(57)【要約】  本発明は、ａ）単層の厚膜や薄膜セラミック基板を使って両側面間のノードピッチを変更し、ｂ）フォトダイオード回路を柔軟なケーブル接続部に直接接着してフォトディテクタ連結をする、多様な方法を提示する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＴ装置の検査区域を透過するＸ線の光エネルギーを受ける第１表面、基板、およびフォトダイオードアレイ内の対応フォトダイオードと電気的に連結する多数のフォトダイオード接点ノードを有する第２表面を含む前方走査フォトダイオードアレイ、および
表面に接点ノードが配置されている柔軟な回路基板
を含み、
前方走査フォトダイオードアレイのフォトダイオード接点ノードが柔軟な回路基板表面の接点ノードに直接接着することを特徴とする、ＣＴディテクタ。
【請求項２】
フォトダイオードアレイの第１表面と光通信するように配置されたシンチレータをさらに含み、シンチレータと柔軟な回路基板の間にフォトダイオードアレイが配置され、シンチレータは受信されたＸ線を光エネルギーに変換することを特徴とする、請求項１に記載のＣＴディテクタ。
【請求項３】
フォトダイオードアレイの基板を貫通してフォトダイオードから第２表面まで多数の導電経路が伸びており、これらの導電経路を通じてフォトダイオードと柔軟な回路基板の接点ノードが電気的に連結することを特徴とする、請求項１に記載のＣＴディテクタ。
【請求項４】
フォトダイオードアレイのフォトダイオードのピッチが柔軟な回路基板の接点ノードのピッチよりも大きく、前記導電経路がフォトダイオード接点ノードと柔軟な回路基板の対応接点ノードの間のピッチの変化を引き起こすことを特徴とする、請求項３に記載のＣＴディテクタ。
【請求項５】
柔軟な回路基板が遠隔回路基板にある感知回路に接点ノードを電気的に連結する導電経路層をいくつか有しており、遠隔回路基板はフォトダイオードアレイを有する基板に直交することを特徴とする、請求項１に記載のＣＴディテクタ。
【請求項６】
柔軟な回路基板がフォトダイオードアレイを有する回路基板と遠隔回路基板の間を連結するように４５度よりも大きい角度の屈曲部を１つ以上有することを特徴とする、請求項５に記載のＣＴディテクタ。
【請求項７】
前記ＣＴディテクタがＣＴ撮影装置の一部であることを特徴とする、請求項１に記載のＣＴディテクタ。
【請求項８】
前記ＣＴディテクタが多数のディテクタアレイ内に配置されることを特徴とする、請求項１に記載のＣＴディテクタ。
【請求項９】
ＣＴ装置内の前方走査感知回路を通じ、検査区域を透過した放射線を表示するエネルギーを感知する段階、
前方走査感知回路を利用して受信されたエネルギーを電気信号に変換する段階、および
前記前方走査感知回路が柔軟な回路基板の表面に直接接着しており、前方走査感知回路から柔軟な回路基板の表面に電気信号を送信する段階
を含むことを特徴とする、方法。
【請求項１０】
前方走査感知回路と通信するように配置されたシンチレータからエネルギーを受ける段階をさらに含み、シンチレータと柔軟な回路基板の間に前方走査感知回路が配置され、シンチレータは放射線をエネルギーに変換することを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前方走査感知回路の基板に形成された多数の導電経路に電気信号を送信する段階をさらに含み、複数の導電経路は、前方走査感知回路の基板を通じて前方走査感知回路のエネルギー感知フォトディテクタから柔軟な回路基板表面の接点ノードまで伸びることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前方走査感知回路のフォトディテクタのピッチが柔軟な回路基板の接点ノードのピッチよりも大きく、前記導電経路がフォトディテクタと接点ノードの間のピッチ変化を引き起こすことを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
柔軟な回路基板から電気信号を送信する段階をさらに含み、柔軟な回路基板は、前方走査感知回路を遠隔回路基板の処理回路に電気的に連結する導電経路を多数層含み、遠隔回路基板が前方走査感知回路に直交することを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
柔軟な回路基板から電気信号を送信する段階をさらに含み、柔軟な回路基板は、遠隔回路基板と前方走査感知回路間を連結するように４５度よりも大きい角度の屈曲部を１つ以上有することを特徴とする、請求項９に記載の鵜方法。
【請求項１５】
ＣＴ装置の検査区域を透過した放射線を示す光エネルギーを受けるフォトディテクタアレイを回路基板に配置したフォトディテクタ回路、
表面に接点ノードアレイが配置された柔軟な回路基板、および
第１表面と第２表面を有し、単層基板からなり、第１表面はフォトディテクタ回路と接し、第２表面は接点ノードアレイと接し、第１表面から第２表面まで伸びてフォトディテクタアレイと柔軟な回路基板の接点ノードアレイを連結する導電経路を有する連結基板
を含むことを特徴とする、アセンブリ。
【請求項１６】
前記導電経路それぞれの少なくとも一部分が第１表面と第２表面両方に直交することを特徴とする、請求項１５に記載のアセンブリ。
【請求項１７】
前記第１表面がフォトディテクタ回路の表面に配置されたフォトディテクタ接点要素に連結し、前記第２表面は柔軟な回路基板に配置された接点ノードに連結することを特徴とする、請求項１６に記載のアセンブリ。
【請求項１８】
前記連結基板が単層セラミックを含むことを特徴とする、請求項１７に記載のアセンブリ。
【請求項１９】
前記導電経路それぞれが第１部分と第２部分を有し、第１部分は第１表面に配置される端部を有し、これらの端部がフォトディテクタ接点要素と整列することを特徴とする、請求項１５に記載のアセンブリ。
【請求項２０】
前記導電経路の第２部分が第１表面と第２表面両方に直交し、前記第２部分が第２表面に配置される端部を有することを特徴とする、請求項１９に記載のアセンブリ。
【請求項２１】
柔軟な回路基板表面の接点ノードの単位面積あたりの密度がフォトディテクタ回路表面のフォトディテクタ接点要素の単位面積あたりの密度よりも大きいことを特徴とする、請求項２０に記載のアセンブリ。
【請求項２２】
フォトディテクタ回路にあるそれぞれの活性領域が連結基板の第１表面と接触し、フォトディテクタ回路表面に接したフォトディテクタ回路内に配置された半導体ドーピング領域であることを特徴とする、請求項１５に記載のアセンブリ。
【請求項２３】
フォトディテクタ回路に隣接配置されたシンチレータをさらに含み、シンチレータと連結基板の間にフォトディテクタ回路が配置され、シンチレータは放射線を光信号に変換し、フォトディテクタ回路が光信号を感知することを特徴とする、請求項１５に記載のアセンブリ。
【請求項２４】
柔軟な回路基板が遠隔回路基板の平面に配置された遠隔回路に柔軟な回路基板の接点ノードを電気的に連結する導電経路層を少なくとも１つ含み、遠隔回路基板はフォトディテクタアレイがあるフォトディテクタ回路の平面に直交することを特徴とする、請求項１５に記載のアセンブリ。
【請求項２５】
基板と遠隔回路基板の間に配置された柔軟な回路基板が多数の屈曲部を有し、屈曲部それぞれが４５度よりも大きい角度を有することを特徴とする、請求項１５に記載のアセンブリ。
【請求項２６】
連結基板の第１表面にある導電経路の第１端部がフォトディテクタ回路表面の対応フォトディテクタ接点要素に連結し、連結基板の第２表面にある導電経路の第２端部は柔軟な回路基板の接点ノードに連結し、前記第１端部の単位面積あたりの密度が前記第２端部の単位面積あたりの密度よりも小さいことを特徴とする、請求項１５に記載のアセンブリ。
【請求項２７】
前記フォトディテクタがバックライトフォトディテクタであることを特徴とする、請求項１５に記載のアセンブリ。
【請求項２８】
前記連結基板の第１表面にだけトレースが形成されたことを特徴とする、請求項１５に記載のアセンブリ。
【請求項２９】
前記連結基板の第１表面と第２表面両方にトレースが形成されたことを特徴とする、請求項１５に記載のアセンブリ。
【請求項３０】
検査区域を透過するＸ線を示す光エネルギーを受ける段階、
光エネルギーを電気信号に変換する段階、および
光エネルギーを受ける光学ディテクタ回路と柔軟な回路基板の間に配置され、単層からなる連結基板を通じて柔軟な回路基板に電気信号を送信する段階
を含むことを特徴とする、方法。
【請求項３１】
連結基板の第１表面から連結基板の第２表面まで伸びる導電経路を通じて電気信号を送信する段階をさらに含み、光エネルギーを受ける光学ディテクタ回路のフォトディテクタアレイと柔軟な回路基板の接点ノードアレイが前記導電経路によって連結することを特徴とする、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
連結基板の第１表面から第２表面まで単層基板を貫通して直交しながら伸びる導電経路を通じて電気信号を送信する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
シンチレータから光エネルギーを受ける段階をさらに含み、シンチレータは電気信号を生成する光学ディテクタ回路に隣接配置され、シンチレータと連結基板の間に光学ディテクタ回路が配置され、シンチレータがＸ線を光エネルギーに変換することを特徴とする、請求項３０に記載の方法。
【請求項３４】
光学ディテクタ回路が付着した連結基板表面に配置された少なくとも１つのトレース層を通じて電気信号を送信する段階を含み、前記トレース層が光学ディテクタ回路を柔軟な回路基板に連結することを特徴とする、請求項３０に記載の方法。
【請求項３５】
連結基板に配置された導電経路から電気信号を送信する段階をさらに含み、連結基板の第１表面の単位面積あたりの導電経路の第１端部の密度が第２表面の単位面積あたりの導電経路の第２端部の密度よりも小さく、連結基板の第２表面が柔軟な回路基板に連結することを特徴とする、請求項３０に記載の方法。
【請求項３６】
電気信号を生成する光学ディテクタ回路がバックライトフォトディテクタ回路であり、バックライトフォトディテクタ回路で光エネルギーを受ける段階と、連結基板を通じてバックライトフォトディテクタ回路のディテクタから柔軟な回路基板まで電気信号を送信する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項３０に記載の方法。
【請求項３７】
光エネルギーを受ける手段、
受信された光エネルギーを電気信号に変換する手段、および
連結基板を通じて柔軟な回路基板に電気信号を送信する手段
をさらに含み、
前記連結基板は、フォトディテクタ回路と柔軟な回路基板の間に配置された単層基板であることを特徴とする、装置。
【請求項３８】
ＣＴ装置の検査区域を透過したＸ線を示す光エネルギーを受ける手段、
前方走査フォトディテクタ回路を通じて光エネルギーを電気信号に変換する手段、および
柔軟な回路基板表面に直接接着された前方走査フォトディテクタ回路から柔軟な回路基板表面の接点ノードまで電気信号を送信する手段
を含むことを特徴とする、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感知システムとディテクタアレイ連結アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）撮影分野の現在の趨勢は高速立体撮影を志向しており、この場合には多数の映像情報スライスを同時に求めなければならない。このような目的のＤＭＳ（Ｄｅｔｅｃｔｏｒ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｓｙｓｔｅｍｓ）には、数万から数十万度はそれ以上の多くのチャネルが迅速に動くため多くの問題がある。
【０００３】
１つあたりのチップのチャネル数が６４〜２５６以上である固執的な測定ＩＣの場合、さらに小さな自立モジュールをｘ方向とｚ方向の両側にさらに大きいアレイで組み立てなければならない。このようなモジュールの課題は、フォトディテクタ回路アレイの連結部を電子回路の残りの素子に必要な他の連結部に移し、付近の電子素子をＸ線で保護しなければならず、電子素子で生じた熱がディテクタに影響を与えないようにすることにある。他の課題としては、高い正確度を保持しながらもモジュールを容易に構成するように設計しなければならない点にある。
【０００４】
多くのスライス数を必要とするＣＴディテクタは、高密度連結の制限を克服するために背面接点を有するフォトダイオードを使用する。例えば、現在のＣＴディテクタは、フォトディテクタを対応データ獲得電子素子に電気的に連結するために多層セラミック基板を使用する。既存の多層セラミック基板は、連結機能を行うだけでなく基板両側面のノード密度に変化を与えるが、製作が難しくて多くのコストを必要とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、フォトディテクタ連結機能を提供する多様なコストの効果的な方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このために、本発明は、両側面間のノードピッチを変えるため、単層の厚膜や薄膜セラミック基板を利用する。また、本発明は、柔軟な回路基板にフォトダイオード回路を直接接着する。
【０００７】
具体的に、本発明のアセンブリは、フォトディテクタ回路と柔軟な回路基板を含む。ｐ−ｉ−ｎ（ＰＩＮ）フォトダイオードアレイのようなフォトディテクタ回路の回路基板にはフォトディテクタアレイが配置される。このようなフォトディテクタ回路は第１表面と第２表面を有する。フォトディテクタ回路のそれぞれのフォトディテクタは活性領域を有し、活性領域は回路基板の第１表面上や付近に位置して光エネルギーを感知する。柔軟な回路基板の対応表面に接点ノードがある。フォトディテクタ回路の（第１表面の反対側の）第２表面は、柔軟な回路基板表面の接点ノードに直接接着される。
【０００８】
アセンブリがフォトディテクタ回路、柔軟な回路基板、および連結基板を含んでもよい。フォトディテクタ回路の回路基板にはフォトディテクタアレイが配置される。柔軟な回路基板表面には接点ノードアレイがある。連結基板は第１表面と第２表面を有する。第２表面は柔軟な回路基板の接点ノードアレイと接触する。連結基板の第１表面から第２表面まで導電経路が伸び、フォトディテクタ回路のフォトディテクタアレイと柔軟な回路基板の接点ノードアレイを連結する。多層基板を利用する既存のものとは異なり、本発明の連結基板は単層基板である。
【０００９】
さらには、アセンブリが光信号を感知するフォトディテクタ回路の活性領域アレイを有してもよい。各活性領域は少なくとも１つの接点要素を有する。このアセンブリは、表面ノードアレイを含む第１端部を有する柔軟な回路基板を含む。単層の連結基板を通じ、フォトディテクタ回路の活性領域アレイと柔軟な回路基板の表面ノードアレイが連結する。柔軟な回路基板の表面ノード（すなわち、接点ノード）アレイは、フォトディテクタ回路の接点要素よりも密度が大きい。単層の連結基板は、フォトディテクタ回路の活性領域と関連する接点要素と柔軟な回路基板の表面ノードを連結する。また、単層の構造でも両側表面間のノードのピッチに変化を与える。
【００１０】
本発明は、１つ以上のリソースによって実現される方法も提供する。ＣＴディテクタは、前方走査フォトダイオードアレイと柔軟な回路基板を有する。この方法は、前方走査感知回路を通じてＣＴ装置の検査区域を透過する放射線を表示する光エネルギーを受ける段階を含む。前方走査感知回路は、光エネルギーを電気信号に変換し、電気信号を柔軟な回路基板表面に送信し、柔軟な回路基板表面に直接接着する。
【００１１】
また、前方走査感知回路がここに光通信するように配置されたシンチレータからエネルギーを受けてもよい。このような前方走査感知回路は、シンチレータと柔軟な回路基板の間に位置しながら放射線をエネルギーに変換する。
【００１２】
前方走査フォトディテクタ回路が前方走査感知回路の基板に形成された多様な導電経路を通じて電気信号を送信することもできる。これらの導電経路は、エネルギーを感知するフォトダイオードから感知回路を通じて柔軟な回路基板の接点ノードまで繋がる。
【００１３】
また、前方走査感知回路のフォトダイオードのピッチが柔軟な回路基板の接点ノードのピッチよりも大きくすることができる。感知回路の導電経路により、柔軟な回路基板の接点ノードとフォトダイオードの間のピッチが変わることができる。
【００１４】
柔軟な回路基板は、遠隔回路基板に電気信号を送信してもよい。柔軟な回路基板は、遠隔回路基板とフォトディテクタ回路を連結するために４５度よりも大きい角度の屈曲部を少なくとも１つ有する。
【００１５】
本発明の方法は、光エネルギーを受けて電気信号に変換した後、この電気信号を連結基板を通じて柔軟な回路基板に送信し、連結基板はフォトディテクタ回路と柔軟な回路基板の間に配置された単層基板である。この方法は、連結基板に連結するフォトディテクタ回路のようなリソースを通じて実現することができる。
【００１６】
連結基板は、両方側面間を伸びる導電経路を通じて電気信号を送信し、このような導電経路は光エネルギーを受けるフォトディテクタアレイと柔軟な回路基板の接点ノードアレイを連結する。
【００１７】
または、連結基板が第１表面から第２表面までの単層基板を貫通する、直交する導電経路の一部分から電気信号を送信してもよい。
【００１８】
または、フォトディテクタ回路がシンチレータで光エネルギーを受け、シンチレータはフォトディテクタ回路に隣接配置され、光信号を受けるフォトディテクタ回路がシンチレータと連結基板の間に配置されることもできる。
【００１９】
また、フォトディテクタ回路や光学ディテクタ回路が連結基板表面に配置された少なくとも一層の導電経路を通じて電気信号を送信したりもするが、このような導電経路は、フォトディテクタ回路を柔軟な回路基板に電気的に連結する。
【００２０】
なお、光学ディテクタ回路のようなフォトディテクタ回路が連結基板に配置された導電経路から電気信号を送信してもよい。連結基板第１表面の単位面積あたりの導電経路の第１端部の密度は、第２表面の単位面積あたりの導電経路の第２端部の密度よりも小さい。連結基板の第２表面は柔軟な回路基板に直接連結する。
【００２１】
さらに、フォトディテクタ回路はバックライト回路である。バックライトフォトディテクタ回路は光エネルギーを受け、連結基板を通じて柔軟な回路基板に電気信号を送信する。
【００２２】
以上、フォトディテクタを例に挙げて説明したが、これはどこまでも例示に過ぎず、発明を限定するものではなく、本発明は多様なその他の方式に適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】従来のＣＴ撮影装置に使用される多列ディテクタアレイの概念図である。
【図２】従来の螺旋形ＣＴスキャナの機能図である。
【図３】従来のＸ−Ｚ方向にモジュール化された多列ＤＭＳアレイの概念図である。
【図４】本発明に係る光学ディテクタ回路を含むフォトディテクタアセンブリの断面図である。
【図５】図５Ａは本発明に係るフォトディテクタ回路の第１表面の正面図であり、図５Ｂは本発明に係るフォトディテクタ回路の断面図であり、図５Ｃはフォトディテクタ回路に関連する第２表面の正面図である。
【図６】本発明に係るフォトディテクタ回路の側面図である。
【図７】回路基板に連結するフォトディテクタアセンブリの断面図である。
【図８】フォトディテクタアセンブリの展開斜視図である。
【図９】フォトディテクタ回路アセンブリの製造方法のフローチャートである。
【図１０】フォトディテクタ回路アセンブリの他の製造方法のフローチャートである。
【図１１】連結のための連結基板を備えたアセンブリの概念図である。
【図１２】図１２Ａは連結基板の第１表面の正面図であり、図１２Ｂは連結基板の断面図であり、図１２Ｃは連結基板の第２表面の正面図である。
【図１３】連結基板の詳細断面図である。
【図１４】フォトディテクタアセンブリの展開斜視図である。
【図１５】フォトディテクタ回路アセンブリの製造方法のフローチャートである。
【図１６】図１５に続くフローチャートである。
【図１７】図１５に続くフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
既存の多層連結基板を使用すると、多層導電層の開放連結可能性のためにＣＴディテクタの費用が上昇して信頼性が低下する。ＣＴディテクタはＣＴスキャナの費用の相当部分を占め、誤った連結による故障は医療分野や保安分野のＣＴスキャナを停止させたりもする。
【００２５】
上述したように、本発明は、厚膜や薄膜接点を備えた経済的かつ信頼性の高い単層基板を使用した新たなディテクタアセンブリに関する。さらに、本発明は、背面接点フォトディテクタを柔軟なケーブルに直接接着することによって基板の使用を完全に排除することもできる。
【００２６】
図１は、ＣＴ撮影装置１０用の既存の多列ディテクタアレイの機能図である。ＣＴ撮影装置１０は標的物体１１の内部構造の映像を生成し、Ｘ線のような放射線を１つ以上の方向に標的物体１１のスライスに走査し、一度に１つずつ断面スライスを求めたり螺旋形データを求めたりする。
【００２７】
ＣＴ撮影装置１０は、Ｘ線ソース１２、多列Ｘ線ディテクタアレイ１４、信号獲得機１６、および映像再構成機１８を有する。通常、Ｘ線ソース１２は、患者の解剖学的部位である標的物体１１を透過するＸ線を生成する。
【００２８】
フォトディテクタや光ディテクタアレイであるＸ線ディテクタアレイ１４は、標的物体１１を透過したＸ線を感知し、検査区域を透過したＸ線の減衰度を示す感知信号を生成する。一例として、Ｘ線は、ＣＴ撮影装置１０の検査区域を通過する。
【００２９】
信号獲得機１６は感知信号をデジタル処理し、処理された信号は映像再構成機１８に送信され、ここで標的物体１１の単層映像を再構成する。
【００３０】
Ｘ線ソース１２は従来のＸＲＴ（Ｘ−ｒａｙ  ｔｕｂｅ）を含み、ＸＲＴの焦点でＸ線を生成し、このようなＸ線は標的物体１１に向かう。Ｘ線ディテクタアレイ１４は、シンチレータとフォトディテクタからなる固体状態ディテクタのようなＸ線ディテクタ要素のアレイである。
【００３１】
フォトディテクタを使用したとき、物体１１を透過したＸ線は、先ずシンチレータと反応して入射Ｘ線を可視光に変換する。フォトディテクタはシンチレータで生じた可視光を受け、電気信号を生成する。シンチレータとフォトディテクタ以外の他のＸ線ディテクタ要素を使用することもできる。フォトディテクタはフォトダイオードであることが通常である。本発明の技術は医療分野に限定されるものではなく、放射線を利用して物体を分析するすべての分野に適用することができる。
【００３２】
図２は、従来の技術に係る螺旋形ＣＴスキャナの機能図である。
【００３３】
患者２５の周りをＸ線ソースとディテクタアレイ１４が回転しながら（一定の速度で）患者を透過し、患者が動きながら標的物体の軸方向スライスに対するデータが求められる。ＸＲＴ焦点１９の軌跡２２は螺旋形である。
【００３４】
図１〜２において、ｚ軸は標的物体１１のスライスの軸方向であり、ｘ軸はＸ線ディテクタアレイが配置された平面の座標のうちの１つである。既存の多列ディテクタアレイは、ｘ方向に沿ってモジュール化されたＸ線ディテクタ要素を有する。一般的にモジュール１つあたり１６、２４、３２、またはそれ以上の画素を有し、一円弧あたり２４以上のモジュールが入っている。
【００３５】
ＣＴ装置の多数のスライスが１６、３２、６４、…の順序であれば、ｚ方向のモジュールが必要なくなる。しかし、スライスの数が数百に至ってモジュールあたりの画素数が４〜５千に至ると、ｚ方向はもちろん、ｘ方向のモジュール化が必要となる場合がある。
【００３６】
図３は、従来の多重フォトディテクタ回路のアレイの正面図である。上述したように、フォトディテクタ回路１３０に配置されたフォトディテクタ１３５それぞれが該当区域の放射線を探知する。フォトディテクタ回路１３０の裏面に配置されたブラケット１６０がこの回路を支持するが、これについては後述する。
【００３７】
フォトディテクタ回路１３０には多数の半導体チップがｘ−ｙ方向に平面形に配置され、十分に大きいアレイを形成する。しかし、多重フォトディテクタ１３５を含む１つの半導体チップを使用することもでき、複数のフォトディテクタアレイを並べて配置して図１のアレイ１４のような広い領域をカバーすることもできる。
【００３８】
図４は、本発明に係るフォトディテクタアセンブリ１００の正面図であって、放射線１０５を受けるアンチスキャッタアセンブリ１１０を有し、このアセンブリ１１０はシンチレータ１２０で受ける散乱光量を減らす。
【００３９】
アンチスキャッタアセンブリ１０５を通過する放射線１０５の少なくとも一部はシンチレータ１２０に入り、シンチレータはこの放射線をフォトディテクタ１３５で感知される光信号１１５に変換する。シンチレータ１２０はフォトディテクタ１３５の第１表面１４０−１に隣接して接触するが、異なるように配列されることもできる。フォトディテクタ回路１３０は、シンチレータ１２０と柔軟な回路基板１７０の間に配置される。
【００４０】
フォトディテクタ回路１３０の表面１４０−１にフォトディテクタ１３５が配置されるが、これに限定されるものではない。フォトディテクタ回路１３０は前方走査フォトディテクタアレイを含む。例えば、フォトディテクタ１３５アレイは、半導体素子のような該当の回路基板上に配置されることができる。
【００４１】
フォトディテクタ回路１３０は第１表面１４０−１と第２表面１４０−２を有し、前方走査ディテクタ回路であることができる。
【００４２】
フォトディテクタ回路１３０のフォトディテクタ１３５それぞれの活性領域は、第１表面１４０−１上や付近に配置されたり形成されたりし、シンチレータ１２０で生じた光エネルギーを感知する。フォトディテクタそれぞれは、第１表面１４０−１を通過する光エネルギーの少なくとも一部を受けるため前方走査フォトディテクタと呼ばれるが、これに限定されるものではない。
【００４３】
光信号１１５を受けたフォトディテクタ１３５は、それぞれのカバー領域の放射線を感知する程度を示す電気信号を生成する。
【００４４】
回路基板１７０の接点ノード１７５は、フォトディテクタ回路１３０の表面１４０−２に接触する側に位置する。この表面１４０−２は、接点ノード１７５に直接接着することができる。回路基板の接点ノード１７５とフォトディテクタ回路１３０の表面１４０−２の該当のノードを半田のような材料によって連結することができる。
【００４５】
表面１４０−１上のフォトディテクタ１３５から伸びた導電経路を通じてフォトディテクタの電気信号が回路基板の接点ノード１７５に移動し、回路基板１７０はこの電気信号を遠隔処理回路に送信し、この処理回路はこのような電気信号に基づいて映像を再生する。
【００４６】
フォトディテクタ１３５それぞれの活性領域は、シンチレータ１２０で受けた光エネルギーを感知する場所であって、フォトディテクタ回路１３０を製作するとき、第１表面１４０−１を通じて拡散した不純物が入っているドーピング領域である。活性領域を通じて光信号を感知すると、放射線が該当の領域に存在する程度を示す電気信号が生成される。
【００４７】
回路基板１７０の厚さは、約０．２ｍｍが適切である。
【００４８】
図５Ｂは、本発明に係るフォトディテクタ回路の側面図であって、フォトディテクタ１３５が配置された第１表面１４０−１から第２表面１４０−２まで多様な導電経路５５０が形成される。すなわち、回路基板１７０に配置された導電ノード１７５と第１表面１４０−１に配置されたフォトディテクタ接点要素の間でフォトディテクタ回路１３０を貫通する導電経路５５０を通じて電気連結がなされる。
【００４９】
図５Ａに示すように、フォトディテクタ回路１３０の表面１４０−１に配置されたフォトディテクタ１３５（１３５−１、…、１３５−４、…）それぞれは、導電経路５５０を通じて表面１４０−２のノード５７５それぞれに電気的に連結する接点ノードを有する。
【００５０】
図５Ｃは、フォトディテクタ回路１３０の表面１４０−２に配置されたノード５７５を示している。フォトディテクタ回路の表面１４０−１上のフォトディテクタ１３５それぞれは、電気信号を出力する１つ以上のノードを有する。
【００５１】
上述したように、導電経路５５０を通じて両表面１４０−１、１４０−２のノードが連結する。例えば、導電経路５５０のうちの第１導電経路は表面１４０−１のフォトディテクタ１３５−１から表面１４０−２のノード５７５−１までの連結路を提供し、第２導電経路は表面１４０−１のフォトディテクタ１３５−２から表面１４０−２のノード５７５−２までの連結路を提供し、第３導電経路は表面１４０−１のフォトディテクタ１３５−３からノード５７５−３までの連結路を提供し、第４導電経路は表面１４０−１のフォトディテクタ１３５−４からノード５７５−４までの連結路を提供する。したがって、フォトディテクタ回路１３０を貫通する導電経路５５０を通じ、フォトディテクタ１３５と関連するノードを表面１４０−２の側で接近することができる。
【００５２】
図に示すように、表面１４０−１上のフォトディテクタノード（例：フォトディテクタ１つあたりノード１つ）は、表面１４０−２上のフォトディテクタ１３５と関連するノード５７５よりも密度が高く、第１表面１４０−１のフォトディテクタ１３５に関連する隣接出力接点要素間の間隔は、第２表面１４０−２に配置された対応接点ノード５７５間の間隔よりも大きい。
【００５３】
表面１４０−２上のノード５７５のパターンを回路基板１７０の接点ノード１７５のパターンとほぼ一致するように構成する。半田付けやその他の適切な連結により、接点ノード５７５を回路基板１７０の接点ノード１７５にそれぞれ電気的に堅固に結合することができる。この場合、導電経路５５０とフォトディテクタ回路１３０の構成のために、表面１４０−１のフォトディテクタ１３５間のピッチと回路基板１７０の接点ノード１７５間のピッチを容易に変えることができる。
【００５４】
導電経路５５０はフォトディテクタ回路１３０を通じて延長することができ、例えば、導電経路の少なくとも一部分を表面１４０−１から垂直に表面１４０−２まで延長して両表面間のピッチ変化を収容するようにしたり、それぞれの導電経路の一部分を表面１４０−１や表面１４０−２に並べて広げたり狭めたりすることができる。すなわち、それぞれの導電経路の第１部分は表面１４０−１や表面１４０−２の平面に延長し、第２部分は表面１４０−１と表面１４０−２からフォトディテクタ回路１３０を通じて直角に伸びるようにすることができる。したがって、裏側表面１４０−２のノードを前側表面１４０−１のフォトディテクタのノードよりもさらに密集するように構成することができる。
【００５５】
図６は、フォトディテクタ回路の側面図である。
【００５６】
導電経路５５０−１は、フォトディテクタ１３５−１のノードから表面１４０−２の接点ノード５７５−１までの電気連結をなし、軸線が異なる多様な部分を有する。例えば、導電経路５５０−１の一部分は表面１４０−１に直角であるｚ軸方向に伸びてフォトディテクタ回路１３０の基板を貫通し、他の部分はｘ軸やｙ軸方向に伸びる。
【００５７】
フォトディテクタ１３５−１で感知した光信号１１５は、このフォトディテクタの活性領域に該当の電荷値を生成し、この電荷は活性領域から導電経路５５０−１を通じて接点ノード５７５−１まで出力電流として移動する。この出力電流は受信した光子数に比例するため、光信号を感知したフォトディテクタ１３５−１は導電経路を通じて接点ノード５７５−１に電気信号を出力する。
【００５８】
一方、遠隔に位置した処理回路は、この電気信号をフォトディテクタ１３５−１で監視する領域で受ける放射線量を示すデジタル値に変換する。
【００５９】
同様に、導電経路５５０−２は、フォトディテクタ１３５−２のノードから表面１４０−２の接点ノード５７５−２までの電気連結を形成し、この導電経路も軸方向が異なる多様な区間を有しながら、フォトディテクタ１３５−２と接点ノード５７５−２の間を連結する。活性領域の光信号を感知したフォトディテクタ１３５−２は、導電経路５５０−２を通じて接点ノード５７５−２に電気信号を出力する。
【００６０】
すべてのフォトディテクタ１３５が同様に動作する。
【００６１】
図７は、回路基板に連結するフォトディテクタアセンブリの断面図である。アセンブリ１００の柔軟な回路基板１７０は、接点ノード１７５を回路基板６５０の対応感知回路（処理回路）に電気的に連結する導電経路層を１つ以上有する。
【００６２】
処理回路６４０が設置された回路基板６５０は、フォトディテクタ１３５が設置されたフォトディテクタ回路１３０とほぼ直交する。
【００６３】
回路基板１７０は、フォトディテクタ回路１３０と回路基板６５０の間を連結するために、４５度よりも大きい屈曲部を有することができる。両側回路基板１７０、６５０は中間コネクタ２２０を通じて連結する。回路基板６５０のトレース（ｔｒａｃｅ）が処理回路６４０に連結する。したがって、処理回路は、フォトディテクタ１３５それぞれで生じた電気信号を受ける。
【００６４】
アンチスキャッタアセンブリ１１０、シンチレータ１２０、…、回路基板６５０を有するアセンブリ１００を複写し、図面のように積層することができる。
【００６５】
図８は、フォトディテクタアセンブリの展開斜視図である。アンチスキャッタアセンブリ１１０はシンチレータ１２０に連結し、シンチレータはアンチスキャッタアセンブリとフォトディテクタ回路１３０の表面１４０−１の間に配置される。フォトディテクタ回路の他の表面１４０−２は、回路基板１７０に配置された接点ノード１７５に連結する。
【００６６】
（セラミックや他の適切な材料からなる）基板１４５、（タングステンや他の適切な放射線遮断材からなる）遮蔽板１５０およびブラケット１６０の結合体は、回路基板１７０の屈曲部に形成された空洞７５０内に位置する。
【００６７】
基板１５０は、回路基板６５０や処理回路６４０などが放射線１０５に露出することを防ぎ、シンチレータ１２０を通じて放射線を光信号に変換しない。
【００６８】
図９は、フォトディテクタ回路アセンブリの製作方法のフローチャート８００である。８１０段階でフォトディテクタ回路１３０を受け、この回路の回路基板にフォトディテクタ１３５アレイが配置される。フォトディテクタ回路１３０は、第１表面１４０−１と第２表面１４０−２を有する。フォトディテクタ回路のフォトディテクタ１３５それぞれは第１表面上に活性領域を有し、シンチレータ１２０で生じた光エネルギーを感知する。
【００６９】
８２０段階で柔軟な回路基板１７０を受け、この回路基板は接点ノード１７５を有する。
【００７０】
８３０段階で、フォトディテクタ回路１３０の第２表面１４０−２を回路基板１７０の表面の接点ノード１７５に連結する。
【００７１】
図１０は、フォトディテクタ回路アセンブリの組み立て方法の他のフローチャート９００である。
【００７２】
９９２０段階でフォトディテクタ回路１３０を受け、この回路の半導体基板にはフォトディテクタ１３５アレイが配置される。フォトディテクタ回路の第１表面１４０−１にある活性領域がシンチレータ１２０で生じた光エネルギーを感知する。
【００７３】
９２０段階で、表面に接点ノード１７５がある柔軟な回路基板１７０を受ける。
【００７４】
９３０段階で、フォトディテクタ回路１３０の第２表面１４０−２を回路基板１７０表面の接点ノード１７５に連結する。
【００７５】
９４０段階でシンチレータ１２０を受け、９５０段階でフォトディテクタ回路１３０の第１表面１４０−１付近にシンチレータを配置し、シンチレータと回路基板１７０の間にフォトディテクタ回路１３０が配置されるようにする。シンチレータ１２０は放射線１０５を光エネルギーに変換する。
【００７６】
９６０段階で、回路基板１７０の屈曲部を利用して遠隔回路基板のような回路基板６５０とフォトディテクタアレイが配置された回路基板を連結する。このような屈曲部の角度は４５度よりも大きい。
【００７７】
図１１は、基板が連結しているアセンブリの断面図であって、このアセンブリ１０００を図７のアセンブリ１００の代わりに使用して回路基板６５０と処理回路６４０を含む放射線感知装置を製作する。
【００７８】
アセンブリ１０００のアンチスキャッタアセンブリ１１０は、シンチレータ１２０が受ける散乱放射量を減らす。アンチスキャッタアセンブリ１１０を透過する放射線１０５の少なくとも一部はシンチレータ１２０に入る。シンチレータ１２０の一部分がフォトディテクタ１３５０の表面に配置されたフォトディテクタ回路１３００と整列するようにシンチレータを区画することができる。
【００７９】
スキャンをする間、シンチレータ１２０は放射線を光信号１１５に変換する。シンチレータ１２０をフォトディテクタ回路１３００に接触するように配置し、シンチレータと連結基板１４３の間にフォトディテクタ回路１３００が配置されるようにする。
【００８０】
フォトディテクタ回路１３００表面のフォトディテクタ１３５０は、連結基板１４３の表面１０４０−１と接触する。フォトディテクタ回路１３００がバックライトフォトディテクタアレイ、例えば、半導体素子のような回路基板に配置されたフォトディテクタ１３５０アレイを有することもできる。フォトディテクタ回路１３００の第１表面はシンチレータ１２０と接触し、連結基板１４３に接した第２表面にはフォトディテクタ１３５０アレイが配置される。
【００８１】
フォトディテクタ１３５０それぞれの（連結基板に接する後側表面にある）活性領域がシンチレータで生じた光エネルギーを感知し、それぞれのフォトディテクタがフォトディテクタ回路１３００の裏面を通じて光エネルギーの少なくとも一部分を受ける。
【００８２】
それぞれのフォトディテクタ１３５０は、カバー領域で受けた光信号１１５に基づき、この領域内の放射線の存在を感知する程度を表示する電気信号を生成する。
【００８３】
連結基板１４３は、フォトディテクタ回路１３００で出力された電気信号を回路基板１７０の接点ノード１７５に伝達する。すなわち、連結基板１４３の両表面１０４０−１、１０４０−２の間にフォトディテクタそれぞれのための導電経路があり、フォトディテクタ１３５０と接点ノード１７５を連結する。
【００８４】
柔軟な回路基板１７０が電気信号を遠隔映像処理回路に送り、この回路は電気信号に基づいて映像を再生する。回路基板１７０は、遠隔処理回路に連結するためのトレース層を有することができる。
【００８５】
フォトディテクタ１３５０それぞれの活性領域は、製作過程などに不純物が拡散しているドーピング領域であるため、連結基板１４３の第１表面１０４０−１と接するフォトディテクタ回路１３００の表面に配置された半導体ドーピング領域であることができる。
【００８６】
または、第１表面１０４０−１がフォトディテクタ回路１３００の各表面に配置されたフォトディテクタ接点要素（例：フォトディテクタと連携する出力パッド）に固定連結してもよい。第２表面１０４０−２は、回路基板１７０に配置された接点モード１７５に連結する。
【００８７】
フォトディテクタの活性領域の光信号１１５を感知すると、カバー領域に放射線が存在する程度を表示する電気信号が生成される。
【００８８】
連結基板１４３の導電経路は第１端部と第２端部を有し、第１表面１０４０−１に配置された第１端部はフォトディテクタ回路１３００の表面に配置された対応フォトディテクタ接点要素に連結し、第２表面１０４０−２に配置された第２端部は回路基板１７５に配置された接点ノード１７５に連結する。
【００８９】
第１表面１０４０−１にある単位面積あたりの第１端部の空間的密度は、第２表面の単位面積あたりの第２端部の密度よりも小さい。
【００９０】
表面１０４０−１から表面１０４０−２までの隣接ノードの間のピッチを減らすと、回路基板１７０、基板１４５、支持ブラケット１６０などを含むアセンブリ１０００部分の厚さを幅Ｗよりも小さく保持することができる。この場合、多数の回路基板を容易に積層し、それぞれのフォトディテクタが連続的な感知領域を提供することができる。
【００９１】
図１２Ａは連結基板１４３の第１表面１０４０−１の正面図、図１２Ｂは連結基板の断面図、図１２Ｃは連結基板の第２表面１０４０−２の正面図である。
【００９２】
図１２Ｂに示すように、連結基板１４３の表面１０４０−１に接点ノード２３５が配置されており、図面にはこれらのノードが２３５−１、２３５−２、２３５−３、…と表示されている。連結基板の他の表面１０４０−２には、接点ノード２７５（２７５−１、２７５−２、…）が配置されている。単位面積あたりの接点ノード２７５の数は、単位面積あたりの接点ノード２３５の数よりも小さい。連結基板１４３の導電経路１１８０が両側表面の接点ノード２３５、２７５の間を連結する。
【００９３】
図１３は、フォトディテクタ回路、連結基板、および柔軟な回路基板を含むアセンブリの展開断面図である。
【００９４】
フォトディテクタ回路１３００の裏面にある多数のフォトディテクタ１３５０それぞれが、少なくとも１つの接点ノード２２５（アノ−ド）を有する。具体的に、フォトディテクタ１３５０−１は接点ノード２２５−１を、フォトディテクタ１３５０−２は接点ノード２２５−２を、フォトディテクタ１３５０−３は接点ノード２２５−３を有する。
【００９５】
フォトディテクタ１３５０それぞれの活性領域が（シンチレータからの）光信号を感知し、この信号は、放射線１０５がシンチレータ１２０で生じた感知された光信号１１５に変換される方式によって変わる。スキャンする間、フォトディテクタ１３５０の正面では光信号が感知されるが、活性領域には電荷が集まる。フォトディテクタ回路１３００のすべて厚さは、活性領域に生じたすべての電荷を効果的に収集する程度の厚さである０．１２０ｍｍでる。この厚さは変わることがある。
【００９６】
フォトディテクタ１３５０それぞれが出力する電気信号は、受信された光信号によって大きさが変わる。例えば、フォトディテクタ１３５０−１は接点ノード２２５−１からの電気信号を出力し、フォトディテクタ１３５０−２は接点ノード２２５−２からの電気信号を出力し、フォトディテクタ１３５０−３は接点ノード２２５−３からの電気信号を出力する。
【００９７】
連結基板１４３は、接点ノード２３５、トレース層１２１０、および基板層１２２０を有する。基板層１２２０の表面１０４０−１にあるトレース層１２１０が、露出した表面１０４０−１の接点ノード２３５と接点ノード２７５を連結する。例えば、第１導電経路は接点ノード２３５−１からトレース層１２１０を通じて要素２４５−１まで繋がり、第２導電経路は接点ノード２３５−２からトレース層１２１０を通じて要素２４５−２まで繋がり、第３導電経路は接点ノード２３５−３からトレース層１２１０を通じて要素２４５−３まで繋がる。要素２４５の端部が表面１０４０−２にある接点ノード２７５の役割をする。トレース層１２１０に配置されたトレースは、単層セラミック基板層１２２０の表面１０４０−１に配置された金属線であることができる。このようなトレースは、薄膜／厚膜蒸着法によって生成される。
【００９８】
トレース層１２１０の導電経路は互いに絶縁し、要素２４５は金属のような導体からなる。
【００９９】
フォトディテクタ回路１３００の裏面の接点ノード２２５は連結基板１４３表面１０４０−１の接点ノードと整列するため、フォトディテクタ回路を連結基板表面１０４０−１に接着した後、接点ノード２２５−１は接点ノード２３５−１と、接点ノード２２５−２は接点ノード２３５−２と、接点ノード２２５−３は接点ノード２３５−３とそれぞれ電気的に連結する。
【０１００】
接点ノードどうしの電気連結は、半田付けを含み、どのような方式で行われてもよい。
【０１０１】
連結基板１４３の表面１０４０−２に配置された（要素２４５の端部にある）接点ノード２７５は、回路基板１７０の接点ノード１７５と整列する。連結基板１４３の表面１０４０−２を回路基板１７０に接着した後、接点ノード２７５−１は接点ノード１７５−１と、接点ノード２７５−２は接点ノード１７５−２と、接点ノード２７５−３は接点ノード１７５−３と電気的に連結する。
【０１０２】
このような接点ノードどうしの電気連結も、半田付けを含み、どのような方式で行われてもよい。
【０１０３】
また、基板層１２２０がいずれかの種類の不導体材料からなる単層であることができるが、このような基板層はフォトディテクタ回路１３００の柔軟性を減らすために堅くすることができる。
【０１０４】
連結基板１４３がセラミックのような材料の単層であることもできる。すなわち、基板層１２２０がセラミック基板であり、ここに貫通孔をあけたりエッチングをしたりして要素２４５を生成することができる。トレース層１２１０も上述したように連結性を強化する。
【０１０５】
要素２４５や接点ノード２７５を銅合金のような導体で生成することができる。基板層１２２０に配置された要素２４５は柱や円筒状を含み、いずれかの形状を有することもできる。
【０１０６】
基板層１２２０のような単層材料を貫通する要素２４５のような導電経路は、表面１０４０−２に対してほぼ垂直である。
【０１０７】
接点ノード２３５から要素２４５までトレース層１２１０内の導電経路部分は基板層１２２０に配置された要素２４５の縦軸線に直交し、例えば、接点ノード２３５から対応接点ノード２７５まで伸びる導電要素それぞれは第１部分と第２部分を有し、トレース層１２１０内にある第１部分は表面１０４０−１のような平面にあり、接点ノード２３５のような第１部分の端部は表面１０４０−１の上や付近にあり、接点ノード２７５のような第２部分の端部は表面１０４０−２上にある。
【０１０８】
図１４は、フォトディテクタアセンブリの展開斜視図であって、このアセンブリ１０００のアンチスキャッタアセンブリ１１０はシンチレータ１２０に連結し、シンチレータはアンチスキャッタアセンブリとフォトディテクタ回路１３００の間に配置される。フォトディテクタ回路１３００と回路基板１７０は連結基板１４３によって連結する。
【０１０９】
基板１４５、遮蔽板１５０、およびブラケット１６０の結合体は、回路基板１７０に屈曲部に形成された空洞１３７０内に位置する。基板１５０は回路基板６５０、処理回路６４０などが放射線１０５に露出することを防ぎ、放射線がシンチレータ１２０によって光信号に変換することを防ぐ。すなわち、放射線１０５の一部は、シンチレータ、フォトディテクタ回路１３００、回路基板１３７０、および基板１４５を透過する。名称から分かるように、遮蔽板１５０は、透過する放射線の一部や全部が回路基板６５０や対応回路にぶつかることを遮断する。
【０１１０】
図１５は、フォトディテクタ回路アセンブリを製作する方法のフローチャートである。
【０１１１】
１４１０段階でフォトディテクタ回路１３００を受け、この回路の回路基板にフォトディテクタ１３５０アレイが配置される。
【０１１２】
１４２０段階で柔軟な回路基板１７０を受け、この回路基板の表面に接点ノード１７５アレイが位置する。
【０１１３】
１４３０段階で連結基板を受け、１４４０段階で連結基板をフォトディテクタ回路１３００と回路基板１７０の間に配置させ、フォトディテクタ１３５０と接点ノード１７５アレイを連結する。
【０１１４】
図１６〜１７は、他のフォトディテクタ回路アセンブリの製作方法のフローチャートである。
【０１１５】
１５１０段階でフォトディテクタ回路１３００を受け、この回路の回路基板にフォトディテクタ１３５０アレイが配置される。
【０１１６】
１５２０段階で柔軟な回路基板１７０を受け、この回路基板の表面に接点ノード１７５アレイがある。
【０１１７】
１５３０段階で単層の連結基板１４３を受け、この連結基板は第１表面１０４０−１と第２表面１０４０−２を有する。
【０１１８】
１５４０段階でフォトディテクタ回路１３００と回路基板１７０の間に連結基板１４３を配置し、フォトディテクタ１３５０アレイと接点ノード１７５アレイを連結する。
【０１１９】
１５５０段階で連結基板１４３の第１表面１０４０−１をフォトディテクタ回路１３５０の各表面に配置されたフォトディテクタ接点ノード２２５に連結し、１５６０段階で連結基板の第２表面１０４０−２を回路基板１７０の接点ノード１７５に連結する。
【０１２０】
図１７の１６１０段階でシンチレータ１２０を受け、このシンチレータを１６２０段階でフォトディテクタ回路１３００付近に配置し、フォトディテクタ回路がシンチレータと連結基板１４３の間に位置するようにする。作動中に、シンチレータ１２０は放射線１０５を光信号１１５に変換し、この光信号はフォトディテクタ回路１３００が感知する。
【０１２１】
１６３０段階で、回路基板１７０の１つ以上の導電経路層を通じ、柔軟な回路基板の接点ノード１７５を回路基板６５０に配置された遠隔回路（例：処理回路６４０）に連結する。
【０１２２】
１６４０段階で、遠隔回路基板６５０の表面をフォトディテクタ１３５０が配置されたフォトディテクタ回路１３００平面に直角になるように配置する。
【図３】
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【図８】
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【図１４】
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【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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2015524056.tif 000021
2015524056.tif 000022
2015524056.tif 000023
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