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JP2007278792A - Radiation detection apparatus and radiation detection system - Google Patents

Radiation detection apparatus and radiation detection system Download PDF

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JP2007278792A
JP2007278792A JP2006104209A JP2006104209A JP2007278792A JP 2007278792 A JP2007278792 A JP 2007278792A JP 2006104209 A JP2006104209 A JP 2006104209A JP 2006104209 A JP2006104209 A JP 2006104209A JP 2007278792 A JP2007278792 A JP 2007278792A
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Japan
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light
light source
radiation detection
guide plate
detection apparatus
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Withdrawn
Application number
JP2006104209A
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Japanese (ja)
Inventor
Masato Inoue
正人 井上
Yoshihiro Ogawa
善広 小川
Satoshi Okada
岡田  聡
Shinichi Takeda
慎市 竹田
Kazumi Nagano
和美 長野
Keiichi Nomura
慶一 野村
Satoru Sawada
覚 澤田
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the apparatus from being made large due to its light source, in a radiation detecting apparatus. <P>SOLUTION: The radiation detecting apparatus comprises: a substrate 2 on which a plurality of pixels each including a transducer element for transducing radiation into an electric signal, are arranged; a light source 7 for irradiating the transducer element with light; and an optical waveguide 6 for propagating the light from the light source 7 to the transducer element. The light source 7 is disposed inside the optical waveguide 6. Shapes of the substrate 2 and the optical waveguide 6 are polygons, and the light source 7 is disposed along at least one side of the polygons. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、医療画像診断装置、非破壊検査装置、分析装置等に応用されているX線、α線、β線、γ線等の放射線を検出する放射線検出装置及び放射線検出システムに関する。特に、放射線を電気信号に変換する変換素子と、非晶質シリコンなどの非単結晶半導体を用いたスイッチ素子とを含む画素が絶縁基板上に2次元に配置されたセンサアレイを有する放射線検出装置及び放射線検出システムに関するものである。   The present invention relates to a radiation detection apparatus and a radiation detection system that detect radiation such as X-rays, α-rays, β-rays, and γ-rays that are applied to medical image diagnostic apparatuses, non-destructive inspection apparatuses, analysis apparatuses, and the like. Particularly, a radiation detection apparatus having a sensor array in which pixels including a conversion element that converts radiation into an electrical signal and a switch element using a non-single crystal semiconductor such as amorphous silicon are two-dimensionally arranged on an insulating substrate. And a radiation detection system.

従来、病院における患者のX線直接撮影は、患者にX線を照射させてその透過X線を、可視変換シンチレータを介して感光フィルムに転写させる、いわゆるフィルム方式が主流となっている。   Conventionally, direct X-ray imaging of a patient in a hospital has been mainly performed by a so-called film system in which a patient is irradiated with X-rays and the transmitted X-rays are transferred to a photosensitive film via a visible conversion scintillator.

このフィルム方式は、撮影から現像までに時間がかかるという不具合や、膨大な撮影フィルムの保管、検索が必要であるなど、病院内の管理、運営の面で不具合が残っている。   This film system still has problems in terms of management and operation in the hospital, such as a problem that it takes time from photographing to development, and a need to store and retrieve a large amount of film.

ところで、このフィルムの代わりに輝尽性シンチレータを用い、いったん患者のX線像をこの輝尽性シンチレータに蓄像し、その後レーザ光でスキャンさせ、X線像をデジタル値として読み取る方式がある。   By the way, there is a method in which a stimulable scintillator is used in place of this film, and an X-ray image of a patient is once stored in the stimulable scintillator and then scanned with a laser beam to read the X-ray image as a digital value.

画像をデジタル化すれば、種々の媒体に記録できるため、画像の保管、検索、転送が容易に行われ、病院内の管理、運営の面で効率がよくなる。   If the image is digitized, it can be recorded on various media, so that the image can be easily stored, searched, and transferred, and the efficiency in the management and operation of the hospital is improved.

又、画像情報をデジタル値として得ることは、コンピュータによって高度な画像処理を高速で行うことができるため、診断の向上が期待される。   Also, obtaining image information as a digital value is expected to improve diagnosis because advanced image processing can be performed at high speed by a computer.

しかし、この輝尽性シンチレータを用いる方式も、フィルム方式と同様に、撮影から現像にいたるまでに時間がかかっている。   However, the method using the photostimulable scintillator also takes time from shooting to development, like the film method.

一方、CCDやアモルファスシリコン半導体のような固体撮像素子を用いたX線撮像装置が提案されている。   On the other hand, an X-ray imaging apparatus using a solid-state imaging device such as a CCD or an amorphous silicon semiconductor has been proposed.

これは、フィルム方式と同様に、X線そして可視変換シンチレータを介し、患者のX線像を、多数個の2次元アレイ上に配列された撮像素子で直接デジタル化して読み取る方式である。   Similar to the film system, this is a system in which an X-ray image of a patient is directly digitized and read by image sensors arranged on a number of two-dimensional arrays via X-rays and a visible conversion scintillator.

ほぼリアルタイムでデジタル画像が得られるため、上記したフィルム方式や輝尽性シンチレータを用いる方式に比べて、大きなメリットがある。   Since a digital image can be obtained almost in real time, there are significant advantages over the film method and the method using a stimulable scintillator.

特に、アモルファスシリコンは大面積で作成できるため、そのようなものを用いたX線撮像装置では、胸部撮影のような大きな部位が等倍で撮像される。   In particular, since amorphous silicon can be formed with a large area, an X-ray imaging apparatus using such an image captures a large part such as chest imaging at the same magnification.

したがって、光の利用効率も良く、高S/N比が期待されている。   Therefore, the light utilization efficiency is good and a high S / N ratio is expected.

また、可視変換シンチレータを介さずに直接X線を電気信号に変換するアモルファス・セレン等の放射線検出素子を有する大面積のX線撮像装置も提案されている。   A large-area X-ray imaging apparatus having a radiation detection element such as amorphous selenium or the like that directly converts X-rays into electric signals without using a visible conversion scintillator has also been proposed.

以下、特に光学的リセット動作又は光学的キャリブレーション動作を行うための光源を備えた従来技術について二つのものを示す。   In the following, two conventional techniques including a light source for performing an optical reset operation or an optical calibration operation will be described.

特許文献1には、アモルファスシリコン半導体と可視変換シンチレータを搭載したX線撮像装置の例が示されている。   Patent Document 1 shows an example of an X-ray imaging apparatus equipped with an amorphous silicon semiconductor and a visible conversion scintillator.

図17は、その例を示す断面図である。   FIG. 17 is a cross-sectional view showing an example thereof.

図17において、p1、p2、p3は支持体40の表面に配された光電変換素子、1005はX線を可視光に変換するシンチレータ、1006は各光電変換素子の背面に配された光源である。また、1008はある波長の光を透過し他の波長の光を反射するような誘電体膜からなる二色性層、1009は光電変換素子p1、p2、p3で検出されずに支持体1040を透過した光を吸収し、光源1006の光を透過する着色層である。   In FIG. 17, p1, p2, and p3 are photoelectric conversion elements disposed on the surface of the support 40, 1005 is a scintillator that converts X-rays into visible light, and 1006 is a light source disposed on the back surface of each photoelectric conversion element. . Reference numeral 1008 denotes a dichroic layer made of a dielectric film that transmits light of a certain wavelength and reflects light of other wavelengths. Reference numeral 1009 denotes a support 1040 that is not detected by the photoelectric conversion elements p1, p2, and p3. A colored layer that absorbs transmitted light and transmits light from the light source 1006.

図17において、光源1005は、光源1005からの光を光電変換素子p1、p2、p3に入射させることによって、光学的リセット動作又は光学的キャリブレーション動作を行い、特に値の低い電気信号の伝送効率を向上させる目的で配置されている。   In FIG. 17, a light source 1005 performs an optical reset operation or an optical calibration operation by causing light from the light source 1005 to enter the photoelectric conversion elements p1, p2, and p3. It is arranged for the purpose of improving.

次に、特許文献2には、可視変換シンチレータを介さずに直接X線を電気信号に変換するアモルファス・セレン等の放射線検出素子を有する大面積のX線撮像装置が開示されている。   Next, Patent Document 2 discloses a large-area X-ray imaging apparatus having a radiation detection element such as amorphous selenium that directly converts an X-ray into an electric signal without using a visible conversion scintillator.

図18は、この例を示す断面図である。   FIG. 18 is a cross-sectional view showing this example.

図18において、1015はX線フラットパネル検出器であり、これは、X線変換層1025、検出アレイ1027、表面電極1031によって構成されている。   In FIG. 18, reference numeral 1015 denotes an X-ray flat panel detector, which includes an X-ray conversion layer 1025, a detection array 1027, and a surface electrode 1031.

1017は光源であり、これは、導光板1041と導光板1041の外部に配置された光源1043と光反射板1045と光拡散板1047によって構成されている。   A light source 1017 includes a light guide plate 1041, a light source 1043 disposed outside the light guide plate 1041, a light reflection plate 1045, and a light diffusion plate 1047.

光源の配置目的は特許文献1に開示される技術の場合と同様である。
特開平10−206552号公報 特開2004−33659号公報
The purpose of arranging the light sources is the same as that of the technique disclosed in Patent Document 1.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-206552 JP 2004-33659 A

ところで、上記の従来技術のうち特許文献1に開示される技術では、光源1006と光電変換素子p1〜p3の間に支持体1040、誘電体膜1008、着色層1009が配置されており、厚さ方向にその空間が必要になる。   By the way, in the technique disclosed in Patent Document 1 among the above conventional techniques, the support 1040, the dielectric film 1008, and the colored layer 1009 are disposed between the light source 1006 and the photoelectric conversion elements p1 to p3, and the thickness thereof is as follows. That space is needed in the direction.

また、特許文献1には光源として発光ダイオード(以下LEDと記す)の記載があり、LEDを2次元に配置し、LEDを駆動するための電気基板が必要になるため、さらに厚くなることになる。   Further, Patent Document 1 has a description of a light emitting diode (hereinafter referred to as LED) as a light source, and an electric substrate for driving the LED is required because the LEDs are arranged two-dimensionally. .

このような構成では、厚さ方向に充分な空間が必要になり、装置全体を大型化するばかりでなく、重量の重い装置となってしまう。   In such a configuration, a sufficient space in the thickness direction is required, which not only increases the size of the entire apparatus but also results in a heavy apparatus.

特に、病室等の回診医療分野では可搬性の要求が強まっており、小型軽量化を達成できないという欠点を有している。   In particular, in the field of round-trip medical care such as hospital rooms, there is an increasing demand for portability, and there is a drawback that it is not possible to achieve a reduction in size and weight.

また、特許文献2では、光源1017の光源1043が導光板1041の外部に配置されているため、X線フラットパネル検出器の大きさよりも外側に光源1043が配置されており、その分装置全体が大きくなることになる。   In Patent Document 2, since the light source 1043 of the light source 1017 is arranged outside the light guide plate 1041, the light source 1043 is arranged outside the size of the X-ray flat panel detector. Will grow.

大面積のX線撮像装置の需要でその特徴をもっとも発揮できるのが胸部の等倍撮影である。その撮影では装置の上部に顎を載せる空間が必要であり、胸部及び食道部さらには咽頭部を最適に撮影するためには顎位置と光電変換素子領域周辺との距離をできるだけ狭めたいという要求がある。そのため、特許文献2の光源1043は上部には配置できないという制約がある。   The demand for a large-area X-ray imaging apparatus can best demonstrate its features in the same-magnification imaging of the chest. The imaging requires a space for placing the chin on the top of the device, and in order to optimally image the chest, esophagus, and pharynx, there is a demand to reduce the distance between the jaw position and the photoelectric conversion element area as much as possible. is there. Therefore, there is a restriction that the light source 1043 of Patent Document 2 cannot be arranged on the upper part.

複数の光源配置が必要な場合は、光源の位置はさらに規制されることになる。   When a plurality of light source arrangements are required, the position of the light source is further regulated.

たとえ、光源を装置の測部に配置した場合でも、測部は患者が両腕を回す部位に位置するため、両サイドの腕回しのバランス状態を保つためには、両サイドに光源の大きさの分だけ装置が大きくなることになる。   Even if the light source is placed on the measuring part of the device, the measuring part is located at the part where the patient turns both arms, so in order to keep the balance of the arm turning on both sides, the size of the light source on both sides The device becomes larger by the amount of.

さらに、可搬性の装置では光源部の大きさ、厚さで装置の大きさが決定されることになり、その分大型化することは避けられないという欠点を有している。   Furthermore, the portable device has the disadvantage that the size of the light source section is determined by the size and thickness of the light source unit, and it is unavoidable to increase the size accordingly.

そこで、本発明は、放射線検出装置において、光源による装置の大型化を避けることを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to avoid an increase in the size of the apparatus due to the light source in the radiation detection apparatus.

上記の課題を解決するため、放射線を電気信号に変換する変換素子を含む画素が複数配置された基板と、前記変換素子に光を照射するための光源と、該光源からの前記光を前記変換素子に伝播するための導光板と、を有する放射線検出装置において、前記光源は前記導光板の内部に配置されていることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a substrate on which a plurality of pixels including a conversion element that converts radiation into an electrical signal is arranged, a light source for irradiating light to the conversion element, and the light from the light source being converted A radiation detection apparatus having a light guide plate for propagating to an element, wherein the light source is disposed inside the light guide plate.

本発明によれば、光源を、その光を伝播・伝達させる導光板の内部に配置することにより、放射線検出装置の縦・横・厚さを光源の大きさに左右されることなく設計することが可能となる。   According to the present invention, by arranging the light source inside the light guide plate that propagates and transmits the light, the length, width, and thickness of the radiation detection apparatus can be designed without being influenced by the size of the light source. Is possible.

これにより、光源による出っ張った部位による撮影の制限は解消され、最適な撮影環境を提供できる装置を達成できる。   Thereby, the limitation of imaging by the protruding portion by the light source is eliminated, and an apparatus that can provide an optimal imaging environment can be achieved.

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の実施の形態を説明する。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

(実施形態1)
以下、本発明の第1の実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施形態としての放射線検出装置を用いたシステムの概略ブロック図である。   FIG. 1 is a schematic block diagram of a system using a radiation detection apparatus as an embodiment of the present invention.

図1において、101は放射線発生装置としてのX線発生装置、102は被検者、103は放射線検出装置、104はコントローラ及び表示機である。   In FIG. 1, 101 is an X-ray generator as a radiation generator, 102 is a subject, 103 is a radiation detector, and 104 is a controller and display.

まず、被検者を放射線検出装置103の前面に位置させ、X線発生装置101からX線を照射する。X線は被検者の体内を透過し、透過率に応じた強度分布をもって放射線検出装置103に入射する。   First, the subject is positioned in front of the radiation detection apparatus 103 and X-rays are emitted from the X-ray generation apparatus 101. X-rays pass through the body of the subject and enter the radiation detection apparatus 103 with an intensity distribution corresponding to the transmittance.

放射線検出装置103内にはX線を光に変換するシンチレータと、そこから発する光を電気信号に変化する2次元に配置された光電変換素子アレイが配置されている。   In the radiation detection apparatus 103, a scintillator that converts X-rays into light and a two-dimensional photoelectric conversion element array that changes light emitted from the X-rays into electric signals are arranged.

光電変換された電気信号がコントローラ104によって読み出され、付属の表示機にデジタル画像として表示されることになる。   The photoelectrically converted electrical signal is read out by the controller 104 and displayed as a digital image on the attached display device.

図2は、本発明の一実施形態としての放射線検出装置の断面図である。   FIG. 2 is a cross-sectional view of a radiation detection apparatus as one embodiment of the present invention.

図2において、1は光電変換素子アレイ、2は支持基板、3はシンチレータ、4は電磁シールド及び遮光層、5は光拡散板、6は導光板、7は光源、8は光反射層、9は光反射部位である。   In FIG. 2, 1 is a photoelectric conversion element array, 2 is a support substrate, 3 is a scintillator, 4 is an electromagnetic shield and a light shielding layer, 5 is a light diffusion plate, 6 is a light guide plate, 7 is a light source, 8 is a light reflection layer, 9 Is a light reflection part.

放射線検出装置に入射したX線は、アルミ等の金属シートの電磁シールド層4を透過し、シンチレータ3によって光に変換される。   The X-rays incident on the radiation detection apparatus are transmitted through the electromagnetic shield layer 4 made of a metal sheet such as aluminum and converted into light by the scintillator 3.

その光は支持基板2上に2次元に配置された光電変換素子アレイ1で光の強度に応じた電気信号に変換されて画像として読み出される。   The light is converted into an electrical signal corresponding to the intensity of light by the photoelectric conversion element array 1 arranged two-dimensionally on the support substrate 2 and read out as an image.

一方、支持基板2の裏面(X線入射面とは反対面)に配された光拡散板5、導光板6、光源7、光反射層8、光反射部位9は、光学的キャリブレーション(又は光学的スイッチとも称す)に用いるために配置したものである。   On the other hand, the light diffusing plate 5, the light guide plate 6, the light source 7, the light reflecting layer 8, and the light reflecting portion 9 arranged on the back surface (the surface opposite to the X-ray incident surface) of the support substrate 2 are subjected to optical calibration (or (Also referred to as an optical switch).

これらは、X線を照射する前段階で光源から光を発生させ、その光を導光板6と光反射層8、光反射部位9及び光拡散板5によって効率よく光電変換素子アレイに照射する。このことにより、各光電変換素子の電荷伝送効率の向上をはかる。   These generate light from a light source before the irradiation with X-rays, and efficiently irradiate the photoelectric conversion element array with the light by the light guide plate 6, the light reflection layer 8, the light reflection portion 9, and the light diffusion plate 5. As a result, the charge transfer efficiency of each photoelectric conversion element is improved.

本実施形態は、光源と導光板の構造にかかわるもののため、光学的キャリブレーションの駆動方法、制御についての詳細な説明は省略する。   Since the present embodiment relates to the structure of the light source and the light guide plate, a detailed description of the optical calibration driving method and control will be omitted.

図3は、図2の放射線検出装置の断面図の拡大図であり、光源で発生した光が導光板6を伝播し、光反射部位9で上方に反射した光は光拡散板5で多方向に拡散され光電変換素子アレイに照射される様子を示した図である。   FIG. 3 is an enlarged view of a cross-sectional view of the radiation detection apparatus of FIG. 2. Light generated by the light source propagates through the light guide plate 6, and light reflected upward by the light reflecting portion 9 is multidirectional by the light diffusion plate 5. It is the figure which showed a mode that it spread | diffused and is irradiated to a photoelectric conversion element array.

図3において、矢印が光の進行方向である。   In FIG. 3, the arrow is the direction of light travel.

光反射層8は、導光板6を伝播し光反射部位9で反射せずに光反射層8側に透過した光を再び導光板6側に反射させ、光拡散板5への入射量を高めるために配置したものである。   The light reflecting layer 8 reflects the light propagating through the light guide plate 6 and not being reflected by the light reflecting portion 9 but transmitted to the light reflecting layer 8 side again to the light guide plate 6 side, thereby increasing the amount of incident light on the light diffusion plate 5. It is arranged for the purpose.

なお、光反射部位9は、導光板表面につけた凹凸形状や印刷によって形成された反射パターンである。   The light reflecting portion 9 is a reflection pattern formed by uneven shape or printing attached to the surface of the light guide plate.

また、光拡散板5は、アクリルやポリカーボネートの樹脂の表面に不規則な凹凸を形成したシートである。   The light diffusion plate 5 is a sheet in which irregular irregularities are formed on the surface of an acrylic or polycarbonate resin.

ここで、導光板6は光伝播の効率の良い透明度の高い樹脂素材、例えばアクリル樹脂等が望ましい。   Here, the light guide plate 6 is preferably made of a resin material with high light propagation efficiency and high transparency, such as acrylic resin.

また、光源7は、LED、冷陰極管や半導体レーザ等の高出力光源が望ましい。   The light source 7 is preferably a high output light source such as an LED, a cold cathode tube, or a semiconductor laser.

図4は、図2の放射線検出装置を光反射層8側から見た平面図である。   FIG. 4 is a plan view of the radiation detection apparatus of FIG. 2 viewed from the light reflection layer 8 side.

光源7は、図2、図3から明らかなように、その厚さは導光板6の厚さと同等であり、また、図4から明らかなように、導光板の面内に配置されている。すなわち、光源7は導光板6の内部に配置している。   As is clear from FIGS. 2 and 3, the light source 7 has the same thickness as that of the light guide plate 6 and is disposed in the plane of the light guide plate as is apparent from FIG. 4. That is, the light source 7 is disposed inside the light guide plate 6.

矢印は、光源7からの光の導光板6内での伝播を平面的に表現した場合の方向を示している。   The arrow indicates the direction when the propagation of light from the light source 7 in the light guide plate 6 is expressed in a plane.

なお、目的を達成するためには、導光板の厚さをt1、光源の厚さをt2とするとき、
t1≧t2
であれば問題ない。
In order to achieve the object, when the thickness of the light guide plate is t1, and the thickness of the light source is t2,
t1 ≧ t2
If so, no problem.

なお、平面方向の光源の大きさは導光板の面内におさまる大きさであることは言うまでもない。   Needless to say, the size of the light source in the planar direction is within the plane of the light guide plate.

(実施形態2)
図5は、本発明の第2の実施形態の放射線検出装置を光反射層8側から見た平面図である。
(Embodiment 2)
FIG. 5 is a plan view of the radiation detection apparatus according to the second embodiment of the present invention as viewed from the light reflection layer 8 side.

本実施形態の特徴は、実施形態1と比較し、光量のアップと光電変換素子への照射光量分布の均一化を目的に、導光板6内に光源7を二つ配置したことにある。   The feature of this embodiment is that, compared with the first embodiment, two light sources 7 are arranged in the light guide plate 6 for the purpose of increasing the amount of light and equalizing the distribution of the amount of light applied to the photoelectric conversion elements.

図5において、1は光電変換素子アレイ、6は導光板、7−1及び7−2は光源である。   In FIG. 5, 1 is a photoelectric conversion element array, 6 is a light guide plate, and 7-1 and 7-2 are light sources.

図5では隣り合う2辺に光源7−1と7−2を配置した図を示したが、不図示の対向する2辺に配置しても良い。   Although FIG. 5 shows a diagram in which the light sources 7-1 and 7-2 are arranged on two adjacent sides, they may be arranged on two opposite sides (not shown).

(実施形態3)
図6は、本発明の第3の実施形態の放射線検出装置を光反射層8側から見た平面図である。
(Embodiment 3)
FIG. 6 is a plan view of the radiation detection apparatus according to the third embodiment of the present invention as viewed from the light reflection layer 8 side.

本実施の形態は、実施形態2と同様に、さらに光量のアップと光電変換素子への照射光量分布の均一化を目的に、導光板6内の各辺近傍に光源7を配置したもので、光源を計四つ配置している。   In the present embodiment, similarly to the second embodiment, a light source 7 is arranged in the vicinity of each side in the light guide plate 6 for the purpose of further increasing the amount of light and making the distribution of the amount of light irradiated to the photoelectric conversion element uniform. A total of four light sources are arranged.

図6において、1は光電変換素子アレイ、6は導光板、7−1及び7−2〜4は光源である。   In FIG. 6, 1 is a photoelectric conversion element array, 6 is a light guide plate, and 7-1 and 7-2 to 4 are light sources.

この場合、光量が向上するばかりでなく、導光板6の周辺から中心方向に光は伝播することから、光電変換素子アレイへの照射光量の分布は中心に対して同心円状に均一な分布が得られる。   In this case, not only the amount of light is improved, but also the light propagates from the periphery of the light guide plate 6 toward the center, so that the distribution of the amount of light applied to the photoelectric conversion element array has a uniform distribution concentrically with respect to the center. It is done.

(実施形態4)
図7は、本発明の第4の実施形態の放射線検出装置を光反射層8側から見た平面図である。
(Embodiment 4)
FIG. 7 is a plan view of the radiation detection apparatus according to the fourth embodiment of the present invention viewed from the light reflection layer 8 side.

例えば、光源7が冷陰極管である場合、冷陰極管は管の軸中心に360度方向に光が発生する。   For example, when the light source 7 is a cold cathode tube, the cold cathode tube emits light in the direction of 360 degrees about the axis of the tube.

また、LED又は半導体レーザは前後2方向に発光可能である。   Further, the LED or the semiconductor laser can emit light in two directions.

それらの特性を考慮した実施形態が本実施形態である。   An embodiment that considers these characteristics is this embodiment.

図7で明らかなように、光源12を導光板の辺に平行な中心に直線上に配置することにより、一つの光源で図中2方向の矢印方向に発光させることができる。また、実施形態1と比較して導光板6の半分の領域で光伝播が可能であり、光電変換素子アレイへの照射光量を向上させることが可能である。光源からの光を効率よく使用することができることになる。   As can be seen from FIG. 7, the light source 12 is arranged on a straight line in the center parallel to the side of the light guide plate, so that one light source can emit light in two arrow directions in the figure. Further, light propagation is possible in a half region of the light guide plate 6 as compared with the first embodiment, and the amount of light applied to the photoelectric conversion element array can be improved. The light from the light source can be used efficiently.

(実施形態5)
図8は、本発明の第5の実施形態の放射線検出装置を光反射層8側から見た平面図である。
(Embodiment 5)
FIG. 8 is a plan view of the radiation detection apparatus according to the fifth embodiment of the present invention viewed from the light reflection layer 8 side.

本実施の形態は実施形態4を変形させたもので、導光板6の向かい合う2辺に対して光源13を斜めに配置している。   The present embodiment is a modification of the fourth embodiment, and the light source 13 is arranged obliquely with respect to the two opposite sides of the light guide plate 6.

その際、光源13からの光電変換素子アレイへの照射光量が、光源13に対して導光板の左右で等しくなるように又は光源13に対して左右の導光板の面積が等しくなるように、導光板6内に光源13を配置させている。   At that time, the amount of light applied to the photoelectric conversion element array from the light source 13 is guided so that the right and left of the light guide plate are equal to the light source 13 or so that the areas of the left and right light guide plates are equal to the light source 13. A light source 13 is disposed in the light plate 6.

(実施形態6)
図9は、本発明の第6の実施形態の放射線検出装置を光反射層8側から見た平面図である。
(Embodiment 6)
FIG. 9 is a plan view of the radiation detection apparatus according to the sixth embodiment of the present invention viewed from the light reflection layer 8 side.

図9において、光源14は導光板6の一組の対角を結ぶ線上に配置されており、本実施形態と、実施形態5との違いは、光源14を導光板内に最長の条件で配置したことにある。   In FIG. 9, the light source 14 is arranged on a line connecting a pair of diagonals of the light guide plate 6. The difference between the present embodiment and the fifth embodiment is that the light source 14 is arranged in the light guide plate under the longest condition. It is to have done.

これにより、光電変換素子アレイへの照射光量は、一つの光源では最大限にすることが可能となる。   Thereby, the amount of light irradiated to the photoelectric conversion element array can be maximized with one light source.

(実施形態7)
図10は、本発明の第7の実施形態の放射線検出装置を光反射層8側から見た平面図である。
(Embodiment 7)
FIG. 10 is a plan view of the radiation detection apparatus according to the seventh embodiment of the present invention viewed from the light reflection layer 8 side.

本実施形態は、図10で明らかなように、光源14−1、14−2、14−3をおのおのの対角を結ぶ2組の対角線上に配置したことにある。   As is apparent from FIG. 10, the present embodiment is that the light sources 14-1, 14-2, and 14-3 are arranged on two pairs of diagonal lines connecting the respective diagonals.

これにより、第6の実施形態より、より光電変換アレイへの照射光量を向上させることができるとともに、光電変換素子アレイへの照射光の分布もより均一化させることが可能となる。   As a result, the amount of light applied to the photoelectric conversion array can be further improved and the distribution of the light applied to the photoelectric conversion element array can be made more uniform than in the sixth embodiment.

(実施形態8)
図11は、本発明の第8の実施形態の放射線検出装置を光反射層8側から見た平面図である。
(Embodiment 8)
FIG. 11 is a plan view of the radiation detection apparatus according to the eighth embodiment of the present invention viewed from the light reflection layer 8 side.

本実施形態の特徴は、図11で明らかなように、導光板6の中心を、中心とする円環状の光源15を配置したことにある。   The feature of this embodiment is that an annular light source 15 having the center of the light guide plate 6 as the center is disposed, as is apparent from FIG.

上記の実施形態との違いは、円環状の光源15を配置することにより、光電変換素子アレイへの照射光の分布は、光電変換素子アレイの中心に対して同心円状に分布の等しい光を照射することが可能となる。また、導光板6の中心と光源15の距離を最適化することにより、光電変換素子アレイへの照射光分布を略均一化することが可能となる。   The difference from the above embodiment is that an annular light source 15 is arranged, so that the distribution of the irradiation light to the photoelectric conversion element array is irradiated with light having the same distribution concentrically with respect to the center of the photoelectric conversion element array. It becomes possible to do. Further, by optimizing the distance between the center of the light guide plate 6 and the light source 15, it is possible to make the irradiation light distribution to the photoelectric conversion element array substantially uniform.

(実施形態9)
図12は、本発明の第9の実施形態の放射線検出装置を光反射層8側から見た平面図である。
(Embodiment 9)
FIG. 12 is a plan view of the radiation detection apparatus according to the ninth embodiment of the present invention viewed from the light reflection layer 8 side.

本実施の形態では、導光板6の周囲の側面に反射層20を配置した。   In the present embodiment, the reflective layer 20 is disposed on the side surface around the light guide plate 6.

これにより光源で発生し、導光板6を伝播した光は、反射層20で反射し、伝播方向をかえて更に伝播するため、さらなる光の有効利用と均一化を可能とする。   As a result, the light generated by the light source and propagated through the light guide plate 6 is reflected by the reflective layer 20 and further propagates in a different direction of propagation, thereby enabling further effective use and uniformization of the light.

図12は実施形態6の場合に反射層20を配した例で示したが、実施形態1〜5及び実施形態7〜9に適用した場合においても、同様の効果が得られることは言うまでもない。   FIG. 12 shows an example in which the reflective layer 20 is arranged in the case of the sixth embodiment, but it goes without saying that the same effect can be obtained even when applied to the first to fifth and seventh to ninth embodiments.

(実施形態10)
図13は、本発明の第10の実施形態の拡大断面図である。
(Embodiment 10)
FIG. 13 is an enlarged cross-sectional view of a tenth embodiment of the present invention.

これまで、導光板と光源の関係は、図4に示したように、光源が導光板の平面内の溝又は隙間に配置され、光源の厚さは導光板の厚さ以下であることを示してきた。   Up to now, the relationship between the light guide plate and the light source indicates that the light source is disposed in the groove or gap in the plane of the light guide plate and the thickness of the light source is equal to or less than the thickness of the light guide plate, as shown in FIG. I came.

これに対して、本実施の形態では、導光板に対する光源の配置の方法を変えた例である。以下の実施形態11及び12の場合も同様である。   In contrast, the present embodiment is an example in which the method of arranging the light source with respect to the light guide plate is changed. The same applies to the following embodiments 11 and 12.

図13では、光源11を導光板6の内部の光拡散板5側に配置している。   In FIG. 13, the light source 11 is disposed on the light diffusion plate 5 side inside the light guide plate 6.

これにより光源は外部雰囲気とは隔離されるため、外部からの湿度等の影響を受けにくくなる。   As a result, the light source is isolated from the external atmosphere, and thus is less susceptible to external humidity and the like.

(実施形態11)
図14は、本発明の第11の実施形態の拡大断面図である。
(Embodiment 11)
FIG. 14 is an enlarged cross-sectional view of an eleventh embodiment of the present invention.

図14は、導光板6の側面に配した溝に光源を配している。   In FIG. 14, the light source is disposed in the groove disposed on the side surface of the light guide plate 6.

図13に比べて外部からの影響を受けやすい構造ではあるが、反面、導光板を配置した後に導光板の測部から光源を配置可能であり、組立・製造が容易となる。   Compared to FIG. 13, the structure is more susceptible to external influences, but on the other hand, the light source can be arranged from the measuring portion of the light guide plate after the light guide plate is arranged, and assembly and manufacture are facilitated.

(実施形態12)
図15は、本発明の第12の実施形態の拡大断面図である。
Embodiment 12
FIG. 15 is an enlarged cross-sectional view of a twelfth embodiment of the present invention.

図15は、導光板作製時に導光板内部に光源を配置し一括製造したものを示す図である。製造はキャステイングで行うことが可能である。   FIG. 15 is a diagram showing a product manufactured by arranging a light source inside the light guide plate when the light guide plate is manufactured. Manufacture can be performed by casting.

また、光源の配置は、上記の全ての実施形態の配置形態で配置可能である。   Further, the light sources can be arranged in the arrangement forms of all the above embodiments.

これにより、外部からの影響を防ぐことができ、また導光板内に固定されるため、振動での光源の位置ずれはなくなる。   Thereby, the influence from the outside can be prevented, and since it is fixed in the light guide plate, the positional deviation of the light source due to vibration is eliminated.

以上、光源については、実施形態1の場合のみで記載したが、他の実施形態の場合においても可能である。実施形態1同様、光源は冷陰極管又はLED、半導体であっても何ら問題ない。   As mentioned above, although the light source was described only in the case of the first embodiment, it is possible in the case of other embodiments. As in the first embodiment, there is no problem even if the light source is a cold cathode tube, LED, or semiconductor.

(実施形態13)
図16は、本発明の第13の実施形態の拡大断面図である。
(Embodiment 13)
FIG. 16 is an enlarged cross-sectional view of a thirteenth embodiment of the present invention.

本実施の形態は、光源に面発光のEL(electro−luminescence)16を搭載した例である。   The present embodiment is an example in which an EL (electro-luminescence) 16 is mounted on a light source.

ELは面内で均一な発光分布が得られるため、さらに有利な光源として提供することが可能となる。   Since EL can obtain a uniform light emission distribution in a plane, it can be provided as a more advantageous light source.

なお、EL16は、導光板6に溝を施し配置することも可能であるが、導光板6と一体成型した方が、空気層による光の損失が少なく、また外部からの影響も少なくとともに、製造上の取扱い性に関しても有利である。   The EL 16 can also be arranged with a groove in the light guide plate 6, but the one formed integrally with the light guide plate 6 has less light loss due to the air layer and less influence from the outside. The above handling is also advantageous.

本明細書では、放射線としてX線を使用した例を示したが、放射線として、放射線崩壊によって放出される粒子(光子を含む)の作るビームであるα線、β線、γ線なども含まれる。また、それ以外には、同程度以上のエネルギーを有するビーム、例えば、粒子線、宇宙線なども、放射線に含まれるものとする。   In this specification, an example is shown in which X-rays are used as radiation. However, radiation includes α-rays, β-rays, γ-rays, and the like, which are beams formed by particles (including photons) emitted by radiation decay. . In addition, a beam having the same or higher energy, such as a particle beam or a cosmic ray, is included in the radiation.

本発明は、医療診断機器、非破壊検査機器等の分野で使用される放射線検出装置に用いられるものである。   The present invention is used for a radiation detection apparatus used in the fields of medical diagnostic equipment, non-destructive testing equipment, and the like.

本発明の一実施形態としての放射線検出装置を用いたシステムの概略ブロック図である。1 is a schematic block diagram of a system using a radiation detection apparatus as one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態としての放射線検出装置の断面図である。It is sectional drawing of the radiation detection apparatus as one Embodiment of this invention. 図2の放射線検出装置の断面図の拡大図である。It is an enlarged view of sectional drawing of the radiation detection apparatus of FIG. 図2の放射線検出装置を光反射層8側から見た平面図である。It is the top view which looked at the radiation detection apparatus of FIG. 2 from the light reflection layer 8 side. 本発明の第2の実施形態の放射線検出装置を光反射層8側から見た平面図である。It is the top view which looked at the radiation detection apparatus of the 2nd Embodiment of this invention from the light reflection layer 8 side. 本発明の第3の実施形態の放射線検出装置を光反射層8側から見た平面図である。It is the top view which looked at the radiation detection apparatus of the 3rd Embodiment of this invention from the light reflection layer 8 side. 本発明の第4の実施形態の放射線検出装置を光反射層8側から見た平面図である。It is the top view which looked at the radiation detection apparatus of the 4th Embodiment of this invention from the light reflection layer 8 side. 本発明の第5の実施形態の放射線検出装置を光反射層8側から見た平面図である。It is the top view which looked at the radiation detection apparatus of the 5th Embodiment of this invention from the light reflection layer 8 side. 本発明の第6の実施形態の放射線検出装置を光反射層8側から見た平面図である。It is the top view which looked at the radiation detection apparatus of the 6th Embodiment of this invention from the light reflection layer 8 side. 本発明の第7の実施形態の放射線検出装置を光反射層8側から見た平面図である。It is the top view which looked at the radiation detection apparatus of the 7th Embodiment of this invention from the light reflection layer 8 side. 本発明の第8の実施形態の放射線検出装置を光反射層8側から見た平面図である。It is the top view which looked at the radiation detection apparatus of the 8th Embodiment of this invention from the light reflection layer 8 side. 本発明の第9の実施形態の放射線検出装置を光反射層8側から見た平面図である。It is the top view which looked at the radiation detection apparatus of the 9th Embodiment of this invention from the light reflection layer 8 side. 本発明の第10の実施形態の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the 10th embodiment of the present invention. 本発明の第11の実施形態の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the 11th Embodiment of this invention. 本発明の第12の実施形態の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the 12th Embodiment of this invention. 本発明の第13の実施形態の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the 13th Embodiment of this invention. 従来技術の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of a prior art. 従来技術の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

1 光電変換素子アレイ
2 支持基板
3 シンチレータ
4 電磁シールド及び遮光層
5 光拡散板
6 導光板
7 光源
8 光反射層
9 光反射部位
16 EL
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photoelectric conversion element array 2 Support substrate 3 Scintillator 4 Electromagnetic shield and light shielding layer 5 Light diffusing plate 6 Light guide plate 7 Light source 8 Light reflection layer 9 Light reflection part 16 EL

Claims (15)

放射線を電気信号に変換する変換素子を含む画素が複数配置された基板と、前記変換素子に光を照射するための光源と、該光源からの前記光を前記変換素子に伝播するための導光板と、を有する放射線検出装置において、
前記光源は前記導光板の内部に配置されていることを特徴とする放射線検出装置。
A substrate on which a plurality of pixels including a conversion element that converts radiation into an electrical signal are arranged, a light source for irradiating light to the conversion element, and a light guide plate for propagating the light from the light source to the conversion element In a radiation detection apparatus comprising:
The radiation detection apparatus according to claim 1, wherein the light source is disposed inside the light guide plate.
前記基板及び前記導光板は、多角形であり、前記光源は前記多角形の少なくとも一辺に沿って設けられることを特徴とする請求項1記載の放射線検出装置。 The radiation detection apparatus according to claim 1, wherein the substrate and the light guide plate are polygonal, and the light source is provided along at least one side of the polygon. 前記光源は、前記多角形の複数の辺に沿って設けられることを特徴とする請求項2記載の放射線検出装置。 The radiation detection apparatus according to claim 2, wherein the light source is provided along a plurality of sides of the polygon. 前記多角形は矩形であることを特徴とする請求項3記載の放射線検出装置。 The radiation detection apparatus according to claim 3, wherein the polygon is a rectangle. 前記光源は、4辺に沿って設けられることを特徴とする請求項4記載の放射線検出装置。 The radiation detection apparatus according to claim 4, wherein the light source is provided along four sides. 前記基板及び前記導光板は、矩形であり、前記光源は前記導光板の辺に平行に、かつ前記矩形のほぼ中心に配置されることを特徴とする請求項1記載の放射線検出装置。 The radiation detection apparatus according to claim 1, wherein the substrate and the light guide plate are rectangular, and the light source is disposed in parallel to a side of the light guide plate and at substantially the center of the rectangle. 前記基板及び前記導光板は、矩形であり、前記光源は前記導光板の中心線に関して対称になるように配置されることを特徴とする請求項1記載の放射線検出装置。 The radiation detection apparatus according to claim 1, wherein the substrate and the light guide plate are rectangular, and the light source is arranged to be symmetric with respect to a center line of the light guide plate. 前記基板及び前記導光板は、矩形であり、前記光源は前記導光板の対角線上に配置されることを特徴とする請求項1記載の放射線検出装置。 The radiation detection apparatus according to claim 1, wherein the substrate and the light guide plate are rectangular, and the light source is disposed on a diagonal line of the light guide plate. 前記基板及び前記導光板は、正方形であり、前記光源は円環状であり、前記円環状の光源の中心は前記正方形の中心と同じ位置にあることを特徴とする請求項1記載の放射線検出装置。 The radiation detection apparatus according to claim 1, wherein the substrate and the light guide plate are square, the light source is annular, and the center of the annular light source is at the same position as the center of the square. . 前記導光板の周囲の側面に反射層が設けられることを特徴とする請求項1から9のいずれか1項記載の放射線検出装置。 The radiation detection apparatus according to claim 1, wherein a reflective layer is provided on a side surface around the light guide plate. 前記光源は、前記基板側に配置されたことを特徴とする請求項1から10のいずれか1項記載の放射線検出装置。 The radiation detection apparatus according to claim 1, wherein the light source is disposed on the substrate side. 前記導光板の端部には溝が設けられ、前記光源は該溝内に設けられることを特徴とする請求項1から10のいずれか1項記載の放射線検出装置。 The radiation detection apparatus according to claim 1, wherein a groove is provided at an end of the light guide plate, and the light source is provided in the groove. 前記導光板と前記光源は、一体的に製造されたことを特徴とする請求項1から10のいずれか1項記載の放射線検出装置。 The radiation detection apparatus according to claim 1, wherein the light guide plate and the light source are integrally manufactured. 前記光源は前記導光板と同じ形状の面状に形成されることを特徴とする請求項1記載の放射線検出装置。 The radiation detection apparatus according to claim 1, wherein the light source is formed in the same shape as the light guide plate. 放射線発生装置と、
請求項1から14のいずれか1項記載の放射線検出装置と、
前記変換素子によって変換された電気信号を読み出すためのコントローラと、を含むことを特徴とする放射線検出システム。
A radiation generator;
The radiation detection apparatus according to any one of claims 1 to 14,
And a controller for reading out an electrical signal converted by the conversion element.
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