JP2001303048A - 蛍光体及びそれを用いた放射線検出器及びｘ線ｃｔ装置 - Google Patents
蛍光体及びそれを用いた放射線検出器及びｘ線ｃｔ装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 発光効率が高く、残光のきわめて少ない蛍光
体及びそれを用いたＸ線ＣＴ用の放射線検出器を提供す
る。 【解決手段】 一般式（Ｇｄ1-yＣｅy）3Ａｌ5-dＧａd
Ｏ12（式中、ｙは0.0005≦ｙ≦0.02、ｄは0＜ｄ＜5の範
囲の値である。）で表わされる蛍光体に、スカンジウム
Ｓｃを添加し、一般式（Ｇｄ1-y-zＣｅyＳｃz）3Ａｌ
5-dＧａdＯ12（式中、ｙは0.0005≦ｙ≦0.02、ｚは0＜
ｚ≦0.03、ｄは0＜ｄ＜5の範囲の値である。）で表わさ
れる蛍光体とすることにより、光出力を向上させる。こ
の蛍光体を放射線検出器のセラミックシンチレータとし
て用いることにより、発光出力が大きい放射線検出器と
することができる。
体及びそれを用いたＸ線ＣＴ用の放射線検出器を提供す
る。 【解決手段】 一般式（Ｇｄ1-yＣｅy）3Ａｌ5-dＧａd
Ｏ12（式中、ｙは0.0005≦ｙ≦0.02、ｄは0＜ｄ＜5の範
囲の値である。）で表わされる蛍光体に、スカンジウム
Ｓｃを添加し、一般式（Ｇｄ1-y-zＣｅyＳｃz）3Ａｌ
5-dＧａdＯ12（式中、ｙは0.0005≦ｙ≦0.02、ｚは0＜
ｚ≦0.03、ｄは0＜ｄ＜5の範囲の値である。）で表わさ
れる蛍光体とすることにより、光出力を向上させる。こ
の蛍光体を放射線検出器のセラミックシンチレータとし
て用いることにより、発光出力が大きい放射線検出器と
することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＸ線、γ線などを検
出する放射線検出器、特にＸ線ＣＴ装置やポジトロンカ
メラなどの放射線検出器に好適な希土類酸化物蛍光体に
関する。また本発明は上記蛍光体を用いた放射線検出器
及びＸ線ＣＴ装置に関する。
出する放射線検出器、特にＸ線ＣＴ装置やポジトロンカ
メラなどの放射線検出器に好適な希土類酸化物蛍光体に
関する。また本発明は上記蛍光体を用いた放射線検出器
及びＸ線ＣＴ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、Ｘ線ＣＴなどに用いる放射線検出
器としては、キセノンのガスチェンバーあるいはＢＧＯ
単結晶(ゲルマニウム酸ビスマス)と光電子増倍管を組合
わせたもの、ＣｓＩ：Ｔｌ単結晶またはＣｄＷＯ4単結
晶とホトダイオードを組み合わせたものが用いられてき
た。一般に放射線検出器に用いられるシンチレータ材料
に要求される特性としては、短い残光、高い発光効率、
大きいＸ線阻止能、化学的安定性などが挙げられるが、
上述した単結晶の蛍光体は、特性のバラツキがあり、ま
たそれぞれ潮解性、へき開、残光（Ｘ線を断ってからの
発光）現象、発光効率等のいずれかに問題があった。
器としては、キセノンのガスチェンバーあるいはＢＧＯ
単結晶(ゲルマニウム酸ビスマス)と光電子増倍管を組合
わせたもの、ＣｓＩ：Ｔｌ単結晶またはＣｄＷＯ4単結
晶とホトダイオードを組み合わせたものが用いられてき
た。一般に放射線検出器に用いられるシンチレータ材料
に要求される特性としては、短い残光、高い発光効率、
大きいＸ線阻止能、化学的安定性などが挙げられるが、
上述した単結晶の蛍光体は、特性のバラツキがあり、ま
たそれぞれ潮解性、へき開、残光（Ｘ線を断ってからの
発光）現象、発光効率等のいずれかに問題があった。
【０００３】これに対し近年シンチレータとして放射線
から光への変換効率の高い希土類系蛍光体が開発され、
このような蛍光体とホトダイオードを組合せた放射線検
出器が実用化されている。希土類系蛍光体は、希土類酸
化物或いは希土類酸硫化物を母材として発光成分である
付活剤を添加したもので、希土類酸化物系蛍光体として
例えば酸化イットリウムと酸化ガドリニウムを母材とし
たものや（特公昭６３−５９４３６号、特開平３−５０
９９１号等）、希土類酸硫化物系蛍光体としてＰｒやＣ
ｅ付活のもの（特公昭６０−４８５６号）などが提案さ
れている。
から光への変換効率の高い希土類系蛍光体が開発され、
このような蛍光体とホトダイオードを組合せた放射線検
出器が実用化されている。希土類系蛍光体は、希土類酸
化物或いは希土類酸硫化物を母材として発光成分である
付活剤を添加したもので、希土類酸化物系蛍光体として
例えば酸化イットリウムと酸化ガドリニウムを母材とし
たものや（特公昭６３−５９４３６号、特開平３−５０
９９１号等）、希土類酸硫化物系蛍光体としてＰｒやＣ
ｅ付活のもの（特公昭６０−４８５６号）などが提案さ
れている。
【０００４】これら希土類系蛍光体の中には、かなり発
光効率の高いものもあるが、Ｘ線ＣＴのように極めて短
い残光時間（Ｘ線を断ってから1/10に減衰するまでの時
間）が望まれる用途では必ずしも十分な特性が得られて
いなかった。
光効率の高いものもあるが、Ｘ線ＣＴのように極めて短
い残光時間（Ｘ線を断ってから1/10に減衰するまでの時
間）が望まれる用途では必ずしも十分な特性が得られて
いなかった。
【０００５】これに対し本発明者らは、セリウム（Ｃ
ｅ）を発光成分とし、ガドリニウム（Ｇｄ）、アルミニ
ウム（Ａｌ）及びガリウム（Ｇａ）の酸化物を母材とす
る蛍光体であって、Ｘ線阻止能が高く、光検出器との波
長マッチングのよい蛍光体が開発し、提案してきた（特
願平9-355073号、国際出願WO99/33934）。
ｅ）を発光成分とし、ガドリニウム（Ｇｄ）、アルミニ
ウム（Ａｌ）及びガリウム（Ｇａ）の酸化物を母材とす
る蛍光体であって、Ｘ線阻止能が高く、光検出器との波
長マッチングのよい蛍光体が開発し、提案してきた（特
願平9-355073号、国際出願WO99/33934）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
ＧｄＡｌＧａ：Ｃｅ系蛍光体を基礎として、さらに低残
光で発光効率の高い蛍光体、特にＸ線ＣＴ等のシンチレ
ータとして有用な蛍光体を提供することを目的とする。
また、本発明はこのような蛍光体を用いた検出器効率の
高い放射線検出器を提供することを目的とする。更に本
発明は、放射線検出器として、検出器効率の高い放射線
検出器を備え、高解像度、高品質の断層像を得ることが
できるＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。
ＧｄＡｌＧａ：Ｃｅ系蛍光体を基礎として、さらに低残
光で発光効率の高い蛍光体、特にＸ線ＣＴ等のシンチレ
ータとして有用な蛍光体を提供することを目的とする。
また、本発明はこのような蛍光体を用いた検出器効率の
高い放射線検出器を提供することを目的とする。更に本
発明は、放射線検出器として、検出器効率の高い放射線
検出器を備え、高解像度、高品質の断層像を得ることが
できるＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明者らは、Ｃｅを発光成分とするＧｄＡｌＧａ：
Ｃｅ系蛍光体について、さらに発光効率、残光等の特性
の向上を図ることを目的として鋭意研究した結果、所定
量のスカンジウム（Ｓｃ）を添加することにより、上記
ＧｄＡｌＧａ：Ｃｅ系蛍光体の発光効率が顕著に向上す
ることを見出した。
に本発明者らは、Ｃｅを発光成分とするＧｄＡｌＧａ：
Ｃｅ系蛍光体について、さらに発光効率、残光等の特性
の向上を図ることを目的として鋭意研究した結果、所定
量のスカンジウム（Ｓｃ）を添加することにより、上記
ＧｄＡｌＧａ：Ｃｅ系蛍光体の発光効率が顕著に向上す
ることを見出した。
【０００８】即ち、本発明の蛍光体は一般式（Ｇｄ
1-x-y-zＬxＣｅyＳｃz）3Ａｌ5-dＧａdＯ12（式中、Ｌ
はＬａ又はＹを表す。またｘは0≦ｘ＜0.2、ｙは0.0005
≦ｙ≦0.02、ｚは0＜ｚ≦0.03、ｄは0＜ｄ＜5の範囲の
値である。）で表わされる蛍光体である。また本発明の
蛍光体は、一般式（Ｇｄ1-y-zＣｅyＳｃz）3Ａｌ5-dＧ
ａdＯ12（式中、ｙは0.0005≦ｙ≦0.02、ｚは0＜ｚ≦0.
03、ｄは0＜ｄ＜5の範囲の値である。）で表わされる蛍
光体である。
1-x-y-zＬxＣｅyＳｃz）3Ａｌ5-dＧａdＯ12（式中、Ｌ
はＬａ又はＹを表す。またｘは0≦ｘ＜0.2、ｙは0.0005
≦ｙ≦0.02、ｚは0＜ｚ≦0.03、ｄは0＜ｄ＜5の範囲の
値である。）で表わされる蛍光体である。また本発明の
蛍光体は、一般式（Ｇｄ1-y-zＣｅyＳｃz）3Ａｌ5-dＧ
ａdＯ12（式中、ｙは0.0005≦ｙ≦0.02、ｚは0＜ｚ≦0.
03、ｄは0＜ｄ＜5の範囲の値である。）で表わされる蛍
光体である。
【０００９】この蛍光体は、Ｃｅを活性剤（発光成分）
とし、Ｘ線、γ線等の放射線を吸収してＣｅイオンに起
因する黄色の発光を示す。この蛍光体は、放射線検出器
のシンチレータとして用いた場合、ホトダイオードとの
マッチングが比較的良く、現在Ｘ線ＣＴ用シンチレータ
として多用されているＣｄＷＯ4の１．８倍以上の光出
力を得ることができる。また特願平9-355073号に記載し
たＧｄＡｌＧａ：Ｃｅ系蛍光体の約１．２倍程度の光出
力を得ることができる。
とし、Ｘ線、γ線等の放射線を吸収してＣｅイオンに起
因する黄色の発光を示す。この蛍光体は、放射線検出器
のシンチレータとして用いた場合、ホトダイオードとの
マッチングが比較的良く、現在Ｘ線ＣＴ用シンチレータ
として多用されているＣｄＷＯ4の１．８倍以上の光出
力を得ることができる。また特願平9-355073号に記載し
たＧｄＡｌＧａ：Ｃｅ系蛍光体の約１．２倍程度の光出
力を得ることができる。
【００１０】またＣｅを発光イオンとして用いているの
で極めて残光が短く、Ｘ線を断ってから約220ns（ナノ
秒）で残光10％まで減衰し、約30msでは２×10-5まで減
衰する。一般に蛍光体には一次残光と二次残光（長残光
成分）があり、Ｘ線ＣＴでは情報を含んだ信号（Ｘ線）
が時間軸方向に対し不鮮明になる原因として二次残光が
問題となる。この蛍光体では二次残光（30ms後の残光）
が２×10-5と極めて低いので、Ｘ線ＣＴ用シンチレータ
として非常に優れた特性を有している。
で極めて残光が短く、Ｘ線を断ってから約220ns（ナノ
秒）で残光10％まで減衰し、約30msでは２×10-5まで減
衰する。一般に蛍光体には一次残光と二次残光（長残光
成分）があり、Ｘ線ＣＴでは情報を含んだ信号（Ｘ線）
が時間軸方向に対し不鮮明になる原因として二次残光が
問題となる。この蛍光体では二次残光（30ms後の残光）
が２×10-5と極めて低いので、Ｘ線ＣＴ用シンチレータ
として非常に優れた特性を有している。
【００１１】本発明の蛍光体において、ガドリニウムＧ
ｄは、その一部をランタンＬａ或いはイットリウムＹで
置換することができ、その場合にも残光の極めて低い蛍
光体を得ることができる。但し、Ｌａ或いはＹの含有量
が増加するに従い発光効率及びＸ線阻止能が低下するの
で、その含有量（Ｇｄを置換する割合ｘ）は０．２未
満、好適には０．１未満とする。Ｌａ或いはＹを含まな
い場合に発光効率及びＸ線阻止能を最も高くすることが
できる。
ｄは、その一部をランタンＬａ或いはイットリウムＹで
置換することができ、その場合にも残光の極めて低い蛍
光体を得ることができる。但し、Ｌａ或いはＹの含有量
が増加するに従い発光効率及びＸ線阻止能が低下するの
で、その含有量（Ｇｄを置換する割合ｘ）は０．２未
満、好適には０．１未満とする。Ｌａ或いはＹを含まな
い場合に発光効率及びＸ線阻止能を最も高くすることが
できる。
【００１２】スカンジウムＳｃは、ＧｄＡｌＧａ：Ｃｅ
系蛍光体に添加することにより、蛍光体の発光効率を顕
著に向上させることができる。具体的には添加しない場
合に比べ発光効率が約２０％向上する。Ｓｃは微量でも
添加効果が得られるが、含有量（ｚ）が０．０３を超え
ると、発光効率は添加しない場合とほぼ同じレベルに低
下する。従ってＳｃの含有量ｚは、０．０３以下とす
る。
系蛍光体に添加することにより、蛍光体の発光効率を顕
著に向上させることができる。具体的には添加しない場
合に比べ発光効率が約２０％向上する。Ｓｃは微量でも
添加効果が得られるが、含有量（ｚ）が０．０３を超え
ると、発光効率は添加しない場合とほぼ同じレベルに低
下する。従ってＳｃの含有量ｚは、０．０３以下とす
る。
【００１３】アルミニウムＡｌ及びガリウムＧａは共に
用いることにより、高い発光効率を得ることができる。
本発明者らの研究によればＣｅを発光成分とするＧｄ酸
化物系蛍光体では、ＹＡＧ系と異なり、Ａｌ及びＧａの
一方しか含まない場合、即ちＧｄ3Ａｌ5Ｏ12或いはＧｄ
3Ｇａ5Ｏ12を母材とした場合には実用的な発光を示さな
いのに対し、Ａｌ及びＧａを共存させた場合にはじめて
発光し、しかも残光が極めて短いことが見出された。Ａ
ｌの含有量（５−ｄ）及びＧａの含有量（ｄ）は、原子
比で（Ｇｄ＋Ｌ＋Ｃｅ＋Ｓｃ）＝３に対し、両者の合計
で５であり、０＜ｄ＜５、好適には１．７＜ｄ＜３．
３、より好適には２≦ｄ≦３とする。Ａｌ及びＧａの含
有量がそれぞ１．７〜３．３の範囲ではＣｄＷＯ4の
１．８倍の光出力を得ることができる。
用いることにより、高い発光効率を得ることができる。
本発明者らの研究によればＣｅを発光成分とするＧｄ酸
化物系蛍光体では、ＹＡＧ系と異なり、Ａｌ及びＧａの
一方しか含まない場合、即ちＧｄ3Ａｌ5Ｏ12或いはＧｄ
3Ｇａ5Ｏ12を母材とした場合には実用的な発光を示さな
いのに対し、Ａｌ及びＧａを共存させた場合にはじめて
発光し、しかも残光が極めて短いことが見出された。Ａ
ｌの含有量（５−ｄ）及びＧａの含有量（ｄ）は、原子
比で（Ｇｄ＋Ｌ＋Ｃｅ＋Ｓｃ）＝３に対し、両者の合計
で５であり、０＜ｄ＜５、好適には１．７＜ｄ＜３．
３、より好適には２≦ｄ≦３とする。Ａｌ及びＧａの含
有量がそれぞ１．７〜３．３の範囲ではＣｄＷＯ4の
１．８倍の光出力を得ることができる。
【００１４】Ｃｅは本発明の蛍光体の活性剤(発光成分)
となる元素で、Ｃｅの発光を生じさせるための含有量
（ｙ）は0.0005以上、より好ましくは0.001以上とす
る。また含有量が0.05を超えると、ＣｄＷＯ4の２倍の
光出力を得ることができないので、高い光出力が必要と
される用途ではＣｅの含有量（ｘ）は0.05以下とする。
好ましく0.02以下、より好ましくは0.015以下とする。
となる元素で、Ｃｅの発光を生じさせるための含有量
（ｙ）は0.0005以上、より好ましくは0.001以上とす
る。また含有量が0.05を超えると、ＣｄＷＯ4の２倍の
光出力を得ることができないので、高い光出力が必要と
される用途ではＣｅの含有量（ｘ）は0.05以下とする。
好ましく0.02以下、より好ましくは0.015以下とする。
【００１５】尚、本発明の蛍光体には、上述した元素の
他に不可避的に混入する元素を含む蛍光体も含まれる。
例えば、本発明の蛍光体を製造する原料としてＧｄ2Ｏ3
を用いた場合、純度９９．９９％のＧｄ2Ｏ3には不純物
として５wtppm以下のＥｕ2Ｏ 3やＴｂ4Ｏ7が含まれてお
り、本発明の蛍光体はこれら不純物を含んだ状態で得ら
れる。
他に不可避的に混入する元素を含む蛍光体も含まれる。
例えば、本発明の蛍光体を製造する原料としてＧｄ2Ｏ3
を用いた場合、純度９９．９９％のＧｄ2Ｏ3には不純物
として５wtppm以下のＥｕ2Ｏ 3やＴｂ4Ｏ7が含まれてお
り、本発明の蛍光体はこれら不純物を含んだ状態で得ら
れる。
【００１６】本発明の蛍光体は、結晶形態は特に限定さ
れず、単結晶であっても多結晶であってもよい。製造の
容易さ及び特性のバラツキが少ない点からは多結晶体が
好ましい。単結晶とする場合には、J.Appl.Phys.,42巻,
3049頁(1971)等に記載されている蛍光体の単結晶化の方
法を適用することができる。焼結体は、原料となるシン
チレータ粉末に適宜焼結助剤を添加し、温度1400℃〜17
00℃、300〜1400気圧の条件で高温圧縮（ホットプレ
ス）するか、同様の条件で熱間静水圧加圧（ＨＩＰ）に
よって作ることができる。これにより緻密で透光性の高
い焼結体としての蛍光体が得られる。尚、本発明の蛍光
体は立方晶であるので屈折率に異方性がなく焼結体を作
ると透明なものになる。
れず、単結晶であっても多結晶であってもよい。製造の
容易さ及び特性のバラツキが少ない点からは多結晶体が
好ましい。単結晶とする場合には、J.Appl.Phys.,42巻,
3049頁(1971)等に記載されている蛍光体の単結晶化の方
法を適用することができる。焼結体は、原料となるシン
チレータ粉末に適宜焼結助剤を添加し、温度1400℃〜17
00℃、300〜1400気圧の条件で高温圧縮（ホットプレ
ス）するか、同様の条件で熱間静水圧加圧（ＨＩＰ）に
よって作ることができる。これにより緻密で透光性の高
い焼結体としての蛍光体が得られる。尚、本発明の蛍光
体は立方晶であるので屈折率に異方性がなく焼結体を作
ると透明なものになる。
【００１７】また焼結する前の原料となる蛍光体（シン
チレータ粉末）は次のようにして作製することができ
る。例えば、原料粉末としてＧｄ2Ｏ3、Ｃｅ2（Ｃ
2Ｏ4）3・9Ｈ2Ｏ、Ｓｃ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3及びＧａ2Ｏ3を
化学量論的比率で配合し、必要に応じてフラックス成分
とともにアルミナルツボ中で1500℃〜1700℃で数時間焼
成する。このように焼成されたシンチレータ粉末を用い
て上記のように焼結体を作製する。
チレータ粉末）は次のようにして作製することができ
る。例えば、原料粉末としてＧｄ2Ｏ3、Ｃｅ2（Ｃ
2Ｏ4）3・9Ｈ2Ｏ、Ｓｃ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3及びＧａ2Ｏ3を
化学量論的比率で配合し、必要に応じてフラックス成分
とともにアルミナルツボ中で1500℃〜1700℃で数時間焼
成する。このように焼成されたシンチレータ粉末を用い
て上記のように焼結体を作製する。
【００１８】フラックス成分は、原料の溶融温度を下
げ、結晶化を促進するために添加される。フラックス成
分としては、一般にＹＡＧ系の蛍光体を焼成するとくに
用いられるＢａＦ2や、カリウム塩などのカリウム化合
物を単独或いは混合して用いることができる。このうち
Ｋ2ＳＯ4、ＫＮＯ3、Ｋ2ＣＯ3、Ｋ3ＰＯ4などのカリウ
ム化合物が特に好ましい。
げ、結晶化を促進するために添加される。フラックス成
分としては、一般にＹＡＧ系の蛍光体を焼成するとくに
用いられるＢａＦ2や、カリウム塩などのカリウム化合
物を単独或いは混合して用いることができる。このうち
Ｋ2ＳＯ4、ＫＮＯ3、Ｋ2ＣＯ3、Ｋ3ＰＯ4などのカリウ
ム化合物が特に好ましい。
【００１９】このように製造された本発明の蛍光体は、
緻密で透光性が高く、特性のバラツキが少なく、光出力
の大きな放射線検出器を得ることができる。本発明の蛍
光体は、増感紙、蛍光板、シンチレータ等の一般的な蛍
光体の用途に用いることができるが、特に高い発光出力
と少ない残光が要求されるＸ線ＣＴ用検出器として好適
である。
緻密で透光性が高く、特性のバラツキが少なく、光出力
の大きな放射線検出器を得ることができる。本発明の蛍
光体は、増感紙、蛍光板、シンチレータ等の一般的な蛍
光体の用途に用いることができるが、特に高い発光出力
と少ない残光が要求されるＸ線ＣＴ用検出器として好適
である。
【００２０】本発明の放射線検出器は、セラミックシン
チレータと、このシンチレータの発光を検知するための
光検出器とを備え、セラミックシンチレータとして上述
した蛍光体を用いたものである。好ましくは光検出器と
してPINホトダイオードを用いる。これらホトダイオー
ドは感度が高く、応答時間が短く、かつ波長感度が可視
光から近赤外領域にあるので、上述した本発明の蛍光体
との波長マッチングが比較的好適である。
チレータと、このシンチレータの発光を検知するための
光検出器とを備え、セラミックシンチレータとして上述
した蛍光体を用いたものである。好ましくは光検出器と
してPINホトダイオードを用いる。これらホトダイオー
ドは感度が高く、応答時間が短く、かつ波長感度が可視
光から近赤外領域にあるので、上述した本発明の蛍光体
との波長マッチングが比較的好適である。
【００２１】また本発明のＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線源と、
このＸ線源に対向して配置されたＸ線検出器と、これら
Ｘ線源及びＸ線検出器を保持し、被検体の周りで回転駆
動される回転体と、Ｘ線検出器で検出されたＸ線の強度
に基づき被検体の断層像を画像再構成する画像再構成手
段とを備えたＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線検出器として
上述した蛍光体とホトダイオードを組合せた放射線検出
器を用いる。
このＸ線源に対向して配置されたＸ線検出器と、これら
Ｘ線源及びＸ線検出器を保持し、被検体の周りで回転駆
動される回転体と、Ｘ線検出器で検出されたＸ線の強度
に基づき被検体の断層像を画像再構成する画像再構成手
段とを備えたＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線検出器として
上述した蛍光体とホトダイオードを組合せた放射線検出
器を用いる。
【００２２】このＸ線検出器を用いることにより、高い
検出効率でＸ線を検出することができるので、従来のシ
ンチレータ（例えば、ＣｄＷＯ4）を用いたＸ線ＣＴ装
置に比べ感度を２倍程度に向上することができ、また残
光が極めて少ないため、高画質、高分解能の画像を得る
ことができる。
検出効率でＸ線を検出することができるので、従来のシ
ンチレータ（例えば、ＣｄＷＯ4）を用いたＸ線ＣＴ装
置に比べ感度を２倍程度に向上することができ、また残
光が極めて少ないため、高画質、高分解能の画像を得る
ことができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の放射線検出器を備
えたＸ線ＣＴ装置を実施例により説明する。図1は、本
発明のＸ線ＣＴ装置の概略を示す図で、この装置はスキ
ャンガントリ部１０と画像再構成部２０とを備え、スキ
ャナガントリ部１０には、被検体が搬入される開口部１
４を備えた回転円板１１と、この回転円板１１に搭載さ
れたＸ線管１２と、Ｘ線管１２に取り付けられ、Ｘ線束
の放射方向を制御するコリメータ１３と、Ｘ線管１２と
対向して回転円板１１に搭載されたＸ線検出器１５と、
Ｘ線検出器１５で検出されたＸ線を所定の信号に変換す
る検出器回路１６と、回転円板１１の回転及びＸ線束の
幅を制御するスキャン制御回路１７とが備えられてい
る。
えたＸ線ＣＴ装置を実施例により説明する。図1は、本
発明のＸ線ＣＴ装置の概略を示す図で、この装置はスキ
ャンガントリ部１０と画像再構成部２０とを備え、スキ
ャナガントリ部１０には、被検体が搬入される開口部１
４を備えた回転円板１１と、この回転円板１１に搭載さ
れたＸ線管１２と、Ｘ線管１２に取り付けられ、Ｘ線束
の放射方向を制御するコリメータ１３と、Ｘ線管１２と
対向して回転円板１１に搭載されたＸ線検出器１５と、
Ｘ線検出器１５で検出されたＸ線を所定の信号に変換す
る検出器回路１６と、回転円板１１の回転及びＸ線束の
幅を制御するスキャン制御回路１７とが備えられてい
る。
【００２４】画像再構成部２０は、被検者氏名、検査日
時、検査条件などを入力する入力装置２１、検出器回路
１６から送出される計測データＳ1を演算処理してＣＴ
画像再構成を行う画像演算回路２２、画像演算回路２２
で作成されたＣＴ画像に、入力装置２１から入力された
被検者氏名、検査日時、検査条件などの情報を付加する
画像情報付加部２３と、画像情報を付加されたＣＴ画像
信号Ｓ2の表示ゲインを調整してディスプレイモニター
３０へ出力するディスプレイ回路２４とを備えている。
時、検査条件などを入力する入力装置２１、検出器回路
１６から送出される計測データＳ1を演算処理してＣＴ
画像再構成を行う画像演算回路２２、画像演算回路２２
で作成されたＣＴ画像に、入力装置２１から入力された
被検者氏名、検査日時、検査条件などの情報を付加する
画像情報付加部２３と、画像情報を付加されたＣＴ画像
信号Ｓ2の表示ゲインを調整してディスプレイモニター
３０へ出力するディスプレイ回路２４とを備えている。
【００２５】このＸ線ＣＴ装置では、スキャンガントリ
部１０の開口部１４に、設置された寝台（図示せず）に
被検者を寝かせた状態で、Ｘ線管１２からＸ線が照射さ
れる。このＸ線はコリメータ１３により指向性を得、Ｘ
線検出器１５により検出されるが、この際、回転円板１
１を被検者の周りに回転させることにより、Ｘ線を照射
する方向を変えながら、Ｘ線を検出する。フルスキャン
の場合には、回転円板の1回転（３６０度）を１スキャ
ンとする、１スキャン分の測定データから１断面の画像
を再構成する。画像再構成部２０で作成された断層像は
ディスプレイモニター３０に表示される。
部１０の開口部１４に、設置された寝台（図示せず）に
被検者を寝かせた状態で、Ｘ線管１２からＸ線が照射さ
れる。このＸ線はコリメータ１３により指向性を得、Ｘ
線検出器１５により検出されるが、この際、回転円板１
１を被検者の周りに回転させることにより、Ｘ線を照射
する方向を変えながら、Ｘ線を検出する。フルスキャン
の場合には、回転円板の1回転（３６０度）を１スキャ
ンとする、１スキャン分の測定データから１断面の画像
を再構成する。画像再構成部２０で作成された断層像は
ディスプレイモニター３０に表示される。
【００２６】ここでＸ線検出器１５はシンチレータとホ
トダイオードとを組合わたシンチレータ素子を多数（例
えば９６０個）円弧状に配列したもので、個々のシンチ
レータ素子は図２に示すようにシンチレータ151とPINホ
トダイオード152とを組み合わせた構造を有し、ホトダ
イオード152のｐ層側は検出回路１６に接続されてい
る。また素子はホトダイオード152のｐ層を除く全体
が、シンチレータ151の発光を外部に逃さないために遮
蔽153で覆われている。遮蔽153はＸ線を透過し、光を反
射する材料、例えばアルミニウムからなる。
トダイオードとを組合わたシンチレータ素子を多数（例
えば９６０個）円弧状に配列したもので、個々のシンチ
レータ素子は図２に示すようにシンチレータ151とPINホ
トダイオード152とを組み合わせた構造を有し、ホトダ
イオード152のｐ層側は検出回路１６に接続されてい
る。また素子はホトダイオード152のｐ層を除く全体
が、シンチレータ151の発光を外部に逃さないために遮
蔽153で覆われている。遮蔽153はＸ線を透過し、光を反
射する材料、例えばアルミニウムからなる。
【００２７】シンチレータ151は、Ｘ線管12から照射さ
れ被検体を透過したＸ線を吸収し発光する蛍光体で、上
述した本発明に蛍光体を用いる。このシンチレータ151
は、従来のシンチレータに比べ高い発光出力を有し、し
かもPINホトダイオード152の感度波長に比較的近い波長
に発光ピークを有するので、高い効率でPINホトダイオ
ード152により光電変換される。
れ被検体を透過したＸ線を吸収し発光する蛍光体で、上
述した本発明に蛍光体を用いる。このシンチレータ151
は、従来のシンチレータに比べ高い発光出力を有し、し
かもPINホトダイオード152の感度波長に比較的近い波長
に発光ピークを有するので、高い効率でPINホトダイオ
ード152により光電変換される。
【００２８】このような構成において、断層像の撮影の
際には、Ｘ線管１２からはファンビーム状のＸ線が連続
して照射され、Ｘ線管は約１秒〜４秒間に１回転する。
この間に被検体を透過してきたＸ線を検出器回路１６側
で数百回のオン−オフを行い、Ｘ線を検出している。そ
のため検出器１５としては高出力で残光が短いものが要
求される。本発明のＸ線ＣＴ装置では高出力かつ残光が
少ないものを用いているので高画質のＣＴ画像を得るこ
とができる。また、高い光出力であるので画質が同じで
あれば、Ｘ線量を少なくすることができ、被検体へのＸ
線被曝量を低減することも可能である。
際には、Ｘ線管１２からはファンビーム状のＸ線が連続
して照射され、Ｘ線管は約１秒〜４秒間に１回転する。
この間に被検体を透過してきたＸ線を検出器回路１６側
で数百回のオン−オフを行い、Ｘ線を検出している。そ
のため検出器１５としては高出力で残光が短いものが要
求される。本発明のＸ線ＣＴ装置では高出力かつ残光が
少ないものを用いているので高画質のＣＴ画像を得るこ
とができる。また、高い光出力であるので画質が同じで
あれば、Ｘ線量を少なくすることができ、被検体へのＸ
線被曝量を低減することも可能である。
【００２９】尚、図ではＸ線管を用いたＸ線ＣＴ装置に
ついて説明したが、Ｘ線源としてはＸ線管のみならずＸ
線をビーム走査するビーム方式のＸ線装置であってもよ
い。
ついて説明したが、Ｘ線源としてはＸ線管のみならずＸ
線をビーム走査するビーム方式のＸ線装置であってもよ
い。
【００３０】
【実施例】実施例１ 原料としてＧｄ2Ｏ3、Ｃｅ2（Ｃ2Ｏ4）3・9Ｈ2Ｏ、Ｓｃ
2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3及びＧａ2Ｏ3を用い、更にフラックス成
分として硫酸カリウムを加え、これらの混合物をアルミ
ナルツボに詰め、ルツボのふたをした後、空気中におい
て1600℃で２時間焼成した。フラックスの量は生成され
る蛍光体１モルに対し０．５モルとした。焼成物からフ
ラックス成分を除くため十分に水洗した後、乾燥してシ
ンチレータ粉末を得た。
2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3及びＧａ2Ｏ3を用い、更にフラックス成
分として硫酸カリウムを加え、これらの混合物をアルミ
ナルツボに詰め、ルツボのふたをした後、空気中におい
て1600℃で２時間焼成した。フラックスの量は生成され
る蛍光体１モルに対し０．５モルとした。焼成物からフ
ラックス成分を除くため十分に水洗した後、乾燥してシ
ンチレータ粉末を得た。
【００３１】このようにして得たシンチレータ粉末を加
圧成型したのち、1500℃、300気圧でホットプレスを行
ない、（Ｇｄ0.998-zＳｃzＣｅ0.002）3Ａｌ3Ｇａ2Ｏ12
の組成を有する焼結体を作製した。この焼結体を用いて
作製したセラミックシンチレータ（厚さ2.5mm）をホト
ダイオードを組合せて検出器を作り、Ｘ線源（120kV、
0．5mA）から15cm離れたところに検出器を置き、その光
出力を測定した。図３に結果を示す。縦軸は光出力であ
り、横軸はＳｃ濃度（ｚ）である。ただし、光出力はＣ
ｄＷＯ4の値を１として示した。
圧成型したのち、1500℃、300気圧でホットプレスを行
ない、（Ｇｄ0.998-zＳｃzＣｅ0.002）3Ａｌ3Ｇａ2Ｏ12
の組成を有する焼結体を作製した。この焼結体を用いて
作製したセラミックシンチレータ（厚さ2.5mm）をホト
ダイオードを組合せて検出器を作り、Ｘ線源（120kV、
0．5mA）から15cm離れたところに検出器を置き、その光
出力を測定した。図３に結果を示す。縦軸は光出力であ
り、横軸はＳｃ濃度（ｚ）である。ただし、光出力はＣ
ｄＷＯ4の値を１として示した。
【００３２】図３から明らかなようにＳｃ濃度（ｚ）が
0〜0.03の範囲でＣｄＷＯ4の2.2倍以上の高い光出力を
示し、特にＳｃ濃度（ｚ）が0.008のとき、光出力はＣ
ｄＷＯ4の光出力１に対して2.5であり、Ｓｃを添加しな
い場合の約１．２倍であった。
0〜0.03の範囲でＣｄＷＯ4の2.2倍以上の高い光出力を
示し、特にＳｃ濃度（ｚ）が0.008のとき、光出力はＣ
ｄＷＯ4の光出力１に対して2.5であり、Ｓｃを添加しな
い場合の約１．２倍であった。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば（Ｇｄ1-x-y-zＬxＣｅy
Ｓｃz）3Ａｌ5-dＧａdＯ12の組成を有し、残光が極めて
小さく、かつ発光効率の高い蛍光体が提供される。また
本発明によれば上記組成の透光性の高い焼結体を得るこ
とができ、これとシリコンホトダイオードとを組合せた
放射線検出器とすることにより、光出力が従来のものと
比べて大幅に増加した放射線検出器を得ることができ
る。
Ｓｃz）3Ａｌ5-dＧａdＯ12の組成を有し、残光が極めて
小さく、かつ発光効率の高い蛍光体が提供される。また
本発明によれば上記組成の透光性の高い焼結体を得るこ
とができ、これとシリコンホトダイオードとを組合せた
放射線検出器とすることにより、光出力が従来のものと
比べて大幅に増加した放射線検出器を得ることができ
る。
【図１】本発明のＸ線ＣＴ装置の一実施例の構成を示す
図。
図。
【図２】本発明の放射線検出器（Ｘ線検出器）の一実施
例の構成を示す図。
例の構成を示す図。
【図３】本発明の蛍光体におけるＳｃ濃度と検出器の光
出力の関係を示す図。
出力の関係を示す図。
11・・・・・・回転円板 12・・・・・・Ｘ線源 15・・・・・・Ｘ線検出器 20・・・・・・画像再構成 30・・・・・・ディスプレイ
フロントページの続き (72)発明者 古曳 孝明 東京都千代田区内神田１丁目１番14号 株 式会社日立メディコ内 (72)発明者 三浦 一朗 東京都千代田区内神田１丁目１番14号 株 式会社日立メディコ内 (72)発明者 佐藤 誠 東京都千代田区内神田１丁目１番14号 株 式会社日立メディコ内 (72)発明者 吉田 稔 東京都千代田区内神田１丁目１番14号 株 式会社日立メディコ内 Ｆターム(参考） 2G088 EE02 FF02 FF04 GG10 GG16 4C093 AA22 BA03 CA02 EB12 4H001 CA08 XA08 XA13 XA21 XA31 XA39 XA57 XA58 XA64 YA21 YA58
Claims (4)
- 【請求項１】一般式（Ｇｄ1-x-y-zＬxＣｅyＳｃz）3Ａ
ｌ5-dＧａdＯ12（式中、ＬはＬａ又はＹを表す。またｘ
は0≦ｘ＜0.2、ｙは0.0005≦ｙ≦0.02、ｚは0＜ｚ≦0.0
3、ｄは0＜ｄ＜5の範囲の値である。）で表わされる蛍
光体。 - 【請求項２】一般式（Ｇｄ1-y-zＣｅyＳｃz）3Ａｌ5-d
ＧａdＯ12（式中、ｙは0.0005≦ｙ≦0.02、ｚは0＜ｚ≦
0.03、ｄは0＜ｄ＜5の範囲の値である。）で表わされる
蛍光体。 - 【請求項３】セラミックシンチレータと、このシンチレ
ータの発光を検知するための光検出器とを備えた放射線
検出器において、前記セラミックシンチレータとして、
請求項１又は２項記載の蛍光体を用いたことを特徴とす
る放射線検出器。 - 【請求項４】Ｘ線源と、この線源に対向して配置された
Ｘ線検出器と、これらＸ線源及びＸ線検出器を保持し、
被検体の周りを回転駆動される回転円板と、前記Ｘ線検
出器で検出されたＸ線の強度に基づき前記被検体の断層
像を画像再構成する画像再構成手段とを備えたＸ線ＣＴ
装置において、前記Ｘ線検出器として請求項３記載の放
射線検出器を用いたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP2000125513A JP4521929B2 (ja) | 2000-04-26 | 2000-04-26 | 蛍光体及びそれを用いた放射線検出器及びｘ線ｃｔ装置 |
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| EP01919967.8A EP1279717B1 (en) | 2000-04-26 | 2001-04-17 | Phosphor, radiation detector containing the same, and x-ray ct apparatus |
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| JP4521929B2 JP4521929B2 (ja) | 2010-08-11 |
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ID=18635461
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| JP2007217456A (ja) * | 2006-02-14 | 2007-08-30 | Hitachi Metals Ltd | 蛍光材料およびそれを用いた放射線検出器 |
| WO2008093869A1 (ja) | 2007-02-02 | 2008-08-07 | Hitachi Metals, Ltd. | 蛍光材料およびそれを用いたシンチレータ並びに放射線検出器 |
| EP2157153A1 (en) | 2008-07-31 | 2010-02-24 | Hitachi Metals, Ltd. | Fluorescent material, scintillator using same, and radiation detector using same |
| KR100948108B1 (ko) | 2007-10-04 | 2010-03-16 | 주식회사 뷰웍스 | 형광스크린 및 그 제조방법 |
| WO2012057133A1 (ja) | 2010-10-29 | 2012-05-03 | 日立金属株式会社 | 軟x線検出用多結晶シンチレータ |
| CN108535770A (zh) * | 2018-05-09 | 2018-09-14 | 同方威视技术股份有限公司 | 余辉检测装置和余辉检测方法 |
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-
2000
- 2000-04-26 JP JP2000125513A patent/JP4521929B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-04-17 WO PCT/JP2001/003263 patent/WO2001081500A1/ja active Application Filing
- 2001-04-17 US US10/258,543 patent/US6706213B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-04-17 EP EP01919967.8A patent/EP1279717B1/en not_active Expired - Lifetime
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