JP2001245100A - 蓄積性蛍光体を用いた画像情報読取方法および装置並びに固体画像検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像記録シートを用いて放射線画像情報を読
み取る装置において、Ｓ／Ｎのよい高画質な画像が得ら
れるようにする。 【解決手段】 蓄積性蛍光体層２１２がベース２１３上
に積層された画像記録シート２１１と、ａ−Ｓｅを主成
分とする光導電層２２３ｃおよびその両側に配された電
極２２３ａ，２２３ｂを有する固体画像検出器２２３と
を使用する。光導電層内２２３ｃ内でアバランシェ増幅
作用が働くだけの電界を電圧印加手段８２により印加し
ながら、波長６００nm近傍の励起光L3でシート２１１を
走査し、蛍光体層２１２から発せられる波長４００nm近
傍の輝尽発光光L4を光ガイド２２２および励起光カット
フィルタ２２５を経由して光導電層２２３ｃに入射さ
せ、光導電層２２３ｃ内に発生する電荷を電流検出回路
８０ａで検出して放射線画像信号を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蓄積性蛍光体層を
有する画像記録シートを使用して、画像情報を担持する
画像信号を得る画像情報読取方法および装置、並びに該
方法および装置に用いられる固体画像検出器に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】放射線を照射するとこの放射線エネルギ
ーの一部が蓄積され、その後可視光等の励起光を照射す
ると蓄積されたエネルギーに応じて輝尽発光を示す蓄積
性蛍光体（輝尽性蛍光体）を利用して、人体等の被写体
の放射線画像情報を一旦、蓄積性蛍光体層を有するシー
ト状の蓄積性蛍光体（蓄積性蛍光体シート；画像記録シ
ートの一態様）に撮影記録し、このシートをレーザー光
等の励起光で走査して輝尽発光光を生ぜしめ、得られた
輝尽発光光を光電的に読み取って放射線画像情報を担持
する画像信号を得る画像情報読取方法や装置が既によく
知られている。また、画像情報読取装置としては、励起
光の走査形態や光電変換手段の形態から種々のものが提
案されている。

【０００３】例えば、励起光としてレーザビームなどの
スポット光を発する励起光光源と、スポット光照射によ
りシートから発せられた輝尽発光光を輝尽発光光を電気
信号に変換する電子増倍機能を有した０次元光電変換器
としてフォトマル（電子増倍管）と、スポット光をシー
トに対して主走査方向に照射しつつ（スポット照射によ
るライン状照射に相当）、照射された励起光とフォトマ
ル（光ガイドを用いるときには該光ガイドも）を前記シ
ート表面に沿って該シートに対して相対的に副走査方向
に移動させる励起光走査光学系とを備え、前記スポット
光でシートを走査しながら、シートから発せられた輝尽
発光光をフォトマルで順次読み取る画像読取方法および
装置が開示されている（例えば特開昭55-12492号や特開
昭56-11395号など；以下文献１という）。

【０００４】光電変換器としてのフォトマルは、外部光
電効果を利用した光電陰極面と、電子増倍部から構成さ
れ、光電陰極面は、３００〜５００nm程度（青色光域と
いう）の輝尽発光光波長に対しては感度が高く、６００
〜７００nm程度（赤色光域という）の励起光波長に対し
て感度が低いものが好ましく用いられ、微弱な輝尽発光
光による微小信号を前記外部光電効果により増幅して電
気的なノイズに対して強くしている点で優れている。

【０００５】また、フォトマルは、円形状あるいは多角
形状の光電陰極面を有するものを「ちりとり状」の集光
ガイドとともに用いたり、またシート幅（主走査方向の
幅）と略同等の長さを有する光電陰極面を有する長尺状
フォトマルとして用いられ、いずれも０次元検出器とし
て使用されている。

【０００６】しかしながら、フォトマルを用いたもの
は、以下のような問題を有する。 １）フォトマルは、ガラス管で構成され、中は真空であ
るため、衝撃に対しては弱い。 ２）フォトマルは電子増倍のために複雑な構成の多段ダ
イノードを使用するので、薄型化が難しく、また１７イ
ンチ幅等の長尺なフォトマルの製造コストは高くなって
しまう。 ３）外部光電効果を利用した光電陰極の量子効率は低
く、波長３００〜５００nm（青色光域）の輝尽発光光に
対する量子効率は、通常約１０〜２０％と低い。一方
で、波長６００〜７００nm（赤色光域）の励起光に対す
る量子効率は比較的大きく、通常０．１〜２％程度であ
る。このため、良好なＳ／Ｎを得るためには特別な励起
光カットフィルタが必要になりコストアップとなる。 ４）フォトマルは、複雑な構成の多段ダイノードを使用
するため、１００μｍ程度の小さな画素サイズを有する
１７インチ幅等の長尺な１次元検出器（ラインセンサ）
を構成することは困難である。

【０００７】また、輝尽発光光の読取り時間の短縮化、
装置のコンパクト化およびコスト低減の観点から、蓄積
性蛍光体層を有する画像記録シートに対し励起光をライ
ン状（線状）に照射する、蛍光灯、冷陰極蛍光灯または
ＬＥＤアレイ等の励起光光源としてのライン光源と、該
ライン光源によりライン光（励起光）が照射された前記
シートの線状の部分の長さ方向に沿って多数の固体光電
変換素子が配列されてなる光電変換器としてのラインセ
ンサと、ライン光源とラインセンサを前記シート表面に
沿ってシートに対して相対的に、前記線状の部分の長さ
方向と略直交する副走査方向に移動させる走査手段とを
備え、前記ライン光でシートを走査しながら、シートか
ら発せられた輝尽発光光をラインセンサで順次（主走査
方向は同時読出し）読み取る画像読取方法および装置が
昭60−111568号（以下文献２という）などに提案されて
いる。

【０００８】しかしながら、ここで用いられるラインセ
ンサとなる固体光電変換素子として、光導電体が開示さ
れているが、特別な限定はなく、固体光電変換撮像素子
のバンドギャップＥが励起光波長λの光子エネルギーｈ
ｃ／λより大きい（Ｅ＞ｈｃ／λ）ものと、小さい（Ｅ
＜ｈｃ／λ）もののいずれもが使用される。例えば、Ｅ
＞ｈｃ／λなるものとしては、ＺｎＳ，ＺｎＳｅ，Ｃｄ
Ｓ，ＴｉＯ_２，Ｚｎ０などがある。また、Ｅ＜ｈｃ／λ
なるものとしては、ａ−ＳｉＨ，ＣｄＳ（Ｃｕ），Ｚｎ
Ｓ（Ａｌ），ＣｄＳｅ，ＰｂＯなどがある。なお、「ａ
−」はアモルファス（非晶質）を意味する。また、Ｓｉ
フォトダイオードのラインセンサを用いることも提案し
ている。

【０００９】しかしながら、上述の各種物質を用いたラ
インセンサを用いるものは以下の問題点を有する。すな
わち、輝尽発光光は微弱であるため、使用される光導電
体は極めて高い暗抵抗が必要とされるが、開示される光
導電体はいずれも暗抵抗が低く、比較的高電界をかけて
読取りを行なうため暗電流が大きくなり良好なＳ／Ｎを
得ることが難しい。特に、バンドギャップが小さいもの
（Ｅ＜ｈｃ／λ）は熱励起に起因する暗電流が大きく良
好なＳ／Ｎを得ることが極めて困難である。

【００１０】また、製造が容易であるためには、低い基
板温度で製造ができ、かつ大面積でも特性が均一となる
物質が好ましい。上記物質の製造には１００℃以上の高
い基板温度加熱を必要とし、基本的に２種類の元素から
構成されるため、その組成を安定化して大面積でも特性
が均一な膜を作るために製造コストがアップする。

【００１１】また、励起光としてレーザビームなどのス
ポット光を発する励起光光源と、スポット光をシートに
対して主走査方向に照射しつつ（スポット照射によるラ
イン状照射に相当）、照射された励起光とラインセンサ
を前記シート表面に沿って該シートに対して相対的に副
走査方向に移動させる励起光走査光学系とを備え、前記
スポット光でシートを走査しながら、シートから発せら
れた輝尽発光光をラインセンサで順次読み取る画像読取
方法および装置が特開昭 60-236354号（以下文献３とい
う）などに提案されている。しかし、ここで用いられる
ラインセンサを構成する固体光電変換素子は、前記特開
昭 60-111568号に記載のものと同じであり、上述同様の
問題を有する。

【００１２】また、“RADIOGRAPHIC PROCESS UTILIZING
A PHOTOCONDUCTIVE SOLID-STATE IMAGER(772/Research
disclosure・Oct 1992 /34264）”（以下文献４とい
う）には、励起光の照射を受けることにより蓄積された
エネルギーに応じた量の輝尽発光光を生じせしめる蓄積
性蛍光体層を有する画像記録シートと、該シートと略同
じ面積を有し、前記輝尽発光光に感度を有する光導電層
（２つの電極層に挟まれる）を一体的に構成した０次元
光電変換器としての放射線画像変換パネル（光電変換手
段の一態様）を使用して、該パネルをスポット光によっ
て２次元走査することで画像読取りを行なうシステムが
開示されている。前記パネルを構成する光導電層として
は、５００nmの輝尽発光光波長に対しては感度が高く、
６３３nmの励起光波長に対して感度が低いものが良いと
され、アモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）が好適であるこ
とが開示されている。

【００１３】ａ−Ｓｅは、波長５００ｎｍ以下（例えば
３００〜５００nm程度の青色光域）に対して高感度で、
波長４００nm近傍の輝尽発光光に対する量子効率が０次
元光電変換器としてのフォトマル（電子増倍管）に比べ
て高く、上記文献１〜３のもに比べて、蓄積性蛍光体層
から発せられる輝尽発光光の読取りに適した効率のよい
組合せとなっている。また、ａ−Ｓｅは波長６００ｎｍ
以上（例えば６００〜８００nm程度の赤色光域）に感度
を殆ど有せず、輝尽発光光感度／励起光感度比が大き
く、基本的には励起光カットフィルタを使用することな
く、蓄積性蛍光体層の表面に発生する輝尽発光光を光導
電層で検出することができ、さらに、ａ−Ｓｅは低温蒸
着プロセスを用いることができるので、固体化（衝撃に
強い）に適し、且つ薄型化、大面積化が可能であるとい
うメリットがある。

【００１４】しかしながら、シートと略同じ面積を有す
る変換パネルとすると、光導電層の面積が大きくなるた
め、コストがかかる。また、光導電層の面積が大きくな
るため、過大な暗電流発生が避けられず、またキャパシ
タンス（検出器の出力容量）も大きくなるため、Ｓ／Ｎ
の悪い画像しか得らない。

【００１５】また、特公平 7-76800号（以下文献５とい
う）には、上記文献４と同様に、画像検出シートと略同
じ面積の光導電層で、蓄積性蛍光体層から発せられる輝
尽発光光を検出することが開示されている。光導電層と
しては、３００〜５００nmの輝尽発光光波長に対しては
感度が高く、６００〜８００nmの励起光波長に対して感
度が低いものが良いとされ、特にセレン系化合物が好ま
しいことが開示されている。また、光導電層を挟むよう
に該光導電層の両側に設けられた電極の一部を分割し
て、それぞれ独立に電流検出することで、暗電流の影響
を低減することが開示されている。

【００１６】しかしながら、電極の一部を分割したとし
ても、光導電層の面積がシートと略同面積で大きいこと
には変わりがなく、コストがかかるという問題は解決さ
れない。また、電極の総面積は依然として大きいため過
大な暗電流発生が依然として避けられず、キャパシタン
スも大きいため、Ｓ／Ｎはさほど改善されない。

【００１７】また、特開昭 58-121874号（以下文献６と
いう）にも、上記文献４，５と同様に、画像検出シート
と略同じ面積の光導電層で蓄積性蛍光体層から発せられ
る輝尽発光光を検出すること、および光導電層としてセ
レン系化合物を用いることが開示されている。また、光
導電層を挟むように設けられた電極の一部を分割して、
それぞれ独立に電流検出することで暗電流の影響を低減
することが開示されている。そして、光導電層の容量が
大きく追加雑音が発生する場合には、電極を例えば平行
帯型に分割するとよいことが開示されている。

【００１８】しかしながら、文献５が有する問題と同様
に、電極の一部を分割したとしても、光導電層の面積が
シートと略同面積で大きいことには変わりがなくコスト
がかかり、また電極の総面積は依然として大きいため過
大な暗電流発生が避けられず、キャパシタンスも大きい
ため、Ｓ／Ｎが悪いという問題を依然として有する。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みなされたものであって、固体画像検出器を用いて、
Ｓ／Ｎの良好な画像を得ることができる画像情報読取方
法および装置を提供することを目的とするものである。

【００２０】また、本発明は、蓄積性蛍光体層を有する
画像記録シートから発せられる微弱な輝尽発光光を検出
するための光電変換手段として、暗抵抗が大きく、ま
た、検出器の出力容量が小さく、また輝尽発光光に対す
る量子効率や青／赤感度比がフォトマル以上に高く、良
好なＳ／Ｎを得ることができる固体画像検出器を提供す
ることを目的とするものである。

【００２１】また、本発明は、衝撃に強く、検出器の薄
型化や製造が容易で低コストにできる固体画像検出器を
提供することを目的とするものである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明の画像情報読取方
法は、励起光の照射を受けることにより蓄積されたエネ
ルギーに応じた量の輝尽発光光を生ぜしめる蓄積性蛍光
体層を有する画像記録シートと、前記輝尽発光光の照射
を受けることにより導電性を呈する光導電層を有する固
体画像検出器とを使用して、画像情報が記録された画像
記録シートに対して励起光を走査することにより得られ
た輝尽発光光を光導電層に入射せしめ、該入射に伴って
光導電層で発生する電荷を該光導電層に電界を加えて検
出することにより、画像情報を担持する画像信号を得る
画像読取方法であって、画像記録シートとして、蓄積性
蛍光体層が、６００ｎｍ以上（好ましくは６００〜８０
０nmの赤色光域）の波長の励起光で励起され且つ５００
ｎｍ以下（好ましくは３００〜５００nmの青色光域）の
波長の輝尽発光光を生ぜしめるものを使用し、固体画像
検出器として、光導電層がａ−Ｓｅを主成分とし、且つ
該光導電層が画像記録シートの面積よりも小さな面積を
有するものを使用し、該固体画像検出器を、画像記録シ
ート表面に沿って相対的に移動させて前記走査を行なう
ことを特徴とするものである。

【００２３】「画像記録シートの面積よりも小さな面積
を有する」とは、前記走査のそれぞれ対応する方向にお
いて、固体画像検出器の各辺の長さが画像記録シートの
各辺と同じかあるいは短く、且つ少なくとも１辺が該シ
ートの辺よりも短いことを意味する。例えば、長尺状の
検出器とする場合には、長尺方向（主走査方向）の辺は
シートの辺と略同じ長さであってもかまわない（むし
ろ、その方が好ましい）が、幅はシート幅よりも相対的
に狭くなるようにする。また、略方形の０次元の検出器
とする場合には、各辺それぞれをシートに対して相対的
に小さくなるようにする。

【００２４】ここで、前記固体画像検出器は、好ましく
は、少なくとも１辺の長さが、画像記録シートの１辺の
長さの１／５以下であるとよい。つまり、シートの長さ
よりも遙かに細幅で、且つ輝尽発光光を検出するに足り
る大きさ（下限の幅）を持っていればよい。

【００２５】また、前記固体画像検出器の光導電層の厚
さは、輝尽発光光を十分に吸収し、取り出し得る信号レ
ベルを大きくするには０．１μｍ以上であるのが好まし
く、また、分布容量を小さくして固定ノイズを抑制する
にはより厚い方が好ましいが、膜厚が厚すぎると電界を
印加するための電源電圧が大きくなるデメリットがあ
る。したがって、電源電圧を考慮しつつ、固定ノイズが
小さくなるように、固体画像検出器として、光導電層の
厚さが０．１μｍ以上１００μｍ以下のものを使用する
ことが望ましい。

【００２６】本発明の画像情報読取方法においては、固
体画像検出器を、画像記録シートの両面に配し、該画像
記録シートの各面から発せられる輝尽発光光を各固体画
像検出器で検出することが望ましい。

【００２７】また、本発明の画像情報読取方法において
は、固体画像検出器が励起光の主走査方向に延びた長尺
状のものであって、複数の固体画像検出器を励起光の主
走査方向と並行に且つ、副走査方向の前後に、すなわち
一方を前側に他方を後側に配し、画像記録シートから発
せられる輝尽発光光を各固体画像検出器で検出すること
が望ましい。

【００２８】また、本発明の画像情報読取方法において
は、光導電層と画像記録シートとの間に、励起光をカッ
トし輝尽発光光を透過させる、例えば励起光カットフィ
ルタなどの光学フィルタを配することが望ましい。

【００２９】また、本発明の画像情報読取方法において
は、光導電層内でアバランシェ増幅を生ぜしめる電界を
加えることが望ましい。なお、アバランシェ増幅を効果
的に作用させるためには、光導電層の厚さが１μｍ以
上、好ましくは１０μｍ以上であるのが望ましい。一
方、アバランシェ増幅作用を働かせるためには高電界を
光導電層に印加する必要があり、膜厚が厚すぎると電界
を印加するための電源電圧が大きくなる。したがって、
電源電圧を考慮しつつ、アバランシェ増幅が効果的に作
用するように、固体画像検出器として、光導電層の厚さ
が１０μｍ以上５０μｍ以下のものを使用することが望
ましい。

【００３０】なお、ａ−Ｓｅを主成分とする光導電層を
アバランシェ増幅する電界下で使用すると、電界分布変
動（例えば電源電圧変動による）に対して敏感になり、
画像信号が変動してしまうので、この電界分布変動に起
因する画像信号の変動を抑制することが好ましい。抑制
方法としては、例えば、電源電圧変動を極力抑え電圧の
安定化を図る方法や、電圧安定化に加えて、電源電圧変
動に対する出力データの変動に関する電源電圧変動デー
タを取得して記憶しておくと共に、画像読取中の電源電
圧変動を監視し、画像読取中の電圧変動に応じて、例え
ばソフトウェア処理などによって画像信号を補正する方
法を用いることができる。

【００３１】本発明の画像情報読取装置は、励起光を発
する励起光光源を有し、該励起光の照射を受けることに
より蓄積されたエネルギーに応じた量の輝尽発光光を生
ぜしめる蓄積性蛍光体層を有する画像記録シートを励起
光で走査する励起光走査手段と、輝尽発光光の照射を受
けることにより導電性を呈する光導電層を有する固体画
像検出器と、光導電層に電界を発生せしめるための電圧
を印加する電圧印加手段と、画像情報が記録された画像
記録シートを励起光で走査して得られた輝尽発光光を光
導電層に入射せしめることにより光導電層で発生する電
荷を電界が印加された状態で検出することにより、画像
情報を担持する画像信号を得る画像信号取得手段とを備
えてなる画像情報読取装置において、画像記録シート
は、蓄積性蛍光体層が、６００ｎｍ以上（好ましくは６
００〜８００nmの赤色光域）の波長の励起光で励起され
且つ５００ｎｍ以下（好ましくは３００〜５００nmの青
色光域）の波長の輝尽発光光を生ぜしめるものであり、
固体画像検出器は、光導電層がａ−Ｓｅを主成分とする
ものであり、且つ、該光導電層が画像記録シートの面積
よりも小さな面積を有するものであり、励起光走査手段
が、固体画像検出器を、画像記録シート表面に沿って相
対的に移動させて走査を行なうものであることを特徴と
する。

【００３２】本発明の画像情報読取装置においては、固
体画像検出器の少なくとも１辺の長さが、画像記録シー
トの１辺の長さの１／５以下であることが望ましい。

【００３３】また、本発明の画像情報読取装置において
は、固体画像検出器の光導電層の厚さが、０．１μm以
上１００μm以下であることが望ましい。

【００３４】また、本発明の画像情報読取装置において
は、固体画像検出器が、画像記録シートの両面に配され
ており、画像信号取得手段が、画像記録シートの各面か
ら発せられる輝尽発光光が各固体画像検出器の光導電層
に入射することにより発生する電荷を検出するものであ
ることが望ましい。

【００３５】また、本発明の画像情報読取装置において
は、固体画像検出器が、励起光の主走査方向に延びた長
尺状のものであって、複数の該固体画像検出器が、励起
光の主走査方向と並行に且つ副走査方向の前後に配され
ており、画像信号取得手段が、画像記録シートから発せ
られる輝尽発光光が各固体画像検出器の前記光導電層に
入射することにより発生する電荷を検出するものである
ことが望ましい。

【００３６】さらに、本発明の画像情報読取装置におい
ては、光導電層と画像記録シートとの間に、励起光をカ
ットし輝尽発光光を透過させる光学フィルタが配されて
いることが望ましい。

【００３７】さらにまた、本発明の画像情報読取装置に
おいては、電圧印加手段を、光導電層内でアバランシェ
増幅を生ぜしめるための電界を光導電層に発生せしめる
電圧を印加するものとするのが望ましい。この場合、固
体画像検出器は、光導電層の厚さが１０μｍ以上５０μ
ｍ以下であることが望ましい。

【００３８】また、この場合、画像信号の取得中におけ
る、光導電層に印加されている前記電界の変動に起因す
る画像信号の変動を抑制する抑制手段をさらに備えたも
のとするのが望ましい。

【００３９】本発明の固体画像検出器は、上記画像情報
読取方法および装置に用いられる検出器、すなわち、画
像記録シートから発せられる輝尽発光光の照射を受ける
ことにより導電性を呈する光導電層を有する固体画像検
出器であって、光導電層がａ−Ｓｅを主成分とするもの
であり、且つ、該光導電層が画像記録シートの面積より
も小さな面積を有するもの、好ましくは、固体画像検出
器の少なくとも１辺の長さが、画像記録シートの１辺の
長さの１／５以下であることを特徴とするものである。

【００４０】また、本発明の固体画像検出器において
は、光導電層の厚さが０．１μｍ以上１００μｍ以下、
さらにアバランシェ増幅作用を効果的に働かせるため
に、好ましくは、１０μｍ以上５０μｍ以下であること
が望ましい。

【００４１】

【発明の効果】本発明の画像情報読取方法および装置
は、上述のように、６００ｎｍ以上の励起光で励起され
且つ５００ｎｍ以下の輝尽発光光を生ぜしめる蓄積性蛍
光体層を有する画像記録シートと、ａ−Ｓｅを主成分と
する光導電層を有する固体画像検出器との組み合わせ使
用とすると共に、固体画像検出器の光導電層が画像記録
シートの面積よりも小さな面積を有するものを使用し、
該固体画像検出器を、画像記録シート表面に沿って相対
的に移動させて前記走査を行なうようにしている。ａ−
Ｓｅは、５００ｎｍ以下の青色光域に対して高感度で、
例えば波長４００nm近傍の輝尽発光光に対する量子効率
が６０〜７０％と高く（電荷発生効率がよい）、蓄積性
蛍光体層から発せられる青色光域の輝尽発光光の読取り
に適した効率のよい組合せとなる。加えて、光導電層が
画像記録シートの面積よりも小さな面積の検出器を使用
しているので、過大な暗電流の発生がなく、またキャパ
シタンス（出力容量）も小さくできるために良好なＳ／
Ｎを得ることがができ、高画質な画像を得ることができ
る。

【００４２】また、ａ−Ｓｅは６００ｎｍ以上の波長の
光に感度を殆ど有せず透過させるので、輝尽発光光（４
００nm近傍）感度／励起光（６００〜７００nm）感度比
が大きい。例えば、アバランシェ増幅作用を働かせない
状態で、且つａ−Ｓｅの膜圧が１０μｍでは青感度（＠
４７０nm）／赤感度（＠６８０nm）＝３．５桁程度とな
る。なお、ａ−Ｓｅ膜厚を薄くする方が赤感度が低下
し、青／赤感度比はさらに増大し、アバランシェ増幅作
用を働かせると、該青／赤感度比は一層大きくなる。し
たがって、基本的には励起光カットフィルタを使用する
必要が殆ど無く、蓄積性蛍光体層を励起し得る６００ｎ
ｍ以上の波長の光を励起光として使用し、該励起光をａ
−Ｓｅの光導電層を介して蓄積性蛍光体層に照射するよ
うにすれば、蓄積性蛍光体層の表面に発生する輝尽発光
光を光導電層で検出することができ、画質がよくなる。
また、ａ−ＳｅはＳｉアバランシェフォトダイオードな
どと比べて暗抵抗が極めて高いためＳ／Ｎがよい。

【００４３】また、電荷増倍作用としてのアバランシェ
増幅作用が働くような電界を光導電層に印加すれば、取
り出し得る電荷量を飛躍的に多くすることができる。こ
れにより、画像信号のＳ／Ｎが向上し、高画質の画像を
得ることができる。

【００４４】また、電界分布変動に起因する画像信号の
変動を抑制するようにすれば、安定した画像信号を得る
ことができ、より高画質の画像を得ることができる。

【００４５】また、本発明の固体画像検出器は、ａ−Ｓ
ｅを主成分とする光導電層を有すると共に、光導電層の
面積を画像記録シートの面積よりも小くなるようにして
いるので、暗電流や出力容量を低減させることができ
る。

【００４６】また、Ｓｉアバランシェフォトダイオード
を用いた場合には、Ｓｉは結晶のものであり、長尺状の
ものを作ることは困難で、長尺状の０次元検出器や１次
元検出器（ラインセンサ）を製造するのが難しいが、ａ
−Ｓｅは低温蒸着プロセスを用いることができるので、
ガラスなどを用いたものよりも衝撃に強く固体化に適
し、且つ薄型化が可能であり、例えば長さ１７インチ
（１インチは約２５．４cm）の固体画像検出器であって
も、製造が容易である。

【００４７】

【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。図１（Ａ）は、上記文献１
で提案されている、画像記録シートとしての蓄積性蛍光
体シートを利用した放射線画像読取装置において、蓄積
性蛍光体シートから発せられる輝尽発光光を検出する光
電読取手段としてのフォトマル（光電子増倍管）を本発
明に係る固体画像検出器に置き換えた態様のものを示す
概略斜視図であり、図１（Ｂ）は該装置に使用される固
体画像検出器の断面図を電流検出回路と共に示した図で
ある。

【００４８】固体画像検出器２２３は、２枚の平板電極
２２３ａ，２２３ｂと、該平板電極２２３ａ，２２３ｂ
に挟まれた、輝尽発光光L4の照射を受けることにより導
電性を呈する光導電層２２３ｃとからなり、光ガイド２
２２および励起光カットフィルタ２２５を介して入射す
る輝尽発光光L4を検出する０次元センサとして機能す
る。

【００４９】輝尽発光光L4が入射する側の平板電極２２
３ａは、励起光カットフィルタ２２５を経由して入射す
る輝尽発光光L4に対して透過性を持たせるべく、ＩＴＯ
（Indium Tin Oxide）膜等の周知の透明導電膜を使用す
るのが好適である。一方平板電極２２３ｂは透過性を有
している必要がなく、例えばアルミ電極などとすること
ができる。

【００５０】光導電層２２３ｃの物質としては、画像記
録シート２１１の蓄積性蛍光体層２１２から発せられる
輝尽発光光L4だけでなく、放射線（記録光L2）、あるい
は該放射線の照射により蓄積性蛍光体層２１２から発せ
られる瞬時光の照射を受けることによっても導電性を呈
するものを使用する。また、本読みのためには、蓄積性
蛍光体層２１２から発せられる輝尽発光光の照射を受け
ることにより導電性を呈する光導電性物質であればよ
い。以上から、５００ｎｍ以下（例えば４００nm近傍）
の青色の輝尽発光光を発生する蓄積性蛍光体層２１２と
の組合せにおいては、ａ−Ｓｅを主成分とする光導電性
物質が好適である。

【００５１】この光導電層２２３ｃ（ａ−Ｓｅ光導電
膜）の大きさ（検出面積）はシート２１１のサイズ(例
えば430mm×430mm；１７インチ四方)に比べて十分小さ
くする。例えば、50mm四方以下とする。このように、光
導電膜の面積を小さくすると、過大な暗電流の発生を避
けられ、また負荷容量も小さくできるために、蓄積性蛍
光体層と光導電層とが略１対１に対向した文献４〜６に
記載の検出パネルに比べて良好なＳ／Ｎ比を得ることが
できる。

【００５２】一方、光導電層２２３ｃの厚さは、輝尽発
光光L4を十分に吸収し、さらにアバランシェ増幅作用が
働くようにして、取り出し得る信号レベルを大きくする
には１μｍ以上であるのが好ましく、また、分布容量を
小さくして固定ノイズを抑制するにはより厚い方が好ま
しいが、膜厚が厚すぎると電源電圧が大きくなるデメリ
ットがあるので、電源電圧を考慮しつつ、アバランシェ
増幅効果と固定ノイズとの比が大きくなるように、例え
ば１μｍ以上１００μｍ以下、さらに好ましくは１０μ
ｍ以上５０μｍ以下に設定する。

【００５３】なお、光導電層２２３ｃにａ−Ｓｅを使用
すれば、励起光としての赤色光に対して透過性を持たせ
ることもできるので、該光導電層２２３ｃを介して励起
光を蓄積性蛍光体層２１２に照射することもできる。

【００５４】上述のように、光ガイド２２２の射出端面
２２２ｂと固体画像検出器２２３の入射端面側の電極２
２３ａとの間には、励起光カットフィルタ２２５が設け
られている。光ガイド２２２を介して画像情報を有しな
い赤色の励起光L3が光導電層２２３ｃ内に入射すると、
光導電層２２３ｃは赤色の励起光L3に対しても、若干感
度を持つため、該励起光L3によって発生する微小電荷分
だけのオフセット電流を発生する。一方、励起光カット
フィルタ２２５を挿入すると、赤色光（６００ｎｍ以
上）を吸収させて、青色の輝尽発光光のみが光導電層２
２３ｃ内に入射するようにできるので、オフセット電流
を抑制することができるようになる。なお、光導電層２
２３ｃは波長６００ｎｍ以上の赤色の励起光に対しては
感度が低いのでフォトマルを用いた従来のものよりも励
起光カットフィルタ２２５を薄くできる。

【００５５】図２は、固体画像検出器２２３から電荷を
外部に読み出して電気信号を得る回路構成を示した図で
ある。図２に示すように、固体画像検出器と接続された
電流検出回路８０ａと、Ａ／Ｄ変換器８６と、データ補
正部８７とＲＯＭテーブル８８とを備えている。データ
補正部８７とＲＯＭテーブル８８は、光導電層２２３ｃ
に印加される電界の変動に起因する信号変動を抑制する
ために設けられたものであって、本発明に係る抑制手段
として機能するものである。

【００５６】電流検出回路８０ａは、オペアンプ８１
ａ、積分コンデンサ８１ｂ、およびスイッチ８１ｃから
構成される電流検出アンプ８１を有している。電極２２
３ａが、オペアンプ８１ａの反転入力端子（−）に接続
されている。

【００５７】また、電流検出回路８０ａは、固体画像検
出器２２３の両電極２２３ａ，２２３ｂの間に所定の電
圧を印加して、光導電層２２３ｃに電界を生ぜしめる電
源８２，スイッチ８３から成る電圧印加手段８５ａを有
している。電源８２の正極側は、スイッチ８３を介して
オペアンプ８１ａの各非反転端子（＋）に共通に接続さ
れている。

【００５８】なお、電源８２の電圧の大きさは、光導電
層２２３ｃ内でアバランシェ増幅作用が生じるように、
光導電層２２３ｃ内の電位勾配が１０^６ Ｖ／ｃｍ以上
となるように設定する。

【００５９】電流検出アンプ８１は、蓄積性蛍光体層２
１２で発生した輝尽発光光L4が光導電層２２３ｃ内に入
射することによって発生する電荷が外部に読み出される
ときに生じる電流を検出して、蓄積性蛍光体層２１２に
蓄積された蓄積エネルギーに応じた画像信号を得る画像
信号取得手段として機能するものである。

【００６０】電流検出回路８０の後流側に配置されたＡ
／Ｄ変換器８６、データ補正部８７およびＲＯＭテーブ
ル８８は、電源８２の電圧変動に起因する出力データ変
動を補正するために設けられたものである。ａ−Ｓｅを
主成分とする光導電層２２３ｃをアバランシェ増幅する
電界下で使用すると電源電圧変動に対して敏感になるの
で、電源電圧変動を極力抑え電圧の安定化を図るだけで
なく、電源電圧変動に対する出力データの変動に関する
電源電圧変動データを取得してＲＯＭテーブル８８に記
憶しておくと共に、データ補正部８７において、画像読
取中の電源電圧変動（詳しくは電極間電圧）を監視し、
画像読取中の電圧変動に応じて、例えばソフトウェア処
理などによって出力データを補正するようにしている。

【００６１】画像記録シートとしての蓄積性蛍光体シー
ト２１１は、図１（Ａ）右側に拡大図を示すように、励
起光の照射を受けることにより蓄積されたエネルギーに
応じた量の輝尽発光光L4を生ぜしめる蓄積性蛍光体層２
１２をベース（支持体）２１３上に積層して成る。

【００６２】蓄積性蛍光体層２１２は、６００ｎｍ以上
の波長の赤色の励起光で励起され、且つ５００ｎｍ以下
（好ましくは４００ｎｍ〜４５０ｎｍ）の青色の輝尽発
光光を生ぜしめるものであれば、どのようなものであっ
てもよく、周知の蓄積性蛍光体シートを利用することが
できる。なお、図示していないが、蓄積性蛍光体層２１
２以外に、例えば、保護層や増感層などが設けられる。

【００６３】シート２１１から画像情報を読み取る際に
は、まず、スイッチ８３をオンさせて、オペアンプ８１
ａのイマジナリショートを介して、検出器２２３の両電
極２２３ａ，２２３ｂ間に電圧を印加して光導電層２２
３ｃに電界を印加する。

【００６４】次いで、光導電層２２３ｃに高電界を印加
したまま、ビーム状の励起光L3でシート２１１の全面を
走査する。すなわち、読取部２１０の所定位置にセット
された放射線画像が記録された蓄積性蛍光体シート２１
１は、不図示の駆動手段により駆動されるエンドレスベ
ルトなどのシート搬送手段２１５により矢印Ｙ方向に搬
送（副走査）される。一方、レーザー光源２１６から発
せられた赤色光域の励起光としての光ビームL3はモータ
２２４により駆動され矢印方向に高速回転する回転多面
鏡２１８によって反射偏向され、ｆθレンズなどの集束
レンズ２１９を通過した後、ミラー２２０により光路を
変えてシート２１１に入射し副走査の方向（矢印Ｙ方
向）と略直角な矢印Ｘ方向に主走査する。シート２１１
の光ビームL3が照射された箇所からは、蓄積記録されて
いる放射線画像情報に応じた光量の波長４００nm近傍
（青色光域）の輝輝尽発光光L4が発散され、この輝尽発
光光L4は光ガイド２２２の入射端面２２２ａに入射し、
該ガイド２２２内の内部を全反射を繰り返して進み、射
出端面２２２ｂから射出して固体画像検出器２２３に入
射する。上記説明から判るように、レーザー光源２１
６、回転多面鏡２１８、集束レンズ２１９あるいは不図
示の駆動手段などによって、励起光走査手段２１０が構
成される。

【００６５】固体画像検出器２２３の光導電層２２３ｃ
内では、輝尽発光光L4の照射を受けて、輝尽発光光L4の
光量に応じた量の正負の電荷対が発生する。光導電層２
２３ｃに印加された電界により、発生した電荷対のう
ち、負電荷は電極２２３ａ側に移動し、正電荷は電極２
２３ｂ側に移動する。

【００６６】また、光導電層２２３ｃには１０^６ Ｖ／
ｃｍ以上の高電界が印加されており、アバランシェ増幅
作用が働くようになり、光導電層２２３ｃ内で正負の電
荷対の発生が急激に増大する。蛍光体層２１２の量子効
率は低く、蛍光体層２１２から発せられる輝尽発光光L4
は低光量であるので、輝尽発光光L4の直接照射によって
発生する電荷対の量（信号フォトン数）は少ないが、ア
バランシェ増幅作用を働かせることによって発生電荷量
を増幅させる（電荷増倍機能を働かせる）ことが可能と
なり、十分大きな信号を得、Ｓ／Ｎを向上させることが
できる。

【００６７】両電極２２３ａ，２２３ｂ間には、オペア
ンプ８１ａが設けられており、電流検出アンプ８１は、
上述した電荷の移動による電流を検出して画像信号を得
る、つまり放射線画像情報を読み取ることができる。こ
こで、上述のように、ａ−Ｓｅを主成分とする光導電層
２２３ｃの厚さを１μｍ以上１００μｍ以下に設定して
いるので、例えば波長４００nm近傍の青光である輝尽発
光光に対する量子効率を、６０〜７０％というように、
フォトマルやＳｉを用いたアバランシェフォトダイオー
ドよりも大きくすることができ、さらにアバランシェ増
幅作用が働くような電界を光導電層２２３ｃに印加して
読取りを行なうと共に電源電圧変動の補正を行なってい
るので、画像のＳ／Ｎを格段に向上させることができ
る。

【００６８】また、データ補正部８７およびＲＯＭテー
ブル８８を設け、電源８２の電圧変動に起因する出力デ
ータ変動を補正するようにしているので、電源電圧変動
の影響を受けることなく安定したデータを得ることもで
き、信号のＳ／Ｎを一層向上させることができる。

【００６９】また、ａ−Ｓｅを主成分とする光導電層２
２３ｃとしており、波長４００nm近傍の輝尽発光光に対
する感度と波長６００〜７００nm程度の励起光に対する
感度の比を十分大きくすることができる。例えば、ａ−
Ｓｅの膜厚が１０μのとき、アバランシェ増幅作用を働
かせない状態では、青感度（＠４７０nm）／赤感度（＠
６８０nm）＝３．５桁程度となる。この値は、光電変換
手段としてフォトマルを用いたとき２桁程度となるのと
比べて、非常に大きな値である。なお、ａ−Ｓｅ膜厚を
薄くする方が赤感度が低下し、青／赤感度比はさらに増
大する。勿論、アバランシェ増幅作用を働かせると、該
青／赤感度比は一層大きくなる。また、Ｓｉは赤色光に
対する感度が高く青色光に対する感度は低いので、主に
青色光を発する輝尽発光光との組み合わせでは、使用に
適しない（マッチングが悪い）のと著しい違いがある。

【００７０】また、固体画像検出器２２３は従来のフォ
トマルに比べて小型・軽量にできるので、従来のフォト
マルを固体画像検出器２２３に置き換えた上記装置全体
としても小型・軽量にできる。また、ａ−Ｓｅを主成分
とする光導電層２２３ｃは低温蒸着で積層させて製造す
ることができるので、容易に製造することができる。ま
た、フォトマルと異なりガラス製でないので、衝撃に強
い。

【００７１】次に、蓄積性蛍光体シート２１１から発せ
られる輝尽発光光L4を検出する光電読取手段としての長
尺フォトマルを固体画像検出器に置き換えた態様につい
て説明する。図３（Ａ）は長尺フォトマルを固体画像検
出器に置き換えた態様の放射線画像読取装置を示す概略
斜視図、図３（Ｂ）は固体画像検出器の配置態様を示し
た概略図、図４は該装置に使用される固体画像検出器の
断面図、図５は固体画像検出器の配置態様の変更例を示
した概略図である。図３（Ｂ）、図４、および図５にお
いて、図中奥行き方向が、主走査方向（長尺方向）であ
る。

【００７２】図３に示す放射線画像読取装置は、不図示
のモータにより回転せしめられる２つのエンドレスベル
ト２１５ａ，２１５ｂ上に蓄積性蛍光体シート２１１が
配置され、シート２１１の上方には、シート２１１を励
起するレーザ光L3を発するレーザ光源２１６と、そのレ
ーザ光L3を反射偏向する、不図示のモータにより回転駆
動される回転多面鏡２１８と、回転多面鏡２１８で反射
偏向されたレーザ光L3をシート２１１上に収束し、かつ
等速度で走査させる走査レンズ（ｆθレンズ）２１９が
配されている。シート２１１は、矢印Ｘ方向にレーザ光
L3により主走査されるとともに、エンドレスベルト２１
５ａ，２１５ｂにより矢印Ｙ方向に搬送されるため、結
果的にシート２１１の全面がレーザ光L3により走査され
る。

【００７３】さらに、レーザ光L3が走査されるシート２
１１の表面（励起光が入射する側の面）の上方には、そ
のレーザ光L3による励起でシート２１１の表面から発せ
られた、シート２１１に記録されている放射線画像情報
に応じた輝尽発光光L4を検出する、長尺状の固体画像検
出器２２３が配設されている。これにより、図１に示し
たものと同様に、固体画像検出器２２３の光導電層２２
３ｃ内で輝尽発光光L4の光量に応じた電荷が発生し、該
電荷が電流検出回路８０ａにより検出される。

【００７４】上記構成の放射線画像読取装置において
は、図４に示すようなガラス基板２２６上に配された長
尺タイプの固体画像検出器２２３を使用することができ
る。この固体画像検出器２２３は、シート２１１の表面
を走査するレーザ光L3の主走査方向（矢印Ｘ方向）に沿
って光検出面が延びた長尺状のものであり、２枚の長尺
平板電極２２３ａ，２２３ｂと、該平板電極２２３ａ，
２２３ｂに挟まれた、ガラス基板２２６を介して入射す
る輝尽発光光L4の照射を受けることにより導電性を呈す
る光導電層２２３ｃとからなり、長尺状ではあるが、０
次元センサとして機能するものである。光導電層２２３
ｃ（ａ−Ｓｅ光導電膜）の長さ（主走査方向）はシート
２１１と略同サイズとする一方、幅はシート２１１のサ
イズ（例えば430mm×430mm；１７インチ四方）に比べて
十分小さくなるように、例えば５０mm以下とする。図１
の態様と同じように、光導電膜の面積を小さくすると、
過大な暗電流の発生を避けられ、また負荷容量も小さく
できるために、蓄積性蛍光体層２１２と光導電層２３と
が略１対１に対向したものに比べて良好なＳ／Ｎ比を得
ることができる。また、ガラス基板２２６の輝尽発光光
L4の入射側（平板電極２２３ａと反対側）には、励起光
カットフィルタ２２５が設けられ、該励起光カットフィ
ルタ２２５とガラス基板２２６の側面には遮光部材２２
７が設けられている。上述のように、光導電層２２３ｃ
は波長６００ｎｍ以上の赤色の励起光に対しては感度が
低いのでフォトマルを用いた従来のものよりも励起光カ
ットフィルタ２２５を薄くできる。輝尽発光光L4が入射
する側の平板電極２２３ａは、励起光カットフィルタ２
２５およびガラス基板２２６を経由して入射する輝尽発
光光L4に対して透過性を持たせるべく、ＩＴＯ膜等の周
知の透明導電膜を使用する。図２に示したものと同様
に、１μｍ以上１００μｍ以下（さらに好ましくは１０
μｍ以上５０μｍ以下）のａ−Ｓｅを主成分とする光導
電性物質が光導電層２２３ｃに用いられ、また該光導電
層２２３ｃ内でアバランシェ増幅作用が生じるように、
光導電層２２３ｃ内の電位勾配が１０^６ Ｖ／ｃｍ以上
に設定される。なお、図４（Ｂ）に示すように、固体画
像検出器２２３は全体としてシリンドリカルに製造して
もよい。

【００７５】この長尺状の固体画像検出器２２３は、従
来の長尺フォトマルに比べて小型・軽量にでき、従来の
長尺フォトマルを図４に示す長尺状の固体画像検出器２
２３に置き換えた上記装置全体としても薄型・軽量にで
きる。また長尺フォトマルやＳｉアバランシェフォトダ
イオードなどを用いたセンサは高価であるのに対して、
長尺状の固体画像検出器２２３は製造が容易であり、例
えば、長さが１７インチ（１インチ＝約２５．４mm）程
度の長尺な０次元センサであってもコストを低減するこ
とができる。

【００７６】また、光導電層２２３ｃの厚さを１μｍ以
上１００μｍ以下に設定し且つアバランシェ増幅作用が
働くような電界を光導電層２２３ｃに印加して読取りを
行ない画像のＳ／Ｎを向上させる、あるいは青／赤感度
比を増大させるなど、上記第１実施形態と同様の効果を
得ることもできる。

【００７７】なお、図４に示した固体画像検出器２２３
を用いて画像読取りを行なう場合、図３（Ｂ）に示した
配置態様だけでなく、例えば図５（Ａ）に示すように、
シート２１１より発せられ固体画像検出器２２３に直接
入射する輝尽発光光L4以外の輝尽発光光L5を効率よく固
体画像検出器２２３に導くシリンドリカル状の集光ミラ
ー２３５を設ける構成としてもよい。この集光ミラー２
３５は、該集光ミラー２３５同様にレーザ光Ｌの主走査
方向Ｘに延びたミラーマウント２３６に取り付けられる
と共に、輝尽発光光L5を効率よく固体画像検出器２２３
に導くことができるように、励起光カットフィルタ２３
５の入射面２３５ａに対向し且つ端面２３５ａ近傍に配
置される。

【００７８】また、図５（Ｂ）に示すように、図５
（Ａ）に示した集光ミラー２３５の配置されていた場所
に、図４に示す固体画像検出器２２３を配置させること
もできる。この場合、２つの固体画像検出器２２３で発
生する電荷をそれぞれ各別の電流検出回路８０ａで検出
した後、加算手段８９で２つの信号を加算することによ
り、検出効率を高めＳ／Ｎ向上を図ることができる。

【００７９】また、図５（Ｃ）に示すように、図５
（Ａ）に示したものに加えて、シート２１１の裏面側に
図４に示す固体画像検出器２２３を近接配置させ、２つ
の固体画像検出器２２３で発生する電荷をそれぞれ各別
の電流検出回路８０ａで検出した後加算手段８９で２つ
の信号を加算する、いわゆる両面読取構成とすることも
できる。この場合、裏面側に発せられる輝尽発光光L6を
も検出することができるのでＳ／Ｎが向上する。

【００８０】また、長尺状の固体画像検出器２２３は、
図６に示すように、２枚の長尺平板電極２２３ａ，２２
３ｂおよび該平板電極２２３ａ，２２３ｂに挟まれた光
導電層２２３ｃとからなる２つの固体画像検出部２２３
ｄを、長尺状のガラス基板２２６上の図中左右に、平板
電極２２３ｂがガラス基板２２６側となるように配置さ
せた構成とすることもできる。各固体画像検出部２２３
ｄは、基本的には図４に示す固体画像検出器２２３と同
じであり、輝尽発光光L4の入射側である平板電極２２３
ａ側には、励起光カットフィルタ２２５が設けられる。
図６に示した固体画像検出器２２３を用いて画像読取り
を行なう場合、同図に示すように、固体画像検出部２２
３ｄが設けられていない部分のガラス基板２２６を介し
て励起光としてのレーザ光Ｌをシート２１１に入射させ
走査する。そして、該レーザ光Ｌによる励起でシート２
１１の表面から発せられた輝尽発光光L4を、両側に配さ
れた固体画像検出部２２３ｄで検出する。これにより、
図５（Ｂ）に示したものと略同様に、２つの固体画像検
出部２２３ｄで発生する電荷をそれぞれ各別の電流検出
回路８０ａで検出した後２つの信号を加算することによ
り、検出効率を高めることができる。なお、図５（Ｂ）
に示した配置態様に比べて、固体画像検出部２２３ｄを
シート２１１に近接させることができるので、検出効率
やＳ／Ｎの向上を一層図ることができる。

【００８１】次に、蓄積性蛍光体シート２１１から発せ
られる輝尽発光光L4を検出する光電読取手段としての、
上記文献２に提案されているラインセンサを、ライン状
の固体画像検出器に置き換えた態様について説明する。
図７は、固体画像検出器の主走査方向の断面図（Ａ）、
電極２２３ａに着目した切断平面図（Ｂ）、図８は電流
検出回路の詳細を示した図である。また、図９は他の態
様による固体画像検出器の主走査方向の断面図（Ａ）と
電極２２３ａに着目した切断平面図（Ｂ）、図１０およ
び図１１は各固体画像検出器の配置態様の一例を示した
概略図である。なお、図１０および図１１において、図
中奥行き方向が、主走査方向（長尺方向）である。

【００８２】図７に示す固体画像検出器２２３は、上記
図３に示した長尺状の固体画像検出器２２３を、長手方
向において、平板電極２２３ａを画素ピッチで且つ該画
素ピッチの範囲内での所定幅で分割（以下画素分割とい
う）した構成としている。一方、図８に示す固体画像検
出器２２３は、上記図６に示した長尺状の固体画像検出
器２２３を、長手方向において、平板電極２２３ａを画
素分割した構成としている。電極２２３ｂは、長尺状の
平板電極のままである。幅はシート２１１のサイズ（例
えば430mm×430mm）に比べて十分小さくなるように、上
述同様、例えば５０mm以下とする。これにより、いずれ
も、多数の微小固体画像検出部２２３ｄがライン状に配
列された１次元センサ（ラインセンサ）として使用する
ことができる。なお、図９に示すように、電流検出回路
８０には多数の電流検出アンプ８１が設けられており、
各固体画像検出部２２３ｄの各電極２２３ａは、各別に
電流検出アンプ８１が接続される。この点が、第１実施
形態に示した電流検出回路８０ａと異なる点である。

【００８３】図７および図８に示す１次元センサとして
の各固体画像検出器２２３を用いて画像読取りを行なう
場合、固体画像検出器２２３は、図３（Ａ）に示した長
尺状の固体画像検出器２２３と同様に配置する。一方、
励起光光源としては、シート２１１に対して主走査方向
に線状に励起光L3’を照射する、蛍光灯、冷陰極蛍光灯
または有機ＥＬアレイやＬＥＤアレイ等のライン光源２
９３とする。あるいは、図１（Ａ）に示したものと同様
に、スポット光を主走査方向に走査するものとしてもよ
い。そして、光源および１次元センサとしての固体画像
検出器２２３をシート２１１に対して相対的に、主走査
方向Ｘと略直交する副走査方向Ｙに移動させて画像を読
み取る。固体画像検出部２２３ｄのそれぞれが１画素に
対応する電極２２３ａごとに電流検出アンプ８１が接続
され、電極２２３ａの配列方向である主走査方向には同
時読出しができるので、輝尽発光光L4の読取り時間の短
縮化を図ることができる。

【００８４】また、図１０（Ａ）に示すように、例え
ば、有機ＥＬアレイやＬＥＤアレイ等のライン光源２９
３をシート２１１の表面側に配置すると共に、ライン状
の固体画像検出器２２３をシート２１１の裏面側に配置
する構成とすると、装置を非常に薄くできる。また、Ｓ
ｉアバランシェフォトダイオードなどを用いたラインセ
ンサは高価であるのに対して、ライン状の固体画像検出
器２２３は製造が容易であり、例えば、長さが１７イン
チ（１インチ＝約２５．４mm）程度の１次元センサであ
ってもコストを低減することができる。

【００８５】なお、図１０（Ａ）に示す配置構成より大
きくなるが、図１０（Ｂ）〜（Ｄ）に示すように、図５
に示した長尺状の固体画像検出器２２３と同様の配置構
成や信号取出しとすることもできる。なお、図１０
（Ｂ）に示した態様は、集光ミラー２３５を用いて表面
側で検出を行なっている分だけ信号が大きくＳ／Ｎがよ
い。また、図１０（Ｃ）、（Ｄ）に示した態様は、対応
する２つの固体画像検出部２２３ｄで発生する電荷をそ
れぞれ各別の電流検出アンプ８１で検出した後２つの信
号を加算することができるのでＳ／Ｎが一層向上する。

【００８６】また、図８に示す固体画像検出器２２３を
用いる場合には、図１１（Ａ）に示すように、シート２
１１の表面側にのみ固体画像検出器２２３を配置するだ
けでなく、図１１（Ｂ）に示すように、シート２１１の
裏面側にも固体画像検出器２２３（例えば図７に示した
もの）を配置することもできる。図７に示したものを裏
面側に配置した場合、対応する３つの信号成分を加算す
ることができるのでＳ／Ｎが一層向上する。なお、この
ような配置態様は、上述の図６に示した長尺タイプ（０
次元）の固体画像検出器２２３を用いる場合にも適用可
能である。

【００８７】次に、長尺状の０次元検出器およびライン
状の１次元検出器において、光導電層２２３ｃの厚さを
薄くして（例えば０．１μｍ以上１μｍ以下）、光導電
層２２３ｃ越しに励起光l3をシート２１１に照射する形
態について説明する。この場合、アバランシェ増幅作用
が働くような電界を光導電層２２３ｃに印加することは
困難である。一方、光導電層２２３ｃが薄いので、青／
赤感度比を増大させることができる。

【００８８】図１２は、幅方向についての、長尺状の０
次元検出器としての固体画像検出器２２３の断面図をシ
ート２１１および電流検出回路８０ａとともに示した図
である。図１２（Ａ）に示すものは、ガラス基板２２６
上に、長尺平板電極２２３ａ側がガラス基板２２６側と
なるように積層され、励起光カットフィルタが設けられ
ていない。一方、図１２（Ｂ）に示すものは、図１２
（Ａ）のものに加えて、長尺平板電極２２３ｂ上にライ
ン状の励起光が通過する主走査方向に細長いスリットが
設けられた励起光カットフィルタ２２５が積層されてい
る。なお、光導電層２２３ｃは波長６００ｎｍ以上の赤
色の励起光L3に対しては感度が低いので励起光カットフ
ィルタ２２５は薄いものでよい。

【００８９】電極２２３ａ，２２３ｂは、いずれも励起
光L3に対して透過性を有するものを使用する。また、シ
ート２１１と対面する側の電極２２３ｂはシート２１１
から発せられる輝尽発光光L4に対しても透過性を有する
ものを使用する。

【００９０】図１２（Ａ）に示す検出器２２３は図６に
示した形態よりもシート２１１に近接して配置でき、ま
た励起光L3で光導電層２２３ｃ越しにシート２１１を走
査することで該シート２１１表面から真上に発せられる
輝尽発光光L4をも検出できるので、図６に示した形態よ
りも検出効率が向上し、また鮮鋭度がよくなる。ただ
し、励起光カットフィルタ２２５が設けられていないの
で、励行光L3によるオフセット電流の影響を受ける。こ
れに対して、図１２（Ｂ）に示すものは、スリットが設
けられている分だけ真上に発せられる輝尽発光光L4を検
出できず検出効率が若干低下するが、励起光カットフィ
ルタ２２５が設けられているので、励行光L3によるオフ
セット電流を抑制できる。

【００９１】また、図１２（Ｃ）に示すように、図１２
（Ａ），（Ｂ）に示したものに加えて、図４に示した検
出器２２３をシート２１１の裏面側に配して両面読取り
を行ない、両側の検出器２２３の出力を加算するように
構成することもできる。なお、シート２１１の裏面側に
配される検出器２２３は光導電層２２３ｃが十分厚いの
で、アバランシェ増幅作用が働くような電界を該光導電
層２２３ｃに印加して用いる。

【００９２】図１３、図１４は、図１２（Ａ），（Ｂ）
に示したものをラインセンサとして形成したものであ
る。図１３に示す固体画像検出器２２３は、上記図１２
（Ａ）に示した長尺状の固体画像検出器２２３を、長手
方向において、平板電極２２３ａを画素ピッチで且つ該
画素ピッチの範囲内での所定幅で画素分割（すなわち分
割された各電極が１画素に対応するように）した構成と
している。一方、図１４に示す固体画像検出器２２３
は、上記図１２（Ｂ）に示した長尺状の固体画像検出器
２２３を、長手方向において、平板電極２２３ａを画素
分割した構成としている。なお、図１４に示すものにお
いて、励起光カットフィルタ２２５は、同図（Ｂ）に示
すように、ライン状の励起光を通過させるピンホールが
主走査方向に画素ピッチで配列されたタイプであっても
よいし、同図（Ｃ）に示すように、主走査方向に細長い
スリットが設けられたタイプのものであってもよい。図
１３、図１４に示すラインセンサとしても、図１２に示
したものと同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】フォトマルを固体画像検出器に置き換えた態様
の放射線画像読取装置を示す概略斜視図（Ａ）、該装置
に使用される固体画像検出器の断面図を電流検出回路と
共に示した図（Ｂ）

【図２】固体画像検出器から電荷を読み出して電気信号
を得る回路構成を示した図

【図３】長尺フォトマルを固体画像検出器に置き換えた
態様の放射線画像読取装置を示す概略斜視図（Ａ）、固
体画像検出器の配置態様を示した概略図（Ｂ）

【図４】長尺状の固体画像検出器の断面図

【図５】固体画像検出器の配置態様の変更例を示した概
略図（Ａ）〜（Ｃ）

【図６】長尺状の固体画像検出器の変更態様を示す断面
図

【図７】１次元センサとしての固体画像検出器の主走査
方向の断面図（Ａ）、電極に着目した切断平面図（Ｂ）

【図８】１次元センサとしての固体画像検出器用の電流
検出回路を示した図

【図９】１次元センサとしての固体画像検出器の主走査
方向の断面図（Ａ）、電極に着目した切断平面図（Ｂ）

【図１０】１次元センサとしての固体画像検出器の配置
態様の一例を示した概略図（Ａ）〜（Ｄ）

【図１１】１次元センサとしての固体画像検出器の他の
例と配置態様を示した概略図（Ａ），（Ｂ）

【図１２】長尺状の固体画像検出器の変更態様と配置形
態を示す図（Ａ）〜（（Ｃ）

【図１３】１次元センサとしての固体画像検出器の変更
態様を示す図

【図１４】１次元センサとしての固体画像検出器の他の
変更態様を示す図

【符号の説明】

８０，８０ａ 電流検出回路 ８１ 電流検出アンプ（画像信号取得手段） ８５ 電圧印加手段 ２１０ 励起光走査手段 ２１１ 蓄積性蛍光体シート ２１２ 蓄積性蛍光体層 ２１３ ベース（支持体） ２１６ レーザ光源 ２２３ 固体画像検出器 ２２３ａ 電極 ２２３ｂ 電極 ２２３ｃ 光導電層 ２９３ ライン光源 L3 励起光 L4〜L6 輝尽発光光

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G083 AA03 CC02 DD13 DD17 EE02 EE03 2H013 AC05 5C051 AA01 BA01 CA09 DA03 DB01 DC02 DC07 5C072 AA01 BA11 DA09 EA04 FA02 HA02 HA12 VA01

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 励起光の照射を受けることにより蓄積
   されたエネルギーに応じた量の輝尽発光光を生ぜしめる
   蓄積性蛍光体層を有する画像記録シートと、前記輝尽発
   光光の照射を受けることにより導電性を呈する光導電層
   を有する固体画像検出器とを使用して、画像情報が記録
   された前記画像記録シートに対して励起光を走査するこ
   とにより得られた輝尽発光光を前記光導電層に入射せし
   め、該入射に伴って前記光導電層で発生する電荷を該光
   導電層に電界を加えて検出することにより、前記画像情
   報を担持する画像信号を得る画像読取方法であって、 前記画像記録シートとして、前記蓄積性蛍光体層が、６
   ００ｎｍ以上の波長の前記励起光で励起され且つ５００
   ｎｍ以下の波長の前記輝尽発光光を生ぜしめるものを使
   用し、 前記固体画像検出器として、前記光導電層がａ−Ｓｅを
   主成分とし、且つ該光導電層が前記画像記録シートの面
   積よりも小さな面積を有するものを使用し、 該固体画像検出器を、前記画像記録シート表面に沿って
   相対的に移動させて前記走査を行なうことを特徴とする
   画像情報読取方法。
2. 【請求項２】 前記固体画像検出器の少なくとも１辺
   の長さが、前記画像記録シートの１辺の長さの１／５以
   下であることを特徴とする請求項１記載の画像情報読取
   方法。
3. 【請求項３】 前記固体画像検出器の前記光導電層の
   厚さが０．１μm以上１００μm以下であることを特徴と
   する請求項１または２記載の画像情報読取方法。
4. 【請求項４】 前記固体画像検出器を、前記画像記録
   シートの両面に配し、該画像記録シートの各面から発せ
   られる前記輝尽発光光を各固体画像検出器で検出するこ
   とを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の画像
   情報読取方法。
5. 【請求項５】 前記固体画像検出器が前記励起光の主
   走査方向に延びた長尺状のものであって、複数の該固体
   画像検出器を前記励起光の主走査方向と並行に且つ副走
   査方向の前後に配し、前記画像記録シートから発せられ
   る前記輝尽発光光を各固体画像検出器で検出することを
   特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の記載の画
   像情報読取方法。
6. 【請求項６】 前記光導電層と前記画像記録シートと
   の間に、前記励起光をカットし前記輝尽発光光を透過さ
   せる光学フィルタを配することを特徴とする請求項１か
   ら５いずれか１項記載の記載の画像情報読取方法。
7. 【請求項７】 前記光導電層内でアバランシェ増幅を
   生ぜしめる電界を加えることを特徴とする請求項１から
   ６いずれか１項記載の画像情報読取方法。
8. 【請求項８】 前記固体画像検出器として、前記光導
   電層の厚さが１０μｍ以上５０μｍ以下のものを使用す
   ることを特徴とする請求項６記載の画像情報読取方法。
9. 【請求項９】 前記画像信号の取得中における、前記
   光導電層に印加されている前記電界の変動に起因する前
   記画像信号の変動を抑制することを特徴とする請求項１
   から６いずれか１項記載の画像情報読取方法。
10. 【請求項１０】 励起光を発する励起光光源を有し、
    該励起光の照射を受けることにより蓄積されたエネルギ
    ーに応じた量の輝尽発光光を生ぜしめる蓄積性蛍光体層
    を有する画像記録シートを前記励起光で走査する励起光
    走査手段と、 前記輝尽発光光の照射を受けることにより導電性を呈す
    る光導電層を有する固体画像検出器と、 前記光導電層に電界を発生せしめるための電圧を印加す
    る電圧印加手段と、画像情報が記録された前記画像記録
    シートを前記励起光で走査して得られた輝尽発光光を前
    記光導電層に入射せしめることにより前記光導電層で発
    生する電荷を前記電界が印加された状態で検出すること
    により、前記画像情報を担持する画像信号を得る画像信
    号取得手段とを備えてなる画像情報読取装置において、 前記画像記録シートは、前記蓄積性蛍光体層が、６００
    ｎｍ以上の波長の前記励起光で励起され且つ５００ｎｍ
    以下の波長の前記輝尽発光光を生ぜしめるものであり、 前記固体画像検出器は、前記光導電層がａ−Ｓｅを主成
    分とするものであり、且つ、該光導電層が前記画像記録
    シートの面積よりも小さな面積を有するものであり、 前記励起光走査手段が、前記固体画像検出器を、前記画
    像記録シート表面に沿って相対的に移動させて前記走査
    を行なうものであることを特徴とする画像情報読取装
    置。
11. 【請求項１１】 前記固体画像検出器の少なくとも１
    辺の長さが、前記画像記録シートの１辺の長さの１／５
    以下であることを特徴とする請求項１０記載の画像情報
    読取装置。
12. 【請求項１２】 前記固体画像検出器の前記光導電層
    の厚さが、０．１μm以上１００μm以下であることを特
    徴とする請求項１０または１１記載の画像情報読取装
    置。
13. 【請求項１３】 前記固体画像検出器が、前記画像記
    録シートの両面に配されており、 前記画像信号取得手段が、前記画像記録シートの各面か
    ら発せられる前記輝尽発光光が各固体画像検出器の前記
    光導電層に入射することにより発生する電荷を検出する
    ものであることを特徴とする請求項１０ら１２いずれか
    １項記載の記載の画像情報読取装置。
14. 【請求項１４】 前記固体画像検出器が、前記励起光
    の主走査方向に延びた長尺状のものであって、複数の該
    固体画像検出器が、前記励起光の主走査方向と並行に且
    つ副走査方向の前後に配されており、 前記画像信号取得手段が、前記画像記録シートから発せ
    られる前記輝尽発光光が各固体画像検出器の前記光導電
    層に入射することにより発生する電荷を検出するもので
    あることを特徴とする請求項１０ら１３いずれか１項記
    載の記載の画像情報読取装置。
15. 【請求項１５】 前記光導電層と前記画像記録シート
    との間に、前記励起光をカットし前記輝尽発光光を透過
    させる光学フィルタが配されていることを特徴とする請
    求項１０から１４いずれか１項記載の記載の画像情報読
    取装置。
16. 【請求項１６】 前記電圧印加手段が、前記光導電層
    内でアバランシェ増幅を生ぜしめるための電界を前記光
    導電層に発生せしめる電圧を印加するものであることを
    特徴とする請求項１０から１５いずれか１項記載の画像
    情報読取装置。
17. 【請求項１７】 前記固体画像検出器は、前記光導電
    層の厚さが１０μｍ以上５０μｍ以下であることを特徴
    とする請求項１６記載の画像情報読取装置。
18. 【請求項１８】 前記画像信号の取得中における、前
    記光導電層に印加されている前記電界の変動に起因する
    前記画像信号の変動を抑制する抑制手段をさらに備えた
    ことを特徴とする請求項１６または１７記載の画像情報
    読取装置。
19. 【請求項１９】 画像記録シートから発せられる輝尽
    発光光の照射を受けることにより導電性を呈する光導電
    層を有する固体画像検出器であって、 前記光導電層がａ−Ｓｅを主成分とするものであり、且
    つ、該光導電層が前記画像記録シートの面積よりも小さ
    な面積を有するものであることを特徴とする固体画像検
    出器。
20. 【請求項２０】 前記固体画像検出器の少なくとも１
    辺の長さが、前記画像記録シートの１辺の長さの１／５
    以下であることをを特徴とする請求項１９記載の画像情
    報読取装置。
21. 【請求項２１】 前記光導電層の厚さが０．１μｍ以
    上１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１９ま
    たは２０記載の固体画像検出器。