(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面と底面とを有し、Ｘ線の受光時に電荷を発生するように構成されている直接変換物質（６５）と、
該直接変換物質（６５）の前記底面に結合し、２Ｄアレイとして配置され、前記直接変換物質（６５）において発生された電荷を収集するように構成されている複数の金属化アノード（６２）と、
少なくとも１個の読み出し装置（３２、４２４）と、
前記直接変換物質（６５）の前記底面に沿って配置され、前記複数の金属化アノード（６２）から前記少なくとも１個の読み出し装置（４２４）へ前記電荷を送るように構成されている複数の電気経路（１２０、１２２、１２４、１２６）を有する再分配層（４１４、４５０、４６６）と、
前記直接変換物質（６５）の前記底面に沿って配置され、前記再分配層（４１４、４５０、４６６）と前記複数の金属化アノード（６２）との間に配置されたシリコン層（４１２、４６２）と、
を備えた撮像検出器（２０）であって、
前記再分配層（４１４、４５０、４６６）は、前記シリコン層（４１２、４６２）と前記少なくとも１個の読み出し装置（３２、４２４）との間に配置されており前記電気経路を内部に有している軟質回路を備え、
前記シリコン層（４１２、４６２）は、前記複数の金属化アノード（６２）と前記少なくとも１個の読み出し装置（３２、４２４）との間の前記複数の電気経路（１２０、１２２、１２４、１２６）に結合され、少なくとも１つのバイアを備える複数のスイッチ（９０、９２、９４）を備え、
前記複数のスイッチ（９０、９２、９４）の各々が、
前記シリコン層（４１２、４６２）に埋め込まれており、
前記複数の金属化アノード（６２）の１個に電気的に結合された入力線と、
前記少なくとも１個の読み出し装置（３２、４２４）の入力チャンネル及び前記複数の金属化アノード（６２）に電気的に結合された第一の出力ノード（１０４）と、
前記複数のスイッチ（９０、９２、９４）の少なくとも１個の他のスイッチに電気的に結合された第二の出力ノード（１１０）とを含んでいる、
撮像検出器（２０）。
【請求項２】
前記少なくとも１個の他のスイッチは、前記複数の金属化アノード（６２）の隣接する金属化アノード又は少なくとも１個の読み出し装置（３２、４２４）に電気的に結合されている、請求項１に記載の検出器（２０）。
【請求項３】
前記複数のスイッチはＦＥＴである、請求項１または２に記載の検出器（２０）。
【請求項４】
前記電荷は、前記複数の金属化アノードと前記少なくとも１個の読み出し装置との間でディザされすなわちインタリーブされて異なるＤＡＳ ＩＣへ導かれる、請求項１乃至３のいずれかに記載の検出器（２０）。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の検出器（２０）と、
前記検出器（２０）に向かってＸ線のビーム（１６）を投射するＸ線源（１４）と、
を備える、ＣＴイメージング・システム（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的には、診断撮像に関し、さらに具体的には、低線束時には結合型ピクセル寸法及び共有型電荷共有境界を有し、検出器の一部が高線束を受けているときにはこの部分において非共有型ピクセルを有する検出器によるフォトン計数の方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的には、計算機式断層写真法（ＣＴ）イメージング・システムでは、Ｘ線源が患者又は手荷物のような被検体又は物体に向かってファン（扇形）形状のビームを放出する。以下では、「被検体」及び「物体」「対象」との用語は、撮像されることが可能な任意の物体を含むものとする。ビームは被検体によって減弱された後に放射線検出器のアレイに入射する。検出器アレイにおいて受光される減弱後のビーム放射の強度は典型的には、被検体によるＸ線ビームの減弱量に依存している。検出器アレイの各々の検出器素子が、各々の検出器素子によって受光された減弱後のビームを示す別個の電気信号を発生する。電気信号はデータ処理システムへ伝送されて解析され、解析から最終的に画像を形成する。
【０００３】
一般的には、Ｘ線源及び検出器アレイは、撮像平面内で被検体を中心としてガントリの周りを回転する。Ｘ線源は典型的には、焦点においてＸ線ビームを放出するＸ線管を含んでいる。Ｘ線検出器は典型的には、検出器において受光されるＸ線ビームをコリメートするコリメータと、コリメータに隣接して設けられておりＸ線を光エネルギへ変換するシンチレータと、隣接するシンチレータから光エネルギを受け取ってここから電気信号を発生するフォトダイオードとを含んでいる。
【０００４】
典型的には、シンチレータ・アレイの各々のシンチレータがＸ線を光エネルギに変換する。各々のシンチレータは隣接するフォトダイオードへ光エネルギを放出する。各々のフォトダイオードが光エネルギを検出して対応する電気信号を発生する。次いで、フォトダイオードの出力はデータ処理システムへ伝送されて画像再構成を施される。
【０００５】
ＣＴ撮像は、従来のシンチレータ方式のＣＴ検出器設計によって達成された進歩があって初めて実現可能な診断撮像の手段となったことは広く認められているが、これらの検出器の欠点は、エネルギ識別データを提供し得ず、又は他の場合には所与の検出器素子若しくはピクセルによって実際に受光されたフォトン数を数え得ず及び／若しくはフォトンのエネルギを測定し得ないことである。すなわち、シンチレータによって放出される光は、入射したＸ線の数の関数であり、またＸ線のエネルギ・レベルの関数でもある。Ｘ線がピクセルに入射してここで発生される電荷が時間にわたって積分される電荷積分動作モードでは、フォトダイオードはシンチレーションからエネルギ・レベルとフォトン数との間を区別することができない。例えば、２個のシンチレータが等価な強度で発光し、このようなものとしてそれぞれのフォトダイオードに等価な光出力を与える場合があるが、各々のシンチレータによって受光されたＸ線の数は異なっている場合があり、またＸ線の各々の強度も異なっている場合がある。
【０００６】
近年の検出器開発は、フォトン計数及び／又はエネルギ識別のフィードバックを高い空間分解能で提供し得るエネルギ識別直接変換検出器の設計を含んでいる。この観点で、各々のＸ線事象についてＸ線計数モード、エネルギ測定モード又はこれら両方のモードで検出器を動作させることができる。これらのエネルギ識別直接変換検出器は、Ｘ線計数ばかりでなく、検出された各々のＸ線のエネルギ・レベルの測定値を与えることが可能である。直接変換エネルギ識別検出器の構築には多数の物質を用いることができるが、半導体が一つの好ましい物質であることが判明している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、直接変換型半導体検出器の欠点は、これらの形式の検出器は、従来のＣＴシステムで典型的に見受けられるＸ線フォトン線束例えば約１０６個毎秒毎平方ミリメートル又はこれを超える線束では計数し得ないことである。検出器と放射線撮像エネルギ源又はＸ線管との間に小さい被検体厚みが介在するような検出器位置では飽和が起こり得る。これらの飽和領域は、検出器の扇形の弧に投影される被検体の全幅の近傍又は外部の被検体厚みの小さい経路に対応する。多くの場合に、被検体は、Ｘ線束の減弱及び続いて生ずる検出器への入射強度に対する影響において略円形又は楕円形である。この例では、飽和領域は、扇形の弧の両端の分離した二つの領域に相当する。典型的ではないが稀でもない他の例としては、飽和は他の位置において検出器の分離した２よりも多い領域において生ずる。楕円形被検体の場合には、扇形の弧の両エッジでの飽和は、被検体とＸ線源との間にボウタイ・フィルタを載置することにより低減される。典型的には、フィルタは、扇形の弧にわたって全減弱すなわちフィルタ及び被検体の合計減弱を等化するような態様で被検体の形状と一致するように構築される。すると、検出器への線束入射は、扇形の弧にわたって相対的に一様となり飽和を生じなくなる。
【０００８】
しかしながら、問題となり得るのは、被検体人口分布が一様とは言えず、また形状が正確には楕円形でないとすると、ボウタイ・フィルタは最適でない場合があることである。これらのような場合には、分離した１若しくは複数の飽和領域が生じたり、又は反対に、Ｘ線束を過度に濾波して線束の極めて低い領域を生成したりする可能性がある。投影のＸ線束が低いと、最終的には被検体の再構成画像の雑音に寄与する。
【０００９】
ＣＴ検出器において見受けられる極めて高いＸ線フォトン線束すなわち約１０６個毎秒毎平方ミリメートルの閾値を超える線束は、パイルアップ（pile-up）及び分極を引き起こして最終的に検出器飽和を招く。すなわち、これらの検出器は典型的には、比較的低いＸ線束レベルの閾値において飽和する。この閾値を超えると、検出器応答が予測不能となるか、又は線量利用率が低下する。検出器飽和は撮像情報の損失を招き、Ｘ線投影及びＣＴ画像にアーティファクトを生ずる。加えて、ヒステリシス及び他の非線形効果が、検出器飽和を超える線束レベルのみならず検出器飽和に近い線束レベルでも発生する。
【００１０】
「パイルアップ」とは、検出器での線源線束が非常に大きいため、２個以上のＸ線フォトンが、単一ピクセルにおいて各フォトンの信号が互いに干渉し合うほど時間的に十分に近接して電荷パケットを堆積させる無視し得ない可能性が存在するときに起こる現象である。パイルアップ現象は一般的には、幾分異なる効果を齎す二つの一般形式に分類することができる。第一の形式では、２以上の事象が別個の事象として認識されるのに十分な時間によって分離されるが、後から到達したＸ線（１又は複数）のエネルギの測定精度が低下するように信号が重畳する。この形式のパイルアップは、システムのエネルギ分解能の劣化を引き起こす。パイルアップの第二の形式では、２以上の事象が、別個の事象としてシステムが分解し得ないように時間的に十分に近接して到達する。かかる場合には、これらの事象はそれぞれのエネルギの合計を有する単一の事象として認識され、これらの事象はスペクトルの高エネルギ側に移行する。加えて、パイルアップは高Ｘ線束では程度の差はあれ顕著な計数の低下を招き、検出器量子効率（ＤＱＥ）の損失を齎す。
【００１１】
直接変換検出器はまた、「分極」と呼ばれる現象を受け易く、この現象では、物質内部の電荷捕獲が内部電場を変化させ、検出器計数及びエネルギ応答を予測不可能な方法で変化させてヒステリシスを招き、応答が以前の照射履歴によって変化する。
【００１２】
Ｘ線スペクトロスコピィに用いられる二つの可能な直接変換物質であるテルル化カドミウム亜鉛（ＣＺＴ）又はテルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）については、約１．０ｍｍのピクセル寸法及び約３．０ｍｍ〜５．０ｍｍの厚みについて１０７個毎秒毎平方ミリメートルのＸ線束飽和限度が一般的に見出されている。この限度はＣＺＴの電荷収集時間に直接関係する。用いるピクセルが小さいほど高い線束が可能となる。各々のピクセルは、電荷収集時間によって設定される寸法独立の計数率限度を有している。これにより、飽和線束は計数率限度をピクセルの面積で除算したものによって設定される。従って、ピクセル寸法が小さくなると飽和線束が増大する。また、ピクセルが小さくなるほど高い空間分解能の情報が入手可能となり、高分解能の画像を生じ得るので望ましい。しかしながら、小さいピクセル寸法は経費の上昇を招き、読み出し電子回路に接続する必要のある単位面積当たりのチャネル数が増える。
【００１３】
加えて、ピクセル又は検出器素子が小さくなるほど外周対面積比が大きくなり、クロストークの増大を招く。外周は、電荷が２以上のピクセルの間で共有されるような領域であり、従ってクロストークを生ずる。読み出し電子回路は典型的には、隣り合ったピクセルでの同時の信号を結合するように構成されている訳ではないので、この電荷の共有は不完全なエネルギ情報及び／又はＸ線フォトンの誤計数を生ずる。隣り合ったチャネルでのフォトン到達事象の同時発生を感知して、かかる場合には１個のみを記録するようにシステムを構成することができるが、かかるシステムは、隣り合ったピクセルに生ずる２以上の実際の個数の偶然の一致の影響を蒙り、高計数率でのＤＱＥの損失を招く。
【００１４】
検出器飽和は、画像を再構成するのに用いられるフォトンの数を制限して画像アーティファクトを招くことにより画質に影響を及ぼし得る。画像を活用するためには、最低限の画質（従って最小限の線束）が必要とされる。この観点で、検出器の一つの区域において十分な線束が受光されるようにシステムの構成を設定すると、検出器の他の区域は相対的に高い線束を受光し、可能性としてはこの区域において検出器を飽和させるほど十分に高い線束を受光する。これら他の区域での相対的に高い線束は画質に必ずしも必要でなく、検出器飽和によるデータの損失に対しては、画像アーティファクトを低減するために補正アルゴリズムを介して対策を講じる必要があり得る。ＣＴ撮像では、再構成は欠落データ又は破損データに対して許容性がない。例えば、画質を目的として検出器の中心が最小限の線束で照射され、且つ照射対象がコンパクトである場合には、対象の影の周縁部及び周縁部を超えた箇所の検出器セルが、これら投影方向の対象厚みが薄いため飽和し得る。これらの無補正の飽和値を有するデータ集合の再構成は、重大なアーティファクトを引き起こす。
【００１５】
検出器の任意の部分の飽和に対処するために多くの撮像手法が開発されている。これらの手法としては、例えば低管電流、又はビュー毎に変調された電流を用いることによる検出器アレイの全幅にわたる低Ｘ線束の保持等がある。しかしながら、この解決策は走査時間の増大を招く。すなわち、画像の取得時間が、画質要件を満たす数のＸ線を取得するのに必要とされる公称線束に比例して長引くという不利がある。
【００１６】
さらに、フォトン計数システムの線束能力を、ピクセル素子の面積を小さくすることにより高めることができる。しかしながら、ピクセルの線束能力をＣＴ撮像時に必要とされるレベルまで高めるためには、ピクセル面積を一定の寸法まで縮小しなければならず、このような寸法では、ピクセルの全個数、延いては相互接続及びＤＡＳチャネルの数が極端に大きくなり、解決策として非実際的となる。
【００１７】
従って、低線束時にはＣＴ検出器において大きいピクセル寸法及び減少した数の電荷共有境界を有し、ＣＴ検出器の一部が高線束を受けているときにはこの部分において小さい非飽和ピクセル寸法を有するように方法及び装置を設計することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、以上に述べた欠点を克服する方法及び装置に関する。検出器が、低線束時にはＣＴ検出器において大きいピクセル寸及び減少した数の電荷共有境界を有し、ＣＴ検出器の一部が高線束を受けているときにはこの部分において小さい非飽和ピクセル寸法を有するように構成される。
【００１９】
従って、本発明の一観点によれば、ＣＴ検出器が、Ｘ線の受光時に電荷を発生するように構成されている直接変換物質と、直接変換物質において発生された電荷を収集するように構成されている複数の金属化アノードと、少なくとも１個の読み出し装置と、複数の金属化アノードから少なくとも１個の読み出し装置へ電荷を送るように構成されている複数の電気経路を有する再分配層とを含んでいる。複数のスイッチが、複数の金属化アノードと少なくとも１個の読み出し装置との間の複数の電気経路に結合されており、複数のスイッチの各々が、複数の金属化アノードの１個に電気的に結合された入力線と、少なくとも１個の読み出し装置に電気的に結合された第一の出力ノードと、複数のスイッチの少なくとも１個の他のスイッチに電気的に結合された第二の出力ノードとを含んでいる。
【００２０】
本発明のもう一つの観点によれば、ＣＴ検出器を製造する方法が、直接変換物質を提供するステップと、直接変換物質に複数の金属化アノードを付着させるステップと、第一のスイッチの入力を複数の金属化アノードの第一のアノードに電気的に結合するステップと、第一のスイッチの第一の出力を複数の金属化アノードの第二のアノード及び読み出し装置の第一の読み出しチャネルに電気的に結合するステップとを含んでいる。
【００２１】
本発明のさらにもう一つの観点は、走査対象を収容する開口を有する回転ガントリを有するＣＴシステムを含んでいる。ＣＴシステムは、高周波電磁エネルギ・ビームを対象に向かって投射するように構成されている高周波電磁エネルギ投射源と、対象を透過するＸ線を受け取るように配置されている検出器とを含んでいる。検出器は、間に間隙を有する１対の電荷収集器と、これら１対の電荷収集器に電気的に結合されている直接変換物質と、スイッチに結合された第一の入力チャネルを有する読み出し装置とを含んでおり、スイッチの第一の出力は、読み出し装置の一つの入力チャネルを１対の電荷収集器に電気的に接続するように構成されている。
【００２２】
本発明の他の様々な特徴及び利点は、以下の詳細な説明及び図面から明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図面は、本発明を実施するために現状で思量される好ましい一実施形態を示す。
【００２４】
６４スライス型計算機式断層写真法（ＣＴ）システムに関連して本発明の動作環境を説明する。但し、当業者は、本発明が他のマルチスライス型構成での利用にも同等に適用可能であることを認められよう。さらに、本発明をＸ線の検出及び変換に関して説明する。但し、当業者は、本発明が他の高周波電磁エネルギの検出及び変換にも同等に適用可能であることをさらに認められよう。本発明を「第三世代」ＣＴスキャナに関して説明するが、本発明は他のＣＴシステムでも同等に適用可能である。
【００２５】
図１を参照すると、計算機式断層写真法（ＣＴ）イメージング・システム１０が、「第三世代」ＣＴスキャナに典型的なガントリ１２を含むものとして示されている。ガントリ１２はＸ線源１４を有しており、Ｘ線源１４は、ガントリ１２の反対側に設けられている検出器アセンブリ又はコリメータ１８に向かってＸ線のビーム１６を投射する。図２を参照すると、検出器アセンブリ１８が、複数の検出器２０及びデータ取得システム（ＤＡＳ）３２によって形成されている。複数の検出器２０は、患者２２を透過する投射Ｘ線を感知し、ＤＡＳ３２は後続の処理のためにデータをディジタル信号に変換する。各々の検出器２０は、入射Ｘ線ビームの強度を表わし従って患者２２を透過する際に減弱したビームを表わすアナログ電気信号を発生する。Ｘ線投影データを取得するための１回の走査の間に、ガントリ１２及びガントリ１２に装着されている構成部品は回転中心２４の周りを回転する。
【００２６】
ガントリ１２の回転及びＸ線源１４の動作は、ＣＴシステム１０の制御機構２６によって制御される。制御機構２６は、Ｘ線制御器２８とガントリ・モータ制御器３０とを含んでおり、Ｘ線制御器２８はＸ線源１４に電力信号及びタイミング信号を供給し、ガントリ・モータ制御器３０はガントリ１２の回転速度及び位置を制御する。画像再構成器３４が、サンプリングされてディジタル化されたＸ線データをＤＡＳ３２から受け取って高速再構成を実行する。再構成された画像はコンピュータ３６への入力として印加され、コンピュータ３６は大容量記憶装置３８に画像を記憶させる。
【００２７】
コンピュータ３６はまた、キーボード、マウス、音声作動式コントローラ、又は他の任意の適当な入力装置のような何らかの形態の操作者インタフェイスを有するコンソール４０を介して操作者から指令及び走査用パラメータを受け取る。付設されている表示器４２によって、操作者は、再構成された画像及びコンピュータ３６からのその他のデータを観測することができる。操作者が供給した指令及びパラメータはコンピュータ３６によって用いられて、ＤＡＳ３２、Ｘ線制御器２８及びガントリ・モータ制御器３０に制御信号及び情報を供給する。加えて、コンピュータ３６は、電動テーブル４６を制御するテーブル・モータ制御器４４を動作させて、患者２２及びガントリ１２を配置する。具体的には、テーブル４６は、図１のガントリ開口４８を通して患者２２を全体的に又は部分的に移動させる。
【００２８】
図３に示すように、検出器アセンブリ１８は、コリメート用ブレード又はプレート１９を間に配置して有するレール１７を含んでいる。プレート１９は、Ｘ線ビームが例えば検出器アセンブリ１８に配置された図４の検出器２０に入射する前にＸ線１６をコリメートするように配置されている。一実施形態では、検出器アセンブリ１８は５７個の検出器２０を含んでおり、各々の検出器２０が６４×１６個のピクセル素子５０のアレイ寸法を有している。結果として、検出器アセンブリ１８は６４列の横列及び９１２列の縦列（１６ｘ５７個の検出器）を有し、ガントリ１２の各回の回転で６４枚の同時スライスのデータを収集することを可能にしている。
【００２９】
図４を参照すると、検出器２０はＤＡＳ３２を含んでおり、各々の検出器２０は、パック５１として構成されている多数の検出器素子５０を含んでいる。検出器２０は、パック５１の内部で検出器素子５０に対して配置されたピン５２を含んでいる。パック５１は、複数のダイオード５９を有する背面照射型ダイオード・アレイ５３の上に配置されている。次に、背面照射型ダイオード・アレイ５３は多層基材５４の上に配置されている。スペーサ５５が多層基材５４の上に配置されている。検出器素子５０は背面照射型ダイオード・アレイ５３に光学的に結合され、次に背面照射型ダイオード・アレイ５３は多層基材５４に電気的に結合されている。軟質（フレックス）回路５６が、多層基材５４の面５７及びＤＡＳ３２に取り付けられている。検出器２０は、ピン５２の利用によって検出器アセンブリ１８の内部に配置される。
【００３０】
一実施形態の動作時には、検出器素子５０の内部に入射するＸ線がフォトンを発生し、フォトンはパック５１を横断して、これによりアナログ信号を発生し、この信号が背面照射型ダイオード・アレイ５３の内部のダイオードにおいて検出される。発生されるアナログ信号は、多層基材５４を通り、軟質回路５６を通ってＤＡＳ３２まで運ばれ、ここでアナログ信号がディジタル信号に変換される。
【００３１】
前述のように、各々の検出器２０は、放射線撮像エネルギをエネルギ識別データ又はフォトン計数データを含む電気信号へ直接変換するように設計されることができる。各々の検出器２０は、ＣＺＴ、ＣｄＴｅ又は他の直接変換物質から製造される半導体層を含んでいる。各々の検出器２０はまた、半導体層に取り付けられた複数の金属化アノードを含んでいる。
【００３２】
検出器２０は、複数の画素型アノードを取り付けた半導体層を含み得る。この検出器は、Ｘ線フォトン計数ばかりでなくエネルギ測定又はエネルギ標識をサポートする。結果として、本発明は、解剖学的詳細及び組織特徴評価情報の両方の取得をサポートする。この観点で、エネルギ識別情報又はデータを用いてビーム・ハードニング等の影響を低減することができる。さらに、これらの検出器は組織識別データの取得をサポートし、従って疾病又は他の病理を示す診断情報を提供する。また、この検出器を用いて、最適エネルギ加重の利用によって造影剤及び他の特殊物質のような被検体の体内に注入され得る物質を検出し、測定して特徴評価し、ヨード及びカルシウム（並びに他の高原子番号物質）のコントラストを高めることができる。造影剤は、例えばさらに十分な視覚化のために血流に注入されるヨードを含み得る。
【００３３】
エネルギ識別検出器のピクセル化された領域を結合してピクセルのパターンを形成し、これらのパターンを、検出器アレイでの飽和閾値及びクロストークの両方に影響を与えるように選択することができる。明確に述べると、低線束を受けている時間及び検出器アレイの区画については、スイッチング素子を用いることによりピクセルを結合して大きな実効面積にするようにスイッチを選択的に動作させることができる。同様に、検出器アレイの各部分の内部で結合されるピクセルの数を減少させ、検出器アレイの各部分の内部のかかるピクセルの高線束動作を可能とすることができる。さらに、検出器アレイ内のピクセルを、大きなピクセル・アレイの内部に又は隣接して配置される単一のピクセルを含むように構成し、高線束能力のアレイの部分と電荷共有量の小さいアレイの部分とを有する結合動作を可能とすることができる。このように、アレイ全体を読み出すのに必要とされるＤＡＳチャネルの総数をさらに最適化して最小限に留めつつ飽和閾値とクロストークとの兼ね合いを図ることにより検出器動作を最適化するために、検出器のピクセル構成を選択することができる。
【００３４】
図５には、本発明の一実施形態によるＣＺＴ又は直接変換検出器２０の一部の断面図が示されている。検出器２０は、多数の検出器素子、アノード又は接点６２を画定する多数の電子的にピクセル化された構造又はピクセルを有する半導体層６０によって画定される。この電子的なピクセル化は、電気的接点６２の２Ｄアレイ６４を直接変換物質６５の層６０に付着させることにより達成される。
【００３５】
検出器２０は、直接変換物質６５に付着した隣接した高電圧電極６６を含んでいる。高電圧電極６６は電源（図示されていない）に接続され、Ｘ線検出過程の間に半導体層６０に電力を供給するように設計されている。当業者は、Ｘ線吸収特性を低減するように高電圧層６６を比較的薄くすべきであり、一好適実施形態では、厚みが数百オングストロームであることを認められよう。一好適実施形態では、高電圧電極６６を、金属化工程によって直接変換物質６５に付着させることができる。直接変換物質６５に入射したＸ線フォトンが物質の内部に電荷を発生し、この電荷を電気的接点６２の１又は複数において収集して、図２のＤＡＳ３２に読み出すことができる。収集された電荷の振幅は、電荷を生成したフォトン（１又は複数）のエネルギを示す。
【００３６】
ピクセルを結合して、読み出し線の適当な切り替えによって、結合されたピクセルの面積と間の空間の面積との和に等しい総面積を有する大面積の検出器を得ることができる。代替的には、読み出し線の適当な切り替えによって、各々のピクセルを個別に読み出すこともできる。本発明の一実施形態では、ピクセル又はピクセル群の任意の組み合わせを任意の個別のピクセル読み出しと共に思量している。図６及び図７を参照すると、ピクセルｐ１〜ｐ４が、図５の電気的接点６２のような電気的接点のパターン７８を表わしている。図示のように、各々のピクセルｐ１〜ｐ４にはそれぞれの読み出し線８０、８２、８４、８６が取り付けられている。読み出し線８２、８４及び８６は、それぞれのスイッチ９０、９２及び９４と電気的に接触している。スイッチ９０〜９４は各々、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）及び双極型接合トランジスタ（ＢＪＴ）等のような１又は複数の半導体スイッチング素子を含み得るものと思量される。
【００３７】
図示のように、スイッチ９０は第一のノード１００又は第二のノード１０６のいずれかに配置され、スイッチ９２は第一のノード１０２又は第二のノード１０８のいずれかに配置され、スイッチ９４は第一のノード１０４又は第二のノード１１０のいずれかに配置され得る。さらに、ノード１０４は読み出し線１２０と電気的に接触し、ノード１０２は読み出し線１２４と電気的に接触し、ノード１００は読み出し線１２２と電気的に接触し、ノード１０６及び１０８は読み出し線１２６と電気的に接触している。
【００３８】
図６は、ピクセルｐ１〜ｐ４のパターン７８において発生された電荷が各々、単一電荷又は個別電荷としてＤＡＳ３２に読み出される本発明の一実施形態を示している。従って、スイッチ９０、９２及び９４は、ピクセルｐ１〜ｐ４において発生された電荷が個別の読み出し線１２０、１２２、１２４及び１２６へ導かれるように配置されている。明確に述べると、スイッチ９０はノード１００に配置され、スイッチ９２はノード１０２に配置され、スイッチ９４はノード１０４に配置されている。このようなものとして、電荷がピクセルｐ１の内部で発生されると、発生された電荷は読み出し線８０及び読み出し線１２６へ導かれて、電荷Ｃ１としてＤＡＳ３２へ出力される。電荷がピクセルｐ２の内部で発生されると、発生された電荷は読み出し線８２へ導かれ、スイッチ９０を通ってノード１００及び読み出し線１２２へ導かれて、電荷Ｃ２としてＤＡＳ３２へ出力される。同様に、電荷がピクセルｐ３の内部で発生されると、発生された電荷は読み出し線８４へ導かれ、スイッチ９２を通ってノード１０２及び読み出し線１２４へ導かれて、電荷Ｃ３としてＤＡＳ３２へ出力される。さらに、電荷がピクセルｐ４の内部で発生されると、発生された電荷は読み出し線８６へ導かれ、スイッチ９４を通ってノード１０４及び読み出し線１２６へ導かれて、電荷Ｃ４としてＤＡＳ３２へ出力される。
【００３９】
図７は、ピクセルｐ１〜ｐ４において発生された電荷が結合されて、ピクセルｐ１〜ｐ４において収集された単一の電荷として図２のＤＡＳ３２に読み出され、これによりピクセルｐ１〜ｐ４の全面積を含みピクセルの間に電荷共有領域を有しない単一の大きなピクセル面積を形成した本発明の一実施形態を示す。この実施形態では、スイッチ９０、９２及び９４は、ピクセルｐ１〜ｐ４において発生された電荷が単一の電荷に結合されて電線１２０を通して読み出されるように配置されている。明確に述べると、スイッチ９０はノード１０６に配置され、スイッチ９２はノード１０８に配置され、スイッチ９４はノード１１０に配置される。このようなものとして、電荷がピクセルｐ１の内部で発生されると、発生された電荷は読み出し線８０及び読み出し線１２０へ導かれて、ＤＡＳ３２へ出力される。電荷がピクセルｐ２の内部で発生されると、発生された電荷は読み出し線８２へ導かれ、スイッチ９０を通ってノード１０６及び読み出し線１２０へ導かれる。同様に、電荷がピクセルｐ３の内部で発生されると、発生された電荷は読み出し線８４へ導かれ、スイッチ９２を通ってノード１０８及び読み出し線１２０へ導かれる。さらに、電荷がピクセルｐ４の内部で発生されると、発生された電荷は読み出し線８６へ導かれ、スイッチ９４を通ってノード１１０及び読み出し線８４へ導かれ、スイッチ９２を通ってノード１０８及び読み出し線１２０へ導かれる。このようなものとして、ピクセルｐ１〜ｐ４において発生された電荷は加算されて単一収集電荷Ｃ１を形成し、この電荷が電線１２０を通してＤＡＳ３２へ出力される。
【００４０】
このように、ピクセルは電荷収集時間によって設定される寸法独立の計数率限度を有するため、これにより飽和線束は計数率限度をピクセルの面積で除算したものによって設定される。従って、飽和線束は、図６に示すようなスイッチの構成においては増大する。しかしながら、図６の小さいピクセルは図７の構成よりも高い分解能を有するが、図６のピクセルは図７の構成よりも大きい外周対面積比を示し、多くのクロストークを生じ得る。従って、スイッチ９０〜９４を適当に選択して、分解能、飽和線束及びクロストークを最適化することができる。
【００４１】
従って、図６及び図７は、第一の飽和閾値が図６に示すようなパターン７８のピクセルｐ１〜ｐ４において示され、第一の飽和閾値よりも低い第二の飽和閾値が図７に示すようなパターン７８のピクセルｐ１〜ｐ４において示されている本発明の実施形態を示す。このようなものとして、図６に示すようなピクセルｐ１〜ｐ４の読み出しパターンは各々、図７に示すような読み出しパターン及び実効的には相対的に大きい単一ピクセルよりも各々のピクセルの全体面積が少ないため、高められた飽和能力を有する。
【００４２】
図６及び図７に示すスイッチ９０〜９４の位置は、クロストークの異なる影響も生ずる。再び図６を参照すると、電荷共有領域１３０、１３２、１３４及び１３６が、隣り合ったピクセルｐ１〜ｐ４の間に生じている。さらに明確に述べると、電荷共有領域１３０がピクセルｐ１とピクセルｐ４との間に生じ、電荷共有領域１３２がピクセルｐ２とピクセルｐ３との間に生じ、電荷共有領域１３４がピクセルｐ１とピクセルｐ２との間に生じ、電荷共有領域１３６がピクセルｐ３とピクセルｐ４との間に生じている。このようなものとして、電荷がピクセル・パターン７８の内部で電荷共有領域１３０〜１３６の一つの内部又は近傍に発生されると、電荷共有領域１３０〜１３６において発生された電荷に隣接する隣り合ったピクセルの対（それぞれｐ１及びｐ４、ｐ２及びｐ３、ｐ１及びｐ２、並びにｐ３及びｐ４）は各々、発生された電荷の一部を部分的に収集し得る。
【００４３】
対照的に、図７に示す実施形態ではピクセルｐ１〜ｐ４の出力が結合されるため、図６の電荷共有領域１３０〜１３６においてピクセルｐ１〜ｐ４の間で共有される電荷は画質にさらに大きい影響を及ぼす。ピクセルｐ１〜ｐ４のピクセル間クロストークは、ピクセルｐ１〜ｐ４が実効的には単一のピクセルに結合されているため、単一の電荷として読み出される。このように、いずれのピクセル・アノードｐ１〜ｐ４が電荷を収集したかに関わらず、図６の電荷共有領域１３０〜１３６において発生された電荷は単一の電荷として収集され読み出される。
【００４４】
当業者は、ピクセルの数が必ずしも図６及び図７に示すような２×２構成でなくてもよく、本発明の実施形態はまた、より大きい又はより小さいピクセルのアレイにも適用されることを認められよう。当業者はまた、ピクセル・アレイが上で議論したもの以外の他の異なるピクセル面積又はピクセル群を形成するように構成され得ることを認められよう。
【００４５】
図８には、本発明の一実施形態による３×３のピクセルのアレイ２００が示されている。アレイ２００は、アレイ２００の角２０１の近くに配置された第一のピクセル２０２を含んでいる。アレイ２００の残りの位置に配置された複数のピクセル２０４は結合されて大きい単一ピクセル２０８を形成している。ピクセルのアレイ２００は、図１及び図２の検出器アレイ１８のような検出器アレイの内部に配置されていてよく、また図６及び図７に示す実施形態に従って切り替えられ得る。
【００４６】
図６及び図７に示すような方式でピクセルのアレイ２００を適当に切り替えることにより、ピクセル２０２及びピクセル２０８を別個に読み出し、これにより各ピクセル２０４からピクセル２０２を電気的に分離することができる。ピクセル２０２の内部で発生された電荷は電線２１０を通してＤＡＳ３２へ伝送される。同様に、ピクセル２０８において発生された電荷は電線２１２を通して別個にＤＡＳ３２へ伝送される。このようなものとして、ピクセル２０２は、大きい単一ピクセル２０８の飽和線束閾値よりも高い飽和線束閾値を有する。しかしながら、各ピクセル２０４は大きい単一ピクセル２０８として結合されているため、結合された大きいピクセル２０８はピクセル２０２のような単一のピクセルよりも小さい外周対面積比を有する。従って、ピクセル２０２は、ピクセル２０８よりも多量のクロストークを有し得る。
【００４７】
図９には、本発明の一実施形態による３×３のピクセルのアレイ２２０が示されている。アレイ２２０は、ピクセルのアレイ２２０の中央に配置された第一のピクセル２２２と、アレイ２２０の残りの位置に配置され、結合されて大きい単一ピクセル２２８を形成している複数のピクセル２２４とを含んでいる。ピクセルのアレイ２２０は、図１及び図２の検出器アレイ１８のような検出器アレイの内部に配置され得る。
【００４８】
図６及び図７に示すような方式でピクセルのアレイ２２０を適当に切り替えることにより、ピクセル２２２の内部で発生された電荷は電線２３０を通してＤＡＳ３２へ別個に伝送され得る。同様に、ピクセル２２８において発生された電荷は電線２３０を通してＤＡＳ３２へ別個に伝送され得る。このようなものとして、第一のピクセル２２２は、大きい単一ピクセル２２８の飽和線束閾値よりも高い飽和線束閾値を有し得る。しかしながら、各ピクセル２２４は大きい単一ピクセル２２８として結合されているため、結合されたピクセル２２４は第一のピクセル２２２よりも小さい外周対面積比を有する。従って、第一のピクセル２２２は、ピクセル２２８よりも多量のクロストークを有し得る。
【００４９】
当業者は、結合されるピクセル及び結合可能なピクセルの数は図８及び図９に示すようなピクセルの構成に限定されないことを認められよう。寧ろ、当業者は、一定数のピクセルを結合して、少なくとも検出器素子の飽和量とクロストーク量との間の兼ね合いを最適化し得ることを認められよう。従って、図１及び図２の検出器１８のような検出器のピクセルのアレイを、データが高線束条件及び低線束条件の両極端及びこれら両極端の間においてアレイ全体にわたって取得され得るように構成することができる。
【００５０】
さらに、ピクセルの構成の組み合わせは、検査プロトコル及び患者の寸法等に応じて飽和及びクロストークを特定の条件について最適化し、このようにしてシステムの全体的な線束能力を高めるように動的であってよい。低線束量では、ピクセル素子を結合して大きい単一ピクセルを実効的に形成し、単一のＤＡＳチャネルにまとめる（ビニングする：binning）ことができる。線束が次第に高くなるほど、チャネル出力に寄与する結合された素子の数を減少させる。最も高い線束設定では、１個のピクセル素子を各々のＤＡＳチャネルに接続する。このように、まとめるレベルは検出器の全体的な最適化ＤＱＥに基づく。さらに、線束率は動作中に変化するので、空間的過多サンプリングを行なって取得されたビューの間での検出器の空間分解能を高めるために、ピクセルのまとめ構成を動的に交番させる又は調節することが可能である。
【００５１】
加えて、当業者は、ピクセルの各群をディザ（dither）するすなわちインタリーブして、異なるＤＡＳ  ＩＣに導き得ることを認められよう。このようなものとして、図８に示す例として、線２１０及び２１２を異なるＤＡＳ  ＩＣ（第二のＤＡＳ  ＩＣ２１１を破線で示す）へ導き、欠損ＩＣの場合のデータの隣接ブロックの損失を最小限に留めることができる。ピクセルの別個のグループが必ずしも同じＤＡＳの内部の入力チャネルへ導かれなくてもよい。この方式で、ＩＣが製品寿命の間に故障した場合にも、読み出しチャネルがインタリーブされれば大きなブロックのデータの損失を最小限に留めるようにパターンを選択することができる。換言すると、図８に示すように、第一のＤＡＳ２０９にチャネル２１０を読み込ませ、第二のＤＡＳ２１１にチャネル２１２を読み込ませると、ＤＡＳ２０９及び２１１の一方が故障した場合にも他方が検出器の所与の領域からデータを収集するのに依然利用可能となり得る。幾分かのデータは失われ得るが、全体の損失は、この所与の領域において幾分かのデータを少なくとも得ることにより、分解能の損失が生じたとしても緩和され得る。当業者は、ＩＣが、データの大きなブロックの損失を最小限に留め、このようにして装置の１又は複数のＩＣが故障した場合にもデータの読み出しを可能にして最適化するようなパターンとしてディザされたチャネルを有し得ることを認められよう。
【００５２】
図１０には、ＦＥＴスイッチ３００が、本発明の一実施形態による図６及び図７のスイッチ９０〜９４のようなスイッチに組み込まれ得る半導体結晶製の内挿基板（インターポーザー：interposer）として示されている。図示のように、ＦＥＴスイッチは内挿基板構造に組み込まれており、内挿基板の材料自体の上面、底面又は内部に配置され得る。半導体結晶は、シリコン及びＧａＡｓ等のような半導体物質から形成され得る。シリコンから形成された半導体結晶は、精密リソグラフィを用いる能力及び内部に集積ＦＥＴスイッチを形成する能力を含んでいる。
【００５３】
さらに図１０を参照すると、ＦＥＴスイッチ３００は、シリコンの表面３０４に配置された堆積絶縁層３０２を含んでいる。ゲート制御３０６が絶縁層３０２の内部に配置され、接点材料３０８を介してＦＥＴスイッチ３００に接続される。第一の伝導性物質３１０がシリコン３０４の上に配置され、伝導性経路すなわちバイア３１２が第一の伝導性物質３１０をシリコン３０４を通して第二の伝導性物質３１４に電気的に接続している。第二の伝導性物質３１４もまたシリコン３０４の上に、第一の伝導性物質３１０が配置されている表面と反対側の表面に配置されている。パッドすなわち接点３１６が、第二の伝導性物質３１４の上に電気的に接触して配置されている。このようなものとして、パッド３１６は、例えば図５に示すアノード６２のようなアノードに対する接点となる。従って、ＦＥＴ３００は、当該ＦＥＴ３００が開又は閉となるようにゲート制御３１０の利用を介して動作させられ、このようにしてＦＥＴ３００を本発明の実施形態によるスイッチとして動作させることができる。
【００５４】
図１１〜図１３は、図４の検出器モジュール２０のような検出器モジュール４００の代替的な実施形態の端面図を示す。検出器モジュール４００は、多数の電子的にピクセル化された構造又はアノード４０４を有する直接変換層４０２を含んでおり、これらの構造又はアノード４０４は、多数の検出器素子、アノード又は接点を画定するように２Ｄアレイ４０８として構成されている。図１１〜図１３に示す実施形態は、アノード４０４の層とＤＡＳ３２のＡＳＩＣとの間に配置される少なくとも１層の内挿基板又は再分配層を含んでいる。また、図示の実施形態は、前述のように一定数のピクセルを相対的に大きい実効ピクセル面積に結合するためのスイッチを含んでいる。
【００５５】
図１１は、本発明の一実施形態による検出器モジュール４００の一部の端面図を示す。この実施形態では、直接変換物質４０２に高電圧電極４０６が装着されている。直接変換物質４０２にはまた、隆起接着（bump bond）４１０を介して内挿基板４１２に電気的に接続されているアノード４０４の２Ｄアレイ４０８が装着されており、内挿基板には、アノード４０４の一致パターン４０８として構成されているパッドのパターン４１４が配置されている。隆起接着４１０の付着工程は、限定しないが低温はんだ、伝導性エポキシ樹脂、異方伝導性フレックス及び他の手段を含み得る。内挿基板４１２は、Ｓｉ又はＧａＡｓのような半導体結晶から構築されてもよいし、ＦＥＴのような能動素子を別個に装着させた成層型複合構造として構築されてもよい。図１１の実施形態に示すように、内挿基板４１２は上で図１０に述べた態様に従って構築され、電気信号を軟質回路４１５に渡す図６及び図７に示すスイッチ９０〜９４のようなスイッチング素子を内部に形成して有している。
【００５６】
内挿基板４１２は、接着パッド４１８のアレイ４１６を有し、パッド４１８の一致アレイ４１６を有する軟質回路４１５に電気的に接続されている。一実施形態では、内挿基板４１２の接着パッド４１８は、限定しないが低温はんだ、伝導性エポキシ樹脂、異方伝導性フレックス及び他の手段を含み得る隆起接着４２０を介して軟質回路４１５に接続される。軟質回路４１５は、限定しないがアルミナ、窒化アルミニウム及び酸化ベリリウムを含み得る基材４２２に装着されている。アルミニウム炭化ケイ素（ＡｌＳｉＣ）及び金属母材複合材料のような他の非セラミック物質を用いてもよい。軟質回路４１５にはＤＡＳ読み出し装置すなわち集積回路４２４が装着されており、この実施形態では、軟質回路４１５が、信号を内挿基板４１２から集積回路４２４へ分配する再分配層となっている。
【００５７】
図１２は、本発明のもう一つの実施形態による検出器４４４の一部の端面図を示す。この実施形態では、直接変換物質４０２に高電圧電極４０６が装着されている。直接変換物質４０２にはまた、隆起接着４１０を介して内挿基板４５０に電気的に接続されているアノード４０４の２Ｄアレイ４０８が装着されており、内挿基板４５０には、アノード４０４の一致パターン４０８として構成されているパッドのパターン４０８が配置されている。内挿基板４５０は、Ｓｉ又はＧａＡｓのような半導体結晶から構築されてもよいし、能動素子を有する成層型複合構造として構築されてもよい。図１２の実施形態に示すように、図６及び図７に示すスイッチ９０〜９４のようなスイッチを含むスイッチング素子４５２が内挿基板４５０に装着されている。参照番号４５２に示すスイッチング素子は、内挿基板４５０の内部の任意の位置の小さい面積において内挿基板４５０の上に位置し得る。隆起接着４１０の付着工程は、限定しないが低温はんだ、伝導性エポキシ樹脂、異方伝導性フレックス及び他の手段を含み得る。内挿基板４５０にはＤＡＳ集積回路４２４が装着されており、この実施形態では、内挿基板４５０が、信号を当該内挿基板４５０からＤＡＳ集積回路４２４へ分配する再分配層となっている。
【００５８】
一実施形態では、スイッチング素子４５２が直接変換物質４０２の内部に配置されて、ここにＤＡＳ集積回路４２４が取り付けられる。この実施形態では電気信号は直接変換物質４０２の内部でＤＡＳ集積回路４２４へ送られ、再分配層及びスイッチは直接変換物質のアノード側の表面に形成されて、このようにして内挿基板４５０を直接変換物質４０２と一体化して単一のモノリシックな全体構造を形成する。
【００５９】
図１３は、本発明のもう一つの実施形態による検出器４６０の一部の端面図を示す。この実施形態では、直接変換物質４０２に高電圧電極４０６が装着されている。直接変換物質４０２にはまた、隆起接着４１０を介して内挿基板４６２に電気的に接続されているアノード４０４の２Ｄアレイ４０８が装着されており、内挿基板には、アノード４０４の一致パターン４０８として構成されているパッドのパターン４０８が配置されている。内挿基板４６２は、Ｓｉ又はＧａＡｓのような半導体結晶から構築されてもよいし、能動素子を有する成層型複合構造として構築されてもよい。隆起接着４１０の付着工程は、限定しないが低温はんだ、伝導性エポキシ樹脂、異方伝導性フレックス及び他の手段を含み得る。
【００６０】
内挿基板４６２はまた、接着パッド４６４のアレイを有し、パッドの一致アレイ４６８を有する軟質回路４６６に電気的に接続されている。一実施形態では、内挿基板４６２の接着パッド４６４は、限定しないが低温はんだ、伝導性エポキシ樹脂、異方伝導性フレックス及び他の手段を含み得る隆起接着４７０を介して軟質回路４６６のパッドのアレイ４６８に接続される。軟質回路４６６は、限定しないがアルミナ、窒化アルミニウム及び酸化ベリリウムのようなセラミックを含んでいてもよいしＡｌＳｉＣ及び金属母材複合材料のような他の非セラミック物質であってもよい基材４７２に装着されている。軟質回路４６６は、電気信号を内挿基板４６２からＤＡＳ集積回路４２４へ渡す図６及び図７に示すスイッチ９０〜９４のようなスイッチを含むスイッチング素子４７４を装着されて構築されることができ、信号を内挿基板４６２からＤＡＳ集積回路４２４へ分配する再分配層となっている。スイッチング素子４７４を内挿基板４６２の上や内部にではなく軟質回路４６６の上に配置することにより、内挿基板４６２がＦＲ４又はプリント配線基板のような受動型多層セラミック材料又は有機材料として製造され得ることは当業界で広く理解されている通りである。
【００６１】
図１４には、小荷物／手荷物検査システム５１０が、内部に開口５１４を有する回転ガントリ５１２を含んでおり、この開口５１４を通して小荷物又は手荷物を渡すことができる。回転ガントリ５１２は、高周波電磁エネルギ源５１６と、図４又は図５に示すものと同様のセルで構成された検出器アレイを有する検出器アセンブリ５１８とを収容している。また、コンベヤ・システム５２０が設けられており、コンベヤ・システム５２０は、構造５２４によって支持されており走査のために小荷物又は手荷物５２６を自動的に且つ連続的に開口５１４に通すコンベヤ・ベルト５２２を含んでいる。対象５２６をコンベヤ・ベルト５２２によって開口５１４に送り込み、次いで撮像データを取得し、コンベヤ・ベルト５２２によって開口５１４から小荷物５２６を除去することを、制御された連続的な態様で行なう。結果として、郵便物検査官、手荷物積み降ろし員及び他の保安人員が、爆発物、刃物、銃及び密輸品等について小荷物５２６の内容を非侵襲的に検査することができる。
【００６２】
従って、本発明の一実施形態によれば、ＣＴ検出器が、Ｘ線の受光時に電荷を発生するように構成されている直接変換物質と、直接変換物質において発生された電荷を収集するように構成されている複数の金属化アノードと、少なくとも１個の読み出し装置と、複数の金属化アノードから少なくとも１個の読み出し装置へ電荷を送るように構成されている複数の電気経路を有する再分配層とを含んでいる。複数のスイッチが、複数の金属化アノードと少なくとも１個の読み出し装置との間の複数の電気経路に結合されており、複数のスイッチの各々が、複数の金属化アノードの１個に電気的に結合された入力線と、少なくとも１個の読み出し装置に電気的に結合された第一の出力ノードと、複数のスイッチの少なくとも１個の他のスイッチに電気的に結合された第二の出力ノードとを含んでいる。
【００６３】
本発明のもう一つの実施形態によれば、ＣＴ検出器を製造する方法が、直接変換物質を提供するステップと、直接変換物質に複数の金属化アノードを付着させるステップと、第一のスイッチの入力を複数の金属化アノードの第一のアノードに電気的に結合するステップと、第一のスイッチの第一の出力を複数の金属化アノードの第二のアノード及び読み出し装置の第一の読み出しチャネルに電気的に結合するステップとを含んでいる。
【００６４】
本発明のさらにもう一つの実施形態は、走査対象を収容する開口を有する回転ガントリを有するＣＴシステムを含んでいる。ＣＴシステムは、高周波電磁エネルギ・ビームを対象に向かって投射するように構成されている高周波電磁エネルギ投射源と、対象を透過するＸ線を受光するように配置されている検出器とを含んでいる。検出器は、間に間隙を有する１対の電荷収集器と、これら１対の電荷収集器に電気的に結合されている直接変換物質と、スイッチに結合された第一の入力チャネルを有する読み出し装置とを含んでおり、スイッチの第一の出力は、読み出し装置の一つの入力チャネルを１対の電荷収集器に電気的に接続するように構成されている。
【００６５】
本発明は好適実施形態について説明されており、明示的に述べたもの以外の均等構成、代替構成及び改変が可能であり特許請求の範囲に属することを認められよう。また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本願発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、本願の特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】ＣＴイメージング・システムの見取り図である。
【図２】図１に示すシステムのブロック模式図である。
【図３】ＣＴシステム検出器アレイの一実施形態の遠近図である。
【図４】検出器の一実施形態の遠近図である。
【図５】直接変換検出器の一部の断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に従ってピクセル毎に別個の電荷を出力するように切り替えられた４個のサブピクセルを示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に従って単一の電荷を出力するように切り替えられた４個のサブピクセルを示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に従って一つの読み出し領域として結合された数個のサブピクセル及び第二の読み出し領域の別個のサブピクセルを示す図である。
【図９】本発明の一実施形態に従って一つの読み出し領域として結合された数個のサブピクセル及び第二の読み出し領域の別個のサブピクセルを示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態によるシリコン内挿基板のＦＥＴスイッチを示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態による検出器モジュールの端面図である。
【図１２】本発明の一実施形態による検出器モジュールの端面図である。
【図１３】本発明の一実施形態による検出器モジュールの端面図である。
【図１４】非侵襲的小荷物検査システムと共に用いられるＣＴシステムの見取り図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０  計算機式断層写真法（ＣＴ）イメージング・システム
１２  ガントリ
１４  Ｘ線源
１６  Ｘ線のビーム
１７  レール
１８  検出器アセンブリ又はコリメータ
１９  コリメート用ブレード又はプレート
２０  複数の検出器
２２  患者
２４  回転中心
２６  制御機構
２８  Ｘ線制御器
３０  ガントリ・モータ制御器
３２  取得システム（ＤＡＳ）
３４  画像再構成器
３６  コンピュータ
３８  大容量記憶装置
４０  コンソールを介した操作者
４２  付設されている表示器
４４  テーブル・モータ制御器
４６  電動テーブル
４８  ガントリ開口
５０  ピクセル素子
５１  パック
５２  ピン
５３  背面照射型ダイオード・アレイ
５４  多層基材
５５  スペーサ
５６  軟質回路
５７  面
５９  複数のダイオード
６０  半導体層
６２  アノード又は接点
６４  ２Ｄアレイ
６５  直接変換物質
６６  隣接した高電圧電極
７８  パターン
８０、８２、８４、８６  読み出し線
９０、９２、９４  スイッチ
１００、１０２、１０４  第一のノード
１０６、１０８、１１０  第二のノード
１２０、１２２、１２４、１２６  読み出し線
１３０、１３２、１３４、１３６  電荷共有領域
２００  ピクセルのアレイ
２０１  角
２０２  第一のピクセル
２０４  複数のピクセル
２０８  大きい単一ピクセル
２０９  第一のＤＡＳ
２１０、２１２  電線
２１１  ＤＡＳ  ＩＣ
２２０  ピクセル
２２２  第一のピクセル
２２４  複数のピクセル
２２８  大きい単一ピクセル
２３０、２３２  電線
３００  ＦＥＴスイッチ
３０２  絶縁層
３０４  シリコンの表面
３０６  ゲート制御
３０８  接点材料
３１０  第一の伝導性物質
３１２  伝導性経路又はバイア
３１４  第二の伝導性物質
３１６  パッド又は接点
４００  検出器モジュール
４０２  直接変換層
４０４  電子的にピクセル化された構造又はアノード
４０６  高電圧電極
４０８  ２Ｄアレイ
４１０、４２０  隆起接着
４１２  内挿基板
４１４  パターン
４１５  軟質回路
４１６  アレイ
４１８  接着パッド
４２２  基材
４２４  ＤＡＳ読み出し装置又は集積回路
４４４  検出器の一部
４５０  内挿基板
４５２  スイッチング素子
４６０  検出器
４６２  内挿基板
４６４  接着パッドのアレイ
４６６  軟質回路
４６８  一致アレイ
４７０  隆起接着
４７２  基材
４７４  スイッチング素子
５１０  小荷物／手荷物検査システム
５１２  回転ガントリ
５１４  開口
５１６  高周波電磁エネルギ源
５１８  検出器アセンブリ
５２０  コンベヤ・システム
５２２  コンベヤ・ベルト
５２４  構造
５２６  小荷物又は手荷物
【図１】
0005690044.tif 000002
【図２】
0005690044.tif 000003
【図３】
0005690044.tif 000004
【図４】
0005690044.tif 000005
【図５】
0005690044.tif 000006
【図６】
0005690044.tif 000007
【図７】
0005690044.tif 000008
【図８】
0005690044.tif 000009
【図９】
0005690044.tif 000010
【図１０】
0005690044.tif 000011
【図１１】
0005690044.tif 000012
【図１２】
0005690044.tif 000013
【図１３】
0005690044.tif 000014
【図１４】
0005690044.tif 000015