JP2000284055A - 放射線固体検出器、並びにそれを用いた放射線画像記録／読取方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放射線固体検出器を使用する放射線画像情報
記録および読出装置において、レーザ走査系を使用する
ことなく、静電潜像を読み取ることができるようにす
る。 【解決手段】 第１電極層１１、絶縁層１２、記録光L1
の照射を受けることにより導電性を呈する光導電層１
３、絶縁層１４、ストライプ電極１６を有する第２電極
層１５をこの順に積層してなる検出器１０の、光導電層
１３内の蓄電部１９近傍に、多数のエレメント１７ａ
が、それぞれエレメント１６ａと直交するように配設さ
れて成るサブ電極１７を設ける。記録時には、サブ電極
１７をオープンにする。読取時には、サブ電極１７の各
エレメント１７ａを、順次１つずつ、ストライプ電極１
６の各エレメント１６ａと接続し、この接続時に検出器
１０から流れ出す電流を電流検出アンプ部７１で検出す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、照射された放射線
の線量に応じた量の電荷を蓄積する蓄電部を有する放射
線固体検出器、並びに該検出器を使用して放射線画像情
報を前記蓄電部に静電潜像として記録したり、記録され
た静電潜像を読み取る方法および装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、医療用放射線撮影等におい
て、被験者の受ける被爆線量の減少、診断性能の向上等
のために、Ｘ線等の放射線に感応するセレン板等の光導
電体を有する放射線固体検出器（静電記録体）を感光体
として用い、該検出器にＸ線を照射し、照射された放射
線の線量に応じた量の電荷を検出器内の蓄電部に潜像電
荷として蓄積せしめることにより、放射線画像情報を蓄
電部に静電潜像として記録すると共に、レーザビーム或
いはライン光源で放射線画像情報が記録された検出器を
走査することにより、前記検出器から放射線画像情報を
読み取る方法が開示されている（例えば、特開平6-2173
22号、米国特許第 4857723号等）。

【０００３】上記特開平6-217322号に記載の方法は、導
電層、Ｘ線光導電層、誘電層、および画素に対応する多
数のマイクロプレートを具備する電極層が積層され、各
マイクロプレートに電荷読出用のＴＦＴ（薄膜トランジ
スタ）が接続されて成る検出器を使用し、この検出器に
被写体を透過したＸ線を照射して各マイクロプレートと
導電層との間で形成される蓄電部に潜像電荷を蓄積せし
めることによって放射線画像情報を検出器に記録した
後、ＴＦＴを走査駆動して、蓄電部に蓄積された潜像電
荷を検出器の外部に読み出すことによって、放射線画像
情報を読み取るものである。

【０００４】また、上記米国特許第 4857723号に記載の
方法は、光導電層の両側を絶縁層で挟み、さらにその外
側を互いに直交する線状電極を多数有するストライプ電
極で挟んだ構造の検出器を使用し、この検出器に被写体
を透過したＸ線を照射して両ストライプ電極の交差する
位置であって、光導電層と絶縁層との界面に形成される
２つの蓄電部に互いに異なる極性の潜像電荷を蓄積せし
めることによって放射線画像情報を検出器に記録した
後、読取光としてのレーザ光で検出器を走査して、蓄電
部に蓄積された潜像電荷を検出器の外部に読み出すこと
によって、放射線画像情報を読み取るものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平6-217322号に記載の方法は、マイクロプレートを具
備する電極層内に、電荷読出用のＴＦＴを設ける必要が
あり、検出器の構造が複雑になり、検出器の製造コスト
が高くなるという問題がある。

【０００６】また上記米国特許第 4857723号に記載の方
法は、検出器の構造は簡易で製造コストも安い方法では
あるが、検出器内に蓄積した潜像電荷を読み出すため
の、構造が複雑で高価なレーザ走査系を必要とするた
め、読取装置の構造が複雑となり、記録から読取りまで
のシステム全体のコストが高くなるという問題がある。

【０００７】本発明は、検出器の構造を簡易なものとし
製造コストを高めることがないようにすると共に、レー
ザ走査系を使用することなく、簡易な読取りを可能なら
しめる放射線固体検出器、この検出器に放射線画像情報
を記録する方法および装置、並びに放射線画像情報が記
録された検出器から放射線画像情報を読み取る方法およ
び装置を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による放射線固体
検出器は、記録用の放射線の線量に応じた量の電荷を蓄
積する蓄電部を有し、放射線画像情報を蓄電部に静電潜
像として記録する放射線固体検出器であって、第１の電
極層、第１の絶縁層、記録用の放射線の照射を受けるこ
とにより光導電性を呈する光導電層、第２の絶縁層、お
よび多数の線状電極から成る第１のストライプ電極が形
成された第２の電極層をこの順に有し、第１の絶縁層お
よび第２の絶縁層と光導電層との略界面に蓄電部が形成
されて成り、蓄電部に蓄積された電荷の量に応じたレベ
ルの電気信号を出力させるための、多数の線状電極から
成る第２のストライプ電極が、該第２のストライプ電極
の線状電極が第１のストライプ電極の線状電極に対して
交差するように、光導電層内に配設されていることを特
徴とするものである。

【０００９】この本発明による放射線固体検出器は、第
２のストライプ電極の線状電極が、第２の絶縁層と光導
電層との界面近傍に配設されて成るものとするのが望ま
しい。

【００１０】なお、第２のストライプ電極の線状電極を
第１のストライプ電極の線状電極に対して交差するよう
に配設するに際しては、互いに略直交するように配設す
るのが好ましい。

【００１１】上記において「記録用の放射線の照射」と
は、例えば被写体を透過した放射線等の記録用の放射線
を検出器に直接に照射することに限らず、例えば記録用
の放射線をシンチレータ（蛍光体）に照射することによ
り、シンチレータ内で発せられる蛍光等、記録用の放射
線の励起により発せられる光を検出器に照射すること
等、記録用の放射線を間接的に検出器に照射することも
含むものとする。また、記録用の放射線の励起により発
せられる光を検出器に照射する場合には、「記録用の放
射線の線量」を「記録用の放射線の励起により発せられ
る光の光量」に置き換える。

【００１２】「第１の絶縁層および第２の絶縁層と光導
電層との略界面に蓄電部が形成されて成る」とは、第１
の絶縁層と光導電層との略界面に第１の蓄電部が形成さ
れ、第２の絶縁層と光導電層との略界面に第２の蓄電部
が形成されることを意味する。なお、両蓄電部には、光
導電層内で発生する正負の電荷対のうち、互いに逆極性
の電荷が蓄積される。

【００１３】「線状電極」とは、全体として細長い形状
の電極を意味し、細長い形状を有している限り、円柱状
のものや角柱状のもの等どのようなものであってもよい
が、特に、平板電極とするのが好ましい。特に第２のス
トライプ電極の線状電極については、記録時における潜
像形成（潜像電荷の移動・蓄積）プロセスに影響を与え
ない形状とするのが望ましい。例えば、光導電層内で発
生した潜像電荷が蓄電部まで移動するのに邪魔にならな
い形状であることが望まれる。このためには、例えば、
丸や角等任意の形状の穴を画素に対応させて設けたり、
画素の並び方向に連続する長穴を設ける等するとよい。

【００１４】また、第２のストライプ電極は、記録用の
放射線または該放射線の励起により発せられる光に対し
て透過性を有するものとし、放射線等が光導電層内に十
分に入射することができるようにして、光導電層内にお
ける電荷発生プロセスに影響を与えないようにするのが
望ましい。

【００１５】本発明による放射線画像記録方法は、上記
の放射線固体検出器に記録用の放射線を照射して、該照
射した放射線の線量に応じた量の電荷を蓄電部に蓄積せ
しめることにより、放射線画像情報を蓄電部に静電潜像
として記録する方法であって、第２のストライプ電極を
実質的にフローティング状態にして記録を行うことを特
徴とするものである。

【００１６】「実質的にフローティング状態にして記録
を行う」とは、第２のストライプ電極が記録時における
潜像電荷の蓄積プロセスに影響を与えないようにして記
録を行うことを意味する。例えば、第２のストライプ電
極の全線状電極をオープンにして記録を行ったり、第１
の電極層と第２の電極層との間に印加される直流電圧に
よって両電極層間に形成される電界分布を調整するため
の制御電圧を第２のストライプ電極に印加するとよい。

【００１７】なお、「制御電圧」とは、例えば、第１の
導電部材が設けられていない場合において形成されるべ
き電界分布と略同じになるような大きさの電圧である。
この制御電圧は直流電圧であってもよし、交流電圧であ
ってもよい。交流電圧は、正弦波電圧に限定されるもの
ではなく、前述のように第２のストライプ電極が潜像電
荷の蓄積プロセスに影響を与えないようにすることがで
きるものであればどのような波形であってもよい。

【００１８】上述した本発明による放射線固体検出器
は、放射線画像情報を読み取った後にも、蓄電部に潜像
電荷が残されたままとなり、このままの状態で次の記録
を行うと、前の画像が残像となって現れてしまう。そこ
で、本発明による放射線画像記録方法においては、記録
に先立って、蓄電部に残存する電荷を放電せしめるため
の消去光を放射線固体検出器に照射するのが望ましい。

【００１９】「記録に先立って」とあるが、記録の直前
でもよいし、予め先の画像の読取り後に行っておいても
よい。

【００２０】「消去光」とは、蓄電部に残存する潜像電
荷を放電させることができる波長および強度の電磁波を
意味し、必ずしも可視光に限定されるものではない。

【００２１】本発明による放射線画像読取方法は、放射
線画像情報が静電潜像として予め記録された上記放射線
固体検出器から放射線画像情報を読み取る方法であっ
て、第２のストライプ電極の線状電極の１つずつを、第
１のストライプ電極の線状電極夫々と接続し、第１のス
トライプ電極の線状電極夫々について、この接続によっ
て放射線固体検出器に流れる電流を検出することによ
り、蓄電部に蓄積された電荷の量に応じたレベルの電気
信号を得ることを特徴とするものである。

【００２２】第２のストライプ電極の線状電極の１つず
つを第１の電極層の電極と接続するに際しては、第１の
ストライプ電極の線状電極の長手方向に、一方の端から
他方の端に向けて、順次切換えて接続するのが好まし
い。

【００２３】接続によって放射線固体検出器に流れる電
流を検出するに際しては、予め第１の電極層の電極と第
１のストライプ電極の各線状電極とを実質的に同電位に
した状態で、前記接続によって生じる電流を検出すると
よい。

【００２４】なお、「第１の電極層の電極と第１のスト
ライプ電極の各線状電極を実質的に同電位にする」と
は、両者を直接接続して同電位にすることに限らず、例
えばオペアンプのイマジナリショートを利用する等、間
接的に接続して同電位にしてもよい。

【００２５】本発明による放射線画像記録装置は、上記
放射線画像記録方法を実現する装置であって、第１の電
極層の電極と第１のストライプ電極の各線状電極との間
に電圧を印加する電圧印加手段と、第２のストライプ電
極を実質的にフローティング状態にする手段とを備えた
ことを特徴とするものである。

【００２６】本発明による放射線画像記録装置は、記録
に先立って、蓄電部に残存する電荷を放電せしめるため
の消去光を放射線固体検出器に照射する消去光照射手段
を備えたものとするのが望ましい。この消去光照射手段
は、検出器の全面に亘って、略一様強度および略一様線
量の消去光を照射することができるものである限り、ど
のようなものであってもよい。

【００２７】本発明による放射線画像読取装置は、上記
放射線画像読取方法を実現する装置であって、第２のス
トライプ電極の線状電極の１つずつを、第１のストライ
プ電極の線状電極夫々と接続する接続手段と、第１のス
トライプ電極の線状電極夫々について、接続手段による
接続によって放射線固体検出器に流れる電流を検出する
ことにより、蓄電部に蓄積された電荷の量に応じたレベ
ルの電気信号を取得する画像信号取得手段とを備えたこ
とを特徴とするものである。

【００２８】接続手段としては、オフ抵抗の大きいも
の、例えばＭＯＳ−ＦＥＴ等を使用するのが好ましい。
またＭＯＳ−ＦＥＴから構成されたアナログスイッチを
使用することもできる。

【００２９】

【発明の効果】本発明による放射線画像読取方法および
装置によれば、第２のストライプ電極の線状電極が、第
１のストライプ電極の線状電極に対して交差するよう
に、光導電層内に配設されて成る放射線固体検出器を使
用し、第２のストライプ電極の線状電極の１つずつを第
１のストライプ電極の線状電極夫々と接続し、第１のス
トライプ電極の線状電極夫々について、この接続によっ
て放射線固体検出器に流れる電流を検出することによ
り、蓄電部に蓄積された電荷の量に応じたレベルの電気
信号を得るようにしたので、第２のストライプ電極の線
状電極の１つずつを第１のストライプ電極の線状電極夫
々と接続する接続手段として、ＭＯＳ−ＦＥＴ等簡易な
スイッチを使用することができるようになり、読取装置
を簡易且つ安価に構成することができる。

【００３０】また、本発明による放射線画像記録方法お
よび装置によれば、検出器の光導電層内に新たに設けた
第２のストライプ電極が、潜像電荷の蓄積プロセスに悪
影響を与えないように、第２のストライプ電極を実質的
にフローティング状態にして記録を行うようにしたの
で、第２のストライプ電極を設けても、蓄電部に潜像電
荷を安定して蓄積させることができる。

【００３１】また、記録に先立って、蓄電部に残存する
電荷を放電せしめるための消去光を検出器に照射するよ
うにすれば、放射線画像情報を読み取った後に蓄電部に
残された潜像電荷による残像という問題も生じない。ま
た、消去光を検出器に照射する消去光照射手段は、検出
器の全面に亘って、略一様強度および略一様線量の消去
光を照射することができるものであればよく、レーザ走
査系のような指向性を有するものを必要としないので、
記録装置を簡易且つ安価に構成することができる。

【００３２】さらに、第２のストライプ電極の各線状電
極が、第２の絶縁層と光導電層との界面近傍に配設され
て成る検出器とすれば、第２のストライプ電極の線状電
極のを第１のストライプ電極の線状電極と接続する接続
手段として、耐圧の小さなものを使用することができ
る。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。

【００３４】図１は本発明による放射線固体検出器の概
略構成を示す図であり、図１（Ａ）は斜視図、図１
（Ｂ）はＰ矢指部のＸＹ断面図、図１（Ｃ）はＱ矢指部
のＸＺ断面図である。この検出器１０は、被写体を透過
したＸ線等の記録用の放射線（以下記録光という）L1に
対して透過性を有する第１の電極層１１、第１の絶縁層
１２、第１の電極層１１および第１の絶縁層１２を透過
した記録光L1の照射を受けることにより導電性を呈する
光導電層１３、第２の絶縁層１４、第２の電極層１５
を、この順に積層してなるものである。第１の絶縁層１
２と光導電層１３との界面に第１の蓄電部１８が形成さ
れ、第２の絶縁層１４と光導電層１３との界面に第２の
蓄電部１９が形成される。両蓄電部１８，１９には、光
導電層１３内で発生する正負の電荷対のうち、互いに逆
極性の電荷が潜像電荷として蓄積される。

【００３５】光導電層１３の物質としては、アモルファ
スセレン（ａ−Ｓｅ）、ＰｂＯ，ＰｂＩ₂ 等の酸化鉛
（II）やヨウ化鉛（II）、Ｂｉ₁₂（Ｇｅ，Ｓｉ）Ｏ₂₀，
Ｂｉ₂Ｉ₃／有機ポリマーナノコンポジット等のうち少な
くとも１つを主成分とする光導電性物質が適当である。
この光導電層１３の厚さは、記録光L1を十分に吸収でき
るようにするには、５０μｍ以上１０００μｍ以下であ
るのが好ましく、本例においては約５００μｍとしてい
る。

【００３６】絶縁層１２，１４の材質としては、ポリエ
チレンテレフタレート（ＰＥＴ）等が好ましい。第１の
絶縁層の厚さは、約１００μｍであり、第２の絶縁層の
厚さｄ１は、約１μｍである。なお、少なくとも第１の
絶縁層１２は記録光L1に対して透過性を有するものと
し、少なくとも第２の絶縁層１４は消去光L3に対して透
過性を有するものとする。

【００３７】第１の電極層１１および第２の電極層１５
の電極としては、例えば、透明ガラス板上に導電性物質
を塗布したネサ皮膜等が適当である。なお、少なくとも
第１の電極層１１は記録光L1に対して透過性を有するも
のとする。

【００３８】第２の電極層１５の電極は、多数のエレメ
ント（線状電極）１６ａをストライプ状に配列したスト
ライプ電極１６として形成されている。主走査方向の画
素数と同じ数のエレメント１６ａが設けられ、ピッチは
１５０μｍ、幅は７５μｍである。エレメント１６ａの
間１５ａには、絶縁物質が充填されている。なお、この
第２の電極層１５は消去光L3に対して透過性を有するも
のとする。

【００３９】光導電層１３内の第２の絶縁層１４に近接
した位置に、多数のエレメント１７ａをストライプ状に
配列した第２のストライプ電極としてのサブ電極１７が
設けられている。サブ電極１７の各エレメント１７ａ
は、ストライプ電極１６の各エレメント１６ａに対して
略直交するように配設されている。サブ電極１７は、導
電性を有するものであればよく、金、銀、クロム、白金
等の単一金属や、酸化インジウム等の合金から作ること
ができる。

【００４０】サブ電極１７と第２の絶縁層１４との間の
距離ｄ２は、光導電層１３の厚さにもよるが、１／500
〜１／５程度であるのが好ましく、本例ではｄ２＝１μ
ｍとしている。また、副走査方向の画素数と同じ数のエ
レメント１７ａが設けられ、ピッチは１５０μｍ、幅は
７５μｍである。

【００４１】なお、サブ電極１７の各エレメント１７ａ
の形状は、全体として細長い形状を有している限り、円
柱状のものや角柱状のもの等どのようなものであっても
よいが、特に、平板電極とするのがよい。また、エレメ
ント１７ａの幅をエレメント１６ａの幅よりも狭く設定
したり、多数の丸穴や角穴が長手方向の画素に対応する
位置に配置されるように設けられた穴あき平板電極とし
たり、長手方向に延びた１つの長穴が設けられ、長手方
向の両端部が結合された長穴あき平板電極としてもよ
い。このように、エレメント１７ａをエレメント１６ａ
の幅よりも狭くしたり、エレメント１７ａの長手方向に
所定形状の穴を設けることにより、潜像電荷の移動の妨
げとならず、蓄電部１８，１９に蓄積される潜像電荷の
潜像形成プロセスに影響を与えないようにすることがで
きる。

【００４２】図２は、放射線画像情報記録装置と放射線
画像情報読取装置を一体にした、検出器１０を用いた記
録読取システム１の概略構成図を示すものであり、図２
（Ａ）は検出器１０の斜視図と共に示した図、図２
（Ｂ）は検出器１０のＰ矢指部のＸＹ断面図と共に示し
た図である。

【００４３】この記録読取システム１は、検出器１０、
電流検出回路７０とからなる。なお、図示しないが、被
写体を透過した記録光L1を検出器１０に照射する記録光
照射手段９０、および記録に先立って、蓄電部１８，１
９に残存する電荷を放電せしめるための消去光L3を検出
器１０に照射する消去光照射手段が設けられている。

【００４４】電流検出回路７０は、検出器１０から外部
に流れ出す電流を検出する画像信号取得手段としての電
流検出アンプ部７１、電源７２、スイッチ７３、接続手
段としてのスイッチ部７４、およびスイッチ部７５を有
している。電源７２とスイッチ７３とで、本発明による
電圧印加手段が構成される。

【００４５】電流検出アンプ部７１は、ストライプ電極
１６のエレメント１６ａ１つずつに夫々１つずつ設けら
れた、オペアンプ７１ａ、積分コンデンサ７１ｂおよび
スイッチ７１ｃを多数有する。なお、電流検出アンプ部
７１の構成は、この例に限定されるものではなく、周知
の種々のものを使用することができる。

【００４６】検出器１０の電極層１１はスイッチ７３の
一方の入力７３ａおよび電源７２の正極に接続されてい
る。電源７２の負極は、スイッチ７３の他方の入力７３
ｂに接続されている。各オペアンプ７１ａの非反転入力
端子（＋）がスイッチ７３の出力に共通に接続され、反
転入力端子（−）がエレメント１６ａに夫々個別に接続
されている。

【００４７】記録時にはスイッチ７３がｂ側に接続さ
れ、オペアンプ７１ａのイマジナリーショートを介し
て、電極層１１とストライプ電極１６との間に、電源７
２による所定の印加電圧が印加されるようになってい
る。電源電圧の大きさは、記録時の光導電層１３内の電
位勾配が１０Ｖ／μｍとなるようにする。本例において
は、７Ｋｖ程度を両電極１１，１６間に印加するとよ
い。

【００４８】スイッチ７３と電流検出アンプ７１のオペ
アンプ７１ａは、読取時にスイッチ７３がａ側に接続さ
れることによって、オペアンプ７１ａのイマジナリショ
ートを介して、第１の電極層１１の電極とストライプ電
極１６の各エレメント１６ａを実質的に同電位にする手
段として機能する。

【００４９】スイッチ部７４は、サブ電極１７のエレメ
ント１７ａの１つずつと格別に接続されたスイッチング
素子７４ａを多数有している。スイッチング素子７４ａ
の他方の端子は、オペアンプ７１ａの反転入力端子
（−）およびスイッチ部７５のスイッチング素子７５ａ
の一方の端子と、それぞれ共通に接続されている。この
スイッチ部７４は、記録時に蓄電部１８，１９に潜像電
荷を安定して蓄積させるため、全てのエレメント１７ａ
をオープン状態とし、サブ電極１７を実質的にフローテ
ィング状態にする手段として機能するものである。この
ため、スイッチ部７４のスイッチング素子７４ａとして
は、オフ抵抗が十分大きいことが好ましく、例えばＭＯ
Ｓ−ＦＥＴから構成されたアナログスイッチを使用し
て、オフ抵抗が１０¹³以上となるようにする。

【００５０】なお、エレメント１７ａに所定の大きさの
制御電圧を印加して記録を行うようにしてもよい。この
制御電圧の大きさは、蓄電部１８，１９に潜像電荷を安
定して蓄積させることができるように、電極層１１とス
トライプ電極１６との間で形成される電界分布、特に光
導電層１３内の電位勾配が、サブ電極１７が設けられて
いない場合において形成されるべき分布と略同じになる
ような大きさおよび波形の電圧に設定するのが好まし
い。

【００５１】また、記録時には、電極層１１とストライ
プ電極１６との間には電源７２から電圧が印加され、両
電極間の電位勾配に応じた電圧がスイッチ部７４のスイ
ッチング素子７４ａの入出力間に加わるので、スイッチ
ング素子７４ａとしては、この電圧に耐え得るものを使
用する必要がある。上記構成の検出器１０は、サブ電極
１７と第２の絶縁層１４との間の距離ｄ２を１μｍとし
ているので、ストライプ電極１６と電極層１１の電極と
の間の電位差と比べて、ストライプ電極１６とサブ電極
１７との電位差は極めて小さくなり、耐圧の小さなもの
を使用することができ、例えば、スイッチング素子の耐
圧が１００Ｖ程度のものを使用することができる。

【００５２】また、スイッチ部７４は、スイッチ７３が
第１の電極層１１側に接続されているとき、すなわち読
取時に、サブ電極１７のエレメント１７ａの１つずつ
を、エレメント１６ａの長手方向に順次切り換えなが
ら、この切り換えられたエレメント１７ａがストライプ
電極１６の各エレメント１６ａと共通に接続されるよう
にするものでもある。なお、このスイッチ部７４による
エレメント１６ａの長手方向への順次切換えは副走査に
対応する。

【００５３】電流検出アンプ部７１は、この読取時に、
スイッチ部７４による切換接続によって、検出器１０に
流れる電流を、ストライプ電極１６のエレメント１６ａ
夫々について、同時（並列的）に検出することにより、
蓄電部１８，１９に蓄積された電荷の量に応じたレベル
の電気信号を取得するものである。

【００５４】以下、上記構成の記録読取システム１にお
いて、検出器１０に放射線画像情報を静電潜像として記
録し、さらに記録された静電潜像を読み出す方法につい
て説明する。最初に静電潜像記録過程について、図３に
示す電荷モデルを参照して説明する。なお、記録光L1に
よって光導電層１３内に生成される負電荷（−）および
正電荷（＋）を、図面上では−または＋を○で囲んで表
すものとする。また、図３（Ｂ），（Ｃ）においては、
エレメント１７ａを省略して示す。

【００５５】上記構成のシステム１において、検出器１
０に静電潜像を記録する際には、先ずスイッチ７３をｂ
側に切り換えると共に、スイッチ部７５のスイッチング
素子を全てオンにし、電極層１１の電極とストライプ電
極１６との間に電源７２からオペアンプ７１ａを介して
直流電圧を印加し、電極層１１の電極を正に帯電させ、
ストライプ電極１６を負に帯電させる（図３（Ａ））。
これにより、両電極間には所定の電界分布が生じる。こ
のとき、蓄電部１８，１９に潜像電荷を安定して蓄積さ
せるため、スイッチ部７４のスイッチング素子７４ａが
全てオフとされ、サブ電極１７はフローティング状態と
されている。

【００５６】次に放射線を不図示の被写体に爆射し、被
写体を通過した被写体の放射線画像情報を担持する記録
光L1を検出器１０に照射する。記録光L1は、検出器１０
の電極層１１および絶縁層１２を透過し、光導電層１３
内で放射線の線量に応じた量の正負の電荷対を発生せし
める。電極層１１とストライプ電極１６との間には所定
の電界分布が生じているので、この電界分布に応じて、
発生した電荷対のうち、負電荷が絶縁層１２側に移動
し、正電荷が絶縁層１４側に移動する（図３（Ｂ））。
このとき、サブ電極１７には、光導電層１３内の電位勾
配を乱さないように、フローティング状態とされている
ので、正電荷は、サブ電極１７に捕捉されることなく、
サブ電極１７の各エレメント１７ａの横或いは穴を通過
して絶縁層１４側に移動する。つまり、光導電層１３内
で発生した電荷に対しては、サブ電極１７が、実質的に
は、設けられていないのと同じ状態となる。

【００５７】絶縁層１２，１４は電荷に対して絶縁体と
して作用するものであるから、光導電層１３中を移動し
てきた負電荷は光導電層１３と絶縁層１２との界面に形
成される蓄電部１８で停止し、正電荷は光導電層１３と
絶縁層１４との界面に形成される蓄電部１９で停止す
る。これにより、蓄電部１８において負電荷が潜像電荷
として蓄積され、蓄電部１９において正電荷が潜像電荷
として蓄積される（図３（Ｃ））。例えば、図３（Ｃ）
においては、被写体の透過部９ａを通して記録光L1が検
出器１０に入射し、エレメント番号ｅ１に対応する部分
の蓄電部１８，１９には各々６個の電荷Ｑ_-1，Ｑ₊₁が蓄
積され、一方被写体の非透過部９ｂに照射された記録光
L1は検出器１０に入射することがないので、エレメント
番号ｅ２に対応する部分の蓄電部１８，１９には電荷が
蓄積されない。

【００５８】このようにして、被写体像に応じた電荷を
蓄電部１８，１９に蓄積することができるようになる。
この蓄積される潜像電荷の量は、被写体を透過し検出器
１０に入射した放射線の線量に略比例するので、この潜
像電荷が静電潜像を担持することとなり、該静電潜像が
検出器１０に記録される。

【００５９】次に静電潜像読取過程について、図４に示
す電荷モデルを参照して説明する。なお、記録過程と同
様に、光導電層１３内に生成された負電荷（−）および
正電荷（＋）を、図面上では−または＋を○で囲んで表
すものとする。また、図４（Ａ）においては、エレメン
ト１７ａを省略して示す。

【００６０】検出器１０から静電潜像を読み取る際に
は、先ずスイッチ７３をａ側にすると共に、スイッチ部
７５のスイッチング素子７５ａを全てオンに維持し、上
記説明のようにして静電潜像が記録された検出器１０の
電極層１１の電極とストライプ電極１６とをオペアンプ
７１ａのイマジナリショートを介して接続し、電極層１
１の電極とストライプ電極１６の各エレメント１６ａと
を実質的に同電位にする。これにより、第１の電極層１
１の電極に帯電せしめられていた正電荷と、ストライプ
電極１６の各エレメント１６ａに帯電せしめられていた
負電荷の殆どが消滅する（図４（Ａ））。例えば、図４
（Ａ）においては、第１の電極層１１の電極には１個の
正電荷が残り、エレメント１６ａには１個の負電荷が残
る。なお、実際には、光導電層１３や絶縁層１２，１４
の厚さ、或いは誘電率に応じて、残留する電荷量が決定
され、例えば、蓄電部１８，１９に蓄積されている電荷
量の１／３００程度の電荷が残留する。

【００６１】次いで、スイッチ部７４のスイッチング素
子７４ａを、エレメント１６ａの長手方向に、一方の端
から他方の端に向けて順次切り換えて１つずつオンさせ
て、オンしたスイッチング素子７４ａと接続されたエレ
メント１７ａとエレメント１６ａとを接続して、エレメ
ント１６ａと各エレメント１７ａとを順次同電位とす
る。これにより、蓄電部１９とエレメント１６ａとの間
および蓄電部１９とエレメント１７ａとの間にコンデン
サが形成され、蓄電部１９に蓄積されていた正電荷の量
と同じ量の負電荷が、エレメント１６ａとエレメント１
７ａとに分配され、各エレメント１６ａ，１７ａに負電
荷が帯電する。また、蓄電部１８と第１電極層１１の電
極との間にもコンデンサが形成され、蓄電部１８に蓄積
されていた負電荷の量と同じ量の正電荷が第１電極層１
１の電極に誘起され帯電する（図４（Ｂ））。例えば、
図４（Ｂ）においては、エレメント番号ｅ１のエレメン
ト１７ａには４個の負電荷が帯電し、対応する部分のエ
レメント１６ａには２個の負電荷が帯電する。また、エ
レメント番号ｅ１に対応する第１電極層１１には６個の
正電荷が帯電する。一方、エレメント番号ｅ２のよう
に、蓄電部１８，１９に潜像電荷の蓄積されていない部
分では、エレメント１７ａとエレメント１６ａとを接続
しても電荷の分配や誘起は生じない。

【００６２】エレメント１６ａおよびエレメント１７ａ
と第１電極層１１の電極との間にはオペアンプ７１ａが
接続されており、上述した電荷の帯電時に、オペアンプ
７１ａを介して電流が流れる。すなわち、前記接続に伴
って検出器１０に電流が流れ、各オペアンプ７１ａの出
力部の電圧が変化する。この電圧の変化は、検出器２０
に蓄積されていた各画素毎の潜像電荷の量に応じたもの
となる。したがって、スイッチ部７４の順次切換えによ
って、次々と画素毎の潜像電荷に対応して電圧の変化が
観測されることとなり、この電圧の変化を検出すること
によって静電潜像を表す画像信号を得る、つまり放射線
画像情報を読み取ることができる。

【００６３】次に静電潜像消去過程について、図５に示
す電荷モデルを参照して説明する。なお、上述同様に、
光導電層１３内に生成された負電荷（−）および正電荷
（＋）を、図面上では−または＋を○で囲んで表すもの
とする。また、サブ電極１７のエレメント１７ａを省略
して示す。

【００６４】検出器１０内の蓄電部１８，１９に蓄積さ
れている潜像電荷は、上述のような読取りによっては消
滅しない。また、第１電極層１１の電極、或いはエレメ
ント１６ａやエレメント１７ａにも電荷が帯電したまま
残る。したがって、この状態のままで次の記録を行う
と、残存している電荷が次の画像の残像となって現れて
しまい、好ましくない。

【００６５】そこで、次の記録に先立って、スイッチ７
３を第１の電極層１１側に接続し、またスイッチ部７
４，７５のスイッチング素子を全てオンにした状態で、
不図示の消去光照射手段により消去光L3を検出器１０の
ストライプ電極１６側に照射して（図５（Ａ））、光導
電層１３内に電荷対を発生せしめ、この発生した電荷対
の内の正電荷と蓄電部１８に蓄積している負電荷とを結
合させ、負電荷と蓄電部１９に蓄積している正電荷とを
結合させて、蓄電部１８，１９に残存する電荷を完全に
放電させる（図５（Ｂ））。蓄電部１８，１９の電荷が
消滅することにより、第１電極層１１の電極、エレメン
ト１６ａ、およびエレメント１７ａに帯電している電荷
も消滅する。この潜像電荷の放電の処理は、次の記録の
直前に行ってもよいし、予め先の画像の読取り後に行っ
ておいてもよい。

【００６６】以上、本発明による放射線固体検出器、該
検出器に放射線画像情報を記録する方法および装置、並
びに放射線画像情報が記録された本発明による検出器か
ら放射線画像情報を読み取る方法および装置の好適な実
施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態
に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない限
りにおいて、種々変更することが可能である。

【００６７】例えば、上記実施の形態においては、消去
光L3をストライプ電極１６側から照射していたが、電極
層１１および絶縁層１２を消去光L3に対して透過性を有
するものとし、消去光L3を電極層１１側から照射するよ
うにしてもよい。

【００６８】また、上記実施の形態による検出器は、光
導電層が、記録用の放射線の照射によって導電性を呈す
るものであるが、本発明による検出器の光導電層は必ず
しもこれに限定されるものではなく、記録用の放射線の
励起により発せられる光の照射によって導電性を呈する
ものとしてもよい。この場合、第１の電極層の表面に記
録用の放射線を、例えば青色光等、他の波長領域の光に
波長変換するいわゆるＸ線シンチレータといわれる波長
変換層を積層したものとする。この波長変換層として
は、例えばヨウ化セシウム（CsＩ）等を用いるのが好適
である。また、第１の電極層および第１の絶縁層１２
は、記録用の放射線の励起により波長変換層で発せられ
る光に対して透過性を有するものとする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による放射線固体検
出器の斜視図（Ａ）、ＸＺ断面図（Ｂ）、ＸＹ断面図
（Ｃ）

【図２】上記放射線固体検出器を用いた記録読取システ
ムの概略構成図

【図３】上記放射線固体検出器に静電潜像を記録する方
法を説明する図

【図４】上記放射線固体検出器に記録された静電潜像を
読み取る方法を説明する図

【図５】上記放射線固体検出器に記録された静電潜像を
消去する方法を説明する図

【符号の説明】

１０ 放射線固体検出器 １１ 第１の電極層 １２ 第１の絶縁層 １３ 光導電層 １４ 第２の絶縁層 １５ 第２の電極層 １６ 第１のストライプ電極 １７ サブ電極（第２のストライプ電極） １８，１９ 蓄電部 ７０ 電流検出回路 ７１ 電流検出アンプ部（画像信号取得手段） ７２ 電源 ７３ スイッチ ７４ スイッチ部（接続手段） ７５ スイッチ部 L1 記録用の放射線（記録光） L3 消去用の電磁波（消去光）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G088 EE01 FF02 FF14 GG21 JJ01 JJ32 JJ33 2H013 AC03 AC08 4M118 AA10 AB01 BA05 CA14 CB05 CB20 DD02 DD10 DD20 FB09 FB13 GA10 5C024 AA11 AA12 CA00 GA04 GA07 GA22 GA31 GA52 JA04 5C054 AA06 CA02 CC01 ED07 HA12

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録用の放射線の線量に応じた量の電荷
   を蓄積する蓄電部を有し、放射線画像情報を前記蓄電部
   に静電潜像として記録する放射線固体検出器において、 第１の電極層、第１の絶縁層、前記記録用の放射線の照
   射を受けることにより光導電性を呈する光導電層、第２
   の絶縁層、および多数の線状電極から成る第１のストラ
   イプ電極が形成された第２の電極層を、この順に有し、
   前記第１の絶縁層および前記第２の絶縁層と前記光導電
   層との略界面に前記蓄電部が形成されて成り、 前記蓄電部に蓄積された電荷の量に応じたレベルの電気
   信号を出力させるための、多数の線状電極から成る第２
   のストライプ電極が、該第２のストライプ電極の線状電
   極が前記第１のストライプ電極の線状電極に対して交差
   するように、前記光導電層内に配設されていることを特
   徴とする放射線固体検出器。
2. 【請求項２】 前記第２のストライプ電極の線状電極
   が、前記第２の絶縁層と前記光導電層との前記界面近傍
   に配設されていることを特徴とする請求項１記載の放射
   線固体検出器。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の放射線固体検出
   器に記録用の放射線を照射して、該放射線の線量に応じ
   た量の電荷を前記蓄電部に蓄積せしめることにより、放
   射線画像情報を前記蓄電部に静電潜像として記録する放
   射線画像記録方法において、 前記第２のストライプ電極を実質的にフローティング状
   態にして前記記録を行うことを特徴とする放射線画像記
   録方法。
4. 【請求項４】 前記記録に先立って、前記蓄電部に残存
   する電荷を放電せしめるための消去光を前記放射線固体
   検出器に照射することを特徴とする請求項３記載の放射
   線画像記録方法。
5. 【請求項５】 放射線画像情報が静電潜像として予め記
   録された請求項１または２記載の放射線固体検出器から
   前記放射線画像情報を読み取る放射線画像読取方法にお
   いて、 前記第２のストライプ電極の線状電極の１つずつを、前
   記第１のストライプ電極の線状電極夫々と接続し、 前記第１のストライプ電極の線状電極夫々について、こ
   の接続によって前記放射線固体検出器に流れる電流を検
   出することにより、前記蓄電部に蓄積された電荷の量に
   応じたレベルの電気信号を得ることを特徴とする放射線
   画像読取方法。
6. 【請求項６】 前記第１の電極層の電極と前記第１のス
   トライプ電極の各線状電極とを実質的に同電位にした状
   態で、前記接続によって前記放射線固体検出器に生じる
   前記電流を検出することを特徴とする請求項６記載の放
   射線画像読取方法。
7. 【請求項７】 請求項１または２記載の放射線固体検出
   器に記録用の放射線を照射して、該放射線の線量に応じ
   た量の電荷を前記蓄電部に蓄積せしめることにより、放
   射線画像情報を前記蓄電部に静電潜像として記録する放
   射線画像記録装置において、 前記第１の電極層の電極と第１のストライプ電極との間
   に直流電圧を印加する電圧印加手段と、 前記第２のストライプ電極を実質的にフローティング状
   態にする手段とを備えたことを特徴とする放射線画像記
   録装置。
8. 【請求項８】 前記記録に先立って、前記蓄電部に残存
   する電荷を放電せしめるための消去光を前記放射線固体
   検出器に照射する消去光照射手段を備えたことを特徴と
   する請求項７記載の放射線画像記録装置。
9. 【請求項９】 放射線画像情報が静電潜像として予め記
   録された請求項１または２記載の放射線固体検出器から
   前記放射線画像情報を読み取る放射線画像読取装置にお
   いて、 前記第２のストライプ電極の線状電極の１つずつを、前
   記第１のストライプ電極の線状電極夫々と接続する接続
   手段と、 前記第１のストライプ電極の線状電極夫々について、前
   記接続手段による接続によって前記放射線固体検出器に
   流れる電流を検出することにより、前記蓄電部に蓄積さ
   れた電荷の量に応じたレベルの電気信号を取得する画像
   信号取得手段とを備えたことを特徴とする放射線画像読
   取装置。