(57)【要約】【課題】放射線撮像装置の信頼性の低下を抑制するのに有利な技術を提供する。【解決手段】放射線撮像装置は、基台と、前記基台の上に固定された複数のセンサ基板と、前記複数のセンサ基板の上に前記複数のセンサ基板を覆うように形成されたシンチレータと、前記シンチレータの上に配された保護材であってその熱膨張率が前記基台の熱膨張率よりも大きい保護材とを備え、前記保護材は、前記シンチレータに対する相対位置が可変になるように構成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、前記基台の上に配列され且つ固定された複数のセンサ基板と、前記複数のセンサ基板の上に前記複数のセンサ基板を覆うように形成されたシンチレータと、前記シンチレータの上に配された保護材であってその熱膨張率が前記基台の熱膨張率よりも大きい保護材とを備え、
前記保護材は、前記シンチレータに対する相対位置が可変になるように構成されている
ことを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２】
前記保護材は前記基台に対して固定されており、前記保護材と前記シンチレータとは互いに固定されていない
ことを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
【請求項３】
前記基台は絶縁性の板材を含み、前記保護材は導電性の板材を含む
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の放射線撮像装置。
【請求項４】
前記保護材は、前記シンチレータを覆う第１層と、前記第１層の上に固定され且つ無機材料で構成された第２層とを含む
ことを特徴とする請求項３に記載の放射線撮像装置。
【請求項５】
前記第２層は、アルミニウムで構成されたシート材を含む
ことを特徴とする請求項４に記載の放射線撮像装置。
【請求項６】
前記第１層は、ＰＥＴで構成されたシート材またはアルミニウムで構成されたシート材を含む
ことを特徴とする請求項５に記載の放射線撮像装置。
【請求項７】
前記保護材は、前記第１層と前記第２層とを互いに固定する接着層をさらに含み、
前記接着層は伸縮作用を有する
ことを特徴とする請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項８】
前記接着層は、その中に気泡を含む
ことを特徴とする請求項７に記載の放射線撮像装置。
【請求項９】
前記保護材は、前記シンチレータの側の面に凹凸形状を有しており、該凹凸形状の面と前記シンチレータの上面とは互いに接触している
ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項１０】
前記シンチレータは、柱状結晶構造を有する
ことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の放射線撮像装置と、前記放射線撮像装置からの信号を処理するプロセッサとを具備する
ことを特徴とする撮像システム。
【請求項１２】
基台の上に複数のセンサ基板を固定する工程と、
前記複数のセンサ基板の上に前記複数のセンサ基板を覆うようにシンチレータを形成する工程と、
保護材であってその熱膨張率が前記基台の熱膨張率よりも大きい保護材を、前記シンチレータの上に、前記シンチレータに対する相対位置が可変になるように配置する工程と、を含む
ことを特徴とする放射線撮像装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線撮像装置、その製造方法及び撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線撮像装置は、センサパネルと、シンチレータと、該シンチレータを覆う保護材とを備える。センサパネルは、例えば複数のセンサ（光電変換素子）を含んでおり、シンチレータは、例えば蒸着法によりセンサパネル上に形成される。放射線はシンチレータにより光に変換され、該光はセンサパネルの各センサにより検出される。保護材には、例えばＰＥＴ、アルミニウム等、シンチレータを保護するのに有利な材料が用いられる。
【０００３】
放射線撮像装置のなかには、センサパネルが、複数のセンサ基板を基台（例えばガラス板材）上に配列することによって構成されたものもある。各センサ基板には、複数のセンサが行列状に配列されている。このような構成によると、センサパネルの大型化を実現するのに有利である。
【０００４】
特許文献１には、複数のセンサ基板が基台上に配列された構成が開示されている。特許文献１によると、隣接センサ基板間でのギャップや上面の段差を単一のセンサの幅より小さくすることにより、該ギャップや上面の段差に起因するＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）の低下等を防ぐ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第０８／０７８７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、放射線撮像装置の製造過程において、製造中の放射線撮像装置の構成部材間では、それらの熱膨張率の差により、熱処理等での温度変化に伴うストレスが生じうる。そのため、複数のセンサ基板が基台上に配列された上述の構成では、シンチレータを覆う保護材と、基台との熱膨張率の差により、シンチレータの上側に加わる力と下側に加わる力とが異なってしまい、その結果、シンチレータが損傷を受ける可能性がある。このことは、放射線撮像装置の信頼性の低下の原因となる。
【０００７】
本発明の目的は、製造過程での温度変化に起因する放射線撮像装置の信頼性の低下を抑制するのに有利な技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一つの側面は放射線撮像装置にかかり、前記放射線撮像装置は、基台と、前記基台の上に固定された複数のセンサ基板と、前記複数のセンサ基板の上に前記複数のセンサ基板を覆うように形成されたシンチレータと、前記シンチレータの上に配された保護材であってその熱膨張率が前記基台の熱膨張率よりも大きい保護材とを備え、前記保護材は、前記シンチレータに対する相対位置が可変になるように構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、放射線撮像装置の信頼性の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】撮像システムの構成例を説明するための図である。
【図２】放射線撮像装置の構造の参考例を説明するための図である。
【図３】放射線撮像装置の構造の例を説明するための図である。
【図４】放射線撮像装置の構造の例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、放射線撮影を行うための撮像システムＳＹＳの構成例を示している。撮像システムＳＹＳは、例えば、放射線撮像装置１００と、プロセッサ２００と、放射線制御部３００と、放射線源４００とを具備する。プロセッサ２００は、例えば、端末２１０を介してユーザにより入力された撮影条件に基づいて、放射線撮像装置１００および放射線制御部３００を制御する。放射線制御部３００は、プロセッサ２００からの信号に基づいて放射線源４００を駆動し、該駆動された放射線源４００は放射線（Ｘ線、α線、β線等）を発生する。放射線は、不図示の被検体を透過し、該被検体の情報を含む放射線は放射線撮像装置１００により検出される。放射線撮像装置１００は、該検出された放射線に基づいて画像データを生成し、該画像データをプロセッサ２００に出力する。プロセッサ２００は、該画像データに基づく放射線画像をディスプレイ等の表示部２２０に出力する。
【００１２】
撮像システムＳＹＳの構成は、上述の例に限られるものではなく、上記各ユニットの構成は、適宜、変更されてもよい。例えば、あるユニットの一部の機能は他のユニットによって達成されてもよいし、２以上のユニットの各機能は１つのユニットによって達成されてもよい。例えば、放射線制御部３００の一部または全部の機能は、プロセッサ２００により実現されてもよいし、及び／又は、プロセッサ２００の一部または全部の機能は、放射線撮像装置１００により実現されてもよい。
【００１３】
図２（ａ）は、放射線撮像装置１００Ｒの構造の参考例を示しており、放射線撮像装置１００Ｒをその上面側から描いた模式図である。図２（ｂ１）は、図２（ａ）のカットラインＡ１−Ａ２での放射線撮像装置１００Ｒの断面構造を示している。
【００１４】
放射線撮像装置１００Ｒは、例えば、基台１１０と、複数のセンサ基板１２０と、シンチレータ１３０と、保護材１４０とを備える。基台１１０には、例えばガラス板材など、絶縁性の板材が用いられうる。複数のセンサ基板１２０は、基台１１０の上に二次元配列されており、接着層１１５により固定されている。各センサ基板１２０は、公知の半導体製造プロセスを用いて製造することが可能な半導体チップであり、各センサ基板１２０には、複数のセンサ（フォトダイオード等の光電変換素子）がアレイ状に（複数の行および複数の列を形成するように）配列されている。なお、ここではセンサ基板１２０が４行×２列の構成を例示したが、行数および列数は本例に限られるものではない。
【００１５】
シンチレータ１３０は、複数のセンサ基板１２０の上に複数のセンサ基板１２０を覆うように配される。シンチレータ１３０は、基台１１０上に配列された複数のセンサ基板１２０の上に、例えばタリウム添加ヨウ化セシウム等、柱状結晶構造を有するシンチレータ１３０が蒸着法によって形成されうる。放射線は、シンチレータ１３０により光に変換され、該変換された光は、各センサ基板１２０の各センサにより検知される。
【００１６】
各センサ基板１２０からの信号は、基台１１０の端部に設けられた電極１５０により読み出される。電極１５０は、各センサ基板１２０からの信号を読み出す電極の他、該信号を読み出すための電極（例えば、各センサ基板１２０に供給するための電力を受ける電極、各センサを制御するための制御信号を受ける電極など）を含みうる。なお、電極１５０の代わりに、ケーブル、ケーブルに接続するための端子等の信号入出力手段が配されてもよい。
【００１７】
保護材１４０は、シンチレータ１３０を外部からの衝撃や湿気等から保護する。保護材１４０は、シンチレータ１３０の上に、シンチレータ１３０に対して接着層１３１で固定されている。典型的に、保護材１４０には導電性の材料が用いられ、保護材１４０は複数の層１４１〜１４３で構成されてもよい。例えば、第１層１４１には、例えば白色のＰＥＴ等で構成された光反射性のシート材が用いられ、また、第２層１４３には、アルミニウム等の無機材料で構成された防湿性のシート材が用いられうる。他の例では、層１４１に、アルミニウム等で構成されたシート材が用いられ、層１４３に、ガラス等で構成されたシート材が用いられてもよい。層１４１と層１４３との間に配された層１４２は、層１４１と層１４３とを互いに固定する接着層である。
【００１８】
ここで、例えば放射線撮像装置１００Ｒの製造過程において、構成部材間では、それらの熱膨張率の差によって、熱処理等での温度変化に伴うストレスが生じうる。このことを、以下、図２（ｂ２）〜（ｂ３）を参照しながら述べる。
【００１９】
図２（ｂ２）は、熱処理によって放射線撮像装置１００Ｒの温度が上がったときの様子を示している。例えば、典型的な構成例において、保護材１４０（上述の例ではアルミニウム等の無機材料を含む保護材１４０）の熱膨張率は、基台１１０（上述の例ではガラス等の絶縁材料を含む基台１１０）の熱膨張率よりも大きい。そのため、温度が上がったとき、保護材１４０の膨張量は基台１１０の膨張量より大きくなり、図中の矢印で示されるようにシンチレータ１３０の上面側に力Ｆが加わる。その結果、互いに隣接する２つのセンサ基板１２０の間でギャップＧが生じる。このギャップＧは、シンチレータ１３０の柱状結晶構造における亀裂をもたらし、即ち、一体に形成されていたシンチレータ１３０が該２つのセンサ基板１２０の間の上で分断されることになる。
【００２０】
図２（ｂ３）は、図２（ｂ２）の状態から放射線撮像装置１００Ｒの温度が戻ったときの様子を示している。図中に示されるように、２つのセンサ基板１２０の間で生じたシンチレータ１３０のギャップＧによって、シンチレータ１３０に損傷Ｃが残ってしまう。
【００２１】
図３（ａ）は、放射線撮像装置１００の構造の例を、図２（ａ）同様に示している。図３（ｂ）は、図３（ａ）のカットラインＢ１−Ｂ２での放射線撮像装置１００の断面構造を示し、また、図３（ｃ）は、図３（ａ）のカットラインＣ１−Ｃ２での放射線撮像装置１００の断面構造を示している。なお、図中において、図２（ａ）等で示された部材と同じものを示す部材については同じ符号を用いている。
【００２２】
放射線撮像装置１００によると、図３（ａ）及び（ｃ）に示されるように、保護材１４０は、平面視において基台１１０の端部に（基台１１０の外縁に沿って）配された支持部１６０によって支持され、固定されている。そして、図３（ｂ）及び（ｃ）に示されるように、シンチレータ１３０と保護材１４０とは、それらの境界部１３２において互いに固定されていない。そのため、保護材１４０は、シンチレータ１３０に対する相対位置が可変になるように構成されている。
【００２３】
上述の構造の例によると、シンチレータ１３０と保護材１４０との相対位置が可変であるため、熱処理等での温度変化に伴ってこれらの熱膨張率の差によって生じうるストレスのシンチレータ１３０に対する影響は低減される。そのため、本例によると、シンチレータ１３０の損傷を防ぐことができ、放射線撮像装置１００の信頼性の低下を抑制することができる。
【００２４】
ここでは理解を容易にするため、シンチレータ１３０と保護材１４０との間にギャップが形成された構造を例示したが、これらの相対位置が可変になるようにこれらが配置されればよく、これらは互いに接触していてもよい。他の例では、該ギャップには、変形可能な部材（力が加えられた場合に変形することが可能な部材）が配されてもよい。また、層１４１と層１４３とを互いに固定する接着層１４２は、伸縮作用を有していてもよく、これにより、保護材１４０の熱膨張によってシンチレータ１３０に加わりうる力を緩和することができる。例えば、接着層１４２には、その中に気泡を含む接着剤が用いられてもよい。
【００２５】
なお、ここでは一例として、平面視において基台１１０の互いに平行な２辺（図中の２つの長辺）に沿って複数の支持部１６０が配された構造を示したが、支持部１６０の位置は本例に限られるものではない。例えば、支持部１６０は、基台１１０の角部に配されてもよいし、及び／又は、他の２辺（図中の２つの短辺）に沿って、互いに隣り合う２つの電極１５０の間に配されてもよい。
【００２６】
図４は、シンチレータ１３０と保護材１４０との境界部１３２における構造の他の例を説明するための模式図である。この例では、保護材１４０のシンチレータ１３０側の層１４１は、シンチレータ１３０側の表面に凹凸形状を有しており、シンチレータ１３０と層１４１とは互いに接触している。図中の間隙１３３は、層１４１の凹凸形状の表面によるものであり、空気を含む。シンチレータ１３０と層１４１とが互いに接触している場合、それらの境界部１３２に該空気の間隙１３３が存在することにより、保護材１４０の熱膨張によってシンチレータ１３０に加わりうる力が緩和されうる。
【００２７】
また、シンチレータ１３０と保護材１４０とは互いに固定されていないため、それらが接触している場合にはそれらの境界部１３２に空気が存在しうる。ここで、層１４１のシンチレータ１３０側の表面を凹凸形状にすることにより、境界部１３２において空気が局所的に存在してしまうことを防ぐことができる。よって、図４の例によると、更に、境界部１３２において空気が局所的に存在してしまうことによる放射線画像の品質の低下を防ぐことも可能である。
【００２８】
以上では、いくつかの好適な態様が例示されたが、本発明はこれらに限られるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、その一部が変更されてもよい。
【符号の説明】
【００２９】
１００：放射線撮像装置、１１０：基台、１２０：センサ基板、１３０：シンチレータ、１４０：保護材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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