JP2008128725A - Radiographic image reading method and radiographic image detector - Google Patents
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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取られる放射線画像検出器から上記放射線画像を読み取る放射線画像読取方法および上記放射線画像検出器に関するものである。 The present invention relates to a radiation image reading method for reading a radiation image from a radiation image detector that receives a radiation image carrying the radiation image, records the radiation image, is scanned by reading light, and reads a signal corresponding to the radiation image. And the radiation image detector.
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。 2. Description of the Related Art Conventionally, in the medical field and the like, various radiological image detectors that generate a charge upon irradiation of radiation transmitted through a subject and record a radiation image related to the subject by accumulating the charge have been proposed and put into practical use.
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。
As a radiation image detector as described above, for example,
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、図7(A)に示すように、まず、第1の電極層51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51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51を透過し、記録用光導電層52に照射され、記録用光導電層52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51に向かって移動し、第1の電極層51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透明線状電極55および遮光線状電極56に向かって移動するが、上記のように電荷輸送層53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52と電荷輸送層53との界面である蓄電部57に蓄積され、この蓄電部57への負の電荷の蓄積により放射線画像の記録が行われる(図7(B))。
When a radiographic image is recorded by the radiographic image detector configured as described above, first, a negative high voltage is applied to the
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、図8に示すように、まず、透明線状電極55および遮光線状電極56をともに接地した状態で、読取光L1が透明線状電極55および遮光線状電極56側から照射される。照射された読取光L1は、透明線状電極55を透過し、読取用光導電層54に照射され、読取用光導電層54において電荷対が発生する。そして、読取光L1の照射により読取用光導電層54において発生した正の電荷が蓄電部57における負の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に帯電した正の電荷と結合するとともに、チャージアンプ35を介して電荷対非発生電極56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35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。
And when reading the radiographic image recorded as mentioned above from a radiographic image detector, as shown in FIG. 8, first in the state which grounded both the transparent
そして、上記のように放射線画像の読取りが行われた後、透明線状電極55および遮光線状電極56側から消去光が照射され、蓄電部57に残留した電荷の消去が行われ、再度放射線画像の記録に供される。
After the radiation image is read as described above, the erasing light is irradiated from the transparent
ここで、上記のようにして放射線画像の読取り行う際、読取光の照射によって発生した正の電荷は蓄電部57に向かって移動するだけでなく、光起電力による電荷の拡散の作用によって、図9に示すように、遮光線状電極56に向かって移動し、これがオフセット電流として画像信号とともに検出され、画質の劣化を招いていた。
Here, when the radiographic image is read as described above, the positive charge generated by the irradiation of the reading light not only moves toward the
そして、このオフセット電流は、読取光の変化や消去光の照射履歴によってその大きさが変化するため、読み取られた画像信号の補正によっては適切に除去することができなかった。 Since the magnitude of the offset current changes depending on the change in the reading light and the irradiation history of the erasing light, the offset current cannot be appropriately removed by correcting the read image signal.
本発明は、上記事情に鑑み、上記のようなオフセット電流を抑制し、読み取られる放射線画像の画質の向上を図ることができる放射線画像検出器を提供することを目的とするものである。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a radiation image detector that can suppress the offset current as described above and can improve the image quality of a read radiation image.
本発明の放射線画像読取方法は、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、その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、読取光の照射に対して電荷対発生用の線状の電荷対発生電極と読取光の照射に対して電荷対非発生用の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に読取光を照射して放射線画像を読み取る方法において、読取光の照射時に電荷対発生電極と電荷対非発生電極との間に電位勾配を形成することを特徴とする。 The radiographic image reading method of the present invention generates charges by receiving irradiation of a recording electromagnetic wave carrying a radiographic image, accumulates the generated charges, and generates light by irradiating reading light. A large number of conductive layers, linear charge pair generating electrodes for generating charge pairs for irradiation of reading light, and linear charge pair non-generating electrodes for generating non-charge pairs for irradiation of reading light In a method of reading a radiation image by irradiating a radiographic image detector in which the arranged electrode layers are laminated in this order to read a radiographic image, a potential is generated between the charge pair generating electrode and the charge pair non-generating electrode when the reading light is irradiated. It is characterized by forming a gradient.
また、上記本発明の放射線画像検出器においては、電荷対発生電極と電荷対非発生電極との間に電圧を印加して電位勾配を形成するようにすることができる。 In the radiation image detector of the present invention, a potential gradient can be formed by applying a voltage between the charge pair generating electrode and the charge pair non-generating electrode.
また、電荷対発生電極と電荷対非発生電極とを互いに異なる材料から形成することによって電位勾配を形成するようにすることができる。 Further, the potential gradient can be formed by forming the charge pair generating electrode and the charge pair non-generating electrode from different materials.
本発明の放射線画像検出器は、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、その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、読取光の照射に対して電荷対発生用の線状の電荷対発生電極と読取光の照射に対して電荷対非発生用の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、読取光の照射によって放射線画像が読み出される放射線画像検出器において、読取光の照射時に電荷対発生電極と電荷対非発生電極との間に電位勾配が形成されていることを特徴とする。 The radiation image detector of the present invention generates a charge upon irradiation with a recording electromagnetic wave carrying a radiation image, and accumulates the generated charge, and light that generates a charge when irradiated with reading light. A large number of conductive layers, linear charge pair generating electrodes for generating charge pairs for irradiation of reading light, and linear charge pair non-generating electrodes for generating non-charge pairs for irradiation of reading light In the radiographic image detector in which the arranged electrode layers are laminated in this order, and the radiographic image is read out by reading light irradiation, the charge pair generating electrode and the charge pair non-generating at the time of reading light irradiation A potential gradient is formed between the electrode and the electrode.
また、上記本発明の放射線画像検出器においては、電荷対発生電極と電荷対非発生電極との間に電圧を印加して電位勾配を形成する電圧印加手段を有するようにすることができる。 The radiological image detector of the present invention may further include voltage applying means for applying a voltage between the charge pair generating electrode and the charge pair non-generating electrode to form a potential gradient.
また、電位勾配が形成されるように電荷対発生電極と電荷対非発生電極とを互いに異なる材料から形成するようにすることができる。 Further, the charge pair generating electrode and the charge pair non-generating electrode can be formed of different materials so that a potential gradient is formed.
本発明の放射線画像読取方法および放射線画像検出器によれば、読取光の照射時に電荷対発生電極と電荷対非発生電極との間に電位勾配を形成するようにしたので、放射線画像の読取時に電荷対発生電極と電荷対非発生電極との間に、上述したオフセット電流が流れるのを抑制することができ、読み取られる放射線画像の画質の向上を図ることができる。 According to the radiographic image reading method and radiographic image detector of the present invention, a potential gradient is formed between the charge pair generating electrode and the charge pair non-generating electrode when the reading light is irradiated. It is possible to suppress the above-described offset current from flowing between the charge pair generation electrode and the charge pair non-generation electrode, thereby improving the image quality of the read radiographic image.
以下、図面を参照して本発明の放射線画像検出器の一実施形態を用いた放射線画像記録読取装置について説明する。図1は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。 Hereinafter, a radiographic image recording / reading apparatus using an embodiment of the radiographic image detector of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of the radiation image detector, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the radiation image detector shown in FIG.
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、および読取光の照射に対して電荷対発生用の線状の電荷対発生電極5と読取光の照射に対して電荷対非発生用の線状の電荷対非発生電極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。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
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。
The
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。
The
電荷発生電極5は、透明線状電極であり、透明かつ導電性を呈する材料であれば如何なるもので形成するようにしてもよいが、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。
The
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線状遮光体6bとから構成されている。透明線状電極6a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形成するようにしてもよいが、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の青色光を使用する場合には、赤レジストまたは黄レジストにより形成するようにすればよい。
The charge non-generating
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。
The recording
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、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。
As the
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。
The reading
また、放射線画像検出器10は、放射線画像の読取時に、電荷対発生電極5と電荷対非発生電極6との間に電位勾配を形成する電圧印加手段を備えている。なお、図1および図2においては電圧印加手段を図示省略してある。
Further, the
次に、放射線画像記録読取装置による放射線画像検出器への放射線画像の記録および読取りの作用について説明する。 Next, the operation of recording and reading the radiation image on the radiation image detector by the radiation image recording / reading apparatus will be described.
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、図示省略した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。
First, as shown in FIG. 3A, in a state where a negative voltage is applied to the
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)。
The radiation applied to the
そして、次に、図4に示すように、第1の電極層1が接地されるとともに、電荷対発生電極5に電圧印加手段25により負の電圧が印加された状態において、図示省略した読取光源から読取光L1が射出され、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に帯電した正の電荷と結合するとともに、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。
Then, as shown in FIG. 4, a reading light source (not shown) is shown in a state where the
上述したように、従来は、読取光の照射によって電荷対発生電極5から電荷対非発生電極6へオフセット電流が流れ出し、これが上記画像信号とともにノイズ信号として検出されていたが、上記実施形態の放射線画像検出器10によれば、電圧印加手段25により電荷対発生電極5に負の電圧を印加するようにしたので、上記のようにオフセット電流が流れるのを抑制することができる。
As described above, conventionally, an offset current flows from the charge
ここで、図5に、電圧印加手段25によって電荷対発生電極5に印加するバイアス電圧を変化させてオフセットを測定した結果を示す。なお、図5は、放射線画像検出器に放射線を照射することなく読取りを行ってチャージアンプ30により検出されたオフセットを示している。そして、図5における黒四角のグラフは、一番最初の読取りによって測定されたオフセットを示し、黒三角のグラフは1000回読取り行った直後に測定されたオフセットを示し、白丸のグラフは、10000回読取りを行った直後に測定されたオフセットを示している。
Here, FIG. 5 shows the result of measuring the offset by changing the bias voltage applied to the charge
図5に示す測定結果より、読取り回数を重ねる毎にオフセットが小さくなるのがわかった。そして、バイアス電圧が−0.13(V)の時、読取り回数に関係なくオフセットが最も0に近くなることがわかった。図5に示す測定結果より、電圧印加手段25により電荷対発生電極5に印加するバイアス電圧は−0.13(V)が最も望ましいことがわかった。なお、−0.13±0.08(V)のバイアス電圧を印加するようにすれば、十分なオフセット低減効果を得ることができる。
From the measurement results shown in FIG. 5, it was found that the offset decreases with each reading. It was found that when the bias voltage was −0.13 (V), the offset was closest to 0 regardless of the number of readings. From the measurement results shown in FIG. 5, it was found that the bias voltage applied to the charge
すなわち、電圧印加手段25によって印加するバイアス電圧は、バイアス電圧とオフセットとの関係を種々の読取回数について測定した際、その測定結果が交わる点のバイアス電圧V1±0.08(V)にすることが望ましく、より好ましくはV1(V)である。
That is, the bias voltage applied by the
また、図6に、図5と同様に、バイアス電圧を変化させてオフセットを測定した結果を示す。図6における黒四角のグラフは、読取光の光量を105μW/mm2として読取り行って測定されたオフセットであり、白丸のグラフは、読取光の光量を11μW/mm2として読取りを行って測定されたオフセットである。 FIG. 6 shows the result of measuring the offset by changing the bias voltage, as in FIG. The black square graph in FIG. 6 is an offset measured by reading with a reading light amount of 105 μW / mm 2 , and the white circle graph is measured by reading with a reading light amount of 11 μW / mm 2. Offset.
図6に示す測定結果より、読取光の光量が小さい方がオフセットが小さくなるのがわかった。そして、バイアス電圧が−0.13(V)の時、読取光の光量に関係なくオフセットが最も0に近くなることがわかった。図6に示す測定結果からも、電圧印加手段25により電荷対発生電極5に印加するバイアス電圧は−0.13(V)が最も望ましいことがわかった。なお、この場合も、−0.13±0.08(V)のバイアス電圧を印加するようにすれば、十分なオフセット低減効果を得ることができる。
From the measurement results shown in FIG. 6, it was found that the smaller the amount of reading light, the smaller the offset. It was found that when the bias voltage was −0.13 (V), the offset was closest to 0 regardless of the amount of reading light. Also from the measurement results shown in FIG. 6, it was found that the bias voltage applied to the charge
すなわち、電圧印加手段25によって印加するバイアス電圧は、バイアス電圧とオフセットとの関係を種々の読取光の光量について測定した際、その測定結果が交わる点のバイアス電圧V2±0.08(V)にすることが望ましく、より好ましくはV2(V)である。 In other words, the bias voltage applied by the voltage application means 25 is the bias voltage V2 ± 0.08 (V) at the point where the measurement results intersect when the relationship between the bias voltage and the offset is measured for various amounts of reading light. V2 (V) is more preferable.
また、上記実施形態の放射線画像検出器においては、電圧印加手段25により電荷対発生電極5に電圧を印加することによって電荷対発生電極と電荷対非発生電極との間に電位勾配を形成するようにしたが、これに限らず、たとえば、電荷対発生電極5と電荷対非発生電極6とを互いに異なる材料から形成することによって電位勾配を形成するようにしてもよい。具体的には、電荷対発生電極をIZOで形成し、電荷非発生電極の透明線状電極6aをITOで形成するようにすればよい。IZOの仕事関数は5.2eVであり、ITOの仕事関数は5.1eVであるので、0.1Vの電位勾配が電荷対発生電極と電荷対非発生電極との間に形成される。なお、これに限らず、電位勾配を形成するようなその他の材料を選択するようにしてもよい。
In the radiation image detector of the above embodiment, a voltage gradient is formed between the charge pair generating electrode and the charge pair non-generating electrode by applying a voltage to the charge
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。 In the above-described embodiment, the present invention is applied to a so-called direct conversion type radiation oblique line image detector that records radiation images by receiving radiation irradiation and directly converting the radiation into electric charges. However, the present invention is not limited to this, and for example, the present invention is applied to a so-called indirect conversion type radiation image detector that records radiation images by once converting radiation into visible light and converting the visible light into electric charges. It may be.
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。 The layer configuration of the radiation image detector is not limited to the layer configuration as in the above embodiment, and other layers may be added.
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
6a 透明線状電極
6b 線状遮光体
7 第2の電極層
8 蓄電部
10 放射線画像検出器
25 電圧印加手段
30 チャージアンプ
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記読取光の照射時に前記電荷対発生電極と前記電荷対非発生電極との間に電位勾配を形成することを特徴とする放射線画像読取方法。 A charge storage layer that generates a charge upon receiving irradiation of a recording electromagnetic wave carrying a radiation image, accumulates the generated charge, a photoconductive layer that generates a charge by irradiation of reading light, and irradiation of the reading light In contrast, a linear charge pair generating electrode for generating charge pairs and an electrode layer in which a large number of linear charge pair non-generating electrodes for generating charge pairs with respect to the irradiation of the reading light are alternately arranged. In the method of reading the radiation image by irradiating the reading light to the radiation image detectors laminated in this order,
A radiation image reading method, wherein a potential gradient is formed between the charge pair generating electrode and the charge pair non-generating electrode during irradiation of the reading light.
前記読取光の照射時に前記電荷対発生電極と前記電荷対非発生電極との間に電位勾配が形成されていることを特徴とする放射線画像検出器。 A charge storage layer that generates a charge upon receiving irradiation of a recording electromagnetic wave carrying a radiation image, accumulates the generated charge, a photoconductive layer that generates a charge by irradiation of reading light, and irradiation of the reading light In contrast, a linear charge pair generating electrode for generating charge pairs and an electrode layer in which a large number of linear charge pair non-generating electrodes for generating charge pairs with respect to the irradiation of the reading light are alternately arranged. Radiation image detectors stacked in this order, wherein the radiation image is read out by irradiation of the reading light,
A radiation image detector, wherein a potential gradient is formed between the charge pair generating electrode and the charge pair non-generating electrode when the reading light is irradiated.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20100202 |