JP6381295B2 - 撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮影装置に関する。

従来から、対象物にＸ線を照射し、対象物を透過したＸ線の強度分布を検出して対象物のＸ線画像を得る装置が、工業用の非破壊検査や医療診断の分野で広く利用されている。このようなデジタルＸ線画像撮影装置は、半導体プロセス技術を利用したＸ線撮影装置である。具体的には、デジタルＸ線画像撮影装置の受光手段には、光電変換素子とスイッチング素子等から成る微小な画素が二次元状に配列され、該受光手段はシンチレータによりＸ線から変換された光を電気信号として検出する。このようなデジタルＸ線撮影装置の受光手段は、銀塩フィルムを使用した撮影システムに対して広いダイナミックレンジを有しており、より低線量でＸ線撮影画像を得ることができる。また、このようなデジタルＸ線撮影装置は、銀塩フィルムを使用した撮影システムとは異なり、化学的な処理を不要とし、即時的に撮影画像の出力をモニタ等で確認することが利点となる。

ところで、このようなデジタルＸ線撮影装置のＸ線検出器は、微弱なアナログ信号を検出するため、次のような問題が生じている。病院等の撮影室には、デジタルＸ線撮影装置と共にＸ線を発生する装置や他の診断検査装置が併設されている。すなわち、大電力系機器と極めて微弱な信号を扱う医療診断機器が共存する環境である。これらの大電力機器から不必要に発生したり漏れたりする不要電磁エネルギーが他の機器の作動妨害や誤作動という、いわゆる電磁波妨害（ＥＭＩ）に関するトラブルを引き起こすことが、近年問題となっている。

デジタルＸ線撮影装置に対して影響を及ぼす外来性ノイズとしては、他の機器からの放射ノイズや伝導性ノイズが挙げられる。伝導性ノイズに関しては、電源系のフィルタ強化等により比較的容易に対策することが可能である。しかし、放射性ノイズは、空間に放射される電磁界ノイズであり、デジタルＸ線撮影装置の設置・使用状況により様々な方向から入射してくるため、対策が容易ではない。なかでも、大電力機器やインバータ式Ｘ線発生装置などは、比較的低い周波数帯域である１ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの磁界ノイズを発生し、このような周波数帯域の交流磁界ノイズに対するシールド対策は、一般的にも難しい。

こうした交流磁界ノイズが、デジタルＸ線撮影装置のＸ線検出器に重畳された場合、撮影した画像に横縞上のノイズが周期的に現れる。この現象は、ラインノイズ又はラインアーチファクトと呼ばれている。これは、信号ラインをサンプルホールドする際に、外来の交流磁界による誘導ノイズが信号上に重畳し、このノイズと読み取り周期との位相関係が、ラインごとに順次ずれていくために、所定の周波数のビートとして撮影画像に現れるためである。ラインノイズは、撮影画像に重畳されるため、画像の品質を劣化させると共に医療用画像の場合には医師の誤診に繋がる恐れがあり、大きな問題となる。

このような状況の中、デジタルＸ線撮影装置において、微弱電流を扱う上で、内部電気部品や検出信号が外部からの電磁波ノイズの影響を受け難い構造とする必要性が高まっている。特に、デジタルＸ線撮影装置において、大電力機器等からの交流磁界ノイズである、比較的周波数帯域が低い１ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの交流磁界ノイズの影響を受け難い構造とする必要性が高まっている。

従来、デジタルＸ線画像撮影装置の筺体においては、導電性、又は磁性を持つ外装筺体で完全に囲う６面の遮蔽構造とし、筺体内部には外来の磁界が侵入しないような遮蔽構造が提案されている。特許文献１では、散乱Ｘ線除去用のグリッド、グリッド保持部、及び筺体を導電性部材とし、全ての導通を得て電気的に密閉された構造を形成した筺体が提案されている。また、特許文献２では、外装筺体全体を高透磁率材料で囲う密閉構造の筺体が提案されている。

特開２００４−１７７２５０号公報 特開２００５−２４９６５８号公報

しかしながら、特許文献１で開示されるような、挿抜する散乱Ｘ線除去用グリット部にバネ性の部材等で導電を得る構造は、バネ性の経年劣化等により接触抵抗に変化が生じ完全な導通を得る事が難しく、接続信頼性に欠けている。また、経年変化等により導通を得られない場合には、隙間や開口がある事に等しくなってしまい、外来の磁界は筺体内部に侵入してしまうため、撮影画像にはノイズが現れてしまう。

また、特許文献２で開示されている構成では、製造上の組立性や市場でのメンテナンス性から、密閉構造にすることは困難である。また１ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ帯域の比較的低い周波数帯域の交流磁界に対しては、密閉構造とする高透磁率材料が１〜３ｍｍ以上の厚さを必要とするため、製品全体のコストが著しく高くなってしまい、さらに、重量も大幅に増加してしまう等の問題がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、撮影装置の筺体に隙間や開口が形成されている構造であっても、筺体の内部に収納された画像検出器が外部ノイズの影響を受け難い撮影装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明の撮影装置は以下の構成を有する。すなわち、放射線を検出する画像検出器と、前記画像検出器を内部に収納する筐体とからなる撮影装置であって、前記筐体は、非磁性の金属からなり、前記筺体の側面には、電気的又は物理的な開口が形成され、前記筐体の内部であって、前記放射線の入射方向から見て、前記画像検出器の背面側に、平面状の磁性材が配置されていることを特徴とする。

本発明よれば、撮影装置の筺体に隙間や開口が形成されている構造であっても、筺体の内部に収納された画像検出器が外部ノイズの影響を受け難い撮影装置を提供することが可能となる。

第１実施形態による撮影装置の構造を示す図。 第１実施形態における外来性の磁界ノイズの影響を説明する図。 第１実施形態による筺体構造の作用を説明する図。 応用例１−１による撮影装置の構造を示す図。 応用例１−１の効果を説明する図。 応用例１−２による撮影装置の構造を示す図。 応用例１−２による撮影装置の構造を示す図。 応用例１−３による撮影装置の構造を示す図。 応用例１−３による撮影装置の構造を示す図。 応用例１−４による撮影装置の構造を示す図。 応用例１−４による撮影装置の構造を示す図。 第２実施形態による画像撮影装置の構造を示す図。 第２実施形態における外来性の磁界ノイズの影響を説明する図。 第２実施形態による筺体構造の作用を説明する図。 第３実施形態による撮影装置の構造を示す図。 第３実施形態における外来性の磁界ノイズの影響を説明する図。 第３の実施形態による筺体構造の作用を説明する図。 応用例３−１による撮影装置の構造を示す図。 応用例３−１による効果を説明する図。 応用例３−２による撮影装置の構造を示す図。

［第１実施形態］
図１に、第１実施形態による撮影装置の構造を示す。画像検出器１は、対面する位置に撮影面５を有する導電性の筺体２に収納され、筺体２は側面に開口３を形成し、開口３に対向する側面にも開口３’が形成されている。なお、本実施形態において筺体の周縁部に形成される電気的または物理的な開口は、他の領域に比べて磁気遮蔽能力が低い部分の一例である。したがって、他の領域に比べて磁気遮蔽能力が低い部分であれば、開口以外の他の構成としてもよい。画像検出器１はデジタル放射線画像データを得る装置であり、例えばＸ線検出器である。画像検出器１の背面には、画像検出器１の投影面積よりも広い面状の磁性材４が配置されている。本実施形態において、筺体２は、アルミやステンレス、鋼鈑等の一般的に製品の外装筺体で用いられる導電性金属で構成されている。また、磁性材４は、周波数１ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの帯域で比透磁率１０００以上〜２０万までの比透磁率を有する磁性材であるパーマロイやアモルファス合金、ファインメット（登録商標）、フェライト等を用いて構成される。

次に、図２（ａ）〜（ｃ）を用いて、外部から筺体内部に入射した磁界のベクトル成分について説明する。図２（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態における外来性の磁界ノイズの影響を説明する図である。以下、外部からの磁界が入射された場合に、筺体内部に侵入してくる磁界を説明するため、図２（ａ）〜（ｃ）では、図１と比較して筺体２の内部に収納される画像検出器１及び磁性材４が省略されている。

画像撮影装置には、周辺に設置されている機器や大電力機器から磁界が放射されていたり磁界が漏れている影響のため、設置位置や使用状況によって、様々な方向からの磁界が入射する。実際に筐体内部に入射する磁界は交流成分であるが、図中では、説明を判り易くするため、一方向の矢印で磁界ベクトルを表現し、Ｘ、Ｙ、Ｚによる三軸の空間ベクトルで外部からの磁界を説明する。なお、以下の説明では、撮影面５に垂直に入射する垂直成分の磁界をＺ成分とし、Ｚ成分に直交し、筺体２の側面に垂直に入射する磁界成分をＸ、Ｙ成分とする。

図２（ａ）は、実線矢印のように、撮影面５に垂直に入射するＺ成分の磁界が筺体２に照射された場合を示している。図２（ａ）において、実線矢印のように、撮影面５に垂直に入射するＺ成分の磁界が照射された場合、該磁界は、撮影面５及び撮影面５の裏面において、画像検出器１よりも広くプレート状になる。このため、撮影面５及び撮影面５の裏面の筺体２に、レンツの法則により渦電流が発生する。この渦電流は、照射された磁界を打ち消す方向に、破線矢印に示す磁界を発生し、撮影面５に入射しようとするＺ成分の磁界を打ち消す。このため、筺体２の内部の磁界強度は高くならない。すなわち、撮影面５に垂直に入射するＺ成分の磁界は、筺体２の内部には侵入しづらい構造であり、筺体２の内部に収納された画像検出器１へ到達する磁界成分は抑制される。

図２（ｂ）は、実線矢印のように、筺体２の側面にある開口３、及び開口３’に垂直に入射するＸ成分の磁界が筺体２に照射された場合を示している。開口３’に垂直に入射するＸ成分の磁界が照射されると、開口３’には対向面に開口３があるため、開口３’からは磁界が筺体内部に侵入し、図中の破線矢印のように筺体内部の空間を通過し開口３から筺体の外部へ磁界は通り抜けていく。このように、筺体２において対向する側面に開口３’及び開口３が形成される場合には、開口３’及び開口３を出入口として、外来性の磁界は筺体２の内部へ侵入し、筺体内を通過する事になる。よって、筺体２の内部の画像検出器１には外部からの磁界が到達し、撮影画像にノイズが現れてしまう。

図２（ｃ）は、実線矢印のように、筺体２の側面にある開口３及び開口３’の長手方向に、図の手前側から水平に入射するＹ成分の磁界が照射された場合を示している。Ｙ成分の磁界は、側面にある開口３及び開口３’の長手方向に水平のベクトル成分であるが、開口３及び開口３’の図中手前側となる長手方向の端部から、破線矢印で示すように筺体内部にＹ成分の磁界が侵入してくる。詳細の説明は省略するが、外部磁界の照射により、筺体２の開口３及び開口３’の周囲に集中する渦電流の影響で、該開口に水平の磁界成分が、図中破線矢印で示すように筺体内部へ侵入してしまう。筺体２の内部へ侵入した磁界は、開口３及び開口３’の図中奥から筺体２の外部へ通り抜けていく。

以上説明したように、対向する側面に開口３及び開口３’が形成される筺体２では、水平磁界であるＸ、Ｙ成分の磁界が、開口３及び開口３’から筺体２の内部に侵入する磁界成分となる。このＸ，Ｙ成分の磁界が筺体２の内部の画像検出器１に到達してしまうと、背景技術で説明したように、撮影した画像に横縞上のノイズが周期的に現れてしまうという問題が起こる。これに対し、本実施形態では、図１に示したように、筺体２の内部に、画像検出器１の投影面積よりも広い面積を有する磁性材４が配置されることを特徴とする。

次に、本実施形態における作用を、図３（ａ）〜（ｂ）を用いて説明する。図３（ａ）〜（ｂ）は、本実施形態における筺体構造の作用を説明する図であり、Ｘ成分の磁界が照射された場合の磁界ベクトルを破線矢印を用いて概略的に示している。図３(ａ)は、図１に示した筐体構造において、画像検出器１の背面に磁性材４が配置されない構造を示している。図３（ｂ）は、図１に示した筐体の構造と同様に、画像検出器１の背面に画像検出器１の投影面積よりも広い面積を有する磁性材４が配置された構造を示している。

図３の（ａ）では、開口３’から侵入した磁界は、開口３’を通過した後、筺体２の内部の空間で広がり、筺体２の内部を通過して、開口３で集中し、筺体２の外部へ通り抜けていく。その際に、筺体２内に収納された画像検出器１に磁界が重畳してしまうと、撮影画像にノイズが現れてしまう。

一方、図３（ｂ）でも、図３（ａ）と同様に開口３’からは磁界は侵入してくるが、画像検出器１の背面には、画像検出器１の投影面積よりも広い面積を有する磁性材４が配置されている。よって、図３（ｂ）の破線矢印のように、開口部３’から画像検出器１の端部までの空間で筺体２の内部に侵入してきた磁界を磁性材４に吸い寄せる作用が発生する。すなわち、開口３’から侵入してきた磁界は、画像検出器１の背面に配置した磁性材４へ吸い寄せられる。磁性材４に吸い寄せられた磁界は、画像検出器１の背面に配置された磁性材４を磁路として開口３’の側面に対向する開口３側まで磁性材４を迂回していく。磁性材４を磁路として迂回してきた磁界は、画像検出器１の端部と開口３の空間で磁路である磁性材４を離れ、開口３から筺体２の外部へ出ていく。

このように、本実施形態では、画像検出器１の背面に画像検出器１の投影面積よりも広い面積を有する磁性材４が配置される。これにより、開口３’から筺体内に侵入した磁界は、磁性材４により画像検出器１の手前で引き寄せられ、画像検出器１の背面の磁性材４を迂回していくため、画像検出器１に到達する磁界は低減される。なお、ここでは説明を省略するが、図２（ｃ）で説明したような、Ｙ成分の磁界が照射された場合でも、磁性材４は、開口３’から侵入した磁界を引き寄せる作用と、画像検出器１の背面を迂回させる作用があるため、画像検出器１に到達する磁界は低減される。

次に、上記の第１実施形態の応用例を以下に説明する。以下では、応用例として、側面開口から侵入する水平成分の磁界に対して、磁性材４へ引き寄せ、迂回させる効果をより高めるたの構成を説明する。なお、図４、図６〜１１に示す撮影装置は、据置型デジタルＸ線撮影装置である。

［応用例１−１］
図４に、応用例１−１による撮影装置の構造を示す。図４に示す撮影装置は、以下に述べるように、実際に効果を検証済である。図４において、撮影装置は、画像検出器１を収納する下箱筺体２−１と上箱筺体２−２を有する。下箱筺体２−１と上箱筺体２−２は、導電性材料で構成されている。また、上箱筺体２−２は、撮影面５を有する。上箱筺体２−２の撮影面５の開口部には、以下に述べるようにＸ線透過材料で作られたプラスチック材が勘合されている。

画像検出器１の背面には、画像検出器１の投影面積よりも広い磁性材４が配置されている。開口３、開口３’は、下箱筺体２−１と上箱筺体２−２の重なり合う隙間である。ネジ１３は、下箱筺体２−１と上箱筺体２−２が重なり合う側面の対向する二面を勘合（結合）する。この状態により、下箱筺体２−１と上箱筺体２−２の導通が得られる。勘合するネジ１３が外されると、下箱筺体２−１と上箱筺体２−２は容易に取り外すことが可能である。また、下箱筺体２−１の内側と上箱筺体２−２の外側の各四辺は、ネジ１３による勘合部分以外は、１ｍｍ〜３ｍｍ程度の幅の隙間が設けられており、筺体内部は外部との通気性が確保され内部には熱がこもり難い構造となっている。

上箱筺体２−２の撮影面５の開口部の外側には、Ｘ線透過率の優れるＣＦＲＰ６（Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｄｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃ）が勘合されている。開口部の内側は、Ｘ線透過率が優れ、電気抵抗値の低いアルミシート７で覆われ、開口部の四辺で上箱筺体２−２と導通を得る構成となっている。

ここで、ＣＦＲＰ６とアルミシート７が使用される理由を説明する。Ｘ線入射面は、撮影時に患者が直接接触し加重が加わる可能性もあり、加重に対して塑性変形が生じないように、強度及び弾性に優れた特性を持つＣＦＲＰが適している。ＣＦＲＰは、カーボンを含有するため、電気抵抗値は低いが金属に比較しては明らかに電気抵抗値は高くシールド構造とならない。そして、筺体の内側からはＸ線透過率が優れ、電気抵抗値の低いアルミシート７で覆い、開口部の四辺で上箱筺体と導通を得る構成となっている。なお、撮影面５の開口部を上箱筺体２−２の内側から覆うアルミシートに７に関しては、Ｘ線の減衰率を抑えるため、一般に３０μｍ程度の厚みのものが使われている。

補足として記載するが、上箱筺体２−２のＸ線入射面の開口部に関しては、開口部を内側から覆うアルミシートが開口部の四辺で非磁性の金属筺体（上箱筺体２−２）と導通を得られているため、水平成分の磁界（Ｘ、Ｙ成分の磁界）は遮蔽されている。この開口部にアルミシートが無い場合は、水平成分の磁界が照射されると、非磁性金属の筺体に発生する渦電流が開口周囲に集中し、渦電流により発生する磁界により筺体内部に磁界が侵入してきてしまう。

本応用例においては、上箱筺体２−２のＸ線入射面の開口部には、アルミシートが筺体と導通されているため、上箱筺体２−２の開口部からの水平成分の磁界侵入は無く、上箱筺体２−２と下箱筺体２−１の重なり合う側面の四辺の開口からの水平磁界の侵入に限定される。よって、図４に示す撮影装置の構造図では、外来性の磁界が侵入する開口は、下箱筺体２−１と上箱筺体２−２の重なり合う隙間である開口３、開口３’である。なお、図４は、断面図のため、開口部分は開口３、開口３’の記載のみであるが、実際に水平磁界が侵入する開口は、側面の四辺全てに形成される。

本応用例の効果を検証するため、外来性の磁界として、株式会社テセック製の１ｍ四方のループコイルに２６ｋＨｚの正弦波電流を印加して、水平成分の磁界を本応用例による撮影装置に照射した。そして、撮影画像に現れる画像ノイズ量を比較した。また、磁性材４として、日立金属株式会社製の高透磁率材料であるファインメット（登録商標）を配置した。実際には、画像検出器１の背面に、画像検出器１の投影面積よりも広く厚さ１８μｍのファインメットシートを、磁性材４として１枚配置した。画像ノイズ量比較の結果、ファインメットシートを配置しない場合の画像ノイズ量を１００％とすると、ファインメットシートを配置した場合の画像ノイズ量は３７％まで低減し、６３％の画像ノイズ低減効果が確認された。

次に、磁性材４の比透磁率による筺体内部に到達する外来磁界ノイズの低減効果を検証するため、三次元電磁界による数値解析を行った。解析に用いたソフトウエアは、ＡＮＳＹＳ社が市販しているＭａｘｗｅｌｌ ３Ｄであり、該ソフトウェアを使用して筺体内部に侵入する磁界強度を算出した。解析に当たり、実測と同様に、図４に示す撮影装置の筺体のモデル及び外来性の水平成分の磁界を照射する１ｍ四方のループコイルをモデル化し、筺体内部に到達する磁束密度を周波数２６ｋＨｚと設定した。

解析結果を図５に示す。図５は、筺体内に磁性材を配置しない場合の筺体内部の磁束密度を１００％として、比透磁率をパラメータに筺体内部の磁束密度の低減率を示すグラフである。図５から、比透磁率が高くなるにつれて、筺体内部の到達磁界は低減する事がわかる。磁性材が無い場合に対し、比透磁率が３０００で筺体内部に到達する磁束密度が５０％以下となる結果が得られた。なお、図５の解析結果は、筺体内部に到達する磁束密度が周波数２６ｋＨｚの場合の結果であるが、この磁束密度の周波数が１ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの帯域の場合であっても、同様の結果が得られる。よって少なくとも、筺体内部に到達する磁束密度の周波数が１ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの帯域において、磁性材４の比透磁率が１０００〜２０万の場合に効果が得られることが確認されている。

［応用例１−２］
図６及び図７に、応用例１−２による撮影装置の構造を示す。以下、応用例１−１を説明した図４と異なる点を主に説明する。図６及び図７では、画像検出器１の背面に配置された磁性材４の端部が、下箱筺体２−１の内側の側面の開口に向かって立ち上がった構造で配置されている。

図６では、画像検出器１の背面に配置された磁性材４が、下箱筺体２−１の開口が形成されている側面に対して下箱筺体２−１の側面内壁に沿って垂直に折り曲げられて側面の開口に向けて立ち上がった構造で配置されている。また、図７は、画像検出器１の背面に配置された磁性材４が、下箱筺体２−１の開口が形成されている側面に対して画像検出器１の端部で折り曲げられて、開口に向けて立ち上がった構造で配置されている。

画像ノイズ量を検証するため、本応用例では、磁性材４として、応用例１−１で述べた材料と同じ材料である１８μｍの厚みのシート状ファインメットを折り曲げて側面の開口に向かって立ち上げて配置した。このような配置において、応用例１−１と同様に、撮影装置に水平成分の磁界を照射して撮影画像の画像ノイズ量を比較した。画像ノイズ量比較の結果、ファインメットシートを配置しない場合の画像ノイズ量を１００％として、図６及び図７の構成に配置した場合の画像ノイズ量はどちらも３０％まで低減し、７０％の低減効果が確認された。

磁性材４は、下箱筺体２−１の内側の側面の開口に向かって立ち上がった構造で配置されることで磁界を吸い寄せる効果が向上する。これにより、画像検出器１に到達する磁界が減少するため撮影画像の画像ノイズ量も低減した。なお、下箱筺体２−１の側面の開口に向かって配置される磁性材４は、画像検出器１の背面の磁性材４を折り曲げて１枚で構成した場合と、背面の磁性材４とは分割して背面と側面に分割して配置する場合においても、ノイズ低減量は同等であったため、分割にする構成でも構わない。ただし、分割構成する場合には、磁性材４磁界を迂回させるための磁路を形成しているため、磁気インピーダンスが高くならないように近づけて配置する事が望ましい。

［応用例１−３］
図８及び図９に、応用例１−３による撮影装置の構造を示す。以下、応用例１−２を説明した図６と異なる点を主に説明する。図６で画像検出器１の背面に配置された磁性材４は、折り曲げられて、端部が下箱筺体２−１の側面の開口に向かうように立ち上げられて配置されていたのに対し、図８では、磁性材４が下箱筺体２−１の側面の開口の内側端部となる図中Ａ点まで配置されている。

検証を行ったデジタルＸ線撮影装置では、下箱筺体２−１の側面の内壁の高さは３ｃｍであり、磁性材４は、下箱筺体２−１の側面の内壁に沿って垂直に折り曲げられて、側面の開口に向けて配置されている。図８に示した構成において、磁性材４の高さを変えて、応用例１−１及び応用例１−２と同様に、画像ノイズ量を検討した。画像ノイズ量比較の結果、応用例１−１である磁性材４を背面に配置しただけの場合に対して、本応用例において、磁性材４を背面から１ｃｍの高さにした場合には−２％、２ｃｍとした場合には−７％、３ｃｍとした場合には−１７％の低減効果が確認された。

以上の効果から、側面の開口へ向けた磁性材４は、画像検出器１の背面に配置した磁性材４の平坦部よりも高くすることで筺体側面の開口から筺体内に侵入した磁界をより引き寄せる効果が高まることが分かった。なお、最大の効果が得られるのは、図８に示したように、磁性材４を、下箱筺体２−１の側面の開口部の内側端部となるＡ点の高さにすることである。しかし、組立性を考慮し、下箱筺体２−１の側面の内壁の高さである３ｃｍに対して磁性材４の加工精度±１ｍｍの高さであれば、画像検出器へ到達する外来性ノイズが低減される事が確認された。

図９は、図８とは画像検出器１を収納する筺体の構造が異なる。具体的には、図９では、図８と比較して、画像検出器１を収納する下箱筺体２−１が上箱筺体２−２よりもサイズが大きい構造が示されている。図９に示す筺体の構造では、画像検出器１の背面に配置された磁性材４は、下箱筺体２−１の側面の開口へ向かって配置され、下箱筺体２−１及び上箱筺体２−２の重なりあう開口３及び開口３’の中に配置されている。

図９に示す筺体の構造において、下箱筺体２−１の内側の側面における磁性材４の高さをパラメータとして、三次元電磁界による数値解析を行った。解析に用いたソフトウェアは、応用例１−１と同様、Ｍａｘｗｅｌｌ ３Ｄであり、該ソフトウェアを使用して筺体内部に侵入する磁界強度を算出し比較した。なお、配置された磁性材４の比透磁率は、１５０００に設定されている。検証に当たり、側面における磁性材４の高さとして、図９に示すように開口の内側の端部Ａの高さ、開口の外側の端部Ｂの高さ、内側の端部Ａと外側の端部Ｂの中間の高さ、の３つのモデルを作成した。

検証の結果、側面の磁性材４の高さを内側の端部Ａまで配置した場合の筺体内部の磁界強度を１００％とした場合、内側の端部Ａと外側の端部Ｂの中間の高さでは１５０％まで高くなり、外側の端部Ｂの高さまで配置すると２２５％まで増加する結果となった。これは、磁性材４が開口の内側の端部よりも高く開口の内部にまで配置してしまうと、磁性材４を配置しない場合に開口から筺体に侵入する以上の余分な外来性磁界まで磁性材４が引き寄せてしまい、筺体内部の磁界強度は悪化する結果である。よって、側面の磁性材４は、開口の内側の端部まで配置する事が筺体内部に侵入した磁界を引き寄せる効果が最大となり、画像検出器１に到達する磁界を低減する事が可能となることが確認された。

［応用例１−４］
図１０に、応用例１−４による撮影装置の構造を示す。以下、応用例１−１を説明した図４と異なる点を主に説明する。図１０では、図４の画像検出器１の背面に配置され、折り曲げて側面の開口に向かって配置された磁性材４の枚数を増やし重ね合わせて配置されている。すなわち、本応用例の構成は、磁性材４が、下箱筺体２−１の側面の開口に向かって配置され、かつ、磁性材４の枚数を増やす構成である。

このような構成において、応用例１−１と同様に、撮影装置に水平成分の磁界を照射して撮影画像の画像ノイズ量を比較した。側面に配置された磁性材４が０枚の場合、即ち画像検出器１の背面にのみ磁性材４がある場合を１００％として、側面に磁性材４が１枚、３枚、５枚配置して場合の低減効果を検証した。画像ノイズ量比較の結果、開口の内側端部まで配置した磁性材４が１枚配置の場合は、８３％にノイズ量は低減し、３枚配置の場合は７３％まで低減し、５枚の場合は７０％まで低減する事が確認された。以上のことから、筺体の側面開口に向かって配置された磁性材４は、少なくとも一部分において重ね合わせて厚みを増すに従って、開口から侵入する磁界を引き寄せる効果が増し、画像検出器１に到達する磁界を低減する事が可能となる。

また、筺体側面の開口に向かって配置する磁性材４が無く、画像検出器背面にのみ配置した磁性材４の枚数を増やしても同様の効果がある。応用例１−１で説明した画像検出器１の背面に配置した１８μｍのファインメットが１枚の場合の画像ノイズ量を１００％とすると背面に２枚配置した場合には６４％まで低減した。以上のことから、画像検出器１の背面に配置する磁性材４、及び筺体側面の開口に向けて配置する磁性材４は、重ね合わせて枚数を増やす程開口から侵入する磁界を引き寄せる効果が増して、画像検出器１に到達する磁界を低減する事が可能となる。また、背面に配置する磁性材４及び側面の磁性材４は、どちらも枚数を増やしても低減効果は増し、どちらか一方の枚数を増やすことでも画像検出器１に到達する磁界を低減する効果が増す。また、磁性材４の厚みを増すことでも同様の効果が期待できるが、導電性の高い磁性材では同じ厚みであれば、薄い材料で枚数を増やした方が磁界を引き寄せる効果が高い。

［応用例１−５］
図１１に、応用例１−５による撮影装置の構造を示す。以下、応用例１−１を説明した図４と異なる点を主に説明する。なお、図１１は、図４の画像検出器１を詳細に記載した図である。画像検出器１は、シンチレータ８、図示しない光電変換素子を基板９を積層して形成されている。基板９は半導体素子との化学作用のないこと、半導体プロセスの温度に耐えること、寸法安定性等の必要性からガラス板が多く用いられる。このような基板上に、光電変換素子が半導体プロセスにより二次元配列的に形成されている。シンチレータ８は例えば金属化合物の蛍光体を樹脂板に塗布したものが用いられ基台に一体化され固定されている。ここで、シンチレータ８と基板９の積層順は問わない。

そして、支持基台１０の裏面には、光電変換された電気信号を処理する電子部品で構成される駆動回路部となる信号処理部や電源回路部を実装した回路基板１１が配置され、フレキシブルプリント回路基板１２によって基板９と接続されて支持基台１０に固定されている。このフレキシブルプリント回路基板１２上には、ＴＣＰ（Ｔａｐｅ ｃａｒｒｉｅｒ ｐａｃｋａｇｅ）と称し、二次元配列された光電変換素子の図示しない読み取り駆動用のドライバＩＣ、光電変換された微弱な電気信号を増幅するアンプＩＣの半導体素子が実装されている。

画像検出器１において、特に基板９、回路基板１１及びフレキシブルプリント回路基板１２では微弱なアナログ信号を扱っているため、外来性の磁界が重畳した場合には撮影した画像にはノイズ現れてしまう。よって、画像検出器１の、特に基板９、回路基板１１ｌ及びフレキシブルプリント回路基板１２に導電性筺体側面の開口から侵入する磁界が到達し画像信号に重畳しないように、以下のような構成としている。

画像検出器１の背面に、画像検出器１の投影面積よりも面積が広く、周波数１ｋＨｚ〜１００ｋＨｚで比透磁率が１０００〜２０万の磁性材を配置する。以上の構成とすることで、側面の開口から侵入する磁界は、磁性材に引き寄せられ、画像検出器１の背面を迂回させることが可能となる。これにより、画像検出器に到達する磁界を低減させ、撮影画像のノイズも低減するという効果が生じる。

［第２実施形態］
図１２に、第２実施形態による画像撮影装置の構造を示す。第１実施形態で説明した図１に示す構造と異なる点は、導電性の筺体２の有する側面が開口３のみの点である。また、磁性材４は、筺体の側面の開口から画像検出器１の半分まで画像検出器１の背面に配置されている。なお、磁性材４は図１２のような配置に限られず、筺体の側面の開口から画像検出器１の略半分まで画像検出器１の背面に配置されるようにしてもよい。

据置型のＸ線撮影装置では、撮影する被写体や部位によって、筺体内部に散乱Ｘ線除去用のグリッドを挿抜するために筺体側面に開口が設けられている。第１実施形態では、応用例１−１から応用例１−５において説明したように、上箱筺体と下箱筺体が重ね合わさる側面四辺の開口から水平成分の磁界が筺体内へ侵入する例で説明した。第２の実施形態では、上箱筺体と下箱筺体が重ね合わさる側面四辺の開口は、水平成分の磁界が侵入しないように溶接等で導通を得て開口を遮蔽してしまい、散乱Ｘ線除去用グリッドを挿抜するための開口が側面の一辺にある筺体の構造について説明する。なお、この構成は、防水性・防塵性を高めた製品等を想定している。

第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、まず外部から磁界が入射された場合において筺体内部に侵入してくる外部磁界を図１３（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。図１３（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態における外来性の磁界ノイズの影響を説明する図である。

図１３（ａ）は、実線矢印のように、撮影面５に垂直に入射するＺ成分の磁界が照射された場合を示している。図１３（ａ）では、第１実施形態における図２（ａ）の説明と同様に、Ｚ成分の磁界が筺体２に入射すると、撮影面及び撮影面裏面に流れる渦電流が発生する反磁界でＺ成分の磁界を打ち消すため、筺体２の内部の磁界強度は高くならない。

図１３（ｂ）は、筺体２の側面にある開口３に垂直に入射するＸ成分の磁界が入射された場合を示している。図１３（ｂ）では、開口３の対向面に開口３’が無いため、開口３に対向する側面に流れる渦電流が発生する反磁界によりＸ成分の磁界を打ち消し、筺体２の内部の磁界強度は高くならない。Ｘ成分の外来性磁界は、筺体２の対向する側面に開口が形成されている場合（図２の例）には、開口３、及び開口３’を出入口として外来性の磁界は筺体２の内部へ侵入してしまった。しかし、図１３（ｂ）のように側面に開口が１つ形成されている場合には、開口３に垂直に入射するＸ成分は筺体２の内部には侵入しない。

図１３（ｃ）は、筺体２の側面に形成されている開口３の長手方向に水平に入射するＹ成分の磁界が照射された場合について説明する図である。第１実施形態の説明と同様となるが、図１３（ｃ）で示すように開口３の図中手前側から筺体２の内部にＹ成分の磁界は侵入し、破線矢印で記したように開口３の図中奥から筺体２の外部へ通り抜けていく。

以上の事から、図１２のように筺体２に形成されている側面開口が側面の一辺のみの場合には、開口３から侵入する磁界成分は、開口３の長手方向に水平に入射するＹ成分の磁界に限定される。さらに、側面開口が側面の一辺のみにある場合には、筺体２へ侵入する磁界と筺体２から外部へ磁界が出ていく開口が開口３と同じため、開口３付近の磁界強度が高くなり、開口３から奥へ行くほど磁界強度は高くならない。これは、第１の実施形態とは異なり、対向する側面には開口が無いため、第１の実施形態で説明したＸ成分の様に開口から別の開口へ筺体の内部を通過する成分が無いためである。

次に、第２実施形態における作用を図１４を用いて説明する。図１４は、筺体構造の作用を説明する図である。図１４は、図１２のような開口３が形成されている筺体構造の側面からの面視図であり、説明を判り易くするため、画像検出器１及び磁性材４は透視した図とした。画像検出器１の背面には、側面の開口部３から画像検出器１の半分の面積となる半面まで磁性材４が配置されている。なお、図示されているように、図１４はＹ−Ｚ平面で描かれている。

図１４では、開口３の長手方向に水平に入射するＹ成分の磁界ベクトルが実線で記載され、開口部から侵入した磁界のベクトルが破線矢印で記載されている。図１４では、開口３の長手方向に水平に入射するＹ成分の磁界が、破線矢印で示すように開口３の図中左側から筺体２の内部にＹ成分の磁界は侵入し、開口３の図中右から筺体外部へ通り抜けていく。

図１４では、開口３の図中左側から筺体２の内部にＹ成分の磁界が侵入してくるが、開口３が形成されている側面から画像検出器１の半面まで磁性材４が配置されているため、開口３を通り抜けた磁界は、開口３から画像検出器までの間に画像磁性材４によって吸い寄せられる。磁性材４に吸い寄せられた磁界は、画像検出器１の背面の磁性材４を磁路として迂回し開口３の図中奥から筺体２の外部へ通り抜けていく。このため、画像検出器１に到達する磁界は低減される。磁性材４を配置していない場合には、開口３から侵入した磁界は画像検出器１にも到達してしまい、撮影画像にはノイズが現れてしまう。

図１４の筺体構造によるノイズ低減効果を、数値解析により側面の開口から画像検出器１の半分まで画像検出器１の背面に磁性材４を配置した場合による筺体内部の磁界強度により確認した。解析に用いたソフトウェアとして、前述の応用例１−１において記載したＭａｘｗｅｌｌ ３Ｄを使用して筺体内部の磁界強度を算出し比較した。解析に当たり、磁性材４は、比透磁率を１５０００と設定し、厚みを１８μｍ、５１６ｍｍ×２７３ｍｍとした。また、側面の開口３は、長手方向のサイズ４４０ｍｍ、高さ１９ｍｍの開口とした。解析の結果、側面の開口から画像検出器１の半分まで画像検出器１の背面に磁性材４を配置しない場合の筺体内部の磁界強度を１００％とした場合、磁性材４を配置した場合には５０％にまで磁界強度は低減する事が確認された。

第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、側面の開口から筺体内部に侵入する磁界に対して、画像検出器１の背面に配置された磁性材４によって外部からの磁界が画像検出器に到達する前に引き寄せ、迂回する作用は同様である。よって、第１実施形態で述べた応用例は、第２実施形態においても同様に適用でき、開口から侵入する磁界を磁性材へ引き寄せる効果をより高め、画像検出器に到達する磁界を低減する事が可能である。

すなわち、第２実施形態においても、磁性材４は、開口３を有する側面に対して筺体２の内側で開口に向かって配置することで磁界を吸い寄せる効果が向上し、画像検出器１に到達する磁界が減少するため撮影画像のノイズ量も低減する。また、画像検出器１の背面に配置した磁性材４を折り曲げて側面の開口に向かって配置した磁性材４を側面の開口の内側端部まで配置する事で、筺体２に侵入した磁界をより引き寄せる効果が高まる。さらに、画像検出器１の背面の磁性材４及び側面の磁性材４は、どちらも枚数を増やしても効果があり、どちらか一方の枚数を増やしても画像検出器に到達する磁界を低減する事が可能である。

［第３実施形態］
図１５（ａ）〜（ｂ）に、第３実施形態による撮影装置の構造を示す。図１５（ａ）は、本実施形態による撮影装置の筺体側面から見た断面図であり、図１５（ｂ）は、本実施形態による本撮影装置の撮影面からの透視図である。本実施形態による撮影装置の筺体構造は、面状の画像検出器１を収納する導電性の筺体２と、撮影面５を有する導電性の筺体２’で構成されている。

筺体２は、面状の画像検出器を収納するため、底面と側面４辺を有する下箱構成である。また、筺体２’は、Ｘ線を受光する撮影面５と側面４辺を有する上箱構成である。筺体２’は、筺体２を覆う構造で構成されている。筺体２と筺体２’は、側面４辺で重なりあう構造となっており、側面４辺には、筺体２と筺体２’を物理的に固定し電気的に導通を得るネジ１３以外は側面の４辺に開口が形成されている構造となっている。磁性材４は、上記の筐体２及び筐体２’で構成される筐体内に収納される画像検出器１の外周よりも外側の側面４辺に配置されている。磁性材４は、筺体２の側面の内側において、磁性材４の端部が筺体２の内側の側面の開口端部から筺体２の底面に向かうように配置されている。

なお、筺体２及び導電性筐体２’は、アルミ、ステンレス、鋼鈑等、一般的に製品の外装筺体で用いられる導電性金属で構成されている。また、磁性材４は、周波数１ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの帯域で比透磁率１０００以上〜２０万までの比透磁率を有する磁性材であるパーマロイやアモルファス合金、ファインメット（登録商標）、フェライト等を用いて構成されている。

次に、図１５で説明した筺体構造を有する撮影装置において、外部から磁界が入射された場合において筺体内部に侵入していくる磁界を、図１６を用いて説明する。図１６は、本実施形態における外来性の磁界ノイズの影響を説明する図である。図１６では、外部からの磁界が入射された場合の筺体内部に侵入してくる磁界を説明するため、図１５と比較して筺体２の内部に収納される画像検出器１及び磁性材４は省略されている。また、外来性の磁界ノイズの影響として、撮影装置に入射する外来磁界のベクトル成分について説明する

撮影装置には、周辺に設置されている機器や大電力機器から磁界が放射されていたり、磁界が漏れている影響のため、設置位置や使用状況によって、様々な方向からの磁界が入射する。ここでは、説明を判り易くするため、Ｘ、Ｙ、Ｚによる三軸の空間ベクトルを用いて、外部からの磁界を説明する。本実施形態では、撮影面５に垂直に入射する垂直成分の磁界をＺ成分とし、Ｚ成分に直交し、筺体側面に垂直に入射する磁界成分をＸ、Ｙ成分とする。また、本実施形態による筐体は、撮影面から見た左右及び上下の構造が対象構造であるため、筐体側面から入射した場合の筐体内部に侵入する磁界のＸ成分とＹ成分は同等である。そのため、筺体側面に垂直に入射する磁界成分は、便宜上Ｘ成分のみを説明する。

図１６（ａ）は、撮影面５から垂直に入射するＺ成分の磁界（実線矢印）が照射された場合について説明する図であり、筺体側面から見た断面図を示している。なお、入射する磁界は交流成分であるが、図中では、便宜上１方向の矢印で磁界ベクトルを表現し、筺体内にどのような成分の磁界が侵入してくるかを説明する。図１６（ａ）に示すように、実線矢印のように撮影面５に垂直に入射するＺ成分の磁界が照射した場合、その磁界は、撮影面５及び撮影面裏面となる導電性筐体２の底面に、筺体内部に収納された画像検出器の投影面積よりも広くプレート状に存在する。このため、撮影面５に垂直に入射するＺ成分の磁界が筺体２へ照射された場合には、撮影面５及び筐体底面となる筺体２に、レンツの法則により渦電流が発生する。この渦電流は、照射された磁界を打ち消す方向に破線矢印に示す磁界を発生し、撮影面に入射しようとするＺ成分の磁界を打ち消すように作用する。そのため、筺体内部の磁界強度は高くならない。すなわち、撮影面５に垂直に入射するＺ成分の磁界は筺体内部には侵入しづらく、筺体内部に収納された画像検出器１へ到達する磁界成分は抑制される。

次に、Ｚ成分に直交し筺体側面に垂直に入射する磁界成分をＸ成分で説明する。図１６（ｂ）、図１６（ｃ）は、筺体２及び導電性筐体２’の側面に垂直に入射するＸ成分の磁界（実線矢印）が照射された場合について説明する図である。図１６（ｂ）は、筺体側面から見た断面図であり、実線矢印で記載のように、図の左側の側面から垂直に磁界が照射された場合を示している。筺体側面に垂直に入射するＸ成分の磁界が図中左側の開口３のある側面に照射されると、左側の開口３からは実線矢印のように磁界が筺体内部に侵入する。また、照射された側面の対向面となる右側の側面には、同様に開口３がある。よって、左側の側面開口３から侵入した磁界は、破線矢印のように開口を通過した後、筐体内に拡散して筺体内部空間を図中左側から右側へ通過し、右側開口３に磁界は集中して筺体の外部へ磁界は通り抜けていく。

図１６（ｃ）は、画像撮影装置の撮影面からの透視図であり、図１６（ｂ）と同様に図の左側の筺体側面から垂直に磁界が照射された場合を示している。図１６（ｃ）の左側の開口３が形成されている側面に磁界が照射されると、左側の開口３の隙間から筺体内に磁界は侵入する。また、対向面となる右側の側面には、同様に開口３が形成されている。よって、図１６（ｂ）で説明したように、破線矢印で記載するように筺体内部の空間を通過し右側の開口３から筺体の外部へ、磁界は通り抜けていく。また、図１６（ｃ）の上側と下側の側面にある開口３からは、図１６（ｃ）の実線矢印で記載するように、磁界が照射されている図中左側から筺体内部に実線矢印で示すように磁界が侵入してくる。

詳細の説明は割愛するが、外部磁界の照射により筺体の開口周囲に集中する渦電流の影響で、図中の上下にある開口３からは図中実線矢印で示すようには筺体内部へ侵入してしまう。上下開口３から筺体内部へ侵入した磁界は、図１６（ｃ）の右側の開口３から筺体外部へ通り抜けていく。実際の筐体内部の磁界強度としては、図１７（ｃ）で示した図中左側の開口３から侵入し右側開口３へ抜けていく破線矢印で示した磁界と、図中上下の開口３の左側から侵入し上下開口右側へ抜けていく実線矢印の磁界の合成された強度分布となる。このように、筺体の側面４辺に開口が形成されている場合には、４辺全ての開口３を出入口として水平成分の外来性磁界は筺体内部へ侵入し筺体内を通過する事になる。よって、筺体内部の画像検出器１には外部からの磁界が到達し、撮影画像にノイズが現れてしまう。

以上説明したように、側面４辺に開口が形成されている導電性の筺体では、水平成分の磁界が開口３から筺体内部に侵入する磁界成分となる。この水平成分の磁界が筺体内部の画像検出器１に到達してしまうと背景技術で説明したように撮影した画像には横縞上のノイズが周期的に現れてしまう。

次に、本実施形態における作用を図１７用いて説明する。図１７（ａ）、図１７（ｂ）は、それぞれ図１６（ａ）、図１６（ｂ）に対応した図であり、画像検出器１の外周よりも外側の側面４辺に磁性材４を配置している。側面４辺に配置した磁性材は、図１７（ａ）の筐体側面から見た断面図に示すように、筺体側面の内側において磁性材は筺体内側の側面の開口端部から筺体の底面まで配置している。

図１７（ａ）の筺体側面から見た断面図に示すように、図中左側の側面の開口３から侵入してきた磁界は、開口３を通過した後に筐体内に拡散しようとするが、実線矢印で示すように筐体内側側面の開口端部から配置された磁性材４によって磁界は磁性材４に吸い寄せる作用が発生する。また、図１７（ｂ）の撮影面からみた透視図に示すように、図中左側の開口３から侵入し磁性材４に吸い寄せ立てた磁界は、破線矢印で示すように図中の上側もしくは下側へ向かって磁性材４を磁路として進む。さらに、図１７（ｂ）の上側、もしくは下側の磁性材４を磁路として図中右側の磁性材４まで吸い寄せられた磁界は、図１７（ｂ）の右側側面の磁性材４へ迂回していく。図１７（ｂ）の上と下の開口３から侵入する磁界は、磁性材４に吸い寄せられ磁性材４を磁路として図中右側の磁性材４まで磁界は迂回していく。筐体側面の開口３から侵入した磁界は、筐体内側側面の開口端部で磁性材４に吸い寄せられ、磁性材４を磁路として迂回してきた磁界は図１７（ａ）、図１７（ｂ）の右側となる磁性材４を離れ図中右側の開口３から筺体外部へ出ていく。

以上のように、磁性材４は、側面４辺に開口が形成されている導電性の筺体内の画像検出器１の外周よりも外側に配置し、磁性材４の端部は筐体側面の筐体内側の開口端部に配置するため側面の開口から侵入してきた磁界が画像検出器１に到達する前に吸い寄せる。さらに磁界は、磁性材４を磁路として侵入した磁界が筐体外部へ出る方向まで磁性材４を迂回していくため画像検出器１に到達する磁界は低減される。

［応用例３−１］
図１８に応用例３−１を説明する図を示す。図１８は、実際に効果を検証した現行の据置型デジタルＸ線撮影装置の側面から見た断面図を模式的に示した図である。筐体２−１は、画像検出器１を収納する下箱筺体である。筐体２−２は、Ｘ線を受光する撮影面５を有しており、下箱筺体２−１を覆う構造の上箱筺体である。下箱筐体２−１及び上箱筐体２−２は、導電性材料の鋼鈑で構成されている。下箱筺体２−１及び上箱筺体２−２は、側面の４辺で重なりあう構造となっており、重なり合う側面４辺の対向する面はネジ１３で勘合することで上下の筐体の導通を得ている。よって、下箱筺体２−１及び上箱筺体２−２を物理的に固定し電気的に導通を得るネジ１３以外は、側面の４辺に開口が形成されている構造となっている。勘合するネジ１３を外すことで、下箱筺体２−１と上箱筺体２−２は容易に取り外すことが可能な筺体構造となっている。また、下箱と上箱の側面の四辺は、ネジによる勘合部以外は１ｍｍ〜３ｍｍ程度の幅の隙間が設けられており、筺体内部は外部との通気性が確保され内部には熱がこもり難い構造となっている。

撮影面５の開口部には、筺体外側の開口部にはＸ線透過率の優れるＣＦＲＰ６（Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｄｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃ）が勘合される。筺体の内側からはＸ線透過率が優れ、電気抵抗値の低いアルミシート７で覆われ、開口部の４辺で上箱筺体と導通を得る構成となっている。Ｘ線入射部は、撮影時に患者が直接接触し加重が加わる可能性もあり、加重に対して塑性変形が生じないように強度及び弾性に優れた特性を持ちＣＦＲＰが適している。ＣＦＲＰは、カーボンを含有するため電気抵抗値は低いが金属に比較しては明らかに電気抵抗値は高くシールド構造とならないため、筺体の内側からはＸ線透過率が優れ、電気抵抗値の低いアルミシート７で覆い、開口部の４辺で上箱筺体と導通を得る構成となっている。撮影面の開口部を筺体の内側から覆うアルミシートに７関しては、Ｘ線の減衰率を抑えるため一般に３０μｍ程度の厚みのものが使われている。

補足として記載すると、上箱のＸ線入射面の開口部に関しては、開口部を覆うアルミシートが開口部の４辺で非磁性の金属筺体と導通を得られているため、水平成分の磁界は遮蔽されている。この開口部に筺体とアルミシートが無い場合は、水平成分の磁界が照射されると、非磁性金属の筺体に発生する渦電流が開口周囲に集中し、渦電流により発生する磁界により筺体内部に磁界が侵入してきてしまう。本実施形態においては、上箱のＸ線入射面の開口部には、３０μｍアルミシートが筺体と導通されているため上箱の開口部からの水平成分の磁界侵入は大幅に低く、上箱と下箱の重なり合う側面４辺の開口からの水平磁界の侵入に限定される構成である。

外来性の磁界は、株式会社テセック製の１ｍ四方のループコイルに２６ｋＨｚの正弦波電流を印加して、水平成分の磁界を照射し、撮影画像に現れるノイズ量を比較した。なお、磁性材４として、日立金属株式会社製の高透磁率材料であるファインメット（登録商標）を配置して効果を検証した。実際には、画像検出器１の外周よりも外側となる下箱筐体２−１の側面の内側の側面開口の端部Ａ（図１７）から導電性筐体２の底面（図１７における底面Ｂ）まで、側面高さ３２．５ｍｍ、厚さ１８μｍのファインメットシートが１枚づつ各側面４辺４６８ｍｍに配置されている。検証の結果、ファインメットシートを配置しない場合の画像ノイズ量を１００％とすると、配置した場合のノイズ量は６５％まで低減し３５％の画像ノイズ低減効果を確認した。

また、磁性材４の比透磁率、および高さ、長さ、厚みに関しての筺体内部に到達する外来磁界ノイズの低減効果の検証を三次元電磁界による数値解析により行った。解析に用いたソフトウェアは、ＡＮＳＹＳ社が市販しているＭａｘｗｅｌｌ ３Ｄであり、筺体内部に侵入する磁界強度を算出した。また、実測と同様に据置型デジタルＸ線撮影装置の筺体のモデル、及び外来性の水平成分の磁界を照射する１ｍ四方のループコイルをモデル化し、筺体内部に到達する磁束密度を、周波数２６ｋＨｚで算出した。磁性材４として、３２.５ｍｍ、厚さ１８μｍの磁性材を各側面４辺４６８ｍｍ配置して、比透磁率をパラメータとして筺体内部に侵入する磁界強度を算出し、画像検出器１に到達する磁界を確認した。

算出結果を図１９に示す。図１９は、筺体内に磁性材４が配置されない場合の筺体内部の磁束密度を１００％として、比透磁率をパラメータに、筺体内部の磁束密度の低減率を示すグラフである。比透磁率が高い程に筺体内部の到達磁界は低減する事が確認され、磁性材４が配置されない場合に対して比透磁率が１０００で筺体内部に到達する磁束密度が８５％以下となる結果が得られた。

次に、側面４辺に配置する磁性材の高さ（Ｚ方向）を１０ｍｍ、２０ｍｍとして、筺体の開口端部から磁性材４を配置した場合と、筐体の底面から配置した場合の、画像検出器１に到達する外来磁界ノイズの低減効果の検証を、三次元電磁界による数値解析で行った。また、磁性材４の長さ（Ｘ方向またはＹ方向）は各側面４６８ｍｍとした。画像検出器１の外周よりも外側の側面４辺に配置される磁性材４が０枚の場合、即ち画像磁性材４を配置しない場合を１００％として、低減効果を確認した。磁性材４の高さが１０ｍｍの場合、開口端部から配置した場合は、７７％へ低減したが、筐体底面から１０ｍｍの磁性材４を配置した場合は、９０％までしか低減しなかった。また、磁性材４の高さが２０ｍｍの場合、開口端部から配置した場合は、６４％へ低減したが、筐体底面から磁性材４を配置した場合は７３％までしか低減しなかった。

以上の検証結果から、画像検出器の外周よりも外側の側面４辺に配置される磁性材４は、筺体内側面の開口端部から配置する方が開口３から侵入する磁界を磁性材４へ引き寄せる効果は高いことが確認された。また、磁性材４の高さは、高いほど画像検出器に到達する磁界をより低減することが確認された。

次に、磁性材４の長さによる筺体内部の画像検出器に到達する外来磁界ノイズの低減効果の検証を、三次元電磁界による数値解析で行った。磁性材４の高さは３２．５ｍｍとし、厚みは１８μｍで長さをパラメータとした。側面４辺に配置する磁性材の長さは、各辺の中央を中心に１００ｍｍ、３００ｍｍ、４００ｍｍと長さを変えて検証を実施したが、画像検出器１へ到達する磁界は部分的に高い磁界が到達してしまい効果が確認されなかった。しかしながら、磁性材４の長さを画像検出器の側面の長さ以上とすることで画像検出器に到達する磁界分布に低減効果が確認された。

以上の検証結果から、画像検出器の外周よりも外側の側面４辺に配置される磁性材４の長さは、画像検出器の側面の長さ以下であると、効果が発揮されないことが確認された。

次に、側面に配置する磁性材４の厚み（重なり）の効果を三次元電磁界による数値解析を行って確認した。画像検出器の外周よりも外側の側面４辺に配置される磁性材４が０枚の場合、即ち磁性材４を配置しない場合を１００％として、側面に磁性材４が１枚、２枚の場合の低減効果を検証した。磁性材４の長さは、各側面４６８ｍｍ、厚み１８μで枚数をパラメータとしている。開口の内側端部まで配置した磁性材４を１枚配置した場合は、５４％にノイズ量は低減し、２枚配置した場合は３６％まで低減する事が確認された。

以上の検証結果から、画像検出器１の外周よりも外側の側面４辺に配置される磁性材４は、重ね合わせて厚みを増す程に開口から侵入する磁界を引き寄せる効果が増し、画像検出器１に到達する磁界を低減する事が可能となることが確認された。

［応用例３−２］
図２０に応用例３−２を説明する図を示す。応用例３−１で説明した図１９と異なる点を主に説明する。画像検出器１は、シンチレータ８、図示しない光電変換素子を基板９を積層して形成されている。基板９は半導体素子との化学作用のないこと、半導体プロセスの温度に耐えること、寸法安定性等の必要性からガラス板が多く用いられる。このような基板９上に、光電変換素子が半導体プロセスにより二次元配列的に形成されている。シンチレータ８は例えば金属化合物の蛍光体を樹脂板に塗布したものが用いられ基台に一体化され固定されている。ここで、シンチレータ８と基板９の積層順は問わない。

そして、支持基台１０の裏面には、光電変換された電気信号を処理する電子部品で構成される駆動回路部となる信号処理部や電源回路部を実装した回路基板１１が配置され、フレキシブルプリント回路基板１２によって基板９と接続されて支持基台１０に固定されている。このフレキシブルプリント回路基板１２上には、Ｔ Ｃ Ｐ （ Ｔ ａ ｐ ｅ ｃ ａ ｒ ｒ ｉ ｅ ｒ ｐ ａ ｃ ｋ ａ ｇ ｅ ） と称し、二次元配列された光電変換素子の図示しない読み取り駆動用のドライバＩＣ、光電変換された微弱な電気信号を増幅するアンプＩＣの半導体素子が実装されている。

画像検出器１において、特に基板９、回路基板１１及びフレキシブルプリント回路基板１２では微弱なアナログ信号を扱っているため、外来性の磁界が重畳した場合には撮影した画像にはノイズ現れてしまう。よって、画像検出器１の、特に基板９、回路基板１１及びフレキシブルプリント回路基板１２に筺体の側面の開口から侵入する磁界が到達し画像信号に重畳しないように以下のような構成としている。すなわち、画像検出器１の外周よりも外側の側面４辺に磁性材が配置され、ここで、筺体側面の内側において磁性材４の端部が筺体内側の側面の開口端部から筺体の底面へ向かって配置される。

以上の構成とすることで側面の開口から侵入する磁界は、磁性材４に引き寄せられ、また、画像検出器１の外周よりも外側に配置した磁性材に迂回される。これにより、画像検出器１に到達する磁界を低減させ、撮影画像のノイズも低減するという効果が生じる。なお、本実施形態による筺体の構成として、上箱と下箱に分離していない図１、図１２のような構成としても良い。

このように、以上の実施形態によれば、撮影装置の筺体が隙間や開口が形成されている構造であっても、撮影装置の背面に磁性材を配置し、さらに磁性材の大きさや配置位置を適切に設定することで、外部ノイズの影響を受け難い構造を実現できる。なお、以上の実施形態による撮影装置は、デジタルＸ線撮影装置として説明したが、他の放射線を利用したデジタル放射線撮影装置であってもよい。また、磁性材は面状以外の形状であってもよい。
［符号の説明］

１ 画像検出器、２ 筐体、３ 開口、４ 磁性材、５ 撮影面

Claims (4)

1. 放射線を検出する画像検出器と、前記画像検出器を内部に収納する筺体とからなる撮影装置であって、
   前記筺体は、非磁性の金属からなり、
   前記筺体の側面には、電気的又は物理的な開口が形成され、
   前記筺体の内部であって、前記放射線の入射方向から見て、前記画像検出器の背面側に、平面状の磁性材が配置されていることを特徴とする撮影装置。
2. 前記筺体は、上箱筺体と下箱筺体とからなり、
   前記磁性材は、前記下箱筺体の内面側であって、前記画像検出器に重ねられて配置され、
   前記上箱筺体は、前記画像検出器に対応する位置に撮影面を有し、前記撮影面の外側はＣＦＲＰが配置され、前記撮影面の内側はアルミシートで覆われ、
   前記アルミシートは、前記上箱筺体と導通していることを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
3. 前記磁性材の端部が、前記下箱筺体の側面の上端部の高さ以下の位置になるように配置されることを特徴とする請求項２記載の撮影装置。
4. 前記磁性材は、比透磁率が１０００〜２０万であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮影装置。

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