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CN203630057U - 放射线检测器以及具备该检测器的放射线图像取得装置 - Google Patents

放射线检测器以及具备该检测器的放射线图像取得装置 Download PDF

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CN203630057U
CN203630057U CN201190001000.3U CN201190001000U CN203630057U CN 203630057 U CN203630057 U CN 203630057U CN 201190001000 U CN201190001000 U CN 201190001000U CN 203630057 U CN203630057 U CN 203630057U
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须山敏康
杉山元胤
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Abstract

该放射线检测器（3）具备：平板状的波长变换板（6），响应于透过了对象物（A）的放射线的入射而产生闪烁光；直接变换型检测器（5），检测透过了波长变换板（6）的放射线；以及遮光板（7），配置在波长变换板（6）与直接变换型检测器（5）之间，防止闪烁光向直接变换型检测器（5）的入射。

Description

放射线检测器以及具备该检测器的放射线图像取得装置
技术领域
本发明涉及放射线检测器以及具备该检测器的放射线图像取得装置。
背景技术
一直以来，关于X射线图像的检测技术，为人所知的有：通过检测由入射到检测器的放射线产生的电荷而直接检测放射线的方式即直接变换方式、以及使用闪烁器材料等的放射线变换构件来将放射线变换成光之后用检测器进行检测的方式即间接变换方式。在这2种变换方式中存在放射线的检测能量带受限制的倾向。为了应付这样的问题而设计了如下结构，即在直接检测放射线的放射线检测元件的检测面设置由闪烁器材料构成的放射线变换膜，由放射线检测元件同时检测透过了放射线变换膜的放射线以及被放射线变换膜变换后的闪烁光（参照下述专利文献1）。根据这样的结构，能够提高放射线的检测效率并取得S/N良好的图像数据。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000-46951号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而，在上述那样的现有的结构中，用同一检测器检测宽能量带的放射线，因而所得到的图像数据有产生图像模糊的倾向。其原因在于：本来比较低的能量带的放射线容易被波长变换膜变换成闪烁光，放射线检测元件检测一边变宽一边透过放射线变换膜而来的闪烁光，因而在低能量带的放射线，检测信号（S）容易减弱，另一方面，在高能量带由于变宽了的闪烁光而使相对于检测信号的噪声容易增加，宽能量带的放射线的检测信号的S/N下降。
因此，本发明有鉴于上述所涉及的技术问题而做出的，其目的在于，提供一种可以遍及宽能量带而取得模糊少的放射线检测图像的放射线检测器以及具备该放射线检测器的放射线图像取得装置。
解决技术问题的手段
为了解决上述技术问题，本发明的一个侧面所涉及的放射线检测器，具备：平面状的波长变换构件，响应于透过了对象物的放射线的入射而产生闪烁光；放射线检测元件，检测透过了波长变换构件的放射线；以及遮蔽构件，配置在波长变换构件与放射线检测元件之间，防止闪烁光向放射线检测元件的入射。
根据这样的放射线检测器，透过了对象物的放射线当中比较低能够量带的放射线被波长变换构件变换成闪烁光，该闪烁光被配置在波长变换构件的放射线的入射面侧的检测器检测，由此可以作为图像信号被检测。与此同时，透过了对象物的放射线当中比较高能量带的放射线透过波长变换构件和遮蔽构件而作为直接图像信号被放射线检测元件检测出。此时，由于通过遮蔽构件防止闪烁光向放射线检测元件的入射，因而高能量带的图像信号中的S/N提高，并且由于闪烁光在波长变换构件的入射面侧被检测，因此还能够防止低能量带的图像信号中的图像模糊。其结果，能够取得放射线的检测信号的S/N遍及宽能量带良好的图像。再有，“比较低能量带的放射线”以及“比较高能量带的放射线”是指，具有相互分离的能量带的放射线、或者具有共同的能量带的放射线。
或者，本发明的另一个侧面所涉及的放射线图像取得装置，具备：放射线源，出射放射线；平面状的波长变换构件，响应于从放射线源出射并透过了对象物的放射线的入射而产生闪烁光；摄像元件，对从波长变换构件的放射线的入射侧的面辐射的闪烁光进行摄像；放射线检测元件，检测透过波长变换构件的放射线；以及遮蔽构件，配置在波长变换构件与放射线检测元件之间，防止闪烁光向放射线检测元件的入射。
根据这样的放射线图像取得装置，透过了对象物的放射线当中比较低能够量带的放射线被波长变换构件变换成闪烁光，该闪烁光被配置在放射线的入射面侧的摄像元件检测，由此可以作为图像信号被检测。与此同时，透过了对象物的放射线当中比较高能量带的放射线透过波长变换构件和遮蔽构件而作为直接图像信号被放射线检测元件检测。此时，由于通过遮蔽构件防止闪烁光向放射线检测元件的入射，因此高能量带的图像信号中的S/N提高，并且由于闪烁光在波长变换构件的入射面侧被检测，因此还能够防止低能量带的图像信号中的图像模糊。其结果，由于分别取得在摄像元件被摄像的低能量带的放射线图像以及被放射线检测元件检测的高能量带的放射图像，因此通过对所取得的图像进行加法运算，能够取得放射线的检测信号的S/N遍及宽能量带良好的图像。另外，通过对所取得的图像进行差分，能够取得良好的能量减影（energy subtraction）图像。
发明效果
根据本发明，能够取得遍及宽能量带而模糊少的放射线检测图像。
附图说明
图1是本发明的优选的一个实施方式所涉及的放射线图像取得装置的正面图。
图2是放大图1的放射线检测器来表示的正面图。
图3是表示图1的放射线检测器的组装状态的正面图。
图4是表示图1的放射线检测器的组装状态的正面图。
图5是本发明的变形例的放射线检测器的正面图。
图6是本发明的变形例的放射线图像取得装置的正面图。
图7是本发明的变形例的放射线图像取得装置的正面图。
符号说明：
1…放射线图像取得装置，2…放射线源，4…光检测器（摄像元件），5…直接变换型检测器（放射线检测元件），6…波长变换板、波长变换膜（波长变换构件），7…遮光板、遮光膜（遮蔽构件），107…反射板、反射膜（遮蔽构件）。
具体实施方式
以下，一边参照附图一边就本发明所涉及的放射线检测器和使用该放射线检测器的放射线图像取得装置的优选实施方式进行详细说明。再有，在附图的说明中对相同或者相当的部分赋予相同符号，省略重复的说明。另外，各个图面是为了说明用而作成的，以特别强调说明的对象部位的方式进行描绘。因此，附图中的各构件的尺寸比例不一定与实物相一致。
图1是表示本发明的优选的一个实施方式所涉及的放射线图像取得装置1的概略结构的正面图，图2是放大图1的放射线检测器3来表示的正面图，图3和图4是表示图1的放射线检测器3的组装状态的正面图。如图1所示，放射线图像取得装置1具备：放射线源2，朝向半导体器件等的电子部件和食品等对象物A出射X射线等放射线；放射线检测器3，检测从放射线源2出射并透过了对象物A的放射线；以及光检测器（摄像元件）4，对被放射线检测器3变换的光进行摄像。该放射线检测器3是直接检测入射的放射线并生成表示对象物A的检测图像的图像信号的直接变换方式的检测器，光检测器4是检测基于入射的放射线而变换的光并生成图像信号的CMOS传感器、CCD传感器等的间接变换方式的检测器。
如图1和图2所示，放射线检测器3具备直接检测从放射线源2出射并透过了对象物A的放射线的直接变换型检测器（放射线检测元件）5。作为该直接变换型检测器5，可以列举以非晶硒、CdTe、硅（Si）或Ge等半导体材料为主要材料的半导体检测器。直接变换型检测器5在内部将透过了对象物A并从放射线源2侧的平面状的放射线检测面5a入射的放射线变换成电荷，检测该电荷，由此输出表示对象物A的二维的放射线透过像的图像信号。
此外，放射线检测器3具备配置在直接变换型检测器5的放射线检测面5a侧的波长变换板（波长变换膜·波长变换构件）6以及遮光板（遮光膜·遮蔽构件）7。该波长变换板6是以沿着直接变换型检测器5的放射线检测面5a覆盖放射线检测面5a的方式配置的平板状的构件，响应于透过了对象物A的放射线的入射而产生闪烁光。作为这样的波长变换板6，可以列举Gd2O2S:Tb、Gd2O2S:Pr、CsI:Tl、CdWO4、CaWO4、Gd2SiO5:Ce、Lu0.4Gd1.6SiO5、Bi4Ge3O12、Lu2SiO5:Ce、Y2SiO5、YAlO3:Ce、Y2O2S:Tb、YTaO4:Tm等的闪烁器，其厚度根据在数μm～数mm的范围检测的放射线的能量带来设定成适当的值。另外，遮光板7是以在波长变换板6与直接变换型检测器5之间覆盖放射线检测面5a的方式配置，并用于防止在波长变换板6产生的闪烁光入射到直接变换型检测器5的平板状构件。具体而言，遮光板7是对闪烁光的波长带域的光具有遮光性，并具有让从放射线源2出射的放射线透过的性质的构件。作为这样的遮光构件7的材料，可以列举例如铍、铝、铜、钛等金属构件，或碳和硅（silicon）等非金属构件，使聚丙烯或聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙酯等高分子有机物质具有遮光性的构件等。这里，作为波长变换构件6和遮光构件7的形态，也可以是膜状的。
在把遮光构件7和波长变换构件6组装到上述那样的直接变换型检测器5时，可以在直接变换型检测器5的放射线检测面5a上依照该顺序蒸镀遮光构件7和波长变换构件6，也可以预先制作了遮光构件7和波长变换构件6后在放射线检测面5a上接合遮光构件7和波长变换构件6。另外，如图3所示，准备用于保持遮光构件7和波长变换构件6的保持构件8,9，通过这些保持构件8,9可以使遮光构件7和波长变换构件6保持在直接变换型检测器5的放射线检测面5a上。此外，如图4所示，也可以使用螺栓等固定构件使遮光构件7和波长变换构件6固定在直接变换型检测器5的放射线检测面5a上。
接着，就这样的结构的放射线检测器3与放射线源2和光检测器4的位置关系进行说明。如图1所示，放射线源2以放射线的光轴相对于直接变换型检测器5的放射线检测面5a大致垂直（放射线检测面5a与相对于放射线的光轴垂直的面大致平行）且与放射线检测面5a的中心部相对的方式配置。另外，光检测器4以可以对从波长变换板6辐射的闪烁光进行摄像的方式且以内含的摄像透镜4a的光轴相对于波长变换板6的放射线入射面6a斜交叉的方式（以相对于光轴垂直的面与放射线入射面6a具有角度的方式）配置。该摄像透镜4a将从放射线入射面6a辐射的闪烁光朝向光检测器4的内部的摄像元件（未图示）进行聚光。通过这样的配置，使得光检测器4以与来自于放射线源2的放射线的出射区域偏离的方式配置。
根据以上说明的放射线图像取得装置1，透过了对象物A的放射线当中比较低能量带的放射线被波长变换板6变换成闪烁光，该闪烁光被配置在波长变换板6的放射线入射面6a侧的光检测器4检测，由此可以作为表示对象物A的放射线透过像的图像信号被检测。与此同时，透过了对象物A的放射线当中比较高能量带的放射线透过波长变换板6和遮光板7而作为直接图像信号被直接变换型检测器5检测。其原因在于：低能量带的放射线在波长变换板6的内部的放射线入射面6a侧容易被变换成闪烁光，相对于此，高能量带的放射线容易透过波长变换板6。此时，通过遮光板7防止闪烁光向直接变换型检测器5的入射，因而被直接变换型检测器5检测的高能量带的图像信号中的S/N提高。另外，在直接变换方式的检测器中，在多个放射线以比该检测器的时间分辨率更短的时间入射的情况下，存在作为比实际能量更高的能量被检测的倾向（该现象称为“和峰”）。根据本实施方式，入射到直接变换方式的检测器的低能量的放射线减少，其结果，可以减少伪信号。与此同时，闪烁光在波长变换板6的放射线入射面6a侧被检测，因而也能够防止被光检测器4检测的低能量带的图像信号中的图像模糊。其结果，能够分离成高能量带和低能量带而取得S/N良好的双能（dual-energy）的检测图像。
另外，直接变换方式的检测器在能量灵敏度方面有界限，在高能量带具有灵敏度的检测器会有低能量带的灵敏度低的情况。因此，在放射线图像取得装置1中，由光检测器4根据间接变换方式对闪烁光进行摄像，由此也能够灵敏度良好地取得低能量带的放射线图像。其结果，能够在包含高能量带和低能量带的宽能量范围取得高灵敏度的检测图像。
另外，光检测器4以与来自于放射线源2的放射线的出射区域偏离的方式配置，因而光检测器4的影像不会映入到对象物A的放射线透过像，能够减少图像信号中的噪声的产生，由于也没有放射线的衰减因此还可以进行低能量成分的放射线的检测。此外，也防止包含由光检测器4的内部的被曝光所引起的放射线的直接变换信号的噪声的产生。
此外，对由放射线图像取得装置1以一次照射（一次摄像或检测）所取得的低能量带的图像信号和高能量带的图像信号实施规定的运算处理，由此能够得到与对象物A相关的被高对比度化后的能量差分（能量减影）、被能量区别后的放射线透过图像。
再有，本发明并不限于前述的实施方式。即，遮光构件7也可以是反射在波长变换板6产生的闪烁光的反射板或反射膜。例如，也可以如图5所示的本发明的变形例的放射线检测器103所示，平板状的反射板107取代遮光板7而介于波长变换板6与直接变换型检测器5之间。该反射板107以覆盖直接变换型检测器5的放射线检测面5a的方式配置，具有在波长变换板6侧反射闪烁光的波长带域的光的反射面107a，且是具有让从放射线源2出射的放射线透过的性质的构件。作为这样的反射构件107的材料，例如可以列举通过对铝或镍、铜、银、金等金属等的平板状构件的表面实施研磨加工而形成有反射面的材料。作为反射面的形成方法，除了研磨加工之外，还可以列举通过在透过放射线的支撑体的表面蒸镀或喷涂、涂布等来形成金属层的方法、或者在波长变换构件的放射线入射面6a的背面蒸镀或喷涂、涂布等来形成金属层的方法等。通过具备这样的反射板107，能够提高由直接变换型检测器5检测的高能量带的图像信号中的S/N，并且能够由光检测器4高效率地检测闪烁光，因而能够提高低能量带的图像信号的检测效率。
另外，在遮光板7和反射板107，也可以具有进一步阻断透过了对象物A的放射线当中低能量带的成分那样的滤波功能。作为具有这样的滤波功能的遮光板7和反射板107的材料的例子，可以列举铜、铝、碳、硅（silicon）、镍、银、金、不锈钢（铁）、钛等。通过使遮光板7和反射板107具有滤波功能，从而能够防止从波长变换板6侧入射而来的低能量带的放射线入射到直接变换型检测器5，能够进一步提高高能量带的图像信号中的S/N。
另外，关于放射线源2和光检测器4相对于放射线检测器3的关系，可以采用各种各样的变形方式。即，光检测器4只要以与来自于放射线源2的放射线的出射区域偏离的方式配置即可，可选地，如图6所示，放射线源2以放射线的光轴相对于直接变换型检测器5的放射线检测面5a倾斜的方式配置，光检测器4以摄像透镜4a的光轴相对于波长变换板6的放射线入射面6a大致垂直并与放射线入射面6a的中心部相对的方式配置。另外，可选地，如图7所示，在从放射线源2出射的放射线的光轴上配置反射从波长变换板6产生的闪烁光的反射板11且光检测器4的摄像透镜4a可以对被反射板11反射的闪烁光进行聚光的方式配置有光检测器4。即使这样做，也能够让光检测器4与放射线的出射区域分离。
这里，遮蔽构件优选是对闪烁光具有遮光性的平面状构件。若具备所涉及的遮蔽构件，则能够切实地遍及宽能量带提高S/N。
另外，遮蔽构件优选是反射闪烁光的平面状反射构件。在这种情况下，能够提高高能量带的图像信号中的S/N，并且能够提高低能量带的图像信号的检测效率。
此外，遮蔽构件也优选阻断放射线当中的低能量带。若采用所涉及的结构，则能够防止从波长变换构件侧入射而来的低能量带的放射线入射到放射线检测元件，能够进一步提高高能量带的图像信号中的S/N。
产业上的利用可能性
本发明以放射线检测器和具备该放射线检测器的放射线图像取得装置为使用用途，可以取得遍及宽能量带而模糊少的放射线检测图像。

Claims (22)

1.一种放射线检测器，其特征在于： 
具备： 
平面状的波长变换构件，响应于透过了对象物的放射线的入射而产生闪烁光； 
直接变换型的放射线检测元件，直接检测透过了所述波长变换构件的所述放射线；以及 
遮蔽构件，配置在所述波长变换构件与所述放射线检测元件之间，防止所述闪烁光向所述放射线检测元件的入射。 
2.如权利要求1所述的放射线检测器，其特征在于： 
所述遮蔽构件是对所述闪烁光具有遮光性的平面状构件。 
3.如权利要求1所述的放射线检测器，其特征在于： 
所述遮蔽构件是反射所述闪烁光的平面状反射构件。 
4.如权利要求1～3中任一项所述的放射线检测器，其特征在于： 
所述遮蔽构件阻断所述放射线当中的低能量带。 
5.一种放射线图像取得装置，其特征在于： 
具备： 
放射线源，出射放射线； 
平面状的波长变换构件，响应于从所述放射线源出射并透过了对象物的所述放射线的入射而产生闪烁光； 
摄像元件，对从所述波长变换构件的所述放射线入射侧的面辐射的所述闪烁光进行摄像； 
直接变换型的放射线检测元件，直接检测透过了所述波长变换构件的所述放射线； 
遮蔽构件，配置在所述波长变换构件与所述放射线检测元件之间，防止所述闪烁光向所述放射线检测元件的入射。 
6.如权利要求5所述的放射线图像取得装置，其特征在于： 
所述遮蔽构件是对所述闪烁光具有遮光性的平面状构件。 
7.如权利要求5所述的放射线图像取得装置，其特征在于： 
所述遮蔽构件是反射所述闪烁光的平面状反射构件。 
8.如权利要求5～7中任一项所述的放射线图像取得装置，其特征在于： 
所述遮蔽构件阻断所述放射线当中的低能量带。 
9.如权利要求1所述的放射线检测器，其特征在于： 
所述遮蔽构件和所述波长变换构件依照该顺序被蒸镀在所述放射线检测元件的检测面上。 
10.如权利要求5所述的放射线图像取得装置，其特征在于： 
所述遮蔽构件和所述波长变换构件依照该顺序被蒸镀在所述放射线检测元件的检测面上。 
11.如权利要求1所述的放射线检测器，其特征在于： 
所述遮蔽构件和所述波长变换构件依照该顺序被接合在所述放射线检测元件的检测面上。 
12.如权利要求5所述的放射线图像取得装置，其特征在于： 
所述遮蔽构件和所述波长变换构件依照该顺序被接合在所述放射线检测元件的检测面上。 
13.如权利要求1所述的放射线检测器，其特征在于： 
所述遮蔽构件和所述波长变换构件被保持构件保持在所述放射线检测元件的检测面上。 
14.如权利要求5所述的放射线图像取得装置，其特征在于： 
所述遮蔽构件和所述波长变换构件被保持构件保持在所述放射线 检测元件的检测面上。 
15.如权利要求1所述的放射线检测器，其特征在于： 
所述遮蔽构件和所述波长变换构件被固定构件固定在所述放射线检测元件的检测面上。 
16.如权利要求5所述的放射线图像取得装置，其特征在于： 
所述遮蔽构件和所述波长变换构件被固定构件固定在所述放射线检测元件的检测面上。 
17.如权利要求5所述的放射线图像取得装置，其特征在于： 
所述摄像元件以与来自于放射线源的放射线的出射区域相离的方式配置。 
18.如权利要求17所述的放射线图像取得装置，其特征在于： 
所述放射线源以放射线的光轴相对于所述放射线检测元件的检测面垂直且与所述检测面相对的方式配置， 
所述摄像元件以内含的摄像透镜的光轴相对于所述波长变换构件的放射线入射面斜交叉的方式配置。 
19.如权利要求17所述的放射线图像取得装置，其特征在于： 
所述放射线源以放射线的光轴相对于所述放射线检测元件的检测面倾斜的方式配置， 
所述摄像元件以内含的摄像透镜的光轴相对于所述波长变换构件的放射线入射面垂直并与所述放射线入射面相对应的方式配置。 
20.如权利要求17所述的放射线图像取得装置，其特征在于： 
还具备配置在从所述放射线源出射的放射线的光轴上并反射所述闪烁光的反射板， 
所述摄像元件以内含的摄像透镜能够对被所述反射板反射的所述闪烁光进行聚光的方式配置。 
21.如权利要求1所述的放射线检测器，其特征在于： 
所述对象物为电子部件。 
22.如权利要求5所述的放射线图像取得装置，其特征在于： 
所述对象物为电子部件。 
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