JP2012013682A - Radiographic image photographing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放射線画像撮影装置に係り、特に、放射線検出器を備えた放射線画像撮影装置に関する。 The present invention relates to a radiographic imaging apparatus, and more particularly to a radiographic imaging apparatus provided with a radiation detector.
近年、TFT(Thin Film Transistor)アクティブマトリクス基板上に放射線感応層を配置し、X線等の放射線を直接デジタルデータに変換できるFPD(Flat Panel Detector)等の放射線検出器が実用化されている。この放射線検出器を用いた放射線画像撮影装置は、従来のX線フイルムやイメージングプレートを用いた放射線画像撮影装置に比べて、即時に画像を確認でき、連続的に放射線画像の撮影を行う透視撮影(動画撮影)も行うことができるといったメリットがある。 2. Description of the Related Art In recent years, radiation detectors such as FPD (Flat Panel Detector) capable of directly converting radiation such as X-rays into digital data by arranging a radiation sensitive layer on a TFT (Thin Film Transistor) active matrix substrate have been put into practical use. The radiographic imaging device using this radiation detector can see images immediately and can continuously capture radiographic images as compared with conventional radiographic imaging devices using X-ray film or imaging plate. There is an advantage that (moving image shooting) can also be performed.
この種の放射線検出器は、種々のタイプのものが提案されており、例えば、放射線を一度CsI:Tl、GOS(Gd2O2S:Tb)などのシンチレータで光に変換し、変換した光をフォトダイオードなどのセンサ部で電荷に変換して蓄積する間接変換方式がある。放射線画像撮影装置では、放射線検出器に蓄積された電荷を電気信号として読み出し、読み出した電気信号をアンプで増幅した後にA/D(アナログ/デジタル)変換部でデジタルデータに変換している。 Various types of radiation detectors of this type have been proposed. For example, radiation is once converted into light by a scintillator such as CsI: Tl, GOS (Gd 2 O 2 S: Tb), and converted light. There is an indirect conversion method in which a sensor unit such as a photodiode converts it into electric charge and stores it. In the radiographic imaging apparatus, the electric charge accumulated in the radiation detector is read as an electric signal, and the read electric signal is amplified by an amplifier and then converted into digital data by an A / D (analog / digital) converter.
この種の放射線画像撮影装置に関する技術として、特許文献1には、入射した放射線の強度に応じた発光を行う第1層と、前記第1層から出力された光を電気エネルギーに変換する有機化合物からなる第2層と、前記第2層で得られた電気エネルギーに基づく信号の出力を行う第3層と、を有する撮像パネルが開示されている。 As a technique related to this type of radiographic imaging apparatus, Patent Document 1 discloses a first layer that emits light according to the intensity of incident radiation, and an organic compound that converts light output from the first layer into electrical energy. There is disclosed an imaging panel having a second layer made of a third layer and a third layer for outputting a signal based on electric energy obtained in the second layer.
また、特許文献2には、接着剤によってシンチレータを筐体の天板に貼り付ける技術が開示されている。
しかしながら、上記特許文献1に開示されている技術では、放射線検出器(撮像パネル)と筐体との間が離間しているため、放射線画像撮影装置の薄型化および軽量化が必ずしも十分に行えるとは限らない、という問題点があった。 However, in the technique disclosed in Patent Document 1, since the radiation detector (imaging panel) and the housing are separated from each other, the radiographic imaging device can be sufficiently thinned and lightened. There was a problem that it was not limited.
これに対し、上記特許文献2に開示されている技術では、シンチレータを筐体の天板に貼り付けているため、放射線画像撮影装置の薄型化には寄与できるものの、放射線画像の撮影対象となる被写体による衝撃を放射線検出器で直に受けることになるため、耐衝撃性が要求される、という問題点があった。
On the other hand, in the technique disclosed in
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、薄型化や軽量化を図りつつ、耐衝撃性を向上させることのできる放射線画像撮影装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a radiographic imaging apparatus capable of improving impact resistance while achieving reduction in thickness and weight.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の放射線画像撮影装置は、放射線が照射されることにより光を発生する発光層、および当該発光層で発生した光を受光することにより電荷が発生する有機光電変換材料を含んで構成されたセンサ部が形成された基板を有する放射線検出器と、被写体を透過した放射線が透過する透過面を有すると共に、前記放射線が入射される面の反対側の面に前記放射線検出器が直接的に取り付けられた天板と、を備えている。 In order to achieve the above object, the radiographic imaging device according to claim 1 generates a charge by receiving a light emitting layer that generates light when irradiated with radiation, and light generated by the light emitting layer. A radiation detector having a substrate on which a sensor unit including an organic photoelectric conversion material is formed, a transmission surface through which the radiation transmitted through the subject is transmitted, and on the opposite side of the surface on which the radiation is incident And a top plate on which the radiation detector is directly attached.
請求項1記載の放射線画像撮影装置は、放射線が照射されることにより光を発生する発光層、および当該発光層で発生した光を受光することにより電荷が発生する有機光電変換材料を含んで構成されたセンサ部が形成された基板を有する放射線検出器が、被写体を透過した放射線が透過する透過面を有する天板の前記放射線が入射される面の反対側の面に直接的に取り付けられる。 The radiographic imaging device according to claim 1 includes a light emitting layer that generates light when irradiated with radiation, and an organic photoelectric conversion material that generates electric charges when receiving light generated in the light emitting layer. The radiation detector having the substrate on which the sensor unit is formed is directly attached to the surface opposite to the surface on which the radiation is incident on the top plate having a transmission surface through which the radiation transmitted through the subject is transmitted.
すなわち、本発明では、放射線検出器として、そのセンサ部が耐荷重性や耐落下衝撃性に優れた有機光電変換材料を含んで構成されたものを適用する一方、当該放射線検出器を天板に直接的に取り付けることにより、放射線画像撮影装置の耐衝撃性を向上させるようにしている。 That is, in the present invention, as the radiation detector, one in which the sensor portion includes an organic photoelectric conversion material having excellent load resistance and drop impact resistance is applied, while the radiation detector is used as a top plate. By directly attaching, the impact resistance of the radiographic imaging device is improved.
また、本発明では、このように耐衝撃性を向上させることができるため、本発明を適用しない場合に比較して、天板の厚みを薄くしたり、天板を構成する材料を軽量で剛性の低いものとしたりすることができる結果、薄型化や軽量化を図ることができるようにしている。 In addition, since the impact resistance can be improved in this way in the present invention, the top plate is made thinner or the material constituting the top plate is lighter and more rigid than when the present invention is not applied. As a result, the thickness can be reduced and the weight can be reduced.
このように、請求項1に記載の放射線画像撮影装置によれば、放射線が照射されることにより光を発生する発光層、および当該発光層で発生した光を受光することにより電荷が発生する有機光電変換材料を含んで構成されたセンサ部が形成された基板を有する放射線検出器が、被写体を透過した放射線が透過する透過面を有する天板の前記放射線が入射される面の反対側の面に直接的に取り付けられているので、薄型化や軽量化を図りつつ、耐衝撃性を向上させることができる。 Thus, according to the radiographic imaging device of claim 1, the light emitting layer that generates light when irradiated with radiation, and the organic that generates charges by receiving the light generated in the light emitting layer. A radiation detector having a substrate on which a sensor unit including a photoelectric conversion material is formed has a transmission surface through which a radiation transmitted through a subject is transmitted. Therefore, the impact resistance can be improved while reducing the thickness and weight.
なお、本発明は、請求項2に記載の発明のように、前記放射線検出器の前記基板が、前記センサ部で発生された電荷を読み出すためのスイッチング素子がさらに形成されていてもよい。
In the present invention, as in the invention described in
また、本発明は、請求項3に記載の発明のように、前記天板が、前記放射線検出器の前記基板が直接的に取り付けられていてもよい。これにより、撮影によって得られる放射線画像の分解能を高くすることができると共に、放射線に対する感度の低下を抑えることができる。
In the present invention, as in the invention described in
また、本発明は、請求項4に記載の発明のように、前記基板が、プラスチック樹脂、アラミド、バイオナノファイバの何れかにより構成されていてもよい。これにより、放射線検出器の剛性を高くすることができる結果、天板を薄くすることができる。
In the present invention, as in the invention described in
また、請求項2に記載の発明は、請求項5に記載の発明のように、前記スイッチング素子を、活性層に非晶質酸化物を含んで構成された薄膜トランジスタとしてもよい。これにより、当該スイッチング素子により放射線を吸収しないか、あるいは吸収したとしても極めて微量に留まるため、当該スイッチング素子におけるノイズの発生を効果的に抑制することができる。 According to a second aspect of the present invention, as in the fifth aspect of the present invention, the switching element may be a thin film transistor having an active layer containing an amorphous oxide. As a result, radiation is not absorbed by the switching element, or even if it is absorbed, the amount of the radiation remains very small, and generation of noise in the switching element can be effectively suppressed.
また、本発明は、請求項6に記載の発明のように、前記天板が、強化繊維樹脂を含む材料により構成されていてもよい。これにより、天板をカーボン単体等で構成した場合に比較して、天板の強度を高くすることができる。 Moreover, as for this invention, the said top plate may be comprised with the material containing a reinforced fiber resin like the invention of Claim 6. Thereby, compared with the case where a top plate is comprised with a carbon single-piece | unit etc., the intensity | strength of a top plate can be made high.
特に、請求項6に記載の発明は、請求項7に記載の発明のように、前記強化繊維樹脂が、炭素繊維強化プラスチックであるものとしてもよい。これにより、天板をカーボン単体等で構成した場合に比較して、天板の熱伝導性を高くすることができる結果、放射線検出器により得られた放射線画像の温度むらに起因する画像むらを抑制することができる。 Particularly, in the invention described in claim 6, as in the invention described in claim 7, the reinforcing fiber resin may be a carbon fiber reinforced plastic. As a result, it is possible to increase the thermal conductivity of the top plate as compared with the case where the top plate is made of carbon alone, and as a result, image unevenness due to temperature unevenness of the radiation image obtained by the radiation detector is reduced. Can be suppressed.
また、本発明は、請求項8に記載の発明のように、放射線画像の撮影時における前記放射線検出器の湾曲の度合いを計測する計測手段と、前記計測手段による計測結果に応じて、前記放射線検出器によって得られた画像情報により示される放射線画像の歪みを補正する補正手段と、をさらに備えてもよい。これにより、放射線検出器が湾曲した場合であっても、当該湾曲に起因する放射線画像の歪みを抑制することができる。
Further, according to the present invention, as in the invention described in
また、本発明は、請求項9に記載の発明のように、前記放射線検出器が、前記天板に離間可能に取り付けられていてもよい。これにより、効率的に筐体の交換を行うことができる。
In the present invention, as in the invention described in
また、本発明は、請求項10に記載の発明のように、前記放射線検出器と前記天板との間に内部空間が形成されるように前記放射線検出器を前記天板に対して接着する接着部材と、前記内部空間および外部を連通すると共に、外部から前記内部空間への異物の混入を阻止する通気手段と、をさらに備えてもよい。
Further, according to the present invention, as in the invention described in
本発明によれば、接着部材を用いて放射線検出器および天板の間に内部空間が形成されるように放射線検出器を天板に接着しているので、放射線検出器および天板に対する接着部材の接触面に空気が残存していても、その残存していた空気を内部空間に逃がすことができる。また、通気手段にて内部空間と外部とが連通しているので、気圧が変化した場合でも、内部空間の圧力と外部の気圧とを一定に保つことができる。そのため、気圧変化によって天板に対する放射線検出器の接着性が低下することを防止することができる。 According to the present invention, since the radiation detector is bonded to the top plate so that an internal space is formed between the radiation detector and the top plate using the adhesive member, the contact of the adhesive member to the radiation detector and the top plate is achieved. Even if air remains on the surface, the remaining air can be released to the internal space. Further, since the internal space communicates with the outside through the ventilation means, the pressure in the internal space and the external atmospheric pressure can be kept constant even when the atmospheric pressure changes. Therefore, it can prevent that the adhesiveness of the radiation detector with respect to a top plate falls by atmospheric pressure change.
また、通気手段は、外部から内部空間への異物の混入を阻止するので、前記内部空間に放射線を吸収する金属片等の異物が混入して放射線画像に表示される懸念を排除することができる。従って、放射線画像の品質低下に繋がる異物混入を抑えることができる。 Further, since the ventilation means prevents foreign matters from entering the internal space from the outside, it is possible to eliminate the concern that foreign matters such as metal pieces that absorb radiation enter the internal space and are displayed in the radiation image. . Accordingly, it is possible to suppress the contamination of foreign matters that leads to the deterioration of the quality of the radiation image.
特に、請求項10に記載の発明は、請求項11に記載の発明のように、前記通気手段が、前記接着部材に形成されて前記内部空間および外部を曲がった状態で連通する連通路であってもよい。
In particular, the invention described in
本発明によれば、連通路が曲がっているので、外部から連通路に空気と共に異物が流入した場合でも、前記異物が内部空間に混入することを防止することができる。なぜなら、異物の質量が空気の質量よりも大きいので、連通路の曲がっている部位を流通する空気の流れに前記異物が追従することはできないからである。また、連通路が接着部材に形成されているので、前記異物が連通路の壁面に付着し易くなる。従って、連通路の曲がっている部位で空気の流れに追従できなくなった異物が接着性を持った連通路の壁面で確実に捕捉される。これにより、内部空間への異物の混入をより一層確実に防止することができる。 According to the present invention, since the communication path is bent, it is possible to prevent the foreign matter from entering the internal space even when foreign matter flows into the communication path from the outside together with air. This is because the mass of the foreign matter is larger than the mass of air, so that the foreign matter cannot follow the flow of air flowing through the bent portion of the communication path. Further, since the communication path is formed in the adhesive member, the foreign matter is likely to adhere to the wall surface of the communication path. Accordingly, the foreign matter that can no longer follow the air flow at the bent portion of the communication passage is reliably captured by the wall surface of the communication passage having adhesiveness. As a result, it is possible to more reliably prevent foreign matter from entering the internal space.
また、請求項10に記載の発明は、請求項12に記載の発明のように、前記通気手段が、前記接着部材に形成されて前記内部空間および外部を連通する連通路と、前記連通路と外部との間の空気の流れを許可し、かつ外部から前記連通路への異物の混入を阻止するフィルタ部材と、が設けられていてもよい。これにより、内部空間および外部の連通と、外部から内部空間への異物の混入の阻止とを簡易な構成で実現することができる。 According to a tenth aspect of the present invention, as in the twelfth aspect of the present invention, the venting means is formed in the adhesive member so as to communicate the internal space and the outside, and the communication path. There may be provided a filter member that permits the flow of air between the outside and prevents foreign matter from entering the communication path from the outside. Thereby, it is possible to realize communication between the internal space and the outside and prevention of foreign matter from entering the internal space from the outside with a simple configuration.
また、請求項10から請求項12の何れか1項に記載の発明は、請求項13に記載の発明のように、前記接着部材が、外的要因が作用することにより接着力が変化する材質で構成されていてもよい。
Further, in the invention according to any one of
本発明によれば、接着部材の接着力を変化させることができるので、例えば、放射線検出器を天板から剥離する場合に前記接着部材の接着力を低下させたり、前記放射線検出器を前記天板に接着する場合に前記接着部材の接着力を上昇させたりすることができる。これにより、放射線検出器の天板からの剥離時に当該放射線検出器が破損したり、天板に接着されている放射線検出器が剥離したりする懸念を排除することができる。 According to the present invention, since the adhesive force of the adhesive member can be changed, for example, when the radiation detector is peeled from the top plate, the adhesive force of the adhesive member is reduced, or the radiation detector is attached to the top. When adhering to a board, the adhesive force of the said adhesive member can be raised. As a result, it is possible to eliminate the concern that the radiation detector is damaged when the radiation detector is peeled from the top plate, or that the radiation detector bonded to the top plate is peeled off.
さらに、本発明は、請求項14に記載の発明のように、前記天板が、前記放射線検出器を収容する筐体の一部を構成してもよい。これにより、天板を筐体とは別に構成する場合に比較して、より簡易に天板を構成することができる。
Furthermore, in the present invention, as in the invention described in
本発明の放射線画像撮影装置によれば、放射線が照射されることにより光を発生する発光層、および当該発光層で発生した光を受光することにより電荷が発生する有機光電変換材料を含んで構成されたセンサ部が形成された基板を有する放射線検出器が、被写体を透過した放射線が透過する透過面を有する天板の前記放射線が入射される面の反対側の面に直接的に取り付けられているので、薄型化や軽量化を図りつつ、耐衝撃性を向上させることができる、という効果が得られる。 According to the radiographic imaging device of the present invention, it is configured to include a light emitting layer that generates light when irradiated with radiation, and an organic photoelectric conversion material that generates electric charge by receiving light generated in the light emitting layer. The radiation detector having the substrate on which the sensor unit is formed is directly attached to the surface opposite to the surface on which the radiation is incident on the top plate having a transmission surface through which the radiation transmitted through the subject is transmitted. Therefore, it is possible to improve the impact resistance while reducing the thickness and weight.
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1の実施の形態]
まず、本実施の形態に係る間接変換方式の放射線検出器20の構成について説明する。
[First Embodiment]
First, the configuration of the indirect
図1は、本発明の一実施形態である放射線検出器20の3画素部分の構成を概略的に示す断面模式図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view schematically showing a configuration of three pixel portions of a
この放射線検出器20は、絶縁性の基板1上に、信号出力部14、センサ部13、およびシンチレータ8が順次積層しており、信号出力部14、センサ部13により画素部が構成されている。画素部は、基板1上に複数配列されており、各画素部における信号出力部14とセンサ部13とが重なりを有するように構成されている。
In the
シンチレータ8は、センサ部13上に透明絶縁膜7を介して形成されており、上方(基板1の反対側)から入射してくる放射線を光に変換して発光する蛍光体を成膜したものである。このようなシンチレータ8を設けることで、被写体を透過した放射線を吸収して発光することになる。
The
シンチレータ8が発する光の波長域は、可視光域(波長360nm〜830nm)であることが好ましく、この放射線検出器20によってモノクロ撮像を可能とするためには、緑色の波長域を含んでいることがより好ましい。
The wavelength range of light emitted by the
シンチレータ8に用いる蛍光体としては、具体的には、放射線としてX線を用いて撮像する場合、ヨウ化セシウム(CsI)を含むものが好ましく、X線照射時の発光スペクトルが420nm〜700nmにあるCsI(Tl)(タリウムが添加されたヨウ化セシウム)を用いることが特に好ましい。なお、CsI(Tl)の可視光域における発光ピーク波長は565nmである。
Specifically, the phosphor used in the
シンチレータ8は、例えば、CsI(Tl)等の柱状結晶で形成しようとする場合、蒸着基板への蒸着によって形成されてもよい。このように蒸着によってシンチレータ8を形成する場合、蒸着基板は、X線の透過率、コストの面からAlの板がよく使用されるがこれに限定されるものではない。なお、シンチレータ8としてGOSを用いる場合、蒸着基板を用いずに、後述するTFT基板30の表面にGOSを塗布することにより、シンチレータ8を形成してもよい。
The
センサ部13は、上部電極6、下部電極2、および当該上下の電極間に配置された光電変換膜4を有し、光電変換膜4は、シンチレータ8が発する光を吸収して電荷が発生する有機光電変換材料により構成されている。
The
上部電極6は、シンチレータ8により生じた光を光電変換膜4に入射させる必要があるため、少なくともシンチレータ8の発光波長に対して透明な導電性材料で構成することが好ましく、具体的には、可視光に対する透過率が高く、抵抗値が小さい透明導電性酸化物(TCO;Transparent Conducting Oxide)を用いることが好ましい。なお、上部電極6としてAuなどの金属薄膜を用いることもできるが、透過率を90%以上得ようとすると抵抗値が増大し易いため、TCOの方が好ましい。例えば、ITO、IZO、AZO、FTO、SnO2、TiO2、ZnO2等を好ましく用いることができ、プロセス簡易性、低抵抗性、透明性の観点からはITOが最も好ましい。なお、上部電極6は、全画素部で共通の一枚構成としてもよく、画素部毎に分割してもよい。
Since it is necessary for the upper electrode 6 to cause the light generated by the
光電変換膜4は、有機光電変換材料を含み、シンチレータ8から発せられた光を吸収し、吸収した光に応じた電荷を発生する。このように有機光電変換材料を含む光電変換膜4であれば、可視域にシャープな吸収スペクトルを持ち、シンチレータ8による発光以外の電磁波が光電変換膜4に吸収されることがほとんどなく、X線等の放射線が光電変換膜4で吸収されることによって発生するノイズを効果的に抑制することができる。
The
光電変換膜4を構成する有機光電変換材料は、シンチレータ8で発光した光を最も効率よく吸収するために、その吸収ピーク波長が、シンチレータ8の発光ピーク波長と近いほど好ましい。有機光電変換材料の吸収ピーク波長とシンチレータ8の発光ピーク波長とが一致することが理想的であるが、双方の差が小さければシンチレータ8から発された光を十分に吸収することが可能である。具体的には、有機光電変換材料の吸収ピーク波長と、シンチレータ8の放射線に対する発光ピーク波長との差が、10nm以内であることが好ましく、5nm以内であることがより好ましい。
The organic photoelectric conversion material constituting the
このような条件を満たすことが可能な有機光電変換材料としては、例えばキナクリドン系有機化合物およびフタロシアニン系有機化合物が挙げられる。例えばキナクリドンの可視域における吸収ピーク波長は560nmであるため、有機光電変換材料としてキナクリドンを用い、シンチレータ8の材料としてCsI(Tl)を用いれば、上記ピーク波長の差を5nm以内にすることが可能となり、光電変換膜4で発生する電荷量をほぼ最大にすることができる。
Examples of the organic photoelectric conversion material that can satisfy such conditions include quinacridone-based organic compounds and phthalocyanine-based organic compounds. For example, since the absorption peak wavelength in the visible region of quinacridone is 560 nm, if quinacridone is used as the organic photoelectric conversion material and CsI (Tl) is used as the material of the
次に、本実施の形態に係る放射線検出器20に適用可能な光電変換膜4について具体的に説明する。
Next, the
本発明に係る放射線検出器20における電磁波吸収/光電変換部位は、1対の電極2,6と、当該電極2,6間に挟まれた有機光電変換膜4を含む有機層により構成することができる。この有機層は、より具体的には、電磁波を吸収する部位、光電変換部位、電子輸送部位、正孔輸送部位、電子ブロッキング部位、正孔ブロッキング部位、結晶化防止部位、電極、および層間接触改良部位等の積み重ね、もしくは混合により形成することができる。
The electromagnetic wave absorption / photoelectric conversion site in the
上記有機層は、有機p型化合物または有機n型化合物を含有することが好ましい。 The organic layer preferably contains an organic p-type compound or an organic n-type compound.
有機p型半導体(化合物)は、主に正孔輸送性有機化合物に代表されるドナー性有機半導体(化合物)であり、電子を供与しやすい性質がある有機化合物をいう。さらに詳しくは2つの有機材料を接触させて用いたときにイオン化ポテンシャルの小さい方の有機化合物をいう。したがって、ドナー性有機化合物としては、電子供与性のある有機化合物であれば、いずれの有機化合物も使用可能である。 The organic p-type semiconductor (compound) is a donor organic semiconductor (compound) mainly represented by a hole-transporting organic compound and refers to an organic compound having a property of easily donating electrons. More specifically, an organic compound having a smaller ionization potential when two organic materials are used in contact with each other. Accordingly, any organic compound can be used as the donor organic compound as long as it is an electron-donating organic compound.
有機n型半導体(化合物)は、主に電子輸送性有機化合物に代表されるアクセプター性有機半導体(化合物)であり、電子を受容しやすい性質がある有機化合物をいう。さらに詳しくは、2つの有機化合物を接触させて用いたときに電子親和力の大きい方の有機化合物をいう。したがって、アクセプター性有機化合物は、電子受容性のある有機化合物であれば、いずれの有機化合物も使用可能である。 An organic n-type semiconductor (compound) is an acceptor organic semiconductor (compound) mainly represented by an electron-transporting organic compound and refers to an organic compound having a property of easily accepting electrons. More specifically, the organic compound having the higher electron affinity when two organic compounds are used in contact with each other. Accordingly, as the acceptor organic compound, any organic compound can be used as long as it is an electron-accepting organic compound.
この有機p型半導体および有機n型半導体として適用可能な材料、および光電変換膜4の構成については、特開2009−32854号公報において詳細に説明されているため、説明を省略する。なお、光電変換膜4は、さらにフラーレン若しくはカーボンナノチューブを含有させて形成してもよい。
The materials applicable as the organic p-type semiconductor and organic n-type semiconductor and the configuration of the
光電変換膜4の厚みは、シンチレータ8からの光を吸収する点では膜厚は大きいほど好ましいが、ある程度以上厚くなると光電変換膜4の両端から印加されるバイアス電圧により光電変換膜4に発生する電界の強度が低下して電荷が収集できなくなるため、30nm以上300nm以下が好ましく、より好ましくは、50nm以上250nm以下、特に好ましくは80nm以上200nm以下である。
The thickness of the
なお、図1に示す放射線検出器20では、光電変換膜4は、全画素部で共通の一枚構成であるが、画素部毎に分割してもよい。
In the
下部電極2は、画素部毎に分割された薄膜とする。下部電極2は、透明または不透明の導電性材料で構成することができ、アルミニウム、銀等を好適に用いることができる。
The
下部電極2の厚みは、例えば、30nm以上300nm以下とすることができる。
The thickness of the
センサ部13では、上部電極6と下部電極2の間に所定のバイアス電圧を印加することで、光電変換膜4で発生した電荷(正孔、電子)のうちの一方を上部電極6に移動させ、他方を下部電極2に移動させることができる。本実施の形態の放射線検出器20では、上部電極6に配線が接続され、この配線を介してバイアス電圧が上部電極6に印加されるものとする。また、バイアス電圧は、光電変換膜4で発生した電子が上部電極6に移動し、正孔が下部電極2に移動するように極性が決められているものとするが、この極性は逆であってもよい。
In the
各画素部を構成するセンサ部13は、少なくとも下部電極2、光電変換膜4、および上部電極6を含んでいればよいが、暗電流の増加を抑制するため、電子ブロッキング膜3および正孔ブロッキング膜5の少なくともいずれかを設けることが好ましく、両方を設けることがより好ましい。
The
電子ブロッキング膜3は、下部電極2と光電変換膜4との間に設けることができ、下部電極2と上部電極6間にバイアス電圧を印加したときに、下部電極2から光電変換膜4に電子が注入されて暗電流が増加してしまうのを抑制することができる。
The
電子ブロッキング膜3には、電子供与性有機材料を用いることができる。
An electron donating organic material can be used for the
実際に電子ブロッキング膜3に用いる材料は、隣接する電極の材料および隣接する光電変換膜4の材料等に応じて選択すればよく、隣接する電極の材料の仕事関数(Wf)より1.3eV以上電子親和力(Ea)が大きく、かつ、隣接する光電変換膜4の材料のイオン化ポテンシャル(Ip)と同等のIpもしくはそれより小さいIpを持つものが好ましい。この電子供与性有機材料として適用可能な材料については、特開2009−32854号公報において詳細に説明されているため、説明を省略する。
The material actually used for the
電子ブロッキング膜3の厚みは、暗電流抑制効果を確実に発揮させるとともに、センサ部13の光電変換効率の低下を防ぐため、10nm以上200nm以下が好ましく、さらに好ましくは30nm以上150nm以下、特に好ましくは50nm以上100nm以下である。
The thickness of the
正孔ブロッキング膜5は、光電変換膜4と上部電極6との間に設けることができ、下部電極2と上部電極6間にバイアス電圧を印加したときに、上部電極6から光電変換膜4に正孔が注入されて暗電流が増加してしまうのを抑制することができる。
The hole blocking film 5 can be provided between the
正孔ブロッキング膜5には、電子受容性有機材料を用いることができる。 An electron-accepting organic material can be used for the hole blocking film 5.
正孔ブロッキング膜5の厚みは、暗電流抑制効果を確実に発揮させるとともに、センサ部13の光電変換効率の低下を防ぐため、10nm以上200nm以下が好ましく、さらに好ましくは30nm以上150nm以下、特に好ましくは50nm以上100nm以下である。
The thickness of the hole blocking film 5 is preferably 10 nm or more and 200 nm or less, more preferably 30 nm or more and 150 nm or less, and particularly preferably, in order to surely exhibit the dark current suppressing effect and prevent a decrease in photoelectric conversion efficiency of the
実際に正孔ブロッキング膜5に用いる材料は、隣接する電極の材料および隣接する光電変換膜4の材料等に応じて選択すればよく、隣接する電極の材料の仕事関数(Wf)より1.3eV以上イオン化ポテンシャル(Ip)が大きく、かつ、隣接する光電変換膜4の材料の電子親和力(Ea)と同等のEaもしくはそれより大きいEaを持つものが好ましい。この電子受容性有機材料として適用可能な材料については、特開2009−32854号公報において詳細に説明されているため、説明を省略する。
The material actually used for the hole blocking film 5 may be selected according to the material of the adjacent electrode, the material of the adjacent
なお、光電変換膜4で発生した電荷のうち、正孔が上部電極6に移動し、電子が下部電極2に移動するようにバイアス電圧を設定する場合には、電子ブロッキング膜3と正孔ブロッキング膜5の位置を逆にすればよい。また、電子ブロッキング膜3と正孔ブロッキング膜5は両方設けなくてもよく、いずれかを設けておけば、ある程度の暗電流抑制効果を得ることができる。
In addition, when a bias voltage is set so that holes move to the upper electrode 6 and electrons move to the
各画素部の下部電極2下方の基板1の表面には信号出力部14が形成されている。
A
図2には、信号出力部14の構成が概略的に示されている。
FIG. 2 schematically shows the configuration of the
下部電極2に対応して、下部電極2に移動した電荷を蓄積するコンデンサ9と、コンデンサ9に蓄積された電荷を電気信号に変換して出力する電界効果型薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、以下、単に薄膜トランジスタという場合がある。)10が形成されている。コンデンサ9および薄膜トランジスタ10の形成された領域は、平面視において下部電極2と重なる部分を有しており、このような構成とすることで、各画素部における信号出力部14とセンサ部13とが厚さ方向で重なりを有することとなる。なお、放射線検出器20(画素部)の平面積を最小にするために、コンデンサ9および薄膜トランジスタ10の形成された領域が下部電極2によって完全に覆われていることが望ましい。
Corresponding to the
コンデンサ9は、基板1と下部電極2との間に設けられた絶縁膜11を貫通して形成された導電性材料の配線を介して対応する下部電極2と電気的に接続されている。これにより、下部電極2で捕集された電荷をコンデンサ9に移動させることができる。
The
薄膜トランジスタ10は、ゲート電極15、ゲート絶縁膜16、および活性層(チャネル層)17が積層され、さらに、活性層17上にソース電極18とドレイン電極19が所定の間隔を開けて形成されている。活性層17は、例えば、アモルファスシリコンや非晶質酸化物、有機半導体材料、カーボンナノチューブなどにより形成することができる。なお、活性層17を構成する材料は、これらに限定されるものではない。
In the
活性層17を構成可能な非晶質酸化物としては、In、GaおよびZnのうちの少なくとも1つを含む酸化物(例えばIn−O系)が好ましく、In、GaおよびZnのうちの少なくとも2つを含む酸化物(例えばIn−Zn−O系、In−Ga−O系、Ga−Zn−O系)がより好ましく、In、GaおよびZnを含む酸化物が特に好ましい。In−Ga−Zn−O系非晶質酸化物としては、結晶状態における組成がInGaO3(ZnO)m(mは6未満の自然数)で表される非晶質酸化物が好ましく、特に、InGaZnO4がより好ましい。なお、活性層17を構成可能な非晶質酸化物は、これらに限定されるものではない。
The amorphous oxide that can form the
活性層17を構成可能な有機半導体材料としては、フタロシアニン化合物や、ペンタセン、バナジルフタロシアニン等を挙げることができるがこれらに限定されるものではない。なお、フタロシアニン化合物の構成については、特開2009−212389号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。
Examples of the organic semiconductor material that can form the
薄膜トランジスタ10の活性層17を非晶質酸化物や有機半導体材料、カーボンナノチューブで形成したものとすれば、X線等の放射線を吸収せず、あるいは吸収したとしても極めて微量に留まるため、信号出力部14におけるノイズの発生を効果的に抑制することができる。
If the
また、活性層17をカーボンナノチューブで形成した場合、薄膜トランジスタ10のスイッチング速度を高速化することができ、また、可視光域での光の吸収度合の低い薄膜トランジスタ10を形成できる。なお、カーボンナノチューブで活性層17を形成する場合、活性層17に極微量の金属性不純物を混入するだけで、薄膜トランジスタ10の性能は著しく低下するため、遠心分離などにより極めて高純度のカーボンナノチューブを分離・抽出して形成する必要がある。
When the
ここで、薄膜トランジスタ10の活性層17を構成する非晶質酸化物、有機半導体材料、カーボンナノチューブや、光電変換膜4を構成する有機光電変換材料は、いずれも低温での成膜が可能である。従って、基板1としては、半導体基板、石英基板、およびガラス基板等の耐熱性の高い基板に限定されず、プラスチック等の可撓性基板や、アラミド、バイオナノファイバを用いることもできる。具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ(クロロトリフルオロエチレン)等の可撓性基板を用いることができる。このようなプラスチック製の可撓性基板を用いれば、軽量化を図ることもでき、例えば持ち運び等に有利となる。
Here, any of the amorphous oxides, organic semiconductor materials, carbon nanotubes constituting the
また、基板1には、絶縁性を確保するための絶縁層、水分や酸素の透過を防止するためのガスバリア層、平坦性あるいは電極等との密着性を向上するためのアンダーコート層等を設けてもよい。 In addition, the substrate 1 is provided with an insulating layer for ensuring insulation, a gas barrier layer for preventing permeation of moisture and oxygen, an undercoat layer for improving flatness or adhesion to electrodes, and the like. May be.
一方、アラミドは、200度以上の高温プロセスを適用できるために透明電極材料を高温硬化させて低抵抗化でき、また、ハンダのリフロー工程を含むドライバICの自動実装にも対応できる。また、アラミドは、ITO(Indium Tin Oxide)やガラス基板と熱膨張係数が近いため、製造後の反りが少なく、割れにくい。また、アラミドは、ガラス基板等と比べて薄く基板を形成できる。なお、超薄型ガラス基板とアラミドを積層して基板を形成してもよい。 On the other hand, since aramid can be applied at a high temperature process of 200 ° C. or more, the transparent electrode material can be cured at a high temperature to reduce its resistance, and it can also be used for automatic mounting of a driver IC including a solder reflow process. Moreover, since aramid has a thermal expansion coefficient close to that of ITO (Indium Tin Oxide) or a glass substrate, there is little warping after manufacturing and it is difficult to crack. In addition, aramid can form a substrate thinner than a glass substrate or the like. The substrate may be formed by laminating an ultrathin glass substrate and aramid.
また、バイオナノファイバは、バクテリア(酢酸菌、Acetobacter Xylinum)が産出するセルロースミクロフィブリル束(バクテリアセルロース)と透明樹脂との複合したものである。セルロースミクロフィブリル束は、幅50nmと可視光波長に対して1/10のサイズで、かつ高強度、高弾性、低熱膨張である。バクテリアセルロースにアクリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂を含浸・硬化させることで、繊維を60〜70%も含有しながら、波長500nmで約90%の光透過率を示すバイオナノファイバが得られる。バイオナノファイバは、シリコン結晶に匹敵する低い熱膨張係数(3〜7ppm)を有し、鋼鉄並の強度(460MPa)、高弾性(30GPa)で、かつフレキシブルであることから、ガラス基板等と比べて薄く基板1を形成できる。 The bionanofiber is a composite of a cellulose microfibril bundle (bacterial cellulose) produced by bacteria (Acetobacter Xylinum) and a transparent resin. The cellulose microfibril bundle has a width of 50 nm and a size of 1/10 of the visible light wavelength, and has high strength, high elasticity, and low thermal expansion. By impregnating and curing a transparent resin such as an acrylic resin or an epoxy resin in bacterial cellulose, a bio-nanofiber having a light transmittance of about 90% at a wavelength of 500 nm can be obtained while containing 60 to 70% of the fiber. Bionanofiber has a low coefficient of thermal expansion (3-7ppm) comparable to silicon crystals, and is as strong as steel (460MPa), highly elastic (30GPa), and flexible, compared to glass substrates, etc. The substrate 1 can be formed thinly.
本実施の形態では、基板1上に、信号出力部14、センサ部13、透明絶縁膜7を順に形成することによりTFT基板30を形成し、当該TFT基板30上に光吸収性の低い接着樹脂等を用いてシンチレータ8を貼り付けることにより放射線検出器20を形成している。
In the present embodiment, the
図3に示すように、TFT基板30には、上述したセンサ部13、コンデンサ9、および薄膜トランジスタ10を含んで構成される画素32が一定方向(図3の行方向)、および当該一定方向に対する交差方向(図3の列方向)に2次元状に複数設けられている。
As shown in FIG. 3, the
また、放射線検出器20には、上記一定方向(行方向)に延設され、各薄膜トランジスタ10をオン・オフさせるための複数本のゲート配線34と、上記交差方向(列方向)に延設され、オン状態の薄膜トランジスタ10を介して電荷を読み出すための複数本のデータ配線36と、が設けられている。
Further, the
放射線検出器20は、平板状で、かつ平面視において外縁に4辺を有する四辺形状、より具体的には、矩形状に形成されている。
The
次に、この放射線検出器20を内蔵し、放射線画像を撮影する可搬型の放射線画像撮影装置(以下、電子カセッテという。)40の構成について説明する。
Next, the configuration of a portable radiographic image capturing apparatus (hereinafter referred to as an electronic cassette) 40 that incorporates the
図4には、本実施の形態に係る電子カセッテ40の構成を示す斜視図が示されている。
FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of the
同図に示すように、本実施の形態に係る電子カセッテ40は、放射線を透過させる材料からなる平板状の筐体41を備えており、防水性、密閉性を有する構造とされている。筐体41の内部には、種々の部品を収容する空間(外部空間)Aが形成されており、当該空間内には、放射線Xが照射される筐体41の照射面側から、被写体を透過した放射線Xを検出する放射線検出器20、および放射線Xのバック散乱線を吸収する鉛板43が順に配設されている。
As shown in the figure, an
ここで、本実施の形態に係る電子カセッテ40では、筐体41の平板状の一方の面の放射線検出器20の配設位置に対応する領域が放射線を検出可能な四辺形状の撮影領域41Aとされている。この筐体41の撮影領域41Aを有する面が電子カセッテ40における天板41Bとされており、本実施の形態に係る電子カセッテ40では、図5に示すように、放射線検出器20が、TFT基板30が天板41B側となるように配置され、当該天板41Bの筐体41における内側の面(天板41Bの放射線が入射される面の反対側の面)に貼り付けられている。
Here, in the
ところで、本実施の形態に係る電子カセッテ40は、放射線検出器20の放射線入射方向に対する歪みに起因して生じる、撮影によって得られた画像情報により示される放射線画像の歪みを補正する画像補正機能を有している。このため、本実施の形態に係る電子カセッテ40では、放射線検出器20のシンチレータ8の下面側の中央部に当該放射線検出器20の歪み量を検出するための歪みゲージ46が接着されている。
By the way, the
また、筐体41の内部の一端側には、放射線検出器20と重ならない位置(撮影領域41Aの範囲外)に、後述するカセッテ制御部58や電源部70(共に図9参照。)を収容するケース42が配置されている。
Also, a
筐体41は、電子カセッテ40全体の軽量化を図るために、例えば、カーボンファイバ(炭素繊維)、アルミニウム、マグネシウム、バイオナノファイバ(セルロースミクロフィブリル)、または複合材料等で構成されている。
The
複合材料としては、例えば、強化繊維樹脂を含む材料が用いられ、強化繊維樹脂には、カーボンやセルロース等が含まれる。具体的には、複合材料としては、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)や、発泡材をCFRPでサンドイッチした構造のもの、または発泡材の表面にCFRPをコーティングしたもの等が用いられる。なお、本実施の形態では、発泡材をCFRPでサンドイッチした構造のものが用いられている。これにより、筐体41をカーボン単体で構成した場合と比較して、筐体41の強度(剛性)を高めることができる。 As the composite material, for example, a material including a reinforced fiber resin is used, and the reinforced fiber resin includes carbon, cellulose, and the like. Specifically, as the composite material, carbon fiber reinforced plastic (CFRP), a structure in which a foamed material is sandwiched with CFRP, or a material in which the surface of the foamed material is coated with CFRP is used. In the present embodiment, a structure in which a foam material is sandwiched with CFRP is used. Thereby, compared with the case where the housing | casing 41 is comprised with a carbon single-piece | unit, the intensity | strength (rigidity) of the housing | casing 41 can be improved.
一方、筐体41の内部には、天板41Bと対向する背面部41Cの内面に支持体44が配置され、支持体44および天板41Bの間には、放射線検出器20および鉛板43が放射線Xの照射方向にこの順で並んで配置されている。
On the other hand, inside the
支持体44は、軽量化の観点、寸法偏差を吸収する観点から、例えば、発泡材で構成されており、鉛板43を支持する。
The
図5〜図7に示すように、天板41Bの内面には、放射線検出器20のTFT基板30を剥離可能に接着する接着部材80が設けられている。接着部材80としては、例えば、両面テープが用いられる。この場合、両面テープは、一方の接着面の接着力が他方の接着面の接着力よりも強くなるように形成されている。
As shown in FIGS. 5-7, the
具体的には、接着力の弱い面(弱接着面)は、180°ピール接着力で1.0N/cm以下に設定されている。そして、接着力の強い面(強接着面)が天板41Bに接し、弱接着面がTFT基板30に接する。これにより、ねじ等の固定部材等によって放射線検出器20を天板41Bに固定する場合と比べて電子カセッテ40の厚みを薄くすることができる。また、衝撃や荷重で天板41Bが変形しても、放射線検出器20は剛性の高い天板41Bの変形に追従するため、大きな曲率(緩やかな曲がり)しか発生せず、局所的な低曲率で放射線検出器20が破損する可能性が低くなる。さらに、放射線検出器20が天板41Bの剛性の向上に寄与する。また、前記両面テープは、TFT基板30および天板41Bと接する面以外の面にも接着力を有する。
Specifically, the weak adhesive surface (weakly adhesive surface) is set to 1.0 N / cm or less at 180 ° peel adhesive force. Then, the surface having a strong adhesive force (strong adhesion surface) is in contact with the
また、図6に示すように、接着部材80は、帯状に形成された状態で筐体41の側壁に沿って配置されている。これにより、TFT基板30を天板41Bに接着した状態で、TFT基板30および天板41Bの間に内部空間Bが形成される(図5も参照。)。
Further, as shown in FIG. 6, the
図7に示すように、接着部材80には、天板41Bの角部に対応する部位に内部空間Bと外部空間Aを連通する通気手段としての連通路82が形成されている。連通路82は、曲がっており、詳細には、4つの角部84を有している。つまり、連通路82は、折り曲げられるようにして形成されたラビリンス構造を有している。なお、連通路82の折り曲げられた部位(角部84)の折り曲げ角度は、任意に設定することができ、弓なりに曲がっていてもよい。また、連通路82の通路幅dは、空気が流通できる程度の範囲内において、できる限り狭く設定されている。ただし、連通路82の通路幅dは、任意に設定してよい。
As shown in FIG. 7, the
このように、本実施の形態に係る電子カセッテ40では、放射線検出器20を筐体41の天板41Bの内部に貼り付けているため、筐体41が、天板41B側と背面部41C側とで2つに分離可能とされており、放射線検出器20を天板41Bに貼り付けたり、放射線検出器20を天板41Bから剥離したりする際には、筐体41を天板41B側と背面部41C側とで2つに分離した状態とされる。
As described above, in the
なお、本実施の形態では、放射線検出器20の天板41Bへの接着をクリーンルーム等で行わなくてもよい。なぜなら、放射線検出器20および天板41Bの間に放射線を吸収する金属片等の異物が混入した場合に、放射線検出器20を天板41Bから剥離して当該異物を除去できるからである。
In the present embodiment, the
ところで、放射線検出器20を直接把持するようにして天板41Bから放射線検出器20を剥離する場合、筐体41の側壁が邪魔になる。そのため、図8に示すように、放射線検出器20のTFT基板30に耳86を設けてもよい。これにより、作業者は、耳86を把持した状態で放射線検出器20を天板41Bから容易に剥離することができる。なお、耳86は、TFT基板30に固定されていてもよいし、TFT基板30に着脱可能であってもよい。後者の場合、放射線画像の撮影時に耳86が邪魔になる懸念を排除することができる。
By the way, when peeling the
一方、図9には、本実施の形態に係る電子カセッテ40の電気系の要部構成を示すブロック図が示されている。
On the other hand, FIG. 9 is a block diagram showing a main configuration of the electrical system of the
放射線検出器20は、隣り合う2辺の一辺側にゲート線ドライバ52が配置され、他辺側に信号処理部54が配置されている。TFT基板30の個々のゲート配線34はゲート線ドライバ52に接続され、TFT基板30の個々のデータ配線36は信号処理部54に接続されている。
In the
また、筐体41の内部には、画像メモリ56と、カセッテ制御部58と、無線通信部60と、を備えている。
The
TFT基板30の各薄膜トランジスタ10は、ゲート線ドライバ52からゲート配線34を介して供給される信号により行単位で順にオンされ、オン状態とされた薄膜トランジスタ10によって読み出された電荷は、電気信号としてデータ配線36を伝送されて信号処理部54に入力される。これにより、電荷は行単位で順に読み出され、二次元状の放射線画像が取得可能となる。
Each
図示は省略するが、信号処理部54は、個々のデータ配線36毎に、入力される電気信号を増幅する増幅回路およびサンプルホールド回路を備えており、個々のデータ配線36を伝送された電気信号は増幅回路で増幅された後にサンプルホールド回路に保持される。また、サンプルホールド回路の出力側にはマルチプレクサ、A/D(アナログ/デジタル)変換器が順に接続されており、個々のサンプルホールド回路に保持された電気信号はマルチプレクサに順に(シリアルに)入力され、A/D変換器によってデジタルの画像データへ変換される。
Although not shown, the
信号処理部54には画像メモリ56が接続されており、信号処理部54のA/D変換器から出力された画像データは画像メモリ56に順に記憶される。画像メモリ56は所定枚分の画像データを記憶可能な記憶容量を有しており、放射線画像の撮影が行われる毎に、撮影によって得られた画像データが画像メモリ56に順次記憶される。
An
画像メモリ56はカセッテ制御部58と接続されている。カセッテ制御部58はマイクロコンピュータを含んで構成され、CPU(中央処理装置)58A、ROM(Read Only Memory)およびRAM(Random Access Memory)を含むメモリ58B、フラッシュメモリ等からなる不揮発性の記憶部58Cを備えており、電子カセッテ40全体の動作を制御する。
The
また、カセッテ制御部58には、歪みゲージ46が接続され、当該歪みゲージ46における抵抗が組み込まれたホイートストーン・ブリッジを有し、当該ホイートストーン・ブリッジを用いて歪みゲージ46の配設部位における放射線検出器20の歪み量を測定する歪み測定部58Dが備えられており、カセッテ制御部58は、歪みゲージ46の抵抗値の変化量に基づいて、放射線検出器20の平面視中央部の歪み量を把握することができる。
The
さらに、カセッテ制御部58には無線通信部60が接続されている。無線通信部60は、IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.11a/b/g等に代表される無線LAN(Local Area Network)規格に対応しており、無線通信による外部機器との間での各種情報の伝送を制御する。カセッテ制御部58は、無線通信部60を介して、放射線画像の撮影に関する制御を行うコンソールなどの外部装置と無線通信が可能とされており、コンソール等との間で各種情報の送受信が可能とされている。
Further, a
また、電子カセッテ40には電源部70が設けられており、上述した各種回路や各素子(ゲート線ドライバ52、信号処理部54、画像メモリ56、無線通信部60、カセッテ制御部58として機能するマイクロコンピュータ)は、電源部70から供給された電力によって作動する。電源部70は、電子カセッテ40の可搬性を損なわないように、バッテリ(充電可能な二次電池)を内蔵しており、充電されたバッテリから各種回路・素子へ電力を供給する。なお、図9では、電源部70と各種回路や各素子を接続する配線を省略している。
The
ところで、前述したように、本実施の形態に係る電子カセッテ40は、放射線検出器20の放射線入射方向に対する歪みに起因する、撮影によって得られた画像情報により示される放射線画像の歪みを補正する画像補正機能を有している。このため、本実施の形態に係る電子カセッテ40では、メモリ58BのROMに一例として図10に示す変換情報が予め記憶されている。
By the way, as described above, the
同図に示すように、本実施の形態に係る変換情報は、歪みゲージ46および歪み測定部58Dにより測定される放射線検出器20の平面視中央部の予め定められた歪み量毎に、変換前座標および変換後座標により構成される変換テーブルが記憶されて構成されている。
As shown in the figure, the conversion information according to the present embodiment is converted into the pre-conversion for each predetermined strain amount in the central portion of the
ここで、上記変換テーブルは、放射線検出器20の平面視中央部の歪み量が、対応する歪み量である場合に、上記画像情報を構成する各画素データの位置座標を、変換前座標から変換後座標に置き換えることにより、上記歪み量が0(零)である場合の位置座標に変換することができるものとして予め導出されたものである。
Here, the conversion table converts the position coordinate of each pixel data constituting the image information from the pre-conversion coordinate when the distortion amount in the central portion of the
なお、本実施の形態に係る電子カセッテ40では、画像補正機能により画像補正を行う上記歪み量の下限値(本実施の形態では、3mm)が予め定められており、上記変換情報には、当該下限値以上で、かつ予め定められた刻み幅の歪み量毎の変換テーブルが記憶されている。
In the
次に、本実施の形態に係る電子カセッテ40の作用を説明する。
Next, the operation of the
本実施の形態に係る電子カセッテ40は、放射線画像の撮影を行う場合、天板41Bを上とし、図5に示すように、放射線Xを発生する放射線発生装置72と間隔を空けて配置され、撮影領域上に患者の撮影対象部位Cが配置される。放射線発生装置72は予め与えられた撮影条件等に応じた放射線量の放射線Xを射出する。放射線発生装置72から射出された放射線Xは、撮影対象部位Cを透過することで画像情報を担持した後に電子カセッテ40に照射される。
The
放射線発生装置72から照射された放射線Xは、撮影対象部位Cを透過した後に電子カセッテ40に到達する。これにより、電子カセッテ40に内蔵された放射線検出器20の各センサ部13には照射された放射線Xの線量に応じた電荷が発生し、コンデンサ9にはセンサ部13で発生した電荷が蓄積される。
The radiation X emitted from the
カセッテ制御部58は、放射線Xの照射終了後に、ゲート線ドライバ52を制御し、ゲート線ドライバ52から放射線検出器20の各ゲート配線34に1ラインずつ順にオン信号を出力させて画像情報の読み出しを行う。放射線検出器20から読み出された画像情報は、画像メモリ56に記憶される。
The
次に、図11を参照して、撮影によって得られた画像情報をコンソールに送信する際の電子カセッテ40の作用を説明する。なお、図11は、画像メモリ56に1画像分の画像情報が記憶されるたびにカセッテ制御部58により実行される画像送信処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムはメモリ58BのROMに予め記憶されている。
Next, the operation of the
同図のステップ100では、画像メモリ56に記憶されている画像情報を読み出し、次のステップ102では、この時点の放射線検出器20の平面視中央部の歪み量を歪み測定部58Dにより測定する。
In
次のステップ104では、上記ステップ102の処理によって測定した歪み量が上記下限値(本実施の形態では、3mm)以上であるか否かを判定することにより、上記画像補正機能による画像補正が必要か否かを判定し、否定判定となった場合は後述するステップ108に移行する一方、肯定判定となった場合にはステップ106に移行する。
In the
ステップ106では、上記ステップ102の処理によって測定した歪み量に対応する変換テーブルを変換情報(図10も参照。)から読み出し、読み出した変換テーブルを用いて、上記ステップ100の処理によって読み出した画像情報の画素毎の座標位置を変換することにより、上記画像補正機能による画像補正を実行した後、ステップ108に移行する。
In
ステップ108では、以上の処理によって得られた画像情報を、無線通信部60を介してコンソールに送信し、その後に本画像送信処理プログラムを終了する。
In
ところで、本実施の形態に係る電子カセッテ40は、図5に示すように、放射線検出器20がTFT基板30側から放射線Xが照射されるように内蔵されている。
Incidentally, in the
ここで、放射線検出器20は、図12に示すように、シンチレータ8が形成された表側から放射線が照射(「表面照射」、「裏面読取方式」(所謂PSS(Penetration Side Sampling)方式)ともいう。)された場合、シンチレータ8の同図上面側(TFT基板30の反対側)でより強く発光し、TFT基板30側(裏側)から放射線が照射(「裏面照射」、「表面読取方式」(所謂ISS(Irradiation Side Sampling)方式))ともいう。)された場合、TFT基板30を透過した放射線がシンチレータ8に入射してシンチレータ8のTFT基板30側がより強く発光する。TFT基板30に設けられた各センサ部13には、シンチレータ8で発生した光により電荷が発生する。このため、放射線検出器20は、裏側から放射線が照射された場合の方が表側から放射線が照射された場合よりもTFT基板30に対するシンチレータ8の発光位置が近いため、撮影によって得られる放射線画像の分解能が高い。
Here, as shown in FIG. 12, the
また、放射線検出器20は、光電変換膜4を有機光電変換材料により構成しており、光電変換膜4で放射線がほとんど吸収されない。このため、本実施の形態に係る放射線検出器20は、裏面照射により放射線がTFT基板30を透過する場合でも光電変換膜4による放射線の吸収量が少ないため、放射線に対する感度の低下を抑えることができる。裏面照射では、放射線がTFT基板30を透過してシンチレータ8に到達するが、このように、TFT基板30の光電変換膜4を有機光電変換材料により構成した場合、光電変換膜4での放射線の吸収が殆どなく放射線の減衰を少なく抑えることができるため、裏面照射に適している。
In the
また、薄膜トランジスタ10の活性層17を構成する非晶質酸化物や光電変換膜4を構成する有機光電変換材料は、いずれも低温での成膜が可能である。このため、基板1を放射線の吸収が少ないプラスチック樹脂、アラミド、バイオナノファイバで形成することができる。このように形成された基板1は放射線の吸収量が少ないため、裏面照射により放射線がTFT基板30を透過する場合でも、放射線に対する感度の低下を抑えることができる。
In addition, both the amorphous oxide constituting the
また、本実施の形態によれば、図5に示すように、放射線検出器20をTFT基板30が天板41B側となるように筐体41内の天板41Bに貼り付けているが、基板1を剛性の高いプラスチック樹脂、アラミド、バイオナノファイバで形成した場合、放射線検出器20自体の剛性が高いため、筐体41の天板41Bを薄く形成することができる。また、基板1を剛性の高いプラスチック樹脂やアラミド、バイオナノファイバで形成した場合、放射線検出器20自体が可撓性を有するため、撮影領域41Aに衝撃が加わった場合でも放射線検出器20が破損しづらい。
Further, according to the present embodiment, as shown in FIG. 5, the
以上詳細に説明したように、本実施の形態では、放射線が照射されることにより光を発生するシンチレータ8、当該シンチレータ8で発生した光を受光することにより電荷が発生する有機光電変換材料を含んで構成されたセンサ部13、および当該センサ部13で発生された電荷を読み出すための薄膜トランジスタ10が形成された基板1を有する放射線検出器20が、被写体を透過した放射線Xが透過する透過面を有する天板41Bの前記放射線が入射される面の反対側の面に直接的に取り付けられているので、薄型化や軽量化を図りつつ、耐衝撃性を向上させることができる。
As described above in detail, the present embodiment includes a
また、本実施の形態では、放射線画像の撮影時における放射線検出器20の湾曲の度合いを計測し、当該計測結果に応じて、放射線検出器20によって得られた画像情報により示される放射線画像の歪みを補正しているので、放射線検出器20が湾曲した場合であっても、当該湾曲に起因する放射線画像の歪みを抑制することができる。
In the present embodiment, the degree of curvature of the
また、本実施の形態では、天板41Bが放射線検出器20を収容する筐体41の一部を構成しているので、天板を筐体とは別に構成する場合に比較して、より簡易に天板を構成することができる。
In the present embodiment, since the
また、本実施の形態では、TFT基板30および天板41Bの間に内部空間Bが形成されているので、放射線検出器20の天板41Bへの接着時に、TFT基板30および天板41Bに対する接着部材80の接着面に空気が残存していても、その残存していた空気を内部空間Bに逃がすことができる。また、内部空間Bと外部空間Aを連通する連通路82が接着部材80に形成されているので、外部空間Aの気圧が変化した場合でも、内部空間Bの圧力と外部空間Aの気圧とを一定に保つことができる。これにより、気圧変化によって天板41Bに対するTFT基板30の接着性が低下することを防止することができる。
In the present embodiment, since the internal space B is formed between the
また、本実施の形態では、連通路82が角部84を有している。そのため、外部空間Aから連通路82に空気と共に空気よりも質量の大きい異物が流入した場合でも、角部84を流通する空気の流れに前記異物が追従することができないので、前記異物が内部空間Bに混入することを防止することができる。これにより、放射線画像の品質低下に繋がる異物混入を抑えることができる。
In the present embodiment, the
さらに、連通路82が接着部材80に形成され、接着部材80がその全面に接着力を有しているので、角部84において、空気に追従できなかった異物が連通路82の壁面に付着し易くなる。従って、前記異物を連通路82内で確実に捕捉することができる。よって、内部空間Bへの異物の混入をより一層確実に防止することができる。
Further, since the
また、本実施の形態によれば、連通路82の通路幅dを空気が流通できる範囲内において、できる限り狭く設定されているので、比較的小さな金属粉等の異物の混入に対応することができる。なお、想定される異物の大きさに応じて連通路82の通路幅dを設定すると、効率的に異物の混入を防止することができる。
Further, according to the present embodiment, the passage width d of the
ところで、一般的に、シンチレータ8はTFT基板30よりも脆弱である。そのため、シンチレータ8を天板41Bに接着部材80にて接着した場合、放射線検出器20を剥離するときにシンチレータ8が破損するおそれがある。しかしながら、本実施の形態では、接着部材80にてTFT基板30を天板41Bに接着しているので、放射線検出器20を剥離するときにシンチレータ8が破損する懸念を排除することができる。
By the way, generally, the
また、撮影環境によっては、天板41Bに被写体(患者)を乗せた状態で撮影を行うことがある。この場合、天板41Bに傷が付き易い。そして、天板41Bに傷が付いた場合、当該傷が固定パターンノイズとして放射線画像に表示されることがあるため、筐体41を交換することが望ましい。しかしながら、天板41Bに放射線検出器20を剥離不能に貼り付けた場合、筐体41を交換するときに、高価な放射線検出器20も一緒に交換する必要がありコストが掛かるといった問題が生じていた。本実施の形態によれば、放射線検出器20を天板41Bに対して剥離可能に接着しているので、効率的に筐体41の交換を行うことができる。
Depending on the shooting environment, shooting may be performed with a subject (patient) on the
なお、本実施の形態は、上述した構成に限定されない。一例として図13に示すように、連通路90は、角部92を1つだけ有していてもよい。これにより、接着部材80に連通路90を容易に形成することができる。
Note that the present embodiment is not limited to the configuration described above. As an example, as shown in FIG. 13, the
また、天板41Bから放射線検出器20を剥離するときに、有機溶剤等を接着部材に流し込み、接着部材80の接着性を弱くした上で放射線検出器20を剥離してもよい。この場合、接着部材80が角部を有しているので、前記有機溶剤が接着部材80にしみ込み易くなる。
Further, when the
[第2の実施の形態]
次に、第2の実施の形態に係る電子カセッテ40について図14を参照しながら説明する。なお、第2の実施の形態は、上記第1の実施の形態と共通する構成には同一の参照符号を付し、重複する説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, an
図14に示すように、本実施の形態では、連通路94の構成が第1の実施の形態と異なると共に、フィルタ部材96が追加されている。具体的には、連通路94は、第1の実施の形態の角部92が省略されている。そして、フィルタ部材96は、連通路94の外部空間A側の開口部を塞ぐようにして天板41Bの内面に貼り付けられている。また、フィルタ部材96には、外部空間Aと連通路94との間の空気の流れを許可し、かつ外部空間Aから連通路94への異物の混入を阻止できる程度の微細な孔が形成されている。そして、これにより、第2の実施の形態は、第1の実施の形態と同等の効果を奏する。なお、本実施の形態においては、連通路94およびフィルタ部材96が通気手段に相当する。
As shown in FIG. 14, in this embodiment, the configuration of the
[第3の実施の形態]
次に、第3の実施の形態に係る電子カセッテ40について図15を参照しながら説明する。なお、第3の実施の形態は、第1の実施の形態と共通する構成には同一の参照符号を付し、重複する説明を省略する。
[Third Embodiment]
Next, an
図15に示すように、本実施の形態では、各連通路82の外部空間A側の開口部を塞ぐようにして天板41Bの内面にフィルタ部材98が貼り付けられている。そして、フィルタ部材98には、外部空間Aと連通路82との間の空気の流れを許可し、かつ外部空間Aから連通路82への異物の混入を阻止できる程度の微細な孔が形成されている。これにより、連通路82に混入する異物を抑制することができるので、内部空間Bへの異物の混入の抑制効果をさらに高めることができる。なお、本実施の形態においては、連通路82およびフィルタ部材98が通気手段に相当する。
As shown in FIG. 15, in the present embodiment, a
[第4の実施の形態]
次に、第4の実施の形態に係る電子カセッテ40について図16を参照しながら説明する。なお、第4の実施の形態は、第1の実施の形態と共通する構成には同一の参照符号を付し、重複する説明を省略する。また、本実施の形態は、第2および第3の実施の形態に対しても適用することができる。図16は、理解を容易にするために、筐体内部において、放射線検出器以外の部品の図示を省略している。
[Fourth Embodiment]
Next, an
図16に示すように、本実施の形態では、放射線検出器20’の構成が第1の実施の形態と異なる。具体的には、放射線検出器20’は、シンチレータ8’を挟んでTFT基板30’の反対側に位置し、かつシンチレータ8’に接触する接触部材88と、接触部材88をTFT基板30’側に押し付け可能な押付部材89とをさらに有している。押付部材89としては、ねじ等を用いることができる。この場合、背面部41C側からTFT基板30’にねじを締付けることによって、接触部材88をTFT基板30’側に押し付けることができる。なお、TFT基板30’にねじの締付孔を形成することが難しい場合には、TFT基板30’にナット等を取り付けてもよい。
As shown in FIG. 16, in the present embodiment, the configuration of the radiation detector 20 'is different from that of the first embodiment. Specifically, the
本実施の形態によれば、押付部材89にて接触部材88をTFT基板30’側に押し付けた場合、シンチレータ8’がTFT基板30’および接触部材88に狭持されるので、TFT基板30’、シンチレータ8’、および接触部材88が一体となる。これにより、接着部材等によってシンチレータ8’をTFT基板30’に接着させた場合と比べて放射線検出器20’の強度(剛性)を向上させることができる。また、接触部材88の押し付けを解除した場合、シンチレータ8’およびTFT基板30’が分離される。これにより、シンチレータ8’およびTFT基板30’のいずれか一方が故障した場合に、いずれか他方を再利用することができる。さらに、接着部材等を用いてシンチレータ8’をTFT基板30’に接着していないので、シンチレータ8’をTFT基板30’から取り外すときに、シンチレータ8’が破損することもない。
According to the present embodiment, when the
本発明は、上述した第1〜第4の実施の形態に限定されず、種々の形態で実施することができる。例えば、接着部材として、接着剤を利用してもよい。この場合、接着剤としては、外的要因が作用することにより接着力が変化する接着剤が用いられる。外的要因とは、例えば、光や熱等の物理的なものや、薬剤などの化学的なものがある。このような接着剤としては、例えば、熱可塑性接着剤、通電加熱可塑性接着剤、紫外線可塑性接着剤、または吸水可塑性接着剤等の解体型接着剤を用いることができる。 The present invention is not limited to the first to fourth embodiments described above, and can be implemented in various forms. For example, an adhesive may be used as the adhesive member. In this case, as the adhesive, an adhesive whose adhesive force changes when an external factor acts is used. The external factors include, for example, physical things such as light and heat, and chemical things such as drugs. As such an adhesive, for example, a dismantling adhesive such as a thermoplastic adhesive, an electrically heated plastic adhesive, an ultraviolet plastic adhesive, or a water-absorbing plastic adhesive can be used.
これにより、接着部材の接着力を変化させることができるので、例えば、放射線検出器を天板から剥離する場合に接着部材の接着力を低下させたり、放射線検出器を天板に接着する場合に接着部材の接着力を上昇させたりすることができる。よって、放射線検出器の天板からの剥離時に放射線検出器が破損したり、天板に接着されている放射線検出器が剥離したりする懸念を排除することができる。なお、接着部材は、前記接着剤と両面テープを組み合わせたものでもよい。 As a result, the adhesive force of the adhesive member can be changed. For example, when the radiation detector is peeled from the top plate, the adhesive force of the adhesive member is reduced, or when the radiation detector is adhered to the top plate. The adhesive force of the adhesive member can be increased. Therefore, it is possible to eliminate the concern that the radiation detector is damaged when the radiation detector is peeled off from the top plate, or that the radiation detector bonded to the top plate is peeled off. The adhesive member may be a combination of the adhesive and a double-sided tape.
また、本発明は、TFT基板を接着部材にて天板の内面に接着させる例に限定されない。例えば、上述した放射線検出器のTFT基板とシンチレータの位置を入れ替えて、シンチレータを接着部材にて天板の内面に接着させてもよい。 Moreover, this invention is not limited to the example which adhere | attaches a TFT substrate on the inner surface of a top plate with an adhesive member. For example, the positions of the TFT substrate and the scintillator of the radiation detector described above may be interchanged, and the scintillator may be bonded to the inner surface of the top plate with an adhesive member.
さらに、本発明は、放射線検出器を天板の内面に接着する形態に限らない。例えば、本発明は、天板と放射線検出器の間に中間部材を配設して、前記中間部材に前記放射線検出器を接着させてもよい。 Furthermore, this invention is not restricted to the form which adhere | attaches a radiation detector on the inner surface of a top plate. For example, in the present invention, an intermediate member may be disposed between the top plate and the radiation detector, and the radiation detector may be bonded to the intermediate member.
図17に示すように、筐体41’は、天板41B’を板状に形成すると共に、天板41B’を除く部分筐体41Dを断面コ字状に形成してもよい。なお、図17は、筐体41’内部に収容される部品の図示を省略している。この場合、天板41B’は、CFRP等の繊維強化樹脂等で構成され、部分筐体41Dは、天板41B’と材質の異なる樹脂や金属等で構成される。
As shown in FIG. 17, the
さらに、本発明の筐体は、種々の材質で構成してよい。例えば、図18に示すように、筐体41’’は、複数の炭素繊維シートを積層するようにして構成してよい。この場合、荷重が集中的に生じる箇所に対して炭素繊維シートの積層数を増加して、荷重が集中的に生じない箇所に比べて補強することが可能である。
Furthermore, the housing of the present invention may be made of various materials. For example, as shown in FIG. 18, the
また、図19に示すように、筐体41’’’は、複数のハニカム構造体99Aをカバー部材99Bで挟み込むようにして構成してもよい。この場合、カバー部材99Bは、CFRPで形成され、ハニカム構造体99Aは、例えば、アラミド材や発泡材で形成されている。発泡材としては、発泡スチロール、アクリル発泡体、塩ビ発泡体、発泡シリコン、ポリウレタン発泡体等が用いられる。ただし、発泡材として、アクリル発泡体である発泡ポリプロピレンを用いた場合、他の発泡材を利用した場合よりもコストを低く抑えることができる。
Further, as shown in FIG. 19, the casing 41 '' 'may be configured such that a plurality of
また、本発明に係る放射線画像撮影装置は、所定の位置に固定されている放射線画像撮影装置として用いられてもよい。 Moreover, the radiographic imaging device according to the present invention may be used as a radiographic imaging device fixed at a predetermined position.
また、上記各実施の形態では、画像補正機能における画像補正処理を、変換テーブルを用いて実行する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、変換前座標を代入することにより変換後座標を得ることのできる演算式を予め導出しておき、当該演算式を用いて画像補正処理を実行する形態としてもよい。 In each of the above embodiments, the case where the image correction process in the image correction function is executed using the conversion table has been described. However, the present invention is not limited to this, and the coordinates before conversion are substituted. An arithmetic expression that can obtain the coordinates after conversion is derived in advance, and the image correction process may be executed using the arithmetic expression.
さらに、上記各実施の形態では、電子カセッテ40の筐体41の内部にカセッテ制御部58や電源部70を収容するケース42と放射線検出器20とを重ならないように配置した場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、放射線検出器20とカセッテ制御部58や電源部70を重なるように配置してもよい。
Further, in each of the above-described embodiments, the case has been described in which the
また、放射線検出器20のセンサ部13として、光電変換膜4を、有機光電変換材料を含む材料で構成した有機CMOSセンサを用いてもよく、放射線検出器20のTFT基板30として、薄膜トランジスタ10としての有機材料を含む有機トランジスタを、可撓性を有するシート上にアレイ状に配列した有機TFTアレイ・シートを用いてもよい。上記の有機CMOSセンサは、例えば、特開2009−212377号公報に開示されている。また、上記の有機TFTアレイ・シートは、例えば「日本経済新聞、“東京大学、「ウルトラフレキシブル」な有機トランジスタを開発”、[online]、[平成23年5月8日検索]、インターネット<URL:http://www.nikkei.com/tech/trend/article/g=96958A9C93819499E2EAE2E0E48DE2EAE3E3E0E2E3E2E2E2E2E2E2E2;p=9694E0E7E2E6E0E2E3E2E2E0E2E0>」に開示されている。
Further, as the
放射線検出器20のセンサ部13としてCMOSセンサを用いる場合、高速に光電変換を行うことができる利点や、基板を薄くすることができる結果、ISS方式を採用した場合に放射線の吸収を抑制することができると共に、マンモグラフィによる撮影にも好適に適用することができる利点がある。
When a CMOS sensor is used as the
これに対し、放射線検出器20のセンサ部13としてCMOSセンサを用いる場合の欠点として、結晶シリコン基板を用いた場合において放射線に対する耐性が低いことが挙げられる。このため、従来は、センサ部とTFT基板との間にFOP(ファイバ光学プレート)を設ける等といった対策を行う技術もあった。
On the other hand, when using a CMOS sensor as the
この欠点を踏まえて、放射線に対する耐性の高い半導体基板として、SiC(炭化ケイ素)基板を用いる技術が適用できる。SiC基板を用いることにより、ISS方式として用いることができる利点や、SiCはSiと比較して内部抵抗が小さく、発熱量が少ないため、動画撮影を行う際の発熱量の抑制、CsIの温度上昇に伴う感度低下を抑制することができる利点がある。 Based on this drawback, a technique using a SiC (silicon carbide) substrate as a semiconductor substrate having high resistance to radiation can be applied. Advantages that can be used as an ISS method by using a SiC substrate, and because SiC has a lower internal resistance and a smaller amount of heat generation than Si, it suppresses the amount of heat generation when shooting movies, and raises the temperature of CsI There is an advantage that it is possible to suppress a decrease in sensitivity due to.
このように、SiC基板等の放射線に対する耐性が高い基板は一般にワイドキャップ(〜3eV程度)なので、一例として図20に示すように、吸収端が青領域に対応する440nm程度である。よって、この場合は、緑領域で発光するCsI:Tlや、GOS等のシンチレータを用いることができない。 As described above, a substrate having high resistance to radiation such as a SiC substrate is generally a wide cap (about 3 eV). Therefore, as shown in FIG. 20 as an example, the absorption edge is about 440 nm corresponding to the blue region. Therefore, in this case, a scintillator such as CsI: Tl or GOS that emits light in the green region cannot be used.
これに対し、アモルファスシリコンの感度特性から、これらの緑領域で発光するシンチレータの研究が盛んに行われてきたため、当該シンチレータを用いることの要望が高い。このため、光電変換膜4を緑領域での発光を吸収する有機光電変換材料を含む材料で構成することにより、緑領域で発光するシンチレータを用いることができる。
On the other hand, since the research on scintillators that emit light in these green regions has been actively conducted from the sensitivity characteristics of amorphous silicon, there is a high demand for using the scintillators. For this reason, the scintillator which light-emits in a green area | region can be used by comprising the photoelectric converting
光電変換膜4を、有機光電変換材料を含む材料により構成し、薄膜トランジスタ10を、SiC基板を用いて構成した場合、光電変換膜4と薄膜トランジスタ10との感度波長領域が異なるので、シンチレータによる発光が薄膜トランジスタ10のノイズとならない。
When the
また、光電変換膜4として、SiCと有機光電変換材料を含む材料とを積層させれば、CsI:Naのような、主として青領域の発光を受光することに加えて、緑領域の発光も受光することができる結果、感度の向上に繋がる。また、有機光電変換材料は放射線の吸収が殆どないため、ISS方式に好適に用いることができる。
Further, if SiC and a material containing an organic photoelectric conversion material are laminated as the
なお、SiCが放射線に対する耐性が高いのは、放射線が当たっても原子核が弾き飛ばされにくいためであり、この点は、例えば、「日本原子力研究所、“宇宙や原子力分野などの高放射線環境下で長く使える半導体素子を開発”、[online]、[平成23年5月8日検索]、インターネット<URL:http://www.jaea.go.jp/jari/jpn/publish/01/ff/ff36/sic.html>」に開示されている。 Note that SiC is highly resistant to radiation because it is difficult for nuclear nuclei to be blown away even when exposed to radiation. Develop semiconductor devices that can be used for a long time ", [online], [Search May 8, 2011], Internet <URL: http://www.jaea.go.jp/jari/jpn/publish/01/ff/ ff36 / sic.html> ”.
また、SiC以外の放射線に対する耐性が高い半導体材料として、C(ダイヤモンド)、BN、GaN、AlN、ZnO等が挙げられる。これらの軽元素半導体材料が耐放射線性が高いのは、主としてワイドギャップ半導体であるがために電離(電子−正孔対形成)に要するエネルギーが高く、反応断面積が小さいことや、原子間のボンディングが強く、原子変位生成が起こりにくいことに起因する。なお、この点については、例えば、「電子技術総合研究所、“原子力エレクトロニクスの新展開”、[online]、[平成23年5月8日検索]、インターネット<URL:http://www.aist.go.jp/ETL/jp/results/bulletin/pdf/62-10to11/kobayashi150.pdf>」に開示されている。また、GaNの耐放射線性については、例えば、「東北大学、“窒化ガリウム素子の放射線耐性評価”、[online]、[平成23年5月8日検索]、インターネット<URL:http://cycgw1.cyric.tohoku.ac.jp/~sakemi/ws2007/ws/pdf/narita.pdf>」に開示されている。 Moreover, C (diamond), BN, GaN, AlN, ZnO etc. are mentioned as a semiconductor material with high tolerance with respect to radiation other than SiC. These light element semiconductor materials have high radiation resistance because they are mainly wide-gap semiconductors, so they require high energy for ionization (electron-hole pair formation), small reaction cross sections, and This is due to the fact that bonding is strong and atomic displacement is less likely to occur. Regarding this point, for example, “Electronics Research Institute,“ New Development of Nuclear Electronics ”, [online], [Search May 8, 2011], Internet <URL: http: //www.aist .go.jp / ETL / jp / results / bulletin / pdf / 62-10to11 / kobayashi150.pdf> ”. Regarding the radiation resistance of GaN, for example, “Tohoku University,“ Evaluation of radiation resistance of gallium nitride device ”, [online], [Search May 8, 2011], Internet <URL: http: // cycgw1 .cyric.tohoku.ac.jp / ~ sakemi / ws2007 / ws / pdf / narita.pdf> ”.
なお、GaNは青色LED以外の用途として熱伝導性がよいことと、絶縁耐性が高いことから、パワー系の分野でIC化が研究されている。また、ZnOは、主に青〜紫外線領域で発光するLEDが研究されている。 In addition, since GaN has good thermal conductivity for applications other than blue LEDs and has high insulation resistance, ICs have been studied in the field of power systems. Further, ZnO has been studied for LEDs that emit light mainly in the blue to ultraviolet region.
ところで、SiCを用いる場合、バンドギャップEgがSiの約1.1eVから約2.8eVとなるため、光の吸収波長λが短波長側にシフトする。具体的には、波長λ=1.24/Eg×1000であるので、440nm程度までの波長に感度が変化する。よって、SiCを用いる場合、一例として図21に示すように、シンチレータも緑領域で発光するCsI:Tl(ピーク波長:約565nm)よりも青領域で発光するCsI:Na(ピーク波長:約420nm)の方が発光波長として適していることになる。蛍光体としては青発光がよいので、CsI:Na(ピーク波長:約420nm)、BaFX:Eu(XはBr,I等のハロゲン、ピーク波長:約380nm)、CaWO4(ピーク波長:約425nm)、ZnS:Ag(ピーク波長:約450nm)、LaOBr:Tb、Y2O2S:Tb等が適している。特に、CsI:NaとCRカセッテ等で用いられているBaFX:Eu、スクリーンやフイルム等で用いられているCaWO4が好適に用いられる。 By the way, when SiC is used, the band gap Eg is changed from about 1.1 eV to about 2.8 eV of Si, so that the light absorption wavelength λ shifts to the short wavelength side. Specifically, since the wavelength λ = 1.24 / Eg × 1000, the sensitivity changes to wavelengths up to about 440 nm. Therefore, when SiC is used, as shown in FIG. 21, as an example, the scintillator emits light in the blue region rather than CsI: Tl (peak wavelength: about 565 nm) that emits light in the green region. This is more suitable as the emission wavelength. Since the phosphor emits blue light well, CsI: Na (peak wavelength: about 420 nm), BaFX: Eu (X is a halogen such as Br and I, peak wavelength: about 380 nm), CaWO 4 (peak wavelength: about 425 nm) ZnS: Ag (peak wavelength: about 450 nm), LaOBr: Tb, Y 2 O 2 S: Tb, and the like are suitable. In particular, BaFX: Eu used in CsI: Na and CR cassettes, and CaWO 4 used in screens and films are preferably used.
一方、放射線に対する耐性が高いCMOSセンサとして、SOI(Silicon On Insulator)によりSi基板/厚膜SiO2/有機光電変換材料の構成を用いてCMOSセンサを構成してもよい。 On the other hand, as a CMOS sensor having high resistance to radiation, a CMOS sensor may be configured by using a configuration of Si substrate / thick film SiO 2 / organic photoelectric conversion material by SOI (Silicon On Insulator).
なお、この構成に適用可能な技術としては、例えば、「宇宙航空研究開発機構(JAXA)宇宙科学研究所、“民生用最先端SOI技術と宇宙用耐放射線技術の融合により耐放射線性を持つ高機能論理集積回路の開発基盤を世界で初めて構築”、[online]、[平成23年5月8日検索]、インターネット<URL:http://www.jaxa.jp/press/2010/11/20101122_soi_j.html>」が挙げられる。 Technologies that can be applied to this configuration include, for example, “Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) Institute for Space Science,“ High radiation resistance by combining the most advanced consumer SOI technology and radiation resistance technology for space. “Development of functional logic integrated circuit development platform for the first time in the world”, [online], [Search May 8, 2011], Internet <URL: http://www.jaxa.jp/press/2010/11/20101122_soi_j .html> ".
なお、SOIにおいては膜厚SOIの放射線耐性が高いため、高放射線耐久性素子としては、完全分離型厚膜SOI、部分分離型厚膜SOI等が例示される。なお、これらのSOIについては、例えば、「特許庁、“SOI(Silicon On Insulator)技術に関する特許出願技術動向調査報告”、[online]、[平成23年5月8日検索]、インターネット<URL:http://www.jpo.go.jp/shiryou/pdf/gidou-houkoku/soi.pdf>」に開示されている。 In SOI, since the radiation tolerance of the film thickness SOI is high, examples of the high radiation durability element include a complete separation type thick film SOI and a partial separation type thick film SOI. As for these SOIs, for example, “Patent Office,“ Patent Application Technology Trend Survey Report on SOI (Silicon On Insulator) Technology ”, [online], [Search May 8, 2011], Internet <URL: http://www.jpo.go.jp/shiryou/pdf/gidou-houkoku/soi.pdf> ”.
さらに、放射線検出器20の薄膜トランジスタ10等が光透過性を有しない構成(例えば、アモルファスシリコン等の光透過性を有しない材料で活性層17を形成した構成)であっても、この薄膜トランジスタ10等を、光透過性を有する基板1(例えば合成樹脂製の可撓性基板)上に配置し、基板1のうち薄膜トランジスタ10等が形成されていない部分は光が透過するように構成することで、光透過性を有する放射線検出器20を得ることは可能である。光透過性を有しない構成の薄膜トランジスタ10等を、光透過性を有する基板1上に配置することは、第1の基板上に作製した微小デバイスブロックを第1の基板から切り離して第2の基板上に配置する技術、具体的には、例えばFSA(Fluidic Self-Assembly)を適用することで実現できる。上記のFSAは、例えば「富山大学、“微少半導体ブロックの自己整合配置技術の研究”、[online]、[平成23年5月8日検索]、インターネット<URL:http://www3.u-toyama.ac.jp/maezawa/Research/FSA.html>」に開示されている。
Further, even if the
1 基板
8、8’ シンチレータ(発光層)
10 薄膜トランジスタ(スイッチング素子)
13 センサ部
20、20’ 放射線検出器
30、30’ TFT基板(基板)
40 電子カセッテ
41、41’、41’’、41’’’ 筐体
41A 撮影領域
41B、41B’ 天板
41C 背面部
46 歪みゲージ(計測手段)
58 カセッテ制御部(補正手段)
58D 歪み測定部(計測手段)
80 接着部材
82 連通路
84 角部
90 連通路
92 角部
94 連通路
96、98 フィルタ部材
X 放射線
1
10 Thin film transistor (switching element)
13
40
58 Cassette control unit (correction means)
58D distortion measurement unit (measurement means)
80
Claims (14)
被写体を透過した放射線が透過する透過面を有すると共に、前記放射線が入射される面の反対側の面に前記放射線検出器が直接的に取り付けられた天板と、
を備えた放射線画像撮影装置。 A light-emitting layer that emits light when irradiated with radiation, and a substrate on which a sensor unit including an organic photoelectric conversion material that generates charges by receiving light generated in the light-emitting layer is formed. A radiation detector;
A top plate having a transmission surface through which the radiation transmitted through the subject is transmitted and the radiation detector is directly attached to a surface opposite to the surface on which the radiation is incident;
A radiographic imaging apparatus comprising:
請求項1記載の放射線画像撮影装置。 The radiographic imaging apparatus according to claim 1, wherein the substrate of the radiation detector further includes a switching element for reading out electric charges generated by the sensor unit.
請求項1または請求項2記載の放射線画像撮影装置。 The radiographic imaging device according to claim 1, wherein the top plate is directly attached to the substrate of the radiation detector.
請求項1から請求項3の何れか1項記載の放射線画像撮影装置。 The radiographic imaging apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the substrate is made of any one of plastic resin, aramid, and bionanofiber.
請求項2記載の放射線画像撮影装置。 The radiographic imaging apparatus according to claim 2, wherein the switching element is a thin film transistor including an active layer containing an amorphous oxide.
請求項1から請求項5の何れか1項記載の放射線画像撮影装置。 The radiographic imaging device according to any one of claims 1 to 5, wherein the top plate is made of a material containing a reinforcing fiber resin.
請求項6記載の放射線画像撮影装置。 The radiographic image capturing apparatus according to claim 6, wherein the reinforcing fiber resin is a carbon fiber reinforced plastic.
前記計測手段による計測結果に応じて、前記放射線検出器によって得られた画像情報により示される放射線画像の歪みを補正する補正手段と、
をさらに備えた請求項1から請求項7の何れか1項記載の放射線画像撮影装置。 Measuring means for measuring the degree of curvature of the radiation detector at the time of radiographic imaging;
According to the measurement result by the measurement means, a correction means for correcting the distortion of the radiation image indicated by the image information obtained by the radiation detector
The radiographic imaging device according to any one of claims 1 to 7, further comprising:
請求項1から請求項8の何れか1項記載の放射線画像撮影装置。 The radiographic image capturing apparatus according to claim 1, wherein the radiation detector is detachably attached to the top plate.
前記内部空間および外部を連通すると共に、外部から前記内部空間への異物の混入を阻止する通気手段と、
をさらに備えた請求項1から請求項9の何れか1項記載の放射線画像撮影装置。 An adhesive member that bonds the radiation detector to the top plate so that an internal space is formed between the radiation detector and the top plate;
Ventilating means for communicating the internal space and the outside, and preventing foreign matter from entering the internal space from the outside,
The radiographic imaging apparatus according to claim 1, further comprising:
請求項10記載の放射線画像撮影装置。 The radiographic imaging apparatus according to claim 10, wherein the ventilation means is a communication path formed in the adhesive member and communicating with the inner space and the outside in a bent state.
請求項10記載の放射線画像撮影装置。 The venting means is formed in the adhesive member to allow communication between the internal space and the outside, allows air flow between the communication path and the outside, and allows foreign matter from the outside to the communication path. The radiographic imaging device according to claim 10, further comprising a filter member that prevents mixing.
請求項10から請求項12の何れか1項記載の放射線画像撮影装置。 The radiographic imaging device according to claim 10, wherein the adhesive member is made of a material whose adhesive force changes when an external factor acts.
請求項1から請求項13の何れか1項記載の放射線画像撮影装置。 The radiographic imaging apparatus according to any one of claims 1 to 13, wherein the top plate constitutes a part of a housing that accommodates the radiation detector.
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