(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台上に隣接配置される第１及び第２半導体イメージセンサチップと、前記第１及び第２半導体イメージセンサチップ上に配置される１枚のシンチレータパネルを備えたＸ線撮像装置において、
前記第１及び第２半導体イメージセンサチップそれぞれの光感応領域の表面を含む平面の法線は所定の角度で交差しており、
前記シンチレータパネルは、
硬質基板と、
前記硬質基板の前記第１及び第２半導体イメージセンサチップ側の面に蒸着され、前記第１及び第２半導体イメージセンサチップから離れる方向に凹んだ湾曲面を有する蛍光体層と、
を備え、
前記所定の角度は、前記シンチレータパネル側からみて０度よりも大きく１８０度よりも小さく、
前記所定の角度は、前記湾曲面の複数の部分エリアと前記第１及び第２半導体イメージセンサチップの前記光感応領域との間隙のばらつきが縮小されるよう、前記シンチレータパネルの反りに併せて設定されることを特徴とするＸ線撮像装置。
【請求項２】
前記シンチレータパネルを前記第１及び第２半導体イメージセンサチップ側へ押圧する緩衝部材を備えることを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮像装置。
【請求項３】
前記蛍光体層を下側に向けて前記シンチレータパネルを水平面上に外力を加えずに配置した場合に、前記シンチレータパネル側からみて、前記隣接の方向に沿った前記シンチレータパネルの両端部と、前記シンチレータパネルの中心とを結ぶ２線分の成す角度よりも、前記所定の角度に１８０度を加えた角度は小さく設定され、前記シンチレータパネルを前記第１及び第２半導体イメージセンサチップ側へ押圧する緩衝部材を備えることを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮像装置。
【請求項４】
前記硬質基板の材料は、Ａｌ、ＳｉＯ2、Ｂｅ及びＣからなる群から選択される少なくとも１種類を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のＸ線像撮像装置。
【請求項５】
前記蛍光体層は、前記硬質基板の表面に垂直に成長する針状又は柱状の結晶であることを特徴とするる請求項１〜４のいずれか１項に記載のＸ線像撮像装置。
【請求項６】
前記基台の表面は前記第１及び第２半導体イメージセンサチップの傾斜に合わせて傾斜していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のＸ線撮像装置。
【請求項７】
前記第１及び第２半導体イメージセンサチップがそれぞれ搭載される第１及び第２パネル状半導体イメージセンサ基板を備え、前記第１及び第２半導体イメージセンサ基板は前記基台の表面上に接着剤を介して固定されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のＸ線撮像装置。
【請求項８】
シンチレータパネルの反り具合を測定する第１工程と、基台上に接着剤を塗布する第２工程と、前記反り具合に併せて複数の半導体イメージセンサチップを傾斜させ前記接着剤上に前記複数の半導体イメージセンサチップを配置する第３工程と、前記複数の半導体イメージセンサチップ上にシンチレータパネルを配置する第４工程と、前記シンチレータパネル上に緩衝部材を配置し、これを押圧する第５工程とを備え、
前記シンチレータパネルは、
硬質基板と、
前記硬質基板の前記半導体イメージセンサチップ側の面に蒸着され、前記第１及び第２半導体イメージセンサチップから離れる方向に凹んだ湾曲面を有する蛍光体層と、
を備えていることを特徴とするＸ線撮像装置の製造方法。
【請求項９】
前記接着剤の固化前に前記第２工程を行うことを特徴とする請求項８に記載のＸ線撮像装置の製造方法。
【請求項１０】
前記反り具合に併せて前記接着剤の厚みを設定し、前記接着剤の固化後に、前記第２工程を行うことを特徴とする請求項８に記載のＸ線撮像装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
【０００１】
本発明はＸ線像撮像装置、より詳細には、情報源に対して等倍読み取りを行うことのできる大画面のＸ線像撮像装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大きな検出面積を有するＸ線像撮像装置は、被検体の内部情報を被検体と等倍の光学系で読み取ることができるので、例えば、胸部、消化器、循環器等の一般診断やマンモグラフィ等の医療分野における用途として期待されており、その開発がめざましく進行している。
【０００３】
このような大画面のＸ線像撮像装置において、Ｘ線像を撮像可能にする撮像手段としては、大面積を有する単板のパネル状半導体イメージセンサを用いることが理想的であるが、パネル状半導体イメージセンサは、その面積が大きくなるほど１枚あたりの歩留まりが低くなるので、現時点では充分な性能と低コスト化を達成することが困難となっている。
【０００４】
そこで、大画面のＸ線像撮像装置においては、複数のパネル状半導体イメージセンサを硬質基板からなる基台上にタイル状に張り合わせるようにして並置させた構造を有する撮像手段が使用されている。
【０００５】
例えば、特開平９−２６０６２６号公報には、硬質基板からなる基台上に４つのパネル状半導体イメージセンサをタイル状に張り合わせるようにして並置させたＸ線像撮像装置等の光電変換装置が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の複数のパネル状半導体イメージセンサを使用するＸ線像撮像装置においては、これまでに優れた所望の画像解像度が得られないという問題点があった。
【０００７】
また、硬質基板からなる基台の代わりに柔軟性の増感紙を使用したものもあるが、この場合も十分な画像解像度が得られておらず、製造工程におけるハンドリング性も悪いという問題点があった。
【０００８】
本発明は以上の問題を鑑みてなされたものであり、良好な画像解像度を有すると共に製造が容易で低コストなＸ線像撮像装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るＸ線像撮像装置は、基台上に隣接配置される第１及び第２半導体イメージセンサチップと、前記第１及び第２半導体イメージセンサチップ上に配置される１枚のシンチレータパネルを備えたＸ線撮像装置において、前記第１及び第２半導体イメージセンサチップそれぞれの光感応領域の表面を含む平面の法線は所定の角度で交差しており、前記シンチレータパネルは、硬質基板と、前記硬質基板の前記第１及び第２半導体イメージセンサチップ側の面に蒸着され、前記第１及び第２半導体イメージセンサチップから離れる方向に凹んだ湾曲面を有する蛍光体層とを備え、前記所定の角度は、前記シンチレータパネル側からみて０度よりも大きく１８０度よりも小さく、前記所定の角度は、前記湾曲面の複数の部分エリアと前記第１及び第２半導体イメージセンサチップの前記光感応領域との間隙のばらつきが縮小されるよう、前記シンチレータパネルの反りに併せて設定されることを特徴とする。
【００１０】
本発明者等は、複数のパネル状半導体イメージセンサを使用する従来のＸ線像撮像装置についてこれまでに優れた所望の画像解像度が得られない原因について検討したところ、Ｘ線の波長変換に使用するシンチレータパネルに生じる反りが大きく影響していることを見出した。この反りはシンチレータパネルの製造工程においてＸ線透過性の硬質基板の一面に蛍光体を蒸着してＸ線蛍光体層を形成する際に施される加熱処理により生じる。また、この反りは、大面積のシンチレータパネル程大きくなる。
【００１１】
従来のＸ線像撮像装置おいて、撮像手段を構成する複数のパネル状半導体イメージセンサは、それぞれの光感応領域を段差の無い同一平面上に揃えて互いに隣接しながらシンチレータパネルと対面するように配置される。この時、通常シンチレータパネルには反りがあるので、シンチレータパネルと複数のパネル状半導体イメージセンサのそれぞれの光感応領域との間に間隙が生じてしまう。然もシンチレータの面を複数の部分エリアに分割し、それぞれの部分エリアごとに各パネル状半導体イメージセンサの光感応領域との間に生じる間隙をみてみると、複数の部分エリアごとの間隙の大きさには大きなばらつきがあるので、画像解像度が大きく劣化していた。
【００１２】
例えば、特開平９−２６０６２６号公報に開示されたＸ線像撮像装置おいては、４つのパネル状半導体イメージセンサとこれらをタイル上に並置した基台とを接着する接着剤の厚みを調整することにより、４つのパネル状半導体イメージセンサの光感応領域を段差の無い同一平面上に揃えて画像の解像度の向上を試みている。しかし、このＸ線像撮像装置では、４つのパネル状半導体イメージセンサの光感応領域に蛍光体を直接蒸着しており、蒸着の際に施される熱処理により光感応領域の劣化が生じていると考えられる。
【００１３】
また、別途シンチレータパネルを使用してＸ線蛍光体層の面をパネル状半導体イメージセンサの光感応領域に密着させる構造にする場合においても、上記のシンチレータパネルに生じる反りに基づく問題を解決することができないため、十分な画像解像度が得られないと考えられる。
【００１４】
これに対して本発明においては、複数の半導体イメージセンサチップの光感応領域の表面が互いに平行でない、すなわち、当該表面の法線が所定の角度で交差しているので、シンチレータパネルの湾曲面にあわせて複数のパネル状半導体イメージセンサの各光感応領域が最適な配置位置をとることができる。したがって、シンチレータパネルの湾曲面の複数の部分エリアと半導体イメージセンサチップの光感応領域との間隙のばらつきを従来よりも飛躍的に縮小できる。すなわち、シンチレータパネルの複数の部分エリアと複数の半導体イメージセンサチップの各光感応領域とが従来よりも十分に密着することになる。
【００１５】
また、本Ｘ線像撮像装置は緩衝部材を備えており、この緩衝部材による押圧を受けることにより、複数のパネル状半導体イメージセンサの各光感応領域とシンチレータパネルの湾曲面の密着性をより良好に保持することが可能となる。
【００１６】
なお、この緩衝部材による押圧は、半導体イメージセンサチップの光感応領域及びこれに接するシンチレータパネルのＸ線蛍光体層の湾曲面が損傷を受けたり蛍光体が剥がれたりするような不具合を生じない程度に調整することができる。従って、本発明のＸ線像撮像装置は良好な解像度を得ることができると共に歩留りが向上することになる。
【００１７】
更に、シンチレータパネルの反りの大きさは、当該パネルの一部を構成する硬質基板の構成材料とＸ線蛍光体層の構成材料を決定し、蛍光体の蒸着条件を決定することにより予め把握し、間接的に測定することも可能であるが、実測を行ってもよい。これにより、各光感応領域の配置条件を一定にして順次製造することができるので高い生産性を実現できる。
【００１８】
また、本Ｘ線像撮像装置においては、基台は、ケースの底部を構成すると共に、複数のパネル状半導体イメージセンサの傾きに対応する傾斜面を有することとしてもよい。これにより、基台の撮像部の搭載面の傾斜に基づいてシンチレータパネルの複数の部分エリアに対する複数の半導体イメージセンサチップの各光感応領域の配置を調整することができる。なお、撮像部は半導体イメージセンサチップとイメージセンサ基板とからなる。
【００１９】
更に、本発明のＸ線像撮像装置においては、反り具合の調整に、ケースの底部と複数のパネル状半導体イメージセンサとの間に配置される高さ調整部材を用いてもよい。これにより、基台の撮像部の搭載面上に配置される高さ調整部材の形状、その大きさ、及び配置位置に基づいてシンチレータパネルの複数の部分エリアに対する複数の半導体イメージセンサチップの各光感応領域の配置を調整することができる。
【００２０】
また、本発明のＸ線像撮像装置においては、ケースの底部と複数のパネル状半導体イメージセンサとを接着する接着剤によって、調整を行うこともできる。これにより、基台の撮像部の搭載面上に塗布される接着剤の供給量、その厚み、及び塗布される位置に基づいてシンチレータパネルの複数の部分エリアに対する複数の半導体イメージセンサチップの各光感応領域の配置を調整することができる。
【００２１】
更に、本発明のＸ線像撮像装置においては、蛍光体が、硬質基板の表面に垂直に成長する針状又は柱状の結晶であることを特徴としていてもよい。
【００２２】
また、本発明のＸ線像撮像装置において、硬質基板は、Ａｌ、ＳｉＯ2、Ｂｅ及びＣからなる群から選択される少なくとも１種類の構成材料から形成されることを特徴としてもよい。
【００２３】
また、本発明の製造方法は、シンチレータパネルの反り具合を測定する第１工程と、基台上に接着剤を塗布する第２工程と、前記反り具合に併せて複数の半導体イメージセンサチップを傾斜させ前記接着剤上に前記複数の半導体イメージセンサチップを配置する第３工程と、前記複数の半導体イメージセンサチップ上にシンチレータパネルを配置する第４工程と、前記シンチレータパネル上に緩衝部材を配置し、これを押圧する第５工程とを備え、前記シンチレータパネルは、硬質基板と、前記硬質基板の前記半導体イメージセンサチップ側の面に蒸着され、前記第１及び第２半導体イメージセンサチップから離れる方向に凹んだ湾曲面を有する蛍光体層とを備えていることを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながらＸ線像撮像装置の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同一または相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２５】
図１はＸ線像撮像装置の好適な実施形態を示す模式的断面図である。図２は図１のＸ線像撮像装置の構成部材を明示するための模式的分解断面図である。図３は、図１のＸ線像撮像装置内における４枚のパネル状半導体イメージセンサを基台上にタイル状に配置した状態を示す模式的正面図である。
【００２６】
図１及び図２に示す通り、本実施形態のＸ線像撮像装置１００は、主として４枚のパネル状半導体イメージセンサを有する撮像部１０と、撮像部１０の光感応領域上に載置されるシンチレータパネル４０と、撮像部１０を搭載する基台２０及び基台２０上に載置され撮像部１０とシンチレータパネル４０との位置を固定する外枠部材２８とから構成されるケース６０と、撮像部１０を基台２０上に固定するための接着剤３０と、シンチレータパネル４０上に載置される緩衝部材５０と、外枠部材２８に組み込まれる遮蔽材７０と、外枠部材２８の上部に載置されケース６０を塞ぐ蓋体８０とから構成されている。
【００２７】
なお、図１及び図２のシンチレータパネル４０と基台２０については、シンチレータパネル４０の反りと基台２０の撮像部１０を搭載する搭載面の勾配とを理解し易いように強調して示してある。
【００２８】
以下に、図１及び図２に基づき上記の各構成要素の詳細を説明する。
【００２９】
図１及び図２に示すように、シンチレータパネル４０は、矩形の板体である硬質基板４２と、硬質基板４２の片側の面に均一に蒸着されＸ線の入射に応じて蛍光を発生する結晶性の（Ｘ線）蛍光体層４４とから構成されている。シンチレータパネル４０は、外部Ｘ線源（図示せず）より入射するＸ線の波長変換を行い十分な感度を有する蛍光として撮像部１０内の４枚のパネル状半導体イメージセンサに照射する。
【００３０】
硬質基板４２は、Ｘ線蛍光体層４４を片側の面に均一に蒸着するためのものである。Ｘ線蛍光体層４４を撮像部１０内のパネル状半導体イメージセンサの光感応領域に直接形成せずにこの硬質基板４２上に形成することにより、パネル状半導体イメージセンサの光感応領域を損傷させることなく良好な画像解像度を得ることができる。硬質基板４２の構成材料は、Ｘ線透過性を有すると共にシンチレータの結晶を成長し得る硬質性を有していれば特に限定されないが、例えば、ガラス、アルミニウム、アモルファスカーボン、ベリリウム等の硬質材料が好ましく選択される。
【００３１】
Ｘ線の波長変換体として機能する結晶性のＸ線蛍光体層４４は、硬質基板４２の一方の面に蛍光体を真空加熱蒸着により結晶成長させて形成される均一な層厚を有する層である。このＸ線蛍光体層４４の結晶は、Ｘ線を波長変換するのに有効な針状結晶又は柱状結晶であることが好ましい。Ｘ線蛍光体層４４を形成する蛍光体は特に限定されるものではなく、使用するパネル状半導体イメージセンサに応じて最適の蛍光体が適宜選択される。例えば、パネル状半導体イメージセンサとしてＭＯＳイメージセンサを使用する際にはシンチレータとしてＣｓＩが使用される。
【００３２】
このシンチレータパネル４０は、シンチレータ蒸着時の熱処理とシンチレータの結晶成長により生ずる僅かな反りを有している。例えば、アモルファスカーボン、ガラス等の矩形硬質基板（２４０ｍｍ×２４０ｍｍ、板厚；０．５ｍｍ）にＣｓＩ層（層厚２５０μｍ）を真空加熱蒸着により形成した場合には、シンチレータパネル中央部と周辺部との差が１ｍｍ程度となる反りを生じる。
【００３３】
また、シンチレータパネル４０は、使用の際にシンチレータ結晶の良好なＸ線波長変換機能を保持するために防湿加工を施しておくことが好ましく、例えば、図２に示すように、シンチレータパネル４０の全面をパリレン（ポリパラキシリレン）４６（被覆厚；２〜３μｍ）で被覆する防湿加工が施される。
【００３４】
撮像部１０は、４枚のパネル状半導体イメージセンサ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ及び１２Ｄから構成されている。更に、これらのパネル状半導体イメージセンサ１２Ａ〜１２Ｄは、それぞれパネル状半導体イメージセンサチップ１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ及び１４Ｄと、各パネル状半導体イメージセンサチップ１４Ａ〜１４Ｄを搭載するパネル状半導体イメージセンサ基板１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ及び１６Ｄとから構成されている。
【００３５】
パネル状半導体イメージセンサチップ１４Ａ〜１４Ｄとしては、Ｘ線像撮像装置に適したイメージセンサチップが適宜選択され、例えば、ＭＯＳイメージセンサチップが使用さる。また、各パネル状半導体イメージセンサ基板１６Ａ〜１６Ｄの構成材料は、パネル状半導体イメージセンサチップ１４Ａ〜１４Ｄの主な構成材料であるＳｉに比較的近い線膨張係数を有する材料が適宜選択される。
【００３６】
これら４枚のパネル状半導体イメージセンサ１２Ａ〜１２Ｄは、図３に示すように、隣合うそれぞれの光感応領域の２辺が互いに隙間なく隣接するように基台２０上にタイル状に配置される。その結果、４つのパネル状半導体イメージセンサチップ１４Ａ〜１４Ｄは全体として大面積の光感応領域を形成することになり、Ｘ線蛍光体層４４で波長変換された蛍光の全体像を撮像可能にする。例えば、これらのイメージセンサ群は、寸法が２５ｃｍ×２５ｃｍに及ぶ大面積の光感応領域を構成することが可能である。
【００３７】
なお、図３に示すように各パネル状半導体イメージセンサチップ１４Ａ〜１４Ｄの各アンプアレイ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ及び１８Ｄ並びに各シフトレジスタ１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ及び１９Ｄは、基台２０上に４枚のパネル状半導体イメージセンサ１２Ａ〜１２Ｄを配置した後に形成される大面積の光感応領域の周縁部に配置されるように、予め矩形状の各パネル状半導体イメージセンサ１２Ａ〜１２Ｄの残りの２辺上に沿ってそれぞれ形成される。
【００３８】
基台２０は、その上に撮像部１０を搭載すると共に、シンチレータパネル４０の反りに応じてシンチレータパネル４０の湾曲面の複数の部分エリアと４つのパネル状半導体イメージセンサ１２Ａ〜１２Ｄの各光感応領域との間隙がそれぞれ縮小するように４つのパネル状半導体イメージセンサ１２Ａ〜１２Ｄの配置を調整する調整手段として機能する部材である。
【００３９】
図1に示すように、基台２０は矩形の板体であるが、撮像部１０の４つのパネル状半導体イメージセンサ１２Ａ〜１２Ｄを搭載する基台２０の上部の矩形の面Ｆ２０は、その対向する一組の辺から上方に向けて僅かな勾配Ｄ２０を有する２つの合同な矩形の傾斜面Ｆ２０ａと傾斜面２０ｂとからなる。すなわち、図１及び図２に示すように基台２０の縦断面は、傾斜面Ｆ２０ａ及び傾斜面Ｆ２０ｂに含まれる２辺を斜辺とする二等辺三角形を構成している。
【００４０】
撮像部１０の４枚のパネル状半導体イメージセンサ１２Ａ〜１２Ｄを基台２０上にタイル状に搭載する場合には、４枚のパネル状半導体イメージセンサ１２Ａ〜１２Ｄを２枚一組とし、そのうちの一組は傾斜面Ｆ２０ａ上に搭載し、他の一組は傾斜面Ｆ２０ｂ上に搭載するようにする。
【００４１】
例えば、図３において、４つのパネル状半導体イメージセンサ１２Ａ〜１２Ｄを、１２Ａと１２Ｂの組と１２Ｃと１２Ｄの組とに分ける場合には、基台２０上に配置した後にこれらの組同士が接触する接触線Ｌ１を、基台２０の傾斜面Ｆ２０ａと傾斜面Ｆ２０ｂとの境界線Ｌ２０に重ね合わせるようにする。或いは、４つのパネル状半導体イメージセンサ１２Ａ〜１２Ｄを１２Ａと１２Ｄの組と１２Ｂと１２Ｃの組とに分ける場合には、基台２０上に配置した後にこれらの組同士が接触する接触線Ｌ２を、基台２０の上部の傾斜面Ｆ２０ａと傾斜面Ｆ２０ｂとが接触する接触線Ｌ２０に重ね合わせるようにする。この結果、図１及び図２に示すように、４つのパネル状半導体イメージセンサチップ１４Ａ〜１４Ｄが形成する大面積の光感応領域は僅かな傾斜Ｄ２０を有することになる。
【００４２】
基台２０の周縁を構成する対向２辺を含む平面を水平面とすると、傾斜面Ｆ２０ａ及び傾斜面Ｆ２０ｂが、水平面に対してそれぞれ有する僅かな勾配Ｄ２０は、シンチレータパネル４０の反りの程度に応じて決定される。これにより、パネル状半導体イメージセンサ１２Ａ〜１２Ｄのそれぞれの光感応領域と、Ｘ線蛍光体層４４の湾曲面との間隙が十分に縮小されることになり、４つのパネル状半導体イメージセンサ１２Ａ〜１２Ｄのそれぞれの光感応領域がＸ線蛍光体層４４の湾曲面に十分に密着できることになる。
【００４３】
基台２０は緩衝部材５０により上方から圧力がかかっても変形することなくその上部に搭載されているタイル状に並置されたパネル状半導体イメージセンサ１２Ａ〜１２Ｄを支持し得るＡｌ、セラミック等の硬質の材料から形成されている。
【００４４】
また、パネル状半導体イメージセンサ基板１６Ａ〜１６Ｄの下面には、それぞれに柱状の形状を有するコネクタ９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃ及び９０Ｄが設けられている。さらに、基台２０には、これらのコネクタ９０Ａ〜９０Ｄをそれぞれはめ込むことのできるはめ込み孔部２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ及び２２Ｄがコネクタ９０Ａ〜９０Ｄの形状及び大きさに応じて設けられている。
【００４５】
これらのコネクタ９０Ａ〜９０Ｄ及びはめ込み孔部２２Ａ〜２２Ｄは、パネル状半導体イメージセンサ１２Ａ〜１２Ｄをタイル状に隙間なく配置しつつ基台２０上に搭載するための位置合わせに使用される。そのため、コネクタ９０Ａ〜９０Ｄは、パネル状半導体イメージセンサ基板１６Ａ〜１６Ｄの下面がこれらに対応する基台２０の上部の２つの傾斜面Ｆ２０ａ及びＦ２０ｂのいずれかに平行となるようにパネル状半導体イメージセンサ基板１６Ａ〜１６Ｄに接続される。
【００４６】
同様に、はめ込み孔部２２Ａ〜２２Ｄもコネクタ９０Ａ〜９０Ｄは、パネル状半導体イメージセンサ基板１６Ａ〜１６Ｄの下面がこれらに対応する基台２０の上部の２つの傾斜面Ｆ２０ａ及びＦ２０ｂのいずれかに平行となるように基台２０に形成される。
接着剤３０は、上記の精密な位置合わせが施された基台２０と撮像部１０とを固定するために使用される。接着剤３０としては、例えば、アクリル系、エポキシ系、シリコーン系などの常温硬化型の接着剤が使用され、弾力性、特にゴム状弾性を有する接着樹脂としては、シリコーン系であるシリコーンゴム系、ブチルゴム系、ポリサルファイド系、スチレンゴム系、ニトリルゴム系、クロロプレン系等の接着樹脂を好適に用いることができる。また、接着剤３０としては１液型であっても２液型であってもよく、あるいはこれらの接着剤を必要に応じて組合わせ、混合して使用してもよい。
【００４７】
緩衝部材５０は矩形の板体であり、シンチレータパネル４０の上部に載置される。緩衝部材５０の構成材料は、緩衝部材５０を形成した際にＸ線蛍光体層４４の湾曲面と撮像部１０の４つのパネル状半導体イメージセンサ１２Ａ〜１２Ｄの光感応領域との間隙を十分に縮小させることにより両者を損傷することなく十分に密着させ、その状態を保持することのできる弾性を有するものが好ましい。例えば、ゴム（エラストマー）、ゴム製スポンジ、合成樹脂（エラストマーを除く）、合成樹脂製スポンジ等を使用することができる。さらに、選択される構成材料に応じて緩衝部材５０の好適な厚みも決められ、形成される緩衝部材５０が十分な弾性を有するように調整されることとなる。
【００４８】
弾性体により形成された緩衝部材５０を使用する場合には、緩衝部材５０はその弾性によりシンチレータパネル４０を上部から適度に押圧してＸ線蛍光体層４４の湾曲面と撮像部１０の４つのパネル状半導体イメージセンサ１２Ａ〜１２Ｄの各光感応領域との間隙を十分に縮小させることにより両者を損傷することなく密着させ、且つその状態を保持する。
【００４９】
外枠部材２８は、矩形リング状の連続環状体であり、樹脂接着剤等で基台２０の上部傾斜面Ｆ２０ａ及びＦ２０ｂ上に固定される。外枠部材２８は、図１に示すようにその矩形リングの内側にシンチレータパネル４０及び緩衝部材５０を当接するようにして固定し、撮像部１０の４つのパネル状半導体イメージセンサ１２Ａ〜１２Ｄの各光感応領域に対するシンチレータパネル４０の位置を合せると共に固定する。そのため、この外枠部材２８はその矩形リングの内側に形成される矩形の平面領域を使用するシンチレータパネル４０とほぼ同じ形状及び面積を有するように形成されており、外枠部材２８の矩形リングの内側の面と、これがはめ込まれるシンチレータパネル４０との空隙は５００μｍ以下に設定されている。外枠部材２８の受光側の面には、遮蔽材７０をはめ込むための溝が外枠部材２８の矩形リングの内側に沿って設けられている。
【００５０】
遮蔽材７０は、Ｐｂ板により形成された矩形リング状の連続環状体であり外枠部材２８の上部受光側の面に設けられた溝に樹脂接着剤により接着される。ここで、図１に示すように、遮蔽材７０はその矩形リングの内側に形成される矩形の平面領域を使用する外枠部材２８と同じ形状及び面積を有するように形成されている。そのため、外枠部材２８の上部受光側に設けられた溝に遮蔽材７０を接着した際には、遮蔽材７０の矩形リングの内周面と外枠部材２８の矩形リングの内周面とが一致するので、図１に示すように、Ｘ線像撮像装置１００に入射するＸ線は、シンチレータパネル４０のＸ線蛍光体層４４の面と撮像部１０の光感応領域の密着している領域のみに限定して照射されることになる。
【００５１】
蓋体８０は、Ｘ線透過性の構成材料から構成された矩形の板体であり、外枠部材２８及び遮蔽材７０緩衝部材５０の上部受光側の面に接着される。蓋体８０の装着により、緩衝部材５０が押圧されてさらに緩衝部材５０の弾性により下方のシンチレータパネル４０が押圧され、シンチレータパネル４０のＸ線蛍光体層４４の面と撮像部１０のパネル状半導体イメージセンサ１２Ａ〜１２Ｄの各光感応領域とがそれぞれの間隙を十分に縮小され、互いに十分に密着することになる。
【００５２】
以下、図１に示すＸ線像撮像装置１００の作製手順の一例について説明する。
【００５３】
はじめに、使用するパネル状半導体イメージセンサ１２Ａ〜１２Ｄの光感応領域の４倍の大きさを有するシンチレータパネル４０を真空加熱蒸着法により作成する。このとき、シンチレータパネル４０の反りを計測する。次に、シンチレータパネル４０の反りの程度に応じて上部の傾斜面Ｆ２０ａ及びＦ２０ｂの勾配Ｄ２０を調整した基台２０を作製する。次に、４枚のパネル状半導体イメージセンサ１２Ａ〜１２Ｄをタイル上に隙間なく密着させて配置しつつ基台２０上に固定する。
【００５４】
このとき、各パネル状半導体イメージセンサ１２Ａ〜１２Ｄと基台２０の傾斜面Ｆ２０ａ及びＦ２０ｂとは弾性を有する接着剤３０により接着される。次に、遮蔽材７０をはめ込んだ外枠部材２８を基台２０上に固定する。このときの外枠部材２８の基台２０上の固定位置は、外枠部材２８の矩形リング内部にセットされるシンチレータパネル４０のＸ線蛍光体層４４の面と４枚のパネル状半導体イメージセンサ１２Ａ〜１２Ｄの光感応領域との間隙が十分に縮小され、両者がそれぞれ有効に密着できるように予め設定されている。
【００５５】
次に、シンチレ一夕パネル４０を外枠部材２８の矩形リング内部にはめ込むと共に４枚のパネル状半導体イメージセンサ１２Ａ〜１２Ｄの光感応領域上に接するようにして載置する。このとき、シンチレ一夕パネル４０のＸ線蛍光体層４４の面を基台２０上に配置された４枚のパネル状半導体イメージセンサ１２Ａ〜１２Ｄの受光表面に向けるようにする。次に、緩衝部材５０を外枠部材２８の矩形リング内部にはめ込む。最後に、緩衝部材５０の上部に蓋体８０を載置しつつ蓋体８０の周縁部を外枠部材２８に固定して、緩衝部材５０の弾性によりシンチレータパネル４０と各パネル状半導体イメージセンサ１２Ａ〜１２Ｄの光感応領域との密着を得るように押圧する。
【００５６】
このように、本実施形態のＸ線像撮像装置１００は、シンチレータパネル４０を使用するのでシンチレータ４０をパネル状半導体イメージセンサの受光表面に直接蒸着することがなくこれに起因するパネル状半導体イメージセンサの性能低下がない。また、調整手段、すなわち基台２０の搭載面に設けられた傾斜面Ｆ２０ａ及びＦ２０ｂにより、シンチレータパネル４０の反りに応じて４つのパネル状半導体イメージセンサ１２Ａ〜１２Ｄの配置位置を調整できる。また、蓋体８０により弾性体からなる緩衝部材５０を介してシンチレータパネル４０が適度に押圧されるためシンチレータパネル４０のＸ線蛍光体層４４の複数の部分エリアと各パネル状半導体イメージセンサ１２Ａ〜１２Ｄの光感応領域とが損傷を受けることなく十分に密着することができる。
【００５７】
すなわち、本実施形態のＸ線像撮像装置１００は、従来の大型のＸ線像撮像装置に比べ良好な解像度を得ることができると共に歩留まりも向上させることができる。更に、本実施形態のＸ線像撮像装置１００は、シンチレータパネル４０の反りに対応した傾斜面Ｆ２０ａ及びＦ２０ｂを有する基板２０を予め作製することのみで容易に作製することができるので従来の大型のＸ線像撮像装置に比べ低コスト化と生産性を向上させることもできる。
【００５８】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。
【００５９】
例えば、本発明のＸ線像撮像装置に使用するパネル状半導体イメージセンサの数は上記実施形態に特に限定されるものではない。
【００６０】
また、上記の実施形態においては、弾性体により形成された緩衝部材を用いたＸ線像撮像装置の例について説明したが、本発明のＸ線像撮像装置の緩衝部材の構成材料は、シンチレータパネルの湾曲面と複数のパネル状半導体イメージセンサの光感応領域との間隙を十分に縮小させることにより両者を密着させ、且つその状態を保持することが可能であれば上記実施形態に限定されるものではない。
【００６１】
更に、上記の実施形態においては、調整手段としてシンチレータパネルの反りに応じて上部に傾斜面を設けた基台について説明したが、本発明のＸ線像撮像装置の調整手段は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に図４〜図６に示す調整手段を用いてもよい。
【００６２】
図４は、基台２００として矩形の板体を使用し、調整手段として柱状の部材３００を使用してこれを横倒しにした状態で基台２００の平滑な上面に接着剤等により固定するものである。この場合には、柱状の部材３００が枕木のようにして機能することにより、これが基台上に搭載される複数のパネル状半導体イメージセンサ１２０Ａ〜１２０Ｄの光感応領域に傾斜を与えるので、図１及び図２に示した基台２０の傾斜面と同様の作用効果を得ることができる。なお、この場合には、柱状の部材３００の形状、その底面の大きさ、及び基台上の配置位置により各パネル状半導体イメージセンサの光感応領域の勾配の調整が行われる。
【００６３】
また、図５は、基台２２０として矩形の板体を使用し、調整手段として柱状の部材３２０を使用してこれを基台２２０の平滑な上面に倒立させて接着剤等により固定するものである。この場合にも、柱状の部材３２０が搭載される複数のパネル状半導体イメージセンサ１２２Ａ〜１２２Ｄの光感応領域に傾斜を与えるので、図１及び図２に示した基台２０の傾斜面と同様の作用効果を得ることができる。なお、この場合には、柱状の部材３２０の上面の傾斜を微妙に調節することができるので、パネル状半導体イメージセンサ１枚ごとにその光感応領域の勾配の調整が可能であり、これらが最適な状態でＸ線蛍光体層に密着できるようにすることができる。
【００６４】
更に、図６は、基台２４０として矩形の板体を使用し調整手段として接着剤３４０を使用するものである。図示の通り、この調整手段である接着剤３４０は、撮像部を構成するパネル状半導体イメージセンサ１２４Ａ〜１２４Ｄごとにそれぞれ接着剤３４０Ａ〜３４０Ｄとして分割して使用することができる。そして撮像部の周縁部に使用する接着剤３４２Ａ〜３４２Ｄのヂスペンス量に対して撮像部の中央部に使用する接着剤３４０Ａ〜３４０Ｄのヂスペンス量を多くすることにより、基台２４０に搭載されるパネル状半導体イメージセンサ１２４Ａ〜１２４Ｄの光感応領域に傾斜を与える。
【００６５】
この場合にも、接着剤３４０Ａ〜３４０Ｄの各々のヂスペンス量を微妙に調節することができるので、パネル状半導体イメージセンサ１枚ごとにその光感応領域の勾配の調整が可能であり、これらが最適な状態でＸ線蛍光体層に密着できるようにすることができる。ここで、接着に使用される接着剤としては接着される基板と基台の夫々の接着面の材質に応じて適宜選択することが可能であるが、基板の高さを調整することを主たる目的とする場合は、硬化収縮がないかあっても少ない接着剤を選択することが望ましい。
【００６６】
なお、上述の基台２０の表面は傾斜していなくてもよい。前記基台２０の表面を水平としてＸ線撮像装置の製造方法について、以下説明する。
【００６７】
図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃ、図７Ｄは、Ｘ線撮像装置の製造方法を説明するための説明図である。
【００６８】
まず、シンチレータパネル４０の反り具合を測定する（第１工程）。これは水平面上にシンチレータパネル４０を配置した場合の水平面からシンチレータパネルの中心までの高さＨを測定することにより行う。水平面は基台２０の表面と透過である。この高さＨよりも小さい値Ｈ’を設定する。イメージセンサ１２Ａ，１２ＣをコレットＣＯ１，ＣＯ２によって吸引し、イメージセンサ１２Ａ，１２Ｃの境界部の水平面からの高さがＨ’となるような傾きにイメージセンサ１２Ａ，１２Ｃの傾斜を調整する。なお、この時、半導体イメージセンサチップ１４Ａ，１４Ｃ及びイメージセンサ基板１６Ａ，１６Ｃも同時に傾斜することとなる。
【００６９】
次に、基台２０上に接着剤３０を塗布する（第２工程）。
【００７０】
更に、シンチレータパネル４０の反り具合に併せて、すなわち境界部の水平面からの高さがＨ’となるように、複数の半導体イメージセンサチップ１２は傾斜させているので、この状態で、前記接着剤３０上に前記複数の半導体イメージセンサチップ１４Ａ，１４Ｃを配置する（第３工程）。
【００７１】
しかる後、複数の半導体イメージセンサチップ１４Ａ，１４Ｃ上にシンチレータパネルを配置する（第４工程）。そして、シンチレータパネル４０上にウレタンやスポンジからなる緩衝部材５０を配置し、図１に示したように、これを押圧する（第５工程）。
【００７２】
本例の製造方法においては、接着剤３０の固化前に前記第２工程を行うこととしてるが、これは、前記反り具合に併せて接着剤３０の厚みを設定し、接着剤の固化後に、第２工程を行うこととしてもよい。
【００７３】
製造されたＸ線撮像装置は、基台２０上に隣接配置される第１及び第２半導体イメージセンサチップ１４Ａ，１４Ｃと、第１及び第２半導体イメージセンサチップ１４Ａ，１４Ｃ上に配置される１枚のシンチレータパネル４０を備えたＸ線撮像装置において、第１及び第２半導体イメージセンサチップ１４Ａ，１４Ｃそれぞれの光感応領域の表面を含む平面の法線は所定の角度（θとする）で交差している。
【００７４】
この所定の角度θは、シンチレータパネル４０側からみて０度よりも大きく１８０度よりも小さい。また、所定の角度θは、シンチレータパネル４０の反りに併せて設定されている。本装置においては、シンチレータパネル４０を第１及び第２イメージセンサチップ１４Ａ，１４Ｃ側へ押圧する緩衝部材５０を備えている。
【００７５】
なお、シンチレータパネル４０は第１及び第２イメージセンサチップ１４Ａ，１４Ｃ側の面に蛍光体層４４を備えている。この蛍光体層４４を下側に向けてシンチレータパネル４０を水平面上に外力を加えずに配置した場合に、シンチレータパネル４０側からみて、前記隣接の方向（１４Ａから１４Ｃに向かう方向）に沿ったシンチレータパネル４０の両端部と、シンチレータパネル４０の中心とを結ぶ２線分の成す角度（θ’とする）よりも、前記所定の角度θに１８０度を加えた角度（１８０＋θ）は小さく設定される。すなわち、角度θは上記押圧とシンチレータパネル４０の自重による撓みを考慮して、このような値に設定され、撮像の分解能を向上させている。
【００７６】
なお、本装置は、第１及び第２イメージセンサチップ１４Ａ，１４Ｃがそれぞれ搭載される第１及び第２パネル状半導体イメージセンサ基板１６Ａ，１６Ｃを備えているが、第１及び第２半導体イメージセンサ基板１６Ａ，１６Ｃは基台２０の表面上に接着剤３０を介して固定されている。
【００７７】
また、本例においては、基台２０の表面は水平であったが、これは図１に示したもののように、第１及び第２イメージセンサチップ１４Ａ，１４Ｃの傾斜に合わせて傾斜させてもよい。
【００７８】
【発明の効果】
以上、説明したように、本装置によれば、シンチレータパネルの反りに応じてシンチレータパネルのＸ線蛍光体層の湾曲面と各パネル状半導体イメージセンサの光感応領域との間隙を十分に縮小させることができ、両者をいずれも損傷することなく十分に密着することができるので、良好な画像解像度を有すると共に製造が容易で低コストなＸ線像撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１はＸ線像撮像装置の好適な実施形態を示す模式的断面図である。
【図２】  図２は図１のＸ線像撮像装置の模式的分解断面図である。
【図３】  図３は図１のＸ線像撮像装置の基台上に搭載されたパネル状半導体イメージセンサを示す模式的正面図である。
【図４】  図４はＸ線像撮像装置に備えられる調整手段の別の形態を示す模式図である。
【図５】  図５はＸ線像撮像装置に備えられる調整手段の別の形態を示す模式図である。
【図６】  図６はＸ線像撮像装置に備えられる調整手段の別の形態を示す模式図である。
【図７】  図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃ、図７Ｄは、Ｘ線撮像装置の製造方法を説明するための説明図である。
【符号の説明】
２０…基台、１４Ａ，１４Ｃ…第１及び第２半導体イメージセンサチップ、４０…シンチレータパネル。
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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