专利名称：辐射检测器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种辐射检测器，其具有闪烁器、光导以及光电倍增管，其中的光电倍增管按照既定顺序布置并按照光学原理互相组合。本发明还涉及一种制造该辐射检测器的方法。
背景技术：
此类辐射检测器常用于医疗诊断装置如PET(正电子放射体层成相)装置或者是SPET(单光子放射计算机体层成相)装置中，以检测引入病人体内的放射性同位素(RI)所发出的射线(如伽马射线)及其在相关部位累积的射线，并获取相关部位RI分布的断层图像。该辐射检测器包括闪烁器，其响应于病人体内释放出来的入射伽马射线发光；以及光电倍增管，其用来将闪烁器发出的光转换成脉冲电信号。较早的辐射检测器中，闪烁器和光电倍增管一一对应。在最近这些年来，人们所使用的技术是将多个闪烁器与数量较闪烁器少的光电倍增管组合起来使用。在该技术中，伽马射线的入射位置由光电倍增管的功率比决定以提高精度。下面将参见附图来描述常规的辐射检测器的结构。
图1为常规辐射检测器外观的示意图。图2为图1中线100-100的剖视图。图1和2所示为日本专利文献06-95146(1994)中所公开的一例辐射检测器。该辐射检测器RDA包括闪烁器阵列SA、光学组合到闪烁器阵列SA上的光导LA、多个(图1和2中有四个)光学组合到光导LA上的光电倍增管K1、K2、K3(图中看不到)以及K4。闪烁器阵列SA是闪烁器S的集合，其由多个光反射元件DA沿周向插入分割而成。该闪烁器阵列SA可被光反射器包绕起来(图中未示出)。
在这种辐射检测器RDA中，光导LA由透光材料制成，该材料由划片机或线状锯切割预定的深度从而形成多个狭缝MA。狭缝MA中插有光学部件(如，光反射元件或光透射元件)。从光导LA的内侧向外，狭缝MA的长度逐渐增加。这种结构可用来调节从闪烁器S分配到四个光电倍增管K1-K4的光量，从而区分出伽马射线的入射位置。
上述常规的辐射检测器RDA存在以下缺点。
该辐射检测器RDA是近些年提出来的一种采用高灵敏度闪烁器S的高精度检测器，并且闪烁器阵列SA中的闪烁器要多于早先检测器中使用的闪烁器。因此，每一个闪烁器S的断面要小于早先检测器中的闪烁器。一般来讲，闪烁器S越小，其中产生的光子通过吸收或散射跑到光导LA中的可能性越小。这样就降低了其区分、检测伽马射线入射位置的能力。
此外，由于光电倍增管K1-K4和闪烁器S形状的限制，X向(参见图1)和Y向(参见图1)在光学上不必处于相同的空间位置关系。因此很难对光导LA的宽度进行选择。特别是在常规的采用两组2通道的内置式1平方英寸光电倍增管，即四个光电倍增管K1-K4时，光导LA的厚度至少要有10mm才能在Y方向上将50mm分成10份，同时为了在X方向将25mm分成9份其厚度又不能超过4mm。也就是说，为了将闪烁器S发出的光线通过光导LA分配到光电倍增管K1-K4上，光导LA的厚度必须能与闪烁器S相对应，或者是与闪烁器S的X向和Y向的宽度相对应。因此，闪烁器S尺寸上的减小会使光导LA在X方向和Y方向上的厚度参数产生矛盾。
从加工的角度来看，在光学上与闪烁器阵列SA相连的光导LA需要高的加工精度才能使光透射效率不出现降低，同时还必须使MA的宽度尽可能地小。然而，在上述常规的例子中，是用划片机或线状锯切割光学透明材料形成狭缝MA而加工出辐射检测器RDA的，因此光导LA的加工精度很低。此外，由此加工出来的狭缝MA，不可避免的是，其表面比较粗糙，宽度较大。常规例子中的光导LA是用划片机或线状锯将材料切割成多个部分形成狭缝MA，然后再将这些部分组合而成的。因此这种组装操作非常复杂，加工成本也高。
在上述操作步骤之后是将合适的光反射元件DA插到狭缝MA中，因此光反射元件DA和狭缝MA之间会形成缝隙，由此也会降低反射系数。上述这些因素均会降低入射的伽马射线的输出，因此不可能实现精确的位置分辨，图像的整体质量也会下降。
更为特别地是，分辨力的下降会使精度下降。当这种辐射检测器RDA用于医疗诊断装置如PET或SPECT中时，装置所获得的图像质量很差。例如，当相关部位是一个肿瘤时，肿瘤的输出图像可能会不够准确。
此外，在这种常规的加工方法中，相对于闪烁器阵列SA的布置方向，很难形成斜的狭缝MA。

发明内容
本发明是相对于上述的现有技术提出的，其目的在于提供一种辐射检测器以及一种加工该辐射检测器的方法，其能在获得很高精度的条件下使图像保持很高的质量，并且其实现起来非常简单。
为了实现上述目的，本发明做了深入的研究，并获得了如下结果。
从加工的角度来看，可以想到以下方法来简单地实现辐射检测器。用板形的光学元件特别是光反射元件或光透射元件组合成—格框，并在格框中形成小室。将透明的液态树脂注到一矩形容器中，该矩形容器能固定上述的格框。该树脂与上面放置在容器中的格框凝固在一起。凝固的树脂将液态树脂和格框结合在一起并从容器中取出，其形状做成光导的形状。该加工方法能够避免复杂的组装工艺并防止伽马射线入射位置分辨能力的降低。
此外，基于下面新发现的发明能够有效地提高入射位置的分辨能力从而提高图像的质量。例如，当光导到光电倍增管的光线入射平面的形状与光电倍增管所相对的闪烁器阵列的平面形状存在差异时，光电倍增管和闪烁器阵列之间的光导必须具有复杂的形状才能匹配上述形状差异。
此时，如图9A所示，光反射元件21沿闪烁器阵列10的布置方向等距(均匀)地布置在除光导20周围的部分外的光导20中。与之相反，如图9B所示，从左侧数第二个光反射元件21(图9A和9B中由交替长短点划线包围的部分)略微有些偏移，这样该第二光反射元件21与其右边下一个光反射元件21之间的间距就不同于右边其它光反射元件21之间的间距。因此，图9B所示的结构在伽马射线入射位置辨别以及伽马射线的检测上要优于图9A所示的结构。
由此，例如，可对前面沿闪烁器布置方向等距布置的光反射元件进行调整，以使光反射元件之间的距离响应于伽马射线入射位置的辨别和伽马射线的检测结果而有所不同。现已发现，结构布置上的这种调整能够提高伽马射线入射位置的辨别能力以及伽马射线的检测能力。
同样，可对前述在方向上垂直于闪烁器布置方向的光反射元件进行调整，以使之形成一个角度如处于倾斜的位置以响应于上述结果。现已发现，这种调整能够提高伽马射线入射位置的辨别能力以及伽马射线的检测能力。此外，根据上述结果，可对前述的间距对应于闪烁器间距的光反射元件进行调整，使之与闪烁器的间距不同。现已发现，这种调整能够提高伽马射线入射位置的辨别能力以及伽马射线的检测能力。现已发现，在提高上述能力方面，上述调整不仅对光反射元件有效，还对其它光学元件例如特别是光透射元件也有积极效果。因此，我们发现只要对光导进行各种调整就能在获得高精度的同时获得高图像质量。
基于上述发现，本发明提出一种辐射检测器，其具有闪烁器阵列，在该闪烁器阵列中，多个闪烁器在二维空间上紧凑布置；光导，其光学组合到闪烁器阵列上；以及多个光电倍增管，其数量少于闪烁器的数量，并在光学上组合到光导上，其中光导至少由格框和透明液态树脂形成，其中的格框由板形的光学元件交叉组合而成并且该格框形成多个小室；以及对形成小室的光学元件进行下面的至少一种调整(a)沿着闪烁器阵列的布置方向将该光学元件调整到预定间距；(b)相对于闪烁器阵列的布置方向，将该光学元件调整到预定角度；以及(c)使光学元件的间距不同于闪烁器之间的间距。
在本发明的这种辐射检测器中，当射线射到由多个闪烁器在二维空间紧凑布置所形成的闪烁器阵列中的一个闪烁器时，该闪烁器将吸收该射线并发光。一部分光线会透过相邻的闪烁器，但大部分光线由于闪烁器内的反射在重复通过和散射时进到光导中。入射到光导上的光线会被构成光导的光学元件所形成的小室散射，并进到光电倍增管中。
为了使入射到光电倍增管上的光量能随着射线射到闪烁器的位置而等量地变化，至少要对光学元件进行下面的一种调整(a)沿着闪烁器阵列的布置方向将该光学元件调整到预定间距；(b)相对于闪烁器阵列的布置方向，将该光学元件调整到预定角度；以及(c)使光学元件的间距不同于闪烁器之间的间距。这种调整能提高分辨能力从而保持高精度和高图像质量。
本发明的另一方面是提供一种制造辐射检测器的方法，其中的辐射检测器具有闪烁器阵列，在该闪烁器阵列中，多个闪烁器在二维空间上紧凑布置；光导，其光学组合到闪烁器阵列上；以及多个光电倍增管，其数量要少于闪烁器的数量，并在光学上组合到光导上。该方法包括以下步骤(A)用多个板形的光学元件交叉地组合制成格框；(B)在将格框放置到矩形容器之前或之后，将透明的液态树脂注到矩形容器中，该矩形容器用来容纳上述格框；(C)将结合已凝固液态树脂和格框的凝固树脂体从矩形容器中取出，并造型后制成光导；其中，通过进行下面的至少一种调整来执行上述的步骤(A)以对光学元件进行组合(a)沿着闪烁器阵列的布置方向将该光学元件调整到预定间距；(b)相对于闪烁器阵列的布置方向，将该光学元件调整到预定角度；以及(c)使光学元件的间距不同于闪烁器之间的间距。
在本发明辐射检测器的制造方法中，该光学元件可通过步骤(A)到(C)布置在光导中而不必用划片机或线状锯进行切割。由此所形成的辐射检测器具有很高的加工精度。该辐射检测器可通过步骤(A)到(C)简单地加工出来。
在上述的辐射检测器及加工方法中，光导至少可通过进行(a)到(c)的一种调整来形成。因此该光导可仅由调整(a)、(b)或(c)形成，也可由两种调整方式的组合(a)和(b)、(b)和(c)或者(a)和(c)形成，还可由三种调整方式(a)到(c)的组合形成。
作为调整方式(a)的一个特定示例，光学元件可以以非等距的方式布置。作为调整方式(b)的一个特定示例，光学元件可以相对于闪烁器阵列的布置方向倾斜一角度。
在本发明上述辐射检测器及制造方法的一优选例中，光导被构造为使与光导相对的闪烁器阵列的平面的周边和与该闪烁器阵列相对的光导的平面的周边相匹配。利用这种结构中，来自闪烁器的光线会射到光导上而不会跑到光导外面。
在本发明上述辐射检测器及制造方法的另一优选例中，每一个光电倍增管均包括真空管和容纳在真空管中的光电倍增件，光导被构造为使与光电倍增管相对的光导的平面的周边和与该光导相对的光电倍增件的平面的周边相匹配。以这种结构，来自光导的光线会射到光电倍增件上而不会跑到光电倍增件外面。
在本发明上述辐射检测器及制造方法的另一优选例中，每一个光电倍增管均包括真空管和容纳在真空管中的光电倍增件，光导的外周边倾斜从而使与光导相对的闪烁器阵列的平面的周边和与该闪烁器阵列相对的光导的平面的周边相匹配，并且使与光电倍增管相对的光导的平面的周边和与该光导相对的光电倍增件的平面的周边相匹配。以这种结构，来自闪烁器的光线会射到光导上而不会跑到光导外面，并且来自光导的光线会射到光电倍增件上而不会跑到光电倍增件外面。那些与所述外周边相接的光学元件可倾斜以便与外周边的斜度相匹配。光线可能被捕集到外周边和相邻光学元件之间的狭窄空间中。这些与外周边的斜度相匹配而倾斜的光学元件能够有效地避免这种光线捕集。
在本发明上述辐射检测器及制造方法中，该光学元件可以是光反射元件或者是光透射元件。
在本发明的上述制造方法中，液态树脂优选为一种可透光的环氧树脂或者是丙烯酸树脂。作为优选，可在将透明的液态树脂注入矩形容器的步骤(B)之前将脱模剂涂到矩形容器上。这样，当进行步骤(C)时，即将结合了凝固的液态树脂和格框的固化树脂体从矩形容器取出并造型制成光导时，就能很容易地将树脂体从矩形容器取出。作为优选，在进行将透明液态树脂注入到矩形容器的步骤(B)时对液态树脂进行消泡处理。对液态树脂进行消泡，可使固化后的树脂中没有空穴，从而避免精度因这种空穴而降低。作为消泡的方法，可在消泡后再注入液态树脂，或者是，在将矩形容器放入真空脱气的空间后再在真空脱气的同时注入液态树脂。


为了更好地对本发明进行说明，这里展示了几种目前最为优选的附图，然而，本发明并不限于所示的精确结构和手段。
图1为常规辐射检测器的外观图；图2为沿图1常规辐射检测器中线100-100的剖视图；图3为本发明一实施例辐射检测器从X向看去Y向的外观图；图4为该辐射检测器从Y向看去X向的外观图；图5的块图所示为辐射检测器的位置计算电路图；图6为光导中格框的立体图；图7为构成格框的光学元件的分解立体图；图8为辐射检测器制造中所用台架的立体图；图9A为从Y向看去X方向的外观图以及X方向和Y方向的检测结果；以及图9B为从Y向看去X方向的外观图以及X方向和Y方向的检测结果。
具体实施例方式
下面将结合附图来详细描述本的优选实施例。
图3为本发明一实施例辐射检测器从X向看去Y方向上的外观图(前视图)。图4为该辐射检测器从Y向看去X方向上的外观图(侧视图)。
本实施例的辐射检测器RDA包括闪烁器阵列10、在光学上与闪烁器阵列10相连的光导20以及四个光电倍增管301、302、303以及304，这四个光电倍增管在光学上与光导20相结合。图3可以看到光电倍增管301和303。图4可以看到光电倍增管301和302。
闪烁器阵列10包括有多个闪烁器1S，它们在二维空间上紧凑布置，闪烁器1S由光反射元件11和光透射元件12限定。在本实施例中，总共有90个闪烁器1S布置在二维空间中，其中X向布置有九行，Y向布置有十行。光导20具有格框90，该格框90由光学元件片91-95如光反射元件2 1交叉构成(图6)。该格框90中形成多个小室。闪烁器1S由无机晶体构成如Bi4Ge3O12(BGO)、Gd2SiO5(GSO)、Lu2SiO5Ce(掺杂有Ce的Lu2SiO5即LSO)、LuYSiO5(掺杂有Ce的LuYSiO5即LYSO)、NaI(碘化钠)、BaF2(氟化钡)或者CsF(氟化锶)。
在本实施例中，光反射元件11布置在所有沿X方向布置的闪烁器1S之间。当Y方向布置有十个闪烁器1S时，光透射元件12布置在中间四个闪烁器1S之间，并且其它闪烁器1S之间布置的是光反射元件11。
如图9A及9B，每一个光电倍增管301(302-304)均包括玻璃真空管G以及放在真空管G中的光电倍增件301a(302a-304a)。特别是在本实施例中，玻璃真空管G形成为具有1英寸的方形形状，并且每一个玻璃真空管G中均布置有光电转换膜K，其与光导20相对。本实施例提供了两组1英寸方形的并具有内置通道的光电倍增管。其中一组具有两通道光电倍增件301a和302a，它们安装在一平方英寸的玻璃真空管G中。另一组也具有两通道光电倍增件303a和304a，它们也是安装在一平方英寸的玻璃真空管G中。
光导20到光电倍增管301-304的光线的入射面(即周边)的形状和与光电倍增管301-304相对的闪烁器阵列10的平面的形状之间存在着偏差。如图3和4所示，在光电倍增管301-304入射面面积较小的区域，光导20的外周边倾斜从而与该面匹配。也就是说，光导20的外周边倾斜从而使光导20中与光电倍增管301-304相对的平面的周边能与光电倍增件301a-304a中的与光导20相对的平面的周边相匹配。同时，闪烁器阵列10中与光导20相对的平面的周边能与光导20中与闪烁器阵列10相对的平面的周边相匹配。
作为优选，光导20的外周边倾斜，这样，光导20中与光电倍增管301-304相对的平面的周边与光电倍增管301-304中的光电转换膜K的周边相匹配。
如图4所示，当伽马射线射到沿X向布置的九个闪烁器1S上时，闪烁器1S吸收该伽马射线并发出光线。特别是将伽马射线转换成可见光。该光线通过光学相连的光导20被引导到光电倍增管301-304。可对光导20中各个光反射元件21的位置、长度以及角度进行调节，从而使X向布置的光电倍增管301(303)和302(304)的功率比以预定的速率变化。
更为特别的是，将光反射元件21的长度以及光反射元件21之间的间隔相对于闪烁器阵列10的布置方向调整到预定的间隔和角度，以便(P1-P2)/(P1+P2)的计算结果随着每个闪烁器1S的位置以预定的速率变化，其中的P1为光电倍增管301的输出，P2为光电倍增管302的输出。光反射元件21越长，闪烁器1S的分辨能力越高，光线的衰减越大。这里仅通过对位置、角度和长度稍加改变来提高分辨能力，而不会降低光量。
另一方面，沿Y向布置的十个闪烁器1S与X向布置的闪烁器1S一样发出光线，并且这些光线也通过光学相连的光导20引导到光电倍增管301-304。可对光导20中各个光反射元件21的位置、长度以及角度进行调节从而使Y向布置的光电倍增管301(302)和303(304)的功率比以预定的速率变化。
下面参见图9A和图9B对这些方面进行描述。图9A和图9B为从Y向看去X方向的外观图以及X方向和Y方向的检测结果。图中所示X方向和Y方向的检测结果(图9A和9B中的X-Y图像)为示意性的。图9A和图9B中打斜线的部分为伽马射线所转换的光线的输出分布，即伽马射线在闪烁器阵列10上的入射位置的分布。在图9A和9B中，光导20的外周边倾斜，并且外周边旁边的光反射元件21，即端头的光反射元件21也倾斜从而与倾斜的外周边相匹配。在图9A和9B中，光导20中部附近的光反射元件21沿闪烁器阵列10的布置方向等距(均匀)布置。在图9A和9B中，中间区域的光反射元件21的间隔不同于闪烁器1S之间的间隔。从图9A左端数第二个光反射元件21(图9A和9B中由长短点划线包围的部分)略微有些偏移，因此在图9B中，所述第二个光反射元件21与右边下一个光反射元件21之间的间隔不同于右边其它光反射元件21之间的间距。现已确认，这种调整与不调整相比能够提高伽马射线入射位置的分辨能力以及伽马射线的检测能力。显然，使第二光反射元件21与向右数下一个光反射元件21之间的间距不同于右边其它光反射元件21之间的间距的调整能使特定的光反射元件21之间形成不均匀的间距。
除了在光学上与光电倍增管301-304相连的表面以外，与闪烁器1S不相对的外周表面，均被光反射材料覆盖(图中未示出)。
图5的块图所示为辐射检测器的位置计算电路图。该位置计算电路包括加法器1、2、3和4以及位置区分电路5和6。参见图5，为了检测伽马射线在X方向的入射位置，光电倍增管301的输出P1以及光电倍增管303的输出P3被输入到加法器1中，并且光电倍增管302的输出P2以及光电倍增管304的输出P4被输入到加法器2中。两个加法器1和2累加的输出(P1+P3)以及(P2+P4)被输入到位置区分电路5中，由此可从两个相加的输出确定出伽马射线在X方向的入射位置。
同样，为了检测伽马射线在Y方向的入射位置，光电倍增管301的输出P1以及光电倍增管302的输出P2被输入到加法器3中，并且光电倍增管303的输出P3以及光电倍增管304的输出P4被输入到加法器4中。两个加法器3和4相加的输出(P1+P2)以及(P3+P4)被输到位置区分电路6中，由此可从两个相加的输出确定出伽马射线在Y方向的入射位置。
下面参照图6来描述一种特定结构的光导20。图6为光导中格框的立体图。该光导20主要由一种透明材料形成，如图6所示该透明材料中放置有一个格框90。格框90是用光学元件如光反射元件或光透射元件(即片91-95)组合而成。
闪烁器1S之间的光反射元件11和光透射元件12以及构成光导20的格框90的光反射元件21由聚酯膜形成，该膜是一种由氧化硅和氧化钛、抛光的铝材、其上镀有氧化钛或硫化钡的簿片、其上覆有白带的簿片或者其上蒸镀有铝的光滑簿片构成的多层结构。当用光透射元件代替光导20的光反射元件21时，也可采用类似的材料。
下面参见图7来描述光导20的制造方法。图7为构成格框的光学元件的分解立体图。该光学元件包括上述的光反射元件或者是光透射元件或者是两者的组合。如图7所示，这些光学元件采用簿片91-95的形式，并且这些簿片上有狭缝M。这些光学元件通过狭缝M组合形成格框90。格框90的制造参见本发明的步骤(A)。
片91-95可通过钻石划片、激光切割、切割工具切割、蚀刻或者冲压的形式成型。片91-95很簿，因此可容易和精确地切割。
下面，参见图6到8来描述本发明的采用该光导20制造辐射检测器的方法。图8为辐射检测器制造中所用台架的立体图。如图8所示，在制造过程中，先准备好矩形台架80，台架80具有用来放置格框90的凹部81。然后将图6所示的格框90放置到台架80的凹部81中。凹部81的大小及深度可完全包住格框90。可事先在凹部81的内表面涂上脱模剂以便使光导作为抛光件(图中未示出)可容易地从凹部81上取出。台架80对应于本发明中的矩形容器。
将全面消泡的、液态透光树脂注到台架80的凹部81中。该液态树脂优选为透明的环氧或丙烯酸树脂。在液态树脂固化后，格框90和液态树脂整合成固化的树脂体。将树脂体取出并通过切割抛光造型从而制成图3所示的光导20。注入液态树脂对应于本发明的步骤(B)。造型之前的处理对应于本发明的步骤(C)。
通过注入消泡的液态树脂，能使固化后的树脂中没有空穴从而避免精度降低。消泡的方法并不限于消泡后注入液态树脂的时间。可在将台架80放入真空脱气后的空间(如腔体)之后，将液态树脂注入，注入的同时进行真空脱气。在该实施方式中，可将格框90放置到台架80的凹部81中，然后再注入液态树脂并使之固化。此外，也可在液态树脂注入之后固化之前，将格框90放置到台架80的凹部81中。
如上所述，只是利用如上所述制造的光导20，就可以实现高精度的辐射检测器RDA。即使在闪烁器1S的剖面尺寸很小时，上述的加工方法也能确保其形状具有很高的精度。可对光反射元件21或者光透射元件的厚度和角度进行自由选择，同时这些元件和固化后的透明树脂之间不形成间隙，这样才能确保获得很高的反射效率。本发明中可以很容易地将这些光学元件如光反射元件21调整到一个斜角。所述光学元件可以布置在光导20中，而不使用划片机或线状锯等来切割它们，从而使光导20具有很高的加工精度。
光导20中每一个光反射元件21的位置、长度及角度均可调节，从而使入射到光电倍增管301-304的光量能随着伽马射线入射到闪烁器1S上的位置而等量地变化。在本实施例中，可将与光学元件相对应的光反射元件21(a)沿着闪烁器阵列10的布置方向调整到预定间距，(b)相对于闪烁器阵列10的布置方向调整到预定角度；以及(c)调整光反射元件21使其间距不同于闪烁器1S之间的间距。更为特别的是，如图9B所示，调整方式的一个例子(a)是将光反射元件21以非等距的方式布置，调整方式的一个例子(b)是使最外侧的光学反射元件21相对于闪烁器阵列10的布置方向倾斜一角度。对光反射元件21所做的这些调整均能提高分辨能力从而保持精度和高图像质量。
当本发明的高精度高图像质量的辐射检测器RDA用于诊断装置如PET装置或SPECT装置中时，所述装置也能获得很高的图像质量。例如，当相关部位有肿瘤时，就能容易和准确地输出该肿瘤的图像。按2.5mm间距布置的闪烁器1S能够在视域中心准确地输出大约3.0mm直径的肿瘤。
光导20的外周边倾斜从而使光导20上与光电倍增管301-304相对的平面的周边与光电倍增件301a-304a上与光导20相对的平面的周边相匹配，并且闪烁器阵列10上与光导20相对的平面的周边与光导20上与闪烁器阵列10相对的平面的周边相匹配。在这种结构中，来自闪烁器1S的光线会进到光导20中而不会跑到光导20外面，并且来自光导20的光线会进到光电倍增件301a-304a中，而不会跑到光电倍增件301a-304a的外面。
那些与光导20外周边相邻的光反射元件21，即最外层的光反射元件21被设置为相对于闪烁器阵列10的布置方向倾斜一角度，也是为了避免光线被捕集到外周边和紧邻的光反射元件21之间的狭窄空间中。即，光线可以平滑地进到光电倍增管301-304中，因为最外层的光反射元件21倾斜布置从而保持从倾斜的外周边向内的不受限制的空间。
本发明并不限定上述实施例，而是可做如下修改(1)在前面的实施例中，辐射检测器是用来检测伽马射线的。本发明还可用于伽马射线之外的射线如X射线的检测。
(2)在前面的实施例中，组合使用了对反射元件21的全部三种调整方式，其中这三种调整方式为(a)沿着闪烁器阵列10的布置方向将反射元件21调整到预定间距，(b)相对于闪烁器阵列10的布置方向，将该光学元件调整到预定角度；以及(c)进行调整使光学元件的间距不同于闪烁器1S之间的间距。只要入射到光电倍增管301-304上的光量可随着伽马射线入射到闪烁器1S上的位置而等量变化，那么如何组合都行，如单独使用调整方式(a)到(c)，或者组合使用调整方式(a)和(b)、(b)和(c)或者(a)和(c)，即，可对光导20进行(a)到(c)中的至少一种调整。
(3)在前面的实施例中，光反射元件21被用作形成光导20的光学元件。光透射元件可用来代替其中的光反射元件，或者是将光反射元件和光透射元件组合起来使用。
(4)在前面的实施例中，可在涂上脱模剂之后再注入液态树脂从而有助于光导作为一种完好的产品从台架80中脱出。但涂抹脱模剂并不是必须的。
(5)在前面的实施例中，可在液态树脂注入时进行消泡，但液态树脂的消泡不是必须的。
(6)在前面的实施例中，相对于闪烁器阵列10的布置方向以一角度倾斜的光反射元件21是紧挨着光导20外周边的那些光反射元件21。其它的光反射元件21也可根据需要调整到一斜角。可将剩下的光反射元件21设定到一预定的角度上，如垂直于闪烁器阵列10的布置方向。上述情况同样适用于光透射元件。
(7)在前面的实施例中，光导20的外周边倾斜从而使光导20上与光电倍增管301-304相对的平面的周边与光电倍增件301a-304a上与光导20相对的平面的周边相匹配，并且闪烁器阵列10上与光导20相对的平面的周边与光导20上与闪烁器阵列10相对的平面的周边相匹配。也可采用这样的一种结构，其中光导20上与光电倍增管301-304相对的平面的周边与光电倍增件301a-304a上与光导20相对的平面的周边相匹配，或者其中闪烁器阵列10上与光导20相对的平面的周边与光导20上与闪烁器阵列10相对的平面的周边相匹配。
在不脱离本发明发明构思或实质内容的情况下，本发明还包括其它特定形式。因此本发明保护范围并不限于前述的说明，而是由所附的权利要求来限定。
权利要求
1.一种辐射检测器，其具有闪烁器阵列，该闪烁器阵列由在二维空间上紧凑布置的多个闪烁器形成；光导，该光导光学组合到所述闪烁器阵列上；以及多个光电倍增管，其数量少于所述闪烁器的数量，并在光学上组合到所述光导上，其中所述光导至少由格框和透明液态树脂形成，所述格框具有交叉组合的板形光学元件，并且所述格框限定多个小室；以及对所述形成小室的光学元件进行下面的至少一种调整(a)沿着闪烁器阵列的布置方向将该光学元件调整到预定间距；(b)相对于闪烁器阵列的布置方向，将该光学元件调整到预定角度；以及(c)使光学元件的间距不同于闪烁器之间的间距。
2.如权利要求1的辐射检测器，对于(a)，进行所述沿着所述闪烁器阵列的布置方向将该光学元件调整到预定间距的调整以将所述光学元件布置成非等间距。
3.如权利要求1的辐射检测器，其中，对于(b)，进行所述相对于所述闪烁器阵列的布置方向将该光学元件调整到预定角度的调整以使所述光学元件相对于所述闪烁器阵列的布置方向倾斜一倾角。
4.如权利要求1的辐射检测器，其中所述光导被构造为所述闪烁器阵列中与所述光导相对的平面的周边与所述光导中与所述闪烁器阵列相对的平面的周边相匹配。
5.如权利要求1的辐射检测器，其中所述每一个所述光电倍增管均包括真空管和容纳在所述真空管中的光电倍增件，所述光导被构造为所述光导中与所述光电倍增管相对的平面的周边与所述光电倍增件中与所述光导相对的平面的周边相匹配。
6.如权利要求1的辐射检测器，其中所述每一个光电倍增管均包括真空管和容纳在所述真空管中的光电倍增件，所述光导的外周边倾斜从而使所述闪烁器阵列中与所述光导相对的平面的周边与所述光导中与所述闪烁器阵列相对的平面的周边相匹配，并且使所述光导中与光电倍增管相对的平面的周边与所述光电倍增件中与所述光导相对的平面的周边相匹配。
7.如权利要求6的辐射检测器，其中所述光学元件中的那些与所述外周边相邻的光学元件倾斜以便与所述外周边的倾斜相匹配。
8.如权利要求1的辐射检测器，其中所述光学元件包括光反射元件或者光透射元件。
9.一种辐射检测器的制造方法，其中的辐射检测器具有闪烁器阵列，该闪烁器阵列由在二维空间上紧凑布置的多个闪烁器形成；光导，其光学组合到所述闪烁器阵列上；以及多个光电倍增管，其数量少于所述闪烁器的数量，并在光学上组合到所述光导上，所述方法包括以下步骤(A)用多个板形的光学元件交叉组合制成格框；(B)在将所述格框放置到用于容纳所述格框的矩形容器之前或之后，将透明的液态树脂注到所述矩形容器中；和(C)将结合所述固化后的液态树脂和所述格框的固化树脂体从所述矩形容器中取出，并将所述树脂体成型而制成所述光导；其中，通过进行下面的至少一种调整来执行上述的步骤(A)以对所述光学元件进行组合，即，(a)沿着闪烁器阵列的布置方向将该光学元件调整到预定间距；(b)相对于闪烁器阵列的布置方向，将该光学元件调整到预定角度；以及(c)使光学元件的间距不同于闪烁器之间的间距。
10.如权利要求9的辐射检测器的制造方法，其中，对于(a)，进行所述沿着所述闪烁器阵列的布置方向将该光学元件调整到预定间距的调整以将所述光学元件布置成非等间距。
11.如权利要求9的辐射检测器的制造方法，其中，对于(b)，进行所述相对于所述闪烁器阵列的布置方向将该光学元件调整到预定角度的调整以使所述光学元件相对于所述闪烁器阵列的布置方向倾斜一倾角。
12.如权利要求9的辐射检测器的制造方法，其中所述光导被构造为所述闪烁器阵列中与所述光导相对的平面的周边与所述光导中与所述闪烁器阵列相对的平面的周边相匹配。
13.如权利要求9的辐射检测器的制造方法，其中所述每一个光电倍增管均包括真空管和容纳在所述真空管中的光电倍增件，所述光导被构造为所述光导中与所述光电倍增管相对的平面的周边与所述光电倍增件中与所述光导相对的平面的周边相匹配。
14.如权利要求9的辐射检测器的制造方法，其中所述每一个光电倍增管均包括真空管和容纳在所述真空管中的光电倍增件，所述光导的外周边倾斜从而使所述闪烁器阵列中与所述光导相对的平面的周边与所述光导中与所述闪烁器阵列相对的平面的周边相匹配，并且使所述光导中与所述光电倍增管相对的平面的周边与所述光电倍增件中与所述光导相对的平面的周边相匹配。
15.如权利要求14的辐射检测器的制造方法，其中所述光学元件中的那些与所述外周边相邻的光学元件倾斜以便与所述外周边的倾斜相匹配。
16.如权利要求9的辐射检测器的制造方法，其中所述光学元件包括光反射元件或者光透射元件。
17.如权利要求9的辐射检测器的制造方法，其中所述液态树脂是可透光的环氧树脂。
18.如权利要求9的辐射检测器的制造方法，其中所述液态树脂是可透光的丙烯酸树脂。
19.如权利要求9的辐射检测器的制造方法，其中在执行将透明的液态树脂注入矩形容器的所述步骤(B)之前，将脱模剂涂到所述矩形容器上。
20.如权利要求9的辐射检测器的制造方法，其中在执行将透明的液态树脂注入矩形容器的所述步骤(B)之时对所述液态树脂进行消泡。
全文摘要
一种辐射检测器，其具有格框，并且该格框布置在光导中。该格框是由光学元件薄片即光反射元件组合而成。在制造中，将格框放置在台架的凹部中，并充分消泡，然后将透光的液态树脂注入到凹部中。在液态树脂固化后格框和树脂形成光导，并从台架上取下来。然后对光导通过切割抛光以定型。这种结构允许任意的光反射元件的厚度和角度，并且反射元件和透明树脂之间没有间隙，从而确保高反射效率。
文档编号G01T1/164GK1576884SQ20041004850
公开日2005年2月9日 申请日期2004年6月7日 优先权日2003年6月30日
发明者大井淳一 申请人:株式会社岛津制作所