JP2001221863A - Ｃｔ用２次元ｘ線検出器アレイ - Google Patents
Ｃｔ用２次元ｘ線検出器アレイInfo
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- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＣＴ用途用の２次元Ｘ線検出器アレイを提供
すること。 【解決手段】 ＣＴスキャナシステムのＸ線検出器は、
改善された光検出器の２−Ｄアレイに結合された蛍光体
要素の２−Ｄアレイを含む。各蛍光体要素は対応する光
検出器の検出側面と整列する。光検出器アレイは、蛍光
体要素と所定の整列をされたフォトダイオードを受容お
よび固定する絶縁基板を含む。絶縁基板は底部と上部か
らなり、底部は搭載面に形成された回路経路を有する。
上部は上面と底面を有し、光検出器を挿入するための光
検出器穴を含み、光検出器の高さより大きな厚さを有す
る。上部と底部はともに結合され、各光検出器の検出側
面が露出された状態で、光検出器が光検出器穴内に埋め
込まれる。各光検出器の検出側面は対応する導電穴の対
に電気結合され、それにより光検出器の検出側面から底
部の回路経路への電気経路が生成される。整列グリッド
を含む蛍光体要素のアレイは光検出器アレイに結合さ
れ、２−ＤＸ線検出器を形成する。
すること。 【解決手段】 ＣＴスキャナシステムのＸ線検出器は、
改善された光検出器の２−Ｄアレイに結合された蛍光体
要素の２−Ｄアレイを含む。各蛍光体要素は対応する光
検出器の検出側面と整列する。光検出器アレイは、蛍光
体要素と所定の整列をされたフォトダイオードを受容お
よび固定する絶縁基板を含む。絶縁基板は底部と上部か
らなり、底部は搭載面に形成された回路経路を有する。
上部は上面と底面を有し、光検出器を挿入するための光
検出器穴を含み、光検出器の高さより大きな厚さを有す
る。上部と底部はともに結合され、各光検出器の検出側
面が露出された状態で、光検出器が光検出器穴内に埋め
込まれる。各光検出器の検出側面は対応する導電穴の対
に電気結合され、それにより光検出器の検出側面から底
部の回路経路への電気経路が生成される。整列グリッド
を含む蛍光体要素のアレイは光検出器アレイに結合さ
れ、２−ＤＸ線検出器を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に検出器アレ
イに関し、より詳細には、ＣＴスキャナ用途におけるＸ
線検出器アレイの分野に関する。
イに関し、より詳細には、ＣＴスキャナ用途におけるＸ
線検出器アレイの分野に関する。
【０００２】
【従来の技術】コンピューテッドトモグラフィ（ＣＴ）
Ｘ線スキャナは広い用途で使用されている。たとえば、
そうしたスキャナは、医用診断用途用のＸ線で、また、
空港セキュリティシステムのＸ線手荷物検査で、使用さ
れている。ほとんどの場合、ＣＴスキャナは、少なくと
も、１個のＸ放射源とＸ線検出器列を含む。検出器は、
回転ディスク上に、Ｘ放射源と正反対に配置されてい
る。Ｘ放射源の回転中に、Ｘ線が発せられ、走査される
対象を通過し、最後に検出器に打ち当たる。発生したＸ
線の元の信号特性がわかっていると、検出器に到達する
減衰された信号を計測することにより、電子回路が対象
の密度分布を決定する。そうした信号計測に基づいて対
象の密度を決定するアルゴリズムは、当技術分野ではよ
く知られている。
Ｘ線スキャナは広い用途で使用されている。たとえば、
そうしたスキャナは、医用診断用途用のＸ線で、また、
空港セキュリティシステムのＸ線手荷物検査で、使用さ
れている。ほとんどの場合、ＣＴスキャナは、少なくと
も、１個のＸ放射源とＸ線検出器列を含む。検出器は、
回転ディスク上に、Ｘ放射源と正反対に配置されてい
る。Ｘ放射源の回転中に、Ｘ線が発せられ、走査される
対象を通過し、最後に検出器に打ち当たる。発生したＸ
線の元の信号特性がわかっていると、検出器に到達する
減衰された信号を計測することにより、電子回路が対象
の密度分布を決定する。そうした信号計測に基づいて対
象の密度を決定するアルゴリズムは、当技術分野ではよ
く知られている。
【０００３】ほとんどのＣＴシステムにおいて、Ｘ線検
出器は、各々、まず、受信したＸ線信号を光信号に変換
し、そして、光信号を、各システムの一部を形成する電
子回路により処理される電気信号に変換する。電子回路
は、次に、特定の用途アルゴリズムに従って電気信号を
処理する。この型の検出器は、しばしば、光検出器また
は「光検出器」（たとえば、フォトダイオード）と対に
なった発光蛍光要素（たとえば、蛍光結晶）で作られ
る。蛍光体結晶は、Ｘ線信号を受信し、それに応じて、
光信号（たとえば、青色光）を生成する。各結晶からの
光信号は、蛍光体結晶により受信された元のＸ線束の関
数である電気信号を生成する、対応するフォトダイオー
ドにより検出される。通常の検出器アレイは、２次元
（すなわち、ｍ×ｎ）の検出器アレイまたはｍ×ｎ蛍光
体結晶とフォトダイオードの対の形態をとる。そうした
検出器アレイでは、１個の蛍光体結晶から発した光は、
発光蛍光体結晶が対をなす所定のフォトダイオードに隣
接した隣接フォトダイオードにより検知されないことが
重要である。「光クロストーク」と呼ぶ、そうした光漏
れは、計測において、それゆえに、Ｘ線システム全体に
おいて、不正確さ（たとえば、雑音信号、隣接検出器に
よる誤った検出など）を生じる。
出器は、各々、まず、受信したＸ線信号を光信号に変換
し、そして、光信号を、各システムの一部を形成する電
子回路により処理される電気信号に変換する。電子回路
は、次に、特定の用途アルゴリズムに従って電気信号を
処理する。この型の検出器は、しばしば、光検出器また
は「光検出器」（たとえば、フォトダイオード）と対に
なった発光蛍光要素（たとえば、蛍光結晶）で作られ
る。蛍光体結晶は、Ｘ線信号を受信し、それに応じて、
光信号（たとえば、青色光）を生成する。各結晶からの
光信号は、蛍光体結晶により受信された元のＸ線束の関
数である電気信号を生成する、対応するフォトダイオー
ドにより検出される。通常の検出器アレイは、２次元
（すなわち、ｍ×ｎ）の検出器アレイまたはｍ×ｎ蛍光
体結晶とフォトダイオードの対の形態をとる。そうした
検出器アレイでは、１個の蛍光体結晶から発した光は、
発光蛍光体結晶が対をなす所定のフォトダイオードに隣
接した隣接フォトダイオードにより検知されないことが
重要である。「光クロストーク」と呼ぶ、そうした光漏
れは、計測において、それゆえに、Ｘ線システム全体に
おいて、不正確さ（たとえば、雑音信号、隣接検出器に
よる誤った検出など）を生じる。
【０００４】従来技術の１つのＸ線検出器は、マサチュ
ーセッツ、ピーボディのアナロジックコーポレーション
に譲渡された、係属中の米国特許第０８／９４８４５０
に記載されており、その開示を参考により本明細書に合
体する。本用途の図１〜４に示すように、従来技術のＸ
線検出システムは、２次元（以下本明細書中では２−Ｄ
と呼ぶ。）アレイに配列された、多くの数の、相対的に
小さな個別の検出器または蛍光体結晶／フォトダイオー
ド対を含む。検出器アレイは、個々の蛍光体結晶を対応
するフォトダイオードと整列させるため、また、光クロ
ストークを防ぐために、個々のフォトダイオード／結晶
対を互いに分離するために機能する整列グリッドのセッ
トからなる、多機能構造を内蔵する。全体的に、検出器
アレイは、振動および／または温度変動を含む、ＣＴ走
査システムの通常動作条件下ではかなり安定している。
ーセッツ、ピーボディのアナロジックコーポレーション
に譲渡された、係属中の米国特許第０８／９４８４５０
に記載されており、その開示を参考により本明細書に合
体する。本用途の図１〜４に示すように、従来技術のＸ
線検出システムは、２次元（以下本明細書中では２−Ｄ
と呼ぶ。）アレイに配列された、多くの数の、相対的に
小さな個別の検出器または蛍光体結晶／フォトダイオー
ド対を含む。検出器アレイは、個々の蛍光体結晶を対応
するフォトダイオードと整列させるため、また、光クロ
ストークを防ぐために、個々のフォトダイオード／結晶
対を互いに分離するために機能する整列グリッドのセッ
トからなる、多機能構造を内蔵する。全体的に、検出器
アレイは、振動および／または温度変動を含む、ＣＴ走
査システムの通常動作条件下ではかなり安定している。
【０００５】図１で概略的に説明されるように、基板１
２は、従来技術の検出器アレイの基本的な構造的支持を
与える。フォトダイオード１４は、基板上に、２Ｄアレ
イで配列される。たとえば、単一のｍ×ｎアレイは、各
々１２個のフォトダイオードの６個の列（すなわち、６
×１２アレイ）に配列された７２個のフォトダイオード
からなる。基板１２は、また、フォトダイオードで生成
された電気信号を、画像再構成用の信号処理サブシステ
ム２０に送る、信号伝達機構１６を含む。信号伝達機構
１６は、基板に印刷された導電回路経路または基板に取
り付けられた導電内部接続層１７を含むことができる。
各フォトダイオードから１つまたは２以上の経路への導
電線１９によって、各フォトダイオードと信号処理手段
２０の間の電気結合が完結される。
２は、従来技術の検出器アレイの基本的な構造的支持を
与える。フォトダイオード１４は、基板上に、２Ｄアレ
イで配列される。たとえば、単一のｍ×ｎアレイは、各
々１２個のフォトダイオードの６個の列（すなわち、６
×１２アレイ）に配列された７２個のフォトダイオード
からなる。基板１２は、また、フォトダイオードで生成
された電気信号を、画像再構成用の信号処理サブシステ
ム２０に送る、信号伝達機構１６を含む。信号伝達機構
１６は、基板に印刷された導電回路経路または基板に取
り付けられた導電内部接続層１７を含むことができる。
各フォトダイオードから１つまたは２以上の経路への導
電線１９によって、各フォトダイオードと信号処理手段
２０の間の電気結合が完結される。
【０００６】蛍光体結晶アセンブリ１８は、フォトダイ
オードアレイの上に配置され、複数の蛍光体結晶２２と
２−Ｄアレイに結晶を配列するための、フォトダイオー
ドアレイに対応する整列グリッドを含む。蛍光体結晶２
２の各々は、対応するフォトダイオード１４と実質的に
整列およびインタフェースされ、また、周囲の結晶から
実質的に光学的に隔離される。図２に示すように、整列
グリッド２４の少なくとも１つは、平面で、複数のセル
または開口２６を含む。セル２６の各々は、図３に示さ
れるように、蛍光体結晶２２を受容し、実質的に整列す
るのに十分な大きさである。別の整列グリッド２８は、
光学的に不透明で、実質的に硬質な２−Ｄグリッドで、
グリッド２４に関してかなり分厚い。また、第１整列グ
リッド２４のセルに対応した複数のセル２６’を含む。
整列グリッド２８のセルの各々は、平面整列グリッド２
４の対応するセル、したがって、蛍光体結晶２２と実質
的に整列させられる。光学的不透明さおよび寸法の安定
性が整列グリッドの重要な特徴である。
オードアレイの上に配置され、複数の蛍光体結晶２２と
２−Ｄアレイに結晶を配列するための、フォトダイオー
ドアレイに対応する整列グリッドを含む。蛍光体結晶２
２の各々は、対応するフォトダイオード１４と実質的に
整列およびインタフェースされ、また、周囲の結晶から
実質的に光学的に隔離される。図２に示すように、整列
グリッド２４の少なくとも１つは、平面で、複数のセル
または開口２６を含む。セル２６の各々は、図３に示さ
れるように、蛍光体結晶２２を受容し、実質的に整列す
るのに十分な大きさである。別の整列グリッド２８は、
光学的に不透明で、実質的に硬質な２−Ｄグリッドで、
グリッド２４に関してかなり分厚い。また、第１整列グ
リッド２４のセルに対応した複数のセル２６’を含む。
整列グリッド２８のセルの各々は、平面整列グリッド２
４の対応するセル、したがって、蛍光体結晶２２と実質
的に整列させられる。光学的不透明さおよび寸法の安定
性が整列グリッドの重要な特徴である。
【０００７】整列グリッド２４および２８は、結晶と対
応するフォトダイオード１４との正確な整列を可能に
し、結晶アセンブリに寸法の安定性を与える、検出器ア
レイの蛍光体結晶２２用の構造的フレームワークを与え
る。図２と３に示されるように、各整列グリッド２４、
２８のセル２６、２６’は、各々、単一の蛍光体結晶を
受容し、対応するフォトダイオード１４に整列できる大
きさである。２−Ｄ整列グリッド２８は、フォトダイオ
ードアレイの上を延びる壁および基板上の電気内部接続
部１７を含む。壁は、フォトダイオード検出器の間に直
接配置され、各蛍光体結晶に対する個々の壁またはセル
を形成する。
応するフォトダイオード１４との正確な整列を可能に
し、結晶アセンブリに寸法の安定性を与える、検出器ア
レイの蛍光体結晶２２用の構造的フレームワークを与え
る。図２と３に示されるように、各整列グリッド２４、
２８のセル２６、２６’は、各々、単一の蛍光体結晶を
受容し、対応するフォトダイオード１４に整列できる大
きさである。２−Ｄ整列グリッド２８は、フォトダイオ
ードアレイの上を延びる壁および基板上の電気内部接続
部１７を含む。壁は、フォトダイオード検出器の間に直
接配置され、各蛍光体結晶に対する個々の壁またはセル
を形成する。
【０００８】２−Ｄグリッドのセル幅は、フォトダイオ
ード１４の検出側面からのワイヤの接合、ワイヤ１９の
フォトダイオード側面下への横切り、および、ワイヤの
電気層１７への接合を受容するのに十分に大きい。フォ
トダイオードからのワイヤ導線１９は比較的もろいた
め、導線を損傷から守るように配慮される。さらに、２
−Ｄ整列グリッド２８は、フォトダイオードアレイと蛍
光体結晶アセンブリ用支持部の間の隔壁として働くた
め、結晶２２が、対応する、下のフォトダイオード１４
とワイヤ導線１９の上に直接乗ることはできない。そこ
に位置すると、比較的もろいワイヤ導線１９に損傷が生
ずる。そのため、グリッド２８の高さと幅は、図４に示
すように、フォトダイオード１４とワイヤ導線１９を組
み合わせた高さと幅と、少なくとも、同じである。
ード１４の検出側面からのワイヤの接合、ワイヤ１９の
フォトダイオード側面下への横切り、および、ワイヤの
電気層１７への接合を受容するのに十分に大きい。フォ
トダイオードからのワイヤ導線１９は比較的もろいた
め、導線を損傷から守るように配慮される。さらに、２
−Ｄ整列グリッド２８は、フォトダイオードアレイと蛍
光体結晶アセンブリ用支持部の間の隔壁として働くた
め、結晶２２が、対応する、下のフォトダイオード１４
とワイヤ導線１９の上に直接乗ることはできない。そこ
に位置すると、比較的もろいワイヤ導線１９に損傷が生
ずる。そのため、グリッド２８の高さと幅は、図４に示
すように、フォトダイオード１４とワイヤ導線１９を組
み合わせた高さと幅と、少なくとも、同じである。
【０００９】図４に示すように、蛍光体結晶２２は、塗
料、フォイルまたは表面溶着層のような光反射材料３０
により、対応するフォトダイオード１４に最も近い側面
よりもむしろ全側面で囲まれる。蛍光体結晶２２と対応
するフォトダイオード１４の間の領域は、結晶からフォ
トダイオードへの光の伝達を容易にするために、光透過
媒質３４（たとえば、エポキシ）で満たされる。
料、フォイルまたは表面溶着層のような光反射材料３０
により、対応するフォトダイオード１４に最も近い側面
よりもむしろ全側面で囲まれる。蛍光体結晶２２と対応
するフォトダイオード１４の間の領域は、結晶からフォ
トダイオードへの光の伝達を容易にするために、光透過
媒質３４（たとえば、エポキシ）で満たされる。
【００１０】当業者によって理解されるように、従来技
術のＸ線検出器アレイは、信頼性のある構造を確保する
ために必要な予防処理のために、複雑で、多くの労力を
要する傾向にある。たとえば、各ワイヤ１９は、フォト
ダイオードに接合され、基板１２上の回路経路に接合さ
れた時に、ワイヤがフォトダイオードの壁またはグリッ
ド２８に触れないように、注意深く巻かれなければなら
ない。さらに、整列グリッド２８は、グリッド２８がガ
ラスやセラミックのような砕けやすい物質で作られてい
ると仮定すると、それ自身もろく、破損を受けやすい。
また、フォトダイオード１４の上部からのワイヤ１９の
ループは、ワイヤに損傷または変位を受けやすくさせ、
また、蛍光体結晶アレイがワイヤに対する余裕を与える
ために、フォトダイオードアレイの上に十分に上げられ
る必要が生ずる。こうした分離により、光クロストーク
の可能性が増し、Ｘ線システム全体の精度に影響を与え
るかもしれない。さらに、ワイヤ１９が基板１２を進む
時にフォトダイオードの側面に沿って横切るのを補償す
るために、グリッド２８は、フォトダイオードアレイに
正確に取り付けられねばならない。取り付け誤差がフォ
トダイオードまたはワイヤ接合の完全性を低下させる可
能性がある。
術のＸ線検出器アレイは、信頼性のある構造を確保する
ために必要な予防処理のために、複雑で、多くの労力を
要する傾向にある。たとえば、各ワイヤ１９は、フォト
ダイオードに接合され、基板１２上の回路経路に接合さ
れた時に、ワイヤがフォトダイオードの壁またはグリッ
ド２８に触れないように、注意深く巻かれなければなら
ない。さらに、整列グリッド２８は、グリッド２８がガ
ラスやセラミックのような砕けやすい物質で作られてい
ると仮定すると、それ自身もろく、破損を受けやすい。
また、フォトダイオード１４の上部からのワイヤ１９の
ループは、ワイヤに損傷または変位を受けやすくさせ、
また、蛍光体結晶アレイがワイヤに対する余裕を与える
ために、フォトダイオードアレイの上に十分に上げられ
る必要が生ずる。こうした分離により、光クロストーク
の可能性が増し、Ｘ線システム全体の精度に影響を与え
るかもしれない。さらに、ワイヤ１９が基板１２を進む
時にフォトダイオードの側面に沿って横切るのを補償す
るために、グリッド２８は、フォトダイオードアレイに
正確に取り付けられねばならない。取り付け誤差がフォ
トダイオードまたはワイヤ接合の完全性を低下させる可
能性がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】そのために、本発明の
目的は、低減された光クロストーク、改善された構造的
完全性および製造コストを低減することにつながる簡略
化された構造を有する、２−Ｄ光検出器アレイを提供す
ることである。本発明の他の目的は、より高い精度、耐
久性および信頼性を有する、従来技術のＸ線検出器より
も製造するのに実質的にコストがかからない、改善され
たＸ線検出器を提供することである。また、本発明のさ
らに他の目的は、これら利点を達成する、改善されたＣ
ＴＸ線スキャナシステムを提供することである。
目的は、低減された光クロストーク、改善された構造的
完全性および製造コストを低減することにつながる簡略
化された構造を有する、２−Ｄ光検出器アレイを提供す
ることである。本発明の他の目的は、より高い精度、耐
久性および信頼性を有する、従来技術のＸ線検出器より
も製造するのに実質的にコストがかからない、改善され
たＸ線検出器を提供することである。また、本発明のさ
らに他の目的は、これら利点を達成する、改善されたＣ
ＴＸ線スキャナシステムを提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、光検出器アレ
イ（たとえば、フォトダイオード）に結合された蛍光体
要素アレイからなる２−ＤＸ線検出器アレイである。蛍
光体結晶アレイとフォトダイオードアレイが結合される
と、各蛍光体結晶が、対応するフォトダイオードに光学
的に結合され、結晶／フォトダイオード対を形成する。
各蛍光体結晶は、Ｘ線の入射に応答して光を発し、その
発光が入力Ｘ線束に比例する。従って、各フォトダイオ
ードは、対応する蛍光体結晶から発せられる光を検出
し、受信光、それゆえ、元の入射Ｘ線束に比例する電気
信号を生成する。フォトダイオードアレイにより生成さ
れた電気信号は、とりわけ、Ｘ放射源から２−ＤＸ線検
出器アレイに伝播する時にＸ線が通る対象の密度分布を
決定するために、電子回路により処理される。
イ（たとえば、フォトダイオード）に結合された蛍光体
要素アレイからなる２−ＤＸ線検出器アレイである。蛍
光体結晶アレイとフォトダイオードアレイが結合される
と、各蛍光体結晶が、対応するフォトダイオードに光学
的に結合され、結晶／フォトダイオード対を形成する。
各蛍光体結晶は、Ｘ線の入射に応答して光を発し、その
発光が入力Ｘ線束に比例する。従って、各フォトダイオ
ードは、対応する蛍光体結晶から発せられる光を検出
し、受信光、それゆえ、元の入射Ｘ線束に比例する電気
信号を生成する。フォトダイオードアレイにより生成さ
れた電気信号は、とりわけ、Ｘ放射源から２−ＤＸ線検
出器アレイに伝播する時にＸ線が通る対象の密度分布を
決定するために、電子回路により処理される。
【００１３】蛍光体結晶は、当分野では公知のように、
ｍ×ｎ（すなわち、２−Ｄ）アレイに配列され、ｍ×ｎ
の整列グリッドにより支持される。フォトダイオード
は、また、２つのアレイが結合した時に、各蛍光体結晶
が単一フォトダイオードと整列するように、ｍ×ｎアレ
イに配列される。各フォトダイオードは、蛍光体結晶か
ら光を受ける検出側面とフォトダイオードが絶縁基板上
に搭載される搭載側面を含む。
ｍ×ｎ（すなわち、２−Ｄ）アレイに配列され、ｍ×ｎ
の整列グリッドにより支持される。フォトダイオード
は、また、２つのアレイが結合した時に、各蛍光体結晶
が単一フォトダイオードと整列するように、ｍ×ｎアレ
イに配列される。各フォトダイオードは、蛍光体結晶か
ら光を受ける検出側面とフォトダイオードが絶縁基板上
に搭載される搭載側面を含む。
【００１４】絶縁基板とフォトダイオードはいっしょに
組み立てられ、フォトダイオードアレイを形成する。絶
縁基板は接合された、上と底の絶縁部および各フォトダ
イオードに対応する少なくとも２つの電気経路を含む。
底絶縁部は、単一またはマルチレイヤセラミックまたは
他のプリント回路板材料で作られる。底部はＸ線検出器
アレイに対する基本的な支持構造として働き、回路経路
が形成された搭載面を有する。回路経路は、電気信号を
フォトダイオードから電子回路へ運ぶマルチワイヤ伸縮
自在ケーブルに最終的に接合される、接合パッドで終端
する。当分野では知られていない上部は、セラミック壁
（または、他の光学的に不透明な材料）により分離され
たｍ×ｎ個のフォトダイオード穴アレイを画定するため
に構成される。上部は、基板全体に対する増強された構
造的支持とともに物理的防護およびフォトダイオードの
電気的、光学的絶縁を与える。このように、上部は、公
知の底部に対してすっきりとしたアダプタとなってい
て、改善されたフォトダイオードアレイを形成してい
る。
組み立てられ、フォトダイオードアレイを形成する。絶
縁基板は接合された、上と底の絶縁部および各フォトダ
イオードに対応する少なくとも２つの電気経路を含む。
底絶縁部は、単一またはマルチレイヤセラミックまたは
他のプリント回路板材料で作られる。底部はＸ線検出器
アレイに対する基本的な支持構造として働き、回路経路
が形成された搭載面を有する。回路経路は、電気信号を
フォトダイオードから電子回路へ運ぶマルチワイヤ伸縮
自在ケーブルに最終的に接合される、接合パッドで終端
する。当分野では知られていない上部は、セラミック壁
（または、他の光学的に不透明な材料）により分離され
たｍ×ｎ個のフォトダイオード穴アレイを画定するため
に構成される。上部は、基板全体に対する増強された構
造的支持とともに物理的防護およびフォトダイオードの
電気的、光学的絶縁を与える。このように、上部は、公
知の底部に対してすっきりとしたアダプタとなってい
て、改善されたフォトダイオードアレイを形成してい
る。
【００１５】フォトダイオードアレイの絶縁基板は、上
部の底面の接触パッドが底部の搭載面上の回路経路に電
気的に接続され、搭載面の接合パッドがアクセスできる
ように、上部の底面を底部の搭載面に溶着することによ
り形成される。２つのセラミック部が接合されると、フ
ォトダイオードは、各フォトダイオードの搭載面が底部
の搭載面に接続され、各フォトダイオードの検出側面が
対応する蛍光体結晶にさらされるままになるように、上
部のフォトダイオード穴に搭載される。
部の底面の接触パッドが底部の搭載面上の回路経路に電
気的に接続され、搭載面の接合パッドがアクセスできる
ように、上部の底面を底部の搭載面に溶着することによ
り形成される。２つのセラミック部が接合されると、フ
ォトダイオードは、各フォトダイオードの搭載面が底部
の搭載面に接続され、各フォトダイオードの検出側面が
対応する蛍光体結晶にさらされるままになるように、上
部のフォトダイオード穴に搭載される。
【００１６】上部のセラミック壁内に、導電穴が形成さ
れる。各穴は、上部の上面から上部の底面の導電パッド
へ個別の導電パッドを与える。さらに、各フォトダイオ
ードに対して、上部の上面の２つの導電経路が、フォト
ダイオードを対応する導電穴に接続する。フォトダイオ
ードが検出器穴に搭載されると、フォトダイオードは、
たとえば、導電エポキシまたはワイヤの導電接続部を有
する導電経路に電気的に接続される。それとともに、導
電接続部、上面導電経路、導電穴および導電パッドによ
り、フォトダイオードの検出側面が底部の回路経路に電
気的に接続させられる。そのため、本発明により、従来
技術のような、もろいループ状金属ワイヤを使用する必
要がなくなる。
れる。各穴は、上部の上面から上部の底面の導電パッド
へ個別の導電パッドを与える。さらに、各フォトダイオ
ードに対して、上部の上面の２つの導電経路が、フォト
ダイオードを対応する導電穴に接続する。フォトダイオ
ードが検出器穴に搭載されると、フォトダイオードは、
たとえば、導電エポキシまたはワイヤの導電接続部を有
する導電経路に電気的に接続される。それとともに、導
電接続部、上面導電経路、導電穴および導電パッドによ
り、フォトダイオードの検出側面が底部の回路経路に電
気的に接続させられる。そのため、本発明により、従来
技術のような、もろいループ状金属ワイヤを使用する必
要がなくなる。
【００１７】フォトダイオードアレイの物理的構造は、
増強された構造的支持とともにＸ線検出器アレイによ
り、改善された信号検出精度が得られる（すなわち、少
ないクロストーク）ものである。この目的を達成するた
めには、基板の上部の高さ（または、厚さ）が、フォト
ダイオードの高さより少し高く、上部がフォトダイオー
ドの検出側面から基板の底部へ電気経路を与えることが
重要である。光学的に不透明な上部内にフォトダイオー
ドを埋め込むことにより、結晶／フォトダイオード対の
間の光学的絶縁が改善される。さらに、従来技術では、
フォトダイオードの側面に沿って余裕を必要としたワイ
ヤが、上部壁を通してダイオードの下に通るため、上部
の検出器穴が従来技術で使用されるガラスグリッド開口
よりも直径を小さくできる。本発明において、フォトダ
イオードが、小さく、深い検出器穴に搭載されると仮定
すると、フォトダイオードは、従来技術の２−ＤＸ線検
出器アレイよりもより良く分離され、物理的により安全
である。また、しっかりした取り付けにより、蛍光体結
晶のフォトダイオードとの、より信頼でき、安全な整列
方法が可能となる。
増強された構造的支持とともにＸ線検出器アレイによ
り、改善された信号検出精度が得られる（すなわち、少
ないクロストーク）ものである。この目的を達成するた
めには、基板の上部の高さ（または、厚さ）が、フォト
ダイオードの高さより少し高く、上部がフォトダイオー
ドの検出側面から基板の底部へ電気経路を与えることが
重要である。光学的に不透明な上部内にフォトダイオー
ドを埋め込むことにより、結晶／フォトダイオード対の
間の光学的絶縁が改善される。さらに、従来技術では、
フォトダイオードの側面に沿って余裕を必要としたワイ
ヤが、上部壁を通してダイオードの下に通るため、上部
の検出器穴が従来技術で使用されるガラスグリッド開口
よりも直径を小さくできる。本発明において、フォトダ
イオードが、小さく、深い検出器穴に搭載されると仮定
すると、フォトダイオードは、従来技術の２−ＤＸ線検
出器アレイよりもより良く分離され、物理的により安全
である。また、しっかりした取り付けにより、蛍光体結
晶のフォトダイオードとの、より信頼でき、安全な整列
方法が可能となる。
【００１８】本発明のさらなる利点は、製造がかなり簡
略化され、製造コストが低減されることである。たとえ
ば、ダイオードアレイ内の、もろくて高価なガラス整列
グリッドをなくすことにより、グリッドの製造およびグ
リッドの破損または組み立て誤差による損失に関するコ
ストが低減される。また、長い上下ワイヤ接合をなくす
ことにより、労力およびワイヤの第１端のフォトダイオ
ードの検出側面への接合、ワイヤのループ形成およびワ
イヤの第２端の底部上の回路経路への接合に関連する労
力およびコストがかなり低減される。さらに、もろい部
品をなくすことにより、２−ＤＸ線検出器アレイの耐久
性および信頼性が向上する。
略化され、製造コストが低減されることである。たとえ
ば、ダイオードアレイ内の、もろくて高価なガラス整列
グリッドをなくすことにより、グリッドの製造およびグ
リッドの破損または組み立て誤差による損失に関するコ
ストが低減される。また、長い上下ワイヤ接合をなくす
ことにより、労力およびワイヤの第１端のフォトダイオ
ードの検出側面への接合、ワイヤのループ形成およびワ
イヤの第２端の底部上の回路経路への接合に関連する労
力およびコストがかなり低減される。さらに、もろい部
品をなくすことにより、２−ＤＸ線検出器アレイの耐久
性および信頼性が向上する。
【００１９】図を参照すると明らかなように、項目が複
数の図で不変に使用されている場合、それはそれらの図
で同じ識別番号を保持する。
数の図で不変に使用されている場合、それはそれらの図
で同じ識別番号を保持する。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明は、光検出器のアレイに結
合された蛍光体要素のアレイからなる２次元（２−Ｄ）
Ｘ線検出器アレイである。各アレイにおける蛍光体要素
と光検出器の数を示す蛍光体要素のアレイの寸法は、光
検出器のアレイの寸法と実質的に同じである。従来技術
と同様に、アレイがともに結合されると、各蛍光体要素
は、対応する光検出器と整列する。本発明の好ましい実
施形態において、蛍光体要素は蛍光体結晶で、光検出器
はフォトダイオードであり、これらは、図１〜４の従来
技術に関して説明されたものである。しかし、蛍光体セ
ラミックまたはカドミウムテルライドおよびセレニウム
などの直接変換材料のような、他の形の蛍光体要素が使
用されることもできる。また、電荷結合デバイスまたは
単結晶およびアモルファスシリコンデバイスのような、
他の形の光検出器が使用されてもよい。本実施形態に関
して説明されるように、本発明のフォトダイオードアレ
イの構造は、以前に説明されたものとはかなり異なる。
合された蛍光体要素のアレイからなる２次元（２−Ｄ）
Ｘ線検出器アレイである。各アレイにおける蛍光体要素
と光検出器の数を示す蛍光体要素のアレイの寸法は、光
検出器のアレイの寸法と実質的に同じである。従来技術
と同様に、アレイがともに結合されると、各蛍光体要素
は、対応する光検出器と整列する。本発明の好ましい実
施形態において、蛍光体要素は蛍光体結晶で、光検出器
はフォトダイオードであり、これらは、図１〜４の従来
技術に関して説明されたものである。しかし、蛍光体セ
ラミックまたはカドミウムテルライドおよびセレニウム
などの直接変換材料のような、他の形の蛍光体要素が使
用されることもできる。また、電荷結合デバイスまたは
単結晶およびアモルファスシリコンデバイスのような、
他の形の光検出器が使用されてもよい。本実施形態に関
して説明されるように、本発明のフォトダイオードアレ
イの構造は、以前に説明されたものとはかなり異なる。
【００２１】本発明のフォトダイオードアレイは、フォ
トダイオードを搭載された絶縁基板からなる。絶縁基板
は、ともに組み立てられてフォトダイオードと蛍光体結
晶の整列、構造的支持および光学的絶縁を与える、上お
よび底部を含む。本実施形態において、底部は、従来技
術の基板１２と実質的に同じである。すなわち、底部
は、実質的に絶縁物質で作られ、電気信号をフォトダイ
オードから電子回路へ伝達することを可能にする、搭載
面内または搭載面に近接して形成された回路経路を含
む。底部に対する適当な物質は、プリント回路基板（Ｐ
ＣＢ）材料、ガラス、ファイバーグラスおよびセラミッ
クを含む。
トダイオードを搭載された絶縁基板からなる。絶縁基板
は、ともに組み立てられてフォトダイオードと蛍光体結
晶の整列、構造的支持および光学的絶縁を与える、上お
よび底部を含む。本実施形態において、底部は、従来技
術の基板１２と実質的に同じである。すなわち、底部
は、実質的に絶縁物質で作られ、電気信号をフォトダイ
オードから電子回路へ伝達することを可能にする、搭載
面内または搭載面に近接して形成された回路経路を含
む。底部に対する適当な物質は、プリント回路基板（Ｐ
ＣＢ）材料、ガラス、ファイバーグラスおよびセラミッ
クを含む。
【００２２】本実施形態において、図５に示す上部５０
は、フォトダイオードの高さより大きな高さ（厚さ）を
有する硬質構造である。以下で詳細に説明されるよう
に、上部５０の高さは、フォトダイオードが埋め込まれ
て、光学的絶縁が改善されるように選択され、セラミッ
ク、ＰＣＢ材料またはガラスのような光学的に不透明な
材料。上部は、従来技術の底部とともに使用されるのに
適しており、改善されたＸ線検出器を達成するエレガン
トな方法を与える。他の実施形態において、上部の形
は、特に、異なる形の底部を受容するために変わること
があるが、全ての場合において、フォトダイオードが埋
め込まれる。
は、フォトダイオードの高さより大きな高さ（厚さ）を
有する硬質構造である。以下で詳細に説明されるよう
に、上部５０の高さは、フォトダイオードが埋め込まれ
て、光学的絶縁が改善されるように選択され、セラミッ
ク、ＰＣＢ材料またはガラスのような光学的に不透明な
材料。上部は、従来技術の底部とともに使用されるのに
適しており、改善されたＸ線検出器を達成するエレガン
トな方法を与える。他の実施形態において、上部の形
は、特に、異なる形の底部を受容するために変わること
があるが、全ての場合において、フォトダイオードが埋
め込まれる。
【００２３】再び図５を参照すると、上部は、蛍光体結
晶アレイに対してインタフェースを与える上面５０ａお
よび底部１２の搭載面に搭載する底面５０ｂを含む。フ
ォトダイオードの挿入を可能にするフォトダイオード穴
アレイ５２が、上部５０内に形成され、底面５０ｂの上
面５０ａから延びる。フォトダイオード穴５２は、壁５
２ａにより画定され、図６、７、８に示されるように、
挿入されたフォトダイオード１４に比較的ぴったりとは
まるような大きさである。さらに、導電穴５４は、上部
５０に形成され、上面５０ａから、（図６、７、８に示
されるように）上部５０の底面５０ｂに形成された、対
応する導電穴パッド６６へ延びる。また、各フォトダイ
オードに対して、２つの導電パッド６２が、上部５０の
上面５０ａに形成され、穴５２に搭載されたフォトダイ
オードを対応する導電穴５４に電気結合する。たとえ
ば、導電穴は、導電材料でメッキされるか、導電エポキ
シまたはそれとのある組合せで満たされた穴でもよい。
晶アレイに対してインタフェースを与える上面５０ａお
よび底部１２の搭載面に搭載する底面５０ｂを含む。フ
ォトダイオードの挿入を可能にするフォトダイオード穴
アレイ５２が、上部５０内に形成され、底面５０ｂの上
面５０ａから延びる。フォトダイオード穴５２は、壁５
２ａにより画定され、図６、７、８に示されるように、
挿入されたフォトダイオード１４に比較的ぴったりとは
まるような大きさである。さらに、導電穴５４は、上部
５０に形成され、上面５０ａから、（図６、７、８に示
されるように）上部５０の底面５０ｂに形成された、対
応する導電穴パッド６６へ延びる。また、各フォトダイ
オードに対して、２つの導電パッド６２が、上部５０の
上面５０ａに形成され、穴５２に搭載されたフォトダイ
オードを対応する導電穴５４に電気結合する。たとえ
ば、導電穴は、導電材料でメッキされるか、導電エポキ
シまたはそれとのある組合せで満たされた穴でもよい。
【００２４】図６は、本発明によるフォトダイオードア
レイ１００の断面図である。絶縁基板７０は、上部５０
と底部１２を結合することにより形成されている。示さ
れているように、上部５０と下部１２が結合される時、
上部は、底部１２の搭載面１２ａのある部分が上部５０
の底面５０ａと接触しないように、底部より小さくなっ
ている。搭載面１２ａの露出部分は、底部１２の回路経
路１７を分離するために電気結合され、また、マルチワ
イヤ伸縮自在ケーブル５６に接合された接合パッド５８
を含む。接合パッド５８および伸縮自在ケーブル５６
は、フォトダイオード１４により生成され、回路経路１
７へ供給される電気信号のための、（図示されない）信
号処理電子回路への伝達経路を与える。当業者により理
解されるように、回路経路１７からの信号を別の信号伝
達媒体へ結合する他の方法が使用されてもよく、また、
回路経路１７とケーブル５６が底部１２の搭載面で結合
されること、または、上部と底部が異なる大きさである
ことが、必ず必要なわけではない。たとえば、回路経路
は底部１２の他の面で終端されてもよいし、上部５０を
通してケーブル５６に結合されてもよい。
レイ１００の断面図である。絶縁基板７０は、上部５０
と底部１２を結合することにより形成されている。示さ
れているように、上部５０と下部１２が結合される時、
上部は、底部１２の搭載面１２ａのある部分が上部５０
の底面５０ａと接触しないように、底部より小さくなっ
ている。搭載面１２ａの露出部分は、底部１２の回路経
路１７を分離するために電気結合され、また、マルチワ
イヤ伸縮自在ケーブル５６に接合された接合パッド５８
を含む。接合パッド５８および伸縮自在ケーブル５６
は、フォトダイオード１４により生成され、回路経路１
７へ供給される電気信号のための、（図示されない）信
号処理電子回路への伝達経路を与える。当業者により理
解されるように、回路経路１７からの信号を別の信号伝
達媒体へ結合する他の方法が使用されてもよく、また、
回路経路１７とケーブル５６が底部１２の搭載面で結合
されること、または、上部と底部が異なる大きさである
ことが、必ず必要なわけではない。たとえば、回路経路
は底部１２の他の面で終端されてもよいし、上部５０を
通してケーブル５６に結合されてもよい。
【００２５】絶縁基板７０を形成する時に、２つの部分
１２、５０の間の強い結合を可能にするために、本実施
形態においては、底部１２の搭載面１２ａと上部５０の
底面５０ｂが平面である。しかし、各面が平面であるこ
とが重要であるのではなく、２つの部分１２、５０の間
で強い接合が形成されるように、搭載面１２ａと底面５
０ｂが実質的に相補的な輪郭を有することが重要であ
る。部分１２および５０用に、セラミックまたは不透明
ガラスのような好ましい材料を用いて、２つの部分が溶
着され、単一硬質構造、すなわち、絶縁基板７０を形成
する。その結果、上部５０の底面上の導電穴パッド６６
は、底部１２の回路経路１７に電気結合される。上部と
底部が溶着されると、フォトダイオード穴５２に挿入さ
れ、底部１２の搭載面１２ａに接着される。
１２、５０の間の強い結合を可能にするために、本実施
形態においては、底部１２の搭載面１２ａと上部５０の
底面５０ｂが平面である。しかし、各面が平面であるこ
とが重要であるのではなく、２つの部分１２、５０の間
で強い接合が形成されるように、搭載面１２ａと底面５
０ｂが実質的に相補的な輪郭を有することが重要であ
る。部分１２および５０用に、セラミックまたは不透明
ガラスのような好ましい材料を用いて、２つの部分が溶
着され、単一硬質構造、すなわち、絶縁基板７０を形成
する。その結果、上部５０の底面上の導電穴パッド６６
は、底部１２の回路経路１７に電気結合される。上部と
底部が溶着されると、フォトダイオード穴５２に挿入さ
れ、底部１２の搭載面１２ａに接着される。
【００２６】図７は、基板７０の部分のフォトダイオー
ド穴５２に搭載された単一フォトダイオード１４の詳細
な断面図を示す。本発明では、ワイヤ１９が使用されて
いないため、フォトダイオード１４の検出面１４ａから
回路経路１７へのワイヤの横切りを受容するために、各
フォトダイオードと上部５０の壁５２ａの間に大きな隙
間を有する必要がない（図４に示す従来技術のアレイの
グリッド２８では必要であった）。そのため、フォトダ
イオード穴５２は、従来技術のグリッド２８の開口２６
より寸法が小さくてよい。好ましい実施形態において、
Ｘ線検出器内のフォトダイオードと蛍光体結晶のアレイ
密度は、実質的に図１〜４の従来技術のシステムと同じ
である。したがって、従来技術の開口２６を有するグリ
ッド２４が好ましい実施形態において使用される。上部
５０は、フォトダイオード１４に対する物理的保護と構
造的支持を与え、フォトダイオードの蛍光体結晶２２へ
の改善された整列手段を与える。上層５０へフォトダイ
オード１４を挿入することにより、フォトダイオードが
底部１２に直接搭載される。好ましい実施形態におい
て、各フォトダイオード１４は、エポキシのような電気
絶縁接着剤を使用して、底部１２の搭載面１２ａに接着
される。
ド穴５２に搭載された単一フォトダイオード１４の詳細
な断面図を示す。本発明では、ワイヤ１９が使用されて
いないため、フォトダイオード１４の検出面１４ａから
回路経路１７へのワイヤの横切りを受容するために、各
フォトダイオードと上部５０の壁５２ａの間に大きな隙
間を有する必要がない（図４に示す従来技術のアレイの
グリッド２８では必要であった）。そのため、フォトダ
イオード穴５２は、従来技術のグリッド２８の開口２６
より寸法が小さくてよい。好ましい実施形態において、
Ｘ線検出器内のフォトダイオードと蛍光体結晶のアレイ
密度は、実質的に図１〜４の従来技術のシステムと同じ
である。したがって、従来技術の開口２６を有するグリ
ッド２４が好ましい実施形態において使用される。上部
５０は、フォトダイオード１４に対する物理的保護と構
造的支持を与え、フォトダイオードの蛍光体結晶２２へ
の改善された整列手段を与える。上層５０へフォトダイ
オード１４を挿入することにより、フォトダイオードが
底部１２に直接搭載される。好ましい実施形態におい
て、各フォトダイオード１４は、エポキシのような電気
絶縁接着剤を使用して、底部１２の搭載面１２ａに接着
される。
【００２７】上部５０の高さ（または、厚さ）がフォト
ダイオード１４の高さより大きいことが必要である。こ
の構造により、フォトダイオードが、各フォトダイオー
ド１４の検出面１４ａが上部５０の上面５０ａに関して
埋め込まれるように、基板７０のフォトダイオード穴内
に搭載される。その結果、蛍光体結晶アレイが上部５０
に結合されると、各フォトダイオード１４は壁５２ａに
よりシールドされ、周囲の蛍光体結晶からの光を受けに
くくなる。すなわち、より良いフォトダイオードの光学
的絶縁が達成される。フォトダイオード穴５２内へのフ
ォトダイオード１４の埋め込みにより、比較的に保護さ
れた電気経路がフォトダイオードの検出面１４ａと回路
経路１７の間に形成される。
ダイオード１４の高さより大きいことが必要である。こ
の構造により、フォトダイオードが、各フォトダイオー
ド１４の検出面１４ａが上部５０の上面５０ａに関して
埋め込まれるように、基板７０のフォトダイオード穴内
に搭載される。その結果、蛍光体結晶アレイが上部５０
に結合されると、各フォトダイオード１４は壁５２ａに
よりシールドされ、周囲の蛍光体結晶からの光を受けに
くくなる。すなわち、より良いフォトダイオードの光学
的絶縁が達成される。フォトダイオード穴５２内へのフ
ォトダイオード１４の埋め込みにより、比較的に保護さ
れた電気経路がフォトダイオードの検出面１４ａと回路
経路１７の間に形成される。
【００２８】図７から理解されるように、フォトダイオ
ード１４の検出側面１４ａは、種々の方法で導電経路６
２に電気結合されてもよい。検出側面を１４ａを経路６
２に電気結合するために、たとえば、（図示されてい
る）導電ワイヤまたは導電エポキシのような電気結合が
使用される。いずれの場合も、フォトダイオード１４が
検出器穴５２に埋め込まれるので、検出側面１４ａと経
路６２の間の接続は、フォトダイオード穴５２内で実質
的に保護され、上部５０での蛍光体結晶アレイのフォト
ダイオードアレイへの強い結合には実質的には干渉しな
い。好ましい実施形態において、導電穴５４は、上面５
０ａから上部５０の底面５０ｂへの電気経路を与えるた
めに、上面５０ａから導電物質６０でメッキされる。当
業者は、導電穴５４内の導電経路が種々の方法で形成さ
れることを理解するであろう。たとえば、導電穴５４
は、導電エポキシで満たされるか、金属メッキのコンジ
ットとして働く。上部１２および底部５０は、上部の底
面上の各導電パッド６６が底部の対応する回路経路１７
と電気的に結合されるように、ともに溶着される。その
ため、ワイヤ６４、パス６２、メッキされた導電穴６０
およびパッド６６は、フォトダイオード１４の検出側面
１４ａから回路経路１７への電気経路を形成する。
ード１４の検出側面１４ａは、種々の方法で導電経路６
２に電気結合されてもよい。検出側面を１４ａを経路６
２に電気結合するために、たとえば、（図示されてい
る）導電ワイヤまたは導電エポキシのような電気結合が
使用される。いずれの場合も、フォトダイオード１４が
検出器穴５２に埋め込まれるので、検出側面１４ａと経
路６２の間の接続は、フォトダイオード穴５２内で実質
的に保護され、上部５０での蛍光体結晶アレイのフォト
ダイオードアレイへの強い結合には実質的には干渉しな
い。好ましい実施形態において、導電穴５４は、上面５
０ａから上部５０の底面５０ｂへの電気経路を与えるた
めに、上面５０ａから導電物質６０でメッキされる。当
業者は、導電穴５４内の導電経路が種々の方法で形成さ
れることを理解するであろう。たとえば、導電穴５４
は、導電エポキシで満たされるか、金属メッキのコンジ
ットとして働く。上部１２および底部５０は、上部の底
面上の各導電パッド６６が底部の対応する回路経路１７
と電気的に結合されるように、ともに溶着される。その
ため、ワイヤ６４、パス６２、メッキされた導電穴６０
およびパッド６６は、フォトダイオード１４の検出側面
１４ａから回路経路１７への電気経路を形成する。
【００２９】図８は、本発明によるＸ線検出器アレイの
好ましい実施形態を示す。検出器アレイ２００は、フォ
トダイオードアレイ１００に結合された蛍光体結晶アレ
イ４０を含む。フォトダイオードアレイ１００は、上述
したように、上部５０と底部１２から形成された絶縁基
板７０を含み、その後、フォトダイオード穴５２内に搭
載され、底部の搭載面１２ａに接着されるフォトダイオ
ード１４を含む。蛍光体結晶アレイ４０は、実質上従来
技術のもので、従来技術の整列グリッド２４および光反
射材料で作られ、反射基板３０内に固定された、蛍光体
結晶２２を含む。フォトダイオード１４の検出面１４ａ
と検出穴５２の壁で画定された凹所、すなわち、検出穴
５２の占有されていない容積は、光学的透明物質（たと
えば、光学的エポキシまたはゲル）で満たされる。好ま
しい実施形態において、光学的に透明な基板は、光が蛍
光体結晶２２からフォトダイオード１４の検出面１４ａ
に伝播することを可能にする光学的エポキシである。光
学的エポキシは、また、フォトダイオード１４の側面と
フォトダイオード穴５２の壁５２ａの間に存在する隙間
を満たす。光学的エポキシが配置されると、（蛍光体結
晶２２、反射基板３０、整列グリッド２４を含む）蛍光
体アレイと（フォトダイオードを搭載された）基板７０
がともに接合され、Ｘ線検出器２００を形成する。
好ましい実施形態を示す。検出器アレイ２００は、フォ
トダイオードアレイ１００に結合された蛍光体結晶アレ
イ４０を含む。フォトダイオードアレイ１００は、上述
したように、上部５０と底部１２から形成された絶縁基
板７０を含み、その後、フォトダイオード穴５２内に搭
載され、底部の搭載面１２ａに接着されるフォトダイオ
ード１４を含む。蛍光体結晶アレイ４０は、実質上従来
技術のもので、従来技術の整列グリッド２４および光反
射材料で作られ、反射基板３０内に固定された、蛍光体
結晶２２を含む。フォトダイオード１４の検出面１４ａ
と検出穴５２の壁で画定された凹所、すなわち、検出穴
５２の占有されていない容積は、光学的透明物質（たと
えば、光学的エポキシまたはゲル）で満たされる。好ま
しい実施形態において、光学的に透明な基板は、光が蛍
光体結晶２２からフォトダイオード１４の検出面１４ａ
に伝播することを可能にする光学的エポキシである。光
学的エポキシは、また、フォトダイオード１４の側面と
フォトダイオード穴５２の壁５２ａの間に存在する隙間
を満たす。光学的エポキシが配置されると、（蛍光体結
晶２２、反射基板３０、整列グリッド２４を含む）蛍光
体アレイと（フォトダイオードを搭載された）基板７０
がともに接合され、Ｘ線検出器２００を形成する。
【００３０】Ｘ線が蛍光体結晶２２上に当たると、結晶
が光を発する。フォトダイオード１４は、光を受けて、
発光に比例した、すなわち、受信された元のＸ線束に比
例する、対応する電気信号を生成する。各フォトダイオ
ードに対して、これら電気信号が、ワイヤ６４およびパ
ッド６２を介して、メッキされた導電穴６０に、さら
に、回路経路１７に送られる。各信号は、回路経路１７
を通って、マルチワイヤ伸縮自在ケーブル５６へ、最後
に、とりわけＣＴスキャナにより走査された対象の密度
分布を決定するために、公知のアルゴリズムに従ってフ
ォトダイオードからの信号を処理する電子回路へ伝播さ
れる。
が光を発する。フォトダイオード１４は、光を受けて、
発光に比例した、すなわち、受信された元のＸ線束に比
例する、対応する電気信号を生成する。各フォトダイオ
ードに対して、これら電気信号が、ワイヤ６４およびパ
ッド６２を介して、メッキされた導電穴６０に、さら
に、回路経路１７に送られる。各信号は、回路経路１７
を通って、マルチワイヤ伸縮自在ケーブル５６へ、最後
に、とりわけＣＴスキャナにより走査された対象の密度
分布を決定するために、公知のアルゴリズムに従ってフ
ォトダイオードからの信号を処理する電子回路へ伝播さ
れる。
【００３１】光検出器アレイとＸ線検出器の新規の構造
は、従来技術のもろく、高価なガラスグリッド２８を使
用する必要なく、フォトダイオード間の改善された光学
的分離を与える。この構造は、また、上部により与えら
れる改善された構造的支持により、光検出器に対するよ
り良い防護を確保し、フォトダイオード検出器面と回路
経路の間の電気経路に沿う点での接合ストレスの危険を
なくし、大きな労力を要し、物理的に制限されたワイヤ
導線の取り付けをなくすことにより、接合作業を簡単に
する。その結果、Ｘ線検出器精度が維持され、製造が簡
略化され、関連するコストが低減される。
は、従来技術のもろく、高価なガラスグリッド２８を使
用する必要なく、フォトダイオード間の改善された光学
的分離を与える。この構造は、また、上部により与えら
れる改善された構造的支持により、光検出器に対するよ
り良い防護を確保し、フォトダイオード検出器面と回路
経路の間の電気経路に沿う点での接合ストレスの危険を
なくし、大きな労力を要し、物理的に制限されたワイヤ
導線の取り付けをなくすことにより、接合作業を簡単に
する。その結果、Ｘ線検出器精度が維持され、製造が簡
略化され、関連するコストが低減される。
【００３２】本発明は、その精神および中心になる特性
から逸脱することなく、別な特定の形で実施されてもよ
い。そのため、本実施形態は、全ての点において、例示
的であって、それに限るものではないと考えられるべき
である。本発明の範囲は、上記の説明よりも記載される
特許請求の範囲によって示される。また、特許請求の範
囲と等価な意味および範囲に当てはまる全ての変更が包
含されることが意図されている。
から逸脱することなく、別な特定の形で実施されてもよ
い。そのため、本実施形態は、全ての点において、例示
的であって、それに限るものではないと考えられるべき
である。本発明の範囲は、上記の説明よりも記載される
特許請求の範囲によって示される。また、特許請求の範
囲と等価な意味および範囲に当てはまる全ての変更が包
含されることが意図されている。
【００３３】本発明自体と同様に、本発明の上述および
他の目的、その種々の特徴は、以下に説明されるよう
に、付随する図とともに読まれる時、以下の説明から十
分に理解される。
他の目的、その種々の特徴は、以下に説明されるよう
に、付随する図とともに読まれる時、以下の説明から十
分に理解される。
【図１】従来技術のＸ線検出器アレイの簡易側面図であ
る。
る。
【図２】図１のＸ線検出器アレイの蛍光体結晶アセンブ
リの簡易側面図である。
リの簡易側面図である。
【図３】図１のＸ線検出器アレイの一部の簡易側面図で
ある。
ある。
【図４】図１のＸ線検出器アレイの一部の簡易組み立て
図である。
図である。
【図５】本発明による、フォトダイオードアレイの絶縁
基板の上部の透視図である。
基板の上部の透視図である。
【図６】図５の上部を含む、本発明による、フォトダイ
オードアレイの簡易側面図である。
オードアレイの簡易側面図である。
【図７】図６のフォトダイオードアレイの一部の側面図
である。
である。
【図８】本発明による、Ｘ線検出器アレイの側面図であ
る。
る。
１２ 基板 １２ａ 搭載面 １４ フォトダイオード １４ａ 検出面 １６ 信号伝達機構 １７ 導電内部接続層 １８ 蛍光体結晶アセンブリ １９ 導電線 ２０ 信号処理サブシステム ２２ 蛍光体結晶 ２４ 整列グリッド ２６、２６’ セルまたは開口 ２８ 整列グリッド ３０ 光反射物質 ３４ 光透過材料 ４０ 蛍光体結晶アレイ ５０ 上部 ５０ａ 上面 ５０ｂ 底面 ５２ フォトダイオード穴 ５２ａ 壁 ５４ 導電穴 ５６ ケーブル ５８ 接合パッド ６０ 導電物質 ６２ 導電経路 ６４ ワイヤ ６６ 穴パッド ７０ 絶縁基板 １００ フォトダイオードアレイ ２００ 検出器アレイ
【手続補正書】
【提出日】平成１３年１月９日（２００１．１．９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アレキサンダー ティー． ボトカ アメリカ合衆国 05489 ヴァーモント, アンダーヒル，アイリッシュ セトルメン ト ロード 318
Claims (35)
- 【請求項１】 Ｘ線検出器システムの光検出器が搭載可
能な２−Ｄ搭載基板であって、該搭載基板は、 実質的に光学的に絶縁され、フレームワークの中に形成
される光検出器穴の２−Ｄアレイを画定するフレームワ
ークと、 導電性で互いに絶縁された回路経路の対応するアレイと
を備え、 各光検出器穴部には、一の光検出器が設けられ、各光検
出器穴の大きさは前記光検出器を対応する蛍光体要素ア
レイの対応する蛍光要素と整列させる大きさであり、該
光検出器穴部は、光検出器の高さより大きな高さを有
し、該回路経路の異なる対は光検出器穴の各々に対応し
て搭載された光検出器に接続される２−Ｄ搭載基板。 - 【請求項２】 請求項１に記載の２−Ｄ搭載基板であっ
て、該基板が光学的に不透明な材料からなることを特徴
とする該２−Ｄ搭載基板。 - 【請求項３】 請求項１に記載の２−Ｄ搭載基板であっ
て該基板は、 ａ．上面と底面を有し、該上面から該底面へ延びる上部
部片であって光検出器穴が形成される該上部片と、 ｂ．回路経路を含み、該上部部片の底面が剛に結合され
る搭載面を有する底部部片とを備えることを特徴とする
該２−Ｄ搭載基板。 - 【請求項４】 請求項３に記載の２−Ｄ搭載基板であっ
て、上部部片と底部部片が、実質的に、光学的に不透明
な非導電材料からなり、熱−圧力結合プロセスにより結
合されることを特徴とする。 - 【請求項５】 請求項３に記載の２次元掲載基板であっ
て、上部部片が光検出器の高さより大きな高さを有する
ことを特徴とする、該２−Ｄ搭載基板。 - 【請求項６】 請求項３に記載の２次元搭載基板であっ
てさらに、上部部片内に形成された導電穴を含み、少な
くとも２つの導電穴が光検出器穴に対応し、各々が上部
部片中に電気経路を与え、各導電穴が前記底部部片上の
異なる回路経路に電気結合されることを特徴とする、２
−Ｄ搭載基板。 - 【請求項７】 請求項６に記載の２次元搭載基板であっ
て各導電穴が導電材料でメッキされることを特徴とする
２次元搭載基板。 - 【請求項８】 請求項６に記載の２−Ｄ搭載基板であっ
て各光検出器が、上部部片の上面に形成された導電性で
互いに絶縁された対応する経路を介して、少なくとも２
つの対応する導電穴に電気結合されることを特徴とする
該２−Ｄ搭載基板。 - 【請求項９】 請求項６に記載の２−Ｄ搭載基板であっ
て上部部片の底面が、前記電気絶縁された複数の回路経
路の対応する１つへの前記導電穴の電気結合を与える、
各導電穴に電気結合された対応する導電パッドを含むこ
とを特徴とする該２−Ｄ搭載基板。 - 【請求項１０】 請求項３に記載の２−Ｄ搭載基板であ
って上部部片の底面の面積が底部部片の搭載面の面積よ
り小さく、上部部片と底部部片が硬く結合された時に、
搭載面の露出領域が画定され、底部部片の搭載面の露出
領域が複数の個別接合パッドを含み、１つのパッドが各
回路経路に電気結合されることを特徴とする該２−Ｄ搭
載基板。 - 【請求項１１】 実質的に硬く光学的に反射する構造内
に固定され、各蛍光体要素がＸ線の入射に応答して光を
発する、蛍光体要素のアレイと、 光学的に不透明な光検出器基板と、 複数の光検出器とを備え、 ｉ．該光検出器基板が、フレームワークの中に形成され
た光検出器穴の２−Ｄアレイを画定するフレームワーク
と、 ｉｉ．導電性で互いに絶縁された回路経路の対応するア
レイとを備え、 各光検出器穴部には、一の光検出器が設けられ、前記光
検出器穴の大きさは前記光検出器を対応する蛍光体要素
アレイの対応する蛍光要素と整列させる大きさであり、
該光検出器穴部は、光検出器の高さより大きな高さを有
し、回路経路の異なる対が、光検出器穴の各々に対応
し、搭載された光検出器に接続され、 該各光検出器が、光検出器穴の対応する１つの中に埋め
込まれ、異なる回路経路の対に電気結合され、蛍光体要
素のアレイが光検出器基板に結合された時に、対応する
蛍光体要素に光学的に結合されるＸ線検出器アレイ。 - 【請求項１２】 請求項１１記載のＸ線検出器アレイで
あって該蛍光体要素は、蛍光結晶、蛍光セラミックおよ
びカドミウムテルライドおよびセレニウムを含む直接変
換材料を含むグループから選択されることを特徴とする
該Ｘ線検出器アレイ。 - 【請求項１３】 請求項１１に記載のＸ線検出器アレイ
であって該光検出器が、フォトダイオード、電荷効果デ
バイス、単結晶シリコンデバイスおよびアモルファスシ
リコンデバイスを含むグループから選択されることを特
徴とする該Ｘ線検出器アレイ。 - 【請求項１４】 さらに、整列グリッドを含んでおり、
整列グリッドが、その中に形成された開口アレイを有
し、さらに、各蛍光体要素を対応する光検出器と整列さ
せることを特徴とする該Ｘ線検出器アレイ。 - 【請求項１５】 請求項１１に記載のＸ線検出器アレイ
であって該基板が、 ａ．上面と底面を有し、光検出器穴が、上部部片に形成
され、該上面から該底面へ延びる、上部部片と、 ｂ．回路経路を含み、上部部片の底面が硬く結合される
搭載面を有する底部部片とを備え、該上部部片に光検出
器穴が形成されていることを特徴とするＸ線検出器アレ
イ。 - 【請求項１６】 請求項１５に記載のＸ線検出器アレイ
であって該上部部片と該底部部片が、実質的に、光学的
に不透明な材料からなり、熱−圧力結合プロセスにより
結合されることを特徴とする該Ｘ線検出器アレイ。 - 【請求項１７】 請求項１５に記載のＸ線検出器アレイ
であって該上部部片が光検出器の高さより大きな高さを
有することを特徴とするＸ線検出器アレイ。 - 【請求項１８】 請求項１５に記載のＸ線検出器アレイ
であってさらに、該上部部片で形成された導電穴を含
み、少なくとも２つの導電穴が光検出器穴に対応し、各
々が上部部片を通して絶縁された電気経路を与え、各導
電穴が前記底部部片上の異なる回路経路に電気結合され
ることを特徴とする該Ｘ線検出器アレイ。 - 【請求項１９】 請求項１８に記載のＸ線検出器アレイ
であって各導電穴が導電材料でメッキされることを特徴
とする該Ｘ線検出器アレイ。 - 【請求項２０】 請求項１８に記載のＸ線検出器アレイ
であって各光検出器が、上部部片の上面に形成された導
電性で互いに絶縁された対応する経路を介して、少なく
とも２つの対応する導電穴に電気結合されることを特徴
とする該Ｘ線検出器アレイ。 - 【請求項２１】 請求項２０に記載のＸ線検出器アレイ
であって該光検出器の各々は、導電エポキシまたはワイ
ヤボンドで、対応する導電経路に電気結合されることを
特徴とするＸ線検出器アレイ。 - 【請求項２２】 請求項２０に記載のＸ線検出器アレイ
であって該上部部片の底面は、前記電気絶縁された複数
の回路経路の対応する１つへの前記導電穴の電気結合を
与える各導電穴に電気結合された対応する導電パッドを
含む、請求項２０に記載のＸ線検出器アレイ。 - 【請求項２３】 請求項１５に記載のＸ線検出器アレイ
であって、該上部部片の底面の面積が底部部片の搭載面
の面積より小さく、該上部部片と該底部部片が剛に結合
された際に搭載面の露出領域が画定され、底部部片の搭
載面の露出領域が複数の個別接合パッドを含み、１つの
パッドが各回路経路に電気結合されることを特徴とする
Ｘ線検出器アレイ。 - 【請求項２４】 放射源と、前記放射源から発生された
放射を検出し、検出された放射を表す信号を与える手段
と、走査される対象の周りおよび対象に対して前記放射
源と前記検出手段を移動する手段と、前記放射源に電力
を供給する手段と、走査された前記対象に関する画像デ
ータを収集するために、前記信号を処理する手段と、２
−Ｄ検出器アレイとを備えるＣＴ走査システムであっ
て、 実質的に硬く光学的に反射する構造内に固定され、各蛍
光体要素がＸ線の入射に応答して光を発するアレイと、 光学的に不透明な光検出器基板と、 複数の光検出器と、 ｉ．該光検出器基板は、フレームワークの中に形成され
た光検出器穴の２−Ｄアレイを画定するフレームワーク
と、 ｉｉ．導電性で互いに絶縁された回路経路の対応するア
レイとを備え、 各光検出器穴が、単一の光検出器を内包し、各光検出器
穴の大きさは前記光検出器を対応する蛍光体要素アレイ
の対応する要素と整列させる大きさであり、光検出器穴
部は、光検出器の高さより大きな高さを有し、該回路経
路の異なる対が光検出器穴の各々に対応し、搭載された
光検出器に接続され、前記各光検出器は、光検出器穴の
対応する１つの中に埋め込まれ、少なくとも１つの異な
る回路経路の対に電気結合され、蛍光体要素のアレイが
光検出器基板に結合された時に、対応する蛍光体要素に
光学的に結合されるＣＴ走査システム。 - 【請求項２５】 請求項２４に記載のＣＴ走査システム
であって、蛍光体要素が、蛍光結晶、蛍光セラミックお
よびカドミウムテルライドおよびセレニウムを含む直接
変換材料を含むグループから選択され、 光検出器が、フォトダイオード、電荷効果デバイス、単
結晶シリコンデバイスおよびアモルファスシリコンデバ
イスを含むグループから選択されることを特徴とする該
ＣＴ走査システム。 - 【請求項２６】 請求項２４に記載のＣＴ走査システム
であってさらに、整列グリッドを含んでおり、整列グリ
ッドが、その中に形成された開口アレイを有し、さら
に、各蛍光体要素を対応する光検出器と整列させること
を特徴とする該ＣＴ走査システム。 - 【請求項２７】 請求項２４に記載のＣＴ走査システム
であって、該基板が、 上面と底面を有し、光検出器穴が形成され該上面から該
底面へ延びる、上部部片と、 回路経路を含み、該上部部片の底面が剛に結合される搭
載面を有する底部部片とを備え、該上部部片には光検出
器穴がないことを特徴とするＣＴ走査システム。 - 【請求項２８】 請求項２７に記載のＣＴ走査システム
であって、該上部部片と該底部部片が、実質的に、光学
的に不透明なセラミックからなり、熱−圧力結合プロセ
スにより結合されることを特徴とする該ＣＴ走査システ
ム。 - 【請求項２９】 請求項２７に記載のＣＴ走査システム
であって、該上部部片が光検出器の高さより大きな高さ
を有することを特徴とする該ＣＴ走査システム。 - 【請求項３０】 請求項２７に記載のＣＴ走査システム
であってさらに、上部部片内に形成された導電穴を含
み、少なくとも２つの導電穴が光検出器に対応し、各々
が上部部片を通して絶縁された電気経路を与え、各導電
穴が前記底部部片上の異なる回路経路に電気結合される
ことを特徴とする該ＣＴ走査システム。 - 【請求項３１】 請求項３０に記載のＣＴ走査システム
であって、各導電穴が導電材料でメッキされることを特
徴とするＣＴ走査システム。 - 【請求項３２】 請求項３０に記載のＣＴ走査システム
であって各光検出器が、上部部片の上面に形成された導
電性で互いに絶縁された対応する経路を介して、少なく
とも２つの対応する導電穴に電気結合されることを特徴
とする該ＣＴ走査システム。 - 【請求項３３】 請求項３２に記載のＣＴ走査システム
であって各光検出器が、導電エポキシまたはワイヤボン
ドで、対応する導電経路に電気結合されることを特徴と
する該ＣＴ走査システム。 - 【請求項３４】 請求項３２に記載のＣＴ走査システム
であって該上部部片の底面が、前記電気絶縁された複数
の回路経路の対応する１つへの前記導電穴の電気結合を
与える、各導電穴に電気結合された対応する導電パッド
を含むことを特徴とするＣＴ走査システム。 - 【請求項３５】 請求項２７に記載のＣＴ走査システム
であって、該上部部片の底面の面積が底部部片の搭載面
の面積より小さく、上部部片と底部部片が硬く結合され
た時に、搭載面の露出領域が画定され、底部部片の搭載
面の露出領域が、各回路経路に電気結合された複数の個
別接合パッドを含むことを特徴とする該ＣＴ走査システ
ム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/461892 | 1999-12-15 | ||
| US09/461,892 US6292529B1 (en) | 1999-12-15 | 1999-12-15 | Two-dimensional X-ray detector array for CT applications |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001221863A true JP2001221863A (ja) | 2001-08-17 |
Family
ID=23834368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000381199A Pending JP2001221863A (ja) | 1999-12-15 | 2000-12-15 | Ｃｔ用２次元ｘ線検出器アレイ |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6292529B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001221863A (ja) |
| CN (1) | CN1312474A (ja) |
| DE (1) | DE10060680B4 (ja) |
| NL (1) | NL1016885C2 (ja) |
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