JPH0210287A - マトリックス構造を備えた画像検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 １、発明の分野 本発明は例えば、感光素子のマトリックスを備えるシン
チレークスクリーンと結合するタイプの画像装置に係わ
り、放射線学的画像を電気信号に転換するのに用い得る
。特定的には本発明は、感光素子を介して付与された信
号の読取り時の信号対雑音比を改善する手段に係わる。

２、従来技術 通常感光マトリックスは行導線と列導線の回路網を有す
る。行導線と列導線との間の各交差には、これから後は
感光ドツトと指称される感光組立て体がある。感光ドツ
トはこのようにして行及び列の両方で組織化される。各
感光ドツトは行導体と列導体との間に接続され、実際に
は各行導線には列にあるのと同じ数の感光ドツトが接続
され、且つ各列導線には行にあるのと同じ数の感光ドツ
トが接続される。

所定領域内における感光ドツトの数は画像の解像力を決
定する。高容量の感光素子マトリックス形成の公知法で
は、例えば４０ｃｍＸ４０ｃｍオーダの寸法画像を得る
ためには２０００　Ｘ　２０００の感光ドツトが用いら
れる。この場合には各感光ドツトは、２００マイクロメ
ータ×２００マイクロメータの最大寸法を持つ要素帯域
又は表面内に位置している。

各感光ドツトは、可視光ホトンに感応するホトダイオー
ド、ホトトランジスタ又は光伝導体を含む。これらの光
ホトンは電荷に変換され、電荷は電気的コンデンサに蓄
積される。コンデンサは蓄積容量を形成し、感光素子そ
れ自体のコンデンサから成るか又は結合した補助コンデ
ンサから形成される。読取り装置は、蓄積容量の電気的
状態と電荷の搬送についての問合わせが可能で、それに
よって信号を形成して信号増幅器へ送る。

感光マトリックスの例が第２，５７９，３１９号の下に
公表されたフランス特許第８６００６５６号に開示され
て、感光マトリックス並びに適当な読取り装置が詳しく
述べられており、このマトリックスの各感光ドツトはコ
ンデンサと直列なホトダイオードにより形成される。

第２５９３３４３号の下に公表された別のフランス特許
第８［ｉ　００７１６号は、感光ドツトの回路網を備え
たマトリックスに関し、各々が上記のように直列になっ
たホトダイオード及びコンデンサから形成される。この
特許はこの型の感光マトリックスの製作法、マトリック
スの読取り法、並びにこのマトリックスを放射線学画像
の取得への適用を述べている。この特許でのタイプの構
造の利点は大きなマトリックスを作製できることで、こ
の方法は半導体、特にアモルファスシリコンの薄い層の
堆積を用いて放射線学に好適に使用できる。この特許で
放射線学画像を撮るには、提供された構造はＸ放射線を
受けるべきシンチレータパネル又はスクリーンを有する
。このＸｉ射線に応答して、シンチレータスクリーンは
可視光を放出し、それに対してホトダイオードが感応す
る。

しかし感光ドツトの読取り上の問題の１つは、ドツトが
どう作製されたか及び画像が放射線学的であろうとなか
ろうとそれに係わらず、感光素子によって表示される電
気容量が過剰な値になることである。このキャパシタン
スは感光ドツトの読取りの間において、即ち感光素子を
介して発生する光電荷の増幅の間においてその影響を延
ばして次に照明を生ずる。それで感光素子のキャパシタ
ンスは信号対雑音比の読取りに影響を持つ。

例をとってみると、前記２つの特許で述べた構造を持つ
感光ポイントは、ホトダイオードＤＯと直列に置いたコ
ンデンサｃｏから成る感光ドツトである。ホトダイオー
ドＤｏは所与の行導線ＨＯと接続し、またコンデンサＣ
Ｏは所与の列導線ｖＯに接続する。この同じ列ｖＯに接
続されたすべての他の感光ドツトは、等価のコンデンサ
Ｃｅｑを形成する。

行ＨＯへ印加された適当な信号によって始めに逆バイア
スされているホトダイオードが、シンチレータを介して
放出される光束により照射される。

行ＨＯへ適当な電気信号を印加することにより、ドツト
Ａの電位（ドツトはホトダイオードＤとコンデンサＣの
結合部に位置し、そこへ光電荷が蓄積される）がその最
初のバイアスレベルに再貯蔵される。その結果は光電荷
に比例した電気的読取り電荷ｑＯの列ＶＯ内における循
環であり、これによりこの列のコンデンサＣｅｑの端子
で信号電圧ｖｓが生起する。

この信号電圧ｖｓはＶＳ−ｃｌ／Ｎ、ＣＤである。ここ
でｑＯはダイオードＤＯ内に発生した光電荷を示し、Ｎ
は列に沿って配置された感光ドツトの数、またＣＤはホ
トダイオードのキャパシタンスである。

信号電圧ｖｓは増幅器Ｇによって増幅される。

増幅器は列ＶＯと直接に結びついたものが、又はマルチ
プレクサ装置を介して複数の列と結びついたものである
。

前述のように信号対雑音比Ｓ／Ｎの主な特徴は、それが
次の関係式で感光素子のキャパシタンスＣＤと関係する
ことである。

Ｎ、ＣＤ　　　　　　Ｖｂ ここでｖｂは増幅器の入力での雑音電圧である。

この関係から信号対雑音比Ｓ／Ｎが、ファクタＮ、ＣＤ
が最小、即ち所与の列上に配列された感光素子Ｍのメン
バーについて、感光素子のキャパシタンスができるだけ
小さい時に最適であるのが分かる。

最も代表的な配置では、感光素子のキャパシタンスはそ
れが例えばホトダイオードであると次のことに関係する
。第一に材料の厚さ（真性シリコンで、その厚さは数マ
イクロメータに限定される）であり、第二にはアクティ
ブ表面又は感光ダイオードの断面である。該表面は照射
のホトンを受け、「アクティブ表面」と呼称され、該表
面は実際上は交差電極と対面する表面、即ち行導線と列
導線との間の交差の表面によって分割される。

当然のこと感光素子のキャパシタンスは、そのアクティ
ブ表面を減少すれば減少することができるが、このタイ
プの配列では次の要求がそれに対して生じる。それは電
極の回路網に接触し又は近くに置いた例えばシンチレー
タから到来する光量を最大に拾うことと、行と列導線に
おいて感光素子は、行導線と列導線の回路網ピッチを備
えて最大可能のアクティブ表面を持たねばならぬ点であ
る。行導線と列導線の回路網のピッチはマトリックスの
表面を複数の要素表面に分割し、各要素表面は感光ドツ
トを持ち、各要素表面がシンチレータの対応部分から来
る光によって照射を受け、それ自身が要素画像表面を提
供する。

発明の要約 本発明における目標の１つは信号対雑音比を改善するこ
とにあって、それは感光素子マトリックスと共に特にシ
ンチレータを形成するスクリーン又はパネルと協働する
画像検出器において、各感光ドツトのキャパシタンスを
減少させることによって得られる。この目標はパネルの
新規な配置により達成でき、感光素子のアクティブ表面
の減少が、この感光素子が受ける光の量の減少よりもず
っと大きなものであることを可能にする。本発明は従っ
てより特定的にはこの型のパネルにも係わり、パネルは
感光マトリックスと協働していてもいなくてもよい。

本発明は入射放射線にさらされるシンチレータと感光ド
ツトのマトリックスとから成る画像検出器であって、マ
トリックスは直交する行導線と列導線を含み、且つ該マ
トリックスは要素表面に分割されてその各々が感光ドツ
トを有し、シンチレータは入射放射線に応答して光放射
線を放出するものであり、出力スクリーンがシンチレー
タと要素表面との間に差しはさまれておって、且つシン
チレータにより放出される光に不透過で少ししかそれを
吸収せず、さらに該出力スクリーンは、各感光ドツトに
対面してシンチレータからの光を通過させるような少な
くとも１つの開口を持つように穿孔されており、開口は
要素表面の面積よりもずっと小さい面積を有する。

本発明は４つの添付図面を参照して、非限定的に述べら
れる以下の説明でより明らかにされよう。

具体例 第１図は感光マトリックス１の電気系統を示す。

この電気系統図はそれ自体標準的なものである。

と云うのはマトリックス１は行と列に配列された幾つか
の感光ドツトＰｉ、Ｐ２．・・・Ｐ９を有するからであ
る。非限定的に例示したこれらの感光ドツトの各々は、
前記のフランス特許第８６００６５６号及び第８８００
７１６号に述べたような感光ドツトの組立て体と同様に
コンデンサＣを直列に持つ感光素子りから成る。無論の
こと本発明には他の型の感光セルを適用することができ
る。非限定の本例は感光ドツトＰ１〜Ｐ９と９個に限ら
れて３Ｘ３のマトリックス組立て体に従っているが、こ
れは第１図を単純に示したいからに過ぎない。本発明の
主旨によるとこのマトリックス組立て体ははるかに大き
い容量、例えば前記のように数百万ドツトをも所有でき
る。

マトリックスｌは行導線Ｌ１〜Ｌ３と列導線Ｆ１〜Ｆ３
を持つが、これら導線の各タイプの数は、第１図の例に
よって９個の感光ドツトだけが示されているので３本に
制限されている。実際では且つそれ自体標準であるとい
う方式から、Ｐ１〜Ｐ９の感光ドツトは行導線Ｌ１〜Ｌ
３と列導線Ｆ１〜Ｆ３の交差にそれぞれ形成される。各
感光ドツトＰ１〜Ｐ９は、行導線Ｌ１〜Ｌ３と接続する
第１端部１０と列導線Ｆ１〜Ｆ３と接続する第２の端部
１１を有する。感光素子りとコンデンサｊとの間に形成
される接合部は帯域Ａを作り、ここでは感光素子の照明
に比例した量で電荷が発生し且つ貯蔵される。非限定的
具体例では感光素子りはホトダイオードであるが、それ
は別の型のものでもよい。それは特にＮＩＰＩＮ又はＰ
ＩＮＩＰタイプのホトトランジスタであり得る。

行導線Ｌ１〜Ｌ３が行アドレッシング装置３に接続され
、また列導線Ｆ１〜Ｆ３が読取り及び多重化装置４に接
続されている。その仕方はフランス特許出願節８６００
６５Ｇ号及び第８６００７１６号に開示された実施のよ
うなもので、その観点は第１には異なった点Ａにおける
電荷又は複数の情報の発生と貯蔵を可能にするため、第
２には複数の情報の読取りと獲得を可能にするためであ
る。感光ドツトの各々Ｐｉ−Ｐ９には次のような主な段
階がある。

（１）ダイオードの逆バイアスのための段階、（２）ホ
トダイオード照明段階（それに続く、例えば患者への照
射用のＸ線放射フラッシュのための、及びＸ線放射を可
視又は不可視波長の放射線への変換）、照明に対応する
情報の記憶。

（３）　　読取り段階（ダイオードの順バイアス）、（
４）　　ホトダイオードの端子で電圧のリセットを行な
う段階で、電圧は行導線へ印加した電気的バイアスパル
スによって得られるか、較正した均一な照明によるか、
強い光フラッシュなどによって得られる。

前文で述べたようにマトリックスｌは要素表面Ｓｅｌ、
　　Ｓｅ２．−５ｅ９から成り、各々は行導線Ｌ１〜Ｌ
３と列導線Ｆ１〜Ｆ３との交差■の中心にその中心があ
り、各々が感光ドツトＰ１〜Ｐ９を含む。要素表面Ｓｃ
ｌ〜Ｓｅ９は行導線Ｌ１〜Ｌ３と列導線Ｆｌ−Ｆ３の回
路網のピッチによって規定される寸法を持ち、それらは
ＳｅｔからＳｅ９の要素表面にわたって第１側辺５と第
２側辺６における第１長さｇｌと第２長さΩ２によって
示される。もしピッチが同一であれば非制限的例示のよ
うに要素表面５ｅｔ−３ｅ９は正方形となる。それで大
容量マトリックス（数百万ドツト）の場合は、側近５゜
６での長さ１（，１２は２００マイクロメータのように
なるだろう。

従来技術では、標準的構成は、感光ドツトがアクティブ
表面（感光素子の表面によって形成される）となって、
例えばシンチレータスクリーン（第１図に示されていな
い）から来る光を最大量だけ拾うようにできるだけ大き
くしである。シンチレータスクリーンは例えば平面であ
って図面とは平行であるので、それは図面の平面に平均
して直角方向のＸ線（不図示）を受け、Ｘ線に対応して
シンチレーションスクリーンは感光素子を介して吸収し
た光線を放出する。従って従来技術の多くは、感光ドツ
トのアクティブ表面は１つのそして要素表面と同一な面
積を持とうとし、隣接の感光ドツト間の短絡を避けるべ
く幾分小さくなってはいるが、各感光素子はそれ自体高
いキャパシタンスを持っている。

これに対して本発明では、感光ドツトＰｉ〜Ｐ９はアク
ティブ表面Ｓ　ａｌ、　　Ｓ　ａ２・・・Ｓｉ２を有し
、それらアクティブ表面は感度を損なうことなく従って
信号対雑音比を増すようにして要素表面Ｓｃｌ〜Ｓｅ９
よりずっと小さくなっている。第１図の非限定的例示に
おいては、アクティブ表面Ｓａｔ〜Ｓａ９は交差Ｉに中
心が合うように位置づけられている。しかし本発明の主
旨からはこれらアクティブ表面、従って感光ドツトＤは
交差上に調心されていなくてもよい。

第２図は非限定的例示として、本発明による画像検出器
１０の概略図を示す。

画像検出器１０はシンチレータスクリーン１１と感光マ
トリックス構造１を用い、その電気系統図は例えば第１
図に示したものである。シンチレータスクリーン１１及
び感光マトリックス１は第２図に垂直な平面内で相互が
積重なって配置され、各々の厚さＥｌ、Ｅ２が示されて
いる。

シンチレータスクリーン１１が入射Ｘ線を可視光ホトン
に変換するように構成されるとすると、その厚さＥｌは
例えば１００〜４００マイクロメータであり、また放射
線学スクリーンの製造で通常用いられる材料と同様な標
準的材料から作られ、即ちタングステン酸カルシウム、
ガドリウムオキシサルファイド、及びヨウ化セシウムの
ようなアルカリハライドといった材料である。

感光マトリックス１は、第３ａ図と第３ｂ図を参照して
後に説明されるような構造である。この構造は連続した
堆積によって得られ、基板１２の上に導電層１３が、次
に複数の半導体層の積重ね１４があり、その上の積重ね
は誘電層３３の堆積であって接層は光に透過である。

誘電層３３の上には導電層３５の堆積があり、接層は例
えば行導線Ｌ１〜Ｌ３の回路網のような電極の回路網を
形成する。この全体のユニットはシンチレータスクリー
ン１１によって被覆される。非限定的具体例においては
、基板１２の方向へ位置している第１伝導層１３は列電
極又は列導線Ｆｌ、Ｆ２゜Ｆ３を形成するようにエツチ
ングされ、該導線は図の面とは垂直な平面内に伸長する
。又シンチレータ１１に向って位置する上方の第２伝導
層３５は、これもまたエツチングされて行電極又は行導
線ＬＬ、Ｌ２．Ｌ３を形成し、該導線は第２図の面と平
行に伸長するが、そのうちの１つだけＬ３が例として第
２図に表われている。

前述のようにマトリックス１の領域は要素表面Ｓｅｌ〜
Ｓｅ９に分割されるが、第２図では行導線Ｌ１〜Ｌ３に
平行な側辺６の長さΩ２が表わされている。シンチレー
タスクリーン１１の表面Ｓ２もまた要素画像Ｅ　ｉｆ、
　、　Ｅ　ｉ２．・・・Ｅｌ９に分割され得、これら像
は要素表面Ｓｅｔ〜Ｓｅ９に対面し且つ要素表面と同じ
面積の面積を持つ。

シンチレータ１１がＸ線にさらされるので、それは局所
的に要素画像Ｅｌｌ〜Ｅｉ９に対応する容積の各々にお
いて入射Ｘ線を可視光ホトンφ０　（不図示）へ変換し
、ホトンは要素表面５ｅｌ−３ｅ９の方向へ放出される
。

本発明の１特徴によると、シンチレータ１１を介して放
出される光に不透過な出力スクリーン１５が、このシン
チレータ１１とマトリックス１との間に置かれている。

より正確には出力スクリーン１５が、マトリックス１の
方向を向いたシンチレータの出力面１６に対してシンチ
レータ１１へ当接されている。

出力スクリーン１５は、各要素表面Ｓｅｌ〜Ｓｅ９に対
面して少なくとも１つの開口又は孔１８を持つ。これら
の開口１８はシンチレータから放出された光を要素表面
Ｓｅｔ〜Ｓｅ９の方へ、即ち感光素子の方へと通過させ
るようにする。出力スクリーン１５の機能はシンチレー
タの内部ヘホトンを送り戻すこと、従ってこれらホトン
を最小量だけ吸収するものであって、これらホトンは開
口１８によって作られた通過の設定帯域外では、シンチ
レータの出力面１６を通ってシンチレータを出ようと方
向づけられていたものである。シンチレータ１１はさら
に、出力面１６とは反対側の入力面２１上に置かれた第
２スクリーン２０を持つ。この第２スクリーン２０の機
能は、ホトンを出力面１６の方向へ反射又は拡散させる
ものである。

この配置においては、開口又は出力孔１８が画像要素Ｅ
ｉｌ〜Ｅｉ９の面積よりずっと小さい面積Ｓ。

を持っている。しかしもし第１スクリーン又は出力スク
リーンが無い場合にシンチレータから離れるであろうホ
トン束をφ０とすると、孔１８を介して去って行（ホト
ンの束φ１は第１スクリーン１５の不在の場合の前記ホ
トンの東φ０と同じ大きさであり得ることが分かった。

この最初に見られた驚くべき効果は、出力スクリーン１
５に衝突したホトンが多重反射と拡散を受け、遂にこれ
らホトンが出力孔１８を通過する軌道上に乗ったものと
説明できる。横方向に放出した束（不図示）、即ちシン
チレータ１１の入力及び出力面２１．１６に平行に入っ
たものは、隣接する画像要素Ｅｌｌ−Ｅｉ９から来る相
応の束によって補償されるものであろう。実際に各画像
要素Ｅｌは５つの壁を持つものと考えられ、その１つは
第２スクリーン又は入力スクリーン２０であり、他の４
つの壁は隣接する画像要素Ｅ１によって分割される境界
帯域により形成されるものである。このような壁２４は
第２図の面とは垂直な面で隣接の画像要素Ｅｉを分割し
ているのが分かる。

このスクリーン１５は入力スクリーン２１と同様に、シ
ンチレータによって放出された光に対して高い反射率を
有する金属から作られる。それは例えばアルミニウム又
はクロム、それに例えばマグネシウムのような高いアル
ベドを持つ拡散材料で作られる。

こうして第１スクリーン１５又は出力スクリーン、同様
に第２スクリーン２０又は入力スクリーンは「不透過ス
クリーン」と定義づけられる。このスクリーンはシンチ
レータ内で生成する光に対して不透過であり、またこの
光を吸収しないかほとんど吸収しないかであり、そのた
め光を反射又は拡散によりシンチレータ内へ送り戻すも
ので、即ち高いアルベドを持つ不透過スクリーンである
。

穿孔された出力スクリーン１５及び入力スクリーン２０
の存在は、シンチレータ１１の中において光エネルギー
（シンチレータの中で創出した光エネルギー）の光学的
濃縮器のマトリックス回路網の等価物を創出する。これ
らの光学的濃縮器は高い光学的効率を持つ空洞又は疑似
空洞から成り、各画像要素Ｅｉｌ−Ｅｉ９と対面するよ
うに生成し、従ってマトリックス１の要素表面Ｓ　ｅｌ
”　Ｓ　ｅ９の回路網、特定的には感光素子の回路網上
に割出しされている。

出力孔１８の面積は画像要素Ｅｉｌ〜Ｅｉ９及び要素表
面Ｓｅｌ〜Ｓｅ９の面積よりずっと小さい。それで感光
素子のアクティブ表面Ｓ　ａｔ　−Ｓ　ａ９の面積が出
力孔１８の面積Ｓｏに等しいか又は少しだけ大きければ
十分で、それによってシンチレータ１１の画像要素ＥＩ
を介して放出される光の全てを拾うことができる。

第２図の非限定的例示において、感光ダイオードＤは半
導体層の積重ね１４で形成され、且つ列導線Ｆ１〜Ｆ３
と行導線ＬＬ−Ｌ３（その第３導線Ｎ３のみが第２図で
その長さ方向に沿って示されている）との間の交差面に
より区分されている。

この交差面が感光素子りのアクティブ表面Ｓａを形成し
、第２図においては列導線Ｆ１〜Ｆ３の幅１３によって
示されている。行導線ＬＬ−Ｌ３が列導線Ｆｌ−Ｆ３の
幅１３と同じ幅（第２図に不図示）を持つとすると、感
光素子のアクティブ表面は正方形の形となり、その側辺
（つまり列導線の幅１３）は例えば２０〜５０マイクロ
メータとなり、こうしてアクティブ表面Ｓａｔ〜Ｓａ９
を持つ感光素子が規定されて、それは要素表面Ｓｅｔ〜
Ｓｅ９よりずっと小さい。

従来技術において光の最大量を拾おうとすると、感光素
子のアクティブ表面は要素表面５ｅｌ−５ｅ９のそれと
等しいか又は幾分小さく、その大きさは、要素表面５ｅ
ｔ−３ｅ９を２００マイクロメータとすると約４０．０
００μゴとなる。本発明による画像検出器では、感光素
子りは例えば５０マイクロメータの幅１３に対応する側
辺を持つアクティブ表面Ｓａｌ〜Ｓａ９から成り、従来
技術の１５分の１である小さいアクティブ表面Ｓａｔ〜
Ｓａ９でもって最大の光量を取得する。この場合におけ
る効果は、本発明の画像検出器はその感光索子りが従来
技術と較べて少くとも１５分の１の小さいキャパシタン
スを持つことである。これはすでにアクティブ表面Ｓａ
が要素表面Ｓｅの半分でも満足すべき結果が得られるだ
ろうことから見ても相当の改善と考えられる。アクティ
ブ表面Ｓａが要素表面Ｓｅと比較して小さいような感光
素子りの構造は、キャパシタンスを減少させるだけでな
く、妨害雑音となると考えられる暗電流を減少させるこ
とでも認められた。

第２図における非限定的具体例では、シンチレタ１１は
実際的にはマトリックス１に接触しているか又は直接近
傍に位置することが注目される。

しかし本発明の主旨では、シンチレータ１１はまた感光
素子のマトリックス１の直接近傍でなくてもよい。出力
孔１８を出て行く光はその際は光ファイバを形成する光
導路によって搬送されるが、光ファイバはガラス又はプ
ラスチックのようなもので作られるそれ自体標準的なも
ので、低い吸収率を持って非減衰及びほぼ１の光搬送効
率を有するものである。

シンチレータエ１のような同一の配置を持つパネルによ
って形成される、前に説明した光学的濃縮器のマトリッ
クス回路網の等価物を形成するためのシンチレータは、
前述の例のような感光マトリックスとの協働なしでは好
適には使用できないことを第一に注意すべきである。さ
らにこのタイプの配列は、シンチレーションの性質を持
つ物質によって形成されていないパネル又はスクリーン
に対しても応用できる。

（ａ）　　このように配置したシンチレータは、入射さ
れた放射線（例えばＸ線）にさらされると直接眼で見る
ことができる。擬似空洞を離れる光束は、穿孔出力スク
リーン１５がない際にパネルの中で放出される光束と同
じオーダのものであって、その効果はより大な局部的輝
度である（等しい束においては、輝度は要素画像表面Ｅ
ｉの面積に対する出力孔１８の面積Ｓｏの比である）。

（ｂ）　　パネルは光学的接触によって、放射線学で通
常用いられている型の例えば写真フィルムに結合できる
。このフィルムは非線形黒化性（ガンマｌ〜４）を持ち
得、その結果は標準的スクリーン又はパネルのそれより
も大きい黒化（出力孔１８での局所的黒化）となろう。

その効果は放射線学を実行するに当って放射量での高い
利得となる。現像後のフィルムは、出力孔１８と同一の
配列に従かう不透過で穿孔されたマスクを通して観察す
る必要があろう。

（Ｃ）　　パネル又はスクリーンは、テレビジョンで用
いられている「後部面による投影」のタイプであり得る
。この場合パネルはＸ線放射の励起下での蛍光材料から
は作られず、観察される面と対向する面上に投影される
光について透過であるか又は弱く拡散性の材料でもって
作られる。このパネルはその時は、穿孔された出力スク
リーン１５のみを含む。

第３ａ図と第３ｂ図は２つの直交する方向に沿う横方向
断面で、本発明による画像検出器の第１具体例を非限定
的に概略的に示す。

画像検出器は例えばガラスから作られる基板１２を含み
、それは透明でも又はそうでなくてもよい。

導電材料層１３が基板１２の上に堆積している。この導
電材料層１３はインジウム−錫酸化物（ＩＴＯ）のよう
なもので作られる。層１３は列導線Ｆｌ。

Ｆ２．Ｆ３を例えばピッチ２００マイクロメータで、且
つ幅１３が例えば５０マイクロメータであるようにエツ
チングされる。それから感光索子りがあり、各感光素子
は例えばＰＩＮダイオード（真性の中央部分を持つＰＮ
ジャンクション）で作られる。

ダイオードＤは、列導線の上に３つの連続層３０３１、
３２を堆積させて形成する。

層３０は、例えばボロンのようなＰ型不純物をドープさ
れた水素化アモルファスシリコン層である。

第２層３１は真性の水素化アモルファスシリコン層であ
る。第３層３２は、例えばリンであるＮ型不純物をドー
プした水素化アモルファスシリコンである。これら最後
の３つの層３０．３１．３２は中具（ｉｓｌｅｔ）の形
にエツチングされて感光素子又はダイオードに形成され
る。中具は正方形の形を有し、その側辺は列導線Ｆ１〜
Ｆ３の幅１３と同じ寸法を持つ。列導線の幅１３はそれ
自体、要素表面Ｓｅｔ〜Ｓｅ９の１側辺の寸６Ｎ　ｌよ
りずっと小さい。ホトダイオードＤに属する第３層３２
の上に絶縁層３３があり、絶縁層は感光素子りと直列に
あるコンデンサＣ（第１図に示した）の誘電体を形成す
るように構成されている。誘電層３３は例えばシリコン
ナイトライドで作られ透過性である。

誘電層３３は上方の伝導層３５によって被覆され、該伝
導層もまた透過性で（例えばインジウム−錫酸化物で作
られる）あり、且つ行導線Ｌ１〜Ｌ３を形成すべくエツ
チングされている。本発明の非限定的例示では、行導線
Ｌ１〜Ｌ３はＦ１〜Ｆ３の幅と同一の幅を有する。

行導線がそれから形成されている上方伝導層３５の上に
は、例えばガドリニウムオキシサルファイドであるシン
チレーション性物質の層１１が設けられ、接層は入射Ｘ
線に応答して可視光を放出する。

こうして例えばガドリニウムオキシサルファイド粉末に
よってシンチレーション層１１が形成され、この粉末は
厚さ１００〜４００マイクロメータの箔を形成すべく熱
硬化性樹脂に埋込まれている。

第２図を参照して説明したように、シンチレーション層
又はシンチレータ１１は出力面１Ｂを有し、この出力面
に対して出力孔１８を持つ出力スクリーン１５が当接し
ている。この目的で非限定的説明では、絶縁材料の透過
層３６が行導線Ｌｌ〜Ｌ３上に堆積され、特にこれら導
線の頭部に絶縁層を組立て且つ実質的に平坦表面３７を
形成する。出力スクリーン１５が例えば平坦面３７上に
堆積される。アルミニウム層１５がそれからエツチング
されて例えば正方形断面の出力開口１８を形成するが、
その側辺は長さＲ４（例えば４０ミクロン）で、その長
さは列と行の導線Ｆ１〜Ｆ３及びＬ１〜Ｌ３の長さｐ３
と等しいか又はより小さい。シンチレータ１１を作る箔
が出力スクリーン１５へ接着される。言うまでもなくこ
の出力スクリーン■５を形成すべく構成されるアルミニ
ウム層が、シンチレータ１１の出力面１６の上に直接堆
積することができる。入力スクリーン又は第２スクリー
ン２０もまた例えばアルミニウムで作られ、シンチレー
タ１１の入力面２１上で堆積されている。

第３ａ図と第３ｂ図の具体例は非限定的な例として示さ
れる。特に光ダイオードＤ及びコンデンサＣを形成する
層３０．３１．３２．３３は別の順序で配置してもよく
、例えばＰＩＮ型及びＮＩＰ型ホトダイオードで形成し
てもよく、又は行及び列コネクタに関してホトダイオー
ドとコンデンサとの間の位置を変更してもよい。感光素
子は、例えばホトトランジスタであるように異なった性
質を持つこともできる。基本的な点はホトンの束を各感
光素子に濃縮することで、孔がおいている反射体を介し
て原則的に出力スクリーン１５の背後で感光素子りのア
クティブ表面Ｓａが減少できるようになっており、従っ
てこれら感光素子の各々によって提出されるキャパシタ
ンスが減少させられる。

第４図は本発明による画像検出器の第２の変形具体例で
、ホトダイオードＤを形成する半導体層３０、３１．３
２はエッチされていない。

第３ａ図と第３ｂ図を参照して説明した例では、シリコ
ン層３０．３１．３２は例えば化学的エツチング又はプ
ラズマの下でのドライエツチングによって小島の形にエ
ッチされている。

第４図の具体例は第３ａ図と同様であるが、３つの連続
した層３０．３１．３２の堆積の後ではアモルファスシ
リコンの小島のエツチングのための操作が行なわれてい
ない点が異なる。

操作の間においては、行導線及び列導線Ｌ１〜Ｌ３．Ｆ
ｌ〜Ｆ３の給電に続いて、電界（不図示）が表面上のこ
れらの導線の各型の間に創成されるが、該表面は、それ
らの交差の表面に対応するもので、この表面の外部（第
４図では列導線Ｆ１〜Ｆ３の幅１３により示される）で
は、半導体層３０゜３１、３２は無視し得る電界を受け
る。それで隣接するホトダイオードＤの間では、顕著な
電界を受けない帯域２がある。

従って帯域Ｚは非常に高い抵抗を有し、それはホトダイ
オード間のいかなる電気的洩れをも阻止する。この性質
は使用した感光性半導体材料中の多くのトラップによる
もので、顕著な電界のない場合には特にアモルファスシ
リコンは電気的キャリアの非常に低い易動度を生ずる。

用い得る感光性半導体材料が水素化アモルファスシリコ
ンに限らぬことは注意されるべきである。他の材料も用
いることができ、特にセレニウムとか、アモルファス又
は多結晶形で堆積した鉛酸化物のような物である。これ
らの材料がテレビジョン管のＰＩＮ型感光感光層るため
に用いられるのは注目されるべきで、ここで用い得る厚
さは約０，５〜数マイクロメータのようなものである。

明細書は本発明を主に医療放射線学に適用するＸ線画像
の検出について述べたが、本発明は所望の波長変換をな
し得るシンチレーション材料が提供されれば他の放射線
の検出にも用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による画像検出器に用い得る感光マトリ
ックスの電気系統図、第２図は本発明の画像検出器の概
略図で且つその操作原理を示す図、第３ａ図と第３ｂ図
は２つの直交方向での横方向切断で、本発明による画像
検出器の第１具体例の概略図、第４図は本発明の画像検
出器の第２具体例を示す概略図である。 １・・・・・・マトリックス、　３・・・・・・行アド
レッシング装置、４・・・・・・読取り装置、５・・・
・・マトリックス側辺、Ｄ・・・・・・感光素子、Ｌ１
〜Ｌ３・・・・・・行導線、Ｆｌ−Ｆ３・・・・・・列
導線、Ｓｅｌ〜Ｓｅ９・・団・要素表面、Ｓａｌ〜Ｓａ
９・・・・・・アクティブ表面、Ｃ・旧・・コンデンサ
。 出灘人 トムソンーセエスエフ

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. （１）入射放射線にさらされるシンチレータと感光ドッ
   トのマトリックスとから成る画像検出器であって、マト
   リックスは直交する行導線と列導線を含み、且つ該マト
   リックスは要素表面に分割されてその各々が感光ドット
   を有し、シンチレータは入射放射線に応答して光放射線
   を放出するものであり、出力スクリーンがシンチレータ
   と要素表面との間に差しはさまれておって、且つシンチ
   レータによって放出される光に不透過でまた少ししかそ
   れを吸収せず、さらに該出力スクリーンは、各感光ドッ
   トに対面してシンチレータからの光を通過させるような
   少なくとも１つの開口を持つように穿孔されており、開
   口は要素表面の面積よりもずっと小さい面積を有し、ま
   た第２の非穿孔スクリーンが要素表面と反対側のシンチ
   レータの入力面上に置かれ、該第２スクリーンがシンチ
   レータによって放出される光に不透過でほとんどそれを
   吸収しないものである画像検出器。
2. （２）感光ドットが要素表面よりもずっと小さいアクテ
   ィブ表面を有する特許請求の範囲第１項に記載の画像検
   出器。
3. （３）感光ドットが要素表面の半分と等しいか又はより
   小さいアクティブ表面を有する特許請求の範囲第２項に
   記載の画像検出器。
4. （４）開口がアクティブ表面と等しいか又はより小さい
   表面を有する特許請求の範囲第２項に記載の画像検出器
   。
5. （５）出力スクリーンが、要素表面の方向に向いている
   シンチレータの出力面に当接している特許請求の範囲第
   １項に記載の画像検出器。
6. （６）２つのスクリーンのうち少なくとも１つが反射性
   である特許請求の範囲第１項に記載の画像検出器。
7. （７）２つのスクリーンのうち少なくとも１つが拡散性
   である特許請求の範囲第１項に記載の画像検出器。
8. （８）感光ドットが少なくとも１つの感光素子を有し、
   感光素子が、行導線を含む平面と列導線を含む平面との
   間に位置する半導体層の積重ねによって形成され、行導
   線と列導線が要素表面の寸法よりも小さい幅を持つもの
   である特許請求の範囲第１項に記載の画像検出器。
9. （９）感光素子が半導体層のエッチングによって区分さ
   れるものである特許請求の範囲第８項に記載の画像検出
   器。
10. （１０）感光素子が行導線及び列導線の交差で形成され
    る交差表面によって実質的に区分され、半導体層がエッ
    チングされていない特許請求の範囲第９項に記載の画像
    検出器。
11. （１１）入射放射線がＸ放射線である特許請求の範囲第
    １項に記載の画像検出器。
12. （１２）入射放射線にさらされるパネルを有する画像検
    出器であって、パネルが入射放射線にさらされる入力面
    と光放射線が通って出て行く出力面を含むものであり、
    出力面はパネルを出て行く光に対して反射性の出力スク
    リーンを持ち、出力スクリーンはマトリックス配列の状
    態に位置した開口を持つように穿孔されており、また入
    力面がパネルを出て行く光に対して反射性である入力ス
    クリーンを持つ画像検出器。
13. （１３）パネルが少なくとも１つのシンチレーション物
    質から形成される特許請求の範囲第１２項に記載の画像
    検出器。
14. （１４）入射放射線がＸ放射線である特許請求の範囲第
    １２項に記載の画像検出器。