ES2348364T3 - Dispositivo de imágenes de recuento de fotones. - Google Patents

Abstract

Dispositivo de imágenes de recuento de fotones (26) para un recuento único de rayos x 5 que comprende: a) una capa de material fotosensible (4); b) una fuente de potencial de polarización (12); c) una fuente para el suministro de la tensión de umbral (U); t d) un array NxM de diodos fotodetectores (30) dispuestos en dicha capa de material 10 fotosensible (4); cada uno de dichos diodos fotodetectores (30) tienen un interfaz de potencial de polarización y un interfaz de salida de diodo (20), dicho interfaz de potencial de polarización de cada diodo fotodetector (30) se conecta a dicho potencial de polarizador (12); e) un array NxM de células de unidad de lectura de bajo ruido con ganancia elevada (36), una célula de unidad de lectura (36) para cada diodo fotodetector (30); que se controla por 15 un medio de procesamiento de datos, cada célula de unidad lectura (36) que incluye un interfaz de entrada (22) conectado con el interfaz de salida del diodo (20), un medio de amplificación de la tensión de ganancia elevada (46) que abarca una unidad de comparador (CA), una unidad digital de recuento (48), que comprende un contador digital (RSC), y un interfaz de salida del contador digital (RB) conectados en serie, cada unidad digital de recuento (48) cuenta con una 20 señal de salida (OS) de la unidad de comparador (CA); dicha señal de salida (OS) es proporcional a un número de pares de electrón hueco (10) generados por un fotón (6) en el diodo fotodetector respectivo (2); f) El array de diodos fotodetectores (30) se diseña como un detector de microcinta (26) que tiene N = 1 columna y M > 1, preferiblemente 10 < M < 105 filas. 25 5

Description

La invención relata un dispositivo de imágenes de recuento de fotones para el recuento único de rayos X. Además, la invención se refiere a un dispositivo de imágenes de recuento de fotones con una región rápida de evaluación de los datos de interés

10

Las figuras de difracción por rayos X son útiles en el análisis de estructuras moleculares, tales como las moléculas de proteína y de virus, y requieren un dispositivo de imágenes de recuento de fotones. Sobre todo, la cristalografía de la proteína y del virus impone exigencias rigurosas a los detectores de rayo X, en particular donde la fuente de rayo X es una radiación sincrotrónica de flujo elevado que permite que un experimento se haga rápidamente. Además, un campo 15 importante y de desarrollo son los experimentos de difracción de resolución temporal que usan la radiación sincotrónica, como la cristalografía y/o el análisis de difracción del polvo. La supervisión de una reacción dependiente del tiempo en una muestra, es decir un cristal o un polvo, puede aclarar los cambios dependientes del tiempo de cristal/moleculares que ocurren también en una reacción química. La velocidad de resolución en un tiempo alto es a menudo 20 crítica en tal supervisión.

En la literatura, un detector cristalográfico de velocidad alta se menciona por la patente americana 5,629, 524 y un sensor de imagen de estado sólido con un array de plano focal digital de recuento de fotones de píxel se divulga por la patente americana 5, 665, 959. La última 25 patente describe e ilustra un array de plano focal que comprende un array NxN de diodos fotodetectores conectados a los medios de recuento de fotones digital para la detección de luz de imagen de nivel muy bajo y a los medios de lectura digital del píxel de imagen para cada pixel que comprende el amplificador de memoria intermedia separado CMOS que tienen las siguientes características: baja potencia (<1 por promedio del píxel) 30 Wµ

conversión de la carga de fotoelectrones alta a la tensión de beneficio (1 mV / e), bajo ruido (< 1 e ), paso microcelular (<30 ), fácil escalabilidad (hasta10 ), capacidad propia de polarización , uniformidad suficiente de ganancia (~10 %) para la discriminación de casos 5 múltiple, y programabilidad de la corriente de polarización. Cualquier incidente del foton durante el período de muestreo genera un fotoelectrón en la salida del detector de diodo conectado a la entrada del amplificador. Ese fotoelectrón cambia el potencial de la capacidad de entrada del amplificador de memoria intermedia. Este cambio del potencial hace al amplificador de memoria intermedia de ganancia elevada presentar un cambio de potencia suficientemente 10 grande en la salida del amplificador para estar sobre el nivel de ruido del sistema. ≈ mµ mµ

La desventaja de este descubrimiento radica substancialmente en el diseño de este dispositivo de recuento de fotones que se dedica a detectar con brillante sensibilidad un único fotón que tiene su energía en la gama de la luz visible (varios eV). Este dispositivo se puede utilizar por lo tanto 15 para prismáticos infrarrojos o para telescopios y espectrómetros espaciales. La circuitería electrónica es por lo tanto tan sensible que un incidente de un fotón se amplifica para saturar la memoria intermedia del amplificador. Un incidente adicional de un fotón, que ocurre en el mismo diodo fotodetector, dentro del mismo período de muestreo que el primer incidente de fotón no se puede detectar por lo tanto a no ser que se reinicie la memoria intermedia. Este 20 dispositivo detector de fotones es por lo tanto totalmente inútil para los propósitos antedichos de detección de fotón de rayos x. El documento US 5, 574, 284 revela un dispositivo detector de rayos X.

Sin embargo, el diseño general del chip semiconductor es preferentemente un 25

híbrido que usa un material semiconductor separado por dos chips seleccionados para ser óptimos para el tipo fotovoltaico del detector de diodos en un chip y el amplificador de memoria intermedia y el circuito de la multiplexación en el otro chip, bump bonded al primero para hacer conexiones entre el interfaz de salida del detector de diodos sobre un chip y el interfaz de entrada del amplificador de memoria intermedia sobre el otro chip, con el amplificador de 30 memoria intermedia de diodos fotodetectores en un chip semiconductor y el

medio de multiplexación y de recuento digital sobre el segundo chip semiconductor bump bonded al primero. Como se revela en la patente americana 5,629, 524 un material conveniente para la conexión eléctrica bump es el Indio. Pero incluso este dispositivo para la detección del 5 fotón de rayos x no se puede utilizar en la alta investigación dinámica puesto que el trazado del circuito electrónico es limitado debido al tiempo muerto de la conmutación que se requiere para integrar la carga de los electrones de foto posteriormente a una cadena de condensadores (referente a un registro de desplazamiento de M-bit) que tienen que leerse luego en serie debido a su dispositivo de tipo en cadena. Se podría entender fácilmente que el funcionamiento de este 10 circuito está limitado a sus intervalos de conmutación para la carga y el escaneado de los condensadores.

Otro documento del estado anterior de la técnica que merece ser mencionado es la patente americana No. 5, 812, 191 que divulga un dispositivo de imágenes semiconductor de gran 15 energía de radiación del que tiene una array de células de pixel incluyendo un sustrato del detector semiconductor y un sustrato de lectura semiconductor. El sustrato del detector semiconductor incluye un array de células de detector de pixel, cada una de las cuales directamente genera la carga en respuesta al incidente de radiación de energía alta. El sustrato semiconductor de lectura incluye una array de circuitos individuales direccionables del pixel, 20 que está conectado a la célula correspondiente del detector del píxel para formar una célula del píxel. Cada circuito del pixel incluye la circuitería de acumulación de carga para acumular la carga que resulta directamente del incidente de radiación de alta energía en una célula correspondiente del detector de pixel, el circuito de la lectura para leer la carga acumulada, y el circuito de reiniciación para la reinicialización de la circuitería de acumulación de carga. 25 Desafortunadamente, la carga acumulada se memoriza como dato analógico usando una circuitería que tiene dos transistores, un transistor que actúa como memoria de carga mientras que la otra actúa como un interruptor de lectura receptivo a una señal de activar. Este diseño restringe la circuitería para permitir el direccionamiento individual de cada pixel pero solo descarga la carga analógica acumulada a una línea de salida cuando se activa 30

por su respectiva señal de activar. Esta circuitería no permite otra manipulación de las células de detector del pixel.

5

Otro dispositivo de imágenes para radiación de imágenes según la aplicación de la patente internacional WO 98 /16853 incluye un array de células de imágenes. El array de células de imágenes incluye un array de células detectoras que generan una carga en respuesta a la radiación instantánea y un array de circuito de células de imágenes. Cada circuito de células de imagenes se asocia con su respectiva célula detectora. El circuito de célula de imagenes incluye 10 una circuitería de recuento para contar las diversas emisiones de radiación que inciden en la celula detectora o se asocien con ella. Preferentemente, el circuito de células de imágenes incluye una circuitería de umbral conectada para recibir las señales generadas en la célula detectora asociada y que tiene valores que dependen de la energía de radiación incidente. El circuito de recuento entonces se conecta a la circuitería de umbral para contar solo las emisiones 15 de radiación dentro de una gama o gamas predeterminadas de energía. La circuitería de lectura electrónica se diseña para abarcar un registro de desplazamiento cargable que memoriza los datos en serie en una fila lo que significa que los datos de entrada son los datos del pixel anterior y a la salida entrega los datos reales al siguiente pixel. La desventaja principal de esta disposición consiste en la susceptibilidad al fracaso de una fila completa del array detector si 20 sólo falla una circuitería de lectura en una fila.

Además, usando la difracción de rayos x para el análisis de la estructura cristalográfica de una muestra, un procedimiento de medición rápido y fidedigno requiere un array detector comparablemente grande para cubrir un área espacial suficientemente grande. Es evidente del 25 equipo electrónico requerido que un número cada vez mayor de array detectores se siga por un número cada vez mayor de equipos electrónicos y/o de un procedimiento de evaluación prolongado.

Resumiendo de los documentos según estado anterior de la técnica es evidente que ninguno de 30 los documentos revela un dispositivo de imágenes de recuento de fotones que permita

un rendimiento alto de lectura y una funcionalidad superior de la operación que tenga un control muy rápido e inmediato para la lectura electrónica y de los diodos fotodetectores.

5

Por lo tanto, es objetivo de la invención aumentar el funcionamiento y la fiabilidad de un dispositivo de recuento de imágenes de fotón completo.

Este objetivo se alcanza según la invención por un dispositivo de recuento de imágenes de fotones para un recuento único de rayo X como se describe en la reivindicación 1 10

Este dispositivo de imágenes de recuento de fotones permite un procedimiento de lectura muy rápido y eficiente y lo facilita para arreglar un número más grande de diodos fotodetectores orientados verticalmente en longitud para construir un array convexo de diodos de detección de rayos X. Con un haz de rayos X estable, p. ej. tomado de un sincrotrón, y la viabilidad de girar 15 la muestra de manera gradual, la estructura cristalina completa de la muestra se puede investigar en un tiempo comparativamente corto.

Las dimensiones se eligen de una manera ventajosa para componer dichas filas, que tienen un ancho de aproximadamente 5 a 50 µm, preferentemente de más o menos 10 a 20 µm, 20

una longitud de cerca de 0.5 a 50 mm, preferentemente de 5 a 10 µm y pitch de 10 a 100 µm, preferentemente de 25 a 75 µm.

5

Un diseño apropiado de la célula de unidad de lectura proporciona una célula de unidad de lectura que tiene un interfaz de entrada conectado con dicho interfaz de salida del diodo, un medio de amplificación de la tensión de ganancia elevada que abarca una unidad de comparador, una unidad digital de recuento, que consta de un contador digital y de un interfaz de salida del contador digital conectados en serie, cada unidad digital de recuento consta de una 10 señal de salida de la unidad de comparador; dicha señal de salida es proporcional a un número de pares electrón hueco generados por un fotón en el diodo fotodetector respectivo.

En orden a ajustar global o individualmente una sensibilidad apropiada de todos o solo de un diodo detector individual, dicha fuente para el suministro de la tensión de umbral hacia dicho 15 medio de amplificación de la tensión de ganancia elevada, incluye una fuente ajustable de suministro de corrección de la tensión de umbral, los dos controlados por los medios de tratamiento de datos a través del medio de multiplexación.

Con el fin de aumentar la resolución de posición de un fotón incidente, los medios de 20 tratamiento de datos puede proporcionar los medios para mejorar la resolución de posición de un fotón incidente; dichos medios para mejorar la resolución de posición comprenden un medio comparador para comparar las señales de dos diodos fotodetectores adyacentes. Mediante la comparación de la señal de los dos diodos fotodetectores adyacentes se puede asignar un fotón a un diodo fotodetector virtual intermedio, en el caso de que los pares electrón hueco generados 25 en la zona crepuscular entre dos diodos fotodetectores adyacentes, se puedan observar parcialmente en dos diodos fotodetectores adyacentes.

Para aprovechar el rasgo ya mencionado, en lo que concierne a evitar el doble recuento, los medios de tratamiento de datos permite determinar una amplitud media del aumento de los pares 30 de electrón hueco generados por un fotón incidente y poner una tensión de umbral

correspondiente a menos de la mitad de la amplitud media, dichos medios de tratamiento de datos evalúa las señales de salida coincidentes adyacente a las células de unidad de lectura en orden a deshabilitar el recuento en las células de unidad de lectura adyacentes que han 5 entregado de manera coincidente la señal (s) inferior de salida.

Otro rasgo innovador con respecto a la resolución del dispositivo puede proporcionar los medios de tratamiento de datos que permite determinar una amplitud media para la ganancia de los pares de electrón hueco generados por un fotón incidente de rayo X y poner una tensión de 10 umbral correspondiente a menos de la mitad de la amplitud media; los medios de tratamiento de datos pueden generar un diodo fotodetector virtual intermedio entre dos diodos fotodetectores adyacentes; y se asigna un fotón incidente a dicho diodo fotodetector virtual intermedio en caso de que las señales de salida en dos células de unidad de lectura asignadas a los diodos fotodetectores adyacente excedan dicha potencia de umbral (V) coincidentemente. 15 Thresh

Una medida consecuente proporciona que los medios de tratamiento de datos controlan a través del medio de multiplexación uno o varios de los siguientes temas:

a) Programación de la célula de unidad de lectura a través de un puerto;

b) lectura de los datos en la célula de unidad de lectura a través de un puerto; 20

c) calibración de la célula de unidad de lectura, preferentemente el medio de amplificación de la tensión de ganancia elevada, a través de un puerto; y

d) análisis de la señal analógica en el medio de amplificador de la tensión de ganancia elevada con el fin de diagnosticar a través de un puerto.

25

Esta medida explica ahora detalladamente las ventajas derivadas de los medios de multiplexación ya mencionados, que permiten el acceso directo a cada célula de la unidad de lectura. Por lo que respecta al calibrado se considera que se puede calibrar la polarización de cada diodo fotodetector. Otro calibrado se puede alcanza por el ajuste ya mencionado de la tensión de umbral por el suministro de corrección del nivel de umbral. Para evaluar el estado 30

del diodo fotodetector y/o la parte analógica del circuito de la célula de unidad de lectura detalladamente, el análisis de la señal analógica procesada con los medios de amplificación de voltaje de beneficio elevado es muy provechoso y sólo se podría alcanzar por la capacidad de 5 tratar un pixel detector distinto usando dos registros de direcciones de fila y columna independientes de los medios de multiplexación.

Para construir un dispositivo de imágenes de recuento de fotones que detecte la radiación del fotón sobre un área focal o plana comparablemente grande con una arquitectura conveniente que 10 puede proveer dicho array NxM de diodos fotodetectores, dicho array NxM de las células de unidad de lectura están disputas sobre una primera placa de soporte sensiblemente plana para formar un módulo sensor, y un tablero de control del módulo sensor esta dispuesto en una segunda placa de soporte sensiblemente plana; dicha primera placa de soporte sensiblemente plana y dicha segunda placa de soporte sensiblemente plana están dispuestas haciendo un 15 ángulo una con la otra. Un ángulo conveniente puede residir dentro de una gama de 30 a 120°, preferiblemente de 45 a 100°. Esta medida permite construir una área de superficie de detección plana o curvada hecha de un número de módulos de sensor que se extienden en el lado opuesto de su superficie de detector, el cuadro de control del módulo sensor abarca por lo menos parcialmente el equipo electrónico requerido de lectura, es decir los medios del tratamiento de 20 datos o por lo menos una parte de ellos.

Para formar un amplio dispositivo de imágenes de recuento de fotones de estado sólido se arregla un número de los módulos de sensor ya mencionados en un array VxW sustancialmente plana o curva en la que V y W son los números enteros al menos uno de ellos más grandes que 25 el otro.

Resumiendo los documentos del estado anterior de la técnica será evidente que ninguno de los documentos revela un dispositivo de imágenes contador de fotones que permite un rendimiento alto de lectura y una fiabilidad superior de las operación que tiene un control muy rápido e 30 inmediato para la electrónica de lectura y de los diodos fotodetectores.

Por lo tanto, es también objeto de la invención aumentar la capacidad de resolución en el tiempo de un dispositivo de imágenes de recuento de fotones.

5

Este objetivo se alcanza, de acuerdo a la invención, mediante un dispositivo de imágenes de recuento de fotones para un recuento individual de rayos x según se detalla en la reivindicación 8.

Debido a esta medida, al lado de la operación normal del dispositivo de imágenes de recuento 10 de fotones, la señal de salida generada por los medios de amplificación se puede tratar por separado con respecto al acontecimiento del fotón que afecta al diodo fotodetector respectivo. Por eso, la resolución en el tiempo, al menos para esta región preseleccionada de interés, que podría consistir en un sólo diodo fotodetector distinto o en un número de diodos fotodetectores adyacentes, se mejora por lo que el medio de reloj permite esta resolución con una frecuencia 15 apropiada. Por la presente, el medio de reloj se puede realizar como un contador que es pulsado con una frecuencia específica; por ejemplo, una frecuencia de impulso de 100 MHz cede a una resolución en el tiempo posible de 10 ns. La time stamp, por

lo tanto, se obtiene por la posición real del contador cuando un fotón afecta a un diodo fotodetector que es parte de una región de interés preseleccionada y ocurre la señal de salida simultánea. 5

Un diseño adecuado del dispositivo de imágenes de recuento de fotones puede entender cada célula de unidad de lectura para abarcar un interfaz de entrada conectado a dicho interfaz de salida del diodo, un medio de amplificación de tensión de ganancia elevada que consta de una unidad de comparador, una unidad de recuento digital, que comprende un contador digital, y un 10 interfaz de salida del contador digital conectados en serie, cada unidad contador digital cuenta la señal de salida de la unidad de comparador; dicha señal de salida esta dirigida adicionalmente a la región de la unidad de interés, dicha región de la unidad de interés es parte de la célula de la unidad de lectura o forma parte de los medios de tratamiento de datos externo. La ventaja de una región de unidad de interés que es parte de la célula de unidad de lectura consiste en el 15 tratamiento de los datos de la región de interés en el chip y por lo tanto sólo la salida de las células de unidad de lectura que forman parte de las regiones predeterminadas de interés se tienen que observar.

De nuevo, para diseñar el dispositivo de imágenes de recuento de fotones de una manera 20 consecuente y fácil, se puede componer al menos de una región predeterminable de interés, por la cual un número preseleccionable de diodos fotodetectores seleccionables representa esta región de interés;

la señal de salida en cada célula de unidad de lectura correspondiente elegida esta procesada hacia una región de interés de una unidad respectiva que hace que el interfaz de salida 25 correspondiente a la región de interés afectada por un fotón incidente ponga una región de interés de la señal afectada;

dicha región de interés de la señal afectada se alinea por el time stamp originado por un medio de reloj externo o interno. Además, parece ser lo más conveniente que los medios de tratamiento de datos proporcionen un medio para memorizar el time stamp o una información que 30 comprende el time stamp y las regiones de interés correspondientes que

fueron afectadas por un fotón incidente que causaba en un principio la señal de salida. La primera alternativa da por sentado que una parte específica del medio para memorizar ofrece un volumen distinto dedicado a memorizar el time stamp para una sola región definida de interés. 5 La segunda alternativa requiere un poco más de espacio de memorización disponible porque cada entrada de datos comprende el time stamp y la información de la región de interés.

Para la región de interés en el que los rayos X están afectados el detector por diodo con demasiada frecuencia memoriza el tiempo de llegada (que se representa por el time stamp) de 10 cada fotón por separado, la electrónica adicional se puede implementar en cada célula de unidad de lectura para generar en la región de interés de la señal afectada sólo después de que un número programable de fotones ha afectado al canal de la región de interés. Por lo tanto, puede ser apropiado diseñar la unidad de la región de interés en cuanto que abarcar un medio contador, por el cual un umbral para fijar una región de interés de la señal afectada es determinable. 15

Con el fin de lograr una resolución en el tiempo suficiente, el recuento del medio de reloj se debe de iniciar con la puesta en marcha inicial de un experimento o un período de muestra. Por lo tanto, es útil cuando los medios de reloj exteriores o interiores se pueden reiniciar y funcionan con una frecuencia en el ámbito de 10 a 500 MHz, de preferencia cerca de 100 MHz. 20 Las frecuencias últimas ceden en una resolución en el tiempo de aproximadamente 10 ns, lo que permite observar convenientemente incluso cambios muy rápidos en la estructura cristalina de una sonda.

Para algunas de las posibles investigaciones con el dispositivo de imágenes de recuento de 25 fotones, puede ser muy interesante cambiar las regiones de interés definidas durante un ciclo de medición, que puede ser debido a un cambio supuesto de la estructura cristalina o por otros motivos. Por lo tanto, el dispositivo se diseña para permitir proporcionar la definición de un número de al menos dos regiones de interés, cada uno de al menos dos regiones de interés que tiene una validez programable relacionada con el tiempo. Esto puede tener en 30

detalle el significado de que la región de interés emigra en función del tiempo. Por lo tanto, al menos una región de interés inicial tiene que ser predeterminada y una función relacionada en el tiempo para la migración de la región de interés. Por lo tanto, este ejemplo debe de ser 5 entendido cuando el lenguaje de las reivindicaciones menciona que al menos se proporcionan dos regiones de interés.

Los ejemplos de la invención se describen a continuación de acuerdo con los dibujos, los cuales describe: 10

Figura 1 una vista esquemática de un diodo fotodetector;

Figura 2 una vista esquemática de una pieza de un módulo del sensor que comprende un array de diodos fotodetectores como uno de los que se muestran en la figura1; 15

Figura 3 una vista esquemática de un detector de microcinta;

Figura 4 una vista esquemática de la lectura electrónica de una célula de unidad de lectura asignada a y conectada con un diodo fotodetector como se muestra en la 20 figura 1;

Figura 5 un módulo sensor como elemento básico para un dispositivo de imágenes contador de fotones que tiene un número de esos módulos sensor con un cuadro de control del módulo sensor; 25

Figura6 una vista esquemática de un proceso de lectura del módulo sensor;

Figura 7 una vista esquemática de los fotones que entran en el detector de microcinta de acuerdo con la figura 3; 30

Figura 8 una vista esquemática de las señales causadas por los fotones según se muestra en la figura 7 que entra en el detector de microcinta; y

Figura 9 un diagrama en bloque detallado de una célula de unidad de lectura realzada como lo muestra la figura 4.

5

La figura 1 ilustra esquemáticamente la arquitectura de un diodo fotodetector 2 que tiene un semiconductor impurificado p, n, n en la sección transgresiva 4. El material escogido por el diodo fotodetector 2 depende de la energía de salto deseada que se requiere para generar un par electrón hueco por el fotoefecto. Los materiales convenientes son el silicio amorfo sin impurificar que tiene una banda prohibida de 1.12 eV y un paquete de compuestos IV-IV y de 10 compuestos III-V (las sales de indio y de galio, como el arseniuro de galio o el antimoniuro de indio). + + ++

Un incidente del fotón 6 tiene una energía en la gama de varios KeV antes de entrar en el semiconductor impurificado p, n, n en la sección transgresiva 4, pasa a través de una capa 15 de cubierta de aluminio 8 y causa según su energía y la banda prohibida del semiconductor impurificado p, n, n en la sección transgresiva 4 un número respectivo de pares de electrones huecos 10 bajo aniquilación de rayos x. En los dibujos, este número de pares de electrones huecos se muestra ejemplarmente por un par de electrones huecos 10 que se dividen por el campo eléctrico generado por una fuente del potencial de polarización 12. La evaluación 20 de la carga ocurrió desde los pares de electrones huecos 10 que se describirá después con referencia a la figura 4. + + ++ + + ++

La figura 2 muestra una vista esquemática de un detector de pixel bidimensional 14 que tiene un número de diodos fotodetectores 2 fijados en una serie de filas 22 y columnas 32 (comparar con 25 la figura 6). Los diodos fotodetectores 2 tienen una longitud 1 y una anchura w de aproximadamente 200 y una altura de aproximadamente 300 . Debajo del plano de estos diodos fotodetectores 2 un chip de lectura 16 que tiene un número correspondiente de células de unidad de la lectura 18 para recoger la carga de los pares de electrones huecos 10 generados en los diodos fotodetectores respectivos 2. La conjunción eléctrica entre un interfaz 30 de salida del diodo 20 de los diodos fotodetectores 2 y un interfaz mµ mµ

de entrada 22 de las células de unidad de lectura 18 se alcanza por el bump bonding usando bumps de indio 24.

5

El cuadro 3 representa una vista esquemática de un detector de microcinta 26 que tiene un soporte híbrida 28 conectado a un número de treinta y ocho diodos fotodetectores 30 construidos en un sensor de la microcinta de un sector 32 del soporte híbrido 28. Los diodos fotodetectores de tipo de tira 30 tienen una anchura de aproximadamente 15 , una longitud de aproximadamente 8 mm y un paso de aproximadamente 50 . Al lado del sector del 10 sensor de microcinta 32 un sector de lectura de microcinta 34 se ajusta teniendo un número de células de unidad de lectura 36 (no mostrada detalladamente, pero descrita más adelante) que corresponde al número de diodos fotodetectores 30 del tipo de tira. Estas células de unidad de lectura 36 se conectan con su interfaz de entrada 22 con los diodos fotodetectores 30 por las áreas de conexión 38 que se conectan adicionalmente a un interfaz de salida 40 de las células de 15 unidad de lectura 36 con un sector de recuento digital 42 que se describe también mas adelante. Debido a la anchura muy limitada de los diodos fotodetectores 30 de tipo de tira la resolución espacial realizable en una dimensión es superior sobre la resolución espacial del detector de píxel 14 bidimensional del tipo array. mµ mµ

20

La figura 4 ahora representa una vista esquemática de un equipo de lectura electrónico 44 que se puede utilizar tanto para el detector de píxel bidimensional 14 como para el detector de microcinta 26. El equipo de lectura electrónico 44 se divide en un bloque analógico 46 y en un bloque digital 48. El bloque analógico 46 comienza con el bump pad 22 (interfaz), 38 respectivamente conectado con una terminal de entrada de un amplificador sensible a la carga 25 Amp. Para los propósitos del calibrado, una fuente de tensión de calibración U se conecta vía un condensador C con el terminal de entrada del amplificador Amp. Para la capacidad del condensador se ha elegido una capacidad comparablemente diminuta de alrededor de solo 1.7 fF que permite ser suficientemente sensible para que los fotoelectrones puedan cambiar el voltaje sobre el condensador C a una extensión, que esta diferencia se 30 Cal

puede amplificar significativamente por el amplificador Amp denominado de aquí en adelante como la primera señal de tensión de salida.

5

Esta primera señal de tensión de salida se lleva a uno de los dos terminales de entrada de un amplificador comparador CA que esta conectado además a una fuente para el suministro de la tensión de umbral U. El otro terminal de entrada del amplificador comparador CA se conecta adicionalmente a una fuente para el suministro de corrección de la tensión de umbral TC. Esta fuente para el suministro de corrección de la tensión de umbral TC permite influir la 10 polarización de los terminales de entrada del amplificador comparador CA. Según la polarización predeterminada de los terminales de entrada del amplificador comparador CA, incluso la primera señal de la tensión de salida para CS del amplificador Amp que representa una parte fraccionaria de la carga de los pares huecos fotoelectrónicos generados, solo puede ser adicionalmente procesado y por lo tanto no se pierde para el tratamiento de datos y la 15 evaluación sucesivas. t

Este equipo de lectura electrónico 44 permite la detección de fracciones de la carga completa de los pares de fotoelectrones huecos 10 generados por un incidente de los rayos x qué puede ocurrir cuando los pares fotoelectrones huecos 10 se generan en la zona en penumbra situada 20 entre dos diodos fotodetectores 2 adyacentes el cuál será descrito más adelante con referencia a las figuras 7 y 8.

Como ejemplo, la fuente para el suministro de corrección de la tensión de umbral TC se puede ajustar hasta un nivel definido por una mitad de la carga completa de los pares fotoelectrones 25 huecos 10 generados en total por un fotón de rayos x. Consiguientemente, la distribución de la carga de los fotoelectrones a los diodos fotodetectores 2 adyacentes puede ser adicionalmente procesada. Una unidad de procesamiento de datos ulterior se permite ahora realizar una evaluación diferencial de las señales de tensión digitales de salida de los comparadores que tienen su origen de los fotoelectrones en diodos fotodetectores 2 adyacentes, por el cual estos 30 fotoelectrones han sido generados por el mismo fotón de rayos X.

Con posterioridad el bloque analógico 46 es el bloque digital 48 que tiene generalmente la tarea de convertir la señal de tensión de salida digital en una señal digital de contador que pueda ser evaluada por los medios de multiplexación MM provistos con los medios de tratamiento de 5 datos DPM. Junto con un conmutador activador / desactivador E/D de diversos medios temporizadores, es decir un reloj externo RCLK para los medios del tratamiento de datos DPM controla un generador de reloj CG para una unidad de recuento digital SRC que ella misma se conecta a una salida del bus de lectura RBO. Los datos digitales memorizados en el bloque digital 48 de una célula de unidad de lectura distinta pueden entonces ser leída si una selección 10 de fila RS y una selección de columna CS son de colocación alta, por lo que también es alto un AND-gate &.

La figura 5 ilustra un dispositivo de imágenes de recuento de fotones de estado sólido 50 que detecta la radiación de fotón sobre un área plana comparablemente grande. La presente 15 arquitectura combina un número de dieciséis sensores de pixel 14 que se ajustan en una primera placa de soporte 52 sustancialmente plana para construir un módulo de sensor 54, y un cuadro de control del módulo sensor 56 que se ajusta en una segunda placa de soporte sustancialmente plana 58 alojado en el equipo de evaluación electrónico, es decir los medios de multiplexación MM, los medios de tratamiento de datos DPM, que siguen el equipo de lectura electrónico 44 ya 20 mencionado. La primera placa de soporte sustancialmente plana 52 y la segunda placa de soporte sustancialmente plana 58 se ajustan formando un ángulo de 90°. Esta medida permite construir un área de superficie del detector plana o curvada (aquí no representada en los dibujos) hecha de un número de módulos de sensor 54 que tienen los cuadros de control del módulo sensor 56 orientado en el lado opuesto de su superficie del detector. 25

La figura 6 ahora muestra una vista esquemática sobre un proceso de lectura del módulo sensor indicando que los medios apropiados de multiplexación permiten con una lógica selección de la fila RS y una lógica selección de la columna CS direccionar una célula de unidad de lectura 18 predeterminada en orden a la lectura del valor del contador digital SRC. 30

Esta direccionabilidad lleva a la capacidad del dispositivo de imágenes de recuento de fotones 50 para tener acceso y/o controlar continua o temporalmente cada célula de la unidad de lectura. El dispositivo de imágenes de recuento de fotones 50 posee la capacidad de acceder y/o 5 controlar vía los medios del tratamiento de datos DPM a través de los medios de multiplexación MM uno o más de las siguientes cuestiones: a) programación de la célula de unidad de lectura vía un puerto DIN;

b) lectura de los datos en la célula de unidad de lectura vía un puerto DOUT; 10

c) calibrado de la célula de la unidad de lectura, preferiblemente los medios del amplificador de tensión de alta ganancia 46, vía un puerto CAL; y

d) analiza la señal analógica en los medios de amplificación de tensión de alta ganancia 46 con el fin del diagnostico vía un puerto AOUT.

15

Todos los puertos antes mencionados DIN, DOUT, CAL y AOUT se comprenden en el bus de lectura RB que se controla por los medios de tratamiento de datos DPM. Con respecto a los medios de multiplexación MM, se tiene que señalar adicionalmente que este medio de multiplexación MM es sustancialmente un chip separado localizado en el cuadro de control del modulo sensor 56. Este chip separado genera un chip selector para al menos uno o todos los 20 chips de lectura asignados a cada uno de los sensores del pixel 14. Cada chip de lectura por sí mismo comprende un registro de desplazamiento selector de columna y un registro de desplazamiento selector de fila escogido para seleccionar un pixel de sensor distinto. Por lo tanto, en principio los medios de multiplexación MM se asignan tanto a cada chip de lectura como al cuadro de control del módulo sensor 56. 25

Adicionalmente, la figura 6 representa una región de interés ROI que consta de nueve diodos fotodetectores 2 que será descritos detalladamente más adelante con la figura 9.

Las figuras 7 y 8 se utilizan ahora para introducir el concepto ya mencionado de carga que 30 comparte en el detector de microcinta 26 permitiendo el realce de la posición de la resolución

para el incidente del fotón 6 que entra en el semiconductor impurificado p, n, n de la sección transgresiva 4. Las líneas de puntos indican la línea del campo eléctrico del potencial de polarización 12 que permite recoger los fotoelectrones en el ánodo del diodo fotodetector 2 5 según lo mostrado esquemáticamente en la figura 7. Dos de los diodos fotodetectores 30 y sus respectivas células de unidad de lectura 36 son denominados de aquí en adelante como un primer canal Ch1 y un segundo canal Ch2. + + ++

En los dibujos según la figura 8, se muestra la situación con respecto a los potenciales causados 10 por el incidente de los fotones de 6a, 6b y 6c. La carga de los pares de huecos electrónicos 10 generados por los fotones 6b y 6c absorbida en el semiconductor impurificado p, n, n de la sección transgresiva 4 en una región intermedia 60 entre los dos canales Ch1 y Ch2 se divide sobre estos dos canales Ch1 y Ch2 según la posición de los fotones 6b y 6c. La carga se comparte a los dos canales Ch1 y Ch2 y ambos canales Chl y Ch2 muestran una pulsación 15 analógica en la salida del amplificador sensible a la carga Amp que se puede ver en figuras 8b y 8c. + + ++

Los pulsos después del amplificador Amp (entrando en el comparador CA) para los fotones 6a, 6b, 6c se muestran en las figura 8a, 8b y 8c respectivamente. Dependiendo del ajuste de una 20 tensión de umbral V en el comparador CA, ocurre cierto riesgo de que los fotones 6a, 6b y 6c estén contados dos veces (V < A/ 2) o en absoluto (V < A/ 2). Ambos efectos son sumamente indeseables y el doble recuento es un problema grave para los experimentos de difracción. Thresh Thresh max Thresh max

25

Es por lo tanto ventajoso poner en práctica en los medios de tratamiento de datos DPM una lógica que prohíba el doble recuento para las tensiones de umbral bajos (V < A/ 2). Thresh max

La lógica para evitar el doble recuento, fácilmente se puede poner en práctica, usando el hecho de que la señal de salida OS del comparador CA para el pulso con la amplitud más alta

incluye totalmente la señal de salida del comparador CA para el canal vecino con la amplitud inferior como puede verse en la figura 8b. La figura 8b representa la distribución de los fotoelectrones causados por el fotón 6b que incorpora la región intermedia 60 un poco más en el 5 lado del segundo canal Ch2. Por lo tanto el pulso generado en el segundo canal Ch2 excede del pulso respectivo en el primer canal Ch1.

Por lo tanto, la señal de salida OS del comparador CA del canal con la amplitud más alta, aquí el segundo canal Ch2, se puede utilizar para deshabilitar el canal adyacente, aquí el primer canal 10 Ch1, que muestra la amplitud de señal más baja. El recuento doble se evita por lo tanto deshabilitando el canal más débil. Es decir, usando la señal de salida OS del comparador CA de un canal dominante para deshabilitar el comparador CA a través del conmutador E/D de activación/desactivación (o el contador) de sus dos canales vecinos proporcionando la amplitud coincidente del canal central que esta encima del umbral. 15

El efecto de la carga que comparte sobre dos canales adyacentes se puede también utilizar ventajosamente para mejorar la resolución de la posición sobre la resolución de la posición dada por el moldeado de los diodos fotodetectores 30. Por ejemplo, esto se puede hacer al introducir canales intermedios en la lectura electrónica que o tiene una parte analógica especial que suma 20 las señales analógicas de los dos vecinos para restaurar la carga completa de los pares de huecos de electrones causados por los fotones que entran en la región intermedia, o evita completamente la parte analógica para el canal intermedio, para diseñar un canal intermedio virtual que sólo cuenta en caso de que ambos comparadores CA de ambos vecinos den un pulso coincidente que en total alcanza sustancialmente el nivel de la carga completa de un fotón 25 completamente absorbido en un canal. En el caso de suma análoga un esquema como el que se ha dado mas arriba se puede utilizar para evitar el recuento doble.

En el último caso o la lógica adicional se tiene que ejecutar para evitar el recuento de los vecinos o, incluso más fácil, puesto que el canal intermedio cuenta solamente si ambos vecinos cuentan, el valor de recuento del canal intermedio se puede justo restar de ambos vecinos. Esto 5 se puede hacer fuera de línea Para la mejora de la resolución la tensión de umbral V tiene que estar en la gama 0 < V< A/ 2, preferentemente mas cercano a A/ 2 que a cero. Thresh Thresh max max

La figura 9 ilustra ahora detalladamente el diseño del equipo electrónico 44 de las células de unidad de lectura 18,36. Otra vez la parte analógica 46 se muestra comprendiendo el poco ruido, 10 del amplificador Amp de ganancia elevada y el comparador COMP. La parte analogica 46 se muestra de una manera sombreada. Cualquier otro componente mostrado en esta figura 9 contribuye a la parte digital 48. Adicionalmente a la vista esquemática de acuerdo con la figura 4, el control de la parte analógica 46 se representa por un calibrado y una unidad de corrección del umbral DAC + LATCH que por una parte controlan un conmutador de calibración 15 CALSWITCH y por otra parte pone el nivel de potencia para el suministro de corrección de la potencia de umbral TC. El calibrado y la unidad de corrección de umbral DAC + LATCH se direcciona tanto por el ajuste del AND-gate por el selector de columna CS y el selector de línea RS y el AND-gate para la programación de cierre PRGL a "Alto" (lógicamente a "1").

20

Dentro de la operación de recuento normal, la señal de salida OS se procesa con el generador de impulsos y el contador SRC. Con respecto a la selección de una región específica de interés ROI como se muestra en la figura 6, la señal después de que el generador de pulsaciones PG se procesa en una región de unidad de interés ROI SEL que se puede programar por un puerto PRG_ROI. La región de la unidad de interés ROI SEL hasta ahora administra la señal entrante 25 del generador de pulsaciones PG y asigna estas señales a la región de interés predefinida ROI. A propósito, se debería mencionar que se puede predeterminar un número de regiones diferentes de intereses ROI (0, ..., K), aunque en la figura 6 sólo se muestre una región de

interés. La asignación es hecha al poner una señal de salida a la respectiva región de interés del interfaz de salida ROI (0, ..., K) que se conecta a los medios de tratamiento de datos DPM. La presencia de esta señal de salida se acompaña por un time stamp que se almacena en los 5 medios de tratamiento de datos DPM con referencia a la región de interés respectiva ROI. En esta manera, los time stamp representan la presencia del incidente de fotones 6 en la out

región preseleccionada de interés ROI. Por lo tanto, una resolución en el tiempo significativamente superior por el tiempo de llegada de los fotones que impacta el detector de píxel 14 o el detector de microcinta 26 en la región de interés ROI. Para generar los time 10 stamps, se puede utilizar un reloj que se puede utilizar como un contador de impulsos con una frecuencia específica, por ejemplo 100 MHz para una resolución en el tiempo deseado de10 ns El reloj se puede reiniciar al comienzo del experimento para definir el tiempo t = 0. 0

Como se puede ver en la figura 6, la región de interés ROI consta de una serie 3x3 de diodos 15 fotodetectores 2. Se debe de mencionar que, alternativamente, una región de interés puede ser aún más grande o aún más pequeña de hasta sólo un diodo fotodetector 2.

Lista de número de referencia

2 Diodo fotodetector

4 Semiconductor impurificado p , n, n la sección transgresiva + + ++

6 Fotón 5

6a, 6b, 6c Fotones

8 Capa de cubierta de aluminio

10 par electrón hueco

12 Fuente del potencial de polarización

14 Detector de Pixel 10

16 Chip de Lectura

18 Células de unidad de lectura

20 Interfaz de salida de diodos

22 Interfaz de entrada

24 Bumps de indio 15

26 Detector de microcinta

28 Soporte híbrido

30 Diodos fotodetector de tipo de tira

32 Sector del sensor de microcinta

34 Sector de lectura de microcinta 20

36 Células de la unidad de lectura

38 Áreas de conexión

40 Interfaz de salida

42 Sección del contador digital

44 Equipo de lectura electrónico 25

46 Bloque analógico

48 Bloque digital

50 Dispositivo de imágenes de recuento de fotones en estado sólido

52 Primera placa de soporte sustancialmente plana

54 Modulo sensor 30

56 Cuadro de control del modulo sensor

58 Segunda placa de soporte sustancialmente plana

60 Región intermedia

A Amplitud media max

Amp Amplificador sensible a la carga 35

C Condensador

CA, COMP Amplificador comparador

CAL Potencia de calibración

CALSWITCH Conmutador para la potencia de calibración

CG Generador de reloj

Ch1, Ch2 Primer canal respectivamente segundo canal de dos células de unidad de lectura 5 adyacentes

CS Selección de columna

DAC + LATCH Unidad de corrección del calibrado y del umbral

E/D Conmutador de activar/desactivar

MM Medios de multiplexación 10

OS Señal de salida

PG Generador de impulsos

PRGL Puerto para la programación del DAC + LATCH

PRG_ROI Puerto para la programación del ROI SEL

RB Bus de lectura 15

Reset Reinicio del contador digital

ROI Región de interés

ROI SEL Región de la unidad de interés

ROI (0. …, K) Región de interés del interfaz de salida out

RS Selección de fila 20

SRC Unidad del contador digital

t Tiempo

TC Fuente de suministro de corrección de la potencia de umbral

U Fuente de la potencia de calibrado cal

U Fuente para el suministro de la tensión de umbral 25 T

V Tensión de umbral Thresh

30

Claims (13)

1. Reivindicaciones

   1. Dispositivo de imágenes de recuento de fotones (26) para un recuento único de rayos x 5 que comprende:

   a) una capa de material fotosensible (4);

   b) una fuente de potencial de polarización (12);

   c) una fuente para el suministro de la tensión de umbral (U); t

   d) un array NxM de diodos fotodetectores (30) dispuestos en dicha capa de material 10 fotosensible (4); cada uno de dichos diodos fotodetectores (30) tienen un interfaz de potencial de polarización y un interfaz de salida de diodo (20), dicho interfaz de potencial de polarización de cada diodo fotodetector (30) se conecta a dicho potencial de polarizador (12);

   e) un array NxM de células de unidad de lectura de bajo ruido con ganancia elevada (36), una célula de unidad de lectura (36) para cada diodo fotodetector (30); que se controla por 15 un medio de procesamiento de datos, cada célula de unidad lectura (36) que incluye un interfaz de entrada (22) conectado con el interfaz de salida del diodo (20), un medio de amplificación de la tensión de ganancia elevada (46) que abarca una unidad de comparador (CA), una unidad digital de recuento (48), que comprende un contador digital (RSC), y un interfaz de salida del contador digital (RB) conectados en serie, cada unidad digital de recuento (48) cuenta con una 20 señal de salida (OS) de la unidad de comparador (CA); dicha señal de salida (OS) es proporcional a un número de pares de electrón hueco (10) generados por un fotón (6) en el diodo fotodetector respectivo (2);

   f) El array de diodos fotodetectores (30) se diseña como un detector de microcinta (26) que tiene N = 1 columna y M > 1, preferiblemente 10 < M < 105 filas. 25 5
2. 2. Dispositivo de imágenes de recuento de fotones (26) según la reivindicación 1, caracterizada en que,

   dichas filas tienen una anchura de alrededor de 5 - 50 µm, preferentemente de más o menos 10 a 20 µm, una longitud de aproximadamente 0,5 a 50 mm, de alrededor de 5 a 10 mm, y un paso 30 de 10 a 100 µm, preferentemente de 25 a 75 µm.
3. 3. Dispositivo de imágenes de recuento de fotones (26) según la reivindicación 1 o 2, caracterizada en que,

   dicha fuente de suministro de tensión de umbral (U) a dicho medio de amplificación de la 5 tensión de ganancia elevada (46), comprende una fuente regulable de suministro de corrección de la tensión de umbral (TC), ambas están controladas por los medios de tratamiento de datos (DPM). T
4. 4. Dispositivo de imágenes de recuento de fotones (26) según cualquiera de las 10 reivindicaciones precedentes 1 a 3, caracterizada en que,

   los medios de tratamiento de datos (DPM) proporcionan los medios para aumentar la resolución de la posición de un fotón incidente (6); dichos medios para aumentar la resolución de la posición incluyen un medio comparador que compara las señales de dos diodos fotodetectores adyacentes (30). 15
5. 5. Dispositivo de imágenes de recuento de fotones (26) según la reivindicación 4, caracterizada en que,

   los medios de tratamiento de datos (DPM) permiten determinar una amplitud media (A) para la ganancia de los pares electrón hueco (10) generados por un fotón incidente (6) y de ajustar 20 una tensión de umbral (V) que corresponde a menos de la mitad de la amplitud media (A); dichos medios de tratamiento de datos (DPM) evalúan las señales de salida coincidentes (OS) en las células de la unidad de lectura adyacentes (36), con el fin de invalidar el recuento en las células de la unidad de lectura adyacentes (36) que han abastecido las señales de salida más pequeñas (OS). 25 max Thresh max
6. 6. Dispositivo de imágenes de recuento de fotones (26) según la reivindicación 4,

   caracterizada en que

   los medios de tratamiento de datos (DPM) permiten determinar una amplitud media (A) para la ganancia de los pares electrón-hueco (10) generados por un fotón de rayos X incidente, y de 30 ajustar una tensión de umbral (V) que corresponde a menos de la mitad de la amplitud media (A); los medios de tratamiento de datos (DPM) generan un diodo fotodetector intermedio virtual entre dos diodos fotodetectores adyacentes (30), y un fotón max Thresh max

   incidente (6) se asigna a dicho diodo fotodetector intermedio virtual en caso de que las señales de salida (OS) en dos células de unidad de lectura (36) asignadas a los diodos fotodetectores adyacentes (30) excedan a dicha tensión de umbral (V). 5 Thresh
7. 7. Dispositivo de imágenes de recuento de fotones (26) según alguna de las reivindicaciones anteriores 1 a 6,

   caracterizada en que los medios de tratamiento de datos (DPM) controlan uno o varios de los siguientes temas: 10

   a) programación de la célula de unidad de lectura (36) a través de un puerto (DIN);

   b) lectura de los datos en la célula de unidad de lectura (36) a través de un puerto (DOUT);

   c) calibración de la célula de unidad de lectura (36), preferentemente el medio de amplificación de la tensión de ganancia elevada (46), a través de un puerto (CAL); y

   d) análisis de la señal analógica en el medio amplificador de la tensión de ganancia elevada (46) 15 con el fin de diagnosticar a través de un puerto (AOUT).
8. 8. Un dispositivo de imágenes de recuento de fotones (14, 26, 50), para un recuento individual de rayos X, que consta de:

   a) una capa de material fotosensible (4); 20

   b) un array NxM de diodos fotodetectores (2, 30) dispuestos en dicha capa de dicho material fotosensible (4);

   c) un array NxM de ganancia elevada, células de unidad de lectura de bajo ruido (18, 36), una célula de unidad de lectura (18, 36) para cada diodo fotodetector (2, 30); las células de unidad de lectura (18, 36) están controladas por los medios de tratamiento de datos (DPM); cada 25 célula de unidad de lectura (18, 36) consta de un medio interno de tratamiento de datos (ROI SEL) que permite asignar a cada señal de salida (OS) que representa un fotón incidente (6) o un número predeterminado de fotones incidentes (6) en el diodo fotodetector (2, 30) correspondiente a una región preseleccionable de interés (ROI) en el que cada célula de unidad de la lectura (18, 36) consta de un interfaz de entrada (22) conectado con dicho interfaz de 30 salida del diodo (20), un medio de amplificación (46) de la tensión de ganancia

   elevada que constan de una unidad comparadora (CA, COMP), una unidad digital contadora (48), que consta de un contador digital (SRC), y un interfaz de salida del contador digital (RB) conectado en serie, cada unidad digital contadora (48) cuenta la señal de salida (OS) de la 5 unidad comparadora (CA; COMP);

   d) dicha señal de salida (OS) se dirige adicionalmente a una región de la unidad de interés (ROI SEL); dicha región de la unidad de interés (ROI SEL) forma parte de la célula de unidad de la lectura (18, 36) o forma parte del medio de tratamiento de datos externo (DPM); y

   e) dicha asignación de la señal de salida esta acompañada por un time stamp. 10
9. 9. Dispositivo de imágenes de recuento de fotones (14, 26, 50) según la reivindicación 8, caracterizada en que,

   se compone al menos de una región predeterminable de interés (ROI), por el cual un número preselecionable de diodos fotodetectores elegidos (2, 30) construye esta región de interés (ROI); 15

   la señal de salida (OS) en cada célula de unidad de lectura correspondiente elegida(18, 36), esta procesada hacia una región de interés de una unidad (ROI SEL) que causa que el interfaz de salida (ROI (o, …, K)), correspondiente a la región de interés (ROI), afectada por un fotón incidente (6) establezca una región de interés de la señal afectada; dicha región de interés de la señal afectada se alinea por el time stamp originado por un medio de reloj exterior o interior. 20 out
10. 10. Dispositivo de imágenes de recuento de fotones (14, 26, 50) según la reivindicación 9, caracterizada en que,

    los medios de tratamiento de datos (DPM) proporcionan un medio para la memorización del time stamp o una información que comprende el time stamp y las regiones correspondientes de 25 interés (ROI) que han sido afectadas por un fotón incidente (6), causando en un principio la señal de salida (OS).
11. 11. Dispositivo de imagen de recuento de fotones (14, 26, 50) según las reivindicaciones 9 o 10, caracterizado en que,

    la región de la unidad de interés (ROI SEL) comprende un medio contador, por el cual un 5 umbral, para fijar una región de interés de la señal afectada, es determinable.
12. 12. Dispositivo de imagen de recuento de fotones (14, 26, 50) según una de las reivindicaciones 9 a 10,

    caracterizado en que, 10

    los medios de reloj exteriores o interiores se pueden reiniciar y funcionan a una frecuencia en el ámbito de 10 a 500 MHz, preferiblemente de alrededor de 100 MHz.
13. 13. Dispositivo de imagen de recuento de fotones según una de las reivindicaciones 8 a 12,

    caracterizado en que, 15

    esta previsto un número de al menos dos regiones de interés (ROI), cada una de al menos las dos regiones de interés (ROI) tiene una validez programable relacionada con el tiempo.