(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上にお互いに積み重ねられた一つ以上の反射装置の束とを備え、
前記反射装置は、それぞれ、
前記基板、または、下にある前記反射装置上にある少なくとも二つの別個のスペーサーの第一のセットと、
前記基板、または、下にある前記反射装置と、反射器との間にすき間を形成するために前記スペーサーの第一のセットの上に配置された前記反射器と、
少なくとも二つの前記スペーサーの第一のセットの上に配置された、少なくとも二つの別個のシムの第一のセットとを含み、
前記シムは、それぞれ、前記反射器と少なくとも実質的に同じ厚さであり、前記反射器の縁に隣接して配置されていること、
を特徴とする狭帯域Ｘ線フィルター。
【請求項２】
前記反射器は、それぞれ、
基準層と、
一つ以上の鏡の積み重ねとを含み、
前記鏡は、それぞれ、
高Ｚ金属層と、
前記金属層の上にある炭素層とを含むこと、
を特徴とする請求項１に記載のフィルター。
【請求項３】
前記高Ｚ金属は、金、プラチナ、及び、イリジウムの少なくとも一つを含むこと、
を特徴とする請求項２に記載のフィルター。
【請求項４】
前記積み重ねは、それぞれ２〜２００枚の前記鏡を含むこと、
を特徴とする請求項３に記載のフィルター。
【請求項５】
前記フィルターは、前記束の上に上端部材をさらに含むこと、
を特徴とする請求項１に記載のフィルター。
【請求項６】
前記束は、２と３００の間の個数の前記反射装置を含むこと、
を特徴とする請求項１に記載のフィルター。
【請求項７】
第一のＸ線光線の光源と、
第一の端、第二の端、及び、前記第二の端より前記第一の端により近く配置される焦点を有する、請求項１または２に記載の狭帯域Ｘ線フィルターとを備え、
前記光源は、実質的に狭帯域である前記Ｘ線光線が前記フィルターの前記第二の端から放射するように、実質的に焦点に配置され、そして、
前記狭帯域Ｘ線光線の横断面は、前記第一のＸ線光線の横断面の大部分に少なくとも一致すること、
を特徴とする実質的に狭帯域であるＸ線光線を生成する装置。
【請求項８】
前記狭帯域Ｘ線光線の横断面は、前記第一のＸ線光線の全ての横断面に実質的に一致していること、
を特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記狭帯域Ｘ線光線は、前記フィルターの前記第二の端から発散するＸ線を成すこと、
を特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記反射器は、それぞれ請求項２に記載の反射器として構成され、そして配置されること、
を特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項１１】
前記フィルターは、少なくとも一次元で移動可能であり、そして、
前記装置は、
少なくとも一次元で前記フィルターを動かす調節装置をさらに備えること、
を特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項１２】
前記第一のＸ線光線は、広帯域Ｘ線光線であること、
を特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項１３】
請求項７に記載の実質的に狭帯域のＸ線光線を生成する装置と、
前記フィルターの前記第二の端と検出器の間に配置された対象がその上に投影されるように、前記狭帯域Ｘ線光線を受光するように配置されたＸ線検出器とを備えること、
を特徴とする対象のＸ線像を作成する装置。
【請求項１４】
前記対象は、
前記像がその診断情報を表す生命体、
前記像がその安全評価情報を表す生命体、及び、
前記像がその安全評価情報を表す無生物の一つ以上を含むこと、
を特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
基板を設けること、及び、
請求項１に記載の狭帯域Ｘ線フィルターを形成するように、前記基板上に連続して一つ以上の反射装置を積み重ねることを含むこと、
を特徴とする狭帯域Ｘ線フィルターを作成する方法。
【請求項１６】
前記基板に連続して積み重ねられた一つ以上の前記装置を機械的に接続することをさらに含むこと、
を特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記反射器は、それぞれ、
基準層と、
一つ以上の鏡の積み重ねとを含み、
前記鏡は、それぞれ、
高Ｚ金属層と、
前記金属層の上にある炭素層とを含むこと、
を特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
前記高Ｚ金属は、金、プラチナ、及び、イリジウムの少なくとも一つを含むこと、
を特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記反射器は、それぞれ、２〜２００枚の鏡を含むこと、
を特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記束の上に上端部材をさらに配置すること、
を特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
前記束は、２と３００の間の個数の反射装置を含むこと、
を特徴とする請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）に基づいて、２００３年６月３日に出願された米国特許仮出願第１０／４５２，５０８号の優先権を主張し、その開示内容はすべて、本明細書において参照され、組み入れられている。
【０００２】
例えば、生命体についての医療診断情報や、無生物及び／又は生命体についての安全評価情報等を得る目的（Ｘ線放射線医学）で、対象のＸ線像を作成するシステムが背景技術分野で知られている。そのようなシステムは、広帯域Ｘ線光線を使用する。
【０００３】
狭帯域Ｘ線光線を使用する医療診断Ｘ線放射線医学が望ましいことが、背景技術分野で認識されてきた。そのような狭帯域の中心周波数は、医療診断Ｘ線放射線医学の使用が生じる状況に依存して異なる。
【０００４】
医療Ｘ線診断システムでの使用のために、広帯域Ｘ線光線から発散Ｘ線の狭帯域光線を作成するフィルターの試作品が、背景技術分野で提案されてきた。フィルターは、広帯域Ｘ線光線の（フィルターの焦点に実質的に配置される）光源とＸ線検出器との間に挿入される。Ｘ線像が作成される対象はフィルターと検出器との間に挿入される。
【０００５】
背景技術分野のフィルターは、フィルムスライドを中に並べたスライドカルーセルの環状の部分に似ている方法で配置された、複数の鏡を使用する。その場合、鏡は垂直に置かれるが平行面内ではなく、むしろ鏡の面は発散している。同時に、鏡は上から見た場合は扇形のシルエットを有する。相補的な上下のフレームがこの配置で鏡を保持する。フレームはそれぞれ溝が切削されている一体的な装置であり、鏡は溝に配置されている。
【０００６】
また、Ｘ線周波数に同調する望遠鏡、言い換えればＸ線望遠鏡が、背景技術分野で知られている。Ｘ線望遠鏡は、地球上で製造されているものであるが、宇宙空間でのみ使用されている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の少なくとも一つの実施態様は、狭帯域Ｘ線フィルターを提供する。そのようなフィルターは、基板、及び、基板上にお互いに積み重ねられた一つ以上の反射装置の束を含み、反射装置は、それぞれ、下にある構造の上にある少なくとも二つの別個のスペーサーである第一のセットと、下にある構造、及び、反射器の間にすき間を形成するためにスペーサーの第一のセットの上に配置された反射器と、少なくとも二つのスペーサーの第一のセットの上に配置された、少なくとも二つの別個のシムである第一のセットとを含み、シムは、それぞれ、反射器と少なくとも実質的に同じ厚さであり、反射器の縁に隣接して配置されている。
【０００８】
本発明の少なくとも一つの実施態様は、実質的に狭帯域であるＸ線光線を生成する第一の装置を提供する。そのような装置は、第一のＸ線光線の光源と、第一の端、第二の端、及び、第二の端より第一の端により近く配置される焦点を有する狭帯域Ｘ線フィルターとを含み、光源は実質的に狭帯域であるＸ線光線がフィルターの第二の端から放射するように、焦点に実質的に配置され、そして狭帯域Ｘ線光線の横断面は、第一のＸ線光線の横断面の大部分に少なくとも一致する。
【０００９】
本発明の少なくとも一つの実施態様は、実質的に狭帯域であるＸ線光線を生成する第二の装置を提供する。そのような装置は、Ｘ線望遠鏡、及び、実質的に狭帯域である平行なＸ線光線が望遠鏡の第二の端から放射するように、望遠鏡の第一の端に近い望遠鏡の焦点に実質的に配置されるＸ線の光源を含む。
【００１０】
本発明の少なくとも一つの実施態様は、対象のＸ線像を作成する第三の装置を提供する。そのような装置は、上述した実質的に狭帯域であるＸ線光線を生成する第一の装置、及び、フィルターの第二の端と検出器の間に配置された対象がその上に投影されるように、狭帯域Ｘ線光線を受光するために配置されたＸ線検出器を含む。
【００１１】
本発明の少なくとも一つの実施態様は、対象のＸ線像を作成する第四の装置を提供する。そのような装置は、上述した第二の装置、及び、望遠鏡の第二の端と検出器の間に配置された対象がその上に投影されるように、狭帯域Ｘ線光線を受光するために配置されたＸ線検出器を含む。
【００１２】
本発明の少なくとも一つの実施態様は、狭帯域Ｘ線フィルターを作成する方法を提供する。そのような方法は、基板を設けること、及び、基板上に連続して一つ以上の反射装置を積み重ねることを含む。
【００１３】
本発明のさらなる特徴と利点が、以下の実施態様例の詳細な記述、添付図面、及び、関連したクレームから、より完全に明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の上記及び他の面、及び、利点が、添付された図面に関連する詳細の実施態様例に記述されることにより、より明らかになるであろう。
【００１５】
本発明は、本発明の例示的実施態様が示されている添付図面に関連して、より完全に記述されるであろう。しかしながら、ここに記述された本発明の例示的実施態様を、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、形式上及び詳細に変更してもよいことを理解すべきである。従って、ここに記述された実施態様は例として提供されており制限されず、本発明の範囲はここに記述された個々の実施態様に限定されない。
【００１６】
特に、層又は領域の相対的な厚さ及び配置が、明確にするため縮小又は拡大されている。すなわち、図面は縮尺通りに描かれていない。さらに、層は、参照された層又は基板上に直接形成されるか、参照された層に重ねられた他の層又はパターン上に形成されるかのいずれかの場合、もう一つの層又は基板の“上”に形成されるとみなされる。
【００１７】
本発明の実施態様を開発する際に、背景技術分野における以下の問題が認識され、その物理的現象が評価され、解決への道が確認された。単純な構成ではあるものの、背景技術分野による狭帯域Ｘ線フィルターの試作品は、製造が難しい。上下のフレームは、それぞれ一体的な部材であり、それらは一定の関係でお互いに離れて正確に配置した後、鏡が上下のフレームの対応する溝の中の間に個々に滑り込まなければならない。あるいは、全ての鏡が、下のフレームに取付けられ正確に垂直に並べられた後、上のフレームが鏡の上に下降されて、鏡が上のフレームの溝に納まるようにしなければならない。どちらの方法も、面倒であり、遅くて、鏡及び／又はフレームを破損しやすい。一つの一体的な構成要素で形成されるよりも、むしろ、別個の構成要素から組み立てられた上下（又は左右）のフレームを有する複数の鏡のフィルターにすれば、そのようなフィルターの面倒でなく、より速い、低損傷の製造が容易になる。本発明の少なくとも一つの実施態様は、そのようなフィルターを提供する。
【００１８】
図１は、本発明の少なくとも一つの実施態様による、Ｘ線放射線医学システム１００のブロック図である。システム１００は、広帯域Ｘ線光線１０７が放射される陽極１０６をそれ自身で含むＸ線の広帯域光線１０７の光源１０４、狭帯域Ｘ線フィルター１１０、調節機構１０８、及び、Ｘ線検出器１１４を含む。
【００１９】
ここに使用されている用語“狭帯域Ｘ線光線”は、実質的にＸ線の単一エネルギー光線ではないにせよ、少なくとも準単一エネルギーである、空間的に広がったＸ線の光線として理解されるべきである。
【００２０】
フィルター１１０と調節機構１０８の構成が、以下に議論される。光源１０４と検出器１１４は既知である。例えば、光源１０４は、背景技術によるＸ線放射線医学装置のＸ線放射部分でもよい。同様に、例えば、検出器１１４は、既知のＸ線フィルムか、Ｘ線電荷変換器、例えば、電荷結合ディスプレイ（ＣＣＤ）のいずれかであってもよい。後者のＣＣＤの場合には、プロセッサー１１５を備え、既知の方法でＣＣＤ１３４からデータを取得し、処理してＸ線像を形成することになる。
【００２１】
狭帯域フィルター１１０を広帯域光線１０７が通過すると、Ｘ線の狭帯域光線１１２が生じる。陽極１０６に対して、調節機構１０８は少なくとも１〜３度の自由度でフィルター１１０を相対運動させる。調節機構１０８は、カメラのレンズに極めて類似した構成であり、極めて類似した働きをする。カメラでは、光学素子を（手動か一つ以上のモーターによってかのいずれかで）一般的に一次元で調節して、写真用フィルムの表面上、又は、（可動レンズに対して）空間に定位置を有する半導体撮像装置の表面上に（レンズの移動によって）レンズの焦点を移動する。システム１００では、調節機構１０８は、１〜３次元で陽極１０６上にフィルター１１０の焦点を正確に合わせるために使用される。すなわち、陽極１０６は、フィルター１１０に対して空間に定位置を有しており、調節機構１０８によって移動可能である。
【００２２】
図１において、Ｘ線放射線医学の対象１１６、例えば、人のような生命体が、狭帯域Ｘ線光線１１２が対象１１６上に衝突するように、フィルター１１０と検出器１１４の間に挿入される。対象１１６の様々な部分により狭帯域Ｘ線光線１１２の減衰が変化することにより、検出器１１４上に異なった強度のＸ線の影が生じ、この異なった強度の影を検出器１１４が対象１１６の像に変換する。あるいは、対象１１６は、生命体の他の属及び種、又は無生物、例えば、包みや手荷物等であってもよい。
【００２３】
図１において狭帯域光線１１２を含んで成るＸ線は、フィルター１１０から離れて発散する。そのような発散は対象１１６の影を拡大させる。そのような拡大を縮小するため（従って、結果として生じる像の精度を向上させるため）、そのような対象１１６は、検出器１１４に出来るだけ接近して配置されるべきである。
【００２４】
図１において項目番号１０４〜１１５は、サブシステム１０２とみなすことができる。システム１００の変形例は、サブシステム１０２に相当しそれぞれ任意の同様の構成要素１２４〜１３４を有する第二の任意のサブシステム１２２を含んでもよい。サブシステム１２２はサブシステム１０２に対して直角に配置され、サブシステム１０２だけの使用では必要な対象１１６の位置変更を軽減又は削除することができる。
【００２５】
図２は、本発明の少なくとも一つの実施態様による、Ｘ線放射線医学システム２００のブロック図である。システム２００は、同じ参照番号を共用している特定の構成要素により反映されているように、システム１００にいくつかの点で非常に類似している。システム２００は、広帯域Ｘ線光線１０７の（陽極１０６による）光源１０４、調節機構１０８、及び、Ｘ線検出器１１４を含む。システム２００は、フィルター１１０の代わりにＸ線望遠鏡２１０を含む。Ｘ線望遠鏡の設計と構成を含むＸ線望遠鏡製作法が、知られている。
【００２６】
フィルター１１０のように、望遠鏡２１０はＸ線の狭帯域光線１１３を生成する。しかし、（フィルター１１０により作り出された）光線１１２が発散Ｘ線を有するのに対して、（望遠鏡２１０により作り出された）光線１１３は少なくとも実質的に平行なＸ線から成っている。少なくとも実質的に平行なＸ線で形成されている光線１１３の利点は、対象１１６による影がほとんど拡大しない点である。従って、対象１１６を検出器１１４に近接して配置する必要がない。そのような利点が得られるのは、望遠鏡２１０がフィルター１１０より大きくなってしまうという犠牲をはらっての上である。
【００２７】
陽極１０６と検出器１１４の間の直線通路に関して、一例として、望遠鏡２１０の本体（本体長、Ｌｂ）により表される部分は、約１０インチであってもよく、一方、望遠鏡２１０の厚さ又は直径（ＤＢ）は、約１２インチであってもよい。例を続けると、望遠鏡２１０の焦点距離（Ｌｆ）（又は言い換えれば、陽極１０６と望遠鏡２１０の間の距離）により表される通路の部分は、約２〜５メートルであってもよい。一般に、以下の式が成り立つ。
【数１】
0004400753.tif 000002
【００２８】
光線１１３におけるＸ線の平行な性質に起因するシステム２００の更なる利点は、Ｘ線が対象１１６を通り抜ける際に、対象１１６は実質的に均一な被爆量を受ける点である。
【００２９】
図２において、項目番号１０４〜１０８、２１０、及び、１１３〜１１５は、サブシステム２０２とみなすことができる。システム２００の変形は、サブシステム２０２に相当しそれぞれ任意の同様の構成要素１２４〜１２８、２３０、及び２３３〜２３４を有する第二の任意のサブシステム２２２を含んでいてもよい。サブシステム２２２はサブシステム２０２に対して直角に配置され、サブシステム１０２だけの使用では必要な対象１１６の位置変更を軽減又は削除することができる。
【００３０】
図３−１〜図３−４は、本発明の少なくとも一つの実施態様による、フィルター１１０のより詳細な描写である。図３−２は、フィルター１１０の上面図である。図３−１は、図３−２の線ＩＩＩＡ−ＩＩＩＡ’に沿ったフィルター１１０の横断面図である。図３−４は、フィルター１１０の描写を図３−２に対して左回りに９０度回転させたフィルター１１０のより詳細な上面図である。そして図３−３は、図３−４の線ＩＩＩＣ−ＩＩＩＣ’に沿ったフィルター１１０の横断面図である。
【００３１】
図３−１においてフィルター１１０は、土台３０２、角度がついたスペーサー３０４、シム３０６、及び、上端部材３０８を含むものとして描写されている。土台３０２、スペーサー３０４、及び、シム３０６は、例えばアルミニウム又は同様の金属、又は、適切な製造品質及び適切なＸ線望遠鏡製作法の品質を有する他の金属から作られてもよい。
【００３２】
図３−１に見られるように、第一のスペーサー３０４は、土台３０２の上に置かれる。第一のシムは、第一のスペーサー３０４の上に置かれる。第二のスペーサー３０４は、第一のシム３０６の上に置かれる。第二のシム３０６は、第二のスペーサー３０４の上に置かれる。そのようなスペーサー３０４とシム３０６の交互の模様が、充分な数のスペーサー／シムの組が積み重ねられるまで繰り返される。それから上端部材３０８が最上のシム３０６の上に配置される。以下に説明するように、反射器の縁は、二つのスペーサー３０４と一つのシム３０６の三つ組により形成される凹所に配置される。スペーサー３０４とシム３０６は、反射器の束３１０を形成するように、上端部材３０８と土台３０２の間で境界される。
【００３３】
図３−１において、二つの形状が注目されるべきである。全体的に、（図３−１の左から右へ眺めた時には）束３１０の側面のシルエットは、扇形、又は、（図３−１の左に配置されている台形のより小さい端部、及び、図３−１の右に配置されているより大きい端部を持った）台形である。同様に、スペーサー３０４のそれぞれは、束３１０のシルエットと同じように台形である。しかしながら、スペーサー３０４の先細りは、束３１０の先細りほど大きくはない。すなわち、スペーサー３０４の上下の表面は、束３１０の上下の表面より発散していない。対照的に、土台３０２、シム３０６、及び、上端部材３０８は、平行又は実質的に平行な、上下の表面を有してもよい。また、上縁３１１Ｃ及び底縁３１１Ｄは、左側面３１１Ａから離れて右側面３１１Ｂの方へ発散する。
【００３４】
再びフィルター１１０の上面図である図３−２において、（図３−２の左から右へ眺めた時には）束３１０の上面のシルエットも、通常、扇形又は台形である。台形のより小さい端は図３−２の左側面３１１Ａに配置され、より大きい端は図３−２の右側面３１１Ｂに配置される。より詳細には、束３１０の上面のシルエットは、環状の部分として描かれてもよい。なぜならば、束３１０の前面３１２及び背面３１４は、それぞれ実質的に円弧の部分であり、かつ前面３１２は背面３１４より小さい円弧の部分を表すようにすることができるからである。別の方法として、前面３１２及び背面３１４は実質的に平面として構成されてもよく、それは点線の直線３１６及び３１８によりそれぞれ示される。
【００３５】
再び図３−４の線ＩＩＩＣ−ＩＩＩＣ’に沿ったフィルター１１０の横断面図である図３−３において、第一のスペーサー３０４Ｌ１及び３０４Ｒ１の組は、土台３０２の上に配置される。反射器３２０−１は、スペーサー３０４Ｌ１及び３０４Ｒ１の上に配置され、それは、すき間３２２−１の範囲を定める。すき間３２２−１は、反射器３２０−１、スペーサー３０４Ｌ１及び３０４Ｒ１、及び、土台３０２により境界される。
【００３６】
スペーサー３０４Ｌ２及び３０４Ｒ２は、反射器３２０−１の側面端全体、及び、スペーサー３０４Ｌ１及び３０４Ｒ１全体に配置される。一般に、反射器３２０は構造要素ではないため、大きな圧縮に耐えることができない。従って、シム３０６が、反射器３２０の側縁に隣接又は接しているスペーサー３０４上に、一般に配置され、少なくとも反射器３２０と同じ厚さで構成されている。スペーサー３０４と反射器３２０の間の遊びがなくぴったり合う適合を確実にするため、シム３０６は、他のシム又は包装が遊びを軽減するために提供されない限り、反射器３２０より大きな厚さであるべきではない。
【００３７】
特に、シム３０６Ｌ１及び３０６Ｒ１は、反射器３２０−１の側縁に隣接又は接し、かつ、スペーサー３０４Ｌ１及び３０４Ｒ１の上に配置される。スペーサー３０４Ｌ２及び３０４Ｒ２は、スペーサー３０４Ｌ１及び３０４Ｒ１の上に配置される。
【００３８】
反射器３２０が構成される材料によって、スペーサー３０４Ｌ−２及び３０４Ｒ−２は、反射器３２０−１と同じ（又は実質的に同じ）厚さであるシム３０６Ｌ−１及び３０６Ｒ−１のため、反射器３２０−１に直接接してもよい。あるいは、シム３０６Ｌ−１及び３０６Ｒ−１は、スペーサー３０４Ｌ−２及び３０４Ｒ−２により引き起こされる反射器３２０−１への圧縮応力を軽減するために、反射器３２０−１よりわずかに厚くてもよい。
【００３９】
上記で紹介したように、二つのスペーサー３０４Ｌ−１、３０４Ｌ−２とシム３０６Ｌ−１は、反射器３２０−１の左側縁が挿入される三つ組又は凹所配置３２４Ｌ−１を形成する。対応する三つ組３２４Ｒ−１は、二つのスペーサー３０４Ｒ−１、３０４Ｒ−２とシム３０６−Ｒ１から成る。一般に、それぞれの反射器３２０−（ｉ）に対して、スペーサー３０４Ｌ−（ｉ）、３０４Ｌ−（ｉ+１）とシム３０６Ｌ−（ｉ）から成る対応する左縁の三つ組３２４Ｌｉ、及び、スペーサー３０４Ｒ−（ｉ）、３０４Ｒ−（ｉ+１）とシム３０６Ｒ−（ｉ）から成る対応する右縁の三つ組３２４Ｒｉがある。
【００４０】
反射装置３２１−ｉは、スペーサー３０４Ｌ−ｉ及び３０４Ｒ−ｉ、シム３０６Ｌ−ｉ及び３０６Ｒ−ｉ、及び、反射器３２０−ｉを含む。下にある構造と組み合わせて、反射装置３２１−ｉはすき間３２２−１の範囲を定める。反射装置３２１−１を除いて、反射装置３２１−（ｉ＋１）の下にある構造は、反射器３２０−ｉになる。反射装置３２１−１の下にある構造は（再び）土台３０２である。
【００４１】
図３−３において、合計Ｎ個の反射装置が示されている。上端部材３０８は、全体としてフィルター１１０に対する剛性を与えるために、例えば、反射装置３２１−Ｎの上に配置されている。反射装置３２１は、いくつでも一緒に積み重ねられてよく、例えば２〜３００個でもよい。反射装置３２１の積み重ねの機械的安定性を向上させるために、結合機構３２６が、反射装置３２１がくずれるのを防ぐために、フィルター１１０の側縁に配置されてもよい。
【００４２】
結合機構３２６は、様々な形態を取ることが可能である。例えば、結合機構３２６は、上端部材３０８及び土台３０２をお互いに向かって圧縮するナット−ボルト配置でもよく、それは介在するスペーサー３０４及びシム３０６を一緒に圧縮する。類似の効果が達成されてもよく、例えば、結合機構３２６が、上端部材３０８及び土台３０２等に対してクランプで締めるクランプ組み立て、又は、上端部材３０８に対して支える頭と、土台３０２にかみ合うねじ山又はその逆を有するネジの形態をとる。さらに、類似の効果が、土台３０２、スペーサー３０４、シム３０６、及び、上端部材３０８を、接着剤でそれぞれ一緒に結合することにより得られてもよい。ナット−ボルト、ネジ、及び、クランプアプローチのいくつかの形態において、穴が、（少なくとも一部はアプローチ次第である）上端部材３０８、スペーサー３０４及びシム３０６である下にある積み重ね、及び、（同様に、少なくとも一部はアプローチ次第である）土台３０２に形成される。
【００４３】
再び（図３−２のフィルター１１０の描写に対して左回りに９０度回転させた）フィルター１１０のより詳細な上面図である図３−４において、反射器３２０は、スペーサー３０４及びシム３０６に対するその配置を注目させるため点描法で描写されている。再び、反射器３２０の側縁は、スペーサー３０４の部分上に配置される。反射器３２０の側面端は、シム３０６に隣接又は接していてもよい。また、シム３０６は、反射器３２０の側縁を占有しない別の形でスペーサー３０４の上面の他の部分上に配置されてもよい。
【００４４】
（図３−４の底から上へ眺めたときに）束３１０の上面のシルエットも、通常、扇形、又は、（再び、図３−４の底に配置されている台形のより小さい端部、及び、図３Ｄの上に配置されているより大きい端部を持った）台形である。より詳細には、図３−４の束３１０の上面のシルエットは、環状の部分として描かれてもよい。
【００４５】
図４−１は、本発明の少なくとも一つの実施態様による、スペーサー３０４の斜視側面図である。正面の底縁４０２Ａ、正面の上縁４０４Ａ、背面の上縁４０５Ａ、及び、対応する背面の下縁（図４Ａに描写されていない）は、反射器３２０が直線（又は実質的に直線）の側縁を有する場合には、直線（又は実質的に直線）の表面であってもよい。あるいは、（以下でさらに説明する）反射器３２０の側縁が湾曲している場合には、正面の底縁４０２Ｂ、正面の上縁４０４Ｂ、背面の上縁４０５Ｂ、及び、対応する背面の下縁（図４Ａに描写されていない）は、対応する湾曲した形態を呈してもよい。
【００４６】
正面の上縁４０４Ａと背面の上縁４０５Ａ、及び、離れた正面の底縁４０２Ａと対応する背面の下縁は、平行（又は実質的に平行）であってもよいことに留意する。対照的に、正面の底縁４０２Ａと正面の上縁４０４Ａ、及び、離れた背面の上縁４０５Ａと対応する背面の下縁とは、それぞれ発散しているとみなされてもよい。さらに、以下の図６の議論中で記述されるように、発散角度はθである。
【００４７】
湾曲している場合、反射器３２０（及び、スペーサー３０４の対応する表面４０２Ｂ、４０４Ｂ、４０５Ｂ等）は、陽極１０６の定位置に対して湾曲部に沿った点と実質的に同じ反射角度を作り出すために湾曲されるべきである。そのような湾曲は、フィルター１１０の焦点距離（Ｌｆ、図６の以下の議論を参照）と本体距離（Ｌｂ、再び、図６の以下の議論を参照）の一機能である。この関係は次の通り提示される。
【数２】
0004400753.tif 000003
【００４８】
そのような湾曲、及び、その関連する回転面を決定するソフトウェアが知られており、例えば、（それ自身が、数値及び記号計算エンジン、グラフィックシステム、プログラミング言語、文書システム、及び、他のアプリケーションへの高度の接続性のためのシステムの統合である）マセマティカ（Mathematica、登録商標）プラットフォーム上で作動する放射線透写システムのオプティカ（Optica）モデルがあり、それらの両方がウルフラムリサーチ株式会社（Wolfram Research, Inc.）により市販されている。
【００４９】
ある場合には、そのような湾曲が、二つの反射湾曲による二重反射を利用して概算される。例えば、陽極１０６からＸ線を最も近くでかつ最初に受光する放物面、及び、放物面曲線に反射したＸ線を受光する双曲面であってもよい。
【００５０】
図４−２は、本発明の少なくとも一つの実施態様による、シム３０６の透視側面図である。正面の底縁４０７Ａ、正面の上縁４０８Ａ、背面の上縁４１０Ａ、及び、対応する背面の下縁（図４−２に描写されていない）は、反射器３２０が直線（又は実質的に直線）の側縁を有する場合には、直線（又は実質的に直線）の表面であってもよい。あるいは、（再び、以下でさらに説明する）反射器３２０の側縁が湾曲している場合には、正面の底縁４０７Ｂ、正面の上縁４０８Ｂ、背面の上縁４１０Ｂ、及び、対応する背面の下縁（図４−２に描写されていない）は、対応する湾曲した形態を呈してもよい。正面の底縁４０７Ａ、正面の上縁４０８Ａ、背面の上縁４１０Ａ、及び、対応する背面の下縁は、平行（又は実質的に平行）であってもよい。
【００５１】
図５は、本発明の少なくとも一つの実施態様による、反射器３２０の横断面図である。図５は、図３−３と同じ見方からとられている。Ｘ線望遠鏡製作法の従来技術において、反射器、例えば、鏡の一般的な製造が知られている。図５において、反射器３２０は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）等の金属、又は、（後で示される平滑表面である）ガラスである構造基板５００、基板５００の上に形成された、例えば、金（Ａｕ）、プラチナ（Ｐｔ）、及び／又は、イリジウム（Ｉｒ）である第一の高Ｚ（高原子番号）金属層５０２、及び、第一の金属層５０２の上に形成された、例えば、純炭素である第一の炭素（Ｃ）層を含む。金属層５０２と炭素層５０４の間の境界面が、反射表面５０６の範囲を定める。金属層５０２と炭素層５０４の複数の組が、一般的な反射器３２０における他の組の上に積み重ねられる。例えば、そのような積み重ねの組の数は、２〜２００の範囲であってもよい。
【００５２】
図６は、本発明の少なくとも一つの実施態様による、フィルター１１０の形を決定する方法を記述するためにその上に付加の注釈が付けられた（図３−１に描写された横断面に類似している）、フィルター１１０の側面図を有する広帯域Ｘ線光線１０７の部分側面図である。一般に、狭帯域Ｘ線光線を生成するＸ線反射器の構成を決定する数学が知られている。図６において、用語θは、それぞれの反射器３２０に対する狭帯域Ｘ線光線１１２の分解能であり、θ＝α２−α１である。フィルター１１０はｎ個の反射器３２０を備え、全分解能はｎθである。
【００５３】
符号α１は、所望のＸ線の狭帯域を生成するために必要とされる最小の反射角を表す。符号α２は、所望のＸ線の狭帯域を生成するために必要とされる最大の反射角を表す。符号ｎは、使用される反射器３２０の数を表す。
【００５４】
エネルギーを周波数と関連付けるエネルギーの方程式の一つが思い出されるべきである。
【数３】
0004400753.tif 000004
ここで、Ｅはエネルギー、ｈはプランク定数、ωは角周波数、そして、ｆは周波数である。
【００５５】
建設的反射のブラッグの法則も思い出されるべきである。
【数４】
0004400753.tif 000005
ここで、ｄはＸ線が反射されるべき（例えば、高Ｚ金属の）層の厚さ、λはＸ線の波長、ｎは任意の整数、そして、ｃは光の速度である。
ブラッグの法則により、既知のλ及びｄに対して、θを調節することにより、狭帯域Ｘ線光線１１２／１１３の所望の中心周波数を達成することが可能である。
【００５６】
基礎的な三角法により以下を導く。
【数５】
0004400753.tif 000006
【数６】
0004400753.tif 000007
ここで、Ｌｂｉは、反射器３２０−ｉに対する、陽極１０６からフィルター１１０の前面３１２までの焦点距離であり、そして、ｄｉは、第一の反射器３２０−１に対する、角度θにより振られた前面３１２の円弧部分の長さの近似値である。
【００５７】
基礎的な三角法により以下も導く。
【数７】
0004400753.tif 000008
【００５８】
基礎的な三角法により以下も導く。
【数８】
0004400753.tif 000009
そして、
【数９】
0004400753.tif 000010
そして、θの小さい値に対して、
【数１０】
0004400753.tif 000011
従って、
【数１１】
0004400753.tif 000012
【００５９】
要約すると、α１、α２、及び、ｎを適切に選択することで、狭帯域Ｘ線光線１１２／１１３の所望の中心周波数を得ることができる。
【００６０】
図７−１〜図７−７は、本発明の少なくとも一つの実施態様によるフィルター１１０を構成する方法を描写する（図３−３と同じ見方の）横断面図である。図７−１〜図７−７の方法は、別個の構成要素から組み立てられた左＆右のフレーム（スペーサー３０４及び３０６の左＆右の積み重ね、さらに土台３０２及び上端部材３０８の対応する部分）を徐々に積み上げる。再び、これは不可欠な構成である上下のフレームを使用する背景技術分野とは対照をなす。
【００６１】
図７−１において、土台３０２が用意され、それから第一のスペーサー３０４の第一の組が、その上に配置される。図７−２において、第一のシム３０６の第一の組が、第一のスペーサー３０４の上面の外縁領域上に配置される。図７−３において、第一の反射器３２０が、第一のスペーサー３０４の上面の内縁領域上に配置される。その結果が、第一の反射装置３２１（図７−３にラベルが付けられていないが、図３−３を参照）の完成である。
【００６２】
図７−４において、第二のスペーサー３０４の第二の組が、第一のシム３０６の上面に配置される。第二のスペーサー３０４の下面の外縁領域が、第一のシム３０６の上面に配置される。第二のスペーサー３０４の下面の内縁領域が、一面に配置され、第一の反射器３２０の上面の外縁領域と（上で述べたように）接触してもよい。
【００６３】
図７−５において、第二の反射器３２０が、第二のスペーサー３０４の上面の内縁領域上に配置される。図７−６において、第二のシム３０６の第二の組が、第二のスペーサー３０４の上面の外縁領域上に配置される。その結果が、第二の反射装置３２１（図７−６にラベルが付けられていないが、図３−３を参照）の完成である。図７−５〜図７−６の手順は、図７−２〜図７−３の手順と反対であることに留意する。これは、下にあるスペーサー３０４上に配置されるシム３０６及び反射器３２０の順番が交換可能であることを単に説明するためである。実際問題として、フィルター１１０の完全な組立ては、初めから終わりまで図７−２〜図７−３、又は、図７−５〜図７−６の手順を、おそらく維持するであろう。
【００６４】
図７−７において、第三のスペーサー３０４の第三の組が、第二のシム３０６の上面に配置される。構成は、充分な数の反射装置が構成されるまで、上述した方法で継続し、上端部材３０８がシム３０６の最上（又はｎ番目の）の組の上に配置される。
【００６５】
図８−１は、背景技術分野の狭帯域Ｘ線フィルター８０２を簡易化した斜視側面図であり、一方、図８−２は、あたかも陽極１０６へ向かって過去のフィルター８０２を見るように、広帯域光線１０７の幅の広い端を覗き込む見方から描写された、それらの対応する横断面図である。図８−３は、（再び、本発明の少なくとも一つの実施態様による）狭帯域Ｘ線フィルター１１０を簡易化した斜視側面図である。一方、図８−４は、あたかも陽極１０６へ向かって現在のフィルター１１０を見るように、広帯域光線１０７の幅の広い端を覗き込む見方から描写された、それらの対応する横断面図である。
【００６６】
背景技術分野のフィルター８０２は、広帯域Ｘ線光線１０７の横断面の薄い薄片だけに適応することができる。結果として、薄い薄片だけが、狭帯域Ｘ線光線に変換される。図８−２の広い網掛けの領域８０４により示されるように、広帯域Ｘ線光線１０７の大部分が浪費される。
【００６７】
対照的に、フィルター１１０は、実質的にそれらの全体ではないにせよ、広帯域Ｘ線光線１０７の横断面の大部分に少なくとも適応することができる。結果として、広帯域Ｘ線光線１０７の横断面の（実質的に全体ではないにせよ）少なくとも大部分が、狭帯域Ｘ線光線１１２に変換される。すなわち、網掛けの領域８０６により示されるように、広帯域光線１０７の（実質的に無視できないにせよ）より小さい部分が浪費される。背景技術分野のフィルター８０２を使用するシステムは、完全な像を得るために対象１１６を繰り返し走査しなければならないのに対して、（フィルター１１０を使用する）システム１００は、ずっと少ない走査、下限値はわずか１回だけの走査で完全な像を得ることができ、それはかなり速い。
【００６８】
背景技術分野とは対照的に、Ｘ線放射線医学システム１００／２００は、例えば、正常組織と癌組織の間の改善されたコントラストを示す、より鮮明で高感度なＸ線像を達成し、さらに、（背景技術分野による広帯域Ｘ線光線の被爆より約９０％少ない）相対的に低い放射線量で対象／患者を被爆するため、医療環境で使用されてもよい。さらに、対象１１６が、Ｘ線造影剤、例えば、バリウム（Ｂａ）又はヨウ素（Ｉ）を摂取する必要性を、背景技術分野と比較して軽減することができる。狭帯域Ｘ線光線１１２／１１３を、医療用画像に最も有用である中心周波数を示すように調節することができる。少なくとも０．２ｍｍ〜０．３ｍｍである小さい癌腫瘍を、そのようなシステムで検出することができる。これは、病気のより早い診断をもたらし、それは人命を救う可能性を増加させる。
【００６９】
医療環境においてシステム１００及び２００の両方を使用することの利点は、狭帯域Ｘ線光線の被爆が、広帯域Ｘ線光線の被爆だけで像を形成する対応するシステムである背景技術分野による別の方法で撮像される対象１１６が被る放射線の被爆を最小限にすることである。さらに、全体の被爆時間を削減することができる。
【００７０】
Ｘ線放射線医学システム１００／２００が、安全環境に使用され、そして対象１１６が生命体である場合には、対象１１６が体腔内に武器又は密輸品を隠しているかどうか見極めるために、Ｘ線像を低い量の被爆でリアルタイムに作成することができる。
【００７１】
本発明を上述のように説明したが、本発明は多くの方法で変形されてもよいことは明らかである。そのような変形は、本発明の精神と範囲からの逸脱とみなされるべきではなく、すべてのそのような変更は、本発明の範囲内に含まれるものであることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の少なくとも一つの実施態様による、Ｘ線放射線医学システムのブロック図である。
【図２】本発明の少なくとも一つの実施態様による、Ｘ線放射線医学システムのブロック図である。
【図３−１】本発明の少なくとも一つの実施態様による、図１のフィルターのより詳細な図である。
【図３−２】本発明の少なくとも一つの実施態様による、図１のフィルターのより詳細な図である。
【図３−３】本発明の少なくとも一つの実施態様による、図１のフィルターのより詳細な図である。
【図３−４】本発明の少なくとも一つの実施態様による、図１のフィルターのより詳細な図である。
【図４−１】本発明の少なくとも一つの実施態様による、図３−１〜図３−４のスペーサーの斜視側面図である。
【図４−２】本発明の少なくとも一つの実施態様による、図３−１〜図３−４のシムの斜視側面図である。
【図５】本発明の少なくとも一つの実施態様による、図３−１〜３−４の反射器の横断面図である。
【図６】本発明の少なくとも一つの実施態様による、フィルターの形を決定する方法を記述するためにその上に付加の注釈が付けられた（図３−１に描写された断面に類似している）フィルターの側面図を有する、図１の広帯域Ｘ線光線の部分側面図である。
【図７−１】本発明の少なくとも一つの実施態様による、図１のフィルターを構成する方法の側面を描写する（図３−３と同じ見方の）横断面図である。
【図７−２】本発明の少なくとも一つの実施態様による、図１のフィルターを構成する方法の側面を描写する（図３−３と同じ見方の）横断面図である。
【図７−３】本発明の少なくとも一つの実施態様による、図１のフィルターを構成する方法の側面を描写する（図３−３と同じ見方の）横断面図である。
【図７−４】本発明の少なくとも一つの実施態様による、図１のフィルターを構成する方法の側面を描写する（図３−３と同じ見方の）横断面図である。
【図７−５】本発明の少なくとも一つの実施態様による、図１のフィルターを構成する方法の側面を描写する（図３−３と同じ見方の）横断面図である。
【図７−６】本発明の少なくとも一つの実施態様による、図１のフィルターを構成する方法の側面を描写する（図３−３と同じ見方の）横断面図である。
【図７−７】本発明の少なくとも一つの実施態様による、図１のフィルターを構成する方法の側面を描写する（図３−３と同じ見方の）横断面図である。
【図８−１】背景技術分野の狭帯域Ｘ線フィルターを簡易化した斜視側面図である。
【図８−２】図８−１の対応する横断面図である。
【図８−３】図３−１〜図３−４の狭帯域Ｘ線フィルターを簡易化した斜視側面図である。
【図８−４】図８−３の対応する横断面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１００、２００  Ｘ線放射線医学システム
１０２、１２２、２０２、２２２  サブシステム
１０４、１２４、  光源
１０６、１２６  陽極
１０７、１２７  広帯域Ｘ線光線
１０８、１２８  調節機構
１１０、１３０  狭帯域Ｘ線フィルター
１１２、１３２  狭帯域Ｘ線光線
１１３、２１３  平行な狭帯域Ｘ線光線
１１４、１３４、２３４  Ｘ線検出器
１１５    プロセッサー
１１６  対象
２１０、２３０  望遠鏡
３０２  土台
３０４、３０４Ｒ１、３０４Ｒ２、３０４Ｒ３、３０４ＲＮ、３０４Ｌ１、３０４Ｌ２、３０４Ｌ３、３０４ＬＮ  スペーサー
３０６、３０６Ｒ１、３０６Ｒ２、３０６Ｒ３、３０６Ｌ１、３０６Ｌ２、３０６Ｌ３、３０４ＬＮ  シム
３０８  上端部材
３１０  束
３１１Ａ  左側面
３１１Ｂ  右側面
３１１Ｃ  上縁
３１１Ｄ  底縁
３１２、３１６  前面
３１４、３１８  背面
３２０、３２０−１、３２０−２、３２０−３、３２０−Ｎ  反射器
３２１−１、３２１−Ｎ  反射装置
３２２、３２２−１、３２２−２、３２２−３、３２２−Ｎ  すきま
３２４Ｒ−２、３２４Ｌ−１  三つ組
３２６  結合機構
４０２Ａ、４０２Ｂ、４０７Ａ、４０７Ｂ  正面の底縁
４０４Ａ、４０４Ｂ、４０８Ａ、４０８Ｂ  正面の上縁
４０５Ａ、４０５Ｂ、４１０Ａ、４１０Ｂ  背面の上縁
５００  基板
５０２  金属層
５０４  炭素層
５０６  反射表面
８０２  狭帯域Ｘ線フィルター
８０４、８０６網掛けの領域
α１、α２  反射角
θ  発散角度
ｄ  厚さ
Ｌｆ  焦点距離
Ｌｂ  本体距離
【図１】
0004400753.tif 000013
【図２】
0004400753.tif 000014
【図３−１】
0004400753.tif 000015
【図３−２】
0004400753.tif 000016
【図３−３】
0004400753.tif 000017
【図３−４】
0004400753.tif 000018
【図５】
0004400753.tif 000019
【図６】
0004400753.tif 000020
【図７−１】
0004400753.tif 000021
【図７−２】
0004400753.tif 000022
【図７−３】
0004400753.tif 000023
【図７−４】
0004400753.tif 000024
【図７−５】
0004400753.tif 000025
【図７−６】
0004400753.tif 000026
【図７−７】
0004400753.tif 000027
【図８−１】
0004400753.tif 000028
【図８−２】
0004400753.tif 000029
【図８−３】
0004400753.tif 000030
【図８−４】
0004400753.tif 000031
【図４−１】
0004400753.tif 000032
【図４−２】
0004400753.tif 000033