JP2005294752A - Solid-state radiation detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、照射された放射線の線量ある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潜像電荷として蓄積する蓄電部を有する放射線固体検出器に関するものである。 The present invention relates to a radiation solid-state detector having a power storage unit that accumulates, as a latent image charge, an amount of charge corresponding to the dose of irradiated radiation or the amount of light emitted by excitation of the radiation.
今日、医療診断等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。 Today, in radiography for medical diagnosis and the like, charges obtained by detecting radiation are temporarily stored as latent image charges in a power storage unit, and the stored latent image charges are converted into electrical signals representing radiation image information. Various radiation image information recording / reading apparatuses using a radiation solid state detector (hereinafter also simply referred to as a detector) have been proposed. Various types of solid-state radiation detectors used in this apparatus have been proposed. From the viewpoint of a charge reading process for reading out the accumulated charges to the outside, reading light (electromagnetic waves for reading) is applied to the detector. There is an optical readout type that reads out by irradiating.
本出願人は、読出しの高速応答性と効率的な信号電荷の取り出しの両立を図ることができる光読出方式の放射線固体検出器として、特許文献1、特許文献2、特許文献3において、記録用の放射線あるいは該放射線の励起により発せられる光(以下記録光という)に対して透過性を有する第1導電層、記録光を受けることにより導電性を呈する記録用光導電層、第1導電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、該同極性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、読取光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、読取光に対して透過性を有する第2導電層を、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に形成される蓄電部に、画像情報を担持する潜像電荷(静電潜像)を蓄積する検出器を提案している。 The present applicant has disclosed, in Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3, as an optical readout radiation solid state detector capable of achieving both high-speed readout response and efficient signal charge extraction. A first conductive layer that is transparent to the radiation of light or light emitted by excitation of the radiation (hereinafter referred to as recording light), a recording photoconductive layer that exhibits conductivity by receiving recording light, and a first conductive layer A charge transport layer that acts as a substantially insulator for charges of the same polarity as the charge to be charged, and acts as a conductor for charges of the opposite polarity to the same polarity. Is formed at the interface between the recording photoconductive layer and the charge transport layer by laminating in this order a reading photoconductive layer that exhibits conductivity by receiving light and a second conductive layer that is transparent to the reading light. Image information to the storage unit The latent image charges to have proposed a detector for accumulating (electrostatic latent image).
そして、上記特許文献2および特許文献3においては、特に、読取光に対して透過性を有する第2導電層の電極を多数の読取光に対して透過性を有する電荷検出用線状電極からなるストライプ電極とすると共に、蓄電部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多数の補助線状電極を、前記電荷検出用線状電極と交互にかつ互いに平行となるように、第2導電層内に設けた検出器を提案している。 In Patent Document 2 and Patent Document 3, particularly, the electrode of the second conductive layer that is transparent to the reading light is composed of the charge detection linear electrode that is transparent to the large number of reading light. In addition to the stripe electrodes, a large number of auxiliary linear electrodes for outputting an electric signal at a level corresponding to the amount of latent image charges accumulated in the power storage unit are alternately and parallel to the charge detection linear electrodes. Thus, a detector provided in the second conductive layer is proposed.
このように、多数の補助線状電極からなるサブストライプ電極を第2導電層内に設けることにより、蓄電部とサブストライプ電極との間に新たなコンデンサが形成され、記録光によって蓄電部に蓄積された潜像電荷と逆極性の輸送電荷を、読取りの際の電荷再配列によってこのサブストライプ電極にも帯電させることが可能となる。これにより、読取用光導電層を介してストライプ電極と蓄電部との間で形成されるコンデンサに配分される前記輸送電荷の量を、このサブストライプ電極を設けない場合よりも相対的に少なくすることができ、結果として検出器から外部に取り出し得る信号電荷の量を多くして読取効率を向上させると共に、読出しの高速応答性と効率的な信号電荷の取り出しの両立をも図ることができるようになっている。
ところで、上記特許文献2および特許文献3に記載されているようなストライプ電極およびサブストライプ電極を備えた検出器から静電潜像を読み取る場合、通常は線状電極の長手方向と直交する方向(主走査方向)に延びる線状の読取光で、線状電極の長手方向(副走査方向)に沿って走査を行うが、このとき線状電極の長手方向(副走査方向)において読取光が照射されている読取画素に隣接する画素の領域に読取光が入射してしまうと、この隣接する画素の信号が読取画素の信号に混入されてしまうという現象、すなわちクロストークを生じてしまい、記録された静電潜像を正確に読み取ることができなくなってしまう。 By the way, when an electrostatic latent image is read from a detector having a stripe electrode and a sub-stripe electrode as described in Patent Document 2 and Patent Document 3, the direction is usually orthogonal to the longitudinal direction of the linear electrode ( Scanning is performed in the longitudinal direction (sub-scanning direction) of the linear electrode with linear reading light extending in the main scanning direction). At this time, the reading light is irradiated in the longitudinal direction (sub-scanning direction) of the linear electrode. If the reading light is incident on the pixel area adjacent to the read pixel, the signal of the adjacent pixel is mixed into the signal of the read pixel, that is, the crosstalk occurs, and is recorded. The electrostatic latent image cannot be read accurately.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、サブストライプ電極を備えた放射線固体検出器において、線状電極長手方向のクロストークを低減させることを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to reduce crosstalk in the longitudinal direction of a linear electrode in a radiation solid detector having a sub-striped electrode.
本発明による放射線固体検出器は、記録光に対して透過性を有する第1の導電層と、記録光の照射を受けることにより光導電性を呈する記録用光導電層と、記録光の光量に応じた量の電荷を潜像電荷として蓄積する蓄電部と、読取光の照射を受けることにより光導電性を呈する読取用光導電層と、複数の電荷検出用線状電極と、複数の補助線状電極とを備えた第2の導電層とをこの順に積層してなる放射線固体検出器において、電荷検出用線状電極と補助線状電極とが、積層の方向から見た交差角をθとしたとき、交差角θが0°<θ<90°となるように交差させて配設されていることを特徴とするものである。 The radiation solid state detector according to the present invention includes a first conductive layer that is transmissive to recording light, a recording photoconductive layer that exhibits photoconductivity when irradiated with recording light, and the amount of recording light. A power storage unit that accumulates a corresponding amount of charge as a latent image charge, a photoconductive layer for reading that exhibits photoconductivity when irradiated with reading light, a plurality of linear electrodes for charge detection, and a plurality of auxiliary lines In the radiation solid detector formed by laminating the second conductive layer having the electrode shape in this order, the crossing angle of the charge detection linear electrode and the auxiliary linear electrode viewed from the direction of the lamination is θ. Then, the crossing angle θ is arranged so as to cross so that 0 ° <θ <90 °.
ここで、「記録光」としては、画像情報を担持する電磁波であって、固体検出器に照射することにより該固体検出器に画像情報を潜像電荷(静電潜像)として記録させ得るものであればどのようなものを用いてもよく、例えば光や放射線等を用い得る。 Here, the “recording light” is an electromagnetic wave carrying image information, which can be recorded as a latent image charge (electrostatic latent image) by irradiating the solid state detector with the solid state detector. Any device may be used as long as it is, for example, light, radiation, or the like may be used.
また、「読取光」としては、画像検出器に照射することにより該画像検出器に記録されている潜像電荷(静電潜像)に応じた電流を発生させ得る電磁波であればどのようなものを用いてもよく、例えば光や放射線等を用い得る。 The “reading light” may be any electromagnetic wave that can generate a current corresponding to the latent image charge (electrostatic latent image) recorded in the image detector by irradiating the image detector. For example, light or radiation may be used.
また、「電荷検出用線状電極」とは、読取用光導電層内で発生した電荷対を検出するための電極であり、読取用光導電層内へ読取光を入射させるべく、読取光に対して透過性を有することが望ましいが、線状電極間から入射する読取光により読取用光導電層内に十分な電荷対が発生可能な場合は、電荷検出用線状電極は必ずしも透過性を有する必要はない。 The “charge detecting linear electrode” is an electrode for detecting a charge pair generated in the reading photoconductive layer. In order to make the reading light enter the reading photoconductive layer, However, if a sufficient amount of charge pairs can be generated in the reading photoconductive layer by the reading light incident between the linear electrodes, the charge detecting linear electrode is not necessarily transparent. There is no need to have.
また、「補助線状電極」とは、蓄電部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電極であり、読取光に対して遮光性を有することが望ましいが、補助線状電極と読取光照射手段との間に遮光性を有する遮光膜等を設ける場合は、補助線状電極は必ずしも遮光性を有する必要はない。ここで、「遮光性」とは、読取光を完全に遮断して全く電荷対を発生させないものに限らず、その読取光に対する多少の透過性は有していてもそれにより発生する電荷対が実質的に問題とならない程度のものも含むものとする。従って、読取用光導電層に発生する電荷対は全て電荷検出用線状電極を透過した読取光や、線状電極間から入射した読取光によるものとは限らず、補助線状電極を僅かに透過した読取光によっても読取用光導電層において電荷対が発生しうるものとする。 Further, the “auxiliary linear electrode” is an electrode for outputting an electric signal of a level corresponding to the amount of latent image charge accumulated in the power storage unit, and desirably has a light shielding property against the reading light. However, when a light-shielding film having a light shielding property is provided between the auxiliary linear electrode and the reading light irradiation means, the auxiliary linear electrode does not necessarily have a light shielding property. Here, the “light-shielding property” is not limited to the one in which the reading light is completely blocked and no charge pair is generated. Including those that do not cause any substantial problems. Therefore, all the charge pairs generated in the reading photoconductive layer are not necessarily due to the reading light transmitted through the charge detecting linear electrodes or the reading light incident between the linear electrodes. It is assumed that charge pairs can be generated in the reading photoconductive layer even by the transmitted reading light.
なお、本発明による固体検出器を使用して放射線画像の記録や読取りを行うに際しては、例えば、上記特許文献2に記載されたような、本発明を適用しない従来の固体検出器を用いた記録方法および読取方法並びにその装置を変更することなく、そのまま利用することができる。 When recording or reading a radiation image using the solid state detector according to the present invention, for example, recording using a conventional solid state detector to which the present invention is not applied as described in Patent Document 2 above. The method, the reading method, and the apparatus can be used as they are without changing.
本発明による放射線固体検出器において、交差角θは30°<θ<60°とすることが好ましく、さらに交差角θを45°とすればより好ましい。 In the radiation solid state detector according to the present invention, the crossing angle θ is preferably 30 ° <θ <60 °, and more preferably 45 °.
また、電荷検出用線状電極もしくは補助線状電極のいずれか一方の線状電極の長手方向に複数並んで設定された画素のそれぞれにおいて、電荷検出用線状電極と補助線状電極とが画素の中心部で立体交差するように構成されていることが好ましい。 Further, in each of the pixels set in a plurality in the longitudinal direction of either the linear electrode for charge detection or the auxiliary linear electrode, the linear electrode for charge detection and the auxiliary linear electrode are each a pixel. It is preferable that the three-dimensional intersection is formed at the center of each.
さらに、補助線状電極は、積層の方向において電荷検出用線状電極よりも第1の導電層側に配されていることが好ましい。 Furthermore, the auxiliary linear electrode is preferably arranged on the first conductive layer side with respect to the charge detection linear electrode in the stacking direction.
本発明による放射線固体検出器によれば、記録光に対して透過性を有する第1の導電層と、記録光の照射を受けることにより光導電性を呈する記録用光導電層と、記録光の光量に応じた量の電荷を潜像電荷として蓄積する蓄電部と、読取光の照射を受けることにより光導電性を呈する読取用光導電層と、複数の電荷検出用線状電極と、複数の補助線状電極とを備えた第2の導電層とをこの順に積層してなる放射線固体検出器において、電荷検出用線状電極と補助線状電極とを、積層の方向から見た交差角をθとしたとき、交差角θが0°<θ<90°となるように交差させて配設したことにより、潜像電荷を検出する電流検出アンプを接続する一方の線状電極の長手方向において、他方の線状電極との交差ピッチで潜像を集中して記録させることができるため、電流検出アンプが接続された一方の線状電極に対して読取光が照射されている読取画素に隣接する画素の領域に読取光が入射した場合でも、各画素の境界付近には潜像電荷が僅かしか存在せず読取画素の信号に混入される隣接画素の信号が少なくなるため、画素間の信号のクロストークを低減させることができる。 According to the radiation solid state detector according to the present invention, the first conductive layer that is transmissive to the recording light, the recording photoconductive layer that exhibits photoconductivity by being irradiated with the recording light, and the recording light A power storage unit that accumulates a charge corresponding to the amount of light as a latent image charge, a reading photoconductive layer that exhibits photoconductivity when irradiated with reading light, a plurality of linear electrodes for charge detection, In the radiation solid state detector formed by laminating the second conductive layer including the auxiliary linear electrode in this order, the crossing angle of the charge detecting linear electrode and the auxiliary linear electrode when viewed from the direction of the lamination is set. In the longitudinal direction of one of the linear electrodes connecting the current detection amplifier for detecting the latent image charge, the crossing angle θ is arranged so that the crossing angle θ satisfies 0 ° <θ <90 °. Latent images are recorded in a concentrated manner at the crossing pitch with the other linear electrode. Therefore, even when the reading light is incident on the pixel area adjacent to the reading pixel where the reading light is irradiated to the one linear electrode to which the current detection amplifier is connected, Since there is little latent image charge and the signal of the adjacent pixel mixed in the signal of the read pixel is reduced, the crosstalk of the signal between the pixels can be reduced.
また、上記交差角θを45°とすることにより、主走査方向(線状電極の長手方向と直交する方向)の画素ピッチと副走査方向(線状電極の長手方向)の画素ピッチを等しくした場合でも、各画素における電荷検出用線状電極および補助線状電極の配置形状が等しくなり、各画素の記録条件を均一にすることができるため、アーティファクトの発生を防止することができる。 Further, by setting the crossing angle θ to 45 °, the pixel pitch in the main scanning direction (direction perpendicular to the longitudinal direction of the linear electrodes) and the pixel pitch in the sub-scanning direction (longitudinal direction of the linear electrodes) are made equal. Even in this case, since the arrangement shapes of the charge detection linear electrodes and the auxiliary linear electrodes in each pixel are equal, and the recording conditions of each pixel can be made uniform, the occurrence of artifacts can be prevented.
また、電荷検出用線状電極もしくは補助線状電極のいずれか一方の線状電極の長手方向に複数並んで設定された画素のそれぞれにおいて、電荷検出用線状電極と補助線状電極とを画素の中心部で立体交差するように構成することにより、隣接する画素との境界付近に潜像が記録されにくくなり、読取画素の信号に混入される隣接画素の信号が少なくなるため、さらに画素間の信号のクロストークを低減させることができる。 Further, in each of the pixels set in a plurality in the longitudinal direction of either the linear electrode for charge detection or the auxiliary linear electrode, the linear electrode for charge detection and the auxiliary linear electrode are provided as pixels. Since the latent image is hardly recorded near the boundary with the adjacent pixels and the signal of the adjacent pixels mixed in the read pixel signal is reduced by configuring the three-dimensional intersection at the center of the pixel. Signal crosstalk can be reduced.
さらに、補助線状電極を、積層の方向において電荷検出用線状電極よりも第1の導電層側に配する、すなわち電荷検出用線状電極を読取光の入射面側に配することによって、読取時に放射線固体検出器に入射される読取光を効率良く電荷検出用線状電極に照射させることができるため、潜像電荷の検出効率を向上させることができる。 Further, by arranging the auxiliary linear electrode closer to the first conductive layer side than the linear electrode for charge detection in the stacking direction, that is, by arranging the linear electrode for charge detection on the incident light side of the reading light, Since the reading light incident on the radiation solid state detector at the time of reading can be efficiently applied to the linear electrode for charge detection, the detection efficiency of the latent image charge can be improved.
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は本発明の放射線固体検出器の第1の実施の形態の概略構成を示す図であり、図1(A)は放射線固体検出器20の斜視図、図1(B)は放射線固体検出器20のQ矢指部のXZ断面図、図1(C)は放射線固体検出器20のP矢指部のXY断面図である。また、図2は、導電部材(マイクロプレート)の配置を説明するための上面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a first embodiment of a radiation solid detector according to the present invention. FIG. 1 (A) is a perspective view of a radiation
この放射線固体検出器20は、被写体を透過したX線等の放射線の画像情報を担持する記録光(放射線もしくは放射線の励起により発生した光)に対して透過性を有する第1導電層21、この第1導電層21を透過した記録光の照射を受けることにより電荷対を発生し導電性を呈する記録用光導電層22、前記電荷対の内の潜像極性電荷(例えば負電荷)に対しては略絶縁体として作用し、かつ該潜像極性電荷と逆極性の輸送極性電荷(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23、読取光の照射を受けることにより電荷対を発生して導電性を呈する読取用光導電層24、ストライプ電極26およびサブストライプ電極27を備えた第2導電層25、読取光に対して透過性を有する支持体18をこの順に配してなるものである。記録用光導電層22と電荷輸送層23との界面には、記録用光導電層22内で発生した画像情報を担持する潜像極性電荷を蓄積する2次元状に分布した蓄電部29が形成される。
The
支持体18としては、読取光に対して透明なガラス基板等を用いることができる。また、読取光に対して透明であることに加えて、その熱膨張率が読取用光導電層24の物質の熱膨張率と比較的近い物質を使用するとより望ましい。例えば、読取用光導電層24としてa−Se(アモルファスセレン)を使用する場合であれば、Seの熱膨張率が3.68×10−5/K@26a℃ であることを考慮して、熱膨張率が1.0〜10.0×10−5/K@26a℃、より好ましくは、26a〜8.0×10−5/K@26a℃である物質を使用する。熱膨張率がこの範囲の物質としては、ポリカーボネートやポリメチルメタクリレート(PMMA)等の有機ポリマー材料を使用することができる。これによって、基板としての支持体18と読取用光導電層24(Se膜)との熱膨張のマッチングがとれ、特別な環境下、例えば寒冷気候条件下での船舶輸送中等において、大きな温度サイクルを受けても、支持体18と読取用光導電層24との界面で熱ストレスが生じ、両者が物理的に剥離する、読取用光導電層24が破れる、あるいは支持体18が割れる等、熱膨張差による破壊の問題が生じることがない。さらに、ガラス基板に比べて有機ポリマー材料は衝撃に強いというメリットがある。
As the
記録用光導電層22の物質としては、a−Se(アモルファスセレン)、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。
Examples of the material of the
電荷輸送層23の物質としては、例えば第1導電層21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102以上、望ましくは103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、あるいは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23と読取用光導電層24の容量が小さくなり読取時の信号取り出し効率を大きくすることができる。なお、「光不感性を有する」とは、記録光や読取光の照射を受けても殆ど導電性を呈するものでないことを意味する。
The substance of the
読取用光導電層24の物質としては、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 phtalocyanine),VoPc(phaseII of Vanadyl phthalocyanine),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。
Examples of the material of the reading
記録用光導電層22の厚さは、記録光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い。
The thickness of the
また電荷輸送層23と読取用光導電層24との厚さの合計は記録用光導電層22の厚さの1/2以下であることが望ましく、また薄ければ薄いほど読取時の応答性が向上するので、例えば1/10以下、さらには1/100以下等にするのが好ましい。本実施の形態では読取用光導電層24の厚さを10μmとした。
Further, the total thickness of the
なお、上記各層の材料は、第1導電層21に負電荷を、第2導電層25に正電荷を帯電させて、記録用光導電層22と電荷輸送層23との界面に形成される蓄電部29に潜像極性電荷としての負電荷を蓄積せしめるとともに、電荷輸送層23を、潜像極性電荷としての負電荷の移動度よりも、その逆極性となる輸送極性電荷としての正電荷の移動度の方が大きい、いわゆる正孔輸送層として機能させるものとして好適なものの一例であるが、これらは、それぞれが逆極性の電荷であっても良く、このように極性を逆転させる際には、正孔輸送層として機能する電荷輸送層を電子輸送層として機能する電荷輸送層に変更する等の若干の変更を行なうだけでよい。
The material of each of the above layers is a power storage formed at the interface between the
例えば、記録用光導電層22として上述のアモルファスセレンa−Se、酸化鉛(II)、ヨウ化鉛(II)等の光導電性物質が同様に使用でき、電荷輸送層23としてN−トリニトロフルオレニリデン・アニリン(TNFA)誘電体、トリニトロフルオレノン( TNF)/ポリエステル分散系、非対称ジフェノキノン誘導体が適当であり、読取用光導電層24として上述の無金属フタロシアニン、金属フタロシアニンが同様に使用できる。
For example, a photoconductive material such as the above-described amorphous selenium a-Se, lead (II) oxide, lead (II) iodide or the like can be used as the
第1導電層21としては、記録光に対して透過性を有するものであればよく、例えば可視光に対して透過性を持たせる場合には、光透過性金属薄膜として周知のネサ皮膜(SnO2 )、ITO(Indium Tin Oxide)、あるいはエッチングのし易いアモルファス状光透過性酸化金属であるIDIXO(Idemitsu Indium X-metal Oxide ;出光興産(株))等の酸化金属を50〜200nm厚程度、好ましくは100nm以上にして用いることができる。また、アルミニウムAl、金Au、モリブデンMo、クロムCr等の純金属を、例えば20nm以下(好ましくは10nm程度)の厚さにすることによって可視光に対して透過性を持たせることもできる。なお、記録光としてX線を使用し、第1導電層21側から該X線を照射して画像を記録する場合には、第1導電層21としては可視光に対する透過性が不要であるから、該第1導電層21は、例えば100nm厚のAlやAu等の純金属を用いることもできる。
The first
第2導電層25は、多数の読取光透過性のエレメント(電荷検出用線状電極)26aをストライプ状に配列して成るストライプ電極26と多数の読取光遮光性のエレメント(補助線状電極)27aをストライプ状に配列してなるサブストライプ電極27とを備えている。
The second
図2に示すように、主走査方向(エレメント27aの長手方向と直交する方向)の画素ピッチと副走査方向(エレメント27aの長手方向)の画素ピッチは等しく、各エレメント26a,27aは、エレメント27aを第1導電層21側に配し、両者の積層の方向から見た交差角をθとしたときにこの交差角θが45°となり、また交差位置が画素の中央となるように構成されている。なお、ストライプ電極26とサブストライプ電極27とは電気的に絶縁されている。サブストライプ電極27は、記録用光導電層22と電荷輸送層23との略界面に形成される蓄電部29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。
As shown in FIG. 2, the pixel pitch in the main scanning direction (direction orthogonal to the longitudinal direction of the
本実施の形態においては、エレメント(補助線状電極)27aに不図示の電流検出アンプが接続され、エレメント27aの長手方向と直交する方向(主走査方向)に延びる線状の読取光源50で、エレメント27aの長手方向(副走査方向)に沿って走査を行う。
In the present embodiment, a current reading amplifier (not shown) is connected to the element (auxiliary linear electrode) 27a, and the linear
ここで、ストライプ電極26の各エレメント26aを形成する電極材の材質としては、ITO(Indium Tin Oxide)、IDIXO(Idemitsu Indium X-metal Oxide ;出光興産(株))、アルミニウムまたはモリブデン等を用いることができる。また、サブストライプ電極27の各エレメント27aを形成する電極材の材質としては、アルミニウム、モリブデンまたはクロム等を用いることができる。
Here, as a material of an electrode material forming each
この検出器20においては、記録用光導電層22を挟んで第1導電層21と蓄電部29との間にコンデンサC*aが形成され、電荷輸送層23および読取用光導電層24を挟んで蓄電部29とストライプ電極26(エレメント26a)との間にコンデンサC*bが形成され、読取用光導電層24および電荷輸送層23を介して蓄電部29とサブストライプ電極27(エレメント27a)との間にコンデンサC*cが形成される。読取時における電荷再配列の際に、各コンデンサC*a、C*b、C*cに配分される正電荷の量Q+a、Q+b、Q+cは、総計Q+が潜像極性電荷の量Q−と同じで、各コンデンサの容量Ca、Cb、Ccに比例した量となる。これを式で示すと下記のように表すことができる。
In this
Q− =Q+ =Q+a+Q+b+Q+c
Q+a=Q+ ×Ca /(Ca +Cb +Cc )
Q+b=Q+ ×Cb /(Ca +Cb +Cc )
Q+c=Q+ ×Cc /(Ca +Cb +Cc )
そして、検出器20から取り出し得る信号電荷量はコンデンサC*a、C*cに配分された正電荷の量Q+a、Q+cの合計(Q+a+Q+c)と同じくなり、コンデンサC*bに配分された正電荷は信号電荷として取り出せない(詳細は特許文献2参照)。
Q- = Q + = Q + a + Q + b + Q + c
Q + a = Q + × Ca / (Ca + Cb + Cc)
Q + b = Q + × Cb / (Ca + Cb + Cc)
Q + c = Q + × Cc / (Ca + Cb + Cc)
The amount of signal charge that can be extracted from the
ここで、ストライプ電極26およびサブストライプ電極27によるコンデンサC*b、C*cの容量について考えてみると、容量比Cb:Ccは、各エレメント26a、27aの幅の比Wb:Wcとなる。一方、コンデンサC*aの容量CaとコンデンサC*bの容量Cbは、サブストライプ電極27を設けても実質的に大きな影響は現れない。
Here, considering the capacitances of the capacitors C * b and C * c by the
この結果、読取時における電荷再配列の際に、コンデンサC*bに配分される正電荷の量Q+bをサブストライプ電極27を設けない場合よりも相対的に少なくすることができ、その分だけ、サブストライプ電極27を介して検出器20から取り出し得る信号電荷量をサブストライプ電極27を設けない場合よりも相対的に大きくすることができる。
As a result, the amount of positive charge Q + b distributed to the capacitor C * b during charge rearrangement at the time of reading can be made relatively smaller than when the
本実施の形態による放射線固体検出器においては、エレメント26a,27aの積層の方向における交差角をθとしたときにこの交差角θを45°とし、また交差位置が画素の中央となるように構成しているため、各画素毎に画素中央部付近に潜像電荷が集中して記録され、各画素の境界付近には潜像電荷が僅かしか記録されず、読取光が照射されている読取画素に隣接する画素の領域に読取光が入射した場合でも、各画素の境界付近には潜像電荷が僅かしか存在せず読取画素の信号に混入される隣接画素の信号が少なくなるため、画素間の信号のクロストークを低減させることができる。
The radiation solid state detector according to the present embodiment is configured such that the crossing angle θ is 45 ° when the crossing angle in the stacking direction of the
また、上記交差角θを45°としているため、主走査方向の画素ピッチと副走査方向の画素ピッチを等しくした場合でも、各画素におけるエレメント26a,27aの配置形状が等しくなり、各画素の記録条件を均一にすることができるため、アーティファクトの発生を防止することができる。
Since the crossing angle θ is 45 °, even when the pixel pitch in the main scanning direction and the pixel pitch in the sub-scanning direction are made equal, the arrangement shapes of the
また、エレメント27aを第1導電層21側に配し、エレメント26aを読取光の入射面側に配することによって、読取時に放射線固体検出器20に入射される読取光を効率良くエレメント(電荷検出用線状電極)26aに照射させることができるため、潜像電荷の検出効率を向上させることができる。
In addition, by arranging the
以上、本発明による放射線固体検出器の好ましい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。 The preferred embodiments of the radiation solid state detector according to the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without changing the gist of the invention. is there.
例えば、エレメント26a,27aの積層の方向における交差角θについては、0°<θ<90°であればどのような角度としてもよい。
For example, the crossing angle θ in the stacking direction of the
また、上記実施の形態による検出器は、記録用光導電層が、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記録用光導電層は必ずしもこれに限定されるものではなく、記録用光導電層は、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(特許文献1参照)。この場合、第1導電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とよい。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導電層は、記録用の放射線の励起により波長変換層で発せられた光に対して透過性を有するものとする。 In the detector according to the above-described embodiment, the recording photoconductive layer exhibits conductivity when irradiated with the recording radiation. However, the recording photoconductive layer of the detector according to the present invention is not necessarily limited thereto. Instead, the recording photoconductive layer may exhibit conductivity when irradiated with light emitted by excitation of recording radiation (see Patent Document 1). In this case, a wavelength conversion layer called a so-called X-ray scintillator that converts the wavelength of recording radiation into light of another wavelength region such as blue light may be laminated on the surface of the first conductive layer. As this wavelength conversion layer, for example, cesium iodide (CsI) is preferably used. The first conductive layer is transmissive to light emitted from the wavelength conversion layer by excitation of recording radiation.
さらに、上記実施の形態による検出器は、記録用光導電層と読取用光導電層との間に電荷輸送層を設け、記録用光導電層と電荷輸送層との界面に蓄電部を形成するようにしたものであるが、電荷輸送層をトラップ層に置き換えたものとしてもよい。トラップ層とした場合には、潜像電荷は、該トラップ層に捕捉され、該トラップ層内またはトラップ層と記録用光導電層の界面に潜像電荷が蓄積される。また、このトラップ層と記録用光導電層の界面に、画素毎に、格別に、マイクロプレートを設けるようにしてもよい。 Furthermore, the detector according to the above embodiment provides a charge transport layer between the recording photoconductive layer and the reading photoconductive layer, and forms a power storage unit at the interface between the recording photoconductive layer and the charge transport layer. However, the charge transport layer may be replaced with a trap layer. In the case of the trap layer, the latent image charge is trapped in the trap layer, and the latent image charge is accumulated in the trap layer or at the interface between the trap layer and the recording photoconductive layer. In addition, a microplate may be provided for each pixel at the interface between the trap layer and the recording photoconductive layer.
20 放射線固体検出器
21 第1導電層
22 記録用光導電層
23 電荷輸送層
24 読取用光導電層
25 第2導電層
26 ストライプ電極
26a エレメント(電荷検出用線状電極)
27 サブストライプ電極
27a エレメント(補助線状電極)
29 蓄電部
20 Radiation
27
29 Power storage unit
Claims (4)
前記記録光の照射を受けることにより光導電性を呈する記録用光導電層と、
前記記録光の光量に応じた量の電荷を潜像電荷として蓄積する蓄電部と、
読取光の照射を受けることにより光導電性を呈する読取用光導電層と、
複数の電荷検出用線状電極と、複数の補助線状電極とを備えた第2の導電層とをこの順に積層してなる放射線固体検出器において、
前記電荷検出用線状電極と前記補助線状電極とが、前記積層の方向から見た交差角をθとしたとき、交差角θが0°<θ<90°となるように交差させて配設されていることを特徴とする放射線固体検出器。 A first conductive layer that is transparent to the recording light;
A photoconductive layer for recording that exhibits photoconductivity by being irradiated with the recording light;
A power storage unit that accumulates an amount of charge corresponding to the amount of the recording light as a latent image charge;
A photoconductive layer for reading that exhibits photoconductivity by receiving irradiation of reading light;
In the radiation solid detector formed by laminating a plurality of charge detecting linear electrodes and a second conductive layer including a plurality of auxiliary linear electrodes in this order,
The charge detection linear electrode and the auxiliary linear electrode are arranged so as to intersect such that the intersection angle θ is 0 ° <θ <90 °, where θ is the intersection angle viewed from the stacking direction. A radiation solid state detector characterized by being provided.
前記電荷検出用線状電極と前記補助線状電極とが画素の中心部で立体交差するように構成されてい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。 In each of the pixels set in a plurality in the longitudinal direction of either one of the linear electrode for charge detection or the auxiliary linear electrode,
The radiation solid-state detector according to claim 1, wherein the charge detection linear electrode and the auxiliary linear electrode are configured to three-dimensionally intersect at the center of a pixel.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2004111253A JP2005294752A (en) | 2004-04-05 | 2004-04-05 | Solid-state radiation detector |
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- 2004-04-05 JP JP2004111253A patent/JP2005294752A/en not_active Withdrawn
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