JP4040201B2 - 放射線固体検出器、並びにそれを用いた放射線画像記録／読取方法および装置 - Google Patents
放射線固体検出器、並びにそれを用いた放射線画像記録／読取方法および装置 Download PDFInfo
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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潜像電荷として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、医療用放射線撮影等において、被験者の受ける被爆線量の減少、診断性能の向上等のために、Ｘ線等の放射線に感応するセレン板等の光導電体を有する放射線固体検出器（静電記録体）を感光体として用い、該検出器に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検出器内の蓄電部に蓄積せしめることにより、放射線画像情報を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検出器を走査することにより、前記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、米国特許第 4535468号等）。
【０００３】
上記米国特許第 4535468号による方法は、Ｘ線光導電層、Ｘ線光導電層で発生した電荷を蓄積する電荷蓄積層（中間層或いはトラップ層ともいう）、および読取用光導電層をこの順に有する３層構成からなる検出器を使用するものであって、記録時に３層の両側に設けられた電極間に高圧を印加してＸ線を照射して潜像電荷を電荷蓄積層に蓄積せしめた後、電極をショートして潜像電荷を読み出すものである。この方法では、検出器の読取用光導電層をＸ線光導電層に比べて薄くすることで読取速度を速くして応答性を改善している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記米国特許第 4535468号による方法では、読取用光導電層をＸ線光導電層に比べ薄くしているので、外部に検出される信号電荷量が小さいという問題がある。さらに、電荷蓄積層は、電子およびホールともに電荷移動度が小さいため、厚くすることができない。これは、電荷移動度を大きくすると応答が遅くなったり、残像になるからである。すなわち、この方法では、読出しの高速応答性と効率的な信号電荷の取り出しの両立は困難である。
【０００５】
一方、本願出願人は、特願平10−232824号や同10−271374号において、読出しの高速応答性と効率的な信号電荷の取り出しを両立させることを可能ならしめる放射線固体検出器、並びに、この検出器に放射線画像情報を記録する記録装置および放射線画像情報が静電潜像として記録された前記検出器から放射線画像情報を読み取る読取方法および装置を提案している。
【０００６】
この特願平10−232824号等に記載の方法は、記録用の放射線またはこの放射線の励起により発せられる光の照射を受けることにより導電性を呈する記録用光導電層、潜像電荷に対しては略絶縁体として作用し、且つ潜像電荷と逆極性の輸送電荷に対しては略導電体として作用する電荷輸送層、および読取用の電磁波の照射を受けることにより導電性を呈する読取用光導電層をこの順に有して成る放射線固体検出器を使用し、検出器の記録用光導電層側に記録用の放射線を照射し、照射された放射線の線量に応じた量の電荷を記録用光導電層と電荷輸送層との略界面に形成される蓄電部に蓄積せしめることにより、放射線画像情報を静電潜像として記録し、記録された静電潜像を読み出して放射線画像情報を得るものである。
【０００７】
本発明は、本願出願による上記特願平10−232824号等において提案した検出器、並びに記録装置および読取装置と同様に、読出しの高速応答性と効率的な信号電荷の取り出しの両立を図ることを目的とするものであって、前記特願平10−232824号記載のものよりも一層その性能を高めることを可能ならしめる放射線固体検出器、この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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による放射線固体検出器は、上記特願平10−232824号や同10−271374号に記載されている検出器等をさらに改善するもの、すなわち、照射された放射線の線量に応じた量の電荷を潜像電荷として蓄積する蓄電部を有し、放射線画像情報を蓄電部に静電潜像として記録する放射線固体検出器であって、
記録用の放射線または該放射線の励起により発せられる光に対して透過性を有する第１の電極層、記録用の放射線または前記光の照射を受けることにより導電性を呈する記録用光導電層、読取用の電磁波の照射を受けることにより導電性を呈する読取用光導電層、読取用の電磁波に対して透過性を有する第２の電極層を、この順に有して成り、
記録用光導電層と読取用光導電層との間に形成される蓄電部に蓄積された潜像電荷の量に応じたレベルの電気信号を出力させるための第１の導電部材が第２の電極層内ないし第１の電極層と第２の電極層との間に設けられていることを特徴とするものである。
【０００９】
第１の導電部材の形状は、どのような形状であってもよいが、記録時における潜像形成（潜像電荷の移動・蓄積）プロセス、或いは読取時における潜像電荷と、該潜像電荷と逆極性の電荷すなわち輸送電荷との電荷再結合プロセスに影響を与えない形状とするのが望ましい。例えば、第１の導電部材を記録用光導電層内や、記録用光電層の、読取用光導電層側の面に設ける場合には、記録用光導電層内で発生した潜像電荷が蓄電部まで移動するのに邪魔にならない形状であることが望まれる。また読取用光導電層内や、後述する電荷輸送層若しくはトラップ層内に設ける場合には、読取用光導電層内で発生した輸送電荷が蓄電部まで移動するのに邪魔にならない形状であることが望まれる。このためには、例えば、丸や角等任意の形状の穴を画素に対応させて設けたり、画素の並び方向に連続する長穴を設ける等するとよい。
【００１０】
また、この第１の導電部材は、該導電部材を記録用光導電層内に配設する場合には、記録用の放射線または該放射線の励起により発せられる光に対して透過性を有するものとし、放射線等が記録用光導電層内に十分に入射することができるようにして、光導電層内における電荷発生プロセスに影響を与えないようにするのが望ましい。
【００１１】
なお、読取時の応答性を高めるために、蓄電部を形成する層と読取用光導電層のとの厚さの合計は記録用光導電層の厚さよりも薄ければ薄いほど好ましい。
【００１２】
また、本発明による放射線固体検出器の、第２の電極層をなす電極および／または第１の導電部材は、多数の線状電極から成るストライプ電極であることが望ましい。
【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。また、上述のように潜像形成プロセスや電荷再結合プロセス等に影響を与えないように、この線状電極に対して、さらに丸や角等任意の形状の穴を画素に対応させて設けたり、長手方向に延びた長穴を設ける等してもよい。
【００１４】
ここで、第２の電極層をなす電極および第１の導電部材をストライプ電極とした場合には、第１の導電部材の線状電極が、第２の電極層をなす電極の線状電極に対して対向するように、または略直交するように、配設するのが望ましい。
【００１５】
「対向するように配設する」とは、第１の導電部材の線状電極が、所定の間隔を置いて第２の電極層をなす電極の線状電極の略真上に位置し、且つ長手方向には互いに向き合うように配設することを意味する。「直交するように配設する」とは、第１の導電部材の線状電極と第２の電極層をなす電極の線状電極とが略直角に立体交差するように配設することを意味する。
【００１６】
なお、この場合において、さらに第１の導電部材を記録用光導電層内、読取用光導電層内或いは電荷輸送層内に配設する場合には、記録時の潜像形成プロセスや電荷再結合プロセスに影響を与えないように、第１の導電部材の線状電極の幅を、第２の導電体層の線状電極のピッチの５〜３０％とするとよい。
【００１７】
また、夫々を線状電極とする場合において、第１の導電部材の線状電極を第２の電極層内に配設する場合には、第１の導電部材の線状電極を、第２の電極層の線状電極の間に互いに平行するように配置すると共に、読取用の電磁波に対して非透過性を有するものとし、電磁波が読取用光導電層内に入射せず読取解像度を劣化させないようにするのが望ましい。
【００１８】
また、本発明による放射線固体検出器は、さらに、蓄電部に、潜像電荷を同電位化せしめる第２の導電部材が、電気信号が表す画像の画素毎に、格別に、設けられているものであることが好ましい。特に、記録用光導電層の、読取用光導電層側の面（界面）に設けられているものとするとよい。
【００１９】
ここで画素毎に設けられているとは、潜像電荷を同電位化させ、読出時に画素周辺部の電荷を画素中央部に集中させることができるように、各画素に、好ましくは１つの導電部材が設けられることを意味し、１画素に対して多数の導電部材がランダムに配設され、読出時に画素周辺部の電荷を画素中央部に集中させることができない態様のものは含まない。
【００２０】
「格別に」とは、各導電部材が、他の画素との間では、離散した状態、つまり、接続されないフローティング状態で配設されることを意味する。なお、１画素に対して複数の導電部材を設ける場合には、１画素分の部材間を電気的に接続しておくのが好ましい。
【００２１】
この第２の導電部材のサイズは、画素ピッチと略同一に設定するのが好ましい。或いは、画素ピッチに対して小さく設定する、例えば１／２以下にすると共に、画素中央部に配置することにより、潜像電荷を画素中央部に集中させるようにしてもよい。導電部材のサイズとは、例えば、円形状の導電部材の場合には直径であり、方形状の導電部材の場合には各辺の長さである。なお、導電部材の形状は、円形、方形等どのような形状であってもよい。
【００２２】
なお、第２の電極層をなす電極および第１の導電部材がストライプ電極であって、且つ、両電極をなす線状電極が直交するように配設された検出器を使用する場合には、両線状電極が交差する位置に電界が集中するので、この両線状電極が交差する位置に対応して第２の導電部材を配設することによって、電荷の集中効率を高めるのが望ましい。なお、記録に際しては、該第２の導電部材はオープンとしたままでよい。
【００２３】
また、本発明による放射線固体検出器は、潜像電荷に対しては略絶縁体として作用し、かつ、該潜像電荷と逆極性の輸送電荷に対しては略導電体として作用する電荷輸送層を、記録用光導電層と読取用光導電層との間に有し、該電荷輸送層が蓄電部を形成するものであってもよい。或いは、放射線固体検出器は、潜像電荷を捕捉するトラップ層を、記録用光導電層と読取用光導電層との間に有し、該トラップ層が蓄電部を形成するものであってもよい。
【００２４】
また、電荷輸送層若しくはトラップ層を有するものとした場合には、読取用光電層とトラップ層との界面または読取用光電層と電荷輸送層との界面、或いは電荷輸送層内またはトラップ層内に、第１の導電部材を設けるようにしてもよい。さらに、読取用光電層と電荷輸送層との界面または読取用光電層とトラップ層との界面に第２の導電部材を設けるようにしてもよい。
【００２５】
本発明による放射線画像記録方法は、上記の放射線固体検出器に放射線を照射して、該照射した放射線の線量に応じた量の電荷を放射線固体検出器の蓄電部に潜像電荷として蓄積せしめることにより、放射線画像情報を蓄電部に静電潜像として記録する放射線画像記録方法であって、
放射線固体検出器の第１の電極層と第２の電極層との間に印加される直流電圧によって両電極層間に形成される電界分布を調整するための制御電圧を第１の導電部材に印加することを特徴とするものである。
【００２６】
「放射線固体検出器に放射線を照射する」とは、被写体の放射線画像情報を担持する記録用の放射線を検出器に直接または間接的に照射することを意味し、記録用の放射線を直接的に検出器に照射することに限らず、例えば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、記録用の放射線の励起により発せられる光を検出器に照射することも含むものとする。
【００２７】
「制御電圧」とは、第１の導電部材が記録時における潜像電荷の蓄積プロセスに所定の影響を与える大きさの電圧であって、例えば、第１の導電部材が設けられていない場合において形成されるべき電界分布と略同じになるような大きさのとすることができる。
【００２８】
また、積極的に、第２の導電層の電位へ近づける、または遠ざける、或いは同じとすることで、潜像電荷が形成される領域に変化を与えることができる。これによって、信号の取出効率や信号の読出応答速度を改善することが可能となる。
【００２９】
この制御電圧は直流電圧であってもよし、交流電圧であってもよい。交流電圧は、正弦波電圧に限定されるものではなく、前述のように信号の取出効率や信号の読出応答速度を改善することができるものであればどのような波形であってもよい。
【００３０】
本発明による放射線画像読取方法は、放射線画像情報が静電潜像として記録された上記放射線固体検出器から放射線画像情報を読み取る放射線画像読取方法であって、放射線固体検出器の蓄電部に蓄積された潜像電荷に対応する電荷を第１の導電部材を介して読み出すことにより、潜像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。
【００３１】
「第１の導電部材を介して読み出す」とは、少なくとも第１の導電部材を介して読み出すことを意味し、この第１の導電部材と第２の電極層の電極との間に流れる電流に加えて、第１の電極層の電極と第２の電極層の電極との間に流れる電流をも検出するものであってもよい。
【００３２】
なお、読取用の電磁波としては、連続的に発せられる連続波であってもよいし、パルス状に発せられるパルス波であってもよいが、パルス波の方がより大きな電流を検出することができ、潜像電荷量が少ない画素であっても十分に大きな電流として検出することができるようになるので、画像のＳ／Ｎを飛躍的に改善することができ、有利である。
【００３３】
但し、パルス波を使用する場合には、第２の電極層をなす電極および第１の導電部材がストライプ電極であって、且つ、両電極をなす線状電極が直交するように配設された検出器を使用する場合には、上述のように、両線状電極が交差する位置に電界が集中し、潜像電荷もこの位置に集中せしめられるので、少なくとも、この交差する位置に対応する読取用光導電層に読取用の電磁波を照射するのが好ましい。また、第２の導電部材が設けられた検出器を使用する場合には、該第２の導電部材に集中されて潜像電荷が蓄積されるので、少なくとも、この第２の導電部材が設けられている位置に対応する読取用光導電層に読取用の電磁波を照射するのが好ましい。なお、この読取に際しては、第２の導電部材はオープンとしたままでよい。
【００３４】
本発明による放射線画像記録装置は、上記放射線画像記録方法を実現する装置であって、
放射線固体検出器の第１の電極層と第２の電極層との間に直流電圧を印加する電圧印加手段と、
該電圧印加手段により印加される直流電圧によって両電極層間に形成される電界分布を調整するための制御電圧を第１の導電部材に印加する制御電圧印加手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００３５】
本発明による放射線画像記録装置は、上記放射線画像読取方法を実現する装置であって、放射線固体検出器の蓄電部に蓄積された潜像電荷に対応する電荷を第１の導電部材を介して読み出すことにより、潜像電荷の量に応じたレベルの電気信号を得る画像信号取得手段を備えたことを特徴とする。
【００３６】
なお、第２の電極層の電極と第１の導電部材の電極とをストライプ電極とし、第１の導電部材の各線状電極が第２の電極層の各線状電極に対して略直交するように配設された検出器を使用する場合には、読取光の走査における各位置に対応する線状電極のみが第１の電極層および第２の電極層の各線状電極に接続されるように切り換えて、信号読出しに寄与しない分布容量を小さくするのが望ましい。
【００３７】
また、本発明を適用する基本となる検出器は、記録用光導電層および読取用光導電層を挟むように電極を積層して成る検出器であればどのようなものであってもよいが、特に、本願出願人が、特願平10−232824号や同10−271374号において提案した検出器（静電記録体）に本発明を適用するのが好適である。
【００３８】
【発明の効果】
本発明による放射線固体検出器によれば、潜像電荷の量に応じたレベルの電気信号を出力させるための第１の導電部材が第２の電極層内ないし第１の電極層と第２の電極層との間に設けられたものとしたので、記録用光導電層と読取用光導電層との間に形成される蓄電部と第１の導電部材との間に新たなコンデンサを形成させることができ、記録によって蓄電部に蓄積せしめられた潜像電荷と逆極性の輸送電荷を、読取りの際の電荷再配列によって第１の導電部材にも帯電させることが可能となり、読取用光導電層を介して第２の電極層の電極と蓄電部との間で形成されるコンデンサに配分される前記輸送電荷の量を、この第１の導電部材を設けない場合よりも相対的に少なくすることができ、検出器から外部に取り出し得る信号電荷の量を多くして読取効率を向上させることが可能となる。
【００３９】
本発明による放射線画像情報読取方法および装置によれば、放射線画像情報が記録された本発明による検出器から第１の導電部材を介して放射線画像情報を表す信号電荷を読み出して、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ている。したがって、より多くの電荷を検出器から読み出すことができるので、読取効率が大きくなり、より大きな信号を得ることが可能となり、画像のＳ／Ｎを向上させることができる。
【００４０】
また、第１の導電部材を設けても、記録用光導電層や読取用光導電層の厚さには実質的に大きな影響を与えることがないので、読出しの応答性に悪影響を与えることがなく、例えば、特願平10−232824号や同10−271374号において記載されているように、電荷輸送層と読取用光導電層との厚さの合計を記録用光導電層の厚さよりも薄くすることで、読取時の応答性を高めることができる。つまり、本発明によれば、読取時の高速応答性を維持しつつ、従来の検出器を使用する場合よりも、読取効率を一層向上させることができる。
【００４１】
また、本発明による放射線画像情報記録方法および装置によれば、第１の電極層と第２の電極層との間に形成される電界分布を調整するための制御電圧を第１の導電部材に印加するようにしたので、信号の取出効率や信号の読出応答速度を改善することが可能となる。
【００４２】
また、潜像電荷を同電位化せしめる第２の導電部材が、電気信号が表す画像の画素毎に、格別に、蓄電部に設けられた検出器とすれば、該第２の導電部材上に蓄積された、各画素毎の潜像電荷を全て同電位にすることが可能となり、導電部材がない場合に較べて、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。
【００４３】
また、画素を導電部材が配設された固定位置に形成することが可能となり、ストラクチャーノイズの補正を行うことも容易となる。
【００４４】
さらに、導電部材のサイズを画素ピッチより小さく設定すると共に、画素中央部に配置すれば、記録時に形成される電界分布を該導電部材に引き寄せられた分布形状にすることができるから、潜像電荷を画素中心部に集中させて蓄積させることも可能となり、画像の鮮鋭度を向上させることもできる。
【００４５】
また、この第２の導電部材を設けると、電荷輸送層やトラップ層がなくても潜像電荷を蓄積させることができるので、素子形成が容易である。
【００４６】
なお、電荷輸送層やトラップ層が設けられた検出器に導電部材を設けた場合には、これら各層による電荷蓄積効果を利用することもできる。すなわち、導電部材のサイズを画素ピッチより小さく設定すると、これら各層が設けられていない場合には、導電部材に捕捉されない電荷は潜像電荷として蓄積され得ず、鮮鋭度の向上には効果があるが蓄積電荷量が少なくなるという問題を生じ得るのに対して、各層によって電荷を潜像電荷として蓄積せしめることにより、蓄積電荷量を少なくすることなく、鮮鋭度の向上を図ることができる。
【００４７】
【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。
【００４８】
図１は本発明による第１の実施の形態の放射線固体検出器の概略構成を示す図であり、図１（Ａ）は斜視図、図１（Ｂ）はＱ矢指部のＸＺ断面図、図１（Ｃ）はＰ矢指部のＸＹ断面図である。この検出器１０は、上述した特願平10−232824号に記載されている図１２の静電記録体に、さらに第１の導電部材としてのサブ電極および第２の導電部材としてのマイクロプレートを設けたものであって、記録用の放射線（例えば、Ｘ線等。以下記録光という。）L1に対して透過性を有する第１の電極層１１、この電極層１１を透過した記録光L1の照射を受けることにより導電性を呈する記録用光導電層１２、潜像電荷と（例えば負電荷）に対しては略絶縁体として作用し、かつ、該潜像電荷と逆極性の輸送電荷（上述の例においては正電荷）に対しては略導電体として作用する電荷輸送層１３、読取用の電磁波（以下読取光という）L2の照射を受けることにより導電性を呈する読取用光導電層１４、読取光L2に対して透過性を有する第２の電極層１５を、この順に積層してなるものである。
【００４９】
記録用光導電層１２の物質としては、アモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）、ＰｂＯ，ＰｂＩ2 等の酸化鉛（II）やヨウ化鉛（II）、Ｂｉ12（Ｇｅ，Ｓｉ）Ｏ20，Ｂｉ2Ｉ3／有機ポリマーナノコンポジット等のうち少なくとも１つを主成分とする光導電性物質が適当である。
【００５０】
電荷輸送層１３の物質としては、例えば電極層１１に帯電される負電荷の移動度と、その逆極性となる正電荷の移動度の差が大きい程良く（例えば１０2 以上、望ましくは１０3 以上）ポリＮ−ビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、N,N'−ジフェニル−N,N'−ビス（３−メチルフェニル）−〔1,1'−ビフェニル〕−4,4'−ジアミン（ＴＰＤ）やディスコティック液晶等の有機系化合物、或いはＴＰＤのポリマー（ポリカーボネート、ポリスチレン、ＰＵＫ）分散物，Ｃｌを１０〜２００ｐｐｍドープしたａ−Ｓｅ等の半導体物質が適当である。特に、有機系化合物（ＰＶＫ，ＴＰＤ、ディスコティック液晶等）は光不感性を有するため好ましく、また、誘電率が一般に小さいため電荷輸送層１３と読取用光導電層１４の容量が小さくなり読取時の信号取り出し効率を大きくすることができる。なお、「光不感性を有する」とは、記録光L1や読取光L2の照射を受けても殆ど導電性を呈するものでないことを意味する。
【００５１】
読取用光導電層１４の物質としては、ａ−Ｓｅ，Ｓｅ−Ｔｅ，Ｓｅ−Ａｓ−Ｔｅ，無金属フタロシアニン，金属フタロシアニン，ＭｇＰｃ（Magnesium phtalocyanine），ＶｏＰｃ（phaseII of Vanadyl phthalocyanine），ＣｕＰｃ（Cupper phtalocyanine）等のうち少なくとも１つを主成分とする光導電性物質が好適である。
【００５２】
記録用光導電層１２の厚さは、記録光L1を十分に吸収できるようにするには、５０μｍ以上１０００μｍ以下であるのが好ましく、本例においては約 500μｍとしている。また電荷輸送層１３と光導電層１４との厚さの合計は記録用光導電層１２の厚さの１／２以下であることが望ましく、また薄ければ薄いほど読取時の応答性が向上するので、例えば１／10以下、さらには１／20以下等にするのが好ましい。
【００５３】
電極層１１および１５としては、例えば、透明ガラス板上に導電性物質を塗布したネサ皮膜等が適当である。
【００５４】
第２の電極層１５の電極は、多数のエレメント（線状電極）１６ａをストライプ状に配列したストライプ電極１６として形成されている。エレメント１６ａの間１５ａは、例えば、カーボンブラック等の顔料を若干量分散させたポリエチレン等の高分子材料を充填したものとし、読取光L2に対して遮光性を有するものとされている。
【００５５】
記録用光導電層１２と電荷輸送層１３との界面、すなわち蓄電部１９には、多数の離散した方形のマイクロプレート１８が、隣接したマイクロプレート１８間に間隔を置いて、ストライプ電極１６の各エレメント１６ａの真上に配設されている。このマイクロプレート１８の各辺の長さは、エレメント１６ａの配列ピッチと略同一、つまり解像可能な最小の画素ピッチと略同一の寸法に設定されている。マイクロプレート１８の配設される位置が検出器上の画素位置となる。
【００５６】
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誘電層上に堆積され、金、銀、アルミニウム、銅、クロム、チタン、白金等の単一金属や酸化インジウム等の合金で、極めて薄い膜から作ることができる。該マイクロプレート１８は、連続層として堆積させることができ、連続層は次にエッチングされて、解像可能な最小の画素と同一の範囲の寸法を持つ複数の個々の離散マイクロプレートとして形成される。この離散マイクロプレートはレーザーアプレーションまたはホトエッチング等光微細加工技術を利用して作ることもできる（”Imaging Procesing &Materials”Chapter 18の”Imaging for Microfabrication”（J.M.Shaw，IBM Watson Research Center）参照）。
【００５７】
記録用光導電層１２内の電荷輸送層１３に近接した位置に、多数のエレメント１７ａをストライプ状に配列したサブ電極１７が設けられている。このサブ電極１７は、記録用光導電層１２と電荷輸送層１３との略界面に形成される蓄電部１９に蓄積された潜像電荷の量に応じたレベルの電気信号を出力させるための導電部材である。サブ電極１７の各エレメント１７ａは、ストライプ電極１６の各エレメント１６ａの真上に位置し、互いに向き合うように配設されている。サブ電極１７は、導電性を有するものであればよく、金、銀、クロム、白金等の単一金属や、酸化インジウム等の合金から作ることができる。
【００５８】
サブ電極１７と電荷輸送層１３との間の距離ｄは、記録用光導電層１２の厚さにもよるが、本例のように記録用光導電層１２の厚さが約 500μｍの場合には、距離ｄ＝１μｍ〜１００μｍ（１／500 〜１／５）とする。
【００５９】
図２（Ａ）〜（Ｄ）は、サブ電極１７の各エレメント１７ａの形状の一例と、該エレメント１７ａ、マイクロプレート１８およびエレメント１６ａとの配置関係を示す概略図である。
【００６０】
図２（Ａ）に示すエレメント１７ａは、細長い平板電極であり、穴は一切設けられていない。エレメント１７ａの幅は、エレメント１６ａの幅よりも狭く、エレメント１６ａのピッチの５〜３０％内となるように設定されている。これにより、記録用光導電層内で発生した潜像電荷が蓄電部に移動する際には、エレメント１７ａの横を通り易くしている。
【００６１】
図２（Ｂ）に示すエレメント１７ａは、細長い平板電極であって、多数の丸穴が長手方向の画素に対応する位置に配置されるように設けられた穴あき平板電極である。エレメント１７ａの幅はエレメント１６ａの幅と略同じである。記録用光導電層内で発生した潜像電荷は、この丸穴を通って蓄電部１９に設けられたマイクロプレート１８に到達することができる。
【００６２】
図２（Ｃ）に示すエレメント１７ａは、細長い平板電極であって、多数の角穴が長手方向の画素に対応する位置に配置されるように設けられた穴あき平板電極である。エレメント１７ａの幅はエレメント１６ａの幅と略同じである。記録用光導電層内で発生した潜像電荷は、この角穴を通ってマイクロプレート１８に到達することができる。
【００６３】
図２（Ｄ）に示すエレメント１７ａは、細長い平板電極であって、長手方向に延びた１つの長穴が設けられ、長手方向の両端部が結合された長穴あき平板電極である。エレメント１７ａの幅はエレメント１６ａの幅と略同じである。記録用光導電層内で発生した潜像電荷は、この長穴を通ってマイクロプレート１８に到達することができる。
【００６４】
このように、エレメント１７ａをエレメント１６ａの幅よりも狭くしたり、エレメント１７ａの長手方向に所定形状の穴を設けることにより、潜像電荷の移動の妨げとならず、潜像形成プロセスに影響を与えないようにすることができる。
【００６５】
図３は、放射線画像情報記録装置と放射線画像情報読取装置を一体にした、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（Ａ）は検出器１０の斜視図と共に示した図、図３（Ｂ）は検出器１０のＸＺ断面図と共に電流検出回路７０の詳細を示した図である。
【００６６】
この記録読取装置１は、検出器１０、画像信号取得手段としての電流検出回路７０、記録光照射手段９０、読取光照射手段９３とからなる。
【００６７】
電極層１１の上面には被写体９が配設されており、被写体９は記録光LIに対して透過性を有する部分９ａと透過性を有しない遮断部（遮光部）９ｂが存在する。記録光照射手段９０は記録光L1を被写体９に一様に爆射するものである。
【００６８】
読取光照射手段９３は、ライン状に略一様な読取光L2をストライプ電極１６の各エレメント１６ａと概略直交させつつ、エレメント１６ａの長手方向（図中の矢印方向）に走査露光するものである。なお、この読取光L2による走査露光は副走査に対応する。この走査露光においては、連続光を照射してもよいし、パルス光を照射するようにしてもよい。
【００６９】
電流検出回路７０は、蓄電部１９に蓄積された潜像電荷に対応する電荷をサブ電極１７を介して読み出すことにより、潜像電荷の量に応じたレベルの画像信号を得るものであり、ストライプ電極１６の各エレメント１６ａ毎に接続された電流検出アンプ７１を多数有している。電流検出アンプ７１は、各エレメント１７ａを介して、潜像電荷の量に応じた量の電荷を電流として検出するものであり、オペアンプ７１ａ，積分コンデンサ７１ｂおよびスイッチ７１ｃから成る。検出器１０の電極層１１はスイッチ７４、７５の夫々一方の入力７４ａ，７５ａ、および電源７２の負極に接続されている。電源７２の正極は、電源７３の負極およびスイッチ７５の他方の入力７５ｂに接続されている。電源７３の正極は、スイッチ７４の他方の入力７４ｂに接続されている。各オペアンプ７１ａの非反転入力端子（＋）がスイッチ７４の出力に共通に接続され、反転入力端子（−）がエレメント１６ａに夫々個別に接続されている。スイッチ７５の出力はサブ電極１７の各エレメント１７ａに共通に接続されている。
【００７０】
スイッチ７４，７５は、記録時には共にｂ側に接続され、オペアンプのイマジナリーショートを介して、電極層１１とストライプ電極１６との間に、電源７２，７３による所定の印加電圧が印加される。電源７３は制御電圧印加手段としても機能するもので、記録時には、この電源７３からサブ電極１７に制御電圧としての直流電圧が印加される。この印加電圧の大きさは、電極層１１とストライプ電極１６との間で形成される電界分布、特に記録用光導電層１２内の電位勾配が、サブ電極１７が設けられていない場合において形成されるべき分布と略同じになるような大きさの電圧に設定し、蓄電部１９に潜像電荷を安定して蓄積させることができるようにする。なお、サブ電極１７に制御電圧を印加することなく、オープン状態としたまま記録を行うようにしてもよい。さらには、積極的に、サブ電極１７に、第２導電層、すなわちストライプ電極１６の電位へ近づける、または遠ざけることで、所定の電界を形成するように電圧を設定してもよい。
【００７１】
一方、読取時には、スイッチ７４，７５が共にａ側に接続され、ライン状の読取光がストライプ電極１６側に露光されることにより、各電流検出アンプ７１は、各エレメント１６ａに流れる電流を、接続された各エレメント１６ａについて同時（並列的）に検出する。なお、電流検出回路７０や電流検出アンプ７１の構成は、この例に限定されるものではなく、種々のものを使用することができる（例えば、特願平10−232824号や同10−271374号参照）。
【００７２】
なお、本例においては、記録時に、電源７３からサブ電極１７に直流電圧が印加されるように構成しているが、サブ電極１７用の専用電源を、電極層１１とストライプ電極１６との間に直流電圧を印加する電源とは別個に設け、記録時の電界分布をより好ましい状態に調整するため、所望の波形の制御電圧を印加するようにしてもよい。
【００７３】
以下、上記構成の記録読取装置１において、検出器１０に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。最初に静電潜像記録過程について、図４に示す電荷モデルを参照しつつ説明する。なお、記録光L1によって光導電層１２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。また、サブ電極１７のエレメント１７ａは省略して示す。
【００７４】
上記構成の装置１において、検出器１０に静電潜像を記録する際には、先ずスイッチ７４，７５を共にｂ側に切り換え、電極層１１とストライプ電極１６との間に直流電圧を印加し、両者を帯電させる。このとき、サブ電極１７には、上述したように、蓄電部１９に潜像電荷を安定して蓄積させるための制御電圧が印加される。これにより、電極層１１とストライプ電極１６との間には略Ｕの字状の電界が形成され、光導電層１２の大部分の所は概略平行な電場が存在するが、光導電層１２と電荷輸送層１３との界面、すなわち蓄電部１９には電界が存在しない部分が生じる。そして、このＵの字がエレメント１６ａの長さ方向に連続した電界分布が形成される（図４（Ａ））。
【００７５】
次に放射線を被写体９に爆射し、被写体９の透過部９ａを通過した被写体９の放射線画像情報を担持する記録光L1を検出器１０に照射する。すると、検出器１０の記録用光導電層１２内で正負の電荷対が発生し、その内の負電荷が上述の電界分布に沿って蓄電部１９に移動する（図４（Ｂ））。このとき、サブ電極１７には、光導電層１２内の電位勾配を乱さないように所定の直流電圧が電源７５から印加されているので、負電荷は、サブ電極１７に捕捉されることなく、サブ電極１７の各エレメント１７ａの横或いは穴を通過して蓄電部１９に移動する。つまり、光導電層１２内で発生した電荷に対しては、サブ電極１７が、実質的には、設けられていないのと同じ状態となる。
【００７６】
蓄電部１９には、マイクロプレート１８が配設されており、光導電層１２中を移動してきた負電荷はマイクロプレート１８に捕捉されて停止し、この蓄電部１９において、マイクロプレート１８上に負電荷が潜像電荷として蓄積される（図４（Ｃ））。
【００７７】
一方、記録用光導電層１２内で発生した正電荷は電極層１１に向かって高速に移動し、電極層１１と光導電層１２との界面で電源７２，７３から注入された負電荷と電荷再結合し消滅する。また、記録光L1は被写体９の遮光部９ｂを透過しないから、検出器１０の遮光部９ｂの下部にあたる部分は何ら変化を生じない（図４（Ｂ），（Ｃ））。
【００７８】
このようにして、被写体９に記録光L1を爆射することにより、被写体像に応じた電荷を光導電層１２と電荷転送層１３との界面である蓄電部１９に蓄積することができるようになる。この蓄積される潜像電荷（負電荷）の量は被写体９を透過し検出器１０に入射した放射線の線量に略比例するので、この潜像電荷が静電潜像を担持することとなり、該静電潜像が検出器１０に記録される。なお、マイクロプレート１８上に潜像電荷が蓄積されるので、主走査および副走査の両方について潜像電荷の蓄積位置を固定することができ、両走査方向について、固定位置に画素が形成されるようになる。
【００７９】
次に静電潜像読取過程について、図５に示す電荷モデルを参照しつつ説明する。なお、記録過程と同様に、読取光L2によって読取用光導電層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。
【００８０】
検出器１０から静電潜像を読み取る際には、先ずスイッチ７４，７５を共にａ側にして、上記説明のようにして静電潜像が記録された検出器１０の電極層１１とサブ電極１７を接続し、またオペアンプ７１ａのイマジナリショートを介してストライプ電極１６とも接続して、これらを同電位に帯電させて電荷の再配列を行う（図５（Ａ））。次いで、エレメント１６ａの長手方向に読取光照射手段９３を移動させる、すなわち副走査することにより、ライン状の読取光L2で検出器１０の全面を走査露光する。この読取光L2の走査露光により副走査位置に対応する読取光L2が入射した光導電層１４内に正負の電荷対が発生する（図５（Ｂ））。なお、暗電流成分の影響を相対的に低減するために、読取光L2をパルス状に照射する場合には、マイクロプレート１８のある位置で、読取光L2が照射されるように走査の同期をとるのが好ましい。
【００８１】
蓄電部１９とストライプ電極１６との間は、その薄さ（厚さ）に応じて蓄積電荷（負電荷）により非常に強い電場（強電界）が形成されている。また、電荷輸送層１３は正電荷に対しては導電体として作用するものであるから、光導電層１４に生じた正電荷は蓄積部１９の潜像電荷に引きつけられるように電荷輸送層１３の中を急速に移動し、蓄電部１９で潜像電荷と電荷再結合をし消滅する（図５（Ｃ））。一方、光導電層１４に生じた負電荷は電極層１１、ストライプ電極１６およびサブ電極１７の正電荷と電荷再結合し消滅する（図５（Ｃ））。
【００８２】
光導電層１４は読取光L2により十分な光量でもって走査露光されており、記録によって検出器１０の蓄電部１９に蓄積された潜像電荷が全て電荷再結合により消滅し、完全に放電される。このように、検出器１０内の蓄電部１９に蓄積されていた潜像電荷が消滅するということは、検出器１０内に電荷の移動による放電電流が流れたことを意味するものであり、ストライプ電極１６と蓄電部１９との間が短絡されたものとみなすことができる。この状態は、蓄積電荷量に依存する検出器１０内を流れる放電電流に比例した電流源７９を用いて、図６のような等価回路でもって示すことができる。この読取りの際に検出器１０内を流れる電流は、潜像電荷すなわち静電潜像に応じたものであるから、この電流を電流検出アンプ７１により検出することにより、静電潜像を読み取る、すなわち静電潜像を表す画像信号を取得することができる。
【００８３】
なお、蓄電部１９とストライプ電極１６との間は、非常に強い電場が形成されていることから、極めて高速に潜像電荷を消滅させることができ、このことは静電潜像の読取りの応答性が極めて高速であることを意味する。また、読取用光導電層１４と電荷輸送層１３との厚さの和が記録用光導電層１２の厚さに較べて薄ければ薄いほど読取時には強電界が形成され、電荷の移動も急速に行われるようになるので、読取りをより高速に行うことができる。
【００８４】
ここで、蓄電部１９にはマイクロプレート１８が設けられているので、読取過程（電荷再結合過程、放電過程）においては、マイクロプレート１８外周部の潜像電荷を、マイクロプレート１８の中心部に引き寄せることが可能となり、潜像電荷をより十分に放電させることができ、読残しが少なくなる。図７は、読取過程において、マイクロプレート１８を設けた場合の効果を説明する図であって、図７（Ａ），（Ｂ）はマイクロプレート１８が設けられていない場合の図、図７（Ｃ），（Ｄ）はマイクロプレート１８が設けられている場合の図である。
【００８５】
図７に示すように、読取光L2、エレメント１６ａを通して読取用光導電層１４内に入射し、読取用光導電層１４内で、正負の電荷対を発生せしめる。発生した電荷のうちの正電荷と蓄電部１９の潜像電荷との電荷再結合に際しては、エレメント１６ａに対向する近接した位置の電荷から順次結合される。つまり、読取り始めには、画素中央部の負電荷が電荷再結合により消滅し、順次外側の電荷との間で再結合が行われるようになる（図７（Ａ））。マイクロプレート１８が設けられていない場合には、蓄電部１９の潜像電荷が同電位化されるということがなく、潜像電荷は蓄積された位置に留まったままである。このため、読取りの経過と共に、次第にエレメント１６ａから遠い位置の電荷を読取りにくくなり、場合によっては、最終過程において読残しが生じ得る（図７（Ｂ））。
【００８６】
一方、マイクロプレート１８が設けられている場合にも、読取り始めには、画素中央部の負電荷が電荷再結合により消滅し、順次外側の電荷との間で再結合が行われるが（図７（Ｃ））、マイクロプレート１８上に蓄積されている電荷は、常に同電位に保持することが可能となる。したがって、読取りの経過と共に、潜像電荷が漸次マイクロプレート１８の中央部、すなわちに画素中央部に移動し得るので、最終過程においても、最も放電効率のよいマイクロプレート１８と第２導電層１５すなわちストライプ電極１６との最近接領域である画素中央部において、潜像電荷との間で電荷再結合させ、容易に放電を続けることができ、読残しが生じない（図７（Ｄ））。
【００８７】
上記説明による静電潜像記録過程と静電潜像読取過程について、図８に示すコンデンサモデルを用いて、さらに詳しく説明する。この図８は、被写体９の透過部９ａと遮光部９ｂとに分けて、コンデンサモデルによる電気的等価回路図として両過程を表したものである。記録用光導電層１２を挟んで電極層１１と蓄電部１９との間にコンデンサＣ*aが形成され、電荷輸送層１３および読取用光導電層１４を挟んで蓄電部１９とストライプ電極１６（エレメント１６ａ）との間にコンデンサＣ*bが形成され、記録用光導電層１２の一部を挟んでサブ電極１７（エレメント１７ａ）と蓄電部１９との間にコンデンサＣ*cが形成される。
【００８８】
コンデンサＣ*aの両端には記録光L1によって導電性を呈する記録用光導電層１２に対応する不図示の光スイッチSW*aが形成され、コンデンサＣ*bの両端には読取光L2によって導電性を呈する読取用光導電層１４に対応する不図示の光スイッチSW*bが形成される。
【００８９】
記録過程においては、最初に、検出器１０に、電源７２，７３から直流電圧が印加されるから、分布コンデンサＣ*a，Ｃ*b，Ｃ*cは帯電せしめられる（図８（Ａ））。
【００９０】
透過部９ａは記録光L1の照射により、光スイッチSW*aがオンし、光量に応じた抵抗Ｒ*aを介してコンデンサＣ*bのみが充電せしめられる（図８（Ｂ））。これが静電潜像記録過程であり、コンデンサＣ*bに潜像電荷として静電潜像が記録されたことになる。潜像電荷の量は記録光L1の光量に応じたものとなる。
【００９１】
次に電源７２，７３を取り外した後、コンデンサＣ*aとの電極層１１側およびコンデンサＣ*cのサブ電極１７側と、コンデンサＣ*bのストライプ電極１６側とをそれぞれ接続して電荷再配列を行う（図８（Ｃ））。各コンデンサに配分される、潜像電荷と逆極性の正電荷の量は、総計が潜像電荷の量と同じになり、また、各コンデンサの容量に比例した量となる。この後、読取光L2を露光することにより、光スイッチSW*bがオンし光量に応じた抵抗Ｒ*bを介して各コンデンサＣ*a，Ｃ*b，Ｃ*cに帯電している電荷が放電される（図８（Ｄ））。図６に示した等価回路は、このときに検出器１０の外部に放電される電荷による放電電流を検出するものとして表したものである。
【００９２】
一方、遮光部９ｂは記録光L1が光スイッチSW*aをオンさせることがなく、何れのコンデンサＣ*a，Ｃ*b，Ｃ*cにも変化を与えない（図８（Ｅ））。このため、読取時に、各コンデンサＣ*a，Ｃ*b，Ｃ*cを接続すると、全コンデンサＣ*a，Ｃ*b，Ｃ*cがともに放電状態となる（図８（Ｆ））。したがって、このような状態で読取光L2を露光しても何れのコンデンサＣ*a，Ｃ*b，Ｃ*cからも、電荷が放電されることがない（図８（Ｇ））。
【００９３】
次に、各コンデンサＣ*a，Ｃ*b，Ｃ*cに帯電している電荷が放電される際に流れる電流の大きさについて説明する。先ず、説明を簡単にするため、サブ電極１７が設けられていない、コンデンサＣ*a，Ｃ*bから成る場合について、図９（Ａ）に示すコンデンサモデルを参照して説明する。上述のように、電荷再配列の際に、各コンデンサＣ*a，Ｃ*bに配分される正電荷の量Ｑ+a，Ｑ+bは、総計Ｑ+ が潜像電荷の量Ｑ- と同じで、各コンデンサの容量Ｃa ，Ｃb に比例した量となる。読取用光導電層１４と電荷輸送層１３との厚さの和が記録用光導電層１２の厚さに較べて薄いので、各層の誘電率に大きな違いがないとすれば、コンデンサＣ*bの容量Ｃb の方がコンデンサＣ*aの容量Ｃa よりも大きくなる。したがって、コンデンサＣ*bのストライプ電極１６側に誘起される正電荷の量Ｑ+bの方が、コンデンサＣ*aの電極層１１側に誘起される正電荷の量Ｑ+aよりも多くなる。以上の説明を式で示すと下記のように表すことができる。
【００９４】
Ｑ- ＝Ｑ+ ＝Ｑ+a＋Ｑ+b
Ｑ+a＝Ｑ+ ×Ｃa ／（Ｃa ＋Ｃb ）
Ｑ+b＝Ｑ+ ×Ｃb ／（Ｃa ＋Ｃb ）
各コンデンサＣ*a，Ｃ*bに帯電している電荷が放電される際に流れる電流の大きさは、Ｑ+a，Ｑ+bに比例した大きさとなるから、コンデンサＣ*bから流れ出す電流Ｉb の方が、コンデンサＣ*aから流れ出す電流Ｉa よりも大きい。
【００９５】
ここで、蓄電部１９には信号取出し用の電極が直接には設けられていないので、コンデンサＣ*bから流れ出す電流Ｉb は読取時に光スイッチSW*bがオンしたときに生じる抵抗Ｒ*bを介して検出器１０内で流れる内部電流となり、電流Ｉb を蓄電部１９とストライプ電極１７との間で検出することができず、透過部９ａにおいてコンデンサＣ*bに配分された正電荷を検出器１０から外部に信号電荷として取り出すことができない。つまり、検出器１０内の蓄電部１９に蓄積された潜像電荷（負電荷）に対応して電荷再配列された正電荷の量Ｑ+ のうち、外部に取り出すことのできる電荷量、すなわち放射線画像情報を表す信号電荷量Ｑは、コンデンサＣ*aに配分された正電荷の量Ｑ+aと同じくなり、検出器１０から外部に流れ出る電流ＩはコンデンサＣ*aから流れ出る電流Ｉa と同じになる。
【００９６】
換言すれば、読取光L2によって読取用光導電層１４内で発せられた正電荷は、蓄電部１９の潜像電荷と電荷再結合して消滅し、一方、読取用光導電層１４内で発せられた負電荷のうちエレメント１６ａに再配列された正電荷の量の分Ｑ+bがエレメント１６ａで電荷再結合して消滅するが、このときの電流は専ら検出器１０の内部電流となる。そして、残りのＱ+aと同じ量の負電荷がエレメント１６ａに誘起され、この負電荷と電極層１１の正電荷との間での電荷再結合時に流れる電流が、検出器１０から外部に流れ出る電流Ｉとして取り出されるものとなる。
【００９７】
上述したように、読取速度の応答性を向上させるために、一般に読取用光導電層１４と電荷輸送層１３との厚さの和が記録用光導電層１２の厚さに較べて薄く設定され、コンデンサＣ*bの容量Ｃb の方がコンデンサＣ*aの容量Ｃa よりも大きくなるから、記録された潜像電荷の量Ｑ- に対して、信号電荷として取り出せる電荷量Ｑは小さくなり、その分信号電流Ｉ（＝Ｉa ）も小さくなり、読取効率が小さくなる。
【００９８】
一方、本発明による放射線固体検出器１０においては、サブ電極１７を設けたことによって、コンデンサＣ*cがさらに形成される。以下、図９（Ｂ）に示すコンデンサモデルを参照して説明する。上述のように、電荷再配列の際に、各コンデンサＣ*a，Ｃ*b，Ｃ*cに配分される正電荷の量Ｑ+a，Ｑ+b，Ｑ+cは、総計Ｑ+ が潜像電荷の量Ｑ- と同じで、各コンデンサの容量Ｃa ，Ｃb ，Ｃc に比例した量となる。これを式で示すと下記のように表すことができる。
【００９９】
Ｑ- ＝Ｑ+ ＝Ｑ+a＋Ｑ+b＋Ｑ+c
Ｑ+a＝Ｑ+ ×Ｃa ／（Ｃa ＋Ｃb ＋Ｃc ）
Ｑ+b＝Ｑ+ ×Ｃb ／（Ｃa ＋Ｃb ＋Ｃc ）
Ｑ+c＝Ｑ+ ×Ｃc ／（Ｃa ＋Ｃb ＋Ｃc ）
ところで、各コンデンサＣ*a，Ｃ*b，Ｃ*cの容量について考えてみると、サブ電極１７が記録用光導電層１２内の、記録用光導電層１２と電荷輸送層１３との界面である蓄電部１９から距離ｄだけ離れた位置に設けられ、一方電極層１１が距離ｄよりもはるかに遠距離の位置に設けられているので、記録用光導電層１２を介してサブ電極１７と蓄電部１９との間で形成されるコンデンサＣ*cの容量Ｃc は、記録用光導電層１２を介して電極層１１と蓄電部１９との間で形成されるコンデンサＣ*aの容量Ｃa よりも十分大きくなる。一方で、上述のようにサブ電極１７を設けても、読取用光導電層１４および電荷輸送層１３を介してストライプ電極１６と蓄電部１９との間で形成されるコンデンサＣ*bの容量Ｃc には、実質的に大きな影響は現れない。これにより、電荷再配列の際に、コンデンサＣ*bに配分される正電荷の量Ｑ+bをサブ電極１７を設けない場合よりも相対的に少なくすることができる。また、電極層１１からの距離ｄの値を適当に設定することによって、コンデンサＣ*cの容量Ｃc を、コンデンサＣ*bの容量Ｃb よりも大きくすることができ、コンデンサＣ*bに配分される正電荷の量Ｑ+bを一層少なくすることができる。
【０１００】
サブ電極１７が設けられていない場合と同様に、コンデンサＣ*bに配分された正電荷を検出器１０から外部に信号電荷として取り出すことはできないから、外部に取り出すことのできる信号電荷量Ｑは、コンデンサＣ*a，Ｃ*cに配分された正電荷の量Ｑ+a，Ｑ+cの合計（Ｑ+a＋Ｑ+c）と同じくなり、検出器１０から外部に流れ出る電流ＩはコンデンサＣ*aから流れ出る電流Ｉa とコンデンサＣ*cから流れ出る電流Ｉc との合計（Ｉa ＋Ｉc ）と同じになる。上述のように、コンデンサＣ*bに配分される正電荷の量Ｑ+bを、サブ電極１７を設けない場合よりも相対的に少なくすることができるから、検出器１０から外部に流れ出る電流Ｉ（＝Ｉa ＋Ｉc ）を、サブ電極１７を設けない場合よりも相対的に大きくすることができる。
【０１０１】
この結果、記録用光導電層１２に対して薄い電荷輸送層１３と読取用光導電層１４を用いているにも拘わらず、サブ電極１７を設けることによって、検出器１０から外部に出力される信号電荷の量Ｑや信号電流Ｉを大きくする、つまり読取効率を大きくすることができ、再生画像のＳ／Ｎ向上を図ることができる。
【０１０２】
なお、コンデンサＣ*cの容量Ｃc はコンデンサＣ*aの容量Ｃa よりも十分大きくすることができるので、コンデンサＣ*cに配分される量Ｑ+cの方がコンデンサＣ*aに配分される量Ｑ+aよりも十分大きくすることができ、コンデンサＣ*cから流れ出る電流Ｉc の方がコンデンサＣ*aから流れ出る電流Ｉa よりも大きくすることができる。したがって、サブ電極１７を介してコンデンサＣ*cから流れ出る電流Ｉc のみを検出しても、十分な大きさの画像信号を取り出すことが期待できる。
【０１０３】
電流検出回路７０においては、検出器１０から流れ出す電流Ｉを各エレメント１６ａ毎に同時に検出する。すなわち、電流Ｉによって、エレメント１６ａの夫々に接続された各電流検出アンプ７１の積分コンデンサ７１ｂが充電され、流れる電流量に応じて積分コンデンサ７１ｂに電荷が蓄積され、積分コンデンサ７１ｂの両端の電圧が変化する。この電圧の変化は、検出器１０に蓄積されていた各画素毎の潜像電荷の量Ｑ- に比例する。したがって、走査露光中の画素と画素の間にスイッチ７１ｃをオンして積分コンデンサ７１ｂに蓄積された電荷を放電させることにより、積分コンデンサ７１ｂの両端には次々と画素毎の潜像電荷に対応して電圧の変化が観測されることとなり、この電圧の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、つまり放射線画像情報を読み取ることができる。
【０１０４】
なお、サブ電極１７の各エレメント１７ａを、ストライプ電極１６の各エレメント１６ａの真上に位置し、互いに向き合うように配設した場合には、ストライプ電極１６の各エレメント１６ａ毎に同時に画像信号を読み出す都合から、全エレメント１７ａについて、同時に電荷の再配列を行う。この場合、読取光L2の副走査における読出画素位置以外の部分でも、エレメント１６ａとエレメント１７ａとが対向するので、信号読出しに寄与しない分布容量が大きくなり、固定ノイズ的には不利である。しかしながら、エレメント１７ａを切り換えないので、スイッチングノイズが生じることはない。
【０１０５】
図１０は、本発明による第２の実施の形態の放射線固体検出器の概略構成を示す図であり、図１０（Ａ）は斜視図、図１０（Ｂ）はＱ矢指部のＸＺ断面図、図１０（Ｃ）はＰ矢指部のＸＹ断面図である。なお、図１０においては、図１に示す第１の実施の形態による検出器１０の要素と同等の要素には同番号を付し、それらについての説明は特に必要のない限り省略する。この第２の実施の形態による検出器１０ａは、サブ電極１７の各エレメント１７ａが、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成るものである。
【０１０６】
マイクロプレート１８は、エレメント１６ａとエレメント１７ａとが交差する位置に対応して配設されている。なお、読取光L2としてパルス光を照射する場合には、少なくとも、マイクロプレート１８が配設されている位置に対応する読取用光導電層１４にパルス光が照射されるようにする。
【０１０７】
このように、エレメント１７ａをエレメント１６ａに対して略直交するように配設した場合には、読出しに先立ち、全てのエレメント１７ａを電流検出アンプ７１の非反転入力端子および電極層１１の電極と接続し、電荷再配列を行う。その後、読取光L2の副走査における各位置に対応するエレメント１７ａ、つまり読出ラインのエレメント１７ａのみ、或いは読出ラインとその周辺ラインのエレメント１７ａがアンプ７１の非反転入力端子および電極層１１の電極に接続されるようにし、その他のエレメント１７ａについてはオープンとしておくのが好ましい。そうすれば、固定ノイズ的には非常に有利である。
【０１０８】
なお、読出し中、全てのエレメント１７ａを接続したままであっても、両エレメント１６ａ，１７ａが互いに向き合うように配設した場合よりも、分布容量が小さくなる。この場合、エレメント１７ａのライン切換手段が不要となり、コストが安くなる。
【０１０９】
図１１は、本発明による第３の実施の形態の放射線固体検出器の概略構成を示す図であり、図１１（Ａ）は斜視図、図１１（Ｂ）はＱ矢指部のＸＺ断面図、図１１（Ｃ）はＰ矢指部のＸＹ断面図である。なお、図１１においても、図１に示す第１の実施の形態による検出器１０の要素と同等の要素には同番号を付し、それらについての説明は特に必要のない限り省略する。この第３の実施の形態による検出器１０ｂは、上記検出器１０のマイクロプレート１８を取り除いた構成のものである。
【０１１０】
このように、マイクロプレート１８が設けられていない場合には、記録光L1の光量が少ないときには、負電荷はエレメント１６ａの中心に引き寄せられて各エレメント１６ａ毎に潜像電荷が分離されるようになり、また、潜像電荷は各エレメント１６ａの並びに合わせて蓄積せしめられるから、エレメント１６ａのピッチを狭くすることにより、少なくともエレメント１６ａの並び方向については、潜像電荷の蓄積位置を固定することができる。
【０１１１】
なお、マイクロプレート１８の有無に拘わらず、電荷輸送層１３と読取用光導電層１４とを合わせた厚さが記録用光導電層１２の厚さに較べて薄いほど、また、エレメント１６ａの幅とピッチとの比が小さいほど（75％以下であれば良好である）、さらに電荷輸送層１３と読取用光導電層１４の厚みの和がストライプ電極１６のピッチと略同等若しくはそれ以下であるほど、電界の存在しない部分が明確に形成される。さらに、電荷輸送層１３における負電荷の移動度を正電荷の移動度より十分小さくすれば（例えば１／１０3 以下）、潜像電荷の蓄積性が向上し、静電潜像の保存性を向上させることができる。
【０１１２】
図１２は、本発明による第４の実施の形態の放射線固体検出器の概略構成を示す図であり、図１２（Ａ）は斜視図、図１２（Ｂ）はＱ矢指部のＸＺ断面図、図１２（Ｃ）はＰ矢指部のＸＹ断面図である。なお、図１２においても、図１に示す第１の実施の形態による検出器１０の要素と同等の要素には同番号を付し、それらについての説明は特に必要のない限り省略する。この第４の実施の形態による検出器１０ｃは、上記検出器１０ａと検出器１０ｂとを組み合わせたものであって、サブ電極１７の各エレメント１７ａが、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成ると共に、マイクロプレート１８を取り除いた構成のものである。この検出器１０ｃを使用した場合の作用についての詳細な説明は省略するが、上述した検出器１０の作用を基本とし、更に検出器１０ａと検出器１０ｂとを組み合わせた作用をなす。
【０１１３】
なお、読取光L2としてパルス光を照射する場合には、両エレメント１６ａ，１７ａが交差する位置に対応する読取用光導電層１４にパルス光が照射されるようにする。
【０１１４】
図１３は、本発明による第５の実施の形態の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Ｑ矢指部のＸＺ断面図、図１３（Ｃ）はＰ矢指部のＸＹ断面図である。なお、図１３においても、図１に示す第１の実施の形態による検出器１０の要素と同等の要素には同番号を付し、それらについての説明は特に必要のない限り省略する。この第５の実施の形態による検出器１０ｄは、上記検出器１０ａの電荷輸送層１３を取り除いた構成のものである。電荷輸送層１３がない分だけ、検出器１０ｄ全体の厚さを薄くすることができる。
【０１１５】
上述したように、マイクロプレート１８が設けられている場合には、記録過程においては、記録用光導電層１３内で発生した負電荷が、マイクロプレート１８上に蓄積性せしめられる。したがって、潜像電荷に対して絶縁性を有する電荷輸送層１３を設けなくても、マイクロプレート１８のみで潜像電荷を蓄積することが可能となる。なお、マイクロプレート１８上に蓄積させられなかった負電荷は、読取用光導電層１４を通過してストライプ電極１６に帯電している正電荷と結合して消滅する。また、読取過程においては、マイクロプレート１８周辺部の潜像電荷を、マイクロプレート１８の中心部に引き寄せて潜像電荷を十分に放電させて、読み残しを少なくすることもできる。
【０１１６】
図１４は、本発明による第６の実施の形態の放射線固体検出器の概略構成を示す図であり、図１４（Ａ）は斜視図、図１４（Ｂ）はＱ矢指部のＸＺ断面図、図１４（Ｃ）はＰ矢指部のＸＹ断面図である。なお、図１４においても、図１に示す第１の実施の形態による検出器１０の要素と同等の要素には同番号を付し、それらについての説明は特に必要のない限り省略する。
【０１１７】
第６の実施の形態による検出器１０ｅは、検出器１０のマイクロプレート１８のサイズを変更したものであって、マイクロプレート１８の各辺の長さが、画素ピッチより短く、エレメント１６ａの配列ピッチの１／２以下に設定されているものである。各マイクロプレート１８は、図１４（Ｂ），（Ｃ）に示すように、エレメント１６ａの真下、すなわち画素中央部であって、エレメント１６ａの長手方向は、画素ピッチで配設されている。
【０１１８】
検出器１０ｅを使用する場合における、静電潜像記録過程の電荷モデルを図１５に示し、静電潜像読取過程の電荷モデルを図１６に示す。
【０１１９】
記録過程においては、蓄電部１９には、ストライプ電極１６の各エレメント１６ａに対応して、画素ピッチより小さなマイクロプレート１８が設けられているので、蓄電部１９近傍では、Ｕの字状の電界がさらにマイクロプレート１８、すなわち画素中央部に集中する。このため、図１５（Ａ）の矢印Ｚで示すハッチング部のように、蓄電部１９には電界が存在しない部分が、大きく生じる。
【０１２０】
記録用光導電層１２内で発生する負電荷は、この電界分布に沿ってマイクロプレート１８に集中せしめられるように移動する（図１５（Ｂ））。そして、光導電層１２中を移動してきた負電荷がマイクロプレート１８に捕捉されて停止し、マイクロプレート１８上に蓄積される（図１５（Ｃ））。また、電荷転送層１３は電極層１１に帯電した電荷と同じ極性の電荷（本例では負電荷）、すなわち潜像電荷に対して絶縁体として作用するものであるから、光導電層１２中を移動してきた負電荷のうち、マイクロプレート１８に捕捉されなかった電荷が、光導電層１２と電荷輸送層１３との界面である蓄電部１９で停止する。これにより、蓄電部１９においては、マイクロプレート１８上だけでなく、その周辺部にも電荷が蓄積され、結果として、マイクロプレート１８を中心として、負電荷が潜像電荷として蓄積される（図１５（Ｃ））。
【０１２１】
このように、検出器１０ｅにおいては、マイクロプレート１８を中心として潜像電荷が蓄積されるので、主走査および副走査の両方について固定位置に画素を形成することができると共に、両走査方向について、高い鮮鋭度（空間解像度）をもって静電潜像を記録することができる。
【０１２２】
一方、読取過程においては、上述した検出器１０と同様に、マイクロプレート１８の中央部の潜像電荷から順次消滅する。検出器１０ｅのマイクロプレート１８は、検出器１０のマイクロプレート１８よりも小さく、マイクロプレート１８上以外の周辺部にも潜像電荷が蓄積されており（図１６（Ａ））、この周辺部に蓄積された潜像電荷は、マイクロプレート１８上の潜像電荷と、必ずしも同電位にあるとは言えず、読取りが経過してもその位置に留まる。しかしながら、記録過程において、潜像電荷をマイクロプレート１８に集中せしめて蓄積しているので、マイクロプレート１８を設けない場合よりも、より画素中央部に蓄積されるので、読取の最終過程においては読残しの問題が生じる可能性が少なくなる（図１６（Ｂ），（Ｃ））。また、マイクロプレート１８上だけでなく、その周辺部にも電荷を蓄積させているので、蓄積電荷量を低減させることがなく、読取りによって得られる画像信号のレベルを低減させることもない。つまり、この検出器１０ｅによれば、画像信号レベルを低減させることなく、検出器上の固定位置に画素を形成すると共に、読取効率の改善と鮮鋭度の向上の両立を図ることができる。なお、このように、マイクロプレート１８の各辺の長さ、すなわちサイズを、画素ピッチより短く設定する手法は、検出器１０だけでなく、上述した他の検出器や後述する検出器にも同様に適用することができる。
【０１２３】
次に、本発明による放射線固体検出器の第７の実施の形態について図１７を参照して説明する。図１７（Ａ）は検出器２０の斜視図、図１７（Ｂ）はＱ矢指部のＸＺ断面図、図１７（Ｃ）はＰ矢指部のＸＹ断面図である。
【０１２４】
この検出器２０は、電極層２１，記録用光導電層２２，電荷輸送層２３，読取用光導電層２４および電極層２５を、この順に積層してなるものにおいて、電極層２５内にサブ電極２７を設けたものである。各層には、第１の実施の形態による検出器１０と同様のものを使用している。また、検出器１０と同様に、電極層２５の電極は多数のエレメント２６ａをストライプ状に配列して成るストライプ電極２６であり、さらに、記録用光導電層２２と電荷輸送層２３との界面である蓄電部２９には、画素ピッチと略同サイズのマイクロプレート２８が設けられている。
【０１２５】
電極層２５内に設けられたサブ電極２７は、多数のエレメント２７ａをストライプ状に配列したものであって、各エレメント２７ａは、該エレメント２７ａと前記ストライプ電極２６のエレメント２６ａとが交互に配置されるように配列されている。両エレメントの間２５ａは、例えば、カーボンブラック等の顔料を若干量分散させたポリエチレン等の高分子材料を充填したものとし、読取光L2に対して遮光性を有するものとされている。また、ストライプ電極２６とサブ電極２７とは電気的に絶縁されている。サブ電極２７は、記録用光導電層２２と電荷輸送層２３との略界面に形成される蓄電部２９に蓄積された潜像電荷の量に応じたレベルの電気信号を出力させるための導電部材である。
【０１２６】
また、サブ電極２７は、ＡＬ，Ｃｒ等の金属でコーティングされ、読取光L2に対して遮光性を有するように形成されており、エレメント２７ａに対応する読取用光導電層２４内では、信号取り出しのための電荷対を発生させないようにしている。
【０１２７】
マイクロプレート２８は、エレメント２６ａの真上だけでなく、エレメント２７ａの真上まで延在している。これにより、マイクロプレート２８上に蓄積されている潜像電荷は、常に同電位に保持され、マイクロプレート２８上を自由に移動することが可能となり、読取時の放電が容易になるようにしている。なお、マイクロプレート２８の中心がエレメント２７ａの真上に位置するように配置して、画素周辺の電荷を一層集め易くなるようにしてもよい。
【０１２８】
検出器１０を使用する場合には、蓄電部１９に潜像電荷を安定して蓄積させることができるように、サブ電極１７に所定の制御電圧を印加するようにしていたが、この検出器２０を使用する場合には、サブ電極２７が電極層２５内に設けられているので、サブ電極２７の電圧が、ストライプ電極２６と同電位になるように制御電圧を印加すれば、電極層２１と電極層２５との間で形成される電界分布を均一にできる。これは、マイクロプレート２８の大きさが画素全体に亘る大きさ、つまり画素ピッチと同じ大きさを有する場合に好ましい。また、サブ電極２７をオープンにする、或いはストライプ電極２６の電位よりも電極層２１の電位に近づけるように制御すれば、、潜像電荷をよりストライプ電極２６の上部に集中して、蓄積することが可能となる。これは、マイクロプレート２８が画素ピッチよりも小さい場合に適用すると効果がある。
【０１２９】
この検出器２０においては、読取用光導電層２４および電荷輸送層２３を介して蓄電部２９とサブ電極２７との間でコンデンサＣ*cが形成される。なお、サブ電極２７を設けても、記録用光導電層２２を介して電極層２１と蓄電部２９との間で形成されるコンデンサＣ*aの容量Ｃa 、並びに読取用光導電層２４および電荷輸送層２３を介してストライプ電極２６と蓄電部２９との間で形成されるコンデンサＣ*bの容量Ｃc には、実質的に大きな影響は現れない。
【０１３０】
ここで、コンデンサＣ*b，Ｃ*cの容量について考えてみると、容量比Ｃ*b：Ｃ*cは、各エレメント２６ａ，２７ａの幅の比Ｗb ：Ｗc となる。これにより、上述した検出器１０と同様に、電荷再配列の際に、コンデンサＣ*bに配分される正電荷の量Ｑ+bをサブ電極２７を設けない場合よりも相対的に少なくすることができ、検出器２０から外部に流れ出る電流を、サブ電極２７を設けない場合よりも相対的に大きくすることができる。
【０１３１】
また、検出器１０においては、各コンデンサの容量は、膜厚比によって規定されていたが、この検出器２０においては、少なくともコンデンサＣ*b，Ｃ*cの容量は、電極を形成する各エレメント２６ａ，２７ａの幅比で規定されるので、検出器の構造がシンプルで製造が容易である。
【０１３２】
図１８は、本発明による第８の実施の形態の放射線固体検出器の概略構成を示す図であり、図１８（Ａ）は斜視図、図１８（Ｂ）はＱ矢指部のＸＺ断面図、図１８（Ｃ）はＰ矢指部のＸＹ断面図である。なお、図１８においては、図１７に示す第７の実施の形態による検出器２０の要素と同等の要素には同番号を付し、それらについての説明は特に必要のない限り省略する。この第８の実施の形態による検出器２０ａは、上記検出器２０のマイクロプレート２８を取り除くと共に、記録時に、ストライプ電極２６とサブ電極２７とを接続し、サブ電極２７を電界分布の形成に積極的に利用するようにしたものである。
【０１３３】
図１９（Ａ）は、ストライプ電極２６とサブ電極２７とを接続して、記録を行う場合における静電潜像記録過程を示す電荷モデルであり、図１９（Ｂ）は、被写体の透過部９ａについての、静電潜像読取過程を示す電荷モデルである。ストライプ電極２６とサブ電極２７とを接続して記録を行うと、潜像電荷は、エレメント２６ａに対応する位置だけでなく、エレメント２７ａに対応する位置にも蓄積される。読取時に、光導電層２４に読取光L2が照射されると、２本のエレメント２７ａに対応する部分、すなわち両エレメント２７ａの上空部分の潜像電荷が、２本のエレメント２７ａを介して順次読み出される。すなわち、図１９（Ｂ）に図示するように、画素の中心に位置したエレメント２６ａから、その両隣のエレメント２７ａに対応する（上空にある）潜像電荷に向けて放電が生じ、それによって読出しが進行する。なお、より多くの信号電荷を取り出すためには、エレメント２７ａの幅を、エレメント２６ａの幅よりも広くした方がよい。
【０１３４】
図２０は、本発明による第９の実施の形態の放射線固体検出器の概略構成を示す図であり、図２０（Ａ）は斜視図、図２０（Ｂ）はＱ矢指部のＸＺ断面図、図２０（Ｃ）はＰ矢指部のＸＹ断面図である。なお、図２０においても、図１７に示す第７の実施の形態による検出器２０の要素と同等の要素には同番号を付し、それらについての説明は特に必要のない限り省略する。この第９の実施の形態による検出器２０ｂは、上記検出器２０のマイクロプレート２８を取り除くと共に、１画素の中で、ストライプ電極２６のエレメント２６ａとサブ電極２７のエレメント２７ａの両者を交互に設けた構成のものである。図示する検出器２０ａにおいては、１画素内に、夫々３本のエレメント２６ａおよびエレメント２７ａが設けられている。この検出器２０ｂを使用して、記録および読取りを行う場合には、各エレメント２６ａ，２７ａを１画素単位でひと纏めにして取り扱うとよい。検出器２０，２０ｂの１画素のサイズを同じとすれば、検出器２０ｂの各エレメント２６ａ，２７ａの幅Ｗb ’，Ｗc ’は、上記検出器２０の幅Ｗb ，Ｗc よりも狭く設定される。半導体形成技術の進歩した今日にあっては、両エレメント２６ａ，２７ａを十分に狭く形成することは容易なことであり、検出器２０ｂを容易に製造することができる。
【０１３５】
このようにすると、上記第８の実施の形態による検出器２０ａに比べて、蓄電部２９と電極層２５との間の距離Ｄ１と、両エレメント２６ａ，２７ａ間の距離Ｄ２の比Ｄ１／Ｄ２を、大きくすることが容易にできる。このことより、エレメント２６ａからその両隣にあるエレメント２７ａに対応する潜像電荷に向けての放電がし易くなり、読取時間を検出器２０ａよりも短くすることができる。マイクロプレート２８を設けないときに、特に有効である。
【０１３６】
図２１は、本発明による第１０の実施の形態の放射線固体検出器の概略構成を示す図であり、図２１（Ａ）は斜視図、図２１（Ｂ）はＱ矢指部のＸＺ断面図、図２１（Ｃ）はＰ矢指部のＸＹ断面図である。なお、図２１においても図１７に示す第７の実施の形態による検出器２０の要素と同等の要素には同番号を付し、それらについての説明は特に必要のない限り省略する。この第１０の実施の形態による検出器２０ｃは、上記検出器２０ａの電荷輸送層２３を取り除いた構成のものであり、上述した検出器１０ｄに対応するものである。
【０１３７】
検出器２０ｃを使用する場合の、記録過程および読取過程における作用についての詳細な説明は省略するが、上記検出器１０ｄと同様に、記録過程においては、記録用光導電層２３内で発生した負電荷をマイクロプレート２８上に蓄積することができ、また、読取過程においては、潜像電荷をより十分に放電させることができ、読残しが少なくなる。
【０１３８】
次に、本発明による放射線固体検出器の第１１の実施の形態について図２２を参照して説明する。図２２（Ａ）は検出器３０の斜視図、図２２（Ｂ）はＱ矢指部のＸＺ断面図、図２２（Ｃ）はＰ矢指部のＸＹ断面図である。
【０１３９】
この検出器３０は、電極層３１，記録用光導電層３２，電荷輸送層３３，読取用光導電層３４および電極層３５を、この順に積層してなるものにおいて、読取用光導電層３４と電荷輸送層３３との界面にサブ電極３７を設けたものである。各層には、第１の実施の形態による検出器１０等と同様のものを使用している。また、検出器１０等と同様に、電極層３５の電極は、多数のエレメント３６ａをストライプ状に配列して成るストライプ電極３６であり、さらに、記録用光導電層３２と電荷輸送層３３との界面である蓄電部３９には、画素ピッチと略同サイズのマイクロプレート３８が設けられている。
【０１４０】
サブ電極３７は、多数のエレメント３７ａをストライプ状に配列したものであって、各エレメント３７ａは、ストライプ電極３６の各エレメント３６ａに対して略直交するように配設されている。なお、このエレメント３７ａは、ストライプ電極３６の各エレメント３６ａの真上に位置し、互いに向き合うように配設してもよい。サブ電極３７は、記録光および読取光に対して、透明であっても非透明であっても、どちらでもよい。
【０１４１】
この検出器３０を使用する場合には、サブ電極３７が読取用光導電層３４と電荷輸送層３３との界面に設けられているので、電極層３１とストライプ電極３６との間で形成される電界分布がサブ電極３７によって多少乱されるが、記録用光導電層３２内で発生した潜像電荷がサブ電極３７に捕捉されるということは生じ得ない。
【０１４２】
この検出器３０においては、電荷輸送層３３を介して蓄電部３９とサブ電極３７との間でコンデンサＣ*cが形成される。なお、サブ電極３７を設けても、記録用光導電層３２を介して電極層３１と蓄電部３９との間で形成されるコンデンサＣ*aの容量Ｃa 、並びに読取用光導電層３４および電荷輸送層３３を介してストライプ電極３６と蓄電部３９との間で形成されるコンデンサＣ*bの容量Ｃc には、実質的に大きな影響は現れない。
【０１４３】
なお、各コンデンサの容量は、検出器１０と同様に、膜厚比によって規定される。また、検出器２０とは異なり、サブ電極３７が電極層３５の外部に設けられているから、エレメント３６ａの幅やピッチに拘わらず、エレメント３７ａの幅やピッチを任意に設定することができるので、検出器２０よりも容量の設定が容易である。
【０１４４】
この検出器３０においても、コンデンサＣ*cを形成したことによって、電荷再配列の際に、コンデンサＣ*bに配分される正電荷の量Ｑ+bをサブ電極３７を設けない場合よりも相対的に少なくすることができ、検出器３０から外部に流れ出る電流Ｉを、サブ電極３７を設けない場合よりも相対的に大きくすることができる。
【０１４５】
検出器２０においては、サブ電極２７のエレメント２７ａをストライプ電極２６のエレメント２６ａと平行して配列しているため、全エレメント２７ａを電気的に結合して読取りを行う必要があり、分布容量が大きくなって、固定ノイズ上不利である。一方、検出器３０において、エレメント３７ａをエレメント３６ａに対して略直交するように配設した場合には、読取光L2の副走査における各位置に対応するエレメント３７ａのみが電極層３１およびストライプ電極３６に接続されるように切り換えて電荷再配列を行い、その他のエレメント３７ａについてはオープンとしておくことができるので、信号読出しに寄与しない分布容量を極めて小さくすることができ、固定ノイズを小さくすることができる。
【０１４６】
また、サブ電極３７は、検出器３０内の読取用光導電層３４よりも蓄電部３９に近い側に設けられているので、読取光L2による光電荷発生プロセスに影響を与えないから、サブ電極３７が、読取光L2に対して透明であるか非透明であるかは、読取解像度に影響を与えることがない。
【０１４７】
また、ストライプ状のサブ電極を読取用光導電層と電荷輸送層との界面に設ける場合には、上述したように、エレメントの幅やピッチを任意に設定することができるので、マイクロプレート３８の真下ではなく、各マイクロプレート３８の間の下に位置するようにエレメント３７ａを配置し、読出ラインに関係するマイクロプレート３８を挟む２本のエレメント３７ａを同時にショートして読出しを行うようにしてもよい。この場合、マイクロプレート３８は、一般に画素ピッチと略同じサイズ、例えば、エレメント３６ａの幅が７５μｍ、ピッチが１００μｍであるときには、マイクロプレート３８のサイズが７５μｍ角程度に設定されるので、この場合には、例えばエレメント３７ａの幅が１０μｍ、ピッチが１００μｍとなるように設定するとよい。なお、マイクロプレートが設けられていない場合においても、２本のエレメント３７ａを同時にショートして、この２本のエレメント３７ａに挟まれた画素の電荷を読み出すこともできる。
【０１４８】
次に、本発明による放射線固体検出器の第１２の実施の形態について図２３を参照して説明する。図２３（Ａ）は検出器４０の斜視図、図２３（Ｂ）はＱ矢指部のＸＺ断面図、図２３（Ｃ）はＰ矢指部のＸＹ断面図である。
【０１４９】
この検出器４０は、電極層４１，記録用光導電層４２，電荷輸送層４３，読取用光導電層４４および電極層４５を、この順に積層してなるものにおいて、電荷輸送層４３内にサブ電極４７を設けたものである。各層には、第１の実施の形態による検出器１０等と同様のものを使用している。また、検出器１０等と同様に、電極層４５の電極は多数のエレメント４６ａをストライプ状に配列して成るストライプ電極４６であり、さらに、記録用光導電層４２と電荷輸送層４３との界面である蓄電部４９には、潜像電荷を画素中心部に集めるのに効果的なマイクロプレート４８が設けられている。
【０１５０】
サブ電極４７は、多数のエレメント４７ａをストライプ状に配列したものであって、各エレメント４７ａは、ストライプ電極４６の各エレメント４６ａに対して略直交するように配設されている。なお、このエレメント４７ａは、ストライプ電極４６の各エレメント４６ａの真上に位置し、互いに向き合うように配設してもよい。サブ電極４７は、記録光および読取光に対して、透明であっても非透明であっても、どちらでもよい。
【０１５１】
この検出器４０においては、電荷輸送層４３の一部を介して蓄電部４９とサブ電極４７との間でコンデンサＣ*cが形成される。なお、サブ電極４７を設けても、記録用光導電層４２を介して電極層４１と蓄電部４９との間で形成されるコンデンサＣ*aの容量Ｃa 、並びに読取用光導電層４４および電荷輸送層４３を介してストライプ電極４６と蓄電部４９との間で形成されるコンデンサＣ*bの容量Ｃc には、実質的に大きな影響は現れない。各コンデンサの容量は、検出器１０と同様に、膜厚比によって規定される。
【０１５２】
この検出器４０は、サブ電極４７を電荷輸送層４３内に設けたものである点で、上記検出器３０と構成上の違いがあるが、作用や効果においては大きな違いはない。但し、検出器３０よりも、より蓄電部４９に近い位置にサブ電極４７を配置することができるので、サブ電極４７を介して読み出される電流Ｉc を、検出器３０よりも、相対的に大きくすることができる。
【０１５３】
図２４は、本発明による第１３の実施の形態の放射線固体検出器の概略構成を示す図であり、図２４（Ａ）は斜視図、図２４（Ｂ）はＱ矢指部のＸＺ断面図、図２４（Ｃ）はＰ矢指部のＸＹ断面図である。
【０１５４】
この検出器５０は、電極層５１，記録用光導電層５２，電荷輸送層５３，読取用光導電層５４および電極層５５を、この順に積層してなるものにおいて、記録用光導電層５２と電荷輸送層５３との界面にサブ電極５７を設けたものである。各層には、第１の実施の形態による検出器１０等と同様のものを使用している。また、検出器１０等と同様に、電極層５５の電極は多数のエレメント５６ａをストライプ状に配列して成るストライプ電極５６である。
【０１５５】
サブ電極５７のエレメント５７ａは、ストライプ電極５６の各エレメント５６ａに対して略直交するように配設されている。図示する検出器５０においては、画素ピッチが１００μｍ、エレメント５６ａの幅が７５μｍ、エレメント５７ａの幅が１０μｍに設定されている。エレメント５７ａに帯電する潜像電荷の量が少なくなるようにエレメント５７ａの幅を狭くしている。
【０１５６】
図２５（Ａ）は、この検出器５０を使用する場合における静電潜像記録過程を示す電荷モデル（上面図）であり、図２５（Ｂ）は、静電潜像読取過程を、エレメント番号ｅ１のエレメント５６ａについて示した電荷モデル（ＸＹ断面図）である。
【０１５７】
記録過程においては、全エレメント５７ａをフローティング状態にして記録を行う。被写体の透過部９ａがエレメント番号ｅ１のエレメント５６ａに対応するものとすれば、ｅ１番のエレメント５６ａに対応する蓄電部５９に潜像電荷が蓄積される。図２５（Ａ）においては、８個の潜像電荷が蓄積されたものとして示している。
【０１５８】
一方、読取過程においては、１画素について、２本のエレメント５７ａが同時に電流検出アンプ７１の非反転入力端子および電極層５１と接続されるようにして読出しを行う。光導電層５４に読取光Ｌ２が照射されると、２本のエレメント５７ａに挟まれる位置に対応する部分の潜像電荷が、２本のエレメント５７ａを介して順次読み出される。図２５（Ｂ）においては、蓄電部５９に蓄積された８個の潜像電荷のうち、６個が信号電荷として電流検出アンプ７１によって取り出されるものとして示している。
【０１５９】
図２６は、本発明による第１４の実施の形態の放射線固体検出器の概略構成を示す図であり、図２６（Ａ）は斜視図、図２６（Ｂ）はＱ矢指部のＸＺ断面図、図２６（Ｃ）はＰ矢指部のＸＹ断面図である。なお、図２６においても図２４に示す第１３の実施の形態による検出器５０の要素と同等の要素には同番号を付し、それらについての説明は特に必要のない限り省略する。この第１４の実施の形態による検出器５０ａは、上記検出器５０の電荷輸送層５３を取り除いた構成のものであり、上述した検出器１０ｄ，２０ｃに対応するものである。記録用光導電層５２と読取用光導電層５４との界面であって、エレメント５７ａに挟まれた位置で、且つエレメント５６ａの真上にマイクロプレート５８が、画素毎に、格別に設けられている。
【０１６０】
図２７（Ａ）は、この検出器５０ａを使用する場合における静電潜像記録過程を示す電荷モデル（上面図）であり、図２７（Ｂ）は、静電潜像読取過程を、エレメント番号ｅ１のエレメント５６ａについて示した電荷モデル（ＸＹ断面図）である。記録過程および読取過程における作用についての詳細な説明は省略するが、上記検出器５０の作用に、検出器１０ｄ，２０ｃにおけるマイクロプレート１８，２８の効果を組み合わせたものとなる。
【０１６１】
以上、本発明による放射線固体検出器、該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本発明による検出器から放射線画像情報を読み取る方法および装置の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない限りにおいて、種々変更することが可能である。
【０１６２】
例えば、上記実施の形態では、信号読取りに際して、記録光が照射される側の第１の電極層と新たに設けたサブ電極とを接続し、第１の電極層により構成されるコンデンサＣ*aから流れ出る電流Ｉa とサブ電極により構成されるコンデンサＣ*cから流れ出る電流Ｉc との合計（Ｉa ＋Ｉc ）を信号電流として検出するようにしているが、上述したように、本発明による検出器は、コンデンサＣ*cの容量Ｃc をコンデンサＣ*aの容量Ｃa よりも十分大きくすることができるので、コンデンサＣ*cから流れ出る電流Ｉc をコンデンサＣ*aから流れ出る電流Ｉa よりも大きくすることができ、サブ電極を介してコンデンサＣ*cから流れ出る電流Ｉc のみを検出しても、サブ電極を設けないときよりも大きい画像信号を取り出すことができる。特に、上述した検出器１０，４０は蓄電部に近接した位置にサブ電極を配設することができるので、コンデンサＣ*cの容量Ｃc をコンデンサＣ*aの容量Ｃa よりも極めて大きくすることができるから好都合である。
【０１６３】
また、本発明を適用する基本となる検出器は、記録用光導電層および読取用光導電層を挟むように電極を積層して成る検出器であればどのようなものであってもよく、例えば、本願出願人が、特願平10−232824号や同10−271374号において提案したもの等に適用するのが好適である。上述した各実施の形態による検出器に限らず、例えば、特願平10−232824号等において提案されている種々の変更態様、例えば電荷輸送層の材料変更や多層構成等と、本発明によるサブ電極やマイクロプレートの配設とを組み合わせることができる。これにより、読取りの高速応答性を維持しつつ、読取効率を一層向上させることができるし、読取解像度の向上や、暗電流の低減等を図ることができる。
【０１６４】
さらに、上記実施の形態による検出器は、何れも、第２の電極層の電極およびサブ電極がストライプ電極であったが、これら電極は、必ずしもストライプ電極に限定されるものではない。例えば、第２の電極層の電極は平板電極であってもよい。また、サブ電極は、上述したマイクロプレート同様に、微小電極を画素に対応するように配設すると共に、各微小電極から読出し線を引き出して信号を得るようにしてもよい。
【０１６５】
さらにまた、上記実施の形態による検出器は、何れも、記録用光導電層が、記録用の放射線の照射によって導電性を呈するものであるが、本発明による検出器の記録用光導電層は必ずしもこれに限定されるものではなく、記録用光導電層は、記録用の放射線の励起により発せられる光の照射によって導電性を呈するものとしてもよい（特願平10−232824号参照）。この場合、第１の電極層の表面に記録用の放射線を、例えば青色光等、他の波長領域の光に波長変換するいわゆるＸ線シンチレータといわれる波長変換層を積層したものとする。この波長変換層としては、例えばヨウ化セシウム（CsＩ）等を用いるのが好適である。また、第１の電極層は、記録用の放射線の励起により波長変換層で発せられる光に対して透過性を有するものとする。
【０１６６】
また、検出器１０，２０，３０，４０，５０等においては、記録用光導電層と読取用光導電層との間に電荷輸送層を設け、記録用光導電層と電荷輸送層との界面に蓄電部を形成するようにしたものであるが、本発明においては、電荷輸送層をトラップ層に置き換えたものとしてもよい。トラップ層とした場合には、潜像電荷は、該トラップ層に捕捉され、該トラップ層内またはトラップ層と記録用光導電層の界面に潜像電荷が蓄積される。また、検出器１０，２０等のように、トラップ層と記録用光導電層の界面に、画素毎に、格別に、マイクロプレートを設けるようにしてもよい。
【０１６７】
また、上述の実施の形態による検出器においては、各画素毎に、方形状のマイクロプレートを夫々１つ設けたものであるが、画素を固定位置に形成したり、潜像電荷を同電位化させて、読取過程において画素周辺部の潜像電荷を十分に放電させたり、或いは記録過程において潜像電荷を画素中央部に集中させたりすることができるものである限り、多少その数が多くても構わない。例えば、各々が三角形状の導電部材を、全体として、画素毎に、方形をなすように４枚配置し、記録過程や読取過程において、方形中央部の三角形状の部材の頂点が対向する部分に潜像電荷が集まるようにしたり、扇形の導電部材を、全体として円形状に配設する等である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による放射線固体検出器の斜視図（Ａ）、Ｑ矢指部のＸＺ断面図（Ｂ）、Ｐ矢指部のＸＹ断面図（Ｃ）
【図２】サブ電極のエレメントの形状の一例と、該サブ電極のエレメント、マイクロプレートおよびストライプ電極のエレメントとの配置関係を示す概略図（Ａ）〜（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
【図４】上記放射線固体検出器に静電潜像を記録する方法を説明する図
【図５】上記放射線固体検出器に記録された静電潜像を読み取る方法を説明する図
【図６】読取時における検出器内を流れる放電電流を電流源で表した等価回路図
【図７】マイクロプレートの効果を説明する図であって、マイクロプレートが設けられていない場合の図（Ａ），（Ｂ）、およびマイクロプレートが設けられている場合の図（Ｃ），（Ｄ）
【図８】上記放射線固体検出器を用いた静電潜像の記録読取方法をコンデンサモデルで表した図
【図９】放射線固体検出器から出力される信号電荷量をコンデンサモデルで表した図；サブ電極が設けられていない場合（Ａ）、サブ電極が設けられている場合（Ｂ）
【図１０】本発明による第２の実施の形態の放射線固体検出器の斜視図（Ａ）、Ｑ矢指部のＸＺ断面図（Ｂ）、Ｐ矢指部のＸＹ断面図（Ｃ）
【図１１】本発明による第３の実施の形態の放射線固体検出器の斜視図（Ａ）、Ｑ矢指部のＸＺ断面図（Ｂ）、Ｐ矢指部のＸＹ断面図（Ｃ）
【図１２】本発明による第４の実施の形態の放射線固体検出器の斜視図（Ａ）、Ｑ矢指部のＸＺ断面図（Ｂ）、Ｐ矢指部のＸＹ断面図（Ｃ）
【図１３】本発明による第５の実施の形態の放射線固体検出器の斜視図（Ａ）、Ｑ矢指部のＸＺ断面図（Ｂ）、Ｐ矢指部のＸＹ断面図（Ｃ）
【図１４】本発明による第６の実施の形態の放射線固体検出器の斜視図（Ａ）、Ｑ矢指部のＸＺ断面図（Ｂ）、Ｐ矢指部のＸＹ断面図（Ｃ）
【図１５】第６の実施の形態の放射線固体検出器に静電潜像を記録する方法を説明する図
【図１６】第６の実施の形態の放射線固体検出器に記録された静電潜像を読み取る方法を説明する図
【図１７】本発明の第７の実施の形態による放射線固体検出器の斜視図（Ａ）、Ｑ矢指部のＸＺ断面図（Ｂ）、Ｐ矢指部のＸＹ断面図（Ｃ）
【図１８】本発明の第８の実施の形態による放射線固体検出器の斜視図（Ａ）、Ｑ矢指部のＸＺ断面図（Ｂ）、Ｐ矢指部のＸＹ断面図（Ｃ）
【図１９】第８の実施の形態による放射線固体検出器を使用する場合における、静電潜像記録過程を示す電荷モデル（Ａ）、静電潜像読取過程を示す電荷モデル（Ｂ）
【図２０】本発明の第９の実施の形態による放射線固体検出器の斜視図（Ａ）、Ｑ矢指部のＸＺ断面図（Ｂ）、Ｐ矢指部のＸＹ断面図（Ｃ）
【図２１】本発明の第１０の実施の形態による放射線固体検出器の斜視図（Ａ）、Ｑ矢指部のＸＺ断面図（Ｂ）、Ｐ矢指部のＸＹ断面図（Ｃ）
【図２２】本発明の第１１の実施の形態による放射線固体検出器の斜視図（Ａ）、Ｑ矢指部のＸＺ断面図（Ｂ）、Ｐ矢指部のＸＹ断面図（Ｃ）
【図２３】本発明の第１２の実施の形態による放射線固体検出器の斜視図（Ａ）、Ｑ矢指部のＸＺ断面図（Ｂ）、Ｐ矢指部のＸＹ断面図（Ｃ）
【図２４】本発明の第１３の実施の形態による放射線固体検出器の斜視図（Ａ）、Ｑ矢指部のＸＺ断面図（Ｂ）、Ｐ矢指部のＸＹ断面図（Ｃ）
【図２５】第１３の実施の形態による放射線固体検出器を使用する場合における、静電潜像記録過程を示す電荷モデル（Ａ）、静電潜像読取過程を示す電荷モデル（Ｂ）
【図２６】本発明の第１４の実施の形態による放射線固体検出器の斜視図（Ａ）、Ｑ矢指部のＸＺ断面図（Ｂ）、Ｐ矢指部のＸＹ断面図（Ｃ）
【図２７】第１４の実施の形態による放射線固体検出器を使用する場合における、静電潜像記録過程を示す電荷モデル（Ａ）、静電潜像読取過程を示す電荷モデル（Ｂ）
【符号の説明】
１０，２０，３０，４０，５０ 放射線固体検出器
１１，２１，３１，４１，５１ 第１の電極層
１２，２２，３２，４２，５２ 記録用光導電層
１３，２３，３３，４３，５３ 電荷輸送層
１４，２４，３４，４４，５４ 読取用光導電層
１５，２５，３５，４５，５５ 第２の電極層
１６，２６，３６，４６，５６ ストライプ電極
１７，２７，３７，４７，５７ サブ電極（第１導電部材）
１８，２８，３８，４８，５８ マイクロプレート（第２導電部材）
１９，２９，３９，４９，５９ 蓄電部
７０ 電流検出回路（画像信号取得手段）
７２ 電源（電圧印加手段）
７３ 電源（電圧印加手段および制御電圧印加手段として機能）
L1 記録用の放射線（記録光）
L2 読取用の電磁波（読取光）
【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潜像電荷として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、医療用放射線撮影等において、被験者の受ける被爆線量の減少、診断性能の向上等のために、Ｘ線等の放射線に感応するセレン板等の光導電体を有する放射線固体検出器（静電記録体）を感光体として用い、該検出器に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検出器内の蓄電部に蓄積せしめることにより、放射線画像情報を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検出器を走査することにより、前記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、米国特許第 4535468号等）。
【０００３】
上記米国特許第 4535468号による方法は、Ｘ線光導電層、Ｘ線光導電層で発生した電荷を蓄積する電荷蓄積層（中間層或いはトラップ層ともいう）、および読取用光導電層をこの順に有する３層構成からなる検出器を使用するものであって、記録時に３層の両側に設けられた電極間に高圧を印加してＸ線を照射して潜像電荷を電荷蓄積層に蓄積せしめた後、電極をショートして潜像電荷を読み出すものである。この方法では、検出器の読取用光導電層をＸ線光導電層に比べて薄くすることで読取速度を速くして応答性を改善している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記米国特許第 4535468号による方法では、読取用光導電層をＸ線光導電層に比べ薄くしているので、外部に検出される信号電荷量が小さいという問題がある。さらに、電荷蓄積層は、電子およびホールともに電荷移動度が小さいため、厚くすることができない。これは、電荷移動度を大きくすると応答が遅くなったり、残像になるからである。すなわち、この方法では、読出しの高速応答性と効率的な信号電荷の取り出しの両立は困難である。
【０００５】
一方、本願出願人は、特願平10−232824号や同10−271374号において、読出しの高速応答性と効率的な信号電荷の取り出しを両立させることを可能ならしめる放射線固体検出器、並びに、この検出器に放射線画像情報を記録する記録装置および放射線画像情報が静電潜像として記録された前記検出器から放射線画像情報を読み取る読取方法および装置を提案している。
【０００６】
この特願平10−232824号等に記載の方法は、記録用の放射線またはこの放射線の励起により発せられる光の照射を受けることにより導電性を呈する記録用光導電層、潜像電荷に対しては略絶縁体として作用し、且つ潜像電荷と逆極性の輸送電荷に対しては略導電体として作用する電荷輸送層、および読取用の電磁波の照射を受けることにより導電性を呈する読取用光導電層をこの順に有して成る放射線固体検出器を使用し、検出器の記録用光導電層側に記録用の放射線を照射し、照射された放射線の線量に応じた量の電荷を記録用光導電層と電荷輸送層との略界面に形成される蓄電部に蓄積せしめることにより、放射線画像情報を静電潜像として記録し、記録された静電潜像を読み出して放射線画像情報を得るものである。
【０００７】
本発明は、本願出願による上記特願平10−232824号等において提案した検出器、並びに記録装置および読取装置と同様に、読出しの高速応答性と効率的な信号電荷の取り出しの両立を図ることを目的とするものであって、前記特願平10−232824号記載のものよりも一層その性能を高めることを可能ならしめる放射線固体検出器、この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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による放射線固体検出器は、上記特願平10−232824号や同10−271374号に記載されている検出器等をさらに改善するもの、すなわち、照射された放射線の線量に応じた量の電荷を潜像電荷として蓄積する蓄電部を有し、放射線画像情報を蓄電部に静電潜像として記録する放射線固体検出器であって、
記録用の放射線または該放射線の励起により発せられる光に対して透過性を有する第１の電極層、記録用の放射線または前記光の照射を受けることにより導電性を呈する記録用光導電層、読取用の電磁波の照射を受けることにより導電性を呈する読取用光導電層、読取用の電磁波に対して透過性を有する第２の電極層を、この順に有して成り、
記録用光導電層と読取用光導電層との間に形成される蓄電部に蓄積された潜像電荷の量に応じたレベルの電気信号を出力させるための第１の導電部材が第２の電極層内ないし第１の電極層と第２の電極層との間に設けられていることを特徴とするものである。
【０００９】
第１の導電部材の形状は、どのような形状であってもよいが、記録時における潜像形成（潜像電荷の移動・蓄積）プロセス、或いは読取時における潜像電荷と、該潜像電荷と逆極性の電荷すなわち輸送電荷との電荷再結合プロセスに影響を与えない形状とするのが望ましい。例えば、第１の導電部材を記録用光導電層内や、記録用光電層の、読取用光導電層側の面に設ける場合には、記録用光導電層内で発生した潜像電荷が蓄電部まで移動するのに邪魔にならない形状であることが望まれる。また読取用光導電層内や、後述する電荷輸送層若しくはトラップ層内に設ける場合には、読取用光導電層内で発生した輸送電荷が蓄電部まで移動するのに邪魔にならない形状であることが望まれる。このためには、例えば、丸や角等任意の形状の穴を画素に対応させて設けたり、画素の並び方向に連続する長穴を設ける等するとよい。
【００１０】
また、この第１の導電部材は、該導電部材を記録用光導電層内に配設する場合には、記録用の放射線または該放射線の励起により発せられる光に対して透過性を有するものとし、放射線等が記録用光導電層内に十分に入射することができるようにして、光導電層内における電荷発生プロセスに影響を与えないようにするのが望ましい。
【００１１】
なお、読取時の応答性を高めるために、蓄電部を形成する層と読取用光導電層のとの厚さの合計は記録用光導電層の厚さよりも薄ければ薄いほど好ましい。
【００１２】
また、本発明による放射線固体検出器の、第２の電極層をなす電極および／または第１の導電部材は、多数の線状電極から成るストライプ電極であることが望ましい。
【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。また、上述のように潜像形成プロセスや電荷再結合プロセス等に影響を与えないように、この線状電極に対して、さらに丸や角等任意の形状の穴を画素に対応させて設けたり、長手方向に延びた長穴を設ける等してもよい。
【００１４】
ここで、第２の電極層をなす電極および第１の導電部材をストライプ電極とした場合には、第１の導電部材の線状電極が、第２の電極層をなす電極の線状電極に対して対向するように、または略直交するように、配設するのが望ましい。
【００１５】
「対向するように配設する」とは、第１の導電部材の線状電極が、所定の間隔を置いて第２の電極層をなす電極の線状電極の略真上に位置し、且つ長手方向には互いに向き合うように配設することを意味する。「直交するように配設する」とは、第１の導電部材の線状電極と第２の電極層をなす電極の線状電極とが略直角に立体交差するように配設することを意味する。
【００１６】
なお、この場合において、さらに第１の導電部材を記録用光導電層内、読取用光導電層内或いは電荷輸送層内に配設する場合には、記録時の潜像形成プロセスや電荷再結合プロセスに影響を与えないように、第１の導電部材の線状電極の幅を、第２の導電体層の線状電極のピッチの５〜３０％とするとよい。
【００１７】
また、夫々を線状電極とする場合において、第１の導電部材の線状電極を第２の電極層内に配設する場合には、第１の導電部材の線状電極を、第２の電極層の線状電極の間に互いに平行するように配置すると共に、読取用の電磁波に対して非透過性を有するものとし、電磁波が読取用光導電層内に入射せず読取解像度を劣化させないようにするのが望ましい。
【００１８】
また、本発明による放射線固体検出器は、さらに、蓄電部に、潜像電荷を同電位化せしめる第２の導電部材が、電気信号が表す画像の画素毎に、格別に、設けられているものであることが好ましい。特に、記録用光導電層の、読取用光導電層側の面（界面）に設けられているものとするとよい。
【００１９】
ここで画素毎に設けられているとは、潜像電荷を同電位化させ、読出時に画素周辺部の電荷を画素中央部に集中させることができるように、各画素に、好ましくは１つの導電部材が設けられることを意味し、１画素に対して多数の導電部材がランダムに配設され、読出時に画素周辺部の電荷を画素中央部に集中させることができない態様のものは含まない。
【００２０】
「格別に」とは、各導電部材が、他の画素との間では、離散した状態、つまり、接続されないフローティング状態で配設されることを意味する。なお、１画素に対して複数の導電部材を設ける場合には、１画素分の部材間を電気的に接続しておくのが好ましい。
【００２１】
この第２の導電部材のサイズは、画素ピッチと略同一に設定するのが好ましい。或いは、画素ピッチに対して小さく設定する、例えば１／２以下にすると共に、画素中央部に配置することにより、潜像電荷を画素中央部に集中させるようにしてもよい。導電部材のサイズとは、例えば、円形状の導電部材の場合には直径であり、方形状の導電部材の場合には各辺の長さである。なお、導電部材の形状は、円形、方形等どのような形状であってもよい。
【００２２】
なお、第２の電極層をなす電極および第１の導電部材がストライプ電極であって、且つ、両電極をなす線状電極が直交するように配設された検出器を使用する場合には、両線状電極が交差する位置に電界が集中するので、この両線状電極が交差する位置に対応して第２の導電部材を配設することによって、電荷の集中効率を高めるのが望ましい。なお、記録に際しては、該第２の導電部材はオープンとしたままでよい。
【００２３】
また、本発明による放射線固体検出器は、潜像電荷に対しては略絶縁体として作用し、かつ、該潜像電荷と逆極性の輸送電荷に対しては略導電体として作用する電荷輸送層を、記録用光導電層と読取用光導電層との間に有し、該電荷輸送層が蓄電部を形成するものであってもよい。或いは、放射線固体検出器は、潜像電荷を捕捉するトラップ層を、記録用光導電層と読取用光導電層との間に有し、該トラップ層が蓄電部を形成するものであってもよい。
【００２４】
また、電荷輸送層若しくはトラップ層を有するものとした場合には、読取用光電層とトラップ層との界面または読取用光電層と電荷輸送層との界面、或いは電荷輸送層内またはトラップ層内に、第１の導電部材を設けるようにしてもよい。さらに、読取用光電層と電荷輸送層との界面または読取用光電層とトラップ層との界面に第２の導電部材を設けるようにしてもよい。
【００２５】
本発明による放射線画像記録方法は、上記の放射線固体検出器に放射線を照射して、該照射した放射線の線量に応じた量の電荷を放射線固体検出器の蓄電部に潜像電荷として蓄積せしめることにより、放射線画像情報を蓄電部に静電潜像として記録する放射線画像記録方法であって、
放射線固体検出器の第１の電極層と第２の電極層との間に印加される直流電圧によって両電極層間に形成される電界分布を調整するための制御電圧を第１の導電部材に印加することを特徴とするものである。
【００２６】
「放射線固体検出器に放射線を照射する」とは、被写体の放射線画像情報を担持する記録用の放射線を検出器に直接または間接的に照射することを意味し、記録用の放射線を直接的に検出器に照射することに限らず、例えば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、記録用の放射線の励起により発せられる光を検出器に照射することも含むものとする。
【００２７】
「制御電圧」とは、第１の導電部材が記録時における潜像電荷の蓄積プロセスに所定の影響を与える大きさの電圧であって、例えば、第１の導電部材が設けられていない場合において形成されるべき電界分布と略同じになるような大きさのとすることができる。
【００２８】
また、積極的に、第２の導電層の電位へ近づける、または遠ざける、或いは同じとすることで、潜像電荷が形成される領域に変化を与えることができる。これによって、信号の取出効率や信号の読出応答速度を改善することが可能となる。
【００２９】
この制御電圧は直流電圧であってもよし、交流電圧であってもよい。交流電圧は、正弦波電圧に限定されるものではなく、前述のように信号の取出効率や信号の読出応答速度を改善することができるものであればどのような波形であってもよい。
【００３０】
本発明による放射線画像読取方法は、放射線画像情報が静電潜像として記録された上記放射線固体検出器から放射線画像情報を読み取る放射線画像読取方法であって、放射線固体検出器の蓄電部に蓄積された潜像電荷に対応する電荷を第１の導電部材を介して読み出すことにより、潜像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。
【００３１】
「第１の導電部材を介して読み出す」とは、少なくとも第１の導電部材を介して読み出すことを意味し、この第１の導電部材と第２の電極層の電極との間に流れる電流に加えて、第１の電極層の電極と第２の電極層の電極との間に流れる電流をも検出するものであってもよい。
【００３２】
なお、読取用の電磁波としては、連続的に発せられる連続波であってもよいし、パルス状に発せられるパルス波であってもよいが、パルス波の方がより大きな電流を検出することができ、潜像電荷量が少ない画素であっても十分に大きな電流として検出することができるようになるので、画像のＳ／Ｎを飛躍的に改善することができ、有利である。
【００３３】
但し、パルス波を使用する場合には、第２の電極層をなす電極および第１の導電部材がストライプ電極であって、且つ、両電極をなす線状電極が直交するように配設された検出器を使用する場合には、上述のように、両線状電極が交差する位置に電界が集中し、潜像電荷もこの位置に集中せしめられるので、少なくとも、この交差する位置に対応する読取用光導電層に読取用の電磁波を照射するのが好ましい。また、第２の導電部材が設けられた検出器を使用する場合には、該第２の導電部材に集中されて潜像電荷が蓄積されるので、少なくとも、この第２の導電部材が設けられている位置に対応する読取用光導電層に読取用の電磁波を照射するのが好ましい。なお、この読取に際しては、第２の導電部材はオープンとしたままでよい。
【００３４】
本発明による放射線画像記録装置は、上記放射線画像記録方法を実現する装置であって、
放射線固体検出器の第１の電極層と第２の電極層との間に直流電圧を印加する電圧印加手段と、
該電圧印加手段により印加される直流電圧によって両電極層間に形成される電界分布を調整するための制御電圧を第１の導電部材に印加する制御電圧印加手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００３５】
本発明による放射線画像記録装置は、上記放射線画像読取方法を実現する装置であって、放射線固体検出器の蓄電部に蓄積された潜像電荷に対応する電荷を第１の導電部材を介して読み出すことにより、潜像電荷の量に応じたレベルの電気信号を得る画像信号取得手段を備えたことを特徴とする。
【００３６】
なお、第２の電極層の電極と第１の導電部材の電極とをストライプ電極とし、第１の導電部材の各線状電極が第２の電極層の各線状電極に対して略直交するように配設された検出器を使用する場合には、読取光の走査における各位置に対応する線状電極のみが第１の電極層および第２の電極層の各線状電極に接続されるように切り換えて、信号読出しに寄与しない分布容量を小さくするのが望ましい。
【００３７】
また、本発明を適用する基本となる検出器は、記録用光導電層および読取用光導電層を挟むように電極を積層して成る検出器であればどのようなものであってもよいが、特に、本願出願人が、特願平10−232824号や同10−271374号において提案した検出器（静電記録体）に本発明を適用するのが好適である。
【００３８】
【発明の効果】
本発明による放射線固体検出器によれば、潜像電荷の量に応じたレベルの電気信号を出力させるための第１の導電部材が第２の電極層内ないし第１の電極層と第２の電極層との間に設けられたものとしたので、記録用光導電層と読取用光導電層との間に形成される蓄電部と第１の導電部材との間に新たなコンデンサを形成させることができ、記録によって蓄電部に蓄積せしめられた潜像電荷と逆極性の輸送電荷を、読取りの際の電荷再配列によって第１の導電部材にも帯電させることが可能となり、読取用光導電層を介して第２の電極層の電極と蓄電部との間で形成されるコンデンサに配分される前記輸送電荷の量を、この第１の導電部材を設けない場合よりも相対的に少なくすることができ、検出器から外部に取り出し得る信号電荷の量を多くして読取効率を向上させることが可能となる。
【００３９】
本発明による放射線画像情報読取方法および装置によれば、放射線画像情報が記録された本発明による検出器から第１の導電部材を介して放射線画像情報を表す信号電荷を読み出して、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ている。したがって、より多くの電荷を検出器から読み出すことができるので、読取効率が大きくなり、より大きな信号を得ることが可能となり、画像のＳ／Ｎを向上させることができる。
【００４０】
また、第１の導電部材を設けても、記録用光導電層や読取用光導電層の厚さには実質的に大きな影響を与えることがないので、読出しの応答性に悪影響を与えることがなく、例えば、特願平10−232824号や同10−271374号において記載されているように、電荷輸送層と読取用光導電層との厚さの合計を記録用光導電層の厚さよりも薄くすることで、読取時の応答性を高めることができる。つまり、本発明によれば、読取時の高速応答性を維持しつつ、従来の検出器を使用する場合よりも、読取効率を一層向上させることができる。
【００４１】
また、本発明による放射線画像情報記録方法および装置によれば、第１の電極層と第２の電極層との間に形成される電界分布を調整するための制御電圧を第１の導電部材に印加するようにしたので、信号の取出効率や信号の読出応答速度を改善することが可能となる。
【００４２】
また、潜像電荷を同電位化せしめる第２の導電部材が、電気信号が表す画像の画素毎に、格別に、蓄電部に設けられた検出器とすれば、該第２の導電部材上に蓄積された、各画素毎の潜像電荷を全て同電位にすることが可能となり、導電部材がない場合に較べて、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。
【００４３】
また、画素を導電部材が配設された固定位置に形成することが可能となり、ストラクチャーノイズの補正を行うことも容易となる。
【００４４】
さらに、導電部材のサイズを画素ピッチより小さく設定すると共に、画素中央部に配置すれば、記録時に形成される電界分布を該導電部材に引き寄せられた分布形状にすることができるから、潜像電荷を画素中心部に集中させて蓄積させることも可能となり、画像の鮮鋭度を向上させることもできる。
【００４５】
また、この第２の導電部材を設けると、電荷輸送層やトラップ層がなくても潜像電荷を蓄積させることができるので、素子形成が容易である。
【００４６】
なお、電荷輸送層やトラップ層が設けられた検出器に導電部材を設けた場合には、これら各層による電荷蓄積効果を利用することもできる。すなわち、導電部材のサイズを画素ピッチより小さく設定すると、これら各層が設けられていない場合には、導電部材に捕捉されない電荷は潜像電荷として蓄積され得ず、鮮鋭度の向上には効果があるが蓄積電荷量が少なくなるという問題を生じ得るのに対して、各層によって電荷を潜像電荷として蓄積せしめることにより、蓄積電荷量を少なくすることなく、鮮鋭度の向上を図ることができる。
【００４７】
【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。
【００４８】
図１は本発明による第１の実施の形態の放射線固体検出器の概略構成を示す図であり、図１（Ａ）は斜視図、図１（Ｂ）はＱ矢指部のＸＺ断面図、図１（Ｃ）はＰ矢指部のＸＹ断面図である。この検出器１０は、上述した特願平10−232824号に記載されている図１２の静電記録体に、さらに第１の導電部材としてのサブ電極および第２の導電部材としてのマイクロプレートを設けたものであって、記録用の放射線（例えば、Ｘ線等。以下記録光という。）L1に対して透過性を有する第１の電極層１１、この電極層１１を透過した記録光L1の照射を受けることにより導電性を呈する記録用光導電層１２、潜像電荷と（例えば負電荷）に対しては略絶縁体として作用し、かつ、該潜像電荷と逆極性の輸送電荷（上述の例においては正電荷）に対しては略導電体として作用する電荷輸送層１３、読取用の電磁波（以下読取光という）L2の照射を受けることにより導電性を呈する読取用光導電層１４、読取光L2に対して透過性を有する第２の電極層１５を、この順に積層してなるものである。
【００４９】
記録用光導電層１２の物質としては、アモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）、ＰｂＯ，ＰｂＩ2 等の酸化鉛（II）やヨウ化鉛（II）、Ｂｉ12（Ｇｅ，Ｓｉ）Ｏ20，Ｂｉ2Ｉ3／有機ポリマーナノコンポジット等のうち少なくとも１つを主成分とする光導電性物質が適当である。
【００５０】
電荷輸送層１３の物質としては、例えば電極層１１に帯電される負電荷の移動度と、その逆極性となる正電荷の移動度の差が大きい程良く（例えば１０2 以上、望ましくは１０3 以上）ポリＮ−ビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、N,N'−ジフェニル−N,N'−ビス（３−メチルフェニル）−〔1,1'−ビフェニル〕−4,4'−ジアミン（ＴＰＤ）やディスコティック液晶等の有機系化合物、或いはＴＰＤのポリマー（ポリカーボネート、ポリスチレン、ＰＵＫ）分散物，Ｃｌを１０〜２００ｐｐｍドープしたａ−Ｓｅ等の半導体物質が適当である。特に、有機系化合物（ＰＶＫ，ＴＰＤ、ディスコティック液晶等）は光不感性を有するため好ましく、また、誘電率が一般に小さいため電荷輸送層１３と読取用光導電層１４の容量が小さくなり読取時の信号取り出し効率を大きくすることができる。なお、「光不感性を有する」とは、記録光L1や読取光L2の照射を受けても殆ど導電性を呈するものでないことを意味する。
【００５１】
読取用光導電層１４の物質としては、ａ−Ｓｅ，Ｓｅ−Ｔｅ，Ｓｅ−Ａｓ−Ｔｅ，無金属フタロシアニン，金属フタロシアニン，ＭｇＰｃ（Magnesium phtalocyanine），ＶｏＰｃ（phaseII of Vanadyl phthalocyanine），ＣｕＰｃ（Cupper phtalocyanine）等のうち少なくとも１つを主成分とする光導電性物質が好適である。
【００５２】
記録用光導電層１２の厚さは、記録光L1を十分に吸収できるようにするには、５０μｍ以上１０００μｍ以下であるのが好ましく、本例においては約 500μｍとしている。また電荷輸送層１３と光導電層１４との厚さの合計は記録用光導電層１２の厚さの１／２以下であることが望ましく、また薄ければ薄いほど読取時の応答性が向上するので、例えば１／10以下、さらには１／20以下等にするのが好ましい。
【００５３】
電極層１１および１５としては、例えば、透明ガラス板上に導電性物質を塗布したネサ皮膜等が適当である。
【００５４】
第２の電極層１５の電極は、多数のエレメント（線状電極）１６ａをストライプ状に配列したストライプ電極１６として形成されている。エレメント１６ａの間１５ａは、例えば、カーボンブラック等の顔料を若干量分散させたポリエチレン等の高分子材料を充填したものとし、読取光L2に対して遮光性を有するものとされている。
【００５５】
記録用光導電層１２と電荷輸送層１３との界面、すなわち蓄電部１９には、多数の離散した方形のマイクロプレート１８が、隣接したマイクロプレート１８間に間隔を置いて、ストライプ電極１６の各エレメント１６ａの真上に配設されている。このマイクロプレート１８の各辺の長さは、エレメント１６ａの配列ピッチと略同一、つまり解像可能な最小の画素ピッチと略同一の寸法に設定されている。マイクロプレート１８の配設される位置が検出器上の画素位置となる。
【００５６】
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誘電層上に堆積され、金、銀、アルミニウム、銅、クロム、チタン、白金等の単一金属や酸化インジウム等の合金で、極めて薄い膜から作ることができる。該マイクロプレート１８は、連続層として堆積させることができ、連続層は次にエッチングされて、解像可能な最小の画素と同一の範囲の寸法を持つ複数の個々の離散マイクロプレートとして形成される。この離散マイクロプレートはレーザーアプレーションまたはホトエッチング等光微細加工技術を利用して作ることもできる（”Imaging Procesing &Materials”Chapter 18の”Imaging for Microfabrication”（J.M.Shaw，IBM Watson Research Center）参照）。
【００５７】
記録用光導電層１２内の電荷輸送層１３に近接した位置に、多数のエレメント１７ａをストライプ状に配列したサブ電極１７が設けられている。このサブ電極１７は、記録用光導電層１２と電荷輸送層１３との略界面に形成される蓄電部１９に蓄積された潜像電荷の量に応じたレベルの電気信号を出力させるための導電部材である。サブ電極１７の各エレメント１７ａは、ストライプ電極１６の各エレメント１６ａの真上に位置し、互いに向き合うように配設されている。サブ電極１７は、導電性を有するものであればよく、金、銀、クロム、白金等の単一金属や、酸化インジウム等の合金から作ることができる。
【００５８】
サブ電極１７と電荷輸送層１３との間の距離ｄは、記録用光導電層１２の厚さにもよるが、本例のように記録用光導電層１２の厚さが約 500μｍの場合には、距離ｄ＝１μｍ〜１００μｍ（１／500 〜１／５）とする。
【００５９】
図２（Ａ）〜（Ｄ）は、サブ電極１７の各エレメント１７ａの形状の一例と、該エレメント１７ａ、マイクロプレート１８およびエレメント１６ａとの配置関係を示す概略図である。
【００６０】
図２（Ａ）に示すエレメント１７ａは、細長い平板電極であり、穴は一切設けられていない。エレメント１７ａの幅は、エレメント１６ａの幅よりも狭く、エレメント１６ａのピッチの５〜３０％内となるように設定されている。これにより、記録用光導電層内で発生した潜像電荷が蓄電部に移動する際には、エレメント１７ａの横を通り易くしている。
【００６１】
図２（Ｂ）に示すエレメント１７ａは、細長い平板電極であって、多数の丸穴が長手方向の画素に対応する位置に配置されるように設けられた穴あき平板電極である。エレメント１７ａの幅はエレメント１６ａの幅と略同じである。記録用光導電層内で発生した潜像電荷は、この丸穴を通って蓄電部１９に設けられたマイクロプレート１８に到達することができる。
【００６２】
図２（Ｃ）に示すエレメント１７ａは、細長い平板電極であって、多数の角穴が長手方向の画素に対応する位置に配置されるように設けられた穴あき平板電極である。エレメント１７ａの幅はエレメント１６ａの幅と略同じである。記録用光導電層内で発生した潜像電荷は、この角穴を通ってマイクロプレート１８に到達することができる。
【００６３】
図２（Ｄ）に示すエレメント１７ａは、細長い平板電極であって、長手方向に延びた１つの長穴が設けられ、長手方向の両端部が結合された長穴あき平板電極である。エレメント１７ａの幅はエレメント１６ａの幅と略同じである。記録用光導電層内で発生した潜像電荷は、この長穴を通ってマイクロプレート１８に到達することができる。
【００６４】
このように、エレメント１７ａをエレメント１６ａの幅よりも狭くしたり、エレメント１７ａの長手方向に所定形状の穴を設けることにより、潜像電荷の移動の妨げとならず、潜像形成プロセスに影響を与えないようにすることができる。
【００６５】
図３は、放射線画像情報記録装置と放射線画像情報読取装置を一体にした、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（Ａ）は検出器１０の斜視図と共に示した図、図３（Ｂ）は検出器１０のＸＺ断面図と共に電流検出回路７０の詳細を示した図である。
【００６６】
この記録読取装置１は、検出器１０、画像信号取得手段としての電流検出回路７０、記録光照射手段９０、読取光照射手段９３とからなる。
【００６７】
電極層１１の上面には被写体９が配設されており、被写体９は記録光LIに対して透過性を有する部分９ａと透過性を有しない遮断部（遮光部）９ｂが存在する。記録光照射手段９０は記録光L1を被写体９に一様に爆射するものである。
【００６８】
読取光照射手段９３は、ライン状に略一様な読取光L2をストライプ電極１６の各エレメント１６ａと概略直交させつつ、エレメント１６ａの長手方向（図中の矢印方向）に走査露光するものである。なお、この読取光L2による走査露光は副走査に対応する。この走査露光においては、連続光を照射してもよいし、パルス光を照射するようにしてもよい。
【００６９】
電流検出回路７０は、蓄電部１９に蓄積された潜像電荷に対応する電荷をサブ電極１７を介して読み出すことにより、潜像電荷の量に応じたレベルの画像信号を得るものであり、ストライプ電極１６の各エレメント１６ａ毎に接続された電流検出アンプ７１を多数有している。電流検出アンプ７１は、各エレメント１７ａを介して、潜像電荷の量に応じた量の電荷を電流として検出するものであり、オペアンプ７１ａ，積分コンデンサ７１ｂおよびスイッチ７１ｃから成る。検出器１０の電極層１１はスイッチ７４、７５の夫々一方の入力７４ａ，７５ａ、および電源７２の負極に接続されている。電源７２の正極は、電源７３の負極およびスイッチ７５の他方の入力７５ｂに接続されている。電源７３の正極は、スイッチ７４の他方の入力７４ｂに接続されている。各オペアンプ７１ａの非反転入力端子（＋）がスイッチ７４の出力に共通に接続され、反転入力端子（−）がエレメント１６ａに夫々個別に接続されている。スイッチ７５の出力はサブ電極１７の各エレメント１７ａに共通に接続されている。
【００７０】
スイッチ７４，７５は、記録時には共にｂ側に接続され、オペアンプのイマジナリーショートを介して、電極層１１とストライプ電極１６との間に、電源７２，７３による所定の印加電圧が印加される。電源７３は制御電圧印加手段としても機能するもので、記録時には、この電源７３からサブ電極１７に制御電圧としての直流電圧が印加される。この印加電圧の大きさは、電極層１１とストライプ電極１６との間で形成される電界分布、特に記録用光導電層１２内の電位勾配が、サブ電極１７が設けられていない場合において形成されるべき分布と略同じになるような大きさの電圧に設定し、蓄電部１９に潜像電荷を安定して蓄積させることができるようにする。なお、サブ電極１７に制御電圧を印加することなく、オープン状態としたまま記録を行うようにしてもよい。さらには、積極的に、サブ電極１７に、第２導電層、すなわちストライプ電極１６の電位へ近づける、または遠ざけることで、所定の電界を形成するように電圧を設定してもよい。
【００７１】
一方、読取時には、スイッチ７４，７５が共にａ側に接続され、ライン状の読取光がストライプ電極１６側に露光されることにより、各電流検出アンプ７１は、各エレメント１６ａに流れる電流を、接続された各エレメント１６ａについて同時（並列的）に検出する。なお、電流検出回路７０や電流検出アンプ７１の構成は、この例に限定されるものではなく、種々のものを使用することができる（例えば、特願平10−232824号や同10−271374号参照）。
【００７２】
なお、本例においては、記録時に、電源７３からサブ電極１７に直流電圧が印加されるように構成しているが、サブ電極１７用の専用電源を、電極層１１とストライプ電極１６との間に直流電圧を印加する電源とは別個に設け、記録時の電界分布をより好ましい状態に調整するため、所望の波形の制御電圧を印加するようにしてもよい。
【００７３】
以下、上記構成の記録読取装置１において、検出器１０に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。最初に静電潜像記録過程について、図４に示す電荷モデルを参照しつつ説明する。なお、記録光L1によって光導電層１２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。また、サブ電極１７のエレメント１７ａは省略して示す。
【００７４】
上記構成の装置１において、検出器１０に静電潜像を記録する際には、先ずスイッチ７４，７５を共にｂ側に切り換え、電極層１１とストライプ電極１６との間に直流電圧を印加し、両者を帯電させる。このとき、サブ電極１７には、上述したように、蓄電部１９に潜像電荷を安定して蓄積させるための制御電圧が印加される。これにより、電極層１１とストライプ電極１６との間には略Ｕの字状の電界が形成され、光導電層１２の大部分の所は概略平行な電場が存在するが、光導電層１２と電荷輸送層１３との界面、すなわち蓄電部１９には電界が存在しない部分が生じる。そして、このＵの字がエレメント１６ａの長さ方向に連続した電界分布が形成される（図４（Ａ））。
【００７５】
次に放射線を被写体９に爆射し、被写体９の透過部９ａを通過した被写体９の放射線画像情報を担持する記録光L1を検出器１０に照射する。すると、検出器１０の記録用光導電層１２内で正負の電荷対が発生し、その内の負電荷が上述の電界分布に沿って蓄電部１９に移動する（図４（Ｂ））。このとき、サブ電極１７には、光導電層１２内の電位勾配を乱さないように所定の直流電圧が電源７５から印加されているので、負電荷は、サブ電極１７に捕捉されることなく、サブ電極１７の各エレメント１７ａの横或いは穴を通過して蓄電部１９に移動する。つまり、光導電層１２内で発生した電荷に対しては、サブ電極１７が、実質的には、設けられていないのと同じ状態となる。
【００７６】
蓄電部１９には、マイクロプレート１８が配設されており、光導電層１２中を移動してきた負電荷はマイクロプレート１８に捕捉されて停止し、この蓄電部１９において、マイクロプレート１８上に負電荷が潜像電荷として蓄積される（図４（Ｃ））。
【００７７】
一方、記録用光導電層１２内で発生した正電荷は電極層１１に向かって高速に移動し、電極層１１と光導電層１２との界面で電源７２，７３から注入された負電荷と電荷再結合し消滅する。また、記録光L1は被写体９の遮光部９ｂを透過しないから、検出器１０の遮光部９ｂの下部にあたる部分は何ら変化を生じない（図４（Ｂ），（Ｃ））。
【００７８】
このようにして、被写体９に記録光L1を爆射することにより、被写体像に応じた電荷を光導電層１２と電荷転送層１３との界面である蓄電部１９に蓄積することができるようになる。この蓄積される潜像電荷（負電荷）の量は被写体９を透過し検出器１０に入射した放射線の線量に略比例するので、この潜像電荷が静電潜像を担持することとなり、該静電潜像が検出器１０に記録される。なお、マイクロプレート１８上に潜像電荷が蓄積されるので、主走査および副走査の両方について潜像電荷の蓄積位置を固定することができ、両走査方向について、固定位置に画素が形成されるようになる。
【００７９】
次に静電潜像読取過程について、図５に示す電荷モデルを参照しつつ説明する。なお、記録過程と同様に、読取光L2によって読取用光導電層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。
【００８０】
検出器１０から静電潜像を読み取る際には、先ずスイッチ７４，７５を共にａ側にして、上記説明のようにして静電潜像が記録された検出器１０の電極層１１とサブ電極１７を接続し、またオペアンプ７１ａのイマジナリショートを介してストライプ電極１６とも接続して、これらを同電位に帯電させて電荷の再配列を行う（図５（Ａ））。次いで、エレメント１６ａの長手方向に読取光照射手段９３を移動させる、すなわち副走査することにより、ライン状の読取光L2で検出器１０の全面を走査露光する。この読取光L2の走査露光により副走査位置に対応する読取光L2が入射した光導電層１４内に正負の電荷対が発生する（図５（Ｂ））。なお、暗電流成分の影響を相対的に低減するために、読取光L2をパルス状に照射する場合には、マイクロプレート１８のある位置で、読取光L2が照射されるように走査の同期をとるのが好ましい。
【００８１】
蓄電部１９とストライプ電極１６との間は、その薄さ（厚さ）に応じて蓄積電荷（負電荷）により非常に強い電場（強電界）が形成されている。また、電荷輸送層１３は正電荷に対しては導電体として作用するものであるから、光導電層１４に生じた正電荷は蓄積部１９の潜像電荷に引きつけられるように電荷輸送層１３の中を急速に移動し、蓄電部１９で潜像電荷と電荷再結合をし消滅する（図５（Ｃ））。一方、光導電層１４に生じた負電荷は電極層１１、ストライプ電極１６およびサブ電極１７の正電荷と電荷再結合し消滅する（図５（Ｃ））。
【００８２】
光導電層１４は読取光L2により十分な光量でもって走査露光されており、記録によって検出器１０の蓄電部１９に蓄積された潜像電荷が全て電荷再結合により消滅し、完全に放電される。このように、検出器１０内の蓄電部１９に蓄積されていた潜像電荷が消滅するということは、検出器１０内に電荷の移動による放電電流が流れたことを意味するものであり、ストライプ電極１６と蓄電部１９との間が短絡されたものとみなすことができる。この状態は、蓄積電荷量に依存する検出器１０内を流れる放電電流に比例した電流源７９を用いて、図６のような等価回路でもって示すことができる。この読取りの際に検出器１０内を流れる電流は、潜像電荷すなわち静電潜像に応じたものであるから、この電流を電流検出アンプ７１により検出することにより、静電潜像を読み取る、すなわち静電潜像を表す画像信号を取得することができる。
【００８３】
なお、蓄電部１９とストライプ電極１６との間は、非常に強い電場が形成されていることから、極めて高速に潜像電荷を消滅させることができ、このことは静電潜像の読取りの応答性が極めて高速であることを意味する。また、読取用光導電層１４と電荷輸送層１３との厚さの和が記録用光導電層１２の厚さに較べて薄ければ薄いほど読取時には強電界が形成され、電荷の移動も急速に行われるようになるので、読取りをより高速に行うことができる。
【００８４】
ここで、蓄電部１９にはマイクロプレート１８が設けられているので、読取過程（電荷再結合過程、放電過程）においては、マイクロプレート１８外周部の潜像電荷を、マイクロプレート１８の中心部に引き寄せることが可能となり、潜像電荷をより十分に放電させることができ、読残しが少なくなる。図７は、読取過程において、マイクロプレート１８を設けた場合の効果を説明する図であって、図７（Ａ），（Ｂ）はマイクロプレート１８が設けられていない場合の図、図７（Ｃ），（Ｄ）はマイクロプレート１８が設けられている場合の図である。
【００８５】
図７に示すように、読取光L2、エレメント１６ａを通して読取用光導電層１４内に入射し、読取用光導電層１４内で、正負の電荷対を発生せしめる。発生した電荷のうちの正電荷と蓄電部１９の潜像電荷との電荷再結合に際しては、エレメント１６ａに対向する近接した位置の電荷から順次結合される。つまり、読取り始めには、画素中央部の負電荷が電荷再結合により消滅し、順次外側の電荷との間で再結合が行われるようになる（図７（Ａ））。マイクロプレート１８が設けられていない場合には、蓄電部１９の潜像電荷が同電位化されるということがなく、潜像電荷は蓄積された位置に留まったままである。このため、読取りの経過と共に、次第にエレメント１６ａから遠い位置の電荷を読取りにくくなり、場合によっては、最終過程において読残しが生じ得る（図７（Ｂ））。
【００８６】
一方、マイクロプレート１８が設けられている場合にも、読取り始めには、画素中央部の負電荷が電荷再結合により消滅し、順次外側の電荷との間で再結合が行われるが（図７（Ｃ））、マイクロプレート１８上に蓄積されている電荷は、常に同電位に保持することが可能となる。したがって、読取りの経過と共に、潜像電荷が漸次マイクロプレート１８の中央部、すなわちに画素中央部に移動し得るので、最終過程においても、最も放電効率のよいマイクロプレート１８と第２導電層１５すなわちストライプ電極１６との最近接領域である画素中央部において、潜像電荷との間で電荷再結合させ、容易に放電を続けることができ、読残しが生じない（図７（Ｄ））。
【００８７】
上記説明による静電潜像記録過程と静電潜像読取過程について、図８に示すコンデンサモデルを用いて、さらに詳しく説明する。この図８は、被写体９の透過部９ａと遮光部９ｂとに分けて、コンデンサモデルによる電気的等価回路図として両過程を表したものである。記録用光導電層１２を挟んで電極層１１と蓄電部１９との間にコンデンサＣ*aが形成され、電荷輸送層１３および読取用光導電層１４を挟んで蓄電部１９とストライプ電極１６（エレメント１６ａ）との間にコンデンサＣ*bが形成され、記録用光導電層１２の一部を挟んでサブ電極１７（エレメント１７ａ）と蓄電部１９との間にコンデンサＣ*cが形成される。
【００８８】
コンデンサＣ*aの両端には記録光L1によって導電性を呈する記録用光導電層１２に対応する不図示の光スイッチSW*aが形成され、コンデンサＣ*bの両端には読取光L2によって導電性を呈する読取用光導電層１４に対応する不図示の光スイッチSW*bが形成される。
【００８９】
記録過程においては、最初に、検出器１０に、電源７２，７３から直流電圧が印加されるから、分布コンデンサＣ*a，Ｃ*b，Ｃ*cは帯電せしめられる（図８（Ａ））。
【００９０】
透過部９ａは記録光L1の照射により、光スイッチSW*aがオンし、光量に応じた抵抗Ｒ*aを介してコンデンサＣ*bのみが充電せしめられる（図８（Ｂ））。これが静電潜像記録過程であり、コンデンサＣ*bに潜像電荷として静電潜像が記録されたことになる。潜像電荷の量は記録光L1の光量に応じたものとなる。
【００９１】
次に電源７２，７３を取り外した後、コンデンサＣ*aとの電極層１１側およびコンデンサＣ*cのサブ電極１７側と、コンデンサＣ*bのストライプ電極１６側とをそれぞれ接続して電荷再配列を行う（図８（Ｃ））。各コンデンサに配分される、潜像電荷と逆極性の正電荷の量は、総計が潜像電荷の量と同じになり、また、各コンデンサの容量に比例した量となる。この後、読取光L2を露光することにより、光スイッチSW*bがオンし光量に応じた抵抗Ｒ*bを介して各コンデンサＣ*a，Ｃ*b，Ｃ*cに帯電している電荷が放電される（図８（Ｄ））。図６に示した等価回路は、このときに検出器１０の外部に放電される電荷による放電電流を検出するものとして表したものである。
【００９２】
一方、遮光部９ｂは記録光L1が光スイッチSW*aをオンさせることがなく、何れのコンデンサＣ*a，Ｃ*b，Ｃ*cにも変化を与えない（図８（Ｅ））。このため、読取時に、各コンデンサＣ*a，Ｃ*b，Ｃ*cを接続すると、全コンデンサＣ*a，Ｃ*b，Ｃ*cがともに放電状態となる（図８（Ｆ））。したがって、このような状態で読取光L2を露光しても何れのコンデンサＣ*a，Ｃ*b，Ｃ*cからも、電荷が放電されることがない（図８（Ｇ））。
【００９３】
次に、各コンデンサＣ*a，Ｃ*b，Ｃ*cに帯電している電荷が放電される際に流れる電流の大きさについて説明する。先ず、説明を簡単にするため、サブ電極１７が設けられていない、コンデンサＣ*a，Ｃ*bから成る場合について、図９（Ａ）に示すコンデンサモデルを参照して説明する。上述のように、電荷再配列の際に、各コンデンサＣ*a，Ｃ*bに配分される正電荷の量Ｑ+a，Ｑ+bは、総計Ｑ+ が潜像電荷の量Ｑ- と同じで、各コンデンサの容量Ｃa ，Ｃb に比例した量となる。読取用光導電層１４と電荷輸送層１３との厚さの和が記録用光導電層１２の厚さに較べて薄いので、各層の誘電率に大きな違いがないとすれば、コンデンサＣ*bの容量Ｃb の方がコンデンサＣ*aの容量Ｃa よりも大きくなる。したがって、コンデンサＣ*bのストライプ電極１６側に誘起される正電荷の量Ｑ+bの方が、コンデンサＣ*aの電極層１１側に誘起される正電荷の量Ｑ+aよりも多くなる。以上の説明を式で示すと下記のように表すことができる。
【００９４】
Ｑ- ＝Ｑ+ ＝Ｑ+a＋Ｑ+b
Ｑ+a＝Ｑ+ ×Ｃa ／（Ｃa ＋Ｃb ）
Ｑ+b＝Ｑ+ ×Ｃb ／（Ｃa ＋Ｃb ）
各コンデンサＣ*a，Ｃ*bに帯電している電荷が放電される際に流れる電流の大きさは、Ｑ+a，Ｑ+bに比例した大きさとなるから、コンデンサＣ*bから流れ出す電流Ｉb の方が、コンデンサＣ*aから流れ出す電流Ｉa よりも大きい。
【００９５】
ここで、蓄電部１９には信号取出し用の電極が直接には設けられていないので、コンデンサＣ*bから流れ出す電流Ｉb は読取時に光スイッチSW*bがオンしたときに生じる抵抗Ｒ*bを介して検出器１０内で流れる内部電流となり、電流Ｉb を蓄電部１９とストライプ電極１７との間で検出することができず、透過部９ａにおいてコンデンサＣ*bに配分された正電荷を検出器１０から外部に信号電荷として取り出すことができない。つまり、検出器１０内の蓄電部１９に蓄積された潜像電荷（負電荷）に対応して電荷再配列された正電荷の量Ｑ+ のうち、外部に取り出すことのできる電荷量、すなわち放射線画像情報を表す信号電荷量Ｑは、コンデンサＣ*aに配分された正電荷の量Ｑ+aと同じくなり、検出器１０から外部に流れ出る電流ＩはコンデンサＣ*aから流れ出る電流Ｉa と同じになる。
【００９６】
換言すれば、読取光L2によって読取用光導電層１４内で発せられた正電荷は、蓄電部１９の潜像電荷と電荷再結合して消滅し、一方、読取用光導電層１４内で発せられた負電荷のうちエレメント１６ａに再配列された正電荷の量の分Ｑ+bがエレメント１６ａで電荷再結合して消滅するが、このときの電流は専ら検出器１０の内部電流となる。そして、残りのＱ+aと同じ量の負電荷がエレメント１６ａに誘起され、この負電荷と電極層１１の正電荷との間での電荷再結合時に流れる電流が、検出器１０から外部に流れ出る電流Ｉとして取り出されるものとなる。
【００９７】
上述したように、読取速度の応答性を向上させるために、一般に読取用光導電層１４と電荷輸送層１３との厚さの和が記録用光導電層１２の厚さに較べて薄く設定され、コンデンサＣ*bの容量Ｃb の方がコンデンサＣ*aの容量Ｃa よりも大きくなるから、記録された潜像電荷の量Ｑ- に対して、信号電荷として取り出せる電荷量Ｑは小さくなり、その分信号電流Ｉ（＝Ｉa ）も小さくなり、読取効率が小さくなる。
【００９８】
一方、本発明による放射線固体検出器１０においては、サブ電極１７を設けたことによって、コンデンサＣ*cがさらに形成される。以下、図９（Ｂ）に示すコンデンサモデルを参照して説明する。上述のように、電荷再配列の際に、各コンデンサＣ*a，Ｃ*b，Ｃ*cに配分される正電荷の量Ｑ+a，Ｑ+b，Ｑ+cは、総計Ｑ+ が潜像電荷の量Ｑ- と同じで、各コンデンサの容量Ｃa ，Ｃb ，Ｃc に比例した量となる。これを式で示すと下記のように表すことができる。
【００９９】
Ｑ- ＝Ｑ+ ＝Ｑ+a＋Ｑ+b＋Ｑ+c
Ｑ+a＝Ｑ+ ×Ｃa ／（Ｃa ＋Ｃb ＋Ｃc ）
Ｑ+b＝Ｑ+ ×Ｃb ／（Ｃa ＋Ｃb ＋Ｃc ）
Ｑ+c＝Ｑ+ ×Ｃc ／（Ｃa ＋Ｃb ＋Ｃc ）
ところで、各コンデンサＣ*a，Ｃ*b，Ｃ*cの容量について考えてみると、サブ電極１７が記録用光導電層１２内の、記録用光導電層１２と電荷輸送層１３との界面である蓄電部１９から距離ｄだけ離れた位置に設けられ、一方電極層１１が距離ｄよりもはるかに遠距離の位置に設けられているので、記録用光導電層１２を介してサブ電極１７と蓄電部１９との間で形成されるコンデンサＣ*cの容量Ｃc は、記録用光導電層１２を介して電極層１１と蓄電部１９との間で形成されるコンデンサＣ*aの容量Ｃa よりも十分大きくなる。一方で、上述のようにサブ電極１７を設けても、読取用光導電層１４および電荷輸送層１３を介してストライプ電極１６と蓄電部１９との間で形成されるコンデンサＣ*bの容量Ｃc には、実質的に大きな影響は現れない。これにより、電荷再配列の際に、コンデンサＣ*bに配分される正電荷の量Ｑ+bをサブ電極１７を設けない場合よりも相対的に少なくすることができる。また、電極層１１からの距離ｄの値を適当に設定することによって、コンデンサＣ*cの容量Ｃc を、コンデンサＣ*bの容量Ｃb よりも大きくすることができ、コンデンサＣ*bに配分される正電荷の量Ｑ+bを一層少なくすることができる。
【０１００】
サブ電極１７が設けられていない場合と同様に、コンデンサＣ*bに配分された正電荷を検出器１０から外部に信号電荷として取り出すことはできないから、外部に取り出すことのできる信号電荷量Ｑは、コンデンサＣ*a，Ｃ*cに配分された正電荷の量Ｑ+a，Ｑ+cの合計（Ｑ+a＋Ｑ+c）と同じくなり、検出器１０から外部に流れ出る電流ＩはコンデンサＣ*aから流れ出る電流Ｉa とコンデンサＣ*cから流れ出る電流Ｉc との合計（Ｉa ＋Ｉc ）と同じになる。上述のように、コンデンサＣ*bに配分される正電荷の量Ｑ+bを、サブ電極１７を設けない場合よりも相対的に少なくすることができるから、検出器１０から外部に流れ出る電流Ｉ（＝Ｉa ＋Ｉc ）を、サブ電極１７を設けない場合よりも相対的に大きくすることができる。
【０１０１】
この結果、記録用光導電層１２に対して薄い電荷輸送層１３と読取用光導電層１４を用いているにも拘わらず、サブ電極１７を設けることによって、検出器１０から外部に出力される信号電荷の量Ｑや信号電流Ｉを大きくする、つまり読取効率を大きくすることができ、再生画像のＳ／Ｎ向上を図ることができる。
【０１０２】
なお、コンデンサＣ*cの容量Ｃc はコンデンサＣ*aの容量Ｃa よりも十分大きくすることができるので、コンデンサＣ*cに配分される量Ｑ+cの方がコンデンサＣ*aに配分される量Ｑ+aよりも十分大きくすることができ、コンデンサＣ*cから流れ出る電流Ｉc の方がコンデンサＣ*aから流れ出る電流Ｉa よりも大きくすることができる。したがって、サブ電極１７を介してコンデンサＣ*cから流れ出る電流Ｉc のみを検出しても、十分な大きさの画像信号を取り出すことが期待できる。
【０１０３】
電流検出回路７０においては、検出器１０から流れ出す電流Ｉを各エレメント１６ａ毎に同時に検出する。すなわち、電流Ｉによって、エレメント１６ａの夫々に接続された各電流検出アンプ７１の積分コンデンサ７１ｂが充電され、流れる電流量に応じて積分コンデンサ７１ｂに電荷が蓄積され、積分コンデンサ７１ｂの両端の電圧が変化する。この電圧の変化は、検出器１０に蓄積されていた各画素毎の潜像電荷の量Ｑ- に比例する。したがって、走査露光中の画素と画素の間にスイッチ７１ｃをオンして積分コンデンサ７１ｂに蓄積された電荷を放電させることにより、積分コンデンサ７１ｂの両端には次々と画素毎の潜像電荷に対応して電圧の変化が観測されることとなり、この電圧の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、つまり放射線画像情報を読み取ることができる。
【０１０４】
なお、サブ電極１７の各エレメント１７ａを、ストライプ電極１６の各エレメント１６ａの真上に位置し、互いに向き合うように配設した場合には、ストライプ電極１６の各エレメント１６ａ毎に同時に画像信号を読み出す都合から、全エレメント１７ａについて、同時に電荷の再配列を行う。この場合、読取光L2の副走査における読出画素位置以外の部分でも、エレメント１６ａとエレメント１７ａとが対向するので、信号読出しに寄与しない分布容量が大きくなり、固定ノイズ的には不利である。しかしながら、エレメント１７ａを切り換えないので、スイッチングノイズが生じることはない。
【０１０５】
図１０は、本発明による第２の実施の形態の放射線固体検出器の概略構成を示す図であり、図１０（Ａ）は斜視図、図１０（Ｂ）はＱ矢指部のＸＺ断面図、図１０（Ｃ）はＰ矢指部のＸＹ断面図である。なお、図１０においては、図１に示す第１の実施の形態による検出器１０の要素と同等の要素には同番号を付し、それらについての説明は特に必要のない限り省略する。この第２の実施の形態による検出器１０ａは、サブ電極１７の各エレメント１７ａが、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成るものである。
【０１０６】
マイクロプレート１８は、エレメント１６ａとエレメント１７ａとが交差する位置に対応して配設されている。なお、読取光L2としてパルス光を照射する場合には、少なくとも、マイクロプレート１８が配設されている位置に対応する読取用光導電層１４にパルス光が照射されるようにする。
【０１０７】
このように、エレメント１７ａをエレメント１６ａに対して略直交するように配設した場合には、読出しに先立ち、全てのエレメント１７ａを電流検出アンプ７１の非反転入力端子および電極層１１の電極と接続し、電荷再配列を行う。その後、読取光L2の副走査における各位置に対応するエレメント１７ａ、つまり読出ラインのエレメント１７ａのみ、或いは読出ラインとその周辺ラインのエレメント１７ａがアンプ７１の非反転入力端子および電極層１１の電極に接続されるようにし、その他のエレメント１７ａについてはオープンとしておくのが好ましい。そうすれば、固定ノイズ的には非常に有利である。
【０１０８】
なお、読出し中、全てのエレメント１７ａを接続したままであっても、両エレメント１６ａ，１７ａが互いに向き合うように配設した場合よりも、分布容量が小さくなる。この場合、エレメント１７ａのライン切換手段が不要となり、コストが安くなる。
【０１０９】
図１１は、本発明による第３の実施の形態の放射線固体検出器の概略構成を示す図であり、図１１（Ａ）は斜視図、図１１（Ｂ）はＱ矢指部のＸＺ断面図、図１１（Ｃ）はＰ矢指部のＸＹ断面図である。なお、図１１においても、図１に示す第１の実施の形態による検出器１０の要素と同等の要素には同番号を付し、それらについての説明は特に必要のない限り省略する。この第３の実施の形態による検出器１０ｂは、上記検出器１０のマイクロプレート１８を取り除いた構成のものである。
【０１１０】
このように、マイクロプレート１８が設けられていない場合には、記録光L1の光量が少ないときには、負電荷はエレメント１６ａの中心に引き寄せられて各エレメント１６ａ毎に潜像電荷が分離されるようになり、また、潜像電荷は各エレメント１６ａの並びに合わせて蓄積せしめられるから、エレメント１６ａのピッチを狭くすることにより、少なくともエレメント１６ａの並び方向については、潜像電荷の蓄積位置を固定することができる。
【０１１１】
なお、マイクロプレート１８の有無に拘わらず、電荷輸送層１３と読取用光導電層１４とを合わせた厚さが記録用光導電層１２の厚さに較べて薄いほど、また、エレメント１６ａの幅とピッチとの比が小さいほど（75％以下であれば良好である）、さらに電荷輸送層１３と読取用光導電層１４の厚みの和がストライプ電極１６のピッチと略同等若しくはそれ以下であるほど、電界の存在しない部分が明確に形成される。さらに、電荷輸送層１３における負電荷の移動度を正電荷の移動度より十分小さくすれば（例えば１／１０3 以下）、潜像電荷の蓄積性が向上し、静電潜像の保存性を向上させることができる。
【０１１２】
図１２は、本発明による第４の実施の形態の放射線固体検出器の概略構成を示す図であり、図１２（Ａ）は斜視図、図１２（Ｂ）はＱ矢指部のＸＺ断面図、図１２（Ｃ）はＰ矢指部のＸＹ断面図である。なお、図１２においても、図１に示す第１の実施の形態による検出器１０の要素と同等の要素には同番号を付し、それらについての説明は特に必要のない限り省略する。この第４の実施の形態による検出器１０ｃは、上記検出器１０ａと検出器１０ｂとを組み合わせたものであって、サブ電極１７の各エレメント１７ａが、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成ると共に、マイクロプレート１８を取り除いた構成のものである。この検出器１０ｃを使用した場合の作用についての詳細な説明は省略するが、上述した検出器１０の作用を基本とし、更に検出器１０ａと検出器１０ｂとを組み合わせた作用をなす。
【０１１３】
なお、読取光L2としてパルス光を照射する場合には、両エレメント１６ａ，１７ａが交差する位置に対応する読取用光導電層１４にパルス光が照射されるようにする。
【０１１４】
図１３は、本発明による第５の実施の形態の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Ｑ矢指部のＸＺ断面図、図１３（Ｃ）はＰ矢指部のＸＹ断面図である。なお、図１３においても、図１に示す第１の実施の形態による検出器１０の要素と同等の要素には同番号を付し、それらについての説明は特に必要のない限り省略する。この第５の実施の形態による検出器１０ｄは、上記検出器１０ａの電荷輸送層１３を取り除いた構成のものである。電荷輸送層１３がない分だけ、検出器１０ｄ全体の厚さを薄くすることができる。
【０１１５】
上述したように、マイクロプレート１８が設けられている場合には、記録過程においては、記録用光導電層１３内で発生した負電荷が、マイクロプレート１８上に蓄積性せしめられる。したがって、潜像電荷に対して絶縁性を有する電荷輸送層１３を設けなくても、マイクロプレート１８のみで潜像電荷を蓄積することが可能となる。なお、マイクロプレート１８上に蓄積させられなかった負電荷は、読取用光導電層１４を通過してストライプ電極１６に帯電している正電荷と結合して消滅する。また、読取過程においては、マイクロプレート１８周辺部の潜像電荷を、マイクロプレート１８の中心部に引き寄せて潜像電荷を十分に放電させて、読み残しを少なくすることもできる。
【０１１６】
図１４は、本発明による第６の実施の形態の放射線固体検出器の概略構成を示す図であり、図１４（Ａ）は斜視図、図１４（Ｂ）はＱ矢指部のＸＺ断面図、図１４（Ｃ）はＰ矢指部のＸＹ断面図である。なお、図１４においても、図１に示す第１の実施の形態による検出器１０の要素と同等の要素には同番号を付し、それらについての説明は特に必要のない限り省略する。
【０１１７】
第６の実施の形態による検出器１０ｅは、検出器１０のマイクロプレート１８のサイズを変更したものであって、マイクロプレート１８の各辺の長さが、画素ピッチより短く、エレメント１６ａの配列ピッチの１／２以下に設定されているものである。各マイクロプレート１８は、図１４（Ｂ），（Ｃ）に示すように、エレメント１６ａの真下、すなわち画素中央部であって、エレメント１６ａの長手方向は、画素ピッチで配設されている。
【０１１８】
検出器１０ｅを使用する場合における、静電潜像記録過程の電荷モデルを図１５に示し、静電潜像読取過程の電荷モデルを図１６に示す。
【０１１９】
記録過程においては、蓄電部１９には、ストライプ電極１６の各エレメント１６ａに対応して、画素ピッチより小さなマイクロプレート１８が設けられているので、蓄電部１９近傍では、Ｕの字状の電界がさらにマイクロプレート１８、すなわち画素中央部に集中する。このため、図１５（Ａ）の矢印Ｚで示すハッチング部のように、蓄電部１９には電界が存在しない部分が、大きく生じる。
【０１２０】
記録用光導電層１２内で発生する負電荷は、この電界分布に沿ってマイクロプレート１８に集中せしめられるように移動する（図１５（Ｂ））。そして、光導電層１２中を移動してきた負電荷がマイクロプレート１８に捕捉されて停止し、マイクロプレート１８上に蓄積される（図１５（Ｃ））。また、電荷転送層１３は電極層１１に帯電した電荷と同じ極性の電荷（本例では負電荷）、すなわち潜像電荷に対して絶縁体として作用するものであるから、光導電層１２中を移動してきた負電荷のうち、マイクロプレート１８に捕捉されなかった電荷が、光導電層１２と電荷輸送層１３との界面である蓄電部１９で停止する。これにより、蓄電部１９においては、マイクロプレート１８上だけでなく、その周辺部にも電荷が蓄積され、結果として、マイクロプレート１８を中心として、負電荷が潜像電荷として蓄積される（図１５（Ｃ））。
【０１２１】
このように、検出器１０ｅにおいては、マイクロプレート１８を中心として潜像電荷が蓄積されるので、主走査および副走査の両方について固定位置に画素を形成することができると共に、両走査方向について、高い鮮鋭度（空間解像度）をもって静電潜像を記録することができる。
【０１２２】
一方、読取過程においては、上述した検出器１０と同様に、マイクロプレート１８の中央部の潜像電荷から順次消滅する。検出器１０ｅのマイクロプレート１８は、検出器１０のマイクロプレート１８よりも小さく、マイクロプレート１８上以外の周辺部にも潜像電荷が蓄積されており（図１６（Ａ））、この周辺部に蓄積された潜像電荷は、マイクロプレート１８上の潜像電荷と、必ずしも同電位にあるとは言えず、読取りが経過してもその位置に留まる。しかしながら、記録過程において、潜像電荷をマイクロプレート１８に集中せしめて蓄積しているので、マイクロプレート１８を設けない場合よりも、より画素中央部に蓄積されるので、読取の最終過程においては読残しの問題が生じる可能性が少なくなる（図１６（Ｂ），（Ｃ））。また、マイクロプレート１８上だけでなく、その周辺部にも電荷を蓄積させているので、蓄積電荷量を低減させることがなく、読取りによって得られる画像信号のレベルを低減させることもない。つまり、この検出器１０ｅによれば、画像信号レベルを低減させることなく、検出器上の固定位置に画素を形成すると共に、読取効率の改善と鮮鋭度の向上の両立を図ることができる。なお、このように、マイクロプレート１８の各辺の長さ、すなわちサイズを、画素ピッチより短く設定する手法は、検出器１０だけでなく、上述した他の検出器や後述する検出器にも同様に適用することができる。
【０１２３】
次に、本発明による放射線固体検出器の第７の実施の形態について図１７を参照して説明する。図１７（Ａ）は検出器２０の斜視図、図１７（Ｂ）はＱ矢指部のＸＺ断面図、図１７（Ｃ）はＰ矢指部のＸＹ断面図である。
【０１２４】
この検出器２０は、電極層２１，記録用光導電層２２，電荷輸送層２３，読取用光導電層２４および電極層２５を、この順に積層してなるものにおいて、電極層２５内にサブ電極２７を設けたものである。各層には、第１の実施の形態による検出器１０と同様のものを使用している。また、検出器１０と同様に、電極層２５の電極は多数のエレメント２６ａをストライプ状に配列して成るストライプ電極２６であり、さらに、記録用光導電層２２と電荷輸送層２３との界面である蓄電部２９には、画素ピッチと略同サイズのマイクロプレート２８が設けられている。
【０１２５】
電極層２５内に設けられたサブ電極２７は、多数のエレメント２７ａをストライプ状に配列したものであって、各エレメント２７ａは、該エレメント２７ａと前記ストライプ電極２６のエレメント２６ａとが交互に配置されるように配列されている。両エレメントの間２５ａは、例えば、カーボンブラック等の顔料を若干量分散させたポリエチレン等の高分子材料を充填したものとし、読取光L2に対して遮光性を有するものとされている。また、ストライプ電極２６とサブ電極２７とは電気的に絶縁されている。サブ電極２７は、記録用光導電層２２と電荷輸送層２３との略界面に形成される蓄電部２９に蓄積された潜像電荷の量に応じたレベルの電気信号を出力させるための導電部材である。
【０１２６】
また、サブ電極２７は、ＡＬ，Ｃｒ等の金属でコーティングされ、読取光L2に対して遮光性を有するように形成されており、エレメント２７ａに対応する読取用光導電層２４内では、信号取り出しのための電荷対を発生させないようにしている。
【０１２７】
マイクロプレート２８は、エレメント２６ａの真上だけでなく、エレメント２７ａの真上まで延在している。これにより、マイクロプレート２８上に蓄積されている潜像電荷は、常に同電位に保持され、マイクロプレート２８上を自由に移動することが可能となり、読取時の放電が容易になるようにしている。なお、マイクロプレート２８の中心がエレメント２７ａの真上に位置するように配置して、画素周辺の電荷を一層集め易くなるようにしてもよい。
【０１２８】
検出器１０を使用する場合には、蓄電部１９に潜像電荷を安定して蓄積させることができるように、サブ電極１７に所定の制御電圧を印加するようにしていたが、この検出器２０を使用する場合には、サブ電極２７が電極層２５内に設けられているので、サブ電極２７の電圧が、ストライプ電極２６と同電位になるように制御電圧を印加すれば、電極層２１と電極層２５との間で形成される電界分布を均一にできる。これは、マイクロプレート２８の大きさが画素全体に亘る大きさ、つまり画素ピッチと同じ大きさを有する場合に好ましい。また、サブ電極２７をオープンにする、或いはストライプ電極２６の電位よりも電極層２１の電位に近づけるように制御すれば、、潜像電荷をよりストライプ電極２６の上部に集中して、蓄積することが可能となる。これは、マイクロプレート２８が画素ピッチよりも小さい場合に適用すると効果がある。
【０１２９】
この検出器２０においては、読取用光導電層２４および電荷輸送層２３を介して蓄電部２９とサブ電極２７との間でコンデンサＣ*cが形成される。なお、サブ電極２７を設けても、記録用光導電層２２を介して電極層２１と蓄電部２９との間で形成されるコンデンサＣ*aの容量Ｃa 、並びに読取用光導電層２４および電荷輸送層２３を介してストライプ電極２６と蓄電部２９との間で形成されるコンデンサＣ*bの容量Ｃc には、実質的に大きな影響は現れない。
【０１３０】
ここで、コンデンサＣ*b，Ｃ*cの容量について考えてみると、容量比Ｃ*b：Ｃ*cは、各エレメント２６ａ，２７ａの幅の比Ｗb ：Ｗc となる。これにより、上述した検出器１０と同様に、電荷再配列の際に、コンデンサＣ*bに配分される正電荷の量Ｑ+bをサブ電極２７を設けない場合よりも相対的に少なくすることができ、検出器２０から外部に流れ出る電流を、サブ電極２７を設けない場合よりも相対的に大きくすることができる。
【０１３１】
また、検出器１０においては、各コンデンサの容量は、膜厚比によって規定されていたが、この検出器２０においては、少なくともコンデンサＣ*b，Ｃ*cの容量は、電極を形成する各エレメント２６ａ，２７ａの幅比で規定されるので、検出器の構造がシンプルで製造が容易である。
【０１３２】
図１８は、本発明による第８の実施の形態の放射線固体検出器の概略構成を示す図であり、図１８（Ａ）は斜視図、図１８（Ｂ）はＱ矢指部のＸＺ断面図、図１８（Ｃ）はＰ矢指部のＸＹ断面図である。なお、図１８においては、図１７に示す第７の実施の形態による検出器２０の要素と同等の要素には同番号を付し、それらについての説明は特に必要のない限り省略する。この第８の実施の形態による検出器２０ａは、上記検出器２０のマイクロプレート２８を取り除くと共に、記録時に、ストライプ電極２６とサブ電極２７とを接続し、サブ電極２７を電界分布の形成に積極的に利用するようにしたものである。
【０１３３】
図１９（Ａ）は、ストライプ電極２６とサブ電極２７とを接続して、記録を行う場合における静電潜像記録過程を示す電荷モデルであり、図１９（Ｂ）は、被写体の透過部９ａについての、静電潜像読取過程を示す電荷モデルである。ストライプ電極２６とサブ電極２７とを接続して記録を行うと、潜像電荷は、エレメント２６ａに対応する位置だけでなく、エレメント２７ａに対応する位置にも蓄積される。読取時に、光導電層２４に読取光L2が照射されると、２本のエレメント２７ａに対応する部分、すなわち両エレメント２７ａの上空部分の潜像電荷が、２本のエレメント２７ａを介して順次読み出される。すなわち、図１９（Ｂ）に図示するように、画素の中心に位置したエレメント２６ａから、その両隣のエレメント２７ａに対応する（上空にある）潜像電荷に向けて放電が生じ、それによって読出しが進行する。なお、より多くの信号電荷を取り出すためには、エレメント２７ａの幅を、エレメント２６ａの幅よりも広くした方がよい。
【０１３４】
図２０は、本発明による第９の実施の形態の放射線固体検出器の概略構成を示す図であり、図２０（Ａ）は斜視図、図２０（Ｂ）はＱ矢指部のＸＺ断面図、図２０（Ｃ）はＰ矢指部のＸＹ断面図である。なお、図２０においても、図１７に示す第７の実施の形態による検出器２０の要素と同等の要素には同番号を付し、それらについての説明は特に必要のない限り省略する。この第９の実施の形態による検出器２０ｂは、上記検出器２０のマイクロプレート２８を取り除くと共に、１画素の中で、ストライプ電極２６のエレメント２６ａとサブ電極２７のエレメント２７ａの両者を交互に設けた構成のものである。図示する検出器２０ａにおいては、１画素内に、夫々３本のエレメント２６ａおよびエレメント２７ａが設けられている。この検出器２０ｂを使用して、記録および読取りを行う場合には、各エレメント２６ａ，２７ａを１画素単位でひと纏めにして取り扱うとよい。検出器２０，２０ｂの１画素のサイズを同じとすれば、検出器２０ｂの各エレメント２６ａ，２７ａの幅Ｗb ’，Ｗc ’は、上記検出器２０の幅Ｗb ，Ｗc よりも狭く設定される。半導体形成技術の進歩した今日にあっては、両エレメント２６ａ，２７ａを十分に狭く形成することは容易なことであり、検出器２０ｂを容易に製造することができる。
【０１３５】
このようにすると、上記第８の実施の形態による検出器２０ａに比べて、蓄電部２９と電極層２５との間の距離Ｄ１と、両エレメント２６ａ，２７ａ間の距離Ｄ２の比Ｄ１／Ｄ２を、大きくすることが容易にできる。このことより、エレメント２６ａからその両隣にあるエレメント２７ａに対応する潜像電荷に向けての放電がし易くなり、読取時間を検出器２０ａよりも短くすることができる。マイクロプレート２８を設けないときに、特に有効である。
【０１３６】
図２１は、本発明による第１０の実施の形態の放射線固体検出器の概略構成を示す図であり、図２１（Ａ）は斜視図、図２１（Ｂ）はＱ矢指部のＸＺ断面図、図２１（Ｃ）はＰ矢指部のＸＹ断面図である。なお、図２１においても図１７に示す第７の実施の形態による検出器２０の要素と同等の要素には同番号を付し、それらについての説明は特に必要のない限り省略する。この第１０の実施の形態による検出器２０ｃは、上記検出器２０ａの電荷輸送層２３を取り除いた構成のものであり、上述した検出器１０ｄに対応するものである。
【０１３７】
検出器２０ｃを使用する場合の、記録過程および読取過程における作用についての詳細な説明は省略するが、上記検出器１０ｄと同様に、記録過程においては、記録用光導電層２３内で発生した負電荷をマイクロプレート２８上に蓄積することができ、また、読取過程においては、潜像電荷をより十分に放電させることができ、読残しが少なくなる。
【０１３８】
次に、本発明による放射線固体検出器の第１１の実施の形態について図２２を参照して説明する。図２２（Ａ）は検出器３０の斜視図、図２２（Ｂ）はＱ矢指部のＸＺ断面図、図２２（Ｃ）はＰ矢指部のＸＹ断面図である。
【０１３９】
この検出器３０は、電極層３１，記録用光導電層３２，電荷輸送層３３，読取用光導電層３４および電極層３５を、この順に積層してなるものにおいて、読取用光導電層３４と電荷輸送層３３との界面にサブ電極３７を設けたものである。各層には、第１の実施の形態による検出器１０等と同様のものを使用している。また、検出器１０等と同様に、電極層３５の電極は、多数のエレメント３６ａをストライプ状に配列して成るストライプ電極３６であり、さらに、記録用光導電層３２と電荷輸送層３３との界面である蓄電部３９には、画素ピッチと略同サイズのマイクロプレート３８が設けられている。
【０１４０】
サブ電極３７は、多数のエレメント３７ａをストライプ状に配列したものであって、各エレメント３７ａは、ストライプ電極３６の各エレメント３６ａに対して略直交するように配設されている。なお、このエレメント３７ａは、ストライプ電極３６の各エレメント３６ａの真上に位置し、互いに向き合うように配設してもよい。サブ電極３７は、記録光および読取光に対して、透明であっても非透明であっても、どちらでもよい。
【０１４１】
この検出器３０を使用する場合には、サブ電極３７が読取用光導電層３４と電荷輸送層３３との界面に設けられているので、電極層３１とストライプ電極３６との間で形成される電界分布がサブ電極３７によって多少乱されるが、記録用光導電層３２内で発生した潜像電荷がサブ電極３７に捕捉されるということは生じ得ない。
【０１４２】
この検出器３０においては、電荷輸送層３３を介して蓄電部３９とサブ電極３７との間でコンデンサＣ*cが形成される。なお、サブ電極３７を設けても、記録用光導電層３２を介して電極層３１と蓄電部３９との間で形成されるコンデンサＣ*aの容量Ｃa 、並びに読取用光導電層３４および電荷輸送層３３を介してストライプ電極３６と蓄電部３９との間で形成されるコンデンサＣ*bの容量Ｃc には、実質的に大きな影響は現れない。
【０１４３】
なお、各コンデンサの容量は、検出器１０と同様に、膜厚比によって規定される。また、検出器２０とは異なり、サブ電極３７が電極層３５の外部に設けられているから、エレメント３６ａの幅やピッチに拘わらず、エレメント３７ａの幅やピッチを任意に設定することができるので、検出器２０よりも容量の設定が容易である。
【０１４４】
この検出器３０においても、コンデンサＣ*cを形成したことによって、電荷再配列の際に、コンデンサＣ*bに配分される正電荷の量Ｑ+bをサブ電極３７を設けない場合よりも相対的に少なくすることができ、検出器３０から外部に流れ出る電流Ｉを、サブ電極３７を設けない場合よりも相対的に大きくすることができる。
【０１４５】
検出器２０においては、サブ電極２７のエレメント２７ａをストライプ電極２６のエレメント２６ａと平行して配列しているため、全エレメント２７ａを電気的に結合して読取りを行う必要があり、分布容量が大きくなって、固定ノイズ上不利である。一方、検出器３０において、エレメント３７ａをエレメント３６ａに対して略直交するように配設した場合には、読取光L2の副走査における各位置に対応するエレメント３７ａのみが電極層３１およびストライプ電極３６に接続されるように切り換えて電荷再配列を行い、その他のエレメント３７ａについてはオープンとしておくことができるので、信号読出しに寄与しない分布容量を極めて小さくすることができ、固定ノイズを小さくすることができる。
【０１４６】
また、サブ電極３７は、検出器３０内の読取用光導電層３４よりも蓄電部３９に近い側に設けられているので、読取光L2による光電荷発生プロセスに影響を与えないから、サブ電極３７が、読取光L2に対して透明であるか非透明であるかは、読取解像度に影響を与えることがない。
【０１４７】
また、ストライプ状のサブ電極を読取用光導電層と電荷輸送層との界面に設ける場合には、上述したように、エレメントの幅やピッチを任意に設定することができるので、マイクロプレート３８の真下ではなく、各マイクロプレート３８の間の下に位置するようにエレメント３７ａを配置し、読出ラインに関係するマイクロプレート３８を挟む２本のエレメント３７ａを同時にショートして読出しを行うようにしてもよい。この場合、マイクロプレート３８は、一般に画素ピッチと略同じサイズ、例えば、エレメント３６ａの幅が７５μｍ、ピッチが１００μｍであるときには、マイクロプレート３８のサイズが７５μｍ角程度に設定されるので、この場合には、例えばエレメント３７ａの幅が１０μｍ、ピッチが１００μｍとなるように設定するとよい。なお、マイクロプレートが設けられていない場合においても、２本のエレメント３７ａを同時にショートして、この２本のエレメント３７ａに挟まれた画素の電荷を読み出すこともできる。
【０１４８】
次に、本発明による放射線固体検出器の第１２の実施の形態について図２３を参照して説明する。図２３（Ａ）は検出器４０の斜視図、図２３（Ｂ）はＱ矢指部のＸＺ断面図、図２３（Ｃ）はＰ矢指部のＸＹ断面図である。
【０１４９】
この検出器４０は、電極層４１，記録用光導電層４２，電荷輸送層４３，読取用光導電層４４および電極層４５を、この順に積層してなるものにおいて、電荷輸送層４３内にサブ電極４７を設けたものである。各層には、第１の実施の形態による検出器１０等と同様のものを使用している。また、検出器１０等と同様に、電極層４５の電極は多数のエレメント４６ａをストライプ状に配列して成るストライプ電極４６であり、さらに、記録用光導電層４２と電荷輸送層４３との界面である蓄電部４９には、潜像電荷を画素中心部に集めるのに効果的なマイクロプレート４８が設けられている。
【０１５０】
サブ電極４７は、多数のエレメント４７ａをストライプ状に配列したものであって、各エレメント４７ａは、ストライプ電極４６の各エレメント４６ａに対して略直交するように配設されている。なお、このエレメント４７ａは、ストライプ電極４６の各エレメント４６ａの真上に位置し、互いに向き合うように配設してもよい。サブ電極４７は、記録光および読取光に対して、透明であっても非透明であっても、どちらでもよい。
【０１５１】
この検出器４０においては、電荷輸送層４３の一部を介して蓄電部４９とサブ電極４７との間でコンデンサＣ*cが形成される。なお、サブ電極４７を設けても、記録用光導電層４２を介して電極層４１と蓄電部４９との間で形成されるコンデンサＣ*aの容量Ｃa 、並びに読取用光導電層４４および電荷輸送層４３を介してストライプ電極４６と蓄電部４９との間で形成されるコンデンサＣ*bの容量Ｃc には、実質的に大きな影響は現れない。各コンデンサの容量は、検出器１０と同様に、膜厚比によって規定される。
【０１５２】
この検出器４０は、サブ電極４７を電荷輸送層４３内に設けたものである点で、上記検出器３０と構成上の違いがあるが、作用や効果においては大きな違いはない。但し、検出器３０よりも、より蓄電部４９に近い位置にサブ電極４７を配置することができるので、サブ電極４７を介して読み出される電流Ｉc を、検出器３０よりも、相対的に大きくすることができる。
【０１５３】
図２４は、本発明による第１３の実施の形態の放射線固体検出器の概略構成を示す図であり、図２４（Ａ）は斜視図、図２４（Ｂ）はＱ矢指部のＸＺ断面図、図２４（Ｃ）はＰ矢指部のＸＹ断面図である。
【０１５４】
この検出器５０は、電極層５１，記録用光導電層５２，電荷輸送層５３，読取用光導電層５４および電極層５５を、この順に積層してなるものにおいて、記録用光導電層５２と電荷輸送層５３との界面にサブ電極５７を設けたものである。各層には、第１の実施の形態による検出器１０等と同様のものを使用している。また、検出器１０等と同様に、電極層５５の電極は多数のエレメント５６ａをストライプ状に配列して成るストライプ電極５６である。
【０１５５】
サブ電極５７のエレメント５７ａは、ストライプ電極５６の各エレメント５６ａに対して略直交するように配設されている。図示する検出器５０においては、画素ピッチが１００μｍ、エレメント５６ａの幅が７５μｍ、エレメント５７ａの幅が１０μｍに設定されている。エレメント５７ａに帯電する潜像電荷の量が少なくなるようにエレメント５７ａの幅を狭くしている。
【０１５６】
図２５（Ａ）は、この検出器５０を使用する場合における静電潜像記録過程を示す電荷モデル（上面図）であり、図２５（Ｂ）は、静電潜像読取過程を、エレメント番号ｅ１のエレメント５６ａについて示した電荷モデル（ＸＹ断面図）である。
【０１５７】
記録過程においては、全エレメント５７ａをフローティング状態にして記録を行う。被写体の透過部９ａがエレメント番号ｅ１のエレメント５６ａに対応するものとすれば、ｅ１番のエレメント５６ａに対応する蓄電部５９に潜像電荷が蓄積される。図２５（Ａ）においては、８個の潜像電荷が蓄積されたものとして示している。
【０１５８】
一方、読取過程においては、１画素について、２本のエレメント５７ａが同時に電流検出アンプ７１の非反転入力端子および電極層５１と接続されるようにして読出しを行う。光導電層５４に読取光Ｌ２が照射されると、２本のエレメント５７ａに挟まれる位置に対応する部分の潜像電荷が、２本のエレメント５７ａを介して順次読み出される。図２５（Ｂ）においては、蓄電部５９に蓄積された８個の潜像電荷のうち、６個が信号電荷として電流検出アンプ７１によって取り出されるものとして示している。
【０１５９】
図２６は、本発明による第１４の実施の形態の放射線固体検出器の概略構成を示す図であり、図２６（Ａ）は斜視図、図２６（Ｂ）はＱ矢指部のＸＺ断面図、図２６（Ｃ）はＰ矢指部のＸＹ断面図である。なお、図２６においても図２４に示す第１３の実施の形態による検出器５０の要素と同等の要素には同番号を付し、それらについての説明は特に必要のない限り省略する。この第１４の実施の形態による検出器５０ａは、上記検出器５０の電荷輸送層５３を取り除いた構成のものであり、上述した検出器１０ｄ，２０ｃに対応するものである。記録用光導電層５２と読取用光導電層５４との界面であって、エレメント５７ａに挟まれた位置で、且つエレメント５６ａの真上にマイクロプレート５８が、画素毎に、格別に設けられている。
【０１６０】
図２７（Ａ）は、この検出器５０ａを使用する場合における静電潜像記録過程を示す電荷モデル（上面図）であり、図２７（Ｂ）は、静電潜像読取過程を、エレメント番号ｅ１のエレメント５６ａについて示した電荷モデル（ＸＹ断面図）である。記録過程および読取過程における作用についての詳細な説明は省略するが、上記検出器５０の作用に、検出器１０ｄ，２０ｃにおけるマイクロプレート１８，２８の効果を組み合わせたものとなる。
【０１６１】
以上、本発明による放射線固体検出器、該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本発明による検出器から放射線画像情報を読み取る方法および装置の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない限りにおいて、種々変更することが可能である。
【０１６２】
例えば、上記実施の形態では、信号読取りに際して、記録光が照射される側の第１の電極層と新たに設けたサブ電極とを接続し、第１の電極層により構成されるコンデンサＣ*aから流れ出る電流Ｉa とサブ電極により構成されるコンデンサＣ*cから流れ出る電流Ｉc との合計（Ｉa ＋Ｉc ）を信号電流として検出するようにしているが、上述したように、本発明による検出器は、コンデンサＣ*cの容量Ｃc をコンデンサＣ*aの容量Ｃa よりも十分大きくすることができるので、コンデンサＣ*cから流れ出る電流Ｉc をコンデンサＣ*aから流れ出る電流Ｉa よりも大きくすることができ、サブ電極を介してコンデンサＣ*cから流れ出る電流Ｉc のみを検出しても、サブ電極を設けないときよりも大きい画像信号を取り出すことができる。特に、上述した検出器１０，４０は蓄電部に近接した位置にサブ電極を配設することができるので、コンデンサＣ*cの容量Ｃc をコンデンサＣ*aの容量Ｃa よりも極めて大きくすることができるから好都合である。
【０１６３】
また、本発明を適用する基本となる検出器は、記録用光導電層および読取用光導電層を挟むように電極を積層して成る検出器であればどのようなものであってもよく、例えば、本願出願人が、特願平10−232824号や同10−271374号において提案したもの等に適用するのが好適である。上述した各実施の形態による検出器に限らず、例えば、特願平10−232824号等において提案されている種々の変更態様、例えば電荷輸送層の材料変更や多層構成等と、本発明によるサブ電極やマイクロプレートの配設とを組み合わせることができる。これにより、読取りの高速応答性を維持しつつ、読取効率を一層向上させることができるし、読取解像度の向上や、暗電流の低減等を図ることができる。
【０１６４】
さらに、上記実施の形態による検出器は、何れも、第２の電極層の電極およびサブ電極がストライプ電極であったが、これら電極は、必ずしもストライプ電極に限定されるものではない。例えば、第２の電極層の電極は平板電極であってもよい。また、サブ電極は、上述したマイクロプレート同様に、微小電極を画素に対応するように配設すると共に、各微小電極から読出し線を引き出して信号を得るようにしてもよい。
【０１６５】
さらにまた、上記実施の形態による検出器は、何れも、記録用光導電層が、記録用の放射線の照射によって導電性を呈するものであるが、本発明による検出器の記録用光導電層は必ずしもこれに限定されるものではなく、記録用光導電層は、記録用の放射線の励起により発せられる光の照射によって導電性を呈するものとしてもよい（特願平10−232824号参照）。この場合、第１の電極層の表面に記録用の放射線を、例えば青色光等、他の波長領域の光に波長変換するいわゆるＸ線シンチレータといわれる波長変換層を積層したものとする。この波長変換層としては、例えばヨウ化セシウム（CsＩ）等を用いるのが好適である。また、第１の電極層は、記録用の放射線の励起により波長変換層で発せられる光に対して透過性を有するものとする。
【０１６６】
また、検出器１０，２０，３０，４０，５０等においては、記録用光導電層と読取用光導電層との間に電荷輸送層を設け、記録用光導電層と電荷輸送層との界面に蓄電部を形成するようにしたものであるが、本発明においては、電荷輸送層をトラップ層に置き換えたものとしてもよい。トラップ層とした場合には、潜像電荷は、該トラップ層に捕捉され、該トラップ層内またはトラップ層と記録用光導電層の界面に潜像電荷が蓄積される。また、検出器１０，２０等のように、トラップ層と記録用光導電層の界面に、画素毎に、格別に、マイクロプレートを設けるようにしてもよい。
【０１６７】
また、上述の実施の形態による検出器においては、各画素毎に、方形状のマイクロプレートを夫々１つ設けたものであるが、画素を固定位置に形成したり、潜像電荷を同電位化させて、読取過程において画素周辺部の潜像電荷を十分に放電させたり、或いは記録過程において潜像電荷を画素中央部に集中させたりすることができるものである限り、多少その数が多くても構わない。例えば、各々が三角形状の導電部材を、全体として、画素毎に、方形をなすように４枚配置し、記録過程や読取過程において、方形中央部の三角形状の部材の頂点が対向する部分に潜像電荷が集まるようにしたり、扇形の導電部材を、全体として円形状に配設する等である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による放射線固体検出器の斜視図（Ａ）、Ｑ矢指部のＸＺ断面図（Ｂ）、Ｐ矢指部のＸＹ断面図（Ｃ）
【図２】サブ電極のエレメントの形状の一例と、該サブ電極のエレメント、マイクロプレートおよびストライプ電極のエレメントとの配置関係を示す概略図（Ａ）〜（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
【図４】上記放射線固体検出器に静電潜像を記録する方法を説明する図
【図５】上記放射線固体検出器に記録された静電潜像を読み取る方法を説明する図
【図６】読取時における検出器内を流れる放電電流を電流源で表した等価回路図
【図７】マイクロプレートの効果を説明する図であって、マイクロプレートが設けられていない場合の図（Ａ），（Ｂ）、およびマイクロプレートが設けられている場合の図（Ｃ），（Ｄ）
【図８】上記放射線固体検出器を用いた静電潜像の記録読取方法をコンデンサモデルで表した図
【図９】放射線固体検出器から出力される信号電荷量をコンデンサモデルで表した図；サブ電極が設けられていない場合（Ａ）、サブ電極が設けられている場合（Ｂ）
【図１０】本発明による第２の実施の形態の放射線固体検出器の斜視図（Ａ）、Ｑ矢指部のＸＺ断面図（Ｂ）、Ｐ矢指部のＸＹ断面図（Ｃ）
【図１１】本発明による第３の実施の形態の放射線固体検出器の斜視図（Ａ）、Ｑ矢指部のＸＺ断面図（Ｂ）、Ｐ矢指部のＸＹ断面図（Ｃ）
【図１２】本発明による第４の実施の形態の放射線固体検出器の斜視図（Ａ）、Ｑ矢指部のＸＺ断面図（Ｂ）、Ｐ矢指部のＸＹ断面図（Ｃ）
【図１３】本発明による第５の実施の形態の放射線固体検出器の斜視図（Ａ）、Ｑ矢指部のＸＺ断面図（Ｂ）、Ｐ矢指部のＸＹ断面図（Ｃ）
【図１４】本発明による第６の実施の形態の放射線固体検出器の斜視図（Ａ）、Ｑ矢指部のＸＺ断面図（Ｂ）、Ｐ矢指部のＸＹ断面図（Ｃ）
【図１５】第６の実施の形態の放射線固体検出器に静電潜像を記録する方法を説明する図
【図１６】第６の実施の形態の放射線固体検出器に記録された静電潜像を読み取る方法を説明する図
【図１７】本発明の第７の実施の形態による放射線固体検出器の斜視図（Ａ）、Ｑ矢指部のＸＺ断面図（Ｂ）、Ｐ矢指部のＸＹ断面図（Ｃ）
【図１８】本発明の第８の実施の形態による放射線固体検出器の斜視図（Ａ）、Ｑ矢指部のＸＺ断面図（Ｂ）、Ｐ矢指部のＸＹ断面図（Ｃ）
【図１９】第８の実施の形態による放射線固体検出器を使用する場合における、静電潜像記録過程を示す電荷モデル（Ａ）、静電潜像読取過程を示す電荷モデル（Ｂ）
【図２０】本発明の第９の実施の形態による放射線固体検出器の斜視図（Ａ）、Ｑ矢指部のＸＺ断面図（Ｂ）、Ｐ矢指部のＸＹ断面図（Ｃ）
【図２１】本発明の第１０の実施の形態による放射線固体検出器の斜視図（Ａ）、Ｑ矢指部のＸＺ断面図（Ｂ）、Ｐ矢指部のＸＹ断面図（Ｃ）
【図２２】本発明の第１１の実施の形態による放射線固体検出器の斜視図（Ａ）、Ｑ矢指部のＸＺ断面図（Ｂ）、Ｐ矢指部のＸＹ断面図（Ｃ）
【図２３】本発明の第１２の実施の形態による放射線固体検出器の斜視図（Ａ）、Ｑ矢指部のＸＺ断面図（Ｂ）、Ｐ矢指部のＸＹ断面図（Ｃ）
【図２４】本発明の第１３の実施の形態による放射線固体検出器の斜視図（Ａ）、Ｑ矢指部のＸＺ断面図（Ｂ）、Ｐ矢指部のＸＹ断面図（Ｃ）
【図２５】第１３の実施の形態による放射線固体検出器を使用する場合における、静電潜像記録過程を示す電荷モデル（Ａ）、静電潜像読取過程を示す電荷モデル（Ｂ）
【図２６】本発明の第１４の実施の形態による放射線固体検出器の斜視図（Ａ）、Ｑ矢指部のＸＺ断面図（Ｂ）、Ｐ矢指部のＸＹ断面図（Ｃ）
【図２７】第１４の実施の形態による放射線固体検出器を使用する場合における、静電潜像記録過程を示す電荷モデル（Ａ）、静電潜像読取過程を示す電荷モデル（Ｂ）
【符号の説明】
１０，２０，３０，４０，５０ 放射線固体検出器
１１，２１，３１，４１，５１ 第１の電極層
１２，２２，３２，４２，５２ 記録用光導電層
１３，２３，３３，４３，５３ 電荷輸送層
１４，２４，３４，４４，５４ 読取用光導電層
１５，２５，３５，４５，５５ 第２の電極層
１６，２６，３６，４６，５６ ストライプ電極
１７，２７，３７，４７，５７ サブ電極（第１導電部材）
１８，２８，３８，４８，５８ マイクロプレート（第２導電部材）
１９，２９，３９，４９，５９ 蓄電部
７０ 電流検出回路（画像信号取得手段）
７２ 電源（電圧印加手段）
７３ 電源（電圧印加手段および制御電圧印加手段として機能）
L1 記録用の放射線（記録光）
L2 読取用の電磁波（読取光）
Claims (12)
- 照射された放射線の線量に応じた量の電荷を潜像電荷として蓄積する蓄電部を有し、放射線画像情報を前記蓄電部に静電潜像として記録する放射線固体検出器において、
記録用の放射線または該放射線の励起により発せられる光に対して透過性を有する第１の電極層、
前記記録用の放射線または前記光の照射を受けることにより導電性を呈する記録用光導電層、
読取用の電磁波の照射を受けることにより導電性を呈する読取用光導電層、
前記読取用の電磁波に対して透過性を有する第２の電極層を、この順に有して成り、
前記記録用光導電層と前記読取用光導電層との間に形成される前記蓄電部に蓄積された潜像電荷の量に応じたレベルの電気信号を出力させるための第１の導電部材が前記記録用光電層内の前記読取用光導電層に近接する位置に設けられていることを特徴とする放射線固体検出器。 - 照射された放射線の線量に応じた量の電荷を潜像電荷として蓄積する蓄電部を有し、放射線画像情報を前記蓄電部に静電潜像として記録する放射線固体検出器において、
記録用の放射線または該放射線の励起により発せられる光に対して透過性を有する第１の電極層、
前記記録用の放射線または前記光の照射を受けることにより導電性を呈する記録用光導電層、
読取用の電磁波の照射を受けることにより導電性を呈する読取用光導電層、
前記読取用の電磁波に対して透過性を有する第２の電極層を、この順に有して成り、
前記記録用光導電層と前記読取用光導電層との間に形成される前記蓄電部に蓄積された潜像電荷の量に応じたレベルの電気信号を出力させるための第１の導電部材が前記記録用光電層の、前記読取用光導電層側の面に設けられていることを特徴とする放射線固体検出器。 - 照射された放射線の線量に応じた量の電荷を潜像電荷として蓄積する蓄電部を有し、放射線画像情報を前記蓄電部に静電潜像として記録する放射線固体検出器において、
記録用の放射線または該放射線の励起により発せられる光に対して透過性を有する第１の電極層、
前記記録用の放射線または前記光の照射を受けることにより導電性を呈する記録用光導電層、
読取用の電磁波の照射を受けることにより導電性を呈する読取用光導電層、
前記読取用の電磁波に対して透過性を有する第２の電極層を、この順に有して成り、
前記記録用光導電層と前記読取用光導電層との間に形成される前記蓄電部に蓄積された潜像電荷の量に応じたレベルの電気信号を出力させるための第１の導電部材が前記第２の電極層内ないし前記第１の電極層と前記第２の電極層との間に設けられており、
前記第１の導電部材が、前記放射線固体検出器の第１の電極層と第２の電極層との間に印加される直流電圧によって両電極層間に形成される電界分布を調整するための制御電圧が印加されるものであることを特徴とする放射線固体検出器。 - 照射された放射線の線量に応じた量の電荷を潜像電荷として蓄積する蓄電部を有し、放射線画像情報を前記蓄電部に静電潜像として記録する放射線固体検出器において、
記録用の放射線または該放射線の励起により発せられる光に対して透過性を有する第１の電極層、
前記記録用の放射線または前記光の照射を受けることにより導電性を呈する記録用光導電層、
読取用の電磁波の照射を受けることにより導電性を呈する読取用光導電層、
前記読取用の電磁波に対して透過性を有する第２の電極層を、この順に有して成り、
前記記録用光導電層と前記読取用光導電層との間に形成される前記蓄電部に蓄積された潜像電荷の量に応じたレベルの電気信号を出力させるための第１の導電部材が前記読取用光導電層の前記記録用光導電層側の表面に設けられていることを特徴とする放射線固体検出器。 - 前記第２の電極層をなす電極および前記第１の導電部材が、多数の線状電極から成るストライプ電極であり、前記第１の導電部材の線状電極が、前記第２の電極層をなす電極の線状電極に対して対向するように、または略直交するように、配設されていることを特徴とする１から４いずれか１項記載の放射線固体検出器。
- 照射された放射線の線量に応じた量の電荷を潜像電荷として蓄積する蓄電部を有し、放射線画像情報を前記蓄電部に静電潜像として記録する放射線固体検出器において、
記録用の放射線または該放射線の励起により発せられる光に対して透過性を有する第１の電極層、
前記記録用の放射線または前記光の照射を受けることにより導電性を呈する記録用光導電層、
読取用の電磁波の照射を受けることにより導電性を呈する読取用光導電層、
前記読取用の電磁波に対して透過性を有する複数の線状電極からなる第１のストライプ電極を備えた第２の電極層を、この順に有して成り、
前記記録用光導電層と前記読取用光導電層との間に形成される前記蓄電部に蓄積された潜像電荷の量に応じたレベルの電気信号を出力させるための第１の導電部材が前記第２の電極層内に設けられており、
前記第１の導電部材が、前記読取用の電磁波に対して遮光性を有する複数の線状電極からなる第２のストライプ電極を備えたものであり、
前記第２のストライプ電極の線状電極が、該第２のストライプ電極の線状電極と前記第１のストライプ電極の線状電極とが交互に配置されるように設けられていることを特徴とする放射線固体検出器。 - 前記蓄電部に、前記潜像電荷を同電位化せしめる第２の導電部材が、前記電気信号が表す画像の画素毎に、各別に、設けられていることを特徴とする請求項１から６いずれか１項記載の放射線固体検出器。
- 請求項１から７いずれか１項記載の放射線固体検出器に放射線を照射して、該照射した放射線の線量に応じた量の電荷を前記放射線固体検出器の蓄電部に潜像電荷として蓄積せしめることにより、放射線画像情報を前記蓄電部に静電潜像として記録する放射線画像記録方法において、前記放射線固体検出器の第１の電極層と第２の電極層との間に印加される直流電圧によって両電極層間に形成される電界分布を調整するための制御電圧を前記第１の導電部材に印加することを特徴とする放射線画像記録方法。
- 放射線画像情報が静電潜像として記録された請求項１から７いずれか１項記載の放射線固体検出器から前記放射線画像情報を読み取る放射線画像読取方法において、前記放射線固体検出器の蓄電部に蓄積された潜像電荷に対応する電荷を前記第１の導電部材を介して読み出すことにより、前記潜像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放射線画像読取方法。
- 請求項１から７いずれか１項記載の放射線固体検出器に放射線を照射して、該照射した放射線の線量に応じた量の電荷を前記放射線固体検出器の蓄電部に潜像電荷として蓄積せしめることにより、放射線画像情報を前記蓄電部に静電潜像として記録する放射線画像記録装置において
前記放射線固体検出器の第１の電極層と第２の電極層との間に直流電圧を印加する電圧印加手段と、
該電圧印加手段により印加される直流電圧によって両電極層間に形成される電界分布を調整するための制御電圧を前記第１の導電部材に印加する制御電圧印加手段とを備えたことを特徴とする放射線画像記録装置。 - 放射線画像情報が静電潜像として記録された請求項１から７いずれか１項記載の放射線固体検出器から前記放射線画像情報を読み取る放射線画像読取装置において、前記放射線固体検出器の蓄電部に蓄積された潜像電荷に対応する電荷を前記第１の導電部材を介して読み出すことにより、前記潜像電荷の量に応じたレベルの電気信号を得る画像信号取得手段を備えたことを特徴とする放射線画像読取装置。
- 照射された放射線の線量に応じた量の電荷を潜像電荷として蓄積する蓄電部を有し、放射線画像情報を前記蓄電部に静電潜像として記録する放射線固体検出器において、
記録用の放射線または該放射線の励起により発せられる光に対して透過性を有する第１の電極層、
前記記録用の放射線または前記光の照射を受けることにより導電性を呈する記録用光導電層、
前記潜像電荷に対しては絶縁体として作用し、かつ、該潜像電荷と逆極性の電荷に対しては導電体として作用する電荷輸送層と、
読取用の電磁波の照射を受けることにより導電性を呈する読取用光導電層、
前記読取用の電磁波に対して透過性を有する第２の電極層を、この順に有して成り、
前記記録用光導電層と前記電荷輸送層との間に形成される前記蓄電部に蓄積された潜像電荷の量に応じたレベルの電気信号を出力させるための第１の導電部材が電荷輸送層内に設けられていることを特徴とする放射線固体検出器。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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