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図面 (5)

課題

本発明は、光導電体構造エッジ及び基準電極の形態に係わりなく、マトリクスの縁を構成するセンサ素子を正常に動作されることを目的とする。

解決手段

本発明は、基準電極と複数のセンサ素子を有し、上記各センサ素子はコレクタ電極と、上記基準電極及び上記コレクタ電極の間に配置された光導電体構造と、上記コレクタ電極を読み出しリード線に接続する切換素子とを含み、上記センサ素子はn及びmが1よりも大きい値をとるn行m列のマトリクスに配置されたセンサに関連する。光導電体構造のエッジ及び基準電極の形態に係わりなく、マトリクスの縁付近にあるセンサ素子の正常な動作は、読み出しリード線とマトリクスの縁を構成するセンサ素子の光導電体構造との間に配置され、光導電体構造のエッジを越えて延在するガード電極窓をマトリクスに設けることで達成される。

概要

背景

この種類のセンサは、WO97/10616から公知である。公知のX線イメージセンサは、X線に対する感度がよく、且つ、行及び列方向に配置された複数のセンサ素子から構成されるマトリクスを含む。各センサ素子は、コレクタ電極と、単線光導電体構造と、共通の基準電極とから構成される。セレン(Se)又は酸化鉛(PbO)を含む光導電体層は、入射X線を吸収し電子正孔対を発生する。正孔は、基準電極とコレクタ電極との間の光導電体層に印加された静電界の影響を受けて、基準電極に移動し、電子はコレクタ電極によって収集される、或いは、電極極性に依存して反対になる。各コレクタ電極は、切換素子に接続される。収集された電荷を読み出すために、切換素子が開かれ、収集された電荷は適切な読み出しリード線導通されて適当な増幅器の中に流入し、次に増幅器は電荷信号マルチプレクサに供給し、このマルチプレクサにおいて対応する読み出しリード線からの電荷信号を電子信号に変換される。

このようなセンサマトリクスの縁に位置するセンサ素子は、常に正常に動作するとは限らない。一方で、光導電体構造はその片側に隣接するセンサ素子が無いため大気と接触し、湿気及び酸素がセレン又はPbOのような層材料に悪影響をもたらす。他方で、光導電体構造及び/又は基準電極がアクティブイメージング面まで延在する場合、コレクタ電極に接続された読み出しリード線及びアドレスリード線への容量結合のために望ましくない信号が生じる。これは、望ましくないノイズを生成する。

概要

本発明は、光導電体構造のエッジ及び基準電極の形態に係わりなく、マトリクスの縁を構成するセンサ素子を正常に動作されることを目的とする。

本発明は、基準電極と複数のセンサ素子を有し、上記各センサ素子はコレクタ電極と、上記基準電極及び上記コレクタ電極の間に配置された光導電体構造と、上記コレクタ電極を読み出しリード線に接続する切換素子とを含み、上記センサ素子はn及びmが1よりも大きい値をとるn行m列のマトリクスに配置されたセンサに関連する。光導電体構造のエッジ及び基準電極の形態に係わりなく、マトリクスの縁付近にあるセンサ素子の正常な動作は、読み出しリード線とマトリクスの縁を構成するセンサ素子の光導電体構造との間に配置され、光導電体構造のエッジを越えて延在するガード電極窓をマトリクスに設けることで達成される。

目的

本発明は、光導電体構造のエッジ及び基準電極の形態に係わりなく、マトリクスの縁を構成するセンサ素子を正常に動作させることを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
0件

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請求項1

基準電極と複数のセンサ素子を有し、上記各センサ素子はコレクタ電極と、上記基準電極及び上記コレクタ電極の間に配置された光導電体構造と、上記コレクタ電極を読み出しリード線に接続する切換素子とを含み、上記センサ素子はn及びmが1よりも大きい値をとるn行m列のマトリクスに配置されたセンサであって、上記マトリクスには、その縁を構成するセンサ素子の上記光導電体構造と上記読み出しリード線との間に配置され、上記光導電体構造のエッジを越えて延在するガード電極窓が設けられることを特徴とするセンサ。

請求項2

上記ガード電極窓は、一つ以上の広い面積のガード電極から構成されることを特徴とする請求項1記載のセンサ。

請求項3

上記ガード電極窓は、複数のガード電極を含み、上記マトリクスの縁を構成する上記各センサ素子に対して夫々のガード電極が関連付けられていることを特徴とする請求項1記載のセンサ。

請求項4

上記ガード電極窓は、上記コレクタ電極に対応する層のレベルに配置されることを特徴とする請求項1記載のセンサ。

請求項5

基準電極と複数のセンサ素子を有し、上記各センサ素子はコレクタ電極と、上記基準電極及び上記コレクタ電極の間に配置された光導電体構造と、上記コレクタ電極を読み出しリード線に接続する切換素子とを含み、上記センサ素子はn及びmが1よりも大きい値をとるn行m列のマトリクスに配置されたセンサであって、上記マトリクスの縁を構成する上記センサ素子の光導電体構造のエッジ付近湿気及び空気を浸透させないパッシベーション層が設けられ、上記光導電体構造は、異なる材料から形成され、互いに重なり合って配置された少なくとも2層の光導電体層から構成され、一方の層のために選択された材料は酸化鉛であり、もう一方の層のために選択された材料はセレンであることとを特徴とするセンサ。

請求項6

基準電極と複数のセンサ素子を有し、上記各センサ素子はコレクタ電極と、上記基準電極及び上記コレクタ電極の間に配置された光導電体構造と、上記コレクタ電極を読み出しリード線に接続する切換素子とを含み、上記センサ素子はn及びmが1よりも大きい値をとるn行m列のマトリクスに配置されたセンサであって、上記マトリクスには、その縁を構成するセンサ素子の上記光導電体構造と上記読み出しリード線との間に配置され、上記光導電体構造のエッジを越えて延在するガード電極窓が設けられ、上記マトリクスの縁を構成する上記センサ素子の光導電体構造のエッジ付近に湿気及び空気を浸透させないパッシベーション層が設けられ、上記光導電体構造は、異なる材料から形成され、互いに重なり合って配置された少なくとも2層の光導電体層から構成され、一方の層のために選択された材料は酸化鉛であり、もう一方の層のために選択された材料はセレンであり、上記パッシベーション層は、上記ガード電極窓から上記光導電体構造に沿って上記基準電極まで延びることを特徴とするセンサ。

請求項7

上記パッシベーション層は、基準電極の上まで部分的に又は完全に延びることを特徴とする請求項6記載のセンサ。

請求項8

X線イメージセンサであることを特徴とする請求項1乃至7のうちいずれか一項記載のセンサ。

請求項9

X線イメージを形成するために対象物照射するX線ビーム放射するX線源と、上記X線イメージから電気イメージ信号を発生する検出器とを含むX線検査装置であって、上記X線検出器は請求項1乃至8のうちいずれか一項記載のセンサを含むことを特徴とするX線検査装置。

技術分野

0001

本発明は、基準電極と複数のセンサ素子を有し、各センサ素子はコレクタ電極と、基準電極及びコレクタ電極の間に配置された光導電体構造と、コレクタ電極を読み出しリード線に接続する切換素子とを含み、このセンサ素子はn及びmが1よりも大きい値をとるn行m列のマトリクスに配置されたセンサに関する。

0002

本発明は更に、X線イメージを形成するために対象物照射するX線ビーム放射するX線源と、上記X線イメージから電気イメージ信号を生成する検出器とを含むX線検査装置に関する。

背景技術

0003

この種類のセンサは、WO97/10616から公知である。公知のX線イメージセンサは、X線に対する感度がよく、且つ、行及び列方向に配置された複数のセンサ素子から構成されるマトリクスを含む。各センサ素子は、コレクタ電極と、単線の光導電体構造と、共通の基準電極とから構成される。セレン(Se)又は酸化鉛(PbO)を含む光導電体層は、入射X線を吸収し電子正孔対を発生する。正孔は、基準電極とコレクタ電極との間の光導電体層に印加された静電界の影響を受けて、基準電極に移動し、電子はコレクタ電極によって収集される、或いは、電極極性に依存して反対になる。各コレクタ電極は、切換素子に接続される。収集された電荷を読み出すために、切換素子が開かれ、収集された電荷は適切な読み出しリード線に導通されて適当な増幅器の中に流入し、次に増幅器は電荷信号マルチプレクサに供給し、このマルチプレクサにおいて対応する読み出しリード線からの電荷信号を電子信号に変換される。

0004

このようなセンサマトリクスの縁に位置するセンサ素子は、常に正常に動作するとは限らない。一方で、光導電体構造はその片側に隣接するセンサ素子が無いため大気と接触し、湿気及び酸素がセレン又はPbOのような層材料に悪影響をもたらす。他方で、光導電体構造及び/又は基準電極がアクティブイメージング面まで延在する場合、コレクタ電極に接続された読み出しリード線及びアドレスリード線への容量結合のために望ましくない信号が生じる。これは、望ましくないノイズを生成する。

発明が解決しようとする課題

0005

本発明は、光導電体構造のエッジ及び基準電極の形態に係わりなく、マトリクスの縁を構成するセンサ素子を正常に動作させることを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

上記目的は本発明によるセンサを用いて達成され、このセンサはマトリクスの縁を構成するセンサ素子の光導電体構造と読み出しリード線との間に配置され、光導電体構造のエッジ、即ちアクティブイメージング面のエッジを越えて延在するガード電極窓をマトリクスに設けることを特徴とする。

0007

第1の実施例におけるガード電極窓は、一つ以上の広い面積のガード電極から構成されることが好ましい。広い面積のガード窓に関連した解決策は、技術的な実施面において利点がある。この窓の全体は、複数のサブ窓、例えば、二つのサブ窓から構成され得る。

0008

第2の実施例におけるガード電極窓は、マトリクスの縁を構成する各センサ素子にガード電極が設けられるように多数の個々のガード電極から構成される。

0009

本発明によって提案されたガード電極窓により、基準電極と読み出しリード線との間で寄生キャパシタンスの形態として現われる妨害は光導電体構造のエッジの層及び基準電極の理想的ではない構造の場合に、遮蔽の意味で抑制される。

0010

更に、光導電体構造は例えば、複数の層を階段状に積層することでアクティブイメージング面を越えるまで延在するように設けられ得る。これは、製造処理による光導電体構造の個別の層のエッジにおける材料の非一様性が、アクティブイメージング面の外に位置し、イメージ欠陥をもたらさないといった利点を提供する。更に、技術的な意味からすると理想的な垂直の断面よりも多層の光導電体構造の階段状の形態を実現するほうが簡単である。

0011

ガード電極は、コレクタ電極に対応する層のレベルに配置されることが好ましい。これは、薄膜技術を利用した製造処理においてガード電極窓とコレクタ電極とが同じ処理段階中に同時に設けられることを可能にする。

0012

更に上記目的は、別の特徴を有するセンサを用いて達成され、このセンサはマトリクスの縁を構成するセンサ素子の光導電体構造のエッジ付近に湿気及び空気を浸透させないパッシベーション層が設けられ、光導電体構造は異なる材料を含む互いに重なり合って配置された少なくとも2層の光導電体層から構成され、一方の層のために選択された材料は酸化鉛であり、もう一方のために選択された材料はセレンであることとを特徴とする。

0013

本発明によると、酸化鉛層を堆積することは多層光導電体構造内における非常に感度が高いセレン層補償する。提案されたパッシベーション層は、光導電層に対する大気の悪影響、従ってエッジ付近に対する妨害性影響を防止する。パッシベーション層は、ポリエチレンポリキシリレン登録商標パリレンとして公知である)、又はポリウレタンのような合成材料を含むことが好ましい。

0014

本発明の好ましい実施例において、多層光導電体構造を含む前述した種類のセンサのマトリクスの縁付近はガード電極窓によって遮蔽されると共に、パッシベーション層によって保護される。

発明を実施するための最良の形態

0015

本発明の更なる詳細及び利点は、特許請求の範囲の記載と添付図に示される本発明による実施例を更に明確にする以下の説明とによって明らかとなる。

0016

図1は、本発明によるX線センサマトリクス1の回路図である。この回路図は3×3のセンサ素子のみを示しているが、マトリクスの実際的な実施例では、例えば、2,000×2,000のセンサ素子を有する。マトリクスの縁を構成するセンサ素子は参照番号21と表わされ、中央のセンサ素子は参照番号20と表わされる。各画素には、X線に対して感応がよく、且つ、フォトセンサ22、キャパシタンス23及び切換素子4を含むセンサ素子20及び21が設けられる。切換素子4は、TFT(薄膜トランジスタ)として構成されることが好ましい。入射X線は、フォトセンサ22を用いて電荷に変換され、上記電荷はキャパシタンス23によって収集される。コレクタ電極3は、対応するキャパシタンス23の一部分を形成する。この場合、マトリクスの各列には対応する読み出しリード線5が設けられ、各キャパシタンス23は切換素子4を通じて対応する読み出しリード線5に接続される。読み出しリード線5は増幅器24に接続され、この増幅器は出力信号をマルチプレクサ25に伝達する。切換素子4は、アドレスリード線27を介して切換素子4に接続された回路26を用いて各行毎に制御される。マルチプレクサ25は、電子イメージ信号をモニタ28又はイメージプロセッサ29に供給する。

0017

図2は、本発明によるX線センサ素子21の薄膜構造の断面図である。この図は、マトリクスの縁に位置するセンサ素子21を示している。センサ素子は、共通の基準電極2とコレクタ電極3との間に形成された光導電体構造6を含む。入射X線は、光導電体構造6の中に吸収され電子正孔対が発生される。印加された電界の影響を受けて、基準電極及びコレクタ電極は夫々陰極及び陽極として機能する。コレクタ電極3は基板8、例えばガラス層、の上のパッシベーション層7の中に埋設され、切換素子(図示せず)を通じて読み出しリード線5に接続される。

0018

例えば、金又はアルミニウム薄金属層として形成されたコレクタ電極3の上には、多層構造を有する光導電体構造6が設けられる。この光導電体構造6は、第1のPbO層(6a)及び、その上に堆積されたSe層(6b)から構成される。酸化鉛は、多結晶酸化鉛(PbO2,0<X≦2)に関係する。光導電体構造は、基準電極に隣接する。基準電極は、薄金属層、例えば、100nm乃至1μmの範囲にある厚さを有する層である。本実施例では、この基準電極は金の層によって形成されるが、他の適切な層は例えば、Al、Ag、Pt、Pd等によって形成される層である。層6a、6b及び2のエッジは平らにされる必要はなく、この場合、その3枚の層は階段状に配置される。

0019

ガード電極窓9は、コレクタ電極3と同じレベルに設けられる。ガード電極窓は、読み出しリード線5上のパッシベーション層と光導電体構造6との間に配置される。ガード電極窓は、光導電体構造の下層6aのエッジ付近まで延在し、読み出しリード線5と同じ電位を帯び、従って寄生信号に対する適切な遮蔽を行う。更に、ガード電極が設けられるとき、センサ素子のエッジの層は同一平面で終端される必要がなく、画素フィールドまで延在してもよい。多層構造の場合、例えば、PbO層は最も外側の画素よりも3mm、Se層は2mm、又、基準電極のAu層は1mmずつ延ばされる。層のエッジ効果は、基準電極と縁のセンサ素子のコレクタ電極との間の相互作用に影響を与えなくなる。

0020

パッシベーション層10は、ガード電極9上から光導電体構造6に沿って基準電極2まで設けられる。パッシベーション層10は、ポリウレタン又は電気的絶縁樹脂のような電気的絶縁材料から作られる。ポリキシリレン(CH2-C6H4-CH2)n)(登録商標パリレン)が、好ましい材料である。

0021

図3は、縁を構成し、多層光導電体構造6に沿って延びるパッシベーション層11を設けたセンサ素子を示す図である。図2と同等の部分は、夫々同じ参照番号によって表わされる。光導電体構造6は、下層PbO(6a)及びその上に堆積された層Se(6b)から構成される。湿気及び空気層に浸透しないパッシベーション層は、大気に接触する縁のセンサ素子の部分のために保護窓を含む。層11は、基準電極2の上まで延びてもよい。しかしながら、全ての場合において、基準電極への電気路が設けられなくてはならない。

0022

図4は、本発明によるX線センサを具備した検出器13を含むX線検査装置12を示す図である。X線検査装置12は、患者用の台14を含む。X線源15は、上記台の下に取付けられる。X線検出器13は、放射線源15に関して調節可能となるように配置される。X線イメージを生成するために、患者はX線ビームによって照射される。X線イメージは、患者の局部的に異なるX線吸収に依存し、検出器を用いて生成される。このX線イメージは、X線センサを使用して電気信号に変換され、X線イメージを表示するためにこの電気信号はモニタ28に供給される。

図面の簡単な説明

0023

図1本発明によるX線センサマトリクスの回路図である。
図2ガード電極窓が設けられたX線センサの薄膜構造の断面図である。
図3パッシベーション層が設けられた多層X線センサの薄膜構造の断面図である。
図4本発明によるX線センサを含むX線検査装置を示す図である。

--

0024

1X線センサマトリクス
2基準電極
3コレクタ電極
4 切換素子
5読み出しリード線
6光導電体構造
7、10、11パッシベーション層
8基板
9ガード電極窓
12X線検査装置
13検出器
14放射線源
15X線源
20 中央のセンサ素子
21 縁のセンサ素子
22フォトセンサ
23キャパシタンス
24増幅器
25マルチプレクサ
26回路
27アドレスリード線
28モニタ
29 イメージプロセッサ

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