(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シンチレータと、該シンチレータの表面と光学的に結合された複数の光検出器とを備える放射線位置検出器に用いられる前記シンチレータを製造する方法であって、
前記シンチレータとなる結晶塊の内部にフェムト秒パルスレーザ光を照射することにより、前記結晶塊の内部において周囲と異なる屈折率を有し三次元的に点在する複数の改質領域を形成する工程を含むことを特徴とする、シンチレータの製造方法。
【請求項２】
前記シンチレータにおけるシンチレーション光が前記複数の検出器の位置に対する最適応答関数に応じた配分比率で前記複数の光検出器それぞれに配分されるように各改質領域を配置することを特徴とする、請求項１に記載のシンチレータの製造方法。
【請求項３】
前記複数の改質領域は、屈折率が周囲と異なる領域、光を散乱する領域、および回折型レンズを構成する領域のうち少なくとも一つであることを特徴とする、請求項１または２に記載のシンチレータの製造方法。
【請求項４】
複数の改質領域を含むシンチレータと、
前記シンチレータの表面と光学的に結合された複数の光検出器と
を備え、
前記複数の改質領域は、前記シンチレータとなる結晶塊の内部にフェムト秒パルスレーザ光を照射することにより形成され、前記シンチレータの内部において周囲と異なる屈折率を有し三次元的に点在することを特徴とする、放射線位置検出器。
【請求項５】
前記複数の改質領域のそれぞれは、前記シンチレータにおけるシンチレーション光が前記複数の検出器の位置に対する最適応答関数に応じた配分比率で前記複数の光検出器それぞれに配分されるように配置されていることを特徴とする、請求項４に記載の放射線位置検出器。
【請求項６】
前記複数の改質領域は、屈折率が周囲と異なる領域、光を散乱する領域、および回折型レンズを構成する領域のうち少なくとも一つであることを特徴とする、請求項４または５に記載の放射線位置検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シンチレータの製造方法および放射線位置検出器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
放射線位置検出器は、例えばＰＥＴ（Positron Emission Tomography）装置に用いられる。ＰＥＴ装置に用いられる放射線位置検出器は、陽電子放出アイソトープ（ＲＩ線源）が投入された被検体内における電子・陽電子の対消滅に伴って発生し互いに逆方向に飛行する一対のガンマ線を検出する。ＰＥＴ装置は、複数の放射線位置検出器を利用した同時計数法により一対のガンマ線を検出し、この同時計数情報を蓄積してヒストグラムを作成する。そして、ＰＥＴ装置は、このヒストグラムに基づいて、測定空間における一対のガンマ線の発生頻度の空間分布を表す画像を再構成する。このＰＥＴ装置は核医学分野等で重要な役割を果たしており、これを用いて例えば生体機能や脳の高次機能の研究を行うことができる。
【０００３】
このようなＰＥＴ装置等において好適に用いられる放射線位置検出器として、シンチレータおよび光検出器を備えているものがある。シンチレータは、入射したガンマ線を吸収してシンチレーション光を発生する。光検出器は、シンチレータ表面に取り付けられ、シンチレーション光を検出する。このような構成により、シンチレータにおけるガンマ線入射位置およびガンマ線量が特定される。
【０００４】
特許文献１には、シンチレータおよび光検出器を備える放射線位置検出器が開示されている。この文献に記載されたシンチレータは、シンチレーション光の進行方向を制限する光導体領域を内部に有している。このような光導体領域の例としては、実質的に異なる屈折率の媒体間の界面、反射フィルム、気泡、欠陥、結晶粒界のような結晶欠陥などが挙げられている。
【０００５】
また、特許文献２には、フェムト秒パルスレーザ光による多光子吸収を用いて、シリコン基板、シリカガラス、サファイア等の加工対象物の内部に、屈折率が周囲と異なるアモルファス構造の改質領域を形成する技術が開示されている。
【特許文献１】特表２００７−５３２８６４号公報
【特許文献２】特開２００５−２９３７３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来より、ＰＥＴ等で用いられている放射線位置検出器のシンチレータは、複数のシンチレータセルを２次元的あるいは３次元的に配列したシンチレータアレイによって実現されている。このようなシンチレータアレイにおいて位置分解能を向上するには個々のシンチレータセルを小さくする必要があり、近年ではシンチレータセルのピッチが数ミリメートルないしサブミリメートル程度であることが求められている。しかし、シンチレータセルを小さくするほどシンチレータアレイの組み立てが困難となり、製造期間の長期化や製造コストの増大を招いてしまう。また、個々のシンチレータセルを機械的に加工する必要があるので、シンチレータセルの小型化には限界がある。したがって、放射線位置検出器の位置分解能ひいてはＰＥＴの解像度の向上が抑制されてしまう。
【０００７】
なお、特許文献１に記載された技術では、光導体領域が放射線に対して不感領域となってしまい、シンチレータの放射線検出感度が低下してしまう。また、特許文献２に記載された技術は光メモリ素子を生産する方法であって、放射線位置検出器とは異なる。
【０００８】
本発明は、上記した問題点を鑑みてなされたものであり、容易に製造でき、且つ高い位置分解能を実現できるシンチレータの製造方法および放射線位置検出器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した課題を解決するために、本発明によるシンチレータの製造方法は、シンチレータと、該シンチレータの表面と光学的に結合された複数の光検出器とを備える放射線位置検出器に用いられるシンチレータを製造する方法であって、シンチレータとなる結晶塊の内部にフェムト秒パルスレーザ光を照射することにより、結晶塊の内部において周囲と異なる屈折率を有し三次元的に点在する複数の改質領域を形成する工程を含むことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明による放射線位置検出器は、複数の改質領域を含むシンチレータと、シンチレータの表面と光学的に結合された複数の光検出器とを備え、複数の改質領域は、シンチレータとなる結晶塊の内部にフェムト秒パルスレーザ光を照射することにより形成され、シンチレータの内部において周囲と異なる屈折率を有し三次元的に点在することを特徴とする。
【００１１】
上記した製造方法により製造されるシンチレータ、及び放射線位置検出器においては、周囲と異なる屈折率を有し三次元的に点在する複数の改質領域によってシンチレータ内におけるシンチレータ光の進行方向を制御することにより、シンチレーション光を複数の光検出器それぞれに好適に配分することができる。そして、このような複数の改質領域をフェムト秒パルスレーザ光を照射して形成することにより、例えば直径数μｍといった極めて微細な改質領域をシンチレータ内部の任意の位置に高密度に形成することができる。したがって、上記したシンチレータの製造方法および放射線位置検出器によれば、複数のシンチレータセルを２次元的あるいは３次元的に配列する従来の方法と比較して、高い位置分解能を実現することができる。また、上記したシンチレータの製造方法および放射線位置検出器によれば、シンチレータとなる結晶塊にフェムト秒パルスレーザ光を照射することにより複数の改質領域を形成するので、複数の改質領域を形成する際に機械的な加工が必要なく、複数のシンチレータセルを配列する従来の方法と比較してシンチレータの製造が格段に容易となる。
【００１２】
また、シンチレータの製造方法は、シンチレータにおけるシンチレーション光が複数の検出器の位置に対する最適応答関数に応じた配分比率で複数の光検出器それぞれに配分されるように各改質領域を配置することを特徴としてもよい。同様に、放射線位置検出器は、複数の改質領域のそれぞれが、シンチレータにおけるシンチレーション光が複数の検出器の位置に対する最適応答関数に応じた配分比率で複数の光検出器それぞれに配分されるように配置されていることを特徴としてもよい。これにより、シンチレータへの放射線の入射位置を容易に算出することができる。
【００１３】
また、シンチレータの製造方法および放射線位置検出器は、複数の改質領域が、屈折率が周囲と異なる領域、光を散乱する領域、および回折型レンズを構成する領域のうち少なくとも一つであることを特徴としてもよい。これにより、フェムト秒パルスレーザ光の照射により形成され周囲と異なる屈折率を有する複数の改質領域を好適に実現できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によるシンチレータの製造方法および放射線位置検出器によれば、容易に製造でき、且つ高い位置分解能を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照しながら本発明によるシンチレータの製造方法および放射線位置検出器の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１６】
まず、本発明に係るシンチレータの製造方法により製造されるシンチレータを備える放射線位置検出器の一実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る放射線位置検出器１Ａの外観を示す斜視図である。本実施形態の放射線位置検出器１Ａは、シンチレータ２Ａと、複数の光検出器３とを備えている。
【００１７】
シンチレータ２Ａは例えば多面体状や球形状といった様々な外観を有することができるが、本実施形態のシンチレータ２Ａは略直方体状の外観を有しており、一対の正方形の板面２０ａ，２０ｂおよび該板面２０ａ，２０ｂと直交する４つの長方形の側面２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，及び２０ｆを有している。シンチレータ２Ａは、ガンマ線などの放射線を吸収し、その線量に応じた強さのシンチレーション光を発生する。このようなシンチレータ２Ａは、例えばＣｅがドープされたＧｄ2ＳｉＯ5（ＧＳＯ）、Ｌｕ2ＳｉＯ5（ＬＳＯ）やＢｉ4Ｇｅ3Ｏ12（ＢＧＯ）などの結晶によって好適に構成される。
【００１８】
複数の光検出器３は、例えば光電子増倍管やアバランシェフォトダイオード、或いはＭＰＰＣ（Multi-Pixel Photon Counter）といった光センサにより構成される。なお、ＭＰＰＣは、複数のガイガーモードＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）のピクセルから成るフォトンカウンティングデバイスである。各光検出器３は、その光検出面がシンチレータ２Ａの表面と対向するようにシンチレータ２Ａ上に取り付けられることにより、シンチレータ２Ａと光学的に結合されている。本実施形態では、放射線位置検出器１Ａは４つの光検出器３を備えており、該４つの光検出器３は、シンチレータ２Ａの一方の板面２０ｂ上に全て配置されている。より具体的には、４つの光検出器３は、板面２０ｂを４つの正方形領域に分割した各々の領域上にそれぞれ配置されている。シンチレータ２Ａにおいて発生したシンチレーション光はその発生位置に応じて各光検出器３へ配分され、各光検出器３からの出力比に基づいて、シンチレーション光ＳＣの発生位置が特定される。
【００１９】
図２は、本実施形態におけるシンチレータ２Ａの内部構成を示す断面図である。図２（ａ）はシンチレータ２Ａの平面断面図であり、図２（ｂ）はシンチレータ２Ａの側断面図である。図２（ａ）及び（ｂ）に示されるように、シンチレータ２Ａの内部には、複数の改質領域２１が形成されている。複数の改質領域２１は、シンチレータ２Ａにおいて周囲と異なる屈折率を有しており、例えば屈折率が周囲と異なる領域、光を散乱する領域、および回折型レンズを構成する領域のうち少なくとも一つの領域によって構成されることができる。
【００２０】
各改質領域２１は、例えば直径数マイクロメートル程度の極めて微小な点状の領域である。各改質領域２１は、シンチレータ２Ａの内部において三次元的に点在しており、ランダムもしくは規則的に分布している。各改質領域２１の好適な配置としては、例えばシンチレータ２Ａにおいて発生するシンチレーション光ＳＣがその発生位置に応じた配分比率で各光検出器３に配分されるように各改質領域２１が配置されているとよい。なお、発生位置に応じた配分比率で配分されるとは、例えばシンチレーション光ＳＣの発生により各光検出器３へ入射する光の強度が、当該発生位置が光検出器３から近いほど強く、また、この光強度が板面２０ａ側から見たシンチレーション光ＳＣの発生位置と各光検出器３との距離の関数となるようなことを意味する。
【００２１】
ここで、シンチレータ２Ａにおける改質領域２１の配置パターン（密度分布）の決定方法について説明する。改質領域２１の配置パターンを決定する際には、シンチレータ２Ａ内のどの位置でシンチレーション光ＳＣが発生した場合であっても、シンチレーション光ＳＣの発生位置を特定する際の解像力が最大となる（すなわち分解能が最小となる）ような配分比率でもって、シンチレーション光ＳＣが各光検出器３へ配分されることが望ましい。
【００２２】
例えば、Ｘ方向の長さがＬの棒状シンチレータにおいて、Ｘ軸と平行な面の両端に２個の光検出器ａ，ｂが結合されている場合、一次元の位置演算（Ｘ方向）における各光検出器ａ，ｂの最適応答関数Ｆａ及びＦｂは、以下の式により与えられる。
Ｆａ（ｘ）＝Ｋｓｉｎ2（αｘ）
Ｆｂ（ｘ）＝Ｋｃｏｓ2（αｘ）
なお、上式においてＫは定数、αはπ／（２Ｌ）、Ｌはシンチレータ幅である。
【００２３】
また、上式を２次元に拡張して４個の光検出器を接合した場合（すなわち、本実施形態のように光検出器３を配置した場合）、各光検出器ａ，ｂ，ｃ，及びｄの最適応答関数Ｆａ，Ｆｂ，Ｆｃ，及びＦｄは、以下の式により与えられる。
Ｆａ（ｘ，ｙ）＝Ｋｓｉｎ2（αｘ）ｓｉｎ2（βｙ）
Ｆｂ（ｘ，ｙ）＝Ｋｓｉｎ2（αｘ）ｃｏｓ2（βｙ）
Ｆｃ（ｘ，ｙ）＝Ｋｃｏｓ2（αｘ）ｓｉｎ2（βｙ）
Ｆｄ（ｘ，ｙ）＝Ｋｃｏｓ2（αｘ）ｃｏｓ2（βｙ）
【００２４】
シンチレータ２Ａの全体において高い解像力（分解能）を得るためには、上式のような光検出器の応答（光配分）が実現されるように、シンチレータ２Ａ内に改質領域２１の密度分布パターンを形成するとよい。なお、このような密度分布パターンを形成する為には、例えば光拡散イメージングで用いられている光拡散方程式を逐次近似法により解く手法を適用することができる。
【００２５】
図３は、複数の改質領域２１を含むシンチレータ２Ａを製造する一工程を説明するための図である。図３に示されるように、各改質領域２１は、シンチレータ２Ａとなる結晶塊２２の内部にフェムト秒パルスレーザ光Ｌｆを照射することにより形成される。具体的には、パルスレーザ光を出力する光源部１００と、該光源部１００と結晶塊２２との間に配置された集光光学系１０２とを使用し、パルスレーザ光の時間幅をフェムト秒オーダとすることによりパルスレーザ光Ｌｆを結晶塊２２へ照射する。そして、集光光学系１０２によってフェムト秒パルスレーザ光Ｌｆをシンチレータ２Ａの表面または内部に集光し、該集光部分におけるシンチレータ材料を改質（アモルファス化）させることによって、シンチレータ２Ａにおいて周囲と異なる屈折率を有する領域、例えば屈折率が周囲より小さい領域、光を散乱する領域、および回折型レンズを構成する領域のうち少なくとも一つをシンチレータ２Ａの内部に発生させることにより、各改質領域２１を形成する。
【００２６】
なお、光源部１００と集光光学系１０２との間に、光源部１００から出力されるフェムト秒パルスレーザ光Ｌｆのビーム径を調整するビーム径調整部が設けられると尚良い。また、例えば加工前の結晶塊２２を移動ステージに載置し、該移動ステージによって、フェムト秒パルスレーザ光Ｌｆの光軸に垂直な任意の方向や光軸方向に沿って結晶塊２２を平行移動可能とすれば、各改質領域２１を所定の位置に形成する作業が更に容易となる。
【００２７】
本実施形態のシンチレータ２Ａ、及び該シンチレータ２Ａを備える放射線位置検出器１Ａにおいては、シンチレータ２Ａの内部で発生したシンチレーション光ＳＣは該発生位置から全方向に進行しようとするが、周囲と異なる屈折率を有し三次元的に点在する改質領域２１によってシンチレーション光ＳＣが散乱することによりその直進成分が抑えられ、シンチレーション光ＳＣの拡散範囲が制限される。このようにして、シンチレータ２Ａの内部で発生したシンチレーション光ＳＣが各光検出器３に到達するまでの進行方向（伝播経路）を制御することにより、シンチレーション光ＳＣを複数の光検出器３それぞれに任意の配分比率でもって好適に配分することができる。また、このような複数の改質領域２１をフェムト秒パルスレーザ光Ｌｆを照射して形成することにより、例えば直径数μｍといった極めて微細な改質領域２１をシンチレータ２Ａの内部の任意の位置に高密度に形成することができ、しかもシンチレータ２Ａの内部にクラックを発生させることなく屈折率変化のみを誘起させることができる。
【００２８】
したがって、本実施形態のシンチレータ２Ａ及びその製造方法、並びに該シンチレータ２Ａを備える放射線位置検出器１Ａによれば、複数のシンチレータセルを２次元的あるいは３次元的に配列する従来の方法と比較して、シンチレーション光ＳＣの発光位置すなわち放射線入射位置の検出解像力（位置分解能）を高めることができる。
【００２９】
また、本実施形態によるシンチレータ２Ａの製造方法によれば、シンチレータ２Ａとなる結晶塊２２にフェムト秒パルスレーザ光Ｌｆを照射することにより複数の改質領域２１を形成するので、複数の改質領域２１を形成する際に機械的な加工が必要なく、複数のシンチレータセルを配列する従来の方法と比較してシンチレータ２Ａの製造が格段に容易となる。したがって、製造コストの低減および製造期間の短縮が可能となる。なお、フェムト秒パルスレーザ光Ｌｆにより改質（アモルファス化）された領域は、アニール処理により加工前の状態に戻すことが可能である。
【００３０】
また、例えば前述した特許文献１に記載された光導体は放射線に対して不感領域となるが、本実施形態における改質領域２１はフェムト秒パルスレーザ光Ｌｆにより形成されるので極めて微小（直径数μｍ程度）であり、且つシンチレーション光発生機能は失われないので、本実施形態に係るシンチレータ２Ａの製造方法によれば、不感領域が全く無いシンチレータを実現できる。
【００３１】
また、本実施形態のように、シンチレータ２Ａにおけるシンチレーション光ＳＣがその発生位置に応じた配分比率で複数の光検出器３それぞれに配分されるように、各改質領域２１を配置することが好ましい。これにより、例えば前述した最適応答関数Ｆａ，Ｆｂ，Ｆｃ，及びＦｄのように、光検出器３の任意の幾何学的配置に対して最適な光応答関数を作成できるので、シンチレータ２Ａへの放射線の入射位置を容易に算出することができる。また、これにより光検出器３の配置の自由度が増し、光検出器３の個数を低減できる。
【００３２】
また、本実施形態のように、複数の改質領域２１は、屈折率が周囲と異なる領域、光を散乱する領域、および回折型レンズを構成する領域のうち少なくとも一つであることが好ましい。これにより、フェムト秒パルスレーザ光Ｌｆの照射により形成され周囲と異なる屈折率を有する複数の改質領域２１を好適に実現できる。
【００３３】
なお、本実施形態においては、検出される発光位置の歪を、改質領域２１の密度分布を最適化することにより補正して、直線性を向上させるとより好適である。また、改質領域２１の密度分布を最適化することにより各光検出器３への光配分を調整して、位置分解能を最小とするとより好適である。
【００３４】
［第１の変形例］
図４は、上記実施形態に係る放射線位置検出器の変形例として、放射線位置検出器１Ｂの外観を示す斜視図である。本変形例に係る放射線位置検出器１Ｂは、シンチレータ２Ｂと、複数の光検出器３とを備えている。
【００３５】
シンチレータ２Ｂは略立方体状の外観を有しており、対向する一対の面２３ａ及び２３ｂと、これらの面２３ａ及び２３ｂと直交する４つの側面２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，及び２３ｆを有している。シンチレータ２Ｂの構成材料は上記実施形態のシンチレータ２Ａと同様であり、シンチレータ２Ｂは、ガンマ線などの放射線を吸収してその線量に応じた強さのシンチレーション光を発生する。シンチレータ２Ｂの内部には、複数の改質領域２１（図２参照）が形成されている。
【００３６】
複数の光検出器３は、上記実施形態と同様、例えば光電子増倍管やアバランシェフォトダイオード、或いはＭＰＰＣといった光センサにより構成される。そして、各光検出器３は、その光検出面がシンチレータ２Ｂの表面と対向するようにシンチレータ２Ｂ上に取り付けられることにより、シンチレータ２Ｂと光学的に結合される。但し、本変形例では、放射線位置検出器１Ｂは８つの光検出器３を備えており、そのうち４つの光検出器３はシンチレータ２Ｂの面２３ａ上に配置され、残りの４つの光検出器３はシンチレータ２Ｂの面２３ｂ上に配置されている。すなわち、４つの光検出器３は、面２３ａを４つの正方形領域に分割した各々の領域上にそれぞれ配置されており、他の４つの光検出器３は、面２３ｂを４つの正方形領域に分割した各々の領域上にそれぞれ配置されている。シンチレータ２Ｂにおいて発生したシンチレーション光はその発生位置に応じて各光検出器３へ配分され、各光検出器３からの出力比に基づいて、シンチレーション光ＳＣの発生位置が特定される。
【００３７】
光検出器は、前述した実施形態のようにシンチレータの一面にのみ配置される形態に限られず、本変形例のようにシンチレータの複数の面（全ての面でもよい）に配置されてもよい。このような場合であっても、各光検出器３の最適応答関数を上記実施形態と同様に得ることができ、放射線入射位置の分解能をより高めることができる。
【００３８】
［第２の変形例］
図５は、上記実施形態に係る放射線位置検出器の変形例として、放射線位置検出器１Ｃの構成を示す図である。図５（ａ）は放射線位置検出器１Ｃが備えるシンチレータ２Ｃの平面断面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＶ−Ｖ線に沿った断面を示す放射線位置検出器１Ｃの側断面図である。本変形例に係る放射線位置検出器１Ｃは、シンチレータ２Ｃと、複数の光検出器３とを備えている。なお、複数の光検出器３の構成および配置に関しては前述した実施形態（図１）と同様なので、詳細な説明を省略する。
【００３９】
シンチレータ２Ｃの形状（外観）は前述したシンチレータ２Ａと同様であり、一対の板面２４ａ及び２４ｂと、これらの面２４ａ及び２４ｂと直交する４つの側面２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ，及び２４ｆを有している。また、シンチレータ２Ｃの構成材料はシンチレータ２Ａと同様である。
【００４０】
本変形例のシンチレータ２Ｃと上記実施形態のシンチレータ２Ａとの相違点は、複数の改質領域２１の配置である。すなわち、本変形例のシンチレータ２Ｃにおいては、改質領域２１が一部の領域を除いて等しい密度で分布している。そして、光検出器３が配置されている面２４ｂ側から見たシンチレータ２Ｃの中心付近の領域（特に、板面２４ｂの中心に近い領域）では、改質領域２１の密度が低減されている。このように、シンチレータ２Ｃの中心付近における改質領域２１の密度が低減されることにより、シンチレータ２Ｃの中心付近で発生したシンチレーション光ＳＣを各光検出器３へ好適に入射させることができる。
【００４１】
また、図６は、別の変形例として、放射線位置検出器１Ｄの構成を示す側断面図である。この放射線位置検出器１Ｄは、前述した第１変形例に係るシンチレータ２Ｂと同様の形状（外観）を有するシンチレータ２Ｄと、シンチレータ２Ｄの対向する一対の面２５ａ，２５ｂ上にそれぞれ配置された複数の光検出器３とを備えている。この放射線位置検出器１Ｄにおいても、シンチレータ２Ｄの一部の領域を除いて改質領域２１が等しい密度で分布しており、光検出器３が配置されている面２５ａ，２５ｂ側から見たシンチレータ２Ｄの中心付近の領域（特に、面２５ａの中心に近い領域、及び面２５ｂの中心に近い領域）では、改質領域２１の密度が低減されている。改質領域２１はこのように配置されてもよく、シンチレータ２Ｄの中心付近で発生したシンチレーション光ＳＣを各光検出器３へ好適に入射させることができる。
【００４２】
［第３の変形例］
図７は、上記実施形態に係る放射線位置検出器の他の変形例として、放射線位置検出器１Ｅの構成を示す図である。図７（ａ）は放射線位置検出器１Ｅが備えるシンチレータ２Ｅの平面断面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のVII−VII線に沿った断面を示す放射線位置検出器１Ｅの側断面図である。本変形例に係る放射線位置検出器１Ｅは、シンチレータ２Ｅと、複数の光検出器３とを備えている。なお、複数の光検出器３の構成および配置に関しては前述した実施形態（図１）と同様である。
【００４３】
シンチレータ２Ｅの形状（外観）は前述したシンチレータ２Ａと同様であり、一対の板面２６ａ及び２６ｂと、これらの面２６ａ及び２６ｂと直交する４つの側面２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ，及び２６ｆを有している。また、シンチレータ２Ｅの構成材料はシンチレータ２Ａと同様である。
【００４４】
本変形例のシンチレータ２Ｅと上記実施形態のシンチレータ２Ａとの相違点は、複数の改質領域２１の配置である。すなわち、本変形例のシンチレータ２Ｅにおいては、光検出器３が配置されている面２６ｂ側から見たシンチレータ２Ｅの中心付近の領域と周辺領域とで改質領域２１の密度が異なっており、シンチレータ２Ｅの中心部から４つの側面２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ，及び２６ｆに近づくほど改質領域２１の密度を増大させている。改質領域２１をこのように配置することによって、周辺領域で発生したシンチレーション光ＳＣがシンチレータ２Ａの中心方向へ拡がることを抑え、放射線入射位置（発光位置）の算出結果における周辺領域の歪みを低減することができる。
【００４５】
また、図８は、別の変形例として、放射線位置検出器１Ｆの構成を示す側断面図である。この放射線位置検出器１Ｆは、前述した第１変形例に係るシンチレータ２Ｂと同様の形状（外観）を有するシンチレータ２Ｆと、シンチレータ２Ｆの対向する一対の面２７ａ，２７ｂ上にそれぞれ配置された複数の光検出器３とを備えている。この放射線位置検出器１Ｆにおいても、光検出器３が配置されている面２７ａ，２７ｂ側から見たシンチレータ２Ｆの中心付近の領域と周辺領域とで改質領域２１の密度が異なっており、シンチレータ２Ｆの中心部から側面に近づくほど改質領域２１の密度を増大させている。改質領域２１はこのように配置されてもよく、シンチレータ２Ｆの中心付近で発生したシンチレーション光ＳＣを各光検出器３へ好適に入射させることができる。
【００４６】
本発明によるシンチレータの製造方法および放射線位置検出器は、上記した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態および各変形例ではシンチレータの形状として立方体および直方体を例示したが、本発明におけるシンチレータの形状はこれらに限られるものではなく、例えばこれら以外の多面体や、曲面を有する球などの形状も可能である。特に、球状のシンチレータの場合には、入射する放射線に対して等方的な感度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態に係る放射線位置検出器の外観を示す斜視図である。
【図２】シンチレータの内部構成を示す（ａ）平面断面図、および（ｂ）側断面図である。
【図３】複数の改質領域を含むシンチレータを製造する一工程を説明するための図である。
【図４】変形例に係る放射線位置検出器の外観を示す斜視図である。
【図５】（ａ）変形例に係る放射線位置検出器が備えるシンチレータの平面断面図である。（ｂ）（ａ）のＶ−Ｖ線に沿った断面を示す放射線位置検出器の側断面図である。
【図６】図５の別の変形例として、放射線位置検出器の構成を示す側断面図である。
【図７】変形例に係る放射線位置検出器が備えるシンチレータの平面断面図である。（ｂ）（ａ）のVII−VII線に沿った断面を示す放射線位置検出器の側断面図である。
【図８】図７の別の変形例として、放射線位置検出器の構成を示す側断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１Ａ〜１Ｆ…放射線位置検出器、２Ａ〜２Ｆ…シンチレータ、３…光検出器、２１…改質領域、２２…結晶塊、１００…光源部、１０２…集光光学系、Ｌｆ…フェムト秒パルスレーザ光、ＳＣ…シンチレーション光。
【図１】
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【図２】
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【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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