X射線攝影裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種向被檢體照射X射線，檢測透過被檢體的X射線來進行X射線攝 影的X射線攝影裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 以往，X射線攝影裝置具備向被檢體照射X射線的X射線管和檢測透過被檢體的X 射線的X射線檢測器（例如，參照日本：特開2013-019698號公報）。
[0003] X射線檢測器以間接轉(zhuǎn)換型和直接轉(zhuǎn)換型這兩種檢測方式進行分類。間接轉(zhuǎn)換型 的X射線檢測器利用閃爍體將X射線轉(zhuǎn)換為其它光，并利用光電二極管或者CCD等將該光 轉(zhuǎn)換為電荷（電子-空穴對），由此檢測X射線。另一方面，直接轉(zhuǎn)換型的X射線檢測器通 過利用半導(dǎo)體膜將所入射的X射線轉(zhuǎn)換為電荷來檢測X射線。
[0004] 在間接轉(zhuǎn)換型的情況下，閃爍體的X射線的反應(yīng)位置與光電二極管所捕捉到的位 置之間發(fā)生位置偏移。與此相對地，在直接轉(zhuǎn)換型的情況下，在半導(dǎo)體膜中，直接電荷（電 子或者空穴）從X射線的反應(yīng)位置朝向收集用的電極漂移，因此能夠獲得比間接轉(zhuǎn)換型更 優(yōu)良的位置分辨率。作為直接轉(zhuǎn)換型的轉(zhuǎn)換膜，能夠列舉高靈敏度的Si (硅）、CdTe (碲化 鎘）、CdZnTe (碲化鋅鎘）、PbI2 (碘化鉛）以及TlBr (溴化鉈）等半導(dǎo)體。
[0005] 另外，X射線檢測器以積分型和光子計數(shù)方式這兩種讀出方式進行分類。積分型 是如下方式：在向蓄積轉(zhuǎn)換得到的電荷的電容器蓄積了固定期間的轉(zhuǎn)換得到的電荷之后， 利用TFT(薄膜晶體管）等開關(guān)元件讀出所蓄積的電荷。另一方面，光子計數(shù)方式是對X射 線光子逐個進行計數(shù)的方式。
[0006] 另外，關(guān)于X射線檢測器，存在一種具備利用SOI (Silicon-On Insulator :娃晶絕 緣體）技術(shù)形成的10 μ m級別的細微的像素的X射線檢測器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 發(fā)明要解決的問題
[0008] 直接轉(zhuǎn)換型的X射線檢測器與間接轉(zhuǎn)換型的X射線檢測器相比為高分辨率。然而， 當(dāng)縮小像素電極的間距（像素間距）時，由于光電轉(zhuǎn)換時產(chǎn)生的特征X射線使獲取的圖像 產(chǎn)生模糊。
[0009] 具體地進行說明。當(dāng)X射線入射到轉(zhuǎn)換膜而發(fā)生光電轉(zhuǎn)換時，釋放特征X射線。原 子序號越大則特征X射線的釋放概率越大，在轉(zhuǎn)換膜為CdTe的情況下，釋放約30keV的K 殼層特征X射線。當(dāng)K殼層特征X射線溢出到發(fā)生了光電轉(zhuǎn)換的像素區(qū)域的區(qū)域外時，有 時在其它像素區(qū)域產(chǎn)生電荷。此外，以下將K殼層特征X射線溢出到發(fā)生了光電轉(zhuǎn)換的像 素區(qū)域的區(qū)域外的情況適當(dāng)?shù)胤Q為"K逸出"。在CdTe的轉(zhuǎn)換膜內(nèi)，30keV的K殼層特征X 射線的衰減長度約為100 μ m，隨著像素（像素電極）的細微化而由K殼層特征X射線導(dǎo)致 的圖像模糊變大。
[0010] 另外，作為應(yīng)對上述圖像模糊的方案，存在一種利用光子計數(shù)方式的方法。在該方 法中，利用預(yù)先設(shè)定的閾值來去除X射線入射到轉(zhuǎn)換膜并由轉(zhuǎn)換膜轉(zhuǎn)換得到的電荷數(shù)中的 與K殼層特征X射線對應(yīng)的電荷數(shù)（峰值），從而去除與K殼層特征X射線對應(yīng)的電荷。然 而，當(dāng)利用該方法時，由轉(zhuǎn)換膜轉(zhuǎn)換得到的電荷數(shù)的大部分被去除，浪費大部分線量。其結(jié) 果，為了生成圖像而需要大量的線量。
[0011] 本發(fā)明是鑒于這樣的情況而完成的，其目的在于提供一種能夠抑制由在光電轉(zhuǎn)換 中產(chǎn)生的特征X射線導(dǎo)致的圖像模糊的X射線攝影裝置。另外，其目的在于提供一種抑制 入射到轉(zhuǎn)換膜的線量的浪費的X射線攝影裝置。
[0012] 用于解決問題的方案
[0013] 本發(fā)明為了實現(xiàn)這樣的目的，采用如下結(jié)構(gòu)。
[0014] SM.進行X射線攝影的X射線攝影裝置包括：X射線管，其向被檢體照射X射線； X射線檢測器，其檢測透過被檢體的X射線；以及X射線管控制部，其控制上述X射線管；其 中，上述X射線檢測器具有：轉(zhuǎn)換膜，其將所入射的X射線轉(zhuǎn)換為電荷，由單個或者多個元素 構(gòu)成；以及收集電極，其收集由上述轉(zhuǎn)換膜轉(zhuǎn)換得到的電荷，在上述轉(zhuǎn)換膜的至少一個面設(shè) 置有多個該收集電極，上述X射線管控制部控制上述X射線管，使得從上述X射線管照射的 X射線的能散度的上限大于構(gòu)成上述轉(zhuǎn)換膜的各元素的K殼層吸收端中的最小的K殼層吸 收端，且小于等于根據(jù)上述各元素的K殼層吸收端中的與對模糊造成影響的能量的特征X 射線對應(yīng)的K殼層吸收端而預(yù)先設(shè)定的值。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明所涉及的X射線攝影裝置，X射線管控制部控制著X射線管，使得從X 射線管照射的X射線的能散度的上限大于構(gòu)成轉(zhuǎn)換膜的各元素的K殼層吸收端中的最小的 K殼層吸收端，且小于等于根據(jù)上述各元素的K殼層吸收端中的與對模糊造成影響的能量 的特征X射線對應(yīng)的K殼層吸收端而預(yù)先設(shè)定的值。即，根據(jù)構(gòu)成轉(zhuǎn)換膜的元素的K殼層 吸收端來控制所照射的X射線的能散度的上限。由此，相比于照射X射線的能散度的上限 大于根據(jù)與對模糊造成影響的能量的特征X射線對應(yīng)的K殼層吸收端而預(yù)先設(shè)定的值的情 況，能夠使K殼層特征X射線的釋放數(shù)減少。因此，能夠抑制由K殼層特征X射線溢出到因 X射線入射而發(fā)生光電效應(yīng)的像素區(qū)域外的區(qū)域?qū)е碌膱D像模糊。
[0016] 另外，在上述X射線攝影裝置中，上述X射線檢測器優(yōu)選還具有：電荷電壓轉(zhuǎn)換器， 其將按每個上述收集電極收集到的電荷轉(zhuǎn)換為電壓信號；比較器，其在由上述電荷電壓轉(zhuǎn) 換器轉(zhuǎn)換得到的電壓信號比閾值大的情況下，輸出表示檢測到一個光子的光子檢測信號， 其中，該閾值是為了去除與K殼層特征X射線的能量對應(yīng)的電壓信號以下的電壓信號而預(yù) 先設(shè)定的值；以及收集部，其基于上述光子檢測信號而按每個像素對光子數(shù)進行計數(shù)。
[0017] 在由電荷電壓轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換得到的電信號比閾值大的情況下，比較器輸出表示檢測 到一個光子的光子檢測信號，該閾值是為了去除與K殼層特征X射線的能量對應(yīng)的電壓信 號以下的電信號而預(yù)先設(shè)定的值。由此，能夠抑制在X射線所入射的像素以外的像素內(nèi)檢 測到光子。因此，能夠抑制圖像模糊。另外，如上所述，通過X射線管控制部的控制而抑制了 K殼層特征X射線的釋放。因此，通過X射線入射而獲得的電壓信號分布變得陡峭。由此， 在比較器利用預(yù)先設(shè)定的閾值進行辨別時，無論入射了所照射的X射線的像素的電信號如 何，都能夠抑制由于比較器辨別為沒有檢測到光子導(dǎo)致的檢測光子數(shù)減少。即，能夠抑制線 量的浪費。
[0018] 另外，在上述X射線攝影裝置中，上述與對模糊造成影響的能量的特征X射線對應(yīng) 的K殼層吸收端優(yōu)選為15keV以上。即，與15keV以上的K殼層吸收端對應(yīng)的特征X射線對 模糊造成影響。另一方面，在小于15keV的K殼層吸收端的情況下，即使釋放K殼層特征X 射線，K殼層特征X射線的衰減長度也小，從而K殼層特征X射線不會擴展，另外，所釋放的 K殼層特征X射線的能量也小，因此由K殼層特征X射線生成的電荷量也少。例如，從TlBr 的Br釋放的K殼層特征X射線為13keV左右，衰減長度為20μπι左右。另外，由13keV左 右的K殼層特征X射線生成的電荷量也少。
[0019] 另外，在上述X射線攝影裝置中，優(yōu)選的是，上述轉(zhuǎn)換膜由多個元素構(gòu)成，構(gòu)成上 述轉(zhuǎn)換膜的各元素的K殼層吸收端中的、除與對模糊造成影響的能量的特征X射線對應(yīng)的K 殼層吸收端以外的K殼層吸收端小于Cd的K殼層吸收端。由此，能夠減小所釋放的K殼層 特征X射線的能量，能夠減少由K殼層特征X射線生成的電荷量。因此，即使K殼層特征X 射線到達因 X射線入射而發(fā)生光電效應(yīng)的像素以外的像素，也由于生成的電荷量少而能夠 抑制圖像模糊。
[0020] 另外，在上述X射線攝影裝置中，上述與對模糊造成影響的能量的特征X射線對應(yīng) 的K殼層吸收端優(yōu)選大于Te的K殼層吸收端。由此，在設(shè)定照射X射線的能散度的上限時， 將上述K殼層吸收端作為基準，因此能夠照射更大能量的X射線。
[0021] 另外，在上述X射線攝影裝置中，優(yōu)選的是，上述轉(zhuǎn)換膜由多個元素構(gòu)成，構(gòu)成上 述轉(zhuǎn)換膜的各元素的K殼層吸收端中的、除與對模糊造成影響的能量的特征X射線對應(yīng)的 K殼層吸收端以外的K殼層吸收端是所釋放的K殼層特征X射線的衰減長度比上述收集電 極的間距的2倍小那樣的能量。由此，所釋放的K殼層特征X射線收斂于比收集電極的間 距的2倍小的范圍內(nèi)，因此能夠抑制圖像模糊。
[0022] 另外，在上述X射線攝影裝置中，優(yōu)選的是，上述X射線管控制部控制上述X射線 管，使得上述能散度的上限大于上述與對模糊造成影響的能量的特征X射線對應(yīng)的K殼層 吸收端，且小于等于根據(jù)上述與對模糊造成影響的能量的特征X射線對應(yīng)的K殼層吸收端 而預(yù)先設(shè)定的值。由此，能夠照射更大能量的X射線。
[0023] 另外，在上述X射線攝影裝置中，上述收集電極的間距優(yōu)選為幾十ym以下。由此， 在收集電極的間距為幾十ym以下的情況下，能夠抑制圖像模糊。
[0024] 發(fā)明的效果
[0025] 根據(jù)本發(fā)明所涉及的X射線攝影裝置，X射線管控制部控制著X射線管，使得從X 射線管照射的X射線的能散度的上限大于構(gòu)成轉(zhuǎn)換膜的各元素的K殼層吸收端中的最小的 K殼層吸收端，且小于等于根據(jù)上述各元素的K殼層吸收端中的與對模糊造成影響的能量 的特征X射線對應(yīng)的K殼層吸收端而預(yù)先設(shè)定的值。即，根據(jù)構(gòu)成轉(zhuǎn)換膜的元素的K殼層 吸收端來控制所照射的X射線的能散度的上限。由此，相比于照射X射線的能散度的上限 大于根據(jù)與對模糊造成影響的能量的特征X射線對應(yīng)的K殼層吸收端而預(yù)先設(shè)定的值的情 況，能夠使K殼層特征X射線的釋放數(shù)減少。因此，能夠抑制由K殼層特征X射線溢出到因 X射線入射而發(fā)生光電效應(yīng)的像素區(qū)域外的區(qū)域?qū)е碌膱D像模糊。
【附圖說明】
[0026] ※為了說明發(fā)明，圖示了目前被認為優(yōu)選的若干個方式，但希望了解的是，發(fā)明并 不限定于如圖示那樣的結(jié)構(gòu)和方案。
[0027] 圖1是實施例1所涉及的X射線攝影裝置的概要結(jié)構(gòu)圖。
[0028] 圖2是表示實施例1所涉及的平板型X射線檢測器（FPD)的結(jié)構(gòu)的縱截面圖。
[0029] 圖3是表示實施例1所涉及的平板型X射線檢測器（FPD)的結(jié)構(gòu)的俯視圖。
[0030] 圖4是表示以往的半導(dǎo)體膜的K殼層吸收端與照射X