JP2010139375A - Scintillator, radiation detector, and method for manufacturing scintillator - Google Patents

Scintillator, radiation detector, and method for manufacturing scintillator Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a scintillator which can be manufactured easily and can realize high position resolution, a radiation detector and a method for manufacturing the scintillator. <P>SOLUTION: The scintillator 2A includes a crystal block 20 which allows the incidence of radiation to emit scintillation light. Inside the crystal block 20, modification regions 21 are formed. The modification regions 21 are formed by applying laser light inside the crystal block 20 and have a refractive index inside it which is different from that around it. Each of the modification regions 21 is shaped like a strip with a prescribed first direction taken as the longitudinal direction, and they are laid out mutually at intervals in the two-dimensional direction intersecting the first direction in the crystal block 20. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、シンチレータ、放射線検出器、およびシンチレータの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a scintillator, a radiation detector, and a method for manufacturing the scintillator.

放射線検出器は、例えばＰＥＴ（Positron Emission Tomography）装置に用いられる。ＰＥＴ装置に用いられる放射線検出器は、陽電子放出アイソトープ（ＲＩ線源）が投入された被検体内における電子・陽電子の対消滅に伴って発生し互いに逆方向に飛行する一対のガンマ線を検出する。ＰＥＴ装置は、複数の放射線検出器を利用した同時計数法により一対のガンマ線を検出し、この同時計数情報を蓄積してヒストグラムを作成する。そして、ＰＥＴ装置は、このヒストグラムに基づいて、測定空間における一対のガンマ線の発生頻度の空間分布を表す画像を再構成する。このＰＥＴ装置は核医学分野等で重要な役割を果たしており、これを用いて例えば生体機能や脳の高次機能の研究を行うことができる。   The radiation detector is used in, for example, a PET (Positron Emission Tomography) apparatus. A radiation detector used in a PET apparatus detects a pair of gamma rays that are generated in association with the annihilation of electrons and positrons in a subject to which a positron emission isotope (RI radiation source) is injected and fly in opposite directions. The PET apparatus detects a pair of gamma rays by a coincidence method using a plurality of radiation detectors, accumulates the coincidence information, and creates a histogram. Then, the PET apparatus reconstructs an image representing the spatial distribution of the frequency of occurrence of a pair of gamma rays in the measurement space based on this histogram. This PET apparatus plays an important role in the field of nuclear medicine and the like, and can be used to study, for example, biological functions and higher-order brain functions.

このようなＰＥＴ装置等において好適に用いられる放射線検出器として、シンチレータおよび光検出器を備えているものがある。シンチレータは、入射したガンマ線を吸収してシンチレーション光を発生する。光検出器は、シンチレータ表面に取り付けられ、シンチレーション光を検出する。このような構成により、シンチレータにおけるガンマ線入射位置およびガンマ線量が特定される。   As a radiation detector suitably used in such a PET apparatus or the like, there is one provided with a scintillator and a photodetector. The scintillator absorbs incident gamma rays and generates scintillation light. The photodetector is attached to the scintillator surface and detects scintillation light. With such a configuration, the gamma ray incident position and the gamma dose in the scintillator are specified.

特許文献１には、シンチレータおよび光検出器を備える放射線検出器が開示されている。この文献に記載されたシンチレータは、シンチレーション光の進行方向を制限する光導体領域を内部に有している。このような光導体領域の例としては、実質的に異なる屈折率の媒体間の界面、反射フィルム、気泡、欠陥、結晶粒界のような結晶欠陥などが挙げられている。   Patent Document 1 discloses a radiation detector including a scintillator and a photodetector. The scintillator described in this document has a light guide region inside that restricts the traveling direction of the scintillation light. Examples of such photoconductor regions include interfaces between media having substantially different refractive indices, reflective films, bubbles, defects, crystal defects such as crystal grain boundaries, and the like.

また、特許文献２には、フェムト秒パルスレーザ光による多光子吸収を用いて、シリコン基板、シリカガラス、サファイア等の加工対象物の内部に、屈折率が周囲と異なるアモルファス構造の改質領域を形成する技術が開示されている。
特表２００７−５３２８６４号公報 特開２００５−２９３７３５号公報 Further, in Patent Document 2, a modified region having an amorphous structure with a refractive index different from that of the surroundings is formed inside a workpiece such as a silicon substrate, silica glass, or sapphire by using multiphoton absorption by femtosecond pulsed laser light. A forming technique is disclosed.
Special table 2007-532864 gazette JP 2005-293735 A

従来より、ＰＥＴ等で用いられている放射線検出器のシンチレータは、複数のシンチレータセルを２次元的あるいは３次元的に配列したシンチレータアレイによって実現されている。このようなシンチレータアレイにおいて位置分解能を向上するには個々のシンチレータセルを小さくする必要があり、近年ではシンチレータセルのピッチが数ミリメートルないしサブミリメートル程度であることが求められている。しかし、シンチレータセルを小さくするほどシンチレータアレイの組み立てが困難となり、製造期間の長期化や製造コストの増大を招いてしまう。また、個々のシンチレータセルを機械的に加工する必要があるので、シンチレータセルの小型化には限界がある。したがって、放射線検出器の位置分解能ひいてはＰＥＴの解像度の向上が抑制されてしまう。   Conventionally, a scintillator of a radiation detector used in PET or the like is realized by a scintillator array in which a plurality of scintillator cells are arranged two-dimensionally or three-dimensionally. In order to improve the position resolution in such a scintillator array, it is necessary to reduce the size of each scintillator cell, and in recent years, it is required that the pitch of the scintillator cell is about several millimeters to sub-millimeters. However, the smaller the scintillator cell is, the more difficult it is to assemble the scintillator array, leading to a longer manufacturing period and an increased manufacturing cost. Moreover, since it is necessary to machine each scintillator cell mechanically, there is a limit to downsizing the scintillator cell. Therefore, an improvement in the position resolution of the radiation detector and thus the resolution of the PET is suppressed.

なお、特許文献１に記載された技術では、光導体領域が放射線に対して不感領域となってしまい、シンチレータの放射線検出感度が低下してしまう。また、特許文献２に記載された技術は光メモリ素子を生産する方法であって、放射線検出器とは異なる。   In the technique described in Patent Document 1, the light guide region becomes a region insensitive to radiation, and the radiation detection sensitivity of the scintillator is lowered. The technique described in Patent Document 2 is a method for producing an optical memory element, and is different from a radiation detector.

本発明は、上記した問題点を鑑みてなされたものであり、容易に製造でき、且つ高い位置分解能を実現できるシンチレータ、放射線検出器、およびシンチレータの製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a scintillator, a radiation detector, and a scintillator manufacturing method that can be easily manufactured and can realize high position resolution.

上記した課題を解決するために、本発明によるシンチレータは、放射線の入射によりシンチレーション光を発生する結晶塊を備え、該結晶塊の表面と光学的に結合される複数の光検出器または位置検出型光検出器にシンチレーション光を提供するために用いられるシンチレータであって、結晶塊の内部にレーザ光を照射することにより形成され、結晶塊の内部において周囲と異なる屈折率を有する複数の改質領域を有し、複数の改質領域は、所定の第１の方向を長手方向とする細長形状を各々呈しており、結晶塊における第１の方向と交差する二次元方向に互いに間隔をあけて配置されていることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, a scintillator according to the present invention includes a crystal mass that generates scintillation light upon incidence of radiation, and a plurality of photodetectors or position detection types that are optically coupled to the surface of the crystal mass. A scintillator used to provide scintillation light to a photodetector, and is formed by irradiating a laser beam inside a crystal mass, and a plurality of modified regions having a refractive index different from the surroundings inside the crystal mass The plurality of modified regions each have an elongated shape having a predetermined first direction as a longitudinal direction, and are arranged at intervals in a two-dimensional direction intersecting the first direction in the crystal mass. It is characterized by being.

上記したシンチレータにおいては、周囲と異なる屈折率を有し細長形状を呈する複数の改質領域が、その長手方向（第１の方向）と交差する二次元方向に互いに間隔をあけて配置されているので、第１の方向と交差する方向へのシンチレーション光の移動が複数の改質領域によって妨げられる。これにより、シンチレーション光を第１の方向に沿って進行させることができるので、第１の方向と交差する面内においてシンチレーション光の位置分解能が得られる。したがって、例えば第１の方向と交差する結晶塊の端面に複数の光検出器または位置検出型光検出器を配置すれば、入射位置に応じて複数の光検出器のそれぞれにまたは位置検出型光検出器にシンチレーション光を好適に配分することができる。   In the scintillator described above, a plurality of modified regions having an elongated shape having a refractive index different from the surroundings are arranged at intervals in a two-dimensional direction intersecting the longitudinal direction (first direction). Therefore, the movement of the scintillation light in the direction crossing the first direction is hindered by the plurality of modified regions. Thereby, since the scintillation light can travel along the first direction, the position resolution of the scintillation light can be obtained in the plane intersecting the first direction. Therefore, for example, if a plurality of photodetectors or position detection type photodetectors are arranged on the end face of the crystal block intersecting the first direction, each of the plurality of photodetectors or the position detection type light depending on the incident position. Scintillation light can be suitably distributed to the detector.

そして、このような複数の改質領域をレーザ光を照射して形成することにより、例えば太さ数μｍといった極めて細い改質領域を結晶塊内部の任意の位置に高密度に形成することができる。したがって、上記したシンチレータによれば、複数のシンチレータセルを２次元的あるいは３次元的に配列する従来の方法と比較して、高い位置分解能を実現することができる。また、上記したシンチレータによれば、結晶塊にレーザ光を照射することにより複数の改質領域を形成するので、複数の改質領域を形成する際に機械的な加工が必要なく、複数のシンチレータセルを配列する従来の方法と比較して当該シンチレータの製造が格段に容易となる。   Then, by forming such a plurality of modified regions by irradiating laser light, it is possible to form a very thin modified region having a thickness of, for example, several μm at a high density at an arbitrary position inside the crystal mass. . Therefore, according to the scintillator described above, a higher position resolution can be realized as compared with the conventional method in which a plurality of scintillator cells are arranged two-dimensionally or three-dimensionally. Further, according to the scintillator described above, since the plurality of modified regions are formed by irradiating the crystal lump with laser light, mechanical processing is not necessary when forming the plurality of modified regions, and the plurality of scintillators Compared with the conventional method of arranging cells, the production of the scintillator becomes much easier.

また、上記シンチレータにおいては、複数の改質領域のそれぞれが、第１の方向における結晶塊の一端面と他端面との間で連続して延在してもよい。或いは、複数の改質領域のそれぞれが、第１の方向における結晶塊の一端面と他端面との間で断続的に形成されていてもよい。複数の改質領域のそれぞれがこれらのうち何れの形態を有していても、上述した本発明の効果を好適に得ることができる。   In the scintillator, each of the plurality of modified regions may continuously extend between one end surface and the other end surface of the crystal lump in the first direction. Alternatively, each of the plurality of modified regions may be intermittently formed between one end surface and the other end surface of the crystal lump in the first direction. Even if each of the plurality of modified regions has any of these forms, the above-described effects of the present invention can be suitably obtained.

また、上記シンチレータにおいては、複数の改質領域のそれぞれが、第１の方向から見て格子点状に配列されていてもよい。或いは、シンチレータは、複数の改質領域のそれぞれが、第１の方向から見て不規則に分散して配置されていてもよい。複数の改質領域のそれぞれがこれらのうち何れの形態を有していても、上述した本発明の効果を好適に得ることができる。   In the scintillator, each of the plurality of modified regions may be arranged in a lattice point shape when viewed from the first direction. Alternatively, in the scintillator, each of the plurality of modified regions may be irregularly distributed as viewed from the first direction. Even if each of the plurality of modified regions has any of these forms, the above-described effects of the present invention can be suitably obtained.

また、上記シンチレータは、複数の改質領域とは別に、結晶塊の内部にレーザ光を照射することにより形成され、結晶塊の内部において周囲と異なる屈折率を有する複数の第２の改質領域を更に有し、複数の第２の改質領域は、第１の方向と交差する所定の第２の方向を長手方向とする細長形状を各々呈しており、結晶塊における第２の方向と交差する二次元方向に互いに間隔をあけて配置されていることを特徴としてもよい。このような構成により、第２の方向と交差する面内においてもシンチレーション光の位置分解能が得られるので、例えば第２の方向と交差する結晶塊の端面に複数の光検出器または位置検出型光検出器を更に配置すれば、これらの光検出器に対しても入射位置に応じてシンチレーション光を好適に配分することができる。   The scintillator is formed by irradiating the inside of the crystal mass with laser light separately from the plurality of modified regions, and a plurality of second modified regions having a refractive index different from the surroundings inside the crystal mass. The plurality of second modified regions each have an elongated shape whose longitudinal direction is a predetermined second direction that intersects the first direction, and intersects the second direction in the crystal lump. The two-dimensional directions may be spaced apart from each other. With such a configuration, the position resolution of scintillation light can be obtained even in a plane that intersects the second direction, so that, for example, a plurality of photodetectors or position-sensing light is provided on the end face of the crystal mass that intersects the second direction. If further detectors are arranged, scintillation light can be suitably distributed to these photodetectors according to the incident position.

また、上記シンチレータは、複数の改質領域のそれぞれが、結晶塊の内部において発生したシンチレーション光がその発生位置に応じた配分比率で複数の光検出器それぞれにまたは位置検出型光検出器に配分されるように配置されていることを特徴としてもよい。これにより、シンチレータへの放射線の入射位置を容易に算出することができる。   In the scintillator, each of the plurality of modified regions distributes the scintillation light generated inside the crystal mass to each of the plurality of photodetectors or to the position detection type photodetector at a distribution ratio according to the generation position. It is good also as arrange | positioning. Thereby, the incident position of the radiation to the scintillator can be easily calculated.

また、上記シンチレータは、複数の改質領域が、屈折率が周囲より小さい領域、光を散乱する領域、および回折型レンズを構成する領域のうち少なくとも一つであることを特徴としてもよい。これにより、レーザ光の照射により形成され周囲と異なる屈折率を有する複数の改質領域を好適に実現できる。   The scintillator may be characterized in that the plurality of modified regions are at least one of a region having a refractive index smaller than the surroundings, a region that scatters light, and a region that constitutes a diffractive lens. Thereby, it is possible to preferably realize a plurality of modified regions formed by laser light irradiation and having a refractive index different from the surroundings.

また、本発明による放射線検出器は、上記した何れかのシンチレータと、第１の方向における結晶塊の端面と光学的に結合された複数の光検出器または位置検出型光検出器とを備えることを特徴とする。この放射線検出器は上記シンチレータを備えるので、容易に製造でき、且つ高い位置分解能を実現できる。   The radiation detector according to the present invention includes any one of the scintillators described above, and a plurality of photodetectors or position detection type photodetectors optically coupled to the end face of the crystal block in the first direction. It is characterized by. Since this radiation detector includes the scintillator, it can be easily manufactured and can realize high position resolution.

また、本発明によるシンチレータの製造方法は、放射線の入射によりシンチレーション光を発生する結晶塊を備え、該結晶塊の表面と光学的に結合される複数の光検出器または位置検出型光検出器にシンチレーション光を提供するために用いられるシンチレータを製造する方法であって、結晶塊の内部にレーザ光を照射することにより、結晶塊の内部において周囲と異なる屈折率を有する複数の改質領域を形成する工程を含み、上記工程において、所定の第１の方向を長手方向とする細長形状を各々呈するように、且つ結晶塊における第１の方向と交差する二次元方向に互いに間隔をあけて配置されるように複数の改質領域を形成することを特徴とする。   The scintillator manufacturing method according to the present invention includes a crystal lump that generates scintillation light upon incidence of radiation, and includes a plurality of photodetectors or position detection type photodetectors optically coupled to the surface of the crystal lump. A method of manufacturing a scintillator used to provide scintillation light, wherein a plurality of modified regions having different refractive indices from the surroundings are formed inside the crystal mass by irradiating the inside of the crystal mass with laser light. In the above-described steps, each of the above-mentioned steps is arranged so as to exhibit an elongated shape having a predetermined first direction as a longitudinal direction and spaced apart from each other in a two-dimensional direction intersecting the first direction in the crystal mass. A plurality of modified regions are formed as described above.

上記したシンチレータの製造方法では、周囲と異なる屈折率を有し細長形状を呈する複数の改質領域を、その長手方向（第１の方向）と交差する二次元方向に互いに間隔をあけて配置するので、当該方法により製造されるシンチレータにおいて、第１の方向と交差する方向へのシンチレーション光の移動が複数の改質領域によって妨げられる。これにより、シンチレーション光を第１の方向に沿って進行させることができるので、第１の方向と交差する面内においてシンチレーション光の位置分解能が得られる。したがって、例えば第１の方向と交差する結晶塊の端面に複数の光検出器または位置検出型光検出器を配置すれば、入射位置に応じて複数の光検出器のそれぞれにまたは位置検出型光検出器にシンチレーション光を好適に配分することができる。   In the above-described scintillator manufacturing method, a plurality of modified regions having a refractive index different from the surroundings and exhibiting an elongated shape are arranged at intervals in a two-dimensional direction intersecting the longitudinal direction (first direction). Therefore, in the scintillator manufactured by the method, the movement of the scintillation light in the direction intersecting the first direction is hindered by the plurality of modified regions. Thereby, since the scintillation light can travel along the first direction, the position resolution of the scintillation light can be obtained in the plane intersecting the first direction. Therefore, for example, if a plurality of photodetectors or position detection type photodetectors are arranged on the end face of the crystal block intersecting the first direction, each of the plurality of photodetectors or the position detection type light depending on the incident position. Scintillation light can be suitably distributed to the detector.

そして、このような複数の改質領域をレーザ光を照射して形成することにより、例えば太さ数μｍといった極めて細い改質領域を結晶塊内部の任意の位置に高密度に形成することができる。したがって、上記したシンチレータの製造方法によれば、複数のシンチレータセルを２次元的あるいは３次元的に配列する従来の方法と比較して、高い位置分解能を実現することができる。また、上記したシンチレータの製造方法によれば、結晶塊にレーザ光を照射することにより複数の改質領域を形成するので、複数の改質領域を形成する際に機械的な加工が必要なく、複数のシンチレータセルを配列する従来の方法と比較して当該シンチレータの製造が格段に容易となる。   Then, by forming such a plurality of modified regions by irradiating laser light, it is possible to form a very thin modified region having a thickness of, for example, several μm at a high density at an arbitrary position inside the crystal mass. . Therefore, according to the scintillator manufacturing method described above, a higher position resolution can be realized as compared with the conventional method in which a plurality of scintillator cells are arranged two-dimensionally or three-dimensionally. In addition, according to the above-described scintillator manufacturing method, a plurality of modified regions are formed by irradiating a crystal lump with laser light, so that mechanical processing is not necessary when forming a plurality of modified regions, The manufacturing of the scintillator becomes much easier compared to the conventional method of arranging a plurality of scintillator cells.

また、上記したシンチレータの製造方法は、複数の改質領域のそれぞれを、第１の方向における結晶塊の一端面と他端面との間で連続して延在するように形成することを特徴としてもよい。或いは、上記したシンチレータの製造方法は、複数の改質領域のそれぞれを、第１の方向における結晶塊の一端面と他端面との間で断続的に形成することを特徴としてもよい。複数の改質領域のそれぞれをこれらのうち何れの形態として形成しても、上述した本発明の効果を好適に得ることができる。   The scintillator manufacturing method described above is characterized in that each of the plurality of modified regions is formed so as to continuously extend between one end surface and the other end surface of the crystal lump in the first direction. Also good. Alternatively, the above-described scintillator manufacturing method may be characterized in that each of the plurality of modified regions is intermittently formed between one end surface and the other end surface of the crystal lump in the first direction. Even if each of the plurality of modified regions is formed in any of these forms, the above-described effects of the present invention can be suitably obtained.

また、上記したシンチレータの製造方法は、複数の改質領域のそれぞれを、第１の方向から見て格子点状に配列させることを特徴としてもよい。或いは、上記したシンチレータの製造方法は、複数の改質領域のそれぞれを、第１の方向から見て不規則に分散して配置させることを特徴としてもよい。複数の改質領域のそれぞれをこれらのうち何れの形態として形成しても、上述した本発明の効果を好適に得ることができる。   In addition, the scintillator manufacturing method described above may be characterized in that each of the plurality of modified regions is arranged in a lattice point shape when viewed from the first direction. Alternatively, the above-described scintillator manufacturing method may be characterized in that each of the plurality of modified regions is irregularly distributed as viewed from the first direction. Even if each of the plurality of modified regions is formed in any of these forms, the above-described effects of the present invention can be suitably obtained.

また、上記したシンチレータの製造方法は、複数の改質領域とは別に、結晶塊の内部にレーザ光を照射することにより、結晶塊の内部において周囲と異なる屈折率を有する複数の第２の改質領域を更に形成するとともに、複数の第２の改質領域を、第１の方向と交差する所定の第２の方向を長手方向とする細長形状を各々呈するように、且つ結晶塊における第２の方向と交差する二次元方向に互いに間隔をあけて配置されるように形成することを特徴としてもよい。このような方法により製造されるシンチレータにおいては、第２の方向と交差する面内においてもシンチレーション光の位置分解能が得られるので、例えば第２の方向と交差する結晶塊の端面に複数の光検出器または位置検出型光検出器を更に配置すれば、これらの光検出器に対しても入射位置に応じてシンチレーション光を好適に配分することができる。   In addition, the above scintillator manufacturing method irradiates the inside of the crystal mass with laser light separately from the plurality of modified regions, so that a plurality of second modified materials having a refractive index different from the surroundings inside the crystal mass. And further forming a plurality of second modified regions such that each of the plurality of second modified regions has an elongated shape having a predetermined second direction intersecting the first direction as a longitudinal direction, and the second in the crystal mass. It is good also as forming so that it may arrange | position at intervals in the two-dimensional direction which cross | intersects. In the scintillator manufactured by such a method, the position resolution of the scintillation light can be obtained even in the plane intersecting the second direction. For example, a plurality of light detections are performed on the end face of the crystal block intersecting the second direction. If a detector or a position detection type photodetector is further arranged, scintillation light can be suitably distributed to these photodetectors according to the incident position.

また、上記したシンチレータの製造方法は、複数の改質領域のそれぞれを、結晶塊の内部において発生したシンチレーション光がその発生位置に応じた配分比率で複数の光検出器それぞれにまたは位置検出型光検出器に配分されるように配置することを特徴としてもよい。これにより、シンチレータへの放射線の入射位置を容易に算出することができる。   Further, the scintillator manufacturing method described above is configured such that each of the plurality of modified regions is divided into each of the plurality of photodetectors or the position detection type light at a distribution ratio according to the generation position of the scintillation light generated inside the crystal mass. It may be characterized by being arranged so as to be distributed to the detectors. Thereby, the incident position of the radiation to the scintillator can be easily calculated.

また、上記したシンチレータの製造方法は、複数の改質領域が、屈折率が周囲より小さい領域、光を散乱する領域、および回折型レンズを構成する領域のうち少なくとも一つであることを特徴としてもよい。これにより、レーザ光の照射により形成され周囲と異なる屈折率を有する複数の改質領域を好適に実現できる。   In the scintillator manufacturing method described above, the plurality of modified regions are at least one of a region having a refractive index smaller than the surroundings, a region that scatters light, and a region that constitutes a diffractive lens. Also good. Thereby, it is possible to preferably realize a plurality of modified regions formed by laser light irradiation and having a refractive index different from the surroundings.

本発明によれば、容易に製造でき、且つ高い位置分解能を実現可能なシンチレータ、放射線検出器、およびシンチレータの製造方法を提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide a scintillator, a radiation detector, and a scintillator manufacturing method that can be easily manufactured and that can realize high position resolution.

以下、添付図面を参照しながら本発明によるシンチレータ、放射線検出器、およびシンチレータの製造方法の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、以下に示す図において、図示の都合上、シンチレータ結晶塊の内部に形成される改質領域を実線で描いている。   Embodiments of a scintillator, a radiation detector, and a scintillator manufacturing method according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Moreover, in the figure shown below, the modification area | region formed inside a scintillator crystal lump is drawn with the continuous line for convenience of illustration.

まず、本発明に係るシンチレータ、及びこのシンチレータを備える放射線検出器の一実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る放射線検出器１の外観を示す斜視図である。また、図２は、放射線検出器１が備えるシンチレータ２Ａの内部構成を示す斜視図である。なお、理解を容易にするため、図１及び図２にはＸＹＺ直交座標系が示されている。   First, an embodiment of a scintillator according to the present invention and a radiation detector including the scintillator will be described. FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of the radiation detector 1 according to the present embodiment. FIG. 2 is a perspective view showing an internal configuration of a scintillator 2A included in the radiation detector 1. For easy understanding, FIGS. 1 and 2 show an XYZ orthogonal coordinate system.

本実施形態の放射線検出器１は、シンチレータ２Ａの他、シンチレータ２Ａの表面と光学的に結合される複数の光検出器３を備えている。   The radiation detector 1 of this embodiment includes a plurality of photodetectors 3 that are optically coupled to the surface of the scintillator 2A in addition to the scintillator 2A.

シンチレータ２Ａは、複数の光検出器３にシンチレーション光を提供するための部材である。シンチレータ２Ａは、ガンマ線などの放射線の入射によりシンチレーション光を発生する結晶塊（シンチレータ結晶）２０により構成されている。この結晶塊２０は、例えば多面体状や球形状といった様々な外観を有することができるが、本実施形態の結晶塊２０は略直方体状の外観を有しており、ＸＹ平面に沿った一対の矩形の端面２０ａ，２０ｂ（図２を参照）と、該端面２０ａ，２０ｂと直交しＹＺ平面に沿った一対の矩形の側面２０ｃ，２０ｄと、端面２０ａ，２０ｂ及び側面２０ｃ，２０ｄと直交しＺＸ平面に沿った一対の矩形の側面２０ｅ，２０ｆとを有している。なお、結晶塊２０の寸法は、例えば一辺１０ｍｍである。   The scintillator 2 </ b> A is a member for providing scintillation light to the plurality of photodetectors 3. The scintillator 2A is composed of a crystal lump (scintillator crystal) 20 that generates scintillation light upon incidence of radiation such as gamma rays. The crystal lump 20 can have various appearances such as a polyhedron shape and a spherical shape, but the crystal lump 20 of the present embodiment has a substantially rectangular parallelepiped appearance, and a pair of rectangles along the XY plane. End surfaces 20a, 20b (see FIG. 2), a pair of rectangular side surfaces 20c, 20d orthogonal to the end surfaces 20a, 20b and along the YZ plane, and the end surfaces 20a, 20b and side surfaces 20c, 20d orthogonal to the ZX plane. And a pair of rectangular side surfaces 20e and 20f. In addition, the dimension of the crystal lump 20 is 10 mm per side, for example.

シンチレータ２Ａは、結晶塊２０に入射した放射線を吸収し、その線量に応じた強さのシンチレーション光を発生する。結晶塊２０は、例えばＢｉ４Ｇｅ３Ｏ１２（ＢＧＯ）、ＣｅがドープされたＬｕ２ＳｉＯ５（ＬＳＯ）、Ｌｕ２（１−Ｘ）Ｙ２ＸＳｉＯ５（ＬＹＳＯ）、Ｇｄ２ＳｉＯ５（ＧＳＯ）、ＰｒがドープされたＬｕＡＧ（Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２）などの結晶によって好適に構成される。 The scintillator 2A absorbs the radiation incident on the crystal mass 20, and generates scintillation light having an intensity corresponding to the dose. The crystal mass 20 includes, for example, Bi 4 Ge 3 O 12 (BGO), Ce 2 doped Lu 2 SiO 5 (LSO), Lu 2 (1-X) Y 2X SiO 5 (LYSO), Gd 2 SiO 5 (GSO). ) And Pr, doped with a crystal such as LuAG (Lu 3 Al 5 O 12 ) doped with Pr.

複数の光検出器３は、例えば光電子増倍管やアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ：Avalance Photo Diode）、或いはＭＰＰＣ（Multi-Pixel PhotonCounter）といった半導体光検出器により好適に構成される。なお、ＭＰＰＣは、複数のガイガーモードＡＰＤのピクセルから成るフォトンカウンティングデバイスである。本実施形態の放射線検出器１は３２個の光検出器３を備えており、そのうち１６個の光検出器３は結晶塊２０の端面２０ａと対向するように結晶塊２０上に取り付けられており、他の１６個の光検出器３は結晶塊２０の端面２０ｂと対向するように結晶塊２０上に取り付けられている。これにより、１６個の光検出器３は結晶塊２０の端面２０ａと光学的に結合され、他の１６個の光検出器３は結晶塊２０の端面２０ｂと光学的に結合されている。   The plurality of photodetectors 3 are preferably configured by a semiconductor photodetector such as a photomultiplier tube, an avalanche photodiode (APD), or an MPPC (Multi-Pixel PhotonCounter). The MPPC is a photon counting device composed of a plurality of Geiger mode APD pixels. The radiation detector 1 of this embodiment includes 32 photodetectors 3, of which 16 photodetectors 3 are attached on the crystal mass 20 so as to face the end surface 20 a of the crystal mass 20. The other 16 photodetectors 3 are mounted on the crystal mass 20 so as to face the end face 20 b of the crystal mass 20. Thus, the 16 photodetectors 3 are optically coupled to the end surface 20 a of the crystal mass 20, and the other 16 photodetectors 3 are optically coupled to the end surface 20 b of the crystal mass 20.

より具体的には、結晶塊２０の端面２０ａ上に取り付けられた１６個の光検出器３は、端面２０ａを縦４列、横４列の合計１６箇所の正方形領域に分割した各々の領域上にそれぞれ配置されており、１つの二次元半導体光検出器アレイを構成している。同様に、結晶塊２０の端面２０ｂ上に取り付けられた１６個の光検出器３もまた、端面２０ｂを縦４列、横４列の合計１６箇所の正方形領域に分割した各々の領域上にそれぞれ配置されており、１つの２次元半導体光検出器アレイを構成している。結晶塊２０の内部において発生したシンチレーション光は、その発生位置に応じて各光検出器３へ配分され、各光検出器３からの出力比に基づいて、シンチレーション光の発生位置が特定される。   More specifically, the 16 photodetectors 3 mounted on the end surface 20a of the crystal mass 20 are arranged on each region obtained by dividing the end surface 20a into a total of 16 square regions of 4 rows and 4 rows. Are arranged to form one two-dimensional semiconductor photodetector array. Similarly, the sixteen photodetectors 3 mounted on the end surface 20b of the crystal mass 20 are also formed on the respective regions obtained by dividing the end surface 20b into a total of 16 square regions of 4 rows and 4 rows. Arranged to form one two-dimensional semiconductor photodetector array. The scintillation light generated inside the crystal block 20 is distributed to each photodetector 3 according to the generation position, and the generation position of the scintillation light is specified based on the output ratio from each photodetector 3.

なお、結晶塊２０の端面２０ａに取り付けられた１６個の光検出器と、対向する端面２０ｂに取り付けられた他の１６個の光検出器に代えて、端面２０ａ及び２０ｂにそれぞれ単一の位置検出型光検出器を取り付けて用いることも可能である。位置検出型光検出器とは、受光面上の光入射位置に応じた電気信号を出力する素子である。   Instead of the 16 photodetectors attached to the end surface 20a of the crystal lump 20 and the other 16 photodetectors attached to the opposing end surface 20b, a single position is provided on each of the end surfaces 20a and 20b. It is also possible to attach and use a detection type photodetector. The position detection type photodetector is an element that outputs an electrical signal corresponding to the light incident position on the light receiving surface.

ここで、本実施形態のシンチレータ２Ａについて更に説明する。図２に示されるように、シンチレータ２Ａの結晶塊２０の内部には、複数の改質領域２１が形成されている。複数の改質領域２１は、結晶塊２０の内部において周囲と異なる屈折率を有しており、例えば屈折率が周囲より小さい領域、光を散乱する領域、および回折型レンズを構成する領域のうち少なくとも一つの領域によって構成されることができる。これらの領域は、結晶塊２０の内部にレーザ光を照射することにより好適に形成される。   Here, the scintillator 2A of the present embodiment will be further described. As shown in FIG. 2, a plurality of modified regions 21 are formed inside the crystal mass 20 of the scintillator 2A. The plurality of modified regions 21 have a refractive index different from the surroundings inside the crystal mass 20, for example, among a region where the refractive index is smaller than the surroundings, a region that scatters light, and a region that constitutes a diffractive lens It can be constituted by at least one region. These regions are preferably formed by irradiating the inside of the crystal mass 20 with laser light.

各改質領域２１は、例えば太さ数マイクロメートル程度（例えば１０μｍ）の細長形状（ストライプ状）の領域である。各改質領域２１は、結晶塊２０の内部において所定の第１の方向（本実施形態ではＺ軸方向）を長手方向として、その長手方向と交差する二次元方向（すなわち、Ｘ成分及びＹ成分から成るベクトルにより表される方向）に互いに間隔をあけて規則的に配置されている。間隔は、例えば１０μｍである。   Each modified region 21 is an elongated (striped) region having a thickness of about several micrometers (for example, 10 μm). Each modified region 21 has a predetermined first direction (Z-axis direction in the present embodiment) as a longitudinal direction inside the crystal mass 20 and a two-dimensional direction (that is, an X component and a Y component) intersecting the longitudinal direction. Are regularly arranged at intervals in the direction represented by the vector of The interval is, for example, 10 μm.

例えば、本実施形態の改質領域２１は、その一端及び他端が、第１の方向（Ｚ軸方向）における結晶塊２０の一端面２０ａ及び他端面２０ｂにそれぞれ位置しており、この両端面２０ａ及び２０ｂの間で連続して延在している。また、複数の改質領域２１のそれぞれは、第１の方向（Ｚ軸方向）から見て格子点状に配列されている。換言すれば、結晶塊２０をＸＹ平面に沿って切断した場合に、複数の改質領域２１の断面が、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に沿って二次元状に周期的に並んでいる。   For example, the modified region 21 of the present embodiment has one end and the other end positioned on one end surface 20a and the other end surface 20b of the crystal mass 20 in the first direction (Z-axis direction), respectively. It extends continuously between 20a and 20b. Further, each of the plurality of modified regions 21 is arranged in a lattice point shape when viewed from the first direction (Z-axis direction). In other words, when the crystal mass 20 is cut along the XY plane, the cross sections of the plurality of modified regions 21 are periodically arranged in a two-dimensional manner along the X-axis direction and the Y-axis direction.

図３は、この放射線検出器１にガンマ線等の放射線Ｒが入射した様子を示す斜視図である。放射線Ｒがシンチレータ２Ａ（結晶塊２０）に入射すると、その放射線Ｒの強度に応じたシンチレーション光ＳＣが結晶塊２０の内部で発生する。シンチレーション光ＳＣは該発生位置から全方向へ進行しようとするが、複数の改質領域２１によってシンチレーション光ＳＣが散乱することによりその直進成分が抑えられ、シンチレーション光ＳＣの拡散範囲が制限される。上述したように、複数の改質領域２１はその長手方向（Ｚ軸方向）と交差する二次元方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）に互いに間隔をあけて配置されているので、ＸＹ平面内でのシンチレーション光ＳＣの移動が複数の改質領域２１によって妨げられる。   FIG. 3 is a perspective view showing a state in which radiation R such as gamma rays is incident on the radiation detector 1. When the radiation R enters the scintillator 2 </ b> A (crystal lump 20), scintillation light SC corresponding to the intensity of the radiation R is generated inside the crystal lump 20. The scintillation light SC tends to travel in all directions from the generation position, but the straight component is suppressed by scattering of the scintillation light SC by the plurality of modified regions 21, and the diffusion range of the scintillation light SC is limited. As described above, since the plurality of modified regions 21 are arranged at intervals in the two-dimensional direction (X-axis direction, Y-axis direction) intersecting the longitudinal direction (Z-axis direction), The movement of the scintillation light SC at is prevented by the plurality of modified regions 21.

これにより、シンチレーション光ＳＣがＺ軸方向に沿って進行することとなり、ＸＹ平面内においてシンチレーション光ＳＣの位置分解能が得られる。したがって、本実施形態のように、Ｚ軸方向と交差する結晶塊２０の端面（すなわち端面２０ａ，２０ｂ）に複数の光検出器３（または位置検出型光検出器）を配置することによって、入射位置に応じて複数の光検出器３のそれぞれに（または位置検出型光検出器の受光面に）シンチレーション光ＳＣが好適に配分される。そして、一方の端面２０ａ上に配置された光検出器３同士の出力比、または他方の端面２０ｂ上に配置された光検出器３同士の出力比から（或いは、位置検出型光検出器からの出力に基づいて）ＸＹ平面内での重心位置を求め、一方の端面２０ａ上に配置された光検出器３と他方の端面２０ｂ上に配置された光検出器３との出力比（或いは、一方の端面２０ａ上に配置された位置検出型光検出器と他方の端面２０ｂ上に配置された位置検出型光検出器との出力比）からＺ軸方向の重心位置を求めることによって、放射線Ｒの入射位置を三次元的に特定することができる。   As a result, the scintillation light SC travels along the Z-axis direction, and the position resolution of the scintillation light SC is obtained in the XY plane. Therefore, as in the present embodiment, the plurality of photodetectors 3 (or position detection type photodetectors) are arranged on the end face (that is, the end faces 20a and 20b) of the crystal mass 20 intersecting with the Z-axis direction. The scintillation light SC is suitably distributed to each of the plurality of photodetectors 3 (or to the light receiving surface of the position detection type photodetector) according to the position. Then, from the output ratio between the photodetectors 3 arranged on one end face 20a or from the output ratio between the photodetectors 3 arranged on the other end face 20b (or from the position detection type photodetector). Based on the output, the position of the center of gravity in the XY plane is obtained, and the output ratio between the photodetector 3 arranged on one end face 20a and the photodetector 3 arranged on the other end face 20b (or one of them) The center of gravity position in the Z-axis direction is obtained from the output ratio of the position detection type photodetector arranged on the end face 20a of the first and the position detection type photodetector arranged on the other end face 20b, thereby obtaining the radiation R The incident position can be specified three-dimensionally.

ここで、複数の改質領域２１の好適な配置としては、例えば結晶塊２０において発生するシンチレーション光ＳＣが、第１の方向（Ｚ軸方向）と交差する面内（ＸＹ平面内）における発生位置に応じた配分比率で各光検出器３に配分されるように、各改質領域２１が配置されているとよい。なお、発生位置に応じた配分比率で配分されるとは、例えばシンチレーション光ＳＣの発生により各光検出器３へ入射する光の強度が、端面２０ａ側から見たシンチレーション光ＳＣの発生位置と各光検出器３との距離の関数となるようなことを意味する。   Here, as a preferable arrangement of the plurality of modified regions 21, for example, scintillation light SC generated in the crystal mass 20 is generated in a plane (XY plane) intersecting the first direction (Z-axis direction). Each modified region 21 may be arranged so as to be distributed to each photodetector 3 at a distribution ratio according to the above. Note that the distribution at a distribution ratio according to the generation position means that the intensity of light incident on each photodetector 3 by the generation of the scintillation light SC is different from the generation position of the scintillation light SC as viewed from the end face 20a side. This means that it is a function of the distance to the photodetector 3.

ここで、シンチレータ２Ａにおける改質領域２１の配置パターン（密度分布）の決定方法について説明する。改質領域２１の配置パターンを決定する際には、シンチレータ２Ａ内のどの位置でシンチレーション光ＳＣが発生した場合であっても、シンチレーション光ＳＣの発生位置を特定する際の解像力が最大となる（すなわち分解能が最小となる）ような配分比率でもって、シンチレーション光ＳＣが各光検出器３へ配分されることが望ましい。   Here, a method for determining the arrangement pattern (density distribution) of the modified region 21 in the scintillator 2A will be described. When determining the arrangement pattern of the modified region 21, the resolving power when specifying the generation position of the scintillation light SC is maximized regardless of the position in the scintillator 2A where the scintillation light SC is generated ( It is desirable that the scintillation light SC is distributed to each photodetector 3 with a distribution ratio that minimizes the resolution.

例えば、シンチレータの或る一面に２個の光検出器ａ，ｂが結合されている場合、一次元の位置演算（Ｘ方向）における各光検出器ａ，ｂの最適応答関数Ｆａ及びＦｂは、以下の式により与えられる。
Ｆａ（ｘ）＝Ｋｓｉｎ2（αｘ）
Ｆｂ（ｘ）＝Ｋｃｏｓ2（αｘ）
なお、上式においてＫは定数、αはπ／（２Ｌ）、Ｌはシンチレータ幅である。 For example, when two photodetectors a and b are coupled to one surface of the scintillator, the optimum response functions Fa and Fb of the photodetectors a and b in one-dimensional position calculation (X direction) are: Is given by:
Fa (x) = Ksin 2 (αx)
Fb (x) = Kcos 2 (αx)
In the above equation, K is a constant, α is π / (2L), and L is a scintillator width.

また、上式を２次元に拡張して４個の光検出器を接合した場合、各光検出器ａ，ｂ，ｃ，及びｄの最適応答関数Ｆａ，Ｆｂ，Ｆｃ，及びＦｄは、以下の式により与えられる。
Ｆａ（ｘ，ｙ）＝Ｋｓｉｎ2（αｘ）ｓｉｎ2（βｙ）
Ｆｂ（ｘ，ｙ）＝Ｋｓｉｎ2（αｘ）ｃｏｓ2（βｙ）
Ｆｃ（ｘ，ｙ）＝Ｋｃｏｓ2（αｘ）ｓｉｎ2（βｙ）
Ｆｄ（ｘ，ｙ）＝Ｋｃｏｓ2（αｘ）ｃｏｓ2（βｙ） When the above equation is expanded two-dimensionally and four photodetectors are joined, the optimum response functions Fa, Fb, Fc, and Fd of the photodetectors a, b, c, and d are as follows: Is given by:
Fa (x, y) = Ksin 2 (αx) sin 2 (βy)
Fb (x, y) = Ksin 2 (αx) cos 2 (βy)
Fc (x, y) = Kcos 2 (αx) sin 2 (βy)
Fd (x, y) = Kcos 2 (αx) cos 2 (βy)

シンチレータ２Ａの全体において高い解像力（分解能）を得るためには、上式のような光検出器の応答（光配分）が実現されるように、シンチレータ２Ａ内に改質領域２１の密度分布パターンを形成するとよい。なお、このような密度分布パターンを形成する為には、例えば光拡散イメージングで用いられている光拡散方程式を逐次近似法により解く手法を適用することができる。   In order to obtain a high resolving power (resolution) in the entire scintillator 2A, the density distribution pattern of the modified region 21 is set in the scintillator 2A so that the response (light distribution) of the photodetector as in the above equation is realized. It is good to form. In order to form such a density distribution pattern, for example, a method of solving a light diffusion equation used in light diffusion imaging by a successive approximation method can be applied.

図４は、複数の改質領域２１を含むシンチレータ２Ａを製造する一工程を説明するための図であり、この工程に使用されるレーザ加工装置１００の構成を示している。   FIG. 4 is a view for explaining one process of manufacturing the scintillator 2A including a plurality of modified regions 21, and shows the configuration of the laser processing apparatus 100 used in this process.

レーザ加工装置１００は、レーザ光Ｌを発生するレーザ光源１０１と、レーザ光Ｌの出力やパルス幅等を調節するためにレーザ光源１０１を制御するレーザ光源制御部１０２と、レーザ光Ｌの光路上に設けられたシャッタ１０３と、レーザ光Ｌの反射機能を有し且つレーザ光Ｌの光軸の向きを９０°変えるように配置されたダイクロイックミラー１０４と、ダイクロイックミラー１０４で反射されたレーザ光Ｌを集光する集光用レンズ１０５と、集光用レンズ１０５で集光されたレーザ光Ｌが照射される結晶塊２０が載置される載置台１０７と、載置台１０７をＸ軸方向に移動させるためのＸ軸ステージ１０９と、載置台１０７をＸ軸方向に直交するＹ軸方向に移動させるためのＹ軸ステージ１１１と、載置台１０７をＸ軸及びＹ軸方向に直交するＺ軸方向に移動させるためのＺ軸ステージ１１３と、これら３つのステージ１０９，１１１，１１３の移動を制御するステージ制御部１１５とを備える。   The laser processing apparatus 100 includes a laser light source 101 that generates laser light L, a laser light source control unit 102 that controls the laser light source 101 to adjust the output, pulse width, and the like of the laser light L, and an optical path of the laser light L. , A dichroic mirror 104 having a function of reflecting the laser beam L and changing the direction of the optical axis of the laser beam L by 90 °, and the laser beam L reflected by the dichroic mirror 104 Condensing lens 105, mounting table 107 on which crystal mass 20 irradiated with laser light L collected by condensing lens 105 is mounted, and mounting table 107 is moved in the X-axis direction. An X-axis stage 109 for moving the stage 107, a Y-axis stage 111 for moving the stage 107 in the Y-axis direction orthogonal to the X-axis direction, and the stage 107 in the X-axis and Y-axis directions. It comprises a Z-axis stage 113 for moving the Z-axis direction, and a stage controller 115 for controlling the movement of these three stages 109, 111 and 113.

なお、Ｚ軸方向は、結晶塊２０に入射するレーザ光Ｌの焦点深度の方向となる。したがって、Ｚ軸ステージ１１３をＺ軸方向に移動させることにより、結晶塊２０の内部にレーザ光Ｌの集光点Ｐを合わせることができる。また、この集光点ＰのＸ軸方向、Ｙ軸方向への各移動は、結晶塊２０をＸ軸ステージ１０９、Ｙ軸ステージ１１１によりＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動させることによりそれぞれ行う。   Note that the Z-axis direction is the direction of the focal depth of the laser light L incident on the crystal lump 20. Therefore, by moving the Z-axis stage 113 in the Z-axis direction, the condensing point P of the laser light L can be adjusted inside the crystal mass 20. The focusing point P is moved in the X-axis direction and the Y-axis direction by moving the crystal mass 20 in the X-axis direction and the Y-axis direction by the X-axis stage 109 and the Y-axis stage 111, respectively.

レーザ光源１０１は超短パルスレーザ光を発生するＹｂ：ＫＧＷレーザである。レーザ光源１０１に用いることができるレーザとして、この他、Ｙｂ：ＹＡＧレーザ、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザ、Ｎｄ：ＹＬＦレーザやチタンサファイアレーザがある。なお、結晶塊２０の加工にはパルスレーザ光を用いても良く、連続波レーザ光を用いても良いが、パルスレーザ光が好適である。 The laser light source 101 is a Yb: KGW laser that generates ultrashort pulse laser light. Other lasers that can be used for the laser light source 101 include Yb: YAG laser, Nd: YAG laser, Nd: YVO 4 laser, Nd: YLF laser, and titanium sapphire laser. In addition, although the pulsed laser beam may be used for the processing of the crystal lump 20, the continuous wave laser beam may be used, but the pulsed laser beam is preferable.

パルスレーザ光としてはフェムト秒パルスレーザ光やピコ秒パルスレーザ光等が挙げられる。フェムト秒やピコ秒のレーザパルスは、レーザエネルギの吸収速度が熱拡散速度より早いため、被加工部位の周辺への熱による影響が少なく、また高い電場密度を容易に得ることができるので、クラックを生じさせない屈折率変化などの改質領域２１を好適に形成できる。なお、ナノ秒レーザパルスは、加工閾値以上の電場密度を得るためにはフェムト秒やピコ秒のレーザパルスの数倍の照射エネルギを必要とし、またレーザエネルギが被加工材料に蓄熱され易いので、屈折率変化などの改質領域２１の形成には更なる工夫が必要となる。   Examples of the pulse laser light include femtosecond pulse laser light and picosecond pulse laser light. Since femtosecond and picosecond laser pulses absorb laser energy faster than the thermal diffusion rate, there is little influence of heat on the periphery of the workpiece, and high electric field density can be easily obtained. It is possible to suitably form the modified region 21 such as a change in refractive index that does not cause the problem. The nanosecond laser pulse requires irradiation energy several times that of a femtosecond or picosecond laser pulse in order to obtain an electric field density equal to or higher than the processing threshold, and the laser energy is easily stored in the material to be processed. Further contrivance is required to form the modified region 21 such as a change in refractive index.

レーザ加工装置１００はさらに、載置台１０７に載置された結晶塊２０を可視光線により照明するために可視光線を発生する観察用光源１１７と、ダイクロイックミラー１０４及び集光用レンズ１０５と同じ光軸上に配置された可視光用のビームスプリッタ１１９とを備える。ビームスプリッタ１１９と集光用レンズ１０５との間にダイクロイックミラー１０４が配置されている。ビームスプリッタ１１９は、可視光線の約半分を反射し残りの半分を透過する機能を有しかつ可視光線の光軸の向きを９０°変えるように配置されている。観察用光源１１７から発生した可視光線はビームスプリッタ１１９で約半分が反射され、この反射された可視光線がダイクロイックミラー１０４及び集光用レンズ１０５を透過し、結晶塊２０の被加工部位を照明する。   The laser processing apparatus 100 further includes an observation light source 117 that generates visible light to illuminate the crystal mass 20 mounted on the mounting table 107 with visible light, and the same optical axis as the dichroic mirror 104 and the condensing lens 105. And a visible light beam splitter 119 disposed above. A dichroic mirror 104 is disposed between the beam splitter 119 and the condensing lens 105. The beam splitter 119 has a function of reflecting about half of visible light and transmitting the other half, and is arranged so as to change the direction of the optical axis of visible light by 90 °. About half of the visible light generated from the observation light source 117 is reflected by the beam splitter 119, and the reflected visible light passes through the dichroic mirror 104 and the condensing lens 105 to illuminate the processed portion of the crystal mass 20. .

レーザ加工装置１００はさらに、ビームスプリッタ１１９、ダイクロイックミラー１０４及び集光用レンズ１０５と同じ光軸上に配置されたＣＣＤカメラ１２１及び結像レンズ１２３を備える。被加工部位を照明した可視光線の反射光は、集光用レンズ１０５、ダイクロイックミラー１０４、ビームスプリッタ１１９を透過し、結像レンズ１２３で結像されてＣＣＤカメラ１２１で撮像され、撮像データとなる。   The laser processing apparatus 100 further includes a CCD camera 121 and an imaging lens 123 disposed on the same optical axis as the beam splitter 119, the dichroic mirror 104, and the condensing lens 105. The reflected light of the visible light that illuminates the part to be processed passes through the condensing lens 105, the dichroic mirror 104, and the beam splitter 119, is imaged by the imaging lens 123, is imaged by the CCD camera 121, and becomes imaging data. .

レーザ加工装置１００はさらに、ＣＣＤカメラ１２１から出力された撮像データが入力される撮像データ処理部１２５と、レーザ加工装置１００全体を制御する全体制御部１２７と、モニタ１２９とを備える。撮像データ処理部１２５は、撮像データを基にして観察用光源１１７で発生した可視光の焦点を結晶塊２０上に合わせるための焦点データを演算する。この焦点データを基にしてステージ制御部１１５がＺ軸ステージ１１３を移動制御することにより、可視光の焦点が結晶塊２０に合うようにする。よって、撮像データ処理部１２５はオートフォーカスユニットとして機能する。また、撮像データ処理部１２５は、撮像データを基にして結晶塊２０の拡大画像等の画像データを演算する。この画像データは全体制御部１２７に送られ、全体制御部で各種処理がなされ、モニタ１２９に送られる。これにより、モニタ１２９に拡大画像等が表示される。   The laser processing apparatus 100 further includes an imaging data processing unit 125 to which imaging data output from the CCD camera 121 is input, an overall control unit 127 that controls the entire laser processing apparatus 100, and a monitor 129. The imaging data processing unit 125 calculates focus data for focusing the visible light generated by the observation light source 117 on the crystal block 20 based on the imaging data. The stage control unit 115 controls the movement of the Z-axis stage 113 based on this focus data, so that the visible light is focused on the crystal mass 20. Therefore, the imaging data processing unit 125 functions as an autofocus unit. In addition, the imaging data processing unit 125 calculates image data such as an enlarged image of the crystal mass 20 based on the imaging data. This image data is sent to the overall control unit 127, where various processes are performed by the overall control unit, and sent to the monitor 129. Thereby, an enlarged image or the like is displayed on the monitor 129.

全体制御部１２７には、ステージ制御部１１５からのデータ、撮像データ処理部１２５からの画像データ等が入力し、これらのデータも基にしてレーザ光源制御部１０２、シャッタ１０３、観察用光源１１７及びステージ制御部１１５を制御することにより、レーザ加工装置１００全体を制御する。よって、全体制御部１２７はコンピュータユニットとして機能する。   Data from the stage control unit 115, image data from the imaging data processing unit 125, and the like are input to the overall control unit 127. Based on these data, the laser light source control unit 102, the shutter 103, the observation light source 117, and the like. By controlling the stage control unit 115, the entire laser processing apparatus 100 is controlled. Therefore, the overall control unit 127 functions as a computer unit.

続いて、本実施形態に係るシンチレータ２Ａの製造方法について説明する。図５は、上述したレーザ加工装置１００を用いてシンチレータ２Ａの結晶塊２０を製造する方法を示すフローチャートである。   Next, a method for manufacturing the scintillator 2A according to this embodiment will be described. FIG. 5 is a flowchart showing a method of manufacturing the crystal lump 20 of the scintillator 2A using the laser processing apparatus 100 described above.

まず、結晶塊２０をレーザ加工装置１００の載置台１０７上に載置する。そして、観察用光源１１７から可視光を発生させて結晶塊２０を照明する。照明された結晶塊２０の表面（例えば端面２０ａ）をＣＣＤカメラ１２１により撮像する。ＣＣＤカメラ１２１により撮像された撮像データは、撮像データ処理部１２５に送られる。この撮像データに基づいて、撮像データ処理部１２５は観察用光源１１７の可視光の焦点が結晶塊２０の表面に位置するような焦点データを演算する。この焦点データは、ステージ制御部１１５に送られる。ステージ制御部１１５は、この焦点データを基にしてＺ軸ステージ１１３をＺ軸方向に移動させる。これにより、観察用光源１１７の可視光の焦点が結晶塊２０の表面に位置する（Ｓ１０１）。なお、撮像データ処理部１２５は、撮像データに基づいて結晶塊２０の表面の拡大画像データを演算する。この拡大画像データは全体制御部１２７を介してモニタ１２９に送られ、これによりモニタ１２９に結晶塊２０の表面の拡大画像が表示される。   First, the crystal mass 20 is mounted on the mounting table 107 of the laser processing apparatus 100. Then, visible light is generated from the observation light source 117 to illuminate the crystal block 20. The surface of the illuminated crystal mass 20 (for example, the end face 20a) is imaged by the CCD camera 121. The imaging data captured by the CCD camera 121 is sent to the imaging data processing unit 125. Based on this imaging data, the imaging data processing unit 125 calculates focus data such that the visible light focus of the observation light source 117 is located on the surface of the crystal mass 20. This focus data is sent to the stage controller 115. The stage control unit 115 moves the Z-axis stage 113 in the Z-axis direction based on the focus data. Thereby, the focus of the visible light of the observation light source 117 is located on the surface of the crystal mass 20 (S101). Note that the imaging data processing unit 125 calculates enlarged image data of the surface of the crystal mass 20 based on the imaging data. The enlarged image data is sent to the monitor 129 via the overall control unit 127, whereby an enlarged image of the surface of the crystal mass 20 is displayed on the monitor 129.

続いて、結晶塊２０の内部に改質領域２１を形成するためのレーザ光Ｌの集光点が、結晶塊２０の表面または内部における一つの改質領域２１の加工初期位置となるよう、Ｘ軸ステージ１０９、Ｙ軸ステージ１１１及びＺ軸ステージ１１３により結晶塊２０を移動させる（Ｓ１０３）。この状態でシャッタ１０３を開いてレーザ光Ｌを照射し、該集光部分におけるシンチレータ材料を改質（アモルファス化）させることによって、結晶塊２０の内部に周囲と異なる屈折率を有する領域を形成する。そして、このような領域を形成しながら、Ｚ軸ステージ１１３により結晶塊２０をＺ軸方向に一定速度で移動させる（Ｓ１０５）。これにより、Ｚ軸方向を長手方向とする細長形状（ストライプ状）の改質領域２１が形成される（Ｓ１０７）。   Subsequently, the condensing point of the laser beam L for forming the modified region 21 inside the crystal mass 20 is the processing initial position of one modified region 21 on the surface or inside of the crystal mass 20. The crystal mass 20 is moved by the axis stage 109, the Y-axis stage 111, and the Z-axis stage 113 (S103). In this state, the shutter 103 is opened and the laser beam L is irradiated to modify (amorphize) the scintillator material in the condensing portion, thereby forming a region having a refractive index different from the surroundings inside the crystal mass 20. . Then, while forming such a region, the crystal mass 20 is moved at a constant speed in the Z-axis direction by the Z-axis stage 113 (S105). As a result, an elongated (stripe-shaped) modified region 21 having the longitudinal direction in the Z-axis direction is formed (S107).

この改質領域２１は、例えば屈折率が周囲より小さい領域、光を散乱する領域、および回折型レンズを構成する領域のうち少なくとも一つの領域である。また、この改質領域２１は、その一端及び他端が、Ｚ軸方向における結晶塊２０の一端面２０ａ及び他端面２０ｂにそれぞれ位置するように、両端面２０ａ及び２０ｂの間で連続して形成されるとよい。その後、レーザ光Ｌのシャッタ１０３を閉じる（Ｓ１０９）。   The modified region 21 is at least one of a region having a refractive index smaller than the surroundings, a region that scatters light, and a region that constitutes a diffractive lens. The modified region 21 is formed continuously between both end surfaces 20a and 20b so that one end and the other end thereof are located on one end surface 20a and the other end surface 20b of the crystal mass 20 in the Z-axis direction, respectively. It is good to be done. Thereafter, the shutter 103 of the laser light L is closed (S109).

続いて、他に形成すべき改質領域２１がある場合（Ｓ１１１：Ｙｅｓ）、レーザ光Ｌの集光点が結晶塊２０の内部における当該改質領域２１の加工初期位置となるよう、Ｘ軸ステージ１０９、Ｙ軸ステージ１１１及びＺ軸ステージ１１３により結晶塊２０を移動させる。例えば、先に形成した改質領域２１に対して所定のピッチだけＸ軸方向またはＹ軸方向に結晶塊２０を移動させるとよい（Ｓ１１３）。   Subsequently, when there is another modified region 21 to be formed (S111: Yes), the X-axis is set so that the condensing point of the laser light L becomes the processing initial position of the modified region 21 inside the crystal lump 20. The crystal mass 20 is moved by the stage 109, the Y-axis stage 111 and the Z-axis stage 113. For example, the crystal block 20 may be moved in the X-axis direction or the Y-axis direction by a predetermined pitch with respect to the previously formed modified region 21 (S113).

以降、上述したステップＳ１０３ないしＳ１１３を繰り返すことによって、複数の改質領域２１を形成することができる。このとき、各改質領域２１を、結晶塊２０の内部においてその長手方向（Ｚ軸方向）と交差する二次元方向に互いに間隔をあけて規則的に配置されるように形成するとよい。例えば、複数の改質領域２１のそれぞれが、Ｚ軸方向から見て格子点状に配列されるように形成するとよい。   Thereafter, a plurality of modified regions 21 can be formed by repeating steps S103 to S113 described above. At this time, the modified regions 21 may be formed so as to be regularly arranged in the two-dimensional direction intersecting with the longitudinal direction (Z-axis direction) inside the crystal mass 20. For example, each of the plurality of modified regions 21 may be formed so as to be arranged in a lattice point when viewed from the Z-axis direction.

なお、複数の改質領域２１の全てを形成し終えると（Ｓ１１１：Ｎｏ）、この工程を終了する。   Note that when all of the plurality of modified regions 21 have been formed (S111: No), this process ends.

以上に説明した本実施形態のシンチレータ２Ａ及びその製造方法、並びに該シンチレータ２Ａを備える放射線検出器１においては、上述したように複数の改質領域２１をレーザ光Ｌを照射して形成することにより、例えば太さ数μｍといった極めて細い改質領域２１を結晶塊２０内部の任意の位置に高密度に形成することができ、しかもシンチレータ２Ａの内部にクラックを発生させることなく屈折率変化のみを誘起させることができる。したがって、複数のシンチレータセルを２次元的あるいは３次元的に配列する従来の方法と比較して、高い位置分解能を実現することができる。また、結晶塊２０にレーザ光Ｌを照射することにより複数の改質領域２１を形成するので、複数の改質領域２１を形成する際に機械的な加工が必要なく、複数のシンチレータセルを配列する従来の方法と比較して当該シンチレータ２Ａの製造が格段に容易となる。したがって、製造コストの低減および製造期間の短縮が可能となる。なお、レーザ光Ｌにより改質（アモルファス化）された領域は、アニール処理により加工前の状態に戻すことが可能である。   In the scintillator 2A and the manufacturing method thereof according to the present embodiment described above and the radiation detector 1 including the scintillator 2A, the plurality of modified regions 21 are formed by irradiating the laser beam L as described above. For example, an extremely thin modified region 21 having a thickness of several μm, for example, can be formed at a high density in an arbitrary position inside the crystal lump 20, and only a refractive index change is induced without generating a crack in the scintillator 2A. Can be made. Therefore, a higher position resolution can be realized as compared with a conventional method in which a plurality of scintillator cells are arranged two-dimensionally or three-dimensionally. In addition, since the plurality of modified regions 21 are formed by irradiating the crystal lump 20 with the laser beam L, mechanical processing is not required when forming the plurality of modified regions 21, and a plurality of scintillator cells are arranged. Compared to the conventional method, the production of the scintillator 2A becomes much easier. Therefore, it is possible to reduce the manufacturing cost and the manufacturing period. Note that the region modified (amorphized) by the laser light L can be returned to the state before processing by annealing.

また、例えば前述した特許文献１に記載された光導体は放射線に対して不感領域となるが、本実施形態における改質領域２１はレーザ光Ｌにより形成されるので極めて微小（直径数μｍ程度）であり、且つシンチレーション光発生機能は失われないので、不感領域が全く無いシンチレータを実現できる。   Further, for example, the light guide described in Patent Document 1 described above is a region insensitive to radiation, but the modified region 21 in the present embodiment is formed by the laser light L, so that it is extremely small (about several μm in diameter). In addition, since the scintillation light generation function is not lost, a scintillator having no dead area can be realized.

また、本実施形態のように、複数の改質領域２１のそれぞれは、第１の方向（Ｚ軸方向）における結晶塊２０の一端面２０ａと他端面２０ｂとの間で連続して延在するとよい。複数の改質領域２１のそれぞれが例えばこのような形態を有することにより、上述した効果を好適に得ることができる。   Further, as in the present embodiment, each of the plurality of modified regions 21 continuously extends between the one end surface 20a and the other end surface 20b of the crystal mass 20 in the first direction (Z-axis direction). Good. Each of the plurality of modified regions 21 has such a form, for example, whereby the above-described effects can be suitably obtained.

また、本実施形態のように、複数の改質領域２１のそれぞれは、第１の方向（Ｚ軸方向）から見て格子点状に配列されているとよい。複数の改質領域２１のそれぞれが例えばこのような形態を有することにより、上述した効果を好適に得ることができる。   In addition, as in the present embodiment, each of the plurality of modified regions 21 may be arranged in a lattice point when viewed from the first direction (Z-axis direction). Each of the plurality of modified regions 21 has such a form, for example, whereby the above-described effects can be suitably obtained.

また、本実施形態のように、複数の改質領域２１のそれぞれは、結晶塊２０の内部において発生したシンチレーション光ＳＣがその発生位置に応じた配分比率で複数の光検出器３それぞれに（または位置検出型光検出器に）配分されるように配置されていることが好ましい。これにより、例えば前述した最適応答関数Ｆａ，Ｆｂ，Ｆｃ，及びＦｄのように、光検出器３の任意の幾何学的配置に対して最適な光応答関数を作成できるので、シンチレータ２Ａへの放射線の入射位置を容易に算出することができる。   Further, as in the present embodiment, each of the plurality of modified regions 21 has the scintillation light SC generated inside the crystal mass 20 distributed to each of the plurality of photodetectors 3 (or at a distribution ratio according to the generation position) (or It is preferably arranged in such a way that it is distributed to the position-sensitive photodetector. As a result, since an optimal optical response function can be created for an arbitrary geometric arrangement of the photodetector 3, such as the optimal response functions Fa, Fb, Fc, and Fd described above, radiation to the scintillator 2A can be generated. Can be easily calculated.

また、本実施形態のように、複数の改質領域２１は、屈折率が周囲より小さい領域、光を散乱する領域、および回折型レンズを構成する領域のうち少なくとも一つであることが好ましい。これにより、レーザ光Ｌの照射により形成され周囲と異なる屈折率を有する複数の改質領域２１を好適に実現できる。   Further, as in the present embodiment, the plurality of modified regions 21 are preferably at least one of a region having a refractive index smaller than the surroundings, a region that scatters light, and a region that constitutes a diffractive lens. Thereby, the some modification | reformation area | region 21 which is formed by irradiation of the laser beam L and has a refractive index different from the circumference | surroundings is suitably realizable.

［実施例］
本発明者は、上述した実施形態に係るシンチレータ２Ａを実際に作製した。作製時の条件は以下の通りである。
・レーザ光源…Ｙｂ：ＫＧＷレーザ
・レーザ光の波長…１０３０［ｎｍ］
・レーザ光のパルス幅…７００［ｆｓ］
・レーザ光の繰り返し周波数…１［ｋＨｚ］
・レーザ光の照射エネルギー…２２５［μＪ］
・改質領域形成時のＺ軸ステージ移動速度…１［ｍｍ／ｓ］
・集光用レンズ…ｆ＝９［ｍｍ］、ＮＡ＝０．４ [Example]
The inventor actually manufactured the scintillator 2A according to the above-described embodiment. The conditions at the time of production are as follows.
・ Laser light source: Yb: KGW laser ・ Laser wavelength: 1030 [nm]
・ Pulse width of laser light: 700 [fs]
・ Repetition frequency of laser light: 1 [kHz]
・ Irradiation energy of laser light ... 225 [μJ]
・ Z-axis stage moving speed when forming the reformed area ... 1 [mm / s]
Condensing lens: f = 9 [mm], NA = 0.4

図６は、上記条件および図５に示した製造方法に従い、一辺１０ｍｍの立方体状のＬＳＯから成る結晶塊２０にストライプ状の改質領域２１を形成した様子を示す断面写真である。ここでは、長さ１０ｍｍ、太さ（直径）１０μｍ程度の改質領域２１を間隔１０μｍで形成している。この断面写真に示すように、上記実施形態に係るシンチレータ２Ａ及びその製造方法によれば、極めて細い改質領域２１を結晶塊２０内部の任意の位置に高密度に形成することができる。   FIG. 6 is a cross-sectional photograph showing a state in which a stripe-shaped modified region 21 is formed on a crystal lump 20 made of cubic LSO having a side of 10 mm in accordance with the above conditions and the manufacturing method shown in FIG. Here, the modified regions 21 having a length of about 10 mm and a thickness (diameter) of about 10 μm are formed at an interval of 10 μm. As shown in this cross-sectional photograph, according to the scintillator 2A and the method for manufacturing the scintillator 2A according to the embodiment, it is possible to form the extremely narrow modified region 21 at an arbitrary position inside the crystal mass 20 with high density.

［第１の変形例］
図７は、上記実施形態の変形例として、シンチレータ２Ｂの内部構成を示す斜視図である。同図に示されるシンチレータ２Ｂは結晶塊３０により構成されており、図２に示した結晶塊２０の端面２０ａ，２０ｂ及び側面２０ｃ〜２０ｆと同様の形態を有する端面３０ａ，３０ｂ及び側面３０ｃ〜３０ｆを有している。この結晶塊３０は、上記実施形態における結晶塊２０と同じ材料によって好適に構成される。 [First Modification]
FIG. 7 is a perspective view showing an internal configuration of the scintillator 2B as a modification of the embodiment. The scintillator 2B shown in the figure is constituted by a crystal lump 30, and end faces 30a and 30b and side faces 30c to 30f having the same form as the end faces 20a and 20b and the side faces 20c to 20f of the crystal lump 20 shown in FIG. have. This crystal lump 30 is preferably composed of the same material as the crystal lump 20 in the above embodiment.

シンチレータ２Ｂの結晶塊３０の内部には、複数の改質領域３１が形成されている。複数の改質領域３１は、結晶塊３０の内部において周囲と異なる屈折率を有しており、上記実施形態における改質領域２１と同質の領域である。改質領域３１は、結晶塊３０の内部にレーザ光を照射することにより好適に形成される。   A plurality of modified regions 31 are formed inside the crystal mass 30 of the scintillator 2B. The plurality of modified regions 31 have a refractive index different from that of the surroundings inside the crystal lump 30 and are the same quality regions as the modified regions 21 in the above embodiment. The modified region 31 is preferably formed by irradiating the inside of the crystal mass 30 with laser light.

各改質領域３１は、例えば太さ数マイクロメートル程度の細長形状の領域である。各改質領域３１は、結晶塊３０の内部において所定の第１の方向（本変形例ではＺ軸方向）を長手方向として、その長手方向と交差する二次元方向に互いに間隔をあけて規則的に配置されている。   Each modified region 31 is an elongated region having a thickness of about several micrometers, for example. The respective modified regions 31 are regularly spaced apart from each other in a two-dimensional direction intersecting the longitudinal direction, with the predetermined first direction (the Z-axis direction in this modification) being the longitudinal direction inside the crystal mass 30. Is arranged.

また、本変形例では、複数の改質領域３１のそれぞれが、その長手方向（Ｚ軸方向）における結晶塊３０の一端面３０ａと他端面３０ｂとの間で断続的に形成されている。換言すれば、一端面３０ａと他端面３０ｂとに亘りＺ軸に沿った所定の軸線上に、複数（図７では３つ）の改質領域３１が間隔をあけて並んで形成されている。   In the present modification, each of the plurality of modified regions 31 is intermittently formed between the one end surface 30a and the other end surface 30b of the crystal mass 30 in the longitudinal direction (Z-axis direction). In other words, a plurality of (three in FIG. 7) modified regions 31 are formed side by side at a predetermined interval along the Z axis across the one end surface 30a and the other end surface 30b.

なお、上記実施形態と同様に本変形例においても、複数の改質領域３１のそれぞれは、Ｚ軸方向から見ると格子点状に配列されている。   Note that, in the present modification as well as the above-described embodiment, each of the plurality of modified regions 31 is arranged in a lattice point when viewed from the Z-axis direction.

上記実施形態に係る放射線検出器１は、シンチレータ２Ａに代えて、本変形例のシンチレータ２Ｂを備えても良い。本変形例のように、複数の改質領域３１のそれぞれが、その長手方向（Ｚ軸方向）における結晶塊３０の一端面３０ａと他端面３０ｂとの間で断続的に形成されている場合でも、上記実施形態と同様の効果を好適に得ることができる。加えて、本変形例によれば、シンチレーション光の一部が改質領域３１に沿った（側面３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ，３０ｆ）に到達するので、改質領域３１の長手方向（Ｚ軸方向）と交差する面（ＸＹ平面）内での位置分解能だけでなく、改質領域３１に沿った面（ＹＺ平面及びＺＸ平面）での位置分解能、すなわち三次元位置分解能を高精度で得ることができる。   The radiation detector 1 according to the above embodiment may include the scintillator 2B of this modification instead of the scintillator 2A. Even when each of the plurality of modified regions 31 is intermittently formed between the one end surface 30a and the other end surface 30b of the crystal mass 30 in the longitudinal direction (Z-axis direction) as in this modification. The effects similar to those of the above embodiment can be suitably obtained. In addition, according to the present modification, a part of the scintillation light reaches (side surfaces 30c, 30d, 30e, 30f) along the modified region 31, so that the longitudinal direction of the modified region 31 (Z-axis direction) In addition to the position resolution in the plane (XY plane) that intersects the plane, the position resolution on the plane (YZ plane and ZX plane) along the modified region 31, that is, the three-dimensional position resolution, can be obtained with high accuracy. .

［第２の変形例］
図８は、上記実施形態の変形例として、シンチレータ２Ｃの内部構成を示す斜視図である。同図に示されるシンチレータ２Ｃは結晶塊４０により構成されており、図２に示した結晶塊２０の端面２０ａ，２０ｂ及び側面２０ｃ〜２０ｆと同様の形態を有する端面４０ａ，４０ｂ及び側面４０ｃ〜４０ｆを有している。この結晶塊４０は、上記実施形態における結晶塊２０と同じ材料によって好適に構成される。 [Second Modification]
FIG. 8 is a perspective view showing an internal configuration of the scintillator 2C as a modification of the embodiment. The scintillator 2C shown in the figure is composed of a crystal lump 40, and end faces 40a and 40b and side faces 40c to 40f having the same form as the end faces 20a and 20b and the side faces 20c to 20f of the crystal lump 20 shown in FIG. have. The crystal lump 40 is preferably composed of the same material as the crystal lump 20 in the above embodiment.

シンチレータ２Ｃの結晶塊４０の内部には、複数の改質領域４１が形成されている。複数の改質領域４１は、結晶塊４０の内部において周囲と異なる屈折率を有しており、上記実施形態における改質領域２１と同質の領域である。改質領域４１は、結晶塊４０の内部にレーザ光を照射することにより好適に形成される。   A plurality of modified regions 41 are formed inside the crystal lump 40 of the scintillator 2C. The plurality of modified regions 41 have a different refractive index from the surroundings in the crystal lump 40, and are regions of the same quality as the modified region 21 in the above embodiment. The modified region 41 is preferably formed by irradiating the inside of the crystal mass 40 with laser light.

各改質領域４１は、例えば太さ数マイクロメートル程度の細長形状の領域である。各改質領域４１は、結晶塊４０の内部において所定の第１の方向（本変形例ではＺ軸方向）を長手方向として、その長手方向と交差する二次元方向に互いに間隔をあけて配置されている。   Each modified region 41 is an elongated region having a thickness of about several micrometers, for example. The respective modified regions 41 are arranged in the crystal lump 40 with a predetermined first direction (the Z-axis direction in the present modification) as a longitudinal direction and spaced from each other in a two-dimensional direction intersecting the longitudinal direction. ing.

また、本変形例では、Ｙ方向に隣接する改質領域４１のそれぞれは、Ｘ方向に互いにずらして配置されている。なお、上記第１変形例と同様に、本変形例においても、複数の改質領域４１のそれぞれは、その長手方向（Ｚ軸方向）における結晶塊４０の一端面４０ａと他端面４０ｂとの間で断続的に形成されている。   In the present modification, the modified regions 41 adjacent in the Y direction are arranged so as to be shifted from each other in the X direction. Note that, similarly to the first modified example, also in the modified example, each of the plurality of modified regions 41 is between the one end surface 40a and the other end surface 40b of the crystal lump 40 in the longitudinal direction (Z-axis direction). It is formed intermittently.

上記実施形態に係る放射線検出器１は、シンチレータ２Ａに代えて、本変形例のシンチレータ２Ｃを備えても良い。本変形例のように、複数の改質領域４１のそれぞれが互いにずらして配置されることにより、改質領域４１をより高密度に形成することが可能であり、改質領域４１の長手方向（Ｚ軸方向）と交差する面（ＸＹ平面）内での位置分解能をより高めることができる。   The radiation detector 1 according to the embodiment may include the scintillator 2C of this modification instead of the scintillator 2A. As in the present modification, each of the plurality of modified regions 41 is arranged so as to be shifted from each other, so that the modified regions 41 can be formed with higher density, and the longitudinal direction ( The position resolution in the plane (XY plane) intersecting with the (Z-axis direction) can be further increased.

［第３の変形例］
図９は、上記実施形態の変形例として、シンチレータ２Ｄの内部構成を示す斜視図である。同図に示されるシンチレータ２Ｄは結晶塊５０によって構成されており、図２に示した結晶塊２０の端面２０ａ，２０ｂ及び側面２０ｃ〜２０ｆと同様の形態を有する端面５０ａ，５０ｂ及び側面５０ｃ〜５０ｆを有している。この結晶塊５０は、上記実施形態における結晶塊２０と同じ材料によって好適に構成される。 [Third Modification]
FIG. 9 is a perspective view showing an internal configuration of the scintillator 2D as a modification of the embodiment. The scintillator 2D shown in the figure is constituted by a crystal lump 50, and end faces 50a, 50b and side faces 50c-50f having the same form as the end faces 20a, 20b and side faces 20c-20f of the crystal lump 20 shown in FIG. have. This crystal lump 50 is suitably composed of the same material as the crystal lump 20 in the above embodiment.

シンチレータ２Ｃの結晶塊５０の内部には、複数の改質領域５１が形成されている。複数の改質領域５１は、結晶塊５０の内部において周囲と異なる屈折率を有しており、上記実施形態における改質領域２１と同質の領域である。改質領域５１は、結晶塊５０の内部にレーザ光を照射することにより好適に形成される。   A plurality of modified regions 51 are formed inside the crystal lump 50 of the scintillator 2C. The plurality of modified regions 51 have a refractive index different from that of the surroundings inside the crystal lump 50, and are regions of the same quality as the modified region 21 in the above embodiment. The modified region 51 is preferably formed by irradiating the inside of the crystal mass 50 with laser light.

各改質領域５１は、例えば太さ数マイクロメートル程度の細長形状の領域である。各改質領域５１は、結晶塊５０の内部において所定の第１の方向（本変形例ではＺ軸方向）を長手方向として、その長手方向と交差する二次元方向に互いに間隔をあけて配置されている。   Each modified region 51 is an elongated region having a thickness of about several micrometers, for example. The respective modified regions 51 are arranged in the crystal lump 50 with a predetermined first direction (the Z-axis direction in this modification) as a longitudinal direction and spaced from each other in a two-dimensional direction intersecting the longitudinal direction. ing.

また、本変形例では、複数の改質領域５１のそれぞれは、Ｚ軸方向から見て不規則に分散して配置されており、また、Ｘ軸方向およびＹ軸方向から見ても揃っておらず、各改質領域５１が任意の位置にランダムに配置されている。   Further, in the present modification, each of the plurality of modified regions 51 is irregularly distributed as viewed from the Z-axis direction, and is also aligned when viewed from the X-axis direction and the Y-axis direction. Instead, each modified region 51 is randomly arranged at an arbitrary position.

上記実施形態に係る放射線検出器１は、シンチレータ２Ａに代えて、本変形例のシンチレータ２Ｄを備えても良い。本変形例のように、複数の改質領域５１のそれぞれが不規則に分散して配置される場合、シンチレーション光が光検出器３へ最適な割合で配分されるように各改質領域５１を配置することが可能となり、より少ない光検出器３でもって放射線の入射位置を検出できる。   The radiation detector 1 according to the above embodiment may include the scintillator 2D of this modification instead of the scintillator 2A. When each of the plurality of modified regions 51 is irregularly distributed as in this modification, the modified regions 51 are arranged so that the scintillation light is distributed to the photodetector 3 at an optimum ratio. Therefore, the incident position of the radiation can be detected with fewer photodetectors 3.

［第４の変形例］
図１０は、上記実施形態の変形例として、シンチレータ２Ｅの内部構成を示す斜視図である。同図に示されるシンチレータ２Ｅは結晶塊６０によって構成されており、図２に示した結晶塊２０の端面２０ａ，２０ｂ及び側面２０ｃ〜２０ｆと同様の形態を有する端面６０ａ，６０ｂ及び側面６０ｃ〜６０ｆを有している。この結晶塊６０は、上記実施形態における結晶塊２０と同じ材料によって好適に構成される。 [Fourth Modification]
FIG. 10 is a perspective view showing an internal configuration of the scintillator 2E as a modification of the embodiment. The scintillator 2E shown in the figure is constituted by a crystal lump 60, and end faces 60a and 60b and side faces 60c to 60f having the same form as the end faces 20a and 20b and the side faces 20c to 20f of the crystal lump 20 shown in FIG. have. The crystal lump 60 is preferably composed of the same material as the crystal lump 20 in the above embodiment.

シンチレータ２Ｂの結晶塊６０の内部には、複数の改質領域６１と、該複数の改質領域６１とは別に複数の改質領域６２が形成されている。なお、複数の改質領域６２は、本変形例における第２の改質領域である。複数の改質領域６１，６２は、結晶塊６０の内部において周囲と異なる屈折率を有しており、上記実施形態における改質領域２１と同質の領域である。改質領域６１，６２は、結晶塊６０の内部にレーザ光を照射することにより好適に形成される。   Inside the crystal mass 60 of the scintillator 2B, a plurality of modified regions 61 and a plurality of modified regions 62 are formed separately from the plurality of modified regions 61. The plurality of modified regions 62 are second modified regions in the present modification. The plurality of modified regions 61 and 62 have a refractive index different from the surroundings inside the crystal lump 60, and are regions of the same quality as the modified region 21 in the above embodiment. The modified regions 61 and 62 are preferably formed by irradiating the inside of the crystal mass 60 with laser light.

各改質領域６１，６２は、例えば太さ数マイクロメートル程度の細長形状の領域である。改質領域６１は、結晶塊６０の内部において所定の第１の方向（本変形例ではＺ軸方向）を長手方向として、その長手方向と交差する二次元方向に互いに間隔をあけて規則的に配置されている。また、改質領域６２は、結晶塊６０の内部において上記第１の方向と交差する所定の第２の方向（本変形例ではＸ軸方向）を長手方向として、その長手方向と交差する二次元方向（すなわち、Ｙ成分及びＺ成分から成るベクトルにより表される方向）に互いに間隔をあけて規則的に配置されている。   Each of the modified regions 61 and 62 is an elongated region having a thickness of about several micrometers, for example. The modified region 61 has a predetermined first direction (the Z-axis direction in this modification) as a longitudinal direction inside the crystal mass 60, and is regularly spaced from each other in a two-dimensional direction intersecting the longitudinal direction. Has been placed. The modified region 62 has a predetermined second direction (X-axis direction in the present modification) that intersects the first direction as a longitudinal direction inside the crystal lump 60, and is a two-dimensional intersection that intersects the longitudinal direction. They are regularly arranged in the direction (that is, the direction represented by the vector composed of the Y component and the Z component) spaced from each other.

より具体的には、複数の改質領域６１は、その一端及び他端が、Ｚ軸方向における結晶塊６０の一端面６０ａ及び他端面６０ｂにそれぞれ位置するように、両端面６０ａ及び６０ｂの間で連続して形成されている。また、改質領域６２は、その一端及び他端が、Ｘ軸方向における結晶塊６０の一端面（側面）６０ｃ及び他端面（側面）６０ｄにそれぞれ位置するように、両端面（側面）６０ｃ及び６０ｄの間で連続して形成されている。そして、複数の改質領域６１をＸ軸方向に並設して成る複数の第１の改質領域群と、複数の改質領域６２をＺ軸方向に並設して成る複数の第２の改質領域群とが、Ｙ軸方向に間隔をあけて交互に積層されている。   More specifically, the plurality of modified regions 61 are arranged between both end surfaces 60a and 60b so that one end and the other end thereof are located on one end surface 60a and the other end surface 60b of the crystal mass 60 in the Z-axis direction, respectively. Are formed continuously. The modified region 62 has both end surfaces (side surfaces) 60c and the other end surfaces (side surfaces) 60c and the other end surfaces (side surfaces) 60d and the other end surfaces (side surfaces) 60d of the crystal mass 60 in the X-axis direction. It is formed continuously between 60d. A plurality of first reforming region groups each having a plurality of reforming regions 61 arranged in parallel in the X-axis direction, and a plurality of second reforming regions having a plurality of reforming regions 62 arranged in parallel in the Z-axis direction. The modified region groups are alternately stacked with an interval in the Y-axis direction.

なお、上記実施形態と同様に本変形例においても、複数の改質領域６１のそれぞれをＺ軸方向から見ると格子点状に配列されており、複数の改質領域６２のそれぞれをＸ軸方向から見ると格子点状に配列されている。   As in the above-described embodiment, also in this modification, each of the plurality of modified regions 61 is arranged in a lattice point when viewed from the Z-axis direction, and each of the plurality of modified regions 62 is disposed in the X-axis direction. When viewed from the side, they are arranged in a lattice point shape.

上記実施形態に係る放射線検出器１は、シンチレータ２Ａに代えて、本変形例のシンチレータ２Ｅを備えても良い。本変形例のように、複数の改質領域６１と長手方向が交差する複数の第２の改質領域６２を更に形成することで、第１変形例（図７を参照）と較べてより高い三次元位置分解能を得ることができる。   The radiation detector 1 according to the above embodiment may include the scintillator 2E of this modification instead of the scintillator 2A. As in the present modification, by further forming a plurality of second modified regions 62 whose longitudinal directions intersect with the plurality of modified regions 61, the height is higher than that in the first modified example (see FIG. 7). Three-dimensional position resolution can be obtained.

本発明によるシンチレータ、放射線検出器、およびシンチレータの製造方法は、上記した実施形態および各変形例に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態および各変形例ではシンチレータの結晶塊の形状として立方体を例示したが、本発明における結晶塊の形状はこれらに限られるものではなく、例えばこれら以外の多面体や、曲面を有する球などの形状も可能である。   The scintillator, the radiation detector, and the manufacturing method of the scintillator according to the present invention are not limited to the above-described embodiment and each modification, and various other modifications are possible. For example, in the above-described embodiment and each modification, a cube is exemplified as the shape of the crystal lump of the scintillator. However, the shape of the crystal lump in the present invention is not limited to these, and for example, other polyhedrons or spheres having a curved surface A shape such as is also possible.

一実施形態に係る放射線検出器１の外観を示す斜視図である。It is a perspective view showing the appearance of radiation detector 1 concerning one embodiment. 放射線検出器１が備えるシンチレータ２Ａの内部構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the internal structure of 2 A of scintillators with which the radiation detector 1 is provided. 放射線検出器１にガンマ線等の放射線Ｒが入射した様子を示す斜視図である。2 is a perspective view showing a state in which radiation R such as gamma rays is incident on the radiation detector 1. FIG. 複数の改質領域２１を含むシンチレータ２Ａを製造する一工程を説明するための図であり、この工程に使用されるレーザ加工装置１００の構成を示している。It is a figure for demonstrating one process which manufactures the scintillator 2A containing the some modification | reformation area | region 21, The structure of the laser processing apparatus 100 used for this process is shown. レーザ加工装置１００を用いてシンチレータ２Ａの結晶塊２０を製造する方法を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing a method for manufacturing a crystal mass 20 of a scintillator 2A using a laser processing apparatus 100. 一辺１０ｍｍの立方体状のＬＳＯから成る結晶塊２０にストライプ状の改質領域２１を形成した様子を示す断面写真である。It is a cross-sectional photograph showing a state in which a stripe-shaped modified region 21 is formed in a crystal lump 20 made of cubic LSO having a side of 10 mm. 第１変形例として、シンチレータ２Ｂの内部構成を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing an internal configuration of a scintillator 2B as a first modification. 第２変形例として、シンチレータ２Ｃの内部構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the internal structure of the scintillator 2C as a 2nd modification. 第３変形例として、シンチレータ２Ｄの内部構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the internal structure of scintillator 2D as a 3rd modification. 第４変形例として、シンチレータ２Ｅの内部構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the internal structure of the scintillator 2E as a 4th modification.

符号の説明Explanation of symbols

１…放射線検出器、２Ａ〜２Ｅ…シンチレータ、３…光検出器、２０，３０，４０，５０，６０…結晶塊、２０ａ，２０ｂ…端面、２０ｃ〜２０ｆ…側面、２１，３１，４１，５１，６１…改質領域、６２…第２の改質領域、１００…レーザ加工装置、１０１…レーザ光源、１０２…レーザ光源制御部、１０３…シャッタ、１０４…ダイクロイックミラー、１０５…集光用レンズ、１０７…載置台、１０９…Ｘ軸ステージ、１１１…Ｙ軸ステージ、１１３…Ｚ軸ステージ、１１５…ステージ制御部、１１７…観察用光源、１１９…ビームスプリッタ、１２１…ＣＣＤカメラ、１２３…結像レンズ、１２５…撮像データ処理部、１２７…全体制御部、１２９…モニタ、Ｐ…集光点、Ｒ…放射線、ＳＣ…シンチレーション光。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Radiation detector, 2A-2E ... Scintillator, 3 ... Photodetector, 20, 30, 40, 50, 60 ... Crystal lump, 20a, 20b ... End face, 20c-20f ... Side, 21, 31, 41, 51 , 61 ... Modified region, 62 ... Second modified region, 100 ... Laser processing device, 101 ... Laser light source, 102 ... Laser light source controller, 103 ... Shutter, 104 ... Dichroic mirror, 105 ... Condensing lens, DESCRIPTION OF SYMBOLS 107 ... Mounting stand, 109 ... X-axis stage, 111 ... Y-axis stage, 113 ... Z-axis stage, 115 ... Stage control part, 117 ... Light source for observation, 119 ... Beam splitter, 121 ... CCD camera, 123 ... Imaging lens 125, imaging data processing unit, 127, overall control unit, 129, monitor, P, condensing point, R, radiation, SC, scintillation light.

Claims (17)

放射線の入射によりシンチレーション光を発生する結晶塊を備え、該結晶塊の表面と光学的に結合される複数の光検出器または位置検出型光検出器に前記シンチレーション光を提供するために用いられるシンチレータであって、
前記結晶塊の内部にレーザ光を照射することにより形成され、前記結晶塊の内部において周囲と異なる屈折率を有する複数の改質領域を有し、
前記複数の改質領域は、所定の第１の方向を長手方向とする細長形状を各々呈しており、前記結晶塊における前記第１の方向と交差する二次元方向に互いに間隔をあけて配置されていることを特徴とする、シンチレータ。 A scintillator used for providing the scintillation light to a plurality of photodetectors or position detection type optical detectors, each of which includes a crystal lump that generates scintillation light upon incidence of radiation and is optically coupled to the surface of the crystal lump. Because
Formed by irradiating the inside of the crystal mass with laser light, and having a plurality of modified regions having a refractive index different from the surroundings inside the crystal mass,
The plurality of modified regions each have an elongated shape having a predetermined first direction as a longitudinal direction, and are arranged at intervals in a two-dimensional direction intersecting the first direction in the crystal mass. A scintillator characterized by that. 前記複数の改質領域のそれぞれが、前記第１の方向における前記結晶塊の一端面と他端面との間で連続して延在することを特徴とする、請求項１に記載のシンチレータ。   2. The scintillator according to claim 1, wherein each of the plurality of modified regions extends continuously between one end surface and the other end surface of the crystal lump in the first direction. 前記複数の改質領域のそれぞれが、前記第１の方向における前記結晶塊の一端面と他端面との間で断続的に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のシンチレータ。   2. The scintillator according to claim 1, wherein each of the plurality of modified regions is intermittently formed between one end surface and the other end surface of the crystal lump in the first direction. 前記複数の改質領域のそれぞれが、前記第１の方向から見て格子点状に配列されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のシンチレータ。   4. The scintillator according to claim 1, wherein each of the plurality of modified regions is arranged in a lattice point shape when viewed from the first direction. 5. 前記複数の改質領域のそれぞれが、前記第１の方向から見て不規則に分散して配置されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のシンチレータ。   The scintillator according to any one of claims 1 to 3, wherein each of the plurality of reformed regions is randomly distributed as viewed from the first direction. 前記複数の改質領域とは別に、前記結晶塊の内部にレーザ光を照射することにより形成され、前記結晶塊の内部において周囲と異なる屈折率を有する複数の第２の改質領域を更に有し、
前記複数の第２の改質領域は、前記第１の方向と交差する所定の第２の方向を長手方向とする細長形状を各々呈しており、前記結晶塊における前記第２の方向と交差する二次元方向に互いに間隔をあけて配置されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のシンチレータ。 Separately from the plurality of modified regions, the crystal mass further includes a plurality of second modified regions formed by irradiating the inside of the crystal mass with a refractive index different from the surroundings. And
Each of the plurality of second modified regions has an elongated shape whose longitudinal direction is a predetermined second direction that intersects the first direction, and intersects the second direction in the crystal mass. The scintillator according to any one of claims 1 to 5, wherein the scintillators are arranged at intervals in a two-dimensional direction. 前記複数の改質領域のそれぞれは、前記結晶塊の内部において発生したシンチレーション光がその発生位置に応じた配分比率で前記複数の光検出器それぞれにまたは前記位置検出型光検出器に配分されるように配置されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のシンチレータ。   In each of the plurality of modified regions, scintillation light generated inside the crystal mass is distributed to each of the plurality of photodetectors or to the position detection type photodetector at a distribution ratio according to the generation position. The scintillator according to claim 1, wherein the scintillator is arranged as described above. 前記複数の改質領域は、屈折率が周囲より小さい領域、光を散乱する領域、および回折型レンズを構成する領域のうち少なくとも一つであることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のシンチレータ。   The plurality of modified regions are at least one of a region having a refractive index smaller than the surroundings, a region that scatters light, and a region that constitutes a diffractive lens. A scintillator according to claim 1. 請求項１〜８のいずれか一項に記載のシンチレータと、
前記第１の方向における前記結晶塊の端面と光学的に結合された複数の光検出器または位置検出型光検出器と
を備えることを特徴とする、放射線検出器。 The scintillator according to any one of claims 1 to 8,
A radiation detector, comprising: a plurality of photodetectors or position detection type photodetectors optically coupled to an end face of the crystal mass in the first direction. 放射線の入射によりシンチレーション光を発生する結晶塊を備え、該結晶塊の表面と光学的に結合される複数の光検出器または位置検出型光検出器に前記シンチレーション光を提供するために用いられるシンチレータを製造する方法であって、
前記結晶塊の内部にレーザ光を照射することにより、前記結晶塊の内部において周囲と異なる屈折率を有する複数の改質領域を形成する工程を含み、
上記工程において、所定の第１の方向を長手方向とする細長形状を各々呈するように、且つ前記結晶塊における前記第１の方向と交差する二次元方向に互いに間隔をあけて配置されるように、前記複数の改質領域を形成することを特徴とする、シンチレータの製造方法。 A scintillator used for providing the scintillation light to a plurality of photodetectors or position detection type optical detectors, each of which includes a crystal lump that generates scintillation light upon incidence of radiation and is optically coupled to the surface of the crystal lump. A method of manufacturing
Irradiating the inside of the crystal mass with laser light to form a plurality of modified regions having a refractive index different from the surroundings inside the crystal mass,
In the above-described step, so as to exhibit an elongated shape having a predetermined first direction as a longitudinal direction, and to be spaced apart from each other in a two-dimensional direction intersecting the first direction in the crystal mass. A method of manufacturing a scintillator, wherein the plurality of modified regions are formed. 前記複数の改質領域のそれぞれを、前記第１の方向における前記結晶塊の一端面と他端面との間で連続して延在するように形成することを特徴とする、請求項１０に記載のシンチレータの製造方法。   The each of the plurality of modified regions is formed so as to continuously extend between one end surface and the other end surface of the crystal lump in the first direction. Manufacturing method of a scintillator. 前記複数の改質領域のそれぞれを、前記第１の方向における前記結晶塊の一端面と他端面との間で断続的に形成することを特徴とする、請求項１０に記載のシンチレータの製造方法。   11. The method of manufacturing a scintillator according to claim 10, wherein each of the plurality of modified regions is intermittently formed between one end surface and the other end surface of the crystal mass in the first direction. . 前記複数の改質領域のそれぞれを、前記第１の方向から見て格子点状に配列させることを特徴とする、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載のシンチレータの製造方法。   13. The method of manufacturing a scintillator according to claim 10, wherein each of the plurality of modified regions is arranged in a lattice point shape when viewed from the first direction. 前記複数の改質領域のそれぞれを、前記第１の方向から見て不規則に分散して配置させることを特徴とする、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載のシンチレータの製造方法。   13. The method of manufacturing a scintillator according to claim 10, wherein each of the plurality of modified regions is arranged in an irregularly distributed manner when viewed from the first direction. 前記複数の改質領域とは別に、前記結晶塊の内部にレーザ光を照射することにより、前記結晶塊の内部において周囲と異なる屈折率を有する複数の第２の改質領域を更に形成するとともに、
前記複数の第２の改質領域を、前記第１の方向と交差する所定の第２の方向を長手方向とする細長形状を各々呈するように、且つ前記結晶塊における前記第２の方向と交差する二次元方向に互いに間隔をあけて配置されるように形成することを特徴とする、請求項１０〜１４のいずれか一項に記載のシンチレータの製造方法。 Separately from the plurality of modified regions, by irradiating the inside of the crystal mass with laser light, a plurality of second modified regions having a different refractive index from the surroundings are further formed inside the crystal mass. ,
The plurality of second modified regions each have an elongated shape whose longitudinal direction is a predetermined second direction that intersects the first direction, and intersects the second direction in the crystal mass. The scintillator manufacturing method according to any one of claims 10 to 14, wherein the scintillator is formed so as to be spaced apart from each other in a two-dimensional direction. 前記複数の改質領域のそれぞれを、前記結晶塊の内部において発生したシンチレーション光がその発生位置に応じた配分比率で前記複数の光検出器それぞれにまたは前記位置検出型光検出器に配分されるように配置することを特徴とする、請求項１０〜１５のいずれか一項に記載のシンチレータの製造方法。   In each of the plurality of modified regions, scintillation light generated inside the crystal mass is distributed to each of the plurality of photodetectors or to the position detection type photodetector at a distribution ratio according to the generation position. The scintillator manufacturing method according to claim 10, wherein the scintillator is arranged as described above. 前記複数の改質領域は、屈折率が周囲より小さい領域、光を散乱する領域、および回折型レンズを構成する領域のうち少なくとも一つであることを特徴とする、請求項１０〜１６のいずれか一項に記載のシンチレータの製造方法。   The plurality of modified regions are at least one of a region having a refractive index smaller than the surroundings, a region that scatters light, and a region that constitutes a diffractive lens. A method for producing a scintillator according to claim 1.
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