CN107613871A - 辐射线检测装置以及医用图像摄像装置 - Google Patents

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Abstract

为了提供一种能够以实用的测量性能以及电流面积实现光子测量和电流测量这双方的结构，光子测量电路与构成一个检测像素的多个检测元件一对一地连接，对检测元件输出的电流脉冲信号进行计数，电流测量部包含：按每个检测像素配置的积分器、加法器以及采样保持电路；和针对多个所述检测像素配置了一个的将模拟信号变换为数字信号的变换器，积分器、加法器对构成一个检测像素的多个检测元件分别输出的电流脉冲信号进行积分并相加，采样保持电路对加法器的输出进行积分，变换器将多个检测像素中的任意一者的积分电路的模拟输出选择性地变换为数字信号。

Description

辐射线检测装置以及医用图像摄像装置
技术领域
本发明涉及在由多个半导体单元构成的辐射线检测器中同时取得光子测量数据和电流测量数据的辐射线检测装置以及医用图像摄像装置。
背景技术
近年来，正在推进搭载了采用光子计数方式的检测器(光子计数型检测器)的光子计数CT(Computed Tomography，计算机断层扫描)装置的开发。光子计数型检测器与在现有的CT装置中采用的电荷积分型的检测器不同，能够单独地对入射到检测元件的X射线光子进行计数。据此，能够测量入射的每个X射线光子的能量，与现有的CT装置相比具有能够得到更多的信息的特长。
在光子计数型检测器的检测元件中，具备碲化镉锌(CZT)、碲化镉(CdTe)等的半导体层，每当X射线光子入射时输出与其对应的脉冲信号。
但是，基于检测元件的脉冲信号的产生、以及测量检测元件的脉冲信号的测量电路的响应需要时间，已知如下情况，即，在X射线入射速率较高的情况下，在先入射的X射线光子所涉及的脉冲信号衰减之前下一个X射线光子已经入射，脉冲信号会发生积累。该现象被称作堆积，成为在光子计数型检测器中不能正确地测量X射线光子的个数以及能量的原因。针对该问题，已知一种光子计数型检测器，其构成为，在与一个像素对应的区域配置多个检测元件，将X射线在平面上进行分割并分别进行检测，由此调节入射到一个检测元件的X射线光子的量，抑制堆积的发生。
此外，在现有的CT装置中采用了电荷积分型检测器，而根据由该电荷积分型检测器取得的测量数据(电流数据)来生成图像，并使用图像进行诊断的方法已经十分成熟。因此，期望在光子计数CT装置中，使得除了对X射线光子进行了计数的输出以外，也能够同时取得电流数据。为了达成这一点，在专利文献1中公开了一种电路结构，与使用了CdTe的检测元件连接了光子测量电路与电流测量电路。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2000-131440号公报
发明内容
发明要解决的课题
在实际的装置中，在同时进行X射线光子的测量与积分的电流的测量的情况下，期望在双方的测量中达成实用的测量性能的同时，使测量电路的面积收敛到与检测元件群的面积相同程度。通过使测量电路的面积收敛到与检测元件群的面积相同程度，从而能够将搭载了检测元件群的基板与测量电路的基板(LSI)重叠地配置，因此能够防止装置的大型化，并且能够抑制制造成本。
例如作为能够耐受作为CT系统的实用的目标性能，在像素尺寸为1mm2的情况下，期望测量电路的整体面积为1mm2/像素以下，光子测量性能为450M个/mm2/秒以上，电流测量性能是测量精度为20bit且测量速度为3k采样/秒以上。但是，同时达成这些诸性能，对于现有技术来说很困难。以下对此进行说明。
首先，作为前提条件，现状的最佳化后的设计的光子测量电路是电路面积为0.09mm2/像素、计数性能为50M个/mm2/秒左右。另一方面，电流测量电路是电路面积为6mm2、测量精度为20bit、测量速度为200k采样/秒左右。关于电流测量电路，要求高测量精度，面积也较大，因此以往一般是，针对多个像素具备一个电流测量电路，由多个像素进行时分共享。例如，若由64像素份对电流测量电路进行了时分共享，则每一个像素的面积为0.094mm2，测量速度为3.1k采样/秒(假定条件)。
按照该假定条件，若如专利文献1所公开的那样，针对一个像素(半导体单元1a等)配置一个光子测量电路(高速波形整形电路5a、触发器7a、编码器8等)，并且配置为由64像素共享电流测量电路(复用器72、A/D变换器73)，则针对1mm2的像素的光子测量电路与电流测量电路的电路面积的合计成为0.18mm2/像素，光子测量性能成为50M个/mm2/秒，电流测量性能成为精度20bit，测量速度成为3.1k采样/秒。因此，无法达成作为目标的光子测量性能450M个/mm2/秒。因此，电路面积、光子测量性能以及电流测量性能同时满足目标性能的结构对于现有技术来说很困难。
本发明的目的在于提供一种能够以实用的测量性能以及电路面积实现光子测量和电流测量这双方的结构。
用于解决课题的手段
本发明的辐射线检测装置具有：接受辐射线的光子而产生电流脉冲信号的多个检测元件；和与检测元件连接的光子测量部以及电流测量部。检测元件以给定的排列进行配置，按每规定数构成一个检测像素。光子测量部包含：与检测元件一对一地连接且对检测元件输出的电流脉冲信号进行计数的多个光子测量电路。
电流测量部包含按每个检测像素配置的积分器、加法器以及采样保持电路、和针对多个所述检测像素配置了一个的将模拟信号变换为数字信号的变换器。积分器以及加法器对构成一个检测像素的多个检测元件分别输出的电流脉冲信号进行积分并相加。采样保持电路以给定的定时保持积分器以及加法器的积分以及相加后输出，变换器将多个检测像素中的任意一者的采样保持电路的模拟输出选择性地变换为数字信号。
发明效果
根据本发明，能够以实用的测量性能以及电流面积实现光子测量和电流测量这双方。
附图说明
图1的(a)是示出第1实施方式的检测像素内的检测元件的配置的说明图，图1的(b)是示出检测像素的排列的说明图。
图2的(a)是示出表示第1实施方式的检测元件基板内的检测像素的排列的检测元件与像素与处理单位的关系的说明图，图2的(b)是示出排列了多个检测元件基板的状态的说明图。
图3的(a)是示出第1实施方式的辐射线检测装置的电路结构的框图，图3的(b)是示出电荷放大器的结构例的电路图，图3的(c)是示出积分器的结构例的电路图，图3的(d)是示出加法器的结构例的电路图。
图4的(a)是示出第1实施方式的电路基板内的布局的说明图，图4的(b)是层叠的检测元件基板与电路基板的剖视图。
图5是示出第1实施方式中光子测量电路的电路结构的例子的框图。
图6的(a)是示出光子测量性能与像素尺寸的关系的曲线图，图6的(b)是示出电路面积与像素尺寸的关系的曲线图，图6的(c)是示出电流测量速度与像素尺寸的关系的曲线图。
图7是示出第1实施方式的电路基板内的布局的另一例的说明图。
图8的(a)是示出第1实施方式的电路基板内的布局的另一例的说明图，图8的(b)是示出排列了电路基板的状态的说明图。
图9的(a)是示出第1实施方式的电路基板内的布局的另一例的说明图，图9的(b)是示出排列了电路基板的状态的说明图。
图10是示出第2实施方式的辐射线检测装置的电路结构的框图。
图11是示出第3实施方式的辐射线检测装置的电路结构的框图。
图12是示出第4实施方式的检测元件基板的检测元件的排列的说明图。
图13是第5实施方式的层叠的检测元件基板与电路基板的剖视图。
图14是示出第6实施方式的画面例的说明图。
图15是第7实施方式的医用图像摄像装置(CT系统)的框图。
具体实施方式
对本发明的实施方式进行说明。
＜＜第1实施方式＞＞
使用附图对第1实施方式的辐射线检测装置进行说明。
本实施方式的辐射线检测装置将一个检测像素分割为多个子像素(检测元件)，按每个检测元件配置光子测量电路，由此提高光子测量性能。此外，按每个检测像素配置将一个检测像素的多个检测元件的输出进行相加的积分器以及加法器。而且，针对多个检测像素配置一个A/D变换器，将多个检测像素的加法器的输出选择性地变换为数字信号，由此进行电流测量。通过像这样按每个检测像素配置将多个检测元件的输出汇集的加法器，从而与现有同样地对多个像素配置一个A/D变换器即可，虽然是将检测像素分割为子像素(检测元件)的结构，但是能够抑制电路面积的增大。以下，使用附图来进行说明。
在本实施方式中，如图1那样，接受辐射线的光子而产生电流脉冲信号的检测像素0101被分割为n个(例如n＝9)子像素(检测元件(D)0101a～0101i)。即，如图1以及图2那样，多个检测元件(D)以给定的排列配置，每规定数n构成一个检测像素0101等。辐射线检测装置具有与检测元件(D)0101a～0101i等连接的光子测量部以及电流测量部。
光子测量部如图3的(a)那样，包含与检测元件(D)0101a～0101i等一对一连接的光子测量电路(P)301a～301i、以及分别配置在检测元件(D)0101a等与光子测量电路(P)301a等之间的电荷放大器(A)313a～313i。检测元件(D)0101a～0101i分别接受辐射线的光子而输出电流脉冲信号。电荷放大器(A)313a～313i将检测元件(D)0101a～0101i分别输出的电流脉冲信号变换为电压脉冲。
光子测量电路(P)301a～301i分别对电荷放大器(A)313a～313i输出的电压脉冲进行计数。由此，能够将一个像素分割为子像素(检测元件(D)0101a～0101i)，将子像素(检测元件(D))分别接受辐射线的光子而输出的电流脉冲的数量变换为电压脉冲之后进行计数，因此通过检测元件(D)能够防止在时间上接近地检测X射线光子的堆积，能够使针对一个检测像素0101的光子的测量速度成为一个光子测量电路(P)301a的测量速度的n倍。由此，能够以希望的测量速度进行光子测量。另外，作为电荷放大器(A)313a～313i，例如能够使用图3的(b)的电路。
另一方面，电流测量部具备按每个检测像素0101等配置的积分器以及加法器(以下，表示为“积分器+加法器”)302a以及采样保持电路(S/H电路)304a。积分器+加法器302a具备与电荷放大器(A)313a～313i相同个数的积分器、和将这些积分器的输出进行相加的加法器。作为积分器，能够使用例如图3的(c)所示的电路，作为加法器，能够使用例如图3的(d)所示的电路。电荷放大器(A)313a～313i的输出布线分支为两个，一方(W301a等)与上述光子测量电路(P)301a等连接，另一方(W302a等)与积分器+加法器302a连接。
积分器+加法器302a对电荷放大器313a～313i分别输出的电压脉冲信号W301a～W301i进行积分，再进行相加。由此，能够得到对与一个检测像素0101对应的n个检测元件(D)0101a～0101i所输出的电流脉冲信号进行了合计的电流值。S/H电路304a以给定的定时保持积分器+加法器302a的输出。
电流测量部还包含变换器(A/D变换器)310，该变换器(A/D变换器)310针对多个检测像素0101、0102、0103等配置一个，将模拟信号变换为数字信号。
A/D变换器310将k个(例如，k＝64像素)检测像素0101～0103等中的任意一者的S/H电路304a～304c等的模拟输出选择性地变换为数字信号。由此，电流测量部能够进行每个像素的电流测量。
在本实施方式中，由于按每个检测像素0101等配置积分器+加法器302a等，并将检测元件(D)输出的电流脉冲信号进行相加而汇集，因此无需将A/D变换器310与子像素(检测元件(D))直接连接，只要针对k个检测像素0101等配置一个即可。由此，虽然是将一个像素分割为n个子像素(检测元件(D))的结构，但是能够在电流测量部中不增加电路面积最大的A/D变换器310的数量地进行电流测量。因此，能够抑制与一个像素对应的电流测量部的电路面积。
另外，光子测量部能够构成为还具备按每个检测像素0101等配置的计数加法器303a。计数加法器303a对与构成一个检测像素0101的各检测元件(D)0101a～0101i连接的多个光子测量电路(P)301a～301i所输出的计数结果进行相加。由此，能够以希望的测量速度得到针对一个检测像素0101的光子的计数值。
多个检测元件(D)优选如图2所示，按照给定的排列排列并搭载于检测元件基板20101。另一方面，光子测量部以及电流测量部优选如图4的(a)所示，搭载于作为LSI的电路基板50101。通过采用本实施方式的光子测量部以及电流测量部的电路结构，从而能够使光子测量部以及电流测量部的电路面积的合计成为与如图2的(a)那样排列的检测元件(D)的面积等同的面积以下，因此能够使电路基板50101的面积成为与检测元件基板20101的面积等同的面积以下，能够如图4的(b)那样将两基板重叠地配置。由此，能够提供一种在不使现有的进行光子测量或电流测量的辐射线检测装置的大小增大的前提下进行光子测量以及电流测量这双方的辐射线检测装置。
此外，通过如图4的(b)那样，将基板尺寸等同的电路基板50101与检测元件基板20101重叠地配置，从而能够使连接检测元件和光子测量电路的布线的长度降低至与基板的厚度大致相当的长度。由此，能够实现在维持动作的时间常数较短且要求高速的测量速度的光子测量部的动作的同时，进行光子测量以及电流测量这双方的电路。此外，即使在优先光子测量部的电路的布线长度的同时配置了电流检测部的情况下，也能够将电流检测部配置在同一电路基板50101上，因此能够使从检测元件(D)起经由积分器+加法器302a等到达S/H电路304a的布线的长度，成为实现作为目标的测量速度所需的短度。因此，能够维持电流检测部所需的测量速度。即，能够使光子测量电路的动作的时间常数比电流测量部的S/H电路304a的动作的时间常数短。
光子测量部也能够构成为还具有针对多个检测像素0101等配置了一个的输出选择器(数字复用器)308。数字复用器308选择性地输出多个按每检测像素(D)0101等配置的计数加法器303a等的输出。由此，能够对后述的图像重构的运算装置选择性地依次交接任意检测像素的计数结果来进行光子测量图像的重构。
同样地，也能够在电流测量部的A/D变换器310与多个检测像素0101等的S/H电路304a等之间配置模拟复用器309。由此，能够向A/D变换器310选择性地依次交接任意检测像素0101等的电流积分值来进行A/D变换器变换，并将变换结果交接给后述的图像重构的运算装置，来进行电流测量图像的重构。
如上所述，在本实施方式中，在针对检测像素取得光子测量数据和电流测量数据时，根据光子测量部以及电流测量部各自动作时间常数来设定进行计数的单位。即，针对动作时间常数较小的光子测量电路，为了缩小像素的计数单位，以子像素(检测元件(D))为单位进行测量，针对动作时间常数较大的电流测量部，将计数单位设定得较大(例如，n＝9个)。此时，关于电流测量部，通过按像素单位配置汇集输出的加法器+积分器302a等，从而能够将计数单位设定得较大(例如，n＝9个)。通过这样设定像素的计数单位，从而能够以低成本达成实用的光子测量性能和电流测量性能。以下，进一步具体地说明。
使用图1～图4等，进一步具体地说明第1实施方式的辐射线检测装置的结构。该辐射线检测装置是如下的AD变换系统，即，接受辐射线光子而产生电荷，根据输出电流脉冲信号的检测元件的输出，进行脉冲数的计数和峰值的测量，并能够将计数结果(计数值)作为每个像素的数字信号而输出，并且能够按每个像素输出对检测元件的电流脉冲信号进行积分后变换为数字信号的电流数据。在以下的说明中，对辐射线为X射线的情况进行说明，但本实施方式的辐射线并不限定于X射线，也可以是伽马射线、质子束等其他的辐射线。
一个检测像素0101由n个(在此n＝9)检测元件(D)0101a～0101i构成。其他的检测像素0102、0103、0201、0202、0203、……也与检测像素0101同样地由n个检测元件(D)构成。进而，将多个检测像素0101、0102……0108、0201、02020……0208、0801、0802……0808进行了k个(k＝8×8＝64)排列的结构是本实施方式中的AD变换处理单位(检测元件基板)20101(参照图2的(a))。其他的检测元件基板20102、20201、20202也同样。也可以如图2的(b)那样，将多个检测元件基板进行排列来构成阵列。另外，在此，示出了一个像素由n(＝9)个检测元件构成，AD变换处理单位由k(＝64)像素构成的例子，但可以从检测元件或LSI的制造、制备的观点出发适当选择最佳的个数比。此外，也可以将多个检测元件基板20101等设为一体结构。
在此，检测元件(D)0101a等是由一对电极夹着碲化镉锌(CZT)、碲化镉(CdTe)等的半导体层的结构，若X射线光子射入半导体层，则在半导体层产生电荷，检测元件(D)输出与光子数对应的数量的电流脉冲信号。此外，电流量与光子给予半导体层的能量大致成比例。
接下来，使用图4的(a)来说明对AD变换处理单位(检测元件基板)进行信号处理的电路基板50101的电路结构。对1检测像素0101等的n个检测元件(D)0101a～0101i的输出进行信号处理的模块305a具有：电荷放大器电路(A)313a～313i、光子测量电路(P)301a～301i、计数加法器303a、积分器+加法器302a、采样保持电路(S/H)304a。与检测像素0102等其他的像素对应的模块305b等也是同样的结构。针对k(＝64)个模块305a等，配置了一个数字复用器308、模拟复用器309以及A/D变换器310。
检测元件(D)0101a～0101i通过布线W301a～W301i与光子测量电路(P)301a～301i一对一地连接。在检测元件(D)0101a与光子测量电路(P)301a之间，插入有用于电荷电压变换的电荷放大器电路(A)313a～313i。此外，优选在电荷放大器电路(A)与光子计数电路(P)之间配置构成波形整形用的高通滤波器的电容(未图示)。
同时，检测元件(D)0101a～0101i以及电荷放大器电路(A)313a～313i通过布线W302a～W302i与积分器+加法器302a进行n对1的连接。即，电荷放大器电路(A)313a～313i的输出布线分支为布线W301a～W301i和布线W302a～W302i，分别与光子测量电路光子测量电路(P)301a～301i和积分器+加法器302a连接。上述构成高通滤波器的电容配置在相较于分支位置更靠近光子测量电路(P)的位置。
光子测量电路(P)301a～301i对电荷放大器电路(A)313a～313i输出的电压脉冲信号的数量分别进行计数，并将计数结果作为数字信号而输出。计数结果通过布线W303a～W303i输入到按每个像素配置了一个的计数加法器303a，进行合计。由此，由计数加法器303a来计算由n个检测元件(D)分割而检测的输入到一个像素的光子数的合计。
另一方面，积分器+加法器302a将电荷放大器电路(A)313a～313i输出的电压脉冲信号保持模拟信号的状态进行相加，并通过布线W304a向采样保持电路304a输出。采样保持电路304a通过对积分器+加法器302a的输出进行采样保持来保持。在此，在图3的(b)～(d)中示出了电荷放大器、积分器、加法器的例子，也可以适当变更为其他的电路结构。
配置在k(＝64)个模块305a、305b、305c等的每一个中的计数加法器303a、303b、303c等的数字信号的输出306a、306b、306c等输入到一个数字复用器308，并选择性地被输出，交接给后述的光子测量图像用的重构处理部。
另一方面，配置在k(＝64)个模块305a、305b、305c等的每一个中的采样保持电路304a、304b、304c等的输出307a、307b、307c等输入到一个模拟复用器309，并选择性地被输出。
模拟复用器309的输出通过布线W310，输入到A/D变换器310，被变换为数字信号，交接给后述的电流测量图像用的重构处理部。
作为光子测量电路(P)301a等的结构，具体而言，能够使用图5所示的电路。即，光子测量电路(P)包含高通滤波器电路1301和多个电压比较电路1302～1305，由高通滤波器电路1301将检测元件0101a等输出的电压脉冲信号成型后，通过电压比较电路1302～1305与多个电压电平进行比较，由此测量脉冲数和峰值。另外，图5是与4种电压进行比较的电路结构，但进行比较的电压的种类可以适当变更。此外，根据脉冲的形状，也可以省略高通滤波器电路1301。
接下来，对图3的(a)的电路的动作进行说明。检测元件(D)0101a等根据X射线光子的照射量产生电荷，所产生的电荷成为电流脉冲信号而被输出。电荷放大器电路(A)313a等接收各检测元件0101a等的电流脉冲信号并变换为电压脉冲信号。光子测量电路(P)301a等接收电压脉冲信号，测量脉冲的个数和峰值，作为数字信号的计数值而输出。光子测量电路(P)301a等的计数结果(计数值)由计数加法器303a进行相加。该计数加法器303a的相加结果的输出306a成为检测像素0101中的光子测量结果。
另一方面，电荷放大器电路(A)313a等也与积分器+加法器302a连接，电压脉冲信号由积分器+加法器302a积分后进行相加。积分器+加法器302a的输出例如与从CT系统另外分配的触发信号(未图示)同步，由采样保持电路304a保持。
在其他的模块305b等中也进行与模块305a相同的处理，得到像素单位的光子测量结果的数字输出306a、306b、306c等、和电压相加结果的模拟输出307a、307b、307c等。每个像素的光子测量结果的输出306a、306b、306c等通过控制数字复用器308从而按每个像素作为信号311被适当输出，例如交接给CT系统的光子测量图像的重构运算处理部。此外，电压相加结果的模拟输出307a、307b、307c由模拟复用器309选择性地输入到A/D变换器310，被变换为数字信号，按每个像素作为信号312被适当输出，例如交接给CT系统的电流测量图像的重构运算处理部。
像这样在本实施方式中，在动作时间常数较小的光子测量电路中，以比像素更小的子像素为单位进行计数，动作时间常数较大的电流测量电路(A/D变换器309)以像素为单位进行测量。由此，如以下计算的那样，能够以低成本达成实用的光子测量性能和电流测量性能。
首先，光子测量电路301a～301i针对一个像素(1mm2)配置了n(＝9)个。一个光子测量电路301a假定是现状的最佳化的设计，光子测量性能为50M个/mm2/秒且电路面积为0.09mm2。若每一个像素配置有9个光子测量电路301a等，则对于光子测量电路301a～301i的整体而言，光子测量性能为50M×9＝450M个/mm2/秒，其面积成为0.09mm2×9＝0.81mm2/像素。
另一方面，关于电流测量电路，假定占据其大部分的面积的是A/D变换器310，并且其电路面积为6mm2，测量精度为20bit，测量速度为200k采样/秒左右。A/D变换器310由于针对k(＝64)像素(64mm2)配置有1个，因此测量精度成为20bit，测量速度成为200k/64＝3.1k采样/秒，其面积成为6mm2/64＝0.09mm2/像素。因此，光子测量电路与电流测量电路的合计面积为大约0.9mm2/像素，电路面积能够减小至与像素尺寸等同的尺寸以下。此外，能够达成了作为能够耐受作为CT系统的实用的目标性能的光子测量性能450M个/mm2/秒以上，电流测量性能能够达成了测量精度为20bit且速度为3k采样/秒以上。
图6的(a)～(c)是通过下述式(1)～(3)来估计光子测量性能、电路面积以及电流测量速度的每一个与检测元件尺寸的关系的曲线图。计算中使用的电路性能、面积如上述的假定条件那样，光子测量电路的电路面积为0.09mm2/个，计数性能为50M光子/mm2/秒/个。另一方面，电流测量电路的电路面积设为6mm2，精度设为20bit，测量速度设为200k采样/秒。
光子测量性能FP在将像素尺寸设为D(mm)的情况下，成为下式(1)。
FP＝1/D2×50(M个/mm2/秒)···(1)
此外，关于每个像素的电路面积S，光子测量电路面积为0.09mm2/个，电流测量电路面积为6mm2，但由于电流测量电路是由64像素共同使用，因而每个像素成为0.094mm/像素，所以由下式(2)表示。
S＝1/D2×0.09+0.094(mm2/像素)···(2)
此外，电流测量电路的测量速度FI通过具备积分器+加法器302a，从而并非按作为子像素的检测元件(D)单位，而是按像素单位进行，因此无论对于什么样的检测元件尺寸，都维持下式(3)。
FI＝200k/64＝3.1k采样/秒···(3)
从图6的(a)～(c)可知，通过将检测元件(D)的尺寸设为0.33mm左右，以检测元件为单位进行光子测量，另一方面以像素为单位进行电流测量，从而能够达成作为目标的性能(电路面积为1mm2/像素以下，光子测量性能为450M个/mm2/秒以上，电流测量速度为3k采样/秒以上)。
另一方面，作为比较例1，配置如下，即，将一个像素分割为0.333mm2的9个子像素，针对一个子像素配置一个光子测量电路(P)301a等，并且不配置积分器+加法器302a，由64个像素(64像素×9个子像素)共享A/D变换器310。在该情况下，光子测量电路(P)与A/D变换器310的电路面积的合计成为0.90mm2/像素，光子测量性能成为450M个/mm2/秒，而对于电流测量性能而言，虽然精度能够维持为20bit，但由于像素被分配为9个子像素，因而测量速度下降至0.34k采样/秒。因此，电流测量速度不能达成目标性能。
进而作为另一比较例2，在上述比较例1中，使A/D变换器310的数量增加至9倍使得满足目标性能的电流测量速度的情况下，电路面积的合计成为1.65mm2/像素，光子测量性能成为450M个/mm2/秒，电流测量性能成为精度为20bit且电流测量速度为3.1k采样/秒，可知虽然电流测量速度满足目标性能，但是这次电路面积的合计不满足目标性能。
如上所述，在本实施方式的结构中，能够分别达成光子测量性能以及电流测量性能的目标性能，但是为了实际实现该结构，需要使布线长度缩短至给定值以下。以下，对光子以及电流的测量电路的动作速度与布线距离的制约进行说明。若一般地使用电路的布线距离L(mm)、寄生布线电容Cpara(pF/mm)、以及寄生布线电阻Rpara(Ω)，则信号传播的RC时间常数τ由下式(4)表示。
τ＝Cpara×Rpara×L2···(4)
因此，若将光子测量电路(P)容许的RC时间常数设为τP(秒)，且将电流测量电路(积分器+加法器302a、采样保持电路304a、模拟复用器309、A/D变换器310)容许的RC时间常数设为τI(秒)，则各电路容许的布线长度LP、LI分别由下式(5)、(6)表示。
即，电路所容许的布线长度与电路的时间常数的平方根成比例。在此，若将光子测量电路(P)的RC时间常数设为20nsec，将电流测量电路(积分器+加法器302a、采样保持电路304a、模拟复用器309、A/D变换器310)的RC时间常数设为5μsec，来计算各电路容许的布线长度LP、LI，则最大布线长度之比成为1∶16。
若用更具体的例子来示出该RC时间常数与布线距离的关系则如下所示。若将光子测量电路(P)的计数性能设为50M光子/秒，则每个光子的电路动作时间为20nsec，此外，若将电流测量电路的计数性能设为200k采样/秒，则每个采样的电路动作时间成为5μsec。若将每个电路的动作时间中的分配给信号传播的时间设为5％，则光子测量电路中容许的信号传播时间成为1nsec，电流测量电路中容许的信号传播时间成为250nsec。
在此，若作为电路基板内的布线的寄生分量而将寄生布线电容设为0.3pF/mm，将寄生布线电阻设为300Ω/mm，则与最终静态电压的误差成为0.7％的5τ的时间表示如下，即：
0.3(pF/mm)×300(Ω/mm)×(布线长度)2×5
例如，在布线长度为1mm时成为0.45nsec，在2mm时成为1.8nsec，在10mm时成为45nsec，在20mm时成为180nsec，因而光子测量电路(P)所容许的布线长度短至1.5mm左右，另一方面电流测量电路所容许的布线长度长达超过20mm。因此，只要将检测元件(D)0101a等与光子测量电路(P)301a等的布线长度抑制在1.5mm以内，若考虑电流测量电路的各电路的动作，则将检测元件0101a等与采样保持电路304a等的布线长度抑制在20mm以内，将采样保持电路304a等与A/D变换器310的布线长度抑制在20mm以内，就能够使光子测量电路与电流测量电路的动作速度成为上述目标性能以上。
另外，关于电路的动作时间常数与容许的最大布线长度的关系在上述说明中列举具体的数值来进行了叙述，但是这些制约以及具体的数值根据电路基板(LSI芯片)的制造工艺、驱动电流，能够在一定程度的范围内变动，所以当然可以在不阻碍电路的动作的范围内适当变更。
在本实施方式中，如上所述，由于电路面积为像素面积以下，因此能够将电路基板50101设为与检测元件基板20101等同以下的面积，能够将电路基板50101与检测元件基板20101如图4的(b)那样重叠地配置，并由凸点(bump)40等进行连接。由此，通过将连接的检测元件(D)0101a等与光子测量电路电路(P)301a等设为在基板的厚度方向上大致一对一地对应的位置关系，从而能够使布线W301a的长度降低至与基板20101的大致厚度相当的长度，能够使布线长度成为1.5mm以内。另一方面，只要检测元件0101a等与采样保持电路304a等的布线长度在20mm以内，采样保持电路304a等与A/D变换器310的布线长度在20mm以内即可，因此能够比较自由地配置在电路基板50101上。
以下，对图3的(a)所示的电路结构的电路基板50101内的具体的布局例进行说明。图4的(a)示出了对图2的8×8像素的检测元件基板20101的各检测元件(D)0101a的输出进行处理的电路基板50101的布局。在电路基板50101，搭载有64个图3的(a)的模块305a、305b、305c等。即，与每个像素包含3×3＝9个子像素(检测元件(D))的像素被搭载了8×8＝64个的检测元件基板20101的合计576个检测元件(D)分别连接的相同数量的光子测量电路(P)、各64个的计数加法器(DSUM)303a、积分器+加法器(ASUM)302a以及采样保持电路(S/H)304a、和各1个的数字复用器(DMUX)308、模拟复用器(AMUX)309以及A/D变换器310搭载于电路基板50101。
在图4的(a)的布局中，在电路基板50101的四角分别设置区域41～44，在这四个区域各排列了576个/4＝144个的光子测量电路(P)。此外，在四个区域之间的带状的区域45、46中的y方向上较长的区域45，配置计数加法器(DSUM)303a、积分器+加法器(ASUM)302a、采样保持电路(S/H)304a、数字复用器(DMUX)308以及模拟复用器(AMUX)309，在x方向上较长的区域46配置了A/D变换器310。
由于以与该电路基板50101重叠的方式配置检测元件基板20101，因此时间常数较小的光子测量电路(P)处于在检测元件(D)的大致正下方且与检测元件基板20101的厚度和凸点40的厚度相当的非常近的位置。因此，能够缩短对检测元件(D)0101a等与光子测量电路(P)301a等进行连接的布线W301a、W301b、……W301i的距离。
另一方面，图3的(a)中的连接检测元件(D)与积分器+加法器(ASUM)302a的布线W302a～W302i、连接光子测量电路301a等与计数加法器(DSUM)303a的布线W303a～W303i的粗略的路径成为图4的(a)所示的线51。此外，由于时间常数较大且电路面积也较大的A/D变换器变换电路310配置在区域46，因此连接模拟复用器(AMUX)309与A/D变换器310的布线W310的粗略的路径成为图4的(a)所示的线52。
在图4的(a)的布局中，积分器+加法器(ASUM)302a、采样保持电路(S/H)304a以及模拟复用器(AMUX)309等的模拟电路集中配置于区域45，因此能够共享电流源等电路功能，具有能够减少电路面积和消耗电流这样的优点。
此外，因为期望信号传播的延迟时间针对每个像素不较大地变化，所以通过如图4的(a)中线52所示那样，使每个像素的布线W310的距离一致地连接，还能够得到使每个像素的测量定时一致这样的效果。
进而，通过将面积较大的A/D变换器310集中配置在区域46，也有抑制电路布局的浪费面积的效果。另外，在本实施例中将DSUM、DMUX、ASUM、S/H、AMUX配置在区域45，并将A/D变换器配置在区域46，但为了布局最佳化，也可以适当变更配置场所，例如将S/H和A/D变换器配置在区域46等。
图7示出了电路基板的另一布局。图7的布局的电路基板60101在如下方面与图4的(a)的布局相同，即：在电路基板60101的四角分别设置区域41～44，在这四个区域各排列了576个/4＝144个的光子测量电路(P)，但在如下方面与图4的(a)的布局不同，即：在各区域41～44内的中央沿着y方向，设置有给定宽度的带状的区域47。通过设置了区域47，从而区域45的宽度变窄。
在设置在四个区域41～44内的y方向的带状区域47，各配置多个积分器+加法器(ASUM)302a、采样保持电路(S/H)304a和模拟复用器(AMUX)309。在中央的区域45，配置计数加法器(DSUM)303a和数字复用器(DMUX)308。
图7所示的线61示出了图3的(a)中的连接光子测量电路(P)301a等与计数加法器(DSUM)303a的布线W303a～W303i的粗略的路径。图7所示的线62示出了从检测元件(D)0101a等与积分器+加法器(ASUM)302a之间的布线W302a～W302i的粗略的路径。线63示出了连接模拟复用器(AMUX)309与A/D变换器310的布线W310的粗略的路径。
在图7的布局中，能够将数字系的电路(计数加法器(DSUM)303a和数字复用器(DMUX)308)与模拟系的电路(积分器+加法器(ASUM)302a、采样保持电路(S/H)304a和模拟复用器(AMUX)309)分开来分别集中配置，因此具有容易进行电源供给这样的优点。此外，通过将数字系的电路与模拟系的电路分开，还具有能够抑制噪声从数字系的电路混入到模拟系的电路这样的优点。
进而，图7的布局还具有与图4的(a)的布局相比能够抑制从检测元件(D)到采样保持电路(S/H)304a的布线距离的变动量的优点。另外，在本实施例中电与在图4中说明的内容同样地，为了布局最佳化，可以适当变更配置场所，例如将S/H和A/D变换器配置在区域46等。
此外，虽然并未特别图示，但是根据各电路的面积、形状，也可以采用在图7中交换区域45与区域47的布局，即，将数字系的电路配置在区域47，将模拟系的电路配置在区域45。
图8的(a)示出了又一例的布局的电路基板70101。图8的(a)的电路基板70101在上部右侧的区域73和下部右侧的区域74，分别各排列了576个/2＝288个的光子测量电路(P)。在沿着电路基板70101的左端的边的y方向的带状的区域75，配置计数加法器(DSUM)303a、积分器+加法器(ASUM)302a、采样保持电路(S/H)304a、数字复用器(DMUX)308以及模拟复用器(AMUX)309。在中央的x方向上较长的区域46，配置了A/D变换器310。
在图8的(a)的布局中，与图4的(a)、图7的布局不同，在两个区域73、74集中配置了光子测量电路(P)。图8的(a)的线71示出了连接光子测量电路(P)301a等与计数加法器(DSUM)303a的布线W303a～W303i、以及从检测元件(D)0101a等起连接其与积分器+加法器(ASUM)302a的布线W302a～W302i的粗略的路径。线72示出了连接模拟复用器(AMUX)309与A/D变换器310的布线W310的粗略的路径。
在图8的(a)的布局中，因为集中配置模拟系的电路(积分器+加法器(ASUM)302a、采样保持电路(S/H)304a和模拟复用器(AMUX)309)，所以具有如下优点：共享电流源等电路功能，能够减少电路面积和消耗电流。此外，通过将面积较大的A/D变换器310集中配置在区域46，还具有抑制电路布局的浪费面积的效果。
进而，将图8的(a)的电路基板70101配置为阵列状时，如图8的(b)那样，通过设为使在x方向上相邻的电路基板70101在x方向上反转的布局，从而能够使相邻的电路基板70101彼此的区域75相邻。由此，还具有能够进一步简化将电路基板70101配置为阵列状时的电源供给这样的优点。另外，在本实施例中也与在图4等中说明的内容同样地，为了布局最佳化，可以适当变更配置场所，例如将S/H和A/D变换器配置在区域46等。
图9的(a)示出了另一布局的电路基板80101。图9的(a)的布局在电路基板80101的左端设置沿着y方向的带状的区域75，在电路基板80101的下端设置了沿着x方向的带状的区域。而且，在除此以外的区域83排列了全部的光子测量电路P。在电路基板80101的左端的沿着y方向的带状的区域75，配置计数加法器(DSUM)303a、积分器+加法器(ASUM)302a、采样保持电路(S/H)304a、数字复用器(DMUX)308以及模拟复用器(AMUX)309。在下端的x方向上较长的区域84，配置了A/D变换器310。
图9的(a)的线81示出了连接光子测量电路(P)301a等与计数加法器(DSUM)303a的布线W303a～W303i、以及从检测元件(D)0101a等起连接其与积分器+加法器(ASUM)302a的布线W302a～W302i的粗略的路径。线82示出了连接模拟复用器(AMUX)309与A/D变换器310的布线W310的粗略的路径。
在图9的(a)的布局中，与图8的(a)的布局同样地，集中配置模拟系的电路(积分器+加法器(ASUM)302a、采样保持电路(S/H)304a和模拟复用器(AMUX)309)，因此具有如下优点，即，共享电流源等电路功能，能够减少电路面积和消耗电流。此外，通过将面积较大的A/D变换器310集中配置在区域84，还具有抑制电路布局的浪费面积的效果。
进而，将图9的(a)的电路基板80101配置为阵列状时，通过如图9的(b)那样，设为使在x方向上相邻的电路基板80101在x方向上反转的布局，并设为使在y方向上相邻的电路基板80101在y方向上反转的布局，从而能够使相邻的电路基板80101彼此的区域75以及84相邻。由此，还具有能够进一步简化将电路基板80101配置为阵列状时的电源供给这样的优点。另外，在本实施例中也与在图5等中说明的内容同样地，为了布局最佳化，也可以适当变更配置场所，例如将S/H和A/D变换器配置在区域46等。
另外，图3的(a)的数字复用器308以及模拟复用器309也可以分别设为多级结构。
图4的(a)、图7、图8的(a)、图9的(a)的布局是本实施方式的一例，也可以通过X轴反转、Y轴反转、旋转等来变更布局方向。此外，A/D变换器变换电路310的输入端子设为了左端的中央部，也可以适当进行变更。
＜＜第2实施方式＞＞
使用图10对第2实施方式的辐射线检测装置进行说明。
如图10那样，第2实施方式的辐射线检测装置的测量电路的结构与第1实施方式的图3的(a)的结构相同，但在如下方面与第1实施方式不同，即，在与检测像素0102对应的模块305b中，不仅配置了由电荷放大器(A)323a～323i将像素102的n个检测元件0102a～0102i的电流脉冲信号变换为电压脉冲信号之后，使其输入到积分器+加法器312b的布线W312a～W312i，还配置了使其输入到相邻的检测像素0101的积分器+加法器302a的布线W901a～W901i。
此外，在布线W312a～W312i与布线W901a～W901i之间，分别配置有开关91a～91i。通过未图示的控制电路切换开关91a～91i，从而能够选择在将检测像素0102的检测元件0102a～0102i输出的电流脉冲信号变换为电压脉冲信号之后，是使其输入到与检测像素0102对应的模块305b的积分器+加法器312b还是使其输入到与相邻的检测像素0101对应的模块305a的积分器+加法器302a。
在通过开关91a～91i选择了布线W312a～W312i侧的情况下，与第1实施方式同样地，由电荷放大器323a～323i将检测元件0102a～0102i输出的电流脉冲信号进行变换后的电压脉冲信号由积分器+加法器302a、312b分别相加。另一方面，在通过开关91a～91i选择了布线W901a～W901i侧的情况下，由电荷放大器323a～323i将检测像素0102的检测元件0102a～0102i输出的电流脉冲信号进行变换后的电压脉冲信号与对检测像素0102的检测元件0102a～0102i输出的电流脉冲信号进行变换后的电压脉冲信号一起，输入到积分器+加法器302a。由此，基于检测像素0101的检测元件0101a～0101i输出的电流脉冲信号的电压脉冲信号和基于检测像素0102的检测元件0102a～0102i输出的电流脉冲信号的电压脉冲信号全部由积分器+加法器302a相加，并输出到采样保持电路304a。
因此，在CT系统中进行在多个像素间将测量值相加的公知的摄影的情况下，能够通过积分器+加法器(ASUM)302a对进行相加的像素彼此的电流进行相加。因此，能够停止与检测像素0102对应的积分器+加法器(ASUM)312b以及采样保持电路304b的动作，能够抑制消耗电流。
另外，既可以针对全部像素，配置布线W901a～W901i和开关91a～91i，当然也可以仅针对有可能在多个像素间将测量值相加的像素，配置布线W901a～W901i和开关91a～91i。
另一方面，为了维持测量量，光子测量期望与第1实施方式同样地，在任意的检测像素0101、0102等中也将检测元件(D)与光子测量电路(P)一对一地进行连接。
关于其他结构以及动作，由于与第1实施方式相同，故而省略说明。
＜＜第3实施方式＞＞
使用图11对第3实施方式的辐射线检测装置进行说明。
如图11那样，第3实施方式的辐射线检测装置的测量电路的结构与第1实施方式的图3的(a)的结构相同，但是在如下方面与第1实施方式不同，即，在多个检测元件0101a～0101i中的一半的检测元件0101b、0101i等，除了连接有与电荷放大器电路313b、313i等连接的布线W902b、W902i以外，还连接有与相邻的电荷放大器电路313a、313h等连接的布线W902a、W902h。
在布线W902b、W902i与布线W902a、W902h之间，分别配置有开关92b、92i。通过未图示的控制电路切换开关92b，从而能够选择是使检测元件0101b输出的电流脉冲信号输入到电荷放大器电路313b，还是使其输入到相邻的电荷放大器电路313a。同样地，通过未图示的控制电路切换开关92i，从而能够选择是使检测元件0101i输出的电流脉冲信号输入到电荷放大器电路313i，还是使其输入到相邻的电荷放大器电路313h。
通过开关92b的选择，从而输入了两个检测元件0101a以及0101b的电流脉冲信号的电荷放大器电路313a输出将双方的电流脉冲信号进行了合计的电压脉冲。通过开关92i的选择，从而关于输入了两个检测元件0101h以及0101i的电流脉冲信号的电荷放大器电路313h也是同样，输出将双方的电流脉冲信号进行了合计的电压脉冲。由此，在输入到光子测量电路301a、301h的电流脉冲数不超过能够计数的数量的情况下，能够通过大约一半的数量的光子计数电路301a、301h等，对检测像素0101的全部检测元件0101a～0101i输出的电流脉冲信号进行计数。所计数的计数值由计数加法器303a进行相加。
这样，在输入到光子测量电路301a、301h的电流脉冲数为不超过能够计数的数量那样的低照射X射线量的情况下，能够通过大约一半的数量的光子测量电路301a、301h等，对检测像素0101的全部检测元件0101a～0101i输出的电流脉冲信号进行计数。由此，能够使一半的电荷放大器电路(A)以及光子测量电路(P)停止，因此能够抑制电路动作所引起的电力消耗。此外，在高照射X射线量的情况下，能够通过开关92b、92i的选择，使用全部光子测量电路301a～301i来进行光子的计数。
另外，在图11中示出了将检测元件(D)与电荷放大器电路(A)2对1地进行了连接的例子，但在存在所测量的光子数更低的模式的情况下，也可以3对1或者4对1地连接。
关于其他结构以及动作，由于与第1实施方式相同，故而省略说明。
＜＜第4实施方式＞＞
使用图12对第4实施方式的辐射线检测装置进行说明。
第4实施方式的辐射线检测装置的电路基板与第1实施方式的图4的(a)、图7、图8的(a)、图9的(a)的布局的电路基板相同，但是使所搭载的电荷放大器电路(A)以及光子测量电路(P)中的与位于X射线照射场的外侧的检测元件(D)连接的电荷放大器电路(A)以及光子测量电路(P)的动作停止。
图12示出了检测元件基板20101的一部分的检测元件(D)的排列。在CT系统中，有时会使用X射线的照射场比检测元件(D)的排列区域窄的摄影方法。在本实施方式中，由控制电路使与不被照射X射线的检测元件(D)连接的电荷放大器电路(A)以及光子测量电路(P)的动作停止，从而抑制功率消耗。例如，控制电路通过接收CT系统的X射线产生装置的准直器的开度或者操作者在操作部设定的X射线照射场等来接收X射线照射场，确定位于X射线照射场外的检测元件(D)，使对与所确定的检测元件(D)连接的电荷放大器电路(A)以及光子测量电路(P)的电流供给停止。
例如，在图12的情况下，通过使与成为X射线照射场外的检测元件(D)0101a、0101b、0101c、0101d、0101e、0101f、0102a、0102b、0102c、0102d、0102e、0102f、0301a、0301b、0301c、0301d、0301e、0301f、0302a、0302b、0302c、0302d、0302e、0302f连接的电荷放大器电路(A)以及光子测量电路(P)的动作停止从而抑制消耗电流。
＜＜第5实施方式＞＞
使用图13等对第5实施方式进行说明。在第1～第4实施方式中，构成为在与检测元件基板20101等同以下的面积的电路基板50101等，搭载了全部电路，但也可以将电路基板设为两块以上，并设为将电路分开搭载于两块电路基板的结构。
如图13那样，在检测元件基板20101之下，重叠地配置有全都是LSI的两块电路基板50101a和50101b。检测元件基板20101和上侧的电路基板50101a通过凸点41而连接。在上侧的电路基板50101，在厚度方向上设置有硅贯通电电极(Through Silicon Via(TSV))42。上侧的电路基板50101a和下侧的电路基板50101b通过TSV42和凸点43而连接。
在图13中，上侧的电路基板50101a除了搭载有电荷放大器电路(A)以外，还搭载有光子测量用的电路(光子测量电路(P)301a、计数加法器(DSUM)303a、数字复用器(DMUX)308)。在下侧的电路基板50101b，搭载有电流测量用的电路(积分器+加法器(ASUM)302a、采样保持电路(S/H)304a、模拟复用器(AMUX)309、A/D变换器310)。
如上所述，光子测量用的电路的时间常数较短，电流测量用的电路的时间常数较长，因此即使将电流测量用的电路搭载于下侧的电路基板50101b，电路性能的下降也较小。
此外，通过如图13那样，将电路分开搭载于两块电路基板(LSI)50101a、50101b，从而能够以不同的半导体工艺节点生成搭载了光子测量用的电路的电路基板50101a、和搭载了电流测量用的电路的电路基板50101b，因此具有容易能够达成各电路的最佳性能这样的优点。
此外，通过分开为两块电路基板50101a、50101b，还具有能够在光子测量用的电路与电流测量用的电路之间抑制电路噪声的传播这样的优点。进而，在各个电路基板50101a、50101b中，在布局面积产生富余，因此还具有能够实现电路性能的进一步的提高、成品率提高的优点，例如，将其面积充分地分配给低阻抗的电源供给布线，或者分配给成品率提高的冗余化等。
另外，在图13的结构中，示出了在基板间的连接使用凸点41、43的例子，但也可以适当使用丝焊等不同的连接手段。
此外，搭载于两块电路基板(LSI)50101a、50101b的电路并不限定于如上述那样划分为光子测量用的电路和电流测量用的电路。例如，也可以构成为在上侧的电路基板(LSI)50101a，除了搭载光子测量用的电路(光子测量电路(P)301a、计数加法器(DSUM)303a、数字复用器(DMUX)308)以外，还搭载积分器+加法器(ASUM)302a。在下侧的电路基板50101b，搭载除此之外的其他电路(采样保持电路(S/H)304a、模拟复用器(AMUX)309、A/D变换器310)。
由此，在下侧的电路基板50101b的布局面积，与图13的结构的情况相比进一步产生富余，因此具有能够减少下侧的电路基板50101b的面积的优点。
此外，也可以构成为在上侧的电路基板(LSI)50101a，除了搭载光子测量用的电路(光子测量电路(P)301a，计数加法器(DSUM)303a，数字复用器(DMUX)308)以外，还搭载积分器+加法器(ASUM)302a和采样保持电路(S/H)304a。在下侧的电路基板50101b，搭载除此之外的其他电路(模拟复用器(AMUX)309、A/D变换器310)。
进而，也可以构成为在上侧的电路基板(LSI)50101a，除了搭载光子测量用的电路(光子测量电路(P)301a、计数加法器(DSUM)303a、数字复用器(DMUX)308)以外，还搭载积分器+加法器(ASUM)302a和采样保持电路(S/H)304a以及模拟复用器(AMUX)309。在下侧的电路基板50101b，仅搭载A/D变换器310。
＜＜第6实施方式＞＞
作为第6实施方式，使用图14对根据光子测量数据而重构的图像与根据电流测量数据而重构的图像的显示画面进行说明。
在上述的各实施方式中，能够通过一次的X射线照射，同时取得光子测量数据和电流测量数据这双方。因此，如在第7实施方式中说明的那样，能够生成根据光子测量数据而重构的光子测量图像和根据电流测量数据而重构的电流测量图像这双方。这些图像既能够由显示控制部在显示装置的画面上任意地切换来选择性地显示，或者也能够同时进行显示。
例如，图14的显示画面1601包含电流测量图像的显示区域1603、光子测量图像的显示区域1604和图像切换图标1602。在图像切换图标1602中，在选择了“电流图像”的情况下，显示控制部使区域1603显示电流测量图像，在选择了“脉冲图像”的情况下，使区域1604显示光子测量图像。此外，在选择了图像切换图标1602的“电流图像”和“脉冲图像”这双方的情况下，使区域1603和1604显示双方的图像。
另外，图14的显示画面1601的区域1603、1604的配置、大小、图像切换图标1602并不限定于图14的结构，能够适当进行变更。
＜＜第7实施方式＞＞
作为第7实施方式，作为具备上述第1～第6实施方式的辐射线检测装置的医用图像摄像装置，使用图15对CT系统的例子进行说明。
如图15那样，CT系统构成为具备：用于摄影的扫描仪101、用于载置被检体进行移动的卧台102、和操作单元106。
扫描仪101包含：X射线产生装置111、高电压产生装置112、X射线控制装置113、辐射线检测装置121、扫描仪控制装置115以及中央控制装置126。高电压产生装置112在X射线控制装置113的控制下产生给定的电流以及高电压，提供给X射线产生装置111。由此，X射线产生装置111产生X射线。
X射线产生装置111和辐射线检测装置121搭载于在中央具备用于插入被检体117的开口的圆盘114。在圆盘114，具备对圆盘114进行旋转驱动的驱动装置116。此外，在圆盘114，在X射线产生装置111产生的X射线透射过的位置，还搭载有领结式滤波器(Bow-tiefilter)118和准直器119。在准直器119，连接有准直器控制装置120。扫描仪控制装置115与驱动装置116以及准直器控制装置120连接，对圆盘114的旋转及停止、以及准直器120的开口进行控制。
辐射线检测装置121可以是第1～第4实施方式中任意一者的结构，层叠了检测元件基板20101和电路基板(例如50101)。
卧台102内置了使卧台102相对于圆盘114而移动的卧台驱动部。在卧台驱动部，连接有控制其驱动量的卧台控制装置124和卧台移动测量装置125。
操作单元106包含输入装置107和运算装置104。输入输出装置107具备显示控制部105、输入装置103和存储装置108。在显示控制部105，连接有显示装置109。
显示控制部105使显示装置109显示例如在第6实施方式中说明的显示画面1601。此外，在显示画面，还显示经由输入装置103的操作者输入参数时的操作画面。输入装置103由鼠标、键盘等构成，从操作者受理卧台移动速度信息、重构位置等测量或重构中使用的参数的输入。
运算装置104具备：校正处理装置131、重构运算装置132和图像处理装置133。
重构运算装置132包含：电流测量图像的重构部132a和光子测量图像的重构部132b。在电流测量图像的重构部132a，输入辐射线检测装置121的图3的(a)的A/D变换器310的输出信号312。在光子测量图像的重构部132b，输入图3的(a)的数字复用器308的输出信号311。
说明各部的动作。若操作者从输入装置103输入摄影条件(卧台移动速度、管电流、管电压、切片位置等)、重构参数(关心区域、重构图像尺寸、逆投影相位宽度、重构滤波器函数等)，则基于该指示，中央控制装置126将摄影所需的控制信号输出给X射线控制装置113、卧台控制装置124、扫描仪控制装置115。由此，如果操作者操作输入装置103后，输出了摄影开始信号，那么便开始摄影。
若开始摄影则由X射线控制装置113向高电压产生装置发送控制信号，对X射线产生装置施加高电压，从X射线产生装置向被检体117照射X射线。同时，从扫描仪控制装置115向驱动装置116发送控制信号，使圆盘114旋转。由此，X射线产生装置111以及辐射线检测装置121围绕被检体的周围旋转。
另一方面，通过卧台控制装置124的控制，载置了被检体117的卧台102在体轴方向上平行移动或静止。
从X射线产生装置111照射的X射线由领结式滤波器118对X射线束的形状进行整形后，由准直器119限制照射区域，向被检体117照射。X射线由被检体117内的各组织吸收(衰减)，通过被检体117，在针对旋转方向已经决定的采样间隔入射到辐射线检测装置121。将该旋转方向的数据收集单位称为视图。辐射线检测装置121的检测元件基板20101是将检测元件(D)二维地排列的结构。将旋转方向的元件的排列称为通道，将与其正交的方向称为列。
通过入射到辐射线检测装置121的检测元件基板20101的检测元件(D)的X射线光子而产生电流脉冲信号，如在第1～第4实施方式中说明的那样，通过电路基板50101的电路，生成光子测量数据以及电流测量数据，并分别作为输出信号311、312而输入到光子测量图像的重构部132b以及电流测量图像的重构部132a。重构部132b根据光子测量数据来重构光子测量图像。重构部132a根据电流测量数据来重构电流测量图像。
重构图像如在第6实施方式中说明的那样被显示于显示装置105。重构图像保存在存储装置108中。
另外，校正处理装置131针对来自辐射线检测装置121的输出信号311、312，根据需要，进行偏移校正处理、空气校正处理、参考校正处理、对数变换处理、用于抑制射束硬化效应的体模校正处理等。在进行了校正的情况下，重构运算装置132使用校正后的信号来进行重构处理。
附图标记说明
41、43…凸点；42…硅贯通电极(TSV)；0101a等…检测元件(D)；121…辐射线检测装置；301a等…光子测量电路(P)；302a…积分器+加法器(ASUM)；303a…计数加法器(DSUM)；304a…采样保持电路(S/H)；308…数字复用器(DMUX)；309…模拟复用器(AMUX)；310…A/D变换器；313a等…电荷放大器电路；20101…检测元件基板；50101…电路基板。

Claims (20)

1.一种辐射线检测装置，其特征在于，具有：
多个检测元件，其接受辐射线的光子而产生电流脉冲信号；和
光子测量部以及电流测量部，其与所述检测元件连接，
所述检测元件以给定的排列进行配置，按每规定数构成一个检测像素，
所述光子测量部包含多个光子测量电路，所述光子测量电路与所述检测元件一对一地连接，对所述检测元件输出的电流脉冲信号进行计数，
所述电流测量部包含按每个所述检测像素配置的积分器、加法器以及采样保持电路、和针对多个所述检测像素配置了一个的将模拟信号变换为数字信号的变换器，所述积分器和加法器对构成一个所述检测像素的多个所述检测元件分别输出的电流脉冲信号进行积分并相加，所述采样保持电路以给定的定时保持所述加法器的输出，所述变换器将多个所述检测像素中的任意一者的所述采样保持电路的模拟输出选择性地变换为数字信号。
2.根据权利要求1所述的辐射线检测装置，其特征在于，
所述多个检测元件按照所述给定的排列而排列搭载于检测元件基板，所述光子测量部以及电流测量部搭载于配置为与所述检测元件基板重叠的电路基板，
所述光子测量部以及所述电流测量部的电路面积的合计为与所排列的所述多个检测元件的面积等同的面积以下。
3.根据权利要求1所述的辐射线检测装置，其特征在于，
所述光子测量部还具有按每个所述检测像素配置的计数加法器，所述计数加法器对与一个所述检测像素的每个所述检测元件连接的多个所述光子测量电路输出的计数结果进行相加。
4.根据权利要求3所述的辐射线检测装置，其特征在于，
所述光子测量部还具有针对多个所述检测像素配置了一个的输出选择器，所述输出选择器选择性地输出多个按每个所述检测像素配置的所述计数加法器的输出。
5.根据权利要求1所述的辐射线检测装置，其特征在于，
连接所述检测元件和所述光子测量电路的布线的长度，比从所述检测元件经由所述积分器、所述加法器而到达所述采样保持电路的布线的长度短。
6.根据权利要求5所述的辐射线检测装置，其特征在于，
所述光子测量电路的动作的时间常数比所述采样保持电路的动作的时间常数短。
7.根据权利要求1所述的辐射线检测装置，其特征在于，
所述检测元件输出所述电流脉冲信号的布线分支为两个，一个与所述光子测量电路连接，另一个与所述积分器连接。
8.根据权利要求1所述的辐射线检测装置，其特征在于，
在所述电流测量部的所述积分器，除了输入对应的所述检测像素的所述检测元件输出的电流脉冲信号以外，还输入相邻的所述检测像素的所述检测元件输出的电流脉冲信号，对两个所述检测像素的所述电流脉冲信号进行相加。
9.根据权利要求8所述的辐射线检测装置，其特征在于，
所述电流测量部具备开关，所述开关用于选择是使所述检测像素的所述检测元件输出的电流脉冲信号输入到与该检测像素对应的所述电流测量部的所述积分器，还是输入到与该检测像素相邻的检测像素对应的所述电流测量部的所述积分器。
10.根据权利要求8所述的辐射线检测装置，其特征在于，
还具有控制部，所述控制部将对应的所述检测像素的所述检测元件输出的电流脉冲信号输入到所述相邻的检测像素的所述积分器，并使从对应的所述检测像素的所述检测元件不输入电流脉冲信号的所述积分器、所述加法器、所述采样保持电路停止。
11.根据权利要求1所述的辐射线检测装置，其特征在于，
在多个所述光子测量电路的一部分，除了输入对应的所述检测元件输出的电流脉冲信号以外，还输入同一所述检测像素内的其他所述检测画元件输出的电流脉冲信号，对两个所述检测元件的所述电流脉冲信号的双方进行计数。
12.根据权利要求11所述的辐射线检测装置，其特征在于，
所述光子测量部具备开关，所述开关用于选择是使所述检测元件输出的电流脉冲信号输入到与该检测元件对应的所述光子测量电路，还是输入到与该检测像素不同的检测元件对应的所述光子测量电路。
13.根据权利要求11所述的辐射线检测装置，其特征在于，
还具有控制部，所述控制部将对应的所述检测元件输出的电流脉冲信号输入到与其他的所述检测元件对应的所述光子测量电路，并使从对应的所述检测元件不输入电流脉冲信号的所述光子测量电路停止。
14.根据权利要求2所述的辐射线检测装置，其特征在于，
所述电路基板划分为配置多个所述光子测量电路的区域和配置所述积分器、所述加法器、所述采样保持电路以及所述变换器的区域，在配置所述光子测量电路的区域，排列配置了所述光子测量电路。
15.根据权利要求14所述的辐射线检测装置，其特征在于，
配置所述积分器、所述加法器、所述采样保持电路以及所述变换器的区域包含长边方向正交的两个带状区域，在一个带状区域，配置所述积分器、所述加法器以及所述采样保持电路，在另一个带状区域配置所述变换器。
16.根据权利要求15所述的辐射线检测装置，其特征在于，
所述两个带状区域配置在所述电路基板的中央，配置所述光子测量电路的区域由所述两个带状区域划分为四个区域。
17.根据权利要求15所述的辐射线检测装置，其特征在于，
所述两个带状区域沿着所述电路基板的正交的两边而配置。
18.根据权利要求2所述的辐射线检测装置，其特征在于，
所述电路基板具有层叠的两块基板，
所述光子测量电路、所述积分器、所述加法器、所述采样保持电路以及所述变换器中的所述光子测量电路搭载于所述两块基板中的靠近所述检测元件基板的一侧的基板。
19.一种医用图像摄像装置，其特征在于，具有：
辐射线产生装置，其射出辐射线；
辐射线检测装置，其检测通过了被检体的辐射线；和
重构部，其使用所述辐射线检测装置检测出的数据来重构图像，
作为所述辐射线检测装置，具备权利要求1所述的辐射线检测装置，
所述重构部包含使用所述光子测量部的测量结果来生成光子测量图像的重构部、和使用所述电流测量部的测量结果来生成电流测量图像的重构部。
20.根据权利要求19所述的医用图像摄像装置，其特征在于，
还具备显示控制部，所述显示控制部使所述光子测量图像和所述电流测量图像同时显示于显示装置。
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