TW201717377A - 輻射線影像拍攝元件 - Google Patents

Abstract

本發明提出一種以較少的輻射線量就能夠拍攝輻射線影像的輻射線影像拍攝元件。一種輻射線影像拍攝元件，係由以下各者所堆疊而成：閃爍計，吸收輻射線而發光、透明電極、光電轉換層，偵測發光並將其轉換成電信號、像素電極，對應於各像素、TFT電路、及微鏡片陣列，由微鏡片所排列而成，而微鏡片則具有形成為能將閃爍計所發出的光向著光電轉換層反射的曲面形狀。

Description

輻射線影像拍攝元件

本發明係關於一種輻射線影像拍攝元件。

習知地，作為拍攝所謂的X射線相片的元件，存在有：利用吸收輻射線而發光的閃爍計，並使用偵測該閃爍計的發光而將其轉換成電信號的光電二極體，而獲得影像的元件。

在專利文獻1中，揭露著此種輻射線偵測器。如圖4所示般地，專利文獻1的輻射線偵測器具有：大面積薄型閃爍計11，產生與從外部入射到偵測器容器14的內部之中的輻射線量相對應的閃爍光、複数的薄型聚光器12，設置成約略平行於該大面積薄型閃爍計11，而將大面積薄型閃爍計11所產生的閃爍光加以聚光、遮光膜15，貼付在該偵測器的側面、及光電轉換元件13，使其受光面設置在薄型聚光器12的聚光點處而向著該薄型聚光器12，且將接受到的光線轉換成電信號加以輸出。藉此，專利文獻1所述的輻射線偵測器14乃藉由薄型聚光器12而更有效率地將閃爍計11所產生的光線加以聚光，而能夠使光電轉換元件13接受到光線。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本專利公開公報第2012-142704號

然而，在拍攝X射線相片之際，吾人期望能夠盡可能地減少輻射線的受照量，而減輕對人體的影響。因此，以較少的輻射線量、就能夠進行拍攝的輻射線影像拍攝元件的開發成為當前的課題。

在此，本發明係鑑於上述課題而研發出來的，並且以提出一種能夠更有效率地將閃爍計所發出的光線加以聚光的輻射線影像拍攝元件為目的。

為了解決上述課題，根據本發明之一實施樣態的輻射線影像拍攝元件，係由以下各者所堆疊而成：閃爍計，吸收輻射線而發光、透明電極、光電轉換層，偵測發光並將其轉換成電信號、像素電極，對應於各像素、TFT電路、及微鏡片陣列，由微鏡片所排列而成，而微鏡片則具有形成為能將閃爍計所發出的光向著光電轉換層反射的曲面形狀。

再者，微鏡片陣列係由面對著各像素電極的微鏡片所排列而成，而各微鏡片也可以能夠達成以下效果的曲率作為其曲率：亦即，於閃爍計中，使在與該微鏡片相對應的像素電極之間所發出的光線之中的被該微鏡片所反射的反射光聚光在與相對應的像素電極接觸的光電轉換層上。

再者，輻射線影像拍攝元件也可由，從輻射線的入射側起，依微鏡片陣列、閃爍計、透明電極、光電轉換層、像素電極、及TFT電路的順序，在基板上堆疊而成。

或者，輻射線影像拍攝元件也可由，從輻射線的入射側起，依TFT電路、像素電極、光電轉換層、透明電極、閃爍計、及微鏡片陣列的順序，在基板上堆疊而成。

根據本發明之一實施樣態的輻射線影像拍攝元件，係藉由微鏡片陣列將閃爍計所發出之不射向光電轉換層的後向光反射而使光電轉換層能夠加以偵測，故能夠將更多的光線加以聚光而將其轉換成影像。因此，因為能夠聚集較習知技術更多的光線，故即使以較習知技術少的輻射線量進行拍攝，仍可達成拍攝到與習知技術相同之影像的效果。

11‧‧‧大面積薄型閃爍計

12‧‧‧薄型聚光器

13‧‧‧光電轉換元件

14‧‧‧偵測器容器

100、200‧‧‧輻射線影像拍攝元件

101‧‧‧基板

102‧‧‧TFT電路

103a、103b、103c、103d、103e、103f‧‧‧像素電極

104‧‧‧光電轉換層

105‧‧‧閃爍計

106‧‧‧微鏡片陣列

106a、106b、106c、106d、106e、106f‧‧‧微鏡片

107‧‧‧光源

108a、108b、109a、109b‧‧‧光軸

110‧‧‧輻射線

111‧‧‧透明電極

圖1為繪示出根據第一實施型態的輻射線影像拍攝元件的構造的剖面圖。

圖2為繪示出根據第一實施型態的輻射線影像拍攝元件的構造的平面圖。

圖3為繪示出根據第二實施型態的輻射線影像拍攝元件的構造的剖面圖。

圖4為繪示出習知的輻射線偵測器的構造的剖面圖。

以下參照各圖式，以說明根據本發明之輻射線影像拍攝元件的一實施樣態。

<第一實施型態>

根據本發明之輻射線影像拍攝元件100，係由以下各者所堆疊而成：閃爍計105，係吸收輻射線而發光、透明電極111、光電轉換層104，係偵測發光並將其轉換成電信號、像素電極103，係對應於各像素、TFT(Thin Film Transistor)電路102、及微鏡片陣列106，係由微鏡片(106a~106f)所排列而成，而微鏡片則具有形成為能將閃爍計105所發出的光向著光電轉換層反射的曲面形狀。

圖1為輻射線影像拍攝元件100的剖面圖。如圖1所示般地，輻射線影像拍攝元件100係在基板101之上形成TFT電路102。接著，在TFT電路102上，排列著與影像的各像素對應的像素電極103a~103f。又，於本說明書中，在統稱像素電極的情況時，將其稱為「像素電極103」。

在與各像素對應的像素電極103a~103f之上，形成光電轉換層104的薄膜。接著，在光電轉換層104之上，形成透明電極110，並在其上形成閃爍計105，在其上，則形成與各像素電極103對應、而由微鏡片所配置而成的微鏡片陣列106。基板101係，例如，由樹脂所構成。

TFT電路102係具有基於從各像素電極103傳來 的電信號，而產生代表一張的影像的影像信號的功能。

像素電極103係與用以形成框影像的各像素對應的電極，並基於從光電轉換層104傳來的電信號而將電信號傳到TFT電路102。

光電轉換層104係經由透明電極111而偵測閃爍計105所發出的光線，並將此光量轉換成與其相對應的電信號。接著，光電轉換層104係將轉換而得的電信號傳到與偵測到閃爍光的位置對應的場所上所排列的像素電極103。又，於以下說明中，在光電轉換層104偵測閃爍光之際，將省略「經由透明電極111」的敘述。

透明電極111係與像素電極103成對地，在閃爍計105所發出的光穿過光電轉換層104時，使在像素電極103之間的光電轉換層104所產生的電信號從透明電極111起，向著與電信號所產生的場所相對應的像素電極103流動。

閃爍計105係吸收對其所照射的輻射線而發光的元件，並發出所謂的閃爍光。

微鏡片陣列106係將閃爍計105所發出的光加以反射。如圖1所示般地，微鏡片陣列106係由複数的微鏡片106a~106f所排列而成。各微鏡片係形成為面對著各自的一個像素電極。在圖1所示的例子中，像素電極103a係面對微鏡片106a、像素電極103b係面對微鏡片106b、像素電極103c係面對微鏡片106c、像素電極103d係面對微鏡片106d、像 素電極103e係面對微鏡片106e、像素電極103f係面對微鏡片106f。

在圖2中，為輻射線影像拍攝元件100的平面圖，並繪示出代表各像素電極與微鏡片的對應關係的圖形。如圖2所示般地，微鏡片106a對應著像素電極103a、微鏡片106b對應著像素電極103b...。於圖2中，以虛線所表示的四角形代表像素電極103，並以點線代表微鏡片。接著，各像素電極與微鏡片係如圖2所示般地呈矩陣狀排列，並一對一對地對應於框影像的一個一個的像素。

構成微鏡片陣列106的各微鏡片106a~106f係以能夠達成以下效果的曲率所彎曲而成的凹面鏡：即能夠使對應於該微鏡片之像素電極之間的閃爍計105所發出的光線、聚光在與該像素電極接觸之正上方的光電轉換層104上。舉圖1的例子而言，微鏡片106c係以能夠達成以下效果的曲率所彎曲而成：即能夠使微鏡片106c與相對應的像素電極103c之間的閃爍計105所發出的光線(以光源107為起源的光線)之中、以光軸109a、109b所表示之射向微鏡片106c的後向光聚光在與像素電極103c接觸之正上方的光電轉換層104上，且盡可能地不要聚光在與相隣於像素電極103c的像素電極103b、像素電極103d等等接觸之正上方的光電轉換層104上。

藉由具備圖1、圖2所示的構造，輻射線影像拍 攝元件100係可進行以下的動作。

從輻射線照射元件(未圖示)對著拍攝的對象照射輻射線。如此一來，所照射的輻射線的一部分將由於拍攝的對象而一部分被反射、吸收，殘餘的部分則穿透。穿透拍攝對象的輻射線110係照射在輻射線影像拍攝元件100的閃爍計105上。

閃爍計105係吸收輻射線110而發光。此時，閃爍計105係向全部的方向發出光線。亦即，閃爍計105不僅發出射向光電轉換層104的光線，也發出背向光電轉換層104的光線(以下，將其稱為後向光)。於圖1中，在光電轉換層104上，以點線所繪出的光軸108a、108b代表從光源107所產生之射向光電轉換層104的光線，而在背向光電轉換層104的方向上，亦即，以虛線所繪出的光軸109a、109b代表射向微鏡片陣列106的後向光。又，於圖1中，為了方便瞭解起見，雖然以一點來表示光源107，然而，實際上，於閃爍計105中，輻射線110從照射側起經吸收，其發光量一方面逐漸減弱，輻射線於被照射的位置中呈棒狀地發光。

閃爍計105所發出之射向光電轉換層104的光線(以圖1的光軸108a、108b所表示的光線)係原原本本地被光電轉換層104所偵測，並被轉換成與其光量相對應的電信號。再者，閃爍計105所發出的後向光(以圖1的光軸109a、109b所表示的光線)係經由構成微鏡片陣列106的微鏡片的 反射，而照射在光電轉換層104上。光電轉換層104也將偵測到所照射的後向光，並將其轉換成與其光量相對應的電信號。

光電轉換層104係偵測出照射在其上的光線、產生與偵測到的光量相對應的電信號、並將該電信號傳到與光線所照射的場所的光電轉換層相對應的位置上所存在的像素電極103。

像素電極103係將從光電轉換層104傳來的電信號傳到TFT電路102。

TFT電路102係基於從各像素電極103傳來的電信號、與該像素電極103的配置位置，而產生拍攝影像，並加以輸出。

如上述般地，根據本第一實施型態的輻射線影像拍攝元件100係藉由微鏡片陣列106，而能夠將閃爍計105所發出的光線之中的不射向光電轉換層104的後向光加以反射，故能夠較習知技術更多地將光線聚光在光電轉換層104。因此，即使以較習知技術更少的輻射線量進行拍攝，因為可利用後向光的反射而能夠放大光量，故能夠獲得與習知技術同樣的拍攝影像。再者，在以與習知技術相同量的輻射線照射的情況下，能夠獲得較習知技術更清晰的拍攝影像。再者，以凹面鏡作為構成微鏡片陣列106的微鏡片，則可成為能夠將光線聚光在相對應的像素電極103的正上方所配置 的光電轉換層上的構造，故能夠降低光線被非對應之其他的像素電極103偵測到而成為不必要的雜訊之虞。

<第二實施型態>

於本第二實施型態中，是一種與上述第一實施型態不同的構造，並揭露一種利用微鏡片陣列106、將光線聚光、且提高光電轉換效率的構造。

圖3為繪示出根據本第二實施型態的輻射線影像拍攝元件200的一構造例子的剖面圖。

如圖3所示般地，輻射線影像拍攝元件200係依基板101、微鏡片陣列106、閃爍計105、透明電極111、光電轉換層104、像素電極103(103a~103f)、TFT電路102的順序所堆疊而成。

就各部分的功能而言，係與上述第一實施型態所示的內容相同，且對具有相同的功能的部分，賦予相同的標號，故省略詳細的說明。

於本第二實施型態之中的輻射線影像拍攝元件200之微鏡片陣列106也是由複数的微鏡片106a~106f所排列而成。各微鏡片106a~106f係分別對應於各像素電極103a~103f地加以排列。各微鏡片106a~106f係具有設計成能夠達成以下效果之曲率的曲面形狀的凹面鏡：即能夠使在該微鏡片與相對應的像素電極103之間的閃爍計105所發出的光聚光在與各像素電極103相對應之場所的光電轉換層104 上。接著，輻射線影像拍攝元件200係藉由具備該微鏡片陣列106，而使閃爍計105所發出的光線(以光源107為起源的光線)之中的不射向光電轉換層104的後向光(以光軸109a、109b所表示的光線)反射，故能夠較習知技術更有效率地聚光在光電轉換層104上。

以下，就輻射線影像拍攝元件200之接收到輻射線110時的動作加以說明。

輻射線影像拍攝元件200係接收從輻射線照射元件所發射、並穿透拍攝對象後的受拍攝對象的影響而部分衰減的輻射線110。

輻射線110係穿透TFT電路102、像素電極103、光電轉換層104、透明電極111，而到達閃爍計105。

閃爍計105係吸收穿透而來的輻射線110而發光。於閃爍計105中，光源107以為起源的光線係如光軸108a、108b所示般地(經由透明電極111)直接照射在光電轉換層104上。另一方面，以光源107為起源的後向光係如光軸109a、109b所示般地，射向微鏡片陣列106，並經微鏡片106c的反射，而照射在與像素電極103c相對應之場所的光電轉換層104。

光電轉換層104係偵測照射在其上的直射光與後向光，並轉換成與此光量相對應的電信號。光電轉換層104係將轉換而得的電信號傳到相對應的場所的像素電極103。

像素電極103係將傳來的電信號傳到TFT電路102。接著，TFT電路102係基於從像素電極103傳來的電信號與其配置位置而產生拍攝影像，並加以輸出。

如此構成的輻射線影像拍攝元件200也能夠達成與輻射線影像拍攝元件100相同的效果。

亦即，藉由微鏡片陣列106，能夠將閃爍計105所發出的光線之中的不射向光電轉換層104的後向光加以反射，故能夠較習知技術更多地將光線聚光在光電轉換層104。因此，即使以較習知技術更少的輻射線量進行拍攝，因為可利用後向光的反射而能夠放大光量，故能夠獲得與習知技術同樣的拍攝影像。再者，在以與習知技術相同量的輻射線照射的情況下，能夠獲得較習知技術更清晰的拍攝影像。再者，以凹面鏡作為構成微鏡片陣列106的微鏡片，則可成為能夠將光線聚光在相對應的像素電極103的正上方所配置的光電轉換層上的構造，故能夠降低光線被非對應之其他的像素電極103偵測到而成為不必要的雜訊之虞。

<參考例>

雖然於上述實施的型態中，說明了關於本發明的發明之一實施樣態，但不用說的是：根據本發明之精神並不僅限於此。以下，就作為各種涵蓋與本發明之精神有關的參考例加以說明。

(1)於上述實施的型態中，雖然使構成微鏡片 陣列106的各微鏡片對應於各像素電極，但並不僅限於此。也可使複数的微鏡片對應於一個像素電極地加以構成。例如，可以使呈縱向二個、横向二個之配置的四個微鏡片對應於一個像素電極，又，也可以使呈縱向三個、横向三個之配置的九個微鏡片對應於一個像素電極。再者，就這些配置而言，使2×2的配置對應於一個微鏡片的構成及使3×3的配置對應於一個微鏡片的構成混合在一起。

(2)於上述實施的型態中，進一步地，也可以與專利文獻1所述的構造組合在一起。

(3)也可以適當地組合上述實施的型態以及參考例所示的構造。

<補充說明>

在此，就根據本發明之輻射線影像拍攝元件的一實施樣態及其效果加以說明。

(a)根據本發明之一實施樣態的輻射線影像拍攝元件係由以下各者所堆疊而成：閃爍計，吸收輻射線而發光、光電轉換層，偵測發光而將其轉換成電信號、像素電極，對應於各像素、TFT電路、及微鏡片陣列，由微鏡片所排列而成，而微鏡片則具有形成為能將閃爍計所發出的光向著光電轉換層反射的曲面形狀。

藉此，微鏡片陣列將不射向光電轉換層的光加以反射，而使光電轉換層能夠偵測到此反射光。因此，如果以 與習知技術相同的輻射線量，也能夠使光電轉換層偵測到較習知技術更多的光線，而能夠獲得更清晰的輻射線影像。相反地，所謂能夠使光電轉換層偵測到較習知技術更多的光線，乃意謂著：即使使用較習知技術少的輻射線量進行拍攝，也能夠獲得與習知技術相同的輻射線影像。

(b)於上述(a)關於輻射線影像拍攝元件中，微鏡片陣列係由面對著各像素電極的微鏡片所排列而成，而各微鏡片係以能夠達成以下效果的曲率作為其曲率：亦即，於閃爍計中，能夠使該微鏡片與相對應的像素電極之間所發出的光線之中的被該微鏡片所反射的反射光聚光在與相對應的像素電極接觸的光電轉換層上。

藉此，於閃爍計中，除了所發出的光線能夠易於被相對應的像素電極所偵測到之外，還能夠降低光線被非對應的像素電極偵測到而成為雜訊成分之虞。

(c)於上述(a)或(b)關於輻射線影像拍攝元件中，輻射線影像拍攝元件係，從輻射線的入射側起，依微鏡片陣列、閃爍計、透明電極、光電轉換層、像素電極、TFT電路的順序，而在基板上堆疊而成。

或者，輻射線影像拍攝元件係，從輻射線的入射側起，依TFT電路、像素電極、光電轉換層、透明電極、閃爍計、微鏡片陣列的順序，而在基板上堆疊而成。

藉由此種構造，將能夠實現輻射線影像拍攝元 件。

雖然本發明已用具體實施例揭露如上，但應瞭解的是：在不脫離本發明之精神和後附之申請專利範圍所界定範圍內，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，當可對本發明作各種之更動與潤飾。

100‧‧‧輻射線影像拍攝元件

101‧‧‧基板

102‧‧‧TFT電路

103a、103b、103c、103d、103e、103f‧‧‧像素電極

104‧‧‧光電轉換層

105‧‧‧閃爍計

106‧‧‧微鏡片陣列

106a、106b、106c、106d、106e、106f‧‧‧微鏡片

107‧‧‧光源

108a、108b、109a、109b‧‧‧光軸

110‧‧‧輻射線

111‧‧‧透明電極

Claims (4)

1. 一種輻射線影像拍攝元件，係由閃爍計、透明電極、光電轉換層、像素電極、TFT電路、及微鏡片陣列所堆疊而成，其中上述閃爍計係吸收輻射線而發光，上述光電轉換層係偵測上述發光並將其轉換成電信號，上述像素電極係對應於各像素，及上述微鏡片陣列係由微鏡片所排列而成，而微鏡片則具有形成為能將上述閃爍計所發出的光向著上述光電轉換層反射的曲面形狀。
2. 如申請專利範圍第1項所述的輻射線影像拍攝元件，其中上述微鏡片陣列係由面對著各像素電極的微鏡片所排列而成，各微鏡片係以能夠達成以下效果的曲率作為其曲率，亦即，於上述閃爍計中，使在與該微鏡片相對應的像素電極之間所發出的光線之中的被該微鏡片所反射的反射光聚光在與相對應的像素電極接觸的光電轉換層上。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述的輻射線影像拍攝元件，其中上述輻射線影像拍攝元件係由，從輻射線的入射側起，依上述微鏡片陣列、上述閃爍計、上述透明電極、上述光電轉換層、上述像素電極、及上述TFT電路的順序，在基板 上堆疊而成。
4. 如申請專利範圍第1或2項所述的輻射線影像拍攝元件，其中上述輻射線影像拍攝元件係由，從輻射線的入射側起，依上述TFT電路、上述像素電極、上述光電轉換層、上述透明電極、上述閃爍計、上述微鏡片陣列的順序，在基板上堆疊而成。