特許 6223881 光検出器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6223881

(24)【登録日】2017年10月13日

(45)【発行日】2017年11月1日

(54)【発明の名称】光検出器

(51)【国際特許分類】

   H01L 31/107 20060101AFI20171023BHJP

   H01L 31/10 20060101ALI20171023BHJP

   G01T 1/20 20060101ALI20171023BHJP

   H01L 27/14 20060101ALI20171023BHJP

   A61B 6/03 20060101ALI20171023BHJP

【ＦＩ】

   H01L31/10 B

   H01L31/10 G

   G01T1/20 E

   H01L27/14

   A61B6/03 320R

【請求項の数】5

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2014-54399(P2014-54399)

(22)【出願日】2014年3月18日

(65)【公開番号】特開2015-177148(P2015-177148A)

(43)【公開日】2015年10月5日

【審査請求日】2016年8月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】熱田 昌己

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 啓太

(72)【発明者】

【氏名】八木 均

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 励

【審査官】 河村 麻梨子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−２５８６４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２２６９２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／１０２４３０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００８／１２１０７２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ３１／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ｐｎ接合を有し、検出した光に応じた光電流を出力する光検出素子と、
前記光検出素子に電圧を印加する電圧印加部と、
前記光検出素子で検出された光電流を取得する第１取得部と、
前記光電流を取得する駆動期間には、絶対値が前記ｐｎ接合のアバランシェ降伏電圧以上の電圧値で且つ前記ｐｎ接合に対して逆バイアスの駆動電圧を印加し、前記光電流を取得しない待機期間には、前記ｐｎ接合に対して順バイアスの第１待機電圧、０Ｖの電圧値の第２待機電圧、または、絶対値が０Ｖより大きく且つ前記駆動電圧未満の電圧値で前記ｐｎ接合に対して逆バイアスの第３待機電圧を印加するように、前記電圧印加部を制御する電圧制御部と、
前記光検出素子の前記駆動期間の温度を取得する第２取得部と、
前記光検出素子に前記温度に対応するジュール熱を発生させる電圧印加条件を算出する第１算出部と、
を備え、
前記電圧制御部は、前記電圧印加条件に応じた、前記第１待機電圧、前記第２待機電圧、または、前記第３待機電圧を印加するように、前記電圧印加部を制御する、
光検出器。

【請求項2】

前記光検出素子の温度を測定する温度検知部を備え、
前記第２取得部は、前記光検出素子の前記駆動期間の温度を前記温度検知部から取得する、請求項１に記載の光検出器。

【請求項3】

前記待機期間から前記駆動期間に前回移行してからの経過時間と、前記駆動電圧と、から、前記光検出素子が前記駆動期間に発生したジュール熱を算出する第２算出部を備え、
前記第１算出部は、算出された前記ジュール熱を発生させる前記電圧印加条件を算出する、請求項１に記載の光検出器。

【請求項4】

前記第１待機電圧を印加した際に流れる電流値を測定する第３取得部と、
前記第１待機電圧から、前記光検出素子の温度を算出する第３算出部と、
を備えた、請求項１に記載の光検出器。

【請求項5】

前記光検出素子の光入射側に設けられ、放射線をシンチレーション光に変換するシンチレータを備えた、
請求項１に記載の光検出器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、光検出器に関する。

【背景技術】

【0002】

１つの画素に複数のＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）を光検出素子として配列した光検出器が知られている。代表的なものとしてはＡＰＤにシリコン製ダイオードを用いたＳｉＰＭ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｐｈｏｔｏ Ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ）が知られている。

【0003】

このシリコン製ダイオードには、一般にはｐｎダイオードが用いられている。ＳｉＰＭは、ＡＰＤとクエンチ抵抗で構成されるユニットが、１画素内に複数、並列に接続されている。ＡＰＤに逆バイアス電圧を印加するとＡＰＤ内部に空乏層が形成される。この空乏層の内部は、イオン化したドナーやアクセプターにより電界が形成される。この電界により、空乏層内部に電子・正孔対が生成された場合には、電子と正孔は、それぞれ逆の方向に移動する。この電界が強いと、電子と正孔の移動速度は増加する。

【0004】

電子と正孔が空乏層内を移動する際には、半導体を構成する原子と衝突を繰り返す。電子と正孔の速度が、電子と正孔でそれぞれに決まっている値を超えると、半導体を構成する原子と衝突した際に、別の電子・正孔対を新たに生成する。

【0005】

この新たな電子・正孔対も電界により加速され、別の半導体構成原子に衝突し、さらに別の電子・正孔対を生成する。このような現象が繰返される連鎖反応により、１組の電子・正孔対の生成を、きっかけとして、大きなアバランシェ降伏電流が流れる。クエンチ抵抗の機能は、このアバランシェ降伏電流を、一定の電流が流れた後で停止させることである。すなわち、クエンチ抵抗にアバランシェシェ降伏電流が流れることにより、クエンチ抵抗の両端に電圧降下が生じる。その結果として、ＡＰＤのｐｎ接合に印加される電圧が低下し、そして空乏層内部の電界の強度が低下することで、アバランシェ降伏は停止する。この時のＡＰＤの利得は、１０^５〜１０^６と非常に高く、光子（フォトン）１個の微弱な光であっても計測することができる。

【0006】

また、複数のＡＰＤと、Ｘ線をシンチレーション光に変換するシンチレータとの組み合わせを複数配列した装置が開示されている。このようにＡＰＤとシンチレータとを組み合わせることによって、シンチレータのサイズに応じた空間分解能を有する光子計数画像を取得することができる。例えば、Ｘ線を検出することにより、ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）画像を取得する技術も知られている。

【0007】

このように、ＳｉＰＭは、アバランシェ降伏を利用することにより、高い感度を得ることができる。しかし、ＳｉＰＭの感度は、光電流を取得する駆動期間に印加する電圧の微小な変動によって、大きく変化する。また、ＳｉＰＭの感度は温度変化に対して敏感である。また、光検出素子に電圧を印加すると、ジュール熱が発生する。そこで、特許文献１には、駆動期間に印加する電圧の電圧値を、ＳｉＰＭの温度に応じて調整する技術が開示されている。また、特許文献２には、駆動期間に計測される暗電流の影響を抑制するために、駆動期間に印加する電圧値を調整する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０１３−１６６３８号公報

【特許文献2】特開２０１１−２５８６４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

ここで、本発明者らは、光電流を取得する駆動期間に印加する駆動電圧を光検出素子に印加し続けると、光検出素子のアバランシェ降伏電圧が変化することを見出した。アバランシェ降伏電圧が変化すると、当該光検出素子において、最大の感度を得ることができる適正な駆動電圧値が変化してしまう。すなわち、従来の技術では、光検出素子のアバランシェ降伏電圧より高い逆バイアス電圧を駆動電圧として印加し続けることで、光検出素子の感度が低下する、という問題があった。

【0010】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、感度低下を抑制することができる、光検出器を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

実施形態の光検出器は、光検出素子と、電圧印加部と、第１取得部と、電圧制御部と、第２取得部と、第１算出部と、を備える。光検出素子は、ｐｎ接合を有し、検出した光に応じた光電流を出力する。電圧印加部は、光検出素子に電圧を印加する。第１取得部は、光検出素子で検出された光電流を取得する。電圧制御部は、光電流を取得する駆動期間には、絶対値がｐｎ接合のアバランシェ降伏電圧以上の電圧値で且つｐｎ接合に対して逆バイアスの駆動電圧を印加するように、電圧印加部を制御する。また、電圧制御部は、光電流を取得しない待機期間には、ｐｎ接合に対して順バイアスの第１待機電圧、０Ｖの電圧値の第２待機電圧、または、絶対値が０Ｖより大きく且つ前記駆動電圧未満の電圧値でｐｎ接合に対して逆バイアスの第３待機電圧を印加するように、電圧印加部を制御する。第２取得部は、光検出素子の駆動期間の温度を取得する。第１算出部は、光検出素子に温度に対応するジュール熱を発生させる電圧印加条件を算出する。電圧制御部は、電圧印加条件に応じた、第１待機電圧、第２待機電圧、または、第３待機電圧を印加するように、電圧印加部を制御する。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】検査装置の一例を示す模式図。

【図2】検出ユニットの説明図。

【図3】検出ユニットの断面図。

【図4】検査装置の機能的構成を示すブロック図。

【図5】印加時間と、アバランシェ降伏電圧の変化量と、の関係を示す線図。

【図6】印加電圧と、光電流の対数と、の関係を示す線図。

【図7】順バイアスの電圧に対する、順方向電流と順方向バイアス電圧の積である電力と、の関係を示す線図。

【図8】検出処理の手順を示すフローチャート。

【図9】電圧のタイムチャートを示す図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下に添付図面を参照して、本実施の形態の詳細を説明する。

【0014】

図１は、本実施形態の検査装置１の一例を示す模式図である。

【0015】

検査装置１は、光源１１と、光検出器１０と、駆動部１３と、を備える。光源１１及び駆動部１３は、光検出器１０に電気的に接続されている。

【0016】

光源１１と光検出器１０は、間隔を隔てて対向配置されている。被検体１２は光検出器１０と光源１１との間に配置されることができる。また、光源１１と光検出器１０とは、この対向配置された状態を維持したまま、被検体１２を中心に回転可能に設けられている。

【0017】

光源１１は、対向する光検出器１０に向かってＸ線等の放射線１１ａを照射する。光源１１から照射された放射線１１ａは、図示しない架台上の被検体１２を透過し、光検出器１０に入射する。

【0018】

光検出器１０は、光を検出する装置である。光検出器１０は、複数の検出ユニット２０と、信号処理回路２２と、を備える。検出ユニット２０と、信号処理回路２２とは、電気的に接続されている。光検出器１０に設けられた複数の検出ユニット２０は、本実施の形態では、光検出器１０の回転方向（図１中、矢印Ｘ方向）に沿って配列されている。

【0019】

検出ユニット２０は、光源１１から照射され被検体１２を透過した放射線１１ａを、コリメータ２１を介して入射面２０ａで受光する。コリメータ２１は、検出ユニット２０の入射面２０ａ側に設置され、検出ユニット２０に対して散乱線の入射を防止する。

【0020】

検出ユニット２０は、受光した光を検出する。そして、検出ユニット２０は、検出した光に応じた光電流を、信号線２３を介して信号処理回路２２へ出力する。信号処理回路２２は、検査装置１全体を制御する。信号処理回路２２は、検出ユニット２０から光電流を取得する。

【0021】

本実施の形態では、信号処理回路２２は、取得した光電流の電流値から、各検出ユニット２０に入射した放射線のエネルギーおよび強度を算出する。そして、信号処理回路２２は、各検出ユニット２０に入射する放射線のエネルギーおよび強度から被検体１２の放射線情報に基づく画像を生成する。

【0022】

駆動部１３は、光源１１及び光検出器１０を、これらの対向状態を維持したまま、光源１１と光検出器１０の間に位置する被検体１２を中心として回転させる。これによって、検査装置１は、被検体１２の断面画像を生成することができる。

【0023】

なお、被検体１２は、人体に限定されない。被検体１２は、動植物や、物品などの非生物であってもよい。すなわち、検査装置１は、人体および動植物の断層像だけでなく、物品の内部の透視等のセキュリティ装置等の各種検査装置としても適用できる。

【0024】

図２は、検出ユニット２０の説明図である。図２（ａ）は、複数の検出ユニット２０の配列状態を示す図である。複数の検出ユニット２０は、検出ユニット２０の回転方向（図２（ａ）中、矢印Ｘ参照）に沿って略円弧状に配列されている。

【0025】

図２（ｂ）は、検出ユニット２０の模式図である。検出ユニット２０は、支持基板２４上に、光電変換層４１と、シンチレータ５０と、を備える。

【0026】

シンチレータ５０は、放射線を、放射線より長い波長を有する光（光子）に変換する。シンチレータ５０は、シンチレータ材料で構成されている。シンチレータ材料は、Ｘ線等の放射線の入射により蛍光（シンチレーション光）を発する。なお、本実施の形態では、シンチレータ５０の発する蛍光（シンチレーション光）を、光と称して説明する。シンチレータ材料は、光検出器１０の適用対象に応じて適宜選択する。シンチレータ材料は、例えば、Ｌｕ_２ＳｉＯ_５：（Ｃｅ）、ＬａＢｒ_３：（Ｃｅ）、ＹＡＰ（イットリウム・アルミニウム・ペロブスカイト）：Ｃｅ、Ｌｕ（Ｙ）ＡＰ：Ｃｅ等であるが、これらに限られない。

【0027】

光電変換層４１は、シンチレータ５０で変換された光を検出する。光電変換層４１は、光検出素子３２としてＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）を複数配列したＳｉＰＭ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｐｈｏｔｏ Ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ）である。ＡＰＤは、公知のアバランシェフォトダイオードである。

【0028】

すなわち、本実施の形態では、光検出器１０は、光検出素子３２の光入射側にシンチレータ５０を備えた構成である。なお、光検出器１０は、シンチレータ５０を備えない構成であってもよい。

【0029】

光電変換層４１は、複数の光検出素子３２を１画素（画素領域３５）とし、画素領域３５をマトリクス状に複数配列した構成である。本実施の形態では、シンチレータ５０は、反射層６１によって、画素領域３５の各々に対応する複数の領域に分離されている。シンチレータ５０の光出射側に設けられた光電変換層４１の各画素領域３５に光が入射することで、画素領域３５ごとに、入射した光のエネルギー及び強度が検出される。

【0030】

また、本実施の形態では、検出ユニット２０には、温度検知部６０が設けられている。温度検知部６０は、光検出素子３２の温度を検知する。温度検知部６０は、光検出素子３２の温度を検出可能な位置に設けられていればよく、温度検知部６０の設置位置は、図２に示す位置に限定されない。

【0031】

図３は、検出ユニット２０の断面図の一例である。なお、検出ユニット２０は、公知のＡＰＤを光検出素子３２として備えた構成であればよく、その構造は、図３に示す例に限定されない。

【0032】

検出ユニット２０は、シンチレータ５０と、光電変換層４１と、が接着層４２により接着された積層構造を有する。

【0033】

シンチレータ５０は、入射面５０ａから入射した放射線を光に変換する。光は、出射面５０ｂから光電変換層４１に向かって出射する。接着層４２は、シンチレータ５０と光電変換層４１とを接着する機能を有する。接着層４２は、シンチレータ５０から出射した光を透過する。接着層４２の厚さは、例えば、数十〜数百μｍである。

【0034】

シンチレータ５０には、反射層６１が設けられている。シンチレータ５０は、反射層６１によって、画素領域３５の各々に対応する複数の領域に分離されている。反射層６１は、光を反射する。反射層６１は、例えば、ＴｉＯ_２、ＢａＳＯ_４、Ａｇ等の微粉末をバインダ樹脂に混在させた材料によって形成されている。

【0035】

光電変換層４１は、シンチレータ５０の出射面５０ｂから出射した光を電気信号に変換する層である。光電変換層４１は、接着層４２側から酸化シリコン層５１、第１シリコン層５２、第２シリコン層５３および絶縁膜５６を積層した積層構造である。

【0036】

酸化シリコン層５１は、二酸化シリコン（ＳｉＯ_２）を含む素材によって形成された層であり、内部に共通配線５４を保持している。例えば、酸化シリコン層５１は、組成として二酸化シリコンを最も多く含む。共通配線５４は、シンチレータ５０の出射面５０ｂに沿って平面状に延在し、各画素領域３５の酸化シリコン層５１内に収まるように配置されたメッシュ状の金属（例えば、アルミニウムまたは銅等）の配線である。

【0037】

第１シリコン層５２は、Ｐ型シリコンによって形成された層である。第１シリコン層５２は、例えば、後述するＮ型シリコンにより形成された第２シリコン層５３上にエピタキシャル成長によって形成される。第１シリコン層５２には、各画素領域３５内において複数の光検出素子３２が形成されている。

【0038】

光検出素子３２は、第１シリコン層５２の各部分にボロン等のドーピング材をドーピングすることによりＰＮ型ダイオードとして形成されたアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）である。光検出素子３２は、光（光子）が入射することによるアバランシェ降伏により、光検出素子３２の酸化シリコン層５１側（アノード）と第２シリコン層５３側（カソード）との間を逆バイアス方向に導通する。

【0039】

画素領域３５内の各光検出素子３２は、光検出素子３２のアノード側から共通配線５４へ向かって形成されたコンタクトホール５１ａ内を挿通する導線（例えば、アルミニウムまたはタングステン等）によって、同一の共通配線５４に接続されている。各光検出素子３２は、第１シリコン層５２において、例えば、互いに２５μｍピッチで形成されている。また、各光検出素子３２は、第１シリコン層５２と共通配線５４との間に図示しないクエンチ抵抗である直列抵抗を有する。この直列抵抗は、例えば、ポリシリコン層によって形成できる。

【0040】

なお、共通配線５４はメッシュ状の金属配線に限定されない。共通配線５４は、例えば、出射面５０ｂから出射した光が光検出素子３２により十分に検出される程度の光透過率を有し、同一の画素領域３５内に存在する各光検出素子３２がコンタクトホール５１ａ内の導線を介して互いに導通する形状であればよい。

【0041】

第２シリコン層５３は、Ｎ型シリコンによって形成された層である。第２シリコン層５３は、画素領域３５内の各光検出素子３２と、共通電極５９とを導通する。

【0042】

絶縁膜５６は、第２シリコン層５３の第１シリコン層５２とは反対側の面を被覆する絶縁性の膜である。絶縁膜５６は、例えば、二酸化シリコン（ＳｉＯ_２）によって形成される。

【0043】

また、光電変換層４１には、凹部５５が形成されている。凹部５５は、酸化シリコン層５１、第１シリコン層５２、第２シリコン層５３および絶縁膜５６の積層方向に沿って、絶縁膜５６側から、第２シリコン層５３および第１シリコン層５２を貫通し、酸化シリコン層５１内の共通配線５４に達する位置まで形成されている。凹部５５の内側は、絶縁膜５６により被覆されており、さらにその内側には、貫通電極５８が充填されている。

【0044】

貫通電極５８は、凹部５５の内側の絶縁膜５６を覆うシード層５７ａと、シード層５７ａの内側を充填する充填部材５７ｃとを有する。シード層５７ａは、例えば、スパッタリング法によって形成されたチタンおよび銅等を素材とする層である。シード層５７ａのうち共通配線５４側に位置する部分は共通配線５４に接触し、貫通電極５８と共通配線５４とを電気的に導通させる。シード層５７ａの内側には、充填部材５７ｃが形成されている。充填部材５７ｃは、電界銅めっき法によって銅などの材料によって形成されることができる。

【0045】

貫通電極５８は、光電変換層４１の接着層４２に対向する面の反対側の面から、共通配線５４まで設けられている。絶縁膜５６は、凹部５５の内壁を覆い、共通配線５４の第１シリコン層５２側の部分の少なくとも一部を露出させる。シード層５７ａは、絶縁膜５６の内壁および絶縁膜５６から露出した共通配線５４を覆う。貫通電極５８は、絶縁膜５６で覆われた凹部５５の内側に設けられている。貫通電極５８は、シード層５７ａの共通配線５４を覆う部分と、光電変換層４１の接着層４２と対向する面の反対側の面と、を接続する。

【0046】

凹部５５は、例えば、絶縁膜５６側から共通配線５４側に向かって断面積が小さくなるテーパ形状を有する。なお、貫通電極５８は、銅製の電極で電界銅めっき法によって形成されるものとしたが、これに限定されるものではなく、その他の電極形成方法により他の金属によって形成されるものとしてもよい。また、貫通電極５８は、図３では、凹部５５の絶縁膜５６の内側を完全に充填しているが、これに限定されるものではなく、コンフォーマルに非充填状態で形成するものとしてもよい。この場合、貫通電極５８の一部の露出部以外を絶縁樹脂で被覆することが好ましい。

【0047】

また、貫通電極５８が形成された同一の画素領域３５に含まれる絶縁膜５６の一部が除去され、その除去された部分は共通電極５９によって被覆されている。共通電極５９は、除去された部分を覆うシード層５７ｂと、シード層５７ｂの内側を充填する充填部分５７ｄとを有する。シード層５７ｂは、例えば、スパッタリング法によって形成される。そして、凹状に形成されたシード層５７ｂの内側は、充填部分５７ｄが形成されている。充填部材５７ｄは、電界銅めっき法によって銅などの材料によって形成されることができる。

【0048】

上述のように構成された検出ユニット２０に、光源１１（図１参照）から放射線１１ａ（図１参照）が照射されると、放射線１１ａは、シンチレータ５０の入射面５０ａに入射する。放射線１１ａは、シンチレータ５０によって光に変換され、出射面５０ｂから出射する。

【0049】

出射面５０ｂから出射した光は、接着層４２および酸化シリコン層５１を透過し、複数の光検出素子３２の各々に入射する。

【0050】

貫通電極５８と共通電極５９との間には、信号処理回路２２（図１参照）の制御により、光検出素子３２のｐｎ接合に対して逆バイアスの駆動電圧が印加されている。この状態で、光検出素子３２に光が入射することにより、光検出素子３２には逆バイアス方向にパルス状の電流が流れ、貫通電極５８と共通電極５９との間に電流が流れる。そして、貫通電極５８と共通電極５９との間を流れる電流は、光電流として、信号線２３を介して、信号処理回路２２へ出力される。

【0051】

このようにして、検出ユニット２０は、光電流を検出する。

【0052】

図４は、検査装置１の機能的構成を示すブロック図である。

【0053】

図４に示すように、検査装置１は、光源１１と、駆動部１３と、光検出器１０と、を備える。光検出器１０は、ＡＰＤである光検出素子３２と、電圧印加部６８と、温度検知部６０と、入力部６２と、記憶部６６と、表示部６４と、信号処理回路２２と、を備える。

【0054】

光源１１、駆動部１３、光検出素子３２、及び温度検知部６０は、上述したためここでは説明を省略する。

【0055】

電圧印加部６８は、光検出素子３２のｐｎ接合に電圧を印加する。光検出素子３２は、上述したように、ＡＰＤである。電圧印加部６８は、光検出素子３２に、電圧を印加する。詳細には、例えば、電圧印加部６８は、図３に示す貫通電極５８と共通電極５９との間に電圧を印加することで、各光検出素子３２に電圧を印加する。

【0056】

入力部６２は、ユーザによる各種指示を受け付ける。入力部６２は、例えば、公知のスイッチやタッチパネル等である。本実施の形態では、入力部６２は、光検出素子３２から出力される光電流の取得を示す駆動指示や、光検出素子３２による検出終了を示す終了指示などをユーザから受け付ける。光電流の取得を示す駆動指示は、光電流を取得して断面画像の生成を指示する撮影指示であってもよい。

【0057】

記憶部６６は、各種データを記憶する。表示部６４は、各種画像を表示する。本実施の形態では、表示部６４は、光検出結果として、例えば、被検体１２の断面画像などを表示する。

【0058】

信号処理回路２２は、光検出器１０全体を制御する。本実施の形態では、信号処理回路２２は、回路で構成される場合を説明するが、ＣＰＵ（（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などを含んで構成されるコンピュータで構成してもよい。

【0059】

信号処理回路２２は、電圧制御部２２Ａと、第１取得部２２Ｂと、第２取得部２２Ｃと、出力部２２Ｄと、第１算出部２２Ｅと、第２算出部２２Ｆと、受付部２２Ｇと、第３取得部２２Ｈと、第３算出部２２Ｉと、を備える。電圧制御部２２Ａ、第１取得部２２Ｂ、第２取得部２２Ｃ、出力部２２Ｄ、第１算出部２２Ｅ、第２算出部２２Ｆ、及び受付部２２Ｇの一部またはすべては、例えば、ＣＰＵなどの処理装置にプログラムを実行させること、すなわち、ソフトウェアにより実現してもよいし、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などのハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェアおよびハードウェアを併用して実現してもよい。

【0060】

第１取得部２２Ｂは、光検出素子３２で検出された光電流を取得する。

【0061】

電圧制御部２２Ａは、駆動期間には、絶対値が、光検出素子３２のｐｎ接合のアバランシェ降伏電圧Ｖｂｄを超える電圧値で、且つｐｎ接合に対して逆バイアスの駆動電圧Ｖｏｐを印加する。

【0062】

本実施の形態では、駆動期間とは、第１取得部２２Ｂが光検出素子３２から光電流を取得する期間を示す。すなわち、駆動期間とは、光検出素子３２から光電流が信号処理回路２２へ出力されている期間の内、第１取得部２２Ｂが光電流を取得する期間を示す。

【0063】

ｐｎ接合に対して逆方向バイアスとは、アノード側（ｐ型領域側）を負（マイナス）とし、カソード側（ｎ型領域側）を正（プラス）として、光検出素子３２に電圧を印加することを示す。

【0064】

光検出素子３２の構成によるが、駆動電圧Ｖｏｐとしては、例えば、アバランシェ降伏電圧Ｖｂｄの絶対値に２Ｖ〜３Ｖの電圧値を加算した逆バイアスの電圧を用いる。なお、この加算値は、光検出素子３２の構成によって適宜調整すればよく、２Ｖ〜３Ｖに限定されない。

【0065】

電圧印加部６８が光検出素子３２のｐｎ接合に上記駆動電圧Ｖｏｐを印加することで、光検出素子３２は動作し、入射した光（光子）に応じた光電流を信号処理回路２２へ出力する。

【0066】

ここで、本発明者は、検出素子３２のアバランシェ降伏電圧Ｖｂｄより高い逆バイアスの電圧である駆動電圧Ｖｏｐを光検出素子３２に印加し続けると、光検出素子３２のアバランシェ降伏電圧Ｖｂｄが、印加時間に応じて変化することを見出した。

【0067】

図５は、光検出素子３２に駆動電圧Ｖｏｐを印加したときの、印加時間と、アバランシェ降伏電圧Ｖｂｄの変化量（ΔＶｂｄ）と、の関係を示す線図７４である。図５に示すように、本発明者らは、駆動電圧Ｖｏｐの印加時間に応じて、光検出素子３２のアバランシェ降伏電圧Ｖｂｄの変化量（ΔＶｂｄ）が大きくなることを発見した。

【0068】

光検出素子３や光電変換層４１の構成によって異なるが、図５に示す例では、リーク電流は、約２．０×１０^−７Ａである。また、ｐｎ接合に対して逆方向の電力は、印加した駆動電圧Ｖｏｐ×リーク電流で求められる。

【0069】

図４に戻り、そこで、本実施の形態では、電圧制御部２２Ａは、待機期間には、待機電圧Ｖｓとして、第１待機電圧、第２待機電圧、または第３待機電圧の何れかを印加するように、電圧印加部６８を制御する。

【0070】

本実施の形態では、待機期間とは、第１取得部２２Ｂで光電流を取得しない期間を示す。すなわち、待機期間とは、駆動期間以外の一部または全部の期間である。詳細には、待機期間とは、光検出素子３２から光電流が信号処理回路２２へ出力されていない期間と、光検出素子３２から光電流が信号処理回路２２へ出力されている期間の内、第１取得部２２Ｂで光電流を取得しない期間と、を示す。

【0071】

第１待機電圧は、光検出素子３２のｐｎ接合に対して順バイアスの電圧である。第１待機電圧は、順バイアスの電圧であればよく、電圧値は限定されない。

【0072】

第２待機電圧は、０Ｖの電圧である。すなわち、第２待機電圧は、光検出素子３２に電圧を印加しないことを示す。

【0073】

第３待機電圧は、絶対値が０Ｖより大きく且つ前記駆動電圧Ｖｏｐ未満の電圧値で、光検出素子３２のｐｎ接合に対して逆バイアスの電圧である。

【0074】

ｐｎ接合に対して順バイアスとは、アノード側（ｐ型領域側）を正（プラス）とし、カソード側（ｎ型領域側）を負（マイナス）として、光検出素子３２のｐｎ接合に電圧を印加することを示す。

【0075】

電圧制御部２２Ａは、待機期間には、待機電圧Ｖｓとして、第１待機電圧、第２待機電圧、及び第３待機電圧の何れかを印加するように、電圧印加部６８を制御すればよい。

【0076】

上述したように、光検出素子３２のｐｎ接合に駆動電圧Ｖｏｐを印加し続けると、光検出素子３２のアバランシェ降伏電圧Ｖｂｄが変化する。このため、待機期間に駆動電圧Ｖｏｐを印加し続けると、光検出素子３２のアバランシェ降伏電圧Ｖｂｄの変化が大きくなり、光検出素子３２の感度低下が進行する。

【0077】

一方、電圧制御部２２Ａが、０Ｖの電圧である第２待機電圧を印加するように電圧印加部６８を制御すると、待機期間には、光検出素子３２に電圧が印加されない状態となる。このため、電圧制御部２２Ａが第２待機電圧を印加するように電圧印加部６８を制御することで、駆動電圧Ｖｏｐの継続印加によるアバランシェ降伏電圧Ｖｂｄの変動を抑制することができる。このため、光検出素子３２の感度低下を抑制することができる。

【0078】

また、光検出素子３２の感度は、温度変化に対して敏感である。このため、駆動期間の光検出素子３２の温度を一定に保つ観点からは、信号処理回路２２で光電流を取得しない待機期間にも、光検出素子３２に電圧を印加しつづけることが好ましい。しかし、上述のように、本発明者は、駆動電圧Ｖｏｐを印加し続けると、印加時間に応じてアバランシェ降伏電圧Ｖｂｄの変動が大きくなることを見出した。

【0079】

そこで、電圧制御部２２Ａが、絶対値が０Ｖより大きく且つ駆動電圧Ｖｏｐ未満の電圧値でｐｎ接合に対して逆バイアスの電圧である上記第３待機電圧を印加するように、電圧印加部６８を制御する。すると、逆バイアスの第３待機電圧の印加によって、光検出素子３２からジュール熱が発生する。また、第３待機電圧は、絶対値が駆動電圧Ｖｏｐ未満の逆バイアスであることから、待機期間に駆動電圧Ｖｏｐを光検出素子３２に対して印加し続ける場合に比べて、光検出素子３２のアバランシェ降伏電圧Ｖｂｄの変動を抑制することができる。

【0080】

このため、電圧制御部２２Ａが、第３待機電圧を印加するように電圧印加部６８を制御することで、光検出素子３２の温度変動を抑制しつつ、且つ、光検出素子３２のアバランシェ降伏電圧Ｖｂｄの変動を抑制することができる。

【0081】

図６は、光検出素子３２へ印加した印加電圧と、光検出素子３２から出力される光電流の対数（ｌｏｇＩ）と、の関係を示す線図７０である。図６に示すように、光検出素子３２に逆バイアスの電圧を印加し電圧値を変化させていくと、アバランシェ降伏電圧Ｖｂｄ付近から急激に光電流が増加する。第３待機電圧の電圧値は、絶対値が０Ｖより大きく、且つ駆動電圧Ｖｏｐ未満の電圧値であればよく、光検出素子３２の構成などに応じて適宜調整すればよい。

【0082】

なお、光検出素子３２に順バイアスの電圧を印加した場合、同じ電圧値の逆バイアスの電圧を光検出素子３２に印加した場合に比べて、光検出素子３２は、より大きいジュール熱を発生する。

【0083】

図７は、光検出素子３２へ印加した順バイアスの電圧に対する、光検出素子３２が出力した順方向電流と順バイアスの積である電力（Ｗ）と、の関係を示す線図７２である。

【0084】

そこで、電圧制御部２２Ａが、待機期間に、光検出素子３２のｐｎ接合に対して順バイアスの第１待機電圧を印加すると、逆バイアスの第３待機電圧を印加する場合に比べて、より低い電圧の印加により、光検出素子３２の温度変動を抑制しつつ、光検出素子３２のアバランシェ降伏電圧Ｖｂｄの変動を抑制することができる。

【0085】

なお、待機期間に電圧印加部６８が光検出素子３２へ印加する待機電圧の電圧値及び電圧印加時間は、駆動期間の光検出素子３２の温度に応じたジュール熱を発生させる電圧印加条件であることが好ましい。電圧制御部２２Ａが、駆動期間の光検出素子３２の温度に応じたジュール熱を発生させる電圧印加条件（電圧値及び電圧時間）で、上記第１待機電圧または第３待機電圧を印加するように電圧印加部６８を制御することで、光検出素子３２の温度変動を抑制することができる。このため、光検出素子３２の感度変動を抑制することができる。

【0086】

図４に戻り、そこで、本実施の形態の信号処理回路２２の第２取得部２２Ｃは、光検出素子３２の駆動期間の温度を取得する。光検出素子３２の駆動期間の温度は、詳細には、駆動期間における、光検出素子３２に駆動電圧が印加されて光検出素子３２の温度が略一定となった状態のときの温度を示す。更に具体的には、光検出素子３２の駆動期間の温度は、駆動期間における、駆動期間から待機期間へと移行する直前の光検出素子３２の温度であることが好ましい。第２取得部２２Ｃは、温度検知部６０から駆動期間の温度検知結果を取得することで、光検出素子３２の駆動期間の温度を取得する。

【0087】

第２取得部２２Ｃは、第２算出部２２Ｆから、光検出素子３２の駆動期間の温度を取得してもよい。第２算出部２２Ｆは、待機期間から駆動期間に前回移行してからの経過時間と、この駆動期間に印加した駆動電圧Ｖｏｐと、から、光検出素子３２が駆動期間に発生したジュール熱を算出する。ジュール熱の算出に用いる光検出素子３２の抵抗値は、予め記憶部６６に記憶すればよい。そして、第２算出部２２Ｆは、光検出素子３２のジュール熱の算出時に、記憶部６６から読取った光検出素子３２の抵抗値と、上記経過時間と、駆動電圧Ｖｏｐの電圧値と、から、ジュール熱を算出すればよい。

【0088】

同様に、第２取得部２２Ｃは、第２算出部２２Ｆから、光検出素子３２の待機期間の温度を取得してもよい。第２算出部２２Ｆは、駆動期間から待機期間に前回移行してからの経過時間と、この待機期間に印加した待機電圧と、から、光検出素子３２が駆動期間に発生したジュール熱を算出する。第２算出部２２Ｆは、光検出素子３２のジュール熱の算出時に、記憶部６６から読取った光検出素子３２の抵抗値と、上記経過時間と、待機電圧の電圧値と、から、ジュール熱を算出すればよい。

【0089】

この場合、第２取得部２２Ｃは、第２算出部２２Ｆで算出されたジュール熱から、光検出素子３２の温度を算出することで、光検出素子３２の駆動期間の温度を取得すればよい。

【0090】

第１算出部２２Ｅは、第２取得部２２Ｃで取得した光検出素子３２の駆動期間の温度に対応するジュール熱を光検出素子３２に発生させる電圧印加条件を算出する。電圧印加条件は、電圧値及び電圧印加時間を含む。なお、電圧印加時間は、待機期間として設定可能な最短時間や待機期間の平均時間などを予めさだめてもよい。この場合、第１算出部２２Ｅは、電圧印加条件として、電圧値を算出する。

【0091】

詳細には、待機期間に、逆バイアスである上記第３待機電圧を印加する場合、第１算出部２２Ｅは、絶対値が０Ｖより大きく且つ駆動電圧Ｖｏｐ未満の逆バイアスの電圧値を算出する。一方、待機期間に、順バイアスである上記第１待機電圧を印加する場合、第１算出部２２Ｅは、順バイアスの電圧値を算出する。

【0092】

なお、第１算出部２２Ｅは、第２取得部２２Ｃを介さずに、第２算出部２２Ｆで算出されたジュール熱を用いて、該ジュール熱を光検出素子３２に発生させるための電圧印加条件を算出してもよい。

【0093】

そして、電圧制御部２２Ａは、第１算出部２２Ｅで算出された電圧印加条件に応じた、前記第１待機電圧、前記第２待機電圧、または前記第３待機電圧を印加するように、前記電圧印加部６８を制御する。

【0094】

詳細には、第１算出部２２Ｅが、電圧印加条件として、駆動電圧Ｖｏｐ未満の逆バイアスの電圧値を算出すると、電圧制御部２２Ａは、算出された電圧値の逆バイアスの第３待機電圧を予め定めた時間印加するように、電圧印加部６８を制御する。

【0095】

また、第１算出部２２Ｅが、電圧印加条件として順バイアスの電圧値を算出すると、電圧制御部２２Ａは、算出された電圧値の順バイアスの第１待機電圧を予め定めた時間印加するように、電圧印加部６８を制御する。

【0096】

また、電圧制御部２２Ａは、第２待機電圧、すなわち、０Ｖの電圧値の電圧を印加するように、電圧印加部６８を制御する。

【0097】

出力部２２Ｄは、第１取得部２２Ｂで取得した光電流から、検出結果として、例えば、被検体１２の放射線画像を生成し、表示部６４へ出力する。受付部２２Ｇは、入力部６２から、ユーザによる入力部６２の操作指示を受け付ける。

【0098】

第３取得部２２Ｈは、第１待機電圧を印加した際に流れる電流値を測定する。一般にｐｎダイオードでは、順方向バイアス電圧値と、その際に流れる順方向電流値の関係から、そのｐｎダイオードの温度を算出できることが知られている。本発明者らは、ｐｎダイオードを有する光検出素子３２においても、順方向バイアス電圧値と、その際に流れる順方向電流値の関係から、光検出素子３２の温度が算出できることを見出した。この際の電圧は、第１待機電圧よりも低くてもよい。これらの値から光検出器３２の温度を算出するため、第３取得部２２Ｈにおいて、第１待機電圧を印加した際に流れる電流値を測定する。

【0099】

第３算出部２２Ｉは、第１待機電圧値から、光検出素子３２の温度を算出する。詳細には、第３算出部２２Ｉは、第１待機電圧値と第３取得部で測定した電流値から、光検出素子３２の温度を算出する機能を有する。この温度を温度検知部６０で測定する温度の替りに用いることが可能性ある。また、温度の測定精度を向上するために、温度検知部６０で測定した温度を用いることも可能である。なお、第３取得部２２Ｈと第３算出部２２Ｉとを省略することもできる。

【0100】

次に、信号処理回路２２で実行する制御処理の手順を説明する。

【0101】

図８は、信号処理回路２２で実行する検出処理の手順を示すフローチャートである。なお、図８は、電圧制御部２２Ａが、待機電圧として、第１待機電圧または第３待機電圧を印加するように電圧印加部６８を制御する場合の手順を示した。

【0102】

図示を省略する電源スイッチがユーザによって操作され、検査装置１の装置各部に電力が供給されると、電圧制御部２２Ａが、駆動電圧Ｖｏｐを印加するように電圧印加部６８を制御する（ステップＳ１００）。記憶部６６は、絶対値が光検出素子３２のｐｎ接合のアバランシェ降伏電圧以上の電圧値で且つｐｎ接合に対して逆バイアスの駆動電圧を予め記憶する。電圧制御部２２Ａは、記憶部６６から駆動電圧Ｖｏｐを読取り、電圧印加部６８を制御すればよい。

【0103】

ステップＳ１００の処理によって、電圧印加部６８は、光検出素子３２への駆動電圧Ｖｏｐの印加を開始する。駆動電圧Ｖｏｐが印加された状態で、光検出素子３２に光が入射すると、光検出素子３２で検出された光に応じた光電流が信号処理回路２２へ出力される。

【0104】

次に、受付部２２Ｇが、入力部６２から駆動指示を受け付けたか否かを判断する（ステップＳ１０２）。上述したように、光電流の取得を示す駆動指示は、断面画像の生成を指示する撮影指示であってもよい。

【0105】

受付部２２Ｇは、入力部６２から駆動指示を受け付けたと判断（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）するまで否定判断を繰り返す（ステップＳ１０２：Ｎｏ）。受付部２２Ｇが駆動指示を受け付けたと判断すると（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、信号処理回路２２は、起動開始である立上げ状態から駆動期間に移行したと判別し、ステップＳ１０４へ進む。なお、ステップＳ１０２で否定判断した場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、信号処理回路２２は、立ち上げ状態から待機期間に移行したと判別し、後述するステップＳ１１０へ進んでもよい。

【0106】

ステップＳ１０４では、第１取得部２２Ｂが、光検出素子３２から光電流を取得する（ステップＳ１０４）。次に、出力部２２Ｄが、ステップＳ１０４で取得した光電流から、検出結果として、例えば、被検体１２の放射線画像を生成し、表示部６４へ出力する（ステップＳ１０６）。なお、出力部２２Ｄは、ステップＳ１０４で取得した光電流を検出結果として表示部６４へ出力してもよい。また、出力部２２Ｄは、検出結果を、記憶部６６へ記憶してもよい。

【0107】

なお、ステップＳ１０４及びステップＳ１０６の処理は、１回の駆動指示（または撮影指示）により光電流を取得する予め定めた時間、継続して実行する。例えば、検査装置１において、図１に示す被検体１２の放射線画像を生成する場合には、光源１１及び光検出器１０が被検体１２の周囲を少なくとも１周する間、継続して実行する。

【0108】

次に、受付部２２Ｇは、入力部６２から、駆動指示を受け付けたか否かを判断する（ステップＳ１０８）。ステップＳ１０８の判断は、ステップＳ１０２と同様である。

【0109】

受付部２２Ｇが、入力部６２から駆動指示を受け付けたと判断した場合（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、信号処理回路２２は、駆動期間中であると判別し、ステップＳ１０４へ戻る。

【0110】

一方、受付部２２Ｇが、入力部６２から駆動指示を受け付けないと判断した場合（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、信号処理回路２２は、駆動期間から待機期間に移行したと判別し、ステップＳ１１０へ進む。

【0111】

ステップＳ１１０では、第２取得部２２Ｃが、駆動期間の光検出素子３２の温度を取得する（ステップＳ１１０）。次に、第１算出部２２Ｅが、ステップＳ１１０で取得した温度に対応するジュール熱を発生させる電圧印加条件を算出する（ステップＳ１１２）。

【0112】

待機期間に、逆バイアスである第１待機電圧を印加する場合、ステップＳ１１２において、第１算出部２２Ｅは、電圧印加条件として、０Ｖを超え且つ駆動電圧Ｖｏｐ未満の逆バイアスの電圧値を算出する。一方、待機期間に、順バイアスである第３待機電圧を印加する場合、第１算出部２２Ｅは、電圧印加条件として、順バイアスの電圧値を算出する。なお、電圧印加時間は、一例として、予め定めた値を用いる場合を説明する。

【0113】

なお、待機期間に、第１待機電圧、第２待機電圧、及び第３待機電圧の何れを用いて電圧印加部６８を制御するかを示す識別情報を、予め記憶部６６に記憶しておく。そして、第１算出部２２Ｅは、記憶部６６に記憶されている識別情報によって識別される待機電圧（ここでは、第１待機電圧または第３待機電圧）に対応する電圧印加条件を、算出すればよい。

【0114】

次に、電圧制御部２２Ａが、ステップＳ１１２で算出された電圧印加条件に応じた、上記識別情報によって識別され第１待機電圧または第３待機電圧を印加するように、光検出素子３２を制御する（ステップＳ１１４）。

【0115】

ステップＳ１１４の処理によって、光検出素子３２には、第１待機電圧または第３待機電圧が待機期間に印加される。

【0116】

次に、受付部２２Ｇは、入力部６２から、駆動指示を受け付けたか否かを判断する（ステップＳ１１４）。ステップＳ１１４の判断は、ステップＳ１０２と同様である。

【0117】

受付部２２Ｇが、入力部６２から駆動指示を受け付けたと判断した場合（ステップＳ１１４：Ｙｅｓ）、信号処理回路２２は、待機期間から駆動期間に移行したと判別し、ステップＳ１１８へ進む。そして、電圧制御部２２Ａが、駆動電圧Ｖｏｐを印加するように電圧印加部６８を制御し（ステップＳ１１８）、上記ステップＳ１０４へ戻る。

【0118】

一方、受付部２２Ｇが、入力部６２から駆動指示を受け付けないと判断した場合（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、信号処理回路２２は、待機期間中と判別し、ステップＳ１２０へ進む。

【0119】

受付部２２Ｇは、入力部６２から、処理終了を示す終了指示を受け付けたか否かを判断する（ステップＳ１２０）。終了指示を受け付けないと判断すると（ステップＳ１２０：Ｎｏ）、信号処理回路２２は、待機期間中と判別し、ステップＳ１１４へ戻る。一方、終了指示を受け付けたと判断すると（ステップＳ１２０：Ｙｅｓ）、光検出素子３２への電圧印加を解除し、本ルーチンを終了する。

【0120】

図９は、光検出素子３２に印加された電圧のタイムチャートを示す図である。なお、図９は、信号処理回路２２でステップＳ１００〜ステップＳ１２０の手順を実行し、待機期間に順バイアスの第１待機電圧を印加するように制御した場合のタイムチャートである。

【0121】

図９に示すように、立上げ時（図９中、Ｔ１参照）及び駆動期間（図９中、Ｔｏｐ参照）には、光検出素子３２のｐｎ接合のアバランシェ降伏電圧Ｖｂｄ以上の逆バイアスの駆動電圧Ｖｏｐが印加される（図９中、線図８０Ａ参照）。そして、待機期間（図９中、Ｔｓ参照）には、光検出素子３２のｐｎ接合に対して順バイアスの第１待機電圧が印加される（図９中、線図８０Ｂ参照）。

【0122】

以上説明したように、本実施の形態の光検出器１０は、光検出素子３２と、電圧印加部６８と、第１取得部２２Ｂと、電圧制御部２２Ａと、を備える。光検出素子３２は、ｐｎ接合を有し、検出した光に応じた光電流を出力する。電圧印加部６８は、光検出素子３２に電圧を印加する。第１取得部２２Ｂは、光検出素子３２で検出された光電流を取得する。電圧制御部２２Ａは、光検出素子３２から光電流を取得する駆動期間には、絶対値が光検出素子３２のｐｎ接合のアバランシェ降伏電圧Ｖｂｄ以上の電圧値で、且つ、光検出素子３２のｐｎ接合に対して逆バイアスの駆動電圧Ｖｏｐを印加する。

【0123】

また、電圧制御部２２Ａは、光検出素子３２から光電流を取得しない待機期間には、第１待機電圧、第２待機電圧、または第３待機電圧を印加するように、電圧印加部６８を制御する。第１待機電圧は、光検出素子３２のｐｎ接合に対して順バイアスの電圧である。第２待機電圧は、０Ｖの電圧値の電圧である。第３待機電圧は、絶対値が０Ｖより大きく且つ駆動電圧Ｖｏｐ未満の電圧値で、光検出素子３２のｐｎ接合に対して逆バイアスの電圧である。

【0124】

従って、本実施の形態の光検出器１０は、光検出素子３２の感度低下を抑制することができる。

【0125】

すなわち、電圧制御部２２Ａが、０Ｖの電圧である第２待機電圧を印加するように電圧印加部６８を制御すると、待機期間には、光検出素子３２に電圧が印加されない状態となる。このため、駆動電圧Ｖｏｐの継続印加によるアバランシェ降伏電圧Ｖｂｄの変動を抑制することができ、光検出素子３２の感度低下を抑制することができる。

【0126】

また、電圧制御部２２Ａが第３待機電圧を印加するように電圧印加部６８を制御すると、逆バイアスの第３待機電圧の印加によって、光検出素子３２からジュール熱が発生する。第３待機電圧は、絶対値が駆動電圧Ｖｏｐ未満の逆バイアスである。このため、電圧制御部２２Ａが、第３待機電圧を印加するように電圧印加部６８を制御することで、光検出素子３２の温度変動を抑制しつつ、且つ、光検出素子３２のアバランシェ降伏電圧Ｖｂｄの変動を抑制することができる。

【0127】

また、光検出素子３２に順バイアスの電圧を印加した場合、同じ電圧値の逆バイアスの電圧を光検出素子３２に印加した場合に比べて、光検出素子３２は、より大きいジュール熱を発生する。このため、電圧制御部２２Ａが、待機期間に、光検出素子３２のｐｎ接合に対して順バイアスの第１待機電圧を印加すると、より低い電圧値の電圧の印加により、光検出素子３２の温度変動を抑制しつつ、光検出素子３２のアバランシェ降伏電圧Ｖｂｄの変動を抑制することができる。

【0128】

なお、本実施の形態では、光検出素子３２を含む光電変換層４１の光入射側に、シンチレータ５０が設けられた構成である場合を説明した。しかし、光検出素子３２は、シンチレータ５０を備えない構成であってもよく、光検出素子３２は、シンチレータ５０を備えた構成に限定されない。

【0129】

また、本実施の形態では、光検出器１０を、検査装置１に搭載した場合を説明した。しかし、光検出器１０は、各種の光を検出する検出装置に搭載可能であり、被検体１２の断面画像を取得する検査装置１への搭載に限定されない。

【0130】

なお、上記実施の形態における光検出器１０の検出処理を実行するためのプログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込まれて提供される。

【0131】

上記実施の形態における光検出器１０の検出処理を実行するためのプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。

【0132】

さらに、上記実施の形態における光検出器１０の検出処理を実行するためのプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、上記実施の形態における光検出器１０の検出処理を実行するためのプログラムを、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。

【0133】

上記実施の形態における光検出器１０の検出処理を実行するためのプログラムは、上述した各部を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ（プロセッサ）が上記ＲＯＭからプログラムを読み出して実行することにより該各部が主記憶装置上にロードされ、該各部が主記憶装置上に生成されるようになっている。

【0134】

以上、本発明の実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態や変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0135】

１０ 光検出器
２２Ａ 電圧制御部
２２Ｂ 第１取得部
２２Ｃ 第２取得部
２２Ｅ 第１算出部
２２Ｆ 第２算出部
２２Ｈ 第３取得部
２２Ｉ 第３算出部
３２ 光検出素子
５０ シンチレータ
６０ 温度検知部
６８ 電圧印加部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】