JPH07168000A - Image pickup device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To provide an image pickup device of high resolution corresponding to resolution which can be realized by X-rays. CONSTITUTION:An image pickup device is provided with an image pickup plate 1 having a conductive layer 1a on one face of a photoconductor film 1b and plural micro electrodes 1c on the other face, a probe 3 that can be disposed opposedly to the micro electrodes 1c of the image pickup plate 1 so as to detect electric information on the image pickup plate 1, a scanning means 8 for moving the probe 3 and the image pickup plate 1 relatively, and an output means 11 for outputting the electric information detected by the probe 3 in correspondence with scanning by the scanning means 8.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は撮像装置に関し、特に撮
像装置に光導電体膜上に微小電極を設けた撮像板を使用
することにより、Ｘ線顕微鏡等の光学分析装置の空間分
解能を高める技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image pickup device, and more particularly to the use of an image pickup plate having microelectrodes on a photoconductor film in the image pickup device to enhance the spatial resolution of an optical analyzer such as an X-ray microscope. Regarding technology.

【０００２】[0002]

【従来の技術】医学や生物研究などの分野で使用される
Ｘ線顕微鏡は、Ｘ線を試料に照射してその透過光による
光学像を拡大して観察するための装置である。たとえ
ば、波長が２〜５ｎｍの軟Ｘ線を試料に照射するＸ線顕
微鏡では、照射光の波長が可視光（波長が約４００〜８
００ｎｍ）より短いため、一般の光学顕微鏡よりも高い
分解能を得ることが可能である。また、生物試料を水中
で生きたまま観察できるという利点もある。しかし、こ
のＸ線顕微鏡は可視光による顕微鏡とは異なり、試料を
透過した光学像を通常のレンズなどの光学装置によって
拡大することが困難であり、またＸ線像は目で直接観察
することができない。このため、試料からのＸ線像をい
ったん可視光像に変換してから、その画像を拡大するこ
とが行われる。このＸ線像を可視光像に変換するための
装置として光信号を電気信号に変換する撮像装置が利用
される。2. Description of the Related Art An X-ray microscope used in fields such as medical and biological research is a device for irradiating a sample with X-rays and enlarging and observing an optical image of the transmitted light. For example, in an X-ray microscope that irradiates a sample with soft X-rays having a wavelength of 2 to 5 nm, the wavelength of the irradiation light is visible light (wavelength is approximately 400 to 8
Since it is shorter than (00 nm), it is possible to obtain higher resolution than a general optical microscope. It also has the advantage that biological samples can be observed alive in water. However, this X-ray microscope is different from a microscope using visible light, and it is difficult to magnify an optical image transmitted through a sample by an optical device such as a normal lens, and the X-ray image can be directly observed with eyes. Can not. Therefore, the X-ray image from the sample is once converted into a visible light image, and then the image is enlarged. An imaging device that converts an optical signal into an electric signal is used as a device for converting this X-ray image into a visible light image.

【０００３】撮像装置としては、たとえば、写真、レジ
スト、ＭＣＰ（マイクロチャネルプレート）に蛍光板を
組み合わせたものなどがあり、これらはＸ線像を印画紙
等に露光することにより可視光画像として表すものであ
る。ここで得られた可視光画像は、通常の光学的な手段
で拡大することができる。また、ＣＣＤ等の電子的な撮
像素子により、Ｘ線像をドットの電気信号として検出
し、電子的に画像処理をして拡大する方法もある。Imaging devices include, for example, photographs, resists, and MCPs (microchannel plates) combined with a fluorescent plate. These are represented as visible light images by exposing X-ray images on photographic paper or the like. Is. The visible light image obtained here can be magnified by ordinary optical means. There is also a method of detecting an X-ray image as an electric signal of a dot by an electronic image pickup device such as a CCD and electronically performing image processing to enlarge the image.

【０００４】また更に、光学像の光信号を電気信号に変
換するための撮像装置の１つとして、光電変換を利用し
た光導電型撮像管（ビジコン型撮像管）が知られてい
る。この光導電型撮像管は、撮像素子として光導電体膜
を使用する。光導電体膜は、光が照射されないとほとん
ど導電性を示さない（抵抗率が１０^１２Ωｃｍ以上）
が、光が照射されると抵抗率が下がって導電性を示す。
したがって、光導電体膜の受光面に試料または被写体か
らの光学像が照射されると、照射された光学像の光強度
分布に応じて光導電体膜の受光面の導電率が変化する。
この導電率の変化の生じた受光面を２次元的に走査し、
その導電率の変化に対応した信号を測定することによっ
て受光面に照射された光の強度分布を求め、試料の画像
を得るものである。このような光導電体膜としては、光
の波長に応じて種々の異なる材料が用いられ、例えば、
三硫化アンチモン、セレン化カドミウム、珪素、無定形
セレン、酸化鉛等の材料を使用することができる。Further, as one of image pickup devices for converting an optical signal of an optical image into an electric signal, a photoconductive type image pickup tube (vidicon type image pickup tube) utilizing photoelectric conversion is known. This photoconductive type image pickup tube uses a photoconductor film as an image pickup element. The photoconductor film shows almost no conductivity unless it is irradiated with light (resistivity is 10 ¹² Ωcm or more).
However, when it is irradiated with light, its resistivity decreases and it exhibits conductivity.
Therefore, when the light receiving surface of the photoconductor film is irradiated with the optical image from the sample or the subject, the conductivity of the light receiving surface of the photoconductor film changes according to the light intensity distribution of the irradiated optical image.
Two-dimensionally scan the light receiving surface where the change in conductivity has occurred,
By measuring a signal corresponding to the change in conductivity, the intensity distribution of the light irradiated on the light receiving surface is obtained, and an image of the sample is obtained. As such a photoconductor film, various different materials are used depending on the wavelength of light.
Materials such as antimony trisulfide, cadmium selenide, silicon, amorphous selenium, and lead oxide can be used.

【０００５】[0005]

【発明が解決するための課題】しかしながら、このよう
な従来のＸ線顕微鏡などに使用される撮像装置には、次
のような不都合な点があった。たとえば、撮像装置とし
て写真やレジストを用いる場合、分解能はある程度高め
ることができるが、照射光に対する撮像面の感度が低い
ため長時間の露光が必要であり、また撮像する度に真空
容器から取り出して現像するため作業が繁雑で、試料の
拡大像を得るために要する時間が長かった。However, the image pickup apparatus used in such a conventional X-ray microscope has the following disadvantages. For example, when a photograph or a resist is used as the image pickup device, the resolution can be increased to some extent, but since the sensitivity of the image pickup surface to the irradiation light is low, long-time exposure is required, and each time the image is taken, it is taken out from the vacuum container. Since the development process is complicated, it takes a long time to obtain a magnified image of the sample.

【０００６】また、ＣＣＤを撮像装置に使用する場合、
ＣＣＤの１画素のサイズが約１０μｍあるために、撮像
装置として得られる分解能は、理論的にＸ線の波長によ
って実現可能な分解能よりも低くなってしまう。同様
に、ＭＣＰと蛍光板を組み合わせた場合も撮像装置とし
ての分解能はＸ線で実現可能な分解能よりも低くなって
しまっていた。したがって、このようにＸ線顕微鏡の分
解能が、撮像装置の分解能に制約されるという問題があ
った。When the CCD is used as an image pickup device,
Since the size of one pixel of the CCD is about 10 μm, the resolution that can be obtained as the image pickup device is theoretically lower than the resolution that can be realized by the wavelength of the X-ray. Similarly, when the MCP and the fluorescent plate are combined, the resolution of the image pickup device is lower than the resolution that can be realized by X-rays. Therefore, there has been a problem that the resolution of the X-ray microscope is thus limited by the resolution of the imaging device.

【０００７】また、光導電体膜を利用した撮像装置とし
ては、たとえば、特開平２−１２３７００および特開平
５−５２７８０で開示されたものがある。この中で、光
導電体膜からなる撮像板に試料を透過したＸ線像を照射
し、照射されたＸ線像の光強度に応じて変化する光導電
体膜上の電荷量や電圧等の電気情報を検出し、この電気
情報に基づいて試料の画像を得るものが開示されてい
る。この中では、光導電体膜上の電気情報を検出するた
めに、探針の先端を撮像板表面のごく近傍に配置して２
次元的に走査させて、撮像板表面近傍に現われる電気情
報を検出している。しかし、探針の先端と撮像板表面と
の距離は、わずかな距離を維持して走査させなければな
らないが、光導電体膜表面の状況などによってこの距離
は変動する。検出される電流や電圧等の電気情報の値は
探針と撮像板表面との距離に依存するため、検出される
電気情報の値がＸ線照射量の分布によるものか、探針と
撮像板表面との距離の変動によるものかを分離すること
ができない。したがって、探針と撮像板表面との距離の
変動により、画像信号の測定に誤差を生じ、結果的に撮
像装置の分解能を低くしていた。Further, as an image pickup device using a photoconductor film, for example, there are those disclosed in JP-A-2-123700 and JP-A-5-52780. Among these, an image pickup plate made of a photoconductor film is irradiated with an X-ray image that has passed through a sample, and the amount of electric charge and voltage on the photoconductor film that changes according to the light intensity of the irradiated X-ray image. It is disclosed that electrical information is detected and an image of a sample is obtained based on this electrical information. In this, in order to detect the electric information on the photoconductor film, the tip of the probe is placed very close to the surface of the image pickup plate.
The electrical information appearing in the vicinity of the surface of the image pickup plate is detected by performing a dimensional scan. However, the distance between the tip of the probe and the surface of the image pickup plate must be kept small for scanning, but this distance varies depending on the condition of the photoconductor film surface. Since the value of the detected electric information such as current and voltage depends on the distance between the probe and the surface of the image pickup plate, whether the value of the detected electric information depends on the distribution of the X-ray irradiation dose, or the probe and the image pickup plate. It cannot be separated whether it is due to a change in the distance from the surface. Therefore, the variation in the distance between the probe and the surface of the image pickup plate causes an error in the measurement of the image signal, resulting in a low resolution of the image pickup apparatus.

【０００８】したがって、本発明の目的は、Ｘ線顕微鏡
等に使用する撮像装置の分解能を高めることである。Therefore, an object of the present invention is to improve the resolution of an image pickup device used for an X-ray microscope or the like.

【０００９】また、本発明の他の目的は、撮像装置によ
り得られる画像信号の誤差を少なくし、安定した高空間
分解能が得られる撮像装置を提供することである。Another object of the present invention is to provide an image pickup apparatus which can reduce the error of an image signal obtained by the image pickup apparatus and can obtain stable high spatial resolution.

【００１０】[0010]

【課題を解決するための手段】上記問題の解決のため、
本発明の撮像装置では、光導電体膜の一方の面に導電層
を備えかつ他方の面に複数の微小電極を、たとえば２次
元的に配置した撮像板と、前記撮像板の前記微小電極に
対向させて配置可能であり前記撮像板上の電気情報を検
出するための探針と、該探針と前記撮像板とを相対的に
移動させるための走査手段と、前記走査手段による走査
に対応して前記探針により検出された電気情報を出力す
る出力手段とを設ける。[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems,
In the image pickup device of the present invention, an image pickup plate having a conductive layer on one surface of the photoconductor film and a plurality of microelectrodes on the other surface, for example, two-dimensionally arranged on the image pickup plate and the microelectrodes of the image pickup plate. Corresponding to scanning by the probe that can be arranged to face each other and that detects electrical information on the image pickup plate, scanning means for relatively moving the probe and the image pickup plate, and scanning by the scanning means And output means for outputting the electrical information detected by the probe.

【００１１】また、前記探針を前記撮像板に所定の接触
圧で接触するための付勢手段を設けることもできる。Further, it is possible to provide an urging means for bringing the probe into contact with the image pickup plate at a predetermined contact pressure.

【００１２】また更に、前記撮像板の前記微小電極形成
面の、該微小電極形成領域以外の領域が絶縁性部材で覆
われていてもよい。Furthermore, an area other than the area for forming the micro electrodes on the surface for forming the micro electrodes of the image pickup plate may be covered with an insulating member.

【００１３】また更に、光導電体膜の一方の面に導電層
を備えかつ他方の面に複数の微小電極を備えた撮像板
と、前記撮像板上の電気情報を検出する探針を、前記微
小電極に所定の接触圧で接触させるための付勢手段と、
前記探針を前記微小電極に接触させることにより該微小
電極と前記導電体層との間にバイアス電圧を印加して該
微小電極に所定量の電荷を蓄積し、次に前記撮像板に光
を照射した後で再び前記探針を前記微小電極に接触させ
て前記バイアス電圧を印加し該微小電極の蓄積電荷を所
定量に戻すためのバイアス電圧印加手段と、前記探針と
前記撮像板とを相対的に移動させるための走査手段と、
前記微小電極の蓄積電荷を所定量に戻す際に、前記探針
および撮像板を通じて流れる電流を測定する電流測定手
段と、前記走査手段の走査に対応して、前記測定手段で
得た電流値に基づく信号を出力する出力手段とを設ける
と好都合である。Furthermore, an image pickup plate having a conductive layer on one surface of the photoconductor film and a plurality of microelectrodes on the other surface, and a probe for detecting electrical information on the image pickup plate, Biasing means for contacting the microelectrode with a predetermined contact pressure,
By bringing the probe into contact with the microelectrode, a bias voltage is applied between the microelectrode and the conductor layer to accumulate a predetermined amount of electric charge on the microelectrode, and then to apply light to the imaging plate. After the irradiation, the probe is brought into contact with the microelectrode again to apply the bias voltage to restore the accumulated charge of the microelectrode to a predetermined amount, and the probe and the imaging plate. Scanning means for relatively moving,
When returning the accumulated charge of the microelectrodes to a predetermined amount, a current measuring means for measuring a current flowing through the probe and the image pickup plate, and a current value obtained by the measuring means corresponding to the scanning of the scanning means. It is expedient to provide output means for outputting a signal based on this.

【００１４】また更に、前記バイアス電圧は、前記微小
電極側が負の電位となるように印加すると好都合であ
る。Furthermore, it is convenient to apply the bias voltage so that the microelectrode side has a negative potential.

【００１５】[0015]

【作用】このような構成により、まず、光導電体膜の一
方の面に導電層を備え他方の面に複数の微小電極をたと
えば２次元的に配置した撮像板に試料からの光学像を照
射すると、内部光電効果が生じ、照射された光の強度に
応じて光導電体膜内に電子とホールの対が生じ、この光
導電体膜の導電率が変化する。この光導電体膜の導電率
の変化は、微小電極と導電層との間の抵抗率の変化とな
って現われる。したがって、たとえば光を照射する前に
微小電極と導電体層とに電荷を帯電させておくと、光導
電体膜の抵抗率の変化によって微小電極と導電体層との
間が導通し帯電している電荷の一部が放電する。この時
微小電極から放電する電荷の量は、微小電極を含む微小
領域に照射された光の所定時間内の積算量に対応する。
この微小電極から放電する電荷量が、試料の光学像の光
強度と対応する電気情報となる。With such a structure, first, an optical image from a sample is irradiated onto an image pickup plate having a conductive layer on one surface of a photoconductor film and a plurality of microelectrodes arranged on the other surface, for example, two-dimensionally. Then, an internal photoelectric effect occurs, an electron-hole pair is generated in the photoconductor film according to the intensity of the irradiated light, and the conductivity of the photoconductor film changes. This change in conductivity of the photoconductor film appears as a change in resistivity between the microelectrode and the conductive layer. Therefore, for example, if the microelectrode and the conductor layer are charged with electric charge before being irradiated with light, the microelectrode and the conductor layer are electrically connected and charged due to the change in the resistivity of the photoconductor film. Some of the stored charge is discharged. At this time, the amount of electric charge discharged from the microelectrode corresponds to the integrated amount of light applied to the microregion including the microelectrode within a predetermined time.
The amount of electric charge discharged from the microelectrode becomes electrical information corresponding to the light intensity of the optical image of the sample.

【００１６】この微小電極の電気情報は、撮像板の微小
電極形成面に探針の先端を対向させて配置し、たとえば
探針から微小電極に流れる電流の値を測定することによ
って検出することができる。さらに、この探針を撮像板
上で相対的に走査させることによって、撮像板上の各々
の微小電極についての電気情報が得ることができる。そ
して、この各微小電極から検出した電気情報を、走査し
た探針の位置に対応させて出力することにより、撮像板
に照射された光学像の光強度分布を２次元的な画像信号
として出力することができる。The electrical information of the microelectrodes can be detected by disposing the tip of the probe so as to face the surface of the image pickup plate on which the microelectrode is formed, and measuring the value of the current flowing from the probe to the microelectrode. it can. Further, by relatively scanning the probe on the image pickup plate, electrical information about each microelectrode on the image pickup plate can be obtained. Then, by outputting the electrical information detected from each of the micro electrodes in correspondence with the position of the scanned probe, the light intensity distribution of the optical image irradiated on the imaging plate is output as a two-dimensional image signal. be able to.

【００１７】このように、微小電極を光導電体膜表面に
設けることによって、内部光電効果によって光導電体膜
内に生じた電子またはホールを微小電極に吸い寄せ、撮
像板の横方向へ拡散するのを抑えることができる。した
がって、照射された光の位置に忠実な電気情報が得られ
るので、撮像装置の分解能を高めることができる。As described above, by providing the microelectrodes on the surface of the photoconductor film, electrons or holes generated in the photoconductor film by the internal photoelectric effect are attracted to the microelectrodes and diffused in the lateral direction of the image pickup plate. Can be suppressed. Therefore, since the electric information faithful to the position of the emitted light can be obtained, the resolution of the imaging device can be increased.

【００１８】また、本発明の撮像板の微小電極はＣＣＤ
における画素に対応している。しかしＣＣＤと異なる点
は、光信号を電気信号に変換するための受光部分と、変
換された電気信号を撮像板の外部に出力するための転送
部分を撮像板中に形成しておらず、微小電極からなる受
光部分のみを形成している点である。各微小電極からの
電気情報は撮像板の外部に設けられた探針の走査によっ
て検出される。したがって、撮像板内部に転送部分を形
成する必要がないため画素の構造が極めて単純であり、
微小な画素を形成して画素密度を高めることが容易にで
き、より高い空間分解能を有する撮像装置が実現するこ
とができる。The microelectrodes of the image pickup plate of the present invention are CCDs.
Corresponds to the pixel in. However, unlike the CCD, a light receiving portion for converting an optical signal into an electric signal and a transfer portion for outputting the converted electric signal to the outside of the image pickup plate are not formed in the image pickup plate, The point is that only the light-receiving portion composed of electrodes is formed. The electrical information from each microelectrode is detected by scanning a probe provided outside the image pickup plate. Therefore, since it is not necessary to form a transfer portion inside the image pickup plate, the pixel structure is extremely simple,
It is easy to increase the pixel density by forming minute pixels, and it is possible to realize an imaging device having higher spatial resolution.

【００１９】また、微小電極に蓄積された電気信号を検
出する際に前記探針を撮像板に接触させることにより、
微小電極に蓄積された電気情報を直接検出することがで
きる。したがって、探針の先端を撮像板表面から微小距
離だけ離して走査する場合と違い、探針と撮像板表面と
の距離の変動による測定誤差が生じないので、撮像板に
現われた電気情報を確実に検出することができ、高分解
能で安定した画像信号を得ることができる。Further, by contacting the probe with the image pickup plate when detecting the electric signal accumulated in the microelectrode,
It is possible to directly detect the electrical information stored in the microelectrode. Therefore, unlike when scanning the tip of the probe at a minute distance from the surface of the imaging plate, there is no measurement error due to fluctuations in the distance between the probe and the surface of the imaging plate. Therefore, a stable image signal with high resolution can be obtained.

【００２０】また更に、撮像板の微小電極形成面の微小
電極以外の領域を絶縁性部材で覆うことによって撮像板
の画像信号検出面を平坦化しかつ光導電体膜を保護する
ことができる。したがって、探針の先端を微小電極に接
触させて走査する際に、光導電体膜を傷付けることなく
探針を各微小電極間で安定させて移動させることができ
るので、安定した画像信号を得ることができる。Furthermore, by covering the area other than the microelectrodes on the microelectrode formation surface of the image pickup plate with an insulating member, the image signal detection surface of the image pickup plate can be flattened and the photoconductor film can be protected. Therefore, when scanning the tip of the probe in contact with the microelectrode, the probe can be stably moved between the microelectrodes without damaging the photoconductor film, so that a stable image signal is obtained. be able to.

【００２１】また更に、前記微小電極の電気情報を検出
するために、まず負のバイアス電位に設定された探針を
微小電極に接触させて微小電極と導電層との間にバイア
ス電圧を印加する。これにより、微小電極にはバイアス
電圧に応じた所定量の電荷が蓄積される。その後、探針
を微小電極から離した状態で撮像板に光が照射される。
このとき、前に説明したように、微小電極の蓄積電荷の
量が照射された光の量に応じて減少する。次に、再び探
針を微小電極に接触させて前記バイアス電圧を印加し
て、微小電極の蓄積電荷を所定量に戻す。この微小電極
の蓄積電荷の量を所定量に戻す際に流れる電流は、微小
電極近傍の領域に所定時間に照射された光の量に対応し
ている。したがって、探針を微小電極に接触させてバイ
アス電圧を印加することにより、その微小電極に照射さ
れた光の強度に関する電気情報が得られると同時に、微
小電極の蓄積電荷が所定量に戻されて次の撮像の準備が
行われる。Furthermore, in order to detect the electrical information of the microelectrode, first, a probe set to a negative bias potential is brought into contact with the microelectrode to apply a bias voltage between the microelectrode and the conductive layer. . As a result, a predetermined amount of charge according to the bias voltage is accumulated in the microelectrode. Then, the imaging plate is irradiated with light with the probe separated from the microelectrode.
At this time, as described above, the amount of charge accumulated in the microelectrodes decreases according to the amount of light emitted. Next, the probe is brought into contact with the microelectrode again and the bias voltage is applied to restore the accumulated charge of the microelectrode to a predetermined amount. The current that flows when returning the amount of accumulated charge of the microelectrodes to a predetermined amount corresponds to the amount of light that is irradiated to the region near the microelectrodes for a predetermined time. Therefore, by contacting the microelectrode with the microelectrode and applying a bias voltage, electrical information about the intensity of the light applied to the microelectrode is obtained, and at the same time, the accumulated charge of the microelectrode is returned to a predetermined amount. Preparation for the next imaging is performed.

【００２２】ここで印加するバイアス電圧は、前記微小
電極側を負の電位にすることによって、微小電極側には
負の電荷が蓄積され、光電効果により生じたホールが微
小電極に引き寄せられて電荷が中和される。光導電体に
光が照射されると、電子は様々な方向に移動していく
が、電子が移動することにより生じるホールは位置が大
きく移動しない。そのため、ホールを微小電極に吸い寄
せ電気情報として検出することによって、照射された光
の位置に忠実な電気情報が得られるので、撮像装置の分
解能を更に高めることができる。The bias voltage applied here is such that when the microelectrode side is set to a negative potential, negative charges are accumulated on the microelectrode side, and holes generated by the photoelectric effect are attracted to the microelectrode to charge. Are neutralized. When the photoconductor is irradiated with light, the electrons move in various directions, but the holes generated by the movement of the electrons do not move much in position. Therefore, by sucking the holes into the microelectrodes and detecting them as electric information, electric information faithful to the position of the irradiated light can be obtained, so that the resolution of the imaging device can be further increased.

【００２３】[0023]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につき
説明する。まず、本発明の撮像装置の全体的な構成を説
明する前に、本発明の撮像装置の原理を説明する。図２
は、本発明の撮像装置の撮像板の画素として作用する一
部分から、光照射によって生じる電気情報を検出するた
めの構成を概略的に示したものである。撮像板２０は光
導電性材料からなる光導電体層２２を挟んで一方に電極
２１が形成され、他方には導電性で光透過率の高い材料
からなる電極２３が形成されている。被写体からの光は
電極２３の方向から照射される。電極２１上には導電性
の探針３とカンチレバー４が配置されており、カンチレ
バー４を動かすことによって探針３の先端を電極２１の
表面に接触できるようになっている。カンチレバー４は
電流測定手段５を介してバイアス電源６の出力端子に電
気的に接続されており、探針３はカンチレバー４を通じ
てバイアス電位に設定されている。バイアス電源６のも
う一方の出力端子は電極２３に接続されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, before explaining the overall configuration of the image pickup apparatus of the present invention, the principle of the image pickup apparatus of the present invention will be described. Figure 2
FIG. 4 schematically shows a configuration for detecting electrical information generated by light irradiation from a part that functions as a pixel of an image pickup plate of the image pickup apparatus of the present invention. An electrode 21 is formed on one side of the image pickup plate 20 with a photoconductor layer 22 made of a photoconductive material sandwiched therebetween, and an electrode 23 made of a conductive material having a high light transmittance is formed on the other side. The light from the subject is emitted from the direction of the electrode 23. A conductive probe 3 and a cantilever 4 are arranged on the electrode 21, and the tip of the probe 3 can be brought into contact with the surface of the electrode 21 by moving the cantilever 4. The cantilever 4 is electrically connected to the output terminal of the bias power source 6 via the current measuring means 5, and the probe 3 is set to the bias potential through the cantilever 4. The other output terminal of the bias power source 6 is connected to the electrode 23.

【００２４】このような構成で、撮像板２０に光が照射
されていないとき光導電体層２２は導電性が極めて低い
ので、この光導電体層２２とこれを挟む電極２１、２３
とによってコンデンサが形成されている。まず、撮像の
準備として、バイアス電源６で探針３と電極２３との間
に電圧Ｖ_１をかけた状態で探針３を電極２１に接触させ
る。これにより、光導電体層２２を挟む電極２１、２３
には、バイアス電源６の電圧Ｖ_１に応じた量の電荷が蓄
積される。With such a structure, since the photoconductor layer 22 has extremely low conductivity when the image pickup plate 20 is not irradiated with light, the photoconductor layer 22 and the electrodes 21, 23 sandwiching the photoconductor layer 22 are sandwiched therebetween.
A capacitor is formed by and. First, as a preparation for imaging, the probe 3 is brought into contact with the electrode 21 while the voltage V ₁ is applied between the probe 3 and the electrode 23 by the bias power supply 6. Thereby, the electrodes 21 and 23 sandwiching the photoconductor layer 22 are provided.
An electric charge of an amount corresponding to the voltage V ₁ of the bias power supply 6 is stored in the storage device.

【００２５】次に、探針３を電極２１から離し、この電
極２１、２３に電荷が蓄積された状態で、撮像板２０に
光を照射する。これにより、光導電体層２２の内部光電
効果によって照射された光の量に応じた量の電子とホー
ルの対が生成されて、光導電体層２２は照射された光の
量に応じた導電性を示すために、電極２１と電極２３と
に蓄積されていた電荷が光導電体膜２２のこの導電率の
変化に応じた量が放電される。Next, the probe 3 is separated from the electrode 21, and the image pickup plate 20 is irradiated with light in a state where electric charges are accumulated in the electrodes 21 and 23. As a result, the internal photoelectric effect of the photoconductor layer 22 generates a pair of electrons and holes in an amount corresponding to the amount of light irradiated, and the photoconductor layer 22 conducts according to the amount of light irradiated. In order to exhibit the property, the charge accumulated in the electrodes 21 and 23 is discharged by an amount corresponding to the change in the conductivity of the photoconductor film 22.

【００２６】次に、探針３と電極２３との間に電圧Ｖ_１
をかけた状態で、再び探針３を電極２１に接触させる
と、前の光照射によって放電した電荷量に相当する量の
電荷がこの電極２１と電極２３に流れ込む。このとき流
れ込む電荷の量を、電流の値として電流測定手段５で測
定する。光の照射により電極２１から放電した電荷の量
は、所定時間に照射された光の量に対応するため、この
電流測定手段５により測定された電流値は照射された光
の強度を示すことになる。このようにして、光学像の光
信号を電気信号に変換することができる。Next, a voltage V ₁ is applied between the probe 3 and the electrode 23.
When the probe 3 is brought into contact with the electrode 21 again in the state of being charged, an amount of electric charge corresponding to the amount of electric charge discharged by the previous light irradiation flows into the electrode 21 and the electrode 23. At this time, the amount of electric charge flowing in is measured by the current measuring means 5 as a current value. Since the amount of electric charge discharged from the electrode 21 by the irradiation of light corresponds to the amount of light irradiated for a predetermined time, the current value measured by the current measuring means 5 indicates the intensity of the irradiated light. Become. In this way, the optical signal of the optical image can be converted into an electrical signal.

【００２７】次に、図１は本発明の一実施例に係るＸ線
像検出用の撮像装置の構成を概略的に示したブロック図
である。撮像板１は、ベリリウム（Ｂｅ）等のＸ線透過
率の高い導電性材料からなる電極膜１ａに、酸化鉛から
なる光導電体膜１ｂが積層されており、この光導電体膜
１ｂ上には、複数の金属電極１ｃが２次元的に配列さ
れ、金属電極１ｃ以外の領域は絶縁膜１ｄで覆われてい
る。試料を透過したＸ線２は、電極膜１ａの方向から照
射される。Next, FIG. 1 is a block diagram schematically showing the construction of an image pickup apparatus for X-ray image detection according to an embodiment of the present invention. The imaging plate 1 has a photoconductor film 1b made of lead oxide laminated on an electrode film 1a made of a conductive material having a high X-ray transmittance such as beryllium (Be). The photoconductor film 1b is formed on the photoconductor film 1b. In, a plurality of metal electrodes 1c are arranged two-dimensionally, and a region other than the metal electrodes 1c is covered with an insulating film 1d. The X-ray 2 transmitted through the sample is irradiated from the direction of the electrode film 1a.

【００２８】撮像板１の金属電極１ｃの形成された面の
上には、導電性の探針３およびカンチレバー４が設けら
れており、探針３の先端が撮像板１の表面に対向するよ
うに配置されている。この探針３とカンチレバー４は、
原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）にも使用される極めて微細な
構造を有するもので、窒化ケイ素（ＳｉＮ）等の芯体の
表面にＮｉＣｒ合金膜を形成し、更にＡｕを厚さ５０ｎ
ｍに蒸着して積層した構造である。カンチレバー４の長
さは約３００μｍで、バネ定数が約０．１Ｎ／ｍであ
り、探針３の先端半径は約０．０１〜０．１μｍであ
る。探針３の先端は、カンチレバー４の駆動によって撮
像板１の表面に接触させたり離したりすることができ
る。A conductive probe 3 and a cantilever 4 are provided on the surface of the image pickup plate 1 on which the metal electrode 1c is formed, and the tip of the probe 3 faces the surface of the image pickup plate 1. It is located in. This probe 3 and cantilever 4 are
It has an extremely fine structure that is also used in atomic force microscopes (AFM). A NiCr alloy film is formed on the surface of a core body such as silicon nitride (SiN), and Au is further formed to a thickness of 50 n.
It has a structure in which m is vapor-deposited and laminated. The length of the cantilever 4 is about 300 μm, the spring constant is about 0.1 N / m, and the tip radius of the probe 3 is about 0.01 to 0.1 μm. The tip of the probe 3 can be brought into contact with or separated from the surface of the imaging plate 1 by driving the cantilever 4.

【００２９】カンチレバー４は、電流測定手段５を介し
てバイアス電源６に電気的に接続されており、また、機
械的にはカンチレバー取付け部７によってアクチュエー
タ８に取付けられている。このアクチュエータ８は駆動
制御手段９によって駆動され、図中に示したＸＹＺ方向
に探針３を変位させることができる。ここで、Ｚ方向は
撮像板１の表面と垂直に交わる方向であり、ＸＹ方向は
撮像板１の表面と水平な方向である。またカンチレバー
４には、このカンチレバー４の撓みの量を検出するため
の撓み検出手段１０が設けられており、アクチュエータ
５の動きはこの撓み検出手段１０の結果に基づいて駆動
制御手段９で制御され、その制御結果がコンピュータ１
１に送られる。コンピュータ１１は、この駆動制御手段
９の出力と電流測定手段５の出力とに基づく信号をＣＲ
Ｔ１２に送る。The cantilever 4 is electrically connected to the bias power source 6 via the current measuring means 5, and mechanically attached to the actuator 8 by the cantilever attachment portion 7. The actuator 8 is driven by the drive control means 9 and can displace the probe 3 in the XYZ directions shown in the drawing. Here, the Z direction is a direction perpendicular to the surface of the image pickup plate 1, and the XY direction is a direction horizontal to the surface of the image pickup plate 1. Further, the cantilever 4 is provided with a deflection detecting means 10 for detecting the amount of deflection of the cantilever 4, and the movement of the actuator 5 is controlled by the drive control means 9 based on the result of the deflection detecting means 10. , The control result is computer 1
Sent to 1. The computer 11 CR outputs a signal based on the output of the drive control means 9 and the output of the current measuring means 5.
Send to T12.

【００３０】以上のように構成された本実施例の撮像装
置の動作を説明する。まず、バイアス電源６によって電
極膜１ａと探針３との間にバイアス電圧を印加する。こ
のバイアス電圧は、探針３が電極膜１ａに対して−５Ｖ
になるように設定される。このバイアス電圧をかけた状
態で、探針３の先端を撮像板１表面に対して所定の接触
圧で接触させ、アクチュエータ５を駆動させて撮像板１
表面をＸＹ方向に１回走査する。これにより、撮像板１
上に配置されたそれぞれの金属電極１ｃと探針３が接触
し、電極膜１ａと各金属電極１ｃの間に次々とバイアス
電圧が印加される。The operation of the image pickup apparatus of this embodiment constructed as described above will be described. First, a bias voltage is applied between the electrode film 1 a and the probe 3 by the bias power supply 6. The bias voltage is −5 V with respect to the electrode film 1a when the probe 3 is used.
Is set to. With this bias voltage applied, the tip of the probe 3 is brought into contact with the surface of the imaging plate 1 at a predetermined contact pressure, and the actuator 5 is driven to drive the imaging plate 1
The surface is scanned once in the XY directions. Thereby, the imaging plate 1
The respective metal electrodes 1c arranged above contact the probe 3, and a bias voltage is applied between the electrode film 1a and each metal electrode 1c one after another.

【００３１】この探針３の撮像板１への接触圧は、撮像
板１の表面を傷付けないように、たとえば１×１０^−８
Ｎ（ニュートン）程度の適切な接触圧に維持する必要が
ある。そのため、探針３がアクチュエータ８の駆動で撮
像板１表面に付勢されることにより生じるカンチレバー
４の撓みの量を撓み検出手段１０で検出し、その結果を
駆動制御手段９に送ってアクチュエータ８のＺ方向の変
位をフィードバック制御する。The contact pressure of the probe 3 with the image pickup plate 1 is, for example, 1 × 10 ⁻⁸ so as not to damage the surface of the image pickup plate 1.
It is necessary to maintain an appropriate contact pressure of about N (Newton). Therefore, the bending detection means 10 detects the amount of bending of the cantilever 4 caused by the probe 3 being biased to the surface of the imaging plate 1 by driving the actuator 8, and sends the result to the drive control means 9 to send the actuator 8 to the actuator 8. Feedback control is performed on the displacement in the Z direction.

【００３２】光導電体膜１ｂは、光が照射されていない
状態では導電率が極めて低いので、光導電体膜１ｂを挟
む金属電極１ｃと金属膜１ａはコンデンサとして作用す
る。したがって、探針３のこの１回目の走査によって、
金属電極１ｃの各々にはバイアス電圧値に応じた量の負
の電荷が蓄積する。Since the photoconductor film 1b has an extremely low conductivity in the state where it is not irradiated with light, the metal electrode 1c and the metal film 1a sandwiching the photoconductor film 1b act as a capacitor. Therefore, by this first scanning of the probe 3,
Negative charges of an amount corresponding to the bias voltage value are accumulated in each of the metal electrodes 1c.

【００３３】この探針３の１回目の走査が終わったら、
次に、撮像板１にＸ線２を照射する。このＸ線２は、試
料を透過した光学像であり、撮像板１上で結像するよう
に調整されたものである。このＸ線２は、Ｘ線透過率の
高い材料からなる電極膜１ａを透過して光導電体膜１ｂ
に達する。光導電体膜１ｂにＸ線２が照射されると、光
電効果によって、光導電体膜１ｂ内に照射されたＸ線２
の量に応じた数量の電子とホールの対が生じる。ここで
発生したホールは、負の電荷が蓄積された金属電極１ｃ
に吸い寄せられる。したがって、金属電極１ｃの電荷は
中和され、金属電極１ｃの電荷蓄積量が変化する。一
方、電子は電極膜１ａに吸い寄せられて電極膜１ａの電
荷を中和する。このように、Ｘ線２の照射によって光導
電体膜１ｂの見掛上の導電率が変化することにより、バ
イアス電圧の印加によって蓄積された電荷のうち、Ｘ線
２の照射量に応じた量の電荷が電極膜１ａと金属電極１
ｃから放電されたことになる。この時の金属電極１ｃの
蓄積電荷の量の変化は、その金属電極１ｃを含む微小領
域に照射されたＸ線２の、所定時間内での積算値に対応
する。このようにして、撮像板１に２次元的に配列した
それぞれの金属電極１ｃの電荷蓄積量は、撮像板１に照
射された光学像の光強度分布に対応した分布となる。After the first scanning of the probe 3,
Next, the image pickup plate 1 is irradiated with X-rays 2. The X-ray 2 is an optical image transmitted through the sample, and is adjusted so as to form an image on the image pickup plate 1. The X-rays 2 pass through the electrode film 1a made of a material having a high X-ray transmissivity and pass through the photoconductor film 1b.
Reach When the photoconductor film 1b is irradiated with X-rays 2, the X-rays 2 irradiated inside the photoconductor film 1b are photoelectrically affected.
The number of pairs of electrons and holes is generated according to the amount of. The holes generated here are the metal electrodes 1c in which negative charges are accumulated.
Be drawn to. Therefore, the charge of the metal electrode 1c is neutralized, and the charge accumulation amount of the metal electrode 1c changes. On the other hand, the electrons are attracted to the electrode film 1a and neutralize the charge of the electrode film 1a. As described above, the apparent conductivity of the photoconductor film 1b is changed by the irradiation of the X-ray 2, so that the amount of the charge accumulated by the application of the bias voltage, which corresponds to the irradiation amount of the X-ray 2. The electric charge of the electrode film 1a and the metal electrode 1
It means that it is discharged from c. The change in the amount of accumulated charge of the metal electrode 1c at this time corresponds to the integrated value of the X-rays 2 irradiated on the minute area including the metal electrode 1c within a predetermined time. In this way, the charge accumulation amount of each metal electrode 1c arranged two-dimensionally on the image pickup plate 1 has a distribution corresponding to the light intensity distribution of the optical image with which the image pickup plate 1 is irradiated.

【００３４】次に、再び−５Ｖのバイアス電圧がかかっ
た探針３を撮像板１に所定の接触圧で接触させて走査
し、電極膜１ａと各金属電極１ｃとの間に再びバイアス
電圧を印加する。これにより、探針３から金属電極１ｃ
に電荷が注入され、金属電極１ｃからＸ線２の照射によ
って放電した電荷が補われ、金属電極１ｃの蓄積電荷量
はバイアス電圧に対応した量に戻る。この金属電極１ｃ
の蓄積電荷量を元に戻す際に探針３を通じて流れた電流
の値は電流測定手段５で測定される。この電流の値が、
各金属電極１ｃを含む微小領域に照射されたＸ線２の光
強度に関する電気情報となる。Next, the probe 3 to which a bias voltage of -5 V is applied again is brought into contact with the image pickup plate 1 at a predetermined contact pressure for scanning, and a bias voltage is again applied between the electrode film 1a and each metal electrode 1c. Apply. As a result, from the probe 3 to the metal electrode 1c
Is injected into the metal electrode 1c to supplement the charge discharged by the irradiation of the X-ray 2 from the metal electrode 1c, and the accumulated charge amount of the metal electrode 1c returns to the amount corresponding to the bias voltage. This metal electrode 1c
The value of the current flowing through the probe 3 when the accumulated charge amount of is restored to its original value is measured by the current measuring means 5. The value of this current is
It becomes electrical information regarding the light intensity of the X-rays 2 applied to the minute area including each metal electrode 1c.

【００３５】またこの電流を測定する際、金属電極１ｃ
の蓄積電荷量は、Ｘ線２が照射される前の量に戻るた
め、次に撮像する準備が自動的に行われる。この動作を
繰り返すことにより何度も繰り返し撮像することができ
る。探針３は、撮像板１に配列した金属電極１ｃのそれ
ぞれと次々と接触して行くので、それぞれの金属電極１
ｃに流れる電流値が次々と測定される。When measuring this current, the metal electrode 1c
Since the accumulated charge amount of 1 returns to the amount before the irradiation of the X-ray 2, the preparation for the next imaging is automatically performed. By repeating this operation, it is possible to repeatedly capture images. Since the probe 3 comes into contact with each of the metal electrodes 1c arranged on the imaging plate 1 one after another, each of the metal electrodes 1c
The value of the current flowing through c is measured one after another.

【００３６】次に、電流測定手段５により測定された金
属電極１ｃの各々に関する電流値をコンピュータ１１に
送って、駆動制御手段９からの探針３の走査位置に関す
る情報と対応させて処理し、撮像板１に照射された２次
元的なＸ線２の光学像の強度分布に対応する画像信号と
して処理する。このコンピュータ１１の出力をＣＲＴ１
２に送ることにより、試料のＸ線透過像を画像情報とし
て画面上に表示することができる。Next, the current value for each of the metal electrodes 1c measured by the current measuring means 5 is sent to the computer 11 and processed in correspondence with the information on the scanning position of the probe 3 from the drive control means 9, The image signal is processed as an image signal corresponding to the intensity distribution of the optical image of the two-dimensional X-ray 2 irradiated on the imaging plate 1. The output of this computer 11 is CRT1
By sending the X-ray transmission image to the sample 2, the X-ray transmission image of the sample can be displayed on the screen as image information.

【００３７】このようにして、Ｘ線２の照射により光導
電体膜１ｂ中の導電率の変化として生じた光強度に対応
する信号を、金属電極１ｃの蓄積電荷量の変化として検
出することができる。また、光導電体膜１ｂの内部光電
効果によって生じたホールは微小な金属電極１ｃに引き
寄せられて撮像板１の横方向への拡散が防止されない。
したがって、金属電極１ｃは画素として作用するので、
撮像板１の解像度を高めることができる。In this way, a signal corresponding to the light intensity generated as a change in the conductivity of the photoconductor film 1b due to the irradiation of the X-ray 2 can be detected as a change in the accumulated charge amount of the metal electrode 1c. it can. In addition, the holes generated by the internal photoelectric effect of the photoconductor film 1b are attracted to the minute metal electrode 1c, and the lateral diffusion of the image pickup plate 1 is not prevented.
Therefore, since the metal electrode 1c acts as a pixel,
The resolution of the image pickup plate 1 can be increased.

【００３８】また、この金属電極１ｃで構成される画素
は、ＣＤＤの画素と比較すると構造が極めて単純なた
め、大きさを小さくすることが容易であり、撮像板１上
に金属電極１ｃを高密度に形成することにより極めて高
い分解能の撮像装置を容易に作成することができる。Further, since the pixel composed of the metal electrode 1c has an extremely simple structure as compared with the pixel of the CDD, it is easy to reduce the size, and the metal electrode 1c is formed on the image pickup plate 1 with a high height. By forming it at a high density, it is possible to easily manufacture an image pickup device having an extremely high resolution.

【００３９】次に、図３により、本実施例で使用する撮
像板の製造方法を説明する。図３（ａ）は撮像板の横断
面図、（ｂ）は撮像板の電気情報を検出する面の平面図
である。図３（ａ）において、Ｐ型シリコン層３０上に
電極膜３１と光導電体膜３２とが積層形成されている。
光導電体膜３２上には、金属電極３４が２次元的に分散
して配置されており、光導電体膜３２上のこの金属電極
３４が形成されていない領域には絶縁膜３３が金属電極
３４と同じ高さに形成されている。この金属電極３４
は、図３（ｂ）に示すように、１つの金属電極４の直径
が０．５μｍの円形で、隣接する各金属電極３４の中心
の間隔が１μｍのピッチで配列されている。Ｐ型シリコ
ン層３０の下側には、この撮像板１に外部から配線する
ための電極３５が設けられている。Next, a method of manufacturing the image pickup plate used in this embodiment will be described with reference to FIG. 3A is a cross-sectional view of the image pickup plate, and FIG. 3B is a plan view of a surface of the image pickup plate for detecting electrical information. In FIG. 3A, an electrode film 31 and a photoconductor film 32 are laminated on the P-type silicon layer 30.
Metal electrodes 34 are two-dimensionally distributed and arranged on the photoconductor film 32, and an insulating film 33 is formed on the photoconductor film 32 in a region where the metal electrodes 34 are not formed. It is formed at the same height as 34. This metal electrode 34
As shown in FIG. 3B, one metal electrode 4 has a circular shape with a diameter of 0.5 μm, and the centers of adjacent metal electrodes 34 are arranged at a pitch of 1 μm. On the lower side of the P-type silicon layer 30, an electrode 35 for wiring the image pickup plate 1 from the outside is provided.

【００４０】このような構造において、まず厚さ０．５
ｍｍのＰ型シリコンウェハー３０（抵抗率が０．１Ωｃ
ｍ以下）上に、ベリリウムからなる厚さ５μｍの電極膜
３１を形成する。更に、この電極膜３１上に光導電体膜
３２として酸化鉛を０．１μｍの厚さに形成し、次にこ
の光導電体膜３２上に窒化珪素の絶縁膜３３を０．１μ
ｍの厚さに形成する。これらの膜はすべて真空蒸着によ
り形成する。そして絶縁膜３３を、リソグラフィーおよ
びエッチング技術によって、丸いドット形状の２次元配
列パターンに除去して開口部を形成する。絶縁膜３３の
開口部には白金を０．１μｍの厚さに蒸着し、金属電極
３４の２次元配列を形成する。絶縁膜３３と金属電極３
４の表面は、平坦になるようにする。その後、Ｐ型シリ
コン３０をバックエッチングするが、試料からの光が照
射される受光部分はＰ型シリコン３０を完全に除去す
る。バックエッチングしなかったＰ型シリコン３０部分
には、アルミニウムを厚さ１００μｍに蒸着し、電極膜
３１に外部から電気的接続を行うための電極３５を形成
する。またこの電極３５を形成する代わりに、電極膜３
１に直接リード線を接続してもよい。In such a structure, first, the thickness is 0.5.
mm P-type silicon wafer 30 (resistivity 0.1 Ωc
m or less), an electrode film 31 made of beryllium and having a thickness of 5 μm is formed. Further, a lead oxide film having a thickness of 0.1 μm is formed as a photoconductor film 32 on the electrode film 31, and then a silicon nitride insulating film 33 having a thickness of 0.1 μm is formed on the photoconductor film 32.
It is formed to a thickness of m. All of these films are formed by vacuum evaporation. Then, the insulating film 33 is removed into a round dot-shaped two-dimensional array pattern by lithography and etching techniques to form openings. Platinum is vapor-deposited to a thickness of 0.1 μm in the openings of the insulating film 33 to form a two-dimensional array of metal electrodes 34. Insulating film 33 and metal electrode 3
The surface of 4 should be flat. After that, the P-type silicon 30 is back-etched, but the P-type silicon 30 is completely removed at the light receiving portion irradiated with the light from the sample. Aluminum is vapor-deposited to a thickness of 100 μm on the portion of the P-type silicon 30 that has not been back-etched, and an electrode 35 for external electrical connection is formed on the electrode film 31. Further, instead of forming the electrode 35, the electrode film 3
The lead wire may be directly connected to 1.

【００４１】なお、本実施例では、撮像装置に照射する
光としてＸ線を使用しているが、光導電体膜に光電効果
を生じる光であれば他の波長の光を使用することもで
き、赤外線からγ線まで様々な波長の光を使用すること
ができる。In this embodiment, X-rays are used as the light for irradiating the image pickup device, but light of other wavelengths may be used as long as the light produces a photoelectric effect on the photoconductor film. It is possible to use light of various wavelengths from infrared rays to γ rays.

【００４２】また、本実施例では、探針を撮像板表面に
接触させて撮像板から光学像に関する電気情報を検出し
ているが、探針を接触させずに電気情報を得ることも可
能である。Further, in the present embodiment, the probe is brought into contact with the surface of the image pickup plate to detect the electrical information regarding the optical image from the image pickup plate, but it is also possible to obtain the electrical information without bringing the probe into contact. is there.

【００４３】また、本実施例では、撮像板表面に微小な
金属電極を２次元的に配置しているが、配列を直線的ま
たは立体的に配置してもよい。Further, in this embodiment, the minute metal electrodes are two-dimensionally arranged on the surface of the image pickup plate, but they may be arranged linearly or three-dimensionally.

【００４４】また、本実施例では、探針を保持したカン
チレバーを駆動することによって撮像板上を探針で走査
しているが、撮像板を駆動することによって探針と撮像
板とを相対的に走査させてもよい。Further, in the present embodiment, the cantilever holding the probe is driven to scan the imaging plate with the probe, but by driving the imaging plate, the probe and the imaging plate are relatively moved. May be scanned.

【００４５】[0045]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、光導電
体膜上に微小電極を形成することによって、光の照射に
よって光導電体膜中に生じた電気情報が撮像板の横方向
へ拡散することなく微小電極に引き寄せられて蓄積され
るので、撮像装置の分解能を大幅に高めることができ
る。As described above, according to the present invention, by forming the microelectrodes on the photoconductor film, the electrical information generated in the photoconductor film by the irradiation of light is transmitted in the lateral direction of the image pickup plate. Since it is attracted to the microelectrodes and accumulated without being diffused into, the resolution of the image pickup device can be greatly improved.

【００４６】また、この微小電極で構成した画素はＣＣ
Ｄ等と比べて構造が極めて単純なので、微小電極を小さ
くかつ狭ピッチで形成することにより撮像板上の画素密
度を高めることが容易である。したがって、撮像装置の
空間分解能をさらに高めることができ、Ｘ線で期待され
る分解能に対応した極めて高い空間分解能を容易に得る
ことができる。Further, the pixel composed of this microelectrode is CC
Since the structure is extremely simple as compared with D etc., it is easy to increase the pixel density on the image pickup plate by forming the fine electrodes with a small size and a narrow pitch. Therefore, the spatial resolution of the imaging device can be further increased, and an extremely high spatial resolution corresponding to the resolution expected for X-rays can be easily obtained.

【００４７】また更に、光照射で生じた電気情報を微小
電極に探針を接触させることにより測定しているので、
１つ１つの画素の電気情報が確実に検出できるとともに
電気情報の測定誤差が減少し、より高い分解能を安定し
て得ることができる。Furthermore, since the electrical information generated by the light irradiation is measured by bringing the probe into contact with the microelectrode,
It is possible to reliably detect the electric information of each pixel, reduce the measurement error of the electric information, and stably obtain a higher resolution.

【００４８】また更に、微小電極形成面の微小電極以外
の領域を絶縁体で覆っているため、光導電体膜が外部環
境から保護されかつ探針の走査面が平坦化されるので、
光導電体膜を損傷することなく走査を行うことができ、
安定した画像信号を得ることができる。Furthermore, since the area other than the microelectrodes on the microelectrode formation surface is covered with an insulator, the photoconductor film is protected from the external environment and the scanning surface of the probe is flattened.
Scanning can be done without damaging the photoconductor film,
A stable image signal can be obtained.

【００４９】また更に、負のバイアス電圧を探針にかけ
て撮像板を走査し、各微小電極にバイアス電圧を印加す
る際に流れる電流値を画像信号として検出しているの
で、画像信号の検出と同時に次の撮像の準備をすること
ができ、実時間で繰り返し試料像を撮像することがで
き、撮像装置の効率を高めることができる。Furthermore, the negative bias voltage is applied to the probe to scan the image pickup plate, and the current value flowing when the bias voltage is applied to each microelectrode is detected as an image signal. The next imaging can be prepared, the sample image can be repeatedly taken in real time, and the efficiency of the imaging device can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の一実施例による撮像装置の概略的な構
成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an image pickup apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図２】本発明の撮像装置の原理を説明するための概略
的なブロック図である。FIG. 2 is a schematic block diagram for explaining the principle of the image pickup apparatus of the present invention.

【図３】図１の撮像装置の撮像板を示し、（ａ）は撮像
板の横断面図、（ｂ）は撮像板の電気情報を検出する面
の平面図である。3A and 3B show an image pickup plate of the image pickup apparatus shown in FIG. 1, where FIG. 3A is a cross-sectional view of the image pickup plate, and FIG. 3B is a plan view of a surface of the image pickup plate for detecting electrical information.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 撮像板 １ａ 電極膜 １ｂ 光導電体膜 １ｃ 金属電極 １ｄ 絶縁体膜 ２ Ｘ線 ３ 探針 ４ カンチレバー ５ 電流測定手段 ６ バイアス電源 ７ カンチレバー取付具 ８ アクチュエータ ９ 駆動制御手段 １０ 撓み検出手段 １１ コンピュータ １２ ＣＲＴ ２１、２３ 電極 ２２ 光導電層 ３０ Ｐ型シリコン ３１ 電極膜 ３２ 光導電体膜 ３３ 絶縁体膜 ３４ 金属電極 1 Imaging Plate 1a Electrode Film 1b Photoconductive Film 1c Metal Electrode 1d Insulator Film 2 X-ray 3 Probe 4 Cantilever 5 Current Measuring Means 6 Bias Power Supply 7 Cantilever Fixture 8 Actuator 9 Drive Control Means 10 Deflection Detection Means 11 Computer 12 CRT 21, 23 electrode 22 photoconductive layer 30 P-type silicon 31 electrode film 32 photoconductive film 33 insulator film 34 metal electrode

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 光導電体膜の一方の面に導電層を備えか
つ他方の面に複数の微小電極を備えた撮像板と、 前記撮像板の前記微小電極に対向させて配置可能であ
り、前記撮像板上の電気情報を検出するための探針と、 該探針と前記撮像板とを相対的に移動させるための走査
手段と、 前記走査手段による走査に対応して前記探針により検出
された電気情報を出力する出力手段と、 を具備することを特徴とする撮像装置。1. An image pickup plate having a conductive layer on one surface of a photoconductor film and a plurality of microelectrodes on the other surface, and it can be arranged to face the microelectrodes of the image pickup plate, A probe for detecting electrical information on the image pickup plate, a scanning unit for relatively moving the probe and the image pickup plate, and detection by the probe corresponding to scanning by the scanning unit An image pickup device comprising: an output unit that outputs the generated electrical information. 【請求項２】 前記複数の微小電極は撮像板に２次元的
に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の撮
像装置。2. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the plurality of microelectrodes are two-dimensionally arranged on the image pickup plate. 【請求項３】 前記探針を前記撮像板に所定の接触圧で
接触させるための付勢手段を具備することを特徴とする
請求項１または請求項２に記載の撮像装置。3. The image pickup apparatus according to claim 1, further comprising an urging means for bringing the probe into contact with the image pickup plate at a predetermined contact pressure. 【請求項４】 前記撮像板の前記微小電極が形成された
面の、前記微小電極の形成領域以外の領域が絶縁性部材
で覆われていることを特徴とする請求項１、請求項２、
または請求項３に記載の撮像装置。4. The surface of the image pickup plate, on which the microelectrodes are formed, other than the region where the microelectrodes are formed is covered with an insulating member.
Alternatively, the imaging device according to claim 3. 【請求項５】 光導電体膜の一方の面に導電層を備えか
つ他方の面に複数の微小電極を備えた撮像板と、 前記撮像板上の電気情報を検出する探針を、前記微小電
極に所定の接触圧で接触させるための付勢手段と、 前記探針を前記微小電極に接触させることにより該微小
電極と前記導電体層との間にバイアス電圧を印加して該
微小電極に所定量の電荷を蓄積し、次に前記撮像板に光
を照射した後で再び前記探針を前記微小電極に接触させ
て前記バイアス電圧を印加し該微小電極の蓄積電荷を所
定量に戻すためのバイアス電圧印加手段と、 前記探針と前記撮像板とを相対的に移動させるための走
査手段と、 前記微小電極の蓄積電荷を所定量に戻す際に、前記探針
および撮像板を通じて流れる電流を測定する電流測定手
段と、 前記走査手段の走査に対応して、前記測定手段で得た電
流値に基づく信号を出力する出力手段と、 を具備することを特徴とする撮像装置。5. An imaging plate having a conductive layer on one surface of a photoconductor film and a plurality of micro electrodes on the other surface, and a probe for detecting electrical information on the imaging plate, A biasing means for contacting the electrode with a predetermined contact pressure, and a bias voltage is applied between the microelectrode and the conductor layer by contacting the probe with the microelectrode to apply the bias voltage to the microelectrode. To store a predetermined amount of charge and then irradiate the image pickup plate with light, and then bring the probe into contact with the microelectrode again to apply the bias voltage to return the stored charge of the microelectrode to the predetermined amount. Bias voltage applying means, scanning means for relatively moving the probe and the image pickup plate, and a current flowing through the probe and the image pickup plate when returning the accumulated charge of the microelectrode to a predetermined amount. Current measuring means for measuring the scanning of the scanning means Correspondingly, an imaging apparatus characterized by comprising a, and output means for outputting a signal based on the current value obtained by the measurement means. 【請求項６】 前記バイアス電圧は、前記微小電極側が
負の電位となるように印加することを特徴とする請求項
５の撮像装置。6. The image pickup device according to claim 5, wherein the bias voltage is applied so that the microelectrode side has a negative potential.