(57)【要約】      （修正有）【課題】２つのバンプ接点間により広い間隔を維持しながら、２つの列導体の間の間隔を低減する。【解決手段】画像検出器１２０は、行Ｌｉおよび列Ｃｊのマトリクス１３状に配置されたピクセルＰ（ｉ，ｊ）の集合を含む第１のモノリシック基板１２上に生成され、かつ、検出器に当たる放射線の関数として信号を生成するように構成されたセンサ１２０を含む。各列導体Ｙｊは、同じ列ＣｊのピクセルＰ（ｉ，ｊ）をリンクさせ、ピクセルによって生成された信号を伝達する。少なくとも２つの列導体Ｙｊが、ピクセルＰ（ｉ，ｊ）のマトリクス１３の外側の第１の基板１２上で互いに接続され、これらの互いに接続された列導体Ｙｊが少なくとも１つのバンプ接点１４に向かって収束している。【選択図】図３
2020017985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像検出器（１００、１１０、１２０、１３０、２００、３００、４００、５００）であって、
−第１のモノリシック基板（１２）上に生成されたセンサ（１０１、１１１、１２１、１３１、２０１、３０１、４０１、５０１）であって、
−行（Ｌｉ）および列（Ｃｊ）のマトリクス（１３）に配置されたピクセル（Ｐ（ｉ、ｊ））の集合であって、前記検出器（１００、２００、３００、４００）に当たる放射線の関数として信号を生成するように構成されたピクセル（Ｐ（ｉ、ｊ））の集合と、
−列導体（Ｙｊ）であって、各前記列導体が、同じ列（Ｃｊ）の前記ピクセル（Ｐｉ、ｊ）をリンクさせ、前記ピクセルによって生成される前記信号を伝達するように意図される列導体と、
−前記第１の基板（１２）の周縁部でかつピクセル（Ｐ（ｉ、ｊ））の前記マトリクス（１３）の外側に位置し、前記列導体（Ｃｊ）とリンクされた、少なくとも１つのバンプ接点（１４、１４０）と、を含むセンサ、
を含む画像検出器において、
少なくとも２つの列導体（Ｙｊ）が、ピクセル（Ｐ（ｉ、ｊ））の前記マトリクス（１３）の外側の前記第１の基板（１２）上で互いに接続され、互いに接続された前記列導体（Ｙｊ）が前記少なくとも１つのバンプ接点（１４、１４０）に向かって収束していること、および、前記画像検出器（１００、１１０、１２０、１３０、２００、３００、４００、５００）が行導体（Ｘｉ）を含み、各前記行導体が同じ行の前記ピクセル（Ｐ（ｉ、ｊ））をリンクさせ、行アドレス指定ブロック（１５）が、前記行導体（Ｘｉ）にリンクされ、ピクセル（Ｐ（ｉ、ｊ））の各行を個別にアドレス指定することを可能にすることを特徴とする、画像検出器。
【請求項２】
請求項１に記載の画像検出器（１２０、１３０、２００、３００、４００、５００）において、２つの列導体（Ｙｊ）が、接続された導体の第１のグループ（２５）に属し、２つの他の列導体（Ｙｊ）が、別の接続された導体の第２のグループ（２６）に属すること、および、前記第１のグループと前記第２のグループがインターリーブされていることを特徴とする、画像検出器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の画像検出器（１３０）において、前記センサが幾つかのバンプ接点（１４）を含むこと、前記バンプ接点（１４）が前記マトリクス（１３）の第１の側（１３２）および第２の側（１３３）上に位置していること、および、少なくとも２つの列導体（Ｙｊ）間の接続が前記マトリクス（１３）の前記第１の側（１３２）上および前記第２の側（１３３）上に交互に形成されていることを特徴とする、画像検出器。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像検出器（１００、１１０、１２０、１３０、２００、３００、４００、５００）において、前記行アドレス指定ブロック（１５）が前記第１の基板（１２）に組み込まれていることを特徴とする、画像検出器。
【請求項５】
請求項４に記載の画像検出器（１００、１１０、１２０、１３０、２００、３００、４００、５００）において、前記画像検出器が幾つかのブロックを含むこと、および、前記行アドレス指定ブロックの第１のブロック（１５１）が前記マトリクス（１３）の一方の側（１３３）上に位置し、前記行アドレス指定ブロックの第２のブロック（１５２）が前記マトリクス（１３）の別の側（１３４）上に位置することを特徴とする、画像検出器。
【請求項６】
請求項５に記載の画像検出器（１００、１１０、１２０、１３０、２００、３００、４００、５００）において、前記マトリクス（１３）が偶数ランクのおよび奇数ランクの行（Ｌｉ）を含むこと、および、偶数ランクの行の前記行導体（Ｘｉ）が前記マトリクス（１３）の一方の側上の前記第１の行アドレス指定ブロック（１５）にリンクされ、奇数ランクの行の前記行導体（Ｘｉ）が前記マトリクス（１３）の別の側上の前記第２の行アドレス指定ブロック（１５）にリンクされていることを特徴とする、画像検出器。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像検出器（２００、３００、４００、５００）において、少なくとも２つの列導体（Ｙｊ）間の接続が、マルチプレクサ（２１１、２２１、３１１、３２１、５１１、５２１）によって形成されることを特徴とする、画像検出器。
【請求項８】
請求項７に記載の画像検出器（２００、４００）において、前記画像検出器がマルチプレクサごとにコマンドライン（２１２、２２２）を含むことを特徴とする、画像検出器。
【請求項９】
請求項８に記載の画像検出器（３００、４００、５００）において、前記画像検出器が幾つかのマルチプレクサに共通のコマンドライン（３２２）を含むことを特徴とする、画像検出器。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の画像検出器（４００）において、接続された列導体のグループが互いに接続された少なくとも２つの列導体（Ｙｊ）からなること、および、接続された列導体（Ｙｊ）の少なくとも２つのグループ（４２５、４２６）がピクセル（Ｐ（ｉ、ｊ））の前記マトリクス（１３）の外側の前記第１の基板（１２）上で互いに接続され、互いに接続された列導体（Ｙｊ）の少なくとも２つのグループ（４２５、４２６）が、接続段（４２７、４２８）を形成し、かつバンプ接点（１４、１４０）に向かって収束すること、を特徴とする、画像検出器。
【請求項１１】
請求項１０に記載の画像検出器（４００）において、前記列導体（Ｙｊ）が互いに接続されて、前記異なる接続段（４２７、４２８）を介して、前記マトリクス（１３）の一辺上の単一のバンプ接点（１４０）に向かって収束することを特徴とする、画像検出器。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の画像検出器（５００）において、前記センサ（５０１）が、ピクセルの前記マトリクス（１３）と、前記マトリクス（１３）とは別の前記列導体（Ｙｊ）の接続区域（５３０）と、前記マトリクス（１３）および前記列導体（Ｙｊ）の前記接続区域（５３０）とは別の前記列導体（Ｙｊ）の修繕専用区域（５４０）とを含むこと、および、前記列導体（Ｙｊ）の前記修繕専用区域（５４０）が前記マトリクス（１３）と前記列導体（Ｙｊ）の前記接続区域（５３０）との間に位置していることを特徴とする、画像検出器。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の画像検出器（１００、１１０、１２０、１３０、２００、３００、４００、５００）において、前記第１の基板（１２）とは異なる第２の基板（１７）上に生成され、かつ、前記少なくとも１つのバンプ接点（１４、１４０）とリンクされた、列読み出しブロック（１６）を前記画像検出器が含み、前記ピクセル（Ｐ（ｉ、ｊ））によって生成された前記信号を読み出すことを可能にすることを特徴とする、画像検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像装置に関する。本発明は、検出器における画像取り込みのために実施することができる。この種の装置は、一般的にマトリクスまたは線形アレイの形状に構成されるピクセルと呼ばれる多数の高感度の点を含む。
【０００２】
本発明は、可視画像の生成に役に立つが、その分野に限定されるものではない。本発明の文脈の中では、イメージングという用語は広い意味で理解されるべきである。たとえば、圧力もしくは温度のマッピングを生成すること、または、化学的もしくは電気的ポテンシャルの２次元表現でさえも生成することが可能である。これらのマッピングまたは表現は、物理量の画像を形成する。
【背景技術】
【０００３】
検出器において、ピクセルは、検出器の基本的な感応素子を表す。各ピクセルは、各ピクセルが受ける物理現象を電気信号に変換する。異なるピクセルからの電気信号がマトリクス読取段階において収集されて、次いで、処理することができるようにデジタル化されて、画像を形成するために記憶される。ピクセルは、物理現象に影響を受けやすく、かつ、電荷の電流を送達するゾーンによって形成される。物理現象は電磁放射であることがあり、続いて、本発明はこの種の放射によって説明することができ、電荷の電流は感応ゾーンによって受け取られた光子の流れの関数になる。任意の撮像装置への一般化は容易であろう。
【０００４】
感光性のゾーンは、一般的に感光性素子または光検出器を含み、光検出器は、たとえば、フォトダイオード、頭−尾の２つのダイオード、フォトレジスタ、またはフォトトランジスタであり得る。数百万のピクセルを有することができる大規模な寸法の感光性マトリクスが存在する。各ピクセルは感光性素子および電子回路から構成され、電子回路はたとえば、スイッチ、静電容量、抵抗器、これらの下流にあるアクチュエータから構成される。感光性素子および電子回路から構成される組立体は、電荷を生成し、それらを収集することを可能にする。電子回路は一般的に、電荷移動後に各ピクセルにおいて収集された電荷をリセットすることを可能にする。アクチュエータの役割は、回路によって収集された電荷を、列導体に転送または複製することである。この転送は、アクチュエータがそうするように指示を受ける場合に実行される。アクチュエータの出力は、ピクセルの出力に対応する。
【０００５】
この種の検出器では、ピクセルは２つの段階に従って動作する。画像取り込み段階の間では、ピクセルの電子回路が感光性素子によって生成された電荷を蓄積し、読み出し段階の間では、収集された電荷がアクチュエータによって列導体へと転送または複製される。
【０００６】
画像取り込み段階の間、アクチュエータは受動的であり、収集された電荷が、感光性素子とアクチュエータの間の接続点において電位を変化させる。この接続点は、ピクセルの電荷収集ノード、または、より簡単に、ピクセルのノードと呼ばれる。読み出し段階の間、アクチュエータは、感光性の点で蓄積された電荷を伝送するために、またはそれらの電荷を複製するために、すなわち、ピクセルのノードの電位をアクチュエータの下流に配置された検出器の読み出し回路に複製までもするために、能動的になる。
【０００７】
受動的なアクチュエータとは、読み出し回路と電気的に接触していないアクチュエータであると理解されるべきである。したがって、アクチュエータが受動的である場合、ピクセル内で収集された電荷は読み出し回路へ転送も複製もされない。
【０００８】
アクチュエータは、クロック信号によって制御されるスイッチであり得る。アクチュエータは一般的にトランジスタである。アクチュエータは、フォロワ回路、または、たとえば頭字語ＣＴＩＡ（静電容量トランスインピーダンスアンプ）として知られる装置などの、ピクセル内で収集された電荷を読み出し回路に伝搬もしくは転送することを可能にする任意の他の装置であり得る。
【０００９】
この種のピクセルは、放射線画像を検出するために、医療分野、または工業分野での非破壊検査において、電離放射線の画像化、および特にＸまたはγ放射線検出器のために使用することができる。幾つかの検出器では、感光性素子が可視または近可視の電磁放射線を検出することを可能にする。これらの素子は、検出されるべき検出器上の入射放射線に対してわずかの感度を有するか、または全く感度を有さない。シンチレータと呼ばれる放射線変換器が、次いで用いられ、これは、入射放射線、たとえばＸ放射線を、ピクセル中に存在する感光性素子が感度を有する波長帯域内の放射線に変換する。
【００１０】
ますます広く用いられる別の種類の検出器に従って、検出器の素材は、たとえばＸまたはγなどの検出されるべき放射線に対して感度を有する半導体である。検出器内での放射線の相互作用が電荷キャリアを生成する。生成された電荷は、ピクセルのノードと呼ばれる端子における相互作用によって収集される。
【００１１】
画像取り込み段階の間、各感光性素子によって受け取られる光子の形式の電磁放射線が電荷（電子／正孔の対）に変換され、各ピクセルは、これらの電荷を蓄積してピクセルのノードの電圧を変更することを可能にする静電容量を一般的に含む。この静電容量は感光性素子に固有であることがあり、この場合この静電容量は、浮遊容量と呼ばれ、または、感光性素子と並列に接続されたコンデンサの形式で付加される。
【００１２】
一般的に、ピクセルは個別に読み出される。マトリクスは、マトリクスのピクセルの各列に関連付けられた列導体をたとえば含むことができる。この場合、読み出し命令がマトリクスの同じ行の全てのアクチュエータに送信され、その行の各ピクセルが、その電気情報、電荷、電圧、電流、周波数等をピクセルが関連付けられている列導体に転送することにより読み出される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
幾つかのピクセルが、集合的に読み出すことができるように、まとめてグループ化される必要があることがある。このグループ化は、マトリクスの読み出し速度を向上させるために、または、読み出される各素子の信号対雑音比を改善するために、有用であり得る。グループ化されたピクセルは、グループ化されたピクセルからの電気情報項目を合計するまたは平均する動作を実行するための手段を有することができる。これらの手段は、アナログまたはデジタルとすることができる。
【００１４】
その後、電気情報項目が、同じ値のコンデンサに蓄積された電荷量の形式で、ピクセル内でアナログ形式で利用可能になる場合について、説明されるであろう。当然ながら、本発明は、各ピクセルで生成された電気情報項目の任意の形態について実施することができることが理解される。
【００１５】
画像検出器は一般的に画像センサを含む。画像センサは、各々が同じ行のピクセルをリンクさせる行導体と、各々が同じ列のピクセルをリンクさせる列導体とを含む。列導体は、列読み出しブロックとも呼ばれる、読み出し回路に接続される。
【００１６】
列読み出しブロックと列導体の間の接続が、バンプ接点において形成される。したがって、画像検出器の従来の構成では、複数の列導体が存在するのと同数の、したがって、複数のピクセルの列が存在するのと同数の、バンプ接点が存在する。２つの列導体の間の間隔が規定される。２つの列導体の間の間隔は、２つのバンプ接点の間の間隔に相当する。幾つかの用途については、２つのバンプ接点の間により大きな間隔を保ちながら、２つの列導体の間の間隔を低減する必要があることがある。そのようなことは、特にＸ線による医療撮像の分野における場合にあり、さらに具体的には、高品質の画像が必要とされるマンモグラフィへの用途のために、存在する。ピクセルは、一辺が５０マイクロメートル（μｍ）程度の正方形の表面面積を占めることができ、これは、すなわち、標準のＸ放射線医学で使用されるピクセルの通常の大きさよりも小さい。バンプ接点間の間隔は、次いで、低減される。バンプ接点と列読み出しブロックとの接続は、コネクタモジュールによって形成される。現時点で、コネクタモジュールは２つのバンプ接点の間の狭い間隔に必ずしも適してはいない。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、画像検出器のピクセルの２つの列をプールすることを提案することにより、２つのバンプ接点間により広い間隔を維持しながら、２つの列導体の間の間隔を低減することを目的とする。
【００１８】
このために、本発明の対象は、画像検出器であって、
−第１のモノリシック基板上に生成されたセンサであって、
−行および列のマトリクスに配置されたピクセルの集合であって、検出器に当たる放射線の関数として信号を生成するように構成されたピクセルの集合と、
−列導体であって、各列導体が、同じ列のピクセルをリンクし、ピクセルによって生成される信号を伝達するように意図される列導体と、
−第１の基板の周縁部でかつピクセルのマトリクスの外側に位置し、列導体とリンクされた、少なくとも１つのバンプ接点と、を含むセンサ、
を含む画像検出器において、
少なくとも２つの列導体が、ピクセルのマトリクスの外側の第１の基板上で互いに接続され、これらの互いに接続された列導体がバンプ接点に向かって収束していることを特徴とする、画像検出器である。
【００１９】
例として与えられる実施形態の詳細な説明を読むことで、本発明がより良く理解され、他の利点が明らかになるであろう。説明は、添付の図面によって図示される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１ａ】従来の画像検出器を表した図である。
【図１ｂ】従来の画像検出器を表した図である。
【図２ａ】本発明に従った画像検出器の構成を表した図である。
【図２ｂ】本発明に従った画像検出器の構成を表した図である。
【図３】本発明に従った第２の画像検出器の構成を表した図である。
【図４】本発明に従った第３の画像検出器の構成を表した図である。
【図５】本発明に従った第４の画像検出器の構成を表した図である。
【図６】本発明に従った第５の画像検出器の構成を表した図である。
【図７】本発明に従った第６の画像検出器の構成を表した図である。
【図８】３つの異なる領域を含むセンサを備えた、本発明に従った画像検出器を表す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
明確にするために、同一の要素は異なる図面において同一の参照符号で示す。
【００２２】
一般的に、本発明は、行および列のマトリクス状に構成されたピクセルの集合と、行アドレス指定ブロックと、列読み出しブロックと、行アドレス指定ブロックにピクセルの行をリンクさせる行導体と、列読み出しブロックにピクセルの列をリンクさせる列導体と、を含むセンサを含む、画像検出器に関する。本特許出願の文脈においては、列および行の概念は相対的な意味のみを有し、ピクセルの行およびピクセルの列は、たとえば、互いに対して直角に配置されたピクセルの行にすぎないことが、留意されるべきである。行導体、列導体のそれぞれは、ピクセルの行、ピクセルの列のそれぞれに平行に配向されていると定義される。
【００２３】
図１ａは、従来の画像検出器１０を表している。画像検出器１０は、第１のモノリシック基板１２上に生成されたセンサ１１を含む。第１のモノリシック基板１２は、行Ｌｉおよび列Ｃｊのマトリクス１３に配置されたピクセルＰ（ｉ、ｊ）の集合を含む。マトリクス１３は、任意の数の行および列を含み、したがってピクセルＰ（ｉ、ｊ）を形成することができる。マトリクス１３は、第１の基板１２上に地理的な領域を形成する。ピクセルは、一般的な形式Ｐ（ｉ、ｊ）で表わされ、ここでｉおよびｊはそれぞれ自然数であり、マトリクス１３の行のランクおよび列のランクを表している。ピクセルＰ（ｉ、ｊ）の集合は、検出器１０に当たる放射線の関数として信号を生成するように構成される。センサ１１が列導体Ｙｊを含み、各列導体は同じ列Ｃｊの複数のピクセルをリンクさせている。列導体Ｙｊは、ピクセルＰ（ｉ、ｊ）によって生成される信号を伝達することが意図されている。同様に、センサ１１が行導体Ｘｉを含み、各行導体は同じ行Ｌｉの複数のピクセルをリンクさせている。ピクセルＰ（ｉ、ｊ）のマトリクス１３は、偶数のランクおよび奇数のランクの列Ｃｊを含む。同様に、ピクセルＰ（ｉ、ｊ）のマトリクス１３は、偶数のランクおよび奇数のランクの行Ｌｉを含む。センサ１１は、第１の基板１２の周縁部でかつピクセルＰ（ｉ、ｊ）のマトリクス１３の外側に位置するバンプ接点１４を含む。バンプ接点１４は、列導体Ｙｊとリンクしている。従来の画像検出器１０では、列導体Ｙｊと同数のバンプ接点が存在する。２つの隣接するバンプ接点の間の間隔がｄで示される。画像検出器１０は、第１の基板１２の近傍に位置し、かつ、行導体Ｘｉにリンクした行アドレス指定ブロック１５を含む。少なくとも１つの行アドレス指定ブロックを含む任意の集合は、行アドレス指定ブロック１５と呼ばれる。ブロック１５は、図１ｂに表わされるように、第１の基板１２内部に組み込むことができ、または、図１ａに表わされるように、別の基板内部に組み込むことができる。行アドレス指定ブロック１５は、ピクセルの各行Ｌｉを個別にアドレス指定することを可能にする。画像検出器１０は、第１の基板１２とは異なる第２の基板１７上に生成された、列読み出しブロック１６を含む。列読み出しブロック１６は、列読み出しブロック１６をバンプ接点１４にリンクさせる接続点１８を含む。列読み出しブロック１６は、行アドレス指定ブロックによって選択された行のピクセルによって生成される信号を読み出すことを可能にする。
【００２４】
ピクセルＰ（ｉ、ｊ）は、電子スイッチＴ（ｉ、ｊ）に関連付けられたフォトダイオードＤｐ（ｉ、ｊ）を含む。フォトダイオードＤｐ（ｉ、ｊ）は、光子放射線を受けるときに電気信号を生成するのに適した任意の感光性素子によって、当然置き換えることができる。図１ａに表わされているピクセル構造は、意図的に単純化されており、より複雑な構造を本発明の文脈において実装することが可能である。たとえば、３つのトランジスタを伴う構成からピクセルを生成することが可能である。第１のトランジスタがフォトダイオードのカソードの電位をリセットすることを可能にし、第２のトランジスタがフォロワとして動作し、第３のトランジスタが電子スイッチの役割を果たす。これにより、信号が読み出される対象となるピクセルＰ（ｉ、ｊ）の行Ｌｉを選択することが可能になる。代替的に、電子スイッチ機能は、スイッチングダイオードによって実現することができる。
【００２５】
トランジスタによって形成されるスイッチＴ（ｉ、ｊ）は、そのゲートＧｉによって行ｉの行導体Ｘｉにリンクされ、そのドレインＤｊによって列導体Ｙｊにリンクされ、そのソースＳｉｊによってフォトダイオードＤｐ（ｉ、ｊ）のカソードにリンクされる。全てのフォトダイオードＤｐ（ｉ、ｊ）のアノードは、たとえば接地など、共通の電位にリンクされている。行アドレス指定ブロック１５は、行導体Ｘｉに注入されることになる信号を生成して、トランジスタＴ（ｉ、ｊ）の開閉を駆動することを可能にする素子を含む。列読み出しブロック１６は、列導体Ｙｊ上で受信される信号を処理することを可能にする素子を含むことができる。特に、それは増幅器、および／またはアナログ−デジタル変換器であり得る。
【００２６】
画像センサ１１は次のように動作する。画像取り込み段階の間、放射線へのフォトダイオードＤｐ（ｉ、ｊ）の露光により、ソースＳｉｊにおいて電荷が生成される。各ソースＳｉｊにおける電荷の量は、当該ピクセルＰ（ｉ、ｊ）によって受け取られる放射線の強度の関数になる。画像取り込み段階の後には、行ごとに実行される読み出し段階が続く。異なる行導体Ｘｉ上に注入される信号が連続的にアクティブ状態に切り替わり、その結果、各列導体Ｙｊの電位が、列ｊの異なるピクセルＰ（ｉ、ｊ）中に蓄積された電荷の量を連続的に表すようになる。
【００２７】
図２ａは、本発明に従った画像検出器１００の構成を表している。列導体Ｙｊのバンプ接点１４との接続を除いて、全ての素子が、図１ａおよび図１ｂで表わされた画像検出器１０と同一である。実際には、本発明に従って、少なくとも２つの列導体Ｙｊが、ピクセルＰ（ｉ、ｊ）のマトリクス１３の外側の第１の基板１２上で互いに接続され、これらの互いに接続された列導体Ｙｊが同じバンプ接点１４に向かって収束している。ここで、構成は、２つの列導体が互いにリンクされて扱われる。当然ながら、２つよりも多くの列導体を互いに接続して、それらを単一のバンプ接点に収束させることも可能である。本発明に従った画像検出器１００の構成における、２つの隣接するバンプ接点間の間隔は、この時、画像検出器１０の従来の構成における２つの隣接するバンプ接点間の間隔の２倍になる。換言すると、本発明に従った画像検出器１００の構成における２つの隣接するバンプ接点間の間隔は、２ｄに等しい。
【００２８】
更に、図２ａに表わされる画像検出器の構成は、ピクセルＰ（ｉ、ｊ）の行Ｌｉごとに２倍の行導体を必要とする。実際には、２つの列ｊおよびｊ＋１がバンプ接点１４においてプールされるので、列読み出しブロック１６は、バンプ接点１４において受信された信号を処理する。換言すると、列読み出しブロック１６は、２つの列ｊおよびｊ＋１の異なるピクセルＰ（ｉ、ｊ）中に蓄積された電荷の量を処理する。しかしながら、目的は、列ｊを列ｊ＋１とは別に読み出せるようになることである。したがって、行導体Ｘｉに加えて、別の行導体がＺｉとして定義される。Ｘｉが奇数ランクの列に対応する行導体であり、Ｚｉが偶数ランクの列に対応する行導体である。ｊが奇数であり、列ｊの異なるピクセルＰ（ｉ、ｊ）中に蓄積された電荷の量を読み出すために、行導体Ｘｉ上に注入される信号がアクティブ状態に切り替わり、その結果、各列導体Ｙｊの電位が、列ｊの異なるピクセルＰ（ｉ、ｊ）中に蓄積された電荷の量を表すようになる。同様に、偶数列（ｊ＋１）について、信号が行導体Ｚｉ上に注入される。列読み出しブロック１６は、列ｊ、または列ｊ＋１のいずれかの異なるピクセルＰ（ｉ、ｊ）中に蓄積された電荷の量を処理することができる。
【００２９】
ピクセルＰ（ｉ、ｊ）のマトリクス１３の外側の第１の基板１２上に２つずつ２つの列導体をプールすること、およびバンプ接点１４に収束させることにより、追加の利点がもたらされる。マトリクス１３の外側に接続が形成されるので、ピクセルＰ（ｉ、ｊ）の列Ｃｊが欠陥がある場合でも、列Ｃｊと共にプールされた隣接する列は依然として正確に読み出すことができる。
【００３０】
しかしながら、バンプ接点において互いに接続される２つの列導体によって形成される容量性電荷は大幅に増加する、なぜなら、それはもはや単一の列導体の容量性電荷ではなく、２つの列導体の容量性電荷であるからであり、この２つの列導体は、単一の列導体であるが長さが２倍でありしたがってより大きな容量を有するとみなすこともできる。ここで、列導体の容量が大きくなると、画像検出器中のノイズも多くなり、したがって、画像の品質を低下させる。
【００３１】
図２ｂは、本発明に従った画像検出器１００の同一の構成に対応するセンサ１１１を含む画像検出器１１０を表す。行アドレス指定ブロック１５１がマトリクス１３の一方の側１３４に位置し、行アドレス指定ブロック１５２がマトリクス１３の別の側１３３に位置する。４辺により形成されるマトリクスの場合には、行アドレス指定ブロック１５１はマトリクス１３の１つの側１３４上に位置し、行アドレス指定ブロック１５２は、行アドレス指定ブロック１５１が位置している場所と反対側の、マトリクスの別の側１３３上に位置することに、留意すべきである。４辺よりも多くを有するマトリクスを有すること、たとえば、六角形のマトリクスに対して６つの辺を、または、八角形のマトリクスに対して８つの辺を有することも可能である。この場合、行アドレス指定ブロック１５２は、必ずしも行アドレス指定ブロック１５１が位置する場所と反対ではない、マトリクスの別の側に位置する。偶数ランクの行の行導体Ｘｉはマトリクス１３の側１３３上の行アドレス指定ブロック１５２にリンクされ、奇数ランクの行の行導体Ｚｉはマトリクス１３の他の側１３４上の第２の行アドレス指定ブロック１５１にリンクされている。
【００３２】
一般的に、画像検出器はガラス基板上に薄い層の形状で生成される。より具体的には、画像検出器は、ａ−Ｓｉで表わされるアモルファスシリコンの薄い層で生成することができる。文献では、ＴＦＴという用語が、ａ−Ｓｉ薄膜トランジスタに対して使用される。画像検出器は、低温ポリシリコンとして文献ではＬＴＰＳとしばしば呼ばれる、ポリシリコンの薄い層の形状で生成することもできる。画像検出器は、金属酸化物を用いて生成することもできる。列挙が可能な例としては、インジウムガリウム亜鉛酸化物として亜鉛ＩＧＺＯ酸化物、または、インジウム亜鉛酸化物としてＩＺＯがある。最後に、画像検出器は、有機ＴＦＴとしてＯＴＦＴとも呼ばれる有機材料を用いて生成することもできる。
【００３３】
今日においては、薄膜技術を支える基板は、伝統的にガラスで作られている。画像検出器は、ポリマー基板上に生成することもできる。
【００３４】
画像検出器を、ＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）またはＢｉＣＭＯＳ（バイポーラＣＭＯＳ）型の単結晶シリコンで生成することも可能である。この場合には、基板は同一の材料からなる、すなわち、基板はシリコンで作られる。
【００３５】
図３は、本発明に従ったセンサ１２１を有する画像検出器１２０の別の構成を表している。列導体Ｙｊの接続を除いて、全ての素子が、図２ａで表わされた画像検出器１００と同一である。図３の構成において、２つの列導体Ｙｊ間の接続は、直ちに互いに隣接してはいない列Ｃｊの列導体Ｙｊ間に形成される。換言すると、接続された導体の第１のグループ２５と、接続された導体の第２のグループ２６が定義される。２つの列導体Ｙｊが接続された導体の第１のグループ２５に属し、他の２つの列導体Ｙｊが接続された導体の第２のグループ２６に属する。第１のグループ２５および第２のグループ２６は互いに接続されておらず、第１のグループ２５および第２のグループ２６はインターリーブされる。この構成の利点は、列に欠陥があり修理が行われない場合に、１つの列の欠陥が、正確な読み出しから、２つの隣接する列を妨げず、２つの離れた列を妨げるという事実にある。図３において、２つの列導体が互いに接続されている。当然ながら、幾つかの他の列導体を接続することも可能である。
【００３６】
図１ａに図示された従来の検出器の場合のように、ピクセルＰ（ｉ、ｊ）のマトリクス１３は、偶数ランクおよび奇数ランクの列Ｃｊを含む。２つの列導体Ｙｊ間に接続を形成するのに、偶数ランクの列の導体Ｙｊを用いるのか、または奇数ランクの列の導体Ｙｊを用いるのか、いずれかを選択することができる。
【００３７】
図４は、本発明に従ったセンサ１３１を有する画像検出器１３０の別の構成を表している。バンプ接点１４の位置と、列導体Ｃｊの接続とを除いて、全ての素子は図３で表わされた画像検出器１２０と同一である。図４において、バンプ接点１４はマトリクス１３の第１の側１３２および第２の側１３３上に位置している。少なくとも２つの列導体Ｙｊの間の接続が、マトリクス１３の第１の側１３２上と第２の側１３３上に交互に形成される。たとえば、マトリクス１３の第１の側１３２上で、偶数ランクの列の導体Ｙｊを互いに接続させ、マトリクスの第２の側１３３上で、奇数ランクの列の導体Ｙｊを互いに接続させることが可能である。この構成は、同じ側にある２つのバンプ接点間の間隔を増加させる利点をもたらす。実際には、２つのバンプ接点は距離４ｄだけ離間している。更に、図４に示された構成は、図３に示された構成と比較して列導体の交差の数を低減し、したがって、列導体の交差に起因する容量性電荷の増加を低減する。
【００３８】
図５は、本発明に従った画像検出器２００の別の構成を表している。画像検出器２００はセンサ２０１を含む。行導体の数と、バンプ接点１４への列導体Ｙｊの接続とを除いて、全ての素子は図２ａで表わされた画像検出器１００と同一である。図５に表わされた構成は、ピクセルの２つの列に対するマルチプレクサを含む。２つの列導体Ｙｊ間の接続が、マルチプレクサによって形成される。図５においては、２つのマルチプレクサ２１１、２２１が示されている。マルチプレクサは、全く同一の伝送経路上で、一定数の入力のうち１つの入力を選択することにより、複数のリンクを集結させることを可能にする回路である。マルチプレクサ２１１および２２１は、いわゆる「２対１」のマルチプレクサ、または、１ビットのマルチプレクサである。１ビットのマルチプレクサは、２つの利用可能な入力のうちの１つの入力を選択し、当該入力の値を出力に与えることを可能にする。マルチプレクサ２２１は、２つの可能な入力Ｅ１およびＥ２と、１つの出力Ｓ１とを含む。コマンドライン２２２は、どちらの入力が選択されたかを示す。入力Ｅ１が選択された場合、出力Ｓ１はＥ１の値を取るであろう。逆に、入力Ｅ２が選択された場合、出力Ｓ１はＥ２の値を取るであろう。ピクセルＰ（ｉ、ｊ）の２つの列Ｃｊをプールするためにマルチプレクサを使用することにより、図２ａおよび図２ｂの構成のように、ピクセルＰ（ｉ、ｊ）の行Ｌｉごとに二重の行導体をもはや有しなくてもよくなる。画像検出器２００は、マルチプレクサごとに１本のコマンドラインを含む。したがって、２つずつ接続された２つの列導体によって表わされる容量性電荷は、図２ａで示された構成の場合のようには、増加しない。マルチプレクサごとに２つの列導体をプールすることにより、図２の構成と比較して、画像検出器中のノイズを低減することが可能になる。
【００３９】
図５は、２つの列導体をプールすることを表しているが、前述の構成に関しては、幾つかの列導体をまとめて接続することも全く可能である。
【００４０】
図６は、本発明に従った画像検出器３００の構成を表している。画像検出器３００はセンサ３０１を含む。マルチプレクサのコマンドラインを除いて、全ての素子が、図５で表わされた画像検出器２００と同一である。図６において、検出器３００は幾つかのマルチプレクサに対して１本のコマンドラインを含む。２つのマルチプレクサ３１１、３２１が示されている。図５で示される構成に関して、各マルチプレクサが、２つの入力と、１つの出力と、１つのコマンドライン３２２とを含む。コマンドライン３２２は、各マルチプレクサ３１１および３２１について、どちらの入力が選択されたかを示し、列読み出しブロック１６によって処理されることになるプットアウト（ｐｕｔｏｕｔ）の値を決定する。したがって、各バンプ接点１８について、コマンドライン３２２の機能として、奇数ランクのピクセルによってその行中に供給される信号が取得されるか、または、偶数ランクのピクセルによってその行中に供給される信号が取得される。
【００４１】
図７は、本発明に従った画像検出器４００の別の変形例を表している。画像検出器４００はセンサ４０１を含む。バンプ接点へのマルチプレクサの接続を除いて、全ての素子が、図５で表わされた画像検出器２００と同一である。接続された列導体のグループ４２５が、互いに接続された少なくとも２つの列導体Ｙｊから構成される。同様に、接続された列導体のグループ４２６が、互いに接続された少なくとも２つの列導体Ｙｊから構成される。接続された列導体Ｙｊの少なくとも２つのグループ４２５、４２６が、ピクセルＰ（ｉ、ｊ）のマトリクス１３の外側の第１の基板１２上で互いに接続される。互いに接続された列導体Ｙｊのグループ４２５および４２６は、接続段４２７を形成し、バンプ接点１４に向かって収束することができる。同様に、別の接続段４２８が定義されている。同様に、２つの接続段４２７および４２８は、互いに接続され、より高次の接続段４２９を形成することができる。最後に、全ての段が互いに接続され、マトリクス１３の一辺上の単一のバンプ接点１４０に向かって収束することが可能である。換言すると、列導体Ｙｊは互いに接続されて、異なる接続段を介して、マトリクス１３の一辺上の単一のバンプ接点１４０に向かって収束する。
【００４２】
図７に示されるように、列導体同士の間と、導体のグループ同士の間と、接続段同士の間の接続は、マルチプレクサによって形成される。より見やすくするために、マルチプレクサのコマンドラインは図７では示されていない。マルチプレクサの特性およびコマンドは、図５で示したものと同一である。同様に、図３に示すように、列導体同士の間と、導体のグループ同士の間と、接続段同士の間に単純な接続を有すると想定することが可能である。別の構成は、図４に示すように単純な接続を有する構成であり、接続がピクセルのマトリクスの一方の側上または他方の側上に交互になっている。最後に、別の構成は、単純な接続およびマルチプレクサによる接続を有することにある。複数の単純な接続を含んでいるこれらの最後の３つの構成は、実装がやはり困難である、というのも、各接続が追加のコマンドラインを必要とするからである。
【００４３】
図８は、本発明に従った画像検出器５００を表している。画像検出器５００は、センサ５０１と、２つの列導体用の接続手段とを含む。図８において、２つのマルチプレクサ５１１、５２１が示されている。明らかに、図２ａに示すように、単純な接続とすることもできる。センサ５０１は、ピクセルのマトリクス１３と、マトリクス１３とは別個の列導体Ｙｊの接続区域５３０と、列導体Ｙｊの接続区域５３０およびマトリクス１３とは別個の列導体Ｙｊの修繕専用の区域５４０と、を含む。列導体Ｙｊの修繕専用の区域５４０は、列導体Ｙｊの接続区域５３０とマトリクス１３の間に位置する。修繕区域５４０は、レーザーにより修繕を行うことを特に可能にする。ピクセルの列に欠陥がある場合、欠陥のある列を分離することが望ましいことがある。この分離は、修繕区域５４０中の欠陥のある列の列導体に送信されるレーザービームを用いて、実施することができる。列導体は、金属トラックであり得る。レーザービームの作用の下で、金属は蒸発する。次いでトラックが切断され、欠陥のある列が分離される。
【図１ａ】
2020017985.tif 000003
【図１ｂ】
2020017985.tif 000004
【図２ａ】
2020017985.tif 000005
【図２ｂ】
2020017985.tif 000006
【図３】
2020017985.tif 000007
【図４】
2020017985.tif 000008
【図５】
2020017985.tif 000009
【図６】
2020017985.tif 000010
【図７】
2020017985.tif 000011
【図８】
2020017985.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】令和1年10月17日(2019.10.17)
【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】
第１のモノリシック基板上に生成されたセンサであって、
行および列のマトリクスに配置されたピクセルの集合であって、検出器に当たる放射線に応じて信号を生成するように構成されたピクセルの集合と、
各々が同じ列のピクセルをリンクし、同じ列のピクセルによって生成される信号を伝達するように意図される、複数の列導体と、
第１の基板の周縁部で、ピクセルのマトリクスの外側に位置し、列導体にリンクされた、少なくとも１つのバンプ接点と、
少なくとも第１の行導体および第２の行導体のペアと、
第１の行アドレス指定ブロックがマトリクスの一方の側に位置し、第２の行アドレス指定ブロックがマトリクスの別の側に位置する、少なくとも第１の行アドレス指定ブロックおよび第２の行アドレス指定ブロックとを含むセンサ、
を含む画像検出器であって、
第１の行導体が、第１の行アドレス指定ブロックおよび第１の行の第１のピクセルに接続される一方で、第２の行導体が、第２の行アドレス指定ブロックおよび第１の行の第２のピクセルに接続され、
少なくとも２つの列導体が、ピクセルのマトリクスの外側の第１のモノリシック基板上で互いに接続され、互いに直接接続された少なくとも２つの列導体が少なくとも１つのバンプ接点に向かって収束し、
画像検出器が、各々が同じ行のピクセルをリンクし、同じ行のピクセルの信号を転送するために制御信号を伝達する第１および第２の行導体を含む複数の行導体をさらに含み、
第１の行および第２の行アドレス指定ブロックが、少なくとも２つの接続された列導体が互いに接続されているが、少なくとも２つの接続された列導体のピクセルの各行および各列を個別に制御するように構成されている、画像検出器。
【請求項２】
請求項１に記載の画像検出器であって、２つの列導体が、接続された導体の第１のグループに属し、２つの他の列導体が、別の接続された導体の第２のグループに属し、第１のグループと第２のグループがインターリーブされている、画像検出器。
【請求項３】
請求項１に記載の画像検出器であって、センサが幾つかのバンプ接点を含み、バンプ接点がマトリクスの第１の側および第２の側上に位置し、少なくとも２つの列導体間の接続がマトリクスの第１の側上および第２の側上に交互になされている、画像検出器。
【請求項４】
請求項１に記載の画像検出器であって、行アドレス指定ブロックが第１の基板に組み込まれている、画像検出器。
【請求項５】
請求項１に記載の画像検出器であって、マトリクスが偶数ランクのおよび奇数ランクの行を含み、偶数ランクの行の１つ以上の行導体がマトリクスの一方の側上の第１の行アドレス指定ブロックにリンクされ、奇数ランクの行の１つ以上の行導体がマトリクスの別の側上の第２の行アドレス指定ブロックにリンクされている、画像検出器。
【請求項６】
請求項１に記載の画像検出器であって、センサが、ピクセルのマトリクスと、マトリクスとは別の列導体の接続区域と、マトリクスおよび少なくとも２つの列導体の接続区域とは別の少なくとも２つの列導体の修繕専用区域とを含み、少なくとも２つの列導体の修繕専用区域がマトリクスと少なくとも２つの列導体の接続区域（５３０）との間に位置している、画像検出器。
【請求項７】
請求項１に記載の画像検出器であって、ピクセルの集合によって生成された信号を読み出すために、第１の基板とは異なる第２の基板上に生成され、少なくとも１つのバンプ接点にリンクされた、列読み出しブロックを含む、画像検出器。
【請求項８】
請求項１に記載の画像検出器であって、行導体の数が、接続された列の数に等しい、画像検出器。