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JP2017067681A - Radiation image imaging apparatus - Google Patents

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JP2017067681A
JP2017067681A JP2015195896A JP2015195896A JP2017067681A JP 2017067681 A JP2017067681 A JP 2017067681A JP 2015195896 A JP2015195896 A JP 2015195896A JP 2015195896 A JP2015195896 A JP 2015195896A JP 2017067681 A JP2017067681 A JP 2017067681A
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Japan
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scintillator
optical sensor
light
shape
imaging apparatus
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Application number
JP2015195896A
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Japanese (ja)
Inventor
梶山 康一
Koichi Kajiyama
康一 梶山
水村 通伸
Michinobu Mizumura
通伸 水村
田坂 知樹
Tomoki Tasaka
知樹 田坂
裕也 藤森
Yuya Fujimori
裕也 藤森
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V Technology Co Ltd
Original Assignee
V Technology Co Ltd
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Abstract

【課題】ノイズの発生を抑制し、コントラスト、解像度、検出分解能などの特性を向上させ、被曝線量の低線量化を可能にする放射線画像撮影装置を提供すること。【解決手段】基板2と、この基板2に配置された複数の光センサ部4Aと、それぞれの光センサ部4Aに対して、一つずつ対向するように配置された、複数のシンチレータ部51と、を備え、シンチレータ部51は、光センサ部4Aへ向けて光を反射させる集光性を持つ反射面(内側面)52Aで囲まれていることを特徴とする。【選択図】図1An object of the present invention is to provide a radiographic imaging apparatus that suppresses the generation of noise, improves characteristics such as contrast, resolution, and detection resolution, and enables lower exposure doses. SOLUTION: A substrate 2, a plurality of optical sensor sections 4A disposed on the substrate 2, and a plurality of scintillator sections 51 disposed one by one to face each optical sensor section 4A. , and the scintillator section 51 is characterized in that it is surrounded by a reflective surface (inner surface) 52A having a condensing property that reflects light toward the optical sensor section 4A. [Selection diagram] Figure 1

Description

本発明は、放射線を検出して放射線の強度分布に対応する電気信号を出力する放射線画像撮影装置に関する。   The present invention relates to a radiographic imaging apparatus that detects radiation and outputs an electrical signal corresponding to the intensity distribution of the radiation.

図5に示すような、放射線画像撮影装置100が知られている。この放射線画像撮影装置100は、図示しない被写体を透過したX線Rを用いて被写体を撮影する。放射線画像撮影装置100は、基板101と、この基板101上に設けられた薄膜トランジスタ(以下、TFTという)回路部102と、フォトダイオードアレイ103と、フォトダイオードアレイ103の上に配置されたシンチレータアレイ104と、を備えている。   A radiation image capturing apparatus 100 as shown in FIG. 5 is known. The radiographic image capturing apparatus 100 captures a subject using X-rays R that have passed through a subject (not shown). The radiographic image capturing apparatus 100 includes a substrate 101, a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) circuit unit 102 provided on the substrate 101, a photodiode array 103, and a scintillator array 104 disposed on the photodiode array 103. And.

フォトダイオードアレイ103は、画素毎に配置された多数のフォトダイオードを備えている。図5では、互いに隣接して配置された3つのフォトダイオードS101〜S103を示す。シンチレータアレイ104は、それぞれの画素毎に、隔壁105で区画された複数のシンチレータ104Aを備えている。また、X線が入射する面には、反射膜106が形成されている。それぞれのシンチレータ104Aは、反射膜106を通過して入射したX線を光(可視光)に変換する機能を有する。このような従来技術としては、例えば、特許文献1に記載されたものが知られている。   The photodiode array 103 includes a large number of photodiodes arranged for each pixel. FIG. 5 shows three photodiodes S101 to S103 arranged adjacent to each other. The scintillator array 104 includes a plurality of scintillators 104A partitioned by partition walls 105 for each pixel. A reflective film 106 is formed on the surface on which the X-rays are incident. Each scintillator 104 </ b> A has a function of converting X-rays incident through the reflective film 106 into light (visible light). As such a prior art, for example, one described in Patent Document 1 is known.

特開2014−29314号公報JP 2014-29314 A

図5に示すように、例えば、フォトダイオードS102の上方に位置するシンチレータ104Aに、X線Rが入射した場合、このシンチレータ部104Aの内部の発光点LでX線Rが光に変換される。この発光点Lで発光する光は、全方向に向けて拡散する。この放射線画像撮影装置100では、隔壁105や反射膜106が存在するため、符号F1,F2で示すような光が、隣接する画素側へ漏れることを防止できる。したがって、図5に示すように、フォトダイオードS101やフォトダイオードS103に相当する検出座標に示されるような検出強度A3,A4は、検出されない。   As shown in FIG. 5, for example, when the X-ray R is incident on the scintillator 104A located above the photodiode S102, the X-ray R is converted into light at the light emitting point L inside the scintillator section 104A. The light emitted from the light emitting point L diffuses in all directions. In this radiographic imaging device 100, since the partition wall 105 and the reflective film 106 exist, it is possible to prevent light as indicated by reference numerals F1 and F2 from leaking to the adjacent pixel side. Therefore, as shown in FIG. 5, the detection intensities A3 and A4 as shown in the detection coordinates corresponding to the photodiode S101 and the photodiode S103 are not detected.

しかしながら、隔壁105や反射膜106で反射を繰り返して反射回数が増えることで、拡散する光の光路長が長くなり光が減衰するという問題が生じる。特に、図5に示すように、シンチレータ部104Aを互いに平行をなす隔壁105が挟む構造であるため、光の反射回数が多くなる。したがって、図5に示すように、発光点Lの直下のフォトダイオードS102に実際に入射する光(変換光)の検出強度A1は、拡散する光を集めた場合に想定される検出強度A2よりも大幅に小さくなる。このため、フォトダイオードS102における検出強度が低くなり、撮像画像のコントラスト、解像度、検出分解能などの特性が低下する。検出強度を高めるために、X線発生源の照射出力を高くすると、撮像時における被曝線量が増加するという問題が発生する。   However, when the number of reflections is increased by repeating the reflection at the partition wall 105 or the reflection film 106, there arises a problem that the optical path length of the diffused light becomes longer and the light is attenuated. In particular, as shown in FIG. 5, since the scintillator portion 104A is sandwiched between partition walls 105 that are parallel to each other, the number of reflections of light increases. Therefore, as shown in FIG. 5, the detection intensity A1 of the light (converted light) actually incident on the photodiode S102 immediately below the light emitting point L is higher than the detection intensity A2 assumed when the diffused light is collected. Significantly smaller. For this reason, the detection intensity in the photodiode S102 is lowered, and characteristics such as the contrast, resolution, and detection resolution of the captured image are deteriorated. If the irradiation output of the X-ray generation source is increased in order to increase the detection intensity, there arises a problem that the exposure dose during imaging increases.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、撮像画像のコントラスト、解像度、検出分解能などの特性を向上させ、撮像時における放射線の被曝線量の低線量化を可能にする放射線画像撮影装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and improves the characteristics of a captured image, such as contrast, resolution, and detection resolution, and enables a radiation image to reduce the radiation exposure dose during imaging. An object is to provide a photographing apparatus.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る放射線画像撮影装置の態様は、基板と、この基板に配置された複数の光センサ部と、それぞれの光センサ部に対して、一つずつ対向するように配置された、複数のシンチレータ部と、を備え、シンチレータ部は、前記光センサ部へ向けて光を反射させる集光性を持つ反射面で囲まれていることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, an aspect of the radiographic imaging apparatus according to the present invention includes a substrate, a plurality of photosensor units disposed on the substrate, and each photosensor unit. A plurality of scintillator portions arranged so as to face each other, and the scintillator portion is surrounded by a reflecting surface having a light collecting property to reflect light toward the optical sensor portion. Features.

上記態様としては、反射面が、シンチレータ部における光センサ部と対向する面以外を覆うように形成された反射膜の内側面であることが好ましい。   As said aspect, it is preferable that a reflective surface is an inner surface of the reflecting film formed so that the surface other than the surface which opposes the optical sensor part in a scintillator part may be covered.

上記態様としては、シンチレータ部の上記基板に直交する方向で切断した断面形状が、凸レンズ形状、半球形状、半楕円体形状、半多角形状およびこれらの形状を含む形状のいずれかであることが好ましい。   As said aspect, it is preferable that the cross-sectional shape cut | disconnected in the direction orthogonal to the said board | substrate of a scintillator part is either a convex lens shape, a hemispherical shape, a semi-ellipsoid shape, a semi-polygon shape, and the shape containing these shapes. .

上記態様としては、上記反射面が、互いに平行をなす平面の対を有しないことが好ましい。   As said aspect, it is preferable that the said reflective surface does not have a pair of planes mutually parallel.

上記態様としては、反射膜に形成された凹部内に、シンチレータ部が配置されていることが好ましい。   As said aspect, it is preferable that the scintillator part is arrange | positioned in the recessed part formed in the reflecting film.

上記態様としては、反射面が、シンチレータ部の前記光センサ部と対向する面以外を覆うように形成された材料膜とシンチレータ部との界面であり、この材料膜の光屈折率がシンチレータ部の構成材料の光屈折率よりも小さい構成としてもよい。   As the above aspect, the reflection surface is an interface between the scintillator portion and the material film formed so as to cover the scintillator portion other than the surface facing the optical sensor portion, and the light refractive index of the material film is that of the scintillator portion. It is good also as a structure smaller than the optical refractive index of a constituent material.

本発明に係る放射線画像撮影装置によれば、撮像画像のコントラスト、解像度、検出分解能などの特性を向上させ、撮像時における放射線の被曝線量の低線量化を図ることができる。   According to the radiographic image capturing apparatus of the present invention, it is possible to improve characteristics such as contrast, resolution, and detection resolution of a captured image, and to reduce the radiation exposure dose during imaging.

図1は、本発明の第1の実施の形態に係る放射線画像撮影装置の要部断面説明図である。FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view of a main part of a radiographic image capturing apparatus according to a first embodiment of the present invention. 図2は、本発明の第1の実施の形態に係る放射線画像撮影装置の要部拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the radiographic image capturing apparatus according to the first embodiment of the present invention. 図3は、本発明の第2の実施の形態に係る放射線画像撮影装置の要部断面説明図である。FIG. 3 is an explanatory cross-sectional view of a main part of a radiographic image capturing apparatus according to the second embodiment of the present invention. 図4−1は、本発明の第1の実施の形態に係る放射線画像撮影装置のシンチレータ部の変形例1を示す断面図である。FIG. 4-1 is a cross-sectional view illustrating Modification Example 1 of the scintillator unit of the radiographic image capturing apparatus according to the first embodiment of the present invention. 図4−2は、本発明の第1の実施の形態に係る放射線画像撮影装置のシンチレータ部の変形例2を示す断面図である。FIG. 4-2 is a cross-sectional view illustrating Modification Example 2 of the scintillator unit of the radiographic image capturing apparatus according to the first embodiment of the present invention. 図4−3は、本発明の第1の実施の形態に係る放射線画像撮影装置のシンチレータ部の変形例3を示す断面図である。4-3 is sectional drawing which shows the modification 3 of the scintillator part of the radiographic imaging apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図5は、従来の放射線画像撮影装置を示す断面説明図である。FIG. 5 is an explanatory cross-sectional view showing a conventional radiographic image capturing apparatus.

以下に、本発明の実施の形態に係る放射線画像撮影装置の詳細を図面に基づいて説明する。但し、図面は模式的なものであり、各部材の寸法や寸法の比率や形状などは現実のものと異なることに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率や形状が異なる部分が含まれている。   Below, the detail of the radiographic imaging apparatus which concerns on embodiment of this invention is demonstrated based on drawing. However, it should be noted that the drawings are schematic, and the dimensions, ratios and shapes of the members are different from actual ones. In addition, the drawings include portions having different dimensional relationships, ratios, and shapes.

[第1の実施の形態]
以下、図1および図2を用いて、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置1の構成を説明する。図1に示すように、放射線画像撮影装置1は、基板としてのガラス基板2と、このガラス基板2の表面に形成されたTFT回路部3と、TFT回路部3の上に形成された光センサアレイ4と、この光センサアレイ4の上に形成されたシンチレータアレイ5と、を備える。
[First Embodiment]
Hereinafter, the configuration of the radiographic image capturing apparatus 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. As shown in FIG. 1, the radiographic image capturing apparatus 1 includes a glass substrate 2 as a substrate, a TFT circuit unit 3 formed on the surface of the glass substrate 2, and an optical sensor formed on the TFT circuit unit 3. An array 4 and a scintillator array 5 formed on the photosensor array 4 are provided.

(TFT回路部)
図2に示すように、TFT回路部3は、画素毎に、スイッチング素子としてのTFT31を備える。すなわち、これらのTFT31は、ガラス基板2の表面にマトリクス状に配置されている。この他に、TFT回路部3は、図示しない、電荷蓄積用のキャパシタ、ゲート線、データ線などを備える。
(TFT circuit part)
As shown in FIG. 2, the TFT circuit unit 3 includes a TFT 31 as a switching element for each pixel. That is, these TFTs 31 are arranged in a matrix on the surface of the glass substrate 2. In addition, the TFT circuit section 3 includes a charge storage capacitor, a gate line, a data line, and the like (not shown).

TFT31は、ガラス基板2の表面に形成されたゲート電極32と、ゲート電極32およびガラス基板2の表面を覆うゲート絶縁膜33と、ゲート電極32と対向するように形成された半導体層34と、半導体層34のゲート電極32を挟む一方側に接合するように配置されたソース電極35と、半導体層34のゲート電極32を挟む他方側に接合するように配置されたドレイン電極36と、を備える。これらTFT31とゲート絶縁膜33の上には、層間絶縁膜37が形成されている。   The TFT 31 includes a gate electrode 32 formed on the surface of the glass substrate 2, a gate insulating film 33 covering the gate electrode 32 and the surface of the glass substrate 2, a semiconductor layer 34 formed to face the gate electrode 32, A source electrode 35 disposed so as to be joined to one side of the semiconductor layer 34 across the gate electrode 32; and a drain electrode 36 disposed so as to be joined to the other side of the semiconductor layer 34 across the gate electrode 32. . An interlayer insulating film 37 is formed on the TFT 31 and the gate insulating film 33.

(光センサアレイ)
光センサアレイ4は、多数の光センサ部4Aを備える。図2に示すように、光センサアレイ4は、層間絶縁膜37の上に画素領域毎にパターン形成された多数の画素電極41と、これら画素電極41および層間絶縁膜37上に撮影領域全体に亘って形成された光電変換層42と、この光電変換層42の上に形成された透明電極43と、を備える。
(Optical sensor array)
The optical sensor array 4 includes a large number of optical sensor units 4A. As shown in FIG. 2, the optical sensor array 4 includes a large number of pixel electrodes 41 patterned for each pixel region on the interlayer insulating film 37, and the entire imaging region on the pixel electrodes 41 and the interlayer insulating film 37. The photoelectric conversion layer 42 formed over the transparent electrode 43 formed on the photoelectric conversion layer 42 is provided.

本実施の形態では、画素電極41が金属などの導電性材料で形成されている。透明電極43は、光センサアレイ4の共通電極として、撮影領域全体に亘って形成されている。図1および図2に示すように、光センサ部4Aは、画素電極41と、光電変換層42と、画素電極41と対向する領域の透明電極43と、で構成されている。そして、それぞれの画素電極41は、層間絶縁膜37に形成されたコンタクトホールに埋め込まれた取り出し電極38を介して、対応する画素領域に形成されたTFT31のドレイン電極36に接続されている。   In the present embodiment, the pixel electrode 41 is formed of a conductive material such as metal. The transparent electrode 43 is formed over the entire imaging region as a common electrode of the photosensor array 4. As shown in FIGS. 1 and 2, the optical sensor unit 4 </ b> A includes a pixel electrode 41, a photoelectric conversion layer 42, and a transparent electrode 43 in a region facing the pixel electrode 41. Each pixel electrode 41 is connected to the drain electrode 36 of the TFT 31 formed in the corresponding pixel region via the extraction electrode 38 embedded in the contact hole formed in the interlayer insulating film 37.

(シンチレータアレイ)
図1に示すように、シンチレータアレイ5は、光センサ部4Aに対応して配置された多数のシンチレータ部51を備える。図2に示すように、シンチレータアレイ5は、透明電極43の上に形成されている。本実施の形態に係る放射線画像撮影装置1におけるシンチレータ部51は、楕円体を長軸の中心近傍で長軸に直角をなすように半分に切断した半楕円体形状である。すなわち、シンチレータ部51の長軸を含む面で切断した形状は、半楕円形である。図2に示すように、シンチレータ部51は、透明電極43に密着する面である底面部51Aと、シンチレータ部51の頂部から底面部51Aの周縁に向けて広がるような曲面部51Bと、を有する。
(Scintillator array)
As shown in FIG. 1, the scintillator array 5 includes a large number of scintillator units 51 arranged corresponding to the optical sensor units 4A. As shown in FIG. 2, the scintillator array 5 is formed on the transparent electrode 43. The scintillator unit 51 in the radiographic image capturing apparatus 1 according to the present embodiment has a semi-ellipsoidal shape in which an ellipsoid is cut in half so as to be perpendicular to the major axis in the vicinity of the center of the major axis. That is, the shape cut by the plane including the major axis of the scintillator portion 51 is a semi-elliptical shape. As shown in FIG. 2, the scintillator portion 51 includes a bottom surface portion 51A that is a surface that is in close contact with the transparent electrode 43, and a curved surface portion 51B that spreads from the top of the scintillator portion 51 toward the periphery of the bottom surface portion 51A. .

本実施の形態では、シンチレータアレイ5を構成するシンチレータ材料としては、CsI:Tl,GdS:Tb,LaBr:Ceなどから選択することができる。 In the present embodiment, the scintillator material constituting the scintillator array 5 can be selected from CsI: Tl, Gd 2 O 2 S: Tb, LaBr 3 : Ce, and the like.

図1および図2に示すように、シンチレータアレイ5は、反射膜52を備えている。この反射膜52は、反射層53と集光形状層54とを備えている。反射層53は、シンチレータ部51の表面に密着して覆うように形成されている。この反射層53を構成する材料としては、Al,Ag,Ni,Auなどを選択することができる。反射層53は、シンチレータ部51の表面を、この表面に密着した状態で覆っている。この集光形状層54は、反射層53が形成されたシンチレータ部5Aおよび光センサアレイ4の上に形成されている。この集光形状層54は、例えば、合成樹脂で形成することができる。本実施の形態に係る放射線画像撮影装置1の反射膜52の反射面、すなわち反射層53の内側面53Aは、互いに平行をなす平面の対を有しない。シンチレータ部51を覆う反射層53の内側面53Aは、シンチレータ部51内で拡散する光を光センサ部4Aに向かわせる集光性を有する。   As shown in FIGS. 1 and 2, the scintillator array 5 includes a reflective film 52. The reflective film 52 includes a reflective layer 53 and a condensing shape layer 54. The reflective layer 53 is formed so as to be in close contact with and cover the surface of the scintillator portion 51. As a material constituting the reflective layer 53, Al, Ag, Ni, Au, or the like can be selected. The reflective layer 53 covers the surface of the scintillator 51 in a state of being in close contact with the surface. The condensing shape layer 54 is formed on the scintillator portion 5 </ b> A on which the reflective layer 53 is formed and the optical sensor array 4. The condensing shape layer 54 can be formed of, for example, a synthetic resin. The reflection surface of the reflection film 52 of the radiographic imaging apparatus 1 according to the present embodiment, that is, the inner side surface 53A of the reflection layer 53 does not have a pair of planes parallel to each other. The inner side surface 53A of the reflective layer 53 that covers the scintillator unit 51 has a light condensing property that directs the light diffused in the scintillator unit 51 to the optical sensor unit 4A.

(第1の実施の形態の作用および効果)
次に、この放射線画像撮影装置1の作用、効果について説明する。図1は、放射線画像撮影装置1において、光センサ部4A(S2)の上方に位置するシンチレータ部51にX線Rが入射した場合を示す。X線Rは、反射膜52を通過してシンチレータ部51内に入射する。このX線Rは、シンチレータ部51の上部に位置する発光点Lで光に変換される。この発光点Lで発光する光は、全方向に向けて拡散する。
(Operation and effect of the first embodiment)
Next, the operation and effect of the radiation image capturing apparatus 1 will be described. FIG. 1 shows a case where X-rays R are incident on the scintillator unit 51 located above the optical sensor unit 4A (S2) in the radiographic imaging apparatus 1. The X-ray R passes through the reflective film 52 and enters the scintillator unit 51. This X-ray R is converted into light at a light emitting point L located at the upper part of the scintillator unit 51. The light emitted from the light emitting point L diffuses in all directions.

図1において、発光点Lから光センサ部4Aへ直接向かう光をF12、両側の光センサ部4A(S1),4A(S3)へ向かう光をF11,F14、発光点Lより上に向かう光をF13で示す。ここで、発光点Lの直下の光センサ部4A(S2)に隣接する画素領域に向けて進む光F11,F13,F14は、反射層53の内側面53Aで反射されて光F15,F16,F19として光センサ部4A(S2)へ向けて進む。すなわち、これらの光F11,F13,F14は、一回の反射を経て光センサ部4A(S2)へ到達する。   In FIG. 1, the light directing from the light emitting point L to the optical sensor unit 4A is F12, the light going to the optical sensor units 4A (S1), 4A (S3) on both sides is F11, F14, and the light going above the light emitting point L is shown. This is indicated by F13. Here, the light F11, F13, and F14 traveling toward the pixel region adjacent to the optical sensor unit 4A (S2) immediately below the light emitting point L is reflected by the inner side surface 53A of the reflective layer 53 and is irradiated with the light F15, F16, and F19. To the optical sensor unit 4A (S2). That is, these lights F11, F13, and F14 reach the optical sensor unit 4A (S2) through a single reflection.

上述のように、内側面53Aは、上部から下部(光センサ部側)へ向けて拡がる曲面であるため、この内側面53Aに入射した光は反射を繰り返すことなく、下方の光センサ部4Aへ向けられる。このため、発光点Lから拡散する光が光センサ部4Aに至るまでの光路長は短くなる。このため、発光点Lから拡散する光の減衰は抑制される。   As described above, since the inner side surface 53A is a curved surface that spreads from the upper part toward the lower part (on the optical sensor unit side), the light incident on the inner side surface 53A does not repeat reflection and goes to the lower optical sensor unit 4A. Directed. For this reason, the optical path length until the light diffused from the light emitting point L reaches the optical sensor unit 4A is shortened. For this reason, attenuation of light diffusing from the light emitting point L is suppressed.

放射線画像撮影装置1では、内側面53Aで光が反射することにより、隣接する画素へ向けて拡散する光F11,F13,F14などが隣の画素領域に洩れることを防止できる。このため、この放射線画像撮影装置1では、クロストークの発生を抑制でき、撮像画像のコントラスト、解像度、検出分解能などの特性の低下を防止できる。   In the radiographic imaging device 1, the light is reflected by the inner side surface 53A, so that it is possible to prevent the light F11, F13, F14 and the like diffusing toward the adjacent pixels from leaking to the adjacent pixel region. For this reason, in this radiographic imaging device 1, generation | occurrence | production of crosstalk can be suppressed and the fall of characteristics, such as the contrast of a captured image, resolution, and detection resolution, can be prevented.

この放射線画像撮影装置1では、シンチレータ部51内で拡散する光が、反射回数が少ない状態で光センサ部4A(S2)に到達できる。したがって、放射線画像撮影装置1では、拡散する光の減衰を抑制できる。図1に示すように、光センサ部4A(S2)では、上記のクロストークの発生を抑制したことと、拡散する光の減衰を抑制したこと、とにより、高い検出強度を確保できる。図1に示す検出強度B4は、拡散する光の減衰の無い状態で隣接する画素領域へ洩れる光を加えた計算上の検出強度を示している。この放射線画像撮影装置1では、検出強度B4に近似する検出強度B5が検出される。放射線画像撮影装置1では、クロストークを抑制する作用と、拡散光の減衰を抑制する作用と、とにより、撮影時のX線Rの照射量を増やす必要がなくなり、被曝線量の増加を抑制できる。   In this radiographic imaging device 1, the light diffused in the scintillator unit 51 can reach the optical sensor unit 4A (S2) with a small number of reflections. Therefore, the radiation image capturing apparatus 1 can suppress attenuation of diffused light. As shown in FIG. 1, in the optical sensor unit 4A (S2), high detection intensity can be secured by suppressing the occurrence of the crosstalk and suppressing the attenuation of the diffused light. A detection intensity B4 shown in FIG. 1 indicates a calculated detection intensity obtained by adding light leaking to an adjacent pixel region in a state where the diffused light is not attenuated. In this radiographic imaging device 1, a detection intensity B5 that approximates the detection intensity B4 is detected. In the radiographic imaging device 1, it is not necessary to increase the dose of X-ray R at the time of imaging due to the effect of suppressing crosstalk and the effect of suppressing attenuation of diffused light, and an increase in exposure dose can be suppressed. .

[第2の実施の形態]
次に、図3を用いて、本発明の第2の実施の形態に係る放射線画像撮影装置60について説明する。この放射線画像撮影装置60は、ガラス基板61の裏面(図3において上面)側からX線Rが入射する構成例である。
[Second Embodiment]
Next, a radiographic imaging device 60 according to the second exemplary embodiment of the present invention will be described using FIG. This radiographic imaging device 60 is a configuration example in which X-rays R are incident from the back surface (upper surface in FIG. 3) side of the glass substrate 61.

図3に示すように、この放射線画像撮影装置60は、ガラス基板61と、ガラス基板61の表面に形成されたTFT回路部62と、光センサアレイ63と、シンチレータアレイ65と、を備えている。光センサアレイ63は、多数の光センサ部63Aを備えている。シンチレータアレイ65は、光センサ部63Aにそれぞれ対応するように配置された多数のシンチレータ部66と、これら多数のシンチレータ部66を覆う反射膜67とを備えている。反射膜67は、シンチレータ部66を密着する内側面67Aを有する。   As shown in FIG. 3, the radiographic image capturing device 60 includes a glass substrate 61, a TFT circuit unit 62 formed on the surface of the glass substrate 61, a photosensor array 63, and a scintillator array 65. . The optical sensor array 63 includes a large number of optical sensor units 63A. The scintillator array 65 includes a large number of scintillator portions 66 disposed so as to respectively correspond to the optical sensor portions 63 </ b> A, and a reflective film 67 that covers the large number of scintillator portions 66. The reflective film 67 has an inner side surface 67 </ b> A that closely contacts the scintillator portion 66.

この放射線画像撮影装置60では、X線RがTFT回路部62を通過してシンチレータ部66に入射するようになっている。なお、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置60のシンチレータ部66は、上述の第1の実施の形態に係る放射線画像撮影装置1におけるシンチレータ部51と同様の形状である。   In the radiation image capturing apparatus 60, the X-ray R passes through the TFT circuit unit 62 and enters the scintillator unit 66. The scintillator unit 66 of the radiographic image capturing apparatus 60 according to the present embodiment has the same shape as the scintillator unit 51 in the radiographic image capturing apparatus 1 according to the first embodiment described above.

(第2の実施の形態の作用および効果)
X線Rは、TFT回路部62や光センサ部63Aを通過して、シンチレータ部66内に入射してから光に変換される。シンチレータアレイ65のそれぞれのシンチレータ部66で変換された光は、反射膜67の内側面67Aでも反射されて光センサアレイ63側に入射するため、光捕集機能が高く、しかも光路長を短くできる。このため、撮影画像のコントラストを向上できる。なお、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置60における他の作用よび効果は、上記の第1の実施の形態に係る放射線画像撮影装置1と同様である。
(Operation and effect of the second embodiment)
The X-ray R passes through the TFT circuit unit 62 and the optical sensor unit 63A, enters the scintillator unit 66, and is converted into light. The light converted by each scintillator section 66 of the scintillator array 65 is reflected by the inner surface 67A of the reflective film 67 and enters the photosensor array 63 side, so that the light collecting function is high and the optical path length can be shortened. . For this reason, the contrast of the captured image can be improved. The other actions and effects of the radiographic image capturing apparatus 60 according to the present embodiment are the same as those of the radiographic image capturing apparatus 1 according to the first embodiment.

[その他の実施の形態]
以上、第1および第2の実施の形態について説明したが、これら実施の形態の開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
[Other embodiments]
Although the first and second embodiments have been described above, it should not be understood that the description and the drawings, which form part of the disclosure of these embodiments, limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.

例えば、上述の第1および第2の実施の形態に係る放射線画像撮影装置1,60におけるシンチレータ部51,66としては、半楕円体形状のものを用いたが、図4−1に示す変形例1のように、半球状、すなわち断面半円状のシンチレータ部55としてもよい。このシンチレータ部55は、底面部55Aと曲面部55Bとからなり、曲面部55Bを覆う図示しない反射層52、反射膜67がシンチレータ部55内で拡散する光を図示しない光センサ部4A側へ集光させる作用がある。   For example, as the scintillators 51 and 66 in the radiographic imaging apparatuses 1 and 60 according to the first and second embodiments described above, those having a semi-ellipsoidal shape are used, but the modification shown in FIG. As shown in FIG. The scintillator portion 55 includes a bottom surface portion 55A and a curved surface portion 55B, and the light diffused in the scintillator portion 55 by the reflection layer 52 (not shown) and the reflection film 67 that covers the curved surface portion 55B is collected on the optical sensor portion 4A side (not shown). Has the effect of light.

図4−2は、上述の第1および第2の実施の形態に係る放射線画像撮影装置1,60におけるシンチレータ部51,66の変形例2としてのシンチレータ部56を示す。このシンチレータ部56の断面形状は、半多角形状である。このシンチレータ部56は、底面部56Aと、多角柱の周面をなすような複数の平面部56Bと、を備える。複数の平面部56Bを密着して覆う図示しない反射層53、反射膜67がシンチレータ部56内で拡散する光を図示しない光センサ部4A側へ集光させる作用がある。   FIG. 4B shows a scintillator unit 56 as a second modification of the scintillator units 51 and 66 in the radiation image capturing apparatuses 1 and 60 according to the first and second embodiments described above. The cross-sectional shape of the scintillator portion 56 is a semi-polygon shape. The scintillator portion 56 includes a bottom surface portion 56A and a plurality of flat surface portions 56B that form a peripheral surface of a polygonal column. The reflection layer 53 (not shown) and the reflection film 67 that cover the plurality of flat portions 56B in close contact with each other have a function of condensing the light diffused in the scintillator portion 56 toward the photosensor unit 4A (not shown).

図4−3は、上述の第1および第2の実施の形態に係る放射線画像撮影装置1,60におけるシンチレータ部51,66の変形例3としてのシンチレータ部57を示す。このシンチレータ部57は、底面部57Aと、集光させる作用を持つ3つの曲面部57B,57C,57Dとを備える。これら3つの曲面部57B,57C,57Dを密着して覆う図示しない反射層53、反射膜67がシンチレータ部57内で拡散する光を図示しない光センサ部4A側へ集光させる作用がある。   FIG. 4-3 shows a scintillator 57 as a third modification of the scintillators 51 and 66 in the radiographic imaging apparatuses 1 and 60 according to the first and second embodiments described above. The scintillator portion 57 includes a bottom surface portion 57A and three curved surface portions 57B, 57C, and 57D having a condensing function. The reflection layer 53 (not shown) and the reflection film 67 that cover these three curved surface portions 57B, 57C, 57D in close contact with each other have a function of condensing light diffused in the scintillator portion 57 to the optical sensor portion 4A (not shown).

なお、シンチレータ部の構造としては、この他に、両凸レンズ、平凸レンズ、凸メニスカスレンズなどの凸レンズ形状、半球形状、半多角形状、シリンドリカルレンズ形状柱状の構造体を軸に平行な面で切断した形状などを採用してもよい。   As the structure of the scintillator, in addition to this, a convex lens shape such as a biconvex lens, a plano-convex lens, and a convex meniscus lens, a hemispherical shape, a semi-polygonal shape, and a cylindrical lens-shaped structure are cut along a plane parallel to the axis. A shape or the like may be adopted.

上述の第1および第2の実施の形態に係る放射線画像撮影装置1,60においては、シンチレータ部51,66を例えば、金属などの反射膜52,67で覆う構成であるが、このような反射層53、反射膜67に代えて、シンチレータ部51,66の構成材料の光屈折率よりも小さい光屈折率をもつ材料膜(図示省略する)でシンチレータ部51,66を密着して覆う構成としてもよい。この場合、シンチレータ部51,66内でX線が光に変換されて拡散したときに、シンチレータ部51,66と材料膜との界面で光をシンチレータ部51,66内で反射させて光センサ部側へ反射させることができる。   In the radiographic imaging apparatuses 1 and 60 according to the first and second embodiments described above, the scintillator sections 51 and 66 are configured to be covered with the reflective films 52 and 67 such as metal, but such reflection is performed. Instead of the layer 53 and the reflective film 67, the scintillator portions 51, 66 are covered and covered with a material film (not shown) having a light refractive index smaller than that of the constituent materials of the scintillator portions 51, 66. Also good. In this case, when X-rays are converted into light and diffused in the scintillator units 51 and 66, light is reflected in the scintillator units 51 and 66 at the interface between the scintillator units 51 and 66 and the optical sensor unit. Can be reflected to the side.

上述の第1および第2の実施の形態に係る放射線画像撮影装置1,60では、光センサアレイ4、63を、フォトダイオードを用いて構成したが、CCDセンサや、CMOSセンサなどの各種の光検出素子を適用してもよい。   In the radiographic imaging apparatuses 1 and 60 according to the first and second embodiments described above, the optical sensor arrays 4 and 63 are configured using photodiodes, but various types of light such as a CCD sensor and a CMOS sensor are used. A detection element may be applied.

1,60 放射線画像撮影装置
2,6 ガラス基板(基板)
3,62 TFT回路部
4,64 光センサアレイ
4A,63A 光センサ部
5,65 シンチレータアレイ
51,55,56,57,66 シンチレータ部
52、67 反射膜
53 反射層
54 集光形状層
53A,67A 内側面
1,60 Radiation imaging device 2,6 Glass substrate (substrate)
3,62 TFT circuit portion 4,64 Photo sensor array 4A, 63A Photo sensor portion 5,65 Scintillator array 51, 55, 56, 57, 66 Scintillator portion 52, 67 Reflective film 53 Reflective layer 54 Condensing shape layer 53A, 67A Inner surface

Claims (6)

基板と、
該基板に配置された複数の光センサ部と、
それぞれの前記光センサ部に対して、一つずつ対向するように配置された、複数のシンチレータ部と、
を備え、
前記シンチレータ部は、前記光センサ部へ向けて光を反射させる集光性を持つ反射面で囲まれている
ことを特徴とする放射線画像撮影装置。
A substrate,
A plurality of optical sensor units disposed on the substrate;
A plurality of scintillator units arranged to face each of the photosensor units one by one;
With
The scintillator section is surrounded by a reflecting surface having a light collecting property for reflecting light toward the optical sensor section.
前記反射面は、前記シンチレータ部における前記光センサ部と対向する面以外を覆うように形成された反射膜の内側面である
ことを特徴とする請求項1に記載の放射線画像撮影装置。
The radiographic image capturing apparatus according to claim 1, wherein the reflection surface is an inner surface of a reflection film formed so as to cover a surface of the scintillator unit other than the surface facing the optical sensor unit.
前記シンチレータ部の前記基板に直交する方向で切断した断面形状は、凸レンズ形状、半球形状、半楕円体形状、半多角形状およびこれらの形状を含む形状のいずれかである
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の放射線画像撮影装置。
The cross-sectional shape of the scintillator section cut in a direction perpendicular to the substrate is any one of a convex lens shape, a hemispherical shape, a semi-ellipsoidal shape, a semi-polygonal shape, and a shape including these shapes. The radiographic imaging apparatus of Claim 1 or Claim 2.
前記反射面は、互いに平行をなす平面の対を有しない
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の放射線画像撮影装置。
The radiographic imaging apparatus according to claim 1, wherein the reflection surface does not have a pair of planes parallel to each other.
前記反射膜に形成された凹部内に、前記シンチレータ部が配置されている
ことを特徴とする請求項2乃至請求項4のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。
The radiographic imaging apparatus according to any one of claims 2 to 4, wherein the scintillator section is disposed in a recess formed in the reflective film.
前記反射面は、前記シンチレータ部の前記光センサ部と対向する面以外を覆うように形成された材料膜と前記シンチレータ部との界面であり、
前記材料膜の光屈折率が前記シンチレータ部の構成材料の光屈折率よりも小さい
ことを特徴とする請求項1に記載の放射線画像撮影装置。
The reflective surface is an interface between the scintillator portion and a material film formed so as to cover other than the surface of the scintillator portion facing the optical sensor portion,
The radiographic imaging apparatus according to claim 1, wherein a light refractive index of the material film is smaller than a light refractive index of a constituent material of the scintillator portion.
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