JP2003249637A - 画像検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気シールド材による画像コントラストの低
下を招くことなく、画像上のノイズの一因となる動的磁
界の影響を低減することができる画像検出器を提供する
こと。 【構成】 入射する光を光電変換するための光電変換素
子と、該光電変換素子に蓄積した電荷を転送するための
トランジスタで構成される複数の画素を備え、該複数の
画素から画像情報を得るための信号線と、前記トランジ
スタにゲート電圧を与えるためのゲート線と、を備えた
画像検出器において、前記信号線の保護膜上に磁気シー
ルド材を配置する。ここで、前記ゲート線の保護膜上に
磁気シールド材を配する。又、前記トランジスタの保護
膜上に磁気シールド材を配する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の画素で構成
される画像検出器に関するものであり、特に画像上のノ
イズの一因となる動的磁界の影響を低減した画像検出器
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）に代
表される光電変換半導体材料の開発により、光電変換素
子を大面積基板上に２次元に多数形成した２次元センサ
の開発が進み、実用化されている。このような２次元セ
ンサの中には、主に医療用の診断装置としてＸ線像を画
像化するＸ線用２次元センサがある。このＸ線用２次元
センサには、Ｘ線の変換方式の違いにより主に間接変換
方式と直接変換方式の２方式に分けられる。間接変換方
式は、Ｘ線を蛍光体によって可視光に変換し、この可視
光を光電変換素子によって電荷に変換し、蓄積された電
荷をトランジスタを介して読み出すものである。

【０００３】図４は間接変換方式２次元センサを用いた
Ｘ線画像検出器の断面を模式的に示した模式断面図であ
る。

【０００４】図４において、１はＸ線を可視光に変換す
るための蛍光体、２は光電変換素子とトランジスタや配
線等を含む画素を２次元的に配したセンサ部、３はガラ
ス材料から成る基台、４は機械的強度を高めるための支
持板であり、比較的軽量なＭｇ合金等の金属材料から成
る。蛍光体１とセンサ部２、基台３と支持板４は各々接
着材により接着固定されている。１０はセンサ部２から
得た信号を処理するための電気回路基板、１１はセンサ
部２と電気回路基板１０を電気的に接続するためのフレ
キシブル配線、１２はセンサ部２の駆動やセンサ部２か
ら得た信号を転送、処理するためのＩＣである。

【０００５】図５はセンサ部２の４つの画素を蛍光体側
から見た図である。

【０００６】図５に示すように、各画素１６ａ〜１６ｄ
は、光電変換素子１７とトランジスタ１８を紙面上下左
右方向に延びた信号線１９やゲート線２０の配線に囲ま
れるように構成されている。

【０００７】図６はセンサ部２の一画素の断面を模式的
に示した模式断面図である。

【０００８】図６において、４１は基板ガラス、４２は
Ｃｒ電極であり、４２ｂはゲート線と一体形成されてい
る。４３は絶縁膜、４４はｉ型ａ- Ｓｉ、４５はｎ＋型
ａ−Ｓｉ、４６はソースドレイン電極であり、４６ｂは
信号線１９と一体形成されている。４７は絶縁およびゴ
ミ・キズからセンサを守るための保護膜である。尚、保
護膜４７はＳｉＮやＳｉＯ_２ 等で形成されるのが一般
的である。

【０００９】次に、動作について説明する。

【００１０】Ｘ線発生装置より照射されたＸ線は、紙面
上側から蛍光体１に照射され、ここで可視光変換され
る。蛍光体１から照射された光の一部はセンサ部２内の
光電変換素子１７に到達する。光電変換素子１７には、
到達した光量に応じた電荷が蓄積され、この電荷はトラ
ンジスタ１８、信号線１９、フレキシブル配線１１、フ
レキシブル配線１１上に配されたＩＣ１２を介して電圧
として読み出される。読み出された電圧（情報）は、電
気回路基板１０上のＩＣ１２によって適当な処理が行わ
れ、後段の情報処理装置に送られる。

【００１１】図７はＸ線用２次元センサを用いたＸ線撮
影システムの模式上面図である。

【００１２】図７において、２０はＸ線管、２１は被写
体、２２は散乱Ｘ線除去用平行グリッド、２３はＸ線用
２次元センサを用いたＸ線画像検出器、２４は様々な処
理や制御を行う情報処理装置、２５は撮影した画像を表
示するモニタである。Ｘ線撮影システムでは、Ｘ線管２
０から被写体２１を透過したＸ線をＸ線画像検出器２３
で検出し、検出した画像情報は情報処理装置２４に送ら
れて適当な処理が行われた後、モニタ２５に画像として
表示される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、２次元セン
サを用いたＸ線画像検出器では、動的磁界が周辺に存在
すると、フレミングの法則によりＸ線画像検出器の配線
等に電流が流れ、これにより画像情報である電気信号に
ノイズが重畳されてしまい、画像にノイズが生じるとい
う問題がある。この問題を解決する１つの方法として、
Ｘ線画像検出器に磁気シールドを施すことが考えられ
る。

【００１４】一般的に、磁気シールドはその対象物（例
えば、Ｘ線画像検出器）を磁気シールド材で完全に囲う
（例えば、６面を磁気シールド材で構成する箱の中に入
れる）ことで最もシールド効果が得られる。これは、６
面全てが磁気回路的に結合しており、非結合部からの漏
れ磁界がないためである。

【００１５】しかし、対象物の使用形態等の制約により
６面全てをシールドするのは非現実的であり、通常は行
われない。従来例のようなＸ線画像検出器に磁気シール
ドを施すにも次のような問題があった。

【００１６】図５に示すように、２次元センサ上のほぼ
全面に亘り信号線やゲート線といった配線が配置されて
いる。従って、磁気シールドするには２次元センサ表面
を全て覆うようにシールドすることが望ましい。

【００１７】一方、一般的に磁気シールド材には強磁性
体であるＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等が多く使われている。Ｘ線
の吸収は原子番号の約３乗に比例するので、これらのＸ
線吸収はＰｂとＡｌの間に位置している。このため、図
８に示すようにＸ線管２０とＸ線画像検出器２３の間に
磁気シールド材３５を配置すると磁気シールド効果は得
られるものの、Ｘ線の吸収が多くなる。すると、蛍光体
に到達するＸ線量が減ってしまい、画像コントラストが
低下して画質を劣化させてしまう。又、磁気シールド材
３５を蛍光体と２次元センサの間に配置する、即ちＸ線
画像検出器上に配置することも考えられる。

【００１８】しかしながら、センサ表面を全て覆うよう
な磁気シールド材を配置すると、本来は光電変換素子に
照射される光の一部を遮蔽してしまい、画像コントラス
トが低下して画質を劣化させてしまう。

【００１９】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、磁気シールド材による画像コ
ントラストの低下を招くことなく、画像上のノイズの一
因となる動的磁界の影響を低減することができる画像検
出器を提供することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、入射する光を光電変換するための光電変
換素子と、該光電変換素子に蓄積した電荷を転送するた
めのトランジスタで構成される複数の画素を備え、該複
数の画素から画像情報を得るための信号線と、前記トラ
ンジスタにゲート電圧を与えるためのゲート線と、を備
えた画像検出器において、前記信号線の保護膜上に磁気
シールド材を配置したことを特徴とする。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００２２】図１は本発明に係るＸ線画像検出器の４つ
の画素を光入射側から見た図であり、図５に示す従来例
と同一部品に同一番号を付し、ここでの説明を省略す
る。

【００２３】図５との違いは、光入射面において信号線
１９と略同じ面積で、且つ、略同じ位置に磁気シールド
材３５を配している点であり、図２に示すように、磁気
シールド材３５は信号線１９の保護膜４７上に配されて
いる。このため、光入射側から進行してくる磁界に対
し、画像情報を得るための信号線１９上の磁気シールド
材３５が磁気シールドとして機能し、従来に比べＸ線画
像検出器で検出する画像情報に重畳される動的磁界によ
るノイズが低減される。

【００２４】又、磁気シールド材３５は光電変換素子１
７には掛かっていないため、光電変換素子１７に入射す
る光量は変わらない。従って、磁気シールド材３５によ
る画像コントラストの低下を招くことはない。尚、磁気
シールド材３５はスパッタリング法により成膜し、フォ
トリソグラフィー法によりパターン形成し、エッチング
して得られる。得られる磁気シールド材３５の厚さは、
期待する磁気シールド効果と、スパッタ装置や露光装置
の実力等を考慮して適当に決められるが、通常は０. ５
μｍ〜２０μｍ程度である。又、磁気シールド材３５は
強磁性体であるＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等を多く含む合金であ
り、導電性があるため、センサ部端で接地されている。

【００２５】更に、本実施の形態は信号線の保護膜上の
みに磁気シールド材が形成されているが、図３に示すよ
うに、更に光入射面においてゲート線２０と略同じ面積
で、且つ、略同じ位置の保護膜４７上に磁気シールド材
３５を配しても良い。これにより磁気シールド材の表面
積が増え、より高い磁気シールド効果が得られる。又、
磁気シールド材３５は交点にて磁気回路的に結合してい
る。

【００２６】又、図９に示すように、信号線１９、ゲー
ト線２０、トランジスタ１８、即ち、光電変換素子１７
以外の保護膜４７上に光入射面において各部位と略同じ
面積、略同じ位置に磁気シールド材３５を配しても良
い。この場合、磁気シールド材の表面積が増え、より高
い磁気シールド効果が得られると共に、トランジスタ１
８上の磁気シールド材が光遮蔽材としても機能するた
め、トランジスタ１８に光が入射することによって発生
するリーク電流を低減することができる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
入射する光を光電変換するための光電変換素子と、該光
電変換素子に蓄積した電荷を転送するためのトランジス
タで構成される複数の画素を備え、該複数の画素から画
像情報を得るための信号線と、前記トランジスタにゲー
ト電圧を与えるためのゲート線と、を備えた画像検出器
において、信号線の保護膜上に磁気シールド材を配置し
た。このため、磁気シールド材は光電変換素子上を覆わ
ないため、光電変換素子に入射する光量は変わらない。
従って、磁気シールド材を配したことによる画像コント
ラストの低下を招くことなく、画像情報を得るための信
号線を磁気シールドし、画像上のノイズの一因となる動
的磁界の影響を低減することができる。

【００２８】又、ゲート線の保護膜上に磁気シールド材
を配することにより磁気シールド材の表面積が増え、よ
り高い磁気シールド効果が得られる。

【００２９】更に、信号線、ゲート線、トランジスタ、
即ち光電変換素子以外の保護膜上に磁気シールド材を配
することにより、磁気シールド材の表面積が増え、より
高い磁気シールド効果が得られると共に、トランジスタ
上の磁気シールド材が光遮蔽材としても機能するため、
トランジスタに光が入射することによって発生するリー
ク電流を低減することができる。

【００３０】尚、本発明はＸ線画像検出器に限定される
ものではなく、光電変換によって画像を得る画像検出器
においても同様の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるＸ線画像検出器センサ部の画素を
光入射側から見た図である。

【図２】本発明によるＸ線画像検出器センサ部の模式断
面図である。

【図３】本発明による他の実施形態のＸ線画像検出器セ
ンサ部の画素を光入射側から見た図である。

【図４】従来のＸ線画像検出器の断面を模式的に示した
模式断面図である。

【図５】従来のＸ線画像検出器センサ部の画素を光入射
側から見た図である。

【図６】従来のＸ線画像検出器センサ部の模式断面図で
ある。

【図７】従来のＸ線画像検出器を用いたＸ線撮影システ
ムの模式上面図である。

【図８】従来のＸ線画像検出器と被写体の間に磁気シー
ルド材を配置したＸ線撮影システムの模式上面図であ
る。

【図９】本発明による他の実施形態のＸ線画像検出器セ
ンサ部の画素を光入射側から見た図である。

【符号の説明】

１ 蛍光体 ２ センサ部 ３ 基台 １０ 電気回路基板 １２ ＩＣ １７ 光電変換素子 １８ トランジスタ １９ 信号線 ２０ ゲート線 ２３ Ｘ線画像検出器 ３５ 磁気シールド材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入射する光を光電変換するための光電変
   換素子と、該光電変換素子に蓄積した電荷を転送するた
   めのトランジスタで構成される複数の画素を備え、該複
   数の画素から画像情報を得るための信号線と、前記トラ
   ンジスタにゲート電圧を与えるためのゲート線と、を備
   えた画像検出器において、 前記信号線の保護膜上に磁気シールド材を配置したこと
   を特徴とする画像検出器。
2. 【請求項２】 前記ゲート線の保護膜上に磁気シールド
   材を配したことを特徴とする請求項１記載の画像検出
   器。
3. 【請求項３】 前記トランジスタの保護膜上に磁気シー
   ルド材を配したことを特徴とする請求項１〜２記載の画
   像検出器。