放射线图像检测装置 |
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| 申请号 | CN201480020443.5 | 申请日 | 2014-01-24 | 公开(公告)号 | CN105122084A | 公开(公告)日 | 2015-12-02 |
| 申请人 | 浜松光子学株式会社; | 发明人 | 山本晃永; 老川智博; 铃木裕树; 宫本祐一; 櫻井直人; | ||||
| 摘要 | 放射线图像检测装置(20)包括：光检测元件(10)，其检测 荧光 光；及棱镜(5)，其配置在朝向成像板(IP)的激发光(EL)的光路上且光检测元件(10)与成像板(IP)之间。棱镜(5)作为表面而具有：侧面(5c)，其与成像板(IP)相对；以及侧面(5a)及侧面(5b)，其相对于侧面(5c)倾斜。棱镜(5)以如下方式配置：自侧面(5a)入射的激发光(EL)在内部传播并自侧面(5c)出射，且自侧面(5c)入射的来自成像板(IP)的反射光在内部传播并自侧面(5b)出射。光检测元件(10)与棱镜(5)的表面中的与来自成像板(IP)的反射光出射的区域不同的区域相对配置。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种放射线图像检测装置，其特征在于， |
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| 说明书全文 | 放射线图像检测装置技术领域[0001] 本发明涉及放射线图像检测装置。 背景技术[0002] 蓄积性荧光体通过照射至蓄积性荧光体的激光激发而放出光。众所周知的是如下读取装置，其对蓄积性荧光体照射激光(激发光)，并将自蓄积性荧光体放出的光通过光检测元件而转换为电信号(参照例如专利文献1)。 [0003] 先前技术文献 [0004] 专利文献 [0005] 专利文献1日本专利特开平6-130526号公报 发明内容[0006] 发明所要解决的问题 [0007] 本发明的目的在于，提供一种能抑制在光检测元件的激发光的检测的放射线图像检测装置。 [0008] 解决问题的技术手段 [0009] 本发明的一个观点的放射线图像检测装置为检测自记录介质放出的荧光光的放射线图像检测装置，该记录介质是通过对记录有放射线图像的记录介质照射激发光而记录放射线图像的，且该放射线图像检测装置包括：光检测元件，其检测荧光光；及棱镜，其以位于朝向记录介质的激发光的光路上且光检测元件与记录介质之间的方式配置；且棱镜具有作为表面的与记录介质相对的第一面、及相对于第一面倾斜的第二面及第三面，并且以如下方式配置：自第二面入射的激发光在内部传播并自第一面出射，且自第一面入射的来自记录介质的反射光在内部传播并自第二面或第三面出射，光检测元件与棱镜的表面中的与来自记录介质的反射光出射的区域不同的区域相对配置。 [0010] 本发明的一个观点的放射线图像检测装置中，激发光自不与记录介质相对的第二面入射至棱镜，并自第一面出射。荧光光自第一面入射至棱镜，且在棱镜内传播并入射至光检测元件。自第一面入射至棱镜的反射光，自不与记录介质相对的第二面或第三面出射。光检测元件与棱镜的表面中的与反射光出射的区域不同的区域相对配置。因此，激发光不易入射至光检测元件。根据该放射线图像检测装置，可抑制光检测元件检测激发光。 [0011] 也可为第三面是透过激发光的面，且棱镜以自第一面入射的来自记录介质的反射光自第三面出射的方式配置。该情形时，自第二面入射的激发光自第一面出射并照射至记录介质。自第一面入射至棱镜的反射光自第三面出射。由于光检测元件与棱镜的表面中的与反射光出射的区域不同的区域相对配置，因此激发光不易入射至光检测元件。因此，可确实地抑制光检测元件检测激发光。 [0012] 也可为第三面是反射激发光的面，且棱镜以自第二面入射的激发光在第三面反射并自第一面出射，且自第一面入射的来自记录介质的反射光自第二面出射的方式配置。该情形时，自第二面入射的激发光在第三面反射之后自第一面出射并照射至记录介质。自第一面入射至棱镜的反射光自第二面出射。由于光检测元件与棱镜的表面中的与反射光出射的区域不同的区域相对配置，因此激发光不易入射至光检测元件。因此，可确实地抑制光检测元件检测激发光。 [0013] 光检测元件也能以与第二面中的与激发光入射的区域不同的区域相对的方式配置。该情形时，由于光检测元件以与第二面中的与激发光入射的区域不同的区域相对的方式配置，因此激发光不易入射至光检测元件。因此，可确实地抑制光检测元件检测激发光。 [0014] 光检测元件也能以与第三面中的与来自记录介质的反射光出射的区域不同的区域相对的方式配置。该情形时，由于光检测元件以与第三面中的与反射光出射的区域不同的区域相对的方式配置，因此激发光不易入射至光检测元件。因此，可确实地抑制光检测元件检测激发光。 [0015] 也可为棱镜作为表面具有与第一面相对的第四面，且光检测元件以与第四面相对的方式配置。该情形时，由于以相对于与激发光出射的第二面或第三面不同的第四面的方式配置光检测元件，因此激发光不易入射至光检测元件。因此，可确实地抑制光检测元件检测激发光。 [0016] 光检测元件将光电二极管阵列作为1个信道而具备多个信道，且该光电二极管阵列包括：多个雪崩光电二极管，其以盖格模式动作；及猝灭电阻，其对各个雪崩光电二极管串联连接。该情形时，激发光不易入射至多个雪崩光电二极管。若激发光入射至多个雪崩光电二极管，则不仅荧光光，而且激发光也被雪崩倍增。由于激发光不易入射至多个雪崩光电二极管，因此可将会通过雪崩倍增而增大的激发光的影响抑制为较低。 [0017] 发明的效果 [0019] 图1为表示实施方式的放射线图像检测装置的概略构成图。 [0020] 图2为实施方式的光电二极管阵列的立体图。 [0021] 图3(a)为图2所示的光电二极管阵列的II-II箭头剖面图，图3(b)为其电路图。 [0022] 图4为实施方式的光电二极管阵列的电路图。 [0023] 图5为棱镜的剖面图。 [0024] 图6为表示棱镜的一变形例的剖面图。 [0025] 图7为表示棱镜的一变形例的剖面图。 [0026] 图8为表示实施方式的变形例的放射线图像检测装置的概略构成图。 [0027] 图9为棱镜的剖面图。 具体实施方式[0028] 以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。再者，在说明中，对同一要素或具有同一功能的要素使用同一符号，并省略重复的说明。 [0029] 首先，参照图1对本实施方式的放射线图像检测装置20的构成进行说明。图1为表示实施方式的放射线图像检测装置的概略构成图。 [0030] 放射线图像检测装置20检测对成像板IP照射激发光EL而自成像板IP放出的荧光光。成像板IP为记录放射线图像的记录介质。自成像板IP放出的荧光光的波长与激发光的波长不同。 [0031] 放射线图像检测装置20包括激发光源2、MEMS(Micro Electro Mechanical System，微机电系统)镜片3、扫描透镜4、棱镜5、及光检测元件10。光检测元件10以与棱镜5相对的方式配置。 [0032] 自激发光源2发出的激发光EL在MEMS镜片3反射，并通过扫描透镜4。通过扫描透镜4的激发光EL入射至棱镜5。棱镜5配置于激发光EL的光路上。入射至棱镜5的激发光EL在棱镜5内折射并照射至成像板IP。 [0033] 当激发光EL照射至成像板IP时，自成像板IP放出荧光光。光检测元件10检测自成像板IP放出的荧光光。光检测元件10将光电二极管阵列11作为一个信道而具有多个通道。此处，参照图2～图4对本实施方式的光电二极管阵列11的构成进行说明。 [0034] 图2是光电二极管阵列11的立体图。图3(a)为图4所示的光电二极管阵列的II-II箭头剖面图，图3(b)为其电路图。图4为光电二极管阵列的整体的电路图。 [0036] 各个光电二极管D1包括：P型(第2导电型)的第1半导体区域1PA，其形成于半导体基板1N的一个表面侧；及P型(第2导电型)的第2半导体区域1PB，其形成于第1半导体区域1PA内。第2半导体区域1PB具有较第1半导体区域1PA更高的杂质浓度。光电二极管D1包括：第1电极E1，其电连接于半导体基板1N；及表面电极E3，其形成于第2半导体区域1PB上。第1半导体区域1PA的平面形状为四边形。第2半导体区域1PB位于第1半导体区域的内侧，且平面形状为四边形。第1半导体区域1PA的深度较第2半导体区域 1PB更深。图3中的半导体基板1表示为包含N型半导体基板1N、及P型半导体区域1PA、 1PB的双方。 [0037] 光电二极管阵列11针对各个光电二极管D1的每一个，而包括由金属层构成的第1反射体E2、及电阻层(猝灭电阻)R1。 [0038] 第1反射体E2隔着绝缘层L(参照图3)而形成于第1半导体区域1PA外侧的半导体基板1N上。电阻层R1其一端连接于表面电极E3，且沿第1半导体区域1PA上的绝缘层L的表面延伸。图2中，为使构造明确化而省略图3所示的绝缘层L的记载。 [0039] 第1反射体E2由反射体E21构成，该反射体E21由平面形状为L字型的金属层构成。位于半导体基板1N上的第1反射体E21(E2)、与具有第1开口的环状的表面电极E3电性隔离。即，在光电二极管D1的阳极与阴极分别设置有电极，但一个表面电极E3与第1反射体E2电性分离。由此，第1反射体E2明确区别于表面电极E3，从而用于将该第1反射体E2配置于适于反射的部位的设计自由度增加。与各个光电二极管D1连接的电阻层R1的另一端，视需要经由与电阻层R1连接的配线电极而电连接于共用的信号读出线TL。 [0040] 图2中，沿列方向邻接的一对光电二极管(半导体区域1PA正下方的区域)，均经由电阻层R1而连接于沿行方向延伸的信号读出线TL。多对光电二极管分别经由电阻层R1而连接于1条信号读出线TL。沿行方向延伸的信号读出线TL沿列方向整齐排列有多条。同样地，多对光电二极管分别经由电阻层R1而连接于各个信号读出线TL。图4所示的各信号读出线TL最终全部加以连接，在电路上作为1条信号读出线TL而构成图4所示的电路。 [0041] 电阻层R1的电阻率较其连接的表面电极E3高，另外，电阻率较第1反射体E2高。具体而言，电阻层R1由多晶硅构成，其余的电极及反射体均由铝等金属构成。在半导体基板1由Si构成的情形时，作为电极材料，除铝的外，也可使用AuGe/Ni等。作为使用Si的情形时的P型杂质而使用B等3族元素，作为N型杂质而使用N、P或As等5族元素。半导体的导电型即N型与P型即便相互置换来构成元件，也可使该元件发挥功能。作为该等杂质的添加方法，可使用扩散法或离子注入法。 [0043] 在上述构造的情形时，在N型半导体基板1N与P型第1半导体区域1PA之间构成PN结，由此形成有光电二极管D1。半导体基板1N电连接于形成于基板背面的第1电极E1。第1半导体区域1PA经由第2半导体区域1PB而连接于表面电极E3。电阻层R1相对于光电二极管D1而串联连接(参照图3(b))。 [0044] 在光电二极管阵列11中，使各个光电二极管D1以盖格模式动作。盖格模式中，将比光电二极管D1的击穿电圧大的反向电圧(反向偏压电圧)施加至光电二极管D1的阳极/阴极间。即，对阳极施加(-)电位V1，对阴极施加(+)电位V2。该等电位的极性相对，也可使一电位为接地电位。 [0045] 阳极为P型半导体区域1PA，阴极为N型半导体基板1N。光电二极管D1作为雪崩光电二极管发挥功能。若向光电二极管D1入射光(光子)，则在基板内部进行光电转换而产生光电子。在图3(a)所示的P型半导体区域1PA的PN结界面的附近区域AVC进行雪崩倍增，而使放大的电子群向电极E1流动。 [0046] 第1反射体E2设置于相对于第2半导体区域1PB而杂质浓度相对低的第1半导体区域1PA的外侧的半导体基板1N的表面上。半导体基板1N的露出面的区域为几乎无助于对光入射进行检测的死角。第1反射体E2使入射的光反射且入射至第2反射体(例如，金属封装内表面等)。第2反射体使入射的光再次反射，且将再反射的光有效地导引至光电二极管D1。 [0047] 连接于各个光电二极管D1的电阻层R1的另一端沿着半导体基板1N的表面而与共用的信号读出线TL电连接。多个光电二极管D1以盖格模式动作，各光电二极管D1连接于共用的信号读出线TL。因此，在同时向多个光电二极管D1入射光子的情形时，多个光电二极管D1的输出全部被输入至共用的信号读出线TL中，整体作为与入射光子数对应的高强度的信号予以测量。也可将产生信号读出用的压降的负载电阻连接于信号读出线TL。 [0048] 上述结构为表面入射型的光电二极管阵列的结构，但也可采用背面入射型的光电二极管阵列的结构。在该情形时，只要使半导体基板1N的厚度变薄，且将背面侧的电极E1设为透明电极即可。也可将背面侧的电极E1配置于半导体基板1N的其他位置(例如基板表面侧)。 [0049] 接下来，参照图5对棱镜5的构成进行说明。图5为棱镜的剖面图。如图5所示那样，棱镜5的剖面为梯形形状。棱镜5作为表面而包括：一对侧面5c、5d，相互相对且平行；及一对侧面5a、5b，相互相对，且以连结一对侧面5c、5d的方式延伸。各侧面5a、5b、5c、5d构成棱镜5的剖面形状即梯形的对应的边。侧面5c构成上述梯形中的相互平行的一对边中的长度较长的边。侧面5d构成上述梯形中的相互平行的一对边中的长度较短的边。成像板IP以与棱镜5相对的方式配置。即，棱镜5与成像板IP相对。详细而言，棱镜5的侧面5c(第一面)与成像板IP相对。棱镜5的侧面5d(第四面)与光检测元件10相对。对侧面5d实施有用以防止激发光EL自棱镜5出射的涂覆(激发光截止涂覆)。 [0050] 激发光EL自侧面5a(第二面)入射至棱镜5。即，侧面5a为激发光EL的入射面。侧面5a不与成像板IP相对。对侧面5a实施有用以防止激发光EL反射的反射防止涂覆。 侧面5a相对于侧面5c倾斜。与侧面5a相对的侧面5b(第三面)为透过激发光EL的面。 侧面5b也相对于侧面5c倾斜。光检测元件10以与棱镜5的侧面5d相对的方式配置。光检测元件10，光检测元件10检测该荧光光FL。 [0051] 在放射线图像检测装置20中，在激发光EL自侧面5a入射至棱镜5内的情形时，激发光EL在棱镜5的内部传播并自侧面5c出射。即，棱镜5以使自侧面5a入射的激发光EL自侧面5c出射的方式构成。自侧面5c(棱镜5)出射的激发光EL照射至成像板IP。当激发光EL照射至成像板IP时，自成像板IP放出荧光光FL。光检测元件10以与棱镜5的侧面5d相对的方式配置。荧光光FL自侧面5c入射至棱镜5内。入射至棱镜5内的荧光光FL在棱镜5的内部传播并自侧面5d出射。即，棱镜5也以使自侧面5c入射的荧光光FL自侧面5d出射的方式构成。自侧面5d(棱镜5)出射的荧光光FL入射至光检测元件10，并由光检测元件10予以检测。作为来自成像板IP的反射光的激发光EL，自侧面5c入射至棱镜5内。入射至棱镜5内的反射光(激发光EL)，在棱镜5的内部传播并自侧面5b出射。即，棱镜5也以使自侧面5c入射的反射光(激发光EL)自侧面5b出射的方式构成。 [0052] 如此，放射线图像检测装置20中，棱镜5位于成像板IP与光检测元件10之间。棱镜5以使自侧面5a入射至棱镜5的激发光EL自侧面5c出射，并且自侧面5c入射的反射光自侧面5b出射的方式配置。自侧面5c出射的激发光EL照射至成像板IP。自成像板IP放出的荧光光FL，自侧面5c入射至棱镜5。棱镜5以使自侧面5c入射的荧光光FL自侧面5d出射的方式配置。棱镜5使激发光EL与荧光光FL自不同的侧面5b、5c、5d出射。棱镜 5使激发光EL不朝向光检测元件10所相对的侧面5d前进，而是朝向不与光检测元件10相对的侧面5b前进。激发光EL自棱镜5向与荧光光FL出射的方向不同的方向出射。由于光检测元件10以不与激发光EL出射的侧面5b相对，而是与荧光光FL出射的侧面5d相对的方式配置，因此激发光不易入射至光检测元件10。因此，可抑制光检测元件10检测激发光EL。由于对棱镜5的侧面5d实施有激发光截止涂覆，因此可更进一步抑制光检测元件 10检测激发光EL。 [0053] 以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式。 [0054] 例如，如图6所示那样，侧面5b也可为反射激发光EL的面。通过对侧面5b实施用以反射激发光EL的涂覆(反射涂覆)，侧面5b可作为反射激发光EL的面。该情形时，在激发光EL自侧面5a入射至棱镜5内的情形时，激发光EL也在棱镜5的内部传播并在侧面5b反射。在侧面5b反射的激发光EL自侧面5c出射。即，棱镜5以使自侧面5a入射的激发光EL在侧面5b反射且自侧面5c出射的方式构成。自侧面5c(棱镜5)出射的激发光EL照射至成像板IP。当激发光EL照射至成像板IP时，自成像板IP放出荧光光FL。入射至棱镜5内的荧光光FL在棱镜5的内部传播，并自侧面5d出射。自侧面5d(棱镜5)出射的荧光光FL入射至光检测元件10，由光检测元件10检测。作为来自成像板IP的反射光的激发光EL，自侧面5c入射至棱镜5内。入射至棱镜5内的反射光(激发光EL)在棱镜5的内部传播，并自侧面5a出射。即，棱镜5也以使自侧面5c入射的反射光(激发光EL)自侧面5a出射的方式构成。棱镜5以使自侧面5a入射至棱镜5的激发光EL自侧面5c出射，并且自侧面5c入射的反射光自侧面5a出射的方式配置。棱镜5使激发光EL与荧光光FL自不同的侧面5a、5c、5d出射。棱镜5使激发光EL不朝向光检测元件10所相对的侧面5d前进，而是朝向不与光检测元件10相对的侧面5a前进。激发光EL自棱镜5向与荧光光FL出射的方向不同的方向出射。光检测元件10以不与激发光EL出射的侧面5a相对，而是与荧光光FL出射的侧面5d相对的方式配置，因此激发光不易入射至光检测元件10。因此，可抑制光检测元件10检测激发光EL。 [0055] 例如，如图7所示那样，侧面5d也可呈现透镜形状。即便在该情形时，棱镜5也使激发光EL不朝向光检测元件10所相对的侧面5d前进，而朝向不与光检测元件10相对的侧面5b前进。激发光EL自棱镜5向与荧光光FL出射的方向不同的方向出射。光检测元件10以不与激发光EL出射的侧面5b相对，而是与荧光光FL出射的侧面5d相对的方式配置，因此激发光不易入射至光检测元件10。由于侧面5d呈现透镜形状，因此可使荧光光FL的聚光效率提高。 [0056] 上述实施方式中，棱镜5的剖面为梯形形状，但棱镜5的剖面形状并不限定于梯形。例如，也可如图8所示那样，棱镜5的剖面为三角形状。该情形时，棱镜5为三棱柱状。图8所示的放射线图像检测装置20包括激发光源2、MEMS镜片3、扫描透镜4、棱镜5、及多个光检测元件10。本变形例中，放射线图像检测装置20包括一对光检测元件10。 [0057] 图9表示棱镜5的剖面图。棱镜5具有三个侧面5a、5b、5c。各侧面5a、5b、5c构成棱镜5的剖面形状即三角形的对应的边。侧面5c构成上述三角形中的长度最长的边。侧面5c与成像板IP相对。激发光EL自侧面5a入射至棱镜5。即，侧面5a为激发光EL的入射面。一对光检测元件10配置于侧面5a与侧面5b的连接部分附近(与成像板IP相对的位置)。一个光检测元件10配置于侧面5a中的由侧面5a与侧面5b所形成的角部附近。光检测元件10以与侧面5a中的与激发光入射的区域不同的区域相对的方式配置。另一光检测元件10与侧面5b中的与激发光出射的区域不同的区域相对的方式配置。 [0058] 在激发光EL自侧面5a入射至棱镜5内的情形时，激发光EL在棱镜5的内部传播，并自侧面5c出射。即，棱镜5以使自侧面5a入射的激发光EL自侧面5c出射的方式构成。自侧面5c(棱镜5)出射的激发光EL照射至成像板IP。当激发光EL照射至成像板IP时，自成像板IP放出荧光光FL。荧光光FL自侧面5c入射至棱镜5内。入射至棱镜5内的荧光光FL在棱镜5的内部传播，并自侧面5a及侧面5b出射。即，棱镜5也以使自侧面5c入射的荧光光FL自侧面5a及侧面5b出射的方式构成。自侧面5a及侧面5b(棱镜5)出射的荧光光FL入射至对应的光检测元件10，由各光检测元件10检测。作为来自成像板IP的反射光的激发光EL，自侧面5c入射至棱镜5内。入射至棱镜5内的反射光(激发光EL)在棱镜5的内部传播，并自侧面5b出射。即，棱镜5也以使自侧面5c入射的反射光(激发光EL)自侧面5b出射的方式构成。 [0059] 如此，本变形例中，棱镜5也以使自侧面5a入射至棱镜5的激发光EL自侧面5c出射，并且入射至棱镜5内的反射光自侧面5b出射的方式配置。自侧面5c出射的激发光EL照射至成像板IP。自成像板IP放出的荧光光FL自侧面5c入射至棱镜5。棱镜5使自侧面5c入射的荧光光FL自各侧面5a、5b出射。棱镜5使激发光EL与荧光光FL自不同的侧面5a、5b、5c出射。棱镜5使激发光EL不朝向侧面5b中的与光检测元件10相对的区域前进，而是朝向侧面5b中的不与光检测元件10相对的区域前进。激发光EL自棱镜5向与荧光光FL出射的方向不同的方向出射。光检测元件10在侧面5b以不与激发光EL出射的区域相对而与荧光光FL出射的区域相对的方式配置，因此激发光不易入射至光检测元件10。光检测元件10在侧面5a也以不与激发光EL出射的区域相对而与荧光光FL出射的区域相对的方式配置，因此激发光不易入射至光检测元件10。因此，可抑制光检测元件10检测激发光EL。一对光检测元件10配置于棱镜5中的侧面5a与侧面5b的连接部分附近(由侧面5a与侧面5b构成的角部附近)。 [0060] 上述的实施方式及变形例中，光检测元件10将光电二极管阵列11作为1个信道而具有多个信道，该光电二极管阵列11包括：多个雪崩光电二极管，以盖格模式动作；及猝灭电阻，其相对于各个雪崩光电二极管而串联连接。本实施方式及变形例的放射线图像检测装置20中，激发光EL自棱镜5中的光检测元件10所相对的区域以外的区域出射。因此，激发光EL不易入射至多个雪崩光电二极管。若激发光入射至多个雪崩光电二极管，则不仅荧光光，而且激发光也被雪崩倍增。由于激发光EL不易入射至多个雪崩光电二极管，因此可将会通过雪崩倍增而增大的激发光EL的影响抑制为较低。 [0061] [产业上的可利用性] [0062] 本发明可用于检测自记录放射线图像的记录介质放出的荧光光的放射线图像检测装置。 [0063] 符号说明 [0064] 1 半导体基板 [0065] 2 激发光源 [0066] 3 MEMS镜片 [0067] 4 扫描透镜 [0068] 5 棱镜 [0069] 10 光检测元件 [0070] 11 光电二极管阵列 [0071] 20 放射线图像检测装置 [0072] EL 激发光 [0073] FL 荧光光 [0074] IP 成像板 |
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