JPH06342098A - ソリッド・ステート・デバイスを用いたｘ線イメージ捕獲エレメントおよび方法 - Google Patents
ソリッド・ステート・デバイスを用いたｘ線イメージ捕獲エレメントおよび方法Info
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- JPH06342098A JPH06342098A JP5316975A JP31697593A JPH06342098A JP H06342098 A JPH06342098 A JP H06342098A JP 5316975 A JP5316975 A JP 5316975A JP 31697593 A JP31697593 A JP 31697593A JP H06342098 A JPH06342098 A JP H06342098A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/29—Measurement performed on radiation beams, e.g. position or section of the beam; Measurement of spatial distribution of radiation
- G01T1/2914—Measurement of spatial distribution of radiation
- G01T1/2921—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions; Radio-isotope cameras
- G01T1/2928—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions; Radio-isotope cameras using solid state detectors
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- H—ELECTRICITY
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- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ソリッド・ステート（固体素子）デバイスを
使用してＸ線イメージを捕獲する方法および装置を提供
すること。 【構成】 Ｘ線イメージ捕獲エレメントは、上面と下面
をもつ誘電基板層を含む。複数のトランジスタおよび複
数の電荷蓄積キャパシタが誘電層の上面に隣接して配列
されており、各キャパシタはトランジスタの少なくとも
１つに接続された内側導電マイクロプレートを有する。
導電アドレス・ラインとセンス・ラインは誘電層の上面
に隣接して配置され、トランジスタをアクチベートし
て、キャパシタをアクセスする。光導電層はトランジス
タ、アドレス・ラインおよびセンス・ライン上に積層さ
れ、上部導電層は誘電層に対向して光導電層上に積層さ
れている。イメージ捕獲エレメントはさらに、内側マイ
クロプレートの各々の上面に隣接して配置された複数の
電荷バリヤ（阻止）層と、光導電層および上部導電層の
間に配置されたバリヤ誘電層とを含む。
使用してＸ線イメージを捕獲する方法および装置を提供
すること。 【構成】 Ｘ線イメージ捕獲エレメントは、上面と下面
をもつ誘電基板層を含む。複数のトランジスタおよび複
数の電荷蓄積キャパシタが誘電層の上面に隣接して配列
されており、各キャパシタはトランジスタの少なくとも
１つに接続された内側導電マイクロプレートを有する。
導電アドレス・ラインとセンス・ラインは誘電層の上面
に隣接して配置され、トランジスタをアクチベートし
て、キャパシタをアクセスする。光導電層はトランジス
タ、アドレス・ラインおよびセンス・ライン上に積層さ
れ、上部導電層は誘電層に対向して光導電層上に積層さ
れている。イメージ捕獲エレメントはさらに、内側マイ
クロプレートの各々の上面に隣接して配置された複数の
電荷バリヤ（阻止）層と、光導電層および上部導電層の
間に配置されたバリヤ誘電層とを含む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はディジタル放射線写真イ
メージ（radiographic image) を捕獲する方法および装
置に関する。より具体的には、本発明は、放射線写真潜
像を特有のマイクロキャパシタ・マトリックス・パネル
で表現した電荷を捕獲し、読み出して放射線写真を表し
た電気信号を得るための方法およびその装置に関するも
のである。
メージ（radiographic image) を捕獲する方法および装
置に関する。より具体的には、本発明は、放射線写真潜
像を特有のマイクロキャパシタ・マトリックス・パネル
で表現した電荷を捕獲し、読み出して放射線写真を表し
た電気信号を得るための方法およびその装置に関するも
のである。
【０００２】なお、本明細書の記述は本件出願の優先権
の基礎たる米国特許出願第０７／９９２，８１３号（１
９９２年１２月１６日出願）の明細書の記載に基づくも
のであって、当該米国特許出願の番号を参照することに
よって当該米国特許出願の明細書の記載内容が本明細書
の一部分を構成するものとする。
の基礎たる米国特許出願第０７／９９２，８１３号（１
９９２年１２月１６日出願）の明細書の記載に基づくも
のであって、当該米国特許出願の番号を参照することに
よって当該米国特許出願の明細書の記載内容が本明細書
の一部分を構成するものとする。
【０００３】
【従来の技術】従来の放射線写真は、遮光カセット格納
装置内のハロゲン化銀感光フィルムを使用して、放射線
写真潜像を捕獲している。この潜像は、あとで化学的現
像と定着を行った後可視像にされている。ハロゲン化銀
フィルムはＸ線放射に対する感度があまり良くなく、像
を得るために大量の露光を必要とするので、大部分の装
置は、りん層を含む増感スクリーンをハロゲン化銀フィ
ルムと併用して、露光の減少化を達成している。
装置内のハロゲン化銀感光フィルムを使用して、放射線
写真潜像を捕獲している。この潜像は、あとで化学的現
像と定着を行った後可視像にされている。ハロゲン化銀
フィルムはＸ線放射に対する感度があまり良くなく、像
を得るために大量の露光を必要とするので、大部分の装
置は、りん層を含む増感スクリーンをハロゲン化銀フィ
ルムと併用して、露光の減少化を達成している。
【０００４】ゼログラフィック（電子写真）処理で光導
電プレートを使用して放射線写真潜像を捕獲する方法に
よっても放射線写真は得られる。この場合には、Ｘ線放
射に感光する光導電プレートは、導電裏引き層(conduct
ive backing layer)上にコーティングされた光導電層を
少なくとも備えており、まず、コロナ・イオンを発生す
る荷電ステーションの下を通過するとき荷電される。正
電荷または負電荷がプレート表面上に均等に蓄積され
る。次に、プレートはＸ線放射に露光される。入射放射
線の強度に応じて、Ｘ線放射によって生成された電子ホ
ール（正孔）ペアは、表面上に分布する電荷に付随する
電場によって分離され、この電場に沿って移動し、表面
電荷と再結合される。Ｘ線が照射されたあと、大きさが
変化する電荷の形体をした潜像は、プレート表面上に残
留しており、これは静電潜像放射線写真(latent electr
ostatic radiogram)を表している。この潜像は、トナー
によって可視像にすることが可能であり、より鮮明にす
るために、受光面に転写することが好ましい。
電プレートを使用して放射線写真潜像を捕獲する方法に
よっても放射線写真は得られる。この場合には、Ｘ線放
射に感光する光導電プレートは、導電裏引き層(conduct
ive backing layer)上にコーティングされた光導電層を
少なくとも備えており、まず、コロナ・イオンを発生す
る荷電ステーションの下を通過するとき荷電される。正
電荷または負電荷がプレート表面上に均等に蓄積され
る。次に、プレートはＸ線放射に露光される。入射放射
線の強度に応じて、Ｘ線放射によって生成された電子ホ
ール（正孔）ペアは、表面上に分布する電荷に付随する
電場によって分離され、この電場に沿って移動し、表面
電荷と再結合される。Ｘ線が照射されたあと、大きさが
変化する電荷の形体をした潜像は、プレート表面上に残
留しており、これは静電潜像放射線写真(latent electr
ostatic radiogram)を表している。この潜像は、トナー
によって可視像にすることが可能であり、より鮮明にす
るために、受光面に転写することが好ましい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】最近の開発では、静電
画像捕獲エレメントを使用して、Ｘ線潜像を捕獲するも
のがあり、この静電潜像捕獲エレメントは、光導電層が
導電支持体上に形成され、この光導電層は誘電層によっ
て被覆されており、誘電層の上には透明電極がコーティ
ングされている。透明電極と導電支持体間にバイアス電
圧が印加されると、大容量並列プレート・キャパシタで
あるこのエレメントが充電するようになっている。バイ
アス電圧が印加されている間、このエレメントにはイメ
ージワイズ変調Ｘ線放射(image wise modulated X-ray
radiation)が照射される。この照射の後、バイアスが除
かれ、潜像が誘電層の両端に蓄積された電荷分布として
残留している。このエレメント構造の問題は、局所的電
荷変化で表された潜像が非常に微小な信号電荷であり、
プレート全面の総静電容量電荷にランダム・ノイズが存
在するとき、抽出しなければならないことである。信号
雑音比は劣っているのが一般的である。
画像捕獲エレメントを使用して、Ｘ線潜像を捕獲するも
のがあり、この静電潜像捕獲エレメントは、光導電層が
導電支持体上に形成され、この光導電層は誘電層によっ
て被覆されており、誘電層の上には透明電極がコーティ
ングされている。透明電極と導電支持体間にバイアス電
圧が印加されると、大容量並列プレート・キャパシタで
あるこのエレメントが充電するようになっている。バイ
アス電圧が印加されている間、このエレメントにはイメ
ージワイズ変調Ｘ線放射(image wise modulated X-ray
radiation)が照射される。この照射の後、バイアスが除
かれ、潜像が誘電層の両端に蓄積された電荷分布として
残留している。このエレメント構造の問題は、局所的電
荷変化で表された潜像が非常に微小な信号電荷であり、
プレート全面の総静電容量電荷にランダム・ノイズが存
在するとき、抽出しなければならないことである。信号
雑音比は劣っているのが一般的である。
【０００６】信号雑音比を改善する試みとして、透明電
極は、イメージ中の最小解像エレメントの面積に等しい
面積をもつ複数のピクセル・サイズ・マイクロプレート
として誘電層上に形成されている。この方法によると、
総プレート容量が減少し、画素ごとに抽出される信号は
信号雑音比が改善されている。潜像を読み出す方法とし
ては、特に、透明電極の長さをレーザ・ビームでスキャ
ン（走査）し、その間に、マイクロプレートと導電プレ
ート間に形成されたマイクロ・キャパシタの各々からの
電荷の流れを読み取る方法がある。このエレメントは、
プレート全面を被覆する連続電極構造に比べて大幅に改
善されているが、このプレートの使用方式は、特に、マ
イクロプレートを初期充電するときの方法の面で若干複
雑化している。
極は、イメージ中の最小解像エレメントの面積に等しい
面積をもつ複数のピクセル・サイズ・マイクロプレート
として誘電層上に形成されている。この方法によると、
総プレート容量が減少し、画素ごとに抽出される信号は
信号雑音比が改善されている。潜像を読み出す方法とし
ては、特に、透明電極の長さをレーザ・ビームでスキャ
ン（走査）し、その間に、マイクロプレートと導電プレ
ート間に形成されたマイクロ・キャパシタの各々からの
電荷の流れを読み取る方法がある。このエレメントは、
プレート全面を被覆する連続電極構造に比べて大幅に改
善されているが、このプレートの使用方式は、特に、マ
イクロプレートを初期充電するときの方法の面で若干複
雑化している。
【０００７】そこで、本発明は、上面と下面をもつ誘電
基板層を含むＸ線イメージ（像）捕獲エレメントを提供
することを目的とする。
基板層を含むＸ線イメージ（像）捕獲エレメントを提供
することを目的とする。
【０００８】また本発明は、上記Ｘ線イメージ捕獲エレ
メントを使用して、光導電層にイメージワイズ変調放射
線(imagewise modulated radiation) を照射し、そこに
生じた電荷の大きさを求めることによって、放射線写真
(radiogram) を捕獲する方法を提供することを目的とし
ている。
メントを使用して、光導電層にイメージワイズ変調放射
線(imagewise modulated radiation) を照射し、そこに
生じた電荷の大きさを求めることによって、放射線写真
(radiogram) を捕獲する方法を提供することを目的とし
ている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明においては、誘電層の上面に隣接して複
数のトランジスタが配列されている。また、誘電層の上
面に隣接して複数の電荷蓄積キャパシタが配列され、各
々のキャパシタは、上記トランジスタの少なくとも１つ
に接続された内側導電マイクロプレートを有している。
導電アドレス・ラインとセンス・ラインが誘電層の上面
に隣接して配置され、トランジスタを電子的にアクチベ
ート（活性化）し、これらのキャパシタの各々を個別的
にアクセスする。光導電層はトランジスタ、アドレス・
ラインおよびセンス・ライン上に配置され、上部導電層
は誘電層に対向して光導電層上に配置されている。この
イメージ捕獲エレメントは、さらに、それぞれが内側マ
イクロプレートの各々の上面に隣接して配置された複数
の電荷バリヤ層(charge barrier layer)、ならびに光導
電層と上部導電層との間に配置された、これらと同じ広
がりをもつバリヤ誘電層を含んでいる。
るために本発明においては、誘電層の上面に隣接して複
数のトランジスタが配列されている。また、誘電層の上
面に隣接して複数の電荷蓄積キャパシタが配列され、各
々のキャパシタは、上記トランジスタの少なくとも１つ
に接続された内側導電マイクロプレートを有している。
導電アドレス・ラインとセンス・ラインが誘電層の上面
に隣接して配置され、トランジスタを電子的にアクチベ
ート（活性化）し、これらのキャパシタの各々を個別的
にアクセスする。光導電層はトランジスタ、アドレス・
ラインおよびセンス・ライン上に配置され、上部導電層
は誘電層に対向して光導電層上に配置されている。この
イメージ捕獲エレメントは、さらに、それぞれが内側マ
イクロプレートの各々の上面に隣接して配置された複数
の電荷バリヤ層(charge barrier layer)、ならびに光導
電層と上部導電層との間に配置された、これらと同じ広
がりをもつバリヤ誘電層を含んでいる。
【００１０】特に請求項１に記載の発明は、上面と下面
をもつ誘電基板層と、該誘電基板層の上面に隣接して配
列された複数のトランジスタと、同じく該誘電基板層の
上面に隣接して配列された複数の電荷蓄積キャパシタで
あって、各々が前記トランジスタの少なくとも１つに接
続された内側導電マイクロプレートを備え、該内側マイ
クロプレートが前記誘電層に対向する上面をもつ電荷蓄
積キャパシタと、前記誘電層の上面に隣接して配置され
て、前記トランジスタを電子的にアクチベートして前記
キャパシタの各々を個別的にアクセスする手段と、前記
トランジスタならびに前記アクチベートおよびアクセス
手段の上に積層された光導電層と、前記誘電層の反対側
の前記光伝導層上に積層された上部導電層とを含むＸ線
イメージ捕獲エレメントにおいて、それぞれが前記内側
マイクロプレートの各々の上面に隣接して配置された複
数の電荷バリヤ（阻止）層と、前記光導電層と前記上部
導電層間に配置され、これらと同じ広がりをもつバリヤ
誘電層とを備えたことを特徴とする。
をもつ誘電基板層と、該誘電基板層の上面に隣接して配
列された複数のトランジスタと、同じく該誘電基板層の
上面に隣接して配列された複数の電荷蓄積キャパシタで
あって、各々が前記トランジスタの少なくとも１つに接
続された内側導電マイクロプレートを備え、該内側マイ
クロプレートが前記誘電層に対向する上面をもつ電荷蓄
積キャパシタと、前記誘電層の上面に隣接して配置され
て、前記トランジスタを電子的にアクチベートして前記
キャパシタの各々を個別的にアクセスする手段と、前記
トランジスタならびに前記アクチベートおよびアクセス
手段の上に積層された光導電層と、前記誘電層の反対側
の前記光伝導層上に積層された上部導電層とを含むＸ線
イメージ捕獲エレメントにおいて、それぞれが前記内側
マイクロプレートの各々の上面に隣接して配置された複
数の電荷バリヤ（阻止）層と、前記光導電層と前記上部
導電層間に配置され、これらと同じ広がりをもつバリヤ
誘電層とを備えたことを特徴とする。
【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のＸ線イメージ捕獲エレメントにおいて、各キャパシタ
が、前記誘電層の上面上に配置された外側導電マイクロ
プレートと、該外側マイクロプレート上に積層された誘
電物質とを有し、前記内側マイクロプレートは該外側マ
イクロプレートに対向して該誘電物質上に積層されてい
ることを特徴とする。
のＸ線イメージ捕獲エレメントにおいて、各キャパシタ
が、前記誘電層の上面上に配置された外側導電マイクロ
プレートと、該外側マイクロプレート上に積層された誘
電物質とを有し、前記内側マイクロプレートは該外側マ
イクロプレートに対向して該誘電物質上に積層されてい
ることを特徴とする。
【００１２】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
のＸ線イメージ捕獲エレメントにおいて、前記内側マイ
クロプレートはアルミニウムを有し、前記電荷バリヤ層
は酸化アルミニウムを有することを特徴とする。
のＸ線イメージ捕獲エレメントにおいて、前記内側マイ
クロプレートはアルミニウムを有し、前記電荷バリヤ層
は酸化アルミニウムを有することを特徴とする。
【００１３】請求項４に記載の発明は、請求項２に記載
のＸ線イメージ捕獲エレメントにおいて、前記内側マイ
クロプレートは酸化インジウム−錫を有することを特徴
とする。
のＸ線イメージ捕獲エレメントにおいて、前記内側マイ
クロプレートは酸化インジウム−錫を有することを特徴
とする。
【００１４】請求項５に記載の発明は、請求項２に記載
のＸ線イメージ捕獲エレメントにおいて、各トランジス
タは、前記内側マイクロプレートの１つに接続されたソ
ースならびに、双方が共に前記アクチベート手段に接続
されたドレインおよびゲートを有する薄膜電界効果トラ
ンジスタ（ＦＥＴ）であることを特徴とする。
のＸ線イメージ捕獲エレメントにおいて、各トランジス
タは、前記内側マイクロプレートの１つに接続されたソ
ースならびに、双方が共に前記アクチベート手段に接続
されたドレインおよびゲートを有する薄膜電界効果トラ
ンジスタ（ＦＥＴ）であることを特徴とする。
【００１５】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
のＸ線イメージ捕獲エレメントにおいて、前記トランジ
スタはアモルファス・シリコン、多結晶シリコン、単結
晶シリコンおよび硫化カドミウムの群から選択した物質
を有することを特徴とする。
のＸ線イメージ捕獲エレメントにおいて、前記トランジ
スタはアモルファス・シリコン、多結晶シリコン、単結
晶シリコンおよび硫化カドミウムの群から選択した物質
を有することを特徴とする。
【００１６】請求項７に記載の発明は、請求項５に記載
のＸ線イメージ捕獲エレメントにおいて、前記光導電層
と前記トランジスタの各々の間に設けられたパッシベー
ション層をさらに備えたことを特徴とする。
のＸ線イメージ捕獲エレメントにおいて、前記光導電層
と前記トランジスタの各々の間に設けられたパッシベー
ション層をさらに備えたことを特徴とする。
【００１７】請求項８に記載の発明は、請求項５に記載
のＸ線イメージ捕獲エレメントにおいて、前記アクチベ
ートしおよびアクセスする手段は、トランジスタに沿っ
て布線され、それぞれが隣接トランジスタのゲートに接
続された複数のディスクリート導電アドレス・ライン
と、アドレス・ラインを横切る方向にトランジスタに沿
って布線され、それぞれが隣接トランジスタのドレイン
領域に接続された複数のディスクリート導電センス・ラ
インと有することを特徴とする。
のＸ線イメージ捕獲エレメントにおいて、前記アクチベ
ートしおよびアクセスする手段は、トランジスタに沿っ
て布線され、それぞれが隣接トランジスタのゲートに接
続された複数のディスクリート導電アドレス・ライン
と、アドレス・ラインを横切る方向にトランジスタに沿
って布線され、それぞれが隣接トランジスタのドレイン
領域に接続された複数のディスクリート導電センス・ラ
インと有することを特徴とする。
【００１８】請求項９に記載の発明は、請求項８に記載
のＸ線イメージ捕獲エレメントにおいて、外側マイクロ
プレートに維持されているアース電圧に対して可変動作
電圧を上部導電層に印加する手段をさらに備えたことを
特徴とする。
のＸ線イメージ捕獲エレメントにおいて、外側マイクロ
プレートに維持されているアース電圧に対して可変動作
電圧を上部導電層に印加する手段をさらに備えたことを
特徴とする。
【００１９】請求項１０に記載の発明は、請求項８に記
載のＸ線イメージ捕獲エレメントにおいて、前記アドレ
ス・ラインおよび前記センス・ラインを第１電荷状態か
ら第２読出し状態に切り替えるための手段をさらに備え
たことを特徴とする。
載のＸ線イメージ捕獲エレメントにおいて、前記アドレ
ス・ラインおよび前記センス・ラインを第１電荷状態か
ら第２読出し状態に切り替えるための手段をさらに備え
たことを特徴とする。
【００２０】請求項１１に記載の発明は、請求項８に記
載のＸ線イメージ捕獲エレメントにおいて、前記センス
・ラインに接続されて、前記キャパシタに蓄積された電
荷をアナログ信号に変換するための電荷測定手段をさら
に備えたことを特徴とする。
載のＸ線イメージ捕獲エレメントにおいて、前記センス
・ラインに接続されて、前記キャパシタに蓄積された電
荷をアナログ信号に変換するための電荷測定手段をさら
に備えたことを特徴とする。
【００２１】請求項１２に記載の発明は、請求項１に記
載のＸ線イメージ捕獲エレメントであって、前記エレメ
ントを取り囲んでポータブル・エレクトロニック・カセ
ットを構成する格納装置の組合せ構造からなり、前記格
納装置が前記エレメントに接続されて、前記エレメント
に電力を供給し、前記エレメントから電気信号を読み取
るための電気ケーブルを有することを特徴とする。
載のＸ線イメージ捕獲エレメントであって、前記エレメ
ントを取り囲んでポータブル・エレクトロニック・カセ
ットを構成する格納装置の組合せ構造からなり、前記格
納装置が前記エレメントに接続されて、前記エレメント
に電力を供給し、前記エレメントから電気信号を読み取
るための電気ケーブルを有することを特徴とする。
【００２２】請求項１３に記載の発明は、Ｘ線イメージ
捕獲エレメントで放射線イメージを捕獲する方法であっ
て、該Ｘ線イメージ捕獲エレメントが、上面と下面を設
けた誘電基板層と、該誘電基板層の上面に隣接して配列
された複数のトランジスタと、同じく該誘電層の上面に
隣接して配列された複数の電荷蓄積キャパシタであっ
て、各キャパシタが前記トランジスタの少なくとも１つ
に接続された内側導電マイクロプレートを設け、該内側
マイクロプレートが該誘電層に対向する上面を設け、さ
らに、各キャパシタが該誘電層の上面に積層された外側
導電マイクロプレートと該外側マイクロプレート上に積
層された誘電物質とを設け、該内側マイクロプレートが
該外側マイクロプレートに対向して該誘電物質上に積層
されている電荷蓄積キャパシタと、前記誘電層の上面に
隣接して配置され、前記トランジスタを電子的にアクチ
ベートし、前記キャパシタの各々を個別的にアクセスす
る手段であって、トランジスタに沿って布線され、それ
ぞれが隣接トランジスタのゲートに接続された複数のデ
ィスクリート導電アドレス・ラインと、アドレス・ライ
ンを横切る方向にトランジスタに沿って布線され、それ
ぞれが隣接トランジスタのドレイン領域に接続された複
数のディスクリート導電センス・ラインとを含むアクセ
ス手段と、それぞれが前記センス・ラインに接続され
て、前記キャパシタの電荷をアナログ信号に変換するた
めの電荷増幅手段と、前記トランジスタと前記アクチベ
ートおよびアクセス手段上に積層された光導電層と、前
記誘電層に対向して前記光導電層上に積層された上部導
電層と、それぞれが前記内側マイクロプレートの各々の
上面に隣接して配置された複数の電荷バリヤ層と、前記
光導電層と前記上部導電層との間に配置され、それらと
同じ広がりをもつバリヤ誘電層とを有し、（ａ）すべて
のアドレス・ラインを第１バイアス値にし、前記内側マ
イクロプレートをアース電位に接続し、前記電荷蓄積増
幅器を無信号レベルにセットするステップと、（ｂ）前
記外側マイクロプレートをアース電位に維持したまま、
正の動作電圧を上部導電層に印加するステップと、
（ｃ）前記第１バイアス値をすべてのアドレス・ライン
から取り除いて、前記電荷蓄積キャパシタが電荷を蓄積
することを可能にするステップと、（ｄ）光導電層にイ
メージワイズ変調Ｘ線放射を照射して、放射量に比例し
た密度で光導電層内に電荷を発生させるステップと、
（ｅ）放射を停止し、上部導電層に印加した正の初期動
作電圧を切り離して、イメージ捕獲エレメント内に電荷
分布を実効的に発生するステップと、（ｆ）複数のアド
レス・ラインを通して信号を順次にトランジスタに入力
して、キャパシタに蓄積された電荷がキャパシタから複
数のセンス・ラインに流れ込むことを可能にするステッ
プと、（ｇ）各電荷蓄積キャパシタからの電荷を累積す
るように電荷増幅手段をアクチベートし、この累積値を
あとでディジタル化して、メモリにストアしておくステ
ップとを備えたことを特徴とする。
捕獲エレメントで放射線イメージを捕獲する方法であっ
て、該Ｘ線イメージ捕獲エレメントが、上面と下面を設
けた誘電基板層と、該誘電基板層の上面に隣接して配列
された複数のトランジスタと、同じく該誘電層の上面に
隣接して配列された複数の電荷蓄積キャパシタであっ
て、各キャパシタが前記トランジスタの少なくとも１つ
に接続された内側導電マイクロプレートを設け、該内側
マイクロプレートが該誘電層に対向する上面を設け、さ
らに、各キャパシタが該誘電層の上面に積層された外側
導電マイクロプレートと該外側マイクロプレート上に積
層された誘電物質とを設け、該内側マイクロプレートが
該外側マイクロプレートに対向して該誘電物質上に積層
されている電荷蓄積キャパシタと、前記誘電層の上面に
隣接して配置され、前記トランジスタを電子的にアクチ
ベートし、前記キャパシタの各々を個別的にアクセスす
る手段であって、トランジスタに沿って布線され、それ
ぞれが隣接トランジスタのゲートに接続された複数のデ
ィスクリート導電アドレス・ラインと、アドレス・ライ
ンを横切る方向にトランジスタに沿って布線され、それ
ぞれが隣接トランジスタのドレイン領域に接続された複
数のディスクリート導電センス・ラインとを含むアクセ
ス手段と、それぞれが前記センス・ラインに接続され
て、前記キャパシタの電荷をアナログ信号に変換するた
めの電荷増幅手段と、前記トランジスタと前記アクチベ
ートおよびアクセス手段上に積層された光導電層と、前
記誘電層に対向して前記光導電層上に積層された上部導
電層と、それぞれが前記内側マイクロプレートの各々の
上面に隣接して配置された複数の電荷バリヤ層と、前記
光導電層と前記上部導電層との間に配置され、それらと
同じ広がりをもつバリヤ誘電層とを有し、（ａ）すべて
のアドレス・ラインを第１バイアス値にし、前記内側マ
イクロプレートをアース電位に接続し、前記電荷蓄積増
幅器を無信号レベルにセットするステップと、（ｂ）前
記外側マイクロプレートをアース電位に維持したまま、
正の動作電圧を上部導電層に印加するステップと、
（ｃ）前記第１バイアス値をすべてのアドレス・ライン
から取り除いて、前記電荷蓄積キャパシタが電荷を蓄積
することを可能にするステップと、（ｄ）光導電層にイ
メージワイズ変調Ｘ線放射を照射して、放射量に比例し
た密度で光導電層内に電荷を発生させるステップと、
（ｅ）放射を停止し、上部導電層に印加した正の初期動
作電圧を切り離して、イメージ捕獲エレメント内に電荷
分布を実効的に発生するステップと、（ｆ）複数のアド
レス・ラインを通して信号を順次にトランジスタに入力
して、キャパシタに蓄積された電荷がキャパシタから複
数のセンス・ラインに流れ込むことを可能にするステッ
プと、（ｇ）各電荷蓄積キャパシタからの電荷を累積す
るように電荷増幅手段をアクチベートし、この累積値を
あとでディジタル化して、メモリにストアしておくステ
ップとを備えたことを特徴とする。
【００２３】請求項１４に記載の発明は、請求項１３に
記載のＸ線イメージ捕獲方法において、イメージ捕獲エ
レメントをその元の状態に復元するステップをさらに備
え、該復元ステップは、（ａ）アドレス・ラインを通し
てゲート信号をトランジスタに入力して、電荷蓄積キャ
パシタに残存しているすべての電荷がキャパシタからセ
ンス・ラインに流れ込むことを可能にするステップと、
（ｂ）各電荷蓄積キャパシタを電気的中立アース状態に
保つように接続された電荷増幅手段を電気的にアースす
るステップと、（ｃ）動作電圧源を上部導電層に再接続
し、制御によるレートで電圧を電気的中立アース値まで
減少させ、極性が反転したとき、電圧を第２の負動作電
圧まで減少させて、光導電層に残留している電荷を中立
化するステップと、（ｄ）反転動作電圧を電気的中立ア
ース電圧に戻るまで減少させて、イメージ捕獲エレメン
トを実効的に再初期設定するステップとを有することを
特徴とする。
記載のＸ線イメージ捕獲方法において、イメージ捕獲エ
レメントをその元の状態に復元するステップをさらに備
え、該復元ステップは、（ａ）アドレス・ラインを通し
てゲート信号をトランジスタに入力して、電荷蓄積キャ
パシタに残存しているすべての電荷がキャパシタからセ
ンス・ラインに流れ込むことを可能にするステップと、
（ｂ）各電荷蓄積キャパシタを電気的中立アース状態に
保つように接続された電荷増幅手段を電気的にアースす
るステップと、（ｃ）動作電圧源を上部導電層に再接続
し、制御によるレートで電圧を電気的中立アース値まで
減少させ、極性が反転したとき、電圧を第２の負動作電
圧まで減少させて、光導電層に残留している電荷を中立
化するステップと、（ｄ）反転動作電圧を電気的中立ア
ース電圧に戻るまで減少させて、イメージ捕獲エレメン
トを実効的に再初期設定するステップとを有することを
特徴とする。
【００２４】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
に説明する。
【００２５】図１は、誘電基板層１２をもつ、Ｘ線イメ
ージ（画像）捕獲装置、エレメントまたはパネル１６を
示している。誘電基板層１２は、パネル１６を扱いやす
くする厚さになっている。誘電基板層１２上には、複数
の第１ディスクリート微小導電電極１８（具体的には、
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，．．１８ｎ）が設けられてい
る。これらの電極は、以下では、マイクロプレート１８
ｎと呼ぶ。マイクロプレート１８ｎはアルミニウムで作
ることが好ましい。この種のマイクロプレート１８ｎを
作る技術は、この分野では公知である。マイクロプレー
ト１８ｎの寸法によって、エレメント１６が解像できる
最小画素（ピクセル）の輪郭が定まる。マイクロプレー
トは、熱堆積法(thermal deposition)またはスパッタリ
ング法を用いて誘電基板層１２上に堆積されるのが一般
的であるが、必ずしもこの方法による必要はなく、また
金、銀、銅、クロム、チタン、プラチナなどの金属の薄
膜で作ることが可能である。この複数の第１マイクロプ
レート上には、好ましくは、二酸化シリコンからなる静
電容量誘電材１９が塗布される。窒化シリコンなどの、
他の材料を使用することも可能である。さらに、誘電基
板層１２上には、２電極１３、１４とゲート１１をもつ
複数のトランジスタ５が堆積されている。さらに、図１
に示すように、複数の第２マイクロプレート４（具体的
には、４ａ，４ｂ，４ｃ，．．４ｎ）が設けられてい
る。これらのマイクロプレートは、以下では、マイクロ
プレート４ｎと呼ぶ。これらは、真空熱堆積法またはス
パッタリング方法によって誘電基板層１２上に堆積され
るのが代表例であるが、必ずしも、この方法による必要
はなく、また金、銀、銅、クロム、チタン、プラチナな
どの金属の薄膜で作ることが可能である。好ましくは、
マイクロプレート４ｎはアルミニウムまたは酸化インジ
ウム・錫(indium-tin oxide)で作られる。
ージ（画像）捕獲装置、エレメントまたはパネル１６を
示している。誘電基板層１２は、パネル１６を扱いやす
くする厚さになっている。誘電基板層１２上には、複数
の第１ディスクリート微小導電電極１８（具体的には、
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，．．１８ｎ）が設けられてい
る。これらの電極は、以下では、マイクロプレート１８
ｎと呼ぶ。マイクロプレート１８ｎはアルミニウムで作
ることが好ましい。この種のマイクロプレート１８ｎを
作る技術は、この分野では公知である。マイクロプレー
ト１８ｎの寸法によって、エレメント１６が解像できる
最小画素（ピクセル）の輪郭が定まる。マイクロプレー
トは、熱堆積法(thermal deposition)またはスパッタリ
ング法を用いて誘電基板層１２上に堆積されるのが一般
的であるが、必ずしもこの方法による必要はなく、また
金、銀、銅、クロム、チタン、プラチナなどの金属の薄
膜で作ることが可能である。この複数の第１マイクロプ
レート上には、好ましくは、二酸化シリコンからなる静
電容量誘電材１９が塗布される。窒化シリコンなどの、
他の材料を使用することも可能である。さらに、誘電基
板層１２上には、２電極１３、１４とゲート１１をもつ
複数のトランジスタ５が堆積されている。さらに、図１
に示すように、複数の第２マイクロプレート４（具体的
には、４ａ，４ｂ，４ｃ，．．４ｎ）が設けられてい
る。これらのマイクロプレートは、以下では、マイクロ
プレート４ｎと呼ぶ。これらは、真空熱堆積法またはス
パッタリング方法によって誘電基板層１２上に堆積され
るのが代表例であるが、必ずしも、この方法による必要
はなく、また金、銀、銅、クロム、チタン、プラチナな
どの金属の薄膜で作ることが可能である。好ましくは、
マイクロプレート４ｎはアルミニウムまたは酸化インジ
ウム・錫(indium-tin oxide)で作られる。
【００２６】図２に示すように、少なくとも１つのトラ
ンジスタ５は各マイクロプレート４ｎをＸｎライン１１
に接続している。トランジスタ５の代表例としては、Ｆ
ＥＴトランジスタがあり、そのゲートがＸｎライン１１
に接続され、そのソースまたはドレインがＹｎライン１
３に接続されている。電荷蓄積キャパシタ６は、マイク
ロプレート４ｎ，１８ｎおよび静電容量誘電物質１９に
よって形成されている。また、各マイクロプレート４ｎ
はトランジスタ５の電極１４にも接続されている。各マ
イクロプレート１８ｎはグランド（アース）に接続され
ている。各トランジスタ５は双方向スイッチの働きを
し、バイアス電圧がＸｎアドレス・ラインを介してゲー
トに印加されたかどうかに応じて、Ｙｎライン１３のセ
ンス・ラインと電荷蓄積キャパシタ６との間に電流を流
す。トランジスタ５は、水素化合(hydrogenated)アモル
ファス・シリコン層１５、絶縁層９９、導電ゲート１１
および２つの導電電極を有することが好ましく、また図
１に概略図で示すように、一方の電極１３はＹｎセンス
・ライン１３に接続され、他方の電極１４はマイクロプ
レート４ｎに接続される。各トランジスタには、単結晶
シリコン、多結晶シリコン、または硫化カドミウムを使
用することも可能である。また、各トランジスタ５はま
た、パッシベーション層(passivation layer) ９８で被
覆されているので、誘電基板層１２の使用によって、あ
るいは追加的な層を使用することによって、化学放射線
(actinic radiation) からシールドすることができる。
本発明を説明する目的上、化学放射線は紫外線、赤外
線、または可視放射線の意味で用いるが、Ｘ線放射線と
ガンマ放射線は含まない。トランジスタ５および電荷蓄
積キャパシタ６の製造技術はこの分野では公知であり、
本発明の主題とは無関係である。この件に関しては、例
えば、Ｒ．Ｃ．Ｊａｅｇｅｒ著「ソリッド・ステート・
デバイスのモジュラー・シリーズ」（Ｍｏｄｕｌａｒ
Ｓｅｒｉｅｓ ｏｎＳｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｅｖｉ
ｃｅｓ）、Ｖｏｌｕｍｅ ５ ｏｆ Ｉｎｔｒｏｄｕｃ
ｔｉｏｎ ｔｏ Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ（発行Ａｄｄｉｓｏｎ−Ｗｅｓ
ｌｅｙ、１９８８）に記載されている。
ンジスタ５は各マイクロプレート４ｎをＸｎライン１１
に接続している。トランジスタ５の代表例としては、Ｆ
ＥＴトランジスタがあり、そのゲートがＸｎライン１１
に接続され、そのソースまたはドレインがＹｎライン１
３に接続されている。電荷蓄積キャパシタ６は、マイク
ロプレート４ｎ，１８ｎおよび静電容量誘電物質１９に
よって形成されている。また、各マイクロプレート４ｎ
はトランジスタ５の電極１４にも接続されている。各マ
イクロプレート１８ｎはグランド（アース）に接続され
ている。各トランジスタ５は双方向スイッチの働きを
し、バイアス電圧がＸｎアドレス・ラインを介してゲー
トに印加されたかどうかに応じて、Ｙｎライン１３のセ
ンス・ラインと電荷蓄積キャパシタ６との間に電流を流
す。トランジスタ５は、水素化合(hydrogenated)アモル
ファス・シリコン層１５、絶縁層９９、導電ゲート１１
および２つの導電電極を有することが好ましく、また図
１に概略図で示すように、一方の電極１３はＹｎセンス
・ライン１３に接続され、他方の電極１４はマイクロプ
レート４ｎに接続される。各トランジスタには、単結晶
シリコン、多結晶シリコン、または硫化カドミウムを使
用することも可能である。また、各トランジスタ５はま
た、パッシベーション層(passivation layer) ９８で被
覆されているので、誘電基板層１２の使用によって、あ
るいは追加的な層を使用することによって、化学放射線
(actinic radiation) からシールドすることができる。
本発明を説明する目的上、化学放射線は紫外線、赤外
線、または可視放射線の意味で用いるが、Ｘ線放射線と
ガンマ放射線は含まない。トランジスタ５および電荷蓄
積キャパシタ６の製造技術はこの分野では公知であり、
本発明の主題とは無関係である。この件に関しては、例
えば、Ｒ．Ｃ．Ｊａｅｇｅｒ著「ソリッド・ステート・
デバイスのモジュラー・シリーズ」（Ｍｏｄｕｌａｒ
Ｓｅｒｉｅｓ ｏｎＳｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｅｖｉ
ｃｅｓ）、Ｖｏｌｕｍｅ ５ ｏｆ Ｉｎｔｒｏｄｕｃ
ｔｉｏｎ ｔｏ Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ（発行Ａｄｄｉｓｏｎ−Ｗｅｓ
ｌｅｙ、１９８８）に記載されている。
【００２７】マイクロプレート４ａ，４ｂ，４ｃ，．．
４ｎ間のスペースには、導電電極またはＸ１，Ｘ
２，．．Ｘｎアドレス・ライン１１、および導電電極ま
たはＹ１，Ｙ２，．．Ｙｎセンス・ライン１３が配置さ
れている。Ｘｎライン１１とＹｎライン１３は、図示の
ように、外側マイクロプレート４ｎ間のスペースにおい
て、相互に対してほぼ直交するように配置されている。
Ｘｎライン１１とＹｎライン１３をどのような向きにす
るかは、選択の問題である。Ｘｎアドレスライン１１は
リードまたはコネクタ（図示せず）を通して、パネル１
６のサイドまたはエッジに沿って個別的にアクセス可能
になっている。
４ｎ間のスペースには、導電電極またはＸ１，Ｘ
２，．．Ｘｎアドレス・ライン１１、および導電電極ま
たはＹ１，Ｙ２，．．Ｙｎセンス・ライン１３が配置さ
れている。Ｘｎライン１１とＹｎライン１３は、図示の
ように、外側マイクロプレート４ｎ間のスペースにおい
て、相互に対してほぼ直交するように配置されている。
Ｘｎライン１１とＹｎライン１３をどのような向きにす
るかは、選択の問題である。Ｘｎアドレスライン１１は
リードまたはコネクタ（図示せず）を通して、パネル１
６のサイドまたはエッジに沿って個別的にアクセス可能
になっている。
【００２８】製造の目的上、Ｘｎライン１１とＹｎライ
ン１３は、マイクロプレート４ｎを作るときに使用した
のと同じアルミニウム層から作ることができる。Ｘｎラ
イン１１とＹｎライン１３は交差する個所で相互に電気
的に接触してはならないので、Ｙｎライン１３は、Ｘｎ
ライン１１上に絶縁層（図示せず）を形成した後で作る
ことができる。
ン１３は、マイクロプレート４ｎを作るときに使用した
のと同じアルミニウム層から作ることができる。Ｘｎラ
イン１１とＹｎライン１３は交差する個所で相互に電気
的に接触してはならないので、Ｙｎライン１３は、Ｘｎ
ライン１１上に絶縁層（図示せず）を形成した後で作る
ことができる。
【００２９】各Ｙｎライン１３は、電荷増幅検出器３６
にも接続されている。この検出器は演算増幅器で構成
し、マイクロキャパシタからの電荷が送られ、その電荷
に比例した電圧出力を発生する静電容量回路における電
荷を測定するように配線することが可能である。検出器
３６の出力を順次にサンプリングすることによって、出
力信号が得られるが、このような技術はこの分野では公
知である。
にも接続されている。この検出器は演算増幅器で構成
し、マイクロキャパシタからの電荷が送られ、その電荷
に比例した電圧出力を発生する静電容量回路における電
荷を測定するように配線することが可能である。検出器
３６の出力を順次にサンプリングすることによって、出
力信号が得られるが、このような技術はこの分野では公
知である。
【００３０】マイクロプレート４ｎの上面上には、電荷
阻止（ブロッキング）層１０が形成されている。マイク
ロプレート４ｎの表面に形成された酸化アルミニウム層
を電荷阻止層１０にするのが好ましいが、他の阻止イン
タフェース（境界）を使用することも可能である。セレ
ニウム光導電層８をその上にコーティングすると、Ｘ線
吸収層が得られる。さらに、層４ｎ，１０、および８
は、阻止ダイオードの働きをし、一方の型の電荷が一方
の方向に流れるのを禁止する。電荷阻止層１０は、電荷
漏れを防止するのに十分な厚さになっていなければなら
ない。本発明の好適実施例では、電荷阻止層１０は１０
０オングストロームより大きい厚さになっている。
阻止（ブロッキング）層１０が形成されている。マイク
ロプレート４ｎの表面に形成された酸化アルミニウム層
を電荷阻止層１０にするのが好ましいが、他の阻止イン
タフェース（境界）を使用することも可能である。セレ
ニウム光導電層８をその上にコーティングすると、Ｘ線
吸収層が得られる。さらに、層４ｎ，１０、および８
は、阻止ダイオードの働きをし、一方の型の電荷が一方
の方向に流れるのを禁止する。電荷阻止層１０は、電荷
漏れを防止するのに十分な厚さになっていなければなら
ない。本発明の好適実施例では、電荷阻止層１０は１０
０オングストロームより大きい厚さになっている。
【００３１】電荷阻止層１０、トランジスタ５、ならび
にゲートおよびセンス・ライン上には、光導電層８がコ
ーティングされている。この光導電層８は、マイクロプ
レート４ｎに接触する背面と、前面とをもっている。光
導電層８は、非常に高い暗抵抗率(dark resistivity)を
示すものが好ましいので、アモルファス・セレニウム、
酸化鉛、硫化カドミウム、ヨウ化第二水銀、その他の同
種物質で構成することができる。その他の同種物質とし
ては、好ましくは、Ｘ線吸収化合物が添加されて、光導
電性を示す光導電ポリマなどの有機物質がある。
にゲートおよびセンス・ライン上には、光導電層８がコ
ーティングされている。この光導電層８は、マイクロプ
レート４ｎに接触する背面と、前面とをもっている。光
導電層８は、非常に高い暗抵抗率(dark resistivity)を
示すものが好ましいので、アモルファス・セレニウム、
酸化鉛、硫化カドミウム、ヨウ化第二水銀、その他の同
種物質で構成することができる。その他の同種物質とし
ては、好ましくは、Ｘ線吸収化合物が添加されて、光導
電性を示す光導電ポリマなどの有機物質がある。
【００３２】本発明において「導電性を示す」というと
きは、Ｘ線放射が照射されたとき、光導電物質の抵抗率
が、照射を受けなかったときの抵抗率に比べて減少する
ことを意味する。抵抗率の減少は、実際には、入射放射
によって物質中に生成された電子ホール・ペアの効果に
よるものである。キャパシタの静電容量時定数はキャパ
シタの抵抗に比例するので、上記のような光導電物質で
作られたキャパシタは照射を受けると、時定数が小さく
なる。これを電気的に示したのが図６であり、同図に示
すように、抵抗５１とスイッチ５２を、光導電物質で作
られたキャパシタと並行に配置することによって表され
ている。放射の照射を受ける前は、光導電物質の抵抗は
実効的に無限である。これを図式化すると、スイッチが
開いたのと同じであり、放電抵抗は作用していない。照
射を受けたときは、光導電物質の抵抗は小さくなり、こ
れはスイッチを閉じたのと同じであり、放電抵抗を光導
電キャパシタと並列に接続したことになる。光導電層の
両端間を移動する電荷は、入射放射の強度と直接比例す
ることが好ましい。
きは、Ｘ線放射が照射されたとき、光導電物質の抵抗率
が、照射を受けなかったときの抵抗率に比べて減少する
ことを意味する。抵抗率の減少は、実際には、入射放射
によって物質中に生成された電子ホール・ペアの効果に
よるものである。キャパシタの静電容量時定数はキャパ
シタの抵抗に比例するので、上記のような光導電物質で
作られたキャパシタは照射を受けると、時定数が小さく
なる。これを電気的に示したのが図６であり、同図に示
すように、抵抗５１とスイッチ５２を、光導電物質で作
られたキャパシタと並行に配置することによって表され
ている。放射の照射を受ける前は、光導電物質の抵抗は
実効的に無限である。これを図式化すると、スイッチが
開いたのと同じであり、放電抵抗は作用していない。照
射を受けたときは、光導電物質の抵抗は小さくなり、こ
れはスイッチを閉じたのと同じであり、放電抵抗を光導
電キャパシタと並列に接続したことになる。光導電層の
両端間を移動する電荷は、入射放射の強度と直接比例す
ることが好ましい。
【００３３】光導電層８は、入射Ｘ線放射、またはその
大部分を吸収するのに十分な厚さにする必要があり、そ
のようにすれば、放射検出効率を高めることができる。
どのような種類の物質を選択するかは、必要とする電荷
発生効率および電荷移動特性、ならびに製造をどの程度
簡略化するかに依存する。好ましい物質の１つとしてセ
レニウムがある。
大部分を吸収するのに十分な厚さにする必要があり、そ
のようにすれば、放射検出効率を高めることができる。
どのような種類の物質を選択するかは、必要とする電荷
発生効率および電荷移動特性、ならびに製造をどの程度
簡略化するかに依存する。好ましい物質の１つとしてセ
レニウムがある。
【００３４】誘電層１７は、光導電層８の表面上に積層
される。本発明の好適実施例では、誘電層１７の厚さ
は、１ミクロンより大きくするのが好ましい。厚さが２
５マイクロメータのＭｙｌａｒ（登録商標、ポリエチレ
ン・テレフタル酸塩）フィルムを層１７に使用できる
が、他の厚さの層も適する。Ｘ線放射を透過する導電物
質の最終前面層９は、誘電層１７上に形成される。
される。本発明の好適実施例では、誘電層１７の厚さ
は、１ミクロンより大きくするのが好ましい。厚さが２
５マイクロメータのＭｙｌａｒ（登録商標、ポリエチレ
ン・テレフタル酸塩）フィルムを層１７に使用できる
が、他の厚さの層も適する。Ｘ線放射を透過する導電物
質の最終前面層９は、誘電層１７上に形成される。
【００３５】誘電層１７、光伝導層８および電荷蓄積キ
ャパシタ６ｎは、直列の３つのマイクロキャパシタを形
成している。第１マイクロキャパシタは前面導電層９と
導電層８の前面間に形成され、第２マイクロキャパシタ
は前記と同一導電層８とマイクロプレート４ｎ間に形成
され、第３キャパシタはマイクロプレート４ｎと１８ｎ
間に形成された電荷蓄電キャパシタ６ｎになっている。
ャパシタ６ｎは、直列の３つのマイクロキャパシタを形
成している。第１マイクロキャパシタは前面導電層９と
導電層８の前面間に形成され、第２マイクロキャパシタ
は前記と同一導電層８とマイクロプレート４ｎ間に形成
され、第３キャパシタはマイクロプレート４ｎと１８ｎ
間に形成された電荷蓄電キャパシタ６ｎになっている。
【００３６】エレメント１６全体は、コンダクタ１８
ｎ、絶縁層１９、マイクロプレート４ｎ、阻止層１０、
光導電層８、絶縁層１７、およびコンダクタ９の連続層
を誘電基板層１２上に堆積することによって作ることが
できる。ＦＥＴ５は誘電基板層１２上のマイクロプレー
ト１８ｎ間のスペースに組み込まれている。エレメント
１６の製作は、プラズマ強化化学蒸着法(plasma-enhanc
ed chemical vapor deposition) 、真空蒸着法(vacuum
deposition) 、ラミネート法(lamination)、スパッタリ
ング法、その他均等厚の薄膜を堆積するのに適した公知
方法で行うことが可能である。
ｎ、絶縁層１９、マイクロプレート４ｎ、阻止層１０、
光導電層８、絶縁層１７、およびコンダクタ９の連続層
を誘電基板層１２上に堆積することによって作ることが
できる。ＦＥＴ５は誘電基板層１２上のマイクロプレー
ト１８ｎ間のスペースに組み込まれている。エレメント
１６の製作は、プラズマ強化化学蒸着法(plasma-enhanc
ed chemical vapor deposition) 、真空蒸着法(vacuum
deposition) 、ラミネート法(lamination)、スパッタリ
ング法、その他均等厚の薄膜を堆積するのに適した公知
方法で行うことが可能である。
【００３７】実際には、パネル１６の製作は、誘電基板
層１２、トランジスタ５、Ｘｎライン１１、およびＹｎ
ライン１３を含む市販薄膜トランジスタから始めること
ができる。本発明によるパネル１６を作るには、液晶デ
ィスプレイを作るときに使用される市販のパネルから始
めると好都合である。電荷蓄積キャパシタ６が、外側マ
イクロプレート１８ｎ上ならびに、Ｘｎライン１１とＹ
ｎライン１３との間に形成される。光導電層８が電荷阻
止層１０上に積層される。誘電層１７と上部導電層９が
光導電層８上に形成されて、パネル１６が完成する。
層１２、トランジスタ５、Ｘｎライン１１、およびＹｎ
ライン１３を含む市販薄膜トランジスタから始めること
ができる。本発明によるパネル１６を作るには、液晶デ
ィスプレイを作るときに使用される市販のパネルから始
めると好都合である。電荷蓄積キャパシタ６が、外側マ
イクロプレート１８ｎ上ならびに、Ｘｎライン１１とＹ
ｎライン１３との間に形成される。光導電層８が電荷阻
止層１０上に積層される。誘電層１７と上部導電層９が
光導電層８上に形成されて、パネル１６が完成する。
【００３８】本発明の好適実施例では、上部導電層９、
誘電層１７、および光導電層８は連続層になっている。
しかし、マイクロプレート１８ｎ上に積層された層の１
つまたは２つ以上を、例えば、エッチングによるレジス
トレーションによって形成した複数のディスクリート部
分に構成することも、本発明の範囲に属する。
誘電層１７、および光導電層８は連続層になっている。
しかし、マイクロプレート１８ｎ上に積層された層の１
つまたは２つ以上を、例えば、エッチングによるレジス
トレーションによって形成した複数のディスクリート部
分に構成することも、本発明の範囲に属する。
【００３９】図２に示すように、Ｘｎライン１１の終端
は、Ｘｎライン１１を第１位置Ａおよび第２位置Ｂに切
り替える作用をする複数の第１スイッチ３２を有するス
イッチング手段に接続されている。好ましくは、スイッ
チング手段は電子的にアドレス可能なソリッド・ステー
トスイッチで構成されているが、これらのスイッチはエ
レメント１６の外部に設けることも、エレメント１６と
一体構成にすることもできる。バイアス電圧は、Ｘｎラ
イン１１が第１位置Ａにあるとき、ライン３３を経由し
てすべてのＸｎライン１１に同時に印加される。Ｘｎラ
イン１１上のバイアス電圧がすべてのトランジスタ５の
ゲートに印加されると、トランジスタ５は導通状態にな
り、ソースとドレインとの間に電流を流す。
は、Ｘｎライン１１を第１位置Ａおよび第２位置Ｂに切
り替える作用をする複数の第１スイッチ３２を有するス
イッチング手段に接続されている。好ましくは、スイッ
チング手段は電子的にアドレス可能なソリッド・ステー
トスイッチで構成されているが、これらのスイッチはエ
レメント１６の外部に設けることも、エレメント１６と
一体構成にすることもできる。バイアス電圧は、Ｘｎラ
イン１１が第１位置Ａにあるとき、ライン３３を経由し
てすべてのＸｎライン１１に同時に印加される。Ｘｎラ
イン１１上のバイアス電圧がすべてのトランジスタ５の
ゲートに印加されると、トランジスタ５は導通状態にな
り、ソースとドレインとの間に電流を流す。
【００４０】スイッチ３２が第２位置Ｂにあるときは、
Ｘｎライン１１はライン３５経由で独立にアドレスで、
相互間の接続は切り離されている。この順次スイッチン
グを可能にする手段は図に示されていない。この種の手
段はこの分野で公知であり、本発明の範囲を変更するこ
となく、適当なスイッチング装置が選択できるので、本
発明によれば、この種のスイッチングは重要でない。ス
イッチ３２の制御はライン３７で行うことができる。
Ｘｎライン１１はライン３５経由で独立にアドレスで、
相互間の接続は切り離されている。この順次スイッチン
グを可能にする手段は図に示されていない。この種の手
段はこの分野で公知であり、本発明の範囲を変更するこ
となく、適当なスイッチング装置が選択できるので、本
発明によれば、この種のスイッチングは重要でない。ス
イッチ３２の制御はライン３７で行うことができる。
【００４１】電荷検出器３６は演算増幅器を有し、マイ
クロキャパシタからの電荷からその電荷に比例した電圧
出力を発生する静電容量回路における電荷を測定するよ
うに配線することができる。検出器３６の出力を順次に
サンプリングすることによって出力信号が得られ、この
ための技術はこの分野では公知である。
クロキャパシタからの電荷からその電荷に比例した電圧
出力を発生する静電容量回路における電荷を測定するよ
うに配線することができる。検出器３６の出力を順次に
サンプリングすることによって出力信号が得られ、この
ための技術はこの分野では公知である。
【００４２】図１に示すように、上述した回路が上述し
たパネル１６およびＸｎライン１１Ｙｎライン１３のア
ドレス手段に接続されているほかに、前面導電層９と複
数の第１マイクロプレート１８ｎとをアクセスして、一
連のプログラマブル可変電圧を供給する電源２７に前面
導電層９と複数の第１マイクロプレート１８ｎを電気的
に接続するための、別の接続路が設けられている。
たパネル１６およびＸｎライン１１Ｙｎライン１３のア
ドレス手段に接続されているほかに、前面導電層９と複
数の第１マイクロプレート１８ｎとをアクセスして、一
連のプログラマブル可変電圧を供給する電源２７に前面
導電層９と複数の第１マイクロプレート１８ｎを電気的
に接続するための、別の接続路が設けられている。
【００４３】図３は、イメージ捕獲エレメント１６を化
学放射線の照射からシールドするためにカセットまたは
格納装置２２が使用されている構成を示している。この
シールド方法は、Ｘ線フィルムをシールドするカセット
の場合とまったく同じである。カセット２２は、Ｘ線を
透過する材料から作られている。放射線写真の潜像を得
るために、エレメント１６はカセット２２内に格納され
ている。このカセット２２は情報変調Ｘ線放射の通路上
に置かれるが、その置き方は、従来のカセットと感光フ
ィルムの組み合わせが置かれるのと同じである。手段３
４は、スイッチ３２のスイッチ接点とそれぞれの制御ラ
イン３３，３５，３７および電源２７に電気的にアクセ
スすることを可能にするものである。
学放射線の照射からシールドするためにカセットまたは
格納装置２２が使用されている構成を示している。この
シールド方法は、Ｘ線フィルムをシールドするカセット
の場合とまったく同じである。カセット２２は、Ｘ線を
透過する材料から作られている。放射線写真の潜像を得
るために、エレメント１６はカセット２２内に格納され
ている。このカセット２２は情報変調Ｘ線放射の通路上
に置かれるが、その置き方は、従来のカセットと感光フ
ィルムの組み合わせが置かれるのと同じである。手段３
４は、スイッチ３２のスイッチ接点とそれぞれの制御ラ
イン３３，３５，３７および電源２７に電気的にアクセ
スすることを可能にするものである。
【００４４】図４に概略図で示す構成は、Ｘ線放射源４
４がＸ線ビームを供給するためのものである。ターゲッ
ト４８（つまり、医療診断画像を得る場合は、患者）は
Ｘ線ビーム通路上に置かれる。患者４８を通り抜けて出
現した放射線は、ターゲット４８におけるＸ線吸収の度
合いが異なるために、強度が変調される。変調されたＸ
線放射ビーム４６は、エレメント１６を格納しているカ
セット２２によってインターセプトされる。格納物２２
を通り抜けたＸ線は、光導電層８によって吸収される。
４がＸ線ビームを供給するためのものである。ターゲッ
ト４８（つまり、医療診断画像を得る場合は、患者）は
Ｘ線ビーム通路上に置かれる。患者４８を通り抜けて出
現した放射線は、ターゲット４８におけるＸ線吸収の度
合いが異なるために、強度が変調される。変調されたＸ
線放射ビーム４６は、エレメント１６を格納しているカ
セット２２によってインターセプトされる。格納物２２
を通り抜けたＸ線は、光導電層８によって吸収される。
【００４５】次に、動作について説明する。まず、スイ
ッチ３２が位置Ａに切り替えられ、バイアス電圧（５Ｖ
が代表例）がすべてのＸｎライン１１に同時に印加され
る。さらに、電圧（５Ｖが代表例）がアレイ・リセット
・ライン９１に印加され、すべてのアレイ・リセット・
トランジスタ９３が導通状態になる。すべての電荷蓄積
キャパシタ６が、アレイ・リセット・トランジスタを通
して電気的にブランドに短絡される。また、すべての電
荷増幅器３６はライン３９を通してリセットされる。初
期動作ＤＣ電圧（例えば、１０００Ｖ）は、電圧レート
が制御されて上部導電層９に印加される。
ッチ３２が位置Ａに切り替えられ、バイアス電圧（５Ｖ
が代表例）がすべてのＸｎライン１１に同時に印加され
る。さらに、電圧（５Ｖが代表例）がアレイ・リセット
・ライン９１に印加され、すべてのアレイ・リセット・
トランジスタ９３が導通状態になる。すべての電荷蓄積
キャパシタ６が、アレイ・リセット・トランジスタを通
して電気的にブランドに短絡される。また、すべての電
荷増幅器３６はライン３９を通してリセットされる。初
期動作ＤＣ電圧（例えば、１０００Ｖ）は、電圧レート
が制御されて上部導電層９に印加される。
【００４６】図５は３つの直列マイクロキャパシタを構
成する誘電層１７、光導電層８および荷電蓄積キャパシ
タ６の、衝突放射線が加えられる前の等価電気回路を示
す簡略図である。図に示すように、光導電層８に並列し
て、スイッチ５２と抵抗５１があり、これは、光導電層
８における電子ホール・ペアの生成と移動が、次に説明
するキャパシタのキャパシタンス（静電容量）にどのよ
うな影響を及ぼすかを示したものである。図５に示すよ
うに、Ｘ線放射が存在しないで、トランジスタ５とアレ
イ・リセット・トランジスタ９３が導通状態にターンオ
ンしているとき（これは、スイッチ５３を閉じたのと同
じである）、正の初期動作電圧がエレメント１６の両端
に現れると、電荷は電荷蓄積キャパシタ６に蓄積されな
い。上述した構造では、この結果、２つの異なる電圧が
キャパシタの両端に現れる。１つは、光導電層８を表す
マイクロキャパシタ両端に現れ、もう１つは、誘電層１
７を表すマイクロキャパシタ両端に現れる。例えば、印
加電圧源２７が１０００Ｖならば、これは２つのキャパ
シタ両端に分圧され、誘電層１７両端に１００Ｖが、光
導電層８両端に９００Ｖが印加される。電場が安定する
と、Ｘｎラインに現れて、トランジスタ５にバイアスを
かける電圧は第２の動作電圧に変わり、スイッチを位置
Ｂに切り替えることにより、トランジスタ５を非導通状
態にする。アレイ・リセット・トランジスタ９３も、上
記と同じプロセスによって非導通状態になる。これはス
イッチ５３を開いたのと同じである。
成する誘電層１７、光導電層８および荷電蓄積キャパシ
タ６の、衝突放射線が加えられる前の等価電気回路を示
す簡略図である。図に示すように、光導電層８に並列し
て、スイッチ５２と抵抗５１があり、これは、光導電層
８における電子ホール・ペアの生成と移動が、次に説明
するキャパシタのキャパシタンス（静電容量）にどのよ
うな影響を及ぼすかを示したものである。図５に示すよ
うに、Ｘ線放射が存在しないで、トランジスタ５とアレ
イ・リセット・トランジスタ９３が導通状態にターンオ
ンしているとき（これは、スイッチ５３を閉じたのと同
じである）、正の初期動作電圧がエレメント１６の両端
に現れると、電荷は電荷蓄積キャパシタ６に蓄積されな
い。上述した構造では、この結果、２つの異なる電圧が
キャパシタの両端に現れる。１つは、光導電層８を表す
マイクロキャパシタ両端に現れ、もう１つは、誘電層１
７を表すマイクロキャパシタ両端に現れる。例えば、印
加電圧源２７が１０００Ｖならば、これは２つのキャパ
シタ両端に分圧され、誘電層１７両端に１００Ｖが、光
導電層８両端に９００Ｖが印加される。電場が安定する
と、Ｘｎラインに現れて、トランジスタ５にバイアスを
かける電圧は第２の動作電圧に変わり、スイッチを位置
Ｂに切り替えることにより、トランジスタ５を非導通状
態にする。アレイ・リセット・トランジスタ９３も、上
記と同じプロセスによって非導通状態になる。これはス
イッチ５３を開いたのと同じである。
【００４７】図６は、異なるピクセルにおける入射放射
量が異なるとき、電圧の再分圧パターンにどのような影
響を及ぼすかを示す図である。Ｘ線の照射を受けている
とき、イメージワイズ変調Ｘ線放射はパネル１６上に衝
突する。Ｘ線は光導電層内に余剰電子ホール・ペアを生
成し、前面導電層９とマイクロプレート１８ｎ間の電圧
差で起こる電場が存在するときは、ホールは、マイクロ
プレート４ｎの上の領域内の光導電層８と電荷阻止層１
０間の境界（インタフェース）に向かって移動する。光
導電層８に生成される電子ホール・ペアの量は、イメー
ジ捕獲エレメント１６に衝突するイメージワイズ変調Ｘ
線の強度によって左右される。正の電荷がマイクロ蓄積
キャパシタ６の両端に蓄積され、電圧パターンは例え
ば、図６に示す電圧に変化する。
量が異なるとき、電圧の再分圧パターンにどのような影
響を及ぼすかを示す図である。Ｘ線の照射を受けている
とき、イメージワイズ変調Ｘ線放射はパネル１６上に衝
突する。Ｘ線は光導電層内に余剰電子ホール・ペアを生
成し、前面導電層９とマイクロプレート１８ｎ間の電圧
差で起こる電場が存在するときは、ホールは、マイクロ
プレート４ｎの上の領域内の光導電層８と電荷阻止層１
０間の境界（インタフェース）に向かって移動する。光
導電層８に生成される電子ホール・ペアの量は、イメー
ジ捕獲エレメント１６に衝突するイメージワイズ変調Ｘ
線の強度によって左右される。正の電荷がマイクロ蓄積
キャパシタ６の両端に蓄積され、電圧パターンは例え
ば、図６に示す電圧に変化する。
【００４８】本発明においては、複数の電荷阻止層１０
とバリヤ誘電層１７は、Ｘ線の照射時に漏れ電流が原因
で電荷が電荷蓄電キャパシタ６に蓄積するのを防止する
ことが重要な特徴である。正の動作電圧が上部導電層９
に印加されたとき、誘電層１７は、ホールが誘電層９か
ら光導伝層８に注入されるのを防ぎ、電荷阻止層１０
は、ホールが内側マイクロプレート４ｎから光導電層８
に注入されるのを防止するので、その結果生じた漏れ電
流が原因で、Ｘ線イメージに起因しない追加電荷が蓄積
キャパシタ６に蓄積するのを防止する。従って、その結
果として得られたＸ線イメージは、漏れ電流が原因で起
こる電荷蓄積に影響されない、Ｘ線イメージの解像度が
向上する。
とバリヤ誘電層１７は、Ｘ線の照射時に漏れ電流が原因
で電荷が電荷蓄電キャパシタ６に蓄積するのを防止する
ことが重要な特徴である。正の動作電圧が上部導電層９
に印加されたとき、誘電層１７は、ホールが誘電層９か
ら光導伝層８に注入されるのを防ぎ、電荷阻止層１０
は、ホールが内側マイクロプレート４ｎから光導電層８
に注入されるのを防止するので、その結果生じた漏れ電
流が原因で、Ｘ線イメージに起因しない追加電荷が蓄積
キャパシタ６に蓄積するのを防止する。従って、その結
果として得られたＸ線イメージは、漏れ電流が原因で起
こる電荷蓄積に影響されない、Ｘ線イメージの解像度が
向上する。
【００４９】あらかじめ決めた時間期間が経過すると、
Ｘ線ビームは中断されるので、Ｘ線はエレメント１６に
衝突しなくなる。そのあと、上部導電層９への初期動作
電圧の印加が除かれるので、マイクロプレート４ｎ、誘
電層１９およびマイクロプレート１８ｎで形成されたマ
イクロキャパシタの蓄積電荷の形で、放射線写真イメー
ジがエレメント１６に捕獲される。
Ｘ線ビームは中断されるので、Ｘ線はエレメント１６に
衝突しなくなる。そのあと、上部導電層９への初期動作
電圧の印加が除かれるので、マイクロプレート４ｎ、誘
電層１９およびマイクロプレート１８ｎで形成されたマ
イクロキャパシタの蓄積電荷の形で、放射線写真イメー
ジがエレメント１６に捕獲される。
【００５０】初期動作電圧をエレメント１６から除いた
後、化学放射線が存在するときにカセット２２を取り扱
っても、トランシスタ５は化学放射線からシールドされ
ており、従って、マイクロプレート４ｎは相互に隔離さ
れているので、誘電阻止層１９両端のマイクロキャパシ
タ電荷分布としてカセット２２に収まっている蓄積イメ
ージ情報が消失することがない。
後、化学放射線が存在するときにカセット２２を取り扱
っても、トランシスタ５は化学放射線からシールドされ
ており、従って、マイクロプレート４ｎは相互に隔離さ
れているので、誘電阻止層１９両端のマイクロキャパシ
タ電荷分布としてカセット２２に収まっている蓄積イメ
ージ情報が消失することがない。
【００５１】再び図２に示すように、Ｘｎライン１１の
各々は、該当バイアス電圧をラインに、従って、アドレ
スされるＸｎライン１１に接続されたＦＥＴ５のゲート
に印加することによって順次にアドレスされる。これに
より、ＦＥＴ５は導通状態になり、対応する電荷蓄積キ
ャパシタ６に蓄積された電荷はＹｎライン１３に流れる
と共に、電荷検出器３６の入力側に流れる。電荷検出器
３６はＹｎライン１３上で検出された電荷に比例する電
圧出力を発生する。増幅電荷検出器３６の出力は順次に
サンプリングされて、アドレスしたＸｎライン１１上の
マイクロキャパシタの電荷分布を表す電気信号が得ら
れ、各マイクロキャパシタは１つのイメージ・ピクセル
を表す。Ｘｎライン１１上のピクセルのあるラインから
信号が読み出されると、電荷増幅器はリセット・ライン
３９を通してリセットされる。次のＸｎライン１１がア
ドレスされ、このプロセスは、すべての電荷蓄積キャパ
シタがサンプリングされて、イメージ全体が読み出され
るまで繰り返される。電気信号出力はストアしておくこ
とも、表示することも、あるいはその両方を行うことも
できる。
各々は、該当バイアス電圧をラインに、従って、アドレ
スされるＸｎライン１１に接続されたＦＥＴ５のゲート
に印加することによって順次にアドレスされる。これに
より、ＦＥＴ５は導通状態になり、対応する電荷蓄積キ
ャパシタ６に蓄積された電荷はＹｎライン１３に流れる
と共に、電荷検出器３６の入力側に流れる。電荷検出器
３６はＹｎライン１３上で検出された電荷に比例する電
圧出力を発生する。増幅電荷検出器３６の出力は順次に
サンプリングされて、アドレスしたＸｎライン１１上の
マイクロキャパシタの電荷分布を表す電気信号が得ら
れ、各マイクロキャパシタは１つのイメージ・ピクセル
を表す。Ｘｎライン１１上のピクセルのあるラインから
信号が読み出されると、電荷増幅器はリセット・ライン
３９を通してリセットされる。次のＸｎライン１１がア
ドレスされ、このプロセスは、すべての電荷蓄積キャパ
シタがサンプリングされて、イメージ全体が読み出され
るまで繰り返される。電気信号出力はストアしておくこ
とも、表示することも、あるいはその両方を行うことも
できる。
【００５２】図７は、電荷増幅器３６から得られ、好ま
しくは、アナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ１
１０でディジタル信号に変換された信号を示す。この信
号はライン１４０経由でＡ／Ｄコンバータ１１０からコ
ンピュータ１４２へ送られる。コンピュータ１４２は、
特に、この信号を該当する記憶手段に送る。この記憶手
段は内部ＲＡＭメモリ、長時間保存メモリ１４４、ある
いはその両方であってもよい。このプロセスでは、放射
線写真を表すデータは、フィルタリング、コントラスト
強調などのイメージ処理を受けて、ＣＲＴ１４６から表
示して即時に見ることも、プリンタ１４８を用いてハー
ドコピー１５０をとることもできる。
しくは、アナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ１
１０でディジタル信号に変換された信号を示す。この信
号はライン１４０経由でＡ／Ｄコンバータ１１０からコ
ンピュータ１４２へ送られる。コンピュータ１４２は、
特に、この信号を該当する記憶手段に送る。この記憶手
段は内部ＲＡＭメモリ、長時間保存メモリ１４４、ある
いはその両方であってもよい。このプロセスでは、放射
線写真を表すデータは、フィルタリング、コントラスト
強調などのイメージ処理を受けて、ＣＲＴ１４６から表
示して即時に見ることも、プリンタ１４８を用いてハー
ドコピー１５０をとることもできる。
【００５３】図８は、パネル１６が追加のＸ線イメージ
を捕獲するためにどのように準備されるかを示してい
る。例えば、上述したプロセスを使用して信号が回復さ
れ後、すべてのＸｎライン１１間を相互接続し、再度バ
イアス電圧をＸｎライン１１に印加してトランジスタ５
を導通状態にし、その結果すべての電荷蓄積キャパシタ
を完全に放電するので、残留電荷が除去される。すべて
の電荷増幅器３６はリセット・ライン３９を通してリセ
ットされる。初期動作電圧が前面導電パネル９に再印加
される。この動作電圧は、電圧レートが制御されて、あ
らかじめ決めた時間期間の間に、動作バイアス電圧から
ゼロ電圧に、さらに反転電圧に減少する。この反転電圧
は、元の正の動作バイアス電圧の大きさと等しくするこ
とも、それ以下にすることもできる。電圧極性が反転す
ると、ホールはマイクロプレート４ｎから電荷バリヤ層
１０を通って光導電層８に注入される。光導電層８を通
る、このホールの移動は、以前に光導電層８内でトラッ
プされていた電子がホールと再結合されて、以前から残
っていたイメージワイズ変調電荷分布パターンが除去さ
れるまで続く。反転極性動作電圧の大きさは、次のあら
かじめ決めた時間期間に再びゼロ電圧に低下していく。
この消去プロセスは、トラップされた電荷がすべて除去
されるまで繰り返され、イメージ捕獲パネルは後続のイ
メージ捕獲操作の準備状態に入る。
を捕獲するためにどのように準備されるかを示してい
る。例えば、上述したプロセスを使用して信号が回復さ
れ後、すべてのＸｎライン１１間を相互接続し、再度バ
イアス電圧をＸｎライン１１に印加してトランジスタ５
を導通状態にし、その結果すべての電荷蓄積キャパシタ
を完全に放電するので、残留電荷が除去される。すべて
の電荷増幅器３６はリセット・ライン３９を通してリセ
ットされる。初期動作電圧が前面導電パネル９に再印加
される。この動作電圧は、電圧レートが制御されて、あ
らかじめ決めた時間期間の間に、動作バイアス電圧から
ゼロ電圧に、さらに反転電圧に減少する。この反転電圧
は、元の正の動作バイアス電圧の大きさと等しくするこ
とも、それ以下にすることもできる。電圧極性が反転す
ると、ホールはマイクロプレート４ｎから電荷バリヤ層
１０を通って光導電層８に注入される。光導電層８を通
る、このホールの移動は、以前に光導電層８内でトラッ
プされていた電子がホールと再結合されて、以前から残
っていたイメージワイズ変調電荷分布パターンが除去さ
れるまで続く。反転極性動作電圧の大きさは、次のあら
かじめ決めた時間期間に再びゼロ電圧に低下していく。
この消去プロセスは、トラップされた電荷がすべて除去
されるまで繰り返され、イメージ捕獲パネルは後続のイ
メージ捕獲操作の準備状態に入る。
【図１】本発明によるＸ線イメージ捕獲エレメントを示
す概略断面図である。
す概略断面図である。
【図２】図１に示すＸ線イメージ捕獲エレメントを示す
概略上面図である。
概略上面図である。
【図３】本発明によるＸ線イメージ捕獲パネルを使用す
るためのカセットを示す概略断面図である。
るためのカセットを示す概略断面図である。
【図４】Ｘ線イメージを捕獲するために本発明によるＸ
線イメージ捕獲パネルを使用するための構成を示す正面
図である。
線イメージ捕獲パネルを使用するための構成を示す正面
図である。
【図５】Ｘ線放射の照射を受ける前に、初期動作バイア
ス電圧が印加された後の本発明によるエレメントの等価
回路を示す図である。
ス電圧が印加された後の本発明によるエレメントの等価
回路を示す図である。
【図６】Ｘ線放射の照射を受けた直後で、動作電圧が印
加された後の本発明によるエレメントの等価回路を示す
図である。
加された後の本発明によるエレメントの等価回路を示す
図である。
【図７】本発明のＸ線イメージ捕獲パネルを使用して放
射線写真を捕獲し、表示するための構成を示すブロック
図である。
射線写真を捕獲し、表示するための構成を示すブロック
図である。
【図８】バイアス電圧が反転され、負電位に低下した直
後の本発明によるエレメントの電気的等価回路を示す図
である。
後の本発明によるエレメントの電気的等価回路を示す図
である。
４ マイクロプレート ５ トランジスタ ６ 電荷蓄積キャパシタ ８ 光導電層 ９ 前面導電層 １０ 電荷阻止（バリヤ）層 １１ Ｘｎライン １２ 誘電基板層 １３ Ｙｎライン １６ パネル（Ｘ線イメージ捕獲エレメント） １７ 誘電層 １８ 極小導電電極（マイクロプレート） １９ 静電容量誘電物質 ２２ カセットまたは格納装置 ２７ 印加電圧源 ３２ スイッチ ３６ 電荷検出器 ３９ リセット・ライン ５３ スイッチ ９３ アレイ・リセット・トランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 27/14 31/09 (72)発明者 ローレンス カイ−ファン シェン アメリカ合衆国 19312 ペンシルバニア 州 バーウィン グリーン ヒル サーク ル 1520
Claims (14)
- 【請求項１】 上面と下面をもつ誘電基板層と、該誘電
基板層の上面に隣接して配列された複数のトランジスタ
と、同じく該誘電基板層の上面に隣接して配列された複
数の電荷蓄積キャパシタであって、各々が前記トランジ
スタの少なくとも１つに接続された内側導電マイクロプ
レートを備え、該内側マイクロプレートが前記誘電層に
対向する上面をもつ電荷蓄積キャパシタと、前記誘電層
の上面に隣接して配置されて、前記トランジスタを電子
的にアクチベートして前記キャパシタの各々を個別的に
アクセスする手段と、前記トランジスタならびに前記ア
クチベートおよびアクセス手段の上に積層された光導電
層と、前記誘電層の反対側の前記光伝導層上に積層され
た上部導電層とを含むＸ線イメージ捕獲エレメントにお
いて、 それぞれが前記内側マイクロプレートの各々の上面に隣
接して配置された複数の電荷バリヤ（阻止）層と、 前記光導電層と前記上部導電層間に配置され、これらと
同じ広がりをもつバリヤ誘電層とを備えたことを特徴と
するＸ線イメージ捕獲エレメント。 - 【請求項２】 請求項１に記載のＸ線イメージ捕獲エレ
メントにおいて、各キャパシタが、前記誘電層の上面上
に配置された外側導電マイクロプレートと、該外側マイ
クロプレート上に積層された誘電物質とを有し、前記内
側マイクロプレートは該外側マイクロプレートに対向し
て該誘電物質上に積層されていることを特徴とするＸ線
イメージ捕獲エレメント。 - 【請求項３】 請求項２に記載のＸ線イメージ捕獲エレ
メントにおいて、前記内側マイクロプレートはアルミニ
ウムを有し、前記電荷バリヤ層は酸化アルミニウムを有
することを特徴とするＸ線イメージ捕獲エレメント。 - 【請求項４】 請求項２に記載のＸ線イメージ捕獲エレ
メントにおいて、前記内側マイクロプレートは酸化イン
ジウム−錫を有することを特徴とするＸ線イメージ捕獲
エレメント。 - 【請求項５】 請求項２に記載のＸ線イメージ捕獲エレ
メントにおいて、各トランジスタは、前記内側マイクロ
プレートの１つに接続されたソースならびに、双方が共
に前記アクチベート手段に接続されたドレインおよびゲ
ートを有する薄膜電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）であ
ることを特徴とするＸ線イメージ捕獲エレメント。 - 【請求項６】 請求項５に記載のＸ線イメージ捕獲エレ
メントにおいて、前記トランジスタはアモルファス・シ
リコン、多結晶シリコン、単結晶シリコンおよび硫化カ
ドミウムの群から選択した物質を有することを特徴とす
るＸ線イメージ捕獲エレメント。 - 【請求項７】 請求項５に記載のＸ線イメージ捕獲エレ
メントにおいて、前記光導電層と前記トランジスタの各
々の間に設けられたパッシベーション層をさらに備えた
ことを特徴とするＸ線イメージ捕獲エレメント。 - 【請求項８】 請求項５に記載のＸ線イメージ捕獲エレ
メントにおいて、前記アクチベートしおよびアクセスす
る手段は、 トランジスタに沿って布線され、それぞれが隣接トラン
ジスタのゲートに接続された複数のディスクリート導電
アドレス・ラインと、 アドレス・ラインを横切る方向にトランジスタに沿って
布線され、それぞれが隣接トランジスタのドレイン領域
に接続された複数のディスクリート導電センス・ライン
と有することを特徴とするＸ線イメージ捕獲エレメン
ト。 - 【請求項９】 請求項８に記載のＸ線イメージ捕獲エレ
メントにおいて、外側マイクロプレートに維持されてい
るアース電圧に対して可変動作電圧を上部導電層に印加
する手段をさらに備えたことを特徴とするＸ線イメージ
捕獲エレメント。 - 【請求項１０】 請求項８に記載のＸ線イメージ捕獲エ
レメントにおいて、前記アドレス・ラインおよび前記セ
ンス・ラインを第１電荷状態から第２読出し状態に切り
替えるための手段をさらに備えたことを特徴とするＸ線
イメージ捕獲エレメント。 - 【請求項１１】 請求項８に記載のＸ線イメージ捕獲エ
レメントにおいて、前記センス・ラインに接続されて、
前記キャパシタに蓄積された電荷をアナログ信号に変換
するための電荷測定手段をさらに備えたことを特徴とす
るＸ線イメージ捕獲エレメント。 - 【請求項１２】 請求項１に記載のＸ線イメージ捕獲エ
レメントであって、前記エレメントを取り囲んでポータ
ブル・エレクトロニック・カセットを構成する格納装置
の組合せ構造からなり、前記格納装置が前記エレメント
に接続されて、前記エレメントに電力を供給し、前記エ
レメントから電気信号を読み取るための電気ケーブルを
有することを特徴とするＸ線イメージ捕獲エレメント。 - 【請求項１３】 Ｘ線イメージ捕獲エレメントで放射線
イメージを捕獲する方法であって、該Ｘ線イメージ捕獲
エレメントが、 上面と下面を設けた誘電基板層と、 該誘電基板層の上面に隣接して配列された複数のトラン
ジスタと、 同じく該誘電層の上面に隣接して配列された複数の電荷
蓄積キャパシタであって、各キャパシタが前記トランジ
スタの少なくとも１つに接続された内側導電マイクロプ
レートを設け、該内側マイクロプレートが該誘電層に対
向する上面を設け、さらに、各キャパシタが該誘電層の
上面に積層された外側導電マイクロプレートと該外側マ
イクロプレート上に積層された誘電物質とを設け、該内
側マイクロプレートが該外側マイクロプレートに対向し
て該誘電物質上に積層されている電荷蓄積キャパシタ
と、 前記誘電層の上面に隣接して配置され、前記トランジス
タを電子的にアクチベートし、前記キャパシタの各々を
個別的にアクセスする手段であって、トランジスタに沿
って布線され、それぞれが隣接トランジスタのゲートに
接続された複数のディスクリート導電アドレス・ライン
と、アドレス・ラインを横切る方向にトランジスタに沿
って布線され、それぞれが隣接トランジスタのドレイン
領域に接続された複数のディスクリート導電センス・ラ
インとを含むアクセス手段と、 それぞれが前記センス・ラインに接続されて、前記キャ
パシタの電荷をアナログ信号に変換するための電荷増幅
手段と、 前記トランジスタと前記アクチベートおよびアクセス手
段上に積層された光導電層と、 前記誘電層に対向して前記光導電層上に積層された上部
導電層と、 それぞれが前記内側マイクロプレートの各々の上面に隣
接して配置された複数の電荷バリヤ層と、 前記光導電層と前記上部導電層との間に配置され、それ
らと同じ広がりをもつバリヤ誘電層とを有し、 （ａ）すべてのアドレス・ラインを第１バイアス値に
し、前記内側マイクロプレートをアース電位に接続し、
前記電荷蓄積増幅器を無信号レベルにセットするステッ
プと、 （ｂ）前記外側マイクロプレートをアース電位に維持し
たまま、正の動作電圧を上部導電層に印加するステップ
と、 （ｃ）前記第１バイアス値をすべてのアドレス・ライン
から取り除いて、前記電荷蓄積キャパシタが電荷を蓄積
することを可能にするステップと、 （ｄ）光導電層にイメージワイズ変調Ｘ線放射を照射し
て、放射量に比例した密度で光導電層内に電荷を発生さ
せるステップと、 （ｅ）放射を停止し、上部導電層に印加した正の初期動
作電圧を切り離して、イメージ捕獲エレメント内に電荷
分布を実効的に発生するステップと、 （ｆ）複数のアドレス・ラインを通して信号を順次にト
ランジスタに入力して、キャパシタに蓄積された電荷が
キャパシタから複数のセンス・ラインに流れ込むことを
可能にするステップと、 （ｇ）各電荷蓄積キャパシタからの電荷を累積するよう
に電荷増幅手段をアクチベートし、この累積値をあとで
ディジタル化して、メモリにストアしておくステップと
を備えたことを特徴とするＸ線イメージ捕獲方法。 - 【請求項１４】 請求項１３に記載のＸ線イメージ捕獲
方法において、イメージ捕獲エレメントをその元の状態
に復元するステップをさらに備え、 該復元ステップは、 （ａ）アドレス・ラインを通してゲート信号をトランジ
スタに入力して、電荷蓄積キャパシタに残存しているす
べての電荷がキャパシタからセンス・ラインに流れ込む
ことを可能にするステップと、 （ｂ）各電荷蓄積キャパシタを電気的中立アース状態に
保つように接続された電荷増幅手段を電気的にアースす
るステップと、 （ｃ）動作電圧源を上部導電層に再接続し、制御による
レートで電圧を電気的中立アース値まで減少させ、極性
が反転したとき、電圧を第２の負動作電圧まで減少させ
て、光導電層に残留している電荷を中立化するステップ
と、 （ｄ）反転動作電圧を電気的中立アース電圧に戻るまで
減少させて、イメージ捕獲エレメントを実効的に再初期
設定するステップとを有することを特徴とするＸ線イメ
ージ捕獲方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US992813 | 1992-12-16 | ||
| US07/992,813 US5319206A (en) | 1992-12-16 | 1992-12-16 | Method and apparatus for acquiring an X-ray image using a solid state device |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH06342098A true JPH06342098A (ja) | 1994-12-13 |
| JP3404483B2 JP3404483B2 (ja) | 2003-05-06 |
Family
ID=25538765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31697593A Expired - Lifetime JP3404483B2 (ja) | 1992-12-16 | 1993-12-16 | ソリッド・ステート・デバイスを用いたｘ線イメージ捕獲エレメントおよび方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5319206A (ja) |
| EP (1) | EP0602475B1 (ja) |
| JP (1) | JP3404483B2 (ja) |
| DE (1) | DE69317230T2 (ja) |
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