JP2008177394A - 画像撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像情報を静電潜像として記録する蓄電部、および蓄電部に記録された静電潜像に応じた電流を出力する複数の信号出力用線状電極を備えてなる固体検出器と、信号出力用線状電極と接続から出力された信号を検出する複数の信号検出用ＩＣとを備えてなる画像撮像装置において、信号検出用ＩＣ等の特性の変動により生じるアーティファクトを目立たないようにする。
【解決手段】 放射線固体検出器１０の線状電極１５ａを上から１本ずつ右辺側の信号検出用ＩＣ_ｎＲと左辺側の信号検出用ＩＣ_ｎＬとに交互に接続する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、画像情報を静電潜像として記録する蓄電部、および蓄電部に記録された静電潜像に応じた電流を出力する複数の信号出力用線状電極を備えてなる固体検出器と、信号出力用線状電極から出力された信号を検出する複数の信号検出用ＩＣとを備えてなる画像撮像装置に関するものである。

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、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）方式のものと検出器に読取光（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。

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信号出力用線状電極を含む第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。

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、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信号出力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、前記信号出力用線状電極と交互にかつ互いに平行となるように設けた検出器を提案している。

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併設して第２導電層とすることにより、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。
特開２０００−１０５２９７号公報 特開２０００−２８４０５６号公報 特開２００１−３４９９４７号公報

ところで、上記のような多数の信号出力用線状電極からなるストライプ電極を備えた固体検出器において、例えば大きさを４３ｃｍ×４３ｃｍ、画像信号を出力するための信号出力用線状電極の配列ピッチを１００μｍ（４３００×４３００画素）とすると、固体検出器内に４３００本の信号出力用線状電極が形成されることになるが、これらは信号出力用線状電極の配列順に数十から数百本ずつ信号検出用ＩＣ（チャージアンプＩＣ）を載置したＴＣＰ（Tape Carrier Package）に接続される。

信号検出用ＩＣは通常複数チャネル分のチャージアンプおよびマルチプレクサを内蔵し、接続された複数の信号出力用線状電極から出力された信号を各々検出し、信号出力用線状電極の配列順に１チャネル分の信号ずつ出力する。信号検出用ＩＣから出力された信号は信号検出用ＩＣに接続されたチャージアンプにより１チャネル分ずつ検出され、検出された信号はＡ／Ｄ変換器によりアナログ信号からデジタル信号へと変換され、画像データとされる。

この信号検出用ＩＣと、これに接続されるチャージアンプおよびＡ／Ｄ変換器は、固体ごとにゲイン変動やオフセット変動を生じ、これらが大きく変動すると同じ信号検出用ＩＣに接続された信号出力用線状電極に対応する画像領域では同様のアーティファクトが生じ、その結果画像上で一つの信号検出用ＩＣに接続される信号出力用線状電極の数に応じた幅の帯状の濃淡ムラが識別されるようになってしまう。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、画像情報を静電潜像として記録する蓄電部、および蓄電部に記録された静電潜像に応じた電流を出力する複数の信号出力用線状電極を備えてなる固体検出器と、信号出力用線状電極と接続から出力された信号を検出する複数の信号検出用ＩＣとを備えてなる画像撮像装置において、信号検出用ＩＣ等の特性の変動により生じるアーティファクトを目立たないようにした画像撮像装置を提供することを目的とするものである。

本発明による画像撮像装置は、画像情報を担持する記録光の照射を受けることにより画像情報を静電潜像として記録する蓄電部、および、蓄電部に記録された静電潜像に応じた電流を出力する、互いに平行に配列された複数の信号出力用線状電極を備えてなる固体検出器と、信号出力用線状電極と接続され、信号出力用線状電極から出力された信号を検出する複数の信号検出用ＩＣとを備えてなる画像撮像装置において、複数の信号出力用線状電極の１本毎または互いに隣接する複数本毎を一つの接続群とし、一つの信号検出用ＩＣに複数の接続群が接続されるとともに、互いに隣接する接続群同士が異なる信号検出用ＩＣに接続されていることを特徴とするものである。

上記において「固体検出器」とは、被写体の画像情報を担持する記録光、例えば放射線を検出して被写体に関する放射線画像を表す画像信号を出力する検出器であって、入射した放射線を直接または一旦光に変換した後に電荷に変換し、この電荷を一旦蓄電部に蓄積し、その後、この電荷を外部に出力させることにより、被写体に関する放射線画像を表す画像信号を得ることができるものである。

この固体検出器には種々の方式のものがあり、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て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、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等、あるいは、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、さらには、前記直接変換方式と光読出方式を組み合わせた本願出願人による上記特許文献１や上記特許文献２において提案している改良型直接変換方式のもの等がある。

帯状の濃淡ムラの空間周波数（Ｌ／ｍｍ）と、濃淡ムラの視認限界とは図１４に示すような関係にある。グラフの縦軸が高い位置にある程、ムラが識別しにくいことを表している。

このグラフに示すように１ｍｍ当たり０．１〜１本のムラが最も識別しやすく、ムラが目立ちやすい。逆に１ｍｍ当たり２本以上のムラになると識別しづらくなるため、ムラが目立ちにくい。このように空間周波数を２以上とするためには、信号出力用線状電極の配列方向において、１ｍｍ中に少なくとも３以上の接続群を構成するとともに、１ｍｍ中に構成された接続群のうち少なくとも２以上を同じ信号検出用ＩＣに接続するように構成すればよい。

また、１ｍｍ当たり５本以上のムラになるとさらに識別しづらくなり、ムラが目立ちにくくなる。このように空間周波数を５以上とするためには、信号出力用線状電極の配列方向において、１ｍｍ中に少なくとも９以上の接続群を構成するとともに、１ｍｍ中に構成された接続群のうち少なくとも５以上を同じ信号検出用ＩＣに接続するように構成すればよい。

また、互いに隣接する接続群の一方に接続される信号検出用ＩＣが、固体検出器の対向する辺の一方の側に配置され、互いに隣接する接続群の他方に接続される信号検出用ＩＣが、固体検出器の対向する辺の他方の側に配置されたものとすることが好ましい。

このとき、信号出力用線状電極の配列方向において、一辺側の互いに隣接する信号検出用ＩＣの互いに隣接する接続群同士の中間位置と、他辺側の互いに隣接する信号検出用ＩＣの互いに隣接する接続群同士の中間位置とが１ｍｍ以上離れていることが好ましい。

本発明の画像撮像装置によれば、画像情報を静電潜像として記録する蓄電部、および蓄電部に記録された静電潜像に応じた電流を出力する複数の信号出力用線状電極を備えてなる固体検出器と、信号出力用線状電極と接続から出力された信号を検出する複数の信号検出用ＩＣとを備えてなる画像撮像装置において、複数の信号出力用線状電極の１本毎または互いに隣接する複数本毎を一つの接続群とし、一つの信号検出用ＩＣに複数の接続群を接続するとともに、互いに隣接する接続群同士を異なる信号検出用ＩＣに接続することにより、信号検出用ＩＣ等の特性の変動により画像上に生じる濃淡ムラの空間周波数（Ｌ／ｍｍ）を高くすることができるので、濃淡ムラを目立たないようにする、あるいは特性変動は大きいが低コストのＩＣを使用することができる。

このとき、信号出力用線状電極の配列方向において、１ｍｍ中に少なくとも３以上の接続群を構成するとともに、１ｍｍ中に構成された接続群のうち少なくとも２以上を同じ信号検出用ＩＣに接続するように構成すれば、効果的に濃淡ムラを目立たないようにすることができる。

また、信号出力用線状電極の配列方向において、１ｍｍ中に少なくとも９以上の接続群を構成するとともに、１ｍｍ中に構成された接続群のうち少なくとも５以上を同じ信号検出用ＩＣに接続するように構成すれば、濃淡ムラをさらに目立たないようにすることができる。

また、互いに隣接する接続群の一方に接続される信号検出用ＩＣが、固体検出器の対向する辺の一方の側に配置され、互いに隣接する接続群の他方に接続される信号検出用ＩＣが、固体検出器の対向する辺の他方の側に配置されたものとすることにより、信号出力用線状電極と信号検出用ＩＣとの接続を容易に行うことができる。

このとき、信号出力用線状電極の配列方向において、一辺側の互いに隣接する信号検出用ＩＣの互いに隣接する接続群同士の中間位置と、他辺側の互いに隣接する信号検出用ＩＣの互いに隣接する接続群同士の中間位置とが１ｍｍ以上離れているように構成することにより、濃淡ムラを目立たないようにすることができる。

以下、図面を参照して本発明の画像撮像装置の好ましい実施の形態について説明する。図１は本発明の第１の実施の形態の画像撮像装置の概略構成図、図２は上記画像撮像装置の放射線固体検出器のガラス基板およびＴＣＰの配置態様を示す上面図、図３は上記放射線固体検出器の信号出力用線状電極と信号検出用ＩＣとの接続態様を示す上面図である。

画像撮像装置１は、図１に示すように、放射線を射出する放射線源５、放射線源５から射出され、被写体６を透過した放射線の照射により被写体の放射線画像を検出する放射線固体検出器１０、放射線固体検出器１０に記録された放射線画像を読み取るための読取光を放射線固体検出器１０に照射する線状光源２０、線状光源２０からの読取光の照射により放射線固体検出器１０において発生した電流を検出する電流検出部３０、放射線固体検出器１０による放射線画像の記録の際に放射線固体検出器１０に電圧を印加する電圧源４０、放射線固体検出器１０から放射線画像を電流として読み取る際に放射線固体検出器１０の後述する第１の電極層１１と第２の電極層１５とを短絡する短絡手段５０、上記線状光源２０の動作を制御する光源制御手段６０、上記短絡手段５０の動作を制御するスイッチ制御手段７０、および上記電圧源４０の動作を制御する電圧源制御手段８０を備えている。

放射線固体検出器１０は、被写体６の放射線画像を担持した放射線を透過する第１の電極層１１、第１の電極層１１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１２、記録用光導電層１２において発生した潜像電荷に対しては絶縁体として作用し、且つその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１３、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１４、および読取光を透過する第２の電極層１５をガラス基板２５上にこの順に積層してなるものである。記録用光導電層１２と電荷輸送層１３との間には、記録用光導電層１２内で発生した潜像電荷を蓄積する蓄電部Ｃが形成されている。上記放射線固体検出器１０は、有効検出範囲が２４０ｍｍ×３００ｍｍで、画素サイズが５０μｍ×５０μｍ、画素数が４８００画素×６０００画素に構成されている。

第１の電極層１１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（ＳｎＯ_２）、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１５は、多数の線状電極（信号出力用線状電極）１５ａが５０μｍピッチで複数平行に配列されてなるものである。そして、第２の電極層１５における線状電極１５ａは読取光を透過する材料から形成され、線状電極１５ａの間の部分１５ｂは読取光を遮光する材料により形成されている。

記録用光導電層１２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のが好ましい。本願では記録用光導電層１２として、厚さ２００μｍのａ−Ｓｅを用いる。

電荷輸送層１３としては、たとえば、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１４としては、読取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。本願では読取用光導電層１４として、厚さ１０μｍのａ−Ｓｅを用いる。

なお、放射線固体検出器１０の層構成は上記のような層構成に限らず、その他の層を含むものとしてもよく、また各層の材料についても上記各層の作用と同等の作用を有するものであれば上記以外の材料を利用するようにしてもよい。

電流検出部３０は、フレキシブル基板３２上に信号検出用ＩＣ（チャージアンプＩＣ）を実装した複数のＴＣＰ（Tape Carrier Package）から構成されており、ＴＣＰの一方の端部はガラス基板２５上において放射線固体検出器１０の各線状電極１５ａと接続されており、ＴＣＰの他方の端部は画像処理基板３３に接続されている。一つの信号検出用ＩＣには２５６個のチャージアンプ３１が集積されており、各線状電極１５ａ毎にフレキシブル基板３２によりチャージアンプ３１に接続されている。

画像処理基板３３は、各線状電極１５ａより出力され信号検出用ＩＣにより検出されたアナログ信号をデジタル信号（画像信号）に変換するための不図示のＡ／Ｄ変換器を備えている。

医療用の放射線撮影を行う場合、被写体（関心領域）に照射されるＸ線量は被写体を通らないＸ線量と比較して非常に小さくなる。撮影により得られる画像信号について、広いダイナミックレンジを得るために飽和Ｘ線量を高めに設定すると、関心領域はＡ／Ｄ変換器の狭い領域で変換しなくてはならなくなるため、良好な画質を得るためにはＡ／Ｄ変換器の性能としてはある程度のビット分解能が必要となってくる。高画質化のために必要とされる信号検出のダイナミックレンジは４桁以上であるため、Ａ／Ｄ変換器のビット分解能は少なくとも１６ｂｉｔ以上とすることが望ましい。

線状光源２０は、ＬＥＤが直線状に配列されるとともに、ＬＥＤから照射される光をＬＥＤの配列方向と直交する方向のみに集光する光学系を備えており、放射線固体検出器１０の読取用光導電層１４に対してＬＥＤの配列方向に延びる線状の読取光を照射するように構成されている。

また、線状光源２０は、ＬＥＤの配列方向が、放射線固体検出器１０の線状電極１５ａの長手方向と直交する方向になるように配されるとともに、線状光源２０を線状電極１５ａの長手方向（図１中矢印方向）に移動させる不図示の駆動手段を備え、光源制御手段６０による制御に基づいて、線状の読取光により放射線固体検出器１０の略全面を走査可能なように構成されている。なお、第２の電極層１５の線状電極１５ａの長手方向が副走査方向に対応し、読取光の延びる方向が主走査方向に対応する。

ここで、放射線固体検出器１０の各線状電極１５ａと信号検出用ＩＣとの接続態様について詳細に説明する。図２は上記画像撮像装置のガラス基板およびＴＣＰの配置態様を示す上面図、図３は固体検出器の信号出力用線状電極と信号検出用ＩＣとの接続態様を示す上面図である。なお、図３においては信号検出用ＩＣと線状電極とが交互に接続された様子を分かり易く示すために、一つの信号検出用ＩＣに対して６本の線状電極が接続された態様を示しているが、実際の放射線固体検出器では一つの信号検出用ＩＣに対して２５６本の線状電極が接続される。

図２に示すように、ガラス基板２５の右辺に沿って信号検出用ＩＣ_ｎＲを実装した複数のＴＣＰが配置されており、同様にガラス基板２５の左辺に沿って信号検出用ＩＣ_ｎＬを実装した複数のＴＣＰが配置されている。

図３に示すように、線状電極１５ａは上から１本ずつ右辺側の信号検出用ＩＣ_ｎＲと左辺側の信号検出用ＩＣ_ｎＬとに交互に接続されている。

信号検出用ＩＣと、これに接続される不図示のチャージアンプおよびＡ／Ｄ変換器は、個体ごとにゲイン変動やオフセット変動を生じ、これらが大きく変動すると同じ信号検出用ＩＣに接続された線状電極１５ａに対応する画像領域では同様の濃度変化を生じるが、上記のように互いに隣接する線状電極１５ａを異なる信号検出用ＩＣに接続することにより、信号検出用ＩＣ等の特性の変動により画像上に生じる濃淡ムラの空間周波数（Ｌ／ｍｍ）を高くすることができるので、濃淡ムラを目立たないようにすることができる。

本実施の形態においては、線状電極１５ａの配列ピッチを５０μｍとしているため、線状電極１５ａを上記のように１本おきに同じ信号検出用ＩＣに接続すると、同じ信号検出用ＩＣに接続された線状電極１５ａに対応する画像領域において発生する濃淡ムラの空間周波数（Ｌ／ｍｍ）は１０となり、上記の図１４で説明したように、濃淡ムラが非常に識別しづらくなるため、ムラを目立ちにくくすることができる。

また、右辺側の互いに隣接する信号検出用ＩＣ_ｎＲ、ＩＣ_ｎ＋１Ｒに接続された線状電極１５ａの中の、互いに隣接する線状電極１５ａ同士の中間位置と、左辺側の互いに隣接する信号検出用ＩＣ_ｎＬ、ＩＣ_ｎ＋１Ｌに接続された線状電極１５ａの中の、互いに隣接する線状電極１５ａ同士の中間位置とを１ｍｍ以上離して構成してすることにより、さらにムラを目立ちにくくすることができる。

本実施の形態においては、線状電極１５ａの配列ピッチを５０μｍとしているため、このような態様とするためには右辺側の互いに隣接する信号検出用ＩＣの間の線状電極１５ａと、左辺側の互いに隣接する信号検出用ＩＣの間の線状電極１５ａとを２０本以上離せばよい。

電圧源４０は、放射線画像の記録の際に用いられるだけでなく、放射線固体検出器１０に残存した電荷の消去時にも用いられるものであり、その電圧のＯＮ、ＯＦＦおよび電圧の大きさは電圧源４０に接続された電圧制御手段８０により制御される。

短絡手段５０は、スイッチであり、図１に示すように、スイッチのａ端子には、電圧源４０の正極側の端子が接続され、ｂ端子には放射線固体検出器１０における第１の電極層１１が接続され、ｃ端子には電流検出部３０の電流検出アンプ３１が接続されている。この短絡手段５０は、放射線固体検出器１０による放射線画像の記録および読取りの際に切換えられるが、それだけでなく放射線固体検出器１０に残存した電荷を消去する際にも切換えられる。この短絡手段５０の切換えは、短絡手段５０に接続されたスイッチ制御手段７０により制御される。

次に、上記画像撮像装置１の作用について説明する。

まず、放射線画像の記録が行われる。放射線画像の記録は、電圧制御手段８０により電圧源４０が制御されて放射線固体検出器１０の第１の電極層１１と第２の電極層１５との間に記録用電圧が印加される。このとき印加される記録用電圧の大きさは２ｋＶ程度であり、第１の電極層１１が負の電位に、第２の電極層１５が正の電位となるように印加される。そして、この記録用電圧の印加の後、放射線源５から放射線を射出させ、被写体６を透過した放射線を放射線固体検出器１０に照射する。すると、放射線固体検出器１０の記録用光導電層１２内で正と負の電荷が発生し、そのうちの負の電荷が上記記録用電圧の印加により形成された電界分布に沿って第２の電極層１５の各線状電極１５ａに集中せしめられ、記録用光導電層１２と電荷輸送層１３との界面である蓄電部Ｃに潜像電荷として蓄積される。潜像電荷の量は照射放射線量に略比例し、この潜像電荷の量が被写体６の放射線画像を示すことになる。一方、記録用光導電層１２内で発生する正電荷は第１電極層１１に引き寄せられて、電圧源４０から注入された負の電荷と結合して消滅する。

次に、上記のようにして放射線固体検出器１０に記録された放射線画像を読取る際の作用について説明する。

画像撮像装置１において、放射線固体検出器１０から放射線画像を読み取る際には、スイッチ制御手段７０により短絡手段５０のｂ端子とｃ端子とが接続され、第１の電極層１１と第２の電極層１５の線状電極１５ａとに、蓄電部Ｃに蓄積された負電荷に応じた正の電荷が帯電される。そして、光源制御手段６０により線状光源２０が走査移動され、線状の読取光で放射線固体検出器１０の全面を走査する。

この読取光の照射により読取用光導電層１４内に正と負の電荷が発生し、その内の正の電荷が蓄電部Ｃに蓄積された負電荷に引きつけられるように電荷輸送層１３内を急速に移動し、蓄電部Ｃで潜像電荷と結合して消滅する。一方、読取用光導電層１４に生じた負の電荷は第２の電極層１５の線状電極１５ａに帯電した正の電荷および第１の電極層１１から所定回路を介して流れてきた正の電荷と結合して消滅する。上記のように読取用光導電層１４において発生した負の電荷が、第１の電極層１１から所定回路を介して第２の電極層１５に流れてきた正の電荷と結合することにより信号検出用ＩＣ３２（電流検出アンプ３１）によって潜像電荷の量に応じた電流が検出され、放射線画像を電気信号として取得することができる。

次に、本発明の第２の実施の形態の画像撮像装置について説明する。本実施の形態は上記第１の実施の形態と比べ、放射線固体検出器の構成を変更したものである。具体的には放射線固体検出器に潜像電荷の読取効率を向上させるための多数の補助線状電極を追加したものである。図４は本実施の形態の画像撮像装置の放射線固体検出器の概略構成を示す断面図、図５は上記放射線固体検出器の各線状電極の配置態様を示す上面図である。

本実施の形態の放射線固体検出器１０ａは、上記第１の実施の形態と同様に第１の電極層１１、記録用光導電層１２、電荷輸送層１３、読取用光導電層１４を備えるとともに、第２の電極層は、多数の電荷検出用線状電極１５ａを備えた電荷検出用線状電極層１５、絶縁層１６、多数の補助線状電極１７ａを備えた補助線状電極層１７の３層から構成されている。電荷検出用線状電極１５ａと補助線状電極１７ａとは、上面から見た場合に図５に示す通り、互いに交互になるように配置されている。

電荷検出用線状電極１５ａは、上記第１の実施の形態と同様に上から１本ずつ右辺側の信号検出用ＩＣと左辺側の信号検出用ＩＣとに交互に接続される。補助線状電極１７ａはその両端が互いに接続され、共通電位とされる。

このような構成の放射線固体検出器１０ａにおいても、上記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

次に、本発明の第３の実施の形態の画像撮像装置について説明する。本実施の形態は上記第２の実施の形態の放射線固体検出器と同様に補助線状電極を備えたものであるが、補助線状電極の配置態様を変更したものである。図６は本実施の形態の画像撮像装置の放射線固体検出器の概略構成を示す断面図、図７は上記放射線固体検出器の各線状電極の配置態様を示す上面図である。

本実施の形態の放射線固体検出器１０ｂは、上記第１の実施の形態と同様に第１の電極層１１、記録用光導電層１２、電荷輸送層１３、読取用光導電層１４を備えるとともに、第２の電極層は、多数の電荷検出用線状電極１５ａおよび多数の補助線状電極１７ａを備えた線状電極層１５、絶縁層１６、補助線状電極１７ａの端部同士を接続する接続部１７ｃを備えた接続層１７の３層から構成されている。電荷検出用線状電極１５ａと補助線状電極１７ａとは、上面から見た場合に図７に示す通り、互いに交互になるように配置されている。

電荷検出用線状電極１５ａは、上記第１の実施の形態と同様に上から１本ずつ右辺側の信号検出用ＩＣと左辺側の信号検出用ＩＣとに交互に接続される。補助線状電極１７ａは端部１７ｄにおいて絶縁層１６内に形成された接続部１７ｂを介して接続層１７内の接続部１７ｃに接続されており、これにより複数の補助線状電極１７ａは互いに接続され、共通電位とされる。

このような構成の放射線固体検出器１０ａにおいても、上記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

次に、本発明の第４の実施の形態の画像撮像装置について説明する。本実施の形態は上記第２の実施の形態の放射線固体検出器と同様に補助線状電極を備えたものであるが、補助線状電極の配置態様を変更したものである。図８は本実施の形態の画像撮像装置の放射線固体検出器の概略構成を示す断面図、図９は上記放射線固体検出器の各線状電極の配置態様を示す上面図、図１０は上記放射線固体検出器の線状電極端部の拡大上面図である。

本実施の形態の放射線固体検出器１０ｃは、上記第１の実施の形態と同様に第１の電極層１１、記録用光導電層１２、電荷輸送層１３、読取用光導電層１４を備えるとともに、第２の電極層１５は、多数の電荷検出用線状電極１５ａおよび多数の補助線状電極１７ａから構成されている。電荷検出用線状電極１５ａと補助線状電極１７ａとは、上面から見た場合に図９に示す通り、互いに交互になるように配置されている。

電荷検出用線状電極１５ａは、上記第１の実施の形態と同様に上から１本ずつ右辺側の信号検出用ＩＣと左辺側の信号検出用ＩＣとに交互に接続される。補助線状電極１７ａは、電荷検出用線状電極１５ａの端部よりもさらに外周で互いに接続され、共通電位とされる。

電荷検出用線状電極１５ａと補助線状電極１７ａとは、同一平面上に形成しているため、図１０に示す通り、電荷検出用線状電極１５ａの接続端部を除いて絶縁膜１８で覆うことにより、電荷検出用線状電極１５ａと信号検出用ＩＣとを接続する際に、補助線状電極１７ａが短絡するのを防止することができる。

このような構成の放射線固体検出器１０ａにおいても、上記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

次に、本発明の第５の実施の形態の画像撮像装置について説明する。本実施の形態は上記第１の実施の形態と比べ、放射線固体検出器を光読出方式のものからＴＦＴ読出方式のものに変更したものである。図１１は本実施の形態の画像撮像装置の放射線固体検出器の概略構成を示す断面図、図１２は上記放射線固体検出器のガラス基板およびＴＣＰの配置態様を示す上面図である。

本実施の形態の放射線固体検出器９０は、ガラス基板９４上に、ａ−Ｓｉ ＴＦＴからなる電荷検出層９３、Ｘ線の照射を受けることにより電荷を発生して導電性を呈する光導電層９２、導電層９１がこの順に積層されたものである。上記放射線固体検出器９０は、有効検出範囲が４３０ｍｍ×４３０ｍｍで、画素サイズが１００μｍ×１００μｍ、画素数が４３００画素×４３００画素に構成されている。

電荷検出層９３は、具体的には光導電層９２において発生した電荷を蓄積する不図示の蓄電部および蓄電部に蓄積された電荷信号を読み出すスイッチ素子を有する不図示の電荷検出素子を多数備えており、この電荷検出素子はＸ方向およびＹ方向ともに１００μｍピッチで２次元状に配列されている。蓄電部はコンデンサであり、スイッチ素子はＴＦＴスイッチにより構成されている。

そして、電荷検出層９３は、図１２中Ｙ方向に配列された電荷検出素子の列毎に１００μｍピッチで並列して設けられた多数のゲート制御用線状電極と、図１２中Ｘ方向に配列された電荷検出素子の行毎に１００μｍピッチで配列された多数の電荷検出用線状電極とを備えている。ゲート制御用線状電極には、各ゲート制御用線状電極に接続されたスイッチ素子をオンオフ制御するためゲート制御信号が流される。また、電荷検出用線状電極には、各電荷検出用線状電極に接続された蓄電部に蓄積された電荷信号が流れ出す。なお、上記ゲート制御信号は、後述するゲートドライバから出力される。ゲート制御用線状電極と電荷検出用線状電極とは、上記のように互いに直交して設けられている。

また、図１２に示すように、方形のガラス基板９４の右辺および左辺に沿って信号検出用ＩＣを実装した複数のＴＣＰが配置されており、上辺および下辺に沿ってゲートドライバＩＣを実装した複数のＴＣＰが配置されている。ＴＦＴの電荷検出用線状電極は、上記第１の実施の形態と同様に上から１本ずつ右辺側の信号検出用ＩＣと左辺側の信号検出用ＩＣとに交互に接続される。ゲート制御用線状電極については、画質に影響を及ぼさないゲート制御信号のみを扱うため、従来と同様にＴＣＰ毎に上辺側のゲートドライバＩＣと下辺側のゲートドライバＩＣとに交互に接続される。

このような構成の放射線固体検出器９０においても、上記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は上記に限定されるものではなく、例えば図１３に示す通り、放射線固体検出器の一辺において、互いに隣接する電荷検出用線状電極の端部同士を立体交差させ、互いに隣接する電荷検出用線状電極同士を交互に異なる信号検出用ＩＣに接続されるようにしてもよい。

また、放射線固体検出器の構成についても、直接変換方式に限らず、シンチレーターを用いた間接変換方式のものを用いてもよい。

本発明の第１の実施の形態の画像撮像装置の概略構成図 上記画像撮像装置の放射線固体検出器のガラス基板およびＴＣＰの配置態様を示す上面図 上記放射線固体検出器の信号出力用線状電極と信号検出用ＩＣとの接続態様を示す上面図 本発明の第２の実施の形態の画像撮像装置の放射線固体検出器の概略構成を示す断面図 上記放射線固体検出器の各線状電極の配置態様を示す上面図 本発明の第３の実施の形態の画像撮像装置の放射線固体検出器の概略構成を示す断面図 上記放射線固体検出器の各線状電極の配置態様を示す上面図 本発明の第４の実施の形態の画像撮像装置の放射線固体検出器の概略構成を示す断面図 上記放射線固体検出器の各線状電極の配置態様を示す上面図 上記放射線固体検出器の線状電極端部の拡大上面図 本発明の第５の実施の形態の画像撮像装置の放射線固体検出器の概略構成を示す断面図 上記放射線固体検出器のガラス基板およびＴＣＰの配置態様を示す上面図 本発明のその他の態様の画像撮像装置の放射線固体検出器の各線状電極の配置態様を示す上面図 帯状の濃淡ムラの空間周波数（Ｌ／ｍｍ）と濃淡ムラの視認限界との関係を示すグラフ

符号の説明

１ 画像撮像装置
５ 放射線源
６ 被写体
１０ 放射線固体検出器
１１ 第１の電極層
１２ 記録用光導電層
１３ 電荷輸送層
１４ 読取用光導電層
１５ 第２の電極層
２０ 線状光源
２５ ガラス基板
３０ 電流検出部
３１ チャージアンプ
３２ 信号検出用ＩＣ
３３ フレキシブル基板
４０ 電圧源
５０ 短絡手段
６０ 光源制御手段
６１ 光源制御用ＩＣ
６２ フレキシブル基板
７０ スイッチ制御手段
８０ 電圧制御手段
９０ 固体検出器
９１ 第２の導電層
９２ 光導電層
９３ 第１の導電層
９４ ガラス基板

Claims (5)

1. 画像情報を担持する記録光の照射を受けることにより該画像情報を静電潜像として記録する蓄電部、および、該蓄電部に記録された前記静電潜像に応じた電流を出力する、互いに平行に配列された複数の信号出力用線状電極を備えてなる固体検出器と、
   前記信号出力用線状電極と接続され、前記信号出力用線状電極から出力された信号を検出する複数の信号検出用ＩＣとを備えてなる画像撮像装置において、
   前記複数の信号出力用線状電極の１本毎または互いに隣接する複数本毎を一つの接続群とし、一つの前記信号検出用ＩＣに複数の前記接続群が接続されるとともに、互いに隣接する前記接続群同士が異なる前記信号検出用ＩＣに接続されていることを特徴とする画像撮像装置。
2. 前記信号出力用線状電極の配列方向において、１ｍｍ中に少なくとも３以上の前記接続群が構成されているとともに、１ｍｍ中に構成された前記接続群のうち少なくとも２以上が同じ前記信号検出用ＩＣに接続されていることを特徴とする請求項１記載の画像撮像装置。
3. 前記信号出力用線状電極の配列方向において、１ｍｍ中に少なくとも９以上の前記接続群が構成されているとともに、１ｍｍ中に構成された前記接続群のうち少なくとも５以上が同じ前記信号検出用ＩＣに接続されていることを特徴とする請求項２記載の画像撮像装置。
4. 互いに隣接する前記接続群の一方に接続される前記信号検出用ＩＣが、前記固体検出器の対向する辺の一方の側に配置され、
   互いに隣接する前記接続群の他方に接続される前記信号検出用ＩＣが、前記固体検出器の対向する辺の他方の側に配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の画像撮像装置。
5. 前記信号出力用線状電極の配列方向において、
   一辺側の互いに隣接する前記信号検出用ＩＣの互いに隣接する前記接続群同士の中間位置と、
   他辺側の互いに隣接する前記信号検出用ＩＣの互いに隣接する前記接続群同士の中間位置とが１ｍｍ以上離れていることを特徴とする請求項４記載の画像撮像装置。

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