(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射された放射線を電気信号に変換する放射線検出パネルと、
前記放射線検出パネルと電気的に接続される第一の回路基板と、
前記第一の回路基板より発熱量が大きく、前記放射線検出パネルと電気的に接続される第二の回路基板と、
前記放射線検出パネルと、前記第一の回路基板と、前記第二の回路基板とを内包する筺体と、を備え、
前記筺体は、第一の放熱部材と、前記第一の放熱部材より熱伝導率が高い第二の放熱部材と、を有し、
放射線の照射側から見て、前記放射線検出パネル、前記第一の回路基板、前記第二の回路基板、前記第二の放熱部材の順に配置され、前記第二の回路基板に配置された電気回路が前記第一の回路基板と重なる位置に配置され、
前記第一の回路基板と前記第一の放熱部材との間および前記第二の回路基板と前記第二の放熱部材との間は、それぞれが互いに独立した熱伝導経路が形成されることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項２】
照射された放射線を電気信号に変換する放射線検出パネルと、
前記放射線検出パネルと電気的に接続される第一の回路基板と、
前記第一の回路基板より発熱量が大きく、前記放射線検出パネルと電気的に接続される第二の回路基板と、
前記放射線検出パネルと、前記第一の回路基板と、前記第二の回路基板とを内包する筺体と、を備え、
前記筺体は、ステンレスを含む部材である第一の放熱部材と、前記第一の放熱部材より熱伝導率が高く、アルミ二ウムを含む部材である第二の放熱部材と、を有し、
前記第一の回路基板と前記第一の放熱部材との間および前記第二の回路基板と前記第二の放熱部材との間は、それぞれが互いに独立した熱伝導経路が形成されることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項３】
前記第一の回路基板は、前記放射線検出パネルの動作を制御するための制御回路を含み、
前記電気回路は、前記放射線検出パネルおよび前記第一の回路基板を駆動させるための電力を生成する電源回路を含むことを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
【請求項４】
前記第一の回路基板は、第一の熱伝導部材を介して前記第一の放熱部材と接続され、
前記第二の回路基板は、第二の熱伝導部材を介して前記第二の放熱部材と接続され、
前記第一の熱伝導部材と第二の熱伝導部材とは、互いに接触しないように配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
【請求項５】
放射線が照射される面側に前記放射線検出パネルを支持し、且つ前記放射線が入射する面と対向する面側に前記第一の回路基板を支持する支持基台を更に有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
【請求項６】
前記支持基台は、前記第一の放熱部材に対して固定されていることを特徴とする請求項５に記載の放射線撮影装置。
【請求項７】
放射線の照射側から見て、前記第二の回路基板は、前記第一の回路基板の背後に収まるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
【請求項８】
前記筺体は、実質的に方形形状であり、
放射線透過部材を含んで構成される入射面と、
前記第一の放熱部材および前記第二の放熱部材を含んで構成され、前記放射線透過部材と対向する位置に配置される背面と、
前記第一の放熱部材を含んで構成され、前記入射面と前記背面とを繋ぐ側面と、を有し、
前記第一の熱伝導部材は、側面に接するように設けられ、前記第二の熱伝導部材は、背面に接するように設けられていることを特徴とする請求項４に記載の放射線撮影装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の放射線撮影装置と、
冷却装置と、を有し、
前記冷却装置は、前記第二の放熱部材と対向する位置に配置されることを特徴とする放射線撮影システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線検出パネルを用いた放射線撮影装置および、放射線撮影装置を用いた放射線撮影システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
対象物を透過した放射線の強度分布を検出して放射線画像を得る放射線撮影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。放射線撮影装置は、例えば、二次元状に複数の変換素子が配列された放射線検出パネルと、各変換素子から信号を読み出すための複数の回路基板と、これらを収容する筐体から構成される。
【０００３】
ここで、放射線検出パネルの各変換素子は、熱により特性が変動しやすい。そのため、放射線撮影装置は、筺体の内部の温度変動に起因して、得られる放射線画像の画質に影響を受ける。したがって、筺体の内部で発生した熱が放射線検出パネルに伝達することを抑制するため、筺体の外部に効率よく放熱させることが重要である。
【０００４】
特許文献１に記載の放射線撮影装置は、複数の回路基板で生じた熱によるセンサパネルへの影響を低減するため、該複数の回路基板と筐体の外部とを接続する熱伝導部材を用いて、筺体の外部への放熱経路を形成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−８８１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の放射線撮影装置は、複数の回路基板に対して共通の熱伝導部材を介して放熱させている。そのため、複数の回路基板の発熱量が互いに異なる場合に、回路基板間で発熱量の高い方から低い方への熱の移動が生じ、筐体の外部に熱を効率よく放出できないおそれがある。また、複数の電気部品の発熱量が異なるため、放熱効率が同じ場合には、筺体内部の温度のばらつきを効率よく低減できないおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明は、上記課題を鑑みてなられたものであり、筐体内部で発生した熱による放射線検出パネルへの影響を抑制するために有利な技術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】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の放射線撮影装置は、照射された放射線を電気信号に変換する放射線検出パネルと、前記放射線検出パネルと電気的に接続される第一の回路基板と、前記第一の回路基板より発熱量が大きく、前記放射線検出パネルと電気的に接続される第二の回路基板と、前記放射線検出パネルと、前記第一の回路基板と、前記第二の回路基板とを内包する筺体と、を備え、前記筺体は、第一の放熱部材と、前記第一の放熱部材より熱伝導率が高い第二の放熱部材とを有し、放射線の照射側から見て、前記放射線検出パネル、前記第一の回路基板、前記第二の回路基板、前記第二の放熱部材の順に配置され、前記第二の回路基板に配置された電気回路が前記第一の回路基板と重なる位置に配置され、前記第一の回路基板と前記第一の放熱部材との間および前記第二の回路基板と前記第二の放熱部材との間は、それぞれが互いに独立した熱伝導経路が形成されることを特徴とする放射線撮影装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、筐体内部で発生した熱による放射線検出パネルへの影響を抑制するために有利な技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第一の実施形態における放射線撮影装置の背面図および内部構成を示す図
【図２】第一の実施形態における放射線撮影装置の断面図
【図３】第一の実施形態における放射線撮影装置の断面の一部を示す図
【図４】第二の実施形態における放射線撮影装置の断面図
【図５】第三の実施形態における放射線撮影装置の断面図
【図６】放射線撮影装置の応用例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第一の実施形態）
図１〜図３を、参照しながら第一の実施形態を説明する。図１（ａ）は、第一の実施形態における放射線撮影装置を背面から見た外観図である。図１（ｂ）は、第一の実施形態における放射線撮影装置を放射線の入射方向から見た内部構造を示す図である。
【００１２】
図２は、図１（ａ）におけるＡ−Ａ面の断面図である。
【００１３】
放射線撮影装置１００は、放射線検出パネル１０８と、筺体１０１と、第一の回路基板１０３と、第二の回路基板１０４と、を有する。
【００１４】
放射線検出パネル１０８は、照射された放射線を電気信号に変換する機能を有する。放射線検出パネル１０８は、放射線叉は光を検出する変換素子がガラス基板上に配置された検出面を有する。そして、当該検出面側には、放射線を可視光に変換する蛍光体（不図示）が配置されている。本実施形態では、変換素子としては、ＭＩＳ型、ＰＩＮ型の可視光を検出し得る光電変換素子が用いられる。そして、放射線撮影装置１００に照射された放射線によって蛍光体が発光し、当該発光した光を放射線検出パネル１０８の光電変換素子が電気信号に変換する。なお、放射線検出パネル１０８は、蛍光体と光電変換素子の代わりに、放射線を直接電気信号に変換する直接変換型の変換素子を使用してもよい。放射線検出パネル１０８は、支持基台１０７の放射線入射側（照射される側）に支持されている。なお、放射線検出パネル１０８と支持基台１０７との間に放射線を遮蔽するための放射線遮蔽部材（不図示）を備えていてもよい。放射線遮蔽部材は、ステンレス、タングステン、モリブデン等が好適に用いられる。
【００１５】
支持基台１０７は、放射線検出パネル１０８を支持する面とは反対側の面（放射線が入射する面と対向する面）に、複数の回路基板を支持する。複数の回路基板は、アナログ回路基板１０９、１０９ｂ、制御回路基板１０３、電源回路基板１０４を含む。複数の回路基板の各々は、スペーサ部材１１７ａ〜ｄを介して支持基台１０７に固定される。支持基台１０７は、接続部材（１１４ａ、１１４ｂ）によって筺体に固定される。
【００１６】
放射線検出パネル１０８により変換された電気信号は、フレキシブル回路基板１１５を介してアナログ回路基板１０９（１０９ａ、１０９ｂ）によって読み出される。ここで、フレキシブル回路基板１１５は、集積回路１１６が実装される。アナログ回路基板１０９およびフレキシブル回路基板１１５は、取得した電気信号に対して信号処理処理（電気信号の増幅処理、Ａ／Ｄ変換）を行う。制御回路基板１０３は、信号処理された電気信号（デジタルデータ）を、配線１１１ａ〜ｄ介して取得する。つまり、制御回路基板１０３は、デジタル信号を扱うデジタル回路基板である。
【００１７】
制御回路基板１０３は、デジタルデータを放射線画像とするための種々の処理を行う。制御回路基板１０３は、当該Ａ／Ｄ変換された信号に対して種々の処理（例えば、オフセット補正処理、欠陥補正、ゲイン補正）を行う。制御回路基板１０３は、外部装置と接続可能なインターフェイス部（不図示）を備える。制御回路基板１０３は、インターフェイス部を介して、通信ケーブル１１２で制御機器あるいは表示装置と接続され、放射線画像の送信および制御信号の受信を行うことができる。また、制御回路基板１０３は、放射線検出パネル１０８と電気的に接続されている。ここで、制御回路基板１０３は、他の回路基板を介して間接的に接続されていてもよい。なお、放射線撮影装置１００は、該複数の回路基板として放射線検出パネル１０８の各変換素子を選択、駆動させるための駆動回路基板等を更に有していてもよい。
【００１８】
電源回路基板１０４は、他の回路基板に供給する電力（電圧）を発生する電気回路１０５ａを有する。該電気回路１０５ａは、例えば、ＤＣ／ＤＣ変換回路、ＡＣ／ＤＣ変換回路等である。電気回路基板１０４は、筺体の内部に収容されたバッテリ（不図示）あるいは、外部装置から供給された電力を各部の動作に使用される電圧に変換する。電源回路基板１０４は、外部装置と接続可能なインターフェイス部（不図示）を備える。電源回路基板１０４への電力は、インターフェイス部を介して、外部装置に接続された電源ケーブル１１３を介して供給される。電源回路基板１０４は、放射線検出パネル１０８と電気的に接続されている。
【００１９】
該電力は、外部電源ケーブル１１３から、制御回路基板１０３と電源回路基板１０４に供給される。そして、電源回路基板１０４は、該電力を変換した後の電力をアナログ回路基板１０９、制御回路基板１０３へ電源ケーブル１１０ａ、１１０ｂを介して供給される。アナログ回路基板１０９は、放射線検出パネル１０８へフレキシブル回路基板１１５を介して電力を供給する。なお、電源回路基板１０４から各部に直接電力を供給してもよく、駆動回路基板（不図示）を介して放射線検出パネル１０８へ電力を供給しても良い。なお、本発明における第一の回路基板は、本実施形態における制御回路基板１０３に対応し、第二の回路基板は、電源回路基板１０４に対応する。
【００２０】
筺体１０１は、放射線検出パネル１０８および上述した各回路基板および構成物を内包する。筺体１０１は、放射線を透過させる放射線透過部材１０１cと、第一の放熱部材１０１ｂと、第二の放熱部材１０１ａと、を備える。
【００２１】
筺体１０１は、実質的に方形形状であり、入射面と、入射面（放射線透過部材１０１c）と対向する位置に配置される背面と、入射面と背面とを繋ぐ側面から構成される。入射面は、放射線透過部材１０１cを含んで構成される。背面は、第一の放熱部材１０１ｂおよび第二の放熱部材１０１ａを含んで構成される。側面は、第一の放熱部材１０１ｂを含んで構成される。
【００２２】
放射線透過部材１０１cは、放射線を入射させるため、放射線透過率が高いことが好ましい。更に、放射線透過部材１０１cは、重量が軽く、かつ衝撃に対し一定の強度を確保できることが好ましい。例えば、放射線透過部材１０１cは、樹脂材料やＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）などが用いられる。
【００２３】
第一の放熱部材１０１ｂは、衝撃などに対する強度確保、および筺体１０１の外部で発生する電磁波に起因するノイズ耐性を向上するため、ステンレス等が好適に用いられる。第二の放熱部材１０２ａは、第一の放熱部材１０１ｂと同様の特性に加え、放熱特性が高い部材で構成されている。第二の放熱部材１０１ａは、アルミニウム等が好適に用いられる。少なくとも、第二の放熱部材１０１ａは、第一の放熱部材１０１ｂよりも熱伝導率が高い部材である。
【００２４】
ここで、制御回路基板１０３および電源回路基板１０４と、第一および第二の放熱部材との関係について説明する。上述した回路基板の各々は、その動作の際に発熱を生じる。特に、電源回路基板１０４は、各部を動作させるための電力を生成、供給しているため、制御回路基板１０３やアナログ回路基板１０９よりも発熱量が大きい。さらに、アナログ回路基板１０９は、制御回路基板１０３よりも動作に必要な電力が大きいため、発熱量が大きい。
【００２５】
そのため、制御回路基板１０３と第一の放熱部材１０１ｂとの間および電源回路基板１０４と第二の放熱部材１０１ａと間が互いに独立した熱伝導経路により接続される
本実施形態では、制御回路基板１０３から発生した熱を、第一の放熱部材１０１ｂを介して筺体１０１の外部に放出し、電源回路基板１０４から発生した熱を、第二の放熱部材１０１ａを介して筺体１０１の外部に放出するように構成する。本実施形態では、制御回路基板１０３は、熱伝達部１０２ｂを介して第一の放熱部材１０１ｂに熱が伝わるように構成される。一方で、電源回路基板１０４は、熱伝達部１０２ｂとは異なる熱伝達部１０２ａを介して第二の放熱部材１０１ａへ熱を熱が伝わるように構成されている。ここで、熱伝達部１０２ａと熱伝達部１０２ｂは、互いに接触しないように配置されている。熱伝達部１０２ａおよび１０２ｂは、熱を効率的に伝達できる部材であればよく、放熱ゴムやアルミ部材、あるいはこれらの部材を複数組み合わせものが用いられる。熱伝達部１０２ａは、電源回路基板１０４の中でも、電気回路１０５ａのような発熱体に当接するように配置されることが好ましい。同様に、熱伝達部１０２ｂは、制御回路基板１０３の中でも、電気素子１０５ｂのような発熱体に当接するように配置されることが好ましい。
【００２６】
このような構成により、制御回路基板１０３と電源回路基板１０４とは互いに異なる放熱経路が形成される。そのため、発熱量が大きい電源回路基板１０４の熱が、比較的発熱量が小さい制御回路基板１０３へと伝達することを抑制できる。そのため、筺体１０１内部の温度変動に起因する放射線検出パネル１０８の特性変動を抑制できる。また、電源回路基板１０４から発生した熱を、放熱特性の高い第二の放熱部材１０１ａを介して放熱され、制御回路基板１０３から発生した熱を、放熱特性の低い第二の放熱部材１０１ａを介して放熱される。つまり、発熱量の大きい領域が、発熱量の小さい領域よりも放熱効果が高い。そのため、筺体１０１内部の温度ばらつきが低減されるように作用する。
【００２７】
筐体１０１は、熱伝導率の異なる２種類の放熱部材で構成されているが、３種類以上の放熱部材を有していてもよい。
【００２８】
また、制御回路基板１０３および電源回路基板１０４について説明したが、これに限られるものではない。互いに異なる発熱量の発熱部材であればよく、制御回路基板１０３とアナログ回路基板１０９との組み合わせ、あるいはアナログ回路基板１０９と電源回路基板１０４の関係においても、同様の形態を適用可能である。さらに、電源回路基板１０４よりもアナログ回路基板１０９および制御回路基板１０３が発熱量が大きい場合、あるいは制御回路基板１０３がアナログ回路基板１０９よりも発熱量が大きい場合であっても、適用可能である。この場合であっても、発熱量が大きい回路基板から発する熱を、第二の放熱部材１０１ａへと放熱させ、独立した放熱経路を形成すればよい。
【００２９】
図３を用いて、放射線撮影装置１００における放熱機構の一例を示す。図３は、図１（ｂ）におけるＢ−Ｂ断面における放射線撮影装置１００の一部を示す図である。放射線撮影装置１００において、集積回路１１６は、他の熱伝達部とは異なる熱伝達部１０２ｃを介して第一の放熱部材１０１ｂへ放熱させる。
【００３０】
（第二の実施形態）
図４を用いて、第二の実施形態における放射線撮影装置について説明する。図４は、第二の実施形態における放射線撮影装置の断面図である。
【００３１】
第二の実施形態における放射線撮影装置２００は、第一の実施形態とは、筺体の構造および回路基板の配置が異なる。
【００３２】
放射線撮影装置２００は、制御回路基板２０３と電源回路基板２０４とが高さが異なる平面に配置されている。つまり、放射線の照射側から見て、放射線透過部材２０１ｃ、放射線検出パネル１０８、制御回路基板２０３（第一の回路基板）、電源回路基板２０４（第二の回路基板）、第二の放熱部材２０１ａの順に配置されている。電源回路基板２０４は、発熱量の比較的大きい電気回路２０５ａを有する。制御回路基板２０３は、電気回路２０５ａよりも発熱量が小さい電気回路２０５ｂを有する。
【００３３】
電源回路基板２０４（電気回路２０５ａ）は、制御回路基板２０３（電気回路２０５ｂ）よりも、筺体２０１の背面側との距離が近い。そのため、電気回路２０５ａから第二の放熱部材２０１ａに対して効率的に熱を伝えることができる。
【００３４】
一方で、支持基台２０７（あるいは放射線検出パネル１０８）と電源回路基板２０４との間に制御回路基板２０３が配置される。このため、電気回路２０５ａから発生した熱は、制御回路基板２０３で拡散される。そのため、支持基台２０７、放射線検出パネル１０８の温度上昇を抑制することができる。
【００３５】
次に、筺体２０１について説明する。筺体２０１は、断面方向から見た平面視において、凸形状を有している。筺体２０１は、該凸形状部分を第二の放熱部材２０１ａとしている。
【００３６】
このため、第二の放熱部材２０１ａの部分の表面積が増加する。このため、筺体の背面が実質的に平面構造である場合と比較して効率的に放熱を行うことが可能である。更に、また筐体部品２０１ａの外部に放熱フィンを設けても良い。
【００３７】
以上、第二の実施形態における放射線撮影装置は、より効果的に筺体内部の熱を放熱することができる。
【００３８】
（第三の実施形態）
図５を用いて、第三の実施形態における放射線撮影装置について説明する。図５は、第三の実施形態における放射線撮影装置の断面図である。
【００３９】
第三の実施形態における放射線撮影装置３００は、第二の実施形態と比較して、制御回路基板２０３の放熱経路が異なる。具体的には、熱伝達部３０２の一部が電気回路２０５ｂに接するように配置され、且つ、筺体２０１の側面に接するように配置されている。
【００４０】
第三の実施形態は、熱伝達部３２０と筺体２０１とが当接する位置と、第二の放熱部材２０１ａとの位置とが、異なる面にある。そのため、電源回路基板２０４から発生した熱が、制御回路基板２０３に伝わりにくい構成となっている。また、当該構成によって、冷却装置が放射線撮影装置３００の側面にしか設置できない場合であっても、放熱箇所の冷却が可能となる。
【００４１】
また、放射線撮影装置３００は、第二の放熱部材２０１ａと第一の放熱部材２０１ｂとの間に断熱部材３１５を有している。断熱部材３１５によって、第二の放熱部材２０１ａから第一の放熱部材２０１ｂへの熱の移動を抑制できる。
【００４２】
（応用例）
図６を用いて、第一から第三の実施形態における放射線撮影装置を放射線撮影システム１０００に応用した例を示す。図６に示すように、放射線撮影システム１０００は、放射線源１００４と、放射線撮影装置１００３と、冷却装置１００２と、制御装置１００１とを備える。放射線源１００４は、放射線撮影装置１００３に対して放射線を照射する。
【００４３】
放射線撮影装置１００３の放射線入射側と反対側の面に、筐体に伝熱された熱を冷却するための冷却装置１００２が配置される。冷却装置１００２は、風を吹き付けて冷却する空冷装置であってもよいし、熱伝導率の高い配管内に水を流して冷却する水冷装置であってもよい。冷却装置は、制御装置１００１によって制御される。
【００４４】
冷却装置１００２は、放射線撮影装置１００３の内部の発熱量の変化に応じて、冷却量を調節する機構を備えていてもよい。制御装置１００１は、放射線撮影装置１００３の筺体内部に設置された温度センサの測定値があるしきい値以上になると、冷却能力を上げるように制御してもよい。放射線撮影装置１００３は、発熱量に関する情報を制御装置１００１に送信し、該情報に基づいて冷却装置を制御する。
【００４５】
以上、本発明を実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれらの特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明の範疇に含まれる。更に、上述した各実施形態は本発明の一実施の形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１００  放射線撮影装置
１０１  筺体
１０１ａ  第二の放熱部材
１０１ｂ  第一の放熱部材
１０３  制御回路基板
１０４  電源回路基板
１０８  放射線検出パネル
１０９  アナログ回路基板
【図１】
0006727893.tif 000002
【図２】
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【図３】
0006727893.tif 000004
【図４】
0006727893.tif 000005
【図５】
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【図６】
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