(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準電極と複数のセンサ素子を有し、上記各センサ素子はコレクタ電極と、上記基準電極及び上記コレクタ電極の間に配置された光導電体構造と、上記コレクタ電極を読み出しリード線に接続する切換素子とを含み、上記センサ素子はｎ及びｍが１よりも大きい値をとるｎ行ｍ列のマトリクスに配置されたセンサであって、
上記マトリクスには、その縁を構成するセンサ素子の上記光導電体構造と上記読み出しリード線との間に配置され、上記光導電体構造のエッジを越えて延在するガード電極が設けられ、
上記マトリクスの縁を構成する上記センサ素子の光導電体構造のエッジ領域に湿気及び空気を浸透させないパッシベーション層が設けられ、
上記光導電体構造は、異なる材料から形成され、互いに重なり合って配置された少なくとも２層の光導電体層から構成され、一方の層のために選択された材料は酸化鉛であり、もう一方の層のために選択された材料はセレンであり、
上記パッシベーション層は、上記ガード電極から上記光導電体構造の上記エッジ領域に沿って上記基準電極上まで延在し、
上記ガード電極は、上記読み出しリード線と同一の電位を担持し、且つ寄生信号に対するシールドを形成する、
ことを特徴とするセンサ。
【請求項２】
上記ガード電極は、一つ以上の広い面積のガード電極から構成されることを特徴とする請求項１記載のセンサ。
【請求項３】
上記ガード電極は、複数のガード電極を含み、上記マトリクスの縁を構成する上記各センサ素子に夫々のガード電極が設けられていることを特徴とする請求項１記載のセンサ。
【請求項４】
上記ガード電極は、上記コレクタ電極に対応する層のレベルに配置されることを特徴とする請求項１記載のセンサ。
【請求項５】
上記パッシベーション層は、上記基準電極の上まで部分的に又は完全に延在していることを特徴とする請求項１記載のセンサ。
【請求項６】
Ｘ線イメージセンサであることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項記載のセンサ。
【請求項７】
Ｘ線イメージを形成するために対象物を照射するＸ線ビームを放射するＸ線源と、上記Ｘ線イメージから電気イメージ信号を発生する検出器とを含むＸ線検査装置であって、
上記Ｘ線検出器は請求項１乃至６のうちいずれか一項記載のセンサを含むことを特徴とするＸ線検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基準電極と複数のセンサ素子を有し、各センサ素子はコレクタ電極と、基準電極及びコレクタ電極の間に配置された光導電体構造と、コレクタ電極を読み出しリード線に接続する切換素子とを含み、このセンサ素子はｎ及びｍが１よりも大きい値をとるｎ行ｍ列のマトリクスに配置されたセンサに関する。
【０００２】
本発明は更に、Ｘ線イメージを形成するために対象物を照射するＸ線ビームを放射するＸ線源と、上記Ｘ線イメージから電気イメージ信号を生成する検出器とを含むＸ線検査装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】
この種類のセンサは、ＷＯ９７／１０６１６から公知である。公知のＸ線イメージセンサは、Ｘ線に対する感度がよく、且つ、行及び列方向に配置された複数のセンサ素子から構成されるマトリクスを含む。各センサ素子は、コレクタ電極と、単線の光導電体構造と、共通の基準電極とから構成される。セレン（Se）又は酸化鉛（PbO）を含む光導電体層は、入射Ｘ線を吸収し電子正孔対を発生する。正孔は、基準電極とコレクタ電極との間の光導電体層に印加された静電界の影響を受けて、基準電極に移動し、電子はコレクタ電極によって収集される、或いは、電極の極性に依存して反対になる。各コレクタ電極は、切換素子に接続される。収集された電荷を読み出すために、切換素子が開かれ、収集された電荷は適切な読み出しリード線に導通されて適当な増幅器の中に流入し、次に増幅器は電荷信号をマルチプレクサに供給し、このマルチプレクサにおいて対応する読み出しリード線からの電荷信号を電子信号に変換される。
【０００４】
このようなセンサマトリクスの縁に位置するセンサ素子は、常に正常に動作するとは限らない。一方で、光導電体構造はその片側に隣接するセンサ素子が無いため大気と接触し、湿気及び酸素がセレン又はPbOのような層材料に悪影響をもたらす。他方で、光導電体構造及び／又は基準電極がアクティブイメージング面まで延在する場合、コレクタ電極に接続された読み出しリード線及びアドレスリード線への容量結合のために望ましくない信号が生じる。これは、望ましくないノイズを生成する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、光導電体構造のエッジ及び基準電極の形態に係わりなく、マトリクスの縁を構成するセンサ素子を正常に動作させることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明によるセンサを用いて達成され、このセンサはマトリクスの縁を構成するセンサ素子の光導電体構造と読み出しリード線との間に配置され、光導電体構造のエッジ、即ちアクティブイメージング面のエッジを越えて延在するガード電極窓をマトリクスに設けることを特徴とする。
【０００７】
第１の実施例におけるガード電極窓は、一つ以上の広い面積のガード電極から構成されることが好ましい。広い面積のガード窓に関連した解決策は、技術的な実施面において利点がある。この窓の全体は、複数のサブ窓、例えば、二つのサブ窓から構成され得る。
【０００８】
第２の実施例におけるガード電極窓は、マトリクスの縁を構成する各センサ素子にガード電極が設けられるように多数の個々のガード電極から構成される。
【０００９】
本発明によって提案されたガード電極窓により、基準電極と読み出しリード線との間で寄生キャパシタンスの形態として現われる妨害は光導電体構造のエッジの層及び基準電極の理想的ではない構造の場合に、遮蔽の意味で抑制される。
【００１０】
更に、光導電体構造は例えば、複数の層を階段状に積層することでアクティブイメージング面を越えるまで延在するように設けられ得る。これは、製造処理による光導電体構造の個別の層のエッジにおける材料の非一様性が、アクティブイメージング面の外に位置し、イメージ欠陥をもたらさないといった利点を提供する。更に、技術的な意味からすると理想的な垂直の断面よりも多層の光導電体構造の階段状の形態を実現するほうが簡単である。
【００１１】
ガード電極は、コレクタ電極に対応する層のレベルに配置されることが好ましい。これは、薄膜技術を利用した製造処理においてガード電極窓とコレクタ電極とが同じ処理段階中に同時に設けられることを可能にする。
【００１２】
更に上記目的は、別の特徴を有するセンサを用いて達成され、このセンサはマトリクスの縁を構成するセンサ素子の光導電体構造のエッジ付近に湿気及び空気を浸透させないパッシベーション層が設けられ、光導電体構造は異なる材料を含む互いに重なり合って配置された少なくとも２層の光導電体層から構成され、一方の層のために選択された材料は酸化鉛であり、もう一方のために選択された材料はセレンであることとを特徴とする。
【００１３】
本発明によると、酸化鉛層を堆積することは多層光導電体構造内における非常に感度が高いセレン層を補償する。提案されたパッシベーション層は、光導電層に対する大気の悪影響、従ってエッジ付近に対する妨害性影響を防止する。パッシベーション層は、ポリエチレン、ポリキシリレン（登録商標パリレンとして公知である）、又はポリウレタンのような合成材料を含むことが好ましい。
【００１４】
本発明の好ましい実施例において、多層光導電体構造を含む前述した種類のセンサのマトリクスの縁付近はガード電極窓によって遮蔽されると共に、パッシベーション層によって保護される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の更なる詳細及び利点は、特許請求の範囲の記載と添付図に示される本発明による実施例を更に明確にする以下の説明とによって明らかとなる。
【００１６】
図１は、本発明によるＸ線センサマトリクス１の回路図である。この回路図は３×３のセンサ素子のみを示しているが、マトリクスの実際的な実施例では、例えば、２，０００×２，０００のセンサ素子を有する。マトリクスの縁を構成するセンサ素子は参照番号２１と表わされ、中央のセンサ素子は参照番号２０と表わされる。各画素には、Ｘ線に対して感応がよく、且つ、フォトセンサ２２、キャパシタンス２３及び切換素子４を含むセンサ素子２０及び２１が設けられる。切換素子４は、TFT（薄膜トランジスタ）として構成されることが好ましい。入射Ｘ線は、フォトセンサ２２を用いて電荷に変換され、上記電荷はキャパシタンス２３によって収集される。コレクタ電極３は、対応するキャパシタンス２３の一部分を形成する。この場合、マトリクスの各列には対応する読み出しリード線５が設けられ、各キャパシタンス２３は切換素子４を通じて対応する読み出しリード線５に接続される。読み出しリード線５は増幅器２４に接続され、この増幅器は出力信号をマルチプレクサ２５に伝達する。切換素子４は、アドレスリード線２７を介して切換素子４に接続された回路２６を用いて各行毎に制御される。マルチプレクサ２５は、電子イメージ信号をモニタ２８又はイメージプロセッサ２９に供給する。
【００１７】
図２は、本発明によるＸ線センサ素子２１の薄膜構造の断面図である。この図は、マトリクスの縁に位置するセンサ素子２１を示している。センサ素子は、共通の基準電極２とコレクタ電極３との間に形成された光導電体構造６を含む。入射Ｘ線は、光導電体構造６の中に吸収され電子正孔対が発生される。印加された電界の影響を受けて、基準電極及びコレクタ電極は夫々陰極及び陽極として機能する。コレクタ電極３は基板８、例えばガラス層、の上のパッシベーション層７の中に埋設され、切換素子（図示せず）を通じて読み出しリード線５に接続される。
【００１８】
例えば、金又はアルミニウムの薄金属層として形成されたコレクタ電極３の上には、多層構造を有する光導電体構造６が設けられる。この光導電体構造６は、第１のPbO層（６ａ）及び、その上に堆積されたSe層(６ｂ)から構成される。酸化鉛は、多結晶酸化鉛（PbO２,０<Ｘ≦２）に関係する。光導電体構造は、基準電極に隣接する。基準電極は、薄金属層、例えば、１００ｎｍ乃至１μｍの範囲にある厚さを有する層である。本実施例では、この基準電極は金の層によって形成されるが、他の適切な層は例えば、Al、Ag、Pt、Pd等によって形成される層である。層６ａ、６ｂ及び２のエッジは平らにされる必要はなく、この場合、その３枚の層は階段状に配置される。
【００１９】
ガード電極窓９は、コレクタ電極３と同じレベルに設けられる。ガード電極窓は、読み出しリード線５上のパッシベーション層と光導電体構造６との間に配置される。ガード電極窓は、光導電体構造の下層６ａのエッジ付近まで延在し、読み出しリード線５と同じ電位を帯び、従って寄生信号に対する適切な遮蔽を行う。更に、ガード電極が設けられるとき、センサ素子のエッジの層は同一平面で終端される必要がなく、画素フィールドを超えて延在してもよい。多層構造の場合、例えば、PbO層は最も外側の画素よりも３ｍｍ、Se層は２ｍｍ、又、基準電極のAu層は１ｍｍずつ延ばされる。層のエッジ効果は、基準電極と縁のセンサ素子のコレクタ電極との間の相互作用に影響を与えなくなる。
【００２０】
パッシベーション層１０は、ガード電極９上から光導電体構造６に沿って基準電極２まで設けられる。パッシベーション層１０は、ポリウレタン又は電気的絶縁樹脂のような電気的絶縁材料から作られる。ポリキシリレン（CH2-C6H4-CH2）n)（登録商標パリレン）が、好ましい材料である。
【００２１】
図３は、縁を構成し、多層光導電体構造６に沿って延びるパッシベーション層１１を設けたセンサ素子を示す図である。図２と同等の部分は、夫々同じ参照番号によって表わされる。光導電体構造６は、下層PbO（６ａ）及びその上に堆積された層Se（６ｂ）から構成される。湿気及び空気層に浸透しないパッシベーション層は、大気に接触する縁のセンサ素子の部分のために保護窓を含む。層１１は、基準電極２の上まで延びてもよい。しかしながら、全ての場合において、基準電極への電気路が設けられなくてはならない。
【００２２】
図４は、本発明によるＸ線センサを具備した検出器１３を含むＸ線検査装置１２を示す図である。Ｘ線検査装置１２は、患者用の台１４を含む。Ｘ線源１５は、上記台の下に取付けられる。Ｘ線検出器１３は、放射線源１５に関して調節可能となるように配置される。Ｘ線イメージを生成するために、患者はＸ線ビームによって照射される。Ｘ線イメージは、患者の局部的に異なるＸ線吸収に依存し、検出器を用いて生成される。このＸ線イメージは、Ｘ線センサを使用して電気信号に変換され、Ｘ線イメージを表示するためにこの電気信号はモニタ２８に供給される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるＸ線センサマトリクスの回路図である。
【図２】ガード電極窓が設けられたＸ線センサの薄膜構造の断面図である。
【図３】パッシベーション層が設けられた多層Ｘ線センサの薄膜構造の断面図である。
【図４】本発明によるＸ線センサを含むＸ線検査装置を示す図である。
【符号の説明】
１  Ｘ線センサマトリクス
２  基準電極
３  コレクタ電極
４  切換素子
５  読み出しリード線
６  光導電体構造
７、１０、１１  パッシベーション層
８  基板
９  ガード電極窓
１２  Ｘ線検査装置
１３  検出器
１４  放射線源
１５  Ｘ線源
２０  中央のセンサ素子
２１  縁のセンサ素子
２２  フォトセンサ
２３  キャパシタンス
２４  増幅器
２５  マルチプレクサ
２６  回路
２７  アドレスリード線
２８  モニタ
２９  イメージプロセッサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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