JP3983963B2 - Image detector, manufacturing method thereof, and image recording / reading method and apparatus - Google Patents

Image detector, manufacturing method thereof, and image recording / reading method and apparatus Download PDF

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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に応じた量の電荷を蓄積する蓄電部を有する放射線固体検出器、並びに該検出器を使用して放射線画像情報を前記蓄電部に静電潜像として記録したり、記録された静電潜像を読み取る方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、画像検出器を用いた装置、例えばファクシミリ、複写機或いは放射線撮像装置などが知られている。
【０００３】
例えば、医療用放射線撮像装置などにおいては、被験者の受ける被爆線量の減少、診断性能の向上などのために、Ｘ線などの放射線に感応するセレン板などの光導電体（層）を有する放射線固体検出器（静電記録体）を画像検出器として用い、該放射線固体検出器にＸ線を照射し、照射された放射線の線量に応じた量の電荷を放射線固体検出器内の蓄電部に潜像電荷として蓄積させることにより、放射線画像情報を蓄電部に静電潜像として記録すると共に、レーザビーム或いはライン光源で放射線画像情報が記録された放射線固体検出器を走査することにより、該放射線固体検出器から放射線画像情報を読み取る方法が知られている（例えば、特開平６−２１７３２２号、米国特許第４８５７７２３号、特開平９−５９０６号など）。
【０００４】
上記特開平６−２１７３２２号に記載の方法は、導電体層、Ｘ線光導電層、誘電体層、および画素に対応する多数のマイクロプレートを具備する電極層が積層され、各マイクロプレートに電荷読出用のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）が接続されて成る放射線固体検出器を画像検出器として使用し、この放射線固体検出器に被写体を透過したＸ線を照射して各マイクロプレートと導電層との間で形成される蓄電部に潜像電荷を蓄積させることによって放射線画像情報を放射線固体検出器に記録した後、ＴＦＴを走査駆動して、蓄電部に蓄積された潜像電荷を放射線固体検出器の外部に読み出すことによって、放射線画像情報を読み取るものである。
【０００５】
また、上記米国特許第４８５７７２３号に記載の方法は、光導電層の両側を絶縁層で挟み、さらにその外側を互いに直交する線状電極を多数有するストライプ電極で挟んだ構造の放射線固体検出器を画像検出器として使用し、この放射線固体検出器に被写体を透過したＸ線を照射して両ストライプ電極の交差する位置であって、光導電層と絶縁層との界面に形成される２つの蓄電部に互いに異なる極性の潜像電荷を蓄積させることによって放射線画像情報を放射線固体検出器に記録した後、読取光としてのレーザ光で該放射線固体検出器を走査して、蓄電部に蓄積された潜像電荷を放射線固体検出器の外部に読み出すことによって、放射線画像情報を読み取るものである。
【０００６】
また、上記特開平９−５９０６号に記載の方法は、第１電極層／記録用光導電層／蓄電部としてのトラップ層／読取用光導電層／第２電極層をこの順に積層してなる放射線固体検出器を画像検出器として使用し、予め両側に配された電極間に高圧を印加した状態で一様露光光を照射して、１次帯電を検出器の蓄電部に形成し、その後、両電極間をショートして、または高圧を印加して、或いはオープンとして、記録用光導電層に電界を生じさせた状態で被写体を透過したＸ線を照射して蓄電部に潜像電荷を蓄積させることによって放射線画像情報を該放射線固体検出器に記録した後、両電極をショートして、読取光としてのレーザ光で該放射線固体検出器を走査して、蓄電部に蓄積された潜像電荷を放射線固体検出器の外部に読み出すことによって、放射線画像情報を読み取るものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平６−２１７３２２号に記載の方法は、マイクロプレートを具備する電極層内に、電荷読出用のＴＦＴを設ける必要があり、画像検出器の構造が複雑で、製造コストが高くなるという問題がある。
【０００８】
また上記米国特許第４８５７７２３号に記載の方法は、放射線固体検出器の構造は簡易で製造コストも安い方法ではあるが、検出器内に蓄積した潜像電荷を読み出すための、構造が複雑で高価なレーザ走査系を必要とするため、読取装置の構造が複雑となり、記録から読取りまでのシステム全体のコストが高くなるという問題がある。
【０００９】
さらに、上記特開平９−５９０６号に記載の方法は、上記米国特許第４８５７７２３号に記載の方法が有する問題に加えて、１次帯電を検出器の蓄電部に形成するための１次帯電用の光源を必要とするため、さらに大がかりな装置となり、システムコストが一層高くなるという問題がある。
【００１０】
本発明は、ＴＦＴを使用せず画像検出器の構造を簡易なものとし製造コストを高めることがないようにすると共に、１次帯電や読取用の光源を使用することなく、簡易な読取りを可能ならしめる画像検出器、この画像検出器に放射線画像情報を記録する方法および装置、並びに放射線画像情報が記録された画像検出器から放射線画像情報を読み取る方法および装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明による画像検出器は、照射された記録用の電磁波の量に応じた量の潜像電荷を蓄積する蓄電部を有し、画像情報を前記蓄電部に静電潜像として記録する画像検出器であって、多数の線状電極から成る第１ストライプ電極を備えた第１電極層、記録用の電磁波および／または該電磁波の励起により発せられた該電磁波の波長と異なる波長の光の照射を受けることにより導電性を呈する光導電層、蓄電部、整流層、および第１ストライプ電極の線状電極に対して交差するように形成された多数の線状電極から成る第２ストライプ電極を備えた第２電極層を、この順に有して成るものであることを特徴とするものである。
【００１２】
上記において「記録用の電磁波」とは、検出器に入射する電磁波であって、画像情報を担持する電磁波であればよく、例えばＸ線などの放射線や光（可視光に限らない）などを用いることができる。また、電磁波源から発せられた１次電磁波（放射線、光）の励起により発せられた該１次電磁波の波長と異なる波長の光であってもよい。
【００１３】
「線状電極」とは、全体として細長い形状の電極を意味し、細長い形状を有している限り、円柱状のものや角柱状のもの等どのようなものであってもよいが、特に、平板電極とするのが好ましい。なお、第１ストライプ電極の線状電極を第２ストライプ電極の線状電極に対して交差するように配設するに際しては、互いに略直交するように配設するのが好ましい。
【００１４】
「整流層」とは、一方向には電流を妨げずに流し得るが、他方向には電流を殆ど流さない層を意味する。
【００１５】
この整流層は、通常、Ｎ型半導体、絶縁体、およびＰ型半導体からなるものとするが、これらをなす部材（例えばａ−Ｓｉなど）によっては比抵抗が小さくＰ型あるいはＮ型半導体の内部で電荷移動を生じ画像形成に支障を来す虞れが生じ得る。したがって、この電荷移動を許容できない場合には、本発明の検出器を構成する前記整流層を、Ｎ型半導体、絶縁体、およびＰ型半導体がこの順に配されて成るものであり、該Ｎ型半導体およびＰ型半導体のうちの前記蓄電部側に配される方のものが第１ストライプ電極および第２ストライプ電極によって画定される画素位置に対応するように２次元状に画素分割されており、前記Ｎ型半導体およびＰ型半導体のうちの前記第２電極層側に配される方のものが前記第２ストライプ電極に対応するようにストライプ状に（１次元状に）分割されている、または前記画素位置に対応するように２次元状に画素分割されているものすなわち両ストライプ電極の各配列方向のいずれにも画素分割されているものとすることが望ましい。
【００１６】
第１ストライプ電極および第２ストライプ電極によって画定される画素位置とは、両ストライプ電極が立体的に交差することによって画定される両ストライプ電極の間の空間的な位置である。この空間的な位置は、前記交差の位置と厳密に一致するものではなく、蓄電部の形成方法によって多少移動することがある。例えば後述する導電部材によって蓄電部を形成したときには、画素位置はこの導電部材の配設位置の影響を受けるようになる。
【００１７】
なお、このようにＰ型半導体やＮ型半導体を分割するにはエッチングを利用するとよい。以下、この形態の画像検出器を、整流層が画素分割された画像検出器という。
【００１８】
なお、Ｎ型半導体とＰ型半導体との間に配される絶縁体についても、第１もしくは第２ストライプ電極に対応するようにストライプ状（１次元状）に分割されているもの、あるいは前記画素位置に対応するように２次元状に画素分割されているものとしてもよい。
【００１９】
本発明による画像検出器においては、光導電層の内側若しくは内側近傍に潜像電荷を蓄積する蓄電部が形成されたものであればよいが、この蓄電部は、特に画素位置ごとに各別に設けられ且つそれぞれが電気的に非接続（フローティング）状態とされ前記潜像電荷を同電位化せしめる導電部材（マイクロプレート）によって形成されていることが望ましい。
【００２０】
本発明による画像検出器においては、第１電極層の外側に、記録用の電磁波の励起により該電磁波の波長と異なる波長の光を発する蛍光体が設けられているものとするのが好ましい。
【００２１】
本発明による画像検出器における整流層は、記録用の電磁波または該記録用の電磁波の励起により発せられる該電磁波の波長と異なる波長の光に対して透過性を有するものであることが望ましい。
【００２２】
このように透過性を有する整流層とするには、整流層を、記録用の電磁波または該記録用の電磁波の励起により発せられる該電磁波の波長と異なる波長の光に対して透過性を有する物質で形成されて成るものとするとよい。
【００２３】
或いは整流層を、それぞれのサイズが解像可能な最小の画素サイズの２／３以下となるようにエッチングなどにより形成された多数の整流素子から成り、且つ各整流素子の間が記録用の電磁波または該記録用の電磁波の励起により発せられる該電磁波の波長と異なる波長の光に対して透過性を有する物質で形成されて成るものとしてもよい。
【００２４】
なお、上述したように、Ｎ型半導体とＰ型半導体との間に配される絶縁体についても、第１もしくは第２ストライプ電極に対応するようにストライプ状（１次元状）に分割されているもの、あるいは前記画素位置に対応するように２次元状に画素分割されているものとした場合には、整流層全体がストライプ電極もしくは前記画素位置に対応するように分割され、この分割された部材の間を光が透過し得るようになるので、この形態の検出器とした場合には、整流層は、事実上、記録用の電磁波または該記録用の電磁波の励起により発せられる該電磁波の波長と異なる波長の光に対して透過性を有するものとなる。
【００２５】
本発明による画像検出器においては、第２電極層の外側に、記録用の電磁波の励起により該電磁波の波長と異なる波長の光を発する蛍光体が設けられているものとすると一層好ましい。
【００２６】
本発明による画像検出器の製造方法は整流層が画素分割された画像検出器の製造方法であって、第２電極層を形成し、該第２電極層の上にＮ型半導体およびＰ型半導体のうちのいずれか一方を成膜した後第２ストライプ電極に対向して配されるようにエッチングを施し、該エッチングが施された後の前記一方の上に絶縁体を成膜し、該絶縁体の上にＮ型半導体およびＰ型半導体のうちの他方を成膜した後第２ストライプ電極に対向し且つ該第２ストライプ電極の長手方向には所望とする画素ピッチおよび画素幅となるようにエッチングを施し、該エッチングが施された後の前記他方の上に蓄電部および光導電層をこの順に形成し、該光導電層の上に第１電極層をなす電極部材を成膜した後エッチングが施された後の前記他方の配設位置に対向して第１ストライプ電極が配されるようにストライプ状にエッチングを施すことを特徴とするものである。なお、第２電極層は、ガラス基板などの光透過性の支持体上に形成するとよい。
【００２７】
この製造方法においては、Ｎ型半導体およびＰ型半導体のうちの前記一方を、第２ストライプ電極の長手方向については所望とする画素ピッチおよび画素幅となるようにエッチングを施すようにしてもよい。つまり、第２ストライプ電極の配列方向および第１ストライプ電極の配列方向（第２ストライプ電極の長手方向）のいずれにも画素分割するということである。
【００２８】
本発明による画像記録方法は、上記の画像検出器に記録用の電磁波を照射して、該電磁波の量に応じた量の電荷を蓄電部に蓄積させることにより、画像情報を蓄電部に静電潜像として記録する画像記録方法であって、
第１ストライプ電極と第２ストライプ電極との間に所定の電圧を印加することにより、蓄電部に略一様の電荷を蓄積させ、
電圧の印加を停止して、記録用の電磁波を画像検出器に照射することにより記録を行うことを特徴とするものである。
【００２９】
「記録用の電磁波を照射して」とは、例えば被写体を透過した放射線などの記録用の電磁波を検出器に直接に照射することに限らず、例えば記録用の放射線をシンチレータ（蛍光体）に照射することにより、シンチレータ内で発せられる蛍光等、記録用の電磁波の励起により発せられる光を検出器に照射する間接的な照射も含むものとする。
【００３０】
また、画像検出器として、蛍光体が積層されていない検出器を使用する場合の記録方法にあっては、第１電極層および／または第２電極層に面して、記録用の電磁波の励起により該電磁波の波長と異なる波長の光を発する蛍光体を配設し、該蛍光体から発せられた光を検出器に照射するようにしてもよい。これにより、蛍光体が積層された検出器を使用すること、実質的に等価となる。
【００３１】
なお、この場合には、第１電極層および第２電極層のいずれか一方に面して記録用の電磁波の励起により該電磁波の波長と異なる波長の光を発する蛍光体を配設し、蛍光体が配設されていない方の電極層に記録用の電磁波を照射する方が、放射線を無駄なく利用することができ、電荷発生効率が向上するので好ましい。
【００３２】
同様に、画像検出器として、第１電極層および第２電極層の内のいずれか一方の外側にのみ蛍光体が配設されてなるものを使用する場合の記録方法にあっては、蛍光体が配設されていない方の電極層に記録用の電磁波を照射する方が、放射線を無駄なく利用することができ、電荷発生効率が向上するので好ましい。
【００３３】
本発明による画像読取方法は、画像情報が静電潜像として記録された上記画像検出器から画像情報を読み取る画像読取方法であって、第１ストライプ電極の線状電極の１つずつと、第２ストライプ電極の各線状電極との間に、所定の電圧を印加して、この電圧の印加によって画像検出器に流れ込む充電電流を検出することにより、蓄電部に蓄積された電荷の量に応じたレベルの電気信号を得ることを特徴とするものである。
【００３４】
本発明による画像記録装置は、上記画像記録方法を実現する装置、即ち上記画像検出器に記録用の電磁波を照射して、該電磁波の線量に応じた量の電荷を蓄電部に蓄積させることにより、画像情報を蓄電部に静電潜像として記録する画像記録装置であって、
第１ストライプ電極と第２ストライプ電極との間に所定の電圧を印加することにより蓄電部に略一様の電荷を蓄積させる記録用電圧印加手段と、
所定の電圧の印加を停止させた後に、記録用の電磁波を画像検出器に照射させるように、記録用電圧印加手段および電磁波の照射を制御する制御手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００３５】
本発明による画像読取装置は、上記画像読取方法を実現する装置、即ち画像情報が静電潜像として記録された上記画像検出器から画像情報を読み取る画像読取装置であって、
第１ストライプ電極の線状電極の１つずつと第２ストライプ電極の各線状電極との間に所定の電圧を印加する読取用電圧印加手段と、
この電圧の印加によって画像検出器に流れ込む充電電流を検出することにより、蓄電部に蓄積された電荷の量に応じたレベルの電気信号を取得する画像信号取得手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００３６】
第１ストライプ電極の線状電極の１つずつと第２ストライプ電極の各線状電極との間に、所定の電圧を印加するに際しては、第１ストライプ電極の線状電極の長手方向に、一方の端から他方の端に向けて、順次切換えて、電圧を印加するのが好ましい。
【００３７】
【発明の効果】
本発明による画像記録方法および装置によれば、第１ストライプ電極の線状電極が、第２ストライプ電極の線状電極に対して交差するように配設されて成る画像検出器を使用し、第１ストライプ電極の線状電極の１つずつと第２ストライプ電極の各線状電極との間に所定の電圧を印加して、この電圧の印加によって検出器に流れ込む充電電流を検出することにより、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得るようにしたので、第１ストライプ電極の線状電極の１つずつを第２ストライプ電極と接続する接続手段として、ＭＯＳ−ＦＥＴ等簡易なスイッチを使用することができるようになり、読取装置を簡易且つ安価に構成することができる。
【００３８】
また、本発明による画像記録方法および装置によれば、検出器に電圧を印加して一様電荷を蓄電部に蓄積せしめた後に、記録光を照射して、画像情報を担持する潜像電荷を蓄電部に蓄積せしめるようにしたので、一様電荷を蓄電部に蓄積させる手段として光源を必要としないので、記録装置も簡易且つ安価に構成することができる。
【００３９】
また、これら記録および読取方法／装置に使用する画像検出器としても、ＴＦＴを使用せず、各層を積層した簡易な構造としたので、製造コストを低くすることができる。
【００４０】
さらに、蛍光体を積層した検出器とすることもできるので、記録光を検出器のどちらの面から照射するのか、或いは照射線量の大小等の撮影条件等に合わせて、好ましい検出器を使用することが可能となり便利である。
【００４１】
例えば、整流層や蓄電部を記録用の電磁波や蛍光に対して透明性を持たせるようにすれば、表裏からの放射線や蛍光を検出できるようになり、感度をよくすることができる。また、蛍光体を積層した検出器とすれば、記録用の放射線を一旦蛍光に変換せしめ、この蛍光を光導電層に照射することができるので、電荷発生効率が向上し、画像のＳ／Ｎを向上させることができると共に、線量を少なくして被写体に対する被爆線量を少なくすることもできる。
【００４２】
また、多数の導電部材を画素毎に各別に設けることによって蓄電部が形成された検出器とすれば、記録時の鮮鋭度を向上させることもできる。
【００４３】
また、画素位置ごとに各別に設けられ且つそれぞれが電気的に非接続状態とされ前記潜像電荷を同電位化せしめる導電部材（マイクロプレート）によって蓄電部を形成すれば、該導電部材上に蓄積された各画素ごとの潜像電荷を同電位化させることが可能となり、導電部材がない場合に較べて、該蓄電部を良好に形成することができるとともに読出効率を改善することができる。これは、導電部材の範囲内では潜像電荷の電位が一定に保たれるため、一般に読み出しにくい画素周辺部の潜像電荷を、導電部材内である限り読出しの進行に応じて、導電部材中央部すなわち画素中央部に移動せしめることができ、潜像電荷をより十分に放電させることができるからである。
【００４４】
また、整流層をなすＮ型半導体およびＰ型半導体を（さらに好ましくは絶縁体も）を、上述のようにエッチングを施して分割すれば、半導体層内での電荷移動を分割された範囲内に留めることができるから、結果として、潜像電荷を画素位置に確実に蓄積させつつ読み取ることができ、画像を良好に再生することのできる画像検出器を比較的簡単に製造することができる。
【００４５】
【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。
【００４６】
図１は本発明による画像検出器（以下単に検出器ともいう）の第１の実施の形態の概略構成を示す図であり、図１（Ａ）は斜視図、図１（Ｂ）はＰ矢指部のＸＹ断面図、図１（Ｃ）はＱ矢指部のＸＺ断面図である。
【００４７】
この検出器１０は、多数の平板状のエレメント（線状電極）１２ａをストライプ状に配列して成る第１ストライプ電極１２が形成された第１電極層１１、被写体の画像情報を担持する記録用の光（以下記録光という）L2の照射を受けることにより導電性を呈する光導電層１３、整流層１４、多数の平板状のエレメント１６ａをストライプ状に配列して成る第２ストライプ電極１６が形成された第２電極層１５を、この順に積層してなるものである。そして、第２電極層１５側がガラス基板２０の上面２０ａと接するように基板２０上に各層が配設される。なお、光導電層１３と整流層１４との間に潜像電荷を蓄積する蓄電部１９が形成される。
【００４８】
第１ストライプ電極１２の各エレメント１２ａは、第２ストライプ電極１６の各エレメント１６ａに対して略直交するように配設されている。何れも、並び方向の画素数と同じ数のエレメントが設けられる。エレメントの配列ピッチが画素ピッチを規定し、第１ストライプ電極１２の各エレメントの幅は広ければ広い程、Ｓ／Ｎが向上するので好ましい。例えば、ピッチを１００μｍ、幅を９０μｍとする。各エレメント１２ａの隙間１１ａおよび各エレメント１６ａの隙間１５ａには、記録光L2に対して透過性を有する絶縁物質が充填されている。ストライプ電極１２，１６は、導電性を有するものであればよく、各エレメント１２ａ，１６ａは、金、銀、アルミ、白金などの単一金属や、酸化インジウムなどの合金から作ることができる。
【００４９】
光導電層１３の物質としては、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）を主成分とする光導電性物質が適当である。この光導電層１３の厚さは、記録光L2を十分に吸収できるような厚さであるのが好ましいが、整流層１４の厚さに比べて厚すぎると、取り出し得る信号電流が小さくなるので、整流層１４の厚さに応じて、その厚さが設定される。
【００５０】
光導電層１３と整流層１４との界面、すなわち蓄電部１９であって、エレメント１２ａとエレメント１６ａとが交差する位置に対応する各画素位置には、マイクロプレート（導電部材）１８が、隣接したマイクロプレート１８間に間隔を置いて離散した状態、つまりそれぞれが何処にも接続されないフローティング状態で配設されている。
【００５１】
このマイクロプレート１８の各々は、画素サイズと略同一サイズの範囲を占める寸法とするとよい。なお、この寸法は、必ずしも画素サイズと略同一の範囲を占めるものに限られるものではなく、画素サイズよりも大きくても小さくてもよい。なお、解像可能な最小の画素サイズは、このマイクロプレート１８の寸法と、両エレメント１２ａ，１６ａの交差面積のいずれか大きい方に対応したものとなる。
【００５２】
マイクロプレート１８は、例えば、真空蒸着または化学的堆積を用いて光導電層１３と整流層１４との間に堆積され、金、銀、アルミニウム、銅、クロム、チタン、白金などの単一金属や酸化インジウムなどの合金で、極めて薄い膜（例えば１００Å程度）から作ることができる。
【００５３】
整流層１４は、ガラス基板２０側から、Ｐ型半導体およびＮ型半導体がこの順に配されたものとする。本実施形態においては、Ｐ型半導体およびＮ型半導体としてａ−Ｓｉを主成分とした部材を用いるが、この場合は、整流性をよくするために、Ｐ型半導体とＮ型半導体との間に絶縁体を配する必要がある。すなわち、本実施形態の整流層１４は、ガラス基板２０側から、Ｐ型半導体としてのＰ型ａ−Ｓｉ層１４ａ、絶縁体としてのｉ（intrinsic ；中性）ａ−Ｓｉ層１４ｂ、およびＮ型半導体としてのＮ型ａ−Ｓｉ層１４ｃが順に配されてなるものとする。これにより、Ｐ型ａ−Ｓｉ層１４ａがアノードで、Ｎ型ａ−Ｓｉ層１４ｃがカソードとなるダイオード（整流素子）１４ｄが構成される。一般的には、ガラス基板２０側から順次各層を積層して検出器１０を形成するので、この場合にはエレメント１６ａをガラス基板２０上に蒸着した後Ｐ型ａ−Ｓｉ層１４ａを積層するようになり、第２電極層１５内のエレメント１６ａの間１５ａにもＰ型ａ−Ｓｉが充填されるようになる。
【００５４】
なお、図面は模式図であって、各層の厚さ、画素ピッチ、あるいは画素幅の関係を正しく反映しているものではない。すなわち図面上は、整流層１４の厚さの方がエレメント１２ａの幅よりも大きく示しているが、整流層１４の厚さは画素ピッチ（前例では１００μｍ）よりも十分小さく設定され、通常およそ０．５μｍ程度とされる。
【００５５】
アノードとしてのＰ型ａ−Ｓｉ層１４ａは第１ストライプ電極１２の各エレメント１２ａにも積層されており、各エレメント１２ａがアノード端子として機能する。一方、カソードとしてのＮ型ａ−Ｓｉ層１４ｃにはマイクロプレート１８が積層されており、各マイクロプレート１８がカソード端子として機能する。つまり、実質的には、各エレメント１２ａと各マイクロプレート１８との間に個別（各別）のダイオード１４ｄが接続された構成となる。
【００５６】
なお、本実施形態のように、Ｐ型半導体、絶縁体、およびＮ型半導体として、ａ−Ｓｉを主成分とする部材を用いると、Ｐ型半導体およびＮ型半導体の比抵抗が小さくなり半導体内部で電荷移動を生じ画像形成に支障を来すことがある。そこで、この電荷移動を防止するために、本実施形態の画像検出器１０としては、、蓄電部１９側（具体的にはマイクロプレート１８と接する側）に配されたＮ型半導体としてのＮ型ａ−Ｓｉ層１４ｃが両エレメント１２ａ，１６ａの交差位置である画素位置に対応するように画素分割され、第２ストライプ電極１６のエレメント１６ａ側に配されたＰ型半導体としてのＰ型ａ−Ｓｉ層１４ａがエレメント１６ａに対応するようにストライプ状に分割されたものとする。
【００５７】
なお、Ｐ型ａ−Ｓｉ層１４ａは、エレメント１６ａの長手方向についても、画素ピッチ（すなわちエレメント１２ａの配列ピッチ）および画素幅となるように分割されたものとしてもよい。この場合、Ｐ型ａ−Ｓｉ層１４ａは、Ｎ型ａ−Ｓｉ層１４ｃと対向する位置、すなわち両エレメント１２ａ，１６ａの交差位置である画素位置に対応するように画素分割されたものとなる。
【００５８】
また、Ｐ型ａ−Ｓｉ層１４ａとＮ型ａ−Ｓｉ層１４ｃとの間に配される絶縁体としてのｉａ−Ｓｉ層１４ｂについても、エレメント１２ａ，１６ａのいずれか一方に対応するようにストライプ状に分割されているものとしてもよいし、あるいは前記画素位置に対応するように画素分割されている、すなわち両エレメント１２ａ，１６ａの各配列方向それぞれにおいて所望の画素ピッチおよび画素幅で分割されたものとしてもよい。
【００５９】
図２に、Ｐ型ａ−Ｓｉ層１４ａ、ｉａ−Ｓｉ層１４ｂ、およびＮ型ａ−Ｓｉ層１４ｃのいずれもが前記画素位置に対応するように画素分割された形態の検出器の概略構成を図１と同様の図法によって示す。また、Ｐ型ａ−Ｓｉ層１４ａとＮ型ａ−Ｓｉ層１４ｃの２つを前記画素位置に対応するように画素分割した検出器のＸＹ断面における整流素子周辺の拡大図を（Ｄ）に示す。
【００６０】
この図２に示す検出器１０を製造する際には、以下のような製法を採ることが好ましい。
【００６１】
最初に、ガラス基板２０上に第２ストライプ電極１６をなす電極部材を成膜した後、所望の画素ピッチおよび画素幅となるようにストライプ状にエッチングしてエレメント１６ａを形成する。次に、エッチングによって形成されたエレメント１６ａ上にＰ型ａ−Ｓｉを成膜した後、エレメント１６ａと対向するようにすなわち画素位置に対応するようにエッチングを施して画素分割されたＰ型ａ−Ｓｉ層１４ａを形成する。次に画素分割されたＰ型ａ−Ｓｉ層１４ａ上に絶縁体としてのａ−Ｓｉを成膜した後、エレメント１６ａに対向し且つ該エレメント１６ａの長手方向には所望とする画素ピッチおよび画素幅となるようにすなわち画素位置に対応するようにエッチングを施して画素分割されたｉａ−Ｓｉ層１４ｂを形成する。次に画素分割されたｉａ−Ｓｉ層１４ｂ上にＮ型ａ−Ｓｉを成膜した後、エレメント１６ａに対向し且つ該エレメント１６ａの長手方向には所望とする画素ピッチおよび画素幅となるようにすなわち画素位置に対応するようにエッチングを施して画素分割されたＮ型ａ−Ｓｉ層１４ｃを形成する。次に、画素分割されたＮ型ａ−Ｓｉ層１４ｃ上にマイクロプレート１８をなす電極部材を成膜した後、画素分割されたＮ型ａ−Ｓｉ層１４ｃに対応するようにエッチングを施してマイクロプレート１８を画素ごとに分割して、各マイクロプレート１８をフローティング状態とする。
【００６２】
これにより、整流層１４をなすＰ型ａ−Ｓｉ層１４ａ、ｉａ−Ｓｉ層１４ｂ、およびＮ型ａ−Ｓｉ層１４ｃの全てが、画素位置に対応するように画素分割され、エレメント１６ａ間で電荷移動を生じるということがなくなるし、マイクロプレート１８間でも電荷移動を生じるということがなくなる。
【００６３】
次に、光導電層１３をなす光導電性物質であるａ−Ｓｉをマイクロプレート１８上に成膜し、このａ−Ｓｉ上に第１ストライプ電極１２をなす電極部材を成膜する。そして最後に、エッチングが施された後のＮ型ａ−Ｓｉ層１４ｃの配設位置に対向してエレメント１２ａが配されるようにすなわち画素分割されたＮ型ａ−Ｓｉ層１４ｃに対応するようにストライプ状にエッチングを施してエレメント１２ａを形成する。
【００６４】
図３および図４は、画像情報記録（撮影）装置と画像情報読取装置を一体にした、上記検出器１０を用いた記録読取装置１の概略構成図を示すものであり、図３は検出器１０の斜視図と共に示した図、図４は検出器１０を等価回路で示した記録読取装置１の概略回路図である。なお、ガラス基板２０は省略して示す。図４において、コンデンサＣａは、マイクロプレート１８とエレメント１２ａとの間に形成されるものである。なお、この記録読取装置１は、例えば、例えば、フィルムデジタイザ用センサとして利用することができる。
【００６５】
電流検出回路７０には、検出器１０に流れ込む充電電流を検出する画像信号取得手段としての電流検出アンプ部７１、電源７２、第１ストライプ電極１２のエレメント１２ａの１つずつと各別に接続されたスイッチング素子７５ａを多数有するスイッチ部７５、および制御手段７６が設けられている。スイッチング素子７５ａとしては、オフ抵抗が十分大きいことが好ましく、例えばＭＯＳ−ＦＥＴを使用する。
【００６６】
電流検出アンプ部７１は、該電流検出アンプ７１の主要部を構成するオペアンプ７１ａを多数有している。各オペアンプ７１ａの非反転入力端子（＋）が電源７２の正極と接続され、反転入力端子（−）がエレメント１６ａ毎に夫々１つずつ個別に接続されている。電源７２の負極は、スイッチング素子７５ａの一方の端子に共通に接続されている。
【００６７】
電源７２とスイッチ部７５とは、本発明による、第１ストライプ電極１２と第２ストライプ電極１６との間に所定の電圧を印加することにより蓄電部１９に略一様の電荷を蓄積させる記録用電圧印加手段を構成する。
【００６８】
また、スイッチ部７５は、読取時には、第１ストライプ電極１２のエレメント１２ａの１つずつを、エレメント１６ａの長手方向に順次切り換えながら、切り換えられたエレメント１２ａが電源７２およびオペアンプ７１ａのイマジナリショートを介して、第２ストライプ電極１６の各エレメント１６ａと接続されるように構成されている。スイッチ部７５によるエレメント１６ａの長手方向への順次切換えは副走査に対応し、このスイッチ部７５による切換接続によって検出器１０に流れ込む充電電流が、第１ストライプ電極１２のエレメント１２ａ夫々について、各電流検出アンプにより同時（並列的）に検出されることにより、蓄電部１９に蓄積された電荷の量に応じたレベルの電気信号が取得される。つまり、電源７２とスイッチ部７５とは、第１ストライプ電極１２のエレメント１２ａの１つずつと第２ストライプ電極１６の各エレメント１６ａとの間に所定の電圧を印加する読取用電圧印加手段を構成するものでもある。
【００６９】
電流検出回路７０の出力信号Ｓはデータ処理部３に入力され、記憶装置４に一旦格納された後、所定の画像処理が施され、この処理後のデータＤが画像表示手段５に入力され、画像表示手段５上に画像情報を表す可視画像が表示されるように構成される。
【００７０】
以下、上記構成の記録読取装置１において、検出器１０の蓄電部１９に一様の電荷を蓄積し、その後、画像情報を静電潜像として記録し、さらに記録された静電潜像を読み出す方法について説明する。
【００７１】
最初に、蓄電部１９に一様の電荷を蓄積する一様電荷蓄積過程について、図５（Ａ）に示す電荷モデルを参照して説明する。なお、光導電層１４内に生成される負電荷（−）および正電荷（＋）を、図面上では−または＋を○で囲んで表すものとする。図５（Ｂ）は、等価回路で示した図である。いずれもガラス基板２０、および整流層１４内の層構成は省略して示す。
【００７２】
検出器１０の蓄電部１９に一様の電荷を蓄積する際には、先ずスイッチ部７５の各スイッチング素子７５ａを全てオンにし、第１ストライプ電極１２と第２ストライプ電極１６との間に、第２ストライプ電極１６側が正極となるように電源７２からオペアンプ７１ａを介して直流電圧を印加する。
【００７３】
これにより、エレメント１２ａとエレメント１６ａとの間には所定の電界分布が生じ、該電界が、エレメント１２ａとマイクロプレート１８との間に形成されたコンデンサＣａと、エレメント１２ａとマイクロプレート１８との間に形成されたダイオード１４ｄとに印加される。このとき、第２ストライプ電極１６側が正で、エレメント１２ａ側が負となるように電圧が印加されているので、ダイオード１４ｄは順バイアスされてオンし、エレメント１６ａの正電荷がダイオード１４ｄを通過しマイクロプレート１８まで移動する。したがって、第１ストライプ電極１２の全エレメント１２ａが負に帯電し、マイクロプレート１８が正に帯電して、マイクロプレート１８とエレメント１２ａとの間には、電源７２による印加電圧と同じ大きさの電圧が発生する（図５（Ａ））。
【００７４】
このように、本発明による画像検出器を適用した場合には、蓄電部に一様電荷を蓄積させる１次帯電用の手段として光源を必要としないので、簡易な記録装置を構成することができる。
【００７５】
次に、画像情報を静電潜像として記録する静電潜像記録過程について、図６に示す電荷モデルを参照して説明する。なお、一様電荷蓄積過程と同様に、記録光L2によって光導電層１３内に生成される負電荷（−）および正電荷（＋）を、図面上では−または＋を○で囲んで表すものとする。なお、ガラス基板２０、および整流層１４内の層構成は省略して示す。
【００７６】
検出器１０に静電潜像を記録する際には、先ずスイッチ部７５の全スイッチング素子７５ａをオフにして、検出器１０への電源７２からの電圧印加を停止させる（図６（Ａ））。
【００７７】
次に可視光L1を被写体の画像情報が記録されたフィルム９に照射し、その透過部９ａを透過した被写体の画像情報を担持する記録光L2を検出器１０の第１電極層１１側に照射する。なお、記録光L2を第１電極層１１側から照射する場合には、第１ストライプ電極１２側を記録光L2に対して透過性のあるものとする。
【００７８】
記録光L2は、検出器１０の第１電極層１１を透過し、光導電層１３内で記録光L2の線量に応じた量の正負の電荷対を発生せしめる（図６（Ｂ））。第１ストライプ電極１２と蓄電部１９との間には、各エレメント１２ａに帯電している負電荷と、マイクロプレート１８に捕捉され該マイクロプレート１８に帯電した一様な正電荷との間で所定の電界分布が生じている。したがって、この電界分布に応じて、発生した電荷対のうち、正電荷が第１電極層１１側に移動し、ストライプ電極１２のエレメント１２ａに帯電している負電荷と電荷再結合して消滅する。また、負電荷が蓄電部１９側に移動し、マイクロプレート１８に帯電している正電荷と電荷再結合して消滅する（図６（Ｃ）の右側部）。
【００７９】
一方、フィルム９の非透過部９ｂに照射された可視光L1は、該非透過部９ｂを透過することがないので、その部分に対応する光導電層１３内では電荷対が発生せず、第１ストライプ電極１２のエレメント１２ａには負電荷が帯電したまま残り、またダイオード１４ｄはカソードからアノードへは電流を流さないので、マイクロプレート１８には正電荷が帯電したまま残る（図６（Ｃ）の左側部）。
【００８０】
ところで、上述した説明では、エレメント１２ａや蓄電部１９のマイクロプレート１８に帯電している電荷を全て消滅させる分の電荷対が光導電層１３内で発生するものとして説明したものであるが、実際に発生する電荷対の量は、検出器１０に入射する記録光L2の強度や線量に応じたものとなる。電圧印加によって検出器内に一様に帯電させた電荷を全て消滅させることができるだけの電荷対を発生させられるとは限らない。
【００８１】
つまり、フィルム９の透過部９ａを透過し検出器１０に入射した記録光L2の強度や光量に発生電荷量が略比例することとなるので、検出器１０に蓄積されたまま残る電荷の量は、電圧印加によって蓄電部１９に蓄積せしめた一様電荷量から、この発生電荷量を差し引いたものとなる。したがって、記録光L2の強度や線量に応じて蓄電部１９の正電荷量が変わることとなり、検出器１０に静電潜像が記録されたこととなる。なお、潜像電荷はマイクロプレート１８に集中して蓄積されるので、記録時の鮮鋭度を向上させることができる。
【００８２】
次に、検出器に記録された静電潜像を読み出す静電潜像読取過程について、図７に示す電荷モデルを参照して説明する。なお、一様電荷蓄積過程および記録過程と同様に、光導電層１３内に生成された負電荷（−）および正電荷（＋）を、図面上では−または＋を○で囲んで表すものとする。なお、ガラス基板２０、および整流層１４内の層構成は省略して示す。
【００８３】
検出器１０から静電潜像を読み取る際には、スイッチ部７５のスイッチング素子７５ａがオンしたときに、オペアンプ７１ａのイマジナリショートを介して、エレメント１２ａとエレメント１６ａとの間に、記録光L2を照射する直前に検出器１０に印加されていた電圧と同じ極性および大きさの電圧、つまり電源７２から直流電圧が印加されるようにする（図７（Ａ））。
【００８４】
次いで、スイッチ部７５のスイッチング素子７５ａを、エレメント１６ａの長手方向に、一方の端から他方の端に向けて順次切り換えて１つずつオンさせて、オンしたスイッチング素子７５ａと接続されたエレメント１２ａと第２ストライプ電極１６の各エレメント１６ａとの間に電源７２から電圧を印加する（図７（Ｂ））。
【００８５】
この順次切り換えによる検出器１０への電圧印加によって、マイクロプレート１８に正電荷が蓄積されていない部分を挟むエレメント１２ａおよび該マイクロプレート１８においては、一様電荷蓄積過程と同様に、エレメント１２ａが負に帯電し、マイクロプレート１８が正に帯電する。一方、マイクロプレート１８に正電荷が帯電している部分では、マイクロプレート１８とマイクロプレート１８との間に印加電圧と略同じ大きさの電圧が生じているので、ダイオード１４ｄがオンすることなく、電荷移動はない。
【００８６】
例えば、図７（Ｃ）において、エレメント番号ｅ１に対応するマイクロプレート１８に４個の正電荷が蓄積されている部分では電荷移動がない。一方、エレメント番号ｅ２，ｅ３に対応するマイクロプレート１８に正電荷が蓄積されていない部分を挟むエレメント１２ａには４個の負電荷が帯電され、マイクロプレート１８には４個の正電荷が帯電されるようになる。図８（Ａ）は、このエレメント番号ｅ２についての、帯電の様子を等価回路で示した図であり、図８（Ｂ）は、この帯電に伴う充電電流Icの変化を表す図である。
【００８７】
電流検出アンプ部７１の電流検出アンプ７１ｄは、この電荷の帯電に伴う電荷の移動によって検出器１０に流れ込む充電電流を各エレメント１６ａ毎に同時に検出し、スイッチ部７５の順次切換えによって、次々と画素毎の潜像電荷に対応して電流検出アンプ７１ｄの出力部に観測される電圧変化を検出することによって静電潜像を表す画像信号を得る、つまり画像情報を読み取る。
【００８８】
このように、本発明による画像検出器を適用した場合、潜像電荷を読み取る手段として光源を必要としないので、簡易な読取装置を構成することができる。
【００８９】
上述の説明は、エレメント１２ａとエレメント１６ａとの間に、記録光L2を照射する直前に検出器１０に印加されていた電圧と同じ極性および大きさの電圧が印加されるようにしたものであるが、両エレメント間に印加する電圧は、必ずしも、このようなものでなくてもよい。例えば、自然放電による検出器１０の電圧低下を考慮して、電源７２の電圧よりも少し低い電圧を印加するようにしてもよい。なお、これが印加電圧の、最も望ましいものである。また、電源７２の電圧よりも大きな電圧を印加して、検出電流にオフセットを持たせるようにしてもよい。
【００９０】
なお、ダイオード１４ｄは容量を持つため、エレメント１２ａとエレメント１６ａ夫々が同電位になるように電荷の再分配が起きる。取り出し得る信号電流、即ち、画像信号に寄与する充電電流は光導電層１３への再充電電流であるため、ダイオード１４ｄへ分配された電荷だけ変化してしまう。したがって、画像信号に寄与する充電電流を大きくするには、ダイオード１４ｄの容量Ｃ１と光導電層１３の容量Ｃ２との比Ｃ１／Ｃ２を小さくした方がよい。このためには、エレメント１６ａを細く、ダイオード１４ｄの面積を小さくして容量比を下げる、或いは、光導電層１３を光吸収が十分である厚さで、できるだけ薄くするといったことが有効である。
【００９１】
図９は本発明を適用した第２の実施の形態による画像検出器の一態様としての放射線固体検出器（以下単に検出器ともいう）の概略構成を示す図であり、図９（Ａ）は斜視図、図９（Ｂ）はＰ矢指部のＸＹ断面図、図９（Ｃ）はＱ矢指部のＸＺ断面図である。
【００９２】
この第２実施形態の検出器１０としては、上記第１実施形態の検出器１０と同様に整流層１４をａ−Ｓｉを主成分とするもので構成するとともに、図示するように、整流層１４をなすＰ型ａ−Ｓｉ層１４ａ、ｉａ−Ｓｉ層１４ｂ、およびＮ型ａ−Ｓｉ層１４ｃの全てを、画素位置に対応するように画素分割した構成とする。
【００９３】
図１０は、第２の実施の形態による放射線固体検出器を用いた記録読取装置１の全体構成を示す図である。第１の実施の形態においては、被写体の画像情報が予め記録されたフィルム９を可視光L1の照射対象としていたが、第２の実施の形態においては、放射線源９０から放射線L1を被写体９そのものに爆射し、被写体９の透過部９ａを通過した被写体９の放射線画像情報を担持する記録光L2を検出器１０に照射する構成となっている。検出器１０および電流検出回路７０は、遮光ケース２内に収容されている。電流検出回路７０の出力信号Ｓはデータ処理部３に入力され、記憶装置４に一旦格納された後、所定の画像処理が施され、この処理後のデータＤが画像表示手段５に入力され、画像表示手段５上に放射線画像情報を表す可視画像が表示されるように構成されている。
【００９４】
この第２の実施の形態による検出器１０においては、上記第１の実施の形態による検出器１０の第１電極層１１の外側に、記録光L2の励起により該記録光L2の波長と異なる波長の蛍光L4を発する波長変換層としての蛍光体（シンチレータ）１７ａを積層すると共に、第１電極層を蛍光L4に対して透過性を有するものとし、光導電層１３を蛍光体１７ａから発せられる蛍光L4の照射を受けることにより導電性を呈するものとしている。
【００９５】
蛍光体１７ａとしては、記録光L2に対する波長変換効率が高い蛍光体を用いるのが好適である。例えば、光導電層１３の物質としてａ−Ｓｉを主成分とする光導電性物質を使用する場合には、光導電層１３は緑色光に対して極めて効率よく導電性を呈するようになるので、蛍光体１７ａからこの緑色光が発せられるように、ＧＯＳ、ＣｓＩ：Ｔｌなどを主成分とする蛍光体を用いるのが好適である。
【００９６】
また、光導電層１３の物質としてａ−Ｓｅを主成分とする光導電性物質を使用する場合には、光導電層１３は青色光（波長４００〜４３０nm程度；以下同様）に対して極めて効率よく導電性を呈するようになるので、蛍光体１７ａからこの青色光が発せられるように、ＹＴａＯ4 ：Ｎｂ、ＬａＯＢｒ：Ｔｂ、ＣｓＩ：Ｎａなどを主成分とする蛍光体を用いるのが好適である。
【００９７】
この第２の実施の形態による検出器１０を使用する場合の静電潜像記録過程について、図１１および図１２に示す電荷モデルを参照して説明する。ここでも、第１の実施の形態による検出器１０を使用した場合と同様に、記録光L2によって励起・発光された蛍光L4によって光導電層１３内に生成される負電荷（−）および正電荷（＋）を、図面上では−または＋を○で囲んで表すものとする。なお、電圧を印加して一様電荷を帯電させる一様電荷帯電過程および静電潜像読取過程については、上記第１の実施の形態による検出器１０を使用する場合と同様であるので、説明を省略する。なお、ガラス基板２０、および整流層１４内の層構成は省略して示す。
【００９８】
最初に、記録光L2を第１電極層１１側、すなわち蛍光体１７ａ側から照射する場合における静電潜像記録過程について、図１１を参照して説明する。
【００９９】
図１１（Ａ）に示す一様電荷蓄電状態で、検出器１０への電圧の印加を停止させた後、放射線L1を被写体９に爆射し、被写体９の透過部９ａを通過した被写体の放射線画像情報を担持する記録光L2を、検出器１０の蛍光体１７ａ側に照射する。これにより、蛍光体１７ａから、記録光L2の励起により、記録光L2の線量に応じた光量の蛍光L4が発せられる（図１１（Ｂ））。蛍光体１７ａから発せられた蛍光L4は、第１電極層１１を透過し、光導電層１３内で蛍光L4の光量に応じた量の正負の電荷対を発生せしめる（図１１（Ｃ））。
【０１００】
第１の実施の形態による検出器１０を用いた場合と同様に、発生した電荷対のうち、負電荷が第１電極層１１側に移動し、ストライプ電極１２のエレメント１２ａに帯電している正電荷と電荷再結合して消滅する。また、正電荷が蓄電部１９側に移動し、マイクロプレート１８に帯電している負電荷と電荷再結合して消滅する（図１１（Ｄ）の検出器１０の右側部）。
【０１０１】
一方、被写体９の非透過部９ｂに照射された放射線は、被写体を透過することがないので、その部分に対応する蛍光体１７ａからは蛍光L4が発せられることはなく、第１ストライプ電極１２のエレメント１２ａには正電荷が帯電し、マイクロプレート１８には負電荷が帯電したまま残る（図１１（Ｃ）の検出器１０の左側部）。
【０１０２】
つまり、第１の実施の形態による検出器１０においては、記録光L2の照射を直接受けて光導電層１３内で電荷対が発生するのに対して、第２の実施の形態による検出器１０においては、蛍光L4の照射を受けて光導電層１３内で電荷対が発生するという点が異なるのみであり、換言すれば、記録光L2と蛍光L4の違いを除いて、検出器１０に静電潜像を記録する過程には大きな違いがない。
【０１０３】
次に、記録光L2を第２電極層１５側から照射する場合について、図１２を参照して説明する。なお、図１２（Ａ）は、図１１（Ａ）と同じ図である。なお、この場合、整流層１４およびマイクロプレート１８は、少なくとも記録光L2に対して透過性を有するものとする。
【０１０４】
図１２（Ａ）に示す蓄電状態で、検出器１０への電圧の印加を停止させた後、放射線を被写体９に爆射し、被写体９の透過部９ａを通過した記録光L2を検出器１０の第２電極層１５側に照射する。記録光L2は、第２電極層１１および整流層１４を透過し、光導電層１３内で記録光L2の線量に応じた量の正負の電荷対を発生せしめる（図１２（Ｂ））。
【０１０５】
しかしながら、光導電層１３の放射線吸収効率はさほど高くないので、記録光L2の中には光導電層１３を透過するものもある。この光導電層１３を透過した記録光L2’が、第１電極層１１を透過し蛍光体１７ａに入射する。これにより、蛍光体１７ａから、記録光L2’の励起により、記録光L2’の線量に応じた光量の蛍光L4が発せられる。蛍光体１７ａから発せられた蛍光L4は、第１電極層１１を透過し、光導電層１３内で蛍光L4の光量に応じた量の正負の電荷対を発生せしめる（図１２（Ｃ））。以下、上述した蛍光体１７ａ側から記録光L2を照射する場合と同様の作用をなし、エレメント１２ａや蓄電部１９の電荷が消滅する（図１２（Ｄ））。
【０１０６】
このように、蛍光体１７ａを積層した検出器１０を用いれば、記録光L2だけでなく波長変換された蛍光L4により極めて効率よく光導電層１３において正負の電荷対を発生せしめることができるようになるので、第１の実施の形態による検出器１０を用いたときには記録光L2の中には、潜像電荷の蓄積に寄与せず、光導電層１３を透過してしまうものも存在していたのに対して、電荷発生効率を向上させることができる。
【０１０７】
また、記録光L2を第２電極層１５側から照射する場合には、蛍光体１７ａ側から照射する場合よりも、蛍光体１７ａの放射線吸収量の大きい放射線入射側と光導電層１３が隣接するため、電荷発生効率が高くなる。つまり、放射線源９０、蛍光体１７ａ、光導電層１３という順序の配置よりも、放射線源９０、光導電層１３、蛍光体１７ａという順序の配置の方が電荷発生効率がよくなり、読取時のＳ／Ｎもよくなる。
【０１０８】
さらに、蛍光体として、特にヨウ化セシウム（ＣｓＩ）を用いた場合には、放射線吸収率を高くすることができるので、記録光L2の照射量を少なくしても十分に多くの電荷を蓄積せしめることができるようになり、被写体９に対しての被爆線量を低く抑えることもできる。
【０１０９】
なお、上記第２の実施の形態による検出器１０は、第１電極層１１の外側に蛍光体１７ａを積層したものであるが、第２電極層１５の外側に蛍光体を積層した構造としてもよい。
【０１１０】
図１３は本発明を適用した第３の実施の形態による放射線固体検出器の概略構成を示す図であり、図１３（Ａ）は斜視図、図１３（Ｂ）はＰ矢指部のＸＹ断面図、図１３（Ｃ）はＱ矢指部のＸＺ断面図である。
【０１１１】
この第３の実施の形態による検出器１０においては、上述した第２の実施の形態による検出器１０の第２電極層１５の外側（本例ではガラス基板２０の外側）に光導電層１３を透過した記録光L2’の励起により該記録光L2’の波長と異なる波長の蛍光L5を発する蛍光体１７ｂをさらに積層すると共に、整流層１４および第２電極層１５を蛍光L5に対して透過性を有するものとし、光導電層１３を蛍光体１７ａから発せられる蛍光L4および蛍光体１７ｂから発せられる蛍光L5の照射を受けることにより導電性を呈するものとしている。
【０１１２】
整流層１４を蛍光L5に対して透過性を有するものとするには、整流層１４をなすＰ型ａ−Ｓｉ層１４ａ、ｉａ−Ｓｉ層１４ｂ、およびＮ型ａ−Ｓｉ層１４ｃを構成する物質として、炭素Ｃあるいは窒素Ｎをドープしたａ−ＳｉＣやａ−ＳｉＮなどを用いるとよい。ａ−Ｓｉに炭素Ｃや窒素Ｎをドープするとバンドギャップを大きくすることができ、これにより短波長側での吸収が大きく比較的長波長側の緑色の蛍光に対しては透過性を有するものとすることができるからである。短波長側での吸収が大きくなるように、バンドギャップを大きくするものであれば、炭素Ｃや窒素Ｎに限らず、公知のその他のドープ剤を用いてもよい。
【０１１３】
また、ａ−ＳｉＣやａ−ＳｉＮを、Ｐ型とするには硼素Ｂを微量ドープするとよく、Ｎ型とするには燐Ｐを微量ドープするとよい。
【０１１４】
また、図１４に示すように、整流層１４のダイオード１４ｄのサイズを、解像可能な最小の画素サイズの略２／３以下となるようにエッチングにより形成すると共に、各ダイオード１４ｄの間を蛍光体５７ｂで発せられる蛍光L5に対して透過性を有する物質で充填するようにしてもよい。
【０１１５】
なお、整流層１４を蛍光L5に対して透過性を有するものとする手法は、整流層１４を記録光L2に対して透過性を有するものとする手法としても使用することができる。
【０１１６】
マイクロプレート１８は、少なくとも蛍光体１７ｂで発せられる蛍光L5に対して透過性を有しているのが好ましく、ＩＴＯ膜などの周知の透明導電膜を使用するのが好適である。
【０１１７】
光導電層１３の物質としては、蛍光体１７ａ，１７ｂから発せられる緑色光に対して極めて効率よく導電性を呈するａ−Ｓｉを主成分とする光導電性物質が適当である。この光導電層１３の厚さは、蛍光L4，L5を十分に吸収できるような厚さにするのが好ましい。
【０１１８】
蛍光体１７ａ，１７ｂとしては、波長変換効率が高い蛍光体を用いるのが好ましく、上述のように、光導電層１３の物質としてａ−Ｓｉを主成分とする光導電性物質を使用する場合には、蛍光体１７ａ，１７ｂから緑色光が発せられるように、ＧＯＳ、ＣｓＩ：Ｔｌなどを主成分とする蛍光体を用いるのが好ましい。
【０１１９】
この第３の実施の形態による検出器１０を使用する場合の静電潜像記録過程について、図１５および図１６に示す電荷モデルを参照して説明する。ここでも、第１の実施の形態による検出器１０を使用した場合と同様に、記録光L2によって励起・発光された蛍光L4によって光導電層１３内に生成される負電荷（−）および正電荷（＋）を、図面上では−または＋を○で囲んで表すものとする。いずれも、ガラス基板２０、および整流層１４内の層構成は省略して示す。なお、電圧を印加して一様電荷を帯電させる一様電荷帯電過程および静電潜像読取過程については、上記第１の実施の形態による検出器１０を使用する場合と同様であるので、説明を省略する。
【０１２０】
図１５（Ａ）に示す一様電荷蓄電状態で、検出器１０への電圧の印加を停止させた後、放射線を被写体９に爆射し、被写体９の透過部９ａを通過した記録光L2を、検出器１０の蛍光体１７ａ側に照射する。
【０１２１】
これにより、記録光L2の線量に応じた光量の蛍光L4が蛍光体１７ａから発せられる（図１５（Ｂ））。蛍光L4は、第１電極層１１を透過し、光導電層１３内で蛍光L4の光量に応じた量の正負の電荷対を発生せしめる（図１５（Ｃ））。発生した電荷対のうち、負電荷が第１電極層１１側に移動し、エレメント１２ａに帯電している正電荷と電荷再結合して消滅し、また、正電荷が蓄電部１９側に移動し、マイクロプレート１８に帯電している負電荷と電荷再結合して消滅する（図１５（Ｄ）の検出器１０の右側部）。一方、被写体９の非透過部９ｂに対向する部分では、エレメント１２ａには正電荷が帯電し、マイクロプレート１８には負電荷が帯電したまま残る（図１５（Ｄ）の検出器１０の左側部）。つまり、ここまでは、第２の実施の形態による検出器１０において記録光L2を蛍光体１７側に照射して静電潜像を記録する過程と同じである。
【０１２２】
ところで、上述した説明においては、エレメント１２ａや蓄電部１９のマイクロプレート１８に帯電している電荷を全て消滅させる分の電荷対が光導電層１３内で発生するものとしていたが、実際に発生する電荷対の量は、検出器１０に入射する記録光L2の強度や線量に応じたものとなる。また、強度や線量が同じであっても、蛍光体１７ａの変換効率や光導電層１３の電荷発生効率に応じて電荷対の発生量が違ってくる。つまり、検出器１０内に一様に帯電させた電荷を全て消滅させることができるだけの電荷対を発生させられるとは限らないので、被写体９の透過部９ａに対応する部分においても、エレメント１２ａや蓄電部１９のマイクロプレート１８には、一部の電荷が帯電されたまま残る（図１６（Ａ））。
【０１２３】
また、記録光L2の中には、蛍光体１７ａ内で蛍光L4に変換されることなく、蛍光体１７ａを透過するものがある。この透過した記録光L2’は、第１電極層１１、光導電層１３、整流層１４、第２電極層１５を透過し蛍光体１７ｂを励起する。これにより、記録光L2’の線量に応じた光量の蛍光L5が蛍光体１７ｂから発せられる（図１６（Ｂ））。蛍光L5は、第２電極層１５および整流層１４を透過し、光導電層１３内で蛍光L5の光量に応じた量の正負の電荷対を発生せしめる（図１６（Ｃ））。以下、上述した蛍光L4による作用と同様の作用をなし、エレメント１２ａや蓄電部１９の電荷が消滅する（図１６（Ｄ））。
【０１２４】
このように、蛍光体１７Ａ，１７ｂを検出器１０の両側に積層した場合には、検出器１０の一方の電極層の外側に積層された蛍光体を透過した記録光L2を、他方に積層された蛍光体により蛍光に変換して、この他方の蛍光体で発せられた蛍光によっても光導電層１３内で電荷対を発生させることが可能となり、上述した第２の実施の形態による検出器１０のように、いずれか一方の電極層の外側にのみ蛍光体を積層した場合よりも、光導電層１３内での電荷発生効率を高めて、信号として取り出し得る電流量を大きくすることができるようになり、読取時のＳ／Ｎをさらに向上させることができる。
【０１２５】
上述の説明は、記録光L2を蛍光体１７ａ側から照射する場合について説明したものであるが、蛍光体１７ｂ側から記録光L2を照射してもよい。この場合、マイクロプレート１８は、少なくとも蛍光体１７ｂで発せられる蛍光L5に対して透過性を有しているのが好ましく、ＩＴＯ膜などの周知の透明導電膜を使用するのが好適である。
【０１２６】
なお、上述した各実施形態の検出器１０は、読取速度が速く、読取時においてエレメント１２ａの１つずつとエレメント１６ａとの間に所定の電圧を印加することが蓄電部１９に一様電荷を蓄積するすなわち検出器１０を充電することとなり、このことは実質的には記録開始状態に戻すことになるので、いわゆるリアルタイム検出を行なうことが可能である。つまり、第２ストライプ電極１６を「読取充電後に電圧開放状態の記録状態にする」をエレメント１６ａを順に切り替えることで、リアルタイム検出を行なうことができる。
【０１２７】
ここで、高解像度であることが必要でないなど、大きな画素サイズの検出で十分な場合には、複数本のエレメント１６ａに同時に電圧を印加したりあるいは特開平 7-72258号に記載のように数画素分おきに間引き読みを行なうことにより読出し画素数を低減することができ、これによって検出器１０と接続された電流検出回路７０や該電流検出回路７０の後段に接続される信号処理回路の処理速度を落とすことができる。
【０１２８】
このようにリアルタイム検出を行なう用途としては、例えば特開平7-193751号に記載のように腹部や心臓などの透視撮影（動画撮影）を行なう装置あるいは特開平7-116154号に記載のようなコーンビームＣＴなどがある。
【０１２９】
また、リアルタイム検出としての透視撮影と静止画撮影とを切り替えて、好みの撮影モードを選択するようにすることもできる。透視撮影時に間引き読みを行なうとともに透視撮影と静止画撮影とを切り替えるようにした際のタイミングチャートの一例を図１７に示す。図示するように、間引き読みを行なうと、透視撮影時には、読取りを行なっているラインと読取りを行なっていないラインとで残存電荷量の応答波形に違いが生じるが、静止画撮影時には、最初に全ライン分の両エレメント１２ａ，１６ａ間に電源７２から電圧を印加して蓄電部１９に一様電荷を蓄積するので、何ら不都合を生じることがない。
【０１３０】
以上、本発明による画像検出器、該検出器に画像情報を記録する方法および装置、並びに画像情報が記録された検出器から画像情報を読み取る方法および装置の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は、上述した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。
【０１３１】
例えば、上記説明においては、整流層１４には、Ｐ型ａ−Ｓｉ層１４ａがアノードで、Ｎ型ａ−Ｓｉ層１４ｃがカソードとなるダイオード（整流素子）１４ｄが構成されるものとして説明したものであるが、ダイオードの向きを逆にした構成としてもよい。この場合、電流検出回路７０を構成する電源７２などの接続態様を、ダイオードの向き変更に対応するように変更すればよい。
【０１３２】
また上記説明においては、蓄電部を良好に形成するために、光導電層と整流層との間に、マイクロプレートを設けたものについて説明したものであるが、本発明は、これに限らず、潜像電荷を蓄積する蓄電部を、光導電層の内側若しくは内側近傍に形成することができるものであれば、どのような構成を採ってもよい。例えば、静電潜像を表す潜像電荷を捕捉・蓄電する周知のトラップ層（例えば、米国特許第 4535468号参照）や、潜像電荷に対しては略絶縁体として作用し、且つ該潜像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（例えば、本願出願人による、特願平10−232824号や同10−271374号参照）を、光導電層と整流層との間に設けるようにしてもよい。トラップ層を設けた場合には、トラップ層内或いはトラップ層と光導電層との界面に潜像電荷が保持・蓄電される。一方、電荷輸送層を設けた場合には、電荷輸送層と光導電層との界面に潜像電荷が保持・蓄電される。また、トラップ層や電荷輸送層を設け、このトラップ層や電荷輸送層と光導電層との界面に、さらに、マイクロプレートなどの多数の微小導電部材を、画素毎に各別に設けるようにしてもよい。
【０１３３】
さらにまた、上述した第２および第３の実施の形態による検出器１０においては、何れも、蛍光体が検出器と一体となったものについて説明したものであるが、本発明は必ずしもこのようなものに限るものではなく、蛍光体と検出器とを別体のものとし、記録時には、例えば検出器１０の前面に蛍光体を配置して、記録光を照射するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による画像検出器の一態様である放射線固体検出器の第１の実施の形態の斜視図（Ａ）、Ｐ矢指部のＸＹ断面図（Ｂ）、Ｑ矢指部のＸＺ断面図（Ｃ）
【図２】整流層を画素分割した形態の検出器の概略構成を示す図であって、斜視図（Ａ）、Ｐ矢指部のＸＹ断面図（Ｂ）、Ｑ矢指部のＸＺ断面図（Ｃ）、整流素子周辺の拡大図（Ｄ）
【図３】上記放射線固体検出器を用いた記録読取装置の概略構成図であって、検出器の斜視図と共に示した図
【図４】上記放射線固体検出器を等価回路で示した記録読取装置の概略回路図
【図５】第１の実施の形態による放射線固体検出器を使用した場合の、一様電荷蓄積過程を示す電荷モデル（Ａ）、等価回路図（Ｂ）
【図６】第１の実施の形態による放射線固体検出器を使用した場合の、静電潜像記録過程を示す電荷モデル（Ａ）〜（Ｃ）、等価回路図（Ｄ）
【図７】第１の実施の形態による放射線固体検出器を使用した場合の、充電電流を検出する静電潜像読取過程を示す電荷モデル（Ａ）〜（Ｃ）
【図８】上記充電電流を検出する場合における、正電荷の再分配をコンデンサモデルで示した図（Ａ）、充電電流の変化を示す図（Ｂ）
【図９】本発明の第２の実施の形態による放射線固体検出器の斜視図（Ａ）、Ｐ矢指部のＸＹ断面図（Ｂ）、Ｑ矢指部のＸＺ断面図（Ｃ）
【図１０】記録読取装置の全体構成を示す図
【図１１】第２の実施の形態による放射線固体検出器を使用した場合の、記録光を蛍光体側から照射する静電潜像記録過程を示す電荷モデル（Ａ）〜（Ｄ）
【図１２】第２の実施の形態による放射線固体検出器を使用した場合の、記録光を第２電極層側から照射する静電潜像記録過程を示す電荷モデル（Ａ）〜（Ｄ）
【図１３】本発明の第３の実施の形態による放射線固体検出器の斜視図（Ａ）、Ｐ矢指部のＸＹ断面図（Ｂ）、Ｑ矢指部のＸＺ断面図（Ｃ）
【図１４】上記第３の実施の形態による放射線固体検出器の変更態様を示した図
【図１５】第３の実施の形態による放射線固体検出器を使用した場合の、静電潜像記録過程を示す電荷モデル（Ａ）〜（Ｄ）
【図１６】図１５に続く、静電潜像記録過程を示す電荷モデル（Ａ）〜（Ｄ）
【図１７】リアルタイム検出としての透視撮影と静止画撮影とを切り替えるようにした際のタイミングチャートの一例を示す図
【符号の説明】
１０ 放射線固体検出器
１１ 第１電極層
１２ 第１ストライプ電極
１２ａ エレメント（線状電極）
１３ 光導電層
１４ 整流層
１４ｄ ダイオード（整流素子）
１５ 第２電極層
１６ 第２ストライプ電極
１６ａ エレメント（線状電極）
１７ａ 蛍光体
１７ｂ 蛍光体
１８ マイクロプレート（導電部材）
１９ 蓄電部
２０ ガラス基板
７０ 電流検出回路
７１ 電流検出アンプ部（画像信号取得手段）
７２ 電源
７５ スイッチ部（接続手段）
７６ 制御手段
９０ 記録光照射手段
L2 記録用の放射線（記録光）
L4,L5 蛍光[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a radiation solid state detector having a power storage unit that accumulates an amount of electric charge corresponding to the dose of irradiated radiation, and records radiation image information as an electrostatic latent image in the power storage unit using the detector. And a method and apparatus for reading a recorded electrostatic latent image.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an apparatus using an image detector, such as a facsimile, a copying machine, or a radiation imaging apparatus, is known.
[0003]
For example, in a medical radiation imaging apparatus or the like, a radiation solid having a photoconductor (layer) such as a selenium plate that is sensitive to radiation such as X-rays in order to reduce the exposure dose received by the subject and improve diagnostic performance. Using a detector (electrostatic recording medium) as an image detector, the radiation solid detector is irradiated with X-rays, and an amount of electric charge corresponding to the dose of the irradiated radiation is latent in the power storage unit in the radiation solid detector. By accumulating as an image charge, radiographic image information is recorded as an electrostatic latent image in a power storage unit, and by scanning a radiation solid detector on which the radiographic image information is recorded with a laser beam or a line light source, Methods for reading radiation image information from a detector are known (for example, JP-A-6-217322, US Pat. No. 4,857,723, JP-A-9-5906, etc.).
[0004]
In the method described in JP-A-6-217322, a conductive layer, an X-ray photoconductive layer, a dielectric layer, and an electrode layer having a large number of microplates corresponding to pixels are stacked, and a charge is applied to each microplate. A radiation solid state detector to which a readout TFT (thin film transistor) is connected is used as an image detector, and the radiation solid state detector is irradiated with X-rays transmitted through the subject to be connected between each microplate and the conductive layer. The radiation image information is recorded in the radiation solid state detector by storing the latent image charge in the power storage unit to be formed, and then the TFT is scanned and driven, and the latent image charge stored in the power storage unit is transferred to the outside of the radiation solid state detector. The radiographic image information is read by reading the data.
[0005]
In addition, the method described in the above-mentioned US Pat. No. 4,857,723 has a radiation solid state detector having a structure in which both sides of a photoconductive layer are sandwiched between insulating layers and the outside is sandwiched between stripe electrodes having a number of linear electrodes orthogonal to each other. Used as an image detector, this radiation solid state detector is irradiated with X-rays that have passed through the subject, and two power storages formed at the interface between the photoconductive layer and the insulating layer at the position where both stripe electrodes intersect The radiographic image information is recorded in the radiation solid detector by accumulating latent image charges having different polarities in the unit, and then the radiation solid detector is scanned with the laser beam as the reading light and accumulated in the power storage unit. The radiation image information is read by reading the latent image charge outside the radiation solid state detector.
[0006]
The method described in JP-A-9-5906 is formed by laminating a first electrode layer / a photoconductive layer for recording / a trap layer as a power storage unit / a photoconductive layer for reading / a second electrode layer in this order. Using a radiation solid state detector as an image detector, irradiating uniform exposure light in a state where a high voltage is applied between electrodes arranged on both sides in advance to form a primary charge on the power storage unit of the detector, The electrode is short-circuited, a high voltage is applied, or the electrode is open, and an X-ray that has passed through the subject is irradiated with an electric field generated in the recording photoconductive layer so that a latent image charge is applied to the power storage unit. After the radiation image information is recorded in the radiation solid detector by accumulating, the both electrodes are short-circuited, and the radiation solid detector is scanned with laser light as reading light, and the latent image accumulated in the power storage unit Reading out the charge outside the radiation solid state detector What, is intended to read the radiation image information.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the method described in JP-A-6-217322 needs to provide a charge readout TFT in the electrode layer provided with the microplate, and the structure of the image detector is complicated and the manufacturing cost increases. There is a problem.
[0008]
The method described in the above-mentioned U.S. Pat. No. 4,857,723 is a method with a simple structure of a radiation solid detector and a low manufacturing cost, but the structure for reading out the latent image charge accumulated in the detector is complicated and expensive. Since a complicated laser scanning system is required, there is a problem that the structure of the reading apparatus becomes complicated and the cost of the entire system from recording to reading increases.
[0009]
Further, the method described in Japanese Patent Laid-Open No. 9-5906 is not limited to the problem of the method described in US Pat. No. 4,857,723. Therefore, there is a problem that the apparatus becomes larger and the system cost is further increased.
[0010]
The present invention simplifies the structure of the image detector without using TFTs so as not to increase the manufacturing cost, and enables simple reading without using primary charging or a light source for reading. An object of the present invention is to provide an image detector for normalizing, a method and apparatus for recording radiographic image information in the image detector, and a method and apparatus for reading radiographic image information from an image detector in which radiographic image information is recorded. It is.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
An image detector according to the present invention includes a power storage unit that accumulates an amount of latent image charge corresponding to the amount of irradiated electromagnetic waves for recording, and image detection that records image information as an electrostatic latent image in the power storage unit. A first electrode layer having a first stripe electrode composed of a plurality of linear electrodes, an electromagnetic wave for recording and / or irradiation with light having a wavelength different from the wavelength of the electromagnetic wave emitted by excitation of the electromagnetic wave And a second stripe electrode comprising a plurality of linear electrodes formed so as to intersect with the linear electrodes of the first stripe electrode Further, the second electrode layer is provided in this order.
[0012]
In the above, the “recording electromagnetic wave” is an electromagnetic wave incident on the detector and may be an electromagnetic wave carrying image information. For example, X-ray radiation or light (not limited to visible light) is used. be able to. Moreover, the light of the wavelength different from the wavelength of this primary electromagnetic wave emitted by excitation of the primary electromagnetic wave (radiation, light) emitted from the electromagnetic wave source may be sufficient.
[0013]
`` Linear electrode '' means an electrode having an elongated shape as a whole, and may be any columnar or prismatic one as long as it has an elongated shape. A flat electrode is preferred. In addition, when arrange | positioning so that the linear electrode of a 1st stripe electrode may cross | intersect with the linear electrode of a 2nd stripe electrode, it is preferable to arrange | position so that it may mutually orthogonally cross.
[0014]
The “rectifying layer” means a layer that can flow in one direction without hindering current but hardly flows current in the other direction.
[0015]
This rectifying layer is usually composed of an N-type semiconductor, an insulator, and a P-type semiconductor, but the specific resistance is small depending on the members (for example, a-Si), and the inside of the P-type or N-type semiconductor. Therefore, there is a possibility that charge transfer may occur and hinder image formation. Therefore, when this charge transfer cannot be allowed, the rectifying layer constituting the detector of the present invention is formed by arranging an N-type semiconductor, an insulator, and a P-type semiconductor in this order. Of the semiconductor and the P-type semiconductor, the one arranged on the power storage unit side is divided into two-dimensional pixels so as to correspond to the pixel positions defined by the first stripe electrode and the second stripe electrode, Of the N-type semiconductor and the P-type semiconductor, the one disposed on the second electrode layer side is divided into stripes (one-dimensionally) so as to correspond to the second stripe electrodes, or It is desirable that pixels are two-dimensionally divided so as to correspond to the pixel positions, that is, pixels are divided in any of the arrangement directions of both stripe electrodes.
[0016]
The pixel position defined by the first stripe electrode and the second stripe electrode is a spatial position between the stripe electrodes defined by the three-dimensional intersection of the stripe electrodes. This spatial position does not exactly coincide with the position of the intersection, and may move somewhat depending on the method of forming the power storage unit. For example, when the power storage unit is formed by a conductive member to be described later, the pixel position is affected by the position of the conductive member.
[0017]
Etching is preferably used to divide the P-type semiconductor and the N-type semiconductor in this way. Hereinafter, this type of image detector is referred to as an image detector in which the rectifying layer is divided into pixels.
[0018]
Note that the insulator disposed between the N-type semiconductor and the P-type semiconductor is also divided into stripes (one-dimensional shape) so as to correspond to the first or second stripe electrodes, or the pixel. The pixel may be divided in two dimensions so as to correspond to the position.
[0019]
In the image detector according to the present invention, any storage unit that accumulates latent image charges may be formed inside or near the inside of the photoconductive layer, but this storage unit is provided separately for each pixel position. It is desirable that each of them is formed by a conductive member (microplate) that is electrically disconnected (floating) and makes the latent image charges have the same potential.
[0020]
In the image detector according to the present invention, it is preferable that a phosphor that emits light having a wavelength different from the wavelength of the electromagnetic wave by excitation of the recording electromagnetic wave is provided outside the first electrode layer.
[0021]
The rectifying layer in the image detector according to the present invention is preferably transparent to light having a wavelength different from the wavelength of the electromagnetic wave for recording or the electromagnetic wave emitted by excitation of the electromagnetic wave for recording.
[0022]
In order to obtain a rectifying layer having transparency as described above, the rectifying layer is made of a substance having transparency to a recording electromagnetic wave or light having a wavelength different from the wavelength of the electromagnetic wave emitted by excitation of the recording electromagnetic wave. It is good to be formed by.
[0023]
Alternatively, the rectifying layer is composed of a number of rectifying elements formed by etching or the like so that each size is 2/3 or less of the minimum resolvable pixel size, and the recording electromagnetic wave is between the rectifying elements. Alternatively, it may be formed of a substance having transparency to light having a wavelength different from the wavelength of the electromagnetic wave emitted by excitation of the recording electromagnetic wave.
[0024]
As described above, the insulator disposed between the N-type semiconductor and the P-type semiconductor is also divided into stripes (one-dimensional) so as to correspond to the first or second stripe electrodes. If the pixel is two-dimensionally divided so as to correspond to the pixel position, the entire rectifying layer is divided so as to correspond to the stripe electrode or the pixel position, and this divided member Therefore, in the case of this type of detector, the rectifying layer is effectively a recording electromagnetic wave or a wavelength of the electromagnetic wave emitted by excitation of the recording electromagnetic wave. It is transparent to light of a different wavelength.
[0025]
In the image detector according to the present invention, it is more preferable that a phosphor that emits light having a wavelength different from the wavelength of the electromagnetic wave by excitation of the recording electromagnetic wave is provided outside the second electrode layer.
[0026]
An image detector manufacturing method according to the present invention is an image detector manufacturing method in which a rectifying layer is divided into pixels, a second electrode layer is formed, and an N-type semiconductor and a P-type semiconductor are formed on the second electrode layer. After forming one of the films, etching is performed so as to face the second stripe electrode, and an insulator is formed on the one after the etching, and the insulating film is formed. After forming the other of the N-type semiconductor and the P-type semiconductor on the body, it is opposed to the second stripe electrode and has a desired pixel pitch and pixel width in the longitudinal direction of the second stripe electrode. Etching is performed, and after forming the electrode member forming the first electrode layer on the photoconductive layer, the power storage unit and the photoconductive layer are formed in this order on the other after the etching. Opposing to the other arrangement position after applying A first stripe electrode is subjected to etching in a stripe shape to be disposed Te is characterized in. Note that the second electrode layer is preferably formed on a light-transmitting support such as a glass substrate.
[0027]
In this manufacturing method, one of the N-type semiconductor and the P-type semiconductor may be etched so as to have a desired pixel pitch and pixel width in the longitudinal direction of the second stripe electrode. That is, the pixels are divided in both the second stripe electrode arrangement direction and the first stripe electrode arrangement direction (longitudinal direction of the second stripe electrode).
[0028]
The image recording method according to the present invention irradiates the image detector with an electromagnetic wave for recording and accumulates an amount of electric charge corresponding to the amount of the electromagnetic wave in the power storage unit, thereby electrostatically storing image information in the power storage unit. An image recording method for recording as a latent image,
By applying a predetermined voltage between the first stripe electrode and the second stripe electrode, a substantially uniform charge is accumulated in the power storage unit,
Recording is performed by stopping application of voltage and irradiating the image detector with electromagnetic waves for recording.
[0029]
“Irradiating a recording electromagnetic wave” is not limited to directly irradiating a detector with a recording electromagnetic wave, for example, radiation transmitted through a subject. For example, recording radiation is applied to a scintillator (phosphor). It also includes indirect irradiation in which the detector is irradiated with light emitted by excitation of electromagnetic waves for recording, such as fluorescence emitted in the scintillator.
[0030]
Further, in the recording method in the case of using a detector in which the phosphor is not laminated as the image detector, the recording electromagnetic wave is excited facing the first electrode layer and / or the second electrode layer. Thus, a phosphor that emits light having a wavelength different from the wavelength of the electromagnetic wave may be provided, and the detector may be irradiated with the light emitted from the phosphor. This makes it substantially equivalent to use a detector in which phosphors are stacked.
[0031]
In this case, a phosphor that emits light having a wavelength different from the wavelength of the electromagnetic wave by the excitation of the electromagnetic wave for recording is disposed facing one of the first electrode layer and the second electrode layer. It is preferable to irradiate a recording electromagnetic wave to the electrode layer on which the body is not disposed because radiation can be used without waste and charge generation efficiency is improved.
[0032]
Similarly, in the recording method in the case of using an image detector in which a phosphor is disposed only outside either one of the first electrode layer and the second electrode layer, the phosphor It is preferable to irradiate the recording layer with the electromagnetic wave for recording on the electrode layer on which no is disposed because radiation can be used without waste and charge generation efficiency is improved.
[0033]
An image reading method according to the present invention is an image reading method for reading image information from the image detector in which image information is recorded as an electrostatic latent image, each of the linear electrodes of the first stripe electrode, A predetermined voltage is applied between each linear electrode of the two stripe electrodes, and a charging current flowing into the image detector by the application of this voltage is detected, so that the amount of electric charge accumulated in the power storage unit is determined. It is characterized by obtaining a level electric signal.
[0034]
An image recording apparatus according to the present invention irradiates a recording electromagnetic wave on an apparatus that realizes the image recording method, that is, the image detector, and accumulates an amount of electric charge corresponding to the dose of the electromagnetic wave in a power storage unit. , An image recording apparatus for recording image information as an electrostatic latent image in a power storage unit,
Recording voltage applying means for storing a substantially uniform charge in the power storage unit by applying a predetermined voltage between the first stripe electrode and the second stripe electrode;
A recording voltage applying means and a control means for controlling the irradiation of the electromagnetic wave are provided so as to irradiate the image detector with the recording electromagnetic wave after the application of the predetermined voltage is stopped. is there.
[0035]
An image reading apparatus according to the present invention is an apparatus that realizes the image reading method, that is, an image reading apparatus that reads image information from the image detector in which image information is recorded as an electrostatic latent image.
Reading voltage applying means for applying a predetermined voltage between each of the linear electrodes of the first stripe electrode and each of the linear electrodes of the second stripe electrode;
And an image signal acquisition means for acquiring an electric signal of a level corresponding to the amount of electric charge accumulated in the power storage unit by detecting a charging current flowing into the image detector by applying this voltage. Is.
[0036]
When applying a predetermined voltage between each linear electrode of the first stripe electrode and each linear electrode of the second stripe electrode, one of the linear electrodes of the first stripe electrode It is preferable that the voltage is applied by sequentially switching from one end to the other end.
[0037]
【The invention's effect】
According to the image recording method and apparatus of the present invention, an image detector in which the linear electrode of the first stripe electrode is disposed so as to intersect the linear electrode of the second stripe electrode is used. By applying a predetermined voltage between each of the linear electrodes of one stripe electrode and each of the linear electrodes of the second stripe electrode, by detecting the charging current flowing into the detector by the application of this voltage, Since an electric signal of a level corresponding to the amount of latent image charge accumulated in the part is obtained, as a connection means for connecting each of the linear electrodes of the first stripe electrode to the second stripe electrode, MOS- A simple switch such as an FET can be used, and the reader can be configured simply and inexpensively.
[0038]
Further, according to the image recording method and apparatus of the present invention, after applying a voltage to the detector to accumulate the uniform charge in the power storage unit, the recording light is irradiated and the latent image charge carrying the image information is changed. Since the power storage unit accumulates the light source, no light source is required as means for accumulating the uniform charge in the power storage unit, so that the recording apparatus can be configured simply and inexpensively.
[0039]
Also, the image detector used in these recording and reading methods / apparatuses has a simple structure in which each layer is laminated without using TFTs, so that the manufacturing cost can be reduced.
[0040]
Furthermore, since it is possible to use a detector in which phosphors are stacked, a preferable detector is used in accordance with the imaging condition such as which surface of the detector is irradiated with recording light or the magnitude of irradiation dose. It becomes possible and convenient.
[0041]
For example, if the rectifying layer and the power storage unit are made transparent with respect to recording electromagnetic waves and fluorescence, radiation and fluorescence from the front and back can be detected and sensitivity can be improved. In addition, if the detector is formed by laminating phosphors, the recording radiation can be once converted into fluorescence, and this fluorescence can be irradiated to the photoconductive layer, so that the charge generation efficiency is improved and the S / N of the image is improved. In addition, the dose can be reduced to reduce the exposure dose to the subject.
[0042]
In addition, if a detector having a power storage unit is provided by providing a large number of conductive members for each pixel, the sharpness during recording can be improved.
[0043]
Further, if a power storage unit is formed by a conductive member (microplate) that is provided separately for each pixel position and that is electrically disconnected from each other and makes the latent image charge the same potential, accumulation is performed on the conductive member. Thus, the latent image charge for each pixel can be made to be the same potential, and the power storage unit can be formed better and the reading efficiency can be improved as compared with the case where there is no conductive member. This is because, since the potential of the latent image charge is kept constant within the range of the conductive member, the latent image charge in the pixel peripheral portion, which is generally difficult to read out, is adjusted according to the progress of reading as long as it is in the conductive member. This is because the latent image charge can be discharged more sufficiently.
[0044]
Further, if the N-type semiconductor and the P-type semiconductor (more preferably an insulator) forming the rectifying layer are divided by etching as described above, charge transfer in the semiconductor layer is within the divided range. As a result, it is possible to relatively easily manufacture an image detector that can read the latent image charge while reliably accumulating it in the pixel position and can reproduce the image satisfactorily.
[0045]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0046]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a first embodiment of an image detector (hereinafter also simply referred to as a detector) according to the present invention, FIG. 1 (A) is a perspective view, and FIG. 1 (B) is a P arrow. XY sectional drawing of a part, FIG.1 (C) is XZ sectional drawing of a Q arrow part.
[0047]
This detector 10 includes a first electrode layer 11 on which a first stripe electrode 12 formed by arranging a large number of flat elements (linear electrodes) 12a in a stripe shape, and a recording medium that carries image information of a subject. The second stripe electrode 16 is formed by arranging the photoconductive layer 13, the rectifying layer 14 and the many plate-like elements 16a which are conductive by receiving the light L2 (hereinafter referred to as recording light) L2 in a stripe shape. The formed second electrode layer 15 is laminated in this order. And each layer is arrange | positioned on the board | substrate 20 so that the 2nd electrode layer 15 side may contact | connect the upper surface 20a of the glass substrate 20. FIG. A power storage unit 19 that accumulates latent image charges is formed between the photoconductive layer 13 and the rectifying layer 14.
[0048]
Each element 12 a of the first stripe electrode 12 is disposed so as to be substantially orthogonal to each element 16 a of the second stripe electrode 16. In any case, the same number of elements as the number of pixels in the arrangement direction are provided. It is preferable that the element arrangement pitch defines the pixel pitch and that the width of each element of the first stripe electrode 12 is wider because the S / N is improved. For example, the pitch is 100 μm and the width is 90 μm. The gap 11a of each element 12a and the gap 15a of each element 16a are filled with an insulating material having transparency to the recording light L2. The stripe electrodes 12 and 16 only need to have conductivity, and each element 12a and 16a can be made of a single metal such as gold, silver, aluminum, or platinum, or an alloy such as indium oxide.
[0049]
As the material for the photoconductive layer 13, a photoconductive material mainly composed of a-Si (amorphous silicon) is suitable. The photoconductive layer 13 is preferably thick enough to absorb the recording light L2, but if it is too thick compared to the thickness of the rectifying layer 14, the signal current that can be taken out becomes small. Depending on the thickness of the rectifying layer 14, the thickness is set.
[0050]
A microplate (conductive member) 18 is adjacent to each pixel position corresponding to the interface between the photoconductive layer 13 and the rectifying layer 14, that is, the power storage unit 19 where the element 12 a and the element 16 a intersect. The microplates 18 are arranged in a discrete state with an interval between them, that is, in a floating state in which each is not connected anywhere.
[0051]
Each of the microplates 18 may have dimensions that occupy a range of approximately the same size as the pixel size. Note that this dimension is not necessarily limited to occupying the same range as the pixel size, and may be larger or smaller than the pixel size. The minimum resolvable pixel size corresponds to the larger of the dimension of the microplate 18 and the crossing area of the elements 12a and 16a.
[0052]
The microplate 18 is deposited between the photoconductive layer 13 and the rectifying layer 14 by using, for example, vacuum evaporation or chemical deposition, and a single metal such as gold, silver, aluminum, copper, chromium, titanium, platinum, An alloy such as indium oxide can be used to make an extremely thin film (for example, about 100 mm).
[0053]
In the rectifying layer 14, a P-type semiconductor and an N-type semiconductor are arranged in this order from the glass substrate 20 side. In this embodiment, a member mainly composed of a-Si is used as the P-type semiconductor and the N-type semiconductor. In this case, in order to improve the rectification property, the P-type semiconductor and the N-type semiconductor are provided between the P-type semiconductor and the N-type semiconductor. It is necessary to arrange an insulator. That is, the rectifying layer 14 of the present embodiment includes, from the glass substrate 20 side, a P-type a-Si layer 14a as a P-type semiconductor, an i (intrinsic) a-Si layer 14b as an insulator, and an N-type. It is assumed that N-type a-Si layers 14c as semiconductors are sequentially arranged. Thus, a diode (rectifier element) 14d is formed in which the P-type a-Si layer 14a is an anode and the N-type a-Si layer 14c is a cathode. In general, the detector 10 is formed by sequentially laminating each layer from the glass substrate 20 side. In this case, the element 16a is deposited on the glass substrate 20 and then the P-type a-Si layer 14a is laminated. Thus, the space 15a between the elements 16a in the second electrode layer 15 is also filled with P-type a-Si.
[0054]
The drawings are schematic diagrams and do not correctly reflect the relationship between the thickness of each layer, the pixel pitch, or the pixel width. That is, in the drawing, the thickness of the rectifying layer 14 is shown to be larger than the width of the element 12a, but the thickness of the rectifying layer 14 is set sufficiently smaller than the pixel pitch (100 μm in the previous example), and is generally about 0. About 5 μm.
[0055]
The P-type a-Si layer 14a as an anode is also laminated on each element 12a of the first stripe electrode 12, and each element 12a functions as an anode terminal. On the other hand, the microplate 18 is laminated | stacked on the N type a-Si layer 14c as a cathode, and each microplate 18 functions as a cathode terminal. In other words, the configuration is such that an individual (different) diode 14 d is connected between each element 12 a and each microplate 18.
[0056]
In addition, when a member mainly composed of a-Si is used as the P-type semiconductor, the insulator, and the N-type semiconductor as in this embodiment, the specific resistance of the P-type semiconductor and the N-type semiconductor is reduced, and the inside of the semiconductor is reduced. This may cause charge transfer and hinder image formation. Therefore, in order to prevent this charge transfer, the image detector 10 of the present embodiment has an N-type semiconductor as an N-type semiconductor disposed on the power storage unit 19 side (specifically, the side in contact with the microplate 18). The a-Si layer 14c is pixel-divided so as to correspond to the pixel position that is the intersection position of the elements 12a and 16a, and P-type a-Si as a P-type semiconductor disposed on the element 16a side of the second stripe electrode 16 It is assumed that the layer 14a is divided into stripes so as to correspond to the elements 16a.
[0057]
Note that the P-type a-Si layer 14a may be divided so as to have a pixel pitch (that is, an arrangement pitch of the elements 12a) and a pixel width in the longitudinal direction of the element 16a. In this case, the P-type a-Si layer 14a is pixel-divided so as to correspond to the position facing the N-type a-Si layer 14c, that is, the pixel position that is the intersection position of both elements 12a and 16a.
[0058]
The ia-Si layer 14b as an insulator disposed between the P-type a-Si layer 14a and the N-type a-Si layer 14c is also striped so as to correspond to either one of the elements 12a and 16a. It is also possible to divide the image into two shapes, or to divide the pixels so as to correspond to the pixel positions, that is, to divide at the desired pixel pitch and pixel width in the respective arrangement directions of both elements 12a and 16a. It may be a thing.
[0059]
FIG. 2 shows a schematic configuration of a detector in which the P-type a-Si layer 14a, the ia-Si layer 14b, and the N-type a-Si layer 14c are divided into pixels so as to correspond to the pixel positions. This is shown in the same manner as in FIG. Further, FIG. 4D shows an enlarged view around the rectifying element in the XY cross section of a detector in which two pixels of the P-type a-Si layer 14a and the N-type a-Si layer 14c are divided so as to correspond to the pixel position. .
[0060]
When manufacturing the detector 10 shown in FIG. 2, it is preferable to adopt the following manufacturing method.
[0061]
First, after forming an electrode member forming the second stripe electrode 16 on the glass substrate 20, the element 16a is formed by etching in a stripe shape so as to have a desired pixel pitch and pixel width. Next, after P-type a-Si is formed on the element 16a formed by etching, etching is performed so as to face the element 16a, that is, corresponding to the pixel position, thereby dividing the P-type a- The Si layer 14a is formed. Next, after a-Si as an insulator is formed on the P-type a-Si layer 14a divided into pixels, the desired pixel pitch and pixel width are opposed to the element 16a and in the longitudinal direction of the element 16a. In other words, the ia-Si layer 14b divided into pixels is formed by etching so as to correspond to the pixel positions. Next, after N-type a-Si is formed on the pixel-separated ia-Si layer 14b, it faces the element 16a and has a desired pixel pitch and pixel width in the longitudinal direction of the element 16a. That is, the N-type a-Si layer 14c divided into pixels is formed by etching so as to correspond to the pixel positions. Next, after forming an electrode member forming the microplate 18 on the pixel-divided N-type a-Si layer 14c, etching is performed so as to correspond to the pixel-divided N-type a-Si layer 14c. The plate 18 is divided for each pixel so that each microplate 18 is in a floating state.
[0062]
As a result, all of the P-type a-Si layer 14a, ia-Si layer 14b, and N-type a-Si layer 14c forming the rectifying layer 14 are divided into pixels corresponding to the pixel positions, and charge is generated between the elements 16a. No movement occurs, and no charge movement occurs between the microplates 18.
[0063]
Next, a-Si, which is a photoconductive material that forms the photoconductive layer 13, is formed on the microplate 18, and an electrode member that forms the first stripe electrode 12 is formed on the a-Si. Finally, the element 12a is arranged so as to face the arrangement position of the N-type a-Si layer 14c after etching, that is, to correspond to the N-type a-Si layer 14c divided into pixels. The element 12a is formed by etching in a stripe shape.
[0064]
3 and 4 show a schematic configuration diagram of a recording / reading apparatus 1 using the detector 10 in which an image information recording (photographing) apparatus and an image information reading apparatus are integrated, and FIG. FIG. 4 is a schematic circuit diagram of the recording / reading apparatus 1 in which the detector 10 is shown as an equivalent circuit. Note that the glass substrate 20 is omitted. In FIG. 4, the capacitor Ca is formed between the microplate 18 and the element 12a. The recording / reading apparatus 1 can be used as, for example, a film digitizer sensor.
[0065]
The current detection circuit 70 is connected to each of the current detection amplifier 71 as an image signal acquisition means for detecting the charging current flowing into the detector 10, the power source 72, and the element 12 a of the first stripe electrode 12, one by one. A switch unit 75 having a large number of switching elements 75a and a control means 76 are provided. As the switching element 75a, it is preferable that the off-resistance is sufficiently large. For example, a MOS-FET is used.
[0066]
The current detection amplifier unit 71 has a large number of operational amplifiers 71 a that constitute the main part of the current detection amplifier 71. The non-inverting input terminal (+) of each operational amplifier 71a is connected to the positive electrode of the power source 72, and the inverting input terminal (−) is individually connected to each element 16a. The negative electrode of the power source 72 is commonly connected to one terminal of the switching element 75a.
[0067]
The power source 72 and the switch unit 75 are used for recording according to the present invention to store a substantially uniform charge in the power storage unit 19 by applying a predetermined voltage between the first stripe electrode 12 and the second stripe electrode 16. A voltage applying means is constituted.
[0068]
Further, the switch unit 75 switches the element 12a of the first stripe electrode 12 one by one in the longitudinal direction of the element 16a at the time of reading while the switched element 12a passes through the imaginary short of the power source 72 and the operational amplifier 71a. The second stripe electrode 16 is connected to each element 16a. The sequential switching in the longitudinal direction of the element 16a by the switch unit 75 corresponds to sub-scanning, and the charging current flowing into the detector 10 by the switching connection by the switch unit 75 is applied to each element 12a of the first stripe electrode 12 for each current. By being detected simultaneously (in parallel) by the detection amplifier, an electric signal having a level corresponding to the amount of charge accumulated in the power storage unit 19 is acquired. That is, the power source 72 and the switch unit 75 constitute a reading voltage applying unit that applies a predetermined voltage between each element 12a of the first stripe electrode 12 and each element 16a of the second stripe electrode 16. It is also what you do.
[0069]
The output signal S of the current detection circuit 70 is input to the data processing unit 3, temporarily stored in the storage device 4, subjected to predetermined image processing, and the processed data D is input to the image display unit 5, A visible image representing image information is displayed on the image display means 5.
[0070]
Hereinafter, in the recording / reading apparatus 1 configured as described above, uniform charges are accumulated in the power storage unit 19 of the detector 10, and thereafter, image information is recorded as an electrostatic latent image, and the recorded electrostatic latent image is read out. A method will be described.
[0071]
First, a uniform charge accumulation process for accumulating uniform charges in the power storage unit 19 will be described with reference to a charge model shown in FIG. Note that negative charges (−) and positive charges (+) generated in the photoconductive layer 14 are represented by enclosing − or + in circles in the drawing. FIG. 5B is a diagram showing an equivalent circuit. In either case, the layer configuration in the glass substrate 20 and the rectifying layer 14 is omitted.
[0072]
When accumulating uniform charges in the power storage unit 19 of the detector 10, first, all the switching elements 75 a of the switch unit 75 are turned on, and between the first stripe electrode 12 and the second stripe electrode 16, A DC voltage is applied from the power source 72 via the operational amplifier 71a so that the two stripe electrode 16 side becomes a positive electrode.
[0073]
Thereby, a predetermined electric field distribution is generated between the element 12a and the element 16a, and the electric field is generated between the capacitor Ca formed between the element 12a and the microplate 18 and between the element 12a and the microplate 18. And is applied to the diode 14d. At this time, since the voltage is applied so that the second stripe electrode 16 side is positive and the element 12a side is negative, the diode 14d is forward-biased and turned on, and the positive charge of the element 16a passes through the diode 14d and becomes microscopic. Move to plate 18. Therefore, all the elements 12a of the first stripe electrode 12 are negatively charged, the microplate 18 is positively charged, and a voltage having the same magnitude as the voltage applied by the power source 72 is between the microplate 18 and the element 12a. Occurs (FIG. 5A).
[0074]
As described above, when the image detector according to the present invention is applied, a light source is not required as a means for primary charging for accumulating uniform charges in the power storage unit, so that a simple recording apparatus can be configured. .
[0075]
Next, an electrostatic latent image recording process for recording image information as an electrostatic latent image will be described with reference to a charge model shown in FIG. As in the uniform charge accumulation process, negative charge (−) and positive charge (+) generated in the photoconductive layer 13 by the recording light L2 are represented by enclosing − or + in circles in the drawing. And In addition, the layer structure in the glass substrate 20 and the rectification layer 14 is abbreviate | omitted and shown.
[0076]
When recording an electrostatic latent image on the detector 10, first, all the switching elements 75a of the switch unit 75 are turned off to stop voltage application from the power source 72 to the detector 10 (FIG. 6A). .
[0077]
Next, the visible light L1 is irradiated onto the film 9 on which the subject image information is recorded, and the recording light L2 carrying the subject image information that has passed through the transmission portion 9a is irradiated onto the first electrode layer 11 side of the detector 10. To do. When the recording light L2 is irradiated from the first electrode layer 11 side, the first stripe electrode 12 side is transmissive to the recording light L2.
[0078]
The recording light L2 passes through the first electrode layer 11 of the detector 10, and generates positive and negative charge pairs in an amount corresponding to the dose of the recording light L2 in the photoconductive layer 13 (FIG. 6B). Between the first stripe electrode 12 and the power storage unit 19, there is a predetermined amount between a negative charge charged on each element 12 a and a uniform positive charge captured on the microplate 18 and charged on the microplate 18. The electric field distribution is generated. Therefore, according to this electric field distribution, the positive charge among the generated charge pairs moves to the first electrode layer 11 side, and is recombined with the negative charge charged on the element 12a of the stripe electrode 12 and disappears. . Further, the negative charge moves toward the power storage unit 19 and disappears by recombining with the positive charge charged in the microplate 18 (right side in FIG. 6C).
[0079]
On the other hand, since the visible light L1 irradiated to the non-transmission portion 9b of the film 9 does not pass through the non-transmission portion 9b, no charge pair is generated in the photoconductive layer 13 corresponding to that portion, and the first Since the negative charge remains charged in the element 12a of the stripe electrode 12 and the diode 14d does not flow current from the cathode to the anode, the positive charge remains charged in the microplate 18 (FIG. 6C). Left side).
[0080]
By the way, in the above description, it has been described that charge pairs for eliminating all charges charged in the element 12a and the microplate 18 of the power storage unit 19 are generated in the photoconductive layer 13. The amount of the charge pair generated in the light depends on the intensity and dose of the recording light L2 incident on the detector 10. It is not always possible to generate charge pairs that can eliminate all charges uniformly charged in the detector by applying a voltage.
[0081]
That is, since the generated charge amount is approximately proportional to the intensity and light amount of the recording light L2 that has passed through the transmission portion 9a of the film 9 and entered the detector 10, the amount of charge remaining in the detector 10 is as follows. The generated charge amount is subtracted from the uniform charge amount accumulated in the power storage unit 19 by voltage application. Accordingly, the positive charge amount of the power storage unit 19 changes according to the intensity and dose of the recording light L2, and the electrostatic latent image is recorded on the detector 10. Since latent image charges are concentrated on the microplate 18, the sharpness during recording can be improved.
[0082]
Next, an electrostatic latent image reading process for reading out the electrostatic latent image recorded on the detector will be described with reference to the charge model shown in FIG. As in the uniform charge accumulation process and recording process, the negative charge (−) and the positive charge (+) generated in the photoconductive layer 13 are represented by enclosing − or + in circles in the drawing. To do. In addition, the layer structure in the glass substrate 20 and the rectification | straightening layer 14 is abbreviate | omitted and shown.
[0083]
When reading the electrostatic latent image from the detector 10, when the switching element 75a of the switch unit 75 is turned on, the recording light L2 is transmitted between the element 12a and the element 16a via the imaginary short of the operational amplifier 71a. A voltage having the same polarity and magnitude as the voltage applied to the detector 10 immediately before irradiation, that is, a DC voltage is applied from the power source 72 (FIG. 7A).
[0084]
Next, the switching element 75a of the switch unit 75 is sequentially switched from one end to the other end in the longitudinal direction of the element 16a to turn on one by one, and the element 12a connected to the turned on switching element 75a A voltage is applied from the power source 72 to each element 16a of the second stripe electrode 16 (FIG. 7B).
[0085]
By applying a voltage to the detector 10 by this sequential switching, in the element 12a sandwiching a portion where no positive charge is accumulated on the microplate 18 and the microplate 18, the element 12a is negative as in the uniform charge accumulation process. And the microplate 18 is positively charged. On the other hand, in the portion where the positive charge is charged in the microplate 18, a voltage of approximately the same magnitude as the applied voltage is generated between the microplate 18 and the microplate 18, so that the diode 14d is not turned on, There is no charge transfer.
[0086]
For example, in FIG. 7C, there is no charge transfer in a portion where four positive charges are accumulated in the microplate 18 corresponding to the element number e1. On the other hand, four negative charges are charged in the element 12a sandwiching a portion where no positive charge is stored in the microplate 18 corresponding to the element numbers e2 and e3, and four positive charges are charged in the microplate 18. Become so. FIG. 8A is a diagram showing the state of charging with respect to the element number e2 in an equivalent circuit, and FIG. 8B is a diagram showing a change in the charging current Ic accompanying this charging.
[0087]
The current detection amplifier 71d of the current detection amplifier unit 71 simultaneously detects the charging current flowing into the detector 10 due to the movement of the charges accompanying the charge charging, and sequentially detects the charging current for each element 16a. An image signal representing an electrostatic latent image is obtained by detecting a voltage change observed at the output portion of the current detection amplifier 71d corresponding to each latent image charge, that is, image information is read.
[0088]
As described above, when the image detector according to the present invention is applied, a light source is not required as means for reading the latent image charge, so that a simple reader can be configured.
[0089]
In the above description, a voltage having the same polarity and magnitude as the voltage applied to the detector 10 immediately before the recording light L2 is irradiated is applied between the element 12a and the element 16a. However, the voltage applied between both elements does not necessarily have to be such. For example, a voltage slightly lower than the voltage of the power source 72 may be applied in consideration of a voltage drop of the detector 10 due to natural discharge. This is the most desirable applied voltage. Further, a voltage larger than the voltage of the power source 72 may be applied so that the detected current has an offset.
[0090]
Since the diode 14d has a capacity, charge redistribution occurs so that the element 12a and the element 16a have the same potential. Since the signal current that can be taken out, that is, the charging current that contributes to the image signal is the recharging current to the photoconductive layer 13, only the charge distributed to the diode 14d changes. Therefore, in order to increase the charging current that contributes to the image signal, it is better to reduce the ratio C1 / C2 between the capacitance C1 of the diode 14d and the capacitance C2 of the photoconductive layer 13. For this purpose, it is effective to reduce the capacitance ratio by making the element 16a thinner and reducing the area of the diode 14d, or making the photoconductive layer 13 as thin as possible with a thickness sufficient for light absorption.
[0091]
FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of a radiation solid state detector (hereinafter also simply referred to as a detector) as an aspect of an image detector according to the second embodiment to which the present invention is applied. FIG. FIG. 9B is an XY cross-sectional view of the P arrow portion, and FIG. 9C is an XZ cross-sectional view of the Q arrow portion.
[0092]
In the detector 10 of the second embodiment, the rectifying layer 14 is composed of a-Si as a main component as in the detector 10 of the first embodiment. All of the P-type a-Si layer 14a, ia-Si layer 14b, and N-type a-Si layer 14c forming the above are divided into pixels so as to correspond to the pixel positions.
[0093]
FIG. 10 is a diagram showing an overall configuration of the recording / reading apparatus 1 using the radiation solid state detector according to the second embodiment. In the first embodiment, the film 9 in which the image information of the subject is recorded in advance is used as the irradiation target of the visible light L1, but in the second embodiment, the radiation L1 is sent from the radiation source 90 to the subject 9 itself. The detector 10 is irradiated with recording light L2 carrying the radiographic image information of the subject 9 that has passed through the transmission part 9a of the subject 9. The detector 10 and the current detection circuit 70 are accommodated in the light shielding case 2. The output signal S of the current detection circuit 70 is input to the data processing unit 3, temporarily stored in the storage device 4, subjected to predetermined image processing, and the processed data D is input to the image display unit 5, A visible image representing radiation image information is displayed on the image display means 5.
[0094]
In the detector 10 according to the second embodiment, a wavelength different from the wavelength of the recording light L2 due to excitation of the recording light L2 outside the first electrode layer 11 of the detector 10 according to the first embodiment. The phosphor (scintillator) 17a serving as a wavelength conversion layer that emits the fluorescence L4 is laminated, the first electrode layer is transparent to the fluorescence L4, and the photoconductive layer 13 is a fluorescence emitted from the phosphor 17a. It is supposed to exhibit conductivity when irradiated with L4.
[0095]
As the phosphor 17a, it is preferable to use a phosphor having high wavelength conversion efficiency with respect to the recording light L2. For example, when a photoconductive material mainly composed of a-Si is used as the material of the photoconductive layer 13, the photoconductive layer 13 becomes highly conductive with respect to green light. It is preferable to use a phosphor mainly composed of GOS, CsI: Tl or the like so that the green light is emitted from the phosphor 17a.
[0096]
Further, when a photoconductive material mainly composed of a-Se is used as the material of the photoconductive layer 13, the photoconductive layer 13 is extremely efficient with respect to blue light (wavelength of about 400 to 430 nm; the same applies hereinafter). YTaO is used so that the blue light is emitted from the phosphor 17a because it is well conductive. Four It is preferable to use a phosphor mainly composed of Nb, LaOBr: Tb, CsI: Na, or the like.
[0097]
An electrostatic latent image recording process when the detector 10 according to the second embodiment is used will be described with reference to the charge model shown in FIGS. Here, as in the case of using the detector 10 according to the first embodiment, the negative charge (−) and the positive charge generated in the photoconductive layer 13 by the fluorescence L4 excited and emitted by the recording light L2. (+) Is represented by enclosing-or + in circles on the drawing. The uniform charge charging process and the electrostatic latent image reading process in which a uniform charge is applied by applying a voltage are the same as in the case of using the detector 10 according to the first embodiment. Is omitted. In addition, the layer structure in the glass substrate 20 and the rectification layer 14 is abbreviate | omitted and shown.
[0098]
First, an electrostatic latent image recording process in the case where the recording light L2 is irradiated from the first electrode layer 11 side, that is, the phosphor 17a side will be described with reference to FIG.
[0099]
In the uniform charge storage state shown in FIG. 11A, after the application of voltage to the detector 10 is stopped, the radiation L1 is blown onto the subject 9, and the radiation of the subject that has passed through the transmission part 9a of the subject 9 The recording light L2 carrying the image information is irradiated to the phosphor 17a side of the detector 10. Thereby, fluorescence L4 having a light amount corresponding to the dose of the recording light L2 is emitted from the phosphor 17a by the excitation of the recording light L2 (FIG. 11B). The fluorescence L4 emitted from the phosphor 17a passes through the first electrode layer 11, and generates positive and negative charge pairs in an amount corresponding to the amount of the fluorescence L4 in the photoconductive layer 13 (FIG. 11C).
[0100]
As in the case of using the detector 10 according to the first embodiment, among the generated charge pairs, the negative charge moves to the first electrode layer 11 side, and the element 12a of the stripe electrode 12 is charged on the positive side. The charge and charge recombine and disappear. Further, the positive charge moves toward the power storage unit 19 and disappears by recombining with the negative charge charged in the microplate 18 (right side of the detector 10 in FIG. 11D).
[0101]
On the other hand, since the radiation applied to the non-transmission portion 9b of the subject 9 does not pass through the subject, the fluorescent material L17a corresponding to that portion does not emit fluorescence L4, and the first stripe electrode 12 The element 12a is charged with a positive charge, and the microplate 18 remains charged with a negative charge (the left side of the detector 10 in FIG. 11C).
[0102]
That is, in the detector 10 according to the first embodiment, charge pairs are generated in the photoconductive layer 13 by being directly irradiated with the recording light L2, whereas the detector 10 according to the second embodiment. However, the only difference is that a charge pair is generated in the photoconductive layer 13 upon receiving the irradiation of the fluorescence L4. In other words, the detector 10 is not subjected to static electricity except for the difference between the recording light L2 and the fluorescence L4. There is no big difference in the process of recording the electrostatic latent image.
[0103]
Next, the case where the recording light L2 is irradiated from the second electrode layer 15 side will be described with reference to FIG. Note that FIG. 12A is the same as FIG. In this case, it is assumed that the rectifying layer 14 and the microplate 18 are transparent to at least the recording light L2.
[0104]
12A, after the application of voltage to the detector 10 is stopped, radiation is blown onto the subject 9, and the recording light L2 that has passed through the transmission part 9a of the subject 9 is detected by the detector 10. The second electrode layer 15 side is irradiated. The recording light L2 is transmitted through the second electrode layer 11 and the rectifying layer 14, and generates positive and negative charge pairs in an amount corresponding to the dose of the recording light L2 in the photoconductive layer 13 (FIG. 12B).
[0105]
However, since the radiation absorption efficiency of the photoconductive layer 13 is not so high, some of the recording light L2 passes through the photoconductive layer 13. The recording light L2 ′ that has passed through the photoconductive layer 13 passes through the first electrode layer 11 and enters the phosphor 17a. As a result, the fluorescent light 17a emits fluorescent light L4 having a light amount corresponding to the dose of the recording light L2 ′ by excitation of the recording light L2 ′. The fluorescence L4 emitted from the phosphor 17a passes through the first electrode layer 11, and generates positive and negative charge pairs in an amount corresponding to the amount of the fluorescence L4 in the photoconductive layer 13 (FIG. 12C). Thereafter, the same operation as that in the case where the recording light L2 is irradiated from the phosphor 17a side described above is performed, and the charges of the element 12a and the power storage unit 19 disappear (FIG. 12D).
[0106]
As described above, by using the detector 10 in which the phosphors 17a are stacked, not only the recording light L2 but also the wavelength-converted fluorescence L4 can generate positive and negative charge pairs in the photoconductive layer 13 very efficiently. Therefore, when the detector 10 according to the first embodiment is used, some of the recording light L2 does not contribute to the accumulation of the latent image charge and passes through the photoconductive layer 13. In contrast, the charge generation efficiency can be improved.
[0107]
In addition, when the recording light L2 is irradiated from the second electrode layer 15 side, the radiation incident side where the radiation absorption amount of the phosphor 17a is larger and the photoconductive layer 13 are adjacent to each other than when the recording light L2 is irradiated from the phosphor 17a side. Therefore, the charge generation efficiency is increased. That is, the arrangement of the radiation source 90, the photoconductive layer 13, and the phosphor 17a in the order of the radiation source 90, the phosphor 17a, and the photoconductive layer 13 improves the charge generation efficiency, so that the reading efficiency is improved. S / N also improves.
[0108]
Further, when cesium iodide (CsI) is used as the phosphor, since the radiation absorption rate can be increased, a sufficiently large amount of charges can be accumulated even if the irradiation amount of the recording light L2 is reduced. Thus, the exposure dose to the subject 9 can be kept low.
[0109]
The detector 10 according to the second embodiment has a structure in which the phosphor 17a is laminated outside the first electrode layer 11. However, a structure in which the phosphor is laminated outside the second electrode layer 15 is also possible. Good.
[0110]
FIG. 13 is a diagram showing a schematic configuration of a radiation solid state detector according to a third embodiment to which the present invention is applied. FIG. 13 (A) is a perspective view, and FIG. 13 (B) is an XY sectional view of a P arrow portion. FIG. 13C is an XZ cross-sectional view of the Q arrow portion.
[0111]
In the detector 10 according to the third embodiment, the photoconductive layer 13 is provided outside the second electrode layer 15 (in this example, outside the glass substrate 20) of the detector 10 according to the second embodiment described above. A phosphor 17b that emits fluorescence L5 having a wavelength different from the wavelength of the recording light L2 ′ by excitation of the transmitted recording light L2 ′ is further laminated, and the rectifying layer 14 and the second electrode layer 15 are transparent to the fluorescence L5. It is assumed that the photoconductive layer 13 exhibits conductivity by being irradiated with the fluorescence L4 emitted from the phosphor 17a and the fluorescence L5 emitted from the phosphor 17b.
[0112]
In order to make the rectifying layer 14 permeable to the fluorescence L5, the substances constituting the P-type a-Si layer 14a, ia-Si layer 14b, and N-type a-Si layer 14c forming the rectifying layer 14 For example, a-SiC or a-SiN doped with carbon C or nitrogen N may be used. When a-Si is doped with carbon C or nitrogen N, the band gap can be increased, and the absorption on the short wavelength side is large and the green fluorescence on the relatively long wavelength side is transparent. Because it can be done. As long as the band gap is increased so as to increase the absorption on the short wavelength side, not only carbon C and nitrogen N but also other known dopants may be used.
[0113]
Further, in order to make a-SiC or a-SiN P type, a small amount of boron B may be doped, and in order to make N type, a small amount of phosphorus P may be doped.
[0114]
Further, as shown in FIG. 14, the diode 14d of the rectifying layer 14 is formed by etching so that the size of the diode 14d is about 2/3 or less of the minimum resolvable pixel size, and fluorescence between each diode 14d is formed. You may make it fill with the substance which has the permeability | transmittance with respect to the fluorescence L5 emitted by the body 57b.
[0115]
Note that the method of making the rectifying layer 14 transparent to the fluorescence L5 can also be used as a method of making the rectifying layer 14 transparent to the recording light L2.
[0116]
The microplate 18 is preferably transparent to at least the fluorescence L5 emitted from the phosphor 17b, and it is preferable to use a known transparent conductive film such as an ITO film.
[0117]
As the material of the photoconductive layer 13, a photoconductive material mainly composed of a-Si that exhibits conductivity with high efficiency with respect to the green light emitted from the phosphors 17a and 17b is suitable. The thickness of the photoconductive layer 13 is preferably set to a thickness that can sufficiently absorb the fluorescence L4 and L5.
[0118]
As the phosphors 17a and 17b, phosphors having high wavelength conversion efficiency are preferably used. As described above, when a photoconductive material mainly composed of a-Si is used as the material of the photoconductive layer 13. It is preferable to use a phosphor mainly composed of GOS, CsI: Tl or the like so that green light is emitted from the phosphors 17a and 17b.
[0119]
An electrostatic latent image recording process in the case of using the detector 10 according to the third embodiment will be described with reference to the charge model shown in FIGS. Here, as in the case of using the detector 10 according to the first embodiment, the negative charge (−) and the positive charge generated in the photoconductive layer 13 by the fluorescence L4 excited and emitted by the recording light L2. (+) Is represented by enclosing-or + in circles on the drawing. In any case, the layer configuration in the glass substrate 20 and the rectifying layer 14 is omitted. The uniform charge charging process and the electrostatic latent image reading process in which a uniform charge is applied by applying a voltage are the same as in the case of using the detector 10 according to the first embodiment. Is omitted.
[0120]
In the uniform charge storage state shown in FIG. 15 (A), after the application of voltage to the detector 10 is stopped, the radiation is explode onto the subject 9, and the recording light L2 that has passed through the transmission part 9a of the subject 9 is emitted. Irradiate the phosphor 17 a side of the detector 10.
[0121]
Thereby, the fluorescence L4 having a light amount corresponding to the dose of the recording light L2 is emitted from the phosphor 17a (FIG. 15B). The fluorescence L4 is transmitted through the first electrode layer 11, and generates positive and negative charge pairs in an amount corresponding to the light quantity of the fluorescence L4 in the photoconductive layer 13 (FIG. 15C). Of the generated charge pairs, the negative charge moves to the first electrode layer 11 side, disappears by recombining with the positive charge charged in the element 12a, and the positive charge moves to the power storage unit 19 side. Then, the negative charge charged on the microplate 18 is recombined and disappears (right side of the detector 10 in FIG. 15D). On the other hand, in the portion of the subject 9 facing the non-transmissive portion 9b, the element 12a is charged with a positive charge and the microplate 18 remains charged with a negative charge (the left side of the detector 10 in FIG. 15D). ). That is, the process so far is the same as the process of recording the electrostatic latent image by irradiating the recording light L2 on the phosphor 17 side in the detector 10 according to the second embodiment.
[0122]
By the way, in the above description, the charge pairs corresponding to the extinction of all the charges charged on the element 12a and the microplate 18 of the power storage unit 19 are generated in the photoconductive layer 13, but actually generated. The amount of the charge pair depends on the intensity and dose of the recording light L2 incident on the detector 10. Even when the intensity and dose are the same, the amount of charge pairs generated varies depending on the conversion efficiency of the phosphor 17 a and the charge generation efficiency of the photoconductive layer 13. That is, it is not always possible to generate charge pairs that can eliminate all of the uniformly charged charges in the detector 10, so that the elements 12 a and 12 a in the portion corresponding to the transmission portion 9 a of the subject 9 A part of the electric charge remains charged on the microplate 18 of the power storage unit 19 (FIG. 16A).
[0123]
Some of the recording light L2 passes through the phosphor 17a without being converted into the fluorescence L4 in the phosphor 17a. The transmitted recording light L2 ′ passes through the first electrode layer 11, the photoconductive layer 13, the rectifying layer 14, and the second electrode layer 15, and excites the phosphor 17b. Thereby, the fluorescent light L5 having a light amount corresponding to the dose of the recording light L2 ′ is emitted from the fluorescent material 17b (FIG. 16B). The fluorescence L5 passes through the second electrode layer 15 and the rectifying layer 14, and generates positive and negative charge pairs in an amount corresponding to the amount of the fluorescence L5 in the photoconductive layer 13 (FIG. 16C). Thereafter, the same action as that of the fluorescence L4 described above is performed, and the charges of the element 12a and the power storage unit 19 disappear (FIG. 16D).
[0124]
As described above, when the phosphors 17A and 17b are laminated on both sides of the detector 10, the recording light L2 transmitted through the phosphor laminated on the outer side of one electrode layer of the detector 10 is laminated on the other. It becomes possible to generate a charge pair in the photoconductive layer 13 also by the fluorescence emitted from the other phosphor and converted into fluorescence by the other phosphor, and the detector 10 according to the second embodiment described above. Thus, the amount of current that can be extracted as a signal can be increased by increasing the charge generation efficiency in the photoconductive layer 13 as compared with the case where the phosphor is laminated only on the outer side of one of the electrode layers. Thus, the S / N during reading can be further improved.
[0125]
Although the above description has been given of the case where the recording light L2 is irradiated from the phosphor 17a side, the recording light L2 may be irradiated from the phosphor 17b side. In this case, the microplate 18 is preferably transparent to at least the fluorescence L5 emitted from the phosphor 17b, and a well-known transparent conductive film such as an ITO film is preferably used.
[0126]
Note that the detector 10 of each of the embodiments described above has a high reading speed, and applying a predetermined voltage between each of the elements 12a and the element 16a at the time of reading uniformly charges the power storage unit 19. Accumulation, that is, the detector 10 is charged. This substantially returns to the recording start state, and so-called real-time detection can be performed. That is, real-time detection can be performed by sequentially switching the element 16a to “set the voltage release state after reading and charging” the second stripe electrode 16.
[0127]
Here, when it is sufficient to detect a large pixel size, for example, it is not necessary to have a high resolution, a voltage is applied to a plurality of elements 16a at the same time, or a number as described in JP-A-7-72258 is used. By performing thinning-out reading every pixel, the number of readout pixels can be reduced, whereby the current detection circuit 70 connected to the detector 10 and the signal processing circuit connected to the subsequent stage of the current detection circuit 70 are processed. You can slow down.
[0128]
As an application for performing real-time detection in this way, for example, a device that performs fluoroscopic imaging (moving image imaging) of the abdomen and heart as described in JP-A-7-93751 or a cone as described in JP-A-7-116154 There are beam CT and the like.
[0129]
It is also possible to switch between fluoroscopic shooting and still image shooting as real-time detection and to select a preferred shooting mode. FIG. 17 shows an example of a timing chart when thinning-out reading is performed during fluoroscopic imaging and switching between fluoroscopic imaging and still image imaging is performed. As shown in the figure, when thinning is performed, there is a difference in the response waveform of the residual charge amount between the line that is being read and the line that is not being read during fluoroscopy. Since a voltage is applied from the power source 72 between the elements 12a and 16a for the line to store the uniform charge in the power storage unit 19, no inconvenience occurs.
[0130]
The preferred embodiments of the image detector, the method and apparatus for recording image information on the detector, and the method and apparatus for reading image information from the detector on which the image information is recorded have been described above. The invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without changing the gist of the invention.
[0131]
For example, in the above description, the rectifying layer 14 is described as having a diode (rectifying element) 14d in which the P-type a-Si layer 14a is an anode and the N-type a-Si layer 14c is a cathode. However, a configuration in which the direction of the diode is reversed may be employed. In this case, the connection mode of the power source 72 constituting the current detection circuit 70 may be changed so as to correspond to the change in direction of the diode.
[0132]
In the above description, in order to satisfactorily form the power storage unit, the microplate is provided between the photoconductive layer and the rectifying layer, but the present invention is not limited to this. Any structure may be adopted as long as the power storage unit that accumulates the latent image charge can be formed inside or near the inside of the photoconductive layer. For example, a known trap layer that captures and stores a latent image charge representing an electrostatic latent image (see, for example, U.S. Pat. No. 4,535,468), and acts as a substantially insulator for latent image charge, and the latent image A charge transport layer that acts as a conductor for charges of opposite polarity to the charge (for example, see Japanese Patent Application Nos. 10-232824 and 10-271374 by the applicant of the present application), a photoconductive layer and a rectifying layer You may make it provide between. When the trap layer is provided, latent image charges are held and stored in the trap layer or at the interface between the trap layer and the photoconductive layer. On the other hand, when a charge transport layer is provided, latent image charges are held and stored at the interface between the charge transport layer and the photoconductive layer. In addition, a trap layer and a charge transport layer are provided, and a large number of micro conductive members such as microplates are provided for each pixel at the interface between the trap layer and the charge transport layer and the photoconductive layer. Good.
[0133]
Furthermore, in the detectors 10 according to the second and third embodiments described above, the description has been made of the phosphor integrated with the detector. However, the present invention is not necessarily limited to such a case. However, the present invention is not limited to this, and the phosphor and the detector may be separate, and at the time of recording, for example, the phosphor may be arranged on the front surface of the detector 10 and irradiated with the recording light.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view (A) of a first embodiment of a radiation solid detector that is an aspect of an image detector according to the present invention, an XY sectional view of a P arrow portion (B), and an XZ section of a Q arrow portion. Figure (C)
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a detector in which a rectifying layer is divided into pixels, and is a perspective view (A), an XY sectional view of a P arrow portion (B), and an XZ sectional view of a Q arrow portion (C ), Enlarged view around the rectifier (D)
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a recording / reading apparatus using the radiation solid detector, which is shown together with a perspective view of the detector;
FIG. 4 is a schematic circuit diagram of a recording / reading apparatus showing the radiation solid-state detector in an equivalent circuit.
FIGS. 5A and 5B are a charge model (A) and an equivalent circuit diagram (B) showing a uniform charge accumulation process when the radiation solid-state detector according to the first embodiment is used; FIGS.
FIGS. 6A and 6B are electric charge models (A) to (C) and an equivalent circuit diagram (D) showing an electrostatic latent image recording process when the radiation solid state detector according to the first embodiment is used. FIGS.
FIGS. 7A to 7C are electric charge models (A) to (C) showing an electrostatic latent image reading process for detecting a charging current when the radiation solid state detector according to the first embodiment is used;
FIG. 8A is a diagram showing positive charge redistribution using a capacitor model when detecting the charging current, and FIG. 8B is a diagram showing changes in charging current.
FIG. 9 is a perspective view (A) of a radiation solid detector according to a second embodiment of the present invention, an XY cross-sectional view (B) of a P arrow, and an XZ cross-sectional view (C) of a Q arrow.
FIG. 10 is a diagram illustrating an overall configuration of a recording / reading apparatus.
FIGS. 11A to 11D are electric charge models (A) to (D) showing an electrostatic latent image recording process in which recording light is irradiated from the phosphor side when a radiation solid state detector according to the second embodiment is used.
12 is a charge model (A) to (D) showing an electrostatic latent image recording process in which recording light is irradiated from the second electrode layer side when the radiation solid state detector according to the second embodiment is used; FIG.
13A is a perspective view of a radiation solid state detector according to a third embodiment of the present invention, FIG. 13B is an XY sectional view of a P arrow portion, and FIG. 13C is an XZ sectional view of a Q arrow portion.
FIG. 14 is a diagram showing a modification of the radiation solid state detector according to the third embodiment.
15 shows charge models (A) to (D) showing an electrostatic latent image recording process when the radiation solid state detector according to the third embodiment is used. FIG.
FIG. 16 is a charge model (A) to (D) showing an electrostatic latent image recording process continued from FIG.
FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a timing chart when switching between fluoroscopic imaging and still image imaging as real-time detection is performed.
[Explanation of symbols]
10 Radiation solid state detector
11 First electrode layer
12 First stripe electrode
12a Element (Linear electrode)
13 Photoconductive layer
14 Rectification layer
14d Diode (rectifier element)
15 Second electrode layer
16 Second stripe electrode
16a element (linear electrode)
17a phosphor
17b phosphor
18 Microplate (conductive member)
19 Power storage unit
20 Glass substrate
70 Current detection circuit
71 Current detection amplifier section (image signal acquisition means)
72 power supply
75 Switch part (connecting means)
76 Control means
90 Recording light irradiation means
L2 radiation for recording (recording light)
L4, L5 fluorescence

Claims (16)

照射された記録用の電磁波の量に応じた量の電荷を蓄積する蓄電部を有し、画像情報を前記蓄電部に静電潜像として記録する画像検出器において、
多数の線状電極から成る第１ストライプ電極を備えた第１電極層、前記記録用の電磁波および／または該電磁波の励起により発せられた該電磁波の波長と異なる波長の光の照射を受けることにより導電性を呈する光導電層、前記蓄電部、整流層、および前記第１ストライプ電極の線状電極に対して交差するように形成された多数の線状電極から成る第２ストライプ電極を備えた第２電極層を、この順に有して成るものであることを特徴とする画像検出器。In an image detector that has a power storage unit that accumulates an amount of charge according to the amount of electromagnetic waves for recording irradiated, and records image information as an electrostatic latent image in the power storage unit,
By receiving a first electrode layer having a first stripe electrode composed of a large number of linear electrodes, the electromagnetic wave for recording and / or light having a wavelength different from the wavelength of the electromagnetic wave emitted by excitation of the electromagnetic wave A second stripe electrode comprising a photoconductive layer exhibiting conductivity, the power storage unit, the rectifying layer, and a plurality of linear electrodes formed to intersect the linear electrodes of the first stripe electrode; An image detector comprising two electrode layers in this order. 前記整流層が、Ｎ型半導体、絶縁体、およびＰ型半導体がこの順に配されて成るものであり、該Ｎ型半導体およびＰ型半導体のうちの前記蓄電部側に配される方のものが第１ストライプ電極および第２ストライプ電極によって画定される画素位置に対応するように画素分割されており、前記Ｎ型半導体およびＰ型半導体のうちの前記第２電極層側に配される方のものが前記第２ストライプ電極に対応するようにストライプ状に分割されているまたは前記画素位置に対応するように画素分割されていることを特徴とする請求項１記載の画像検出器。The rectifying layer is formed by arranging an N-type semiconductor, an insulator, and a P-type semiconductor in this order, and one of the N-type semiconductor and the P-type semiconductor that is arranged on the power storage unit side The pixel is divided so as to correspond to the pixel position defined by the first stripe electrode and the second stripe electrode, and one of the N-type semiconductor and the P-type semiconductor disposed on the second electrode layer side 2. The image detector according to claim 1, wherein the image detector is divided into stripes so as to correspond to the second stripe electrodes or pixels are divided so as to correspond to the pixel positions. 前記蓄電部が、前記画素位置ごとに各別に設けられ且つそれぞれが電気的に非接続状態とされ前記電荷を同電位化せしめる導電部材によって形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の画像検出器。3. The power storage unit is formed by a conductive member that is provided separately for each pixel position and is electrically disconnected from each other so as to make the electric charges have the same potential. Image detector. 前記第１電極層の外側に、前記記録用の電磁波の励起により該電磁波の波長と異なる波長の光を発する蛍光体が設けられていることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の画像検出器。4. The phosphor that emits light having a wavelength different from the wavelength of the electromagnetic wave when the recording electromagnetic wave is excited is provided outside the first electrode layer. 5. Image detector. 前記整流層が、前記記録用の電磁波または該記録用の電磁波の励起により発せられる該電磁波の波長と異なる波長の光に対して透過性を有するものであることを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の画像検出器。5. The rectifying layer is transmissive to light having a wavelength different from the wavelength of the electromagnetic wave for recording or the electromagnetic wave emitted by excitation of the electromagnetic wave for recording. The image detector of any one of Claims. 前記整流層が、前記記録用の電磁波または該記録用の電磁波の励起により発せられる該電磁波の波長と異なる波長の光に対して透過性を有する物質で形成されて成るものであることを特徴とする請求項５記載の画像検出器。The rectifying layer is formed of a substance having transparency to light having a wavelength different from the wavelength of the electromagnetic wave for recording or the electromagnetic wave emitted by excitation of the electromagnetic wave for recording. The image detector according to claim 5. 前記整流層が、それぞれのサイズが解像可能な最小の画素サイズの２／３以下となるように形成された多数の整流素子から成り、
該各整流素子の間が前記記録用の電磁波または該記録用の電磁波の励起により発せられる該電磁波の波長と異なる波長の光に対して透過性を有する物質で形成されて成るものであることを特徴とする請求項５記載の画像検出器。The rectifying layer is composed of a number of rectifying elements formed so that each size is 2/3 or less of the minimum pixel size that can be resolved,
Between the rectifying elements, the rectifying element is formed of a substance that is transparent to light having a wavelength different from the wavelength of the electromagnetic wave emitted from the electromagnetic wave for recording or the electromagnetic wave for recording. 6. An image detector as claimed in claim 5, characterized in that: 前記第２電極層の外側に、前記記録用の電磁波の励起により該電磁波の波長と異なる波長の光を発する蛍光体が設けられていることを特徴とする請求項５から７いずれか１項記載の画像検出器。8. The phosphor that emits light having a wavelength different from the wavelength of the electromagnetic wave by excitation of the electromagnetic wave for recording is provided outside the second electrode layer. Image detector. 請求項２記載の画像検出器の製造方法であって、前記第２電極層を形成し、該第２電極層の上に前記Ｎ型半導体およびＰ型半導体のうちのいずれか一方を成膜した後前記第２ストライプ電極に対向して配されるようにエッチングを施し、該エッチングが施された後の前記一方の上に前記絶縁体を成膜し、該絶縁体の上に前記Ｎ型半導体およびＰ型半導体のうちの他方を成膜した後前記第２ストライプ電極に対向し且つ該第２ストライプ電極の長手方向には所望とする画素ピッチおよび画素幅となるようにエッチングを施し、該エッチングが施された後の前記他方の上に前記蓄電部および前記光導電層をこの順に形成し、該光導電層の上に前記第１電極層をなす電極部材を成膜した後前記エッチングが施された後の前記他方の配設位置に対向して前記第１ストライプ電極が配されるようにストライプ状にエッチングを施すことを特徴とする製造方法。3. The method of manufacturing an image detector according to claim 2, wherein the second electrode layer is formed, and one of the N-type semiconductor and the P-type semiconductor is formed on the second electrode layer. Then, etching is performed so as to face the second stripe electrode, the insulator is formed on the one after the etching, and the N-type semiconductor is formed on the insulator. Then, after the other of the P-type semiconductors is formed, etching is performed so as to face the second stripe electrode and to have a desired pixel pitch and pixel width in the longitudinal direction of the second stripe electrode. The power storage unit and the photoconductive layer are formed in this order on the other after the step is applied, and the etching is performed after the electrode member forming the first electrode layer is formed on the photoconductive layer. Facing the other arrangement position after being Manufacturing method characterized by performing etching in a stripe shape such that the first stripe electrode is disposed. 前記Ｎ型半導体およびＰ型半導体のうちの前記一方を、前記第２ストライプ電極の長手方向については所望とする画素ピッチおよび画素幅となるようにエッチングを施すことを特徴とする請求項９記載の製造方法。The one of the N-type semiconductor and the P-type semiconductor is etched so as to have a desired pixel pitch and pixel width in the longitudinal direction of the second stripe electrode. Production method. 請求項１から８いずれか１項記載の画像検出器に記録用の電磁波を照射して、該電磁波の量に応じた量の電荷を前記蓄電部に蓄積させることにより、画像情報を前記蓄電部に静電潜像として記録する画像記録方法において、
前記第１ストライプ電極と前記第２ストライプ電極との間に所定の電圧を印加することにより、前記蓄電部に略一様の電荷を蓄積させ、
前記電圧の印加を停止して、前記記録用の電磁波を前記画像検出器に照射することにより前記記録を行うことを特徴とする画像記録方法。The image detector according to claim 1 is irradiated with a recording electromagnetic wave, and an amount of electric charge corresponding to the amount of the electromagnetic wave is accumulated in the power storage unit, whereby image information is stored in the power storage unit. In an image recording method for recording as an electrostatic latent image,
By applying a predetermined voltage between the first stripe electrode and the second stripe electrode, a substantially uniform charge is accumulated in the power storage unit,
An image recording method, wherein the recording is performed by stopping application of the voltage and irradiating the image detector with the electromagnetic wave for recording. 前記第１電極層および前記第２電極層のいずれか一方に面して前記記録用の電磁波の励起により該電磁波の波長と異なる波長の光を発する蛍光体を配設し、
前記蛍光体が配設されていない方の前記電極層に前記記録用の電磁波を照射することを特徴とする請求項１１記載の画像記録方法。A phosphor that faces one of the first electrode layer and the second electrode layer and emits light having a wavelength different from the wavelength of the electromagnetic wave by excitation of the electromagnetic wave for recording;
12. The image recording method according to claim 11, wherein the recording electromagnetic wave is irradiated to the electrode layer on which the phosphor is not disposed. 前記画像検出器として請求項４または８記載のものであって、且つ前記第１電極層および第２電極層の内のいずれか一方の外側にのみ前記蛍光体が配設されてなるものを使用する場合の方法であって、前記蛍光体が配設されていない方の前記電極層に前記記録用の電磁波を照射することを特徴とする請求項１２記載の画像記録方法。9. The image detector according to claim 4 or 8, wherein the phosphor is disposed only outside one of the first electrode layer and the second electrode layer. 13. The image recording method according to claim 12, wherein the recording electromagnetic wave is applied to the electrode layer on which the phosphor is not disposed. 画像情報が静電潜像として記録された請求項１から８いずれか１項記載の画像検出器から前記画像情報を読み取る画像読取方法において、
前記第１ストライプ電極の線状電極の１つずつと、前記第２ストライプ電極の各線状電極との間に、所定の電圧を印加して、この電圧の印加によって前記画像検出器に流れ込む充電電流を検出することにより、前記蓄電部に蓄積された電荷の量に応じたレベルの電気信号を得ることを特徴とする画像読取方法。The image reading method for reading the image information from the image detector according to any one of claims 1 to 8, wherein the image information is recorded as an electrostatic latent image.
A predetermined voltage is applied between each of the linear electrodes of the first stripe electrode and each of the linear electrodes of the second stripe electrode, and a charging current flows into the image detector by the application of this voltage. An image reading method characterized in that an electric signal having a level corresponding to the amount of electric charge accumulated in the power storage unit is obtained by detecting. 請求項１から８いずれか１項記載の画像検出器に記録用の電磁波を照射して、該電磁波の線量に応じた量の電荷を前記蓄電部に蓄積させることにより、画像情報を前記蓄電部に静電潜像として記録する画像記録装置において、
前記第１ストライプ電極と前記第２ストライプ電極との間に所定の電圧を印加することにより前記蓄電部に略一様の電荷を蓄積させる記録用電圧印加手段と、
前記所定の電圧の印加を停止させた後に、前記記録用の電磁波を前記画像検出器に照射させるように、前記記録用電圧印加手段および前記電磁波の照射を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする画像記録装置。The image detector according to claim 1 is irradiated with an electromagnetic wave for recording, and an amount of electric charge corresponding to a dose of the electromagnetic wave is accumulated in the power storage unit, whereby image information is stored in the power storage unit. In an image recording apparatus for recording as an electrostatic latent image,
Recording voltage applying means for storing a substantially uniform charge in the power storage unit by applying a predetermined voltage between the first stripe electrode and the second stripe electrode;
The recording voltage applying means and a control means for controlling the irradiation of the electromagnetic wave so as to irradiate the image detector with the recording electromagnetic wave after the application of the predetermined voltage is stopped. A characteristic image recording apparatus. 画像情報が静電潜像として記録された請求項１から８いずれか１項記載の画像検出器から前記画像情報を読み取る画像読取装置において、
前記第１ストライプ電極の線状電極の１つずつと前記第２ストライプ電極の各線状電極との間に所定の電圧を印加する読取用電圧印加手段と、
この電圧の印加によって前記画像検出器に流れ込む充電電流を検出することにより、前記蓄電部に蓄積された電荷の量に応じたレベルの電気信号を取得する画像信号取得手段とを備えたことを特徴とする画像読取装置。In the image reading apparatus which reads the said image information from the image detector of any one of Claim 1 to 8 with which image information was recorded as an electrostatic latent image,
Reading voltage applying means for applying a predetermined voltage between each of the linear electrodes of the first stripe electrode and each of the linear electrodes of the second stripe electrode;
Image signal acquisition means for acquiring an electric signal of a level corresponding to the amount of charge accumulated in the power storage unit by detecting a charging current flowing into the image detector by application of this voltage. An image reading apparatus.
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