JP2001249182A - 固体センサおよび放射線画像情報取得装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 固体センサを、ワンショット法を採用しつ
つ、エネルギー分離性の優れたエネルギーサブトラクシ
ョン画像を形成することができるものとする。 【解決手段】 少なくとも無機／有機複合材料からなる
放射線導電層2A，2Bを含む固体センサ構成単位10A，10B
が絶縁体７を介して２枚重ねられた固体センサ10におい
て、放射線導電層2Aに含まれる無機材料の放射線エネル
ギー吸収特性と、放射線導電層2Bに含まれる無機材料の
放射線エネルギー吸収特性とを異なるものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放射線の照射によ
り形成される静電電荷のパターン（静電潜像）として画
像情報を記録することのできる、無機／有機複合材料か
らなる放射線導電層を含む固体センサおよび放射線画像
情報取得装置に関し、より詳細には、１回の放射線照射
によってエネルギーサブトラクション処理に使用される
放射線画像データを得ることができる固体センサおよび
放射線画像情報取得装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より医療診断を目的とする放射線撮
影において、放射線写真フイルムや、蓄積性蛍光体シー
トを利用した放射線画像記録読取装置が知られている。

【０００３】また今日では、放射線を検出して放射線画
像情報を表す画像信号を出力する放射線固体検出器（半
導体を主要部とするもの）を使用した装置も各種提案、
実用化されている。この装置に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。

【０００４】例えば、放射線を電荷に変換する電荷生成
プロセスの面からは、放射線が照射されることにより蛍
光体から発せられた蛍光を光電変換素子で検出し、これ
により得た信号電荷を光電変換素子の蓄電部に一旦蓄積
し、蓄積電荷を画像信号（電気信号）に変換して出力す
る光変換方式の放射線固体検出器（例えば特開昭59-211
263 号、特開平2-164067号、ＰＣＴ国際公開番号ＷＯ92
/06501号、SPIE Vol.1443 Medical Imaging V;Image Ph
ysics(1991) ，p.108-119 等）、あるいは、放射線が照
射されることにより放射線導電体内で発生した信号電荷
を電荷収集電極で集めて蓄電部に一旦蓄積し、蓄積電荷
を電気信号に変換して出力する直接変換方式の放射線固
体検出器（MATERIAL PARAMETERS IN THICK HYDROGENATE
D AMORPHOUS SILICON RADIATION DETECTORS,Lawrence B
erkeley Laboratory.Universityof California,Berkele
y.CA 94720 Xerox Parc.Palo Alto.CA 94304、Metal/Am
orphous Silicon Multilayer Radiation Detectors,IEE
TRANSACTIONS ON NUCLEAR SCIENCE.VOL.36.NO.2.APRIL
1989、特開平1-216290号等）等がある。

【０００５】また、蓄積された電荷を外部に読み出す電
荷読出プロセスの面からは、蓄電部と接続されたＴＦＴ
（薄膜トランジスタ）を走査駆動して読み出すＴＦＴ読
出方式のものや、読取光（読取用の電磁波）を検出器に
照射して読み出す光読出方式のもの等がある。

【０００６】また出願人は、特願平10-232824号 や同10
−271374号において改良型直接変換方式の放射線固体検
出器を提案している。改良型直接変換方式の放射線固体
検出器とは、直接変換方式、且つ光読出方式のものであ
り、記録用の放射線に対して透過性を有する第１の導電
体層、この第１の導電体層を透過した記録用の放射線の
照射を受けることにより光導電性（正確には放射線導電
性）を呈する記録用光導電層、第１の導電体層に帯電さ
れる電荷と同極性の電荷に対しては略絶縁体として作用
し、かつ、この電荷と逆極性の電荷に対しては略導電体
として作用する電荷輸送層、読取用の電磁波の照射を受
けることにより光導電性（正確には電磁波導電性）を呈
する読取用光導電層、読取用の電磁波に対して透過性を
有する第２の導電体層を、この順に積層して成り、記録
用光導電層と電荷輸送層との界面（蓄電部）に、画像情
報を担持する信号電荷（潜像電荷）を蓄積するものであ
る。

【０００７】ところで、上記記録用放射線導電層（以
下、放射線導電層という）に用いられる放射線導電性材
料は、暗状態において良い絶縁体であること、高電場
（１０^５ 〜１０^６Ｖｃｍ^−１）をかけても耐久性がある
こと、大きな放射線吸収効率を有し、高電荷を生成する
ことが必要とされる。また、生成した電荷がトラップさ
れることなく膜内を移動できるように、放射線導電性材
料は薄膜を形成できることが必要とされる。

【０００８】しかし、一般に用いられている放射線導電
性材料のＳｅは、耐久性に優れ高電荷を生成することは
できるが、放射線吸収効率においては充分とはいえず、
また、電荷トラップが起きないような薄膜形成は困難で
ある。また、Ｓｅは毒・劇物取締法第２条毒物に指定さ
れており、製造工程における安全性を確保する点からす
れば、これを含有しないことが好ましい。

【０００９】このような観点からＳｅにかわる放射線導
電性材料として、米国特許第 5556716号に、ＶＢ−ＶＩ
Ｂ、ＶＢ−ＶＩＩＢ、ＩＩＢ−ＶＩＢ、ＩＩＢ−ＶＢ、
ＩＩＩＢ−ＶＢ、ＩＩＩＢ−ＶＩＢ、ＩＢ−ＶＩＢ、Ｉ
ＶＢ−ＶＩＩＢの無機材料と有機材料を組み合わせたも
のの一例として、ＢｉＩ_３、ＰｂＩ_４、ＰｂＩ_３、Ｂｉ
_２Ｓ_３ とナイロン−１１、ＰＶＫ（Ｎ−ポリビニルカ
ルバゾール）、ＰＭＭＡ（メタクリル樹脂）の無機／有
機複合材料からなる放射線導電性材料が記載されてい
る。また、Science,273(1996),632には、ＢｉＩ_３とナ
イロン−１１（５０／５０重量％）の放射線導電性材料
が、良好な放射線フォトコン特性を示すことが記載され
ている。

【００１０】これらの技術は、放射線吸収能には優れて
いるが、大きな面積で高品位の膜の形成が困難であり、
また、室温における暗電流が大きく、高電場に耐えられ
ないといった種々の問題があって放射線導電性材料とし
ては不向きとされていたＢｉＩ_３ 等の重元素化合物
を、高品位の薄膜を形成することができ、暗電流が低
く、良い誘電特性を有する有機材料（高分子）との複合
体を形成させることにより、放射線導電性材料として利
用することを実現させたものである。

【００１１】一方、上述した放射線画像記録読取装置に
おいては、記録された複数の放射線画像情報を読み取っ
て複数の画像データを得た後、これら複数の画像データ
に基づいてサブトラクション処理を施す装置が提案され
ている。

【００１２】ここで、放射線画像情報のサブトラクショ
ン処理とは、互いに異なった条件で撮影された複数の放
射線画像情報を両画像の各画素を対応させて減算処理
し、放射線画像情報中の特定の構造物の画像を形成する
ための差信号に対応する画像を得る処理をいい、具体的
にはこれら複数の放射線画像情報を所定のサンプリング
間隔で読み取って各放射線画像情報に対応する複数のデ
ジタルの画像信号を得、これら複数のデジタルの画像信
号の各対応するサンプリング点毎に減算処理を施すこと
により、放射線画像情報中の特定の被写体部分のみを強
調または抽出した放射線画像情報を得る処理をいう。

【００１３】このサブトラクション処理には基本的には
次の二つの方法がある。すなわち、造影剤の注入により
被写体の特定の部分（たとえば人体を被写体としたとき
の血管等）が強調された放射線画像情報の画像信号から
造影剤が注入されていない放射線画像情報の画像信号を
引き算（サブトラクト）することによって被写体の特定
の部分（たとえば血管等）を抽出するいわゆる時間サブ
トラクション処理と、被写体の特定の部分が互いに異な
るエネルギーを有する放射線に対して異なる放射線吸収
率を有することを利用して、同一の被写体に対して互い
に異なるエネルギーを有する放射線を照射してこれら互
いに異なるエネルギーを有する各放射線による複数の放
射線画像情報を得、これら複数の放射線画像情報を適当
に重み付けしてその差を演算することによって被写体の
特定部分を抽出するいわゆるエネルギーサブトラクショ
ン処理とがある。

【００１４】特開昭60-225541 号および特開平3-285475
号において提案されているエネルギーサブトラクション
処理は、いわゆるツーショット（２ショット）法といわ
れるものであり、被写体に対して低いエネルギーのＸ線
等の放射線を照射して低エネルギー成分の放射線画像情
報を記録媒体に記録し、次いで同一の被写体に対して高
いエネルギーの放射線を照射して高エネルギー成分の放
射線画像情報を記録媒体に記録し、放射線画像情報読取
装置でこれら低エネルギー成分の放射線画像情報が記録
された記録媒体と高エネルギー成分の放射線画像情報が
記録された記録媒体とからそれぞれ別々に放射線画像情
報を読み取って演算処理を施すもので、エネルギー分離
性に優れたエネルギーサブトラクション処理を施すこと
が可能である。

【００１５】しかし、このツーショット法によるエネル
ギーサブトラクション処理は、両画像情報の記録に時間
差を生じるため、２つの画像情報間での被写体の動きが
エネルギーサブトラクション画像にボケあるいはアーチ
ファクトを生じさせ、高精度のエネルギーサブトラクシ
ョン処理が行えないという問題を有する。

【００１６】一方、特開昭59-83147号および特開平5-14
2713号において提案されている積層体を用いた方法は、
１回の放射線照射（ワンショット法、１ショット）によ
りエネルギーレベルの異なる放射線画像情報を撮影して
エネルギーサブトラクション処理を施すことが可能で、
被写体の動きが問題とならない方法である。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のワンシ
ョット法によるエネルギーサブトラクション処理は、積
層体の放射線吸収領域が完全に分離されているわけでは
なく、また一般に放射線のエネルギーはある程度幅を持
つので、低エネルギー成分の放射線画像情報と高エネル
ギー成分の放射線画像情報とを完全に分離することがで
きない、即ちエネルギー分離性が充分でないという問題
を有する。

【００１８】エネルギー分離性を高める手段として、エ
ネルギー分離性が充分にあると考えられるような放射線
の低エネルギ成分を吸収する物質と高エネルギ成分を吸
収する物質とをそれぞれ選択し、これらを積層体として
用いることが考えられる。しかし、このように選択され
た物質は必ずしも固体センサに用いることができるよう
な薄膜を形成することができるものではなく、また薄膜
を形成するのにコストがかかりすぎるといった問題があ
るため、現実の物質選択幅は小さく、エネルギ分離性が
充分といえる積層体の形成は難しい。

【００１９】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、ボケあるいはアーチファクトを生じさせないワン
ショット法を採用しつつ、エネルギー分離性が充分にあ
る物質の選択を可能とし、エネルギー分離性の優れたエ
ネルギーサブトラクション画像を形成生成することがで
きる固体センサおよび放射線画像情報取得装置を提供す
ることを目的とするものである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明の固体センサは、
少なくとも無機／有機複合材料からなる放射線導電層を
含む固体センサ構成単位が絶縁体を介して２枚重ねられ
た固体センサにおいて、前記放射線導電層の一方に含ま
れる前記無機材料の放射線エネルギー吸収特性が、他方
に含まれる前記無機材料の放射線エネルギー吸収特性と
異なることを特徴とするものである。

【００２１】放射線とはＸ線やγ線などを意味し、無機
／有機複合材料とは無機材料と有機材料とが複合してい
る材料を意味する。前記固体センサ構成単位は、薄膜ト
ランジスタを含むものであってもよい。絶縁体とは、電
気的な絶縁性を有するものであって、たとえば絶縁性の
あるガラス、高分子材料、たとえばベークライト、フェ
ノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、プラスチッ
クなどを用いることが好ましい。

【００２２】一方に含まれる前記無機材料の放射線エネ
ルギー吸収特性が、他方に含まれる前記無機材料の放射
線エネルギー吸収特性と異なるとは、２枚の固体センサ
構成単位のそれぞれに含まれる放射線導電層の無機材料
の放射線エネルギー吸収特性が異なることを意味し、放
射線エネルギーの高い方をより吸収する無機材料が一方
（または他方）の放射線導電層に含まれており、放射線
エネルギーの低い方をより吸収する無機材料が他方（ま
たは一方）の放射線導電層に含まれていることを意味す
る。放射線エネルギーの高い方をより吸収する無機材料
とは、放射線の低エネルギー成分よりも高エネルギー成
分をより吸収する無機材料であることを意味する。放射
線の低エネルギー成分、高エネルギー成分の範囲は、た
とえば医療分野であるか医療以外の分野であるか、同じ
医療分野であっても撮影条件や被写体、用いる線源等に
よって、同じ数値であっても、ある場合には低エネルギ
ー成分となるが、別の場合には高エネルギー成分となる
ため、限定することはできないが、たとえば、医療分野
の通常の胸部画像について言えば、低エネルギー成分は
１０〜５０keV 、高エネルギー成分は４０〜１２０keV
以上が大まかな目安である。

【００２３】前記一方の放射線導電層に含まれる無機材
料はＢｉＩ_３ 、ＰｂＩ_２ の少なくともいずれかであ
ることが好ましく、前記他方の放射線導電層に含まれる
無機材料はＣｄＳ、ＴｉＯ_２ 、ＺｎＯ、ＺｎＳからな
る群より選ばれた少なくとも１つであることが好まし
い。前記一方の放射線導電層に含まれる無機材料、前記
他方の放射線導電層に含まれる無機材料は、それぞれ単
独の無機材料として用いてもよいし、前記一方の放射線
導電層に含まれる無機材料をたとえばＢｉＩ_３とＰｂＩ
_２ の混合物とし、前記他方の放射線導電層に含まれる
無機材料をたとえばＣｄＳとＴｉＯ_２ の混合物として
用いるというように、適宜無機材料を混合して用いても
よい。

【００２４】前記有機材料はアルコール可溶性ナイロン
であることが好ましい。アルコール可溶性ナイロンと
は、アルコール系溶媒に可溶な常温で固体のナイロンで
あって、各種の二塩基酸やジアミンなどを共重合して得
られる共重合ナイロンおよびナイロンのポリアミド結合
にＮ−アルコキシメチル基が導入されたナイロン等を意
味する。

【００２５】本発明の放射線画像情報取得装置は、放射
線源、被写体を間に挟んで前記放射線源に対向して配さ
れる前記固体センサ、および前記放射線源から発せられ
前記被写体を透過した放射線に照射された前記固体セン
サから前記２つの固体センサ構成単位毎に前記被写体に
関する放射線画像情報（エネルギーサブトラクション処
理に好適な情報）を検出し、処理する画像処理手段から
なることを特徴とするものである。

【００２６】本発明の放射線画像情報取得装置は、放射
線源と固体センサと画像処理手段とが１つの装置を形成
していてもよいし、放射線源と固体センサとによって固
体センサ構成単位毎に被写体に関する放射線画像情報を
記録する部分（放射線画像情報記録装置）と、放射線画
像情報が記録された固体センサと画像処理手段とによっ
て画像情報が記録された２つの固体センサ構成単位毎に
被写体に関する放射線画像情報を検出、処理する部分
（放射線画像情報検出処理装置）とに分離されていても
よい。

【００２７】なお、上記放射線導電層に含まれる無機／
有機複合材料の無機材料と有機材料の混合比は任意に選
択することができるが、エネルギーサブトラクション機
能がより上がるように混合比を調整することが好まし
い。

【００２８】

【発明の効果】本発明の、少なくとも無機／有機複合材
料からなる放射線導電層を含む固体センサ構成単位が絶
縁体を介して２枚重ねられた固体センサにおいて、前記
放射線導電層の一方に含まれる前記無機材料の放射線エ
ネルギー吸収特性が、他方に含まれる前記無機材料の放
射線エネルギー吸収特性と異なるものとしたので、エネ
ルギー分離性の優れたエネルギーサブトラクション画像
を形成するための電荷を蓄積することができる。

【００２９】また、従来は、エネルギー分離性が優れた
金属の組合せであっても、その金属そのものが薄膜形成
をすることができない、もしくは困難である場合には、
固体センサの放射線導電性材料としては用いることがで
きなかったが、本発明の固体センサは、放射線導電層が
無機材料を無機／有機複合材料として含むので、無機材
料を薄膜形成が可能か否か、容易か否かに関係なく選択
することができる。

【００３０】また、放射線導電層は無機／有機複合材料
であるため、製法がより簡単な塗布によって薄膜を形成
することが可能となる。なお、有機材料をアルコール可
溶性ナイロンとすることにより無機材料の分散性をより
向上させることができる。

【００３１】なお、一方の放射線導電層に含まれる無機
材料をＢｉＩ_３ 、ＰｂＩ_２ の少なくともいずれか、
他方の放射線導電層に含まれる無機材料をＣｄＳ、Ｔｉ
Ｏ_２ 、ＺｎＯ、ＺｎＳからなる群より選ばれた少なくと
も１つから選択すれば、よりエネルギー分離性の優れた
エネルギーサブトラクション画像を形成生成することが
可能となる。

【００３２】本発明の放射線画像情報取得装置は、放射
線源、被写体を間に挟んで前記放射線源に対向して配さ
れる上述の固体センサ、および放射線源から発せられ被
写体を透過した放射線に照射された固体センサから、２
つの固体センサ構成単位毎に被写体に関する放射線画像
情報を検出し、処理する画像処理手段からなるので、ボ
ケあるいはアーチファクトを生じさせないワンショット
法を採用することができ、エネルギー分離性の優れたエ
ネルギーサブトラクション画像を形成生成することがで
きる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下図面を参照し、本発明につい
てさらに詳細に説明する。図１は無機／有機複合材料か
らなる放射線導電層を有する固体センサに放射線画像情
報を記録する放射線画像情報記録装置の概略図である
（ここに示す第一の実施の形態は、放射線画像情報取得
装置が、放射線画像情報記録装置と放射線画像情報検出
処理装置とに分かれた形態のものである。）。図１に示
すように、固体センサ10は、後述する放射線導電層2A，
2Bのそれぞれを含む固体センサ構成単位10A，10Bを絶縁
体７を介して積層させてなるものである。

【００３４】図２は固体センサ構成単位の10A の詳細を
表した図である。なお、固体センサ構成単位10A，10Bの
構成は放射線導電層2A，2Bの材料を除いて同一であるた
め、ここでは固体センサ10Aについてのみ説明する。図
２に示すように固体センサ10Aは、後述する記録用の放
射線L1に対して透過性を有する第１の導電層（電極）
１、この導電層１を透過した放射線L1の照射を受けるこ
とにより導電性を呈する放射線導電層２、導電層１に帯
電される電荷（潜像極性電荷；例えば負電荷）に対して
は略絶縁体として作用し、かつ、電荷と逆極性の電荷
（輸送極性電荷；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３、後述する読取
用の読取光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４、電磁波L2に対して透過性を有する第
２の導電層５を、この順に積層してなるものである。

【００３５】放射線導電層２には、無機／有機複合材料
を使用する。放射線L1を十分に吸収できるようにするた
めには、放射線導電層２の厚さを 100μｍ〜2000μｍと
することが好ましく、500〜1000μｍとすることがより
好ましい。

【００３６】無機材料としては、一方の放射線導電層に
含まれる無機材料にはＢｉＩ_３ 、ＰｂＩ_２ の少なく
ともいずれかを選び、他方の放射線導電層に含まれる無
機材料はＣｄＳ、ＴｉＯ_２ 、ＺｎＯ、ＺｎＳからなる
群より選ぶことが好ましい。図６は、Ｘ線のエネルギー
量に対する無機材料の吸収係数を示したグラフである
（低エネルギー側（グラフの左側）は、上からＺｎＳ、
ＺｎＯ、ＴｉＯ_２、ＰｂＩ_{２ 、}ＢｉＩ_３ である）。
放射線にＸ線を用いる場合には、一方の固体センサには
低エネルギー側でより吸収係数の高い無機材料を、他方
の固体センサには高エネルギー側でより吸収係数の高い
無機材料であって一方の固体センサに用いた無機材料と
は異なる無機材料を選択する。

【００３７】有機材料としては、ナイロン−１１、ＰＶ
Ｋ、ＰＭＭＡなどを用いることができるが、無機材料の
分散性を向上させることができるので、アルコール可溶
性ナイロンを用いることが好ましい。アルコール可溶性
ナイロンは、上述したように、アルコール系溶媒に可溶
な常温で固体のナイロンであれば、各種の二塩基酸やジ
アミンなどを共重合して得られる共重合ナイロンおよび
ナイロンのポリアミド結合にＮ−アルコキシメチル基が
導入されたナイロン等を用いることができる。

【００３８】共重合ナイロンは、２種類以上のジアミン
および／または２種類以上の二塩基酸を共重合させて得
られるものである。ジアミンとしては、ヘキサメチレン
ジアミン、ヘプタメチレンジアミン、ｐ−ジ−アミノメ
チルシクロヘミサン、ビス（ｐ−アミノシクロヘキシ
ル）メタン、ｍ−キシレンジアミン、１，４−ビス（３
−アミノプロポキシ）シクロヘキサン、ピペラジン、イ
ソホロンジアミンなどが、二塩基酸としては、アジピン
酸、セバチン酸、アゼライン酸、ドデカン二酸、ウンデ
カン酸、ダイマー酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフ
タル酸、５−スルホイソフタル酸ナトリウムなどがあげ
られる。また、ナイロンの製造には、アミノカルボン酸
なども使用することができ、１１−アミノウンデカン
酸、１２−アミノドデカン酸、４−アミノメチル安息香
酸、４−アミノメチルシクロヘキサンカルボン酸、７−
アミノエナント酸、９−アミノノナン酸などのアミノカ
ルボン酸や、ε−カプロラクタム、ω−ラウロラクタ
ム、α−ピロリドン、α−ピペリドンなどのラクタムも
使用することができる。このような化合物から得られる
アルコール可溶性ナイロンとしては、ナイロン−６／ナ
イロン−６６、ナイロン−６／ナイロン６−１０、ナイ
ロン−６／ナイロン−６６／ナイロン６−１０、ナイロ
ン−６／ナイロン−６６／ナイロン−１１、ナイロン−
６／ナイロン−６６／ナイロン−１２、ナイロン−６／
ナイロン６−１０／ナイロン６−１１、ナイロン−６／
ナイロン６−１０／ナイロン６−１２、ナイロン−６／
ナイロン−１１／イソホロンジアミン、ナイロン−６／
ナイロン−６６／ｐ−ジ（アミノシクロヘキシル）メタ
ンなどの構成のナイロンがあげられ、特にナイロン−６
とナイロン−６６の複合体が好ましい。

【００３９】また、ナイロン中のポリアミド結合に、ホ
ルマリンとアルコールを付加させたＮ−アルコキシメチ
ル基を導入することによってもアルコール可溶性ナイロ
ンを得ることができる。具体的には、ナイロン−６、ナ
イロン−６６などをアルコキシメチル化したものがあげ
られる。Ｎ−アルコキシメチル基の導入は、融点の低
下、可撓性の増大、溶解性の向上に寄与するものであ
る。

【００４０】このようなアルコール可溶性ナイロンは広
く知られており、ナイロン樹脂ハンドブック、Journal
of American Chemical Society 71,651(1949) などに記
載の方法で製造できるものである。

【００４１】アルコール可溶性ナイロンを融解させるア
ルコールとしては、メタノール、エタノール、イソプロ
ピルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソブチル
アルコール、ｎ−ブチルアルコールなどを用いることが
できるが、融解させた後、アルコールを蒸発させて高粘
性複合材料とするため、メタノール、エタノールを用い
ることが好ましい。また、アルコールは、モレキュラシ
ーブ等で脱水することが好ましい。アルコールの使用量
は、融解するアルコール可溶性ナイロンとヨウ化ビスマ
スとの混合比や、用いるアルコールの種類によって異な
るため、一概にはいえないが、アルコール可溶性ナイロ
ンが溶け、ヨウ化ビスマスが充分分散できる状態になる
ように用いることが好ましい。

【００４２】ナイロンにアルコール可溶性ナイロンを用
いて放射線導電層を形成するには、アルコール可溶性ナ
イロンと無機材料をアルコールに融解し、融解後さらに
アルコールを蒸発させて高粘性複合材料とし、これを適
当な基板上で製膜する、いわゆる液層析出法により作製
することができる。

【００４３】ナイロンがアルコール可溶性ナイロンでな
い場合には、ホットプレートなどで加温された基板上に
ナイロンを融解し、この融解したナイロンに無機材料を
添加しスパチュラ等で攪拌し製膜する、いわゆる融液析
出法により製造することができる。

【００４４】導電層１、導電層５としては、例えば、透
明ガラス板上に導電性物質を一様に塗布したもの（ネサ
皮膜等）が適当である。電荷輸送層３としては、導電層
１に帯電される負電荷の移動度と、その逆極性となる正
電荷の移動度の差が大きい程良く（例えば１０^２ 以
上、望ましくは１０^３ 以上）ポリＮ−ビニルカルバゾ
ール（ＰＶＫ）、N,N'−ジフェニル−N,N'−ビス（３−
メチルフェニル）−〔1,1'−ビフェニル〕−4,4'−ジア
ミン（ＴＰＤ）やディスコティック液晶等の有機系化合
物、或いはＴＰＤのポリマー（ポリカーボネート、ポリ
スチレン、ＰＵＫ）分散物，Ｃｌを１０〜２００ｐｐｍ
ドープしたａ−Ｓｅ等の半導体物質が適当である。特
に、有機系化合物（ＰＶＫ，ＴＰＤ、ディスコティック
液晶等）は光不感性を有するため好ましく、また、誘電
率が一般に小さいため電荷輸送層３と読取用光導電層４
の容量が小さくなり読み取り時の信号取り出し効率を大
きくすることができる。

【００４５】読取用光導電層４には、ａ−Ｓｅ，Ｓｅ−
Ｔｅ，Ｓｅ−Ａｓ−Ｔｅ，無金属フタロシアニン，金属
フタロシアニン，ＭｇＰｃ（ Magnesium phtalocyanin
e），ＶｏＰｃ（phaseII of Vanadyl phthalocyanin
e），ＣｕＰｃ（Cupper phtalocyanine）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好適である。

【００４６】電荷輸送層３と光導電層４との厚さは放射
線導電層２の厚さの１／２以下であることが望ましく、
薄ければ薄いほど（例えば、１／10以下、さらには１／
20以下等）後述の読取時の応答性が向上する。

【００４７】次に、本発明の無機／有機複合材料からな
る放射線導電層を有する固体センサを用いた放射線画像
情報の記録、検出、処理について図１、図２および図３
を参照しながら簡単に説明する。図３は、電荷が蓄積さ
れた固体センサ構成単位から導電層に蓄積された電気信
号情報を検出し処理する放射線画像情報検出処理装置の
概略図である。

【００４８】放射線源20より発せられた放射線L1は、被
写体21に照射され、被写体21を透過してまず、固体セン
サ10の構成単位10Aに到達する。固体センサ構成単位10A
に到達した放射線L1は、固体センサ構成単位10A を構成
する放射線導電層2Aに透過され、これによって放射線導
電層2Aは導電性を呈し、放射線導電層2A内で発生した信
号電荷は導電層１、５に集められる。この際、集められ
た電荷は、放射線導電層2Aが放射線の低エネルギー成分
をより多く吸収する無機材料からなっているので、放射
線の低エネルギー成分に係る画像情報に対応する電荷が
発生している。続いて、この放射線導電層2Aを透過した
放射線は固体センサ構成単位10B の放射線導電層2Bに到
達し、これによって放射線導電層2Bに信号電荷が発生
し、固体センサ構成単位10B の導電層に集められる。放
射線導電層2Aを透過した放射線は低エネルギー成分が低
減し高エネルギー成分が強調された状態となっているの
で、放射線の低エネルギー成分に係る画像情報が低減し
た、写体21の放射線画像に対応する電荷が発生すること
になる。このようにして、被写体21について異なる画像
情報に対応する電荷が固体センサ構成単位10A，10Bのそ
れぞれの導電層に蓄積される。

【００４９】図３に示すように、導電層に電気信号が蓄
積された固体センサ10を、固体センサ構成単位10A，10B
のそれぞれに分離する。分離した固体センサ構成単位10
A，10Bそれぞれに読取光L2を走査露光しながら（図３で
は固体センサ構成単位10B に読取光を走査露光している
部分は省略してある）流れ出す電流を検出することによ
り、走査露光された各部（画素に対応する）の蓄積電荷
量を順次読み取り、これにより静電潜像を読み取ること
ができる。

【００５０】このようにして固体センサ構成単位10A，1
0Bそれぞれから、電気信号としての画像信号ＳＡ、ＳＢ
が出力される。

【００５１】出力された画像信号ＳＡ，ＳＢは情報処理
手段８に入力されて所定の重み付けがなされて重ね合わ
せられる。すなわち、 Ｓ＝ｋ１・ＳＡ＋ｋ２・ＳＢ …(1) 但し、ｋ１，ｋ２：重み係数 なる演算が行われ、画像信号Ｓが得られる。さらにこの
画像信号に対して画像処理等がなされ、処理がなされた
画像信号は再生手段に入力されて被写体21の放射線画像
が可視像として再生される。

【００５２】なお、再生手段としては、ＣＲＴ等の電子
的に表示するもの、ＣＲＴ等に表示された放射線画像を
ビデオプリンタ等に記録するものなど種々のものを採用
することができる。また、被写体31の放射線画像は磁気
テープ、光ディスク等に記録保存するようにしてもよ
い。

【００５３】このように、２つの固体センサ構成単位を
積層させて放射線の検出を行うことにより、得られた２
つの画像信号に対して所定の重み付け（例えばトータル
ノイズを最小にするような係数を乗じる）をすることに
より、得られる放射線画像を所望とする画質とすること
ができる。

【００５４】次に、第二の実施の形態として、静電潜像
を読み取る読取手段として蓄電部と接続されたＴＦＴ
（薄膜トランジスタ）を走査駆動して読み出すＴＦＴ読
出方式について図４および図５を参照して簡単に説明す
る（ここに示す第二の実施の形態は、放射線画像情報の
記録、検出、処理を一体として行うものである。）。図
４は、放射線画像を記録、検出、処理する放射線画像情
報取得装置の概略図、図５はこのような電荷の読みだし
のためにトランジスタを用いた固体センサ構成単位の一
部拡大図である。

【００５５】固体センサ50は、図４に示すようにこの図
５に示す固体センサ構成単位50A，50Bとが絶縁体７を介
して積層されたものである。なお、固体センサ構成単位
50A，50Bの構成は放射線導電層 54A，54Bの材料を除い
て同一であるため、ここでは固体センサ50Aについての
み説明する。図５に示すようにこの固体センサ構成単位
50Aは、一枚の誘電性支持体51と、この支持体51上に設
けられた複数のアレイ状のトランジスタ52と、同じく支
持体51上に設けられた複数のアレイ状の電荷蓄積キャパ
シタ53と、トランジスタ52およびキャパシタ53のさらに
上に設けられた無機／有機複合材料からなる放射線導電
層54と、放射線導電層54の上に設けられたバリアー誘電
層55と、さらにその上に設けられた上部電極56とからな
り、それぞれのキャパシタ53はトランジスタ52に接続さ
れた導電性のインナーマイクロプレート57を有し、さら
に個々のインナーマイクロプレート57の表面には電荷バ
リアー層58が設けられているものである。

【００５６】固体センサ構成単位50A，50Bの読み出し
は、第一の実施の形態のように、固体センサ構成単位を
分離することなく、そのままの状態でそれぞれの固体セ
ンサ構成単位から流れ出す電荷を取り出し、順次電荷を
検出器で検出することにより、蓄積電荷量を順次読み取
ることができ、これにより固体センサ構成単位のそれぞ
れから２つの静電潜像を読み取ることができる。この読
み出し方法の詳細は、SPIEVol.2432/237等に記載されて
いる。読み取られた画像信号は、情報処理手段８に入力
され、上述したように処理されて所定の重み付けがなさ
れて重ね合わせられ、この重ね合わせられた画像信号に
対して画像処理等がなされ、処理がなされた画像信号を
再生手段９に入力することにより被写体の放射線画像が
可視像として再生することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】固体センサに放射線画像情報を記録する放射線
画像情報記録装置の概略図

【図２】図１の固体センサを構成する固体センサ構成単
位を表す一部拡大図

【図３】電気信号情報を検出し処理する放射線画像情報
検出処理装置の概略図

【図４】放射線画像を記録、検出、処理する放射線画像
情報取得装置の概略図

【図５】図４の固体センサを構成する固体センサ構成単
位を表す一部拡大図

【図６】Ｘ線のエネルギー量に対する無機材料の吸収係
数を示すグラフ

【符号の説明】 【符号の説明】

１ 導電層（電極） ２ 記録用放射線導電層（放射線導電層） 2A 放射線導電層 2B 放射線導電層 ３ 電荷輸送層 ４ 記録用光導電層 ５ 導電層 ７ 絶縁体 ８ 情報処理手段 ９ 再生手段 10 固体センサ 10A 固体センサ構成単位 10B 固体センサ構成単位 52 薄膜トランジスタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ２１Ｋ 4/00 Ｇ２１Ｋ 4/00 Ｋ Ｈ０１Ｌ 27/14 Ｈ０４Ｎ 5/32 Ｈ０４Ｎ 5/32 Ｈ０１Ｌ 27/14 Ｋ Ｆターム(参考） 2G083 AA04 AA09 BB04 CC07 CC08 DD01 DD11 DD16 DD17 EE01 EE02 2G088 EE01 EE27 FF02 FF04 FF14 GG21 JJ05 JJ09 JJ30 JJ37 KK07 KK32 LL05 LL08 4C093 AA01 EB11 EB13 EB20 FF34 4M118 AA10 AB01 BA05 CA14 CB20 DD01 DD02 DD10 FB13 FB16 GA10 5C024 AX11 AX16 CX14 GX05 GX20 HX55

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも無機／有機複合材料からなる
   放射線導電層を含む固体センサ構成単位が絶縁体を介し
   て２枚重ねられた固体センサにおいて、前記放射線導電
   層の一方に含まれる前記無機材料の放射線エネルギー吸
   収特性が、他方に含まれる前記無機材料の放射線エネル
   ギー吸収特性と異なることを特徴とする固体センサ。
2. 【請求項２】 前記一方の放射線導電層に含まれる無機
   材料がＢｉＩ_３ 、ＰｂＩ_２ の少なくともいずれかで
   あり、前記他方の放射線導電層に含まれる無機材料がＣ
   ｄＳ、ＴｉＯ_２ 、ＺｎＯ、ＺｎＳからなる群より選ば
   れた少なくとも１つであることを特徴とする請求項１記
   載の固体センサ。
3. 【請求項３】 前記有機材料がアルコール可溶性ナイロ
   ンであることを特徴とする請求項１または２記載の固体
   センサ。
4. 【請求項４】 放射線源、被写体を間に挟んで前記放射
   線源に対向して配される請求項１、２または３記載の固
   体センサ、および前記放射線源から発せられ前記被写体
   を透過した放射線に照射された前記固体センサから前記
   ２つの固体センサ構成単位毎に前記被写体に関する放射
   線画像情報を検出し、処理する画像処理手段からなるこ
   とを特徴とする放射線画像情報取得装置。
5. 【請求項５】 前記２つの放射線画像情報が、エネルギ
   ーサブトラクション処理に用いられるものであることを
   特徴とする請求項４記載の放射線画像情報取得装置。