(57)【要約】  本発明は、第１及び第２のグリッドを有する散乱線除去グリッド（ＡＳＧ）アセンブリに関し、前記第２のグリッドは、前記第１のグリッドの上に配置され、横シフトを有する。前記第１のグリッドのラメラ厚さは、前記第２のグリッドのラメラ厚さより小さい。本発明は、更に、画素検出器と、前記画素検出器の上に配置されたＡＳＧアセンブリとを有する検出器装置に関する。
2019533157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のグリッドを形成する第１のラメラ及び第１の孔を有する当該第１のグリッドと、
第２のグリッドを形成する第２のラメラ及び第２の孔を有する当該第２のグリッドと、
を有する、画素検出器に対する散乱線除去グリッドアセンブリにおいて、
前記第２のグリッドが、少なくとも１つの横方向において横シフトを持つように前記第１のグリッドの上に配置され、
前記第１のラメラの第１の厚さが、前記第２のラメラの第２の厚さより小さい、
散乱線除去グリッドアセンブリ。
【請求項２】
前記第１のラメラの前記第１の厚さが、前記第２のラメラの前記第２の厚さの２０％乃至８０％、特に４０％乃至６０％の範囲内である、
請求項１に記載の散乱線除去グリッドアセンブリ。
【請求項３】
前記第１のグリッドの前記第１のラメラの前記第１の厚さ及び／又は前記第２のグリッドの前記第２のラメラの前記第２の厚さが、一定である、
請求項１に記載の散乱線除去グリッドアセンブリ。
【請求項４】
前記第１のグリッドの前記第１のラメラの前記第１の厚さ及び／又は前記第２のグリッドの前記第２のラメラの前記第２の厚さが、前記グリッドの第１の側から第２の側まで前記厚さを変化させる勾配を有する、
請求項１に記載の散乱線除去グリッドアセンブリ。
【請求項５】
前記第１のグリッドの第１の高さが、前記第２のグリッドの第２の高さより小さく、特に前記第１のグリッドの前記第１の高さが、前記第２のグリッドの前記第２の高さの２０％より小さい、特に１０％より小さい、
請求項１に記載の散乱線除去グリッドアセンブリ。
【請求項６】
前記第２のグリッドが、前記第１のグリッドに対して少なくとも１つの横方向において移動可能に配置され、可変横シフトを提供し、特に、前記第２のグリッドが、前記第１の孔及び／又は前記第２の孔のピッチの０％乃至１０％の範囲内、好ましくは０％の横シフトにおいて第１の位置に移動可能であり、前記第１の孔及び／又は前記第２の孔の前記ピッチの４０％乃至６０％の範囲内、好ましくは５０％の横シフトにおいて第２の位置に移動可能である、
請求項１に記載の散乱線除去グリッドアセンブリ。
【請求項７】
前記第１の孔が、少なくとも１つの横方向において等距離に離間され、第１のピッチを有し、前記第２の孔が、少なくとも１つの横方向において等距離に離間され、第２のピッチを有し、
前記第１のピッチ又は前記第２のピッチが、他方のピッチの整数倍であり、特に前記第１のピッチ及び前記第２のピッチが等しい、
請求項１に記載の散乱線除去グリッドアセンブリ。
【請求項８】
前記横シフトが、前記第１のピッチ及び／又は前記第２のピッチの半分の大きさである、
請求項７に記載の散乱線除去グリッドアセンブリ。
【請求項９】
前記第２のグリッドの第２の高さが、前記第１のピッチ及び／又は前記第２のピッチより大きく、特に前記第２のグリッドの前記第２の高さが、前記第１のピッチ及び／又は前記第２のピッチの５００％乃至５０００％、特に１５００％乃至２５００％の範囲内である、
請求項７に記載の散乱線除去グリッドアセンブリ。
【請求項１０】
前記第１のグリッド及び／又は前記第２のグリッドが、他方のグリッドに面する第１の側において輪郭縁を有し、前記輪郭縁が、他方のグリッドの配置のために構成される、
請求項１に記載の散乱線除去グリッドアセンブリ。
【請求項１１】
前記第１のグリッド及び／又は前記第２のグリッドが、他方のグリッドに面する第１の側においてノッチを有し、前記ノッチが、他方のグリッドを挿入するために構成される、
請求項１に記載の散乱線除去グリッドアセンブリ。
【請求項１２】
前記グリッドアセンブリが、１より多い第１のグリッド及び／又は１より多い第２のグリッドを有し、前記第１のグリッド及び／又は前記第２のグリッドが、互いの上に交互に配置される、
請求項１に記載の散乱線除去グリッドアセンブリ。
【請求項１３】
画素検出器と、
前記第１のグリッドが前記画素検出器に面するように前記画素検出器の上に配置された請求項１に記載の散乱線除去グリッドアセンブリと、
を有する、検出器装置。
【請求項１４】
前記画素検出器の画素が、少なくとも１つの横方向において等距離に離間され、画素ピッチを有し、前記第１のグリッドの前記第１のピッチ及び／又は前記第２のグリッドの前記第２のピッチが、前記画素検出器の前記画素の前記画素ピッチの整数倍である、
請求項１３に記載の検出器装置。
【請求項１５】
前記第１の孔が、前記画素検出器の画素のセット、特に２×２の画素のセットをカバーするように構成され、前記第１のラメラが、前記画素検出器の画素の各セットの境界をカバーする、
請求項１３に記載の検出器装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、散乱線除去グリッドアセンブリ及び検出器装置（detector arrangement）に関する。特に、本発明は、より高いスペクトル性能を提供するように、特に光子計数検出器のような画素検出器に対する、スタックされた（stacked）散乱線除去グリッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＴに対する現在の二次元散乱線除去グリッド（ＡＳＧ）は、全て同じ高さを持つラメラのグリッドからなる。前記ＡＳＧにおける各開口は、１つの検出器画素を中心とする。前記ラメラは、典型的には、１００μｍの厚さを持ち、画素サイズは、各次元において約１ｍｍである。前記ＡＳＧの高さは、典型的には、数ｃｍである。このようにして実現される高いアスペクト比は、前記検出器に向けて前記ＡＳＧを貫通するＸ線に対して非常に小さい取り込み角度（acceptance angle）をもたらす。したがって、前記ラメラに平行な方向を持つ一次放射線のみが、前記ＡＳＧを通過することができ、スキャンされる対象において大きく散乱された放射線は、他の方向から前記ＡＳＧに当たり、前記検出器に到達する前に効果的に吸収される。
【０００３】
光子計数スペクトルＣＴに対して、ＡＳＧに関するいくつかの新しい態様が存在し、すなわち、画素毎の最大計数率は、最大Ｘ線束を制限するので、従来のＣＴより大幅に小さい画素サイズを持つ検出器を動作することは、有利である。更に、散乱放射線を吸収する他に、前記ＡＳＧは、スペクトル性能に対する追加の利益を持ち、すなわち、画素の境界の近くの検出器領域に入る光子により生成された電荷雲は、両方の隣接する画素において、元のエネルギを持つ１つの光子ではなく、低いエネルギを持つ２つの光子に似ているパルスを生じる。ＡＳＧで画素境界を覆うことによりこの電荷共有効果を抑制することは、前記検出器のスペクトル性能を大幅に増加する。
【０００４】
より小さな画素サイズにスケールされたＡＳＧの製造は、非常に難しい。したがって、上述の構成は、画素化された光子計数検出器（以下、「画素検出器」とも称される）に対して実現するのは難しい。
【０００５】
ＵＳ５４３６９５８Ａは、コリメータを開示している。前記コリメータは、ＡＳＧのスタックと、前記コリメータを通して複数の幾何学的に異なる孔パターンが形成されうるように、選択されたＡＳＧを、開口をアラインするように他のＡＳＧに対して移動する調整機構とを有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、より高いスペクトル性能、特に、改善されたエネルギ解像度、及び散乱放射線、特にＸ線のより効率的な吸収、並びに一次放射線の吸収を低下させることによるより高い線量効率（dose efficiency）を提供する改善された散乱線除去グリッドアセンブリ及び検出器装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様において、画素検出器に対する散乱線除去グリッドアセンブリが、提示され、これは、
‐第１のグリッドを形成する第１のラメラ及び第１の孔を有する当該第１のグリッドと、
‐第２のグリッドを形成する第２のラメラ及び第２の孔を有する当該第２のグリッドと、
を有し、
前記第２のグリッドは、少なくとも１つの横方向において横シフトを持つように前記第１のグリッドの上に配置され、
前記第１のラメラの厚さが、前記第２のラメラの厚さより小さい。
【０００８】
本発明の他の態様において、検出器装置が、提示され、これは、
‐画素検出器と、
‐前記第１のグリッドが前記画素検出器に面するように前記画素検出器の上に配置された本発明の第１の態様による散乱線除去グリッドアセンブリと、
を有する。
【０００９】
本発明の好適な実施例は、従属請求項に規定される。
【００１０】
本発明は、特に検出器画素ピッチより大きいピッチを各々持つ、いくつかのＡＳＧを、横シフトを持つように互いの上に組み合わせるというアイデアに基づく。したがって、各ＡＳＧの開口も、横シフトを持つように互いの上に配置され、ＡＳＧのスタックを通って延在する有効孔（effective holes）を作成する。前記有効孔のピッチは、各ＡＳＧの開口のピッチより小さい。各有効孔の断面積は、前記ＡＳＧのラメラの厚さに依存する。幾何学的効率は、前記孔のピッチに関連した前記有効孔の断面積に依存する。上のＡＳＧより小さい厚さを持つように下のＡＳＧを構成することにより、線量効率は、改善される。
【００１１】
前記第１のグリッドに対する前記第２のグリッドの横シフトは、概して、前記第２のグリッドが前記第１のグリッドの上に一致しないように（incongruently）配置されるグリッドの配置として理解されるべきである。したがって、前記第２のグリッドの第２のラメラは、前記第１のグリッドの第１のラメラに対応するようには実質的にアラインされない。特に、前記第２のグリッドの第２のラメラのほとんど又は全て、すなわち、少なくとも５０％は、前記第１のグリッドの第１のラメラに対応するようには実質的にアラインされない。例えば、一方のグリッドのピッチが、他方のグリッドのピッチの整数倍である場合、前記横シフトは、前記第２のグリッドの全ての場所において一定である。他の実施例において、一方のグリッドのピッチが、他方のグリッドのピッチの整数倍ではない場合、前記横シフトは、前記第２のグリッドの全ての場所において一定ではない。
【００１２】
更に、ＡＳＧの吸収能力は、前記ラメラの厚さに依存する。前記散乱放射線の大多数は、上側ＡＳＧ（すなわち、前記第２のグリッド）に当たり、前記上側ＡＳＧにより吸収されなくてはならない。したがって、前記上側ＡＳＧより小さい厚さを持つように下側ＡＳＧ（すなわち、前記第１のグリッド）を構成することは、吸収能力をほぼ同様のままにする。したがって、ＡＳＧのこのスタックは、散乱放射線の改善された吸収をもたらす。
【００１３】
更に、前記生成された有効孔は、小さいサイズ及び小さいピッチを有することができ、各ＡＳＧの孔のサイズ及びピッチは、前記有効孔のサイズ及びピッチより大きく、特に２倍以上である。単一のＡＳＧが、製造技術により、孔の最小ピッチに、及び前記ピッチによって孔の最大サイズに制限され、スタックされたＡＳＧを有するＡＳＧアセンブリは、前記有効孔によって、より小さいピッチ及び前記ピッチによるより大きいサイズに達する可能性を提供する。
【００１４】
更に、このスタックの個別のグリッドの製造は、前記画素検出器の画素の小さいピッチに等しいピッチを持つ細かいＡＳＧより大幅に容易である。特に、前記画素検出器は、光子計数検出器である。
【００１５】
改善された検出器装置は、したがって、スペクトルＣＴに対して有利に使用され、より高いスペクトル性能を提供することができる。
【００１６】
一実施例によると、前記第１のラメラの厚さは、前記第２のラメラの厚さの２０％乃至８０％、特に４０％乃至６０％の範囲内である。前記第１のラメラ及び前記第２のラメラの厚さの間の適切な比の選択は、各グリッドの機械的安定性、製造技術により設けられる制限、及び前記有効孔の所望の断面積及び意図されるスペクトル性能改善に依存してカバーされるべき画素境界の幅に依存する。したがって、上述の範囲は、適切な選択を提供する。
【００１７】
他の実施例によると、前記第１のグリッドの第１のラメラの厚さ及び／又は前記第２のグリッドの第２のラメラの厚さは、一定である。一定の厚さのラメラを持つグリッドの製造は、一般に、一定ではない厚さのラメラを持つグリッドの製造より大幅に容易である。
【００１８】
他の実施例によると、前記第１のグリッドの第１のラメラの厚さ及び／又は前記第２のグリッドの第２のラメラの厚さは、前記グリッドの下端から上端まで厚さを変化させる勾配を有する。前記検出器の近くのより大きいラメラ厚さ及び反対側におけるより小さい厚さを実現することは、有利である。理由は、以下のとおりである。前記ＡＳＧは、通常は、焦点を中心とし、すなわち、全てのラメラは、Ｘ線焦点スポットを指す。結果として、一定のラメラ厚さを持つＡＳＧにおける孔は、円錐形状であり、すなわち、前記ＡＳＧの検出器端に向けて幅広くなる。これは、前記検出器に対する前記ＡＳＧの影が前記焦点スポットとともに移動するので、前記Ｘ線焦点スポットの移動に対するセットアップの敏感さをもたらす。この敏感さを取り除くために、従来のＡＳＧのラメラは、しばしば、Ｔ字型であり、Ｔの縦線が、前記ラメラ自体を表し、水平線が、前記ＡＳＧの検出器端におけるラメラの拡大である。前記ラメラ厚さの上記の変形例は、前記ラメラのＴ字形状に対する代替である。利点は、同じ幾何学的効率において散乱放射線のより高い吸収パワーを達成することである。
【００１９】
他の実施例によると、第１のグリッド（２）の第１の高さ（ｈ1）は、第２のグリッド（３）の第２の高さ（ｈ2）より小さく、特に、前記第１のグリッドの高さは、前記第２のグリッドの高さの２０％より小さく、特に１０％より小さい。前記第２のグリッドの第２のラメラが、前記第１のグリッドの第１のラメラより高く、より厚い場合、前記第２のグリッドは、前記散乱放射線をほとんど吸収する。この場合、前記第１のグリッドの散乱放射線の吸収能力は、あまり関係ないが、しかしながら、一次放射線を吸収するように設計され、これは、他の形で画素境界において検出され、したがって、前記検出器のスペクトル性能を劣化させる。
【００２０】
他の実施例によると、前記第２のグリッドは、前記第１のグリッドに対して少なくとも１つの横方向において移動可能に配置され、可変横シフトを提供し、特に、前記第２のグリッドは、第１の孔及び／又は第２の孔のピッチの０％乃至１０％、好ましくは０％の範囲内の横シフトにおいて第１の位置に、及び第１の孔及び／又は第２の孔のピッチの４０％乃至６０％、好ましくは５０％の範囲内の横シフトにおいて第２の位置に移動可能である。したがって、前記横シフトは、状況に応じて調整されることができる。特に、前記第１の位置は、前記第２のグリッドが前記第１のグリッドを陰にする場合に、より高い線量効率を使用する従来のＣＴ撮像に対して使用されることができ、前記第２の位置は、より良いスペクトル性能を使用するスペクトル撮像、特に材料分離に対して使用されることができる。
【００２１】
他の実施例によると、前記第１の孔は、少なくとも１つの横方向において等距離に離間され、第１のピッチを有し、前記第２の孔は、少なくとも１つの横方向において等距離に離間され、第２のピッチを有し、前記第１のピッチ又は前記第２のピッチは、他方のグリッドのピッチの整数倍であり、具体的には、前記第１のピッチ及び前記第２のピッチは、等しい。これは、前記有効孔のパターンを提供し、規則的に配置された画素境界をカバーすることを可能にする。一般に、グリッドのピッチは、各横方向における前記グリッドの隣接した孔の中心の距離に等しい。前記ピッチの値は、各横方向において異なることができる。
【００２２】
他の実施例によると、前記横シフトは、前記第１のピッチ及び／又は前記第２のピッチの半分の大きさである。したがって、前記ＡＳＧアセンブリは、対称な離間された有効孔を持つ対称形式を提供する。これは、前記ＡＳＧアセンブリの最大化された解像度をもたらす。特に、前記ＡＳＧのスタックは、各次元において検出器画素グリッドに等しいピッチを持ち、少なくとも前記ＡＳＧは、前記検出器画素ピッチの整数倍であるピッチを持つべきである。
【００２３】
他の実施例によると、前記第２のグリッドの高さは、前記第１のピッチ及び／又は前記第２のピッチより大きく、特に、前記第２のグリッドの高さは、前記第１のピッチ及び／又は前記第２のピッチの５００％乃至５０００％、特に１５００％乃至２５００％の範囲内である。散乱放射線に対する吸収効率は、それぞれ、前記第２の又は第１のグリッドのピッチのサイズと前記第２のグリッド又は前記第１のグリッドの高さとの間の比に依存する。前記第２のグリッドの高さが大きいほど、前記散乱放射線に対する吸収効率は高くなり、前記第１のグリッドに対するタスクは、一次放射線を吸収することである。
【００２４】
他の実施例によると、前記第１のグリッド及び／又は前記第２のグリッドは、他方のグリッドに面する第１の側において輪郭縁（contoured edge）を有し、前記輪郭縁は、他方のグリッドの配置のために構成される。前記輪郭縁は、前記ＡＳＧを配置する間にガイドとして機能する。したがって、両方のＡＳＧの間の正確な所望のシフトが、達成される。
【００２５】
他の実施例によると、前記第１のグリッド及び／又は前記第２のグリッドは、他方のグリッドに面する第１の側においてノッチを有し、前記ノッチは、他方のグリッドを挿入するために構成される。したがって、前記ノッチは、前記ＡＳＧの正確な配置を提供するので、両方のＡＳＧの間の正確な所望のシフトが、達成される。例えば、両方のＡＳＧが、同じ高さを持ち、前記ＡＳＧの高さの半分に等しい深さを持つノッチが、前記第２のＡＳＧと同様に前記第１のＡＳＧにおいて実現され、原理的には、各ＡＳＧの合計高さと同じ大きさの重複が、達成されることができる。この場合、結果として生じるインタロックＡＳＧアセンブリは、半分のピッチを持つＡＳＧに似ている。しかしながら、前記ノッチが深いほど、個別のＡＳＧの安定性が低くなり、２つのＡＳＧをインタロックするプロセスをより難しくする。これは、両方のＡＳＧの達成可能な重複を制限しうる。
【００２６】
他の実施例によると、前記グリッドアセンブリは、１より多い第１のグリッド及び／又は１より多い第２のグリッドを有し、前記第１のグリッド及び前記第２のグリッドは、互いの上に交互に配置される。これは、２つのＡＳＧのみのスタックとほぼ同様の効果を提供する。これにより、前記第１のグリッドは、５０％より小さい散乱放射線の主要部分を吸収しなくてはならない。好ましくは、前記第１のグリッド及び前記第２のグリッドの厚さの差は、大きくはならず、特に２０％より小さい。前記第１のグリッド及び／又は前記第２のグリッドは、異なる高さを有してもよい。したがって、ＡＳＧのスタックを通る傾けられた自由行程（free paths）は、避けられることができる。更に、この構造の吸収パワーは、規則的なＡＳＧと非常に似ている。二重ピッチを持つ２つのＡＳＧのスタックを構築する代わりに、前記ラメラの一部が不在である、一般的に可能である多くの他の実現が、存在する。レーザ焼結プロセスにおいて、このような孔の生成は、問題を引き起こさず、加速された製造をもたらす。
【００２７】
他の実施例によると、前記画素検出器の画素は、少なくとも１つの横方向において等距離に離間され、画素ピッチを有し、前記第１のグリッドの第１のピッチ及び／又は前記第２のグリッドの第２のピッチは、前記画素検出器の画素の画素ピッチの整数倍である。したがって、前記第１の及び／又は第２のグリッドは、前記画素検出器の対称性に対して調整される。これは、前記画素を対称的に覆うこと及び改善された解像度を生じる。
【００２８】
他の実施例によると、前記第１の孔は、前記画素検出器の画素のセット、特に２×２の画素のセットをカバーするように構成され、前記第１のラメラは、前記画素検出器の画素の各セットの境界をカバーする。２×２の画素をカバーする単一のＡＳＧを持つ構成において、しかしながら、画素境界の約５０％のみが、１つのＡＳＧによりカバーされ、結果的に、スペクトル性能は、検出器全体がＸ線で照射されるＡＳＧなしの場合と比較して、限られた程度しか改善しない。スタックされたＡＳＧの有効孔は、各単一のＡＳＧの孔より小さいセットの画素をカバーするように配置されることができる。
【００２９】
これまでに推定された前記検出器画素と前記ＡＳＧのピッチとの間の２：１の関係の代わりに、記載されたアプローチは、他の関係にも適用されうる。例えば、前記ＡＳＧのピッチは、前記検出器画素ピッチより３倍大きくてもよく、３つのＡＳＧのスタックは、全ての画素縁を覆う効果的なＡＳＧを達成するように実現されてもよい。また、前記ＡＳＧのピッチ及び前記検出器画素は、前記検出器の行及び列方向において異なってもよい。更に、前記スタック内のＡＳＧは、前記検出器の行方向又は列方向のいずれかの一方向のみにシフトされてもよい。これは、両方のＡＳＧの間のより安定した接続を可能にする。
【００３０】
他の実施例によると、前記散乱線除去グリッドアセンブリは、
‐第３のグリッドを形成する第３のラメラ及び第３の孔を有する当該第３のグリッドであって、前記第３の孔が、等距離に離間され、第３のピッチを有する、当該第３のグリッドと、
‐第４のグリッドを形成する第４のラメラ及び第４の孔を有する当該第４のグリッドであって、前記第４の孔が、等距離に離間され、第４のピッチを有し、前記第３のグリッドが、前記第１のグリッドの下に配置され、前記第４のグリッドが、前記第２のグリッドの上に配置される、当該第４のグリッドと、
を有する。前記第３のピッチ及び前記第４のピッチは、前記第１のグリッドの第１のピッチ及び／又は前記第２のグリッドの第２のピッチより小さく、特に、前記第１のグリッドの第１のピッチ及び／又は前記第２のグリッドの第２のピッチの半分の大きさである。
【００３１】
ＡＳＧのスタックを構築するアプローチは、重量及び製造の容易さに関してＡＳＧを改善するのに使用されうる。上述のスタックにおいて、下部及び上部においてＡＳＧは、前記検出器画素ピッチに等しいピッチを持つことができ、これらの間のＡＧＳは、二重ピッチを持つことができる。したがって、材料の約半分のみが、必要とされ、製造プロセス、特にレーザ焼結に対する材料及び時間の量、並びに取り付けられる構造の重量を減少させる。前記スタック内の個別のＡＳＧの小さい高さ及び不規則なスタックシーケンスを実現することにより、前記ＡＳＧのスタックを通る傾けられた自由行程が、避けられることができる。したがって、この構造の吸収パワーは、規則的なＡＳＧに非常に似ている。
【００３２】
他の実施例によると、前記第１のグリッド及び／又は前記第２のグリッドは、タングステン及びモリブデンの材料の一方からなる。これらの材料が、一般に、ＡＳＧを作成するのに使用されるが、他の材料も可能である。両方の材料が、レーザ焼結のような製造プロセス又はエッチングのような微細加工プロセスに適している。Ｘ線吸収特性に基づいて、グリッドの最小高さは、前記グリッドがタングステンからなる場合には約０．２ｍｍであり、モリブデンからなる場合には約１．３ｍｍである。したがって、前記第１のグリッドは、タングステンからなってもよく、前記第２のグリッドは、モリブデンからなってもよい。例えば、２つのＡＳＧは、別々に製造されてもよく、接着又ははんだ付けにより互いに取り付けられるか又は締め具なしで互いの上に配置されるかのいずれかでありうる。
【００３３】
本発明のこれら及び他の態様は、以下に記載される実施例を参照して説明され、明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】検出器装置の第１の実施例の斜視図を示す。
【図２】第１のグリッドの第１の実施例の上面図を示す。
【図３】第２のグリッドの第１の実施例の上面図を示す。
【図４】散乱線除去グリッドアセンブリの第１の実施例の上面図を示す。
【図５】画素検出器の第１の実施例の上面図を示す。
【図６】第１及び第２のグリッドの第２の実施例の斜視図を示す。
【図７】第１及び第２のグリッドの第３の実施例の斜視図を示す。
【図８】散乱線除去グリッドアセンブリの第２の実施例の概略図を示す。
【図９】検出器装置の第２の実施例の斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図１は、本発明による検出器装置１の第１の実施例を示す。この検出器装置１は、特に、医療用ＣＴ又は手荷物スキャンユニットにおいて使用されてもよい。検出器装置１は、散乱線除去グリッドアセンブリ４及び画素検出器５を有する。散乱線除去グリッドアセンブリ４は、第１のグリッド２及び第２のグリッド３を有する。
【００３６】
第１のグリッド２（図２）は、更に、第１のグリッド２を形成する第１のラメラ２０及び第１の孔２１を有する。第１のグリッド２は、更に、第２のグリッド３に面する第１の側２２及び第１の側２２の正反対に配置される第２の側２３を有する。第１のグリッド２は、第１の側２２と第２の側２３との間の距離に等しい第１の高さｈ1を持つ。第１のラメラ２０は、第１の厚さｄ1を持つ。第２のグリッド３（図３）は、第２のグリッド３を形成する第２のラメラ３０及び第２の孔３１を有する。第２のグリッド３は、更に、第１のグリッド２に面する第１の側３２及び第１の側３２の正反対に配置される第２の側３３を有する。前記第２のグリッドは、第１の側３２と第２の側３３との間の距離に等しい第２の高さｈ2を持つ。第２のラメラ３０は、第２の厚さｄ2を持つ。
【００３７】
第１の厚さｄ1は、第２の厚さｄ2より小さい。特に、第１の厚さｄ1と第２の厚さｄ2との間の比は、２０％乃至８０％の範囲内である。図１に示されたこの実施例において、前記比は、約５０％である。第１の高さｈ1も、第２の高さｈ2より小さい。特に、第１の高さｈ1と第２の高さｈ2との間の比は、５００％乃至５０００％の範囲内である。記載された実施例（すなわち図１）において、前記比は、約３００％である。前記比は、検出器装置１の全てのコンポーネントが明確に可視であるように選択される。
【００３８】
第１のグリッド２の第１の孔２１は、各横方向において隣接する孔２１の中心間の距離に対応する第１のピッチｐ1を有する。第２のグリッド３は、各横方向において隣接する孔３１の中心間の距離に対応する第２のピッチｐ2を有する。第１のピッチｐ1及び第２のピッチｐ2は、等しい。一般に、第１のピッチｐ1及び第２のピッチｐ2は、等しくなくてもよく、例えば、第１のピッチｐ1又は第２のピッチｐ2は、他方のピッチの整数倍であってもよい。第２のグリッド３は、２つの横方向において横シフト４０を持つように第１のグリッド２の上に配置される。各横方向における横シフト４０は、第１のピッチｐ1及び第２のピッチｐ2の半分に等しい。一般に、ピッチｐ1、ｐ2は、各横方向において異なることができる。
【００３９】
散乱線除去グリッドアセンブリ４は、第１のグリッド２が画素検出器５に面するように画素検出器５の上に配置される。画素検出器５（図５）は、画素５０と、各画素５０を囲み、各画素５０を最近接画素５０から分離する境界５１とを有する。画素検出器５の画素５０は、画素ピッチｐ3を有する（図５に示される）。画素ピッチｐ3は、第１のピッチｐ1及び第２のピッチｐ2の半分に等しい。したがって、画素ピッチｐ3は、横シフト４０に等しい。第１のグリッド２は、画素検出器５の２×２の画素５０のセットを常にカバーするように構成される。特に、第１のグリッド２及び第２のグリッド３は、非散乱放射線が画素５０の境界５１に当たらないが、常に画素５０に当たるように、画素検出器５の画素５０の境界５１をカバーするように構成される。
【００４０】
例えば、０．５ｍｍの推定画素ピッチｐ3及び０．１ｍｍのラメラ厚さを各々有する２つのＡＳＧ２、３を持つ典型的な実施例において、幾何学的検出器効率は、むしろ小さい。ＡＳＧアセンブリ４によりカバーされない画素面積は、０．４×０．４ｍｍ2、すなわち、０．１６ｍｍ2／０．２５ｍｍ2＝前記画素面積の６４％である。有効画素面積は、一方又は両方のＡＳＧ２、３、特に第１のＡＳＧ２のラメラ厚さを低下することによりある程度まで増加されることができる。前記有効画素面積は、図４に記載されたグリッドアセンブリの有効孔４１のサイズに等しい。
【００４１】
他の典型的な実施例において、第１のラメラ２０は、約２０乃至８０μｍ、特に５０μｍの厚さｄ1を有し、第２のラメラ３０は、約８０乃至１５０μｍ、特に１００μｍの厚さｄ2を有する。
【００４２】
２つのＡＳＧ２、３は、異なるラメラ厚さを有してもよく、その目的は、対象において散乱された光子を吸収するのではなく検出器画素縁に向けられたＸ線光子を吸収することであるので、第１のグリッド２は、第２のグリッド３より大幅に小さい高さｈ1を有してもよい。この目的に対する最小の高さは、第１のＡＳＧ２がタングステンからなる場合に、約０．２ｍｍであり、モリブデンからなる場合に、約１．３ｍｍである。両方のＡＳＧ２、３を生成するのに異なるプロセスを使用することによりこれらの異なる仕様を使用することができる。例えば、第１のＡＳＧ２は、エッチングのような微細加工プロセスにより生成されてもよく、これは、例えば４０μｍのラメラ厚さを生成することを可能にするが、高いアスペクト比、すなわち大きいＡＳＧ高さには適していない。第２のＡＳＧ３は、レーザ焼結により生成されてもよく、これは、高いアスペクト比を可能にするが、最小の達成可能なラメラ厚さは、約１００μｍである。スタックされたＡＳＧアセンブリ４における４０μｍのラメラを持つ第１のＡＳＧ及び８０μｍものラメラ厚さを持つ第２のＡＳＧの組み合わせは、各グリッドが０．５ｍｍピッチ及び８０μｍラメラを持つ規則的なＡＳＧアセンブリより大幅に良好な幾何学的効率を持つ。規則的なＡＳＧアセンブリの幾何学的効率は、
ｒ1＝((0.5mm-1/2(0.08mm+0.08mm))/0.5mm)2＝０．７０５６
であり、ＡＳＧアセンブリ４の幾何学的効率は、
ｒ2＝((0.5mm-1/2(0.08mm+0.04mm))/0.5mm)2＝０．７７４４
であり、すなわち、ｒ1より約１０％高い。
【００４３】
他の典型的な実施例において、第１のグリッド２の高さｈ1は、約０．３ｍｍであり、グリッド２は、タングステンからなる。この場合、１００ｋＶの光子の９０％以上は、このグリッド内で吸収又は散乱され、前記画素境界に対するＸ線束を大幅に減少させる。第２のグリッド３の高さｈ2は、数ｃｍである。
【００４４】
図２は、第１のグリッド２の第１の実施例を示す。第１のグリッド２は、第１のラメラ２０、第１の孔２１、及び図２には示されない第１の高さｈ1を有する。ラメラ２０は、第１の厚さｄ1を有する。第１の孔２１は、各横方向（ｘ、ｙ）における隣接する孔の中心間の距離に対応する第１のピッチｐ1を有する。第１の孔２１は、正方形状を有する。一般に、第１の孔２１は、多くの他の形状の実現、例えば円形、楕円形、三角形、多角形又は任意の自由形状表面を有してもよい。特に、ピッチｐ1は、各横方向において異なってもよい。
【００４５】
図３は、第２のグリッド３の第１の実施例を示す。第２のグリッド３は、第２のラメラ３０、第２の孔３１及び図３に示されない第２の高さｈ2を有する。第２のラメラ３０は、第２の厚さｄ2を有する。第２の孔３１は、各横方向（ｘ、ｙ）における隣接する孔の中心間の距離に対応する第２のピッチｐ2を有する。第２の孔３１は、正方形状を有する。一般に、第２の孔３１は、多くの他の形状の実現、例えば円形、楕円形、三角形、多角形又は任意の自由形状表面を有することができる。特に、ピッチｐ1は、各横方向において異なってもよい。
【００４６】
図４は、散乱線除去グリッドアセンブリ４の一実施例を示す。散乱線除去グリッドアセンブリ４は、図２に示された実施例による第１のグリッド２及び図３に示された実施例による第２のグリッド３を有する。第１のピッチｐ1及び第２のピッチｐ2は、等しい。第１のグリッド２及び第２のグリッド３は、各横方向（ｘ、ｙ）において横シフト（４０'、４０"）を有する。各横方向（ｘ、ｙ）における横シフト（４０'、４０"）は、第１のピッチｐ1及び第２のピッチｐ2の半分に等しい。第１のグリッド２の第１のラメラ２０の第１の厚さｄ1は、第２のグリッド３の第２のラメラ３０の第２の厚さｄ2より小さい。散乱線除去グリッドアセンブリ４は、第１のグリッド２及び第２のグリッド３を横シフト（４０'、４０"）することにより形成された有効孔４１を更に有する。有効孔４１のサイズは、第１の厚さｄ1及び第２の厚さｄ2にも依存する。この実施例において、有効孔４１のサイズ及び形状は、等しい。一般に、各有効孔４１のサイズ及び形状は、異なってもよい。
【００４７】
図５は、画素検出器５の第１の実施例を示す。画素検出器５は、画素５０及び画素５０の境界５１を有する。境界５１は、第３の厚さｄ3を有する。画素５０は、各横方向（ｘ、ｙ）における隣接する孔の中心間の距離に対応する画素ピッチｐ3を有する。
【００４８】
例えば、前記検出器は、シンチレータ及びＸ線が吸収されるときに生成されるきらめく光を測定する光検出器からなる、間接変換型であってもよい。特に、前記検出器は、テルル化カドミウム亜鉛（ＣＺＴ）のような半導体センサ材料及び個別のＸ線光子により生成された電気パルスを検出する画素電子素子からなる直接変換型であってもよい。後者の場合、前記センサ材料は、多くの画素にわたって延在し、画素形状は、各画素の電荷を収集する電極の幾何構成により規定される。前記画素境界は、図５に示されるように鋭く規定されないが、個別のＸ線光子により生成された電荷が２つ（又は４つまで）の隣接する画素の間で分離される、領域として更にみられることができる。これらの領域は、特に前記検出器材料の厚さに依存して数十μｍの範囲の広がりを持つ。電荷共有は、不所望な効果である。したがって、野望は、前記画素境界に向かうＸ線を吸収することである。
【００４９】
図６は、第１のグリッド２'又は第２のグリッド３'のいずれかの第２の実施例を示す。グリッド２'、３'は、ラメラ２０、３０、図６には示されない孔２１、３１並びに高さｈ1、ｈ2を有する。ラメラ２０、３０は、厚さｄ1、ｄ2を有する。グリッド２'、３'は、第１の側２２、３２及び第２の側２３、３３を更に有する。ラメラ２０、３０は、グリッド２'、３'の第１の側２２、３２において輪郭縁２４、３４を有する。グリッド２'、３'の輪郭縁２４、３４は、他方のグリッドを配置するために構成される。両方のグリッド２'、３'が、輪郭縁２４、３４を有してもよい。
【００５０】
図７は、第１のグリッド２"及び第２のグリッド３"の第３の実施例を示す。グリッド２"、３"は、ラメラ２０、３０、孔２１、３１及び高さｈ1、ｈ2を有する。ラメラ２０、３０は、厚さｄ1、ｄ2を有する。グリッド２"、３"は、第１の側２２、３２及び第２の側２３、３３を更に有する。ラメラ２０、３０は、グリッド２"、３"の第１の側２２、３２においてノッチ２５、３５を有する。特に、前記ノッチの深度は、グリッド２"、３"の合計高さｈ1、ｈ2の１０％乃至５０％の範囲内である。前記ノッチが深いほど、機械的安定性は、より影響を受ける。ノッチ２５、３５は、他のグリッドを挿入するために構成される。両方のグリッド２"、３"は、ノッチ２５、３５を有してもよい。
【００５１】
図８は、グリッドアセンブリ４'の第２の実施例を示す。グリッドアセンブリ４'は、図２に示された実施例による第１のグリッド２及び図３に示された実施例による第２のグリッド３を有する。第１のピッチｐ1及び第２のピッチｐ2は、等しい。第１のグリッド２及び第２のグリッド３は、各横方向（ｘ、ｙ）において横シフト（４０）を有する。各横方向（ｘ、ｙ）における横シフト（４０'、４０"）は、第１のピッチｐ1及び第２のピッチｐ2の半分に等しい。第１のグリッド２の第１のラメラ２０の第１の厚さｄ1は、第２のグリッド３の第２のラメラ３０の第２の厚さｄ2より小さい。第１の厚さｄ1及び第２の厚さｄ2は、各グリッド２、３の第１の側２２、３２から各グリッド２，３の第２の側２３、３３まで各ラメラ２０、３０の厚さを増加する勾配を有する円錐のような形状を持つ。一般に、前記ラメラの形状は、円錐のような形状とは異なってもよく、第１の側２２、３２から第２の側２３、３３まで増加してもよい。
【００５２】
図９は、検出器装置１'の第２の実施例を示す。検出器装置１'は、画素検出器５及び散乱線除去グリッドアセンブリ４を有する。散乱線除去グリッドアセンブリ４は、４つの第１のグリッド２、３つの第２のグリッド３、第３のグリッド４２及び第４のグリッド４３を有する。第１のグリッド２及び第２のグリッド３は、互いの上に交互に配置される。前記第３のグリッドは、前記第３のグリッドを形成する特定のラメラ及び第３の孔を有し、前記第３の孔は、等距離に離間され、第３のピッチを有する。前記第４のグリッドは、前記第４のグリッドを形成する第４のラメラ及び第４の孔を有し、前記第４の孔は、等距離に離間され、第４のピッチを有する。前記第３のピッチ及び前記第４のピッチは、画素ピッチｐ3に等しい。第１のグリッド２の第１のピッチｐ1及び第２のグリッド３の第２のピッチｐ2は、画素検出器５の画素５０の画素ピッチｐ3の２倍の大きさである。前記第３のグリッドは、前記第１のグリッドの最初のものの下に配置され、前記第４のグリッドは、前記第２のグリッドの最後のものの上に配置される。
【００５３】
一般に、各グリッドの厚さは、異なってもよく、各グリッドの高さは、異なってもよい。散乱線除去グリッドアセンブリ４は、第３のグリッド４２が画素検出器５に面するように画素検出器５の上に配置される。第３のグリッド４２は、画素検出器５の各画素５０の境界５１をカバーする。
【００５４】
図面は、正しい縮尺ではないことに注意すべきである。一般に、高さ寸法は、横寸法、すなわち画素サイズより大幅に大きい。
【００５５】
本発明は、図面及び先行する記載において詳細に図示及び記載されているが、このような図示及び記載は、限定的ではなく、例示的又は典型的であると見なされるべきであり、本発明は、開示された実施例に限定されない。開示された実施例に対する他の変形例は、図面、開示及び添付の請求項の検討から、請求された発明を実施する当業者により理解及び達成されることができる。
【００５６】
請求項において、単語「有する」は、他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は、複数を除外しない。単一の要素又は他のユニットが、請求項に記載された複数のアイテムの機能を満たしてもよい。特定の方策が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの方策の組み合わせが有利に使用されることができないことを示さない。
【００５７】
請求項における参照符号は、範囲を限定すると解釈されるべきではない。
【図１】
2019533157.tif 000003
【図２】
2019533157.tif 000004
【図３】
2019533157.tif 000005
【図４】
2019533157.tif 000006
【図５】
2019533157.tif 000007
【図６】
2019533157.tif 000008
【図７】
2019533157.tif 000009
【図８】
2019533157.tif 000010
【図９】
2019533157.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成31年4月19日(2019.4.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のグリッドを形成する第１のラメラ及び第１の孔を有する当該第１のグリッドと、  第２のグリッドを形成する第２のラメラ及び第２の孔を有する当該第２のグリッドと、を有する、画素検出器に対する散乱線除去グリッドアセンブリにおいて、  前記第２のグリッドが、少なくとも１つの横方向において横シフトを持つように一致しないように前記第１のグリッドの上に配置され、  前記第１のラメラの第１の厚さが、前記第２のラメラの第２の厚さより小さい、散乱線除去グリッドアセンブリ。
【請求項２】
前記第１のラメラの前記第１の厚さが、前記第２のラメラの前記第２の厚さの２０％乃至８０％、特に４０％乃至６０％の範囲内である、請求項１に記載の散乱線除去グリッドアセンブリ。
【請求項３】
前記第１のグリッドの前記第１のラメラの前記第１の厚さ及び／又は前記第２のグリッドの前記第２のラメラの前記第２の厚さが、一定である、請求項１に記載の散乱線除去グリッドアセンブリ。
【請求項４】
前記第１のグリッドの前記第１のラメラの前記第１の厚さ及び／又は前記第２のグリッドの前記第２のラメラの前記第２の厚さが、前記グリッドの第１の側から第２の側まで前記厚さを変化させる勾配を有する、請求項１に記載の散乱線除去グリッドアセンブリ。
【請求項５】
前記第１のグリッドの第１の高さが、前記第２のグリッドの第２の高さより小さく、特に前記第１のグリッドの前記第１の高さが、前記第２のグリッドの前記第２の高さの２０％より小さい、特に１０％より小さい、請求項１に記載の散乱線除去グリッドアセンブリ。
【請求項６】
前記第２のグリッドが、前記第１のグリッドに対して少なくとも１つの横方向において移動可能に配置され、可変横シフトを提供し、特に、前記第２のグリッドが、前記第１の孔及び／又は前記第２の孔のピッチの０％乃至１０％の範囲内、好ましくは０％の横シフトにおいて第１の位置に移動可能であり、前記第１の孔及び／又は前記第２の孔の前記ピッチの４０％乃至６０％の範囲内、好ましくは５０％の横シフトにおいて第２の位置に移動可能である、請求項１に記載の散乱線除去グリッドアセンブリ。
【請求項７】
前記第１の孔が、少なくとも１つの横方向において等距離に離間され、第１のピッチを有し、前記第２の孔が、少なくとも１つの横方向において等距離に離間され、第２のピッチを有し、  前記第１のピッチ又は前記第２のピッチが、他方のピッチの整数倍であり、特に前記第１のピッチ及び前記第２のピッチが等しい、請求項１に記載の散乱線除去グリッドアセンブリ。
【請求項８】
前記横シフトが、前記第１のピッチ及び／又は前記第２のピッチの半分の大きさである、請求項７に記載の散乱線除去グリッドアセンブリ。
【請求項９】
前記第２のグリッドの第２の高さが、前記第１のピッチ及び／又は前記第２のピッチより大きく、特に前記第２のグリッドの前記第２の高さが、前記第１のピッチ及び／又は前記第２のピッチの５００％乃至５０００％、特に１５００％乃至２５００％の範囲内である、請求項７に記載の散乱線除去グリッドアセンブリ。
【請求項１０】
前記第１のグリッド及び／又は前記第２のグリッドが、他方のグリッドに面する第１の側において輪郭縁を有し、前記輪郭縁が、他方のグリッドの配置のために構成される、請求項１に記載の散乱線除去グリッドアセンブリ。
【請求項１１】
前記第１のグリッド及び／又は前記第２のグリッドが、他方のグリッドに面する第１の側においてノッチを有し、前記ノッチが、他方のグリッドを挿入するために構成される、請求項１に記載の散乱線除去グリッドアセンブリ。
【請求項１２】
前記グリッドアセンブリが、１より多い第１のグリッド及び／又は１より多い第２のグリッドを有し、前記第１のグリッド及び／又は前記第２のグリッドが、互いの上に交互に配置される、請求項１に記載の散乱線除去グリッドアセンブリ。
【請求項１３】
画素検出器と、  前記第１のグリッドが前記画素検出器に面するように前記画素検出器の上に配置された請求項１に記載の散乱線除去グリッドアセンブリと、を有する、検出器装置。
【請求項１４】
前記画素検出器の画素が、少なくとも１つの横方向において等距離に離間され、画素ピッチを有し、前記第１のグリッドの前記第１のピッチ及び／又は前記第２のグリッドの前記第２のピッチが、前記画素検出器の前記画素の前記画素ピッチの整数倍である、請求項１３に記載の検出器装置。
【請求項１５】
前記第１の孔が、前記画素検出器の画素のセット、特に２×２の画素のセットをカバーするように構成され、前記第１のラメラが、前記画素検出器の画素の各セットの境界をカバーする、請求項１３に記載の検出器装置。
【国際調査報告】
2019533157.tif 000012
2019533157.tif 000013