KR102145088B1 - 방사선 화상 판독 장치 - Google Patents

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고에이 야마모토
도시히로 오이카와
히로키 스즈키
유이치 미야모토
나오토 사쿠라이
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하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
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Abstract

방사선 화상 판독 장치(20)는 화상이 기록되어 있는 기록 매체상에 여기광을 주사하는 MEMS 미러(4)와, 포토다이오드 어레이(10)를 하나의 채널로 하여, 복수의 채널을 가지고, 기록 매체에 있어서의 여기광이 조사되는 위치로부터 생기는 광을 검출하는 광 검출 소자(6)와, 복수의 채널 중, 여기광이 조사되는 위치에 대응하는 채널을, 광을 검출하는 광 검출 채널로 결정하는 MEMS 미러 구동 회로(15)와, MEMS 미러 구동 회로(15)가 결정한 채널로부터 광의 검출 결과를 판독하는 판독 회로(12)를 구비한다.

Description

방사선 화상 판독 장치{DEVICE FOR READING RADIOLOGICAL IMAGES}
본 발명은 방사선(放射線) 화상 판독 장치에 관한 것이다.
방사선 화상 정보를 운반(carry)한 축적성 형광체(螢光體) 시트에 여기광(勵起光)을 조사하고, 그 여기광의 조사에 의해 발생하는 형광을 검출하는 방사선 화상 판독 장치가 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 이 방사선 화상 판독 장치는 형광의 검출 결과로부터 화상 신호를 얻고 있다.
특허 문헌 1: 일본 특개소 63－176061호 공보(특공평 6-18415호 공보)
상술한 방사선 화상 판독 장치에서는, 광 검출기가 형광을 검출한다. 광 검출기로서, 포토다이오드가 이용되는 것을 생각할 수 있다. 광 검출기로서, 수광 영역의 면적이 작은 포토다이오드가 이용되는 경우, 형광을 소면적의 수광 영역에 집광하지 않으면 안 되기 때문에, 포토다이오드로의 광 검출에 로스가 생길 우려가 있다. 따라서 포토다이오드의 수광 영역의 면적은, 큰 쪽이 바람직하다. 포토다이오드에 발생하는 암전류(暗電流)는, 수광 영역의 면적에 거의 비례한다. 이 때문에, 수광 영역의 면적이 커지면, 암전류 및 노이즈가 증대한다고 하는 문제점이 생길 우려가 있다.
본 발명은 암전류에 의한 노이즈를 경감시킴과 아울러, 적절히 발광을 검출하는 것이 가능한 방사선 화상 판독 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 한 양태에서는, 방사선 화상 판독 장치는, 방사선 화상이 기록되어 있는 기록 매체상에서 여기광을 주사하는 광 주사 수단과, 포토다이오드 어레이를 하나의 채널로 하여, 복수의 채널을 가지고, 기록 매체에 있어서의 여기광이 조사되는 위치로부터 생기는 광을 검출하는 광 검출 수단과, 복수의 채널 중, 여기광이 조사되는 위치에 대응하는 채널을, 광을 검출하는 검출 채널로 결정하는 제어 수단과, 제어 수단이 결정한 검출 채널로부터, 광의 검출 결과를 판독하는 판독 수단을 구비한다.
본 양태에서는, 방사선 화상 판독 장치는, 여기광이 조사되는 위치에 대응하는 채널(검출 채널)로부터 광의 검출 결과를 판독하므로, 기록 매체로부터의 광을 적절히 검출할 수 있다. 방사선 화상 판독 장치는, 여기광이 조사되는 위치로부터 떨어진 위치 대응하는 채널로부터의 검출 결과를 판독하지 않으므로, 암전류에 의한 노이즈가 경감된다.
본 양태에서는, 제어 수단은 여기광이 조사되는 위치에 기초한 제1 제어 신호를 광 주사 수단으로 출력하고, 여기광이 조사되는 위치에 기초한 제2 제어 신호를 판독 수단으로 출력해도 좋다. 이 경우, 판독 수단은 제2 제어 신호에 따른 채널이 검출 채널로 되어, 당해 검출 채널로부터 검출 결과를 판독한다. 제어 수단은 여기광이 조사되는 위치와, 판독 대상의 채널(검출 채널)의 대응지음을 적절히 행할 수 있다.
본 양태에서는, 제어 수단은 여기광이 조사되는 위치의 근방에 배치되어 있는 채널을 검출 채널로 결정해도 좋다. 이 경우, 방사선 화상 판독 장치는 여기광이 조사되는 위치에 가까운 채널을, 검출 채널로 결정하므로, 보다 적절히 광을 검출할 수 있다.
본 양태에서는, 포토다이오드 어레이는, 가이거 모드로 동작하는 복수의 애벌란시 포토다이오드와 각각의 애벌란시 포토다이오드(avalanche photodiode)에 대해서 직렬로 접속된 퀀칭(quenching) 저항을 가지고 있어도 좋다. 이 경우, 방사선 화상 판독 장치는 여기광이 조사되는 위치로부터 떨어진 위치에 대응하는 채널로부터 검출 결과를 판독하지 않으므로, 애벌란시 증배에 의해 증대될 수 있는 노이즈의 영향을 최소한으로 둘 수 있다. 방사선 화상 판독 장치에서는, 애벌란시 증배에 의해 포토다이오드 어레이의 감도를 높이고 있으므로, 기록 매체로부터의 광이 미약광(微弱光)이더라도 적절히 검출할 수 있다.
본 발명의 상기 일 양태에 의하면, 암전류에 의한 노이즈를 경감시킴과 아울러, 적절히 발광을 검출하는 것이 가능한 방사선 화상 판독 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 실시 형태에 따른 방사선 화상 판독 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2는 실시 형태에 따른 형광 검출 유닛을 나타내는 개략 구성도이다.
도 3은 실시 형태에 따른 방사선 화상 판독 장치를 나타내는 블록도이다.
도 4는 실시 형태에 따른 포토다이오드 어레이의 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 포토다이오드 어레이의 II－II 화살표 단면도 (a)와 그 회로도 (b)이다.
도 6은 실시 형태에 따른 포토다이오드 어레이의 전체 회로도이다.
도 7은 판독 회로에서의 판독 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 제1 및 제2 제어 신호를 나타내는 선도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 설명에 있어서, 동일 요소 또는 동일 기능을 가지는 요소에는, 동일 부호를 이용하는 것으로 하고, 중복하는 설명은 생략한다.
먼저, 도 1~도 3을 참조하여, 본 실시 형태에 따른 방사선 화상 판독 장치(20)를 설명한다. 도 1은 본 실시 형태에 따른 방사선 화상 판독 장치를 나타내는 개략 구성도이다. 도 2는 본 실시 형태에 따른 형광 검출 유닛을 나타내는 개략 구성도이다. 도 3은 본 실시 형태에 따른 방사선 화상 판독 장치를 나타내는 블록도이다.
방사선 화상 판독 장치(20)는 이미징 플레이트 IP에 여기광을 조사하고, 이미징 플레이트 IP로부터 방사되는 광(발광광(發光光))을 검출한다. 이미징 플레이트 IP로부터 방사되는 발광광(형광)의 파장은, 여기광의 파장과는 다르다. 이미징 플레이트 IP는, 방사선 화상이 기록되어 있는 기록 매체의 일례이다.
방사선 화상 판독 장치(20)는, 각종 제어 회로로부터 구성되는 제어 유닛(2)을 가진다. 제어 유닛(2)은 방사선 화상 판독 장치(20) 전체를 제어한다. 제어 유닛(2)은 레이저 다이오드(3), MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 미러(4), 및 반송 기구(8)의 작동을 제어한다. 제어 유닛(2)에서는, 제어 회로(18)가 형광의 검출 결과를 형광 검출 유닛(5)으로부터 취득한다. 제어 유닛(2)은 CPU(Central Processing Unit) 등의 연산 회로, RAM(Random Access Memory) 및 ROM(Read Only Memory) 등의 메모리, 전원 회로, A/D 컨버터를 포함하는 판독 회로, 및 D/A 컨버터를 포함하는 구동 회로 등의 하드웨어에 의해서 구성되어 있다. 이 제어 유닛(2)은 일부 혹은 전체가 ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 등의 집적회로에 의해서 구성되어 있어도 좋다.
방사선 화상 판독 장치(20)는 이미징 플레이트 IP를 소정 방향으로 연장하는반송로를 따라서 반송(搬送)하는 반송 기구(8)를 구비하고 있다. 반송 기구(8)는 반송용 롤러 및 반송용 롤러를 구동하는 모터(도시하지 않음)를 가진다.
방사선 화상 판독 장치(20)는 상기 반송 기구(8)를 작동시킴으로써, 이미징 플레이트 IP를 도면 중 Y방향으로 반송한다. 레이저 광원인 레이저 다이오드(3)는, 여기광(레이저 빔)을 출사한다. 출사한 여기광은 MEMS 미러(4)에서 반사되어, 이미징 플레이트 IP상에 조사된다. 여기광이 이미징 플레이트 IP상에 조사된 결과, 당해 이미징 플레이트 IP로부터 형광이 방사된다. MEMS 미러(4)는 방사선 화상이 기록되어 있는 기록 매체상에서 여기광을 주사하는 수단(광 주사 수단)의 일례이다.
MEMS 미러(4)는 MEMS 미러 구동 회로(15)에 의한 제어 신호에 따라서, 작동한다. 이 결과, MEMS 미러(4)의 기울기가 바뀐다. 이와 같이, MEMS 미러 구동 회로(15)는, 제어 신호를 MEMS 미러(4)로 출력하고, MEMS 미러(4)의 기울기를 바꿈으로써, 여기광이 MEMS 미러(4)에서 반사되는 방향을 바꾼다. 따라서 이미징 플레이트 IP상에서 여기광이 조사되는 위치가, 바뀐다. 즉, 방사선 화상 판독 장치(20)는 MEMS 미러(4)의 기울기를 바꿈으로써 여기광을 이미징 플레이트 IP상에서 도면 중 X방향으로 주사한다.
방사선 화상 판독 장치(20)는 2개의 광 검출 소자(6)를 구비하고 있다. 이 2개의 광 검출 소자(6)는 여기광 제거 필터(7)를 통해서, 이미징 플레이트 IP로부터 방사된 형광을 검출한다. 방사선 화상 판독 장치(20)에서는, 2개의 광 검출 소자(6)를 구비하고 있지만, 1개의 광 검출 소자(6)만을 구비하고 있어도 좋다. 방사선 화상 판독 장치(20)는 형광 검출 유닛(5)을 구비하고 있다. 형광 검출 유닛(5)은 광 검출 소자(6) 및 여기광 제거 필터(7)를 포함하고 있다. 형광 검출 유닛(5)은 형광의 검출 결과를 출력한다.
도 2에 도시되는 것처럼, 형광 검출 유닛(5)은 여기광 제거 필터(7)와, 복수의 포토다이오드 어레이(10)(본 실시 형태에서는, 9개의 포토다이오드 어레이(10A~10I))를 가지는 광 검출 소자(6)와, 집광 기능을 가지는 실린드리컬 렌즈(9)와, 각 포토다이오드 어레이(10)에 접속되는 어레이 모양의 앰프(11)와, 각 앰프(11)에 접속되는 스위치 SW(본 실시 형태에서는, 9개의 스위치 SW1~SW9)를 가지는 판독 회로(12)와, 앰프(13)와, AD 컨버터(14)를 구비한다.
광 검출 소자(6)는 포토다이오드 어레이(10)를 하나의 채널로 하여, 복수의 채널을 가진다. 여기서, 도 4~도 6을 참조하여, 본 실시 형태에 따른 포토다이오드 어레이(10)의 구성을 설명한다. 광 검출 소자(6)는 기록 매체에 있어서의 여기광이 조사되는 위치로부터 생기는 광을 검출하는 수단(광 검출 수단)의 일례이다.
도 4는 실시 형태에 따른 포토다이오드 어레이의 사시도이다. 도 5는 도 4에 도시된 포토다이오드 어레이의 II－II 화살표 단면도 (a)와, 그 회로도 (b)이다. 도 6은 실시 형태에 따른 포토다이오드 어레이의 전체 회로도이다.
포토다이오드 어레이(10)에서는, 복수의 포토다이오드(D1)(도 6 참조)가 N형(제1 도전형)의 반도체 기판(1N)에 형성되어 있다.
개개의 포토다이오드(D1)는 반도체 기판(1N)의 한쪽의 표면측에 형성된 P형(제2 도전형)의 제1 반도체 영역(1PA)과, 제1 반도체 영역(1PA) 내에 형성된 P형(제2 도전형)의 제2 반도체 영역(1PB)을 가지고 있다. 제2 반도체 영역(1PB)은 제1 반도체 영역(1PA)보다도 높은 불순물 농도를 가진다. 포토다이오드(D1)는 반도체 기판(1N)에 전기적으로 접속된 제1 전극(E1)과, 제2 반도체 영역(1PB)상에 형성된 표면 전극(E3)을 가지고 있다. 제1 반도체 영역(1PA)의 평면 형상은, 사각형이다. 제2 반도체 영역(1PB)은 제1 반도체 영역의 내측에 위치하고, 평면 형상은 사각형이다. 제1 반도체 영역(1PA)의 깊이는, 제2 반도체 영역(1PB)보다도 깊다. 도 5 중의 반도체 기판(1)은 N형의 반도체 기판(1N)과, P형의 반도체 영역(1PA, 1PB)의 양쪽을 포함한 것을 나타내고 있다.
포토다이오드 어레이(10)는 개개의 포토다이오드(D1)마다, 금속층으로 이루어지는 제1 반사체(E2)와, 저항층(퀀칭 저항)(R1)을 구비하고 있다. 제1 반사체(E2)는 제1 반도체 영역(1PA)의 외측의 반도체 기판(1N)상에, 절연층(L)(도 5 참조)을 통해서 형성되어 있다. 저항층(R1)은 표면 전극(E3)에 연속하는 한쪽 단을 가지고, 제1 반도체 영역(1PA)상의 절연층(L)의 표면을 따라서 연장되어 있다. 도 4에서는, 구조의 명확화를 위해서, 도 5에 도시된 절연층(L)의 기재를 생략하고 있다.
제1 반사체(E2)는 평면 형상이 L자형의 금속층으로 이루어지는 반사체(E21)로 이루어진다. 반도체 기판(1N)상에 위치하는 반사체(E21)(제1 반사체(E2))와, 제1개구를 가지는 환상(環狀)의 표면 전극(E3)은, 전기적으로 격리되어 있다. 즉, 포토다이오드(D1)의 애노드와 캐소드에는, 각각 전극이 마련되지만, 한쪽의 표면 전극(E3)은 제1 반사체(E2)로부터 전기적으로 분리되어 있다. 이것에 의해, 제1 반사체(E2)는 표면 전극(E3)과는 명확하게 구별되고, 반사에 적절한 지점에 이것을 배치하기 위한 설계의 자유도가 증가하고 있다. 개개의 포토다이오드(D1)에 접속되는 저항층(R1)의 다른 쪽 단은, 필요에 따라서 저항층(R1)에 연속한 배선 전극을 통해서, 공통의 신호 판독선(TL)에 전기적으로 접속되어 있다.
도 4에 있어서는, 열 방향으로 인접하는 한쌍의 포토다이오드(반도체 영역(1PA)의 바로 아래 영역)는, 모두, 저항층(R1)을 통해서, 행방향으로 연장되는 신호 판독선(TL)에 접속되어 있다. 1개의 신호 판독선(TL)에는, 복수 쌍의 포토다이오드가, 각각 저항층(R1)을 통해서 접속되어 있다. 행방향으로 연장되는 신호 판독선(TL)은, 열방향을 따라서 복수 개 정렬되어 있다. 개개의 신호 판독선(TL)에 대해서도, 마찬가지로 복수 쌍의 포토다이오드가, 각각, 저항층(R1)을 통해서 접속되어 있다. 도 4에 도시되는 각 신호 판독선(TL)은, 최종적으로는 모두 접속되고, 회로적으로는 1개의 신호 판독선(TL)으로서, 도 6에 도시되는 것 같은 회로를 구성한다.
저항층(R1)은, 이것이 접속되는 표면 전극(E3)보다도 저항율이 높고, 또, 제1 반사체(E2)보다도 저항율이 높다. 구체적으로는, 저항층(R1)은 폴리 실리콘으로 이루어지고, 나머지 전극 및 반사체는 모두 알루미늄 등의 금속으로 이루어진다. 반도체 기판(1)이 Si로 이루어지는 경우에는, 전극 재료로서는, 알루미늄 외에, AuGe/Ni 등도 잘 이용된다. Si를 이용했을 경우에 있어서의 P형 불순물로서는 B등의 3족 원소가 이용되고, N형 불순물로서는 N, P 또는 As 등의 5족 원소가 이용된다. 반도체의 도전형인 N형과 P형은, 서로 치환하여 소자를 구성해도, 당해 소자를 기능시킬 수 있다. 이들 불순물의 첨가 방법으로서는, 확산법이나 이온 주입법을 이용할 수 있다.
절연층(L)의 재료로서는, SiO2 또는 SiN을 이용할 수 있다. 절연층(L)의 형성 방법으로서는, 절연층(L)이 예를 들면 SiO2로 이루어지는 경우에는, 열산화법이나 스패터법을 이용할 수 있다.
상술한 구조의 경우, N형의 반도체 기판(1N)과 P형의 제1 반도체 영역(1PA)의 사이에, PN 접합이 구성됨으로써, 포토다이오드(D1)가 형성되어 있다. 반도체 기판(1N)은 기판 이면에 형성된 제1 전극(E1)에 전기적으로 접속되어 있다. 제1 반도체 영역(1PA)은 제2 반도체 영역(1PB)을 통해서, 표면 전극(E3)에 접속되어 있다. 저항층(R1)은 포토다이오드(D1)에 대해서 직렬로 접속되어 있다(도 5의 (b) 참조).
포토다이오드 어레이(10)에 있어서는, 개개의 포토다이오드(D1)를 가이거 모드로 동작시킨다. 가이거 모드에서는, 포토다이오드(D1)의 브레이크다운(breakdown) 전압보다도 큰 역방향 전압(역바이어스 전압)을 포토다이오드(D1)의 애노드/캐소드 사이에 인가한다. 즉, 애노드에는 (－) 전위 V1을, 캐소드에는 (＋) 전위 V2를 인가한다. 이들 전위의 극성은 상대적인 것이며, 한쪽의 전위를 그라운드 전위로 하는 것도 가능하다.
애노드는 P형의 반도체 영역(1PA)이고, 캐소드는 N형의 반도체 기판(1N)이다. 포토다이오드(D1)는 애벌란시 포토다이오드로서 기능한다. 포토다이오드(D1)에 광(포톤)이 입사되면, 기판 내부에서 광전 변환이 행해져서 광전자가 발생한다. 도 5의 (a)에 도시된 제1 반도체 영역(1PA)의 PN 접합 계면의 근방 영역 AVC에 있어서, 애벌란시 증배가 행해져서, 증폭된 전자 그룹은 전극(E1)을 향해서 흐른다.
제1 반사체(E2)는 제2 반도체 영역(1PB)에 대해서, 상대적으로 저불순물 농도의 제1 반도체 영역(1PA)의 외측의 반도체 기판(1N)의 표면상에 마련되어 있다. 반도체 기판(1N)의 노출면의 영역은, 광 입사에 대해서는, 거의 검출에 기여하지 않는 데드 스페이스이다. 제1 반사체(E2)는 입사된 광을 반사하여, 제2 반사체(예를 들어, 금속 패키지 내면 등)에 입사시킨다. 제2 반사체는 입사된 광을 재차 반사시키고, 재반사된 광을, 유효하게 포토다이오드(D1)로 안내한다.
개개의 포토다이오드(D1)에 접속된 저항층(R1)의 다른 쪽 단은, 반도체 기판(1N)의 표면을 따라서 공통의 신호 판독선(TL)에 전기적으로 접속되어 있다. 복수의 포토다이오드(D1)는 가이거 모드로 동작하고 있고, 각 포토다이오드(D1)는 공통의 신호 판독선(TL)에 접속되어 있다. 이 때문에, 복수의 포토다이오드(D1)에 동시에 포톤이 입사되었을 경우, 복수의 포토다이오드(D1)의 출력은 모두 공통의 신호 판독선(TL)에 입력되고, 전체적으로는 입사 포톤수에 따른 고강도의 신호로서 계측된다. 신호 판독선(TL)에는 신호 판독용의 전압 강하가 생기는 부하 저항을 접속해도 좋다.
상술한 구조는, 표면 입사형의 포토다이오드 어레이의 구조이지만, 이면 입사형의 포토다이오드 어레이의 구조를 채용해도 좋다. 이 경우에는, 반도체 기판(1N)의 두께를 얇게 하고, 이면측의 전극(E1)을 투명 전극으로 하면 좋다. 이면측의 전극(E1)을, 반도체 기판(1N)의 다른 위치(예를 들면 기판 표면측)에 배치해도 좋다.
도 2를 다시 참조한다. 실린드리컬 렌즈(9)는 이미징 플레이트 IP로부터 방사된 형광을 집광한다. 실린드리컬 렌즈(9) 대신에, 형광을 집광하는 수단으로서 마이크로 렌즈 어레이를 이용해도 좋다. 각 광 검출 소자(6)에 의한 검출 결과의 출력은, 앰프(11)에 의해 증폭된 후, 판독 회로(12)에 의해 판독된다. 판독 회로(12)로부터의 출력은, AD 컨버터(14)로 A/D 변환된다. 판독 회로(12)는 멀티플렉서를 포함한다. 판독 회로(12)는 광을 검출하는 검출 채널로부터 검출 결과를 판독하는 수단(판독 수단)의 일례이다.
도 3에 도시되는 것처럼, 방사선 화상 판독 장치(20)는 광 검출 소자(6)와, 레이저 다이오드(3)와, MEMS 미러(4)와, 앰프(11)의 어레이와, 판독 회로(12)와, AD 컨버터(14)와, MEMS 미러 구동 회로(15)와, 제어 회로(18)와, 레이저 다이오드 구동 회로(16)와, 반송 기구 제어 회로(17)와, 반송 기구(8)를 구비한다.
제어 유닛(2)은 제어 회로(18)와, 반송 기구 제어 회로(17)와, 레이저 다이오드 구동 회로(16)와, MEMS 미러 구동 회로(15)를 가진다. 제어 회로(18)는 AD 컨버터(14)로부터 A/D 변환된 광 검출 소자(6)에 의한 검출 결과의 출력을 취득한다. 제어 회로(18)는 반송 기구 제어 회로(17)와, 레이저 다이오드 구동 회로(16)와, MEMS 미러 구동 회로(15)를 제어한다.
반송 기구 제어 회로(17)는 반송 기구(8)를 작동시키고, 도 1에 도시되는 것처럼 Y방향으로 이미징 플레이트 IP를 반송한다. 레이저 다이오드 구동 회로(16)는, 레이저 다이오드(3)로 제어 신호를 출력함으로써, 레이저 다이오드(3)에 여기광을 출사시킨다.
MEMS 미러 구동 회로(15)는 MEMS 미러(4)로 제1 제어 신호로서 제어 신호를 출력하여, MEMS 미러(4)의 기울기를 제어한다. 구체적으로는, MEMS 미러 구동 회로(15)는 MEMS 미러(4)의 기울기를 결정하고, 당해 기울기에 기초한 제어 신호를 MEMS 미러(4)로 출력함으로써, MEMS 미러(4)의 기울기를 제어한다. MEMS 미러 구동 회로(15)는 검출 채널을 결정하는 수단(제어 수단)의 일례이다.
MEMS 미러 구동 회로(15)는 제2 제어 신호로서, 제1 제어 신호와 마찬가지의 제어 신호를 판독 회로(12)로 출력한다. 판독 회로(12)는 제2 제어 신호에 기초하여, 판독 대상인 포토다이오드 어레이(10)에 대응하는 스위치 SW를 온으로 한다. 즉, MEMS 미러 구동 회로(15)는 복수의 포토다이오드 어레이(10) 중 판독 대상인 포토다이오드 어레이(10)를 검출 채널로서 결정한다.
MEMS 미러 구동 회로(15)가 MEMS 미러(4)로 출력하는 제1 제어 신호는, MEMS 미러(4)의 기울기에 대응하고 있다. 따라서 여기광이 MEMS 미러(4)에 반사되어, 이미징 플레이트 IP상에 조사되는 위치가, 제1 제어 신호, 즉 제2 제어 신호에 의해 특정된다.
MEMS 미러 구동 회로(15)는 MEMS 미러(4)로 출력하는 제1 제어 신호와 마찬가지인 제2 제어 신호를 판독 회로(12)로 출력하고, 제2 제어 신호에 기초하여 판독 회로(12)를 동작시킨다. 이것에 의해, 방사선 화상 판독 장치(20)는 이미징 플레이트 IP상에 여기광이 조사되는 위치에 대응하는 포토다이오드 어레이(10)로부터 형광의 검출 결과를 얻는다.
MEMS 미러 구동 회로(15)는 MEMS 미러(4)로 제1 제어 신호를 출력하면, 제1 제어 신호에 따라 MEMS 미러(4)가 기운다. 이 결과, 레이저 다이오드(3)로부터 출력되는 여기광은, 당해 MEMS 미러(4)에 반사되어, 이미징 플레이트 IP상에 조사된다.
MEMS 미러 구동 회로(15)는 MEMS 미러(4)의 기울기에 대응하고 있는 제2 제어 신호(즉, 여기광이 이미징 플레이트 IP상에 조사되는 위치에 대응하고 있는 제2 제어 신호)를 판독 회로(12)로 출력하여, 제2 제어 신호에 기초해서 판독 회로(12)중의 스위치 SW를 동작시킨다. 예를 들어, MEMS 미러 구동 회로(15)는 여기광이 조사되는 위치에 가장 가까운 포토다이오드 어레이(10)에 대응하는 스위치 SW를 온이 되게 한다. MEMS 미러 구동 회로(15)는 이미징 플레이트 IP상에 있어서의, 여기광이 조사되는 위치에 가장 가까운 포토다이오드 어레이(10)를 판독 대상으로서 결정하여, MEMS 미러(4)의 기울기에 대응하고 있는 제2 제어 신호를 판독 회로(12)로 출력한다.
예를 들어, 도 7에 도시되는 것처럼, 방사선 화상 판독 장치(20)가, 여기광을 이미징 플레이트 IP상에 조사하는 경우, MEMS 미러 구동 회로(15)는 MEMS 미러(4)로 출력한 제1 제어 신호와 마찬가지인 제2 제어 신호를 판독 회로(12)로 출력한다. 이 결과, 판독 회로(12)에서는, 광 검출 소자(6) 중에서, 여기광이 조사되는 위치에 가장 가까운 위치인 포토다이오드 어레이(10B)에 대응하는 스위치 SW2를 온으로 한다. 도 7은 판독 회로에서의 판독 동작을 설명하기 위한 도면이다.
MEMS 미러 구동 회로(15)는 MEMS 미러(4)로 출력하는 제1 제어 신호와 마찬가지인 제2 제어 신호를 판독 회로(12)로 출력한다. 이것에 의해, 여기광이 조사되는 위치와, 판독 대상인 포토다이오드 어레이(10)의 대응지음이 적절히 행해진다. 판독 회로(12)에서는, 여기광이 조사되는 위치에 가장 가까운 위치인 포토다이오드 어레이(10)(도 7에 도시된 예에서는, 포토다이오드 어레이(10B))에 대응하는 스위치 SW(도 7에 도시된 예에서는, 스위치 SW2)가 온 된다. 방사선 화상 판독 장치(20)는 여기광이 조사되는 위치에 가장 가까운 포토다이오드 어레이(10)의 검출 결과만 판독한다. 따라서 방사선 화상 판독 장치(20)는, 보다 적절히 광 검출 소자(6)의 검출 결과를 판독할 수 있다.
MEMS 미러 구동 회로(15)는 MEMS 미러(4)로 출력하는 제1 제어 신호와 마찬가지인 제2 제어 신호를 출력하는 대신에, MEMS 미러(4)의 기울기 또는 여기광이 조사되는 위치를 특정할 수 있는 다른 제어 신호를 제2 제어 신호로서, 판독 회로(12)로 출력하도록 해도 좋다. 이 경우에도, MEMS 미러 구동 회로(15)는 MEMS 미러(4)의 기울기 또는 여기광이 조사되는 위치를 특정할 수 있는 제어 신호를 판독 회로(12)로 출력하고 있으므로, 방사선 화상 판독 장치(20)는, 여기광이 조사되는 위치와, 판독 대상인 포토다이오드 어레이(10)의 대응지음을 적절히 행할 수 있다.
이어서, 도 8을 참조하여, 주사 위치와 판독 회로의 동작의 관계를 설명한다. 도 8은 주사 위치와 판독 회로의 동작의 관계를 설명하기 위한 도면이다. MEMS 미러 구동 회로(15)는 이미징 플레이트 IP에 있어서의 포토다이오드 어레이(10A)측으로부터 포토다이오드 어레이(10I)측으로 여기광이 조사되도록, 도 8 중의 (a)에 도시되는 것 같은 제1 제어 신호를 MEMS 미러(4)로 출력한다. 그리고 MEMS 미러 구동 회로(15)는, 마찬가지인 제2 제어 신호를 판독 회로(12)로 출력한다.
이 경우, 도 8 중의 (b)에 도시되는 것처럼, MEMS 미러 구동 회로(15)가 출력하는 제2 제어 신호에 따라서, 판독 회로(12)는 여기광이 조사되는 위치에 가장 가까운 포토다이오드 어레이(10)의 스위치 SW가 온 상태가 되도록 동작한다. 즉, 판독 회로(12)는 여기광이 조사되는 위치에 가장 가까운 포토다이오드 어레이(10)의 스위치 SW가 온 상태가 되도록 동작한다.
이것에 의해, 방사선 화상 판독 장치(20)는 여기광이 조사되는 위치에 가장 가까운 포토다이오드 어레이(10)의 검출 결과만을 취득한다. 따라서 방사선 화상 판독 장치(20)는 발광광을 적절히 검출할 수 있다. 방사선 화상 판독 장치(20)는 여기광이 조사되는 위치로부터 떨어진 위치에 대응하는 포토다이오드 어레이(10)로부터 검출 결과를 판독하지 않는다. 따라서 암전류에 의한 노이즈가 경감된다.
방사선 화상 판독 장치(20)는 여기광이 조사되는 위치에 근방하는 포토다이오드 어레이(10)의 검출 결과만 판독한다. 따라서 보다 적절히 광 검출 소자(6)의 검출 결과를 판독할 수 있다.
방사선 화상 판독 장치(20)는 여기광이 조사되는 위치에 가장 가까운 포토다이오드 어레이(10)의 검출 결과만 판독하고 있지만, 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 방사선 화상 판독 장치(20)는 여기광이 조사되는 위치에 대응하는 포토다이오드 어레이(10)로서 여기광이 조사되는 위치에 가장 가까운 포토다이오드 어레이(10)의 주위에 위치하는 포토다이오드 어레이(10)의 검출 결과도 판독해도 좋다.
포토다이오드 어레이(10)는 가이거 모드로 동작하는 복수의 애벌란시 포토다이오드(포토다이오드(D1))와, 각각의 애벌란시 포토다이오드에 대해서 직렬로 접속된 퀀칭 저항(저항층(R1))을 가지고 있다. 방사선 화상 판독 장치(20)에서는, 여기광이 조사되는 위치로부터 떨어진 위치에 대응하는 포토다이오드 어레이(10)로부터 검출 결과를 판독하지 않으므로, 애벌란시 증배에 의해 증대될 수 있는 노이즈의 영향을 최소한으로 둘 수 있다. 방사선 화상 판독 장치(20)에서는, 애벌란시 증배에 의해 포토다이오드 어레이(10)의 감도를 높이고 있으므로, 이미징 플레이트 IP로부터의 형광이 미약광이더라도 적절히 검출할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명해 왔지만, 본 발명은 반드시 상술한 실시 형태로 한정되는 것이 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다.
[산업상의 이용 가능성]
본 발명은 방사선 화상이 기록되어 있는 기록 매체로부터 방출되는 형광광을 검출하는 방사선 화상 판독 장치에 이용할 수 있다.
1 … 반도체 기판, 2 … 제어 유닛,
3 … 레이저 다이오드, 4 … MEMS 미러,
5 … 형광 검출 유닛, 6 … 광 검출 소자,
10 … 포토다이오드 어레이, 12 … 판독 회로,
15 … MEMS 미러 구동 회로, 16 … 레이저 다이오드 구동 회로,
18 … 제어 회로, 20 … 방사선 화상 판독 장치,
IP … 이미징 플레이트.

Claims (4)

  1. 방사선 화상이 기록되어 있는 기록 매체상에서 여기광(勵起光)을 주사하는 광 주사 수단과,
    가이거 모드로 동작하는 복수의 애벌란시 포토다이오드와, 각각의 상기 애벌란시 포토다이오드에 대해서 직렬로 접속된 퀀칭 저항을 가지고 있는 포토다이오드 어레이를 하나의 채널로 하여, 복수의 채널을 가지고, 기록 매체에 있어서의 상기 여기광이 조사되는 위치로부터 생기는 광을 검출하는 광 검출 수단과,
    상기 포토다이오드 어레이마다 마련되고, 대응하는 상기 포토다이오드 어레이에 접속되어 당해 포토다이오드 어레이의 출력을 증폭하는 복수의 제1 앰프와,
    상기 복수의 채널 중, 상기 여기광이 조사되는 위치에 대응하는 채널을, 광을 검출하는 검출 채널로 결정하는 제어 수단과,
    상기 제어 수단이 결정한 검출 채널의 상기 포토다이오드 어레이에서, 대응하는 상기 제1 앰프에 의해 증폭된 출력을, 상기 광의 검출 결과로서 판독하는 판독 수단과,
    상기 판독 수단에 접속되어 상기 판독 수단의 출력을 증폭하는 제2 앰프를 구비하는 방사선 화상 판독 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어 수단은, 상기 여기광이 조사되는 위치에 기초한 제1 제어 신호를 상기 광 주사 수단으로 출력하고, 상기 여기광이 조사되는 위치에 기초한 제2 제어 신호를 상기 판독 수단으로 출력하는 방사선 화상 판독 장치.,
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제어 수단은, 상기 여기광이 조사되는 위치의 근방에 배치되어 있는 채널을 상기 검출 채널로 결정하는 방사선 화상 판독 장치.
  4. 삭제
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