(57)【要約】  撮像アレイは、撮像ピクセルと、不均一な隔壁と、軸方向の中心と、半径方向の境界線と、を有する。隔壁は、撮像ピクセルのうちの隣接する撮像ピクセルの間に隔壁が存在するように、アレイ内において位置決めされている。隔壁の少なくとも１つのパラメータが、アレイの中心から境界線まで、少なくとも１回だけ、変化している。パラメータは、中心から境界線まで、増大してもよい。パラメータは、隔壁の密度又は原子番号を有してもよい。代わりに、隔壁のパラメータは、中心に対して変化するその半径方向の厚さであってもよい。
2014510274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像アレイであって、
アレイを形成する複数の撮像ピクセルであって、前記アレイは、高エネルギー端部と、光放出端部と、軸方向の中心と、半径方向の境界線と、を有する、複数の撮像ピクセルと、
前記撮像ピクセルのうちの隣接する撮像ピクセルの間に隔壁が存在するように、前記アレイ内において位置決めされた隔壁と、
を有し、
前記隔壁の少なくとも１つのパラメータが、前記アレイの前記軸方向の中心に隣接する隔壁から前記アレイの前記半径方向の境界線に隣接する隔壁まで、少なくとも１回だけ、変化している、アレイ。
【請求項２】
シンチレータピクセルアレイであって、
アレイを形成する複数のシンチレーションピクセルであって、前記アレイは、高エネルギー端部と、光放出端部と、軸方向の中心と、半径方向の境界線と、を有する、複数のシンチレーションピクセルと、
前記シンチレーションピクセルのうちの隣接するシンチレーションピクセルの間に隔壁が存在するように、層として前記アレイ内において位置決めされた隔壁と、
を有し、
前記隔壁の少なくとも１つの物理パラメータが、前記アレイの前記軸方向の中心に隣接する隔壁の層から前記アレイの前記半径方向の境界線に隣接する隔壁の層まで、前記隔壁のそれぞれの層に伴って変化している、アレイ。
【請求項３】
前記隔壁の前記少なくとも１つのパラメータは、前記軸方向の中心から前記半径方向の境界線まで、増大している請求項１又は２に記載のアレイ。
【請求項４】
前記隔壁の前記少なくとも１つのパラメータは、前記隔壁の密度である請求項１又は２に記載のアレイ。
【請求項５】
前記隔壁の前記少なくとも１つのパラメータは、前記隔壁の原子番号である請求項１又は２に記載のアレイ。
【請求項６】
前記隔壁は、複数の材料を有する請求項１又は２に記載のアレイ。
【請求項７】
前記隔壁は、少なくとも２つの異なる材料から形成された少なくとも４つの層を有する請求項１又は２に記載のアレイ。
【請求項８】
前記隔壁のそれぞれは、前記軸方向の中心に対して半径方向の厚さを有し、且つ、前記隔壁の前記少なくとも１つのパラメータは、前記隔壁の前記半径方向の厚さである請求項１又は２に記載のアレイ。
【請求項９】
前記隔壁は、前記撮像ピクセルのうちの１つの撮像ピクセルの半径方向の厚さの約１０分の１である平均半径方向厚さを有する請求項１又は２に記載にアレイ。
【請求項１０】
前記隔壁は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、アルミニウム、銅、タングステン、エポキシ、シリコーンゴム、ポリエステル、ポリエチレン、誘電ポリマー薄膜、銀、金、タンタル、及び鉛から構成された群から選択された少なくとも２つの異なる材料を有する請求項１又は２に記載のアレイ。
【請求項１１】
前記隔壁の少なくともいくつかは、反射率を改善するべく、白色に着色される請求項１又は２に記載のアレイ。
【請求項１２】
前記隔壁の少なくともいくつかは、粉体によって形成される請求項１又は２に記載のアレイ。
【請求項１３】
前記粉体は、隣接するピクセルの間の空間内に配置され、且つ、その内部における容積充填率を有し、且つ、前記粉体の密度は、前記容積充填率に基づいて調節可能である請求項１２に記載のアレイ。
【請求項１４】
前記粉体は、均一にサイズ設定された粒子を有する請求項１３に記載のアレイ。
【請求項１５】
前記粉体は、前記容積充填率を増大させるために、均一にサイズ設定された粒子と、相対的に小さな粒子と、を有する請求項１３に記載のアレイ。
【請求項１６】
前記粉体は、異なる割合で異なる粉体を一緒に混合することによって調節可能である有効原子番号を有する請求項１２に記載のアレイ。
【請求項１７】
前記粉体は、エポキシ、塗料、又は樹脂に混合される請求項１３に記載のアレイ。
【請求項１８】
前記隔壁の前記少なくとも１つのパラメータを変化させることにより、隔壁の間における漂遊エネルギーの伝達が低減され、且つ、前記光放出端部における画像が改善される請求項１又は２に記載のアレイ。
【請求項１９】
前記隔壁の前記少なくとも１つの物理パラメータは、前記軸方向の中心から前記半径方向の境界線まで単調に増大している請求項１又は２に記載のアレイ。
【請求項２０】
前記隔壁は、直交パターンとして構成された複数の材料を有する請求項１又は２に記載のアレイ。
【請求項２１】
前記隔壁は、それぞれが異なるタイプの材料から形成された少なくとも４つの層を有する請求項１又は２に記載のアレイ。
【請求項２２】
エネルギーを放射する放射エネルギーの供給源と、
撮像アレイであって、
アレイを形成する複数の撮像ピクセルであって、前記アレイは、前記放射されたエネルギーを受け取る高エネルギー端部と、光放出端部と、軸方向の中心と、半径方向の境界線と、を有する、複数の撮像ピクセルと、
前記撮像ピクセルのうちの隣接する撮像ピクセルの間に隔壁が存在するように、前記アレイ内において位置決めされた隔壁と
を有し、
前記隔壁の少なくとも１つのパラメータは、前記アレイの前記軸方向の中心に隣接する隔壁から前記アレイの前記半径方向の境界線に隣接する隔壁まで、少なくとも一度だけ、変化している、撮像アレイと、
前記光放出端部からの画像を表示する出力装置と、
前記放射エネルギーの供給源及び前記出力装置に結合されたユーザーインターフェイスと、
を有する装置。
【請求項２３】
前記隔壁の前記少なくとも１つのパラメータは、前記軸方向の中心から前記半径方向の境界線まで、増大している請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記隔壁の前記少なくとも１つのパラメータは、前記隔壁の密度である請求項２２に記載の装置。
【請求項２５】
前記隔壁の前記少なくとも１つのパラメータは、前記隔壁の原子番号である請求項２２に記載の装置。
【請求項２６】
前記隔壁は、複数の材料を有する請求項２２に記載の装置。
【請求項２７】
前記隔壁は、少なくとも２つの異なる材料から形成された少なくとも４つの層を有する請求項２２に記載の装置。
【請求項２８】
前記隔壁のそれぞれは、前記軸方向の中心に対して半径方向の厚さを有し、且つ、前記隔壁の前記少なくとも１つのパラメータは、前記隔壁の前記半径方向の厚さである請求項２２に記載の装置。
【請求項２９】
前記隔壁は、前記撮像ピクセルのうちの１つの撮像ピクセルの半径方向の厚さの約１０分の１である平均半径方向厚さを有する請求項２２に記載の装置。
【請求項３０】
前記隔壁は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、アルミニウム、銅、タングステン、エポキシ、シリコーンゴム、ポリエステル、ポリエチレン、誘電ポリマー薄膜、銀、金、タンタル、及び鉛から構成された群から選択された少なくとも２つの異なる材料を有する請求項２２に記載の装置。
【請求項３１】
前記隔壁の少なくともいくつかは、反射率を改善させるべく、白色に着色される請求項２２に記載の装置。
【請求項３２】
前記隔壁の少なくともいくつかは、粉体によって形成される請求項２２に記載の装置。
【請求項３３】
前記粉体は、隣接するピクセルの間の空間内に配置され、且つ、その内部における容積充填率を有し、且つ、前記粉体の密度は、前記容積充填率に基づいて調節可能である請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
前記粉体は、均一にサイズ設定された粒子を有する請求項３２に記載の装置。
【請求項３５】
前記粉体は、前記容積充填率を増大させるべく、均一にサイズ設定された粒子と、相対的に小さな粒子と、を有する請求項３３に記載の装置。
【請求項３６】
前記粉体は、異なる割合で異なる粉体を一緒に混合することによって調節可能な有効原子番号を有する請求項３２に記載の装置。
【請求項３７】
前記粉体は、エポキシ、塗料、又は樹脂に混合される請求項３２に記載の装置。
【請求項３８】
前記隔壁の前記少なくとも１つのパラメータを変化させることにより、隔壁間における漂遊エネルギーの伝達を低減し、且つ、前記光放出端部における画像を改善する請求項２２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、撮像アレイに関し、且つ、更に詳しくは、不均一な隔壁（ｓｅｐｔｕｍ）を使用した高エネルギー撮像のためのシンチレータアレイ用のシステム、方法、及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シンチレーション検出器は、一般に、従来の光検出器によっては容易に検出されない高エネルギーの光子、電子、又はアルファ粒子などの高エネルギー放射を検出するために使用されている。シンチレータ又はシンチレーション結晶は、高エネルギー放射を吸収し、且つ、このエネルギーを光パルスに変換する。この光は、フォトダイオード、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）、又は光電倍増管などの光検出器によって電子（即ち、電子流）に変換してもよい。シンチレーション検出器は、医療（例えば、内臓の画像を生成するために）、地球物理学（例えば、地球の放射能を計測するために）、検査（例えば、非破壊的な非侵襲性試験）、研究（例えば、光子及び粒子のエネルギーを計測するために）、及び保健物理学（例えば、人間に影響を及ぼす環境内の放射線を監視するために）を含む様々な産業及び用途において使用してもよい。
【０００３】
シンチレーション検出器は、通常、単一の大きな結晶又はアレイの形態で配列された多数の小さな結晶を含む。多くの走査装置は、シンチレーション検出器を含み、これらのシンチレーション検出器は、シンチレーション結晶のピクセル化アレイを有する。アレイは、行と列に配列することができる多数のシンチレーションピクセルから構成することができる。ピクセルは、互いに平行に位置決めしてもよく、且つ、エポキシなどの接着剤により、定位置において保持してもよい。アレイは、アレイの一端（高エネルギー端部）が励起エネルギーを受け取り、且つ、反対側の端部（光放射端部）が、結果的に得られる可視光を光検出器に伝達するように、撮像装置内において位置決めしてもよい。放射放出端部から放出される光は、特定のピクセル内における特定のシンチレーションイベントに対して関連付けることが可能であり、且つ、この光を使用し、アレイの高エネルギー端部に入射する励起エネルギーのパターンを構築することができる。
【０００４】
シンチレータアレイ内のピクセルは、分割部又は隔壁により、互いに物理的に分離されている。例えば、ピクセル及び隔壁は、中央のＸ線の軸と略整列され、且つ、これに対して平行である。これらの装置の形状は、多くの場合に、Ｘ線が中央よりもエッジにおいて更に傾斜した角度でアレイに入射することを結果的にもたらす。Ｘ線の傾斜した軌跡は、オリジナルのＸ線の軸方向に対してコンプトン散乱に起因し、ピクセルの間における相対的に大きなエネルギー共有をもたらす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ピクセル間におけるエネルギー共有を低減するためのいくつかの試みが存在している。例えば、米国特許出願公開第２００７／００８６５６５号明細書は、放射エネルギーの供給源に向かって傾斜した又は合焦されたピクセルを開示している。この解決策は、効果を奏しうるが、製造及び実装が面倒なものになる可能性がある。撮像アレイの設計及び実装における改善が依然として関心を集めている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
不均一な隔壁を使用した撮像アレイ用のシステム、方法、及び装置の実施形態が開示される。いくつかの実施形態においては、撮像アレイは、アレイを形成する複数の撮像ピクセルを有する。アレイは、高エネルギー端部と、光放出端部と、軸方向の中心と、半径方向の境界線と、を有する。隔壁は、撮像ピクセルのうちの隣接する撮像ピクセルの間に１つの隔壁が存在するように、アレイ内において位置決めされている。
【０００７】
隔壁の少なくとも１つのパラメータが、アレイの軸方向の中心に隣接する隔壁からアレイの半径方向の境界線に隣接する隔壁まで、少なくとも１回だけ、変化している。例えば、隔壁の少なくとも１つのパラメータは、軸方向の中心から半径方向の境界線まで増大してもよい。隔壁のパラメータは、隔壁の密度又は原子番号を有してもよい。隔壁は、異なる材料の複数の層（ｓｔｒａｔｕｍ）を有してもよい。
【０００８】
代わりに、隔壁は、軸方向の中心に対して変化する（例えば、軸方向の中心から離れる方向において増大する）半径方向の厚さを有してもよく、この結果、隔壁の少なくとも１つのパラメータは、隔壁の半径方向の厚さであってもよい。
【０００９】
これらの実施形態の以上の及びその他の目的及び利点については、添付の請求項及び添付図面との関連において以下の詳細な説明を参照することにより、当業者に明らかとなろう。
【００１０】
実施形態の特徴及び利点の実現方式について更に詳細に理解することができるように、添付の図面に示されているその実施形態を参照することにより、更に具体的な説明が得られよう。但し、添付図面は、いくつかの実施形態を示すものに過ぎず、且つ、従って、その他の同様に効果的な実施形態も存在しうることから、添付図面は、範囲の限定を意図したものと見なしてはならない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】シンチレーションアレイの一実施形態の概略等角図である。
【図２】アレイの一実施形態の断面平面図である。
【図３】シンチレーションアレイの別の実施形態の正面図である。
【図４】図３のアレイの断面平面図である。
【図５】シンチレーションアレイの更に別の実施形態の正面図である。
【図６】図５のアレイの断面平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
異なる図面における同一の参照符号の使用は、類似の又は同一の品目を示している。
【００１３】
シンチレーション検出器は、一般に、ガンマ線、アルファ粒子、及びベータ粒子を含む相対的に高エネルギーの光子、電子、又はアルファ粒子を検出するために使用されており、この場合に、高エネルギーとは、１ＫｅＶ以上である。これらの光子、電子、又はアルファ粒子は、例えば、２００ｎｍ〜８００ｎｍを含む２００ｎｍ以上の波長を有する光子に対して高感度を有してもよい従来の光検出器によっては、容易に検出されない場合があることが理解されよう。シンチレータ又はシンチレーション結晶、セラミック、或いは、プラスチックは、励起波動又は粒子を吸収し、且つ、これらの波動又は粒子のエネルギーを光パルスに変換する。この光は、フォトダイオード、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）、又は光電倍増管などの光検出器により、電子（即ち、電子流）に変換してもよい。
【００１４】
本明細書において使用されている「高エネルギー表面」又は「高エネルギー端部」という用語は、高エネルギーの光子、電子、又はアルファ粒子が最初に進入するシンチレータアレイ又はピクセルの表面を意味している。「検出可能な光」とは、光検出器による検出が可能なシンチレータによって出力される光のことである。検出可能な光は、２００〜７００ｎｍの範囲の波長を有する。「光検出器」は、シンチレーション結晶から放射された検出可能な光を電気信号に変換する。「光学的に結合された」という用語は、少なくとも１つの結合された要素が、別の結合された要素に対して直接又は間接的に光を付与するように適合されていることを意味している。「シンチレータ」という用語は、高エネルギーの光子、電子、又はアルファ粒子に応答して光（「シンチレーション光」）を放射する材料を意味しており、この場合に、高エネルギーとは、１ＫｅＶ以上である（「励起エネルギー」）。この励起エネルギーは、その上部に入射するガンマ線、アルファ粒子、及びベータ粒子を含む。既知のシンチレータは、セラミック、結晶、及びポリマーシンチレータなどの材料を含む。「シンチレーション結晶」は、主に無機結晶から製造されたシンチレータである。「シンチレーションピクセル」は、当業者には、既知であり、且つ、それぞれが１つ又は複数の光検出器と関連付けられた個別のシンチレータを有する。複数のシンチレーションピクセルを１つに関連付けることにより、「シンチレーションアレイ」を形成することができる。アレイは、１つ又は複数の光検出器と関連付けてもよい。それぞれのピクセルからの検出可能な光は、独立的に検出することができる。ピクセルは、互いに分離してもよく、且つ、共通基材を介して結合してもよい。本明細書において使用されている「接着剤」とは、独立したピクセルをアレイとして１つに結合するために、或いは、ピクセルの間の間隔を保つために、使用することができる材料である。「拡散」反射性材料は、所与の可視光線を複数の方向において反射する。「鏡面」反射性材料は、所与の可視光線を単一の方向において反射する。材料は、その材料に入射する可視光の５０％超の通過を許容する場合に、可視光に対して「透明」である。材料は、その材料に入射する可視光の８０％以上を遮断する場合に、「不透明」である。
【００１５】
シンチレーション検出器は、医療（例えば、内臓の画像を生成するために）、地球物理学（例えば、地球の放射能を計測するために）、検査（例えば、非破壊的な非侵襲性試験）、研究（例えば、光子及び粒子のエネルギーを計測するために）、及び保健物理学（例えば、人間に影響を及ぼす環境内の波動又は粒子を監視するために）を含む様々な産業及び用途において使用してもよい。医療装置は、ＰＥＴ（Ｐｏｓｉｔｒｏｎ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）スキャナ、ガンマカメラ、ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）スキャナ、及び放射免疫測定の用途を含んでもよい。地球物理学装置は、検層装置（ｗｅｌｌ  ｌｏｇｇｉｎｇ  ｄｅｔｅｃｔｏｒ）を含んでもよい。検査装置は、熱中性子放射化分析検出器などの放射輝度検出器、手荷物スキャナ、厚さゲージ、液体レベルゲージ、能動型及び受動型装置の両方であるセキュリティ及びマニフェスト検証、能動型及び受動型装置の両方である分光装置（放射性同位体識別装置）、及び能動型及び受動型の両方であるグロスカウンタを含んでもよい。研究装置は、分光計及び熱量計を含んでもよい。保健物理学の用途は、洗濯監視（ｌａｕｎｄｒｙ  ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ）及びエリア監視を含んでもよい。
【００１６】
シンチレーションアレイは、多くの場合に、アレイを生成するべく行と列において配列されたシンチレーションピクセルのグループから構成されている。シンチレーションピクセルは、無機又は有機的なものであってよい。無機シンチレーションピクセルの例は、タリウムがドーピングされたヨウ化ナトリウム（ＮａＩ（Ｔｌ））及びタリウムがドーピングされたヨウ化セシウム（ＣｓＩ（Ｔｌ））などの結晶を含んでもよい。シンチレーション結晶の更なる例は、フッ化バリウム、セリウムがドーピングされた塩化ランタン（ＬａＣｌ３（Ｃｅ））、ゲルマニウム酸ビスマス（Ｂｉ４Ｇｅ３Ｏ１２）、セリウムがドーピングされたイットリウムアルミニウムガーネット（Ｃｅ：ＹＡＧ）、セリウムがドーピングされた臭化ランタン（ＬａＢｒ３（Ｃｅ））、ヨウ化ルテチウム（ＬｕＩ３）、タングステン酸カルシウム（ＣａＷＯ４）、タングステン酸カドミニウム（ＣｄＷＯ４）、タングステン酸鉛（ＰｂＷＯ４）、タングステン酸亜鉛（ＺｎＷＯ４）、及びオキシオルト珪酸ルテチウム（Ｌｕ２ＳｉＯ５）、並びに、セリウムがドーピングされたルテチウムイットリウムオキシオルト珪酸塩（Ｌｕ１．８Ｙ０．２ＳｉＯ５（Ｃｅ））（ＬＹＳＯ）を含んでもよい。又、シンチレータは、テルビウムがドーピングされたオキシ硫化ガドリニウム（ＧＯＳ（Ｔｂ））などの無機セラミック、並びに、ユーロピウムがドーピングされた酸化ルテチウム（Ｌｕ２Ｏ３（Ｅｕ））を含んでもよい。更には、有機シンチレータの例は、ＰＶＴ内に存在する有機蛍石を有するポリビニルトルエン（ＰＶＴ）並びにその他のポリマー材料を含んでもよい。
【００１７】
アレイは、任意の数のシンチレーションピクセルを含んでもよく、且つ、ピクセルは、例えば、結晶質又は高分子材料から製造してもよい。図１に示されているように、ピクセル１０１の深さ（ｄ）は、ピクセル１０１の幅（ｗ）及び／又は高さ（ｈ）を上回ってもよい。アレイは、アレイの高エネルギー端部１０３が励起エネルギー供給源に向かって方向付けされるように、撮像装置に対して配置することができる。光放出端部１０５は、シンチレーションイベントから結果的に得られる光を検出することができるように、光検出器と関連付けることができる。それぞれの個々のピクセルは、自身と関連付けられた１つ又は複数の光検出器を有してもよい。ピクセルの間の空間１０７は、ピクセル間におけるクロストークを極小化しつつ、光をアレイの光放出端部１０５に導くように設計された反射性の不透明な材料によって占有されてもよい。このようにして、特定のピクセル内において生成された光を、その同一のピクセルと関連付けられた光検出器により、或いは、そのピクセルと関連付けられた光検出器の一部分により、検出することができる。
【００１８】
図２は、５つの整列されたピクセルの位置決め状態を示すシンチレーションアレイの断面図を提供している。この例においては、それぞれのピクセルの計測寸法は、４×４×３０ｍｍである。図示のように、高エネルギー端部１０３は、図の最上部に位置しており、且つ、光放出ウィンドウ１１１は、最下部に位置しているが、可視光は、高エネルギー端部から放出されてもよい。ピクセル１０１、１０１ａ、１０１ｂ、及び１０１ｃは、隣接するピクセルを分離する反射性の障壁１１３を含む。励起エネルギーがピクセルの深さ（方向Ｘ１）に対して平行な経路に沿ってシンチレーションアレイに進入した場合には、結果的に得られるシンチレーションイベントは、ピクセル内のどれだけ深いところでイベントが発生するのかとは無関係に、ピクセル１０１ｂ内において発生することになる。但し、励起エネルギーが傾斜して（方向Ｘ２）アレイに進入した場合には、結果的に得られるシンチレーションイベントは、シンチレーションの前に励起エネルギーがどれだけ遠くまでアレイに浸透したのかに応じて、ピクセル１０１ｃ、１０１ｂ、又は１０１ａのいずれかの内部において発生することになろう。結果的に得られるシンチレーションイベントがピクセル１０１ｂ又は１０１ａのいずれかにおいて発生した場合には、結果的に得られる光は、励起エネルギーが浸透したピクセルであるピクセル１０１ｃ内においてではなく、１０１ｂ又は１０１ａの内部において発生したものとして検出されることになる。これらの視差効果により、再構築された画像内に歪が生成される可能性がある。
【００１９】
図３及び図４は、シンチレータピクセルアレイなどの撮像アレイ１３１の一実施形態を示している。撮像アレイ１３１は、図示の直線又は直交アレイなどのアレイを形成する複数の撮像ピクセル１３３（例えば、シンチレーションピクセル）を有する。アレイは、高エネルギー端部１３５（図４）と、光放出端部１３７と、軸方向の中心１３９と、半径方向の境界線１４１と、を有する。隔壁１４３は、撮像ピクセル１３３のうちの隣接する撮像ピクセルの間に１つの隔壁が存在するように、アレイ内において位置決めされている。
【００２０】
隔壁の物理又は材料パラメータなどの少なくとも１つのパラメータが変化する。例えば、このパラメータは、アレイ１３１の軸方向の中心１３９に隣接する隔壁１４５の半径方向において最も内側の層からアレイの半径方向の境界線１４１に隣接する隔壁１５１の半径方向において最も外側の層まで、変化してもよい。隔壁１４３の少なくとも１つのパラメータは、軸方向の中心１３９から半径方向の境界線１４１まで、単調に増大してもよい。隔壁の少なくとも１つのパラメータは、隔壁の密度又は原子番号を有してもよい。いくつかの実施形態においては、基本的に、ピクセル１３３が中心１３９から離れるほど、隔壁１４３の材料の密度及び／又は原子番号が大きくなっている。この設計によれば、Ｘ線などの２次的なエネルギー及び電子１５３（図４）が近隣のピクセル内に移動すると共に撮像アレイによって生成される画像を不鮮明にすることが低減される。従って、隔壁のパラメータを変化させることにより、隔壁間における漂遊エネルギーの伝達が低減され、且つ、光放出端部における画像が改善される。
【００２１】
隔壁１４３は、複数の材料を有してもよい。例えば、隔壁は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ：例えば、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標））の層１４５、アルミニウムの層１４７、銅の層１４９、及びタングステンの層１５１などの材料の少なくとも４つの層を有してもよい。図３に示されているように、層１４５、１４７、１４９、及び１５１は、漸進的に増大する井桁（「＃」）様のパターンで構成してもよい。
【００２２】
その他の実施形態においては、隔壁材料は、エポキシ、シリコーンゴム、ポリエステル、ポリエチレン、誘電ポリマー薄膜、銀、金、タンタル、及び／又は鉛を含んでもよい。更には、隔壁材料は、必要に応じて、その反射率を改善するために、白色に着色してもよい。例えば、タングステンは、ピクセルから放出されるシンチレーション光の量を低減する黒っぽい金属である。従って、タングステン隔壁の表面は、ピクセルの光出力を改善するために、白色材料によって塗装又は被覆してもよい。このような着色は、隔壁のエネルギー吸収特性に対して影響を及ぼさない。
【００２３】
いくつかの実施形態においては、粉体をピクセル隔壁内において使用してもよい。このような粉体は、色が白色であってもよく、且つ、隔壁を形成するべくピクセルの間の空間に流し込まれる。隔壁用の粉体材料の例には、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＭｇＦ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＰｂＯ、及び塩基性炭酸鉛２ＰｂＣＯ３・Ｐｂ（ＯＨ）２が含まれよう。又、粉体は、モノリシックな固体材料と比べて、２つの方式により、利点を有することができる。第１は、粉体の密度は、調節可能であるという点にあり、その理由は、容積充填率が多少調節可能であるためである。例えば、粉体が均一にサイズ設定された球体から製造されている場合には、粉体は、通常、隔壁の容積の約４０％を充填することになる。このような球体に対して更に小さな粒子を多少追加することにより、充填率を隔壁の容積の７０％超に増大させることができる。又、粒子の形状の変更も、充填率に対して影響を及ぼす。第２に、異なる割合で異なる粉体を一緒に混合することにより、有効原子番号（Ｚ）を調節してもよい。例えば、ほとんどがＡｌ２Ｏ３である粉体に対してＴａ２Ｏ５（高Ｚ）の一部を追加することにより、その有効原子番号を増大させてもよい。いくつかの実施形態においては、粉体をエポキシ、塗料、又は樹脂に混合することによって組立を容易にしている。
【００２４】
図５及び図６は、シンチレータピクセルアレイなどの撮像アレイ２３１の別の実施形態を示している。撮像アレイ２３１は、図示の直線又は直交アレイなどのアレイを形成する複数の撮像ピクセル２３３を有する。アレイは、高エネルギー端部２３５（図６）と、光放出端部２３７と、軸方向の中心２３９と、半径方向の境界線２４１と、を有する。隔壁２４３は、撮像ピクセル２３３のうちの隣接する撮像ピクセルの間に１つの隔壁が存在するように、アレイ内において位置決めされている。
【００２５】
隔壁の物理又は材料パラメータなどの少なくとも１つのパラメータを隔壁アレイ内において少なくとも１度だけ変化させてもよい。例えば、パラメータは、アレイ２３１の軸方向の中心２３９に隣接する隔壁の半径方向において最も内側の層２４５からアレイの半径方向の境界線２４１に隣接する隔壁の半径方向において最も外側の層２５１まで、変化してもよい。隔壁２４３の少なくとも１つのパラメータは、軸方向の中心２３９から半径方向の境界線２４１まで、単調に増大してもよい。少なくとも１つのパラメータは、個別の隔壁２４３の半径方向の厚さｔｘが変化するように、例えば、軸方向の中心２３９に対して半径方向の厚さ「ｔ」を有してもよい。いくつかの実施形態においては、隔壁２４３は、撮像ピクセル２３３のうちの１つの撮像ピクセルの半径方向の厚さＴ（図５）の約１０分の１である平均半径方向厚さを有してもよい。
【００２６】
図示の実施形態においては、隔壁の層２４５は、半径方向の厚さｔ１を有し、隔壁の層２４７は、半径方向の厚さｔ２を有し、隔壁の層２４９は、半径方向の厚さｔ３を有し、且つ、隔壁の層２４５は、半径方向の厚さｔ４を有し、ここで、ｔ１＜ｔ２＜ｔ３＜ｔ４である。図５に示されているように、隔壁の層２４５、２４７、２４９、及び２５１は、漸進的に増大する井桁（「＃」）様のパターンで構成してもよい。
【００２７】
更にその他の実施形態においては、隔壁の層のうちのいくつかは、半径方向の厚さが等しくてもよく（すなわち、減少しておらず）、その他のものは、サイズが変化している（例えば、ｔ１＝ｔ２＝ｔ３＜ｔ４＝ｔ５など）。「単調」という用語は、これらの選択肢を意味しており、この場合には、隔壁は、選択された半径方向の距離の範囲にわたって同一の状態に留まってもよい。
【００２８】
本発明は、多数の利点を有する。例えば、増大した原子番号及び／又は密度を有する隔壁を使用することにより、コンプトン散乱を減衰させることができる。このような構成によれば、２次的なＸ線及び電子が近隣のピクセル内に移動することが低減される。この結果、検出器の鮮明度が改善され、且つ、画像の品質が改善される。このような設計は、癌治療装置、貨物スキャナ、産業用のＸ線の用途、及びＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）において使用されるものなどの高エネルギーＸ線撮像装置において使用してもよい。その他の用途には、一般的な放射線の検出、アレイを傾斜又は回転させることによる放射線源の方向の検出、及びＰＥＴ（Ｐｏｓｉｔｒｏｎ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）スキャナにおける視差の低減が含まれる。
【００２９】
いくつかの実施形態においては、このような装置は、例えば、ターゲットの特徴を走査、診断、又は判定するための装置を有してもよい。この装置は、エネルギーを放射するための放射エネルギーの供給源１０２（図４及び図６）と、アレイを形成する複数の撮像ピクセルを有する撮像アレイであって、このアレイは、放射されたエネルギーを受け取る高エネルギー端部、光放出端部、軸方向の中心、及び半径方向の境界線を有し、且つ、このアレイは、撮像ピクセルのうちの隣接する撮像ピクセルの間に１つの隔壁が存在するように、アレイ内において位置決めされた隔壁を有し、且つ、隔壁の少なくとも１つのパラメータは、アレイの軸方向の中心に隣接する隔壁からアレイの半径方向の境界線に隣接する隔壁まで、少なくとも１回だけ、変化している、撮像アレイと、光放出端部からの画像を表示する出力装置１０４と、放射エネルギーの供給源１０２及び出力装置１０４に結合されたユーザーインターフェイス１０６と、を有してもよい。いくつかの実施形態においては、当業者には知られているように、画像を取得した後に、写野感度平坦化（ｆｌａｔ−ｆｉｅｌｄｉｎｇ）やトモグラフィー再構成などの演算を実行してもよい。
【００３０】
本明細書に開示されている解決策は、均一な高密度隔壁よりも優れており、その理由は、検出器の効率を低減させるＸ線を隔壁が吸収すると共に散乱させるためである。必要な場合にのみ高密度材料を使用することにより、アレイの中心における画像は劣化しない。
【００３１】
この説明においては、最良の形態を含む実施形態を開示すると共に当業者が本発明を実施及び使用できるようにするために、例を使用している。特許可能な範囲は、請求項によって規定されており、且つ、当業者が想起するその他の例を含んでもよい。このようなその他の例は、請求項の文言と異なってはない構造的要素を有する場合には、或いは、請求項の文言とわずかな相違しか有していない等価な構造的要素を含む場合には、請求項の範囲に含まれるものと解釈されたい。
【００３２】
一般的な説明又は例において上述した活動のすべてが必要とされるわけではなく、且つ、特定の活動の一部分は、必要とされない場合もあり、且つ、記述されているものに加えて１つ又は複数の更なる活動が実行されてもよいことに留意されたい。更には、活動が列挙されている順序は、必ずしも、それらの活動が実行される順序ではない。
【００３３】
上述の説明においては、特定の実施形態を参照し、概念について説明している。但し、当業者であれば、添付の請求項に記述されている本発明の範囲を逸脱することなしに、様々な変更及び修正を実施することができることを理解するであろう。従って、以上の説明及び図面は、限定ではなく、例示を目的としたものと見なすことを要し、且つ、そのような変更形態もすべて、本発明の範囲に含まれるものと解釈されたい。
【００３４】
本明細書において使用されている用語「有する（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「有する（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、又はこれらの任意のその他の変化形は、非排他的包含を意味するものと解釈されたい。例えば、特徴のリストを有するプロセス、方法、物品、又は装置は、必ずしも、それらの特徴のみに限定されるものではなく、明示的に列挙されてはいない他の特徴、又はそのようなプロセス、方法、物品、又は装置に固有のその他の特徴を含んでもよい。更には、特記されていない限り、「又は（ｏｒ）」は、排他的論理和ではなく、包含的論理和を意味している。例えば、Ａ又はＢという条件は、Ａが真であり（又は、存在しており）、且つ、Ｂが偽である（又は、存在していない）場合、Ａが偽であり（又は、存在しておらず）、且つ、Ｂが真である（又は、存在している）場合、並びに、Ａ及びＢの両方が真である（又は、存在している）場合のうちのいずれによっても満足される。
【００３５】
又、本明細書に記述されている要素又はコンポーネントを記述するために、「１つの（「ａ」又は「ａｎ」）」の使用が利用されている。これは、利便のために、且つ、本発明の範囲の一般的な意味を付与するために、行われているものに過ぎない。この表現は、１つ又は少なくとも１つを含むものとして解釈することを要し、且つ、単数形は、そうでないことが明らかでない限り、複数形をも含む。
【００３６】
以上においては、特定の実施形態との関連において、利益、その他の利点、及び問題に対する解決策について説明しきた。但し、利益、利点、問題に対する解決策、並びに、任意の利益、利点、又は解決策を生成するか又はより明白な状態としてもよい任意の１つ又は複数の特徴は、任意の又はすべての請求項の重要な、必要な、又は不可欠な特徴であると解釈してはならない。
【００３７】
この説明を参照後、当業者であれば、わかりやすくするために本明細書において別個の実施形態の文脈において記述されている特定の特徴は、単一の実施形態において組合せとして提供してもよいことを理解するであろう。又、逆に、簡潔性のために単一の実施形態の文脈において記述されている様々な特徴も、別個に又は任意のサブ組合せとして提供してもよい。更には、範囲として表現されている値に対する参照には、その範囲内のそれぞれの且つすべての値が含まれる。
【図１】
2014510274.tif 000003
【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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【手続補正書】
【提出日】平成25年9月19日(2013.9.19)
【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】
撮像アレイであって、
アレイを形成する複数の撮像ピクセルであって、前記アレイは、高エネルギー端部と、光放出端部と、軸方向の中心と、半径方向の境界線と、を有する、複数の撮像ピクセルと、
前記撮像ピクセルのうちの隣接する撮像ピクセルの間に隔壁が存在するように、前記アレイ内において位置決めされた隔壁と、
を有し、
前記隔壁の少なくとも１つのパラメータが、前記アレイの前記軸方向の中心に隣接する隔壁から前記アレイの前記半径方向の境界線に隣接する隔壁まで、少なくとも１回だけ、変化している、アレイ。
【請求項２】
前記隔壁の前記少なくとも１つのパラメータは、前記軸方向の中心から前記半径方向の境界線まで、増大している請求項１に記載のアレイ。
【請求項３】
前記隔壁の前記少なくとも１つのパラメータは、前記隔壁の密度である請求項１に記載のアレイ。
【請求項４】
前記隔壁の前記少なくとも１つのパラメータは、前記隔壁の原子番号である請求項１に記載のアレイ。
【請求項５】
前記隔壁は、複数の材料を有する請求項１に記載のアレイ。
【請求項６】
前記隔壁は、少なくとも２つの異なる材料から形成された少なくとも４つの層を有する請求項１に記載のアレイ。
【請求項７】
前記隔壁のそれぞれは、前記軸方向の中心に対して半径方向の厚さを有し、且つ、前記隔壁の前記少なくとも１つのパラメータは、前記隔壁の前記半径方向の厚さである請求項１に記載のアレイ。
【請求項８】
前記隔壁は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、アルミニウム、銅、タングステン、エポキシ、シリコーンゴム、ポリエステル、ポリエチレン、誘電ポリマー薄膜、銀、金、タンタル、及び鉛から構成された群から選択された少なくとも２つの異なる材料を有する請求項１又は２に記載のアレイ。
【請求項９】
前記隔壁の少なくともいくつかは、粉体によって形成されるように構成される請求項１に記載のアレイ。
【請求項１０】
前記粉体は、隣接するピクセルの間の空間内に配置され、且つ、その内部における容積充填率を有し、且つ、前記粉体の密度は、前記容積充填率に基づいて調節可能である請求項９に記載のアレイ。
【請求項１１】
前記粉体は、均一にサイズ設定された粒子を有する請求項９に記載のアレイ。
【請求項１２】
前記粉体は、異なる割合で異なる粉体を一緒に混合することによって調節可能であるように構成される有効原子番号を有する請求項９に記載のアレイ。
【請求項１３】
変化された、前記隔壁の前記少なくとも１つのパラメータにより、隔壁の間における漂遊エネルギーの伝達が低減され、且つ、前記光放出端部における画像が改善される請求項１に記載のアレイ。
【請求項１４】
前記隔壁の前記少なくとも１つの物理パラメータは、前記軸方向の中心から前記半径方向の境界線まで単調に増大している請求項１に記載のアレイ。
【請求項１５】
前記アレイは、装置内において形成され、且つ、前記装置は、
エネルギーを放射する放射エネルギーの供給源と、
前記撮像アレイと、
前記光放出端部からの画像を表示する出力装置と、
前記放射エネルギーの供給源及び前記出力装置に結合されたユーザーインターフェイスと、
を有する請求項１乃至１４のいずれか一項に記載のアレイ。
【国際調査報告】
2014510274.tif 000009
2014510274.tif 000010