(57)【要約】シンチレーターアセンブリは、少なくとも一つのシンチレーターピクセルを備えている。反射器は予め成形され、またシンチレーター材の少なくとも一部分は、予め成形された反射器内に合致していれられる。反射器アセンブリは、単一の予め成形されたユニットや複数のサブアセンブリを有することができ、それらの一つまたは複数が一つまたは複数のシンチレーターピクセルの挿入に先だって予め成形される。反射器アセンブリは、一つまたは複数の反射器壁と一つまたは複数のシンチレーターピクセルとの間の意図な空隙の形成の手立てを用意できる。
2006517289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シンチレーターアセンブリであって、
第一形状の外面を有するシンチレーター材と、
前記第一形状と合致する内面を有してなる反射器であって同反射器内に前記シンチレーター材を少なくとも部分的に収容する反射器と、
を備えるシンチレーターアセンブリ。
【請求項２】
請求項１に記載のアセンブリにおいて、
前記予め成形された反射器の前記内面は、前記シンチレーター材の外面を押圧して前記シンチレーター材を前記予め成形された反射器内に保持することを特徴とするアセンブリ。
【請求項３】
請求項１に記載のアセンブリであって、更に、
前記シンチレーター材を前記予め成形された反射器内に結合する接着剤を有するアセンブリ。
【請求項４】
請求項２に記載のアセンブリであって、更に、
前記シンチレーター材を前記予め成形された反射器内に保持する隆起部を前記予め成形された反射器内部に有するアセンブリ。
【請求項５】
請求項１に記載のアセンブリであって、更に、
前記シンチレーター材上の特定個所に対応した前記予め成形された反射器の特定個所において開口を有するアセンブリ。
【請求項６】
請求項５に記載のアセンブリにおいて、
前記開口は、前記シンチレーター材内の出口窓の位置に位置しているアセンブリ。
【請求項７】
請求項５に記載のアセンブリにおいて、
前記開口は、前記シンチレーター材に入力される光の案内位置または前記シンチレーター材から出力される光の案内位置に位置しているアセンブリ。
【請求項８】
請求項１に記載のアセンブリにおいて、
前記予め成形された反射器は、シンチレーターアレイを形成する複数の別々のユニットのシンチレーター材を収容するための内面を有しているアセンブリ。
【請求項９】
請求項８に記載のアセンブリであって、更に、
前記反射器の壁と前記シンチレーター材の表面との間に少なくとも一つの空隙を有しているアセンブリ。
【請求項１０】
請求項９に記載のアセンブリであって、更に、
前記空隙を形成するためにスペーサを成す突出部を有しているアセンブリ。
【請求項１１】
請求項１に記載のアセンブリであって、更に、
前記予め成形された反射器における前記シンチレーター材のための複数の出口面の位置に複数の開口を有しているアセンブリ。
【請求項１２】
請求項１に記載のアセンブリにおいて、
前記予め成形された反射器は、多数の部分片から形成されているアセンブリ。
【請求項１３】
請求項１に記載のシンチレーターアセンブリにおいて、
少なくとも一つのピクセルは少なくとも一つの出口窓を有し、前記出口窓は、各前記出口窓が規定される前記ピクセルの面の面積よりも小さいシンチレーターアセンブリ。
【請求項１４】
請求項１に記載のシンチレーターアセンブリにおいて、
一つまたは複数のシンチレーターピクセルが直方体以外の形状で形成されているシンチレーターアセンブリ。
【請求項１５】
請求項１に記載のシンチレーターアセンブリにおいて、
前記アセンブリは、アレイ状に配置されたシンチレーター材と反射器の複数のピクセルを有している請求項１記載のシンチレーターアセンブリ。
【請求項１６】
請求項１に記載のシンチレーターアセンブリにおいて、
前記アセンブリは、シンチレーター材と反射器との複数のシンチレーターピクセルのアレイを有し、且つ、少なくとも一つのシンチレーターピクセルは、前記アレイにおける他のシンチレーターピクセルのシンチレーター材とは異なる少なくとも一つのシンチレーター材を有しているシンチレーターアセンブリ。
【請求項１７】
請求項１に記載のシンチレーターアセンブリにおいて、
前記シンチレーター材の少なくとも一つは、少なくとも一つの方向における断面が変化しているシンチレーターアセンブリ。
【請求項１８】
請求項１に記載のシンチレーターアセンブリにおいて、
前記シンチレーター材の少なくとも一つは、同シンチレーター材の隣接する側壁に直交していない少なくとも一つの出口面を有しているシンチレーターアセンブリ。
【請求項１９】
請求項１に記載のシンチレーターアセンブリにおいて、
前記反射器アセンブリは、圧入によってシンチレーター材の挿入を許容するのに十分な可撓性を備えるシンチレーターアセンブリ。
【請求項２０】
請求項１に記載のシンチレーターアセンブリであって、更に、
前記シンチレーター材内に挿入される少なくとも一本の光ファイバーを備えるシンチレーターアセンブリ。
【請求項２１】
請求項２０に記載のシンチレーターアセンブリにおいて、
前記光ファイバーは、波長シフトのために使用されるシンチレーターアセンブリ。
【請求項２２】
請求項９に記載のシンチレーターアセンブリであって、更に、
一つまたは複数のシンチレーターピクセルと前記反射器アセンブリの対応するピクセルとの間の一つまたは複数の空隙内に挿入されまたは同空隙を通過する少なくとも一本の光ファイバーを備えるシンチレーターアセンブリ。
【請求項２３】
請求項２２に記載のシンチレーターアセンブリにおいて、
前記少なくとも一本の光ファイバーは、波長シフトのために使用されているシンチレーターアセンブリ。
【請求項２４】
請求項１に記載のシンチレーターアセンブリであって、更に、
前記予め成形された反射器アセンブリの反射器材への添加剤として少なくとも一つの無機物または有機物を有しているシンチレーターアセンブリ。
【請求項２５】
請求項２４に記載のシンチレーターアセンブリにおいて、
二酸化チタンが、前記予め成形された反射器アセンブリの反射器材に対する添加剤、または、一つのまたは複数の予め成形された反射器サブアセンブリの反射器材に対する添加剤であるシンチレーターアセンブリ。
【請求項２６】
請求項２４に記載のシンチレーターアセンブリにおいて、
酸化アルミ、オルト燐酸化アルミ、三酸化アンチモン、四酸化アンチモン、酸化バリウム、炭酸バリウム、モリブデン酸バリウム、オキシ臭化ビスマス、オキシ塩化ビスマス、オキシフッ化ビスマス、アルミン酸カルシウム、水酸化カルシウム、過酸化カルシウム、三アルミン酸カルシウム、三オルト燐酸化カルシウム、タングステン酸カルシウム、酸化ハフニウム、酸化ランタン、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、過酸化ストロンチウム、二塩化スズ、酸化亜鉛、四塩化ジルコニウム及び四フッ化ジルコニウムのうちの一つまたは複数が、前記反射器の材料に対する添加剤であるシンチレーターアセンブリ。
【請求項２７】
請求項２４に記載のシンチレーターアセンブリにおいて、
ビスマス、オキシ塩化ビスマス、オキシフッ化ビスマス、金、ハフニウム、酸化ハフニウム、イリジウム、ランタン、酸化ランタン、鉛、酸化鉛、オスミウム、プラチナ、プラチナ燐化物、レニウム、タンタル、タングステン及び他の重金属の無機化合物などの高Ｚ高密度の材料のうちの一つまたは複数が前記反射器の材料に対する添加剤であるシンチレーターアセンブリ。
【請求項２８】
請求項２４に記載のシンチレーターアセンブリにおいて、
フッ化バリウム、セリウム活性の酸化ビスマス・ゲルマニウム（ＢＧＯ）、タングステン酸カドミウム、ナトリウム添加のヨウ化セシウム、タリウム添加のヨウ化セシウム、フッ化セリウム、ユーロピウム添加のフッ化カルシウム、テルビウム活性のガラス、ユーロピウム添加のリチウム、セリウム活性のリチウムガラス、セリウム活性のケイ酸化ガドリニウム（ＧＳＯ）、臭化ランタン、塩化ランタン、タリウム添加のヨウ化ナトリウム、セリウム活性のイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）、セリウム活性のイットリウム・アルミニウム・ペロブスカイト（ＹＡＰ）、セリウム活性のオルトアルミン酸ルテチウム（ＬｕＡＰ）、セリウム活性のオルトケイ酸ルテチウム（ＬＳＯ）及び有機シンチレーターなどのシンチレーター材のうちの少なくとも一つが前記反射器の材料に対する添加剤であるシンチレーターアセンブリ。
【請求項２９】
請求項１に記載のシンチレーターアセンブリにおいて、
一つまたは複数の有機光学発光剤が、前記反射器に対する添加剤であるシンチレーターアセンブリ。
【請求項３０】
請求項１に記載のシンチレーターアセンブリにおいて、
少なくとも一つの反射器アセンブリが、一つまたは複数の添加剤が充填されたポリエチレンによって形成されているシンチレーターアセンブリ。
【請求項３１】
請求項３０に記載のシンチレーターアセンブリであって、更に、
ポリエチレンへの添加剤として二酸化チタンを備えているシンチレーターアセンブリ。
【請求項３２】
請求項３０に記載のシンチレーターアセンブリにおいて、
酸化アルミ、オルト燐酸化アルミ、三酸化アンチモン、四酸化アンチモン、酸化バリウム、炭酸バリウム、モリブデン酸バリウム、オキシ臭化ビスマス、オキシ塩化ビスマス、オキシフッ化ビスマス、アルミン酸カルシウム、水酸化カルシウム、過酸化カルシウム、三アルミン酸カルシウム、三オルト燐酸化カルシウム、タングステン酸カルシウム、酸化ハフニウム、酸化ランタン、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、過酸化ストロンチウム、二塩化スズ、酸化亜鉛、四塩化ジルコニウム及び四フッ化ジルコニウムのうちの少なくとも一つが、
予め成形された反射器アセンブリの反射器材に対する添加剤、または、一つまたは複数の予め成形された反射器サブアセンブリの反射器材に対する添加剤、であるシンチレーターアセンブリ。
【請求項３３】
請求項３０に記載のシンチレーターアセンブリにおいて、
ビスマス、オキシ塩化ビスマス、オキシフッ化ビスマス、金、ハフニウム、酸化ハフニウム、イリジウム、ランタン、酸化ランタン、鉛、酸化鉛、オスミウム、プラチナ、燐酸化プラチナ、レニウム、タンタル、タングステン及び他の重金属の無機化合物など高Ｚ高密度材のうちの一つまたは複数は、
予め成形された反射器アセンブリの反射器材に対する添加剤、または、一つまたは複数の予め成形された反射器サブアセンブリの反射器材に対する添加剤、であるシンチレーターアセンブリ。
【請求項３４】
請求項３０記載のシンチレーターアセンブリにおいて、
フッ化バリウム、セリウム活性の酸化ビスマス・ゲルマニウム（ＢＧＯ）、タングステン酸カドミウム、ナトリウム添加のヨウ化セシウム、タリウム添加のヨウ化セシウム、フッ化セリウム、ユーロピウム添加のフッ化カルシウム、テルビウム活性のガラス、ユーロピウム添加のリチウム、セリウム活性のリチウムガラス、セリウム活性のケイ酸化ガドリニウム（ＧＳＯ）、臭化ランタン、塩化ランタン、タリウム添加のヨウ化ナトリウム、セリウム活性のイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）、セリウム活性のイットリウム・アルミニウム・ペロブスカイト（ＹＡＰ）、セリウム活性のオルトアルミン酸ルテチウム（ＬｕＡＰ）、セリウム活性のオルトケイ酸ルテチウム（ＬＳＯ）及び有機シンチレーターなどのシンチレーター材のうちの一つまたは複数が、
予め成形された反射器アセンブリの反射器材に対する添加剤、または、一つまたは複数の予め成形された反射器サブアセンブリの反射器材に対する添加剤であるシンチレーターアセンブリ。
【請求項３５】
請求項３０に記載のシンチレーターアセンブリにおいて、
一つまたは複数の有機光学発光剤が、予め成形された反射器アセンブリの反射器材に対する添加剤、または、一つまたは複数の予め成形された反射器サブアセンブリの反射器材に対する添加剤となっているシンチレーターアセンブリ。
【請求項３６】
請求項３０に記載のシンチレーターアセンブリにおいて、
前記予め成形された反射器アセンブリは、射出成形によって形成されているシンチレーターアセンブリ。
【請求項３７】
特定の形状の内面を有する特定形状の反射器を予め成形する工程と、
前記内面に合う形状のシンチレーター材に前記反射器を取り付ける工程と、
を備えた方法。
【請求項３８】
請求項３７に記載の方法において、
前記取り付ける工程は、前記反射器の内面の圧力に対する前記シンチレーター材の外面の圧力を使用して前記シンチレーター材を前記反射器内に保持する工程を含んでいる方法。
【請求項３９】
請求項３７に記載の方法であって、更に、
前記シンチレーター材を前記反射器に接着剤によって取り付ける工程を備えた方法。
【請求項４０】
請求項３７に記載の方法において、
前記予め成形する工程は、少なくとも一つの開口を内部に有する反射器を予め成形する工程を備えている方法。
【請求項４１】
請求項４０に記載の方法において、
前記少なくとも一つの開口は、前記シンチレーター材内の出口窓と合致する方法。
【請求項４２】
請求項４０に記載の方法において、
前記少なくとも一つの開口は、前記シンチレーター材へ入力される光の案内部または同シンチレーター材から出力される光の案内部を含んでいる方法。
【請求項４３】
請求項３７に記載の方法において、
前記反射器は、シンチレーター材の複数の別々のユニットを保持するための特定の形状を有している方法。
【請求項４４】
請求項４３に記載の方法であって、更に、
隣接したシンチレーター材の表面の間に少なくとも一つの空隙を形成する工程を備えた方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２００３年２月１０日に出願され且つ『シンチレーター用の予め成形された反射器（Ｐｒｅ−ｆｏｒｍｅｄ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ  ｆｏｒ  Ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｏｒ）』と言う名称の米国仮出願番号第６０／４４６，４６１号の優先権の利益を主張している。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、電磁放射線の検出器に関し、より具体的にはその種の検出器における検出プロセスの一部分として光を発生させるために使用されるシンチレーターアセンブリに関し、各アセンブリが、一つまたは複数のシンチレーターピクセルから構成されており、その表面領域はピクセルの光出力を高めるために、または他の目的のために反射材によって部分的に覆われているものである。
【背景技術】
【０００３】
多くの電磁放射線の検出器は、間接的な検出方法を採用しており、そこでは最終検出装置が、入射電磁粒子に応答し閃光発生材によって発生される光に応答するようになっている。閃光発生材は、入射電磁粒子のエネルギの一部分を光に、一般的には近赤外線、可視光または紫外線の波長領域の光に変換するものであり、その光が次に光ダイオードや光電子倍増管などの光検出器によって検出されるようになっている。
【０００４】
Ｘ線コンピュータ断層撮影（ＣＴ）システム、Ｘ線荷物スキャナ及びガンマー線画像システムなどの電磁放射線検出器の多くの用途では、個別になったシンチレーター材片が多数利用され、本明細書ではこれをシンチレーターピクセルと称する。そのような用途では、複数のシンチレーターピクセルを有し、ここでシンチレーターアレイと称されるアレイを形成するのが一般的である。このとき、これらのアレイは、複数の個々の光検出器か、または光検出器の集積されたアレイに光学的に結合されている。幾つかの実施例では、一つまたは複数のシンチレーターアレイは、光電子倍増管などの単一の光検出エレメントに結合される。
【０００５】
多くのシンチレーターアセンブリは、表面領域が部分的に反射材によって覆われた一つのシンチレーターピクセルまたはシンチレーターアレイを有している。反射材は、単一な構成成分、あるいは均一または不均一な成分混合物を含む。入射の「一次」光子や粒子に応答して、各シンチレーターピクセルは、一つの出口窓や複数の出口窓と称されているピクセル表面領域の選択された一つの領域または複数の領域から二次の「閃光発生」光子を放射する。反射材は、少なくとも部分的にシンチレーター表面領域の残りの部分を覆っていて、その覆われた領域に入射する閃光発生光子を反射しシンチレーターに戻す。本明細書中の用語、反射器とは、ここでは反射材そのものか、またはシンチレーターピクセルまたはシンチレーターアレイを覆っている反射器材の全体のいずれかを意味している。反射器は、従って、一つの出口窓または複数の窓から出力される光を、反射器が無い場合に生じる出力よりも高くするものである。反射器は、放射遮蔽などの付加機能も実施することができる。そのような機能のために反射器を使用すると、結果的に光出力は低減することになろう。
【０００６】
一つまたは複数のシンチレーターピクセルの表面を「反射器化する」ための公知技法には、（ａ）シンチレーターをテフロン（登録商標）テープなどの反射材で包んだり、（ｂ）反射材をシンチレーター表面に接近させて設置するか、または例えば適当な接着剤で反射材をシンチレーター表面に取り付けるかによって、シート反射材をシンチレーター表面に適用したり、（ｃ）一つの出口窓または複数の出口窓を除いて、シンチレーター材を囲むように、例えば反射ペースト、反射ゲル、または二酸化チタンで充填された硬化エポキシなどの反射固形物を使用して反射材を所々に成型したり、（ｅ）プラスチックや金属などの支持媒体または背当て媒体の上に反射材の層を塗布したり、堆積したり、他の方法で形成したりする技法が含まれる。簡便化のために、この種の構成を「コーティングされた」反射器と称することにする。適切な幾何学形状で適切な素材から成るコーティングされた反射器は、次いで、箔、テープのほか、包まれる反射器に適合した形として、またはシート型反射器のシートとして使用することができる。原理上は、液体反射器が所望の反射率を有していて用途の所望の領域に適切に閉じ込められるならば、液体反射器も使用されよう。
【０００７】
以下の説明は、以下にｘとｙと称される二つの直交する水平方向の各々に複数のピクセルを備えた以下にシンチレーターアレイと称される矩形状のシンチレーターピクセルの矩形状アレイを取り上げている。隔壁と呼ばれているギャップは、各シンチレーターピクセルをその隣接したピクセルから分離し、反射材を設けることができる空間を提供している。ｘ−ｙの平面に平行な平面に配置された各ピクセルの底面は、そのピクセルの出口窓として機能する。シンチレーターアセンブリの反射器化は、出口窓として使用される以下、出口面と称される面以外の個々のピクセルの面全てに反射器材を適用することによって行われる。出口面と対向した面は頂面と称される。この説明は、シンチレーターピクセルの面（底面及び頂面）または隔壁を形成するのに必要なプロセスに関するものではない。ｘ方向とｙ方向に直交する方向は、ｚ方向と称呼される。
【０００８】
ここに示される教示は、シンチレーターアレイや、矩形状のシンチレーターアセンブリに限定されるものではない。ここに示される教示は、更に、あらゆる形状や寸法の単一のピクセルシンチレーターにも適用されるものである。
【０００９】
以前の技法は、労働集約型とも言える。テフロンテープは、比較的容易に単一のシンチレーターピクセルの垂直側面の周りを包むことができる。先の例のシンチレーターアセンブリでは、一般的に、全ての隣接した垂直面上において同じ数の層、または少なくとも特定の最小厚さの反射器を有することを到達目標としている。これにより、個々のピクセルを共にクランプし或いは別の方法で拘束することにより、アレイを結合して所望の数のピクセルと所望の形状を有するシンチレーターアセンブリを得ることが可能となる。頂面上の反射器は、適当な厚さの単一のテープ片または各ピクセルが最小限の所望の厚さの反射器によって確実に覆われるように重ね合わせられた幾つかのテープ片を適用することによって形成される。その頂部のテープは、アセンブリの垂直側面に重なることもでき、そのアセンブリの垂直側面の周辺周りを包んでいる追加的なテープ層によってしっかりと固定されよう。一つの追加的なテープ層または複数のテープ層は、例えば結合方法を提供し、または結合方法に寄与するために、アセンブリの外部に適用される。上記のような製造方法には多数の工程が必要である。なぜなら、頂面を覆うための工程が必要となることに加えて、各個別のシンチレーターピクセルが包まれなければならないからである。さらに、幾つかの実施例では、透明な接着剤を使用して反射器を頂面に取り付けることもできる。テフロンテープは、接着剤を使用して結合するのが特に難しい。テフロンは、一般に接着剤による結合中に変色して、それによってその反射率が低下する。
【００１０】
特に、アレイの各表面上のテープ層の数が同一でなければならない場合、単一のテープ片を使用しても反射器の所望の構成を形成することはできないので、各個々のピクセルを包むことなく、一様な数の層や特定の最小厚さのテープをシンチレーターアレイのピクセルの垂直側面に適用することは、多くの例で非常に困難なものとなろう。このような困難を回避する一つの方法は、半剛体なまたは剛体のシート反射器材を使用することである。
【００１１】
シート反射器を使用してシンチレーターアレイからシンチレーターアセンブリを製造するには、（ａ）典型的には、シンチレーター材からなる単一の固体状の「ブランク（半加工品；ｂｌａｎｋ）」に一つ以上の平行な溝を形成することにより、所望の幅を有するシンチレーター材の長い「複数の列」を切断または他の方法で形成し、（ｂ）これらの列の間にシート反射器材の細長片を（接着剤で取り付けたり、または取り付けずに）挿入し、（ｃ）最初の複数の列を形成するのに使用された溝に直交する溝を切断または他の方法で形成することにより、その列をピクセルに区分し、（ｄ）反射器の細長片を（接着したり、または接着せずに）（ｃ）で形成した溝内と予め覆われていないアレイ端面とに挿入し、（ｅ）反射器の細長片を（接着したり、または接着せずに）ピクセルのアレイの周辺に設け、（ｆ）そのアレイを、頂面と底面との間の寸法が所望の寸法となるように切断、研摩または他の方法で仕上げを行い、（ｇ）反射器の細長片を（接着したり、または接着せずに）頂面に設け、（ｈ）（ｅ）及び（ｇ）で設けられた細長片を、必要ならば適切な寸法に切断し、（ｉ）このように形成されたアセンブリが適切な形状を維持するように該アセンブリを、必要ならばクランプしまたは他の方法で拘束する必要がある。従って、このプロセスは、シンチレーターピクセルの矩形状アレイを形成するのに必要な工程に加え、最低でも４つの工程を必要とする。
【００１２】
シート反射器のプロセスは、複数のシンチレーターアレイを単一のブランクに形成することで或る程度までは効率化される。一般的に、個々のシンチレーターアレイ間の溝は、シンチレーターアレイ内の溝の少なくとも二倍も広くなっている。反射器材の２本の細長片は、これらの広い溝内に挿入される。接着結合が使用されるならば、その二本の細長片における各細長片は、隣接したシンチレーターに結合されるが、しかし隣接する反射器細長片には結合されない。個々のシンチレーターアセンブリは、後続の加工中に、その二本の細長片間の結合部で分離する。
【００１３】
シート反射器を備えたシンチレーターアレイアセンブリの製造は、平板アセンブリを使用しても行われる。この方法でシンチレーターアセンブリを造るには、次のことが要求される。
（ａ）各々の厚さがピクセルのｘ−方向の厚さとなっているシンチレーター材の複数の「ｘ−平板」を造り、
（ｂ）ｘ−方向をｘ−軸線と平行にしｙ−ｚ面をｘ−軸線に直交させたｘ−平板を、適当な厚さの反射器シートと交互に積み重ね、最初と最後が反射器シートとなるようにした積み重ねを有する「ｘ−アセンブリ」に複数の平板を配列し、各ｘ−平板が一般に接着剤を使用して各ｙ−ｚ面で反射器シートに結合され；複数のアレイの場合には反射器材の複数のシートが隣接したアレイの間に使用され、一般的には接着剤をシート間の一結合部に使用せずアレイの分離ができるようにするか、または隣接したアレイ間のシート反射器の厚さがシンチレーターピクセル間よりも十分に厚くなっていてアレイを切断又は他の方法で分離できるようにして、適当な厚さの反射器を各アレイの外側に残すようにするかのいずれかにし、
（ｃ）平板のｘ−アセンブリを、積み重ね層に直交し且つシート反射材料の全ての層を貫通したｙ−方向に切断し、シンチレーター材と、厚さがシンチレーターピクセルのｙ−方向に等しい反射器と、の複合体である「ｘｙ−平板」を生み出し、
（ｄ）ｘｙ−平板を使用して上記工程（ｂ）を繰り返して「ｘｙ−アセンブリ」を形成し、
（ｅ）必要ならば、所望のｚ−方向の寸法を有する「ｘｙｚ−平板」を形成するために、ｘ−軸線とｙ−軸線の両方に直交するｚ−方向にｘｙ−アセンブリを切断し（幾つかの場合、この工程は、シンチレーターブランクまたはｘ−平板のいずれかをｚ−方向に所望の寸法に切断することでより早く実施される）、
（ｆ）各ｘｙｚ−平板のｘ−ｙ平面に平行な頂部の「ｚ−表面」上にシート反射器を結合し、
（ｇ）もし適用できれば、個々のアレイを分離するために各ｘｙｚ−平板を切断または他の方法で分割する。
このプロセスは、シンチレーターピクセルの矩形状アレイを形成するのに必要な工程をに加えて、最低でも３つの工程を必要とする。
【００１４】
一つまたは複数のシンチレーターアレイアセンブリを、その場の型成形（cast-in-place）による反射器を使用して、シンチレーターアレイから製造することは、その場の型成形と両立する反射ペースト、反射ゲル、反射固体または他の形態の反射材料を使用することにより実行できる。個々の材料は、反射器形成プロセス中に材料のタイプや他の点で化学的に変化し得るものである。例えば、ゲルはプロセス中に固体に変化し得る。これら材料のいずれか一つまたは複数の材料は、所望の最終的な反射器材を形成するために、単独であるいは更に熱または圧力などの一つ以上の追加的なプロセス変数と関連して反応し、溶融し、または、他の経時的変化を起こす一つ以上の前駆材料からその場の型成形により得るものである。一例として、固体の反射エポキシを形成するために、意図的な加熱によって硬化するかまたは加熱しなくても硬化する一つの前駆成分または複数の成分（以下固形前駆材料と称する）を使用するものが挙げられる。前駆材料は、最終的な型成形材料（final cast material）に関係する前駆混合物の特性を改善するために不活性物質を含むことができる。例えば、一つの顔料または複数の顔料の組み合わせがエポキシの前駆材料に付加され、最終的なエポキシの反射率が高められる。その場の型成形によってシンチレーターアセンブリを造るには、一般的に少なくとも、
（ａ）一つ以上のシンチレーターアレイをシンチレーターの単一の固形「ブランク」から切断または他の方法で形成し、
（ｂ）その一つのシンチレーターアレイまたは複数のアレイを、一般的には頂部と称される一つの開放面を備えた所望の形状の容器やまたは腔所（鋳造プロセス（casting process）を参照するとしばしば鋳型（mold）と称されている）に入れ；もし複数のシンチレーターアレイが一工程で型成形されなければならない場合、個々のアレイの間の空間を通常、アレイ内の空間の幅の少なくとも二倍とし、
（ｃ）一つの顔料やまたは複数の顔料、或いは、一つまたは複数の他の添加物、或いは、それらの顔料と他の添加物とのいずれかの組み合せを、加えたりまたは加えないで、反射ペースト、反射ゲル、それらペーストやゲルの前駆材料、或いは、一つ又は複数の固形前駆材料を容器に充填または過剰充填し、
（ｄ）内部に捕らえられた気泡の数を最少化するために（ｃ）の材料を撹拌したり、脱気したりまたは他の操作を行い、
（ｅ）最終的な所望材料を形成するために適切にこれらの材料を硬化し、溶融しまたは他の変更を加え、
（ｆ）最終的な反射器の頂面に機械加工を施し、スクレープし、または他の方法による薄化を行って所望の厚さを得、
（ｇ）このように形成された個々のシンチレーターアセンブリを鋸引、切断、または適用可能であれば他の手段によって分離し、
（ｈ）このように形成されたアセンブリが適切な形状を維持するように、もし適切であれば同アセンブリをクランプしたり、または他の方法で拘束する、
ことが要求される。
このプロセスは、従ってシンチレーターピクセルの矩形状アレイを形成するのに必要な工程に加え、最低でも４つの工程を必要とする。
【００１５】
以前の技法は、複数のシンチレーターピクセルの出口窓から放出される光のレベルを結果的にちぐはぐに増大することになろう。テフロンテープ片の間のギャップ、またはそのテープが（特にテープがシンチレーターピクセルの縁を横切る個所で）余りにも強く引き延ばされた場合に形成されるテープの薄化された領域は、テープの厚さが余りにも薄くなって所望の反射率を提供することができなくなる領域を形成してしまう。同様に、シート反射材を切り通している間に入り込む切傷は、薄すぎる反射層または全く反射層のない部分を有するシンチレーター表面領域の部分を残すことになる。シンチレーターアセンブリの外縁における側部反射器と頂部反射器との間のギャップも同様に、結果的に光損失をもたらしたり、光結合中のアライメントを維持する上で困難をもたらすことになる。シンチレーターに対する反射器の細長片の取り付け中に形成される結合ラインにおける気泡は、出口窓によって放射される光のレベルを下げる。反射ペーストやゲルや固形物内の気泡は、同様な作用を有することになる。
【００１６】
理想的には、反射器材は１００％の反射率を有することである。実際には、説明した材料は一般に厚さに応じて９０〜９９％の範囲の反射率を有している。一般的な場合、二次光子または閃光の光子は、多数回に渡って反射器を「跳ね返り離れて行く（バウンス  オフする）」。多くの光子について平均化すると、最低でも反射器材内部における吸収による光損失は、（１００％−百分率での反射率）×（平均反射回数）となる。反射の平均回数は、主として、個々のピクセルの幾何学的形状によって決まる。従って、反射器材の反射率が大きければ大きい程、各ピクセルからの光出力は高くなる。
【００１７】
シンチレーターピクセルを包む（wrap）ために使用されるテープの可撓性が大きくなければならないと言う要件は、シンチレーターピクセルの周りを適切な厚さに容易に包むテープ材の選択の余地を制限することになる。テープは大きな反射性を持たなければならないと言う要件は、利用可能な選択の余地を更に制限することになる。二酸化チタンなどの一つまたは複数の顔料、一つまたは複数の他の添加剤、または顔料と添加剤の任意の組み合わせなどの反射充填材が混合される透明な可撓性マトリックス（母材）からテープが構成される場合、大きな可撓性を必要とすることは、充填材の最大有効濃度をテープの反射率を最大化する濃度よりも低いレベルに制限することになろう。
【００１８】
シンチレーターアセンブリをその場の型成形で形成することは、反射器材とその材料を型成形するのに必要な前駆材または成分の選択に多くの制限を課することになる。反射器を形成するプロセスは、シンチレーターの特性を劣化させてはならない。従って、反射器材とその成分または前駆材は、シンチレーター材と化学的に両立できるものでなければならない。例えば、ヨウ化ナトリウム、塩化ランタン及び臭化ランタンなどの幾つかのシンチレーター材は吸湿性を持っている。これらの材料に対し反射器を型成形するのに使用されるプロセスは、プロセスのいずれの時点でも水分を放出してはならない。タリウム添加のヨウ化セシウムなどのシンチレーター材は、高温度に曝らされると劣化する。従って、そのような材料に対する型成形プロセスは、材料硬化のための熱によって、または硬化過程に含まれる化学反応の結果として発生される発熱によって、シンチレーター温度が上昇している間にシンチレーターが劣化するような温度までシンチレーターが加熱されるような工程を含んではならない。
【発明の開示】
【００１９】
＜概要＞
ここで説明されているシンチレーターアセンブリは、一つまたは複数のシンチレーターピクセルを有しており、その表面領域は反射器アセンブリによって部分的に覆われ、反射器アセンブリの少なくとも一部分は、少なくとも一つのシンチレーターピクセルの挿入に先立って所望の形状に予め成形されている。
【００２０】
幾つかの実施例では、反射器アセンブリは、単一の予め成形されたユニットまたは複数のサブアセンブリを有することができ、それらの一つまたは複数のは、一つまたは複数のシンチレーターピクセルの挿入の前に予め成形されている。用語の「予め成形された反射器」或いは「ＰＦＲ」とは、単一の予め成形された反射器アセンブリまたは或る実施例で採用されている予め成形された反射器サブアセンブリの全体を意味している。反射器アセンブリは、シンチレーターピクセルの外面またはシンチレーターピクセルのアレイの少なくとも一部分を覆うが、しかしいずれのピクセルまたは複数のピクセルのいずれの出口窓の表面も覆わない。複数の反射器サブアセンブリに関連する幾つかの実施例では、一つまたは複数のシンチレーターピクセルは、反射器アセンブリの完成に先立って一つまたは複数の予め成形された反射器サブアセンブリに挿入され得るものである。
【００２１】
シンチレーターアセンブリは、いずれかの従来技術の方法によって、または複数の従来技術方法のいずれかの組み合わせによって形成された一つまたは複数の反射器サブアセンブリと関連する一つまたは複数の予め成形された反射器サブアセンブリを使用して形成され得るものである。
【００２２】
幾つかの実施例では、ＰＦＲは一つまたは複数の反射器壁と一つまたは複数のシンチレーターピクセルとの間に一つまたは複数の意図的な空隙を形成し得るものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明のこれら及び他の特徴と長所は、次の詳細な説明を読み、添付図を参照にすることでより明らかになる。
【００２４】
シンチレーターアセンブリは、一つまたは複数のシンチレーターピクセルを有しており、その表面領域は反射器アセンブリによって部分的に覆われており、前記反射器アセンブリの少なくとも一部分は、一つまたは複数のシンチレーターピクセルの挿入に先立って所望の形に形成されている。反射器アセンブリは、単一の予め成形されたユニットまたは複数のサブアセンブリを有することができ、一つまたは複数の前記サブアセンブリは、一つまたは複数のシンチレーターピクセルの挿入に先立って予め成形されている。用語の、予め成形された反射器（Pre-Formed Reflector）またはＰＦＲは、ある実施例で採用されている単一の予め成形された反射器アセンブリまたは予め成形された反射器サブアセンブリの全体を意味している。ＰＦＲは、少なくとも一つのシンチレーターピクセルの外面の一部分または複数のシンチレーターピクセルのアレイを覆っているが、いずれの出口窓またはいずれの複数の出口窓の表面を覆ってはいない。複数の反射器サブアセンブリを有した幾つかの実施例では、一つまたは複数のシンチレーターピクセルは、反射器アセンブリの完成に先立って一つまたは複数の反射器サブアセンブリに挿入される。
【００２５】
図１Ａ〜１Ｃは、単一ユニットとしてのシンチレーターピクセル２０２の４ピクセル×４ピクセルのアレイ２０１を予め成形された反射器２０３内に挿入することによって、シンチレーターアセンブリ２００を形成するプロセスを示している。図１Ａにおいて、ＰＦＲ２０３は１６個の凹部２０４を含んでいる。各凹部は、アレイ２０１のピクセル２０２の外面を受け入れるのに適した寸法の内面を有している。ＰＦＲ２０３は、アレイ２０１の挿入を容易にするように位置決めされている。図示の実施例では、アレイ２０１のピクセル２０２は、ピクセル２０２間のギャップ２０６を跨いでいる出口窓ブリッジ２０５の面によって互いに対して適切な位置に保持されている。幾つかの実施例では、ピクセル２０２の出口窓２０７（図１Ａでは隠れているが、図１Ｃに示されている）は、プロセスのこの段階では形成されていないであろう。例えば、出口窓ブリッジ２０５は、ギャップ２０６の製造において切断されないように維持されたシンチレーター材から造られ得るものである。他の実施例では、出口窓ブリッジ２０５は、シンチレーターとは異なった材料から形成され、ピクセル２０２の出口窓２０７に取り付けられよう。簡便化のため、シンチレーターアレイ２０１は、出口窓２０７が形成されているかどうかとは独立して、シンチレーターアレイを意味し、またシンチレーターピクセル２０２はピクセルを意味するものとする。同様に、シンチレーターアレイ２０１は、出口窓ブリッジがシンチレーター材から形成されているかどうかとは無関係に、出口窓ブリッジ２０５から分離しているものとして扱う。
【００２６】
図１Ｂでは、シンチレーターアレイ２０１のピクセル２０２は、出口窓ブリッジ２０５を露出させた状態でＰＦＲ２０３の適当な凹部内に挿入されている。
【００２７】
図１Ｃは、出口窓ブリッジ２０５を外した後の、シンチレーターアレイ２０１と予め成形された反射器２０３とから構成されている最終的なシンチレーターアセンブリ２００を図示している。出口窓ブリッジ２０５を外すとシンチレーターピクセル２０２の出口窓２０７が露出する。上述の実施例および同様な実施例において、シンチレーターアレイアセンブリ２００の製造は、シンチレーターアレイ２０２とその出口窓２０７を形成するのに必要な工程に加えて、一つまたは二つのプロセス工程のみを必要とする。
【００２８】
図１Ｃでのシンチレーターアレイアセンブリ２００の製造は、単一のシンチレーターピクセル２０２、各々１６個のピクセルよりも少ないピクセルを有する複数のシンチレーターアレイ、または単一のピクセルと一つまたは複数のシンチレーターアレイの両方を組み合わせたものを、ＰＦＲ２０３内に、全ての凹部２０４にシンチレーターピクセルが装填されるまで挿入することでも実施され得る。
【００２９】
シンチレーターアセンブリは、一つまたは複数の予め成形された反射器サブアセンブリと、いずれかの従来技術の方法によってまたは複数の従来技術方法のいずれかの組み合わせによって形成された一つまたは複数の反射器サブアセンブリとを使用して形成される。例えば、図１Ｃにおけるシンチレーターアセンブリ２００と同じ幾何学的形状を有したシンチレーターサブアセンブリは、適切な型に入れて作ることにより形成される。次に、予め成形された反射器サブアセンブリが、各シンチレーターピクセルの出口窓がピクセルの出口面よりも小さな面積を有する新しいシンチレーターアセンブリを造り出すために付加されよう。そのようなＰＦＲサブアセンブリ（予め成形された反射器サブアセンブリ）の一例は、適切な成型サブアセンブリの底面を所望の出口窓開口を除いて覆う水平部分と、その成型サブアセンブリの垂直壁にＰＦＲサブアセンブリをスリップ嵌合かまたは接着結合ができるようにする四つの垂直リップと、を有したキャップの形となるであろう。
【００３０】
シンチレーターアレイのエレメントは、単一料または多数の異なった材料から形成される。
【００３１】
例えば、（ａ）個々のシンチレーターピクセルまたはシンチレーターピクセルのアレイは、ｘｙ−平面に平行な断面が変化するといった幾何学的特徴を有するか、または（ｂ）一つまたは複数のシンチレーター出口面の一部分を反射器材で覆う必要があるような幾つかの状況において、複数の予め成形されたアレイの反射器サブアセンブリは、予め成形された適当な反射器を形成するために使用され得よう。例えば、図２Ａ〜２Ｃは、シンチレーターピクセルの出口面に平行な断面よりも小さな面積の出口窓を備えるシンチレーターの表面領域を覆うための二つのＰＦＲサブアセンブリの使用を図示している。
【００３２】
図２Ａは、この実施例に係るシンチレーターアセンブリの製造における一つの段階を示している。下部ＰＦＲサブアセンブリ３０１及び上部サブＰＦＲサブアセンブリ３０２はシンチレーターピクセル３０３の挿入のために位置決めされている。下部ＰＦＲサブアセンブリ３０１は、シンチレーターピクセル３０３の対応したテーパ端部３３１上に嵌合するように設計されたテーパ端部３３０を有している。ＰＦＲ３０１は、出口窓３０４を露出状態にしておく穴３３２を有している。下部ＰＦＲ３０１の残りの部分は、シンチレーターピクセル３０３の本体の一部分を覆う。上部ＰＦＲは、シンチレーターピクセル３０３の本体の残り部分を覆う。
【００３３】
上部ＰＦＲ３０２の開放端に隣接した上部ＰＦＲ部分３０５は、全ての４辺で内側に向かってテーパが形成されている。テーパ領域の内の二つが見える。アセンブリが完成すると、上部ＰＦＲ３０２のテーパ領域３０５は、図２Ａでは見えない下部ＰＦＲ３０１の対応した領域と接続する。より一般的には、予め成形された反射器は、シンチレーター材３０３を押圧すると共にそのシンチレーター材に対する圧入部（press fit）を形成する寸法の内面を有している。圧入部は、シンチレーターの外面を押圧する反射器の内面によって形成される。圧入は、好ましくはシンチレーターの少なくとも二つの異なった側面で行われ、それによって力を異なった方向に加える。図２Ａ〜２Ｃの実施例で示されているようなテーパ結合は、ＰＦＲのサブアセンブリ間で行い得る色々な結合法の内の一つにすぎない。
【００３４】
図２Ｂは、シンチレーターピクセル３０３を両方のＰＦＲサブアセンブリ３０１、３０２内に挿入した後の完成したアセンブリ３００を示している。図２Ｃは、完成したアセンブリ３００の断面図であり、両ＰＦＲ部品のテーパ部の最終構造の拡大図を示す詳細部Ｄを有している。
【００３５】
剛体（solid）のシンチレーターと反射器との間に一つの空隙または複数の空隙を残しておくことが望ましいであろう。シンチレーターピクセルの「アスペクト比」は、ピクセルの全表面積と一つの出口窓または複数の出口窓の面積との間の比率である。一つの空隙または複数の空隙が無ければ、シンチレーターアセンブリは（単一のピクセルを有していようと複数のピクセルを有していようと）ピクセルの大きなアスペクト比を有し、従ってそのシンチレーターアセンブリの光出力は減少されてしまうであろう。なぜなら、各閃光光子は出口窓を通過する前に多数回に渡って反射されなければならないからである。このプロセスでは、多くの光子が反射器において吸収される。予め成形された反射器は、少なくとも一つの空隙を意図的に含むことができるようにしており、それによってシンチレーターの壁から離れた反射（reflection off the
wall）が損失のないプロセスである全内部反射（total internal
reflection）によって発生するようになっている。従って、ここに開示されている技法を使うことは、一つの空隙または複数の空隙を持たない同等なシンチレーターアセンブリに比べて光出力を高める結果につながる。
【００３６】
幾つかの実施例では、予め成形された反射器の材料が、次に述べるような適当なレベルの柔軟性を有していることが望ましい。
（ａ）個々のシンチレーターピクセル、または複数のシンチレーターの出口面間に渡って形成され且つ出口面間を跨いでいる材料によって互いに保持されたシンチレーターピクセルの完成したアレイが、予め成形された反射器の一つの凹みまたは複数の凹み内に容易に押し込められるようにするため、及び
（ｂ）予め成形された反射器が望ましいピクセルサイズの範囲内にあるシンチレーターピクセルを受け入れられるようにするため。
予め成形された反射器が、あるサイズ範囲内のピクセルに対して、ぴったりとした嵌合しない場合、シンチレーターピクセルが使用中に所定箇所に確実に留まるようにするとともに、その反射器とそのシンチレーターピクセルとの間の寸法上のミスマッチから生じる空隙の影響を制御するために色々な手立てが成され得る。例えば、圧入の代わりとして、個々のシンチレーターピクセルは、シンチレーターアセンブリの出口面を光検出器の一つの入力窓または複数の入力窓に接着結合することによって所定の位置に保持される。この技法は、予め成形された反射器における一つの凹部または複数の凹部が意図的に過大な寸法に設定され、シンチレーターピクセルと反射器との間に容易に空隙が形成されるようにしている幾つかの実施例でも使用され得る。
【００３７】
意図的に空隙を含めることは、シンチレーターアセンブリ構造の剛性を低下させるので、シンチレーター材と反射器材との温度膨張係数の差と、更にはシンチレーターアセンブリとそのアセンブリが接着や他の方法でしっかりと取り付けられる光電子倍増管の面などのあらゆる表面との間の温度膨張係数の差と、によって引き起こされる応力を減じるのに役立つであろう。
【００３８】
空隙を必要とする幾つかの実施例において、シンチレーターピクセルは、リブまたは反射器凹部の壁内にモールド成形された他の突起によって反射器の壁から離れた位置に保持され得る。シンチレーターは、ピクセルの一つ以上の面に適用された薄い接着層によってシンチレーターピクセルを介して予め成形された反射器に結合され得る。この方法は、シンチレーター／反射器のアセンブリの光産出量と光出力の一様性のいずれか、または両方を劣化させるが、意図的な空隙を持ったり、または持たない実施例に適用可能なものである。
【００３９】
予め成形された反射器を備えたシンチレーターアセンブリは、複数のピクセル寸法に対して製造され得るものである。
【００４０】
開示されたプロセスは、各ピクセルに複数の出口窓を備えたシンチレーターアセンブリの製造に、または、ピクセルの出口窓が出口窓を含む面の部分のみを占有している複数のアセンブリに容易に適合するものである。ピクセルがラッピングやシート反射器材の使用によって直方体になっていないシンチレーターアセンブリを反射器化することは、本プロセスの複雑さを大幅に高めることになろう。このことは、もし個々のピクセルがそれらの表面の少なくとも一部分に渡ってテーパを備えている場合に特に当てはまるものである。出口窓が各ピクセルの隣接した側面に直交していないシンチレーターアセンブリを造ることも、シート反射器の使用または所々の成型のために、同様に複雑さを高めるであろう。
【００４１】
本技法は、例えばピクセル毎に複数の出口面を有したり、ピクセル毎に複数の出口窓を有したり、出口窓が存在している一つの面または複数の面よりも小さな面積の出口窓を有したり、またはこれら構成のいずれかの組み合わせを有したシンチレーターアセンブリに適用できるものである。それらは、更に、例えば
（ａ）矩形でない断面の単一ピクセルまたは複数のピクセル（例えば、六角形の断面や平行六面体の断面のピクセル、頂面や底面やそれら両方の平面がｘ−ｙ面に平行でないピクセル、頂面と底面以外の側面がｚ−方向には平行でないがｘ−ｙ面に存在していない単一の軸線に平行なピクセル、頂面と底面以外の側面が平行でないピクセル、ｚ−方向やｘ−ｙ面に存在していない単一の軸線に平行な方向にテーパが形成されたピクセル）、
（ｂ）複数のシンチレーターピクセルを備えるアレイであって、ピクセルの一つまたは複数が同アレイにおける一つまたは複数の他のピクセルとは異なった断面を有するアレイ、（ｃ）個々のピクセルが矩形アレイに配分されていないアレイ、及び、
（ｄ）（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）の個々を適当に組み合わせたアレイ、又は、それらの選択的なものを組み合わせたアレイ、
に適用される。
【００４２】
更に、本技法は、円筒状のシンチレーター及びレンズとして作用するように湾曲された出口窓を有するシンチレーターなど、外面が湾曲面によって部分的にまたは完全に規定されたシンチレーターピクセルに適用可能である。前記内容との整合のために、面は、シンチレーターピクセルの表面領域の明瞭な部分を、その部分が平面であるかどうかとは無関係に、意味するという点において、上述した面はシンチレーターの面であると考えることができる。
【００４３】
本実施例は、一つまたは複数の出口窓が一つまたは複数のシンチレーターピクセルの内部にある構成に適用される。その例は、一本または複数本の光ファイバーまたは他の光収集装置が挿入されるかまたは通過されるピクセルを備えたシンチレーターアセンブリである。予め成形された反射器は、光収集のため、波長シフトなどの他の用途のため、または光収集と他の用途のあらゆる組み合わせのために光ファイバーを有利に使用できるようになっている。そのような状況では、光ファイバーは、一般に、反射器アセンブリの穴を貫通過することによりシンチレーターアセンブリのピクセルに入り込む。その光ファイバーは、次に、シンチレーターピクセルと反射器アセンブリの対応した壁との間の空隙内に入るか、シンチレーターピクセルの穴に直接入るか、または空隙を通った後にシンチレーターピクセルの穴に入ることができる。その穴は、シンチレーターピクセル内で終結するか、またはシンチレーターピクセルを貫通するかのいずれかとなっている。同様に、個々の光ファイバーは、反射器アセンブリの入る側の穴（entry hole）を通過することによってシンチレーターアセンブリのピクセルから出てもよいが、個々の光ファイバーは、一般的には、反射器アセンブリの別の孔を通ってシンチレーターアセンブリのピクセルを出る。個々のファイバーは、直接空隙を貫通することにより、またはシンチレーターピクセルの貫通孔を出て反射器アセンブリの穴に直接入ることにより、またはシンチレーターピクセルの貫通孔を出て空隙を通り、反射器の壁にある穴を通って出ることにより、シンチレーターアセンブリのピクセルを出ることができる。一本のファイバーは、シンチレーターアセンブリ内において最終的に止まる前に、またはシンチレーターアセンブリを出る前に、シンチレーターアセンブリの一つまたは複数のピクセルを貫通することができよう。
【００４４】
シンチレーターアセンブリ内の所望の箇所に空隙を形成することは、一本または複数本のファイバーがシンチレーターアセンブリ内の一つまたは複数の空隙内に入りまたは通過する必要がある実施例において独特の効果を生むであろう。
【００４５】
予め成形された反射器は、高い寸法精度で且つ安価に、実質的に同一の部品を造ることができる射出成形などの型成形手順（モールディングプロセス）を使用して形成され得るものである。
【００４６】
反射器を予め成形することにより、他の技法では使用するのが難しかった材料を使用することができる。例えば、ポリエチレンである。ポリエチレンは、ヨウ化セシウムが関わるとその場の型成形ができない。なぜなら、その場の型成型が要求する温度は、シンチレーター材の劣化を引き起こすからである。予め成形された反射器は、シンチレーター材が存在しない状況で形成されるので、所定のシンチレーターと両立できない化学物質やプロセス工程を使用して製造される。例えば、形成プロセスの完了に先だってシンチレーターと化学的に両立できない成分や前駆材を有する材料を使用して製造できる。例えば、ヨウ化ナトリウムなどの検湿シンチレーターは、硬化中に水分を発生する反射器材で作られる反射器と共に使用され得る。
【００４７】
予め成形された反射器を組み込んだシンチレーターアセンブリの実物の実施例は、単独のシンチレーターピクセルで、タリウム添加のヨウ化セシウムのシンチレーター材の４ピクセル×４ピクセルのアレイで構成されている。約３ｍｍ（ｘ−方向）×３ｍｍ（ｙ−−方向）×６ｍｍ（ｚ−方向）と、６ｍｍ（ｘ−方向）×６ｍｍ（ｙ−方向）×６ｍｍ（ｚ−方向）のピクセル寸法が使用された。これらの実施例は、本開示内容をピクセルの一つの特定の寸法やまたは複数の特定の寸法に限定するものではない。最終的なシンチレーターアレイアセンブリの実物構成は、尺度を除いて図１Ｃに示すようなものになっている。幾つかの異なった濃度の二酸化チタンが充填されたポリエチレンは射出成形され、その後シンチレーターピクセルが充填されて、単一ユニットの予め成形された反射器が形成された。我々は、最終的にシンチレーターアセンブリを形成するために、個々のピクセルの挿入と、出口窓ブリッジを備えた１６のピクセルシンチレーターアレイサブアセンブリの挿入と、の両方を使用した。
【００４８】
ポリエチレンや二酸化チタン以外の他の材料が、反射器材の構成成分として使用され、また更に射出成形以外の技法が、予め成形された反射器を造るために使用されうる。アルミン酸塩、炭酸塩、塩酸塩、フッ化物、水素化物、酸化物、オキシ臭化物、オキシ塩化物、オキシフッ化物、モリブデン酸塩、リン酸塩、硫酸塩、タングステン酸塩及び他の反射性の金属無機化合物などの各種広範囲な他の顔料（pigment）が、単独でまたは組み合わせで、ポリエチレンや他の反射器材への反射性添加物として使用される。幾つかの具体例として、酸化アルミニウム、オルト燐酸化アルミニウム、三酸化アンチモン、四酸化アンチモン、酸化バリウム、炭酸バリウム、モリブデン酸バリウム、オキシ臭化ビスマス、オキシ塩化ビスマス、オキシフッ化ビスマス、アルミン酸カルシウム、水酸化カルシウム、過酸化カルシウム、三アルミン酸カルシウム、三オルト燐酸化カルシウム、タングステン酸カルシウム、酸化ハフニウム、酸化ランタン、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、過酸化ストロンチウム、二塩化スズ、酸化亜鉛、四塩化ジルコニウム及び四フッ化ジルコニウムがある。
【００４９】
予め成形された反射器は、特定の周波数や特定周波数領域で光出力を高め或いは下げるために、一つ以上の添加物を単独でまたは組み合わせて使用して、波長のシフトや「明るくする」などの付加的な機能を行う反射器材を使用して形成され得る。波長シフトに役立つ添加物は、フッ化バリウム、セリウム活性の酸化ビスマス・ゲルマニウム（ＢＧＯ）、タングステン酸カドミウム、ナトリウム添加のヨウ化セシウム、タリウム添加のヨウ化セシウム、フッ化セリウム、ユーロピウム添加のフッ化カルシウム、テルビウム活性のガラス、ユーロピウム添加のリチウム、セリウム活性のリチウムガラス、セリウム活性のケイ酸化ガドリニウム（ＧＳＯ）、臭化ランタン、塩化ランタン、タリウム添加のヨウ化ナトリウム、セリウム活性のイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）、セリウム活性のイットリウム・アルミニウム・ペロブスカイト（ＹＡＰ）、セリウム活性のオルトアルミン酸ルテチウム（ＬｕＡＰ）及びセリウム活性のオルトケイ酸ルテチウム（ＬＳＯ）などのうちの一つまたは複数のシンチレーター材を含むものであるが、それに限定されるものではない。有機シンチレーター及び他の有機性光学光沢剤も使用される。タングステン、鉛、酸化鉛、酸化ハフニウム、ランタン、酸化ランタン、ビスマス、オキシ塩化ビスマス、オキシフッ化ビスマス及び他の重金属の無機化合物など、高密度で高Ｚフィルター機能の材料のうちの一つまたは複数が添加されれば、予め成形された反射器は高エネルギ光子を遮蔽する役目を果たすことができる。要素金属（elemental metal）を使用すると光出力を下げる。
【００５０】
所望の形状に予め成形されると共に塗布や他の形の堆積法で反射器材がコーティグされた支持マトリックスを使用して作られる一つ以上の予め成形された反射器アセンブリを組み込んだ実施例は、本発明の技術範囲に入っている。
【００５１】
シンチレーター及び反射器の幾何学的形状と反射器の反射性の作用についての実際のモデルを使用して実験データから導出された反射率は、二種類の反射器材に対して受け入れられた値と良く合う。ポリエチレンでは、同じ寸法と物理的な配置構造のピクセルのシンチレーターアセンブリからの光出力  −  演繹法による反射器材の反射率  −  は、二酸化チタン濃度が限度濃度（二酸化チタン濃度が越えるとポリエチレンが正しく成形できない濃度）に到達するまでは、二酸化チタン濃度が増大するほど増加する。或る二酸化チタン濃度においては、公知のシート反射器材の反射率よりも高く且つ同じ構造のシンチレーターアレイアセンブリに用いられるその場型成形の反射器を製造するために使用した二酸化チタンが充填されたエポキシ材の反射率よりも高い反射率に対応する出口窓から出力された光が観察された。
【００５２】
幾つかの実施例を説明してきた。それでも、本発明の精神と技術範囲から逸脱しない限り色々な改造が行われる得ることが理解される。従って、他の実施例は前記特許請求の範囲の技術範囲内に入っている。例えば、他の材料も使用できるであろう。シンチレーターピクセルの他の形状と数も使用され；またアレイに対して他の幾何学的形状も使用される。全てのそのような実施例は、特許請求の範囲内に包含されるよう意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１Ａ】予め成形された反射器の一実施例を使用したシンチレーターアレイアセンブリの製造における三段階の一つを示した図である。
【図１Ｂ】予め成形された反射器の一実施例を使用したシンチレーターアレイアセンブリの製造における三段階の一つを示した図である。
【図１Ｃ】予め成形された反射器の一実施例を使用したシンチレーターアレイアセンブリの製造における三段階の一つを示した図である。
【図２Ａ】二つの予め成形されたサブアセンブリから成る予め成形された反射器の一実施例を使用し、テーパ領域を備えた単一ピクセルの反射器化における二段階の一つを示した図である。
【図２Ｂ】二つの予め成形されたサブアセンブリから成る予め成形された反射器の一実施例を使用し、テーパ領域を備えた単一ピクセルの反射器化における二段階の一つを示した図である。
【図２Ｃ】本実施例における予め成形された反射器の二つの予め成形されたサブアセンブリ間における結合部を示した完成アセンブリの横断面を示している。
【図１Ａ】
2006517289.tif 000003
【図１Ｂ】
2006517289.tif 000004
【図１Ｃ】
2006517289.tif 000005
【図２Ａ】
2006517289.tif 000006
【図２Ｂ】
2006517289.tif 000007
【図２Ｃ】
2006517289.tif 000008
【国際調査報告】
2006517289.tif 000009
2006517289.tif 000010
2006517289.tif 000011
2006517289.tif 000012