JP2000241554A - 放射線検出器 - Google Patents
放射線検出器Info
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- JP2000241554A JP2000241554A JP4400499A JP4400499A JP2000241554A JP 2000241554 A JP2000241554 A JP 2000241554A JP 4400499 A JP4400499 A JP 4400499A JP 4400499 A JP4400499 A JP 4400499A JP 2000241554 A JP2000241554 A JP 2000241554A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 シンチレータ素子間の光クロストークを軽減
した放射線検出器で、製造の容易な構造をしたものとす
る。その様な放射線検出器を用いることによって、放射
線ＣＴ装置の分解能を高める。 【解決手段】 シンチレータ素子と光セパレータを交互
に並べたシンチレータ組立体からなる発光部とシリコン
光ダイオードとを光学接着剤層を介して積層したもの
で、別の光セパレータをシリコン光ダイオード面から
０．１〜２μｍの高さ光学接着剤層の中に突出させて、
光クロストークを軽減する。
した放射線検出器で、製造の容易な構造をしたものとす
る。その様な放射線検出器を用いることによって、放射
線ＣＴ装置の分解能を高める。 【解決手段】 シンチレータ素子と光セパレータを交互
に並べたシンチレータ組立体からなる発光部とシリコン
光ダイオードとを光学接着剤層を介して積層したもの
で、別の光セパレータをシリコン光ダイオード面から
０．１〜２μｍの高さ光学接着剤層の中に突出させて、
光クロストークを軽減する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は放射線検出器に関
し、特にＸ線、γ線などの放射線を使うコンピュータ断
層撮影（ＣＴ）装置に使用される放射線検出器に関す
る。
し、特にＸ線、γ線などの放射線を使うコンピュータ断
層撮影（ＣＴ）装置に使用される放射線検出器に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】放射線ＣＴ装置では、被撮影体に関して
放射線源（例えばＸ線管）と対称の位置に多数の放射線
検出器を隣り合わせて並べて各検出器の位置での放射線
強度を測定して、被撮影体の内部構造を観察するように
なっている。隣り合って並べられた各放射線検出器は各
画素に相当するものなので、出来るだけ小さく作るとと
もに隣の検出器との間隔を狭くして、解像度、分解能を
上げるように作られている。
放射線源（例えばＸ線管）と対称の位置に多数の放射線
検出器を隣り合わせて並べて各検出器の位置での放射線
強度を測定して、被撮影体の内部構造を観察するように
なっている。隣り合って並べられた各放射線検出器は各
画素に相当するものなので、出来るだけ小さく作るとと
もに隣の検出器との間隔を狭くして、解像度、分解能を
上げるように作られている。
【０００３】放射線検出器は、複数のシンチレータ素子
と光ダイオード素子とを積層した構造をしており、シン
チレータ素子が放射線源側に開口してＸ線などの放射線
をシンチレータ素子で受けるようになっている。シンチ
レータ素子はＣｄＷＯ4 、Ｂｉ4 Ｇｅ3 Ｏ12、Ｇｄ2 Ｏ
2 Ｓ：Ｐｒ（Ｃｅ，Ｆ）などで作られていて放射線が入
射すると可視光を発生する。この可視光をシンチレータ
素子の裏に対向するように設けられた光ダイオード素子
に入射させて電気信号に変換する。あるシンチレータ素
子に入射した放射線がそのシンチレータ素子を通過して
隣にあるシンチレータ素子に再度入射すると分解能が低
下するので、シンチレータ素子の間には放射線が通過し
ないように放射線遮蔽板が設けられている。また、シン
チレータ素子で発生した可視光は全立体角の方向に発生
するがシンチレータ素子の下に設けられた光ダイオード
素子に導かれる必要がある。そこで、シンチレータ素子
は、その光ダイオード素子と対向している面を除いて光
反射性のよいもので周囲が覆われている構造をしてい
る。
と光ダイオード素子とを積層した構造をしており、シン
チレータ素子が放射線源側に開口してＸ線などの放射線
をシンチレータ素子で受けるようになっている。シンチ
レータ素子はＣｄＷＯ4 、Ｂｉ4 Ｇｅ3 Ｏ12、Ｇｄ2 Ｏ
2 Ｓ：Ｐｒ（Ｃｅ，Ｆ）などで作られていて放射線が入
射すると可視光を発生する。この可視光をシンチレータ
素子の裏に対向するように設けられた光ダイオード素子
に入射させて電気信号に変換する。あるシンチレータ素
子に入射した放射線がそのシンチレータ素子を通過して
隣にあるシンチレータ素子に再度入射すると分解能が低
下するので、シンチレータ素子の間には放射線が通過し
ないように放射線遮蔽板が設けられている。また、シン
チレータ素子で発生した可視光は全立体角の方向に発生
するがシンチレータ素子の下に設けられた光ダイオード
素子に導かれる必要がある。そこで、シンチレータ素子
は、その光ダイオード素子と対向している面を除いて光
反射性のよいもので周囲が覆われている構造をしてい
る。
【０００４】遮蔽板として、Ｍｏ、Ｗ，Ｐｂなどの金属
板、膜が用いられている。またシンチレータ表面に光反
射性のよい材料を付けるために、アルミニウム等の金属
を蒸着やスパッタリングで０．１〜５μｍ厚に付けた
り、白色塗料例えば酸化チタン（ＴｉＯ2 ）、亜鉛華
（ＺｎＯ），鉛白（ＰｂＯ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）等が
付けられている。酸化チタンは亜鉛華、鉛白、硫化亜鉛
に比べ酸やアルカリに対し化学的安定性が高いととも
に、光反射率が大きいので光反射材として用いられるこ
とが多い。本発明者等は酸化チタンの中でもルチル型酸
化チタンが耐光性に優れていることから安定な反射材と
して用いることができることを既に発明しており、既出
願の特許出願の中でルチル型酸化チタンを光反射材とし
て使用している放射線検出器を説明している。このよう
な白色塗料光反射材をＭｏ、Ｗ，Ｐｂなどの放射線遮蔽
板の上に付けたものを、隣り合って並べたシンチレータ
素子間に入れることが行われている。本明細書ではシン
チレータ素子間に設けられた放射線遮蔽板と光反射材
（あるいは光反射性の接着剤層）とをまとめて光セパレ
ータと呼ぶ。
板、膜が用いられている。またシンチレータ表面に光反
射性のよい材料を付けるために、アルミニウム等の金属
を蒸着やスパッタリングで０．１〜５μｍ厚に付けた
り、白色塗料例えば酸化チタン（ＴｉＯ2 ）、亜鉛華
（ＺｎＯ），鉛白（ＰｂＯ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）等が
付けられている。酸化チタンは亜鉛華、鉛白、硫化亜鉛
に比べ酸やアルカリに対し化学的安定性が高いととも
に、光反射率が大きいので光反射材として用いられるこ
とが多い。本発明者等は酸化チタンの中でもルチル型酸
化チタンが耐光性に優れていることから安定な反射材と
して用いることができることを既に発明しており、既出
願の特許出願の中でルチル型酸化チタンを光反射材とし
て使用している放射線検出器を説明している。このよう
な白色塗料光反射材をＭｏ、Ｗ，Ｐｂなどの放射線遮蔽
板の上に付けたものを、隣り合って並べたシンチレータ
素子間に入れることが行われている。本明細書ではシン
チレータ素子間に設けられた放射線遮蔽板と光反射材
（あるいは光反射性の接着剤層）とをまとめて光セパレ
ータと呼ぶ。
【０００５】複数のシンチレータ素子を有する発光部の
下面（以下、放光面と言う）にＳＰＤが接着剤で貼り付
けられており、ＳＰＤの光検出用ダイオード素子は各シ
ンチレータ素子と対向する位置に設けられている。放射
線照射によりシンチレータ素子で発光した可視光を出来
るだけ損失のないようにして光検出用ダイオード素子に
伝える必要があるので、放光面にＳＰＤを貼り付けてい
る接着剤は光透過性の良い材料で作られた光学接着剤が
使われている。この発光部とＳＰＤの接着面には少しの
凹凸があるために、この光学接着剤層の厚みは１〜１０
μｍ位までばらついている。
下面（以下、放光面と言う）にＳＰＤが接着剤で貼り付
けられており、ＳＰＤの光検出用ダイオード素子は各シ
ンチレータ素子と対向する位置に設けられている。放射
線照射によりシンチレータ素子で発光した可視光を出来
るだけ損失のないようにして光検出用ダイオード素子に
伝える必要があるので、放光面にＳＰＤを貼り付けてい
る接着剤は光透過性の良い材料で作られた光学接着剤が
使われている。この発光部とＳＰＤの接着面には少しの
凹凸があるために、この光学接着剤層の厚みは１〜１０
μｍ位までばらついている。
【０００６】放射線検出器の一つのブロックの中では、
チャンネルがパターニングされた１枚のＳＰＤの上に長
方体をした複数のシンチレータ素子が、シンチレータ素
子間に光セパレータを介して、並べて設けられている。
従来１６チャネル／ブロックということで１６個のシン
チレータ素子を並べてＳＰＤの上に設けられていたもの
が、分解能を上げるために２４個のシンチレータ素子を
ＳＰＤの上に並べて設けられた２４チャネル／ブロック
となって来た。さらにより分解能を上げるために、チャ
ンネル方向に直角に分割し格子状にしたものも実用化さ
れ始めている。格子状にシンチレータ素子を配置する事
から、光セパレータの厚みも極力薄くすることが求めら
れている。これに伴い、光セパレータの厚さも次第に薄
くなって来て、従来２００〜２５０μｍ厚であったもの
が５０〜１００μｍ厚となって来た。
チャンネルがパターニングされた１枚のＳＰＤの上に長
方体をした複数のシンチレータ素子が、シンチレータ素
子間に光セパレータを介して、並べて設けられている。
従来１６チャネル／ブロックということで１６個のシン
チレータ素子を並べてＳＰＤの上に設けられていたもの
が、分解能を上げるために２４個のシンチレータ素子を
ＳＰＤの上に並べて設けられた２４チャネル／ブロック
となって来た。さらにより分解能を上げるために、チャ
ンネル方向に直角に分割し格子状にしたものも実用化さ
れ始めている。格子状にシンチレータ素子を配置する事
から、光セパレータの厚みも極力薄くすることが求めら
れている。これに伴い、光セパレータの厚さも次第に薄
くなって来て、従来２００〜２５０μｍ厚であったもの
が５０〜１００μｍ厚となって来た。
【０００７】このように光セパレータの厚さが薄くなっ
て来たので、シンチレータ素子で生じた光が光学接着剤
層を伝って、隣接するシンチレータ素子と対向している
光検出用ダイオード素子で検出されることが多くなって
来た。隣接する光検出用ダイオード素子で検出される光
強度を、発光したシンチレータ素子の下に対向している
光検出用ダイオード素子で検出した光強度と比較する
と、約１０％以上にも達することがある。光ダイオード
素子の幅を小さくすることによって、このような光クロ
ストークを小さくすることもできるが、光ダイオード素
子の幅を小さくすると出力も小さくなって、検出感度が
悪くなってしまうという問題があった。
て来たので、シンチレータ素子で生じた光が光学接着剤
層を伝って、隣接するシンチレータ素子と対向している
光検出用ダイオード素子で検出されることが多くなって
来た。隣接する光検出用ダイオード素子で検出される光
強度を、発光したシンチレータ素子の下に対向している
光検出用ダイオード素子で検出した光強度と比較する
と、約１０％以上にも達することがある。光ダイオード
素子の幅を小さくすることによって、このような光クロ
ストークを小さくすることもできるが、光ダイオード素
子の幅を小さくすると出力も小さくなって、検出感度が
悪くなってしまうという問題があった。
【０００８】かかる光クロストークを小さくするための
方策が種々提案されている。例えば、特開平2-17489 号
公報に示されている方策によると、シンチレータウェフ
ァーとＳＰＤを光学接着剤で接合したものに、シンチレ
ータウェファー上面から光学接着剤層を通って、ＳＰＤ
に達する溝をダイサーで付けて、シンチレータウェファ
ーを複数のシンチレータ素子に分割しその溝内にＸ線遮
蔽重金属板を挿入している。また、特開平3-206992号公
報に提案されているものでは、複数のシンチレータ素子
をその間に光セパレータを介して並べた発光部を光学接
着剤で接合しているＳＰＤの特殊な構造が示されてい
る。このものは、ガラス基板に溝を付けて溝内に光ダイ
オード素子を埋め込んで、溝内のＳＰＤの上に光学接着
剤を付けたものを発光部に接合している。このようにす
ることによって、光ダイオード素子間に突出して残って
いるガラス部分がシンチレータ素子間の光セパレータと
連続して遮蔽板を形成することになっている。
方策が種々提案されている。例えば、特開平2-17489 号
公報に示されている方策によると、シンチレータウェフ
ァーとＳＰＤを光学接着剤で接合したものに、シンチレ
ータウェファー上面から光学接着剤層を通って、ＳＰＤ
に達する溝をダイサーで付けて、シンチレータウェファ
ーを複数のシンチレータ素子に分割しその溝内にＸ線遮
蔽重金属板を挿入している。また、特開平3-206992号公
報に提案されているものでは、複数のシンチレータ素子
をその間に光セパレータを介して並べた発光部を光学接
着剤で接合しているＳＰＤの特殊な構造が示されてい
る。このものは、ガラス基板に溝を付けて溝内に光ダイ
オード素子を埋め込んで、溝内のＳＰＤの上に光学接着
剤を付けたものを発光部に接合している。このようにす
ることによって、光ダイオード素子間に突出して残って
いるガラス部分がシンチレータ素子間の光セパレータと
連続して遮蔽板を形成することになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】これら公知の技術によ
って、発光部とＳＰＤ間の光学接着剤層を伝って生じる
光クロストークを小さくすることはできると考えられ
る。しかし、ダイサーでシンチレータウェファーに溝を
付けて、その溝内に遮蔽板を入れることは、加工が煩わ
しいだけではなく、ＳＰＤに対しても加工を行うため
に、光ダイオード素子を損なうことがあった。また、ガ
ラス基板に光ダイオード素子を埋め込むための溝を設け
ると、その溝深さを正確に管理することが困難である。
その上、光ダイオード素子を個々に切り離したものを準
備する必要があるので生産面から見て煩わしいものとな
る。
って、発光部とＳＰＤ間の光学接着剤層を伝って生じる
光クロストークを小さくすることはできると考えられ
る。しかし、ダイサーでシンチレータウェファーに溝を
付けて、その溝内に遮蔽板を入れることは、加工が煩わ
しいだけではなく、ＳＰＤに対しても加工を行うため
に、光ダイオード素子を損なうことがあった。また、ガ
ラス基板に光ダイオード素子を埋め込むための溝を設け
ると、その溝深さを正確に管理することが困難である。
その上、光ダイオード素子を個々に切り離したものを準
備する必要があるので生産面から見て煩わしいものとな
る。
【００１０】そこで本発明では、放射線ＣＴ装置などに
使用するのに適した、シンチレータ素子間の光クロスト
ークを軽減した放射線検出器で、製造の容易な構造を提
供することを目的とする。
使用するのに適した、シンチレータ素子間の光クロスト
ークを軽減した放射線検出器で、製造の容易な構造を提
供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の放射線検出器
は、複数のシンチレータ素子をその間に光セパレータを
介して平面状に並べたシンチレータ組立体からなる発光
部と、この発光部の下面の放光面に光学接着剤で貼り付
けたシリコン光ダイオード（ＳＰＤ）とを有しており、
ＳＰＤの光ダイオード素子は前記各シンチレータ素子の
下でシンチレータ素子に対向する位置に設けられている
ものにおいて、前記ＳＰＤの各光ダイオード素子の間
に、ＳＰＤ面から０．１〜２μｍ高さの別の光セパレー
タが突出していることを特徴としている。
は、複数のシンチレータ素子をその間に光セパレータを
介して平面状に並べたシンチレータ組立体からなる発光
部と、この発光部の下面の放光面に光学接着剤で貼り付
けたシリコン光ダイオード（ＳＰＤ）とを有しており、
ＳＰＤの光ダイオード素子は前記各シンチレータ素子の
下でシンチレータ素子に対向する位置に設けられている
ものにおいて、前記ＳＰＤの各光ダイオード素子の間
に、ＳＰＤ面から０．１〜２μｍ高さの別の光セパレー
タが突出していることを特徴としている。
【００１２】本発明の放射線検出器において、ＳＰＤ面
から突出している前記別の光セパレータはシリコンであ
ることができる。
から突出している前記別の光セパレータはシリコンであ
ることができる。
【００１３】また本発明の放射線検出器において、ＳＰ
Ｄ面から突出している前記別の光セパレータはＳＰＤ面
に設けられた重金属膜であることができる。
Ｄ面から突出している前記別の光セパレータはＳＰＤ面
に設けられた重金属膜であることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の放射線検出器およびそれ
を用いた放射線ＣＴ装置を以下に図面を参照しながら詳
細に説明する。ここで、図１は本発明の放射線検出器の
断面図、図２は本発明の放射線検出器の製造工程を説明
する図、図３は本発明の放射線検出器に用いているＳＰ
Ｄ表面のスパッタリングを説明する図、図４は放射線Ｃ
Ｔ装置の説明図である。
を用いた放射線ＣＴ装置を以下に図面を参照しながら詳
細に説明する。ここで、図１は本発明の放射線検出器の
断面図、図２は本発明の放射線検出器の製造工程を説明
する図、図３は本発明の放射線検出器に用いているＳＰ
Ｄ表面のスパッタリングを説明する図、図４は放射線Ｃ
Ｔ装置の説明図である。
【００１５】本発明の放射線検出器は図１にその断面図
で示すように、複数の直方体形状をしたシンチレータ素
子２１をその間に光セパレータ２２を介して平面状に並
べたシンチレータ組立体からなる発光部２と、この発光
部２の下面の放光面２３（ここで発光部の下面を「放光
面」と呼ぶ）に光学接着剤層３で貼り付けたシリコン光
ダイオード（ＳＰＤ）４とを有している。このＳＰＤ４
は、各シンチレータ素子２１の下でシンチレータ素子下
面に対向する位置に光ダイオード素子４１が設けられて
いる。光ダイオード素子４１の電極は放射線検出回路に
つながれていて、光ダイオード素子４１の受光量を測定
できるようになっている。ＳＰＤおよび光ダイオード素
子の構成や働きは既に良く知られているので説明は省略
する。
で示すように、複数の直方体形状をしたシンチレータ素
子２１をその間に光セパレータ２２を介して平面状に並
べたシンチレータ組立体からなる発光部２と、この発光
部２の下面の放光面２３（ここで発光部の下面を「放光
面」と呼ぶ）に光学接着剤層３で貼り付けたシリコン光
ダイオード（ＳＰＤ）４とを有している。このＳＰＤ４
は、各シンチレータ素子２１の下でシンチレータ素子下
面に対向する位置に光ダイオード素子４１が設けられて
いる。光ダイオード素子４１の電極は放射線検出回路に
つながれていて、光ダイオード素子４１の受光量を測定
できるようになっている。ＳＰＤおよび光ダイオード素
子の構成や働きは既に良く知られているので説明は省略
する。
【００１６】シンチレータ素子２１はＣｄＷＯ4 、Ｂｉ
4 Ｇｅ3 Ｏ12、Ｇｄ2 Ｏ2 Ｓ：Ｐｒ（Ｃｅ，Ｆ）などで
作られていて、放射線例えばＸ線を受けた部分で発光し
可視光が放出される。隣り合ったシンチレータ素子２１
の間にある光セパレータ２２は、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｂなど放
射線遮蔽性能の良い金属でできた放射線遮蔽板２２１の
表面に接着剤層２２２が付けられたものとなっている。
接着剤層２２２はシンチレータ素子２１と放射線遮蔽板
２２１とを接着するとともに、ルチル型酸化チタン粉末
を含んでいて光反射率を９０％以上、好ましくは９５％
以上として、光反射材としても働くようにすることが好
ましい。発光部２の上面や端面部は光反射材層５で鋳包
まれている。
4 Ｇｅ3 Ｏ12、Ｇｄ2 Ｏ2 Ｓ：Ｐｒ（Ｃｅ，Ｆ）などで
作られていて、放射線例えばＸ線を受けた部分で発光し
可視光が放出される。隣り合ったシンチレータ素子２１
の間にある光セパレータ２２は、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｂなど放
射線遮蔽性能の良い金属でできた放射線遮蔽板２２１の
表面に接着剤層２２２が付けられたものとなっている。
接着剤層２２２はシンチレータ素子２１と放射線遮蔽板
２２１とを接着するとともに、ルチル型酸化チタン粉末
を含んでいて光反射率を９０％以上、好ましくは９５％
以上として、光反射材としても働くようにすることが好
ましい。発光部２の上面や端面部は光反射材層５で鋳包
まれている。
【００１７】発光部２すなわちシンチレータ素子２１の
上面が放射線源と対向する方向を向いていて、その面か
ら放射線がシンチレータ素子２１内に入射する。シンチ
レータ素子２１に入射した放射線によって生じた可視光
は全立体角の方向に出るが、光セパレータ２２の接着剤
層２２２及び発光部２の上面や端面部に付けられた光反
射材層５で反射されて、シンチレータ素子２１の下面の
放光面２３に付けられた光ダイオード素子４１に導かれ
て検出される。またシンチレータ素子２１を透過した放
射線はその素子の側面に設けられた光セパレータ２２の
放射線遮蔽板２２１で吸収されるので隣にあるシンチレ
ータ素子への影響は小さい。
上面が放射線源と対向する方向を向いていて、その面か
ら放射線がシンチレータ素子２１内に入射する。シンチ
レータ素子２１に入射した放射線によって生じた可視光
は全立体角の方向に出るが、光セパレータ２２の接着剤
層２２２及び発光部２の上面や端面部に付けられた光反
射材層５で反射されて、シンチレータ素子２１の下面の
放光面２３に付けられた光ダイオード素子４１に導かれ
て検出される。またシンチレータ素子２１を透過した放
射線はその素子の側面に設けられた光セパレータ２２の
放射線遮蔽板２２１で吸収されるので隣にあるシンチレ
ータ素子への影響は小さい。
【００１８】ＳＰＤ４と放光面２３とを貼り付けている
光学接着剤層３の厚みは約１〜１０μｍである。ＳＰＤ
４の発光部２と対向している面上で、各検出用光ダイオ
ード素子４１の間にＳＰＤ面から０．１〜２μｍ高さの
別の光セパレータ４２が光学接着剤層２中に突出してい
る。この別の光セパレータ４２はＳＰＤ４のシリコンを
突出して形成することができる。また、重金属のＭｏ、
Ｗなどをスパッタリングして積層して光セパレータ４２
とすることもできる。
光学接着剤層３の厚みは約１〜１０μｍである。ＳＰＤ
４の発光部２と対向している面上で、各検出用光ダイオ
ード素子４１の間にＳＰＤ面から０．１〜２μｍ高さの
別の光セパレータ４２が光学接着剤層２中に突出してい
る。この別の光セパレータ４２はＳＰＤ４のシリコンを
突出して形成することができる。また、重金属のＭｏ、
Ｗなどをスパッタリングして積層して光セパレータ４２
とすることもできる。
【００１９】このように光セパレータ４２をＳＰＤ４の
上面から光学接着剤層３中に突出させることによって、
あるシンチレータ素子から放出された可視光が、光学接
着剤層３を伝って隣にある光ダイオード素子４１で受光
されるといういわゆる光クロストークを小さくすること
ができる。後で示すように、光セパレータ４２の突出量
が０．１μｍの場合で光クロストークを４％まで低減で
き、１．５μｍ以上の突出量でクロストークを１％まで
軽減できる。
上面から光学接着剤層３中に突出させることによって、
あるシンチレータ素子から放出された可視光が、光学接
着剤層３を伝って隣にある光ダイオード素子４１で受光
されるといういわゆる光クロストークを小さくすること
ができる。後で示すように、光セパレータ４２の突出量
が０．１μｍの場合で光クロストークを４％まで低減で
き、１．５μｍ以上の突出量でクロストークを１％まで
軽減できる。
【００２０】本発明の放射線検出器１は図２に示す製造
工程によって製造することができる。まず、図２（ａ）
にあるようにシンチレータウェファー２１０と放射線遮
蔽板２２１とを重ねてその間にルチル型酸化チタン粉末
を含んでいる接着剤層２２２を介して接着する。シンチ
レータ素子が必要数になるようにシンチレータウェファ
ー２１０を積み重ねる（ｂ）。接着剤樹脂の硬化する温
度で数時間加熱して接着剤層２２２を固化した後、
（ｃ）の破線のところで切断して、（ｄ）のように発光
部２を作る。これを接着シート６の上に設置して、発光
部を囲むように型枠７を接着シート６の上において、エ
ポキシ樹脂とルチル型酸化チタン粉末とを重量比１：
０．５〜３で混合したものを型枠７内に流し込んで、発
光部２の周りをこの混合物（光反射材層５となる）で鋳
包む（ｅ）。これを空気中エポキシ樹脂の硬化する温度
で数時間加熱して、樹脂を固化する。次に、（ｆ）のよ
うに接着シート６と型枠７を取り除いて、機械加工を行
う。ＳＰＤ４のスパッタリングは（ｇ）に示すように、
別途用意したＳＰＤ４の光ダイオード素子４１の間に例
えば重金属のＭｏ、Ｗをスパッタリングして０．１〜２
μｍ高さの光セパレータ４２を形成して、このＳＰＤ４
に（ｆ）までの工程で準備した発光部２を重ねてその間
に光学接着剤層３を用いて貼り付け組み立てて（ｈ）、
放射線検出器１が得られる。格子状のシンチレータ素子
の製造は、前述の（ｄ）で得られた組立体を（ａ）のシ
ンチレータウェファー２１０に見立てる事で、（ａ）以
降同様の工程で実現できるものである。
工程によって製造することができる。まず、図２（ａ）
にあるようにシンチレータウェファー２１０と放射線遮
蔽板２２１とを重ねてその間にルチル型酸化チタン粉末
を含んでいる接着剤層２２２を介して接着する。シンチ
レータ素子が必要数になるようにシンチレータウェファ
ー２１０を積み重ねる（ｂ）。接着剤樹脂の硬化する温
度で数時間加熱して接着剤層２２２を固化した後、
（ｃ）の破線のところで切断して、（ｄ）のように発光
部２を作る。これを接着シート６の上に設置して、発光
部を囲むように型枠７を接着シート６の上において、エ
ポキシ樹脂とルチル型酸化チタン粉末とを重量比１：
０．５〜３で混合したものを型枠７内に流し込んで、発
光部２の周りをこの混合物（光反射材層５となる）で鋳
包む（ｅ）。これを空気中エポキシ樹脂の硬化する温度
で数時間加熱して、樹脂を固化する。次に、（ｆ）のよ
うに接着シート６と型枠７を取り除いて、機械加工を行
う。ＳＰＤ４のスパッタリングは（ｇ）に示すように、
別途用意したＳＰＤ４の光ダイオード素子４１の間に例
えば重金属のＭｏ、Ｗをスパッタリングして０．１〜２
μｍ高さの光セパレータ４２を形成して、このＳＰＤ４
に（ｆ）までの工程で準備した発光部２を重ねてその間
に光学接着剤層３を用いて貼り付け組み立てて（ｈ）、
放射線検出器１が得られる。格子状のシンチレータ素子
の製造は、前述の（ｄ）で得られた組立体を（ａ）のシ
ンチレータウェファー２１０に見立てる事で、（ａ）以
降同様の工程で実現できるものである。
【００２１】図２（ｇ）を参照して行なった上の説明を
もう少し詳しく説明する。図３の（ａ）がスパッタリン
グを行う前のＳＰＤ４の断面図であり、ＳＰＤ４の上に
光ダイオード素子４１が設けられている。光ダイオード
素子面にマスク４３を付けて、重金属Ｍｏ、Ｗなどをス
パッタリングした後マスク部分を除去したものが図３
（ｂ）に示されている。ここでスパッタリングによって
付けられた重金属膜は光セパレータ４２となる。
もう少し詳しく説明する。図３の（ａ）がスパッタリン
グを行う前のＳＰＤ４の断面図であり、ＳＰＤ４の上に
光ダイオード素子４１が設けられている。光ダイオード
素子面にマスク４３を付けて、重金属Ｍｏ、Ｗなどをス
パッタリングした後マスク部分を除去したものが図３
（ｂ）に示されている。ここでスパッタリングによって
付けられた重金属膜は光セパレータ４２となる。
【００２２】このようにして、Ｍｏで作った別の光セパ
レータ４２を突出させたＳＰＤ４を持った放射線検出器
を用いて、その光クロストーク率を測定した。ここで光
学接着剤層の厚さを１０μｍ、光セパレータとしてＭｏ
薄板の表面にルチル型酸化チタン粉末を含んだ光反射性
の接着剤層を付けたものとして、光セパレータの厚みは
約１００μｍとした。また、シンチレータ素子としてＧ
ｄ2 Ｏ2 Ｓ：Ｐｒ（Ｃｅ，Ｆ）で作られたもので、２４
チャネル／ブロックの放射線検出器を用いた。Ｍｏで作
った別の光セパレータ突出量を０．０５〜２．５μｍと
変えた場合の光クロストーク率を表１に示している。
レータ４２を突出させたＳＰＤ４を持った放射線検出器
を用いて、その光クロストーク率を測定した。ここで光
学接着剤層の厚さを１０μｍ、光セパレータとしてＭｏ
薄板の表面にルチル型酸化チタン粉末を含んだ光反射性
の接着剤層を付けたものとして、光セパレータの厚みは
約１００μｍとした。また、シンチレータ素子としてＧ
ｄ2 Ｏ2 Ｓ：Ｐｒ（Ｃｅ，Ｆ）で作られたもので、２４
チャネル／ブロックの放射線検出器を用いた。Ｍｏで作
った別の光セパレータ突出量を０．０５〜２．５μｍと
変えた場合の光クロストーク率を表１に示している。
【００２３】
【表１】
【００２４】表１から明らかなように、別の光セパレー
タをＳＰＤ上面から０．１μｍ以上突出させることによ
って光クロストークが小さくなっていることがわかる。
突出量を１．５μｍ以上とすると光クロストークが１％
と極めて小さいものとなったことがわかる。しかし、そ
れ以上突出量を大きくしても光クロストーク率は減少し
ないので、１．５〜２．０μｍが最も良い。光セパレー
タの突出量を２．０μｍよりも大きくしても光クロスト
ーク率は１％よりも小さくならないので、突出量を２μ
ｍ以下にすることがよい。
タをＳＰＤ上面から０．１μｍ以上突出させることによ
って光クロストークが小さくなっていることがわかる。
突出量を１．５μｍ以上とすると光クロストークが１％
と極めて小さいものとなったことがわかる。しかし、そ
れ以上突出量を大きくしても光クロストーク率は減少し
ないので、１．５〜２．０μｍが最も良い。光セパレー
タの突出量を２．０μｍよりも大きくしても光クロスト
ーク率は１％よりも小さくならないので、突出量を２μ
ｍ以下にすることがよい。
【００２５】放射線検出器を用いている放射線ＣＴ装置
は図４に示すように、ＣＴ装置８の中央に被撮影体８１
を設けることができるようになっている。被撮影体８１
の周囲を回ることができるように放射線源（例えばＸ線
管）８２が配置されていて、被撮影体８１に関して放射
線源８２と対向する位置に放射線検出器１が並んで配置
されている。放射線源８２から出た扇状の放射線８３が
被撮影体８１の各部分で吸収を受けて被撮影体８１の影
が放射線検出器１に生じるので、並んだ複数の放射線検
出器１からの出力として、被撮影体８１の影の明暗が得
られる。放射線源８２と放射線検出器１が被撮影体８１
に対して回転しながら同様の測定を行い、その測定値を
合成して画像に再構築することによってＣＴ画像が得ら
れる。本発明のように光クロストーク率の小さな放射線
検出器を用いることによって、検出器の分解能が大きく
なるので、極めて感度の良い放射線ＣＴ装置となる。
は図４に示すように、ＣＴ装置８の中央に被撮影体８１
を設けることができるようになっている。被撮影体８１
の周囲を回ることができるように放射線源（例えばＸ線
管）８２が配置されていて、被撮影体８１に関して放射
線源８２と対向する位置に放射線検出器１が並んで配置
されている。放射線源８２から出た扇状の放射線８３が
被撮影体８１の各部分で吸収を受けて被撮影体８１の影
が放射線検出器１に生じるので、並んだ複数の放射線検
出器１からの出力として、被撮影体８１の影の明暗が得
られる。放射線源８２と放射線検出器１が被撮影体８１
に対して回転しながら同様の測定を行い、その測定値を
合成して画像に再構築することによってＣＴ画像が得ら
れる。本発明のように光クロストーク率の小さな放射線
検出器を用いることによって、検出器の分解能が大きく
なるので、極めて感度の良い放射線ＣＴ装置となる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように本発明の放射線検出
器は、シンチレータ素子間の光クロストークを軽減した
もので、製造の容易な構造をしている。この放射線検出
器を用いた放射線ＣＴ装置は分解能の高いものとするこ
とができる。
器は、シンチレータ素子間の光クロストークを軽減した
もので、製造の容易な構造をしている。この放射線検出
器を用いた放射線ＣＴ装置は分解能の高いものとするこ
とができる。
【図１】本発明の放射線検出器の断面図である。
【図２】本発明の放射線検出器の製造工程を説明する図
である。
である。
【図３】本発明の放射線検出器に用いているＳＰＤ表面
のスパッタリングを説明する図である。
のスパッタリングを説明する図である。
【図４】放射線ＣＴ装置の説明図である。
１ 放射線検出器 ２ 発光部 ２１ シンチレータ素子 ２１０ シンチレータウェファー ２２ 光セパレータ ２２１ 放射線遮蔽板 ２２２ 接着剤層 ２３ 放光面 ３ 光学接着剤層 ４ シリコン光ダイオード（ＳＰＤ） ４１ 光ダイオード素子 ４２ （別の）光セパレータ ４３ マスク ５ 光反射材層 ６ 接着シート ７ 型枠 ８ 放射線ＣＴ装置 ８１ 被撮影体 ８２ 放射線源 ８３ 放射線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古市 眞治 栃木県真岡市松山町18番地 日立金属株式 会社電子部品事業部内 (72)発明者 佐々木 岳夫 東京都千代田区丸の内二丁目１番２号 日 立金属株式会社内 Ｆターム(参考） 2G088 EE02 FF02 FF04 GG13 GG20 JJ04 JJ05 JJ37
Claims (3)
- 【請求項１】 複数のシンチレータ素子をその間に光セ
パレータを介して平面状に並べたシンチレーター組立体
からなる発光部と、この発光部の下面の放光面に光学接
着剤で貼り付けたシリコン光ダイオード（ＳＰＤ）とを
有しており、ＳＰＤの光ダイオード素子は前記各シンチ
レータ素子の下でシンチレータ素子に対向する位置に設
けられている放射線検出器において、 前記ＳＰＤの各光ダイオード素子の間に、ＳＰＤ面から
０．１〜２μｍ高さの別の光セパレータが突出している
ことを特徴としている放射線検出器。 - 【請求項２】 ＳＰＤ面から突出している前記別の光セ
パレータはシリコンであることを特徴とする請求項１記
載の放射線検出器。 - 【請求項３】 ＳＰＤ面から突出している前記別の光セ
パレータはＳＰＤ面に設けられた重金属膜であることを
特徴とする請求項１記載の放射線検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4400499A JP2000241554A (ja) | 1999-02-23 | 1999-02-23 | 放射線検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4400499A JP2000241554A (ja) | 1999-02-23 | 1999-02-23 | 放射線検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000241554A true JP2000241554A (ja) | 2000-09-08 |
Family
ID=12679572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4400499A Pending JP2000241554A (ja) | 1999-02-23 | 1999-02-23 | 放射線検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000241554A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008533484A (ja) * | 2005-03-16 | 2008-08-21 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 画素内処理回路を有するｘ線検出器 |
| WO2013146304A1 (ja) | 2012-03-30 | 2013-10-03 | 日立金属株式会社 | シンチレータアレイの製造方法 |
| WO2015060442A1 (ja) * | 2013-10-25 | 2015-04-30 | 浜松ホトニクス株式会社 | 検出器 |
-
1999
- 1999-02-23 JP JP4400499A patent/JP2000241554A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008533484A (ja) * | 2005-03-16 | 2008-08-21 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 画素内処理回路を有するｘ線検出器 |
| WO2013146304A1 (ja) | 2012-03-30 | 2013-10-03 | 日立金属株式会社 | シンチレータアレイの製造方法 |
| US9575188B2 (en) | 2012-03-30 | 2017-02-21 | Hitachi Metals, Ltd. | Production method of scintillator array |
| WO2015060442A1 (ja) * | 2013-10-25 | 2015-04-30 | 浜松ホトニクス株式会社 | 検出器 |
| JP2015083956A (ja) * | 2013-10-25 | 2015-04-30 | 浜松ホトニクス株式会社 | 検出器 |
| TWI675219B (zh) * | 2013-10-25 | 2019-10-21 | 日商濱松赫德尼古斯股份有限公司 | 檢測器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050713 |
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| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20070425 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071211 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080408 |