JPS613082A - 放射線検出器素子 - Google Patents

放射線検出器素子

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JPS613082A
JPS613082A JP59123826A JP12382684A JPS613082A JP S613082 A JPS613082 A JP S613082A JP 59123826 A JP59123826 A JP 59123826A JP 12382684 A JP12382684 A JP 12382684A JP S613082 A JPS613082 A JP S613082A
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JP
Japan
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phosphor
radiation
light
concaves
convexes
Prior art date
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Pending
Application number
JP59123826A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuo Takakusa
高草 保夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Original Assignee
Hitachi Medical Corp
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Publication date
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Publication of JPS613082A publication Critical patent/JPS613082A/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/20Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G01T1/2002Optical details, e.g. reflecting or diffusing layers

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、螢光体と螢光体からの光を電気信号に変換す
る光電変換素子との間に透光性物質を挾み込んでなるも
ので、X線CT装置のX線検出器などに好適する放射線
検出器素子に関するものである。
〔発明の背景〕
螢光体を光電変換素子と組合わせて使用する放射線検出
器素子では、螢光を効率良く光電変換素子に導くため、
螢光体は透明度が良好であることが必要である。しかし
螢光体の中には、単結晶だが不純物による曇りがあって
透明度が悪かったり大きな単結晶が得られない性質のた
め粉体しか得られず、仁のため螢光が散乱吸収されて透
明性に劣るものがある。本発明で主に扱う螢光体とは、
このような透明性に劣るものである。
そこで、螢光体粒子を透明材料中に分散させた構造によ
り、螢光体の透明度を増す方法と、螢光体を薄片にして
薄片の間の空間から螢光を取出す方法が提案されている
( U、S、 PAT Nα4242221 )。前者
の方法では、透明度は増すが、体積当たりの螢光効率は
低下するので総合的な特性低下を招く恐れがある。後者
の方法によれば、薄片の間の空間から螢光を外部へ取出
すまでの光の散乱9回数が多く、これに伴なう光の減衰
が多くなる可能性がある。
第1図は、上のように複雑な構造とせずに、構成された
検出器素子の一例を示す斜視図である。
この例では、X線によって発生した螢光を、X線を照射
した側から検出している。(これを反射型検出器という
)X線は螢光体内でも減衰するから、照射側の面はどX
線の量(フルエンス量)が大きく、発生した螢光も1発
生した場所が表面に、近いほど減衰しにくいので、この
方式は、高いX線−電気信号変換効率を得ようとする目
的に適している。
第1図において、X線は矢印イ方向から入射し、図中a
Xbの矩形領域に入射したX線のみが螢光体1に入射し
、螢光2 (2a 、2b)を発生させる。
螢光2&、2bは光電変換素子3 (3a 、3b) 
に入射し、電気信号に変換される。
ここで、螢光体1が三角柱形をしており2光電変換素子
3が両側に対称に配置場れているのは、螢光の伝達光路
長を短かくし、またb方向の感度分布の不均一をなだら
かにするためである。この不均一は第2図に示すように
、螢光体1と光電変換素子3を対向烙せることにより解
決可能に見えるが、ここで使用を想定している光電変換
素子3m、3bのシリコン・フォトダイオード(SPD
)がX線の照射をうけると雑音を発生するので、第2図
の構造を採用することはできない。
また、螢光体1はX線の照射によって二次X@(特性X
線)を放出するので、第1図の検出器素子の場合にも光
電変換素子3a、3bに特性X線が入射するのを防止し
、螢光だけを通過させるための透光材(例えばガラスま
たは透明結晶)4(iia。
4b) が使用されている。
第3図は、第2図と異なり、光電変換素子3を螢光体1
のX@入射而面とは反対側に置き、それら相互間に透光
材4を挾み込んだ透過型放射線検出器素子を示す斜視図
である。これによれば、第1図の検出器素子に特有のb
方向の感度むらと、第2図の検出器素子に特有な光電変
換素子3へのX線入射とがいずれも防止され、光電変換
素子3も1個で済み、構成簡単かつ小型で密集配置に適
した検出器素子が得られるという利漬がある。
すでに、述べたように、反射型の検出器素子(第1図参
照)では、螢光2が検出される確率のfiも大きい点が
螢光体10表面であるため、入射X#の線質(エネルギ
ースペクトル)が変化してX線の透過率が多少変化して
も出力の螢光量は影響をうけKくい。
これに対し、透過型の検出器素子(第3図参照)では、
螢光の発生量が多いX線入射面に近い側はど、螢光を検
出する効率が低い。このため螢光体1中で、光電変換素
子3が螢光を検出する効率が最も高くなる螢光体1内で
の成る深−4tが存在することになり、この場合、螢光
は深さtで全部が発生して、L−4(Lは螢光体lの厚
さ)の距離だけ螢光体1中を通った後、光電変換素子3
に入射すると、便宜上、単純化して考えろことができる
そして検出器素子からの出力の変化につき、検出器素子
の太き芒が寄与する因子は、X線が上記深さtに浸透す
るまでの減衰e−μtと、深−Gtで発生した螢光が深
さLiで透過する間の減衰e−1’(L−j)の積であ
られされる(μ、νはX線および螢光の螢光体1中での
減衰定数)。また、線質が変化することKよってμ、t
が変化し、づらに螢光体1の不均一性によってμ、シ、
tが変化する。これらの変化は、上記積 θ−μ′・e
−I′(L−1)を通じて出力の変化をもたらす。変化
の方向は単純には決まらないが、線質変化と螢光体1の
不均一性とが出力に対して及はす影響け、透過型検出器
素子の方が反射型検出器素子より大きくなることは明ら
かであり、従来、この点についての改善が要望されてい
た。
〔発明の目的〕
本発明は上記のような要望に鑑みてなされたもので、比
較的透明度の低い螢光体を用いた透過型検出器素子にお
いても、線質変化や螢光体の不均一性による出力変化を
より小さく抑えることができ、量産される検出器素子間
の特性のばらつきを最少限にすることができ、しかもそ
の構成が極めて簡単な放射線検出器素子を提供すること
を目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は放射線を受けて発光する螢光体と、この螢光体
からの光を電気信号に変換する光電変換素子との間に透
光性物質を挾み込んでなる放射線検出器素子において、
少なくとも前記螢光体の放射線入射面およびその反対側
の面のうちのいずれかの面に凹凸を形成して線質変化に
よる出力変動率を小さくし、量産される検出器素子間の
ばらつきをなくしたものである。
〔発明の実施例〕
以下、第4図〜第8図を参照して本発明の詳細な説明す
る。第4図は本発明による放射線検出器素子の一実施例
を示す斜視図で1図中イおよび3は各々第3図と同様で
ある。1および4も各々第3図と同様に螢光体および透
光材を示すが、ここでは螢光体1のX線入射面とは反対
側の面の長辺方向(図中左右方向)に3角波状の凹凸1
aが形成され、またそれに応じて透光材4の前記凹凸1
8面側に、これと嵌まり合って密着すべく凹凸4aが形
成され、螢光体lの厚みが放射線透過面上の場所によっ
て異なるようになされている。
このような放射線検出器素子では、螢光体lOX線入射
面(表面)からの螢光体1内同−深さで発生した光の光
電変換素子3に至るまでの光路長(光が取り出されるま
での減衰光路長)L−1が前記光の発生個所(螢光体1
内同−深さではあるが異なる個所)によって異なるため
、線質変化によって深さtが変化しても光量を増す方向
と減少させる方向の影響が同時にあられれるので、出力
変動率はより不埒くなる。この効果は、螢光体1の空間
的不均一によるtの変動の際にもその影響を拡大芒せな
い方に働くので、螢光体1の不均一による特性ばらつき
はより起こりにくくなる。
上述放射線検出器素子の感度分布を詳細に測定すると、
螢光体1の凹凸1aの・ぐターンと一致した微少な感度
の高低が検出器れることになるが、上記凹凸・ンターン
を充分細かくすることにより、感度分布曲線は実用上問
題のない桿度までに平坦となる。
第5図〜第7図は各々他の実施例を示す図で、第5図に
示す例は螢光体1のX線入射面の長辺方向に3角波状の
凹凸IAを形成し、その反対側の面を平坦面としたもの
である。これによれば、第4図のものと同様の効果が得
られる一方、透光材4に凹凸面4aを形成しない分だけ
構成簡単となる。
第6図および第7図に示す例は、共に、第4図および第
5図の例を併用、すなわち、螢光体1のX線入射面およ
びその反対側の面の両方に凹凸1aを形成したものであ
る。これらの例のうち、第6図に示す例は、第4図およ
び第5図の例と同様に、螢光体1に凹凸1aを形成し、
その厚嘔ヲ変えることのみで前述光路長を不均一にした
もので、構成の簡単化を除き、第4図および第5図の例
と同様の効果がある。
一方第7図の例は、螢光体1の両面が平行に凹凸してい
るので、螢光体1の図中上下方向の厚さはどの個所でも
一定となり、上方からX線を入射烙せたのでは前述光路
長が不均一とならない。この場合には、例えば第8図に
示すようにX線イは螢光体1のX線入射面(表面)上の
点Aに垂直方向から角度θだけ傾斜して入射している。
この第8図において、いま、螢光体1の厚さをdとする
とX線が螢光体1内のX線透過方向長gABは、AB 
−d/可θ    ・・・・・・・(1)となり、螢光
体1の厚さがdでありなからd /cmaの厚さにした
効果が得られ、螢光発生量の増加に役立つ。
一方、光電変換素子3へ入射する螢光量は、発生した螢
光が螢光体1のX線入射面とは反対側の面(裏面)に達
するまでの光路長(最短距離)の長短に左右される。例
えば図中点Pで発生した螢光が螢光体1の裏面、換唐す
れば透光材4の表面に達する率は、その面上の点Pまで
の光路長PQの長短に左右される。ここで点Pは、成る
線質のX線が入射したときに前述螢光体1内で螢光が発
生する率が最も高くなる螢光体1のX線入射点Aからの
深−4tの点をいうが、いま、この深さくt= AP)
が線質の変化によりt’(= A P’)に変化したと
きの螢光の光路長は、PQからP′Q′に変化する。
このとき(P Q −P Q’)/(t’−1) =□
□□θ は1より小さいので、螢光体lの表、裏面に凸
凹1&を設けて螢光体表面を入射X線に対して傾けるこ
とは、X線の線質変化によりて前記床式t (t’)が
線質のちがいで変化したり、螢光体1内の光透過(吸収
)率のばらつきに工って前記深さt<t’)が空間的に
変化することによる出力変化の影響が軽減されることに
なる。
なお、図示実施例では、螢光体10面の凹凸を各々3角
波状に形成した場合全例示したが、これのみに限られず
、丸みをもった正弦波形状や矩形波形状であってもよい
。また、各々螢光体1の長辺方向(図中左右方向)のみ
波打った、いわゆる「洗濯板J形状としたが、短辺方向
にも波打たせた、いわゆる「おろし金」形状としてもよ
い。さらに、例示のLうな繰り返し波形に限定されるこ
とはなく、波形の谷の深場や山と山との間隔を一定不変
とはせず、擬似ランダム波形にしてもよい。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明は、螢光体の面に凹凸を形成し
たので線質の変化による検出器素子の出力変化をエリ小
袋くシ、検出器素子出力の線質による変化のばらつきも
より小でくすることができる。従って、量産はれろ検出
器素子間の特性のばらつきも最小限に抑えられ、これに
より構成した検出器を用いたCT像の画質の向上が計れ
るという効果がある。しかも、この効果達成のため必要
となる第3図に示す従来素子との間の変更は、形状変更
のみで、材質の変更や部品数の増大は伴わず、構成簡単
で安価に製造できるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は各々従来素子を示す斜視図、第4図は
本発明による放射線検出器素子の一実施例を示す斜視図
、第5図〜第7図は各々他の実施例を示す図、第8図は
第7図の一部を拡大して示す図である。 1・・・螢光体、2 、2a 、2b−螢光、3,3a
。 3b・・・光電変換素子、4,1,4b・・透光材、1
&。 4a・・・凹凸、イ・・・X線入射方向矢印。 特許出願人  株式会社 日立メデイコ代理人 弁理士
   秋   本   正   実第1図 第3因 第4図 第5図 第71!I 第8@

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 放射線を受けて発光する螢光体と、この螢光体からの光
    を電気信号に変換する光電変換素子との間に透光性物質
    を挾み込んでなる放射線検出器素子において、少なくと
    も前記螢光体の放射線入射面およびその反対側の面のう
    ちのいずれかの面に凹凸を形成してなることを特徴とす
    る放射線検出器素子。
JP59123826A 1984-06-18 1984-06-18 放射線検出器素子 Pending JPS613082A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59123826A JPS613082A (ja) 1984-06-18 1984-06-18 放射線検出器素子

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59123826A JPS613082A (ja) 1984-06-18 1984-06-18 放射線検出器素子

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS613082A true JPS613082A (ja) 1986-01-09

Family

ID=14870319

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59123826A Pending JPS613082A (ja) 1984-06-18 1984-06-18 放射線検出器素子

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JP (1) JPS613082A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5012103A (en) * 1988-10-28 1991-04-30 Hamamatsu Photonics Kabushiki Kaisha Radiation detector
JPH09243752A (ja) * 1996-03-07 1997-09-19 Toshiba Corp 光ファイバ型大面積放射線モニタ
EP0908743A2 (de) * 1997-10-01 1999-04-14 Siemens Aktiengesellschaft Röntgendetektor

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0908743A3 (de) * 1997-10-01 2001-09-26 Siemens Aktiengesellschaft Röntgendetektor

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