JPS62251688A

JPS62251688A - 放射線検出装置

Info

Publication number: JPS62251688A
Application number: JP61095413A
Authority: JP
Inventors: Yujiro Naruse; 雄二郎成瀬; Tamotsu Hatayama; 畑山　保
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-04-24
Filing date: 1986-04-24
Publication date: 1987-11-02
Anticipated expiration: 2010-11-15
Also published as: JPH07107942B2

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ＸｔＱ漁等の放
射線ｌｉｔ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。

第５図は従来のｘＰＪ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、Ａ２基ｔｆｊ４１にアモル
ファス・セレン第１！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＠４３が分布する。４４１〜４４４は
静電誘導型プローブであり、駆動袋＠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４６１〜４６４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×５１＠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ＸＳＳ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
う第１５１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。

し発明の構成〕（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
ね検出素子の原理は、放射線が主として金属との相互作
用（光電吸収）により＾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、人ｌ）ｊ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ｌ１日化、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１ｑ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
に示したちガであり、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（２第１，２１２，
・・・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６に第１の金
尋電極２２（２２１，２２２、・・・）、アモルファス
・シリボン（ａ−８ｉ）層２１　（２第１、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−８ｉ層２１
はノンドープの高抵抗層である。第１．第２の金属電ｌ
ｆｔ２２．２３はこの実施例ではいずれもＭｏ電極であ
り、第１の金ａｔ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第１２４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　（３ｔ　。

３２、・・・、３Ｎ）およびＹアドレス線４　（４１゜
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４４２３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ｎ３．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６１．６２　、・・・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、第１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電極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−８ｉ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−３ｉ層で同様の相互作用を
繰返しながら減衰づる。放ＩＩ　ＦＪとａ−３ｉ層との
直接の相互作用によっても電子正孔対が生成されるが、
その割合いは侵かである。ａ−８ｉ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、第１１銅線二次元強度分布に対応した電？ｒ第１
１ｇｌ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ｆｉｆ第１に入力さ
れる。データ処理／蓄積装置第１の画像情報を元に、表
示装置１２により放射線二次元強啜分布即ち放り・１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、放射線像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、軽澁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−８ｉ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
故ｒＪＡＩｇ像は一定時間保持される。放ｆＪＡ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−３ｉｌｉｉを充分薄く形成づれば、
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かできる。

■　放射線検出素子の金属電極として、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。

■　ａ−３ｉ層は高抵抗層のみに限らず、ＰＮ接合、Ｐ
ＩＮ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。

■　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−８ｉ層からなる単位セルが複数個直列接続
された形になっているが、例えば第３図に示すようにＰ
ＩＮ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、１型層、Ｐ型層を順次積層したａ−３ｉ層３
第１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−３ｉ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。

■　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Ｍ２４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３
３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
ＶＲ置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

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５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（２第１，２１２，・・・。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、第１・・・データ処理／蓄積装置、１２・・・表示
装置、２１（２第１、２１２、”１−ａ−３ｉｔｌｉｌ
、２２（２２１，２２２、・・・）　、２３　（２３ｔ
　、２３２　。・・・）・・・金属電極、２４・・・ポリイミド絶縁層
。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）絶縁性基板と、この基板上に配列形成された、そ
れぞれ金属とアモルファス半導体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
に配設された、前記各放射線検出素子の出力信号を取出
す信号線とを備えたことを特徴とする放射線検出装置。
（２）放射線検出素子は、金属と放射線の相互作用によ
り生成された電子がアモルファス半導体層内で電子正孔
対を生成し、この電子正孔対を信号として金属により収
集するものである特許請求の範囲第１項記載の放射線検
出装置。