JPH06140614A - 光電変換装置及びそれを用いた放射線撮像装置 - Google Patents
光電変換装置及びそれを用いた放射線撮像装置Info
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- JPH06140614A JPH06140614A JP4289184A JP28918492A JPH06140614A JP H06140614 A JPH06140614 A JP H06140614A JP 4289184 A JP4289184 A JP 4289184A JP 28918492 A JP28918492 A JP 28918492A JP H06140614 A JPH06140614 A JP H06140614A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】高感度な密着型の放射線撮像装置を提供する。
【構成】薄膜フォトトランジスタ２５、蓄積容量２６、
スイッチ２７等からなる光電変換素子をシンチレータ１
上に直接２次元にアレイを形成して光電変換装置を構成
する。その際、素子アレイと蛍光面の距離調節、蛍光の
集光レンズ、画素における電荷量増幅機能を持たせる。
この光電変換装置を放射線撮像装置の撮像部とする。 【効果】高感度な放射線撮像を小型な装置で実現でき、
例えば医用応用機器などを大幅に小型化することができ
る。
スイッチ２７等からなる光電変換素子をシンチレータ１
上に直接２次元にアレイを形成して光電変換装置を構成
する。その際、素子アレイと蛍光面の距離調節、蛍光の
集光レンズ、画素における電荷量増幅機能を持たせる。
この光電変換装置を放射線撮像装置の撮像部とする。 【効果】高感度な放射線撮像を小型な装置で実現でき、
例えば医用応用機器などを大幅に小型化することができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光電変換装置及びそれを
用いた放射線撮像装置、更に詳しく言えば、被検体にＸ
線を照射し、透過放射線をシンチレータで受けシンチレ
ータからの光を光電変換して被検体の像を得る放射線撮
像装置及びそれに用いるシンチレータを含む光電変換装
置に係る。
用いた放射線撮像装置、更に詳しく言えば、被検体にＸ
線を照射し、透過放射線をシンチレータで受けシンチレ
ータからの光を光電変換して被検体の像を得る放射線撮
像装置及びそれに用いるシンチレータを含む光電変換装
置に係る。
【０００２】
【従来の技術】放射線撮像装置は、図２に示すように、
放射線線源から出た放射線が被検体を通過し、シンチレ
ータに照射される。シンチレータは被検体を透過した放
射線の量に比例した可視光を発生する。したがって、シ
ンチレータのすぐ近くに２次元に広がりを持つ光電変換
装置を配置して被検体の透過放射線像を得ることができ
る。特に、装置を小型かつ動画像を得るため、光電変換
装置をフォトダイオード等の光電変換素子を複数個２次
元に配列して構成された２次元薄膜撮像素子基板で構成
し、シンチレータと組み合わせて放射線撮像に用いるこ
とが既に知られていている。このような構成において、
光変換素子としてフォトダイオードに限らず、薄膜フォ
トトランジスタを用いた場合も容易に適用できることは
いうまでもない。この種のシンチレータと２次元薄膜撮
像基板の配置については、特許公開公報 特開平０２−
３２９２０号に記載がある。
放射線線源から出た放射線が被検体を通過し、シンチレ
ータに照射される。シンチレータは被検体を透過した放
射線の量に比例した可視光を発生する。したがって、シ
ンチレータのすぐ近くに２次元に広がりを持つ光電変換
装置を配置して被検体の透過放射線像を得ることができ
る。特に、装置を小型かつ動画像を得るため、光電変換
装置をフォトダイオード等の光電変換素子を複数個２次
元に配列して構成された２次元薄膜撮像素子基板で構成
し、シンチレータと組み合わせて放射線撮像に用いるこ
とが既に知られていている。このような構成において、
光変換素子としてフォトダイオードに限らず、薄膜フォ
トトランジスタを用いた場合も容易に適用できることは
いうまでもない。この種のシンチレータと２次元薄膜撮
像基板の配置については、特許公開公報 特開平０２−
３２９２０号に記載がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際に
は上記従来技術による放射線撮像装置ではシンチレータ
と２次元薄膜撮像基板とが一定の間隔を設けて構成され
るため、感度が低いと同時に放射線撮像装置の組立て或
は使用時にシンチレータと２次元薄膜撮像基板すなわち
光電変換装置との微小な間隔制御が難しく、読み取り画
像にムラが発生するという問題があった。感度が低いこ
とにたいしては、構成を変えずに駆動方法を変える等の
対策がほどこされてきたが、なお一層の改善の余地があ
るのが実情である。間隔制御が難しいという課題に対し
ては、特に対策が施されてこなかった。したがって現在
の主流は、即時性のないＸ線フィルムや、大型のＸ線テ
レビを用いて放射線画像を検出する方式である。従っ
て、本発明の目的は、シンチレータとセンサ基板の微小
な間隔制御が不要な放射線撮像装置及びそれ適した光電
変換装置を実現することである。
は上記従来技術による放射線撮像装置ではシンチレータ
と２次元薄膜撮像基板とが一定の間隔を設けて構成され
るため、感度が低いと同時に放射線撮像装置の組立て或
は使用時にシンチレータと２次元薄膜撮像基板すなわち
光電変換装置との微小な間隔制御が難しく、読み取り画
像にムラが発生するという問題があった。感度が低いこ
とにたいしては、構成を変えずに駆動方法を変える等の
対策がほどこされてきたが、なお一層の改善の余地があ
るのが実情である。間隔制御が難しいという課題に対し
ては、特に対策が施されてこなかった。したがって現在
の主流は、即時性のないＸ線フィルムや、大型のＸ線テ
レビを用いて放射線画像を検出する方式である。従っ
て、本発明の目的は、シンチレータとセンサ基板の微小
な間隔制御が不要な放射線撮像装置及びそれ適した光電
変換装置を実現することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、放射線撮像装置に使用する光電変換装
置を、平面状シンチレータと上記シンチレータから発せ
られる光を検出するために上記シンチレータの面上に密
着して配列された複数の薄膜光電変換素子アレイを持つ
基板で構成した。即ち平面状シンチレータの１面上に２
次元薄光電変換素子アレイを直接形成するものである。
なお、上記シンチレータの面上に密着して配列された複
数の薄膜光電変換素子アレイとは、シンチレータ面上に
透明な絶縁膜層、光ファイバを形成したうえで２次元薄
膜光電変換素子アレイを積層するもの、さらには上記の
透明な絶縁膜層とシンチレータのあいだにマイクロレン
ズを形成し、その上に２次元薄膜光電素子アレイを形成
する場合を含む。本発明の放射線撮像装置は上記薄膜光
電変換装置と放射線源とを組み合わせて構成する。放射
線撮像装置の好ましい実施形態は、上記放射線源と上記
光電変換装置の相対位置が固定され、被検体への放射線
の照射角度が変わるように、上記放射線源か上記被検体
の少なくとも一方を回転させるような手段を設ける。
め、本発明では、放射線撮像装置に使用する光電変換装
置を、平面状シンチレータと上記シンチレータから発せ
られる光を検出するために上記シンチレータの面上に密
着して配列された複数の薄膜光電変換素子アレイを持つ
基板で構成した。即ち平面状シンチレータの１面上に２
次元薄光電変換素子アレイを直接形成するものである。
なお、上記シンチレータの面上に密着して配列された複
数の薄膜光電変換素子アレイとは、シンチレータ面上に
透明な絶縁膜層、光ファイバを形成したうえで２次元薄
膜光電変換素子アレイを積層するもの、さらには上記の
透明な絶縁膜層とシンチレータのあいだにマイクロレン
ズを形成し、その上に２次元薄膜光電素子アレイを形成
する場合を含む。本発明の放射線撮像装置は上記薄膜光
電変換装置と放射線源とを組み合わせて構成する。放射
線撮像装置の好ましい実施形態は、上記放射線源と上記
光電変換装置の相対位置が固定され、被検体への放射線
の照射角度が変わるように、上記放射線源か上記被検体
の少なくとも一方を回転させるような手段を設ける。
【０００５】
【作用】本発明の光電変換装置によれば、光源であるシ
ンチレータの１面と光電変換装置の光電変素子が積層さ
れ、一体的に構成され、光電変換装置の基板とシンチレ
ータとの距離を制御性よく非常に短く固定して設定する
ことができるので、像分解能の指標である変調伝達関数
（ＭＴＦ）を向上させることができる。また、放射線撮
像装置の組立て、使用時におけるシンチレータとセンサ
基板の微小な間隔制御が不要となる。また、マイクロレ
ンズを付加した場合、光の利用効率を著しく向上させる
ことができる。各画素の信号増幅機能により、大きな信
号電荷を取りだすことができる。従って、検出信号のＳ
／Ｎを向上させることができ、ひいては撮影画像の明る
さ、解像度を向上し画質を改善することができる。
ンチレータの１面と光電変換装置の光電変素子が積層さ
れ、一体的に構成され、光電変換装置の基板とシンチレ
ータとの距離を制御性よく非常に短く固定して設定する
ことができるので、像分解能の指標である変調伝達関数
（ＭＴＦ）を向上させることができる。また、放射線撮
像装置の組立て、使用時におけるシンチレータとセンサ
基板の微小な間隔制御が不要となる。また、マイクロレ
ンズを付加した場合、光の利用効率を著しく向上させる
ことができる。各画素の信号増幅機能により、大きな信
号電荷を取りだすことができる。従って、検出信号のＳ
／Ｎを向上させることができ、ひいては撮影画像の明る
さ、解像度を向上し画質を改善することができる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。 〈実施例１〉図１は、本発明による光電変換装置を構成
する薄膜光電変換素素子の一実施例の断面図である。こ
の薄膜光電変換素子を図３で詳細に説明するように、複
数個行列（マトリクス）状に配列して本発明の光電変換
装置を構成する。本実施例は薄膜フォトトランジスタ２
５、蓄積容量２６及びスイッチングＴＦＴ２７からなる
薄膜光電変換素子が平面状のシンチレータ１の一方の面
上に直接密着して形成されている。
する薄膜光電変換素素子の一実施例の断面図である。こ
の薄膜光電変換素子を図３で詳細に説明するように、複
数個行列（マトリクス）状に配列して本発明の光電変換
装置を構成する。本実施例は薄膜フォトトランジスタ２
５、蓄積容量２６及びスイッチングＴＦＴ２７からなる
薄膜光電変換素子が平面状のシンチレータ１の一方の面
上に直接密着して形成されている。
【０００７】この薄膜光電変換素子を多数配列した光電
変換装置の作製方法は、以下の通りである。シンチレー
タ１上にスパッタリング法により金属クロム膜を厚さ２
００ｎｍ堆積する。これをフォトリソグラフィ法により
パターン化し、ＴＦＴ２７のゲート電極２及び薄膜フォ
トトランジスタ２５のゲート電極３、蓄積容量２６の下
部電極４を形成する。また図１には示されていないが、
この工程で信号制御線などの電圧供給配線も同時に形成
される。シンチレータとしては、例えば、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：
Ｐｒ，Ｃｅ，Ｆを用いればよい。ＴＦＴ２７のゲート電
極２は、素子下方からの光を遮断する役割も有する。
変換装置の作製方法は、以下の通りである。シンチレー
タ１上にスパッタリング法により金属クロム膜を厚さ２
００ｎｍ堆積する。これをフォトリソグラフィ法により
パターン化し、ＴＦＴ２７のゲート電極２及び薄膜フォ
トトランジスタ２５のゲート電極３、蓄積容量２６の下
部電極４を形成する。また図１には示されていないが、
この工程で信号制御線などの電圧供給配線も同時に形成
される。シンチレータとしては、例えば、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：
Ｐｒ，Ｃｅ，Ｆを用いればよい。ＴＦＴ２７のゲート電
極２は、素子下方からの光を遮断する役割も有する。
【０００８】次にプラズマＣＶＤ法によりゲート絶縁膜
５である窒化シリコン膜（ＳｉＮ）、半導体能動層であ
る非晶質シリコン膜（ａ−Ｓｉ膜）６、及びオーミック
コンタクト層のｎ型ａ−Ｓｉ膜７をそれぞれ厚さ３５０
ｎｍ、５５０ｎｍ、５０ｎｍに堆積し、パターン化す
る。プラズマＣＶＤ法は真空容器中にモノシラン（Ｓｉ
Ｈ4）をベースにしたガスを導入し、高周波電力を加え
ることによってプラズマを形成し、これによって分解し
たＳｉ及び水素が基板上に堆積するものである。この場
合はａ−Ｓｉ膜が形成され、これに加えてホスフィン
（ＰＨ3）を導入すればｎ型ａ−Ｓｉ膜を形成すること
ができる。また、モノシランと共に窒素やアンモニアを
導入すれば窒化シリコン膜が形成される。
５である窒化シリコン膜（ＳｉＮ）、半導体能動層であ
る非晶質シリコン膜（ａ−Ｓｉ膜）６、及びオーミック
コンタクト層のｎ型ａ−Ｓｉ膜７をそれぞれ厚さ３５０
ｎｍ、５５０ｎｍ、５０ｎｍに堆積し、パターン化す
る。プラズマＣＶＤ法は真空容器中にモノシラン（Ｓｉ
Ｈ4）をベースにしたガスを導入し、高周波電力を加え
ることによってプラズマを形成し、これによって分解し
たＳｉ及び水素が基板上に堆積するものである。この場
合はａ−Ｓｉ膜が形成され、これに加えてホスフィン
（ＰＨ3）を導入すればｎ型ａ−Ｓｉ膜を形成すること
ができる。また、モノシランと共に窒素やアンモニアを
導入すれば窒化シリコン膜が形成される。
【０００９】その後、ＣｒとＡｌの二層膜を堆積し電極
をパターニングする。ＣｒとＡｌそれぞれの膜厚は、１
００ｎｍ、７５０ｎｍである。Ｃｒはａ−ＳｉとＡｌと
の間の反応防止用バッファ層であり、Ａｌは、電極の低
抵抗化ために用いる。この工程で形成される電極は、Ｔ
ＦＴのソース電極８、ドレイン電極９、薄膜フォトトラ
ンジスタのソース電極１０、ドレイン電極１１、蓄積容
量の上部電極１２である。また、図１には示されていな
いが、この工程で信号検出線等の電圧供給配線も同時に
形成される。次に、これらの電極パターンをマスクとし
て、不要なｎ型ａ−Ｓｉ膜をエッチングする。エッチン
グは、例えば、ＣＦ4ガスを用いたプラズマドライエッ
チング法によればよい。この上に、プラズマＣＶＤ法に
より、窒化シリコンの保護膜１３を１μｍ程度の厚さに
堆積する。最後にＡｌからなる上部遮光膜１４を形成す
る。
をパターニングする。ＣｒとＡｌそれぞれの膜厚は、１
００ｎｍ、７５０ｎｍである。Ｃｒはａ−ＳｉとＡｌと
の間の反応防止用バッファ層であり、Ａｌは、電極の低
抵抗化ために用いる。この工程で形成される電極は、Ｔ
ＦＴのソース電極８、ドレイン電極９、薄膜フォトトラ
ンジスタのソース電極１０、ドレイン電極１１、蓄積容
量の上部電極１２である。また、図１には示されていな
いが、この工程で信号検出線等の電圧供給配線も同時に
形成される。次に、これらの電極パターンをマスクとし
て、不要なｎ型ａ−Ｓｉ膜をエッチングする。エッチン
グは、例えば、ＣＦ4ガスを用いたプラズマドライエッ
チング法によればよい。この上に、プラズマＣＶＤ法に
より、窒化シリコンの保護膜１３を１μｍ程度の厚さに
堆積する。最後にＡｌからなる上部遮光膜１４を形成す
る。
【００１０】図３は、図１の薄膜光電変換素子の多数個
を行列状に配置し、水平走査回路及び垂直走査回路を接
続して構成した光電変換装置の等価回路図である。図３
において、フォトトランジスタ２５、蓄積容量２６（Ｃ
１１〜Ｃｎｍ）とＴＦＴ２７（ＴＭ１１〜ＴＭｎｍ）と
からなる薄膜光電変換素子がｎ行、ｍ列に配置されてい
る。各行のＴＦＴ２７のゲートは共通に信号制御線（Ｈ
１〜Ｈｎ）を介して垂直走査回路２８に接続されてい
る。各列のＴＦＴ２７のドレイン電極は、共通に信号検
出線（Ｖ１〜Ｖｍ）を介して垂直走査回路２８に接続さ
れている。各列の信号検出線（Ｖ１〜Ｖｍ）は、それぞ
れ信号検出容量（ＣＶ１〜ＣＶｍ）をもつ。
を行列状に配置し、水平走査回路及び垂直走査回路を接
続して構成した光電変換装置の等価回路図である。図３
において、フォトトランジスタ２５、蓄積容量２６（Ｃ
１１〜Ｃｎｍ）とＴＦＴ２７（ＴＭ１１〜ＴＭｎｍ）と
からなる薄膜光電変換素子がｎ行、ｍ列に配置されてい
る。各行のＴＦＴ２７のゲートは共通に信号制御線（Ｈ
１〜Ｈｎ）を介して垂直走査回路２８に接続されてい
る。各列のＴＦＴ２７のドレイン電極は、共通に信号検
出線（Ｖ１〜Ｖｍ）を介して垂直走査回路２８に接続さ
れている。各列の信号検出線（Ｖ１〜Ｖｍ）は、それぞ
れ信号検出容量（ＣＶ１〜ＣＶｍ）をもつ。
【００１１】光電変換装置を放射線撮像装置に使用した
ときの駆動方法は次の通りである。まず、シンチレータ
側から被検体を通過した放射線が入射する。時刻ｔ＝０
で水平走査回路２９により、信号制御線Ｈ１に接続され
たＴＦＴ（ＴＭ１１〜ＴＭ１ｍ）をオン状態にする時間
幅ＴＬのパルス電圧が加えられる。このパルスが印加さ
れている間に信号検出線Ｖ１〜Ｖｍが選択され蓄積容量
Ｃ１１〜Ｃ１ｍに蓄えられた電荷がそれぞれ信号検出容
量ＣＶ１〜ＣＶｍを介して読みだされる。信号検出容量
ＣＶ１〜ＣＶｍは、主として信号検出線Ｖ１〜Ｖｍの配
線容量によって形成される。
ときの駆動方法は次の通りである。まず、シンチレータ
側から被検体を通過した放射線が入射する。時刻ｔ＝０
で水平走査回路２９により、信号制御線Ｈ１に接続され
たＴＦＴ（ＴＭ１１〜ＴＭ１ｍ）をオン状態にする時間
幅ＴＬのパルス電圧が加えられる。このパルスが印加さ
れている間に信号検出線Ｖ１〜Ｖｍが選択され蓄積容量
Ｃ１１〜Ｃ１ｍに蓄えられた電荷がそれぞれ信号検出容
量ＣＶ１〜ＣＶｍを介して読みだされる。信号検出容量
ＣＶ１〜ＣＶｍは、主として信号検出線Ｖ１〜Ｖｍの配
線容量によって形成される。
【００１２】信号検出線Ｖ１〜Ｖｍの選択は、Ｖ１〜Ｖ
ｍを順次選択する点順次法やＶ１〜Ｖｍを同時に選択す
る線順次法があるが本発明はこれを限定するものではな
い。さて、信号制御線Ｈ１の選択が終了すると、今度は
信号制御線Ｈ２が選択され、蓄積容量Ｃ２１〜Ｃ２ｍに
蓄えられた電荷が読みだされる。同様の動作を繰返し信
号制御線Ｈｎが選択されて蓄積容量Ｃｎ１〜Ｃｎｍに蓄
えられた電荷が読みだされる時刻ｎ×ＴＬに２次元の１
フレーム分の画像読み取りが完了する。
ｍを順次選択する点順次法やＶ１〜Ｖｍを同時に選択す
る線順次法があるが本発明はこれを限定するものではな
い。さて、信号制御線Ｈ１の選択が終了すると、今度は
信号制御線Ｈ２が選択され、蓄積容量Ｃ２１〜Ｃ２ｍに
蓄えられた電荷が読みだされる。同様の動作を繰返し信
号制御線Ｈｎが選択されて蓄積容量Ｃｎ１〜Ｃｎｍに蓄
えられた電荷が読みだされる時刻ｎ×ＴＬに２次元の１
フレーム分の画像読み取りが完了する。
【００１３】次に、再び信号制御線Ｈ１を選択して、時
間（ｎ−１）×ＴＬの間に蓄積容量Ｃ１１〜Ｃ１ｍに蓄
えられた電荷を読みだし、引き続いて次のフレームの画
像を読み取る。この駆動方法によればｎ×ＴＬを適当に
設定することにより、即時性のある動画像を得ることが
できる。もちろん本発明は、上記のノンインタレース方
式の走査方法に限定されるものではない。例えば、信号
制御線を１本おきに選択することにより、インタレース
方式の画像を初期より得ることができる。
間（ｎ−１）×ＴＬの間に蓄積容量Ｃ１１〜Ｃ１ｍに蓄
えられた電荷を読みだし、引き続いて次のフレームの画
像を読み取る。この駆動方法によればｎ×ＴＬを適当に
設定することにより、即時性のある動画像を得ることが
できる。もちろん本発明は、上記のノンインタレース方
式の走査方法に限定されるものではない。例えば、信号
制御線を１本おきに選択することにより、インタレース
方式の画像を初期より得ることができる。
【００１４】図４は、本発明による放射線撮像装置の一
実施例の構成を示す図である。同図において、図３に示
した光電変換装置３２と被検体３１及び放射線源３０が
所定の位置関係に配置されている。光電変換装置３１の
光電変換装置３２の一部を構成するシンチレータ１の一
方の面が被検体３１側に対向するように配置される。放
射線源３０から出た放射線が被検体３１を通過し光電変
換装置３２のシンチレータの入射面に照射される。放射
線の入射線量に対応して励起された可視光が上記シンチ
レータの反対の面に形成された２次元薄膜撮像素子アレ
イの光電変換装置３２で検出される。
実施例の構成を示す図である。同図において、図３に示
した光電変換装置３２と被検体３１及び放射線源３０が
所定の位置関係に配置されている。光電変換装置３１の
光電変換装置３２の一部を構成するシンチレータ１の一
方の面が被検体３１側に対向するように配置される。放
射線源３０から出た放射線が被検体３１を通過し光電変
換装置３２のシンチレータの入射面に照射される。放射
線の入射線量に対応して励起された可視光が上記シンチ
レータの反対の面に形成された２次元薄膜撮像素子アレ
イの光電変換装置３２で検出される。
【００１５】上述のように本実施例によれば、放射線撮
像装置用の光電変換素子の作製の容易さに加えて、従来
必要であった光電変換装置の基板とシンチレータの間の
微小な間隔制御の必要がなくなり、構造が簡易化される
という利点がある。特にシンチレータの蛍光面と蛍光面
からの光を検出する光電変換面との実質的な距離が極め
て微小な値に設定できるので、ほぼ最大のＭＴＦを得る
ことができる。
像装置用の光電変換素子の作製の容易さに加えて、従来
必要であった光電変換装置の基板とシンチレータの間の
微小な間隔制御の必要がなくなり、構造が簡易化される
という利点がある。特にシンチレータの蛍光面と蛍光面
からの光を検出する光電変換面との実質的な距離が極め
て微小な値に設定できるので、ほぼ最大のＭＴＦを得る
ことができる。
【００１６】＜実施例２＞図５は、本発明による光電変
換装置を構成する薄膜光電変換素子の他の実施例の断面
図である。＜実施例１＞の説明から明らかなように、本
発明ではシンチレータと薄膜光電変換素子とを一体的に
形成することが主眼であるので光電変換素子の種類を限
定するものではない。図５に示す実施例は、光電変換素
子としてフォトダイオードを用いた実施例である。本実
施例はフォトダイオード及びスイッチングＴＦＴからな
る薄膜光電変換素子が平面状のシンチレータ１の一方の
面上に直接形成されている。
換装置を構成する薄膜光電変換素子の他の実施例の断面
図である。＜実施例１＞の説明から明らかなように、本
発明ではシンチレータと薄膜光電変換素子とを一体的に
形成することが主眼であるので光電変換素子の種類を限
定するものではない。図５に示す実施例は、光電変換素
子としてフォトダイオードを用いた実施例である。本実
施例はフォトダイオード及びスイッチングＴＦＴからな
る薄膜光電変換素子が平面状のシンチレータ１の一方の
面上に直接形成されている。
【００１７】この薄膜光電変換素子の作製法は、次の通
りである。シンチレータ１上にＣｒによるＴＦＴのゲー
ト電極２を形成する。次にスパッタリングにより導電性
透明材料を用いて（例えばＩＴＯ：インジウム、錫酸化
物）フォトダイオードの下部電極１５を形成する。その
後、プラズマＣＶＤ法によりｐ型、ｉ型、及びｎ型のａ
−Ｓｉを順次堆積しパターン化する。次に実施例１に述
べたのと同様の手順により、ＴＦＴのゲート絶縁膜５、
ａ−Ｓｉ膜６、ｎ型ａ−Ｓｉ膜７、ソース電極８及びド
レイン電極９を形成する。ソース電極８は、フォトダイ
オードの上部電極１６と同一パターンで形成される。Ｔ
ＦＴのゲート絶縁膜５は、フォトダイオードの側面リー
ク電流を抑制するための保護膜の役割も兼ねる。引き続
いて、窒化シリコンによる保護膜１３及びＴＦＴの上部
遮光膜１４を形成して薄膜光電変換素子を得る。
りである。シンチレータ１上にＣｒによるＴＦＴのゲー
ト電極２を形成する。次にスパッタリングにより導電性
透明材料を用いて（例えばＩＴＯ：インジウム、錫酸化
物）フォトダイオードの下部電極１５を形成する。その
後、プラズマＣＶＤ法によりｐ型、ｉ型、及びｎ型のａ
−Ｓｉを順次堆積しパターン化する。次に実施例１に述
べたのと同様の手順により、ＴＦＴのゲート絶縁膜５、
ａ−Ｓｉ膜６、ｎ型ａ−Ｓｉ膜７、ソース電極８及びド
レイン電極９を形成する。ソース電極８は、フォトダイ
オードの上部電極１６と同一パターンで形成される。Ｔ
ＦＴのゲート絶縁膜５は、フォトダイオードの側面リー
ク電流を抑制するための保護膜の役割も兼ねる。引き続
いて、窒化シリコンによる保護膜１３及びＴＦＴの上部
遮光膜１４を形成して薄膜光電変換素子を得る。
【００１８】本実施例の薄膜光電変換素子を用いた光電
変換素子の駆動は、実施例１に述べたのと同じ方法でよ
い。検出すべき光も実施例１に述べたのと同じで、光電
変換素子の蛍光体から発せられる。なお本実施例では、
フォトダイオードの容量が蓄積容量となるので、光電変
換装置の構成は、高精細化に伴って画素サイズが小さく
なる場合に特に有効である。またＴＦＴ以外の部分をフ
ォトダイオードに使えるので、シンチレータの蛍光面か
らの光を有効に検出することが可能になる。
変換素子の駆動は、実施例１に述べたのと同じ方法でよ
い。検出すべき光も実施例１に述べたのと同じで、光電
変換素子の蛍光体から発せられる。なお本実施例では、
フォトダイオードの容量が蓄積容量となるので、光電変
換装置の構成は、高精細化に伴って画素サイズが小さく
なる場合に特に有効である。またＴＦＴ以外の部分をフ
ォトダイオードに使えるので、シンチレータの蛍光面か
らの光を有効に検出することが可能になる。
【００１９】＜実施例３＞図６は、本発明による光電変
換装置を構成する薄膜光電変換素子の第３の実施例の断
面図である。本実施例３の図１に示す実施例との相違
は、シンチレータ１の面と、センサ（光電変換素子）の
ゲート電極３の形成される面との間に、スペーサ用の絶
縁体層１７が形成されている点である。他の部分の構
成、動作、製法は図１の物と同じであるので、同一部分
には同一の番号を付して説明を省く。絶縁体層１７は、
シンチレータ１を保護するために設けられたもので、そ
の厚さの最適値は、センサ（光電変換素子）のＭＴＦと
光利用率を考慮することにより次のように求めることが
できる。シンチレータ１の面を光源とみなすと、この光
源とセンサの間の距離をＬとして、ＭＴＦと光利用率の
関係を示したものが図７及び図８である。図７はＭＴＦ
の距離Ｌ依存性である。距離Ｌが小さくなればなるほど
ＭＴＦは単調に増加することが示されている。これによ
れば、距離Ｌの値としてできるだけ小さく設定するのが
望ましい。
換装置を構成する薄膜光電変換素子の第３の実施例の断
面図である。本実施例３の図１に示す実施例との相違
は、シンチレータ１の面と、センサ（光電変換素子）の
ゲート電極３の形成される面との間に、スペーサ用の絶
縁体層１７が形成されている点である。他の部分の構
成、動作、製法は図１の物と同じであるので、同一部分
には同一の番号を付して説明を省く。絶縁体層１７は、
シンチレータ１を保護するために設けられたもので、そ
の厚さの最適値は、センサ（光電変換素子）のＭＴＦと
光利用率を考慮することにより次のように求めることが
できる。シンチレータ１の面を光源とみなすと、この光
源とセンサの間の距離をＬとして、ＭＴＦと光利用率の
関係を示したものが図７及び図８である。図７はＭＴＦ
の距離Ｌ依存性である。距離Ｌが小さくなればなるほど
ＭＴＦは単調に増加することが示されている。これによ
れば、距離Ｌの値としてできるだけ小さく設定するのが
望ましい。
【００２０】一方、図８は、光利用率の距離Ｌ依存性を
示したものである。この結果によれば、図９に示される
ような反射光検出型のイメージセンサにおいては、距離
Ｌの最適値が〜３０μｍであることがわかる。これに対
し、本発明のような透過光検出型の光電変換素子では、
距離Ｌの値として５μｍ以下、特に〜１μｍに設定する
のがよいことが示されている。この距離Ｌの低減効果
は、透過光検出型の光電変換素子では、光電変換素子の
直上より入射する光が支配的になるために得られたもの
である。この効果によれば、より大きなＭＴＦを確保す
ることができることは明らかである。また、光利用率の
絶対値自体も本発明では反射光検出型の４倍に達する値
を実現できる。さらに図２のような従来の構成による透
過光検出型のセンサでは、センサ面とシンチレータを５
μｍ以下という微小距離で大面積にわたり制御性よく密
着させることは困難であるが、本発明のようにシンチレ
ータ１の基板に直接センサを形成する場合は、本実施例
のように膜を積層すればよいのでその制御はむしろ容易
である。絶縁層としては、例えばＰＧＭＡ膜などの透明
有機樹脂膜やスパッタリングによるＳｉＯ2膜を用いれ
ば良い。以上本実施例によれば、シンチレータを保護で
き、かつ放射線入射によるシンチレータの発光を効率よ
くかつ高解像度に検出できるので、高感度な放射線撮像
装置を実現することができる。なお、光電変換素子は、
フォトトランジスタに限らず、フォトダイオードでもよ
いことはいうまでもない。
示したものである。この結果によれば、図９に示される
ような反射光検出型のイメージセンサにおいては、距離
Ｌの最適値が〜３０μｍであることがわかる。これに対
し、本発明のような透過光検出型の光電変換素子では、
距離Ｌの値として５μｍ以下、特に〜１μｍに設定する
のがよいことが示されている。この距離Ｌの低減効果
は、透過光検出型の光電変換素子では、光電変換素子の
直上より入射する光が支配的になるために得られたもの
である。この効果によれば、より大きなＭＴＦを確保す
ることができることは明らかである。また、光利用率の
絶対値自体も本発明では反射光検出型の４倍に達する値
を実現できる。さらに図２のような従来の構成による透
過光検出型のセンサでは、センサ面とシンチレータを５
μｍ以下という微小距離で大面積にわたり制御性よく密
着させることは困難であるが、本発明のようにシンチレ
ータ１の基板に直接センサを形成する場合は、本実施例
のように膜を積層すればよいのでその制御はむしろ容易
である。絶縁層としては、例えばＰＧＭＡ膜などの透明
有機樹脂膜やスパッタリングによるＳｉＯ2膜を用いれ
ば良い。以上本実施例によれば、シンチレータを保護で
き、かつ放射線入射によるシンチレータの発光を効率よ
くかつ高解像度に検出できるので、高感度な放射線撮像
装置を実現することができる。なお、光電変換素子は、
フォトトランジスタに限らず、フォトダイオードでもよ
いことはいうまでもない。
【００２１】＜実施例４＞図１０は、本発明による光電
変換装置の第４の実施例の構成を示す断面図である。本
実施例はシンチレータからの散乱光を集光するためのマ
イクロレンズを具備させたものである。図１０に示され
るようにシンチレータ１上にまずマイクロレンズ１８の
アレイを形成され、その上にスペーサ用の絶縁層１７、
さらにセンサ（光電変換素子）のアレイを形成したもの
である。このマイクロレンズの形成の手順を図１１に示
す。シンチレータ１上に例えばＰＧＭＡなどの透明有機
樹脂膜３３を塗布し焼固める（図１１（ａ））。次にレ
ジスト（ノボラック樹脂）３４を塗布し、画素ピッチと
同じ周期にパターニングする（図１１（ｂ））。このレ
ジストパターン３４を１６０〜１９０℃でベークする
と、レジストは軟化し角が取れて凸面が形成される（図
１１（ｃ））。次に酸素アッシャによる等方性エッチン
グを行う。これにより、所望の形状のマイクロレンズ１
８が完成する（図１１（ｄ））。
変換装置の第４の実施例の構成を示す断面図である。本
実施例はシンチレータからの散乱光を集光するためのマ
イクロレンズを具備させたものである。図１０に示され
るようにシンチレータ１上にまずマイクロレンズ１８の
アレイを形成され、その上にスペーサ用の絶縁層１７、
さらにセンサ（光電変換素子）のアレイを形成したもの
である。このマイクロレンズの形成の手順を図１１に示
す。シンチレータ１上に例えばＰＧＭＡなどの透明有機
樹脂膜３３を塗布し焼固める（図１１（ａ））。次にレ
ジスト（ノボラック樹脂）３４を塗布し、画素ピッチと
同じ周期にパターニングする（図１１（ｂ））。このレ
ジストパターン３４を１６０〜１９０℃でベークする
と、レジストは軟化し角が取れて凸面が形成される（図
１１（ｃ））。次に酸素アッシャによる等方性エッチン
グを行う。これにより、所望の形状のマイクロレンズ１
８が完成する（図１１（ｄ））。
【００２２】以上本実施例によれば、放射線入射による
シンチレータの発光を効率よくセンサに集光できるの
で、高感度な光電変換装置を実現することができる。な
お、本発明は本実施例によって限定されない。特に光電
変換素子は、フォトトランジスタに限らず、フォトダイ
オードでもよいことはいうまでもない。また、マイクロ
レンズと絶縁層の材料の組合せは上記に限らない。それ
ぞれの屈折率の間の大小関係が上記実施例によるものと
同じであればよい。
シンチレータの発光を効率よくセンサに集光できるの
で、高感度な光電変換装置を実現することができる。な
お、本発明は本実施例によって限定されない。特に光電
変換素子は、フォトトランジスタに限らず、フォトダイ
オードでもよいことはいうまでもない。また、マイクロ
レンズと絶縁層の材料の組合せは上記に限らない。それ
ぞれの屈折率の間の大小関係が上記実施例によるものと
同じであればよい。
【００２３】＜実施例５＞図１２は、本発明による光電
変換装置を構成する薄膜光電変換素子の第５の実施例の
等価回路である。本実施例はシンチレータ上に形成され
た薄膜光電変換素子アレイの各画素において、読み取り
電荷を増幅する機能を持たせたものである。本実施例で
は次のように動作させることによって、大きな信号電荷
量を得ることができる。まず、第（ｊ＋１）番目の信号
制御線に接続された充電用トランジスタ１９がオンとな
り、蓄積容量が充電される。この後、充電用トランジス
タ１９はオフとなって、１フレームにわたり信号が蓄積
される。１フレームの期間の後、第ｊ番目の信号制御線
に接続された画素選択トランジスタ２０のゲートとドレ
インにパルス電圧を印加する。この時、信号蓄積期間に
蓄積された電荷量に応じた電流が、センサと蓄積容量に
接続されたドライバトランジスタ２１を通じて流れる。
すなわち、信号蓄積期間にセンサに光が入射しない場合
は、ドライバトランジスタ２１のゲート電位は高く保た
れてトランジスタ２１はオンする。このとき接点Ｐの電
位は信号検出線の電位に保たれる。 従って、画素選択
トランジスタ２０がオンになった時の電流量は最大とな
り、信号線検出容量が充電される。反対に、信号蓄積期
間にセンサに光が入射する場合は、その光量に応じてド
ライバトランジスタ２１のゲート電位は低下し、画素ト
ランジスタ２０、ドライバトランジスタ２１を介して、
信号制御線ｊから信号検出線容量へ流れる電流量が変化
する。最後にこの信号検出容量に蓄えられた電荷が信号
検出回路から読み出される。
変換装置を構成する薄膜光電変換素子の第５の実施例の
等価回路である。本実施例はシンチレータ上に形成され
た薄膜光電変換素子アレイの各画素において、読み取り
電荷を増幅する機能を持たせたものである。本実施例で
は次のように動作させることによって、大きな信号電荷
量を得ることができる。まず、第（ｊ＋１）番目の信号
制御線に接続された充電用トランジスタ１９がオンとな
り、蓄積容量が充電される。この後、充電用トランジス
タ１９はオフとなって、１フレームにわたり信号が蓄積
される。１フレームの期間の後、第ｊ番目の信号制御線
に接続された画素選択トランジスタ２０のゲートとドレ
インにパルス電圧を印加する。この時、信号蓄積期間に
蓄積された電荷量に応じた電流が、センサと蓄積容量に
接続されたドライバトランジスタ２１を通じて流れる。
すなわち、信号蓄積期間にセンサに光が入射しない場合
は、ドライバトランジスタ２１のゲート電位は高く保た
れてトランジスタ２１はオンする。このとき接点Ｐの電
位は信号検出線の電位に保たれる。 従って、画素選択
トランジスタ２０がオンになった時の電流量は最大とな
り、信号線検出容量が充電される。反対に、信号蓄積期
間にセンサに光が入射する場合は、その光量に応じてド
ライバトランジスタ２１のゲート電位は低下し、画素ト
ランジスタ２０、ドライバトランジスタ２１を介して、
信号制御線ｊから信号検出線容量へ流れる電流量が変化
する。最後にこの信号検出容量に蓄えられた電荷が信号
検出回路から読み出される。
【００２４】各画素の蓄積容量と、信号検出線容量の大
きさの比は、通常少なくとも１：１０であるので、この
実施例によれば最終的に取り出す電荷量を増幅すること
ができる。このような画素ごとの電荷量増幅は、センサ
感度を向上させるのに有効であり、シンチレータの微量
な発光の検出に特に有効である。なおこの有効性はセン
サの種類や、画素選択の方法などに依存しないことはい
うまでもない。
きさの比は、通常少なくとも１：１０であるので、この
実施例によれば最終的に取り出す電荷量を増幅すること
ができる。このような画素ごとの電荷量増幅は、センサ
感度を向上させるのに有効であり、シンチレータの微量
な発光の検出に特に有効である。なおこの有効性はセン
サの種類や、画素選択の方法などに依存しないことはい
うまでもない。
【００２５】＜実施例６＞図１３は、本発明による光電
変換装置を構成する薄膜光電変換素子の第６の実施例の
断面図である。本実施例はフォトセンサとして透明電極
を具備する薄膜トランジスタを用いた例である。図１３
において図６との相違は、薄膜トランジスタ２５が透明
電極２２を持つ点である。図６と同じ部分については同
一番号を付して説明を省く。この光電変換素子の基板の
作製法は次の通りである。シンチレータ１上に透明導電
膜（例えばＩＴＯ）によるＴＦＴのゲート電極２２を形
成する。その後、ＣｒによりスイッチングＴＦＴのゲー
ト電極２を形成する。以降の工程は、実施例１に述べた
のと同様で良い。駆動においては、センサＴＦＴのゲー
トをオフ状態に保って光を検出する。これによれば特に
暗電流を小さくすることができるという効果がある。
変換装置を構成する薄膜光電変換素子の第６の実施例の
断面図である。本実施例はフォトセンサとして透明電極
を具備する薄膜トランジスタを用いた例である。図１３
において図６との相違は、薄膜トランジスタ２５が透明
電極２２を持つ点である。図６と同じ部分については同
一番号を付して説明を省く。この光電変換素子の基板の
作製法は次の通りである。シンチレータ１上に透明導電
膜（例えばＩＴＯ）によるＴＦＴのゲート電極２２を形
成する。その後、ＣｒによりスイッチングＴＦＴのゲー
ト電極２を形成する。以降の工程は、実施例１に述べた
のと同様で良い。駆動においては、センサＴＦＴのゲー
トをオフ状態に保って光を検出する。これによれば特に
暗電流を小さくすることができるという効果がある。
【００２６】＜実施例７＞図１４は、本発明による光電
変換装置を構成する薄膜光電変換素子の第７の実施例の
断面図である。本実施例はシンチレータ１と光電変換素
子との間にファイバプレート２３を配置したものであ
る。他の構成部分については、図６の実施例と同じであ
るので、同一部分には同一番号を付して説明を省く。本
実施例によれば、シンチレータ１の発光をファイバプレ
ート２３を通して光電変換素子に導く構成となるが、フ
ァイバプレート２３による光の損失が小さいので問題は
ない。ファイバプレート２３上に直接フォトセンサを形
成する場合は、シンチレータ１上に光電変換素子を形成
するのに比べ作製プロセスが容易になるという利点があ
る。すなわち、本実施例では、光利用率やＭＴＦを向上
させることのできるセンサを容易に作製できるという効
果がある。もちろんファイバプレート上に一旦絶縁層や
マイクロレンズアレイを形成した後に光電変換素子を作
製しても同様の効果が得られることはいうまでもない。
変換装置を構成する薄膜光電変換素子の第７の実施例の
断面図である。本実施例はシンチレータ１と光電変換素
子との間にファイバプレート２３を配置したものであ
る。他の構成部分については、図６の実施例と同じであ
るので、同一部分には同一番号を付して説明を省く。本
実施例によれば、シンチレータ１の発光をファイバプレ
ート２３を通して光電変換素子に導く構成となるが、フ
ァイバプレート２３による光の損失が小さいので問題は
ない。ファイバプレート２３上に直接フォトセンサを形
成する場合は、シンチレータ１上に光電変換素子を形成
するのに比べ作製プロセスが容易になるという利点があ
る。すなわち、本実施例では、光利用率やＭＴＦを向上
させることのできるセンサを容易に作製できるという効
果がある。もちろんファイバプレート上に一旦絶縁層や
マイクロレンズアレイを形成した後に光電変換素子を作
製しても同様の効果が得られることはいうまでもない。
【００２７】＜実施例８＞図１５は、本発明による放射
線撮像装置の他の実施例の構成を示す斜視図である。本
実施例では、放射線源３０と光電変換装置３２との相対
位置が固定されるように、ターンテーブル２３に装着さ
れ、固定された被検体３１への放射線３５の照射角度が
変わるようにターンテーブル３６を回転するように構成
されいる。なお、相対位置が固定された放射線源３１と
光電変換装置３２とを固定して、被検体３１を回転させ
る手段を設けてもよい。放射線源３１から発せられた放
射線３５が、被検体３１として例えば人間の胸部を通過
して本発明による光電変換装置３２に入射して撮像され
る。次にこの放射線源３０と光電変換装置３２の相対位
置関係を保ちながら、被検体３１の周りを微小角度だけ
回転し撮像する。以下同様の手続きにより被検体３１を
さまざまな角度から撮像する。しかる後、これらの像の
データから３次元情報を再構成し、立体像を得る。本発
明による放射線撮像装置は、光電変換装置が薄型軽量で
あるために従来のフィルム乾板を扱う要領と同じ取扱が
可能である。すなわち、上記のように立体像撮影に用い
られて有用なことはもちろんのこと、ベッドで寝たまま
の患者のＸ線撮影にも活用できることはいうまでもな
い。
線撮像装置の他の実施例の構成を示す斜視図である。本
実施例では、放射線源３０と光電変換装置３２との相対
位置が固定されるように、ターンテーブル２３に装着さ
れ、固定された被検体３１への放射線３５の照射角度が
変わるようにターンテーブル３６を回転するように構成
されいる。なお、相対位置が固定された放射線源３１と
光電変換装置３２とを固定して、被検体３１を回転させ
る手段を設けてもよい。放射線源３１から発せられた放
射線３５が、被検体３１として例えば人間の胸部を通過
して本発明による光電変換装置３２に入射して撮像され
る。次にこの放射線源３０と光電変換装置３２の相対位
置関係を保ちながら、被検体３１の周りを微小角度だけ
回転し撮像する。以下同様の手続きにより被検体３１を
さまざまな角度から撮像する。しかる後、これらの像の
データから３次元情報を再構成し、立体像を得る。本発
明による放射線撮像装置は、光電変換装置が薄型軽量で
あるために従来のフィルム乾板を扱う要領と同じ取扱が
可能である。すなわち、上記のように立体像撮影に用い
られて有用なことはもちろんのこと、ベッドで寝たまま
の患者のＸ線撮影にも活用できることはいうまでもな
い。
【００２８】
【発明の効果】以上本発明によれば、シンチレータと光
電変換素子が密着した２次元光電変換装置を用いた高感
度の放射線撮像装置を実現することができ、例えば医用
応用機器の大幅な小型化を実現することができる。また
本発明によれば、光源とセンサ面の間の距離を制御性よ
く非常に小さく設定することができるので、変調伝達関
数（ＭＴＦ）を向上させることができる。また、マイク
ロレンズやファイバプレートにより光の利用効率を著し
く向上させることができる。さらに、各画素の信号増幅
機能により、大きな信号電荷を取りだすことができる。
従って、検出信号のＳ／Ｎを向上させることができ、ひ
いては検出画像の画質を向上させることができる。
電変換素子が密着した２次元光電変換装置を用いた高感
度の放射線撮像装置を実現することができ、例えば医用
応用機器の大幅な小型化を実現することができる。また
本発明によれば、光源とセンサ面の間の距離を制御性よ
く非常に小さく設定することができるので、変調伝達関
数（ＭＴＦ）を向上させることができる。また、マイク
ロレンズやファイバプレートにより光の利用効率を著し
く向上させることができる。さらに、各画素の信号増幅
機能により、大きな信号電荷を取りだすことができる。
従って、検出信号のＳ／Ｎを向上させることができ、ひ
いては検出画像の画質を向上させることができる。
【図１】本発明による光電変換を構成する薄膜光電変換
素素子の一実施例の断面図である。
素素子の一実施例の断面図である。
【図２】従来技術による放射線撮像装置の構成を示す図
である。
である。
【図３】図１の薄膜光電変換素子の多数個を行列状に配
置し、水平走査回路及び垂直走査回路を接続して構成し
た光電変換装置の等価回路図である。
置し、水平走査回路及び垂直走査回路を接続して構成し
た光電変換装置の等価回路図である。
【図４】本発明による放射線撮像装置の一実施例の構成
を示す図である。
を示す図である。
【図５】本発明による光電変換装置を構成する薄膜光電
変換素子の他の実施例の断面図である。
変換素子の他の実施例の断面図である。
【図６】本発明による光電変換装置を構成する薄膜光電
変換素子の第３の実施例の断面図である。
変換素子の第３の実施例の断面図である。
【図７】距離ＬとＭＴＦと光利用率の関係を示した図で
ある。
ある。
【図８】距離Ｌと光利用率の関係を示した図である。
【図９】反射光検出型のイメージセンサシンチレータ上
の絶縁層の厚さの最適範囲を検討するための図である。
の絶縁層の厚さの最適範囲を検討するための図である。
【図１０】本発明による光電変換装置の第４の実施例の
構成を示す断面図である。
構成を示す断面図である。
【図１１】図１０のマイクロレンズの作成の手順を示す
断面構造図である。
断面構造図である。
【図１２】本発明による光電変換装置を構成する薄膜光
電変換素子の第５の実施例の等価回路である。
電変換素子の第５の実施例の等価回路である。
【図１３】本発明による光電変換装置を構成する薄膜光
電変換素子の第６の実施例の断面図である。
電変換素子の第６の実施例の断面図である。
【図１４】本発明による光電変換装置を構成する薄膜光
電変換素子の第７の実施例の断面図である。
電変換素子の第７の実施例の断面図である。
【図１５】本発明による放射線撮像装置の他の実施例の
構成を示す斜視図である。
構成を示す斜視図である。
１…シンチレータ、 ２…ＴＦＴ
のゲート電極、３…薄膜フォトトランジスタのゲート電
極、４…蓄積容量の下部電極、５…ゲート絶縁膜、
６…非晶質シリコン、７…ｎ型非晶
質シリコン、 ８…ＴＦＴのソース電
極、９…ＴＦＴのドレイン電極、 １０…
のソース電極、１１…ドレイン電極、
１２…蓄積容量の上部電極、１３…保護膜、
１４…上部遮光膜、１５…フォト
ダイオードの下部電極、 １６…フォトダイオード
の上部電極 １７…スペーサ用絶縁体層、 １８…マイ
クロレンズ、１９…充電用トランジスタ、
２０…画素選択トランジスタ、２１…ドライバトラン
ジスタ、 ２２…透明ゲート電極、２３…フ
ァイバプレート。
のゲート電極、３…薄膜フォトトランジスタのゲート電
極、４…蓄積容量の下部電極、５…ゲート絶縁膜、
６…非晶質シリコン、７…ｎ型非晶
質シリコン、 ８…ＴＦＴのソース電
極、９…ＴＦＴのドレイン電極、 １０…
のソース電極、１１…ドレイン電極、
１２…蓄積容量の上部電極、１３…保護膜、
１４…上部遮光膜、１５…フォト
ダイオードの下部電極、 １６…フォトダイオード
の上部電極 １７…スペーサ用絶縁体層、 １８…マイ
クロレンズ、１９…充電用トランジスタ、
２０…画素選択トランジスタ、２１…ドライバトラン
ジスタ、 ２２…透明ゲート電極、２３…フ
ァイバプレート。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 31/10 (72)発明者 植田 健 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内
Claims (10)
- 【請求項１】平面状シンチレータと、上記シンチレータ
から発せられる光を検出するために上記シンチレータの
面上に密着して配列された複数の薄膜光電変換素子をも
つことを特徴とする光電変換装置。 - 【請求項２】請求項１記載の光電変換装置において、上
記薄膜光電変換素子が光電変換する半導体素子と上記半
導体素子の出力を制御する薄膜トランジスタをもち、更
に、上記複数の薄膜光電変換素子が行列状に配置され、
上記複数の薄膜トランジスタを制御する制御信号線と、
上記制御信号線と直交する方向に延展し、上記薄膜トラ
ンジスタを介して上記薄膜光電変換素子の出力を検出す
るための複数の信号検出線が積層されたアレイからなる
画像検出部と、上記複数の制御信号線に電圧を印加する
ための垂直走査回路と、上記複数の信号検出線から信号
を検出するための水平走査回路とをもつことを特徴とす
る光電変換装置。 - 【請求項３】請求項１又は２記載の光電変換装置におい
て、上記シンチレータと上記薄膜光電変換素子との間に
ファイバプレートが配置され、上記薄膜光電変換素子が
上記ファイバプレート上に形成されることを特徴とする
光電変換装置。 - 【請求項４】請求項２又は３記載の光電変換装置におい
て、上記シンチレータと上記薄膜光電変換素子の間に透
明の絶縁膜層を形成したことを特徴とする光電変換装
置。 - 【請求項５】請求項２又は３記載の光電変換装置におい
て、上記シンチレータと上記複数の薄膜光電変換素子の
間にマイクロレンズアレイを形成したことを特徴とする
光電変換装置。 - 【請求項６】請求項１ないし５のいずれかに記載の光電
変換装置において、上記半導体素子が非晶質シリコンを
光導電膜とする薄膜フォトトランジスタであることを特
徴とする光電変換装置。 - 【請求項７】請求項６に記載の光電変換装置において、
上記薄膜フォトトランジスタによる検出信号を画素ごと
に増幅する手段をもつことを特徴とする光電変換装置。 - 【請求項８】請求項１ないし５のいずれかに記載の光電
変換装置において、上記半導体素子がフォトダイオード
であることを特徴とする光電変換装置。 - 【請求項９】被検体に放射線を照射する放射線源と、請
求項１ないし８のいずれかに記載の光電変換装置とが上
記光電変換装置のシンチレータが少なくとも上記被検体
を透過した放射線を受けるように配設されたことを特徴
とする放射線像撮影装置。 - 【請求項１０】請求項９に記載の放射線撮影装置におい
て、上記放射線源と上記光電変換装置の相対位置が固定
され、上記被検体への放射線の照射角度が変わるよう
に、上記放射線源か上記被検体の少なくとも一方を回転
させる手段をもつことを特徴とする放射線像撮影装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4289184A JPH06140614A (ja) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | 光電変換装置及びそれを用いた放射線撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4289184A JPH06140614A (ja) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | 光電変換装置及びそれを用いた放射線撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06140614A true JPH06140614A (ja) | 1994-05-20 |
Family
ID=17739862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4289184A Pending JPH06140614A (ja) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | 光電変換装置及びそれを用いた放射線撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06140614A (ja) |
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1992
- 1992-10-28 JP JP4289184A patent/JPH06140614A/ja active Pending
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