説明

放射線画像検出器

【課題】振動によるマイクロフォニック・ノイズの発生を抑えて実像のみを表示できる信頼性の高い放射線画像検出器を提供する。
【解決手段】平面ガラス基板1表面に複数の画素2を配列した受光部3を有する放射線検出パネル4と、放射線検出パネル4上に設けられ、外部から入射したX線を光に変換するシンチレータ層6と、放射線検出パネル4を支持する基台5と、放射線検出パネル4の基台5側面に形成された第1の導電性層11と、基台5の端部で固定され、放射線検出パネル4及びシンチレータ層6を保護する保護カバー9と、を備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基板上に複数の画素が格子状に配列された平板状のパネルを有する放射線画像検出器に関する。
【背景技術】
【0002】
新世代のX線診断用画像表示装置として、アクティブマトリックスや、CCD、CMOS等の固体撮像素子を用いた平面検出器(Flat Panel Detector)が大きな注目を集めている。このX線平面検出器にX線を照射することにより、X線撮影像またはリアルタイムのX線画像がデジタル信号として出力できる。このため、画質性能や安定性の面に於いても極めて期待が大きく、多くの大学やメーカー等が研究開発に取り組んでいる。
【0003】
X線平面検出器は、直接方式と間接方式の2方式に大別される。
【0004】
直接方式は、X線をa−Se等の光導電膜により直接電荷信号に変換し、電荷蓄積用キャパシタに導く方式である。この直接方式は、X線により発生した光導電電荷を高電界により直接的に電荷蓄積用キャパシタに導くため、ほぼアクティブマトリックスの画素電極ピッチで規定される解像度特性が得られる。
【0005】
一方、間接方式は、シンチレータ層によりX線を一旦可視光に変換し、可視光をa−Siフォトダイオード、CCD、CMOS等により信号電荷に変換して電荷蓄積用キャパシタに導く方式である。現在実用化されているX線画像検出器の多くが間接方式を採用している。
【0006】
従来の間接方式によるX線画像検出器の基本構成を図7に示す。
【0007】
従来のX線画像検出器50では、平面ガラス基板1表面に、薄膜トランジスタ(TFT)スイッチや可視光を電気信号に変換するフォトダイオードなどからなる画素2を複数有する受光部3が設けられ、放射線検出パネル4を形成している。
【0008】
この放射線検出パネル4は、基台5上に搭載される。また、放射線検出パネル4の上には、X線を可視光に変換するシンチレータ層6が形成される。このシンチレータ層6には、高輝度蛍光物質であるヨウ化セシウム(CsI)等のハロゲン化合物やガドリニウム硫酸化物(GOS)等の酸化物系化合物等の蛍光体が用いられ、真空蒸着法、スパッタリング法、CVD法等の気相成長法で形成される。
【0009】
また、シンチレータ層6の表面には、必要に応じてシンチレータ層6で変換された可視光の利用効率を高めるための反射層7が形成される。
【0010】
更に、このX線画像検出器50は、基台5の端部に形成された接合層8を介して、放射線検出パネル4とシンチレータ層6を保護するための保護カバー9が形成されている(例えば、特許文献1参照)。
【0011】
このような間接方式のX線画像検出器50では、入射X線13がシンチレータ層6において先ず可視光14に変換され、放射線検出パネル4に形成された画素2に到達する。可視光14は、画素2中のフォトダイオードにより電荷に変換された後、画素2中のTFTスイッチに接続された図示していない信号ラインから外部へと読み出される。この読み出された信号は、信号処理回路等(図示せず)にてデジタル画像信号に変換され、表示回路(図示せず)を介してモニタ表示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0012】
【特許文献1】特開2008−261651号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
ところが、上記のような画像検出器を医療分野に用いた場合、診察中の患者による圧迫、アームの移動、寝台の移動、患者の移動に伴う振動によるノイズ(以下、「マイクロフォニック・ノイズ」と記す)が発生する場合がある。また、産業分野に用いた場合も、検査場所の振動などにより、マイクロフォニック・ノイズが生じ得る。
【0014】
このマイクロフォニック・ノイズは、モニタ画面の一部または広範囲に広がる輝度ムラとして表示される。これは医療用途、産業用途を問わず、実像に重畳されて表示されるため、誤診、判断間違いの大きな要因となる。特に医療診断では、患者の失陥部位の誤判断を招くおそれがあり、最悪の場合、死に至るような重大な危険性がある。
【0015】
図7に示す放射線画像表示装置50において、マイクロフォニック・ノイズは、放射線検出パネル4とそれを固定するための基台5とのギャップが変動することにより発生する帯電現象が原因であると考えられる。
【0016】
この対策として、これまで、放射線検出パネル4の入射面をスポンジなどで加圧して裏面の基台5に押し付けることにより振動を抑制し、マイクロフォニック・ノイズの発生を低減させていた。
【0017】
しかしながら、この手法では低減の効果はあるものの、特に低線量下での評価ではまだ無視できない程度のマイクロフォニック・ノイズが発生してしまう。
【0018】
また、車載、移動型の装置の場合にはさらに顕著なマイクロフォニック・ノイズによる輝度ムラが発生しており、未だ解決には至っていないのが実情である。
【0019】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、振動によるマイクロフォニック・ノイズの発生を抑えて実像のみを表示できる信頼性の高い放射線画像検出器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0020】
上述の目的を達成するため、本発明の放射線画像検出器は、絶縁性の平面基板表面に複数の画素を配列した受光部を有する放射線検出パネルと、前記放射線検出パネルを支持する基台と、前記放射線検出パネルの前記基台側面に形成された第1の導電性層と、を備えることを特徴とする。
【0021】
また、本発明の放射線画像検出器は、絶縁性の平面基板表面に複数の画素を配列した受光部を有する放射線検出パネルと、前記放射線検出パネル上に設けられ、外部から入射したX線を光に変換するシンチレータ層と、前記放射線検出パネルを支持する基台と、前記放射線検出パネルの前記基台側面に形成された第1の導電性層と、前記基台の端部で固定され、前記放射線検出パネル及び前記シンチレータ層を保護する保護カバーと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0022】
本発明によれば、振動によるマイクロフォニック・ノイズの発生を抑えて実像のみを表示できる信頼性の高い放射線画像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明に係る放射線画像表示装置の第1の実施の形態を示す断面図である。
【図2】本発明に係る放射線画像表示装置の第2の実施の形態を示す断面図である。
【図3】本発明に係る放射線画像表示装置の第3の実施の形態を示す断面図である。
【図4】本発明に係る放射線画像表示装置の第4の実施の形態を示す断面図である。
【図5】実験例における表示画像の一例である。
【図6】従来例における表示画像の一例である。
【図7】従来の放射線画像表示装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【0025】
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るX線画像検出器を示すものである。
【0026】
このX線画像検出器10は、平面ガラス基板1表面に、フォトダイオードやTFTスイッチなどからなる画素2を複数有する受光部3が設けられ、放射線検出パネル4を形成している点は、従来例のX線画像検出器50と同様である。
【0027】
しかし、この放射線検出パネル4の下面には導電性層11が設けられ、この導電性層11を介して放射線検出パネル4が基台5上に搭載されている。
【0028】
導電性層11の材料としては、AL、Cu、Ni等の金属やこれらの合金を用いることができる。また、導電性層11は、1012Ω/□(ohm/square)以下、好ましくは10Ω/□以下、最も好ましくは10Ω/□以下のシート抵抗を有するものを用いることができる。
【0029】
この導電性層11は放射線検出パネル4に密着させて形成し、放射線検出パネル4が振動したときに、放射線検出パネル4と導電性層11の間隔が変化しないように設置することが重要である。
【0030】
導電性層11を放射線検出パネル4に密着させて形成するには、例えば、放射線検出パネル4に導電性シートを粘着材で貼り付ける方法、導電性塗料を塗布するなどの方法、またはスパッタリングで金属層を形成する方法等が挙げられる。
【0031】
また、放射線検出パネル4の上には、X線を可視光に変換するシンチレータ層6が形成される。このシンチレータ層6には、高輝度蛍光物質であるヨウ化セシウム(CsI)等のハロゲン化合物やガドリニウム硫酸化物(GOS)等の酸化物系化合物等の蛍光体が用いられ、真空蒸着法、スパッタリング法、CVD法等の気相成長法で形成される。
【0032】
また、シンチレータ層6の表面には、シンチレータ層6で変換された可視光の利用効率を高めるための反射層7が形成される。
【0033】
更に、X線画像検出器10は、基台5の端部に形成された接合層8を介して、放射線検出パネル4とシンチレータ層6を保護するための保護カバー9が形成されている。
【0034】
上記の構成のX線画像検出器10では、入射X線13がシンチレータ層6において先ず可視光14に変換され、放射線検出パネル4に形成された画素2に到達する。可視光14は、画素2中のフォトダイオードにより電荷に変換された後、画素2中のTFTスイッチに接続された図示していない信号ラインから外部へと読み出される。この読み出された信号は、信号処理回路等(図示せず)にてデジタル画像信号に変換され、表示回路(図示せず)を介してモニタ表示される。
【0035】
また、X線画像検出器10に振動が印加されると、放射線検出パネル4と基台5との間隔の変化により、剥離帯電または摩擦帯電による電荷の移動が発生するが、その電荷は一旦導電性層11に到達し、この導電性層11により放射線検出パネル4裏面の電荷は均一化されるため、画面全体の輝度変化は発生するが、ムラの発生は無くなる。
【0036】
このため、振動が印加されてもマイクロフォニック・ノイズが阻止されることになり、表示画面の輝度変動、輝度ムラの発生を防止することができる。
【0037】
よって、医療用途においては誤診、誤判断による重大な問題の発生を無くすことができるとともに、産業用途では車載、移動型の装置においてもマイクロフォニック・ノイズによる輝度ムラの発生が無い、信頼性の高い放射線画像表示装置を提供することができる。
【0038】
[第2の実施の形態]
図2は、本発明の第2の実施の形態に係るX線画像検出器を示すものである。
【0039】
このX線画像検出器20は、放射線検出パネル4の放射線入射面側で反射層7上に導電性層12を設けた以外は、図1に示す第1の実施の形態と同様に形成されている。
【0040】
このX線画像検出器20においても、第1の実施の形態のX線画像検出器10と同様の効果を奏することができる。
【0041】
[第3の実施の形態]
図3は、本発明の第3の実施の形態に係るX線画像検出器を示すものである。
【0042】
このX線画像検出器30は、導電性層11及び導電性層12について、接続線15を介してAl等で形成された導電性の保護カバー9に接続した以外は第2の実施形態に係るX線画像検出器20と同様に形成されている。
【0043】
このように、導電性層11及び導電性層12を導電性の保護カバー9に接続して電位規定することにより、電荷の移動は導電性層11、12の電位に固定されるため、放射線検出パネル4自体に到達することが出来なくなる。このため、TFTの配線、フォトダイオード、FET等への電荷の注入もなく、マイクロフォニック・ノイズによる輝度変動、ムラの発生を抑えることができる。
【0044】
また、基台5が導電性である場合は、基台5と接続することにより導電性層11、12を電位規定しても良い。更に、導電性層11、12をアースしても良い。
【0045】
また、電位規定する電位は、導電性層11及び導電性層12で異なる電位としても良い。
【0046】
なお、上記の手法によって電位規定を行う際、必ずしも、導電性層11及び導電性層12の両方を行う必要はなく、片方で効果が十分な場合は、どちらか片方でも良い。
【0047】
[第4の実施の形態]
図4は、本発明の第4の実施の形態に係るX線画像検出器を示すものである。
【0048】
このX線画像検出器40は、導電性層11及び導電性層12について、それぞれ電源ライン16及び信号回路17に接続した以外は第2の実施形態に係るX線画像検出器20と同様に形成されている。
【0049】
このX線画像検出器40では、発生したノイズと逆極性の信号を電源16及び信号回路17を通じて印加することにより、ノイズを打ち消すものである。
【0050】
これより、第2の実施形態に係るX線画像検出器20と同様の効果を奏することができる。
【0051】
[その他の実施の形態]
上記実施の形態では、放射線検出パネル4として間接方式の例を示したが、X線等をa−Se等の光電変換膜により直接電荷信号に変換し、電荷蓄積用のキャパシタに導く直接方式の放射線検出パネル4を用いることもできる。この場合は、シンチレータ層6を省略することができる。
【0052】
(実験例)
図1に示したX線画像検出器10を用い、X線を照射しない状態で170gの重りをX線画像検出器10の上から40mmの高さから落下させて振動を発生させ、表示画像を撮影した。その結果、図5に示すように画像にノイズの発生は見られなかった。
【0053】
これに対して、導電性層を形成しない従来の図7に示すX線画像検出器50についても同様の試験を行った結果、図6に示すように、画面右側中央付近に大きなノイズが認められた。
【符号の説明】
【0054】
1:平面ガラス基板
2:画素
3:受光部
4:放射線検出パネル
5:基台
6:シンチレータ層
7:反射層
8:接合層
9:保護カバー
10:X線画像検出器
11:導電性層
12:導電性層
13:入射X線
14:可視光
15:接続線
16:電源ライン
17:信号回路
20:X線画像検出器
30:X線画像検出器
40:X線画像検出器
50:X線画像検出器

【特許請求の範囲】
【請求項1】
絶縁性の平面基板表面に複数の画素を配列した受光部を有する放射線検出パネルと、
前記放射線検出パネルを支持する基台と、
前記放射線検出パネルの前記基台側面に形成された第1の導電性層と、
を備えることを特徴とする放射線画像検出器。
【請求項2】
前記放射線検出パネル上に第2の導電性層を備えたことを特徴とする請求項1記載の放射線画像検出器。
【請求項3】
絶縁性の平面基板表面に複数の画素を配列した受光部を有する放射線検出パネルと、
前記放射線検出パネル上に設けられ、外部から入射したX線を光に変換するシンチレータ層と、
前記放射線検出パネルを支持する基台と、
前記放射線検出パネルの前記基台側面に形成された第1の導電性層と、
前記基台の端部で固定され、前記放射線検出パネル及び前記シンチレータ層を保護する保護カバーと、
を備えることを特徴とする放射線画像検出器。
【請求項4】
前記放射線検出パネル上に第2の導電性層を備えたことを特徴とする請求項3記載の放射線画像検出器。
【請求項5】
前記第1の導電性層及び前記第2の導電性層の少なくとも一方が電気的に電位規定されていることを特徴とする請求項2又は4記載の放射線画像検出器。
【請求項6】
前記第1又は第2の導電性層は、1012Ω/□以下の導電性材料からなることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載の放射線画像検出器。
【請求項7】
請求項1乃至6のいずれか1項記載の放射線画像検出器と、放射線源と、を備えた放射線装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図7】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2011−247853(P2011−247853A)
【公開日】平成23年12月8日(2011.12.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−124263(P2010−124263)
【出願日】平成22年5月31日(2010.5.31)
【出願人】(000003078)株式会社東芝 (54,554)
【出願人】(503382542)東芝電子管デバイス株式会社 (369)
【Fターム(参考)】