WO2014167873A1

WO2014167873A1 - 放射線画像検出装置

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Publication number: WO2014167873A1
Application number: PCT/JP2014/051534
Authority: WO
Inventors: 晃永山本; 智博老川; 裕樹鈴木; 祐一宮本; 直人櫻井
Original assignee: 浜松ホトニクス株式会社
Priority date: 2013-04-09
Filing date: 2014-01-24
Publication date: 2014-10-16
Also published as: CN105122084B; EP2985632A1; TWI605715B; EP2985632A4; US9823359B2; US20160061964A1; KR102165216B1; KR20150143561A; TW201442515A; EP2985632B1; JP2014202692A; CN105122084A; JP5996478B2

Abstract

　放射線画像検出装置２０は、蛍光光を検出する光検出素子１０と、イメージングプレートＩＰに向かう励起光ＥＬの光路上で且つ光検出素子１０とイメージングプレートＩＰとの間に配置されたプリズム５と、を備えている。プリズム５は、表面として、イメージングプレートＩＰと対向する側面５ｃと、側面５ｃに対して傾斜している側面５ａ及び側面５ｂと、を有している。プリズム５は、側面５ａから入射する励起光ＥＬが内部を伝搬して側面５ｃから出射し且つ側面５ｃから入射するイメージングプレートＩＰからの反射光が内部を伝搬して側面５ｂから出射するように配置されている。光検出素子１０は、プリズム５の表面における、イメージングプレートＩＰからの反射光が出射する領域とは異なる領域に対向して配置されている。

Description

放射線画像検出装置

　本発明は、放射線画像検出装置に関する。

　蓄積性蛍光体は、蓄積性蛍光体に照射されたレーザ光により励起され、光を放出する。蓄積性蛍光体にレーザ光（励起光）を照射し、蓄積性蛍光体から放出される光を光検出素子によって電気信号に変換する読取装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平６―１３０５２６号公報

　本発明は、光検出素子での励起光の検出を抑制することが可能な放射線画像検出装置を提供することを目的とする。

　本発明の一つの観点に係る放射線画像検出装置は、放射線画像が記録されている記録媒体に励起光が照射されることによって放射線画像が記録されている記録媒体から放出される蛍光光を検出する放射線画像検出装置であって、蛍光光を検出する光検出素子と、記録媒体に向かう励起光の光路上で且つ光検出素子と記録媒体との間に位置するように配置されたプリズムと、を備え、プリズムは、表面として記録媒体に対向する第一面と第一面に対し傾斜している第二面及び第三面とを有すると共に、第二面から入射する励起光が内部を伝搬して第一面から出射し且つ第一面から入射する記録媒体からの反射光が内部を伝搬して第二面又は第三面から出射するように配置され、光検出素子は、プリズムの表面における、記録媒体からの反射光が出射する領域とは異なる領域に対向して配置されている。

　本発明の一つの観点に係る放射線画像検出装置では、励起光は、記録媒体と対向しない第二面からプリズムに入射し、第一面から出射する。蛍光光は、第一面からプリズムに入射し、プリズム内を伝搬して、光検出素子に入射する。第一面からプリズムに入射した反射光は、記録媒体と対向しない第二面又は第三面から出射する。光検出素子は、プリズムの表面における、反射光が出射する領域とは異なる領域に対向して配置されている。したがって、励起光が光検出素子に入射し難い。この放射線画像検出装置によれば、光検出素子が励起光を検出することを抑制できる。

　第三面は、励起光を透過する面であり、プリズムは、第一面から入射する記録媒体からの反射光が第三面から出射するように配置されていてもよい。この場合、第二面から入射した励起光は、第一面から出射し、記録媒体に照射される。第一面からプリズムに入射した反射光は、第三面から出射する。光検出素子は、プリズムの表面における、反射光が出射する領域とは異なる領域に対向して配置されているので、励起光が光検出素子に入射し難い。したがって、光検出素子が励起光を検出することを確実に抑制できる。

　第三面は、励起光を反射する面であり、プリズムは、第二面から入射する励起光が第三面で反射して第一面から出射し且つ第一面から入射する記録媒体からの反射光が第二面から出射するように配置されていてもよい。この場合、第二面から入射した励起光は、第三面で反射した後に第一面から出射し、記録媒体に照射される。第一面からプリズムに入射した反射光は、第二面から出射する。光検出素子は、プリズムの表面における、反射光が出射する領域とは異なる領域に対向して配置されているので、励起光が光検出素子に入射し難い。したがって、光検出素子が励起光を検出することを確実に抑制できる。

　光検出素子は、第二面における、励起光が入射する領域とは異なる領域に対向するように配置されていてもよい。この場合、光検出素子が、第二面における、励起光が入射する領域とは異なる領域に対向するように配置されているので、光検出素子に励起光が入射し難い。したがって、光検出素子が励起光を検出することを確実に抑制できる。

　光検出素子は、第三面における、記録媒体からの反射光が出射する領域とは異なる領域に対向するように配置されていてもよい。この場合、光検出素子が、第三面における、反射光が出射する領域とは異なる領域に対向するように配置されているので、光検出素子に励起光が入射し難い。したがって、光検出素子が励起光を検出することを確実に抑制できる。

　プリズムは、表面として第一面に対向する第四面を有し、光検出素子は、第四面に対向するように配置されていてもよい。この場合、励起光が出射する第二面又は第三面とは異なる、第四面に対向するように、光検出素子が配置されるので、光検出素子に励起光が入射し難い。したがって、光検出素子が励起光を検出することを確実に抑制できる。

　光検出素子は、ガイガーモードで動作する複数のアバランシェフォトダイオードと、それぞれのアバランシェフォトダイオードに対して直列に接続されたクエンチング抵抗と、を有しているフォトダイオードアレイを１つのチャンネルとして、複数のチャンネルを備えている。この場合、複数のアバランシェフォトダイオードに励起光が入射し難い。複数のアバランシェフォトダイオードに励起光が入射すると、蛍光光だけでなく、励起光もアバランシェ増倍される。複数のアバランシェフォトダイオードに励起光が入射し難いため、アバランシェ増倍により増大し得る励起光の影響を低く抑えることができる。

　本発明によれば、光検出素子での励起光の検出を抑制することが可能な放射線画像検出装置を提供することができる。

図１は、実施形態に係る放射線画像検出装置を示す概略構成図である。図２は、実施形態に係るフォトダイオードアレイの斜視図である。図３は、図２に示されたフォトダイオードアレイのII－II矢印断面図（ａ）と、その回路図（ｂ）である。図４は、実施形態に係るフォトダイオードアレイの回路図である。図５は、プリズムの断面図である。図６は、プリズムの一変形例を示す断面図である。図７は、プリズムの一変形例を示す断面図である。図８は、実施形態の変形例に係る放射線画像検出装置を示す概略構成図である。図９は、プリズムの断面図である。

　以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

　まず、図１を参照して、本実施形態に係る放射線画像検出装置２０の構成を説明する。図１は、実施形態に係る放射線画像検出装置を示す概略構成図である。

　放射線画像検出装置２０は、イメージングプレートＩＰに励起光ＥＬを照射し、イメージングプレートＩＰから放出される蛍光光を検出する。イメージングプレートＩＰは、放射線画像が記録されている記録媒体である。イメージングプレートＩＰから放出される蛍光光の波長は、励起光の波長とは異なる。

　放射線画像検出装置２０は、励起光源２と、ＭＥＭＳ（Micro　Electro　Mechanical　System）ミラー３と、スキャンレンズ４と、プリズム５と、光検出素子１０と、を備えている。光検出素子１０は、プリズム５に対向するように配置されている。

　励起光源２から発せられた励起光ＥＬは、ＭＥＭＳミラー３で反射し、スキャンレンズ４を通過する。スキャンレンズ４を通過した励起光ＥＬは、プリズム５に入射する。プリズム５は、励起光ＥＬの光路上に配置されている。プリズム５に入射した励起光ＥＬは、プリズム５内で屈折してイメージングプレートＩＰに照射される。

　励起光ＥＬがイメージングプレートＩＰに照射されると、イメージングプレートＩＰから蛍光光が放出される。光検出素子１０は、イメージングプレートＩＰから放出された蛍光光を検出する。光検出素子１０は、フォトダイオードアレイ１１を一つのチャンネルとして、複数のチャンネルを有する。ここで、図２～図４を参照して、本実施形態に係るフォトダイオードアレイ１１の構成を説明する。

　図２は、フォトダイオードアレイ１１の斜視図である。図３は、図４に示されたフォトダイオードアレイのII－II矢印断面図（ａ）と、その回路図（ｂ）である。図４は、フォトダイオードアレイの全体の回路図である。

　フォトダイオードアレイ１１では、複数のフォトダイオードＤ１（図４参照）がＮ型（第１導電型）の半導体基板１Ｎに形成されている。

　個々のフォトダイオードＤ１は、半導体基板１Ｎの一方の表面側に形成されたＰ型（第２導電型）の第１半導体領域１ＰＡと、第１半導体領域１ＰＡ内に形成されたＰ型（第２導電型）の第２半導体領域１ＰＢと、を有している。第２半導体領域１ＰＢは、第１半導体領域１ＰＡよりも高い不純物濃度を有する。フォトダイオードＤ１は、半導体基板１Ｎに電気的に接続された第１電極Ｅ１と、第２半導体領域１ＰＢ上に形成された表面電極Ｅ３と、を有している。第１半導体領域１ＰＡの平面形状は、四角形である。第２半導体領域１ＰＢは、第１半導体領域の内側に位置し、平面形状は四角形である。第１半導体領域１ＰＡの深さは、第２半導体領域１ＰＢよりも深い。図３中の半導体基板１は、Ｎ型の半導体基板１Ｎと、Ｐ型の半導体領域１ＰＡ，１ＰＢの双方を含んだものを示している。

　フォトダイオードアレイ１１は、個々のフォトダイオードＤ１毎に、金属層からなる第１反射体Ｅ２と、抵抗層（クエンチング抵抗）Ｒ１と、を備えている。
第１反射体Ｅ２は、第１半導体領域１ＰＡの外側の半導体基板１Ｎ上に、絶縁層Ｌ（図３参照）を介して形成されている。抵抗層Ｒ１は、その一方端が表面電極Ｅ３に連続し、第１半導体領域１ＰＡ上の絶縁層Ｌの表面に沿って延びている。図２では、構造の明確化のため、図３に示した絶縁層Ｌの記載を省略している。

　第１反射体Ｅ２は、平面形状がＬ字型の金属層からなる反射体Ｅ２１からなる。半導体基板１Ｎ上に位置する第１反射体Ｅ２１（Ｅ２）と、第１開口を有する環状の表面電極Ｅ３とは、電気的に隔離されている。すなわち、フォトダイオードＤ１のアノードとカソードには、それぞれ電極が設けられるが、一方の表面電極Ｅ３は、第１反射体Ｅ２から電気的に分離している。これにより、第１反射体Ｅ２は、表面電極Ｅ３とは明確に区別され、反射に適した箇所にこれを配置するための設計の自由度が増加している。個々のフォトダイオードＤ１に接続される抵抗層Ｒ１の他方端は、必要に応じて抵抗層Ｒ１に連続した配線電極を介して、共通の信号読出線ＴＬに電気的に接続されている。

　図２においては、列方向に隣接する一対のフォトダイオード（半導体領域１ＰＡの直下の領域）は、共に、抵抗層Ｒ１を介して、行方向に延びる信号読出線ＴＬに接続されている。１つの信号読出線ＴＬには、複数対のフォトダイオードが、それぞれ抵抗層Ｒ１を介して接続されている。行方向に延びる信号読出線ＴＬは、列方向に沿って複数本整列している。個々の信号読出線ＴＬに対しても、同様に複数対のフォトダイオードが、それぞれ、抵抗層Ｒ１を介して接続されている。図４に示される各信号読出線ＴＬは、最終的には全て接続され、回路的には１本の信号読出線ＴＬとして、図４に示されるような回路を構成する。

　抵抗層Ｒ１は、これが接続される表面電極Ｅ３よりも抵抗率が高く、また、第１反射体Ｅ２よりも抵抗率が高い。具体的には、抵抗層Ｒ１は、ポリシリコンからなり、残りの電極及び反射体は全てアルミニウムなどの金属からなる。半導体基板１がＳｉからなる場合には、電極材料としては、アルミニウムの他に、ＡｕＧｅ／Ｎｉなどもよく用いられる。Ｓｉを用いた場合におけるＰ型不純物としてはＢなどの３族元素が用いられ、Ｎ型不純物としては、Ｎ、Ｐ又はＡｓなどの５族元素が用いられる。半導体の導電型であるＮ型とＰ型は、互いに置換して素子を構成しても、当該素子を機能させることができる。これらの不純物の添加方法としては、拡散法やイオン注入法を用いることができる。

　絶縁層Ｌの材料としては、ＳｉＯ_２又はＳｉＮを用いることができる。絶縁層Ｌの形成方法としては、これが例えばＳｉＯ_２からなる場合には、熱酸化法やスパッタ法を用いることができる。

　上述した構造の場合、Ｎ型の半導体基板１ＮとＰ型の第１半導体領域１ＰＡとの間に、ＰＮ接合が構成されることで、フォトダイオードＤ１が形成されている。半導体基板１Ｎは、基板裏面に形成された第１電極Ｅ１に電気的に接続されている。第１半導体領域１ＰＡは、第２半導体領域１ＰＢを介して、表面電極Ｅ３に接続されている。抵抗層Ｒ１はフォトダイオードＤ１に対して直列に接続されている（図３の（ｂ）参照）。

　フォトダイオードアレイ１１においては、個々のフォトダイオードＤ１をガイガーモードで動作させる。ガイガーモードでは、フォトダイオードＤ１のブレークダウン電圧よりも大きな逆方向電圧（逆バイアス電圧）をフォトダイオードＤ１のアノード／カソード間に印加する。すなわち、アノードには（－）電位Ｖ１を、カソードには（＋）電位Ｖ２を印加する。これらの電位の極性は相対的なものであり、一方の電位をグランド電位とすることも可能である。

　アノードはＰ型の半導体領域１ＰＡであり、カソードはＮ型の半導体基板１Ｎである。フォトダイオードＤ１は、アバランシェフォトダイオードとして機能する。フォトダイオードＤ１に光（フォトン）が入射すると、基板内部で光電変換が行われて光電子が発生する。図３の（ａ）に示されたＰ型半導体領域１ＰＡのＰＮ接合界面の近傍領域ＡＶＣにおいて、アバランシェ増倍が行われ、増幅された電子群は電極Ｅ１に向けて流れる。

　第１反射体Ｅ２は、第２半導体領域１ＰＢに対して、相対的に低不純物濃度の第１半導体領域１ＰＡの外側の半導体基板１Ｎの表面上に設けられている。半導体基板１Ｎの露出面の領域は、光入射に対しては、殆ど検出に寄与しないデッドスペースである。第１反射体Ｅ２は、入射した光を反射し、第２反射体（たとえば、金属パッケージ内面など）に入射させる。第２反射体は、入射した光を再度反射させ、再反射された光を、有効にフォトダイオードＤ１に導く。

　個々のフォトダイオードＤ１に接続された抵抗層Ｒ１の他方端は、半導体基板１Ｎの表面に沿って共通の信号読出線ＴＬに電気的に接続されている。複数のフォトダイオードＤ１は、ガイガーモードで動作しており、各フォトダイオードＤ１は、共通の信号読出線ＴＬに接続されている。このため、複数のフォトダイオードＤ１に同時にフォトンが入射した場合、複数のフォトダイオードＤ１の出力は全て共通の信号読出線ＴＬに入力され、全体としては入射フォトン数に応じた高強度の信号として計測される。信号読出線ＴＬには、信号読み出し用の電圧降下が生じる負荷抵抗を接続してもよい。

　上述した構造は、表面入射型のフォトダイオードアレイの構造であるが、裏面入射型のフォトダイオードアレイの構造を採用してもよい。この場合には、半導体基板１Ｎの厚みを薄くして、裏面側の電極Ｅ１を透明電極とすればよい。裏面側の電極Ｅ１を、半導体基板１Ｎの別の位置（例えば基板表面側）に配置してもよい。

　続いて、図５を参照して、プリズム５の構成を説明する。図５は、プリズムの断面図である。図５に示されるように、プリズム５は、断面が台形形状である。プリズム５は、表面として、互いに対向し且つ平行な一対の側面５ｃ，５ｄと、互いに対向し且つ一対の側面５ｃ，５ｄを連結するように延びる一対の側面５ａ，５ｂと、を有している。各側面５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは、プリズム５の断面形状である台形の対応する辺を構成している。側面５ｃは、上記台形における互いに平行な一対の辺のうち、長さが長い辺を構成する。側面５ｄは、上記台形における互いに平行な一対の辺のうち、長さが短い辺を構成する。イメージングプレートＩＰは、プリズム５と対向するように配置される。すなわち、プリズム５は、イメージングプレートＩＰと対向する。詳細には、プリズム５の側面５ｃ（第一面）が、イメージングプレートＩＰと対向する。プリズム５の側面５ｄ（第四面）が、光検出素子１０と対向している。側面５ｄには、励起光ＥＬがプリズム５から出射するのを防ぐためのコーティング（励起光カットコーティング）が施されている。

　励起光ＥＬは、側面５ａ（第二面）からプリズム５に入射する。すなわち、側面５ａが、励起光ＥＬの入射面である。側面５ａは、イメージングプレートＩＰと対向していない。側面５ａには、励起光ＥＬの反射を防ぐための反射防止コーティングが施されている。側面５ａは、側面５ｃに対して傾斜している。側面５ａに対向する側面５ｂ（第三面）は、励起光ＥＬを透過する面である。側面５ｂも、側面５ｃに対して傾斜している。光検出素子１０は、プリズム５の側面５ｄと対向するように配置されている。光検出素子１０は、光検出素子１０は、当該蛍光光ＦＬを検出する。

　放射線画像検出装置２０において、励起光ＥＬが側面５ａからプリズム５内に入射した場合、励起光ＥＬがプリズム５の内部を伝搬して、側面５ｃから出射する。すなわち、プリズム５は、側面５ａから入射した励起光ＥＬを側面５ｃから出射させるように構成されている。側面５ｃ（プリズム５）から出射した励起光ＥＬは、イメージングプレートＩＰに照射される。励起光ＥＬがイメージングプレートＩＰに照射されると、イメージングプレートＩＰから蛍光光ＦＬが放出される。光検出素子１０は、プリズム５の側面５ｄと対向するように配置されている。蛍光光ＦＬは、側面５ｃからプリズム５内に入射する。プリズム５内に入射した蛍光光ＦＬは、プリズム５の内部を伝搬して、側面５ｄから出射する。すなわち、プリズム５は、側面５ｃから入射した蛍光光ＦＬを側面５ｄから出射させるようにも構成されている。側面５ｄ（プリズム５）から出射した蛍光光ＦＬは、光検出素子１０に入射し、光検出素子１０で検出される。イメージングプレートＩＰからの反射光である励起光ＥＬは、側面５ｃからプリズム５内に入射する。プリズム５内に入射した反射光（励起光ＥＬ）は、プリズム５の内部を伝搬して、側面５ｂから出射する。すなわち、プリズム５は、側面５ｃから入射した反射光（励起光ＥＬ）を側面５ｂから出射させるようにも構成されている。

　このように、放射線画像検出装置２０では、プリズム５は、イメージングプレートＩＰと光検出素子１０との間に位置する。プリズム５は、側面５ａからプリズム５に入射した励起光ＥＬが側面５ｃから出射すると共に、側面５ｃから入射した反射光が側面５ｂから出射するように、配置されている。側面５ｃから出射した励起光ＥＬは、イメージングプレートＩＰに照射される。イメージングプレートＩＰから放出された蛍光光ＦＬは、側面５ｃからプリズム５に入射する。プリズム５は、側面５ｃから入射した蛍光光ＦＬが側面５ｄから出射するように、配置されている。プリズム５は、励起光ＥＬと蛍光光ＦＬとを、異なる側面５ｂ，５ｃ，５ｄから出射させる。プリズム５は、励起光ＥＬを、光検出素子１０が対向する側面５ｄではなく、光検出素子１０が対向していない側面５ｂに向けて進行させる。励起光ＥＬは、プリズム５から、蛍光光ＦＬが出射する方向とは異なる方向に出射する。光検出素子１０は、励起光ＥＬが出射する側面５ｂではなく、蛍光光ＦＬが出射する側面５ｄに対向するように配置されているので、光検出素子１０に励起光が入射し難い。したがって、光検出素子１０での励起光ＥＬの検出を抑制できる。プリズム５の側面５ｄに励起光カットコーティングが施されているので、光検出素子１０が励起光ＥＬを検出することをより一層抑制することができる。

　以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は上記実施形態に限られるものではない。

　例えば、図６に示されるように、側面５ｂは、励起光ＥＬを反射する面であってもよい。側面５ｂに励起光ＥＬの反射するためのコーティング（反射コーティング）が施されることにより、側面５ｂは、励起光ＥＬを反射する面とされる。この場合も、励起光ＥＬが側面５ａからプリズム５内に入射した場合、励起光ＥＬがプリズム５の内部を伝搬して、側面５ｂで反射する。側面５ｂで反射した励起光ＥＬは、側面５ｃから出射する。すなわち、プリズム５は、側面５ａから入射した励起光ＥＬを側面５ｂで反射し且つ側面５ｃから出射させるように構成されている。側面５ｃ（プリズム５）から出射した励起光ＥＬは、イメージングプレートＩＰに照射される。励起光ＥＬがイメージングプレートＩＰに照射されると、イメージングプレートＩＰから蛍光光ＦＬが放出される。プリズム５内に入射した蛍光光ＦＬは、プリズム５の内部を伝搬して、側面５ｄから出射する。側面５ｄ（プリズム５）から出射した蛍光光ＦＬは、光検出素子１０に入射し、光検出素子１０で検出される。イメージングプレートＩＰからの反射光である励起光ＥＬは、側面５ｃからプリズム５内に入射する。プリズム５内に入射した反射光（励起光ＥＬ）は、プリズム５の内部を伝搬して、側面５ａから出射する。すなわち、プリズム５は、側面５ｃから入射した反射光（励起光ＥＬ）を側面５ａから出射させるようにも構成されている。プリズム５は、側面５ａからプリズム５に入射した励起光ＥＬが側面５ｃから出射すると共に、側面５ｃから入射した反射光が側面５ａから出射するように、配置されている。プリズム５は、励起光ＥＬと蛍光光ＦＬとを、異なる側面５ａ，５ｃ，５ｄから出射させる。プリズム５は、励起光ＥＬを、光検出素子１０が対向する側面５ｄではなく、光検出素子１０が対向していない側面５ａに向けて進行させる。励起光ＥＬは、プリズム５から、蛍光光ＦＬが出射する方向とは異なる方向に出射する。光検出素子１０は、励起光ＥＬが出射する側面５ａではなく、蛍光光ＦＬが出射する側面５ｄに対向するように配置されているので、光検出素子１０に励起光が入射し難い。したがって、光検出素子１０での励起光ＥＬの検出を抑制できる。

　例えば、図７に示されるように、側面５ｄがレンズ形状を呈していてもよい。この場合でも、プリズム５は、励起光ＥＬを、光検出素子１０が対向する側面５ｄではなく、光検出素子１０が対向していない側面５ｂに向けて進行させる。励起光ＥＬは、プリズム５から、蛍光光ＦＬが出射する方向とは異なる方向に出射する。光検出素子１０は、励起光ＥＬが出射する側面５ｂではなく、蛍光光ＦＬが出射する側面５ｄに対向するように配置されているので、光検出素子１０に励起光が入射し難い。側面５ｄがレンズ形状を呈しているので、蛍光光ＦＬの集光効率を向上させることができる。

　上述の実施形態では、プリズム５の断面が台形形状であるが、プリズム５の断面形状は、台形に限られない。たとえば、図８に示されるように、プリズム５の断面が三角形状であってもよい。この場合、プリズム５は、三角柱状である。図８に示された放射線画像検出装置２０は、励起光源２と、ＭＥＭＳミラー３と、スキャンレンズ４と、プリズム５と、複数の光検出素子１０と、を備えている。本変形例では、放射線画像検出装置２０は、一対の光検出素子１０を備えている。

　図９に、プリズム５の断面図を示す。プリズム５は、三つの側面５ａ，５ｂ，５ｃを有している。各側面５ａ，５ｂ，５ｃは、プリズム５の断面形状である三角形の対応する辺を構成している。側面５ｃは、上記三角形における、長さが最も長い辺を構成する。側面５ｃが、イメージングプレートＩＰと対向する。励起光ＥＬは、側面５ａからプリズム５に入射する。すなわち、側面５ａが、励起光ＥＬの入射面である。一対の光検出素子１０は、側面５ａと側面５ｂとの接続部分付近（イメージングプレートＩＰと対向する位置）に配置されている。一つの光検出素子１０は、側面５ａにおける、側面５ａと側面５ｂとで成す角部近傍に配置されている。光検出素子１０は、側面５ａにおける、励起光が入射する領域とは異なる領域に対向するように配置されている。別の光検出素子１０は、側面５ｂにおける、励起光が出射する領域とは異なる領域に対向するように配置されている。

　励起光ＥＬが側面５ａからプリズム５内に入射した場合、励起光ＥＬがプリズム５の内部を伝搬して、側面５ｃから出射する。すなわち、プリズム５は、側面５ａから入射した励起光ＥＬを側面５ｃから出射させるように構成されている。側面５ｃ（プリズム５）から出射した励起光ＥＬは、イメージングプレートＩＰに照射される。励起光ＥＬがイメージングプレートＩＰに照射されると、イメージングプレートＩＰから蛍光光ＦＬが放出される。蛍光光ＦＬは、側面５ｃからプリズム５内に入射する。プリズム５内に入射した蛍光光ＦＬは、プリズム５の内部を伝搬して、側面５ａ及び側面５ｂから出射する。すなわち、プリズム５は、側面５ｃから入射した蛍光光ＦＬを側面５ａ及び側面５ｂから出射させるようにも構成されている。側面５ａ及び側面５ｂ（プリズム５）から出射した蛍光光ＦＬは、対応する光検出素子１０に入射し、各光検出素子１０で検出される。イメージングプレートＩＰからの反射光である励起光ＥＬは、側面５ｃからプリズム５内に入射する。プリズム５内に入射した反射光（励起光ＥＬ）は、プリズム５の内部を伝搬して、側面５ｂから出射する。すなわち、プリズム５は、側面５ｃから入射した反射光（励起光ＥＬ）を側面５ｂから出射させるようにも構成されている。

　このように、本変形例においても、プリズム５は、側面５ａからプリズム５に入射した励起光ＥＬが側面５ｃから出射すると共に、プリズム５内に入射した反射光が側面５ｂから出射するように、配置されている。側面５ｃから出射した励起光ＥＬは、イメージングプレートＩＰに照射される。イメージングプレートＩＰから放出された蛍光光ＦＬは、側面５ｃからプリズム５に入射する。プリズム５は、側面５ｃから入射した蛍光光ＦＬを、各側面５ａ，５ｂから出射させる。プリズム５は、励起光ＥＬと蛍光光ＦＬとを、異なる側面５ａ，５ｂ，５ｃから出射させる。プリズム５は、励起光ＥＬを、側面５ｂにおける光検出素子１０が対向する領域ではなく、光検出素子１０が対向していない領域に向けて進行させる。励起光ＥＬは、プリズム５から、蛍光光ＦＬが出射する方向とは異なる方向に出射する。光検出素子１０は、側面５ｂにおいて、励起光ＥＬが出射する領域ではなく、蛍光光ＦＬが出射する領域に対向するように配置されているので、光検出素子１０に励起光が入射し難い。光検出素子１０は、側面５ａにおいても、励起光ＥＬが出射する領域ではなく、蛍光光ＦＬが出射する領域に対向するように配置されているので、光検出素子１０に励起光が入射し難い。したがって、光検出素子１０での励起光ＥＬの検出を抑制できる。プリズム５における、側面５ａと側面５ｂとの接続部分付近（側面５ａと側面５ｂとで構成される角部近傍）に一対の光検出素子１０が配置されている。

　上述の実施形態及び変形例では、光検出素子１０は、ガイガーモードで動作する複数のアバランシェフォトダイオードと、それぞれのアバランシェフォトダイオードに対して直列に接続されたクエンチング抵抗と、を有しているフォトダイオードアレイ１１を１つのチャンネルとして、複数チャンネル有している。本実施形態及び変形例の放射線画像検出装置２０では、プリズム５における、光検出素子１０が対向する領域から外れる領域から励起光ＥＬが出射する。このため、複数のアバランシェフォトダイオードに励起光ＥＬが入射し難い。複数のアバランシェフォトダイオードに励起光が入射すると、蛍光光だけでなく、励起光もアバランシェ増倍される。複数のアバランシェフォトダイオードに励起光ＥＬが入射し難いため、アバランシェ増倍により増大し得る励起光ＥＬの影響を低く抑えることができる。

　本発明は、放射線画像が記録されている記録媒体から放出される蛍光光を検出する放射線画像検出装置に利用できる。

　１…半導体基板、２…励起光源、３…ＭＥＭＳミラー、４…スキャンレンズ、５…プリズム、１０…光検出素子、１１…フォトダイオードアレイ、２０…放射線画像検出装置、ＥＬ…励起光、ＦＬ…蛍光光、ＩＰ…イメージングプレート。

Claims

　放射線画像が記録されている記録媒体に励起光が照射されることによって前記記録媒体から放出される蛍光光を検出する放射線画像検出装置であって、
　前記蛍光光を検出する光検出素子と、
　前記記録媒体に向かう励起光の光路上で且つ前記光検出素子と前記記録媒体との間に位置するように配置されたプリズムと、を備え、
　前記プリズムは、表面として前記記録媒体に対向する第一面と前記第一面に対し傾斜している第二面及び第三面とを有すると共に、前記第二面から入射する励起光が内部を伝搬して前記第一面から出射し且つ前記第一面から入射する前記記録媒体からの反射光が内部を伝搬して前記第二面又は前記第三面から出射するように配置され、
　前記光検出素子は、前記プリズムの前記表面における、前記記録媒体からの反射光が出射する領域とは異なる領域に対向して配置されている。
　請求項１に記載の放射線画像検出装置であって、
　前記第三面は、励起光を透過する面であり、
　前記プリズムは、前記第一面から入射する前記記録媒体からの反射光が前記第三面から出射するように配置されている。
　請求項１に記載の放射線画像検出装置であって、
　前記第三面は、励起光を反射する面であり、
　前記プリズムは、前記第二面から入射する励起光が前記第三面で反射して前記第一面から出射し且つ前記第一面から入射する前記記録媒体からの反射光が前記第二面から出射するように配置されている。
　請求項１～３のいずれか一項に記載の放射線画像検出装置であって、
　前記光検出素子は、前記第二面における、励起光が入射する領域とは異なる領域に対向して配置されている。
　請求項１～４のいずれか一項に記載の放射線画像検出装置であって、
　前記光検出素子は、前記第三面における、前記記録媒体からの反射光が出射する領域とは異なる領域に対向して配置されている。
　請求項１～３のいずれか一項に記載の放射線画像検出装置であって、
　前記プリズムは、前記表面として前記第一面に対向する第四面を有し、
　前記光検出素子は、前記第四面に対向して配置されている。
　請求項１～６のいずれか一項に記載の放射線画像検出装置であって、
　前記光検出素子は、ガイガーモードで動作する複数のアバランシェフォトダイオードと、それぞれの前記アバランシェフォトダイオードに対して直列に接続されたクエンチング抵抗と、を有しているフォトダイオードアレイを１つのチャンネルとして、複数の前記チャンネルを備えている。