放射線検出装置
【課題】放射線検出器を稠密に配置した場合でも不感領域を低減することができる放射線検出装置を提供する。
【解決手段】放射線検出装置は、基板２０を挟む半導体素子１０間の距離をＸＧ１、一の放射線検出器１の半導体素子１０から、当該半導体素子１０に対向し、一の放射線検出器１に隣接する他の放射線検出器１の半導体素子１０までの距離をＸＧ２、Ｙ方向に配列している半導体素子１０間の距離をＹＧ１、半導体素子ピッチ１１０の横ピッチをａ、縦ピッチをｂ、半導体素子１０の放射線が入射する面の幅をｃ、長さをｄ、半導体素子１０の両端部に位置する素子内ピクセル領域１０ａの長さをｅ、複数の半導体素子１０の両端部に位置する素子内ピクセル領域１０ａに挟まれる複数の素子内ピクセル領域１０ａの長さをｆとした場合に、
ｃ＝ａ−（ＸＧ１＋ＸＧ２）／２
ｄ＝ｂ−ＹＧ１＝２ｅ＋（ｎ−２）ｆ
ｅ＝ｂ／ｎ−ＹＧ１／２
ｆ＝ｂ／ｎの関係を満たす。
【解決手段】放射線検出装置は、基板２０を挟む半導体素子１０間の距離をＸＧ１、一の放射線検出器１の半導体素子１０から、当該半導体素子１０に対向し、一の放射線検出器１に隣接する他の放射線検出器１の半導体素子１０までの距離をＸＧ２、Ｙ方向に配列している半導体素子１０間の距離をＹＧ１、半導体素子ピッチ１１０の横ピッチをａ、縦ピッチをｂ、半導体素子１０の放射線が入射する面の幅をｃ、長さをｄ、半導体素子１０の両端部に位置する素子内ピクセル領域１０ａの長さをｅ、複数の半導体素子１０の両端部に位置する素子内ピクセル領域１０ａに挟まれる複数の素子内ピクセル領域１０ａの長さをｆとした場合に、
ｃ＝ａ−（ＸＧ１＋ＸＧ２）／２
ｄ＝ｂ−ＹＧ１＝２ｅ＋（ｎ−２）ｆ
ｅ＝ｂ／ｎ−ＹＧ１／２
ｆ＝ｂ／ｎの関係を満たす。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線検出装置に関する。特に、本発明は、γ線、Ｘ線等の放射線を検出するエッジオン型の放射線検出器を用いる放射線検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の放射線検出器として、複数のコモン電極板と、複数の半導体セルと、複数の電極板とを、コモン電極板、半導体セル、電極板、半導体セル、コモン電極板・・・のように積層させた積層体を２つのフレームの間に設け、一方のフレームと他方のフレームとをピンで固定することにより構成される放射線検出器が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１に記載の放射線検出器は、横方向に隣接する一対の半導体セルがコモン電極板を共有するので、放射線を検出できない領域を従来より減少させることができ、放射線の検出効率を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６２３６０５１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に係る放射線検出器は、コモン電極板、半導体セル等の複数の構成部材を積層させて放射線検出装置が構成されることから、構成部材を積み重ねるごとに各構成部材が有する寸法誤差が加算されるので、複数の半導体セルを高密度で並べつつ、放射線を検出することのできない領域（例えば、コモン電極板が存在する領域等）を低減させることは困難である。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、放射線検出器を稠密に配置した場合でも、放射線を検出することのできない領域を低減することができる放射線検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するため、放射線を検出可能な複数の半導体素子が固定される基板を有するエッジオン型の放射線検出器を備える放射線検出装置であって、複数の半導体素子それぞれが、放射線が入射する面に複数の素子内ピクセル領域を有し、平面視にてＸ方向と、Ｘ方向に直交するＹ方向とを規定した場合に、複数の放射線検出器それぞれの基板が平行になる配置で複数の放射線検出器がＸ方向に沿って配列され、複数の放射線検出器のそれぞれが、基板の一方の面及び他方の面のそれぞれにＹ方向に配列する複数の半導体素子を有し、基板を挟んで設けられる半導体素子間の距離をＸＧ１、一の放射線検出器の半導体素子から、当該半導体素子に対向し、一の放射線検出器に隣接する他の放射線検出器の半導体素子までの距離をＸＧ２とし、Ｙ方向に配列している半導体素子間の距離をＹＧ１とし、放射線検出器が用いられる所定のピクセルピッチの横ピッチをａ、縦ピッチをｂとし、複数の半導体素子それぞれの放射線が入射する面の幅をｃ、長さをｄとし、複数の半導体素子それぞれの複数の素子内ピクセル領域のうち、複数の半導体素子それぞれの両端部に位置する素子内ピクセル領域の長さをそれぞれｅ、複数の半導体素子それぞれの両端部に位置する素子内ピクセル領域に挟まれる複数の素子内ピクセル領域のそれぞれの長さをｆとした場合に、
ｃ＝ａ−（ＸＧ１＋ＸＧ２）／２
ｄ＝ｂ−ＹＧ１＝２ｅ＋（ｎ−２）ｆ
ｅ＝ｂ／ｎ−ＹＧ１／２
ｆ＝ｂ／ｎ （ただし、ｎは正の整数）の関係を満たす放射線検出装置が提供される。
【０００８】
また、上記放射線検出装置において、放射線検出器上に設置可能なマッチドコリメーターのセプタ幅をＣｄとした場合に、
Ｃｄ≧ＸＧ１
Ｃｄ≧ＸＧ２
の関係を満たすことが好ましい。
【０００９】
また、上記放射線検出装置において、ＸＧ１＝ＸＧ２の関係を満たすことが好ましい。
【００１０】
また、上記放射線検出装置において、ＸＧ１＝ＸＧ２＝ＹＧ１の関係を満たすことが好ましい。
【００１１】
また、上記放射線検出装置において、複数の半導体素子のそれぞれが、放射線が入射する面に垂直な一の面に（ｎ−１）個の溝を有すると共に、複数の溝間、及び一の面の反対側の面に電極を有することにより、ｎ個の素子内ピクセル領域が構成されることができる。
【００１２】
また、上記放射線検出装置において、複数の半導体素子のそれぞれが、基板の一方の面及び他方の面に、基板を対称面として設けられることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る放射線検出装置によれば、放射線検出器を稠密に配置した場合でも、放射線を検出することのできない領域を低減することができる放射線検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る放射線検出器の斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る半導体素子の斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る放射線検出装置の斜視図である。
【図４】本実施の形態に係る複数の放射線検出器が配列した状態の概要図である。
【図５】本実施の形態に係る放射線検出器上にマッチドコリメーターを備え付けた場合の模式的な上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態に係る放射線検出器の斜視図の概要を示す。
【００１６】
（放射線検出器１の構成の概要）
本実施の形態に係る放射線検出器１は、γ線、Ｘ線等の放射線を検出可能な複数の半導体素子１０が固定された基板２０を有し、カード型の形状を呈する放射線検出器である。図１において放射線１００は、紙面の上方から下方に沿って入射してくる。すなわち、放射線１００は、放射線検出器１の半導体素子１０からカードホルダ３０及びカードホルダ３１に向かう方向に沿って伝搬して放射線検出器１に到達する。そして、放射線検出器１は、半導体素子１０の側面（つまり、図１の上方に面している面）に放射線１００が入射する。したがって、半導体素子１０の側面が放射線１００の入射面となっている。このように、半導体素子１０の側面を放射線１００の入射面とする放射線検出器を、本実施の形態ではエッジオン型の放射線検出器と称する。
【００１７】
なお、放射線検出器１は、特定の方向（例えば、放射線検出器１に向かう方向）に沿って伝搬してくる放射線１００が通過する複数の開口を有するコリメータ（例えば、マッチドコリメーター、ピンホールコリメーター等）を介して放射線１００を検出する複数の放射線検出器１が並べられて構成される放射線検出装置用の放射線検出器１として用いることができる。
【００１８】
図１を参照すると、放射線検出器１は、放射線１００を検出可能な一対の半導体素子１０と、薄い基板２０と、一対の半導体素子１０の隣接部分にて基板２０を挟み込むことにより基板２０を支持するカードホルダ３０及びカードホルダ３１とを備える。そして、本実施の形態においては、一対の半導体素子１０が４組、基板２０を挟み込む位置において基板２０に固定される。すなわち、各組の一対の半導体素子１０は、基板２０の一方の面と他方の面とのそれぞれに基板２０を対称面として対称の位置に固定される。
【００１９】
また、基板２０はカードホルダ３０とカードホルダ３１とに挟み込まれて支持される。カードホルダ３０とカードホルダ３１とはそれぞれ同一形状を有して形成され、カードホルダ３０が有する溝付穴３４にカードホルダ３１が有する突起部３６が嵌め合うと共に、カードホルダ３１が有する溝付穴３４（図示しない）にカードホルダ３０が有する突起部３６（図示しない）が嵌め合うことにより基板２０を支持する。
【００２０】
また、弾性部材実装部３２及び凹部３２ａは、複数の放射線検出器１を支持する放射線検出器立てに放射線検出器１が挿入された場合に、放射線検出器１を放射線検出器立てに押し付けて固定する弾性部材が設けられる部分である。なお、放射線検出器立てはカードエッジ部２９が挿入されるコネクタを有しており、放射線検出器１は、カードエッジ部２９がコネクタに挿入され、コネクタとパターン２９ａとが電気的に接続することにより外部の電気回路としての制御回路、外部からの電源線、グランド線等に電気的に接続される。
【００２１】
また、放射線検出器１は、一対の半導体素子１０の基板２０の反対側に、各半導体素子１０の電極パターンと複数の基板端子２２とのそれぞれを電気的に接続する配線パターン（なお、半導体素子１０の基板２０の反対側の素子表面の電極パターン、及びフレキシブル基板４０の半導体素子１０側の配線パターンは図示しない）を有するフレキシブル基板４０を更に備える。
【００２２】
フレキシブル基板４０は、一対の半導体素子１０の一方の半導体素子１０側、及び他方の半導体素子１０側の双方に設けられる（なお、本実施の形態においては、４組の一対の半導体素子１０の一方の半導体素子１０側のそれぞれと、他方の半導体素子１０側のそれぞれとの双方に、フレキシブル基板４０がそれぞれ設けられる）。そして、フレキシブル基板４０の複数の配線パターンの一端はそれぞれ、カードホルダ３０及びカードホルダ３１の複数のフレキリード結合部のそれぞれにおいて基板端子２２に電気的に接続する。具体的に、フレキシブル基板４０の配線パターンの一方の端は、半導体素子１０の素子表面に導電性接着剤等で接続される。そして、当該配線パターンの他方の端は、基板端子２２の端子表面に導電性接着剤等を用いて電気的に接続される。なお、基板端子２２は基板２０の表面に設けられており、基板２０の配線パターンに電気的に接続されている。
【００２３】
（基板２０の詳細）
基板２０は、金属導体等の導電性材料からなる導電性薄膜（例えば、銅箔）が表面に形成された薄肉基板（例えば、ＦＲ４等のガラスエポキシ基板）を、ソルダーレジスト等の絶縁材料からなる絶縁層で挟んで可撓性を有して形成される。なお、基板２０は、一例として、幅広の方向、すなわち長手方向は４０ｍｍ程度の長さを有して形成される。そして、基板２０は、幅広の部分の端部から幅が狭くなっている部分の端部までの短手方向において、２０ｍｍ程度の長さを有して形成される。ここで、基板２０は放射線を検出できない領域であるので、一対の半導体素子１０によって挟まれる基板２０の領域は不感領域になる。よって、基板２０の厚さは、薄いことが好ましい。具体的に、基板２０は、０．４ｍｍ以下の厚さを有することが好ましい。本実施の形態では、一例として、基板２０は、０．２ｍｍの厚さを有する。
【００２４】
また、基板２０は、半導体素子１０の電極パターンに電気的に接続する第１の配線パターンを有する。第１の配線パターンは、カードエッジ部２９のパターン２９ａに電気的に接続するように形成される。更に、基板２０は、基板端子２２とカードエッジ部２９のパターン２９ａとを電気的に接続する第２の配線パターンを有する。これにより、基板２０において、半導体素子１０の基板２０側の面の電極は、基板２０の第１の配線パターンによりカードエッジ部２９のパターン２９ａに電気的に接続される。また、半導体素子１０の基板２０側の反対側の面の電極は、フレキシブル基板４０の配線パターンと、基板端子２２と、基板２０の第２の配線パターンとを経由してカードエッジ部２９のパターン２９ａに電気的に接続される。ここで、例えば、半導体素子１０の基板２０側の電極をアノード電極、半導体素子１０の基板２０側の反対側の面の電極をカソード電極とする。この場合、アノード電極からの信号とカソード電極からの信号とはそれぞれ、カードエッジ部２９のパターン２９ａを介し、外部の電気回路へ出力される。
【００２５】
（半導体素子１０の詳細）
図２は、本実施の形態に係る放射線検出器が備える１つの半導体素子の斜視図の概要である。
【００２６】
半導体素子１０は、略直方体状に形成され、素子表面１０ｃと、この素子表面１０ｃの反対側の素子表面とのそれぞれに電極パターンが設けられる（図示しない）。放射線は各半導体素子１０の端部から入射して、カードエッジ部２９側に向かって半導体素子１０中を走行する。また、本実施の形態に係る半導体素子１０は、放射線が入射する面に垂直な一の面である素子表面１０ｃに複数の溝１０ｂが設けられる。溝１０ｂの幅は、一例として、０．２ｍｍである。
【００２７】
そして、放射線が入射する半導体素子１０の面であって、各溝１０ｂから、溝１０ｂが設けられている面の反対側の面への仮想的な垂線により区切られる領域、及び当該仮想的な垂線と半導体素子１０の端部とで区切られる領域を、本実施の形態では素子内ピクセル領域１０ａとして表す。半導体素子１０が、（ｎ−１）個の溝１０ｂを有すると共に、複数の溝１０ｂ間、及び素子表面１０ｃの反対側の面にそれぞれ電極を有することにより、ｎ個の素子内ピクセル領域１０ａが構成される。複数の素子内ピクセル領域１０ａのそれぞれが、放射線を検出する実効的な１つの画素（ピクセル）に対応する。これにより、一の半導体素子１０は、複数の画素を有することになる。
【００２８】
そして、一例として、１つの放射線検出器１が８つの半導体素子１０（４組の一対の半導体素子１０）を備え、１つの半導体素子１０がそれぞれ８つの素子内ピクセル領域１０ａを有する場合、１つの放射線検出器１は、６４ピクセルの解像度を有することになる。溝１０ｂの数を増減させることにより、一の半導体素子１０のピクセル数を増減させることができる。
【００２９】
ここで、半導体素子１０の放射線が入射する面の幅を「ｃ」、放射線が入射する面の長さを「ｄ」、半導体素子１０の高さを「ｈ」とする。平面視にてＸ方向と、Ｘ方向に直交するＹ方向とを規定した場合に、幅についてはＸ方向に、長さについてはＹ方向で規定することにする。なお、一例として、幅ｃは１．２ｍｍ程度、長さｄは１１．２ｍｍ程度、高さｈは５ｍｍ程度である。
【００３０】
そして、半導体素子１０の複数の素子内ピクセル領域１０ａのうち、複数の半導体素子１０それぞれの両端部に位置する素子内ピクセル領域１０ａの長さをそれぞれ「ｅ」、半導体素子１０の両端部に位置する素子内ピクセル領域１０ａに挟まれる複数の素子内ピクセル領域１０ａそれぞれの長さを「ｆ」とする。すなわち、半導体素子１０の長さ方向において、半導体素子１０の端部から一番目の溝１０ｂまでの距離を「ｅ」と規定し、一の溝１０ｂから、当該一の溝１０ｂに隣接する他の溝１０ｂまでの距離を「ｆ」と規定する。したがって、「ｄ＝２ｅ＋（ｎ−２）ｆ （ただし、ｎは正の整数）」という関係式が成り立つ。図２の例においては、「ｎ＝８」の例、すなわち、一つの半導体素子１０に８つの素子内ピクセル領域１０ａが形成されている例を示している。
【００３１】
半導体素子１０を構成する材料としては、ＣｄＴｅを用いることができる。また、γ線等の放射線を検出できる限り、半導体素子１０はＣｄＴｅ素子に限られない。例えば、半導体素子１０として、ＣｄＺｎＴｅ（ＣＺＴ）素子、ＨｇＩ２素子等の化合物半導体素子を用いることもできる。なお、半導体素子１０はそれぞれ、Ａｇペースト等の導電性接着材により基板２０の配線パターンに電気的に接続される。
【００３２】
（放射線検出装置の概要）
図３は、本発明の実施の形態に係る放射線検出装置の斜視図の一例を示す。
【００３３】
放射線検出器１は、例えば、複数の放射線検出器１を放射線検出器立て５によって保持することにより構成される放射線検出装置１１９の放射線検出器１として用いることができる。一例として、複数の放射線検出器１が並べられる間隔に応じて予め定められた距離をおいて並び、複数の放射線検出器１が挿入される複数の溝が形成された複数の支持体２と、支持体２を搭載する支持板３と、複数の支持体２の間に設けられ、複数の放射線検出器１のカードエッジ部２９のそれぞれが接続されて外部の制御回路と複数の放射線検出器１のそれぞれとを接続する複数のコネクタ４とを備える放射線検出器立て５に複数の放射線検出器１を保持することができる。図３においては、Ｘ方向に沿って、放射線検出器立て５に１６枚の放射線検出器１が挿入、保持されている例を示す。また、放射線検出器１の弾性部材実装部３２及び凹部３２ａには、例えば、板金からなるばね部材が組み込まれ、支持体２の溝に放射線検出器１が挿入された場合に、このばね部材により放射線検出器１が支持体２に押し付けられて固定される。
【００３４】
本実施の形態においては、複数の放射線検出器１が、Ｘ方向に沿って配置されることにより、平面視にてマトリックス状に配列され、１つの放射線検出装置１１９として構成される。なお、複数の放射線検出器１をＹ方向に沿って配置することもできる。
【００３５】
（放射線検出器１の配列の概要）
図４は、本実施の形態に係る複数の放射線検出器が配列した状態の概要の一部を示す。
【００３６】
図４は、複数の放射線検出器を放射線が入射する側（すなわち、上面側）からの図であり、説明の便宜上、半導体素子１０の溝１０ｂ、基板２０の配線パターン、フレキシブル基板４０等の図示は省略する。
【００３７】
本実施の形態においては、複数の放射線検出器１それぞれの基板２０が平行になる配置で複数の放射線検出器１がＸ方向に沿って配列される。そして、複数の放射線検出器１のそれぞれが、基板２０の一方の面及び他方の面のそれぞれにＹ方向に直列に配列する複数の半導体素子１０を有する。
【００３８】
ここで、基板２０を挟んで設けられる半導体素子１０間の距離を「ＸＧ１」、一の放射線検出器１の半導体素子１０から、当該半導体素子１０に対向し、一の放射線検出器１に隣接する他の放射線検出器１の半導体素子１０までの距離を「ＸＧ２」とする。また、Ｙ方向に配列している半導体素子１０間の距離を「ＹＧ１」とし、放射線検出器１が用いられる所定の半導体素子ピッチ１１０の横ピッチを「ａ」、縦ピッチを「ｂ」とする。なお、図４において、破線で区切られる長方形状の一つ一つが本実施の形態に係る半導体素子ピッチ１１０に該当する。
【００３９】
ここで、複数の放射線検出器１が有する複数の半導体素子１０それぞれのサイズを以下の４つの関係式を満たすサイズに規定する。
ｃ＝ａ−（ＸＧ１＋ＸＧ２）／２
ｄ＝ｂ−ＹＧ１＝２ｅ＋（ｎ−２）ｆ
ｅ＝ｂ／ｎ−ＹＧ１／２
ｆ＝ｂ／ｎ （ただし、ｎは正の整数）
【００４０】
ここで、複数の放射線検出器１が配列された放射線検出装置の上方にマッチドコリメーターを設置する場合は、以下の関係式を満たす配置にすることが好ましい。なお、以下の２つの関係式においてマッチドコリメーターのセプタ幅をＣｄとする。セプタ幅は、一例として、０．２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下程度である。また、ＸＧ１は０．１８ｍｍ以上０．２ｍｍ以下程度であり、ＸＧ２は０．２０ｍｍ以上０．２４ｍｍ以下程度である。
【００４１】
Ｃｄ≧ＸＧ１
Ｃｄ≧ＸＧ２
【００４２】
また、マッチドコリメーターのセプタ幅と、放射線検出器１の基板２０等の存在により、若しくは複数の放射線検出器１が配列された場合に各放射線検出器１間の隙間により生じる放射線を検出することができない不感領域の幅とを一致させることを目的とした場合、ＸＧ１＝ＸＧ２の関係を満たすことがより好ましく、ＸＧ１＝ＸＧ２＝ＹＧ１の関係を満たすことが更に好ましい。
【００４３】
図５は、本実施の形態に係る放射線検出器上にマッチドコリメーターを備え付けた場合の模式的な上面図である。
【００４４】
マッチドコリメーター５０は、複数の放射線検出器１が配列されて構成される１つ以上の放射線検出装置を覆うように設けられる。そして、マッチドコリメーター５０を用いる場合において、マッチドコリメーター５０の複数の開口５１それぞれの位置と、半導体素子１０の複数の素子内ピクセル領域１０ａそれぞれの位置とを対応させることが要求される。この対応関係がずれた場合、素子内ピクセル領域１０ａの位置にマッチドコリメーター５０の複数の開口５１を隔てるセプタ５２（「隔壁」という場合もある）が位置することになる。この場合、素子内ピクセル領域１０ａとセプタ５２とが重なった領域は、放射線を検出することができない不感領域になる。
【００４５】
そこで、上述した４つの関係式、すなわち、
ｃ＝ａ−（ＸＧ１＋ＸＧ２）／２
ｄ＝ｂ−ＹＧ１＝２ｅ＋（ｎ−２）ｆ
ｅ＝ｂ／ｎ−ＹＧ１／２
ｆ＝ｂ／ｎ （ただし、ｎは正の整数）
という関係式を満たすように複数の半導体素子１０のサイズを決定し、複数の放射線検出器１を配列することにより、複数の放射線検出器１に内包される不可避的な不感領域（例えば、半導体素子１０の電極が存在する領域、基板２０の配線パターンが存在する領域、基板２０が存在する領域、フレキシブル基板４０が存在する領域、一の放射線検出器１と一の放射線検出器に隣接する他の放射線検出器１との間の領域等）とセプタ５２の位置とを対応させることができる。
【００４６】
（実施の形態の効果）
本発明の実施の形態に係る放射線検出器１は、特定の関係式により半導体素子１０のサイズを規定すると共に、素子内ピクセル領域１０ａの幅を規定したので、放射線検出器１に由来する不感領域と、例えば、マッチドコリメーター５０のセプタ５２幅とを容易に一致させることができる。これにより不感領域を低減できるので、放射線検出器１を稠密に配置した場合でも不感領域を低減でき、放射線検出感度の高い放射線検出器１及び放射線検出器１を備える放射線検出装置を提供することができる。
【００４７】
また、本実施の形態に係る放射線検出器１はエッジオン型であり、平面寸法が比較的大きなプラナー形状の半導体素子を製造することを要さない。したがって、本実施の形態においては、プラナー形状の半導体素子を製造する場合に比べ、より均質な結晶の半導体素子１を歩留り良く得られるので放射線検出器１の製造コストを低減できる。また、放射線検出器１がエッジオン型であることから、ｓｍａｌｌ ｐｉｘｅｌ ｅｆｆｅｃｔ及びｃｏ−ｐｌａｎａｒ ｇｒｉｄ技術が不要となり、ｓｍａｌｌ ｐｉｘｅｌ ｅｆｆｅｃｔに伴うＣｈａｒｇｅ ｓｈａｒｉｎｇがないという利点もある。
【００４８】
また、エッジオン型の放射線検出器１であることから、半導体素子１の高さｈを高くしても（すなわち、放射線が走行する深さを深くしても）、電極間距離は変わらないので電荷収集効率の低下が少ない。これにより、本実施の形態に係る放射線検出器１は、高エネルギーのγ線を効率よく検出できる。なお、本実施の形態に係る放射線検出器１及び放射線検出器１を備える放射線検出装置において、ガンマカメラ等に用いられる放射線核種の一例を表１に示す。
【００４９】
【表１】
【００５０】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【００５１】
１ 放射線検出器
２ 支持体
３ 支持板
４ コネクタ
１０ 半導体素子
１０ａ 素子内ピクセル領域
１０ｂ 溝
１０ｄ 素子表面
２０ 基板
２２ 基板端子
２９ カードエッジ部
２９ａ パターン
３０、３１ カードホルダ
３２ 弾性部材実装部
３２ａ 凹部
３４ 溝付穴
３６ 突起部
４０ フレキシブル基板
５０ マッチドコリメーター
５１ 開口
５２ セプタ
１００ 放射線
１１０ 半導体素子ピッチ
１１９ 放射線検出装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線検出装置に関する。特に、本発明は、γ線、Ｘ線等の放射線を検出するエッジオン型の放射線検出器を用いる放射線検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の放射線検出器として、複数のコモン電極板と、複数の半導体セルと、複数の電極板とを、コモン電極板、半導体セル、電極板、半導体セル、コモン電極板・・・のように積層させた積層体を２つのフレームの間に設け、一方のフレームと他方のフレームとをピンで固定することにより構成される放射線検出器が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１に記載の放射線検出器は、横方向に隣接する一対の半導体セルがコモン電極板を共有するので、放射線を検出できない領域を従来より減少させることができ、放射線の検出効率を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６２３６０５１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に係る放射線検出器は、コモン電極板、半導体セル等の複数の構成部材を積層させて放射線検出装置が構成されることから、構成部材を積み重ねるごとに各構成部材が有する寸法誤差が加算されるので、複数の半導体セルを高密度で並べつつ、放射線を検出することのできない領域（例えば、コモン電極板が存在する領域等）を低減させることは困難である。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、放射線検出器を稠密に配置した場合でも、放射線を検出することのできない領域を低減することができる放射線検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するため、放射線を検出可能な複数の半導体素子が固定される基板を有するエッジオン型の放射線検出器を備える放射線検出装置であって、複数の半導体素子それぞれが、放射線が入射する面に複数の素子内ピクセル領域を有し、平面視にてＸ方向と、Ｘ方向に直交するＹ方向とを規定した場合に、複数の放射線検出器それぞれの基板が平行になる配置で複数の放射線検出器がＸ方向に沿って配列され、複数の放射線検出器のそれぞれが、基板の一方の面及び他方の面のそれぞれにＹ方向に配列する複数の半導体素子を有し、基板を挟んで設けられる半導体素子間の距離をＸＧ１、一の放射線検出器の半導体素子から、当該半導体素子に対向し、一の放射線検出器に隣接する他の放射線検出器の半導体素子までの距離をＸＧ２とし、Ｙ方向に配列している半導体素子間の距離をＹＧ１とし、放射線検出器が用いられる所定のピクセルピッチの横ピッチをａ、縦ピッチをｂとし、複数の半導体素子それぞれの放射線が入射する面の幅をｃ、長さをｄとし、複数の半導体素子それぞれの複数の素子内ピクセル領域のうち、複数の半導体素子それぞれの両端部に位置する素子内ピクセル領域の長さをそれぞれｅ、複数の半導体素子それぞれの両端部に位置する素子内ピクセル領域に挟まれる複数の素子内ピクセル領域のそれぞれの長さをｆとした場合に、
ｃ＝ａ−（ＸＧ１＋ＸＧ２）／２
ｄ＝ｂ−ＹＧ１＝２ｅ＋（ｎ−２）ｆ
ｅ＝ｂ／ｎ−ＹＧ１／２
ｆ＝ｂ／ｎ （ただし、ｎは正の整数）の関係を満たす放射線検出装置が提供される。
【０００８】
また、上記放射線検出装置において、放射線検出器上に設置可能なマッチドコリメーターのセプタ幅をＣｄとした場合に、
Ｃｄ≧ＸＧ１
Ｃｄ≧ＸＧ２
の関係を満たすことが好ましい。
【０００９】
また、上記放射線検出装置において、ＸＧ１＝ＸＧ２の関係を満たすことが好ましい。
【００１０】
また、上記放射線検出装置において、ＸＧ１＝ＸＧ２＝ＹＧ１の関係を満たすことが好ましい。
【００１１】
また、上記放射線検出装置において、複数の半導体素子のそれぞれが、放射線が入射する面に垂直な一の面に（ｎ−１）個の溝を有すると共に、複数の溝間、及び一の面の反対側の面に電極を有することにより、ｎ個の素子内ピクセル領域が構成されることができる。
【００１２】
また、上記放射線検出装置において、複数の半導体素子のそれぞれが、基板の一方の面及び他方の面に、基板を対称面として設けられることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る放射線検出装置によれば、放射線検出器を稠密に配置した場合でも、放射線を検出することのできない領域を低減することができる放射線検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る放射線検出器の斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る半導体素子の斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る放射線検出装置の斜視図である。
【図４】本実施の形態に係る複数の放射線検出器が配列した状態の概要図である。
【図５】本実施の形態に係る放射線検出器上にマッチドコリメーターを備え付けた場合の模式的な上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態に係る放射線検出器の斜視図の概要を示す。
【００１６】
（放射線検出器１の構成の概要）
本実施の形態に係る放射線検出器１は、γ線、Ｘ線等の放射線を検出可能な複数の半導体素子１０が固定された基板２０を有し、カード型の形状を呈する放射線検出器である。図１において放射線１００は、紙面の上方から下方に沿って入射してくる。すなわち、放射線１００は、放射線検出器１の半導体素子１０からカードホルダ３０及びカードホルダ３１に向かう方向に沿って伝搬して放射線検出器１に到達する。そして、放射線検出器１は、半導体素子１０の側面（つまり、図１の上方に面している面）に放射線１００が入射する。したがって、半導体素子１０の側面が放射線１００の入射面となっている。このように、半導体素子１０の側面を放射線１００の入射面とする放射線検出器を、本実施の形態ではエッジオン型の放射線検出器と称する。
【００１７】
なお、放射線検出器１は、特定の方向（例えば、放射線検出器１に向かう方向）に沿って伝搬してくる放射線１００が通過する複数の開口を有するコリメータ（例えば、マッチドコリメーター、ピンホールコリメーター等）を介して放射線１００を検出する複数の放射線検出器１が並べられて構成される放射線検出装置用の放射線検出器１として用いることができる。
【００１８】
図１を参照すると、放射線検出器１は、放射線１００を検出可能な一対の半導体素子１０と、薄い基板２０と、一対の半導体素子１０の隣接部分にて基板２０を挟み込むことにより基板２０を支持するカードホルダ３０及びカードホルダ３１とを備える。そして、本実施の形態においては、一対の半導体素子１０が４組、基板２０を挟み込む位置において基板２０に固定される。すなわち、各組の一対の半導体素子１０は、基板２０の一方の面と他方の面とのそれぞれに基板２０を対称面として対称の位置に固定される。
【００１９】
また、基板２０はカードホルダ３０とカードホルダ３１とに挟み込まれて支持される。カードホルダ３０とカードホルダ３１とはそれぞれ同一形状を有して形成され、カードホルダ３０が有する溝付穴３４にカードホルダ３１が有する突起部３６が嵌め合うと共に、カードホルダ３１が有する溝付穴３４（図示しない）にカードホルダ３０が有する突起部３６（図示しない）が嵌め合うことにより基板２０を支持する。
【００２０】
また、弾性部材実装部３２及び凹部３２ａは、複数の放射線検出器１を支持する放射線検出器立てに放射線検出器１が挿入された場合に、放射線検出器１を放射線検出器立てに押し付けて固定する弾性部材が設けられる部分である。なお、放射線検出器立てはカードエッジ部２９が挿入されるコネクタを有しており、放射線検出器１は、カードエッジ部２９がコネクタに挿入され、コネクタとパターン２９ａとが電気的に接続することにより外部の電気回路としての制御回路、外部からの電源線、グランド線等に電気的に接続される。
【００２１】
また、放射線検出器１は、一対の半導体素子１０の基板２０の反対側に、各半導体素子１０の電極パターンと複数の基板端子２２とのそれぞれを電気的に接続する配線パターン（なお、半導体素子１０の基板２０の反対側の素子表面の電極パターン、及びフレキシブル基板４０の半導体素子１０側の配線パターンは図示しない）を有するフレキシブル基板４０を更に備える。
【００２２】
フレキシブル基板４０は、一対の半導体素子１０の一方の半導体素子１０側、及び他方の半導体素子１０側の双方に設けられる（なお、本実施の形態においては、４組の一対の半導体素子１０の一方の半導体素子１０側のそれぞれと、他方の半導体素子１０側のそれぞれとの双方に、フレキシブル基板４０がそれぞれ設けられる）。そして、フレキシブル基板４０の複数の配線パターンの一端はそれぞれ、カードホルダ３０及びカードホルダ３１の複数のフレキリード結合部のそれぞれにおいて基板端子２２に電気的に接続する。具体的に、フレキシブル基板４０の配線パターンの一方の端は、半導体素子１０の素子表面に導電性接着剤等で接続される。そして、当該配線パターンの他方の端は、基板端子２２の端子表面に導電性接着剤等を用いて電気的に接続される。なお、基板端子２２は基板２０の表面に設けられており、基板２０の配線パターンに電気的に接続されている。
【００２３】
（基板２０の詳細）
基板２０は、金属導体等の導電性材料からなる導電性薄膜（例えば、銅箔）が表面に形成された薄肉基板（例えば、ＦＲ４等のガラスエポキシ基板）を、ソルダーレジスト等の絶縁材料からなる絶縁層で挟んで可撓性を有して形成される。なお、基板２０は、一例として、幅広の方向、すなわち長手方向は４０ｍｍ程度の長さを有して形成される。そして、基板２０は、幅広の部分の端部から幅が狭くなっている部分の端部までの短手方向において、２０ｍｍ程度の長さを有して形成される。ここで、基板２０は放射線を検出できない領域であるので、一対の半導体素子１０によって挟まれる基板２０の領域は不感領域になる。よって、基板２０の厚さは、薄いことが好ましい。具体的に、基板２０は、０．４ｍｍ以下の厚さを有することが好ましい。本実施の形態では、一例として、基板２０は、０．２ｍｍの厚さを有する。
【００２４】
また、基板２０は、半導体素子１０の電極パターンに電気的に接続する第１の配線パターンを有する。第１の配線パターンは、カードエッジ部２９のパターン２９ａに電気的に接続するように形成される。更に、基板２０は、基板端子２２とカードエッジ部２９のパターン２９ａとを電気的に接続する第２の配線パターンを有する。これにより、基板２０において、半導体素子１０の基板２０側の面の電極は、基板２０の第１の配線パターンによりカードエッジ部２９のパターン２９ａに電気的に接続される。また、半導体素子１０の基板２０側の反対側の面の電極は、フレキシブル基板４０の配線パターンと、基板端子２２と、基板２０の第２の配線パターンとを経由してカードエッジ部２９のパターン２９ａに電気的に接続される。ここで、例えば、半導体素子１０の基板２０側の電極をアノード電極、半導体素子１０の基板２０側の反対側の面の電極をカソード電極とする。この場合、アノード電極からの信号とカソード電極からの信号とはそれぞれ、カードエッジ部２９のパターン２９ａを介し、外部の電気回路へ出力される。
【００２５】
（半導体素子１０の詳細）
図２は、本実施の形態に係る放射線検出器が備える１つの半導体素子の斜視図の概要である。
【００２６】
半導体素子１０は、略直方体状に形成され、素子表面１０ｃと、この素子表面１０ｃの反対側の素子表面とのそれぞれに電極パターンが設けられる（図示しない）。放射線は各半導体素子１０の端部から入射して、カードエッジ部２９側に向かって半導体素子１０中を走行する。また、本実施の形態に係る半導体素子１０は、放射線が入射する面に垂直な一の面である素子表面１０ｃに複数の溝１０ｂが設けられる。溝１０ｂの幅は、一例として、０．２ｍｍである。
【００２７】
そして、放射線が入射する半導体素子１０の面であって、各溝１０ｂから、溝１０ｂが設けられている面の反対側の面への仮想的な垂線により区切られる領域、及び当該仮想的な垂線と半導体素子１０の端部とで区切られる領域を、本実施の形態では素子内ピクセル領域１０ａとして表す。半導体素子１０が、（ｎ−１）個の溝１０ｂを有すると共に、複数の溝１０ｂ間、及び素子表面１０ｃの反対側の面にそれぞれ電極を有することにより、ｎ個の素子内ピクセル領域１０ａが構成される。複数の素子内ピクセル領域１０ａのそれぞれが、放射線を検出する実効的な１つの画素（ピクセル）に対応する。これにより、一の半導体素子１０は、複数の画素を有することになる。
【００２８】
そして、一例として、１つの放射線検出器１が８つの半導体素子１０（４組の一対の半導体素子１０）を備え、１つの半導体素子１０がそれぞれ８つの素子内ピクセル領域１０ａを有する場合、１つの放射線検出器１は、６４ピクセルの解像度を有することになる。溝１０ｂの数を増減させることにより、一の半導体素子１０のピクセル数を増減させることができる。
【００２９】
ここで、半導体素子１０の放射線が入射する面の幅を「ｃ」、放射線が入射する面の長さを「ｄ」、半導体素子１０の高さを「ｈ」とする。平面視にてＸ方向と、Ｘ方向に直交するＹ方向とを規定した場合に、幅についてはＸ方向に、長さについてはＹ方向で規定することにする。なお、一例として、幅ｃは１．２ｍｍ程度、長さｄは１１．２ｍｍ程度、高さｈは５ｍｍ程度である。
【００３０】
そして、半導体素子１０の複数の素子内ピクセル領域１０ａのうち、複数の半導体素子１０それぞれの両端部に位置する素子内ピクセル領域１０ａの長さをそれぞれ「ｅ」、半導体素子１０の両端部に位置する素子内ピクセル領域１０ａに挟まれる複数の素子内ピクセル領域１０ａそれぞれの長さを「ｆ」とする。すなわち、半導体素子１０の長さ方向において、半導体素子１０の端部から一番目の溝１０ｂまでの距離を「ｅ」と規定し、一の溝１０ｂから、当該一の溝１０ｂに隣接する他の溝１０ｂまでの距離を「ｆ」と規定する。したがって、「ｄ＝２ｅ＋（ｎ−２）ｆ （ただし、ｎは正の整数）」という関係式が成り立つ。図２の例においては、「ｎ＝８」の例、すなわち、一つの半導体素子１０に８つの素子内ピクセル領域１０ａが形成されている例を示している。
【００３１】
半導体素子１０を構成する材料としては、ＣｄＴｅを用いることができる。また、γ線等の放射線を検出できる限り、半導体素子１０はＣｄＴｅ素子に限られない。例えば、半導体素子１０として、ＣｄＺｎＴｅ（ＣＺＴ）素子、ＨｇＩ２素子等の化合物半導体素子を用いることもできる。なお、半導体素子１０はそれぞれ、Ａｇペースト等の導電性接着材により基板２０の配線パターンに電気的に接続される。
【００３２】
（放射線検出装置の概要）
図３は、本発明の実施の形態に係る放射線検出装置の斜視図の一例を示す。
【００３３】
放射線検出器１は、例えば、複数の放射線検出器１を放射線検出器立て５によって保持することにより構成される放射線検出装置１１９の放射線検出器１として用いることができる。一例として、複数の放射線検出器１が並べられる間隔に応じて予め定められた距離をおいて並び、複数の放射線検出器１が挿入される複数の溝が形成された複数の支持体２と、支持体２を搭載する支持板３と、複数の支持体２の間に設けられ、複数の放射線検出器１のカードエッジ部２９のそれぞれが接続されて外部の制御回路と複数の放射線検出器１のそれぞれとを接続する複数のコネクタ４とを備える放射線検出器立て５に複数の放射線検出器１を保持することができる。図３においては、Ｘ方向に沿って、放射線検出器立て５に１６枚の放射線検出器１が挿入、保持されている例を示す。また、放射線検出器１の弾性部材実装部３２及び凹部３２ａには、例えば、板金からなるばね部材が組み込まれ、支持体２の溝に放射線検出器１が挿入された場合に、このばね部材により放射線検出器１が支持体２に押し付けられて固定される。
【００３４】
本実施の形態においては、複数の放射線検出器１が、Ｘ方向に沿って配置されることにより、平面視にてマトリックス状に配列され、１つの放射線検出装置１１９として構成される。なお、複数の放射線検出器１をＹ方向に沿って配置することもできる。
【００３５】
（放射線検出器１の配列の概要）
図４は、本実施の形態に係る複数の放射線検出器が配列した状態の概要の一部を示す。
【００３６】
図４は、複数の放射線検出器を放射線が入射する側（すなわち、上面側）からの図であり、説明の便宜上、半導体素子１０の溝１０ｂ、基板２０の配線パターン、フレキシブル基板４０等の図示は省略する。
【００３７】
本実施の形態においては、複数の放射線検出器１それぞれの基板２０が平行になる配置で複数の放射線検出器１がＸ方向に沿って配列される。そして、複数の放射線検出器１のそれぞれが、基板２０の一方の面及び他方の面のそれぞれにＹ方向に直列に配列する複数の半導体素子１０を有する。
【００３８】
ここで、基板２０を挟んで設けられる半導体素子１０間の距離を「ＸＧ１」、一の放射線検出器１の半導体素子１０から、当該半導体素子１０に対向し、一の放射線検出器１に隣接する他の放射線検出器１の半導体素子１０までの距離を「ＸＧ２」とする。また、Ｙ方向に配列している半導体素子１０間の距離を「ＹＧ１」とし、放射線検出器１が用いられる所定の半導体素子ピッチ１１０の横ピッチを「ａ」、縦ピッチを「ｂ」とする。なお、図４において、破線で区切られる長方形状の一つ一つが本実施の形態に係る半導体素子ピッチ１１０に該当する。
【００３９】
ここで、複数の放射線検出器１が有する複数の半導体素子１０それぞれのサイズを以下の４つの関係式を満たすサイズに規定する。
ｃ＝ａ−（ＸＧ１＋ＸＧ２）／２
ｄ＝ｂ−ＹＧ１＝２ｅ＋（ｎ−２）ｆ
ｅ＝ｂ／ｎ−ＹＧ１／２
ｆ＝ｂ／ｎ （ただし、ｎは正の整数）
【００４０】
ここで、複数の放射線検出器１が配列された放射線検出装置の上方にマッチドコリメーターを設置する場合は、以下の関係式を満たす配置にすることが好ましい。なお、以下の２つの関係式においてマッチドコリメーターのセプタ幅をＣｄとする。セプタ幅は、一例として、０．２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下程度である。また、ＸＧ１は０．１８ｍｍ以上０．２ｍｍ以下程度であり、ＸＧ２は０．２０ｍｍ以上０．２４ｍｍ以下程度である。
【００４１】
Ｃｄ≧ＸＧ１
Ｃｄ≧ＸＧ２
【００４２】
また、マッチドコリメーターのセプタ幅と、放射線検出器１の基板２０等の存在により、若しくは複数の放射線検出器１が配列された場合に各放射線検出器１間の隙間により生じる放射線を検出することができない不感領域の幅とを一致させることを目的とした場合、ＸＧ１＝ＸＧ２の関係を満たすことがより好ましく、ＸＧ１＝ＸＧ２＝ＹＧ１の関係を満たすことが更に好ましい。
【００４３】
図５は、本実施の形態に係る放射線検出器上にマッチドコリメーターを備え付けた場合の模式的な上面図である。
【００４４】
マッチドコリメーター５０は、複数の放射線検出器１が配列されて構成される１つ以上の放射線検出装置を覆うように設けられる。そして、マッチドコリメーター５０を用いる場合において、マッチドコリメーター５０の複数の開口５１それぞれの位置と、半導体素子１０の複数の素子内ピクセル領域１０ａそれぞれの位置とを対応させることが要求される。この対応関係がずれた場合、素子内ピクセル領域１０ａの位置にマッチドコリメーター５０の複数の開口５１を隔てるセプタ５２（「隔壁」という場合もある）が位置することになる。この場合、素子内ピクセル領域１０ａとセプタ５２とが重なった領域は、放射線を検出することができない不感領域になる。
【００４５】
そこで、上述した４つの関係式、すなわち、
ｃ＝ａ−（ＸＧ１＋ＸＧ２）／２
ｄ＝ｂ−ＹＧ１＝２ｅ＋（ｎ−２）ｆ
ｅ＝ｂ／ｎ−ＹＧ１／２
ｆ＝ｂ／ｎ （ただし、ｎは正の整数）
という関係式を満たすように複数の半導体素子１０のサイズを決定し、複数の放射線検出器１を配列することにより、複数の放射線検出器１に内包される不可避的な不感領域（例えば、半導体素子１０の電極が存在する領域、基板２０の配線パターンが存在する領域、基板２０が存在する領域、フレキシブル基板４０が存在する領域、一の放射線検出器１と一の放射線検出器に隣接する他の放射線検出器１との間の領域等）とセプタ５２の位置とを対応させることができる。
【００４６】
（実施の形態の効果）
本発明の実施の形態に係る放射線検出器１は、特定の関係式により半導体素子１０のサイズを規定すると共に、素子内ピクセル領域１０ａの幅を規定したので、放射線検出器１に由来する不感領域と、例えば、マッチドコリメーター５０のセプタ５２幅とを容易に一致させることができる。これにより不感領域を低減できるので、放射線検出器１を稠密に配置した場合でも不感領域を低減でき、放射線検出感度の高い放射線検出器１及び放射線検出器１を備える放射線検出装置を提供することができる。
【００４７】
また、本実施の形態に係る放射線検出器１はエッジオン型であり、平面寸法が比較的大きなプラナー形状の半導体素子を製造することを要さない。したがって、本実施の形態においては、プラナー形状の半導体素子を製造する場合に比べ、より均質な結晶の半導体素子１を歩留り良く得られるので放射線検出器１の製造コストを低減できる。また、放射線検出器１がエッジオン型であることから、ｓｍａｌｌ ｐｉｘｅｌ ｅｆｆｅｃｔ及びｃｏ−ｐｌａｎａｒ ｇｒｉｄ技術が不要となり、ｓｍａｌｌ ｐｉｘｅｌ ｅｆｆｅｃｔに伴うＣｈａｒｇｅ ｓｈａｒｉｎｇがないという利点もある。
【００４８】
また、エッジオン型の放射線検出器１であることから、半導体素子１の高さｈを高くしても（すなわち、放射線が走行する深さを深くしても）、電極間距離は変わらないので電荷収集効率の低下が少ない。これにより、本実施の形態に係る放射線検出器１は、高エネルギーのγ線を効率よく検出できる。なお、本実施の形態に係る放射線検出器１及び放射線検出器１を備える放射線検出装置において、ガンマカメラ等に用いられる放射線核種の一例を表１に示す。
【００４９】
【表１】
【００５０】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【００５１】
１ 放射線検出器
２ 支持体
３ 支持板
４ コネクタ
１０ 半導体素子
１０ａ 素子内ピクセル領域
１０ｂ 溝
１０ｄ 素子表面
２０ 基板
２２ 基板端子
２９ カードエッジ部
２９ａ パターン
３０、３１ カードホルダ
３２ 弾性部材実装部
３２ａ 凹部
３４ 溝付穴
３６ 突起部
４０ フレキシブル基板
５０ マッチドコリメーター
５１ 開口
５２ セプタ
１００ 放射線
１１０ 半導体素子ピッチ
１１９ 放射線検出装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を検出可能な複数の半導体素子が固定される基板を有するエッジオン型の放射線検出器を備える放射線検出装置であって、
前記複数の半導体素子それぞれが、前記放射線が入射する面に複数の素子内ピクセル領域を有し、
平面視にてＸ方向と、前記Ｘ方向に直交するＹ方向とを規定した場合に、複数の前記放射線検出器それぞれの前記基板が平行になる配置で複数の前記放射線検出器が前記Ｘ方向に沿って配列され、
複数の前記放射線検出器のそれぞれが、前記基板の一方の面及び他方の面のそれぞれに前記Ｙ方向に配列する前記複数の半導体素子を有し、
前記基板を挟んで設けられる前記半導体素子間の距離をＸＧ１、一の前記放射線検出器の前記半導体素子から、当該半導体素子に対向し、前記一の放射線検出器に隣接する他の放射線検出器の前記半導体素子までの距離をＸＧ２とし、
前記Ｙ方向に配列している前記半導体素子間の距離をＹＧ１とし、
前記放射線検出器が用いられる所定のピクセルピッチの横ピッチをａ、縦ピッチをｂとし、前記複数の半導体素子それぞれの放射線が入射する面の幅をｃ、長さをｄとし、前記複数の半導体素子それぞれの前記複数の素子内ピクセル領域のうち、前記複数の半導体素子それぞれの両端部に位置する素子内ピクセル領域の長さをそれぞれｅ、前記複数の半導体素子それぞれの両端部に位置する素子内ピクセル領域に挟まれる複数の素子内ピクセル領域のそれぞれの長さをｆとした場合に、
ｃ＝ａ−（ＸＧ１＋ＸＧ２）／２
ｄ＝ｂ−ＹＧ１＝２ｅ＋（ｎ−２）ｆ
ｅ＝ｂ／ｎ−ＹＧ１／２
ｆ＝ｂ／ｎ （ただし、ｎは正の整数）
の関係を満たす放射線検出装置。
【請求項２】
放射線検出器上に設置可能なマッチドコリメーターのセプタ幅をＣｄとした場合に、
Ｃｄ≧ＸＧ１
Ｃｄ≧ＸＧ２
の関係を満たす請求項１に記載の放射線検出装置。
【請求項３】
ＸＧ１＝ＸＧ２の関係を満たす請求項２に記載の放射線検出装置。
【請求項４】
ＸＧ１＝ＸＧ２＝ＹＧ１の関係を満たす請求項３に記載の放射線検出装置。
【請求項５】
前記複数の半導体素子のそれぞれが、前記放射線が入射する面に垂直な一の面に（ｎ−１）個の溝を有すると共に、前記複数の溝間、及び前記一の面の反対側の面に電極を有することにより、ｎ個の前記素子内ピクセル領域が構成される請求項４に記載の放射線検出装置。
【請求項６】
前記複数の半導体素子のそれぞれが、前記基板の一方の面及び他方の面に、前記基板を対称面として設けられる請求項５に記載の放射線検出装置。
【請求項１】
放射線を検出可能な複数の半導体素子が固定される基板を有するエッジオン型の放射線検出器を備える放射線検出装置であって、
前記複数の半導体素子それぞれが、前記放射線が入射する面に複数の素子内ピクセル領域を有し、
平面視にてＸ方向と、前記Ｘ方向に直交するＹ方向とを規定した場合に、複数の前記放射線検出器それぞれの前記基板が平行になる配置で複数の前記放射線検出器が前記Ｘ方向に沿って配列され、
複数の前記放射線検出器のそれぞれが、前記基板の一方の面及び他方の面のそれぞれに前記Ｙ方向に配列する前記複数の半導体素子を有し、
前記基板を挟んで設けられる前記半導体素子間の距離をＸＧ１、一の前記放射線検出器の前記半導体素子から、当該半導体素子に対向し、前記一の放射線検出器に隣接する他の放射線検出器の前記半導体素子までの距離をＸＧ２とし、
前記Ｙ方向に配列している前記半導体素子間の距離をＹＧ１とし、
前記放射線検出器が用いられる所定のピクセルピッチの横ピッチをａ、縦ピッチをｂとし、前記複数の半導体素子それぞれの放射線が入射する面の幅をｃ、長さをｄとし、前記複数の半導体素子それぞれの前記複数の素子内ピクセル領域のうち、前記複数の半導体素子それぞれの両端部に位置する素子内ピクセル領域の長さをそれぞれｅ、前記複数の半導体素子それぞれの両端部に位置する素子内ピクセル領域に挟まれる複数の素子内ピクセル領域のそれぞれの長さをｆとした場合に、
ｃ＝ａ−（ＸＧ１＋ＸＧ２）／２
ｄ＝ｂ−ＹＧ１＝２ｅ＋（ｎ−２）ｆ
ｅ＝ｂ／ｎ−ＹＧ１／２
ｆ＝ｂ／ｎ （ただし、ｎは正の整数）
の関係を満たす放射線検出装置。
【請求項２】
放射線検出器上に設置可能なマッチドコリメーターのセプタ幅をＣｄとした場合に、
Ｃｄ≧ＸＧ１
Ｃｄ≧ＸＧ２
の関係を満たす請求項１に記載の放射線検出装置。
【請求項３】
ＸＧ１＝ＸＧ２の関係を満たす請求項２に記載の放射線検出装置。
【請求項４】
ＸＧ１＝ＸＧ２＝ＹＧ１の関係を満たす請求項３に記載の放射線検出装置。
【請求項５】
前記複数の半導体素子のそれぞれが、前記放射線が入射する面に垂直な一の面に（ｎ−１）個の溝を有すると共に、前記複数の溝間、及び前記一の面の反対側の面に電極を有することにより、ｎ個の前記素子内ピクセル領域が構成される請求項４に記載の放射線検出装置。
【請求項６】
前記複数の半導体素子のそれぞれが、前記基板の一方の面及び他方の面に、前記基板を対称面として設けられる請求項５に記載の放射線検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２１９０６（Ｐ２０１２−２１９０６Ａ）
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６０５８２（Ｐ２０１０−１６０５８２）
【出願日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【出願人】（５０９１８９４４４）日立コンシューマエレクトロニクス株式会社 (998)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【出願人】（５０９１８９４４４）日立コンシューマエレクトロニクス株式会社 (998)
【Ｆターム（参考）】
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