JP2000002768A - シンチレータファイバプレート及び放射線イメージセンサ - Google Patents
シンチレータファイバプレート及び放射線イメージセンサInfo
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Abstract
レータファイバプレートを提供することである。 【解決手段】 ファイバオプティカルプレート10上に
シンチレータ14を形成したシンチレータファイバプレ
ート2において、前記ファイバオプティカルプレート1
0と前記シンチレータ14との間に前記ファイバオプテ
ィカルプレート及び前記シンチレータの光学的屈折率よ
りも小さい光学的屈折率を有する材料からなる中間層
(LiF層)12を設けたことを特徴とする。
Description
影等に用いられるシンチレータファイバプレート及び放
射線イメージセンサに関するものである。
線感光フィルムが用いられてきたが、利便性や撮影結果
の保存性の面から放射線検出素子を用いた放射線イメー
ジングシステムが普及してきている。このような放射線
イメージングシステムにおいては、放射線検出素子によ
り2次元の放射線による画素データを電気信号として取
得し、この信号を処理装置により処理してモニタ上に表
示している。
ータファイバプレートとして、特公平5−39558号
公報に開示されているシンチレータファイバプレートが
知られている。このシンチレータファイバプレートは、
FOP上に直接、典型的なシンチレータ材料であるCs
Iからなるシンチレータを形成している。
シンチレータファイバプレートにおいては、十分な光出
力を確保することができなかった。ところで上述のシン
チレータファイバプレートにおいて、光出力を向上させ
るためにはシンチレータを厚くすることが考えられる
が、シンチレータを厚くすると解像度特性の大幅な低下
を招くという問題があった。
ることができるシンチレータファイバプレート及び放射
線イメージセンサを提供することである。
ータファイバプレートは、ファイバオプティカルプレー
ト上にシンチレータを形成したシンチレータファイバプ
レートにおいて、前記ファイバオプティカルプレートと
前記シンチレータとの間に前記ファイバオプティカルプ
レート及び前記シンチレータの光学的屈折率よりも小さ
い光学的屈折率を有する材料からなる中間層を設けたこ
とを特徴とする。
プレートによれば、ファイバオプティカルプレートとシ
ンチレータとの間に設けられた中間層の光学的屈折率が
ファイバオプティカルプレート及びシンチレータの光学
的屈折率よりも小さいため、ファイバオプティカルプレ
ートに取り込むことができる光量を多くすることがで
き、ファイバオプティカルプレートの光出力を増加させ
ることができる。
バプレートは、請求項1記載のシンチレータファイバプ
レートの前記中間層がLiF、CaF2、MgF2及びN
aFからなる群の中の物質を含む材料からなる層である
ことを特徴とする。
は、ファイバオプティカルプレート上にシンチレータを
形成し前記ファイバオプティカルプレートに撮像素子を
結合した放射線イメージセンサにおいて、前記ファイバ
オプティカルプレートと前記シンチレータとの間に前記
ファイバオプティカルプレート及び前記シンチレータの
光学的屈折率よりも小さい光学的屈折率を有する材料か
らなる中間層を設けたことを特徴とする。
によれば、ファイバオプティカルプレートとシンチレー
タとの間に設けられた中間層の光学的屈折率がファイバ
オプティカルプレート及びシンチレータの光学的屈折率
よりも小さいため、ファイバオプティカルプレートに取
り込むことができる光量を多くすることができ、ファイ
バオプティカルプレートの光出力を増加させることがで
きる。
サは、請求項3記載の放射線イメージセンサの前記中間
層がLiF、CaF2、MgF2及びNaFからなる群の
中の物質を含む材料からなる層であることを特徴とす
る。
の実施の形態の説明を行う。図1は実施の形態にかかる
シンチレータファイバプレート2の断面図であり、図2
は実施の形態にかかる放射線イメージセンサ4の断面図
である。
プレート2のファイバオプティカルプレート(以下、F
OPという。)10の一方の表面にはLiFから成る中
間層12が設けられている。また、この中間層12上に
は、入射した放射線を可視光に変換する柱状構造のシン
チレータ14が形成されている。このシンチレータ14
には、TlドープのCsIが用いられている。
14は、保護膜としての第1のポリパラキシリレン膜
(透明有機膜)16で覆われており、また、第1のポリ
パラキシリレン膜16の表面にAl膜18が形成され、
更に、Al膜18の表面及びAl膜18の形成されてい
ない第1のポリパラキシリレン膜16の表面に第2のポ
リパラキシリレン膜20が形成されている。このシンチ
レータファイバプレート2は、図2に示すようにFOP
10を介して撮像素子(CCD)22と結合することに
より放射線イメージセンサ4として用いられる。
タファイバプレート2の製造工程について説明する。ま
ず、FOP10の一方の表面にLiF層から成る中間層
を形成する(図3(a)参照)。即ち真空蒸着法により
LiF層12を200nmの厚さで形成する。ここでL
iF層12の光学的屈折率nは、n=1.36である。
これに対して、FOP10のコアの光学的屈折率n
コアは、nコア=1.8であり、FOP10のクラッドの光
学的屈折率nクラット゛は、nクラット゛=1.5であり、シンチ
レータ(CsI)の光学的屈折率nシンチは、nシンチ=1.
8である。したがって、LiF層12の光学的屈折率n
の値は、nコア、nクラット゛及びnシンチのいずれの値よりも小
さい値となっている。
プしたCsIの柱状結晶を蒸着法によって成長させてシ
ンチレータ14を200μmの厚さで形成する(図3
(b)参照)。シンチレータ14を形成するCsIは、
吸湿性が高く露出したままにしておくと空気中の水蒸気
を吸湿して潮解してしまうため、これを防止するために
CVD法により第1のポリパラキシリレン膜16を形成
する。即ち、シンチレータ14が形成されたFOP10
をCVD装置に入れ、第1のポリパラキシリレン膜16
を10μmの厚さで成膜する。これによりシンチレータ
14の表面全体及びFOP10のシンチレータ14が形
成されていない部分に第1のポリパラキシリレン膜16
が形成される(図3(c)参照)。
ラキシリレン膜16の表面に、Al膜18を300nm
の厚さで蒸着する(図4(a)参照)。ここでAl膜1
8は、シンチレータ14の耐湿性の向上を目的とするも
のであるため、シンチレータ14を覆う範囲で形成され
る。
形成されていない第1のポリパラキシリレン膜16の表
面に、再度CVD法により第2のポリパラキシリレン膜
20を10μmの厚さで成膜する(図4(b)参照)。
この工程を終了することによりシンチレータファイバプ
レート2の製造が終了する。なお、放射線イメージセン
サ4は、このシンチレータファイバプレート2のFOP
10に撮像素子(CCD)22を結合することにより製
造される。
ータファイバプレート2の光出力について説明する。ま
ず、図5に示すように発光点において発光した光の中で
A方向に進む光は、中間層12を透過しFOP10のコ
ア10a内を進み出力面より出力される。また、発光点
において発光した光の中でB方向に進む光は、中間層1
2を透過し、更に、FOP10のコア10aとクラッド
10bの境界面も透過して吸収体10cにより吸収され
る。更に、発光点において発光した光の中でC方向に進
む光は、シンチレータの光学的屈折率nシンチに比較して
中間層の光学的屈折率nが小さいことから中間層12の
表面12aにおいて全反射されて、シンチレータ14の
散乱面14bに戻される。この散乱面14aにより散乱
された光は、一部が中間層12を透過しFOP10のコ
ア10a内を進み出力面より出力される。
レータを設けたシンチレータファイバプレートにおいて
は中間層が設けられておらず、シンチレータの光学的屈
折率nとFOP10のコア10aの光学的屈折率nコアが
等しいことから、上述のC方向に進む光も中間層12を
透過し、FOP10のコア10aとクラッド10bの境
界面も透過して吸収体10cにより吸収される。従っ
て、このシンチレータファイバプレート2によれば、C
方向に進む光の一部が出力光となることから光出力を向
上させることができる。
光学的屈折率nシンチに比較して中間層の光学的屈折率n
が小さいことから、D方向に進む光は中間層12の表面
12aにおいて屈折してFOP10のコア10aに入射
する。即ち、図6の斜線で示す範囲の光成分が光出力の
向上に寄与する。
イバプレート2、放射線イメージセンサ4によれば、低
屈折率の中間層12を設けたことにより光出力を向上さ
せることができる。なお、シンチレータファイバプレー
ト2と従来のシンチレータファイバプレートとの光出力
を比較するために試験を行った結果、シンチレータファ
イバプレート2は、従来のシンチレータファイバプレー
トに対して約20%光出力を向上させることができた。
層12としてLiFからなる層を用いているが、これに
限らずCaF2、MgF2、NaFから成る層を用いても
良い。また、中間層は、空気層により構成しても良い。
層12の厚さを200nmとしているが、中間層12が
厚過ぎる場合には解像度の低下を招くことから5μm以
下の厚さ、好ましくは1μm以下の厚さとすることが望
ましい。
チレータ14としてCsI(Tl)が用いられている
が、これに限らずCsI(Na)、NaI(Tl)、L
iI(Eu)、KI(Tl)等から成る層を用いてもよ
い。
チレータ14を水分から保護するために、第1のポリパ
ラキシリレン膜16、Al膜18及び第2のポリパラキ
シリレン膜20を設けているが、第1のポリパラキシリ
レン膜16のみを設けるようにしても良く、また、第1
のポリパラキシリレン膜16及びAl膜18を設けるよ
うにしても良い。
パラキシリレンには、ポリパラキシリレンの他、ポリモ
ノクロロパラキシリレン、ポリジクロロパラキシリレ
ン、ポリテトラクロロパラキシリレン、ポリフルオロパ
ラキシリレン、ポリジメチルパラキシリレン、ポリジエ
チルパラキシリレン等を含む。
ルプレートとシンチレータとの間に設けられた中間層に
より、ファイバオプティカルプレートに取り込むことが
できる光量を多くすることができ、ファイバオプティカ
ルプレートの光出力を増加させることができる。
ァイバプレートの断面図である。
センサの断面図である。
ァイバプレートの製造工程を示す図である。
ァイバプレートの製造工程を示す図である。
ァイバプレートにおける光出力を説明するための図であ
る。
ァイバプレートにおける光出力を説明するための図であ
る。
ジセンサ、10…FOP、12…LiF層、14…シン
チレータ、16…第1のポリパラキシリレン膜、18…
Al膜、20…第2のポリパラキシリレン膜、22…撮
像素子。
Claims (4)
- 【請求項1】 ファイバオプティカルプレート上にシン
チレータを形成したシンチレータファイバプレートにお
いて、 前記ファイバオプティカルプレートと前記シンチレータ
との間に前記ファイバオプティカルプレート及び前記シ
ンチレータの光学的屈折率よりも小さい光学的屈折率を
有する材料からなる中間層を設けたことを特徴とするシ
ンチレータファイバプレート。 - 【請求項2】 前記中間層は、LiF、CaF2、Mg
F2及びNaFからなる群の中の物質を含む材料からな
る層であることを特徴とする請求項1記載のシンチレー
タファイバプレート。 - 【請求項3】 ファイバオプティカルプレート上にシン
チレータを形成し、前記ファイバオプティカルプレート
に撮像素子を結合した放射線イメージセンサにおいて、 前記ファイバオプティカルプレートと前記シンチレータ
との間に前記ファイバオプティカルプレート及び前記シ
ンチレータの光学的屈折率よりも小さい光学的屈折率を
有する材料からなる中間層を設けたことを特徴とする放
射線イメージセンサ。 - 【請求項4】 前記中間層は、LiF、CaF2、Mg
F2及びNaFからなる群の中の物質を含む材料からな
る層であることを特徴とする請求項3記載の放射線イメ
ージセンサ。
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| JP17118598A JP4083874B2 (ja) | 1998-06-18 | 1998-06-18 | シンチレータファイバプレート及び放射線イメージセンサ |
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1998
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