CN104854476A - 摄像装置、电子设备和摄像方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及摄像装置(100)和摄像方法。示例地，摄像装置(100)包括：闪烁器板(200)，其被构造成将入射辐射转换成闪烁光；以及摄像元件(110)，其被构造成将闪烁光转换成电信号。闪烁器板(100)包括第一闪烁器和第二闪烁器，第一闪烁器通过分隔部沿与入射辐射的传播方向垂直的方向与第二闪烁器分隔开。分隔部防止在第一闪烁器中产生的第一闪烁光扩散至第二闪烁器中，并且防止在第一闪烁器中产生的第二闪烁光扩散至第一闪烁器中。

Description

摄像装置、电子设备和摄像方法

技术领域

本发明涉及一种摄像装置。详细地，本发明涉及一种用于检测辐射的摄像装置以及包括该摄像装置的电子设备。

背景技术

近年来，利用辐射光子计数的医学诊断装置的采用已有所进展。单光子发射计算机化断层显像(SPECT：伽马摄影机)和正电子发射断层显像(PET)是这类医学装置的示例。在辐射光子计数中，除了对入射在检测器上的辐射的光子数目进行计数外，还检测辐射的单独光子的能量密度，并且然后对与该能量密度相对应的计数进行滤波。目前，通常用于此目的的辐射检测器被构造成具有闪烁器和光电倍增管的组合。当辐射的光子入射在闪烁器上时，产生闪烁器光的弱脉冲。在光电倍增管中检测该脉冲，通过AD(模拟至数字)转换器测量并经由安装在后级中的放大器来检测该脉冲的输出强度。例如，根据该脉冲的高度得到辐射的光子的能量。

在伴随有此能量鉴别的辐射光子计数中，可对具有丢失位置信息并变成噪声的辐射的散射辐射进行滤波。因此，能够在图像获取中获得高的对比度。为此，例如，期望地，通过X射线乳房摄影术或计算机化断层显像(CT)进行的图像获取中，这类光子计数也是用于获得低曝光及高分辨率二者的有用手段。由于这类图像获取需要更高的空间分辨率，因此通常对由碲化镉等进行的直接探测进行研究。

另一方面，近年来，提出了一种作为用于对辐射进行计数的新检测器，该检测器使用排列有雪崩光电二极管(APD)的APD阵列以及闪烁器(例如，参考专利文献1和专利文献2)。APD阵列也被称为硅光电倍增管(PMT)。在这类检测器中，相对于具有1mm角的闪烁器，检测单元被构造成排列多个以盖革模式(Geiger mode)操作的半导体APD，并且可以通过被放电的APD的数量进行求和来得到入射辐射的能量。

[引用列表]

[专利文献]

[专利文献1]

日本未审查专利申请公开第2009-25308号

[专利文献2]

日本未审查专利申请公开(PCT申请的翻译)第2011-515676号

发明内容

技术问题

然而，在上述技术中，难以提高辐射光子计数的准确度。在上述检测器中，在盖革模式中，由于APD需要高于APD的击穿电压的极高电场，而这种电场导致在半导体基板的大范围中发生电荷的再分布，因此，难以将此影响限制在小区域中。此外，需要提供保护电路等，以便诸如晶体管之类的元件不会由于高电压而被毁坏。为此，大约40微米的单元尺寸是对小型化的限制。因此，也难以使排列有元件的检测单元的尺寸小型化，并且专利文献1中的单元的长度也大约为1mm角。另一方面，例如，在通过X线进行的透射摄像中，入射在1mm角的光接收单元上的辐射的数目在乳房摄影术摄像中为每秒数万或数百万且在CT摄像中在数位上增加，而其在伽马摄影机摄像中为每秒少于一百。在这种情况下，闪烁器的辐射频率变得极高，因此，闪烁器光脉冲以高的频率产生，并且光在闪烁器中扩散。这里，为了将由入射辐射产生的单独发射光彼此区分开，需要极高的时间分辨率，这是因为只能通过监视光量的时间变化来实现区分而别无他法。

此外，针对这种高频率的入射辐射，甚至在闪烁器光发射的衰减之前出现下一次光发射，这导致被称为堆积现象的严重问题。因此，在闪烁器的衰减特性中也需要高的规格(specification)，且需要对脉冲形状的分析和理解。

另外，在暗状态下保持强电场的APD具有高的暗电流(暗计数)，并且APD需要在使用之前被冷却。如在专利文献2中，当有源灭弧(activequenching)电路、输出电路等被集成在单元中时，该单元也需要高的击穿电压特性。因此，用于隔离的占用区域增加，进而孔径比和量子效率劣化。因此，在使用APD进行光子计数的检测器中，难以提高准确度。

期望提高辐射光子计数的准确度。此外，这里所描述的效果不必然是限制性的，并且可以是本发明中的任何描述的效果。

技术方案

本文说明了一种摄像装置和一种摄像方法。例如，该摄像装置包括：闪烁器板，其被构造成将入射辐射转换成闪烁光；以及摄像元件，其被构造成将所述闪烁光转换成电信号，其中，所述闪烁器板包括第一闪烁器和第二闪烁器，所述第一闪烁器通过分隔部沿与所述入射辐射的传播方向垂直的方向与所述第二闪烁器分隔开，所述分隔部防止所述第一闪烁器中产生的第一闪烁光扩散至所述第二闪烁器中并且防止所述第二闪烁器中产生的第二闪烁光扩散至所述第一闪烁器中。

进一步举例而言，该摄像方法包括：在接收第一入射辐射时产生第一闪烁光，所述第一入射辐射入射在第一剖面区域上；在接收第二入射辐射时产生第二闪烁光，所述第二入射辐射入射在第二剖面区域上，所述第二剖面区域不同于所述第一剖面区域；防止所述第一闪烁光扩散至所述第二剖面区域中，所述第二剖面区域沿平行于所述第一入射辐射和所述第二入射辐射的传播方向的方向延伸；防止所述第二闪烁光扩散至所述第一剖面区域中，所述第一剖面区域沿平行于所述第一入射辐射和所述第二入射辐射的传播方向的方向延伸；将所述第一闪烁光转换成第一电信号；并且将所述第二闪烁光转换成第二电信号。

有益效果

根据本发明，能够获得提高辐射的光子计数的准确度的显著效果。

附图说明

图1是示出了根据本发明的第一实施例的与辐射检测装置相关的功能性构造的示例的框图。

图2A示意地示出了根据本发明的第一实施例的闪烁器板和摄像元件之间的关系的示图。

图2B示意地示出了根据本发明的第一实施例的闪烁器板和摄像元件之间的关系的示图。

图3A是示意地示出了根据本发明的第一实施例的制造闪烁器板的方法的示例的示图。

图3B是示意地示出了根据本发明的第一实施例的制造闪烁器板的方法的示例的示图。

图3C是示意地示出了根据本发明的第一实施例的制造闪烁器板的方法的示例的示图。

图4是示出了根据本发明的第一实施例的摄像元件的基本构造的示例的概念图。

图5是示出了根据本发明的第一实施例的像素的电路构造的示例的示意图。

图6A是示出了根据本发明的第一实施例的判定电路的功能性构造的示例的概念图。

图6B是示出了根据本发明的第一实施例的判定电路的操作的示例的概念图。

图7A是示意地示出了现有技术的包括未分隔的闪烁器板的根据辐射检测装置的示例的概念图。

图7B是示意地示出了根据本发明的第一实施例的辐射检测装置的示例的概念图。

图8A是示意地示出了在包括根据本发明的第一实施例的闪烁器板的情况下的剔除读取和包括其他闪烁器板(图7A中的闪烁器板)的情况下的剔除读取的示图。

图8B是示意地示出了在包括根据本发明的第一实施例的闪烁器板的情况下的剔除读取和包括其他闪烁器板(图7A中的闪烁器板)的情况下的剔除读取的示图。

图9是示意地示出了根据本发明的第二实施例的像素阵列单元(其中将像素排列成使得仅与闪烁器的剖面接触的像素才可以接收光的像素阵列单元)的示图。

图10是示意地示出了根据本发明的第三实施例的像素阵列单元(其中排列有大小与闪烁器的剖面区域类似的像素的像素阵列单元)的示图。

图11是示意地示出了根据本发明的第四实施例的检测单元(通过对排列成面对闪烁器的剖面的多个像素的输出求和来按照检测单元输出信号的检测单元)的示图。

图12是示出了根据本发明的第五实施例的检测单元的示例的示意图。

图13是示出了根据本发明的第五实施例的像素的电路构造的示例的示意图。

图14是示出了根据本发明的第六实施例的摄像元件的基本构造的示例的概念图。

图15是根据本发明的第六实施例的闪烁器元件和检测单元的立体图的示例。

图16是根据本发明的第六实施例的检测单元的剖面图的示例。

图17是示出了根据本发明的第六实施例的光接收单元的构造示例的示意图。

图18是示出了根据本发明的第六实施例的检测电路的构造示例的框图。

图19A是示出了通过应用本发明的实施例来进行光子计数型检测的X射线扫描器(光子计数型X射线扫描器)的示例的示意图。

图19B是示出了通过应用本发明的实施例来进行光子计数型检测的X射线扫描器(光子计数型X射线扫描器)的示例的示意图。

图20A是示出了应用有本发明的实施例的X射线CT装置的检测器的示例的示意图。

图20B是示出了应用有本发明的实施例的X射线CT装置的检测器的示例的示意图。

图21A是示出了应用有本发明的实施例的伽马摄影机的检测器的示例的示意图。

图21B是示出了应用有本发明的实施例的伽马摄影机的检测器的示例的示意图。

具体实施方式

在下文中，将对本发明的实施例(在下文中称为实施例)给出说明。本说明将按照以下顺序进行。

1.第一实施例(辐射检测控制：接合有分隔的闪烁器的摄像元件的示例)

2.第二实施例(辐射检测控制：通过将像素仅布置在与分隔的闪烁器相面对的区域中来提高时间分辨率的示例)

3.第三实施例(辐射检测控制：通过将一个模拟像素布置在分隔的闪烁器的区域中来提高时间分辨率的示例)

4.第四实施例(辐射检测控制：通过将多个像素的经由CCD的输出相加来提高时间分辨率的示例)

5.第五实施例(辐射检测控制：将多个像素的电荷量相加的示例)

6.第六实施例(辐射检测控制：将设置有像素的基板和设置有检测电路的基板进行层叠的示例)

7.本发明的应用示例

1.第一实施例

辐射检测装置的功能性构造的示例

图1是示出了根据本发明的第一实施例的与辐射检测装置10相关的功能性构造的示例的框图。

图1所示的辐射检测装置10是摄像装置，其通过使用互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器对光子进行计数来检测辐射。辐射检测装置10包括检测器100和数据处理单元120。

检测器100通过半导体摄像元件检测辐射，并且包括闪烁器板200和摄像元件110。

闪烁器板200吸收诸如电子束或电磁波之类的辐射的能量以发射荧光(闪烁光)。闪烁器板200布置成邻近于摄像元件110的摄像表面(设置有摄像元件的表面)。此外，沿垂直于辐射的入射方向的方向(图中的垂直方向)精细地分隔闪烁器板200，以便由入射辐射产生的闪烁光不会扩散并入射到摄像元件110上。即，在闪烁器板200中，沿像素在摄像元件110的摄像表面中以矩阵形式布置的布置方向精细地分隔闪烁器，使得辐射的入射方向与摄像元件110的摄像表面正交。在图1中，用于每个分隔区(闪烁器)的分隔部由闪烁器板200中的灰色标记区域表示，每个分隔区(闪烁器)由闪烁器板200中的白色矩形表示。

这里，将参照图3A至图3C来说明用于制造以上述方式分隔的闪烁器板200的方法的示例。此外，将在以下假设下给出说明：闪烁器板200由本发明的第一实施例中的用于检测电磁波(X射线、伽马射线)的辐射的闪烁器构成。此外，闪烁器板200是根据本发明的权利要求的闪烁器组的示例。

摄像元件110将所接收的光光电转换为电信号。例如，摄像元件110由互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器实现。此外，由于摄像元件110由CMOS传感器实现，因此能够进行剔除读取(cull reading)。因此，待读取的像素的输出数据的行数越少，曝光频率(帧频(fps))越高。

此外，在本发明的第一实施例中，摄像元件110将用于表示入射到像素上的光子的存在的二进制值(0或1)提供到数据处理单元120。以此方式，在摄像元件110中布置有具有高灵敏度的像素(光子计数型数字像素)和具有高灵敏度的检测电路，以便将闪烁光的光子计数的结果作为二进制值(数字值)输出。此外，由于从摄像元件110输出的数据是数字值，因此用于以较佳抗干扰度将数据提供到数据处理单元120的信号处理变得容易。

此外，在本发明的第一实施例中，摄像元件110将用于表示入射到像素上的光子的存在的二进制值(0或1)提供到数据处理单元120。以此方式，在摄像元件110中布置有像素(光子计数型数字像素)，其中，从这些像素中输出作为二进制值(数字值)的闪烁光的光子计数的结果。此外，由于从摄像元件110中输出的数据是数字值，因此用于以较佳抗干扰度将数据提供到数据处理单元120的信号处理变得容易。

数据处理单元120基于从摄像元件110提供的数字值对检测目标进行分析。例如，数据处理单元120基于从摄像元件110输出的数字值来计算同时产生的闪烁光的总数，并且根据此总数来指定辐射的能量。

此外，数据处理单元120保持用于指定哪个像素接收从哪个分隔区产生的闪烁光的信息(像素指定信息)，并基于此信息针对每个分隔区计算闪烁光总数。即，数据处理单元120基于用于指定接收每个闪烁器(分隔区)的闪烁光的像素的像素指定信息来分析从摄像元件110提供的信号，以分析入射位置(分隔区位置)和辐射能量。

另外，期望数据处理单元120指定由于辐射损坏而具有增加的暗电流的像素，并且将该像素遮蔽并将其从闪烁光的求和计算中移除以校正总和值。

在任一像素被辐射损坏的情况下，即使在没有入射辐射的暗状态下，暗电流在该像素中增加，该像素成为持续放电(输出)“1”的缺陷像素。能够在暗状态下通过数据处理单元120进行校准来检测和指定这种缺陷像素。在存在缺陷像素的情况下，期望将该像素的输出从输出计数中排除，并根据每个闪烁器分隔区的缺陷像素的数目校正辐射强度。例如，当某个闪烁器分隔区中的像素数目为S，且缺陷像素数目为D时，数据处理单元120通过使总计数值乘以(S-D)/S进行校正。

下面，将参照图2A和图2B对闪烁器板200和摄像元件110之间的关系进行说明。

闪烁器板和摄像元件之间的关系的示例

在图2A和图2B中，示出了用于示意地说明根据本发明的第一实施例的闪烁器板200和摄像元件110之间的关系的示图。

在图2A中，示出了用于说明将要与摄像元件110的摄像表面相接合(邻近)的闪烁器板200与摄像元件110处于分离状态的示图。此外，在图2B中，示出了用于说明闪烁器板200中的一个闪烁器(一个分隔区)与设置在摄像元件110上的像素之间的关系的示图。

例如，如图2A所示，闪烁器板200由一捆圆柱形闪烁器制成。在本发明的第一实施例中，单独的闪烁器(闪烁器210)由闪烁光纤实现。此外，图1所示的闪烁器板200的灰白区域对应于图2A中的闪烁器210之间的间隔。另外，闪烁光纤是通过使用激光或高温加热器熔融并拉伸玻璃或塑料(塑料闪烁器)制成的，其中，闪烁材料例如为锗酸铋(BGO:Bi₄Ge₃O₁₂)。类似于由玻璃制成的光纤，可以对闪烁光纤进行高精度处理以通过拉伸来获得具有数十微米的细微直径的圆柱形光纤。将通过图3A至图3C来说明闪烁器板200的制造方法，并且不在此处重复详细说明。

此外，在本发明的第一实施例中，将在以下假设下给出说明：闪烁器板200中的单独闪烁器(闪烁器210)的直径为40微米，并且摄像表面中的摄像元件110(像素310)的像素尺寸为2.5微米角(在垂直方向和水平方向上为2.5微米)。此外，假设在摄像元件110中，在排列有像素310的区域(像素阵列单元300)中排列有128行*128列的像素。

在这种情况下，针对128行*128列的像素设置有8行*8列的闪烁器210。即，将与一个闪烁器210的剖面(摄像元件的光输出表面)相面对的像素排列成16行*16列。此外，如果将面对一个闪烁器210的像素组设定为一个检测单元，那么排列有128行*128列的像素的摄像元件110可以用作如下检测器，该检测器被构造成具有8行*8列(共64个)检测单元(检测单元305)。

下面，将参照图2B对一个检测单元305中的入射闪烁光进行说明，其中，图2B示意地示出了16行*16列的像素310及闪烁器210的边缘。

在图2B中，示出了作为由16行*16列形成的矩形的与一个检测单元305相对应的16行*16列的像素310，并且示出了作为粗线圈的闪烁器210(边缘211)。此外，在图2B中，示出了作为涂黑矩形的入射有闪烁光的像素。

在闪烁器板200中，闪烁器210和闪烁器210之间的间隔(图2B中的边缘211的外部)被构造成具有包括反射剂等的粘合剂。以此方式，在闪烁器210中产生的闪烁光仅入射在与闪烁器210的摄像元件侧的剖面(光输出表面)相面对的像素310(被图示在图2B中的边缘211内部的像素)上。

这里，假设与闪烁器210的光输出表面相面对的像素310的数目(被图示在边缘211内部的像素的数目)为192个像素(大约为256(16*16)的四分之三)。在此假设下，由入射在闪烁器210上的辐射(X射线或伽马射线)中的一个光子产生的闪烁光的强度的测量是对192个像素的二进制判定。即，当假设闪烁光均匀地入射在192个像素上时，辐射强度的测量具有193个阶度，包括“无辐射入射”(全部为0)。

此外，如图2A所示，在将闪烁器板200布置到以矩阵形式连续排列有多个像素的摄像元件110的情况下，即使不进行精确对准也能够使用该闪烁器板。即使在闪烁器板200偏离摄像元件110的摄像表面中的预定位置时，也能够检测偏离位置，这是因为从摄像元件110输出的数据具有圆形图案。另外，即使在由于闪烁器板200的偏离而导致与闪烁器板200的边缘中的闪烁器210相面对的像素310的数目出现短缺时，也能够检测到该短缺以进行校正(例如，通过预测或通过从测量结果进行排除来进行校正)。

此外，由于闪烁器板200被构造成具有成捆的多个闪烁器210，因此从摄像元件110输出的数据具有多个圆形图案(类似波卡尔圆点的形状)。为此，在辐射入射到单独的闪烁器210上的情况下，即使在同一帧中入射到闪烁器板200上，也能够适当地分别测量。

例如，通过在测量前(例如，在制造过程中)将作为校准的均匀辐射照射于整个闪烁器板200上以便所有闪烁器210产生闪烁光，来获得摄像元件110的输出数据。在以此方式获得的输出数据中的闪烁光的检测图案中，多个圆形形状列队排列，其中这些圆形形状用于表示多个闪烁器210的光输出表面上的有关像素阵列单元300的位置(检测单元的位置)。

数据处理单元120基于具有多个列队排列的圆形形状的输出数据来产生像素指定信息，以针对每个闪烁器(分隔区)指定接收了闪烁光的像素，并且数据处理单元120保持该像素指定信息。即，数据处理单元120基于由输出数据构建的图像中的圆形形状的位置来检测面对每个闪烁器210的像素的位置以及每个闪烁器210在摄像表面中的位置，以存储与它们相关的位置数据。

以此方式，在测量辐射的过程中，根据检测到闪烁光的像素的位置，能够识别哪个闪烁器210产生闪烁光，并能够对每个闪烁器210产生的闪烁光进行积分。即，通过分析具有在每个闪烁器210的二进制判定中被判定为“1”的输出信号的像素的存在或不存在，能够通过将闪烁器210的尺寸作为最小分辨率来检测辐射的入射位置。另外，在假设一个辐射(在伽马射线的情况下为一个光子)入射在闪烁器210上的情况下，通过针对每个闪烁器210对具有在二进制判定中被判定为“1”的输出信号的像素的数目进行计数，能够针对每个辐射检测辐射强度。

另外，如图2B所示，在本发明的第一实施例中，说明了192个像素310面对闪烁器210的剖面的示例。然而，并不局限于此。如果排列有一个覆盖至少整个剖面的像素310，那么可以根据闪烁光的存在或不存在来检测入射辐射的存在或不存在。即，与闪烁器210的剖面相面对且接收闪烁光的像素的数目与由入射辐射产生的闪烁光的光量(光强度)的测量准确度相关，该测量准确度随着像素数目的增加而增加。此外，由于闪烁光的光量根据入射至闪烁器上的辐射能量(X射线或伽马射线的一个光子)而增加，因此辐射能量分辨率随着像素数目增加而增加。

此外，例如，在仅数十个光子作为闪烁器光到达像素阵列的情况下，通过192个像素的二进制判定进行的光子计数精确度高。然而，若1000个光子到达像素，则其大部分放电(输出)“1”。为此，测量准确度严重劣化。在这种情况下，较佳地，根据每个像素的入射光进行多值判定(multi-value determination)或阶度判定(gradation determination)，而不进行二进制判定以判定至每个像素的入射光的不存在或存在。以此方式，可获得每个像素的入射光的光子数目。在COMS传感器型像素310与判定电路400的组合中，可根据情形或用途进行多值判定或阶度判定。因此，能够应对具有广泛范围的光量的闪烁器光。此外，能够显著提高辐射能量的测量的动态范围。

下面，将参照图3A至图3C对制造闪烁器板200的方法的示例给出说明。

制造闪烁器板的方法的示例

图3A至图3C是示意地示出了根据本发明的第一实施例的制造闪烁器板200的方法的示例的示图。

此外，在图3A至图3C中，每个分隔区(闪烁器)均为细闪烁光纤。将对通过捆扎细闪烁光纤来制造闪烁器板200的示例给出说明。

在图3A中，示出了制造闪烁光纤的示例，其中该闪烁光纤的每个单独闪烁器(图2A中的闪烁器210)的直径处于闪烁器板(图2A中的闪烁器板200)中。

通过如下步骤产生闪烁器210：通过加热和熔融来延伸具有闪烁特性并能够被加热和熔融的柱状材料(柱状材料220)，并然后以预定厚度切割所延伸的柱状材料(闪烁光纤)。

图3A是示出了通过加热和熔融来延伸柱状材料220的端部的过程的示图。在图3A中示出了柱状材料220和用于延伸柱状材料220的延伸部223。此外，在图3A中，示出了通过延伸柱状材料220产生的光纤(闪烁光纤222)和柱状材料220中的加热和熔融位置(熔融位置221)。

如图3A所示，通过加热和熔融以延伸柱状材料220，产生了长闪烁光纤，该长闪烁光纤的闪烁器210的直径处于闪烁器板200中。

在图3B中，示出了成捆的长闪烁光纤(图3A中的闪烁光纤222)(即，闪烁光纤捆224)。通过将多个闪烁光纤222接合成捆来产生闪烁光纤捆224。这里，将具有低于闪烁器的折射率的折射率的材料或混合有光反射材料的材料用作粘合剂(中介材料)。另外，也可以考虑通过重复加热和熔融以延伸如闪烁光纤捆224所示的这种捆来制作细线(fine wire)。

在图3C中，示出了成捆的闪烁器板，其中，以预期(intended)的闪烁器厚度(预定厚度)沿长度方向切割图3B中所示的长闪烁光纤捆(图3B中的闪烁光纤捆224)，且将切割表面抛光以处理成板形状(闪烁器板225)。根据摄像元件110的摄像表面范围的面积可以多次提供多个闪烁器板225，且通过根据摄像元件110的摄像表面范围的面积来提供闪烁器225，形成如图2A所示的闪烁器板200。

另外，闪烁器210可以具有取决于检测目标(例如，在伽马摄影机的情况下，厚度为一厘米或更大)的直径和厚度。根据图3A至图3C示出的方法，能够容易地制造具有各种直径或厚度的闪烁器210。

此外，在图3A至图3C中，在以下假设下来进行说明：柱状材料220仅由闪烁器材料形成。然而，也可以使用具有两层结构的材料，该两层结构的芯部由闪烁器材料形成并且包覆部分由低折射率材料或光反射材料形成。通过延伸具有两层结构的柱状材料，能够产生长闪烁光纤，该长闪烁光纤的纵向方向由低折射率材料或光反射材料覆盖。由该低折射率材料或光反射材料屏蔽的闪烁光纤具有高的光限制效应(lightconfinement effect)。另外，在经屏蔽的闪烁光纤的情况下，对于用于制成闪烁光纤捆的粘合剂而言，可以不考虑光折射率或光反射率。

此外，在图3A至图3C中，在以下假设下来进行说明：接合闪烁光纤之间的间隔。然而，能够获得通过使用真空及空气将光限制于光纤中的效应。即，能够想到将闪烁光纤直接接合至摄像元件而不将闪烁光纤接合在一起的情况。

以此方式，可以通过反射材料或具有低于光路媒介的折射率的折射率的媒介来进行闪烁光纤中形成的光路的分离。此外，例如，即使在将单层闪烁光纤接合在一起的情况下，如果光纤具有大体上圆形形状，且焊接面积足够小到可以相对于光纤的表面(光路的内壁)而被忽略，则可以认为光路径之间的间隔被有效地分离。

下面，将参照图4对用于接收在闪烁器210中产生的闪烁光的摄像元件110进行说明。

摄像元件的示例构造

图4是示出了根据本发明的第一实施例的摄像元件110的基本构造的示例的概念图。

在图4中，在以下假设下来进行说明：设置两个用于驱动(控制)的垂直控制电路，以便于加速读取。

图像传感器元件110包括像素阵列单元300、第一垂直电路112、判定电路400、寄存器114、第二垂直驱动个电路115以及输出电路118。此外，用于处理由第二垂直驱动电路115驱动的像素信号的判定电路和寄存器类似于用于处理由第一垂直驱动电路112驱动的像素信号的判定电路(判定电路400)和寄存器(寄存器114)。因此，不再重复说明。

像素阵列单元300包括排列成二维矩阵(n*m)的多个像素(像素310)。另外，在本发明的第一实施例中，假设128行*128列的像素310排列在像素阵列单元300中。在图4所示的像素阵列单元300中，示出了128行*128列的像素310的一部分。排列在像素阵列单元300中(像素310之中)的一半像素(图4中的像素阵列单元300的上半部分中的像素)逐行地与来自第一垂直驱动电路112的控制线(控制线330)接线。另一方面，剩余的一半像素(图4中的像素阵列单元300的下半部分中的像素)逐行地与来自第二垂直驱动电路115的控制线接线。将参照图4来对像素310的电路构造进行说明，此处不再重复说明。

另外，垂直信号线(垂直信号线341)逐列地接线到像素310。通过被与像素310相连接的每个垂直驱动电路分离的单独线路来接线垂直信号线341。与像素阵列单元300的上部侧相面对的判定电路400连接到垂直信号线341，且控制线330从第一垂直驱动电路112接线至与这些垂直信号线341相连接的像素。此外，与像素阵列单元300的下部侧相面对的判定电路400连接到垂直信号线341，且控制线330从第二垂直驱动电路115接线至与这些垂直信号线341相连接的像素。

第一垂直驱动电路112通过控制线将信号提供给像素310，并且顺序地沿垂直方向(列方向)选择性地逐行扫描像素310。通过第一垂直驱动电路112逐行地进行选择性扫描，从像素310中逐行地输出信号。此外，控制线330包括像素复位线331和电荷传输线332。将参考图4来对像素复位线331和电荷传输线332进行说明。此处不再重复说明。

此外，第二垂直驱动电路115类似于第一垂直驱动电路112，但是控制的像素310不同，且这里不再给出说明。通过第一垂直驱动电路112和第二垂直驱动电路115对像素310进行驱动，大体上同时选择性地扫描两行，并且可以大体上同时进行两行的读取。

判定电路400基于从像素310提供的信号输出来判定入射在像素310上的光子的存在或不存在(二进制判定)。针对每个垂直信号线341设置判定电路400。即，在与像素阵列单元300的上部侧相面对的位置处，设置有128个判定电路400，这些判定电路分别连接到128个垂直信号线341，这些垂直信号线又接线到由第一垂直驱动电路112驱动的像素(64行*128列)。此外，在与像素阵列单元300的下部侧相面对的位置处，设置有连接到128个垂直信号线341的128个判定电路400，这些判定电路分别连接到128个垂直信号线341，这些垂直信号线341又接线到由第二垂直驱动电路115驱动的像素(64行*128列)。

判定电路400将判定结果提供到与每个判定电路400连接的寄存器114。

针对每个判定电路400设置有寄存器114，并且寄存器114暂时保持由判定电路400提供的判定结果。在正被读取的下一行的像素信号的周期期间(读取周期)，寄存器114将所保持的判定结果输出到输出电路118。此外，判定电路400是本发明的所附权利要求中描述的转换单元的示例。

输出电路118将由摄像元件110产生的信号输出到外部电路。

这里，将使用数值来说明来自摄像元件110的读取操作。在摄像元件110中，顺序且周期地来进行每一行的读取。如图4所示，由于同时地进行两行(两个系统)的读取，因此在由64个(周期)读取组成的一个循环中完成128行的读取。在传输累积电荷以用于读取时，复位光电二极管。相应地，读取与读取之间的时段为曝光时段。曝光时段也是经光电转换的电荷的累积时段。

例如，在用于进行一行的读取步骤的时间为5微秒的情况下，每个像素的曝光时段的基本时间单元为320微秒(5微秒*64个周期)，这是一个读取循环。此外，在这种情况下，在一秒中进行3125个读取周期(1秒/320微秒(0.00032秒))。即，在将单个板闪烁器(参见图7A)安装在摄像元件上且具有大的扩散的闪烁光的中心位置变为一个点的情况下，辐射计数的上限为3125pcs/秒，这与帧频相同。

这里，将说明在图2A所示的闪烁器板200与摄像元件110接触的情况下的辐射的计数。由于图2A所示的闪烁器板200被构造成具有8行*8列(总计64个)的闪烁器210，因此可以同时对64个入射光事件进行计数。由于闪烁器板200为320微米角，则在帧频为3125fps的情况下，每平方毫米的辐射的计数(C)的上限如以下公式1。

C＝3125×64/0.32²＝1.95×10⁶(pcs/秒·mm²)     公式1

由公式1所示，被构造成具有图2A所示的闪烁器板200和摄像元件110的检测器能对一百万以上的辐射/秒·mm²进行计数，并识别能量。

下面，将参照图5对像素310的电路构造给出说明。

像素的电路构造的示例

图5是示出了根据本发明的第一实施例的像素310的电路构造的示例的示意图。

像素310通过进行光电转换将作为入射光的光信号转换为电信号。像素310对所转换的电信号进行放大以将其作为像素信号输出。例如，像素310通过具有浮动扩散(FD)层的FD放大器来放大电信号。

像素310包括光电二极管311、传输晶体管312、复位晶体管313以及放大晶体管314。

在像素310中，光电二极管311的阳极端子接地，且阴极端子连接到传输晶体管312的源极端子。此外，传输晶体管312的栅极端子连接到电荷传输线332，且漏极端子经由浮动扩散部(FD 322)连接到复位晶体管313的源极端子和放大晶体管314的栅极端子。这里，FD 322积累所光电转换的电荷，并且产生具有与累积电荷量相对应的信号电压的电信号。此外，FD 322是本发明的所附权利要求中描述的电荷累积单元的示例。

此外，复位晶体管313的栅极端子连接到像素复位线331，且漏极端子连接到电源线323和放大晶体管314的漏极端子。此外，放大晶体管314的源极端子连接到垂直信号线341。

光电二极管311是根据光的强度产生电荷的光电转换装置。在光电二极管311中，通过入射到光电二极管311上的光子来产生成对的电子和空穴，并对所产生的电子进行累积。此外，向光电二极管311施加低于击穿电压的偏置电压，并接着光电二极管311在无内部增益的情况下输出被光电转换的电荷。

传输晶体管312根据来自垂直驱动电路(第一垂直驱动电路112或第二垂直驱动电路115)的信号(传输脉冲)将在光电二极管311中产生的电子传输至FD 322。例如，当将信号(脉冲)从电荷传输线332提供到传输晶体管312的栅极端子时，传输晶体管312处于导电状态。然后，将在光电二极管311中产生的电子传输至FD 322。

复位晶体管313根据由垂直驱动电路提供的信号(复位脉冲)来复位FD 322的电位。当经由像素复位线331将复位脉冲提供到栅极端子时，复位晶体管313处于导电状态。然后，电流从FD 322流动并通过电源线323。结果，在浮动扩散(FD 322)中累积的电子被拉至电源，且浮动扩散部被复位(在下文中，此时的电位称为复位电位)。在复位光电二极管311的情况下，传输晶体管312和复位晶体管313同时变为导电状态。结果，在光电二极管311中累积的电子被拉至电源，且光电二极管被复位成没有入射光子的状态(暗状态)。此外，流过电源线323(电源)的电位是用于复位的电源或者是源极跟随器，并且例如，其被提供有3V的电压。

放大晶体管314对浮动扩散部(FD 322)的电位进行放大，并将与被放大电位(输出信号)相对应的信号输出到垂直信号线314。在浮动扩散部(FD 322)的电位处于复位状态的情况(复位电位的情况)下，放大晶体管314将与复位电位相对应的输出信号(在下文中称为复位信号)输出到垂直信号线341。此外，在由光电二极管311累积的电子被传输到FD 322的情况下，放大晶体管314将与被传输的电子(在下文中称为累积信号)的量相对应的输出信号输出到垂直信号线341。此外，如图4所示，在多个像素共用垂直信号线341的情况下，可以针对放大晶体管314和垂直信号线341之间的每个像素增加选择晶体管。

另外，图5所示的像素的基本电路或操作机理类似于普通像素，但是可以考虑各种其它变化。然而，本发明中假设的像素被设计成使得转换效率显著高于现有技术中的像素。为此，将像素设计成使得用于构成源极跟随器的放大器(放大晶体管314)的栅极端子的寄生电容(FD 322的寄生电容)有效地减少至极限。例如，可以通过用于规划布局的方法或将源极跟随器的输出反馈至像素中的电路的方法来进行该设计(例如，参见日本未审查专利申请公开第5-63468号和日本未审查专利申请公开第2011-119441号)。

该设计可以被规划成使得尽管由于如此减小寄生电容而使FD 322中累积的电子数目小，但可以将足够大的输出信号输出到垂直信号线341。输出信号的大小可以充分地大于放大晶体管314的随机噪声。若当在FD 322中累积一个光子时输出信号充分地大于放大晶体管314的随机噪声，则将来自该像素的信号量化，并且能够检测到像素的累积光子的数目以作为数字信号。

例如，在放大晶体管314的随机噪声大约为50微伏至100微伏且输出信号的转换效率被提升至大约600微伏/e的情况下，由于输出信号充分大于随机噪声，因此在原理上可以检测到一个光子。

另外，如果在单元曝光时段期间进行入射光子的存在或不存在的二进制判定，并且数字地输出判定结果，则能够在放大晶体管314输出该输出信号之后使噪声大体上变为零。例如，在对128行*128列的像素阵列进行二进制判定的情况下，能够进行多达16384个光子(128*128)的光子计数。

另外，在图5中，说明了通过将像素设计成使得寄生电容有效地减少至极限来检测光子的示例。但是，本实施例不限于此。另外，该实施例也可以通过如下像素来实施，该像素对由像素中的光电转换获得的电子进行放大。例如，可以考虑如下像素，在该像素的光电二极管与放大晶体管的栅极端子之间嵌入有多级的CCD倍增传输装置(例如，参见日本未审查专利申请公开第2008-35015号)。在该像素中，在像素内将经光电转换的电子倍增10倍。以此方式，也可以通过使像素内的电子倍增来检测一个光子，并且可以将排列有这种像素的摄像元件用作摄像元件110。

下面，将参照图6A和图6B对基于由像素310提供的输出信号来判定入射至像素310的入射光子的存在或不存在的判定电路400给出说明。

判定电路的功能性构造的示例

图6A和图6B是示出了根据本发明的第一实施例的判定电路400的功能性构造的示例和判定电路400的操作的示例的示图。

在图6A中，示出了作为判定电路400的功能性构造的模拟相关双取样(ACDS)单元410、数字CDS(DCDS)单元420以及二进制判定单元430。

此外，在图6A中，一同示出了与判定电路400连接的垂直信号线341、与垂直信号线341连接的像素310的一部分以及像素阵列单元300与判定电路400的功能性构造。

ACDS单元410通过模拟CDS进行去偏移(offset removal)，并且包括开关412、电容器413和比较器411。

开关412将垂直信号线341连接到用于将参考电压输入到比较器411的输入端子或用于将待比较的信号输入到比较器411的输入端子中的任一者。在采样并保持像素310的复位信号的情况下，开关412将垂直信号线341连接到用于输入参考电压的输入端子(与电容器413连接的左侧端子)。此外，在比较器411输出模拟CDS的结果的情况下，开关412将垂直信号线341连接到用于输入待比较的信号的输入端子(不存在电容器的右侧端子)。

电容器413是用于采样并保持像素310的复位信号的保持电容器。

比较器411输出被采样并保持的信号与待比较的信号之间的差异。即，比较器411输出被采样并保持的复位信号与由垂直信号线341提供的信号(累积信号或复位信号)之间的差异。即，在比较器411输出的信号中，移除了在像素310中产生的诸如kTC噪声之类的噪声。例如，比较器411由具有增益1的运算放大器实现。比较器411将差异信号提供到DCDS单元420。这里，复位信号与复位信号之间的差异信号称为“无信号”，并且复位信号与累积信号之间的差异信号称为“净累积信号”。

DCDS单元420通过数字CDS进行去噪(noise removal)，并且包括模拟数字(AD)转换器421、寄存器422、开关423以及减法器424。

AD转换器421对从比较器411提供的信号进行AD转换。

开关423在AD转换之后对由AD转换器421产生的信号的提供目的地进行切换。在AD转换器421输出AD转换的结果(数字无信号)“无信号”的情况下，开关423将该“无信号”提供给寄存器422以便将其锁存(保持)至寄存器422。相应地，将来自比较器411和AD转换器421的偏移值保持在寄存器422中。此外，在AD转换器421输出AD转换的结果(数字净累积信号)“净累积信号”的情况下，开关423将此信号提供到减法器424。

寄存器422保持AD转换“无信号”的结果。寄存器422将所保持的AD转换“无信号”(数字“无信号”)的结果提供到减法器424。

减法器424从数字“净累积信号”的值减去数字“无信号”的值。减法器424将减法结果(净数字值)提供到二进制判定单元430。

二进制判定单元430进行二进制判定(数字判定)。二进制判定单元430通过比较减法器424的输出(净数字值)和参考信号(REF)来对入射至像素310的光子的存在或不存在进行二进制判定，并输出判定结果(图6A和图6B中的“BINOUT”)。

这里，将参照图6B说明对一个像素310中的入射光子的存在或不存在进行判定的情况下的判定电路400的操作。

在图6B中，示出了用于表示判定电路400的操作的示例的流程图。这里，图6B示出的流程图中的每个步骤的边框与围绕图6A示出的每个构造的边框相对应。即，由具有双线的边框表示的步骤示出了像素310的步骤，由具有长虚线的边框表示的步骤示出了ACDS单元410的步骤，由具有短虚线的边框表示的步骤示出了DCDS单元420的步骤，且由具有粗实线的边框表示的步骤示出了二进制判定单元430的步骤。此外，为便于说明，并未示出由ACDS单元410进行的ACDS处理，并且该ACDS处理将与DCDS单元420的AD转换步骤一起说明。

首先，在所选行中的像素(像素310)中，放大晶体管314的栅极端子的电位(FD 322的电位)被复位，并且将复位信号输出到垂直信号线341(步骤441)。

然后，ACDS单元410中的电容器413采样并保持从像素310输出的复位信号(步骤442)。接着，DCDS单元420中的AD转换器421对被采样并保持的复位信号与从像素310输出的复位信号之间的差异信号进行AD转换(“无信号”)(步骤443)。此外，在被AD转换的“无信号”中，包含了由比较器411和AD转换器421产生的噪声，且以数字方式检测用于使此噪声偏移的值。然后，将AD转换的结果“无信号”作为偏移值保持在寄存器422中(步骤444)。

然后，在像素310中，在光电二极管311中累积的电子被传输到FD322，从像素310中输出累积信号(步骤445)。接着，DCDS单元420中的AD转换器421对被采样并保持的复位信号与从像素310输出的累积信号之间的差异信号(净累积信号)进行AD转换(步骤446)。此外，在该AD转换的结果中，包含了由AD转换器421和比较器411产生的噪声。

随后，减法器424输出通过使AD转换结果“净累积信号”(第二次转换)的值中减去寄存器411中保持的AD转换结果“无信号”(第一次转换)的值而获得的值(步骤447)。以此方式，去除了由比较器411和AD转换器421引起的噪声(偏移分量)，且输出仅从像素310输出的累积信号的数字值(净数字值)。

接着，二进制判定单元430比较从减法器424输出的净数字值与参考信号(REF)(步骤448)。将参考信号(REF)设定成如下值：该值接近于当不存在入射光子时从像素310输出的信号的数字值(无信号)与当存在入射光子时从像素310输出的信号的数字值(无信号)之间的中间值(例如，“0”与“100”之间的中间值“50”为参考信号)。在从减法器424输出的数字值(仅从像素310输出的累积信号的数字值)的值超出参考信号(REF)的值的情况下，输出“1”值信号(BINOUT)以作为“存在入射光子”。另一方面，在从减法器424输出的数字值的值没有超过参考信号(REF)的值的情况下，输出“0”值信号(BINOUT)，这意味着“无光子入射”。即，摄像元件110将入射光子的存在或不存在作为二进制判定的结果的数字值(0或1)输出。

此外，在图6A和图6B中，在诸如“存在入射光子”和“不存在入射光子”之类的两值判定(二进制判定)的假设下来进行说明。然而，可通过准备多个系统的参考信号(REF)来进行具有两个或两个以上值的判定。例如，准备参考信号(REF)的两个系统，将一个系统中的参考信号设定为在光子数目为“0”时的数字值与在光子数目为“1”时的数字值之间的中间值。此外，将另一系统中的参考信号设定为在光子数目为“1”时的数字值与在光子数目为“2”时的数字值之间的中间值。以此方式，可以进行光子数目为“0”、“1”和“2”的三值判定，并且可以提高摄像的动态范围。此外，在该多值判定中，因为由每像素的转换效率的变化造成的影响增加，因此需要以比二值判定更高的准确度来进行该制造。但是，其类似于在将从像素产生的信号作为数字输出进行处理的情况下根据从像素产生的信号仅判定入射光子的存在或不存在(0或1)的二进制判定的情况。

以此方式，在摄像元件110中，由于在判定电路400中将从像素310输出的信号判定为数字值，因此与现有技术中将信号作为模拟输出进行处理(假设数据具有10位元、1024个阶度)的摄像元件相比，可以几乎完全去除由传输期间的噪声造成的影响。

下面，将参照图7A和7B对闪烁器板200的效果给出说明，图7A和7B比较地示出了本发明的第一实施例中的包括闪烁器板200的辐射检测装置和包括另一闪烁器板的另一辐射检测装置。

效果的示例

图7A和图7B是示意地示出了根据本发明的第一实施例的辐射检测装置10的示例和根据现有技术的包括未分隔的闪烁器板的辐射检测装置的示例的示图。

这里，作为示例，将通过假设单光子发射计算机化断层显像(SPECT)装置中的伽马射线检测器来进行说明，其中该伽马射线检测器用于通过在人体中引入少量诸如锝之类的伽马射线源并根据辐射的伽马射线的位置信息来获得伽马射线源的生物分布。此外，使用了例如在日本未审查专利申请公开第2006-242958号和日本未审查专利申请公开(PCT申请的翻译)第2006-508344号中说明的SPECT装置的基本结构和信号处理步骤，并且由于本发明涉及伽马射线检测器而将不再对它们进行详细说明。

在图7A中，示出了现有技术中的包括未分隔的闪烁器板和光电倍增管的辐射检测装置。为检测伽马射线，在现有技术中使用了通过组合图7A所示的未分隔的单板闪烁器和光电倍增管而形成的装置。

在图7A中，作为现有技术中用于检测被引入到人体(人体180)中的伽马射线源(伽马射线源181)的辐射检测装置的构造，示出了准直器191、闪烁器190、光电倍增器193、转换单元194以及数据处理单元195。

准直器191仅使垂直地入射置闪烁器190的伽马射线入射表面上的伽马射线通过，并且阻挡沿倾斜方向入射的伽马射线。例如，准直器191由铅板形成，且在该铅板上开口有大量的小洞。

闪烁器190是与本发明的第一实施例的被精细分隔的闪烁器(闪烁器板200)不同的单板闪烁器。

光电倍增管193使用电子雪崩来放大通过光电转换产生的电子，并且将该放大结果作为模拟脉冲输出。光电倍增管193使用高电压来加速电子，以放大该电子。光电倍增管193将所产生的模拟脉冲(模拟信号)提供到转换单元194。此外，在SPECT装置中，将数十个光电倍增管193成队列地布置。在图7A中示意地示出了三个光电倍增管193。

转换单元194将从光电倍增管193提供的模拟脉冲转换为数字，并且按照每个采样间隔输出数字值。针对每个光电倍增管193设置转换单元194。转换单元194将数字值提供到数据处理单元195。

此外，类似于图1示出的数据处理单元120，数据处理单元195分析检测目标。此外，由于闪烁器190为单板闪烁器，所以数据处理单元195从通过扩散而散播的闪烁光的检测结果中找出中心位置，并将该中心位置设定为辐射的入射位置。

以此方式，在现有技术的辐射检测装置中，主要使用包括光电倍增管的装置。此外，也可以使用诸如碲化镉(CdTe)之类的特定半导体。然而，由于这种检测装置中任一者均非常昂贵，因此如果检测器被构造成包括成队列的多个光电倍增管，那么仅检测器就占用了高成本。另外，由于这种检测器的输出为模拟脉冲，因此使用外部仪器来以高速分析(测量、分析、计数脉冲数目等)输出脉冲高度。例如，在图7A的情况下，使用与光导倍增管193的数目同样多的转换单元194。另外，严格的电路噪声测量也是必要的。为此，如果使用多个诸如现有技术中使用的光电倍增管或碲化镉等的检测装置来构成该检测器，那么外部仪器的大小变大。因此，辐射摄像器件变大且变昂贵。

在下文中，将对现有技术中的使用从伽马射线源181辐射的伽马射线的辐射检测装置的检测给出说明。在图7A中，在所辐射的伽马射线之中，示出了用于表示未受到散射射线影响的伽马射线(基本伽马射线)至闪烁器190的轨迹的箭头182以及用于表示受到散射射线影响的伽马射线(散射伽马射线)至闪烁器190的轨迹的箭头183。此外，实线箭头示出了由基本伽马射线产生的至光电倍增管193的闪烁光的轨迹，其中，箭头182的箭尾作为基点。

如箭头182所示，由辐射检测装置检测的基本伽马射线从伽马射线源181辐射，并且在不存在任何直线性的抑制的情况下入射到闪烁器190上。为此，由基本伽马射线产生的闪烁光具有反映基本伽马射线能量的光量。

另一方面，其如箭头183所示，由辐射检测装置检测的散射伽马射线是在从伽马射线源181辐射后与电子相撞而被散射(康普顿散射)的伽马射线，并且垂直地入射至闪烁器190上。散射伽马射线是变成噪声的信息，其丢失了原始位置信息。因此，其能量低于基本伽马射线的能量。此外，辐射检测装置不仅检测基本伽马射线和散射伽马射线，还检测诸如检测到不寻常高能量的宇宙射线之类的噪声。

以此方式，由于检测噪声伽马射线和期望的伽马射线二者，因此SPECT装置通过能量区别来对所检测信号中的噪声信号以及基本伽马射线的信号进行滤波。

这里，将说明当设置单板闪烁器时的闪烁光的路径。如图7A所示，由于闪烁器190是单板，因此由辐射产生的闪烁光在闪烁器190中扩散，并且到达摄像表面(光电倍增管193的光接收表面)。在图7A中，实线箭头(箭头182)表示由基本伽马射线产生的闪烁光，其中箭头182的箭头头部附近作为起点。

以此方式，在闪烁器190是未分隔的单板的情况下，通过多个光电倍增管193同时检测闪烁光。此外，在光电倍增管193是位置检测型光电倍增管的情况下，通过多个阳极同时检测闪烁光。数据处理单元195根据光电倍增管193的输出总和来指定伽马射线能量的量。通过由此指定的能量的量来对基本伽马射线与散射伽马射线的能量进行区分。此外，数据处理单元195通过光电倍增管193的输出的中心位置来指定伽马射线的入射位置。以此方式，通过累积基本伽马射线的检测结果来识别人体中伽马射线源的分布。

此外，由于闪烁器190为单板闪烁器，因此闪烁光扩散并入射至多个光电倍增管193上。为此，在多个辐射入射到闪烁器板200的附近位置的情况下，入射有闪烁光的像素的范围发生重叠，并难以正确地针对每个辐射对闪烁光的检测结果进行积分。即，难以识别是入射了具有强能量的一个(一个光子)辐射(伽马射线)还是入射了具有弱能量的多个辐射。

在图7B中，示出了辐射检测装置10，以作为用于检测被引入到人体(人体180)中的伽马射线源(伽马射线源181)的辐射检测装置的构造。此外，这里将不再对辐射检测装置10进行说明，这是因为除了增加有从闪烁器板200的每个闪烁器的边缘位置垂直地延伸至伽马射线的入射表面的准直器101之外，该装置类似于图1所示的装置。

这里，将对由基本伽马射线产生的闪烁光(箭头182)(以箭头182的箭头部附近作为起点的实线箭头)给出说明。

如图7B所述，由入射到闪烁器板200上的辐射产生的闪烁光到达摄像表面(摄像元件110的光接收表面)，并且其扩散程度仅为入射有辐射的分隔区(闪烁器210)的直径。以此方式，在闪烁器板200中，闪烁光的扩散程度小于图7A所示的单板闪烁器(闪烁器190)的扩散程度。即，该闪烁光仅扩散至分隔区的直径的程度。

为此，通过提前准备用于指定面对闪烁器的剖面的像素的信息，能够根据摄像元件110的输出数据针对每个闪烁器对闪烁光的检测结果进行积分。即，可以使用闪烁器的剖面作为辐射入射区域的单位(空间分辨率的单位)针对每个入射辐射对闪烁光的检测结果进行积分，能够针对每个辐射进行光子计数。

以此方式，由于可以通过使用分隔的闪烁器进行辐射的光子计数来针对每个辐射(针对每个分隔区)分离闪烁光的检测结果，因此能够提高辐射计数的准确度。此外，由于可以针对每个辐射(针对每个分隔区)对闪烁光的检测结果进行积分，因此也能够提高每个辐射的能量计算的准确度。此外，取决于分隔程度，能够增加每一帧的可计数辐射的数目(计数数目)。

即，能够通过使用分隔的闪烁器进行辐射的光子计数来提高辐射的光子计数的检测分辨率。

另外，在闪烁器板200中，可以针对每个分隔区(闪烁器)预先获得入射有闪烁光的像素区域。闪烁光的扩散程度仅为分隔区的直径，且闪烁光的密度高。相应地，即使通过剔除读取来驱动摄像元件110，也能够以高准确度来检测辐射。此外，当进行剔除读取时，待读取信号的像素的线数目(行数目)减小，并且摄像元件中的逐行读取的曝光频率增加。当曝光频率增加时，每个单位时间的检测次数增加，且时间分辨率增加。

下面，将参照图8A和图8B来对闪烁器板200的时间分辨率的效果进行说明。

图8A和图8B示意地示出了在设有根据本发明的第一实施例的闪烁器板200的情况下的剔除读取和在设有其他闪烁器板(图7A中的闪烁器190)的情况下的剔除读取。

在图8A中，示出了用于说明布置有其他闪烁器板(图7A中的闪烁器190)的摄像元件中的闪烁光的入射位置的范围和剔除读取之间的关系的示图。此外，在图8B中，示出了用于说明布置有根据本发明的第一实施例的闪烁器板200的摄像元件中的闪烁光的输出表面的边缘(闪烁光的入射范围)的范围和剔除读取之间的关系的示图。

此外，在图8A和图8B中，示出了作为摄像元件中的像素的48行*48列像素。此外，在图8A和图8B中，布点矩形示出了在剔除读取中受到剔除读取的像素，并且中空矩形示出了未进行剔除读取的像素。

在图8A中，作为包括闪烁器190的摄像元件的情况下的剔除读取的示例，示出了对受到剔除读取的一行像素和未受到剔除读取的3行像素进行交替读取的剔除读取的示例。此外，在图8A中，由虚线表示的圆形区域(区域R1和区域R2)图示了由辐射产生的闪烁光的入射范围。此外，在图8A中，在入射两个辐射的假设下，通过两个区域(区域R1和区域R2)来图示闪烁光的两个入射范围。另外，在图8A中，假设闪烁光的两个入射范围的一部分重叠。

在图8B中，示出了用于说明3行*3列(9个)闪烁器210的边缘(边缘211)和剔除读取之间的关系的示图。此外，图8B示出了闪烁器210的中心附近的用于驱动像素的四行是待读取的行的示例。

这里，将对关于闪烁器板200的时间分辨率的效果进行说明。首先，将说明在设有图8A所示的单板闪烁器(图7A中的闪烁器190)的情况下的时间分辨率。

在图8A的示例中，由于不存在限制闪烁光的扩散的任何因素，因此接收闪烁光的像素的范围(区域R1和区域R2)是宽广的。当这样宽广地扩散闪烁光时，接收由在同一时刻入射到附近位置上的辐射产生的闪烁光的像素的范围发生重叠的可能性增加。此外，当在宽广地扩散闪烁光的状态下进行剔除读取时，接收闪烁光的像素的数目减小，重心计算和辐射能量计算的准确度减小。特别地，当在产生的闪烁光的数目为小(辐射能量小)的情况下宽广地扩散闪烁光时，难以提高重心计算和辐射能量计算的准确度。

同样，在图8A所示的宽广地扩散闪烁光的单板闪烁器(图7A中的闪烁器190)中，难以既剔除多个行又以高准确度检测辐射。即，在像素排列为矩阵形式的摄像元件中设有单板闪烁器(图7A中的闪烁器190)的情况下，难以提高辐射检测中的时间分辨率。

相比而言，在如图8B所示地分隔闪烁器时，闪烁光的扩散局限于分隔区内(闪烁器210内)，并且用于接收闪烁光的像素的区域是面对闪烁器210的光输出表面的像素的区域。另外，即使当辐射在相同时刻入射到附近位置时，只要辐射入射在彼此不同的闪烁器210上，接收闪烁光的像素的区域不发生重叠，并且可以容易识别。

此外，如果对闪烁器进行分隔，当进行剔除读取时，能够针对每个闪烁器210使读取由入射在一个分隔区(闪烁器210)上的辐射产生的闪烁光的像素的数目是相同的。此外，由于并未宽广地扩散闪烁光，因此即使增加被剔除行的数目，也能增加检测到闪烁光的可能性。即，在分隔的闪烁器中，与单板闪烁器的情况相比，即使增加被剔除行的数目，也能够以较高准确度进行重心计算和辐射能量计算。

以此方式，在分隔的闪烁器(闪烁器板200)中，能够既剔除多个行又以高准确度检测辐射。即，在闪烁器板200中，能够容易改善时间分辨率。

此外，由于在光检测单元中使用了CMOS传感器(摄像元件110)，且该CMOS传感器中使用除APD之外的光电二极管来代替由APD制成的硅PMT，因此能够使辐射检测单元305微型化。然而，由于CMOS传感器中的像素的输出信号非常弱，因此判断电路400需要是用于使用参考信号REF将信号数字化的单独的片上电路(on-chip circuit)，且其花费时间来进行信号判定。然而，通过使光检测传感器小型化，且最终通过使每个检测单元305小型化，显著减少至每个检测单元305的辐射入射频率。例如，即使在入射每秒1百万/mm²的辐射的情况下，如果闪烁器以每50微米角被分隔，并且检测单元305据此细分，则每个检测单元上的入射辐射的数目为大约1/400，这大约是每秒2500个辐射。在闪烁器的分隔壁上，通过使用反射材料或低折射材料将光发射脉冲限制至该单元中，并且如果针对每个单元检测发射脉冲，则每个单元的时间分辨率的要求减少至1/400，并且不再需要担心闪烁器的堆积或发射脉冲的形状。检测单元以小于5V的低电压进行操作，因此，常温下的暗电流小。因此，孔径比或量子效率高。具体地，在需要时间分辨率和空间分辨率的严格规格的X射线透射摄像仪器和CT装置器中，使用CMOS传感器的小型化的优势显著，在这种情况下，期望闪烁器的每个分隔区的区域小于200微米角，并且进一步期望为100微米角。

以此方式，根据本发明的第一实施例，通过使用分隔的闪烁器进行辐射的光子计数，能够提高辐射的光子计数的准确度。

2.第二实施例

在图1至图8B所示的本发明的第一实施例中，在以下假设下给出说明：排列在像素阵列单元中的所有像素都能够接收光。此外，对于闪烁器板(闪烁器)的每个分隔区和像素之间的关系，可以考虑各种示例。

这里，在图9至图11中，将对闪烁器板(闪烁器)的每个分隔区和像素之间的关系进行说明，且将与图1至图8B所示的本发明的第一实施例中的说明的那些内容不同的内容作为本发明的第二至第五实施例。

将像素排列成使得仅与闪烁器的剖面接触的像素能够接收光的示例

图9是示意地示出了根据本发明的第二实施例的像素阵列单元(在该像素阵列单元中，将像素排列成使得仅与闪烁器的剖面接触的像素能够接收光)的示图。

在图9中，示出了设置在摄像元件(摄像元件110)上以代替图4中的像素阵列单元300的像素阵列单元(像素阵列单元510)。此外，在本发明的第二实施例中，假设由闪烁光纤实现的每个闪烁器的直径为大约40微米，并且闪烁器板被构造成具有8行*8列的闪烁器。此外，假设像素的大小为2.5微米角。

在像素阵列单元510中，以10行*10列的方式排列有2.5微米角的像素(像素513)的区域(检测单元512)布置成与8行*8列的闪烁器的节距匹配。即，在像素阵列单元510中，以大约40微米的节距布置有8行*8列的检测单元512。此外，在图9中，一起示出了布置在像素阵列单元510(2行*2列)中的检测单元512的一部分以及用于表示安装在像素阵列单元510上的闪烁器的边缘的虚线圆(边缘511)。

在像素阵列单元510中，仅对排列在检测单元512中的像素进行驱动。即，不驱动和读取排列在检测单元512外部的区域中的像素。例如，在检测单元512外部的区域(图9中的区域514)中，排列有伪像素(dummypixel)，这些伪像素的浮动扩散电位通常为复位电位。此外，由于不使用区域514中的像素，因此可以阻挡这些像素。

这里，将对包括像素阵列单元510的摄像元件110的性能进行说明。当将闪烁器板安装(连接)至摄像元件110上时，需要进行对准，使得检测单元512的中心与闪烁器的剖面(光输出表面)的中心(边缘511的内侧的中心)大体上匹配。尽管已进行此努力，但是由于在驱动摄像元件110时，并未驱动排列在废弃区域中的像素，因此能够增加帧频。即，可以通过避免不必要的驱动来改善时间分辨率。此外，如图9所示，通过将像素排列在小于闪烁器的光输出表面的区域上，仅可以对入射有闪烁光的像素进行驱动，能够改善时间分辨率。

例如，类似于图4，在通过两个垂直驱动电路对像素进行驱动的情况下，在行方向上由每个垂直驱动电路驱动的检测单元512的数目为4。即，由每个垂直驱动电路驱动的像素的行数为40行(4*10行)。即，在花费五微秒来读取一行的情况下，读取一个循环的时间(一帧的时间)是200微秒(五微秒*40行)，帧频为5000fps(1秒/200微秒)。此外，由于8行*8列的闪烁器具有320微秒角，因此这里每平方毫米的辐射计数的数目上限(C₂)为如下公式2。

C₂＝5000×64/0.32²＝3.12×10⁶(pcs/秒·mm²)     公式2

在比较上述公式2与图4示出的公式1时可以看出，通过将像素阵列单元构造成使得仅面对闪烁器的剖面的像素能够被驱动，能够增加辐射计数的数目(计数能力)。即，根据本发明的第二实施例，能够提高辐射的光子计数的检测分辨率。

这里，假设由两个垂直驱动电路进行驱动(控制)的情况来进行说明。然而，可以考虑在针对每个检测单元512在检测单元512的剩余区域外侧(区域514)中设置垂直驱动电路和判定电路。在这种情况下，由每个垂直驱动电路驱动的像素行的数目为10行，用于读取一个循环的时间(一个帧的时间)为50微秒(6微秒*十行)，帧频为20000fps(1秒/50微秒)。在这种情况下，每平方毫米的辐射计数的数目上限(C₃)为如下公式3。

C₃＝20000×64/0.32²＝1.25×10⁷(pcs/秒·mm²)     公式3

在比较上述公式3与公式2时可以看出，如果针对每个检测单元512设置垂直驱动电路，则能够增加辐射计数的数目。

在图9中，示出了通过以下方法来改善时间分辨率的示例：仅在与闪烁器的剖面相面对的区域中排列能够接收光的像素，并且减少被驱动的像素的行数。然而，也可以通过使一个像素尺寸为大来提高时间分辨率。下面，将参照图10来对作为本发明的第三实施例的排列具有宽广的光接收表面的像素的示例进行说明。

3.第三实施例

排列的像素的尺寸类似于闪烁器的剖面面积的示例

图10是示意地示出了根据本发明的第三实施例的像素阵列单元(在该像素阵列单元中排列的像素的尺寸类似于闪烁器的剖面面积)的示图。

在图10中，示出了设置有摄像元件(摄像元件110)的像素阵列单元(像素阵列单元520)以代替图4中像素阵列单元300。此外，像素阵列单元520为图9示出的像素阵列单元510的变形例。区别在于：设置包括具有类似于图9中的检测单元512的尺寸的光电二极管的像素(像素522)以代替检测单元512。因此，在图10中，将使用与图9中的编号相同的编号来表示相同构造，而不再进行重复说明。

例如，图10示出的像素522包括具有大约25微米角的单个光电二极管。像素522是模拟累积像素，其累积有一定数目的电子，并且可以由单个像素从其获得输出阶度。此外，像素522的浮动扩散部和复位电晶体布置在图9示出的区域514中。为此，在图10中，区域514中的邻近像素522的矩形(附加电路523)示意地示出了上述电路(在图10中被称为附加电路)。

在像素阵列单元520中，像素522以与8行*8列的闪烁器相同的节距(大约40微米)布置在阵列中。此外，可针对布置在阵列中的像素522设置用于转换像素的输出信号的电路(AD转换电路)，且这些AD转换电路被多个像素逐行地共用。此外，在针对每个像素522设置AD转换电路的情况下，能够大体上同时地开始和结束所有像素的曝光(累积)。

此外，如图10所示，在使用模拟累积像素作为像素且针对一个闪烁器设置一个像素522的情况下，需要一个光电二极管累积一定数目的电子并且将具有与该累积相对应的电位的信号提供到AD转换电路。即，需要将模拟信号提供到AD转换电路。此外，从模拟信号上承载的这种放大器噪声以及AD转换器的量化噪声的观点考虑，当使用模拟累积像素时，期望使被分配至一个闪烁器的像素数目尽可能地小。即，从噪声的观点来看，针对一个检测单元设置一个像素的情况是最佳的。

然而，随着像素数目减少，像素的光电二极管的面积增加。当光电二极管的面积增加时，难以将累积的电荷传输至浮动扩散部。因此，需要适当地传输电荷。

这里，将在以下假设下给出说明：具有弱能量的X射线(软X射线)入射在闪烁器上。由于由软X射线中的一个光子产生的闪烁光的光子数目为大约100，因此从闪烁器入射至25微米角的像素上的光子的数目为数十个。即，为了正确地测量光强度，需要快速地传输25微米角的光电二极管中累计的数十个电子，且以高转换效率将其转换为电压以将其传输至AD转换器。此外，在图5示出的电路构造的情况下，可以想到的是，通过增加传输晶体管312的端子宽度来促进传输。然而，在这种情况下，浮动扩散部(FD 322)的寄生电容变得极高，并且放大晶体管314的转换效率减小。此外，当通过增加端子宽度来增加FD 322的扩散层部分时，可以存在由于结漏(junction leakage)而产生的暗电流的问题。

因此，为了适当地传输25微米角的光电二极管中累积的数十个光子，可以想到的是，通过埋入扩散层或电荷耦合器件(CCD)在传输晶体管312与FD 322之间设置仅用于传输的中间节点。此外，设置仅用于传输的中间节点，使得布局形状和杂质分布最优化，以便对从具有宽的宽度的传输晶体管312至极小的FD 322的电荷传输进行调和。

在图10中，对通过在一个检测单元中排列一个大的模拟像素来提高辐射的光子计数的检测分辨率的示例进行了说明。然而，能够通过配置多个模拟像素中的每个检测单元且针对每个检测单元对来自每个模拟像素的输出求和来提高光子计数的检测分辨率。下面，将参照图11对根据本发明的第四实施例的针对每个检测单元对输出求和的示例给出说明。

4.第四实施例

针对每个检测单元对像素的输出求和的示例

图11是示意地示出了根据本发明的第四实施例的检测单元(该检测单元通过对排列成与闪烁器的剖面相面对的多个像素的输出求和来输出每个检测单元的信号)的示图。

此外，图11所示的检测单元(检测单元532)设置在像素阵列单元中，以代替图9所示的检测单元512。

在图11中，示出了如下示例：对具有与闪烁器的剖面接触的排列位置的4行*4列的像素的输出求和，并且输出每个检测单元的信号。在检测单元532中，排列有多个像素，这些像素通过线间型电荷耦合器件(CCD)来传输电荷。此外，在图11中，图示的像素为16个方形像素(像素534)，具有向下箭头的矩形图示了用于垂直传输的CCD(垂直传输寄存器)，并且具有指向右侧的箭头的矩形图示了用于水平传输的CCD(水平传输寄存器)。

将累积在检测单元532的像素中的电荷同时全部读出至垂直传输寄存器，且然后垂直地传输。在垂直传输之后，电荷被收集在每一列的垂直传输寄存器和水平传输寄存器的节点(图11中的节点535)中，以逐列地变成求和数据。

然后，在节点535中收集的每节点的像素数据被垂直地传输并收集在一个节点(节点536中)，以成为所有像素的求和数据。然后，通过源极-跟随器放大器537将求和数据转换成电压，并且接着由检测判定电路538判定阈值或进行AD转换以作为数字数据输出。

设置多个检测单元532，且这些检测单元532对应于与像素阵列单元相面对的多个闪烁器。多个检测单元532以相同的时序同时地操作。

以此方式，在将多个模拟像素排列成面对闪烁器的剖面的情况下，通过CCD传输将来自单独模拟像素的电荷收集至一个节点、通过源极跟随器放大器将电荷转换为电压并进行AD转换的检测单元532具有最低的噪声。即，设置有检测单元532的摄像元件是有利于在极低照明下以高准确度判定光的强度的摄像元件。

5.第五实施例

进行FD相加的示例

在第一实施例中，针对检测单元512中的每个像素310设置一个FD322和一个放大晶体管314(源极跟随器)。然而，检测单元可以具有多个像素共用FD(浮动扩散部)和放大晶体管的构造。第五实施例中的检测单元512与第一实施例的检测单元的不同之处在于多个像素共用FD(浮动扩散部)和放大晶体管。

图12是示意地示出了第五实施例中的检测单元512的示例的示图。第五实施例中的检测单元512包括特定数目的子单元541(例如，四个)以代替多个像素310。子单元541包括多个(例如，四个)像素542、中间节点543、FD 544以及放大晶体管545。

第五实施例中的每个像素542与第一实施例中的像素310的不同之处在于，每个像素542不包括FD 322以及放大晶体管314。中间节点543分别连接到像素542的复位晶体管313和传输晶体管312。

FD 544收集并累积由子单元541中的每个像素542光电转换的电荷。FD 544的布局被设计成使得寄生电容最小化。在该构造中，一旦来自每个像素542的电荷被同时传输至中间节点543并随后被传输至FD 544且电荷的量以子单元541为单位进行相加。这些传输是通过每个节点之间的电位扫描进行的且能够完整地进行。

放大晶体管545放大与FD 544中的累积电荷量相对应的电压，且将其输出到判定电路400。此外，在图12中，为便于说明，未示出从每个放大晶体管545至判定电路400的接线。类似于第一实施例，判定电路400以片上形成方式形成在用于形摄像素的半导体元件的周围区域上或形成在像素阵列之间的剩余区上。

图13是示出了第五实施例中的像素542的电路构造的示例的示意图。第五实施例中的像素542与第一实施例中的像素310的不同之处在于，像素542不包括FD 322以及放大晶体管314。此外，第五实施例中的传输晶体管312和复位晶体管313的漏极端子连接到中间节点543。

以此方式，根据本发明的第五实施例，由于多个像素共用FD 544并且将由这些像素产生的电荷量进行相加，因此可以增加信号电压。因此，摄像元件110可以以高准确度检测光子。

6.第六实施例

层叠判定电路和像素的示例

在第一实施例的摄像元件110中，将像素310和判定电路400设置在相同的基板上。这里，近年来，已经在实际应用中使用在半导体制造步骤的预处理中使用晶片接合技术来层叠形成在两个基板上的电路且使其彼此连接的技术。采用这种层叠技术，使通过层叠形成且具有低的电阻和寄生电容的与以片上形成方式集成的普通电路相同的电路彼此连接，且可传输弱信号。换言之，可以实现片上电路层叠。如果使用层叠技术，则能够层叠设置有像素310的基板和设置有判定电路400的基板。这样，能够对每个基板上的电路的进行独立操作和独立控制，并且可以使摄像元件110的周边电路区最小化。因此，能够将判定电路400容易地延展于宽广区域中。第六实施例中的摄像元件110与第一实施例中的摄像元件的不同之处在于，层叠设置有像素310的基板和设置有判定电路400的基板。

图14是示出了根据本发明的第六实施例的摄像元件110的基本构造的示例的概念图。根据第六实施例的摄像元件110包括像素驱动电路550、多个光接收单元551、多个检测电路555以及输出电路118。然而，由于设置有检测电路555的基板不同于设置有光接收单元551的基板，因此图14未示出检测单元555。

每个光接收单元551均包括一个或多个像素(例如，16个像素)。光接收单元551在摄像元件110中以二维晶格形状(例如，4行*4列＝16)排列。例如，由于像素排列在光接收单元551中，因此使用背面照射型像素，其中光照射在排列有光电二极管的背表面上。

像素驱动电路550以光接收单元551为单位依次选择和扫描像素。除了像素驱动电路550以光接收单元551为单位选择像素且第一垂直驱动电路112以行为单位选择像素之外，像素驱动电路550对光接收单元551的控制的细节类似于第一垂直驱动电路112的控制。另外，像素驱动3路550可以单独地为每个光接收电路551设定曝光时间。

第六实施例中的输出电路118的构造类似于其在第一实施例中的构造。此外，图14中的输出电路118被图示为与光接收单元551连接。然而，实际上，输出电路118与检测电路555连接，其中检测电路555布置在光接收单元551的下半部上，使得光入射方向为向上方向。

图15是根据第六实施例的闪烁元件560和检测单元512的立体图的示例。在第六实施例中，辐射检测器件10包括方杆形闪烁元件560以代替闪烁光纤。在每个闪烁元件560中，通过辐射的光入射方向(向上方向)，分隔壁561布置在除上部侧上的入射表面和下部侧上的接合表面之外的侧表面上。然而，为方便起见，图15未示出分隔壁561。此外，闪烁元件的形状不限于方杆形状，且该形状可以是三角杆或圆柱杆。

此外，每个检测单元512包括光接收单元551和检测电路555。光接收单元551连接到闪烁元件560的粘合表面，并且检测电路555设置在比设置有光接收单元551的基板的下层基板上。检测电路555包括第一实施例的判定电路400和寄存器114。

光接收单元551和检测电路555形成在彼此不同的半导体基板上。然而，在半导体制造步骤的预处理中使用晶片接合技术来层叠基板。此外，由于检测电路555例如单独地安装在每个检测单元512中，因此，能够进行所有检测单元的同时并行操作。

图16是根据本发明的第六实施例的检测单元512的剖面图的示例。在图16中，虚线图示了辐射，并且实线图示了闪烁光。如图16所示，闪烁元件560的侧表面被分隔壁561覆盖。分隔壁561由反射材料或低折射率材料制成。此外，光接收单元551连接到闪烁元件560的下表面(接合表面)，并且检测电路555设置在光接收单元的下层上。

图17是示意地示出了根据第六实施例的光接收单元551的构造的示例的示图。光接收单元551包括多个(例如16个)像素552、针对各个像素设置的选择晶体管553、以及电极垫554。

像素552的构造类似于第一实施例中的像素310的构造。选择晶体管553用于选择相应的像素552并将其像素信号提供到检测电路555。

此外，选择晶体管553的栅极连接到像素驱动电路550，源极连接到相应像素552，并且漏极经由电极垫554连接到检测电路555。像素驱动电路550控制选择晶体管553并将16个像素552中的各者的像素信号依次提供到检测电路555。

图18是示出了根据第六实施例的检测电路555的构造的示例的框图。检测电路555包括恒定电流电路556、电极垫557、判定电路400以及寄存器114。

恒定电流电路556提供恒定电流。恒定电流电路556和像素552中的放大晶体管构成了源极跟随器电路。

判定电路400经由电极垫557接收来自光接收单元551的像素信号，并且产生数字值以保持在寄存器114中。

以此方式，根据第六实施例，由于设置有检测电路555的基板层叠在设置有像素的基板上，因此不需要在设置有像素的基板上设置检测电路555。因此，能够使像素进一步小型化。

7.本发明的应用示例

如本发明的第一至第六实施例所描述的安装有分隔的闪烁器板的摄像元件可以广泛地应用在现有技术中的一起设置有光电倍增管、雪崩二极管或光电二极管与闪烁器的辐射检测装置中。

因此，作为辐射检测仪器的示例，图12A和图12B示出了X射线扫描器的示例，图13A和图13B示出了X射线CT装置的示例，并且图19A和图19B以及图20A和图20B示出了伽马摄影机的示例。

X射线扫描器的应用示例

图19A和图19B是示出了通过应用本发明的实施例来进行光子计数型检测的X射线扫描器(光子计数型X射线扫描器)的示例的示意图。

在图19A中，图示了X射线源极611、狭缝612、对象613以及X射线检测器614(光子计数型X射线扫描器的概念图)。

从X射线源极611辐射的X射线经由狭缝612以线形照射在对象613上。然后，穿过对象613的X射线(传输光)入射在X射线检测器614上。在X射线检测器614中，应用有本发明的实施例的辐射检测器(检测器620)以预定间隔设置在穿过狭缝612的X射线的照射位置处。当穿过对象613的X射线入射至检测器620上时，该入射X射线的光子产生闪烁光，并且检测所产生的闪烁光。将检测器620的检测结果(数字数据)输出以存储在存储器件中。所存储的数据用于分析器件的分析(未示出存储器件和分析器件)。

此外，由于X射线检测器614中的检测器620以预定间隔布置，所以通过使X射线检测器614沿狭缝612的开口方向(纵向方向)移动，可以完成狭缝点处的检测。然后，通过使狭缝和X射线检测器614移动至尚未进行检测的位置处，在所移动到的位置处进行检测。这里，图19B说明了移动的示例。

以此方式，通过移动X射线检测器614获得闪烁光的检测结果并通过该检测结果获得二维数据，并且构建二维X射线传输图像。此外，在应用有本发明的实施例的辐射检测器(检测器620)中，分隔的闪烁器中的每个闪烁器的剖面(光发射表面)的尺寸是对空间分辨率的限制。

在图19B中，示出了光接收表面侧的检测器620的示图。此外，在图19B中，示出了用于表示检测器620在检测时的移动的示例的箭头和虚线矩形。应用有本发明的实施例的检测器620的闪烁器由一捆闪烁光纤形成，并且该闪烁光纤的剖面为光接收表面。

在X射线检测器614中，检测器620按照隔行跳过的方式沿水平方向(其中长狭缝612敞开的方向(纵向方向))排成线，并且水平地滑动以在检测时进行无间隙检测。然后，当在无间隙检测之后完成相反位置处的检测时，沿垂直方向移动狭缝612和X射线检测器614以再次进行扫描。

此外，在图19A和图19B中，在以下假设下给出说明：在X射线检测器614中以预定间隔(跳过每隔一行)设置检测器620，但是不限于此。在检测器620无间隔地布置的情况下，可以不沿水平方向移动X射线检测器614，并且能够减小检测时间。

例如，在图9所示的像素阵列单元510中，诸如垂直驱动电路和判定电路之类的电路布置在检测单元512的外侧的剩余区域中(图9中的区域514)。然后沿正交于长狭缝的开口方向(纵向方向)的方向(图19B中的垂直方向)布置用于针对每个检测单元来接收并传输信号的垫。通过沿狭缝的纵向连续地布置包括像素阵列单元510的摄像元件，能够在X射线检测器614中消除难以沿狭缝的纵向方向排列像素的区域。这样，根据连续地布置有包括像素阵列单元510的摄像元件的X射线检测器614，X射线检测器614可以仅沿狭缝的移动方向(垂直方向)移动以用于摄像，因此能够增加检测速度。

X射线CT装置的应用示例

图20A和图20B是示出了应用有本发明的实施例的X射线CT装置的检测器的示意图。

此外，在图20A中，示出了准直器与摄像元件分离的状态下的应用有本发明的实施例的X射线CT装置的检测器(检测器630)。

检测器630包括：准直器631，其用于切割散射光并且由铅制成；分隔的闪烁器板633，其类似于图2中的闪烁器板200；以及摄像元件634。

垂直于射线表面入射的X射线(基本X射线)入射至闪烁器板633上且在准直器631处未被去除。在X射线的光子入射至闪烁器板633的每个闪烁器上时，入射有光子的闪烁器产生闪烁光。然后，摄像元件634检测所产生的闪烁光。此外，摄像元件634独立地检测入射至每个闪烁器上的X射线的光子。类似于图19A和图19B中的情况，将检测结果作为数字数据输出，且累积在存储器件中。所累积数据用于由分析器件的分析(未示出存储器件和分析器件)。

此外，例如，图20A所示的检测器630成线地布置成环形，并且用作CT装置的检测装置(图13B中的检测装置635)。此外，由CT装置将检测器630用作图20A示出的检测器630的每个单元的一个像素。在这种情况下，分隔的闪烁器并不有助于提高空间分辨率。但是，通过独立地检测由入射至每个闪烁器上的X射线的光子产生的闪烁光，能够正确地检测入射至检测器630上的X射线的光子数目。通过正确地检测入射至检测器630上的X摄像的光子数目，减少难以识别的光子数目，并且可以提高动态范围。

伽马摄影机的应用示例

图21A和图21B是示出了应用有本发明的实施例的伽马摄影机的检测器的示意图。

此外，在图21A中，示出了闪烁器板641与摄像元件分离的状态下的应用有本发明的实施例的伽马摄影机的检测器640。

由于伽马射线具有高能量，因此该射线穿透薄的闪烁器。因此，在制造闪烁器板641时，通过使每个闪烁器642的长度(辐射的入射表面与接合至摄像元件的表面之间的距离)长并捆扎闪烁器642来制造闪烁器板641。例如，在闪烁器板641中，闪烁器642的切割表面(接合至摄像元件的表面)具有一毫米的直径，将大约为一厘米且数目与摄像元件的尺寸相匹配的闪烁器642捆扎在一起(图21A中的8行*8行)。即，在图21A中的示例中，示出了检测器的示例，其中将8毫米角的闪烁器板641接合至摄像元件644，并且以8行*8行的程度捆扎具有一毫米直径的闪烁器642。

类似于图9示出的像素阵列单元50，在摄像元件644的像素阵列单元中，根据闪烁器642的间距(1mm)和阵列将检测单元和布置成大约8行*8列。例如，当将5微米角的像素以大约100行*100列排列在检测单元中时，摄像元件644可以通过光子计数来检测100001阶度的光(不包含任何计数)。另外，通过如图9、图19A和图19B中所描述述地将垂直驱动电路和判定电路布置在检测单元外侧，可以并行地驱动8行*8列的检测单元，从而可以进行高速摄像。此外，在检测器640中，闪烁器642的剖面尺寸是一个单位的分辨率，按照每个检测单元来进行伽马射线检测和能量的判定。

通过如图21A所示将多个检测器640无间隙地布置在阵列中，可以实现宽面积的摄像区域，从而能够制造具有如图21B中所示的宽摄像区域的伽马摄影机。

这里，根据本发明的实施例，能够提高辐射的光子计数的准确度。特别地，能够制备辐射计数的极高性能。此外，由于将分隔的闪烁器安装在CMOS图像传感器或CCD图像传感器上可以以低成本进行大量生产，因此可以在由于光电倍增管的高价格而在其上仅设置少量光检测器的电子设备中设置一定数目的光检测器，并且能够提高检测速度。

此外，其不仅在于包括大型检测器的电子设备中是有利的，并且在使用小型检测器的电子装置上也可以获得类似优点。例如，如果将本发明应用在闪烁辐射剂量计，则能够使用廉价的半导体摄像元件实现具有高计数效能的小而轻的口袋型剂量计。

此外，上述实施例以示例性实施例的方式说明以实现本发明，在实施例中的说明与在其随附权利要求中的特定公开分别具有对应关系。类似地，在其随附权利要求中的特定公开与和其具有类似名称的本发明的实施例中的说明分别具有对应关系。但是，本发明不局限于这些实施例，可以在不背离本发明的范围的情况下实施并实现对这些实施例的各种修改。

另外，可以将上述实施例中的步骤视为具有这一系列步骤的方法，或可以视为用于使电脑进行该系列步骤的程序的程序或存储该程序的记录媒介。作为该记录媒介的示例，可以使用硬盘、CD(光碟)、MD(迷你光碟)、DVD(数字多功能光碟)、记忆卡、蓝光光碟(注册商标)。

这里所述的效果未必局限于此，并且其可以是本发明所述的任何说明的效果。

此外，可以如下文所述地构造本发明。

1.一种辐射计数装置，其包括：施加有低于击穿电压的偏置电压的多个光电二极管；电荷累积单元，其累积由所述光电二极管光电转换的电荷，并且产生具有与所累积的电荷的量相对应的信号电压的电信号；多个闪烁器，其在入射有辐射时产生闪烁光，并且将所产生的闪烁光照射至所述多个光电二极管；以及数据处理单元，其针对每个所述闪烁器基于所述电信号来测量所述闪烁光的量。

2.如上述1的辐射计数装置，其还包括：转换电路，其用于将所述电信号转换成用于针对每个所述光电二极管表示入射至该光电二极管上的光子的存在或不存在的信号，并且所述数据处理单元基于所转换的电信号来测量每个所述闪烁器的光量。

3.如上述1的辐射计数装置，其还包括：转换电路，其用于将所述电信号转换为用于针对每个所述光电二极管表示入射至该光电二极管上的光子的存在或不存在的信号，并且所述数据处理单元基于所转换的电信号来测量每个所述闪烁器的光量。

4.如上述1-3中任一项的辐射计数装置，其还包括转换电路，其用于将所述电信号转换成用于表示光子数目的信号，并且所述电荷累积单元和所述多个光电二极管设置在层叠的两个基板中的一者上，并且所述转换电路设置在所述两个基板中的另一基板上。

5.如上述1-4中任一项的辐射计数装置，其中，所述数据处理单元获取由包括所述光电二极管和所述电荷累积单元的多个像素产生的电信号，并且将在入射所述辐射时具有高于预定值的信号电压的所述像素检测为缺陷像素，并且基于所述缺陷像素的数目来校正所述光量。

6.如上述1-5中任一项的辐射计数装置，其中，所述多个闪烁器将所述闪烁光照射在与所述辐射的入射方向垂直的垂直表面的彼此不同的区域上，并且在所述区域中的每者上设置所述多个光电二极管。

7.如上述6的辐射计数装置，其中，所述光电二极管仅设置在所述垂直表面中的区域上。

8.如上述1-5中任一项的辐射计数装置，其中，所述多个闪烁器将所述闪烁光照射在与所述辐射的入射方向垂直的垂直表面的彼此不同的区域上，并且在所述区域中的每者上设置一个所述光电二极管。

9.如上述1-8中任一项的辐射计数装置，其中，分别针对包括所述光电二极管的所述多个像素中的每者设置所述电荷累积单元，并且通过将由多个相应像素产生的电荷量相加来累积电荷。

10.如上述1-8中任一项的辐射计数装置，其还包括：加法单元，分别针对包括所述光电二极管和所述电荷累积单元的多个像素中的每者设置所述加法单元，并且将由多个相应像素产生的信号电压彼此相加，且所述数据处理单元基于具有所相加的信号电压的所述电信号来测量所述光量。

以可以如下文所述地构造本发明。

(1)一种摄像装置，其包括：

闪烁器板，其被构造成将入射辐射转换成闪烁光；以及

摄像元件，其被构造成将所述闪烁光转换成电信号，

其中，所述闪烁器板包括第一闪烁器和第二闪烁器，所述第一闪烁器通过分隔部沿与所述入射辐射的传播方向垂直的方向与所述第二闪烁器分隔开，所述分隔部防止所述第一闪烁器中产生的第一闪烁光扩散至所述第二闪烁器中并且防止所述第一闪烁器中产生的第二闪烁光扩散至所述第一闪烁器中。

(2)如上文的(1)或下文的(3)-(16)的摄像装置，还包括：

数据处理单元，其被构造成基于所述电信号分析所述入射辐射。

(3)如上文的(1)或(2)或下文的(4)-(16)的摄像装置，其中，所述闪烁器板被布置成邻近所述摄像元件。

(4)如上文的(1)-(3)或下文的(5)-(16)的摄像装置，其中，所述摄像元件包括以矩阵形式排列的多个像素，所述多个像素包括与所述第一闪烁器相对应的第一检测单元的像素以及与所述第二闪烁器相对应的第二检测单元的像素。

(5)如上文的(1)-(4)或下文的(6)-(16)的摄像装置，其中，所述摄像元件包括互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器。

(6)如上文的(1)-(5)或下文的(7)-(16)的摄像装置，其中，所述第一闪烁器和所述第二闪烁器由包含闪烁材料的玻璃材料形成。

(7)如上文的(1)-(6)或下文的(8)-(16)的摄像装置，其中，所述第一闪烁器和所述第二闪烁器由包含闪烁材料的塑料材料形成。

(8)如上文的(1)-(7)或下文的(9)-(16)的摄像装置，其中，所述分隔部包含反射剂。

(9)如上文的(1)-(8)或下文的(10)-(16)的摄像装置，其中，所述分隔部包含粘合剂，所述粘合剂用于将所述第一闪烁器接合至所述第二闪烁器。

(10)如上文的(1)-(9)或下文的(11)-(16)的摄像装置，其中，所述分隔部包含具有比所述第一闪烁器或所述第二闪烁器的折射率低的折射率的材料。

(11)如上文的(1)-(10)或下文的(12)-(16)的摄像装置，其中，所述闪烁器板包括多个闪烁器，所述多个闪烁器中的各者由闪烁光纤形成，并且所述多个闪烁器使用粘合剂接合在一起。

(12)如上文的(1)-(11)或下文的(13)-(16)的摄像装置，其中，所述第一闪烁器包括芯部和形成在所述芯部周围的包覆部，所述包覆部由具有比所述芯部的折射率低的折射率的材料形成。

(13)如上文的(1)-(12)或下文的(14)-(16)的摄像装置，还包括：

第一准直器，其形成在所述闪烁器板的与所述摄像元件相对的表面上，所述第一准直器被构造成用于准直入射在所述第一闪烁器上的所述入射辐射的第一部分。

(14)如上文的(1)-(13)或下文的(15)或(16)的摄像装置，还包括：

第二准直器，其形成在所述闪烁器板的与所述摄像元件相对的表面上，所述第二准直器被构造成用于准直入射在所述第二闪烁器上的所述入射辐射的第二部分。

(15)一种电子设备，其包括根据上文的(1)-(14)或下文的(16)的摄像装置。

(16)如上文的(1)-(15)的电子设备，其中，所述摄像装置被构造成检测伽马射线或X射线。

(17)一种摄像方法，其包括：

在接收第一入射辐射时产生第一闪烁光，所述第一入射辐射入射在第一剖面区域上；

在接收第二入射辐射时产生第二闪烁光，所述第二入射辐射入射在第二剖面区域上，所述第二剖面区域不同于所述第一剖面区域；

防止所述第一闪烁光扩散至所述第二剖面区域中，所述第二剖面区域沿平行于所述第一入射辐射和所述第二入射辐射的传播方向的方向延伸；

防止所述第二闪烁光扩散至所述第一剖面区域中，所述第一剖面区域沿平行于所述第一入射辐射和所述第二入射辐射的传播方向的方向延伸；

将所述第一闪烁光转换成第一电信号；并且

将所述第二闪烁光转换成第二电信号。

(18)如上文的(17)或下文的(20)-(28)的摄像方法，还包括：

基于所述第一电信号和所述第二电信号，分析所述第一入射辐射和所述第二入射辐射。

(19)如上文的(17)或(18)或下文的(20)-(28)的摄像方法，其中，，在被布置成邻近摄像元件的闪烁器板中产生所述第一闪烁光和所述第二闪烁光。

(20)如上文的(17)-(19)或下文的(21)-(28)的摄像方法，

其中，所述摄像元件包括以矩阵形式排列的多个像素，所述多个像素包括与第一闪烁器相对应的第一检测单元的像素和与第二闪烁器相对应的第二检测单元的像素，

其中，所述第一闪烁器通过分隔部沿与所述第一入射辐射和所述第二入射辐射的传播方向垂直的方向与所述第二闪烁器分隔开。

(21)如上文的(17)-(20)或下文的(22)-(28)的摄像方法，其中，所述摄像元件包括互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器。

(22)如上文的(17)-(21)或下文的(23)-(28)的摄像方法，其中，所述第一闪烁器和所述第二闪烁器由包含闪烁材料的玻璃材料形成。

(23)如上文的(17)-(22)或下文的(24)-(28)的摄像方法，其中，所述第一闪烁器和所述第二闪烁器由包含闪烁材料的塑料材料形成。

(24)如上文的(17)-(23)或下文的(25)-(28)的摄像方法，其中，所述分隔部包含反射剂。

(25)如上文的(17)-(24)或下文的(26)-(28)的摄像方法，其中，所述分隔部包含粘合剂，所述粘合剂用于将所述第一闪烁器接合至所述第二闪烁器。

(26)如上文的(17)-(25)或下文的(27)或(28)的摄像方法，其中，所述分隔部包含具有比所述第一闪烁器或所述第二闪烁器的折射率低的折射率的材料。

(27)如上文的(17)-(26)或下文的(28)的摄像方法，其中，所述第一闪烁器包括芯部和形成在所述芯部周围的包覆部，所述包覆部由具有比所述芯部的折射率低的折射率的材料形成。

(22)如上文的(17)-(27)的摄像方法，其中，所述第一入射辐射和所述第二入射辐射为伽马射线或X射线。

(29)一种摄像装置，其包括：

用于在接收第一入射辐射时产生第一闪烁光的构件，所述第一入射辐射入射在第一剖面区域上；

用于在接收第二入射辐射时产生第二闪烁光的构件，所述第二入射辐射入射在第二剖面区域上，所述第二剖面区域不同于所述第一剖面区域；

用于防止所述第一闪烁光扩散至所述第二剖面区域中的构件，所述第二剖面区域沿平行于所述第一入射辐射和所述第二入射辐射的传播方向的方向延伸；

用于防止所述第二闪烁光扩散至所述第一剖面区域中的构件，所述第一剖面区域沿平行于所述第一入射辐射和所述第二入射辐射的传播方向的方向延伸；

用于将所述第一闪烁光转换成第一电信号的构件；以及

用于将所述第二闪烁光转换成第二电信号的构件。

本申请包含分别于2012年12月20日和2013年10月18日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP 2012-277559和JP 2013-217060的公开内容相关的主题，在这里将这些在先申请的全部内容以引用的方式并入本文。

附图标记列表

10 辐射检测装置        100 检测器

101、191 准直器        110 摄像元件

112 第一垂直驱动电路   114 寄存器

115 第二垂直驱动电路     118 输出电路

120 数据处理单元         190 闪烁器

193 光电倍增管           194 转换单元

195 数据处理单元         200 闪烁器板

300、510、520 像素阵列单元

310、513、522、534、542、552 像素

311 光电二极管           312 传输晶体管

313 复位晶体管           314、545 放大晶体管

322、544 FD              400 判定电路

541 子单元               543 中间节点

550 像素驱动电路         551 光接收单元

553 选择晶体管           554、557 电极垫

555检测电路              556 恒定电流电路

560 闪烁元件             561 分隔壁

Claims (29)

1.一种摄像装置，其包括：

闪烁器板，其被构造成将入射辐射转换成闪烁光；以及

摄像元件，其被构造成将所述闪烁光转换成电信号，

其中，所述闪烁器板包括第一闪烁器和第二闪烁器，所述第一闪烁器通过分隔部沿与所述入射辐射的传播方向垂直的方向与所述第二闪烁器分隔开，所述分隔部防止所述第一闪烁器中产生的第一闪烁光扩散至所述第二闪烁器中并且防止所述第一闪烁器中产生的第二闪烁光扩散至所述第一闪烁器中。

2.如权利要求1所述的摄像装置，其还包括：

数据处理单元，其被构造成基于所述电信号分析所述入射辐射。

3.如权利要求1所述的摄像装置，其中，所述闪烁器板被布置成邻近所述摄像元件。

4.如权利要求1所述的摄像装置，其中，所述摄像元件包括以矩阵形式排列的多个像素，所述多个像素包括与所述第一闪烁器相对应的第一检测单元的像素以及与所述第二闪烁器相对应的第二检测单元的像素。

5.如权利要求4所述的摄像装置，其中，所述摄像元件包括互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器。

6.如权利要求1所述的摄像装置，其中，所述第一闪烁器和所述第二闪烁器由包含闪烁材料的玻璃材料形成。

7.如权利要求1所述的摄像装置，其中，所述第一闪烁器和所述第二闪烁器由包含闪烁材料的塑料材料形成。

8.如权利要求1所述的摄像装置，其中，所述分隔部包含反射剂。

9.如权利要求1所述的摄像装置，其中，所述分隔部包含粘合剂，所述粘合剂用于将所述第一闪烁器接合至所述第二闪烁器。

10.如权利要求1所述的摄像装置，其中，所述分隔部包含具有比所述第一闪烁器或所述第二闪烁器的折射率低的折射率的材料。

11.如权利要求1所述的摄像装置，其中，所述闪烁器板包括多个闪烁器，所述多个闪烁器中的各者由闪烁光纤形成，并且所述多个闪烁器使用粘合剂接合在一起。

12.如权利要求1所述的摄像装置，其中，所述第一闪烁器包括芯部和形成在所述芯部周围的包覆部，所述包覆部由具有比所述芯部的折射率低的折射率的材料形成。

13.如权利要求1所述的摄像装置，其还包括：

第一准直器，其形成在所述闪烁器板的与所述摄像元件相对的表面上，所述第一准直器被构造成用于准直入射在所述第一闪烁器上的所述入射辐射的第一部分。

14.如权利要求13所述的摄像装置，还包括：

第二准直器，其形成在所述闪烁器板的与所述摄像元件相对的表面上，所述第二准直器被构造成用于准直入射在所述第二闪烁器上的所述入射辐射的第二部分。

15.一种电子设备，其包括根据权利要求1的摄像装置。

16.如权利要求15所述的电子设备，其中，所述摄像装置被构造成用于检测伽马射线或X射线。

17.一种摄像方法，其包括：

在接收第一入射辐射时产生第一闪烁光，所述第一入射辐射入射在第一剖面区域上；

在接收第二入射辐射时产生第二闪烁光，所述第二入射辐射入射在第二剖面区域上，所述第二剖面区域不同于所述第一剖面区域；

防止所述第一闪烁光扩散至所述第二剖面区域中，所述第二剖面区域沿平行于所述第一入射辐射和所述第二入射辐射的传播方向的方向延伸；

防止所述第二闪烁光扩散至所述第一剖面区域中，所述第一剖面区域沿平行于所述第一入射辐射和所述第二入射辐射的传播方向的方向延伸；

将所述第一闪烁光转换成第一电信号；并且

将所述第二闪烁光转换成第二电信号。

18.如权利要求17所述的摄像方法，其还包括：

基于所述第一电信号和所述第二电信号，分析所述第一入射辐射和所述第二入射辐射。

19.如权利要求17所述的摄像方法，其中，在被布置成邻近摄像元件的闪烁器板中产生所述第一闪烁光和所述第二闪烁光。

20.如权利要求17所述的摄像方法，

其中，所述摄像元件包括以矩阵形式排列的多个像素，所述多个像素包括与第一闪烁器相对应的第一检测单元的像素和与第二闪烁器相对应的第二检测单元的像素，

其中，所述第一闪烁器通过分隔部沿与所述第一入射辐射和所述第二入射辐射的传播方向垂直的方向与所述第二闪烁器分隔开。

21.如权利要求20所述的摄像方法，其中，所述摄像元件包括互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器。

22.如权利要求20所述的摄像方法，其中，所述第一闪烁器和所述第二闪烁器由包含闪烁材料的玻璃材料形成。

23.如权利要求20所述的摄像方法，其中，所述第一闪烁器和所述第二闪烁器由包含闪烁材料的塑料材料形成。

24.如权利要求20所述的摄像方法，其中，所述分隔部包含反射剂。

25.如权利要求20所述的摄像方法，其中，所述分隔部包含粘合剂，所述粘合剂用于将所述第一闪烁器接合至所述第二闪烁器。

26.如权利要求20所述的摄像方法，其中，所述分隔部包含具有比所述第一闪烁器或所述第二闪烁器的折射率低的折射率的材料。

27.如权利要求20所述的摄像方法，其中，所述第一闪烁器包括芯部和形成在所述芯部周围的包覆部，所述包覆部由具有比所述芯部的折射率低的折射率的材料形成。

28.如权利要求17所述的摄像方法，其中，所述第一入射辐射和所述第二入射辐射为伽马射线或X射线。

29.一种摄像装置，其包括：

用于在接收第一入射辐射时产生第一闪烁光的构件，所述第一入射辐射入射在第一剖面区域上；

用于在接收第二入射辐射时产生第二闪烁光的构件，所述第二入射辐射入射在第二剖面区域上，所述第二剖面区域不同于所述第一剖面区域；

用于防止所述第一闪烁光扩散至所述第二剖面区域中的构件，所述第二剖面区域沿平行于所述第一入射辐射和所述第二入射辐射的传播方向的方向延伸；

用于防止所述第二闪烁光扩散至所述第一剖面区域中的构件，所述第一剖面区域沿平行于所述第一入射辐射和所述第二入射辐射的传播方向的方向延伸；

用于将所述第一闪烁光转换成第一电信号的构件；以及

用于将所述第二闪烁光转换成第二电信号的构件。