JPH11218857A - Ｘ線撮像装置 - Google Patents
Ｘ線撮像装置Info
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- JPH11218857A JPH11218857A JP10019594A JP1959498A JPH11218857A JP H11218857 A JPH11218857 A JP H11218857A JP 10019594 A JP10019594 A JP 10019594A JP 1959498 A JP1959498 A JP 1959498A JP H11218857 A JPH11218857 A JP H11218857A
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Links
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Landscapes
- Radiography Using Non-Light Waves (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】Ｘ線画像信号のＳ／Ｎを高める。
【解決手段】電荷生成量に比例した値Ｑａ（＝ρ×Ｗ／
Ｅｇ）と、電荷捕集効率に対応した値Ｃｂ（＝μ×τ×
Ｅ／Ｌ）との積Ｘがある範囲内にあるように、光導電物
質、光導電層の厚み、光導電層に印加する電圧（電界）
などを選定する。光導電物質を選ぶことによってＸ線吸
収率が高く、光導電性が良好になって充分な電荷生成量
となる。光導電性の厚みと印加電圧を適宜選定すること
で発生電荷を効率よく捕集できる。これでＸ線像に対応
した画像信号の出力レベルが大きくなり、これによって
Ｓ／Ｎが改善されて高画質となる。Ｘ線撮像パネル１２
は基板４０上に形成された光導電性を有する光導電層５
７と、２次元的に配列された蓄積用コンデンサ２４とス
イッチング素子２６とでＸ線像を電気信号に変換する変
換セル２０が構成される。
Ｅｇ）と、電荷捕集効率に対応した値Ｃｂ（＝μ×τ×
Ｅ／Ｌ）との積Ｘがある範囲内にあるように、光導電物
質、光導電層の厚み、光導電層に印加する電圧（電界）
などを選定する。光導電物質を選ぶことによってＸ線吸
収率が高く、光導電性が良好になって充分な電荷生成量
となる。光導電性の厚みと印加電圧を適宜選定すること
で発生電荷を効率よく捕集できる。これでＸ線像に対応
した画像信号の出力レベルが大きくなり、これによって
Ｓ／Ｎが改善されて高画質となる。Ｘ線撮像パネル１２
は基板４０上に形成された光導電性を有する光導電層５
７と、２次元的に配列された蓄積用コンデンサ２４とス
イッチング素子２６とでＸ線像を電気信号に変換する変
換セル２０が構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、Ｘ線像を直接画
像信号に変換できるＸ線撮像パネルを使用したＸ線撮像
装置に関する。詳しくは、Ｘ線撮像パネルを構成する光
導電層に印加される電圧や光導電層の厚みなどを規制す
ることによって、Ｓ／Ｎが改善された画像信号が得られ
るようにしたＸ線撮像装置に関するものである。
像信号に変換できるＸ線撮像パネルを使用したＸ線撮像
装置に関する。詳しくは、Ｘ線撮像パネルを構成する光
導電層に印加される電圧や光導電層の厚みなどを規制す
ることによって、Ｓ／Ｎが改善された画像信号が得られ
るようにしたＸ線撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】人体などの被写体をＸ線撮像するＸ線撮
像装置として、近年Ｘ線用の感光フィルムを使用する代
わりに、Ｘ線像を２次元のＸ線撮像パネルに導き、Ｘ線
像（潜像）を電気信号（画像信号）として得るようにし
たＸ線撮像装置が開発されている。このＸ線撮像装置に
は、Ｘ線像を一旦光信号に変換し、変換した光信号を電
気信号に変換するいわゆる間接方式の他に、Ｘ線像を直
接電気信号に変換できるいわゆる直接方式のＸ線撮像装
置が知られている。
像装置として、近年Ｘ線用の感光フィルムを使用する代
わりに、Ｘ線像を２次元のＸ線撮像パネルに導き、Ｘ線
像（潜像）を電気信号（画像信号）として得るようにし
たＸ線撮像装置が開発されている。このＸ線撮像装置に
は、Ｘ線像を一旦光信号に変換し、変換した光信号を電
気信号に変換するいわゆる間接方式の他に、Ｘ線像を直
接電気信号に変換できるいわゆる直接方式のＸ線撮像装
置が知られている。
【０００３】Ｘ線像を電気信号に変換するにあたって
は、直接方式は間接方式と違って、Ｘ線像を一旦光信号
にする必要がないので、鮮鋭性に優れた画像を得ること
ができる。
は、直接方式は間接方式と違って、Ｘ線像を一旦光信号
にする必要がないので、鮮鋭性に優れた画像を得ること
ができる。
【０００４】この直接方式によるＸ線撮像装置に使用さ
れるＸ線撮像パネルにあっては、これを構成する光導電
層（光吸収層）のＸ線吸収率が高いほどＸ線情報の利用
効率が高くなり、得られる画像信号もそのレベルが大き
くなるので、画像信号のＳ／Ｎが向上して得られるＸ線
像の画質がよくなり、診断能向上に寄与することが知ら
れている。この画質改善を図るべく、光導電層のＸ線吸
収率を高めるためには、 （１）光導電層を厚くする。 （２）光導電層としてＸ線吸収係数（Ｘ線吸収率）の高
い物質を使用する。などの手段が有効である。
れるＸ線撮像パネルにあっては、これを構成する光導電
層（光吸収層）のＸ線吸収率が高いほどＸ線情報の利用
効率が高くなり、得られる画像信号もそのレベルが大き
くなるので、画像信号のＳ／Ｎが向上して得られるＸ線
像の画質がよくなり、診断能向上に寄与することが知ら
れている。この画質改善を図るべく、光導電層のＸ線吸
収率を高めるためには、 （１）光導電層を厚くする。 （２）光導電層としてＸ線吸収係数（Ｘ線吸収率）の高
い物質を使用する。などの手段が有効である。
【０００５】
【発明が解決使用とする課題】ところで、上述した改善
策（１）に関しては、同じ印加電圧では電界強度が低下
してＸ線照射によって発生した電荷の捕集効率が低下す
る。これは発生した電荷が印加された電圧による電界に
よって電子と正孔に分離され、分離された電子または正
孔が上述したコンデンサに蓄積されるので、電界強度が
弱いと分離した電荷を効率よく捕集できなくなるからで
ある。
策（１）に関しては、同じ印加電圧では電界強度が低下
してＸ線照射によって発生した電荷の捕集効率が低下す
る。これは発生した電荷が印加された電圧による電界に
よって電子と正孔に分離され、分離された電子または正
孔が上述したコンデンサに蓄積されるので、電界強度が
弱いと分離した電荷を効率よく捕集できなくなるからで
ある。
【０００６】捕集効率が低下すると得られる画像信号の
レベルが小さくなって、画像信号のＳ／Ｎが悪くなる。
捕集効率を高めるために印加電圧を上げすぎると、今度
は光導電層の電界強度が高くなり過ぎることによって絶
縁破壊されてしまうことも考えられ、また、漏電対策な
どを綿密に行わなくてはならなかったり、高電圧とする
ための電源回路周辺部のコストアップなどの問題を惹起
する。
レベルが小さくなって、画像信号のＳ／Ｎが悪くなる。
捕集効率を高めるために印加電圧を上げすぎると、今度
は光導電層の電界強度が高くなり過ぎることによって絶
縁破壊されてしまうことも考えられ、また、漏電対策な
どを綿密に行わなくてはならなかったり、高電圧とする
ための電源回路周辺部のコストアップなどの問題を惹起
する。
【０００７】また、上述した改善策（２）に関しては、
Ｘ線吸収率が高い物質を光導電物質として使用した場合
であっても、電荷捕集効率が低い物質であると、Ｘ線吸
収率のメリットを充分生かすことができず、却って画像
信号のレベルを低下させてしまう。
Ｘ線吸収率が高い物質を光導電物質として使用した場合
であっても、電荷捕集効率が低い物質であると、Ｘ線吸
収率のメリットを充分生かすことができず、却って画像
信号のレベルを低下させてしまう。
【０００８】そこで、この発明はこのような従来の課題
を解決したものであって、光導電層として使用する光導
電物質を始めとして、この光導電層の厚みや印加電圧な
どの相関関係から最適値を求めることによって、Ｓ／Ｎ
の高い画像信号を得て診断能の向上に寄与するＸ線撮像
装置を提案するものである。
を解決したものであって、光導電層として使用する光導
電物質を始めとして、この光導電層の厚みや印加電圧な
どの相関関係から最適値を求めることによって、Ｓ／Ｎ
の高い画像信号を得て診断能の向上に寄与するＸ線撮像
装置を提案するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、請求項１に記載したこの発明に係るＸ線撮像装置で
は、人体等の被写体を透過したＸ線が投影されるＸ線撮
像装置であって、この撮像装置は、Ｘ線の入射によって
電荷を生成する光導電層と、生成された電荷を捕集、蓄
積する電荷蓄積用コンデンサと、蓄積された電荷を画像
信号として取り出すスイッチング素子とが設けられた２
次元のＸ線撮像パネルを有し、このＸ線撮像パネルに所
定の電圧を印加して入射したＸ線によって生成された電
荷を分離して、Ｘ線像を画像信号に直接変換するように
なされると共に、電界強度Ｅ、光導電層の厚みＬなどが
次式を満足するようになされたことを特徴とする。
め、請求項１に記載したこの発明に係るＸ線撮像装置で
は、人体等の被写体を透過したＸ線が投影されるＸ線撮
像装置であって、この撮像装置は、Ｘ線の入射によって
電荷を生成する光導電層と、生成された電荷を捕集、蓄
積する電荷蓄積用コンデンサと、蓄積された電荷を画像
信号として取り出すスイッチング素子とが設けられた２
次元のＸ線撮像パネルを有し、このＸ線撮像パネルに所
定の電圧を印加して入射したＸ線によって生成された電
荷を分離して、Ｘ線像を画像信号に直接変換するように
なされると共に、電界強度Ｅ、光導電層の厚みＬなどが
次式を満足するようになされたことを特徴とする。
【００１０】（ρ×Ｗ／Ｅｇ）×（μ×τ×Ｅ／Ｌ）＝
４×１０4〜５×１０7 ここに、ρ：Ｘ線吸収率（単位なし） Ｗ：吸収Ｘ線の平均エネルギー（eV） Ｅｇ：光導電物質のバンドギャップ（eV） μ×τ：電荷のモビリティーと寿命の積で、電子と正孔
のうち大きい方（ｃｍ2×Ｖ-1） Ｅ：光導電層に印加される電界強度（Ｖ×ｃｍ-1） Ｌ：光導電層の厚み(cm） である。
４×１０4〜５×１０7 ここに、ρ：Ｘ線吸収率（単位なし） Ｗ：吸収Ｘ線の平均エネルギー（eV） Ｅｇ：光導電物質のバンドギャップ（eV） μ×τ：電荷のモビリティーと寿命の積で、電子と正孔
のうち大きい方（ｃｍ2×Ｖ-1） Ｅ：光導電層に印加される電界強度（Ｖ×ｃｍ-1） Ｌ：光導電層の厚み(cm） である。
【００１１】この発明では、Ｘ線吸収率の高い光導電性
を有する化合物を光導電層として使用すると共に、光導
電層の厚みＬを始めとしてＸ線撮像パネルに印加される
電圧などから求められる、電荷発生量に比例する値Ｑａ
（＝ρ×Ｗ／Ｅｇ）と、電荷捕集効率に対応した値Ｃｂ
（＝μ×τ×Ｅ／Ｌ）との積Ｘが、上述した所定の値と
なるように選定される。
を有する化合物を光導電層として使用すると共に、光導
電層の厚みＬを始めとしてＸ線撮像パネルに印加される
電圧などから求められる、電荷発生量に比例する値Ｑａ
（＝ρ×Ｗ／Ｅｇ）と、電荷捕集効率に対応した値Ｃｂ
（＝μ×τ×Ｅ／Ｌ）との積Ｘが、上述した所定の値と
なるように選定される。
【００１２】光導電物質を指定することによってほぼそ
の光導電層のＱａの値が求まる。積Ｘの値を大きくする
には値Ｃｂを大きくすればよいが、電界強度Ｅを大きく
するにも光導電層の絶縁破壊の問題をクリアーする必要
があり、厚みＬを薄くする場合は、Ｘ線吸収率ρの低下
の問題と、電界強度Ｅが大きくなることによる光導電層
の絶縁破壊の問題とをクリアーする必要があるため、こ
れらの兼ね合いで印加電圧や厚みなどが選定される。実
験によると、上述した範囲内に積Ｘの値が存在するとき
には、絶縁破壊を起こすこともなく、充分な生成電荷量
となって最も効率よく電気信号（画像信号）への変換を
実現でき、画像信号のＳ／Ｎが改善されることが判っ
た。
の光導電層のＱａの値が求まる。積Ｘの値を大きくする
には値Ｃｂを大きくすればよいが、電界強度Ｅを大きく
するにも光導電層の絶縁破壊の問題をクリアーする必要
があり、厚みＬを薄くする場合は、Ｘ線吸収率ρの低下
の問題と、電界強度Ｅが大きくなることによる光導電層
の絶縁破壊の問題とをクリアーする必要があるため、こ
れらの兼ね合いで印加電圧や厚みなどが選定される。実
験によると、上述した範囲内に積Ｘの値が存在するとき
には、絶縁破壊を起こすこともなく、充分な生成電荷量
となって最も効率よく電気信号（画像信号）への変換を
実現でき、画像信号のＳ／Ｎが改善されることが判っ
た。
【００１３】
【発明の実施の形態】続いて、この発明に係るＸ線撮像
装置の一実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
装置の一実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】この発明においても、人体などの被写体を
透過したＸ線は２次元のＸ線撮像パネルを有したＸ線撮
像装置（ＦＰＤ；Flat Panel Detector）に投影され、
Ｘ線像が直接電気信号（Ｘ線画像信号）に変換されて出
力される。
透過したＸ線は２次元のＸ線撮像パネルを有したＸ線撮
像装置（ＦＰＤ；Flat Panel Detector）に投影され、
Ｘ線像が直接電気信号（Ｘ線画像信号）に変換されて出
力される。
【００１５】図１はこのようなＸ線撮像装置に適用して
好適なＸ線撮像パネルの一実施形態を示すもので、この
撮像パネル１２は複数のゲート線１４と信号線１６とが
それぞれ所定のピッチをもってマトリックス状に配列さ
れ、それらが交差する内部が画素として機能する変換セ
ル２０となる。
好適なＸ線撮像パネルの一実施形態を示すもので、この
撮像パネル１２は複数のゲート線１４と信号線１６とが
それぞれ所定のピッチをもってマトリックス状に配列さ
れ、それらが交差する内部が画素として機能する変換セ
ル２０となる。
【００１６】変換セル２０は照射されたＸ線の強さに基
づいた電荷を生成する電荷生成部２２と、生成された電
荷を蓄積する蓄積用コンデンサ２４と、このコンデンサ
２４に蓄積された電荷を電気信号（画像信号）として信
号線１６に導くスイッチング素子２６とで構成されてい
る。スイッチング素子２６としては図示するように、薄
膜トランジスタ（ＴＦＴ）などが使用される。
づいた電荷を生成する電荷生成部２２と、生成された電
荷を蓄積する蓄積用コンデンサ２４と、このコンデンサ
２４に蓄積された電荷を電気信号（画像信号）として信
号線１６に導くスイッチング素子２６とで構成されてい
る。スイッチング素子２６としては図示するように、薄
膜トランジスタ（ＴＦＴ）などが使用される。
【００１７】図示する例では電荷生成部２２が変換セル
２０の半分程度の領域を占めるように描かれているが、
実際には図２に示すように変換セル２０の上部が電荷生
成部２２となり、その下部にコンデンサ２４およびスイ
ッチング素子２６が設けられている。
２０の半分程度の領域を占めるように描かれているが、
実際には図２に示すように変換セル２０の上部が電荷生
成部２２となり、その下部にコンデンサ２４およびスイ
ッチング素子２６が設けられている。
【００１８】Ｘ線撮像パネル１２には電源部２８より所
定の高電圧（５０００ボルト程度）が印加され、これに
よって電荷生成部２２において生成された電荷（電子ま
たは正孔）が分離されて、この電荷がコンデンサ２４に
蓄積される。
定の高電圧（５０００ボルト程度）が印加され、これに
よって電荷生成部２２において生成された電荷（電子ま
たは正孔）が分離されて、この電荷がコンデンサ２４に
蓄積される。
【００１９】そして、垂直走査部３０から供給される垂
直操作用のゲート信号が対応するゲート線１４に加えら
れることによって、そのゲート線１４に接続されたスイ
ッチングトランジスタ２６がオンして、オンしたスイッ
チングトランジスタ２６に接続されたコンデンサ２４に
蓄積された電荷が対応する信号線１６を介して水平走査
部３２に導かれる。
直操作用のゲート信号が対応するゲート線１４に加えら
れることによって、そのゲート線１４に接続されたスイ
ッチングトランジスタ２６がオンして、オンしたスイッ
チングトランジスタ２６に接続されたコンデンサ２４に
蓄積された電荷が対応する信号線１６を介して水平走査
部３２に導かれる。
【００２０】水平走査部３２では各信号線１６から導か
れた画像信号が変換セル２０ごとに順次水平方向に走査
されて１ライン分のＸ線用画像信号が得られ、これが後
段の信号処理回路３４に導かれる。水平方向の走査は信
号線をいくつかのブロックに分けて、ブロック毎に並列
処理的に行ってもよく、この場合はＸ線画像信号の読み
取り時間を短縮できる。信号処理回路３４においては、
このＸ線画像信号がディジタル信号に変換されたり、ノ
イズ除去処理、感度ムラや画素欠陥の補正、階調処理や
周波数処理などの各種信号処理や画像処理が施される。
Ｘ線画像信号はモニタに表示したり、メモリ手段に保存
したり、遠隔地に伝送したり、感光フィルム等の記録材
料に出力したりすることができる。
れた画像信号が変換セル２０ごとに順次水平方向に走査
されて１ライン分のＸ線用画像信号が得られ、これが後
段の信号処理回路３４に導かれる。水平方向の走査は信
号線をいくつかのブロックに分けて、ブロック毎に並列
処理的に行ってもよく、この場合はＸ線画像信号の読み
取り時間を短縮できる。信号処理回路３４においては、
このＸ線画像信号がディジタル信号に変換されたり、ノ
イズ除去処理、感度ムラや画素欠陥の補正、階調処理や
周波数処理などの各種信号処理や画像処理が施される。
Ｘ線画像信号はモニタに表示したり、メモリ手段に保存
したり、遠隔地に伝送したり、感光フィルム等の記録材
料に出力したりすることができる。
【００２１】図２はＸ線撮像パネル１２の一部断面構成
を示すもので、変換セル２０を中心に図示されている。
ガラスなどの基板４０上には蓄積用コンデンサ２４とな
る一方の電極４２が被着形成されると共に、絶縁層４４
を介して対極となる電極４６が被着形成されて所定容量
のコンデンサ２４が形成される。
を示すもので、変換セル２０を中心に図示されている。
ガラスなどの基板４０上には蓄積用コンデンサ２４とな
る一方の電極４２が被着形成されると共に、絶縁層４４
を介して対極となる電極４６が被着形成されて所定容量
のコンデンサ２４が形成される。
【００２２】コンデンサ２４に隣接してスイッチング素
子として機能するＴＦＴトランジスタ２６が形成され
る。このトランジスタ２６の構成も周知であって、ゲー
トＧとなるゲート電極５０がガラス基板４０上に形成さ
れ、このゲート電極５０を覆うように絶縁層５２が被着
形成され、その上の所定位置にドレインＤとなるドレイ
ン電極５４とソースＳとなるソース電極５６がそれぞれ
被着形成される。ソース電極５６とコンデンサ２４用の
電極４６とは一体形成される。ドレイン電極５４は信号
線１６としても使用される。
子として機能するＴＦＴトランジスタ２６が形成され
る。このトランジスタ２６の構成も周知であって、ゲー
トＧとなるゲート電極５０がガラス基板４０上に形成さ
れ、このゲート電極５０を覆うように絶縁層５２が被着
形成され、その上の所定位置にドレインＤとなるドレイ
ン電極５４とソースＳとなるソース電極５６がそれぞれ
被着形成される。ソース電極５６とコンデンサ２４用の
電極４６とは一体形成される。ドレイン電極５４は信号
線１６としても使用される。
【００２３】基板４０上に形成されたこれらコンデンサ
２４およびトランジスタ２６のさらに上面には電荷生成
部２２として機能する光導電層５７が所定の厚みとなる
ように形成される。光導電層５７はＸ線吸収率が高く光
導電性を有する物質例えばアモルファスセレン（ａ−Ｓ
ｅ）などが蒸着によって形成される。
２４およびトランジスタ２６のさらに上面には電荷生成
部２２として機能する光導電層５７が所定の厚みとなる
ように形成される。光導電層５７はＸ線吸収率が高く光
導電性を有する物質例えばアモルファスセレン（ａ−Ｓ
ｅ）などが蒸着によって形成される。
【００２４】アモルファスセレンの他には、Ｘ線吸収率
が高く光導電性を有する無機化合物などを使用すること
ができる。無機化合物を使用する場合には光導電層５７
を蒸着法等の気相堆積法で形成してもよく、またこの無
機化合物を混合したバインダーを分散、塗布して光導電
層５７を形成してもよい。無機化合物としてはＢｉ12Ｇ
ｅＯ20やＢｉ12ＳｉＯ20，ＺｎＯ，ＣｄＳ，ＣｄＳｅ，
ＰｂＯ，ＨｇＩ2，ＣｄＴｅ，ＣｄＺｎＴｅ，ＰｂＩ2，
ＴｌＩ2などを使用することができる。
が高く光導電性を有する無機化合物などを使用すること
ができる。無機化合物を使用する場合には光導電層５７
を蒸着法等の気相堆積法で形成してもよく、またこの無
機化合物を混合したバインダーを分散、塗布して光導電
層５７を形成してもよい。無機化合物としてはＢｉ12Ｇ
ｅＯ20やＢｉ12ＳｉＯ20，ＺｎＯ，ＣｄＳ，ＣｄＳｅ，
ＰｂＯ，ＨｇＩ2，ＣｄＴｅ，ＣｄＺｎＴｅ，ＰｂＩ2，
ＴｌＩ2などを使用することができる。
【００２５】光導電層５７の上面には共通電極６０がそ
れぞれ被着形成されて、変換セル２０が得られる。
れぞれ被着形成されて、変換セル２０が得られる。
【００２６】Ｘ線像の鮮鋭性向上や、コンデンサ２４で
捕集された電荷の保持性向上等の目的で、光導電層５７
と共通電極６０との間に誘電層（電気的絶縁層）を配し
てもよい。
捕集された電荷の保持性向上等の目的で、光導電層５７
と共通電極６０との間に誘電層（電気的絶縁層）を配し
てもよい。
【００２７】電極４２と６０との間には上述したような
高電圧が電源部２８より印加され、この高電界の印加状
態にあるとき、例えばパネル正面１２ａ側から人体等の
被写体を透過したＸ線が照射される。光導電層５７内に
入射したＸ線によって光導電層５７の内部にはＸ線エネ
ルギーの強さに応じた電荷が生成される。この電荷は電
極４２、６０間に印加された高電圧（高電界）によって
分離されて、電子または正孔のどちらかが電極６０側に
吸引され、逆符号の電荷は電極４６、５６側に引き寄せ
られる。電極４６、５６側に引き寄せられた電荷はコン
デンサ２４によって捕集されて、Ｘ線エネルギーに対応
した電荷がコンデンサ２４の両極４２、４６内に蓄積さ
れることになる。コンデンサ２４に蓄積された電荷はＴ
ＦＴ２６がオンすることによってドレイン電極５４に接
続された信号線１６を介して水平走査部３２に導かれ
る。
高電圧が電源部２８より印加され、この高電界の印加状
態にあるとき、例えばパネル正面１２ａ側から人体等の
被写体を透過したＸ線が照射される。光導電層５７内に
入射したＸ線によって光導電層５７の内部にはＸ線エネ
ルギーの強さに応じた電荷が生成される。この電荷は電
極４２、６０間に印加された高電圧（高電界）によって
分離されて、電子または正孔のどちらかが電極６０側に
吸引され、逆符号の電荷は電極４６、５６側に引き寄せ
られる。電極４６、５６側に引き寄せられた電荷はコン
デンサ２４によって捕集されて、Ｘ線エネルギーに対応
した電荷がコンデンサ２４の両極４２、４６内に蓄積さ
れることになる。コンデンサ２４に蓄積された電荷はＴ
ＦＴ２６がオンすることによってドレイン電極５４に接
続された信号線１６を介して水平走査部３２に導かれ
る。
【００２８】さて、この発明では上述した電源部２８か
らの撮像パネル１２に印加する電圧Ｅ、光導電層の厚み
Ｌなどが次式を満足するように選定されていることを特
徴とする。
らの撮像パネル１２に印加する電圧Ｅ、光導電層の厚み
Ｌなどが次式を満足するように選定されていることを特
徴とする。
【００２９】 （ρ×Ｗ／Ｅｇ）×（μ×τ×Ｅ／Ｌ）＝４×１０4〜５×１０7 ・・・（１） ここに、ρ：Ｘ線吸収率（単位なし） Ｗ：吸収Ｘ線の平均エネルギー（eV） Ｅｇ：光導電物質のバンドギャップ（eV） μ×τ：電荷のモビリティーと寿命の積で、電子と正孔
のうち大きい方（ｃｍ2×Ｖ-1） Ｅ：光導電層に印加される電界強度（Ｖ×ｃｍ-1） Ｌ：光導電層の厚み(cm） である。
のうち大きい方（ｃｍ2×Ｖ-1） Ｅ：光導電層に印加される電界強度（Ｖ×ｃｍ-1） Ｌ：光導電層の厚み(cm） である。
【００３０】このようにＸ線吸収率の高い光導電性を有
する化合物を光導電層５７として使用すると共に、光導
電層５７の厚みＬを始めとしてＸ線撮像パネル１２に印
加される電圧Ｅなどから求められる、電荷発生量に比例
する値Ｑａ（＝ρ×Ｗ／Ｅｇ）と、電荷捕集効率に対応
した値Ｃｂ（＝μ×τ×Ｅ／Ｌ）との積Ｘが、上述した
（１）式を満足するような値に選定される。
する化合物を光導電層５７として使用すると共に、光導
電層５７の厚みＬを始めとしてＸ線撮像パネル１２に印
加される電圧Ｅなどから求められる、電荷発生量に比例
する値Ｑａ（＝ρ×Ｗ／Ｅｇ）と、電荷捕集効率に対応
した値Ｃｂ（＝μ×τ×Ｅ／Ｌ）との積Ｘが、上述した
（１）式を満足するような値に選定される。
【００３１】光導電物質とＸ線撮像条件を指定すること
によって、Ｘ線吸収率および吸収Ｘ線の平均エネルギー
と光導電物質のバンドギャップの値がそれぞれ固定され
るため、ほぼその光導電層５７におけるＱａの値が求ま
る。ここで、積Ｘの値を大きくするには値Ｃｂを大きく
すればよいが、電界強度Ｅを大きくするにも光導電層５
７の絶縁破壊の問題をクリアーする必要がある。これと
は逆に厚みＬを薄くする場合は、Ｘ線吸収率ρの低下の
問題と電界強度Ｅが大きくなることによる光導電層５７
の絶縁破壊の問題とをクリアーする必要があると共に、
電荷の平均移動距離（＝μ×τ×Ｅ）が大きくないと、
電離された電荷を充分に捕集できなくなってしまう。ま
た、さらにＸ線吸収率が高くても電荷捕集効率の低い物
質では逆に得られる画像信号のレベルが低くなってしま
う。その結果Ｓ／Ｎが低下することも考えられるから、
（μ×τ）の値はある程度高い値の方が望ましい。
によって、Ｘ線吸収率および吸収Ｘ線の平均エネルギー
と光導電物質のバンドギャップの値がそれぞれ固定され
るため、ほぼその光導電層５７におけるＱａの値が求ま
る。ここで、積Ｘの値を大きくするには値Ｃｂを大きく
すればよいが、電界強度Ｅを大きくするにも光導電層５
７の絶縁破壊の問題をクリアーする必要がある。これと
は逆に厚みＬを薄くする場合は、Ｘ線吸収率ρの低下の
問題と電界強度Ｅが大きくなることによる光導電層５７
の絶縁破壊の問題とをクリアーする必要があると共に、
電荷の平均移動距離（＝μ×τ×Ｅ）が大きくないと、
電離された電荷を充分に捕集できなくなってしまう。ま
た、さらにＸ線吸収率が高くても電荷捕集効率の低い物
質では逆に得られる画像信号のレベルが低くなってしま
う。その結果Ｓ／Ｎが低下することも考えられるから、
（μ×τ）の値はある程度高い値の方が望ましい。
【００３２】このように、積Ｘが小さすぎると電荷生成
量も電荷の捕集効率も悪くなり、また積Ｘが大きすぎる
と、絶縁破壊や信号の飽和などの問題が発生したりする
ことから、これらの兼ね合いである程度の厚みＬを保ち
ながら、電界強度Ｅの幅などが選定されるものであっ
て、諸種の実験によって本発明者は（１）式に示す妥当
な値を見い出した。Ｘ線吸収率が高く、電荷捕集効率の
高い光導電物質としては上述したようなアモルファスセ
レンや、Ｘ線吸収率の高い光導電性を有した無機化合物
がある。以下に具体例を示す。
量も電荷の捕集効率も悪くなり、また積Ｘが大きすぎる
と、絶縁破壊や信号の飽和などの問題が発生したりする
ことから、これらの兼ね合いである程度の厚みＬを保ち
ながら、電界強度Ｅの幅などが選定されるものであっ
て、諸種の実験によって本発明者は（１）式に示す妥当
な値を見い出した。Ｘ線吸収率が高く、電荷捕集効率の
高い光導電物質としては上述したようなアモルファスセ
レンや、Ｘ線吸収率の高い光導電性を有した無機化合物
がある。以下に具体例を示す。
【００３３】（１）光導電層としてアモルファスセレン
を使用したとき： ρ＝０．４５、Ｗ＝５６０００、Ｅｇ＝２．３、μ×τ
＝２．１×１０-6、Ｌ＝５×１０-2、Ｅ＝２×１０5〜
１×１０8
を使用したとき： ρ＝０．４５、Ｗ＝５６０００、Ｅｇ＝２．３、μ×τ
＝２．１×１０-6、Ｌ＝５×１０-2、Ｅ＝２×１０5〜
１×１０8
【００３４】このような値で、しかも印加電圧Ｅを２×
１０5に選んだときには、 Ｑａ＝ρ×Ｗ／Ｅｇ≒１．１×１０4 Ｃｂ＝μ×τ×Ｅ／Ｌ≒０．８×１０ であるから、 Ｘ＝Ｑａ×Ｃｂ＝８．８×１０4 となる。
１０5に選んだときには、 Ｑａ＝ρ×Ｗ／Ｅｇ≒１．１×１０4 Ｃｂ＝μ×τ×Ｅ／Ｌ≒０．８×１０ であるから、 Ｘ＝Ｑａ×Ｃｂ＝８．８×１０4 となる。
【００３５】次に、印加電圧Ｅを１×１０8に選んだと
きには、 Ｃｂ＝μ×τ×Ｅ／Ｌ≒４．４×１０７ であるから、 Ｘ＝Ｑａ×Ｃｂ＝４．４×１０７ となる。
きには、 Ｃｂ＝μ×τ×Ｅ／Ｌ≒４．４×１０７ であるから、 Ｘ＝Ｑａ×Ｃｂ＝４．４×１０７ となる。
【００３６】したがって、光導電層５７として上述した
ような物質に選び、その厚みＬとして上述した値に選ん
だ場合には、電荷生成量に比例した値Ｑａと電荷捕集効
率に対応した値Ｃｂとの積Ｘが規定の範囲内となる。し
たがって印加すべき電圧Ｅの値としては、２×１０5〜
１×１０8（ボルト）の範囲内にあるように選ぶことに
よって絶縁破壊することなく、電荷生成量を多くし、電
荷捕集を良好にして、画像信号のＳ／Ｎを向上させるこ
とができる。
ような物質に選び、その厚みＬとして上述した値に選ん
だ場合には、電荷生成量に比例した値Ｑａと電荷捕集効
率に対応した値Ｃｂとの積Ｘが規定の範囲内となる。し
たがって印加すべき電圧Ｅの値としては、２×１０5〜
１×１０8（ボルト）の範囲内にあるように選ぶことに
よって絶縁破壊することなく、電荷生成量を多くし、電
荷捕集を良好にして、画像信号のＳ／Ｎを向上させるこ
とができる。
【００３７】（２）光導電層として無機化合物例えばＢ
ｉ12ＧｅＯ20を使用したとき： ρ＝０．９０、Ｗ＝５９０００、Ｅｇ＝３．２、μ×τ
＝１．２×１０-7、Ｌ＝５×１０-2、Ｅ＝１×１０6〜
１×１０8
ｉ12ＧｅＯ20を使用したとき： ρ＝０．９０、Ｗ＝５９０００、Ｅｇ＝３．２、μ×τ
＝１．２×１０-7、Ｌ＝５×１０-2、Ｅ＝１×１０6〜
１×１０8
【００３８】このような値で、しかも印加電圧Ｅを１×
１０6に選んだときには、 Ｑａ＝ρ×Ｗ／Ｅｇ≒１．７×１０4 Ｃｂ＝μ×τ×Ｅ／Ｌ≒０．２４×１０ であるから、 Ｘ＝Ｑａ×Ｃｂ＝４．０８×１０4 となる。
１０6に選んだときには、 Ｑａ＝ρ×Ｗ／Ｅｇ≒１．７×１０4 Ｃｂ＝μ×τ×Ｅ／Ｌ≒０．２４×１０ であるから、 Ｘ＝Ｑａ×Ｃｂ＝４．０８×１０4 となる。
【００３９】次に、印加電圧Ｅを１×１０8に選んだと
きには、 Ｃｂ＝μ×τ×Ｅ／Ｌ≒０．２４×１０3 であるから、 Ｘ＝Ｑａ×Ｃｂ＝４．０８×１０7 となる。
きには、 Ｃｂ＝μ×τ×Ｅ／Ｌ≒０．２４×１０3 であるから、 Ｘ＝Ｑａ×Ｃｂ＝４．０８×１０7 となる。
【００４０】したがって、光導電層５７として上述した
ような物質に選び、その厚みＬとして上述した値に選ん
だ場合には、電荷生成量に比例した値Ｑａと電荷捕集効
率に対応した値Ｃｂとの積Ｘが規定の範囲内となる。し
たがって印加すべき電圧Ｅの値としては、１×１０6〜
１×１０8（ボルト）の範囲内にあるように選ぶことに
よって絶縁破壊することなく、充分な電荷生成量が得ら
れることで、電荷捕集を良好にして、画像信号のＳ／Ｎ
を向上させることができる。
ような物質に選び、その厚みＬとして上述した値に選ん
だ場合には、電荷生成量に比例した値Ｑａと電荷捕集効
率に対応した値Ｃｂとの積Ｘが規定の範囲内となる。し
たがって印加すべき電圧Ｅの値としては、１×１０6〜
１×１０8（ボルト）の範囲内にあるように選ぶことに
よって絶縁破壊することなく、充分な電荷生成量が得ら
れることで、電荷捕集を良好にして、画像信号のＳ／Ｎ
を向上させることができる。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明では電荷生
成量に比例した値Ｑａと、電荷捕集効率に対応した値Ｃ
ｂとの積Ｘがある範囲内にあるように、光導電物質、光
導電層の厚み、光導電層に印加する電圧（電界）などを
選定したものである。
成量に比例した値Ｑａと、電荷捕集効率に対応した値Ｃ
ｂとの積Ｘがある範囲内にあるように、光導電物質、光
導電層の厚み、光導電層に印加する電圧（電界）などを
選定したものである。
【００４２】これによれば、光導電物質を選ぶことによ
ってＸ線吸収率が高く、光導電性が良好になって充分な
電荷生成量となる。また、光導電性の厚みとこれに印加
する電圧を適宜選定することによって発生した電荷を効
率よく捕集できるようになるから、Ｘ線像に対応した画
像信号の出力レベルが大きくなり、これによってＳ／Ｎ
が改善されて高画質となることから、この発明によれば
診断能の向上に大いに寄与することになる。
ってＸ線吸収率が高く、光導電性が良好になって充分な
電荷生成量となる。また、光導電性の厚みとこれに印加
する電圧を適宜選定することによって発生した電荷を効
率よく捕集できるようになるから、Ｘ線像に対応した画
像信号の出力レベルが大きくなり、これによってＳ／Ｎ
が改善されて高画質となることから、この発明によれば
診断能の向上に大いに寄与することになる。
【００４３】したがってこの発明はＸ線像を直接画像信
号として取り出すことができるＸ線撮像装置などに適用
して極めて好適である。
号として取り出すことができるＸ線撮像装置などに適用
して極めて好適である。
【図１】この発明に係るＸ線撮像装置の撮像パネルとし
て使用して好適なＸ線撮像パネルの一実施形態を示す一
部の断面構成図である。
て使用して好適なＸ線撮像パネルの一実施形態を示す一
部の断面構成図である。
【図２】Ｘ線撮像パネルの一部断面図である。
１２・・・Ｘ線撮像パネル １４・・・ゲート線 １６・・・信号線 ２０・・・変換セル ２２・・・電荷生成部 ２４・・・蓄積用コンデンサ ２６・・・スイッチング素子（ＴＦＴ） ２８・・・電源部 ４０・・・ガラス基板 ５７・・・光導電層 ６４・・・バインダー ６６・・・無機化合物
Claims (3)
- 【請求項１】 人体等の被写体を透過したＸ線が投影さ
れるＸ線撮像装置であって、 この撮像装置は、Ｘ線の
入射によって電荷を生成する光導電層と、生成された電
荷を捕集、蓄積する電荷蓄積用コンデンサと、蓄積され
た電荷を画像信号として取り出すスイッチング素子とが
設けられた２次元のＸ線撮像パネルを有し、 このＸ線撮像パネルに所定の電圧を印加して入射したＸ
線によって生成された電荷を分離して、Ｘ線像を画像信
号に直接変換するようになされると共に、 電界強度Ｅ、光導電層の厚みＬなどが次式を満足するよ
うになされたことを特徴とするＸ線撮像装置。 （ρ×Ｗ／Ｅｇ）×（μ×τ×Ｅ／Ｌ）＝４×１０4〜
５×１０7 ここに、ρ：Ｘ線吸収率（単位なし） Ｗ：吸収Ｘ線の平均エネルギー（eV） Ｅｇ：光導電物質のバンドギャップ（eV） μ×τ：電荷のモビリティーと寿命の積で、電子と正孔
のうち大きい方（ｃｍ2×Ｖ-1） Ｅ：光導電層に印加される電界強度（Ｖ×ｃｍ-1） Ｌ：光導電層の厚み(cm） である。 - 【請求項２】 上記光導電層としては、ＺｎＯ，Ｃｄ
Ｓ，ＣｄＳｅ，ＰｂＯ，ＨｇＩ2，ＣｄＴｅ，ＣｄＺｎ
Ｔｅ，ＰｂＩ2，ＴｌＩ2，Ｂｉ12ＧｅＯ20，Ｂｉ12Ｓｉ
Ｏ20 などのようにＸ線吸収率の高い光導電性無機化合
物による分散、塗布層であることを特徴とする請求項１
記載のＸ線撮像装置。 - 【請求項３】 上記光導電層としては、Ｘ線吸収率の高
いアモルファスセレンなどの蒸着層であることを特徴と
する請求項１記載のＸ線撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10019594A JPH11218857A (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | Ｘ線撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10019594A JPH11218857A (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | Ｘ線撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11218857A true JPH11218857A (ja) | 1999-08-10 |
Family
ID=12003580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10019594A Pending JPH11218857A (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | Ｘ線撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11218857A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002202377A (ja) * | 2001-01-05 | 2002-07-19 | Shimadzu Corp | 放射線検出器 |
| US7186985B2 (en) | 2001-07-30 | 2007-03-06 | Dxray, Inc. | Method and apparatus for fabricating mercuric iodide polycrystalline films for digital radiography |
-
1998
- 1998-01-30 JP JP10019594A patent/JPH11218857A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002202377A (ja) * | 2001-01-05 | 2002-07-19 | Shimadzu Corp | 放射線検出器 |
| US7186985B2 (en) | 2001-07-30 | 2007-03-06 | Dxray, Inc. | Method and apparatus for fabricating mercuric iodide polycrystalline films for digital radiography |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050712 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051108 |