特開 2021-165654 放射線検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2021-165654(P2021-165654A)

(43)【公開日】2021年10月14日

(54)【発明の名称】放射線検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01T 7/00 20060101AFI20210917BHJP

   G01T 1/20 20060101ALN20210917BHJP

【ＦＩ】

   G01T7/00 A

   G01T1/20 L

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2020-68468(P2020-68468)

(22)【出願日】2020年4月6日

(71)【出願人】

【識別番号】503382542

【氏名又は名称】キヤノン電子管デバイス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001737

【氏名又は名称】特許業務法人スズエ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】坂内 龍之介

【テーマコード（参考）】

2G188

【Ｆターム（参考）】

2G188BB02

2G188CC17

2G188CC22

2G188DD05

2G188DD11

2G188DD12

2G188DD38

2G188DD47

(57)【要約】

【課題】本実施形態の目的は、強度を向上するとともに防湿性を向上することができる放射線検出装置を提供することにある。
【解決手段】本実施形態の放射線検出装置は、放射線を検出する放射線検出パネルと、前記放射線検出パネルを支持する支持体と、前記放射線検出パネルと対向する入射窓を備え、前記放射線検出パネル及び前記支持体を収容する筐体と、を備え、前記筐体の内部で前記放射線検出パネルを封止する封止構造を有する。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

放射線を検出する放射線検出パネルと、
前記放射線検出パネルを支持する支持体と、
前記放射線検出パネルと対向する入射窓を備え、前記放射線検出パネル及び前記支持体を収容する筐体と、を備え、
前記筐体の内部で前記放射線検出パネルを封止する封止構造を有する、放射線検出装置。

【請求項2】

前記封止構造は、前記支持体の側面の全周に亘って設けられた弾性部材を備えている、請求項１に記載の放射線検出装置。

【請求項3】

前記弾性部材は、前記支持体の上面と前記入射窓の下面との間に挟持されている、請求項２に記載の放射線検出装置。

【請求項4】

前記筐体は、さらに、バックカバーと、サイドカバーとを備え、
前記弾性部材は、前記入射窓と前記サイドカバーとの間に挟持されている、請求項３に記載の放射線検出装置。

【請求項5】

さらに、前記バックカバーと前記支持体との間に位置し、前記放射線検出パネルを駆動する駆動回路基板と、
前記放射線検出パネルと前記駆動回路基板とを接続するフレキシブル配線基板と、を備え、
前記支持体は、前記弾性部材と前記放射線検出パネルとの間に、前記フレキシブル配線基板を通す貫通孔を有している、請求項４に記載の放射線検出装置。

【請求項6】

前記サイドカバーと前記弾性部材との間に気密な空間が形成されている、請求項４に記載の放射線検出装置。

【請求項7】

前記入射窓は、全周縁に亘って薄肉部を有し、
前記薄肉部は、前記サイドカバーと前記弾性部材との間に挟持されている、請求項４に記載の放射線検出装置。

【請求項8】

前記入射窓は、前記薄肉部を貫通する貫通孔を有し、
前記サイドカバーは、前記貫通孔に嵌る突起を有し、
前記弾性部材は、前記貫通孔を塞いでいる、請求項７に記載の放射線検出装置。

【請求項9】

前記弾性部材は、前記支持体の側面を囲む連続した環状に形成されている、請求項２に記載の放射線検出装置。

【請求項10】

前記支持体の側面は、複数の辺に沿って形成され、
前記弾性部材は、複数のセグメントを有し、
前記セグメントの各々は、直線状に形成され、前記支持体の辺にそれぞれ設けられている、請求項２に記載の放射線検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、放射線検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

放射線検出装置として、Ｘ線検出装置が知られている。Ｘ線検出装置は、放射線の一種であるＸ線を可視光（蛍光）に変換するシンチレータ層と、その光を電気信号に変換する複数の光電変換素子と、を備えている。Ｘ線検出装置は、人体等を透過したＸ線を２次元的な画像情報として検出し、その画像情報を電気信号として外部に出力するものである。

【0003】

近年においては、様々なタイプのＸ線検出装置が開発されている。例えば、リアルタイム動画を実現させる循環器分野や消化器分野への応用や、Ｘ線検出装置の薄型化や軽量化が進んでいる。これにより、Ｘ線検出装置の持ち運びが可能となったり、Ｘ線画像を撮像するためのフィルム媒体が組み込まれたカセッテ（Cartridge)との置き換えが可能となったりしている。

【0004】

例えば、検出パネル等を内包する筐体の側壁に沿って緩衝材を設ける技術が知られている。また、筐体を保持するフレームの表面及び側面に、衝撃を吸収する弾性部材を設ける技術が知られている。さらに、筐体の側面に配置された弾性部材を着脱自在とする技術も知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００１−３４６７８８号公報

【特許文献2】特開２００５−６８０６号公報

【特許文献3】特開２００６−６４２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

人体に直接接触可能なＸ線検出装置は、薄型で軽量のため、病室や屋外に持ち運び、使用可能である。このようなＸ線検出装置には、落下した際の衝撃や人体からの荷重による破損を回避することが求められている。また、シンチレータ層は、水分による劣化を抑制するために、防湿体で覆われるなどしているものの、人体と接触した際に、体液の浸入を抑制することが求められている。

【0007】

本実施形態の目的は、強度を向上するとともに防湿性を向上することができる放射線検出装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本実施形態の放射線検出装置は、
放射線を検出する放射線検出パネルと、前記放射線検出パネルを支持する支持体と、前記放射線検出パネルと対向する入射窓を備え、前記放射線検出パネル及び前記支持体を収容する筐体と、を備え、前記筐体の内部で前記放射線検出パネルを封止する封止構造を有する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本実施形態に係る放射線検出装置１を示す断面図である。

【図2】図２は、図１に示した放射線検出パネル２の一部を示す分解斜視図である。

【図3】図３は、図１に示したＡ部を拡大した断面図である。

【図4】図４は、図１に示した支持体４の一例を示す平面図である。

【図5】図５は、弾性部材２０の一例を示す平面図である。

【図6】図６は、弾性部材２０の他の例を示す分解図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。

【0011】

本実施形態においては、放射線検出装置の一例として、Ｘ線検出装置について説明する。なお、本実施形態にて開示する主要な構成要素は、Ｘ線以外の各種放射線を検出するための放射線検出装置にも適用可能である。

【0012】

図１は、本実施形態に係る放射線検出装置１を示す断面図である。
本実施形態に係る放射線検出装置１は、Ｘ線画像検出器、あるいは、Ｘ線平面検出器などと称される場合がある。

【0013】

放射線検出装置１は、放射線検出パネル２と、防湿カバー３と、支持体４と、駆動回路基板５と、スペーサ８Ａ及び８Ｂと、筐体９と、フレキシブル配線基板１０と、を備えている。

【0014】

放射線検出パネル２は、後述するように、Ｘ線を検出するように構成されており、Ｘ線を蛍光に変換するシンチレータ層を備えている。防湿カバー３は、放射線検出パネル２のうち、シンチレータ層２２を覆っている。防湿カバー３は、例えば、アルミニウム合金などを用いて形成されている。

【0015】

支持体４は、平板状に形成され、放射線検出パネル２を支持する上面４Ａと、上面４Ａの反対側の下面４Ｂと、を有している。上面４Ａは、概ね平坦である。放射線検出パネル２は、粘着シートなどの接着剤を介して上面４Ａに固定されている。このような支持体４は、例えば、例えば、アルミニウム合金、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ；Carbon-Fiber-Reinforced Plastic）などを用いて形成され、放射線検出パネル２を安定して保持するために必要な強度を有している。

【0016】

放射線検出パネル２及び防湿カバー３の集合体は、薄い部材を積層して構成されている。このような集合体は、軽く、機械的強度の低いものである。放射線検出パネル２が支持体４に固定されることにより、放射線検出装置１に外部から振動や衝撃が加わった際に放射線検出パネル２の破損を抑制することができる。

【0017】

駆動回路基板５は、支持体４の下面４Ｂにおいて、スペーサ８Ａを介して固定されている。スペーサ８Ａを使用することで、支持体４がたとえ金属製であったとしても、支持体４から駆動回路基板５までの電気的絶縁距離を保持することができる。放射線検出パネル２及び駆動回路基板５は、フレキシブル配線基板１０を介して接続されている。駆動回路基板５は、放射線検出パネル２を電気的に駆動し、かつ、放射線検出パネル２からの出力信号を電気的に処理するものである。

【0018】

筐体９は、放射線検出パネル２、防湿カバー３、支持体４、駆動回路基板５、フレキシブル配線基板１０、及び、スペーサ８Ａ及び８Ｂを収容している。筐体９は、カバー３０と、入射窓３１と、を備えている。カバー３０は、バックカバー３２と、サイドカバー３３とで構成されている。入射窓３１、バックカバー３２、及び、サイドカバー３３は、例えば、アルミニウム合金、炭素繊維強化プラスチックなどを用いて形成されている。特に、入射窓３１は、Ｘ線吸収率の低い材料で形成されている。

【0019】

バックカバー３２は、平板状に形成されている。サイドカバー３３は、バックカバー３２に固定される部分３３Ａと、部分３３Ａと対向し入射窓３１を押さえる部分３３Ｂと、を有している。サイドカバー３３は、部分３３Ａにおいてねじ３４によってバックカバー３２に固定されている。一体化されたバックカバー３２及びサイドカバー３３は、カバー３０を構成し、箱状を呈し、Ｘ線の入射側に開口部を有している。入射窓３１は、平板状に形成され、カバー３０の開口部を塞ぐように設けられている。入射窓３１は、放射線検出パネル２及び防湿カバー３と対向している。入射窓３１は、筐体９の内部を保護する機能を有している。

【0020】

駆動回路基板５は、スペーサ８Ｂを介してバックカバー３２に固定されている。スペーサ８Ｂを使用することで、バックカバー３２がたとえ金属製であったとしても、バックカバー３２から駆動回路基板５までの電気的絶縁距離を保持することができる。バックカバー３２は、駆動回路基板５及びスペーサ８Ａ及び８Ｂを介して支持体４などを支持している。

【0021】

放射線検出パネル２、防湿カバー３、支持体４、駆動回路基板５、スペーサ８Ａ及び８Ｂ、及び、フレキシブル配線基板１０は、筐体９の内部、つまり、入射窓３１、バックカバー３２、及び、サイドカバー３３で囲まれた空間に位置している。また、放射線検出パネル２及び防湿カバー３は、支持体４と入射窓３１との間に位置し、駆動回路基板５は、支持体４とバックカバー３２との間に位置している。

【0022】

また、放射線検出装置１は、筐体９の内部において、放射線検出パネル２を封止する封止構造を有している。具体的には、放射線検出装置１は、封止構造として、弾性変形自在かつ低透湿性のゴム等の弾性部材２０を備えている。弾性部材２０は、支持体４の側面４Ｓに沿って設けられている。後述するが、弾性部材２０は、側面４Ｓの全周に亘って設けられている。図１に示す例では、弾性部材２０は、入射窓３１とサイドカバー３３との間に挟持され、弾性変形している。特に、弾性部材２０は、支持体４の上面４Ａと入射窓３１の下面３１Ｂとの間に挟持され、また、支持体４の下面４Ｂとサイドカバー３３との間（より厳密には、サイドカバー３３の部分３３Ａと下面４Ｂとの間）に挟持され、弾性変形している。なお、弾性部材２０は、入射窓３１とバックカバー３２との間に挟持されてもよい。

【0023】

これにより、弾性部材２０で囲まれた内側に気密な空間５１が形成される。空間５１は、入射窓３１、支持体４、及び、弾性部材２０で囲まれた空間５１Ａと、バックカバー３２、支持体４、及び、弾性部材２０で囲まれた空間５１Ｂと、を有している。放射線検出パネル２及び防湿カバー３は、空間５１Ａに配置され、駆動回路基板５は、空間５１Ｂに配置されている。
なお、空間５１Ａ及び空間５１Ｂは、支持体４に形成された貫通孔４Ｈを介して連通している。放射線検出パネル２と駆動回路基板５とを接続するフレキシブル配線基板１０は、折り曲げられ、放射線検出パネル２と弾性部材２０との間において貫通孔４Ｈを通り、空間５１Ａ及び空間５１Ｂに亘って設けられている。

【0024】

また、サイドカバー３３と弾性部材２０との間には、気密な空間５２が形成される。この空間５２は、側面４Ｓの全周に沿って形成される。空間５１及び空間５２は、弾性部材２０によって仕切られている。

【0025】

図２は、図１に示した放射線検出パネル２の一部を示す分解斜視図である。
放射線検出パネル２は、光電変換基板２１と、シンチレータ層２２と、を備えている。光電変換基板２１は、ガラス基板などの絶縁基板をベースとして形成されている。光電変換基板２１は、絶縁基板上に２次元的に形成された複数の光検出部２８と、行方向に沿って形成されたゲートラインＧＬと、列方向に沿って形成されたシグナルラインＳＬと、を備えている。光検出部２８は、スイッチング素子２６と、フォトセンサ２７と、を備えている。スイッチング素子２６は、例えば薄膜トランジスタによって構成されている。フォトセンサ２７は、例えばフォトダイオードによって構成されている。スイッチング素子２６及びフォトセンサ２７は、例えばａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）を基材として形成されている。

【0026】

ゲートラインＧＬは、同一行のスイッチング素子２６のゲート電極に電気的に接続されている。シグナルラインＳＬは、同一列のスイッチング素子２６のソース電極に電気的に接続されている。フォトセンサ２７は、スイッチング素子２６のドレイン電極に電気的に接続されている。

【0027】

シンチレータ層２２は、光電変換基板２１上に直接形成されている。シンチレータ層２２は、光電変換基板２１のＸ線の入射側に位置している。シンチレータ層２２は、例えば、光電変換基板２１上にシンチレータ材を蒸着させることにより形成されている。シンチレータ材としては、例えばヨウ化セシウム（ＣｓＩ）を主成分とする材料を用いることができる。

【0028】

図中に点線で示す入射窓３１を透過した放射線（Ｘ線）は、シンチレータ層２２で可視光である蛍光に変換される。シンチレータ層２２で変換された蛍光は、フォトセンサ２７で受光され、電気信号に変換される。フォトセンサ２７で変換された電気信号は、フレキシブル配線基板１０を介して外部に出力される。なお、図２に示す例では、フレキシブル配線基板１０は、光電変換基板２１の２辺に接続されているが、光電変換基板２１の４辺に接続されてもよい。

【0029】

このような本実施形態に係る放射線検出装置１によれば、支持体４の側面４Ｓの全周に亘って弾性部材２０が設けられたことにより、放射線検出装置１の強度を向上することができる。これにより、放射線検出装置１が落下した際などに加わる衝撃が吸収され、放射線検出パネル２の破損を抑制することができる。

【0030】

また、筐体９の内部で放射線検出パネル２が封止されていることにより、防湿性を向上することができる。特に、入射窓３１の上面３１Ａは、人体に接触する場合があり、体液等の水分に晒されるおそれがある。低透湿性の弾性部材２０によって筐体９の内部が封止されているため、放射線検出パネル２が配置される空間５１への水分の浸入を抑制することができる。

【0031】

また、弾性部材２０とサイドカバー３３とで囲まれた空間５２は、放射線検出パネル２が配置される空間５１とは弾性部材２０で仕切られている。このため、たとえ入射窓３１とサイドカバー３３の部分３３Ｂとの隙間から水分が浸入したとしても、空間５１への水分の浸入を抑制することができる。

【0032】

図３は、図１に示したＡ部を拡大した断面図である。
入射窓３１の下面３１Ｂは平坦面である一方で、入射窓３１の上面３１Ａの側には段差が形成されている。すなわち、入射窓３１は、全周縁に沿った薄肉部３１１と、薄肉部３１１で囲まれた厚肉部３１２と、を有している。薄肉部３１１の厚さは、厚肉部３１２の厚さより小さい。

【0033】

薄肉部３１１は、サイドカバー３３と弾性部材２０との間（より厳密には、サイドカバー３３の部分３３Ｂと弾性部材２０との間）に挟持されている。入射窓３１の下面３１Ｂは、薄肉部３１１及び厚肉部３１２に亘って延びている。つまり、薄肉部３１１において、下面３１Ｂが弾性部材２０に接触している。上面３１Ａは、厚肉部３１２に位置し、薄肉部３１１には延びていない。薄肉部３１１において、サイドカバー３３との接触面３１Ｃは、上面３１Ａとの間で段差を形成している。

【0034】

入射窓３１は、薄肉部３１１を貫通する貫通孔３１Ｈを有している。サイドカバー３３は、部分３３Ｂにおいて、下方に向かって突出した突起３３Ｐを有している。突起３３Ｐの形状については、図３に示した例に限らない。突起３３Ｐは、貫通孔３１Ｈに嵌っている。これにより、サイドカバー３３あるいはカバー３０と入射窓３１との位置決めが可能となる。

【0035】

また、入射窓３１の貫通孔３１Ｈは、弾性部材２０によって塞がれている。このため、空間５１の気密性が確保される。これにより、たとえ入射窓３１とサイドカバー３３の部分３３Ｂとの隙間から水分が浸入したとしても、空間５１への水分の浸入を抑制することができる。

【0036】

図４は、図１に示した支持体４の一例を示す平面図である。
支持体４は、図２に示した２つのフレキシブル配線基板１０を通すべく、２辺にそれぞれ貫通孔４Ｈを有している。図４に示す例では、貫通孔４Ｈは、平面視において、側面４Ｓから支持体４の中央部（あるいは、点線で示した放射線検出パネル２の配置領域２Ａ）に向かってくぼんだ凹部として形成されている。貫通孔４Ｈは、放射線検出パネル２の配置領域２Ａには重ならない。

【0037】

図５は、弾性部材２０の一例を示す平面図である。
弾性部材２０は、支持体４の側面４Ｓを囲む連続した環状に形成されている。弾性部材２０は、貫通孔４Ｈを塞ぐことなく配置されている。フレキシブル配線基板１０は、放射線検出パネル２と弾性部材２０との間において、貫通孔４Ｈを通り、支持体４の背面側に延びている。

【0038】

このように、放射線検出装置１の強度及び防水性を向上する観点、あるいは、放射線検出パネル２が配置される空間５１の気密性を確保する観点において、弾性部材２０が支持体４の全周に亘って設けられている一方で、支持体４の前面側つまり放射線検出パネル２が配置される空間５１Ａと、支持体４の背面側つまり駆動回路基板５が配置される空間５１Ｂとは貫通孔４Ｈを介して連通されている。これにより、フレキシブル配線基板１０が空間５１Ａ及び空間５１Ｂに亘って設けられ、放射線検出パネル２と駆動回路基板５とを電気的及び機械的に接続することができる。

【0039】

図６は、弾性部材２０の他の例を示す分解図である。
図６に示す例は、図５に示した例と比較して、弾性部材２０が複数のセグメント２０１乃至２０４を有する点で相違している。すなわち、支持体４の側面４Ｓは、複数の辺に沿って形成されている。図６に示す例では、側面４Ｓは、４つの辺に沿って形成されている。４つのセグメント２０１乃至２０４の各々は、直線状に形成され、支持体４の４つの辺にそれぞれ設けられる。
図６に示した例においても、上記の例と同様の効果が得られる。

【0040】

以上説明した本実施形態によれば、強度を向上するとともに防湿性を向上することができる放射線検出装置を提供することができる。

【0041】

なお、この発明は、上記実施形態そのものに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

【符号の説明】

【0042】

１…放射線検出装置 ２…放射線検出パネル
４…支持体 ４Ｓ…側面 ４Ｈ…貫通孔 ５…駆動回路基板
９…筐体 １０…フレキシブル配線基板 ２０…弾性部材
２１…光電変換基板 ２２…シンチレータ層
３１…入射窓 ３１１…薄肉部 ３１２…厚肉部 ３１Ｈ…貫通孔
３２…バックカバー ３３…サイドカバー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】