JPH0727864A - 放射線検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 固体光検出器とシンチレータとからなる放射
線検出器において、シンチレータにより変換された可視
像の検出効率を高め、得られる放射線画像の鮮鋭度を向
上させる。 【構成】 Ｘ線源４から発せられるＸ線５が照射される
側に固体光検出器２を、Ｘ線５が照射される側とは反対
側にシンチレータ３を配することにより放射線検出器１
を構成する。被写体６を透過し、放射線検出器１に照射
されたＸ線５は固体光検出器２を透過し、シンチレータ
３に到達する。Ｘ線５が固体光検出器２を透過する際、
樹脂シートからなる基板11はＸ線の吸収率は低いためＸ
線５はほとんど減衰されることなくシンチレータ３に到
達する。シンチレータ３は到達したＸ線５の強度に応じ
た強度の可視光を発光し、この可視光の発光強度に応じ
てアモルファスシリコン層13の抵抗値が変化して光電変
換が行われ、電気信号としての画像信号Ｓが出力され
る。出力された画像信号Ｓは情報処理手段７に入力さ
れ、さらに再生手段８に入力されて被写体６の放射線画
像が可視像として再生される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は放射線検出器、とくに詳
細にはシンチレータと固体光検出器との組合せを利用す
る放射線検出器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、医療診断を目的とする放射線
撮影の医療用放射線撮影、物質の被破壊検査等を目的と
する工業用放射線撮影等の種々の分野における放射線撮
影において、増感紙と放射線写真フイルムとを組合せた
いわゆる放射線写真法が利用されている。この方法によ
れば、被写体を透過したＸ線等の放射線が増感紙に入射
すると，増感紙に含まれる蛍光体はこの放射線のエネル
ギーを吸収して蛍光（瞬時発光）を発する。この発光に
より、増感紙に密着させるように重ね合わされた放射線
写真フイルムが感光し、放射線写真フイルム上には放射
線画像が形成される。このようにして放射線画像は直接
に放射線フイルム上に可視化された画像として得ること
ができる。

【０００３】一方、放射線写真フイルムに記録された放
射線画像を光電的に読み取って画像信号を得、この画像
信号に適切な画像処理を施した後、画像を再生記録する
ことが種々の分野で行われている。たとえば、後の画像
処理に適合するように設計されたガンマ値の低いフィル
ムを用いてＸ線画像を記録し、このＸ線画像が記録され
たフィルムからＸ線画像を読み取って電気信号に変換
し、この電気信号（画像信号）に画像処理を施した後コ
ピー写真等に可視像として再生することにより、コント
ラスト，シャープネス，粒状性等の画質性能の良好な再
生画像を得ることが行われている（特公昭61-5193 号公
報参照）。

【０００４】また本願出願人により、放射線（Ｘ線，α
線，β線，γ線，電子線，紫外線等）を照射するとこの
放射線エネルギーの一部が蓄積され、その後可視光等の
励起光を照射すると蓄積されたエネルギーに応じて輝尽
発光を示す蓄積性蛍光体（輝尽性蛍光体）を利用して、
人体等の被写体の放射線画像情報を一旦シート状の蓄積
性蛍光体に記録し、この蓄積性蛍光体シートをレーザー
光等の励起光で走査して輝尽発光光を生ぜしめ、得られ
た輝尽発光光を光電的に読み取って画像信号を得、この
画像データに基づき被写体の放射線画像を写真感光材料
等の記録材料、ＣＲＴ等に可視像として出力させる放射
線画像記録再生システムがすでに提案されている（特開
昭55-12429号，同56-11395号，同55-163472 号，同56-1
04645 号，同55- 116340号等）。

【０００５】このシステムは、従来の銀塩写真を用いる
放射線写真システムと比較して極めて広い放射線露出域
にわたって画像を記録しうるという実用的な利点を有し
ている。すなわち、蓄積性蛍光体においては、放射線露
光量に対して蓄積後に励起によって輝尽発光する発光光
の光量が極めて広い範囲にわたって比例することが認め
られており、従って種々の撮影条件により放射線露光量
がかなり大幅に変動しても、蓄積性蛍光体シートより放
射される輝尽発光光の光量を読取ゲインを適当な値に設
定して光電変換手段により読み取って電気信号に変換
し、この電気信号を用いて写真感光材料等の記録材料、
ＣＲＴ等の表示装置に放射線画像を可視像として出力さ
せることによって、放射線露光量の変動に影響されない
放射線画像を得ることができる。

【０００６】しかしながら、このような放射線写真シス
テムにより放射線画像を得るためには、上述した放射線
画像を直接可視化する際に、撮影に用いる放射線写真フ
イルムと増感シートとの感度領域を一致させて撮影を行
う必要がある。

【０００７】また、上述した放射線写真フイルム、蓄積
性蛍光体シートを用いて光電的に放射線画像を読み取る
システムにおいては、上述したように放射線画像に画像
処理をおこなって目的に応じた濃度およびコントラスト
を有するように調整したり、放射線画像を一旦電気信号
に変換しなければならず、そのための画像読取装置を用
いて読取り走査を行う必要があり、放射線画像を得るた
めの操作が煩雑なものとなり、放射線画像を得るまでの
時間がかかるものとなっている。

【０００８】そこで、放射線写真システムによる上記の
ような問題点を解決するために、放射線検出器が提案さ
れている（例えば特開昭59-211263 号公報、特開平2-16
4067号公報、ＰＣＴ国際公開番号ＷＯ92/06501号、Sign
al,noise,and read out considerations in the develo
pment of amorphous silicon photodiode arraysfor ra
diotherapy and diagnostic x-ray imaging，L.E.Anton
uk et.al ，University of Michigan，R.A.Street Xero
x，PARC，SPIE Vol.1443 Medical Imaging V;Image Phy
sics(1991) ，p.108-119 ）。

【０００９】この放射線検出器は、例えば厚さ3mm の石
英ガラスからなる基板にアモルファス半導体膜を挟んで
透明導電膜と導電膜とからなる複数の信号線と走査線と
がそれぞれ直交するようにマトリクス上にパターン形成
して構成されている固体光検出器に放射線を可視光に変
換するシンチレータを積層することにより構成されてな
るものである。

【００１０】この放射線検出器をシンチレータが放射線
入射側の面を向くように配置し、放射線検出器に被写体
を透過した放射線を照射することにより、放射線がシン
チレータに直接入射して可視光に変換され、この変換さ
れた可視光が固体光検出器により検出されて放射線画像
情報を担持する画像信号に光電変換される。この画像信
号は、所定の画像処理がなされた後にＣＲＴ等の再生手
段により再生される。このような放射線検出器を用いる
ことにより、被写体の放射線画像を煩雑な操作を行うこ
となくただちに再生することができ、直ちにリアルタイ
ムで放射線画像を得ることができ、上述した放射線写真
システムの欠点を解消することができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た放射線検出器に用いられるシンチレータは、その厚み
方向に対して放射線の入射面に近い方が放射線がより多
く吸収されるため、発光量も多いものである。したがっ
て、上述した放射線検出器においては、固体光検出器は
放射線の入射方向に対してシンチレータの後方に配置さ
れる構成であるため、シンチレータにより変換された可
視光が固体光検出器に到達するまでにシンチレータ自身
により吸収もしくは散乱されてしまい、固体光検出器に
おける可視光の検出効率が低下し、得られる放射線画像
の鮮鋭度が低下してしまうものであった。

【００１２】本発明は上記事情に鑑み、固体光検出器に
おける可視光の検出効率を向上させ、得られた放射線画
像の画質を向上させることができる放射線検出器を提供
することを目的とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明による第１の放射
線検出器は、照射された放射線を可視光に変換するシン
チレータと、所定の厚さおよび／または所定の放射線吸
収率を有する基板上に形成された、該シンチレータによ
り変換された可視光を検出して電気信号に変換する固体
光検出器とからなる放射線検出器において、前記放射線
が照射される側に前記固体光検出器を、該放射線が照射
される側とは反対側に前記シンチレータを配したことを
特徴とするものである。

【００１４】ここで、所定の厚さとは、放射線の吸収量
が放射線画像の画質を低下させるほどに大きくない程度
の厚さをいうが、具体的には固体光検出器を支持するた
めのある程度の強度が必要であるため、数百ミクロン程
度であることをいう。また、所定の放射線吸収率とは、
放射線の吸収量が放射線画像の画質を低下させるほどに
大きくない程度の吸収率であることをいうものである。
このような条件を満たす材料としては、例えば樹脂シー
トが挙げられる。

【００１５】また、本発明による第２の放射線検出器は
本発明による第１の放射線検出器において、前記固体光
検出器がアモルファスシリコンからなることを特徴とす
るものである。

【００１６】さらに、本発明による第３の放射線検出器
は、本発明による第１または第２の放射線検出器におい
て、前記基板が樹脂シートからなることを特徴とするも
のである。

【００１７】

【作用】本発明による放射線検出器は、放射線が照射さ
れる側に所定の厚さおよび／または所定の放射線吸収率
の基板上に形成された固体光検出器を、放射線が照射さ
れる側とは反対側にシンチレータを配したため、固体光
検出器に照射された放射線はそれほど吸収されることな
くシンチレータに到達し、このシンチレータによって可
視光に変換される。シンチレータは放射線の入射面に近
い部分においてより多くの放射線が吸収され可視光の発
光量も多いものである。このため、シンチレータにより
変換された可視光は、ほとんど散乱されたり吸収された
りすることなく固体光検出器に検出されることとなる。
したがって、固体光検出器における可視光の検出効率は
向上され、本発明による放射線検出器により得られる放
射線画像の鮮鋭度を向上させることができ、全体として
高画質の放射線画像を得ることができる。

【００１８】また、固体光検出器をアモルファスシリコ
ンで形成することにより、大面積を有する均一な固体光
検出器を構成することができる。

【００１９】さらに、基板を樹脂シートで構成すること
により、固体光検出器を透過する放射線の減衰をより少
なくすることができる。

【００２０】

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例について
説明する。

【００２１】図１は本発明による放射線検出器の実施例
を表す図である。図１に示すように本発明の実施例によ
る放射線検出器１は、固体光検出器２とシンチレータ３
とを積層させてなるものであり、固体光検出器２がＸ線
が照射される側に配置されている。ここで、固体光検出
器２は、図２に示すように樹脂シートからなる基板11の
上にパターン成形した導電膜からなる信号線12A ，12B
があり、アモルファスシリコン13と透明電極14とからな
るフォトダイオード15およびアモルファスシリコン16か
らなる薄膜トランジスタ17により固体光検出素子18が多
数形成されてなるものである。そしてこの上にＧｄ₂ Ｏ
₂ Ｓ，ＣｓＩ等の蛍光体からなるシンチレータ３が積層
されているものである。ここで、シンチレータ３は、数
十ミクロンから数百ミクロン程度の厚みを有する。ま
た、固体光検出器２の樹脂シート11の厚さは数百ミクロ
ン程度であり、Ｘ線吸収率は低いものである。また、ア
モルファスシリコン13の厚さは１ミクロン程度である。

【００２２】Ｘ線源４より発せられたＸ線５は被写体６
に照射され、被写体６を透過する。被写体６を透過した
Ｘ線５は放射線検出器１に照射される。放射線検出器１
に照射されたＸ線５は固体光検出器２を透過し、シンチ
レータ３に到達する。なお、Ｘ線５が固体光検出器２を
透過する際において、樹脂シートからなる基板11はＸ線
の吸収率は低く、また、アモルファスシリコン層13の厚
さも１ミクロン程度であることから、Ｘ線５はほとんど
減衰されることなくシンチレータ３に到達する。また、
このときアモルファスシリコン層13に吸収されたＸ線５
はそのまま信号に寄与される。シンチレータ３は到達し
たＸ線５の強度に応じた強度の可視光を発光し、この可
視光はアモルファスシリコン層13により検出される。そ
してこの可視光が光電変換され発光強度に応じてアモル
ファスシリコン層13内に電荷が蓄積される。その後この
電荷が読み出され、電気信号としての画像信号Ｓが出力
される。

【００２３】出力された画像信号Ｓは情報処理手段７に
入力されて所定の画像処理等がなされ、処理がなされた
処理済画像信号Ｓ′は再生手段８に入力されて被写体６
の放射線画像が可視像として再生される。

【００２４】なお、再生手段８としては、ＣＲＴ等の電
子的に表示するもの、ＣＲＴ等に表示された放射線画像
をビデオプリンタ等に記録するものなど種々のものを採
用することができる。また、被写体６の放射線画像は磁
気テープ、光ディスク等の記録保存するようにしてもよ
い。

【００２５】また、上述した実施例においては、固体光
検出器の基板として樹脂シートを用いているが、これに
限定されるものではなく、放射線画像を吸収しない数百
ミクロン程度の厚さであれば、石英ガラス等の無機材料
を用いるようにしてもよい。

【００２６】さらに上述した実施例においては、半導体
層としてアモルファスシリコン層を用いているが、これ
に限定されるものではなく、いかなる半導体層を用いる
ようにしてもよいものである。

【００２７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
る放射線検出器は、放射線が入射される側に、放射線吸
収率の低い基板上に形成された固体光検出器を配するよ
うにしたため、放射線を減衰させることなくシンチレー
タまで到達せしめることができる。これにより、シンチ
レータにより変換された可視光の検出効率は向上され、
本発明による放射線検出器により得られる放射線画像の
鮮鋭度を向上させることができ、全体として高画質の放
射線画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による放射線検出器の実施例を表す図

【図２】本発明による放射線検出器の実施例に用いられ
る固体光検出器を表す一部拡大図

【符号の説明】

１ 放射線検出器 ２ 固体光検出器 ３ シンチレータ ４ Ｘ線源 ５ Ｘ線 ６ 被写体 ７ 情報処理手段 ８ 再生手段 11 基板 13 アモルファスシリコン層 18 固体光検出素子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 照射された放射線を可視光に変換するシ
   ンチレータと、所定の厚さおよび／または所定の放射線
   吸収率を有する基板上に形成された、該シンチレータに
   より変換された可視光を検出して電気信号に変換する固
   体光検出器とからなる放射線検出器において、 前記放射線が照射される側に前記固体光検出器を、該放
   射線が照射される側とは反対側に前記シンチレータを配
   したことを特徴とする放射線検出器。
2. 【請求項２】 前記固体光検出器がアモルファスシリコ
   ンからなることを特徴とする請求項１記載の放射線検出
   器。
3. 【請求項３】 前記基板が樹脂シートからなることを特
   徴とする請求項１または２記載の放射線検出器。