CN103984000A - 放射线检测器以及放射线检测器的制造方法 - Google Patents

放射线检测器以及放射线检测器的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种放射线检测器以及放射线检测器的制造方法，在PET-MR中，即使二维矩阵状地排列SiPM元件，也具有牢固的光学性结合。根据本发明的放射线检测器(1)，用高粘性粘接剂填充间隙部(15)和开口部(25)，因此能够防止气泡混入到第一粘接层(21)和第二粘接层(23)。其结果是闪烁体光不会由于气泡而散射，因此能够获取更准确的图像信息。另外，能够防止气泡的混入，因此能够避免放射线检测器(1)中的光学性结合变弱。因而，在组装有具备间隙部(15)的SiPM元件的放射线检测器中，光学性结合不会变弱。SiPM元件不受从MR装置产生的强磁场的影响，因此能够将本发明的放射线检测器利用于PET-MR。即，能够实现具有光学性结合更牢固的放射线检测器的PET-MR。

Description

放射线检测器以及放射线检测器的制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于同时得到核医学图像和磁共振图像的在正电子释放断层摄影-磁共振断层摄影复合装置中使用的放射线检测器。
背景技术
以往，作为医疗用摄像法，已知正电子释放断层摄影(PET：PositronEmission Tomography)。正电子释放断层摄影装置、即PET装置是指生成表示用正电子释放核素标识的放射性药剂在被检测体内的分布的PET图像的装置。
如图22所示，PET装置41具备被配置成环状地围住被检测体M的多个放射线检测器43。投放到被检测体的放射性药剂积蓄在关注部位，从所积蓄的药剂释放出正电子。所释放的正电子与电子发生对湮没，对于一个正电子释放出两个γ射线、即γ射线N1和γ射线N2。γ射线N1和γ射线N2具有彼此相反的运动量，因此向彼此相反的方向释放，分别被放射线检测器43同时检测到。
然后，根据检测出的γ射线的信息计算产生对湮灭的位置、即放射性药剂的位置，作为位置信息而进行存储。另外，由PET装置根据所存储的位置信息提供表示关注部位处的放射性药剂的分布的图像。
使用图23说明在PET装置中一般使用的放射线检测器51的结构。放射线检测器51依次层叠有闪烁体模块53、光导件55以及固体光检测器57。闪烁体模块53二维地配置有用光反射材料划分的闪烁体59，吸收从被检测体释放的γ射线而发光。此外，将在闪烁体59中发出的光作为闪烁体光。光导件55分别与闪烁体模块53以及固体光检测器57光学性地结合，将闪烁体光传送到固体光检测器57。关于固体光检测器57，使用光电倍增管等作为受光元件的一个例子，接收通过光导件55传送的闪烁体光并转换为电信号。然后，根据转换得到的电信号获取表示关注部位处的正电子释放核素的分布的断层图像。这样，通过PET装置针对特定器官、肿瘤等获取适于生化作用或生理功能的诊断的图像。
另一方面，作为与PET装置并列的医疗用摄像装置，已知磁共振断层摄影装置(MR装置)，通过MR装置获取的图像适于解剖学的诊断。近年来，为了获取适于生理功能的诊断和解剖学的诊断这两方的图像，试着使磁共振断层摄影装置(MR装置)与PET装置复合，来实现正电子释放断层摄影-磁共振断层摄影复合装置(PET-MR)。
但是，现有的放射线检测器所使用的光电倍增管容易受到从MR装置产生的磁场的影响，因此具备光电倍增管的放射线检测器无法使用于PMT-MR。
因此，代替光电倍增管，而SiPM(Silicon Photo Multiplier：硅光电倍增器)、APD(Avalanche Photo Diode：雪崩光电二极管)之类的元件受到关注。SiPM元件、APD元件不受MR装置产生的强磁场的影响，因此，报告了使用APD元件等作为受光元件的PET-MR(例如参照专利文献1)。
专利文献1：日本特表2008-525161号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，在具有这样的结构的现有例子中，存在以下这样的问题。
即，如图23所示，在闪烁体模块53中与光导件55相接的面(以下称为“发光面”)的面积和在固体光检测器57中与光导件55相接的面(以下称为“受光面”)的面积大致相等。因此，构成固体光检测器57的元件需要具有与发光面的面积相应的宽广的受光面。
但是，大面积的光电倍增管的制作是比较容易的，而制作大面积的SiPM元件或APD元件是非常困难的。因此，在固体光检测器使用单一的SiPM元件等的情况下，无法确保与闪烁体模块的发光面相应的足够大的受光面。
使用图24说明对于为了解决该问题而采取的现有例子的放射线检测器60的结构。构成放射线检测器60的固体光检测器61具备SiPM阵列63和基板部65。在SiPM阵列63中，二维矩阵状地排列有多个SiPM元件67。SiPM元件67设置有受光部69，在受光部69中检测闪烁体光并转换为电信号。基板部65被设置在SiPM阵列63的下部，对在受光部69中转换得到的电信号进行处理，输出图像信息。在固体光检测器61的上部具备光导件71，在光导件71的上部具备闪烁体模块73。固体光检测器61与光导件71之间以及光导件71与闪烁体模块73之间光学性地结合。
即，将多个受光面积小的SiPM元件67聚集而形成SiPM阵列63，由此在固体光检测器61中确保与闪烁体模块73的发光面相应的大小的受光面。
但是，二维地排列多个SiPM元件67，因此SiPM元件67彼此之间存在间隙部75。因此，在使光导件71和固体光检测器61光学性地结合时，在使用粘性低的粘接剂77的情况下，如图25所示，粘接剂77的粘性低，因此通过间隙部75渗透至基板部65的内部。另外，渗透的低粘性粘接剂77阻碍基板部65的导电性，因此在基板部65中无法正常地进行电信号的处理。其结果是，放射线检测器60的性能显著降低。
因此，一般使用硅系的高粘性粘接剂79作为用于光学性地结合的粘结剂。在这种情况下，如图26所示，高粘性粘接剂79不会渗透至基板部65的内部，但在放射线检测器60中产生新的问题。即，在使固体光检测器61和光导件71结合的高粘性粘接剂79的内部产生气泡A。因此，经由光导件71传送的闪烁体光L由于气泡A而发生散射。在闪烁体光L发生散射时，对于对湮灭的产生位置无法得到准确的信息，因此在放射线检测器60中获取的图像信息的精度降低。另外，由于混入的气泡而高粘性粘接剂79的粘接力降低，因此还担心固体光检测器61和光导件71的结合变弱这样的问题。
另外，在现有例子的放射线检测器60中，如图27所示，一般在SiPM元件67的上部设置反射掩模81。这是因为在SiPM元件67中，入射到受光部69的闪烁体光被转换为电信号，而入射到受光部以外的部分(以下称为“不灵敏部”)的闪烁体光不被转换为电信号。
如图28所示，反射掩模81设置有二维矩阵状地排列的多个开口部83，开口部83的配置和大小被设计成与各个受光部69一致。即，开口部83位于各个受光部69的上部，因此朝向受光部69的闪烁体光透过开口部83而入射到受光部69。另一方面，朝向不灵敏部的闪烁体光被反射掩模81全部反射，最终入射到受光部69。因而，能够高效地将闪烁体光转换为电信号。
但是，在图27所示的结构中，不仅在用于使固体光检测器61和反射掩模81结合的高粘性粘接剂85的内部产生多个气泡A，在用于使反射掩模81和光导件71结合的高粘性粘接剂87的内部也产生多个气泡A。闪烁体光由于产生的多个气泡A而发生散射，因此所获取的图像信息的精度进一步降低。另外，开口部83在放射线检测器的内部成为空隙，因此反射掩模81和光导件71的粘接面以及固体光检测器61和反射掩模81的粘接面被限定为狭窄的范围。其结果是，固体光检测器61、反射掩模81以及光导件71之间的结合非常弱，因此担心它们容易剥离这样的问题。
在放射线检测器中使用SiPM元件等作为受光元件的情况下，为了抑制在受光元件中产生的噪声，例如设想在-20℃～+25℃的温度范围内使用放射线检测器。即，在由于因温度差造成的热膨胀而部件彼此的粘接力容易降低的条件下使用放射线检测器。因而，在组装了SiPM元件的放射线检测器、即用于PET-MR的放射线检测器中，要求各个部件彼此非常牢固地结合。但是，在具有现有的结构的放射线检测器中，难以响应上述要求。
本发明就是鉴于这样的情况而提出的，其目的在于提供一种放射线检测器以及放射线检测器的制造方法，即使在PET-MR中二维矩阵状地排列SiPM元件，也具有牢固的光学性结合。
用于解决问题的方案
本发明为了达到这样的目的，采用以下这样的结构。
即，本发明所涉及的放射线检测器具备：闪烁体模块，其检测入射的放射线而进行发光；光导件，其与上述闪烁体模块光学性地结合，传送从上述闪烁体模块发出的光；固体光检测器，其二维矩阵状地排列有多个受光元件，并且与上述光导件光学性地结合，其中，该多个受光元件使从上述光导件传送的光转换为电信号；以及反射单元，其设置于上述光导件与上述固体光检测器之间，在与上述受光元件的受光部相对的部位具有开口部，并且反射光。该放射线检测器还具备：第一粘接层，其使上述反射单元和上述固体光检测器粘接；第一填充层，其填充上述受光元件之间的间隙部；第二粘接层，其使上述光导件和上述反射单元粘接；以及第二填充层，其填充设置于上述反射单元的开口部。
[作用和效果]根据本发明所涉及的放射线检测器，二维矩阵状地配置构成固体光检测器的多个受光元件，在所配置的受光元件之间的间隙部设置有第一填充层。一般在无法制作具有大受光面的单一受光元件的情况下，二维地排列多个受光元件，作为受光元件的集合体而确保大的受光面。但是，在现有例子的放射线检测器中，在二维地排列受光元件的情况下，在使用粘接剂使固体光检测器和反射单元结合时，粘接剂中容易混入气泡。由于混入的气泡而闪烁体光容易发生散射，因此对于对湮灭的产生位置无法得到准确的信息。其结果是，在放射线检测器中获取的图像信息的精度降低。
另一方面，在本发明所涉及的放射线检测器中，间隙部被第一填充层完全塞住，因此能够避免气泡经由间隙部混入到第一粘接层。即，防止在第一粘接层中因气泡造成的闪烁体光的散射，因此能够检测出准确的对湮灭的产生位置，获取高精度的图像信息。另外，由于防止气泡的混入，因此避免第一粘接层处的粘接力由于气泡而降低。因而，即使是具有二维地排列的受光元件的结构，固体光检测器和反射单元也牢固地结合。
本发明所涉及的放射线检测器还具备填充设置于反射单元的开口部的第二填充层。一般，为了高效地检测闪烁体光，在覆盖受光元件的不灵敏部的位置处设置有反射光的反射单元。在反射单元设置有二维矩阵状地排列的多个开口部。而且，各个开口部被设计成在反射单元配置在固体光检测器上的情况下被配置在各个受光部的上部。因此，朝向受光部的闪烁体光通过开口部入射到受光部，朝向不灵敏部的闪烁体光被反射而再次入射到受光部。即，闪烁体光更高效地入射到受光部并被转换为电信号，因此放射线检测器输出的电信号变得更大。
但是，在现有例子的放射线检测器中，在设置了反射单元的情况下，在用粘接剂使反射单元和光导件结合时，更多的气泡混入到粘接剂中。在这种情况下，闪烁体光由于气泡而更容易发生散射，因此在放射线检测器中获取的图像信号的精度降低。另外，开口部在放射线检测器的内部成为间隙，因此，光导件与反射单元之间以及反射单元与固体光检测器之间无法在开口部处粘接。即，反射单元只能在除了开口部以外的狭窄范围与光导件和固体光检测器相粘接，因此光导件、反射单元以及固体光检测器之间的粘接力变得非常弱。其结果是，担心在放射线检测器中光导件、反射单元以及固体光检测器容易剥离这样的问题。
另一方面，在本发明所涉及的放射线检测器中，第二填充层完全填充反射单元所具备的开口部，因此能够避免空气从开口部混入到第二粘接层。因此，能够防止在第二粘接层中产生气泡，因此闪烁体光不会由于气泡而发生散射。另外，构成第二填充层的粘接剂经由第二粘接层与光导件粘接，并且经由第一粘接层与固体光检测器粘接。即，反射单元和光导件的粘接面以及反射单元和固体光检测器的粘接面扩大了第二填充层的大小。另外，第一粘接层、第一填充层、第二粘接层、第二填充层由用于光学性结合的高粘性粘接剂构成。因而，使得光导件、反射单元以及固体光检测器光学性地牢固地结合。其结果是，能够实现具有高的闪烁体光的转换效率和牢固的光学性结合这两方的放射线检测器。
另外，优选在上述放射线检测器中，还具备：粘接层覆盖部，其由用于光学性结合的粘接剂构成，贴合覆盖上述第一粘接层的侧周部和上述第二粘接层的侧周部；以及反射材料，其贴合覆盖上述闪烁体模块、上述光导件、上述固体光检测器以及上述粘接层覆盖部，并且反射光。
[作用和效果]根据上述结构，放射线检测器具备粘接层覆盖部和反射材料。而且，能够通过粘接层覆盖部来避免空气或水分等从外部侵入到第一粘接层和第二粘接层。即，能够防止第一粘接层和第二粘接层处的粘接力的降低，因此能够更可靠地防止光导件与反射单元之间以及反射单元与固体光检测器之间发生剥离。另外，粘接层覆盖部由粘接剂构成，因此由于通过粘接层覆盖部自身所具有的粘接力，使得光导件与反射单元之间以及反射单元与固体光检测器之间的结合变得更牢固。因而，能够实现即使在粘接力更容易降低的条件下部件彼此也不会剥离的放射线检测器。
而且，放射线检测器的外周部被反射材料覆盖，因此朝向放射线检测器的外部的闪烁体光被反射材料反射到放射线检测器的内部。反射到内部的闪烁体光被受光部检测并被转换为电信号。即，能够防止闪烁体光出去到放射线检测器的外部，闪烁体光被高效地转换为电信号。其结果是，在放射线检测器中输出的电信号变得更大。
另外，优选在上述放射线检测器中，还具备反射材料，该反射材料贴合覆盖上述闪烁体模块的侧周部和上表面部以及上述光导件的侧周部，并且反射光。
[作用和效果]根据上述结构，预先使闪烁体模块和光导件光学性地结合来形成闪烁体复合体，用反射光的反射材料覆盖闪烁体复合体的侧周部和上表面部。即，反射材料成为贴合闪烁体复合体的状态，因此能够更可靠地防止闪烁体光出去到放射线检测器的外部。因而，能够更高效地将闪烁体光转换为电信号。
另外，优选在上述放射线检测器中，还具备粘接层覆盖部，该粘接层覆盖部由用于光学性结合的粘接剂构成，贴合覆盖上述第一粘接层、上述第二粘接层以及上述反射材料各自的侧周部。
[作用和效果]根据上述结构，能够通过粘接层覆盖部来避免空气和水分等从外部侵入到第一粘接层以及第二粘接层。即，能够防止第一粘接层和第二粘接层处的粘接力降低，因此能够更可靠地防止光导件与反射单元之间以及反射单元与固体光检测器之间剥离。因而，能够实现即使在粘接力更容易降低的条件下部件彼此也不会剥离的放射线检测器。
另外，优选在上述放射线检测器中，还具备粘接强化材料，该粘接强化材料贴合覆盖上述反射材料的侧周部，与用于光学性结合的粘接剂粘接。
[作用和效果]根据上述结构，在反射材料的侧周部具备粘接强化材料。粘接强化材料牢固地与用于光学性结合的粘接剂粘接，因此反射材料和粘接层覆盖部经由粘接强化材料更牢固地粘接。因而，能够进一步提高放射线检测器中的光学性结合的牢固度。
另外，优选在上述放射线检测器中，上述反射材料是与用于光学性结合的粘接剂粘接的材料。
[作用和效果]根据上述结构，反射材料自身是与用于光学性结合的粘接剂牢固粘接的材质，因此反射材料和粘接层覆盖部直接且更牢固地粘接。因而，使得放射线检测器中的光学性结合的牢固度更高。
另外，优选在上述放射线检测器中，上述受光元件是SiPM元件或APD元件。
[作用和效果]根据上述结构，使用SiPM元件或APD元件作为构成放射线检测器的受光元件。这些元件不受由从MR装置产生的磁场造成的影响，因此能够将本发明所涉及的放射线检测器利用于PET-MR中。即，能够实现具有不仅高效地将闪烁体光转换为电信号而且部件彼此的光学性结合更牢固的放射线检测器的PET-MR。
此外，本说明书还公开了以下这样的与放射线检测器的制造方法相关的发明。
即，包括如下工序：间隙部填充工序，利用用于光学性结合的粘接剂填充设置于构成固体光检测器的受光元件之间的间隙部；粘接剂除去工序，在上述间隙部填充工序之后，除去残存于固体光检测器的表面上的粘接剂；反射掩模设置工序，在上述粘接剂除去工序之后，在固体光检测器的表面上设置反射掩模，该反射掩模在与受光元件的受光部相对的部位设置有开口部；开口部填充工序，在上述反射掩模设置工序之后，利用用于光学性结合的粘接剂填充设置于反射掩模的开口部，并且使固体光检测器和反射掩模结合；光导件结合工序，在上述开口部填充工序之后，使光导件和反射掩模结合；以及闪烁体结合工序，在上述光导件结合工序之后，使闪烁体模块与光导件光学性地结合。
[作用和效果]根据本发明所涉及的放射线检测器，在固体光检测器中二维矩阵状地配置有受光元件，在间隙部填充工序中，利用用于光学性结合的粘接剂填充所配置的受光元件之间的间隙部。在间隙部填充工序之后，间隙部被完全塞住，因此能够防止气泡从间隙部混入到粘接剂。即，能够防止因气泡造成的闪烁体光的散射，因此，能够检测出准确的对湮灭的产生位置，获取高精度的图像信息。因此，能够实现即使在使用由二维矩阵状地排列的受光元件构成的固体光检测器的情况下也能够获取高精度的图像信息的放射线检测器。
在粘接剂除去工序中，除去在间隙部填充工序中残存于构成固体光检测器的受光元件的表面的粘接剂，因此受光元件的表面成为平坦的状态。因而，在反射掩模设置工序中反射掩模在更稳定的状态下设置在受光元件的表面上。
在反射掩模设置工序中，将反射掩模设置于在粘接剂除去工序中成为平坦的受光元件的表面上。设置于反射掩模的开口部被设计成与设置于受光元件的受光部一致，因此通过反射掩模设置工序，使开口部位于受光部的正上方。而且，受光元件中的除受光部以外的部分、即不灵敏部被反射掩模覆盖。因而，朝向受光部的闪烁体光通过开口部入射到受光部，朝向不灵敏部的闪烁体光被反射掩模反射而最终入射到受光部。即，闪烁体光更高效地入射到受光部并被转换为电信号，因此放射线检测器输出的电信号变得更大。
在开口部填充工序中，利用用于光学性结合的粘接剂来填充开口部。在开口部填充工序之后，开口部被粘接剂完全填充，因此能够避免气泡从开口部混入到使反射掩模和光导件粘接的粘接剂。即，能够防止因气泡造成的闪烁体光的散射，因此在具有具备反射掩模的结构的放射线检测器中，能够检测出准确的对湮灭的产生位置，获取高精度的图像信息。
另外，开口部被用于光学性结合的粘接剂所填充，因此反射掩模和光导件的粘接面以及反射掩模和固体光检测器的粘接面变大。另外，反射掩模、光导件以及固体光检测器通过用于光学性结合的高粘性粘接剂结合。因此，光导件、反射掩模以及固体光检测器光学性地牢固地结合。
在光导件结合工序中，一边目视气泡是否没有从上方混入，一边使光导件与反射掩模光学性地结合。因而，能够更可靠地避免气泡混入到使光导件和反射掩模结合的粘接剂。
在闪烁体结合工序中，使闪烁体模块与光导件光学性地结合。其结果是，闪烁体光被光导件更高效地传送到固体光检测器，并被转换为电信号，因此使得放射线检测器输出的电信号更大。
如上所述，根据本发明所涉及的放射线检测器的制造方法，在具备二维地配置的受光元件以及具有开口部的反射单元的放射线检测器中，光导件、反射掩模以及固体光检测器更牢固地结合。即，能够实现具有高的闪烁体光的转换效率和牢固的光学性结合的放射线检测器。
另外，优选在上述放射线检测器的制造方法中，在上述闪烁体结合工序之后还具备反射材料覆盖工序，在该反射材料覆盖工序中，在光导件、反射掩模以及固体光检测器各自的侧周部残留溢出的粘接剂的至少一部分，利用反射光的反射材料覆盖闪烁体模块、光导件、固体光检测器以及残留的粘接剂各自的侧周部。
[作用和效果]根据上述结构，在光导件结合工序以及闪烁体结合工序中，使光导件、反射单元以及固体光检测器粘接的粘接剂的一部分溢出到放射线检测器的侧周部。在反射材料覆盖工序中，将粘接剂残留到至少从侧周部覆盖光导件和反射单元的粘接面以及反射单元和固体光检测器的粘接面的程度。而且，利用反射光的反射材料覆盖闪烁体模块的侧周部和上表面部、光导件的侧周部、固体光检测器的侧周部以及粘接剂。
残留在放射线检测器的侧周部的粘接剂能够防止空气或水分等从外部侵入到光导件和反射单元的粘接面以及反射单元和固体光检测器的粘接面。因此，能够更可靠地避免光导件与反射单元之间以及反射单元与固体光检测器之间剥离。另外，放射线检测器的外周部被反射材料所覆盖，因此朝向放射线检测器的外部的闪烁体光被反射材料反射到放射线检测器的内部。反射到内部的闪烁体光被受光部检测并被转换为电信号。因而，能够防止闪烁体光向放射线检测器的外部泄漏，高效地将闪烁体光转换为电信号。
而且，由于没有被除去而残留在侧周部的粘接剂，使得空气或水分等无法侵入到使光导件与反射单元之间以及反射单元与固体光检测器之间粘接的粘接剂的层。因此，能够避免光导件与反射单元之间、反射单元与固体光检测器之间的粘接力由于空气、水分的混入而降低。另外，由于残留在侧周部的粘接剂自身所具有的粘接力，使得光导件与反射单元之间、反射单元与固体光检测器之间的结合更牢固。因而，能够实现即使在粘接力更容易降低的条件下光导件、反射单元以及固体光检测器也不会剥离的放射线检测器。
另外，优选在上述放射线检测器的制造方法中，包括以下工序代替上述光导件结合工序以及上述闪烁体结合工序：复合体形成工序，使闪烁体模块和光导件光学性地结合，用反射光的反射材料覆盖闪烁体模块的侧周部和上表面部以及光导件的侧周部，来制作闪烁体复合体；以及复合体结合工序，在上述开口部填充工序和上述复合体形成工序之后，使闪烁体复合体与反射掩模结合。
[作用和效果]根据上述结构，在复合体形成工序中，闪烁体模块和光导件光学性地结合，从而形成闪烁体复合体。而且，所形成的闪烁体复合体的侧周部和上表面部被反射光的反射材料贴合覆盖。因而，朝向放射线检测器的外部的闪烁体光更可靠地被反射材料反射到放射线检测器的内部，最终被受光元件转换为电信号。即，能够更可靠地避免闪烁体光向放射线检测器的外部泄漏的情况，因此能够更高效地将闪烁体光转换为电信号。
另外，优选在上述放射线检测器的制造方法中，在闪烁体复合体、反射掩模以及固体光检测器各自的侧周部残留溢出的粘接剂的至少一部分。
[作用和效果]根据上述结构，通过没有被除去而残留在侧周部的粘接剂，来防止空气或水分等从外部侵入到使光导件与反射单元之间以及反射单元与固体光检测器之间粘接的粘接剂的层。因此，能够更可靠地防止光导件与反射单元之间、反射单元与固体光检测器之间剥离。另外，由于残留在侧周部的粘接剂自身所具有的粘接力，使得光导件与反射单元之间、反射单元与固体光检测器之间的结合更牢固。因而，能够实现即使在粘接力更容易降低的条件下光导件、反射单元以及固体光检测器也不会剥离的放射线检测器。
另外，优选在上述放射线检测器的制造方法中，在闪烁体复合体的侧周部还具备与用于光学性结合的粘接剂粘接的材料。
[作用和效果]根据上述结构，在反射材料的侧周部具备与粘接剂牢固地粘接的材料，因此没有被除去而残留在侧周部的粘接剂更牢固地与反射材料粘接。因而，能够进一步提高放射线检测器中的光学性结合的牢固度。
另外，优选在上述放射线检测器的制造方法中，反射材料是与用于光学性结合的粘接剂粘接的材料。
[作用和效果]根据上述结构，反射材料自身与用于光学性结合的粘接剂牢固地粘接，因此没有被除去而残留在侧周部的粘接剂直接且更牢固地与反射材料粘接。因而，使得放射线检测器中的光学性结合的牢固度更高。
另外，优选在上述放射线检测器的制造方法中，受光元件是SiPM元件或APD元件。
[作用和效果]根据上述结构，使用SiPM元件或APD元件作为构成放射线检测器的受光元件。这些元件不受因从MR装置产生的磁场造成的影响，因此能够将本发明所涉及的放射线检测器利用于PET-MR中。即，能够实现具有不仅高效地将闪烁体光转换为电信号而且部件彼此的光学性结合更牢固的放射线检测器的PET-MR。
发明的效果
根据本发明所涉及的放射线检测器以及放射线检测器的制造方法，用高粘性粘接剂填充二维地排列的受光元件的间隙部以及设置于反射单元的开口部。其结果是，能够防止气泡混入到构成粘接层的粘接剂。即，入射到受光部的闪烁体光不会由于气泡而发生散射，因此能够获取更准确的图像信息。另外，能够避免固体光检测器、反射掩模以及光导件的粘接力由于气泡的混入而降低。因此，在使用需要二维地配置的SiPM元件作为受光元件的放射线检测器中，固体光检测器、反射掩模以及光导件光学性地牢固地结合。SiPM元件不受从MR装置产生的强磁场的影响，因此能够将本发明所涉及的放射线检测器利用于PET-MR中。即，能够实现具有不仅高效地将闪烁体光转换为电信号而且部件彼此的光学性结合更牢固的放射线检测器的PET-MR。
另外，如上所述，在放射线检测器中使用SiPM元件等作为受光元件的情况下，为了抑制在受光元件中产生的噪声，因此设想例如在-20℃～+25℃的温度范围内使用放射线检测器。即，在由于因温度差造成的热膨胀的影响而部件彼此的粘接力容易降低的条件下使用放射线检测器。本发明所涉及的放射线检测器具有非常牢固的光学性结合，因此在部件之间的粘接力容易降低的条件下也能够使用。因而，通过在温度差大的条件下使用PET-MR，能够实现产生的噪声更少的PET-MR。
附图说明
图1是表示实施例1所涉及的放射线检测器的概要结构的纵剖面图。
图2是表示实施例1所涉及的反射掩模的概要结构的立体图。
图3是表示实施例1所涉及的放射线检测器的制造方法所涉及的工序的流程图。
图4是表示实施例1所涉及的固体光检测器的概要结构的纵剖面图。
图5是表示实施例1所涉及的间隙部填充工序中的放射线检测器的概要结构的纵剖面图。
图6是表示实施例1所涉及的粘接剂除去工序中的放射线检测器的概要结构的纵剖面图。
图7是表示实施例1所涉及的反射掩模设置工序中的放射线检测器的概要结构的纵剖面图。
图8是表示实施例1所涉及的开口部填充工序中的放射线检测器的概要结构的纵剖面图。
图9是表示实施例1所涉及的光导件结合工序中的放射线检测器的概要结构的纵剖面图。
图10是表示实施例1所涉及的闪烁体结合工序中的放射线检测器的概要结构的纵剖面图。
图11是表示实施例1所涉及的在闪烁体结合工序之后形成了粘接剂覆盖部的放射线检测器的概要结构的纵剖面图。
图12是表示实施例1所涉及的反射材料覆盖工序中的放射线检测器的概要结构的纵剖面图。
图13是表示实施例2所涉及的放射线检测器的概要结构的纵剖面图。
图14是表示实施例2所涉及的放射线检测器的制造方法所涉及的工序的流程图。
图15是表示实施例2所涉及的复合体形成工序中的闪烁体复合体的概要结构的纵剖面图。
图16是表示实施例2所涉及的复合体结合工序中的放射线检测器的概要结构的纵剖面图。
图17是表示实施例2所涉及的在复合体结合工序之后形成了粘接剂覆盖部的放射线检测器的概要结构的纵剖面图。
图18是表示实施例1所涉及的放射线检测器中的闪烁体光的动作的纵剖面图。
图19是表示实施例2所涉及的放射线检测器中的闪烁体光的动作的纵剖面图。
图20是表示在实施例2所涉及的变形例中具备粘接材料的闪烁体复合体的概要结构的纵剖面图。
图21是表示在实施例2所涉及的变形例中具备粘接材料的放射线检测器的概要结构的纵剖面图。
图22是表示一般的PET装置的概要结构的纵剖面图。
图23是表示一般的放射线检测器的概要结构的立体图。
图24是表示现有例子的放射线检测器的概要结构的纵剖面图。
图25是表示在现有例子的放射线检测器的制造方法中使用了低粘性粘接剂的情况下的概要的纵剖面图。
图26是表示在现有例子的放射线检测器的制造方法中使用了高粘性粘接剂的情况下的概要的纵剖面图。
图27是表示在具备反射掩模的现有例子的放射线检测器的制造方法中使用了高粘性粘接剂的情况下的概要的纵剖面图。
图28是表示现有例子的反射掩模的概要结构的立体图。
附图标记说明
1、1A：放射线检测器；3：闪烁体模块；5：光导件；7：固体光检测器；17：间隙部填充层(第一填充层)；19：反射掩模(反射单元)；25：开口部；27：开口部填充层(第二填充层)；29：粘接层覆盖部。
具体实施方式
[实施例1]
<整体结构的说明>
实施例1所涉及的放射线检测器1如图1所示具有从上开始依次层叠闪烁体模块3、光导件5以及固体光检测器7的结构。闪烁体模块3吸收从被检测体释放的γ射线而发光。光导件5经由高粘性粘接剂与闪烁体模块3光学性地结合，将从闪烁体模块3发出的光向固体光检测器7传送。固体光检测器7设置有受光元件阵列9和基板部11。
受光元件阵列9具有二维矩阵状地排列有多个受光元件10的结构。在受光元件10的光导件5一侧的表面设置有受光部13。在受光部13中，检测通过光导件5传送的光并转换为电信号。此外，将SiPM元件使用于受光元件10。基板部11被设置在受光元件阵列9的下部，对在受光部13中转换得到的电信号进行处理。在各个受光元件10之间设置有宽度为0.2mm左右的间隙部15，间隙部15的上层被间隙部填充层17填充。此外，间隙部填充层17相当于本发明中的第一填充层。
在光导件5与固体光检测器7之间设置有反射掩模19、第一粘接层21以及第二粘接层23。反射掩模19例如由3M(商标)制的ESR薄膜(Enhanced SpecularReflective Film：增强镜面反射薄膜)那样的反射光的材料构成。反射掩模19经由第一粘接层21与固体光检测器7粘接，经由第二粘接层23与光导件5粘接。另外，如图2所示，在反射掩模19设置有二维矩阵状地排列的多个开口部25。各个开口部25的位置和面积被设计成与各个受光部13的位置和面积一致。即，在图1中，开口部25位于各个受光部13的上部。而且，开口部25被开口部填充层27填充。此外，反射掩模19相当于本发明中的反射单元，开口部填充层27相当于本发明中的第二填充层。
在光导件5、固体光检测器7以及反射掩模19各自的侧周部设置有粘接层覆盖部29。粘接层覆盖部29使光导件5和反射掩模19的接合以及固体光检测器7和反射掩模19的接合强化。闪烁体模块3的侧周部和上表面部、光导件5的侧周部以及粘接层覆盖部29的侧周部被反射材料31覆盖。反射材料31由反射光的材料、例如氟系树脂等构成，使从闪烁体模块3发出并朝向放射线检测器1的外部的光向放射线检测器1的内部反射。
此外，间隙部填充层17、第一粘接层21、第二粘接层23、开口部填充层27以及粘接层覆盖部29、即在图1中用斜线所示的部位由高粘性粘接剂构成。高粘性粘接剂是用于光学性结合的硅系的高粘性粘接剂，例如使用RTV橡胶(KE-42、信越化学工业)(RTV：Room Temperature Vulcanizing：室温硫化)。即，光导件5和受光部13经由第一粘接层21、第二粘接层23以及开口部填充层27光学性地结合。因而，经由光导件5传送的闪烁体光高效地入射到受光部13并被转换为电信号。
在本发明中，使用以RTV橡胶为例的硅系的高粘性粘接剂的理由如下。
第一，硅系的高粘性粘接剂具有非常高的粘性，因此在填充具有0.2mm左右的宽度的间隙部15的情况下，以残留于间隙部15的上层的状态硬化。因此，粘接剂不会通过间隙部15渗透到基板部11。因而，在基板部11中，能够避免产生因粘接剂造成的电连接不良。
第二，硅系的高粘性粘接剂能够在常温下硬化。放射线检测器中所使用的受光元件的耐热性不高，因此使用检测器时的环境温度受到限制。例如，SiPM元件必须在60℃以下使用，因此组装有SiPM元件的放射线检测器1必须在60℃以下制造或使用。因此，硬化温度为80℃以上的硅系的低粘性粘接剂等不适合于放射线检测器1的制造。因而，在常温下硬化的硅系高粘性粘接剂是适合于使用SiPM元件的放射线检测器1的制造的粘接剂。
第三，硅系高粘性粘接剂比环氧系的粘接剂软。因此，在放射线检测器的制造工序中部件之间的接合失败的情况下，不对放射线检测器造成损伤，能够对接合失败的部件进行分解并进行再接合。因而，在制造工序中，能够更好地避免部件的损失和不合格产品的制造。
<工序的说明>
接着，使用图3～图12说明上述那样构成的放射线检测器1的制造方法所涉及的全部工序。图3是说明实施例1所涉及的放射线检测器的制造方法的工序的流程图，图4～图12是表示各工序中的实施例1所涉及的放射线检测器的概要结构的纵剖面图。
首先，如图4所示，准备固体光检测器7。如上所述，构成固体光检测器7的受光元件阵列9具有二维矩阵状地排列由SiPM构成的多个受光元件10的结构。SiPM很难一体地制造大面积的产品，因此阵列状地集合小面积的受光元件10，来形成具有大的面积的受光元件阵列9。因此，使得一个一个受光元件10彼此之间形成间隙部15。
步骤S1(间隙部填充工序)
如图5所示，针对固体光检测器7，使用高粘性粘接剂P和刮浆板S填充间隙部15。图5所示的箭头是使刮浆板S移动的方向。高粘性粘接剂P例如是RTV橡胶，流动性非常低。因此，填充了间隙部15的高粘性粘接剂P留在间隙部15的上层，从而形成间隙部填充层17，因此，高粘性粘接剂P不会通过间隙部15渗透到基板部11的内部。因而，在基板部11中，不会发生因高粘性粘接剂P产生的电连接不良。根据在设置于受光元件阵列9的所有间隙部15都形成间隙部填充层17，间隙部填充工序结束。
步骤S2(粘接剂除去工序)
当间隙部填充工序结束时，高粘性粘接剂P不只覆盖间隙部15，还覆盖受光元件阵列9的表面，因此成为在固体光检测器7的表面产生凹凸的状态。在产生了凹凸的状态下使反射掩模与固体光检测器7粘接时，粘接面由于凹凸变得不稳定，因此固体光检测器7与反射掩模之间的粘接力变弱。其结果是，此后固体光检测器7和反射掩模剥离的可能性变高，因此放射线检测器1的可靠性显著降低。
因此，如图6所示，在高粘性粘接剂的硬化开始之前，使用溶剂只除去覆盖受光元件阵列9的表面的高粘性粘接剂，使固体光检测器7的表面平坦。构成间隙部填充层17的高粘性粘接剂不会被粘接剂除去工序除去，而迅速硬化。因而，间隙部15的上层被间隙部填充层17完全填充。
步骤S3(反射掩模设置工序)
在粘接剂除去工序结束后，如图7所示，使用双面胶带等粘接材料在平坦的固体光检测器7的表面上设置反射掩模19。如图2所示，在反射掩模19上设置有多个开口部25，各个开口部25的位置被设计成与各个受光部13一致。即，在将反射掩模19设置在固体光检测器7的表面上时，开口部25位于各个受光部13的正上方。因此，反射掩模19覆盖受光元件阵列9的表面中的除受光部13以外的区域。根据设置了反射掩模19，反射掩模设置工序结束。
这时，反射掩模19的表面并不平坦，开口部25的部分成为凹部。在直接使光导件结合到反射掩模19上的情况下，担心反射掩模19和光导件的结合不稳定。即，反射掩模19只能在除了开口部25以外的狭窄部分与光导件粘接，因此光导件与反射掩模的粘接力变得非常弱。其结果是，反射掩模19和光导件容易剥离。
步骤S4(开口部填充工序)
因此，在反射掩模设置工序结束后，如图8所示，使用刮浆板S用高粘性粘接剂P填充开口部25。图8所示的箭头是使刮浆板S移动的方向。高粘性粘接剂P是能够进行光学性结合的粘接剂，例如使用RTV橡胶。高粘性粘接剂P填充开口部25而形成开口部填充层27，并且渗透到固体光检测器7与反射掩模19之间，从而形成第一粘接层21。在反射掩模设置工序中，通过粘接力弱的粘接材料粘接的固体光检测器7和反射掩模19经由第一粘接层21牢固地结合。位于第一粘接层21的下部的间隙部15被间隙部填充层17填充，因此不会经由间隙部15使空气通过。因此，能够避免气泡从间隙部15混入到第一粘接层21。即，入射到受光部13的闪烁体光不会由于混入的气泡而发生散射地被受光元件10检测并被转换为电信号。另外，第一粘接层21所具有的粘接力不会由于气泡的混入而降低，因此能够避免固体光检测器7和反射掩模19剥离。
通过开口部填充工序，由高粘性粘接剂形成开口部填充层27。即，成为凹部的开口部25被开口部填充层27填充，因此在开口部填充工序结束后，反射掩模19的表面变得平坦。根据用高粘性粘接剂P填充固体光检测器7与反射掩模19之间的间隙以及开口部25，开口部填充工序结束。
步骤S5(光导件结合工序)
在开口部填充工序结束后，在构成开口部填充层27的高粘性粘接剂的硬化开始之前，开始光导件结合工序。即，如图9所示，用高粘性粘接剂使光导件5和反射掩模19结合。高粘性粘接剂是能够进行光学性结合的粘接剂，例如使用RTV橡胶。利用高粘性粘接剂在光导件5的下部形成第二粘接层23，光导件5和反射掩模19经由第二粘接层23牢固地粘接。位于第二粘接层23的下部的开口部25被开口部填充层27填充，因此气泡不会从开口部25混入到第二粘接层23。
另外，光导件5是透明的，因此能够从图9所示的附图标记E的方向通过目视等确认气泡没有混入到第二粘接层23。因而，能够更可靠地避免气泡混入到第二粘接层23。即，入射到受光部13的闪烁体光不会由于混入的气泡而发生散射地被受光元件10检测并被转换为电信号。另外，第二粘接层23所具有的粘接力不会由于气泡的混入而降低，因此能够更可靠地避免反射掩模19和光导件5剥离。根据使光导件5和反射掩模19结合，光导件结合工序结束。
步骤S6(闪烁体结合工序)
在光导件结合工序结束后，如图10所示，使闪烁体模块3和光导件5光学性地结合。由于闪烁体模块3和光导件5光学性地结合，因此在闪烁体模块3中产生的闪烁体光没有损失地通过光导件5传送，入射到受光部13。根据使闪烁体模块3和光导件5光学性地结合，闪烁体结合工序结束。
此外，在光导件结合工序和闪烁体结合工序中，利用闪烁体模块的重量等对高粘性粘接剂从上方施加力。因而，高粘性粘接剂的一部分由于从上方施加的力而溢出到放射线检测器1的侧周部。然后，通过溢出的高粘性粘接剂，如图11所示，在光导件5的侧周部、反射掩模19的侧周部以及固体光检测器7的侧周部形成粘接层覆盖部29。第一粘接层21以及第二粘接层23被粘接层覆盖部29从外部的空气和水分等方面进行保护，因此能够避免粘接力降低。另外，光导件5和反射掩模19的粘接力以及反射掩模19和固体光检测器7的粘接力由于粘接层覆盖部29自身所具有的粘接力而变得更牢固。因而，通过粘接层覆盖部29来更可靠地防止光导件5、反射掩模19以及固体光检测器7剥离。因此，不完全除去粘接层覆盖部29，事先将粘接层覆盖部29残留到至少能够覆盖第一粘接层21和第二粘接层23的程度。
步骤S7(反射材料覆盖工序)
在闪烁体结合工序结束后，如图12所示，使用反射材料31覆盖闪烁体模块3的侧周部和上表面部、光导件5的侧周部以及粘接层覆盖部29的侧周部。反射材料31由反射光的材料、例如氟系树脂构成，使朝向放射线检测器1的外部的闪烁体光向放射线检测器1的内部反射。向放射线检测器1的内部反射的闪烁体光最终被受光部13检测并被转换为电信号。即，能够避免闪烁体光向放射线检测器1的外部流失，因此能够通过反射材料31来高效地将闪烁体光转换为电信号。
根据利用反射材料31进行的覆盖结束，反射材料覆盖工序结束。而且，根据反射材料覆盖工序结束，实施例1所涉及的一连串工序全部结束。
<实施例1的结构的效果>
在现有例子的放射线检测器中，在采用二维地排列受光元件的结构的情况下，当粘接剂的粘度低时，粘接剂经由形成在受光元件彼此之间的间隙部渗透到基板部，产生电连接不良。因而，用低粘性粘接剂制造的放射线检测器无法耐用。另一方面，当使用高粘度的粘接剂时，气泡混入到使固体光检测器和反射掩模结合的粘接剂以及使反射掩模和光导件结合的粘接剂。当气泡混入到粘接层时，闪烁体光由于气泡而发生散射，因此无法在受光部中高效地将闪烁体光转换为电信号。另外，由于气泡的混入而固体光检测器、反射掩模以及光导件的结合变弱，因此还担心无法在容易产生剥离的条件下使用放射线检测器这样的问题。
但是，实施例1所涉及的放射线检测器在间隙部填充工序中，形成在二维地排列的受光元件彼此之间的间隙部被以RTV橡胶为例的用于光学性结合的高粘性粘接剂填充。因此，粘接剂不会经由间隙部渗透到基板部，因此不会产生因粘接剂造成的电连接不良。另外，间隙部被高粘性粘接剂填充，因此空气无法通过间隙部。因而，气泡不会混入到使固体光检测器和反射掩模结合的第一粘接层。即，经由第一粘接层入射到受光部的闪烁体光不会由于气泡而发生散射，因此能够获取更准确的图像信息。另外，第一粘接层所具有的粘接力不会由于气泡的混入而降低，因此能够更可靠地防止固体光检测器和反射掩模剥离。
另外，通过粘接剂除去工序将残存在受光元件的表面的多余的高粘性粘接剂除去，因此固体光检测器的表面成为平坦的状态。因而，能够在反射掩模设置工序中使反射掩模在更稳定的状态下配置在固体光检测器上。
进而，在反射掩模设置工序中将反射掩模配置在固体光检测器上。反射掩模被配置成覆盖除受光部以外的部分，因此入射到受光部的闪烁体光被转换为电信号，朝向受光部以外的区域的闪烁体光被反射。被反射的闪烁体光最终入射到受光部，因此能够通过反射掩模来高效地将闪烁体光转换为电信号。
另外，在开口部填充工序中，反射掩模的开口部被第二填充层、即用于光学性结合的高粘性粘接剂填充。
在现有例子的放射线检测器的制造方法中，不填充开口部就使反射掩模和光导件结合。在这种情况下，反射掩模的开口部不与光导件粘接，因此反射掩模和光导件的粘接面变窄。其结果是，反射掩模和光导件的粘接力变弱，因此在反射掩模与光导件之间容易发生剥离。另外，在现有例子的制造方法中，气泡容易混入到使反射掩模和光导件结合的粘接层，因此还产生闪烁体光由于气泡而散射这样的问题。
另一方面，在实施例1所涉及的放射线检测器的制造方法中，通过开口部填充工序来使开口部被第二填充层填充。在这种情况下，在开口部填充工序结束后，反射掩模的表面成为平坦的状态，因此光导件与反射掩模的整个面相接。即，反射掩模和光导件的粘接面变大，因此在光导件结合工序中，反射掩模和光导件更牢固地结合。因而，即使在容易发生剥离的条件下，也能够制造可靠性高的放射线检测器。
另外，开口部被第二填充层填充，因此在开口部填充工序以后，空气不会进入开口部。因而，在光导件结合工序中，能够更可靠地避免气泡经由开口部混入到第二粘接层。即，能够防止经由第二粘接层入射到受光部的闪烁体光由于气泡而发生散射，因此能够获取更准确的图像信息。另外，第二粘接层所具有的粘接力不会由于气泡的混入而降低，因此能够更可靠地防止反射掩模和光导件剥离。
而且，在光导件结合工序中，经由第二粘接层、即用于光学性结合的高粘性粘接剂使光导件和反射掩模结合。这时，高粘性粘接剂渗透到反射掩模和固体光检测器的间隙而形成第一粘接层，因此反射掩模和固体光检测器牢固地结合。第一粘接层、第二填充层以及第二粘接层由用于光学性结合的高粘性粘接剂构成，因此成为光导件和受光部光学性地结合的状态。因而，经由光导件传送的闪烁体光更可靠地在受光部中被检测并被转换为电信号。
另外，在闪烁体结合工序中，使闪烁体和光导件光学性地结合，因此通过闪烁体转换得到的光信号更可靠地在受光部中被检测并被转换为电信号。而且，在光导件结合工序和闪烁体结合工序中，高粘性粘接剂溢出到放射线检测器的侧周部，由溢出的粘接剂形成粘接层覆盖部。在现有例子中，一般从产品的美观、尺寸的调整等观点出发，完全除去溢出的粘接剂。
另一方面，在实施例1中，事先将粘接层覆盖部残留到至少能够覆盖第一粘接层的侧周部和第二粘接层的侧周部的程度。通过粘接层覆盖部来防止空气或水分从外部侵入到第一粘接层和第二粘接层。因而，能够避免第一粘接层和第二粘接层的粘接力降低。另外，光导件和反射掩模的结合以及反射掩模和固体光检测器的结合由于粘接层覆盖部所具有的粘接力而变得更牢固。即，能够通过残留粘接层覆盖部来防止光导件、反射掩模以及固体光检测器剥离，因此能够进一步提高放射线检测器的可靠性。
而且，在反射材料覆盖工序中，用反射光的反射材料覆盖放射线检测器的外周部。反射材料使朝向放射线检测器的外部的闪烁体光向放射线检测器的内部反射。向放射线检测器的内部反射的闪烁体光最终在受光部中被检测并被转换为电信号。因而，闪烁体光能够不向放射线检测器的外部流失地高效地转换为电信号。
如上所述，根据实施例1所涉及的发明，在组装了SiPM元件的放射线检测器中，能够得到使放射线检测器的光学性结合更牢固的效果。即，解决了以下的现有问题：由于二维地配置多个SiPM元件而检测器的光学性结合变弱，因此容易产生剥离。
在使用SiPM元件作为受光元件的情况下，为了抑制在受光元件中产生的噪声，例如设想在-20℃～+25℃的温度范围内使用放射线检测器。即，在由于因温度差造成的热膨胀的影响而粘接力降低、部件彼此容易剥离的条件下使用放射线检测器。
本发明所涉及的放射线检测器具有非常牢固的光学性结合，因此在如上所述的设想粘接力降低的条件下也能够使用。SiPM元件不受从MR装置产生的强磁场的影响，因此能够将本发明所涉及的放射线检测器利用于PET-MR中。因而，能够实现具有牢固的光学性结合并且在噪声少的条件下也能够使用的PET-MR。
[实施例2]
接着，参照附图说明本发明的实施例2所涉及的放射线检测器1A以及放射线检测器1A的制造方法。此外，在放射线检测器1A中，对与上述的放射线检测器1相同的结构附加相同的附图标记，省略详细的说明。
<实施例2的特征性的结构>
实施例2所涉及的放射线检测器1A如图13所示，具有从上开始依次层叠闪烁体模块3、光导件5、反射掩模19以及固体光检测器7的结构。闪烁体模块3的侧周部和上表面部以及光导件5的侧周部被反射光的反射材料31A贴合覆盖。反射材料31A使从闪烁体模块3发出并朝向放射线检测器1的外部的光向放射线检测器1的内部反射。
在反射材料31A、固体光检测器7以及反射掩模19的侧周部设置有粘接层覆盖部29A。粘接层覆盖部29A由以RTV橡胶为例的高粘性粘接剂构成，使光导件5、反射掩模19以及固体光检测器7的光学性结合更牢固。
<实施例2的特征性的工序的说明>
接着，使用图14～图17说明上述那样构成的放射线检测器1A的制造方法的工序。图14是说明实施例2所涉及的放射线检测器的制造方法中的各工序的流程图，图15～图17是表示在实施例2所涉及的放射线检测器的制造方法中特征性的工序时的概要结构的纵剖面图。
此外，如图3和图14所示，实施例2所涉及的工序中的从步骤S1到步骤S4的工序与上述的实施例1所涉及的工序相同。因而，对于从步骤S1到步骤S4的工序，省略详细的说明，在实施例2中说明特征性的步骤S5A以及步骤S6A的工序。
步骤S5A(复合体形成工序)
通过步骤S4、即开口部填充工序，如图8所示，开口部25被开口部填充层27填充，反射掩模19的表面变得平坦。如上所述，在实施例1中，在开口部填充工序结束后进行光导件结合工序。
另一方面，在实施例2中，在开口部填充工序结束后进行复合体形成工序。即，如图15所示，首先使用高粘性粘接剂使光导件5和闪烁体模块3光学性地结合。由于光导件5和闪烁体模块3光学性地结合，因此从闪烁体模块3发出的闪烁体光通过光导件5高效地传送。
然后，用反射材料31A覆盖闪烁体模块3的侧周部和上表面部以及上述光导件的侧周部。以下将通过复合体形成工序形成的闪烁体模块3、光导件5以及反射材料31A的复合体作为闪烁体复合体33。反射材料31A由反射光的材料、例如氟系树脂构成，使从闪烁体模块3发出并朝向放射线检测器1的外部的光向放射线检测器1的内部反射。根据闪烁体复合体33的形成，闪烁体复合工序结束。
步骤S6A(复合体结合工序)
在开口部填充工序和复合体形成工序结束后，如图16所示，使用高粘性粘接剂使反射掩模19与闪烁体复合体33的光导件5一侧的面结合。通过高粘性粘接剂在光导件5的下部形成第二粘接层23，光导件5和反射掩模19经由第二粘接层23牢固地粘接。位于第二粘接层23的下部的开口部25被开口部填充层27填充，因此气泡不会从开口部25混入到第二粘接层23。其结果是，不会引起因气泡的混入造成的粘接力的降低，因此能够防止光导件5和反射掩模19剥离。
然后，光导件5和受光部13通过形成第一粘接层、第二粘接层以及开口部填充层27的高粘性粘接剂光学性地结合。因此，通过光导件5传送的闪烁体光更可靠地被受光部13检测并被转换为电信号。
在复合体结合工序中，如图17所示，由于闪烁体复合体33的重量等而高粘性粘接剂的一部分溢出到放射线检测器1A的侧周部。而且，利用溢出的高粘性粘接剂在反射材料31A、反射掩模19以及固体光检测器7各自的侧周部形成粘接层覆盖部29A。第一粘接层21以及第二粘接层23被粘接层覆盖部29A从外部的空气和水分等方面进行保护。另外，光导件5和反射掩模19的结合以及反射掩模19和固体光检测器7的结合由于粘接层覆盖部29A所具有的粘接力而变得更牢固。
因此，事先将粘接层覆盖部29A残留到至少覆盖第一粘接层21和第二粘接层23的侧周部的程度。通过使闪烁体复合体33和反射掩模19结合来形成粘接层覆盖部29A，由此复合体结合工序结束。而且，由于复合体结合工序结束，而放射线检测器1A的制造方法所涉及的一连串工序全部结束。
<实施例2的特征性的工序的效果>
这样，根据实施例2所涉及的放射线检测器的制造方法，通过复合体形成工序，预先使光导件、闪烁体模块、反射材料结合来形成闪烁体复合体。然后，在复合体结合工序中，使设置有反射掩模的固体光检测器和闪烁体复合体光学性地结合来完成放射线检测器。
根据实施例1所涉及的放射线检测器的制造方法，在形成粘接层覆盖部之后进行反射材料覆盖工序，因此反射材料成为覆盖粘接层覆盖部的外侧的结构。即，反射材料并不贴合覆盖光导件，在光导件和反射材料之间存在粘接层覆盖部。因此，如图18所示，闪烁体光的一部分(用附图标记L表示)不会被反射材料31反射，导致经由粘接层覆盖部29向放射线检测器1的外部泄漏。
但是，在实施例2所涉及的放射线检测器中，在形成粘接层覆盖部之前，通过复合体形成工序使反射材料贴合覆盖光导件。因而，如图19所示，朝向放射线检测器1A的外部的闪烁体光L全部被反射材料31A反射。即，闪烁体光L最终全部入射到受光部13并被转换为电信号。因而，在实施例2所涉及的放射线检测器中，能够更高效地将闪烁体光转换为电信号。
本发明并不限于上述实施方式，能够如下地变形实施。
(1)在上述的各实施例中，使用氟系树脂作为反射材料31、31A的材料，但并不限于此。例如也可以使用白色塑料薄膜等具有反射光的性质以及牢固地与进行光学性结合的高粘性粘接剂粘接的性质的材料。通过使用牢固地与高粘性粘接剂粘接的材料作为反射材料31、31A，使得由高粘性粘接剂构成的粘接层覆盖部29、29A和反射材料31、31A的粘接更牢固。因而，能够提高实施例1所涉及的放射线检测器1或实施例2所涉及的放射线检测器1A的可靠性。
(2)在上述的各实施例中，在受光元件10中使用SiPM元件，但并不限于此，也可以使用APD元件。APD元件与SiPM元件同样地，难以受到磁场的影响，因此能够使将APD元件使用于受光元件10的PET装置与MR装置复合来设为PET-MR。而且，能够使用PET-MR获取适合于生理功能的诊断和解剖学的诊断这两方的被检测体的图像。
(3)在上述的实施例2中，闪烁体复合体33采用用反射材料31A覆盖闪烁体模块3以及光导件5的结构，但并不限于此。即，如图20所示，也可以进一步地用粘接强化材料35覆盖反射材料31A的外侧。粘接强化材料35是牢固地与用于光学性结合的高粘性粘接剂P粘接的材料。因此，如图21所示，在使闪烁体复合体33和反射掩模19结合时，由高粘性粘接剂构成的粘接层覆盖部29A经由粘接强化材料35与反射材料31A更牢固地粘接。因而，使得放射线检测器1A的光学性结合更牢固。
(4)在上述的实施例2中，在开口部填充工序之后进行复合体形成工序，从而形成了闪烁体复合体，但并不限于此。只要在复合体结合工序之前形成闪烁体复合体，则随时都可以进行复合体形成工序。通过在适当的定时进行复合体形成工序，能够高效地执行本发明所涉及的各工序。

Claims (14)

1.一种放射线检测器，具备：
闪烁体模块，其检测入射的放射线而进行发光；
光导件，其与上述闪烁体模块光学性地结合，传送从上述闪烁体模块发出的光；
固体光检测器，其二维矩阵状地排列有多个受光元件，并且与上述光导件光学性地结合，其中，该多个受光元件使从上述光导件传送的光转换为电信号；以及
反射单元，其设置于上述光导件与上述固体光检测器之间，在与上述受光元件的受光部相对的部位具有开口部，并且反射光，
该放射线检测器还具备：
第一粘接层，其使上述反射单元和上述固体光检测器粘接；
第一填充层，其填充上述受光元件之间的间隙部；
第二粘接层，其使上述光导件和上述反射单元粘接；以及
第二填充层，其填充设置于上述反射单元的开口部。
2.根据权利要求1所述的放射线检测器，其特征在于，还具备：
粘接层覆盖部，其由用于光学性结合的粘接剂构成，贴合覆盖上述第一粘接层的侧周部和上述第二粘接层的侧周部；以及
反射材料，其贴合覆盖上述闪烁体模块、上述光导件、上述固体光检测器以及上述粘接层覆盖部，并且反射光。
3.根据权利要求1所述的放射线检测器，其特征在于，
还具备反射材料，该反射材料贴合覆盖上述闪烁体模块的侧周部和上表面部以及上述光导件的侧周部，并且反射光。
4.根据权利要求3所述的放射线检测器，其特征在于，
还具备粘接层覆盖部，该粘接层覆盖部由用于光学性结合的粘接剂构成，贴合覆盖上述第一粘接层、上述第二粘接层以及上述反射材料各自的侧周部。
5.根据权利要求3或4所述的放射线检测器，其特征在于，
还具备粘接强化材料，该粘接强化材料贴合覆盖上述反射材料的侧周部，与用于光学性结合的粘接剂粘接。
6.根据权利要求3或4所述的放射线检测器，其特征在于，
上述反射材料是与用于光学性结合的粘接剂粘接的材料。
7.根据权利要求1至4中的任一项所述的放射线检测器，其特征在于，
上述受光元件是硅光电倍增器元件或雪崩光电二极管元件。
8.一种放射线检测器的制造方法，包括以下工序：
间隙部填充工序，利用用于光学性结合的粘接剂填充设置于构成固体光检测器的受光元件之间的间隙部；
粘接剂除去工序，在上述间隙部填充工序之后，除去残存于固体光检测器的表面上的粘接剂；
反射掩模设置工序，在上述粘接剂除去工序之后，在固体光检测器的表面上设置反射掩模，该反射掩模在与受光元件的受光部相对的部位设置有开口部；
开口部填充工序，在上述反射掩模设置工序之后，利用用于光学性结合的粘接剂填充设置于反射掩模的开口部，并且使固体光检测器和反射掩模结合；
光导件结合工序，在上述开口部填充工序之后，使光导件和反射掩模结合；以及
闪烁体结合工序，在上述光导件结合工序之后，使闪烁体模块与光导件光学性地结合。
9.根据权利要求8所述的放射线检测器的制造方法，其特征在于，
在上述闪烁体结合工序之后还具备反射材料覆盖工序，在该反射材料覆盖工序中，在光导件、反射掩模以及固体光检测器各自的侧周部残留溢出的粘接剂的至少一部分，利用反射光的反射材料覆盖闪烁体模块、光导件、固体光检测器以及残留的粘接剂各自的侧周部。
10.根据权利要求8所述的放射线检测器的制造方法，其特征在于，
包括以下工序来代替上述光导件结合工序以及上述闪烁体结合工序：
复合体形成工序，使闪烁体模块和光导件光学性地结合，用反射光的反射材料覆盖闪烁体模块的侧周部和上表面部以及光导件的侧周部，来制作闪烁体复合体；以及
复合体结合工序，在上述开口部填充工序和上述复合体形成工序之后，将闪烁体复合体结合至反射掩模。
11.根据权利要求10所述的放射线检测器的制造方法，其特征在于，
在闪烁体复合体、反射掩模以及固体光检测器各自的侧周部残留溢出的粘接剂的至少一部分。
12.根据权利要求10或11所述的放射线检测器的制造方法，其特征在于，
在闪烁体复合体的侧周部还具备与用于光学性结合的粘接剂粘接的材料。
13.根据权利要求9至11中的任一项所述的放射线检测器的制造方法，其特征在于，
反射材料是与用于光学性结合的粘接剂粘接的材料。
14.根据权利要求8至11中的任一项所述的放射线检测器的制造方法，其特征在于，
受光元件是硅光电倍增器元件或雪崩光电二极管元件。
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