JP6115570B2 - 放射線検出器の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、組成が異なる二種類のシンチレータを用いたデュアルアレイ型の放射線検出器を効率良く製造する方法に関する。

放射線検査装置の1つにコンピュータ断層撮影装置［Computed Tomography（CT）装置］がある。CT装置は、X線ファンビームを照射するX線管と、多数の放射線検出素子を併設した放射線検出器とを有し、X線管と放射線検出器は測定対象を中心にして対向するように配置されている。X線管から照射されたX線ファンビームは測定対象を透過し、放射線検出器で検出される。1回の照射ごとに照射角度を変えて測定対象のX線吸収データを収集し、コンピュータ解析により測定対象の断層面における個々の部位のX線吸収率を算出し、X線吸収率に応じた断層面の画像を構成する。放射線検出素子はシンチレータセルと受光素子で構成されている。CT装置では、照射されたX線を受けてシンチレータセルが発光し、受光素子はセルの発光を受けて電気信号に変換する。放射線検出器としては、受光素子としてシリコンフォトダイオードを用い、シンチレータセルと組み合わせた検出器、又は受光素子として光電子増倍管を用い、シンチレータセルと組み合わせた検出器が用いられている。

放射線エネルギーの検出感度分布が異なるように組成が異なる二種類のシンチレータを用いたデュアルアレイ型の放射線検出器として、例えば米国特許4,511,799号は、第一のシンチレータの発光を第一のダイオードで受光し、第二のシンチレータの発光を第二のダイオードで受光するデュアルアレイ型放射線検出器を開示している。またWO 2006/114715号は、低エネルギー側の放射線を光に変換し、前記光を電気信号に変換する第一光検出器と、高エネルギー側の放射線を光に変換し、前記光を電気信号に変換する第二光検出器とを有するデュアルアレイ型放射線検出器を開示している。放射線エネルギーの検出感度分布とは、放射線のエネルギーをシンチレータ板が吸収する分布のことであり、これはシンチレータの組成に依存する。しかし、米国特許4,511,799号及びWO 2006/114715号には、デュアルアレイ型放射線検出器の具体的な製造方法が開示されていない。

特開2002-236182号（米国特許6,793,857号）は、幅の異なるシンチレータセルを組合せた一次元又は多次元の検出器アレイを製造する方法を開示している。この方法では、(a) 放射線に対して敏感なセンサ層及び基層からなる複合層を形成し、(b) センサ層を互いに絶縁された個々のエレメントに分割するために、基層と反対側からセンサ層を切削することによりセンサ層に隔壁を形成する。しかし、特開2002-236182号の方法では、セルの数が増えるにつれて工数が増大し、効率よく製造するのが難しい。

特開2001-174564号は、異なるエネルギーレベルのX線に反応する複数個のシンチレータ素子がX線の透過方向に配置されており、各シンチレータ素子に対応する光検出素子がそのシンチレータ素子に垂直な方向に配置されており、複数のシンチレータ素子及び複数の光検出素子が列をなしているデュアルアレイ型のX線検出器を開示している。複数のシンチレータ素子は光反射性物質で一体的にモールドされている。しかし、特開2001-174564号には、デュアルアレイ型のX線検出器の製造方法が具体的に開示されていない。

特表2009-524015号は、シンチレーションセラミックのウェハを作製し、セラミックウェハの上面に直交する二方向の複数のスリットを形成し、セラミックウェハの表面の一部を酸化し、反射層を形成することによりシンチレーションアレイを製造する方法を開示している。しかし、特表2009-524015号の方法は、シンチレーションアレイを一種類のシンチレーションセラミックにより形成するものであって、二種類のシンチレーションセルを配列するものではない。

従って、本発明の目的は、組成が異なる二種類のシンチレータを用いたデュアルアレイ型の放射線検出器を効率良く製造する方法を提供することである。

放射線エネルギーの検出感度分布が異なるように組成が異なるシンチレータからなる複数の第一及び第二のセルと、放射線により発光した各第一及び第二のセルから出た光を受けてそれを電気信号に変換する複数の受光素子と、前記第一及び第二のセルの光を前記受光素子に導く反射層とを有する放射線検出器を製造する本発明の方法は、
第一のシンチレータ板から反射層を介して少なくともm×n個（m及びnはそれぞれ2以上の自然数であって、同じでも異なっても良い。）の第一のセルを有する第一のセルアレイを得る工程と、
第二のシンチレータ板から反射層を介して少なくともm×n個の第二のセルを有する第二のセルアレイを得る工程と、
前記第一のセルアレイを切断し、反射層を介して少なくともm×1個の第一のセルを有する第一のシングルアレイを少なくともn個得る工程と、
前記第二のセルアレイを切断し、反射層を介して少なくともm×1個の第二のセルを有する第二のシングルアレイを少なくともn個得る工程と、
各第一のシングルアレイ及び各第二のシングルアレイと、少なくともm×2個の受光素子を有する受光素子アレイとを、前記第一のセル及び前記第二のセルと前記受光素子とが対向するように整列する工程と、
前記第一のシングルアレイ及び第二のシングルアレイと前記受光素子アレイとを接着する工程とを有することを特徴とする。

前記整列工程で、前記第一及び第二のシングルアレイの側面及び前記受光素子アレイの側面を基準面に突き当てて、前記第一及び第二のセル及び前記受光素子を位置決めするのが好ましい。

前記整列工程で垂直の関係にある平坦面を有する治具を配置し、前記平坦面を前記第一及び第二のセル及び前記受光素子を位置決めする基準面として用いるのが好ましい。

前記第一及び第二のセルアレイの形成工程は、各シンチレータ板を貼付けシートにより支持プレートに固定する工程と、固定された各シンチレータ板を少なくともm×n個のセルに切断する工程と、各セルを反射層用樹脂で被覆し、前記反射層用樹脂を硬化することにより、樹脂硬化集合体を形成する工程と、前記樹脂硬化集合体から前記貼付けシートを剥離する工程とを有するのが好ましい。

前記貼付けシートは熱剥離型粘着層を有し、80℃以上に加熱することにより前記貼付けシートを前記樹脂硬化集合体から剥離するのが好ましい。

前記樹脂硬化集合体を形成する工程は、前記第一及び第二のセルを囲む枠を形成する工程と、前記枠を前記支持プレートに固定する工程と、前記枠で囲まれた空間に前記反射層用樹脂を注ぐ工程とを有するのが好ましい。前記枠は、前記第一及び第二のセルを囲むように前記支持プレートの側面に貼付けシートを貼り付けることにより形成するのが好ましい。

組成の異なるシンチレータからなる第一及び第二のセルのX線照射方向の厚さ及びX照射面積が同じであるならば、前記第一及び第二のセルのX線透過率は異なるのが好ましい。なお、X線透過率は、セルに照射したX線の強度に対するセルを透過したX線の強度の比率である。

本発明の方法により、放射線エネルギーの検出感度分布が異なるように組成が異なる二種類のシンチレータを用いたデュアルアレイ型の放射線検出器を効率良く製造することができる。

本発明の放射線検出器の製造方法を示すフローチャートである。 第一のセルアレイの形成工程A1を示すフローチャートである。 第一のセルアレイの形成工程A1におけるステップ1-2を示す斜視図である。 第一のセルアレイの形成工程A1におけるステップ1-3を示す斜視図である。 第一のセルアレイの一部を示す拡大平面図である。 工程A1で得られた第一のセルアレイを示す斜視図である。 第一のセルアレイの形成工程A1におけるステップ1-4を示す斜視図である。 第一のセルアレイの形成工程A1におけるステップ1-8で得られた第一のセルアレイを示す斜視図である。 図5と同じ箇所に工程A2を行った後の状態を示す拡大平面図である。 工程A3で位置決めする第一のシングルアレイを示す平面図である。 図10のA-A断面図である。 工程A3で位置決めする第二のシングルアレイを示す平面図である。 図12のB-B断面図である。 工程A3で位置決めする受光素子アレイを示す平面図である。 工程A3において第一及び第二のセルアレイと受光素子アレイとを位置決めする第一の方法を示す斜視図である。 本発明の方法により製造された放射線検出器を示す斜視図である。 Y基準面及びZ基準面を構成し、内側面に等間隔に縦溝を設けたL字形金属板を示す斜視図である。 L字形金属板を支持プレートの上面に載置した状態示す斜視図である。 L字形金属板の内側面に等間隔に形成された縦溝を示す部分断面図である。 縦溝を有するL字形金属板にシングルアレイ及び受光素子アレイを密着させた状態を示す部分断面図である。 工程A3において第一及び第二のセルアレイと受光素子アレイとを位置決めする第二の方法を示す斜視図である。 第二の方法により位置決めした第一及び第二のセルアレイと受光素子アレイを示す平面図である。 図19(b) をA方向から見た側面図である。 図19(b) をB方向から見た側面図である。 工程A3において第一及び第二のセルアレイと受光素子アレイとを位置決めする第三の方法を示す斜視図である。 第三の方法により位置決めした第一及び第二のセルアレイと受光素子アレイを示す平面図である。 図20(b) をA方向から見た側面図である。 工程A3において第一及び第二のセルアレイと受光素子アレイとを位置決めする第四の方法を示す分解斜視図である。 第四の方法により位置決めした第一及び第二のセルアレイと受光素子アレイを示す斜視図である。

本発明の実施形態を図面を参照して以下詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。各実施形態の説明は、特に断りがなければ他の実施形態にも適用される。

図1はデュアルアレイ型の放射線検出器を製造する本発明の方法を示すフローチャートである。この方法は、第一のシンチレータ板から反射層を介して少なくともm×n個の第一のセルを有する第一のセルアレイを得る工程A1と、第一のセルアレイを切断することにより反射層を介して少なくともm×1個の第一のセルを有する少なくともn個の第一のシングルアレイを得る工程A2と、第二のシンチレータ板から反射層を介して少なくともm×n個の第二のセルを有する第二のセルアレイを得る工程B1と、第二のセルアレイを切断することにより反射層を介して少なくともm×1個の第二のセルを有する少なくともn個の第二のシングルアレイを得る工程B2と、1個の第一のシングルアレイ及び1個の第二のシングルアレイと、少なくともm×2個の受光素子を備えた受光素子アレイとを整列させる工程A3と、第一及び第二のシングルアレイと受光素子アレイとを接着する工程A4とを有する。

[1] 工程A1
第一のセルアレイの形成工程A1は、第一のシンチレータ板をワックス、両面粘着性の貼付けシート等で支持プレートに固定する工程と、第一のシンチレータ板を、回転砥石、マルチワイヤーソー等により直交する二方向に複数回切断する工程とを有する。工程A1に両面粘着性の貼付けシートを使うと、第一のセルアレイを効率良く形成することができるだけでなく、治具の共有ができるので製造コストを低減できる。貼付けシートを使う方法は工程A1，B1のいずれにも適用可能であるので、工程A1のみ図2のフローチャートにより説明するが、勿論その説明はそのまま工程B1にも適用できる。

(1) 固定工程
両面に粘着層を備え、かつ各粘着層がセパレータで被覆された固定用貼付けシート25を支持プレート24の上面を覆う大きさにカットした後、一方のセパレータを剥がし、支持プレート24の上面に貼り付ける（ステップ1-1）。次いで、固定用貼付けシート25のもう一方のセパレータを剥がして固定用貼付けシート25の粘着層26を露出させ、図3に示すように第一のシンチレータ板23のオモテ面27を下にして貼り付ける（ステップ1-2）。熱剥離型粘着層26を有する固定用貼付けシート25は、加熱により容易に剥離できるので作業効率の向上に寄与する。支持プレート24側の粘着層も同様に熱剥離型とすれば、固定用貼付けシート25も支持プレート24から加熱により容易に剥離できる。

(2) 分割工程
図4及び図5に示すように、ダイヤモンド砥石等の回転砥石9bにより、第一のシンチレータ板23にd3の幅でm＋1回平行に切断するとともに、直交する方向にd4の幅でn＋1回平行に切断し、m＋1本の平行なZ方向切断溝29及びn＋1本の平行なY方向切断溝30を形成する（ステップ1-3）。回転砥石9bの代わりに複数本のワイヤーソーからなるマルチワイヤーソーで、第一のシンチレータ板23に複数の切断溝を同時に形成することもできる。さらに、まず回転砥石9bで第一のシンチレータ板23に浅い切断溝29，30を形成し、固定用貼付けシート25により第一のシンチレータ板23を支持プレート24に固定した後で、切断溝29，30をさらに切断しても良い。

各切断溝29，30は固定用貼付けシート25に達する深さを有するので、第一のシンチレータ板23は(m＋2)×(n＋2)個の第一のセル2aに分割されるが、縁部を取り除くと少なくともm×n個の第一のセル2aが得られる。図6に示すように縁部を取り除いて少なくともm×n個の第一のセル2aからなる第一のセルアレイ1としても、図4に示すように広幅の外周セル31を残しても良い。外周セル31を残す場合、後の工程で取り除くとちょうどm×n個の第一のセル2aが得られる。いずれの場合も、m＋1本のZ方向切断溝29のうち外側の2本は第一のセルアレイ1の側面5L及び5Rを形成し、n＋1本のY方向切断溝30のうち外側の2本は第一のセルアレイ1の側面5F及び5Bを形成する。

各第一のセル2aは固定用貼付けシート25により支持プレート24に固定されているため、第一のセル2a同士の間隔は正確に維持される。第一のセル2aに分割した後、被覆工程に進める前に、加工屑等を除去するために洗浄及び乾燥を施すのが好ましい。

(3) 被覆工程
まず、図7に示すように液状反射層用樹脂を溜める枠を形成する（ステップ1-4）。枠は、ステップ1-1で用いたのと同じ熱剥離型粘着層を有する貼付けシートにより形成するのが好ましい。枠用貼付けシート32F及び32Bは、支持プレート24のY方向の寸法Laと同じ長さ、及び第一のシンチレータ板の厚さh1と、形成する反射層用樹脂層の厚さh2と、支持プレート24の側面貼付けしろh3との合計寸法（h1＋h2＋h3）以上の幅を有する。枠用貼付けシート32L及び32Rは、支持プレート24のZ方向の寸法Lbと同じ長さ、及び枠用貼付けシート32F及び32Bと同じ幅（h1＋h2＋h3以上）を有する。これらの枠用貼付けシート32F，32B，32L，32Rを、第一のセル2aを囲むように支持プレート24の側面に貼り付ける。枠用貼付けシート32F，32B，32L，32Rの熱剥離型粘着層を全て内側にすると、支持プレート24への粘着及び加熱剥離が容易になる。勿論、両面に熱剥離型粘着層を有する貼付けシートを枠に用いても良い。

支持プレート24の側面に貼り付けた枠用貼付けシート32F，32B，32L，32Rの各端部を粘着することにより、四角い枠を形成する。固定用貼付けシート25に囲まれた空間は、開口33を有する容器とみなすことができる。容器を形成する別の方法として、枠用貼付けシート32F，32B，32L，32Rの各端を貼り付けて形成した枠を支持プレート24の側面に粘着しても良い。さらに、反射層用樹脂から剥離しやすいフッ素樹脂等の樹脂の枠を支持プレート24の側面に粘着することにより、容器を形成しても良い。

次いで、枠用貼付けシート32F，32B，32L，32Rで囲まれた容器に液状反射層用樹脂を注入する（ステップ1-5）。反射層用樹脂は第一のセル2aの全ての間隙29，30に入るとともに、第一のセルアレイ1の上面及び側面を覆う。このようにして、反射層用樹脂に被覆された第一のセル2aが得られる。液状反射層用樹脂は、樹脂層の厚さが均一になるように、時間をかけて静かに注ぐ。

第一のセル2aの間隙に充填した反射層用樹脂を硬化することにより、m×n個の第一のセル2aが一体化した第一のセルアレイ1が得られる。第一のセルアレイ1の側面5F、5L、5R及び5B及びウラ面6aにも同じ反射層用樹脂を塗布した後、硬化する。従って、第一のセルアレイ1のオモテ面7aのみ反射層用樹脂で覆われておらず、第一のセル2aが露出している。反射層用樹脂としては、熱硬化性樹脂に酸化チタン微粒子を混ぜたものが好ましい。なお、支持プレートとして硬化した板状の反射層用樹脂を使用しても良い。

Y方向にm個並んだ第一のセル2aの間隙に充填された反射層用樹脂は反射層3を構成し、Z方向にn列並んだ第一のセル2aの間隙に充填された反射用樹脂は切削しろ層4を構成する。従って、m×n個の第一のセル2aは反射層3及び切削しろ層4を介して一体化されている。図6では、簡単化のために反射層3及び切削しろ層4を直線で示している。

図5は、第一のセルアレイ1のオモテ面7aの一部を拡大して示す。Y方向に並ぶ第一のセル2aは厚さd3の反射層3を介して配列しており、Z方向に並ぶ第一のセル2aは厚さd4の切削しろ層4を介して配列している。第一のセルアレイ1の側面5L（Y方向端部の第一のセル2aの外端面に相当する。）を覆う反射層用樹脂は厚さd5Yを有しており、第一のセルアレイ1の側面5B（Z方向端部の第一のセル2aの外端面に相当する。）を覆う反射層用樹脂は厚さd5Zを有している。

樹脂被覆工程の後、第一の加熱装置を用いて前記樹脂の加熱硬化温度まで加熱し、反射層用樹脂を硬化させる（ステップ1-6）。反射層用樹脂の硬化により、少なくともm×n個の第一のセル2aは一体化される。反射層用樹脂は、液状の熱硬化性樹脂に酸化チタン微粒子を混ぜたものが好ましい。例えばエポキシ樹脂を用いた場合、加熱硬化時間は1〜6時間が好ましい。

(4) 剥離工程
第一の加熱装置を用いて反射層用樹脂を硬化した後、枠用貼付けシート32F，32B，32L，32R及び固定用貼付けシート25を剥がし、樹脂硬化集合体を得る（ステップ1-7）。硬化した樹脂は反射層となる。熱剥離型粘着層を有する固定用貼付けシート25及び枠用貼付けシート32F，32B，32L，32Rは、ホットプレート等の第二の加熱装置を用いて反射層用樹脂の硬化温度以上（例えば80℃以上）に加熱すると粘着力が低下し、容易に剥離できる。

反射層用樹脂の加熱硬化前に固定用貼付けシート25と第一のセル2aは十分な粘着力で密着しているため、反射層用樹脂がそれらの隙間に入り込むことはない。そのため、加熱硬化工程及び加熱剥離工程を経た後に得られる樹脂硬化集合体のオモテ面には各第一のセル2aの一面が露出しているが、オモテ面以外の全ての面は反射層で覆われている。

図8に示すように、樹脂硬化集合体のオモテ面7aを第一のセル2aが厚さh4になるまで平坦に研削し、少なくともm×n個の第一のセル2aを有する第一のセルアレイ1を得る（ステップ1-8）。オモテ面7aの研削後、樹脂硬化集合体のウラ面の反射層を厚さh2になるまで研削するのが好ましい。なお、図8に示すように第一のセルアレイ1は外周セル31を有するので、片面研削の後に工程A2で外周セル31を切除する。

[2] 工程A2
図4及び図9は、回転砥石9a等を用いて第一のセルアレイ1を切削しろ層4に沿って切断する工程を示す。切断後に第一のセル2aの側面に残留する切削しろ層4は厚さd5Zの反射層となる。このようにして、厚さd3の反射層3を介してY方向に少なくともm×1個のセル2aが並び、Z方向両側面10B，10Fに厚さd5Zの反射層を有する第一のシングルアレイ8が得られる。2列目以降の切断も同様に行い、合計で少なくともn列の第一のシングルアレイ8を得る。第一のセルアレイ1の切断により少なくともn個の第一のシングルアレイ8を得る方法は、第一のシングルアレイ8を個々に得る方法より効率的である。

第一のシングルアレイ8の側面10Lの反射層は、第一のセルアレイ1の側面5Lの反射層と同じ厚さd5Yを有する。第一のセルアレイ1の側面5F、5L、5B及び5Rにd5Y，d5Zより厚い反射層用樹脂層が形成されている場合、又は第一のセルアレイ1がm×n個より多くの第一のセル2aを有する場合、上記構成の第一のシングルアレイ8を得るのに必要な切断を工程A2で行っても良い。また、第一のシングルアレイ8の側面10Fに残る反射層用樹脂の厚さ［＝(d4−d9)/2］がd10より大きくなるように、切削しろ層4の厚さd4を回転砥石9aの厚さd9より十分に大きくし、切断後に側面10Fの反射層を再度研削して正確な厚さd10にすることもできる。

[3] 工程B1及びB2
工程B1及びB2は、第一のシンチレータ板の代わりに組成の異なる第二のシンチレータ板を使用した以外工程A1及びA2と同じである。工程A2で得られる第一のシングルアレイ及び工程B2で得られる第二のシングルアレイにおけるセルのZ方向厚さは、組成により異なるX線吸収率を調整するために適宜設定するのが好ましい。図示の例では、第二のシンチレータ板の方が第一のシンチレータ板より厚く、かつ同じ厚さ及び面積で比較すると、第二のシンチレータの方が第一のシンチレータよりX線吸収率が高いが、勿論限定的ではない。

[4] 工程A3及びA4
第一のシングルアレイ及び第二のシングルアレイと受光素子アレイとを、それぞれのセルと受光素子とが正確に整合するように整列する。図10及び図11は第一のシングルアレイ8を示し、図12及び図13は第二のシングルアレイ11を示し、図14は受光素子アレイ12を示す。

図10及び図11に示すように、第一のシングルアレイ8は、少なくともm個の第一のセル2aが反射層3を介して一体化しており、オモテ面7b以外の面（側面10B、10L、10R、10F及びウラ面6b）は反射層用樹脂により覆われている。反射層用樹脂の厚さは、側面10L、10Rではd5Yであり、側面10Bではd5Zであり、側面10Fではd10であり、ウラ面6bではh2である。第一のセル2aのX方向厚さはh4である。

図12及び図13に示すように、第二のシングルアレイ11は、少なくともm個の第二のセル13が反射層3を介して一体化しており、オモテ面14b以外の面（側面15B、15L、15R、15F及びウラ面16b）は反射層用樹脂により覆われている。反射層用樹脂の厚さは、側面15L、15Rではd5Yであり、側面15Bではd5Zであり、ウラ面16bではh2である。第二のセル13のX方向厚さはh4である。

図示の例では第一のセル2aのZ方向寸法が第二のセル13のZ方向寸法より小さいが、限定的ではない。また図10〜図14ではm＝16であるが勿論限定的ではなく、mは2以上の任意の自然数で良い。

図14に示すように、受光素子アレイ12は、第一及び第二のセル2a，13に対応するピッチで配列した少なくともm×2個の受光素子17を有する。受光素子アレイ12の側面18Lから最も近い受光素子17までの間隔はd5Yであり、側面18Bから最も近い受光素子17までの間隔はd5Zである。受光素子アレイ12として、例えばフォトリソグラフィ法により得られたシリコンフォトダイオードを用いることができる。シリコンフォトダイオードは精度良く配列した受光素子17を有するので、整列工程A3において第一及び第二のセル2a，13との位置決めが容易である。なお、簡単化のために図14、図15及び図16では少なくともm×2個の受光素子17のみ示し、受光素子アレイ12の配線、端子等を省略している。

(1) 第一の位置決め方法
正確な位置決めの第一の方法は、X方向の位置を決めるX基準面、Y方向の位置を決めるY基準面、及びZ方向の位置を決めるZ基準面を用いる方法である。この方法では、(a) 図10及び図11に示す第一のシングルアレイ8の第一のセル2aと、図12及び図13に示す第二のシングルアレイ11の第二のセル13と、受光素子アレイ12の受光素子17とをY方向及びZ方向に位置決めし（工程A3）、次いで(b) それらを接着する際に第一のセル2a、第二のセル13及び受光素子17をX方向に位置決めする（工程A4）。

図15は、互いに垂直なX基準面19、Y基準面20及びZ基準面21を用いて、第一のシングルアレイ8及び第二のシングルアレイ11をX方向、Y方向及びZ方向に位置決めするとともに、受光素子アレイ12をY方向及びZ方向に位置決めする方法を示す。X基準面19は平坦な支持プレート40の上面により構成し、Y基準面20及びZ基準面21はL字形金属板の直角の内側面により構成するのが好ましい。

X基準面19に対してY基準面20及びZ基準面21を簡単に直角に設定するために、図17(a) に示すように第一及び第二のシングルアレイ8，11及び受光素子アレイ12を十分にカバーするサイズの金属板が直角に一体的に連結したL字形金属板50を用いるのが好ましい。図17(b) に示すように、X基準面19を構成する支持プレート40の上面40(a) にL字形金属板50を載置すると、それぞれ直角に交差するX基準面19、Y基準面20及びZ基準面21を正確かつ簡単に得ることができる。Y基準面20とZ基準面21との角度を確実に直角に保持するために、L字形金属板50は比較的厚い金属板の折り曲げ、又は金属ブロックからの削りだしにより形成するのが好ましく、とくに削りだしであれば直角の精度と治具の強度を安価に得られるため好ましい。

まずX基準面19上に第一のシングルアレイ8及び第二のシングルアレイ11を配置する。X基準面19上で第一のシングルアレイ8の側面10Fと第二のシングルアレイ11の側面15Bとを接触させることにより、Z方向の第一のセル2aと第二のセル13との間隔を正確にd15（＝d10＋d5Z）にする。図15では、突き合せた側面10F及び15Bの境界を「10F、15B」で示す。

また、X基準面19との接触を維持しつつ、第一のシングルアレイ8の側面10L及び第二のシングルアレイ11の側面15LをそれぞれY基準面20に突き当てることにより、第一及び第二のセル2a，13をY方向に正確に位置決めする。さらに、第一のシングルアレイ8の側面10BをZ基準面21に突き当てることにより、第一及び第二のセル2a，13と受光素子17との正確な整合を得ることができる。

第一及び第二のシングルアレイ8，11に対向するように受光素子アレイ12を配置する際、受光素子アレイ12の側面18LをY基準面20に突き当てるとともに、側面18BをZ基準面21に突き当てると、受光素子17が第一のセル2a及び第二のセル13に正確に対向するように、受光素子アレイ12をY方向及びZ方向に位置決めできる。

第一のシングルアレイ8のオモテ面7b、第二のシングルアレイ11のオモテ面14b、及び受光素子アレイ12の受光素子17側の面に光学樹脂接着剤を塗布しておき、X基準面19、Y基準面20及びZ基準面21への突き当てを維持しながら、受光素子アレイ12を第一及び第二のシングルアレイ8，11に接着する（工程A4）。勿論、第一及び第二のシングルアレイ8，11に受光素子アレイ12を接着した後、それらの位置を微調整しても良い。

光学樹脂接着剤は、気泡が入らないように均一な厚さに塗布するのが好ましい。また、気泡が入らないように僅かに過剰な接着剤を塗布すると、第一及び第二のシングルアレイ8，11及び受光素子アレイ12を密着させたときに接着界面から余分な接着剤がはみ出る。そのため、接着後にX基準面19、Y基準面20及びZ基準面21を容易に取り外せるように、それらの面にあらかじめ離型剤を塗布しておくのが好ましい。

接着界面からはみ出た接着剤を各基準面19，20，21と第一及び第二のシングルアレイ8，11及び受光素子アレイ12との界面から確実に排除しないと、位置決め精度が低下するおそれがある。そのため、図17(a) 及び図17(c) に示すように、L字形金属板50の内側面51に等間隔に複数の縦溝52を設けるのが好ましい。図18に示すように溝52を有するL字形金属板50に第一及び第二のシングルアレイ8，11及び受光素子アレイ12を密着させると、はみ出た接着剤53は溝52に入るので、L字形金属板50の内側面51と第一及び第二のシングルアレイ8，11の側面との間隔を拡大することなしに、第一及び第二のシングルアレイ8，11及び受光素子アレイ12の位置決めを正確に行うことができる。

このようにして得られた放射線検出器22では、図16に概略的に示すように、第一及び第二のセル2a，13の各々と各受光素子17とが対向している。第一及び第二のセル2a，13と受光素子17との貼付面を点線で示し、第一のセル2aと受光素子17との貼付箇所を「2a、17」で示し、第二のセル13と受光素子17との貼付箇所を「13、17」で示す。Z方向から入射した放射線により発光した第一及び第二のセル2a，13の光は受光素子17に入力し、そこで放射線検出信号に変換される。

Y基準面20及びZ基準面21への突き当てを維持しつつX方向にスムーズに移動できる面を追加しても良い。この移動面は、Y基準面20及びZ基準面21に対して垂直であるとともに、X基準面19に平行である。X基準面19及び移動面にエア吸引穴を設けると、位置決めした第一及び第二のシングルアレイ8，11及び受光素子アレイ12を固定できるので、作業効率が向上する。

(2) 第二の位置決め方法
図19(a)〜図19(d) に示すように、第二の位置決め方法では第一及び第二のシングルアレイ8，11及び受光素子アレイ12の側面を位置決めするために、Y基準面20及びZ基準面21の代わりに垂直な円柱状ポール61，62を用いる。X基準面19は平板状の支持プレート40の上面40aとする。支持プレート40の平坦な上面40aに少なくとも3本の垂直なポール61，62を立てることにより、第一の位置決め方法と同様に第一及び第二のシングルアレイ8，11及び受光素子アレイ12の正確な位置決めができる。この場合も、X基準面19にエア吸引穴（図示せず）を設けることにより、位置決めした第一及び第二のシングルアレイ8，11及び受光素子アレイ12を固定できる。また、受光素子アレイ12をエア吸引式の吸着ノズル63を用いて搬送すると、位置決め及び接着を自動化し易い。

(3) 第三の位置決め方法
図20(a)〜図20(c) は、平坦な支持プレート40の上面40a（X基準面19）と、先端面がY基準面20を形成する押し棒70，71と、先端面がZ基準面21を形成する押しブロック72，73とを用いて、第一及び第二のシングルアレイ8，11及び受光素子アレイ12を位置決めする第三の方法を示す。この方法では、まず第一及び第二のシングルアレイ8，11を吸着等により支持プレート40に仮固定する。このとき第一及び第二のシングルアレイ8，11と支持プレート40の間に異物等が挟まり位置決め精度が悪化するのを防ぐために、エアノズルにより圧縮エアで異物等を除去した後に吸引し、第一及び第二のシングルアレイ8，11を吸着するのが好ましい。吸着により第一及び第二のシングルアレイ8，11を高い精度で位置決めできる。

第一及び第二のシングルアレイ8，11を仮固定した後に、押し棒70，71及び押しブロック72，73によりY方向及びZ方向の位置を微調整する。押し棒70，71及び押しブロック72，73は各側面に1つでも一対でも良い。一方のY方向側面側の押し棒71を基準面とし、他方のY方向側面側の押し棒70を移動自在としても良い。同様に、一方のZ方向側面側の押しブロック72を基準面とし、他方のZ方向側面側の押しブロック73を移動自在としても良い。

第一及び第二のシングルアレイ8，11の位置の微調整の後に、光学樹脂接着剤を塗布した受光素子アレイ12を吸着ノズル74で搬送し、第一及び第二のシングルアレイ8，11に接着し、放射線検出器を形成する。押し棒70，71及び押しブロック72，73を取り除き、吸着を停止した後、得られた放射線検出器を吸着ノズル74でトレイ等に搬送し、次の処理に移る。吸着ノズル74を用いる搬送により、量産に適する連続処理が可能となる。

(4) 第四の位置決め方法
図21(a) 及び図21(b) は、平坦な支持プレート40の上面40a（X基準面19）と、吸着ノズル81にY基準面20及びZ基準面21を形成する板部材82，83が固定された第一の治具80と、吸着ノズル91にY基準面20及びZ基準面21を形成する板部材92，93が固定された第二の治具90とを用いて、第一及び第二のシングルアレイ8，11及び受光素子アレイ12を位置決めする第四の方法を示す。この方法では、平坦な支持プレート40の上面40a（X基準面19）に受光素子アレイ12を配置し、第一の治具80により一方のシングルアレイ（例えば、第一のシングルアレイ8）を保持し、第二の治具90により他方のシングルアレイ（例えば、第二のシングルアレイ11）を保持する。

上面に光学樹脂接着剤を塗布した受光素子アレイ12を支持プレート40の上面40aに配置した後、第一及び第二のシングルアレイ8，11を固定した第一及び第二の治具80，90を降下させることにより、第一及び第二のシングルアレイ8，11を受光素子アレイに接着する。このとき、第一及び第二のシングルアレイ8，11の位置をそれぞれがY基準面20及びZ基準面21に突き当たるように微調整する。また、第一のシングルアレイ8を固定した第一の治具80のY基準面用板部材82を長くすることにより、Y基準面用板部材82に第二の治具90に固定した第二のシングルアレイ11のZ方向側面を接触させる。これにより、第一及び第二のシングルアレイ8，11のY方向及びZ方向の位置決めを正確に行うことができる。

第一及び第二のシングルアレイ8，11と受光素子アレイ12の接着により放射線検出器を形成した後、第一及び第二の治具80，90を取り除き、吸着を停止した後、得られた放射線検出器を別の吸着ノズルでトレイ等に搬送し、次の処理に移る。この方法でも、吸着ノズルを用いる搬送により量産に適する連続処理が可能となる。

いずれの方法でも、少なくともm×1個の第一のセルを有する第一のシングルアレイ及び少なくともm×1個の第二のセルを有する第二のシングルアレイを、少なくともm×2個の受光素子を有する受光素子アレイに整列させ、接着するので、個々のシングルアレイを前記受光素子に整列させる従来の方法と比較して、理想的には1/mの時間で放射線検出器を製造することができる。

いずれの方法でも、第一及び第二のシングルアレイの側面の寸法制度は非常に重要であるので、それぞれの側面での反射層は正確に同じ厚さを有さなければならない。なお、第一及び第二のシングルアレイと受光素子アレイとを接着した後、接着界面から余分な接着剤がはみ出るので、側面の反射層を一定の深さまで研削することにより、接着剤を除去するとともに反射層を最終的な厚さに調節しても良い。第一及び第二のシングルアレイの搬送を吸着ノズルを用いて行うことにより、作業の自動化を容易に達成することができる。

上記特徴を有する本発明の方法は、医療用CT装置の検出器や手荷物検査用のCT装置等の検出器に用いるデュアルアレイ型の放射線検出器の製造に好適である。

Claims (7)

1. 放射線エネルギーの検出感度分布が異なるように組成が異なるシンチレータからなる複数の第一及び第二のセルと、放射線により発光した各第一及び第二のセルから出た光を受けてそれを電気信号に変換する複数の受光素子と、前記第一及び第二のセルの光を前記受光素子に導く反射層とを有する放射線検出器を製造する方法であって、
   第一のシンチレータ板から反射層を介して少なくともm×n個（m及びnはそれぞれ2以上の自然数であって、同じでも異なっても良い。）の第一のセルを有する第一のセルアレイを得る工程と、
   第二のシンチレータ板から反射層を介して少なくともm×n個の第二のセルを有する第二のセルアレイを得る工程と、
   前記第一のセルアレイを切断し、反射層を介して少なくともm×1個の第一のセルを有する第一のシングルアレイを少なくともn個得る工程と、
   前記第二のセルアレイを切断し、反射層を介して少なくともm×1個の第二のセルを有する第二のシングルアレイを少なくともn個得る工程と、
   各第一のシングルアレイ及び各第二のシングルアレイと、少なくともm×2個の受光素子を有する受光素子アレイとを、前記第一のセル及び前記第二のセルと前記受光素子とが対向するように整列する工程と、
   前記第一のシングルアレイ及び第二のシングルアレイと前記受光素子アレイとを接着する工程とを有することを特徴とする方法。
2. 請求項1に記載の放射線検出器の製造方法において、前記整列工程で、前記第一及び第二のシングルアレイの側面及び前記受光素子アレイの側面を基準面に突き当てて、前記第一及び第二のセル及び前記受光素子を位置決めすることを特徴とする方法。
3. 請求項2に記載の放射線検出器の製造方法において、前記整列工程で垂直の関係にある基準面を有する治具を使用し、前記基準面により前記第一及び第二のセル及び前記受光素子を位置決めすることを特徴とする方法。
4. 請求項1〜3のいずれかに記載の放射線検出器の製造方法において、前記第一及び第二のセルアレイの形成工程が、
   各シンチレータ板を貼付けシートにより支持プレートに固定する工程と、
   固定された各シンチレータ板を少なくともm×n個のセルに切断する工程と、
   各セルを反射層用樹脂で被覆し、前記反射層用樹脂を硬化することにより、樹脂硬化集合体を形成する工程と、
   前記樹脂硬化集合体から前記貼付けシートを剥離する工程とを有することを特徴とする方法。
5. 請求項4に記載の放射線検出器の製造方法において、前記貼付けシートが熱剥離型粘着層を有し、80℃以上に加熱することにより前記貼付けシートを前記樹脂硬化集合体から剥離することを特徴とする方法。
6. 請求項4又は5に記載の放射線検出器の製造方法において、前記被覆工程が、前記第一及び第二のセルを囲む枠を形成する工程と、前記枠を前記支持プレートに固定する工程と、前記枠で囲まれた空間に前記反射層用樹脂を注ぐ工程とを有することを特徴とする方法。
7. 請求項6に記載の放射線検出器の製造方法において、前記第一及び第二のセルを囲むように前記支持プレートの側面に貼付けシートを貼り付けることにより前記枠を形成することを特徴とする方法。

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