JP2003158607A

JP2003158607A - 画像読取方法および画像記録読取装置

Info

Publication number: JP2003158607A
Application number: JP2001354609A
Authority: JP
Inventors: Takashi Shiyouji; たか志荘司
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2001-11-20
Filing date: 2001-11-20
Publication date: 2003-05-30

Abstract

(57)【要約】【課題】画像検出器を使用する画像記録および読出装
置において、記録光強度が低い領域であっても高いＳ／
Ｎで画像信号を読み取れるようにする。【解決手段】第１ストライプ電極１２、光導電層１
３、整流層１４、第２ストライプ電極１６を積層してな
る画像検出器１０を使用する。両エレメント１２ａ，１
６ａ間に可変電圧電源７２から記録用電圧を印加して、
蓄電部１９に一様電荷を蓄積した後に、記録光L2を第１
ストライプ電極１２側から照射して、蓄電部１９の潜像
電荷を線量に応じて消滅させる。読取時には、エレメン
ト１２ａの１つずつとエレメント１６ａとの間に記録用
電圧より高い読取用電圧を印加し、この電圧の印加によ
って画像検出器１０に流れ込む充電電流を電流検出回路
７０により検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、照射された放射線
の線量に応じた量の電荷を蓄積する蓄電部に、放射線画
像情報が潜像電荷として記録された放射線固体検出器か
ら静電潜像を読み取る読取方法および記録読取装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、画像検出器を用いた装置、例
えばファクシミリ、複写機或いは放射線撮像装置などが
知られている。

【０００３】例えば、医療用放射線撮像装置などにおい
ては、被験者の受ける被爆線量の減少、診断性能の向上
などのために、Ｘ線などの放射線に感応するセレン板な
どの光導電体（層）を有する放射線固体検出器（静電記
録体）を画像検出器として用い、該放射線固体検出器に
放射線を照射し、照射された放射線の線量に応じた量の
電荷を放射線固体検出器内の蓄電部に潜像電荷として蓄
積させることにより、放射線画像情報を蓄電部に静電潜
像として記録すると共に、レーザビーム或いはライン光
源で放射線画像情報が記録された放射線固体検出器を走
査することにより、該放射線固体検出器から放射線画像
情報を読み取る方法が知られている（例えば、特開平６
−２１７３２２号公報、米国特許第４８５７７２３号明
細書、特開平９−５９０６号公報など）。

【０００４】上記特開平６−２１７３２２号公報に記載
の方法は、導電体層、Ｘ線光導電層、誘電体層、および
画素に対応する多数のマイクロプレートを具備する電極
層が積層され、各マイクロプレートに電荷読出用のＴＦ
Ｔ（薄膜トランジスタ）が接続されて成る放射線固体検
出器を画像検出器として使用し、この放射線固体検出器
に被写体を透過したＸ線を照射して各マイクロプレート
と導電層との間で形成される蓄電部に潜像電荷を蓄積さ
せることによって放射線画像情報を放射線固体検出器に
記録した後、ＴＦＴを走査駆動して、蓄電部に蓄積され
た潜像電荷を放射線固体検出器の外部に読み出すことに
よって、放射線画像情報を読み取るものである。

【０００５】また、上記米国特許第４８５７７２３号明
細書に記載の方法は、光導電層の両側を絶縁層で挟み、
さらにその外側を互いに直交する線状電極を多数有する
ストライプ電極で挟んだ構造の放射線固体検出器を画像
検出器として使用し、この放射線固体検出器に被写体を
透過したＸ線を照射して両ストライプ電極の交差する位
置であって、光導電層と絶縁層との界面に形成される２
つの蓄電部に互いに異なる極性の潜像電荷を蓄積させる
ことによって放射線画像情報を放射線固体検出器に記録
した後、読取光としてのレーザ光で該放射線固体検出器
を走査して、蓄電部に蓄積された潜像電荷を放射線固体
検出器の外部に読み出すことによって、放射線画像情報
を読み取るものである。

【０００６】また、上記特開平９−５９０６号公報に記
載の方法は、第１電極層／記録用光導電層／蓄電部とし
てのトラップ層／読取用光導電層／第２電極層をこの順
に積層してなる放射線固体検出器を画像検出器として使
用し、予め両側に配された電極間に高圧（高電圧）を印
加した状態で一様露光光を照射して、１次帯電を検出器
の蓄電部に形成し、その後、両電極間をショートして、
または高圧を印加して、或いはオープンとして、記録用
光導電層に電界を生じさせた状態で被写体を透過したＸ
線を照射して蓄電部に潜像電荷を蓄積させることによっ
て放射線画像情報を該放射線固体検出器に記録した後、
両電極をショートして、読取光としてのレーザ光で該放
射線固体検出器を走査して、蓄電部に蓄積された潜像電
荷を放射線固体検出器の外部に読み出すことによって、
放射線画像情報を読み取るものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平６−２１７３２２号公報に記載の方法は、マイクロ
プレートを具備する電極層内に、電荷読出用のＴＦＴを
設ける必要があり、画像検出器の構造が複雑で、製造コ
ストが高くなるという問題がある。

【０００８】また上記米国特許第４８５７７２３号明細
書に記載の方法は、放射線固体検出器の構造は簡易で製
造コストも安い方法ではあるが、検出器内に蓄積した潜
像電荷を読み出すための、構造が複雑で高価なレーザ走
査系を必要とするため、読取装置の構造が複雑となり、
記録から読取りまでのシステム全体のコストが高くなる
という問題がある。

【０００９】さらに、上記特開平９−５９０６号公報に
記載の方法は、上記米国特許第４８５７７２３号明細書
に記載の方法が有する問題に加えて、１次帯電を検出器
の蓄電部に形成するための１次帯電用の光源を必要とす
るため、さらに大がかりな装置となり、システムコスト
が一層高くなるという問題がある。

【００１０】このような事情に鑑み、本出願人は先に、
第１電極層／光導電層／蓄電部／整流層／第２電極層を
この順に積層してなる放射線固体検出器を画像検出器と
して使用し、両電極間に高圧を印加して光導電層に電界
を生じさせた状態で被写体を透過したＸ線を照射して蓄
電部に潜像電荷を蓄積させることによって放射線画像情
報を該放射線固体検出器に記録した後、両電極間に再度
高圧を印加し、このとき流れる再充電電流を読み出すこ
とによって、放射線画像情報を読み取る方式を提案し
た。（特願２０００−２２７２５３号参照）。

【００１１】ここで、本方式における潜像電荷の記録読
取過程についてもう少し詳しく説明する。最初に、両電
極間に高圧を印加し画像検出器に電荷を蓄積（充電）さ
せる。その後、電圧の印加を停止し、被写体を透過した
Ｘ線、すなわち記録光を照射すると、光導電層内で記録
光強度に応じた電荷対が発生し、この電荷対と記録光照
射前に蓄積された電荷とが再結合して消滅する。読取時
に再度高圧を印加することにより、両電極間に記録時に
消滅した電荷を再充電するための充電電圧がかかり、こ
のとき流れる充電電流を検出することにより潜像電荷を
読み取ることができる。このような方式では、記録光強
度が高い部分では多くの電荷が消滅しているため、再充
電時に高い充電電圧がかかり、記録光強度が低い部分で
は少ない電荷しか消滅していないため、再充電時に低い
充電電圧がかかることになる。

【００１２】ところで、本方式に用いられる画像検出器
に含まれる整流層は、一方向には電流を妨げずに流し得
るが他方向には電流を殆ど流さない性質、すなわちダイ
オードと同様の性質を有するものであるため、読取時に
画像検出器に印加される充電電圧が低い場合には応答性
が低下するので、所定の読取時間内に読み取ることがで
きない潜像電荷が生じ、その結果Ｓ／Ｎが低下する虞が
ある。

【００１３】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
であり、放射線画像情報が記録された特願２０００−２
２７２５３号のような構成の画像検出器から、記録光強
度が低い領域であっても高いＳ／Ｎで画像信号を読み取
ることができる画像読取方法および画像記録読取装置を
提供することを目的とするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の画像読取方法
は、多数の線状電極から成る第１ストライプ電極を備え
た第１電極層、記録用の電磁波の照射を受けることによ
り導電性を呈する光導電層、電荷を蓄積する蓄電部、整
流層、および前記第１ストライプ電極の線状電極に対し
て交差するように形成された多数の線状電極から成る第
２ストライプ電極を備えた第２電極層をこの順に有して
成る画像検出器の、第１ストライプ電極と第２ストライ
プ電極との間に記録用電圧が印加されることにより、蓄
電部に略一様の電荷が蓄積され、記録用電圧の印加の停
止後に、記録用の電磁波が画像検出器に照射されること
により画像情報が蓄電部に静電潜像として記録された画
像検出器から画像情報を読み取る画像読取方法におい
て、第１ストライプ電極の線状電極と、第２ストライプ
電極の線状電極との間に、記録用電圧より高い読取用電
圧を印加して、この読取用電圧の印加によって画像検出
器に流れ込む充電電流を検出することにより、蓄電部に
蓄積された電荷の量に応じたレベルの電気信号を得るこ
とを特徴とするものである。

【００１５】本発明の画像記録読取装置は、多数の線状
電極から成る第１ストライプ電極を備えた第１電極層、
記録用の電磁波の照射を受けることにより導電性を呈す
る光導電層、電荷を蓄積する蓄電部、整流層、および第
１ストライプ電極の線状電極に対して交差するように形
成された多数の線状電極から成る第２ストライプ電極を
備えた第２電極層をこの順に有して成る画像検出器と、
第１ストライプ電極と第２ストライプ電極との間に電圧
を印加する電圧印加手段とを備え、電圧印加手段によ
り、記録時に第１ストライプ電極と第２ストライプ電極
との間に記録用電圧を印加することにより、蓄電部に略
一様の電荷を蓄積させ、記録用電圧の印加の停止後に、
記録用の電磁波が画像検出器に照射されることにより画
像情報を前記蓄電部に静電潜像として記録し、電圧印加
手段により、読取時に第１ストライプ電極と第２ストラ
イプ電極との間に読取用電圧を印加した際に、画像検出
器に流れ込む充電電流を検出することにより、蓄電部に
蓄積された電荷の量に応じたレベルの電気信号を取得し
て画像情報を読み取る画像記録読取装置において、電圧
印加手段により画像検出器に印加する電圧を変更する電
圧変更手段を備えたことを特徴とするものである。

【００１６】上記において「記録用の電磁波」とは、検
出器に入射する電磁波であって、画像情報を担持する電
磁波であればよく、例えばＸ線などの放射線や光（可視
光に限らない）などを用いることができる。また、電磁
波源から発せられた１次電磁波（放射線、光）の励起に
より発せられた該１次電磁波の波長と異なる波長の光で
あってもよい。

【００１７】「線状電極」とは、全体として細長い形状
の電極を意味し、細長い形状を有している限り、円柱状
のものや角柱状のもの等どのようなものであってもよい
が、特に、平板電極とするのが好ましい。なお、第１ス
トライプ電極の線状電極を第２ストライプ電極の線状電
極に対して交差するように配設するに際しては、互いに
略直交するように配設するのが好ましい。

【００１８】「整流層」とは、一方向には電流を妨げず
に流し得るが、他方向には電流を殆ど流さない層を意味
する。

【００１９】本発明の画像記録読取装置において、電圧
変更手段は、記録用電圧よりも、読取用電圧を高くする
ように変更するものであることが望ましい。さらに、読
取用電圧を印加した際に暗電流等により記録光強度が０
の部分で検出される充電電流に対応する電荷をＱ_０、読
取用電圧を印加した際に記録光強度が０以外の部分で検
出される充電電流の最小値に対応する電荷をＱ_１とした
とき、式√（２・Ｑ_０）＜Ｑ_１を満足するように、読取
用電圧を変更することが望ましい。

【００２０】本発明の画像記録読取装置は、画像記録読
取装置により検出された電気信号から、読取用電圧を印
加した際に記録光強度が０の部分で検出される電気信号
を差し引いた電気信号に基づいて画像を構成する画像構
成手段を備えたものとしてもよい。

【００２１】

【発明の効果】本発明による画像読取方法および画像記
録読取装置によれば、第１電極層、光導電層、蓄電部、
整流層、および第２電極層をこの順に有して成る画像検
出器の、両電極間に記録用電圧が印加されることによ
り、蓄電部に略一様の電荷が蓄積され、記録用電圧の印
加の停止後に、記録用の電磁波が画像検出器に照射され
ることにより画像情報が蓄電部に静電潜像として記録さ
れた画像検出器から画像情報を読み取る際に、両電極間
に、記録用電圧より高い読取用電圧を印加するようにし
たので、記録光強度が低い部分であっても、高い充電電
圧が印加されるようになるため、潜像電荷を高いＳ／Ｎ
で読み取ることができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。

【００２３】図１は本発明の第１の実施の形態の画像記
録読取装置に用いる画像検出器（以下単に検出器ともい
う）の概略構成を示す図であり、図１（Ａ）は斜視図、
図１（Ｂ）はＰ矢指部のＸＹ断面図、図１（Ｃ）はＱ矢
指部のＸＺ断面図である。

【００２４】この検出器１０は、多数の平板状のエレメ
ント（線状電極）１２ａをストライプ状に配列して成る
第１ストライプ電極１２が形成された第１電極層１１、
被写体の画像情報を担持する記録用の光（以下記録光と
いう）L2の照射を受けることにより導電性を呈する光導
電層１３、整流層１４、多数の平板状のエレメント１６
ａをストライプ状に配列して成る第２ストライプ電極１
６が形成された第２電極層１５を、この順に積層してな
るものである。そして、第２電極層１５側がガラス基板
２０の上面と接するように基板２０上に各層が配設され
る。なお、光導電層１３と整流層１４との間に潜像電荷
を蓄積する蓄電部１９が形成される。

【００２５】第１ストライプ電極１２の各エレメント１
２ａは、第２ストライプ電極１６の各エレメント１６ａ
に対して略直交するように配設されている。何れも、並
び方向の画素数と同じ数のエレメントが設けられる。エ
レメントの配列ピッチが画素ピッチを規定し、第１スト
ライプ電極１２の各エレメントの幅は広ければ広い程、
Ｓ／Ｎが向上するので好ましい。例えば、ピッチを１０
０μｍ、幅を９０μｍとする。各エレメント１２ａの隙
間１１ａおよび各エレメント１６ａの隙間１５ａには、
記録光L2に対して透過性を有する絶縁物質が充填されて
いる。ストライプ電極１２，１６は、導電性を有するも
のであればよく、各エレメント１２ａ，１６ａは、金、
銀、アルミ、白金などの単一金属や、酸化インジウムな
どの合金から作ることができる。

【００２６】光導電層１３の物質としては、ａ−Ｓｉ
（アモルファスシリコン）を主成分とする光導電性物質
が適当である。この光導電層１３の厚さは、記録光L2を
十分に吸収できるような厚さであるのが好ましいが、整
流層１４の厚さに比べて厚すぎると、取り出し得る信号
電流が小さくなるので、整流層１４の厚さに応じて、そ
の厚さが設定される。

【００２７】光導電層１３と整流層１４との界面、すな
わち蓄電部１９であって、エレメント１２ａとエレメン
ト１６ａとが交差する位置に対応する各画素位置には、
マイクロプレート（導電部材）１８が、隣接したマイク
ロプレート１８間に間隔を置いて離散した状態、つまり
それぞれが何処にも接続されないフローティング状態で
配設されている。

【００２８】このマイクロプレート１８の各々は、画素
サイズと略同一サイズの範囲を占める寸法とするとよ
い。なお、この寸法は、必ずしも画素サイズと略同一の
範囲を占めるものに限られるものではなく、画素サイズ
よりも大きくても小さくてもよい。なお、解像可能な最
小の画素サイズは、このマイクロプレート１８の寸法
と、両エレメント１２ａ，１６ａの交差面積のいずれか
大きい方に対応したものとなる。

【００２９】マイクロプレート１８は、例えば、真空蒸
着または化学的堆積を用いて光導電層１３と整流層１４
との間に堆積され、金、銀、アルミニウム、銅、クロ
ム、チタン、白金などの単一金属や酸化インジウムなど
の合金で、極めて薄い膜（例えば１００Å程度）から作
ることができる。

【００３０】整流層１４は、ガラス基板２０側から、Ｐ
型半導体およびＮ型半導体がこの順に配されたものとす
る。本実施形態においては、Ｐ型半導体およびＮ型半導
体としてａ−Ｓｉを主成分とした部材を用いるが、この
場合は、整流性をよくするために、Ｐ型半導体とＮ型半
導体との間に絶縁体を配する必要がある。すなわち、本
実施形態の整流層１４は、ガラス基板２０側から、Ｐ型
半導体としてのＰ型ａ−Ｓｉ層１４ａ、絶縁体としての
ｉ（intrinsic ；中性）ａ−Ｓｉ層１４ｂ、およびＮ型
半導体としてのＮ型ａ−Ｓｉ層１４ｃが順に配されてな
るものとする。これにより、Ｐ型ａ−Ｓｉ層１４ａがア
ノードで、Ｎ型ａ−Ｓｉ層１４ｃがカソードとなるダイ
オード（整流素子）１４ｄが構成される。一般的には、
ガラス基板２０側から順次各層を積層して検出器１０を
形成するので、この場合にはエレメント１６ａをガラス
基板２０上に蒸着した後Ｐ型ａ−Ｓｉ層１４ａを積層す
るようになり、第２電極層１５内のエレメント１６ａの
間１５ａにもＰ型ａ−Ｓｉが充填されるようになる。

【００３１】なお、図面は模式図であって、各層の厚
さ、画素ピッチ、あるいは画素幅の関係を正しく反映し
ているものではない。すなわち図面上は、整流層１４の
厚さの方がエレメント１２ａの幅よりも大きく示してい
るが、整流層１４の厚さは画素ピッチ（前例では１００
μｍ）よりも十分小さく設定され、通常およそ０．５μ
ｍ程度とされる。

【００３２】アノードとしてのＰ型ａ−Ｓｉ層１４ａは
第１ストライプ電極１２の各エレメント１２ａにも積層
されており、各エレメント１２ａがアノード端子として
機能する。一方、カソードとしてのＮ型ａ−Ｓｉ層１４
ｃにはマイクロプレート１８が積層されており、各マイ
クロプレート１８がカソード端子として機能する。つま
り、実質的には、各エレメント１２ａと各マイクロプレ
ート１８との間に個別（各別）のダイオード１４ｄが接
続された構成となる。

【００３３】なお、本実施形態のように、Ｐ型半導体、
絶縁体、およびＮ型半導体として、ａ−Ｓｉを主成分と
する部材を用いると、Ｐ型半導体およびＮ型半導体の比
抵抗が小さくなり半導体内部で電荷移動を生じ画像形成
に支障を来すことがある。そこで、この電荷移動を防止
するために、本実施形態の画像検出器１０としては、蓄
電部１９側（具体的にはマイクロプレート１８と接する
側）に配されたＮ型半導体としてのＮ型ａ−Ｓｉ層１４
ｃが両エレメント１２ａ，１６ａの交差位置である画素
位置に対応するように画素分割され、第２ストライプ電
極１６のエレメント１６ａ側に配されたＰ型半導体とし
てのＰ型ａ−Ｓｉ層１４ａがエレメント１６ａに対応す
るようにストライプ状に分割されたものとする。

【００３４】なお、Ｐ型ａ−Ｓｉ層１４ａは、エレメン
ト１６ａの長手方向についても、画素ピッチ（すなわち
エレメント１２ａの配列ピッチ）および画素幅となるよ
うに分割されたものとしてもよい。この場合、Ｐ型ａ−
Ｓｉ層１４ａは、Ｎ型ａ−Ｓｉ層１４ｃと対向する位
置、すなわち両エレメント１２ａ，１６ａの交差位置で
ある画素位置に対応するように画素分割されたものとな
る。

【００３５】また、Ｐ型ａ−Ｓｉ層１４ａとＮ型ａ−Ｓ
ｉ層１４ｃとの間に配される絶縁体としてのｉａ−Ｓｉ
層１４ｂについても、エレメント１２ａ，１６ａのいず
れか一方に対応するようにストライプ状に分割されてい
るものとしてもよいし、あるいは前記画素位置に対応す
るように画素分割されている、すなわち両エレメント１
２ａ，１６ａの各配列方向それぞれにおいて所望の画素
ピッチおよび画素幅で分割されたものとしてもよい。

【００３６】図２に、Ｐ型ａ−Ｓｉ層１４ａ、ｉａ−Ｓ
ｉ層１４ｂ、およびＮ型ａ−Ｓｉ層１４ｃのいずれもが
前記画素位置に対応するように画素分割された形態の検
出器の概略構成を図１と同様の図法によって示す。ま
た、Ｐ型ａ−Ｓｉ層１４ａとＮ型ａ−Ｓｉ層１４ｃの２
つを前記画素位置に対応するように画素分割した検出器
のＸＹ断面における整流素子周辺の拡大図を（Ｄ）に示
す。

【００３７】図３および図４は、上記検出器１０を用い
た画像記録読取装置１の概略構成図を示すものであり、
図３は検出器１０の斜視図と共に示した図、図４は検出
器１０を等価回路で示した画像記録読取装置１の概略回
路図である。なお、ガラス基板２０は省略して示す。図
４において、コンデンサＣａは、マイクロプレート１８
とエレメント１２ａとの間に形成されるものである。な
お、この画像記録読取装置１は、例えば、フィルムデジ
タイザ用センサとして利用することができる。

【００３８】電流検出回路７０には、検出器１０に流れ
込む充電電流を検出する画像信号取得手段としての電流
検出アンプ部７１、可変電圧電源７２、第１ストライプ
電極１２のエレメント１２ａの１つずつと各別に接続さ
れたスイッチング素子７５ａを多数有するスイッチ部７
５、および制御手段７６が設けられている。スイッチン
グ素子７５ａとしては、オフ抵抗が十分大きいことが好
ましく、例えばＭＯＳ−ＦＥＴを使用する。

【００３９】電流検出アンプ部７１は、該電流検出アン
プ７１の主要部を構成するオペアンプ７１ａを多数有し
ている。各オペアンプ７１ａの非反転入力端子（＋）が
可変電圧電源７２の正極と接続され、反転入力端子
（−）がエレメント１６ａ毎に夫々１つずつ個別に接続
されている。可変電圧電源７２の負極は、スイッチング
素子７５ａの一方の端子に共通に接続されている。

【００４０】記録時には、スイッチ部７５は、第１スト
ライプ電極１２の各エレメント１２ａを可変電圧電源７
２およびオペアンプ７１ａのイマジナリショートを介し
て、第２ストライプ電極１６の各エレメント１６ａと接
続するように制御手段７６により制御される。また、可
変電圧電源７２は、記録用電圧を生じるように制御手段
７６により制御される。

【００４１】読取時には、スイッチ部７５は、第１スト
ライプ電極１２のエレメント１２ａの１つずつを、エレ
メント１６ａの長手方向に順次切り換えながら、切り換
えられたエレメント１２ａが可変電圧電源７２およびオ
ペアンプ７１ａのイマジナリショートを介して、第２ス
トライプ電極１６の各エレメント１６ａと接続するよう
に制御手段７６により制御される。また、可変電圧電源
７２は、読取用電圧を生じるように制御手段７６により
制御される。スイッチ部７５によるエレメント１６ａの
長手方向への順次切換えは副走査に対応し、このスイッ
チ部７５による切換接続によって検出器１０に流れ込む
充電電流が、第１ストライプ電極１２のエレメント１２
ａ夫々について、各電流検出アンプにより同時（並列
的）に検出されることにより、蓄電部１９に蓄積された
電荷の量に応じたレベルの電気信号が取得される。

【００４２】つまり、可変電圧電源７２、スイッチ部７
５および制御手段７６は、第１ストライプ電極１２と第
２ストライプ電極１６との間に所定の電圧を印加する電
圧印加手段を構成するものでもある。

【００４３】また、可変電圧電源７２および制御手段７
６は、第１ストライプ電極１２と第２ストライプ電極１
６との間に印加する電圧を変更する電圧変更手段を構成
するものでもある。ここで、電圧変更手段は、可変電圧
電源７２の代わりに、記録用電圧電源と読取用電圧電源
とを並列的に接続し、記録時と読取時にスイッチで両電
源を切り替えるようにしてもよい。

【００４４】ここで、読取用電圧を記録用電圧より高く
することによる効果について説明する。図１７（Ａ）
は、記録光強度が大きい部分および記録光強度が小さい
部分の読取時における再充電電流の検出特性を示す図で
あり、図１７（Ｂ）は、記録光強度が小さい部分の読取
りにおいて、記録時と同じ電圧（通常の電圧）を印加し
た場合と、記録時より高い電圧を印加した場合の再充電
電流の検出特性を示す図である。

【００４５】図１７（Ａ）に示すように、記録光強度が
高い場合は、高い充電電圧が印加されるためダイオード
１４ｄの順方向抵抗が低くなり応答性が高くなるため、
１画素分の信号を検出する時間ｔ_ｐｉｘ内に潜像電荷を
全て読み出すことが可能であるが、記録光強度が低い場
合は、ダイオード１４ｄの順方向抵抗が高くなり応答性
が低下するため、時間ｔ_ｐｉｘ内に潜像電荷を全て読み
出すことができず、潜像電荷の読残しが生じてしまう
（図中斜線部）。

【００４６】そのため、図１７（Ｂ）に示すように、読
取時に記録用電圧よりも高い電圧を印加することによ
り、記録光強度が低い部分であっても、ダイオード１４
ｄの順方向抵抗を相対的に低くすることができるため、
読取時に記録用電圧と同じ電圧を印加した場合と比較し
て応答性を向上させることができる。

【００４７】なお、記録用電圧よりも読取用電圧を高く
した場合には、読取用電圧と記録用電圧との電圧の差の
分だけ偽電荷Ｑ_０が生じ、読み取った電荷から偽電荷Ｑ
_０を差し引いても、この偽電荷Ｑ_０により式Ｎ＝√（２
・Ｑ_０）で表される分だけショットノイズＮが画像信号
に重畳する。読取用電圧を印加した際に記録光強度が０
以外の部分で検出される充電電流の最小値に対応する電
荷をＱ_１とすると、このＱ_１よりもショットノイズが大
きくなると、電荷Ｑ_１に相当する充電電流の検出が正確
に行えなくなる。そのため、電圧変更手段は、式√（２
・Ｑ_０）＜Ｑ_１を満足するように、読取用電圧を変更す
ることが望ましい。

【００４８】電流検出回路７０の出力信号Ｓはデータ処
理部３に入力され、記憶装置４に一旦格納された後、所
定の画像処理が施され、この処理後のデータＤが画像表
示手段５に入力され、画像表示手段５上に画像情報を表
す可視画像が表示されるように構成される。

【００４９】このデータ処理部３が画像構成手段となる
ものである。ここで、記録用電圧よりも読取用電圧を高
くして読取りを行った場合には、読取用電圧と記録用電
圧との電圧の差の分だけ偽電荷Ｑ_０が生じるため、デー
タ処理部３により画像を構成する際に、出力信号Ｓから
偽電荷Ｑ_０に相当する信号を差し引いてから処理を行う
ようにすることが望ましい。なお、偽電荷Ｑ_０は前記電
圧の差に対応するため、記録光L2を入射しない状態で予
め検出し、記憶装置４に保管しておくことができる。

【００５０】以下、上記構成の画像記録読取装置１にお
いて、検出器１０の蓄電部１９に一様の電荷を蓄積し、
その後、画像情報を静電潜像として記録し、さらに記録
された静電潜像を読み出す方法について説明する。

【００５１】最初に、蓄電部１９に一様の電荷を蓄積す
る一様電荷蓄積過程について、図５（Ａ）に示す電荷モ
デルを参照して説明する。なお、光導電層１４内に生成
される負電荷（−）および正電荷（＋）を、図面上では
−または＋を○で囲んで表すものとする。図５（Ｂ）
は、等価回路で示した図である。いずれもガラス基板２
０、および整流層１４内の層構成は省略して示す。

【００５２】検出器１０の蓄電部１９に一様の電荷を蓄
積する際には、先ずスイッチ部７５の各スイッチング素
子７５ａを全てオンにし、第１ストライプ電極１２と第
２ストライプ電極１６との間に、第２ストライプ電極１
６側が正極となるように可変電圧電源７２からオペアン
プ７１ａを介して記録用電圧を印加する。

【００５３】これにより、エレメント１２ａとエレメン
ト１６ａとの間には所定の電界分布が生じ、該電界が、
エレメント１２ａとマイクロプレート１８との間に形成
されたコンデンサＣａと、エレメント１２ａとマイクロ
プレート１８との間に形成されたダイオード１４ｄとに
印加される。このとき、第２ストライプ電極１６側が正
で、エレメント１２ａ側が負となるように電圧が印加さ
れているので、ダイオード１４ｄは順バイアスされてオ
ンし、エレメント１６ａの正電荷がダイオード１４ｄを
通過しマイクロプレート１８まで移動する。したがっ
て、第１ストライプ電極１２の全エレメント１２ａが負
に帯電し、マイクロプレート１８が正に帯電して、マイ
クロプレート１８とエレメント１２ａとの間には、可変
電圧電源７２による印加電圧（記録用電圧）と同じ大き
さの電圧が発生する（図５（Ａ））。

【００５４】このように、本発明による画像検出器を適
用した場合には、蓄電部に一様電荷を蓄積させる１次帯
電用の手段として光源を必要としないので、簡易な記録
装置を構成することができる。

【００５５】次に、画像情報を静電潜像として記録する
静電潜像記録過程について、図６に示す電荷モデルを参
照して説明する。なお、一様電荷蓄積過程と同様に、記
録光L2によって光導電層１３内に生成される負電荷
（−）および正電荷（＋）を、図面上では−または＋を
○で囲んで表すものとする。なお、ガラス基板２０、お
よび整流層１４内の層構成は省略して示す。

【００５６】検出器１０に静電潜像を記録する際には、
先ずスイッチ部７５の全スイッチング素子７５ａをオフ
にして、検出器１０への可変電圧電源７２からの電圧印
加を停止させる（図６（Ａ））。

【００５７】次に可視光L1を被写体の画像情報が記録さ
れたフィルム９に照射し、その透過部９ａを透過した被
写体の画像情報を担持する記録光L2を検出器１０の第１
電極層１１側に照射する。なお、記録光L2を第１電極層
１１側から照射する場合には、第１ストライプ電極１２
側を記録光L2に対して透過性のあるものとする。

【００５８】記録光L2は、検出器１０の第１電極層１１
を透過し、光導電層１３内で記録光L2の線量に応じた量
の正負の電荷対を発生せしめる（図６（Ｂ））。第１ス
トライプ電極１２と蓄電部１９との間には、各エレメン
ト１２ａに帯電している負電荷と、マイクロプレート１
８に捕捉され該マイクロプレート１８に帯電した一様な
正電荷との間で所定の電界分布が生じている。したがっ
て、この電界分布に応じて、発生した電荷対のうち、正
電荷が第１電極層１１側に移動し、ストライプ電極１２
のエレメント１２ａに帯電している負電荷と電荷再結合
して消滅する。また、負電荷が蓄電部１９側に移動し、
マイクロプレート１８に帯電している正電荷と電荷再結
合して消滅する（図６（Ｃ）の右側部）。

【００５９】一方、フィルム９の非透過部９ｂに照射さ
れた可視光L1は、該非透過部９ｂを透過することがない
ので、その部分に対応する光導電層１３内では電荷対が
発生せず、第１ストライプ電極１２のエレメント１２ａ
には負電荷が帯電したまま残り、またダイオード１４ｄ
はカソードからアノードへは電流を流さないので、マイ
クロプレート１８には正電荷が帯電したまま残る（図６
（Ｃ）の左側部）。

【００６０】ところで、上述した説明では、エレメント
１２ａや蓄電部１９のマイクロプレート１８に帯電して
いる電荷を全て消滅させる分の電荷対が光導電層１３内
で発生するものとして説明したものであるが、実際に発
生する電荷対の量は、検出器１０に入射する記録光L2の
強度や線量に応じたものとなる。記録用電圧印加によっ
て検出器内に一様に帯電させた電荷を全て消滅させるこ
とができるだけの電荷対を発生させられるとは限らな
い。

【００６１】つまり、フィルム９の透過部９ａを透過し
検出器１０に入射した記録光L2の強度や光量に発生電荷
量が略比例することとなるので、検出器１０に蓄積され
たまま残る電荷の量は、記録用電圧印加によって蓄電部
１９に蓄積せしめた一様電荷量から、この発生電荷量を
差し引いたものとなる。したがって、記録光L2の強度や
線量に応じて蓄電部１９の正電荷量が変わることとな
り、検出器１０に静電潜像が記録されたこととなる。な
お、潜像電荷はマイクロプレート１８に集中して蓄積さ
れるので、記録時の鮮鋭度を向上させることができる。

【００６２】次に、検出器に記録された静電潜像を読み
出す静電潜像読取過程について、図７に示す電荷モデル
を参照して説明する。なお、一様電荷蓄積過程および記
録過程と同様に、光導電層１３内に生成された負電荷
（−）および正電荷（＋）を、図面上では−または＋を
○で囲んで表すものとする。なお、ガラス基板２０、お
よび整流層１４内の層構成は省略して示す。

【００６３】検出器１０から静電潜像を読み取る際に
は、スイッチ部７５のスイッチング素子７５ａがオンし
たときに、オペアンプ７１ａのイマジナリショートを介
して、エレメント１２ａとエレメント１６ａとの間に、
可変電圧電源７２から読取用電圧が印加されるようにす
る（図７（Ａ））。

【００６４】次いで、スイッチ部７５のスイッチング素
子７５ａを、エレメント１６ａの長手方向に、一方の端
から他方の端に向けて順次切り換えて１つずつオンさせ
て、オンしたスイッチング素子７５ａと接続されたエレ
メント１２ａと第２ストライプ電極１６の各エレメント
１６ａとの間に可変電圧電源７２から読取用電圧を印加
する（図７（Ｂ））。

【００６５】この順次切り換えによる検出器１０への電
圧印加によって、マイクロプレート１８に正電荷が蓄積
されていない部分を挟むエレメント１２ａおよび該マイ
クロプレート１８においては、一様電荷蓄積過程と同様
に、エレメント１２ａが負に帯電し、マイクロプレート
１８が正に帯電する。

【００６６】図８（Ａ）は、この帯電の様子を等価回路
で示した図であり、図８（Ｂ）は、この帯電に伴う充電
電流Icの変化を表す図である。

【００６７】電流検出アンプ部７１の電流検出アンプ７
１ｄは、この電荷の帯電に伴う電荷の移動によって検出
器１０に流れ込む充電電流を各エレメント１６ａ毎に同
時に検出し、スイッチ部７５の順次切換えによって、次
々と画素毎の潜像電荷に対応して電流検出アンプ７１ｄ
の出力部に観測される電圧変化を検出することによって
静電潜像を表す画像信号を得る、つまり画像情報を読み
取る。充電電流の応答性はダイオード１４ｄの順方向抵
抗と光導電層の容量Ｃａの関数となる。

【００６８】このように、本発明による画像検出器を適
用した場合、潜像電荷を読み取る手段として光源を必要
としないので、簡易な読取装置を構成することができ
る。

【００６９】なお、ダイオード１４ｄは容量を持つた
め、エレメント１２ａとエレメント１６ａ夫々が同電位
になるように電荷の再分配が起きる。取り出し得る信号
電流、即ち、画像信号に寄与する充電電流は光導電層１
３への再充電電流であるため、ダイオード１４ｄへ分配
された電荷だけ変化してしまう。したがって、画像信号
に寄与する充電電流を大きくするには、ダイオード１４
ｄの容量Ｃ１と光導電層１３の容量Ｃ２との比Ｃ１／Ｃ
２を小さくした方がよい。このためには、エレメント１
６ａを細く、ダイオード１４ｄの面積を小さくして容量
比を下げる、或いは、光導電層１３を光吸収が十分であ
る厚さで、できるだけ薄くするといったことが有効であ
る。

【００７０】図９は本発明の第２の実施の形態の画像記
録読取装置に用いる画像検出器の概略構成を示す図であ
り、図９（Ａ）は斜視図、図９（Ｂ）はＰ矢指部のＸＹ
断面図、図９（Ｃ）はＱ矢指部のＸＺ断面図である。

【００７１】この第２の実施の形態の検出器１０として
は、上記第１の実施の形態の検出器１０と同様に整流層
１４をａ−Ｓｉを主成分とするもので構成するととも
に、図示するように、整流層１４をなすＰ型ａ−Ｓｉ層
１４ａ、ｉａ−Ｓｉ層１４ｂ、およびＮ型ａ−Ｓｉ層１
４ｃの全てを、画素位置に対応するように画素分割した
構成とする。

【００７２】図１０は、第２の実施の形態による放射線
固体検出器を用いた画像記録読取装置１の全体構成を示
す図である。第１の実施の形態においては、被写体の画
像情報が予め記録されたフィルム９を可視光L1の照射対
象としていたが、第２の実施の形態においては、放射線
源９０から放射線L1を被写体９そのものに***し、被写
体９の透過部９ａを通過した被写体９の放射線画像情報
を担持する記録光L2を検出器１０に照射する構成となっ
ている。検出器１０および電流検出回路７０は、遮光ケ
ース２内に収容されている。電流検出回路７０の出力信
号Ｓはデータ処理部３に入力され、記憶装置４に一旦格
納された後、所定の画像処理が施され、この処理後のデ
ータＤが画像表示手段５に入力され、画像表示手段５上
に放射線画像情報を表す可視画像が表示されるように構
成されている。

【００７３】この第２の実施の形態による検出器１０に
おいては、上記第１の実施の形態による検出器１０の第
１電極層１１の外側に、記録光L2の励起により該記録光
L2の波長と異なる波長の蛍光L4を発する波長変換層とし
ての蛍光体（シンチレータ）１７ａを積層すると共に、
第１電極層を蛍光L4に対して透過性を有するものとし、
光導電層１３を蛍光体１７ａから発せられる蛍光L4の照
射を受けることにより導電性を呈するものとしている。

【００７４】蛍光体１７ａとしては、記録光L2に対する
波長変換効率が高い蛍光体を用いるのが好適である。例
えば、光導電層１３の物質としてａ−Ｓｉを主成分とす
る光導電性物質を使用する場合には、光導電層１３は緑
色光に対して極めて効率よく導電性を呈するようになる
ので、蛍光体１７ａからこの緑色光が発せられるよう
に、ＧＯＳ、ＣｓＩ：Ｔｌなどを主成分とする蛍光体を
用いるのが好適である。

【００７５】また、光導電層１３の物質としてａ−Ｓｅ
を主成分とする光導電性物質を使用する場合には、光導
電層１３は青色光（波長４００〜４３０nm程度；以下同
様）に対して極めて効率よく導電性を呈するようになる
ので、蛍光体１７ａからこの青色光が発せられるよう
に、ＹＴａＯ_４：Ｎｂ、ＬａＯＢｒ：Ｔｂ、ＣｓＩ：
Ｎａなどを主成分とする蛍光体を用いるのが好適であ
る。

【００７６】この第２の実施の形態による検出器１０を
使用する場合の静電潜像記録過程について、図１１およ
び図１２に示す電荷モデルを参照して説明する。ここで
も、第１の実施の形態による検出器１０を使用した場合
と同様に、記録光L2によって励起・発光された蛍光L4に
よって光導電層１３内に生成される負電荷（−）および
正電荷（＋）を、図面上では−または＋を○で囲んで表
すものとする。なお、電圧を印加して一様電荷を帯電さ
せる一様電荷帯電過程および静電潜像読取過程について
は、上記第１の実施の形態による検出器１０を使用する
場合と同様であるので、説明を省略する。なお、ガラス
基板２０、および整流層１４内の層構成は省略して示
す。

【００７７】最初に、記録光L2を第１電極層１１側、す
なわち蛍光体１７ａ側から照射する場合における静電潜
像記録過程について、図１１を参照して説明する。

【００７８】図１１（Ａ）に示す一様電荷蓄電状態で、
検出器１０への電圧の印加を停止させた後、放射線L1を
被写体９に***し、被写体９の透過部９ａを通過した被
写体の放射線画像情報を担持する記録光L2を、検出器１
０の蛍光体１７ａ側に照射する。これにより、蛍光体１
７ａから、記録光L2の励起により、記録光L2の線量に応
じた光量の蛍光L4が発せられる（図１１（Ｂ））。蛍光
体１７ａから発せられた蛍光L4は、第１電極層１１を透
過し、光導電層１３内で蛍光L4の光量に応じた量の正負
の電荷対を発生せしめる（図１１（Ｃ））。

【００７９】第１の実施の形態による検出器１０を用い
た場合と同様に、発生した電荷対のうち、負電荷が第１
電極層１１側に移動し、ストライプ電極１２のエレメン
ト１２ａに帯電している正電荷と電荷再結合して消滅す
る。また、正電荷が蓄電部１９側に移動し、マイクロプ
レート１８に帯電している負電荷と電荷再結合して消滅
する（図１１（Ｄ）の検出器１０の右側部）。

【００８０】一方、被写体９の非透過部９ｂに照射され
た放射線は、被写体を透過することがないので、その部
分に対応する蛍光体１７ａからは蛍光L4が発せられるこ
とはなく、第１ストライプ電極１２のエレメント１２ａ
には正電荷が帯電し、マイクロプレート１８には負電荷
が帯電したまま残る（図１１（Ｃ）の検出器１０の左側
部）。

【００８１】つまり、第１の実施の形態による検出器１
０においては、記録光L2の照射を直接受けて光導電層１
３内で電荷対が発生するのに対して、第２の実施の形態
による検出器１０においては、蛍光L4の照射を受けて光
導電層１３内で電荷対が発生するという点が異なるのみ
であり、換言すれば、記録光L2と蛍光L4の違いを除い
て、検出器１０に静電潜像を記録する過程には大きな違
いがない。

【００８２】次に、記録光L2を第２電極層１５側から照
射する場合について、図１２を参照して説明する。な
お、図１２（Ａ）は、図１１（Ａ）と同じ図である。な
お、この場合、整流層１４およびマイクロプレート１８
は、少なくとも記録光L2に対して透過性を有するものと
する。

【００８３】図１２（Ａ）に示す蓄電状態で、検出器１
０への電圧の印加を停止させた後、放射線を被写体９に
***し、被写体９の透過部９ａを通過した記録光L2を検
出器１０の第２電極層１５側に照射する。記録光L2は、
第２電極層１１および整流層１４を透過し、光導電層１
３内で記録光L2の線量に応じた量の正負の電荷対を発生
せしめる（図１２（Ｂ））。

【００８４】しかしながら、光導電層１３の放射線吸収
効率はさほど高くないので、記録光L2の中には光導電層
１３を透過するものもある。この光導電層１３を透過し
た記録光L2’が、第１電極層１１を透過し蛍光体１７ａ
に入射する。これにより、蛍光体１７ａから、記録光L
2’の励起により、記録光L2’の線量に応じた光量の蛍
光L4が発せられる。蛍光体１７ａから発せられた蛍光L4
は、第１電極層１１を透過し、光導電層１３内で蛍光L4
の光量に応じた量の正負の電荷対を発生せしめる（図１
２（Ｃ））。以下、上述した蛍光体１７ａ側から記録光
L2を照射する場合と同様の作用をなし、エレメント１２
ａや蓄電部１９の電荷が消滅する（図１２（Ｄ））。

【００８５】このように、蛍光体１７ａを積層した検出
器１０を用いれば、記録光L2だけでなく波長変換された
蛍光L4により極めて効率よく光導電層１３において正負
の電荷対を発生せしめることができるようになるので、
第１の実施の形態による検出器１０を用いたときには記
録光L2の中には、潜像電荷の蓄積に寄与せず、光導電層
１３を透過してしまうものも存在していたのに対して、
電荷発生効率を向上させることができる。

【００８６】また、記録光L2を第２電極層１５側から照
射する場合には、蛍光体１７ａ側から照射する場合より
も、蛍光体１７ａの放射線吸収量の大きい放射線入射側
と光導電層１３が隣接するため、電荷発生効率が高くな
る。つまり、放射線源９０、蛍光体１７ａ、光導電層１
３という順序の配置よりも、放射線源９０、光導電層１
３、蛍光体１７ａという順序の配置の方が電荷発生効率
がよくなり、読取時のＳ／Ｎもよくなる。

【００８７】さらに、蛍光体として、特にヨウ化セシウ
ム（ＣｓＩ）を用いた場合には、放射線吸収率を高くす
ることができるので、記録光L2の照射量を少なくしても
十分に多くの電荷を蓄積せしめることができるようにな
り、被写体９に対しての被爆線量を低く抑えることもで
きる。

【００８８】なお、上記第２の実施の形態による検出器
１０は、第１電極層１１の外側に蛍光体１７ａを積層し
たものであるが、第２電極層１５の外側に蛍光体を積層
した構造としてもよい。

【００８９】図１３は本発明の第３の実施の形態の画像
記録読取装置に用いる画像検出器の概略構成を示す図で
あり、図１３（Ａ）は斜視図、図１３（Ｂ）はＰ矢指部
のＸＹ断面図、図１３（Ｃ）はＱ矢指部のＸＺ断面図で
ある。

【００９０】この第３の実施の形態による検出器１０に
おいては、上述した第２の実施の形態による検出器１０
の第２電極層１５の外側（本例ではガラス基板２０の外
側）に光導電層１３を透過した記録光L2’の励起により
該記録光L2’の波長と異なる波長の蛍光L5を発する蛍光
体１７ｂをさらに積層すると共に、整流層１４および第
２電極層１５を蛍光L5に対して透過性を有するものと
し、光導電層１３を蛍光体１７ａから発せられる蛍光L4
および蛍光体１７ｂから発せられる蛍光L5の照射を受け
ることにより導電性を呈するものとしている。

【００９１】整流層１４を蛍光L5に対して透過性を有す
るものとするには、整流層１４をなすＰ型ａ−Ｓｉ層１
４ａ、ｉａ−Ｓｉ層１４ｂ、およびＮ型ａ−Ｓｉ層１４
ｃを構成する物質として、炭素Ｃあるいは窒素Ｎをドー
プしたａ−ＳｉＣやａ−ＳｉＮなどを用いるとよい。ａ
−Ｓｉに炭素Ｃや窒素Ｎをドープするとバンドギャップ
を大きくすることができ、これにより短波長側での吸収
が大きく比較的長波長側の緑色の蛍光に対しては透過性
を有するものとすることができるからである。短波長側
での吸収が大きくなるように、バンドギャップを大きく
するものであれば、炭素Ｃや窒素Ｎに限らず、公知のそ
の他のドープ剤を用いてもよい。

【００９２】また、ａ−ＳｉＣやａ−ＳｉＮを、Ｐ型と
するには硼素Ｂを微量ドープするとよく、Ｎ型とするに
は燐Ｐを微量ドープするとよい。

【００９３】また、図１４に示すように、整流層１４の
ダイオード１４ｄのサイズを、解像可能な最小の画素サ
イズの略２／３以下となるようにエッチングにより形成
すると共に、各ダイオード１４ｄの間を蛍光体５７ｂで
発せられる蛍光L5に対して透過性を有する物質で充填す
るようにしてもよい。

【００９４】なお、整流層１４を蛍光L5に対して透過性
を有するものとする手法は、整流層１４を記録光L2に対
して透過性を有するものとする手法としても使用するこ
とができる。

【００９５】マイクロプレート１８は、少なくとも蛍光
体１７ｂで発せられる蛍光L5に対して透過性を有してい
るのが好ましく、ＩＴＯ膜などの周知の透明導電膜を使
用するのが好適である。

【００９６】光導電層１３の物質としては、蛍光体１７
ａ，１７ｂから発せられる緑色光に対して極めて効率よ
く導電性を呈するａ−Ｓｉを主成分とする光導電性物質
が適当である。この光導電層１３の厚さは、蛍光L4，L5
を十分に吸収できるような厚さにするのが好ましい。

【００９７】蛍光体１７ａ，１７ｂとしては、波長変換
効率が高い蛍光体を用いるのが好ましく、上述のよう
に、光導電層１３の物質としてａ−Ｓｉを主成分とする
光導電性物質を使用する場合には、蛍光体１７ａ，１７
ｂから緑色光が発せられるように、ＧＯＳ、ＣｓＩ：Ｔ
ｌなどを主成分とする蛍光体を用いるのが好ましい。

【００９８】この第３の実施の形態による検出器１０を
使用する場合の静電潜像記録過程について、図１５およ
び図１６に示す電荷モデルを参照して説明する。ここで
も、第１の実施の形態による検出器１０を使用した場合
と同様に、記録光L2によって励起・発光された蛍光L4に
よって光導電層１３内に生成される負電荷（−）および
正電荷（＋）を、図面上では−または＋を○で囲んで表
すものとする。いずれも、ガラス基板２０、および整流
層１４内の層構成は省略して示す。なお、電圧を印加し
て一様電荷を帯電させる一様電荷帯電過程および静電潜
像読取過程については、上記第１の実施の形態による検
出器１０を使用する場合と同様であるので、説明を省略
する。

【００９９】図１５（Ａ）に示す一様電荷蓄電状態で、
検出器１０への電圧の印加を停止させた後、放射線を被
写体９に***し、被写体９の透過部９ａを通過した記録
光L2を、検出器１０の蛍光体１７ａ側に照射する。

【０１００】これにより、記録光L2の線量に応じた光量
の蛍光L4が蛍光体１７ａから発せられる（図１５
（Ｂ））。蛍光L4は、第１電極層１１を透過し、光導電
層１３内で蛍光L4の光量に応じた量の正負の電荷対を発
生せしめる（図１５（Ｃ））。発生した電荷対のうち、
負電荷が第１電極層１１側に移動し、エレメント１２ａ
に帯電している正電荷と電荷再結合して消滅し、また、
正電荷が蓄電部１９側に移動し、マイクロプレート１８
に帯電している負電荷と電荷再結合して消滅する（図１
５（Ｄ）の検出器１０の右側部）。一方、被写体９の非
透過部９ｂに対向する部分では、エレメント１２ａには
正電荷が帯電し、マイクロプレート１８には負電荷が帯
電したまま残る（図１５（Ｄ）の検出器１０の左側
部）。つまり、ここまでは、第２の実施の形態による検
出器１０において記録光L2を蛍光体１７側に照射して静
電潜像を記録する過程と同じである。

【０１０１】ところで、上述した説明においては、エレ
メント１２ａや蓄電部１９のマイクロプレート１８に帯
電している電荷を全て消滅させる分の電荷対が光導電層
１３内で発生するものとしていたが、実際に発生する電
荷対の量は、検出器１０に入射する記録光L2の強度や線
量に応じたものとなる。また、強度や線量が同じであっ
ても、蛍光体１７ａの変換効率や光導電層１３の電荷発
生効率に応じて電荷対の発生量が違ってくる。つまり、
検出器１０内に一様に帯電させた電荷を全て消滅させる
ことができるだけの電荷対を発生させられるとは限らな
いので、被写体９の透過部９ａに対応する部分において
も、エレメント１２ａや蓄電部１９のマイクロプレート
１８には、一部の電荷が帯電されたまま残る（図１６
（Ａ））。

【０１０２】また、記録光L2の中には、蛍光体１７ａ内
で蛍光L4に変換されることなく、蛍光体１７ａを透過す
るものがある。この透過した記録光L2’は、第１電極層
１１、光導電層１３、整流層１４、第２電極層１５を透
過し蛍光体１７ｂを励起する。これにより、記録光L2’
の線量に応じた光量の蛍光L5が蛍光体１７ｂから発せら
れる（図１６（Ｂ））。蛍光L5は、第２電極層１５およ
び整流層１４を透過し、光導電層１３内で蛍光L5の光量
に応じた量の正負の電荷対を発生せしめる（図１６
（Ｃ））。以下、上述した蛍光L4による作用と同様の作
用をなし、エレメント１２ａや蓄電部１９の電荷が消滅
する（図１６（Ｄ））。

【０１０３】このように、蛍光体１７Ａ，１７ｂを検出
器１０の両側に積層した場合には、検出器１０の一方の
電極層の外側に積層された蛍光体を透過した記録光L2
を、他方に積層された蛍光体により蛍光に変換して、こ
の他方の蛍光体で発せられた蛍光によっても光導電層１
３内で電荷対を発生させることが可能となり、上述した
第２の実施の形態による検出器１０のように、いずれか
一方の電極層の外側にのみ蛍光体を積層した場合より
も、光導電層１３内での電荷発生効率を高めて、信号と
して取り出し得る電流量を大きくすることができるよう
になり、読取時のＳ／Ｎをさらに向上させることができ
る。

【０１０４】上述の説明は、記録光L2を蛍光体１７ａ側
から照射する場合について説明したものであるが、蛍光
体１７ｂ側から記録光L2を照射してもよい。この場合、
マイクロプレート１８は、少なくとも蛍光体１７ｂで発
せられる蛍光L5に対して透過性を有しているのが好まし
く、ＩＴＯ膜などの周知の透明導電膜を使用するのが好
適である。

【０１０５】以上、本発明による画像検出器、該検出器
に画像情報を記録する方法および装置、並びに画像情報
が記録された検出器から画像情報を読み取る方法および
装置の好ましい実施の形態について説明したが、本発明
は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、発
明の要旨を変更しない限りにおいて、種々変更すること
が可能である。

【０１０６】例えば、上記説明においては、整流層１４
には、Ｐ型ａ−Ｓｉ層１４ａがアノードで、Ｎ型ａ−Ｓ
ｉ層１４ｃがカソードとなるダイオード（整流素子）１
４ｄが構成されるものとして説明したものであるが、ダ
イオードの向きを逆にした構成としてもよい。この場
合、電流検出回路７０を構成する可変電圧電源７２など
の接続態様を、ダイオードの向き変更に対応するように
変更すればよい。

【０１０７】また上記説明においては、蓄電部を良好に
形成するために、光導電層と整流層との間に、マイクロ
プレートを設けたものについて説明したものであるが、
本発明は、これに限らず、潜像電荷を蓄積する蓄電部
を、光導電層の内側若しくは内側近傍に形成することが
できるものであれば、どのような構成を採ってもよい。
例えば、静電潜像を表す潜像電荷を捕捉・蓄電する周知
のトラップ層（例えば、米国特許第４５３５４６８号明
細書参照）や、潜像電荷に対しては略絶縁体として作用
し、且つ該潜像電荷と逆極性の電荷に対しては略導電体
として作用する電荷輸送層（例えば、本願出願人によ
る、特開２０００−１０５２９７号公報や特願平１０−
２７１３７４号参照）を、光導電層と整流層との間に設
けるようにしてもよい。トラップ層を設けた場合には、
トラップ層内或いはトラップ層と光導電層との界面に潜
像電荷が保持・蓄電される。一方、電荷輸送層を設けた
場合には、電荷輸送層と光導電層との界面に潜像電荷が
保持・蓄電される。また、トラップ層や電荷輸送層を設
け、このトラップ層や電荷輸送層と光導電層との界面
に、さらに、マイクロプレートなどの多数の微小導電部
材を、画素毎に各別に設けるようにしてもよい。

【０１０８】さらにまた、上述した第２および第３の実
施の形態による検出器１０においては、何れも、蛍光体
が検出器と一体となったものについて説明したものであ
るが、本発明は必ずしもこのようなものに限るものでは
なく、蛍光体と検出器とを別体のものとし、記録時に
は、例えば検出器１０の前面に蛍光体を配置して、記録
光を照射するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の画像記録読取装置
に用いる画像検出器の斜視図（Ａ）、Ｐ矢指部のＸＹ断
面図（Ｂ）、Ｑ矢指部のＸＺ断面図（Ｃ）

【図２】整流層を画素分割した形態の検出器の概略構成
を示す図であって、斜視図（Ａ）、Ｐ矢指部のＸＹ断面
図（Ｂ）、Ｑ矢指部のＸＺ断面図（Ｃ）、整流素子周辺
の拡大図（Ｄ）

【図３】本発明の第１の実施の形態の画像記録読取装置
の概略構成図

【図４】上記画像検出器を等価回路で示した記録読取装
置の概略回路図

【図５】第１の実施の形態の画像検出器を使用した場合
の、一様電荷蓄積過程を示す電荷モデル（Ａ）、等価回
路図（Ｂ）

【図６】第１の実施の形態の画像検出器を使用した場合
の、静電潜像記録過程を示す電荷モデル（Ａ）〜
（Ｃ）、等価回路図（Ｄ）

【図７】第１の実施の形態の画像検出器を使用した場合
の、充電電流を検出する静電潜像読取過程を示す電荷モ
デル（Ａ）〜（Ｃ）

【図８】上記充電電流を検出する場合における、正電荷
の再分配をコンデンサモデルで示した図（Ａ）、充電電
流の変化を示す図（Ｂ）

【図９】本発明の第２の実施の形態の画像記録読取装置
に用いる画像検出器の斜視図（Ａ）、Ｐ矢指部のＸＹ断
面図（Ｂ）、Ｑ矢指部のＸＺ断面図（Ｃ）

【図１０】本発明の第２の実施の形態の画像記録読取装
置の全体構成を示す図

【図１１】第２の実施の形態の画像検出器を使用した場
合の、記録光を蛍光体側から照射する静電潜像記録過程
を示す電荷モデル（Ａ）〜（Ｄ）

【図１２】第２の実施の形態の画像検出器を使用した場
合の、記録光を第２電極層側から照射する静電潜像記録
過程を示す電荷モデル（Ａ）〜（Ｄ）

【図１３】本発明の第３の実施の形態の画像記録読取装
置に用いる画像検出器の斜視図（Ａ）、Ｐ矢指部のＸＹ
断面図（Ｂ）、Ｑ矢指部のＸＺ断面図（Ｃ）

【図１４】上記第３の実施の形態による画像検出器の変
更態様を示した図

【図１５】第３の実施の形態の画像検出器を使用した場
合の、静電潜像記録過程を示す電荷モデル（Ａ）〜
（Ｄ）

【図１６】図１５に続く、静電潜像記録過程を示す電荷
モデル（Ａ）〜（Ｄ）

【図１７】読取時における再充電電流の検出特性を示す
図

【符号の説明】

１０放射線固体検出器１１第１電極層１２第１ストライプ電極１２ａエレメント（線状電極）１３光導電層１４整流層１４ｄダイオード（整流素子）１５第２電極層１６第２ストライプ電極１６ａエレメント（線状電極）１７ａ蛍光体１７ｂ蛍光体１８マイクロプレート（導電部材）１９蓄電部２０ガラス基板７０電流検出回路７１電流検出アンプ部（画像信号取得手段）７２可変電圧電源７５スイッチ部（接続手段）７６制御手段９０記録光照射手段 L2 記録用の放射線（記録光） L4,L5 蛍光

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 27/146 Ｈ０４Ｎ 5/335 Ｗ５Ｃ０５１ 31/09 1/04 Ｅ５Ｃ０７２Ｈ０４Ｎ 1/028 Ｈ０１Ｌ 27/14 Ｃ５Ｆ０８８ 5/32 Ｋ 5/335 31/00 ＡＦターム(参考） 2G088 EE01 FF02 GG21 JJ05 JJ31 KK32 KK40 LL11 LL15 LL17 4C093 AA27 CA06 EB13 EB17 EB20 FA32 FC17 FD13 4M118 AA01 AA02 AB01 BA05 CA03 CA05 CA15 CA19 CB05 CB06 CB11 FB03 FB09 FB19 FB23 FB25 5B047 AA17 AB02 BB10 BC01 5C024 AX12 CX03 DX04 EX03 GX05 GX06 GX07 HX29 5C051 AA01 BA02 DA06 DB01 DB04 DB06 DB07 DC02 DC03 DC07 DE03 5C072 AA01 BA11 EA10 FA08 UA11 VA01 5F088 AA11 AB05 BB03 BB07 EA04 EA06 EA20 KA10 LA08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多数の線状電極から成る第１ストライプ
電極を備えた第１電極層、記録用の電磁波の照射を受け
ることにより導電性を呈する光導電層、電荷を蓄積する
蓄電部、整流層、および前記第１ストライプ電極の線状
電極に対して交差するように形成された多数の線状電極
から成る第２ストライプ電極を備えた第２電極層をこの
順に有して成る画像検出器の、前記第１ストライプ電極
と前記第２ストライプ電極との間に記録用電圧が印加さ
れることにより、前記蓄電部に略一様の電荷が蓄積さ
れ、前記記録用電圧の印加の停止後に、前記記録用の電
磁波が前記画像検出器に照射されることにより画像情報
が前記蓄電部に静電潜像として記録された前記画像検出
器から前記画像情報を読み取る画像読取方法において、前記第１ストライプ電極の線状電極と、前記第２ストラ
イプ電極の線状電極との間に、前記記録用電圧より高い
読取用電圧を印加して、該読取用電圧の印加によって前
記画像検出器に流れ込む充電電流を検出することによ
り、前記蓄電部に蓄積された電荷の量に応じたレベルの
電気信号を得ることを特徴とする画像読取方法。
【請求項２】多数の線状電極から成る第１ストライプ
電極を備えた第１電極層、記録用の電磁波の照射を受け
ることにより導電性を呈する光導電層、電荷を蓄積する
蓄電部、整流層、および前記第１ストライプ電極の線状
電極に対して交差するように形成された多数の線状電極
から成る第２ストライプ電極を備えた第２電極層をこの
順に有して成る画像検出器と、前記第１ストライプ電極
と前記第２ストライプ電極との間に電圧を印加する電圧
印加手段とを備え、前記電圧印加手段により、記録時に前記第１ストライプ
電極と前記第２ストライプ電極との間に記録用電圧を印
加することにより、前記蓄電部に略一様の電荷を蓄積さ
せ、前記記録用電圧の印加の停止後に、前記記録用の電
磁波が前記画像検出器に照射されることにより画像情報
を前記蓄電部に静電潜像として記録し、前記電圧印加手段により、読取時に前記第１ストライプ
電極と前記第２ストライプ電極との間に読取用電圧を印
加した際に、前記画像検出器に流れ込む充電電流を検出
することにより、前記蓄電部に蓄積された電荷の量に応
じたレベルの電気信号を取得して前記画像情報を読み取
る画像記録読取装置において、前記電圧印加手段により前記画像検出器に印加する電圧
を変更する電圧変更手段を備えたことを特徴とする画像
記録読取装置。
【請求項３】前記電圧変更手段が、前記記録用電圧よ
りも、前記読取用電圧を高くするように変更するもので
あることを特徴とする請求項２記載の画像記録読取装
置。
【請求項４】前記電圧変更手段が、読取用電圧を印加
した際に記録光強度が０の部分で検出される充電電流に
対応する電荷をＱ_０、読取用電圧を印加した際に記録光
強度が０以外の部分で検出される充電電流の最小値に対
応する電荷をＱ_１としたとき、式√（２・Ｑ_０）＜Ｑ_１
を満足するように、読取用電圧を変更するものであるこ
とを特徴とする請求項３記載の画像記録読取装置。
【請求項５】前記画像記録読取装置により検出された
電気信号から、読取用電圧を印加した際に記録光強度が
０の部分で検出される電気信号を差し引いた電気信号に
基づいて画像を構成する画像構成手段を備えたことを特
徴とする請求項２から４のいずれか１項記載の画像記録
読取装置。