(57)【要約】【課題】周辺部でのコントラストの低下を防止できるシンチレータパネル21を提供する。【解決手段】ガラス基板22上にシンチレータ層26を形成する。ガラス基板22とシンチレータ層26との間には、ガラス基板22上で反射面23を構成する反射膜24を形成し、反射膜24上でシンチレータ層26の周辺部26a以外の領域に保護膜25を形成する。反射面23は、シンチレータ層26の周辺部26aに対応する領域の反射率がその周辺部26a以外に対応する領域の反射率より低い。反射面23の周辺部における反射率の低い部分でコントラストの低下の原因となる迷光を吸収し、周辺部でのコントラストの低下を抑える。【選択図】図１
2007271504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射面を有する基板と、
この基板の反射面上に形成されたシンチレータ層とを具備し、
前記反射面は、前記シンチレータ層の周辺部に対応する領域の反射率がその周辺部以外に対応する領域の反射率より低い
ことを特徴とするシンチレータパネル。
【請求項２】
基板上に形成された反射面を構成する反射膜と、
この反射膜上でシンチレータ層の周辺部以外の領域に形成された保護膜とを具備している
ことを特徴とする請求項１記載のシンチレータパネル。
【請求項３】
複数の受光素子が配列されたイメージセンサと、
このイメージセンサに組み合わされた請求項１または２記載のシンチレータパネルと
を具備していることを特徴とする平面検出器。
【請求項４】
シンチレータ層の周辺部の領域は、イメージセンサの有効エリア外に対応する
ことを特徴とする請求項３記載の平面検出器。
【請求項５】
請求項１または２記載のシンチレータパネルと、
このシンチレータパネルに対向されるカメラと
を具備していることを特徴とする撮影装置。
【請求項６】
シンチレータ層の周辺部の領域は、カメラの有効エリア外に対応する
ことを特徴とする請求項５記載の撮影装置。
【請求項７】
複数の受光素子が配列されたイメージセンサと、
このイメージセンサ上に形成されたシンチレータ層と、
このシンチレータ層上に形成された反射面とを具備し、
前記反射面は、前記シンチレータ層の周辺部に対応する領域の反射率がその周辺部以外に対応する領域の反射率より低い
ことを特徴とする平面検出器。
【請求項８】
シンチレータ層上の周辺部以外の領域に形成された保護膜、およびシンチレータ層上および保護膜上に形成された反射面を構成する反射膜を有している
ことを特徴とする請求項７記載のシンチレータパネル。
【請求項９】
シンチレータ層の周辺部の領域は、イメージセンサの有効エリア外に対応する
ことを特徴とする請求項７または８記載の平面検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線を可視光に変換するシンチレータパネル、平面検出器および撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、平面検出器（以下ＦＰＤと称する）や撮影装置は、医療用や工業用非破壊検査などに用いられ、被写体を透過したＸ線像を可視光画像や電気的な画像信号に変換するのに使用されている。
【０００３】
図７には、ＦＰＤに使用されるシンチレータパネルの例を示す。このシンチレータパネル１は、例えばガラス基板などの放射線透過性の基板２上に反射面３の機能を持たせた反射膜４および保護膜５を形成し、その保護膜５上にＴｌドープのＣｓＩ（以下単にＣｓＩと記す）の柱状結晶にて構成されるシンチレータ層６を形成し、さらにシンチレータ層６を覆って防湿層７を形成した構成が基本である。
【０００４】
反射面３の加工方法は、基板２が例えばガラスやグラファイトのようにそのままでは反射面３としての機能が低い場合に、例えばアルミニウムをスパッタ法で成膜した反射膜４を形成することとし、基板２の表面状態により反射膜４の成膜に先駆けて基板２の表面を鏡面研磨加工することもある。あるいは、アルミニウムやベリリウムのような金属材料を基板２として用いる場合、それらの素材が本来持っている反射能力を利用して、材料の圧延加工を終了したそのままの状態に対して、脱脂処理、化学研磨法、超音波洗浄法といった通常の洗浄法を施すのみで反射面３とすることもあれば、それらの素材を鏡面研磨、もしくは反射膜の塗布を行うことにより、反射面３とすることもある。
【０００５】
シンチレータ層６を放射線変換膜として用いるＦＰＤは、間接変換式ＦＰＤと呼ばれる。この間接変換式ＦＰＤには、図８に示されるような、シンチレータパネル１を複数の受光素子８が１次元あるいは２次元状に配列されているイメージセンサ９に貼り合わせた貼り合わせ式ＦＰＤと、図９に示されるような、シンチレータ層６を直接、イメージセンサ９に蒸着する直接蒸着式ＦＰＤと、の２種類の代表的な形態がある。
【０００６】
貼り合わせ式ＦＰＤは、イメージセンサ９にシンチレータパネル１を貼り合わせた構造である。
【０００７】
直接蒸着式ＦＰＤは、イメージセンサ９上にシンチレータ層６、保護膜10、反射面11の機能を持たせた反射膜12、防湿膜13を順次積層した構造が代表的である。シンチレータ層６の表面は必要に応じ表面研磨を行い、さらに保護膜10としてポリパラキシリレンのような有機膜を選択することにより、表面の平滑さを向上させることにより、反射膜12の反射率を向上させることも可能である。反射膜12は、例えばシンチレータパネル１の場合と同様、アルミニウムのスパッタ膜を用いる。
【０００８】
このような構成以外には、シンチレータパネル１とＣＣＤカメラ系とを対向させた構成の撮影装置（以下ＣＣＤ−ＤＲと称する）がある。この場合も、シンチレータパネル１の構成は、基本的には貼り合わせ式ＦＰＤに使用するシンチレータパネル１と構成の違いはない。
【０００９】
これらシンチレータパネル１および直接蒸着式ＦＰＤで使用するシンチレータ層６の反射膜４，12には、シンチレータ層６と反射膜４，12との間に、保護膜５，10を塗布するのが一般的である。保護膜５，10には、反射膜４，12の化学的安定性と、反射面３，11（または反射膜４，12）の反射率を高める機能がある。直接蒸着式ＦＰＤに対しても、積層の順番から反射膜12の後に防湿膜13を塗布すれば、その防湿膜13が反射膜12に対する化学的な安定化の機能があるものの、反射膜12をより鏡面に近づけるために、シンチレータ層６に反射膜12を直接成膜することはせずに、間に有機膜などの保護膜10で平滑化することは既に知られている（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
イメージセンサ９やＣＣＤカメラ系とシンチレータパネル１とを組み合わせて、ＦＰＤやＣＣＤ−ＤＲを作成する場合、シンチレータパネル１の発光面の大きさは、通常、イメージセンサ９やＣＣＤカメラの受光面に相当する部分より、大きくなるように設計される。これは、ＣｓＩを真空蒸着する際、基板２もしくはイメージセンサ９を保持する治具の端部付近に位置するシンチレータ層６の周辺部6aが、ＣｓＩ蒸気の入射に対して少し影になるために、膜厚が薄くなり、結果的にテーパー状となるためである。シンチレータ層６のテーパー状の部分は、膜厚が漸次変化することに起因して、放射線を入射させたときに輝度分布を生じさせてしまい、結果的に撮影、診断用の画像としては使えない。
【００１１】
したがって、ＦＰＤのイメージセンサ９の有効エリア14や、ＣＣＤ−ＤＲのカメラ系のシンチレータパネル１上のＣＣＤ受光部に相当する有効エリア（概ね図７の部分15）には、シンチレータ層６のテーパー部分が差し掛からないように設計するために、結果的に撮影装置の有効エリアより外側にもシンチレータ層６を付着させることになる。
【特許文献１】特許第３１２６７１５号公報（第３−４頁、図１−２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、シンチレータ層６の周辺部6aは、ＦＰＤやＣＣＤ−ＤＲにおいて被写体を透過した放射線を入射させたときの不必要な発光をもたらし、ＦＰＤやＣＣＤ−ＤＲの有効エリアの周辺部のコントラストを低下させる問題がある。
【００１３】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、周辺部でのコントラストの低下を防止できるシンチレータパネル、平面検出器および撮影装置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】
【００１４】
本発明のシンチレータパネルは、反射面を有する基板と、この基板の反射面上に形成されたシンチレータ層とを具備し、前記反射面は、前記シンチレータ層の周辺部に対応する領域の反射率がその周辺部以外に対応する領域の反射率より低いものである。
【００１５】
また、本発明の平面検出器は、複数の受光素子が配列されたイメージセンサと、このイメージセンサに組み合わされた前記シンチレータパネルとを具備しているものである。
【００１６】
また、本発明の撮影装置は、前記シンチレータパネルと、このシンチレータパネルに対向されるカメラとを具備しているものである。
【００１７】
また、本発明の平面検出器は、複数の受光素子が配列されたイメージセンサと、このイメージセンサ上に形成されたシンチレータ層と、このシンチレータ層上に形成された反射面とを具備し、前記反射面は、前記シンチレータ層の周辺部に対応する領域の反射率がその周辺部以外に対応する領域の反射率より低いものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のシンチレータパネルによれば、シンチレータ層の周辺部に対応する領域の反射面の反射率をその周辺部以外に対応する領域の反射面の反射率より低くしたため、その反射面の反射率の低い部分で、コントラストの低下の原因となる迷光を吸収し、周辺部でのコントラストの低下を抑えることができる。
【００１９】
また、本発明の平面検出器および撮影装置によれば、前記シンチレータパネルを用いることにより、コントラスト特性を向上できる。
【００２０】
また、本発明の平面検出器によれば、イメージセンサ上に形成されたシンチレータ層の周辺部に対応する領域の反射面の反射率をその周辺部以外に対応する領域の反射面の反射率より低くしたため、その反射面の反射率の低い部分で、コントラストの低下の原因となる迷光を吸収し、周辺部でのコントラストの低下を抑え、コントラクト特性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２２】
図１ないし図３に第１の実施の形態を示し、図１はシンチレータパネルの断面図、図２はシンチレータパネルの正面図、図３はシンチレータパネルを用いた貼り合わせ式の平面検出器の断面図である。
【００２３】
図１および図２に示すように、シンチレータパネル21は、放射線透過性の基板としてのガラス基板22上に、反射面23の機能を持たせるアルミニウムのスパッタ膜などで構成される反射膜24、この反射膜24上で反射膜24の周辺部以外の中央域に酸化ケイ素（ＳｉＯ２）のスパッタ膜で構成される保護膜25が塗布され、これら反射膜24および保護膜25上にＴｌをドープしたＣｓＩ（以下単にＣｓＩと称する）が真空蒸着法で成膜されたシンチレータ層26が形成され、反射膜24およびシンチレータ層26を含むガラス基板22の表面側全体を覆うようにポリパラキシリレンをＣＶＤ法で塗布された防湿膜27が形成されている。
【００２４】
シンチレータ層26は、ＣｓＩを真空蒸着法で成膜した場合、ガラス基板22を保持する治具の立ち上がり部により、ＣｓＩ蒸気の入射に対して陰になる効果で、シンチレータ層26の周辺部26aはテーパー状になる。本例では、シンチレータ層26の周辺部26aつまりテーパー部の領域と、シンチレータ層26が保護膜25の周辺部で反射膜24に直接接触している領域とは、略同じである。
【００２５】
保護膜25としてポリパラキシリレンのような有機膜を選択することにより、表面の平滑さが向上することにより、反射膜24の反射率を向上させることができる。そのため、シンチレータ層26を反射膜24上に直接接触して形成した部分では、間に保護膜25を挟んだ部分より、シンチレータ層26の膜厚が同じ場合でも、シンチレータ層26の反射膜24と反対の方向に放出される発光量が約３０％低下する。
【００２６】
したがって、シンチレータパネル21は、シンチレータ層26の周辺部26aに相当する周辺部領域28で発光した光の方が反射膜24に吸収される確率が、その周辺部領域28より内側の中央部領域29で発光した光よりも確率が高いことになり、結果的に周辺部領域28で発生した迷光を吸収することになる。
【００２７】
このように、被写体を透過したＸ線の像を構成するのに寄与しないシンチレータ層26の周辺部26aに対応する反射面23の反射率を、その周辺部26a以外に対応する領域の反射面23の反射率より低くしたため、その反射面23の反射率の低い部分で、コントラストの低下の原因となる迷光を吸収し、シンチレータパネル21の周辺部でのコントラストの低下を抑えることができる。
【００２８】
反射面23のうち、保護膜25を塗布しない部分の反射率は、塗布した部分よりも反射率が低く、結果的に所望の反射率を得ることができる。しかも、この方法によると、反射面23の周辺部の反射率を落とすために、光吸収膜を塗布するなど、新たな工程を追加することなく目的を実現することができ、結果的にコスト抑制につながる。
【００２９】
次に、図３に示すように、貼り合わせ式の平面検出器31は、シンチレータパネル21とイメージセンサ32とを貼り合わせて構成されている。
【００３０】
イメージセンサ32は、ガラス基板33上に、マトリクス状に配置されたフォトダイオードなどの複数の受光素子34、これら受光素子34からの電気信号を選択的に取り出すスイッチング素子などが形成されている。イメージセンサ32の表面には平坦化層35が形成されている。
【００３１】
イメージセンサ32の受光素子34が配置された有効エリア36と、シンチレータパネル21の中央部領域29つまりシンチレータ層26の周辺部26aより内側の領域とが一致するように形成されている。
【００３２】
このように、平面検出器31は、周辺部でのコントラストの低下を抑えたシンチレータパネル21を用いているので、有効エリア36の周辺部でのコントラスト特性を向上できる。
【００３３】
次に、図４に第２の実施の形態を示し、図４はシンチレータパネルの断面図である。
【００３４】
シンチレータパネル21としては、シンチレータ層26の周辺部26aつまりテーパー部の領域において、反射膜24とシンチレータ層26との間に、グラファイトのスパッタ膜などの光吸収膜38が形成されている。
【００３５】
この光吸収膜38を形成することにより、シンチレータパネル21の周辺部領域28で発生した迷光をより確実に吸収することができ、コントラストの低下をより抑えることができる。
【００３６】
なお、保護膜25は必ずしも無くても、コントラスト向上の効果は得られるが、有効エリア部の放射線に対する感度を考慮すると、保護膜25もあった方がより好ましい。
【００３７】
次に、図５に第３の実施の形態を示し、図５はシンチレータパネルの断面図である。
【００３８】
第２の実施の形態のシンチレータパネル21において、シンチレータ層26の周辺部26aつまりテーパー部の領域の表面に、グラファイトのスパッタ膜などの光吸収膜39が形成されている。
【００３９】
この光吸収膜38と光吸収膜39との両方を形成することにより、シンチレータパネル21の周辺部領域28で発生した迷光をより確実に吸収することができ、コントラストの低下をより抑えることができる。
【００４０】
また、上述したシンチレータパネル21は、シンチレータパネル21にＣＣＤカメラなどのカメラを対向させた撮影装置(ＣＣＤ−ＤＲ)にも適用できる。この撮影装置の場合にも、周辺部でのコントラストの低下を抑えたシンチレータパネル21を用いているので、カメラの有効エリアの周辺部でのコントラスト特性を向上できる。
【００４１】
次に、図６に第４の実施の形態を示し、図６は平面検出器の断面図である。
【００４２】
平面検出器41は、直接蒸着式平面検出器であり、イメージセンサ42を備えている。このイメージセンサ42は、ガラス基板43上に、マトリクス状に配置されたフォトダイオードなどの複数の受光素子44、これら受光素子44からの電気信号を選択的に取り出すスイッチング素子などが形成されている。イメージセンサ42の表面には平坦化層45が形成されている。
【００４３】
イメージセンサ42の上に、ＣｓＩで構成されるシンチレータ層46が真空蒸着法で成膜されている。シンチレータ層46は、ＣｓＩを真空蒸着法で成膜した場合、イメージセンサ42を保持する治具の立ち上がり部により、ＣｓＩ蒸気の入射に対して陰になる効果で、シンチレータ層46の周辺部46aはテーパー状になる。本例では、シンチレータ層46の周辺部46aつまりテーパー部の領域より内側の領域と、イメージセンサ42の受光素子44が配置された有効エリア47とは、略同じである。
【００４４】
シンチレータ層46の周辺部46aつまりテーパー部の領域より内側の領域であって、イメージセンサ42の受光素子44が配置された有効エリア47に対応した領域に、ＳｉＯ２のスパッタ膜で構成される保護膜48が形成されている。
【００４５】
シンチレータ層46および保護膜48を含むイメージセンサ42の表面全体を覆って、反射面49を構成するアルミニウムのスパッタ膜で構成される反射膜50、ポリパラキシリレンをＣＶＤ法で積層した防湿膜51が順次積層されている。
【００４６】
このような平面検出器41の場合、被写体を透過したＸ線像が図６の上方から入射してきた場合、シンチレータ層46のＣｓＩの周辺部46aで発光した光は、周辺部46aの反射膜50とシンチレータ層46が接触した界面で光が吸収され、無駄な迷光が吸収されるので、コントラストの低下が抑えられる。
【００４７】
反射面49のうち、保護膜48を塗布しない部分の反射率は、塗布した部分よりも反射率が低く、結果的に所望の反射率を得ることができる。しかも、この方法によると、反射面49の周辺部の反射率を落とすために、光吸収膜を塗布するなど、新たな工程を追加することなく目的を実現することができ、結果的にコスト抑制につながる。
【００４８】
なお、この平面検出器41の場合も、シンチレータ層46のテーパー部に対応して光吸収層を塗布してもよい。
【００４９】
また、前記シンチレータパネル21において、反射面23は、ガラス基板22上の反射膜24に限らず、アルミニウム、ベリリウム、チタンといった金属を主成分とする基板の材料の圧延加工を終了したそのままの状態も含まれるし、それらの基板材に対して、脱脂処理、化学研磨法、超音波洗浄法といった通常の洗浄法を施すのみで反射面23とすることもあれば、それらの基板材を鏡面研磨することも含まれる。また、金属を主成分とする基板以外にも、ガラス、炭素繊維、ガラス状カーボン、プラスチック類の基板材の上に、金属反射膜を塗布したものも、反射面23に含まれる。
【００５０】
また、直接蒸着式の平面検出器41において、反射膜50は、Ａｌ以外に、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｃｒ等のスパッタもしくはその他のプロセスで成膜された薄膜も含まれる。
【００５１】
また、本発明で規定した反射面23，49とは、表面の反射能力を特に規定したものではなく、素材表面と、全ての材料に反射膜24，50を塗布した表面とを包括的に表現した語句であると同時に、完全に反射率が０とは言えない全ての表面が含まれる。したがって、反射膜24，50を平面検出器31や撮影装置の有効エリア以外の部分には塗布しない構成も、シンチレータパネル21においてガラス状カーボンのように反射率の低い基板に反射膜24を塗布する構成も、本発明に含まれる。
【００５２】
また、シンチレータ層26，46には、ＣｓＩ以外に、ガドリニウム硫酸化物（通称ＧＯＳ）、タングステン酸カルシウム、ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）等を主成分としたものも含まれる。
【００５３】
また、保護膜25，48には、ＳｉＯ２以外に、ＬｉＦ、ＭｇＯ、ＳｉＮ、ＳｉＮＯ、ＴｉＯ２、ＣａＦ２、ＭｇＦ２等の材料も含まれる。
【００５４】
また、防湿膜27，51には、ポリパラキシリレン以外に、ポリイミド、ポリ尿素、ポリアミド、ポリウレタン、ポリアゾメチン、ニトロセルロース、酢酸セルロース、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリ塩化ビリニデン、ポリアミド系合成繊維、塩化ビリニデン−演歌ビニル共重合体、ポリオレフィン、エポキシ系樹脂、ポリアクリレート、軟質エポキシといった高分子材料、もしくはそれらと、ＳｉＯ２、ＳｉＮＯ、Ｉｎ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ、Ａｌ２Ｏ３といった薄膜で可視光に対して透明な無機膜との多層膜なども含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すシンチレータパネルの断面図である。
【図２】同上シンチレータパネルの正面図である。
【図３】同上シンチレータパネルを用いた貼り合わせ式の平面検出器の断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態を示すシンチレータパネルの断面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態を示すシンチレータパネルの断面図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態を示す直接蒸着式の平面検出器の断面図である。
【図７】従来のシンチレータパネルの断面図である。
【図８】従来の貼り合わせ式の平面検出器の断面図である。
【図９】従来の直接蒸着式の平面検出器の断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
21    シンチレータパネル
22    基板としてのガラス基板
23    反射面
24    反射膜
25    保護膜
26    シンチレータ層
26a   周辺部
31    平面検出器
32    イメージセンサ
36    有効エリア
41    平面検出器
42    イメージセンサ
46    シンチレータ層
46a   周辺部
47    有効エリア
48    保護膜
49    反射面
50    反射膜
【図１】
2007271504.tif 000003
【図２】
2007271504.tif 000004
【図３】
2007271504.tif 000005
【図４】
2007271504.tif 000006
【図５】
2007271504.tif 000007
【図６】
2007271504.tif 000008
【図７】
2007271504.tif 000009
【図８】
2007271504.tif 000010
【図９】
2007271504.tif 000011