JP2003240857A - Radiation detector - Google Patents

Radiation detector

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JP2003240857A
JP2003240857A JP2002040886A JP2002040886A JP2003240857A JP 2003240857 A JP2003240857 A JP 2003240857A JP 2002040886 A JP2002040886 A JP 2002040886A JP 2002040886 A JP2002040886 A JP 2002040886A JP 2003240857 A JP2003240857 A JP 2003240857A
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scintillators
radiation detector
light
separator
scintillator
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JP2002040886A
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Japanese (ja)
Inventor
Junichi Oi
淳一 大井
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radiation detector easy to fabricate and capable of high-resolution discrimination of the incidence position of radiation. <P>SOLUTION: Photomultipliers 2a-2d are optically coupled to a scintillator group 1 with the scintillators arranged two-dimensionally to contact with each other. Optically transparent or translucent separators 3, locally covered by light reflecting masks as required, are in close contact with the plane mounted with scintillators 1 a1-1 f8. The positions and sizes of masks on the separators 3 are changed, relative to the order of arrangement of the scintillators, so that the light to be guided to the photoelectric surfaces of the photomultipliers 2a-2d is changed corresponding to the incidence position of gamma rays. The incidence position of gamma rays is determined by comparing the outputs of the photomultipliers 2a-2d with each other. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、放射線検出器、特
に、被検体に投与されて関心部位に蓄積された放射性同
位元素(RI)から放出された放射線(ガンマ線)を検
出し、関心部位のRI分布の断層像を得るための装置、
例えばポジトロンCT装置やシングルフォトンECT装
置などに用いられる放射線検出器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radiation detector, and more particularly, it detects radiation (gamma rays) emitted from a radioisotope (RI) that is administered to a subject and accumulated in the region of interest to detect the radiation of the region of interest. Device for obtaining tomographic image of RI distribution,
For example, the present invention relates to a radiation detector used in a positron CT device, a single photon ECT device, or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の放射線検出器は、被検体から放
出されたガンマ線が入射して発光するシンチレータと、
このシンチレータの発光をパルス状の電気信号に変換す
る光電子増倍管とから構成されている。このような放射
線検出器では、従来、シンチレータと光電子増倍管とが
一対一に対応するものがあったが、近年、複数のシンチ
レータにそれよりも少ない数の光電子増倍管を結合し、
これらの光電子増倍管の出力比からガンマ線の入射位置
を決定するという方式を採ることによって、分解能を高
めている。このような方式を採用し、シンチレータの発
光を複数個の光電子増倍管に適正に分配するための構造
を備えた種々の放射線検出器が提案されており、以下、
図を参照して従来の放射線検出器の構成を説明する。
2. Description of the Related Art A radiation detector of this type includes a scintillator which emits light when gamma rays emitted from a subject are incident on the scintillator.
It is composed of a photomultiplier tube that converts the light emission of this scintillator into a pulsed electric signal. In such a radiation detector, conventionally, there was a one-to-one correspondence between the scintillator and the photomultiplier tube, but in recent years, a plurality of scintillators are combined with a smaller number of photomultiplier tubes,
The resolution is enhanced by adopting a method of determining the incident position of gamma rays from the output ratio of these photomultiplier tubes. By adopting such a system, various radiation detectors having a structure for appropriately distributing the light emitted from the scintillator to a plurality of photomultiplier tubes have been proposed, and
The configuration of a conventional radiation detector will be described with reference to the drawings.

【0003】図8に示す、第1の従来例(特公平2−1
4666号公報参照)の放射線検出器は、4個のシンチ
レータ11a、11b、11c、11dからなるシンチ
レータ群11と、2個の光電子増倍管12a、12bと
から構成されている。シンチレータ群11の内、内側の
シンチレータ11b、11cの境界はシリコーングリス
などで光学的に結合されており、また、外側のシンチレ
ータ11a、11bの境界およびシンチレータ11c、
11dの境界は反射材13によって光学的に遮蔽されて
いる。各シンチレータ11a〜11dの境界を上記のよ
うに構成することにより、ガンマ線の入射位置に応じ
て、光電子増倍管12a、12bの出力比が変化するよ
うにしている。
A first conventional example (Japanese Patent Publication 2-1) shown in FIG.
The radiation detector (see Japanese Patent No. 4666) includes a scintillator group 11 including four scintillators 11a, 11b, 11c, and 11d, and two photomultiplier tubes 12a and 12b. In the scintillator group 11, the boundaries of the inner scintillators 11b and 11c are optically coupled with silicone grease or the like, and the boundaries of the outer scintillators 11a and 11b and the scintillator 11c are
The boundary of 11d is optically shielded by the reflective material 13. By configuring the boundaries of the scintillators 11a to 11d as described above, the output ratio of the photomultiplier tubes 12a and 12b is changed according to the incident position of gamma rays.

【0004】図9に示す、第2の従来例(特公平6−9
5146号公報参照)の放射線検出器は、多数のスリッ
トによって区画されたシンチレータ群21と、このシン
チレータ群21に光学的に結合される4個の光電子増倍
管22a、22b、22c、22dとから構成されてい
る。シンチレータ群21の各スリット内には反射材23
が埋め込まれている。この放射線検出器では、各スリッ
トの長さを内側から外側にいくに従って、長くなるよう
に調節することによって、ガンマ線の入射位置を弁別し
ている。
A second conventional example (Japanese Patent Publication No. 6-9) shown in FIG.
The radiation detector (see Japanese Patent No. 5146) includes a scintillator group 21 partitioned by a large number of slits, and four photomultiplier tubes 22a, 22b, 22c, 22d optically coupled to the scintillator group 21. It is configured. A reflective material 23 is provided in each slit of the scintillator group 21.
Is embedded. In this radiation detector, the incident position of gamma rays is discriminated by adjusting the length of each slit so that it becomes longer from the inner side to the outer side.

【0005】図10に示す、第3の従来例(特開平3−
185385号公報参照)の放射線検出器は、複数個の
シンチレータの互いの結合面を粗面および/または鏡面
とし、これらの結合面間を空気層を介在して光学的に結
合したシンチレータ群31と、このシンチレータ群31
に結合される4個の光電子増倍管32a、32b、32
c、32dとから構成されている。この放射線検出器で
は、向かい合う2つのシンチレータの面状態によって、
シンチレータ間の光の透過率が変化することを利用し
て、ガンマ線の入射位置を弁別している。
A third conventional example shown in FIG.
In the radiation detector (see Japanese Patent No. 185385), a plurality of scintillators have a coupling surface that is a rough surface and / or a mirror surface, and a scintillator group 31 that optically couples the coupling surfaces with an air layer interposed therebetween. , This scintillator group 31
Four photomultiplier tubes 32a, 32b, 32 coupled to
It is composed of c and 32d. In this radiation detector, by the surface state of two scintillators facing each other,
The incident position of gamma rays is discriminated by utilizing the fact that the light transmittance between the scintillators changes.

【0006】図11に示す、第4の従来例(特開平5−
281362号公報参照)の放射線検出器は、各シンチ
レータが対向する面の所要領域に光学的反射材43(厚
み0.1〜0.2mm)を塗布したシンチレータ群41
と、このシンチレータ群41に結合される4個の光電子
増倍管42a、42b、42c、42dとから構成され
ている。この放射線検出器では、反射材43が塗布され
る面積を各シンチレータの配列順序に関連して変化させ
ることにより、ガンマ線の入射位置を弁別している。
A fourth conventional example shown in FIG.
The radiation detector of JP-A-281362) has a scintillator group 41 in which an optical reflection material 43 (thickness 0.1 to 0.2 mm) is applied to a required area of a surface facing each scintillator.
And four photomultiplier tubes 42a, 42b, 42c, 42d coupled to the scintillator group 41. In this radiation detector, the incident position of gamma rays is discriminated by changing the area where the reflecting material 43 is applied in relation to the arrangement order of the scintillators.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従来の放射線検出器は
上記のように構成されているが、上記の各従来例の場合
には、以下のような問題がある。図8に示す第1の従来
例では、光電子増倍管に対してシンチレータの配列が1
次元的であるので、シンチレータの本数に対する光電子
増倍管の数が多くなり、それだけ放射線検出器の製作コ
ストが嵩むという問題点がある。また、2個の光電子増
倍管を使って、ガンマ線の4種類の入射位置しか弁別で
きないので、分解能が低いという問題点もある。
Although the conventional radiation detector is constructed as described above, each of the above conventional examples has the following problems. In the first conventional example shown in FIG. 8, the scintillator array is one for the photomultiplier tube.
Since it is dimensional, the number of photomultiplier tubes is large with respect to the number of scintillators, and there is a problem that the manufacturing cost of the radiation detector increases accordingly. In addition, since two photomultiplier tubes can be used to discriminate only four types of incident positions of gamma rays, there is a problem that the resolution is low.

【0008】一方、図9に示す第2の従来例では、シン
チレータを加工して作成したスリット内に反射材を均一
に埋め込むことが必要であるが、この種の作業は煩雑で
ある上に困難でもある。また、高分解能を得ようとした
場合、シンチレータに細かなピッチでスリットを形成し
なければならず、この際、シンチレータが破損しやすい
という問題点もある。
On the other hand, in the second conventional example shown in FIG. 9, it is necessary to uniformly embed the reflecting material in the slit formed by processing the scintillator, but this kind of work is complicated and difficult. But also. Further, in order to obtain high resolution, it is necessary to form slits in the scintillator at a fine pitch, and at this time, there is a problem that the scintillator is easily damaged.

【0009】また、図10に示す第3の従来例では、各
シンチレータの表面を様々に変える必要があるが、この
種の表面加工は煩雑であるので、放射線検出器の製作コ
ストが嵩むという問題点がある。さらに、図11に示す
第4の従来例では、塗布する反射材の厚み制御が難し
く、アレイ化した場合の仕上がり精度が悪くなる恐れが
ある。また、反射材を塗布しない部分で接着剤の充填む
らが起こり、光量の減衰または位置演算精度の低下が起
こるという問題点もある。
Further, in the third conventional example shown in FIG. 10, the surface of each scintillator needs to be changed variously, but since this kind of surface processing is complicated, the production cost of the radiation detector increases. There is a point. Further, in the fourth conventional example shown in FIG. 11, it is difficult to control the thickness of the reflective material to be applied, and there is a possibility that the accuracy of finishing when arrayed may be deteriorated. Further, there is a problem that uneven filling of the adhesive occurs in a portion where the reflective material is not applied, resulting in attenuation of the light quantity or deterioration of position calculation accuracy.

【0010】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、放射線の入射位置を高い分解能で弁別
することができ、かつ、容易に製作することができる放
射線検出器を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a radiation detector capable of discriminating the incident position of radiation with high resolution and being easily manufactured. Is intended.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、2次元的に密着配置された複数本のシン
チレータと、前記シンチレータ群に対して光学的に結合
され、かつ、前記シンチレータの本数よりも少ない複数
本の光電子増倍管を備えた放射線検出器において、前記
各シンチレータが各々対向する面に、所要領域に光反射
マスクを施した光学的に透明または半透明のセパレータ
を密着し、かつ、前記セパレータの光反射マスクの位置
と大きさあるいは透過度を前記各シンチレータの配列順
序に関連して変化させたことを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a plurality of scintillators closely arranged two-dimensionally and is optically coupled to the scintillator group, and In a radiation detector having a plurality of photomultiplier tubes less than the number of scintillators, each of the scintillators face each other, an optically transparent or semitransparent separator with a light reflection mask in the required area. It is characterized in that they are in close contact with each other, and the position and size or the transmittance of the light reflection mask of the separator are changed in relation to the arrangement order of the scintillators.

【0012】また、本発明の他の実施態様としては、2
次元的に密着配置された複数本のシンチレータと、前記
シンチレータ群に対向し、光学的に結合された複数本の
ライトガイドと、このライトガイドに対して光学的に結
合され、かつ、前記シンチレータの本数よりも少ない複
数本の光電子増倍管を備えた放射線検出器において、前
記各シンチレータ間全てに光反射材を密着し、前記各ラ
イトガイドが各々対向する面に、所要領域に光反射マス
クを施した光学的に透明または半透明のセパレータを密
着し、かつ、前記セパレータの光反射マスクの位置と大
きさあるいは透過度を前記各シンチレータの配列順序に
関連して変化させたことを特徴とする。さらに、他の実
施態様として、上記セパレータに施された光反射マスク
を金属の蒸着により形成したこと、上記セパレータに施
された光反射マスクが鏡面または白色であること、上記
シンチレータまたはライトガイドとセパレータを光学的
接着剤で接着したこと、上記光反射材として、中間に光
学遮断層または鏡面層が形成された白色の光反射マスク
を用いたことを特徴としている。
In another embodiment of the present invention, 2
A plurality of scintillators closely arranged in a dimension, a plurality of light guides facing the scintillator group, optically coupled, and optically coupled to the light guide, and of the scintillator In a radiation detector having a plurality of photomultiplier tubes less than the number of the photomultiplier tubes, a light reflecting material is closely adhered between all of the scintillators, and the light guide masks are provided in required areas on the surfaces facing each of the light guides. It is characterized in that the applied optically transparent or semi-transparent separator is adhered, and the position and size or transmittance of the light reflection mask of the separator are changed in relation to the arrangement order of the scintillators. . Furthermore, as another embodiment, the light reflection mask applied to the separator is formed by vapor deposition of metal, the light reflection mask applied to the separator is a mirror surface or white, the scintillator or the light guide and the separator. Is adhered with an optical adhesive, and a white light reflection mask having an optical blocking layer or a mirror surface layer formed in the middle is used as the light reflection material.

【0013】本発明の放射線検出器は上記のように構成
され、所要領域に光反射マスクを施した光学的に透明ま
たは半透明のセパレータを用いているので、従来の放射
線検出器と比べてその製作が容易であり、さらに、アレ
イの仕上がり精度を増すことができるので、位置演算精
度を向上することができる。
Since the radiation detector of the present invention is constructed as described above and uses the optically transparent or semi-transparent separator having a light reflection mask in the required area, the radiation detector is different from the conventional radiation detector. It is easy to manufacture, and the finishing accuracy of the array can be increased, so that the position calculation accuracy can be improved.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の放
射線検出器の一実施例を説明する。図1は本発明に係る
放射線検出器の一実施例の外観斜視図、図2は図1の放
射線検出器に用いられるセパレータの詳細図、図3は図
1の放射線検出器のA−A矢視断面図である。この実施
例の放射線検出器は、X方向に6個、Y方向に8個の合
計48個のシンチレータ1a1〜1f8を2次元的に密着配
置したシンチレータ群1と、このシンチレータ群1に対
して光学的に結合された4個の光電子増倍管2a、2
b、2c、2dとから構成されている。シンチレータと
しては、例えば、Bi4Ge312(BGO)、Gd2
iO5(GSO)、NaI、BaF2、CsFなどの無機
結晶が用いられる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION An embodiment of the radiation detector of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is an external perspective view of an embodiment of the radiation detector according to the present invention, FIG. 2 is a detailed view of a separator used in the radiation detector of FIG. 1, and FIG. 3 is an arrow AA of the radiation detector of FIG. FIG. The radiation detector of this embodiment has a scintillator group 1 in which a total of 48 scintillators 1 a1 to 1 f8 , six scintillators 1 a1 to 1 f8 in the X direction and eight in the Y direction, are closely arranged in a two-dimensional manner. Four photomultiplier tubes 2a, 2 optically coupled together
b, 2c, and 2d. Examples of the scintillator include Bi 4 Ge 3 O 12 (BGO) and Gd 2 S.
Inorganic crystals such as iO 5 (GSO), NaI, BaF 2 and CsF are used.

【0015】そして、前記各シンチレータ1a1〜1f8
光電子増倍管との結合面を除く各面には図2に示すよう
なセパレータ3が光透過性の接着剤により貼着されてい
る。このセパレータ3は図2に示すように、透明なPE
Tフィルム4の両面にアルミを蒸着したアルミ蒸着部5
を形成したものである。このアルミ蒸着部5の面積は各
シンチレータ1a1〜1f8の配列順序に関連して変化させ
ている。
A separator 3 as shown in FIG. 2 is adhered to each surface of the scintillators 1 a1 to 1 f8 excluding the bonding surface with the photomultiplier tube by a light-transmissive adhesive. This separator 3 is made of transparent PE as shown in FIG.
Aluminum deposition part 5 with aluminum deposited on both sides of T film 4
Is formed. The area of the aluminum vapor deposition portion 5 is changed in relation to the arrangement order of the scintillators 1 a1 to 1 f8 .

【0016】すなわち、図1の放射線検出器のA−A矢
視断面図である図3に示すように、例えばX方向に配列
されたシンチレータ1ai〜1fi(iは1〜8までの任意
数)が対向する面に、それぞれ挿入するセパレータ3の
光反射マスク部(アルミ蒸着面を有する部分)と透明部
(アルミ蒸着面を有しない部分)との割合は、X方向に
配列された光電子増倍管2a(2d)と光電子増倍管2
b(2c)の出力比が、一定の割合で変化するように実
験的に定められる。光電子増倍管2aの出力をPa、光
電子増倍管2bの出力をPbとすると、この実施例では
(Pa−Pb)/(Pa+Pb)がシンチレータ1ai
fiの位置に応じて一定の割合で変化するように、セパ
レータ3のマスク部の面積(アルミ蒸着部5の面積)を
決定した。
That is, as shown in FIG. 3 which is a sectional view taken along the line AA of the radiation detector of FIG. 1, for example, scintillators 1 ai to 1 fi (i is 1 to 8 are arranged in the X direction). The ratio of the light reflection mask portion (portion having an aluminum vapor deposition surface) and the transparent portion (portion having no aluminum vapor deposition surface) of the separator 3 to be inserted on the surfaces facing each other is the photoelectrons arranged in the X direction. Multiplier tube 2a (2d) and photomultiplier tube 2
The output ratio of b (2c) is experimentally determined so as to change at a constant rate. Assuming that the output of the photomultiplier tube 2a is Pa and the output of the photomultiplier tube 2b is Pb, (Pa−Pb) / (Pa + Pb) is the scintillator 1 ai ...
The area of the mask portion of the separator 3 (the area of the aluminum vapor deposition portion 5) was determined so that it changed at a constant rate depending on the position of 1 fi .

【0017】セパレータ3のマスク部と透明部との割合
は、シンチレータの幅W、高さHに応じて異なるが、例
えば、幅Wが3.7mm、高さHが30mmの場合、シ
ンチレータの対向する面全体に対してアルミ蒸着面を形
成する割合は、図3のシンチレータ1aiと1biとの間は
90〜100%、1biと1ciとの間は30〜40%、1
ciと1diとの間は0〜5%、1diと1eiとの間は30〜
40%、1eiと1fiとの間は90〜100%が適当であ
った。
The ratio of the mask portion to the transparent portion of the separator 3 differs depending on the width W and height H of the scintillator. For example, when the width W is 3.7 mm and the height H is 30 mm, the scintillator faces each other. The ratio of forming the aluminum vapor-deposited surface with respect to the entire surface to be formed is 90 to 100% between the scintillators 1 ai and 1 bi in FIG. 3 and 30 to 40% between 1 bi and 1 ci.
0 to 5% between ci and 1 di , 30 to between 1 di and 1 ei
40%, 90-100% was suitable between 1 ei and 1 fi .

【0018】Y方向に配列されたシンチレータ1j1〜1
j8(jはa〜fのいずれか)の場合も同様に、Y方向に
配列された光電子増倍管2a(2b)と光電子増倍管2
d(2c)の出力比が一定の割合で変化するように、各
シンチレータ1j1〜1j8の対向面に適当な割合で光マス
ク処理したセパレータを挿入する。
Scintillators 1 j1 to 1 arranged in the Y direction
Similarly, in the case of j8 (where j is any of a to f), the photomultiplier tubes 2a (2b) and the photomultiplier tubes 2 arranged in the Y direction are also arranged.
A photomasked separator is inserted at an appropriate ratio on the facing surfaces of the scintillators 1 j1 to 1 j8 so that the output ratio of d (2c) changes at a constant ratio.

【0019】なお、図1、図2、図3では、セパレータ
3、即ち、透明PETフィルム4とアルミ蒸着部5の厚
さを強調して図面化しているが、実際には、透明PET
フィルム4の厚さが0.1mm程度、アルミ蒸着部5の
蒸着厚みは0.5μm程度である。また、各シンチレー
タ1a1〜1f8が対向してない外表面は、光電子増倍管と
の光学結合面を除き、全面にアルミ蒸着が施されたセパ
レータ3で覆われている。
In FIGS. 1, 2 and 3, the thickness of the separator 3, that is, the transparent PET film 4 and the aluminum vapor deposition portion 5 is emphasized, but in reality, the transparent PET is used.
The film 4 has a thickness of approximately 0.1 mm, and the aluminum vapor deposition part 5 has a vapor deposition thickness of approximately 0.5 μm. The outer surfaces of the scintillators 1 a1 to 1 f8 which are not opposed to each other are covered with a separator 3 which is vapor-deposited with aluminum except for the optical coupling surface with the photomultiplier tube.

【0020】次に、図3を参照して上記の放射線検出器
の作用を説明する。いま、シンチレータ1ciにガンマ線
が入射したとする。このガンマ線は、シンチレータ1ci
内で吸収されて発光する。この光は、シンチレータ1ci
の両面に設けられたセパレータのアルミ蒸着面によって
反射を繰り返しながら、光電子増倍管2aの光電面に導
かれる。このとき、セパレータ3の透明部を介して、シ
ンチレータ1ci内の光の一部が、隣接するシンチレータ
bi、1diにも拡散する。シンチレータ1ciと1diとの
界面は、シンチレータ1biと1ciとの界面に比べて、透
明部の部分が多くあるので、シンチレータ1ci内の光
は、シンチレータ1diの方へ多く拡散し、相当量の光が
光電子増倍管2bの光電面にも導かれる。その結果、ガ
ンマ線の入射位置に応じた分布をもった光量が、各光電
子増倍管2a、2bに導かれる。一方、ガンマ線が、一
番端のシンチレータ1aiに入射した場合には、シンチレ
ータ1aiと1biとの対向面では、透明部(マスクされて
いない領域)が少ないので、ほとんどの光が光電子増倍
管2aに導かれる。
Next, the operation of the above radiation detector will be described with reference to FIG. Now, assume that a gamma ray is incident on the scintillator 1 ci . This gamma ray is scintillator 1 ci
It is absorbed inside and emits light. This light is scintillator 1 ci
While being repeatedly reflected by the aluminum vapor-deposited surfaces of the separators provided on both surfaces of the photomultiplier, the light is guided to the photocathode of the photomultiplier tube 2a. At this time, a part of the light in the scintillator 1 ci is also diffused to the adjacent scintillators 1 bi and 1 di via the transparent portion of the separator 3. The interface between the scintillator 1 ci and 1 di, compared to the interface between the scintillator 1 bi and 1 ci, since there are many portions of the transparent portion, the light in the scintillator 1 ci diffuses much towards the scintillator 1 di , A considerable amount of light is also guided to the photocathode of the photomultiplier tube 2b. As a result, the amount of light having a distribution according to the incident position of gamma rays is guided to each photomultiplier tube 2a, 2b. On the other hand, when the gamma ray is incident on the scintillator 1 ai at the end, most of the light is photoelectron-enhanced because there are few transparent parts (unmasked regions) on the facing surfaces of the scintillators 1 ai and 1 bi. It is guided to the double tube 2a.

【0021】図4は、光電子増倍管2a〜2dの出力に
基づいて、ガンマ線の入射位置を検出する位置検出演算
部の概略構成を示したブロック図である。同図に示すよ
うに、ガンマ線のX方向の入射位置を検出するために、
光電子増倍管2aの出力Paと光電子増倍管2dの出力
Pdとが加算器61に入力されるとともに、光電子増倍
管2bの出力Pbと光電子増倍管2cの出力Pcとが加
算器62に入力される。両加算器61、62の各加算出
力Pa+Pdと、Pb+Pcとが位置弁別回路71に入
力され、両加算出力の比に基づき、ガンマ線のX方向の
入射位置が求められる。同様に、ガンマ線のY方向の入
射位置を検出するために、光電子増倍管2a の出力P
aと光電子増倍管2bの出力Pbが加算器63に入力さ
れるとともに、光電子増倍管2dの出力Pdと光電子増
倍管2cの出力Pcとが加算器64に入力される。両加
算器63、64の各加算出力Pa+Pbと、Pc+Pd
とが位置弁別回路72に入力され、両加算出力の比に基
づき、ガンマ線のY方向の入射位置が求められる。
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a position detection calculation unit for detecting the incident position of gamma rays based on the outputs of the photomultiplier tubes 2a to 2d. As shown in the figure, in order to detect the incident position of the gamma ray in the X direction,
The output Pa of the photomultiplier tube 2a and the output Pd of the photomultiplier tube 2d are input to the adder 61, and the output Pb of the photomultiplier tube 2b and the output Pc of the photomultiplier tube 2c are added to each other. Entered in. The addition outputs Pa + Pd and Pb + Pc of both adders 61 and 62 are input to the position discriminating circuit 71, and the incident position of the gamma ray in the X direction is obtained based on the ratio of both addition outputs. Similarly, in order to detect the incident position of the gamma ray in the Y direction, the output P of the photomultiplier tube 2a is
a and the output Pb of the photomultiplier tube 2b are input to the adder 63, and the output Pd of the photomultiplier tube 2d and the output Pc of the photomultiplier tube 2c are input to the adder 64. Each addition output Pa + Pb and Pc + Pd of both adders 63 and 64
Are input to the position discriminating circuit 72, and the incident position of the gamma ray in the Y direction is obtained based on the ratio of both addition outputs.

【0022】上記の実施例では、シンチレータ群1内の
光を直接、光電子増倍管2a〜2dに導いたが、各光電
面に局所的な感度ムラがあると、入射光量と光電子増倍
管2a〜2dの出力との関係に変動が生じるので、ガン
マ線の入射位置の検出精度が低下する。このような場
合、シンチレータ群1と光電子増倍管2a〜2dの間
に、例えば透過性アクリル樹脂板などから構成されたラ
イトガイドを挿入し、シンチレータ群1内の光をこのラ
イトガイドを介して光電子増倍管2a〜2dに導いても
よい。このように、ライトガイドを用いることにより、
光電子増倍管2a〜2dの各光電面に入射する光が分散
されるので、光電面の局所的な感度ムラが抑制され、ガ
ンマ線の入射位置の検出精度を向上することができる。
In the above embodiment, the light in the scintillator group 1 is directly guided to the photomultiplier tubes 2a to 2d. However, if there is local sensitivity unevenness on each photocathode, the amount of incident light and the photomultiplier tube are increased. Since the relationship with the outputs of 2a to 2d changes, the detection accuracy of the incident position of the gamma ray decreases. In such a case, a light guide made of, for example, a transparent acrylic resin plate is inserted between the scintillator group 1 and the photomultiplier tubes 2a to 2d, and the light in the scintillator group 1 is passed through this light guide. It may be guided to the photomultiplier tubes 2a to 2d. In this way, by using the light guide,
Since the light incident on each photocathode of the photomultiplier tubes 2a to 2d is dispersed, local sensitivity unevenness on the photocathode is suppressed, and the detection accuracy of the incident position of the gamma ray can be improved.

【0023】また、上記実施例では、シンチレータの各
対向面に挿入するセパレータに設けたマスク部の位置と
面積を変化させたが、図5に示すように各シンチレータ
間に挿入するセパレータの全面にアルミ蒸着し、各シン
チレータの配列順序に関連してアルミ蒸着膜の厚みを変
化させ、その光透過率を変えることにより同様な効果を
得ることができる。図5に示す実施例では、順に透過度
0%、透過度50%、透過度90%、透過度50%、透
過度0%としたが、この透過度の値はこれに限られるも
のではなく、光電子増倍管2a(2d)と光電子増倍管
2b(2c)の出力比が、ガンマ線の入射位置に応じて
一定の割合で変化するように適宜実験的に定めることが
できる。
Further, in the above-described embodiment, the position and area of the mask portion provided on the separator inserted in each facing surface of the scintillator were changed, but as shown in FIG. 5, the entire surface of the separator inserted between each scintillator is changed. Similar effects can be obtained by depositing aluminum, changing the thickness of the deposited aluminum film in relation to the arrangement order of the scintillators, and changing the light transmittance thereof. In the embodiment shown in FIG. 5, the transmittance is 0%, the transmittance is 50%, the transmittance is 90%, the transmittance is 50%, and the transmittance is 0%, but the transmittance value is not limited to this. The output ratio of the photomultiplier tube 2a (2d) and the photomultiplier tube 2b (2c) can be appropriately experimentally determined so as to change at a constant rate depending on the incident position of the gamma ray.

【0024】次に、本発明の放射線検出器の他の実施例
を図6により説明する。図6において、シンチレータ群
1の各シンチレータ間には白色反射フィルムあるいは全
て光反射マスク処理された光反射材7が密着されてい
る。そして、複数本のライトガイド6が各シンチレータ
に対向し、光学的に結合されている。各ライトガイド6
が対向する面には、所要領域に光反射マスクを施した透
明なセパレータ3が密着されており、このセパレータ3
の光反射マスクの位置と大きさを各シンチレータの配列
順序に関連して変化させることにより、図1の放射線検
出器と同様の効果を得ることができる。光反射材7とし
て白色反射フィルムを用いた場合、実質的な厚さである
0.1mm〜0.2mmではシンチレータで発生した光
が多少隣のシンチレータへ漏れることによるクロストー
クが発生し、位置分解能の低下につながるため、図7に
示すように、二枚の白色PETフィルム8の一方の面に
アルミ蒸着面5を形成した後、接着することにより、遮
光層(アルミ蒸着膜0.5μm厚)を設け、これを光反
射材7として用いれば、クロストークを防止することが
できる。
Next, another embodiment of the radiation detector of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 6, a white reflective film or a light-reflecting material 7 that has been entirely subjected to a light-reflecting mask is closely attached between the scintillators of the scintillator group 1. A plurality of light guides 6 face each scintillator and are optically coupled. Each light guide 6
A transparent separator 3 provided with a light reflection mask in a required area is closely attached to the surfaces facing each other.
By changing the position and size of the light reflection mask of 1 in relation to the arrangement order of the scintillators, the same effect as that of the radiation detector of FIG. 1 can be obtained. When a white reflective film is used as the light reflecting material 7, when 0.1 mm to 0.2 mm, which is the substantial thickness, light generated in the scintillator leaks to the adjacent scintillator to some extent, causing crosstalk, which results in positional resolution. As shown in FIG. 7, after forming the aluminum vapor deposition surface 5 on one surface of the two white PET films 8 and then adhering the light shielding layer (aluminum vapor deposition film 0.5 μm thick). By providing this and using this as the light reflecting material 7, crosstalk can be prevented.

【0025】なお、上記の実施例では、48個のシンチ
レータと4個の光電子増倍管を光学的に結合して構成さ
れた放射線検出器を例にとって説明したが、本発明は、
これに限定されず、シンチレータや光電子増倍管の数は
任意に設定することができる。また、上記図1〜図3の
実施例では透明PETフィルムの両面にアルミ蒸着部を
形成したが、一方の面のみにアルミ蒸着部を設けても十
分な効果を得ることができ、また、セパレータの構成部
材として半透明のものを用いても同様な効果を得ること
ができる。
In the above embodiment, the radiation detector constructed by optically coupling 48 scintillators and 4 photomultiplier tubes has been described as an example. However, the present invention is not limited to this.
The number of scintillators and photomultiplier tubes is not limited to this, and can be set arbitrarily. In addition, although the aluminum vapor-deposited portions are formed on both surfaces of the transparent PET film in the embodiments of FIGS. 1 to 3, the aluminum vapor-deposited portions can be provided on only one surface to obtain a sufficient effect. The same effect can be obtained even if a semitransparent member is used as the constituent member.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明の放射線検出器は、上記のよう
に、複数本のシンチレータが各々対向する面に所要領域
に光反射マスクを施した光学的に透明または半透明のセ
パレータを密着し、かつ、このセパレータの光反射マス
クの位置と大きさあるいは透過度を各シンチレータの配
列順序に関連して変化させているので、セパレータの光
反射マスクの位置と面積あるいは透過度をそれぞれシン
チレータごとに細かく変化させることにより、ガンマ線
の入射位置を精度よく検出することができる。また、複
数のシンチレータ間に予めマスク処理したセパレータを
挿入するので、従来例に比較してその製作が容易であ
り、さらに、アレイの仕上がり精度が増すので、位置演
算精度が向上する。したがって、高分解能の放射線検出
器を容易かつ低コストで実現することができる。
As described above, the radiation detector of the present invention is such that a plurality of scintillators each have an optically transparent or semi-transparent separator provided with a light-reflective mask in a required area on the surface facing each other, Further, since the position and size of the light reflection mask of the separator or the transmittance is changed in relation to the arrangement order of the scintillators, the position and area of the light reflection mask of the separator or the transmittance of each scintillator are finely divided. By changing it, the incident position of the gamma ray can be accurately detected. Further, since a masked separator is inserted between a plurality of scintillators, it is easier to manufacture as compared with the conventional example, and further, the finishing accuracy of the array is increased, so that the position calculation accuracy is improved. Therefore, a high-resolution radiation detector can be easily realized at low cost.

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

【図1】本発明の放射線検出器の一実施例の外観斜視図
である。
FIG. 1 is an external perspective view of an embodiment of a radiation detector of the present invention.

【図2】図1の放射線検出器に用いるセパレータを示す
図である。
FIG. 2 is a diagram showing a separator used in the radiation detector of FIG.

【図3】図1の放射線検出器のA−A矢視断面図であ
る。
3 is a cross-sectional view taken along the line AA of the radiation detector of FIG.

【図4】位置検出演算部の概略構成を示したブロック図
である。
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a position detection calculation unit.

【図5】本発明の放射線検出器に用いるセパレータの他
の実施例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing another embodiment of the separator used in the radiation detector of the present invention.

【図6】本発明の放射線検出器の他の実施例の外観斜視
図である。
FIG. 6 is an external perspective view of another embodiment of the radiation detector of the present invention.

【図7】図6の放射線検出器に用いる光反射材の構成を
示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a light reflecting material used in the radiation detector of FIG.

【図8】第1の従来の放射線検出器の外観斜視図であ
る。
FIG. 8 is an external perspective view of a first conventional radiation detector.

【図9】第2の従来の放射線検出器の外観斜視図であ
る。
FIG. 9 is an external perspective view of a second conventional radiation detector.

【図10】第3の従来の放射線検出器の外観斜視図であ
る。
FIG. 10 is an external perspective view of a third conventional radiation detector.

【図11】第4の従来の放射線検出器の外観斜視図であ
る。
FIG. 11 is an external perspective view of a fourth conventional radiation detector.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シンチレータ群 2a〜2d 光電子増倍管 3 セパレータ 4 透明PETフィルム 5 アルミ蒸着部 6 ライトガイド 7 光反射材 8 白色PETフィルム 1 scintillator group 2a-2d photomultiplier tube 3 separator 4 Transparent PET film 5 Aluminum vapor deposition department 6 Light guide 7 Light reflector 8 White PET film

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 2次元的に密着配置された複数本のシン
チレータと、前記シンチレータ群に光学的に結合され、
かつ、前記シンチレータの本数よりも少ない複数本の光
電子増倍管を備えた放射線検出器において、前記各シン
チレータが各々対向する面に、所要領域に光反射マスク
を施した光学的に透明または半透明のセパレータを密着
し、かつ、前記セパレータの光反射マスクの位置と大き
さあるいは透過度を前記各シンチレータの配列順序に関
連して変化させたことを特徴とする放射線検出器。
1. A plurality of scintillators closely arranged two-dimensionally and optically coupled to the scintillator group,
And, in a radiation detector having a plurality of photomultiplier tubes less than the number of the scintillators, the respective scintillators face each other, optically transparent or semi-transparent with a light reflection mask in a required area. The radiation detector is characterized in that the separator is closely attached, and the position and size or the transmittance of the light reflection mask of the separator are changed in relation to the arrangement order of the scintillators.
【請求項2】 2次元的に密着配置された複数本のシン
チレータと、前記シンチレータ群に対向し、光学的に結
合された複数本のライトガイドと、このライトガイドに
光学的に結合され、かつ、前記シンチレータの本数より
も少ない複数本の光電子増倍管を備えた放射線検出器に
おいて、前記各シンチレータ間全てに光反射材を密着す
るとともに、前記各ライトガイドが各々対向する面に、
所要領域に光反射マスクを施した光学的に透明または半
透明のセパレータを密着し、かつ、前記セパレータの光
反射マスクの位置と大きさあるいは透過度を前記各シン
チレータの配列順序に関連して変化させたことを特徴と
する放射線検出器。
2. A plurality of scintillators closely arranged two-dimensionally, a plurality of light guides facing the scintillator group and optically coupled, and optically coupled to the light guides, In a radiation detector provided with a plurality of photomultiplier tubes less than the number of the scintillators, a light reflecting material is brought into close contact with all of the scintillators, and the light guides are respectively opposed to each other.
Adhering an optically transparent or semi-transparent separator provided with a light reflection mask in a required area, and changing the position and size or transmittance of the light reflection mask of the separator in relation to the arrangement order of the scintillators. A radiation detector characterized in that
【請求項3】 請求項1または請求項2に記載された放
射線検出器において、前記セパレータに施された光反射
マスクを金属の蒸着により形成したことを特徴とする放
射線検出器。
3. The radiation detector according to claim 1, wherein the light reflection mask formed on the separator is formed by vapor deposition of metal.
【請求項4】 請求項1または請求項2に記載された放
射線検出器において、前記セパレータに施された光反射
マスクが鏡面または白色であることを特徴とする放射線
検出器。
4. The radiation detector according to claim 1, wherein the light reflection mask applied to the separator is a mirror surface or white.
【請求項5】 請求項1または請求項2に記載された放
射線検出器において、前記シンチレータまたはライトガ
イドとセパレータを光学的接着剤で接着したことを特徴
とする放射線検出器。
5. The radiation detector according to claim 1 or 2, wherein the scintillator or the light guide and the separator are bonded together by an optical adhesive.
【請求項6】 請求項2に記載された放射線検出器にお
いて、前記光反射材として、中間に光学遮断層または鏡
面層が形成された白色の光反射マスクを用いたことを特
徴とする放射線検出器。
6. The radiation detector according to claim 2, wherein a white light reflection mask having an optical blocking layer or a mirror surface layer formed in the middle is used as the light reflecting material. vessel.
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