JP6305710B2 - 検出器モジュール製造方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、検出器モジュール製造方法、検出器モジュール及び医用画像診断装置に関する。

従来、固体検出器は、被検体を透過したＸ線の強度を電気信号に変換する検出器として、多くのＸ線コンピュータ断層撮影（ＣＴ：Computed Tomography）装置に搭載されている。固体検出器は、Ｘ線の入射によりシンチレータ（scintillator）が発光したシンチレータ光をフォトダイオード（photodiode）により光電変換する検出器であり、複数の検出器モジュールにより構成される。

かかる検出器モジュールは、シンチレータアレイ（scintillator array）とフォトダイオードアレイ（photodiode array）とを光学的に接合することで製造される。一般的には、検出器モジュールは、シンチレータアレイとフォトダイオードアレイとを、ＵＶ（ultraviolet）硬化型接着剤等の液状接着剤で接着することで製造される。

しかし、接着剤で形成される接着層は、シンチレータアレイの反り等により、不均一となる場合がある。また、かかる製造方法は、接着剤を用いることにより、複雑な製造工程が必要となる。このため、かかる製造方法は、例えば、設備の機械障害による長時間の製造工程の停止（ドカ停）が発生したり、ランニングコストが増大したりする場合があった。このように、接着剤を用いた従来の製造方法は、歩留まりが低くなる場合がある。

特開平９−５４１６２号公報

本発明が解決しようとする課題は、歩留まりを向上することができる検出器モジュール製造方法、検出器モジュール及び医用画像診断装置を提供することである。

実施形態の検出器モジュール製造方法は、検出器モジュールを製造する方法である。検出器モジュールは、Ｘ線により発光するシンチレータアレイと、前記シンチレータアレイが発生した光を電気信号に変換するフォトダイオードアレイとが光学的に接合される。実施形態の検出器モジュール製造方法は、前記シンチレータアレイの各シンチレータと、前記フォトダイオードアレイの各フォトダイオードとが対向する位置となる位置決めを画像処理により行なう。そして、前記位置決めの結果に基づいて、前記シンチレータアレイと前記フォトダイオードアレイとを、両面に接着面を有する透明接着シートにより接着する。前記位置決めは、前記透明接着シートの一方の接着面と前記フォトダイオードアレイとを接着した後、前記シンチレータアレイを撮影した画像と、前記透明接着シート及び前記フォトダイオードアレイを撮影した画像とに基づいて行なわれる。前記シンチレータアレイは、前記位置決めの結果に基づいて、前記透明接着シートの他方の接着面と接着される。

図１は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成例を示す図である。 図２Ａは、図１に示す検出器の構成例を示す図（１）である。 図２Ｂは、図１に示す検出器の構成例を示す図（２）である。 図３Ａは、シンチレータアレイの製造方法の一例を示す図（１）である。 図３Ｂは、シンチレータアレイの製造方法の一例を示す図（２）である。 図３Ｃは、シンチレータアレイの製造方法の一例を示す図（３）である。 図３Ｄは、シンチレータアレイの製造方法の一例を示す図（４）である。 図４は、従来の検出器モジュール製造方法の一例を示す図である。 図５は、本実施形態に係る検出器モジュール製造方法の概要を示す図である。 図６は、図５に示す透明接着シートを説明するための図である。 図７Ａは、第１工程を説明するための図（１）である。 図７Ｂは、第１工程を説明するための図（２）である。 図８は、第２工程を説明するための図（１）である。 図９は、第２工程を説明するための図（２）である。 図１０Ａは、第２工程を説明するための図（３）である。 図１０Ｂは、第２工程を説明するための図（４）である。 図１０Ｃは、第２工程を説明するための図（５）である。 図１１Ａは、第２工程を説明するための図（６）である。 図１１Ｂは、第２工程を説明するための図（７）である。 図１１Ｃは、第２工程を説明するための図（８）である。 図１１Ｄは、第２工程を説明するための図（９）である。 図１２Ａは、第２工程を説明するための図（１０）である。 図１２Ｂは、第２工程を説明するための図（１１）である。 図１３Ａは、第２工程を説明するための図（１２）である。 図１３Ｂは、第２工程を説明するための図（１３）である。 図１４は、本実施形態に係る検出器モジュール製造方法で製造された検出器モジュールを示す図である。

以下、添付図面を参照して、検出器モジュール製造方法の実施形態を詳細に説明する。以下の実施形態で製造される検出器モジュールは、シンチレータアレイとフォトダイオードアレイとが光学的に接合される。シンチレータアレイは、Ｘ線により発光し、フォトダイオードアレイは、シンチレータアレイが発生した光を電気信号に変換する。

以下では、検出器モジュール製造方法により製造される検出器モジュールが搭載される医用画像診断装置が、Ｘ線コンピュータ断層撮影（ＣＴ：Computed Tomography）装置である場合を一例として説明する。

（実施形態）
まず、本実施形態に係る検出器モジュール製造方法により製造される検出器モジュールが搭載されるＸ線ＣＴ装置の構成について説明する。図１は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成例を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、架台装置１０と、寝台装置２０と、コンソール装置３０とを有する。

架台装置１０は、被検体ＰにＸ線を照射し、被検体Ｐを透過したＸ線の検出データから投影データを収集する装置であり、Ｘ線照射制御部１１と、Ｘ線発生装置１２と、検出器１３と、収集部１４と、回転フレーム１５と、架台駆動部１６とを有する。

回転フレーム１５は、後述するＸ線管１２ａを有するＸ線発生装置１２と検出器１３とを被検体Ｐの周囲で回転可能に支持する。回転フレーム１５は、Ｘ線発生装置１２と検出器１３とを被検体Ｐを挟んで対向支持し、後述する架台駆動部１６によって被検体Ｐを中心とした円軌道にて高速に回転する円環状のフレームである。

Ｘ線発生装置１２は、Ｘ線を発生し、発生したＸ線を被検体Ｐへ照射する装置であり、Ｘ線管１２ａと、ウェッジ１２ｂと、コリメータ１２ｃとを有する。

Ｘ線管１２ａは、Ｘ線を曝射する。具体的には、Ｘ線管１２ａは、後述するＸ線照射制御部１１により供給される高電圧により被検体ＰにＸ線ビームを発生する真空管である。Ｘ線管１２ａは、回転フレーム１５の回転にともない、Ｘ線ビームを被検体Ｐに対して曝射する。Ｘ線管１２ａは、ファン角及びコーン角を持って広がるＸ線ビームを発生する。

ウェッジ１２ｂは、Ｘ線管１２ａから曝射されたＸ線のＸ線量を調節するためのＸ線フィルタである。コリメータ１２ｃは、後述するＸ線照射制御部１１の制御により、ウェッジ１２ｂによってＸ線量が調節されたＸ線の照射範囲を絞り込むためのスリットである。

Ｘ線照射制御部１１は、高電圧発生部として、Ｘ線管１２ａに高電圧を供給する装置であり、Ｘ線管１２ａは、Ｘ線照射制御部１１から供給される高電圧を用いてＸ線を発生する。Ｘ線照射制御部１１は、Ｘ線管１２ａに供給する管電圧や管電流を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線量を調整する。また、Ｘ線照射制御部１１は、コリメータ１２ｃの開口度を調整することにより、Ｘ線の照射範囲（ファン角やコーン角）を調整する。

架台駆動部１６は、回転フレーム１５を回転駆動させることによって、被検体Ｐを中心とした円軌道上でＸ線発生装置１２と検出器１３とを旋回させる。

検出器１３は、Ｘ線管１２ａから曝射され被検体Ｐを透過したＸ線を検出する。具体的には、検出器１３は、２次元状に配列された検出素子により、Ｘ線管１２ａから曝射されて被検体Ｐを透過したＸ線を検出する。図１に示す検出器１３は、被検体Ｐを透過したＸ線の強度分布を示すＸ線強度分布データを出力する２次元アレイ型検出器（面検出器）である。検出器１３には、チャンネル方向（図１に示すＹ軸方向）に配列された複数の検出素子（検出素子列）が、被検体Ｐの体軸方向（図１に示すＺ軸方向）に沿って複数列配列される。体軸方向は、スライス方向とも呼ばれる。例えば、検出器１３は、被検体Ｐの体軸方向に沿って３２０列に配列された検出素子列を有し、被検体Ｐを透過したＸ線強度分布データを広範囲に検出する。

図２Ａ及び図２Ｂは、図１に示す検出器の構成例を示す図である。図２Ａに例示するように、検出器１３は、検出器モジュール１３０が複数配列された構成となる。図２Ａに例示する検出器１３は、検出器モジュール１３０が、チャンネル方向（図１中のＹ軸方向）にＮ列、体軸方向（図１中のＺ軸方向）にＭ列配置された面検出器である。また、検出器モジュール１３０は、図２Ｂに例示するように、シンチレータアレイ１３１とフォトダイオードアレイ１３２とが接着層を介して光学的に接合される。

シンチレータアレイ１３１は、反射材により複数の区画に分割されている。その結果、シンチレータアレイ１３１は、複数のシンチレータがチャンネル方向及び体軸方向に格子状に高密度で配列された構成となる。各区画のシンチレータは、入射したＸ線のエネルギーに応じた光量の光（シンチレータ光）を発生する。

フォトダイオードアレイ１３２は、複数のフォトダイオードがチャンネル方向及び体軸方向に格子状に高密度で基板上に配列されている。フォトダイオードアレイ１３２は、基板上に作成され基台に取り付けられる。各フォトダイオードは、受光した光のエネルギーに応じた電気信号を出力する。シンチレータアレイ１３１の各区画（各シンチレータ）と、フォトダイオードアレイ１３２の各フォトダイオードとは、対向する位置に配列される。これにより、対向する位置に配列されたシンチレータとフォトダイオードとは、光学的に接合され、１つの検出素子を形成する。上記の反射材は、シンチレータ光を遮光し、且つ、反射する材質により形成され、個々のシンチレータが発生した光が、対向する位置のフォトダイオードで効率的に受光されるために形成される。

ここで、シンチレータアレイ１３１の製造方法の一例について、図３Ａ〜Ｄを用いて説明する。図３Ａ〜Ｄは、シンチレータアレイの製造方法の一例を示す図である。まず、図３Ａに例示するように、シンチレータ部材が直方体状のブロックに切り出されたシンチレータブロックと反射材とが交互にチャンネル方向に複数配列される。シンチレータブロックと反射材とは、接着剤により固定される。

そして、図３Ｂに示すように、図３Ａの製造工程で製造された製造物に、チャンネル方向に平行な溝が、体軸方向に沿って複数形成される。そして、図３Ｃに示すように、図３Ｂの製造工程で形成された溝に、反射材が挿入される。例えば、図３Ｃでは、図３Ｂの製造工程で形成された溝に接着剤が注入された後に、反射材が挿入される。以下、図３Ｃの製造工程で製造された製造物を、シンチレータブロック１３１１と記載する。

そして、シンチレータブロック１３１１で溝が切り込まれた面は、研磨される。更に、シンチレータブロック１３１１で溝が切り込まれた面と反対側の面は、反射材が露出するように研磨加工により切り落とされる。これにより、図３Ｄに示すシンチレータアレイ１３１が製造される。なお、シンチレータアレイ１３１のＸ線入射面には、最終的に、白色ペイント等により反射層（表面リフレクター）が形成される。図３に例示する製造方法により製造されたシンチレータアレイ１３１には、反りが発生する場合がある。具体的には、反射材を接着剤により各区画のシンチレータと接着したことにより、シンチレータアレイ１３１には、溝が切り込まれた面と反対側の面（切り落とし面）が突出する反りが発生する場合がある。

なお、シンチレータアレイ１３１の製造方法は、図３Ａ〜Ｄに例示する製造方法に限定されるものではない。例えば、反射材は、接着剤を用いる必要のない、液状反射材が用いられる場合であっても良い。また、シンチレータアレイ１３１は、平板状のシンチレータ部材に格子状の溝を形成し、この格子状の溝に液状反射材を注入することで製造される場合であっても良い。

図１に戻って、収集部１４は、ＤＡＳ（data acquisition system）であり、検出器１３が検出したＸ線の検出データを収集して、投影データを生成する。例えば、収集部１４は、検出器１３により検出されたＸ線強度分布データに対して、増幅処理やＡ／Ｄ変換処理等を行なって投影データを生成し、生成した投影データを後述するコンソール装置３０に送信する。

寝台装置２０は、被検体Ｐを載せる装置であり、天板２２と、寝台駆動装置２１とを有する。天板２２は、被検体Ｐが載置される板である。寝台駆動装置２１は、後述するスキャン制御部３３の制御のもと、天板２２をＺ軸方向へ移動することにより、被検体Ｐを回転フレーム１５内（撮影空間内）に移動させる。

架台装置１０は、例えば、天板２２を移動させながら回転フレーム１５を回転させて被検体Ｐをらせん状にスキャンするヘリカルスキャンを実行する。又は、架台装置１０は、天板２２を移動させた後に被検体Ｐの位置を固定したままで回転フレーム１５を回転させて被検体Ｐを円軌道にてスキャンするコンベンショナルスキャンを実行する。又は、架台装置１０は、天板２２の位置を一定間隔で移動させてコンベンショナルスキャンを複数のスキャンエリアで行なうステップアンドシュート方式を実行する。

コンソール装置３０は、操作者によるＸ線ＣＴ装置の操作を受け付けるとともに、検出器１３が出力したデータを用いてＸ線ＣＴ画像データを生成する装置である。すなわち、コンソール装置３０は、架台装置１０によって収集された投影データからＸ線ＣＴ画像データを再構成する装置であり、入力装置３１と、表示装置３２と、スキャン制御部３３と、前処理部３４と、投影データ記憶部３５と、画像再構成部３６と、画像記憶部３７と、制御部３８とを有する。

入力装置３１は、Ｘ線ＣＴ装置の操作者が各種指示や各種設定の入力に用いるマウスやキーボード、ボタン、ペダル（フットスイッチ）等を有し、操作者から受け付けた指示や設定の情報を、制御部３８に転送する。

表示装置３２は、操作者が参照するモニタであり、制御部３８による制御のもと、Ｘ線ＣＴ画像データを操作者に表示したり、入力装置３１を介して操作者から各種指示や各種設定等を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したりする。

スキャン制御部３３は、後述する制御部３８の制御のもと、Ｘ線照射制御部１１、架台駆動部１６、収集部１４及び寝台駆動装置２１の動作を制御することで、架台装置１０における投影データの収集処理を制御する。

前処理部３４は、収集部１４によって生成された投影データに対して、チャンネル間の感度補正処理と、対数変換処理と、オフセット補正、感度補正及びビームハードニング補正等の補正処理とを行なって、補正済みの投影データを生成する。以下では、前処理部３４が生成する補正済みの投影データを再構成用投影データと記載する。

投影データ記憶部３５は、前処理部３４により生成された再構成用投影データを記憶する。画像再構成部３６は、投影データ記憶部３５が記憶する再構成用投影データを用いてＸ線ＣＴ画像データを再構成する。再構成方法としては、種々の方法があり、例えば、逆投影処理が挙げられる。また、逆投影処理としては、例えば、ＦＢＰ（Filtered Back Projection）法による逆投影処理が挙げられる。或いは、画像再構成部３６は、逐次近似法を用いて、Ｘ線ＣＴ画像データを再構成しても良い。

また、画像再構成部３６は、ヘリカルスキャンや、面検出器である検出器１３を用いたコンベンショナルスキャン、ステップアンドシュート方式のコンベンショナルスキャンにより収集された投影データを用いて、３次元Ｘ線ＣＴ画像データを再構成することができる。例えば、画像再構成部３６は、複数のアキシャル面の断層像データとして３次元Ｘ線ＣＴ画像データを再構成する。また、画像再構成部３６は、３次元Ｘ線ＣＴ画像データから、各種レンダリング処理を行なって、表示用の２次元画像データを生成する。画像記憶部３７は、画像再構成部３６が生成した各種画像データを記憶する。

制御部３８は、架台装置１０、寝台装置２０及びコンソール装置３０の動作を制御することによって、Ｘ線ＣＴ装置の全体制御を行う。具体的には、制御部３８は、スキャン制御部３３を制御することで、架台装置１０で行なわれるスキャンを制御する。また、制御部３８は、前処理部３４や、画像再構成部３６を制御することで、コンソール装置３０における画像再構成処理や画像生成処理を制御する。また、制御部３８は、画像記憶部３７が記憶する各種画像データを、表示装置３２に表示するように制御する。

以上、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の全体構成について説明した。かかる構成のもと、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、検出器１３が検出したデータを用いてＸ線ＣＴ画像データを生成する。ここで、上述したように、検出器１３は、複数の検出器モジュール１３０から構成され、各検出器モジュール１３０は、シンチレータアレイ１３１とフォトダイオードアレイ１３２とを光学的に接合することで製造される。図４は、従来の検出器モジュール製造方法の一例を示す図である。

従来の検出器モジュール製造方法では、図４に示すように、シンチレータアレイ１３１とフォトダイオードアレイ１３２とは、接着剤により接着される。かかる接着剤は、例えば、ＵＶ（ultraviolet）硬化型接着剤等の液状接着剤である。

しかし、接着剤で形成される接着層は、シンチレータアレイ１３１の反り等により、不均一となる場合がある。また、かかる製造方法は、接着剤を用いることにより、複雑な製造工程が必要となる。例えば、接着剤を用いる場合、接着前のシンチレータアレイ１３１とフォトダイオードアレイ１３２との間の距離（アレイ間距離）を一定の範囲にするための位置決め工程や、一定の範囲に位置決めされたアレイ間距離を保持する工程が必要となる。また、接着剤を用いる場合、例えば、接着剤の仮硬化及び本硬化を行なう工程や、余剰接着剤を除去する工程が必要となる。

このため、従来の製造方法は、例えば、設備の機械障害による長時間の製造工程の停止（ドカ停）が発生したり、ランニングコストが増大したりする場合があった。このように、従来の製造方法は、歩留まりが低くなる場合がある。

そこで、本実施形態に係る検出器モジュール１３０は、歩留まりを向上するために、以下の製造方法により製造される。図５は、本実施形態に係る検出器モジュール製造方法の概要を示す図である。本実施形態に係る検出器モジュール製造方法では、図５に示すように、シンチレータアレイ１３１とフォトダイオードアレイ１３２とを、両面に接着面を有する透明接着シート１３３により接着する。具体的には、透明接着シート１３３は、テープ式接着剤であり、例えば、ＯＣＡ（Optical Clear Adhesive）である。

本実施形態では、透明接着シート１３３を接着層とすることで、接着剤を用いる従来方法と比較して、シンチレータアレイ１３１とフォトダイオードアレイ１３２との間の距離を、透明接着シート１３３の厚みにより容易にコントロールできる。換言すると、本実施形態では、検出性能上、好適な厚みを有する透明接着シート１３３を製造又は購入するだけで、シンチレータアレイ１３１とフォトダイオードアレイ１３２との間の距離をコントロールすることができる。

例えば、本実施形態では、透明接着シート１３３の厚みは、シンチレータアレイ１３１とフォトダイオードアレイ１３２との間の距離が、検出器１３の性能上、最適な所定の範囲内となる厚みとされる。具体的には、本実施形態では、透明接着シート１３３の厚みは、反射材により複数の区画に分割されたシンチレータアレイ１３１の各区画のシンチレータが発生した光の略全てが、フォトダイオードアレイ１３２において対向する位置のフォトダイオードに入射する厚みとされる。接着層が厚い場合、シンチレータが発生した光が対向する位置のフォトダイオードとは別のフォトダイオードにて受光される可能性がある。本実施形態では、かかる可能性が略無い厚みの透明接着シート１３３を用いることで、検出器モジュール１３０の検出特性を安定化することができる。

また、図３Ａ〜Ｄに例示した製造方法によりシンチレータアレイ１３１に反りが発生している場合、個々の検出器モジュール１３０の検出特性にばらつきが生じ、画質が低下する。また、シンチレータアレイ１３１に反りが発生している場合、散乱線の発生によりアーチファクトが発生し、画質が低下する。しかし、本実施形態では、透明接着シート１３３でシンチレータアレイ１３１とフォトダイオードアレイ１３２とを接着することで、シンチレータアレイ１３１の反りを、ある程度矯正することができ、個々の検出器モジュール１３０の検出特性が均一となり、更に、散乱線の発生が軽減して、画質を向上させることができる。また、本実施形態に係る製造方法は、透明接着シート１３３を貼るという簡易な方法であるため、設備や工程も簡素化でき、コストを削減することができる。このようなことから、本実施形態では、検出器モジュール１３０の製造における歩留まりが向上する。

以下、本実施形態に係る検出器モジュール製造方法の具体例について説明する。本製造方法は、第１工程と第２工程との２つの工程に大別される。本実施形態に係る第１工程では、フォトダイオードアレイ１３２と透明接着シート１３３の一方の接着面とが接着される。本実施形態に係る第２工程では、シンチレータアレイ１３１と透明接着シート１３３の他方の接着面とが接着される。

まず、透明接着シート１３３について、図６を用いて説明する。図６は、図５に示す透明接着シートを説明するための図である。透明接着シート１３３は、図６に示すように、両面の接着面が剥離シート１３３ａ及び剥離シート１３３ｂにより保護されている。剥離シート１３３ａが剥離されることで、透明接着シート１３３の一方の接着面が露出し、剥離シート１３３ｂが剥離されることで、透明接着シート１３３の他方の接着面が露出する。剥離シート１３３ａ及び剥離シート１３３ｂは、例えば、セロハンテープを用いて手動で容易に剥がすことができる。透明接着シート１３３は、「剥離シート１３３ａ及び剥離シート１３３ｂで両面の接着面が保護された状態」、「剥離シート１３３ａが剥がされて一方の接着面が露出し、他方の接着面が剥離シート１３３ｂで保護された状態」、「剥離シート１３３ｂが剥がされて一方の接着面が露出し、他方の接着面が剥離シート１３３ａで保護された状態」及び「剥離シート１３３ａ及び剥離シート１３３ｂが剥がされて両面の接着面が露出した状態」のいずれかの状態となる。

次に、第１工程について、図７Ａ及びＢを用いて説明する。図７Ａ及びＢは、第１工程を説明するための図である。

第１工程では、フォトダイオードアレイ１３２と、透明接着シート１３３の一方の接着面とが接着される。例えば、第１工程では、作業者は、図７Ａに示すように、セロハンテープを剥離シート１３３ａの端部に貼り、セロハンテープを持ち上げることで、剥離シート１３３ａを剥がす。そして、作業者は、剥離シート１３３ａが剥離されることで露出した接着面とフォトダイオードアレイ１３２とを貼りあわせる。この際、作業者は、フォトダイオードアレイ１３２の基板と、基板と略同じ大きさにトリミングされた透明接着シート１３３とが正対するように貼り合わせを行なう。

これにより、図７Ｂに示すように、フォトダイオードアレイ１３２と透明接着シート１３３との貼り付けが完了する。後述する第２工程では、剥離シート１３３ｂを透明接着シート１３３から剥離して露出した接着面とシンチレータアレイ１３１との接着が行なわれる。

なお、第１工程は、作業者が目視により手動で行なっても良いが、作業効率を上げるため、第１工程用に作製された「治具（貼り合わせ治具）」を用いて行なわれても良い。この貼り合わせ治具は、例えば、「被貼付側」のステージと、「貼付側」のステージとを有し、「貼付側」のステージが、回転移動により、「被貼付側」のステージと密着するように構成される。また、「被貼付側」のステージには、フォトダイオードアレイ１３２の基台を固定可能なアタッチメントが設けられ、「貼付側」のステージには、透明接着シート１３３を固定可能なアタッチメントが設けられる。これら２つのアタッチメントの位置は、「貼付側」のステージが回転移動して「被貼付側」のステージと密着した場合に、フォトダイオードアレイ１３２の基板と、基板と略同じ大きさにトリミングされた透明接着シート１３３とが正対するように調整されている。

作業者は、「被貼付側」のステージに、フォトダイオードアレイ１３２をセットし、「貼付側」のステージに透明接着シート１３３をセットする。そして、作業者は、例えば、透明接着シート１３３の剥離シート１３３ａを剥離する。そして、作業者は、「貼付側」のステージを「被貼付側」のステージに向かって回転移動する。そして、作業者は、「貼付側」のステージを「被貼付側」のステージに対して若干の力を加えて圧着する。これにより、第１工程が完了する。

或いは、第１工程は、作業効率を更に上げるため、「貼り合わせ装置」を用いて半自動的又は自動的に行なわれても良い。例えば、貼り合わせ装置は、吸引により透明接着シート１３３をパッドに吸着する。そして、例えば、貼り合わせ装置又は作業者は、透明接着シート１３３の剥離シート１３３ａを剥離する。そして、例えば、貼り合わせ装置は、フォトダイオードアレイ１３２が配置されたステージを移動して、透明接着シート１３３で露出された接着面に押し付ける。これにより、第１工程が完了する。なお、パッドの位置とステージの位置とは、透明接着シート１３３が吸着される吸着面と、フォトダイオードアレイ１３２の基板とが正対するように調整される。

次に、第２工程について、図８、図９、図１０Ａ〜Ｃ、図１１Ａ〜Ｄ、図１２Ａ〜Ｂ及び図１３Ａ〜Ｂを用いて説明する。図８、図９、図１０Ａ〜Ｃ、図１１Ａ〜Ｄ、図１２Ａ〜Ｂ及び図１３Ａ〜Ｂは、第２工程を説明するための図である。

第２工程では、図８に示すように、フォトダイオードアレイ１３２と接着した透明接着シート１３３の他方の接着面と、シンチレータアレイ１３１とが接着される。

シンチレータアレイ１３１と透明接着シート１３３とを接着する第２工程では、フォトダイオードアレイ１３２の各フォトダイオードとシンチレータアレイ１３１の各区画のシンチレータとが対向する位置となるように、位置決めを行なう必要がある。第２工程を手動により行なう場合、作業者は、フォトダイオードアレイ１３２と接着された透明接着シート１３３から剥離シート１３３ｂを剥がして、接着面を露出させる。そして、作業者は、目視により位置決めを行なった後、シンチレータアレイ１３１を、透明接着シート１３３の接着面にマウントする。

或いは、第２工程は、作業効率を上げるため、画像処理を用いた位置決めにより行なわれても良い。かかる第２工程は、例えば、図９に示す治具（マウント治具）を用いた画像処理により行われる。図９に示すマウント治具は、フォトダイオードアレイ１３２の各フォトダイオードと、シンチレータアレイ１３１の各シンチレータとが対向する位置となる位置決めを画像処理により行なうための装置である。図９に示すマウント治具は、位置決めの結果に基づいて、シンチレータアレイ１３１とフォトダイオードアレイ１３２とを、透明接着シート１３３により接着する。

本実施形態では、第１工程で透明接着シート１３３の一方の接着面とフォトダイオードアレイ１３２とが接着されている。このため、図９に示すマウント治具は、第１工程の後に、シンチレータアレイ１３１を撮影した画像と、透明接着シート１３３及びフォトダイオードアレイ１３２を撮影した画像とに基づいて位置決めを行なう。そして、図９に示すマウント治具により、シンチレータアレイ１３１は、位置決めの結果に基づいて、透明接着シート１３３の他方の接着面と接着される。

マウント治具は、図９に示すように、光学カメラ、ステージ及び吸着パッド等を有する。ステージは、光学カメラの直下と吸着パッドの直下との間を左右方向に移動可能である。ステージには、シンチレータアレイ１３１や、フォトダイオードアレイ１３２がセットされる。光学カメラは、ステージにセットされたシンチレータアレイ１３１や、ステージにセットされた透明接着シート１３３及びフォトダイオードアレイ１３２の画像を撮影する。光学カメラは、ＰＣ（Personal Computer）等の画像処理装置（図示せず）に接続され、光学カメラで撮影された画像は、画像処理装置のモニタに表示される。また、吸着パッドは、上下方向に移動可能である。

吸着パッドは、下方向に移動して、直下に移動されたステージにセットされている吸着対象物を吸着する。そして、吸着パッドは、上方向に移動して、吸着した吸着対象物をステージから取り外す。なお、光学カメラによる撮影、ステージの移動、吸着パッドの移動及び吸着パッドによる吸着等の動作は、画像処理装置によって制御される。具体的には、マウント治具の動作は、画像処理装置を操作する作業者の指示に基づいて制御される。

作業者は、まず、図１０Ａに示すように、シンチレータアレイ１３１をステージにセットする。そして、図１０Ｂに示すように、光学カメラは、ステージにセットされたシンチレータアレイ１３１を撮影する。これにより、画像処理装置のモニタには、反射材により格子状に配列されたシンチレータの配列パターンが描出された画像が表示される。

そして、図１０Ｃに示すように、ステージ上でシンチレータアレイ１３１の位置決めが行なわれる。例えば、画像処理装置は、シンチレータアレイ１３１とフォトダイオードアレイ１３２とが対向する位置となる絶対座標を記憶する。かかる絶対座標は、検出器モジュール１３０の規格と、マウント治具の座標系とにより決定される。画像処理装置は、この絶対座標に基づいて、位置決めを行なうための格子パターンをモニタに表示する。作業者は、モニタに表示された格子パターンと画像に描出された格子パターンとが一致するように、ステージの位置を微調整する。或いは、画像処理装置は、画像に描出された格子パターンを画像処理により抽出して、抽出した格子パターンと、絶対座標に基づく格子パターンとが一致するように、ステージの位置を微調整する。

これにより、ステージ上でのシンチレータアレイ１３１の位置決めが終了し、画像処理装置は、図１０Ｃに示すように、作業者の指示により、ステージを吸着側（吸着パッドの直下）に移動する。すなわち、画像処理装置は、位置決めされた状態のステージ上のシンチレータアレイ１３１を左方向に平行移動する。そして、画像処理装置は、図１０Ｃに示すように、作業者の指示により、吸着パッドを降下して、シンチレータアレイ１３１を吸着し、吸着パッドを上方向に移動する。すなわち、吸着パッドは、位置決めされた状態のシンチレータアレイ１３１を上方向に平行移動する。

その後、画像処理装置は、作業者の指示により、再度、ステージを光学カメラ側に移動する。そして、作業者は、フォトダイオードアレイ１３２と接着された透明接着シート１３３から剥離シート１３３ｂを剥がす。そして、作業者は、図１１Ａに示すように、フォトダイオードアレイ１３２をステージにセットする。そして、図１１Ｂに示すように、光学カメラは、ステージにセットされた透明接着シート１３３及びフォトダイオードアレイ１３２を撮影する。これにより、画像処理装置のモニタには、格子状に配列されたフォトダイオードの配列パターンが描出された画像が表示される。

そして、図１１Ｃに示すように、ステージ上でフォトダイオードアレイ１３２の位置決めが行なわれる。例えば、作業者は、上述したように、モニタに表示された格子パターンと画像に描出された格子パターンとが一致するように、ステージの位置を微調整する。或いは、画像処理装置は、画像に描出された格子パターンを画像処理により抽出して、抽出した格子パターンと、絶対座標に基づく格子パターンとが一致するように、ステージの位置を微調整する。

これにより、ステージ上でのフォトダイオードアレイ１３２の位置決めが終了し、画像処理装置は、図１１Ｃに示すように、作業者の指示により、ステージを吸着側（吸着パッドの直下）に移動する。すなわち、画像処理装置は、位置決めされた状態のステージ上の透明接着シート１３３及びフォトダイオードアレイ１３２を左方向に平行移動する。そして、画像処理装置は、図１１Ｃに示すように、作業者の指示により、吸着パッドを降下して、フォトダイオードアレイ１３２に貼り付けられた透明接着シート１３３の他方の接着面に、シンチレータアレイ１３１を圧着させる。すなわち、吸着パッドは、ステージ上で位置決めされた状態のフォトダイオードアレイ１３２に向かって、位置決めされた状態のシンチレータアレイ１３１を下方向に平行移動する。

これにより、シンチレータアレイ１３１は、透明接着シート１３３に接着される。なお、図１１Ｄに示すように、作業者は、吸着パッドによりシンチレータアレイ１３１がフォトダイオードアレイ１３２に圧着された状態で、回転ローラにより、吸着パッドの周辺を軽く押さえておいても良い。

そして、画像処理装置は、作業者の指示により、吸着パッドを上方向に移動する。そして、作業者は、マウント治具からシンチレータアレイ１３１とフォトダイオードアレイ１３２とが透明接着シート１３３を介して積層された構造体を取り出す。これにより、第２工程の主な工程が終了する。このように、本実施形態では、接着層である透明接着シート１３３を一方の接着対象物に貼り付けた状態で、画像処理を用いた位置決めを行なうことができ、第２工程を簡易に実行することができる。

なお、図１０Ａ〜Ｃ及び図１１Ａ〜Ｄでは、マウント治具及び画像処理装置を用いた位置決めが、シンチレータアレイ１３１の配列パターンを撮影した画像と、フォトダイオードアレイ１３２の配列パターンを撮影した画像とに基づいて行なわれる場合について説明した。この方法は、図１２Ａに示すように、正面入射型であるフォトダイオードアレイ１３２を光学カメラにより撮影することを前提とした方法である。正面入射型の場合、フォトダイオードが受光面に配列され、受光面の下に電極等が形成されることから、フォトダイオードアレイ１３２の配列パターンは、光学カメラにより撮影可能である。

しかし、図１２Ｂに示すように、フォトダイオードアレイ１３２が裏面入射型（裏面取り出し方式）である場合、受光面に電極等が形成され、フォトダイオードは、受光面の下（裏側）に配列される。このことから、裏面入射型のフォトダイオードアレイ１３２の配列パターンは、光学カメラにより撮影することができない。しかし、図１２Ｂに示すように、裏面入射型のフォトダイオードアレイ１３２の配列パターンは、例えば、赤外カメラを用いて撮影することができる。かかる場合、マウント治具に光学カメラに加えて赤外カメラを設置する必要があり、更なる設備投資が必要となる。

そこで、本実施形態では、フォトダイオードアレイ１３２が裏面入射型である場合、マウント治具及び画像処理装置を用いた位置決めは、シンチレータアレイ１３１の配列パターンを撮影した画像と、フォトダイオードアレイ１３２に接着された透明接着シート１３３に付与された模様を撮影した画像とに基づいて行なわれる。

裏面入射型を用いる場合の変形例では、例えば、図１３Ａに示すように、透明接着シート１３３に格子パターンが印刷されたシート１３３Ａが用いられる。この格子パターンは、上述した格子パターンに対応する模様である。裏面入射型のフォトダイオードアレイ１３２には、図１３Ｂに示すように、シート１３３Ａが貼り付けられる。光学カメラは、ステージにセットされた透明接着シート１３３及びフォトダイオードアレイ１３２を撮影する。これにより、図１３Ｂに示すように、位置決めに利用可能な格子パターンが描出された画像を撮影することができる。

なお、裏面入射型でも、光学カメラを用いた位置決めが可能なように、例えば、シンチレータアレイ１３１の接着側の面の四隅に凹状の窪みを形成し、シンチレータアレイ１３１に接着される透明接着シート１３３の接着面の四隅に凸状の突起を形成しても良い。

このように、透明接着シート１３３に模様等を付与することで、フォトダイオードアレイ１３２が裏面取り出し方式であっても、赤外カメラ等の特殊な設備を用いることなく、シンチレータアレイ１３１とフォトダイオードアレイ１３２との位置決めを行なうことができ、コストの削減を行なうことができる。

図１４は、本実施形態に係る検出器モジュール製造方法で製造された検出器モジュールを示す図である。

上述した第１工程及び第２工程が行なわれることで、図１４に例示する検出器モジュール１３０が製造される。図１４に例示する検出器モジュール１３０は、例えば、図２に例示するように、チャンネル方向及び体軸方向（スライス方向）に配列され、検出器１３とされる。かかる検出器１３は、図１に例示するＸ線ＣＴ装置に組み込まれ、Ｘ線ＣＴ画像データの生成に用いられる。なお、上述した第１工程、第２工程及び第３工程では、表面リフレクター付きのシンチレータアレイ１３１を用いるか、表面リフレクター無しのシンチレータアレイ１３１を用いて最後に表面リフレクターを形成するかは、製造方法に応じて適宜決定される。

上述したように、本実施形態では、シンチレータアレイ１３１とフォトダイオードアレイ１３２とを光学的に接合する接着層として、透明接着シート１３３を用いる。本実施形態では、透明接着シート１３３を用いることにより、接着剤を用いる従来方法と比較して、アレイ間距離を容易にコントロールでき、また、貼り付け工程で発生する気泡や、シンチレータアレイ１３１の反りを簡易に抑制することができる。

また、従来方法では、接着剤注入前には、アレイ間距離を確保した状態での位置決め工程及びアレイ間距離維持工程が必要となり、接着剤注入後には、余剰接着剤の除去工程、ＵＶ照射による接着剤硬化工程が必要となる。一方、本実施形態に係る方法では、アレイ間距離維持工程、余剰接着剤の除去工程及び硬化工程が不要となる。更に、本実施形態に係る方法では、位置決め工程を一方の接着対象物に透明接着シートを貼り付けた状態で行なえることから、位置決め工程を簡易に行なうことができる。

また、本実施形態に係る方法では、気泡及び反りを容易に抑制可能であることから、検出器モジュール１３０の検出特性を安定化させて、画質を安定化させることができる。従って、本実施形態に係る方法では、不良品の発生率を低く押さえることができ、歩留まりを向上することができる。

また、本実施形態で用いられるＯＣＡ等は、ＵＶ硬化型の接着剤と比較して安価であり、また、本実施形態に係る方法は、従来方法と比較して、少ない工程数で簡易に検出器モジュール１３０を製造可能であることから、製造に要する時間を低減可能である。また、本実施形態に係る方法は、製造に要する時間を低減可能であることから、製造工程に要する人員を少なくすることも可能である。従って、本実施形態に係る方法では、製造コストを低減することができる。

なお、上記の実施形態で説明した検出器モジュール製造方法は、例えば、Ｘ線診断装置の検出器モジュールの製造方法としても適用可能である。また、上記の実施形態で説明した検出器モジュール製造方法は、ガンマ線で効率的に発光するシンチレータ部材から製造されたシンチレータアレイ１３１を用いることで、核医学イメージング装置の検出器モジュールの製造方法としても適用可能である。

また、上記の実施形態において説明した各処理のうち、自動的に行なわれるものとして説明した処理の全部または一部を手動的に行なうこともでき、或いは、手動的に行なわれるものとして説明した処理の全部又は一部を公知の方法で自動的に行なうこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。

以上、説明したとおり、本実施形態によれば、歩留まりを向上することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１３１ シンチレータアレイ
１３２ フォトダイオードアレイ
１３３ 透明接着シート

Claims (3)

1. Ｘ線により発光するシンチレータアレイと、前記シンチレータアレイが発生した光を電気信号に変換するフォトダイオードアレイとが光学的に接合された検出器モジュールを製造する検出器モジュール製造方法であって、
   前記シンチレータアレイの各シンチレータと、前記フォトダイオードアレイの各フォトダイオードとが対向する位置となる位置決めを画像処理により行ない、
   前記位置決めの結果に基づいて、前記シンチレータアレイと前記フォトダイオードアレイとを、両面に接着面を有する透明接着シートにより接着し、
   前記位置決めは、前記透明接着シートの一方の接着面と前記フォトダイオードアレイとを接着した後、前記シンチレータアレイを撮影した画像と、前記透明接着シート及び前記フォトダイオードアレイを撮影した画像とに基づいて行なわれ、
   前記シンチレータアレイは、前記位置決めの結果に基づいて、前記透明接着シートの他方の接着面と接着されることを特徴とする検出器モジュール製造方法。
2. 前記フォトダイオードアレイが正面入射型である場合、
   前記位置決めは、前記シンチレータアレイの配列パターンを撮影した画像と、前記フォトダイオードアレイの配列パターンを撮影した画像とに基づいて行なわれることを特徴とする請求項１に記載の検出器モジュール製造方法。
3. 前記フォトダイオードアレイが裏面入射型である場合、
   前記位置決めは、前記シンチレータアレイの配列パターンを撮影した画像と、前記フォトダイオードアレイに接着された前記透明接着シートに付与された模様を撮影した画像とに基づいて行なわれることを特徴とする請求項１に記載の検出器モジュール製造方法。

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