JP2011069785A - Scintillator, radiation detector, and manufacturing method of scintillator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シンチレータ、放射線検出器、及びシンチレータの製造方法に関する。 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.
特許文献２には、光学的境界を画定する複数のボイドが形成されたシンチレータが開示されている。この文献に開示されたシンチレータでは、複数のボイドは、レーザビームをシンチレータ内の焦点に収束させることにより形成されている。 Patent Document 2 discloses a scintillator in which a plurality of voids that define optical boundaries are formed. In the scintillator disclosed in this document, the plurality of voids are formed by converging the laser beam to the focal point in the scintillator.
従来、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に記載された技術では、レーザの照射によりシンチレータ内に歪みが生じ、この歪みにより発生したシンチレーション光が吸収され、シンチレータの放射線検出感度が低下してしまう。 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. Further, in the technique described in Patent Document 2, distortion occurs in the scintillator due to laser irradiation, and scintillation light generated by the distortion is absorbed, so that the radiation detection sensitivity of the scintillator is lowered.
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.
本発明に係るシンチレータは、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、結晶塊は、複数に分割されており、結晶塊に形成された分割面は、該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た複数の改質領域と、結晶塊に応力を印加することにより複数の改質領域の間を繋ぐように形成された切断面と、を含んでいることを特徴とする。 A scintillator according to the present invention is a scintillator used to provide scintillation light to a photodetector that includes a crystal lump that generates scintillation light upon incidence of radiation and is optically coupled to the surface of the crystal lump. The crystal lump is divided into a plurality of parts, and the divided surface formed in the crystal lump has a plurality of modified regions formed by irradiating the inside of the crystal lump with laser light and stress on the crystal lump. And a cut surface formed so as to connect the plurality of modified regions by applying.
本発明に係るシンチレータでは、シンチレーション光を分割面が伸びる方向に沿って進行させることができるので、分割面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、例えば分割面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 according to the present invention, since the scintillation light can travel along the direction in which the split surface extends, the position resolution of the scintillation light can be obtained in the plane intersecting the split surface. Therefore, for example, if a plurality of photodetectors or position detection type photodetectors are arranged on the end face of the crystal block that intersects with the dividing plane, each of the plurality of photodetectors or the position detection type photodetector according to the incident position The scintillation light can be suitably distributed.
また、本発明では、結晶塊内に形成される分割面は、複数の改質領域と上記切断面とを含むこととなるが、改質領域における分割面は比較的粗い面であり、当該面におけるシンチレーション光の全反射が抑制され、シンチレーション光がシンチレータ内にトラップされてしまうのを防ぐことができる。そして、上記切断面が、結晶塊に応力を印加することにより複数の改質領域の間を繋ぐように形成されているので、レーザ光の照射によりシンチレータ内に生じた歪みが緩和され、シンチレーション光の吸収を抑制することができる。これらの結果、本発明においては、シンチレータの放射線検出感度が向上することとなる。 Further, in the present invention, the dividing surface formed in the crystal mass includes a plurality of modified regions and the cut surface, but the dividing surface in the modified region is a relatively rough surface, and the surface The total reflection of the scintillation light at is suppressed, and the scintillation light can be prevented from being trapped in the scintillator. Since the cut surface is formed so as to connect the plurality of modified regions by applying a stress to the crystal mass, the distortion generated in the scintillator by the irradiation of the laser light is alleviated, and the scintillation light Can be suppressed. As a result, in the present invention, the radiation detection sensitivity of the scintillator is improved.
更に、本発明では、結晶塊の内部にレーザ光を照射する及び結晶塊に応力を印加することにより分割面が形成されて、結晶塊が複数に分割されている。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、結晶塊を分割するに際して、結晶塊を機械的に切断する必要がなく、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。 Furthermore, in the present invention, the dividing plane is formed by irradiating the inside of the crystal lump with laser light and applying stress to the crystal lump, and the crystal lump is divided into a plurality of pieces. Therefore, according to the scintillator described above, a higher position resolution can be realized as compared with the conventional method of arranging a plurality of scintillator cells. In addition, according to the scintillator described above, when the crystal lump is divided, it is not necessary to mechanically cut the crystal lump, and the manufacture of the scintillator is much easier than the conventional method in which a plurality of scintillator cells are arranged. It becomes.
好ましくは、改質領域と切断面とは交互に並んでいる。この場合、分割面におけるシンチレーション光の全反射がより一層抑制され、シンチレーション光がシンチレータ内にトラップされてしまうのを確実に防ぐことができる。 Preferably, the modified regions and the cut surfaces are arranged alternately. In this case, the total reflection of the scintillation light on the split surface is further suppressed, and the scintillation light can be reliably prevented from being trapped in the scintillator.
好ましくは、結晶塊は、外表面として少なくとも一つの平面を有しており、各分割片が平面に対して二次元又は三次元に配列されるように分割されている。 Preferably, the crystal mass has at least one plane as an outer surface, and is divided so that each divided piece is arranged two-dimensionally or three-dimensionally with respect to the plane.
好ましくは、結晶塊の各分割片は、保持部材により一体的に保持されている。この場合、結晶塊が複数に分割されている構成であっても、シンチレータ（結晶塊）のハンドリングが容易となる。 Preferably, the divided pieces of the crystal lump are integrally held by a holding member. In this case, the scintillator (crystal lump) can be easily handled even if the crystal lump is divided into a plurality of pieces.
好ましくは、保持部材は、結晶塊の外表面に貼付されたシート状の部材である。より好ましくは、シート状の部材は、結晶塊の外表面のうち互いに対向する二つの面に貼付されている。これら場合、簡便な構成にて、結晶塊の各分割片を一体的に保持することができる。 Preferably, the holding member is a sheet-like member attached to the outer surface of the crystal lump. More preferably, the sheet-like member is affixed to two surfaces facing each other among the outer surfaces of the crystal mass. In these cases, the divided pieces of the crystal lump can be held integrally with a simple configuration.
好ましくは、シート状の部材は、結晶塊の外表面全体に貼付されている。この場合、結晶塊の各分割片をより一層確実に一体的に保持することができる。 Preferably, the sheet-like member is stuck on the entire outer surface of the crystal mass. In this case, the divided pieces of the crystal lump can be held together more reliably.
好ましくは、保持部材は、結晶塊をクランプする部材である。この場合、簡便な構成にて、結晶塊の各分割片を一体的に保持することができる。 Preferably, the holding member is a member that clamps the crystal mass. In this case, each divided piece of the crystal lump can be integrally held with a simple configuration.
本発明に係る放射線検出器は、上記したいずれかのシンチレータと、結晶塊の外表面と光学的に結合された複数の光検出器又は位置検出型光検出器と、を備えることを特徴とする。 A radiation detector according to the present invention includes any one of the scintillators described above, and a plurality of photodetectors or position detection photodetectors optically coupled to the outer surface of the crystal lump. .
本発明に係る放射線検出器では、上記したいずれかのシンチレータを備えているので、容易に製造でき、且つ高い位置分解能を実現できる。 Since the radiation detector according to the present invention includes any one of the scintillators described above, it can be easily manufactured and high position resolution can be realized.
本発明に係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の製造方法であって、結晶塊の内部にレーザ光を照射することにより、分割予定ラインに沿って、結晶塊の内部に切断の基点となる複数の改質領域を形成する工程と、結晶塊に応力を印加することにより、改質領域を切断の起点として分割予定ラインに沿って結晶塊を複数に分割する工程と、を含む。 A scintillator manufacturing method according to the present invention includes a crystal lump that generates scintillation light upon incidence of radiation, and is used to provide scintillation light to a photodetector optically coupled to the surface of the crystal lump. A method of forming a plurality of modified regions serving as cutting base points within a crystal lump along a division planned line by irradiating the inside of the crystal lump with laser light, and a crystal lump Applying a stress to, and dividing the crystal mass into a plurality of lines along the planned dividing line using the modified region as a starting point for cutting.
本発明に係るシンチレータの製造方法では、結晶塊が分割予定ラインに沿って複数に分割されることとなる。このため、本発明により得られたシンチレータでは、シンチレーション光を分割面が伸びる方向に沿って進行させることができるので、分割面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、例えば分割面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 manufacturing method according to the present invention, the crystal lump is divided into a plurality along the division line. For this reason, in the scintillator obtained according to the present invention, since the scintillation light can travel along the direction in which the split surface extends, the position resolution of the scintillation light can be obtained in the plane intersecting the split surface. Therefore, for example, if a plurality of photodetectors or position detection type photodetectors are arranged on the end face of the crystal block that intersects with the dividing plane, each of the plurality of photodetectors or the position detection type photodetector according to the incident position The scintillation light can be suitably distributed.
本発明では、結晶塊内に形成される分割面は、複数の改質領域と上記切断面とを含むこととなるが、改質領域における分割面は比較的粗い面であり、当該面におけるシンチレーション光の全反射が抑制され、シンチレーション光がシンチレータ内にトラップされてしまうのを防ぐことができる。そして、上記切断面が、結晶塊に応力を印加することにより複数の改質領域の間を繋ぐように形成されているので、レーザ光の照射によりシンチレータ内に生じた歪みが緩和され、シンチレーション光の吸収を抑制することができる。これらの結果、本発明により得られたシンチレータは、その放射線検出感度が向上することとなる。 In the present invention, the dividing surface formed in the crystal mass includes a plurality of modified regions and the cut surface, but the dividing surface in the modified region is a relatively rough surface, and scintillation in the surface is performed. Total reflection of light is suppressed, and scintillation light can be prevented from being trapped in the scintillator. Since the cut surface is formed so as to connect the plurality of modified regions by applying a stress to the crystal mass, the distortion generated in the scintillator by the irradiation of the laser light is alleviated, and the scintillation light Can be suppressed. As a result, the radiation detection sensitivity of the scintillator obtained by the present invention is improved.
更に、本発明では、結晶塊の内部にレーザ光を照射する及び結晶塊に応力を印加することにより、結晶塊を複数に分割している。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配列する従来の方法と比較して、高い位置分解能を有するシンチレータを得ることができる。また、上記したシンチレータの製造方法によれば、結晶塊を分割するに際して、結晶塊を機械的に切断する必要がなく、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。 Furthermore, in the present invention, the crystal lumps are divided into a plurality of parts by irradiating the inside of the crystal lumps with laser light and applying stress to the crystal lumps. Therefore, according to the scintillator manufacturing method described above, it is possible to obtain a scintillator having a higher position resolution as compared with the conventional method in which a plurality of scintillator cells are arranged. In addition, according to the scintillator manufacturing method described above, when dividing the crystal lump, it is not necessary to mechanically cut the crystal lump, and the scintillator can be manufactured as compared with the conventional method of arranging a plurality of scintillator cells. It will be much easier.
好ましくは、結晶塊は、外表面として少なくとも一つの平面を有しており、分割予定ラインは、各分割片が平面に対して二次元又は三次元に配列されるように設定されている。 Preferably, the crystal mass has at least one plane as an outer surface, and the division lines are set so that each divided piece is arranged two-dimensionally or three-dimensionally with respect to the plane.
好ましくは、複数の改質領域を形成する工程の後に、結晶塊を保持部材により保持し、結晶塊を複数に分割する工程では、保持部材により保持された結晶塊を複数に分割し、保持部材により、結晶塊の各分割片を一体的に保持する。この場合、結晶塊が複数に分割されている構成であっても、シンチレータ（結晶塊）のハンドリングが容易となる。また、レーザ光を照射した後に、結晶塊を保持部材で保持するため、保持部材がレーザ光の照射によるダメージを受けることがない。 Preferably, after the step of forming the plurality of modified regions, the crystal lump is held by the holding member, and in the step of dividing the crystal lump into a plurality, the crystal lump held by the holding member is divided into a plurality of Thus, the divided pieces of the crystal mass are integrally held. In this case, the scintillator (crystal lump) can be easily handled even if the crystal lump is divided into a plurality of pieces. Further, since the crystal lump is held by the holding member after the laser beam irradiation, the holding member is not damaged by the laser beam irradiation.
好ましくは、複数の改質領域を形成する工程の前に、結晶塊を保持部材により保持し、結晶塊を複数に分割する工程では、保持部材により保持された結晶塊を複数に分割し、保持部材により、結晶塊の各分割片を一体的に保持する。この場合、結晶塊が複数に分割されている構成であっても、シンチレータ（結晶塊）のハンドリングが容易となる。レーザ光を照射する前に、結晶塊を保持部材で保持するため、結晶塊に外形崩れが生じるのを抑制することができる。 Preferably, before the step of forming a plurality of modified regions, the crystal mass is held by the holding member, and in the step of dividing the crystal mass into a plurality of pieces, the crystal mass held by the holding member is divided into a plurality of pieces and held The divided pieces of the crystal lump are integrally held by the member. In this case, the scintillator (crystal lump) can be easily handled even if the crystal lump is divided into a plurality of pieces. Since the crystal lump is held by the holding member before the laser beam is irradiated, it is possible to prevent the outer shape of the crystal lump from being broken.
好ましくは、保持部材としてシート状の部材を用い、該シート状の部材を結晶塊の外表面に貼付する。より好ましくは、シート状の部材を、結晶塊の外表面のうち互いに対向する二つの面に貼付する。これら場合、簡便な構成にて、結晶塊の各分割片を一体的に保持することができる。 Preferably, a sheet-like member is used as the holding member, and the sheet-like member is attached to the outer surface of the crystal lump. More preferably, a sheet-like member is affixed on the two surfaces facing each other among the outer surfaces of the crystal mass. In these cases, the divided pieces of the crystal lump can be held integrally with a simple configuration.
好ましくは、シート状の部材を、結晶塊の外表面全体に貼付する。この場合、簡便な構成にて、結晶塊の各分割片をより一層確実に一体的に保持することができる。そして、レーザ光を照射する前に、結晶塊を保持部材で保持する場合には、結晶塊に外形崩れが生じるのを確実に防ぐことができる。 Preferably, a sheet-like member is stuck on the entire outer surface of the crystal mass. In this case, it is possible to hold the divided pieces of the crystal lump together more reliably with a simple configuration. Then, when the crystal lumps are held by the holding member before the laser beam irradiation, it is possible to reliably prevent the outer shape of the crystal lumps from being deformed.
好ましくは、保持部材として、結晶塊をクランプする部材を用いる。この場合、簡便な構成にて、結晶塊の各分割片を一体的に保持することができる。 Preferably, a member that clamps the crystal mass is used as the holding member. In this case, each divided piece of the crystal lump can be integrally held with a simple configuration.
好ましくは、結晶塊を複数に分割する工程において、クランプする部材により、予め結晶塊を該結晶塊の各分割片を一体的に保持するときよりも緩く保持し、結晶塊を複数に分割する工程の後に、クランプする部材により、結晶塊の各分割片を一体的に保持する。また、複数の改質領域を形成する工程においても、クランプする部材により、予め結晶塊を該結晶塊の各分割片を一体的に保持するときよりも緩く保持してもよい。この場合、結晶塊を複数に分割する際に、結晶塊の分割を阻害することなく、結晶塊を保持しておくことができる。 Preferably, in the step of dividing the crystal lump into a plurality of steps, the member to be clamped holds the crystal lump more loosely than when the divided pieces of the crystal lump are held together in advance, and the step of dividing the crystal lump into a plurality of pieces Thereafter, the divided pieces of the crystal lump are integrally held by a member to be clamped. Also in the step of forming a plurality of modified regions, the crystal mass may be held loosely by the member to be clamped in advance than when the divided pieces of the crystal mass are integrally held. In this case, when dividing the crystal lump into a plurality of pieces, the crystal lump can be held without hindering the division of the crystal lump.
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、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description, the same reference numerals are used for the same elements or elements having the same function, and redundant description is omitted.
まず、図１〜図２を参照して、本実施形態に係る放射線検出器の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る放射線検出器を示す概略斜視図である。図２は、シンチレータ１の内部構成を説明するための模式的な図である。図２（ａ）はシンチレータ１の平面断面図に対応する図であり、図２（ｂ）はシンチレータ１の側断面図に対応する図である。 First, the configuration of the radiation detector according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic perspective view showing a radiation detector according to the present embodiment. FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the internal configuration of the scintillator 1. FIG. 2A is a diagram corresponding to a plan sectional view of the scintillator 1, and FIG. 2B is a diagram corresponding to a side sectional view of the scintillator 1.
放射線検出器ＲＤは、図１に示されるように、シンチレータ１と、複数の光検出器１０と、を備えている。 As shown in FIG. 1, the radiation detector RD includes a scintillator 1 and a plurality of photodetectors 10.
シンチレータ１は、光検出器１０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１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）２により構成されている。結晶塊２は、略直方体状の形状を呈しており、図２に示されるように、対向する一対の面２ａ，２ｂ及び一対の面２ａ，２ｂと直交する４つの側面２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆを有している。結晶塊２は、単結晶性の部材でもよく、また、単結晶性以外の部材であってもよい。 The scintillator 1 is a member for providing scintillation light to the photodetector 10. The scintillator 1 is composed of a crystal lump (scintillator crystal) 2 that generates scintillation light by the incidence of radiation such as gamma rays. The crystal lump 2 has a substantially rectangular parallelepiped shape, and as shown in FIG. 2, the pair of opposed surfaces 2a, 2b and the four side surfaces 2c, 2d, 2e orthogonal to the pair of surfaces 2a, 2b, 2f. The crystal lump 2 may be a single crystal member or a member other than single crystal.
シンチレータ１は、結晶塊２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２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 1 absorbs radiation incident on the crystal mass 2 and generates scintillation light having an intensity corresponding to the dose. The crystal mass 2 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.
光検出器１０は、例えば光電子増倍管（ＰＭＴ：Photomultiplier Tube）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）といった半導体受光素子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。各光検出器１０は、その光検出面がシンチレータ１の表面と対向するようにシンチレータ１上に取り付けられることにより、シンチレータ１と光学的に結合される。 The photodetector 10 is preferably configured by a semiconductor light receiving element such as a photomultiplier tube (PMT), 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. Each light detector 10 is optically coupled to the scintillator 1 by being mounted on the scintillator 1 so that its light detection surface faces the surface of the scintillator 1.
本実施形態では、放射線検出器ＲＤは、４体の光検出器１０を備えており、光検出器１０としてＰＭＴを用いている。４体の光検出器１０は、結晶塊２の面２ｂ側に配置されている。光検出器１０は、面２ｂに対向すると共に、面２ｂを４つ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いる。これにより、各光検出器１０は、結晶塊２の面２ｂと光学的に結合されている。シンチレータ１（結晶塊２）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１０へ配分され、各光検出器１０の出力比に基づいて、シンチレーション光ＳＣの発生位置が特定される。 In the present embodiment, the radiation detector RD includes four photodetectors 10, and a PMT is used as the photodetector 10. The four photodetectors 10 are arranged on the surface 2b side of the crystal lump 2. The photodetector 10 is disposed on each of the regions facing the surface 2b and dividing the surface 2b into four square regions. Thereby, each photodetector 10 is optically coupled to the surface 2 b of the crystal mass 2. The scintillation light generated in the scintillator 1 (crystal lump 2) is distributed to each photodetector 10 according to the generation position, and the generation position of the scintillation light SC is specified based on the output ratio of each photodetector 10. .
光検出器１０は、ＰＭＴの代わりに、単一の位置検出型光検出器２０を用いてもよく（図３（ａ）参照）、また、二次元状に並置された複数の半導体受光素子３０を用いてもよい（図３（ｂ）参照）。位置検出型光検出器２０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。また、複数の光検出器１０（例えば、半導体受光素子３０）は、結晶塊２の面２ｂだけでなく（図４（ａ）参照）、面２ａにも配置されていてもよく、また、全面２ａ〜２ｆに配置されていてもよい（図４（ａ）参照）。 The photodetector 10 may use a single position detection type photodetector 20 instead of the PMT (see FIG. 3A), and a plurality of semiconductor light receiving elements 30 juxtaposed two-dimensionally. May be used (see FIG. 3B). The position detection type photodetector 20 is an element that outputs an electrical signal corresponding to the light incident position on the light receiving surface. Further, the plurality of photodetectors 10 (for example, the semiconductor light receiving element 30) may be arranged not only on the surface 2b of the crystal lump 2 (see FIG. 4A) but also on the surface 2a. They may be arranged at 2a to 2f (see FIG. 4A).
シンチレータ１の結晶塊２は、図２にも示されるように、複数に分割されている。本実施形態では、結晶塊２は、１９６（＝７×７×４）分割されている。すなわち、結晶塊２は、各分割片が面２ａに対して三次元に配列されるように分割されている。結晶塊２に形成された分割面３は、複数の改質領域４と、切断面５と、を含んでいる。各改質領域４は、後述するように、結晶塊２の内部にレーザ光を照射することにより形成されている。切断面５は、同じく後述するように、結晶塊２に応力を印加することにより複数の改質領域４の間を繋ぐように形成されている。改質領域４と切断面５とは、交互に並んでいる。各図に示す分割面３（改質領域４及び切断面５）の形状は、当該分割面３（改質領域４及び切断面５）を模式的に表したものであり、実際の形状とは異なる。 The crystal lump 2 of the scintillator 1 is divided into a plurality as shown in FIG. In the present embodiment, the crystal mass 2 is divided into 196 (= 7 × 7 × 4). That is, the crystal lump 2 is divided so that the divided pieces are arranged three-dimensionally with respect to the surface 2a. The dividing surface 3 formed in the crystal lump 2 includes a plurality of modified regions 4 and a cut surface 5. Each modified region 4 is formed by irradiating the inside of the crystal mass 2 with laser light, as will be described later. The cut surface 5 is formed so as to connect the plurality of modified regions 4 by applying stress to the crystal mass 2 as described later. The modified regions 4 and the cut surfaces 5 are alternately arranged. The shape of the divided surface 3 (modified region 4 and cut surface 5) shown in each figure schematically represents the divided surface 3 (modified region 4 and cut surface 5). What is the actual shape? Different.
結晶塊２の各分割片は、図１に示されるように、保持部材６により保持されている。保持部材６は、シート状の部材であり、シンチレーション光を透過する材料（例えば、シリコーンゴム等）からなる。シート状の保持部材６は、結晶塊２の外表面全体を覆うように、接着剤等により、又は、保持部材６自体が有する接着特性により、貼付されている。保持部材６は、必ずしもシンチレーション光を透過する材料にて構成される必要はないが、シンチレーション光に対して吸収特性の低い材料が好ましい。また、光検出器１０が対向して配置される面に貼付される保持部材６は、シンチレーション光を透過する材料にて構成する必要がある。なお、保持部材６は伸縮性を有する材料が好ましい。構成の理解を容易にするため、図面において、保持部材６を着色して示す。 Each divided piece of the crystal lump 2 is held by a holding member 6 as shown in FIG. The holding member 6 is a sheet-like member and is made of a material that transmits scintillation light (for example, silicone rubber). The sheet-like holding member 6 is affixed so as to cover the entire outer surface of the crystal lump 2 by an adhesive or the like, or by the adhesive properties of the holding member 6 itself. The holding member 6 does not necessarily need to be made of a material that transmits scintillation light, but a material having low absorption characteristics with respect to the scintillation light is preferable. Further, the holding member 6 attached to the surface on which the photodetector 10 is arranged to face is required to be made of a material that transmits scintillation light. The holding member 6 is preferably a stretchable material. In order to facilitate understanding of the configuration, the holding member 6 is colored in the drawing.
結晶塊２は、図５及び図６にも示されるように、各分割片が面２ａに対して二次元に配列されるように分割されていてもよい。図５及び図６に示された結晶塊２は、４９（＝７×７）分割されている。シート状の保持部材６は、結晶塊２の面２ａ，２ｂを覆うように、接着剤等により、又は、保持部材６自体が有する接着特性により、貼付されている。 As shown in FIGS. 5 and 6, the crystal mass 2 may be divided so that the divided pieces are two-dimensionally arranged with respect to the surface 2 a. The crystal mass 2 shown in FIGS. 5 and 6 is divided into 49 (= 7 × 7). The sheet-like holding member 6 is affixed so as to cover the surfaces 2a and 2b of the crystal lump 2 with an adhesive or the like or due to the adhesive properties of the holding member 6 itself.
結晶塊２を一体的に保持する保持部材は、図７及び図８に示されるように、結晶塊２をクランプする保持部材７であってもよい。保持部材７は、略Ｉ字状を呈した４つの部材７ａ〜７ｄからなり、部材７ａ〜７ｄは、対応する側面２ｃ〜２ｆに沿うように配置されており、結晶塊２を側面２ｃ〜２ｆの外側から保持している。図７及び図８に示された例では、シート状の保持部材６が、結晶塊２の面２ａを覆うように、接着剤等により、又は、保持部材６自体が有する接着特性により、貼付されている。 The holding member that integrally holds the crystal lump 2 may be a holding member 7 that clamps the crystal lump 2 as shown in FIGS. 7 and 8. The holding member 7 includes four members 7a to 7d having a substantially I shape, and the members 7a to 7d are arranged along the corresponding side surfaces 2c to 2f, and the crystal mass 2 is arranged on the side surfaces 2c to 2f. Is held from the outside. In the example shown in FIGS. 7 and 8, the sheet-like holding member 6 is affixed so as to cover the surface 2a of the crystal lump 2 by an adhesive or the like or by the adhesive properties of the holding member 6 itself. ing.
図５（ａ）及び図７（ａ）は、光検出器１０としてＰＭＴを用いた例を示し、図５（ｂ）及び図７（ｂ）は、光検出器として位置検出型光検出器２０を用いた例を示している。図６（ａ）及び（ｂ）並びに図８（ａ）及び（ｂ）は、光検出器として半導体受光素子３０を用いた例を示している。 5A and 7A show an example in which a PMT is used as the photodetector 10, and FIGS. 5B and 7B show a position detection type photodetector 20 as a photodetector. An example using is shown. FIGS. 6A and 6B and FIGS. 8A and 8B show an example in which the semiconductor light receiving element 30 is used as a photodetector.
次に、本実施形態に係るシンチレータの製造方法について説明する。まず、図９〜図１４を参照して、図１及び図２に示されたシンチレータ１の製造方法について説明する。図９は、シンチレータ１を製造する一工程を説明するための図であり、この工程に用いられるレーザ加工装置１００の構成を示している。図１０は、レーザ加工装置１００を用いてシンチレータ１の結晶塊２に複数の改質領域４を形成する過程を示すフローチャートである。図１１〜図１４は、シンチレータ１の製造方法を説明するための図である。 Next, a method for manufacturing the scintillator according to this embodiment will be described. First, with reference to FIGS. 9-14, the manufacturing method of the scintillator 1 shown by FIG.1 and FIG.2 is demonstrated. FIG. 9 is a diagram for explaining one process of manufacturing the scintillator 1, and shows the configuration of the laser processing apparatus 100 used in this process. FIG. 10 is a flowchart showing a process of forming a plurality of modified regions 4 in the crystal mass 2 of the scintillator 1 using the laser processing apparatus 100. FIGS. 11-14 is a figure for demonstrating the manufacturing method of the scintillator 1. FIG.
図９を参照して、レーザ加工装置１００の構成について説明する。レーザ加工装置１００は、結晶塊２の内部に改質領域４を形成するための装置である。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、ダイクロイックミラー１０４と、集光用レンズ１０５と、載置台１０７と、Ｘ軸ステージ１０９と、Ｙ軸ステージ１１１と、Ｚ軸ステージ１１３と、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。レーザ光源制御部１０２は、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。ダイクロイックミラー１０４は、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ている。集光用レンズ１０５は、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。載置台１０７は、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２が載置される。Ｘ軸ステージ１０９は、載置台１０７をＸ軸方向に移動させる。Ｙ軸ステージ１１１は、載置台１０７をＸ軸方向に直交するＹ軸方向に移動させる。Ｚ軸ステージ１１３は、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。 With reference to FIG. 9, the structure of the laser processing apparatus 100 is demonstrated. The laser processing apparatus 100 is an apparatus for forming the modified region 4 inside the crystal lump 2. The laser processing apparatus 100 includes a laser light source 101 that generates laser light L, a laser light source control unit 102, a shutter 103 provided on the optical path of the laser light L, a dichroic mirror 104, a condensing lens 105, A mounting table 107, an X-axis stage 109, a Y-axis stage 111, a Z-axis stage 113, and a stage control unit 115 that controls the movement of the three stages 109, 111, 113 are provided. The laser light source control unit 102 controls the laser light source 101 in order to adjust the output of the laser light L, the pulse width, and the like. The dichroic mirror 104 has a function of reflecting the laser beam L and is arranged so as to change the direction of the optical axis of the laser beam L by 90 °. The condensing lens 105 condenses the laser light L reflected by the dichroic mirror 104. On the mounting table 107, the crystal mass 2 irradiated with the laser light L condensed by the condensing lens 105 is placed. The X-axis stage 109 moves the mounting table 107 in the X-axis direction. The Y-axis stage 111 moves the mounting table 107 in the Y-axis direction orthogonal to the X-axis direction. The Z-axis stage 113 moves the mounting table 107 in the Z-axis direction orthogonal to the X-axis and Y-axis directions.
Ｚ軸方向は、結晶塊２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２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。集光点ＰのＸ軸方向、Ｙ軸方向への各移動は、結晶塊２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。 The Z-axis direction is the direction of the focal depth of the laser light L incident on the crystal lump 2. 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 lump 2. Each movement of the condensing point P in the X-axis direction and the Y-axis direction is performed by moving the crystal mass 2 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は短パルスレーザ光を発生するＮｄ：ＹＡＧ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：ＹＶＯ４レーザ、Ｎｄ：ＹＬＦレーザ、Ｙｂ：ＫＧＷレーザやチタンサファイアレーザがある。結晶塊２の加工にはパルスレーザ光を用いてもよく、連続波レーザ光を用いてもよいが、パルスレーザ光が好適である。 The laser light source 101 is an Nd: YAG laser that generates short pulse laser light. Other lasers that can be used for the laser light source 101 include Yb: YAG laser, Nd: YVO 4 laser, Nd: YLF laser, Yb: KGW laser, and titanium sapphire laser. For processing the crystal lump 2, pulse laser light or continuous wave laser light may be used, but pulse laser light is preferred.
パルスレーザ光としてはナノ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。ナノ秒やピコ秒のレーザパルスは、結晶塊２の内部に本発明を実施するに際して好適な改質領域４を導入することができる。 Examples of the pulse laser light include nanosecond pulse laser light and picosecond pulse laser light. Nanosecond or picosecond laser pulses can introduce a modified region 4 suitable for carrying out the present invention inside the crystal mass 2.
レーザ加工装置１００は、観察用光源１１７と、可視光用のビームスプリッタ１１９と、を備える。観察用光源１１７は、載置台１０７に載置された結晶塊２を可視光線により照明するために可視光線を発生する。ビームスプリッタ１１９は、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ている。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、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２の被加工部位を照明する。 The laser processing apparatus 100 includes an observation light source 117 and a visible light beam splitter 119. The observation light source 117 generates visible light to illuminate the crystal mass 2 mounted on the mounting table 107 with visible light. The beam splitter 119 is disposed on the same optical axis as the dichroic mirror 104 and the condensing lens 105. 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, and illuminates the processed portion of the crystal mass 2.
レーザ加工装置１００は、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 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、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２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２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。撮像データ処理部１２５は、撮像データを基にして結晶塊２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 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 2 based on the imaging data. The stage control unit 115 controls the movement of the Z-axis stage 113 based on the focus data, so that the visible light is focused on the crystal block 2. Therefore, the imaging data processing unit 125 functions as an autofocus unit. The imaging data processing unit 125 calculates image data such as an enlarged image of the crystal lump 2 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.
次に、図１０を参照しながら、結晶塊２に改質領域４を形成する過程について説明する。まず、結晶塊２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２を照明する。照明された結晶塊２の表面（例えば面２ａ）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２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２の表面に位置する（Ｓ１０１）。撮像データ処理部１２５は、撮像データに基づいて結晶塊２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２の表面の拡大画像が表示される。 Next, the process of forming the modified region 4 in the crystal mass 2 will be described with reference to FIG. First, the crystal mass 2 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 2. The surface of the illuminated crystal lump 2 (for example, the surface 2a) 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 lump 2. 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 lump 2 (S101). The imaging data processing unit 125 calculates enlarged image data of the surface of the crystal lump 2 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 2 is displayed on the monitor 129.
続いて、結晶塊２の内部に改質領域４を形成するためのレーザ光Ｌの集光点が、結晶塊２の表面または内部における一つの改質領域４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２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を断続的に照射し、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２の内部に周囲と異なる屈折率を有する領域を形成する（Ｓ１０５）。そして、このような領域を形成しながら、Ｘ軸ステージ１０９又はＹ軸ステージ１１１により結晶塊２をＸ軸のマイナス方向又はＹ軸のマイナス方向に一定速度で所定距離だけ移動させる（Ｓ１０７）。これにより、改質領域４が、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に沿って、一定の間隔で複数形成されることとなる。 Subsequently, the condensing point of the laser beam L for forming the modified region 4 inside the crystal mass 2 is the processing initial position of one modified region 4 on the surface or inside of the crystal mass 2. The crystal lump 2 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, the laser beam L is intermittently irradiated, and the scintillator material in the condensing portion is modified (amorphized), whereby a region having a refractive index different from the surroundings inside the crystal lump 2. Is formed (S105). Then, while forming such a region, the crystal mass 2 is moved by a predetermined distance at a constant speed in the negative direction of the X axis or the negative direction of the Y axis by the X axis stage 109 or the Y axis stage 111 (S107). As a result, a plurality of modified regions 4 are formed at regular intervals along the X-axis direction or the Y-axis direction.
その後、Ｚ軸ステージ１１３により結晶塊２をＺ軸のマイナス方向に所定のピッチだけ移動させた後（Ｓ１０９）、Ｘ軸ステージ１０９又はＹ軸ステージ１１１により結晶塊２をＸ軸のプラス方向又はＹ軸のプラス方向に一定速度で所定距離だけ移動させて、一定の間隔で改質領域４を形成する（Ｓ１１１）。 Thereafter, the crystal mass 2 is moved by a predetermined pitch in the negative direction of the Z axis by the Z axis stage 113 (S109), and then the crystal mass 2 is moved in the positive direction of the X axis or Y by the X axis stage 109 or the Y axis stage 111. The reformed region 4 is formed at a constant interval by moving a predetermined distance at a constant speed in the positive direction of the shaft (S111).
そして、Ｚ軸のマイナス方向における加工終了位置での加工を終えていない場合（Ｓ１１３：ＮＯ）、Ｚ軸ステージ１１３により結晶塊２をＺ軸のマイナス方向に所定のピッチだけ移動させ（Ｓ１１５）、Ｓ１０７に戻り、加工を継続する。一方、Ｚ軸のマイナス方向における加工終了位置での加工を終えた場合（Ｓ１１３：ＹＥＳ）、レーザ光Ｌのシャッタ１０３を閉じる（Ｓ１１７）。 If the machining at the machining end position in the negative direction of the Z axis has not been completed (S113: NO), the crystal mass 2 is moved by a predetermined pitch in the negative direction of the Z axis by the Z axis stage 113 (S115), Returning to S107, the processing is continued. On the other hand, when the machining at the machining end position in the minus direction of the Z axis is completed (S113: YES), the shutter 103 of the laser beam L is closed (S117).
続いて、他に形成すべき改質領域４がある場合（Ｓ１１９：Ｙｅｓ）、レーザ光Ｌの
集光点が結晶塊２の内部における当該改質領域４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２を移動させる。例えば、先に形成した改質領域４に対して所定のピッチだけＸ軸のプラス方向またはＹ軸のプラス方向に結晶塊２を移動させるとよい（Ｓ１２１）。
Subsequently, when there is another modified region 4 to be formed (S119: 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 4 inside the crystal lump 2. The crystal mass 2 is moved by the stage 109, the Y-axis stage 111 and the Z-axis stage 113. For example, the crystal lump 2 may be moved in the positive direction of the X axis or the positive direction of the Y axis by a predetermined pitch with respect to the previously formed modified region 4 (S121).
以降、上述したステップＳ１０３〜Ｓ１１７を繰り返すことによって、複数の改質領域４が形成される。複数の改質領域４の全てを形成し終えると（Ｓ１１９：Ｎｏ）、この工程を終了する。この工程により、図１１に示されるように、分割予定ラインＤＬに沿って、結晶塊２の内部に切断の基点となる複数の改質領域４が形成されることとなる。分割予定ラインＤＬは、面２ａに対して各分割片が三次元に配列されるように設定される。図１１において、（ａ）は複数の改質領域４が形成された結晶塊２を示す斜視図であり、（ｂ）は結晶塊２の平面断面図に対応する図であり、（ｃ）は結晶塊２の側断面図に対応する図である。 Thereafter, the plurality of modified regions 4 are formed by repeating the above-described steps S103 to S117. When all of the plurality of modified regions 4 have been formed (S119: No), this process ends. As a result of this step, as shown in FIG. 11, a plurality of modified regions 4 serving as cutting base points are formed inside the crystal mass 2 along the planned division line DL. The division lines DL are set so that the divided pieces are arranged in a three-dimensional manner on the surface 2a. In FIG. 11, (a) is a perspective view showing a crystal mass 2 in which a plurality of modified regions 4 are formed, (b) is a diagram corresponding to a plan sectional view of the crystal mass 2, and (c) is FIG. 6 is a view corresponding to a side cross-sectional view of the crystal lump 2.
結晶塊２に分割予定ラインに沿って複数の改質領域４を形成した後、図１２に示されるように、結晶塊２の外表面全体にシート状の保持部材６を貼付する。その後、結晶塊２に応力を印加することにより、改質領域４を切断の起点として分割予定ラインに沿って結晶塊２を複数に分割する。結晶塊２に応力が印加されることにより、隣り合う改質領域４の間に亀裂が生じ、この亀裂が結晶塊２の外表面に到達することにより、図１３に示されるように、結晶塊２が複数に分割されることとなる。このとき、結晶塊２の外表面全体にシート状の保持部材６を貼付しているので、結晶塊２の各分割片は一体化している。結晶塊２を分割する手法には、分割予定ラインに沿って結晶塊２に曲げ応力やせん断応力を加える、結晶塊２を加熱することによりに結晶塊２の熱膨張により熱応力を発生させる、又は、結晶塊２に音波（超音波）信号を印加する等が挙げられる。結晶塊２に曲げ応力やせん断応力を加える手法としては、図１４に示されるように、楔型の治具４０を用い、この治具４０を分割予定ラインに位置させた後に、治具４０を介して結晶塊２に外力を加える手法が存在する。 After a plurality of modified regions 4 are formed along the planned division line in the crystal mass 2, a sheet-like holding member 6 is pasted on the entire outer surface of the crystal mass 2 as shown in FIG. 12. Thereafter, by applying stress to the crystal lump 2, the crystal lump 2 is divided into a plurality along the division planned line with the modified region 4 as a starting point of cutting. When a stress is applied to the crystal mass 2, a crack is generated between the adjacent modified regions 4, and when this crack reaches the outer surface of the crystal mass 2, as shown in FIG. 2 is divided into a plurality. At this time, since the sheet-like holding member 6 is affixed to the entire outer surface of the crystal lump 2, the divided pieces of the crystal lump 2 are integrated. In the method of dividing the crystal lump 2, bending stress or shear stress is applied to the crystal lump 2 along the planned dividing line, and thermal stress is generated by thermal expansion of the crystal lump 2 by heating the crystal lump 2. Or, a sound wave (ultrasonic wave) signal is applied to the crystal mass 2. As a method of applying bending stress or shear stress to the crystal mass 2, as shown in FIG. 14, a wedge-shaped jig 40 is used. There is a method of applying an external force to the crystal mass 2 via the above.
上述した実施形態では、結晶塊２に改質領域４を形成した後に、結晶塊２の外表面全体にシート状の保持部材６を貼付しているが、これに限られない。結晶塊２の外表面全体にシート状の保持部材６を貼付し（図１５（ａ）参照）、その後に結晶塊２に改質領域４を形成してもよい（図１５（ｂ）参照）。このとき、シート状の保持部材６は、レーザ光に対して高い透過特性を有する材料であることが好ましい。 In the embodiment described above, after the modified region 4 is formed in the crystal lump 2, the sheet-like holding member 6 is pasted on the entire outer surface of the crystal lump 2, but this is not restrictive. A sheet-like holding member 6 may be attached to the entire outer surface of the crystal lump 2 (see FIG. 15A), and then the modified region 4 may be formed in the crystal lump 2 (see FIG. 15B). . At this time, the sheet-like holding member 6 is preferably a material having high transmission characteristics with respect to laser light.
続いて、図１６〜図１９を参照して、図５及び図６に示されたシンチレータ１の製造方法について説明する。図１６〜図１９は、シンチレータ１の製造方法の一変形例を説明するための図である。 Then, with reference to FIGS. 16-19, the manufacturing method of the scintillator 1 shown by FIG.5 and FIG.6 is demonstrated. FIGS. 16-19 is a figure for demonstrating the modification of the manufacturing method of the scintillator 1. FIG.
まず、結晶塊２を用意し、図１６に示されるように、分割予定ラインＤＬに沿って、結晶塊２の内部に切断の基点となる複数の改質領域４を形成する。改質領域４を形成は、上述したように、レーザ加工装置１００を用いて行なう。分割予定ラインＤＬは、面２ａに対して各分割片が二次元に配列されるように設定される。 First, the crystal lump 2 is prepared, and a plurality of modified regions 4 serving as cutting base points are formed inside the crystal lump 2 along the planned division line DL as shown in FIG. The modified region 4 is formed using the laser processing apparatus 100 as described above. The division lines DL are set so that the divided pieces are two-dimensionally arranged on the surface 2a.
次に、図１７に示されるように、結晶塊２の面２ａ，２ｂにシート状の保持部材６を貼付する。その後、結晶塊２に応力を印加することにより、図１８に示されるように、改質領域４を切断の起点として分割予定ラインに沿って結晶塊２を複数に分割する。結晶塊２に応力が印加されることにより、隣り合う改質領域４の間に亀裂が生じ、この亀裂が結晶塊２の外表面に到達することにより、結晶塊２が複数に分割されることとなる。このとき、結晶塊２の結晶塊２の面２ａ，２ｂにシート状の保持部材６を貼付しているので、結晶塊２の各分割片は一体化している。結晶塊２を分割する手法には、分割予定ラインに沿って結晶塊２に曲げ応力やせん断応力を加える、結晶塊２を加熱することによりに結晶塊２の熱膨張により熱応力を発生させる、又は、結晶塊２に音波（超音波）信号を印加する等が挙げられる。 Next, as shown in FIG. 17, a sheet-like holding member 6 is attached to the surfaces 2 a and 2 b of the crystal mass 2. Thereafter, by applying stress to the crystal lump 2, as shown in FIG. 18, the crystal lump 2 is divided into a plurality along the division planned line with the modified region 4 as a starting point of cutting. When a stress is applied to the crystal mass 2, a crack is generated between the adjacent modified regions 4, and when this crack reaches the outer surface of the crystal mass 2, the crystal mass 2 is divided into a plurality of parts. It becomes. At this time, since the sheet-like holding member 6 is attached to the surfaces 2a and 2b of the crystal lump 2 of the crystal lump 2, the divided pieces of the crystal lump 2 are integrated. In the method of dividing the crystal lump 2, bending stress or shear stress is applied to the crystal lump 2 along the planned dividing line, and thermal stress is generated by thermal expansion of the crystal lump 2 by heating the crystal lump 2. Or, a sound wave (ultrasonic wave) signal is applied to the crystal mass 2.
また、以下の手法により、結晶塊２を分割してもよい。図１９（ａ）に示されるように、シート状の保持部材６を拡張させて、結晶塊２に応力を生じさせる。すなわち、シート状の保持部材６を介して結晶塊２に力を印加する。これにより、図１９（ｂ）に示されるように、分割予定ラインに沿って亀裂が結晶塊２の外表面に到達し、結晶塊２が複数に分割されることとなる。本手法では、図１９に示されるように、シート状の保持部材６には、拡張させるための引っ張り代を設けておくことが好ましい。引っ張り代は、結晶塊２を分割した後に、切断されて取り除かれる。 Further, the crystal mass 2 may be divided by the following method. As shown in FIG. 19A, the sheet-like holding member 6 is expanded to generate stress on the crystal mass 2. That is, a force is applied to the crystal mass 2 through the sheet-like holding member 6. As a result, as shown in FIG. 19B, the crack reaches the outer surface of the crystal lump 2 along the planned division line, and the crystal lump 2 is divided into a plurality of pieces. In this method, as shown in FIG. 19, it is preferable that the sheet-like holding member 6 is provided with a pulling margin for expansion. The tensile allowance is cut and removed after dividing the crystal mass 2.
上述した実施形態では、結晶塊２に改質領域４を形成した後に、結晶塊２の面２ａ，２ｂにシート状の保持部材６を貼付しているが、これに限られない。結晶塊２の面２ａ，２ｂにシート状の保持部材６を貼付し（図２０（ａ）参照）、その後に結晶塊２に改質領域４を形成してもよい（図２０（ｂ）参照）。このとき、シート状の保持部材６は、レーザ光に対して高い透過特性を有する材料であることが好ましい。 In the embodiment described above, the sheet-shaped holding member 6 is pasted on the surfaces 2a and 2b of the crystal lump 2 after the modified region 4 is formed in the crystal lump 2, but this is not restrictive. A sheet-like holding member 6 may be attached to the surfaces 2a and 2b of the crystal lump 2 (see FIG. 20 (a)), and then the modified region 4 may be formed in the crystal lump 2 (see FIG. 20 (b)). ). At this time, the sheet-like holding member 6 is preferably a material having high transmission characteristics with respect to laser light.
上述した実施形態では、シート状の保持部材６を貼付する際に、あわせて光検出器１０（２０，３０）を接着してもよい。 In the embodiment described above, when the sheet-like holding member 6 is stuck, the photodetector 10 (20, 30) may be bonded together.
続いて、図１６及び図２１〜図２３を参照して、図７及び図８に示されたシンチレータ１の製造方法について説明する。図２１〜図２３は、シンチレータ１の製造方法の一変形例を説明するための図である。 Next, a method for manufacturing the scintillator 1 shown in FIGS. 7 and 8 will be described with reference to FIGS. 16 and 21 to 23. FIGS. 21 to 23 are views for explaining a modification of the method for manufacturing the scintillator 1.
まず、結晶塊２を用意し、図１６に示されるように、レーザ加工装置１００を用いて、結晶塊２の内部に切断の基点となる複数の改質領域４を分割予定ラインＤＬに沿って形成する。 First, a crystal lump 2 is prepared, and as shown in FIG. 16, a plurality of modified regions 4 serving as a cutting base point are formed inside the crystal lump 2 along a planned division line DL using a laser processing apparatus 100. Form.
次に、図２１に示されるように、結晶塊２の面２ａにシート状の保持部材６を貼付する。その後、図２２に示されるように、保持部材７により、結晶塊２を当該結晶塊２の各分割片を一体的に保持するときよりも緩く保持する。 Next, as shown in FIG. 21, a sheet-like holding member 6 is attached to the surface 2 a of the crystal mass 2. After that, as shown in FIG. 22, the holding member 7 holds the crystal mass 2 more loosely than when the divided pieces of the crystal mass 2 are integrally held.
次に、結晶塊２に応力を印加することにより、改質領域４を切断の起点として分割予定ラインに沿って結晶塊２を複数に分割する。その後、図２３に示されるように、結晶塊２の各分割片を保持部材７により一体的に保持する。結晶塊２を分割する手法には、分割予定ラインに沿って結晶塊２に曲げ応力やせん断応力を加える、結晶塊２を加熱することによりに結晶塊２の熱膨張により熱応力を発生させる、結晶塊２に音波（超音波）信号を印加する、又は、保持部材６を拡張させて、結晶塊２に応力を生じさせる等が挙げられる。 Next, by applying a stress to the crystal lump 2, the crystal lump 2 is divided into a plurality of lines along the planned dividing line with the modified region 4 as a starting point of cutting. Thereafter, as shown in FIG. 23, the divided pieces of the crystal mass 2 are integrally held by the holding member 7. In the method of dividing the crystal lump 2, bending stress or shear stress is applied to the crystal lump 2 along the planned division line, and thermal stress is generated by thermal expansion of the crystal lump 2 by heating the crystal lump 2. Examples include applying a sound wave (ultrasonic wave) signal to the crystal mass 2 or expanding the holding member 6 to generate stress in the crystal mass 2.
上述した実施形態では、結晶塊２に改質領域４を形成した後に、結晶塊２の面２ａにシート状の保持部材６を貼付しているが、これに限られない。結晶塊２の面２ａにシート状の保持部材６を貼付し（図２４（ａ）参照）、結晶塊２を当該結晶塊２の各分割片を一体的に保持するときよりも保持部材７により緩く保持した後に（図２４（ｂ）参照）、結晶塊２に改質領域４を形成してもよい。このとき、シート状の保持部材６は、レーザ光に対して高い透過特性を有する材料であることが好ましい。 In the embodiment described above, after the modified region 4 is formed in the crystal mass 2, the sheet-like holding member 6 is pasted on the surface 2 a of the crystal mass 2, but this is not limitative. A sheet-like holding member 6 is affixed to the surface 2a of the crystal lump 2 (see FIG. 24 (a)), and the crystal lump 2 is held by the holding member 7 rather than holding each divided piece of the crystal lump 2 integrally. After being held loose (see FIG. 24B), the modified region 4 may be formed in the crystal mass 2. At this time, the sheet-like holding member 6 is preferably a material having high transmission characteristics with respect to laser light.
上述した実施形態では、シート状の保持部材６を貼付する際に、あわせて光検出器１０（２０，３０）を接着してもよい。 In the embodiment described above, when the sheet-like holding member 6 is stuck, the photodetector 10 (20, 30) may be bonded together.
以上のように、本実施形態及び変形例によれば、シンチレーション光をシンチレータ１（結晶塊２）における分割面３が伸びる方向に沿って進行させることができるので、分割面３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、例えば分割面３と交差する結晶塊２の端面（例えば、面２ａ等）に複数の光検出器１０（３０）または位置検出型光検出器２０を配置すれば、入射位置に応じて複数の光検出器１０（３０）のそれぞれにまたは位置検出型光検出器２０にシンチレーション光を好適に配分することができる。 As described above, according to the present embodiment and the modification, the scintillation light can travel along the direction in which the dividing surface 3 extends in the scintillator 1 (crystal lump 2). The position resolution of the scintillation light can be obtained. Therefore, for example, if a plurality of photodetectors 10 (30) or position detection type photodetectors 20 are arranged on the end surface (for example, the surface 2a) of the crystal lump 2 that intersects the dividing surface 3, a plurality of detectors depending on the incident position. The scintillation light can be suitably distributed to each of the photodetectors 10 (30) or to the position detection type photodetector 20.
結晶塊２内に形成される分割面３は、複数の改質領域４と切断面５とを含むこととなるが、改質領域４における分割面は比較的粗い面であり、当該面におけるシンチレーション光の全反射が抑制され、シンチレーション光がシンチレータ１内にトラップされてしまうのを防ぐことができる。そして、上記切断面５が、結晶塊２に応力を印加することにより複数の改質領域４の間を繋ぐように形成されているので、レーザ光の照射によりシンチレータ１内に生じた歪みが緩和され、シンチレーション光の吸収を抑制することができる。これらの結果、シンチレータ１の放射線検出感度が向上することとなる。 The dividing surface 3 formed in the crystal lump 2 includes a plurality of modified regions 4 and a cut surface 5. The divided surface in the modified region 4 is a relatively rough surface, and scintillation on the surface is performed. Total reflection of light is suppressed, and scintillation light can be prevented from being trapped in the scintillator 1. Since the cut surface 5 is formed so as to connect the plurality of modified regions 4 by applying a stress to the crystal mass 2, distortion generated in the scintillator 1 due to laser light irradiation is alleviated. Thus, absorption of scintillation light can be suppressed. As a result, the radiation detection sensitivity of the scintillator 1 is improved.
本実施形態及び変形例では、結晶塊２の内部にレーザ光を照射する及び結晶塊２に応力を印加することにより分割面３が形成されて、結晶塊２が複数に分割されている。したがって、本実施形態に係るシンチレータ１によれば、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、高い位置分解能を実現することができる。また、シンチレータ１によれば、結晶塊２を分割するに際して、結晶塊２を機械的に切断する必要がなく、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１の製造が格段に容易となる。 In the present embodiment and the modification, the dividing surface 3 is formed by irradiating the inside of the crystal lump 2 with laser light and applying stress to the crystal lump 2, and the crystal lump 2 is divided into a plurality of pieces. Therefore, according to the scintillator 1 according to the present embodiment, a higher position resolution can be realized as compared with the conventional method of arranging a plurality of scintillator cells. Further, according to the scintillator 1, when the crystal lump 2 is divided, it is not necessary to mechanically cut the crystal lump 2, and the production of the scintillator 1 is markedly compared with the conventional method in which a plurality of scintillator cells are arranged. It will be easier.
切断面５の形成によりシンチレータ１内に生じた歪みが緩和されるため、シンチレータ１内に生じた歪みを緩和するためにシンチレータ１をアニールする等の新たな工程を採用する必要が無い。このため、シンチレータ１の製造工程の簡略化及び低コスト化を図ることができる。 Since the distortion generated in the scintillator 1 due to the formation of the cut surface 5 is relieved, it is not necessary to adopt a new process such as annealing the scintillator 1 in order to relieve the distortion generated in the scintillator 1. For this reason, the manufacturing process of the scintillator 1 can be simplified and the cost can be reduced.
本実施形態及び変形例においては、改質領域４と切断面５とは交互に並んでいる。これにより、分割面３におけるシンチレーション光の全反射がより一層抑制され、シンチレーション光がシンチレータ１内にトラップされてしまうのを確実に防ぐことができる。 In the present embodiment and the modification, the modified regions 4 and the cut surfaces 5 are alternately arranged. Thereby, the total reflection of the scintillation light on the dividing surface 3 is further suppressed, and the scintillation light can be reliably prevented from being trapped in the scintillator 1.
本実施形態及び変形例においては、結晶塊２の各分割片は、保持部材６，７により一体的に保持されている。これにより、結晶塊２が複数に分割されている構成であっても、シンチレータ１（結晶塊２）のハンドリングが容易となる。シート状の保持部材６が用いられた場合、簡便な構成にて、結晶塊２の各分割片を一体的に保持することができる。特に、シート状の保持部材６が結晶塊２の外表面全体に貼付されている場合、結晶塊２の各分割片をより一層確実に一体的に保持することができる。また、保持部材７により結晶塊２をクランプする場合においても、簡便な構成にて、結晶塊２の各分割片を一体的に保持することができる。 In this embodiment and the modification, each divided piece of the crystal lump 2 is integrally held by holding members 6 and 7. Thereby, even if it is the structure where the crystal lump 2 is divided | segmented into plurality, the handling of the scintillator 1 (crystal lump 2) becomes easy. When the sheet-like holding member 6 is used, the divided pieces of the crystal lump 2 can be integrally held with a simple configuration. In particular, when the sheet-like holding member 6 is affixed to the entire outer surface of the crystal lump 2, the divided pieces of the crystal lump 2 can be more reliably held integrally. Even when the crystal lump 2 is clamped by the holding member 7, the divided pieces of the crystal lump 2 can be held integrally with a simple configuration.
本実施形態及び変形例に係る製造方法では、複数の改質領域４を形成する工程の後に、結晶塊２を保持部材６，７により保持し、結晶塊２を複数に分割する工程では、保持部材６，７により保持された結晶塊２を複数に分割し、保持部材６，７により、結晶塊２の各分割片を一体的に保持している。これにより、結晶塊２が複数に分割されている構成であっても、シンチレータ１（結晶塊２）のハンドリングが容易となる。また、レーザ光を照射した後に、結晶塊２を保持部材６，７で保持するため、保持部材６，７がレーザ光の照射によるダメージを受けることがない。 In the manufacturing method according to the present embodiment and the modification, after the step of forming the plurality of modified regions 4, the crystal lump 2 is held by the holding members 6 and 7, and the step of dividing the crystal lump 2 into a plurality is held The crystal mass 2 held by the members 6 and 7 is divided into a plurality of pieces, and the divided pieces of the crystal mass 2 are integrally held by the holding members 6 and 7. Thereby, even if it is the structure where the crystal lump 2 is divided | segmented into plurality, the handling of the scintillator 1 (crystal lump 2) becomes easy. In addition, since the crystal lump 2 is held by the holding members 6 and 7 after the laser beam irradiation, the holding members 6 and 7 are not damaged by the laser beam irradiation.
複数の改質領域４を形成する工程の前に、結晶塊２を保持部材６，７により保持し、結晶塊２を複数に分割する工程では、保持部材６により保持された結晶塊２を複数に分割し、保持部材６により、結晶塊２の各分割片を一体的に保持してもよい。この場合においても、シンチレータ１（結晶塊２）のハンドリングが容易となる。また、レーザ光を照射する前に、結晶塊２を保持部材６，７で保持するため、結晶塊２に外形崩れが生じるのを抑制することができる。 Before the step of forming the plurality of modified regions 4, the crystal lump 2 is held by the holding members 6 and 7, and in the step of dividing the crystal lump 2 into a plurality of pieces, the crystal lump 2 held by the holding member 6 is a plurality of The divided pieces of the crystal lump 2 may be integrally held by the holding member 6. Even in this case, the scintillator 1 (crystal lump 2) can be easily handled. In addition, since the crystal lump 2 is held by the holding members 6 and 7 before the laser beam is irradiated, it is possible to suppress the outer shape of the crystal lump 2 from being deformed.
結晶塊２を複数に分割する工程において、保持部材７により、予め結晶塊２を該結晶塊２の各分割片を一体的に保持するときよりも緩く保持し、結晶塊２を複数に分割する工程の後に、保持部材７により、結晶塊２の各分割片を一体的に保持する。また、複数の改質領域４を形成する工程においても、保持部材７により、予め結晶塊を緩く保持してもよい。いずれの場合においても、結晶塊２を複数に分割する際に、結晶塊２の分割を阻害することなく、結晶塊２を適切に保持しておくことができる。 In the step of dividing the crystal lump 2 into a plurality of pieces, the holding member 7 holds the crystal lump 2 in advance more loosely than when the divided pieces of the crystal lump 2 are held together, thereby dividing the crystal lump 2 into a plurality of pieces. After the step, the divided pieces of the crystal lump 2 are integrally held by the holding member 7. Also in the process of forming the plurality of modified regions 4, the crystal mass may be loosely held in advance by the holding member 7. In any case, when the crystal lump 2 is divided into a plurality of pieces, the crystal lump 2 can be appropriately held without inhibiting the division of the crystal lump 2.
以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not necessarily limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
結晶塊２は、直方体形状を呈しているが、これに限られない。例えば、結晶塊２は、直方体以外の多面体形状や、球面を有する球形状等を呈していてもよい。結晶塊２の分割数や光検出器１０の数等は、上述した実施形態及び変形例にて示された数に限られない。 The crystal lump 2 has a rectangular parallelepiped shape, but is not limited thereto. For example, the crystal mass 2 may have a polyhedral shape other than a rectangular parallelepiped, a spherical shape having a spherical surface, or the like. The number of divisions of the crystal lump 2 and the number of photodetectors 10 are not limited to the numbers shown in the above-described embodiments and modifications.
本発明は、ＰＥＴ装置に利用できる。 The present invention can be used in a PET apparatus.
１…シンチレータ、２…結晶塊、３…分割面、４…改質領域、５…切断面、６，７…保持部材、１０…光検出器、１００…レーザ加工装置、ＤＬ…分割予定ライン、２０…位置検出型光検出器、３０…半導体受光素子、ＲＤ…放射線検出器。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Scintillator, 2 ... Crystal lump, 3 ... Dividing surface, 4 ... Modified area | region, 5 ... Cutting surface, 6, 7 ... Holding member, 10 ... Photodetector, 100 ... Laser processing apparatus, DL ... Dividing line, 20 ... Position detection type photodetector, 30 ... Semiconductor light receiving element, RD ... Radiation detector.
Claims (19)
前記結晶塊は、複数に分割されており、
前記結晶塊に形成された分割面は、該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た複数の改質領域と、前記結晶塊に応力を印加することにより前記複数の改質領域の間を繋ぐように形成された切断面と、を含んでいることを特徴とするシンチレータ。 A scintillator used to provide the scintillation light to a photodetector that includes a crystal mass that generates scintillation light upon incidence of radiation and is optically coupled to the surface of the crystal mass,
The crystal mass is divided into a plurality of pieces,
The dividing plane formed in the crystal mass includes a plurality of modified regions formed by irradiating laser light inside the crystal mass, and the plurality of modified regions by applying stress to the crystal mass. A scintillator comprising: a cut surface formed so as to connect the two.
前記結晶塊の外表面と光学的に結合された複数の光検出器又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 photodetectors optically coupled to the outer surface of the crystal mass.
前記結晶塊の内部にレーザ光を照射することにより、分割予定ラインに沿って、前記結晶塊の内部に切断の基点となる複数の改質領域を形成する工程と、
前記結晶塊に応力を印加することにより、前記改質領域を切断の起点として前記分割予定ラインに沿って前記結晶塊を複数に分割する工程と、を含むことを特徴とするシンチレータの製造方法。 A scintillator manufacturing method used to provide a scintillation light to a photodetector optically coupled to a surface of the crystal mass, the crystal mass including a crystal mass that generates scintillation light upon incidence of radiation,
Irradiating the inside of the crystal mass with a laser beam to form a plurality of modified regions serving as cutting base points in the crystal mass along the planned division line;
A method of manufacturing a scintillator, comprising: applying a stress to the crystal lumps to divide the crystal lumps into a plurality of lines along the scheduled division line with the modified region as a starting point of cutting.
前記分割予定ラインは、各分割片が平面に対して二次元又は三次元に配列されるように設定されてい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 crystal mass has at least one plane as an outer surface;
The method of manufacturing a scintillator according to claim 10, wherein the division lines are set so that the divided pieces are arranged two-dimensionally or three-dimensionally with respect to a plane.
前記結晶塊を複数に分割する工程では、前記保持部材により保持された前記結晶塊を複数に分割し、
前記保持部材により、前記結晶塊の各分割片を一体的に保持することを特徴とする請求項１０又は１１に記載のシンチレータの製造方法。 After the step of forming the plurality of modified regions, the crystal mass is held by a holding member,
In the step of dividing the crystal mass into a plurality, the crystal mass held by the holding member is divided into a plurality of
The method for manufacturing a scintillator according to claim 10 or 11, wherein the divided members of the crystal lump are integrally held by the holding member.
前記結晶塊を複数に分割する工程では、前記保持部材により保持された前記結晶塊を複数に分割し、
前記保持部材により、前記結晶塊の各分割片を一体的に保持することを特徴とする請求項１０又は１１に記載のシンチレータの製造方法。 Prior to the step of forming the plurality of modified regions, the crystal mass is held by a holding member,
In the step of dividing the crystal mass into a plurality, the crystal mass held by the holding member is divided into a plurality of
The method for manufacturing a scintillator according to claim 10 or 11, wherein the divided members of the crystal lump are integrally held by the holding member.
前記結晶塊を複数に分割する前記工程の後に、前記クランプする部材により、前記結晶塊の各分割片を一体的に保持することを特徴とする請求項１７に記載のシンチレータの製造方法。 In the step of dividing the crystal mass into a plurality of pieces, the member to be clamped is used to hold the crystal mass in advance more loosely than when each piece of the crystal mass is integrally held,
18. The method of manufacturing a scintillator according to claim 17, wherein after the step of dividing the crystal lump into a plurality of pieces, the divided pieces of the crystal lump are integrally held by the member to be clamped.
Also in the step of forming the plurality of modified regions, the member to be clamped holds the crystal mass in advance more loosely than when the divided pieces of the crystal mass are integrally held. Item 19. A method for producing a scintillator according to Item 18.
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