process of the large-area fiber plate shown in FIG.
[0170]
First, for example, an acid-resistant etching resist 51 such as a photosensitive film is coated on both surfaces of the individual fiber plate 2A (FIG. 17A).
[0171]
Then, the resist 51 is brought into close contact with the fiber plate 2A by heating. Then, in order to improve the adhesion between the first metal layer 49 and glass, which will be described later, the end surface of the fiber plate 2 is etched using hydrofluoric acid, potassium fluoride, acidic ammonium fluoride, or the like to form the rough surface 52. To do. (FIG. 17B).
[0172]
Subsequently, a first metal layer 49 such as nickel or copper is formed on the etched end face (rough surface 52) by electroless plating (FIG. 17C).
[0173]
Then, the second metal layer 50 made of a low melting point metal alloy is electroplated on the first metal layer 49 (FIG. 17D).
[0174]
The second metal layer 50 is difficult to plate directly on a nonconductor such as glass. Therefore, the first metal layer 49 described above is provided first to change the base to be conductive, and then the second metal layer 52 is formed by electroplating.
[0175]
Then, the resist 51 is peeled off, and the second metal layer 50 is heated at a temperature not lower than the melting point and not higher than 330 ° C. while mutually pressing the fiber plate 2A (FIG. 17E).
[0176]
Thereafter, if there are protruding first and second metal layers 49, 50 from the upper surface of the fiber plate 2, they are scraped off. A large area fiber plate is thus obtained.
[0177]
As described above, in the second to fourth embodiments, the fiber plates 2A are connected to each other by the bonding material 7 having a shielding property for shielding X-rays. Therefore, if the large-area fiber plate of these embodiments is used in the radiation imaging apparatus as shown in FIGS. 2 and 3, the X-rays emitted to the fiber plate side without being converted into light by the wavelength converter 3 are the fibers. Blocked by the plate substrate. In this way, the image sensor 1 can be shielded from X-rays, and generation of noise and the like can be suppressed.
[0178]
(Embodiment 5)
18 is a plan view of an embodiment of the X-ray imaging apparatus of the present invention, and FIG. 19 is a cross-sectional view of the X-ray imaging apparatus.
[0179]
The basic configuration is the same as that of the imaging apparatus described with reference to FIGS. The difference from these devices is that the large area fiber plate 2 and the large area image sensor 1 are arranged so that the joint line formed by the joints 7 of the individual fiber plates 2A is located above the gap of the image sensor chip 1A. It is in the point which aligned and stuck.
[0180]
That is, the width of the joint line formed by the joint portion 7 is made smaller than the gap between the adjacent image sensor chips 1A so that the joint line does not cover the pixels even if a slight positional deviation occurs.
[0181]
In addition, as a joining material used for the joining part 7, the thing of the material which has the characteristics, such as a thermal expansion coefficient, etc. with a fiber plate equal or close is preferable. In this embodiment, since the positions of the joints of the fiber plates and the joints of the image sensor are aligned, the bonding material may be transparent or opaque.
[0182]
(Embodiment 6)
20 and 21 are a top view and a cross-sectional view showing another example of the X-ray imaging apparatus.
[0183]
As shown in FIGS. 20 and 21, when the fiber joint 7, which is a joint of the fiber plates, is arranged in a position shifted so as to cover the peripheral pixel 104 of the image sensor 1, From the difference between the light transmittance of 7 and the light transmittance of the fiber plate 2A, the pixel columns arranged under the joint 7, particularly the peripheral pixels 104, are small in size, and thus become line defects or pixel defects.
[0184]
Further, even in the normal pixel 101 which is a large pixel, the sensitivity is not lowered. Furthermore, if leaked X-rays that have been transmitted without being converted from light into the phosphor enter the image pickup device through the joint 7, shot noise is generated in a line shape and image quality is deteriorated, which may further cause deterioration of the device. .
[0185]
In the X-ray imaging apparatus shown in FIGS. 18 and 19, the positions of the fiber plate joints and the image sensor joints are aligned. By adopting such a configuration, the light from the phosphor entering from the joint of the fiber plate is prevented from entering the pixel column of the image sensor so that no line defect occurs. In addition, X-rays leaking from the phosphor are prevented from entering the image sensor from the joint of the fiber plate so that shot noise is not generated in a line.
[0186]
However, when the number of individual fiber plates and the number of image sensor chips are different, a situation occurs in which the joints of the individual fiber plates and the joints of the image sensor chips cannot be aligned and matched.
[0187]
The embodiment described below relates to a radiation imaging apparatus that can avoid occurrence of a line defect even in such a case.
[0188]
(Embodiment 7)
In the X-ray imaging apparatus shown in FIG. 22, the joint line formed by the joint portions 7 of the individual fiber plates and the pixel column line of the imaging element are inclined (angle θ ≠ 0 °). By adopting such a configuration, the light incident from the joints of the fiber plates does not enter all the pixels on one pixel column, thereby preventing the occurrence of line defects.
[0189]
In other words, even if light is incident on a part of a plurality of pixels arranged in a line through the fiber junction 7, only a defect signal is generated from some of the pixels, and a line defect does not occur. In such a case, an X-ray shielding bonding material such as a lead-containing adhesive may be used as a bonding material so that the leaked X-rays from the wavelength converter do not enter the image sensor from the joint of the fiber plate.
[0190]
In the embodiment described above, in order to prevent the joint line of the fiber plate from overlapping in parallel with the pixel column line of the image sensor, the joint line of the fiber plate and the pixel column line of the image sensor are arranged to be inclined. You may take the structure as described below.
[0191]
(Embodiment 8)
FIG. 23 is a top view of an X-ray imaging apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 24 is a cross-sectional view of the X-ray imaging apparatus.
[0192]
In the apparatus of FIGS. 23 and 24, the joint line of the fiber plate is arranged on the imaging region of the imaging device 1A and between adjacent pixel columns. With this configuration, light from the phosphor that enters from the joint of the fiber plate is prevented from entering the pixels of the image sensor.
[0193]
Further, if necessary, the width (joint line width) of the joint portion 7 is made sufficiently larger than the size of the normal pixel 104, so that even if the fiber plate joint portion 7 slightly deviates from between the normal pixels, a line defect may occur. I try not to be.
[0194]
In such a case, it is also preferable to use an X-ray shielding bonding material such as a lead-containing adhesive as a bonding material used for the bonding portion so that X-rays do not enter the image sensor from the joint of the fiber plate.
[0195]
In the form of FIG. 23 and FIG. 24, a large area fiber plate obtained by joining 16 individual fiber plates 2A and a large area image sensor composed of nine image sensor chips 1A are combined. It is also preferable that the number of imaging element chips is made larger than the number of individual fiber plates by reducing the number of imaging element chips.
[0196]
(Embodiment 9)
FIG. 25 is a schematic cross-sectional view of an X-ray imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
[0197]
In the fiber plate of this device, the side surface of the individual fiber plate at the joint is oblique, and is a surface that intersects the normal line of the light guide surface.
[0198]
In the X-ray imaging apparatus shown in FIG. 25, the end portion (side surface) of the fiber plate is placed so that the leaked X-ray incident on the joint portion 7 serving as the fiber plate joint enters the joint side surface of the fiber plate. It is processed so that leakage X-rays do not enter the image sensor.
[0199]
In order to allow the leaky X-rays to pass through the side surface on the joint side of the fiber plate, the side surface 71 on the joint side of the individual fiber plate 2A only needs to have a surface that is not parallel to the leaky X-ray. The side surface 71 of the fiber plate has a constant inclination with respect to the normal direction of the light guide surface of the fiber plate, that is, the axis of the optical fiber, for example, about several degrees to several tens of degrees.
[0200]
According to such a configuration, as shown in FIG. 25, the leaked X-ray transmitted through the wavelength converter 3 enters the fiber plate, and the X-ray is blocked by the fiber plate. In this way, since X-rays do not enter the image sensor through the joint, generation of line-shaped shot noise can be suppressed. Here, a radiation shielding fiber plate is used as the individual fiber plate, but the bonding material may not be a radiation shielding bonding material.
[0201]
Further, as the bonding material 7, it is preferable to use an adhesive material having the same or similar characteristics as the fiber plate such as a thermal expansion coefficient.
[0202]
In the embodiment described above, all of the side surfaces 71 of the fiber plate have a constant inclination with respect to the leakage X-ray, but a part of the side surface 71 of the fiber plate has a constant inclination with respect to the leakage X-ray. You may make it have.
[0203]
In the apparatus of FIG. 25, not only is the optical fiber axis parallel to the normal direction of the light guide surface of the individual fiber plate 2A, but the optical fiber axis is parallel to the side surface of the individual fiber plate 2A. May be.
[0204]
In this case, a plurality of individual fiber plates obtained by obliquely cutting a bundle of optical fibers may be prepared and bonded so that the axes of the optical fibers are parallel to each other. In this case, the position of the light guide surface serving as the light incident surface and the position of the light guide surface serving as the light output surface are shifted according to the inclination angle of the optical fiber.
[0205]
(Embodiment 10)
FIG. 26 is a schematic cross-sectional view of an X-ray imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
[0206]
In the fiber plate of this device, the side surfaces of the individual fiber plates in the joint are oblique to the opposite direction with respect to the turning point, and are surfaces that intersect the normal line of the light guide surface.
[0207]
As shown in FIG. 26, the joint portion 7 of the fiber plate has a “<” shape (chevron shape), and a part of the side surface 72 of the fiber plate in the thickness direction has a certain inclination with respect to the leaked X-ray. I am doing so.
[0208]
(Embodiment 11)
FIG. 27 is a schematic cross-sectional view of an X-ray imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
[0209]
As shown in FIG. 27, the side surface 73 of the fiber plate is processed into a step shape, and the joining portion 7 of the fiber plate has a step shape. The fiber plate of this apparatus is configured such that the side surface of the individual fiber plate at the joint has a surface that intersects the normal line of the light guide surface at the step.
[0210]
As mentioned above, with reference to FIGS. 25-27, some examples of the shape of the side surface (joining part 7) of the fiber plate used for this invention were shown.
[0211]
The shape of the side surface of the fiber plate used in the present invention may be any configuration as long as it has a surface that intersects the normal line of the light guide surface, that is, the leaked X-ray incident on the joint 7 As long as it passes, it may have any shape other than that shown in the figure, such as a zigzag shape or an arc shape.
[0212]
Embodiment 12
As shown in FIG. 20, when the joint 7 that is the joint of the fiber plates is arranged so as to overlap the peripheral pixels of the image sensor, the joint 7 that bonds the individual fiber plates 2A is the fiber plate 2A. Therefore, if the pixel row of the image pickup device 1 is arranged under the junction 7 and the junction 7 is wide, a line defect over a plurality of lines is caused.
[0213]
Further, when leaked X-rays that are transmitted without being converted into light from the wavelength converter enter the image sensor through the joint, shot noise is generated in a line shape and image quality is deteriorated.
[0214]
Note that the size of the peripheral pixels is smaller than the size of the normal pixels.
[0215]
Therefore, in this embodiment, as shown in FIGS. 28 and 29, the width d of the joint 7 of the fiber plate 2A is made smaller than the width P of the pixel 101 of the image sensor 1 (d <P), and the joint is performed. Even if the pixel column of the image pickup device 1 is arranged under the unit 7, the line defect can be suppressed to one line.
[0216]
If a bonding material such as an adhesive containing a radiation shielding material such as lead is used as the bonding material, X-rays leaking from the wavelength converter 3 can be shielded.
[0217]
More preferably, it is desirable that the width d of the junction 7 is smaller than the width a of the opening formed by the light shielding layer of the pixel 101 (d <a).
[0218]
Further, the width d of the joint portion 7 of the fiber plate is made smaller than the width of the peripheral pixel 104 which is smaller than the width of the normal pixel 101, that is, the width d of the joint portion 7 of the fiber plate 2 A is set in the image sensor 1. It is also preferable to make the width smaller than the minimum pixel width.
[0219]
Note that the material of the joint is preferably a material having the same or similar characteristics as the fiber plate such as a coefficient of thermal expansion.
[0220]
(Embodiment 13)
FIG. 30 is a schematic cross-sectional view of one imaging unit constituting the X-ray imaging apparatus according to one embodiment of the present invention. The apparatus of FIG. 30 includes a wavelength conversion means 3 that converts X-rays into light having a wavelength that can be detected by an imaging element such as visible light, and a plurality of optical fibers that guide the light converted by the wavelength converter 3 to the imaging element 1A side. Imaging having a fiber plate 2A made of a bundle of fibers, a transparent adhesive material 6 excellent in elasticity for bonding the fiber plate 2A and an image pickup device 1A having a plurality of pixels 101, and a light receiving portion for converting light into an electrical signal. The element 1A, a flexible substrate 4 having wiring for outputting an electric signal from the image pickup element 1A to the outside, a bump 5 for electrically connecting the flexible substrate 4 and the image pickup element 1A, and aluminum for protecting the wavelength converter 3 A protective sheet 8, a base substrate 10 on which the image sensor 1A is mounted, and a sealing material 14 for interposing the transparent adhesive 6 between the fiber plate 2A and the image sensor 1A are provided. It is.
[0221]
When a plurality of imaging units as shown in FIG. 30 are prepared and the side surfaces of the adjacent fiber plates 2A or the side surfaces of the units are joined to each other, a large area imaging device having a large area radiation receiving surface can be configured.
[0222]
Fig.31 (a)-FIG.31 (d) is a schematic diagram for demonstrating the manufacturing method of an X-ray imaging unit. 31A and 31C show a cross section, and FIGS. 31B and 31D show a plane.
[0223]
The side surface of the fiber plate 2A is polished, and the vertical and horizontal dimensions of the fiber plate 2A substantially coincide with the dimensions of the image pickup device 1A, and the respective areas are substantially equal.
[0224]
Further, since the fiber plate 2A is polished on both sides, the light guide surface (light incident / exit surface) is also a flat polished surface. The polishing method will be described later.
[0225]
First, the imaging element 1 A is bonded and fixed to the base substrate 10 with the adhesive 35. On the imaging surface of the imaging device 1A, spherical or columnar spacers 13 are arranged to maintain the distance between each imaging device and the fiber plate (FIG. 31 (a)).
[0226]
Next, the sealing material 37 is applied on the image sensor 1 (FIG. 31B).
[0227]
As shown in FIG. 31B, the sealing material has an opening 37A in part. Reference numeral 103 denotes a pixel driving circuit including a vertical shift register and a horizontal shift register.
[0228]
After positioning the fiber plate 2A on which the wavelength conversion body 3 is formed on the spacer 13, the fiber plate 2A and the image sensor 1A are pressed and heated to be bonded together (FIG. 31 (c)).
[0229]
In the vacuum chamber, when the gap between each fiber plate 2A and each image pickup device 1A is in a vacuum state, an opening 37A is attached to a boat in which a transparent adhesive (not shown) is stored to return the vacuum state to atmospheric pressure. The transparent adhesive is filled in the gap. Thereafter, the opening 37A is sealed with the sealing material 38 (FIG. 31D).
[0230]
In this way, an X-ray imaging unit is obtained.
[0231]
Then, a plurality of X-ray imaging units are arranged so that the X receiving surfaces are on the same plane and joined together, thereby obtaining a large-area X-ray imaging apparatus.
[0232]
In the example of FIGS. 31A to 31D, the sealing material 37 is applied only to a position inward of one peripheral pixel from the end of the image sensor chip 1A, but as shown in FIG. It may be given up to the end.
[0233]
In this apparatus, the wavelength converter 3 on the light incident surface side of the fiber plate 2A is formed by vapor deposition, coating, printing, or the like, but the process is preferably after the fiber plate 2 is polished. Alternatively, it may be after the fiber plate 2A is bonded to the image sensor 1A.
[0234]
(Embodiment 14)
FIG. 32A to FIG. 32E are schematic views for explaining another method for manufacturing the X-ray imaging unit according to the embodiment of the present invention. 32 (a), 32 (c), and 32 (d) show cross sections, and FIGS. 32 (b) and 32 (e) show planes.
[0235]
Spacers 13 are arranged on the image pickup device 1A bonded to the base substrate 10 so as to maintain the distance between the image pickup device 1A and the fiber plate 2A (FIG. 32A).
[0236]
Here, as the fiber plate 2A, a light incident / exit surface that has been flattened by polishing both surfaces in advance is used.
[0237]
Next, the sealing material 37 is applied on the image sensor 1 (FIG. 32B).
[0238]
As shown in FIG. 32B, the seal material 37 is partially provided with an opening 37A. As will be described later, the seal material 37 is filled with a transparent adhesive using a vacuum injection method.
[0239]
Then, after positioning the fiber plate 2A on the spacer 13, it is bonded together (FIG. 32 (c)).
[0240]
In the vacuum chamber, when the gap between the fiber plate 2A and the imaging device 1A is in a vacuum state, the transparent adhesive 6 is obtained by returning the vacuum state to atmospheric pressure by attaching an opening 37A to the boat in which the transparent adhesive is stored. The gap is filled. Thereafter, the opening portion 37 A is sealed with a sealing material 38.
[0241]
Next, the fiber plate 2A is polished in accordance with the area of the image pickup device 1A to align the side surface of the fiber plate 2A and the side surface of the image pickup device chip 1A so as to be substantially flush with each other (FIG. 32D). ).
[0242]
Note that the polishing in this step does not perform chemical polishing using a polishing solution such as potassium hydroxide, ammonia, hydrogen peroxide solution, etc., and is mechanically polished, thereby preventing the image sensor 1A from being damaged.
[0243]
The phosphor 3 as the wavelength converter 3 having the same area as the fiber plate 2A is pasted on the fiber plate 2A, or the phosphor 3 having a larger area is pasted on the fiber plate 2A. This is cut so as to have the same area as the fiber plate 2A.
[0244]
In this way, an X-ray imaging unit is obtained (FIG. 32 (e)).
[0245]
Then, a plurality of X-ray imaging units are arranged so that the X receiving surfaces are on the same plane and joined together, thereby obtaining a large-area X-ray imaging apparatus.
[0246]
(Embodiment 15)
Fig.33 (a)-FIG.33 (f) is a schematic diagram for demonstrating the manufacturing method of the large area fiber plate by one Embodiment of this invention.
[0247]
First, a plurality of individual fiber plates 2 A are placed on the surface of the bonding stage 500. The bonding material 7 is filled between the fiber plates 2A using a dispenser (not shown). At this time, the bonding stage 500 side of each fiber plate 2A becomes the reference plane 53 (FIG. 33A).
[0248]
Then, after the adhesive used as the bonding material 7 is cured, the bonded large-area fiber plate 2 is placed on the polishing stage 800 so that the reference surface 53 is on the suction hole 54 side. Further, a polishing pad 700 such as a felt is attached to the polishing disc 600 (FIG. 33B).
[0249]
A polishing agent 55 is applied on the large-area fiber plate 2 and the joint 7, and the polishing disc 600 and the polishing stage 800 are brought into contact with each other and rotated in reverse while applying pressure to each individual fiber plate 2 A and the joint. The portion 7 is polished (FIG. 33 (c)).
[0250]
As the polishing agent, a so-called slurry in which silica-based, ceria-based, or alumina-based abrasive grains are dispersed in a solution containing at least one selected from water, potassium hydroxide, ammonia, hydrogen peroxide, and the like may be used.
[0251]
In this way, the large-area fiber plate 2 flattened so that each individual fiber plate 2A and the joint portion 7 have the same plane is obtained (FIG. 33 (d)).
[0252]
Subsequently, the abrasive felt 900 is attached to the side surface of the abrasive disc 600. Then, the polishing disk 600 is pressed against the side surface of the large-area fiber plate 2 while rotating, and the polishing stage 800 is moved from the front side to the back side of the drawing (FIG. 33 (e)).
[0253]
In this way, the side surface of the large area fiber plate 2 is polished. Next, for example, the polished surface is spin-cleaned with the cleaning liquid 56 supplied from the spray nozzle 55 and then the polishing stage 800 is rotated at a high speed to dry each fiber plate 2A and the joint 7.
[0254]
If necessary, the reference surface 33 side is similarly polished to obtain a large-area fiber plate having both light guide surfaces polished.
[0255]
(Embodiment 16)
FIG. 34 is a top view of the radiation imaging apparatus according to the embodiment of the present invention.
[0256]
The radiation imaging apparatus of the present embodiment includes, for example, a large-area fiber plate produced by arranging 10 rectangular (for example, 60 mm × 150 mm) individual fiber plates 2A in 2 columns and 5 rows, and 28 rectangular (for example, 20 mm × 143 mm). The large-area image pickup device manufactured by arranging the image pickup device chips 1 A) in 2 columns and 14 rows.
[0257]
The large area fiber plate and the large area image sensor are assembled so that the joint 7 of the left and right individual fiber plates 2A in FIG. 34 is located in the gap between the left and right image sensor chips 1A.
[0258]
On the other hand, the joint 7 of the upper and lower individual fiber plates 2A and the gap between the upper and lower imaging element chips 1A in FIG. If necessary, it is also preferable to make the width (joint line width) of at least the joints 7 of the individual fiber plates 2A adjacent to each other vertically smaller than the pixel width of the image sensor chip 1A.
[0259]
As shown in FIG. 34, if at least one of the rows or columns of the image sensor chip 1A is 2, the external connection terminals of all the image sensor chips 1A are not between chips but at the free ends (of the large area image sensor). It is also possible to arrange them on any one of the four sides. If it does so, the space | interval of an adjacent image pick-up element chip | tip can further be narrowed.
[0260]
Among the imaging devices described above, a plurality of fiber plates 2A are joined together with an adhesive or the like to be enlarged, and a base substrate on which an imaging element having no plurality of frames is mounted is attached to the enlarged fiber plate, and wavelength conversion is performed. According to the apparatus combined with the body, the following effects can be expected.
[0261]
(1) A large area detection device can be manufactured.
[0262]
(2) An inexpensive large format fiber plate can be manufactured.
[0263]
(3) Since the fiber fiber is not bent or tilted, the light utilization efficiency is high.
[0264]
(4) It can be configured with a minimum fiber thickness.
[0265]
(5) There is no need to match the sensor to the fiber shape.
[0266]
(6) A large-area fiber plate can be easily manufactured.
[0267]
(7) Since a wavelength converter that tends to cause uneven growth, such as an alkali metal halide, can be favorably grown, a good image quality with little non-uniformity can be obtained in the obtained image.
[0268]
It is possible to provide an X-ray imaging apparatus that produces the above-described effects and is capable of producing an X-ray moving image, is excellent in image quality, is thin, and has a large area input range with high reliability. Moreover, it becomes inexpensive.
[0269]
(Radiation imaging system)
The form of the radiation imaging system described below is a system using the imaging device of each embodiment described above.
[0270]
FIG. 35 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a nondestructive inspection system including an X-ray imaging apparatus.
[0271]
FIG. 35 shows the X-ray imaging apparatus 1000 according to each of the embodiments described above, a subject 2000 that is a nondestructive inspection object incorporated in, for example, an electric device, and a microfocus X as a radiation source that irradiates the subject 2000 with X-rays A line generator 3000, an image processing device 6000 for processing a signal output from the X-ray imaging device 1000, a monitor 4000 as a display means for displaying an image processed by the image processing device 6000, an image processing device 6000, and A controller 5000 for operating the monitor 4000 is shown.
[0272]
In the nondestructive inspection system shown in FIG. 35, when the subject 2000 to be subjected to the nondestructive inspection is irradiated with the X-rays generated by the microfocus X-ray generator 3000, information on the presence / absence of destruction inside the subject 2000 is expressed as X The image is output to the image processing apparatus 6000 through the line imaging apparatus 1000. In the image processing device 6000, the output signal is processed into an image signal between the peripheral pixels of each of the image pickup devices 1 described above, and if necessary, dark signal correction is performed and the image is displayed on the monitor 4000 as an image. indicate.
[0273]
The image displayed on the monitor 4000 can be enlarged or reduced, or can be subjected to density control, for example, by inputting an instruction using the controller 5000. In this way, through the image displayed on the monitor 4000, the presence or absence of destruction inside the subject 2000 is inspected. If no destruction is found in the subject 2000, it is regarded as a non-defective product and is incorporated into an electric device. On the other hand, if destruction is found in the subject 2000, it is regarded as a defective product and excluded from the manufacturing process.
[0274]
FIG. 36 is a conceptual diagram illustrating a configuration of an X-ray diagnostic system including the X-ray imaging apparatus according to each embodiment described above.
[0275]
FIG. 36 shows a bed provided with the X-ray imaging apparatus 1000, an X-ray generation apparatus 7000 as a radiation source for irradiating the subject 2000 with X-rays, and processing of image signals output from the X-ray imaging apparatus 1000 And an image processor 8000 for controlling the irradiation timing of the X-rays from the X-ray generator 7000 and a monitor 4000 as a display means for displaying an image signal processed by the image processor 8000. In FIG. 36, the same parts as those shown in FIG. 35 are denoted by the same reference numerals.
[0276]
In the X-ray diagnosis system shown in FIG. 36, the X-ray generator 7000 generates X-rays based on an instruction from the image processor 8000, and when the X-ray is irradiated on the subject 2000 on the bed, the X-ray information of the subject 2000 is obtained. Is output to the image processor 8000 through the X-ray imaging apparatus 1000. In the image processor 8000, the output signal is processed into the image signal between the peripheral pixels of each image sensor 1 described above, dark-corrected, etc., and stored in a memory (not shown), or the image is stored in the monitor 4000. Display as.
[0277]
The image displayed on the monitor 4000 can be enlarged or reduced, or can be subjected to density control, for example, by inputting an instruction using the image processor 8000. Thus, the doctor examines the subject 2000 through the image displayed on the monitor 4000.
[0278]
Further, the X-ray information of the subject 2000 after the doctor examines may be recorded on a disk-shaped recording medium or the like by providing recording means of this system.
[0279]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a large-area fiber plate, a radiation imaging apparatus, and a radiation imaging system that are small in size, low in cost, and excellent in workability in the manufacturing process.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view of a fiber plate according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a configuration of a radiation imaging apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an X-ray imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic plan view of an image sensor used in the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a configuration in the vicinity of an external connection terminal of an image sensor.
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a configuration in the vicinity of an external connection terminal of an image sensor.
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a configuration between adjacent image sensors.
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a manufacturing method of the imaging device.
FIG. 9 is a schematic diagram for explaining a method of manufacturing an imaging device according to the present invention.
FIG. 10 is a schematic view for explaining an example of a fiber plate manufacturing method according to the present invention.
FIG. 11 is a schematic view for explaining another example of the fiber plate manufacturing method according to the present invention.
FIG. 12 is a schematic diagram for explaining a configuration of a fiber plate according to an embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a schematic diagram for explaining a method of manufacturing the fiber plate as shown in FIG.
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of a fiber plate according to another embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a schematic diagram for explaining a method of manufacturing the fiber plate as shown in FIG. 14;
FIG. 16 is a schematic cross-sectional view of a fiber plate according to still another embodiment of the present invention.
17 is a schematic diagram for explaining a method of manufacturing the fiber plate as shown in FIG. 16. FIG.
FIG. 18 is a schematic plan view of an X-ray imaging apparatus according to another embodiment of the present invention.
19 is a schematic cross-sectional view of the X-ray imaging apparatus shown in FIG.
FIG. 20 is a schematic plan view of an X-ray imaging apparatus according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a schematic cross-sectional view of the X-ray imaging apparatus shown in FIG.
FIG. 22 is a schematic plan view of an X-ray imaging apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a schematic plan view of an X-ray imaging apparatus according to still another embodiment of the present invention.
24 is a schematic cross-sectional view of the X-ray imaging apparatus shown in FIG.
FIG. 25 is a schematic cross-sectional view of an X-ray imaging apparatus according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 26 is a schematic cross-sectional view of an X-ray imaging apparatus according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 27 is a schematic cross-sectional view of an X-ray imaging apparatus according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 28 is a schematic cross-sectional view of an X-ray imaging apparatus according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 29 is a schematic cross-sectional view for explaining the relationship between the pixel of the imaging device used in the present invention and the joint portion of the fiber plate.
FIG. 30 is a schematic cross-sectional view of an X-ray imaging apparatus according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 31 is a schematic diagram for explaining the manufacturing method of the radiation imaging apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 32 is a schematic diagram for explaining the manufacturing method of the radiation imaging apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 33 is a schematic diagram for explaining a fiber plate manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 34 is a schematic plan view of a radiation imaging apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 35 is a schematic diagram showing a configuration of a nondestructive inspection system including the X-ray imaging apparatus of the present invention.
FIG. 36 is a schematic diagram showing a configuration of an X-ray diagnostic system including the X-ray imaging apparatus of the present invention.
FIG. 37 is a schematic cross-sectional view of an imaging apparatus using a conventional large area fiber plate.
FIG. 38 is a schematic cross-sectional view of an imaging apparatus using another conventional large-area fiber plate.
[Explanation of symbols]
1 Large area image sensor
1A Image sensor chip
2 Large area fiber plate
2A Individual fiber plate
3 Wavelength converter
4 Flexible substrate
5 Bump
6 Transparent adhesive
7 joints
8 Protection sheet
9 Case cover
10 Base substrate
11 Base housing
12 Printed circuit board
13 Spacer
14 Joint joint adhesive

Claims

光を電気信号に変換する複数の画素を有する光電変換素子と、
放射線を前記光電変換素子が検知可能な波長の光に変換する波長変換体と、
前記波長変換体と前記光電変換素子との間に設けられたファイバープレートと、を有し、
前記光電変換素子は、基板上に搭載された複数の光電変換素子チップを含み、
前記ファイバープレートは、厚さの等しい複数の個別ファイバープレートが隣接配置され、前記複数の個別ファイバープレートはそれぞれ互いに平行な軸を有する光ファイバーの集合体であり、前記複数の個別ファイバープレートの側面同士がそれぞれの前記光ファイバーの軸が平行になるように接合されており、
前記ファイバープレートと複数の前記光電変換素子チップは透明接着材によって接着されており、
隣接する前記個別ファイバープレート同士の間隙の幅は、前記光電変換素子の画素の幅より小さいことを特徴とする放射線撮像装置。 A photoelectric conversion element having a plurality of pixels for converting light into an electrical signal;
A wavelength converter that converts radiation into light of a wavelength that can be detected by the photoelectric conversion element;
A fiber plate provided between the wavelength converter and the photoelectric conversion element;
The photoelectric conversion element includes a plurality of photoelectric conversion element chips mounted on a substrate,
In the fiber plate, a plurality of individual fiber plates having the same thickness are arranged adjacent to each other, and the plurality of individual fiber plates are aggregates of optical fibers each having an axis parallel to each other, and the side surfaces of the plurality of individual fiber plates are aligned with each other. Each optical fiber is joined so that the axes of the optical fibers are parallel,
The fiber plate and the plurality of photoelectric conversion element chips are bonded by a transparent adhesive ,
A radiation imaging apparatus, wherein a width of a gap between adjacent individual fiber plates is smaller than a width of a pixel of the photoelectric conversion element.

光を電気信号に変換する光電変換素子と、
放射線を前記光電変換素子が検知可能な波長の光に変換する波長変換体と、
前記波長変換体と前記光電変換素子との間に設けられたファイバープレートと、を有し、
前記光電変換素子は、基板上に搭載された複数の光電変換素子チップを含み、
前記ファイバープレートは、厚さの等しい複数の個別ファイバープレートが隣接配置され、前記複数の個別ファイバープレートはそれぞれ互いに平行な軸を有する光ファイバーの集合体であり、前記複数の個別ファイバープレートの側面同士がそれぞれの前記光ファイバーの軸が平行になるように接合されており、
前記ファイバープレートと複数の前記光電変換素子チップは透明接着材によって接着されており、
前記光電変換素子は、互いに異なる受光面積を有する複数の画素を有しており、
隣接する前記個別ファイバープレート同士の間隙の幅は、前記光電変換素子の最小受光面積を有する画素の幅より小さいことを特徴とする放射線撮像装置。 A photoelectric conversion element that converts light into an electrical signal;
A wavelength converter that converts radiation into light of a wavelength that can be detected by the photoelectric conversion element;
A fiber plate provided between the wavelength converter and the photoelectric conversion element;
The photoelectric conversion element includes a plurality of photoelectric conversion element chips mounted on a substrate,
In the fiber plate, a plurality of individual fiber plates having the same thickness are arranged adjacent to each other, and the plurality of individual fiber plates are aggregates of optical fibers each having an axis parallel to each other, and the side surfaces of the plurality of individual fiber plates are aligned with each other. Each optical fiber is joined so that the axes of the optical fibers are parallel,
The fiber plate and the plurality of photoelectric conversion element chips are bonded by a transparent adhesive,
The photoelectric conversion element has a plurality of pixels having different light receiving areas,
A radiation imaging apparatus, wherein a width of a gap between adjacent individual fiber plates is smaller than a width of a pixel having a minimum light receiving area of the photoelectric conversion element.

光を電気信号に変換する光電変換素子と、
放射線を前記光電変換素子が検知可能な波長の光に変換する波長変換体と、
前記波長変換体と前記光電変換素子との間に設けられたファイバープレートと、を有し、
前記光電変換素子は、基板上に搭載された複数の光電変換素子チップを含み、複数の前記光電変換素子チップの各々は複数の画素を有し、
前記ファイバープレートは、厚さの等しい複数の個別ファイバープレートが隣接配置され、前記複数の個別ファイバープレートはそれぞれ互いに平行な軸を有する光ファイバーの集合体であり、前記複数の個別ファイバープレートの側面同士がそれぞれの前記光ファイバーの軸が平行になるように接合されており、
前記ファイバープレートと複数の前記光電変換素子チップは透明接着材によって接着されており、
隣接する前記個別ファイバープレート同士の間隙が、前記光電変換素子チップの有効画素領域上に位置していることを特徴とする放射線撮像装置。 A photoelectric conversion element that converts light into an electrical signal;
A wavelength converter that converts radiation into light of a wavelength that can be detected by the photoelectric conversion element;
A fiber plate provided between the wavelength converter and the photoelectric conversion element;
The photoelectric conversion element includes a plurality of photoelectric conversion element chips mounted on a substrate, each of the plurality of photoelectric conversion element chips has a plurality of pixels,
In the fiber plate, a plurality of individual fiber plates having the same thickness are arranged adjacent to each other, and the plurality of individual fiber plates are aggregates of optical fibers each having an axis parallel to each other, and the side surfaces of the plurality of individual fiber plates are aligned with each other. Each optical fiber is joined so that the axes of the optical fibers are parallel,
The fiber plate and the plurality of photoelectric conversion element chips are bonded by a transparent adhesive,
A radiation imaging apparatus, wherein a gap between adjacent individual fiber plates is located on an effective pixel region of the photoelectric conversion element chip.

光を電気信号に変換する複数の画素を有する光電変換素子と、
放射線を前記光電変換素子が検知可能な波長の光に変換する波長変換体と、
前記波長変換体と前記光電変換素子との間に設けられたファイバープレートと、を有し、
前記光電変換素子は、基板上に搭載された複数の光電変換素子チップを含み、
前記ファイバープレートは、厚さの等しい複数の個別ファイバープレートが隣接配置され、前記複数の個別ファイバープレートはそれぞれ互いに平行な軸を有する光ファイバーの集合体であり、前記複数の個別ファイバープレートの側面同士がそれぞれの前記光ファイバーの軸が平行になるように接合されており、
前記ファイバープレートと複数の前記光電変換素子チップは透明接着材によって接着されており、
隣接する前記個別ファイバープレート同士の間隙が、複数の前記画素の間隙上に位置していることを特徴とする放射線撮像装置。 A photoelectric conversion element having a plurality of pixels for converting light into an electrical signal;
A wavelength converter that converts radiation into light of a wavelength that can be detected by the photoelectric conversion element;
A fiber plate provided between the wavelength converter and the photoelectric conversion element;
The photoelectric conversion element includes a plurality of photoelectric conversion element chips mounted on a substrate,
In the fiber plate, a plurality of individual fiber plates having the same thickness are arranged adjacent to each other, and the plurality of individual fiber plates are aggregates of optical fibers each having an axis parallel to each other, and the side surfaces of the plurality of individual fiber plates are aligned with each other. Each optical fiber is joined so that the axes of the optical fibers are parallel,
The fiber plate and the plurality of photoelectric conversion element chips are bonded by a transparent adhesive,
A radiation imaging apparatus, wherein a gap between adjacent individual fiber plates is located on a gap between the plurality of pixels.

請求項１から４のいずれか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信号処理手段と、前記信号処理手段からの信号を記録するための記録手段と、前記信号処理手段からの信号を表示するための表示手段とを具備することを特徴とする放射線撮像システム。A radiation imaging apparatus according to any one of claims 1 to 4, and a signal processing unit for processing a signal from the radiation imaging apparatus, a recording means for recording a signal from said signal processing means, said signal processing A radiation imaging system comprising: display means for displaying a signal from the means.