JP2001188096A - Method for manufacturing radiation detector of two- dimensional array type and x-ray shield wall - Google Patents

Method for manufacturing radiation detector of two- dimensional array type and x-ray shield wall

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JP2001188096A
JP2001188096A JP37543899A JP37543899A JP2001188096A JP 2001188096 A JP2001188096 A JP 2001188096A JP 37543899 A JP37543899 A JP 37543899A JP 37543899 A JP37543899 A JP 37543899A JP 2001188096 A JP2001188096 A JP 2001188096A
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JP
Japan
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ray
collimator
detector
radiation detector
dimensional array
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JP37543899A
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Japanese (ja)
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Hiromichi Tonami
寛道 戸波
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radiation detector which is equipped with a collimator that can be easily worked, functions with high accuracy and can be manufac tured at much lower costs. SOLUTION: Vertical groove shields 11a and lateral groove shields 11b are formed by irradiating a photosensitive glass 1 with ultraviolet rays with a mask by an ultraviolet-ray mask exposure method, processing the glass, etching it with an acid, making grooves shaped like a lattice in the direction of the incidence of X rays and filling and encapsulating the powder of heavy metal like tungsten into the grooves. The shields 11a and the shields 11b are used as a collimator for an X-ray shield wall arrayed two-dimensionally, and a radiation detector is constituted by combining with the collimator an X-ray detector component (a scintillator array 4, a photoelectric conversion element 5, a scanning circuit 7 and a glass substrate 6) that is compatible with the collimator.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、X線CT装置に係
わり、特に被検体を透過したコーン状のX線を、コリメ
ータを介してアレイ状に並べられた多数の放射線検出素
子で検出する2次元アレイ型放射線検出器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an X-ray CT apparatus, and more particularly to detecting cone-shaped X-rays transmitted through a subject with a large number of radiation detecting elements arranged in an array via a collimator. The present invention relates to a two-dimensional array radiation detector.

【0002】[0002]

【従来の技術】X線CT装置は、X線管からX線を放射
し、放射口のコリメータによって扇状のX線ビームに絞
られ、被検体を中心にして、X線管とこれに対向して配
置された円弧状のコリメータと検出器が回転して、被検
体を透過したX線情報を検出器が捉え、その信号をコン
ピュータで処理して被検体のX線断層画像を得るもので
ある。X線管から放射されたX線は、被検体を直進して
透過したものと被検体で散乱したものがあり、前者の情
報のみを取り込んで、斜めから入る散乱線を除去し、そ
のクロストークを防ぐために、検出器の前にコリメータ
が設けられている。このコリメータは1次元に配列され
た検出器の前で各チャンネル毎にX線の透過し難い材料
でX線遮蔽壁を形成している。そして、検出器はX線を
光に変換するシンチレータ素子と、このシンチレータ素
子で変換された光を検出し、電気信号として出力するフ
ォトダイオードとからなるX線検出素子を、X線管を中
心として円弧状に約500〜1000チャンネル程度配
列した構成を有する。
2. Description of the Related Art An X-ray CT apparatus emits X-rays from an X-ray tube, is focused on a fan-shaped X-ray beam by a collimator at an emission port, and is opposed to the X-ray tube with respect to a subject. An arc-shaped collimator and a detector arranged in a rotating manner are rotated, the detector captures X-ray information transmitted through the subject, and the signal is processed by a computer to obtain an X-ray tomographic image of the subject. . X-rays radiated from the X-ray tube are transmitted straight through the subject and scattered by the subject, and scattered by the subject. To prevent this, a collimator is provided in front of the detector. In this collimator, an X-ray shielding wall is formed of a material that is difficult to transmit X-rays for each channel in front of detectors arranged one-dimensionally. The detector is an X-ray detector element consisting of a scintillator element that converts X-rays into light, and a photodiode that detects the light converted by this scintillator element and outputs it as an electric signal, with the X-ray tube at the center. Approximately 500 to 1000 channels are arranged in an arc.

【0003】製作する上で機械的な配列から、シンチレ
ータとホトダイオードを光学接着して組合わせたもの
を、基板上に8〜30個並べたものが1モジュールとさ
れ、このような検出器モジュールを円周上に連続して略
円弧状に配置して、コリメータと組合わせられて、CT
用固体検出器を構成している。図4にコリメータの構造
を示す。コリメータは、円弧状の支持板32と、その支
持板32の面両端部から支持棒34が出て支えられてい
る円弧状の支持板33と、その支持板33と支持板32
との間に、X線管からのX線ビームの入射方向に向けて
挿入固着されているX線遮蔽プレート35とから構成さ
れている。
[0003] From the mechanical arrangement in manufacturing, 8 to 30 scintillators and photodiodes combined by optical bonding are arranged on a substrate to constitute one module. It is arranged in a substantially arc shape continuously on the circumference, combined with a collimator, and
For solid state detectors. FIG. 4 shows the structure of the collimator. The collimator includes an arc-shaped support plate 32, an arc-shaped support plate 33 on which support rods 34 are supported from both ends of the surface of the support plate 32, and the support plate 33 and the support plate 32.
And an X-ray shielding plate 35 inserted and fixed in the direction of incidence of the X-ray beam from the X-ray tube.

【0004】X線遮蔽プレート35は、その両側が支持
板32と支持板33で、固定用接着材で固定されてい
る。この固定接着作業はコリメータの全体の外形に沿っ
た形状のくりぬき空間を持ち、この空間の内法に沿って
X線遮蔽プレート35が嵌挿できる多数の垂直溝を有す
る治具枠に、予めカットしたX線遮蔽プレート35を、
前記溝に沿って縦方向に挿入し、X線遮蔽プレート35
の上下面を支持板32、支持板33に一体的に接着した
後、前記枠体から上下何れか一方側へ引き抜いて製作さ
れる。または支持板32と支持板33にX線遮蔽プレー
ト35の両端が挿入できる溝が設けられ、その溝にX線
遮蔽プレート35が嵌め込まれて、固定用接着材で固定
される。このX線遮蔽プレート35の固定される方向
は、X線管の焦点方向に収斂されるようにそれぞれが接
着固定される。溝が設けられて固定される場合には、溝
の方向がそれぞれX線管の焦点方向に収斂されるように
加工されている。
[0004] The X-ray shielding plate 35 has a support plate 32 and a support plate 33 on both sides thereof, and is fixed with a fixing adhesive. This fixing and bonding work has a hollow space having a shape along the entire outer shape of the collimator, and is cut in advance into a jig frame having a number of vertical grooves into which the X-ray shielding plate 35 can be fitted along the inner space of this space. X-ray shielding plate 35
The X-ray shielding plate 35 is inserted vertically along the groove.
After the upper and lower surfaces are integrally bonded to the support plate 32 and the support plate 33, the upper and lower surfaces are pulled out from the frame to either one of the upper and lower sides. Alternatively, the support plate 32 and the support plate 33 are provided with grooves into which both ends of the X-ray shielding plate 35 can be inserted, and the X-ray shielding plate 35 is fitted into the grooves and fixed with a fixing adhesive. The directions in which the X-ray shielding plates 35 are fixed are bonded and fixed such that they converge in the focal direction of the X-ray tube. When the grooves are provided and fixed, the grooves are processed so that the directions of the grooves converge in the focal direction of the X-ray tube.

【0005】X線遮蔽プレート35が固定されたコリメ
ータは、基板上にフォトダイオードアレイとシンチレー
タアレイとが取り付けられた検出器部上方に固定ネジで
固定されて、そのコリメータと検出器の位置精度は正確
に設定され、各検出器の検出感度を一様にかつ最大にな
るようにしている。そして、コリメータと検出器部を一
体にしたものが主筐体に取り付けられる。
[0005] The collimator to which the X-ray shielding plate 35 is fixed is fixed by a fixing screw above a detector section on which a photodiode array and a scintillator array are mounted on a substrate. The positional accuracy of the collimator and the detector is high. It is set accurately and the detection sensitivity of each detector is made uniform and maximum. Then, an integrated body of the collimator and the detector is attached to the main housing.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来の放射線検出器は
以上のように構成されているが、チャンネル方向(被検
体の体軸と直角の方向)に一次元的に配列された検出器
では、断層像は1スライスしか得られないので、多層の
断層像を得るためには何回もスキャニングを行なわなけ
ればならない。一度に多くのスライスデータを得るため
には、X線検出素子をチャンネル方向だけでなく、それ
に直交するスライス方向(被検体の体軸方向)にも配列
した2次元アレイ型放射線検出器が考えられており、コ
ーンビームX線管と併用されて微小なスライスピッチの
マルチスライスデータを短時間のうちに収集する検出器
が期待されている。
The conventional radiation detector is configured as described above. However, in a detector arranged one-dimensionally in a channel direction (a direction perpendicular to the body axis of the subject), Since only one slice is obtained for a tomographic image, scanning must be performed many times to obtain a multilayer tomographic image. In order to obtain a large amount of slice data at one time, a two-dimensional array type radiation detector in which X-ray detection elements are arranged not only in the channel direction but also in a slice direction orthogonal to the channel direction (body axis direction of the subject) can be considered. Therefore, a detector that is used together with a cone beam X-ray tube to collect multi-slice data of a minute slice pitch in a short time is expected.

【0007】図5にその提案されている2次元アレイ型
検出器を示す。X線源26を中心にして円弧状に、スラ
イス方向コリメータ27とチャンネル方向コリメータ2
8と検出素子アレイ29が、3段に設けられ、X線源2
6の方向に収斂した構造に形成されている。スライス方
向コリメータ27及びチャンネル方向コリメータ28
は、それぞれ前後に薄い板からなる支持体(図示してい
ない)が設けられ、コリメータ板30bおよびコリメー
タ板30aが挿入できる溝が加工されて、その溝にコリ
メータ板30b、30aが固定されて全体が支持されい
る。この検出器のコリメータの構造では、支持体、コリ
メータ板30b、30a共価格が高く、特に、支持体に
は複雑な溝加工をしなければならないため、精度良く製
作することができないという問題がある。
FIG. 5 shows the proposed two-dimensional array type detector. The slice-direction collimator 27 and the channel-direction collimator 2 are formed in an arc shape around the X-ray source 26.
8 and the detection element array 29 are provided in three stages, and the X-ray source 2
6 are formed in a converged structure. Slice direction collimator 27 and channel direction collimator 28
Is provided with a support (not shown) made of a thin plate at the front and rear, and a groove into which the collimator plate 30b and the collimator plate 30a can be inserted is formed, and the collimator plates 30b and 30a are fixed to the grooves. Is supported. In the structure of the collimator of this detector, both the support and the collimator plates 30b and 30a are expensive, and in particular, the support must be subjected to complicated groove processing, so that it cannot be manufactured with high accuracy. .

【0008】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、コリメータを支持する支持体の加工が
容易にでき、さらに精度良く製作でき、支持体およびコ
リメータの材料費が安くて、一度に多くの断層像を得る
ことができる2次元アレイ型放射線検出器を提供するこ
とを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and the support for supporting the collimator can be easily processed, and can be manufactured with higher accuracy, and the material cost of the support and the collimator can be reduced. It is an object of the present invention to provide a two-dimensional array type radiation detector capable of obtaining many tomographic images at one time.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め請求項1の発明の2次元アレイ型放射線検出器は、X
線検出器部とコリメータ板が、支持体に固着されている
コリメータ装置とを備え、X線源からコーン状のX線ビ
ームを被検体に照射して得られる透過X線が、上記コリ
メータ装置を介して、X線検出器部に導かれるように構
成した2次元アレイ型放射線検出器において、前記X線
検出器部と平行なX−Y方向にガラス体に所定の間隔で
X線入射方向に格子溝を形成し、その格子溝にX線吸収
材を充填したX線遮蔽壁と、そのX線遮蔽壁に対応して
配置されたX線検出器部とを備えるものである。
In order to achieve the above object, a two-dimensional array type radiation detector according to the first aspect of the present invention comprises:
A line detector unit and a collimator plate are provided with a collimator device fixed to a support, and transmitted X-rays obtained by irradiating a subject with a cone-shaped X-ray beam from an X-ray source are transmitted through the collimator device. In the two-dimensional array type radiation detector configured to be guided to the X-ray detector via the X-ray detector, the X-ray detector parallel to the X-ray detector in the X-Y direction at predetermined intervals in the X-ray incident direction. An X-ray shielding wall in which a lattice groove is formed, and the lattice groove is filled with an X-ray absorbing material, and an X-ray detector unit arranged corresponding to the X-ray shielding wall.

【0010】そして、請求項2の発明は、感光性ガラス
体に紫外線光源により光パターンマスクを用いて光露光
を行ない、加熱現像処理により感光した部分を結晶化さ
せ、再露光後、酸でエッチングして、所定の間隔でX線
入射方向に格子状の溝を形成し、その溝にX線吸収材を
充填することを特徴とする請求項1記載の2次元アレイ
型放射線検出器に用いるものである。
According to a second aspect of the present invention, a photosensitive glass body is exposed to light using an optical pattern mask with an ultraviolet light source, the exposed portion is crystallized by a heat development process, and after re-exposure, is etched with an acid. 2. A two-dimensional array type radiation detector according to claim 1, wherein lattice-shaped grooves are formed at predetermined intervals in the X-ray incident direction, and the grooves are filled with an X-ray absorbing material. It is.

【0011】本発明の2次元アレイ型放射線検出器は上
記のように構成されており、X線を吸収するタングステ
ン粉などが、ガラス体に、所定の間隔でX線入射方向に
形成された縦横2方向の格子状の溝に、充填封入され、
それを2次元配置のX線遮蔽壁のコリメータとして用
い、そのコリメータと対応して2次元アレイ型X線検出
器部を組合わせて構成しているので、一度に多くの断層
像を得ることができる。そして、ガラス体の格子状溝の
加工は、紫外線光源により光パターンマスクを用いて光
露光を行ない、加熱現像処理により感光した部分を結晶
化させ、再露光後、酸でエッチングして製作するので、
精度良く容易に製作できる。さらに、X線遮蔽壁の材料
に、タングステンやモリブデン等の重金属粉を用いるの
で、従来のようなタングステン板に比べて安価であるた
めコストの低減になる。
The two-dimensional array type radiation detector of the present invention is constructed as described above, and the tungsten powder or the like that absorbs X-rays is formed on a glass body at predetermined intervals in the X-ray incidence direction in the vertical and horizontal directions. Filled and sealed in two-way latticed grooves,
Since it is used as a collimator for a two-dimensionally arranged X-ray shielding wall and a two-dimensional array type X-ray detector unit is combined with the collimator, many tomographic images can be obtained at one time. it can. The processing of the lattice-shaped grooves in the glass body is performed by performing light exposure using an optical pattern mask with an ultraviolet light source, crystallizing the exposed portions by heat development, re-exposure, and etching with acid. ,
It can be easily manufactured with high accuracy. Further, since heavy metal powder such as tungsten or molybdenum is used as a material for the X-ray shielding wall, the cost is reduced as compared with a conventional tungsten plate, so that the cost is reduced.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明の2次元アレイ型放射線検
出器の一実施例を図1を参照しながら説明する。図1は
本発明の2次元アレイ型放射線検出器の断面を示す図で
ある。本2次元アレイ型放射線検出器は、感光性ガラス
1の縦溝と横溝にX線吸収材を充填し縦溝遮蔽11a
と、横溝遮蔽11bよるX線遮蔽壁を2次元状に形成し
たコリメータと、ガラス基板6上に光電変換素子5とシ
ンチレータアレイ4と走査回路7を設けた検出器と、前記
コリメータと前記検出器を所定の間隔離して上下に配置
するためのスペーサ15aとから構成され、位置決め孔
15によってコリメータと検出器との位置併せが正確に行
なわれ固定されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of a two-dimensional array type radiation detector according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing a cross section of a two-dimensional array type radiation detector of the present invention. This two-dimensional array type radiation detector is constructed by filling the vertical and horizontal grooves of the photosensitive glass 1 with an X-ray absorbing material and blocking the vertical grooves 11a.
A collimator having a two-dimensional X-ray shielding wall formed by a lateral groove shielding 11b, a detector having a photoelectric conversion element 5, a scintillator array 4, and a scanning circuit 7 provided on a glass substrate 6, the collimator and the detector And spacers 15a for vertically arranging them at predetermined intervals.
The position of the collimator and the detector is accurately adjusted and fixed by 15.

【0013】感光性ガラス1は、紫外線を照射すると照
射された部分が結晶化しやすくなり加熱して反応を促進
させると、結晶化する。そして、再び紫外線で照射し、
酸でエッチングすると、照射された部分がエッチングさ
れ、照射されない部分との境界にシャープなエッジを形
成して、溝が出来る。溝の深さは、感光性ガラス1の材
質と紫外線強度と露光時間で決まり、制御することが出
来る。外形寸法は、用途に応じて縦×横が、300×3
00mm〜600×600mm、厚さが、1mm〜10
mmを用いる。縦溝遮蔽11a、横溝遮蔽11bは、感
光性ガラス1に光パターンマスク露光法で形成された格
子状の溝に、タングステンやモリブデン等の重金属粉を
充填したもので、その格子状のピッチは0.15mm〜
1.0mm、溝になる部分の幅は、0.05mm〜0.
3mmである。その溝の方向は、X線入射方向に収斂し
て形成され、溝に充填された重金属粉は、エポキシ等の
接着材を表面に均一に流して硬化し、封入される。この
縦溝遮蔽11a、横溝遮蔽11bが不要な散乱線を除去
し、コリメータの役割を果たして、検出器に被検者を透
過した必要な透過X線情報を取り込むことができる。
When the photosensitive glass 1 is irradiated with ultraviolet rays, the irradiated portion is easily crystallized, and when heated to promote the reaction, it is crystallized. And then irradiate again with ultraviolet light,
When etching is performed with an acid, the irradiated portion is etched, and a sharp edge is formed at the boundary between the non-irradiated portion and a groove is formed. The depth of the groove is determined by the material of the photosensitive glass 1, the intensity of the ultraviolet light, and the exposure time, and can be controlled. The external dimensions are 300 x 3 in length x width depending on the application.
00mm-600 × 600mm, thickness 1mm-10
mm. The vertical groove shield 11a and the horizontal groove shield 11b are formed by filling a lattice-like groove formed in the photosensitive glass 1 by an optical pattern mask exposure method with a heavy metal powder such as tungsten or molybdenum. .15mm ~
1.0 mm, the width of the portion to be a groove is 0.05 mm to 0.1 mm.
3 mm. The direction of the groove is formed so as to converge in the X-ray incident direction, and the heavy metal powder filled in the groove is uniformly hardened by flowing an adhesive such as epoxy over the surface, and is sealed. The vertical groove shield 11a and the horizontal groove shield 11b remove unnecessary scattered radiation, function as a collimator, and can capture necessary transmitted X-ray information transmitted through the subject to the detector.

【0014】次に、コリメータの製作方法を説明する。
図2に示すように、その製作工程は(a)感光性ガラス
準備、(b)露光マスク作成、(c)露光、(d)現像
及び(e)X線遮蔽材充填の工程からなる。まず、
(a)感光性ガラス1を、外形寸法300×300mm
〜600×600mm、厚さ1〜10mmから用途に応
じて準備する。次に、(b)感光性ガラス1を露光する
ための光パターンマスク2を作成する。図2に示す白線
の部分が光が透過する部分を示す。透明な膜の上に用途
に応じてピッチ2aが、0.15〜1.0mm、溝にな
る部分の幅(白線部分)が、0.05〜0.3mmにな
るようなパターンを作成する。
Next, a method of manufacturing the collimator will be described.
As shown in FIG. 2, the manufacturing process includes (a) preparing a photosensitive glass, (b) preparing an exposure mask, (c) exposing, (d) developing, and (e) filling an X-ray shielding material. First,
(A) The photosensitive glass 1 is externally dimensioned to 300 × 300 mm.
Prepare from 600 to 600 mm and thickness from 1 to 10 mm according to the application. Next, (b) an optical pattern mask 2 for exposing the photosensitive glass 1 is formed. The white line portion shown in FIG. 2 indicates a portion through which light is transmitted. A pattern is formed on the transparent film so that the pitch 2a is 0.15 to 1.0 mm and the width of the groove portion (white line portion) is 0.05 to 0.3 mm depending on the application.

【0015】次に(c)紫外線点光源3を準備し、感光
性ガラス1と紫外線点光源3との距離Lが、2次元アレ
イ型放射線検出器として組み込まれた場合にコリメータ
のすべての開口部がX線管焦点へ向くように、通常、L
=0.5〜1.0mに設定される。感光性ガラス1の上
面にマスク2をセットし、紫外線点光源3の強度を所定
値に設定し所定の時間露光する。この時感光性ガラス1
の底面で内部反射する場合は、感光性ガラス1よりも屈
折率の大きい物質を裏面にコーティングしても良い。次
に、(d)加熱現像処理して感光した部分を結晶化さ
せ、再露光をする。そして、酸によって露光した部分を
エッチングする。感光性ガラス1に格子状溝8がX線入
射方向に収斂して形成されたのを観察することが出来
る。また、溝部残りの肉厚寸法は0.5以下になる。
Next, (c) the ultraviolet point light source 3 is prepared, and when the distance L between the photosensitive glass 1 and the ultraviolet point light source 3 is set as a two-dimensional array type radiation detector, all the openings of the collimator are set. Is usually L, so that
= 0.5 to 1.0 m. A mask 2 is set on the upper surface of the photosensitive glass 1, the intensity of the ultraviolet point light source 3 is set to a predetermined value, and exposure is performed for a predetermined time. At this time, the photosensitive glass 1
When the internal reflection occurs at the bottom surface of the photosensitive glass 1, a material having a higher refractive index than the photosensitive glass 1 may be coated on the back surface. Next, (d) the exposed portion is crystallized by a heat development treatment, and re-exposed. Then, the portion exposed by the acid is etched. It can be observed that the lattice-shaped grooves 8 are formed on the photosensitive glass 1 so as to converge in the X-ray incident direction. Further, the thickness of the remaining portion of the groove is 0.5 or less.

【0016】次に、(e)タングステンやモリブデン等
の重金属粉を格子状溝8に充填する。重金属粉は溝より
も充分細かい粒径のものが用いられる。充填の際には自
然に格子状溝8に落下させても良く、加圧により押し固
めても良い。このようにして出来た重金属粉によるX線
遮蔽壁を封入するために、エポキシ等の接着材を表面に
均一に流して硬化させる。また、アルミニュームやカー
ボンの薄板などX線透過性の良い物質で接着することに
より、封じても良い。また、重金属粉を充填する代わり
に、MOCVD法によって蒸着で、格子状溝8にモリブ
デンやタングステン等の重金属を充填しても良い。その
場合、図2に示す(e’)工程で重金属を蒸着し、次工
程(f)でコリメータの開口部表面に蒸着された重金属
を研磨により除去する。さらに、(g)工程で示すよう
に、X線の透過率を良くするために、再度全面に露光・
現像・酸処理を行ない、センサとの嵌合せピン穴(位置
決め孔15)以外のガラス部分を全て除去する方法をと
っても良い。
Next, (e) a heavy metal powder such as tungsten or molybdenum is filled in the lattice-shaped grooves 8. The heavy metal powder having a particle diameter sufficiently smaller than the groove is used. At the time of filling, the filler may be naturally dropped into the lattice-shaped groove 8 or may be pressed and compacted. In order to enclose the X-ray shielding wall made of the heavy metal powder thus formed, an adhesive such as epoxy is uniformly flowed over the surface and cured. Further, it may be sealed by bonding with a material having a good X-ray transparency, such as a thin plate of aluminum or carbon. Instead of filling with heavy metal powder, the lattice-shaped groove 8 may be filled with heavy metal such as molybdenum or tungsten by vapor deposition by MOCVD. In this case, a heavy metal is deposited in the step (e ′) shown in FIG. 2, and the heavy metal deposited on the surface of the opening of the collimator in the next step (f) is removed by polishing. Further, as shown in step (g), the entire surface is exposed and re-exposed to improve the X-ray transmittance.
A method may be adopted in which development and acid treatment are performed to remove all glass portions other than the pin hole (positioning hole 15) fitted with the sensor.

【0017】一方、検出器は、図1に示すように、ガラ
ス基板6上にシンチレータアレイ4と、シンチレータア
レイ4の下面に光透過性の良い接着材を介して接着され
たフォトダイオード等の光電変換素子5と電子走査をす
るための走査回路7から構成されている。X線がシンチ
レータアレイ4の上面に入射すると、シンチレータアレ
イ4内で、X線が光に変換され、その発光は光電変換素
子5で検知され、電気信号に変換されて、走査回路7か
ら入射X線量に比例した信号が取り出される。
On the other hand, as shown in FIG. 1, the detector includes a scintillator array 4 on a glass substrate 6 and a photo-diode such as a photodiode bonded to the lower surface of the scintillator array 4 via an adhesive having good light transmittance. It comprises a conversion element 5 and a scanning circuit 7 for electronic scanning. When the X-rays enter the upper surface of the scintillator array 4, the X-rays are converted into light in the scintillator array 4, and the emitted light is detected by the photoelectric conversion element 5, converted into an electric signal, and incident from the scanning circuit 7. A signal proportional to the dose is extracted.

【0018】入射X線量を電気信号に変換する方法とし
て、パネル表面にGdSセラミックシンチレータ
をアレイ上に加工したもの、CdWO単結晶をアレイ
状に加工したもの、CsI柱状結晶などのシンチレータ
アレイが設けられ、ここでX線が光に変換されて、次段
の光電変換素子5で光が電気に変換されるタイプと、直
接基板上にX線変換半導体素子、例えば、a−Se、C
dZnTe、CdTe等が形成された直接変換型フラッ
トパネルのタイプがある。何れも入射X線量が、走査回
路7で走査されて電気信号として読みだされる。
As a method of converting an incident X-ray into an electric signal, a method in which a panel surface is processed with a Gd 2 O 2 S ceramic scintillator on an array, a method in which a CdWO 4 single crystal is processed in an array, a CsI columnar crystal, etc. A scintillator array is provided, in which X-rays are converted to light, and light is converted to electricity by the next-stage photoelectric conversion element 5, and an X-ray conversion semiconductor element such as a-Se is directly provided on a substrate. , C
There is a direct conversion flat panel type on which dZnTe, CdTe, or the like is formed. In each case, the incident X-ray is scanned by the scanning circuit 7 and read as an electric signal.

【0019】図3に検出器の信号読出し走査回路7を示
す。X線が入射すると、図1に示すシンチレータアレイ
4が入射線量に応じて発光し、その光がホトダイオード
などの光電変換素子24に入る。光電変換素子24は入
射した光に応じて電荷を発生する。検出器の基板には、
横にゲート線22と縦に読出し信号線23が、各光電変
換素子24に対応して配線されており、各光電変換素子
24にはゲートバルブの役割をするFET25が接続さ
れている。ゲート・ドライバー回路20の順次信号をF
ET25に送ることにより、FET25がスイッチング
されて、光電変換素子24の電荷信号を読出信号線23
から順次読出し、読出アンプ回路21に入力される。そ
して、読出アンプ回路21から外部の回路にX線画像信
号が送り出される。
FIG. 3 shows a signal readout scanning circuit 7 of the detector. When X-rays enter, the scintillator array 4 shown in FIG. 1 emits light according to the incident dose, and the light enters the photoelectric conversion element 24 such as a photodiode. The photoelectric conversion element 24 generates an electric charge according to the incident light. On the detector board,
A horizontal gate line 22 and a vertical read signal line 23 are wired corresponding to each photoelectric conversion element 24, and each photoelectric conversion element 24 is connected to an FET 25 serving as a gate valve. The sequential signal of the gate driver circuit 20 is
By sending the signal to the ET 25, the FET 25 is switched, and the charge signal of the photoelectric conversion element 24 is transferred to the read signal line 23.
, And sequentially input to the read amplifier circuit 21. Then, an X-ray image signal is sent from the readout amplifier circuit 21 to an external circuit.

【0020】最後に、上記のコリメータと検出器は、図
1に示すスペーサ15aを用い、コリメータと検出器を
所定の間隔離して、位置決め孔15によって、位置精度
が正確に設定され、各検出器の検出感度を一様にかつ最
大になるようにしている。そして、コリメータと検出器
を一体にしたものが主筐体に取り付けられる。
Finally, the collimator and the detector are separated from each other by a predetermined distance using the spacer 15a shown in FIG. Are uniformly and maximally detected. And what integrated the collimator and the detector is attached to the main housing.

【0021】上記の実施例においては、X線CT装置用
のコリメータについて説明したが、一般撮影・透視等で
用いられるフラットパネルセンサ用のグリッドとしても
利用することが出来る。この場合、仕様例としては感光
性ガラス1の厚さは1.5mm、外形寸法は430×4
30mm、ピッチは0.15mm、溝になる部分の幅は
0.05mmである。
In the above embodiment, the collimator for the X-ray CT apparatus has been described. However, the collimator can be used as a grid for a flat panel sensor used in general radiography and fluoroscopy. In this case, as a specification example, the thickness of the photosensitive glass 1 is 1.5 mm, and the outer dimensions are 430 × 4.
The pitch is 30 mm, the pitch is 0.15 mm, and the width of the groove is 0.05 mm.

【0022】[0022]

【発明の効果】本発明の2次元アレイ型放射線検出器は
上記のように構成されており、タングステンやモリブデ
ンなどの重金属粉が、感光性ガラス体に光マスク露光法
でX線入射方向に形成された格子状の溝に充填封入さ
れ、それを2次元配置のX線遮蔽壁のコリメータとして
用い、そのコリメータと対応して2次元アレイ型X線検
出器を組合わせて構成しているので、一度に多くの断層
像を得ることができる。そして、格子状の溝が光マスク
露光法で精度良く製作され、コリメータが正確にX線管
の焦点方向を向いているため、被写体で発生する散乱線
を完全に除去した状態でX線を検出でき、S/Nの良い
画像を得ることができる。さらに、光マスク露光法を用
いているので製造工程が容易になり、その上、X線遮蔽
壁の材料に、重金属粉を用いるので、従来のようなタン
グステン板に比べて安価であり、コストの低減になる。
The two-dimensional array type radiation detector of the present invention is configured as described above, and heavy metal powder such as tungsten or molybdenum is formed on a photosensitive glass body in the X-ray incident direction by a photomask exposure method. Is filled and sealed in a lattice-shaped groove, which is used as a collimator of a two-dimensionally arranged X-ray shielding wall, and is configured by combining a two-dimensional array type X-ray detector corresponding to the collimator. Many tomographic images can be obtained at one time. Since the lattice-shaped grooves are accurately manufactured by the photomask exposure method and the collimator is correctly oriented to the focus direction of the X-ray tube, X-rays are detected with scattered radiation generated from the subject completely removed. As a result, an image with a good S / N ratio can be obtained. Furthermore, the use of the photomask exposure method simplifies the manufacturing process. In addition, since heavy metal powder is used for the material of the X-ray shielding wall, the cost is lower than that of a conventional tungsten plate, and the cost is low. Will be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の2次元アレイ型放射線検出器の一実
施例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of a two-dimensional array type radiation detector of the present invention.

【図2】 本発明の2次元アレイ型放射線検出器のコリ
メータの製作方法を説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining a method of manufacturing a collimator of a two-dimensional array type radiation detector according to the present invention.

【図3】 本発明の2次元アレイ型放射線検出器のX線
信号検出回路を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an X-ray signal detection circuit of the two-dimensional array type radiation detector of the present invention.

【図4】 従来の放射線検出器のコリメータを示す図で
ある。
FIG. 4 is a diagram showing a collimator of a conventional radiation detector.

【図5】 提案されている2次元アレイ型放射線検出器
を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a proposed two-dimensional array radiation detector.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…感光性ガラス 2…マスク 2a…ピッチ 2b…溝幅 3…紫外線点光源 4…シンチレー
タアレイ 5…光電変換素子 6…ガラス基板 7…走査回路 8…格子状溝 9…W粉 10…接着材 11a…縦溝遮蔽 11b…横溝遮
蔽 15…位置決め孔 15a…スペー
サ 20…ゲート・ドライバー回路 21…読出アン
プ回路 22…ゲート線 23…読出信号
線 24…光電変換素子 25…FET 26…X線源 27…スライス
方向コリメータ 28…チャンネル方向コリメータ 29…検出素子
アレイ 30a…コリメータ板 30b…コリメ
ータ板 31…検出素子 32…支持板 33…支持板 34…支持棒 35…X線遮蔽プレート
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Photosensitive glass 2 ... Mask 2a ... Pitch 2b ... Groove width 3 ... Ultraviolet point light source 4 ... Scintillator array 5 ... Photoelectric conversion element 6 ... Glass substrate 7 ... Scanning circuit 8 ... Grid-shaped groove 9 ... W powder 10 ... Adhesive material 11a ... vertical groove shielding 11b ... horizontal groove shielding 15 ... positioning hole 15a ... spacer 20 ... gate driver circuit 21 ... readout amplifier circuit 22 ... gate line 23 ... readout signal line 24 ... photoelectric conversion element 25 ... FET 26 ... X-ray source 27 ... Slice direction collimator 28 ... Channel direction collimator 29 ... Detector element array 30a ... Collimator plate 30b ... Collimator plate 31 ... Detector element 32 ... Support plate 33 ... Support plate 34 ... Support rod 35 ... X-ray shielding plate

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】X線検出器部とコリメータ板が支持体に固
着されているコリメータ装置とを備え、X線源からコー
ン状のX線ビームを被検体に照射して得られる透過X線
が、上記コリメータ装置を介して、X線検出器部に導か
れるように構成した2次元アレイ型放射線検出器におい
て、前記X線検出器部と平行なX−Y方向にガラス体に
所定の間隔でX線入射方向に格子溝を形成し、その格子
溝にX線吸収材を充填したX線遮蔽壁と、そのX線遮蔽
壁に対応して配置されたX線検出器部とを備えることを
特徴とする2次元アレイ型放射線検出器。
An X-ray detector section and a collimator device having a collimator plate fixed to a support, wherein a transmitted X-ray obtained by irradiating a subject with a cone-shaped X-ray beam from an X-ray source is provided. In the two-dimensional array type radiation detector configured to be guided to the X-ray detector unit via the collimator device, the glass body is disposed at a predetermined interval in the XY direction parallel to the X-ray detector unit. An X-ray shielding wall in which a lattice groove is formed in the X-ray incident direction and the lattice groove is filled with an X-ray absorbing material, and an X-ray detector unit arranged corresponding to the X-ray shielding wall are provided. Characteristic two-dimensional array radiation detector.
【請求項2】感光性ガラス体に、紫外線光源により光パ
ターンマスクを用いて光露光を行ない、加熱現像処理に
より感光した部分を結晶化させ、再露光後、酸でエッチ
ングして、所定の間隔でX線入射方向に格子状の溝を形
成し、その溝にX線吸収材を充填することを特徴とする
請求項1記載の2次元アレイ型放射線検出器に用いるX
線遮蔽壁の製造方法。
2. A photosensitive glass body is exposed to light using an optical pattern mask by an ultraviolet light source, and the exposed portion is crystallized by a heat development process. 2. A X-ray used in a two-dimensional array type radiation detector according to claim 1, wherein a lattice-shaped groove is formed in the X-ray incident direction by using the X-ray absorbing material.
A method of manufacturing a line shielding wall.
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