(57)【要約】【課題】組立精度の高いマルチスライスＸ線ＣＴ装置用Ｘ線検出器を提供する。【解決手段】このＸ線検出素子群１００は、チャンネル方向スライス方向にマトリックス状に配列された複数のシンチレータ素子より成る素子群１とから成るシリコンフォトダイオードアレイチップ３とを積層させたものである。素子群１は、端部にダミー隔離壁２ａ−１を有するこのマトリックス状に配列されたシンチレータ素子群１とチップ３との各区分が合致するように搭載し、チップ３の端部面に一致するようにダミー隔離壁２ａ−１を切断し、面の一致をはかる。その後で接着剤を用いて積層結合させる。最後にシンチレータ素子群１のＸ線入射側に反射板６を取り付ける。かくして得たＸ線検出素子群１００を複数個チャンネル方向に配置することでＸ線検出器を形成する。【選択図】図３
2005189022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに独立に製造された複数のシンチレータ素子群と複数のフォトセンサ素子群であって、各シンチレータ素子群は、チャンネル方向とスライス方向に光隔離壁を持つものとし、各フォトセンサ素子群はチャンネル方向とスライス方向に区分壁で区分されているものとし、これらの各シンチレータ素子群とフォトセンサ素子群とを積層固着してＸ線検出素子群を形成し、かかるＸ線検出素子群を順次チャンネル方向に配置して形成したマルチスライス用Ｘ線検出器において、
上記各Ｘ線検出素子群は、シンチレータ素子群のチャンネル方向の両端の光隔離壁を、フォトセンサ素子群の両端の区分壁に合わせて切断したものとするマルチスライス用Ｘ線検出器。
【請求項２】
上記光隔離壁は、樹脂に白色顔料を充填したものとする請求項１のマルチスライスＸ線検出器。
【請求項３】
互いに独立に製造された複数のシンチレータ素子群と複数のフォトセンサ素子群であって、各シンチレータ素子群は、チャンネル方向とスライス方向に光隔離壁を持ちＸ線入射面には反射面を持つものとし、各フォトセンサ素子群はチャンネル方向とスライス方向に区分壁で区分されているものとし、これらの各シンチレータ素子群とフォトセンサ素子群とを積層固着してＸ線検出素子群を形成し、かかるＸ線検出素子群を順次チャンネル方向に配置して形成したマルチスライス用Ｘ線検出器の製造方法において、
上記各シンチレータ素子群のチャンネル方向の両端又は一端にダミー光隔離壁を形成し、
かくして得たシンチレータ素子群とフォトセンサ素子群とを積層可能なように位置合わせを行い、
シンチレータ素子群のダミー光隔離壁を、フォトセンサ素子群のチャンネル方向の両端の区分壁の端部に沿うように切断した上で両者を積層してＸ線検出素子群を形成し、又は積層後に区分壁の端部に沿うように切断して、Ｘ線検出素子群を形成し、このＸ線検出素子群をチャンネル方向に沿って配置する、
マルチスライス用Ｘ線検出器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のスライスのＸ線透過データを同時検出するマルチスライス用Ｘ線検出器に関し、特に、Ｘ線検出素子の機械的寸法精度の向上が図れるＸ線検出器及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ装置は、被検体を中心にして対向して配置されたＸ線源とＸ線検出器を円周上に回転させながら、Ｘ線源からＸ線を被検体に向かって照射し、前記Ｘ線源と対向して円弧状に複数の検出素子を配置されたＸ線検出器によって、被検体を透過して減弱したＸ線のＸ線量を検出し、その検出した減弱データより画像再構成演算を行って、被検体の体軸と垂直な断面の断層像を得るものである。
【０００３】
近年では、動く臓器の的確な撮像や、装置のスループット向上のために検査時間の短縮化が望まれており、これまでチャンネル方向に一次元的に多数のＸ線検出素子が配置されていたＸ線検出器を、スライス方向にも複数配置することにより、１回のスキャンの間に複数のスライス分のＸ線量データを計測することができるマルチスライス型Ｘ線検出器備えたＸ線ＣＴ装置が実用化されており、このようなＸ線ＣＴ装置は、マルチスライスＸ線ＣＴ装置と呼ばれている。
【０００４】
マルチスライスＸ線ＣＴ装置用のＸ線検出器は、例えば特許文献１に示されるように、チャンネル方向とスライス方向とにマトリックス状に区分配列された複数個のフォト感応領域（光検出エリア）を有するシリコンフォトダイオード素子群（アレイ）に、前記光検出エリアの配置位置と寸法的に合致するようにマトリックス状に区分配列されたＸ線感応領域（Ｘ線検出エリア）を持つシンチレータ素子群を積層してＸ線検出素子群を形成し、このＸ線検出素子群を、チャンネル方向に順次配列したものである。
【０００５】
【特許文献１】特許第２９４８２６４号公報
【０００６】
特許文献１は、特にシンチレータ素子群の構造に特徴を有するものであって、スライス方向とチャンネル方向とのマトリックス的な分割のために、それぞれスライス方向とチャンネル方向にスリット（溝）を設け、このスリットにＸ線反射板を差し込み、スライス方向とチャンネル方向のクロストークの軽減をはかったものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１を含めてシンチレータ素子群とフォトダイオード素子群とを積層させてＸ線検出器を形成する事例で問題となるのは、シンチレータ素子群とそれに積層するフォトダイオード素子群との感応領域（これを区分と呼ぶ）相互の不整合の点である。
シンチレータ素子群とフォトダイオード素子群とは、スライス方向とチャンネル方向にマトリックス状に区分された対応する相互の区分が大きさ及び位置で整合（一致）できることが前提である。これによりシンチレータ素子群の各入力区分で受光したＸ線を増殖して出力区分側から光として出力し、これをフォトダイオード素子群の入力区分で受光して電気信号に変換し、その出力区分側から電気信号の出力を行う。
これが理想である。しかし、シンチレータ素子群とフォトダイオード素子群とが別々の行程で作られること、及びフォトダイオード区分群の区分精度に比べてシンチレータ群の区分精度が粗いこと、の２つの理由でシンチレータ素子群とフォトダイオード素子群とを積層させて作られた各Ｘ線検出素子群にあっては、上下の互いに対応する相互の区分の大きさ及び位置とに若干の不整合が生ずる。
【０００８】
この不整合は、各Ｘ線検出素子群にあっては許容できる範囲の値であるが、各Ｘ線検出素子群を順次チャンネル方向に複数個配列して作られたＸ線検出器にとっては、全体として不整合の程度が累積的に大きくなる恐れがあった。かかる不整合のＸ線検出器を使用した場合、検出精度が悪化し、空間分解能が低下し、リングアーチファクトと呼ばれる偽画像が発生する恐れもあった。そこで、従来は、シンチレータ素子群を選別してダイオード素子群との不整合の少ないものを選ぶやり方をとっていた。この結果、シンチレータ素子群の製造歩留まりが悪かった。
【０００９】
かかる不整合の端部側の事例を図で説明する。
図５はＸ線検出素子群の断面図を示す。Ｘ線検出素子群は、シンチレータ素子群１とフォトダイオード素子群３とより成り、これらが接着剤にて積層化した構造である。図で横方向がチャンネル方向、紙面に垂直な方向がスライス方向を示す。
シンチレータ素子群１は、隔離壁２ａによってチャンネル方向に区分され、またスライス方向にも隔離壁によって区分（図示せず）されている。隔離壁２ａは例えば白色隔離壁であり、区分相互の光学的分離及び反射を行わせてこれによりクロストークを防ぐ。フォトダイオード素子群（アレイ）３は、例えばシリコンフォトダイオード素子群であり、シンチレータ素子群１と同様にチャンネル方向、スライス方向に、シンチレータ素子群１の各区分対応に区分されている（図示略）。シンチレータ素子群１とフォトダイオード素子群３とは、接着剤４、例えば透明接着剤にて、互いの区分を対応させた位置関係になるように位置合わせをした上で接着をはかる。透明接着剤４を透明とすることでシンチレータ素子群１とフォトダイオード素子群３との間での光の透過を良好にし、接着させたことで、両者の機械的強度を高める。
フォトダイオード素子群３は、受光部３ａを通してシンチレータ素子群の区分対応の出力光を受光し、電気信号への変換をはかる。
フォトダイオード素子群３の下部には、接着剤４ｂを介して回路基板７を接着させる。回路基板７も、ダイオード素子群３の区分対応の区分を持ち（図示略）、ダイオード素子群３の区分対応の出力電気信号を取り込む。回路基板７は、区分対応に同一の回路構成をなしており、例えば増幅回路を持つ。これによって、回路基板７からは、チャンネル及びスライス対応に増幅された電気信号を増幅出力する。更に、ＡＤ変換器等がその出力側に設けられて、データへと変換を行う。勿論、回路基板７の中に、ＡＤ変換器を組み込む例もある。
【００１０】
かかる構造で問題となるのは、シンタレータ素子群１とフォトダイオード素子群３との間でチャンネル方向の位置ずれが生ずることである。即ち、特にその両者の端部２ａａでΔＷなるずれが生じる。従って、図５の如きＸ線検出素子群を複数個円弧状に配置してＸ線検出器を構成した場合、上記端部でのずれΔＷがＸ線検出素子群の数だけ累積的に大きくなり、全体としてシンチレータ素子群団とフォトダイオード素子群団との間での相互のずれの増大を招く。
【００１１】
本発明の目的は、シンチレータ素子群の製造歩留まりの向上をはかるマルチスライス用Ｘ線検出器及びその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、互いに独立に製造された複数のシンチレータ素子群と複数のフォトセンサ素子群であって、各シンチレータ素子群は、チャンネル方向とスライス方向に光隔離壁を持つものとし、各フォトセンサ素子群はチャンネル方向とスライス方向に区分壁で区分されているものとし、これらの各シンチレータ素子群とフォトセンサ素子群とを積層固着してＸ線検出素子群を形成し、かかるＸ線検出素子群を順次チャンネル方向に配置して形成したマルチスライス用Ｘ線検出器において、
上記各Ｘ線検出素子群は、シンチレータ素子群のチャンネル方向の両端の光隔離壁を、フォトセンサ素子群の両端の区分壁に合わせて切断したものとするマルチスライス用Ｘ線検出器。
更に本発明は、上記光隔離壁は、樹脂に白色顔料を充填したものとするマルチスライスＸ線検出器を開示する。
【００１３】
更に本発明は、互いに独立に製造された複数のシンチレータ素子群と複数のフォトセンサ素子群であって、各シンチレータ素子群は、チャンネル方向とスライス方向に光隔離壁を持ちＸ線入射面には反射面を持つものとし、各フォトセンサ素子群はチャンネル方向とスライス方向に区分壁で区分されているものとし、これらの各シンチレータ素子群とフォトセンサ素子群とを積層固着してＸ線検出素子群を形成し、かかるＸ線検出素子群を順次チャンネル方向に配置して形成したマルチスライス用Ｘ線検出器の製造方法において、
上記各シンチレータ素子群のチャンネル方向の両端又は一端にダミー光隔離壁を形成し、
かくして得たシンチレータ素子群とフォトセンサ素子群とを積層可能なように位置合わせを行い、
シンチレータ素子群のダミー光隔離壁を、フォトセンサ素子群のチャンネル方向の両端の区分壁の端部に沿うように切断した上で両者を積層してＸ線検出素子群を形成し、又は積層後に区分壁の端部に沿うように切断して、Ｘ線検出素子群を形成し、このＸ線検出素子群をチャンネル方向に沿って配置する、
マルチスライス用Ｘ線検出器の製造方法を開示する。
【００１４】
また本発明によれば、前記上記マトリックスを形成する隔離壁は樹脂に白色顔料を充填したものであることを特徴とするマルチスライス用Ｘ線検出器が提供される。
【００１５】
また本発明によれば、前記上記マトリックスを形成する隔離壁は樹脂に白色顔料を充填し、シート状に成形したものを隣接するシンチレータ素子間に挿入し後、透明接着剤で接着固定したものであることを特徴とするマルチスライス用Ｘ線検出器が提供される。
【００１６】
また本発明によれば、前記樹脂は放射線照射による劣化の少ないエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂等であることを特徴とするマルチスライス用Ｘ線検出器が提供される。
【００１７】
また本発明によれば、前記白色顔料はルチル型二酸化チタン、酸化アルミニウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、酸化マグネシウムから選択されるもの、若しくはこれらの組み合わせから成るものであることを特徴とするマルチスライス用Ｘ線検出器が提供される。
【００１８】
また本発明によれば、前記白色顔料に親水性無水微粉末シリカ、疎水性無水微粉末シリカ若しくはこれらの混合物を添加したことを特徴とするマルチスライス用Ｘ線検出器が提供される。
【００１９】
また本発明によれば、前記白色顔料にシランカップリング剤を添加したことを特徴とするマルチスライス用Ｘ線検出器が提供される。
【００２０】
また本発明によれば、前記隣接するシンチレータ素子間の光学的クロストークを遮断する手段として、前記反射手段の白色層の厚さ方向の中心部分に無電界金属鍍金法や真空鍍金法で金属から成る遮光用の薄膜層を備えたことを特徴とするマルチスライス用Ｘ線検出器が提供される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、シンチレータ素子群毎の外形サイズを、積層対象となるフォトダイオード素子群の外形サイズに一致させているため、Ｘ線検出器の区分精度の向上、空間分解能の向上をはかれる。
更に本発明によれば、シンチレータ素子群の製造精度が多少悪くても、Ｘ線検出器に組み込んで区分精度、空間分解能の向上が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に沿って具体的に説明する。
図１に、本発明に係るマルチスライスＸ線ＣＴ装置の全体構成を示す。マルチスライスＸ線ＣＴ装置は、スキャナ４５、操作卓４６、画像処理装置（画像処理ユニットともいう）４７の３つのユニットから構成されている。スキャナ４５には中心部にスキャナ回転板３５が回転自在に支持されている。スキャナ回転板３５には、中央に設けられた開口部４１を挟んで、Ｘ線管３６とＸ線検出器３８が対向して搭載されている。操作卓４６にはキーボード５４、スキャン条件設定回路５５、画像表示装置５３等が含まれ、スキャナ４５の制御や被検体(図示せず)のスライス画像の表示等を行う。操作卓４６のキーボード５４から入力されたスキャナ４５のスキャン条件は、スキャン条件設定回路５５に入力される。本発明の実施の形態では、スキャン条件の中のスライス厚さに関する情報に基づいて、スライス構成信号(スライス厚さ×スライス数を示す情報)６５がスキャナ４５に送られる。Ｘ線検出器３８は、円周上に３６０°相当分配列されている例、円周上に部分的に配列されている例とがある。前者は、Ｘ線管３６のみが回転し、後者ではＸ線管３６とＸ線検出器３８とが互いに対向関係を維持しながら回転する。本願では両者可能であり、以下の説明は後者の例で行う。
【００２３】
スライス構成信号６５は、スキャナ４５のスキャナ制御回路４８で受信され、ここでスライス構成信号６５に基づきコリメータ開口制御信号６７と検出器スイッチ切替制御信号６８が生成される。それぞれの信号６７、６８はＸ線ビームコリメータ４９とＸ線検出器３８に送られ、スキャン条件に従って、Ｘ線ビームのスライス厚さとＸ線検出器３８内でのスライス方向のＸ線検出素子の出力信号を切り替えるスイッチ回路の切替条件が設定される。Ｘ線検出器３８からの出力は増幅回路４０で増幅後、アナログ−デジタル変換されて、複数スライス分の計測データ６９として画像処理装置４７に送られる。
【００２４】
画像処理装置４７には、画像再構成回路５０、画像加算回路５１、磁気ディスク装置５２等が含まれる。この画像処理装置４７では、スキャナ４５から送られた計測データ６９を画像再構成回路５０によりＸ線検出器３８のＸ線検出素子のスライス方向の配列に対応した複数のスライス位置のスライス画像を作成し、さらにこの複数のスライス画像は、画像表示装置５３に送られるとともに、磁気ディスク装置５２等の記憶装置に格納される。
【００２５】
図１に示した構成のマルチスライスＸ線ＣＴ装置用のＸ線検出器３８において、チャンネル方向は、スキャナ回転板３５の回転方向であり、スライス方向はスキャナ回転板３５の回転軸方向（図１の紙面に対して垂直な方向)である。一般に、マルチスライスＸ線ＣＴ装置では、チャンネル方向に数百チャンネル、スライス方向には４、８、１６、３２チャンネルのものが実現されているが、チャンネル方向の数百チャンネルを一体で作るのは技術的に難しいので、通常１６〜２４チャンネルのブロックをチャンネル方向に沿って順次数十個敷き並べられる。
【００２６】
次に図２に、上記マルチスライスＸ線ＣＴ装置に使用するマルチスライス用Ｘ線検出器３８を構成する複数のＸ線検出素子群１００（Ｘ線検出素子ブロック）の１つの概略斜視図を示す。図２において、１１は入射するＸ線１１を光に変換するためのシンチレータ素子群、２ａはシンチレータ素子群１のチャンネル方向への光のクロストークを防ぐための隔離壁（遮蔽帯）、２ｂはシンチレータ素子群１のスライス方向への光のクロストークを防ぐための隔離壁（遮蔽帯）、３はシンチレータ素子群１で発せられた光を受光し、これを電気に変換するためのシリコンフォトダイオード素子群（アレイ）、６はシンチレータ素子群１に入射する外光を遮るための上面反射板、７は回路基板である。隔離壁２ａと２ｂとの区分けによりＸ線感応領域はマトリックス状に区分けされている。図２に記載の２次元のＸ線検出素子ブロックはチャンネル方向に１２チャンネル、スライス方向に４スライスの構成であるので、１回のスキャンで４スライスの断層画像用信号の検出が可能である。
【００２７】
このような２次元のＸ線検出素子群１００（ブロック）において、組立製作精度を向上させるために、本実施の形態によるＸ線検出素子群の製造法を図３のチャンネル方向の断面部分拡大図で説明する。ただし図３は、Ｘ線検出素子群１００内部の構造が見やすくなるように、縦、横の寸法や構成部品の寸法比を実際と違えて図示している。図３において、横方向はチャンネル方向、紙面に対して垂直な方向はスライス方向を示す。
【００２８】
シンチレータ素子群１は、隔離壁２ａによってチャンネル方向に区分され、また図２に示したようにスライス方向に隔離壁２ｂによって区分されている。隔離壁２ａ、２ｂは例えば白色隔離壁であり、区分相互の光学的分離及び反射を行わせてこれによりクロストークを防ぐ。フォトダイオード素子群（アレイ）３は、例えばシリコンフォトダイオード素子群であり、シンチレータ素子群１と同様にチャンネル方向、スライス方向に、シンチレータ素子群１の各区分対応に区分されている（図示略）。シンチレータ素子群１とフォトダイオード素子群３とは、接着剤４、例えば透明接着剤にて、互いの区分を対応させた位置関係になるように位置合わせをした上で接着をはかる。透明接着剤４を透明とすることでシンチレータ素子群１とフォトダイオード素子群３との間での光の透過を良好にし、接着させたことで、両者の機械的強度を高める。
【００２９】
シリコンフォトダイオード素子群３は、例えばＰＩＮ構造シリコンフォトダイオードアレイのｐ型半導体ｐ＋層が受光部３ａを形成する。この受光部３ａを通してシンチレータ素子群の区分対応の出力光を受光し、電気信号への変換をはかる。
シリコンフォトダイオード素子群３の下部には、接着剤４ｂを介して回路基板７を接着させる。回路基板７も、ダイオード素子群３の区分対応の区分を持ち（図示略）、ダイオード素子群３の区分対応の出力電気信号を取り込む。回路基板７は、区分対応に同一の回路構成をなしており、例えば増幅回路を持つ。これによって、回路基板７からは、チャンネル及びスライス対応に増幅された電気信号を増幅出力する。更に、ＡＤ変換器等がその出力側に設けられて、データへと変換を行う。勿論、回路基板７の中に、ＡＤ変換器を組み込む例もある。
【００３０】
シンチレータ素子群１のチャンネル方向の両側の端部には、隔離壁２ａの幅Ｗ１よりも広幅Ｗ２（Ｗ２＞Ｗ１）なダミーの隔離壁２ａ−１を形成しておき、ダイオード素子群３との接着時、又は接着直前に、ダイオード素子群３の端部３ａに一致するように縦方向にダミーの隔離壁２ａ−１を切断切り落とす。図で点線部２ａ−２が切断して切り落とした部位を示す。かくして、ダイオード素子群３の端部３ａと一致した垂直面を持つ隔離壁２ａ−３が形成され、面一致がはかられる。図３は右端部の例を示したが、左端部でも同様に一致がはかられる。
かかる両端部で各Ｘ線検出素子群のシンチレータ素子群１とダイオード素子群３との面一致がはかられる結果、各Ｘ線検出素子群１００をチャンネル方向に順に配置して形成されたＸ線検出器にとっては、累積的な寸法誤差が解消できたことになる。  
【００３１】
次に、２次元のＸ線検出素子ブロック１００を製作する際の手順を図４に示す。
以下、(工程イ)から(工程ホ)まで順に説明する。
(工程イ)  シンチレ−タ素子ブロック１を製作する。チャンネル方向とスライス方向にマトリックス状に配列された複数のシンチレータ素子から成るシンチレータ素子ブロック１の製作加工において、特に重要なことは、このブロック１の各区分と前記シリコンフォトダイオード素子群（アレイチップ）３の表面に形成されたマトリックス状に配列された複数個の区分（光検出エリア）の大きさ及び配列位置とが相互に合致するように高精度で製作することである。図４記載の２次元のＸ線検出素子ブロックにおいてはチャンネル方向に１０チャンネル、スライス方向に９スライスの構成である。
【００３２】
シンチレータ素子ブロック１の製作方法には大別して二つの方法がある。第一の方法は板状のシンチレータにチャンネル方向の光の隔離壁２ａ、スライス方向の隔離壁２ｂ、に対応する格子状の溝を形成し、この溝内に白色樹脂を流し込み、マトリックス状に配列されたシンチレータ素子ブロック１を形成する方法である。
【００３３】
上記溝の形成法には薄型の砥石を用いたダイシング装置による方法、あるいはマルチワイヤーソー、マルチバンドソーによる方法が有効である。この方法は上記格子状の溝内に白色樹脂を流し込むことにより同時にチャンネル方向、スライス方向の隔離壁を形成することが可能なため生産性の向上が図れるという利点があるが、狭幅の溝に白色樹脂を流し込む必要があるため、白色樹脂の粘度を低くしなければならない。このため、樹脂(エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等)に含有する白色顔料(ルチル型二酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、硫酸バリウム等)の量を多量に含有させることができず、隣接するシンチレータ間の光の漏れ込み(以下光のクロストークと呼称する)が多くなり、ＣＴ装置の再生画像の劣化(具体的には空間分解能の低下や、高コントラスト部位での細い線状のアーチファクトの発生等)を招く結果となる。したがって樹脂と白色顔料の配合比には工夫を要する。また、この方法の製作精度は使用する加工装置の持つ加工精度に依存し、現存の上記加工装置では±３μｍ〜±５μｍの加工精度は得られる。
【００３４】
第二の方法は個々のシンチレータ素子を予め定められた寸法に加工したものと隔離壁を形成する白色樹脂シートとを交互に接着剤を用いて接着して組立て、シンチレータ素子ブロック１を形成する方法である(例えば、特許文献２)。この方法は白色樹脂シートに多量の上記白色顔料を含有させたり、白色樹脂シートを多層構造として遮光用の金属箔をサンドイッチ構造にして挿入することなどが可能であるため、クロストークの低減が図れるという利点があるが、重ね合わせ組立行程を有するため、精度上の劣化がさけられない。以上、第一、第二の方法で制作するシンチレータ素子ブロック１にはチャンネル方向の両端部には寸法調整用の余分な部分であるダミー部分２ａ−１を設けておく。
【００３５】
(工程ロ)  シンチレータ素子ブロック１を載置台（図示せず）上でＸ、Ｙ、Ｚ駆動機構（図示せず）等を用いて、定位置に搭載する作業を行う。シンチレータ素子ブロック１をシリコンフォトダイオードアレイチップ３の表面に形成されたマトリックス状に配列された複数個の区分（光検出エリア）３ａの大きさ、配列位置とが合致するように搭載する。
シリコンフォトダイオードアレイチップ３は高精度なフォトマスクを用いた半導体製造プロセスによって製造するため、表面に形成されたマトリックス状に配列された複数個の区分（光検出エリア）３ａの大きさ、配列位置の製作精度は＜±０．５μｍ程度と高精度である。一方、（工程イ）で得られたシンチレータ素子ブロックは機械加工での製作であるため製作精度は上記のように＜±５μｍ程度と劣っており、シンチレータ素子ブロックのシンチレータ素子配列位置をシリコンフォトダイオードアレイチップ３の表面に形成されたマトリックス状に配列された複数個の区分（光検出エリア）３ａの配列位置とを完全に合致するようにチップ３上にブロック１を搭載することは非常に困難である。そこで組立にあたっては予め両者の位置ずれの許容値を求め、この範囲内に位置合わせをする必要がある。
【００３６】
位置ずれの許容値は原理的にはシリコンフォトダイオードアレイチップ３においては隣接する光検出エリア(ＰＩＮ構造シリコンフォトダイオードアレイのｐ型半導体ｐ＋層)３ａの間を分離する不感域(ＰＩＮ構造シリコンフォトダイオードアレイのｐ型半導体が形成されていないＩ型半導体領域)の幅を広く、シンチレータ素子ブロックでは隣接するシンチレータ素子間の隔離壁２ａ、２ｂの幅を広くすれば大きな値となり、狭くすれば小さな値となる。ただしこれらの領域は検出器のデッドスペース即ち、検出器の出力信号に寄与しない領域であるため、これらの領域を広くすると検出器のＸ線利用効率が低下し、Ｓ／Ｎの低下につながる。またシリコンフォトダイオードアレイチップ３においてはこの不感域を区分（光検出エリア）３ａの信号を外部に引き出す配線パターン用の領域として使用しているが、スライス方向の数が多くなるほどこの領域に設置される配線パターン数が増し、デッドスペースの増加が余儀なくされる。また、シンチレータ素子ブロックにおいては隣接するシンチレータ素子間の隔離壁２ａ、２ｂの幅を狭くすると隔離壁の反射率の低下、透過光の増大などの問題が生じる。したがって位置ずれの許容値は一義的には決められず、製造設備の能力、性能、再生画像への影響などから総合的に求める。
【００３７】
シンチレータ素子ブロック１をシリコンフォトダイオードアレイチツプ３の表面に搭載する際には、搭載位置のずれ量を極力少なくするには以下の方法を採る。寸法差のある両者を両端部を基準に、載置台上で位置合わせすると全体のずれ量が大きくなるので、シンチレータ素子ブロックおよびシリコンフォトダイオードアレイチップ３の中心部を基準にする。即ち図４においてはチャンネル方向は、１０チャンネルの中心である５チャンネルと６チャンネルの間を基準として１チャンネル側と１０チャンネル側に振り分ける。スライス方向は９スライスの中心である５スライスラインを基準に１スライス側と９スライス側に振り分ける。このようにするとずれ量は両端部を基準に位置合わせする場合の１／２にすることができる。
【００３８】
(工程ハ)  シンチレータ素子ブロック１をシリコンフォトダイオードアレイチップ３の表面に接着し積層する。即ち、（工程ロ）でブロック１のチップ３への搭載位置が決定されたならば、次にシンチレータ素子ブロックをシリコンフォトダイオードアレイチップ３の表面に接着剤を用いて結合させて固定する。この場合、接着層の厚さは横方向への光の広がりを抑止するため極力薄くする（＜１５μｍ）ことが望ましい。接着剤には耐放射線性が高く、シリコンフォトダイオードアレイチップ３の区分（光検出エリア）３ａ表面にコーティングされた反射防止膜(Ｓｉ０２やＳｉＮの薄膜)との光学的なコンタクトを考慮すると屈折率が高く無色透明なもの、例えばエポキシ樹脂(ＥＰ)又は不飽和ポリエステル樹脂(ＵＰ)、を用いることが望ましい。エポキシ樹脂では主剤として一般に液状ビスフェノールＡ型樹脂、低粘度タイプのビスフェノールＦ型樹脂、ビスフェノールＡＤ型樹脂等を用いるが、上述のように接着層を薄くするには、より低粘度のものが求められる。このため上述の樹脂に対して低粘度化を目的に反応性稀釈剤を添加混合する。反応性稀釈剤の一例として第三級脂肪酸モノグリシジルエステルが挙げられるが、他にエポキシ基をもったモノエポキシ化合物、例えばブチルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、エピクロルヒドリン、スチレンオキシドやジエポキシ化合物としてジグリシジルエーテル、ブタンジオールジグリシジルエーテル、グリセリンのグリシジルエーテル、脂環エポキシド系のもの等も使用できる。
【００３９】
接着剤とシンチレータ素子ブロック１をシリコンフォトダイオードアレイチツプ３との密着強度を向上させる目的でシランカップリング剤γ・グリシドキシプロピルトリメトキシシランを添加する。シランカップリング剤には他に、β・(３，４エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ・グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ・グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ・アミノプロピルトリメトキシシラン、γ・アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ・β(アミノエチル)γ・アミノプロピルトリメトキシシラン等も適用可能である。また、接着層への気泡の混入は素子の感度斑の要因となるので消泡剤、レベリング剤としてシリコーンオイル(ジメチルシリコーンオイル等)を添加する。
【００４０】
接着剤に混入させる硬化剤には透明度が高く、低粘度、さらに耐衝撃性を向上させる目的から可撓性のあるポリアミノアミド系硬化剤、例えば３．９−ビス(３−アミノプロピル)−２、４、８、１０−テトラピロ[５、５]ウンデカン:(ＡＴＵ)(粘度２５°Ｃ:４４００〜４８００ｍＰａ．ｓ)を用いれば良い。
【００４１】
（工程ニ）  上面反射板６を形成する。シンチレータ素子ブロック１に入射する外光を遮るとともに、シンチレータ素子ブロック１から発する光を受光部へ反射させるための上面反射板６を形成する工程である。この上面反射板６は検出器のＸ線の入射口にあたる部分で、入射するＸ線の吸収は極力低く、入射する外光は完全に遮るものでなければならない。さらに入射するＸ線により励起されて生じるシンチレータ素子ブロック１からの光を効率良く反射させてシリコンフォトダイオードアレイチップ３の光検出エリア３ａに導く働きを有する。
【００４２】
上面反射板６の第１の形成法は、Ｘ線の吸収が少なく外光の遮蔽ができるアルミニウム薄板(０．０５〜０．２ｍｍ厚)を用い、Ｘ線の入射側とは反対側すなわちシンチレータ１に接する面に光の反射率を高くする目的で真空蒸着膜形成法(ＰＶＤ法,ＣＶＤ法,イオンプレーティング法、スパッタリング法等)などにより増反射多層膜を設けることである。増反射多層膜にはアルミニウム薄板に接する第一層に真空鍍金法などによりアルミニウム薄膜を形成し、その表面に第二層としてＳｉＯ２薄膜を形成する方法、または同様にアルミニウム薄板に接する第一層に真空鍍金法などによりアルミニウム薄膜を形成し、その表面に第二層としてＭｇＦ２薄膜を形成し、さらにその表面に第三層としてＴｉＯ２薄膜を形成する方法などである。
【００４３】
上面反射板６の第２形成法は、上記隔離壁２ａ、２ｂと同様な白色樹脂を塗布する方法である。ただしここで用いる白色樹脂は上記隔離壁２ａ、２ｂのように狭い溝内に流し込むことがなく低粘度化の必要が無く、逆に外光が検出器内に漏れ込む事が無いように白色顔料を可能な限り多めに含有させた白色樹脂層とする。
【００４４】
白色顔料としては、シンチレータの発光波長を含む可視域における光の屈折率がｎ＝２．２〜２．７程度と比較的高く、樹脂(屈折率ｎ＝１．４８〜１．６１)に充填した場合には樹脂との屈折率ｎの差が大きく、光の反射率が高くなり、さらには化学的にも安定なルチル型酸化チタン(ＴｉＯ２)を使用することが望ましい。尚、酸化チタンは純粋な単体酸化チタンもあるが、市販で分散性や耐候性を改善するために表面を微細なＡｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２で覆った酸化チタン白色顔料も使用可能である。他に白色顔料としては若干反射率は低下するが、Ａｌ２Ｏ３,ＭｇＯ等の使用も可能である。但し、ＢａＳＯ４,ＣａＣＯ３は比較的Ｘ線の吸収が大きいので避ける。
【００４５】
また、市販の白色顔料には蛍光増白剤を添加したものがあるが、蛍光増白剤には残光(Ｘ線照射ＯＦＦ後に発光が直ちに停止せず、暫らく持続して発せられている光)の多いものもあるので、本実施の形態で使用する場合には蛍光増白剤を含まないものを用いる必要がある。
【００４６】
樹脂バインダーには液体状で透明度が高く、着色が少なく、耐放射線性が比較的高いエポキシ樹脂(ＥＰ)を使用することが望ましい。他に、不飽和ポリエステル樹脂(ＵＰ)などの液状樹脂使用も可能である。エポキシ樹脂では主剤に一般的な液状ピスフェノールＡ型樹脂、低粘度タイプのビスフェノールF型樹脂、ビスフェノールＡＤ型樹脂などを用いるが、上述の白色顔料をより多く充填するため、低粘度のものが望ましい。このため上述の樹脂に対して低粘度化を目的に反応性稀釈剤を添加混合したものを用いる。反応性稀釈剤の一例として第三級脂肪酸モノグリシジルエステルが挙げられるが、他にエポキシ基をもったモノエポキシ化合物、例えばブチルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、エピクロルヒドリン、スチレンオキシドやジエポキシ化合物としてジグリシジルエーテル、ブタンジオールジグリシジルエーテル、グリセリンのグリシジルエーテル、脂環エポキシド系のものなどを添加して用いることが可能である。
【００４７】
樹脂と白色顔料を混合してペースト状とする際に白色顔料の分散性を高め、白色顔料が沈降するのを防止し、増粘するとともに、スクリーン印刷の際のペーストのべたつきや、糸引きを防止し、さらにマスクとの版離れを改善する目的で無水シリカ微粉末(平均粒径:１２ｎｍ)を添加する。尚、シリカの表面をジメチルシリコーンオイルで処理し、疎水化したものを用いると、より効果的である。
【００４８】
上面反射板６の第３の形成法は、市販のポリエステル樹脂などに酸化チタン(ＴｉＯ２)などの白色顔料を混入した樹脂シート、例えばルミラーＥ−２０(東レ株式会社製)・やテイジン（登録商標）  テトロン（登録商標）  フィルムＵ２タイプ(帝人デュポンフィルム株式会社製)などを接着剤を用いてシンチレータの表面に接着する方法である。遮光が不十分な場合にはシンチレータに接する面の反対側の面、すなわちＸ線の入射側の面に真空蒸着膜形成法(ＰＶＤ法,ＣＶＤ法,イオンプレーティング法、スパッタリング法等)などによりアルミニウム薄膜または銀薄膜(１０００Ａ〜１５００Ａ)を形成する。
【００４９】
(工程ホ)  シンチレータ素子ブロック１のチャンネル方向の両端部に設けたダミー部分１ａをシリコンフォトダイオードアレイチップ３のチャンネル方向の両端部エッジ(シリコンフォトダイオードアレイチップ３の全幅)に合わせて外形切断加工する。
【００５０】
上記（工程イ）〜(工程二)まで完了した、Ｘ線検出素子ブロックのシリコンフォトダイオードアレイチップ３の上に搭載されたシンチレータ素子ブロック１のチャンネル方向の両端部（1チャンネルと１０チャンネルの外側）に設けたダミー部分２ａ−１をシリコンフォトダィオードアレイチップ３のチャンネル方向の両端部エッジに合わせて(シリコンフォトダイオードアレイチップ３の全幅)外形切断加工する。したがってシンチレータ素子ブロック１の加工後の全幅はシリコンフォトダイオードアレイチップ３の全幅と同寸法となる。
【００５１】
上記の切断加工には薄型のダイヤモンド砥石を用いたダイシングソーを用いれば好都合である。設計上の切断位置は図３に示すようにシンチレータ素子ブロックの内部チャンネルの白色の隔離壁２ａ幅の１／２の幅の隔離壁が１チャンネルと１０チャンネルのシンチレータ素子の外側に残ることになる。ただし、通常シリコンフォトダイオードアレイチップ３の全幅はこれを搭載する回路基板7よりも若干狭く(−２０μｍ〜−５０μｍ)製作し、シリコンフォトダイオードアレイチップ３に対する衝撃による破損を防ぐ構造としている。このためシリコンフォトダイオードアレイチップ３の全幅と同寸法に加工されたシンチレータ素子ブロック１の全幅は必ず回路基板７よりも小さくなり回路基板７からはみ出すことは無い。
【００５２】
以上製造したＸ線検出素子ブロック（群）１００は、例えば検出器ケース内に複数個順次チャンネル方向に配列することで、Ｘ線検出器を形成する。そして、かかるＸ線検出器を図１のＸ線検出器３８（４０を含めることもある）として使用することで、マルチスライスＸ線ＣＴ装置を提供できる。
【００５３】
本発明の実施形態によれば、シンチレータ素子ブロック１のチャンネル方向の全幅の仕上げ寸法の加工誤差が生じたり、シンチレータ素子ブロック１のシリコンフォトダイオードアレイチップ３への搭載位置に多少のずれが生じた場合でもシンチレータ素子ブロック１の全幅は必ず回路基板７よりも小さくなり回路基板７からはみ出すことは無い。したがって２次元のＸ線検出素子ブロック１００の回路基板７の加工寸法精度で製作してあればＸ線検出素子ブロックの全幅の製作精度は回路基板７の加工寸法のみに依存し、Ｘ線検出素子ブロックの組立精度の影響を殆ど無視できる。これによりチャンネル方向マルチスライス用Ｘ線検出器のチャンネル方向の累積組立誤差が減少し、より高精度のマルチスライス型Ｘ線ＣＴ装置用Ｘ線検出器の製作が実現できる。
【００５４】
更にこのマルチスライス用Ｘ線検出器は、検出器の構成部品である各Ｘ線検出素子ブロックの特にチャンネル方向の組立精度を向上させ、より高精度のマルチスライス型Ｘ線ＣＴ装置用Ｘ線検出器の製作が実現できるので、空間分解能が向上するとともに、ノイズの少ない画像が得られるマルチスライスＸ線ＣＴ装置用Ｘ線検出器を提供できる。
【００５５】
変形例について述べる。
（１）、ダミー隔離壁を、チャンネル方向の両端に設けた例としたが、外側だけの例もありうる。
（２）、ダミー隔離壁をチャンネル方向に設けたが、スライス方向に設ける例もありうる。
（３）、フォトセンサ素子群としてシリコンフォトダイオード素子群の例としたが、それ以外の半導体フォトセンサ素子群を使用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明によれば、マルチスライスＸ線ＣＴ装置に使用可能なマルチスライスＸ線検出器を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に係る線検出器マルチスライスＸ線ＣＴ装置の全体構成図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるマルチスライスＸ線ＣＴ装置におけるＸ線検出器３８の1ブロックの斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるＸ線検出器ブロックの拡大図である。
【図４】２次元のＸ線検出器ブロックを製作する際の手順である。
【図５】従来の問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５８】
１    シンチレータ素子群
２ａ、２ａ−１〜２ａ−３    白色隔離板
３    シリコンフォトダイオードアレイチップ
３ａ    光検出エリア
４ａ、４ｂ    接着剤
６    上面反射板
７    回路基板
１００    Ｘ線検出素子群
【図１】
2005189022.tif 000003
【図２】
2005189022.tif 000004
【図３】
2005189022.tif 000005
【図４】
2005189022.tif 000006
【図５】
2005189022.tif 000007