(57)【要約】【課題】センサパネルに光を照射する光源を有する放射線撮像装置を小型化するための技術を提供する。【解決手段】  複数の画素を有するセンサパネルに光を照射するために放射線撮像装置に搭載可能な光源装置は、導光板と、導光板の側面に向けて光を照射する光源と、導光板の上面を覆う光拡散部材とを備える。光拡散部材は、光源を覆う位置まで延びている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素を有するセンサパネルに光を照射するために放射線撮像装置に搭載可能な光源装置であって、
導光板と、
前記導光板の側面に向けて光を照射する光源と、
前記導光板の上面を覆う光拡散部材とを備え、
前記光拡散部材は、前記光源を覆う位置まで延びていることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記光源装置は、前記光源装置の辺に沿って配置された枠体を更に備え、
前記光拡散部材は、前記枠体を覆う位置まで延びていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記枠体のうち前記光拡散部材で覆われた面が反射機能を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記光源装置は、前記光拡散部材から出射する光の輝度のばらつきを低減する減光層を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の光源装置。
【請求項５】
前記光拡散部材は、前記光源から光が照射された場合に、第１位置から第１輝度の光を出射し、第２位置から前記第１輝度よりも弱い第２輝度の光を出射し、
前記減光層は、前記第１位置から出射する光を、前記第２位置から出射する光よりも大きく減光することを特徴とする請求項４に記載の光源装置。
【請求項６】
前記光拡散部材の前記第２位置を覆う位置に前記減光層が配置されないことを特徴とする請求項５に記載の光源装置。
【請求項７】
前記光拡散部材は、互いに重なった複数の光拡散板を含むことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の光源装置。
【請求項８】
前記光源は、ＬＥＤを含むことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の光源装置。
【請求項９】
前記導光板の下面を覆う反射部材を更に備えることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の光源装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか１項に記載の光源装置と、
前記光源装置の上に配置され、複数の画素を有するセンサパネルとを備えることを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１１】
導光板と、
前記導光板の側面に向けて光を照射する光源と、
前記導光板の上面を覆う光拡散部材と、
前記光拡散部材の上に配置され、複数の画素を有するセンサパネルとを備え、
前記光拡散部材は、前記光源を覆う位置まで延びていることを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１２】
放射線入射方向から見た場合に、前記センサパネルの有効画素領域と前記光源とが重なることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の放射線撮像装置。
【請求項１３】
請求項１０乃至１２の何れか１項に記載の放射線撮像装置と、
前記放射線撮像装置によって得られた信号を処理する信号処理手段と
を備えることを特徴とする放射線撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に光源装置、放射線撮像装置及び放射線撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線撮像装置による動画撮影時に発生する残像を軽減するために、放射線撮像装置の光電変換領域に光を照射する技術が知られている。特許文献１で提案される放射線撮像装置では、光源から照射された光が導光板の側面に入射し、導光板の上面から出射する。この導光板の上面は光拡散シートで覆われており、光拡散シートで拡散された光が光電変換領域に照射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４６２２６７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の光拡散シートは導光板の上面のみを覆っており、光源の上まで届いていない。そのため、光源の上の部分からは残像を軽減するために十分な輝度の光が出射されない。その結果、光源の上の部分に光電変換領域を配置することができず、放射線撮像装置を小型化することが困難であった。そこで、本発明は、センサパネルに光を照射する光源を有する放射線撮像装置を小型化するための技術を提供することを１つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題に鑑みて、本発明の第１の観点では、複数の画素を有するセンサパネルに光を照射するために放射線撮像装置に搭載可能な光源装置であって、導光板と、前記導光板の側面に向けて光を照射する光源と、前記導光板の上面を覆う光拡散部材とを備え、前記光拡散部材は、前記光源を覆う位置まで延びていることを特徴とする光源装置が提供される。本発明の第２の観点では、導光板と、前記導光板の側面に向けて光を照射する光源と、前記導光板の上面を覆う光拡散部材と、前記光拡散部材の上に配置されたセンサパネルとを備え、前記光拡散部材は、前記光源を覆う位置まで延びていることを特徴とする放射線撮像装置が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
上記手段により、センサパネルに光を照射する光源を有する放射線撮像装置を小型化するための技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一部の実施形態に係る放射線撮像装置の構成例を説明する図。
【図２】図１の放射線撮像装置の光源装置の構成例を説明する図。
【図３】図１の放射線撮像装置の断面図及び照射される光の輝度を説明する図。
【図４】比較例の放射線撮像装置の断面図及び照射される光の輝度を説明する図。
【図５】一部の実施形態に係る放射線撮像装置の断面図及び照射される光の輝度を説明する図。
【図６】一部の実施形態に係る放射線撮像装置の断面図及び照射される光の輝度を説明する図。
【図７】一部の実施形態に係る放射線撮像システムの構成例を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態について以下に説明する。様々な実施形態を通じて同様の要素には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。また、各実施形態は適宜変更、組み合わせが可能である。以下では本発明の各実施形態を医療画像診断装置、分析装置等に用いられる放射線撮像装置の文脈で説明する。以下の説明において、光は可視光及び赤外線を含み、放射線はＸ線、α線、β線及びγ線を含む。
【０００９】
図１〜図３を参照して、一部の実施形態に係る放射線撮像装置１００の構成例を説明する。図１は放射線撮像装置１００を放射線入射方向から見た平面図である。図２（ａ）は放射線撮像装置１００に含まれる光源装置２００を放射線入射方向から見た平面図であり、図２（ｂ）は光源装置２００を放射線入射方向の反対側から底面図である。図３の上図は放射線撮像装置１００のＡＡ線（図１）断面図である。図１及び図２において、直接視認できない構成要素の輪郭を破線で示している。また、図２（ｂ）の背面図において、反射部材２０６を省略して描いている。
【００１０】
放射線撮像装置１００はセンサパネル１１０と光源装置２００とを備える。センサパネルは有効画素領域１１１と複数の電極パッド１１２とを備える。有効画素領域１１１には複数の画素が２次元状に配置されている。放射線撮像装置１００に入射した放射線は、シンチレータ（不図示）によって光に変換され、この光に応じた画素信号を各画素が生成する。生成された画素信号は電極パッド１１２を通じて放射線撮像装置１００の外部に読み出される。図１のセンサパネル１１０は隣接する２辺に電極パッドを有するが、電極パッドは他のように配置されてもよい。センサパネル１１０の構成はどのような構成であってもよく、例えば既存の構成を用いてもよいので、その詳細な説明を省略する。
【００１１】
放射線撮像装置１００に搭載可能な光源装置２００は、導光板２０１、光源２０２、枠体２０３、ＦＰＣ（フレキシブルプリント回路）２０４、光拡散部材２０５及び反射部材２０６を備える。導光板２０１は略長方形の形状を有し、導光板２０１の１つの側面に沿って複数の光源２０２が並んでいる。光源装置２００では１つの辺に沿って光源２０２が配置されているが、複数の辺に光源２０２が配置されてもよい。光源２０２は例えばＬＥＤであり、ＦＰＣ２０４に搭載される。導光板２０１及び光源２０２を取り囲むように、光源装置２００の辺に沿って枠体２０３が配置されている。図２に示すように、光源装置２００の１つの辺において、枠体２０３と導光板２０１との間に光源２０２が配置されている。枠体２０３により、導光板２０１からの光漏れが抑制されるとともに、光源装置２００とセンサパネル１１０とを貼り合わせる際の光源装置２００の平面性が確保される。
【００１２】
光源装置２００の上面には光拡散部材２０５が全面的に配置されており、光源装置２００の下面には反射部材２０６が全面的に配置されている。従って、光拡散部材２０５は導光板２０１、光源２０２及び枠体２０３の上に位置し、これらの構成要素を覆う。ＦＰＣ２０４は光源装置２００の１辺（図２では下側の辺）から外側へ延びており、放射線撮像装置１００の外部の駆動回路に接続される。
【００１３】
光源２０２は、ＦＰＣ２０４を通じて外部の駆動回路から供給された信号に応じて導光板２０１の側面に向けて光を照射する。導光板２０１の側面から入射した光は、導光板２０１の反対側の側面に向けて伝搬しつつ、その一部が導光板２０１の上面及び下面から出射する。導光板２０１の下面は反射部材２０６で覆われているので、導光板２０１の下面から出射した光は反射部材２０６に反射して導光板２０１に戻る。一方、導光板２０１の上面から出射した光は光拡散部材２０５の下面に入射する。光拡散部材２０５の下面に入射した光は、光拡散部材２０５の内部を拡散しながら伝搬し、光拡散部材２０５の上面から出射する。光拡散部材２０５は、導光板２０１の上から光源２０２の上及び枠体２０３の上に向かって延びている。そのため、導光板２０１の上にある部分から光拡散部材２０５に入射した光は、光拡散部材２０５全体に拡散して光拡散部材２０５から出射する。すなわち、光拡散部材２０５のうち光源２０２及び枠体２０３の上にある部分の上面からも光が出射する。
【００１４】
このように、光源２０２からの光は光源装置２００の上面全体から出射する。従って、放射線入射方向から見た場合に、図３に示すように光源装置２００の輪郭（外周）とセンサパネル１１０の有効画素領域１１１の輪郭（外周）とを一致させたとしても、有効画素領域１１１全体に光を照射できる。その結果、有効画素領域１１１全体の残像を軽減できる小型な放射線撮像装置１００が実現される。
【００１５】
反射部材２０６は、例えばアルミニウムなどの金属薄膜や金属板で構成される。導光板２０１は、例えば透明ガラス板やアクリル樹脂板などで構成される。枠体２０３は、例えば樹脂や金属などで構成される。枠体２０３のうち光拡散部材２０５で覆われる面は反射機能を有してもよい。この場合に、光拡散部材２０５の下面から出射した光は枠体２０３で反射して光拡散部材２０５に戻る。光拡散部材２０５は、光源装置２００が出射する光の面内輝度分布のばらつきを低減するとともに、導光板２０１が配置されていない部分からも光を出射するための部材である。光拡散部材２０５は、例えば光拡散板や光拡散フィルムである。具体的には光拡散部材２０５としてツジデン社製Ｄ１２１ＵＰＺを用いてもよい。
【００１６】
続いて、図４を参照して比較例となる放射線撮像装置４００の構成を説明する。放射線撮像装置４００はセンサパネル１１０と光源装置４１０とを備える。放射線撮像装置４００の構成要素のうち、放射線撮像装置１００と同様の構成要素は同じ参照符号を付して重複する説明を省略する。放射線撮像装置４００は特許文献１の提案する構成を採用したものであり、光拡散板４１１は導光板２０１のみを覆っており、光源２０２及び枠体２０３の上には金属層４１２が配されている。図４の下側のグラフ４０１は、光源２０２から光が照射された場合に、図４に示された放射線撮像装置４００の断面の各位置においてセンサパネル１１０の有効画素領域１１１に入射する光の輝度分布を示す。グラフ４０１から見て取れるように、センサパネル１１０の有効画素領域１１１のうち、金属層４１２の上に位置する部分に入射する光の輝度は低い値となっている。
【００１７】
図３の下側のグラフ３０１は、光源２０２から光が照射された場合に、図３に示された放射線撮像装置１００の断面の各位置においてセンサパネル１１０の有効画素領域１１１に入射する光の輝度分布を示す。比較のために、グラフ３０１だけでなくグラフ４０１も示している。グラフ３０１から見て取れるように、センサパネル１１０の有効画素領域１１１のうち、導光板２０１の上に位置する部分以外（例えば、光源２０２及び枠体２０３の上に位置する部分）に入射する光の輝度は、比較例のグラフ４０１よりも高い値となっている。グラフ３０１、４０１から、放射線撮像装置１００は、放射線撮像装置４００と比較して、輝度のピーク位置が枠体２０３側にシフトしていることもわかる。
【００１８】
続いて、図５を参照して、一部の実施形態に係る放射線撮像装置５００の構成例を説明する。図５の上図は放射線撮像装置５００の断面図である。放射線撮像装置５００は、センサパネル１１０と光源装置５１０とを備える。光源装置５１０は、光拡散部材２０５の代わりに２つの光拡散部材５１１、５１２を有する点で光源装置２００と異なり、その他の点は同じであってもよい。光拡散部材５１１、５１２はそれぞれ、光拡散部材２０５と同じ構成・材料であってもよい。すなわち、光拡散部材２０５のどちらとも、光源装置５１０の発光面（上面）全体にわたって配置される。そのため、２つの光拡散部材５１１、５１２は互いの輪郭が一致するように重なっている。光源装置５１０は、２つの光拡散部材５１１、５１２を有するが、光拡散部材の個数はこれに限られず、複数あればいくつでもよい。２つの光拡散部材５１１、５１２の間には粘着剤は存在せず、空気層のみが存在してもよい。
【００１９】
図５の下側のグラフ５０１は、光源２０２から光が照射された場合に、図５に示された放射線撮像装置５００の断面の各位置においてセンサパネル１１０の有効画素領域１１１に入射する光の輝度分布を示す。比較のために、グラフ５０１だけでなくグラフ３０１、４０１も示している。グラフ５０１から見て取れるように、光源装置５１０は、光源装置２００よりも発光面にわたって輝度のばらつきが低減された光を出射する。本明細書において輝度のばらつきは、例えば、輝度の発光面にわたる平均値と、出射する光の輝度との平均二乗誤差によって定義される。これに代えて、輝度のばらつきが他のように定義されてもよい。
【００２０】
続いて、図６を参照して、一部の実施形態に係る放射線撮像装置６００の構成例を説明する。図６の上図は放射線撮像装置６００の断面図である。放射線撮像装置６００は、センサパネル１１０と光源装置６１０とを備える。光源装置６１０は、光拡散部材５１２の一部を覆う減光層６１１を更に有する点で光源装置５１０と異なり、その他の点は同じであってもよい。
【００２１】
減光層６１１は、光拡散部材５１２から出射する光の一部を反射又は吸収することによって、センサパネル１１０に到達する光の輝度のばらつきを低減する。減光層６１１は、例えば厚さが３８ｕｍであり、１辺が７ｍｍの東レ社製Ｅ２０で形成される。例えば、減光層６１１は、減光層６１１の中心が、光拡散部材５１２において出射する光の輝度がピークとなる部分に一致するように配置される。また、光拡散部材５１２において出射する光の輝度が低い部分は減光層６１１で覆われていない。
【００２２】
図６の下側のグラフ６０１は、光源２０２から光が照射された場合に、図６に示された放射線撮像装置６００の断面の各位置においてセンサパネル１１０の有効画素領域１１１に入射する光の輝度分布を示す。比較のために、グラフ６０１だけでなくグラフ４０１、６０１も示している。グラフ６０１から見て取れるように、光源装置６１０は、光拡散部材５１２から出射する光のうち、輝度が高い部分の光が低減されており、光源装置５１０よりも発光面にわたってばらつきが低減された光を出射する。
【００２３】
上述の減光層６１１は位置によらず一定の光透過率を有する部材で構成されるが、位置によって異なる光透過率を有する部材で構成してもよい。例えば、減光層６１１は、出射する光の輝度が高い位置において光の低減量が大きく、出射する光の輝度が低い位置において光を低減量が小さくなるような光透過率の分布を有していてもよい。
【００２４】
上述の放射線撮像装置では、センサパネルと光源装置とが別の装置であるように説明したが、これに限られず、放射線撮像装置がセンサパネルと上述の光源装置の各構成要素とを備える構成であれば上述の各実施形態と同じ効果が得られる。
【００２５】
図７は本発明に係る放射線撮像装置のＸ線診断システム（放射線撮像システム）への応用例を示した図である。Ｘ線チューブ６０５０（放射線源）で発生した放射線としてのＸ線６０６０は、被験者又は患者６０６１の胸部６０６２を透過し、シンチレータを上述の何れかの放射線撮像装置の上部に配置した撮像装置６０４０に入射する。この入射したＸ線には患者６０６１の体内部の情報が含まれている。Ｘ線の入射に対応してシンチレータは発光し、これを光電変換して、電気的情報を得る。この情報はデジタル信号に変換され信号処理部となるイメージプロセッサ６０７０により画像処理され制御室の表示部となるディスプレイ６０８０で観察できる。なお、放射線撮像システムは、放射線撮像装置と、放射線撮像装置からの信号を処理する信号処理部とを少なくとも有する。
【００２６】
また、この情報は電話回線６０９０等の伝送処理部により遠隔地へ転送でき、別の場所のドクタールームなど表示部となるディスプレイ６０８１に表示もしくは光ディスク等の記録部に保存することができ、遠隔地の医師が診断することも可能である。また記録部となるフィルムプロセッサ６１００により記録媒体となるフィルム６１１０に記録することもできる。
【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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【図６】
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【図７】
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