(57)【要約】  透過材を用いずにシンチレータ結晶Ｃおよび反射板ｒｘ，ｒｙを一体化させることにより、蛍光の損失を防ぎ、放射線検出の感度が高い放射線検出器１を提供する。本発明によれば、縦横に配列されたシンチレータ結晶Ｃの高さ方向における端部には、粘着シートＳａ，Ｓｂが接着されている。この粘着シートＳａ，Ｓｂにより各シンチレータ結晶Ｃが一体化している。本発明によれば、シンチレータ結晶Ｃおよび反射板ｒｙを接着剤で固めてシンチレータ２を構成する必要がないので、シンチレータ結晶Ｃおよび反射板ｒｙの隙間に硬化前の接着剤が進入することがなく、当該隙間は空気層となっている。この様な構成となっていれば、シンチレータ結晶Ｃ内部で生じた蛍光がシンチレータ結晶Ｃから出射する現象が起こりにくくなり、蛍光の強度が低下してしまうことを極力抑制することができる。
2016181707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を蛍光に変換するシンチレータ結晶と、
縦横に配列された前記シンチレータ結晶の隙間に設けられた蛍光を反射する反射板と、
前記反射板と前記シンチレータ結晶に挟まれる位置に設けられた空気層と、
各シンチレータ結晶の高さ方向における端部に接着される粘着性を有する粘着シートを備え、
前記粘着シートにより各シンチレータ結晶が一体化することによりシンチレータが構成されていることを特徴とする放射線検出器。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線検出器において、
前記粘着シートが蛍光を透過させる透明のシートとなっており、各シンチレータ結晶が接着されている面と反対側の面には、蛍光を検出する光検出器または前記シンチレータで生じた蛍光を前記光検出器に通過させるライトガイドが光学的に結合されていることを特徴とする放射線検出器。
【請求項３】
請求項２に記載の放射線検出器において、
前記粘着シートの各シンチレータ結晶が接着されている面の反対側の面は、粘着性を有しており、前記粘着シートは前記光検出器または前記ライトガイドに接着されていることを特徴とする放射線検出器。
【請求項４】
請求項２に記載の放射線検出器において、
前記粘着シートの各シンチレータ結晶が接着されている面の反対側の面は、粘着性を有しておらず、前記シンチレータと前記光検出器または前記ライトガイドは、接続部材により光学的に結合されていることを特徴とする放射線検出器。
【請求項５】
請求項３に記載の放射線検出器において、
前記光検出器が真空管となっている光電子増倍管で構成され、
前記粘着シートは、前記光検出器が有する蛍光を入射させる受光面の歪みに倣って変形した状態で前記光検出器に接着されていることを特徴とする放射線検出器。
【請求項６】
請求項２に記載の放射線検出器において、
前記光検出器が半導体受光素子を有することを特徴とする放射線検出器。
【請求項７】
請求項１に記載の放射線検出器において、
前記粘着シートが各シンチレータ結晶の高さ方向における両端部に設けられていることを特徴とする放射線検出器。
【請求項８】
請求項１に記載の放射線検出器において、
前記粘着シートは、アクリル系の粘着シートとなっていることを特徴とする放射線検出器。
【請求項９】
請求項１に記載の放射線検出器を備えることを特徴とする放射線断層撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線を蛍光に変換するシンチレータを備えた放射線検出器およびそれを備えた放射線断層撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線を検出する放射線検出器としては、従来から図１５で示すような構成となっているものがある。このような放射線検出器は、直方体の形状をしているシンチレータ結晶Ｃが縦横に配列されて構成されるシンチレータ５２を備えている。シンチレータ結晶Ｃは、放射線が入射すると、放射線を蛍光に変換する材料で構成されている。シンチレータ５２で生じた蛍光は、シンチレータ５２に光学的に結合されている光検出器５３で検出される（例えば特許文献１参照）。【０００３】
図１６は、シンチレータ５２の構造を示している。互いに隣り合うシンチレータ結晶Ｃの間には蛍光を反射する反射板ｒが設けられている。この反射板ｒにより、互いに隣り合うシンチレータ結晶Ｃは、光学的に隔てられている。シンチレータ５２は、シンチレータ結晶Ｃと反射板ｒとが図１６のように組み立てられることにより構成される。【０００４】
シンチレータ結晶Ｃおよび反射板ｒは、蛍光を透過する透過材ｔにより一体化されている。透過材ｔは、シンチレータ結晶Ｃおよび反射板ｒの隙間に流し込まれた液状の接着剤が硬化して構成されたものである。この透過材ｔにより、シンチレータ結晶Ｃおよび反射板ｒは互いに分離しない。透過材ｔは、シンチレータ５２の形状を保持する機能を有している。【０００５】
シンチレータ結晶Ｃ内部で放射線が変換されて生成された蛍光がシンチレータ内部でどのように広がるかについて説明する。図１６の星印は、シンチレータ結晶Ｃ内部に位置する蛍光の発生点を示している。この星印で発生した蛍光の一部は、図１６に示すように、シンチレータ結晶Ｃの側面から出射しようとする。このような蛍光は、反射板ｒに阻まれて隣のシンチレータ結晶Ｃに到達することがない。蛍光は結局発生源のシンチレータ結晶Ｃから光検出器５３側に出射する。【０００６】
つまり、光検出器５３において蛍光が入射した位置は、シンチレータ５２内部における蛍光の発生点の直下にある。光検出器５３は、蛍光の入射位置を判別することができるから、光検出器５３が弁別した蛍光の入射位置はシンチレータ５２における蛍光の発生点の位置を示すものとなる。【０００７】
反射板ｒがシンチレータ結晶Ｃの間に設けられていないと、シンチレータ結晶Ｃで発生した蛍光がシンチレータ５２の広範囲に広がってしまい、蛍光の発生点の特定が困難になってしまう。シンチレータ５２の反射板ｒは、蛍光の発生点の特定に重要な役割を担っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表２００８−５２５１６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の放射線検出器には、次のような問題点がある。
すなわち従来の放射線検出器では、シンチレータ結晶Ｃと反射板ｒとを接着している透過材が蛍光の強度を弱めてしまう。【００１０】
図１７は従来構成の問題点を説明している。図１７の左側では、星印で示す発生点から生じた蛍光が反射板ｒで反射される様子を示している。このときの蛍光は、シンチレータ結晶Ｃから透過材ｔに向けて出射し、透過材ｔを横切って、反射板ｒに入射してそこで反射し、再び透過材ｔを横切ってシンチレータ結晶Ｃに入射するという複雑な経路をたどる。蛍光は透過材ｔを横切る間に一部が吸収される。また、反射板ｒで蛍光が反射するときにも蛍光の全てが反射するわけではない。さらには、反射板ｒの材質によっては屈折率が透過材ｔに近いものがある。この場合、シンチレータ結晶Ｃから透過材ｔに向けて出射した蛍光は、反射板ｒと透過して隣のシンチレータ結晶Ｃに漏れ出してしまうようになる。この様に、シンチレータ結晶Ｃから透過材ｔに向けて出射する現象が起こると、光検出器５３に入射する蛍光の強度が低下してしまう。【００１１】
光検出器５３に入射する蛍光の強度が低下させないようにするには、シンチレータ結晶Ｃ内に蛍光をできるだけ出射させないようにした方がよい。この点に関して、蛍光の全反射という現象がある。図１７の右側は、蛍光の全反射について説明している。星印で示す発生点から生じた蛍光は、反射板ｒにたどり着く前にシンチレータ結晶Ｃの表面で反射している。このような反射を全反射と呼ぶ。このような全反射においては、蛍光は透過材ｔを横切ることがなく反射板ｒで反射されることもないので、強度の低下がより抑制される。【００１２】
従来構成の放射線検出器は、図１７の右側で説明した蛍光の全反射が起こりにくい構成となっている。透過材ｔは、固体でありそれなりに高い屈折率を有しているからである。透過材ｔの屈折率が高く、シンチレータ結晶Ｃの屈折率に近くなればなるほど全反射臨界角が大きくなり、シンチレータ結晶Ｃから透過材ｔに向けて蛍光が透過しやすくなる。第１の媒体から第２の媒体に向けて蛍光が出射する場合の全反射臨界角θ０は、スネルの法則により、θ０＝ｓｉｎ−１（ｎ２／ｎ１）で求められる。ただしｎ２は、第２の媒体（透過材ｔ）の屈折率、ｎ１は、第１の媒体（シンチレータ結晶Ｃ）の屈折率である。【００１３】
図１７の右側のように、透過材ｔを空気層に置き換えた構成とすれば、蛍光の全反射が起こりやすくなる。空気の屈折率は小さく、それに従い、全反射臨界角が小さくなるからである。【００１４】
また、図１８に示すように、従来構成のシンチレータ５２を構成する透過材ｔに空気の泡が混入している場合、この泡に蛍光が当たると、蛍光が乱反射してしまう。このような現象は光検出器５３に入射する蛍光の強度やばらつきの低下の原因となる。【００１５】
このように、シンチレータ５２の透過材を空気に置き換えるとより蛍光を効率よく検出することができるようになり、放射線の検出感度の高い放射線検出器を提供できる。特にＰＥＴ装置用の放射線検出器として用いた場合、時間分解能が極めて優れた放射線検出器を提供することができるようになる。しかし、透過材ｔは、シンチレータ５２を構成する各シンチレータ結晶Ｃおよび反射板ｒを一体化するという重要な機能を有している。透過材ｔを空気に置き換えるような構成とするとシンチレータ５２全体が自身の形状を保てず崩壊を来してしまう。シンチレータ５２が一体的でないと放射線検出器は自らの形状を保つことができない。【００１６】
本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、透過材を用いずにシンチレータ結晶および反射板を一体化させることにより、蛍光の損失を防ぎ、放射線検出の感度が高い放射線検出器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は上述の課題を解決するために次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係る放射線検出器は、放射線を蛍光に変換するシンチレータ結晶と、縦横に配列されたシンチレータ結晶の隙間に設けられた蛍光を反射する反射板と、反射板とシンチレータ結晶に挟まれる位置に設けられた空気層と、各シンチレータ結晶の高さ方向における端部に接着される粘着性を有する粘着シートを備え、粘着シートにより各シンチレータ結晶が一体化することによりシンチレータが構成されていることを特徴とするものである。【００１８】
［作用・効果］本発明によれば、透過材を用いずにシンチレータ結晶および反射板を一体化させてシンチレータを構成することができる。すなわち、本発明によれば、縦横に配列されたシンチレータ結晶の高さ方向における端部には、粘着シートが接着されている。この粘着シートにより各シンチレータ結晶が一体化しているのである。このようにすれば、シンチレータ結晶および反射板を接着剤で固めてシンチレータを構成する必要がないので、シンチレータ結晶および反射板の隙間に硬化前の接着剤が進入することがない。したがって、当該隙間は空気層となる。シンチレータ結晶および反射板の隙間が空気層であれば、シンチレータ結晶内部で生じた蛍光がシンチレータ結晶から出射する現象が起こりにくくなり、蛍光が反射板で反射するときに損失が生じたり、蛍光が反射板を透過して隣のシンチレータ結晶に漏れ出したりしてしまうことが抑制される。結果として蛍光の強度が低下してしまうことを極力抑制することができる。本発明によれば、特にＰＥＴ装置用の放射線検出器として用いた場合、時間分解能が極めて優れた放射線検出器を提供することができる。【００１９】
また、上述の放射線検出器において、粘着シートが蛍光を透過させる透明のシートとなっており、各シンチレータ結晶が接着されている面と反対側の面には、蛍光を検出する光検出器またはシンチレータで生じた蛍光を光検出器に通過させるライトガイドが光学的に結合されていればより望ましい。【００２０】
［作用・効果］上述の構成は、本発明の具体的な構成を示している。粘着シートが各シンチレータ結晶と光検出器との間に位置するとともに、蛍光を透過させる透明のシートとなっていれば、シンチレータ結晶で生じた蛍光は、確実に光検出器に入射するようになる。本発明の具体的な構成としては、ライトガイドを備える構成としてもよい。【００２１】
また、上述の放射線検出器において、粘着シートの各シンチレータ結晶が接着されている面の反対側の面は、粘着性を有しており、粘着シートは光検出器またはライトガイドに接着されていればより望ましい。【００２２】
［作用・効果］上述の構成は、本発明の具体的な構成を示している。各シンチレータ結晶と光検出器とが共通の粘着シートが貼り付くことによって一体化されていればシンチレータ結晶と光検出器との間の光学的な結合を確実に構成することができる。本発明の具体的な構成としては、各シンチレータ結晶とライトガイドとが共通の粘着シートが貼り付くことによって一体化されるようにしてもよい。【００２３】
また、上述の放射線検出器において、粘着シートの各シンチレータ結晶が接着されている面の反対側の面は、粘着性を有しておらず、シンチレータと光検出器またはライトガイドは、接続部材により光学的に結合される構成とすることもできる。【００２４】
［作用・効果］上述の構成は、本発明の具体的な構成を示している。片面粘着タイプの粘着シートによって本発明の放射線検出器を実現するようにしてもよい。【００２５】
また、上述の放射線検出器において、光検出器が真空管となっている光電子増倍管で構成される場合は、粘着シートは、光検出器が有する蛍光を入射させる受光面の歪みに倣って変形した状態で光検出器に接着されていればより望ましい。【００２６】
［作用・効果］上述の構成は、本発明の具体的な構成を示している。本発明の光検出器を光電子増倍管とすることもできる。粘着シートは、光検出器が有する蛍光を入射させる受光面の歪みに倣って変形した状態で光検出器に接着されるので、各シンチレータ結晶と光検出器の間の距離がシンチレータ結晶によらず一定となる。この様に構成すれば、各シンチレータ結晶の光学的条件を揃えることができる。【００２７】
また、上述の放射線検出器において、光検出器が半導体受光素子を有すればより望ましい。【００２８】
［作用・効果］上述の構成は、本発明の具体的な構成を示している。光検出器が半導体受光素子を有する態様とすることもできる。【００２９】
また、上述の放射線検出器において、粘着シートが各シンチレータ結晶の高さ方向における両端部に設けられていればより望ましい。【００３０】
［作用・効果］上述の構成は、本発明の具体的な構成を示している。粘着シートが各シンチレータ結晶の高さ方向における両端部に設けられていれば、シンチレータの物理的強度が増加する。【００３１】
また、上述の放射線検出器において、粘着シートは、アクリル系の粘着シートとなっていればより望ましい。【００３２】
［作用・効果］上述の構成は、本発明の具体的な構成を示している。粘着シートは、アクリル系の粘着シートとなっていれば、より確実にシンチレータを構成することができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、透過材を用いずにシンチレータ結晶および反射板を一体化させてシンチレータを構成することができる。すなわち、本発明によれば、縦横に配列されたシンチレータ結晶の高さ方向における端部には、粘着シートが接着されている。この粘着シートにより各シンチレータ結晶が一体化しているのである。このようにすれば、シンチレータ結晶および反射板を接着剤で固めてシンチレータを構成する必要がないので、シンチレータ結晶および反射板の隙間に硬化前の接着剤が進入することがない。したがって、当該隙間は空気層となる。シンチレータ結晶および反射板の隙間が空気層であれば、シンチレータ結晶内部で生じた蛍光がシンチレータ結晶から出射する現象が起こりにくくなり、蛍光が反射板で反射するときに損失が生じたり、蛍光が反射板を透過して隣のシンチレータ結晶に漏れ出したりしてしまうことが抑制される。結果として蛍光の強度が低下してしまうことを極力抑制することができる。本発明によれば、特にＰＥＴ装置用の放射線検出器として用いた場合、時間分解能が極めて優れた放射線検出器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施例１に係る放射線検出器の全体構成を説明する斜視図である。
【図２】実施例１に係るシンチレータの構成を説明する平面図である。
【図３】実施例１に係る粘着シートを説明する平面図である。
【図４】実施例１に係る反射板を説明する平面図である。
【図５】実施例１に係る反射板枠対を説明する斜視図である。
【図６】実施例１に係る光検出器を説明する平面図である。
【図７】実施例１に係る粘着シートを説明する模式図である。
【図８】実施例１に係る粘着シートを説明する模式図である。
【図９】本発明の効果を説明する模式図である。
【図１０】本発明の１変形例を説明する模式図である。
【図１１】本発明の１変形例を説明する模式図である。
【図１２】本発明の１変形例を説明する模式図である。
【図１３】本発明の１変形例を説明する模式図である。
【図１４】本発明の１変形例を説明する模式図である。
【図１５】従来構成の放射線検出器を説明する斜視図である。
【図１６】従来構成の放射線検出器を説明する平面図である。
【図１７】従来構成の問題点を説明する模式図である。
【図１８】従来構成の問題点を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、発明を実施するための形態について説明する。γ線は本発明の放射線に相当する。
【実施例１】
【００３６】
＜放射線検出器の全体構成＞
放射線検出器１は、図１に示すようにシンチレータ結晶Ｃが縦横に配列されて構成されたシンチレータ２と、シンチレータ２の下面に設けられているシンチレータ２から生じた蛍光を検出する光検出器３とを備えている。図１におけるシンチレータ２には、高さ方向に細長状のシンチレータ結晶Ｃが縦８×横８の二次元マトリックス状に配列されており、合計６４個のシンチレータ結晶Ｃを備えている。【００３７】
シンチレータ結晶Ｃは、セリウム元素を含有するＬＧＳＯ（Ｌｕ，Ｇｄ）２ＳｉＯ５で構成されており、γ線が入射すると、蛍光を発するような特性を有している。ＬＧＳＯに代えてシンチレータ結晶ＣをＧＳＯ（Ｇｄ２ＳｉＯ５）等の他の材料で構成するようにしてもよい。シンチレータ結晶Ｃは、γ線を蛍光に変換する。【００３８】
シンチレータ２は、横方向に伸びる反射板ｒｘおよび縦方向に伸びる反射板ｒｙを備えている。反射板ｒｘは、縦方向から隣接するシンチレータ結晶Ｃの間に設けられており、反射板ｒｙは、横方向から隣接するシンチレータ結晶Ｃの間に設けられている。したがって、互いに隣接するシンチレータ結晶Ｃは、反射板ｒｘおよび反射板ｒｙのいずれかによって隔てられることになる。反射板ｒｘ，ｒｙは、蛍光を反射するＥＳＲ(Enhanced Specular Reflector)フィルム等の材質で構成されている。【００３９】
＜粘着シートについて＞
シンチレータ２の高さ方向における両端面の各々にはシンチレータ結晶Ｃを接着する粘着シートＳａ，Ｓｂが設けられているのでこれらについて説明する。図２は、シンチレータ２の側面を示す平面図である。図２に示すように、シンチレータ２は、反射板ｒｙとシンチレータ結晶Ｃとが交互に配列されることで構成されており、反射板ｒｙとシンチレータ結晶Ｃの側面との挟まれる位置には空気層が設けられている。この空気層は、反射板ｒｙとシンチレータ結晶Ｃとの間に大気より流入した空気で満たされている。従って、シンチレータ結晶Ｃの側面と反射板ｒｙは接着剤により接着されていない。また、図１における反射板ｒｘとシンチレータ結晶Ｃの側面との挟まれる位置にも空気層が設けられている。【００４０】
図２に示すように本発明におけるシンチレータ２は、各シンチレータ結晶Ｃの高さ方向における両端部には粘着シートＳａ，Ｓｂが設けられている。粘着シートＳａ，Ｓｂは、粘着性を有し、各シンチレータ結晶Ｃの高さ方向における端部に接着されている。シンチレータ２は、粘着シートＳａ，Ｓｂにより各シンチレータ結晶Ｃおよび反射板ｒｙが物理的に一体化することにより構成されている。【００４１】
粘着シートＳａは、シンチレータ２の高さ方向における一端面（シンチレータ２における放射線が入射する入射面）に貼り付けられており、シンチレータ２を構成するシンチレータ結晶Ｃの全ては、一端面に粘着シートＳａが貼り付けられている。粘着シートＳａは、例えばアクリル系の粘着材料で構成され、触れたものに対して貼り付こうとする性質を有している。粘着シートＳａは、各シンチレータ結晶Ｃの一端面に貼り付いて剥がれない。また、粘着シートＳａは、反射板ｒｘ，ｒｙの一端部（シンチレータ２における放射線が入射する入射面側の端部）にも貼り付いている。各シンチレータ結晶Ｃおよび反射板ｒｘ，ｒｙは、粘着シートＳａにより高さ方向の一端側で物理的に一体化されている。粘着シートＲａは、蛍光を通過させる透明な部材で構成される。【００４２】
粘着シートＳａにおけるシンチレータ結晶Ｃに貼り付いている面とは反対側の面は、蛍光を反射する反射板ｒｃに貼り付いている。これにより、粘着シートＳａは反射板ｒｃから剥がれない。反射板ｒｃは、例えばＥＳＲフィルムで構成される。粘着シートＳａにより、シンチレータ２と反射板ｒｃとが一体化されている。【００４３】
粘着シートＳｂは、シンチレータ２の高さ方向における他端面（シンチレータ２における光検出器３が接続される接続面）に貼り付けられており、シンチレータ２を構成するシンチレータ結晶Ｃの全ては、他端面に粘着シートＳｂが貼り付けられている。粘着シートＳｂは、粘着性を有する例えばアクリル系の粘着材料で構成され、触れたものに対して貼り付こうとする性質を有している。粘着シートＳｂは、各シンチレータ結晶Ｃの他端面に貼り付いて剥がれない。また、粘着シートＳｂは、反射板ｒｘ，ｒｙの他端部（シンチレータ２における光検出器３が接続される接続面側の端部）にも貼り付いている。各シンチレータ結晶Ｃおよび反射板ｒｘ，ｒｙは、粘着シートＳｂにより高さ方向の他端側で物理的に一体化されている。粘着シートＳｂは、蛍光を通過させる透明な部材で構成される。【００４４】
図２は、シンチレータ結晶Ｃの両端に二枚の粘着シートＳａ，Ｓｂが設けられていたが、粘着シートＳｂのみによりシンチレータ結晶Ｃを一体化することができる場合は、粘着シートＳａを省略する構成とすることもできる。この場合、シンチレータ２と反射板ｒｃとが互いに直接的に密着する構成となる。【００４５】
また、図２は、シンチレータ２の側面のうち横方向に配列するシンチレータ結晶Ｃの各々が反射板ｒｙにより隔絶されている側面について説明したものである。シンチレータ２の側面のうち縦方向に配列するシンチレータ結晶Ｃの各々が反射板ｒｘにより隔絶されている側面も図２と同様な構成である。【００４６】
粘着とは、ＪＩＳＺ０１０９において「接着の一種で、特徴として水、溶剤、熱などを使用せず、常温で短時間、わずかな圧力を加えるだけで接着すること。」という定義がなされている。また、粘着性は、べたべたした物性と弾性とを併せ持った物理的特性である。粘着性を有する物質から構成される材料を粘着対象の固体に押し当てると、当該材料は物性を変化させることなくそのままの状態で固体に貼り付く。一方、一般的な接着性を有する接着剤の場合、初めは柔らかい物性となっているものが化学変化により硬化することで物性の変化を伴った状態で接着対象に貼り付く。粘着性は、硬化現象が生じない点で一般の接着性とは異なるものと言える。【００４７】
粘着シートＳｂは、両面粘着シートとなっており、各シンチレータ結晶に粘着している面と反対側の面も粘着性を有している。シンチレータ２は、この粘着シートＳｂの粘着性により光検出器３に粘着する。その様子の詳細は後述する。【００４８】
図３は、シンチレータ２の両端面から粘着シートＳａ，Ｓｂを剥がしてみたときの様子を示している。粘着シートＳａ，Ｓｂを剥がすと、シンチレータ２を構成しているシンチレータ結晶Ｃの拘束が外れて、シンチレータ２から抜け出してしまう。シンチレータ２が一体物として直方体の形状を保っていられるのは、粘着シートＳａ，Ｓｂがシンチレータ結晶Ｃの各々に粘着することにより、シンチレータ結晶Ｃが連結されているからである。【００４９】
図４は、反射板ｒｘ，ｒｙについて説明している。反射板ｒｘは、高さ方向に伸びた溝を複数有している。これらの溝は全て反射板ｒｘの底部から伸びている。また、反射板ｒｙも高さ方向に伸びた溝を複数有している。これらの溝は全て反射板ｒｙの上部から伸びている。【００５０】
反射板ｒｘと反射板ｒｙとは、互いの溝同士が嵌め合わされることにより、図５に示すような反射板枠体を構成する。反射板枠体は、横方向に伸びる７枚の反射板ｒｘと、縦方向に伸びる７枚の反射板ｒｙとで構成される。反射板枠体は、シンチレータ結晶Ｃを収納するセルを有している。【００５１】
図６は、光検出器３における蛍光が入射する入射面を示している。光検出器３の入射面には、蛍光を検出する半導体受光素子３ａが縦横に配列されている。入射面は、半導体受光素子３ａが縦８×横８の二次元マトリックス状に配列されており、合計６４個の半導体受光素子３ａを備えている。【００５２】
粘着シートＳｂは、半導体受光素子３ａに粘着しているのでこの点について説明する。図７は、シンチレータ２の粘着シートＳｂが光検出器３の入射面に粘着している様子を示している。粘着シートＳｂの下面は、光検出器３の入射面に設けられた半導体受光素子３ａの各々に貼り付いている。そして、シンチレータ２を構成するシンチレータ結晶Ｃの各々と光検出器３の半導体受光素子３ａの各々とが１対１で光学的に結合されている。粘着シートＳｂの各シンチレータ結晶Ｃに粘着している面と反対側の面には、蛍光を検出する光検出器３が光学的に結合されている。粘着シートＳｂの各シンチレータ結晶Ｃが粘着されている面の反対側の面は、粘着性を有しており、粘着シートＳｂは光検出器３に粘着されている。【００５３】
また、粘着シートＳｂは、接着相手の立体的形状に合わせて変形する性質を有している。従って、粘着シートＳｂは、シンチレータ結晶配列の下端部における立体的形状と、光検出器の入射面における立体的形状との違いを吸収して、互いを確実に一体化する。なお、粘着シートＳｂは、反射板ｒｙの下端部に粘着している。図７は、シンチレータ２の側面のうち横方向に配列するシンチレータ結晶Ｃの各々が反射板ｒｙにより隔絶されている側面について説明したものである。シンチレータ２の側面のうち縦方向に配列するシンチレータ結晶Ｃの各々が反射板ｒｘにより隔絶されている側面も図７と同様な構成である。粘着シートＳｂが反射板ｒｘの下端部に粘着する様子も同様である。【００５４】
図８は、シンチレータ２の側面のうち横方向に配列するシンチレータ結晶Ｃの各々が反射板ｒｙにより隔絶されている側面について説明したものである。シンチレータ２の側面のうち縦方向に配列するシンチレータ結晶Ｃの各々が反射板ｒｘにより隔絶されている側面も図８と同様な構成である。粘着シートＳｂが反射板ｒｘの上端部に粘着する様子も同様である。【００５５】
図７，図８において、粘着シートＳａ，Ｓｂは、シンチレータ結晶Ｃと反射板ｒｙとの隙間にほとんど入り込んでいないことには注目すべきである。上述の粘着シートＳａ，Ｓｂは、固体である。したがって、粘着シートＳａ，Ｓｂがシンチレータ結晶Ｃと反射板ｒｙとの隙間に入り込んでしまうことがない。【００５６】
図９は、粘着シートＳａの代わりに接着剤を用いた場合について説明している。この図９の構成は、各シンチレータ結晶Ｃの一端部に液状の接着剤を塗布することにより各シンチレータ結晶Ｃの一体化を図った場合を示している。シンチレータ結晶Ｃと反射板ｒｙとの間の空気層は極めて薄いので、各シンチレータ結晶Ｃの一端に塗布された液状の接着剤は毛細管現象によりシンチレータ結晶Ｃと反射板ｒｙとの間に深く入り込む。この接着剤はもはや取り除く方法がないので結局このまま硬化することになる。したがって、シンチレータ結晶Ｃと反射板ｒｙとの間には硬化した接着剤が介在することになる。この様な構成は、図１７，図１８で説明したように、望ましい構成ではない。【００５７】
本発明によれば、粘着シートＳａ，Ｓｂがシンチレータ結晶Ｃと反射板ｒｙとの隙間に入り込むことがないので、シンチレータ結晶Ｃと反射板ｒｙとの隙間を確実に空気層にすることができる。【００５８】
以上のように、本発明によれば、透過材を用いずにシンチレータ結晶Ｃおよび反射板ｒｘ，ｒｙを一体化させてシンチレータ２を構成することができる。すなわち、本発明によれば、縦横に配列されたシンチレータ結晶Ｃの高さ方向における端部には、粘着シートＳａ，Ｓｂが接着されている。この粘着シートＳａ，Ｓｂにより各シンチレータ結晶Ｃが一体化している。本発明によれば、シンチレータ結晶Ｃおよび反射板ｒｘ，ｒｙを接着剤で固めてシンチレータ２を構成する必要がないので、シンチレータ結晶Ｃおよび反射板ｒｘ，ｒｙの隙間に硬化前の接着剤が進入することがない。当該隙間は空気層となっている。この様な構成となっていれば、シンチレータ結晶Ｃ内部で生じた蛍光がシンチレータ結晶Ｃから出射する現象が起こりにくくなり、蛍光が反射板ｒｘ，ｒｙで反射するときに損失が生じたり、蛍光が反射板ｒｘ，ｒｙを透過して隣のシンチレータ結晶Ｃに漏れ出したりしてしまうことが抑制される。結果として蛍光の強度が低下してしまうことを極力抑制することができる。【００５９】
また、粘着シートＳａ，Ｓｂが各シンチレータ結晶Ｃと光検出器３との間に位置するとともに、蛍光を透過させる透明のシートとなっていれば、シンチレータ結晶Ｃで生じた蛍光は、確実に光検出器３に入射するようになる。本発明の具体的な構成としては、後述のように、ライトガイド４を備える構成としてもよい。【００６０】
また、各シンチレータ結晶Ｃと光検出器３とが共通の粘着シートＳａ，Ｓｂが貼り付くことによって一体化されていればシンチレータ結晶Ｃと光検出器３との間の光学的な結合を確実に構成することができる。本発明の具体的な構成としては、後述のように各シンチレータ結晶Ｃとライトガイド４とが共通の粘着シートＳａ，Ｓｂが貼り付くことによって一体化されるようにしてもよい。【００６１】
本発明は、上述の構成に限られず下記のように変形実施することができる。【００６２】
（１）図７によれば、両面粘着性の粘着シートＳｂによりシンチレータ結晶Ｃの各々と光検出器３とが光学的に結合されていたが、本発明はこの構成に限られない。図１０に示すように、粘着シートＳｂを片面粘着性にすることもできる。図１０の構成によれば、粘着シートＳｂは、粘着性を有する接着層と、粘着性を有しない透明な支持層とにより構成される。シンチレータ２と光検出器３との接着は、液体の接着剤を硬化させることで行うことができる。硬化した接着剤は、シンチレータ２と光検出器３を光学的に結合する。このように、本変形例の粘着シートＳｂの各シンチレータ結晶Ｃが接着されている面の反対側の面は、粘着性を有しておらず、シンチレータ２と光検出器３またはライトガイド４は、硬化した接着剤により光学的に結合されている。硬化した接着剤は、本発明の接続部材に相当する。【００６３】
（２）図６によれば、光検出器３として半導体受光素子を用いていたが、本発明はこの構成に限られない。図１１に示すような光電子増倍管で構成される光検出器を用いてもよい。この様な光検出器は真空管となっているので、蛍光を入射させる入射面が陰圧により凹んだ形状をしている。【００６４】
図１２は、光電子増倍管で構成される光検出器３を本発明の放射線検出器に適用した場合を示している。本発明のシンチレータ２は、底面が変形性を有する粘着シートＳｂで構成されるので、シンチレータ２を光検出器３に貼り合わせると、粘着シートＳｂが光検出器３の入射面のカーブに沿って変形する。粘着シートＳｂは、光検出器３が有する蛍光を入射させる受光面の歪みに倣って変形した状態で光検出器３に粘着する。粘着シートＳｂは変形しても厚みは一定である。したがって、光検出器３からシンチレータ結晶Ｃまでの距離は、どのシンチレータ結晶Ｃでも同じになる。【００６５】
図１３は、硬化性の接着剤を介して光電子増倍管で構成される光検出器３を従来構成のシンチレータ２に結合した場合を示している。図１３の場合、シンチレータ２を構成するシンチレータ結晶Ｃは、接着剤により互いに固着されている。従って、シンチレータ２を光検出器３に接着させると、シンチレータ２が光検出器３の入射面のカーブに沿って変形するようなことがない。従って、平面となっているシンチレータ２の底部と凹んだ形状をしている光検出器３の入射面とを接着させようとして両者の間に接着剤を流し込むと、接着剤は、入射面の凹みを埋め戻すように隙間に入り込む。この接着剤は硬化して接着層となる。すると、接着層の厚みは、中央部が厚くなるとともに、周縁部が薄くなる。つまり、各シンチレータ結晶Ｃの間で光検出器３までの距離が不揃いとなるのである。【００６６】
光検出器３からシンチレータ結晶Ｃまでの距離は、どのシンチレータ結晶Ｃでも同時となっている方が望ましい。シンチレータ結晶Ｃの光学的条件が同じになることで、蛍光を正確に検出できるようになるからである。本発明によれば、各シンチレータ結晶Ｃの間で光検出器３までの距離が不揃いとなることがなく、これに伴って蛍光の検出が不正確になることがない。【００６７】
（３）図１によれば、シンチレータ２が光検出器３に接続されていたが、本発明はこの構成に限られない。本発明は、図１４に示すように、シンチレータ２と光検出器３との挟まれる位置にシンチレータ２で生じた蛍光を光検出器３に通過させるライトガイド４を備える構成とすることもできる。この場合、シンチレータ２の粘着シートＳｂがライトガイド４に粘着している構成にすることもできる。【００６８】
（４）本発明の放射線検出器は、ＰＥＴ(Positron Emission Tomography)装置など医用の放射線撮影装置に搭載することができる。特にＰＥＴ装置用の放射線検出器として用いた場合、時間分解能が極めて優れた放射線検出器を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
以上のように、本発明は医用分野に適している。
【符号の説明】
【００７０】
Ｃ            シンチレータ結晶
ｒｘ，ｒｙ    反射板
Ｓａ，Ｓｂ    粘着シート
２            シンチレータ
３            光検出器
３ａ          半導体受光素子３ａ
４            ライトガイド
【図１】
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【図２】
2016181707.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年7月21日(2017.7.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を蛍光に変換するシンチレータ結晶と、
縦横に配列された前記シンチレータ結晶の隙間に設けられた蛍光を反射する反射板と、
前記反射板と前記シンチレータ結晶に挟まれる位置に設けられた空気層と、
各シンチレータ結晶の高さ方向における端部に接着される粘着性を有する粘着シートを備え、
前記粘着シートにより各シンチレータ結晶が一体化することによりシンチレータが構成されていることを特徴とする放射線検出器。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線検出器において、
前記粘着シートが蛍光を透過させる透明のシートとなっており、各シンチレータ結晶が接着されている面と反対側の面には、蛍光を検出する光検出器または前記シンチレータで生じた蛍光を前記光検出器に通過させるライトガイドが光学的に結合されていることを特徴とする放射線検出器。
【請求項３】
請求項２に記載の放射線検出器において、
前記粘着シートの各シンチレータ結晶が接着されている面の反対側の面は、粘着性を有しており、前記粘着シートは前記光検出器または前記ライトガイドに接着されていることを特徴とする放射線検出器。
【請求項４】
請求項２に記載の放射線検出器において、
前記粘着シートの各シンチレータ結晶が接着されている面の反対側の面は、粘着性を有しておらず、前記シンチレータと前記光検出器または前記ライトガイドは、接続部材により光学的に結合されていることを特徴とする放射線検出器。
【請求項５】
請求項３に記載の放射線検出器において、
前記光検出器が真空管となっている光電子増倍管で構成され、
前記粘着シートは、前記光検出器が有する蛍光を入射させる受光面の歪みに倣って変形した状態で前記光検出器に接着されていることを特徴とする放射線検出器。
【請求項６】
請求項２に記載の放射線検出器において、
前記光検出器が半導体受光素子を有することを特徴とする放射線検出器。
【請求項７】
請求項１に記載の放射線検出器において、
前記粘着シートが各シンチレータ結晶の高さ方向における両端部に設けられていることを特徴とする放射線検出器。
【請求項８】
請求項１に記載の放射線検出器において、
前記粘着シートは、アクリル系の粘着シートとなっていることを特徴とする放射線検出器。
【請求項９】
請求項１に記載の放射線検出器を備えることを特徴とする放射線断層撮影装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の放射線検出器において、
前記粘着シートは、前記シンチレータ結晶配列の下部側における立体的形状と、光検出器の入射面における立体的形状との違いを吸収して、前記シンチレータ結晶配列と前記光検出器とを一体化させることを特徴とする放射線検出器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
［作用・効果］上述の構成は、本発明の具体的な構成を示している。粘着シートは、アクリル系の粘着シートとなっていれば、より確実にシンチレータを構成することができる。
また、本明細書は、次のような発明も開示している。
前記粘着シートは、前記シンチレータ結晶配列の下部側における立体的形状と、光検出器の入射面における立体的形状との違いを吸収して、前記シンチレータ結晶配列と前記光検出器とを一体化させることを特徴とする放射線検出器。
【国際調査報告】
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