Ｘ線画像撮影装置
【課題】 Ｘ線画像撮影装置の内部に配置されるＸ線検出センサを保護するために必要な強度を確保しつつ、装置の薄型化、軽量化を実現し、利便性に優れたＸ線画像撮影装置を提供すること。
【解決手段】 被写体にＸ線を照射するＸ線発生装置を有するＸ線画像撮影装置は、Ｘ線透過率の高い部材により構成されるＸ線受光部を有する第一の筐体と、第一の筐体に対して隙間が無いように配置され、Ｘ線発生装置のＸ線照射方向の荷重を緩和する緩衝材と、緩衝材に対して隙間が無いように配置され、Ｘ線受光部を介して、被写体を透過したＸ線を検出するＸ線検出センサと、Ｘ線検出センサに対してＸ線検出センサを支持する支持面が隙間の無いように配置され、支持面とは反対側の面には少なくとも１つの凸部が形成されている支持部材と、支持部材に形成された凸部と嵌め合う凹部を有し、凸部と凹部とが嵌め合うことにより、Ｘ線照射方向に対して垂直な方向について支持部材の移動を拘束する第二の筐体と、を備える。
【解決手段】 被写体にＸ線を照射するＸ線発生装置を有するＸ線画像撮影装置は、Ｘ線透過率の高い部材により構成されるＸ線受光部を有する第一の筐体と、第一の筐体に対して隙間が無いように配置され、Ｘ線発生装置のＸ線照射方向の荷重を緩和する緩衝材と、緩衝材に対して隙間が無いように配置され、Ｘ線受光部を介して、被写体を透過したＸ線を検出するＸ線検出センサと、Ｘ線検出センサに対してＸ線検出センサを支持する支持面が隙間の無いように配置され、支持面とは反対側の面には少なくとも１つの凸部が形成されている支持部材と、支持部材に形成された凸部と嵌め合う凹部を有し、凸部と凹部とが嵌め合うことにより、Ｘ線照射方向に対して垂直な方向について支持部材の移動を拘束する第二の筐体と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線画像撮影装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、対象物にＸ線を照射し、対象物を透過したＸ線の強度分布を検出して対象物のＸ線画像を得る装置が、工業用の非破壊検査や医療診断の場で広く一般に利用されている。このような撮影の一般的な方法としてはＸ線に対するフィルム／スクリーン法が挙げられる。これは感光性フィルムと、Ｘ線に対して感度を有している蛍光体を組合せて撮影する方法である。Ｘ線を照射すると発光する希土類の蛍光体をシート状にしたものを感光性フィルムの両面に密着して保持し、被写体を透過したＸ線を蛍光体で可視光に変換し、感光性フィルムで光を捉える。フィルム上に形成された潜像を化学処理で現像することで可視化することができる。
【０００３】
一方，近年のデジタル技術の進歩により、対象物を透過したＸ線の強度分布を電気信号に変換して検出し、この電気信号を処理して可視画像としてモニタ等に再生することにより高画質のＸ線画像を得る方式が普及してきている。このようなＸ線画像を電気信号に変換する方法としては、対象物を透過したＸ線を蛍光体中にいったん潜像として蓄積して、後にレーザー光等の励起光を照射することで潜像を光電的に読み出し可視像として出力するＸ線画像記録再生システムが提案されている。
【０００４】
また、近年の半導体プロセス技術の進歩に伴い、半導体センサを使用して同様にＸ線画像を撮影する装置が開発されている。これらのシステムは、従来の感光性フィルムを用いるＸ線写真システムと比較して非常に広いダイナミックレンジを有しており、Ｘ線の露光量の変動に影響されないＸ線画像を得ることができる実利的な利点を有している。同時に従来の感光性フィルム方式と異なり化学処理が要らず、即時的に出力画像を得ることができる利点もある。
【０００５】
近年、可搬型のＸ線画像撮影装置も開発され、任意の撮影姿勢での撮影が必要な場合に用いられている。この可搬型のＸ線画像撮影装置においては、被写体の荷重によりＸ線画像撮影装置が直接静荷重を受けたり、搬送時に落下するなどして衝撃荷重を受けたりする危険性がある。このように可搬型のＸ線画像撮影装置においては、内部に有するＸ線検出部を保護しつつ、装置が受ける負荷にも耐えうる強度が求められる。
【０００６】
最近では、特許文献１に挙げられるような可搬型の撮影装置が提案されている。Ｘ線検出センサは強度を有する基台で支持され、この基台をさらに下側ある外装に固定されている。また、基台の裏面には複数の凹部が存在し、炭素素材からなる板材を接着することにより、強度を確保している。
【０００７】
また特許文献２では、Ｘ線検出センサ保護のためにセンサと筐体の間に気体を封入した容器を配置する装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３８４８２８８号公報
【特許文献２】特開２００６−３１１５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一般に装置内部の保護を行いつつ装置自体の強度を向上させるためには、装置自体が重量化および大型化することになる。可搬型のＸ線画像撮影装置ではＸ線撮影室にあるテーブル上での撮影時や、病棟のベッドや手術室における手術台での撮影時などに、手術台等と被写体との間に、可搬型のＸ線画像撮影装置を挿入して撮影を行う場合がある。そのためＸ線画像撮影装置には、患者の負担軽減のためにできるだけＸ線画像撮影装置を薄くすることが望まれている。また、撮影時に、手術台等と被写体との間に、可搬型のＸ線画像撮影装置を挿入する際、Ｘ線画像撮影装置を操作するＸ線技師は、片手で装置を保持する必要が生じる。特に回診車による病棟でのベッドサイドでの使用では、技師一人で患者の姿勢を保ちながらＸ線画像撮影装置をセッティングする必要があり、技師の負担軽減のためにも軽量化が望まれている。
【００１０】
このように、従来のＸ線画像撮影装置において、装置の保護という観点により装置自体の強度を向上させるために、装置自体の重量化および大型化が必要とされる。一方、患者の負担軽減の観点からは薄型化、操作者の負担軽減の観点から軽量化が望まれるという、相反する課題を従来のＸ線画像撮影装置は有している。
【００１１】
特許文献１に挙げられる装置においては、Ｘ線検出センサの支持構造と外装筐体がねじを使用して締結されることにより、Ｘ線検出センサの装置内部での移動を規制している。この場合、厚み方向で考えた場合、ねじの頭、筐体の厚み、十分なねじのかかり量を考慮すると、Ｘ線検出センサの裏側においてある程度の厚みが必要となり、薄型化には限界が生じる。
【００１２】
特許文献２に挙げられる装置においては、筐体が外部から加えられる衝撃などにより、変形を起こしても内部のＸ線検出センサの保護が確保され、かつ筐体が復元性を有するという特徴がある。筐体の変形を許容しつつ内部のＸ線検出センサを保護するためには、筐体とＸ線検出センサとの間に十分な空間を持たせる必要があり、薄型化の観点からは限界が生じる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、Ｘ線画像撮影装置の内部に配置されるＸ線検出センサを保護するために必要な強度を確保しつつ、装置の薄型化、軽量化を実現し、利便性に優れたＸ線画像撮影装置の提供を目的とする。
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明のＸ線画像撮影装置は、被写体にＸ線を照射するＸ線発生手段を有するＸ線画像撮影装置であって、
Ｘ線透過率の高い部材により構成されるＸ線受光部を有する第一の筐体と、
前記第一の筐体に対して隙間が無いように配置され、前記Ｘ線発生手段のＸ線照射方向の荷重を緩和する緩衝材と、
前記緩衝材に対して隙間が無いように配置され、前記Ｘ線受光部を介して、前記被写体を透過したＸ線を検出するＸ線検出センサと、
前記Ｘ線検出センサに対して当該Ｘ線検出センサを支持する支持面が隙間の無いように配置され、前記支持面とは反対側の面には少なくとも１つの凸部が形成されている支持部材と、
前記支持部材に形成された前記凸部と嵌め合う凹部を有し、前記凸部と前記凹部とが嵌め合うことにより、前記Ｘ線照射方向に対して垂直な方向について前記支持部材の移動を拘束する第二の筐体と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、Ｘ線画像撮影装置の内部に配置されるＸ線検出センサを保護するために必要な強度を確保しつつ、装置の薄型化、軽量化を実現し、利便性に優れたＸ線画像撮影装置の提供が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】(ａ)はＸ線画像撮影システムの概略を説明する図、（ｂ）は、第1実施形態におけるＸ線画像撮影装置の構成を示す断面図、（ｃ）は、Ｘ線画像撮影装置の断面斜視図。
【図２】（ａ）第1実施形態におけるＸ線画像撮影装置で用いられる支持部材の一例を示した図、（ｂ）（ａ）に示す支持部材の一部断面を示す図。
【図３】（ａ）図１（ａ）を部分的に拡大した図、（ｂ）緩衝材の変形を説明する図。
【図４】第２実施形態におけるＸ線画像撮影装置で用いられる支持部材に作用する力を例示的に説明する図。
【図５】第３実施形態におけるＸ線画像撮影装置で用いられる支持部材の凸部形状の一例を示す図。
【図６】第１実施形態おけるＸ線画像撮影装置で用いられる支持部材の凸部形状の一例を示した図。
【図７】第４実施形態おけるＸ線画像撮影装置で用いられる中空構造の一例を示す図。
【図８】第４実施形態おけるＸ線画像撮影装置で用いられる中空構造のリブ形状一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
（第１実施形態）
図１(ａ)の参照により、Ｘ線画像撮影装置を用いたＸ線画像撮影システムの概略を説明する。Ｘ線画像撮影装置１にはＸ線検出センサ１４が内蔵されている。このＸ線画像撮影装置１の上方にはＸ線発生装置３が設けられており、このＸ線発生装置３からＸ線を被写体６に照射する。被写体６を透過したＸ線は蛍光体を介して可視光に変換され、二次元の格子状に配列した光電変換素子によって電気信号として検出される。Ｘ線画像撮影装置１には、装置の全体的な制御を行う制御部が構成されている。この制御部が光電変換素子によって検出された電気信号の読出し、読み出したデータの処理、その電気信号に基づく画像を転送するなどの制御を行う。Ｘ線画像撮影装置１の制御部から転送された画像は、画像処理部４においてデジタル画像処理され、モニタ５に被写体６のＸ線画像が表示される。このシステムは後処理で画像を読み出すＸ線画像記録再生システムとは異なり、即時的に画像をモニタに表示できる点が長所である。Ｘ線画像撮影装置１は、可搬型のＸ線画像撮影装置として構成することが可能であり、任意の撮影姿勢で被写体６の撮影が必要な場合に好適である。
【００１９】
図１（ｂ）、（ｃ）の参照により、第１実施形態におけるＸ線画像撮影装置１の断面構造を説明する。第一の筐体１１はＸ線入射側の筐体であり、例えば、軽量で強度の高いアルミニウム合金やマグネシウム合金等の剛性の高い材料から成っている。Ｓ／Ｎ比の高い高品質の画像を取得するためには、Ｘ線発生装置３を構成するＸ線管から照射され、被写体６を透過してきたＸ線を無駄なくＸ線検出センサに到達させる必要がある。このため、後述のＸ線検出センサ１４のＸ線入射側投影面上に配置され、Ｘ線発生装置３から照射されたＸ線の照射を受け付ける第一の筐体１１のＸ線受光部は、高いＸ線透過性が要求される。本第１実施形態では、第一の筐体１１のＸ線受光部にＸ線透過率の高い炭素繊維強化樹脂であるＣＦＲＰ１２を採用し、第一の筐体１１に接着剤を介して接合されている。
【００２０】
Ｘ線透過率向上および軽量化のため、ＣＦＲＰ１２は１ｍｍ程度の薄いものを用いている。このため、撮影時に被写体の荷重がＣＦＲＰ１２にかかる場合には、ＣＦＲＰ１２のみでその荷重を受けることができず、ＣＦＲＰ１２はたわみ、ＣＦＲＰ１２に作用する荷重は、その下にあるＸ線検出センサ１４に直接に作用することになる。衝撃も含め、荷重がＸ線検出センサ１４上に直接的な局所荷重となって作用しないようにするため、ＣＦＲＰ１２とＸ線検出センサ１４との間にはシリコン系、ウレタン系の発泡材からなる緩衝材１３が配置され、荷重を緩和させている。
【００２１】
Ｘ線検出センサ１４は、Ｘ線入射側から蛍光体を保護するアルミシートと、放射線を可視光に変換する蛍光体とを有する。また、Ｘ線検出センサ１４は、可視光を電気信号に変換する格子状に配列された光電変換素子と、光電変換素子を表面に形成した基板とを有する。Ｘ線検出センサ１４は、アルミシートと、蛍光体と、光電変換素子と、基板とが積層されている構成となっている。
【００２２】
光電変換素子において変換された電気信号は、Ｘ線検出センサ１４の側面にあるフレキシブル回路基板１８を介して、信号処理回路基板１７に接続されている。
【００２３】
支持部材１５はＸ線検出センサ１４を支持する部材であり、軽量で強度の高いアルミニウム合金やマグネシウム合金、またＣＦＲＰなどの剛性の高い材料が利用可能である。支持部材１５は、Ｘ線検出センサ１４に対して、例えば、両面テープなどの粘着部材で接合されている。支持部材１５は薄板材であるため、第一の筐体１１に被写体が載るなど外部からの荷重が付与された場合に、Ｘ線検出センサ１４を破損から保護するだけの強度機能は有していない。このため、外部からの荷重はそのまま支持部材１５のＸ線入射側からみて裏側に位置する第二の筐体１６に伝達される。このように支持部材１５に薄板材料を使用することにより、装置の薄型化、軽量化を実現している。
【００２４】
また支持部材１５には、図２（ａ）、（ｂ）に示すように第二の筐体１６に向けていくつかの凸部１５aを有している。図２（ａ）では、凸部が８個の一例を示しており、図２（ａ）の正面図ＰＶは支持部材１５を図１（ｂ）の矢印Ｑの方向から見た図である。この一例では、矢印Ｑの方向から見た場合、各凸部は円柱形状をしている。また図２（ｂ）には、図２（ａ）における凸部のＡ−Ａ断面を示している。この凸部は支持部材１５を部分的に絞り加工などをして変形させ、凸形状を形成しているが、別部品で凸形状を形成して平板形状の支持部材１５に固定をしてもよい。凸形状部を配置する位置および数は、装置が受ける衝撃荷重の大きさおよび方向を配慮した上で決定される。
【００２５】
第二の筐体１６は、Ｘ線入射側からみてＸ線検出センサ１４の反対側（裏面側）に位置し、例えば、第一の筐体１１と同じく軽量で強度の高いアルミニウム合金やマグネシウム合金等の剛性の高い材料から成っている。第二の筐体１６の支持部材１５側は、支持部材１５に付与されている凸部に嵌合するように凹部が形成されている。第二の筐体１６と支持部材１５とが接触することにより垂直方向（ｚ軸方向）の荷重が支持される。第一の筐体１１に被写体が載るなどして付与される外部からの荷重は緩衝材１３、Ｘ線検出センサ１４、支持部材１５を介し、第二の筐体１６で全て受ける構造になっている。第二の筐体１６は、Ｘ線検出センサ１４の曲げ応力の限界値である許容応力値よりも大きな曲げ剛性を有している。
【００２６】
第二の筐体１６に形成されている凹部と、支持部材１５に形成されている凸部と、が嵌め合う嵌合構造により、Ｘ線検出センサ１４は装置内部において、Ｘ線入射方向（ｚ方向）を法線とする平面方向（ｘ−ｙ平面）への移動が規制される。Ｘ線画像撮影装内での平面方向における、Ｘ線検出センサ１４の位置、姿勢が維持される。また、第一の筐体１１を構成するＣＦＲＰ１２、緩衝材１３、Ｘ線検出センサ１４、支持部材１５、および第二の筐体１６は、Ｘ線入射方向（ｚ方向）からみて隙間なく積層される。隙間のない積層によりＸ線検出センサ１４はＸ線入射方向（ｚ方向）への移動が規制され、その位置、姿勢を維持することが可能な構造になっている。
【００２７】
現実的には、剛体を隙間なく配置するのは困難なため、シリコン系、ウレタン系の発泡材からなっている緩衝材１３に対して、Ｘ線入射方向に圧縮するような圧力を与えた状態にする。そして、その反発力を用いてＸ線入射方向（ｚ方向）にＸ線検出センサ１４、支持部材１５等を押し付けるようにして、すき間をなくしている。
【００２８】
緩衝材１３は、シリコン系、ウレタン系の発泡材からなるため、荷重を受けると変形する。図３（ａ）は図１（ｂ）において１０１の部分を拡大した図である。図３（ａ）において、第二の筐体１６を下にして落下したような場合、支持部材１５は衝撃荷重Ｓを受ける。
【００２９】
緩衝材１３は、第一の筐体１１との接触面からのＸ線照射方向の第一の圧縮力（荷重Ｒ）と、Ｘ線検出センサ１４との接触面からの第一の圧縮力とは逆向きの第二の圧縮力と、を受けた状態で配置される。凹部に嵌る凸部の高さは、第一の圧縮力と第二の圧縮力とにより緩衝材１３に生じる変形量よりも大きい。緩衝材１３は荷重Ｒを受けて、図３（ｂ）のように当初の状態の厚みＨ４からＨ３へ押しつぶされる。このとき最大つぶれ量をＨ１（＝Ｈ４−Ｈ３）とする。第二の筐体１６に形成された凹部に嵌る支持部材１５に形成されている凸部の長さ（かかリ量）をＨ２とすると、Ｈ１とＨ２との間には、Ｈ１＜Ｈ２なる関係を満たすことが必要となる。緩衝材１３の最大つぶれ量Ｈ１が、かかり量Ｈ２より大きくなると、第二の筐体１６の凹部と支持部材１５の凸部との嵌め合いが外れることになる。嵌め合いが外れることにより、Ｘ線照射方向を法線とする平面の方向（Ｘ線照射方に対して垂直な方向）にＸ線検出センサ１４が移動することが可能な自由度が発生し、Ｘ線検出センサ１４を平面方向に保持することができなくなるためである。
【００３０】
落下などの衝撃を受けた場合に嵌め合いが外れてしまうとＸ線検出センサ１４がＸ線画像撮影装置の内部で移動し、第一の筐体１１または第二の筐体１６の内壁に衝突し、Ｘ線検出センサ１４が破損してしまう可能性がある。上記のＨ１＜Ｈ２なる関係を満たしていれば、Ｘ線検出センサ１４が、Ｘ線入射方向を法線とする平面方向に移動することはない。
【００３１】
上記の構造により、Ｘ線検出センサ１４を筐体に固定することなしに位置、姿勢を維持し、外部からの荷重および衝撃を受けた場合でも、確実にＸ線検出センサ１４を保護することができる。また上式のＨ１＜Ｈ２なる関係を満たしつつ、緩衝材１３を薄くし、また支持部材１５の凸部と第二の筐体１６の凹部のかかり量を少なくしていけば、厚み方向においてＸ線画像撮影装置を薄くすることが可能になる。その結果としてさらなるＸ線画像撮影装置の薄型化が実現可能となる。
【００３２】
本第１実施形態では、支持部材１５の凸部を図１（ｂ）の矢印Ｑ方向から見た投影図が円形状をしているが、この形状に本発明の趣旨は限定されない。例えば、十字型であったり、図６（ａ）、（ｂ）に示されるような矩形形状など、本第１実施形態で説明した機能を有していれば、他の形状でもよい。このような構造をとることにより、Ｘ線画像撮影装置の内部に配置されるＸ線検出センサを保護するために必要な強度を確保しつつ、装置の薄型化、軽量化を実現し、利便性に優れたＸ線画像撮影装置の提供が可能になる。
【００３３】
（第２実施形態）
図４の参照により第２実施形態におけるＸ線画像撮影装置で用いられる支持部材に作用する力を例示的に説明する。図４（ｂ）は第２実施形態におけるＸ線画像撮影装置で用いられる支持部材１５に形成された凸部の断面形状の一例を示したもので、凸部は円柱ではなく、凸部の先端の径が下端の径より小さくなるようなテ−パが形成された円錐台形状を有している。また、第二の筐体１６に形成された凹部の側面には、テ−パと嵌り合う勾配が形成されている。図４（ｃ）は図１（ｂ）において矢印Ｐの方向から見た場合の様子を示したものである。図４（ｃ）においてＸ線画像撮影装置を矢印５２の方向に落下した場合を考える。このとき図４（ｃ）に示されるようにＸ線画像撮影装置が床面に衝突する瞬間に装置には衝撃荷重Ｆ５２が作用する。支持部材１５の凸部の数がＮ個の場合には、凸部が受ける衝撃荷重はＦ’（＝Ｆ５２／Ｎ）となる。図４（ａ）のように凸部が円柱形状の場合、凸部が受けた衝撃Ｆ’はそのまま凸部の側面に伝わる。凸部に大きな負荷がかかると共に、そのまま支持部材１５と接合されているＸ線検出センサ１４に伝えられる。衝撃Ｆ’が大きい場合には、凸部が変形を起こすか、Ｘ線検出センサ１４が破損するなど故障の原因につながる恐れがある。
【００３４】
これに対し、図４（ｂ）のように、凸部の側面に角度θ（ｒａｄ）の傾斜を設け円錐形状にすることにより、落下により衝撃荷重Ｆ’を受けた場合でも荷重Ｆ’は分散される。落下方向と同一方向の水平方向の荷重成分は、Ｆ’ｃｏｓθとなり、Ｆ’に比べて軽減され、Ｘ線検出センサ１４への衝撃も緩和される。またＦ’の垂直方向の荷重成分はＦ’ＳＩＮθとなって、Ｘ線入射方向に向く。この方向の力は、緩衝材１３によって受けることができる。このように凸部の側面に傾斜を設けることにより衝撃荷重Ｆ’は、水平方向の成分と垂直方向の成分とに分散され、垂直方向の荷重成分は緩衝材１３で受けることができる。この場合、支持部材１５に形成されている凸部の変形は起こりづらくなると共に、Ｘ線検出センサ１４への衝撃も緩和することができる。第２実施形態における支持部材１５の構造を採用することにより、Ｘ線検出センサを保護するために必要な強度を確保しつつ、装置の薄型化、軽量化を実現し、利便性に優れたＸ線画像撮影装置の提供が可能になる。
【００３５】
（第３実施形態）
図５の参照により第３実施形態におけるＸ線画像撮影装置で用いられる支持部材を例示的に説明する。図５（ａ）は図２（ａ）と同じように、図１（ｂ）の矢印Ｑ方向から支持部材１５である。支持部材１５に形成されている凸部の数は８個の場合を示しているが、この数に本発明の趣旨は限定されない。
【００３６】
図５（ｂ）は図５（ａ）における１０２部分の凸部を拡大した図であり、図５（ｃ）は図５（ａ）におけるＢ−Ｂ部の断面図である。支持部材１５に形成された凸部は、第一の縦弾性係数を有する第一の部材と、第一の縦弾性係数より高い第二の縦弾性係数を有する第二の部材により構成される。第一の部材の例として、２１の部分はゴムなどの弾性部材で構成されている。第二の部材の例と２２の部分は剛体で構成されている構造となっている。また全体としては、剛体２２で構成されている部分が支持部材１５の中心部Ｇ（図５（ａ））に向かうように配置されている。複数の凸部のそれぞれにおいて、弾性部材２１は支持部材１５の支持面の中心部Ｇ（図５（ａ））から支持部材１５の外周方向に向かって配置される。また、複数の凸部のそれぞれにおいて、剛体２２は支持部材１５の支持面の中心部Ｇに向かって配置される。
【００３７】
このように凸部を剛体２２と弾性部材２１とで構成することにより、例えば、図４（ｃ）の矢印５１の方向に装置が落下して、装置が衝撃荷重Ｆ５１を受ける場合、図５（ａ）における凸部３３、３５、３８における弾性部材２１が衝撃荷重を緩和する。そして、凸部３１、３４、３６の剛体２２が衝撃荷重をしっかりと受け止めることができる。これによりＸ線画像撮影装置内でのＸ線検出センサ１４の移動を確実に規制しつつ、衝撃から保護することが可能となる。
【００３８】
また、図４（ｃ）の矢印６２の方向い装置が落下して、装置が衝撃荷重Ｆ６２を受ける場合、図５（ａ）における凸部３２、３３、３５の弾性部材２１が衝撃荷重を緩和する。そして、凸部３４、３６、３７が衝撃荷重をしっかりと受け止めることにより、装置内でのＸ線検出センサの移動を確実に規制しつつ、衝撃から保護することが可能となる。
【００３９】
このように凸部は、作用する衝撃荷重を緩和する弾性部材２１と、衝撃荷重をしっかりと受け止め、変形を拘束する剛体２２とを有する。このような凸部を支持部材の外周部に複数箇所、配置することにより、衝撃荷重により支持部材１５がたわもうとする力を抑制することができ、結果としてＸ線検出センサ１４への負荷も軽減することが可能となる。
【００４０】
図５（ｄ）のように弾性部材２１の直径（最大外径）を、第二の筐体１６の凹部と嵌め合うサイズを有する剛体２２の直径（最大外径）より大きめにしておけば、与圧をかけた状態で、支持部材１５の凸部を第二の筐体１６の凹部に嵌め合わせることができる。与圧を加えることで、より密着した状態での嵌合状態を実現することが可能であり、Ｘ線検出センサ１４をより確実に保持することができる。
【００４１】
第３実施形態で説明した支持部材の構造を採用することにより、Ｘ線検出センサを保護するために必要な強度を確保しつつ、装置の薄型化、軽量化を実現し、利便性に優れたＸ線画像撮影装置の提供が可能になる。
【００４２】
（第４実施形態）
図７、図８の参照により第４実施形態におけるＸ線画像撮影装置で用いられる第二の筐体１６の構造を例示的に説明する。第二の筐体１６は、Ｘ線画像撮影装置がＸ線入射方向から荷重を受けた場合に、その荷重を受け止めることが可能な構造となっている。そのため第二の筐体１６はその荷重を許容し、Ｘ線画像撮影装置の内部にあるＸ線検出センサ１４を保護するための強度が必要となっている。第二の筐体１６は単に必要とする剛性を確保するだけであれば、縦弾性係数の大きな材料を選択し、第二の筐体１６の厚みを増加させて肉厚にすれば対応可能であるが、それでは重量が増加してしまい軽量化が見込めない。軽量化を行いつつ、必要な強度を確保するため、第二の筐体１６は中空構造を持つ構造体となっている（図７（ａ））。
【００４３】
図７（ａ）のように第二の筐体１６は、外観形状を兼ねる筐体１６ａと支持部材１５と接する平面からなる板状部材１６ｂで構成されており、筐体１６ａと板状部材１６ｂとは接着などにより接合されている。
【００４４】
図７（ｂ）は板状部材１６ｂの一部を破断し、筐体１６ａに一体として形成されているリブ構造を例示的に示している。リブの上面に板状部材１６ｂが接合されることにより、中空構造が構成されている。図７（ｃ）は、リブ構造が筐体１６ａではなく、支持部材１５と接する板状部材１６ｂ側に一体として設けられた構成を例示している。この場合、リブ構造の下面が筐体１６ａと接合されることにより、中空構造が構成されている。
【００４５】
図７（ｄ）は、リブ構造が、筐体１６ａおよび板状部材１６ｂとは別の部材１６ｃで構成されている例を示している。部材１６ｃの上面は板状部材１６ｂと接合され、下面は筐体１６ａに接合されることにより、中空構造が構成される。
【００４６】
リブの形状については、さまざまなものが考えられるが、例えば、六角形の形状をしたハニカムがよく知られている（図８（ａ））。リブの形状は他にも考えられ、例えば、図８（ｂ）、（ｃ）のような形状も考えられる。このように、第二の筐体１６を中空構造体にすることにより、Ｘ線検出センサを保護するために必要な強度を確保しつつ、装置の薄型化、軽量化を実現し、利便性に優れたＸ線画像撮影装置の提供が可能になる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線画像撮影装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、対象物にＸ線を照射し、対象物を透過したＸ線の強度分布を検出して対象物のＸ線画像を得る装置が、工業用の非破壊検査や医療診断の場で広く一般に利用されている。このような撮影の一般的な方法としてはＸ線に対するフィルム／スクリーン法が挙げられる。これは感光性フィルムと、Ｘ線に対して感度を有している蛍光体を組合せて撮影する方法である。Ｘ線を照射すると発光する希土類の蛍光体をシート状にしたものを感光性フィルムの両面に密着して保持し、被写体を透過したＸ線を蛍光体で可視光に変換し、感光性フィルムで光を捉える。フィルム上に形成された潜像を化学処理で現像することで可視化することができる。
【０００３】
一方，近年のデジタル技術の進歩により、対象物を透過したＸ線の強度分布を電気信号に変換して検出し、この電気信号を処理して可視画像としてモニタ等に再生することにより高画質のＸ線画像を得る方式が普及してきている。このようなＸ線画像を電気信号に変換する方法としては、対象物を透過したＸ線を蛍光体中にいったん潜像として蓄積して、後にレーザー光等の励起光を照射することで潜像を光電的に読み出し可視像として出力するＸ線画像記録再生システムが提案されている。
【０００４】
また、近年の半導体プロセス技術の進歩に伴い、半導体センサを使用して同様にＸ線画像を撮影する装置が開発されている。これらのシステムは、従来の感光性フィルムを用いるＸ線写真システムと比較して非常に広いダイナミックレンジを有しており、Ｘ線の露光量の変動に影響されないＸ線画像を得ることができる実利的な利点を有している。同時に従来の感光性フィルム方式と異なり化学処理が要らず、即時的に出力画像を得ることができる利点もある。
【０００５】
近年、可搬型のＸ線画像撮影装置も開発され、任意の撮影姿勢での撮影が必要な場合に用いられている。この可搬型のＸ線画像撮影装置においては、被写体の荷重によりＸ線画像撮影装置が直接静荷重を受けたり、搬送時に落下するなどして衝撃荷重を受けたりする危険性がある。このように可搬型のＸ線画像撮影装置においては、内部に有するＸ線検出部を保護しつつ、装置が受ける負荷にも耐えうる強度が求められる。
【０００６】
最近では、特許文献１に挙げられるような可搬型の撮影装置が提案されている。Ｘ線検出センサは強度を有する基台で支持され、この基台をさらに下側ある外装に固定されている。また、基台の裏面には複数の凹部が存在し、炭素素材からなる板材を接着することにより、強度を確保している。
【０００７】
また特許文献２では、Ｘ線検出センサ保護のためにセンサと筐体の間に気体を封入した容器を配置する装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３８４８２８８号公報
【特許文献２】特開２００６−３１１５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一般に装置内部の保護を行いつつ装置自体の強度を向上させるためには、装置自体が重量化および大型化することになる。可搬型のＸ線画像撮影装置ではＸ線撮影室にあるテーブル上での撮影時や、病棟のベッドや手術室における手術台での撮影時などに、手術台等と被写体との間に、可搬型のＸ線画像撮影装置を挿入して撮影を行う場合がある。そのためＸ線画像撮影装置には、患者の負担軽減のためにできるだけＸ線画像撮影装置を薄くすることが望まれている。また、撮影時に、手術台等と被写体との間に、可搬型のＸ線画像撮影装置を挿入する際、Ｘ線画像撮影装置を操作するＸ線技師は、片手で装置を保持する必要が生じる。特に回診車による病棟でのベッドサイドでの使用では、技師一人で患者の姿勢を保ちながらＸ線画像撮影装置をセッティングする必要があり、技師の負担軽減のためにも軽量化が望まれている。
【００１０】
このように、従来のＸ線画像撮影装置において、装置の保護という観点により装置自体の強度を向上させるために、装置自体の重量化および大型化が必要とされる。一方、患者の負担軽減の観点からは薄型化、操作者の負担軽減の観点から軽量化が望まれるという、相反する課題を従来のＸ線画像撮影装置は有している。
【００１１】
特許文献１に挙げられる装置においては、Ｘ線検出センサの支持構造と外装筐体がねじを使用して締結されることにより、Ｘ線検出センサの装置内部での移動を規制している。この場合、厚み方向で考えた場合、ねじの頭、筐体の厚み、十分なねじのかかり量を考慮すると、Ｘ線検出センサの裏側においてある程度の厚みが必要となり、薄型化には限界が生じる。
【００１２】
特許文献２に挙げられる装置においては、筐体が外部から加えられる衝撃などにより、変形を起こしても内部のＸ線検出センサの保護が確保され、かつ筐体が復元性を有するという特徴がある。筐体の変形を許容しつつ内部のＸ線検出センサを保護するためには、筐体とＸ線検出センサとの間に十分な空間を持たせる必要があり、薄型化の観点からは限界が生じる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、Ｘ線画像撮影装置の内部に配置されるＸ線検出センサを保護するために必要な強度を確保しつつ、装置の薄型化、軽量化を実現し、利便性に優れたＸ線画像撮影装置の提供を目的とする。
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明のＸ線画像撮影装置は、被写体にＸ線を照射するＸ線発生手段を有するＸ線画像撮影装置であって、
Ｘ線透過率の高い部材により構成されるＸ線受光部を有する第一の筐体と、
前記第一の筐体に対して隙間が無いように配置され、前記Ｘ線発生手段のＸ線照射方向の荷重を緩和する緩衝材と、
前記緩衝材に対して隙間が無いように配置され、前記Ｘ線受光部を介して、前記被写体を透過したＸ線を検出するＸ線検出センサと、
前記Ｘ線検出センサに対して当該Ｘ線検出センサを支持する支持面が隙間の無いように配置され、前記支持面とは反対側の面には少なくとも１つの凸部が形成されている支持部材と、
前記支持部材に形成された前記凸部と嵌め合う凹部を有し、前記凸部と前記凹部とが嵌め合うことにより、前記Ｘ線照射方向に対して垂直な方向について前記支持部材の移動を拘束する第二の筐体と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、Ｘ線画像撮影装置の内部に配置されるＸ線検出センサを保護するために必要な強度を確保しつつ、装置の薄型化、軽量化を実現し、利便性に優れたＸ線画像撮影装置の提供が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】(ａ)はＸ線画像撮影システムの概略を説明する図、（ｂ）は、第1実施形態におけるＸ線画像撮影装置の構成を示す断面図、（ｃ）は、Ｘ線画像撮影装置の断面斜視図。
【図２】（ａ）第1実施形態におけるＸ線画像撮影装置で用いられる支持部材の一例を示した図、（ｂ）（ａ）に示す支持部材の一部断面を示す図。
【図３】（ａ）図１（ａ）を部分的に拡大した図、（ｂ）緩衝材の変形を説明する図。
【図４】第２実施形態におけるＸ線画像撮影装置で用いられる支持部材に作用する力を例示的に説明する図。
【図５】第３実施形態におけるＸ線画像撮影装置で用いられる支持部材の凸部形状の一例を示す図。
【図６】第１実施形態おけるＸ線画像撮影装置で用いられる支持部材の凸部形状の一例を示した図。
【図７】第４実施形態おけるＸ線画像撮影装置で用いられる中空構造の一例を示す図。
【図８】第４実施形態おけるＸ線画像撮影装置で用いられる中空構造のリブ形状一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
（第１実施形態）
図１(ａ)の参照により、Ｘ線画像撮影装置を用いたＸ線画像撮影システムの概略を説明する。Ｘ線画像撮影装置１にはＸ線検出センサ１４が内蔵されている。このＸ線画像撮影装置１の上方にはＸ線発生装置３が設けられており、このＸ線発生装置３からＸ線を被写体６に照射する。被写体６を透過したＸ線は蛍光体を介して可視光に変換され、二次元の格子状に配列した光電変換素子によって電気信号として検出される。Ｘ線画像撮影装置１には、装置の全体的な制御を行う制御部が構成されている。この制御部が光電変換素子によって検出された電気信号の読出し、読み出したデータの処理、その電気信号に基づく画像を転送するなどの制御を行う。Ｘ線画像撮影装置１の制御部から転送された画像は、画像処理部４においてデジタル画像処理され、モニタ５に被写体６のＸ線画像が表示される。このシステムは後処理で画像を読み出すＸ線画像記録再生システムとは異なり、即時的に画像をモニタに表示できる点が長所である。Ｘ線画像撮影装置１は、可搬型のＸ線画像撮影装置として構成することが可能であり、任意の撮影姿勢で被写体６の撮影が必要な場合に好適である。
【００１９】
図１（ｂ）、（ｃ）の参照により、第１実施形態におけるＸ線画像撮影装置１の断面構造を説明する。第一の筐体１１はＸ線入射側の筐体であり、例えば、軽量で強度の高いアルミニウム合金やマグネシウム合金等の剛性の高い材料から成っている。Ｓ／Ｎ比の高い高品質の画像を取得するためには、Ｘ線発生装置３を構成するＸ線管から照射され、被写体６を透過してきたＸ線を無駄なくＸ線検出センサに到達させる必要がある。このため、後述のＸ線検出センサ１４のＸ線入射側投影面上に配置され、Ｘ線発生装置３から照射されたＸ線の照射を受け付ける第一の筐体１１のＸ線受光部は、高いＸ線透過性が要求される。本第１実施形態では、第一の筐体１１のＸ線受光部にＸ線透過率の高い炭素繊維強化樹脂であるＣＦＲＰ１２を採用し、第一の筐体１１に接着剤を介して接合されている。
【００２０】
Ｘ線透過率向上および軽量化のため、ＣＦＲＰ１２は１ｍｍ程度の薄いものを用いている。このため、撮影時に被写体の荷重がＣＦＲＰ１２にかかる場合には、ＣＦＲＰ１２のみでその荷重を受けることができず、ＣＦＲＰ１２はたわみ、ＣＦＲＰ１２に作用する荷重は、その下にあるＸ線検出センサ１４に直接に作用することになる。衝撃も含め、荷重がＸ線検出センサ１４上に直接的な局所荷重となって作用しないようにするため、ＣＦＲＰ１２とＸ線検出センサ１４との間にはシリコン系、ウレタン系の発泡材からなる緩衝材１３が配置され、荷重を緩和させている。
【００２１】
Ｘ線検出センサ１４は、Ｘ線入射側から蛍光体を保護するアルミシートと、放射線を可視光に変換する蛍光体とを有する。また、Ｘ線検出センサ１４は、可視光を電気信号に変換する格子状に配列された光電変換素子と、光電変換素子を表面に形成した基板とを有する。Ｘ線検出センサ１４は、アルミシートと、蛍光体と、光電変換素子と、基板とが積層されている構成となっている。
【００２２】
光電変換素子において変換された電気信号は、Ｘ線検出センサ１４の側面にあるフレキシブル回路基板１８を介して、信号処理回路基板１７に接続されている。
【００２３】
支持部材１５はＸ線検出センサ１４を支持する部材であり、軽量で強度の高いアルミニウム合金やマグネシウム合金、またＣＦＲＰなどの剛性の高い材料が利用可能である。支持部材１５は、Ｘ線検出センサ１４に対して、例えば、両面テープなどの粘着部材で接合されている。支持部材１５は薄板材であるため、第一の筐体１１に被写体が載るなど外部からの荷重が付与された場合に、Ｘ線検出センサ１４を破損から保護するだけの強度機能は有していない。このため、外部からの荷重はそのまま支持部材１５のＸ線入射側からみて裏側に位置する第二の筐体１６に伝達される。このように支持部材１５に薄板材料を使用することにより、装置の薄型化、軽量化を実現している。
【００２４】
また支持部材１５には、図２（ａ）、（ｂ）に示すように第二の筐体１６に向けていくつかの凸部１５aを有している。図２（ａ）では、凸部が８個の一例を示しており、図２（ａ）の正面図ＰＶは支持部材１５を図１（ｂ）の矢印Ｑの方向から見た図である。この一例では、矢印Ｑの方向から見た場合、各凸部は円柱形状をしている。また図２（ｂ）には、図２（ａ）における凸部のＡ−Ａ断面を示している。この凸部は支持部材１５を部分的に絞り加工などをして変形させ、凸形状を形成しているが、別部品で凸形状を形成して平板形状の支持部材１５に固定をしてもよい。凸形状部を配置する位置および数は、装置が受ける衝撃荷重の大きさおよび方向を配慮した上で決定される。
【００２５】
第二の筐体１６は、Ｘ線入射側からみてＸ線検出センサ１４の反対側（裏面側）に位置し、例えば、第一の筐体１１と同じく軽量で強度の高いアルミニウム合金やマグネシウム合金等の剛性の高い材料から成っている。第二の筐体１６の支持部材１５側は、支持部材１５に付与されている凸部に嵌合するように凹部が形成されている。第二の筐体１６と支持部材１５とが接触することにより垂直方向（ｚ軸方向）の荷重が支持される。第一の筐体１１に被写体が載るなどして付与される外部からの荷重は緩衝材１３、Ｘ線検出センサ１４、支持部材１５を介し、第二の筐体１６で全て受ける構造になっている。第二の筐体１６は、Ｘ線検出センサ１４の曲げ応力の限界値である許容応力値よりも大きな曲げ剛性を有している。
【００２６】
第二の筐体１６に形成されている凹部と、支持部材１５に形成されている凸部と、が嵌め合う嵌合構造により、Ｘ線検出センサ１４は装置内部において、Ｘ線入射方向（ｚ方向）を法線とする平面方向（ｘ−ｙ平面）への移動が規制される。Ｘ線画像撮影装内での平面方向における、Ｘ線検出センサ１４の位置、姿勢が維持される。また、第一の筐体１１を構成するＣＦＲＰ１２、緩衝材１３、Ｘ線検出センサ１４、支持部材１５、および第二の筐体１６は、Ｘ線入射方向（ｚ方向）からみて隙間なく積層される。隙間のない積層によりＸ線検出センサ１４はＸ線入射方向（ｚ方向）への移動が規制され、その位置、姿勢を維持することが可能な構造になっている。
【００２７】
現実的には、剛体を隙間なく配置するのは困難なため、シリコン系、ウレタン系の発泡材からなっている緩衝材１３に対して、Ｘ線入射方向に圧縮するような圧力を与えた状態にする。そして、その反発力を用いてＸ線入射方向（ｚ方向）にＸ線検出センサ１４、支持部材１５等を押し付けるようにして、すき間をなくしている。
【００２８】
緩衝材１３は、シリコン系、ウレタン系の発泡材からなるため、荷重を受けると変形する。図３（ａ）は図１（ｂ）において１０１の部分を拡大した図である。図３（ａ）において、第二の筐体１６を下にして落下したような場合、支持部材１５は衝撃荷重Ｓを受ける。
【００２９】
緩衝材１３は、第一の筐体１１との接触面からのＸ線照射方向の第一の圧縮力（荷重Ｒ）と、Ｘ線検出センサ１４との接触面からの第一の圧縮力とは逆向きの第二の圧縮力と、を受けた状態で配置される。凹部に嵌る凸部の高さは、第一の圧縮力と第二の圧縮力とにより緩衝材１３に生じる変形量よりも大きい。緩衝材１３は荷重Ｒを受けて、図３（ｂ）のように当初の状態の厚みＨ４からＨ３へ押しつぶされる。このとき最大つぶれ量をＨ１（＝Ｈ４−Ｈ３）とする。第二の筐体１６に形成された凹部に嵌る支持部材１５に形成されている凸部の長さ（かかリ量）をＨ２とすると、Ｈ１とＨ２との間には、Ｈ１＜Ｈ２なる関係を満たすことが必要となる。緩衝材１３の最大つぶれ量Ｈ１が、かかり量Ｈ２より大きくなると、第二の筐体１６の凹部と支持部材１５の凸部との嵌め合いが外れることになる。嵌め合いが外れることにより、Ｘ線照射方向を法線とする平面の方向（Ｘ線照射方に対して垂直な方向）にＸ線検出センサ１４が移動することが可能な自由度が発生し、Ｘ線検出センサ１４を平面方向に保持することができなくなるためである。
【００３０】
落下などの衝撃を受けた場合に嵌め合いが外れてしまうとＸ線検出センサ１４がＸ線画像撮影装置の内部で移動し、第一の筐体１１または第二の筐体１６の内壁に衝突し、Ｘ線検出センサ１４が破損してしまう可能性がある。上記のＨ１＜Ｈ２なる関係を満たしていれば、Ｘ線検出センサ１４が、Ｘ線入射方向を法線とする平面方向に移動することはない。
【００３１】
上記の構造により、Ｘ線検出センサ１４を筐体に固定することなしに位置、姿勢を維持し、外部からの荷重および衝撃を受けた場合でも、確実にＸ線検出センサ１４を保護することができる。また上式のＨ１＜Ｈ２なる関係を満たしつつ、緩衝材１３を薄くし、また支持部材１５の凸部と第二の筐体１６の凹部のかかり量を少なくしていけば、厚み方向においてＸ線画像撮影装置を薄くすることが可能になる。その結果としてさらなるＸ線画像撮影装置の薄型化が実現可能となる。
【００３２】
本第１実施形態では、支持部材１５の凸部を図１（ｂ）の矢印Ｑ方向から見た投影図が円形状をしているが、この形状に本発明の趣旨は限定されない。例えば、十字型であったり、図６（ａ）、（ｂ）に示されるような矩形形状など、本第１実施形態で説明した機能を有していれば、他の形状でもよい。このような構造をとることにより、Ｘ線画像撮影装置の内部に配置されるＸ線検出センサを保護するために必要な強度を確保しつつ、装置の薄型化、軽量化を実現し、利便性に優れたＸ線画像撮影装置の提供が可能になる。
【００３３】
（第２実施形態）
図４の参照により第２実施形態におけるＸ線画像撮影装置で用いられる支持部材に作用する力を例示的に説明する。図４（ｂ）は第２実施形態におけるＸ線画像撮影装置で用いられる支持部材１５に形成された凸部の断面形状の一例を示したもので、凸部は円柱ではなく、凸部の先端の径が下端の径より小さくなるようなテ−パが形成された円錐台形状を有している。また、第二の筐体１６に形成された凹部の側面には、テ−パと嵌り合う勾配が形成されている。図４（ｃ）は図１（ｂ）において矢印Ｐの方向から見た場合の様子を示したものである。図４（ｃ）においてＸ線画像撮影装置を矢印５２の方向に落下した場合を考える。このとき図４（ｃ）に示されるようにＸ線画像撮影装置が床面に衝突する瞬間に装置には衝撃荷重Ｆ５２が作用する。支持部材１５の凸部の数がＮ個の場合には、凸部が受ける衝撃荷重はＦ’（＝Ｆ５２／Ｎ）となる。図４（ａ）のように凸部が円柱形状の場合、凸部が受けた衝撃Ｆ’はそのまま凸部の側面に伝わる。凸部に大きな負荷がかかると共に、そのまま支持部材１５と接合されているＸ線検出センサ１４に伝えられる。衝撃Ｆ’が大きい場合には、凸部が変形を起こすか、Ｘ線検出センサ１４が破損するなど故障の原因につながる恐れがある。
【００３４】
これに対し、図４（ｂ）のように、凸部の側面に角度θ（ｒａｄ）の傾斜を設け円錐形状にすることにより、落下により衝撃荷重Ｆ’を受けた場合でも荷重Ｆ’は分散される。落下方向と同一方向の水平方向の荷重成分は、Ｆ’ｃｏｓθとなり、Ｆ’に比べて軽減され、Ｘ線検出センサ１４への衝撃も緩和される。またＦ’の垂直方向の荷重成分はＦ’ＳＩＮθとなって、Ｘ線入射方向に向く。この方向の力は、緩衝材１３によって受けることができる。このように凸部の側面に傾斜を設けることにより衝撃荷重Ｆ’は、水平方向の成分と垂直方向の成分とに分散され、垂直方向の荷重成分は緩衝材１３で受けることができる。この場合、支持部材１５に形成されている凸部の変形は起こりづらくなると共に、Ｘ線検出センサ１４への衝撃も緩和することができる。第２実施形態における支持部材１５の構造を採用することにより、Ｘ線検出センサを保護するために必要な強度を確保しつつ、装置の薄型化、軽量化を実現し、利便性に優れたＸ線画像撮影装置の提供が可能になる。
【００３５】
（第３実施形態）
図５の参照により第３実施形態におけるＸ線画像撮影装置で用いられる支持部材を例示的に説明する。図５（ａ）は図２（ａ）と同じように、図１（ｂ）の矢印Ｑ方向から支持部材１５である。支持部材１５に形成されている凸部の数は８個の場合を示しているが、この数に本発明の趣旨は限定されない。
【００３６】
図５（ｂ）は図５（ａ）における１０２部分の凸部を拡大した図であり、図５（ｃ）は図５（ａ）におけるＢ−Ｂ部の断面図である。支持部材１５に形成された凸部は、第一の縦弾性係数を有する第一の部材と、第一の縦弾性係数より高い第二の縦弾性係数を有する第二の部材により構成される。第一の部材の例として、２１の部分はゴムなどの弾性部材で構成されている。第二の部材の例と２２の部分は剛体で構成されている構造となっている。また全体としては、剛体２２で構成されている部分が支持部材１５の中心部Ｇ（図５（ａ））に向かうように配置されている。複数の凸部のそれぞれにおいて、弾性部材２１は支持部材１５の支持面の中心部Ｇ（図５（ａ））から支持部材１５の外周方向に向かって配置される。また、複数の凸部のそれぞれにおいて、剛体２２は支持部材１５の支持面の中心部Ｇに向かって配置される。
【００３７】
このように凸部を剛体２２と弾性部材２１とで構成することにより、例えば、図４（ｃ）の矢印５１の方向に装置が落下して、装置が衝撃荷重Ｆ５１を受ける場合、図５（ａ）における凸部３３、３５、３８における弾性部材２１が衝撃荷重を緩和する。そして、凸部３１、３４、３６の剛体２２が衝撃荷重をしっかりと受け止めることができる。これによりＸ線画像撮影装置内でのＸ線検出センサ１４の移動を確実に規制しつつ、衝撃から保護することが可能となる。
【００３８】
また、図４（ｃ）の矢印６２の方向い装置が落下して、装置が衝撃荷重Ｆ６２を受ける場合、図５（ａ）における凸部３２、３３、３５の弾性部材２１が衝撃荷重を緩和する。そして、凸部３４、３６、３７が衝撃荷重をしっかりと受け止めることにより、装置内でのＸ線検出センサの移動を確実に規制しつつ、衝撃から保護することが可能となる。
【００３９】
このように凸部は、作用する衝撃荷重を緩和する弾性部材２１と、衝撃荷重をしっかりと受け止め、変形を拘束する剛体２２とを有する。このような凸部を支持部材の外周部に複数箇所、配置することにより、衝撃荷重により支持部材１５がたわもうとする力を抑制することができ、結果としてＸ線検出センサ１４への負荷も軽減することが可能となる。
【００４０】
図５（ｄ）のように弾性部材２１の直径（最大外径）を、第二の筐体１６の凹部と嵌め合うサイズを有する剛体２２の直径（最大外径）より大きめにしておけば、与圧をかけた状態で、支持部材１５の凸部を第二の筐体１６の凹部に嵌め合わせることができる。与圧を加えることで、より密着した状態での嵌合状態を実現することが可能であり、Ｘ線検出センサ１４をより確実に保持することができる。
【００４１】
第３実施形態で説明した支持部材の構造を採用することにより、Ｘ線検出センサを保護するために必要な強度を確保しつつ、装置の薄型化、軽量化を実現し、利便性に優れたＸ線画像撮影装置の提供が可能になる。
【００４２】
（第４実施形態）
図７、図８の参照により第４実施形態におけるＸ線画像撮影装置で用いられる第二の筐体１６の構造を例示的に説明する。第二の筐体１６は、Ｘ線画像撮影装置がＸ線入射方向から荷重を受けた場合に、その荷重を受け止めることが可能な構造となっている。そのため第二の筐体１６はその荷重を許容し、Ｘ線画像撮影装置の内部にあるＸ線検出センサ１４を保護するための強度が必要となっている。第二の筐体１６は単に必要とする剛性を確保するだけであれば、縦弾性係数の大きな材料を選択し、第二の筐体１６の厚みを増加させて肉厚にすれば対応可能であるが、それでは重量が増加してしまい軽量化が見込めない。軽量化を行いつつ、必要な強度を確保するため、第二の筐体１６は中空構造を持つ構造体となっている（図７（ａ））。
【００４３】
図７（ａ）のように第二の筐体１６は、外観形状を兼ねる筐体１６ａと支持部材１５と接する平面からなる板状部材１６ｂで構成されており、筐体１６ａと板状部材１６ｂとは接着などにより接合されている。
【００４４】
図７（ｂ）は板状部材１６ｂの一部を破断し、筐体１６ａに一体として形成されているリブ構造を例示的に示している。リブの上面に板状部材１６ｂが接合されることにより、中空構造が構成されている。図７（ｃ）は、リブ構造が筐体１６ａではなく、支持部材１５と接する板状部材１６ｂ側に一体として設けられた構成を例示している。この場合、リブ構造の下面が筐体１６ａと接合されることにより、中空構造が構成されている。
【００４５】
図７（ｄ）は、リブ構造が、筐体１６ａおよび板状部材１６ｂとは別の部材１６ｃで構成されている例を示している。部材１６ｃの上面は板状部材１６ｂと接合され、下面は筐体１６ａに接合されることにより、中空構造が構成される。
【００４６】
リブの形状については、さまざまなものが考えられるが、例えば、六角形の形状をしたハニカムがよく知られている（図８（ａ））。リブの形状は他にも考えられ、例えば、図８（ｂ）、（ｃ）のような形状も考えられる。このように、第二の筐体１６を中空構造体にすることにより、Ｘ線検出センサを保護するために必要な強度を確保しつつ、装置の薄型化、軽量化を実現し、利便性に優れたＸ線画像撮影装置の提供が可能になる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体にＸ線を照射するＸ線発生手段を有するＸ線画像撮影装置であって、
Ｘ線透過率の高い部材により構成されるＸ線受光部を有する第一の筐体と、
前記第一の筐体に対して隙間が無いように配置され、前記Ｘ線発生手段のＸ線照射方向の荷重を緩和する緩衝材と、
前記緩衝材に対して隙間が無いように配置され、前記Ｘ線受光部を介して、前記被写体を透過したＸ線を検出するＸ線検出センサと、
前記Ｘ線検出センサに対して当該Ｘ線検出センサを支持する支持面が隙間の無いように配置され、前記支持面とは反対側の面には少なくとも１つの凸部が形成されている支持部材と、
前記支持部材に形成された前記凸部と嵌め合う凹部を有し、前記凸部と前記凹部とが嵌め合うことにより、前記Ｘ線照射方向に対して垂直な方向について前記支持部材の移動を拘束する第二の筐体と、
を備えることを特徴とするＸ線画像撮影装置。
【請求項２】
前記緩衝材は、前記第一の筐体との接触面からの前記Ｘ線照射方向の第一の圧縮力と、前記Ｘ線検出センサとの接触面からの前記第一の圧縮力とは逆向きの第二の圧縮力と、を受けた状態で配置され、
前記凹部に嵌る前記凸部の高さは、前記第一の圧縮力と前記第二の圧縮力とにより前記緩衝材に生じる変形量よりも大きいこと特徴とする請求項１に記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項３】
前記支持部材に形成された前記凸部には前記凸部の先端の径が下端の径より小さくなるようなテ−パが形成されており、
前記第二の筐体に形成された前記凹部の側面には、前記テ−パと嵌り合う勾配が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項４】
前記支持部材に形成された前記凸部は、第一の縦弾性係数を有する第一の部材と、前記第一の縦弾性係数より高い第二の縦弾性係数を有する第二の部材と、により構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項５】
前記第一の部材の最大外径は、前記凹部と嵌め合うサイズを有する前記第二の部材の最大外径よりも大きいことを特徴とする請求項４に記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項６】
前記第一の部材は前記支持部材の前記支持面の中心部から前記支持部材の外周方向に向って配置され、前記第二の部材は前記支持部材の前記支持面の中心部に向かって配置されることを特徴とする請求項４または５に記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項７】
前記第二の筐体は、複数の部材により構成される中空構造を有することを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項１】
被写体にＸ線を照射するＸ線発生手段を有するＸ線画像撮影装置であって、
Ｘ線透過率の高い部材により構成されるＸ線受光部を有する第一の筐体と、
前記第一の筐体に対して隙間が無いように配置され、前記Ｘ線発生手段のＸ線照射方向の荷重を緩和する緩衝材と、
前記緩衝材に対して隙間が無いように配置され、前記Ｘ線受光部を介して、前記被写体を透過したＸ線を検出するＸ線検出センサと、
前記Ｘ線検出センサに対して当該Ｘ線検出センサを支持する支持面が隙間の無いように配置され、前記支持面とは反対側の面には少なくとも１つの凸部が形成されている支持部材と、
前記支持部材に形成された前記凸部と嵌め合う凹部を有し、前記凸部と前記凹部とが嵌め合うことにより、前記Ｘ線照射方向に対して垂直な方向について前記支持部材の移動を拘束する第二の筐体と、
を備えることを特徴とするＸ線画像撮影装置。
【請求項２】
前記緩衝材は、前記第一の筐体との接触面からの前記Ｘ線照射方向の第一の圧縮力と、前記Ｘ線検出センサとの接触面からの前記第一の圧縮力とは逆向きの第二の圧縮力と、を受けた状態で配置され、
前記凹部に嵌る前記凸部の高さは、前記第一の圧縮力と前記第二の圧縮力とにより前記緩衝材に生じる変形量よりも大きいこと特徴とする請求項１に記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項３】
前記支持部材に形成された前記凸部には前記凸部の先端の径が下端の径より小さくなるようなテ−パが形成されており、
前記第二の筐体に形成された前記凹部の側面には、前記テ−パと嵌り合う勾配が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項４】
前記支持部材に形成された前記凸部は、第一の縦弾性係数を有する第一の部材と、前記第一の縦弾性係数より高い第二の縦弾性係数を有する第二の部材と、により構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項５】
前記第一の部材の最大外径は、前記凹部と嵌め合うサイズを有する前記第二の部材の最大外径よりも大きいことを特徴とする請求項４に記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項６】
前記第一の部材は前記支持部材の前記支持面の中心部から前記支持部材の外周方向に向って配置され、前記第二の部材は前記支持部材の前記支持面の中心部に向かって配置されることを特徴とする請求項４または５に記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項７】
前記第二の筐体は、複数の部材により構成される中空構造を有することを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像撮影装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−６９７４０（Ｐ２０１１−６９７４０Ａ）
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２１４４１（Ｐ２００９−２２１４４１）
【出願日】平成２１年９月２５日（２００９．９．２５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２５日（２００９．９．２５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]