(57)【要約】【課題】軽量化と強度の向上とを両立することができる電子カセッテを提供する。【解決手段】電子カセッテ１０は、筐体１５、筐体１５内に収容されるＦＰＤ１７、回路基板１８及び支持基板１９を備えている。ＦＰＤ１７の信号処理を行なう信号処理回路が設けられた回路基板１８は、支持基板１９の背面に取り付けられている。支持基板１９は、炭素繊維強化合成樹脂で構成されたカーボンプレートであり、炭素繊維の繊維方向によって、曲げ強度に異方性を有している。筐体１５を構成する背面ケース２３の内面には、支持基板１９と筐体１５との間に回路基板１８の収容スペースを形成するためのスペーサー３７ａ〜３７ｄが設けられている。スペーサー３７ａ〜３７ｄの長手方向は、支持基板１９の曲げ強度が弱い方向の撓みを抑制するように配置されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を透過した放射線を受けて放射線画像を検出するＦＰＤと、
放射線の照射方向において前記ＦＰＤの背後に配置され、前記ＦＰＤを制御する回路が設けられた回路基板と、
前記回路基板を支持する支持基板と、
前記ＦＰＤ、前記回路基板及び前記支持基板を収容する筐体と、
前記支持基板と前記筐体との間に配置され、前記回路基板の収容スペースを確保するためのスペーサーであり、前記支持基板の曲げ強度が弱い方向への撓みを抑制するように配置された前記スペーサーと、
を備えることを特徴とする電子カセッテ。
【請求項２】
前記スペーサーは細長形状をしており、その長手方向が、前記支持基板の曲げ強度が弱い方向への撓みを抑制する方向に配置されていることを特徴とする請求項１記載の電子カセッテ。
【請求項３】
前記支持基板は、炭素繊維強化合成樹脂で形成された材料を含むことを特徴とする請求項２記載の電子カセッテ。
【請求項４】
前記スペーサーを配置する方向は、前記炭素繊維強化合成樹脂の炭素繊維の繊維方向に応じて決められていることを特徴とする請求項３記載の電子カセッテ。
【請求項５】
前記炭素繊維強化合成樹脂は、炭素繊維に合成樹脂を含浸させたシート状のプリプレグであり、前記支持基板は、前記プリプレグを複数枚積層して構成されていることを特徴とする請求項４記載の電子カセッテ。
【請求項６】
前記スペーサーは、その長手方向が前記炭素繊維の繊維方向と直交する方向に沿うように配置されていることを特徴とする請求項５記載の電子カセッテ。
【請求項７】
前記支持基板は、炭素繊維の繊維方向が直交する第１及び第２プリプレグを積層して構成されており、前記スペーサーは、その長手方向が最外層に積層された第１または第２プリプレグの炭素繊維の繊維方向と直交する方向に沿うように配置されていることを特徴とする請求項６記載の電子カセッテ。
【請求項８】
前記スペーサーは、前記回路基板の近傍に配置されていることを特徴とする請求項１〜７いずれか一項に記載の電子カセッテ。
【請求項９】
前記回路基板は長方形であり、前記スペーサーは、前記回路基板の長手方向に沿うように配置されていることを特徴とする請求項８に記載の電子カセッテ。
【請求項１０】
前記スペーサーは、前記回路基板を挟むように配置されていることを特徴とする請求項８または９に記載の電子カセッテ。
【請求項１１】
前記スペーサーは、前記筐体と一体に設けられていることを特徴とする請求項１〜１０いずれか一項に記載の電子カセッテ。
【請求項１２】
前記筐体は、国際規格ＩＳＯ４０９０：２００１に準拠した大きさであることを特徴とする請求項１〜１１いずれか一項に記載の電子カセッテ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線撮影に使用される電子カセッテに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
医療用放射線撮影、例えばＸ線撮影に電子カセッテが広く利用されている。電子カセッテは、扁平な箱型をした可搬型の筐体と、筐体に内蔵されたフラットパネルディテクタ（ＦＰＤ；flat panel detector）とを備える。ＦＰＤは、センサパネルと信号処理回路とを有する。センサパネルには、Ｘ線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する画素がマトリクス状に配列されている。信号処理回路は、ＦＰＤとともに筐体に収容される回路基板に設けられており、各画素に蓄積された信号電荷を読み出して電圧信号に変換することでＸ線画像を出力する。回路基板は、筐体内に収容される支持基板によって支持されている。
【０００３】
電子カセッテは、撮影台のホルダにセットしてＸ線撮影に使用される他、ベッドの上に置いたり被写体自身に持たせたりしてＸ線撮影に使用されることもある。また、自宅療養中の高齢者や、事故、災害等による急病人を撮影するため、撮影台の設備がない病院外に持ち出されることもある。このように、電子カセッテは、色々な場所に持ち出してＸ線撮影に使用されるので、可搬性向上のための軽量化と、破損防止のための強度向上とが求められている。
【０００４】
特許文献１記載の電子カセッテでは、支持基板の補強のために、支持基板の撓み方向への変形を抑制する補強部材を支持基板の端縁に取り付けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２４７８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１記載の電子カセッテには、補強部材を追加した分だけ電子カセッテの重量が増加するという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、軽量化と強度の向上とを両立することができる電子カセッテを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の電子カセッテは、ＦＰＤ、回路基板、支持基板、筐体及びスペーサーを備えている。ＦＰＤは、被写体を透過した放射線を受けて放射線画像を検出する。回路基板は、放射線の照射方向においてＦＰＤの背後に配置され、ＦＰＤを制御する回路が設けられている。支持基板は、回路基板を支持する。筐体は、ＦＰＤ、回路基板及び支持基板を収容する。スペーサーは、支持基板と筐体との間に、回路基板の収容スペースを確保するために設けられており、支持基板の曲げ強度が弱い方向への撓みを抑制するように配置されている。
【０００９】
スペーサーは細長形状をしており、その長手方向が、支持基板の曲げ強度が弱い方向への撓みを抑制する方向に配置されていることが好ましい。なお、細長形状には、長手方向に一直線に延びる形状に加えて、一部に長手方向以外の方向に延びる部分を有し、全体的に細長形状であるものが含まれる。
【００１０】
支持基板は、炭素繊維強化合成樹脂で形成された材料を含むようにしてもよい。この場合、スペーサーを配置する方向は、炭素繊維強化合成樹脂の炭素繊維の繊維方向に応じて決められていることが好ましい。
【００１１】
炭素繊維強化合成樹脂は、炭素繊維に合成樹脂を含浸させたシート状のプリプレグであり、支持基板は、プリプレグを複数枚積層して構成してもよい。この場合、スペーサーは、その長手方向が炭素繊維の繊維方向と直交する方向に沿うように配置するのが好ましい。また、支持基板が、炭素繊維の繊維方向が直交する第１及び第２プリプレグを積層して構成されている場合には、スペーサーは、最外層に積層された第１または第２プリプレグの炭素繊維の繊維方向と直交する方向に沿うように配置されていることが好ましい。
【００１２】
スペーサーは、回路基板の近傍に配置されていることが好ましい。また、回路基板は長方形である場合には、スペーサーは、回路基板の長手方向に沿うように配置されていることが好ましい。更に、スペーサーは、回路基板を挟むように配置されていてもよい。
【００１３】
スペーサーは、筐体と一体に設けられていてもよい。また、筐体は、国際規格ＩＳＯ４０９０：２００１に準拠した大きさであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、支持基板と筐体との間に回路基板を収容するスペースを確保するために必要な部品であるスペーサーによって、支持基板の曲げ強度が弱い方向への撓みを抑制することができる。したがって、特許文献１のような補強部材を追加する必要がないので、特許文献１記載の電子カセッテに比べて、電子カセッテの重量を軽量化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】電子カセッテの外観斜視図である。
【図２】電子カセッテの構成を示す分解斜視図である。
【図３】電子カセッテの構成を示す断面図である。
【図４】支持基板の構成を示す説明図である。
【図５】支持基板が取り付けられた状態の背面ケースを示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１に示すように、電子カセッテ１０は、長方形の偏平な箱型形状をしている。電子カセッテ１０の前面には、短手方向の一方の辺に寄せて、Ｘ線が照射される正方形状のＸ線入射部１１が設けられている。電子カセッテ１０の短手方向の他方の辺には、電子カセッテ１０を持ち運ぶ際に把持されるグリップ部１２が設けられている。グリップ部１２は、両端が円弧状にされた長孔で構成されている。電子カセッテ１０は、フイルムカセッテやＩＰカセッテ、ＣＲカセッテに関する国際規格ＩＳＯ４０９０：２００１に準拠した外形サイズを有している。
【００１７】
電子カセッテ１０は、Ｘ線入射部１１が、Ｘ線を照射するＸ線源と対面するように、立位撮影台や臥位撮影台のホルダに着脱自在にセットされて、Ｘ線撮影に使用される。また、電子カセッテ１０は、被写体が仰臥するベッド上に置いたり被写体自身に持たせたりした状態でＸ線撮影に使用されることもある。
【００１８】
図２及び図３に示すように、電子カセッテ１０は、電子カセッテ１０の外観形状を構成する筐体１５と、筐体１５の前面に取り付けられてＸ線入射部１１を構成する透過板１６と、照射されたＸ線に基づいてＸ線画像を生成するＦＰＤ１７と、ＦＰＤ１７を構成する信号処理回路が設けられた回路基板１８と、回路基板１８を支持する支持基板１９とを備えている。
【００１９】
筐体１５は、偏平な箱形状をした前面ケース２２及び背面ケース２３から構成されている。前面ケース２２は、電子カセッテ１０の前面形状を構成し、背面ケース２３は、前面ケース２２の背面側に組み合わされて電子カセッテ１０の背面形状を構成する。筐体１５は、ＦＰＤ１７、回路基板１８及び支持基板１９を収容する。前面ケース２２の前面には、正方形状の開口２４が設けられている。開口２４には、前面ケース２２の前面側から透過板１６が嵌め込まれる。透過板１６は、例えば、軽量で剛性が高く、かつＸ線の透過性が高いカーボン材料で構成されている。前面ケース２２及び背面ケース２３は、例えば導電性樹脂で構成されており、電子カセッテ１０への電磁ノイズの侵入と、電子カセッテ１０から外部に対する電磁ノイズの放射とを防止する電磁シールドとしても機能する。
【００２０】
ＦＰＤ１７は、センサパネル２７と、信号処理回路とから構成されている。センサパネル２７は、例えば、ＴＦＴアクティブマトリクス基板２８と、ＴＦＴアクティブマトリクス基板２８の背後に貼り合わされた板状のシンチレータ２９とを備えた間接変換型である。シンチレータ２９は、例えば、ＣｓＩ：Ｔｌ（タリウム賦活ヨウ化セシウム）やＧＯＳ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ、ガドリウムオキシサルファイド）等の蛍光体で構成されており、ＴＦＴアクティブマトリクス基板２８を透過して照射されたＸ線を可視光に変換する。
【００２１】
ＴＦＴアクティブマトリクス基板２８は、例えばガラス基板２８ａと、シンチレータ２９側でガラス基板２８ａ上に設けられた光電変換層２８ｂとを備えている。光電変換層２８ｂには、マトリクス状に配置された複数の画素が設けられている。各画素は、シンチレータから入射された可視光に応じて信号電荷を発生するフォトダイオードと、フォトダイードで発生した信号電荷を蓄積するキャパシタと、キャパシタから電荷を読み出す薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）とを備えている。
【００２２】
センサパネル２７は、電子カセッテ２０を薄型化するために、ＴＦＴアクティブマトリクス基板２８のガラス基板２８ａが、透過板１６の背面に両面テープ３１や接着剤によって貼り付けられて固定されている。
【００２３】
回路基板１８は、例えば長方形であり、長手方向が電子カセッテ１０の長手方向に沿うような姿勢で電子カセッテ１０の一方の側面側に寄せて配置されている。回路基板１８に設けられている信号処理回路は、光電変換層２８ｂの画素から読み出された信号電荷をデジタルデータに変換して出力する。ＴＦＴアクティブマトリクス基板２８の光電変換層２８ｂと、回路基板１８の信号処理回路とは、ＴＦＴアクティブマトリクス基板２８に設けられたフレキシブルケーブル３４によって接続されている。
【００２４】
支持基板１９は、略正方形状をした板状部材であり、例えばネジ等によって背面ケース２３内に固定されている。回路基板１８は、支持基板１９の背面に取り付けられている。支持基板１９には、ＴＦＴアクティブマトリクス基板２８から回路基板１８までフレキシブルケーブル３４を配線する際に、フレキシブルケーブル３４の配線通路を確保するための切欠１９ａが設けられている。
【００２５】
背面ケース２３の内面には、細長い柱状の形状をした複数のスペーサー３７ａ〜３７ｄが、一体的に設けられている。スペーサー３７ａ〜３７ｄは、支持基板１９と背面ケース２３の内面との間に、回路基板１８を収容するためのスペースを形成するためのものである。
【００２６】
支持基板１９は、回路基板１８を支持するだけでなく、電子カセッテ１０の曲げ方向の強度を向上させる補強板としての機能も有している。支持基板１９は、例えば、炭素繊維強化合成樹脂で形成されたカーボンプレートによって構成されている。カーボンプレートは、重量が軽く、剛性が非常に高いため、電子カセッテ１０に要求される軽量化と高剛性化とを両立することができる。
【００２７】
図４に示すように、支持基板１９は、炭素繊維の繊維方向が直交する第１及び第２プリプレグ４０ａ、４０ｂを複数枚積層することにより構成される。各プリプレグ４０ａ、４０ｂは、炭素繊維に母材となるマトリクス樹脂を含浸させて形成したシート材であり、支持基板１９の平面サイズと同じ大きさの正方形状をしている。各プリプレグ４０ａ、４０ｂは、加熱加圧法や、融着や接着等の方法により、積層して一体化される。なお、図４では、４枚のプリプレグを図示しているが、これに限定されず、４枚よりも多くても少なくてもよい。
【００２８】
支持基板１９は、最外層に積層された第１プリプレグ４０ａの炭素繊維の繊維方向と、第１プリプレグ４０ａの間に積層された第２プリプレグ４０ｂの炭素繊維の繊維方向とが直交するように積層している。また、支持基板１９は、最外層の第１のプリプレグ４０ａの炭素繊維の繊維方向が、電子カセッテ１０の幅方向であるＷ方向（図２及び図５参照）に沿うように、背面ケース２３に取り付けられている。
【００２９】
支持基板１９のように、複数のプリプレグを積層したカーボンプレートは、プリプレグの積層の仕方によって、曲げ強度に異方性を有することが知られており、一般的には、最外層に積層したプリプレグの炭素繊維の繊維方向に大きな影響を受ける。例えば、最外層に積層された第１プリプレグ４０ａの炭素繊維の繊維方向を、電子カセッテ１０の幅方向であるＷ方向とした支持基板１９は、Ｗ方向に直交する方向を中心とした曲げ方向Ｕ（図２参照）に対しては強い強度を有するが、Ｗ方向を中心とした曲げ方向Ｐ（図２参照）に対する曲げ強度は、曲げ方向Ｕの曲げ強度よりも弱くなる。このような支持基板１９の曲げ強度の異方性は、電子カセッテ１０の曲げ強度にも影響を与えてしまう。
【００３０】
本実施形態では、支持基板１９の曲げ方向Ｐに対する曲げ強度を補強するために、スペーサー３７ａ〜３７ｄの配置を工夫している。具体的には、図５に示すように、スペーサー３７ａ〜３７ｄは、その長手方向が、支持基板１９の第１プリプレグ４０ａの炭素繊維の繊維方向であるＷ方向に直交する方向に沿うように配置されている。これにより、スペーサー３７ａ〜３７ｄによって、支持基板１９の曲げ方向Ｐにおける変形が抑制されるので、電子カセッテ１０の強度が向上する。また、回路基板１８を支持基板１９の背面に取り付ける構成では必ず必要になるスペーサー３７ａ〜３７ｄの配置方向を変更するだけなので、従来技術のように補強ようの追加部材を設けずに済むため、電子カセッテ１０の重量の増加は発生しない。したがって、支持基板１９にカーボンプレートを用いることによる軽量化及び高剛性化というメリットが損なわれることはない。
【００３１】
また、本実施形態では、電子カセッテ１０の変形による回路基板１８の破損を抑制するために、回路基板１８の近傍で、回路基板１８を挟み込むような位置に、スペーサー３７ａ、３７ｂを配置している。回路基板１８は電気部品であるので、故障の原因となる機械的応力から保護する必要性が高い。スペーサー３７ａ、３７ｂを回路基板１８の近傍に配置することで、支持基板１９において回路基板１８の周辺の強度が向上し、回路基板１８を機械的応力からしっかりと保護することができる。
【００３２】
また、本例では回路基板１８が長方形状をしており、その長手方向とスペーサー３７ａ、３７ｂの長手方向が平行になるように配置している。長方形状の回路基板１８は、短手方向よりも長手方向の方が曲げ強度が弱い。スペーサー３７ａ、３７ｂの配置を本例のようにすることで、回路基板１８の長手方向の相対的な強度不足を補うことができる。更に、スペーサー３７ｃ、３７ｄは、スペーサー３７ａと反対側の電子カセッテ１０の側面側に配置したので、支持基板１９をバランスよく補強することができる。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態によれば、特許文献１のように補強部材を追加しないので、特許文献１のように電子カセッテの重量が増加することはない。加えて、部品コストの増加もないので、特許文献１の電子カセッテよりも製造コストが低下する。更に、補強部材を用いない分だけ特許文献１の電子カセッテよりも軽量化できるので、可搬性等のユーザビリティが向上する。また、スペーサーの形状や配置の工夫などにより、電子カセッテ内部での曲げ強度の調節が可能であるため、電子カセッテの筐体内に収容する内蔵部品の強度上の制限をある程度緩和することができる。これにより、電子カセッテの内蔵部品に対して、無理に強度が向上するような設計や、部品の追加をする必要がなくなる。
【００３４】
上記実施形態では、スペーサー３７ａ〜３７ｄを背面ケース２３と一体に設けたが、背面ケース２３と別体として設けておいて、支持基板１９や背面ケース２３に取り付けるようにしてもよいし、支持基板１９にスペーサーを一体に設けてもよい。また、スペーサーの配置位置や個数は、上記実施形態に限定されるものではなく、回路基板の数やサイズ、配置等に応じて適宜変更可能である。
【００３５】
また、上記実施形態では、カーボンパネルのみからなる支持基板１９を用いたが、カーボンパネルと、アルミニウム等の金属板とを積層した支持基板を用いる場合でも本発明は適用可能である。カーボンパネルと金属板とを積層した支持基板であっても、カーボンパネルの曲げ強度の異方性が電子カセッテ１０の強度に影響するからである。また、本発明は、カーボンパネル以外の材質で形成された支持基板を用いる電子カセッテにも適用が可能である。例えば、支持基板の形状が長方形である場合には、その長辺側と短辺側との曲げ強度に異方性が生じるので、曲げ強度が弱い方向の撓みを抑制するようにスペーサーを配置すれば、電子カセッテの曲げ強度を向上させることができる。
【００３６】
また、上記実施形態のスペーサー３７ａ〜３７ｄは、支持基板１９の曲げ強度が弱い方向への撓みが抑制されるように、第１プリプレグ４０ａの炭素繊維の繊維方向に直交する方向に沿うように配置しているが、スペーサー３７ａ〜３７ｄのうちの一部のスペーサーについては、第１プリプレグ４０ａの炭素繊維の繊維方向に沿うように配置してもよいし、スペーサー３７ａ〜３７ｄに加えて、別のスペーサーを炭素繊維の繊維方向に沿うように配置してもよい。また、上記実施形態では、スペーサー３７ａ〜３７ｄを、一直線に延びる細長の柱状体を例に説明したが、例えば、Ｌ字形状のように、一部が長手方向と直交する方向など長手方向以外の方向に延びる部分を有していてもよく、全体的に細長であればよい。これにより、一部のスペーサーやスペーサーの一部が、支持基板１９の曲げ強度が強い方向への撓みを抑制するように機能することになるが、支持基板１９の曲げ強度が弱い方向について必要な強度が確保されていれば問題はない。
【００３７】
また、本実施形態では、支持基板１９の曲げ強度が弱い方向への撓みが抑制されるようにスペーサーが配置されている。こうした構成は、電子カセッテの筐体の曲げ強度について、一方向については支持基板１９に担わせ、他方向についてはスペーサーに担わせるというように、電子カセッテの筐体の曲げ強度を支持基板１９とスペーサーに分担させるという技術思想である。こうした構成によれば、支持基板１９が担当する方向については、スペーサーの数を減らすことができるので、スペーサーが両方向の曲げ強度を確保する構成と比較すると、スペーサーの数が減る分、筐体内に空間的な余裕が生まれる。そのため、部品サイズや部品の配置設計の自由度が増加する。さらには、不要なスペースを削減することで、筐体の小型化や薄型化も可能になる。
【００３８】
上記実施形態では、支持基板１９の最外層の第１プリプレグ４０ａの炭素繊維の繊維方向に基づいてスペーサー３７ａ〜３７ｄの配置方向を決めているが、プリプレグの積層の仕方によっては、支持基板１９の最外層の第１プリプレグ４０ａの炭素繊維の繊維方向だけでは支持基板１９の曲げ強度の弱い方向を特定できず、スペーサー３７ａ〜３７ｄの配置方向を決めることができない場合もある。このような場合には、実際に支持基板２の曲げ強度を測定して、その測定結果から、曲げ強度の弱い方向の撓みを抑制するようにスペーサー３７ａ〜３７ｄの配置方向を決めることが好ましい。
【００３９】
上記各実施形態では、炭素繊維の繊維方向が直交するように複数枚のプリプレグを積層した支持基板を例に説明したが、炭素繊維の繊維方向が全て一方向に揃えられるように複数枚のプリプレグが積層されて支持基板を用いる場合にも適用することができる。この場合、スペーサー３７ａ〜３７ｄは、炭素繊維の繊維方向に直交する方向に長手方向が沿うように配置される。
【００４０】
上記実施形態では、Ｘ線の入射方向からＴＦＴアクティブマトリクス基板２８、シンチレータ２９の順に配置したＩＳＳ（Irradiation Side sampling）方式のＦＰＤを用いた電子カセッテを例に説明したが、本発明は、Ｘ線の入射方向からシンチレータ、ＴＦＴアクティブマトリクス基板の順に配置したＰＳＳ（Penetration Side Sampling）方式のＦＰＤを用いた電子カセッテにも適用可能である。また、本発明は、シンチレータを用いず、Ｘ線を直接電荷に変換する変換層（アモルファスセレン等）を用いた直接変換型のＦＰＤを用いた電子カセッテにも適用可能である。
【００４１】
本発明は、Ｘ線に限らず、γ線等の他の放射線を撮影対象とした電子カセッテにも適用することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１０  電子カセッテ
１５  筐体
１７  ＦＰＤ
１８  回路基板
１９  支持基板
２３  背面ケース
３７ａ〜３７ｄ  スペーサー
４０ａ  第１プリプレグ
４０ｂ  第２プリプレグ
【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５】
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