(57)【要約】  モジュール式Ｘ線検出器用の検出器モジュール（１）が提供され、検出器モジュール（１）は、複数のＸ線検出器基板（１０）と、複数の関連散乱線除去コリメータ（２０）とを備える。各Ｘ線検出器基板（１０）は、複数の検出器ダイオードを有し、各Ｘ線検出器基板は、関連散乱線除去コリメータ（２０）を有する。各Ｘ線検出器基板（１０）は、上部をＸ線が入る所であるとするとＸ線検出器基板の下部でＸ線検出器基板に装着されたダイオードからＸ線信号を収集する集積回路（３０）を有し、関連散乱線除去コリメータ（２０）は、集積回路（３０）の上方に置かれる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モジュール式Ｘ線検出器用の検出器モジュール（１）であって、前記検出器モジュール（１）が、複数のＸ線検出器基板（１０）と、複数の関連散乱線除去コリメータ（２０）とを備え、
各Ｘ線検出器基板（１０）が、複数の検出器ダイオードを有し、各Ｘ線検出器基板が、関連散乱線除去コリメータ（２０）を有し、
各Ｘ線検出器基板（１０）が、上部をＸ線が入る所であるとすると前記Ｘ線検出器基板の下部で前記Ｘ線検出器基板に装着された前記ダイオードからＸ線信号を収集する集積回路（３０）を有し、前記関連散乱線除去コリメータ（２０）が、前記集積回路（３０）の上方に置かれる、検出器モジュール（１）。
【請求項２】
前記集積回路が、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）である、請求項１に記載の検出器モジュール。
【請求項３】
前記ＡＳＩＣは、前記ＡＳＩＣの一部がシリコン検出器基板の外側にあって、前記ＡＳＩＣへの電源接続およびデータ転送を、前記シリコン検出器基板上にこれの経路を定める必要なしに可能にするように前記Ｘ線検出器基板の縁部の上に延びている、請求項２に記載の検出器モジュール。
【請求項４】
信号が、個々のダイオードから前記ＡＳＩＣの入力部までの経路を定められる、請求項２または３に記載の検出器モジュール。
【請求項５】
電源線およびデータ転送線が、前記基板の外側の前記ＡＳＩＣで電源およびデータ転送パッドにワイヤボンディングされる、または、前記基板上の再分配層が、電源、データ転送パッド、および入力信号パッドに接続するとともに前記Ｘ線検出器基板からの前記入力信号を前記ＡＳＩＣに再分配するために使用される、請求項２から４のいずれか一項に記載の検出器モジュール。
【請求項６】
熱導体が、冷却手段として前記ＡＳＩＣに装着される、請求項２から５のいずれか一項に記載の検出器モジュール。
【請求項７】
前記散乱線除去コリメータが、複数の散乱線除去箔である、請求項１から６のいずれか一項に記載の検出器モジュール。
【請求項８】
前記散乱線除去箔が、前記複数のＸ線検出器基板の間に配置される、請求項７に記載の検出器モジュール。
【請求項９】
前記散乱線除去箔が、タングステンなどの重材料で形成される、請求項７または８に記載の検出器モジュール。
【請求項１０】
前記集積回路が、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）であり、前記散乱線除去コリメータが、タングステン箔であり、前記ＡＳＩＣが、前記検出器内のいわゆる不感領域を最小限に抑えるように前記タングステン箔の下の前記Ｘ線検出器基板上に置かれ、前記ＡＳＩＣが、直接放射線から保護されることになる、請求項１から９のいずれか一項に記載の検出器モジュール。
【請求項１１】
各Ｘ線検出器基板について、前記Ｘ線検出器基板および前記関連散乱線除去コリメータが供給源の方を指しているテーパ幾何形状が、前記シリコン検出器基板または前記散乱線除去コリメータに置かれたスペーサを用いてもたらされる、請求項１から１０のいずれか一項に記載の検出器モジュール。
【請求項１２】
複数のＸ線検出器基板が、検出器モジュールを形成するように互いに対してタイル張りされる、請求項１から１１のいずれか一項に記載の検出器モジュール。
【請求項１３】
各Ｘ線検出器基板および対応する集積回路が、センサマルチチップモジュール（ＭＣＭ）アセンブリとして形成され、複数のセンサＭＣＭアセンブリが、前記検出器モジュールの中に接続される、請求項１から１２のいずれか一項に記載の検出器モジュール。
【請求項１４】
前記検出器モジュールが、複数の検出器タイルに細分され、各検出器タイルが、複数のセンサＭＣＭアセンブリを含む、請求項１３に記載の検出器モジュール。
【請求項１５】
各検出器タイルが、前記検出器タイルと前記検出器モジュールとの間の接続部の数を減らすように、対応する前記検出器モジュールから前記検出器タイルへのコマンドを分離する回路を含む、請求項１４に記載の検出器モジュール。
【請求項１６】
前記コマンドが、前記センサＭＣＭアセンブリに向けた制御コマンドである、請求項１５に記載の検出器モジュール。
【請求項１７】
前記検出器モジュールが、複数のデータ記憶回路と複数のデータ処理回路とを備え、各検出器タイルが、データ処理回路によって管理される、請求項１４から１６のいずれか一項に記載の検出器モジュール。
【請求項１８】
前記検出器モジュールが、前記センサＭＣＭアセンブリ用の制御コマンドを分配するとともに前記データ記憶回路からの保存済み走査データの読出しを制御する制御通信回路を含む、請求項１７に記載の検出器モジュール。
【請求項１９】
前記Ｘ線検出器基板が、シリコン検出器基板である、請求項１から１８のいずれか一項に記載の検出器モジュール。
【請求項２０】
請求項１から１９のいずれか一項に記載の検出器モジュール（１）を複数有するモジュール式Ｘ線検出器（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
提案技術は、一般にＸ線検出器に関し、より詳細には、モジュール式Ｘ線検出器（ｍｏｄｕｌａｒ  ｘ−ｒａｙ  ｄｅｔｅｃｔｏｒ）およびかかるモジュール式Ｘ線検出器用の検出器モジュール（ｄｅｔｅｃｔｏｒ  ｍｏｄｕｌｅ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線検出器を構築する際、主な課題は、高い検出効率を実現すること、検出器のモジュール式配置構成を可能にすること、および／または、検出器を効率的に生産できるように実装（ｐａｃｋａｇｉｎｇ）および配線（ｗｉｒｉｎｇ）を確実に可能にすること、である。すべての要件を同時に満たすことができればさらに有利であるが、このことは、それらの要件が部分的に互いに矛盾するので課題である。例えば、モジュール式配置構成に必要な配線および実装は、幾何学的効率が減じられるように能動型検出器領域（ａｃｔｉｖｅ  ｄｅｔｅｃｔｏｒ  ａｒｅａ）を犠牲にせざるを得ないことを意味することが多い。
【０００３】
さらに、Ｘ線検出器は、ほとんどの場合、物体からの散乱および／または検出器モジュール相互間の散乱をなくすために散乱線除去（ａｎｔｉ−ｓｃａｔｔｅｒ）コリメータまたはグリッドと一体化しなければならない。高感度集積回路は、高蓄積線量がその回路の機能を否定的に損なう恐れがあるので、直接放射線から保護されることも望ましい。
【０００４】
同時に、各検出器モジュールおよび散乱線除去グリッドは、好ましくは供給源からの入射Ｘ線に対して正確に位置合わせされるべきである。
【０００５】
例えばコンピュータ断層撮影法における最先端の検出器は、多くのＸ線の信号を統合する専用フォトダイオードによって検出される、Ｘ線を可視光に変換するシンチレータをベースとしている。フォトダイオードは、生成された電流をデジタル化する集積回路に接続され、この値は、Ｘ線画像に表示されるグレースケール値を計算するために使用される。１次元または２次元の散乱線除去グリッドがシンチレータおよびダイオードの上部に置かれる。クロストークを回避するために、トレンチが各シンチレータダイオードアセンブリを分離する。散乱線除去コリメータは、不感領域を最小限に抑えるためにトレンチに適合するように配置される。ダイオードを集積回路に接続する、電力およびデータ伝送を行うなど、実装および配線の課題を解決するいくつかの方法がある。これらの課題に取り組むことができる好例がある。一例が参照文献［１］に開示されており、２次元でタイル張りすることができる完全なモジュール式配置構成が提示されている。相互接続および実装方法に関する別の例が参照文献［２］に提示されており、エラストマー導電性コンタクトが高電圧アノード信号を提供するように構成される。
【０００６】
ここ数年間、多くの研究の焦点は、学究的環境でも産業界でも、より高い空間およびコントラスト分解能を有するＸ線検出器を提供する方法に集中している。これを実現する最も有望な方法の１つが、光子計数スペクトル検出器によるものである。これまでのところ、これらのイメージング検出器が早期乳がん検出におけるマンモグラフィにしか利用できないが（参照文献［３］参照）、次に、コンピュータ断層撮影に使用することができる。２つの異なる解決法が浮上しており、一方は、例えば参照文献［４］に提示されているＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅなどの重検出器元素をベースとしており、他方は、参照文献［５］に概説した検出器材料としてシリコンをベースとしている。
【０００７】
参照文献［５］に概説したようなシリコン検出器アセンブリでは、検出効率およびモジュール方式における課題は、検出器材料として重元素を有するアセンブリに比べて大きく異なる、というのは、シリコン検出器は、Ｘ線の大部分を吸収するために到来Ｘ線の方向にずっと長く（約３０〜４０倍）する必要があるからである。これは、幾何拘束と機械的拘束が大きく異なることを意味する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
モジュール式Ｘ線検出器用の検出器モジュールを提供することが目的である。
【０００９】
かかる検出器モジュールをベースとして改良型モジュール式Ｘ線検出器を提供することも目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
これらおよびその他の目的は、提案技術の諸実施形態によって満たされる。
【００１１】
提案技術の第１の態様では、モジュール式Ｘ線検出器用の検出器モジュールが提供され、検出器モジュールは、複数のＸ線検出器基板と、複数の関連散乱線除去コリメータ（ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ  ａｎｔｉ−ｓｃａｔｔｅｒ  ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ）とを備える。各Ｘ線検出器基板は、複数の検出器ダイオードを有し、各Ｘ線検出器基板は、関連散乱線除去コリメータを有する。さらに、各Ｘ線検出器基板は、上部をＸ線が入る所であるとするとＸ線検出器基板の下部でＸ線検出器基板に装着されたダイオードからＸ線信号を収集する集積回路を有し、関連散乱線除去コリメータは、集積回路の上方に置かれる。
【００１２】
この種の検出器モジュールは、モジュール式Ｘ線検出器を構築する効率的な方法を可能にする。
【００１３】
したがって、提案技術の第２の態様では、第１の態様の検出器モジュールを複数備えるモジュール式Ｘ線検出器が提供される。
【００１４】
他の利点は、詳細な説明を読むときに明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】Ｘ線検出器モジュールおよび対応するモジュール式検出器アセンブリの一例を示す概略図である。
【図２】モジュール式Ｘ線検出器用の検出器モジュールの一例を示す概略図である。
【図３】図２に示されているモジュール例のクローズアップを示す概略図である。
【図４】テーパ幾何形状を得る方法の一例を示す概略図であり、散乱線除去コリメータおよび検出器基板が、全体的に湾曲した検出器幾何形状になるように供給源の方を指している。
【図５】ＡＳＩＣがシリコン検出器基板にフリップチップされ得る方法の一例を示す概略図であり、入力信号は個々のダイオードからＡＳＩＣ入力部までの経路が定められる。
【図６】検出器基板の下にワイヤボンディング、受動部品およびケーブリング用のスペースがあることを示す側面から見た図の一例を示す概略図である。
【図７】データの電子読出しを行いかつ制御コマンドを検出器モジュールに分配するためのアーキテクチャの一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の例示的な非限定的例が図１に示されており、この図には、Ｘ線検出器モジュールおよび対応するモジュール式検出器アセンブリ１００が表示され、モジュールは、最大出力およびデータ転送速度の境界条件が処理され得る限りフル検出器アセンブリの任意の領域を実現するようにタイル張りすることができる。
【００１７】
図２は、モジュール式Ｘ線検出器用の検出器モジュールの一例を示す概略図である。この例では、検出器モジュール１は多数のＸ線検出器基板１０および関連散乱線除去コリメータ２０を備える。各Ｘ線検出器基板１０は複数の検出器ダイオードを有し、各Ｘ線検出器基板１０は関連散乱線除去コリメータ２０を有する。さらに、各Ｘ線検出器基板１０は、上部をＸ線が入る所であるものとするとＸ線検出器基板１０の下部でＸ線検出器基板に装着されたダイオードからＸ線信号を収集するための集積回路３０を有し、関連散乱線除去コリメータ２０は集積回路３０の上方に置かれる。
【００１８】
この種の検出器モジュールは、モジュール式Ｘ線検出器を構築する効率的な方法を可能にする。モジュール式Ｘ線検出器の諸実施形態には、本明細書に記載の例から理解されるように、いくつかの構造的利点がある。
【００１９】
したがって、提案技術の第２の態様では、第１の態様の検出器モジュール１を複数備えるモジュール式Ｘ線検出器１００が提供される。
【００２０】
検出器モジュールは、多様な変形形態で具現化することができる。
【００２１】
例として、集積回路３０は特定用途向け集積回路ＡＳＩＣとすることができる。
【００２２】
例えば、ＡＳＩＣは、ＡＳＩＣの一部がシリコン検出器基板の外側にあり、それによってＡＳＩＣへの電源接続およびデータ転送を、シリコン検出器基板上にこれの経路を定める必要なしに可能にするようにＸ線検出器基板の縁部の上に延びていてもよい。
【００２３】
信号は、例えば、個々のダイオードからＡＳＩＣの入力部までの経路を定めることができる。
【００２４】
随意に、電源線およびデータ転送線が、基板の外側のＡＳＩＣで電源およびデータ転送パッドにワイヤボンディングされる、または、基板上の再分配層が、電源、データ転送パッドおよび入力信号パッドに接続するとともにＸ線検出器基板からの入力信号をＡＳＩＣに再分配するために使用される。
【００２５】
補足として、熱導体が冷却手段としてＡＳＩＣに装着されてもよい。
【００２６】
例として、散乱線除去コリメータは散乱線除去箔または板とすることができる。
【００２７】
例えば、散乱線除去箔はＸ線検出器基板相互間に配置されてもよい。
【００２８】
散乱線除去箔はタングステンなどの重材料で製作することができる。
【００２９】
特定の一例では、集積回路は特定用途向け集積回路ＡＳＩＣであり、散乱線除去コリメータはタングステン箔であり、ＡＳＩＣは、検出器内のいわゆる不感領域を最小限に抑えるためにタングステン箔の下のＸ線検出器基板上に置かれ、ＡＳＩＣは直接放射線から保護されることになる。
【００３０】
好ましくは、各Ｘ線検出器基板について、Ｘ線検出器基板および関連散乱線除去コリメータが供給源の方を指しているテーパ幾何形状は、シリコン検出器基板または散乱線除去コリメータに置かれたスペーサを用いてもたらすことができる。
【００３１】
通常は、複数のＸ線検出器基板が、検出器モジュールを形成するように互いに対してタイル張りされる。
【００３２】
一例として、各Ｘ線検出器基板および対応する集積回路が、センサマルチチップモジュールＭＣＭアセンブリとして形成されてもよく、次いで、多数のセンサＭＣＭアセンブリが検出器モジュールの中に接続されてもよい。
【００３３】
例えば、検出器モジュールは複数の検出器タイルに細分されてもよく、例えば図７に示されているように、各検出器タイルが複数のセンサＭＣＭアセンブリを含む。
【００３４】
特定の一例では、例えば図７に示されているように、各検出器タイルが、検出器タイルと検出器モジュールとの間の接続部の数を減らすために、対応する検出器モジュールからその検出器タイルへのコマンドを分離するための回路を含む。
【００３５】
典型的には、コマンドは、センサＭＣＭアセンブリに向けた制御コマンドである。
【００３６】
検出器モジュールは、複数のデータ記憶回路およびデータ処理回路を備えることができ、各検出器タイルはデータ処理回路によって管理される。
【００３７】
例えば、検出器モジュールは、センサＭＣＭアセンブリ用の制御コマンドを分配するとともにデータ記憶回路からの保存済み走査データの読出しを制御するための制御通信回路を含むことができる。
【００３８】
特定の一例では、Ｘ線検出器基板はシリコン検出器基板である。
【００３９】
より良く理解するために、次に、提案技術について非限定的な例示的例を参照して説明する。
【００４０】
不感領域を回避するために、ダイオードからＸ線信号を収集する集積回路（ＡＳＩＣ）は、上側をＸ線が入る所であるものとすると下側でＸ線検出器ダイオード基板に装着されている。散乱線除去コリメータは、例えば、各シリコン検出器基板との間にタングステン箔で構成される。検出器内のいわゆる不感領域（検出器として機能していない領域であり、機械的支持、タングステン箔、空隙など）を最小限に抑えるために、ダイオードからＸ線信号を収集するためのＡＳＩＣはタングステン箔の下に置かれる。これは、ＡＳＩＣが直接放射線から保護されることも意味する。タングステン箔より有意に厚くならないようにするには、ＡＳＩＣを５０〜１００ｕｍにまで薄くする。
【００４１】
特定の一例では、ＡＳＩＣはシリコン検出器基板にフリップチップされ、各ダイオードは、トレースによって専用ＡＳＩＣ入力部に接続される。さらに、ＡＳＩＣは、シリコン検出器基板の縁部の上に突き出ている。これは、信頼性およびノイズ性能を最適化するためにＡＳＩＣの近くに位置しなければならないキャパシタなどの大型部品にスペースを与える。
【００４２】
これは、シリコン基板の生産をより高価なものにする電力用の厚いトレースが必要ないことを意味する。電源接続は、他の手段によってＡＳＩＣに行うことができる。例えば、電源線は、ＡＳＩＣにおいて供給パッドにワイヤボンディングすることができる。
【００４３】
別の解決法は、電源、データ転送パッド、および入力信号パッドに接続するとともにＡＳＩＣからの信号をシリコン検出器基板に再分配することになる再分配層を使用することである。
【００４４】
シリコン検出器基板の後ろには、電子回路の近くに配置されるべきキャパシタなどの電子部品用のスペースがある。シリコンを透過したＸ線がアセンブリにさらに入り込むのを回避するために、シリコンの後ろにタングステンやモリブデンなどの重材料のＸ線吸収体を置くことも可能である。放射線障害を最小限に抑えるために集積回路の周囲に放射線防護材料を置くことも可能である。
【００４５】
好ましくは熱膨張係数をシリコンに合わせた熱導体を冷却する手段がＡＳＩＣに装着され得るので、ＡＳＩＣ電源によって生ずる熱は、その熱が標準的な空気または液体冷却手段によって容易に対処され得る場所に伝達することができる。
【００４６】
図１は、Ｘ線検出器モジュールおよび対応するモジュール式検出器アセンブリの一例を示す概略図である。図１は、モジュールの一例を示すとともに、かかるモジュールが所望のサイズのフル検出器領域を有する対応するモジュール式検出器アセンブリをどのようにして構築できるのかを示す。モジュールはＸ線源の方を指していることに留意されたい。
【００４７】
図２は、モジュール式Ｘ線検出器用の検出器モジュールの一例を示す概略図である。したがって、図２はモジュール設計の一例を示す。上部から始めると、Ｗのような重材料で製作された散乱線除去箔が表示されており、箔は一般に、ダイオードからなる能動型検出器体積であるシリコン検出器基板より有意に薄い。Ｘ線検出器基板は、箔相互間に配置される。Ｘ線検出器基板は、例えば０．５ｍｍ程度の厚さとすることができる。散乱線除去箔およびＸ線検出器基板はともに、散乱防止箔からの視差誤差およびシャドーイングを回避するためにＸ線源の方を指している。下部にはＡＳＩＣが示されており、ＡＳＩＣは一般に、Ｗ箔と同じくらい薄く、（上から見て）かかる箔の後ろに配置される。
【００４８】
図３は、散乱線除去箔、シリコン検出器基板およびＡＳＩＣを示す図２のクローズアップである。
【００４９】
図４は、タングステンおよびシリコン検出器基板がシリコン検出器基板にまたは散乱線除去グリッドに例えばスタッドボンド（ｓｔｕｄ  ｂｏｎｄ）としてスペーサを置くことにより供給源の方を指しているときにテーパ幾何形状を得る方法の一例を示す。
【００５０】
すべてのタングステン箔およびシリコン検出器が供給源の方を正確に指すようにするために、各要素との間のスペーサを使用することができる。このスペーサにより検出器全体が湾曲する。図４は、シリコン検出器基板にまたは散乱線除去グリッドに例えばスタッドバンプのスペーサを置くことによりテーパ幾何形状を実現する方法の一例を示す。
【００５１】
図５は、ＡＳＩＣがシリコン検出器基板にフリップチップされ得る方法の一例を表示しており、入力信号は個々のダイオードからＡＳＩＣ入力部までの経路を定められる。ＡＳＩＣの一部がシリコン検出器基板の外側にあり、それによってＡＳＩＣへの電源接続およびデータ転送を、シリコン検出器基板上でこれの経路を定める必要なしに可能にする。
【００５２】
図６は、シリコン検出器基板の後ろにワイヤボンディング、受動部品およびケーブリング用のスペースがあることを示す側面から見た図である。熱導体は画像に示されていないが、ＡＳＩＣに装着することができる。
【００５３】
図７は、データの電子読出しを行うためのアーキテクチャの一例を示す概略図である。
【００５４】
重要な課題は、多数のＸ線検出器モジュールのデータを読み出すことである。
【００５５】
可能なアーキテクチャ解決法の一例が図７に示されている。この例では、多数のセンサＭＣＭ（マルチチップモジュール）アセンブリが１つの検出器モジュールの中に接続される。この状況では、センサＭＣＭアセンブリは、シリコン基板検出器とＡＳＩＣのアセンブリを意味する。
【００５６】
例えば、各検出器モジュールは、クロック分配、コンフィギュレーションデータのローディング、およびセンサＭＣＭへのコマンドの分配を処理する小型ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）または類似の回路によって管理され得る。
【００５７】
例として、フル検出器は数百個のＡＳＩＣを含むことがあり、したがって、検出器内のすべてのＡＳＩＣを接続およびセットアップ／プログラミングすることが特定の課題である。
【００５８】
各検出器モジュールは、各ステップで、例えば、検出器タイル上にセンサＭＣＭを配置し、次いで複数の検出器タイルをベースとして検出器モジュールを構築することにより、センサＭＣＭをベースとすることができる。言い換えると、各検出器モジュールは複数の検出器タイルを含むことができ、各検出器タイルは複数のセンサＭＣＭアセンブリを含む。
【００５９】
すべての接続部に物理的に適合しかつ帯域幅需要を満たすために、図７に示されているスキームを使用することができる。
【００６０】
各タイルは、モジュールからタイルへのクロックおよび／またはコマンドなどの低情報コンテンツ信号を分離するための小型ＦＰＧＡを含む。図７に示されているように、これにより、例えば、タイルとモジュールとの間の接続部の数を４２＋２１個から３＋２１個に減らすことができる。
【００６１】
複数のモジュールに分配されるローカルメモリ（図７の３＊ＤＤＲ）は、下流側連結部に対する帯域幅需要を緩和するためにデータを保存する／バファリングする。これらのメモリはすべて、収集を終えるとより低い速度で読み出される。この配置構成は、モジュールからマザーボードへの接続部の数を減らすことができ、例えば図７では、接続部を７２（３＊２４）個から８個に減らすことができる。
【００６２】
ローカルメモリおよびプロセッサ／ＦＰＧＡは、タスクを並列処理するために、回路のセットアップを処理するために使用されることが好ましい。数百個のＡＳＩＣを構成する信号源は遅過ぎる。好ましい一方法は、共通情報部分を一斉送信し、具体的情報を別個に送信することでもよい。計算、保存、ローディングなどを含む較正がモジュールレベル上で局所的に処理され得る。
【００６３】
例として、検出器マザーボードは完全なシステムの制御部を有し、制御システム全体と見なされ、外部システムに接続することができる。
【００６４】
特定の一例では、３つの検出器タイルがともに検出器モジュール内に置かれる。各検出器タイルは、関連メモリ／データ記憶装置付き処理回路、例えばデータ記憶ＦＰＧＡまたは類似の回路によって管理される。このＦＰＧＡ／回路は、１つのセンサＭＣＭアセンブリからのすべての走査データを局所的に保存し、センサＭＣＭアセンブリ向けの制御コマンドを送信する。制御通信ＦＰＧＡまたは類似の回路が検出器モジュール内に置かれてもよい。電源投入で、このユニットは、ローカルＦＬＡＳＨに保存されたコンフィギュレーションデータを使用して検出器モジュール内の他のＦＰＧＡ／回路の構成を管理する。システムが立ち上がって作動しているとき、システムは、センサＭＣＭアセンブリ用の制御コマンドを分配し、関連メモリ／データ記憶装置、例えばデータ記憶ＦＰＧＡを有する３つの処理回路からの保存済み走査データの読出しを制御する。データは検出器マザーボードに送られる。
【００６５】
例として、コマンドが、同期実行のためにすべての検出器モジュールに一斉送信されてもよく、または他のタスクのために個々にアドレス指定されてもよい。システムは、検出器モジュールからの走査データの読出しや較正データのセンサＭＣＭへのダウンロードなどを制御する。
【００６６】
検出器マザーボードから、データはさらに、後処理および／または画像再構成用の１つまたは複数の外部コンピュータに送信することができる。
【００６７】
上述した諸実施形態は単に例として与えられ、提案技術はそれらの実施形態に限定されないことが理解されるべきである。当業者なら、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲から逸脱することなく上記実施形態に様々な修正、組合せおよび変更を加えることができることを理解するであろう。例として、本明細書に記述される配置構成は、様々な方法で実施され、組み合わされ、再配置され得ることが理解されよう。特に、様々な実施形態での様々な部分解決法は、技術的に可能であれば、他の構成で組み合わせることができる。
【００６８】
参照文献
［１］米国特許第７，５８２，８７９号明細書
［２］米国特許第７，５６０，７０２号明細書
［３］M. Danielsson, H. Bornefalk, B. Cederstrom, V. Chmill, B. Hasegawa, M. Lundqvist, D. Nygren and T. Tabar, “Dose-efficient system for digital mammography”, Proc. SPIE, Physics of Medical Imaging, vol. 3977, pp. 239-249 San Diego, 2000
［４］C. Xu, M. Danielsson and H. Bornefalk, “Evaluation of Energy Loss and Charge Sharing in Cadmium Telluride Detectors for Photon-Counting Computed Tomography”, IEEE Transactions on Nuclear Science, vol. 58, no. 3, pp. 614 - 625, June 2011
［５］米国特許第８，１８３，５３５号明細書
【図１】
2018533723.tif 000003
【図２】
2018533723.tif 000004
【図３】
2018533723.tif 000005
【図４】
2018533723.tif 000006
【図５】
2018533723.tif 000007
【図６】
2018533723.tif 000008
【図７】
2018533723.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成30年5月25日(2018.5.25)
【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】
モジュール式Ｘ線検出器用の検出器モジュール（１）であって、前記検出器モジュール（１）が、複数のＸ線検出器基板（１０）と、複数の関連散乱線除去コリメータ（２０）とを備え、
各Ｘ線検出器基板（１０）が、複数の検出器ダイオードを有し、各Ｘ線検出器基板が、関連散乱線除去コリメータ（２０）を有し、
各Ｘ線検出器基板（１０）が、前記ダイオードからＸ線信号を収集する集積回路（３０）を有し、前記集積回路は、上部をＸ線が入る所であるとすると前記Ｘ線検出器基板の下部で前記Ｘ線検出器基板に装着され、前記関連散乱線除去コリメータ（２０）が、前記集積回路（３０）の上方に置かれる、検出器モジュール（１）。
【請求項２】
前記集積回路が、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）である、請求項１に記載の検出器モジュール。
【請求項３】
前記ＡＳＩＣは、前記ＡＳＩＣの一部がシリコン検出器基板の外側にあって、前記ＡＳＩＣへの電源接続およびデータ転送を、前記シリコン検出器基板上にこれの経路を定める必要なしに可能にするように前記Ｘ線検出器基板の縁部の上に延びている、請求項２に記載の検出器モジュール。
【請求項４】
信号が、個々のダイオードから前記ＡＳＩＣの入力部までの経路を定められる、請求項２または３に記載の検出器モジュール。
【請求項５】
電源線およびデータ転送線が、前記基板の外側の前記ＡＳＩＣで電源およびデータ転送パッドにワイヤボンディングされる、または、前記基板上の再分配層が、電源、データ転送パッド、および入力信号パッドに接続するとともに前記Ｘ線検出器基板からの前記入力信号を前記ＡＳＩＣに再分配するために使用される、請求項２から４のいずれか一項に記載の検出器モジュール。
【請求項６】
熱導体が、冷却手段として前記ＡＳＩＣに装着される、請求項２から５のいずれか一項に記載の検出器モジュール。
【請求項７】
前記散乱線除去コリメータが、複数の散乱線除去箔である、請求項１から６のいずれか一項に記載の検出器モジュール。
【請求項８】
前記散乱線除去箔が、前記複数のＸ線検出器基板の間に配置される、請求項７に記載の検出器モジュール。
【請求項９】
前記散乱線除去箔が、タングステンなどの重材料で形成される、請求項７または８に記載の検出器モジュール。
【請求項１０】
前記集積回路が、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）であり、前記散乱線除去コリメータが、タングステン箔であり、前記ＡＳＩＣが、前記検出器内のいわゆる不感領域を最小限に抑えるように前記タングステン箔の下の前記Ｘ線検出器基板上に置かれ、前記ＡＳＩＣが、直接放射線から保護されることになる、請求項１から９のいずれか一項に記載の検出器モジュール。
【請求項１１】
各Ｘ線検出器基板について、前記Ｘ線検出器基板および前記関連散乱線除去コリメータが供給源の方を指しているテーパ幾何形状が、前記シリコン検出器基板または前記散乱線除去コリメータに置かれたスペーサを用いてもたらされる、請求項１から１０のいずれか一項に記載の検出器モジュール。
【請求項１２】
複数のＸ線検出器基板が、検出器モジュールを形成するように互いに対してタイル張りされる、請求項１から１１のいずれか一項に記載の検出器モジュール。
【請求項１３】
各Ｘ線検出器基板および対応する集積回路が、センサマルチチップモジュール（ＭＣＭ）アセンブリとして形成され、複数のセンサＭＣＭアセンブリが、前記検出器モジュールの中に接続される、請求項１から１２のいずれか一項に記載の検出器モジュール。
【請求項１４】
前記検出器モジュールが、複数の検出器タイルに細分され、各検出器タイルが、複数のセンサＭＣＭアセンブリを含む、請求項１３に記載の検出器モジュール。
【請求項１５】
各検出器タイルが、前記検出器タイルと前記検出器モジュールとの間の接続部の数を減らすように、対応する前記検出器モジュールから前記検出器タイルへのコマンドを分離するための回路を含む、請求項１４に記載の検出器モジュール。
【請求項１６】
前記コマンドが、前記センサＭＣＭアセンブリに向けた制御コマンドである、請求項１５に記載の検出器モジュール。
【請求項１７】
前記検出器モジュールが、複数のデータ記憶回路と複数のデータ処理回路とを備え、各検出器タイルが、データ処理回路によって管理される、請求項１４から１６のいずれか一項に記載の検出器モジュール。
【請求項１８】
前記検出器モジュールが、前記センサＭＣＭアセンブリ用の制御コマンドを分配するとともに前記データ記憶回路からの保存済み走査データの読出しを制御する制御通信回路を含む、請求項１７に記載の検出器モジュール。
【請求項１９】
前記Ｘ線検出器基板が、シリコン検出器基板である、請求項１から１８のいずれか一項に記載の検出器モジュール。
【請求項２０】
前記散乱線除去箔が、前記Ｘ線検出器基板より薄く、前記Ｘ線検出器基板が、前記ダイオードからなる能動型検出器体積を画定し、前記散乱線除去箔および前記Ｘ線検出器基板がともに、前記散乱線除去箔からの視差誤差およびシャドーイングを回避するようにＸ線源の方を指している、請求項７または８に記載の検出器モジュール。
【請求項２１】
請求項１から２０のいずれか一項に記載の検出器モジュール（１）を複数有するモジュール式Ｘ線検出器（１００）。
【国際調査報告】
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