(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の高照射強度部分と低照射強度部分とを有する電子放射線のビームを受け取るためのハイブリッドエネルギー変換検出器（ＨＥＣＤ）であって、
前記電子放射線のビームの高照射強度部分に露出されたエネルギー変換シンチレータであって、前記電子放射線のビームの高照射強度部分から光を発生する前記エネルギー変換シンチレータと、
画像センサと、を備え
前記画像センサは、
前記エネルギー変換シンチレータから前記光を受け取り、画像を処理するために配置されかつ構成された第１画像センサ部分と、
前記電子放射線のビームの低照射強度部分を直接受け取り、画像を処理するために構成された第２画像センサ部分と、
を備え、
前記第１画像センサ部分の前記光への露出と、前記第２画像センサ部分の前記電子放射線のビームの前記低照射強度部分への露出の少なくとも一部は、同時に発生する、ＨＥＣＤ。
【請求項２】
前記第１及び第２画像センサ部分が単一のシリコン装置上にある請求項１に記載のＨＥＣＤ。
【請求項３】
前記シンチレータが前記第１画像センサ部分に光学系を介して結合されている請求項１に記載のＨＥＣＤ。
【請求項４】
前記第２画像センサ部分が実質的に直接高エネルギー電子露出からシールドされている請求項３に記載のＨＥＣＤ。
【請求項５】
前記第１及び第２画像センサ部分が同時に読み出される請求項１に記載のＨＥＣＤ。
【請求項６】
前記第１及び第２画像センサ部分が独立に読み出される請求項１に記載のＨＥＣＤ。
【請求項７】
前記第１及び第２画像センサ部分が分離されたシリコン装置を有している請求項１に記載のＨＥＣＤ。
【請求項８】
前記第２画像センサ部分の一部分は、前記シンチレータからの光を受け取り、
前記電子放射線のビームの高照射強度部分を受けると予測される領域において、前記シンチレータが前記第２画像センサ部分の前記一部分に直接的に適用され、
前記シンチレータによって生成された光画像が光学系によって前記第１画像センサ部分に投影される請求項７に記載のＨＥＣＤ。
【請求項９】
前記第２画像センサ部分の一部分は、前記シンチレータからの光を受け取り、
前記シンチレータが前記第２画像センサ部分を備えたシリコン装置の電子入射面上に配置されている請求項７に記載のＨＥＣＤ。
【請求項１０】
前記第２画像センサ部分が直接露出面と前記直接露出面の後方に配置された背面とを有する薄型直接検出器であり、
前記シンチレータが前記背面上に配置されている請求項７に記載のＨＥＣＤ。
【請求項１１】
前記シンチレータが前記第２画像センサ部分に接触せずに搭載されている請求項７に記載のＨＥＣＤ。
【請求項１２】
前記シンチレータが前記第１画像センサ部分を覆うように前記単一のシリコン装置の前面に搭載され、前記前面は前記単一のシリコン装置の高エネルギー電子放射線のビームに直接露出する面である請求項２に記載のＨＥＣＤ。
【請求項１３】
前記シンチレータが前記第２画像センサ部分に隣接して搭載されている請求項７に記載のＨＥＣＤ。
【請求項１４】
前記第１及び第２画像センサ部分は同時に読み出される請求項７に記載のＨＥＣＤ。
【請求項１５】
前記第１及び第２画像センサ部分は独立に読み出される請求項７に記載のＨＥＣＤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、電子顕微鏡画像検出の分野に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
１９９０年代まで、電子顕微鏡の歴史の多くにとって、シートフィルムが主となる画像記録媒体であった。１９９０年に、溶融ファイバ又はレンズ光学系を用いた科学的な半導体イメージセンサに結合されたシンチレータに基づく電子検出器が導入され、ほとんどの画像記録応用においてフィルムに置き換わり始めた。これらのセンサの主要な利点の一つは、これらのシンチレータ−光学系−半導体センサの劇的に増加したダイナミックレンジによる電子エネルギー損失分光（ＥＥＬＳ）と電子回折（ＥＤ）の応用である。これらの応用の両方は、エネルギー損失（ベンディングマグネットによって引き続き現れた）又は電子回折の一方によるメインパスからそらされた電子から得られた試料情報を備えた集束ビームの使用を含んでいる。
偏向されたビームは図１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂに示されているように、偏向されていないビームよりもいくつかのオーダで弱い大きさとなる。図１Ｂは、図１Ａの回折スポットがいくつかのオーダの大きさのダイナミックレンジを持つことを示している。図２Ａ、２Ｂは、ＥＥＬＳに必要なダイナミックレンジを示している。典型的には撮像のためのＣＣＤ、又は分光のためのフォトダイオードアレイとＣＣＤである半導体センサは、フィルム、よりもとても高いダイナミックレンジを有しており、それは特には大きな画素からなる科学的センサである。限界を広げる多数回の露光を結合した単一露光で２００００までのダイナミックレンジが可能であることが示されている。
加えて、センサと光学的に結合されたシンチレータは、センサのビームへの直接露光又はシンチレータで発生してセンサまで進むＸ線に対する露光の一方の結果である放射線損傷効果からセンサを保護する。レンズ結合の場合、レンズのガラスとレンズ間距離がシンチレータとセンサ間に保護効果を与えることを許す。溶融ファイバ光学板の場合、高密度ガラスがＸ線保護を与える。両方の場合、ビームは、センサにあたる前に長く止められ、直接の損傷を引き起こす。これら両方の理由により、シンチレータ／光学系／半導体センサは、回折応用の１００％でフィルムに置き換わり、これらのセンサが可能とするまでは全く選択肢としてなかったスペクトルの並行取得が可能となった。
【０００３】
図３Ａは、従来技術のレンズ結合シンチレータ間接検出器を示す図であり、これは、シンチレータ３０１とガラスプリズム３０２と光学レンズ３０３、３０４とＣＣＤ検出器３０５とを備えている。図３Ｂは、溶融ファイバ光学板結合シンチレータ間接検出器の従来技術を示す図であり、これは、シンチレータ３１１と光学ファイバ束３１２とＣＣＤ検出器３１３とを備えている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ある画像応用では、ダイナミックレンジの要求を満たさず、むしろ感度と分解能の要求を満たすフィルムの置換を必要とするプロテインのクライオ電子分光法と細胞のクライオトモグラフィーが特に重要である。
【０００５】
近年、フィルムの置換に成功し、構造生物学において分解能の制限の到達を拡大する耐放射線シリコン活性画素検出器を用いた検出器のクラスが開発されている。この技術は、通常直接検出技術と直接検出器であるこの技術を用いたカメラとして通常参照される。これらの検出器と対比して、上記のシンチレータ／光学系／センサ検出器は現在、一般的には、間接検出器として参照される。
【０００６】
直接検出器は、いくつかの方法で、構造細胞学の分解能の改善をもたらしている。第１に、典型的なシンチレータと光学材料よりも軽量なシリコンは、電子ビームの散乱が小さくなり、より微細な点像分布関数を与える。第２に、直接検出された入射電子は、より強い信号を発生する。第３にデバイスを薄くすることができ、それは、追加のノイズの後方散乱なしにビームの通過を許す。薄型化はレンズ結合シンチレータにより可能である一方、（例えば、米国特許5,517,033、これらのすべては参照としてここに取り込まれる）、薄型化は信号強度の重大な損失を伴う。図３Ｃは、従来技術の非薄型（バルク）直接検出器３２０を示し、図３Ｄは、従来の後方薄型直接検出器３３０を示す。直接検出器は、薄型化のための感度のペナルティがない。
【０００７】
最後に上記した第１〜第３の利点（点像分布関数の改善、より高い信号号強度、及び薄型化による後方散乱の減少）の結果として、直接検出器からの信号は、その同じ利点ととともに光電子増倍管でしばしば用いられるものと類似した計数モードの結果となるよう処理されることが可能となる。入射電子が１としてカウントされて、フレームバッファに加えられるとき、直接であろうと間接であろうとそれらが線形積算検出器となるよう、電子の入射により堆積されるエネルギーの変化は取り除かれて、かつ合計されない。なぜなら、取得された画像はもはやエネルギー変化を含んでおらず、ほぼノイズフリーな取得が可能となるからである。
【０００８】
２番目の計数の可変はエネルギー付与の重心計算により電子の入射の可能性がサブピクセルで評価されることが可能となることである。この方法は通常超分解能として参照される。図４は超分解能検出器を用いた単一入射粒子の検出を示している。図４Ａは複数画素の検出装置の１画素内における任意の位置への電子の到達を示す。図４Ｂは、電子の入射位置の近くの局所領域での入射電子の散乱を示す。図４Ｃは、電子の入射位置の場所に関する画素近傍で散乱され、検出された信号がどの程度の量になるかを示す。図４Ｄは散乱された最も高い信号の画素の選択が最近傍の画素の入射位置にある点を示す。図４Ｅは、散乱電荷の分布の重心の発見が、入射点の位置にサブピクセル精度をもたらすことを示している。
【０００９】
計数と超分解能は、探知量子効率（ＤＱＥ）によって測定されるような感度性能を劇的に改善し、それはシリコン直接検出撮像装置の性能を越えるような、ノイズ比に対する検出された信号とノイズ比に対する入射する信号の比である。
【００１０】
図５は、間接検出を越える直接検出（Ａ）、直接検出をちょうど越える計数直接検出（Ｂ）、及び物理画素のナイキスト周波数（Ｃ）を越える信号を加えた超分解能の効果を、まとめた感度向上を示したものである。ＤＱＥ利点の一部は、バックグラウンドノイズの劇的な減少の計数の追加的な利点からきている。間接検出は、感度の点で重大な欠点を有することは明らかである。これは、図５に示すグラフに示されるＤＱＥだけでなく、バックグラウンドノイズの両方の点である。  電子エネルギー損失分光（ＥＥＬＳ）と電子回折（ＥＤ）の両方は、信号の弱い部分のための高い感度と優れたバックグラウンドノイズの排除のため、強い要求を有している。
【００１１】
直接検出器（ＤＤ）は、画素で信号エネルギーを放出する間、シリコンの結晶構造のへのノックオンダメージと同様に、絶縁体に注入される電荷のため電子がそれにダメージを与える。これは、直接検出器に寿命線量限度を与える。この線量限度は、酸化膜厚を減少し、これにより捕獲される電子のより速く拡散させることができる特徴サイズの減少と、後方散乱によるエネルギーの体積を排除する薄型化である画素設計レイアウトの改善により劇的に増加するが、総寿命線量はファイバ光学又はレンズ光学結合シンチレータよりもかなり低いレベルに限定される。この事実は、偏向されてないビームがしばしば信号の低強度部分より高いオーダの大きさであるためＥＥＬＳとＥＤのような応用を厳しく制限し、かつセンサ寿命を数時間に減少し、それは、クライオ電子顕微鏡に何年も測定されている。
【００１２】
電子の到着事象を計数するＤＤ検出器にとって、それらは空間的かつ時間的に検出器から分離されなければならない。ＤＱＥは、約．０２５／画素までの事象密度（〜４０画素／電子事象）で３００ｋＶの電子に多少だけは影響を受ける。これはフレームレートの極端な高速化によって達成される。Ｇａｔａｎ  Ｋ２  Ｃｏｕｎｔｉｎｇ直接検出カメラとして使用される４００ｆｐｓのフレームレートは、その事象密度で１秒間あたりに１０電子／画素の線量率を許す。
その線量率は、開発されたクライオ顕微鏡の低線量率イメージングに適切である一方、図１，図２に示されたＥＥＬＳとＥＤのような高線量率と高ダイナミックレンジの応用には低すぎる。フレームレートを図２Ｂに示されるような中線量領域を取り扱うことができるほど十分に増加することが考えられる一方、計数をＥＥＬＳ又はＥＤ信号の高強度部分のために使用すると考えることは非現実的である。
Ｋ２計数直接検出器の現在の世代では、Ｇａｔａｎ株式会社によって開発された商用カメラは、入射電子事象を異なるフレームに分離するための極端な高速読み出しと連動する図３Ｄの従来技術の検出器配置と、電子事象を計数又は重心化して、合計する高速プロセッサとを使用し、使用可能な線量率が計数モードでは、線形モードよりも４００倍低い。
図６は、計数を許すために必要とされる速度によるスパース（sparsification）である。左側には、まばらなビームによって生成された実際の信号が示されており、サイズを変えることでそれぞれの事象が複数の画素を覆っていることを示している。スパース（sparsification）は、１つの事象と他の事象との散乱の重複による誤計数と乏しい重心を防ぐために十分である必要がある。図６の右側の画像は、左のフレームを計数した結果を示している。事象強度と事象サイズの両方における変動性が計数プロセスを通じて減少する内容もまた示されている。
【００１３】
この分野の関連する特許は、米国特許明細書第7952073（Ｂｉｌｈｏｒｎ）と米国特許明細書第8334512（Ｌｕｅｃｋｅｎ）を含んでいる。全ての参考文献は、その全体が参照としてここに取り込まれる。
【００１４】
ＥＥＬＳとＥＤ信号の弱い部分を取り扱うための分解能と感度における直接検出器の不適切と、高品質で強い信号と弱い信号の両方を同時に取得するための従来技術における次善策の欠如と結合して、ＥＥＬＳとＥＤ信号の強い部分と取り扱うための不適切は、新しい解決策の必要性を創造する。
【００１５】
弱い信号を読み出す能力が既存の能力に加えられているならば、電子損失分光（ＥＥＬＳ）と電子回折（ＥＤ）は、重大な利益を得ることになる。これは、Ｍ×Ｍラスタスキャンで走査された試料の画素のそれぞれでスペクトルが取得され、要素的な電子的なコントラスト画像を取得するために用いられる走査型透過電子顕微鏡分光イメージング（ＳＴＥＭ  ＳＩ）にとって特に事実である。
２０１４年３月に出版されたＧａｔａｎデータシート”ＧＩＦ  Ｑｕａｎｔｕｍ”を参考にする。試料の妥当な領域を妥当な数の画素でカバーするための高速を要求するこの技術は、要素的なコントラストを用いるための領域において、とても弱い信号強度に高感度を要求し、規格化のため偏向されていないビームの取得とデジタル化もまた必要とする。同様の応用は同様の要求があるＳＴＥＭを用いた電子回折のため開発されている。
【００１６】
米国特許明細書第8334512はこの分野における特許であり、ゼロ損失ビーム位置検出器として、ある距離で薄型イメージング検出器の下に配置された高速検出器の使用を議論しているが、その位置に関連して貧弱な分解能のため、低損失分光情報の検出器としては用いることができない。
【００１７】
加えて、それらの最も一般的な応用、特にはこれらのＳＴＥＭ応用においてＥＥＬＳとＥＤ信号は、時間に対して急激に変化し、これは、低感度で高ロバストな第１の検出器と、高感度で低ロバストな第２の検出器の連続照射を行い、高ダイナミックレンジ応用にとって非実用的な解決策である。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
したがって、従来技術において、この同じ視野において同時に高強度と弱い信号のロバストで高品質なイメージングを許す技術の必要性が存在する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１Ａ】図１Ａは従来技術に関する図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは図１Ａの画像の強度のグラフである。
【図２Ａ】図２Ａは、従来技術に関するグラフである。
【図２Ｂ】図２Ｂは、従来技術に関するグラフである。
【図３Ａ】図３Ａは、間接検出器結合デザインの従来技術である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、間接検出器結合デザインの従来技術である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、直接検出器デザインの従来技術である。
【図３Ｄ】図３Ｄは、直接検出器デザインの従来技術に関するグラフである。
【図４】図４Ａは電子検出の略図である。図４Ｂは電子検出の略図である。図４Ｃは電子検出の略図である。図４Ｄは電子検出事象信号処理を示す略図である。図４Ｅは電子検出事象信号処理を示す略図である。
【図５】図５は感度測定として、検出量子効率（ＤＱＥ）を用いた発明の利点を記述するグラフである。
【図６】図６は、事象を異なるフレームの分ける高速読み出しの効果（左）と、これらの事象の計数の効果（右）を示す２つの画像である。
【図７Ａ】図７Ａは、モノリシック検出器アレイの一部上のファイバ光学結合シンチレータを用いたハイブリッド検出器設計を示している。
【図７Ｂ】図７Ｂは、モノリシック薄型検出器アレイの一部上のファイバ光学結合シンチレータを用いたハイブリッド検出器設計を示している。
【図７Ｃ】図７Ｃは、モノリシック背面照射薄型検出器アレイの一部上のファイバ光学結合シンチレータを用いたハイブリッド検出器設計を示している。
【図７Ｄ】図７Ｄは、モノリシック前面（又は背面）照射薄型検出器アレイの一部上のレンズ結合シンチレータを用いたハイブリッド検出器設計を示している。
【図７Ｅ】図７Ｅは、検出器の光学結合と直接検出部分の両方の同時読み出しに連動する、モノリシック薄型検出器アレイの一部上のファイバ光学結合シンチレータを用いたハイブリッド検出器設計を示している。
【図７Ｆ】図７Ｆは、検出器の光学結合と直接検出部分の両方の同時読み出しに独立する、モノリシック薄型検出器アレイの一部上のファイバ光学結合シンチレータを用いたハイブリッド検出器設計を示している。
【図８Ａ】図８Ａは、第二の検出器に光学的に結合されたシンチレータを有する直接検出器の上に接触するシンチレータを有する二重（dual)検出器を示している。
【図８Ｂ】図８Ｂは、第二の検出器に曲げられたファイバ束によって結合されたシンチレータを有する直接背面照射検出器の下に接触するシンチレータを有する二重（dual)検出器を示している。
【図８Ｃ】図８Ｃは、第二の検出器にミラーと光学レンズによって結合されたシンチレータを有する直接薄型背面照射検出器の下に接触するシンチレータを有する二重（dual)検出器を示している。
【図９Ａ】図９Ａは、二つの検出器を同期する手段を用いた、分離光学センサにレンズ結合された直接検出器の前にあり、接触していないシンチレータを有する二重（dual)検出器を示している。
【図９Ｂ】図９Ｂは、二つの検出器を同期する手段を用いた、二つの検出器の電子検出面の非常に近くに並置することを可能とするため、曲げられたファイバ束によって結合されたシンチレータを有する直接背面照射検出器の近傍に隣接する間接検出器に結合されたシンチレータを有する二重（dual)検出器を示している。
【図１０Ａ】図１０Ａは、検出器の三つの分離する領域からのデータの同時読み出しの３つのタイプを用いた例示的なハイブリッドエネルギー変換検出器を示している。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、両方のタイプのデータの最適な統合を可能とするための計数と線形の両方の読みだし直接検出データを結合するよう、検出器の三つの分離する領域からのデータの同時読み出しの３つのタイプを用いた例示的なハイブリッドエネルギー変換検出器を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施形態において、画像の選択された高照射部分が間接結合のシンチレータ検出器で撮像でき、かつ、ビーム位置又は検出器の部分の機械的な位置の再調整無しに検出器の高感度で直接電子部分で画像の残りを取得できる方式で、双方のエネルギー変換器で電子画像を取得できるように物理的に配置された検出器における１つ以上の電子エネルギー変換メカニズムのハイブリッド配置を開示する。さらに、計数の厳しい線量率制限なしに高照射領域が線形に取得され、かつ、低線量かつ長露出に要求されるとても高い信号品質を提供するための計数を用いて低照射領域が取得されるように、計数と線形の読み出しモードの動的な切り替えが可能となるように、
【００２１】
メカニズムは信号処理器に含まれている。あるいは、又は加えて、取得後にオフラインで、線形と計数の信号のその後の選択または組み合わせを許すために、画像の各画素から線形と計数の同時信号処理を実行するための能力が提供される。双方の方法は、計数から線形への遷移を越える、照射強度の切り替えを使用する。切り替えは、信号品質が計数と線形のモードで同じとなる照射強度となる。信号品質は、典型的には検出量子効率（ＤＱＥ）を用いて測定され、ＤＱＥは異なる検出器を比較するために図５で使用されている。計数検出器のＤＱＥは、照射率が１電子／４０画素のレベルより上になるほど、１電子／２０画素〜１電子／１０画素の間の線量率である線形検出器のレベルに到達するほど劣化し始める。このようにして、画像のそれぞれの画素は、最も最適な手法で読み出され、処理される。
【００２２】
さらに、計数と線形のモードは、異なる伝達曲線（計数に対する照射の機能的な関係）と、周波数応答又は変調伝達関数（ＭＴＦ）を有しているので、信号処理は、線形信号と計数信号の強度と分解能の差を取り除くように提供される。ハイブリッド検出器の実現は、シンチレータの位置（検出器に接触しているか否か、検出器の上か下か）、結合手段（溶融ファイバ光学板、又はレンズ結合）、直接検出器の結合されたサイド（前面又は背面）、直接検出器が薄型か否か、読み出し手段（単一センサ、一斉読み出し、結合された分離読み出しを用いた単一センサ、二重センサ配置）、処理手段（線形、計数、又は両方）によって分類される。これらの要因のさらなる組み合わせが描かれる。多数の代表的な組み合わせが図７〜図１０に示されている。図７Ａ〜図７Ｄは、直接検出器に接触していないシンチレータと結合された直接検出器に対するシンチレータの結合の様々な選択肢を示している。図７Ａは、非薄型バルクシリコン直接検出器７０４の前面７０３にファイバ光学板７０２で結合された、デバイス上のシンチレータ７０１を示している。図７Ｂは、図１と同じ配置ではあるが、薄型直接検出器７０６の前面７０５に結合された配置を示している。図７Ｃは、薄型背面直接検出器７０６の背面７０７にファイバ光学結合７０２されたシンチレータ７０１を示している。図７Ｄは、前面薄型直接検出器にレンズ７０８で光学結合されたシンチレータ７０１を示している。図７Ｅと図７Ｆは、どのような結合のタイプ又は位置でも適用可能ではあるが、ここでは、図７Ｂのシンチレータでファイバで光学的に結合された配置と同じ配置と連動する、直接検出器７０６の読み出しの二つの可能性を図示している。図７Ｅは、同様に直接検出器に光学的に結合されているデバイス全体を読み出す、統一された協調的なメカニズム７１０経由で読み出される検出器７０６を示している。図７Ｆは、光学結合から直接検出器への遷移位置で、二つの部分７１１、７１２に分離読み出しを用いるデバイスを示している。この配置は高強度低損失でゼロ損失ビームに、独立かつ潜在的には検出器の直接検出部分よりも高速に読み出されることを許す。高速読み出しは、高強度信号のそれぞれの読み出しで信号強度を減衰し、この結果によって、より大きなダイナミックレンジを許す。
【００２３】
図８Ａ〜図８Ｃは、シンチレータ８０１を直接検出器８０２と接触して配置した配置例を示している。これらの配置では、入射ビームの経路の外側に配置されなければならない第２の検出器８０４に光を結合する必要がある。これは、シンチレータで発生された光が、直接検出器によって検出される一方、信号はシンチレータの下の直接検出器によって検出される散乱電子ビームによって圧倒されるからである。図８Ａは、散乱電子が光学検出器８０４に到達するのを防ぐシールド８０３を含む、可能なレンズ光学配置８０５を示している。シンクロナイザ８０６は、直接的に露出された検出器８０３と光学検出器８０４の読み出しを制御する。図８Ｂは検出器８０２の近傍のシンチレータ８０１を用いた、ファイバ光学結合の配置を示す。シンチレータ８０１は曲げられたファイバ光学板８０７によって第２検出器８０４に結合されている。図８Ｃは、検出器８０２近傍のシンチレータ８０１を用いた、レンズ８０５で光学的に結合された配置を示しおり、第２検出器にシンチレータ画像を向け直すミラー８１２を用いている。同期手段は２つの検出器の出力が単一のハイブリッド画像に合成されることを許すことを提供される。図７Ａ〜図７Ｆと図８Ａ〜図８Ｃに示す実施形態は、単なる代表例であり、この概念に用いられる全ての配置を構成するものではない。示されていない拡張例は、デバイスの下に配置された場合に、電子画像のあらゆる部分の遮断、又は後方散乱の発生を避けるためにレンズ結合を用いた回折用途（図１Ａと図１Ｂ）のデバイスの中心に接触シンチレータを移動することである。
【００２４】
図９Ａ、図９Ｂは、シンチレータ９０１又は検出器９０４との物理的な接触無しで配置された２つの検出器の配置を示している。図９Ａは、光学結合９０２と直接検出センサ９０４との間の無駄な画素を最小化するため、直接検出センサ９０４の前面に配置され、光学設計９０３、９０５を用いたレンズ結合カメラ９０２を示している。この設計は、シンチレータからハイブリッド検出器の直接検出部分への電子の散乱を最小化することに役立つ。図９Ｂは、検出面が同一面となる２つの検出器９０２、９０４の可能な配置を示している。図９Ｂに示す実施形態は、無駄な領域を最小化するために設計された検出器９０４とシールド９０７とを含んでいる。シンチレータ９０１は、曲げられた光学ファイバ束によって光センサ９０２に結合されている。
【００２５】
図１０Ａ、図１０Ｂは、画像処理の選択肢と、線形検出されたデータと計数されたデータの組み合わせをカバーするハイブリッドコンセプトの拡張とに関連している。図１０Ａは、画像又はスペクトルの高、中、低線量部分から検出器１００１によって読み出された線形間接、線形直接、計数直接検出データを示す。ここで図示された実施形態は光学ファイバ束１００３によって検出器に結合されたシンチレータ１００２を含む。線形直接検出から計数直接検出に遷移する位置は、照射パターンと切り替え照射強度によって決定され、それゆえ画像毎に異なり、１画像内で一度以上起こるかもしれない。図１０Ｂは、線形画素と計数又は重心として、直接検出領域における全ての画素で処理する配置を示している。これは保存されるべきデータ量を増加させる一方、より最適された合成データのためのオフラインでのデータの選択または合成の可能性を創り出す。上記の組み合わせは多数の組み合わせの単なる代表であることは明らかである。
【００２６】
図８について、分離検出器は、同期有、又は無しで動作することもできる。露出時間は、検出器の間接部分と直接部分とで同じ、又は異なっている。直接検出に直接接触するシンチレータを用いると、直接検出器は、非常に強いビームに露出され、それは速く劣化する。しかしながら、検出器のその部分はセンサに間接的に結合された部分の存在により、必要とされず、それは機能しなくなることを許す。
【００２７】
図９について、分離検出器は、同期有、又は無しで動作することもできる。露出時間は、検出器の間接部分と直接部分とで同じ、又は異なっている。
【００２８】
この非仮出願の特許出願は、発明の名称を「高エネルギー変換と処理検出器」とする、２０１４年４月１７日に出願された出願番号６１/９８１，１３８の仮出願の優先権を主張するものであ。仮出願の開示全体は参照としてここに取り込まれる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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