(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空隙なく密に積むことが可能な断面角形状となるように複数のファイバ  ーを束ねて延伸した放射線を遮蔽するマルチファイバーどうしを、延伸後の該断面角形  状を維持した状態で、放射線遮蔽性の接着剤によって前記ファイバーが軟化する温度よ り低い温度で空隙なく密に接着して構成されたファイバープレート。
【請求項２】
空隙なく密に積むことが可能な一の断面角形状となるように複数のファ  イバーを束ねて延伸した放射線を遮蔽するマルチファイバーを、該一の断面角形形状と  相似形となるように、又は該一の断面角形形状と異なる、空隙なく密に積むことが可能  な他の断面角形状となるように束ねて延伸してマルチファイバー集合体とし、該マルチ  ファイバ集合体どうしを、延伸後の該一の又は他の断面角形状を維持した状態で、放射 線遮蔽性の接着剤によって前記ファイバーが軟化する温度より低い温度で空隙なく密に  接着して構成されたファイバープレート。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のファイバープレートにおいて、前記マル  チファイバーどうし又は前記マルチファイバー集合体どうしを接着剤により空隙なく密  に接着してファイバーブロックとし、該ファイバーブロックどうしを接着剤で接着して  構成されたファイバープレート。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のファイバープレートにおいて、
各ファイバーの軸が前記ファイバープレートの導光面の法線に対して傾いていることを  特徴とするファイバープレート。
【請求項５】
請求項４に記載のファイバープレートにおいて、
θは前記ファイバープレートの導光面の法線方向と前記ファイバー軸の角度、ｔは隣接  する前記ファイバー間の距離、ｌは前記ファイバープレートの厚さとしたとき、
θ  ＞  ｔａｎ-1（ｔ／ｌ）
が成立することを特徴とするファイバープレート。
【請求項６】
請求項４に記載のファイバープレートにおいて、
ｎ1は前記ファイバーのコアガラスの屈折率、ｎ2は前記ファイバーのクラッドガラス  の屈折率、θは前記ファイバープレートの導光面の法線方向とファイバー軸の角度とし  たとき、
θ  ＜  ｃｏｓ-1（ｎ2/ｎ1）
が成立することを特徴とするファイバープレート。
【請求項７】
請求項４に記載のファイバープレートにおいて、
θは前記ファイバープレートの導光面の法線方向と前記ファイバー軸の角度、ｔは隣接  する前記ファイバー間の距離、ｌは前記ファイバープレートの厚さ、ｎ1は前記ファイ  バーのコアガラスの屈折率、ｎ2は前記ファイバーのクラッドガラスの屈折率としたと  き、
ｔａｎ-1（ｔ／ｌ）  ＜  θ  ＜  ｃｏｓ-1（ｎ2/ｎ1）
が成立することを特徴とするファイバープレート。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載のファイバープレートにおいて、
前記ファイバープレートの導光面は研磨された面であることを特徴とするファイバープ  レート。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載のファイバープレートにおいて、
前記接着剤は放射線遮蔽用の充填材を含有する接着剤であることを特徴とするファイバ  ープレート。
【請求項１０】
空隙なく密に積むことが可能な断面角形状となるように複数のファイ  バーを束ね、延伸して放射線を遮蔽するマルチファイバーを作製する工程と、複数の該  マルチファイバーを、延伸後の該断面角形状を維持した状態で、放射線遮蔽性の接着剤 によって前記ファイバーが軟化する温度より低い温度で空隙なく密に接着してファイバ  ープレートを作製する工程と、を備えたファイバープレートの製造方法。
【請求項１１】
空隙なく密に積むことが可能な一の断面角形状となるように複数のフ  ァイバーを束ね、延伸して放射線を遮蔽するマルチファイバーを作製する工程と、複数  の該マルチファイバーを、該一の断面角形形状と相似形となるように、又は該一の断面  角形形状と異なる、空隙なく密に積むことが可能な他の断面角形状となるように束ね、  延伸してマルチファイバー集合体を作製する工程と、複数の該マルチファイバ集合体を  、延伸後の該一の又は他の断面角形状を維持した状態で、放射線遮蔽性の接着剤によっ て前記ファイバーが軟化する温度より低い温度で空隙なく密に接着してファイバープレ  ートを作製する工程と、を備えたファイバープレートの製造方法。
【請求項１２】
請求項１０又は請求項１１に記載のファイバープレートの製造方法に  おいて、前記ファイバープレートを作製する工程は、前記マルチファイバー又は前記マ  ルチファイバー集合体を作製した後に、接着剤により空隙なく密に接着してファイバー  ブロックを作製し、該ファイバーブロックどうしを放射線遮蔽性の接着剤によって前記 ファイバーが軟化する温度より低い温度で接着する工程であるファイバープレートの製  造方法。
【請求項１３】
放射線を光に変換する波長変換体と、光を電気信号に変換する光電変  換素子を有する半導体基板と、前記波長変換体と前記半導体基板との間に設けられた、  請求項１から９のいずれか１項に記載のファイバープレートとを備えた放射線撮像装置  。
【請求項１４】
請求項１３に記載の放射線撮像装置と、
前記放射線撮像装置からの信号を処理する信号処理手段と、
前記信号処理手段からの信号を記録するための記録手段と、
前記信号処理手段からの信号を表示するための表示手段と、
前記放射線を発生させるための放射線源とを具備す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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファイバープレート（ファイバーオプティックプレートともいう）とその製造方法、放射線撮像装置、及び放射線撮像システムに関し、特に、放射線を光に変換する変換手段と、光を電気信号に変換する光電変換素子とを備えた放射線撮像装置に用いられる、変換手段からの光を光電変換素子へ導くためのファイバープレートに関連するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、放射線撮像装置、特に医療を目的とするＸ線撮影装置ではＸ線動画の撮像が可能で画像品位が優れ、且つ、薄型で大面積入力範囲を有するＸ線撮像装置が求められている。また医療用のみならず、産業用非破壊検査機などにも薄型で安価な大面積のＸ線撮像装置が求められている。かかるＸ線撮像装置においてＸ線が直接撮像素子に入射すると、読み出し時にノイズとなり、また撮像素子内の半導体の結晶が破壊され特性が悪くなる場合がある。そのため、Ｘ線を遮蔽するためファイバープレートが用いられる。ファイバープレートを用いれば撮像された光学像をぼかすことなくＸ線を遮蔽することが可能である。
【０００３】
このようなファイバープレートやファイバープレートを用いたＸ線撮像装置としては、例えば、（１）ファイバープレートのファイバ繊維に傾斜を設けＣＣＤセンサの非受光部（周辺回路）が干渉しあうことを防ぎ大面積化したＸ線検出装置（例えば、米国特許第5,563,414号）、（２）ファイバープレートの厚みに段差をつけてＣＣＤセンサの非受光部が干渉しないように大面積化したＸ線検出装置（例えば、米国特許第5,834,782号）、（３）ファイバー間に光吸収エレメントを介在させた構成のオプティカルファイバープレート（米国特許第3,397,022号）、（４）隣接するオプティカルファイバーの間にオプティカルファイバーより物理的な硬さや屈折率が異なるガラスよりなる層を介在させるファイバープレート（米国特許第5,394,254号）、（５）画像面に対して傾斜した光ファイバロッド束を含む光ファイバ式シンチレーション板を有するＸ線撮像装置（米国特許第5,554,850号、特開平8-211199）などがある。
【０００４】
上記（１）の構成のＸ線検出装置の概略的断面図を図２０に示す。図２０は、Ｘ線を可視光に変換するシンチレータなどからなる蛍光体３と、蛍光体３によって変換された可視光を撮像素子１Ａ側へ導く光ファイバーなどの個別ファイバープレート２Ａと、個別ファイバープレート２Ａによって導かれた可視光を電気信号に変換する撮像素子１Ａとを有するＸ線検出装置を示している。
【０００５】
このＸ線撮像装置は、個別ファイバープレート２Ａを撮像素子１Ａに対して傾斜を設けており、個別ファイバープレート２Ａ間には、各撮像素子１Ａからの電気信号を処理する処理回路等が設けられている。
【０００６】
上記（２）の構成のＸ線検出装置の概略的斜視図を図２１に示す。なお、図２１において、図２０と同様の部分には、同一の符号を付している。図２１に示すように、ファイバープレート２の長さを部分的に変えて、例えば３つの撮像素子１Ａを一組として各組毎に段差を設けることによって、各撮像素子１に処理回路等を備えられるようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記（１）の構成は、光ファイバーの軸に対して斜めに交差する導光面（光入出射面）を有しており、それぞれのファイバープレートの光ファイバーの軸が互いに交差するように配置されている。この構成では、Ｘ線撮像装置の更なる小型化が困難である。  一方、上記（２）の構成は、Ｘ線撮像装置が更に大型化する。また、各段差部分と撮像素子との位置合わせ精度が厳しいため、製造工数が多くなり、且つ高精度な位置合わせ装置が必要になる。これらを鑑みると上記（２）の構成は現実的ではない。
【０００８】
また、上記（３）の構成はファイバーと光吸収エレメントとの間に隙間を有するためそこを通るＸ線がファイバープレートを通過してしまい、Ｘ線を完全に吸収できない。
【０００９】
上記（４）の構成はファイバー間にガラスを使用することから製造工程の中で高い圧力でかつ、ガラスが軟化する高温にしなければならず、事実上大面積に構成するのが難しい。また、歪みや変形による歩留まりの低下を免れない。
【００１０】
上記（５）には、ファイバー軸を画像面に対して斜めにしているオプティカルファイバープレートの構成が開示されているが、Ｘ線がファイバープレートにて十分に吸収されるために、ファイバー間の接着層の厚みを考慮した具体的条件については開示されていない。
【００１１】
このように、上記従来のＸ線撮像装置では、Ｘ線撮像装置の大型化、低コスト化、製造工程での作業性等の点で必ずしも十分なものではなかった。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、放射線撮像装置の小型化、低コスト化に適し、製造工程での作業性にもより優れた大面積のファイバープレート、放射線撮像装置及び放射線撮像システムを提供することにある。
【００１３】
本発明の別の目的は、大面積のファイバープレート、放射線撮像装置及び放射線撮像システムを安価に提供することができるファイバープレートの製造方法並びに放射線撮像装置の製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明のファイバープレートは、空隙なく密に積むことが可能な断面角形状となる    ように複数のファイバーを束ねて延伸した放射線を遮蔽するマルチファイバーどうし    を、延伸後の該断面角形状を維持した状態で、放射線遮蔽性の接着剤によって前記ファイバーが軟化する温度より低い温度で空隙なく密に接着して構成されたファイバープレートである。
【００１５】
また本発明のファイバープレートは、空隙なく密に積むことが可能な一の断面角形状となるように複数のファイバーを束ねて延伸した放射線を遮蔽するマルチファイバーを、該一の断面角形形状と相似形となるように、又は該一の断面角形形状と異なる、空隙なく密に積むことが可能な他の断面角形状となるように束ねて延伸してマルチファイバー集合体とし、該マルチファイバ集合体どうしを、延伸後の該一の又は他の断面角形状を維持した状態で、放射線遮蔽性の接着剤によって前記ファイバーが軟化する温度より低い温度で空隙なく密に接着して構成されたファイバープレートである。
【００１６】
また本発明のファイバープレートは、上記のファイバープレートにおいて、各ファイバーの軸が前記ファイバープレートの導光面の法線に対して傾いて形成されたファイバープレートである。
【００１７】
本発明のファイバープレートの製造方法は、空隙なく密に積むことが可能な断面角形状となるように複数のファイバーを束ね、延伸して放射線を遮蔽するマルチファイバーを作製する工程と、複数の該マルチファイバーを、延伸後の該断面角形状を維持した状態で、放射線遮蔽性の接着剤によって前記ファイバーが軟化する温度より低い温度で空隙なく密に接着してファイバープレートを作製する工程と、を備えたファイバープレートの製造方法である。
【００１８】
また本発明のファイバープレートの製造方法は、空隙なく密に積むことが可能な一の断面角形状となるように複数のファイバーを束ね、延伸して放射線を遮蔽するマルチファイバーを作製する工程と、複数の該マルチファイバーを、該一の断面角形形状と相似形となるように、又は該一の断面角形形状と異なる、空隙なく密に積むことが可能な他の断面角形状となるように束ね、延伸してマルチファイバー集合体を作製する工程と、複数の該マルチファイバ集合体を、延伸後の該一の又は他の断面角形状を維持した状態で、放射線遮蔽性の接着剤によって前記ファイバーが軟化する温度より低い温度で空隙なく密に接着してファイバープレートを作製する工程と、を備えたファイバープレートの製造方法である。
【００１９】
本発明の放射線撮像装置は、放射線を光に変換する波長変換体と、光を電気信号に変換する光電変換素子を有する半導体基板と、前記波長変換体と前記半導体基板との間に設けられた、上記本発明のファイバープレートとを備えた放射線撮像装置である。
【００２０】
本発明の放射線撮像システムは、上記本発明の放射線撮像装置と、前記放射線撮像装置からの信号を処理する信号処理手段と、前記信号処理手段からの信号を記録するための記録手段と、前記信号処理手段からの信号を表示するための表示手段と、前記放射線を発生させるための放射線源とを具備することを特徴とする放射線撮像システムである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面を参照して説明する。
【００２２】
（第１の実施形態）
図１〜図６は本発明によるファイバープレートの製造方法を説明するための構成図である。
【００２３】
まず、シングルファイバーを作製する。図１はシングルファイバーの作製方法を示す図である。シングルファイバーは中心のコアガラス２１とその周囲を被覆するクラッドガラス２２及び吸収体ガラス２３から形成されている。コアガラス２１の屈折率ｎ1とクラッドガラス２２の屈折率ｎ2は、ファイバーの開口数を決定する。
【００２４】
N．A．＝sinθ＝ＳＱＲ（ｎ12−ｎ22）    （ｎ1＞ｎ2）
コアガラス＋クラッドガラス＋吸収体の複合体を加熱装置を通し延伸することにより、複合体と断面が相似形のシングルファイバー１が得られる。
【００２５】
この時、複合体は、各ガラスの粘性が、１０5〜１０9ポアズ（dPa・s）となる温度に加熱し延伸を行う。
【００２６】
各ガラスの膨張係数は、コアガラス≧クラッドガラス≧吸収体ガラスとすると延伸後に均一な応力が生じ、ファイバーの強度が増加する。
【００２７】
次に上記シングルファイバー１を用いてマルチファイバーを作製する。図２及び図３はシングルファイバーを積層し、加熱延伸してマルチファイバーを作製する方法を示す図である。
【００２８】
図２はシングルファイバーを積層した積層体を示す。図２に示すように、シングルファイバー１を長さ方向に揃えて、積層体２を形成する。積層体２は、ここでは断面が６角形となるように積層したが、作製されたマルチファイバーが空隙なく密に積層することができるような形状であれば、他の形状でもよい。
【００２９】
図３に示すように、シングルファイバーの積層体２を図１の場合と同様に加熱延伸し、マルチファイバー３を得る。加熱延伸時に、吸収体ガラスの加熱延伸温度におけるガラスの粘性が、コアガラス、クラッドガラスよりも低くなるようにガラスの特性を選択することにより、図３中のマルチファイバー断面に示すように、吸収体ガラスが各シングルファイバー間の空隙を充填することが可能となる。
【００３０】
次に上記マルチファイバーを用いてマルチ・マルチファイバー（マルチファイバー集合体）を作製する。図４はマルチ・マルチファイバーの作製方法を示す。マルチファイバーを長さ方向に揃えて、マルチファイバー積層体を形成する。図４に示すように、６角形のマルチファイバー３の積層時の空隙を台形状のマルチファイバー３ａで充填することにより、隙間の無いマルチ・マルチファイバー積層体４が得られる。積層体４は、ここでは断面が６角形となるように積層したが、作製されたマルチ・マルチファイバーが密に積層することができるような形状であれば、他の形状でもよい。図１の場合と同様に加熱延伸し、マルチ・マルチファイバーを得る。
【００３１】
次に上記マルチ・マルチファイバー（マルチファイバー集合体）を用いてファイバープレートを作製する。図５に示すように、Ｘ線遮蔽用の充填材を含有する接着剤６をマルチ・マルチファイバー５間に塗布しつつ、積層する。６ａは硬化した接着剤を示す。ＦＯＰ（ファイバオプティカルプレート）として有効な断面のみマルチ・マルチファイバー５を積層し、ＦＯＰ周囲の部分はブランクのガラスブロック７ａ、７ｂ（７ａは三角柱、７ｂは平板）とすることにより、高コストのマルチ・マルチファイバーの使用量を減少させることが可能である。接着剤硬化後、ブロック全体をファイバーの長さ方向と直角に切断、研磨し（ファイバープレートの導光面を研磨された面とする）、ＦＯＰを得ることができる。ファイバープレートの導光面は上下の主面（光入出射面）である。
【００３２】
本実施形態では、シングルファイバーの周囲に吸収体を配置する、ＥＭＡタイプについて述べたが、ファイバーの空隙に吸収体を配置する、ＩＳＡタイプの場合は、吸収体ガラスがファイバー間の空隙を充填することが期待できないので、ファイバー積層体の端面から、接着剤を空隙に含浸させる。
【００３３】
また本実施形態ではマルチ・マルチファイバーを用いてファイバープレートを作製したが、マルチ・マルチファイバーとせずに、図３に示したマルチファイバーを用いて図５及び図６に示すようなファイバープレートを作製してもよい。
【００３４】
なお、接着剤の具体例としては、エチレン・酢酸ビニル共重合体、カルボキシル変性エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・イソブチルアクリレート共重合体、ポリアミド、ポリエステル、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルエーテル、ポリビニルブチラール、ポリウレタン、スチレン・ブチレン・スチレン（ＳＢＳ）共重合体、カルボキシル変性ＳＢＳ共重合体、スチレン・イソプレン・スチレン（ＳＩＳ）共重合体、スチレン・エチレン・ブチレン・スチレン（ＳＥＢＳ）共重合体、マレイン酸変性ＳＥＢＳ共重合体、ポリブタジエンゴム、クロロプレンゴム（ＣＲ）、カルボキシル変性ＣＲ、スチレン・ブタジエンゴム、イソブチレン・イソプレン共重合体、アクリロニトリル・ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、カルボキシル変性ＮＢＲ、エポキシ樹脂、シリコーンゴム（ＳＲ）などが挙げられ、これらは一種単独又は二種以上を組み合わせて使用される。これら接着剤は常温もしくは高々１００℃程度で硬化し、コアガラス、クラッドガラスが軟化するような高温にしなくとも接着可能である。
【００３５】
さらに、必要に応じて、反応性助剤、架橋剤としてのフェノール樹脂、ポリオール類、イソシアネート類、メラミン樹脂、尿素樹脂、ウロトロピン樹脂、アミン類、酸無水物、過酸化物、金属酸化物、トリフルオロ酢酸クロム塩などの有機金属塩、チタン、ジルコニア、アルミニウムなどのアルコキシド、ジブチル錫ジオキサイドなどの有機金属化合物、２，２−ジエトシキアセトフェノン、ベンジルなどの光開始剤、アミン類、リン化合物、塩素化合物などの増感剤、さらには硬化剤、加硫剤、制御剤、劣化防止剤、耐熱添加剤、熱伝導向上剤、軟化剤、着色剤、各種カップリング剤、金属不活性剤などを適宜添加してもよい。
【００３６】
また、Ｘ線遮蔽用の充填材には、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、銀、スズ、ガドリニウム、タングステン、白金、金、鉛、ビスマスなどから選択される少なくとも一種の金属、或いは少なくともその一種を含む合金、又は少なくともその一種の化合物、が用いられる。これらの金属、合金、化合物は、粒子状として用いられてもよく、その場合には、無機若しくは有機材からなる粒子（カーボン粒子、プラスチックボール）にメッキ、スパッタ等で被覆されたものを用いることもできる。
【００３７】
本実施形態による大面積ファイバープレートによれば、接合部分に放射線遮蔽性の充填材を用いているので、接合部分から放射線が透過してしまうことを防止できる。
【００３８】
上述した製造方法で作製された大面積ファイバープレートを図６に示す。図６に示す大面積ファイバープレート８は、例えば３０ｃｍ×３０ｃｍの大きさで、厚さは３ｍｍ程度である。この大きさは構成するＸ線撮像装置の有効面積より少し大きい方が好ましい。
【００３９】
厚さはＸ線を充分に遮蔽する厚さが求められ、例えばランタン系のガラスを用いたファイバーの場合、厚さが３ｍｍであれば、Ｘ線は１／１０〜１／１０００に減衰する。この値は使用するＸ線の波長により変化するものであるから装置の使用する波長に合わせて決めればよい。
【００４０】
この大面積のファイバープレートを図７、図８のように組み合わせ、Ｘ線撮像装置を構成する。
【００４１】
図７は、上述したファイバープレートを用いたＸ線撮像装置の基本的な構成を示す模式図である。
【００４２】
図７において、９Ａは、ＣＣＤイメージセンサチップ、ＣＭＯＳイメージセンサチップ、バイポーラ型イメージセンサチップ、ＣＭＤ型イメージセンサチップ、薄膜トランジスタ型イメージセンサチップなどの集積回路チップで構成された撮像素子であり、複数の撮像素子が並べられて大面積の撮像素子（光電変換素子）９が構成されている。
【００４３】
８は図６で示した大面積のファイバープレートであるが、ここではガラスブロックを省略し、ファイバー部分のみを示している。ファイバープレートの導光面は上下の主面（光入出射面）である。
【００４４】
また、１０は、波長変換体であり、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ（Ｔｂ）のようなガドリニウム硫化酸化物、ＣｓＩ（Ｔｌ）のような沃化セシウムに代表されるハロゲン化アルカリ金属などの、シンチレータ或いは蛍光体と呼ばれる材料からなる層状部材である。
【００４５】
貼り合わされた大面積ファイバープレート８の導光面積を、貼り合わされた大面積撮像素子９の有効受光面積と同じか、それよりも大きなものとし、さらに、波長変換体１０の面積を貼り合わされた大面積ファイバープレート８の導光面積と同じか、それよりも大きなものとするとよい。
【００４６】
図７の上方から放射線が波長変換体１０の上面に入射すると、波長変換体１０は、可視光域の光を発光する。波長変換体１０と撮像素子９との間に配されたファイバープレート８が、この光を撮像素子９の受光部に導く。受光部に入射した光はそこで画素毎に光電変換され、電気信号として読み出される。
【００４７】
ここで、ファイバープレート８により、放射線の撮像素子９への入射を妨げることができるので、撮像素子の誤動作、ノイズの生成を抑制することができる。
【００４８】
なお、本発明の撮像装置はＸ線撮像装置に好適に用いることができるが、特にその用途はＸ線撮像装置に限定されるものではなく、α，β，γ線等のＸ線以外の放射線像を検出する放射線撮像装置にも用いることができる。
【００４９】
また、光は画素により検出可能な波長領域の電磁波であり、可視光を含む。
【００５０】
図８は、本発明のＸ線撮像装置の具体的構成例の断面図である。図８には、Ｘ線を可視光等の撮像素子（光電変換素子）で検知可能な波長の光に変換するシンチレータとしての蛍光体（波長変換体）１０と、波長変換体１０によって変換された光を撮像素子側へ導く複数のファイバープレート８と、光を電気信号に変換する光電変換用受光素子を備えた撮像素子９（複数の撮像素子チップ９Ａからなる）と、を有する装置が示されている。
【００５１】
この装置は、必要に応じて、大面積ファイバープレート８と複数の画素を備えた撮像素子９とを接着する弾性に優れた透明接着材１６と、各撮像素子チップ９Ａからの電気信号を外部に出力するための配線を有するフレキシブル基板１９と、フレキシブル基板１９と撮像素子チップ９Ａとを電気的に接続するバンプ１５と、フレキシブル基板１９が接続されるプリント基板２０と、蛍光体１０を保護するアルミ保護シート１１と、撮像素子９を搭載するベース基板１３と、ベース基板１３を保持するためのベース筐体１４と、ベース筐体１４に備えられた筐体カバー１２と、撮像素子９とファイバープレート８との間に設けられた一定間隔を保持するためのスペーサ１７と、透明接着材１６をファイバープレート８と撮像素子９との間に介在させるための目地うめ接着材１８とを有している。
【００５２】
図８に示すＸ線撮像装置は、撮像素子９と、大面積ファイバープレート８とを透明接着材１６によって貼り合わせることによって、作製されている。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態による製造方法によれば、
（１）大面積のファイバープレートが、歩留まりよく形成でき、
（２）マルチファイバー又はマルチファイバー集合体を空隙なく密に積んで接着するので、光学的に不連続な点がなく画質が良好なものとなり、
（３）プレス加工のような大規模の製造装置が不要で、製造コストを低減できる、
（４）プレス加工を用いると型に触れる周辺はファイバーの歪みが大きくなるので、切り出し、研磨が必要となるが、本実施形態では、周辺が歪まないので切り出し、研磨が不要で工程が少なく、また歩留まりも高い。さらにファイバー材料も無駄にならず低コストで生産できる。
【００５４】
（第２の実施形態）
図９に示すように、ある程度、製造が容易な大きさ、例えば１５ｃｍ×１５ｃｍのような四角状の中面積のファイバープレート（ファイバーブロック）Ａを作り、複数枚組み合わせて大面積のファイバープレートを構成している。組み合わせ後接着してもよいし、周辺から押し合わせるだけでも良い。接着剤はＸ線遮蔽用の充填材を含有されているとしてもよい。
【００５５】
中面積のファイバープレート（ファイバーブロック）Ａの作り方は第１の実施形態と同じである。このとき、図５に示したようなブランクのガラスブロックや台形状のマルチファイバーは用いない。本実施形態では図９に示すように、６角形の２辺もしくは３辺を貼り合わせ面に出し、一の中面積のファイバープレートＡの凹部と他の中面積のファイバープレートＡの凸部とがかみあうように接着剤で接着する。
【００５６】
第１の実施形態のような大面積でないので製造装置が小規模でよく、歩留まりも高い。また、貼り合わせ面が単純な平面でないので貼り合わせ強度が増す効果もある。
【００５７】
また、例えば、正方形又は長方形にプレスした後、研磨して貼り合わせる構成に対し、工程が少なく、製造装置が小規模で、材料を無駄に消費することない。また、貼り合わせ面で無効となるファイバーがなく、光が効率よく利用され、また光学像が欠落せず画像が乱れない。図１０（ａ）は四角状のファイバープレートの側面を研磨し、貼り合わせた構成を示す図、図１０（ｂ）は本実施形態によるファイバープレートの構成を示す図である。図１０（ａ）に示す、斜線で示したファイバーは光を導光できず無効となったものを示す。
【００５８】
よって、低コストで良好な画像が得られるＸ線撮像装置が構成できる。
【００５９】
図１１は、上記ファイバープレートを用いた本発明のＸ線撮像装置の具体的構成例の断面図である。図８の構成と同一構成部材は同一符号を付する。７は中面積のファイバープレートどうしを接着する接着剤である。
【００６０】
（第３の実施形態）
以上説明した第１及び第２の実施形態は、ファイバーの軸がファイバープレートの導光面の法線に対して平行であるが、本実施形態は、マルチ・マルチファイバー積層の際に、斜めに接着して、ファイバーの軸がファイバープレートの導光面の法線に対して傾ける。図１２（ａ）は大面積ファイバープレートの平面図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＢ方向から見た断面図であり、図１３はそれを研磨する工程を示す図である。
【００６１】
ＦＯＰ（ファイバオプティカルプレート）として有効な断面のみマルチ・マルチファイバー３５を積層し、ＦＯＰ周囲の部分はブランクのガラスブロック３７ａ、３７ｂとすることにより、高コストのマルチ・マルチファイバーの使用量を減少させることが可能である。接着剤硬化後、ブロック全体をファイバーの長さ方向と斜めに切断し、図１３に示すように、研磨材４０，４１を用いて研磨し、ＦＯＰを得ることができる。３８は大面積ファイバープレートを示す。
【００６２】
斜めにしたマルチ・マルチファイバー３５のファイバープレートを用いると接着剤にＸ線遮蔽剤を含有させなくてもよい。垂直方向からくるＸ線は必ずファイバーに当たるようになるからである。
【００６３】
プレス加工の後に研磨で斜めにしたファイバー５２を作製する場合、図１４のようにファイバー５２以外のファイバー部分５１が無駄になる。
【００６４】
ここで図１５〜図１７を用いて法線からの斜めの角度について詳細に説明する。
【００６５】
図１５（ａ）は本実施例の大面積ファイバープレートの断面図である。３５はマルチ・マルチファイバー、３６は接着剤である。この大面積ファイバープレートを用いてＸ線撮像装置を構成し使用する場合、通常Ｘ線は図１５（ａ）のＸの矢印のようにファイバープレートの導光面の法線方向から入射し、Ｘ線の一部は接着剤に入射する。接着剤に入射したＸ線は、接着剤はＸ線の吸収が小さいため、接着剤の内部にまで侵入する。しかし、本実施例ではマルチ・マルチファイバー３５内のファイバー軸がＸ線入射に対して傾いているため、接着剤に入射したＸ線は必ずファイバーに当たり、大面積ファイバープレートのＸ線入射面と反対の面から出射することはない。これに対しもし、図１５の（ｂ）の様にファイバープレートの導光面の法線方向からファイバー軸の角度が小さいとＸ線の一部は図示されたように大面積ファイバープレートのＸ線入射面と反対の面から出射してしまう。また、図１５（ｃ）の様にファイバープレートの導光面の法線方向からファイバー軸の角度が本実施例（図１５（ａ））と同等でも接着剤３６の量が多く隣接するマルチ・マルチファイバー３５同士の距離が離れているとＸ線の一部は図示されたように大面積ファイバープレートのＸ線入射面と反対の面から出射してしまう。
【００６６】
図１５（ｂ）、（ｃ）の様に大面積ファイバープレートのＸ線入射面と反対の面から出射してしまうとこれらを用いたＸ線撮像装置においてＸ線が直接撮像素子に入射し、読み出し時にノイズとなり、また撮像素子内の半導体の結晶が破壊され特性が悪くなる場合がある。
【００６７】
図１６、図１７を用いて本実施例におけるファイバープレートの導光面の法線方向とファイバー軸の角度について詳細に説明する。
【００６８】
図１６においてθはファイバープレートの導光面の法線方向とファイバー軸の角度、ｔは隣接するマルチ・マルチファイバー３５同士の距離、およびｌは大面積ファイバープレートの厚さである。法線方向から入射したＸ線が必ずファイバーに当たるためには
θ  ＞  ｔａｎ-1（ｔ／ｌ）…  （１）
であればよい。ここで  ｔａｎ-1  はタンジェント（tangent）の逆関数、すなわちアークタンジェント（arctangent）である。つまり、上記式を満たす様にマルチ・マルチファイバー３５の軸を傾け、斜めに接着すれば接着剤にＸ線遮蔽剤を含有させなくてもこれを用いたＸ線撮像装置においてＸ線が直接撮像素子に入射せず、読み出し時にノイズとならない。また撮像素子内の半導体の結晶が破壊され特性が悪くなることもない。
【００６９】
また、図１７はマルチ・マルチファイバー内の１本ファイバーを示している。３１はコアガラスであり、屈折率をｎ1で示している。３２はクラッドガラスであり屈折率をｎ2で示している。また、θはファイバープレートの導光面の法線方向とファイバー軸の角度を示している。図示はしていないが蛍光体等がこのファイバー上にあり入射するＸ線で可視光を発する。この光は入射面に対して法線方向が一番強い光としてファイバーのコアガラス３１に入射する。図１７中のＬｉｇｈｔで示したこの光はコアガラス３１とクラッドガラス３２の界面に入射するが、Ｘ線撮像装置が動作するには、図１７中の矢印で示したＡの方向に反射しなければならない。しかし、もしθが必要以上に大きい場合、図中破線矢印で示したＢの様にクラッドガラス３２に侵入してしまい、この光は図示していない吸収体ガラスで吸収されてしまう。
【００７０】
図１７中の矢印で示したＡの方向に反射するためには
ｎ1ｃｏｓθ  ＞  ｎ2
でなければいけない。つまり、θは
θ  ＜  ｃｏｓ-1（ｎ2/ｎ1）…  （２）
を満たさなければならない。ここでｃｏｓ-1はコサイン（cosine）の逆関数、すなわちアークコサイン（arccosine）である。
【００７１】
つまり、前述した（１）式とあわせて、
ｔａｎ-1（ｔ／ｌ）  ＜  θ  ＜  ｃｏｓ-1（ｎ2/ｎ1）…  （３）
を満足する角度θでマルチ・マルチファイバー３５の軸を傾け、斜めに接着すれば接着剤にＸ線遮蔽剤を含有させなくても、Ｘ線が直接撮像素子に入射せず、読み出し時にノイズとならず、また、感度の高いＸ線撮像装置となる。
【００７２】
（放射線撮像システム）
以下に述べる放射線撮像システムの形態は、上述した各実施形態の撮像装置を用いたシステムである。
【００７３】
図１８は、Ｘ線撮像装置を備えた非破壊検査システムの構成を示す概念図である。
【００７４】
図１８には、上述した各実施形態のＸ線撮像装置１０００と、例えば電気機器に組み込まれる非破壊検査対象物である被写体２０００と、被写体２０００にＸ線を照射する放射線源としてのマイクロフォーカスＸ線発生器３０００と、Ｘ線撮像装置１０００から出力される信号を処理する画像処理装置６０００と、画像処理装置６０００によって処理された画像を表示する表示手段としてのモニタ４０００と、画像処理装置６０００及びモニタ４０００を操作するコントローラ５０００とを示している。
【００７５】
図１８に示す非破壊検査システムは、マイクロフォーカスＸ線発生器３０００によって発生されたＸ線を、非破壊検査を行いたい被写体２０００に照射すると、被写体２０００の内部における破壊の有無の情報が、Ｘ線撮像装置１０００を通じて、画像処理装置６０００に出力される。画像処理装置６０００では、出力された信号を、前述している各撮像素子１の周辺画素間の画像信号を処理し、必要に応じて、暗信号補正などをも施して、モニタ４０００に画像として表示する。
【００７６】
モニタ４０００に表示されている画像は、コントローラ５０００によって指示を入力することで、例えば拡大又は縮小したり、濃淡の制御等を行うことができる。こうして、モニタ４０００に表示された画像を通じて、被写体２０００の内部における破壊の有無を検査する。そして、被写体２０００に破壊が発見されなければ、それを良品とみなして電気機器に組み込む。一方、被写体２０００に破壊が発見されれば、それを不良品とみなして製造工程から除外する。
【００７７】
図１９は、上述した各実施形態によるＸ線撮像装置を備えたＸ線診断システムの構成を示す概念図である。
【００７８】
図１９には、Ｘ線撮像装置１０００を備えたベッドと、被写体２０００にＸ線を照射するための放射線源としてのＸ線発生装置７０００と、Ｘ線撮像装置１０００から出力される画像信号の処理及びＸ線発生装置７０００からのＸ線の照射時期等を制御するイメージプロセッサー８０００と、イメージプロセッサー８０００によって処理された画像信号を表示する表示手段としてのモニタ４０００とを示している。なお、図１９において、図１８で示した部分と同様の部分には、同一の符号を付している。
【００７９】
図１９に示すＸ線診断システムは、Ｘ線発生装置７０００は、イメージプロセッサー８０００からの指示に基づいてＸ線を発生させ、このＸ線をベッド上の被写体２０００に照射すると、被写体２０００のレントゲン情報がＸ線撮像装置１０００を通じてイメージプロセッサー８０００に出力される。イメージプロセッサー８０００では、出力された信号を、前述している各撮像素子１の周辺画素間の画像信号を処理したり、ダーク補正などを施して、図示しないメモリに格納したり、モニタ４０００に画像として表示する。
【００８０】
モニタ４０００に表示されている画像は、イメージプロセッサー８０００によって指示を入力することで、例えば拡大又は縮小したり、濃淡の制御等を行うことができる。こうして、モニタ４０００に表示された画像を通じて、医師が被写体２０００を診察する。
【００８１】
また、医師が診察した後の被写体２０００のレントゲン情報は、本システムの記録手段を設けて、ディスク状の記録媒体などに記録するようにしてもよい。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、小型で低コスト、且つ製造工程での作業性に優れた大面積のファイバープレート、放射線撮像装置及び放射線撮像システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による第１実施形態のファイバープレートの製造方法を説明するための構成図である。
【図２】本発明による第１実施形態のファイバープレートの製造方法を説明するための構成図である。
【図３】本発明による第１実施形態のファイバープレートの製造方法を説明するための構成図である。
【図４】本発明による第１実施形態のファイバープレートの製造方法を説明するための構成図である。
【図５】本発明による第１実施形態のファイバープレートの製造方法を説明するための構成図である。
【図６】本発明による第１実施形態のファイバープレートの製造方法を説明するための構成図である。
【図７】上述したファイバープレートを用いたＸ線撮像装置の基本的な構成を示す模式図である。
【図８】本発明のＸ線撮像装置の具体的構成例の断面図である。
【図９】本発明による第２実施形態のファイバープレートの製造方法を説明するための構成図である。
【図１０】（ａ）は四角状のファイバープレートの側面を研磨し、貼り合わせた構成を示す図、（ｂ）は本実施形態によるファイバープレートの構成を示す図である。
【図１１】本発明のＸ線撮像装置の他の具体的構成例の断面図である。
【図１２】（ａ）は大面積ファイバープレートの平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ方向から見た断面図である。
【図１３】図１２の大面積ファイバープレートを研磨する工程を示す図である。
【図１４】プレス加工の後に研磨で斜めにしたファイバー５２を作製する場合を説明する図である。
【図１５】ファイバーの軸がファイバープレートの導光面の法線に対して傾けた場合の光の入射を説明する図である。
【図１６】ファイバープレートの導光面の法線方向とファイバー軸の角度について説明する図である。
【図１７】マルチ・マルチファイバー内の１本ファイバーについて、導光面の法線方向とファイバー軸の角度について説明する図である。
【図１８】本発明のＸ線撮像装置を備えた非破壊検査システムの構成を示す模式図である。
【図１９】本発明のＸ線撮像装置を備えたＸ線診断システムの構成を示す模式図である。
【図２０】従来の大面積ファイバープレートを用いた撮像装置の模式的断面図である。
【図２１】従来の別の大面積ファイバープレートを用いた撮像装置の模式的断面図である。
【符号の説明】
１  シングルファイバー
２  シングルファイバー積層体
３  マルチファイバー
３ａ  台形状のマルチファイバー
４  マルチ・マルチファイバー積層体
５  マルチ・マルチファイバー
６  接着剤
６ａ  硬化した接着剤
７  接合部
８  大面積ファイバープレート
９  大面積撮像素子
９Ａ  撮像素子チップ
１０  波長変換体
１１  保護シート
１２  筐体カバー
１３  ベース基板
１４  ベース筐体
１５  バンプ
１６  透明接着材
１７  スペーサ
１８  目地うめ接着材
１９  フレキシブル基板
２０  プリント基板
２１  コアガラス
２２  クラッドガラス
２３  吸収体ガラス
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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