(57)【要約】  レーザー技術を用いて検知器または光ガイドを作製する方法。この方法によると、マイクロボイドの戦略的な形成により光波を内部で操作してシンチレーション光の制御及び収集能力を高めることにより衝突する放射線の正確な復号を可能にするシンチレータ、光ガイドまたは光センサーのような検知器コンポーネントが得られる。この方法は、レーザー技術を用いてターゲット媒体内にマイクロボイドを形成することにより媒体を光学的に分断する。マイクロボイドは、シンチレータ内に仮想解像要素を形成する光分断部分の光学的境界を画定するように配置される。各マイクロボイドはレーザーソースを用いて所定の場所に形成される。レーザーソースは光ビームを発生させ、そのビームをターゲット媒体に次々に集束してマイクロボイドを形成する。レーザービームは焦点にある媒体を消耗させてマイクロボイドを形成する。
2007525652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置に用いるターゲット媒体を光学的に分断する方法であって、
ａ）ターゲット媒体内の選択された場所にボイドを形成し、
ｂ）ボイドを形成する前記ステップを反復して複数のボイドを形成するステップより成り、
複数のボイドは協働して少なくとも１つの光学的境界を画定し、少なくとも１つの光学的境界はターゲット媒体を分断し、少なくとも１つの光学的境界はシンチレーション光の制御及び分配を支援するターゲット媒体の光学的分断方法。
【請求項２】
ボイドを形成するステップａ）は、
ｉ）選択された波長のレーザービームをターゲット媒体内の選択された場所の焦点に集束し、
ｉｉ）焦点にあるターゲット媒体の光学的特性を変化させるステップを含み、
ボイド形成ステップを反復するステップｂ）は、
ｉｉｉ）レーザービームをターゲット媒体内の別の焦点に移動し、
ｉｖ）レーザービームの移動によりレーザービームの集束ステップを反復して複数のボイドを形成するステップを含む請求項１の方法。
【請求項３】
ターゲット媒体はシンチレータであり、少なくとも１つの光学的境界は少なくとも１つの仮想解像要素を形成する少なくとも１つの光分断部分を画定する請求項１の方法。
【請求項４】
ターゲット媒体は光透過性部材であり、少なくとも１つの光学的境界は光透過性部材内に光ガイドを画定する請求項１の方法。
【請求項５】
少なくとも１つの光学的境界は、協働して複数の光分断部分を画定する複数の光学的境界を含む請求項１の方法。
【請求項６】
複数の光分断部分は直線状である請求項５の方法。
【請求項７】
複数の光分断部分は非直線状である請求項５の方法。
【請求項８】
複数の光分断部分は曲面状である請求項５の方法。
【請求項９】
少なくとも１つの光学的境界は複数のボイドの単一層により画定される請求項１の方法。
【請求項１０】
少なくとも１つの光学的境界は複数のボイドの複数の層により画定される請求項１の方法。
【請求項１１】
複数のマイクロボイドのサイズはそれぞれ別個に選択可能である請求項１の方法。
【請求項１２】
少なくとも１つの光学的境界はターゲット媒体の所与の体積部内にランダムに位置する複数のボイドにより画定される請求項１の方法。
【請求項１３】
画像形成装置に用いる検知器コンポーネントであって、
シンチレータと、
シンチレータ内に形成されてシンチレータを分断する少なくとも１つの光学的境界を画定する複数のボイドとより成り、
複数のボイドはそれぞれ選択された波長のレーザービームをシンチレータ内の焦点に集束することにより形成され、
少なくとも１つの光学的境界はシンチレータ内に少なくとも１つの仮想解像要素を画定する検知器コンポーネント。
【請求項１４】
複数の光分断部分は直線状である請求項３の方法。
【請求項１５】
複数の光分断部分は非直線状である請求項１３の方法。
【請求項１６】
画像形成装置に用いる検知器コンポーネントであって、
光透過性部材と、
光透過性部材内に形成されて光透過性部材を分断する少なくとも１つの光学的境界を画定する複数のボイドとより成り、
複数のボイドはそれぞれ選択された波長のレーザービームを光透過性部材内の焦点に集束することにより形成され、
少なくとも１つの光学的境界は光透過性部材シンチレータ内に少なくとも１つの仮想解像要素を画定する検知器コンポーネント。
【請求項１７】
複数の光分断部分は直線状である請求項１６の方法。
【請求項１８】
複数の光分断部分は非直線状である請求項１６の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線画像形成法、Ｘ線透視法、陽電子断層撮影法（ＰＥＴ）、コンピュータ単一光子放出断層撮影法（ＳＰＥＣＴ）、コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）、ガンマカメラ及びデジタル乳房撮影法を含む画像形成法に使用する検知器の分野に係る。本発明は、さらに詳細には、検出媒体または光透過性媒体の何れかにマイクロボイドを戦略的に形成して光波を内部で操作することにより、シンチレーション光の制御及び収集能力を高めて放射線の正確な復号を可能にする方法を用いる放射線検知器の製造に向けられている。
【関連技術の説明】
【０００２】
画像形成法は医学分野及び非医学分野の両方の多くの用途に広く用いられている。画像形成分野では、画像形成装置に種々のソースからの放射線を検知する複数のシンチレータアレイを組み込むことがよく知られている。個別シンチレータ要素より成るシンチレータアレイを製造する際、シンチレータ要素をそれらの間に介在して光子境界を形成する反射性媒体と共に実装するのが通常のやり方である。従来、反射性媒体は、検知器要素に放射線が当たる場所を正確に知るためにシンチレーション光をシンチレータ要素に沿って光ガイド内へ差し向ける働きがある。反射性媒体はさらに、各シンチレータ要素からの光の収集効率を増加させると共に１つのシンチレータ要素から隣接要素へのクロストークまたは光の伝達を最小限に抑える働きをする。反射性媒体は、反射性粉末、薄膜、ペイント、及び反射性粉末をドーピングした接着剤またはこれらの組み合わせを含む。反射性のペイント及び粉末はＭｇＯ、ＢａＳＯ4、及びＴｉＯ2のような１種またはそれ以上のピグメントを含む。放射線検知器アレイの製造は、その方法の如何にかかわらず、時間及び労働が集約されたプロセスであり、製品の均一さは作製者の熟練度に左右される。現在の設計に比べてピクセル数が１オーダー多い高空間分解能システムの現在の市場傾向では、これらのプロセスの影響はさらに顕著である。
【０００３】
検知器アレイは、通常、光増倍管（ＰＭＴ）や、アバランシェ光ダイオード（ＡＰＤ）、ＰＩＮダイオード、電荷結合素子（ＣＣＤ）のような固体検知器と一体化される。シンチレーション材料により吸収される入射光エネルギー光子は低エネルギーのシンチレーション光子に変換され、シンチレータそれ自体、光ガイド及び他の確立された光分配手段のうちの１またはそれ以上を介して検知器へ導かれる。
【０００４】
光ガイド及び／または他の確立された手段が使用される構成では、光ガイドを適当な基体に種々の深さのスリットを形成して作製するのが普通である。反射性媒体と共に実装されると、光ガイドは光を導いてシンチレータの位置情報を与える有効なものとなる。ペイントまたは反射性テープを用いる構成では、ペイント及び反射性テープをシンチレータに直接適用して同様な結果を得る。適用される反射性材料の高さ及び配置は設計により異なる。
【０００５】
従来、シンチレータアレイは研磨した、または研磨されていない結晶から形成されるが、これらの結晶は、反射性ＰＴＦＥテープで手により包装して束ねるか、エポキシまたはＲＰＶを混合したＢａＳＯ4またはＴｉＯ2のような白色ピグメントにより接着するか、もしくは所定の間隔でガラス製光ガイドに接着した後上述したように反射性材料を充填する。
【０００６】
別のアプローチとして、個々の反射部材を接合材の助けによりある特定のシンチレータ要素の側面に接合するものがある。個々の要素を高エネルギー光子の入射が正確に復号されるように空間的に配置することによりアレイが形成される。
【０００７】
シンチレータ要素のアレイを形成するために他の装置が製造されている。その典型的なものとして以下の米国特許に開示された装置がある。
特許番号              発明者                    登録日
３，９３６，６４５    Ａ．Ｈ．Ｉｖｅｒｓｏｎ    １９７６年２月３日
４，７４９，８６３    Ｍ．Ｅ．Ｃａｓｅｙ        １９８８年６月７日
４，９１４，３０１    Ｙ．Ａｋａｉ              １９９０年４月３日
４，９８２，０９６    Ｈ．Ｆｕｊｉｉ他          １９９１年１月１日
５，０５９，８００    Ｍ．Ｋ．Ｃｕｅｍａｎ他    １９９１年１０月２２日
５，４５３，６２３    Ｗ．Ｈ．Ｗｏｎｇ他        １９９５年９月２６日
６，２９２，５２９    Ｓ．Ｍａｒｃｏｖｉｃｉ他  ２００１年９月１８日
【０００８】
これらの特許のうち、Ｉｖｅｒｓｏｎの‘６４５特許はセルのアレイを有する放射線感知構造を開示している。これらのセルは発光材料のシートに狭いスリットを切り込むことにより形成される。スリットに光または放射線もしくはそれらの両方を透過しない材料を充填する。Ｃｕｅｍａｎ他の‘８００特許は、広いスロットがアレイの底部に形成された同様なシンチレータアレイを開示している。
【０００９】
上述した方法の大部分は、光を一定パターンで変換器または光増倍管またはダイオードのような変換器セットへ導くために検知器アレイの底部に固着された別個の光ガイドを必要とする。この光ガイドは通常、変換器上の光パターンを変化させるために種々の深さのスリットを有する。さらに、これらのスリットには、Ｃａｓｅｙの‘８６３特許に述べられているように反射材料が充填される。
【００１０】
Ｗｏｎｇ他の‘６２３特許は、患者の領域を取り囲むようにシンチレーション結晶のアレイが他のアレイに隣接して配置されたＰＥＴカメラを開示している。結晶アレイ間の端縁部は光検知器間の端縁部に対してずれているため、高価な正方形の光増倍管の代わりに円形の光増倍管を用いることができる。この構成は象限共有型と呼ばれ、各光検知器が各アレイの４つの象限から放出される放射線を検知するために４つのそれぞれのアレイの隣接する象限に隣接するように適宜配置されている。アレイ内の結晶は、隣接する光検知器へ光を同調可能に配分するために交差結合されたインターフェイスを提供すべく選択的に研磨され隣接の結晶に接合されると記載されている。結晶アレイは、結晶のスラブを光学的に結合して「プリアレイ」を形成した後、このプリアレイを１またはそれ以上の側面から横びきして最終的なアレイを形成することにより製造される。溝はアレイ内でのさらなる光学的制御を可能にするために白色の反射性充填材のようなもので光学的に処理される。さらに、光ジャンパーをアレイの自由端部に結合して復号歪みを補正することが可能である。
【００１１】
光ガイド及びシンチレータ結晶アレイの調製は放射線検知器の製造コスト全体の実質的な部分を占める。現在の製造方法によると、光を案内するための幾何学的形状が非直線形状の複雑さのために簡単な直線の形状に限定される。複雑さが増加するとコストが増える。さらに、現在の設計よりピクセル数が１オーダー多い高分解能システムを目指す現在の市場傾向により、コストや労働費用がより有意なものとなっている。
【００１２】
装飾的な物品の製造にますます使用されるようになっている技術であるレーザー技術を用いることによりガラスのような透明材料に三次元の画像を形成することが可能である。その代表的なものとして以下の米国特許に開示された装置がある。
特許番号              発明者                    登録日
５，６３７，２４４    Ａ．Ｉ．Ｅｒｏｋｈｉｎ      １９９７年６月１０日
５，７８６，５６０    Ａ．Ｔａｔａｈ他            １９９８年７月２８日
５，８８６，３１８    Ａ．Ｖ．Ｖａｓｉｌｉｅｖ他  １９９９年３月２３日
６，３９９，９１４    Ｉ．Ｔｒｏｉｔｓｋｉ        ２００２年６月４日
６，４１７，４８５    Ｉ．Ｔｒｏｉｔｓｋｉ        ２００２年７月９日
６，４２６，４８０    Ｉ．Ｔｒｏｉｔｓｋｉ        ２００２年７月３０日
６，７２７，４６０    Ｉ．Ｔｒｏｉｔｓｋｉ        ２００４年４月２７日
【００１３】
Ｅｒｏｋｈｉｎの‘２４４特許は、パルスレーザービームの助けにより透明な材料内に画像を形成する方法を開示している。このＥｒｏｋｈｉｎの方法は、回折制限型Ｑスイッチレーザー、特に固体単一モードＴＥＭ00レーザーを使用し；レーザービームを細く集束して処理中の材料を調整自在に微細に破壊し；レーザーを当てた後にレーザービームを処理中の材料から相対的に変位させて再生される画像の次の点に移動させることより成る。予め設定された点における材料の微細な破壊は、集束レンズの実際のアーパチャ及びレーザーの放射出力を同時に変化させることによりそのサイズを調整することができる。
【００１４】
‘５６０特許は、フェムト秒のパルスを有する紫外線（ＵＶ）波長のレーザービームを用いて材料を処理する方法を開示している。ＵＶレーザービームはフェムト秒のパルスを有する複数の別個のレーザービームに分割される。別個のレーザービームは、別個のビームのフェムト秒のパルスがオーバーラップして試料の処理に十分な強度となるように目標点に向けられる。
【００１５】
Ｖａｓｉｌｉｅｖ他の‘３１８特許では、透明な試料にレーザーの助けにより画像を形成する方法を開示する。この‘３１８特許の方法は、２つの直交する表面において異なる角発散値を有するレーザービームを発生させ、このレーザービームを試料の現在の点に集束するステップを含む。画像形成の過程において、試料を放射線の集束点に関して変位させることにより、レーザービーム角発散値が最大の平面と、形成中の画像部分の表面との間の角度を変化させて画像部分の必要なコントラストを調整する。
【００１６】
Ｔｒｏｉｔｓｋｉの特許は、透明な材料の内部で高品質のレーザー破壊画像を高速度で形成するシステムを開示する。画像は電気光学的偏向手段と、物品を移動させるか光学系を集束する手段との組み合わせにより形成される。Ｔｒｏｉｔｓｋｉの装置は、コンピュータによる位相ホログラムを用いて幾つかの別個の中心点で破壊を生ぜしめることによりレーザー破壊を行うが、そのホログラムの位相構造はホログラムを通過するレーザービームが幾つかのスポットに集束されるように計算される。Ｔｒｏｉｔｓｋｉの特許はさらに、２つのレーザービームが交差する領域に破壊を生ぜしめることによってレーザー破壊を発生させるシステムを開示している。これにより、偏向手段によりコンディショニングされた画像の劣化が減少し、方向により明るさが異なるエッチングポイントを形成される。Ｔｒｏｉｔｓｋｉの‘９１４特許では、１つのレーザーが材料破壊を生ぜしめるためにポイント周辺の材料領域をガラス化温度に加熱する放射線を発生するものとして説明されている。
【発明の概要】
【００１７】
本発明は、光分断検知器及び／または光ガイドの作製方法である。本発明の方法は、レーザー技術を用いてターゲット媒体内に一連のマイクロボイドを形成することによる媒体を分断して、従来法により作製された従来型装置と同様な特性を有する位置復号用検知器または光ガイドを提供するものである。
【００１８】
本発明の１つの検知器コンポーネントは、複数のマイクロボイドがシンチレータの光分断部分を介してシンチレーション光を導くように協働するシンチレータである。マイクロボイドは、シンチレータの光分断部分の光学的境界を画定するように配置されている。マイクロボイドは、種々の大きさで特定の均一パターンを形成するように配置されるか、ランダムに配置される。マイクロボイドは、単一層または多数の層内に配置されるか、もしくは所与の体積部内にランダムに分散される。マイクロボイドは、平坦な、曲面状のまたは他の幾何学的構成に配置できる。このようにすると、シンチレータの光分断部分は正方形以外の種々の断面形状を画定することができる。例えば、光分断部分は三角形、台形または六角形の形状を画定する。あるいは、光分断部分は八角形と正方形のような形状の組み合わせを画定可能である。
【００１９】
マイクロデバイスの分布パターンが予め決められる本発明の方法では、シンチレータ内の各マイクロボイド内の位置を必要に応じて決定する。マイクロボイドの分布がランダムである場合、各マイクロボイドの位置を限定するパラメータを決定する。各マイクロボイドをレーザーソースを用いて形成する。レーザーソースにより光ビームを発生させ、このビームをそれぞれの選択場所のターゲット媒体に次々に集束させる。レーザーソースは焦点にあるターゲット媒体を消耗させるに十分な出力のレーザービームを発生させるため、マイクロボイドが形成される。
【００２０】
本発明に用いるターゲット媒体は、シンチレータまたは光透過性ブロックもしくは光ガイドである。ターゲット媒体はレーザー波長を吸収しない材料で作られる。レーザービームの焦点に集められる強いエネルギーにより、ターゲット媒体内にその原点から全ての方向に外方に延びるマイクロボイドが形成される。レーザーソースを制御し、また体系的にパルス動作させながら、レーザービームの位置を同時に、また次々に変化させて、ビームを再び集束させることにより、ターゲット媒体内の所定の位置に、パターン状の、あるいはランダムなマイクロボイドを形成する。
【実施例】
【００２１】
検知器コンポーネントの作製方法について説明する。本発明の方法は、レーザー技術を用いてシンチレーション物質内に一連の光散乱センターまたはマイクロボイドを形成することにより、従来法により作製された検知器アレイと同様な特性を有する光分断仮想解像要素を作製する。光分断光ガイドも本発明の方法により作製可能である。
【００２２】
図１は、本発明の方法により作製される検知器コンポーネント１０を光増倍管（ＰＭＴ）アレイ２０に関連して示す斜視図である。本発明の検知器コンポーネント１０はターゲット媒体から作られるが、この媒体には、光波を協働して操作することによりシンチレーション光の制御及び収集能力を高めて衝突する放射線の正確な復号を可能にする複数のマイクロボイド１２（図２を参照）が画定される。マイクロボイド１２は、検知器コンポーネント１０の光分断部分１６の光学的境界１４を画定するように配置されている。マイクロボイド１２の相対的な配置構成は無限にある。例えば、種々のサイズのマイクロボイド１２を特定の均等なパターンを形成するように配置するか、または、ランダムに配置するか、もしくはオーバーサンプリング型の光分断仮想解像要素が形成されるようにするかである。マイクロボイド１２は単一の層または多数の層内に配置するか、または所与の体積部内にランダムに分散させてもよい。マイクロボイド１２は平坦な構成、曲面状の構成、または他の幾何学的構成にすることができる。このように、検知器コンポーネント１０の光分断部分１６は正方形以外の種々の断面形状を取りうる。例えば、光分断部分１６を三角形、台形または六角形の形状にできるが、これらに限定されない。あるいは、光分断部分１６を八角形と正方形を組み合わせた形状にしてもよい。さらに、光分断部分１６の断面形状を一方の端部から他方の端部へ進むにつれて変化させてもよく、それには１つの幾何学的形状から別の幾何学的形状への変化及び／または１つのサイズから別のサイズへの変化が含まれる。種々の形状は種々の要因により異なるが、従来型装置に設けられた反射表面と結果が同様であるか、それより改善された結果が得られるように選択されている。特定の形状について述べたが、本発明はかかる形状により限定される意図はない。かかる構成は、本発明を実施するために使用可能な構成が無限にあることを強調するために説明したにすぎない。
【００２３】
図２は、図１に示す検知器コンポーネント１０の部分断面図である。図２は、本発明の方法により形成されるマイクロボイドのアレイ１２を示す。この実施例のマイクロボイド１２は単一層の中にあり、ハネカムパターンを形成するように配列されている。図２は、垂直な光学的境界を表すマイクロボイド１２の垂直層１４Ｖを示す。また、水平層を表す単一行１４Ｈのマイクロボイド１２も示す。再び、幾何学的配列のマイクロボイド１２を有する単一で平坦な層を示すが、マイクロボイド１２は任意の他のパターンに配列するか、ランダムに配置することが可能である。
【００２４】
図３は、複数のマイクロボイド１２を形成する本発明の方法をさらに明確に示す。検知器コンポーネント１０内の各マイクロボイド１２の位置は必要に応じて決定される。図示の実施例では、選択されたマイクロボイド１２がその場所の座標系を用いて位置（ｘ，ｙ，ｚ）に形成中である。レーザー光源３０は光ビーム３２を発生し、そのビームをターゲット媒体１０の位置（ｘ，ｙ，ｚ）に集束するために使用される。レーザー光源３０は検知器コンポーネント１０の光学的特性を変化させるに十分なパワーを有するレーザービーム３２を焦点に発生させるため、マイクロボイド１２が形成される。
【００２５】
本発明に用いるターゲット媒体１０は、シンチレータ、光透過性部材（または光ガイド）またはその両方である。このように、光透過性部材は、ブロック、光ファイバ、光チューブ及び光センサーの入口窓を含む（これらに限定されない）任意の構成を有する。ターゲット媒体１０は、レーザービーム３２の波長を吸収しない材料で作られている。レーザービーム３２の焦点に強力なエネルギーを集めることにより、原点から全ての方向において外方に延びるマイクロボイド１２がターゲット媒体１０内に形成される。通常、これらのマイクロボイド１２の断面は数十ミクロンのオーダーである。しかしながら、マイクロボイド１２のサイズは設計によりそれよりも大きくするか、または小さくできることが理解されるであろう。レーザー光源３０を制御し、また体系的にパルス動作させながら、レーザービーム３２の位置を同時に、また次々に変化させて、ビームを再び集束させることにより、ターゲット媒体１０内の所定の位置に、パターン状の、あるいはランダムなマイクロボイド１２を形成する。
【００２６】
本発明の方法によると、関連技術の背景の説明で述べた幾何学的な制約が取り除かれる。本発明の方法は、シンチレータ及び直線状の光透過性部材のような検知器コンポーネント１０を作製可能である。さらに、本発明の方法は、六角形及び八角形のようなさらに複雑で多面状の検知器コンポーネント１０の作製に有用である。さらに波形または曲面状の構造も容易に形成可能である。集束レーザービーム３２により内部の幾何学的形状を変えるため、現在の検知器の作製に付随する集約的な労働コストが不要になり、プロセスに非直線状のものを取り入れるか、または内部の特徴部分の数を増加する際もさらなる作業を必要としない。さらに、この技術により、光のコリメーション、集束、分割または分散手段を含む他の光分配手段を媒体内に組み込むことができる。
【００２７】
図４は、本発明の方法により作製される検知器４１０を示す。図示の実施例の検知器４１０は作用深さ式（ｄｅｐｔｈ  ｏｆ  ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ  ｄｅｓｉｇｎ  −  ＤＯＩ）である。この実施例において、検知器４１０の上部４１０Ｕは３×３のグリッドアレイに光学的に分断されており、検知器４１０の下部４１０Ｌは２×２のグリッドアレイに光学的に分断されている。グリッドアレイの光学的境界４１４は本発明の方法により形成される。ＤＯＩ検知器は，放射線が衝突した時にシンチレーション物質が光を放出する深さを認識できるように構成された光分断部分４１６を画定する。従来型ＤＯＩ検知器のように、アバランシェ光ダイオード（ＡＰＤ）のような光センサーのアレイ２０は低エネルギーのシンチレーション光を集める。
【００２８】
図５は、本発明の方法により作製された検知器５１０の別の実施例を示す。図５の実施例は、オーバーサンプリングにより高分解能を達成するモノリシック型検知器である。この設計において、特徴部分の密度は固有空間分解能でなくてオーバーサンプリングされる仮想解像要素に相当する。この実施例において、光学的境界５１４間の間隔は、４つのセグメント５１６より成るブロックが境界としての実質的に平坦な配列のマイクロボイド１２の層５１４により互いに分断されるように変化する。上述したように、この層５１４は実質的に二次元か、または第三の次元として明確な厚さを有するようなものでよい。４つのセグメント５１４より成る個々のブロックそれ自体は互いに分離されている。この分離はマイクロボイド１２の少なくとも１つの層５１４により行うことができる。４つのセグメント５１６より成るブロック間の大きな分離を行うためのこのような３つの層５１４を示す。上述したＤＯＩ検知器４１０でも、また、本発明の方法により作製される他の検知器コンポーネント１０でも、ＰＭＴ及びＡＰＤのような従来のハードウェアが図示のようにオーバーサンプリング型検知器に付随して使用される。
【００２９】
図６及び７は、非直線状の構成を有する２つの検知器コンポーネント６１０、７１０を示す。図６は、六角形の光学的境界６１４により画定されるセル６１４のアレイを示す。図７は、八角形の光分断部分７１６が正方形のセル７１６´と交互に現れるアレイを示す。幾つかの構成を示したが、本発明はこれら少数の構成に限定されないことがわかるであろう。このように、図示説明した実施例は本発明による多数の構成の例示にすぎないことがわかるであろう。
【００３０】
図８は、本発明の方法により作製される検知器コンポーネント８１０の側立面図である。図示のコンポーネント８１０は、従来技術の検知器と同様に種々の高さの光学的境界８１４を画定する。
【００３１】
図９に示す実施例において、検知器９１０はシンチレータ９１０Ａと、光ガイド９１０Ｂを有する。光ガイド９１０Ｂを種々の構成の例示的な光学的境界９１６と共に示す。特に、３つの光学的境界９１６を示す。これらの境界９１６は、直交する平坦な光学的境界９１６Ａ、集束するか焦点をぼかすためのピラミッド型構成を形成する光学的境界９１６Ｂ、及び複雑な曲線状の光学的境界９１６Ｃを含む。これら３つの特定実施例を示したが、本発明はかかる説明に限定されないことがわかるであろう。
【００３２】
図１０は、円形の光ガイド１０１０の端面図である。円形光ガイド１０１０内にはシンチレータ１０Ａがある。光センサー２０は円形光ガイド１０１０の周りに配置されている。円形光ガイド１０１０は、光分断部分１０１６を画定するために光学的境界１０１４により特定のインターバルで光学的に分断されている。こうすると、シンチレーション光は光ガイド１０１０の全周にわたって散乱することがなく、このため誤差の蓄積が妨げられるか少なくとも減少し、検知器装置の不感時間が最小限に抑えられる。
【００３３】
最後に、図１１及び１２は、本発明の方法により形成される光学的境界１１１４を画定する光センサー２０を示す。図１２に最も明確に示すように、図示の実施例の光センサー２０の入口窓は４つの象限に光学的に分断されているため、多数のアノードを有するＰＭＴのチャンネル間のクロストークが減少する。
【００３４】
以上の記載から、当業者はレーザー技術による検知器または光ガイドの製造方法が開示されたことがわかるであろう。本発明の方法によると、マイクロボイドの戦略的な形成により光波を内部で操作することによりシンチレーション光の制御及び収集能力を高めて衝突する放射線の正確な復号を可能にするシンチレータ、光ガイドまたは光センサーのような検知器コンポーネントが得られる。さらに、本発明の方法により作製される検知器及び光ガイドについて説明した。本発明は、レーザー技術を用いて光学的に分断された検知器及び／または光ガイドを作製する方法を提供する。レーザー光源はターゲット媒体を複数の所定の場所で消耗させるために使用される。そのように、複数のセグメントまたはセルを画定するために光学的境界がターゲット媒体内に形成される。これらのセルは、特定の用途の必要に応じて任意所定の形状を有する。その結果得られる検知器及び光ガイドは、従来の検知器及び光ガイドと比較すると製造時間及びコストが少ない。さらに、本発明の方法により作製される検知器及び光ガイドは従来の検知器及び光ガイドの作製に付随する物理的な制約を受けない。
【００３５】
本発明の検知器コンポーネントの製造方法により、当該技術分野において幾つかの進歩が得られる。まず第１に、従来の製造方法に比べて検知器ブロックの高率実装が可能であることがわかるであろう。これは、マイクロボイドのサイズが従来法によるシンチレータの切断により生じる切溝と比べて相対的に小さいことによる。本発明の方法によると１００％に近い実装率が得られるため、検知器の感度が最大限になる。
【００３６】
従来法の切断プロセスをなくした結果、さらに別の幾つかの進歩が得られる。まず第１に、無駄になる材料が減少する。特にシンチレータの材料の性質により、廃材はリサイクルが必要である。シンチレータには切断が行われないため、リサイクルの必要性はほとんどない。製造コストは材料ロスがこのように減るため減少する。切断ステップがなくなるため、検知器コンポーネントの製造に付随する健康リスクが減少する。従来法では、切断された材料の小さな粒子を製造プロセス時、クリーンナップ時または廃材のリサイクル時に処理する必要がある。このため、有毒な材料、エアロゾル及び他の有害な材料の処理が必要である。本発明の方法によると、この材料処理が最小限に抑えられるため検知器コンポーネントの製造に付随するリスクが実質的に減少する。さらに、製造プロセス時における検知器の汚染がなくなった。これは、一部には、汚染物質が入り込む切溝が存在しないこと、また、一部には、従来法に用いた実装材料が不要になったことによる。
【００３７】
また、上述したように、本発明の方法はこの方法が持つ幾何学的形状の制約による制限を受けない。このため、平坦な反射表面が不要である。さらに、検知器の光分断部分は矩形の形状に限定されない。また、光分断部分は検知器の１つの表面から反対表面へわたって一定の断面形状及びサイズに限定されない。本発明の方法により、１つの形状及び／またはサイズから別の形状及び／またはサイズへ変化する光分断部分を含む、種々の形状及びサイズの光分断部分の形成が可能になる。光分断部分はそれぞれ別個に切断することなく検知器内部に画定されるため、小さなピクセル要素を取り扱う必要がない。かくして、高出力で高分解能の検知器の製造が可能となり、しかも製造コストが減少する。
【００３８】
本発明の方法はシンチレータ、光ガイド、光センサーなどの作製に等しく利用可能であるため、これらの対応コンポーネントを互いに整合するように製造するのが容易であることがわかるであろう。その結果、シンチレーション光の制御及び収集にあたり高い効率が得られる。
【００３９】
本発明を幾つかの実施例について説明し、また例示的な実施例をかなり詳細に説明したが、頭書の特許請求の範囲をかかる詳細事項に限定するのは本出願人の意図ではない。当業者には、さらに別の利点及び変形例並びに設計変更が容易に想到されるであろう。従って、本発明はその広い局面において特定の詳細事項、代表的な装置及び方法並びに図示及び説明した例に限定されない。従って、本発明者の一般的な発明思想の範囲から逸脱することなくかかる詳細事項に対して変形例及び設計変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の方法により作製される検知器の斜視図である。
【図２】図２の検知器の一部を線２−２に沿って示す断面図である。
【図３】レーザーソースによりレーザービームをターゲット媒体に集束して所定の場所のターゲット媒体を消耗させることによりボイドを形成する本発明の方法を説明するものである。
【図４】相互作用の深さを検知するために用いる、本発明の方法により作製される検知器を示す。
【図５】オーバーサンプリングに用いる、本発明の方法により作製される検知器を示す。
【図６】六角形のセグメントを画定する、本発明の方法により作製される検知器を示す。
【図７】八角形と正方形を画定する、本発明の方法により作製される検知器を示す。
【図８】種々の高さの光学的境界を画定する、本発明の方法により作製される検知器の側立面図である。
【図９】シンチレータとの関連で内部に画定される幾つかの光学的境界の形状を示す光ガイドの側立面図である。
【図１０】選択された場所に光学的境界を画定された本発明の方法による円形の光ガイドの端面図である。
【図１１】本発明の方法により形成される光学的境界を有する光センサーの立面図である。
【図１２】本発明の方法により光分断された図１１の光センサーの上部端面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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