(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のピクセル（３３、３４、３５、３６）を含む放射線検出器アレイ（２１）と、
複数の接点を有する少なくとも２つの読み出しコネクタ（１１、１２）であって、前記読み出しコネクタのそれぞれが読み出しモジュールを受けるように構成されている少なくとも２つの読み出しコネクタ（１１、１２）と、
前記複数のピクセル（３３、３４）のそれぞれからの電気信号を、前記読み出しコネクタ（１１、１２）の対応する接点にルーティングするために構成された導体を有するルーティング回路（１０）と
を有する放射線センサ（１）であって、
前記複数のピクセルは、２つ又はそれ以上の複数のピクセルのグループ（３３、３４）にグループ分けされており、第１の複数のピクセルのグループ（３３）の少なくとも２つのピクセルは、前記放射線検出器アレイ（２１）における他の複数のピクセルのグループ（３４）から少なくともひとつのピクセルにより分離されており、前記ルーティング回路は、前記第１の複数のピクセルのグループ（３３）のピクセルからの信号を第１の読み出しコネクタ（１１）に導き、前記他の複数のピクセルのグループ（３４）のピクセルからの信号を第２の読み出しコネクタ（１２）に導くように構成されている
ことを特徴とする放射線センサ。
【請求項２】
請求項１記載の放射線センサにおいて、
前記２つの複数のピクセルのグループ（３３、３４）は、前記放射線検出器アレイ（２１）において、均一に分布され混合されている
ことを特徴とする放射線センサ。
【請求項３】
請求項１又は２記載の放射線センサにおいて、
少なくとも２つの前記読み出しモジュール（３１、３２）を更に有する
ことを特徴とする放射線センサ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放射線センサにおいて、
前記少なくとも２つの複数のピクセルのグループの少なくとも２つの異なるグループのピクセルは空間的に混合されている
ことを特徴とする放射線センサ。
【請求項５】
請求項４記載の放射線センサにおいて、
前記少なくとも２つの複数のピクセルのグループの少なくとも２つの異なるグループのピクセルは少なくとも第１の方向と第２に方向において空間的に混合されている
ことを特徴とする放射線センサ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の放射線センサにおいて、
前記放射線検出器アレイ（２１）は、ピクセルのトラックであって、前記少なくとも２つのグループのうちの２つの異なるグループのピクセルを前記トラックに沿って交互に配置することより空間的に混合されたピクセルのトラックを有し、前記トラックはラインに沿って隣接するピクセルの数として定義されている
ことを特徴とする放射線センサ。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の放射線センサにおいて、
前記少なくとも２つの複数のピクセルのグループは、前記放射線検出器アレイにわたって分布された第１の複数のピクセルのグループ（３３）を有し、前記放射線検出器アレイ（２１）にわたって前記第１の複数のピクセルのグループ（３３）のピクセルが実質的に均一に分布している
ことを特徴とする放射線センサ。
【請求項８】
請求項７記載の放射線センサにおいて、
前記少なくとも２つの複数のピクセルのグループは、前記放射線検出器アレイにわたって分布された第２の複数のピクセルのグループ（３４）を有し、前記放射線検出器アレイ（２１）にわたって前記第２の複数のピクセルのグループ（３４）のピクセルが実質的に均一に分布している
ことを特徴とする放射線センサ。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の放射線センサにおいて、
前記少なくとも２つの複数のピクセルのグループは、更なる複数のピクセルのグループ（３５）を有し、前記更なる複数のピクセルのグループ（３５）が前記放射線検出器アレイ（２１）にわたる１つ又はそれ以上の領域に分布され、前記１つ又はそれ以上の領域において前記更なる複数のピクセルのグループ（３５）のピクセルが実質的に均一に分布している
ことを特徴とする放射線センサ。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の放射線センサにおいて、
前記ルーティング回路（１０）はプリント回路基板を含む
ことを特徴とする放射線センサ。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の放射線センサにおいて、
前記少なくとも２つの読み出しコネクタ（１１、１２）の各読み出しコネクタは、その除去及び／又は置き換えを可能とするように、対応する読み出しモジュール（３１、３２）の機械的な切断を可能にするように適合されている
ことを特徴とする放射線センサ。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の放射線センサにおいて、
前記少なくとも２つの読み出しコネクタ（１１、１２）の各読み出しコネクタは、読み出しモジュールを受けるための少なくとも１つのソケットを有する
ことを特徴とする放射線センサ。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の放射線センサにおいて、
前記放射線検出器アレイ（２１）は、ピクセルの線形アレイ、ピクセルの２次元アレイ又はピクセルの３次元アレイである
ことを特徴とする放射線センサ。
【請求項１４】
放射線イメージセンサを構成する方法（１００）であって、
複数のピクセル（３３、３４）を有する放射線検出器アレイ（２１）を提供するステップと、
複数の接点を有する少なくとも２つの読み出しコネクタ（１１、１２）であって、それぞれが読み出しモジュールを受けるように構成されている少なくとも２つの読み出しコネクタ（１１、１２）を提供するステップと、
前記複数のピクセル（３３、３４）のそれぞれからの電気信号を、前記読み出しコネクタ（１１、１２）の対応する接点にルーティングするために構成された導体を有するルーティング回路（１０）を提供するステップと、
前記複数のピクセルを、２つ又はそれ以上の複数のピクセルのグループ（３３、３４）にグループ分けするステップであって、第１の複数のピクセルのグループの少なくとも２つのピクセルは、前記放射線検出器アレイにおける他の複数のピクセルのグループから少なくともひとつのピクセルにより分離されているステップと、
前記ルーティング回路を、前記第１の複数のピクセルのグループのピクセルを第１の読み出しコネクタ（１１）に導き、前記他の複数のピクセルのグループのピクセルを第２の読み出しコネクタ（１２）に導くように構成するステップと
を有することを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の方法（１００）において、
前記グループ分けするステップは、
前記２つの複数のピクセルのグループ（３３、３４）が前記放射線検出器アレイ（２１）において均一に分布され混合されている
ことを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１４又は１５記載の方法（１００）において、
前記放射線検出器アレイ（２１）を提供するステップは、前記２つの複数のピクセルのグループの少なくとも２つの相違するグループのピクセルが空間的に混合されているような前記放射線検出器アレイ（２１）を提供するステップを有する
ことを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１４乃至１６のいずれか１項に記載の方法（１００）において、
前記放射線検出器アレイ（２１）を提供するステップは、前記少なくとも２つの複数のピクセルのグループが、前記放射線検出器アレイにわたって分布する第１の複数のピクセルのグループ（３３）であって、前記放射線検出器アレイ（２１）にわたって前記第１の複数のピクセルのグループ（３３）のピクセルが実質的に均一な分布するような第１の複数のピクセルのグループ（３３）を有するような、前記放射線検出器アレイ（２１）を提供するステップを有する
ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線センサの分野に関する。より詳細には、本発明は、放射線検出器アレイからの電気信号を複数の電子読み出し回路に送るための電気回路を有する放射線センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
検出器ピクセルの一次元又は二次元アレイを含む検出器は、一般に、例えば、核医学、放射線、放射線療法又はプロトン治療などの医療用途において、放射線撮像のために使用される。放射線検出器アレイにおいて、各ピクセル（pixel：画素）は、そのピクセルに入射する放射線に関連する線量又は放射量を示す、電流、電荷又は電位のような信号を生成するように適合されている。例えば、シリコンダイオードと電離箱（ionization chamber）が、放射線検出用途のためのピクセル素子において一般に使用される。
【０００３】
ピクセル信号は、複数のマルチチャネル集積回路を含むフロントエンド電子サブシステムを使用して並行して読み出される。例えば、この技術分野で知られているイメージングアレイにおいて、ＩＢＡＭａｔｒｉＸＸアレイ、１０２４個の電離箱からの電流は、それぞれ６４個の入力チャネルを有する、１６個の専用チップによって並列に一体化されている。したがって、このような撮像システムは、また、フロントエンド電子サブシステムの読み出しチャネルのピクセルからの信号のルーティングとスイッチングのための効率的な手段を必要とする。この信号のルーティングは、装置によって生成される画像のダイナミックレンジ及び画像品質に影響を及ぼし、更に、ルーティングのための利用可能な領域の限界に起因して達成可能な検出器領域及びピクセルピッチにさらに影響を及ぼす可能性がある。
【０００４】
少なくとも１つのインターポーザプリント回路基板（ＰＣＢ）は、読み出しチップにセンサピクセルを接続する。例えば、全ての信号線は、検出器アレイの一体部分を形成するＰＣＢ上に設けられ、読み出しチップは、例えば、容易に交換及び／又は維持を可能にするコネクタ機構を使用して、これらの信号線に接続される。例えば、各読み出しチップは、コネクタを使用してインターポーザＰＣＢに差し込むことができる小型のキャリアＰＣＢ上にはんだ付けすることができる。
【０００５】
米国公開公報第２００５／２８６６８２号は、放射線撮像システムで使用するための検出器を開示している。この検出器モジュールは、Ｘ線信号を電気信号に変換するためのセンサアレイと、電気信号を対応するデジタル信号に変換する少なくとも１つの電子デバイスと、センサアレイからの電気信号を電子デバイスに送るスイッチ回路とを有している。
【０００６】
イメージングアプリケーションのためのＸ線検出器は、例えば、米国公開公報第２００４／０１３６４９３号及び米国公開公報第２００５／０１７３６４２号により知られている。これらの検出器は、２次元アレイのピクセルを有する。これらのピクセルは、ｎ行Ｘｍ列に編成され、各ピクセルにおいて、ＦＥＴのような切換え素子を必要とする。ここのピクセルは、ｎ個の走査線を順次アドレス指定し、ｍ本のデータ線を介して各線のｍ個のピクセルからピクセル値を取得することによりアクセスされる。このような設計は、ｍ個のチャネルの読み出し回路のみが必要であるという利点を有する。スイッチング素子は、特に、弱い信号値が予想される場合に許容できない測定誤差を招く。さらに、検出器が、放射線治療機械ＱＡや、オンライン又はオフライン治療計画検証のような高線量用途で使用される場合、スイッチング素子は高い線量に耐性でなくてもよい。
【０００７】
ピクセル化された光子計数モード検出器は、米国公開公報第２００５／１３９７５７号から知られている。この検出器では、ＡＳＩＣチップに実装された読み出し回路は、第１の側に形成された複数のはんだボールと、第２の側に形成された複数の電気接点とを有するボールグリッドアレイパッケージを介して検出器アレイに接続されている。読み出し回路は各ピクセルの幾何学的領域内にある。読み出し回路は、対応する検出器のすぐ近くに配置され、同じ放射線フィールドに差し出される。
【０００８】
フロントエンドエレクトロニクスへのピクセル信号のルーティングは複雑な作業である。アレイピクセルと読み出しチップの入力チャネルとの間のルーティングは、配線レイアウトを簡素化する、及び／又は、良好な性能を得るために、最適化される。例えば、このような設計の最適化によって調整され得るパラメータは、信号線の長さ、信号線インピーダンス、ビア接続の数、チャネル間のクロストーク、電磁妨害に対する感度及び電磁妨害の放射である。
【０００９】
しかし、読み出し電子回路の全体的なコストは、例えば、特に多くのピクセルを持つ検出器に対して、全体的な検出器の価格の大部分を表す。最先端の読み出しチップは非常に高価であり、同様に高度なプリント基板に搭載することが必要とされる。例えば、多数のシリコンダイオードピクセル、例えば約２０００ピクセル以上を含む、定位ボディ放射線治療（ＳＢＲＴ）イメージングアレイでは、読み出し電子回路のコストは、生産コストの約４０%に達する可能性がある。
【００１０】
高い空間分解能と、検出器アレイ内の小さなピクセルピッチとを達成することが特に有利である。例えば、小さなピクセルピッチを有する２次元検出器は、例えば、定位放射線療法の応用に対する、高線量勾配によって特徴つけられた、正確な定位放射線治療用途のために使用される。しかし、所定の領域をカバーする２次元検出器アレイに対しては、ピクセル数は、（１／ピッチ）２に比例する。したがって、コストと設計の複雑さは、（１／ピッチ）２に比例して増加する。これは、例えば、コスト対ユーザの利益によって決定されるように、最適なトレードオフは、空間分解能とデバイスの複雑さとの間で求められることを意味している。
【００１１】
一実施例として、１２ｘ１２ｃｍ２のアクティブ領域が３ｍｍのピクセルピッチで覆われている場合、１６００個のチャネルが必要とされる。ピッチは２.５ｍｍに僅かに縮小されると、必要とされるチャネルは２３０４個に上昇する。ピクセルアレイのコストは、ＰＣＢ又はモノリシックシリコン上に実装された電離箱のような技術に対して、主に領域に依存する一方で、対応する読み出し電子回路のコストはピクセル数と共に上昇する。
【発明の概要】
【００１２】
本発明の実施形態の目的は、信号を検出器アレイから複数の読み出し装置に送るための良好で効率的な手段及び方法を提供することである。
【００１３】
簡単かつ安価な手段及び方法が、例えば、少なすぎるチャネルが提供されるような性能不足のリスクを招くことなく、又は、例えば、多すぎるチャネルが提供されるような不均衡なコストがかかることなく、特定の応用の要件にピクセル化検出器の空間分解能を調整するために提供されることが、本発明の実施形態の利点である。
【００１４】
上記目的は、本発明による方法および装置によって達成される。
【００１５】
第１の態様では、本発明は、複数のピクセルを含む放射線検出器アレイと；複数の接点を有する少なくとも２つの読み出しコネクタであって、前記読み出しコネクタの各々が読み出しモジュールを受けるように構成された少なくとも２つの読み出しコネクタと；前記複数のピクセルの各々からの電気信号を、前記読み出しコネクタの１つの対応するコンタクトにルーティングするように構成された導電体を有するルーティング回路を有する放射線センサとであって、前記複数のピクセルは２つ以上のピクセルグループにグループ分けされ、第１のピクセルグループの少なくとも２つのピクセルは前記放射線検出器アレイ内の他のピクセルグループから少なくとも１つのピクセルによって分離され、前記ルーティング回路は、前記第１のピクセルグループのピクセルからの信号を第１の読み出しコネクタに導く、前記他のピクセルグループのピクセルからの信号を第２の読み出しコネクタに導くように構成されている放射線センサに関する。
【００１６】
好ましくは、前記２つのグループのピクセルは、前記放射線検出器アレイ内に均一に分布され混合されている。
【００１７】
本発明は、また、放射線検出器アレイを含む放射線イメージセンサに関する。放射線検出器アレイは、少なくとも２つのピクセルグループ、例えば少なくとも２つの分離されたピクセルセットを含む。放射線イメージセンサは、更に、この少なくとも２つのピクセルグループに対応する少なくとも２つの読み出しコネクタを有し、例えば、放射線イメージセンサは、各ピクセルグループに対して単一の別個の読み出しコネクタを有してもよい。放射線イメージセンサは、また、少なくとも２つの読み出しコネクタの対応する読み出しコネクタに少なくとも２つのピクセルグループの各々からの電気信号をルーティングするように構成された電気ルーティング回路を有する。少なくとも２つの読み出しコネクタの各々は、読み出しモジュールを受けるように構成され、その結果、少なくとも２つのピクセルグループのサブセットグループのそれぞれが、少なくとも１つの読み出しモジュールを前記少なくとも２つの読み出しコネクタの対応する少なくとも１つの読み出しコネクタに接続することにより選択可能となる。
【００１８】
好ましくは、読み出しモジュールは、少なくとも２つの読み出しコネクタの１つに差し込むことができるプラグ可能な読み出しモジュールである。この目的のために、少なくとも２つの読み出しコネクタの各読み出しコネクタは、対応する読み出しモジュールの取り外し及び／又は交換を可能にするように、対応する読み出しモジュールの機械的切断を可能にするように適合されている。
【００１９】
本発明のいくつかの実施形態による放射線イメージセンサは、少なくとも１つの読み出しモジュール、例えば１つの読み出しモジュールを更に有している。本発明のいくつかの実施形態による放射線イメージセンサでは、少なくとも２つのピクセルグループのうちの少なくともいくつかの異なるピクセルグループのピクセルが空間的に混合されている。
【００２０】
所与の線に沿ってグループＡのピクセル間にグループＢの１つ又はそれ以上のピクセルが存在する場合又はその逆の場合に、２つの異なるグループＡとグループＢのピクセルは空間的に混合される。線は、例えば、２次元配列の行又は列（又は行の一部又は列の一部）である、又は検出器上の対角線又は他の任意の線である。
【００２１】
例えば、２つのグループＡとグループＢを有する一次元アレイに対して、グループＡとグループＢの空間的に混合されたピクセルのいくつかの例は、次の通り、ＡＢＡＢＡＢＡＢＡＢＡＢ、ＢＡＢＡＢＡＢＡＢＡＢＡ、ＡＡＢＢＡＡＢＢＡＡＢＢ、ＡＡＡＢＢＢＡＡＡＢＢＢ、．．．．である。
【００２２】
他の実施例では、３つのピクセルグループＡ、Ｂ、Ｃがある場合、３つのグループアレイ構成において、グループＡとグループＢの空間的に混合されたピクセルには複数の可能性がある。そのような３つのグループを有するアレイのグループＡとグループＢの混合されたピクセルの実施例は、次の通り、ＡＢＣＡＢＣＡＢＣ..、ＣＣＣＡＢＡＢＡＢＣＣＣＡＢＡＢＡＢＣＣＣ、ＡＢＢＣＣＡＡＢＢＣＣ、...．である。
【００２３】
３つのピクセルグループＡ、Ｂ、Ｃが存在する２次元アレイの他の実施例では、グループＡ、Ｂのピクセルは、例えば、行及び／又は列で空間的に混合されてもよく、例えば、追加の対角線又はグループＣのピクセルのみを含む検出器上の他の線上にあってもよい。
【００２４】
少なくとも２つの異なるグループＡ、Ｂのピクセルを空間的に混合する利点は、グループＡのための１つの読み出しモジュールを差し込むことによって、検出器は第１の解像度を有し、グループＢのための追加の読み出しモジュールを差し込むことによって、検出器は第２の改善された解像度を有することである。
【００２５】
本発明のいくつかの実施形態による放射線イメージセンサでは、少なくとも２つのピクセルのグループのうちの少なくともいくつかの異なるグループのピクセルは、少なくとも第１の方向と第２の方向に、例えば、少なくとも第１の方向と第１の方向に直交する第２の方向に空間的に混合されてもよい。
【００２６】
２次元アレイの例では、少なくとも第１の方向と第２の方向にグループＡとグループＢのピクセルを空間的に混ぜることは、行と列に沿って空間的に混合することに対応する。例えば、次の数１に示す通りである。
【００２７】
【数１】
0006559250.tif 000002
本発明のいくつかの実施形態による放射線イメージセンサにおいては、放射線検出器アレイは空間的に混合されたピクセルのトラックを有し、それは、前記少なくとも２つのグループの２つの異なるグループの前記トラックピクセルに沿って交互に空間的に混合される。トラックは、線に沿った多数の隣接したピクセルとして定義される。
【００２８】
好ましい実施形態による検出器アレイでは、トラックは、２つの異なるグループのトラックピクセルに沿ってピクセルが交互に空間的に混合される場所で識別される。
【００２９】
２次元アレイでは、トラックは、例えば、行又は列又は対角（行又は列又は対角の一部）とすることができる。トラックに沿って交互にすることは、第１のグループＡの各ピクセルが第２のグループＢのピクセルに先行している、及び／又は、後にあると解釈されなければならない。
【００３０】
他の実施形態では、放射線検出器アレイは、２つの異なるグループの少なくとも２つのトラックピクセルの各々に沿って交互に空間的に混合された少なくとも２つのトラックピクセルを含む。
【００３１】
例えば、２次元アレイでは、１つのトラックを行にして、別のトラックを列にすることができる。
【００３２】
以下の実施例では、次の数２に示す通り、グループＡのピクセルとグループＢのピクセルが、グループＡのピクセルとグループＢのピクセルとを２つのトラックに沿って交互に混合される２つのトラック（行と列）が存在する。
【００３３】
【数２】
0006559250.tif 000003
本発明のいくつかの実施形態による放射線イメージセンサにおいて、少なくとも２つのピクセルグループは、放射線検出器アレイ上に分布された第１のピクセルグループを含んでもよく、放射線検出器アレイ上の第１のグループのピクセルが実質的に均一に分布する。本発明の実施形態による放射線イメージセンサにおいて、少なくとも２つのピクセルグループは、第２のピクセルグループを有してもよく、この第２のピクセルグループは、放射線検出器アレイ上に分布して、放射線検出器アレイ上に第２のピクセルグループが実質的に均一に分布する。
【００３４】
本発明のいくつかの実施形態による放射線イメージセンサにおいて、少なくとも２つのピクセルグループは更なるピクセルグループを含むことができ、更なるピクセルグループは、放射線検出器アレイ上に分布して、放射線検出器アレイ上に更なるピクセルグループが集中的に分布する。
【００３５】
本発明のいくつかの実施形態による放射線イメージセンサにおいて、ルーティング回路はプリント回路基板を含むことができる。
【００３６】
本発明のいくつかの実施形態による放射線イメージセンサにおいて、少なくとも２つの読み出しコネクタの各読み出しコネクタは、対応する接続可能な読み出しモジュールの機械的切断を可能にし、その取り外し及び／又は交換を可能にするように適合されてもよい。
【００３７】
本発明のいくつかの実施形態による放射線イメージセンサにおいて、少なくとも２つの読み出しコネクタの各読み出しコネクタは、接続可能な読み出しモジュールを受けるための少なくとも１つのソケットを有してもよい。
【００３８】
本発明のいくつかの実施形態による放射線イメージセンサにおいて、放射線検出器アレイは、ピクセルの線形アレイ、例えば、線形１次元アレイ、２次元ピクセルアレイ、３次元ピクセルアレイでもよい。
【００３９】
第２の態様では、本発明は、放射線イメージセンサを構成する方法に関し、この方法は、複数のピクセルを含む放射線検出器アレイを提供するステップと、読み出しモジュールを受けるように構成された複数の接点を有する少なくとも２つの読み出しコネクタを設けるステップと、前記複数のピクセルの各々からの電気信号を前記読み出しコネクタの１つの対応する接点にルーティングするように構成された導体を有するルーティング回路を提供するステップと、放射線検出器アレイ内の他のピクセルグループから少なくとも１つのピクセルによって分離された第１のピクセルグループの少なくとも２つのピクセルを２以上のピクセルグループにグループ分けするステップと、前記ルーティング回路を、前記第１のピクセルグループのピクセルを第１の読み出しコネクタに、前記他のピクセルグループから第２の読み出しコネクタにピクセルを構成するように構成するステップとを含む。
【００４０】
好ましくは、前記グループ分けは、前記２つのグループのピクセルが前記放射線検出器アレイ内に均一に分布されて混合されるようにすることである。
【００４１】
本発明は、また、放射線イメージセンサ、例えば、本発明の第１の態様の実施形態による放射線イメージセンサを構成するための方法に関する。この方法は、ピクセルの少なくとも２つのグループと、ピクセルの少なくとも２つのグループに対応する少なくとも２つの読み出しコネクタとを有する放射線検出器アレイを提供するステップを含む。この方法は、更に、少なくとも２つの読み出しコネクタの対応する読み出し用コネクタに、ピクセルの少なくとも２つのグループの各々からの電気信号をルーティングするステップを含む。この方法は、また、少なくとも２つの読み出しコネクタに接続された対応する少なくとも１つの読み出しコネクタに少なくとも１つのプラグ可能読み出しモジュールを接続して、少なくとも２つのピクセルグループのグループのグループ又はサブセットが選択されるようにするステップを含む。
【００４２】
本発明の特定の好ましい態様は、添付の独立請求項及び従属請求項に記載される。従属請求項の特徴は、独立請求項の特徴及び他の従属請求項の特徴と適宜組み合わせることができ、請求項に明示的に記載されているだけではない。
【００４３】
本発明のこれら及び他の態様は、以下に記載される実施形態を参照して明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図１は、本発明の実施形態による電気回路基板を示す。
【図２】図２は、本発明の実施形態による例示的な電気回路基板を示す。
【図３】図３は、本発明の実施形態による電気回路基板の第１の例示的なルーティング構成を示す。
【図４】図４は、本発明の実施形態による電気回路基板の第２の例示的なルーティング構成を示す。
【図５】図５は、本発明の実施形態による例示的な方法を示す。
【図６】図６は、本発明の実施形態による電気回路基板の第３の例示的なルーティング構成を示す。
【００４５】
図面は概略のみであり非限定的である。図面では、いくつかのエレメントの大きさは、説明のために誇張されており、縮尺通りに描かれていない場合がある。
【００４６】
特許請求の範囲における参照符号は、その範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【００４７】
異なる図面において、同じ参照符号は、同じ又は類似のエレメントを指し示す。
【発明の詳細な説明】
【００４８】
本発明は特定の実施形態に関して一定の図面を参照しながら説明するが、本発明はこれのみ特許請求の範囲によって限定されるものではない。記載された図面は概略のみであり非限定的である。図面において、いくつかのエレメントの大きさは誇張され、説明のため縮尺通りに描かれていない。寸法及び相対的な寸法は、本発明の実施の実際の低減に対応していない。
【００４９】
更に、本明細書及び特許請求の範囲における、第１の、第２の、などの用語は、ランキングや他の方法における、時間的、空間的のいずれかの順序を説明するため、類似の要素間を区別するために使用されるが必ずしも必要でない。そのように使用される用語は、適切な状況下で交換可能であり、本明細書に記載された本発明の実施形態は、本明細書に記載又は図示されている以外の順序で動作可能であることを理解されたい。
【００５０】
また、本明細書及び特許請求の範囲における、上の、下の、などの用語は、相対的な位置を説明するための図式を説明するために使用されるが必ずしも必要でない。そのように使用される用語は、適切な状況下で交換可能であり、本明細書に記載された本発明の実施形態は、本明細書に記載又は図示されている以外の方向で動作可能であることを理解されたい。
【００５１】
特許請求の範囲で使用される用語「comprising（含む、有する）」は、その後列挙される手段に限定されるものとして解釈されるべきではなく、他の要素又はステップを排除するものではないことに留意されたい。したがって、それは、言及された特徴、整数、ステップ又は要素の存在を特定するものとして解釈されるべきことであり、１つ以上の他の特徴、整数、ステップ又は要素、又はそのグループの存在又は追加を排除するものではない。したがって、「a device comprising means A and B（手段Ａと手段Ｂとを含むデバイス）」なる表現は「devices consisting only of components A and B（要素と要素Ｂとのみからなるデバイス）」に限定されるべきではない。これは、本発明に関して、デバイスの関連する唯一の要素がＡとＢであることを意味する。
【００５２】
本明細書における「one embodiment（ひとつの実施形態）」又は「an embodiment（ある実施形態）」への言及は、実施形態に関連して記載される特定の特徴、構造又は特性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する。したがって、本明細書を通して様々な箇所で「in one embodiment（ひとつの実施形態において）」又は「in an embodiment（ある実施形態において）」成る句の出現は、必ずしも全て同じ実施形態を参照していることではないが、そうであってもよい。更に、特定の特徴、構造又は特性は、１つ又は複数の実施形態において、本開示から当業者に明らかであるように、任意の適切な方法で組み合わせることができる。
【００５３】
同様に、本発明の例示的な実施形態の説明において、本発明の様々な特徴は、開示を合理化し、１つ又はそれ以上の様々な発明の態様を理解する目的のために、単一の実施形態、図面、又はその説明において、時々は一緒にグループ化される。しかしながら、この開示の方法は、請求された発明が各請求項に明示的に記載されているよりも多くの特徴を必要とするという意図を反映するものとして解釈されるべきではない。むしろ、以下の特許請求の範囲が反映するように、本発明の態様は、単一の前述の開示された実施形態の全ての特徴より少ないところにある。したがって、詳細な説明に続く請求項は、本発明の別個の実施形態として独立している各請求項と共に、この詳細な説明に明確に組み込まれる。
【００５４】
更にまた、本明細書に記載のいくつかの実施形態は、他の実施形態に含まれるいくつかの他の特徴を含む一方で、異なる実施形態の特徴の組合せが、当業者によって理解されるように、本発明の範囲内にあること及び異なる実施形態を形成することを意味する。例えば、以下の特許請求の範囲において、特許請求された実施形態のいずれかは、任意の組み合わせで使用することができる。
【００５５】
本明細書で提供される説明において、多数の特定の詳細が記載されている。しかしながら、本発明の実施形態はこれらの特定の詳細なしに実施できることを理解されたい。他の例では、周知の方法、構造及び技術は、この発明の説明の理解を不明瞭にしないために詳細に示されていない。
【００５６】
第１の態様において、本発明は、少なくとも２つのピクセルのグループ、例えば、少なくとも２つの分離したセットのピクセルを含む放射線検出器アレイを含む放射線イメージセンサに関する。放射線イメージセンサは、更に、これらすくなくとも２つのグループのピクセルに対応する少なくとも２つの読み出しコネクタを含む。例えば、放射線イメージセンサは、ピクセルの各グループのための単一で別個の読み出しコネクタを含んでもよい。放射線イメージセンサは、また、少なくとも２つの読み出しコネクタのうちの対応する読み出しコネクタに、少なくとも２つのグループのピクセルの各々からの電気信号をルーティングするために構成されたルーティング回路を有する。少なくとも２つの読み出しコネクタの各々は、少なくとも１つの読み出しモジュールを対応する少なくとも１つの読み出しコネクタに接続することによって、少なくとも２つのグループのピクセルの各グループ又はサブセットが選択可能となるように読み出しモジュールを受けるように構成されている。好ましくは、読み出しモジュールは、可逆的に少なくとも２つの読み出しコネクタの１つを切断／接続することができる、可逆的に接続／切断可能モジュールである。読み出しモジュールは、有利には、少なくとも２つのうちの１つに差し込むことができるプラグ可能な読み出しモジュールであってもよい。この目的のために、少なくとも２つの読み出しコネクタの各読み出しコネクタは、対応する読み出しモジュールの取り外し及び／又は交換を可能にするように、対応する読み出しモジュールの機械的切断を可能にするように適合されている。
【００５７】
図１は、本発明の実施形態による放射線イメージセンサ１を示す。この放射線イメージセンサは、ピクセルの少なくとも２つのグループを含む放射線検出器アレイ２１を含む。放射線検出器アレイ２１に配置された複数のピクセルは、例えば、複数の電離箱検出器、シンチレーション検出器、チェレンコフ（Cerenkov）カウンター、及び／又は、例えば、シリコン、ゲルマニウム又はダイヤモンドカウンタの半導体検出器のような固体の検出器を含む。本発明は、例えば、赤外線、可視光及び／又は紫外線スペクトラムの光子のような非電離放射線を検出するための放射線撮像センサ基板２１上の複数のピクセルを含む放射線イメージセンサ１に関するものでもよいが、本発明の実施形態による、電離放射線を検出するための放射線撮像センサ基板２１上の複数のピクセルを含む放射線イメージセンサ１は特に有利である。
【００５８】
本発明の原理は、可視光画像検出のような非電離放射線にも適用することができるが、当技術分野で知られているような検出器は、屈折、回折及び／又は反射を有利に使用することにより、極端な小型化及び集積化に適している。検出器の小型化と統合は、電離放射線イメージングのために、より大きなスケールに限定され、例えば、電離放射線のフィールドイメージングは、大面積の検出器を必要とする。また、電離放射線は、ピクセル検出器と支持電子機器、例えば、電子読み出し回路モジュール２２に損傷を与える可能性がある。電離放射線の検出は、また、医学における用途に関連しており、そこでは、取得された画像の精度、再現性、較正に厳しい要件が課され、イメージングシステムのコンポーネントが容易にメンテナンスしたり交換したりすることが特に有利である。本発明の実施形態の利点は、システムの容易な保守、交換及び／又はアップグレードを可能にするような撮像システム用のモジュール式コンポーネントが提供されることである。
【００５９】
放射線イメージセンサ２１は、ピクセルの線形アレイ、ピクセルの１次元アレイ、ピクセルの２次元アレイ、又はピクセルの３次元アレイであってもよい。放射線検出器アレイ２１は、センサアレイに入射する放射の空間分布に対応する複数の電気信号を生成するように構成されていてもよい。例えば、この放射線検出器アレイ２１は、複数の電離箱、電離放射線のための固体検出器、線形アレイ、例えば、１次元アレイ、グリッド、例えば、２次元アレイ、又は、ボリューム行列、例えば、３次元アレイ、に編成された他の放射線検出器を有する。
【００６０】
放射線イメージセンサは、撮像システムにおける使用のために適合させることができる。例えば、このような撮像システムは、被写体を介してＸ線放射を送信するように構成されたオブジェクトの空間的関係に配置されたＸ線源を有してもよい。撮像システムは、Ｘ線放射線を対応する電気信号、例えば、対応するコネクタに接続したときにプラグイン可能な読み出しモジュール２２によって提供されるデジタル出力信号に変換するように構成された放射線イメージセンサを有してもよい。イメージングシステムは、また、オブジェクトの画像表現を形成するために、例えばデジタル出力信号である電気信号を処理する、例えばプロセッサのような処理手段を有してもよい。
【００６１】
放射線検出器アレイ２１は、少なくとも２つのピクセルのグループ３３、３４を有する。少なくとも２つのピクセルのグループのうちの少なくともいくつかの異なるグループのピクセルは、空間的に混合されてもよい。例えば、第１のグループの全てのピクセルを包囲しながら最小面積を有する凸面全体は、また、第２のグループの少なくともひとつのピクセルを包囲してもよく、例えば、第２のグループのピクセルの一定部分、例えば、少なくとも１０％、又は少なくとも２５％、例えば、少なくとも５０％、又は少なくとも７５％、少なくとも９０％、又は少なくとも９５％を包囲してもよい。少なくとも２つのグループのピクセルのうち少なくともいくつかの異なるグループのピクセルは、少なくとも第１の方法及び第２の方向において、例えば、第１の方向と、第１の方向に略直交する、例えば、第１の方向に直交する第２の方向において空間的に混合される。少なくとも２つのグループのうち少なくともいくつかの異なるグループのピクセルは、ピクセルレベルで空間的に混合されてもよい。例えば、第１のグループの各ピクセルは、別のグループの少なくとも１つの隣接するピクセルを有していてもよい。さらに、第１のグループの各ピクセルは、別のグループ又は他のグループの隣接するピクセルのみを有していてもよい。
【００６２】
これら少なくとも２つのグループの第１のグループ３３内のピクセルの数は、放射線検出器アレイのピクセルの合計数の約半分より少ない又は等しくてもよいが、実施形態はこれに限定されない。例えば、この第１のグループのピクセルの数が、放射線検出器アレイのピクセルの数の５５％より少ない又は等しくてもよい。ピクセル３３のこの第１のグループは、更にまた、放射線検出器アレイ２１上、例えば、放射線検出器アレイの活性領域上、例えば、ピクセルにより覆われた検出器アレイの全面積上に、第１のグループのピクセル３３が実質的に均一に分布するように、放射線検出器アレイ上に分散されてもよい。
【００６３】
更にまた、本発明のいくつかの実施形態では、少なくとも２つのグループのピクセルは、また第２のグループのピクセル３４を有してもよく、そこでは、放射線検出器アレイ２１上の第２のグループのピクセル３４のピクセルが実施的に均一に分布するように、この第２のグループのピクセル３４もまた放射線検出器アレイ上に分散される。本発明の実施形態は、また、デバイス１に関し、そこでは、少なくとも２つのグループのピクセルがＮ個のグループのピクセルを有し、ただし、Ｎ＞２であり、例えば、３個のグループ、４個のグループ、５個のグループ、６個のグループ、７個のグループ、８個のグループ、９個のグループ、１０個のグループ、又はそれ以上の個数のグループであり、各グループのピクセルは、放射線検出器アレイ２１上にピクセルのグループを実質的に均一に分布するように、放射線検出器アレイ上に分布される。本発明のいくつかの実施形態による放射線イメージセンサでは、少なくとも２つのグループのピクセルは、放射線検出器アレイ２１上の更なるグループのピクセル３５のピクセルの集中分布を得るように、放射線検出器アレイ上に分散されているピクセル３５のさらなるグループを有してもよい。例えば、更なるグループのピクセル３５は、検出器アレイ２１の全てのピクセルの集合の幾何学的中心から大きく異なっていてもよい。したがって、特定の対象領域は、更なるグループのピクセルで覆うようにしてもよい。本発明の例示的な実施形態では、検出器のアレイは、アレイの中央領域における第１のグループと、第１の領域の周辺である第２のグループに分割することができる。これにより、所定の検出器アレイは、第１のグループに対応する読み出し用コネクタにおける読み出しモジュールを設置することにより、小さなフィールドを検出し、第２のグループに対応する読み出し用コネクタにおける読み出しモジュールを設置することにより、大きなフィールドを検出するように構成することができる。用語「更なるグループ」は、ここで参照される「第１のグループ」及び／又は「第２のグループ」が本発明の同じ実施形態に必ず存在することを意味するものではなく、単にピクセルのグループの可能な構成を区別するのに役立つものである。
【００６４】
放射線イメージセンサ１は、さらに、少なくとも２つのグループのピクセルに対応する少なくとも２つの読み出しコネクタを有する。例えば、第１の読み出しコネクタが動作可能に第１の読み出し集積回路に接続するように適合され、第２の読み出しコネクタが動作可能に第２の読み出し集積回路に接続するように適合されてもよい。本発明の実施形態による放射線イメージセンサ１は、少なくとも１つのプラグイン可能な読み出しモジュール３１、３２を有してもよく、例えば、放射線イメージセンサ１は１つのプラグイン可能な読み出しモジュール３１を有してもよい、少なくとも２つの読み出しコネクタ１１、１２の各読み出しコネクタは、除去及び／又は交換を可能にするよう、対応するプラグイン可能な読み出しモジュール３１、３２の機械的な切断を可能にするために適合されてもよい。少なくとも２つの読み出しコネクタ１１、１２の各読み出しコネクタは、プラグイン可能な読み出しモジュールを受けるための少なくとも１つのソケットを有してもよい。少なくとも２つの読み出しコネクタ１１、１２は、これらのピクセルに入射する放射線に応答してアレイ２１のピクセルによって生成された電気信号を読み出すために適合されてもよい。プラグイン可能な読み出しモジュールは、電気信号を対応するデジタル信号に変換する電子読み出し装置であってもよい。例えば、各電子読み出し回路は、例えば、複数のピクセルの対応するピクセルにより提供される各電気信号のような複数の電気信号を受けるために適合され、例えば、例えば、電子読み出し回路の対応する複数の互いに独立した入力チャネルを介して入力される。各電子読み出し回路は、受信された電気信号のそれぞれを、増幅し、フィルタリングし、及び／又は、デジタル化するように適合されてもよい。各電子読み出し回路は、イメージセンサのフロントエンド読み出しチップであってもよい。プラグイン可能な読み出しモジュール、例えば、電子読み出し回路は、実質的に同一であってもよく、本質的に交換可能である。
【００６５】
放射線イメージセンサ１は、また、例えば、少なくとも２つの読み出しコネクタの対応する読み出しコネクタに少なくとも２つのピクセルのグループの各々からの電気信号をルーティングするように構成された電気ルーティング回路１０を有する。例えば、電気ルーティング回路１０は、プリント回路基板（ＰＣＢ）又は、電子回路基板のような電気回路基板上の電気ルーティング手段を有してもよく、電気回路基板は、例えば、フレキシブル回路基板のような機械的に指示され電気的に接続する電子部品に対する既知の代替物のようなものでもよい。電気ルーティング回路は、基板上及び／又は基板内に設けられた導電性パスを有してもよく、その導電性パスは、２酸化ケイ素又は非導電性ポリマーのような電気絶縁材料の基板上に提供された導電性金属からなるストリップ、バンド、レイヤ及び／又はワイヤのようなものでもよい。これらの導電性パスは、例えば、炭素系導電性材料、例えば、基板上に印刷された導電性カーボンインクを含んでもよい。このような炭素系材料の利点は、良好な電波透明性を達成することができること、例えば、導電性経路が測定されるガンマ線分布のような関心領域の放射線場を大幅に減衰させないことにある。いくつかの実施形態では、電気回路基板の形態の電気ルーティング回路１０は、ボンドパッドのような複数のピクセルに電気回路基板を電気的に接続する接続手段１８を有してもよい。したがって、電気回路基板は、電気回路基板の接続手段１８を放射線撮像センサボード２１上の相補的接続手段に電気的に接続するように、放射線撮像センサ基板２１に電気回路基板を接触させることにより複数のピクセルに操作可能な接続するように適合されてもよい。しかしながら、他の実施形態では、放射線検出器アレイ２１と電気ルーティング回路１０は、単一の電気回路基板上に集積されてもよい。例えば、複数のピクセルは、ルーティング回路を含む電気回路基板上又は電気回路基板内で統合されてもよい。したがって、電気回路基板は、複数のピクセルと電気ルーティング回路を含む放射線イメージセンサ基板であってもよい。例えば、複数のピクセルは電気回路基板の第１の主面上に設けられていてもよく、一方、信号をピクセルに及びピクセルからルーティングする電気ルーティング手段は、電気回路基板の第２の主面上に設けられ、基板を通過するビアにより、それに接続されてもよい。
【００６６】
電気ルーティング回路１０は、放射線検出器アレイ２１に配置された複数のピクセルからの電気信号を複数の読み出しコネクタにルーティングするように適合され、各読み出し用コネクタがプラグイン可能な読み出しモジュール２２と共に設けられている。ルーティング手段は、第１の読み出しコネクタに第１のピクセルグループを電気的に接続し、第２の読み出しコネクタに第２のピクセルグループを電気的に接続するように適合されてもよい。これらの電気信号は、そのピクセルに入射する放射線の性質を表すピクセル毎に電気信号を含んでいてもよく、例えば、信号は、その信号が関連するピクセルに対して検出器積分時間の間に受信される放射線のピークエネルギー、平均エネルギー、エネルギーバンド幅、強度、及び／又は品質に関する情報を伝える。電気ルーティング回路１０は、放射線検出器アレイ２１に電気的インタフェースを提供するためのインターポーザ回路であってもよい。
【００６７】
電気ルーティング回路１０は、複数の電子読み出し回路２２に複数のピクセルからの電気信号をルーティングするように適合されてもよい。これらの電子読み出し回路２２は、放射線検出器ピクセルの前記アレイ２１を読み出すために適合されてもよい。例えば、電子読み出し回路の各電子読み出し回路は、複数の電気信号を受信するために適合されてもよく、例えば、各電気信号は、例えば、電子読み出し回路の対応する複数の互いに独立した入力チャネルを介して、複数のピクセルの対応するピクセルにより提供される。各電子読み出し回路２２は、増幅フィルタリングする、及び／又は、受信された各電気信号をデジタル化するように適合されてもよい。例えば、各電子読み出し回路は、イメージセンサのフロントエンド読み出しチップであってもよい。電子読み出し回路２２は、並列的に、時間的に連続的に、又はその組合せで、それに接続されたピクセルの読み出しを制御するために適合されてもよい。電子読み出し回路２２は、また、それに接続されたピクセルの信号取得を制御するために適合されてもよい。例えば、電子読み出し回路２２は、複数の行選択スイッチ、複数のピクセルリセットスイッチ、複数のピクセル電圧電位ソース、及び／又はピクセル信号転送ゲートスイッチを制御するためのコントローラを有してもよい。
【００６８】
本発明による実施形態では、各読み出しコネクタは、プラグイン可能な読み出しモジュールを受けるように構成されており、ピクセルの各グループ、又はピクセルのグループのサブセットは、対応する少なくとも１つの読み出しコネクタに、少なくとも１つのプラグイン可能な読み出しモジュールを接続することにより選択可能である。特に、各読み出し用コネクタは、プラグイン可能な読み出しモジュールを受けるように構成されてもよく、各プラグイン可能な読み出しモジュール２２が実質的に同一であり、例えば、各他のプラグイン可能な読み出しモジュールと本質的に交換可能であってもよい。本発明の実施の形態の利点は、実施形態によるデバイス１が複数の交換可能な電子読み出し回路と組み合わせて動作するように適合できることにあり、例えば、後述するように、より詳細な空間情報の収集に前に割り当てられた読み出し回路によって、粗い空間レベルに関する本質的な情報を提供する読み出し回路の不良品を容易に交換可能にする。
【００６９】
電気ルーティング回路１０がプラグイン可能な読み出しモジュール３１に動作可能に接続するための第１の読み出しコネクタ１１を有してもよい。例えば、複数のプラグイン可能な読み出しモジュール２２は、アレイ２１の粗い解像度読み出しを提供するための少なくとも１つの第１の集積回路３１を含んでもよい。電気回路基板１０は、また、第２のプラグイン可能な読み出しモジュール３２に動作可能に接続するための第２の読み出しコネクタ１２を有してもよい。例えば、粗い解像度読み出しと組み合わせた場合、複数の電子読み出し回路２２は、アレイ２１の詳細な読み出しを提供する少なくとも１つの第２のプラグイン可能な読み出しモジュール３２を有してもよい。
【００７０】
例えば、第１及び／又は第２の読み出し用コネクタ１１、１２、又は本明細書において以下に説明する更なる読み出し用コネクタは、読み出し集積回路の対応する少なくとも１つを受けるための少なくとも１つのソケットを有してもよい。例えば、読み出し用コネクタは、１つ又はそれ以上の読み出し集積回路、例えば読み出しチップを受け入れるための１つ又はそれ以上のソケットを備えていてもよい。各読み出しチップは、読み出しコネクタに差し込むことができるチップモジュールを形成するためにＰＣＢ上に実装されてもよい。少なくとも１つの読み出し集積回路に動作可能に接続するように適合されるような読み出しコネクタを実装するための他の手段は、当業者の能力の範囲内であり、例えば、はんだバンプ、ボンドパッド及び／又はワイヤプラグを含んでもよい。
【００７１】
しかしながら、特に有利な実施形態では、第１及び／又は第２の読み出しコネクタ１１、１２、又は、以下にさらに説明する更なる読み出しコネクタ１３、１４は、その取り外し及び交換を可能にするように、対応する少なくとも１つの読み出し集積回路を、機械的に切断することを可能にするために適合されてもよい。例えば、モジュール設計では、単にチップモジュールを読み出しコネクタに抜き差しすることによって、読み出し集積回路を追加し、又は、システムから除去することができる。これは、欠陥部品を容易に交換可能にするという更なる利点を有する。
【００７２】
第１の読み出しコネクタ１１は、イメージセンサの低解像度読み出しを提供する少なくともひとつの読み出し集積回路３１に動作可能に接続するように適合されてもよく、そこでは、低解像度は、例えば、複数のピクセルのピクセルピッチにより決定されるように、イメージセンサにより得ることができる最大空間解像度よりも実質的に低い空間解像度のことである。最大空間解像度よりも実質的に低い空間解像度は、例えば、ピクセルアレイの少なくとも１つの方向の最大空間分解能の半分、又はそれより低く、例えば、ピクセルアレイの少なくとも１つの方向の最大空間分解能の１／３、又は、ピクセルアレイの少なくとも１つの方向の最大空間分解能の１／４であってもよい。また、最大空間解像度よりも実質的に低い空間解像度は、例えば、ピクセルアレイのすべての主方向に対する最大空間分解能の半分、又はそれよりも低くてもよい。
【００７３】
電気回路基板１０は、また、放射線検出器アレイの第１の複数のピクセル３３を第１の読み出しコネクタ１１に電気的に接続し、放射線検出器アレイの第２の複数のピクセルを第２の読み出しコネクタ１２に電気的に接続する電気ルーティング手段１９を有する。例えば、電気的なルーティング手段は、例えば、アレイの各ピクセルに接続するためのボンドパッドとそれに対応する読み出しコネクタから、各ピクセル間で信号をルーティングするために電気回路基板内に及び／又は電気回路基板上に設けられた導電路を有してもよい。第１の複数のピクセルと第２の複数のピクセルは、放射線検出器アレイのピクセルの全体集合を分割して形成してもよい。しかし、本明細書で更に以下説明するように、電気ルーティング手段１９は、また、放射線検出器アレイの少なくとも１つのさらなる複数のピクセル３４,３５を対応する少なくとも１つの更なる読み出しコネクタ１３、１４に電気的に接続するように適合されてもよい。そのような場合には、第１の複数のピクセルと第２の複数のピクセルと全てのさらなる複数のピクセルは、放射線検出器アレイの全体集合の分割を形成してもよい。したがって、電気ルーティング手段は、第１の読み出しコネクタ、第２の読み出しコネクタ又は少なくとも１つのさらなる読み出しコネクタの正確に１つの読み出しコネクタに放射線検出器アレイの各ピクセルを接続するように適合されてもよい。
【００７４】
第１の複数のピクセル３３の数は、放射線検出器アレイのピクセルの数の約半分以下であり、第１の複数のピクセルは、第１の複数のピクセルが実質的に均一な分布、例えば、放射線検出器アレイの領域にわたって、ピクセルの離散的な性質によって適応され得る限りの均一な分布を得るように、放射線検出器アレイ上に分散されている。例えば、第１の複数のピクセル３３は、放射線検出器アレイの活性領域上のピクセルの第１の複数のピクセルの実質的に均一な密度が得られるように、放射線検出器アレイの他のピクセルとの間で分散されてもよい。したがって、画像は、第１の複数のピクセル３３のみを用いて放射線検出器アレイのほぼ全域にわたって得ることができ、例えば、少なくともひとつの第１の読み出し集積回路３１を用いて検出器アレイを読み出すのみにより得ることができる。したがって、アレイは、第１の少なくとも１つの読み出し集積回路を第１の読み出しコネクタに接続することにより低解像度で動作させることができ、したがって、より高い空間分解能が必要とされない場合には、第２の少なくとも１つの読み出し集積回路を接続するコストを回避することができる。更に、読み出し集積回路において故障が発生した場合、他の読み出し集積回路は依然として全検出器領域上の有用な画像を、低減された空間分解能を犠牲にして、提供することができる。第１の少なくとも１つの集積回路はそのような減少した空間分解能を提供し、第２の少なくとも１つの集積回路が故障であることは明らかである。しかし、第１の複数のピクセル３３は、前記放射線検出器アレイの領域上に第１の複数のピクセルの実質的に均一な密度を得るように、アレイの他のピクセルとの間で分配され、また、第１の複数のピクセルに割り当てられていないピクセルは、放射線検出器アレイの領域上に第１の複数のピクセルの実質的に均一に分配されている。したがって、第１の少なくとも１つの集積読み出し回路の故障は、全ての読み出しコネクタが対応する少なくとも１つの統合読み出し回路に接続されるとき、例えば、全てのコネクタソケットが読み出しチップに提供されているとき、空間分解能のコストで補償することができる。
【００７５】
本発明の実施形態による複数の電子読み出しコネクタ１１、１２に放射線検出器アレイ２１に配置された複数のピクセルから電気信号をルーティングするための例示的な電気ルーティング回路１０が、図２に示されている。
【００７６】
この例示的な実施形態では、放射線検出器アレイはリニアアレイであり、例えば、複数のピクセルが１次元の線に沿って配置されている。しかし、本発明の実施形態は、例えば、図１、３、４に示された２次元アレイにより示されているように、１次元配列に限定されるものではない。本発明の他の実施形態は、例えば、ピクセルが列と行に配置された、２次元アレイに関してもよく、例えば、ピクセルが列、行及び積層に配置された、３次元アレイに関してもよい。ピクセルの数は、一般に、アレイの次元で急激に増加するので、本明細書の背景技術の項で既に論じたように、２次元又は３次元のアレイに関する本発明の実施形態は、例えば、アプリケーション固有の要件によって決定されるような読み出し電子回路のコストの管理において、特に有利である。
【００７７】
この実施例では、第１の複数のピクセル３３の数は、放射線検出器アレイのピクセル数の半分以下であり、例えば、ピクセルの数は半分と同じであってもよく、第１の複数のピクセルは、第１の複数のピクセルの実質的に均一な分布が得られるように、放射線検出器アレイ上に分布される。例えば、図示するように、第１の複数のピクセル３３と第２の複数のピクセル３４は交互であってもよい。したがって、アレイは、第１の読み出しコネクタに第１の少なくとも１つの読み出し集積回路を接続することにより、低解像度で動作させることができる。本発明による実施形態では、第２の複数のピクセル３４の数は、放射線検出器アレイのピクセルの数の半分でもよく、第２の複数のピクセルは、第２の複数のピクセルの実質的に均一な分布が得られるように、放射線検出器アレイ上に分散されてもよいことに留意されたい。したがって、デバイスは、低解像度の画像を取得することができ、例えば、第１の少なくともひとつの読み出し集積回路３１、又は第２の少なくともひとつの読み出し集積回路３２のみを使用して、検出器アレイの達成可能な最大の空間分解能の半分の画像を取得することができ、一方、両方を使用してフル解像度の画像を取得することができる。したがって、デバイスは、カスタマイズを提供することができ、例えば、以前に設置されなかった少なくとも１つの読み出し集積回路を設置することによって、解像度のアップグレードを容易に達成することができ、例えば、少なくとも１つの読み出し集積回路のいずれかの障害が低解像度を提供するフェールセーフモードを提供することができる。
【００７８】
本発明の実施形態による電気ルーティング回路１０は、複数の電子読み出し回路２２の少なくとも１つの読み出し集積回路に動作可能に接続するための少なくとも１つの更なる読み出しコネクタ１３、１４を有してもよい。更に、電気ルーティング手段１９は、放射線検出器アレイ２１の電気的に対応する少なくとも１つの更なる複数のピクセル３５、３６を対応する少なくとも１つの更なるひとつの読み出し集積回路に電気的に接続数ように適合されている。例えば、図３及び図４は、２次元アレイの複数のピクセルを、それぞれ４つの読み出しコネクタ１１、１２、１３、１４にルーティングするための２つの典型的なスキームを示し、例えば、これら実施例において、少なくとも１つの更なる複数のピクセルは、第３の複数のピクセル、第４の複数のピクセルのそれぞれを参照してもよい。なお、この数は単なる例示であり、本発明の実施形態は、更なる複数のピクセルが任意の数を有してもよいことは、当業者によって理解されるであろう。
【００７９】
図３、図４の実施例から分かるように、本発明の放射線センサのルーティング回路は、読み出しコネクタ１１、１２、１３、１４が、放射線検出器アレイが配置されている領域から離れた位置に配置されるように設計されてもよい。これにより、読み出しモジュールは、放射線センサが使用されているときに出射される放射線の外側となる。これは、読み出しモジュールの電子回路が放射線によって損傷することを防ぐことができる。放射線検出器２１アレイと読み出しコネクタ１１、１２、１３、１４との間の距離は、用途のニーズに応じて適合させることができる。
【００８０】
本発明の実施形態による電気回路により検出器アレイのピクセル信号をルーティングするための第１の可能なスキームは、図３に示されている。例えば、放射線検出器アレイは、より大きな２次元アレイのためのモジュールであってもよい。モジュールは、例えば、５１２個のピクセルを有し、例えば、１６×３２ピクセルのマトリクスを搬送してもよい。ピクセルは、各々が１２８個の入力チャネルを有する、チップ＃１（Chip #1）からチップ＃４（Chip #4）と呼ばれる４つのチップによって読み出されてもよい。各チップは、センサモジュール上のコネクタに差し込むことができるチップモジュール上に実装されてもよい。
【００８１】
モジュールの各ピクセルの電気信号は、例えば、この例示的なモジュールの行が上から下に１〜１６の番号が付けられ、モジュールの列が左から右へ３２に１の番号が付けられ場合、第１の複数のピクセル３３が奇数行インデックスと奇数列インデックスの両方を有する放射線検出器アレイの全てのピクセルを有する、本発明の実施形態に係る電気回路基板１０によってルーティングされる。したがって、本発明の実施形態では、第１の複数のピクセルは、第１の複数のピクセルが隣接する対のピクセルを含まないように配置されていてもよい。
【００８２】
本発明による実施形態では、第１の複数のピクセルの各ピクセルは、放射線検出器アレイ２１のピクセルピッチの所定の整数ｋ（＞１）倍である第１の複数のピクセルの最も近い隣接するピクセルと所定の距離を有する。例えば、ｋは、２、３、４、５であってもよく、又はそれ以上、例えば８、１０、１５、２０であってもよい。
【００８３】
同様に、第２の複数のピクセル３４は、偶数行インデックス及び偶数列インデックスを有する放射線検出器の全てのピクセルを含んでもよく、一方、第３の複数のピクセル３５と第４の複数のピクセル３６は、偶数行インデックス及び奇数列インデックスと、奇数行インデックス及び偶数列インデックスとを、それぞれ、同時に有する放射線検出器の全てのピクセルを含んでもよい。従って、本発明の実施形態において、第１の複数のピクセル、第２の複数のピクセル、及び／又は任意の複数のピクセル、又は少なくともひとつの更なる複数のピクセルは、第１の複数のピクセル、第２の複数のピクセル、及び／又は任意の複数のピクセル、又は少なくともひとつの更なる複数のピクセル内で、隣接するピクセルの対が含まれないように配置されてもよい。
【００８４】
この実施例では、スマート信号ルーティングは、アレイの空間分解能をシステムへの読み出しチップを追加することによって改善させる意味で提供され、いくつかの組み合わせが可能である。例えば、第１の少なくとも１つの読み出し集積回路３１、例えば、チップ＃１が使用される場合、空間分解能は、水平方向と垂直方向で２−Ｌ、対角線に沿って２.８−Ｌ、とすることができる。ただし、Ｌは検出器アレイ２１のピクセルピッチである。これは低コストの解決策と考えられる。
【００８５】
しかしながら、第１及び第２の少なくとも１つの読み出し集積回路３１、３２の両方が使用される場合、例えば、例えばチップ＃１と＃２が一緒に使用される場合、対角線に沿ったピッチは、１.４−Ｌに減少される。第１及び第３の少なくとも１つの読み出し集積回路３１、３３、例えば、チップ＃１と一緒のチップ＃３は、ピッチの低減を水平方向でＬまで可能にし、一方、第１及び第４の少なくとも１つの読み出し集積回路３１、３４、例えば、チップ＃１と一緒のチップ＃４は、ピッチの低減を垂直方向でＬまで可能にする。最終的に、全て読み出し集積回路が設置されて使用される場合、ピッチは、水平方向及び垂直方向でＬ、対角線に沿って１．４−Ｌとなり、これはハイエンドの解決策となる。
【００８６】
図４には、本発明の実施形態による電気回路によって検出器アレイのピクセル信号をルーティングするための第２の可能なスキームが示されている第１の複数のピクセル３３は、複数の奇数行インデックス及び奇数列インデックスの両方を有する放射線検出器アレイのすべてのピクセルを含んでもよい。したがって、本発明の実施形態では、第１の複数のピクセルは、第１の複数のピクセルが隣接するピクセルの対を含まないように配置されてもよい。しかしながら、前の例示的な構成とは異なり、これは、第２、第３及び第４の複数のピクセルには適用されない。ここでは、検出領域が、各ゾーンが第２、第３、第４の複数のピクセル３４、３５、３６のひとつに対応する、連続する複数のゾーンに分割されてもよい。例えば、電気ルーティング手段１９を用いて既には第１の読み出し用コネクタ１１に接続されていない各ゾーン内のピクセルは、特定のゾーンに対応するように第２、第３又は第４の読み出しコネクタ１２,１３,１４に接続されてもよい。
【００８７】
この例では、スマート信号ルーティングは、アレイの空間分解能がシステムへの読み出しチップを追加することによって局所的に改善することができるという意味で、提供され、そしていくつかの組み合わせが可能である。例えば、第１の少なくとも１つの読み出し集積回路３１、例えばチップ＃１が使用される場合、空間分解能は、水平方向と垂直方向で２−Ｌとなり、対角線に沿って２.８−Ｌとなる。ただし、Ｌは検出器アレイ２１のピクセルピッチである。これは、低コストの解決策と考えてもよい。
【００８８】
しかしながら、第１の少なくとも１つの読み出し集積回路３１が、第２、第３又は第４の少なくとも１つの読み出し集積回路３２、３３、３４と組み合わされている場合、ピッチは、水平及び垂直方向に沿ってＬまで改善され、対角線に沿って１.４Ｌまで改善されるが、第２、第３又は第４の少なくとも１つの読み出し集積回路に対応する配列の特定の領域においてのみ用いられる。全て読み出し集積回路が設置されて使用される場合、完全なアレイの活性領域にわたって、ピッチは、水平及び垂直方向でＬであり、対角線に沿って１.４−Ｌとなる。これは、ハイエンドな解決策と考えられる。
【００８９】
図６は本発明の他の例示的な実施形態を示し、それは、放射線検出器アレイのピクセルの少なくとも２つのグループが分離された５個のピクセルのグループを含む。第１のグループ６１と第２のグループ６２は、検出器の中央領域上で、第１の方向と第２の方向の両方で空間的に混合されている。第３のグループ６３は、広い領域にわたって検出範囲を広い領域に拡張するための線形水平アレイと線形垂直アレイを含む。第４の複数のピクセルのグループ６４は、第３のグループ６３と第４のグループ６４を組合せで選択することにより第３のグループ６３の空間分解能を向上させるように、第３の複数のピクセルのグループ６３と共に散在している。
【００９０】
第２の態様において、本発明は、放射線イメージセンサ、例えば、本発明の第１の態様の実施形態による放射線イメージセンサを構成するための方法に関する。この方法は、なくとも２つのピクセルのグループと、少なくとも２つのピクセルのグループに対応する少なくとも２つの読み出しのコネクタを有する放射線検出器アレイを提供するステップを含む。この方法は、さらに、少なくとも２つの読み出しコネクタの対応する読み出しコネクタに少なくとも２つのピクセルのグループの各々からの電気信号をルーティングするステップを含む。この方法は、また、少なくとも２つのピクセルのグループのグループ又はグループのサブセットが選択されるように、少なくとも２つの読み出しコネクタの対応する少なくとも１つの読み出しコネクタに少なくとも１つのプラグイン可能な読み出しモジュールを接続するステップを含む。
【００９１】
本発明の実施形態による放射線イメージセンサを構成するための方法は、例えば、空間分解能要件に応じて、放射線イメージセンサを構成するための方法であってもよい。空間分解能要件は、例えば、放射線イメージセンサの活性領域全体にわたって所望の最小空間解像度であってもよい。しかしながら、空間分解能要件は、放射線イメージセンサ上の位置の関数として定義された所望の最小の空間分解能であってもよい。本発明の実施形態による放射線イメージセンサを構成するための方法は、例えば、検出器領域の要件、例えば、視野要件に応じて、放射線イメージセンサを構成するための方法であってもよい。
【００９２】
図５に、本発明の実施形態による例示的な方法１００を示す。この方法１００は、少なくとも２つの複数のピクセルのグループ３３、３４と、少なくとも２つの複数のピクセルのグループ３３、３４に対応する少なくとも２つの読み出しコネクタ１１、１２を有する放射線検出器アレイ２１を提供するステップ１０２を有してもよい。放射線検出器アレイ２１を提供するステップ１０２は、少なくともいくつかの異なる複数のピクセルのグループと、少なくとも２つの複数のピクセルのグループが空間的に混在しているような検出器アレイ２１を提供するステップを含んでもよい。放射線検出器アレイ２１を提供するステップ１０２は、少なくとも２つの複数のピクセルのグループが、放射線検出器アレイ２１のピクセル数の約半分以下の数のピクセルからなる第１の複数のピクセルのグループ３３を有し、第１の複数のピクセルのグループ３３が、放射線検出器アレイ２１上で第１の複数のピクセルのグループ３３が実質的に均一な分布するように放射線検出器アレイ上に分布されるような検出器アレイ２１を提供するステップを含んでもよい。
【００９３】
この方法１００は、また、少なくとも２つの読み出しコネクタ１１、１２の対応する読み出しコネクタに少なくとも２つのピクセルのグループ３３、３４のそれぞれから電気信号をルーティングするステップ１０４を有する。例えば、この方法は、放射線検出器アレイ２１の第１の複数のピクセル３３によって生成された電気信号を第１の読み出しコネクタ１１にルーティングするステップを有し、そこでは、第１の複数のピクセル３３のピクセルの数が放射線検出器アレイ２１のピクセルの数の約半分以下であり、第１の複数のピクセルのグループ３３が、放射線検出器アレイ２１の活性領域上で第１の複数のピクセルのグループ３３が実質的に均一に分布するように放射線検出器アレイ上で分布される。この電気信号をルーティングするステップ１０４は、第２の複数のピクセル３４によって生成された電気信号を第２の読み出しコネクタ１２にルーティングするステップを含んでもよい。
【００９４】
この方法は、また、少なくとも２つのピクセルのグループのうちのひとつのグループ又はグループのサブセットが選択されるように、少なくとも１つのプラグイン可能な読み出し部３１、３２を少なくとも２つの読み出しコネクタ１１の接続された対応する少なくとも１つの読み出しコネクタに接続するステップを有する。この接続するステップ１０６は、例えば、少なくともひとつの読み出し集積回路を第１の読み出しコネクタ及び／又は第２の読み出しコネクタに接続するステップを含み、この接続するステップは、空間分解能又は検出器領域の要件を考慮する。例えば、検出器の全領域にわたる所望の最小の空間分解能が、放射線検出器アレイ２１の活性領域上の第１の複数のピクセル３３の均一な分布により提供される空間分解能以下である場合、読み出し集積回路は第１の読み出しコネクタに接続されてもよいし、いかなる読み出し集積回路が第２の読み出しコネクタに接続されていなくともよい。しかしながら、所望の空間分解能が、放射線検出器アレイ２１の活性領域上の第１の複数のピクセル３３の均一な分布によって与えられるこの空間解像度よりも高い場合、読み出し集積回路は、第１と第２の読み出しコネクタの両方に接続されてもよい。
【００９５】
１つ又はそれ以上の読み出しチップを除去することにより、空間分解能は、検出器アレイの少なくとも一部で減少させることができる。したがって、放射線イメージセンサの機能性と使いやすさを損なうことなく、空間分解能や視野を本発明の実施形態に従って容易に再構成することができる。
【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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