JPH0424675B2

JPH0424675B2 -

Info

Publication number: JPH0424675B2
Application number: JP10327482A
Authority: JP
Inventors: Masao Jinbo; Juzo Yoshida
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1982-06-16
Filing date: 1982-06-16
Publication date: 1992-04-27
Also published as: JPS58219471A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕この発明は、放射線断層撮影装置の技術分野に
属し、放射線断層撮影装置に装備される放射線検
出器の製造方法に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

放射線断層撮影装置たとえばＸ線CT装置は、
被検体の体軸を中心にして被検体の周囲を回動す
るＸ線管と、被検体が配置された空間を挾んでＸ
線管と対向配置されると共に、Ｘ線管より曝射さ
れて被検体を透過するＸ線を検出する検出器とを
少なくとも具備し、被検体の体軸を中心としてた
とえば0.6°ずつＸ線管を回動しつつＸ線を被検体
に曝射し、被検体を透過するＸ線を検出した検出
器から出力される0.6°ごとの多数のプロジエクシ
ヨンデータを基に画像再構成処理を行ない、表示
装置に再構成した断層像を表示することのできる
ように構成されている。そして、たとえば医師等
はＸ線CT装置により得られた断層像を基に、被
検体たとえば患者の健康状態、病変部の確認等の
医学的判断を下すのである。したがつて、正確な
医学的判断を可能にするために、Ｘ線CT装置に
より得られる断層像にはきわめて高い品質を有す
ることが要求される。断層像の品質を左右する要
因の一として、検出器の性能が挙げられる。

従来、Ｘ線CT装置における検出器は、たとえ
ば、次のようにして構成されている。すなわち、
第１図に示すように、検出器は、蛍光物質を、長
さが28mm、幅Ｗが0.9mm、高さｔが２mmである
直方体に成型してなるシンチレータ素子１と、た
とえば二酸化チタン（TiO₂）を主成分とする光
反射層２と、光電変換素子４と、長方形板状の支
持部材５とを具備し、各シンチレータ素子１の底
面を除く他のすべての面にたとえば二酸化チタン
を含有する光反射剤をコーテイングすることによ
り光反射層２を形成し、次いで、支持部材５に上
面に、その長手方向に沿つてシンチレータ素子１
の底面とほぼ同じ面を有する光電変換素子４の多
数を、できるだけ小さな所定ピツチをもつて、平
行に配列し、支持部材５の上面に配列、固着した
光電変換素子と前記シンチレータ素子１の底面と
をたとえばガラス用接着剤で固着することによ
り、支持部材５上に多数のシンチレータ素子１を
配列するように構成されている。そして、第１図
に示すように、図示しないＸ線管より曝射された
Ｘ線束がシンチレータ素子１の上面に入射する
と、シンチレータ素子１はＸ線を光に変換し、シ
ンチレータ素子１による発光は光電変換素子４で
検知、光電変換され、光電変換素子４より入射Ｘ
線量に比例する電流信号が出力するように構成さ
れている。

しかしながら、断層像の画質を左右する要因の
一が、シンチレータ素子１の寸法精度および検出
ブロツクを配列する際の組み立て精度にあるとこ
ろ、シンチレータ素子１の一つ一つを切り出して
前記寸法の直方体に形成するのは極めて難しく、
たとえば厳密に前記寸法を有する直方体にシンチ
レータ素子１を形成したとしても、支持部材５の
上面に一定のピツチをもつて複数のシンチレータ
素子１を精密に配列していくのは困難であり、検
出器における組み立て精度（配列精度ともいう。）
の狂いは不可避である。シンチレータ素子１の配
列に狂いが生ずれば応答変動が起り、断層像の画
質に悪影響が生ずるのである。しかも、前記のよ
うな組み立て方法は煩雑である。さらに、切り出
し加工によるシンチレータ素子１の幅Ｗには限度
があるから、シンチレータ素子１の幅Ｗをいくら
でも小さくできるというわけにはいかず、自ずと
空間分解能が制限されている。

〔発明の目的〕

この発明は、空間分解能およびコントラスト分
解能の高い放射線検出器を、簡単な組み立て作業
により、組み立て精度良く製造することができる
方法を提供することを目的とするものである。

「発明の概要〕前記目的を達成するためのこの発明の概要は、
略直方体をなす塊状の蛍光体を、低軟化点を有す
る第１の接着剤で支持板上に固着した状態のま
ま、切削して複数のシンチレータ素子に分離し、
次いで隣接するシンチレータ素子間を、光反射剤
および前記第１の接着剤の軟化点よりも高い軟化
点または分解点を有する第２の接着剤を少なくと
も有する混合物で一体に固着した後、前記第１の
接着剤の軟化点と前記第２の接着剤の軟化点また
は分解点との間の温度に加熱することにより支持
板を分離し、一体に固着された各シンチレータと
光電変換素子とを接合することを特徴とするもの
である。

〔発明の実施例〕

第２図から第５図までは、この発明の一実施例
である製造方法の工程を示す概略斜視図であり、
第６図から第８図までは、この発明に係る方法で
製造して得た放射線検出器を示す概略斜視図であ
る。

この発明に係る製造方法において、先ず、塊状
の蛍光物質を直方体に成型した蛍光体１０を用意
し、この蛍光体１を、低軟化点を有する接着剤１
１（以下、第１の接着剤と言う。）で支持板１２
上に固着する。前記蛍光物質は、放射線たとえば
Ｘ線を光に変換することができる物質であり、た
とえば、タリウム添加のヨウ化セシウム（CsI；
Ｔ）、ゲルマニウム酸ビスマス（Bi₄Ge₅O₁₂）、
タングステン酸カドミウム（CdWO₄）、タングス
テン酸亜鉛（ZWO₄）、タングステン酸マグネシ
ウム（MgWO₄）等を好適に使用することができ
る。成型すべき直方体の寸法としては、放射線検
出器を構成するシンチレータ素子１の寸法に応じ
て適宜に決定することができ、たとえば、第２図
に示すように、高さｔを２mm、短手方向の長さ
を28mm、長手方向の長さＷを30mmにすることがで
きる。前記支持板１２としては、少なくとも前記
蛍光体１０を載置する場所が平面となつていれば
よい。また、前記支持板１２は、熱に対する寸法
安定性が高く、しかも、熱膨張率の小さい材質で
構成するのが好ましい。というのは、後述するよ
うに、支持板１２と得られたシンチレータ素子１
３とを分離するために、第１の接着剤１１を軟化
ないし流動状態にまで加熱する際、支持板１２が
湾曲したり、膨張したりすると、シンチレータ素
子１３の配列に狂いが生じ、得られる放射線検出
器の性能が低下するからである。第１の接着剤１
１としては、作業条件下では蛍光体１０あるいは
シンチレータ素子１３と支持板１２とを強固に固
着しているが、所定温度に加熱すると第１の接着
剤１１が軟化ないし流動状態となつてシンチレー
タ素子１３と支持板１２とを容易に分離すること
ができる接着剤であれば良く、たとえば軟化点が
80〜90℃であるホツトメルト接着剤を好適に使用
することができる。特に、入手可能な第１の接着
剤１１として、アドフイクス〔商品名；日化精工
(株)製〕が挙げられる。支持板１２上への蛍光体１
０の固着は、たとえば軟化点80〜90℃よりも高い
温度に加熱した第１の接着剤１１を適宜方法によ
り支持板１２上に塗布し、第１の接着剤１１が固
化するまでに、支持板１２上の塗布面に蛍光体１
０を載置し、押圧しながら冷却するだけで、容易
に行なうことができる。

次に、前記のように支持板１２上に固着した蛍
光体を溝切り機械（マルチワイヤーソー）でシン
チレータ素子１３に裁断する（第３図参照）。マ
ルチワイヤーソーとしては、100〜200μ程度のワ
イヤー１４をたとえば1.0mm間隔で多数配列した
ものであるのが好ましい。ワイヤーソー１４相互
の間の間隔は、要求されるシンチレータ素子１３
の実装密度に応じて適宜に決定することができ
る。なお、裁断する方向は、蛍光体１０のたとえ
ば長手方向に直交する方向である。この方向で裁
断すると、所定のピツチで配列した多数の短冊状
のシンチレータ素子１３に分離することができ
る。この場合、配列の精度として、各シンチレー
タ素子１３の高さｔ、長手方向の長さは同一で
あり、各シンチレータ素子１３の上面は全て同一
平面上にあり、しかも、たとえば各シンチレータ
素子１３の稜線ABは全て同一直線上にある。若
し、精度の狂いがあるとすれば、それは各シンチ
レータ素子１３の幅Ｗであるが、この幅Ｗはワイ
ヤーソー１４の相互間隔に依存し、ワイヤーソー
１４の相互間隔は十分に等しく設定することがで
きるのであるから、得られる各シンチレータ素子
１３の幅Ｗをも殆んど同一にすることができる。
また、第１の接着剤１１で蛍光体１０を強固に支
持板１２上に固着しているので、裁断中に蛍光体
１０が支持板１２上でずれたりすることがなく、
裁断後においても第１の接着剤１１で各シンチレ
ータ素子１３の支持板１２上に強固に固着してい
るので、各シンチレータ素子１３の位置がずれた
り、将棋倒しになつたりすることもない。

次に、前記のように、支持板１２上に固着さ
れ、かつ所定のピツチで配列されているシンチレ
ータ素子１３の相互間〓に、光反射剤と接着剤
（以下、第２の接着剤と言う。）との混合物１４を
充填し、各シンチレータ素子１３を相互に固着す
る（第４図参照）。前記光反射剤としては、シン
チレータ素子１３で発する光を反射することがで
きるものであればよく、たとえば、二酸化チタン
（TiO₂），硫酸バリウム（BaSO₄）等を含有する
光反射剤が挙げられる。第２の接着剤としては、
前記光反射剤を混入するとき、これを均一に分散
することができると共に、第２の接着剤の軟化点
ないし分解点が第１の接着剤の軟化点よりもはる
かに高いものが好ましい。第２の接着剤が高軟化
点ないし高分解点を有することを要するのは、支
持板１２を分離する際の加熱条件下においても、
各シンチレータ素子１３を一体に結合しておく必
要があるからである。また、第２の接着剤が、光
反射剤を均一に分散して含有することができるこ
とを要するのは、各シンチレータ素子１３間での
クロストークを防止するためである。このような
要件を備えた第２の接着剤として、たとえば、軟
化点または分解点が200〜300℃であるエポキシ接
着剤が挙げられる。なお、光反射剤と第２の接着
剤との混合は公知の方法で行なうことができ、得
られる混合物１４には光反射剤の分散を良好に
し、また、加熱による第２の接着剤の劣化を防止
する、他の添加剤を混合していても差しつかえな
い。各シンチレータ素子１３の各間〓への混合物
１４の充填は、公知の方法たとえばコーキングガ
ンにより行なうことができる。

次に、前記のようにして、シンチレータ素子１
３それぞれを相互に一体に固着すると共に、第１
の接着剤１１でシンチレータ素子１３を固着して
いる支持板１２を加熱することにより、相互に一
体化したシンチレータ素子１３と支持板１２とを
分離する（第４図参照）。この場合、加熱温度は、
シンチレータ素子１３と支持板１２とがわずかの
力で分離させることができる程度に、第１の接着
剤１１が軟化し、あるいは流動する温度であれば
よく、たとえば第１の接着剤１１の軟化点よりわ
ずかに高い温度でよい。また、加熱操作は、第１
の接着剤１１にのみ熱が加わるようにするのが好
ましく、たとえば、所定温度に加熱したヒートプ
レート上に、シンチレータ素子１３を固着する支
持板１２を載置するようにして行なうことができ
る。なお、加熱操作の際に、シンチレータ素子１
３間の混合物にも多少の熱が加わつてその粘性が
低下することにより、支持板１２を分離するとき
に生ずるおそれのある、シンチレータ素子１３の
配列精度の狂いを防止するために、シンチレータ
素子１３の配列方向に沿つて補強板１５，１５を
装着しておくのが好ましい（第５図参照）。

次に、長方形板状の保護基板１７上に形成した
光電変換素子１６と、前記のようにして相互に一
体化したシンチレータ素子１３の底面とを、ガラ
ス用接着剤で接着する（第５図参照）。保護基板
１７は、セラミツクス等で形成することができ
る。光電変換素子１６は、シンチレータ素子１３
で発する光をその光量に応じた電気信号に変換す
る素子であり、たとえばホトダイオード、ホトト
ランジスタが挙げられ、前記保護基板１７上に蒸
着等の公知の方法で形成することができる。光電
変換素子１６の露出面は、シンチレータ素子１３
の底面と同一の形状であり、前記のように一体化
したシンチレータ素子１３の配列ピツチと同一の
ピツチをもつて形成されている。なお、保護基板
１７上には、光電変換素子１６の露出面の一部を
延在させて、光電変換素子１６より出力される電
流信号を取り出し、後段の回路たとえば増幅器に
接続するための出力端子１８をも形成しておくの
が好ましい。ガラス用接着剤は、光学的に透明な
接着剤であり、たとえばカナダバルサム、エポキ
シ樹脂、シアノアクリレート等をベースにする接
着剤を使用することができる。

以上の工程により、第６図に示すように、上方
から入射するＸ線を各シンチレータ素子１３によ
りＸ線量に応じた光量の光に変換し、光学変換素
子１６により前記光をその光量に応じた電気信号
に変換することのできる放射線検出器を製造する
ことができる。前記工程は、基本的には、蛍光体
の裁断と各部の接着とからなるので、簡単な作業
操作をもつて、放射線検出器を製造することがで
きる。また、裁断に際し、ワイヤーソー１４の相
互間隔を自由に設定することができるので、その
相互間隔を小さくすることにより、放射線検出器
中の各シンチレータ素子１３の配列ピツチを小さ
くすることができ、空間分離能の高い放射線検出
器を製造することができる。しかも、第１の接着
剤１１で支持板１２に強固に固着しているので、
各シンチレータ素子１３の配列精度をきわめて高
いものにすることができる。

以上、この発明の一実施例について詳述した
が、この発明は前記実施例に限定されるものでは
なく、この発明の要旨を変更しない範囲内で適宜
に変形して実施することができる。

前記実施例で使用した補強板１５の形状は、各
シンチレータ素子１３を結合してなる直方体の側
面の一部を覆う長方形板状であつたが、補強板１
５の形状はこれに限ることなく、第７図に示すよ
うに、前記直方体の側面の全部を覆うような長方
形板状であつてもよく、また、第８図に示すよう
に、シンチレータ素子１３の上面の一部まで覆う
ような断面Ｌ字状であつてもよい。第７図および
第８図のように、補強板１５の面積を大きくする
程、シンチレータ素子１３の配列精度の狂いを防
止することができる。

また、前記実施例においては、混合物１４を、
各シンチレータ素子１３の相互間〓に充填してい
るが、各シンチレータ素子１３のＸ線入射面およ
びこれに対向する底面を除く全体に混合物１４を
塗布してもよい。全体に混合物１４を塗布してお
くと、光の漏洩を防止し、発光する光を効率良く
光電変換素子１６で電気信号に変換することがで
きる。

〔発明の効果〕

この発明に係る製造方法によると、簡単な組み
立て作業により、組み立て精度良く、空間分解能
等の性能の優れた放射線検出器を製造することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の放射線検出器を示す概略斜視
図、第２図から第５図までは、この発明の一実施
例である製造方法の工程を示す概略斜視図並びに
第６図から第８図までは、この発明に係る方法で
製造して得た放射線検出器を示す概略斜視図であ
る。１０……蛍光体、１１……第１の接着剤、１２
……支持板、１３……シンチレータ素子、１４…
…ワイヤーソー、１５……補強板、１６……光電
変換素子、１７……保護基板、１８……出力端
子。

Claims

【特許請求の範囲】１略直方体をなす塊状の蛍光体を、低軟化点を
有する第１の接着剤で支持板上に固着した状態の
まま、切削して複数のシンチレータ素子に分離
し、次いで隣接するシンチレータ素子間を、光反
射剤および前記第１の接着剤の軟化点よりも高い
軟化点または分解点を有する第２の接着剤を少な
くとも有する混合物で一体に固着した後、前記第
１の接着剤の軟化点と前記第２の接着剤の軟化点
または分解点との間の温度に加熱することにより
支持板を分離し、一体に固着された各シンチレー
タと光電変換素子とを接合することを特徴とする
放射線検出器の製造方法。２前記蛍光体が、タングステン酸カドミウム、
タングステン酸マグネシウム、タングステン酸亜
鉛およびゲルマニウム酸ビスマスの群より選択さ
れることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載の放射線検出器の製造方法。３前記第１の接着剤は、その軟化点が80〜90℃
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項又
は第２項に記載の放射線検出器の製造方法。４前記第１の接着剤が、ホツトメルト接着剤で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項ない
し第３項のいずれかに記載の放射線検出器の製造
方法。５前記第２の接着剤がエポキシ系接着剤である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第
４項のいずれかに記載の放射線検出器の製造方
法。６前記受光素子がホトダイオードであることを
特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第５項の
いずれかに記載の放射線検出器の製造方法。７前記受光素子が、ホトトランジスタであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第５
項のいずれかに記載の放射線検出器の製造方法。