JP3785571B2 - 固体検出器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、照射された放射線の線量或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固体検出器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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固体検出器を使用する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。
【０００３】
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固体検出器として、特開２０００−１０５２９７号、特開２０００−２８４０５６号、特開２０００−２８４０５７号において、記録用の放射線或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（読取用の電磁波）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信号電荷（潜像電荷）を蓄積する固体検出器を提案している。
【０００４】
そして、上記特開２０００−２８４０５６号および特開２０００−２８４０５７号においては、特に、第２導電層の電極を読取光に対して透過性を有する多数の線状電極からなるストライプ電極（光電荷対発生電極）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線状電極からなるサブストライプ電極（光電荷対非発生電極）を、ストライプ電極の線状電極とサブストライプ電極の線上電極とが交互にかつ互いに平行となるように、第２導電層内に設けた固体検出器を提案している。
【０００５】
このように、多数の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、結果として固体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。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の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固体検出器において、例えば、ストライプ電極を構成する線状電極の一部が断線した場合、断線した箇所から画像情報記録読取装置の信号検出部に接続される側と反対側の領域の信号は読み出すことができなくなってしまう。また、サブストライプ電極を構成する線状電極の一部が断線した場合には、断線した箇所から信号検出部に接続される側の領域の信号は正確に読み出すことができなくなってしまう。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、線状電極を備えた固体検出器において、線状電極の一部が断線した場合であっても蓄積電荷を読み出すことができる固体検出器を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の固体検出器は、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、読取光に対して透過性を有する多数の線状電極からなる光電荷対発生電極と、多数の線状電極からなる光電荷対非発生電極とを備え、光電荷対発生電極の線状電極と光電荷対非発生電極の線状電極とが交互に配置された第２の導電層とをこの順に積層してなり、光電荷対発生電極の各線状電極が潜像電荷を読み取る読取装置に接続され、この読取装置により、１画素を構成する複数の光電荷対発生電極の線状電極ごとに出力信号が合成されて検出される固体検出器において、光電荷対発生電極が、１画素を構成する複数の線状電極の中のいくつかの線状電極間に、断線時に出力信号を迂回させるための接続を施されたものであることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の第２の固体検出器は、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、読取光に対して透過性を有する多数の線状電極からなる光電荷対発生電極と、多数の線状電極からなる光電荷対非発生電極とを備え、光電荷対発生電極の線状電極と光電荷対非発生電極の線状電極とが交互に配置された第２の導電層とをこの順に積層してなり、光電荷対非発生電極の各線状電極が潜像電荷を読み取る読取装置に接続され、この読取装置により、１画素または複数画素を構成する複数の光電荷対非発生電極の線状電極ごと出力信号が合成されて検出される固体検出器において、光電荷対非発生電極が、複数の線状電極の中のいくつかの線状電極間に、断線時に出力信号を迂回させるための接続を施されたものであることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明において、「固体検出器」は、第１の導電層、記録用光導電層、読取用光導電層および第２の導電層をこの順に有すると共に、記録用光導電層と読取用光導電層との間に蓄電部が形成されて成るものであって、さらに他の層や微小導電部材（マイクロプレート）等を積層して成るものであってもかまわない。
【００１１】
なお、上記蓄電部を形成する方法としては、電荷輸送層を設けてこの電荷輸送層と記録用光導電層との界面に蓄電部を形成する方法（本出願人による特開２０００−１０５２９７号公報、特開２０００−２８４０５６号公報参照）、トラップ層を設けこのトラップ層内若しくはトラップ層と記録用光導電層との界面に蓄電部を形成する方法（例えば、米国特許第４５３５４６８号参照）、或いは潜像電荷を集中させて蓄電する微小導電部材等を設ける方法（本出願人による特開２０００−２８４０５７号公報参照）等を用いるとよい。
【００１２】
また、「読取光に対して透過性を有する多数の線状電極からなる光電荷対発生電極」とは、読取光を透過させ読取用光導電層に電荷対を発生せしめる電極である。また、「光電荷対非発生電極」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、光電荷対非発生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、光電荷対非発生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光電荷対発生電極を透過した読取光のみによるものとは限らず、光電荷対非発生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。
【００１３】
また、「読取光」は、静電記録体における電荷の移動を可能として、電気的に静電潜像を読み取ることを可能とするものであればよく、具体的には光や放射線等である。
【００１４】
さらに、「１画素（または複数画素）を構成する複数の光電荷対発生電極（または光電荷対非発生電極）の線状電極」とは、線状電極の長手方向と直交する方向について１画素（または複数画素）分の信号検出を担う線状電極であることを意味する。
【００１５】
上記第１または第２の固体検出器において、第２の導電層は、光電荷対発生電極と光電荷対非発生電極とを積層方向に離間して設け、光電荷対発生電極と光電荷対非発生電極との間に絶縁層を備えたものとしてもよい。
【００１６】
なお、本発明による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、特開２０００−２８４０５６号公報に記載されたような、本発明を適用しない従来の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（画像情報記録読取装置）を変更することなく、そのまま利用することができる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明の第１の固体検出器によれば、光電荷対発生電極に対して、１画素を構成する複数の線状電極の中のいくつかの線状電極間に、断線時に出力信号を迂回させるための接続を施したため、線状電極の一部が断線した場合であっても、他の線状電極を経由して信号を読み出すことが可能であるため、断線時の被害を抑えることができる。
【００１８】
また、本発明の第２の固体検出器によれば、光電荷対非発生電極に対して、複数の線状電極の中のいくつかの線状電極間に、断線時に出力信号を迂回させるための接続を施したため、線状電極の一部が断線した場合であっても、他の線状電極を経由して信号を読み出すことが可能であるため、断線時の被害を抑えることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
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は本発明の固体検出器の第１実施形態の概略構成を示す図であり、図１（Ａ）は固体検出器２０の斜視図、図１（Ｂ）は固体検出器２０のＱ矢指部のＸＺ断面図、図１（Ｃ）は固体検出器２０のＰ矢指部のＸＹ断面図である。
【００２０】
この固体検出器２０は、記録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、光電荷対発生電極２６および光電荷対非発生電極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絶縁層３０、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、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。
【００２１】
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＠４０℃ であることを考慮して、熱膨張率が１．０〜１０．０×１０−５／Ｋ＠４０℃、より好ましくは、４．０〜８．０×１０−５／Ｋ＠４０℃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。
【００２２】
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。
【００２３】
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、或いは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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
また、上記検出器２０ａでは、蓄電部２９を記録用光導電層２２と電荷輸送層２３との界面に形成していたが、これに限らず、例えば米国特許第 4535468号に記載のように、潜像極性電荷をトラップとして蓄積するトラップ層により蓄電部を形成してもよい。
【００３０】
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。
【００３１】
第２導電層２５は、読取光透過性の多数の線状電極２６ｂを有する光電荷対発生電極２６と、読取光遮光性の多数の線状電極２７ｂを有する光電荷対非発生電極２７とを備えている。光電荷対発生電極２６の線状電極２６ｂと光電荷対非発生電極２７の線状電極２７ｂとは交互にかつ互いに平行に配置されるように配列されている。
【００３２】
本実施の形態では隣り合う光電荷対発生電極２６の線状電極２６ｂと光電荷対非発生電極２７の線状電極２７ｂとを１つのペアとして、隣り合う４つのペアにより１画素が構成されており、この１画素を構成する４本の線状電極２６ｂを１つのエレメント２６ａとし、同じく１画素を構成する４本の線状電極２７ｂを１つのエレメント２７ａとする。
【００３３】
上記光電荷対発生電極２６と光電荷対非発生電極２７とは、上記各層の積層方向に離間して設けられ、さらに、光電荷対発生電極２６と光電荷対非発生電極２７との間に絶縁層２８が設けられている。
【００３４】
光電荷対非発生電極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。
【００３５】
図２（Ａ）に、エレメント２６ａおよびエレメント２７ａの上面図を示す。エレメント２６ａおよび２７ａは、１画素を構成する４本の線状電極を備え、これら線状電極の一端が図示しない読取装置に接続するために相互に接続され、他端が各線状電極が断線した際に、断線した線状電極の断線した箇所から読取装置に接続されない側の出力信号を、隣接する線状電極等に迂回させるために相互に接続されている。各エレメント２６ａおよび２７ａは、エレメント２６ａの線状電極とエレメント２７ａの線状電極とが上面（または下面）から見たときに交互にかつ互いに平行に配置されるように配列されている。エレメント２６ａの線状電極間は読取用光導電層２４の一部が介在しており、光電荷対発生電極２６と光電荷対非発生電極２７とは絶縁層２８により電気的に絶縁されている。ここで、絶縁層２８が無くても、例えば各線状電極間の接続を行うための配線を立体的に交差させる等して光電荷対発生電極２６と光電荷対非発生電極２７とが電気的に絶縁されるように設けられる場合には、必ずしも絶縁層２８を設ける必要はない。
【００３６】
なお、本実施の形態では、１画素を４本の線状電極により構成しているが、これ以外の複数本により構成してもよい。また、エレメント２６ａおよびエレメント２７ａは、必ずしも同じ本数の線状電極を備えたものとする必要はない。
【００３７】
ここで、光電荷対非発生電極２７のエレメント２７ａについては、読取装置において同電位に接続されるため、出力信号を迂回させるための接続は、一つのエレメント内での接続に限らず、複数のエレメント間で接続をさらに行ってもよい。
【００３８】
また、エレメント２６ａおよび２７ａにおいて出力信号を迂回させるための接続は、一カ所に限るものではなく、複数箇所で接続をしてもよい。図２（Ａ）に示す形状の場合、１本の線状電極のうち２カ所以上断線した場合には、断線した箇所と断線した箇所との間の信号を検出することができない。そのため、図２（Ｂ）に示すように、線状電極の中間において複数の箇所（Ａ矢指部またはＡ´矢指部）を接続することにより、断線した箇所と断線した箇所との間に接続部分（Ａ矢指部またはＡ´矢指部）があれば、その断線した箇所と断線した箇所との間からも信号を検出することが可能となる。
【００３９】
また、このように接続した場合、図２（Ｂ）中のＡ矢指部およびＡ´矢指部では、他の部分と比較して読取光に対する感度が異なる虞が生じるため、図２（Ｃ）に示すように、複数の線状電極における各線状電極間の各接続部分の位置を線状電極の長手方向にずらすことにより、読取光に対する感度が部分的に偏ることを防ぐことができる。
【００４０】
なお、上記図２（Ａ）から（Ｃ）のような信号を迂回させるための接続は、光電荷対発生電極２６もしくは光電荷対非発生電極２７のいずれか一方のエレメントのみ行ってもよい。また、それぞれのエレメントを構成する線状電極間において断線時に出力信号を迂回させるための接続は、全ての線状電極間で行うことが望ましいが、必ずしも全ての線状電極間で行う必要はなく、例えば４本のうち３本のみ接続する、もしくは４本のうち２本ずつの線状電極間で接続する等してもよい。
【００４１】
ここで、光電荷対発生電極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、光電荷対非発生電極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。
【００４２】
さらに支持体１８上の各エレメント２７ａおよびエレメント２６ａとエレメント２７ａとの間に対応する部分に、読取光のエレメント２７ａへの照射強度が読取光のエレメント２６ａへの照射強度よりも小さくなるように光透過性の劣る部材からなる遮光膜３１が設けられている。
【００４３】
この遮光膜３１の部材としては、必ずしも絶縁性を有しているものでなくてもよく、遮光膜３１の比抵抗が２×１０−６以上（さらに好ましくは１×１０１５Ω・ｃｍ以下）のものを使用することができる。例えば金属材料であればＡｌ、Ｍｏ、Ｃｒ等を用いることができ、有機材料であればＭＯＳ２、ＷＳｉ２、ＴｉＮ等を用いることができる。なお、遮光膜３１の比抵抗が１Ω・ｃｍ以上のものを使用するとより好ましい。
【００４４】
また、少なくとも遮光膜３１の部材として金属材料等導電性の部材を使用したときには、遮光膜３１とエレメント２７ａとの直接接触を避けるため両者の間に絶縁物を配する。本実施形態の検出器２０ａは、この絶縁物として、第２導電層２５と支持体１８との間にＳｉＯ２等からなる絶縁層３０を設けている。この絶縁層３０の厚さは、０．０１〜１０μｍ程度、より好ましくは０．１μ〜１μｍ程度、最も好ましくは０．５μｍ程度がよい。
【００４５】
この検出器２０ａにおいては、記録用光導電層２２を挟んで第１電極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と光電荷対発生電極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と光電荷対非発生電極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。
【００４６】
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２０ａ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（詳細は特開２０００−２８４０５６号公報参照）。
【００４７】
ここで、光電荷対発生電極２６および光電荷対非発生電極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、光電荷対非発生電極２７を設けても実質的に大きな影響は現れない。
【００４８】
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を光電荷対非発生電極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、光電荷対非発生電極２７を介して検出器２０ａから取り出し得る信号電荷量を光電荷対非発生電極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。
【００４９】
以上、本発明による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。
【００５０】
例えば、上記実施の形態による検出器は、何れも、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（特開２０００−１０５２９７号公報参照）。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。
【００５１】
また、上記実施の形態による検出器２０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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による固体検出器の斜視図（Ａ）、Ｑ矢指部のＸＺ断面図（Ｂ）、Ｐ矢指部のＸＹ断面図（Ｃ）
【図２】光電荷対発生電極および光電荷対非発生電極の上面図
【符号の説明】
２０ 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 光電荷対発生電極
２６ａ エレメント
２７ 光電荷対非発生電極
２７ａ エレメント
２８ 絶縁層
２９ 蓄電部
【発明の属する技術分野】
本発明は、照射された放射線の線量或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固体検出器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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固体検出器を使用する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。
【０００３】
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固体検出器として、特開２０００−１０５２９７号、特開２０００−２８４０５６号、特開２０００−２８４０５７号において、記録用の放射線或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（読取用の電磁波）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信号電荷（潜像電荷）を蓄積する固体検出器を提案している。
【０００４】
そして、上記特開２０００−２８４０５６号および特開２０００−２８４０５７号においては、特に、第２導電層の電極を読取光に対して透過性を有する多数の線状電極からなるストライプ電極（光電荷対発生電極）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線状電極からなるサブストライプ電極（光電荷対非発生電極）を、ストライプ電極の線状電極とサブストライプ電極の線上電極とが交互にかつ互いに平行となるように、第２導電層内に設けた固体検出器を提案している。
【０００５】
このように、多数の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、結果として固体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。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の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固体検出器において、例えば、ストライプ電極を構成する線状電極の一部が断線した場合、断線した箇所から画像情報記録読取装置の信号検出部に接続される側と反対側の領域の信号は読み出すことができなくなってしまう。また、サブストライプ電極を構成する線状電極の一部が断線した場合には、断線した箇所から信号検出部に接続される側の領域の信号は正確に読み出すことができなくなってしまう。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、線状電極を備えた固体検出器において、線状電極の一部が断線した場合であっても蓄積電荷を読み出すことができる固体検出器を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の固体検出器は、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、読取光に対して透過性を有する多数の線状電極からなる光電荷対発生電極と、多数の線状電極からなる光電荷対非発生電極とを備え、光電荷対発生電極の線状電極と光電荷対非発生電極の線状電極とが交互に配置された第２の導電層とをこの順に積層してなり、光電荷対発生電極の各線状電極が潜像電荷を読み取る読取装置に接続され、この読取装置により、１画素を構成する複数の光電荷対発生電極の線状電極ごとに出力信号が合成されて検出される固体検出器において、光電荷対発生電極が、１画素を構成する複数の線状電極の中のいくつかの線状電極間に、断線時に出力信号を迂回させるための接続を施されたものであることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の第２の固体検出器は、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、読取光に対して透過性を有する多数の線状電極からなる光電荷対発生電極と、多数の線状電極からなる光電荷対非発生電極とを備え、光電荷対発生電極の線状電極と光電荷対非発生電極の線状電極とが交互に配置された第２の導電層とをこの順に積層してなり、光電荷対非発生電極の各線状電極が潜像電荷を読み取る読取装置に接続され、この読取装置により、１画素または複数画素を構成する複数の光電荷対非発生電極の線状電極ごと出力信号が合成されて検出される固体検出器において、光電荷対非発生電極が、複数の線状電極の中のいくつかの線状電極間に、断線時に出力信号を迂回させるための接続を施されたものであることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明において、「固体検出器」は、第１の導電層、記録用光導電層、読取用光導電層および第２の導電層をこの順に有すると共に、記録用光導電層と読取用光導電層との間に蓄電部が形成されて成るものであって、さらに他の層や微小導電部材（マイクロプレート）等を積層して成るものであってもかまわない。
【００１１】
なお、上記蓄電部を形成する方法としては、電荷輸送層を設けてこの電荷輸送層と記録用光導電層との界面に蓄電部を形成する方法（本出願人による特開２０００−１０５２９７号公報、特開２０００−２８４０５６号公報参照）、トラップ層を設けこのトラップ層内若しくはトラップ層と記録用光導電層との界面に蓄電部を形成する方法（例えば、米国特許第４５３５４６８号参照）、或いは潜像電荷を集中させて蓄電する微小導電部材等を設ける方法（本出願人による特開２０００−２８４０５７号公報参照）等を用いるとよい。
【００１２】
また、「読取光に対して透過性を有する多数の線状電極からなる光電荷対発生電極」とは、読取光を透過させ読取用光導電層に電荷対を発生せしめる電極である。また、「光電荷対非発生電極」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、光電荷対非発生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、光電荷対非発生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光電荷対発生電極を透過した読取光のみによるものとは限らず、光電荷対非発生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。
【００１３】
また、「読取光」は、静電記録体における電荷の移動を可能として、電気的に静電潜像を読み取ることを可能とするものであればよく、具体的には光や放射線等である。
【００１４】
さらに、「１画素（または複数画素）を構成する複数の光電荷対発生電極（または光電荷対非発生電極）の線状電極」とは、線状電極の長手方向と直交する方向について１画素（または複数画素）分の信号検出を担う線状電極であることを意味する。
【００１５】
上記第１または第２の固体検出器において、第２の導電層は、光電荷対発生電極と光電荷対非発生電極とを積層方向に離間して設け、光電荷対発生電極と光電荷対非発生電極との間に絶縁層を備えたものとしてもよい。
【００１６】
なお、本発明による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、特開２０００−２８４０５６号公報に記載されたような、本発明を適用しない従来の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（画像情報記録読取装置）を変更することなく、そのまま利用することができる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明の第１の固体検出器によれば、光電荷対発生電極に対して、１画素を構成する複数の線状電極の中のいくつかの線状電極間に、断線時に出力信号を迂回させるための接続を施したため、線状電極の一部が断線した場合であっても、他の線状電極を経由して信号を読み出すことが可能であるため、断線時の被害を抑えることができる。
【００１８】
また、本発明の第２の固体検出器によれば、光電荷対非発生電極に対して、複数の線状電極の中のいくつかの線状電極間に、断線時に出力信号を迂回させるための接続を施したため、線状電極の一部が断線した場合であっても、他の線状電極を経由して信号を読み出すことが可能であるため、断線時の被害を抑えることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
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は本発明の固体検出器の第１実施形態の概略構成を示す図であり、図１（Ａ）は固体検出器２０の斜視図、図１（Ｂ）は固体検出器２０のＱ矢指部のＸＺ断面図、図１（Ｃ）は固体検出器２０のＰ矢指部のＸＹ断面図である。
【００２０】
この固体検出器２０は、記録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、光電荷対発生電極２６および光電荷対非発生電極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絶縁層３０、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、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。
【００２１】
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＠４０℃ であることを考慮して、熱膨張率が１．０〜１０．０×１０−５／Ｋ＠４０℃、より好ましくは、４．０〜８．０×１０−５／Ｋ＠４０℃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。
【００２２】
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。
【００２３】
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、或いは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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
また、上記検出器２０ａでは、蓄電部２９を記録用光導電層２２と電荷輸送層２３との界面に形成していたが、これに限らず、例えば米国特許第 4535468号に記載のように、潜像極性電荷をトラップとして蓄積するトラップ層により蓄電部を形成してもよい。
【００３０】
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。
【００３１】
第２導電層２５は、読取光透過性の多数の線状電極２６ｂを有する光電荷対発生電極２６と、読取光遮光性の多数の線状電極２７ｂを有する光電荷対非発生電極２７とを備えている。光電荷対発生電極２６の線状電極２６ｂと光電荷対非発生電極２７の線状電極２７ｂとは交互にかつ互いに平行に配置されるように配列されている。
【００３２】
本実施の形態では隣り合う光電荷対発生電極２６の線状電極２６ｂと光電荷対非発生電極２７の線状電極２７ｂとを１つのペアとして、隣り合う４つのペアにより１画素が構成されており、この１画素を構成する４本の線状電極２６ｂを１つのエレメント２６ａとし、同じく１画素を構成する４本の線状電極２７ｂを１つのエレメント２７ａとする。
【００３３】
上記光電荷対発生電極２６と光電荷対非発生電極２７とは、上記各層の積層方向に離間して設けられ、さらに、光電荷対発生電極２６と光電荷対非発生電極２７との間に絶縁層２８が設けられている。
【００３４】
光電荷対非発生電極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。
【００３５】
図２（Ａ）に、エレメント２６ａおよびエレメント２７ａの上面図を示す。エレメント２６ａおよび２７ａは、１画素を構成する４本の線状電極を備え、これら線状電極の一端が図示しない読取装置に接続するために相互に接続され、他端が各線状電極が断線した際に、断線した線状電極の断線した箇所から読取装置に接続されない側の出力信号を、隣接する線状電極等に迂回させるために相互に接続されている。各エレメント２６ａおよび２７ａは、エレメント２６ａの線状電極とエレメント２７ａの線状電極とが上面（または下面）から見たときに交互にかつ互いに平行に配置されるように配列されている。エレメント２６ａの線状電極間は読取用光導電層２４の一部が介在しており、光電荷対発生電極２６と光電荷対非発生電極２７とは絶縁層２８により電気的に絶縁されている。ここで、絶縁層２８が無くても、例えば各線状電極間の接続を行うための配線を立体的に交差させる等して光電荷対発生電極２６と光電荷対非発生電極２７とが電気的に絶縁されるように設けられる場合には、必ずしも絶縁層２８を設ける必要はない。
【００３６】
なお、本実施の形態では、１画素を４本の線状電極により構成しているが、これ以外の複数本により構成してもよい。また、エレメント２６ａおよびエレメント２７ａは、必ずしも同じ本数の線状電極を備えたものとする必要はない。
【００３７】
ここで、光電荷対非発生電極２７のエレメント２７ａについては、読取装置において同電位に接続されるため、出力信号を迂回させるための接続は、一つのエレメント内での接続に限らず、複数のエレメント間で接続をさらに行ってもよい。
【００３８】
また、エレメント２６ａおよび２７ａにおいて出力信号を迂回させるための接続は、一カ所に限るものではなく、複数箇所で接続をしてもよい。図２（Ａ）に示す形状の場合、１本の線状電極のうち２カ所以上断線した場合には、断線した箇所と断線した箇所との間の信号を検出することができない。そのため、図２（Ｂ）に示すように、線状電極の中間において複数の箇所（Ａ矢指部またはＡ´矢指部）を接続することにより、断線した箇所と断線した箇所との間に接続部分（Ａ矢指部またはＡ´矢指部）があれば、その断線した箇所と断線した箇所との間からも信号を検出することが可能となる。
【００３９】
また、このように接続した場合、図２（Ｂ）中のＡ矢指部およびＡ´矢指部では、他の部分と比較して読取光に対する感度が異なる虞が生じるため、図２（Ｃ）に示すように、複数の線状電極における各線状電極間の各接続部分の位置を線状電極の長手方向にずらすことにより、読取光に対する感度が部分的に偏ることを防ぐことができる。
【００４０】
なお、上記図２（Ａ）から（Ｃ）のような信号を迂回させるための接続は、光電荷対発生電極２６もしくは光電荷対非発生電極２７のいずれか一方のエレメントのみ行ってもよい。また、それぞれのエレメントを構成する線状電極間において断線時に出力信号を迂回させるための接続は、全ての線状電極間で行うことが望ましいが、必ずしも全ての線状電極間で行う必要はなく、例えば４本のうち３本のみ接続する、もしくは４本のうち２本ずつの線状電極間で接続する等してもよい。
【００４１】
ここで、光電荷対発生電極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、光電荷対非発生電極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。
【００４２】
さらに支持体１８上の各エレメント２７ａおよびエレメント２６ａとエレメント２７ａとの間に対応する部分に、読取光のエレメント２７ａへの照射強度が読取光のエレメント２６ａへの照射強度よりも小さくなるように光透過性の劣る部材からなる遮光膜３１が設けられている。
【００４３】
この遮光膜３１の部材としては、必ずしも絶縁性を有しているものでなくてもよく、遮光膜３１の比抵抗が２×１０−６以上（さらに好ましくは１×１０１５Ω・ｃｍ以下）のものを使用することができる。例えば金属材料であればＡｌ、Ｍｏ、Ｃｒ等を用いることができ、有機材料であればＭＯＳ２、ＷＳｉ２、ＴｉＮ等を用いることができる。なお、遮光膜３１の比抵抗が１Ω・ｃｍ以上のものを使用するとより好ましい。
【００４４】
また、少なくとも遮光膜３１の部材として金属材料等導電性の部材を使用したときには、遮光膜３１とエレメント２７ａとの直接接触を避けるため両者の間に絶縁物を配する。本実施形態の検出器２０ａは、この絶縁物として、第２導電層２５と支持体１８との間にＳｉＯ２等からなる絶縁層３０を設けている。この絶縁層３０の厚さは、０．０１〜１０μｍ程度、より好ましくは０．１μ〜１μｍ程度、最も好ましくは０．５μｍ程度がよい。
【００４５】
この検出器２０ａにおいては、記録用光導電層２２を挟んで第１電極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と光電荷対発生電極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と光電荷対非発生電極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。
【００４６】
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２０ａ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（詳細は特開２０００−２８４０５６号公報参照）。
【００４７】
ここで、光電荷対発生電極２６および光電荷対非発生電極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、光電荷対非発生電極２７を設けても実質的に大きな影響は現れない。
【００４８】
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を光電荷対非発生電極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、光電荷対非発生電極２７を介して検出器２０ａから取り出し得る信号電荷量を光電荷対非発生電極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。
【００４９】
以上、本発明による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。
【００５０】
例えば、上記実施の形態による検出器は、何れも、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（特開２０００−１０５２９７号公報参照）。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。
【００５１】
また、上記実施の形態による検出器２０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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による固体検出器の斜視図（Ａ）、Ｑ矢指部のＸＺ断面図（Ｂ）、Ｐ矢指部のＸＹ断面図（Ｃ）
【図２】光電荷対発生電極および光電荷対非発生電極の上面図
【符号の説明】
２０ 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 光電荷対発生電極
２６ａ エレメント
２７ 光電荷対非発生電極
２７ａ エレメント
２８ 絶縁層
２９ 蓄電部
Claims (3)
- 記録光に対して透過性を有する第１の導電層と、
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、
前記読取光に対して透過性を有する多数の線状電極からなる光電荷対発生電極と、多数の線状電極からなる光電荷対非発生電極とを備え、前記光電荷対発生電極の線状電極と前記光電荷対非発生電極の線状電極とが交互に配置された第２の導電層とをこの順に積層してなり、
前記光電荷対発生電極の各線状電極が前記潜像電荷を読み取る読取装置に接続され、該読取装置により、１画素を構成する複数の前記光電荷対発生電極の線状電極ごとに出力信号が合成されて検出される固体検出器において、
前記光電荷対発生電極が、前記１画素を構成する複数の線状電極の中のいくつかの線状電極間に、断線時に出力信号を迂回させるための接続を施されたものであることを特徴とする固体検出器。 - 記録光に対して透過性を有する第１の導電層と、
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、
前記読取光に対して透過性を有する多数の線状電極からなる光電荷対発生電極と、多数の線状電極からなる光電荷対非発生電極とを備え、前記光電荷対発生電極の線状電極と前記光電荷対非発生電極の線状電極とが交互に配置された第２の導電層とをこの順に積層してなり、
前記光電荷対非発生電極の各線状電極が前記潜像電荷を読み取る読取装置に接続され、該読取装置により、１画素または複数画素を構成する複数の前記光電荷対非発生電極の線状電極ごとに出力信号が合成されて検出される固体検出器において、
前記光電荷対非発生電極が、複数の線状電極の中のいくつかの線状電極間に、断線時に出力信号を迂回させるための接続を施されたものであることを特徴とする固体検出器。 - 前記第２の導電層が、前記光電荷対発生電極と前記光電荷対非発生電極とを前記積層方向に離間して設け、前記光電荷対発生電極と前記光電荷対非発生電極との間に絶縁層を備えたものであることを特徴とする請求項１または２記載の固体検出器。
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