JP5194862B2

JP5194862B2 - 二次元画像検出器

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Publication number: JP5194862B2
Application number: JP2008030632A
Authority: JP
Inventors: 弘之岸原; 利典吉牟田
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2008-02-12
Filing date: 2008-02-12
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2028-02-12
Also published as: JP2009194021A

Description

本発明は、医療分野や、非破壊検査、異物検査、ＲＩ（Ｒａｄｉｏｉｓｏｔｏｐｅ）検査、および光学検査などの産業分野や、原子力分野などに用いられる光または放射線二次元画像検出器に係り、特に二次元画像検出器の光を検出する変換層の温度を管理する技術に関する。

従来より、光検出器の中でも特に放射線の二次元画像検出器として、フラットパネル型放射線検出器（以下「ＦＰＤ」という）がある。この検出器は面状に構成されており、放射線を検出する変換層において放射線を取り込んで電荷を生成し、これを電気信号として画像処理手段に送り込む。具体的に説明すると、面状の変換層が基板上に積層されて放射線検出器が構成されており、入射した放射線が変換層にて電荷に変換され、２次元アレイ状に配置されたキャパシタに電荷を蓄積する。蓄積された電荷はスイッチング素子をＯＮにすることで読み出されて、電気信号として画像処理手段に送りこまれる。

現在、放射線検出層としてアモルファスＳｅ半導体が用いられているが、次期放射線検出層としてＣｄＺｎＴｅなどバンドギャップの大きい化合物半導体が有望視されている。ところが、化合物半導体はアモルファスＳｅに比べ抵抗率が小さいので、化合物半導体からなる半導体層にバイアス電圧をかけると暗電流が流れやすい。半導体層に流れる暗電流が大きいと信号電荷に暗電流が加算された形で読み出される。これより、暗電流が無い時と比べ、扱える電荷量が実質減り入力ダイナミックレンジが減少する。さらに、暗電流が大きいとショットノイズも増加し、Ｓ／Ｎ劣化にもつながる。

さらに、この暗電流には温度依存性があり、半導体層の温度が上昇すると暗電流も増加する。しかも、ＦＰＤには、ゲートドライバやマルチプレクサ、増幅器、Ａ／Ｄ変換器などの発熱する電荷読み取り器が設けられており、この発熱部材が半導体層を加温し、暗電流が増加する。

そこで、特許文献１および図８に開示されているようにＦＰＤ３の電荷読み取り器（発熱部）３３のある面に接して冷却機構１３を設けることで発熱部材の温度を冷却し、半導体層の温度上昇を防ぐ方法がとられている。
特開２００５−２０７９０６号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている技術においても、依然、以下に示す解決できない問題点がある。従来技術では、ＦＰＤの発熱部のある面に接して冷却機構を設けているので、Ｘ線検出部４１である半導体層を直接冷却することが困難である。つまり、冷却機構の冷熱は発熱部で吸収され、半導体層まで伝導しない。

また、図９（ａ）に示すようにＸ線検出部４１の下方に電荷読み取り器３３を配置すると、冷却機構１３は、電荷読み取り器（発熱部）３３の接面であるＦＰＤ３の下部の面に接して配置する。このような配置では、電荷読み取り器３３を冷却できるものの、Ｘ線検出部４１である半導体層までますます冷熱が伝導しにくい。このように従来例では、冷熱が半導体層に届くまでに拡散し易く、半導体層を冷却するには効率が悪い。さらには、半導体層だけではなく他の部材も一緒に冷却することになるので半導体層の温度制御の精度も悪い。さらに、図９（ｂ）のようにＦＰＤ３の内部に冷却機構１３を配置するときは、特にＦＰＤ３が小型の場合だとゲート・アンプ回路や電源回路等の回路基板があるので、冷却機構１３を限られた空間に組み込むことが難しい。また、組み込めたとしても製造工程での組み立てが困難である。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、光を検出する変換層の温度制御を適切に行うことができ、二次元画像検出器への組み込みも簡易である冷却手段または温度調節手段を備えた二次元画像検出器を提供することを目的とする。

本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明の二次元画像検出器は、光を電荷に変換する変換層としての半導体層と前記半導体層の光入射側に配置され前記半導体層にバイアス電圧を印加するための共通電極とを有する光検出手段と、前記半導体層の周囲を取り囲むように前記共通電極の光入射側の面に配設された冷却手段または温度調節手段とを備え、前記冷却手段または前記温度調節手段は、前記共通電極を介して前記半導体層に熱的に接触していることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、二次元画像検出器の光検出手段の面上に冷却手段または温度調節手段を配設することで、光検出手段が所望の温度以上に加温されるのを防ぐことができる。これにより、二次元画像検出器内の他の部材が発熱しても影響されること無く、光線をより正確に検出できる。また、温度調節手段が備えてあれば光検出手段を冷却するだけでなく、所望の温度にて略一定に保つことができる。ここで、光とは、赤外線、可視光線、紫外線、放射線、γ線等をいう。

上記構成によれば、光検出手段の変換層を半導体層とすることで、薄型の二次元画像検出器を作成することが可能である。また、共通電極を介して半導体層と冷却手段または温度調節手段とが熱的に接触しているので、半導体層を効率良く冷却または温度調節することができる。これにより、暗電流の増加を抑えることができ、光線をより正確に検出できる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の二次元画像検出器において、前記光検出手段は、前記半導体層と前記共通電極との間に設けられた保持基板とを備え、前記冷却手段または前記温度調節手段は、前記共通電極および前記保持基板を介して前記半導体層に熱的に接触していることを特徴とする。

上記構成によれば、半導体層と共通電極との間に保持基板が設けられることで、半導体層がより均一に冷却または温度調節される。さらには、共通電極に印加されるバイアス電圧の面内分布の偏りが低減される。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２記載の二次元画像検出器において、前記半導体層がＣｄＴｅ、または、ＣｄＺｎＴｅ化合物半導体で構成されていることを特徴とする。

上記構成によれば、放射線に感応する半導体の中でもワイドギャップの化合物半導体を用いるので、より感度や検出効率が高く安定性、信頼性の高い二次元放射線画像検出器となる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項１から３のいずれか記載の二次元画像検出器において、格子状に配列された電極配線と、各格子点に設けられた複数のスイッチ素子と、前記スイッチ素子を介して前記電極配線に接続され、かつ前記光検出手段にて変換された電荷を蓄積する電荷蓄積容量とからなるアクティブマトリクス基板と、前記電荷蓄積容量に蓄積された電荷を読み取る電荷読み取り器を備え、前記電荷読み取り器に熱的に接触する別の冷却手段を設けたことを特徴とする。

上記構成によれば、光検出手段にて変換された電荷を格子状に配列された画素ごとに蓄積して読み出すことができるアクティブマトリクス基板を用いるので、より緻密な画素の二次元画像検出器を作製することができる。また、二次元画像検出器内において、変換層側だけではなく、電荷読み取り器にも熱的に接触する別の冷却手段を設けるので、さらに効率の良い冷却効果を得ることができる。

この発明に係る二次元画像検出器によれば、光を検出する光検出手段の面上を冷却または温度調節することにより光検出手段の温度の上昇を抑制または温度を略一定に保持することができるので、精度の高い光検出器を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。本実施例では、光検出手段を備えた二次元画像検出器としてＦＰＤを例に採るとともに、このＦＰＤを備えたＸ線診断装置も例に採って説明する。

図１は、実施例に係るＦＰＤ３およびＸ線診断装置のブロック図であり、図２は、ＦＰＤ３の構成を示す概略斜視図であり、図３はＦＰＤ３の構成を示す概略断面図であり、図４は、ＦＰＤ３のＸ線検出部を示す概略断面図であり、図５は、ＦＰＤ３の一画素当たりの等価回路図である。

《Ｘ線診断装置》
本実施例に係るＦＰＤ３を備えたＸ線診断装置は、図１に示すように、被検体Ｍを載置する天板１と、その被検体Ｍに向けてＸ線を照射するＸ線管２と、被検体Ｍを透過したＸ線を検出するＦＰＤ３とを備えている。ＦＰＤ３は、この発明における二次元画像検出器に相当する。

Ｘ線診断装置は、他に、天板１の昇降および水平移動を制御する天板制御部４や、ＦＰＤ３の走査を制御するＦＰＤ制御部５や、Ｘ線管２の管電圧や管電流を発生させる高電圧発生部６を有するＸ線管制御部７や、ＦＰＤ３内の後述するＡ／Ｄ変換器４０（図５参照）から出力されたＸ線検出信号に基づいて種々の処理を行う画像処理部８や、これらの各構成部を統括するコントローラ９や、処理された画像などを記憶するメモリ部１０や、オペレータが入力設定を行う入力部１１や、処理された画像などを表示するモニタ１２などを備えている。

天板制御部４は、天板１を水平移動させて被検体Ｍを撮像位置にまで収容したり、昇降および水平移動させて被検体Ｍを所望の位置に設定したり、水平移動させながら撮像を行ったり、撮像終了後に水平移動させて撮像位置から退避させる制御などを行う。ＦＰＤ制御部５は、ＦＰＤ３を水平移動させたり、被検体Ｍの体軸の軸心周りに回転移動させることによる走査に関する制御などを行う。高電圧発生部６は、Ｘ線を照射させるための管電圧や管電流を発生してＸ線管２に与え、Ｘ線管制御部７は、Ｘ線管２を水平移動させたり、被検体Ｍの体軸の軸心周りに回転移動させる走査に関する制御や、Ｘ線管３側のコリメータ（図示省略）の照視野の設定の制御などを行う。なお、Ｘ線管２やＦＰＤ３の走査の際には、Ｘ線管２から照射されたＸ線をＦＰＤ３が検出できるようにＸ線管２およびＦＰＤ３が互いに対向しながらそれぞれの移動を行う。

コントローラ９は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成されており、メモリ部１０は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ−ｏｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ−ＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）などに代表される記憶媒体などで構成されている。また、入力部１１は、マウスやキーボードやジョイスティックやトラックボールやタッチパネルなどに代表されるポインティングデバイスで構成されている。Ｘ線診断装置では、被検体Ｍを透過したＸ線をＦＰＤ３が検出して、検出されたＸ線に基づいて画像処理部８で画像処理を行うことで被検体Ｍの撮像を行う。

《ＦＰＤ》
図２および図３に示すように、ＦＰＤ３内の、Ｘ線検出部である対向基板１７の面上には熱伝導性接合部材１６を介して温度調節管１３が配設されており、その温度調節管１３の内部には、水やガスなどの熱媒体が流れている。この対向基板１７は電極基板２１上にＸ線に感応する半導体層２３を積層して構成されている。上記構成により、半導体層２３は熱伝導性接合部材１６および電極基板２１を通して温度調節管１３により冷却または温度調節される。対向基板１７は、本発明における光検出手段に相当する。

電極基板２１は本来、半導体層２３に後述するバイアス電圧３４（図５参照）を印加するための電極基板であるが、本実施例では、半導体層２３の面上に均一に冷熱または温熱を伝導させるための熱伝導部材としての機能も有する。そこで、電極基板２１は、電気伝導性と熱伝導性に優れ、しかもＸ線の透過性のよい材質が求められる。本実施例ではグラファイト（カーボン）を用いているが、グラファイト以外にも上記の条件を満たす材質を選択すればよい。また、温度調節管１３は半導体層２３の周囲をとり囲むようにＸ線の検出領域外に配設されているので、電極基板２１は温度調節管１３を設置する分、半導体層２３よりも面積が大きい。

半導体層２３は、ＣｄＴｅ、または、ＣｄＺｎＴｅ化合物半導体で構成されている。これにより、Ｘ線感度とＸ線検出効率が高く、安定性、信頼性の高いＦＰＤ３を作製できる。

ＦＰＤ３は筐体１５により覆われている。筐体１５内には、対向基板１７と温度調節管１３が配備され、さらに、半導体層２３にてＸ線から変換された電荷を画像データとして送るアクティブマトリクス基板１９および電荷読み取り器３３が配備されている。また、Ｘ線管２から放射されたＸ線が半導体層２３に入射されるように、筐体１５には半導体層２３面上に開口部が設けられている。つまり、筐体１５は温度調節管１３に対してはＸ線入射を遮るためにこれを覆い、半導体層２３の面上にはＸ線が入射されるよう開口部が開けられている。これにより、Ｘ線が温度調節管１３に反射して半導体層２３に入射するのを防いでいる。さらに、筐体１５には不必要なＸ線が筐体１５内に入射しないように適宜、鉛等が張られている。

温度調節管１３は熱伝導性接合部材１６を介して対向基板１７の面上に配設されている。熱伝導性接合部材１６として本実施例では熱伝導性のシリコーン樹脂を用いているが、熱伝導性に優れていれば他の材質を使用しても良い。熱伝導性接合部材１６を介することで温度調節管１３が円形であっても、冷熱または温熱を効率よく対向基板１７へ伝導することができる。

さらには、半導体層２３には表面温度を測定する温度センサ（図示省略）が設けられている。これにより、半導体層２３の温度を的確に測定することができ、また、この温度センサに接続されたペルチェ温度調節器（図示省略）等により、温度調節管１３内を流れる熱媒体の温度が調節される。ペルチェ温度調節器の場合、熱媒体を冷却することもできるし、加熱することもできる。また、熱媒体の温度制御の方法はペルチェ温度調節器だけでなく、他の方法により制御してもよい。

熱媒体を常に冷媒とすると、半導体層２３の温度を所望の温度より常に低く保つことができる。これにより、半導体層２３を流れる暗電流の増加を防ぐことができ、ノイズの低下が実現される。

また、熱媒体の温度を冷却または加温することで、半導体層２３の温度を所望の温度に略一定に保持することができる。つまり、半導体層２３が予め決められた温度よりも高い場合は、半導体層２３の温度よりも冷却された熱媒体を温度調節管１３に流すことで半導体層２３を冷却する。また、半導体層２３が予め決められた温度よりも低い場合は、半導体層２３の温度よりも加温された熱媒体を温度調節管１３に流すことで半導体層２３を加温する。こうすることで、半導体層２３の温度を略一定に保つことができ、その結果、暗電流を略一定に保つことができる。これより、略一定の暗電流により生じるノイズを画像処理部８にて補正することができるので、環境温度に依存しない安定した画像を得ることができる。熱媒体を常に冷媒とするときは、温度調節管１３は本発明における冷却手段に相当する。また、半導体層２３の温度により熱媒体を冷却または加温する場合、温度調節管１３は本発明における温度調節手段に相当する。

対向基板に貼り合わされたアクティブマトリクス基板１９の周囲および下部には電荷読み取り器３３が接続されている。電荷読み取り器３３には後述するゲートドライバ３５とマルチプレクサ３７と増幅器３８とＡ／Ｄ変換器４０とを備えて配設している（図５参照）。

電荷読み取り器３３は、その構造上発熱しやすい。この発熱によりアクティブマトリクス基板１９を通して半導体層２３が加熱され、半導体の性質上、温度が上昇すれば暗電流が増加する。これを防ぐために、温度調節管１３を半導体層２３を含む対向基板１７の面上に半導体層２３を取り囲む様に配置して半導体層２３を冷却している。

Ｘ線が上記ＦＰＤ３に入射すると、筐体１５の開口部を通過したＸ線が電極基板２１を透過し、半導体層２３にて電荷に変換される。この変換された電荷をアクティブマトリクス基板１９および電荷読み取り器３３により画像データとして取り出して画像処理部８へ送られる。この動作説明は後で詳細に説明する。

図４には、対向基板１７とアクティブマトリクス基板１９との接合が示されている。アクティブマトリクス基板１９は絶縁性基板３１上に積層された電荷蓄積容量２７と、同じく積層された薄膜トランジスタ（以下「ＴＦＴ」という）２９とから構成される。電荷蓄積容量２７は半導体層２３によりＸ線から変換された電荷を蓄積する。絶縁性基板３１は例えばガラス基板やスーパーエンジニアリングプラスチックなどが採用可能である。ＴＦＴ２９は、ＸＹ方向に２次元マトリクス状配列でスイッチング素子として多数個形成されており、電荷蓄積容量２７ごとにＴＦＴ２９が互いに分離形成されている。すなわち、ＦＰＤ３は、２次元アレイ放射線検出器でもある。

この対向基板１７とアクティブマトリクス基板１９はバンプ電極２５により接着固定されている。バンプ電極２５はアクティブマトリクス基板１９上にスクリーン印刷やスタッドバンプ工程により形成される。この上に対向基板１７を配置し、加圧保持することで接着固定される。

本実施例では半導体層２３がＣｄＺｎＴｅまたはＣｄＴｅ化合物半導体であるので、半導体層２３を積層させる温度がＴＦＴ２９の半導体の融点より高いので、ＴＦＴ２９の上に直接、化合物半導体層を積層することができない。そこで、それぞれの基板で積層させて作製した対向基板１７とアクティブマトリクス基板１９を、バンプ接合により接着固定している。

この構成によると、対向基板１７とアクティブマトリクス基板１９のそれぞれのバンプ電極２５との接着面積が両基板同士の接触面積となるので、電荷読み取り器３３側から冷却または加温すると冷熱または温熱が伝導する領域が基板面積よりも小さくなる。この結果、冷熱または温熱の熱伝導の効率が悪い。また、アクティブマトリクス基板１９が冷却または加温されてから半導体層２３が冷却または加温されるので、温度調節の反応性が悪い。よって本実施例のように、対向基板１７側から冷却または加温する方が、半導体層２３を直接冷却または加温するので、効率がよくかつ半導体層２３の温度調節も簡易である。

また、対向基板１７とアクティブマトリクス基板１９との熱膨張率の相違を原因としてバンプ電極２５においてそれぞれの基板が剥離するおそれがあるので、半導体層２３を過冷却することを避けるのが好ましい。よって、基板剥離の問題が生じない程度に半導体層２３を冷却するか、半導体層２３の温度を略一定に保つことが好ましい。

図５には、ＦＰＤ３の１画素当たりの等価回路図を示す。図４および図５を参照してＦＰＤ３の動作原理を以下に説明する。半導体層２３にＸ線が入射すると光導電効果により半導体層２３内に電荷（電子−正孔対）が発生する。このとき、電荷蓄積容量２７と半導体層２３とはバンプ電極２５を介して直列に接続された構造になっているので、電極基板２１にバイアス電圧３４を印加しておくと、半導体層２３内で発生した電荷がそれぞれ＋電極側と−電極側に移動し、その結果、電荷蓄積容量２７に電荷が蓄積される。

しかしながら、半導体層２３にバイアス電圧３４を印加することで、半導体層２３は温度変化に影響される可変抵抗器としての性質も同時に併せ持つ。これより、半導体層２３の温度に依存する暗電流が、半導体層２３に常時流れ、暗電流による電荷が電荷蓄積容量２７に蓄積される。

電荷蓄積容量２７は、ＴＦＴ２９のソースＳに接続されている。ゲートドライバ３５からはゲートバスラインがＴＦＴ２９のゲートＧに接続されている。一方、電荷信号を収集して１つに出力するマルチプレクサ３７には増幅器３８を介してデータバスラインが接続されているとともに、データバスラインはＴＦＴ２９のドレインＤに接続されている。マルチプレクサ３７には、電荷信号をアナログからデジタルに変換してデジタル化したＸ線検出信号を出力するＡ／Ｄ変換器４０が接続されている。なお、図５では図示の便宜上、ゲートドライバ３５やマルチプレクサ３７や増幅器３８やＡ／Ｄ変換器４０などのデータ読み出しに関する周辺回路を１つだけ図示している。

ゲートバスラインの電圧を印加（または０Ｖに）することでＴＦＴ２９のゲート（Ｇ）がＯＮされて、電荷蓄積容量２７に蓄積された電荷を電荷信号として、ＴＦＴ２９のソース（Ｓ）とドレイン（Ｄ）とを介してデータバスラインに読み出す。この時、暗電流により蓄積された電荷も一緒に読み出される。

ここで、ゲートバスラインおよびデータバスライン、ＴＦＴ２９、電荷蓄積容量２７等は、すべてＸＹ二次元マトリクス状に設けられているので、ゲートバスラインに印加する電圧を線順次に走査することで、二次元的にＸ線の画像情報を得ることができる。

データバスラインに読み出された電荷を増幅器３８で増幅して、マルチプレクサ３７で１つの電荷信号にまとめて出力する。出力された電荷信号をＡ／Ｄ変換器４０でデジタル化してＸ線検出信号として出力する。

以上のように構成されたＦＰＤ３によれば、ＦＰＤ３の発熱部（例えばゲートドライバ３５やマルチプレクサ３７や増幅器３８やＡ／Ｄ変換器４０など）から熱がアクティブマトリクス基板１９とバンプ電極２５を通して半導体層２３へ伝導する。そこで、電極基板２１上に配設された温度調節管１３からの冷熱により半導体層２３における温度上昇を抑える。その結果、半導体層２３の暗電流の増加を防ぐことができる。これにより、暗電流による入力ダイナミックレンジ減少、Ｓ／Ｎ劣化を防ぐことができる。また、対向基板上１７に温度調節管１３を配設することで半導体層２３の温度調節を簡単に行うことができる。

また、半導体層２３の温度を所望する温度に略一定に保つことで、暗電流を一定にすることができる。つまり、ＦＰＤ３の設置環境または季節による温度変化に関係なく半導体層２３の温度が略一定に保たれるので、暗電流も略一定であり、暗電流により生じるノイズに対して常に同じ補正をすればよい。これより、暗電流の補正を簡易に行うことができる。

さらに、対向基板上１７に温度調節管１３を配設することで、ＦＰＤ３の組み立ても容易で高感度の二次元画像検出器を製作することが可能になる。従来例で特にＦＰＤ３が小型の場合、筐体１５内に電荷読出し器３３と温度調節管１３を併設するのは組み立てが困難である。そこで、本実施例のように対向基板１７の面上に温度調節管１３を配設すれば、筐体１５内への組み立てが容易にできる。

本実施例では、かかるＦＰＤ３をＸ線診断装置に備えているので、Ｘ線を検出する半導体層２３の温度の変化による撮像の精度の狂いを抑えることができ、撮像を精度よく行うことができる。

本発明は、図６に示すような形態をとることができる。すなわち、対向基板１７の面上に温度調節管１３を配設するとともに、電荷読出し器３３の面上にも温度調節管１３を配設する。

上記構成によれば、電荷読み取り器３３側（発熱部側）と対向基板１７側と両面で冷却するので、半導体層に熱を伝導する発熱源と暗電流が発生する半導体層との両方を冷却することができるので、より半導体層２３を精度良く温度調節することができる。特に、光検出面の面積が大きいと、半導体層２３の面の中央部と周囲部で温度差が生じやすいので、上記構成がより好ましい。発熱部側を冷却することで、常に一定量の熱を冷却することができ、対向基板１７側からの冷却で半導体層２３の精度の良い温度調節が可能となる。

また、電荷読み取り器３３側（発熱部側）と対向基板１７側と両面で冷却するので、両側の温度差が減少する。これより、対向基板１７とアクティブマトリクス基板１９の温度差が低減されるので基板剥離の問題が生じにくくなる効果もある。

本発明は、上記実施例１および実施例２の実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

（１）上述した実施例では、図４に示すように半導体層２３を含む対向基板１７とＴＦＴ２９を含むアクティブマトリクス基板１９とを別々に作製し、それぞれをバンプ電極２５により接着した。しかしながら、本発明はバンプ接合だけではなく、アクティブマトリクス基板１９上に直接半導体層２３を積層させる放射線検出器においても実施できる。化合物半導体の中でも積層させる温度がＴＦＴ基板の半導体の融点よりも低い場合に実施できる。

（２）２次元画像検出器において、各光線に感応する半導体層２３を適宜選択することで、上述した放射線検出以外にも、赤外線からγ線などの様々な波長の光線の検出器にも適用することができる。上述した実施例では、フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）３を例に採って説明したが、例えば、ＥＣＴ（ＥｍｉｓｓｉｏｎＣｏｍｐｕｔｅｄＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置のように放射性同位元素（ＲＩ）を投与された被検体から放射されるγ線を検出するγ線検出器にでも、この発明は適用することができる。

（３）光感応半導体として、ＣｄＴｅ、ＣｄＺｎＴｅ以外にも、ＰｂＩ_２、ＰｂＯ、ＴｌＣｌ、ＴｌＢｒ、ＨｇＩ_２等のワイドギャップ化合物半導体を用いても良い。

（４）電極基板２１としてグラファイトを用いたが、表面にＩＴＯ等の電極を成膜したアルミナ基板などの電極基板２１上に半導体層１１を積層したものとしてもよい。また、基板ではなく、半導体層の上にグラファイト等を蒸着させることによって、電極を成膜してもよい。

（５）また、図７のように、熱伝導性と光や放射線の透過性が良く導電率が低い保持基板３２を共通電極２１と半導体層２３の間に一枚挟んでもよい。この場合、共通電極２１として、光や放射線の透過性が良く導電率は高いが、熱伝導率が高くない部材でも採用することができる。

上記構成によれば、共通電極２１におけるバイアス電圧の面内分布の偏りをなくす効果も得ることができる。また、バイアス電圧の面内分布の偏りが生じにくいのでバイアス電圧を印加するためのケーブルを共通電極の照射領域外に接続することができる。さらに、熱伝導性に優れた保持基板３２を一枚挟むことで、温度調節管の冷熱または温熱がより均等に伝導し、対向基板１７の中心部と周辺部の温度差をより解消することができる

実施例に係るフラットパネル型Ｘ線検出器およびＸ線診断装置のブロック図である。フラットパネル型Ｘ線検出器の概略斜視図である。側面視したフラットパネル型Ｘ線検出器の概略断面図である。側面視したフラットパネル型Ｘ線検出器のＸ線検出部の概略断面図である。平面視したフラットパネル型Ｘ線検出器の等価回路である。実施例２に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の概略断面図である。変形例に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の概略断面図である。従来例に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の概略斜視図である。従来例に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の概略断面図である。

符号の説明

３ … フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）
１３ … 温度調節管
１５ … 筐体
１７ … 対向基板

Claims

光を電荷に変換する変換層としての半導体層と前記半導体層の光入射側に配置され前記半導体層にバイアス電圧を印加するための共通電極とを有する光検出手段と、
前記半導体層の周囲を取り囲むように前記共通電極の光入射側の面に配設された冷却手段または温度調節手段とを備え、
前記冷却手段または前記温度調節手段は、前記共通電極を介して前記半導体層に熱的に接触している
ことを特徴とする二次元画像検出器。
前記光検出手段は、前記半導体層と前記共通電極との間に設けられた保持基板とを備え、
前記冷却手段または前記温度調節手段は、前記共通電極および前記保持基板を介して前記半導体層に熱的に接触している
ことを特徴とする請求項１に記載の二次元画像検出器。
前記半導体層がＣｄＴｅ、または、ＣｄＺｎＴｅ化合物半導体で構成されている
ことを特徴とする請求項１または２記載の二次元画像検出器。
請求項１から３のいずれか記載の二次元画像検出器において、
格子状に配列された電極配線と、各格子点に設けられた複数のスイッチ素子と、前記スイッチ素子を介して前記電極配線に接続され、かつ前記光検出手段にて変換された電荷を蓄積する電荷蓄積容量とからなるアクティブマトリクス基板と、
前記電荷蓄積容量に蓄積された電荷を読み取る電荷読み取り器を備え、
前記電荷読み取り器に熱的に接触する別の冷却手段を設けた
ことを特徴とする二次元画像検出器。