JP2012058170A - Scintillator panel - Google Patents
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Images
Landscapes
- Conversion Of X-Rays Into Visible Images (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
Description
本発明は、医療用や工業用の放射線画像撮影等に用いられる放射線画像検出装置のシンチレータパネルに関する。 The present invention relates to a scintillator panel of a radiographic image detection apparatus used for medical or industrial radiographic imaging.
従来、X線画像のような放射線画像撮影装置は医療現場において病状の診断に広く用いられている。特に、増感紙−X線フィルムによる放射線画像撮影装置は、長い歴史の中で高感度化と高画質化が図られた結果、世界中の医療現場で用いられている。 Conventionally, a radiographic imaging apparatus such as an X-ray image has been widely used for diagnosis of a medical condition in a medical field. In particular, radiographic imaging devices using intensifying screens and X-ray films have been used in medical sites around the world as a result of high sensitivity and high image quality in a long history.
近年では、フラットパネル型放射線ディテクタ(FPD:Flat Panel Detector)等に代表されるデジタル方式の放射線画像検出装置も登場しており、放射線画像をデジタル情報として取得して自由に画像処理を行い、画像情報を直ちに電送することが可能となっている。 In recent years, digital radiographic image detectors such as flat panel detectors (FPDs) have also appeared, and radiographic images are acquired as digital information and image processing is performed freely. Information can be sent immediately.
放射線画像検出装置は、放射線を蛍光に変換する、シンチレータパネルを有している。シンチレータパネルは被写体を通過した放射線を受けて、その放射線量に対応した強度で蛍光体(シンチレータ)による蛍光を瞬時に発光するものであり、基板上に蛍光体層を備えた構成を有する。そしてシンチレータの発光を光電変換層の検出画素により検出して電気信号に変換する。 The radiation image detection device has a scintillator panel that converts radiation into fluorescence. The scintillator panel receives radiation that has passed through the subject, and instantaneously emits fluorescence from the phosphor (scintillator) with an intensity corresponding to the radiation dose, and has a configuration in which a phosphor layer is provided on the substrate. Then, the light emitted from the scintillator is detected by the detection pixel of the photoelectric conversion layer and converted into an electric signal.
検出画素で検出する電気信号を増加させるためにはシンチレータパネルの発光効率が高いことが望ましく、その発光効率はシンチレータ層の厚みが厚いほど高くなる。シンチレータは等方的に発光するので、厚みが厚くなるほどシンチレータ層の内部での散乱光が発生し、そのために発光がシンチレータ層の厚み方向と直交する横方向にも広がり周囲の画素にまで影響することにより鮮鋭性が低下するという、いわゆるクロストークの問題が発生する。 In order to increase the electrical signal detected by the detection pixel, it is desirable that the scintillator panel has high light emission efficiency, and the light emission efficiency increases as the thickness of the scintillator layer increases. Since the scintillator emits isotropically, as the thickness increases, scattered light is generated inside the scintillator layer, and thus the emitted light also spreads in the lateral direction perpendicular to the thickness direction of the scintillator layer and affects the surrounding pixels. This causes a problem of so-called crosstalk that sharpness is lowered.
診断性の向上を図るためには、鮮鋭性の高い画像を得ることが好ましい。これまで蛍光体粒子を塗布した塗布型のシンチレータパネルや柱状の蛍光体結晶を基板上で蒸着させた蒸着型シンチレータパネルが存在したが、いずれにおいてもシンチレータ層の内部で生じる散乱光により十分な鮮鋭性が得られていない。 In order to improve diagnosis, it is preferable to obtain an image with high sharpness. There have been coating-type scintillator panels coated with phosphor particles and vapor-deposited scintillator panels in which columnar phosphor crystals are deposited on a substrate. In any case, sufficient sharpness is achieved by scattered light generated inside the scintillator layer. Sex is not obtained.
このような問題に対する手段として、特許文献1に開示された放射線検出器では光電変換層の検出画素の区画に対応させてシンチレータパネルのシンチレータ層を区画構造にしている。 As a means for solving such a problem, in the radiation detector disclosed in Patent Document 1, the scintillator layer of the scintillator panel has a partition structure corresponding to the detection pixel section of the photoelectric conversion layer.
また、特許文献2に開示された放射線検出器では、シンチレータ層の区画構造の中に導光体を設け、発生した光を検出画素に導いている。 In the radiation detector disclosed in Patent Document 2, a light guide is provided in the partition structure of the scintillator layer, and the generated light is guided to the detection pixel.
しかしながら、特許文献1、2に記載の放射線検出器では光電変換層とシンチレータ層との接合部における光の横方向への漏れに対する対策は十分ではなく、鮮鋭性向上効果に対しての達成レベルは不十分であった。 However, in the radiation detectors described in Patent Documents 1 and 2, the countermeasure for the lateral leakage of light at the joint between the photoelectric conversion layer and the scintillator layer is not sufficient, and the achievement level for the sharpness improvement effect is It was insufficient.
本願発明はこのような問題に鑑み、十分な鮮鋭性が得られ高い発光効率を確保可能なシンチレータパネルを得ることを目的とする。 In view of such a problem, the present invention has an object to obtain a scintillator panel that can obtain sufficient sharpness and can ensure high luminous efficiency.
上記の目的は、下記に記載する発明により達成される。 The above object is achieved by the invention described below.
1.放射線を可視光に変換する複数のシンチレータと複数の光検出素子とが基板上に一対一に対応して配置されて成る放射線画像検出装置に用いられるシンチレータパネルであって、
前記光検出素子に対応する複数の区画に分割され、前記区画内にシンチレータが配置されているシンチレータ層を有し、
前記区画内のシンチレータは、中心部の平均厚みが、周辺部の平均厚みよりも厚いことを特徴とするシンチレータパネル。
1. A scintillator panel used in a radiological image detection apparatus in which a plurality of scintillators that convert radiation into visible light and a plurality of light detection elements are arranged in a one-to-one correspondence on a substrate,
The scintillator layer is divided into a plurality of sections corresponding to the light detection elements, and a scintillator is disposed in the sections,
The scintillator panel in the compartment is characterized in that the average thickness of the central part is thicker than the average thickness of the peripheral part.
2.前記区画内のシンチレータは、放射線の照射面側から見た上面視形状が矩形形状であり、1区画のシンチレータを、上面から見て縦横をそれぞれ3等分して全部で9区分に分割した際に、中心部の平均厚みをwc、それ以外の周辺部の平均厚みをweとしたときに、
1.1<wc/we<2.0
の関係式を満たすことを特徴とする前記1に記載のシンチレータパネル。
2. When the scintillator in the section is a rectangular shape when viewed from the radiation irradiation side, the scintillator in one section is divided into nine sections in total by dividing the scintillator in one section into three parts vertically and horizontally when viewed from the top surface. In addition, when the average thickness of the central portion is wc and the average thickness of the other peripheral portions is we,
1.1 <wc / we <2.0
2. The scintillator panel according to 1, wherein the relational expression is satisfied.
3.前記区画内のシンチレータは、放射線の照射面側から見た上面視形状が円形形状であり、1区画のシンチレータを、上面から見て半径が3分の1の同心円の内側の平均厚みをwc、外側の平均厚みをweとしたときに、
1.1<wc/we<2.0
の関係式を満たすことを特徴とする前記1に記載のシンチレータパネル。
3. The scintillator in the section has a circular shape when viewed from the radiation irradiation side, and the average thickness inside a concentric circle having a radius of one third when the scintillator of one section is viewed from the top is wc, When the average thickness on the outside is we,
1.1 <wc / we <2.0
2. The scintillator panel according to 1, wherein the relational expression is satisfied.
本願発明によれば、シンチレータパネルの区画内のシンチレータの中心部の平均厚みを周辺部の平均厚みよりも厚くすることにより、光電変換層とシンチレータ層との接合部における光の横方向への漏れを減少させることが可能となり、十分な鮮鋭性が得られ高い発光効率を確保可能な放射線画像検出装置を得ることができる。 According to the present invention, by making the average thickness of the central part of the scintillator in the section of the scintillator panel thicker than the average thickness of the peripheral part, light leaks in the lateral direction at the junction between the photoelectric conversion layer and the scintillator layer. Therefore, it is possible to obtain a radiological image detection apparatus that can obtain sufficient sharpness and can ensure high luminous efficiency.
本発明を実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。 Although the present invention will be described based on an embodiment, the present invention is not limited to the embodiment.
図1は、本実施形態に係る放射線画像検出装置1の断面図である。放射線画像検出装置1は、筐体11内に、被写体を透過した放射線を受けてその線量に対応した強度で蛍光を瞬時に発光するシンチレータパネル12、シンチレータパネル12に対して圧接して設けられシンチレータパネル12からの光を光電変換する複数の受光素子13s(図2参照)が2次元状に配置された光電変換層13、及びシンチレータパネル12を保護する保護カバー14を備えている。なお図1以降において、z方向は放射線7の照射方向と反対の方向であり、x方向、y方向は受光素子の配置方向を示す。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a radiation image detection apparatus 1 according to the present embodiment. The radiation image detection apparatus 1 is provided in a housing 11 so as to be in pressure contact with the
シンチレータパネル12は、シンチレータ層121が形成された基板122の裏面にクッション層123が配置された構成となっている。
The
基板122は、放射線を透過させる材質から構成される。基板122は、光電変換層13の表面に均一にシンチレータパネル12を接触させることができるよう、可撓性を有することが好ましい。例えば、125μm厚の可撓性を有するポリイミドフィルムを用いることができる。ポリイミドフィルムの他には、セルロースアセテートフィルム、ポリエステルフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリアミドフィルム、トリアセテートフィルム、ポリカーボネートフィルム等を用いることができる。厚みとしては、50〜500μmが好ましい。
The
クッション層123は、シンチレータパネル12を適度な圧力で光電変換層13に圧接させるためのものある。例えば、X線の吸収が少ないシリコン系又はウレタン系の発泡材を用いることができる。
The
保護フィルム125は、シンチレータ層121を防湿しシンチレータ層121の劣化を抑制するためのもので、透湿度の低いフィルムから構成される。例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム(PET)を用いることができる。PETの他には、ポリエステルフィルム、ポリメタクリレートフィルム、ニトロセルロースフィルム、セルロースアセテートフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム等を用いることができる。
The
光電変換層13は、2次元状に配置された複数の受光素子13s(図2参照)から構成されている。例えば、フォトダイオード+薄膜トランジスタ(TFT)により構成することができる。フォトダイオードにより光電変換した信号電荷を、TFTを用いて読み出す。受光素子13sとしては他に、CMOS、CCD等を用いることができる。
The
保護カバー14は、シンチレータパネル12を外部の衝撃等から保護するとともに、クッション層123を圧縮してシンチレータパネル12を適度な圧力で光電変換層13に圧接する役割も果たしている。例えば、X線の吸収の少ないカーボン板により構成される。保護カバー14としては他に、アルミ板を用いることができる。
The
図2は、シンチレータ層121と光電変換層13を示す断面図である。シンチレータ層121は、隔壁部材121bにより複数の区画に分割され、各区画内にはシンチレータ121s(「蛍光体)ともいう)が配置されている。同図に示すように放射線画像検出装置1においては、光電変換層13とシンチレータ層121とは接合部saを介して接合している。光電変換層13を構成する受光素子13sとシンチレータ121sが形成された面は相対して向き合っており、それぞれの受光素子13sと各区画内のシンチレータ121sとは一対一に対応して配置されている。またシンチレータ121sの中心部(xy平面における中心部のこと、以下同じ)と受光素子13sの中心部とは一致するように配置している。シンチレータパネル12側からの放射線7(図1参照)をシンチレータ121sが可視光に変換し、変換した可視光を受光素子13sで検出する。シンチレータ121sは隔壁部材121bにより複数の区画に仕切られている。そして隔壁部材121bは可視光を反射するあるいは吸収するように構成されている。このような構成としているのでシンチレータ内で発生した可視光が横方向に広がって隣接する受光素子13sで検出されることを防ぐことができる。これにより鮮鋭性が向上する。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the
[シンチレータ]
本発明に適用可能なシンチレータ121sの材料としては、公知のいかなるものでも構わないが、シンチレータ121sへの要求特性に合わせて任意に選択できる。具体的には、CsI、Gd2O2S、Lu2O2S、Y2O2S、LaCl3、LaBr3、LaI3、CeBr3、CeI3、LuSiO5、Ba(Br、F、I)等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
[Scintillator]
The material of the
本発明に適用可能な賦活剤原料としては、公知のいかなるものでも構わないが、発光波長等の要求特性に合わせて任意に選択できる。具体的には、In、Tl、Li、K、Rb、Na、Eu、Cu、Ce、Zn、Ti、Gd、Tb、Pr等の化合物が挙げられる。特にCsI:TlやLaBr3:Ce、CeBr3、Gd2O2S:Tb、Gd2O2S:Pr、Ce、FがX線吸収と発光輝度の観点から好適に用いることができる。 The activator material applicable to the present invention may be any known material, but can be arbitrarily selected according to required characteristics such as emission wavelength. Specific examples include compounds such as In, Tl, Li, K, Rb, Na, Eu, Cu, Ce, Zn, Ti, Gd, Tb, and Pr. In particular, CsI: Tl, LaBr 3 : Ce, CeBr 3 , Gd 2 O 2 S: Tb, Gd 2 O 2 S: Pr, Ce, and F can be preferably used from the viewpoint of X-ray absorption and emission luminance.
シンチレータ121sの作製には既存のいかなる方法を用いても構わない。蒸着法や引き上げ法などにより単結晶としたり、粉末を加圧や焼結により隙間を減らしたり、粉末の間にシンチレータ121sに近い屈折率を持つ材料を充填することで、透明性を高めることができる。特に、発光輝度向上のために、シンチレータ121sの可視光(360〜830nmの波長範囲内の光)平均透過率が80%以上であることが好ましい態様である。また、シンチレータ層121の厚さは、感度等の観点から、100〜3000μmの範囲が好ましい。
Any existing method may be used to manufacture the
隔壁部材121bの基板材料としては、ガラス基板、カーボン基板、ガラスペースト基板、石膏基板などを用いることができる。
As a substrate material of the
隔壁構造を備えるシンチレータ層121の作成方法としては、以下の方法から選択できる。先に隔壁構造の隔壁部材121bを形成してその後に、各隔壁部材の隙間にシンチレータ121sを充填してもよく、先にシンチレータ121sの層を形成し、その後に溝を形成して隔壁部材121bを埋め込んでもよい。
A method for creating the
前者の方法による隔壁構造の形成方法としては転写法、サンドブラスト法、レーザ加工法、マシニング加工法、フォトレジスト法、ケミカルエッチング法、LIGA法等がある。隔壁構造の隙間へのシンチレータ121sの形成方法としては、粉末充填法、溶融充填法、蒸着法、厚密法などが挙げられる。
Examples of the former method for forming the barrier rib structure include a transfer method, a sand blast method, a laser processing method, a machining method, a photoresist method, a chemical etching method, and a LIGA method. Examples of a method for forming the
後者の方法におけるシンチレータ121sへの溝の形成方法としては、転写法、サンドブラスト法、マシニング加工法、フォトレジスト法、ケミカルエッチング法、LIGA法、そーワイヤー法、ダイシング法などが挙げられる。
Examples of the method for forming the groove on the
[シンチレータ121sの平均厚み]
(第1の例、正四角錐台形状)
図3は、図2に示したシンチレータ層121に配置された1区画分のシンチレータ121sの拡大斜視図である。図4は、図3と同一のシンチレータ121sを示す図であり、図4(a)は上面視形状の外形図、図4(b)は図4(a)のA−A断面図である。
[Average thickness of
(First example, regular square frustum shape)
FIG. 3 is an enlarged perspective view of one section of the
図3、図4に示すシンチレータ121sは、正四角錐の上方を底面に並行な面で切り取った正四角錐台の例である。底辺の長さは3L、上辺の長さはその2/3の2L、全体の厚み(高さ)はhである。同図に示す例では各区画のシンチレータ121sは、放射線の照射面側の開口面積(xy平面)が狭く、受光素子側(受光素子13s側)の開口面積が広くなっている。また各区画のシンチレータ121sの側面は中心軸側から見たときに照射面側から受光素子側に向かって外側に傾斜している。また図4(b)の断面図に示すようにその側面は直線状である。
The
図4(a)に示すように上面視の外形、つまり底面を縦横(xy方向)でそれぞれ3分割して全部で9区分に分割した場合を考え、中心部cと、それ以外の周辺部全体(e1からe8の合計)の平均厚み(z方向厚み)について説明する。 As shown in FIG. 4 (a), the top view, that is, the case where the bottom surface is divided into 9 sections in total by dividing the bottom face into 3 parts in the vertical and horizontal directions (xy direction), and the entire other peripheral part. The average thickness (the thickness in the z direction) of (total of e1 to e8) will be described.
平均厚みとは単位面積あたりの体積のことであり、体積Vを上面視の面積Sで除することにより算出できる。中心部cは四角柱であることから平均厚みwc=hであることは容易に理解できる。 The average thickness is a volume per unit area, and can be calculated by dividing the volume V by the area S in a top view. Since the central portion c is a quadrangular prism, it can be easily understood that the average thickness wc = h.
次に中心部c以外の周辺部全体における体積Veの算出を行う。正四角推台の全体の体積V=1/3×((3L)2×(3L×2L)+(2L)2)×h=19/3×L2×hである。中心部cの四角柱の体積Vc=L2×hであることから中心部cを除いた周辺部全体の体積Ve=V−Vc=16/3×L2×hである。 Next, the volume Ve in the entire peripheral part other than the central part c is calculated. The total volume V of the regular square thrust base is V = 1/3 × ((3L) 2 × (3L × 2L) + (2L) 2 ) × h = 19/3 × L 2 × h. Since the volume of the quadrangular prism in the central portion c is Vc = L 2 × h, the volume of the entire peripheral portion excluding the central portion c is Ve = V−Vc = 16/3 × L 2 × h.
中心部cを除いた周辺部全体の上面視の面積Seは、8L2(=3L2−L2)であることから、周辺部の平均厚みwe=Ve/Se=2/3hとなる。よって中心部の平均厚みwcが、周辺部の平均厚みweよりも厚くなっている。また両者の比はwc/we=3/2となり下記の式(1)も満たしていることがわかる。
1.1<wc/we<2.0 式(1)
(変形例、逆正四角錐台形状)
図5、図6は、それぞれ図3、図4に対応する図であり、これらの図に示す例はz方向の向きを反対にした逆正四角推台形状のシンチレータ121sの例である。同図に示す例では各区画のシンチレータ121sは、放射線の照射面側の開口面積が広く、受光素子側の開口面積が狭くなっている。また各区画のシンチレータ121sの側面は中心軸側から見たときに照射面側から受光素子側に向かって内側に傾斜している。また図6(b)の断面図に示すようにその側面は直線状である。
Since the area Se in the top view of the entire peripheral portion excluding the central portion c is 8L 2 (= 3L 2 −L 2 ), the average thickness we = Ve / Se = 2 / 3h of the peripheral portion. Therefore, the average thickness wc of the central part is thicker than the average thickness we of the peripheral part. Further, the ratio between the two is wc / we = 3/2, and it can be seen that the following formula (1) is also satisfied.
1.1 <wc / we <2.0 Formula (1)
(Modification, inverted square pyramid shape)
FIGS. 5 and 6 are diagrams corresponding to FIGS. 3 and 4, respectively, and the examples shown in these drawings are examples of a reverse regular quadrangle-shaped
このような形状のシンチレータ121sにおいても同様の結果となり、中心部cの平均厚みwcはh、周辺部の平均厚みwe=2/3hである。よって中心部の平均厚みwcが、周辺部の平均厚みweよりも厚くなっている。また両者の比はwc/we=3/2となり、式(1)も満たしている。
The same result is obtained in the
(第2の例、円錐台形状)
図7は、図8は、それぞれ図3、図4に対応する図であり円錐台形状のシンチレータ121sの例である。円錐の上方を底面に並行な面で切り取った円錐台形状であり、底面円の半径は3r、上面円の半径は2r、全体の厚み(高さ)はhである。同図に示す例では各区画のシンチレータ121sは、放射線の照射面側の開口面積が狭く、受光素子側の開口面積が広くなっている。また各区画のシンチレータ121sの側面は中心軸側から見たときに照射面側から受光素子側に向かって外側に傾斜している。また図8(b)の断面図に示すようにその側面は直線状である。
(Second example, truncated cone shape)
FIG. 7 is a diagram corresponding to FIG. 3 and FIG. 4, respectively, and FIG. 7 is an example of a truncated cone-shaped
図8(b)に示すように上面視の外形、つまり底面円を半径が3分の1の同心円で2分割した場合を考え、同心円の内側の中心部c、外側を周辺部eとしたときにそれぞれの平均厚み(z方向厚み)について説明する。 As shown in FIG. 8B, when the top view, that is, the case where the bottom circle is divided into two concentric circles with a radius of 1/3, the central portion c on the inner side of the concentric circle and the peripheral portion e on the outer side is taken. Each average thickness (z-direction thickness) will be described.
平均厚みは、体積Vを上面視の面積Sで除することにより算出できる。中心部cは円柱であることから中心部cの平均厚みwc=hである。 The average thickness can be calculated by dividing the volume V by the area S as viewed from above. Since the central portion c is a cylinder, the average thickness wc of the central portion c is wc = h.
次に中心部c以外の周辺部eにおける体積Vの算出を行う。円推台の体積V=1/3×π×((3r)2×(3r×2r)+(2r)2)×h=19/3×π×r2×hである。中心部cの円柱の体積は、π×r2×hであることから中心部cを除いた周辺部eの体積Ve=16/3×π×r2×hである。 Next, the volume V in the peripheral part e other than the central part c is calculated. The volume of the circular platform V = 1/3 × π × ((3r) 2 × (3r × 2r) + (2r) 2 ) × h = 19/3 × π × r 2 × h. Since the volume of the cylinder of the central portion c is π × r 2 × h, the volume Ve of the peripheral portion e excluding the central portion c is Ve = 16/3 × π × r 2 × h.
中心部cを除いた上面視の面積Seは、8πr2(=9πr2−πr2)であることから、周辺部の平均厚みwe=Ve/Se=2/3hとなる。よって中心部の平均厚みwcが、周辺部の平均厚みweよりも厚くなっている。また両者の比はwc/we=3/2であり、前述の式(1)も満たしている。 Since the area Se in the top view excluding the central portion c is 8πr 2 (= 9πr 2 −πr 2 ), the average thickness we = Ve / Se = 2 / 3h in the peripheral portion. Therefore, the average thickness wc of the central part is thicker than the average thickness we of the peripheral part. The ratio of the two is wc / we = 3/2, which satisfies the above-described formula (1).
(その他の例)
図9、図10は各種形状のシンチレータ121sを用いたシンチレータ層121の例である。図9、図10に示すシンチレータ121sは回転体(z方向に延びる中心軸の回りに平面を1回転させたときに軌跡により得られる立体図形)である。
(Other examples)
9 and 10 are examples of the
図9(a)〜図9(d)では、放射線の照射面側(同図で上方向)の開口面積が最も狭く、下方に向けて除々に広がってゆき、光電変換層13に接触する底面で最も開口面積が広くなるような形状となっている。また各区画のシンチレータ121sの側面は中心軸側から見たときに照射面側から受光素子側に向かって外側に傾斜している。図9(a)は釣り鐘型形状のシンチレータ121sを用いた例であり、同断面図に示すようにその側面は照射面側で円弧状に内側に曲がりその後に変曲点を経て受光素子側に向けて直線上に伸びている。図9(b)、図9(c)はラッパ状のシンチレータ121sを用いた例であり、図9(b)、図9(c)の例では、同断面図に示すようにその側面は照射面側では、中心軸に並行に伸びて除々に傾斜角度を増加(外側により広がるように)させながら円弧状に外側に曲がっている。図9(d)は、円錐形状のシンチレータ121sの例である。側面が直線上に伸びている例である。但し、図9(c)、図9(d)では照射面側の開口面積は、他の例にくらべて非常に狭くなっている。
9 (a) to 9 (d), the opening area on the radiation irradiation side (upward in FIG. 9) is the smallest, and gradually spreads downward and comes into contact with the
図10(a)、図10(b)は、それぞれ図9(a)、図9(b)に対してz方向の向きを反対にした形状であり。放射線の照射面側(同図で上方向)の開口面積(xy平面)が最も大きく、下方に向けて除々に狭まってゆき、受光素子側で最も開口面積が狭くなるような形状となっている。 FIGS. 10A and 10B are shapes in which the direction in the z direction is opposite to FIGS. 9A and 9B, respectively. The opening area (xy plane) on the radiation irradiation surface side (upward in the figure) is the largest, gradually narrowing downward, and the opening area is narrowest on the light receiving element side. .
図10(c)は、壷状のシンチレータ121sの例であり、中腹部が最も広く、上下方向ではそれよりも狭くなっている形状である。
FIG. 10C shows an example of a scissor-shaped
本実施形態においては、シンチレータ121sの中心部の平均厚みwcが、周辺部の平均厚みweよりも厚い構成とすることにより、放射線の照射により各区画のシンチレータ121sで発光する光量は、中心部の方が周辺部よりも多くすることができる。このようなことから発光した光量のほとんどは対応する受光素子13sに注がれることになり、接合部saから横方向への光の漏れを減少させることができ、ひいては十分な鮮鋭性が得られ高い発光効率を確保可能な放射線画像検出装置を得ることができる。
In the present embodiment, by setting the average thickness wc of the central portion of the
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明の実施態様はこれに限定されるものではない。下記の方法に従って試料1から6の6種類のシンチレータ層121を形成し、それぞれのシンチレータ層121を用いて放射線画像検出装置1を作製した。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated concretely, the embodiment of this invention is not limited to this. Six types of
(光電変換層13)
光電変換層13としては、CMOSフラットパネル(ラドアイコン社製X線CMOSカメラシステムShadow_Box 4KEV)を使用した。受光素子13sの配置ピッチ(画素ピッチ)は48μmである。光電変換層13は、試料1から6で共通である。
(Photoelectric conversion layer 13)
As the
(試料1から5の共通条件)
100mm□のカーボン基板を用いて、サンドブラスト法の処理により48μmピッチで複数の区画に分けられた隔壁部材121bを形成した。形成後、めっきにより銀反射層を隔壁部材121bの表面に形成し、その後、銀反射膜の保護層としてその表面に透明アクリル膜を約2μmの厚みで形成した。その後、平均粒径2μmのCsI:TlI蛍光体粉末を隔壁部材121bの隙間に高圧充填してシンチレータ層121を形成した。また最後に表面を研磨処理した。そして形成したシンチレータ層121を用いてシンチレータパネル12を作成し、これを図2等に示すようにそれぞれの受光素子13sと各区画のシンチレータ121sとの中心部が一致するように位置合わせしてシンチレータ層121と光電変換層13とを貼り合わせ放射線画像検出装置1を作製した。
(Common conditions for samples 1 to 5)
A
(試料1から5のシンチレータ121sの形状)
試料1は比較例であり、試料2から試料5は実施例である。
(Shape of
Sample 1 is a comparative example, and samples 2 to 5 are examples.
試料1は、図11に示した正四角柱の形状である。 Sample 1 has the shape of a regular quadrangular prism shown in FIG.
試料2は、図2に示した正四角錐台の形状である。 Sample 2 has the shape of a regular quadrangular pyramid shown in FIG.
試料3は、図9(a)に示した釣り鐘形状である。
試料4は、図9(d)に示した四角錐形状である。
試料5は、図9(c)に示したラッパ形状である。 The sample 5 has a trumpet shape shown in FIG.
(鮮鋭性の評価)
鉛製のMTFチャートを通して管電圧80kVpのX線を各実施例の放射線画像検出装置1の裏面(図1の矢印7方向)から照射し、画像データを光電変換層13で検出してハードディスクに記録した。その後、ハードディスク上の記録をパソコンで分析して当該ハードディスクに記録されたX線像の変調伝達関数(MTF(Modulation Transfer Function))を算出した。MTFチャートは空間周波数1cycle/mm及び5cycle/mmの2種類のものを用いた。MTFは50回測定し、その平均値を算出結果として用いた。結果を表1に示す。なお、下記の表1中の結果において、MTF(%)が高いほど解像力に優れていることを示している。
(Evaluation of sharpness)
X-rays with a tube voltage of 80 kVp are irradiated from the back surface (in the direction of
(輝度の評価)
上記鮮鋭性の測定の際に得られた画像データの中で、MTFチャートの鉛で遮蔽されていない部分の輝度を測定した。50箇所の平均値を輝度値として用い、試料1の輝度値を基準(100%)として相対値を相対輝度として表1に示した。
(Evaluation of brightness)
In the image data obtained in the measurement of the sharpness, the luminance of the portion of the MTF chart that is not shielded by lead was measured. The average value of 50 locations was used as the luminance value, and the relative value was shown in Table 1 as the relative luminance with the luminance value of Sample 1 as the reference (100%).
表1から明らかなように、比較例の試料1に比べて、実施例の試料2から5では、MTF値が高く鮮鋭性に優れていることが分かる。更に式(1)を満たしたより好ましい実施例である試料2から4では、更に相対輝度も高いことが分かる。なお表1に示すように試料1と比較して試料2から5では同等の製造コストであることから全ての評価を○としている。 As is clear from Table 1, it can be seen that Samples 2 to 5 of Examples have high MTF values and excellent sharpness compared to Sample 1 of Comparative Example. Furthermore, it can be seen that Samples 2 to 4, which are more preferred examples satisfying Equation (1), have a higher relative luminance. In addition, as shown in Table 1, compared with the sample 1, the samples 2 to 5 have the same manufacturing cost, so that all evaluations are evaluated as ◯.
1 放射線画像検出装置
12 シンチレータパネル
121 シンチレータ層
121s シンチレータ
121b 隔壁部材
122 基板
123 クッション層
125 保護フィルム
13 光電変換層
13s 受光素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Radiation
Claims (3)
前記光検出素子に対応する複数の区画に分割され、前記区画内にシンチレータが配置されているシンチレータ層を有し、
前記区画内のシンチレータは、中心部の平均厚みが、周辺部の平均厚みよりも厚いことを特徴とするシンチレータパネル。 A scintillator panel used in a radiological image detection apparatus in which a plurality of scintillators that convert radiation into visible light and a plurality of light detection elements are arranged in a one-to-one correspondence on a substrate,
The scintillator layer is divided into a plurality of sections corresponding to the light detection elements, and a scintillator is disposed in the sections,
The scintillator panel in the compartment is characterized in that the average thickness of the central part is thicker than the average thickness of the peripheral part.
1.1<wc/we<2.0
の関係式を満たすことを特徴とする請求項1に記載のシンチレータパネル。 When the scintillator in the section is a rectangular shape when viewed from the radiation irradiation side, the scintillator in one section is divided into nine sections in total by dividing the scintillator in one section into three parts vertically and horizontally when viewed from the top surface. In addition, when the average thickness of the central portion is wc and the average thickness of the other peripheral portions is we,
1.1 <wc / we <2.0
The scintillator panel according to claim 1, wherein the relational expression is satisfied.
1.1<wc/we<2.0
の関係式を満たすことを特徴とする請求項1に記載のシンチレータパネル。 The scintillator in the section has a circular shape when viewed from the radiation irradiation side, and the average thickness inside a concentric circle having a radius of one third when the scintillator of one section is viewed from the top is wc, When the average thickness on the outside is we,
1.1 <wc / we <2.0
The scintillator panel according to claim 1, wherein the relational expression is satisfied.
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