JP2015049124A - 検出器モジュール製造方法、検出器モジュール及び医用画像診断装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】歩留まりを向上すること。
【解決手段】実施形態の検出器モジュール製造方法は、検出器モジュールを製造する方法である。検出器モジュールは、X線により発光するシンチレータアレイと、前記シンチレータアレイが発生した光を電気信号に変換するフォトダイオードアレイとが光学的に接合される。実施形態の検出器モジュール製造方法は、両面に接着面を有する透明接着シートの一方の接着面と、前記フォトダイオードアレイとを接着する。そして、前記透明接着シートの他方の接着面に前記シンチレータアレイを接着する際に、該接着面と前記シンチレータアレイが反りにより突出している突出面とを接着する。
【選択図】図5
【解決手段】実施形態の検出器モジュール製造方法は、検出器モジュールを製造する方法である。検出器モジュールは、X線により発光するシンチレータアレイと、前記シンチレータアレイが発生した光を電気信号に変換するフォトダイオードアレイとが光学的に接合される。実施形態の検出器モジュール製造方法は、両面に接着面を有する透明接着シートの一方の接着面と、前記フォトダイオードアレイとを接着する。そして、前記透明接着シートの他方の接着面に前記シンチレータアレイを接着する際に、該接着面と前記シンチレータアレイが反りにより突出している突出面とを接着する。
【選択図】図5
Description
本発明の実施形態は、検出器モジュール製造方法、検出器モジュール及び医用画像診断装置に関する。
従来、固体検出器は、被検体を透過したX線の強度を電気信号に変換する検出器として、多くのX線コンピュータ断層撮影(CT:Computed Tomography)装置に搭載されている。固体検出器は、X線の入射によりシンチレータ(scintillator)が発光したシンチレータ光をフォトダイオード(photodiode)により光電変換する検出器であり、複数の検出器モジュールにより構成される。
かかる検出器モジュールは、シンチレータアレイ(scintillator array)とフォトダイオードアレイ(photodiode array)とを光学的に接合することで製造される。一般的には、検出器モジュールは、シンチレータアレイとフォトダイオードアレイとを、UV(ultraviolet)硬化型接着剤等の液状接着剤で接着することで製造される。
しかし、接着剤で形成される接着層は、シンチレータアレイの反り等により、不均一となる場合がある。また、かかる製造方法は、接着剤を用いることにより、複雑な製造工程が必要となる。このため、かかる製造方法は、例えば、設備の機械障害による長時間の製造工程の停止(ドカ停)が発生したり、ランニングコストが増大したりする場合があった。このように、接着剤を用いた従来の製造方法は、歩留まりが低くなる場合がある。
本発明が解決しようとする課題は、歩留まりを向上することができる検出器モジュール製造方法、検出器モジュール及び医用画像診断装置を提供することである。
実施形態の検出器モジュール製造方法は、検出器モジュールを製造する方法である。検出器モジュールは、X線により発光するシンチレータアレイと、前記シンチレータアレイが発生した光を電気信号に変換するフォトダイオードアレイとが光学的に接合される。実施形態の検出器モジュール製造方法は、両面に接着面を有する透明接着シートの一方の接着面と、前記フォトダイオードアレイとを接着する。そして、前記透明接着シートの他方の接着面に前記シンチレータアレイを接着する際に、該接着面と前記シンチレータアレイが反りにより突出している突出面とを接着する。
以下、添付図面を参照して、検出器モジュール製造方法の実施形態を詳細に説明する。以下の実施形態で製造される検出器モジュールは、シンチレータアレイとフォトダイオードアレイとが光学的に接合される。シンチレータアレイは、X線により発光し、フォトダイオードアレイは、シンチレータアレイが発生した光を電気信号に変換する。
以下では、検出器モジュール製造方法により製造される検出器モジュールが搭載される医用画像診断装置が、X線コンピュータ断層撮影(CT:Computed Tomography)装置である場合を一例として説明する。
(実施形態)
まず、本実施形態に係る検出器モジュール製造方法により製造される検出器モジュールが搭載されるX線CT装置の構成について説明する。図1は、本実施形態に係るX線CT装置の構成例を示す図である。図1に示すように、本実施形態に係るX線CT装置は、架台装置10と、寝台装置20と、コンソール装置30とを有する。
まず、本実施形態に係る検出器モジュール製造方法により製造される検出器モジュールが搭載されるX線CT装置の構成について説明する。図1は、本実施形態に係るX線CT装置の構成例を示す図である。図1に示すように、本実施形態に係るX線CT装置は、架台装置10と、寝台装置20と、コンソール装置30とを有する。
架台装置10は、被検体PにX線を照射し、被検体Pを透過したX線の検出データから投影データを収集する装置であり、X線照射制御部11と、X線発生装置12と、検出器13と、収集部14と、回転フレーム15と、架台駆動部16とを有する。
回転フレーム15は、後述するX線管12aを有するX線発生装置12と検出器13とを被検体Pの周囲で回転可能に支持する。回転フレーム15は、X線発生装置12と検出器13とを被検体Pを挟んで対向支持し、後述する架台駆動部16によって被検体Pを中心とした円軌道にて高速に回転する円環状のフレームである。
X線発生装置12は、X線を発生し、発生したX線を被検体Pへ照射する装置であり、X線管12aと、ウェッジ12bと、コリメータ12cとを有する。
X線管12aは、X線を曝射する。具体的には、X線管12aは、後述するX線照射制御部11により供給される高電圧により被検体PにX線ビームを発生する真空管である。X線管12aは、回転フレーム15の回転にともない、X線ビームを被検体Pに対して曝射する。X線管12aは、ファン角及びコーン角を持って広がるX線ビームを発生する。
ウェッジ12bは、X線管12aから曝射されたX線のX線量を調節するためのX線フィルタである。コリメータ12cは、後述するX線照射制御部11の制御により、ウェッジ12bによってX線量が調節されたX線の照射範囲を絞り込むためのスリットである。
X線照射制御部11は、高電圧発生部として、X線管12aに高電圧を供給する装置であり、X線管12aは、X線照射制御部11から供給される高電圧を用いてX線を発生する。X線照射制御部11は、X線管12aに供給する管電圧や管電流を調整することで、被検体Pに対して照射されるX線量を調整する。また、X線照射制御部11は、コリメータ12cの開口度を調整することにより、X線の照射範囲(ファン角やコーン角)を調整する。
架台駆動部16は、回転フレーム15を回転駆動させることによって、被検体Pを中心とした円軌道上でX線発生装置12と検出器13とを旋回させる。
検出器13は、X線管12aから曝射され被検体Pを透過したX線を検出する。具体的には、検出器13は、2次元状に配列された検出素子により、X線管12aから曝射されて被検体Pを透過したX線を検出する。図1に示す検出器13は、被検体Pを透過したX線の強度分布を示すX線強度分布データを出力する2次元アレイ型検出器(面検出器)である。検出器13には、チャンネル方向(図1に示すY軸方向)に配列された複数の検出素子(検出素子列)が、被検体Pの体軸方向(図1に示すZ軸方向)に沿って複数列配列される。体軸方向は、スライス方向とも呼ばれる。例えば、検出器13は、被検体Pの体軸方向に沿って320列に配列された検出素子列を有し、被検体Pを透過したX線強度分布データを広範囲に検出する。
図2A及び図2Bは、図1に示す検出器の構成例を示す図である。図2Aに例示するように、検出器13は、検出器モジュール130が複数配列された構成となる。図2Aに例示する検出器13は、検出器モジュール130が、チャンネル方向(図1中のY軸方向)にN列、体軸方向(図1中のZ軸方向)にM列配置された面検出器である。また、検出器モジュール130は、図2Bに例示するように、シンチレータアレイ131とフォトダイオードアレイ132とが接着層を介して光学的に接合される。
シンチレータアレイ131は、反射材により複数の区画に分割されている。その結果、シンチレータアレイ131は、複数のシンチレータがチャンネル方向及び体軸方向に格子状に高密度で配列された構成となる。各区画のシンチレータは、入射したX線のエネルギーに応じた光量の光(シンチレータ光)を発生する。
フォトダイオードアレイ132は、複数のフォトダイオードがチャンネル方向及び体軸方向に格子状に高密度で基板上に配列されている。フォトダイオードアレイ132は、基板上に作成され基台に取り付けられる。各フォトダイオードは、受光した光のエネルギーに応じた電気信号を出力する。シンチレータアレイ131の各区画(各シンチレータ)と、フォトダイオードアレイ132の各フォトダイオードとは、対向する位置に配列される。これにより、対向する位置に配列されたシンチレータとフォトダイオードとは、光学的に接合され、1つの検出素子を形成する。上記の反射材は、シンチレータ光を遮光し、且つ、反射する材質により形成され、個々のシンチレータが発生した光が、対向する位置のフォトダイオードで効率的に受光されるために形成される。
ここで、シンチレータアレイ131の製造方法の一例について、図3A〜Dを用いて説明する。図3A〜Dは、シンチレータアレイの製造方法の一例を示す図である。まず、図3Aに例示するように、シンチレータ部材が直方体状のブロックに切り出されたシンチレータブロックと反射材とが交互にチャンネル方向に複数配列される。シンチレータブロックと反射材とは、接着剤により固定される。
そして、図3Bに示すように、図3Aの製造工程で製造された製造物に、チャンネル方向に平行な溝が、体軸方向に沿って複数形成される。そして、図3Cに示すように、図3Bの製造工程で形成された溝に、反射材が挿入される。例えば、図3Cでは、図3Bの製造工程で形成された溝に接着剤が注入された後に、反射材が挿入される。以下、図3Cの製造工程で製造された製造物を、シンチレータブロック1311と記載する。
そして、シンチレータブロック1311で溝が切り込まれた面は、研磨される。更に、シンチレータブロック1311で溝が切り込まれた面と反対側の面は、反射材が露出するように研磨加工により切り落とされる。これにより、図3Dに示すシンチレータアレイ131が製造される。なお、シンチレータアレイ131のX線入射面には、最終的に、白色ペイント等により反射層(表面リフレクター)が形成される。図3に例示する製造方法により製造されたシンチレータアレイ131には、反りが発生する場合がある。具体的には、反射材を接着剤により各区画のシンチレータと接着したことにより、シンチレータアレイ131には、溝が切り込まれた面と反対側の面(切り落とし面)が突出する反りが発生する場合がある。
なお、シンチレータアレイ131の製造方法は、図3A〜Dに例示する製造方法に限定されるものではない。例えば、反射材は、接着剤を用いる必要のない、液状反射材が用いられる場合であっても良い。また、シンチレータアレイ131は、平板状のシンチレータ部材に格子状の溝を形成し、この格子状の溝に液状反射材を注入することで製造される場合であっても良い。
図1に戻って、収集部14は、DAS(data acquisition system)であり、検出器13が検出したX線の検出データを収集して、投影データを生成する。例えば、収集部14は、検出器13により検出されたX線強度分布データに対して、増幅処理やA/D変換処理等を行なって投影データを生成し、生成した投影データを後述するコンソール装置30に送信する。
寝台装置20は、被検体Pを載せる装置であり、天板22と、寝台駆動装置21とを有する。天板22は、被検体Pが載置される板である。寝台駆動装置21は、後述するスキャン制御部33の制御のもと、天板22をZ軸方向へ移動することにより、被検体Pを回転フレーム15内(撮影空間内)に移動させる。
架台装置10は、例えば、天板22を移動させながら回転フレーム15を回転させて被検体Pをらせん状にスキャンするヘリカルスキャンを実行する。又は、架台装置10は、天板22を移動させた後に被検体Pの位置を固定したままで回転フレーム15を回転させて被検体Pを円軌道にてスキャンするコンベンショナルスキャンを実行する。又は、架台装置10は、天板22の位置を一定間隔で移動させてコンベンショナルスキャンを複数のスキャンエリアで行なうステップアンドシュート方式を実行する。
コンソール装置30は、操作者によるX線CT装置の操作を受け付けるとともに、検出器13が出力したデータを用いてX線CT画像データを生成する装置である。すなわち、コンソール装置30は、架台装置10によって収集された投影データからX線CT画像データを再構成する装置であり、入力装置31と、表示装置32と、スキャン制御部33と、前処理部34と、投影データ記憶部35と、画像再構成部36と、画像記憶部37と、制御部38とを有する。
入力装置31は、X線CT装置の操作者が各種指示や各種設定の入力に用いるマウスやキーボード、ボタン、ペダル(フットスイッチ)等を有し、操作者から受け付けた指示や設定の情報を、制御部38に転送する。
表示装置32は、操作者が参照するモニタであり、制御部38による制御のもと、X線CT画像データを操作者に表示したり、入力装置31を介して操作者から各種指示や各種設定等を受け付けるためのGUI(Graphical User Interface)を表示したりする。
スキャン制御部33は、後述する制御部38の制御のもと、X線照射制御部11、架台駆動部16、収集部14及び寝台駆動装置21の動作を制御することで、架台装置10における投影データの収集処理を制御する。
前処理部34は、収集部14によって生成された投影データに対して、チャンネル間の感度補正処理と、対数変換処理と、オフセット補正、感度補正及びビームハードニング補正等の補正処理とを行なって、補正済みの投影データを生成する。以下では、前処理部34が生成する補正済みの投影データを再構成用投影データと記載する。
投影データ記憶部35は、前処理部34により生成された再構成用投影データを記憶する。画像再構成部36は、投影データ記憶部35が記憶する再構成用投影データを用いてX線CT画像データを再構成する。再構成方法としては、種々の方法があり、例えば、逆投影処理が挙げられる。また、逆投影処理としては、例えば、FBP(Filtered Back Projection)法による逆投影処理が挙げられる。或いは、画像再構成部36は、逐次近似法を用いて、X線CT画像データを再構成しても良い。
また、画像再構成部36は、ヘリカルスキャンや、面検出器である検出器13を用いたコンベンショナルスキャン、ステップアンドシュート方式のコンベンショナルスキャンにより収集された投影データを用いて、3次元X線CT画像データを再構成することができる。例えば、画像再構成部36は、複数のアキシャル面の断層像データとして3次元X線CT画像データを再構成する。また、画像再構成部36は、3次元X線CT画像データから、各種レンダリング処理を行なって、表示用の2次元画像データを生成する。画像記憶部37は、画像再構成部36が生成した各種画像データを記憶する。
制御部38は、架台装置10、寝台装置20及びコンソール装置30の動作を制御することによって、X線CT装置の全体制御を行う。具体的には、制御部38は、スキャン制御部33を制御することで、架台装置10で行なわれるスキャンを制御する。また、制御部38は、前処理部34や、画像再構成部36を制御することで、コンソール装置30における画像再構成処理や画像生成処理を制御する。また、制御部38は、画像記憶部37が記憶する各種画像データを、表示装置32に表示するように制御する。
以上、本実施形態に係るX線CT装置の全体構成について説明した。かかる構成のもと、本実施形態に係るX線CT装置は、検出器13が検出したデータを用いてX線CT画像データを生成する。ここで、上述したように、検出器13は、複数の検出器モジュール130から構成され、各検出器モジュール130は、シンチレータアレイ131とフォトダイオードアレイ132とを光学的に接合することで製造される。図4は、従来の検出器モジュール製造方法の一例を示す図である。
従来の検出器モジュール製造方法では、図4に示すように、シンチレータアレイ131とフォトダイオードアレイ132とは、接着剤により接着される。かかる接着剤は、例えば、UV(ultraviolet)硬化型接着剤等の液状接着剤である。
しかし、接着剤で形成される接着層は、シンチレータアレイ131の反り等により、不均一となる場合がある。また、かかる製造方法は、接着剤を用いることにより、複雑な製造工程が必要となる。例えば、接着剤を用いる場合、接着前のシンチレータアレイ131とフォトダイオードアレイ132との間の距離(アレイ間距離)を一定の範囲にするための位置決め工程や、一定の範囲に位置決めされたアレイ間距離を保持する工程が必要となる。また、接着剤を用いる場合、例えば、接着剤の仮硬化及び本硬化を行なう工程や、余剰接着剤を除去する工程が必要となる。
このため、従来の製造方法は、例えば、設備の機械障害による長時間の製造工程の停止(ドカ停)が発生したり、ランニングコストが増大したりする場合があった。このように、従来の製造方法は、歩留まりが低くなる場合がある。
そこで、本実施形態に係る検出器モジュール130は、歩留まりを向上するために、以下の製造方法により製造される。図5は、本実施形態に係る検出器モジュール製造方法の概要を示す図である。本実施形態に係る検出器モジュール製造方法では、図5に示すように、シンチレータアレイ131とフォトダイオードアレイ132とを、両面に接着面を有する透明接着シート133により接着する。具体的には、透明接着シート133は、テープ式接着剤であり、例えば、OCA(Optical Clear Adhesive)である。
本実施形態では、透明接着シート133を接着層とすることで、接着剤を用いる従来方法と比較して、シンチレータアレイ131とフォトダイオードアレイ132との間の距離を、透明接着シート133の厚みにより容易にコントロールできる。換言すると、本実施形態では、検出性能上、好適な厚みを有する透明接着シート133を製造又は購入するだけで、シンチレータアレイ131とフォトダイオードアレイ132との間の距離をコントロールすることができる。
例えば、本実施形態では、透明接着シート133の厚みは、シンチレータアレイ131とフォトダイオードアレイ132との間の距離が、検出器13の性能上、最適な所定の範囲内となる厚みとされる。具体的には、本実施形態では、透明接着シート133の厚みは、反射材により複数の区画に分割されたシンチレータアレイ131の各区画のシンチレータが発生した光の略全てが、フォトダイオードアレイ132において対向する位置のフォトダイオードに入射する厚みとされる。接着層が厚い場合、シンチレータが発生した光が対向する位置のフォトダイオードとは別のフォトダイオードにて受光される可能性がある。本実施形態では、かかる可能性が略無い厚みの透明接着シート133を用いることで、検出器モジュール130の検出特性を安定化することができる。
また、図3A〜Dに例示した製造方法によりシンチレータアレイ131に反りが発生している場合、個々の検出器モジュール130の検出特性にばらつきが生じ、画質が低下する。また、シンチレータアレイ131に反りが発生している場合、散乱線の発生によりアーチファクトが発生し、画質が低下する。しかし、本実施形態では、透明接着シート133でシンチレータアレイ131とフォトダイオードアレイ132とを接着することで、シンチレータアレイ131の反りを、ある程度矯正することができ、個々の検出器モジュール130の検出特性が均一となり、更に、散乱線の発生が軽減して、画質を向上させることができる。また、本実施形態に係る製造方法は、透明接着シート133を貼るという簡易な方法であるため、設備や工程も簡素化でき、コストを削減することができる。このようなことから、本実施形態では、検出器モジュール130の製造における歩留まりが向上する。
以下、本実施形態に係る検出器モジュール製造方法の具体例について説明する。本製造方法は、第1工程と第2工程との2つの工程に大別される。本実施形態に係る第1工程では、フォトダイオードアレイ132と透明接着シート133の一方の接着面とが接着される。本実施形態に係る第2工程では、シンチレータアレイ131と透明接着シート133の他方の接着面とが接着される。
まず、透明接着シート133について、図6を用いて説明する。図6は、図5に示す透明接着シートを説明するための図である。透明接着シート133は、図6に示すように、両面の接着面が剥離シート133a及び剥離シート133bにより保護されている。剥離シート133aが剥離されることで、透明接着シート133の一方の接着面が露出し、剥離シート133bが剥離されることで、透明接着シート133の他方の接着面が露出する。剥離シート133a及び剥離シート133bは、例えば、セロハンテープを用いて手動で容易に剥がすことができる。透明接着シート133は、「剥離シート133a及び剥離シート133bで両面の接着層が保護された状態」、「剥離シート133aが剥がされて一方の接着面が露出し、他方の接着面が剥離シート133bで保護された状態」、「剥離シート133bが剥がされて一方の接着面が露出し、他方の接着面が剥離シート133aで保護された状態」及び「剥離シート133a及び剥離シート133bが剥がされて両面の接着層が露出した状態」のいずれかの状態となる。
次に、第1工程について、図7A及びBを用いて説明する。図7A及びBは、第1工程を説明するための図である。
第1工程では、フォトダイオードアレイ132と、透明接着シート133の一方の接着面とが接着される。例えば、第1工程では、作業者は、図7Aに示すように、セロハンテープを剥離シート133aの端部に貼り、セロハンテープを持ち上げることで、剥離シート133aを剥がす。そして、作業者は、剥離シート133aが剥離されることで露出した接着面とフォトダイオードアレイ132とを貼りあわせる。この際、作業者は、フォトダイオードアレイ132の基板と、基板と略同じ大きさにトリミングされた透明接着シート133とが正対するように貼り合わせを行なう。
これにより、図7Bに示すように、フォトダイオードアレイ132と透明接着シート133との貼り付けが完了する。後述する第2工程では、剥離シート133bを透明接着シート133から剥離して露出した接着面とシンチレータアレイ131との接着が行なわれる。
なお、第1工程は、作業者が目視により手動で行なっても良いが、作業効率を上げるため、第1工程用に作製された「治具(貼り合わせ治具)」を用いて行なわれても良い。この貼り合わせ治具は、例えば、「被貼付側」のステージと、「貼付側」のステージとを有し、「貼付側」のステージが、回転移動により、「被貼付側」のステージと密着するように構成される。また、「被貼付側」のステージには、フォトダイオードアレイ132の基台を固定可能なアタッチメントが設けられ、「貼付側」のステージには、透明接着シート133を固定可能なアタッチメントが設けられる。これら2つのアタッチメントの位置は、「貼付側」のステージが回転移動して「被貼付側」のステージと密着した場合に、フォトダイオードアレイ132の基板と、基板と略同じ大きさにトリミングされた透明接着シート133とが正対するように調整されている。
作業者は、「被貼付側」のステージに、フォトダイオードアレイ132をセットし、「貼付側」のステージに透明接着シート133をセットする。そして、作業者は、例えば、透明接着シート133の剥離シート133aを剥離する。そして、作業者は、「貼付側」のステージを「被貼付側」のステージに向かって回転移動する。そして、作業者は、「貼付側」のステージを「被貼付側」のステージに対して若干の力を加えて圧着する。これにより、第1工程が完了する。
或いは、第1工程は、作業効率を更に上げるため、「貼り合わせ装置」を用いて半自動的又は自動的に行なわれても良い。例えば、貼り合わせ装置は、吸引により透明接着シート133をパッドに吸着する。そして、例えば、貼り合わせ装置又は作業者は、透明接着シート133の剥離シート133aを剥離する。そして、例えば、貼り合わせ装置は、フォトダイオードアレイ132が配置されたステージを移動して、透明接着シート133で露出された接着面に押し付ける。これにより、第1工程が完了する。なお、パッドの位置とステージの位置とは、透明接着シート133が吸着される吸着面と、フォトダイオードアレイ132の基板とが正対するように調整される。
次に、第2工程について、図8、図9A〜B、図10A〜D、及び図11を用いて説明する。図8、図9A〜B、図10A〜D、及び図11は、第2工程を説明するための図である。
第2工程では、図8に示すように、フォトダイオードアレイ132と接着した透明接着シート133の他方の接着面と、シンチレータアレイ131とが接着される。シンチレータアレイ131と透明接着シート133とを接着する第2工程では、フォトダイオードアレイ132の各フォトダイオードとシンチレータアレイ131の各区画のシンチレータとが対向する位置となるように、位置決めを行なう必要がある。第2工程を手動により行なう場合、作業者は、フォトダイオードアレイ132と接着された透明接着シート133から剥離シート133bを剥がして、接着面を露出させる。そして、作業者は、目視により位置決めを行なった後、シンチレータアレイ131を、透明接着シート133の接着面にマウントする。
なお、第2工程は、作業効率を上げるため、画像処理を用いた位置決めが行なわれても良い。かかる場合、第2工程では、例えば、ステージ上で、シンチレータアレイ131の画像が撮影され、PC(Personal Computer)等の画像処理装置は、シンチレータアレイ131の画像から、画像解析により、シンチレータアレイ131の各区画のシンチレータの格子パターンを抽出する。そして、ステージ上で、フォトダイオードアレイ132の画像が撮影され、画像処理装置は、フォトダイオードアレイ132の画像から、画像解析により、フォトダイオードアレイ132の各フォトダイオードの格子パターンを抽出する。
そして、画像処理装置、又は、作業者は、シンチレータアレイ131の格子パターンと、フォトダイオードアレイ132の格子パターンとから、シンチレータアレイ131とフォトダイオードアレイ132とのステージ上での位置決めを行なう。その後、画像処理装置、又は、作業者は、フォトダイオードアレイ132と接着した透明接着シート133の他方の接着面と、シンチレータアレイ131とを接着する。これにより、第2工程が完了する。
更に、上記の第2工程は、気泡抑制の観点から、図9A〜B及び図10A〜Dに例示する方法で行なわれても良い。図9A〜Bに例示する方法は、シンチレータアレイ131に発生する可能性がある反りを利用して気泡抑制を行なう方法である。また、図10A〜Dに例示する方法は、フォトダイオードアレイ132の材質を利用して気泡抑制を行なう方法である。
第1工程では、透明接着シート133の一方の接着面と、フォトダイオードアレイ132とが接着される。そして、図9A〜Bに例示する第2工程の変形例では、透明接着シート133の他方の接着面にシンチレータアレイ131を接着する際に、該接着面とシンチレータアレイ131が反りにより突出している突出面とを接着する。具体的には、この突出面は、図3A〜Dを用いて説明したシンチレータアレイ131の製造工程により定まる面である。より具体的には、この突出面は、シンチレータアレイ131の製造工程で、シンチレータアレイ131を複数の区画に分割するために形成された溝に反射材を接着した後に、当該反射材を露出するために切り落とされた面である。
すなわち、シンチレータアレイ131は、反射材を接着剤により固定接着することで、図9Aに示すように、切り落とし面が突出する反りが発生する。そこで、第2工程の変形例では、図9Bに示すように、シンチレータアレイ131の切り落とし面を、フォトダイオードアレイ132に接着された透明接着シート133に向かって圧着する。これにより、シンチレータアレイ131とフォトダイオードアレイ132との間の空気を中央部から両端部に向かって逃がしながら、気泡が入ることなく、シンチレータアレイ131とフォトダイオードアレイ132とを接着させることができる。その結果、検出器モジュール130の検出特性を更に安定させることができる。
また、図10A〜Dに例示する第2工程の変形例では、フォトダイオードアレイ132が若干の柔軟性を有する材質で構成される場合、透明接着シート133でフォトダイオードアレイ132が接着された反対側の接着面を、フォトダイオードアレイ132の反りにより突出させた状態で、シンチレータアレイ131に接着する。
例えば、フォトダイオードアレイ132の基板は、検出器13の規格(例えば、16列、80列、320列等)に応じて、セラミック基板が用いられる場合や、プリント基板(PCB:Printed Circuit Board)が用いられる場合等がある。プリント基板が用いられる場合、フォトダイオードアレイ132は、若干の柔軟性を有する。そこで、この第2工程の変形例では、フォトダイオードアレイ132は、例えば、図10Aに示すように、中央部が上に向かって凸のパッドで押し上げられる。これにより、図10Bに示すように、上面に接着面が露出した透明接着シート133が貼り付けられているフォトダイオードアレイ132は、上側が若干突出した状態で反る。この状態で、マウント治具は、フォトダイオードアレイ132に向かって、シンチレータアレイ131を上から下に向かって移動される(図10Cを参照)。これにより、シンチレータアレイ131とフォトダイオードアレイ132との間の空気を中央部から両端部に向かって逃がしながら第2工程を行なうことができ、その結果、気泡を抑制することができる。
また、フォトダイオードアレイ132の若干の柔軟性を利用した第2工程の変形例は、シンチレータアレイ131の反りを利用した変形例(図9A〜Bを参照)と組み合わせることが可能である。かかる場合、第2工程では、フォトダイオードアレイ132に貼り付けられた透明接着シート133で露出している接着面は、図10Dに示すように、シンチレータアレイ131が反りにより突出している突出面(切り落とし面)と接着される。これにより、シンチレータアレイ131とフォトダイオードアレイ132との間の空気を中央部から両端部に向かって更に効率的に逃がしながら第2工程を行なうことができ、その結果、気泡を抑制することができる。
なお、図10A〜Dに示す変形例を行なう場合は、基台を外したフォトダイオードアレイ132を用いて基板の柔軟性を利用した第2工程を行ない、その後、基台を取り付ける必要がある。
そして、本実施形態では、第2工程の最終工程として、更に、以下の処理が行なわれても良い。第2工程の最終工程では、シンチレータアレイ131とフォトダイオードアレイ132とが透明接着シート133を介して積層された構造体を、加圧により圧着する。具体的には、この構造体は、図11に示すように、ローラにより圧着される。なお、図11に示す構造体(シンチレータアレイ131+透明接着シート133+フォトダイオードアレイ132)は、柔軟な素材により形成された圧着パッドにより圧着されても良い。
この第2工程の最終工程を行なうことで、シンチレータアレイ131とフォトダイオードアレイ132との間の接着強度を増して気泡が抑制でき、検出特性を更に安定化させることができる。第2工程の最終工程は、手動で行なわれる場合であっても、自動で行なわれる場合であっても良い。
図12は、本実施形態に係る検出器モジュール製造方法で製造された検出器モジュールを示す図である。
上述した第1工程及び第2工程が行なわれることで、図12に例示する検出器モジュール130が製造される。図12に例示する検出器モジュール130は、例えば、図2に例示するように、チャンネル方向及び体軸方向(スライス方向)に配列され、検出器13とされる。かかる検出器13は、図1に例示するX線CT装置に組み込まれ、X線CT画像データの生成に用いられる。なお、上述した第1工程及び第2工程では、表面リフレクター付きのシンチレータアレイ131を用いるか、表面リフレクター無しのシンチレータアレイ131を用いて最後に表面リフレクターを形成するかは、製造方法に応じて適宜決定される。
上述したように、本実施形態では、シンチレータアレイ131とフォトダイオードアレイ132とを光学的に接合する接着層として、透明接着シート133を用いる。本実施形態では、透明接着シート133を用いることにより、接着剤を用いる従来方法と比較して、アレイ間距離を容易にコントロールでき、また、貼り付け工程で発生する気泡や、シンチレータアレイ131の反りを簡易に抑制することができる。
また、従来方法では、接着剤注入前には、アレイ間距離を確保した状態での位置決め工程及びアレイ間距離維持工程が必要となり、接着剤注入後には、余剰接着剤の除去工程、UV照射による接着剤硬化工程が必要となる。一方、本実施形態に係る方法では、アレイ間距離維持工程、余剰接着剤の除去工程及び硬化工程が不要となる。更に、本実施形態に係る方法では、位置決め工程を一方の接着対象物に透明接着シートを貼り付けた状態で行なえることから、位置決め工程を簡易に行なうことができる。
また、本実施形態に係る方法では、気泡及び反りを容易に抑制可能であることから、検出器モジュール130の検出特性を安定化させて、画質を安定化させることができる。従って、本実施形態に係る方法では、不良品の発生率を低く押さえることができ、歩留まりを向上することができる。
また、本実施形態で用いられるOCA等は、UV硬化型の接着剤と比較して安価であり、また、本実施形態に係る方法は、従来方法と比較して、少ない工程数で簡易に検出器モジュール130を製造可能であることから、製造に要する時間を低減可能である。また、本実施形態に係る方法は、製造に要する時間を低減可能であることから、製造工程に要する人員を少なくすることも可能である。従って、本実施形態に係る方法では、製造コストを低減することができる。
なお、上記の実施形態で説明した検出器モジュール製造方法は、例えば、X線診断装置の検出器モジュールの製造方法としても適用可能である。また、上記の実施形態で説明した検出器モジュール製造方法は、ガンマ線で効率的に発光するシンチレータ部材から製造されたシンチレータアレイ131を用いることで、核医学イメージング装置の検出器モジュールの製造方法としても適用可能である。
また、上記の実施形態において説明した各処理のうち、自動的に行なわれるものとして説明した処理の全部または一部を手動的に行なうこともでき、或いは、手動的に行なわれるものとして説明した処理の全部又は一部を公知の方法で自動的に行なうこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
以上、説明したとおり、本実施形態によれば、歩留まりを向上することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
131 シンチレータアレイ
132 フォトダイオードアレイ
133 透明接着シート
132 フォトダイオードアレイ
133 透明接着シート
Claims (5)
- X線により発光するシンチレータアレイと、前記シンチレータアレイが発生した光を電気信号に変換するフォトダイオードアレイとが光学的に接合された検出器モジュールを製造する検出器モジュール製造方法であって、
両面に接着面を有する透明接着シートの一方の接着面と、前記フォトダイオードアレイとを接着し、
前記透明接着シートの他方の接着面に前記シンチレータアレイを接着する際に、該接着面と前記シンチレータアレイが反りにより突出している突出面とを接着する、
ことを特徴とする検出器モジュール製造方法。 - 前記突出面は、前記シンチレータアレイの製造工程により定まる面であることを特徴とする請求項1に記載の検出器モジュール製造方法。
- 前記突出面は、前記シンチレータアレイの製造工程で、前記シンチレータアレイを複数の区画に分割するために形成された溝に反射材を接着した後に、当該反射材を露出するために切り落とされた面であることを特徴とする請求項1又は2に記載の検出器モジュール製造方法。
- 請求項1〜3のいずれか1つに記載の検出器モジュール製造方法により製造されたことを特徴とする検出器モジュール。
- 請求項1〜3のいずれか1つに記載の検出器モジュール製造方法により製造されたことを特徴とする検出器モジュールが複数配列された検出器と、
前記検出器が出力したデータを用いて医用画像データを生成するコンソール装置と、
を備えたことを特徴とする医用画像診断装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013180661A JP2015049124A (ja) | 2013-08-30 | 2013-08-30 | 検出器モジュール製造方法、検出器モジュール及び医用画像診断装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2022009860A (ja) * | 2019-01-09 | 2022-01-14 | 株式会社三洋物産 | 遊技機 |
-
2013
- 2013-08-30 JP JP2013180661A patent/JP2015049124A/ja active Pending
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