JP2001033559A - 放射線固体検出器並びに放射線画像情報読取方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光読出方式の放射線固体検出器を使用する放
射線画像読取方法および装置において、読取光の基板内
での反射に起因するアーチファクトの発生を防止する。 【解決手段】 放射線固体検出器３０の基板２０の上面
２０ａおよび下面２０ｂの内の少なくとも一方の面に反
射防止膜を施す。デバイス部３０の基板２０の上面２０
ａと接する面に設けられた第２電極層の基板２０を通し
て入射する読取光L2に対する垂直入射反射率を５０％以
下にする。読取光照射手段９０の読取光光学系９６の光
軸の基板２０の法線に対する角度を１０度以下とする。
読取光L2の基板２０の下面２０ｂにおける照射強度を、
照射強度に対する検出電荷量の関係を表す特性曲線の接
線の傾きが特性曲線の立上り直線の傾きに対して１／２
〜１／１０となる範囲の強度にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放射線固体検出器
並びに放射線画像情報読取方法および装置に関し、より
詳細には、放射線画像情報を担持する電荷を蓄積する蓄
電部を有して成るデバイス部が読取光に対して透過性を
有する基板の上面に配設されて成る光読出方式の放射線
固体検出器、並びにこの放射線固体検出器を用いた放射
線画像情報読取方法および装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】今日、医療診断などを目的とする放射線
撮影において、放射線を検出して得た電荷を潜像電荷と
して蓄電部に一旦蓄積し、該蓄積した潜像電荷を放射線
画像情報を表す電気信号に変換して出力する放射線固体
検出器（以下単に検出器ともいう）を使用する放射線画
像情報記録読取装置が各種提案、実用化されている。こ
の装置において使用される放射線固体検出器としては、
種々のタイプのものが提案されているが、蓄積された潜
像電荷を外部に読み出す電荷読出プロセスの面から、検
出器に読取光（読取用の電磁波）を照射して読み出す光
読出方式のものがある（米国特許第５２６８５６９号、
国際公開１９９８年第５９２６１号、特開平９−５９０
６号、本願出願人による特願平１０−２７１３７４号、
同１１−８７９２２号および同１１−８９５５３号な
ど）。

【０００３】この光読出方式の検出器は、放射線画像情
報を担持する潜像電荷を蓄積する蓄電部を有して成るデ
バイス部が基板の上面に配設されて成るものであるが、
この中には、読取光に対して透過性を有する石英ガラス
などを基板として使用するタイプのものがある。そし
て、このタイプの検出器を使用する装置においては、基
板を通して読取光をデバイス部に照射し蓄電部に蓄積さ
れた潜像電荷を読み出すことになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、基板を
通して読取光をデバイス部に照射すると、基板下面と空
気との界面や、基板上面とデバイス部との界面において
読取光が反射して、前記基板内を読取光が１回若しくは
多重反射するようになり、デバイス部から読み出された
電荷に基づいて再生された画像にアーチファクト（ボケ
やクロストークなど）が生じ、画質が劣化するという問
題を生じる。

【０００５】このアーチファクトで最も問題となるの
は、読取光が基板内で反射し、被写体を通過しないいわ
ゆる素抜け部と被写体部（画像部）とが近接している部
分で、被写体部だけでなく素抜け部の潜像電荷をも読み
出してしまうために、結果としてコントラスト低下が起
こることである。

【０００６】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、光読出方式の放射線固体検出器を使用する場合
において、基板を通して読取光をデバイス部に照射して
も、読取光の基板内での反射に起因するアーチファクト
の発生を防止若しくは低減することができる放射線固体
検出器並びに放射線画像情報読取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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、読取光に対
して透過性を有する基板上面にデバイス部が配設されて
成る放射線固体検出器を使用した放射線画像情報の読取
りにおいて、読取光が基板内で反射する度合いや読取光
の照射強度とアーチファクトとの関係について調査し、
この調査の結果、以下のようなことを発見した。

【０００８】（１）基板の材質が同じ場合には、基板の
上面および下面において反射光が減衰する度合いが大き
くなるほど、基板内での読取光が多重反射した際の多重
反射光の到達距離が短くなり、本来読み出したい部分
（注目画素）以外の部分の潜像電荷を反射光によって読
み出すという虞れが少なくなる。つまり、基板内で反射
が起きても、反射光を十分減衰させるようにすれば画質
上問題となるアーチファクトは生じない。

【０００９】（２）基板内で反射する反射光の拡がり範
囲は、読取光の基板に入射する角度によって異なり、垂
直入射のときが最も狭くなる（原理的にはゼロ）が、１
画素幅程度に光照射する場合、読取光が基板に入射する
際には所定の拡がり角をもって入射するのが一般的であ
り、読取光の全成分を垂直入射させるのは装置構成上困
難である。しかしながら、読取光の基板に対する拡がり
角に拘わらず、読取光光学系の光軸の基板の法線に対す
る角度即ち読取光の入射角が０度に近いほど反射光の拡
がり範囲が狭くなり、画質上問題となるアーチファクト
を生じる虞れが少なくなる。

【００１０】（３）読取光をデバイス部に照射した際の
読取光の照射強度と読み出される検出電荷量との間には
一定の相関関係があり、基板下面（読取光の入射面）に
おける照射強度が低レベルのときには、照射強度が大き
くなるにつれて検出電荷量も大きくなり、照射強度対検
出電荷量の関係を示す特性線が略直線で立ち上がる（照
射強度と検出電荷量が略比例する）という性質がある。
一方、読取光の照射強度があるレベルよりも大きくなる
と、前記直線で立ち上がる関係が崩れ、照射強度の増加
の度合いに対する検出電荷量の増加の度合いが次第に小
さくなり、最終的には照射強度を大きくしても検出電荷
量がそれ以上は増えないという飽和特性を示すようにな
る。他方、読取光の反射率は、基本的には照射強度に影
響されないので、照射強度を前記飽和特性を示すような
レベル以上にすると、アーチファクトだけが大きくなっ
てしまう。

【００１１】したがって、Ｓ／Ｎのよい画像を得ると共
にアーチファクトを生じさせないようにするには、Ｓ／
Ｎ向上のために検出電荷量が大きくなるように照射強度
を大きくする必要がある一方、アーチファクトを生じさ
せないように飽和特性を示すようなレベル以下とする必
要がある。

【００１２】（４）以上のことから、アーチファクトが
生じることがなく適正な画質の画像を得るためには、反
射光の減衰性、読取光の入射角、照射光強度の３点がポ
イントとなる。

【００１３】本発明による放射線固体検出器は、上記
（１）の知見に基づいてなされたものであり、基板の上
面或いは下面における読取光に対する反射率の低減を図
ったものである。即ち、本発明による放射線固体検出器
は、放射線画像情報を担持する電荷を蓄積する蓄電部を
有して成るデバイス部が読取光に対して透過性を有する
基板の上面に配設されて成る光読出方式の放射線固体検
出器であって、基板の上面および該上面と対向する下面
の内の少なくとも一方の面に読取光の反射を防止する反
射防止膜が形成されていることを特徴とするものであ
る。この反射防止膜の読取光に対する反射率は、読取光
の基板への垂直入射時において２％以下であることが望
ましい。

【００１４】ここで「放射線画像情報を担持する電荷を
蓄積する蓄電部」とあるのは、画像情報を担持する放射
線の線量或いは該放射線の励起により発せられる光の光
量に応じた量の電荷を蓄積する蓄電部を意味する。

【００１５】また、本発明による上記放射線固体検出器
においては、デバイス部の基板の上面と接する面に導電
体層が設けられ、該導電体層の基板を通して入射する読
取光に対する反射率が、読取光の導電体層への垂直入射
時において５０％以下であることが望ましい。この導電
体層は、多数の線状電極から成るストライプ電極が形成
されて成るものであってもよい。また、この導電体層
は、タングステン、モリブデン、アルミニウム、ＩＴＯ
（Indium Tin Oxide）の内少なくとも１つから成るもの
であればより望ましい。

【００１６】なお、本発明を適用する放射線固体検出器
としては、光読出方式であって、基板を通して読取光が
デバイス部に照射されることによって蓄電部に蓄積され
た潜像電荷が読み出されるタイプの検出器である限り、
どのような素子構造を有するものであってもよい（例え
ば上述した米国特許第５２６８５６９号、国際公開１９
９８年第５９２６１号、特開平９−５９０６号、本願出
願人による特願平１０−２７１３７４号、同１１−８７
９２２号および同１１−８９５５３号など）。

【００１７】本発明による第１の放射線画像情報読取方
法は、上記（２）の知見に基づいてなされたものであ
り、読取光が基板に略垂直入射するようにしたものであ
る。即ち本発明による第１の放射線画像情報読取方法
は、放射線画像情報を担持する電荷を蓄積する蓄電部を
有して成るデバイス部が読取光に対して透過性を有する
基板の上面に配設されて成る光読出方式の放射線固体検
出器に対して、基板を介して読取光をデバイス部に照射
して、蓄電部に静電潜像として記録された放射線画像情
報を読み取る放射線画像情報読取方法であって、読取光
の基板の上面と対向する下面への入射角を１０度以下と
することを特徴とするものである。

【００１８】ここで「読取光の基板の上面と対向する下
面への入射角」とは、読取光をデバイス部に向けて収束
させる光学系の光軸の基板の法線に対する角度を意味す
る。

【００１９】本発明による第２の放射線画像情報読取方
法は、上記（３）の知見に基づいてなされたものであ
り、読取光の基板下面における照射強度を、Ｓ／Ｎのよ
い画像を得ることができると共にアーチファクトの発生
を防止若しくは低減するものである。即ち本発明による
第２の放射線画像情報読取方法は、放射線画像情報を担
持する電荷を蓄積する蓄電部を有して成るデバイス部が
読取光に対して透過性を有する基板の上面に配設されて
成る光読出方式の放射線固体検出器に対して、基板を介
して読取光をデバイス部に照射して、蓄電部に静電潜像
として記録された放射線画像情報を読み取る放射線画像
情報読取方法であって、読取光の基板の上面に対向する
下面における照射強度が、該照射強度に対する放射線固
体検出器から読み取られた検出電荷量の関係を表す特性
曲線の接線の傾きが該特性曲線の立上り直線の傾きに対
して１／２〜１／１０となる範囲の強度であることを特
徴とするものである。

【００２０】ここで「特性曲線の立上り直線」とは、照
射強度が比較的低レベルのときにおける、照射強度に対
する検出電荷量の特性を示す直線を意味する。この立上
り直線は、原点における接線（以下立上り接線という）
と略等しいものと考えられるが、必ずしも立上り接線に
限定されるものではなく、例えば検出電荷量が最初に飽
和する点に対応する飽和照射強度を１００としたとき、
照射強度が１０のときの検出電荷量と照射強度が５０の
ときの検出電荷量とを結ぶ直線などを前記立上り直線と
して用いてもよい。またこの立上り直線は必ずしも原点
を通る直線でなくてもよい。

【００２１】本発明による第１の放射線画像情報読取装
置は、上記第１の放射線画像情報読取方法を実現する装
置、即ち放射線画像情報を担持する電荷を蓄積する蓄電
部を有して成るデバイス部が読取光に対して透過性を有
する基板の上面に配設されて成る光読出方式の放射線固
体検出器に対して読取光を照射する読取光照射手段を備
え、基板を介して読取光をデバイス部に照射して蓄電部
に静電潜像として記録された放射線画像情報を読み取る
放射線画像情報読取装置であって、読取光照射手段が、
読取光をデバイス部に向けて収束させる光学系を有し、
該光学系の光軸の基板（詳しくは基板下面）の法線に対
する角度が１０度以下であることを特徴とするものであ
る。

【００２２】本発明による第２の放射線画像情報読取装
置は、上記第２の放射線画像情報読取方法を実現する装
置、即ち、放射線画像情報を担持する電荷を蓄積する蓄
電部を有して成るデバイス部が読取光に対して透過性を
有する基板の上面に配設されて成る光読出方式の放射線
固体検出器に対して読取光を照射する読取光照射手段を
備え、基板を介して読取光をデバイス部に照射して蓄電
部に静電潜像として記録された放射線画像情報を読み取
る放射線画像情報読取装置であって、読取光照射手段か
ら発せられた読取光の基板の上面に対向する下面におけ
る照射強度が、該照射強度に対する放射線固体検出器か
ら読み取られた検出電荷量の関係を表す特性曲線の接線
の傾きが該特性曲線の立上り直線の傾きに対して１／２
〜１／１０となる範囲の強度であることを特徴とするも
のである。

【００２３】

【発明の効果】本発明による放射線固体検出器によれ
ば、基板の上面或いは下面に読取光の反射を防止する反
射防止膜を形成するようにしたので、基板内の反射光を
減衰させることができ、本来読み出したい部分以外の部
分の潜像電荷を反射光によって読み出すという虞れが少
なくなり、画質上問題となるアーチファクトの発生を防
止若しくは低減することができる。

【００２４】また、反射防止膜の読取光に対する反射率
を垂直入射時において２％以下としたり、デバイス部に
設けられた導電体層の基板を通して入射する読取光に対
する反射率を垂直入射時において５０％以下とすれば、
一層その効果が大きくなる。

【００２５】また、本発明による第１の放射線画像情報
読取方法および装置によれば、読取光をデバイス部に向
けて収束させる光学系の光軸の基板の法線に対する角度
即ち読取光の入射角を１０度以下としたので、読取光の
基板に対する拡がり角に拘わらず、基板内での反射光の
拡がり範囲が狭くなり、画質上問題となるアーチファク
トの発生を防止若しくは低減することができる。

【００２６】また、本発明による第２の放射線画像情報
読取方法および装置によれば、読取光の基板下面におけ
る照射強度が、該照射強度に対する放射線固体検出器か
ら読み取られた検出電荷量の関係を表す特性曲線の前記
照射強度における接線の傾きが該特性曲線の立上り直線
の傾きに対して１／２〜１／１０となる強度にしたの
で、Ｓ／Ｎのよい画像を得ることができると共に画質上
問題となるアーチファクトの発生を防止若しくは低減す
ることができる。

【００２７】

【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。

【００２８】図１は本発明による放射線固体検出器の一
実施の形態の概略構成を示す図であり、図１（Ａ）は斜
視図、図１（Ｂ）はＱ矢指部のＸＺ断面図、図１（Ｃ）
はそのＰ矢指部のＸＹ断面図である。なお、斜視図
（Ａ）においてはデバイス部のみを示す。

【００２９】この放射線固体検出器３０のデバイス部１
０は、図１（Ａ）に示すように、記録用の放射線（例え
ば、Ｘ線など。以下記録光という。）L1に対して透過性
を有する第１電極層（導電体層）１１、この第１電極層
１１を透過した記録光L1の照射を受けることにより導電
性を呈する記録用光導電層１２、潜像電荷（例えば負電
荷）に対しては略絶縁体として作用し、かつ、該潜像電
荷と逆極性の輸送電荷（上述の例においては正電荷）に
対しては略導電体として作用する電荷輸送層１３、読取
光（読取用の電磁波）L2の照射を受けることにより導電
性を呈する読取用光導電層１４、読取光L2に対して透過
性を有する第２電極層（導電体層）１５をこの順に積層
してなるものである。このデバイス部１０は、図１
（Ｂ）および図１（Ｃ）に示すように、第２電極層１５
側が基板２０の上面２０ａと接するように基板２０上に
配設される。

【００３０】基板２０としては、読取光L2に対して透過
性を有しているもの、例えば厚さが０．４〜１．１ｍｍ
程度の石英ガラスやポリマーなどを使用することができ
る。

【００３１】記録用光導電層１２および読取用光導電層
１４の物質としては、ａ−Ｓｅ（アモルファスセレン）
を用いるものとする。

【００３２】第１電極層１１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。

【００３３】第２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。エレメント１６ａ
としては、読取光L2に対して透過性を有する材質および
厚さのものが使用される。例えば、厚さが１０ｎｍのア
ルミニウムを使用すると、読取光L2の透過率を５０％以
上にすることができる。

【００３４】第２電極層１５内には、記録用光導電層１
２と電荷輸送層１３との略界面に形成される蓄電部１９
に蓄積された潜像電荷の量に応じたレベルの電気信号を
出力させるための導電部材であるサブ電極１７が設けら
れている。このサブ電極１７は、多数のエレメント（サ
ブ線状電極）１７ａをストライプ状に配列したものであ
って、各エレメント１７ａは、該エレメント１７ａと前
記ストライプ電極１６のエレメント１６ａとが交互に平
行に配置されるように配列されている。このサブ電極１
７のエレメント１７ａとしては、読取光L2に対して遮光
性を有する材質および厚さのものが使用され、エレメン
ト１７ａに対応する読取用光導電層１４内では、信号取
出しのための電荷対を発生させないようにしている。例
えば、厚さが１００ｎｍのモリブデン、或いは厚さが１
００ｎｍのアルミニウムを使用すると、読取光L2の透過
率をほぼ０％にすることができる。

【００３５】なお、各エレメント１６ａと各エレメント
１７ａとは電気的に絶縁されている。また、両エレメン
ト１６ａ，１７ａの間１５ａは、例えば、カーボンブラ
ックなどの顔料を若干量分散させたポリエチレンなどの
高分子材料を充填したものとし、読取光L2に対して遮光
性を有するものとするのが望ましい。

【００３６】図２および図３は、上記検出器３０を用い
た装置であって、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記録読取装置１の概略構成図
を示すものであり、図２は検出器３０の斜視図と共に示
した図、図３は検出器３０のＸＺ断面図と共に電流検出
回路７０の詳細を示した図である。

【００３７】この記録読取装置１は、検出器３０、画像
信号取得手段としての電流検出回路７０、記録光照射手
段８０、読取光照射手段９０とからなる。

【００３８】図４は読取光照射手段９０の詳細を示した
図であって、側面図（Ａ）および斜視図（Ｂ）である。
この図４に示すように、光源としての多数のＬＥＤ９１
が、ＬＥＤ基板９２（図３（Ｂ）では不図示）上に、所
定の間隔を置いて一列に配設されている。なお、各ＬＥ
Ｄ９１から発せられる光は、デバイス部１０の読取用光
導電層１４がａ−Ｓｅであるのに対応して、ピーク波長
が４７０ｎｍの青色光としている。ＬＥＤ基板９２と検
出器３０の基板２０側との間には、ＬＥＤ基板９２側か
ら、シリンドリカルレンズ９３、スリット９４およびシ
リンドリカルレンズ９５が順次配設されてなる読取光光
学系９６が設けられている。これにより、各ＬＥＤ９１
から発せられた光が、シリンドリカルレンズ９３を通過
することによって平行光束化され、さらにスリット９４
およびシリンドリカルレンズ９５を順次通過することに
よって、基板２０を透過した光がデバイス１０上におい
てライン状（線状）に収束されるようになっている。こ
のライン状に収束されたライン光が読取光L2として使用
される。

【００３９】また読取光照射手段９０には、ＬＥＤ基板
９２と読取光光学系９６とを一体的にエレメント１６ａ
の長手方向に相対的に機械的に移動（メカニカルスキャ
ン）させる不図示の移動手段が設けられている。これに
より、読取光照射手段９０は、ライン状に収束された読
取光L2をストライプ電極１６の各エレメント１６ａと概
略直交させつつ、エレメント１６ａの長手方向（図１中
の矢印方向）に走査露光するように構成されている。こ
の読取光L2による走査露光は副走査に対応する。

【００４０】電流検出回路７０は、蓄電部１９に蓄積さ
れた潜像電荷に対応する電荷をサブ電極１７を介して読
み出すことにより、潜像電荷の量に応じたレベルの画像
信号を得るものであり、図２および図３に示すように、
電流検出アンプ７１を多数有している。電流検出アンプ
７１は、各エレメント１７ａを介して、潜像電荷の量に
応じた量の電荷を電流として検出するものであり、オペ
アンプ７１ａ，積分コンデンサ７１ｂおよびスイッチ７
１ｃから成る。デバイス部１０の第１電極層１１はスイ
ッチ７４、７５の夫々一方の入力７４ａ，７５ａ、およ
び電源７２の負極に接続されている。電源７２の正極
は、電源７３の負極およびスイッチ７５の他方の入力７
５ｂに接続されている。電源７３の正極は、スイッチ７
４の他方の入力７４ｂ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７４の出力に
共通に接続され、反転入力端子（−）がエレメント１６
ａに夫々個別に接続されている。スイッチ７５の出力は
サブ電極１７の各エレメント１７ａに共通に接続されて
いる。

【００４１】スイッチ７４，７５は、記録時には共に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、第１電極層１１とストライプ電極１６との
間に、電源７２，７３による所定の印加電圧が印加され
る。これに対して、サブ電極１７については、該サブ電
極１７の電圧がストライプ電極１６と同電位になるよう
に制御電圧を印加したりストライプ電極１６と接続して
もよいし、オープンにしてもよいし、或いはストライプ
電極１６の電位よりも第１電極層１１の電位に近づける
ように制御電圧を印加してもよい。これらの制御を行う
ことができるようにするには、電源７３を可変電圧形式
のものとし、電源７３を制御電圧印加手段として機能さ
せるとよい。

【００４２】一方、読取時には、スイッチ７４，７５が
共にａ側に接続され、ライン状の読取光L2がストライプ
電極１６側に露光されることにより、各電流検出アンプ
７１は、各エレメント１７ａに流れる電流を、接続され
た各エレメント１７ａについて同時（並列的）に検出す
る。なお、電流検出回路７０や電流検出アンプ７１の構
成は、この例に限定されるものではなく、種々のものを
使用することができる（例えば、特願平１０−２３２８
２４号や同１０−２７１３７４号参照）。

【００４３】以下、上記構成の記録読取装置１の作用に
ついて説明する。最初に、デバイス部１０に記録された
静電潜像を読み取る方法について簡単に説明する。な
お、デバイス部１０に静電潜像を記録する方法について
は、本願発明と直接的な関係はないので、説明を省略す
る（詳細は、本願出願人による特願平１１−８７９２２
号参照）。

【００４４】蓄電部１９に静電潜像として記録された放
射線画像情報を読み取る際には、先ずスイッチ７４，７
５を共にａ側にして、デバイス部１０の第１電極層１
１、およびサブ電極１７を同電位に帯電させる。次に、
エレメント１６ａの長手方向にＬＥＤ基板９２と読取光
光学系９６とを一体的に移動させる、すなわち副走査す
ることにより、ライン状の読取光L2で検出器３０の基板
２０を走査露光する。この読取光L2の走査露光により読
取光L2が基板２０を通過し、さらに副走査位置に対応す
るエレメント１６ａを通過し読取光L2が入射した読取用
光導電層１４内に正負の電荷対が発生し、その内の正電
荷が蓄電部１９に蓄積された潜像電荷に引きつけられる
ように電荷輸送層１３内を急速に移動し、蓄電部１９で
潜像電荷と電荷再結合し消滅する。一方、光導電層１４
に生じた負電荷は第１電極層１１、ストライプ電極１６
およびサブ電極１７の正電荷と電荷再結合し消滅する。
そして、この電荷再結合の際には、デバイス部１０内に
電流が流れる。この電流が、各エレメント１７ａ毎に、
オペアンプ７１ａのイマジナリショートを介して各電流
検出アンプ７１によって同時（並列的）に検出される。

【００４５】この読取りの際にデバイス部１０内を流れ
る電流の量は、潜像電荷の量すなわち静電潜像に応じた
ものであるから、電流検出アンプ７１の出力端子の電圧
が電流量に応じて変化し、この電圧変化を静電潜像を担
持する画像信号として取得することによって静電潜像を
読み出すことができるようになる。

【００４６】各電流検出アンプ７１から出力された画像
信号は、不図示のＡ／Ｄ変換部に入力され、デジタル化
された画像データが不図示のデータ処理部に入力されて
所定の画像処理が施され、この処理後のデータが不図示
の画像表示手段に入力され、該画像表示手段上に可視画
像として表示される。

【００４７】次に、上記放射線固体検出器３０および記
録読取装置１に本発明を適用することにより、基板２０
を通して読取光L2をデバイス部１０に照射しても、読取
光Ｌ２の基板２０内での反射に起因するアーチファクト
の発生を防止若しくは低減することができる点について
説明する。

【００４８】先ず、読取光Ｌ２が基板２０内で反射する
プロセスについて図５および図６を参照して説明する。
なお、垂直入射時における読取光に対する反射率を以下
「垂直入射反射率」という。

【００４９】ここでは、エレメント１６ａとして、基板
２０を通して入射する読取光L2に対する垂直入射反射率
が５０％以上であるものを使用するものとする。また、
エレメント１７ａとして、該エレメント１７ａの基板２
０を通して入射する読取光L2に対する垂直入射反射率が
ほぼ１００％であるものを使用するものとする。また、
基板２０として読取光の反射を防止する反射防止膜が設
けられていない石英ガラスを使用するものとする。この
場合、基板２０の読取光L2に対する垂直入射反射率は４
％程度となる。

【００５０】このような状況において、図５に示すよう
に、基板２０の下面２０ｂからエレメント１６ａに向け
て斜めに読取光L2を入射させると、一部がエレメント１
６ａを透過し読取用光導電層１４を照射するが、エレメ
ント１６ａと出射面２０ｂとの界面で反射する反射光も
生じる。ここで、この反射光が、エレメント１６ａの長
手方向に反射する場合には、反射光は基板２０の内部で
入射面２０ａに向けて進み該入射面２０ａで一部が再度
反射して、この反射光L3がエレメント１６ａに向けて進
み、該エレメント１６ａを透過して読取用光導電層１４
を照射するようになる。

【００５１】したがって、読取光L2が直接照射されてい
る読取ラインに対応する位置の読取用光導電層１４だけ
でなく、エレメント１６ａの長手方向に若干ずれた位置
の読取用光導電層１４をも照射することになる。これに
より、電流検出アンプ７１は、読取光L2が直接照射され
ている読取ラインだけでなく、エレメント１６ａの長手
方向に若干ずれた位置の潜像電荷をも同時に読み出して
しまうことになり、画像にアーチファクトが生じてしま
う。

【００５２】また、エレメント１６ａと基板２０の上面
２０ａとの界面で反射する反射光が、エレメント１６ａ
の並び方向に反射する場合には、図６に示すように、１
番目のエレメント１６ａ１で反射した反射光は基板２０
の内部で下面２０ｂに向けて進み該下面２０ｂで一部が
再度反射して今度は反射光L3がエレメント１７ａに向け
て進みエレメント１７ａと上面２０ａとの界面で再度反
射するようになる。エレメント１７ａで反射した反射光
は基板２０の内部で下面２０ｂに向けて進み該下面２０
ｂで一部が再度反射して今度は反射光L4がエレメント１
６ａ２に向けて進み、エレメント１６ａ２を透過して読
取用光導電層１４を照射するようになる。ここで、反射
光L4が、読取光L2が照射されている読取ライン上のエレ
メント１６ａ２を透過するのであればこの部分には元々
読取光L2が照射されているので大きな問題を生じない
が、読取ラインからずれた位置のエレメント１６ａ２を
透過すると上述と同様の問題が、エレメント１６ａ１と
隣接するエレメント１６ａ２で生じてしまう。

【００５３】そこで、基板２０の下面２０ｂに読取光L2
の反射を防止する反射防止膜を施し、該基板２０の下面
２０ｂと空気との界面における読取光L2の垂直入射反射
率を２％好ましくは１％以下とすると、エレメント１６
ａと基板２０の上面２０ａとの界面で読取光L2が反射し
ても、この反射光が下面２０ｂで再度反射する成分が極
めて小さくなり、エレメント１６ａに入射する反射光を
十分減衰させることができ、結果として、読取ラインに
対応する位置の読取用光導電層１４だけでなく、エレメ
ント１６ａの長手方向に若干ずれた位置の読取用光導電
層１４を反射光が照射する虞れが小さくなり、アーチフ
ァクトの発生を防止または低減することができる。な
お、基板２０の下面２０ｂに代えて、上面２０ａに反射
防止膜を施すようにしても、同様の効果を得ることがで
きる。上面２０ａおよび下面２０ｂの両方に反射防止膜
を施すようにすれば一層その効果が高まるのは勿論であ
る。

【００５４】また、デバイス部１０の第２電極層１５の
基板２０を通して入射する読取光Ｌ２に対する垂直入射
反射率が５０％以下となるようにすると、一層その効果
が高まる。このためには、エレメント１６ａとして読取
光Ｌ２に対する透過率が５０％以上であるものを使用す
るとよい。一方、エレメント１７ａは読取光L2に対する
透過率が小さいほどよいので、エレメント１６ａと同様
の手法を取ることはできないから、その垂直入射反射率
が小さくなるように、読取光L2を吸収するカーボンブラ
ックなどのコーティング材をエレメント１７ａに塗布す
るとよい。

【００５５】また、両エレメント１６ａ，１７ａの間１
５ａに、上述のように、カーボンブラックなどの顔料を
分散させた高分子材料を充填すると、読取光L2に対して
遮光性を持たせることができると共に、読取光L2に対す
る垂直入射反射率を小さくすることもできる。

【００５６】一方、読取光L2が基板２０内で反射する度
合いは、読取光光学系９６の光軸Ｃ２の基板２０の法線
Ｃ１に対する角度θ１、即ち読取光L2の入射角によって
異なり、また読取光L2が基板２０に入射する際には所定
の拡がり角をもって入射するのが一般的である。ここで
「拡がり角」とは、図７に示すように、読取光光学系９
６の光軸Ｃ２と読取光L2の光束の最外周部L2ａとがなす
角θ２を意味するものとする。しかしながら、読取光光
学系９６の光軸Ｃ２の基板２０の下面２０ｂに対する入
射角θ１が０度に近いほど、前記拡がり角θ２に拘わら
ず、読取光L2が基板２０内で反射する度合いを少なくす
ることができ、画質上問題となるアーチファクトの発生
を防止または低減することができる。さらに、前記拡が
り角θ２も狭いほど、読取光L2が反射する度合いを少な
くすることができ、例えば、入射角θ１と拡がり角θ２
を合わせた角が基板２０の法線Ｃ１に対して３０度以内
にするとよい。

【００５７】また、読取光L2の照射強度が小さいほど、
画質上問題となるアーチファクトが生じる虞れを小さく
することができる。しかしながら、読取光L2の基板２０
の下面２０ｂにおける照射強度Ｌが小さいと、Ｓ／Ｎの
悪い画像になってしまう。ここで、読取光L2をデバイス
部１０に照射した際の読取光L2の照射強度Ｌとデバイス
部１０から読み出される検出電荷量Ｑとの間には、図８
に示すように、照射強度Ｌが低レベルのときには照射強
度Ｌに略比例して検出電荷量Ｑが大きくなり、一方照射
強度Ｌがあるレベルよりも大きくなると検出電荷量Ｑが
飽和特性を示すという性質がある。他方、基板２０内で
の読取光L2の反射の度合いは、基本的には照射強度Ｌに
影響されないので、照射強度Ｌを前記飽和特性を示すよ
うなレベル以上にすると、アーチファクトだけが大きく
なってしまう。つまり、Ｓ／Ｎのよい画像を得ると共に
アーチファクトの発生を防止または低減するためには、
飽和特性を示すレベル以下の範囲内で照射強度をある程
度大きくするとよい。

【００５８】具体的には、照射強度Ｑに対する検出電荷
量Ｑの関係を表す特性曲線Ｎ０の、任意の照射強度にお
ける接線の傾きが、該特性曲線Ｎ０の立上り直線の傾き
に対して、およそ１／２〜１／１０となる範囲の強度、
図８においてはＬａ〜Ｌｂの範囲にするとよい。

【００５９】ここで、特性曲線の立上り直線としては、
図８に示すように、原点における立上り接線Ｎ１を用い
てもよいし、これに限らず、例えば検出電荷量Ｑが最初
に飽和する点Ｑ１００に対応する飽和照射強度Ｌを１０
０（Ｌ１００の位置）としたとき、照射強度Ｌが１０
（Ｌ１０の位置）のときの検出電荷量Ｑ１０の点と照射
強度Ｌが５０（Ｌ５０の位置）のときの検出電荷量Ｑ５
０の点とを結ぶ直線Ｎ２などを用いてもよい。勿論、こ
の直線Ｎ２は必ずしも原点を通る直線でなくてもよい。

【００６０】以上本発明による放射線固体検出器並びに
この検出器を用いた放射線画像情報読取方法および装置
の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は、
必ずしも上述した実施の形態に限定されるものではな
い。

【００６１】例えば、上述の説明は、放射線固体検出器
として、デバイス部の第２電極層にストライプ電極とサ
ブ電極が設けられているものについて説明したものであ
るが、サブ電極が設けられていないストライプ電極のみ
からなるものであってもよいし、またストライプ電極も
設けられておらず、第２電極層の電極が平板電極のもの
であってもよい。第２電極層の電極が平板電極のもので
ある場合には、読取光照射手段として、ライン光に代え
てビーム光を走査する形態のものを使用するとよい。ま
た、読取光としては、ＬＥＤ光に限らず、レーザ光や有
機ＥＬ光などであってもよいし、その発光色は青色以外
であってもよい。

【００６２】また第２電極層の電極をなす電極は、アル
ミニウムやモリブデンに限らず、タングステンやＩＴＯ
などからなるものであってもよい。

【００６３】また、上述の実施の形態においては、放射
線固体検出器の両側に配された電極層（導電体層）の間
に蓄電部を形成する方法として、電荷輸送層を設けてこ
の電荷輸送層と記録用光導電層との界面に蓄電部を形成
する方法を用いたものであるが、必ずしもこのような方
法を用いたものでなくてもよい。例えば潜像電荷を捕捉
・蓄電する周知のトラップ層（例えば、米国特許第４５
３５４６８号参照）、或いは潜像電荷を集中させて蓄電
する微小導電部材（例えば、本願出願人による特願平１
１−８９５５３号参照）等を設ける方法を用いてもよ
い。なお、トラップ層を設けた場合には、トラップ層内
若しくはトラップ層と記録用光導電層との界面に蓄電部
が形成される。また、トラップ層や電荷輸送層を設け、
このトラップ層や電荷輸送層と記録用光導電層との界面
に、さらに、マイクロプレート等の多数の微小導電部材
を、画素毎に格別に設けるようにしてもよい。

【００６４】また、上述の実施の形態においては、記録
用光導電層として記録用の放射線の照射を受けることに
より導電性を呈するものを用い、該放射線の線量に応じ
た量の電荷を蓄電部に蓄積させるものとしているが、こ
れに限らず、記録用の放射線の励起により発せられる光
の照射を受けることにより導電性を呈する記録用光導電
層を用い、この放射線の励起により発せられる光の光量
に応じた量の電荷を蓄電部に蓄積させるようにしてもよ
い。この場合、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（蛍光体）といわれる波長変換層を第１電極層の表面
に積層した放射線固体検出器を構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による放射線固体検出器の一実施の形態
の概略構成を示す図であって、デバイス部のみの斜視図
（Ａ）、Ｑ矢指部のＸＺ断面図（Ｂ）、Ｐ矢指部のＸＹ
断面図（Ｃ）

【図２】図１に示した放射線固体検出器を用いた記録読
取装置の概略構成図を示す、放射線固体検出器の斜視図
と共に示した図

【図３】放射線固体検出器のＸＺ断面図と共に電流検出
回路の詳細を示した図

【図４】図１に示した記録読取装置の読取光照射手段の
詳細を示した図であって、側面図（Ａ）および斜視図
（Ｂ）

【図５】読取光の基板内における反射を説明する図（そ
の１）

【図６】読取光の基板内における反射を説明する図（そ
の２）

【図７】読取光が基板に入射する際の入射角と拡がり角
の関係を示す図

【図８】読取光の照射強度とデバイス部から読み出され
る検出電荷量との関係を示す図

【符号の説明】 １ 記録読取装置 １０ デバイス部 １９ 蓄電部 ２０ 基板 ２０ａ 上面 ２０ｂ 下面 ３０ 放射線固体検出器 ９０ 読取光照射手段 ９６ 読取光光学系

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放射線画像情報を担持する電荷を蓄積す
   る蓄電部を有して成るデバイス部が読取光に対して透過
   性を有する基板の上面に配設されて成る光読出方式の放
   射線固体検出器において、 前記基板の上面および該上面と対向する下面の内の少な
   くとも一方の面に前記読取光の反射を防止する反射防止
   膜が形成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】 前記反射防止膜の前記読取光に対する反
   射率が、前記読取光の前記基板への垂直入射時において
   ２％以下であ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】 前記デバイス部の前記基板の上面と接す
   る面に導電体層が設けられ、該導電体層の前記基板を通
   して入射する読取光に対する反射率が、前記読取光の前
   記導電体層への垂直入射時において５０％以下であるこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の放射線固体検出
   器。
4. 【請求項４】 前記導電体層が、多数の線状電極から成
   るストライプ電極が形成されて成るものであることを特
   徴とする請求項３記載の放射線固体検出器。
5. 【請求項５】 前記導電体層が、タングステン、モリブ
   デン、アルミニウム、ＩＴＯの内少なくとも１つから成
   るものであることを特徴とする請求項３または４記載の
   放射線固体検出器。
6. 【請求項６】 放射線画像情報を担持する電荷を蓄積す
   る蓄電部を有して成るデバイス部が読取光に対して透過
   性を有する基板の上面に配設されて成る光読出方式の放
   射線固体検出器に対して、前記基板を介して前記読取光
   を前記デバイス部に照射して、前記蓄電部に静電潜像と
   して記録された前記放射線画像情報を読み取る放射線画
   像情報読取方法において、 前記読取光の前記基板の上面と対向する下面への入射角
   を１０度以下とすることを特徴とする放射線画像情報読
   取方法。
7. 【請求項７】 放射線画像情報を担持する電荷を蓄積す
   る蓄電部を有して成るデバイス部が読取光に対して透過
   性を有する基板の上面に配設されて成る光読出方式の放
   射線固体検出器に対して、前記基板を介して前記読取光
   を前記デバイス部に照射して、前記蓄電部に静電潜像と
   して記録された前記放射線画像情報を読み取る放射線画
   像情報読取方法において、 前記読取光の前記基板の上面に対向する下面における照
   射強度が、該照射強度に対する前記放射線固体検出器か
   ら読み取られた検出電荷量の関係を表す特性曲線の接線
   の傾きが該特性曲線の立上り直線の傾きに対して１／２
   〜１／１０となる範囲の強度であることを特徴とする放
   射線画像情報読取方法。
8. 【請求項８】 放射線画像情報を担持する電荷を蓄積す
   る蓄電部を有して成るデバイス部が読取光に対して透過
   性を有する基板の上面に配設されて成る光読出方式の放
   射線固体検出器に対して読取光を照射する読取光照射手
   段を備え、前記基板を介して前記読取光を前記デバイス
   部に照射して前記蓄電部に静電潜像として記録された前
   記放射線画像情報を読み取る放射線画像情報読取装置に
   おいて、 前記読取光照射手段が、前記読取光を前記デバイス部に
   向けて収束させる光学系を有し、該光学系の光軸の前記
   基板の法線に対する角度が１０度以下であることを特徴
   とする放射線画像情報読取装置。
9. 【請求項９】 放射線画像情報を担持する電荷を蓄積す
   る蓄電部を有して成るデバイス部が読取光に対して透過
   性を有する基板の上面に配設されて成る光読出方式の放
   射線固体検出器に対して読取光を照射する読取光照射手
   段を備え、前記基板を介して前記読取光を前記デバイス
   部に照射して前記蓄電部に静電潜像として記録された前
   記放射線画像情報を読み取る放射線画像情報読取装置に
   おいて、 前記読取光照射手段から発せられた前記読取光の前記基
   板の上面に対向する下面における照射強度が、該照射強
   度に対する前記放射線固体検出器から読み取られた検出
   電荷量の関係を表す特性曲線の接線の傾きが該特性曲線
   の立上り直線の傾きに対して１／２〜１／１０となる範
   囲の強度であることを特徴とする放射線画像情報読取装
   置。