JPH02208591A - Ｃｔ装置用ｘ線検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はＸ線ＣＴ装置用Ｘ線検出器に係り、特に検出素
子間の特性ばらつきを低減し、計測精度の高いＸ線検出
器を実現することに関するものである。

〔従来の技術〕

ＣＴ装置用Ｘ線検出器は、シンチレータと光電変換素子
を組み合わせた複数チャンネルのＸ線検出素子アレーを
所定の個数だけポリゴン状に配置することによって構成
される。従来の一つのＸ線検出素子アレーの構造を第３
図に示す。（ａ）は外観を、（ｂ）は断面の構造を示す
。

入射してきたＸ線をその強度に応じて光に変換するシン
チレータ材とその光を受けて電気信号に変換する光電変
換素子を組み合わせることによりＸ線検出素子を構成し
ている。

所定の寸法に加工されたシンチレータ材１とそのシンチ
レータ材１と受光面を接するように組み合わせた光電変
換素子によってＸ線検出器の１素子が構成される。シン
チレータの材質としては、シンチレーション効率（入射
したＸ線エネルギーをどれだけ光エネルギーに変換でき
るかを示す値）、光の透過率（シンチレータ内部で発光
した光がどれだけ減衰せずに光電変換素子の受光面に到
達するかを示す値）、残光特性（入射Ｘ線が消滅したあ
とにシンチレータでの発光が消滅するまでの時間や減少
のしたかを示す特性）などを考慮して選択する必要があ
り、通常ＢＧ○、ＣａＷＯａなどの材料が使用されてい
る。

光電変換素子としては、入射光を電流信号に変える変換
効率の高いものであること、またシンチレータでの発光
波長付近で感度が高い材料を使用する必要があり、ＰＩ
Ｎ型もτ造のシリコンフォトダイオードなどが一般的に
使用されている。

また、各素子は隔壁板３によってチャンネルごとに分離
されている。隔壁板３は各素子のシンチレータに入射し
たＸ線によって発生する二次蛍光Ｘ線やシンチレータで
の散乱Ｘ線が隣チャンネルに漏れ込むことによるクロス
トークを低減し、シンチレータでの発光を効率よく光電
変換素子の受光面に導くために使用するためのもので、
Ｘ線吸収係数の高い材料であるタングステン板あるいは
モリブデン板の表面を研磨し、さらに表面にアルミニウ
ムを蒸着し光反射率を高めたものを使用している。

このＸ線検出素子アレイの製造過程を第４図（ａ）〜（
ｄ）に示す。まず所定の厚さの板に加工したシンチレー
タ材１と、このシンチレータ材１よりも若干幅が広く１
枚のウェハー上に数チャンネル分の素子を構成したシリ
コンフォトダイオード２を、光透過率の高い透明な接着
剤６を用いてそれぞれの中心が一致するように貼り合わ
せる（第４図（ａ）、（ｂ））。

次に、このシンチレータ板１とシリコンフォトダイオー
ド２を貼り合わせたものに、シンチレータが各チャンネ
ルごとに分離するように溝８を切る（第４図（Ｃ））。

この溝加工は、シンチレータの両端にわずかに露出して
いるシリコンフォトダイオード２の信号電極等のパター
ンを位置の基準にして行なう、また、溝深さはシンチレ
ータが完全に分離されるようにするために、溝８の底が
シリコンフォトダイオード−２に達する程度の深さに設
定している。

最終的にはこの溝８に隔壁板３を挿入し両端面を接着剤
５で固定する（第４図（ｄ））。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記Ｘ線検出器構造では、両端部を固定している接着剤
５が接着作業時の未硬化で流動性がある時に隔壁板３を
挿入しであるシンチレータ材１の溝８のなかに毛管現象
で浸透していくことがある。

シンチレータ材１の溝８のなかに接着剤５が浸透してそ
こで硬化してしまうとその部分の光の反射の特性が変化
してしまう、このシンチレータ材１の溝８のなかへの接
着剤５の浸透の状態は、溝８のなかに入っている隔壁板
３の状態などで変化し決して全素子が同じ状態になるこ
とはない。従ってこの接着剤５のシンチレータ材１の溝
８への浸透があると、各素子ごとに光の反射の特性が異
なることになる。これはＸ線検出特性の素子間ばらつき
に直接むすびつく。

Ｘ線検出素子の特性ばらつきが大きいと、計測時に誤差
を生じてしまい最終的には画像上にアーチファクトを生
じて診断能を著しく低下させてしまうことになる。

このように、従来の構造では、隔壁板固定の接着剤５の
シンチレータ材１の溝８の内部への浸透により、各素子
の検出特性がばらついてしまうという問題があった。

〔課題を解決するための手段〕

上記の問題は、隔壁板３の接着剤による固定を直接シン
チレータ材１と接するところで行なわず、シンチレータ
端部から離れたところに固定用のブロック７を設け、こ
のブロック７にシンチレータ材１と同じような溝８ａを
切り隔壁板３を支持したうえで接着剤５で固定する構造
とすることによって解決できる。

このようにシンチレータ材１から離して隔壁板３を接着
固定することにより固定用の接着剤５がシンチレータ材
１の溝８に浸透するのを防止できる。

〔作用〕

このようにして、各素子間の検出特性ばらつきを低減す
ることによって、計測精度をより向上することができ、
診断能の高い画像が得られるＸ線検出器を提供すること
が可能となる。

〔実施例〕

本発明の実施例を第１図に示す。第１図（ａ）はＸ線検
出素子アレーの外観を、（ｂ）は断面を、（ｃ）はＸ線
が入射する方向から見た外観を示している。

印刷配線基板４上に、シリコンフォトダイオードアレー
２があり、その上にシンチレータ材１が透明な接着剤６
で貼り合わされている。各チャンネルは所定の幅の溝８
によって分離され、その溝８の中にはモリブデンあるい
はタングステンなどのＸ線の透過率の低い材料を用い、
その表面に光反射率が高くなるようにメツキやアルミニ
ウムの蒸着処理を施した隔壁板３によって区分されてい
る。

シンチレータ端部から離れたところに隔壁板固定用のブ
ロック７が、印刷配線板４に固定されている。このブロ
ック７には、シンチレータ材１と同様に隔壁板３が挿入
できる溝８ａが切られている。このブロック７の材質と
しては強度や加工性などを考慮すると、プラスチックな
どの樹脂やセラミック材などが適している。隔壁板３は
、接着剤５によってこのブロック７に固定されている。

以下に本実施例構造のＸ線検出器において入射してくる
Ｘ線をどのようにして検出するのかを説明する。

第１図（ａ）の上方から入ってきたＸ線は、シンチレー
タ材１に入射するとそのＸ線の強度に応じた可視光を発
光する。シンチレータ内部で発光した光の多くは、シン
チレータ内部を通り直接シリコンフォトダイオード２の
受光面に入射するが、一部はシンチレータ材１の側面か
ら外部へ出てから隔壁板３の表面で反射され再度シンチ
レータ内部に戻されてシリコンフォトダイオード２の受
光面に入射する。

シリコンフォトダイオード２は、その構造からＰＩＮフ
ォトダイオードと呼ばれている。Ｎのサブストレート（
基層）２ａの上に高抵抗率のＩＭ２ｂを設け、さらにそ
の上に各チャンネルごとに分離された２層２ｃがあり、
信号電極はこの２層２ｃに、共通電極は８層２ａに電気
的に接続されている。シリコンフォトダイオード２に入
射してきた光は、２層２ｃを通りぬけ、中間の１層２ｂ
に飛び込むとそこでキャリアである電子正孔対を生成す
る。この電子と正孔は、それぞれＰＭおよび８層２ａに
拡散してゆき各電極に達し信号電流となる。

このようにして入射してくるＸ線強度に対応した信号電
流を出力するＸ線検出器を構成している。

隔壁板３をシンチレータ端面から離したブロック７のと
ころで接着剤５で固定することにより、Ｘ線検出素子で
あるシンチレータ材１の溝８のなかに接着剤５が浸透す
ることはまったくなくなる。

第２図（ａ）〜（ｄ）は本実施例の製造過程を示したも
のである。まず所定の厚さの板に加工したシンチレータ
材１を１枚のウェーハ上に数チャンネル分の素子を構成
したシリコンフォトダイオード２を光透過率の高い透明
な接着剤を用いて貼り合わせる。またこのときにシンチ
レータ材１の前後に離して、隔壁板固定用のブロック７
を印刷配線板４上に接着剤５などで固定する。

次に、このシンチレータ材１とシリコンフォトダイオー
ド２を貼り合わせたものに、シンチレータが各チャンネ
ルごとに分離するように溝８を切る。この溝加工は、シ
ンチレータの両端にわずかに露出しているシリコンフォ
トダイオード２の信号電極等のパターンを位置の基準と
して行なう。

また、溝深さはシンチレータ材１が完全に分離されるよ
うにするために、溝８の底がシリコンフォトダイオード
２に達する深さに設定する。このとき、同時に隔壁板固
定用のブロック７にも同じ深さの溝８ａを切る。

最後にこの溝８，８ａに隔壁板３を挿入し隔壁板固定用
のブロック７の部分を接着剤５で固定する。

ここでは、隔壁板固定用のブロック７を印刷配線板４に
固定した後に溝８，８ａを切っているが、所定の深さ、
ピッチで溝加工したものをシンチレータ材１の溝加工が
終了したものに取り付けることによっても同様のものが
得られる。

〔発明の効果〕

このような構造とすることによって、シンチレータ材１
の溝部分への接着剤５の浸透をまったく無くすことがで
きる。

このために、各素子間のＸ線検出特性は、ばらつきのな
い均一なものにすることができる。

また、シンチレータ材１への浸透をまったく考慮しなく
てもよいことから接着剤５の粘性や材料に対するぬれ性
など考慮せずに選択することができるので、硬化速度の
早い低粘度のアクリル系接着剤や紫外線硬化型の物など
の使用も可能である。

このように１作業性にあわせて幅広く接着剤を選択する
ことが可能であるという効果も生じる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例を示したもので、（ａ）は外
観を、（ｂ）は断面を、（Ｑ）はＸ線入射側から見た外
観を示したものである。 第２図は１本実施例のＸ線検出素子アレーの製作過程を
示した図である。 第３図は、従来の例を示したもので、（ａ）は外観を、
（ｂ）は断面を示したものである。 第４図は、従来のＸ線検出素子アレーの製作過程を示し
た図である。 １・・・シンチレータ材、２・・・シリコンフォトダイ
オード、３・・・隔壁板、４・・・印刷配線板、５・・
・隔壁板固定用接着剤、６・・・透明接着剤、７・・・
隔壁板固定用ブロック、８，８ａ・・・溝。 享 圀 塔４

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、Ｘ線管と多素子の検出器を被検体を中心に対向して
   配置し、回転しながら被検体の各方向からのＸ線透過デ
   ータを計測し、そのデータから被検体の横断面のＸ線透
   過率の分布画像を再構成するＣＴ装置の構成のうち、入
   射したＸ線の強度に応じて可視光を発光するシンチレー
   タ材と受光面に入射した可視光を電流信号に変換する多
   素子ＰＩＮ型構造のシリコンフォトダイオードアレーを
   組み合わせ、前記シンチレータ材と前記シリコンフォト
   ダイオードを透明接着剤で張り合わせたあとに各チャン
   ネル間に溝を切ることによつて分離し、その溝に隔壁板
   を挿入しその端部を接着剤で固定する構造のＸ線検出器
   において、シンチレータ材の両端部にシンチレータ材と
   離隔して隔壁板固定用のブロックを設け、該ブロックに
   て前記隔壁板を固定することを特徴とするＣＴ装置用Ｘ
   線検出器。