JPH0512780Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 この考案は、半導体放射線位置検出器の改良に
関するもので、この半導体放射線位置検出器は、
たとえば核医学診断で通常使用されているシンチ
レーシヨンカメラやマルチスライスのエミツシヨ
ンCT装置（コンピユータ断層撮影装置）のよう
に特定のエネルギの放射線の２次元的位置を検出
することによつて特定のRI核種の分布イメージ
を得るのに有用であり、あるいは他に理工学の分
野等で使用される。

(ロ) 従来技術 ２次元的な半導体放射線位置検出器を、特に各
医学診断用カメラ等のように大きな有効視野（た
とえば400cm²以上）が必要な用途に使用する場合、
現状では半導体結晶の寸法が小さなものに限定さ
れている（たとえばプレーナ型高純度GeやSiで
は50cm²以下、CdTeやHgI₂等の常温用化合物半導
体では数cm²以下）ため、複数の検出素子（結晶）
を配列することが必要である。しかし、各素子の
間の間隔（つまり境界）の空間分解能や不均一性
への影響、各プリアンプへの結線の複雑化、一部
の検出素子が故障した時の交換および検出器部全
体の組立の難しさ等の問題があり、実用化を困難
にしている。また、良質（一般に高純度で均一）
な結晶では寸法が大きい程非常に高価となり、逆
に小さい寸法の結晶を多数使用すれば上記の複雑
化等の問題が顕著になる。

(ハ) 目的 この考案は、複数の検出素子の配列および各プ
リアンプの結線を簡単化するとともに、組立や分
解を容易とし、検出素子の寸法（つまり素子間
隔）を小さくすることに寄与できる半導体放射線
位置検出器を提供することを目的とする。

(ニ) 構成 この考案によれば、互いに対向する第１、第２
の平行平板電極を伴なう放射線検出用半導体基板
を複数個、第１の方向に少なくとも１列に配列
し、これら半導体基板を該配列方向に沿う細長い
対向する１対の第１、第２の絶縁板ではさんで１
次元的な位置検出部をなす組立体を構成し、この
組立体を第１の方向とは略直角な第２の方向に並
列的に複数個配置して２次元的な位置検出器を構
成し、上記第１の絶縁板の内側の面に上記第１の
方向に連続している導体を形成して上記各半導体
基板の第１の電極と接続し、この導体より第２の
方向の座標位置信号を取り出し、上記第２の絶縁
板の内側の面に各半導体基板の第２の電極に対応
して第１の方向に分離された導体を形成して上記
各半導体の対応するものの第２の電極と接続し、
且つこの第２の絶縁板に第１の方向には強く束縛
するが第２の方向には束縛しないコネクタを取り
付けてその各々を上記導体の各々に接続し、第１
の方向に関して同位置のコネクタに対し第２の方
向に連続している棒状または板状の信号線を取り
付け、この信号線から第１の方向の座標位置信号
を取り出すようにしている。

(ホ) 実施例 第１図、第２図、第３図イ，ロはこの考案の一
実施例を示し、これらの図では説明の簡単化のた
め検出画素が４×４のマトリクス状に配置されて
いるものとしている。第１図および第３図に示す
ように、４枚の放射線検出用半導体基板１がＸ方
向に１次元的に１列に配列され、対向する１対の
細長い絶縁板４，４ａ〜４ｄ、６，６ａ〜６ｄに
よりはさまれ、サンドイツチ構造の１次元検出部
をなす組立体が構成される。この組立体は第１図
に示すようにＸ方向と略直角なＹ方向に並列的に
４個配列され、２次元の位置検出器が構成され
る。半導体基板１は、たとえば、GeやSi、また
は、CdTe，HgI₂等の化合物半導体であり、互い
に対向する平行平板電極２，３ではさまれた構造
となつている。電極２，３の一方は陽極、他方は
陰極であつて、これらの図では特に、１枚の基板
１に陽極と陰極とが１個ずつ設けられ、１枚の基
板に放射線検出素子が１個だけ存在している場合
が示されている。なお、基板１は、Ge，Si等で
は高純度半導体の空乏層またはリチウムイオン等
で補償した真性領域でなり、各電極２，３はp⁺
またはn⁺層を有するが、HgI₂および高抵抗型
CdTe等の場合は基板１が結晶自体であり、各電
極２，３は金属（HgI₂の場合はPd，Ge等）の蒸
着やアカダツク塗布等で形成されている。

絶縁板４，６はその両端でボルト１４とナツト
１５でスプリング１６を介在させながら互いに固
定されており、絶縁板４，６の少なくとも一方、
この実施例では絶縁板４の両端がボルト１７によ
つて支持板１８に固定されている。ガンマ線等の
測定すべき放射線は図示しないコリメータを通し
て絶縁板４の側から入射されるようになつてい
る。絶縁板４の内側の面には導体の接着、蒸着ま
たは塗布等によりＸ方向に連続している導体５が
設けられ、導電性接着剤８を介して各基板１の電
極２と接続され、導電性接着剤１３により接続さ
れた線１２，１２ａ〜１２ｄを通して信号が読み
出され、Ｙ方向の位置情報が得られる。この放射
線入射側の絶縁板４は放射線吸収の少ない物質の
比較的薄い板（たとえばガラス板等）でなり、且
つ導体５も薄く形成され、放射線の吸収効果が小
さくなるようにされている。他方、絶縁板６の内
側の面にも同様な導体７が形成されているが、Ｘ
方向に連続してはいず、各基板１の電極３と１対
１に対応するようＸ方向に分離されており、分離
している各導体７は導電性接着剤８を介して各々
対応する電極３と接続されている。第１図に示す
ように、絶縁板６にはＸ方向には強く束縛するが
Ｙ方向にはあまり束縛しないか全然束縛しないコ
ネクタ９が取り付けられており、その各々が上記
導体７の各々に接続されている。第１図では棒状
の信号線１１，１１ａ〜１１ｄが用いられ、これ
をコネクタ９に対し上方から一定以上の力で押し
込んだり、引つ張つたりすることにより、Ｘ方向
に関して同位置のコネクタ９に対し着脱自在に取
り付けることができるようにされている。こうし
てＸ方向の同位置にある導体７がそれぞれコネク
タ９を介して共通の信号線１１に接続され、この
線１１を通して信号が読み出されることによりＸ
方向の位置情報が得られる。

なお、各信号読み出し線１１，１２から後の位
置検出回路の構成に関しては種々考えられるが、
たとえば各行、各列毎にプリアンプを設けるとす
ると、検出素子がｎ×ｎのマトリクスの場合プリ
アンプ数が2n個となり、ｎが大きい用途では各
検出素子にプリアンプを設ける場合に比して結線
が簡単でプリアンプ数も少なくコストの低減が可
能となる。抵抗電荷分割等によりさらにプリアン
プ数を減少（たとえば４個）させる構成も可能で
ある。また、信号線１１，１２の一方はバイアス
印加側であるため交流結合により信号を読み出す
ようにする。

以上の構成によれば、信号線１１はコネクタ９
に対して着脱自在であり、且つ１対の絶縁板４，
６は互いに両端で固定されて組立体をなし、これ
が両端部で支持板１８に固定されるという構造に
なつているため、いずれか１つの検出素子が故障
したときはまず信号線１１を外した上でその検出
素子を含む組立体のみを取り外し、これを修理し
たり、他の組立体と交換することが容易にでき
る。このように組立および交換が容易なため、検
出素子を小さくしても支障がなく、検出素子の寸
法つまり素子間隔を小さくした半導体放射線位置
検出器を実現するのに役立つ。

なお、上記は１つの実施例であつてこの考案の
要旨を逸脱しない限り、構成的に種々の変更が可
能である。たとえば、上記では検出素子が４×４
のマトリクスの場合を示しているが、他の配列の
場合にも同様に適用できることはもちろんであ
る。

また、上記のような棒状信号線１１を用いる代
りに第４図に示すような板状信号線１１′，１１
a′〜１１d′を用いたり、コネクタ９の形状も多少
変形することも可能である。板状信号線１１′と
しては、板状導体あるいは絶縁板の片面または両
面に導体層の形成されたものなどを使用すること
ができる。

さらに、第５図〜第７図に示すように各信号線
１１，１１′を絶縁板１９〜２２により一体的に
組立て、複数の信号線を一度にまとめて着脱する
ことができるようにしてもい。この場合、絶縁体
のみで一体に形成するのでなく、各信号線を絶縁
状態で保持できるのではあれば非絶縁性の部材を
使用してもよい。信号線を複数のブロツクに分け
てブロツク単位でそれぞれを一体化するようにし
てもよい。

また、上記では絶縁板４，６にはさまれた組立
体にはＸ方向に半導体基板１が１列に並べられて
純粋の１次元の検出部を構成しているが、２列以
上並べて多少Ｙ方向の位置検出をもできるよう
な、言わば疑似１次元検出部とでも言うべき組立
体として構成することもできる。すわわち、第８
図イ，ロのように、半導体基板１自体を２列に並
べてもよい。あるいは第９図イ，ロのように半導
体基板１自体は１列であるが、この半導体基板１
を、直交短冊型電極方式（Checker−Board−
Type）の電極を伴なつてＹ方向にも検出素子配
列が存在する２次元検出素子配列を有するもので
構成してもよい。この第９図では１つの半導体基
板１に２×２のマトリクス型検出素子配列を有す
るものが示されている。これら第８図および第９
図では導体５はＸ方向には連続であるがＹ方向に
は素子配列の各行に対応して分離されており、異
なる信号線１２でそれぞれ信号の読み出しが行な
われ、また、導体７はＸ方向には素子配列の各列
に対応して分離されているがＹ方向には連続であ
り、異なる行に配列されている検出素子の、Ｘ方
向に同位置であるもの同士が共通の導体７に接続
され、共通のコネクタ９を介して共通の信号線１
１により信号が読み出される。第８図および第９
図ではともにＹ方向に検出素子配列が２行の場合
を示しているが、３行以上の場合も同様に可能で
ある。

これら第１図〜第３図の例と第９図の例の中間
的なものとして、Ｘ方向に１次元的に複数の放射
線検出素子を備える半導体基板を１対の絶縁板で
はさんで１次元検出器の組立体を構成し、この組
立体を複数個並列的に配列して２次元位置検出器
を構成するようにすることも考えられる。

さらに、これらの２次元放射線位置検出器をリ
ング型または六角形状に配置することにより多層
スライスのエミツシヨンCT装置に適用すること
も可能である。

(ヘ) 効果 この考案によれば、複数の検出素子を配列する
ことが容易であり且つ各プリアンプの結線を簡単
化でき、しかも組立や分解がきわめて容易で、検
出素子の寸法つまり素子間隔を小さくしても組立
や分解を簡単にできるので検出素子寸法の小さな
半導体放射線位置検出器を実現するのに役立つ。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例の側面図、第２図
は同実施例の斜視図、第３図イ，ロは同実施例に
係る１対の絶縁板にはさまれて構成される組立体
の１つのみを示すもので、第３図イは平面図、第
３図ロは第３図イのＡ−Ａ線断面図、第４図乃至
第７図はそれぞれ他の実施例を示すもので、第４
図、第５図、第６図および第７図は斜視図、第８
図イ，ロおよび第９図イ，ロはそれぞれさらに別
の実施例に係る第３図イ，ロと同様の組立体の１
つのみを示すもので、第８図イは平面図、第８図
ロは第８図イのＢ−Ｂ線断面図、第９図イは平面
図、第９図ロは第９図イのＣ−Ｃ線断面図であ
る。 １……放射線検出用半導体基板、２，３……電
極、４，４ａ〜４ｄ、６，６ａ〜６ｄ……絶縁
板、５，７……導体、８，１３……導電性接着
剤、９……コネクタ、１１，１１ａ〜１１ｄ、１
２，１２ａ〜１２ｄ、１１′，１１a′〜１１d′…
…信号読み出し線、１４，１７……ボルト、１５
……ナツト、１６……スプリング、１８……支持
板、１９〜２２……絶縁体。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 互いに対向する第１、第２の平行平板電極を
   伴なう放射線検出用半導体基板を複数個、該電
   極面に平行な第１の方向に少なくとも１列に配
   列し、これら半導体基板を該配列方向に沿う細
   長い対向する１対の第１、第２の絶縁板ではさ
   み、この組立体を、上記電極面に平行で第１の
   方向とは略直角な第２の方向に並列的に複数個
   配置し、上記第１の絶縁板の内側の面に上記第
   １の方向に連続している導体を形成して上記各
   半導体基板の第１の電極と接続し、この導体よ
   り第２の方向の座標位置信号を取り出し、上記
   第２の絶縁板の内側の面に各半導体基板の第２
   の電極に対応して第１の方向に分離された導体
   を形成して上記各半導体の対応するものの第２
   の電極と接続し、且つこの第２の絶縁板に第１
   の方向には強く束縛するが第２の方向には束縛
   しないコネクタを取り付けてその各々を上記導
   体の各々に接続し、第１の方向に関して同位置
   のコネクタに対し第２の方向に連続している棒
   状または板状の信号線を取り付け、この信号線
   から第１の方向の座標位置信号を取り出すよう
   にしたことを特徴とする半導体放射線位置検出
   器。 (2) 上記第２の方向に連続している棒状または板
   状の信号線の各々を絶縁体によつて一体に保持
   したことを特徴とする実用新案登録請求の範囲
   第１項記載の半導体放射線位置検出器。