(57)【要約】【課題】放射線の照射を受けて電荷を発生する記録用光導電層と、その発生した電荷を蓄積する電荷輸送層と、読取光の照射により電荷を発生する読取用光導電層と、読取光の照射に対して電荷対発生用の線状の電荷対発生電極と読取光の照射に対して電荷対非発生用の線状の電荷対非発生電極とが交互に多数配置された電極層とがこの順に積層された放射線画像検出器において、電荷対発生電極から電荷対非発生電極へオフセット電流が流れるのを抑制し、放射線画像の画質の向上を図る。【解決手段】読取光Ｌ１の照射時に電荷対発生電極５と電荷対非発生電極６との間に電位勾配を形成する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線画像を担持した記録用の電磁波の照射を受けて電荷を発生し、該発生した電荷を蓄積する電荷蓄積層と、読取光の照射により電荷を発生する光導電層と、前記読取光の照射に対して電荷対発生用の線状の電荷対発生電極と前記読取光の照射に対して電荷対非発生用の線状の電荷対非発生電極とが交互に多数配置された電極層とがこの順に積層された放射線画像検出器に前記読取光を照射して前記放射線画像を読み取る方法において、
前記読取光の照射時に前記電荷対発生電極と前記電荷対非発生電極との間に電位勾配を形成することを特徴とする放射線画像読取方法。
【請求項２】
前記電荷対発生電極と前記電荷対非発生電極との間に電圧を印加して前記電位勾配を形成することを特徴とする請求項１記載の放射線画像読取方法。
【請求項３】
前記電荷対発生電極と前記電荷対非発生電極とを互いに異なる材料から形成することによって前記電位勾配を形成することを特徴とする請求項１記載の放射線画像読取方法。
【請求項４】
放射線画像を担持した記録用の電磁波の照射を受けて電荷を発生し、該発生した電荷を蓄積する電荷蓄積層と、読取光の照射により電荷を発生する光導電層と、前記読取光の照射に対して電荷対発生用の線状の電荷対発生電極と前記読取光の照射に対して電荷対非発生用の線状の電荷対非発生電極とが交互に多数配置された電極層とがこの順に積層された放射線画像検出器であって、前記読取光の照射によって前記放射線画像が読み出される放射線画像検出器において、
前記読取光の照射時に前記電荷対発生電極と前記電荷対非発生電極との間に電位勾配が形成されていることを特徴とする放射線画像検出器。
【請求項５】
前記電荷対発生電極と前記電荷対非発生電極との間に電圧を印加して前記電位勾配を形成する電圧印加手段を有することを特徴とする請求項４記載の放射線画像検出器。
【請求項６】
前記電位勾配が形成されるように前記電荷対発生電極と前記電荷対非発生電極とが互いに異なる材料から形成されていることを特徴とする請求項４記載の放射線画像検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線画像を担持した放射線の照射を受けて放射線画像を記録し、読取光により走査されて放射線画像に応じた信号が読み取られる放射線画像検出器から上記放射線画像を読み取る放射線画像読取方法および上記放射線画像検出器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療分野などにおいて、被写体を透過した放射線の照射を受けて電荷を発生し、その電荷を蓄積することにより被写体に関する放射線画像を記録する放射線画像検出器が各種提案、実用化されている。
【０００３】
そして、上記のような放射線画像検出器としては、たとえば、特許文献１には、放射線を透過する第１の電極層、放射線の照射を受けることにより電荷を発生する記録用光導電層、潜像電荷に対しては絶縁体として作用し、かつ潜像電荷と逆極性の輸送電荷に対しては導電体として作用する電荷輸送層、読取光の照射を受けることにより電荷を発生する読取用光導電層、および読取光を透過する線状に延びる透明線状電極と読取光を遮光する線状に延びる遮光線状電極とが平行に交互に配列された第２の電極層をこの順に積層してなる放射線画像検出器が提案されている。
【０００４】
上記のように構成された放射線画像検出器により放射線画像の記録を行う際には、図７（Ａ）に示すように、まず、第１の電極層５１に負の高電圧が印加された状態で、被写体を透過した放射線が第１の電極層５１側から照射される。上記のようにして照射された放射線は、第１の電極層５１を透過し、記録用光導電層５２に照射され、記録用光導電層５２の放射線の照射された部分において電荷対が発生し、この電荷対のうち正の電荷は負に帯電した第１の電極層５１に向かって移動し、第１の電極層５１における負の電荷と結合して消滅する。一方、上記ようにして発生した電荷対のうち負の電荷は正に帯電した透明線状電極５５および遮光線状電極５６に向かって移動するが、上記のように電荷輸送層５３は負の電荷に対しては絶縁体として作用するため、上記負の電荷は記録用光導電層５２と電荷輸送層５３との界面である蓄電部５７に蓄積され、この蓄電部５７への負の電荷の蓄積により放射線画像の記録が行われる（図７（Ｂ））。
【０００５】
そして、上記のようにして記録された放射線画像を放射線画像検出器から読み取る際には、図８に示すように、まず、透明線状電極５５および遮光線状電極５６をともに接地した状態で、読取光Ｌ１が透明線状電極５５および遮光線状電極５６側から照射される。照射された読取光Ｌ１は、透明線状電極５５を透過し、読取用光導電層５４に照射され、読取用光導電層５４において電荷対が発生する。そして、読取光Ｌ１の照射により読取用光導電層５４において発生した正の電荷が蓄電部５７における負の電荷と結合するとともに、読取用光導電層４において発生した負の電荷が電荷対発生電極５に帯電した正の電荷と結合するとともに、チャージアンプ３５を介して電荷対非発生電極５６に帯電した正の電荷と結合することによってチャージアンプ３５に電流が流れ、この電流が積分されて画像信号として検出され、放射線画像に応じた画像信号の読取りが行われる。
【０００６】
そして、上記のように放射線画像の読取りが行われた後、透明線状電極５５および遮光線状電極５６側から消去光が照射され、蓄電部５７に残留した電荷の消去が行われ、再度放射線画像の記録に供される。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２８４０５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、上記のようにして放射線画像の読取り行う際、読取光の照射によって発生した正の電荷は蓄電部５７に向かって移動するだけでなく、光起電力による電荷の拡散の作用によって、図９に示すように、遮光線状電極５６に向かって移動し、これがオフセット電流として画像信号とともに検出され、画質の劣化を招いていた。
【０００９】
そして、このオフセット電流は、読取光の変化や消去光の照射履歴によってその大きさが変化するため、読み取られた画像信号の補正によっては適切に除去することができなかった。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑み、上記のようなオフセット電流を抑制し、読み取られる放射線画像の画質の向上を図ることができる放射線画像検出器を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の放射線画像読取方法は、放射線画像を担持した記録用の電磁波の照射を受けて電荷を発生し、その発生した電荷を蓄積する電荷蓄積層と、読取光の照射により電荷を発生する光導電層と、読取光の照射に対して電荷対発生用の線状の電荷対発生電極と読取光の照射に対して電荷対非発生用の線状の電荷対非発生電極とが交互に多数配置された電極層とがこの順に積層された放射線画像検出器に読取光を照射して放射線画像を読み取る方法において、読取光の照射時に電荷対発生電極と電荷対非発生電極との間に電位勾配を形成することを特徴とする。
【００１２】
また、上記本発明の放射線画像検出器においては、電荷対発生電極と電荷対非発生電極との間に電圧を印加して電位勾配を形成するようにすることができる。
【００１３】
また、電荷対発生電極と電荷対非発生電極とを互いに異なる材料から形成することによって電位勾配を形成するようにすることができる。
【００１４】
本発明の放射線画像検出器は、放射線画像を担持した記録用の電磁波の照射を受けて電荷を発生し、その発生した電荷を蓄積する電荷蓄積層と、読取光の照射により電荷を発生する光導電層と、読取光の照射に対して電荷対発生用の線状の電荷対発生電極と読取光の照射に対して電荷対非発生用の線状の電荷対非発生電極とが交互に多数配置された電極層とがこの順に積層された放射線画像検出器であって、読取光の照射によって放射線画像が読み出される放射線画像検出器において、読取光の照射時に電荷対発生電極と電荷対非発生電極との間に電位勾配が形成されていることを特徴とする。
【００１５】
また、上記本発明の放射線画像検出器においては、電荷対発生電極と電荷対非発生電極との間に電圧を印加して電位勾配を形成する電圧印加手段を有するようにすることができる。
【００１６】
また、電位勾配が形成されるように電荷対発生電極と電荷対非発生電極とを互いに異なる材料から形成するようにすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の放射線画像読取方法および放射線画像検出器によれば、読取光の照射時に電荷対発生電極と電荷対非発生電極との間に電位勾配を形成するようにしたので、放射線画像の読取時に電荷対発生電極と電荷対非発生電極との間に、上述したオフセット電流が流れるのを抑制することができ、読み取られる放射線画像の画質の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の放射線画像検出器の一実施形態を用いた放射線画像記録読取装置について説明する。図１は放射線画像検出器の斜視図、図２は図１に示す放射線画像検出器の２−２線断面図である。
【００１９】
放射線画像検出器１０は、図１および図２に示すように、放射線画像を担持した放射線を透過する第１の電極層１、第１の電極層１を透過した放射線の照射を受けることにより電荷を発生する記録用光導電層２、記録用光導電層２において発生した電荷のうち一方の極性の電荷に対しては絶縁体として作用し、且つ他方の極性の電荷に対しては導電体として作用する電荷輸送層３、読取光の照射を受けることにより電荷を発生する読取用光導電層４、および読取光の照射に対して電荷対発生用の線状の電荷対発生電極５と読取光の照射に対して電荷対非発生用の線状の電荷対非発生電極６とが交互に多数配列された第２の電極層７をこの順に積層してなるものである。記録用光導電層２と電荷輸送層３との間には、記録用光導電層２内で発生した電荷を蓄積する蓄電部８が形成されている。なお、上記各層は、ガラス基板上に第２の電極層７から順に形成されるものであるが、図１および図２においては、ガラス基板を省略している。また、記録用光導電層２と電荷輸送層３とにより請求項における電荷蓄積層が形成されている。
【００２０】
第１の電極層１としては、放射線を透過するものであればよく、たとえば、ネサ皮膜（ＳｎＯ2）、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、アモルファス状光透過性酸化膜であるＩＤＩＸＯ（Idemitsu Indium X-metal Oxide ；出光興産（株））などを５０〜２００ｎｍ厚にして用いることができ、また、１００ｎｍ厚のＡｌやＡｕなども用いることもできる。
【００２１】
第２の電極層７は、上記のように電荷発生電極５と電荷非発生電極６とを有するものである。
【００２２】
電荷発生電極５は、透明線状電極であり、透明かつ導電性を呈する材料であれば如何なるもので形成するようにしてもよいが、たとえば、第１の電極層１と同様に、ＩＴＯやＩＤＩＸＯを用いることができる。
【００２３】
電荷非発生電極６は、透明線状電極６ａと読取光を遮光する線状遮光体６ｂとから構成されている。透明線状電極６ａは、透明かつ導電性を呈する材料であれば如何なるもので形成するようにしてもよいが、たとえば、第１の電極層１と同様に、ＩＴＯやＩＤＩＸＯを用いることができる。線状遮光体６ｂは、たとえば、読取光として波長が４００ｎｍ〜４８０ｎｍの青色光を使用する場合には、赤レジストまたは黄レジストにより形成するようにすればよい。
【００２４】
記録用光導電層２は、放射線の照射を受けることにより電荷を発生するものであればよく、放射線に対して比較的量子効率が高く、また暗抵抗が高いなどの点で優れているａ−Ｓｅを主成分とするものを使用する。厚さは５００μｍ程度が適切である。
【００２５】
電荷輸送層３としては、たとえば、放射線画像の記録の際に第１の電極層１に帯電する電荷の移動度と、その逆極性となる電荷の移動度の差が大きい程良く（例えば１０２以上、望ましくは１０３以上）ポリＮ−ビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、N,N'−ジフェニル−N,N'−ビス（３−メチルフェニル）−〔1,1'−ビフェニル〕−4,4'−ジアミン（ＴＰＤ）やディスコティック液晶等の有機系化合物、或いはＴＰＤのポリマー（ポリカーボネート、ポリスチレン、ＰＶＫ）分散物，Ｃｌを１０〜２００ｐｐｍドープしたａ−Ｓｅ等の半導体物質が適当である。
【００２６】
読取用光導電層４としては、読取光および消去光の照射を受けることにより導電性を呈するものであればよく、例えば、ａ−Ｓｅ、Ｓｅ−Ｔｅ、Ｓｅ−Ａｓ−Ｔｅ、無金属フタロシアニン、金属フタロシアニン、ＭｇＰｃ（Magnesium phtalocyanine），ＶｏＰｃ（phaseII of Vanadyl phthalocyanine）、ＣｕＰｃ（Cupper phtalocyanine）などのうち少なくとも１つを主成分とする光導電性物質が好適である。厚さは０．１〜１μｍ程度が適切である。
【００２７】
また、放射線画像検出器１０は、放射線画像の読取時に、電荷対発生電極５と電荷対非発生電極６との間に電位勾配を形成する電圧印加手段を備えている。なお、図１および図２においては電圧印加手段を図示省略してある。
【００２８】
次に、放射線画像記録読取装置による放射線画像検出器への放射線画像の記録および読取りの作用について説明する。
【００２９】
まず、図３（Ａ）に示すように、放射線画像検出器１０の第１の電極層１に高電圧源２０により負の電圧を印加した状態において、図示省略した放射線源から被写体に向けて放射線が照射され、その被写体を透過して被写体の放射線画像を担持した放射線が放射線画像検出器１０の第１の電極層１側から照射される。
【００３０】
そして、放射線画像検出器１０に照射された放射線は、第１の電極層１を透過し、記録用光導電層２に照射される。そして、その放射線の照射によって記録用光導電層２において電荷対が発生し、そのうち正の電荷は第１の電極層１に帯電した負の電荷と結合して消滅し、負の電荷は潜像電荷として記録用光導電層２と電荷輸送層３との界面に形成される蓄電部８に蓄積されて放射線画像が記録される（図３（Ｂ）参照）。
【００３１】
そして、次に、図４に示すように、第１の電極層１が接地されるとともに、電荷対発生電極５に電圧印加手段２５により負の電圧が印加された状態において、図示省略した読取光源から読取光Ｌ１が射出され、第２の電極層７側から読取光Ｌ１が照射され、読取光Ｌ１は電荷発生電極５を透過して読取用光導電層４に照射される。読取光Ｌ１の照射により読取用光導電層４において発生した正の電荷が蓄電部８における潜像電荷と結合するとともに、読取用光導電層４において発生した負の電荷が電荷対発生電極５に帯電した正の電荷と結合するとともに、チャージアンプ３０を介して電荷対非発生電極６に帯電した正の電荷と結合することによってチャージアンプ３０に電流が流れ、この電流が積分されて画像信号として検出され、放射線画像に応じた画像信号の読取りが行われる。
【００３２】
上述したように、従来は、読取光の照射によって電荷対発生電極５から電荷対非発生電極６へオフセット電流が流れ出し、これが上記画像信号とともにノイズ信号として検出されていたが、上記実施形態の放射線画像検出器１０によれば、電圧印加手段２５により電荷対発生電極５に負の電圧を印加するようにしたので、上記のようにオフセット電流が流れるのを抑制することができる。
【００３３】
ここで、図５に、電圧印加手段２５によって電荷対発生電極５に印加するバイアス電圧を変化させてオフセットを測定した結果を示す。なお、図５は、放射線画像検出器に放射線を照射することなく読取りを行ってチャージアンプ３０により検出されたオフセットを示している。そして、図５における黒四角のグラフは、一番最初の読取りによって測定されたオフセットを示し、黒三角のグラフは１０００回読取り行った直後に測定されたオフセットを示し、白丸のグラフは、１００００回読取りを行った直後に測定されたオフセットを示している。
【００３４】
図５に示す測定結果より、読取り回数を重ねる毎にオフセットが小さくなるのがわかった。そして、バイアス電圧が−０．１３（Ｖ）の時、読取り回数に関係なくオフセットが最も０に近くなることがわかった。図５に示す測定結果より、電圧印加手段２５により電荷対発生電極５に印加するバイアス電圧は−０．１３（Ｖ）が最も望ましいことがわかった。なお、−０．１３±０．０８（Ｖ）のバイアス電圧を印加するようにすれば、十分なオフセット低減効果を得ることができる。
【００３５】
すなわち、電圧印加手段２５によって印加するバイアス電圧は、バイアス電圧とオフセットとの関係を種々の読取回数について測定した際、その測定結果が交わる点のバイアス電圧Ｖ１±０．０８（Ｖ）にすることが望ましく、より好ましくはＶ１（Ｖ）である。
【００３６】
また、図６に、図５と同様に、バイアス電圧を変化させてオフセットを測定した結果を示す。図６における黒四角のグラフは、読取光の光量を１０５μＷ／ｍｍ２として読取り行って測定されたオフセットであり、白丸のグラフは、読取光の光量を１１μＷ／ｍｍ２として読取りを行って測定されたオフセットである。
【００３７】
図６に示す測定結果より、読取光の光量が小さい方がオフセットが小さくなるのがわかった。そして、バイアス電圧が−０．１３（Ｖ）の時、読取光の光量に関係なくオフセットが最も０に近くなることがわかった。図６に示す測定結果からも、電圧印加手段２５により電荷対発生電極５に印加するバイアス電圧は−０．１３（Ｖ）が最も望ましいことがわかった。なお、この場合も、−０．１３±０．０８（Ｖ）のバイアス電圧を印加するようにすれば、十分なオフセット低減効果を得ることができる。
【００３８】
すなわち、電圧印加手段２５によって印加するバイアス電圧は、バイアス電圧とオフセットとの関係を種々の読取光の光量について測定した際、その測定結果が交わる点のバイアス電圧Ｖ２±０．０８（Ｖ）にすることが望ましく、より好ましくはＶ２（Ｖ）である。
【００３９】
また、上記実施形態の放射線画像検出器においては、電圧印加手段２５により電荷対発生電極５に電圧を印加することによって電荷対発生電極と電荷対非発生電極との間に電位勾配を形成するようにしたが、これに限らず、たとえば、電荷対発生電極５と電荷対非発生電極６とを互いに異なる材料から形成することによって電位勾配を形成するようにしてもよい。具体的には、電荷対発生電極をＩＺＯで形成し、電荷非発生電極の透明線状電極６ａをＩＴＯで形成するようにすればよい。ＩＺＯの仕事関数は５．２ｅＶであり、ＩＴＯの仕事関数は５．１ｅＶであるので、０．１Ｖの電位勾配が電荷対発生電極と電荷対非発生電極との間に形成される。なお、これに限らず、電位勾配を形成するようなその他の材料を選択するようにしてもよい。
【００４０】
また、上記実施形態は、放射線の照射を受けてその放射線を直接電荷に変換することにより放射線画像の記録を行う、いわゆる直接変換方式の放射斜線画像検出器に本発明を適用したものであるが、これに限らず、たとえば、放射線を一旦可視光に変換し、その可視光を電荷に変換することにより放射線画像の記録を行う、いわゆる間接変換方式の放射線画像検出器に本発明を適用するようにしてもよい。
【００４１】
また、放射線画像検出器の層構成は上記実施形態のような層構成に限らずその他の層を加えたりしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の放射線画像検出器の一実施形態の概略構成図
【図２】図１に示す放射線画像検出器の２−２線断面図
【図３】図１に示す放射線画像検出器への放射線画像の記録の作用を説明するための図
【図４】図１に示す放射線画像検出器からの放射線画像の読取りの作用を説明するための図
【図５】バイアス電圧とオフセットとの関係を種々の読取回数について測定した結果
【図６】バイアス電圧とオフセットとの関係を種々の読取光の光量について測定した結果
【図７】従来の放射線画像検出器への放射線画像の記録の作用を説明するための図
【図８】従来の放射線画像検出器からの放射線画像の読取りの作用を説明するための図
【図９】従来の放射線画像検出器に流れるオフセット電流を説明するための図
【符号の説明】
【００４３】
１    第１の電極層
２    記録用光導電層
３    電荷輸送層
４    読取用光導電層（光導電層）
５    電荷対発生電極
６    電荷対非発生電極
６ａ  透明線状電極
６ｂ  線状遮光体
７    第２の電極層
８    蓄電部
１０    放射線画像検出器
２５    電圧印加手段
３０    チャージアンプ
【図１】
2008128725.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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