JPH0784055A - 放射線２次元検出器 - Google Patents
放射線２次元検出器Info
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- JPH0784055A JPH0784055A JP5188755A JP18875593A JPH0784055A JP H0784055 A JPH0784055 A JP H0784055A JP 5188755 A JP5188755 A JP 5188755A JP 18875593 A JP18875593 A JP 18875593A JP H0784055 A JPH0784055 A JP H0784055A
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- G—PHYSICS
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- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
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- G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
- G01T1/2006—Measuring radiation intensity with scintillation detectors using a combination of a scintillator and photodetector which measures the means radiation intensity
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- 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
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
-
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ｘ線画像信号のＳ／Ｎ比を高める。
【構成】 シンチレータ１１と透光性電極膜１２と光導
電膜１３と走査スイッチ層１４とを積層し、走査スイッ
チ層１４のマトリクス導体４１の各々にそのドレインが
接続されるＦＥＴ４５のソースに均一面状導体４３を介
してバイアス電圧を加え、このＦＥＴ４５を駆動回路１
５により行ごとにオンさせ、列ごとに区分された透光性
電極膜１２の列導体２１より信号電流を読み出す。
電膜１３と走査スイッチ層１４とを積層し、走査スイッ
チ層１４のマトリクス導体４１の各々にそのドレインが
接続されるＦＥＴ４５のソースに均一面状導体４３を介
してバイアス電圧を加え、このＦＥＴ４５を駆動回路１
５により行ごとにオンさせ、列ごとに区分された透光性
電極膜１２の列導体２１より信号電流を読み出す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、Ｘ線撮像装置などの
医療用診断装置に用いるのに好適な、Ｘ線等の放射線を
その２次元的な入射位置をも含めて検出する、放射線２
次元検出器に関する。
医療用診断装置に用いるのに好適な、Ｘ線等の放射線を
その２次元的な入射位置をも含めて検出する、放射線２
次元検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、固体走査方式の放射線２次元
検出器についての提案が種々になされている（特開平２
−２５３１８５号公報、特開平３−１８５８６５号公
報、特開平４−２０６５７３号公報、特開平４−２１２
４５６号公報、特開平４−２１２４５８号公報などを参
照）。これらをとりまとめると、従来の放射線２次元検
出器は図５〜図７に示されたようなものであると言え
る。
検出器についての提案が種々になされている（特開平２
−２５３１８５号公報、特開平３−１８５８６５号公
報、特開平４−２０６５７３号公報、特開平４−２１２
４５６号公報、特開平４−２１２４５８号公報などを参
照）。これらをとりまとめると、従来の放射線２次元検
出器は図５〜図７に示されたようなものであると言え
る。
【０００３】すなわち、従来では、図５のＡに示すよう
に、シンチレータ１１と、透光性電極膜１２と、光導電
膜１３と、走査スイッチ層１４とを積層した構造となっ
ており、透光性電極膜１２は図５のＢのように全面に均
一面状に形成されている。走査スイッチ層１４は、光導
電膜１３に接触するマトリクス状の導体４１と、その行
に対応するストリップ状パターンの行導体４２と、列に
対応するストリップ状パターンの列導体４６と、マトリ
クス導体４１のそれぞれにドレインが接続され、ソース
は各列導体４６に接続され、ゲートは各行導体４２に接
続された多数のスイッチング素子（ＦＥＴ）４５よりな
る（図５のＣ、Ｄ、Ｅ、図６、図７参照）。透光性電極
膜１２にはバイアス電源４４より所定の電位が与えられ
ており、走査スイッチ層１４の行導体４２は駆動回路１
５のコントロールラインにそれぞれ接続され、列導体４
６は信号読み出しラインの信号読み出し回路１６に接続
される。
に、シンチレータ１１と、透光性電極膜１２と、光導電
膜１３と、走査スイッチ層１４とを積層した構造となっ
ており、透光性電極膜１２は図５のＢのように全面に均
一面状に形成されている。走査スイッチ層１４は、光導
電膜１３に接触するマトリクス状の導体４１と、その行
に対応するストリップ状パターンの行導体４２と、列に
対応するストリップ状パターンの列導体４６と、マトリ
クス導体４１のそれぞれにドレインが接続され、ソース
は各列導体４６に接続され、ゲートは各行導体４２に接
続された多数のスイッチング素子（ＦＥＴ）４５よりな
る（図５のＣ、Ｄ、Ｅ、図６、図７参照）。透光性電極
膜１２にはバイアス電源４４より所定の電位が与えられ
ており、走査スイッチ層１４の行導体４２は駆動回路１
５のコントロールラインにそれぞれ接続され、列導体４
６は信号読み出しラインの信号読み出し回路１６に接続
される。
【０００４】Ｘ線がシンチレータ１１に入射するとシン
チレーション発光が生じ、その光は透光性電極膜１２を
経て光導電膜１３に導かれ、この光導電膜１３に電荷が
蓄積する。すなわち、Ｘ線による画像がシンチレータ１
１によって光の画像に変換され、その光の画像が光導電
膜１３によって電荷の画像に変換される。この光導電膜
１３上の電荷はＦＥＴ４５をオンすることにより、マト
リクス導体４１の各々に相当する画素ごとに読み出され
る。すなわち、駆動回路１５により１つの行導体４２に
駆動信号を送ることにより１行の（たとえばｉ行の）Ｆ
ＥＴ４５がすべてオンになり、列導体４６の各々を経
て、ｉ行の各列のマトリクス導体４１から、画素ごとの
電荷蓄積電流が各列で同時に取り出されることになる。
チレーション発光が生じ、その光は透光性電極膜１２を
経て光導電膜１３に導かれ、この光導電膜１３に電荷が
蓄積する。すなわち、Ｘ線による画像がシンチレータ１
１によって光の画像に変換され、その光の画像が光導電
膜１３によって電荷の画像に変換される。この光導電膜
１３上の電荷はＦＥＴ４５をオンすることにより、マト
リクス導体４１の各々に相当する画素ごとに読み出され
る。すなわち、駆動回路１５により１つの行導体４２に
駆動信号を送ることにより１行の（たとえばｉ行の）Ｆ
ＥＴ４５がすべてオンになり、列導体４６の各々を経
て、ｉ行の各列のマトリクス導体４１から、画素ごとの
電荷蓄積電流が各列で同時に取り出されることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の放射線２次元検出器では、スイッチング素子
のスイッチングノイズが読み出し信号電流に重畳して画
質が劣化するという問題があった。
うな従来の放射線２次元検出器では、スイッチング素子
のスイッチングノイズが読み出し信号電流に重畳して画
質が劣化するという問題があった。
【０００６】この発明は、上記に鑑み、スイッチング素
子のスイッチングノイズが読み出し信号電流に重畳しな
いようにして画質を向上させるよう改善した、放射線２
次元検出器を提供することを目的とする。
子のスイッチングノイズが読み出し信号電流に重畳しな
いようにして画質を向上させるよう改善した、放射線２
次元検出器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明による放射線２次元検出器においては、シ
ンチレータと、該シンチレータからの光の画像を電荷の
画像に変換する光導電膜とを積層し、この光導電膜を挟
むように透光性電極膜と走査スイッチ層とを設け、走査
スイッチ層の、光導電膜に接触したマトリクス状の多数
の導体にスイッチング素子をそれぞれ接続し、このスイ
ッチング素子を行ごとに順次オンさせて、均一面状導体
を介して与えられるバイアス電圧を、マトリクス状の多
数の導体に行ごとに印加するようにし、さらに透光性電
極膜はマトリクス状の多数の導体の列ごとに分割した列
導体により構成して、この列導体の各々を信号読み出し
ラインに接続したことが特徴となっている。
め、この発明による放射線２次元検出器においては、シ
ンチレータと、該シンチレータからの光の画像を電荷の
画像に変換する光導電膜とを積層し、この光導電膜を挟
むように透光性電極膜と走査スイッチ層とを設け、走査
スイッチ層の、光導電膜に接触したマトリクス状の多数
の導体にスイッチング素子をそれぞれ接続し、このスイ
ッチング素子を行ごとに順次オンさせて、均一面状導体
を介して与えられるバイアス電圧を、マトリクス状の多
数の導体に行ごとに印加するようにし、さらに透光性電
極膜はマトリクス状の多数の導体の列ごとに分割した列
導体により構成して、この列導体の各々を信号読み出し
ラインに接続したことが特徴となっている。
【０００８】
【作用】シンチレータにＸ線が入射するとシンチレーシ
ョン発光が生じ、光導電膜に電荷が蓄積する。スイッチ
ング素子がオンになってマトリクス導体にバイアス電圧
が与えられると、その電荷の放電電流が透光性電極膜の
列導体を介して信号読み出しラインに流れる。スイッチ
ング素子と信号読み出しラインとの間には光導電膜が介
在することになり、その間に距離があること、および光
導電膜には容量があることに起因して、スイッチングノ
イズが信号読み出しラインに乗りにくくなる。したがっ
てＳ／Ｎ比の優れた画像信号を得ることができ、画質を
向上させることができる。
ョン発光が生じ、光導電膜に電荷が蓄積する。スイッチ
ング素子がオンになってマトリクス導体にバイアス電圧
が与えられると、その電荷の放電電流が透光性電極膜の
列導体を介して信号読み出しラインに流れる。スイッチ
ング素子と信号読み出しラインとの間には光導電膜が介
在することになり、その間に距離があること、および光
導電膜には容量があることに起因して、スイッチングノ
イズが信号読み出しラインに乗りにくくなる。したがっ
てＳ／Ｎ比の優れた画像信号を得ることができ、画質を
向上させることができる。
【０００９】
【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照しながら詳細に説明する。この発明の一実施例にかか
る放射線２次元検出器では、従来と同様に、シンチレー
タ１１と、透光性電極膜１２と、光導電膜１３と、走査
スイッチ層１４とを積層した構造となっているが、透光
性電極膜１２は図１のＢのように列分割されたストリッ
プ状パターンの列導体２１から構成されている。そし
て、この列導体２１の各々は読み出し信号ラインの信号
読み出し回路１６に接続されている（図３も参照）。
照しながら詳細に説明する。この発明の一実施例にかか
る放射線２次元検出器では、従来と同様に、シンチレー
タ１１と、透光性電極膜１２と、光導電膜１３と、走査
スイッチ層１４とを積層した構造となっているが、透光
性電極膜１２は図１のＢのように列分割されたストリッ
プ状パターンの列導体２１から構成されている。そし
て、この列導体２１の各々は読み出し信号ラインの信号
読み出し回路１６に接続されている（図３も参照）。
【００１０】走査スイッチ層１４は、光導電膜１３に接
触するマトリクス状の導体４１と、その行に対応するス
トリップ状パターンの行導体４２とを有していて、マト
リクス導体４１の各々にそのドレインが接続され、ゲー
トが行導体４２のそれぞれに接続された、多数のスイッ
チング素子たるＦＥＴ４５を有している点では従来と同
様であるが、各ＦＥＴ４５のソースには図１のＥで示す
ような全面に均一面状に形成された均一面状導体４３が
接続されている点で異なっている（図２及び図３も参
照）。そしてこの均一面状導体４３にはバイアス電源４
４よりバイアス電圧が印加されている。
触するマトリクス状の導体４１と、その行に対応するス
トリップ状パターンの行導体４２とを有していて、マト
リクス導体４１の各々にそのドレインが接続され、ゲー
トが行導体４２のそれぞれに接続された、多数のスイッ
チング素子たるＦＥＴ４５を有している点では従来と同
様であるが、各ＦＥＴ４５のソースには図１のＥで示す
ような全面に均一面状に形成された均一面状導体４３が
接続されている点で異なっている（図２及び図３も参
照）。そしてこの均一面状導体４３にはバイアス電源４
４よりバイアス電圧が印加されている。
【００１１】ＦＥＴ４５のゲートに接続された行導体４
２は駆動回路１５のコントロールラインに接続される。
この駆動回路１５はフローティング部５１と光アイソレ
ーション部５２と、グランド部５３により構成されてい
る。このように光アイソレーション部５２によってフロ
ーティング部５１およびコントロールラインをグランド
部５３から電気的に切り離したのは、均一面状導体４３
を介してＦＥＴ４５のソースにバイアス電圧が印加され
るため、ＦＥＴ４５のゲートに接続されたコントロール
ラインをグランドから浮かす必要があるためである。な
お、コントロールラインをグランドから電気的に切り離
すための構成は、このような光アイソレーション部５２
を用いる以外にも考えられる。
２は駆動回路１５のコントロールラインに接続される。
この駆動回路１５はフローティング部５１と光アイソレ
ーション部５２と、グランド部５３により構成されてい
る。このように光アイソレーション部５２によってフロ
ーティング部５１およびコントロールラインをグランド
部５３から電気的に切り離したのは、均一面状導体４３
を介してＦＥＴ４５のソースにバイアス電圧が印加され
るため、ＦＥＴ４５のゲートに接続されたコントロール
ラインをグランドから浮かす必要があるためである。な
お、コントロールラインをグランドから電気的に切り離
すための構成は、このような光アイソレーション部５２
を用いる以外にも考えられる。
【００１２】Ｘ線がシンチレータ１１の入射面に入射し
てＸ線による画像が光の画像に変換され、その光の画像
が光導電膜１３によって電荷の画像に変換されるので、
この光導電膜１３上の電荷を、ＦＥＴ４５をオンするこ
とにより、マトリクス導体４１の各々に相当する画素ご
とに読み出すという点では従来と同じであるが、図３と
図７との比較からも明らかなように、読み出し信号電流
は、透光性電極膜１２の列導体２１の各々を介して取り
出されて、保護抵抗６１を通り、チャージセンシィティ
ブプレアンプ６２の積分コンデンサ６３に蓄えられ、電
圧信号として出力されて、図示しないＡ／Ｄ変換器に送
られる。積分スイッチ６４はＡ／Ｄ変換が終了した後、
つぎの走査に備えて積分コンデンサ６３を短絡してその
コンデンサ６３を放電させるためのものである。
てＸ線による画像が光の画像に変換され、その光の画像
が光導電膜１３によって電荷の画像に変換されるので、
この光導電膜１３上の電荷を、ＦＥＴ４５をオンするこ
とにより、マトリクス導体４１の各々に相当する画素ご
とに読み出すという点では従来と同じであるが、図３と
図７との比較からも明らかなように、読み出し信号電流
は、透光性電極膜１２の列導体２１の各々を介して取り
出されて、保護抵抗６１を通り、チャージセンシィティ
ブプレアンプ６２の積分コンデンサ６３に蓄えられ、電
圧信号として出力されて、図示しないＡ／Ｄ変換器に送
られる。積分スイッチ６４はＡ／Ｄ変換が終了した後、
つぎの走査に備えて積分コンデンサ６３を短絡してその
コンデンサ６３を放電させるためのものである。
【００１３】たとえばｉ行のコントロールラインに駆動
信号が与えられて、ｉ行のＦＥＴ４５がすべてオンにな
ったとすると、そのｉ行のマトリクス導体４１に相当す
る画素の信号が、各列同時に読み出されることになる。
ここで、図３と図７との比較から、信号読み出し回路１
６が光導電膜１３の、走査スイッチ層１４とは反対側の
透光性電極膜１２の列導体２１の各々に接続されてい
て、信号読み出し回路１６とＦＥＴ４５との間に光導電
膜１３が介在することになって、その光導電膜１３の容
量効果と、ＦＥＴ４５のゲートと透光性電極膜１２の列
導体２１との距離が離れているという距離効果とによっ
て、ＦＥＴ４５のゲート漏れ電流その他の走査スイッチ
層１４からのスイッチングノイズが読み出し信号ライン
に乗りにくくなり、信号電流のＳ／Ｎ比が向上し、質の
高い画像信号を得ることができる。また、走査スイッチ
層１４のＦＥＴ４５のソースに接続される導体を均一面
状導体４３としているので、シールド効果が生じ、外来
ノイズに影響されにくくなっている。
信号が与えられて、ｉ行のＦＥＴ４５がすべてオンにな
ったとすると、そのｉ行のマトリクス導体４１に相当す
る画素の信号が、各列同時に読み出されることになる。
ここで、図３と図７との比較から、信号読み出し回路１
６が光導電膜１３の、走査スイッチ層１４とは反対側の
透光性電極膜１２の列導体２１の各々に接続されてい
て、信号読み出し回路１６とＦＥＴ４５との間に光導電
膜１３が介在することになって、その光導電膜１３の容
量効果と、ＦＥＴ４５のゲートと透光性電極膜１２の列
導体２１との距離が離れているという距離効果とによっ
て、ＦＥＴ４５のゲート漏れ電流その他の走査スイッチ
層１４からのスイッチングノイズが読み出し信号ライン
に乗りにくくなり、信号電流のＳ／Ｎ比が向上し、質の
高い画像信号を得ることができる。また、走査スイッチ
層１４のＦＥＴ４５のソースに接続される導体を均一面
状導体４３としているので、シールド効果が生じ、外来
ノイズに影響されにくくなっている。
【００１４】図４は、マトリクス導体４１が１０００×
１０００のマトリクス状に形成されていて、このマトリ
クス導体４１のすべてを走査スイッチ層１４により１秒
当たり３０回走査して、毎秒３０フレームで画像信号を
出力する場合のタイムチャートを示している。図４のＡ
はコントロールラインのバイアス電圧を基準にした電位
を示し、コントロールラインが各行ごとに順次駆動回路
１５により高い電圧とされ、その行（たとえばｉ行）の
ＦＥＴ４５がオンにさせられる。たとえばマトリクス導
体４１のｉ行、ｊ列に位置するものに着目すると、その
付近の光導電膜１３の電位がＸ線入射による電荷蓄積に
よって図４のＢのように上昇していたものが、ｉ行のＦ
ＥＴ４５のオンによってバイアス電圧のレベルに降下す
る（なお図４のＢはバイアス電圧を基準として表わされ
ている）。これに対応して、ｊ列の信号読み出しライン
に（ｉ、ｊ）画素分の信号読み出し電流が図４のＣに示
すように流れる。この信号電流が上記のチャージセンシ
ィティブプレアンプ６２の積分コンデンサ６３に蓄えら
れ、図４のＤに示すように積分電圧信号として出力され
て、積分スイッチ６４がオンになるまでの間のホールド
期間にＡ／Ｄ変換される。
１０００のマトリクス状に形成されていて、このマトリ
クス導体４１のすべてを走査スイッチ層１４により１秒
当たり３０回走査して、毎秒３０フレームで画像信号を
出力する場合のタイムチャートを示している。図４のＡ
はコントロールラインのバイアス電圧を基準にした電位
を示し、コントロールラインが各行ごとに順次駆動回路
１５により高い電圧とされ、その行（たとえばｉ行）の
ＦＥＴ４５がオンにさせられる。たとえばマトリクス導
体４１のｉ行、ｊ列に位置するものに着目すると、その
付近の光導電膜１３の電位がＸ線入射による電荷蓄積に
よって図４のＢのように上昇していたものが、ｉ行のＦ
ＥＴ４５のオンによってバイアス電圧のレベルに降下す
る（なお図４のＢはバイアス電圧を基準として表わされ
ている）。これに対応して、ｊ列の信号読み出しライン
に（ｉ、ｊ）画素分の信号読み出し電流が図４のＣに示
すように流れる。この信号電流が上記のチャージセンシ
ィティブプレアンプ６２の積分コンデンサ６３に蓄えら
れ、図４のＤに示すように積分電圧信号として出力され
て、積分スイッチ６４がオンになるまでの間のホールド
期間にＡ／Ｄ変換される。
【００１５】
【発明の効果】以上実施例について説明したように、こ
の発明の放射線２次元検出器によれば、スイッチングノ
イズを拾わず、しかも外来ノイズに強い構造となってい
るため、ノイズが少ない良質のＸ線画像信号を得ること
ができる。
の発明の放射線２次元検出器によれば、スイッチングノ
イズを拾わず、しかも外来ノイズに強い構造となってい
るため、ノイズが少ない良質のＸ線画像信号を得ること
ができる。
【図１】この発明の一実施例にかかる放射線２次元検出
器の構造を示す模式図。
器の構造を示す模式図。
【図２】同実施例におけるＦＥＴの接続関係を示す模式
図。
図。
【図３】同実施例におけるＦＥＴおよび信号読み出し回
路の接続関係を示す模式図。
路の接続関係を示す模式図。
【図４】同実施例の動作説明のためのタイムチャート。
【図５】従来例の構造を示す模式図。
【図６】従来例におけるＦＥＴの接続関係を示す模式
図。
図。
【図７】従来例におけるＦＥＴおよび信号読み出し回路
の接続関係を示す模式図。
の接続関係を示す模式図。
１１ シンチレータ １２ 透光性電極膜 １３ 光導電膜 １４ 走査スイッチ層 １５ 駆動回路 １６ 信号読み出し回路 ２１ 透光性電極膜の列導体 ４１ マトリクス導体 ４２ 行導体 ４３ 均一面状導体 ４４ バイアス電源 ４５ ＦＥＴ ４６ 走査スイッチ層の列導体
Claims (1)
- 【請求項１】 放射線による像を光の画像に変換するシ
ンチレータと、該シンチレータからの光の画像を電荷の
画像に変換する光導電膜と、該光導電膜を挟むようにそ
の両面にそれぞれ設けられた透光性電極膜と走査スイッ
チ層と、この走査スイッチ層に接続された駆動回路とを
備え、該走査スイッチ層は、上記の光導電膜に接触した
マトリクス状の多数の導体と、バイアス電圧が与えられ
た均一面状導体と、上記のマトリクス状の多数の導体の
各々と均一面状導体との間に挿入された多数のスイッチ
ング素子と、該スイッチング素子に上記の駆動回路から
の駆動信号を行ごとに与える行導体とを有しており、上
記の透光性電極膜は、上記マトリクス状の多数の導体の
列ごとに分割された列導体により構成され、この列導体
の各々が信号読み出しラインに接続されていることを特
徴とする放射線２次元検出器。
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| JP5188755A JPH0784055A (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 放射線２次元検出器 |
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ID=16229208
Family Applications (1)
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