CHIYOMA HITOSHI (JP)
TOSHIBA ELECTRON TUBES & DEVIC (JP)
YAMAGISHI SHIROFUMI (JP)
CHIYOMA HITOSHI (JP)
| JP2002048870A | 2002-02-15 | |||
| JP2002050754A | 2002-02-15 | |||
| JPH09260626A | 1997-10-03 | |||
| JP2002048872A | 2002-02-15 |
| 基板及びこの基板上に複数の光電変換素子が二次元に配列されて形成された受光部を有する複数の光電変換基板と、 これら複数の光電変換基板を受光部が隣り合うように並べて載置する基台と、 前記複数の光電変換基板の受光部全体にわたって直接形成されているシンチレータ層とを具備し、 前記基台は、前記隣り合う光電変換基板間のこれらの面に沿った方向における隙間寸法及びこれらの面に垂直方向における段差寸法が、それぞれ前記光電変換素子の1個の受光面の1辺の寸法より小さく設定して支持することを特徴とする放射線検出器。 |
| 隣り合う光電変換基板間の隙間は133μm以下で、かつ隣り合う光電変換基板間の段差は100μm以下であることを特徴とする請求項1記載の放射線検出器。 |
| シンチレータ層の厚さは100μm~1000μmであることを特徴とする請求項1または2記載の放射線検出器。 |
| シンチレータ層を覆って密封する保護膜を備えていることを特徴とする請求項1ないし3いずれか記載の放射線検出器。 |
| 隣り合う光電変換基板間の隙間及び段差によって影響する光電変換素子の1ライン分に相当する画像をそれに隣接する他のラインの画像に基づいて補正する補正手段を具備していることを特徴とする請求項1ないし4いずれか記載の放射線検出器。 |
| 隣合う光電変換基板間の隙間寸法に対し、画像上に形成される影寸法が1.5倍以下であることを特徴とする請求項1に記載の放射線検出器。 |
| 隣合う光電変換基板間の段差寸法に対し、画像上に形成される影寸法が2倍以下であることを特徴とする請求項1に記載の放射線検出器。 |
| 基板及びこの基板上に複数の光電変換素子が二次元に配列されて形成された受光部を有する複数の光電変換基板と、 これら複数の光電変換基板を受光部が隣り合うように並べて載置する基台と、 前記複数の光電変換基板の受光部全体にわたって直接形成されているシンチレータ層とを具備し、 前記隣り合う光電変換基板間に形成される隙間及び段差は、それら隙間及び段差による影響が前記光電変換素子の1個分の影響に相当する範囲内とすることを特徴とする放射線検出器。 |
本発明は、複数の光電変換基板を並べて 面積の放射線画像を撮影する放射線検出器 関する。
医療用のX線診断装置として、人体等を透 過したX線像を電気信号に変換して出力する 面形のX線検出器が実用化されてきている。 在、実用化されているX線検出器の多くは、 基板上にフォトダイオード等の複数の光電変 換素子が二次元に配列されて受光部が形成さ れた光電変換基板と、この光電変換基板の受 光部上に形成されたシンチレータ層とを備え ており、人体等を透過したX線をシンチレー 層によって可視光に変換し、その可視光を 電変換基板の光電変換素子によって電気信 に変換して出力している。光電変換基板は 薄膜トランジスタ(TFT)を二次元に配列して形 成した回路基板を作成し、この回路基板上に 薄膜トランジスタと電気的に接続される光電 変換素子を二次元に配列して形成している。
ところで、胸部のレントゲン撮影等には 大面積のX線検出器が必要となるが、大面積 化するほど光電変換基板の製造時の歩留まり 劣化や光電変換基板の製造装置の大型化が必 要となり、光電変換基板の製造コストは上が ってしまう。
その解決策として、X線検出器としての全 体の受光面積より小さい受光面積の光電変換 素子を用い、この光電変換基板を複数並べて 大面積化することで、光電変換基板1枚あた の歩留まりの低下を防止し、製作コストを 減することが可能となる。
ただし、複数の光電変換基板を並べて大 積化した場合、複数の光電変換基板全体に たってシンチレータ層を形成したのでは、 り合う光電変換基板同士の境界部分(つなぎ 目部分)で解像度低下が起こるという理由か 、その境界部分を含む複数の光電変換基板 体を透明膜で覆って表面を平坦とし、その 明膜上にシンチレータ層を形成している(例 ば、特開2002-48872号公報の第3頁、図3参照)。
しかしながら、複数の光電変換基板を並 て大面積化し、さらにその境界部分を含む 数の光電変換基板全体を透明膜で覆って表 を平坦し、その透明膜上にシンチレータ層 形成した場合、透明膜の部分によるMTF(Modula tion Transfer Function)や感度が劣化する問題が り、さらに透明膜の形成のための製造コス や透明膜の費用がかかってしまう問題があ 。
本発明は、このような点に鑑みなされた ので、複数の光電変換基板の受光部全体に たってシンチレータ層を直接形成しても影 の少ない条件を規定することにより、MTFや 度の劣化を防止し、製造コストも低減でき 放射線検出器を提供することを目的とする
本発明は、基板及びこの基板上に複数の 電変換素子が二次元に配列されて形成され 受光部を有する複数の光電変換基板と、こ ら複数の光電変換基板を受光部が隣り合う うに並べて載置する基台と、前記複数の光 変換基板の受光部全体にわたって直接形成 れているシンチレータ層とを具備し、前記 り合う光電変換基板間に形成される隙間及 段差は、それら隙間及び段差による影響が 記光電変換素子の1個分の影響に相当する範 囲内とするものである。
図1ないし図3において、放射線検出器11は 、例えばガラスで形成された基台12を有し、 の基台12上に接着剤13を介して複数の撮像基 板である光電変換基板14が平面的に互いに隣 合うように並べて固定されている。ここで 、四角形状の基台12上に、四角形状の光電 換基板14の四方の辺のうちの2辺が他の光電 換基板14と隣り合う状態で、4枚の四角形状 光電変換基板14が平面的に互いに隣り合うよ うに並べて配置され、大面積で1つの四角形 の受光面15が形成されている。
基台12は、隣り合う光電変換基板14間の面 方向における隙間Sの寸法及び面に垂直方向 おける段差Dの寸法が、光電変換素子の1個の 受光面の1辺の寸法より小さくなるように設 されて支持している。
光電変換基板14は、ガラスで形成された 板18を有し、この基板18上に、薄膜トランジ タ(TFT)が二次元に配列されて形成されると もにこれら各薄膜トランジスタ上にフォト イオード等の光電変換素子が二次元に配列 れて形成されている。これら複数の薄膜ト ンジスタ及び複数の光電変換素子等によっ 光を電気信号に変換する受光部19が形成され ている。
光電変換基板14の四方の辺のうち、他の 電変換基板14と隣り合う2辺についてはそれ の辺の近傍まで受光部19が形成され、残りの 2辺については辺と受光部19との間に間隔があ けられている。その間隔があけられた部分に 各薄膜トランジスタに接続された電極パッド 20が形成されている。
複数の光電変換基板14の受光部19全体上に は、入射した放射線を受光部19が受光可能な 度を有する光に変換する柱状結晶構造のシ チレータ層21が直接形成されている。この ンチレータ層21の厚さは100μm~1000μmであり、 ンチレータ層21の材料には発光効率が良いTI ドープを行なったCsIがよく使用される。
シンチレータ層21にはこのシンチレータ 21を密封して湿気から保護する保護膜22が形 されている。この保護膜22には、防湿保護 シンチレータ層21の剥がれ防止及び反射を目 的として、例えば二酸化チタン粒子を樹脂で 結着したものが使用される。
ただし、複数の光電変換基板14を並べて 面積化し、これら光電変換基板14の受光部19 体にわたってシンチレータ層21を直接形成 る場合、隣り合う光電変換基板14同士の境界 部分(つなぎ目部分)で解像度低下が起こりや い。
そこで、複数の光電変換基板14の受光部19 全体にわたってシンチレータ層21を直接形成 ても影響の少ない条件がないか調査した。
隣り合う光電変換基板14間に形成される隙
Sや段差Dによる影響が画像において影(黒線)
なるため、その隙間Sや段差Dの長さと影(黒
)の長さとの関係を調査した結果を表1及び
2に示す。表1は、放射線検出器11の隣り合う
電変換基板14の隙間と影(黒線)の長さとの関
係を示す表、表2は、放射線検出器11の隣り合
う光電変換基板14の段差と影(黒線)の長さと
関係を示す表である。
画像での影(黒線)の長さは、受光部19の光 電変換素子1個分に相当する長さ以下である とが最も影響が少なく好ましい。すなわち 受光部19の光電変換素子1個分の長さが150μm 場合には画像での影(黒線)の長さが150μm以下 、また、受光部19の光電変換素子1個分の長さ が200μmの場合には画像での影(黒線)の長さが2 00μm以下となる。
そのため、表1及び表2から、画像での影( 線)が150μmの場合には、隙間Sは100μm以下、 差Dは75μm以下となり、また、画像での影(黒 )が200μmの場合には、隙間Sは133μm以下、段 Dは100μm以下とすることが好ましいという結 が得られた。
また、MTFを確認したところ、影(黒線)の 分でのMTFの低下が確認されたが、影(黒線)以 外の部分でのMTFの低下は確認されなかった。 これは、図4に示すように、影(黒線)の部分つ まり段差26の部分でシンチレータ層21の異常 長27が見られ、この異常成長27の部分がMTFの 下に影響しているからである。
このように、隣り合う光電変換基板14間 形成される隙間S及び段差Dを、それら隙間S び段差Dによる影響が光電変換素子の1個分の 影響に相当する範囲内とすることにより、複 数の光電変換基板14の受光部19全体にわたっ シンチレータ層21を直接形成しても影響の少 ない条件を規定できる。
そのため、従来のように複数の光電変換 板全体を透明膜で覆ってからシンチレータ を形成するのではなく、複数の光電変換基 14の受光部19全体にわたってシンチレータ層 21を直接形成できるので、MTFや感度の劣化を 止し、製造コストも低減できる。
また、放射線検出器11から取り出す画像 、隣り合う光電変換基板14間の境界部分(つ ぎ目部分)において影(黒線)となり、つまり 像の中心を通る縦横方向に各光電変換素子1 イン分の画像がブランクとなる。
そのため、放射線検出器11は、ブランク なる光電変換素子1ライン分の画像をそれに 接する他のラインの画像に基づいて補正す ソフト機能である補正手段を具備する。こ により、複数の光電変換基板14を並べて大 積化した場合でも、画面にブランクが無い 像を得ることができる。
本発明によれば、隣り合う光電変換基板 に形成される隙間及び段差を、それら隙間 び段差による影響が光電変換素子の1個分の 影響に相当する範囲内とすることにより、複 数の光電変換基板の受光部全体にわたってシ ンチレータ層を直接形成しても影響の少ない 条件を規定できる。そのため、複数の光電変 換基板の受光部全体にわたってシンチレータ 層を直接形成でき、MTFや感度の劣化を防止し 、製造コストも低減できる。