JPS5985979A - 放射線検出器の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、放射線断層撮影装置の技術分野に属し、放
射線断層撮影装ａＫ装備される放射線検出器の製造方法
に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

放射線断層撮影装置たとえばＸ線ＣＴ装置は、被検体の
体軸を中心にして被検体の周囲全回動するＸ、１ｉｌｊ
ｌ管と、被検体が配置さｎた空間を挾んでＸ線管と対向
配置されると共に、Ｘ線管より陽射さｎて被検体を透過
するＸ線を検出する検出器とを少なくとも具備し、被検
体の体軸を中心としてたとえば０．６°ずつＸ線管を回
動しつつＸ線を被検体に曝射し、被検体を透過するＸ線
を検出した検出器から出力さ扛る０、６°ごとの多数の
プロジェクションデータを基に画像再構成処理を行ない
、表示装置に再構成した断層像を表示することのできる
ように構成さｎている。そして、たとえば医師等ｆｉＸ
＠ＣＴ装置により得らｎた断層像を基に１被検体たとえ
ば患者の健康状態、病変部の確認等の医学的判断を下す
のである。したがって、正確な医学的判断を可能にする
ために、ｘＨｃｒ装置により得られる断層像にはきわめ
て高い品質を有することが要求される。断層像の品質を
左右する要因の−として、検出器め性能が挙げられる。

従来、Ｘ線ＣＴ装置における検出器は、たとえば、次の
ようにして構成さ扛ている。すなわち、第１図に示すよ
うに、検出器は、螢光物質を、長さｌが２８Ｍ１幅Ｗが
０．９ｍ、高さｔが２Ｗである直方体に成型してな゛る
シンチレータ素子１と、たとえば二酸化チタン（ＴｔＯ
ｚ）を主成分とする光反射層２と、光電変換素子４と、
長方形板状の支持部材５とを具備し、各シンチレータ素
子１の底面を除く他のすべての面にたとえば二酸化チタ
ンを含有する光反射剤をコーティングすることによｐ光
反射層２ｔ−形成し、次いで、支持部側５の上面に、そ
の長手方向に沿ってシンチレータ素子１の底面とｌ’ｔ
　？”！同じ面を有する光電変換素子４の多数を、でき
るだけ小さな所定ビツヂをもって、平行に配列し、支持
部材５の上面に配列、ＦＡＸｔした光電変換素子と前記
シンチレータ素子１の底面とをたとえばレンズ用透明接
着剤で固着することにより、支持部材５−ヒに多数のシ
ンチレータ素子１を配列するように構成されている。そ
して、第１図に示すように、図示しないＸ線管より＠射
されたＸ線束Ｘがシンチレータ素子１の上面に入射する
と、シンチレータ素子１はＸ線を光に変換し。

シンチレータ素子１による発光は光電変換素子４で検知
、光電変換され、光電変換素子４より入射Ｘ線量に比例
する電流信号が出力するように構成されている。

しか・しながら、断層像の画質を左右する要因の−が、
シンチレータ素子１の寸法精度および検出ブロックを配
列する際の組み立て精度にあるところ、シンチレータ素
子１の一つ一つを切り出して前記寸法の直方体に形成す
るのは極めて難しく、たとえ厳密に前記寸法を有する直
方体にシンチレータ素子１を形成したとしても、支持部
材５の上面に一足のピッチ′ｆ：’ｂって複数のシンチ
レータ素子１を精密に配列していくのは困難であり、検
出器における組み立て精度〔配列精度ともいう。〕の狂
いは不可避である。シンチレータ素子１の配列に狂いが
生ずれば応答変動が起り、断層像の画質に悪影響が生ず
るのである。しかも、前記のような組み立て方法は煩雑
である。さらに、切り出し加工によるシンチレータ素子
１の幅Ｗには限度があるから、シンチレータ素子１の幅
ＩＦ”をいくらでも小さくできるというわけにはいかず
、自ずと空間分解能が制限されている。

〔発明の目的〕

この発明は、空間分解能およびコントラスト分解能の高
い放Ｊ１１ｍ検出器を、簡単な組み立て作業によｔ）％
組み立て精匹良く製造することができる方法を提供する
ことを目的とするものである。

〔発明の概要〕

前記目的をスｆ成するためのこの発明の概要は、略直万
体をなす塊状の螢光体を、低軟化点を有する第１の接着
剤で支持板上に固着した状態のまま、固着面近傍で連結
部が形成されるように溝加工して複数のシンチレータ素
子に分割し、次いで隣接するシンチレータ素子間１−、
光反射剤および前記第１の接着剤の軟化点よりも高い軟
化点または分解点を有する第２の接着剤を少なくとも有
する混合物で一体に固着した後、前記第１の接着剤の軟
化点と前記第２の接着剤の軟化点または分解点との間の
温度に加熱することにより支持板を分離し、次いで前記
連結部を除去した後、一体に固着された各シンチレータ
と光電変換素子とを接合することを％徴とするものであ
る。

〔発明の実施例〕

第２図から第７図までは、仁の発明の一実施例である製
造方法の工程を示す概略斜視図である。

この発明に係る製造方法におい°Ｃ１先ず、第２図に示
すように、塊状のシンチレータ物質を直方体に成型した
螢光体１０ｔ−用意し、この螢光体１を１低軟化点を有
する接着剤１１（以下、第１の接着剤と言う、）で支持
板１２上に固着する。前記螢光物質は、放射線たとえに
Ｘ線を元に変換することができる物質でありまたとえば
、タリウム添加のヨウ化セシウム（Ｇ　ｔｌ　；７’Ｊ
　）　ｓ　ケルマニウム酸ビスマス（ＢｉａＧｇ＊Ｏ１
ｘ　）　ｓ　タングステン酸カドミウム（Ｃｄ１ＶＯ４
）　ｓ　タングステン酸亜鉛（Ｚｎ１Ｆ’０４）、タン
グステン酸マグネシウム（ＭｇＯ２）等の単結晶シンチ
レータ、さらには多結晶シンチレータも好適に使用する
ことができる。成型すべき直方体の寸法としては、放射
線検出器を構成するシンチレータ素子１の寸法に応じて
適宜に決定することができ、たとえば、第２図に示すよ
うに、高さｔ’ｔ２−、短手方向の長さｌを２８Ｈ１長
手方向の長さｌ′を６０鰭にすることができる。前記支
持板１２としては、少なくとも前記螢光体１０を載置す
る場所が平面となっていればよい。また、前記支持板１
２は、熱に対する寸法安定性が高く、シかも、熱膨張率
の小さい材質で構成するのが好ましい。といりのは、後
述するように、支持板１２と得らｎたシンチレータ素子
１６とを分離するために、第１の接着剤１１を軟化ない
し流動状態にまで加熱する際、支持板１２が清白したり
、膨張したりすると、シンチレータ素子１３の配列に狂
いが生じ、得ら扛る放射線検出器の性能か低下するから
である。第１の接着剤１１としては、作業条件下では螢
光体１０あるい鉱シンチレータ素子１３と支持板１２と
を強固に固着しているが、所定温度に加熱すると第１の
接着剤１１が軟化ないし流動状態となってシンチレータ
素子１゛３と支持板１２とを容易に分離することができ
る接着剤であれば良く、たとえば軟化点が８０〜９０℃
であるホットメルト接着剤を好適に使用することができ
る。特に、入手可能な第１の接着剤１１として、アドフ
ィクス〔商品名；日化精工（休）製〕が挙げられる。支
持板１２上への螢光体１０の固ｉＦｉ、たとえば軟化点
８０〜９０℃よりも高い温度に加熱した第１の接着剤１
１を適宜方法により支持板１２上に塗布し、第１の接着
剤１１が固化するまでに、支持板１２上の塗布面に螢光
体１０を載置し、押圧しながら冷却するだけで、容易に
行なうことができる。

次に、前記のように支持板１２上に同着した螢光体を溝
切り機械（マルチワイヤーソー）でシンチレータ素子１
３に溝加工する（第３図診照）。

マルチワイヤーソーとしては、１００〜２００μ程度の
ワイヤー１４をたとえば１、Ｏｆｆ間隔で多数配列した
ものであるのが好ましい。ワイヤーソー１４相互の間の
間隔紘、要求されるシンチレータ素子１３の美装密度に
応じて適宜に決定することができる。なお、溝加工する
方向は、螢光体１０のたとえば長手方向に直交する方向
である。前記方向で溝加工すると、所定のピッチで配列
した多数の短冊状のシンチレータ素子１３に分割するこ
とができる。もつとも、溝加工れ、螢光体１０を完全に
切断してしまうもので位なく、螢光体１０の支持板１２
への固着面近傍で連結部が形ｈ（さ扛る程度にとどめる
ものである。つまり、溝加工後、形成される各シンチレ
ータ素子１３は、連結部で一体に連結されているよりに
溝加工を行なうのである。この場合、配列の精度として
、各シンチレータ素子１６の高さｔ、長手方向の長さｌ
は同一であり、各シンチレータ素子１３の上面は全て同
一平面上にあり、しかも、たとえば各シンチレータ素子
１３の稜ｍ（禰は全て同一直線上にある。若し、精度の
狂いがあるとすれば、それは各シンチレータ素子１３０
幅Ｗであるが、この幅Ｗはワイヤーソー１４の相互間隔
に依存し、ワ・イヤーソー１４の相互間隔は十分に等し
く設定することができるのであるから、得られる各シン
チレータ素子１３の幅Ｗをも殆んど同一にすることがで
きる。

なお、実験してみると、Ｗの標準偏差は数μｍであった
。また、第１の接着剤１１で螢光体１０を強固に支持板
１２上に固着しているので、溝加工中に螢光体１０が支
持板１２上ですｎだりすることがなく、溝加工により形
成した前記連結部を第１の接着剤１１で支持板１２上に
強固に固着しているので、各シンチレータ素子１６の位
置がずれたり、将棋倒しになったりすることもない。

次に、前記のように、支持板１２上に固着さｎｌかつ所
定のピッチで配列されているシンチレータ素子１３相互
の溝内に、光反射剤を塗布したアルミシート１９に接着
剤（以下、第２の接着剤と言う。）を塗布したものを挿
入し、各シンチレータ素子１６ｆ：相互に固着する（第
４図参照）。前記光反射剤としては、シンチレータ素子
１３で発する光を反射することができるものであればよ
く、たとえば、二酸化チタン（Ｔｉ　Ｏ２）　ｓ硫酸バ
リウム（ＢａＳＯ４）等を含有する光反射剤が挙げられ
る。第２の接着剤としては％光透過性が良好で、しかも
第１の接着剤の軟化点よりもは−るかに高いものが好ま
しい。第２の接着剤が高軟化点ないし高分解点を有する
ことを要するのは、支持板１２を分離する際の加熱条件
下、あるいは、前記支持板１２の分離の際の応力にかか
わらず、溝ピツチ精度を保持しつつ各シンチレータ素子
１６全一体に結合しておく必要があるからである。また
、第２の接着剤が、良好な光透過性を有することを要す
るのは、各シンチレータ素子１６間での光吸収を防止す
るためである。このような要件を備えた第２の接着剤と
して、たとえば、軟化点または分解点が２００〜６００
℃であるエポキシ接着剤が挙げられる。まだ、加熱によ
る第２の接着剤の劣化を防止する、他の添加剤を混合し
ていても差しつかえない。

次に、前記のようにして、シンチレータ素子１６それぞ
扛ヲ、溝内に挿入したところの元反躬剤付きのアルミシ
ート１９と第２の接着剤とを介して。

相互に一体に固着すると共に、第１の接着剤１１でシン
チレータ素子１３を固着している支持板１２を加熱する
ことによｐ１相互に一体化したシンチレータ素子１３と
支持板１２とを分離する（第４図参照）。この場合、加
熱温度は、シンチレータ素子１６と支持板１２とをわず
かの力で分離させることができる程度に、第１の接層剤
１１が軟化し、あるいは流動する温度であればよく、た
とえば第１の接着剤１１の軟化点よりわずかに高い温度
でよい。また、加熱操作は、第１の接着剤１１にのみ熱
が加わるようにするのが好ましく、たとえば、所定温度
に加熱したホットグレート上に、シンチレータ素子１３
を固着する支持板１２を載置するようにして行なうこと
ができる。

このようにして支持板１２より分離して得たシンチレー
タ素子１６を第５１に示す。第５図に示す各シンチレー
タ素子１３は、溝内に充填さ扛た接着剤と連結部１３，
４とで一体になっている。次いで、支持板１２への固着
面から一定の高さく深さ）までのシンチに一夕素子１３
部分を、たとえば研磨あるいはラッピングすることによ
り、連結部１３．４を除去する。その結果、第６図に示
すように、各シンチレータ素子１３ｔｊ：、完全に独立
していると共に、接着剤で一体に連結したものとするこ
とができる。第５図におけるｔをたとえば２．２Ｎとす
ると、研磨あるいはラッピングにより、第６図における
ｔ′をたとえば２．Ｏｆｆにすることができる。

なお、連結部１３．（の除去工程で、第７図に示すよう
に、補強板１５を装着しておくのが好ましい。

各シンチレータ素子１３の配列精度の狂いを防止するた
めである。

次に、長方形板状の保護基板１７上に形成した光電変換
素子１６と、前記のようにして相互に一体化したシンチ
レータ素子１３の底面とを、レンズ用接着剤で接着する
（第７図参照）。保護基板１７は、セラミック等で形成
することができる。

光電変換素子１６は、シンチレータ素子゛１３で発する
光をその光量に応じた電気信号忙変換する素子であり、
たとえばホトダイオード、ホトトランジスタが挙げられ
、前記保股基板１７−ヒに蒸着等の公知の方法で形成す
ることができる。光電変換素子１６の露出面は、シンチ
レータ素子１６の底面と同一の形状であり、前記のよう
に一体化したシンチレータ素子１６の配列ピッチと同一
のピッチをもって形成されている。なお、保護基板１７
上には、光電変換素子１６の露出面の一部を延在させて
、光電変換素子１６よシ出力される電流信号を取り出し
、後段の回路たとえば増＠器に接続するための出力端子
１８をも形成しておくのが好ましい。レンズ用接着剤は
、光学的に透明な４ｆ＃、Ｎ剤であり、たとえばカナダ
バルサム、エポキシ樹脂、シアノアクリレート等をペー
スにする接着剤を使用することができる。

以上の工程により、第８図に示すよりに、上方から入射
するＸ腺を各シンチレータ素子１６によりＸ線量に応じ
た光量の光に変換し、光学変換素子１６により前記光を
その九量罠応じた電気信号に変換することのできる放射
線検出器を製造することができる。前記工程は、基本的
には、螢光体の溝加工と各部の接着とからなるので、簡
単な作業操作をもって、放射＃検出器を製造することが
できる。また、溝加工に際し、ワイヤーソー１４の相互
間隔を自由に設定することができるので、その相互間隔
を小さくすることにより、放射線検出器中の各シンチレ
ータ素子１′５の配列ピッチを小さくすることができ、
空間分解能の高い放射線検出器を製造することができる
。しかも、第１の接着剤１１で支持板１２ＪＣ強固に固
着しているので、各シンチレータ素子１６の配列精度を
きわめて高いものにすることができる。

以上、この発明の一実施例について詳述したが、この発
明は前記実施例に限定されるものではなく、この発明の
要旨を変更しない範囲内で適宜に変形して笑施すること
かできる。

前記実施例で必要に応じて使用する補強板１５の形状は
、各シンチレータ素子１６を結合してなる直方体の側面
の一部を覆う長方形板状であったが（第７図参照）、補
強板１５の形状はこれに限ることなく、前記直方体の側
面の全部を覆うような長方形板状であってもよく、また
、シンチレータ素子１３の上面の一部まで覆うような断
面り字状であってもよい。補強板１５０面積を大角くす
る程、シンチレータ素子１３の配列精度の狂いを防止す
ることができる。なお、補強板１５の内面に反射剤を塗
布してもよい。

また、前記実施例においては、反射板１９を、各シンチ
レータ素子１６の相互間隙に挿入しているが、各シンチ
レータ素子１６のＸ線入射面およびこれに対向する底面
を除く全体に蒸着、スパッタリング等によ夕反射Ｍを形
成してもよい。全体に反射膜を形成しておくと、元の漏
洩を防止し。

発光する光を効率良く光電変換素子１６で電気信号に変
換することができる。

〔発明の効果〕

この発明に係る製造方法によると、簡単な組み立て作業
により、組み立て精度良く、空間分解能等の性能の優ｔ
″した放射線検出器を製造すあことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の放射線検出器を示す概略斜視図、第２図
から第７図までは、この発明の一実施例である製造方法
の工程を示す概略斜視図並びに第８図は、この発明に係
る方法で製造して得た放射線検出器を示す概略斜視図で
ある。 １０・・・螢光体、　　１１・・・第１の接着剤、１２
・・・支持板、　　１６・・・シンチレータ素子、　　
１４・・・ワイヤーソー、　　１５・・・補強板、　　
１８・・・出力端子、　　１９・・・反射板。 代理人　弁理士　則　近　憲　佑（ほか１名）第３図 １１ 第　　４　図 ８

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）略直方体をなす塊状の螢光体を、低軟化点を有す
   る第１の接着剤で支持板上に固着した状態の″！、１１
   固沼而近傍で連結部が形成さ扛るように溝加工して複数
   のシンチレータ素子に分割し、次いで隣接するシンチレ
   ータ素子間を、光反射剤および前記第１の接着°剤の軟
   化点よりも高い軟化点またｔま分解点を有する第２の接
   着剤を少なくとも有する混合物で一体に固着した後、前
   記第１の接着剤の軟化点と前記第２の接着剤の軟化点ま
   たは分解点との間の温度に加熱することにより支持板を
   分離し、次いで前記連結部を除去した後、一体に固着さ
   才ｔた各シンチレータと光電変換素子とを接合すること
   を特徴とする放射線検出器の製造方法。
2. （２）前記螢光体が、タングステン酸カドミウム、タン
   グステン酸マグネシウム、タングステン酸亜鉛およびゲ
   ルマニウム酸ビスマスの群より選択されることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の放射線検出器の製造
   方法。
3. （３）前記第１の接着剤は、その軟化点が８０〜９０℃
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２
   項に記載の放射線検出器の製造方法。
4. （４）前記第１の接着剤が、ホットメルト接着剤である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項の
   いずｎかに記載の放射？Ｒ検出器の製造方法。
5. （５）前ｉＣ第２の接着剤が透明なエポキシ系接着剤で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第４
   項のいずれかに記載の放射線検出器の製造方法。
6. （６）前記受光素子がホトダイオードであることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかに
   記載の放射線検出器の製造方法。
7. （７）　　前記受光素子が、ホトトランジスタであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第５項のい
   ず牡かに記載の放射線検出器の製゛造方法。