特開 2023-160740 多層コリメータ及び多層コリメータの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023160740

(43)【公開日】2023-11-02

(54)【発明の名称】多層コリメータ及び多層コリメータの製造方法

(51)【国際特許分類】

   G01T 7/00 20060101AFI20231026BHJP

【ＦＩ】

G01T7/00 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023045156

(22)【出願日】2023-03-22

(31)【優先権主張番号】22169353.4

(32)【優先日】2022-04-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(71)【出願人】

【識別番号】523104524

【氏名又は名称】ヒタチ ハイ－テク アナリティカル サイエンス フィンランド オイ

(74)【代理人】

【識別番号】100120891

【弁理士】

【氏名又は名称】林 一好

(74)【代理人】

【識別番号】100165157

【弁理士】

【氏名又は名称】芝 哲央

(74)【代理人】

【識別番号】100205659

【弁理士】

【氏名又は名称】齋藤 拓也

(74)【代理人】

【識別番号】100126000

【弁理士】

【氏名又は名称】岩池 満

(74)【代理人】

【識別番号】100185269

【弁理士】

【氏名又は名称】小菅 一弘

(72)【発明者】

【氏名】ハッシ ユッカ

(72)【発明者】

【氏名】クルッキ ヴェサ

(72)【発明者】

【氏名】ミカンダー ヘイッキ

(72)【発明者】

【氏名】ピルッカネン トゥオマス

【テーマコード（参考）】

2G188

【Ｆターム（参考）】

2G188CC01

2G188CC28

2G188DD16

2G188DD30

(57)【要約】      （修正有）

【課題】干渉蛍光量を最小限に抑えるコリメータを提供する。
【解決手段】放射線検出器用の多層コリメータは、第１減衰材料からなる第１層５０１と、第２減衰材料からなる第２層５０２、５０３、５０４とを含み、そのそれぞれ一致する開口部を有する。第２減衰材料は、第１減衰材料の原子質量より小さい原子質量を有する。第２層５０２、５０３、５０４は、第２層の平面から離れた延伸部の中に連続する。第２層５０２、５０３、５０４には、第２層５０２、５０３、５０４の表面に対する法線が第１層５０１の一部を通過して延伸部に進入して、第１層５０１と第２層５０２、５０３、５０４とを多層コリメータの組立構成に係止する場所が少なくとも１つ存在する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

放射線検出器用の多層コリメータであって、
貫通する開口部を有する、第１減衰材料からなる第１層（５０１）と、
前記第１層（５０１）の前記開口部と一致する貫通する開口部を有する、第２減衰材料からなる第２層（５０２、５０３、５０４）と、
を含み、
前記第２減衰材料が、前記第１減衰材料の原子質量より小さい原子質量を有し、
前記第２層（５０２、５０３、５０４）は、前記第２層の平面から離れた延伸部に連続し、前記第２層（５０２、５０３、５０４）には、前記第１層（５０１）と前記第２層（５０２、５０３、５０４）とを前記多層コリメータの組立構成に係止するために、前記第２層（５０２、５０３、５０４）の表面に対する法線が前記第１層（５０１）の一部を通過して前記延伸部に進入する場所が少なくとも１つ存在することを特徴とする、多層コリメータ。

【請求項2】

前記延伸部は、前記開口部を囲むように画定表面の全体に沿って連続し、前記画定表面の全体を覆う、請求項１に記載の多層コリメータ。

【請求項3】

前記延伸部は、前記第２層（５０２、５０３、５０４）から前記第１層（５０１）及び第２層（５０２、５０３、５０４）に実質的に垂直に連続する第１部分と、前記第１層（５０１）の前記第２層（５０２、５０３、５０４）とは反対側の前記第１部分から連続する第２部分とを有する、請求項１又は２に記載の多層コリメータ。

【請求項4】

前記延伸部は、前記開口部の縁部の少なくとも一部に沿って前記第１層（５０１）及び前記第２層（５０２、５０３、５０４）に対して傾斜角で連続する部分を有する、請求項１～３のいずれか一項に記載の多層コリメータ。

【請求項5】

前記延伸部は、第１延伸部であり、
前記第２層（５０２、５０３、５０４）は、前記多層コリメータの外縁部の少なくとも一部に沿った第２延伸部の中に連続し、前記第２層（５０２、５０３、５０４）には、前記第２層（５０２、５０３、５０４）の表面法線が前記第１層（５０１）の一部を通過して前記第２延伸部に進入する場所が少なくとも１つ存在する、請求項１～４のいずれか一項に記載の多層コリメータ。

【請求項6】

前記第２減衰材料からなる第３層を含み、前記第３層は、前記第１層（５０１）及び前記第２層（５０２、５０３、５０４）の前記開口部と一致する貫通する開口部を有し、前記第３層は前記第１層（５０１）の前記第２層（５０２、５０３、５０４）とは反対側にある、請求項１～５のいずれか一項に記載の多層コリメータ。

【請求項7】

前記多層コリメータは、３つ以上の層（５０１、５０２、５０３、５０４）を含み、前記３つ以上の層（５０１、５０２、５０３、５０４）のうち少なくとも３つは、原子質量の異なる材料で作られる、請求項１～６のいずれか一項に記載の多層コリメータ。

【請求項8】

前記第１層（５０１）は、前記３つ以上の層（５０１、５０２、５０３、５０４）の中央層であり、
前記多層コリメータは、層の組成に関して、前記第１層（５０１）の面に対して対称である、請求項７に記載の多層コリメータ。

【請求項9】

請求項１～８のいずれか一項に記載の多層コリメータを少なくとも１つ含む、固体半導体放射線検出器。

【請求項10】

多層コリメータの製造方法であって、
第１減衰材料からなる第１層（５０１）を、貫通する開口部を有するように製造するステップと、
第２減衰材料からなる第２層（５０２、５０３、５０４）を、貫通する開口部を有するように製造するステップであって、前記第２減衰材料が、前記第１減衰材料の原子質量より小さい原子質量を有する、ステップと、
前記第２層（５０２、５０３、５０４）を、前記開口部の縁部の少なくとも一部に沿った延伸部に連続させるステップと、
前記第２層（５０２、５０３、５０４）の前記開口部を前記第１層（５０１）の前記開口部と一致させるステップと、
前記第２層（５０２、５０３、５０４）には、前記第２層の表面に対する法線が前記第１層（５０１）の一部を通過して前記延伸部に進入する場所が少なくとも１つ存在するように、前記延伸部の少なくとも一部を形成することによって、前記第１層（５０１）と前記第２層（５０２、５０３、５０４）とを前記多層コリメータの組立構成に係止するステップと、
を含む、製造方法。

【請求項11】

前記第１層（５０１）と前記第２層（５０２、５０３、５０４）とを前記組立構成に係止するステップは、前記第１層（５０１）と前記第２層（５０２、５０３、５０４）とを一緒に組み立てた後に、前記延伸部又はその一部を成形するステップを含む、請求項１０に記載の製造方法。

【請求項12】

前記延伸部又はその一部を成形するステップは、前記延伸部の先端を、前記第１層（５０１）の、前記第２層（５０２、５０３、５０４）に向かう側とは反対側に折り曲げるステップを含む、請求項１１に記載の製造方法。

【請求項13】

前記第１層（５０１）を貫通する前記開口部は、前記第２層（５０２、５０３、５０４）を貫通する前記開口部よりも直径が大きく、前記延伸部又はその一部を成形するステップは、前記第１層（５０１）を貫通する前記開口部を画定する縁部に対して、前記延伸部又はその一部を拡張するステップを含む、請求項１１に記載の製造方法。

【請求項14】

前記第１層（５０１）と前記第２層（５０２、５０３、５０４）とを前記組立構成に係止するステップは、前記第２層（５０２、５０３、５０４）が前記第１層（５０１）の２つの対向する側面の少なくとも大部分を覆うようにするステップを含む、請求項１０に記載の製造方法。

【請求項15】

前記第１層（５０１）に堆積して前記第２層（５０２、５０３、５０４）を製造する、請求項１４に記載の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、一般に固体半導体放射線検出器に関する。特に、本発明は、実際の検出器材料に当たり入る入射放射線を選択して整形するハードウェアに関する。また、本発明は、そのようなハードウェアを製造するために使用される方法、及びそのようなハードウェアを備えた検出器に関する。

【背景技術】

【0002】

固体半導体放射線検出器は、入射放射線が半導体材料において一時的に自由電荷を生成する物理現象に基づくものである。生成された自由電荷を電極に集めて測定することにより、入射放射線の強度及び／又はエネルギースペクトルを推断することができる。

【0003】

図１は、従来の固体半導体放射線検出器の分解図であり、この場合、標準化されたＴＯ－８パッケージに組み込まれたシリコンドリフト検出器（ＳＤＤ）である。パッケージの外部カバー１０１は、上面にある放射線窓１０２を除き、検出される放射線を透過しない。ＴＯパッケージのヘッダプレート１０３には、熱電冷却素子１０４、基板パッケージ１０５及びコリメータ１０６が積み重ねられる。基板パッケージ１０５は、検出器結晶１０７及び基板１０８を含む。熱電冷却素子１０４及び基板パッケージ１０５へ／からの電気的接続は、リード線１０９を用いて、ボンディングワイヤ（図示せず）により行われる。組立構成において、コリメータ１０６は、基板パッケージ１０５の上に直接位置してもよく、基板パッケージ１０５から離間してもよく、例えば、放射線窓１０２の内面に位置しても、該内面に近接してもよい。また、コリメータ１０６は、パッケージの外部に、放射線窓１０２の上に配置されてもよい。検出器は、２つ以上のコリメータを有してもよく、例えば、１つのコリメータが基板パッケージ１０５の上にあり、別の１つのコリメータが放射線窓１０２の下又は上にあってもよい。

【0004】

用語「コリメータ」は、互いにコリメートされた光線のみを通過させることにより放射線ビームを整形する部品に用いられることが多く、放射線検出器、例えば、図１中の放射線検出器において、コリメータ１０６の役割は、入射放射線が検出器結晶１０７の所望の領域のみに当たるようにすることに過ぎない。しかしながら、検出される放射線の源と検出器結晶との間に追加のハードウェアが配置されている全ての場合に共通する問題がある。上記問題を図２に概略的に示す。コリメータ１０６（又は任意の他のハードウェアの部品）に当たる入射放射線２０１は、蛍光放射線２０２を発生することがあり、該蛍光放射線は、コリメータ１０６の残りの厚さを透過し、検出器結晶に伝搬して干渉を引き起こすことになる。入射光子がたまたまコリメータの内縁部に接近すると、干渉蛍光光子２０３もコリメータ１０６の中央開口部の壁から検出器結晶の方向に逃げることがある。

【0005】

そのような不要な蛍光の発生は、多くの要因に依存し、コリメータの材料が１つの要因となる。製造上の観点からは、最も簡単な方法は、コリメータを金、パラジウム又は銀などの単一材料で作ることである。そのようなコリメータを備えた固体半導体放射線検出器は、興味のある波長とコリメータ材料の特徴的な蛍光波長とが離れていることが予め知られている測定に非常に適している。しかしながら、できるだけ多くの用途に適する放射線検出器を提供することが最も有利であるため、コリメータからの干渉蛍光量を最小限に抑えることができる解決手段を探すことがより好ましい。

【0006】

従来の解決手段は、多層コリメータ３０６であり、その一例を図３に示す。各層の材料は、入射放射線の伝搬方向で原子質量が減少する順に選択される。言い換えれば、入射放射線に最初に接触する層３０１は、最も重い（Ｚが最も大きい）材料であり、その他の層（図３に示す層３０２、層３０３、層３０４）は、Ｚが連続的に小さい材料で作られる。その概念は、第１層３０１で発生した一次蛍光放射線が、第２層３０２におけるより低いエネルギーの二次蛍光の発生により吸収されることなどである。図４は、この原理の変形例を示し、該変形例では、積層コリメータ４０６は、層３０２、層３０３、層３０４を有し、これらの層は、この順で連続的にＺが小さい材料で作られ、中央開口部の面に沿って延伸している。

【0007】

積層コリメータを開示する参考文献としては、特許文献１がある。別の参考文献の特許文献２では、（基板パッケージを透過したエネルギー放射線により）冷却素子で発生した蛍光放射線が検出器結晶に向かって後方に伝搬することを防止するために、基板パッケージと冷却素子との間に設けられた積層遮蔽構造が検討されている。図３、図４及び上記参考文献のような積層コリメータの公知の欠点は、固体半導体放射線検出器の製造及び組立プロセスが対応してより複雑になることである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】米国特許第８，８３５，８５７号

【特許文献2】米国特許第８，６４８，３１３号

【発明の概要】

【0009】

この発明の概要は、簡略化された形式で概念の選択を紹介するために提供され、その概念は、以下の発明を実施するための形態において更に説明される。この発明の概要は、特許請求される主題の重要な特徴又は本質的な特徴を特定することを意図したものでも、特許請求される主題の範囲を限定するために使用されることを意図したものでもない。

【0010】

第１態様において、放射線検出器用の多層コリメータは、貫通する開口部を有する、第１減衰材料からなる第１層と、前記第１層の開口部と一致する貫通する開口部を有する、第２減衰材料からなる第２層と、を含む。前記第２減衰材料は、前記第１減衰材料の原子質量より小さい原子質量を有する。前記第２層は、前記第２層の平面から離れた延伸部に連続し、前記第２層には、前記第１層と前記第２層とを前記多層コリメータの組立構成に係止するために、前記第２層の表面に対する法線が前記第１層の一部を通過して前記延伸部に進入する場所が少なくとも１つ存在する。

【0011】

一実施形態において、前記延伸部は、前記開口部を囲むように画定表面の全体に沿って連続し、前記画定表面の全体を覆う。これにより、延伸部が、開口部の壁から逃げる可能性のある二次蛍光光子をガードするための積層構造の一部を構成するという利点を少なくとも有する。

【0012】

一実施形態において、前記延伸部は、前記第２層から前記第１層及び第２層に実質的に垂直に連続する第１部分と、前記第１層の前記第２層とは反対側の前記第１部分から連続する第２部分とを有する。これにより、突出延伸部を中心軸として用いて、該突出延伸部を囲むように１つ以上の環状層を配置してから、延伸部の残りの突出部を外側に積み重ねた層に折り曲げて前記第２部分を形成することにより、前記構造を形成することができるという利点を少なくとも有する。

【0013】

一実施形態において、前記延伸部は、前記開口部の縁部の少なくとも一部に沿って前記第１層及び第２層に対して傾斜角で連続する部分を有する。これにより、多層コリメータの三次元形状に関する様々な可能性の利点を少なくとも有する。

【0014】

一実施形態において、前記延伸部は、第１延伸部であり、前記第２層は、前記多層コリメータの外縁部の少なくとも一部に沿った第２延伸部に連続する。前記第２層には、前記第２層の表面に対する法線が前記第１層の一部を通過して前記第２延伸部に進入する場所が少なくとも１つ存在してもよい。これにより、第２延伸部の構造強度が向上することができるという利点を少なくとも有する。

【0015】

一実施形態において、前記多層コリメータは、前記第２減衰材料からなる第３層を含み、前記第３層は、前記第１層及び前記第２層の開口部と一致する貫通する開口部を有する。前記第３層は、前記第１層の前記第２層とは反対側にあってもよい。これにより、第２層及び第３層を堆積法で形成できるという利点を少なくとも有する。

【0016】

一実施形態において、前記多層コリメータは、３つ以上の層を含み、前記３つ以上の層のうち少なくとも３つの層は、原子質量の異なる材料で作られる。これにより、不要な蛍光放射線の減衰を強化するという利点を少なくとも有する。

【0017】

一実施形態において、前記第１層は、前記３つ以上の層の中央層である。前記多層コリメータは、層の組成に関して、前記第１層の平面に対して対称であってもよい。これにより、組立時に多層コリメータの配向が重要ではないという利点を少なくとも有する。

【0018】

第２態様によれば、上述のような多層コリメータを少なくとも１つ含む固体半導体放射線検出器が提供される。

【0019】

第３態様によれば、多層コリメータの製造方法が提供される。前記方法は、第１減衰材料からなる第１層を、貫通する開口部を有するように製造するステップと、第２減衰材料からなる第２層を、貫通する開口部を有するように製造するステップと、を含む。前記第２減衰材料は、前記第１減衰材料の原子質量より小さい原子質量を有する。前記方法はまた、前記第２層を、前記開口部の縁部の少なくとも一部に沿った延伸部に連続させるステップと、前記第２層の開口部を前記第１層の開口部と一致させるステップと、を含む。前記方法はまた、前記第２層には、前記第２層の表面に対する法線が前記第１層の一部を通過して前記延伸部に進入する場所が少なくとも１つ存在するように前記延伸部の少なくとも一部を形成することにより、前記第１層と前記第２層とを前記多層コリメータの組立構成に係止するステップと、を含む。

【0020】

一実施形態において、前記第１層と前記第２層とを前記組立構成に係止するステップは、前記第１層と前記第２層とを一緒に組み立てた後に、前記延伸部又はその一部を成形するステップを含む。これにより、比較的シンプルで直接的な製造方法を用いることができるという利点を少なくとも有する。

【0021】

一実施形態において、前記延伸部又はその一部を成形するステップは、前記延伸部の先端を、前記第１層の、前記第２層に向かう側とは反対側に折り曲げるステップを含む。これにより、突出延伸部を中心軸として用いて、該突出延伸部を囲むように１つ以上の環状層を配置してから、延伸部の残りの突出部を外側に積み重ねた層に折り曲げて前記第２部分を形成することにより、前記構造を形成することができるという利点を少なくとも有する。

【0022】

一実施形態において、前記第１層を貫通する開口部は、前記第２層を貫通する開口部よりも直径が大きく、前記延伸部又はその一部を成形するステップは、前記第１層を貫通する開口部を画定する縁部に対して前記延伸部又はその一部を拡張するステップを含む。これにより、多層コリメータの三次元形状に関する様々な可能性の利点を少なくとも有する。

【0023】

一実施形態において、前記第１層と前記第２層とを前記組立構成に係止するステップは、前記第２層が前記第１層の２つの対向する側面の少なくとも大部分を覆うようにするステップを含む。これにより、いろいろな製造方法を使用できるという利点を少なくとも有する。

【0024】

一実施形態において、前記第１層に堆積して前記第２層を製造する。これにより、製造中に第１層と第２層とは非常に強固に結合することができるという利点を少なくとも有する。

【図面の簡単な説明】

【0025】

本発明の更なる理解を提供するために含まれ、本明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明の実施形態を示し、説明と共に、本発明の原理を説明するのに役立つ。

【0026】

【図1】固体半導体放射線検出器を示す。

【図2】コリメータにおける干渉蛍光の発生を示す。

【図3】公知の多層コリメータを示す。

【図4】公知の多層コリメータを示す。

【図5】一実施形態に係る多層コリメータを示す。

【図6】一実施形態に係る多層コリメータを示す。

【図7】一実施形態に係る多層コリメータを示す。

【図8】一実施形態に係る多層コリメータを示す。

【図9】一実施形態に係る多層コリメータを示す。

【図10】一実施形態に係る多層コリメータを示す。

【図11】一実施形態に係る多層コリメータを示す。

【図12】一実施形態に係る多層コリメータを示す。

【図13】一実施形態に係る多層コリメータを示す。

【図14】一実施形態に係る多層コリメータを示す。

【図15】一実施形態に係る多層コリメータを示す。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下の説明では、本開示の一部を形成する添付の図面が参照され、添付の図面では、本開示が配置され得る特定の態様が例示として示される。他の態様を利用することができ、本開示の範囲から逸脱することなく、構造的又は論理的な変更を行うことができることを理解されたい。したがって、以下の詳細な説明は、限定的な意味で解釈されるべきものではなく、本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定義されるものである。

【0028】

例えば、説明される方法に関連する開示は、この方法を実行するように構成された対応する装置又はシステムにも当てはまり、逆もまた同様であることを理解されたい。例えば、特定の方法ステップが説明される場合、対応する装置は、説明される方法ステップを実行するユニットを、明示的に説明又は図示されていなくても含んでもよい。一方、例えば、特定の装置が機能ユニットに基づいて説明される場合、対応する方法は、説明される機能を実行するステップを、明示的に説明又は図示されていなくても含んでもよい。更に、特段の定めがない限り、本明細書において説明された様々な例示的な態様の特徴を互いに組み合わせることができることを理解されたい。

【0029】

図５は、放射線検出器用の多層コリメータ５１０の一部切欠き図である。多層コリメータ５１０は、略円環形状であるものとされるが、その以下の特徴を説明するために、その一部のみが図に示される。略円環形状の中央の開口部は、図５の左前部に見られる。図５の右前部の観察者を向く表面は、多層コリメータ５１０の積層構造を示すための象徴的な切欠き面である。

【0030】

なお、以下に説明する他の実施形態においても、多層コリメータ５１０の円環形状は、通常の円環形状とすることができる。通常の円環形状のコリメータが固体半導体放射線検出器に用いられることが多いが、本明細書で説明される多層コリメータのうちいずれかはまた、他の一般的形状、例えば、正方形、六角形、八角形などを有してもよい。コリメータとして作用する場合、例えば、選択された部分の入射放射線のみが基板パッケージに当たるようにするために、コリメータは、貫通する開口部を有するべきであるので、形状の一般的な指定が環状である。

【0031】

この種類のコリメータの重要な用途は、固体半導体放射線検出器であるが、他の種類の放射線検出器、例えばガス充填比例計数管のコリメータにも同じ構造原理及び製造方法を用いることができることに留意すべきである。

【0032】

図５の多層コリメータ５１０は、第１減衰材料からなる第１層５０１を含む。コリメータの略円環形状に合わせて、第１層５０１は、貫通する開口部を有する。また、図５の多層コリメータ５１０は、符号５０２、符号５０３、符号５０４が付された他の層を含む。多層コリメータの層として、これらの層は、他の減衰材料を含む。層５０２、層５０３、層５０４のいずれか（又は、全てをまとめて考えると）は、言語による記述のために「第２」層と表すことができる。特に層５０４は、「第２」層と考えられる。コリメータの略円環形状に合わせて、層５０２、層５０３及び層５０４のそれぞれは、第１層５０１の開口部と一致する貫通する開口部を有する。

【0033】

強制的でないが、層５０２、層５０３及び層５０４は、第１層５０１の第１減衰材料の原子質量より小さい原子質量を有する減衰材料で作られることが好ましい。多層コリメータの一般的原理に従って、上記層の材料は、一連の連続的に減少する原子質量を有してもよい。一般に、少なくとも「第２」層５０４は、第１減衰材料の原子質量より小さい原子質量を有する第２減衰材料で作られる。

【0034】

発生した蛍光放射線の波長と減衰した蛍光放射線の波長との関係を容易に保つために、減衰材料として実質的に純粋な元素を用いることが好ましい。この点において、実質的に純粋というのは、材料が妥当なコストで実際に実現可能な程度に単一の元素からなることである。このような場合、減衰材料を原子質量で特徴づけることも比較的明確である。層が２つ以上の元素からなる場合、その原子質量は、そのような材料の興味のある波長で観察される大部分の蛍光特性を説明する特徴的な原子質量を意味すると考えられるべきである。２つ以上の層が言語による記述のためにまとめて１つの「層」と考えられる場合、そのような両方又は全ての層の材料の原子質量をまとめて考えるべきである。

【0035】

同じ積層構造もコリメータの内縁部、即ち、円環形状の中央の開口部を画定する（limit）表面に存在する。本明細書の前の図４を参照して説明されたコリメータ構造と対比すると、開口部の縁部に延伸するこれらの層の部分の少なくとも１つは、積層構造を機械的に保持するという点で相違する。

【0036】

特に、「第２」層５０４について考えると、第２層５０４は、その平面から離れた延伸部に連続する。図５において、延伸部は、開口部の縁部に沿って（図５に示す配向に対して）上向きに第１層５０１の上方に部分的に達する。図５の部分拡大は、第２層５０４には、第２層の表面に対する法線５０５が第１層５０１の一部を通過して上記延伸部に進入する場所が少なくとも１つ存在する様子を示す。法線５０５が描かれている上記表面は、第２層５０４の第１層５０１を向く平らな表面である。これにより、第１層５０１と第２層５０４（並びに他の層５０２及び５０３）とは、多層コリメータ５１０の組立構成に係止される。

【0037】

図５は、多層コリメータの一例を示し、該多層コリメータでは、第２層５０４の延伸部は、コリメータの中央の開口部を囲むように画定表面に沿って連続し、画定表面の全体を覆う。これは、延伸部が開口部の縁部に沿ってコリメータの全体積層構造の一部を形成した結果である。しかしながら、これが唯一の可能性ではないが、そのことについては、本明細書で後に詳述する。

【0038】

図５はまた、多層コリメータの一例を示し、該多層コリメータでは、延伸部は、上記第２層５０４から上記第１層５０１及び第２層５０４に実質的に垂直に連続する第１部分と、上記第１層５０１の反対側の上記第１部分から連続する第２部分とを有し、「反対側」とは、上記第２層５０４を向く側以外の側を意味する。図５の実施形態において、上記第２部分は、第１層５０１の上記反対側のみに部分的に連続して、第１層５０１の開口部の縁部を囲むようにリップを形成する。図６は、多層コリメータ６１０の一例を示し、該多層コリメータ６１０は、延伸部の第２部分が第１層５０１の上に外側に連続して、第１層５０１の上面全体を実質的に覆うことを除いて、図５の多層コリメータと類似する。

【0039】

図５及び図６の実施形態において、第１層５０１と第２層５０４との間の中間層は、延伸部を有し、該延伸部は、中央開口部を囲むようにコリメータの全体積層構造の一部を形成するが、各層を組立構成に係止する解決手段に関与しない。図７及び図８はそれぞれ、多層コリメータ７１０及び８１０の例を示し、多層コリメータ７１０及び８１０では、１つ以上の上記中間層も第１層５０１の反対側の延伸部に連続する。一般に、全ての実施形態において、多層コリメータは、３つ以上の層を含み、このような３つ以上の層のうち少なくとも３つは、原子質量の異なる材料で作られる。

【0040】

図９は、多層コリメータ９１０の一例を示し、該多層コリメータ９１０では、第２層５０４からの延伸部が２つある。コリメータの中央開口部の縁部を囲む第１延伸部は、図５を参照して説明された種類の延伸部である。その外縁部において、第２層５０４は、多層コリメータの外縁部の少なくとも一部に沿った第２延伸部９０６に連続する。図９の部分拡大は、第１延伸部に最も近い構造のみを示すが、図９から容易に分かるように、第２層５０４には、第２層５０４の表面に対する法線が第１層５０１の一部を通過して第２延伸部に進入する場所、即ち、第１層５０１の上面に延伸する部分が少なくとも１つ存在する。

【0041】

図１０は、多層コリメータ１０１０の一例を示し、該多層コリメータ１０１０では、図９の第１層５０１の上の第１延伸部と第２延伸部は、共に第１層５０１の上に第２減衰材料からなる連続層を形成する程度に互いに向かって連続する。この構造原理は、一般に、多層コリメータが上述した第２層５０４の第２減衰材料と同じ材料で作られる第３層を含み、上記第３層は、第１層及び第２層の開口部と一致する貫通する開口部を有し、上記第１層５０１の上記第２層５０４とは反対側にあるように記述されてもよい。

【0042】

上記図７及び図８に示された例に従って、１つ以上の中間層はまた、多層コリメータの断面において第１層５０１を部分的又は完全に囲むように連続してもよい。そのような例では、第１層５０１は、多層コリメータの３つ以上の層の中央層であり、多層コリメータは、（層の組成に関して）、第１層５０１の平面に対して対称である。

【0043】

図１１及び図１２は、多層コリメータ１１１０の例を示し、該多層コリメータ１１１０では、延伸部は、多層コリメータの中央開口部の少なくとも一部に沿って第１層及び第２層に対して傾斜角で連続する部分を有する。図１１において、上記傾斜角が９０度に近いこと、及び／又は構造の全体厚さが薄いことにより、上述で「第２」層と呼ばれた最下層５０４には、上記層の表面に対する法線が第１層５０１の一部を通過して、最下層５０４の傾斜して立ち上がる延伸部に進入する場所が存在しない。しかしながら、本明細書において既に指摘されているように、積み重ねた層５０２、層５０３及び層５０４を「第２」層と見なして、上記特性特徴が図１１の多層コリメータ１１１０にも存在することを了解してもよい。これは、図１２の多層コリメータ１２１０についても同様であり、そのそれぞれの延伸部は、傾斜して立ち上がる部分に連続する垂直に立ち上がる部分を有する。

【0044】

実施形態、例えば、図１１及び図１２の実施形態などは、更に、３つ以上の層を備えた多層コリメータにおいて、（第１層から下向きに順で数える）第２層、第３層のそれぞれが延伸部を有し、その形態が該層を該層の上の他の全ての層と一緒に多層コリメータの組立構成に係止することを特徴とすることができる。このような同じ特徴は、延伸部の傾斜配向した部分を有さない実施形態、例えば、図８の実施形態にも必然的に適用することができる。

【0045】

上述のように、延伸部（その形態は各層を多層コリメータの組立構成に係止するもの）は、コリメータの中央開口部を画定する縁部に沿って全周に亘って延伸することは必須ではない。図１３は、多層コリメータ１３１０の一例を示し、該多層コリメータ１３１０では、「第２」層５０４からの延伸部が複数あり、各延伸部は、積み重ねた層の内縁部を囲んで第１層５０４の上に折り曲げられたストリップのみを形成している。

【0046】

図１４は、全ての実施形態が、コリメータの中央開口部を画定する縁部に沿った延伸部(その形態は各層を多層コリメータの組立構成に係止するもの)を有する必要がないことを示す。図１４の多層コリメータ１４１０は、その開口部を囲む内縁部に積層構造を有するが、いずれの層も、該層を組立構成に係止する延伸部を有していない。むしろ、「第２」層５０４は、外縁部、即ち、多層コリメータの外側リムにこのような延伸部を有する。

【0047】

図１５は、各層を多層コリメータの組立構成に係止する形態の延伸部を画定する「第２」層が、多層コリメータの全表面領域を覆う必要がないことを示す。図１５の多層コリメータ１５１０は、「第２」層５０４を、多層コリメータ１５１０の外側リムを取り囲む円形クランプの下部でリップとしてのみ有する。

【0048】

多層コリメータの製造方法の実施形態は、第１減衰材料からなる第１層を、貫通する開口部を有するように製造するステップと、第２減衰材料からなる第２層を、貫通する開口部を有するように製造するステップであって、上記第２減衰材料が、上記第１減衰材料の原子質量より小さい原子質量を有するステップと、を含む。方法の実施形態は、また、上記第２層を、上記第２層の平面から離れた延伸部に連続させるステップも含む。上記第２層の開口部と上記第１層の開口部とを一致させる必要がある。そして、方法の実施形態は、上記第２層には、上記第２層の表面に対する法線が上記第１層の一部を通過して上記延伸部に進入する場所が少なくとも１つ存在するように上記延伸部の少なくとも一部を形成することにより、上記第１層と上記第２層とを上記多層コリメータの組立構成に係止するステップを含む。

【0049】

第２層がアルミニウム又は他の金属などの可鍛性材料で作られる場合、各層を組立構成に係止するステップは、上記第１層と上記第２層とを上記組立構成に係止する方法ステップは、上記第１層と上記第２層とを一緒に組み立てた後に、上記延伸部又はその一部を成形するステップを含んでもよい。延伸部は、まず、直円筒表面を構成してもよく、それを囲むように円環状の第１層（場合によっては、それぞれが対応する円環形状を有する中間層）が配置される。そして、積み重ねた層の上の多層コリメータの中央開口部を取り囲むリップとなるように、円筒状に形成された延伸部の縁部を外側に折り曲げてもよい。構造の詳細に応じて、上記方法ステップはまた、上記延伸部の先端を、上記第１層の、上記第２層に向かう側とは反対側に折り曲げる他の形態を含んでもよい。

【0050】

図１１及び図１２の多層コリメータのような多層コリメータを製造することを目的とする方法の実施形態では、第１層を貫通する開口部は、まず、上記第２層を貫通する開口部よりも直径が大きくてもよい。そして、上記延伸部又はその一部を成形するステップは、上記第１層を貫通する開口部を画定する縁部に対して上記延伸部又はその一部を拡張するステップを含んでもよい。その結果、上記延伸部が、上記開口部の縁部の少なくとも一部に沿って上記第１層及び上記第２層に対して傾斜角で連続する部分を有する多層コリメータを得る。

【0051】

上記第１層と上記第２層とを上記組立構成に係止する方法ステップはまた、図６、図７、図８及び図１０に示すように、上記第２層が上記第１層の２つの対向する側面の少なくとも大部分を覆うようにするステップを含んでもよい。このような構造は、例えば、第１層に第２層を形成する堆積法を用いて製造することができる。

【0052】

本明細書で与えられるいずれかの範囲又は装置の値は、求められる効果を失うことなく、拡張又は変更されてもよい。また、明示的に禁止されない限り、いずれかの実施形態を別の実施形態と組み合わせることができる。

【0053】

構造的特徴及び／又は動作に固有の言語で主題を説明しているが、添付の特許請求の範囲で定義されている主題は、必ずしも上述した特定の特徴又は動作に限定されるとは限らないことを理解されたい。むしろ、上述した特定の特徴及び動作は、請求項を実施する例として開示され、他の等価な特徴及び動作は、特許請求の範囲内にあると意図されている。

【0054】

上述した利益及び利点は、一実施形態に関連するか、又はいくつかの実施形態に関連し得ることを理解されたい。実施形態は、記載された問題のいずれか又は全てを解決するもの、又は記載された利益及び利点のいずれか又は全てを有するものに限定されない。更に、「１つの」アイテムへの言及は、それらのアイテムのうちの１つ又は複数を指し得ることを理解されたい。

【0055】

本明細書で説明した方法のステップを必要に応じて任意の適切な順序で実行してもよいし、同時に実行してもよい。追加的に、個々のブロックは、本明細書に記載の主題の精神及び範囲から逸脱することなく、任意の方法から削除され得る。また、上述した実施形態のうちのいずれかの態様は、求められる効果を失うことなく、上述した他の実施形態のいずれかの態様と組み合わされて、更なる実施形態を形成することができる。

【0056】

本明細書で使用される場合、用語「含む」は、特定された方法、ブロック又は要素を含むことを意味するが、そのようなブロック又は要素は、排他的リストを含まず、方法又は装置は、追加のブロック又は要素を含んでもよい。

【0057】

上述の説明は、単に例として与えられており、当業者であれば様々な修正を行うことができることを理解されたい。上述の明細書、例及びデータは、例示的な実施形態の構造及び使用の完全な説明を提供する。様々な実施形態が、ある程度の特殊性で、又は１つ以上の個々の実施形態を参照して以上に説明されているが、当業者であれば、本明細書の精神又は範囲から逸脱することなく、開示された実施形態に対して多数の変更を実施することができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【手続補正書】

【提出日】2023-05-18

【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】

放射線検出器用の多層コリメータであって、
貫通する開口部を有する、第１減衰材料からなる第１層（５０１）と、
前記第１層（５０１）の前記開口部と一致する貫通する開口部を有する、第２減衰材料からなる第２層（５０２、５０３、５０４）と、
を含み、
前記第２減衰材料が、前記第１減衰材料の原子質量より小さい原子質量を有し、
前記第２層（５０２、５０３、５０４）は、前記第２層の平面から離れた延伸部に連続し、前記第２層（５０２、５０３、５０４）には、前記第１層（５０１）と前記第２層（５０２、５０３、５０４）とを前記多層コリメータの組立構成に係止するために、前記第２層（５０２、５０３、５０４）の表面に対する法線が前記第１層（５０１）の一部を通過して前記延伸部に進入する場所が少なくとも１つ存在することを特徴とする、多層コリメータ。

【請求項2】

前記延伸部は、前記開口部を囲むように画定表面の全体に沿って連続し、前記画定表面の全体を覆う、請求項１に記載の多層コリメータ。

【請求項3】

前記延伸部は、前記第２層（５０２、５０３、５０４）から前記第１層（５０１）及び第２層（５０２、５０３、５０４）に実質的に垂直に連続する第１部分と、前記第１層（５０１）の前記第２層（５０２、５０３、５０４）とは反対側の前記第１部分から連続する第２部分とを有する、請求項１又は２に記載の多層コリメータ。

【請求項4】

前記延伸部は、前記開口部の縁部の少なくとも一部に沿って前記第１層（５０１）及び前記第２層（５０２、５０３、５０４）に対して傾斜角で連続する部分を有する、請求項１又は２に記載の多層コリメータ。

【請求項5】

前記延伸部は、第１延伸部であり、
前記第２層（５０２、５０３、５０４）は、前記多層コリメータの外縁部の少なくとも一部に沿った第２延伸部の中に連続し、前記第２層（５０２、５０３、５０４）には、前記第２層（５０２、５０３、５０４）の表面法線が前記第１層（５０１）の一部を通過して前記第２延伸部に進入する場所が少なくとも１つ存在する、請求項１又は２に記載の多層コリメータ。

【請求項6】

前記第２減衰材料からなる第３層を含み、前記第３層は、前記第１層（５０１）及び前記第２層（５０２、５０３、５０４）の前記開口部と一致する貫通する開口部を有し、前記第３層は前記第１層（５０１）の前記第２層（５０２、５０３、５０４）とは反対側にある、請求項１又は２に記載の多層コリメータ。

【請求項7】

前記多層コリメータは、３つ以上の層（５０１、５０２、５０３、５０４）を含み、前記３つ以上の層（５０１、５０２、５０３、５０４）のうち少なくとも３つは、原子質量の異なる材料で作られる、請求項１又は２に記載の多層コリメータ。

【請求項8】

前記第１層（５０１）は、前記３つ以上の層（５０１、５０２、５０３、５０４）の中央層であり、
前記多層コリメータは、層の組成に関して、前記第１層（５０１）の面に対して対称である、請求項７に記載の多層コリメータ。

【請求項9】

請求項１に記載の多層コリメータを少なくとも１つ含む、固体半導体放射線検出器。

【請求項10】

多層コリメータの製造方法であって、
第１減衰材料からなる第１層（５０１）を、貫通する開口部を有するように製造するステップと、
第２減衰材料からなる第２層（５０２、５０３、５０４）を、貫通する開口部を有するように製造するステップであって、前記第２減衰材料が、前記第１減衰材料の原子質量より小さい原子質量を有する、ステップと、
前記第２層（５０２、５０３、５０４）を、前記開口部の縁部の少なくとも一部に沿った延伸部に連続させるステップと、
前記第２層（５０２、５０３、５０４）の前記開口部を前記第１層（５０１）の前記開口部と一致させるステップと、
前記第２層（５０２、５０３、５０４）には、前記第２層の表面に対する法線が前記第１層（５０１）の一部を通過して前記延伸部に進入する場所が少なくとも１つ存在するように、前記延伸部の少なくとも一部を形成することによって、前記第１層（５０１）と前記第２層（５０２、５０３、５０４）とを前記多層コリメータの組立構成に係止するステップと、
を含む、製造方法。

【請求項11】

前記第１層（５０１）と前記第２層（５０２、５０３、５０４）とを前記組立構成に係止するステップは、前記第１層（５０１）と前記第２層（５０２、５０３、５０４）とを一緒に組み立てた後に、前記延伸部又はその一部を成形するステップを含む、請求項１０に記載の製造方法。

【請求項12】

前記延伸部又はその一部を成形するステップは、前記延伸部の先端を、前記第１層（５０１）の、前記第２層（５０２、５０３、５０４）に向かう側とは反対側に折り曲げるステップを含む、請求項１１に記載の製造方法。

【請求項13】

前記第１層（５０１）を貫通する前記開口部は、前記第２層（５０２、５０３、５０４）を貫通する前記開口部よりも直径が大きく、前記延伸部又はその一部を成形するステップは、前記第１層（５０１）を貫通する前記開口部を画定する縁部に対して、前記延伸部又はその一部を拡張するステップを含む、請求項１１に記載の製造方法。

【請求項14】

前記第１層（５０１）と前記第２層（５０２、５０３、５０４）とを前記組立構成に係止するステップは、前記第２層（５０２、５０３、５０４）が前記第１層（５０１）の２つの対向する側面の少なくとも大部分を覆うようにするステップを含む、請求項１０に記載の製造方法。

【請求項15】

前記第１層（５０１）に堆積して前記第２層（５０２、５０３、５０４）を製造する、請求項１４に記載の製造方法。

【外国語明細書】