JP6282671B2 - エネルギー線検出装置 - Google Patents
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Description
本発明の各実施形態に係るエネルギー線検出装置は、格子状に配置された半導体を備え、該半導体の電気的特性の変化によってエネルギー線の検出を行うエネルギー線検出装置(エネルギー線半導体検出装置)である。
まず、本発明の各実施形態に係るエネルギー線検出装置によるエネルギー線の測定原理について図2〜図5を参照して以下に説明する。
本発明の一実施形態について、図1の(a)・(b)〜図8に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
まず、図5に示すゲート電圧−ドレイン電流特性を有する、図3に示すトランジスタとして、TFTを用いた、本実施形態に係るエネルギー線検出装置の概略構成の一例について説明する。
本実施形態に係るエネルギー線検出装置1は、図1の(b)に示すように、該アクティブマトリクス基板2に格子状に配列された、複数(n×m個)のピクセルS1〜Snm(nおよびmはそれぞれ1以上の任意の整数を示す)を備えている。なお、以下、これらピクセルS1〜Snmを総称して、ピクセルSxと称する。アクティブマトリクス基板2は、例えば略正方形状に形成されている。
ゲート電圧発生回路部3は、例えば、ゲート配線11の延設方向の一方側に設けられている。また、基準電圧発生回路部4は、例えば、ソース配線12の延設方向の一方側に設けられている。
本実施形態に係る特性検出回路部5は、ドレイン電流検出回路部であり、TFT20の特性として、TFT20に流れる電流(ドレイン電流)を検出する。
特性検出回路部5および制御装置6は、半導体の電気的特性としてTFT20の電気的特性の変化を検出することで該半導体に照射された放射線の情報を検出する検出部として機能する。
以下に、本実施形態の応用例として放射線量の分布を検出する方法を示す。
次に、本実施形態で用いられるトランジスタの構成について説明する。
次に、本実施形態で用いられるトランジスタの好適な構成について説明する。
本実施形態に係るエネルギー線検出装置1では、上述したように、アクティブマトリクス基板2上に照射された放射線(エネルギー線)によって、半導体からなる、TFT20の活性層21に発生する光誘起キャリア(電子−正孔対)による電気的特性の変化量を検出することで、放射線を検出する。このため、本実施形態に係るエネルギー線検出装置1では、特許文献1、2のように半導体膜に放射線を照射することで半導体膜内に発生した電荷を電荷蓄積容量に蓄積し、蓄積した電荷を取り出すことで放射線を検出する場合のように半導体の膜厚を大きくする必要がなく、半導体、ひいては装置全体の厚みを薄くすることができる。
図8は、半導体素子としてダイオードを用いたエネルギー線検出装置1の概略構成の一例を示すブロック図である。
本発明の他の実施形態について、図9の(a)・(b)に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施形態では、実施形態1との相違点について説明するものとし、実施形態1で用いた構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
図9の(a)は、本実施形態に係るエネルギー線検出装置1における、1ピクセル当たりの基本的な回路構成を示す回路図であり、図9の(b)は、本実施形態に係るエネルギー線検出装置1の概略構成の一例を示すブロック図である。
以上のように、本実施形態は、エネルギー線検出装置1全体の概略構成、並びに、発明の概要から見た基本的な考え方やエネルギー線の検出原理そのものは実施形態1と同じであることから、実施形態1と同様の効果を得ることができる。
本発明のさらに他の実施形態について、図10の(a)・(b)に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施形態では、実施形態1、2との相違点について説明するものとし、実施形態1、2で用いた構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
図10の(a)は、本実施形態に係るエネルギー線検出装置1における、1ピクセル当たりの基本的な回路構成を示す回路図であり、図10の(b)は、本実施形態に係るエネルギー線検出装置1の概略構成の一例を示すブロック図である。
次に、本実施形態に係るエネルギー線検出装置1による放射線の検出方法について、制御装置60の機能および記憶部50の構成を交えて説明する。
以上のように、本実施形態もまた、発明の概要から見た基本的な考え方やエネルギー線の検出原理そのものは、実施形態1および2と同じである。
本発明のさらに他の実施形態について、図11の(a)・(b)および図12に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施形態では、実施形態1〜3との相違点について説明するものとし、実施形態1〜3で用いた構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
図11の(a)は、本例に係るエネルギー線検出装置1における要部の概略構成を示す平面図であり、図11の(b)は、図11の(a)に示すアクティブマトリクス基板2のA−A線矢視断面図である。なお、図11の(b)は、図11の(a)に示す1ピクセルの断面を示している。
上述したように、本例によれば、一般的にはアクティブマトリックス基板としては使用が困難であるとされているフィルムやポリエチレン等の樹脂板やプラスチック板等が使用可能である。このため、本例によれば、従来の検出器に比べて軽量で薄く、可曲性を備えたエネルギー線検出装置1を実現することができる。したがって、本例に係るエネルギー線検出装置1は、例えば、非平面型のエネルギー線検出装置として用いることもできる。
図12は、本例に係るエネルギー線検出装置1の要部の概略構成を示す断面図である。
本例によれば、絶縁性基板の一部に、フィルムやポリエチレン等の樹脂板やプラスチック板等の可曲性絶縁基板80を用いていることから、本例でも、従来の検出器に比べて軽量で薄いエネルギー線検出装置1を実現することができる。
実施形態1〜4に係るエネルギー線検出装置1を用いた装置の一例について、図13〜図19に基づいて説明すれば、以下の通りである。
図13は、本実施形態に係る医療用X線一般撮影装置の概略構成の一例を示す模式図である。
図14は、本実施形態に係る医療用CT装置の概略構成の一例を示す模式図である。
図15は、本実施形態に係る産業用CT装置の概略構成の一例を示す模式図である。
図16は、本実施形態に係るマンモグラフィの概略構成の一例を示す模式図である。
図17は、本実施形態に係る荷物検査装置の概略構成の一例を示す模式図である。
図18は、本実施形態に係る非破壊検査装置の概略構成の一例を示す模式図である。
図19は、本実施形態に係る線量計の概略構成の一例を示す模式図である。
本発明の態様1に係るエネルギー線検出装置1は、格子状に配され、照射されたエネルギー線の量に応じて電気的特性が変化する半導体(例えばTFT20やダイオード91を構成する半導体)と、各半導体の電気的特性の変化からエネルギー線の情報を検出する検出部(例えば特性検出回路部5・7および制御装置6)と、を備えている。
2 アクティブマトリクス基板
3 ゲート電圧発生回路部
4 基準電圧発生回路部
5 特性検出回路部(検出部)
6 制御装置(検出部)
7 特性検出回路部
8 スイッチ駆動回路部
10 絶縁性基板
11 ゲート配線
12 ソース配線
13 スイッチ信号配線
20 TFT(半導体素子)
21 活性層
22 ゲート絶縁膜
23 第1の絶縁膜
24 第2の絶縁膜
31 出力信号取り出し用端子
32 接地用端子
41 電流−電圧変換回路
42 A/D変換器
50 記憶部
51 第1記憶部
52 第2記憶部
60 制御部(検出部)
61 エネルギー線検出処理部(検出部)
71 放射線発生装置
80 可曲性絶縁基板
81 ガラス基板
91 ダイオード
G ゲート電極
S ソース電極
D ドレイン電極
S1〜Snm ピクセル
SL1〜SLnm 信号配線
Sw スイッチ
Claims (6)
- 格子状に配され、照射されたエネルギー線の量に応じて特性が変化する酸化物半導体で活性層を構成する複数の半導体素子と、
上記複数の半導体素子全てに流れる電流を同時に測定し、上記活性層の特性変化による、半導体素子に流れる電流の増加割合とエネルギー線の量との関係から、上記複数の半導体素子各々に対応するエネルギー線の量を演算により求める検出部と、を備えていることを特徴とするエネルギー線検出装置。 - 格子状に配され、照射されたエネルギー線の量に応じて特性が変化する酸化物半導体で活性層を構成する複数の半導体素子と、
上記複数の半導体素子全てに流れる電流を同時に測定し、上記活性層の特性変化による、半導体素子に流れる電流の増加割合とエネルギー線の量との関係から、上記複数の半導体素子各々において、あらかじめ決めた量以上のエネルギー線の有無を検出する検出部と、を備えていることを特徴とするエネルギー線検出装置。 - 上記検出部は、上記複数の半導体素子に照射されたエネルギー線のエネルギー分布を得ることを特徴とする請求項1または2に記載のエネルギー線検出装置。
- 上記エネルギー分布を視覚化する表示部をさらに備えていることを特徴とする請求項3に記載のエネルギー線検出装置。
- 上記検出部は、上記複数の半導体素子の電気的特性の変化量の和から、上記エネルギー線の情報として、単位面積当たりに照射されたエネルギー線の量を検出することを特徴とする請求項1に記載のエネルギー線検出装置。
- 上記半導体素子はトランジスタであることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載のエネルギー線検出装置。
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