JPH07107942B2 - 放射線検出装置 - Google Patents
放射線検出装置Info
- Publication number
- JPH07107942B2 JPH07107942B2 JP61095413A JP9541386A JPH07107942B2 JP H07107942 B2 JPH07107942 B2 JP H07107942B2 JP 61095413 A JP61095413 A JP 61095413A JP 9541386 A JP9541386 A JP 9541386A JP H07107942 B2 JPH07107942 B2 JP H07107942B2
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- Japan
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- metal
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、放射線検出装置に係り、特にＸ線像等の放射
線像をリアルタイムで形成して読み出すことのできる放
射線検出装置に関する。
線像をリアルタイムで形成して読み出すことのできる放
射線検出装置に関する。
（従来の技術） Ｘ線に代表される放射線画像装置は、医用，産業用を含
めて画像蓄積媒体として銀ハロゲン系フィルムを用いた
ものが一般的である。しかし最近は、画像処理や画像伝
送の要求から、ディジタルラジオグラフィと言われる分
野が注目されており、新しいイメージプレートと画像読
み取り装置の開発が活発化している。
めて画像蓄積媒体として銀ハロゲン系フィルムを用いた
ものが一般的である。しかし最近は、画像処理や画像伝
送の要求から、ディジタルラジオグラフィと言われる分
野が注目されており、新しいイメージプレートと画像読
み取り装置の開発が活発化している。
第５図は従来のＸ線画像読み取り装置の一例である。イ
メージ・プレートとして、Al基板41にアモルファス・セ
レン膜42を蒸着したものを使用している。イメージ・プ
レートは最初にコロナ放電により全面一様に帯電される
が、Ｘ線照射により図示のようにＸ線像に対応して電荷
像43が分布する。441〜444は静電誘導型プローブであ
り、駆動装置45によりイメージ・プレートに約50μｍま
で接近した状態でｘ方向およびＹ方向に走査される。こ
れにより各プローブから得られる電位信号は、増幅器46
1〜464を介して画像処理装置47に入力される。処理され
た画像データは画像メモリ48に蓄積され、必要に応じて
表示装置49に表示される。
メージ・プレートとして、Al基板41にアモルファス・セ
レン膜42を蒸着したものを使用している。イメージ・プ
レートは最初にコロナ放電により全面一様に帯電される
が、Ｘ線照射により図示のようにＸ線像に対応して電荷
像43が分布する。441〜444は静電誘導型プローブであ
り、駆動装置45によりイメージ・プレートに約50μｍま
で接近した状態でｘ方向およびＹ方向に走査される。こ
れにより各プローブから得られる電位信号は、増幅器46
1〜464を介して画像処理装置47に入力される。処理され
た画像データは画像メモリ48に蓄積され、必要に応じて
表示装置49に表示される。
しかしながらこの様な従来装置には次のような問題があ
る。アモルファス半導体上のＸ線像を機械的に駆動され
るプローブで読み取るために、読み取り時間の短縮が難
しい。従ってまたＸ線像のリアルタイム計測もできな
い。また、機械的駆動部が必要であるため、装置の小型
化，軽量化が難しい。
る。アモルファス半導体上のＸ線像を機械的に駆動され
るプローブで読み取るために、読み取り時間の短縮が難
しい。従ってまたＸ線像のリアルタイム計測もできな
い。また、機械的駆動部が必要であるため、装置の小型
化，軽量化が難しい。
（発明が解決しようとする問題点） 以上のように従来の装置では、放射線像の高速のリアル
タイム計測が困難で、しかも小型，軽量化が難しいとい
う問題があった。
タイム計測が困難で、しかも小型，軽量化が難しいとい
う問題があった。
本発明はこの様な問題を解決した放射線検出装置を提供
することを目的とする。
することを目的とする。
［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明にかかる放射線検出装置は、絶縁性基板上に複数
の放射線検出素子と、この検出素子の出力信号を電気的
に読み出すための信号線とを配列形成して構成される。
ここで放射線検出素子は、金属とアモルファス半導体と
を交互に複数層ずつ積層形成して構成される。この放射
線検出素子の原理は、放射線が主として金属との相互作
用（光電吸収）により高エネルギーの電子を生成し、こ
の電子がアモルファス半導体中で電子正孔対を生成し
て、この電子正孔対を信号として取出すものである。こ
の様な金属とアモルファス半導体とが複数層ずつ交互に
積層された構造の放射線検出素子を用いるとすることに
よって、入射放射線は効果的に吸収され、大きい変換効
率が得られる。
の放射線検出素子と、この検出素子の出力信号を電気的
に読み出すための信号線とを配列形成して構成される。
ここで放射線検出素子は、金属とアモルファス半導体と
を交互に複数層ずつ積層形成して構成される。この放射
線検出素子の原理は、放射線が主として金属との相互作
用（光電吸収）により高エネルギーの電子を生成し、こ
の電子がアモルファス半導体中で電子正孔対を生成し
て、この電子正孔対を信号として取出すものである。こ
の様な金属とアモルファス半導体とが複数層ずつ交互に
積層された構造の放射線検出素子を用いるとすることに
よって、入射放射線は効果的に吸収され、大きい変換効
率が得られる。
（作用） 本発明によれば、信号の読取りは完全に電気的に行われ
るので、読取り時間の短縮が可能であり、放射線像のリ
アルタイム計測も可能である。また、機械的に駆動され
る部分を有しないため、装置全体の軽量化，小型化が図
られる。放射線検出素子を構成する金属は、電子放出部
として機能すると同時に信号収集部としても機能して、
高感度に放射線を検出することができる。また金属に挟
まれたアモルファス半導体領域は電気容量として作用さ
せ得るので、放射線像を一定時間蓄積することもでき
る。単位のアモルファス半導体層を充分に薄くすれば、
信号キャリアの走行時間が短かくなり、高速応答が可能
となる。
るので、読取り時間の短縮が可能であり、放射線像のリ
アルタイム計測も可能である。また、機械的に駆動され
る部分を有しないため、装置全体の軽量化，小型化が図
られる。放射線検出素子を構成する金属は、電子放出部
として機能すると同時に信号収集部としても機能して、
高感度に放射線を検出することができる。また金属に挟
まれたアモルファス半導体領域は電気容量として作用さ
せ得るので、放射線像を一定時間蓄積することもでき
る。単位のアモルファス半導体層を充分に薄くすれば、
信号キャリアの走行時間が短かくなり、高速応答が可能
となる。
（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は一実施例の放射線検出装置の構成を等価回路的
に示したものであり、第２図はその一つの検出素子部分
の断面図である。１はガラス基板等の絶縁性基板であ
り、この上に複数の放射線検出素子２（211,212,…
2MN）が二次元的に配列形成されている。各検出素子２
は第２図に示すように、基板１上に第１の金属電極22
（221,222,…）、アモルファス・シリコン（ａ−Si）層
21（211,212,…）、第２の金属電極23（231,232,…）を
交互に積層形成して構成されている。ａ−Si層21はノン
ドープの高抵抗層である。第1,第２の金属電極22,23は
この実施例ではいずれもMo電極であり、第１の金属電極
22は一方の信号収集電極として、また第２の金属電極23
は他方の信号収集電極として、それぞれ共通接続されて
いる。各検出素子２は互いに電気的分離の目的でポリイ
ミド絶縁層24により分離されている。基板１上には各検
出素子２の信号を電気的に読取るための信号線としてＸ
アドレス線３（31,32,…,3N）およびＹアドレス線４（4
1,42,…,4M）が配設されている。Ｘアドレス線３は各検
出素子２の第１の金属電極22を列方向に共通接続し、Ｙ
アドレス線４は第２の金属電極23を行方向に共通接続し
ている。この実施例の場合、第３図に示すようにＸアド
レス線３は基板１上に最初に形成し、Ｙアドレス線４は
検出素子２が形成されてポリイミド絶縁層25を塗布形成
した後、その上に配設している。
に示したものであり、第２図はその一つの検出素子部分
の断面図である。１はガラス基板等の絶縁性基板であ
り、この上に複数の放射線検出素子２（211,212,…
2MN）が二次元的に配列形成されている。各検出素子２
は第２図に示すように、基板１上に第１の金属電極22
（221,222,…）、アモルファス・シリコン（ａ−Si）層
21（211,212,…）、第２の金属電極23（231,232,…）を
交互に積層形成して構成されている。ａ−Si層21はノン
ドープの高抵抗層である。第1,第２の金属電極22,23は
この実施例ではいずれもMo電極であり、第１の金属電極
22は一方の信号収集電極として、また第２の金属電極23
は他方の信号収集電極として、それぞれ共通接続されて
いる。各検出素子２は互いに電気的分離の目的でポリイ
ミド絶縁層24により分離されている。基板１上には各検
出素子２の信号を電気的に読取るための信号線としてＸ
アドレス線３（31,32,…,3N）およびＹアドレス線４（4
1,42,…,4M）が配設されている。Ｘアドレス線３は各検
出素子２の第１の金属電極22を列方向に共通接続し、Ｙ
アドレス線４は第２の金属電極23を行方向に共通接続し
ている。この実施例の場合、第３図に示すようにＸアド
レス線３は基板１上に最初に形成し、Ｙアドレス線４は
検出素子２が形成されてポリイミド絶縁層25を塗布形成
した後、その上に配設している。
5,6はそれぞれ、Ｘアドレス線3,Yアドレス線４を選択す
る選択回路である。選択回路５を構成する電子スイッチ
51,52,…および選択回路６を構成する電子スイッチ61,6
2,…は図示しない駆動回路により駆動される。7,8は各
検出素子２にプリチャージするための電子スイッチと電
源であり、９は信号読み出し用の電子スイッチ、10は増
幅器、11はデータ処理／蓄積装置、12は画像表示装置で
ある。
る選択回路である。選択回路５を構成する電子スイッチ
51,52,…および選択回路６を構成する電子スイッチ61,6
2,…は図示しない駆動回路により駆動される。7,8は各
検出素子２にプリチャージするための電子スイッチと電
源であり、９は信号読み出し用の電子スイッチ、10は増
幅器、11はデータ処理／蓄積装置、12は画像表示装置で
ある。
このように構成された放射線検出装置の動作をつぎに説
明する。先ず、放射線の照射に先だって、スイッチ９を
オフ、選択回路５および６の全てのスイッチをオン、ス
イッチ７をオンとする。これにより全ての検出素子２は
電源８によりプリチャージされる。この後、スイッチ7,
選択回路５および６を全てオフとし、放射線像を一定時
間照射する。このとき各検出素子２において、放射線と
Mo電源が相互作用して高エネルギーの光電子が生成さ
れ、これがａ−Si層中に入射して多数の電子正孔対が生
成される。放射線は、各検出素子において複数層ずつ積
層されたMo電極とａ−Si層で同様の相互作用を繰返しな
がら減衰する。放射線とａ−Si層との直接の相互作用に
よっても電気正孔対が生成されるが、その割合いは僅か
である。ａ−Si層内で生成された電子正孔対は、その数
に比例して予め各検出素子に蓄積されていた電荷を中和
する。こうして検出素子アレイ上には、放射線二次元強
度分布に対応した電荷像が形成される。
明する。先ず、放射線の照射に先だって、スイッチ９を
オフ、選択回路５および６の全てのスイッチをオン、ス
イッチ７をオンとする。これにより全ての検出素子２は
電源８によりプリチャージされる。この後、スイッチ7,
選択回路５および６を全てオフとし、放射線像を一定時
間照射する。このとき各検出素子２において、放射線と
Mo電源が相互作用して高エネルギーの光電子が生成さ
れ、これがａ−Si層中に入射して多数の電子正孔対が生
成される。放射線は、各検出素子において複数層ずつ積
層されたMo電極とａ−Si層で同様の相互作用を繰返しな
がら減衰する。放射線とａ−Si層との直接の相互作用に
よっても電気正孔対が生成されるが、その割合いは僅か
である。ａ−Si層内で生成された電子正孔対は、その数
に比例して予め各検出素子に蓄積されていた電荷を中和
する。こうして検出素子アレイ上には、放射線二次元強
度分布に対応した電荷像が形成される。
次ぎに各放射線検出素子の電荷を順次読み出すモードに
なる。即ちスイッチ９をオンにし、選択回路５の一つの
スイッチ51のみをオンした状態で、選択回路６のスイッ
チ61,62,…を順次オン，オフする。これによりアドレス
線31に沿った検出素子の信号電荷が順次読み出される。
次に選択回路５のスイッチ52をオンにして、同様にアド
レス線32に沿った検出素子の信号電荷を順次読み出す。
以下同様の走査を行って、各検出素子の電荷量即ち画素
情報が読み出され、これが増幅器10を介してデータ処理
／蓄積装置11に入力される。データ処理／蓄積装置11の
画像情報を元に、表示装置12により放射線二次元強度分
布即ち放射線像を再生表示することができる。
なる。即ちスイッチ９をオンにし、選択回路５の一つの
スイッチ51のみをオンした状態で、選択回路６のスイッ
チ61,62,…を順次オン，オフする。これによりアドレス
線31に沿った検出素子の信号電荷が順次読み出される。
次に選択回路５のスイッチ52をオンにして、同様にアド
レス線32に沿った検出素子の信号電荷を順次読み出す。
以下同様の走査を行って、各検出素子の電荷量即ち画素
情報が読み出され、これが増幅器10を介してデータ処理
／蓄積装置11に入力される。データ処理／蓄積装置11の
画像情報を元に、表示装置12により放射線二次元強度分
布即ち放射線像を再生表示することができる。
以上のようにこの実施例によれば、信号読み取りを全て
電気的に行なうため、放射線のリアルタイム計測を高速
に行なうことができる。また機械的駆動部がないため、
装置全体を小型，軽量にすることができる。また放射線
検出素子の金属で挟まれたａ−Si層領域は電気容量とし
て作用するから、格別なバイアスを印加しない限り放射
線像は一定時間保持される。放射線検出素子の金属電極
は電子放出部として機能すると同時に信号収集部として
も機能するので、簡単な構造で高感度が得られる。また
ａ−Si層を充分薄く形成すれば、信号電荷の走行時間の
短縮により、応答速度も速いものとなる。
電気的に行なうため、放射線のリアルタイム計測を高速
に行なうことができる。また機械的駆動部がないため、
装置全体を小型，軽量にすることができる。また放射線
検出素子の金属で挟まれたａ−Si層領域は電気容量とし
て作用するから、格別なバイアスを印加しない限り放射
線像は一定時間保持される。放射線検出素子の金属電極
は電子放出部として機能すると同時に信号収集部として
も機能するので、簡単な構造で高感度が得られる。また
ａ−Si層を充分薄く形成すれば、信号電荷の走行時間の
短縮により、応答速度も速いものとなる。
本発明は上記実施例に限られるものではなく、以下に列
記するように種々変形して実施することができる。
記するように種々変形して実施することができる。
放射線検出素子の金属電極とし、Mo以外の金属を用
いることができる。好ましい金属は、原子番号が大き
く、放射線との相互作用により効率良く光電子を放出す
るものである。例えば、Au,Ta,Ptなどを挙げることがで
きる。また金属電極は単層に限られず、二層あるいはそ
れ以上積層したものを用いることもできる。
いることができる。好ましい金属は、原子番号が大き
く、放射線との相互作用により効率良く光電子を放出す
るものである。例えば、Au,Ta,Ptなどを挙げることがで
きる。また金属電極は単層に限られず、二層あるいはそ
れ以上積層したものを用いることもできる。
ａ−Si層は高抵抗層のみに限らず、PN接合,PIN接合
を構成しても良いし、またショットキー接合を構成する
ようにしてもよい。この様な接合構造を導入することに
より、電荷収集効率の向上および蓄積容量の増加を図る
ことができる。
を構成しても良いし、またショットキー接合を構成する
ようにしてもよい。この様な接合構造を導入することに
より、電荷収集効率の向上および蓄積容量の増加を図る
ことができる。
上記実施例の検出素子は、一対の金属電極とこれに
挟まれたａ−Si層からなる単位セルが複数個並列接続さ
れた形になっているが、例えば第３図に示すようにPIN
構造の単位セルを複数個直列接続した形にすることもで
きる。即ち、第３図の検出素子は金属電極321上にＮ型
層,I型層,P型層を順次積層したａ−Si層311を形成し、
この上に金属電極322を形成して単位セルとし、同様の
構造を繰返し積層形成して、単位セルが直列接続された
状態の放射線検出素子を構成している。この様な素子構
成とすれば、高い信号電圧を得ることができる。
挟まれたａ−Si層からなる単位セルが複数個並列接続さ
れた形になっているが、例えば第３図に示すようにPIN
構造の単位セルを複数個直列接続した形にすることもで
きる。即ち、第３図の検出素子は金属電極321上にＮ型
層,I型層,P型層を順次積層したａ−Si層311を形成し、
この上に金属電極322を形成して単位セルとし、同様の
構造を繰返し積層形成して、単位セルが直列接続された
状態の放射線検出素子を構成している。この様な素子構
成とすれば、高い信号電圧を得ることができる。
ａ−Si層は他のアモルファス半導体でもよく、また
厳密なアモルファス相に限らず、アモルファス相と微結
晶相を含むものであってもよい。
厳密なアモルファス相に限らず、アモルファス相と微結
晶相を含むものであってもよい。
上記実施例では、第３図から明らかなようにアドレ
ス線３と４はポリイミド絶縁層24の上下に配設している
が、これらを第４図に示すように基板１上に絶縁膜33で
分離して配設するようにしてもよい。
ス線３と４はポリイミド絶縁層24の上下に配設している
が、これらを第４図に示すように基板１上に絶縁膜33で
分離して配設するようにしてもよい。
［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、金属とアモルファス
半導体の組合わせを利用した放射線検出素子を用いて機
械的駆動部をなくし、放射線像の高速のリアルタイム計
測を可能にすると共に、小型軽量化を図った放射線検出
装置を実現することができる。
半導体の組合わせを利用した放射線検出素子を用いて機
械的駆動部をなくし、放射線像の高速のリアルタイム計
測を可能にすると共に、小型軽量化を図った放射線検出
装置を実現することができる。
第１図は本発明の一実施例の放射線検出装置の構成を等
価回路的に示す図、第２図はその放射線検出素子部の断
面構造を示す図、第３図および第４図は他の実施例の放
射線検出素子部の断面構造を第２図に対応させて示す
図、第５図は従来の放射線検出装置の一例を示す図であ
る。 １……絶縁性基板、２（211,212,…,2MN）……放射線検
出素子、３……Ｘアドレス線、４……Ｙアドレス線、5,
6……選択回路、7,9……電子スイッチ、８……電源、10
……増幅器、11……データ処理／蓄積装置、12……表示
装置、21（211,212,…）……ａ−Si層、22（221,222,
…）、23（231,232,…）……金属電極、24……ポリイミ
ド絶縁層。
価回路的に示す図、第２図はその放射線検出素子部の断
面構造を示す図、第３図および第４図は他の実施例の放
射線検出素子部の断面構造を第２図に対応させて示す
図、第５図は従来の放射線検出装置の一例を示す図であ
る。 １……絶縁性基板、２（211,212,…,2MN）……放射線検
出素子、３……Ｘアドレス線、４……Ｙアドレス線、5,
6……選択回路、7,9……電子スイッチ、８……電源、10
……増幅器、11……データ処理／蓄積装置、12……表示
装置、21（211,212,…）……ａ−Si層、22（221,222,
…）、23（231,232,…）……金属電極、24……ポリイミ
ド絶縁層。
Claims (1)
- 【請求項１】絶縁性基板と、この基板上に配列形成さ
れ、それぞれが金属とアモルファス半導体とを交互に複
数層ずつ積層して構成された複数の放射線検出素子と、
前記基板上に配設されて前記各放射線検出素子の出力信
号を取出す信号線とを備え、前記放射線検出素子は、前
記金属と放射線との相互作用により生成された電子で前
記アモルファス半導体層内に電子正孔対を生成させ、こ
の電子正孔対を信号として上記金属により収集するもの
であることを特徴とする放射線検出装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61095413A JPH07107942B2 (ja) | 1986-04-24 | 1986-04-24 | 放射線検出装置 |
| EP87102962A EP0239808B1 (en) | 1986-03-03 | 1987-03-03 | Radiation detecting device |
| DE8787102962T DE3768112D1 (de) | 1986-03-03 | 1987-03-03 | Strahlungsdetektor. |
| US07/021,349 US4926052A (en) | 1986-03-03 | 1987-03-03 | Radiation detecting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61095413A JPH07107942B2 (ja) | 1986-04-24 | 1986-04-24 | 放射線検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62251688A JPS62251688A (ja) | 1987-11-02 |
| JPH07107942B2 true JPH07107942B2 (ja) | 1995-11-15 |
Family
ID=14136992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61095413A Expired - Fee Related JPH07107942B2 (ja) | 1986-03-03 | 1986-04-24 | 放射線検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07107942B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2609590B2 (ja) * | 1986-09-04 | 1997-05-14 | 株式会社東芝 | 二次元放射線検出器 |
| JP2005106692A (ja) | 2003-09-30 | 2005-04-21 | Hitachi Ltd | 半導体放射線検出器及び放射線撮像装置 |
| JP2005109269A (ja) | 2003-09-30 | 2005-04-21 | Hitachi Ltd | 半導体放射線検出器及び半導体放射線撮像装置 |
| US6953935B1 (en) * | 2004-05-11 | 2005-10-11 | General Electric Company | CT detector fabrication process |
| US7368739B2 (en) * | 2005-10-26 | 2008-05-06 | Tetra Laval Holdings & Finance S.A. | Multilayer detector and method for sensing an electron beam |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6132481A (ja) * | 1984-07-24 | 1986-02-15 | Sharp Corp | 非晶質半導体素子 |
-
1986
- 1986-04-24 JP JP61095413A patent/JPH07107942B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62251688A (ja) | 1987-11-02 |
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