JP2005265706A - Radiation detector and method for manufacturing the same - Google Patents
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Description
本発明は、X線等の放射線を検出する放射線検出器及びその製造方法に関し、特に出力のばらつきを低減し高精度の検出が行えるものに関する。 The present invention relates to a radiation detector for detecting radiation such as X-rays and a method for manufacturing the same, and more particularly to a detector capable of reducing output variations and performing highly accurate detection.
X線診断装置の一つにX線コンピュータ断層撮影装置(以下、「X線CT装置」と称する)が知られている。X線CT装置は扇状のファンビームX線を照射するX線管と多数のX線検出素子を並設したX線検出器(放射線検出器)を被検体の断層面の中央に対向配置して構成されている。X線CT装置では、X線検出器に向けてX線管からファンビームX線を照射し、1回照射を行うごとに断層面に対して例えば角度を1度ずつ変えてゆくことによってX線吸収データを収集した後、このX線吸収デ−タをコンピュータで解析することによって被検体の断層面の個々の位置のX線吸収率を算出し、その吸収率に応じた画像を構成するものである。 An X-ray computed tomography apparatus (hereinafter referred to as “X-ray CT apparatus”) is known as one of X-ray diagnostic apparatuses. In the X-ray CT apparatus, an X-ray tube (radiation detector) in which an X-ray tube for irradiating a fan-shaped fan beam X-ray and a large number of X-ray detection elements are arranged in parallel is arranged in the center of the tomographic plane of the subject. It is configured. In the X-ray CT apparatus, a fan beam X-ray is irradiated from the X-ray tube toward the X-ray detector, and the X-ray is changed by changing the angle, for example, by 1 degree with respect to the tomographic plane every time irradiation is performed. After collecting the absorption data, this X-ray absorption data is analyzed by a computer to calculate the X-ray absorption rate at each position on the tomographic plane of the subject, and an image corresponding to the absorption rate is constructed. It is.
一方、CdWO4単結晶やGd2O2S:Pr蛍光体粉末を焼結したセラミックスシンチレータとシリコンフォトダイオードを組み合わせた放射線検出器が開発され実用化されている(例えば特許文献1参照)。これらの材料を用いた放射線検出器では、検出素子を小型化し、チャンネル数を増やすことが容易である。 On the other hand, a radiation detector combining a ceramic scintillator obtained by sintering a CdWO 4 single crystal or Gd 2 O 2 S: Pr phosphor powder and a silicon photodiode has been developed and put into practical use (for example, see Patent Document 1). In radiation detectors using these materials, it is easy to reduce the size of the detection element and increase the number of channels.
放射線検出器は、例えば図5に示すように構成されている。すなわち、放射線検出器100は、基板101と、この基板101上にフォトダイオード110と、このフォトダイオード110上に光学用接着剤で接着されたシンチレータブロック120とを備えている。
The radiation detector is configured, for example, as shown in FIG. That is, the
フォトダイオード110は、図中矢印X方向に並設された20個のフォトダイオード素子111を備えている。シンチレータブロック120は、図中矢印X方向に並設された20個のシンチレータ素子121と、これらシンチレータ素子121間に挟持されたセパレータ122とを備えている。すなわち、図6に示すように、1つのフォトダイオード素子111に1つのシンチレータ素子121が対応するように設けられている。
上述した放射線検出器であると次のような問題があった。すなわち、シンチレータ素子は焼結によって製造した後、所定形状に切り出すことによって成形するため、焼結時に結晶や粉末の密度・組成が不均一になりやすく、切り出した位置によって物理的性質が異なる場合がある。この結果、例えば図7に示すように、フォトダイオード110からの出力に数%程度のばらつきが生じ、鮮明な画像を構成する際の障害となる。
The radiation detector described above has the following problems. In other words, since the scintillator element is manufactured by sintering and then cut into a predetermined shape, the density and composition of crystals and powders are likely to be non-uniform during sintering, and the physical properties may vary depending on the position of cutting. is there. As a result, as shown in FIG. 7, for example, the output from the
そこで本発明は、出力のばらつきを低減することが可能な放射線検出器及びその製造方法を提供することを目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a radiation detector capable of reducing variations in output and a method for manufacturing the same.
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明の放射線検出器及びその製造方法は次のように構成されている。 In order to solve the above problems and achieve the object, the radiation detector and the manufacturing method thereof according to the present invention are configured as follows.
(1)基板と、この基板上に設けられ、セグメントが第1の方向に沿って配置されたフォトダイオードと、このフォトダイオード上に設けられ、前記第1の方向に交差する第2の方向に沿って複数積層されたシンチレータ素子からなるシンチレータブロックとを具備することを特徴とする放射線検出器。 (1) A substrate, a photodiode provided on the substrate and having a segment disposed along the first direction, and a second direction provided on the photodiode and intersecting the first direction. A radiation detector comprising a scintillator block composed of scintillator elements stacked along the scintillator element.
(2)上記(1)に記載された放射線検出器であって、前記第1の方向と前記第2の方向とは直交していることを特徴とする。 (2) The radiation detector according to (1), wherein the first direction and the second direction are orthogonal to each other.
(3)上記(1)に記載された放射線検出器であって、前記シンチレータブロックには、前記セグメント同士の境界に対応する位置に溝部が形成され、前記溝部にはセパレータが挿入されていることを特徴とする。 (3) The radiation detector according to (1), wherein the scintillator block has a groove formed at a position corresponding to a boundary between the segments, and a separator is inserted into the groove. It is characterized by.
(4)複数のシンチレータ素子を積層してシンチレータブロックを形成するシンチレータ素子積層工程と、フォトダイオードをそのセグメントが第1の方向に沿って配置されるよう基板上に設けるフォトダイオード取付工程と、前記シンチレータブロックを前記シンチレータブロックの積層方向を前記第1の方向と交差する第2の方向として前記フォトダイオード上に光学用接着剤を介して接着する接着工程とを備えていることを特徴とする。 (4) a scintillator element laminating step for laminating a plurality of scintillator elements to form a scintillator block; a photodiode mounting step for providing a photodiode on a substrate so that its segments are arranged along a first direction; An adhesion step of adhering the scintillator block onto the photodiode with an optical adhesive with the stacking direction of the scintillator block as a second direction intersecting the first direction.
(5)上記(4)に記載された放射線検出器製造方法であって、前記第1の方向と前記第2の方向とは直交していることを特徴とする。 (5) The radiation detector manufacturing method described in (4) above, wherein the first direction and the second direction are orthogonal to each other.
(6)上記(4)に記載された放射線検出器製造方法であって、前記シンチレータ素子積層工程の後に、前記セグメント同士の境界に対応する位置に溝部を形成する溝加工工程と、前記溝部にセパレータを挿入するセパレータ挿入工程を具備することを特徴とする。 (6) In the radiation detector manufacturing method described in (4) above, after the scintillator element stacking step, a groove processing step of forming a groove portion at a position corresponding to a boundary between the segments, and the groove portion A separator insertion step of inserting a separator is provided.
本発明によれば、出力のばらつきを低減することが可能となる。 According to the present invention, output variations can be reduced.
図1は本発明の第1の実施の形態に係る放射線検出器10を示す分解斜視図、図2は放射線検出器10におけるシンチレータブロック30とフォトダイオード20との位置関係を示す説明図、図3は放射線検出器10における出力のばらつきと、従来の放射線検出器における出力のばらつきとを比較して示す説明図、図4は放射線検出器10の製造工程を示す説明図である。
FIG. 1 is an exploded perspective view showing the
放射線検出器10は、ガラスエポキシ材等からなる基板11と、この基板11上にフォトダイオード20と、このフォトダイオード20上に光学用接着剤で接着されたシンチレータブロック30とを備えている。
The
フォトダイオード20は、図中矢印X方向に並設された20個のフォトダイオード素子21を備えている。シンチレータブロック30は、図中矢印Y方向に並設された複数のシンチレータ素子31と、これらシンチレータ素子31間に設けられ光反射材や散乱X線の吸収を行うモリブデン等からなるセパレータ板32とを備えている。
The
フォトダイオード20とシンチレータブロック30とは、図2に示すように、フォトダイオード20のフォトダイオード素子21の並設方向(矢印X方向)と、シンチレータ素子31の積層方向(矢印Y方向)とが直交するように配置されている。
As shown in FIG. 2, in the
次に、このような放射線検出器10の製造工程について説明する。予め、焼結により形成された塊状のシンチレータからシンチレータ素子Pを切り出す。シンチレータ素子Pは、例えば縦1mm×横2mm×長さ30mmである。このシンチレータ素子Pの長手辺同士を光学用接着剤により接着する。なお、折れ曲がり防止のためにシンチレータ素子P間にセパレータSを入れるようにしてもよい。
Next, the manufacturing process of such a
次に、図中Y方向に沿って溝Gを形成する。溝Gはフォトダイオード素子21同士の境界位置に対応している。次に、セパレータSを溝Gに挿入する。
Next, a groove G is formed along the Y direction in the drawing. The groove G corresponds to the boundary position between the
次に、両面研磨を行い所定寸法に仕上げた後、フォトダイオード20に光学用接着剤を用いて接着する。
Next, after double-side polishing and finishing to a predetermined size, it is bonded to the
上述した放射線検出器10によれば、20個のフォトダイオード素子21の並設方向(矢印X方向)と、シンチレータ素子31の積層方向(矢印Y方向)とが直交するように配置されているため、各フォトダイオード素子21には、それぞれに共通する6つのシンチレータ素子31が対応する。このため、シンチレータ素子31毎に組成・密度の不均一があって物理的特性が異なる場合があっても各フォトダイオード素子21に共通して設けられているため、ばらつきが平均化される。したがって、図3に示すように、1/6〜1/2程度のばらつきとなり、画像を構成するための精度を十分に得ることが可能となる。なお、点線Qは従来の放射線検出器の出力を示すものである。なお、放射線検出器10であっても多少のばらつきはあるが、これは1つのシンチレータ素子31内の組成・密度の不均一性に由来するものと考えられる。
According to the
上述したように本実施の形態に係る放射線検出器10によれば、シンチレータ素子31毎の組成・密度の不均一性を平均化することができるので、フォトダイオード素子21毎の出力のばらつきを防止することが可能となる。したがって、X線CT装置等のX線検出器として用いた場合に、鮮明な画像を構成することが可能となる。
As described above, according to the
なお、溝Gの形成を行わず、セパレータSを省略し、セパレータ32を設けない簡易な構成とすることも可能である。
It is also possible to adopt a simple configuration in which the groove G is not formed, the separator S is omitted, and the
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
10…放射線検出器、20…フォトダイオード、21…フォトダイオード素子、30…シンチレータブロック、31…シンチレータ素子、32…セパレータ板。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
この基板上に設けられ、セグメントが第1の方向に沿って配置されたフォトダイオードと、
このフォトダイオード上に設けられ、前記第1の方向に交差する第2の方向に沿って複数積層されたシンチレータ素子からなるシンチレータブロックとを具備することを特徴とする放射線検出器。 A substrate,
A photodiode provided on the substrate and having segments disposed along the first direction;
A radiation detector comprising: a scintillator block that is provided on the photodiode and includes a plurality of scintillator elements stacked in a second direction crossing the first direction.
フォトダイオードをそのセグメントが第1の方向に沿って配置されるよう基板上に設けるフォトダイオード取付工程と、
前記シンチレータブロックを前記シンチレータブロックの積層方向を前記第1の方向と交差する第2の方向として前記フォトダイオード上に光学用接着剤を介して接着する接着工程とを備えていることを特徴とする放射線検出器製造方法。 A scintillator element laminating step of laminating a plurality of scintillator elements to form a scintillator block;
A photodiode mounting step of providing the photodiode on the substrate such that the segment is disposed along the first direction;
An adhesion step of adhering the scintillator block on the photodiode via an optical adhesive with a laminating direction of the scintillator block as a second direction intersecting the first direction. Radiation detector manufacturing method.
前記溝部にセパレータを挿入するセパレータ挿入工程を具備することを特徴とする請求項4に記載の放射線検出器製造方法。 After the scintillator element laminating step, a groove processing step of forming a groove portion at a position corresponding to the boundary between the segments,
The radiation detector manufacturing method according to claim 4, further comprising a separator insertion step of inserting a separator into the groove portion.
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