WO2009128135A1

WO2009128135A1 - ライトガイドの製造方法、および放射線検出器の製造方法

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Abstract

　本発明のライドガイドの製造方法によれば、型枠７を覆う整形部材９が備えられている。離型工程において、整形部材９をｚ方向の型枠７から離反する方向に持ち上げると、ライトガイド４もそれに伴って型枠７の開口７ａから持ち上がり、そこから引き抜かれる。これにより、従来のように型枠７の底部に押し込み栓６２を設けて、それをｚ方向に押し込むことでライトガイド４を取り出す必要がなくなり、ひいては、ライトガイド４に研削工程を経過させる必要がなくなる。

Description

ライトガイドの製造方法、および放射線検出器の製造方法

　この発明は、シンチレータ、ライトガイド、光検出器の順に光学的に結合された放射線検出器の製造方法に関する。

　この種の放射線検出器は、被検体に投与されて関心部位に局在した放射性薬剤から放出された放射線（例えばγ線）を検出し、被検体の関心部位における放射性薬剤分布の断層画像を得るための断層撮影装置(ECT:Emmision Computed Tomography)に使用される。ＥＣＴには、主なものとして、ＰＥＴ(Positoron Emission Tomography)装置、ＳＰＥＣＴ(Single Photon Emission Computed Tomography)装置などが挙げられる。

　ＰＥＴ装置を例にとって説明する。ＰＥＴ装置は、ブロック状の放射線検出器をリング状に配列した検出器リングを有する。この検出器リングは、被検体を包囲するために設けられているものであり、被検体を透過してきたガンマ線を検出できる構成となっている。

　このようなＰＥＴ装置の検出器リングに配備される放射線検出器には、分解能を高めるため、放射線検出器に設けられたシンチレータの深さ方向の位置弁別が可能な構成となっているものがしばしば搭載される。特に、このような放射線検出器は、例えば動物用に設定されたＰＥＴ装置に用いられる。図１４は、従来の放射線検出器の構成を説明する斜視図である。このような放射線検出器５０は、直方体のシンチレータ結晶５１が２次元的に集積されて形成されたシンチレータ結晶層５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄと、各シンチレータ結晶層５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄから照射される蛍光を検知する位置弁別機能を備えた蛍光検出器５３を備えている。なお、シンチレータ結晶層５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄの各々は、ｚ方向に積層されており、入射した放射線を蛍光に変換するシンチレータ５２を構成する。また、各々のシンチレータ結晶層５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄには、複数枚の反射板５４が設けられている。

　シンチレータ５２と蛍光検出器５３との介在する位置には、蛍光を透過させるライトガイド５５が設けられており、シンチレータ５２と蛍光検出器５３とを光学的に結合している。

　ライトガイド５５は、蛍光を透過させる固形樹脂を備え、その内部には、複数の反射板５５ａが包含されている。このライトガイド５５を製造するには、図１５（ａ）に示すように、反射板５５ａを型枠６０の開口にはめ込み、型枠６０に液体の熱硬化性樹脂６１を流し込む。熱硬化性樹脂６１を硬化させたあと、矢印が示すように、型枠６０の底部に設けられた押し込み栓６２を型枠６０の開口方向に押し込むと、図１５（ｂ）に示すように、ライトガイド５５が型枠６０から脱離する。そして、ライトガイド５５の蛍光が透過する両面６３，６４を研削する。ライトガイド５５の両面６３，６４が平面となったところで、両面６３，６４を研磨し、ライトガイド５５は完成となる（たとえば、特許文献１参照）。
特開２００４－２４５５９２号公報

　しかしながら、従来の放射線検出器の製造方法には、以下のような問題がある。すなわち、従来のライトガイド５５を製造するには、必ずライトガイド５５の両面６３，６４を研削する工程を設けなければならない。型枠６０からライトガイド５５を脱離させると、必ず、型枠６０の開口部に位置していたライドガイドの１端面６３は、凹んだ形状となっており平面となっていない。したがって、このままでは、シンチレータ結晶層５２Ｄや蛍光検出器５３と光学的に結合させることができない。熱硬化性樹脂６１は、型枠６０に流し込まれるときには、液体であるので、型枠６０における開口の端部において、熱硬化性樹脂６１が上方向に突出するメニスカス６５が生じている。熱硬化性樹脂６１を硬化させると、このメニスカス６５の形状が保たれたまま硬化されることになる。したがって、ライトガイドの１端面６３は、凹んだ形状となってしまう。

　また、型枠６０からライトガイド５５を脱離させると、型枠６０の底部に位置していたライドガイドの他端面６４には、円環状の膨出部６６が形成されており、平面となっていない。したがって、このままでは、シンチレータ結晶層５２Ｄや蛍光検出器５３と光学的に結合させることができない。熱硬化性樹脂６１を型枠６０の開口部に流し込むときに、型枠６０の底部には押し込み栓６２が設けられているので、熱硬化性樹脂６１は、型枠６０と押し込み栓６２との隙間を埋めるように浸透する。この状態で熱硬化性樹脂６１を硬化させると、型枠６０と押し込み栓６２の当接部の形状がライトガイドの他端面６４に転写されてしまう。具体的には、型枠６０と押し込み栓６２の当接部の形状を現した円環状の膨出部６６が形成される。

　このように、従来の構成によれば、ライトガイド５５の両面６３，６４を研削する工程が必要となる。つまり、ライトガイド５５が型枠６０から脱離したときに両面６３，６４が平面なものとなっていないので、この研削工程を経ずして放射線検出を製造することはできないのである。

　研削工程は、回転する円盤にライトガイド５５をこすり当てて削ることで行われる。しかしながら、この研削工程は煩雑なものであり、研削工程を短縮することができれば、放射線検出器の製造が容易なものとなり、放射線検出器のコストダウンに繋がる。また、研削工程では、ライトガイド５５の角部が欠損してしまったり、ライトガイド５５の角部が余分に研削されてしまったりする可能性が増大する。角部が欠損したライドガイドは、もはや製品として利用することができないことからすると、研削工程によってライトガイドの歩留りが悪化してしまうことになる。

　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、ライトガイドを研削することなく製造することによって、ライトガイドの角部が欠損する可能性をなくし、ライトガイドの製造工程における歩留りを向上させるとともに、煩雑な研削工程を短縮することで放射線検出器の製造効率を向上させて安価な放射線検出器を製造できる放射線検出器の製造方法を提供することにある。

　この発明は、この様な目的を達成するために次のような構成をとる。
　すなわち、この発明に係るライトガイドの製造方法は、放射線検出器に備えられるとともに蛍光を透過させるライトガイドの製造方法において、第１方向に伸びるとともに第１方向と直交する第２方向に配列された複数の第１平板と、第２方向に伸びるとともに第１方向に配列された複数の第２平板とを互いに嵌合させて一体化させることにより格子状の平板枠体を形成する平板枠体製造工程と、鉛直方向に開口が備えられた型枠の開口に平板枠体をはめ込む平板枠体はめ込み工程と、開口に硬化前の硬化性樹脂を流し込む流し込み工程と、平面となっている底面を有する整形部材を型枠の開口に載置することにより、開口に満たされた硬化性樹脂の液面を底面で被覆し液面を平坦とするとともに、硬化性樹脂の一部を開口から溢出させ、整形部材の底面における側辺を覆う膨出部とする整形部材載置工程と、開口に満たされた硬化性樹脂を硬化させることにより、平板枠体が硬化後の固形樹脂に埋め込まれたライトガイドを形成するとともに、膨出部をも硬化させることにより、固形樹脂で構成されるバリ部とし、バリ部を介してライトガイドと整形部材とを連接させる樹脂硬化工程と、整形部材を鉛直方向の上向きに持ち上げることによりライトガイドを型枠から離型させる離型工程と、バリ部をライトガイドから切り離すことにより、整形部材とライトガイドとの連接を解除するバリ部切り離し工程とを備えたことを特徴とするものである。

　［作用・効果］本発明に係るライドガイドの製造方法によれば、離型工程において、整形部材を鉛直方向の型枠から離反する方向に持ち上げると、ライトガイドもそれに伴って型枠の開口から持ち上がり、そこから引き抜かれることになる。これにより、従来のように型枠の底部に押し込み栓を設けて、それを鉛直方向に押し込むことでライトガイドを取り出す必要がなくなる。そうすれば、ライトガイドの型枠の底部に接する面に押し込み栓の当接部の形状を現した円環状の膨出部が形成されることがない。

　さらには、整形部材載置工程において、開口に満たされた熱硬化性樹脂の液面が整形部材の底面に被覆されるわけであるが、その底面は平面状となっているので、液面もこれに倣って平坦なものとなる。つまり、熱硬化性樹脂の液面にメニスカスが生じる余地がない。すなわち、ライトガイドの整形部材に接する面は、研削を行わなくてもバリ部切り離し工程が終了した時点で既に平坦なものとなっている。これによって、本発明の構成においては、ライトガイドを削り込む研削工程が免除されることになる。

　また、上述の第１平板の材質は、光を反射する材質、光を吸収する材質、または光を透過させる材質のうちのいずれか１つから選択されればより望ましい。

　また、上述の第２平板の材質は、光を反射する材質、光を吸収する材質、または光を透過させる材質のうちのいずれか１つから選択されればより望ましい。

　［作用・効果］上記構成によれば、目的に合わせて、より多様なライトガイドを提供することができる。ライトガイドに備えられた平板は、放射線検出器によって好適な材質が異なる。上述の構成によれば、第１平板の材質と第２平板の材質をそれぞれ好適なものとなるように自由に選択することができるので、本発明に係るライトガイドを使用できる場面は、より多いものとなる。

　また、上述の第１平板の各々と、第２平板の各々とには鉛直方向に沿った複数の溝が形成されており、平板枠体製造工程において、第１平板に形成された溝と、第２平板とに形成された溝とを嵌合させて平板枠体が形成されていればより望ましい。

　［作用・効果］上記構成によれば、容易に平板枠体を構成することができる。本発明に係る平板枠体は、第１平板とそれと直交する第２平板とが有する溝を互いに嵌合させることで製造されるので、確実に両平板が一体化した平板枠体を形成することができる。

　また、上述の整形部材の側端部には、底面から鉛直方向に向かって肉薄となるテーパ部が底面の側辺に隣接して備えられていればより望ましい。

　［作用・効果］上記構成によれば、整形部材に備えられたテーパ部は、底面から鉛直方向に向かうにしたがって次第に肉薄となっている。これにより、テーパ部とバリ部とは確実に係合することになる。そうすれば、整形部材を鉛直方向の型枠から離反する方向に持ち上げると、確実にライトガイドもそれに伴って型枠の開口から持ち上がり、そこから確実に引き抜かれることになる。

　また、この発明に係るライトガイドを備えた放射線検出器の製造方法は、放射線を蛍光に変換するシンチレータ結晶を３次元的に配列してシンチレータを製造するシンチレータ製造工程と、シンチレータと、ライトガイドとを所定方向に積層してそれらを互いに結合させる積層工程と、ライトガイドと蛍光を検出する蛍光検出器とを所定方向から結合させる蛍光検出器結合工程とを備えることを特徴とするものである。

　［作用・効果］上記構成によれば、ライトガイドを研削する工程を経ずして放射線検出器が製造できる。ライトガイドの蛍光が透過する両面は、バリ部切り離し工程が終了した時点で平坦なものとなっている。したがって、ライトガイドにおける上記両面を研磨するだけで放射線検出器に組み込んで使用することができる。つまり、上記構成によれば、煩雑な研削工程が短縮されているので、放射線検出器の製造効率を向上させて安価な放射線検出器を提供することができる。

　本発明に係るライトガイドの製造方法によれば、研削工程を経過しないでより容易にライトガイドを製造することができる。本発明によれば、ライトガイドを研削する必要がないのであるから、ライトガイドを研削して、その角部が欠損する可能性がない。したがって、ライトガイドの製造時における歩留りを向上させるとともに、ライトガイド製造工程における煩雑な研削工程を短縮することでライトガイドの製造効率を向上させて安価なライトガイドを提供することができる。

実施例１に係る放射線検出器の斜視図である。実施例１に係る放射線検出器のシンチレータ結晶層の構成を説明する平面図である。実施例１に係るライトガイドの構成を説明する平面図である。実施例１に係る平板枠体の構成を説明する斜視図である。実施例１に係る平板枠体製造工程を説明する斜視図である。実施例１に係る型枠の構成を説明する斜視図である。実施例１に係る平板枠体はめ込み工程を説明する断面図である。実施例１に係る流し込み工程を説明する断面図である。実施例１に係る流し込み工程を説明する断面図である。実施例１に係る整形部材載置工程を説明する断面図である。実施例１に係る離型工程を説明する断面図である。実施例２に係る放射線検出器の製造方法を説明する断面図である。実施例２に係る放射線検出器の製造方法を説明する断面図である。従来のライトガイドの製造方法を説明する断面図である。従来のライトガイドの製造方法を説明する断面図である。

符号の説明

１　　放射線検出器
４　　ライトガイド
４ａ　第１平板
４ｂ　第２平板
５ａ　溝
５ｂ　溝
６　　平板枠体
７　　型枠
７ａ　開口
８　　熱硬化性樹脂
９　　整形部材
９ａ　底面
９ｂ　テーパ部
１０　膨出部
１２　バリ部

　以下、本発明に係る放射線検出器の製造方法についての実施例を図面を参照しながら説明する。

　まず、実施例１に係る放射線検出器の構成について説明する。図１は、実施例１に係る放射線検出器の斜視図である。図１に示すように、実施例１に係る放射線検出器１は、シンチレータ結晶層２Ｄ，シンチレータ結晶層２Ｃ，シンチレータ結晶層２Ｂ，およびシンチレータ結晶層２Ａの順にシンチレータ結晶層の各々がｚ方向に積層されて形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、シンチレータから発する蛍光を検知する位置弁別機能を備えた光電子増倍管（以下、ＰＭＴとよぶ）３と、シンチレータ２とＰＭＴ３との間に介在する位置に配置されたライトガイド４とを備える。したがって、シンチレータ結晶層の各々は、ＰＭＴ３に向かう方向に積層されて構成されている。また、シンチレータ結晶層２Ａは、シンチレータ２における放射線の入射面となっている。なお、各々のシンチレータ結晶層２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄは、光学的に結合され、各々の層間には、透過材ｔが設けられている。この透過材ｔは、シンチレータ結晶層で生じた蛍光を透過させＰＭＴ３に導くとともに、ｚ方向について互いに隣接するシンチレータ結晶を接着する部材である。この透過材ｔの材料としては、シリコン樹脂からなる熱硬化性樹脂が使用できる。シンチレータ結晶層２Ａは、放射性線源から放射されるγ線の受光部となっており、ブロック状のシンチレータ結晶がシンチレータ結晶ａ（１，１）を基準としてｘ方向に３２個、ｙ方向に３２個マトリックス状に二次元配置された構成となっている。すなわち、シンチレータ結晶ａ（１，１）～シンチレータ結晶ａ（１，３２）がｙ方向に配列して、シンチレータ結晶アレイを形成し、このシンチレータ結晶アレイがｘ方向に３２本配列してシンチレータ結晶層２Ａが形成される。なお、シンチレータ結晶層２Ｂ，２Ｃ，および２Ｄについてもシンチレータ結晶がシンチレータ結晶ｂ（１，１）、ｃ（１，１）、およびｄ（１，１）のそれぞれを基準としてｘ方向に３２個、ｙ方向に３２個マトリックス状に二次元配置された構成となっている。なお、シンチレータ結晶層２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの各々において、透過材ｔが互いに隣接するシンチレータ結晶の間にも設けられている。したがって、シンチレータ結晶の各々は、透過材ｔに取り囲まれていることになる。この透過材ｔの厚さは、２５μｍ程度である。なお、ＰＭＴは、本発明における蛍光検出器に相当する。また、ｘ方向、およびｙ方向は、本発明の第１方向、および第２方向のそれぞれに相当する。なお、γ線は、本発明の放射線に相当する。

　シンチレータ２は、γ線の検出に適したシンチレータ結晶が３次元的に配列されて構成されている。すなわち、シンチレータ結晶は、Ｃｅが拡散したＬｕ_{２（１－Ｘ）}Ｙ_２ＸＳｉＯ_５（以下、ＬＹＳＯとよぶ）によって構成されている。シンチレータ結晶の各々は、シンチレータ結晶層に係らず、例えば、ｘ方向の幅が１．４５ｍｍ，ｙ方向の幅が１．４５ｍｍ，ｚ方向の高さが４．５ｍｍの直方体をしている。また、シンチレータ２の４側端面は、図示しない反射膜で被覆されている。また、ＰＭＴ３は、マルチアノードタイプであり、入射した蛍光のｘ，およびｙについての位置を弁別することができる。

　シンチレータ２におけるシンチレータ結晶層２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄには、ｘ方向に伸びた細長状の第１反射板ｒがシンチレータ結晶に挟まれるように設けられるとともに、ｙ方向に伸びた細長状の第２反射板ｓがシンチレータ結晶に挟まれるように設けられている。また、互いに隣接する第１反射板ｒは、シンチレータ結晶２個分だけ離間し、互いに隣接する第２反射板ｓは、シンチレータ結晶２個分だけ離間している。図２は、実施例１に係る放射線検出器のシンチレータ結晶層の構成を説明する平面図である。図２に示すように、シンチレータ結晶層２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの間で両反射板の挿入パターンは互いに異なっている。すなわち、シンチレータ結晶層２Ｂの両反射板の挿入パターンは、シンチレータ結晶層２Ａのそれをｙ方向にシンチレータ結晶１個分だけずらしたものとなっている。また、シンチレータ結晶層２Ｃの両反射板の挿入パターンは、シンチレータ結晶層２Ａのそれをｘ方向にシンチレータ結晶１個分だけずらしたものとなっている。そして、シンチレータ結晶層２Ｄの両反射板の挿入パターンは、シンチレータ結晶層２Ａのそれをｘｙ方向にシンチレータ結晶１個分ずつずらしたものとなっている。

　ライトガイド４は、シンチレータ２で発した蛍光をＰＭＴ３に導くために設けられている。したがって、ライトガイド４は、シンチレータ２とＰＭＴ３とに光学的に結合されている。このライトガイド４の構成について説明する。図３は、実施例１に係るライトガイドの構成を説明する平面図である。図３に示すように、ライトガイド４には、ｘ方向に伸びた細長状の第１平板４ａがｘ方向に３１枚配列されていて、ライトガイド４をｚ方向に貫通するように設けられている。また、ライトガイド４には、ｙ方向に伸びた細長状の第２平板４ｂがｙ方向に３１枚配列されていて、ライトガイド４をｚ方向に貫通するように設けられている。この第１平板４ａ，および第２平板４ｂは、ライトガイド４の全体で見れば、図４に示すような格子状の平板枠体６となっている。この平板枠体６が分割する各区画には、光を透過させる樹脂ブロック４ｃがはめ込まれている（図３参照）。この樹脂ブロック４ｃは、ライトガイド４の側端部にも設けられているので、いずれの第１平板４ａ，および第２平板４ｂも、樹脂ブロック４ｃに挟まれた構成となっている。なお、樹脂ブロック４ｃの配列ピッチは、シンチレータ結晶層２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの配列ピッチと同一となっている。したがって、樹脂ブロック４ｃと、シンチレータ結晶層２Ｄを構成するシンチレータ結晶ｄの各々は、１対１で結合されていることになる。なお、平板枠体６の詳細な構成の説明は、後述のものとする。

　この第１平板４ａ，および第２平板４ｂは、シンチレータ２で発した蛍光を反射する反射材で構成される。したがって、シンチレータ２からライトガイド４に進入した蛍光は、平板枠体６（図４参照）によってｘｙ方向に広がることが許されず、ＰＭＴ３に入射することになる。これにより、ライトガイド４は、蛍光のｘｙ方向の発生位置を保った状態で蛍光をシンチレータ２からＰＭＴ３へと中継することができるようになっている。

　実施例１に係る放射線検出器１のｚ方向における蛍光の発生位置の弁別方法について説明する。図２に示すように、シンチレータ２を構成する各シンチレータ結晶層２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄにおいて、第１反射板ｒと第２反射板ｓの挿入位置が互いに異なるものとなっている。なお、図２は、実施例１に係るシンチレータ２の一部を示しており、図中の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、および（ｄ）は、それぞれシンチレータ結晶層２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，および２Ｄの構成を表している。（２，２）に位置するシンチレータ結晶ａ（２，２）、ｂ（２，２）、ｃ（２，２）、ｄ（２，２）に注目すると、４つとも、隣り合う２辺が反射板に覆われている。しかも、（２，２）に位置するシンチレータ結晶において、反射板が設けられている方向は、互いに異なったものとなっている。このように、ｘｙの位置が同一な４つのシンチレータ結晶の光学的条件は、互いに異なったものとなっている。シンチレータ結晶で生じた蛍光は、ｘｙ方向に広がりながらＰＭＴ３に到達するが、反射板を設けることによって、その広がり方に方向性が付加されており、しかも、ｘ，ｙの位置が同一な４つのシンチレータ結晶で生じた蛍光の各々を比較すれば、それらが広がる方向は互いに異なったものとなっている。つまり、シンチレータ２のｚ方向における蛍光発生位置の違いは、蛍光のｘｙ方向の位置の違いに変換されることになる。ＰＭＴ３は、このｚ方向の位置の違いに起因する蛍光のｘｙ方向のわずかなずれを検知し、そこから蛍光のｚ方向に関する発生位置を割り出すことができる。

　以上のような放射線検出器を製造する方法について説明する。実施例１においては、特にライトガイドの製造方法について説明する。

　＜平板枠体製造工程＞
　図５は、実施例１に係る平板枠体製造工程を説明する斜視図である。実施例１に係る平板枠体を製造するには、第１平板４ａをｙ方向に配列させる。この第１平板４ａは、図５に示すように、その長手方向はｘ方向に沿っており、短手方向はｚ方向に沿っており、厚さ方向はｙ方向に沿っている短冊状の部材である。また、この第１平板４ａには、ｚ方向に沿った溝５ａを複数有している。単一の第１平板４ａに注目すると、溝５ａは、略等間隔に並んでおり、かつ溝５ａの開口部は、ｚ方向について同一方向に設けられている。また、図５に示すように、第２平板４ｂの長手方向はｙ方向に沿っており、短手方向はｚ方向に沿っており、厚さ方向はｘ方向に沿っている短冊状の部材である。また、この第２平板４ｂには、ｚ方向に沿った溝５ｂを複数有している。単一の第２平板４ｂに注目すると、溝５ｂは、略等間隔に並んでおり、かつ溝５ｂの開口部は、ｚ方向について同一方向に設けられている。平板枠体製造工程においては、第２平板４ｂをｚ方向に沿って第１平板４ａに近接させることにより、両平板４ａ，４ｂの溝５ａ，および溝５ｂとを互いに嵌合させる。こうして、第２平板４ｂがｘ方向に配列されるとともに、第１平板４ａと、第２平板４ｂとが一体化され、図４に示すような両平板４ａ，４ｂが格子状に配列された平板枠体６が製造される。

　＜平板枠体はめ込み工程＞
　次に、この平板枠体６を型枠７にはめ込む。この平板枠体はめ込み工程の説明に先立って、型枠７の構成について説明する。図６は、実施例１に係る型枠の構成を説明する斜視図である。実施例１に係る型枠７には、ｚ方向上向きに開口７ａが備えられている。この開口７ａは、ｚ方向から見たとき、矩形となっており、そのｚ方向の深さは、実施例１に係るライトガイドのｚ方向の厚さと略同一となっている。なお、開口７ａのｚ方向についての底部は、平面状の閉塞端面７ｂとなっており、その閉塞端面７ｂには、押し込み栓などを必ずしも設ける必要はない。そして、型枠７は、例えばフッ素樹脂で構成することができる。

　図７は、実施例１に係る平板枠体はめ込み工程を説明する断面図である。図７に示すように、平板枠体はめ込み工程においては、この開口７ａに平板枠体６をｚ方向からはめ込む。このとき、開口７ａのｘ方向の長さは、第１平板４ａの長手方向の長さと略同一であり、この開口７ａのｙ方向の長さは、第２平板４ｂの長手方向の長さと略同一となっている。したがって、平板枠体６の４側端部は、開口７ａの４側端面に当接したものとなっている。図７に示すように、平板枠体６が型枠７の開口７ａにはめ込まれる。なお、型枠７の開口７ａには、硬化した熱硬化性樹脂を離脱させるために予め離型剤が塗布されている。なお、図７において、平板枠体６を構成する平板の枚数を省略している。以降の図においても、同様に平板の枚数を省略するものとする。また、図７～図１１は、ｚｘ平面の断面図であるが、実施例１においては、ｙｚ面の断面も同様の構成となっている。また、ｚ方向は、本発明の鉛直方向に相当する。

　＜流し込み工程＞
　続いて、開口７ａに液体の熱硬化性樹脂を流し込む。図８，および図９は、実施例１に係る流し込み工程を説明する断面図である。図８に示すように、液体の熱硬化性樹脂８がｚ方向から型枠７の開口７ａに向けて流し込まれる。この熱硬化性樹脂８は、硬化前であるので液状であり、容易に開口７ａを満たすことができる。そして、この熱硬化性樹脂８は、予め脱泡処理がなされたものであり、かつ硬化すると蛍光を透過させるよう、透明な固形樹脂となる。なお、この流し込み工程において、開口７ａにはめ込まれた平板枠体６は、この熱硬化性樹脂８に沈没することになる。したがって、平板枠体６のｚ方向における上端は、熱硬化性樹脂８で覆われている。型枠７全体で見れば、熱硬化性樹脂８は、表面張力によって開口７ａから盛り上がっている。なお、熱硬化性樹脂は、本発明の硬化性樹脂に相当する。具体的には、例えば、エポキシ系樹脂を使用することができる。

　＜整形部材載置工程＞
　そして、型枠７の開口７ａを被覆するように整形部材９を載置する。まず、この整形部材９の構成について説明する。整形部材９は、図９に示すように平面状の底面９ａを有している。この底面９ａのｘ方向の長さは、第１平板４ａの長手方向における長さよりも長くなっており、同様に、底面９ａのｙ方向の長さは、第２平板４ｂの長手方向における長さよりも長くなっている。したがって、整形部材９の底面９ａは、型枠７の開口７ａよりも大きくなるように設定されている。そして、型枠７は、例えばフッ素樹脂で構成することができる。また、整形部材９の側端部のうち、底面９ａの側辺９ｃに隣接する部分には、底面９ａからｚ方向に向かうにしたがって肉薄となるテーパ部９ｂが備えられている。

　整形部材載置工程において、整形部材９の底面９ａを型枠７に載置することにより、その底面９ａによって、型枠７の開口７ａに満たされた熱硬化性樹脂８の液面を被覆する。この被覆作業においては、気泡が熱硬化性樹脂８の液面との底面９ａとの間に侵入しないように、十分な時間をかけて整形部材９を型枠７に載置することが望ましい。なお、この工程において、熱硬化性樹脂８の液面が底面９ａに被覆されるわけであるが、底面９ａは、平面状となっているので、液面もこれに倣って平坦なものとなる。また、底面９ａは、矩形となっているが、そのｘｙ方向の寸法は、いずれも型枠７の開口７ａのそれよりも大きくなっているので、整形部材載置工程の後に型枠７をｚ方向から見れば、開口７ａの全てが整形部材９に覆われていることになる。いいかえれば、開口７ａの全てが底面９ａによって被覆されている。また、整形部材９の底面９ａには、硬化した熱硬化性樹脂を離脱させるために予め離型剤が塗布されている。

　また、整形部材載置工程において、整形部材９は型枠７に押圧される。これによって、整形部材９の底面９ａと閉塞端面７ｂとが平行なものとなる。図１０は、実施例１に係る整形部材載置工程を説明する断面図で、特に、上述の押圧が終了した時点の構成を説明している。図１０（ａ）に示すように、整形部材９を押圧することにより、整形部材９が型枠７に支持される。前工程において、熱硬化性樹脂８は、開口７ａから盛り上がっていたわけだから、整形部材９を押圧すると、熱硬化性樹脂８は、開口７ａから盛り上がった容積の分だけ開口７ａの外側に向かって溢出し、図１０（ａ）に示すように、底面９ａの側辺９ｃには、溢出した熱硬化性樹脂８からなる膨出部１０が形成されている。この膨出部１０は、整形部材９の側辺９ｃに沿っており、型枠７全体で見ればロ字形状をしている。整形部材９の押圧を解除すると、熱硬化性樹脂８は、整形部材９と型枠７との間にしみ込むことになる。

　図１０（ｂ）は、側辺を拡大した断面図である。図１０（ｂ）に示すように、膨出部１０は、開口７ａから膨出した盛り上がり部１０ａと、盛り上がり部１０ａと、開口７ａに満たされた熱硬化性樹脂８をつなぐチャネル部１０ｂを備えている。なお、図１０（ｂ）において、チャネル部１０ｂは、強調して描かれており、あたかも整形部材９と型枠７とが離反しているように描かれているが、実際は、チャンネル部１０ｂは、膜状となっている。

　＜樹脂硬化工程＞
　次に、整形部材９を載置したまま型枠７を所定温度に保たれたオーブンに入庫させ、熱硬化性樹脂を硬化させる。型枠７の開口７ａの内部においては、平板枠体６が固形樹脂１１に埋め込まれたライトガイド４が形成されることになる。また、整形部材９における底面９ａの側辺９ｃでは、膨出部１０も同時に硬化し、膨出部１０は、固形樹脂のバリ部１２となる。このバリ部１２は、開口７ａから膨出した盛り上がり部１２ａと、この盛り上がり部１２ａと、開口７ａの内部に延在するライトガイド４とを連接するチャネル部１２ｂを備えている。その様子は、図１０（ｂ）のようになっている。このとき、図中の符号１０は、符号１２として読みかえるものとする。この時点で整形部材９は、フィルム状のチャンネル部１２ｂを介して、整形部材９に支持されている。

　＜離型工程＞
　続いて、整形部材９をｚ方向の型枠７から離反する方向に持ち上げる（図１１参照）。整形部材９に備えられたテーパ部９ｂは、底面９ａからｚ方向に向かうにしたがって次第に肉薄となっているので、テーパ部９ｂと盛り上がり部１２ａとは係合していることになる。そこで、整形部材９をｚ方向の型枠７から離反する方向に持ち上げると、整形部材９とともに盛り上がり部１２ａも同時に持ち上がる。盛り上がり部１２ａは、チャネル部１２ｂを通じてライトガイド４に連接しているのであるから、図１１に示すように、整形部材９をｚ方向の型枠７から離反する方向に持ち上げれば、それに伴ってライトガイド４は型枠７の開口７ａから引き抜かれ、ライトガイド４は型枠７から離型される。

　＜バリ部切り離し工程＞
　そして、ライトガイド４に連接したバリ部１２がそこから切り離される。具体的には、チャネル部１２ｂがライトガイド４から切り離される。チャネル部１２ｂは、フィルム状のものであるので、この切り離しに特に工具は必要とはされない。

　＜研磨工程＞
　最後に、ライトガイド４における整形部材９に接していた面と、型枠７の閉塞端面７ｂに接していた面の両面を研磨し、実施例１に係るライトガイドは完成となる。

　実施例１に係るライドガイドの製造方法によれば、流し込み工程において、熱硬化性樹脂８は、表面張力によって開口７ａから盛り上がる程度に十分に流し込まれるので、後段の整形部材載置工程に置いて、確実に膨出部１０を形成することができる。そして、さらに後段の離型工程に置いて、整形部材９をｚ方向の型枠７から離反する方向に持ち上げると、確実にライトガイド４もそれに伴って型枠７の開口７ａから持ち上がり、そこから引き抜かれることになる。これにより、従来のように型枠７の底部に図１５に示すような押し込み栓６２を設けて、それをｚ方向に押し込むことでライトガイド４を取り出す必要がなくなる。そうすれば、ライトガイド４に押し込み栓６２の当接部の形状を現した円環状の膨出部６６が形成されることがない。

　さらに、型枠７における開口７ａの閉塞端面７ｂは平面状となっている。この様にすれば、開口７ａに流し込まれる熱硬化性樹脂８もこれに倣って平坦なものとなる。すなわち、ライトガイド４の閉塞端面７ｂに接する面は、研削を行わなくても型枠７から引き抜かれた時点で既に平坦なものとなっている。これによって、実施例１の構成においては、ライトガイド４を削り込む研削工程が免除されることになる。

　さらには、整形部材載置工程において、開口７ａに満たされた熱硬化性樹脂８の液面が底面９ａに被覆されるわけであるが、整形部材９の底面９ａは平面状となっているので、液面もこれに倣って平坦なものとなる。つまり、熱硬化性樹脂８の液面にメニスカス６５が生じる余地がない。樹脂硬化工程において、熱硬化性樹脂８は、その液面の形状が維持されたまま硬化することになるので、ライトガイド４の整形部材９に接する面は、研削を行わなくてもバリ部切り離し工程が終了した時点で既に平坦なものとなっている。これによって、実施例１の構成においては、ライトガイド４を削り込む研削工程が免除されることになる。

　そして、整形部材９に備えられたテーパ部９ｂは、底面９ａからｚ方向に向かうにしたがって次第に肉薄となっている。これにより、テーパ部ｃと盛り上がり部１２ａとは確実に係合することになる。そうすれば、整形部材９をｚ方向の型枠７から離反する方向に持ち上げると、確実にライトガイド４もそれに伴って型枠７の開口７ａから持ち上がり、そこから引き抜かれることになる。

　以上のように、実施例１に係るライトガイドの製造方法によれば、研削工程を経過しないでより容易にライトガイドを製造することができる。実施例１によれば、ライトガイド４を研削する必要がないのであるから、ライトガイド４を研削して、その角部が欠損する可能性がない。したがって、ライトガイド４の製造時における歩留りを向上させるとともに、煩雑な研削工程を短縮することでライトガイド４の製造効率を向上させて安価なライトガイド４を提供することができる。

　次に、実施例２として、本発明に係る放射線検出器の製造方法について説明する。図１２，図１３は、実施例２に係る放射線検出器の製造方法を説明する断面図である。

　＜シンチレータ製造工程＞
　実施例１で説明した構成の放射線検出器１を製造するには、まず、シンチレータ結晶を２次元的に配列して、シンチレータ結晶層を形成する。具体的には、第１反射板ｒ，および第２反射板ｓを組み立てて、反射板格子枠体２１を形成して、この反射板格子枠体２１が収容可能な凹部２２ａを有する容器２２を用意する。図１２（ａ）に示すように、凹部２２ａにフィルム２３を敷き、その上から反射板格子枠体２１ａを載置する。そして、反射板格子枠体２１ａが分割する各区画にシンチレータ結晶２４を次々と挿入することで、単一のシンチレータ結晶層２Ａが形成される。なお、図１２において、反射板格子枠体２１を構成する反射板の枚数を省略している。以降の図においても、同様に反射板の枚数を省略するものとする。また、図１２，図１３は、ｚｘ平面の断面図であるが、実施例２においては、ｙｚ面の断面も同様の構成となっている。

　そして、さらに反射板格子枠体２１ｂをシンチレータ結晶層２Ａの上から載置し、反射板格子枠体２１ｂが分割する各区画にシンチレータ結晶２４を挿入することで、単一のシンチレータ結晶層２Ｂを形成する。この様に、次々とシンチレータ結晶層を順次形成することで、例えば４層のシンチレータ結晶層２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄが凹部２２ａの内部に形成される。この様にして、図１２（ｂ）に示すように、シンチレータ結晶は３次元的に配列される。

　次に、図１３（ａ）に示すように、フィルム２３の両端を容器２２の内側へ折りたたんでシンチレータ結晶層２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄを一体的に包んだ後、凹部２２ａからフィルム２３ごと取り出す。そして、凹部２２ａの内部に離型剤を塗布したあと、脱泡した熱硬化性樹脂２６を容器２２の凹部２２ａに流し込む。そして、図１３（ａ）に示すように、フィルム２３に包まれたシンチレータ結晶群を再び凹部２２ａに挿入し、シンチレータ結晶群を熱硬化性樹脂２６によって沈没させた後、フィルム２３の折りたたみを解除して、図１３（ｂ）に示すように、フィルム２３の端部を引くことでフィルム２３を凹部２２ａから取り出す。こうして、凹部２２ａには、熱硬化性樹脂２６に沈没したシンチレータ結晶群が残されることになる。続いて、熱硬化性樹脂２６を硬化させ、シンチレータ結晶群を取り出せば、シンチレータ結晶が３次元的に配列したシンチレータ２を得ることができる。なお、シンチレータ２のうち、隣接するシンチレータ結晶の間には、固化した固形樹脂が介在している。これが、上述の透過材ｔに相当する。

　＜積層工程、および蛍光検出器結合工程＞
　そして、完成したシンチレータ２に実施例１に係るライトガイド４とを接着剤で接着することにより、ｚ方向に積層させ、シンチレータ２とライトガイド４とを光学的に結合させる。このとき、ライトガイド４における樹脂ブロック４ｃの各々と、シンチレータ２におけるシンチレータ結晶ｄの各々とを１対１で結合させる。最後に、ＰＭＴ３の蛍光検出面とを接着剤で接着することにより、ｚ方向に積層させ、ライトガイド４とを光学的に結合させる。この工程によってライトガイド４はシンチレータ２で発した蛍光をＰＭＴ３に中継できるようになる。こうして、実施例２に係る放射線検出器は、完成となる。なお、ｚ方向は、本発明の所定方向に相当する。

　以上のように、実施例２に係る放射線検出器の製造方法によれば、ライトガイド４を研削する工程を経ずして放射線検出器が製造できる。ライトガイド４の閉塞端面７ｂに接する面と、整形部材９に接する面は、バリ部切り離し工程が終了した時点で平坦なものとなっている。したがって、ライトガイド４における上記両面を研磨するだけで放射線検出器に組み込んで使用することができる。つまり、実施例２に係る放射線検出器の製造方法によれば、ライトガイド製造工程における煩雑な研削工程を短縮されているので、放射線検出器の製造効率を向上させて安価な放射線検出器を提供することができる。

　この発明は、上記実施例に限られることなく、下記のように変形実施することができる。

　（１）上述した各実施例のいうシンチレータ結晶は、ＬＹＳＯで構成されていたが、本発明においては、その代わりに、ＧＳＯ（Ｇｄ_２ＳｉＯ_５）などのほかの材料でシンチレータ結晶を構成してもよい。本変形によれば、より安価な放射線検出器が提供できる放射線検出器の製造方法が提供できる。

　（２）上述した各実施例において、シンチレータには、シンチレータ結晶層が４層設けられていたが、本発明はこれに限らない。例えば、１層のシンチレータ結晶層で構成されるシンチレータを本発明に適応してもよい。その他、放射線検出器の用途に合わせて、自在にシンチレータ結晶層の層数を調節することができる。

　（３）上述した各実施例において、蛍光検出器は、ＰＭＴで構成されていたが、本発明はこれに限らない。ＰＭＴに代わって、フォトダイオードやアバランシェフォトダイオードなどを用いていもよい。

　（４）上述した各実施例において、第１平板、および第２平板は、蛍光を反射する反射材で構成されていたが、本発明はこれに限らない。第１平板の材質は、光を反射する材質、光を吸収する材質、または光を透過させる材質のうちのいずれか１つから選択されてよい。同様に、第２平板の材質は、光を反射する材質、光を吸収する材質、または光を透過させる材質のうちのいずれか１つから選択されてよい。本変形例によれば、放射線検出器の用途に合わせて第１平板、および第２平板の材質を自由に変更することが可能である。

　以上のように、本発明は、医療分野に使用される放射線検出器に適している。

Claims

　放射線検出器に備えられるとともに蛍光を透過させるライトガイドの製造方法において、
　第１方向に伸びるとともに前記第１方向と直交する第２方向に配列された複数の第１平板と、前記第２方向に伸びるとともに前記第１方向に配列された複数の第２平板とを互いに嵌合させて一体化させることにより格子状の平板枠体を形成する平板枠体製造工程と、
　鉛直方向に開口が備えられた型枠の前記開口に前記平板枠体をはめ込む平板枠体はめ込み工程と、
　前記開口に硬化前の硬化性樹脂を流し込む流し込み工程と、
　平面となっている底面を有する整形部材を前記型枠の前記開口に載置することにより、前記開口に満たされた硬化性樹脂の液面を前記底面で被覆し前記液面を平坦とするとともに、前記硬化性樹脂の一部を前記開口から溢出させ、前記整形部材の底面における側辺を覆う膨出部とする整形部材載置工程と、
　前記開口に満たされた前記硬化性樹脂を硬化させることにより、前記平板枠体が硬化後の固形樹脂に埋め込まれたライトガイドを形成するとともに、前記膨出部をも硬化させることにより、固形樹脂で構成されるバリ部とし、前記バリ部を介して前記ライトガイドと前記整形部材とを連接させる樹脂硬化工程と、
　前記整形部材を前記鉛直方向の上向きに持ち上げることにより前記ライトガイドを前記型枠から離型させる離型工程と、
　前記バリ部を前記ライトガイドから切り離すことにより、前記整形部材と前記ライトガイドとの連接を解除するバリ部切り離し工程とを備えたことを特徴とするライトガイドの製造方法。
　請求項１に記載のライトガイドの製造方法において、前記第１平板の材質は、光を反射する材質、光を吸収する材質、または光を透過させる材質のうちのいずれか１つから選択されることを特徴とするライトガイドの製造方法。
　請求項１または請求項２に記載のライトガイドの製造方法において、前記第２平板の材質は、光を反射する材質、光を吸収する材質、または光を透過させる材質のうちのいずれか１つから選択されることを特徴とするライトガイドの製造方法。
　請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のライトガイドの製造方法において、
　前記第１平板の各々と、前記第２平板の各々とには前記鉛直方向に沿った複数の溝が形成されており、
　前記平板枠体製造工程において、前記第１平板に形成された溝と、前記第２平板とに形成された溝とを嵌合させて前記平板枠体が形成されることを特徴とするライトガイドの製造方法。
　請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のライトガイドの製造方法において、
　前記整形部材の側端部には、前記底面から前記鉛直方向に向かって肉薄となるテーパ部が前記底面の側辺に隣接して備えられていることを特徴とするライトガイドの製造方法。
　請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のライトガイドを備えた放射線検出器の製造方法において、
　放射線を蛍光に変換するシンチレータ結晶を３次元的に配列してシンチレータを製造するシンチレータ製造工程と、
　前記シンチレータと、前記ライトガイドとを所定方向に積層してそれらを互いに結合させる積層工程と、
　前記ライトガイドと蛍光を検出する蛍光検出器とを前記所定方向から結合させる蛍光検出器結合工程とを備えることを特徴とする放射線検出器の製造方法。