(57)【要約】【課題】ビーム源を有する放射線照射システムを提供する。【解決手段】上記システムは、上記ビーム源と照射すべき被検物との間に設置され、上記被検物の上へと上記ビーム源から放出された放射線ビームに様々な程度の低下を与えるための可変厚ディグレーダをさらに含む。上記システムはまた、上記可変厚ディグレーダと上記被検物との間に設置され、上記可変厚ディグレーダによる上記放射線ビームの上記低下の後で残っている上記放射線ビームの一部分だけを受光しそして測定するための検出器のセットも含む。【選択図】図２０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビーム源を有する放射線照射システムであって、
前記ビーム源と照射すべき被検物との間に設置され、前記被検物の上へと前記ビーム源から放出された放射線ビームに様々な程度の低下を与えるための可変厚ディグレーダと、
前記可変厚ディグレーダと前記被検物との間に設置され、前記可変厚ディグレーダによる前記放射線ビームの前記低下の後で残っている前記放射線ビームの一部分だけを受光しそして測定するための少なくとも１つの検出器と
をさらに備える、放射線照射システム。
【請求項２】
前記可変厚ディグレーダが、同じ材料から形成された複数のセクションを含むように形成され、前記複数のセクションの各々が前記様々な程度の低下のうちのそれぞれ１つを与えるため複数の異なる厚さのうちのそれぞれ１つを有する、請求項１に記載の放射線照射システム。
【請求項３】
前記複数のセクションの各々は、前記放射線ビームの低下していない部分が通過することを可能にするためのそれぞれのアパーチャを備える、請求項２に記載の放射線照射システム。
【請求項４】
前記可変厚ディグレーダが、複数のセクションを含むように形成され、前記複数のセクションの各々が前記様々な程度の低下のうちのそれぞれ１つを与えるため複数の異なる材料のうちのそれぞれ１つから形成される、請求項１に記載の放射線照射システム。
【請求項５】
前記複数のセクションの各々は、前記放射線ビームの低下していない部分が通過することを可能にするためのそれぞれのアパーチャを備える、請求項４に記載の放射線照射システム。
【請求項６】
前記可変厚ディグレーダが、１つまたは複数の金属から形成される、請求項１ないし５のいずれかに記載の放射線照射システム。
【請求項７】
前記可変厚ディグレーダが、前記少なくとも１つの検出器に当たる放射線照射の量をしきい値量よりも低く減少させるために配置される、請求項１に記載の放射線照射システム。
【請求項８】
前記少なくとも１つの検出器が、少なくとも１つのダイオードのセットを備える、請求項１ないし７のいずれかに記載の放射線照射システム。
【請求項９】
前記ダイオードのセット内の電流の大きさに基づいて前記放射線ビームにより放出された放射線照射の量を計算するためのプロセッサをさらに備える、請求項１ないし８のいずれかに記載の放射線照射システム。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの検出器が、光電子増倍管のセットを備える、請求項１ないし９のいずれかに記載の放射線照射システム。
【請求項１１】
前記ディグレーダが、少なくとも半円形の形状を有するように形成される、請求項１ないし１０のいずれかに記載の放射線照射システム。
【請求項１２】
前記様々な程度の低下に対応する所定の位置のセットの中から前記放射線ビームに照射される前記可変厚ディグレーダの一部分の位置を変えるためのモータをさらに備える、請求項１ないし１１のいずれかに記載の放射線照射システム。
【請求項１３】
前記検出器が、プリント回路基板に接続され、そして前記プリント回路基板のアパーチャの周りに対称的に配置される、請求項１ないし１２のいずれかに記載の放射線照射システム。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの検出器が、９０度離れて配置された４つの検出器を含む、請求項１ないし１３のいずれかに記載の放射線照射システム。
【請求項１５】
前記検出器のセットを含む検出回路をさらに備え、前記検出回路が経時的に前記放射線ビームの線量を検出しそして記録するように構成される、請求項１ないし１４のいずれかに記載の放射線照射システム。
【請求項１６】
前記可変厚ディグレーダが、所定の量だけ前記放射線ビームの前記低下を調節するために階段的な水準を有する、請求項１ないし１５のいずれかに記載の放射線照射システム。
【請求項１７】
前記可変厚ディグレーダは、積層可能な金属の様々なプレートから形成された異なるプレートの組み合わせが前記放射線ビームに異なる低下の水準を与えるように、前記様々なプレートから形成される、請求項１ないし１６のいずれかに記載の放射線照射システム。
【請求項１８】
前記異なる低下の水準のうちの特定の１つを得るために前記可変厚ディグレーダの位置を制御するためのモータをさらに備える、請求項１ないし１７のいずれかに記載の放射線照射システム。
【請求項１９】
放射線ビーム制御のためのコンピュータ・プログラム製品であって、前記コンピュータ・プログラム製品が具体化されたプログラム命令を有する非一過性コンピュータ可読記憶媒体を備え、前記プログラム命令がコンピュータに、
ビーム源と照射すべき被検物との間に設置された可変厚ディグレーダにより、前記被検物の上へと前記ビーム源から放出された放射線ビームに様々な程度の低下を与えることと、
前記可変厚ディグレーダと前記被検物との間に設置された少なくとも１つの検出器により、前記可変厚ディグレーダによる前記放射線ビームの前記低下の後で残っている前記放射線ビームの一部分だけを受光しそして測定することと
を含む方法を実行させるために前記コンピュータにより実行可能である、コンピュータ・プログラム製品。
【請求項２０】
ビーム源を有する放射線照射システムにより実行される放射線ビーム制御のための方法であって、
前記ビーム源と照射すべき被検物との間に設置された可変厚ディグレーダにより、前記被検物の上へと前記ビーム源から放出された放射線ビームに様々な程度の低下を与えることと、
前記可変厚ディグレーダと前記被検物との間に設置された検出器のセットにより、前記可変厚ディグレーダによる前記放射線ビームの前記低下の後で残っている前記放射線ビームの一部分だけを受光しそして測定することと
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に放射線照射に関し、特に、可変厚ディグレーダ(variable thickness degrader)を有するダイオードを使用するリアル・タイムＸ線線量計に関する。
【背景技術】
【０００２】
高強度で長期間のＸ線照射を必要とする用途（例えば、半導体部品の総電離放射線量（ＴＩＤ）評価）は、照射時間ならびにリアル・タイムでＸ線線量を正確にモニタしそして測定する能力を必要とする。
【０００３】
Ｘ線システムが（例えば、冷却水供給問題などの外的要因のために）停止する場合には、試験システムは、試料に与えられた総ドーズ量の正確な計算のために照射が終わった時刻を記録する能力を必要とする。
【０００４】
試験システムは、照射時間の全体にわたるビーム安定性を測定するために時間の関数としてＸ線線量をモニタする能力を必要とする。試験システムは、所望の総ドーズ量が実現されることを確実にするために試料の照射を延長するまたは短縮することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
今日、大部分のシステムは、これらのシステムが所定の時間の間運転され、そしてその場モニタリングが行われないことを意味している「開ループ」で動作する。したがって、リアル・タイムＸ線モニタに対する必要性がある。本発明は、ビーム源を有する放射線照射システム、放射線ビーム制御のためのコンピュータ・プログラム、および方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様によれば、ビーム源を有する放射線照射システムが提供される。上記システムは、上記ビーム源と照射すべき被検物との間に設置され、上記被検物の上へと上記ビーム源から放出された放射線ビームに様々な程度の低下を与えるための可変厚ディグレーダをさらに含む。上記システムはまた、上記可変厚ディグレーダと上記被検物との間に設置され、上記可変厚ディグレーダによる上記放射線ビームの上記低下の後で残っている上記放射線ビームの一部分だけを受光しそして測定するための検出器のセットも含む。
【０００７】
本発明のもう１つの態様によれば、コンピュータ・プログラム製品が、放射線ビーム制御のために提供される。上記コンピュータ・プログラム製品は、具体化されたプログラム命令を有する非一過性のコンピュータ可読記憶媒体を含む。上記プログラム命令は、コンピュータにある方法を実行させるために上記コンピュータにより実行可能である。上記方法は、ビーム源と照射すべき被検物との間に設置された可変厚ディグレーダにより、上記被検物の上へと上記ビーム源から放出された放射線ビームに様々な程度の低下を与えることを含む。上記方法は、上記可変厚ディグレーダと上記被検物との間に設置された検出器のセットにより、上記可変厚ディグレーダによる上記放射線ビームの上記低下の後で残っている上記放射線ビームの一部分だけを受光しそして測定することをさらに含む。
【０００８】
本発明のさらにもう１つの態様によれば、方法が、ビーム源を有する放射線照射システムにより実行される放射線ビーム制御のために提供される。上記方法は、上記ビーム源と照射すべき被検物との間に設置された可変厚ディグレーダにより、上記被検物の上へと上記ビーム源から放出された放射線ビームに様々な程度の低下を与えることを含む。上記方法は、上記可変厚ディグレーダと上記被検物との間に設置された検出器のセットにより、上記可変厚ディグレーダによる上記放射線ビームの上記低下の後で残っている上記放射線ビームの一部分だけを受光しそして測定することを含む。
【０００９】
これらのおよび他の特徴および利点は、添付の図面に関連して読まれるべきである例示の実施形態の下記の詳細な説明から明らかになるだろう。
【００１０】
下記の説明は、下記の図を参照して好ましい実施形態の詳細を提供するだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本原理のある実施形態にしたがって、本原理を適用してもよい例示的な処理システムを示す図である。
【図２】本原理のある実施形態にしたがって、本原理を適用することができる例示的な放射線照射システムを示す図である。
【図３】本原理のある実施形態にしたがって、本原理を適用することができるもう１つの例示的な放射線照射システムを示す図である。
【図４】本発明のある実施形態による、異なる材料から形成された例示的な可変厚ディグレーダの側面図である。
【図５】本発明のある実施形態による、図４の可変厚ディグレーダの正面図である。
【図６】本発明のある実施形態による、異なる材料から形成された例示的な可変厚ディグレーダの側面図である。
【図７】本発明のある実施形態による、図６の可変厚ディグレーダの上面図である。
【図８】本発明のある実施形態による、同じ材料から形成されたもう１つの例示的な可変厚ディグレーダの側面図である。
【図９】本発明のある実施形態による、図８の可変厚ディグレーダの正面図である。
【図１０】本発明のある実施形態による、異なる材料から形成されたもう１つの例示的な可変厚ディグレーダの側面図である。
【図１１】本発明のある実施形態による、図１０の可変厚ディグレーダの正面図である。
【図１２】本発明のある実施形態による、半円形の形状を有するもう１つの可変厚ディグレーダを示す図である。
【図１３】本発明のある実施形態による、図２と図３のコリメータおよびモニタ回路を示す図である。
【図１４】本発明のある実施形態による、異なる材料の同心円リングとして実装された可変厚ディグレーダのセットを使用する可変厚ディグレーダ・システムの追加の実施形態を示す図である。
【図１５】本発明のある実施形態による、図１４の可変厚ディグレーダ・システムの断面を示す図である。
【図１６】本発明のある実施形態による、図１４の可変厚ディグレーダ・システムのもう１つの図である。
【図１７】本発明のある実施形態による、異なる材料の同心円リングとして実装された可変厚ディグレーダのセットを使用する可変厚ディグレーダ・システムのさらなる実施形態を示す図である。
【図１８】本発明のある実施形態による、図１７の可変厚ディグレーダ・システムの断面を示す図である。
【図１９】本発明のある実施形態による、図１７の可変厚ディグレーダ・システムのもう１つの図である。
【図２０】本発明のある実施形態による、リアル・タイムＸ線線量計のための例示的な方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、可変厚ディグレーダを有するダイオードを使用するリアル・タイムＸ線線量計に向けられている。
【００１３】
材料に侵入しているＸ線が電荷を発生させることは、十分に確立されたことである。本発明は、Ｘ線源とダイオードとの間に追加の材料を用いて、逆バイアス・ダイオードを使用してシステム内のＸ線フルエンスにより発生する電流を測定するためにこの事実を利用する。本発明の思想を維持しながら、（ダイオード以外の）他のセンサ・タイプを、本発明の教示にしたがってやはり使用することができることを認識されたい。このようなセンサ・タイプは、限定するのではなく、シンチレータ、等を含むことができる。
【００１４】
その上、ダイオードへの損傷を防ぐために、可変厚ディグレーダは、ダイオードが照射されるＸ線線量を減衰させるために使用される。可変厚ディグレーダの様々な実装形態が、本明細書において説明される。ある実施形態では、多数のセンサは、センサが低下したビーム内であるがビームの最大強度部分内ではないように、可変厚ディグレーダと関心のある被検物（例えば、試験中のデバイス（ＤＵＴ））との間に配置される。したがって、ある実施形態では、最大の（減衰していない）放射線ビームを、関心のある被検物に対して使用することができ、一方で減衰したビームを、モニタ目的で同時に使用することができる。すなわち、ある実施形態では、減衰したビームおよびコリメートされたビームを（例えば、それぞれモニタ用および試験用に）同時に使用する。ある実施形態では、減衰したビームを、線量が一定であるかどうかまたは線量が実験中に／適用中に変化しているかどうかを判断するために使用することができる。ある実施形態では、減衰したビームを、ドーズ量校正のために使用することができる。可変厚ディグレーダのサイズが、下にあるセンサへの損傷を防止するために、ビーム強度モニタのために使用するセンサよりも大きいことを認識されたい。
【００１５】
本発明を、高線量および低線量用途のために使用することができる。例えば、本発明の思想を維持しながら、本発明を、当業者には容易に認識されるように、ほぼ１Ｍｒａｄ／ｈｒのドーズ速度または他のドーズ速度を使用しているシステムに適用することができる。
【００１６】
図１は、本原理のある実施形態にしたがって、本原理を適用してもよい例示的な処理システム１００を示している。処理システム１００は、システム・バス１０２を介して他の構成要素に動作上でつなげられた少なくとも１つのプロセッサ（ＣＰＵ）１０４を含む。キャッシュ１０６、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）１０８、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）１１０、入力／出力（Ｉ／Ｏ）アダプタ１２０、音声アダプタ１３０、ネットワーク・アダプタ１４０、ユーザ・インターフェース・アダプタ１５０、およびディスプレイ・アダプタ１６０が、システム・バス１０２に動作上でつなげられる。
【００１７】
第１のストレージ装置１２２および第２のストレージ装置１２４が、Ｉ／Ｏアダプタ１２０によりシステム・バス１０２に動作上でつなげられる。ストレージ装置１２２と１２４は、ディスク・ストレージ装置（例えば、磁気ディスクまたは光ディスク・ストレージ装置）、固体磁気装置、等のうちのいずれであってもよい。ストレージ装置１２２と１２４は、同じタイプのストレージ装置であっても異なるタイプのストレージ装置であってもよい。
【００１８】
スピーカ１３２は、音声アダプタ１３０によりシステム・バス１０２に動作上でつなげられる。トランシーバ１４２は、ネットワーク・アダプタ１４０によりシステム・バス１０２に動作上でつなげられる。ディスプレイ装置１６２は、ディスプレイ・アダプタ１６０によりシステム・バス１０２に動作上でつなげられる。
【００１９】
第１のユーザ入力装置１５２、第２のユーザ入力装置１５４、および第３のユーザ入力装置１５６は、ユーザ・インターフェース・アダプタ１５０によりシステム・バス１０２に動作上でつなげられる。ユーザ入力装置１５２、１５４と１５６を、キーボード、マウス、キーパッド、画像取り込み装置、動き感知装置、マイクロフォン、これまでの装置のうちの少なくとも２つの機能を組み込んでいる装置、等のうちのいずれかとすることができる。当然のことながら、他のタイプの入力装置を、本原理の思想を維持しながら、やはり使用することができる。ユーザ入力装置１５２、１５４と１５６は、同じタイプのユーザ入力装置であっても異なるタイプのユーザ入力装置であってもよい。ユーザ入力装置１５２、１５４と１５６は、システム１００へそしてシステムから情報を入力するためそして出力するために使用される。
【００２０】
当然のことながら、処理システム１００はまた、当業者なら容易に想定できるような他の要素（図示せず）も含むことができ、同様にある種の要素を省略することができる。例えば、様々な他の入力装置または出力装置あるいはその両方を、当業者なら容易に理解するように、処理システム１００の特定の実装形態に応じて処理システム１００に含むことができる。例えば、様々なタイプのワイアレスまたは有線あるいはその両方の入力装置または出力装置あるいはその両方を使用することができる。その上、様々な構成で、追加のプロセッサ、コントローラ、メモリ、等もまた、当業者なら容易に認識するように利用することができる。処理システム１００のこれらのおよび他の変形形態は、本明細書に提供された本原理の教示が与えられると当業者により容易に想定される。
【００２１】
その上、図２に関して下記に説明するシステム２００が、本原理のそれぞれの実施形態を実装するためのシステムであることを認識されたい。処理システム１００の一部またはすべてを、システム２００の要素のうちの１つまたは複数において実装することができる。
【００２２】
また、図３に関して下記に説明するシステム３００が、本原理のそれぞれの実施形態を実装するためのシステムであることを認識されたい。処理システム１００の一部またはすべてを、システム３００の要素のうちの１つまたは複数において実装することができる。
【００２３】
さらに、処理システム１００が、例えば、図２０の方法２０００の少なくとも一部を含め、本明細書において説明する方法のうちの少なくとも一部を実行できることを認識されたい。同様に、システム２００の一部またはすべてを、図２０の方法２０００の少なくとも一部を実行するために使用することができる。加えて、システム３００の一部またはすべてを、図２０の方法２０００の少なくとも一部を実行するために使用することができる。
【００２４】
図２は、本原理のある実施形態にしたがって、本原理を適用することができる例示的な放射線照射システム２００を示している。
【００２５】
放射線照射システム２００は、ビーム源（例えば、Ｘ線管）２１０、位置取り装置２３０、およびコンピュータ２４０を含む。
【００２６】
ビーム源２１０は、ターゲット構造へ放射線２９９を放出するための放射線源を提供する。ある実施形態では、ビーム源は、Ｘ線を発生する。
【００２７】
位置取り装置２３０は、関心のある被検物（例えば、図２の例では試験中の装置）に取り付けられ、そして被検物に対してビーム源２１０を位置決めするが、関心のある被検物内の１つまたは複数のターゲット構造（例えば、半導体デバイス、機械部品、等）へ放射線を放出するための試験中の被検物（例えば、半導体デバイス、機械部品、等）２７１などの他の物体であってもよい。多くの場合に、位置取り装置２３０は、位置決めするためにビーム源２１０を固定するための構造部材２３１、および１つまたは複数のターゲット構造に対して構造部材２３１を位置決めするためのモータ２３２を含む。
【００２８】
コンピュータ２４０は、システム２００の要素を制御する。例えば、コンピュータ２４０は、ビーム源２１０を起動させ、位置取り装置２３０の動きを制御する。このような制御部の配線は、構造部材２３１の内部であっても、ある他の設備(arrangement)内であってもよい。コンピュータ２４０は、プロセッサ２４０Ａおよびメモリ２４０Ｂを含む。プロセッサ２４０Ａは、例えば、ビーム源２１０による放射線の放射を含め、他の要素を制御すること開始させる。メモリ２４０Ｂは、放射線照射プロセスを実行するためのソフトウェアを記憶する。メモリ２４０Ｂはまた、放射線照射プロセス中に生成したデータも記憶することができる。
【００２９】
ビーム源２１０などのＸ線源は、試験しようとする試料の上の照射サイズを制御するために典型的にはコリメートされる大きなビーム・サイズを有する。これゆえ、システム２００は、コリメータ２７０を含む。
【００３０】
システム２００は、可変厚ディグレーダ２５０およびモニタ／検出器（以降では、手短に「モニタ」または「検出器」）（例えば、ダイオードまたはシンチレータ）２６０Ａのセットを有する回路（例えば、ダイオード回路またはシンチレータ回路）２６０をさらに含む。可変厚ディグレーダ２５０は、異なる厚さの複数の材料を有する。図２の実施形態では、可変厚ディグレーダ２５０は、可動スタンド２９０の上に設置される。当然のことながら、他の装置およびシステムを、本発明の思想を維持しながら、可変厚ディグレーダを位置決めするために使用することができる（例えば、図３参照）。
【００３１】
モニタ２６０Ａ内で発生する電流レベルは、Ｘ線強度に比例する。したがって、モニタ２６０Ａを、試料照射中のＸ線線量をリアル・タイムでモニタするために使用することができる。
【００３２】
しかしながら、高強度Ｘ線が、例えば、ダイオードなどの半導体デバイスに損傷を作り出し、したがって、モニタ（例えば、ダイオード）の寿命をおそらく制限し得ることが良く知られている。これゆえ、ある実施形態では、Ｘ線ビームの強度を、試料照射のために使用されるビームの部分に影響を与えずにモニタする目的で低下させる。
【００３３】
様々な材料（例えば、銅またはアルミニウム）は、
【数１】
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により厚さに関係してＸ線強度を低下させることができることが良く知られており、ここで、Ｉがビームの強度であり、ｔが材料の厚さであり、そしてμｔが使用する材料に依存する線吸収係数である。これゆえ、可変厚ディグレーダ２５０が、モニタ２６０Ａの照射レベルを低下させるために使用される。
【００３４】
１つの実施形態では、可変厚ディグレーダ２５０は、ビーム源２１０とコリメータ２７０の最上部のモニタ２６０Ａとの間に置かれる変化する厚さの既知の材料の可動プレートとして実装され、コリメータ窓の上方の材料内に穴を持っている。したがって、最大強度のＸ線ビームがコリメータ２７０を通過できるが、モニタ２６０Ａは最大強度のビームからシールドされ、このようにＸ線ビームからの損傷を最小化することによりモニタの寿命を延ばしている。
【００３５】
ディグレーダ２５０の必要な厚さを、照射中に信頼性高くモニタするようにモニタ２６０Ａ内に十分な電流を生み出すために、試験システム内で発生されるＸ線の様々な強度に基づいて計算することができる。
【００３６】
ディグレーダ２５０をさらに改善するために、多数の材料を互いに積み重ねることができ、プレートの妥当な厚さを用いて所望の低下させた線量を実現する（図４参照）。もう１つの実施形態では、ディグレーダ・プレートは、必要に応じて、加えた（または減らした）異なる厚さの隣接するセグメントを伴う同じ材料を有することができる（図８参照）。
【００３７】
図３は、本原理のある実施形態にしたがって、本原理を適用することができるもう１つの例示的な放射線照射システム３００を示している。
【００３８】
放射線照射システム３００は、ビーム源２１０、位置取り装置２３０、コンピュータ２４０、位置取り装置３４５、可変厚ディグレーダ２５０、モニタ２６０Ａのセットを有する回路２６０、およびコリメータ２７０を含む。
【００３９】
システム３００は、位置取り装置３４５の包含および可動スタンド２９０の省略の点でシステム２００とは異なる。位置取り装置３４５は、（図２における可動スタンド２９０を介した手動の位置決めと比較して）可変厚ディグレーダ２５０の位置を制御するために使用される。位置取り装置３４５は、位置決めのために可変厚ディグレーダ２５０を固定するための構造部材３３１、および１つまたは複数のターゲット構造に対して構造部材２３１を位置決めするためのモータ３３２を含むことができる。
【００４０】
図４は、本発明のある実施形態による、異なる材料から形成された例示的な可変厚ディグレーダ４００の側面図を示している。図５は、本発明のある実施形態による、図４の可変厚ディグレーダ４００の正面図を示している。
【００４１】
図４および図５の実施形態では、可変厚ディグレーダ４００は、多数の異なる材料（例えば、異なるハッチ・パターンを使用して図４および図５に示したような、材料４０１、材料４０２、材料４０３、および材料４０４）から形成される。異なる材料は、単一のディグレーダを用いて高強度および低強度ビームの両方の線量低減を可能にする。
【００４２】
図４および図５の実施形態では、可変厚ディグレーダ４００は、例えば、各々の異なる材料が異なるプレートの上にあるようにそれぞれの長方形プレートにより実装される。図５に示したように、材料（プレート）４０１、４０２、４０３と４０４の各々は、ビームを通過させるために、それぞれ穴４０１Ａ、４０２Ａ、４０３Ａと４０４Ａを有する。
【００４３】
図６は、本発明のある実施形態による、異なる材料から形成された例示的な可変厚ディグレーダ６００の側面図を示している。図７は、本発明のある実施形態による、図６の可変厚ディグレーダ６００の上面図を示している。図６および図７に描かれた可変厚ディグレーダ６００は、それぞれディグレーダ６０１、６０２、６０３と６０４を通る穴６０１Ａ、６０２Ａ、６０３Ａと６０４Ａの配置を除いて図４および図５に描かれた可変厚ディグレーダ４００に類似している。また、図６および図７では、特定のディグレーダに関する線量減衰は、１つの材料、例えば、６０１を使用する、ところが図４および図５では、最も小さいディグレーダ４０１を除いて、ビームは、多数の材料を用いて作られたディグレーダを通過する。
【００４４】
図８は、本発明のある実施形態による、同じ材料から形成されたもう１つの例示的な可変厚ディグレーダ８００の側面図を示している。図９は、本発明のある実施形態による、図８の可変厚ディグレーダ８００の正面図を示している。
【００４５】
図８および図９の実施形態では、可変厚ディグレーダ８００は、同じ材料（例えば、一貫した（同じ）ハッチ・パターンを使用して図８および図９に示したように、材料８０１〜８０４）から形成される。
【００４６】
異なる厚さが、プレートの下にあるダイオードに当たるＸ線ビームの強度を低下させるために使用される。各セグメントは、コリメータ窓の全体にわたり一致するが、ディスクの下のダイオードを直接照射させない穴を有する。様々なセグメントがダイオードの直ぐ上方でＸ線ビームを横切ることを可能にするように、プレートを動かすことができる。したがって、モニタに当たるビームは、強度が低下されるだろうが、コリメータへの最大強度を可能にする。選択したセグメントは、著しい損傷を生じさせずにダイオード内に測定可能な電流をもたらすように特定の強度のＸ線ビームに対してであろう。ビームの強度が変化する場合には、プレートを新しい強度に対して適切なもう１つのセグメントへ動かすことができる。このプロセスを、試験システムによって制御されるステッパ・モータの上に可変厚ディグレーダ８００を載置することにより自動化することができる（例えば、図３参照）。
【００４７】
図８および図９の実施形態では、可変厚ディグレーダ８００は、例えば、それぞれの長方形プレートにより実装される。ある実施形態では、プレートを、必要に応じて積み重ねることができる。図９に示したように、材料（プレート）８０１、８０２、８０３と８０４の各々は、ビームを通過させるための、それぞれ穴８０１Ａ、８０２Ａ、８０３Ａと８０４Ａを有する。
【００４８】
図１０は、本発明のある実施形態による、異なる材料から形成されたもう１つの例示的な可変厚ディグレーダ１０００の側面図を示している。図１１は、本発明のある実施形態による、図１０の可変厚ディグレーダ１０００の正面図を示している。
【００４９】
図１０および図１１の実施形態では、可変厚ディグレーダ１０００は、多数の異なる材料（例えば、異なるハッチ・パターンを使用して図１０および図１１に示したような、材料１００１、材料１００２、材料１００３、および材料１００４）から形成される。図１０〜図１１の例とは対照的に、異なる材料は重ならないが、代わりに連続している。異なる材料を、当業者なら容易に認識するようないずれかの接合機構または手法を使用して隣接する境界のところで接合することができ、したがって、いずれかの特定の接合機構または手法に限定されない。
【００５０】
図１０および図１１の実施形態では、可変厚ディグレーダ１０００は、例えば、各々の異なる材料が異なるプレートの上にあるように、それぞれの長方形プレートにより実装される。図１１に示したように、材料（プレート）１００１、１００２、１００３と１００４の各々は、ビームを通過させるための、それぞれ穴１００１Ａ、１００２Ａ、１００３Ａと１００４Ａを有する。
【００５１】
図４〜図１１が長方形プレートから基本的に形成された可変厚ディグレーダを示している一方で、本発明の思想を維持しながら、他の形状もまた、本発明の教示にしたがって使用することができる。例えば、正方形、円形、楕円形、および他の形状もまた使用することができる（例えば、図１２および図１４〜図１９参照）。その上、４枚のプレートが示されているとは言え、任意の数のプレートまたは材料またはセクションを、本発明の思想を維持しながら、他の実施形態では使用することができる。可変厚ディグレーダのこれらの変形形態および他の変形形態は、本発明の思想を維持しながら、本明細書において提供される本発明の教示が与えられると当業者により容易に想定される。
【００５２】
図１２は、本発明のある実施形態による、半円形の形状を有するもう１つの可変厚ディグレーダ１２００を示している。可変厚ディグレーダ１２００は、多数の異なる材料からまたは多数の異なる厚さを有する同じ材料（例えば、銅、アルミニウム、等）から作られ、異なるハッチ・パターンを使用して図１２に示された、様々なセクション１２０１から１２０６を有する。図１２に示したように、様々なセクション１２０１、１２０２、１２０３、１２０４、１２０５と１２０６の各々は、ビームを通過させるために、それぞれ穴１２０１Ａ、１２０２Ａ、１２０３Ａ、１２０４Ａ、１２０５Ａと１２０６Ａを有する。可変厚ディグレーダ１２００は、異なるセクションが放射線ビームに照射されるように、中心軸１２９９に対してその位置を変化させることができる。
【００５３】
下記は、図１２に説明した可変厚ディグレーダを使用して本発明をどのように実装することができるかの一般的で例示的な検討である。本明細書において提供される本発明の教示を与えられると、当業者により認識されるように、他の可変厚ディグレーダの向きもまた、本発明の思想を維持しながら類似の様式で実装することができる。
【００５４】
異なる材料または異なる厚さが、可変厚ディグレーダ１２００の下にあるモニタに当たるＸ線ビームの強度を低下させるために使用される。各セグメントは、コリメータ窓の全体にわたって整列するが、可変厚ディグレーダの下にあるモニタを直接照射させないであろう開口部を有し、可変厚ディグレーダが下にあるモニタよりも大きいことに再び留意されたい。様々なセグメントがモニタの直ぐ上方でＸ線ビームを横切ることを可能にするために、可変厚ディグレーダ１２００を回転させることができる。したがって、モニタに当たるビームの強度は、低下するだろうが、最大強度がコリメータを通ることを可能にする。選択したセグメントは、著しい損傷を引き起こさずにモニタ内に測定可能な電流を生じさせるために、特定の強度のＸ線ビームに対してである。ビームの強度が変化する場合には、可変厚ディグレーダ１２００を、新たな強度に対して適切なもう１つのセグメントに回転させることができる。このプロセスを、試験システムにより制御されるステッパ・モータの上に可変厚ディグレーダ１２００を載置することによって自動化することができる。
【００５５】
図１３には、本発明のある実施形態による、図２と図３のコリメータ２７０およびモニタ回路１３６０が示されている。
【００５６】
特に図１３は、コリメータ２７０および回路１３６０、ならびにコリメータ２７０の上に入射するＸ線ビームの断面１３０１を示している。図１３の視点は、（図２および図３に示した）入射Ｘ線ビーム２９９の経路に沿っており、可変厚ディグレーダ１２００の後である。図１３の破線１３０１は、コリメータの最上部で（図２および図３に示した）入射Ｘ線ビーム２９９の断面領域を表している。断面領域１３０１は、形が長方形として図１３には表されているが、当業者なら異なるＸ線ビーム源２１０が様々な断面形状の入射Ｘ線ビーム２９９を生成できることを認識するだろう。回路１３６０は、コリメータ開口部１３２０の全体を覆い同心円状の開口部１３１２を有するＰＣボード１３１０を含む。ＰＣボード１３１０は、モニタ１３１１のセットをさらに含む。モニタ１３１１は、非限定的な例として、ダイオードであってもシンチレータであってもよい。正確な測定のために、モニタ回路１３６０のモニタ１３１１は、入射Ｘ線ビーム２９９の断面１３０１内にあるべきである。断面１３０１は、（１）ＰＣボードの同心円状の穴１３１２およびコリメータ開口部１３２０を通って進む、領域の中心の入射Ｘ線ビーム２９９の高強度部分ならびに（２）モニタ１３１１を含んでいるＰＣボード１３１０の部分に及ぶ入射Ｘ線ビーム２９９の低い強度部分を表している。
【００５７】
図１３の実施形態では、モニタ１３１１を、コリメータ窓１３２０の全体を覆う開口部１３１２の周りに０、９０、１８０、および２７０度でＰＣボード１３１０の上に（この例では長方形、けれどもいずれかの形状に限定されない）配置することができる。モニタ１３１１を、図１３に示したような構成に等間隔にすることができ、図１３では４つのモニタ１３１１を例示の目的で示している。ＰＣボード１３１０を、バス／インターフェース１３３０を介してリアル・タイム線量計のためにモニタ／試験システム（例えば、コンピュータ２４０）に接続することができる。
【００５８】
したがって、多数のモニタ１３１１が、ビーム源２１０とコリメータ２７０との間でコリメータ窓１３２０の周りに分散されている。ビーム領域を横切る平均Ｘ線強度計算し、経時的なビームの強度をモニタする、等のために、多数のモニタ１３１１を使用することができる。ＰＣボード１３１０は、ビーム一様性をモニタするために（例えば、得られる電流を測定することにより）入射Ｘ線ビームに対するモニタの応答の各々をモニタする能力を提供する。
【００５９】
図１４は、本発明のある実施形態による、異なる材料の同心円リングとして実装された可変厚ディグレーダのセット１４１０を使用する可変厚ディグレーダ・システム１４００の追加の実施形態を示している。可変厚ディグレーダのセット１４１０は、例示の目的で可変厚ディグレーダ１４１１から１４１４を含み、他の数のディグレーダもまた使用することができることに留意されたい。図１５は、本発明のある実施形態による、図１４の可変厚ディグレーダ・システム１４００の断面１５００を示している。図１６は、本発明のある実施形態による、図１４の可変厚ディグレーダ・システム１４００のもう１つの図１６００を示している。例として、ある実施形態では、異なる直径の４つのリングを使用し、大きい方の直径のリングが小さい方の直径のリングよりも厚い。同心円状のリングの各々は、最大の減衰していないビームをコリメータの中心を通らせるコリメータの穴と整列する中心に開いた穴（図の参照番号１４２０により一括して表示される）を有する。１つまたは複数のモニタを、１つまたは複数のリングの下に円周上に配置することができる。
【００６０】
モニタの応答が照射試験中に変化する場合には、入射Ｘ線ビームが、予期せずに変化しているまたは停止している。したがって、照射時間を試験システムにより短縮するまたは延長することができて、リアル・タイムで測定したドーズ量に基づいて所望の総ドーズ量を実現する、または停止のケースでは、試験システムは、総吸収ドーズ量の正確な対策のために経過した照射時間を記録することができ、そしてシステムは、停止を埋め合わせるために（Ｘ線が再開したときに）より長く運転することができる、等。
【００６１】
４つのモニタが図１４および図１５の例では例示の目的で示されているとは言え、他の数そして幾何学的配置のモニタを、本発明の思想を維持しながら使用することができる。
【００６２】
図１７は、本発明のある実施形態による、同じ材料の同心円リングとして実装された可変厚ディグレーダのセット１７１０を使用する可変厚ディグレーダ・システム１７００のさらなる実施形態を示している。可変厚ディグレーダのセット１７１０は、説明の目的で可変厚ディグレーダ１７１１から１７１４を含み、他の数のディグレーダもまた使用できることに留意されたい。図１８は、本発明のある実施形態による、図１７の可変厚ディグレーダ・システム１７００の断面１８００を示している。図１９は、本発明のある実施形態による、図１７の可変厚ディグレーダ・システム１７００のもう１つの図１９００を示している。これゆえ、図１７〜図１９の可変厚ディグレーダ・システム１７００は、１７００が同じ材料から作られたリングを使用し、一方で１４００が（少なくとも２つの）異なる材料から形成されたリングを使用する点で、図１４〜図１６の可変厚ディグレーダ・システム１４００とは異なる。
【００６３】
図２０は、本発明のある実施形態による、リアル・タイムＸ線線量計のための例示的な方法２０００を示している。方法は、放射線照射システム（例えば、図２の放射線照射システム２００または図３の放射線照射システム３００）に関して実行される。本発明の様々な態様に向けられた方法２０００で、簡潔さおよび明確さのために、放射線照射プロセスのいくつかのステップを、図２０から省略することができることを認識されたい。
【００６４】
ステップ２０１０において、ビーム源と照射すべき被検物との間に設置された可変厚ディグレーダにより、被検物の上へとビーム源から放出された放射線ビームの強度の様々な程度の低下を与える。このようにして、検出器のセットが照射される放射線の量を、検出器に害を生じさせ得る量よりも低くすることができる。
【００６５】
ステップ２０２０において、可変厚ディグレーダと被検物との間に設置された検出器のセットにより、可変厚ディグレーダによる放射線ビームの強度の低下の後で残っている放射線ビームの一部分だけを受光し測定する。ある実施形態では、ステップ２０２０は、放射線ビームの（ドーズに関する）安定性をモニタすることおよび（例えば、総電離放射線量（ＴＩＤ）実験、等のために）フィードバックを与えることを伴う。
【００６６】
ステップ２０３０において、低下した強度の線量の測定値を被検物に当たっている線量と相関付ける。ある実施形態では、ステップ２０３０は、類似の検出器を有するコリメータの下の可変厚ディグレーダを使用して実行される。
【００６７】
ステップ２０４０において、ビームの既知の減衰およびステップ２０３０の相関付けした測定値から線量を決定する。
【００６８】
ステップ２０５０において、ステップ２０４０により決定した結果（線量）に基づいて放射線照射システムまたはもう１つのシステムの動作を制御する。例えば、このような制御は、限定しないが、被検物が照射されてきている放射線の量を出力すること、放射線照射を再開するためにシステムを再始動させること、処理（例えば、試験、さらなる製造、等）のために次のステーションへ被検物を（例えば、ロボットまたは他の自動装置により）移動させること、等を伴うことがある。ステップ２０５０を、例えば、放射線照射システムそれ自体によって、または放射線照射システムを制御するように構成されたコンピュータ処理装置によって実行することができる。
【００６９】
本発明は、インテグレーションの任意の可能な技術的に詳細なレベルでの、システム、方法、またはコンピュータ・プログラム製品あるいはその組み合わせであってもよい。コンピュータ・プログラム製品は、プロセッサに本発明の態様を実行させるためのコンピュータ可読プログラム命令を有する（１つまたは複数の）コンピュータ可読記憶媒体を含むことができる。
【００７０】
コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行装置による使用のために命令を保持し記憶することができる実体的な装置であってもよい。コンピュータ可読記憶媒体は、例えば、限定しないが、電子記憶装置、磁気記憶装置、光記憶装置、電磁記憶装置、半導体記憶装置、または前述のものの任意の適切な組み合わせであってもよい。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例の非網羅的なリストは、下記のもの、携帯型コンピュータ・ディスケット、ハード・ディスク、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュ・メモリ）、スタティック・ランダム・アクセス・メモリ（ＳＲＡＭ）、ポータブル・コンパクト・ディスク読出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、ディジタル・バーサタイル・ディスク（ＤＶＤ）、メモリ・スティック、フロッピー（Ｒ）・ディスク、パンチ・カードまたは命令を記憶した溝内の凸構造(raised structures)などの機械的符号化装置、および前述のものの任意の適切な組み合わせであってもよい。コンピュータ可読記憶媒体は、本明細書において使用したように、電波もしくは他の自由に伝播している電磁波、導波路もしくは他の伝送媒体を伝播して通る電磁波（例えば、光ファイバー・ケーブルを通過する光パルス）、または電線を通って送信される電気信号など、それ自体一過性の信号であるように解釈されるべきではない。
【００７１】
本明細書において説明したコンピュータ可読プログラム命令を、コンピュータ可読記憶媒体からそれぞれの計算装置／処理装置へ、または例えば、インターネット、ローカル・エリア・ネットワーク、ワイド・エリア・ネットワークもしくはワイアレス・ネットワークあるいはその組み合わせを介して外部コンピュータもしくは外部記憶装置へダウンロードすることができる。ネットワークは、銅伝送ケーブル、光伝送ケーブル、ワイアレス伝送、ルータ、ファイアウォール、スイッチ、ゲートウェイ・コンピュータまたはエッジ・サーバあるいはその組み合わせを含むことができる。各々の計算装置／処理装置のネットワーク・アダプタ・カードまたはネットワーク・インターフェースは、ネットワークからコンピュータ可読プログラム命令を受信し、そしてそれぞれの計算装置／処理装置内のコンピュータ可読記憶媒体に記憶するためにコンピュータ可読プログラム命令を転送する。
【００７２】
本発明の動作を実行するためのコンピュータ可読プログラム命令は、アセンブラ命令、命令セット・アーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、機械命令、機械依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、またはＳＭＡＬＬＴＡＬＫ、Ｃ＋＋、等などのオブジェクト指向プログラミング言語、および「Ｃ」プログラミング言語もしくは類似のプログラミング言語などの従来の手続プログラミング言語を含め、１つまたは複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで書かれたソース・コードもしくはオブジェクト・コードのいずれかであってもよい。コンピュータ可読プログラム命令は、完全にユーザのコンピュータ上で、部分的にユーザのコンピュータ上で、スタンド・アロン・ソフトウェア・パッケージとして、部分的にユーザのコンピュータ上でかつ部分的に遠隔コンピュータ上で、または完全に遠隔コンピュータもしくはサーバ上で実行することができる。後者のシナリオでは、遠隔コンピュータを、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）もしくはワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ）を含め任意のタイプのネットワークを介してユーザのコンピュータに接続することができる、または接続を（例えば、インターネット・サービス・プロバイダを使用してインターネットを介して）外部コンピュータに行うことができる。いくつかの実施形態では、例えば、プログラマブル論理回路、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、またはプログラマブル論理アレイ（ＰＬＡ）を含め電子回路は、本発明の態様を実行するために、電子回路を個人用にするコンピュータ可読プログラム命令の状態情報を利用することによりコンピュータ可読プログラム命令を実行できる。
【００７３】
本発明の態様が、発明の実施形態にしたがった、フローチャート実例、ならびに方法のブロック図、装置（システム）、およびコンピュータ・プログラム製品を参照して本明細書では説明されている。フローチャート実例またはブロック図あるいはその両方の各々のブロック、およびフローチャート実例またはブロック図あるいはその両方のブロックの組み合わせを、コンピュータ可読プログラム命令によって実施することができることが理解されるだろう。
【００７４】
これらのコンピュータ可読プログラム命令を、コンピュータまたは他のプログラマブル・データ処理装置のプロセッサを介して実行する命令が、フローチャートまたはブロック図の１つまたは複数のブロックあるいはその両方に特定された機能／行為を実施するための手段を作り出すように、汎用コンピュータ、特定用途コンピュータ、または機械を製造するための他のプログラマブル・データ処理装置のプロセッサに提供することができる。これらのコンピュータ可読プログラム命令は、命令を記憶しているコンピュータ可読記憶媒体がフローチャートまたはブロック図の１つまたは複数のブロックあるいはその両方に特定された機能／行為の態様を実施する命令を含んでいる製造の物品を含むように、特定の方式で機能するようにコンピュータ、プログラマブル・データ処理装置、または他の装置あるいはその組み合わせを管理することができるコンピュータ可読記憶媒体にやはり記憶されてもよい。
【００７５】
コンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータ、他のプログラマブル装置または他の装置上で実行される命令が、フローチャートまたはブロック図の１つまたは複数のブロックあるいはその両方に特定された機能／行為を実施するように、コンピュータ実施プロセスを生成するために、一連の動作ステップをコンピュータ、他のプログラマブル装置または他の装置に実行させるコンピュータ、他のプログラマブル・データ処理装置または他の装置へとやはりロードされてもよい。
【００７６】
図のフローチャートおよびブロック図は、本発明の様々な実施形態にしたがったシステム、方法およびコンピュータ・プログラム製品の可能性のある実装形態のアーキテクチャ、機能および動作を図示している。その点について、フローチャートまたはブロック図の各々のブロックは、指定された論理機能を実施するための１つまたは複数の実行可能な命令を含んでいるモジュール、セグメントまたは命令の一部分を表すことができる。いくつかの代替の実装形態では、ブロックに記された機能が、図に記された順番から外れて生じることがある。例えば、連続して示された２つのブロックが、実際には、含まれる機能に依存して、実質上同時に実行される、または時には逆の順番で実行されることがある。ブロック図またはフローチャート実例あるいはその両方の各々のブロック、およびブロック図またはフローチャート実例あるいはその両方のブロックの組み合わせを、指定された機能もしくは行為を実行する、または特定用途ハードウェアおよびコンピュータ命令の組み合わせを実行する特殊用途ハードウェアに基づくシステムにより実施することができることにも留意しよう。
【００７７】
本発明の「１つの実施形態（one embodiment）」または「ある実施形態（an embodiment）」、ならびにこれらの他の変形形態への明細書における言及は、実施形態に関連して説明したある特定の特徴、構造、特性、等が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味している。したがって、「１つの実施形態では」または「ある実施形態では」、同様に明細書全体を通して様々な場所に現れる任意の他の変形形態は、同じ実施形態を必ずしもすべてが参照する必要がない。
【００７８】
下記の「／」、「〜または…あるいはその両方（and/or）」、および「〜のうちの少なくとも１つ（at least one of）」のうちのいずれかの使用は、例えば、「Ａ／Ｂ」、「ＡまたはＢあるいはその両方（A and/or B）」、ならびに「ＡおよびＢのうちの少なくとも１つ」のケースでは、最初に記載した選択肢（Ａ）だけの選択、または２番目に記載した選択肢（Ｂ）だけの選択、または両方の選択肢（ＡおよびＢ）の選択を含むものであることを認識されたい。さらなる例として、「ＡまたはＢまたはＣあるいはその組み合わせ（A, B, and/or C）」ならびに「Ａ、Ｂ、およびＣのうちの少なくとも１つ（at least one of A, B, and C）」のケースでは、このような言い回しは、最初に記載した選択肢（Ａ）だけの選択、または２番目に記載した選択肢（Ｂ）だけの選択、または３番目に記載した選択肢（Ｃ）だけの選択、または最初および２番目に記載した選択肢（ＡおよびＢ）だけの選択、または最初および３番目に記載した選択肢（ＡおよびＣ）だけの選択、または２番目および３番目に記載した選択肢（ＢおよびＣ）だけの選択、または３つすべての選択肢（ＡおよびＢおよびＣ）の選択を含むものである。このことを、この技術および関連する技術における当業者には容易に明らかであるように、記載した項目と同程度の数に、拡張することができる。
【００７９】
（例示するものであり限定するものではない）システムおよび方法の好ましい実施形態を説明してしまうと、修正形態および変形形態を、上記の教示を考慮して当業者なら行い得ることに留意されたい。変更を、別記の特許請求の範囲によって概要を示したように、発明の範囲内である開示した特定の実施形態において行ってもよいことを、したがって理解すべきである。特許法により要求される詳細および独自性とともに、発明の態様をこのように説明してしまうと、特許証によって何が権利を主張され、望ましくは保護されるかが、別記の特許請求の範囲に記載されている。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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