JP2007208162A

JP2007208162A - 放射線画像検出装置

Info

Publication number: JP2007208162A
Application number: JP2006027920A
Authority: JP
Inventors: Shinji Imai; 真二今井
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2006-02-06
Filing date: 2006-02-06
Publication date: 2007-08-16

Abstract

【課題】消去光の大量照射による光疲労現象が生じるのを防止し、次に記録される放射線画像の読取感度の劣化を防止する。
【解決手段】放射線の照射を受けて電荷を発生する記録用光導電層２と、その発生した電荷を蓄積する電荷輸送層３と、読取光の照射により電荷を発生する読取用光導電層４と、読取光の照射によって読取用光導電層４に電荷対を発生させる線状の電荷対発生電極５と読取用光導電層４に電荷対を発生させない線状の電荷対非発生電極６とが交互に多数配置された電極層７とがこの順に積層された放射線画像検出器であって、電極層７側からの消去光の照射によって読出し後に放射線画像検出器に残留した電荷が消去される放射線画像検出器１０を備えた放射線画像検出装置において、電荷対発生電極５を透過する消去光の光量が、電荷対非発生電極６を透過する消去光の光量よりも小さくなるように構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、放射線画像を担持した放射線の照射を受けて放射線画像を記録し、読取光により走査されて放射線画像に応じた信号が読み出され、消去光の照射を受けて残留電荷が消去される放射線画像検出器を備えた放射線画像検出装置に関するものである。

従来、医療分野などにおいて、被写体を透過した放射線の照射を受けて電荷を発生し、その電荷を蓄積することにより被写体に関する放射線画像を記録する放射線画像検出器が各種提案、実用化されている。

そして、上記のような放射線画像検出器としては、たとえば、特許文献１には、放射線を透過する第１の電極層、放射線の照射を受けることにより電荷を発生する記録用光導電層、潜像電荷に対しては絶縁体として作用し、かつ潜像電荷と逆極性の輸送電荷に対しては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電荷を発生する読取用光導電層、および読取光を透過する線状に延びる透明線状電極と読取光を遮光する線状に延びる遮光線状電極とが平行に交互に配列された第２の電極層をこの順に積層してなる放射線画像検出器が提案されている。

上記のように構成された放射線画像検出器により放射線画像の記録を行う際には、まず、第１の電極層に負の高電圧が印加された状態で、被写体を透過した放射線が第１の電極層側から照射される。上記のようにして照射された放射線は、第１の電極層を透過し、記録用光導電層に照射され、記録用光導電層の放射線の照射された部分において電荷対が発生し、この電荷対のうち正の電荷は負に帯電した第１の電極層に向かって移動し、第１の電極層における負の電荷と結合して消滅する。一方、上記ようにして発生した電荷対のうち負の電荷は正に帯電した第２の電極層に向かって移動するが、上記のように電荷輸送層は負の電荷に対しては絶縁体として作用するため、上記負の電荷は記録用光導電層と電荷輸送層との界面である蓄電部に蓄積され、この蓄電部への負電荷の蓄積により放射線画像の記録が行われる。

そして、上記のようにして記録された放射線画像を放射線画像検出器から読み取る際には、まず、読取光が第２の電極層側から照射される。照射された読取光は、第２の電極層における透明線状電極を透過し、読取用光導電層に照射され、読取用光導電層において電荷対が発生する。そして、読取用光導電層において発生した電荷対のうち正の電荷が蓄電部に蓄積された負電荷と結合するとともに、負の電荷が透明線状電極に帯電した正の電荷と結合することにより、透明線状電極に接続された電流検出アンプにより電流が検出され、その電流が電圧に変換されて画像信号として出力される。

ここで、上記のような放射線画像検出器においては、上記のようにして放射線画像の読取りが行われた後おいても完全に読み取られなかった電荷が残留する。特に、大線量の放射線が照射されていた場合には、その線量に応じた電荷の一部が電荷輸送層を通過し、遮光線状電極と読取用光導電層との界面に蓄積する。この残留電荷は、次に記録される放射線画像の画質を劣化させることになる。

そこで、この残留電荷を消去する処理が行われる。具体的には、第２の電極層側から消去光が照射され、その消去光の照射によって読取用光導電層において電荷が発生し、その電荷が残留電荷と結合することによって消去処理が行われる。

そして、画質上十分に残留電荷を消去するためには比較的多くの光量の消去光の照射が必要である。

特開２０００−２８４０５６号公報

しかしながら、上記のように比較的多くの消去光が照射されると、従来の放射線画像検出器においては、透明線状電極を透過した消去光が読取用光導電層に照射されるため、透明線状電極近傍の読取用光導電層において光疲労現象を起こしてしまう。上述したように透明線状電極近傍の読取用光導電層は、読取時の放電において大きく作用するので、上記のように光疲労現象を生じてしまっては、次に記録された放射線画像の読取感度の低下を招いてしまう。

したがって、十分な光量の消去光を照射することができず、残留電荷が残り、放射線画像の画質を悪化させていた。

本発明は、上記事情に鑑み、上記のような読取感度の低下を招くことなく十分な消去光を照射することができ適切に残留電荷を消去することができる放射線画像検出装置を提供することを目的とするものである。

本発明の放射線画像検出装置は、放射線画像を担持した記録用の電磁波の照射を受けて電荷を発生し、該発生した電荷を蓄積する電荷蓄積層と、読取光の照射により電荷を発生する光導電層と、読取光の照射によって光導電層に電荷対を発生させる線状の電荷対発生電極と光導電層に電荷対を発生させない線状の電荷対非発生電極とが交互に多数配置された電極層とがこの順に積層された放射線画像検出器であって、記録用の電磁波の照射によって放射線画像を記録し、読取光の照射によって放射線画像が読み出され、電極層側からの消去光の照射によって読出し後に放射線画像検出器に残留した電荷が消去される放射線画像検出器を備えた放射線画像検出装置において、
電荷対発生電極を透過する消去光の光量が、電荷対非発生電極を透過する消去光の光量よりも小さくなるように構成されていることを特徴とする。

また、上記本発明の放射線画像検出装置においては、電荷対発生電極を、読取光を透過する透明線状電極と該透明線状電極の光導電層側とは反対側に設けられた読取光を透過するとともに消去光を遮光する線状遮光体とから形成するようにすることができる。

本発明の放射線画像検出装置によれば、電荷対発生電極を透過する消去光の光量が、電荷対非発生電極を透過する消去光の光量よりも小さくなるように構成するようにしたので、電荷対発生電極近傍の光導電層において、消去光の大量照射による光疲労現象が生じるのを防止することができ、次に記録される放射線画像の読取感度の劣化を防止することができるとともに、適切に残留電荷を消去することができる。

以下、図面を参照して本発明の放射線画像検出装置の一実施形態について説明する。図１は本放射線画像検出装置の放射線画像検出器の斜視図、図２は図１に示す放射線画像検出器の２−２線断面図である。

放射線画像検出器１０は、図１および図２に示すように、放射線画像を担持した放射線を透過する第１の電極層１、第１の電極層１を透過した放射線の照射を受けることにより電荷を発生する記録用光導電層２、記録用光導電層２において発生した電荷のうち一方の極性の電荷に対しては絶縁体として作用し、且つ他方の極性の電荷に対しては導電体として作用する電荷輸送層３、読取光の照射を受けることにより電荷を発生する読取用光導電層４、および読取光を透過して読取用光導電層において電荷を発生させる線状の電荷発生電極５と読取光を遮光して読取用光導電層において電荷を発生させない線状の電荷非発生電極６とが交互に多数配列された第２の電極層７をこの順に積層してなるものである。記録用光導電層２と電荷輸送層３との間には、記録用光導電層２内で発生した電荷を蓄積する蓄電部８が形成されている。なお、上記各層は、ガラス基板上に第２の電極層７から順に形成されるものであるが、図１および図２においては、ガラス基板を省略している。また、記録用光導電層２と電荷輸送層３とにより請求項における電荷蓄積層が形成されている。

第１の電極層１としては、放射線を透過するものであればよく、たとえば、ネサ皮膜（ＳｎＯ₂）、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、アモルファス状光透過性酸化膜であるＩＤＩＸＯ（Idemitsu Indium X-metal Oxide ；出光興産（株））などを５０〜２００ｎｍ厚にして用いることができ、また、１００ｎｍ厚のＡｌやＡｕなども用いることもできる。

第２の電極層７は、上記のように電荷発生電極５と電荷非発生電極６とを有するものである。

電荷発生電極５は、透明線状電極５ａと読取光を透過するとともに後述する消去光を遮光する線状遮光体５ｂとから構成されている。透明線状電極５ａは、透明かつ導電性を呈する材料であれば如何なるものでもよいが、たとえば、第１の電極層１と同様に、ＩＴＯやＩＤＩＸＯを用いることができる。線状遮光体５ｂは、たとえば、読取光として波長が４００ｎｍ〜４８０ｎｍの青色光を使用し、消去光として波長が５８０ｎｍ〜７００ｎｍの赤色光を使用する場合には、青レジストにより形成するようにすればよい。

電荷非発生電極６は、透明線状電極６ａと読取光を遮光するとともに消去光を透過する線状遮光体６ｂとから構成されている。透明線状電極５ａは、透明かつ導電性を呈する材料であれば如何なるものでもよいが、たとえば、第１の電極層１と同様に、ＩＴＯやＩＤＩＸＯを用いることができる。線状遮光体６ｂは、たとえば、読取光として波長が４００ｎｍ〜４８０ｎｍの青色光を使用し、消去光として波長が５８０ｎｍ〜７００ｎｍの赤色光を使用する場合には、黄レジストにより形成するようにすればよい。

記録用光導電層２は、放射線の照射を受けることにより電荷を発生するものであればよく、放射線に対して比較的量子効率が高く、また暗抵抗が高いなどの点で優れているａ−Ｓｅを主成分とするものを使用する。厚さは５００μｍ程度が適切である。

電荷輸送層３としては、たとえば、放射線画像の記録の際に第１の電極層１に帯電する電荷の移動度と、その逆極性となる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、ＰＶＫ）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。

読取用光導電層４としては、読取光および消去光の照射を受けることにより導電性を呈するものであればよく、例えば、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）などのうち少なくとも１つを主成分とする光導電性物質が好適である。厚さは０．１〜１μｍ程度が適切である。

次に、本放射線画像検出装置の作用について説明する。

まず、図３（Ａ）に示すように、放射線画像検出器１０の第１の電極層１に高電圧源２０により負の電圧を印加した状態において、放射線源から被写体に向けて放射線が照射され、その被写体を透過して被写体の放射線画像を担持した放射線が放射線画像検出器１０の第１の電極層１側から照射される。

そして、放射線画像検出器１０に照射された放射線は、第１の電極層１を透過し、記録用光導電層２に照射される。そして、その放射線の照射によって記録用光導電層２において電荷対が発生し、そのうち正の電荷は第１の電極層１に帯電した負の電荷と結合して消滅し、負の電荷は潜像電荷として記録用光導電層２と電荷輸送層３との界面に形成される蓄電部８に蓄積されて放射線画像が記録される（図３（Ｂ）参照）。

そして、次に、図４に示すように、第１の電極層１が接地された状態において、第２の電極層７側から読取光Ｌ１が照射され、読取光Ｌ１は電荷発生電極５を透過して読取用光導電層４に照射される。読取光Ｌ１の照射により読取用光導電層４において発生した正の電荷が蓄電部８における潜像電荷と結合するとともに、読取用光導電層４において発生した負の電荷が電荷対発生電極５および電荷対非発生電極６に帯電した正の電荷と結合する。

そして、読取用光導電層４において発生した負の電荷がチャージアンプ３０を介して電荷対非発生電極６に帯電した正の電荷と結合することによってチャージアンプ３０に電流が流れ、この電流が積分されて画像信号として検出され、放射線画像に応じた画像信号の読取りが行われる。

そして、上記のように放射線画像の読取りが終わった後、放射線画像検出器１０の蓄電部８や読取用光導電層４と電荷非発生電極６との界面に残留した残留電荷を消去するための消去光Ｌ２が放射線画像検出器１０に照射される。消去光Ｌ２は、図５に示すように、放射線画像検出器１０の第２の電極層５側から照射され、第２の電極層７の電荷対非発生電極６のみを透過して読取用光導電層４に照射され、電荷対発生電極５は透過しない。そして、この消去光Ｌ２の照射により読取用光導電層４において電荷対が発生し、そのうち正の電荷が残留電荷と結合して消滅する。

本発明の放射線画像検出装置によれば、電荷対発生電極５を透過する消去光の光量が、電荷対非発生電極６を透過する消去光の光量よりも小さくなるように構成するようにしたので、電荷対発生電極５近傍の読取用光導電層４において、消去光の大量照射による光疲労現象が生じるのを防止することができ、次に記録される放射線画像の読取感度の劣化を防止することができる。

また、上記実施形態の放射線画像検出装置においては、読取光を透過するとともに消去光を遮光する線状遮光体５ｂを設けることにより読取用光導電層４への消去光の照射を抑制するようにしたが、これに限らず、たとえば、電荷対発生電極を透明線状電極のみから構成するようにし、その透明線状電極に消去光が照射されないように消去光源にフィルタなどを設けるようにしてもよい。要は、電荷対発生電極を透過する消去光を抑制する構成であれば如何なる構成を採用してもよい。

また、図６に示すように、電荷対発生電極５の透明線状電極５ａおよび電荷対非発生電極６の透明線状電極６ａと電荷対発生電極５の線状遮光体５ｂおよび電荷対非発生電極６の線状遮光体６ｂとの間に、アクリル樹脂などの絶縁材料からなる平滑化層７を設けるようにしてもよい。

上記のように平滑化層７を設けずに、たとえば、線状遮光体５ｂおよび線状遮光体６ｂの上に直接、透明線状電極５ａおよび透明線状電極６ａをそれぞれ設けるようにしたのでは、線状遮光体５ｂ、６ｂの表面の凹凸の影響で透明線状電極５ａ、６ａの表面にも凹凸が生じてしまい、この凹凸により暗電流が増大し、画質の劣化を生じてしまう。図６に示すように、平滑化層７を設けるようにすれば、透明線状電極５ａ、６ａに上記のような凹凸が生じるのを防止することができ、暗電流を抑制し、画質の向上を図ることができる。

また、上記実施形態は、放射線の照射を受けてその放射線を直接電荷に変換することにより放射線画像の記録を行う、いわゆる直接変換方式の放射斜線画像検出器に本発明を適用したものであるが、これに限らず、たとえば、放射線を一旦可視光に変換し、その可視光を電荷に変換することにより放射線画像の記録を行う、いわゆる間接変換方式の放射線画像検出器に本発明を適用するようにしてもよい。

また、放射線画像検出器の層構成は上記実施形態のような層構成に限らずその他の層を加えたりしてもよい。

本発明の放射線画像検出装置の一実施形態の放射線画像検出器の概略構成図図１に示す放射線画像検出器の２−２線断面図図１に示す放射線画像検出器への放射線画像の記録の作用を説明するための図図１に示す放射線画像検出器からの放射線画像の読取りの作用を説明するための図図１に示す放射線画像検出器における残留電荷の消去の作用を説明するための図本発明の放射線画像検出装置の放射線画像検出器のその他の実施形態を示す図

符号の説明

１第１の電極層
２記録用光導電層
３電荷輸送層
４読取用光導電層（光導電層）
５電荷対発生電極
６電荷対非発生電極
５ａ，６ａ透明線状電極
５ｂ，６ｂ線状遮光体
７第２の電極層
８蓄電部
９ガラス基板
１０放射線画像検出器
３０チャージアンプ

Claims

放射線画像を担持した記録用の電磁波の照射を受けて電荷を発生し、該発生した電荷を蓄積する電荷蓄積層と、読取光の照射により電荷を発生する光導電層と、読取光の照射によって前記光導電層に電荷対を発生させる線状の電荷対発生電極と前記光導電層に電荷対を発生させない線状の電荷対非発生電極とが交互に多数配置された電極層とがこの順に積層された放射線画像検出器であって、前記記録用の電磁波の照射によって前記放射線画像を記録し、前記読取光の照射によって前記放射線画像が読み出され、前記電極層側からの消去光の照射によって前記読出し後に前記放射線画像検出器に残留した電荷が消去される放射線画像検出器を備えた放射線画像検出装置において、
前記電荷対発生電極を透過する前記消去光の光量が、前記電荷対非発生電極を透過する前記消去光の光量よりも小さくなるように構成されていることを特徴とする放射線画像検出装置。
前記電荷対発生電極が、前記読取光を透過する透明線状電極と該透明線状電極の前記光導電層側とは反対側に設けられた前記読取光を透過するとともに前記消去光を遮光する線状遮光体とから形成されていることを特徴とする請求項１記載の放射線画像検出装置。