JP2015025682A - 放射線撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 放射線検出パネルを保護し、放射線撮影装置の剛性を確保しながら、軽量化を図ること。
【解決手段】放射線撮影装置は、放射線発生部から照射された放射線を検出する放射線検出パネルと、放射線の入射方向側に配置された第一の部材および第二の部材と、放射線の入射方向の反対側に配置された第三の部材および第４の部材と、を備える。第二の部材は第一の部材と放射線検出パネルとの間に配置され、第三の部材は放射線検出パネルと第四の部材との間に配置される。第二の部材および第三の部材の弾性率は、第一の部材および第四の部材の弾性率よりも低く、第二の部材の弾性率は第三の部材の弾性率と等しいか、あるいは第三の部材の弾性率より低い。
【選択図】 図１

Description

本発明は、放射線撮影装置に関するものである。

従来、対象物に放射線を照射し、対象物を透過した放射線の強度分布を検出して対象物の放射線画像を得る装置が工業用の非破壊検査や医療診断の場で広く一般に利用されている。近年では、特許文献１にあるような蛍光体に放射線を入射し、それに対応して発光した光を半導体センサにより電気的情報に変換する放射線検出パネルにより、放射線デジタル画像を撮影する装置が開発され、即時的に出力画像を得ることができるようになった。特に近年では、画質向上を狙い、特許文献２にあるような半導体センサ側から放射線を入射する放射線検出パネルも提案されている。

このような撮影装置は落下などの衝撃力や、撮影時に外力が負荷されることが想定される。そのような事態においても、撮影装置内部の放射線検出機能が正常に機能するために、撮影装置は強度、耐振動性、耐衝撃性を考慮したものが要求される。特に、放射線画像を撮影する方式によっては、筐体の放射線入射面である筐体上面に大きな圧力が付与されることがある。その際に、放射線検出パネルを構成するガラス基板が破損する恐れが高くなる。ガラス基板が破損すると、適した放射線画像を撮影することが著しく困難になるため、ガラス基板の破損を避けるように、十分な保護が必要となる。同時に、撮影装置は取り扱いを容易にしたり、可搬性を向上したり、迅速な撮影を可能とするために、小型・薄型・軽量化することが求められている。

放射線検出パネルを保護するために、放射線撮影装置には様々な構成がとられることがある。特許文献３のように、放射線検出パネルの保護のために、放射線検出パネルが収納されている筐体の放射線が入射される面である筐体上面を剛性が比較的に低い、変位可能な材質で構成している。そして、筐体上面と放射線検出パネルの間に設けられた空間で筐体上面が変位することにより、放射線変換パネルに衝撃の伝達を防いだり、緩和したりする構造がとられる場合がある。

また、撮影装置の薄型化を目指しながら、放射線検出パネルの保護を行うために、放射線検出パネルを覆う筐体内側の放射線入射側の面である筐体上面に、放射線検出パネルを直接貼りつける構造もとられている。そして、通常使われている放射線検出パネルを支持し、筐体内に配置する高剛性の基台を省略する構造がとられる場合がある（特許文献４、又は特許文献５）。また、同様に筐体上面に放射線検出パネルを貼りつける場合でも、筐体よりも低い曲げ剛性の部材を基台に用いることで撮影装置全体の薄型化・軽量化を計りながら、放射線検出パネルや撮影装置内部の部材を保護する構造がとられる場合がある（特許文献６）。

他にも、撮影装置の外からの衝撃力などから、放射線検出パネルを保護するために、撮影画像にアーチファクトとして写りこみにくい緩衝材を放射線検出パネルと筐体の間に配置する構造がとられる場合がある（特許文献７）。

特許第３０６６９４４号公報 特許第３３３３２７８号公報 特開平１１−２８４９０９号公報 米国特許出願公開第２００９／０１２２９５９号明細書 特開２０１２-７８６６４号公報 特開２０１１−５８９９９号公報 特許第 ４２０８９０７号公報

しかしながら、上述の従来例においては、いくつかの課題がある。まず、特許文献３では、筐体上面が自由に変位することを前提にしているので、撮影装置の厚みが増しやすい構造となってしまう。

また、特許文献４、特許文献５、特許文献６では、筐体の放射線入射面である筐体上面で必要剛性を確保する必要がある。ここで、放射線発生装置から発せられた放射線は、被写体と筐体上面を通過したあと放射線検出パネルにおいて検出される。そのため筐体上面は、撮影した画像にアーチファクトとして残らないように、均一な板厚である単純な板状の形状をしたものが多い。そのため、必要剛性を確保するために、筐体上面にリブ状の構造をもたせるなどの、形状を変えての剛性向上が困難である。そのため、必要剛性を確保するには、単純に板厚を増すような構造となってしまい、撮影装置の軽量化が困難となる。また、放射線検出パネルを筐体上面に接着を行うと、筐体に外力などの負荷が加わった場合に、放射線検出パネルへ、外力の伝達がされやすく、負荷が大きくなってしまう。特に、特許文献４、特許文献５、特許文献６のような構成では、外力が加わった時に、放射線検出パネルに強い引張応力が負荷されることになる。この引張応力は、放射線検出パネルを構成するガラス基板の破壊原因となりやすい。ガラス基板が破損すると、放射線撮影装置が適した画像を撮影することが著しく困難となる。

更に、特許文献７では、撮影部に加わる外力などを緩和するために、緩衝材が放射線検出パネルと筐体上面の間に配置されている。しかし、緩衝材を配置するだけでは、放射線検出パネルを保護する上では、必ずしも適した構造関係であるとは限らない。

このように、放射線撮影装置は、可搬性と操作性を向上するために、軽量化が求められていると同時に、使用時の外力の負荷や落下などの衝撃力からの放射線検出パネルの十分な保護も重要となる。

本発明は上記のような事情を踏まえ、放射線検出パネルを保護し、放射線撮影装置の剛性を確保しながら、軽量化が可能な放射線撮影装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために本発明の一つの側面に係る放射線撮影装置は、
放射線発生手段から照射された放射線を検出する放射線検出パネルと、
前記放射線の入射方向側に配置された第一の部材および第二の部材と、
前記放射線の入射方向の反対側に配置された第三の部材および第四の部材と、
を備え、
前記第二の部材は前記第一の部材と前記放射線検出パネルとの間に配置され、
前記第三の部材は前記放射線検出パネルと前記第四の部材との間に配置され、
前記第二の部材および前記第三の部材の弾性率は、前記第一の部材および前記第四の部材の弾性率よりも低く、
前記第二の部材の弾性率は前記第三の部材の弾性率と等しいか、あるいは前記第三の部材の弾性率より低いことを特徴とする。

本発明によれば、放射線検出パネルを保護し、放射線撮影装置の剛性を確保しながら、軽量化が可能な放射線撮影装置の提供が可能になる。

放射線撮影装置の第１実施形態の縦断面図。 放射線撮影装置の第２実施形態の縦断面図。 構成の違いによる放射線検出パネル１の破壊荷重を示す図。 放射線検出パネル１に対して荷重が負荷される様子を示した図。 構成の違いによる放射線検出パネル１を構成するガラス部材の応力の負荷の状態を示す図。 放射線撮影装置の第３実施形態の縦断面図。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。

（第１実施形態）
本実施形態では、放射線検出パネル１を筐体に接着しない場合の構成例を説明する。図１は、第１実施形態に係る放射線撮影装置１００の構成例を示す断面図であり、放射線撮影装置１００は放射線検出パネル１、および放射線検出パネル１で検出されたデータを処理する制御基板５（制御部）を内蔵した構造を有する。一般的に、放射線撮影装置１００は、図示しない放射線発生装置によって照射され、被写体を透過した放射線を二次元の格子状に配列した半導体素子によって検出するものである。この放射線撮影装置１００で取得された画像は、外部の制御装置（情報処理装置）に転送され、制御装置に転送された画像はモニタに表示され診断などに使用される。

図１において、制御基板５は、フレキシブル回路基板４により放射線検出パネル１と接続されており、放射線検出パネル１の読み出し制御や電気出力の処理を行う。また、放射線検出パネル１および制御基板５は、基台２により支持され、放射線撮影装置１００の内部に配置されている。

ここで放射線検出パネル１は、ガラス基板や半導体素子、蛍光体、蛍光体保護膜などから主に構成される。また、放射線検出パネル１は、放射線入射方向から順に、ガラス基板、半導体素子、蛍光体、蛍光体保護膜の順に配置される、いわゆる裏面入射構成となる。裏面入射構成により、蛍光体の発光位置と半導体素子の位置が近くなるため、解像度の高い画像を得ることができる。しかし、本発明を有効に活用する実施形態としては、放射線入射方向から順に、蛍光体保護膜、蛍光体、半導体素子、ガラス基板の順に配置される、いわゆる表面入射構成でもよい。

このような放射線撮影装置１００は落下などの衝撃力や、撮影時に外力が負荷されることが想定される。そのような事態においても、放射線撮影装置１００内部の放射線検出機能が正常に機能するために、放射線撮影装置１００は強度、耐振動性、耐衝撃性を考慮したものが要求される。

また、放射線画像を撮影する撮影方式によっては、撮影をする患者などが放射線撮影装置１００に接するため、放射線検出パネル１を収納する筐体３の放射線入射面である筐体上面３ａに大きな圧力が付与されることがある。筐体上面３ａに、圧力が付与されると、筐体上面３ａは曲げによるひずみが発生し、曲げ応力が生じる。そして、ガラス基板周辺の構造にも依存するが、同様にガラス基板にも曲げ応力が発生する。特に、圧力が付与された位置を中心に、局所的に大きな応力を発生する恐れがある。その際に、放射線検出パネル１を構成するガラス基板が破損する恐れが高くなる。ガラス基板が破損すると、適した放射線画像を撮影することが著しく困難になるため、ガラス基板の破損を避けるように、十分な保護が必要となる。特に、このような曲げによるひずみから発生する応力は、圧力が付与された面と反対側に引張応力が発生しやすい性質がある。そして、ガラス基板は引張応力が破壊原因となりやすく、ガラス基板に加わる引張応力を緩和することがガラスを保護するうえで重要となる。そのため、筐体上面から圧力が加わっても、できるだけガラス基板がひずみにくい、または、引張応力が発生しにくいような構造を採用する必要がある。同時に、放射線撮影装置１００は、取り扱いを容易にしたり、可搬性を向上したり、迅速な撮影を可能とするために、小型・薄型・軽量化することが求められている。

そのため、放射線撮影装置１００の内部は、以下の構成をとっている。放射線入射方向の順から、筐体の放射線入射面である筐体上面３ａ（第一の部材）、第二の構成部材６（第二の部材）、放射線検出パネル１、第三の構成部材７（第三の部材）、放射線遮蔽部材８、そして、基台２（第四の部材）の順で構成されている。ここで、筐体上面３ａ（第一の部材）、第二の構成部材６（第二の部材）は放射線検出パネル１に対して放射線の入射方向側に配置されている。また、第三の構成部材７（第三の部材）、放射線遮蔽部材８、そして、基台２（第四の部材）は、放射線検出パネル１に対して放射線の入射方向の反対側に配置されている。かかる構成により、筐体上面３ａ側からの力により放射線検出パネル１にかかる引張応力を減らすことができる。

放射線検出パネル１は、筐体上面３ａ（第一の部材）、基台２（第四の部材）の剛性より低い。筐体上面３ａ、および基台２の面積（Ａ１）は、放射線入射方向からみて、放射線検出パネル１の面積（Ａ２）と同じ面積（Ａ１＝Ａ２）、または、それより大きい（Ａ１＞Ａ２）。すなわち、筐体上面３ａ、および基台２のそれぞれの面積（Ａ１）は、放射線入射方向からみて、放射線検出パネル１の面積以上（Ａ１≧Ａ２）である。このようにすることで、筐体側方からの衝撃が放射線検出パネル１に対して伝わりにくくし、パネルを安全に保持することができる。ここでさらに、第二の構成部材６、第三の構成部材７についても、同様に放射線検出パネル１の面積以上とすることで、より、放射線検出パネル１への衝撃を緩和することができる。

第二の構成部材６および第三の構成部材７は筐体上面３ａ、放射線検出パネル１、基台２よりも材料のもつ弾性率が低い。第二の構成部材６の剛性は、第三の構成部材７の剛性と等しいか、あるいは第三の構成部材７の剛性より低い。また、第二の構成部材６の弾性率は、第三の構成部材７の弾性率と等しいか、あるいは第三の構成部材７の弾性率より低い。第三の構成部材７は、第二の構成部材６と比べて、材料のもつ弾性率が等しい、または、第二の構成部材６の弾性率より高い材料により構成されている。すなわち、第三の構成部材７の弾性率は第二の構成部材６の弾性率以上である（第三の構成部材７の弾性率≧第二の構成部材６の弾性率）という構成関係を有する。弾性率の小さい部材は弾性率の大きい部材に比べると変形しやすい。第二の構成部材６の弾性率は第三の構成部材７の弾性率と等しいか、あるいは第三の構成部材７の弾性率より低く、第二の構成部材６は第三の構成部材７に比べると変形しやすい。あるいは、第二の構成部材６は第三の構成部材７と同等に変形しやすい。そのため、外部から加えられる荷重に対する筐体上面３ａ等の変形を、第二の構成部材６の変形により吸収することで、変形の影響が放射線検出パネル１に及ぶのを防ぎ、放射線検出パネル１を保護することができる。

外部から加えられる荷重に対する筐体上面３ａ等の変形を吸収するため、第二の構成部材６の板厚は第三の構成部材７の板厚と等しいか、あるいは第三の構成部材７の板厚より厚く構成されている。また、第二の構成部材６の弾性率は第三の構成部材７の弾性率と等しいか、あるいは第三の構成部材７の弾性率より低い。第二の構成部材６および第三の構成部材７は、緩衝材で構成されている。第二の構成部材６として、例えば、ゴム、フォーム、エラストマー、ゲルなどの弾性材料を使用することができる。また、第三の構成部材７として、第二の構成部材６のように、ゴム、フォーム、エラストマー、ゲルなどの弾性材料を使用することができるが、前述した関係を満たすことが可能な材料であれば、それに限らない。また、筐体上面３ａは十分な剛性と、放射線の透過率の関係から炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）などを用いることが可能である。更に、基台２は十分な剛性を与える必要があるので、ＣＦＲＰなどの繊維強化プラスチックや、マグネシウム合金、アルミニウム合金などの剛性が高い構造体で、筐体上面３ａより高い剛性を有する。

筐体上面３ａ等よりも弾性率の低い材料により構成されている第二の構成部材６と第三の構成部材７によって、筐体上面３ａ等からの衝撃や変形などを吸収する効果が期待される。また、上述したように、上面側からの外力が加えられたときに、第二の構成部材６が第三の構成部材７に比べてひずみやすいので、放射線検出パネル１がひずみにくい構成となる。このため、放射線検出パネル１に対して、ひずみによる引張応力の発生を緩和できるため、高い保護効果が期待できる。更に、放射線検出パネル１の破損を軽減できるので、放射線撮影装置１００で必要とされる剛性を下げることができ、放射線撮影装置１００の軽量化や薄型化を図ることができる。

一方で、前述した構成関係（第三の構成部材７の弾性率≧第二の構成部材６の弾性率）を変えて、第三の構成部材７が第二の構成部材６に比べてひずみやすい関係（第二の構成部材６の弾性率＞第三の構成部材７の弾性率）をとる場合は以下のようになる。この場合、放射線検出パネル１に対して外力の緩和を行う機能はあるが、放射線検出パネル１が第三の構成部材７のひずみや変位に追従しやすくなるため、かえって放射線検出パネル１に負荷がかかりやすい構成となってしまう。

基台２と第三の構成部材７との間には放射線遮蔽部材８が配置されている。放射線撮影装置１００に入射した放射線は放射線検出パネル１を構成する蛍光体においてすべて吸収されずに、一部は放射線撮影装置１００の内部を透過し、放射線撮影装置１００の外部に放出される。このような放射線撮影装置１００を透過した放射線が、背面の壁面や床などで散乱すると放射線撮影装置１００に戻り、放射線検出パネル１に入射することがある。このような散乱放射線の構造体による透過率の差が画像として映りこむことになるため、できる限り抑制することが必要となる。放射線遮蔽部材８は、例えば、鉛（Ｐｂ）、バリウム（Ｂａ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）のうち少なくともいずれか一つの重金属を含む材料、またはステンレス鋼などを用いて構成することができる。

本実施形態によれば、放射線検出パネル１の周りの部材の構成関係（機械的関係）を満たせば、放射線検出パネル１を外力による衝撃や変形から保護することができる。このため、剛性の高い構造体は、必ずしも筐体上面３ａと基台２である必要はない。本実施形態によれば、従来に比べてガラスへの負荷が軽減できる構成をとることができるため、放射線撮影装置１００の軽量化や薄型化が可能になる。

（第２実施形態）
本実施形態では、放射線検出パネル１を筐体に接着した場合の構成例を説明する。図２は、第２実施形態に係る放射線撮影装置１００の構成例を示す断面図である。第１実施形態と同じように、放射線検出パネル１は基台２に支持されている。放射線検出パネル１の読み出し制御や電気出力の処理を行う制御基板５は、フレキシブル回路基板４により放射線検出パネル１と接続されている。また、第１実施形態と同様に、放射線検出パネル１は、いわゆる表面入射構成でも、裏面入射構成でもよい。

放射線撮影装置１００を軽量化し、十分な放射線検出パネル１の保護を両立するために、放射線撮影装置１００は、放射線検出パネル１と、放射線検出パネル１を覆う筐体３の放射線入射面である筐体上面３ａと、を接着する構成がとられる。接着により、放射線撮影装置１００の剛性が向上され、放射線検出パネル１を支持する基台２を省略した構成をとられることがある。基台２を省略することにより、制御基板５を配置する空間を増やし、更には、軽量化を目指した構成が可能になるという側面がある。

しかしながら、放射線撮影装置１００には、撮影方式により筐体上面３ａに大きな荷重が加わることが想定される。そのため、基台２を省略すると、層構成と曲げ応力の中立軸との関係で、外力が筐体上面３ａに加わった場合に、放射線検出パネル１に強い引張応力が負荷されることになる。この引張応力は、放射線検出パネル１を構成するガラス基板の破壊原因となりやすい。

そのため、放射線検出パネル１を適した構造関係の下に配置をしないと、放射線検出パネル１に強い引張応力が負荷されることが懸念され、放射線検出パネル１が、かえって保護しにくい構造になる。

また、前述したように、放射線検出パネル１を筐体上面３ａに接着した接着構造では、全体で必要とされる剛性を維持するために、筐体上面３ａなどで高い剛性を維持する必要がある。ここで、放射線発生装置から照射された放射線は、被写体と筐体上面３ａとを通過したあと放射線検出パネル１において検出される。そのため筐体上面３ａは、撮影した画像にアーチファクトとして残らないように、均一な板厚である単純な板状の形状をしたものが多い。そのため、必要剛性を確保するために、リブ状の構造をもたせるなどの形状を変えることが困難である。そのため、単純に板厚などを増して剛性を向上させるため、軽量化が困難となる。また、筐体上面３ａに放射線検出パネル１を接着し一体化すると、筐体に外力などの負荷が加わった場合に、放射線検出パネル１へ、外力の伝達がされやすく、放射線検出パネル１への負荷が大きくなる懸念がある。

したがって、本実施形態では、上述のような影響を避けながら、放射線検出パネル１と高剛性部材との一体化による剛性の向上を図るため、放射線検出パネル１の周りは、図２に示すような構成をとる。

図２では、放射線検出パネル１は、筐体３の放射線入射面である筐体上面３ａ、第二の構成部材６１、第三の構成部材７１、および基台２を含む部材と一体化されている。この時、筐体上面３ａと放射線検出パネル１との間に配置する第二の構成部材６１と、放射線検出パネル１と基台２との間に配置する第三の構成部材７１とに、筐体上面３ａ、放射線検出パネル１、基台２より剛性（弾性率）の低い部材を使用する。

また、第三の構成部材７１は、第二の構成部材６１と比べて、材料のもつ弾性率が等しい、または第二の構成部材６１の弾性率よりも高い材料により構成されている。第二の構成部材６１の弾性率は、第三の構成部材７１の弾性率と等しいか、あるいは第三の構成部材７１の弾性率より低い。第二の構成部材６１の板厚は、第三の構成部材７１の板厚と等しいか、あるいは第三の構成部材７１の板厚より厚い。第三の構成部材７１の厚みは第二の構成部材６１の厚みより薄くする。

そして、それらの部材を接着し一体化する。これにより、外力からの緩衝効果と、一体化による剛性の向上を図ることが可能になる。また、基台２の剛性は筐体上面３ａの剛性より大きい。

筐体上面３ａと放射線検出パネル１との間に配置する第二の構成部材６１は、ゴム、フォーム、エラストマー、ゲルなどの弾性材料に、筐体上面３ａや放射線検出パネル１と一体化できるように両面テープや接着材を両面に配置した部材により構成可能である。更に、放射線検出パネル１と放射線検出パネル１を支持する基台２との間に配置する第三の構成部材７１は、第二の構成部材６１と同じ、ゴム、フォーム、エラストマー、ゲルなどの弾性材料か、両面テープや接着材などの部材から構成することが可能である。第三の構成部材７１として、例えば、前述した機械的関係を満たす材料であればよい。

また、筐体上面３ａは十分な剛性と、放射線の透過率の関係からＣＦＲＰなどを用いることも可能である。更に、基台２は十分な剛性を与える必要があるので、ＣＦＲＰなどの炭素繊維強化プラスチックや、マグネシウム合金、アルミニウム合金などの剛性が高い構造体であり、筐体上面３ａより高い剛性を有する。

以上のような構成で、放射線検出パネル１を筐体上面３ａと基台２とに一体化する。このような構成とすることにより、放射線検出パネル１を構成するガラス基板に対して、筐体上面３ａに放射線入射方向から外力が加わった場合に、ガラスの破壊原因となりやすい引張応力を緩和しやすいことが本願発明者によって見出されている。

図３は、第二の構成部材６１と第三の構成部材７１の厚みの違いによる、放射線検出パネル１に荷重が加わった時の、放射線検出パネル１が破損される平均外力の関係を示した図である。筐体上面３ａと基台２や放射線検出パネル１に関しては条件を変えずに、第二の構成部材６１と第三の構成部材７１の厚みだけを変えている。第二の構成部材６１と第三の構成部材７１は同一材料を用いている。また、荷重方向は図４に示すように、放射線入射方向から荷重を与えている。これは、放射線撮影装置１００が、撮影方式によっては、放射線入射方向から高い荷重が加わりやすいためである。図３では、２つの部材のそれぞれの厚みをα、βとし、α＜βの関係とする。厚みαの第二の構成部材６１を第二（α）と表し、厚みβの第二の構成部材６１を第二（β）と表す。同様に、厚みαの第三の構成部材７１を第三（α）と表し、厚みβの第三の構成部材７１を第三（β）と表す。図３に示すように、第二の構成部材６１と第三の構成部材７１の厚みを変えるだけで、放射線検出パネル１の破壊荷重が変化していることが分かる。特に、第二の構成部材６１を厚くし、第三の構成部材７１を薄くした方が破壊荷重は大きく上昇することが見いだせる（第二（β）、第三（α））。

図５は、図３の実験と同じ構成時に、一定荷重を加えた時の解析によって得られた放射線検出パネル１を構成するガラス部材の板厚と応力の関係を示す図である。ここでは、図３において破壊荷重の差が大きかった組み合わせとして、（第二（α）、第三（β））の組み合わせを実線で示し、（第二（β）、第三（α））の組み合わせを破線で示している。

図５の縦軸はガラス部材の板厚を示し、横軸はガラス部材に加わる応力を示している。横軸の右側が引張応力で、左側が圧縮応力である。図５から分かるように、実線で示される（第二（α）、第三（β））の構成では、ガラス部材の全体に高い引張応力が負荷されているのが分かる。引張応力はガラス部材にとって破壊原因となりやすい。一方、破線で示される（第二（β）、第三（α））の組み合わせでは、引張応力が全体的に圧縮方向にシフトしている。この解析結果からも分かるように、ガラス部材にかかる応力状態は、放射線検出パネルの周辺の機械的関係によって大きく変化することが分かる。

また同様に、第二の構成部材６１と第三の構成部材７１の弾性率や剛性の関係、筐体上面３ａと基台２の剛性関係によっても放射線検出パネル１を保護するための機械的特性が変化することを本願発明者は見出している。

本実施形態において、放射線検出パネル１は、筐体３の放射線入射面である筐体上面３ａ、第二の構成部材６１、第三の構成部材７１、および基台２を含む部材と一体化されている。この時、放射線の入射方向に配置されている筐体上面３ａおよび第二の構成部材６１を一体化した構造の剛性は、放射線の入射方向の反対側に配置されている第三の構成部材７１および基台２を一体化した構造の剛性よりも低い。

本実施形態によれば、放射線検出パネル１が破損する原因となる負荷を軽減することができ、放射線撮影装置で必要とされる剛性を減らすことができるので、放射線撮影装置の軽量化や薄型化を図ることができる。

また、第１実施形態のように、基台２と第三の構成部材７１との間に放射線遮蔽部材８を配置する。ここで放射線遮蔽部材は、鉛（Ｐｂ）、バリウム（Ｂａ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）のうち少なくともいずれか一つの重金属を含む材料、またはステンレス鋼などを用いて構成することができる。

本実施形態によれば、放射線検出パネル１の周りの部材の構成関係（機械的関係）を満たせば、放射線検出パネル１を外力による衝撃や変形から保護することができる。つまり、本実施形態によれば、従来に比べてガラスへの負荷を軽減できる構成をとることができるため、放射線撮影装置１００の軽量化や薄型化が可能になる。

（第３実施形態）
本実施形態では、基台２を筐体３に締結した構成例を説明する。図６は、第３実施形態に係る放射線撮影装置１００の構成例を示す断面図である。第１実施形態、および第２実施形態と同じように、放射線検出パネル１は基台２に支持され、放射線検出パネル１の読み出し制御や電気出力の処理を行う制御基板５は、フレキシブル回路基板４により放射線検出パネル１と接続されている。また、第１実施形態や第２実施形態と同様に、放射線検出パネル１は、いわゆる表面入射構成でも、裏面入射構成でもよい。

放射線撮影装置１００の内部は、放射線検出パネル１を保護するために、第１実施形態や第２実施形態のように、以下の構成をとっている。放射線入射方向の順から、筐体の放射線入射面である筐体上面３ａ、第二の構成部材６、放射線検出パネル１、第三の構成部材７、放射線遮蔽部材８、そして、基台２の順で構成されている。

第二の構成部材６および第三の構成部材７の弾性率は筐体上面３ａ、放射線検出パネル１、基台２よりも材料のもつ弾性率が低い。第二の構成部材６の剛性は、第三の構成部材７の剛性と等しいか、あるいは第三の構成部材７の剛性より低い。また、第二の構成部材６の弾性率は、第三の構成部材７の弾性率と等しいか、あるいは第三の構成部材７の弾性率より低い。第三の構成部材７は、第二の構成部材６と比べて、材料のもつ弾性率が等しい、または、第二の構成部材６の弾性率より高い材料により構成されている。すなわち、第三の構成部材７の弾性率は第二の構成部材６の弾性率以上である（第三の構成部材７の弾性率≧第二の構成部材６の弾性率）という構成関係を有する。第二の構成部材６の弾性率は第三の構成部材７の弾性率と等しいか、あるいは第三の構成部材７の弾性率より低く、第二の構成部材６は第三の構成部材７に比べると変形しやすい。あるいは、第二の構成部材６は第三の構成部材７と同等に変形しやすい。そのため、外部から加えられる荷重に対する筐体上面３ａ等の局所的な変形を、第二の構成部材６の変形により吸収することで、局所的な変形の影響が放射線検出パネル１に及ぶのを防ぎ、放射線検出パネル１を保護することができる。

外部から加えられる荷重に対する筐体上面３ａ等の局所的な変形を吸収するため、第二の構成部材６の板厚は第三の構成部材７の板厚と等しいか、あるいは第三の構成部材７の板厚より厚く構成されている。また、第二の構成部材６の弾性率は第三の構成部材７の弾性率と等しいか、あるいは第三の構成部材７の弾性率より低い。第二の構成部材６および第三の構成部材７は、緩衝材で構成されている。第二の構成部材６として、例えば、ゴム、フォーム、エラストマー、ゲルなどの弾性材料を使用することができる。また、第三の構成部材７として、第二の構成部材６のように、ゴム、フォーム、エラストマー、ゲルなどの弾性材料を使用することができるが、前述した関係を満たすことが可能な材料であれば、それに限らない。また、筐体上面３ａは十分な剛性と、放射線の透過率の関係からＣＦＲＰなどを用いることが可能である。更に、基台２は十分な剛性を与える必要があるので、ＣＦＲＰなどの繊維強化プラスチックや、マグネシウム合金、アルミニウム合金などの剛性が高い構造体で、筐体上面３ａより高い剛性を有する。

しかし、それらの部材は、第２実施形態のように接着して一体化してもよいし、第１実施形態のように接着されなくてもよい。また、上述した一部の構成部材を接着したような構成でもよい。

図６では、放射線検出パネル１を支持する基台２の剛性を向上するために、基台２は筐体３に対して締結部材（例えば、ボルト、ビス、ピン）により締結されている。筐体３と基台２とが一体化するため、放射線撮影装置１００の剛性を上げることができる。筐体３と基台２とが一体化して剛性が増えたため、その他の構成要素で必要とされる剛性を下げることが可能になる。これにより、放射線撮影装置１００の軽量化や薄型化が可能になる。

本実施形態によれば、放射線検出パネル１の周りの部材の構成関係（機械的関係）を満たせば、放射線検出パネル１を外力による衝撃や変形から保護することができる。このため、剛性の高い構造体は、必ずしも筐体上面３ａと基台２である必要はない。本実施形態によれば、従来に比べてガラスへの負荷が軽減できる構成をとることができるため、放射線撮影装置１００の軽量化や薄型化が可能になる。

上記の各実施形態によれば、放射線検出パネルを保護し、放射線撮影装置で必要とされる剛性を確保しながら、軽量化や薄型化が可能な放射線撮影装置の提供が可能になる。

Claims (14)

1. 放射線発生手段から照射された放射線を検出する放射線検出パネルと、
   前記放射線の入射方向側に配置された第一の部材および第二の部材と、
   前記放射線の入射方向の反対側に配置された第三の部材および第四の部材と、
   を備え、
   前記第二の部材は前記第一の部材と前記放射線検出パネルとの間に配置され、
   前記第三の部材は前記放射線検出パネルと前記第四の部材との間に配置され、
   前記第二の部材および前記第三の部材の弾性率は、前記第一の部材および前記第四の部材の弾性率よりも低く、
   前記第二の部材の弾性率は、前記第三の部材の弾性率と等しいか、あるいは前記第三の部材の弾性率より低い
   ことを特徴とする放射線撮影装置。
2. 前記第二の部材の板厚は、前記第三の部材の板厚と等しいか、あるいは前記第三の部材の板厚より厚いことを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
3. 前記第二の部材の剛性は、前記第三の部材の剛性と等しいか、あるいは前記第三の部材の剛性より低いことを特徴とする請求項１または２に記載の放射線撮影装置。
4. 前記第四の部材は、前記第一の部材より高い剛性を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
5. 前記放射線検出パネルの剛性は、前記第一の部材の剛性および前記第四の部材の剛性より低いことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
6. 前記第一の部材および前記第四の部材のそれぞれの面積は、前記放射線の入射方向からみて、前記放射線検出パネルの面積以上であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
7. 前記放射線検出パネルは、前記第一の部材、前記第二の部材、前記第三の部材、および前記第四の部材を含む部材と一体として構成されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
8. 前記放射線の入射方向に配置されている前記第一の部材および前記第二の部材を一体化した構造の剛性は、前記放射線の入射方向の反対側に配置されている前記第三の部材および前記第四の部材を一体化した構造の剛性よりも低いことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
9. 前記第一の部材は、前記放射線検出パネルを収納する筐体を構成する部材であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
10. 前記第四の部材は、前記放射線検出パネルで検出されたデータを処理する制御部を支持する部材であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項の記載の放射線撮影装置。
11. 前記第四の部材と前記第三の部材との間には、放射線遮蔽部材が配置されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
12. 前記放射線遮蔽部材は、鉛（Ｐｂ）、バリウム（Ｂａ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）のうち少なくともいずれか一つの重金属を含む材料、またはステンレス鋼を用いて構成されることを特徴とする請求項１１に記載の放射線撮影装置。
13. 前記第二の部材および前記第三の部材は、緩衝材で構成されていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
14. 前記第四の部材は、前記放射線検出パネルを収納する筐体と締結されていることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。

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