CN106456091A - 成像装置 - Google Patents

Abstract

技术问题：使CT扫描仪等成像装置小型/轻量化，即使相对于不同的被检体组成或不同的入射光能量也能够进一步获得最优的图像信息，显著提高诊断/治疗的精度。解决手段：以作为受光窗口的半导体成像元件的基板面相对于被检体移动装置的移动方向或含有半导体成像元件的成像部的移动方向或体轴方向垂直、且受光窗口与被检体相对的方式，将半导体基板侧面部配置在成像部内。进一步地，将多个所述半导体成像元件进行层压以形成混合型检测器。

Description

成像装置

技术领域

本发明涉及一种能源、空间及时间分辨率优异，且能够高灵敏度、小型、轻量、低功耗化的成像装置。

背景技术

关于成像装置，例如以医用计算机断层摄影装置（以下，称作CT扫描仪）为例，对背景技术进行概述。CT扫描仪不仅在内脏疾病领域是不可或缺的，而且对于头部或牙科领域的各种被检体的疾病等的早期诊断而言也是不可或缺的。如图10中的（a）所示，现有的CT扫描仪100的结构由下述部件构成：由多个成像元件的集合体和数据采集子系统（DAS；DataAcquisition Subsystem）等所构成的成像部1（也被称作扫描架）、位于与成像部1相对的位置的X射线发生器3、被放置在两者中间的位置的被检体7、床位（被检体）移动装置5、对由成像部1得到的数据进行处理的图像描绘部2、以及可以在成像部1与图像描绘部2之间进行电连接的所谓的滑环4等。除这些之外，在本装置中，还包括未图示的冷却装置、稳压电源等。因此，现有的CT扫描仪为大型、大重量且昂贵的设备机器，其主要被设置在城市的大型医院或检查机构等中。

将X射线和其他辐射线（以下称作X射线等。）从被检体外部一边改变角度或依次与被检体体轴（图10中的（a）的Z轴）方向错开一边向被检体照射，由成像部1将其透过X射线等作为电信号进行读取，通过下一阶段的图像描绘部2来重建被检体的断层图像。即，成像部1在垂直于上述Z轴的面内，例如在X-Y平面内，与X射线发生器3同步地进行旋转（同图中的（b））。在现有的CT扫描仪中，用于成像部1的成像元件是将两个以上的如同图中的（c）所示的竖长的二维成像元件6，以使其长度方向与上述Z轴方向一致且环绕被检体7的方式，排列为长条状。由于X射线束8为从X射线发生器3向成像部1展宽的所谓扇形光束形状，因此如图所示，成像面近似弯曲。这是为了减小照射在成像部内的成像元件上的X射线束8的入射角的变化（同图中的（d））。

但是，由于成像元件6的成像区域9为平面，因此，即使将多个细长的成像元件6配置为条状，也只会构成近似的曲面。另外，近年来，开发出了一种可以通过增加成像元件6在长度方向（Z轴方向）的像素数而能够进行高速扫描的方式（多层CT）。但是，若增加层数，则无法忽视X射线束的锥角（体轴方向的扩宽）的影响，会存在难以重建良好的图像这样的问题。根据成像元件上的像素位置，入射X射线的衰减量不同，这也是所谓的伪影的原因之一。

进一步地，需要将单个的成像元件6的特性偏差，尤其是旋转方向上的像素间及元件间的灵敏度偏差抑制为最小。必须以灵敏度最低的成像元件或像素为基准校准灵敏度特性，而这是阻碍辐射线辐射量降低的主要因素之一。如后所述，这些多个成像元件6需要以与X射线发生器3相对的方式精确地固定于成像部内（同图中的（d））。需要做成使成像部为可以卸下的结构，从而使其进行旋转运动且使暂先固定的成像元件6在此之后的维护中能够进行更换。其原因在于，在层压在成像元件6上的X射线发光材料（闪烁体），例如碘化铯的针状晶体的化学稳定性方面存在问题。为了即使在这样的使用环境下也不会使重建图像的品质降低，需要通过进行了精密加工的金属夹具将安装有成像元件6等的电路基板准确地且在可以卸下的状态下进行固定。其结果为，无法避免固定部件的复杂性、大重量化、维护负荷的增加，妨碍CT扫描仪的小型/轻量化及低价化（专利文献1）。

进一步地，在成像元件6的成像面的周边，需要使成像区域9以外的其他电路、输入输出端子等所占的面积最小化。其原因在于，它们对光电转换并无帮助，且发生因对晶体管等元件进行X射线照射等引起的损坏的风险增高。因此，仅将进行光电转换的光电二极管阵列与最低限度扫描电路进行芯片化（オンチップ化；On-chip），除此之外的外围电路，例如模数转换电路（ADC）等需要将安装有独立（离散）的高速多通道ADC元件等的印刷电路板10密接配置在成像元件6的背面。这样，会难以将其他集成电路在成像元件6上芯片化。来自各印刷电路板10的输入输出信号被输送至下一阶段的信号处理电路中。但是，由于传输路较长，因此需要插入高速线路驱动器。信号处理电路构成例如包括信号控制电路11、多路复用器12、数据缓冲电路13、并行-串行转换电路14等的DAS。这样，由于使用多个作为离散部件的高速多通道ADC元件、高速线路驱动器，因此会妨碍DAS的高速驱动、低功耗驱动、发热量的降低、小型轻量化、维护的容易化等。

在图像描绘部2中，通过滑环4接收从成像部1输送过来的图像数据，并输送至网络接口15。进一步地，将通过CPU（中央处理器）16、磁盘控制器17、硬盘单元18等重建好的断层图像利用图像输出装置19进行描绘。此外，在本图中的（d）中，虽然用滑环4在成像部1与图像描绘部2之间电连接，但也存在采用同时固定有成像部1和图像描绘部2的CT扫描仪，例如对X射线靶的电子束扫描方式的例子。

已知在现有的X射线诊断装置等中，已知有例如使用通过非晶硒等对X射线具有灵敏度的非晶质光电导膜（日语：非晶質光導電膜）来进行光电转换的成像元件的类型、使用将碘化铯（CsI）针状晶体等闪烁体材料层压至成像元件上而成的成像元件的类型。前者在化学稳定性和毒性方面存在问题，另外在成膜过程中也需要特殊的制造工艺。进一步地，由于余像的影响无法消除，因此会存在不适合高速成像这样的问题。另一方面，虽然后者通过与半导体成像元件组合，能够进行对X射线具有灵敏度的高速成像，但还是会在闪烁体材料的化学稳定性（潮解性）和层压方法方面存在技术问题。为适应今后像素的微细化，需要使闪烁体的晶体尺寸微细化或薄层化，但这样反而存在发光效率下降这样的困境。进一步地，即使在这些任意的成像元件中，也不能消除无法使其他集成电路在上述的成像元件上芯片化这样的问题。

另一方面，还公开有一种如下方式（专利文献2）及对近红外光也具有灵敏度的成像元件（专利文献3），该方式（专利文献2）为：使X射线从半导体基板的侧面入射，X射线在向与半导体基板面平行的方向行进期间在半导体基板内部进行光电转换，由此，可进行X射线光谱分析。其原因在于，与可见光线相比，在X射线及近红外线的情况下通过使硅内部的入射光路径长度都增长，从而灵敏度会提高。例如，在专利文献4中记载有，将上述侧面入射成像元件的原理应用于CT扫描仪中的例子。

但是，由于将矩形半导体基板的一个侧面作为受光部，因此，仅限于一维（线形）成像元件。因此，如使用图1中的（d）所说明的那样，为了在CT扫描仪上得到与使用上述二维区域传感器的情况相同的受光面积，需要密接多个成像单元并呈放射状固定。但是，由于旋转方向上的像素间距会被单个成像元件自身的厚度所制约，因此，会产生例如数百微米以上的像素间距，从而难以使分辨率提高。另外，将这样的基板侧面作为受光部的成像元件，是通过切断（划片；dicing）半导体晶片，分割成为单个成像元件（单个化）而得到的。因此，成像元件表面的周边部或侧壁部会由该划片工序而受到机械性损伤、热损伤，产生晶体缺陷。进而，会被曝露在来自外部的重金属、活性化学物质等的污染中。这样，对于将基板侧面作为受光部的成像元件而言，仍有较多函待解决的技术问题，以致尚未实用化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开2007-333547

专利文献2：日本专利公开昭和55-144576

专利文献3：日本专利公开2011-205085

专利文献4：日本专利公表2012-517604

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明的目的在于，使CT扫描仪等成像装置小型/轻量化、低功耗化，以及提高其温度/湿度/振动等的环境耐久性。

进一步地，本发明的目的在于，提高CT扫描仪等成像装置的空间分辨率、时间分辨率、能源分辨率。

进一步地，本发明的目的在于，使CT扫描仪等成像装置的高画质化、高灵敏度化，即降低X射线等的辐射量。

进一步地，本发明的目的在于，放宽CT扫描仪等成像装置的安装环境要求，减轻维护负荷，以及使产品使用寿命变长。

进一步地，本发明的目的在于，通过实现可以对应各种被检体形状的CT扫描仪等成像装置，来扩大CT扫描仪的适用范围。

进一步地，本发明的目的在于，通过实现即使对不同光源（射线源）也能够成像的混合型CT扫描仪，来进一步将准确的诊断与治疗相结合。

（二）技术方案

为实现上述目的，在CT扫描仪等成像装置中，在成像部内设置半导体成像元件，该半导体成像元件为，在成像部内的半导体成像元件的硅基板表面形成集成电路，且与硅基板表面垂直的方向和被检体移动装置的移动方向或成像部在体轴方向上的移动方向一致，进而检测向硅基板的侧面部入射的光信号。

为实现上述目的，在CT扫描仪等成像装置中，在成像部内设置半导体成像元件，该半导体成像元件为，在成像部内的半导体成像元件的硅基板表面形成集成电路，且硅基板表面相对于被检体移动装置的移动方向或成像部在体轴方向上的移动方向具有45°以上且不足90°的倾角，进而，检测向以倾斜的硅基板表面为基准的俯视视角下的硅基板的侧面部入射的光信号。

为实现上述目的，在CT扫描仪等成像装置中，在成像部内设置有将两个以上的半导体成像元件配置在与硅基板表面平行的平面上而成的成像元件组。

为实现上述目的，在CT扫描仪等成像装置中，在成像部内配置有以硅基板表面为基准的俯视视角下的硅基板侧面的外形形状呈凹状弯曲的半导体成像元件。

为实现上述目的，在CT扫描仪等成像装置中，在成像部内设置有半导体成像元件，该半导体成像元件具有将形成有集成电路的硅基板表面内的一部分除去的中空区域，且检测向中空区域的侧面部入射的光信号。

为实现上述目的，在CT扫描仪等成像装置中，在成像部内设置有在以硅基板表面为基准的俯视视角下中空区域的形状为圆形的半导体成像元件。

为实现上述目的，在CT扫描仪等成像装置中，在成像部内设置有将两个以上半导体成像元件或成像元件组进行层压而成的层压成像元件组。

为实现上述目的，在CT扫描仪等成像装置中，在成像部内设置有在邻接的两个以上的半导体成像元件间具有金属薄膜的层压成像元件组。

为实现上述目的，在CT扫描仪等成像装置中，在成像部内设置有层压成像元件组，该层压成像元件组在邻接的两个以上的半导体成像元件间的光电转换区域上的排列间距大于单个半导体成像元件的元件厚度尺寸。

为实现上述目的，在CT扫描仪等成像装置中，成像部内的半导体成像元件在硅基板表面上形成集成电路，且检测向位于与硅基板表面垂直的方向的硅基板的侧面部入射的光信号，进一步，半导体成像元件以沿着如下所述螺旋曲线的方式配置在成像部内，该螺旋曲线为入射有光信号的硅基板侧面的长度方向向被检体移动装置的移动方向或成像部在体轴方向上的移动方向前进的螺旋曲线。

为实现上述目的，在CT扫描仪等成像装置中，在成像部内设置有固定夹具，该固定夹具为对半导体成像元件进行固定的夹具，其具有沿着螺旋曲线的螺纹状（ねじ山状）的截面形状。

为实现上述目的，在CT扫描仪等成像装置中，在成像部内设置有半导体成像元件，该半导体成像元件的硅基板侧面部中的至少入射有光信号的硅基板侧面部被硅氧化膜包覆，剩余的其他侧面部露出有硅基板。

为实现上述目的，在CT扫描仪等成像装置中，在成像部内设置有半导体成像元件，该半导体成像元件中，对向硅基板侧面入射的光信号进行光电转换的光电转换区域从硅基板侧面侧与硅基板表面平行地向硅基板内部方向形成为放射状。

为实现上述目的，在CT扫描仪等成像装置中，在成像部内设置有半导体成像元件，该半导体成像元件具有用于在将入射光读取为模拟电信号之后转换为数字信号的AD转换电路（ADC）。

为实现上述目的，在CT扫描仪等成像装置中，在成像部内设置有在层压半导体成像元件组上进一步层压有半导体图像处理元件的半导体模块。

（三）有益效果

能够使CT扫描仪等成像装置小型/轻量化、及低功耗化。由此，还能够降低检查设施的建设成本和其维护费用，进而，也易于实现搭载于一般车辆等上的可移动的CT扫描仪。由于即使在使成像装置小型/轻量化的情况下，其也能够成为具有图像高画质化、高速成像、灵敏度偏差及伪信号较少的成像特性的成像装置，因此，带来辐射量的降低和应用范围的扩大。由于能够实现具有适合于被检体形状、X射线等的入射方向的成像元件形状及其配置的成像装置，因此，能够使其成为高画质、高分辨率、且X射线能源分辨率优异的成像装置。从而能够得到如下效果，即在所获得图像上防止白痕、串扰等图像劣化，使成像元件的可靠性和产品寿命提高。在单一的成像模块中同时实现使用了近红外光等的不同成像功能，能够实现除小型轻量化、高灵敏度/高画质化之外，还具有多个诊断功能的混合型成像诊断装置。进而，实现能够获得与被检体（人体或内脏器官等）的大小、形状、或各种被检体组成（骨、肌肉、血管等）及入射光能量的差异相对应的最优图像信息的新型CT扫描仪等。

附图说明

图1中的（a）是表示本发明的成像装置一例的立体图及其三维坐标轴，图1中的（b）是从Z轴方向观察同一装置时的俯视图，图1中的（c）是从上方（X轴方向）观察同一装置的被检体移动装置及成像部的俯视图。

图2中的（a）是表示用于本发明的成像装置的半导体成像元件的结构的俯视图，图2中的（b）是为了对同一装置的成像部的另一结构进行说明，而从上方（X轴方向）观察被检体移动装置及成像部的俯视图，图2中的（c）是用于对图2中的（b）的结构的半导体成像元件的扫描轨迹进行说明的示意图。

图3中的（a）是从Z轴方向观察本发明的另一成像装置时的俯视图，图3中的（b）是进一步从Z轴方向观察本发明的另一成像装置时的俯视图。

图4中的（a）是表示用于本发明的成像装置的半导体成像元件的另一例的俯视图，图4中的（b）是表示同样用于本发明的成像装置的半导体成像元件的又一例的俯视图。

图5中的（a）是表示用于本发明的成像装置的层压型半导体成像元件一例的立体图，图5中的（b）是表示用于本发明的成像装置的层压型半导体成像元件的另一例的立体图。

图6中的（a）是对用于本发明的成像装置的层压型半导体成像元件的结构进行说明的截面图，图6中的（b）是表示用于本发明的成像装置的层压型半导体成像元件的另一结构例的截面图，图6中的（c）是表示用于本发明的成像装置的层压型半导体成像元件的又一结构例的截面图。

图7中的（a）是用于对本发明的成像装置的另一例进行说明的示意图，图7中的（b）是对用于同一装置的半导体成像元件的结构进行说明的俯视图，图7中的（c）是同一装置的成像部中所使用的半导体成像元件固定部件的截面图。

图8中的（a）是对用于本发明的成像装置的半导体成像元件的结构进行说明的截面图，图8中的（b）是用于对图8中的（a）的光电转换部详细进行说明的截面图。

图9中的（a）是对用于本发明的成像装置的半导体成像元件的另一结构进行说明的俯视图，图9中的（b）是对同样用于本发明的成像装置的层压型半导体成像元件的另一结构进行说明的立体图，图9中的（c）是用于对同一层压型半导体成像元件中所使用的半导体图像处理元件的结构进行说明的框图，图9中的（d）是用于对本发明的成像装置的成像部和图像描绘部的结构进行说明的电路框图。

图10中的（a）是用于对现有技术的成像装置进行说明的立体图，图10中的（b）同样是从Z轴方向观察现有技术的成像装置时的俯视图，图10中的（c）是现有技术的成像装置的成像部中所使用的成像元件的立体图，图10中的（d）是用于对现有的成像装置的成像部和图像描绘部的结构进行说明的电路框图。

具体实施方式

下面，对本发明的第一实施例的CT扫描仪进行说明。如图1中的（a）所示，成像装置110由包含半导体成像元件40的成像部1、X射线发生器3、用于使被检体7移动的被检体移动装置5等、以及如后所述的未图示的图像描绘部、及使成像部1与图像描绘部之间可以进行电连接的所谓滑环等构成。从X射线发生器3照射扇状X射线束8，透过被检体7的X射线束8会到达位于相对位置的成像部1。为对本发明的实施方式进行说明，对成像装置110及其构成部件定义三维坐标轴。即，将被检体移动装置5的移动方向设为Z轴，并由X轴及Y轴来规定与Z轴垂直的平面。

如后所述，通过收纳在成像部1内部的半导体成像元件40，来将到达的X射线量、X射线能量的差异作为电信号进行检测。为重建将被检体7切成圆片的断层图像，成像部1与X射线发生器3可隔着被检体7，一边在被检体7的周边旋转一边进行成像，同时进一步通过被检体移动装置5使被检体7向Z轴方向移动，由此来连续地得到任意被检体部位的断层图像。此外，即使在被检体7不移动，成像部1向Z轴方向移动的成像装置中，半导体成像元件40在成像部1内部的配置也相同。其原因在于，半导体成像元件40与被检体7的相对位置关系并未改变。半导体成像元件40以半导体基板的侧面部与X射线发生器3及被检体7相对的方式被固定在成像部1的内部。即，如图1中的（b）所示，半导体基板面位于X-Y平面上，且配置为与该半导体基板面垂直的方向与Z轴方向一致。如图1中（c）所示，从Z轴观察到的半导体成像元件40的基板面的角度θ为90°。此外，已作说明的现有技术（图10中的（b）、（c）、（d））中的该角度θ为0°。

本发明的半导体成像元件40是将半导体基板的侧面部作为受光面的成像元件。在X射线束8的扇状的扩宽（扇形光束）较窄的情况下，成为受光面的该侧面部的形状可以为直线，更加优选地，如图1中的（a）及图1中的（b）所示，优选呈凹状弯曲的形状。其目的在于，能够降低照射在上述受光面上的X射线束8的入射角度的变动。此外，对于将半导体基板的侧面部做成弯曲状的方法、及用较薄的硅氧化膜包覆后述的半导体基板侧面部的受光面表面的方法，在本申请的申请人的另一专利申请（日本专利申请2015-168489）中详细地进行了说明。

图2中的（a）是用于对半导体成像元件40的结构进行说明的俯视图。垂直于Z轴即该附图的受光面，如图所示为呈凹状弯曲的结构。受光面的表面至少用较薄的硅氧化膜35包覆。其目的在于，减少伴随着机械性损伤、热损伤的晶体缺陷，且保护光电转换部33远离来自外部的重金属或活性化学物质等的污染。如图所示，光电转换部33从呈凹状弯曲的半导体成像元件40的侧面部向形成有集成电路块的区域延伸。因此，若从与本附图垂直的受光面侧观察弯曲面，则被元件分离区域（未图示）隔开的像素或受光窗口形成为一维阵列状。电路块21是用于从光电转换部33读取出信号电荷的信号读取扫描电路，电路块23是用于在半导体成像元件40内部供给所需的控制信号的定时脉冲发生电路、电路块25是用于将所读取出的电信号进行数字转换的AD转换电路（ADC），电路块27是用于对数字化的图像信号进行处理的数字信号处理电路，电路块29是用于与外部元件进行通信的接口电路，31是用于作为与外部电路的电触点的输入输出端子。

如后所述，将半导体基板侧面部作为受光面，易于将入射X射线等的侵入距离设定为例如1毫米以上，即使在使用了硅基板的情况下，对X射线等、或近红外线等也能够得到较高的检测灵敏度。进一步地，由于能够将ADC等外围电路芯片化，因此，能够对每个成像元件或每个像素组进行并行AD转换，由此能够通过信号处理的高速化和驱动频率的降低来削减功耗，降低发热量。另外，由于在同一半导体成像元件的侧面形成有在成像部1的旋转方向邻接的像素，因此能够使像素间的灵敏度偏差为最小限度，从而能够使灵敏度和画质提高。另外，上述电路块（21至29）隔着光电转换区域33形成在与受光面侧相反一侧的区域，因此，其具有如下效果，即，例如X射线等高能入射光其多数被半导体基板吸收的概率较高，能够降低可能会对在这些电路块中所形成的MOS晶体管等产生的辐射损伤。由此，能够获得如下效果，即能够防止在获得的图像上发生所谓的白痕等图像劣化，使半导体成像元件40的可靠性提高，从而能够减轻CT扫描仪装置的维护负荷，或使产品寿命提高。

下面，使用图2中的（b）及图2中的（c）对本发明的第二实施例的CT扫描仪120进行说明。第二实施例与第一实施例不同之处在于，如图2中的（b）所示，成像部1内的半导体成像元件40的半导体基板面相对于Z轴的角度不同。在图1中（c）中，从Z轴观察到的半导体成像元件40的基板面的角度θ是90°，但在本实施例中，如图2中的（b）所示，具有θ为45°以上且不足90°的倾角。因此，如图2中的（c）所示，能够使伴随着成像部1的旋转移动的各受光窗口20（实际上，由于其位于本附图的相反侧的基板侧面上，因此以虚线的矩形来表示。）的成像轨迹从一列变为多列，使其多层化。另外，通过改变倾角，能够精确地对空间分辨率、在Z轴方向上邻接的像素信息的相关度进行控制。其原因在于，通过设计/制造半导体成像元件40的阶段，即图案形成，能够以例如0.1微米以下的精度来确定受光窗口20的排列间距。此外，在被检体移动装置5在移动过程中连续成像时，获得的图像位置的轨迹为螺旋（ヘリカル）状。

下面，使用图3中的（a）及图3中的（b）对本发明的第三及第四实施例的CT扫描仪进行说明。在图3中的（a）的CT扫描仪130中，以在XY平面上环绕被检体7的方式，将三个成像元件40-1、40-2、40-3配置在成像部1内。这样，通过将两个以上的半导体成像元件40连续地呈圆周状配置，能够易于高速进行更宽范围的成像。由于半导体成像元件40由硅晶片制造，因此可以根据所使用的硅晶片的直径，来限制半导体成像元件40的最大形状。但是，如本实施例那样，通过在同一面内并置多个半导体成像元件40，能够使其也适用于以人体等较大型的被检体为对象的CT扫描仪。进一步地，通过将两个以上的成像元件40连续地进行配置，能够易于高速进行更宽范围的成像，减少X射线辐射。另外，通过由同一生产线的同一批次来制造多个半导体成像元件40，能够使半导体成像元件间的灵敏度等特性偏差最小化。进一步地，即使增加所使用的半导体成像元件40的数量，如先前所述那样，也能够获得现有技术中难以实现的特别的效果，即，通过信号处理的高速化和驱动频率降低来削减功耗及降低发热量。

图3中的（b）中示出了由如下所述成像部1构成的第四实施例的CT扫描仪140，即，该成像部1增加半导体成像元件40的个数并以360度包围被检体7周边的方式进行配置。在本装置中，例如将产生X射线的靶环与半导体成像元件40同样地呈环状配置在被检体的周边。并且，通过电子偏振扫描，将电子束照射在靶环上而产生X射线，并通过位于相对的位置的半导体成像元件40对透过被检体7的X射线进行检测。由此，无需使成像部1及X射线发生器3进行机械性旋转，易于使装置整体小型/轻量化。此外，如先前所述，通过使用半导体成像元件40，能够通过信号处理的高速化和驱动频率的降低来削减功耗及降低发热量。因此，尤其使时间分辨率所要求的高速扫描变得容易，尤其还适用于对循环器官等活动的被检体进行成像的CT扫描仪等。

此外，第四实施例的结构除上述X射线CT扫描仪之外，例如对PET（PositronEmission Tomography；正电子发射断层成像）成像装置也十分有效。其原因在于，正电子核素在被检体组织内部释放正电子而衰变时所产生的两根伽马射线相互在180°方向产生。进一步地，其对使用了放射性同位素（RI）的图像诊断装置等而言也是优选的结构。其原因在于，在从多方面捕捉由给予被检体的放射性核素（标记剂）所释放出的伽马射线，将三维数据反向投影至断层面，并对断层图像进行重建时，空间及时间分辨率优异。另外，如本实施方式那样，由于是按照半导体成像元件40的弯曲的侧面所形成的圆周是以被检体中心部为中心的同心圆的圆弧的方式，来决定半导体成像元件40的曲率，因此，从被检体7的中心部所放射的伽马射线大致垂直于所述弯曲的侧面，即受光窗口进行入射，因此，易于补正由被检体中心部以外的被检体内部所放射的伽马射线吸收量。此外，其也可适用于使用了除X射线之外，例如近红外光源的近红外光脑测量装置等。

下面，使用图4中的（a）、及图4中的（b）对本发明的第五及第六实施例的CT扫描仪进行说明。图4中的（a）是对适用于本发明的CT扫描仪的半导体成像元件40的另一实施方式进行说明的俯视图。图2中的（a）的半导体成像元件40的实施方式为，半导体基板的一边在俯视视角下具有弯曲的形状。与此相对，在本实施方式中，作为受光面的半导体基板面侧面部在俯视视角下由封闭的圆形形状构成，光电转换部33被配置为，从该圆的中心向半导体基板内部呈放射状延伸。作为受光面的半导体基板面侧面部被更加薄的硅氧化膜35包覆。其目的在于，减少伴随着机械性损伤、热损伤的晶体缺陷，且保护光电转换部33远离来自外部的重金属、活性化学物质等的污染。

根据本结构，即使是使用单个半导体基板的半导体成像元件40，也能够从360°方向对被检体进行成像。附图标记32是代替通常的输入输出端子31来用于硅穿孔电极（TSV）结构的微型垫片（マイクロパッド）。其原因在于，如后所述，其适用于层压两个以上的半导体成像元件而构成新的层压成像元件组（半导体模块）的情况。其他电路块21、23、25、27、29与图2中的（a）的情况相同。光电转换部33、及信号读取扫描电路21的结构可以任意为所谓的CCD型、或MOS型。

形成受光面的圆的直径取决于所使用的半导体基板、例如硅晶片的尺寸。因此，在晶片的尺寸为12英寸左右的情况下，尤其对用于例如头部或牙科、或小动物等的图像诊断十分有效。从而，能够期待：已经说明的有利效果；像素间的灵敏度等特性偏差的最小化；以及通过信号处理的高速化和驱动频率降低来削减功耗及降低发热量；通过高速扫描进行活动的被检体成像等。进一步地，由于能够使未图示的成像部1的形状小型/轻量化，因此能够取得易于实现可以由车辆等进行移动的可移动型CT扫描仪这样特别的效果。此外，同一幅图中的Ａ-Ａ’部的元件结构如后所述。

图4中的（b）是对适用于本发明的CT扫描仪的半导体成像元件40的又一实施方式进行说明的俯视图。图2中的（a）的半导体成像元件40的实施方式为，半导体基板的一边在俯视视角下具有弯曲的形状。与此相对，在本实施方式中，作为受光面的半导体基板面侧面部及半导体基板外周部在俯视视角下均呈圆形，具有圆环型（ドーナツ型）的外形形状。光电转换部33与图4中的（a）的情况相同，被配置为从该圆的中心向半导体基板内部呈放射状延伸。除作为受光面的半导体基板面侧面部之外，半导体基板外周部也被较薄的硅氧化膜35包覆。其目的在于，即使在半导体基板外周部也将内部电路块23、25、27、29等配置在靠近半导体基板外周部的情况下，硅氧化膜35也可减少伴随着机械性损伤、热损伤的晶体缺陷，保护集成电路远离来自外部的重金属或活性化学物质等的污染。换而言之，不会使硅基板侧面部因划片而割断/露出，例如，优选地，在将硅基板薄化之后，通过干法蚀刻或活性离子蚀刻等使硅基板侧面部露出，被硅氧化膜等包覆。其结果为，能够使集成电路形成至硅基板侧面部附近，使半导体成像元件大型化。例如，若使用12英寸的硅晶片，则上述圆环形状的外形，即最大直径不足12英寸，但能够确保其内径在10英寸或11英寸以上。这样，通过使用晶片尺寸的半导体成像元件，能够实现小型、可移动型的CT扫描仪。尤其是能够实现以牙科、头部、乳房、身体的其他部分或宠物等小动物等的图像诊断为目的的CT扫描仪。另外，如后所述，其也是适用于将半导体成像元件40呈螺旋状固定于成像部1内部的情况的结构。本实施方式所表现出的其他特征、效果与上述图4中的（a）的情况相同。

下面，使用图5中的（a）、及图5中的（b）对本发明的第七及第八实施例的CT扫描仪进行说明。图5中的（a）是在适用于本发明的CT扫描仪的情况下优选的层压成像元件组200的立体图。层压成像元件组200是将两个以上图2中的（a）中所示的半导体成像元件40在上述Z轴方向进行层压而一体化的模块。由于能够增加所谓的层数，因此，即使在多层CT扫描仪或锥束型CT扫描仪中，也易于实现小型轻量且高画质、高灵敏度的成像装置。

同样地，图5中的（b）是适用于本发明的CT扫描仪的情况下优选的层压成像元件组210的立体图。是将两个以上图3中的（b）中所示的半导体成像元件40在所述Z轴方向层压而一体化的模块。在本实施方式中，进一步对所使用的半导体成像元件40，层压光谱特性等不同的半导体成像元件41、42。例如，在这些多个半导体成像元件间，能够通过改变光电转换区域33在基板内的延伸距离，从而使半导体成像元件的光谱特性不同，或通过改变旋转方向的像素间距（像素尺寸），来使相反的分辨率与灵敏度的关系最优化。这样，通过成像特性的最优化、及混合结构的采用，使CT扫描仪的应用范围显著扩大。

下面，使用图6中的（a）、图6中的（b）、及图6中的（c）对本发明的第九、第十、及第十一实施例的CT扫描仪进行说明。图6中的（a）是本发明的第九实施例的CT扫描仪中所使用的层压成像元件组220的截面图。层压成像元件组220是将三个半导体成像元件40在Z轴方向进行层压而成，因此，图6中的（a）的左侧部分是从X-Z平面侧观察到的层压成像元件组220的截面图。如图所示，可以得到将多个受光窗口20配置为二维阵列状的结构。此处需要注意的是受光窗口20的横向的排列间距（Dh）和纵向的排列间距（Dv）。在半导体成像元件40的光掩膜设计阶段能够准确地确定横向的排列间距（Dh）。即，通过制造单个半导体成像元件40的阶段的图案形成来进行确定。另一方面，纵向的排列间距（Dv）取决于半导体成像元件40的厚度（Dt）和半导体成像元件间的粘接层53的厚度。即，如从同一幅附图的右手侧所记载的Y-Z平面侧所观察到的层压成像元件组220的截面结构所示，单个半导体成像元件40通过硅穿孔电极（TSV）51、及微型垫片55相互取得电连接，由输入输出微型垫片32来与元件外部进行连接。由于采用这样的三维IC结构，因此能够在设计阶段对纵向的排列间距（Dv）进行估算之后，确定横向的排列间距（Dh）。

优选地，将横向的排列间距（Dh）设定为比单个半导体成像元件40的厚度（Dt）大。或者，若通过CMP（Chemical Mechanical Polishing）法等使半导体基板薄化，则能够容易且高精度地将基板厚度控制在几百微米至几微米左右。其目的在于，在对多个半导体成像元件40进行层压时，应对由粘接层53等引起的纵向的排列间距（Dv）的增大。由此，能够实现像素的排列间距在纵向及横向上均各向同性且有规则地排列的成像元件，同时也能够显著提高像素数或分辨率。即，由于能够通过TSV结构来实现层压的半导体成像元件间的电连接，因此，通过使半导体成像元件40相互紧密贴合，从而使Z轴方向的分辨率成为在薄化的半导体基板的厚度基础上加上该贴合所需的粘接层的厚度的分辨率。其结果为，在搭载有层压成像元件组220的CT扫描仪中，除旋转方向的空间分辨率之外，还能够实现使Z轴（体轴）方向的空间分辨率也能够显著提高这样特别的效果。与现有的通过固定部件将多个成像元件分别进行对位固定的方法相比，上述方法易于使装置整体小型轻量化，且对高画质化、高分辨率化而言是特别有利的特征。

图6中的（b）是从受光面侧观察本发明的第十实施例的CT扫描仪中所使用的层压成像元件组230时的截面图。层压成像元件组230是将三个半导体成像元件40在Z轴方向进行层压而成，且会进一步将金属遮光膜57层压在各半导体成像元件40的一个面上。作为金属遮光膜，例如通过使用含有钨等原子序数大的金属的材料，能够降低从外部或邻接的半导体成像元件40侵入的X射线等、其他入射光带来的影响。由此，能够实现像素间的串扰和噪声较少的高画质的成像。另外，作为遮光膜在含有钨等金属元素的情况下，还能够期待通过其散热效果来抑制层压成像元件组230自身的温度上升的效果。由此，由于能够对减少半导体成像元件40的暗电流，改善成像特性、尤其是Ｓ/Ｎ，因此，还兼有能够降低X射线等对人体的辐射量这样特别的效果。

图6中的（c）是在将本发明的第十一实施例的CT扫描仪中所使用的层压成像元件组240的受光面朝上的状态下，从基板侧面侧观察到的截面图。层压成像元件组240是将半导体成像元件40-4、40-5、40-6、40-7依次进行层压而成。在半导体成像元件40-4的受光面上层压有滤色片59。由于能够通过滤色片来选择性地透过或遮断特定波长范围内的入射光，因此，波长分辨率会提高。另外，通过对能够衰减或遮断可能会损伤画质的入射光的遮光膜进行层压，能够防止画质降低。由于在半导体成像元件40-5的受光面上并无特别地层压，因此，例如对X射线等的检测十分有效。由于在半导体成像元件40-6的受光面上层压有近红外光（NIR）透射膜61，因此，能够防止近红外光以外的可见光等的入射。在半导体成像元件40-7的受光面上还层压有闪烁体63。闪烁体例如可以是易于成膜的蒽或芪等有机材料。在闪烁体层中，即使是对发光无贡献的透过X射线等，由于也可在半导体基板内进行光电转换，因此能够对入射X射线能量有效地进行光电转换，同时，还能够通过检测对特定波长的入射X射线等的发光峰，使光谱灵敏度或波长分辨率进一步提高。这样，通过对具有不同的成像特性的半导体成像元件进行层压，能够根据多方位的图像信息和光谱分析，实现高精度且具有多个诊断功能的CT扫描仪、多用途图像诊断装置等。这样，本发明的效果在于，除小型轻量化、高灵敏度/高画质化之外，还能够实现混合成像诊断功能，其好处极其大。

下面，使用图7中的（a）、图7中的（b）、及图7中的（c）对本发明的第十二、第十三、及第十四实施例的CT扫描仪进行说明。图7中的（a）是用于对本发明的第十二实施例的CT扫描仪的半导体成像元件40的配置进行说明的立体图。弯曲箭头的实线是朝向Z轴方向的螺旋状的轨迹，实际上并不存在。其特征在于，在实施例的CT扫描仪中所使用的半导体成像元件40的作为受光面的基板侧面部以沿着该螺旋状的轨迹的方式进行配置。半导体成像元件40的受光面自身难以再现沿着这样的螺旋状的三维弯曲形状，但通过使半导体成像元件40的受光面的弯曲形状最优化，或对两个以上的半导体成像元件40进行排列，从而能够将其以近似地沿着螺旋形状的方式进行配置。

通过将半导体成像元件40配置为螺旋状，能够容易地实现可获得所谓的螺旋扫描效果和多层效果的小型/轻量的CT扫描。另外，通过使伴随着被检体移动装置5在Z轴方向的移动速度和X射线发生器3的旋转的上述螺旋轨迹在Z轴方向的移动速度同步，无论在旋转方向和被检体移动方向的任一个方向上，都能够通过抑制像素偏移等，来显著改善空间分辨率，同时进行高速、低辐射的CT成像。

图7中的（b）是表示本发明的第十三实施例的CT扫描仪的半导体成像元件40的进一步优化的实施方式的俯视图。基本的电路结构与图6中的（b）中所示的半导体成像元件相同，但圆形的受光面并不是封闭的圆形，而是如图所示形成有基板间隙部65。通过设置该间隙部，能够易于使作为受光面的基板侧面部以沿螺旋状轨迹的方式变形。图7中的（c）中示出了从同一附图中所示的虚线箭头方向观察到的半导体成像元件40的形状。在图7中的（c）中，其为将两个半导体成像元件40在Z轴方向上重叠而成的结构。半导体成像元件40的外形被直线性地绘制，但其实际上以沿着平滑的螺旋轨迹的方式变形。为维持这样的螺旋形状，会导入如图示那样的固定部件67。固定部件67是环绕半导体成像元件40的筒状形状，在其内面形成有如图示那样的螺纹状沟槽。即，由于半导体成像元件40和固定部件67分别类似于螺栓和螺母的关系，因此，在成像部1内，能够容易且精确地将半导体成像元件40进行对位。

下面，使用图8中的（a）、及图8中的（b）对本发明的第十五、及第十六实施方式的CT扫描仪进行说明。图8中的（a）是图4中的（a）的以虚线箭头所表示的Ａ-Ａ’部的截面结构。从附图左侧大致区分为光电转换部34-1、读取电路区域34-2、输入输出端子区域34-3。光电转换部34-1包括pn光电二极管等光电转换区域33，如本实施例那样，并未限定为所谓的CCD型结构，也可以是所谓的MOS型成像元件结构。X射线束8从附图的左侧方向向半导体（硅）基板侧面部入射。在受光面上形成有例如通过热氧化工序所形成的较薄硅氧化膜35。X射线束8会到达光电转换区域33。半导体基板例如为p型硅基板69，其一侧的侧壁部如上所述，被较薄的硅氧化膜35包覆，另一方面，与输入输出端子区域34-3、即微型垫片32较近的半导体基板侧面部为露出半导体基板的面77。由于受光面侧被硅氧化膜35包覆，因此即使该部分在使用时处于露出至外部那样的状况，也能够期待防止半导体成像元件的可靠性降低的效果。另一方面，由于在露出半导体基板的侧面77周围仅配置有微型垫片32，因此，与现有的半导体元件相同地，元件的可靠性降低的风险很小。在光电转换区域33与微型垫片32之间的区域形成有n-阱71及p-阱73，在其上部层压有栅极氧化膜75、更厚的酸化膜81。因此，会形成CMOS电路结构的读取电路区域34-2。在半导体基板的背面、及硅氧化膜35的下部，分别形成有较薄的p+区域79和83。其目的在于，防止基板表面的晶体缺陷、杂质污染的影响。较薄的p+区域83也可以被较薄的硅氧化膜85包覆。在半导体基板背面，形成有含有钨等金属原子的遮光膜57。其效果如先前所述。

图8中的（b）是用于对图8中的（a）的光电转换区域详细进行说明的截面图。在p型半导体基板69内导入有n型杂质的光电转换区域33形成为，沿着入射X射线8的行进方向并沿半导体基板面平行延伸。由于光电转换区域33的延伸长度对于吸收红外线、X射线为充分长的长度，例如能够设定在几微米至几十毫米程度的范围内，因此，即使仅为未层压闪烁体层的硅半导体基板，也能够有效地将入射光转换为电信号。进一步优选地，如在图4等中所说明的那样，光电转换部33朝向入射X射线8的射出方向在俯视视角下形成为放射状。另外，光电转换区域33通过元件分离区域、例如未图示的高浓度p型杂质区域与外围电路块电绝缘。通过四相驱动脉冲供电配线组87，信号电荷被传送，并经由输出门89，被读取至信号电荷检测电路91，例如浮动式扩散放大器等中。此外，信号电荷检测电路91的输入电位会预先通过复位端93被复位至复位漏极95的电位。

这样，在p型n型半导体区域内会进行光电转换。具体而言，通过施加至传输电极组的驱动脉冲，光电二极管在完全耗尽的状态下开始曝光。在本结构中，光电转换区域33与半导体基板面平行地延伸，沿其延伸方向铺设有传输电极组，通过向四相驱动脉冲供电配线组87施加驱动脉冲，从而使光电转换区域33完全耗尽。这样，由于无需为进行入射X射线的光电转换使半导体基板的厚度变厚，因此，能够将耗尽电压（空乏化電圧）设定得较低，能够使驱动电压与现有的二维CCD成像元件相同。另外，由于无需使入射X射线等透过传输电极组入射至光电转换区域，因此，不会具有传输电极组使入射X射线等衰减的不良问题，因此，能够获得高灵敏度且灵敏度偏差、伪影等的伪信号较少的成像特性。进一步地，由于可以在于传输路径中所形成的电荷包的位置信息保持其原样的状态下进行电荷读取，因此能够进行入射X射线等的能源光谱分析。

下面，使用图9中的（a）、（b）、（c）及（d）对本发明的第十七、及第十八实施例的CT扫描仪进行说明。图9中的（a）是第十七实施例的CT扫描仪中所使用的半导体成像元件40的电路框图。下面，对与图2中的（a）中所示的结构不同的部分进行说明。附图标记32如先前所述，是用于TSV结构的微型垫片，适用于构成层压成像元件组的情况。电路块37是在芯片上的缓冲存储器，电路块39是数据压缩电路。由于能够将AD转换后的数据例如无损地数据压缩至1/3～1/5程度，因此，能够降低数据传输的比特率。

图9中的（b）是第十八实施例的CT扫描仪中使用的层压成像元件组250的立体图。与图5中的（a）不同之处在于，会进一步层压半导体图像处理元件45。在下层半导体成像元件40与上层半导体图像处理元件45之间具有微型垫片及微凸块（Microbump），相互可以进行电连接。图9中的（c）是半导体图像处理元件45的电路框图。如已经使用图10中的（c）在背景技术部分所说明的那样，现有技术是将在除安装有成像元件的印刷电路板之外的印刷电路板上安装的数字电路块，例如信号控制电路11、多路复用器12、数据缓冲电路13、并串行转换电路14等，作为半导体图像处理元件45单片化而成。由此，由于能够将从下层半导体成像元件40传送的图像数据通过最短配线路径输入至半导体图像处理元件45中，因此，能够大幅削减高速线路驱动器或输入输出缓冲器的功耗，从而使高速数据处理变得容易。此外，还能够将在第十七实施例（图9中的（a））中所说明的缓冲存储电路块37、及数据压缩电路块39在半导体图像处理元件45上集成化。其原因在于，能够使半导体成像元件40的元件尺寸小型化，且能够将从多个半导体成像元件40传送的图像数据进行集体管理，从而有效地进行数据压缩。

工业实用性

在上述“具体实施方式”中，主要对使用了X射线源的CT扫描仪进行了说明，但光源或射线源并不限定于狭义的X射线，例如还能够适用于在其为伽马射线及其他高能射线的情况，或近红外光、可见光等考虑物质与入射光的相互作用的使用目的中。另外，不但用于小型/轻量的高灵敏度/高画质的CT扫描仪、进一步与所使用的X射线光谱线的多样化所对应的具有高能分辨率的CT扫描仪，而且其利用范围还能够扩大至高精度的PET-CT装置、兼具近红外光的图像诊断功能的混合型图像诊断装置等中。由此，能够期待准确地检测出目前早期难以发现的胰腺癌、乳腺癌、胆管癌及其他微小的病灶，从而有利于早期的治疗。其结果为，除了能够提高诊断精度之外，还能够对降低X射线等的辐射和其他的患者的痛苦和负担，以及抑制所增加的医疗费用方面等有所贡献。其能够进一步广泛利用至医疗领域之外的各种工业测量、学术领域的X射线或近红外光谱分析、用于向3D打印机提供三维数据的3D扫描仪等中。

附图标记说明

1…成像部；2…图像描绘部；3…X射线发生器；4…滑环；5…被检体移动装置；6…现有技术中所使用的成像元件；7…被检体；8…X射线束；9…成像元件6的受光区域；10…现有技术中所使用的多通道AD转换基板；11…信号控制电路；12…多路复用器；13…数据缓冲电路；14…并串行转换电路；15…网络接口；16…CPU；17…磁盘控制器；18…硬盘单元；19…图像输出装置；20…各像素的受光窗口；21…信号读取扫描电路；23…定时脉冲发生电路；25…AD转换电路；27…数字信号处理电路；29…接口电路；31…输入输出端子；32…用于TSV结构的微型垫片；33…光电转换区域；34-1…光电转换部；34-2…读取电路区域；34-3…输入输出端子区域；35…硅氧化膜；37…缓冲存储器；39…数据压缩电路；40、40-1、40-2、40-3、40-4、40-5、40-6、40-7、41、42…本发明中所使用的半导体成像元件；45…本发明中所使用的半导体图像处理元件；51…贯通电极；53…层间绝缘膜；55…微凸块；57…金属遮光膜；59…滤色片；61…近红外光透过膜；63…闪烁体；65…基板间隙部；67…对本发明中所使用的半导体成像元件进行固定的固定部件；69…p型硅基板；71…n型阱；73…p型阱；75…栅极氧化膜；77…划片后的基板侧面部；79…较薄的p+区域；81…较厚的硅氧化膜；83…硅基板背面较薄的p+区域；85…硅基板背面较薄的硅氧化膜；87…四相驱动脉冲供电配线组；89…输出门；91…信号电荷检测电路；93…复位端子；95…复位漏极；100…现有的CT扫描仪；110、120、130、140、150…本发明的CT扫描仪；200、210、220、230、240、250…用于本发明的CT扫描仪的层压型半导体成像元件。

Claims (15)

1.一种计算机断层摄影装置，在将被检体移动装置的移动方向或成像部在体轴方向上的移动方向设为Z轴，将垂直于该Z轴的面设为X-Y平面的情况下，该成像部内的半导体成像元件以如下方式配置在所述成像部内，即，其形成有集成电路的硅基板表面位于X-Y平面上，且使与该硅基板表面垂直的硅基板侧面部的一部分与被检体或光源相对，来检测向该侧面部入射的光信号。

2.一种计算机断层摄影装置，在将被检体移动装置的移动方向或成像部在体轴方向上的移动方向设为Z轴，将垂直于该Z轴的面设为X-Y平面的情况下，该成像部内的半导体成像元件以如下方式配置在所述成像部内，即，其形成有集成电路的硅基板表面相对于所述Z轴方向具有45°以上不足90°的倾角，且使与该硅基板表面垂直的硅基板侧面部的一部分与被检体或光源相对，来检测向该侧面部入射的光信号。

3.根据权利要求1或2所述的计算机断层摄影装置，其特征在于，在所述成像部内具有成像元件组，该成像元件组是将两个以上的所述半导体成像元件围成与所述硅基板表面处于同一平面上的同心圆的方式进行配置而成的。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的计算机断层摄影装置，其特征在于，在所述成像部内配置有半导体成像元件，该半导体成像元件的与所述被检体或光源相对的硅基板侧面部的外形形状在以所述硅基板表面为基准的俯视视角下呈凹状弯曲。

5.一种计算机断层摄影装置，在成像部内具有半导体成像元件，该半导体成像元件具有将形成有集成电路的硅基板表面内的一部分除去的中空区域，且检测向该中空区域中的硅基板侧面部入射的光信号。

6.根据权利要求5所述的计算机断层摄影装置，其特征在于，在所述成像部内具有在以所述硅基板表面为基准的俯视视角下所述中空区域的形状为圆形的半导体成像元件。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的计算机断层摄影装置，其特征在于，在所述成像部内具有将两个以上的所述半导体成像元件或所述成像元件组在Z轴方向进行层压而成的层压成像元件组。

8.根据权利要求7所述的计算机断层摄影装置，其特征在于，在所述成像部内具有在层压的邻接的两个以上的半导体成像元件间具有金属薄膜的层压成像元件组。

9.根据权利要求7或8所述的计算机断层摄影装置，其特征在于，在所述成像部内具有层压成像元件组，该层压成像元件组在层压的邻接的两个以上的半导体成像元件间的光电转换区域上的、在Z轴方向的排列间距大于该Z轴方向上的单个半导体成像元件的元件厚度尺寸。

10.一种计算机断层摄影装置，在将被检体移动装置的移动方向或成像部在体轴方向上的移动方向设为Z轴，将垂直于该Z轴的面设为X-Y平面的情况下，该成像部内的半导体成像元件在硅基板表面上形成有集成电路，且检测向相对于该硅基板表面位于垂直方向的硅基板侧面部入射的光信号，进一步以入射有光信号的硅基板侧面的长度方向沿着朝向Z轴方向的螺旋曲线的方式配置在所述成像部内。

11.根据权利要求10所述的计算机断层摄影装置，其特征在于，在所述成像部内具有固定部件，该固定部件是所述半导体成像元件的固定部件，其具有沿着朝向所述Z轴方向的螺旋曲线的螺纹状沟槽。

12.根据权利要求1至11中任意一项所述的计算机断层摄影装置，其特征在于，在所述成像部内具有半导体成像元件，该半导体成像元件的所述硅基板侧面部中的至少入射有光信号的硅基板侧面部被硅氧化膜包覆，剩余的其他侧面部露出有硅基板。

13.根据权利要求1至12中任意一项所述的计算机断层摄影装置，其特征在于，在所述成像部内具有半导体成像元件，该半导体成像元件中，对向所述硅基板侧面入射的光信号进行光电转换的光电转换区域从硅基板侧面侧与该硅基板表面平行地向硅基板内部方向形成为放射状。

14.根据权利要求1至6中任意一项所述的计算机断层摄影装置，其特征在于，在所述半导体成像元件上具有模数转换电路。

15.根据权利要求7所述的计算机断层摄影装置，其特征在于，在所述层压半导体成像元件组上进一步层压半导体图像处理元件。