WO2012101882A1 - 放射線検出器およびそれを備える放射線画像取得装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a radiation detector and a radiation image acquisition apparatus including the radiation detector.
- the present invention has been made in view of such problems, and provides a radiation detector capable of acquiring a radiation detection image with less blur over a wide energy band and a radiation image acquisition apparatus including the radiation detector. With the goal.
- a radiation detector includes a planar wavelength conversion member that generates scintillation light in response to incidence of radiation that has passed through an object, and radiation that has passed through the wavelength conversion member. And a shielding member that is disposed between the wavelength conversion member and the radiation detection element and prevents the scintillation light from entering the radiation detection element.
- the radiation in the relatively low energy band among the radiation transmitted through the object is converted into scintillation light by the wavelength conversion member and arranged on the radiation incident surface side of the wavelength conversion member.
- the scintillation light is detected by the detector, it can be detected as an image signal.
- radiation in a relatively high energy band passes through the wavelength conversion member and the shielding member and is directly detected as an image signal by the radiation detection element.
- the shielding member prevents the scintillation light from entering the radiation detection element, the S / N in the image signal in the high energy band is improved and the scintillation light is detected on the incident surface side of the wavelength conversion member.
- a radiological image acquisition apparatus includes a radiation source that emits radiation, and a planar source that generates scintillation light in response to the incidence of radiation emitted from the radiation source and transmitted through the object.
- Wavelength conversion member, imaging element for imaging scintillation light emitted from radiation incident surface of wavelength conversion member, radiation detection element for detecting radiation transmitted through wavelength conversion member, wavelength conversion member and radiation detection element And a shielding member that prevents scintillation light from entering the radiation detection element.
- the radiation in the relatively low energy band out of the radiation transmitted through the object is converted into scintillation light by the wavelength conversion member and arranged on the radiation incident surface side of the wavelength conversion member.
- the scintillation light is detected by the image pickup device thus made, and can be detected as an image signal.
- radiation in a relatively high energy band passes through the wavelength conversion member and the shielding member and is directly detected as an image signal by the radiation detection element.
- the shielding member prevents the scintillation light from entering the radiation detection element, the S / N in the image signal in the high energy band is improved and the scintillation light is detected on the incident surface side of the wavelength conversion member.
- the low energy band radiographic image captured by the imaging element and the high energy band radiographic image detected by the radiation detection element are separately acquired, so a wide energy band can be obtained by adding the acquired images.
- An image with a good S / N of the radiation detection signal can be obtained.
- a favorable energy subtraction image can be acquired by subtracting the acquired images.
- a radiation detection image with little blur can be acquired over a wide energy band.
- FIG. 1 is a front view showing a schematic configuration of a radiation image acquisition apparatus 1 according to a preferred embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is an enlarged front view showing the radiation detector 3 of FIG. 4 is a front view showing an assembled state of the radiation detector 3 of FIG.
- the radiation image acquisition apparatus 1 is emitted from a radiation source 2 that emits radiation such as X-rays toward an object A such as an electronic component such as a semiconductor device or a food product, and the radiation source 2.
- a radiation detector 3 for detecting the radiation transmitted through the object A and a photodetector (imaging device) 4 for imaging the light converted by the radiation detector 3.
- the radiation detector 3 is a direct conversion type detector that directly detects incident radiation and generates an image signal indicating a detection image of the object A, and the photodetector 4 converts based on the incident radiation.
- Indirect conversion type detectors such as a CMOS sensor and a CCD sensor that detect the emitted light and generate an image signal.
- the radiation detector 3 includes a direct conversion detector (radiation detection element) 5 that directly detects radiation emitted from the radiation source 2 and transmitted through the object A.
- the direct conversion detector 5 include a semiconductor detector whose main material is a semiconductor material such as amorphous selenium, CdTe, silicon (Si), or Ge.
- the direct conversion detector 5 internally converts the radiation that has passed through the object A and entered from the planar radiation detection surface 5a on the radiation source 2 side into charges, and detects the charges to detect the object A.
- An image signal indicating a two-dimensional radiation transmission image is output.
- the radiation detector 3 includes a wavelength conversion plate (wavelength conversion film / wavelength conversion member) 6 and a light shielding plate (light shielding film / shielding member) 7 disposed on the radiation detection surface 5 a side of the direct conversion detector 5.
- the wavelength conversion plate 6 is a flat member disposed so as to cover the radiation detection surface 5a along the radiation detection surface 5a of the direct conversion detector 5, and responds to the incidence of radiation transmitted through the object A. To generate scintillation light.
- Gd 2 O 2 S Tb
- Gd 2 O 2 S Pr
- CsI Tl
- CdWO 4 CaWO 4
- Gd 2 SiO 5 Ce
- Lu 0.4 Gd 1.6 SiO 5 Examples include scintillators such as Bi 4 Ge 3 O 12 , Lu 2 SiO 5 : Ce, Y 2 SiO 5 , YAlO 3 : Ce, Y 2 O 2 S: Tb, YTaO 4 : Tm, etc. It is set to an appropriate value depending on the energy band of the radiation detected within a range of several mm.
- the light shielding plate 7 is disposed between the wavelength conversion plate 6 and the direct conversion detector 5 so as to cover the radiation detection surface 5a, and the scintillation light generated by the wavelength conversion plate 6 is directly converted into the detector.
- 5 is a flat plate-like member for preventing the light from being incident on 5.
- the light shielding plate 7 is a member that has a light shielding property against light in the wavelength region of the scintillation light and has a property of transmitting radiation emitted from the radiation source 2.
- the material of the light shielding member 7 include metal members such as beryllium, aluminum, copper, and titanium, non-metal members such as carbon (carbon) and silicon (silicon), polypropylene, polyimide, and polyethylene terephthalate. Examples thereof include a member in which a molecular organic substance has a light shielding property.
- the wavelength conversion member 6 and the light shielding member 7 may be in the form of a film.
- the light shielding member 7 and the wavelength conversion member 6 are assembled to the direct conversion type detector 5 as described above, the light shielding member 7 and the wavelength conversion member 6 are placed on the radiation detection surface 5a of the direct conversion type detector 5.
- the light shielding member 7 and the wavelength conversion member 6 may be deposited in advance, and the light shielding member 7 and the wavelength conversion member 6 may be bonded on the radiation detection surface 5a.
- holder members 8 and 9 for holding the light shielding member 7 and the wavelength conversion member 6 are prepared, and the light shielding member 7 and the wavelength conversion member 6 are prepared by the holder members 8 and 9. May be held on the radiation detection surface 5 a of the direct conversion detector 5.
- the light shielding member 7 and the wavelength conversion member 6 may be directly fixed on the radiation detection surface 5 a of the conversion type detector 5 using a fixing member such as a bolt.
- the optical axis of radiation is substantially perpendicular to the radiation detection surface 5a of the direct conversion detector 5 (perpendicular to the radiation detection surface 5a and the optical axis of radiation). And is disposed so as to face the center of the radiation detection surface 5a. Further, the optical detector 4 obliquely intersects the radiation incident surface 6a of the wavelength conversion plate 6 with the optical axis of the built-in imaging lens 4a so that the scintillation light emitted from the wavelength conversion plate 6 can be imaged.
- the imaging lens 4 a condenses the scintillation light emitted from the radiation incident surface 6 a toward an imaging element (not shown) inside the photodetector 4.
- the photodetector 4 is arranged so as to be out of the radiation emission region from the radiation source 2.
- the radiation in the relatively low energy band among the radiation transmitted through the object A is converted into scintillation light by the wavelength conversion plate 6, and the radiation incident surface of the wavelength conversion plate 6.
- the scintillation light is detected by the photodetector 4 arranged on the 6a side, it can be detected as an image signal indicating a radiation transmission image of the object A.
- radiation in a relatively high energy band passes through the wavelength conversion plate 6 and the light shielding plate 7 and is directly detected by the direct conversion detector 5 as an image signal.
- low-energy radiation incident on the direct conversion type detector is reduced, and as a result, pseudo signals can be reduced.
- image blur in the low energy band image signal detected by the photodetector 4 can also be prevented.
- a direct conversion type detector has a limit in energy sensitivity, and a detector having sensitivity in a high energy band may have low sensitivity in a low energy band. Therefore, the radiological image acquisition apparatus 1 can acquire a low-energy band radiographic image with high sensitivity by imaging the scintillation light by the indirect conversion method using the photodetector 4. As a result, a highly sensitive detection image can be acquired in a wide energy range including a high energy band and a low energy band.
- the photodetector 4 is arranged so as to be out of the radiation emission region from the radiation source 2, the shadow of the photodetector 4 is not reflected in the radiation transmission image of the object A, and noise in the image signal. Therefore, it is possible to detect low-energy radiation. Furthermore, generation of noise including a direct conversion signal of radiation due to exposure inside the photodetector 4 is also prevented.
- the target object is obtained by performing predetermined arithmetic processing on the image signal in the low energy band and the image signal in the high energy band acquired by the radiation image acquisition device 1 by one shot (single imaging or detection).
- a contrast-enhanced energy difference (energy subtraction) and energy-separated radiation transmission image regarding A can be obtained.
- the light shielding member 7 may be a reflection plate or a reflection film that reflects the scintillation light generated by the wavelength conversion plate 6.
- a flat reflector 107 is interposed between the wavelength conversion plate 6 and the direct conversion detector 5 instead of the light shielding plate 7. You may do it.
- the reflection plate 107 is disposed so as to cover the radiation detection surface 5a of the direct conversion detector 5, has a reflection surface 107a that reflects light in the wavelength region of the scintillation light on the wavelength conversion plate 6 side, and
- the member has a property of transmitting the radiation emitted from the radiation source 2.
- Examples of the material of the reflecting member 107 include a material in which a reflecting surface is formed by polishing the surface of a flat plate member such as aluminum, nickel, copper, silver, or gold.
- a method for forming the reflection surface in addition to polishing, a method of forming a metal layer by vapor deposition, spraying, coating, or the like on the surface of a support that transmits radiation, or on the back surface of the radiation incident surface 6a of the wavelength conversion member Examples thereof include a method of forming a metal layer by vapor deposition, spraying, coating, or the like.
- the light shielding plate 7 and the reflection plate 107 may be provided with a filtering function that further blocks low energy band components of the radiation transmitted through the object A.
- a filtering function that further blocks low energy band components of the radiation transmitted through the object A.
- the material of the light shielding plate 7 and the reflection plate 107 having such a filtering function include copper, aluminum, carbon, silicon (silicon), nickel, silver, gold, stainless steel (iron), and titanium.
- the light detector 4 be arranged so as to be away from the radiation emission region from the radiation source 2, and the radiation source 2 is arranged so that the radiation detection surface 5 a of the direct conversion type detector 5 is shown in FIG. 6.
- the optical detector 4 has the optical axis of the imaging lens 4a substantially perpendicular to the radiation incident surface 6a of the wavelength conversion plate 6, and the radiation incident surface 6a. You may arrange
- a reflecting plate 11 that reflects the scintillation light generated from the wavelength conversion plate 6 is disposed on the optical axis of the radiation emitted from the radiation source 2, and the imaging lens 4 a of the photodetector 4 is provided.
- the photodetector 4 may be arranged so that the scintillation light reflected by the reflector 11 can be collected. Even in this case, the photodetector 4 can be separated from the radiation emission region.
- the shielding member is preferably a planar member having a light shielding property against scintillation light. If such a shielding member is provided, S / N can be reliably improved over a wide energy band.
- the shielding member is a planar reflecting member that reflects scintillation light.
- the S / N ratio in the image signal in the high energy band can be improved, and the detection efficiency of the image signal in the low energy band can be improved.
- the shielding member blocks a low energy band of radiation.
- the present invention uses a radiation detector and a radiation image acquisition apparatus including the radiation detector, and makes it possible to acquire a radiation detection image with less blur over a wide energy band.
- SYMBOLS 1 Radiation image acquisition apparatus, 2 ... Radiation source, 4 ... Photo detector (imaging element), 5 ... Direct conversion type detector (radiation detection element), 6 ... Wavelength conversion plate, wavelength conversion film (wavelength conversion member), 7: light-shielding plate, light-shielding film (shielding member), 107: reflector, reflective film (shielding member).
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Abstract
この放射線検出器３は、対象物Ａを透過した放射線の入射に応じてシンチレーション光を発生させる平板状の波長変換板６と、波長変換板６を透過した放射線を検出する直接変換型検出器５と、波長変換板６と直接変換型検出器５との間に配置され、シンチレーション光の直接変換型検出器５への入射を防止する遮光板７とを備える。
Description
本発明は、放射線検出器およびそれを備える放射線画像取得装置に関する。
従来から、Ｘ線画像の検出技術に関しては、検出器に入射する放射線により生じた電荷を検出することにより、放射線を直接検出する方式である直接変換方式と、放射線をシンチレータ材料などの放射線変換部材を用いて光に変換してから検出器で検出する方式である間接変換方式が知られている。これらの２つの変換方式では放射線の検出エネルギー帯が制限される傾向にある。このような問題に対処するため、放射線を直接検出する放射線検出素子の検出面にシンチレータ材料からなる放射線変換膜を設けて、放射線変換膜を透過した放射線と、放射線変換膜によって変換されたシンチレーション光とを同時に放射線検出素子によって検出する構成が考案されている（下記特許文献１参照）。このような構成によれば、放射線の検出効率が向上し、Ｓ／Ｎが良好な画像データを取得することができる。
しかしながら、上述したような従来の構成では、広いエネルギー帯の放射線が同一の検出器で検出されるため、得られる画像データに画像ぼけが発生する傾向にある。これは、もともと比較的低エネルギー帯の放射線は、波長変換膜によりシンチレーション光に変換されやすく、放射線検出素子が放射線変換膜を広がりながら透過してきたシンチレーション光を検出することになるので、低エネルギー帯の放射線では、検出信号（Ｓ）が低下しやすい一方、高エネルギー帯では広がったシンチレーション光により検出信号に対するノイズが増加しやすくなり、広いエネルギー帯の放射線の検出信号のＳ／Ｎが低下してしまうためである。
そこで、本発明は、かかる課題に鑑みて為されたものであり、広いエネルギー帯にわたってぼけの少ない放射線検出画像を取得することが可能な放射線検出器およびそれを備える放射線画像取得装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の一側面にかかる放射線検出器は、対象物を透過した放射線の入射に応じてシンチレーション光を発生させる平面状の波長変換部材と、波長変換部材を透過した放射線を検出する放射線検出素子と、波長変換部材と放射線検出素子との間に配置され、シンチレーション光の放射線検出素子への入射を防止する遮蔽部材と、を備える。
このような放射線検出器によれば、対象物を透過した放射線のうち比較的低エネルギー帯の放射線が、波長変換部材によってシンチレーション光に変換されて、波長変換部材の放射線の入射面側に配置された検出器によってそのシンチレーション光が検出されることにより、画像信号として検出可能にされる。それと同時に、対象物を透過した放射線のうち比較的高エネルギー帯の放射線は、波長変換部材及び遮蔽部材を透過して放射線検出素子によって直接画像信号として検出される。このとき、遮蔽部材によってシンチレーション光の放射線検出素子への入射が防止されるので、高エネルギー帯の画像信号におけるＳ／Ｎが向上するとともに、シンチレーション光は波長変換部材の入射面側で検出されるので、低エネルギー帯の画像信号における画像ぼけも防止することができる。その結果、広いエネルギー帯にわたって、放射線の検出信号のＳ／Ｎがよい画像を取得することができる。なお、「比較的低エネルギー帯の放射線」ならびに「比較的高エネルギー帯の放射線」とは、互いに分離したエネルギー帯をもつ放射線、もしくは、共通のエネルギー帯をもつ放射線を意味する。
或いは、本発明の別の側面にかかる放射線画像取得装置は、放射線を出射する放射線源と、放射線源から出射され、対象物を透過した放射線の入射に応じて、シンチレーション光を発生させる平面状の波長変換部材と、波長変換部材の放射線の入射側の面から放射されるシンチレーション光を撮像する撮像素子と、波長変換部材を透過した放射線を検出する放射線検出素子と、波長変換部材と放射線検出素子との間に配置され、シンチレーション光の放射線検出素子への入射を防止する遮蔽部材と、を備える。
このような放射線画像取得装置によれば、対象物を透過した放射線のうち比較的低エネルギー帯の放射線が、波長変換部材によってシンチレーション光に変換されて、波長変換部材の放射線の入射面側に配置された撮像素子によってそのシンチレーション光が検出されることにより、画像信号として検出可能にされる。それと同時に、対象物を透過した放射線のうち比較的高エネルギー帯の放射線は、波長変換部材及び遮蔽部材を透過して放射線検出素子によって直接画像信号として検出される。このとき、遮蔽部材によってシンチレーション光の放射線検出素子への入射が防止されるので、高エネルギー帯の画像信号におけるＳ／Ｎが向上するとともに、シンチレーション光は波長変換部材の入射面側で検出されるので、低エネルギー帯の画像信号における画像ぼけも防止することができる。その結果、撮像素子で撮像された低エネルギー帯の放射線画像と、放射線検出素子によって検出された高エネルギー帯の放射線画像とを別々に取得するので、取得された画像を加算することで広いエネルギー帯にわたって、放射線の検出信号のＳ／Ｎがよい画像を取得することができる。また、取得された画像を差分することで、良好なエネルギーサブトラクション画像を取得することができる。
本発明によれば、広いエネルギー帯にわたってぼけの少ない放射線検出画像を取得することができる。
以下、図面を参照しつつ本発明に係る放射線検出器およびそれを用いた放射線画像取得装置の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、各図面は説明用のために作成されたものであり、説明の対象部位を特に強調するように描かれている。そのため、図面における各部材の寸法比率は、必ずしも実際のものとは一致しない。
図１は、本発明の好適な一実施形態に係る放射線画像取得装置１の概略構成を示す正面図、図２は、図１の放射線検出器３を拡大して示す正面図、図３及び図４は、図１の放射線検出器３の組み上げ状態を示す正面図である。図１に示すように、放射線画像取得装置１は、半導体デバイス等の電子部品や食料品等の対象物Ａに向けてＸ線等の放射線を出射する放射線源２と、放射線源２から出射されて対象物Ａを透過した放射線を検出する放射線検出器３と、放射線検出器３によって変換された光を撮像する光検出器（撮像素子）４とを備えている。この放射線検出器３は、入射する放射線を直接検出して対象物Ａの検出画像を示す画像信号を生成する直接変換方式の検出器であり、光検出器４は、入射する放射線を基に変換された光を検出して画像信号を生成するＣＭＯＳセンサ、ＣＣＤセンサ等の間接変換方式の検出器である。
図１及び図２に示すように、放射線検出器３は、放射線源２から出射されて対象物Ａを透過した放射線を直接検出する直接変換型検出器（放射線検出素子）５を備えている。この直接変換型検出器５としては、アモルファスセレン、ＣｄＴｅ、シリコン（Ｓｉ）、又はＧｅ等の半導体材料を主要材料とする半導体検出器が挙げられる。直接変換型検出器５は、対象物Ａを透過して放射線源２側の平面状の放射線検出面５ａから入射した放射線を内部で電荷に変換し、その電荷を検出することにより対象物Ａの二次元の放射線透過像を示す画像信号を出力する。
さらに、放射線検出器３は、直接変換型検出器５の放射線検出面５ａ側に配置された波長変換板（波長変換膜・波長変換部材）６及び遮光板（遮光膜・遮蔽部材）７を備えている。この波長変換板６は、直接変換型検出器５の放射線検出面５ａに沿って放射線検出面５ａを覆うように配置された平板状の部材であり、対象物Ａを透過した放射線の入射に応じてシンチレーション光を発生させる。このような波長変換板６としては、Gd2O2S:Tb、Gd2O2S:Pr、CsI:Tl、CdWO4、CaWO4、Gd2SiO5:Ce、Lu0.4Gd1.6SiO5、Bi4Ge3O12、Lu2SiO5:Ce、Y2SiO5、YAlO3:Ce、Y2O2S:Tb、YTaO4:Tm等のシンチレータが挙げられ、その厚さは数μｍ～数ｍｍの範囲で検出する放射線のエネルギー帯によって適切な値に設定されている。また、遮光板７は、波長変換板６と直接変換型検出器５との間において放射線検出面５ａを覆うように配置されており、波長変換板６で発生したシンチレーション光が直接変換型検出器５に入射するのを防止するための平板状部材である。具体的には、遮光板７は、シンチレーション光の波長域の光に対して遮光性を有し、放射線源２から出射される放射線を透過する性質を有する部材である。このような遮光部材７の材料としては、例えば、ベリリウム、アルミ、銅、チタンなどの金属部材や、カーボン（炭素）やシリコン（ケイ素）などの非金属部材、ポリプロピレンやポリイミド、ポリエチレンテレフタレートなどの高分子有機物質に遮光性を持たせた部材等が挙げられる。ここで、波長変換部材６及び遮光部材７の形態としては、膜状であってもよい。
上記のような直接変換型検出器５に対して遮光部材７及び波長変換部材６を組み上げる際には、直接変換型検出器５の放射線検出面５ａ上に遮光部材７及び波長変換部材６をこの順で蒸着してもよいし、予め遮光部材７及び波長変換部材６を作製しておいてから放射線検出面５ａ上に遮光部材７及び波長変換部材６を接着してもよい。また、図３に示すように、遮光部材７及び波長変換部材６を保持するためのホルダ部材８，９を用意しておいて、それらのホルダ部材８，９によって遮光部材７及び波長変換部材６を直接変換型検出器５の放射線検出面５ａ上に保持するようにしてもよい。さらに、図４に示すように、ボルト等の固定部材を用いて遮光部材７及び波長変換部材６を直接変換型検出器５の放射線検出面５ａ上に固定するようにしてもよい。
次に、このような構成の放射線検出器３と放射線源２及び光検出器４との位置関係について説明する。図１に示すように、放射線源２は、直接変換型検出器５の放射線検出面５ａに対して放射線の光軸が略垂直になり（放射線検出面５ａと放射線の光軸に対して垂直な面とが略平行になり）、放射線検出面５ａの中心部に対向するように配置されている。また、光検出器４は、波長変換板６から放射されたシンチレーション光を撮像可能になるように、内蔵する撮像レンズ４ａの光軸が波長変換板６の放射線入射面６ａに対して斜めに交差するように（光軸に対して垂直な面と放射線入射面６ａとが角度を有するように）配置されている。この撮像レンズ４ａは、放射線入射面６ａから放射されたシンチレーション光を光検出器４の内部の撮像素子（図示せず）に向けて集光する。このような配置により、光検出器４が放射線源２からの放射線の出射領域から外れるように配置されることになる。
以上説明した放射線画像取得装置１によれば、対象物Ａを透過した放射線のうち比較的低エネルギー帯の放射線が、波長変換板６によってシンチレーション光に変換されて、波長変換板６の放射線入射面６ａ側に配置された光検出器４によってそのシンチレーション光が検出されることにより、対象物Ａの放射線透過像を示す画像信号として検出可能にされる。それと同時に、対象物Ａを透過した放射線のうち比較的高エネルギー帯の放射線は、波長変換板６及び遮光板７を透過して直接変換型検出器５によって直接画像信号として検出される。これは、低エネルギー帯の放射線は波長変換板６の内部の放射線入射面６ａ側でシンチレーション光に変換されやすいのに対して、高エネルギー帯の放射線は、波長変換板６を透過しやすいためである。このとき、遮光板７によってシンチレーション光の直接変換型検出器５への入射が防止されるので、直接変換型検出器５によって検出される高エネルギー帯の画像信号におけるＳ／Ｎが向上する。また、直接変換方式の検出器においては、その検出器の時間分解能よりも短い時間で複数の放射線が入射した場合には、実際のエネルギーよりも高いエネルギーとして検出されてしまう傾向にある（この現象を「サムピーク」と呼ぶ）。本実施形態によれば、直接変換方式の検出器に入射する低エネルギーの放射線が減少し、その結果擬信号を減らすことが可能になる。それとともに、シンチレーション光は波長変換板６の放射線入射面６ａ側で検出されるので、光検出器４によって検出される低エネルギー帯の画像信号における画像ぼけも防止することができる。その結果、高エネルギー帯及び低エネルギー帯に分離してＳ／Ｎがよいデュアルエナジーの検出画像を取得することができる。
また、直接変換方式の検出器は、エネルギー感度に限界があり、高エネルギー帯に感度を有する検出器は、低エネルギー帯の感度が低い場合がある。そこで、放射線画像取得装置１では、光検出器４によって間接変換方式によってシンチレーション光を撮像することによって、低エネルギー帯の放射線像も感度良く取得することができる。その結果、高エネルギー帯及び低エネルギー帯を含む広いエネルギー範囲で高感度の検出画像を取得することができる。
また、光検出器４が放射線源２からの放射線の出射領域から外れるように配置されているので、対象物Ａの放射線透過像に光検出器４の影が映り込むことが無く画像信号におけるノイズの発生を低減することができ、放射線の減衰もないため低エネルギー成分の放射線の検出も可能にされる。さらに、光検出器４の内部の被曝による放射線の直接変換信号を含むノイズの発生も防止される。
さらには、放射線画像取得装置１によってワンショット（一回の撮像もしくは検出）で取得された低エネルギー帯の画像信号及び高エネルギー帯の画像信号に対して所定の演算処理を施すことにより、対象物Ａに関する高コントラスト化されたエネルギー差分（エネルギーサブトラクション）、エネルギー分別された放射線透過画像を得ることができる。
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。すなわち、遮光部材７は波長変換板６で発生したシンチレーション光を反射する反射板あるいは反射膜であってもよい。例えば、図５に示す本発明の変形例である放射線検出器１０３のように、波長変換板６と直接変換型検出器５との間に遮光板７の代わりに平板状の反射板１０７が介在していてもよい。この反射板１０７は、直接変換型検出器５の放射線検出面５ａを覆うように配置されており、波長変換板６側にシンチレーション光の波長域の光を反射する反射面１０７ａを有し、かつ、放射線源２から出射される放射線を透過する性質を有する部材である。このような反射部材１０７の材料としては、例えば、アルミやニッケル、銅、銀、金などの金属等の平板状部材の表面に研磨加工を施すことにより反射面が形成されたものが挙げられる。反射面の形成方法としては、研磨加工のほかに、放射線を透過する支持体の表面に蒸着や吹きつけ、塗布などにより金属層を形成する方法や、波長変換部材の放射線入射面６ａの裏面に蒸着や吹きつけ、塗布などにより金属層を形成する方法などが挙げられる。このような反射板１０７を備えることにより、直接変換型検出器５によって検出される高エネルギー帯の画像信号におけるＳ／Ｎを向上させることができるとともに、光検出器４によってシンチレーション光を効率的に検出できるので、低エネルギー帯の画像信号の検出効率を向上させることができる。
また、遮光板７及び反射板１０７には、対象物Ａを透過した放射線のうち低エネルギー帯の成分を更に遮断するようなフィルタリング機能を持たせてもよい。このようなフィルタリング機能を有する遮光板７及び反射板１０７の材料の例としては、銅、アルミニウム、カーボン、シリコン（ケイ素）、ニッケル、銀、金、ステンレス（鉄）、チタン等が挙げられる。遮光板７及び反射板１０７にフィルタリング機能を持たせることにより、波長変換板６側から入射してきた低エネルギー帯の放射線が直接変換型検出器５に入射することを防止でき、高エネルギー帯の画像信号におけるＳ／Ｎをさらに向上させることができる。
また、放射線検出器３に対する放射線源２及び光検出器４の位置関係に関しては、様々な変形態様を採ることができる。すなわち、光検出器４が放射線源２からの放射線の出射領域から離れるように配置されていればよく、図６に示すように、放射線源２が、直接変換型検出器５の放射線検出面５ａに対して放射線の光軸が斜めに向くように配置され、光検出器４が、撮像レンズ４ａの光軸が波長変換板６の放射線入射面６ａに対して略垂直になり、放射線入射面６ａの中心部に対向するように配置されていてもよい。また、図７に示すように、放射線源２から出射される放射線の光軸上に波長変換板６から発生するシンチレーション光を反射する反射板１１を配置し、光検出器４の撮像レンズ４ａが反射板１１によって反射されたシンチレーション光を集光可能なように光検出器４が配置されてもよい。このようにしても、光検出器４を放射線の出射領域から分離することができる。
ここで、遮蔽部材は、シンチレーション光に対して遮光性を有する平面状部材である、ことが好適である。かかる遮蔽部材を備えれば、広いエネルギー帯にわたってＳ／Ｎを確実に向上させることができる。
また、遮蔽部材は、シンチレーション光を反射する平面状反射部材である、ことも好適である。この場合、高エネルギー帯の画像信号におけるＳ／Ｎを向上させることができるとともに、低エネルギー帯の画像信号の検出効率を向上させることができる。
さらに、遮蔽部材は、放射線のうちの低エネルギー帯を遮断する、ことも好適である。かかる構成を採れば、波長変換部材側から入射してきた低エネルギー帯の放射線が放射線検出素子に入射することを防止でき、高エネルギー帯の画像信号におけるＳ／Ｎをさらに向上させることができる。
本発明は、放射線検出器およびそれを備える放射線画像取得装置を使用用途とし、広いエネルギー帯にわたってぼけの少ない放射線検出画像を取得することを可能にするものである。
１…放射線画像取得装置、２…放射線源、４…光検出器（撮像素子）、５…直接変換型検出器（放射線検出素子）、６…波長変換板、波長変換膜（波長変換部材）、７…遮光板、遮光膜（遮蔽部材）、１０７…反射板、反射膜（遮蔽部材）。
Claims (8)
- 対象物を透過した放射線の入射に応じてシンチレーション光を発生させる平面状の波長変換部材と、
前記波長変換部材を透過した前記放射線を検出する放射線検出素子と、
前記波長変換部材と前記放射線検出素子との間に配置され、前記シンチレーション光の前記放射線検出素子への入射を防止する遮蔽部材と、
を備えることを特徴とする放射線検出器。 - 前記遮蔽部材は、前記シンチレーション光に対して遮光性を有する平面状部材である、
ことを特徴とする請求項１記載の放射線検出器。 - 前記遮蔽部材は、前記シンチレーション光を反射する平面状反射部材である、
ことを特徴とする請求項１記載の放射線検出器。 - 前記遮蔽部材は、前記放射線のうちの低エネルギー帯を遮断する、
ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の放射線検出器。 - 放射線を出射する放射線源と、
前記放射線源から出射され、対象物を透過した前記放射線の入射に応じて、シンチレーション光を発生させる平面状の波長変換部材と、
前記波長変換部材の前記放射線の入射側の面から放射される前記シンチレーション光を撮像する撮像素子と、
前記波長変換部材を透過した前記放射線を検出する放射線検出素子と、
前記波長変換部材と前記放射線検出素子との間に配置され、前記シンチレーション光の前記放射線検出素子への入射を防止する遮蔽部材と、
を備えることを特徴とする放射線画像取得装置。 - 前記遮蔽部材は、前記シンチレーション光に対して遮光性を有する平面状部材である、
ことを特徴とする請求項５記載の放射線画像取得装置。 - 前記遮蔽部材は、前記シンチレーション光を反射する平面状反射部材である、
ことを特徴とする請求項５記載の放射線画像取得装置。 - 前記遮蔽部材は、前記放射線のうちの低エネルギー帯を遮断する、
ことを特徴とする請求項５～７のいずれか１項に記載の放射線画像取得装置。
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