JP2001527295A - モジュール構造のイメージング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 放射線のイメージング装置が複数のイメージング・デバイスのタイルをそれぞれが順に支持するいくつかのモジュールに対する支持構造を含んでいる。各タイル上のイメージング・デバイスは、放射線検出器セルのアレイを提供する。モジュール構造によって、その装置は多数の個々のタイルから大きいイメージング・アレイを提供することができる。その支持構造をイメージング・カセットの中に置くか、あるいはイメージング・カセットの一部分を形成するようにすることができる。そのモジュールは、イメージング・デバイスのタイルに対する一つまたはそれ以上の段の中のタイルの装着位置を提供し、それによってそのタイルを支持構造上に装着する前に、そのモジュールに関して互いに正確に装着されるようにすることができる。タイルはモジュール上に装着され、そしてモジュールは取外し可能な方法でカセットの内部に装着され、必要な時に、故障しているタイルの交換および／または分解能の異なるタイルの交換および／または異なるイメージングの応用に対する仕様のタイルの交換をし易くしている。タイルを電子的にクラスタ化するための各種装置が提供されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は、モジュール構造のイメージング装置に関する。特に、本発明は複数
のイメージング・デバイスを含むイメージング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

本発明は、半導体イメージング・デバイスを使っている大面積のイメージング
のためのイメージング装置に応用され、特に高エネルギーの放射線（すなわち、
Ｘ線などの、１ｋｅＶを超えるエネルギーの放射線）のイメージングに適してい
る。 カセット・フィルム、ワイヤ・チャンバなどの他の様式、シンチレーションの
結晶またはスクリーン（たとえば、ヨード化ナトリウムＮａＩ）、ＢＧＯ（酸化
ビスマス・ゲルマニウム）およびＣＲプレート（計算機ラジオグラフィ）などの
Ｘ線イメージングのための従来の装置が過去４０年にわたって利用されてきた。 比較的最近、スタンドアローンの実装および、シンチレーションのスクリーン
に対して結合されている形式の両方でのＣＣＤベースのデバイス、シリコン・マ
イクロストリップ検出器および半導体ピクセル検出器などの半導体イメージング
・デバイスが採用されてきている。

【０００３】 ＡＳＩＣ（特定用途向けＩＣ）のＣＭＯＳプロセスに基づいた、本出願人の国
際特許出願ＷＯ９５／３３３３２号に記述されているような半導体ピクセル検出
器は高い空間分解能、直接検出、コンパクト性、高い吸収効率およびリアルタイ
ムのイメージングを提供することができる。しかし、ＡＳＩＣのＣＭＯＳ技術に
おける制限（たとえば、歩留まり）によってモノリシック検出器の最大サイズは
、数平方センチメートルに制限される。したがって、個々のモノリシック検出器
を組み合わせるための各種方法が提案されてきた。その主な挑戦課題はブライン
ド領域のない大きな連続のイメージング領域を形成することである。

【０００４】 最終の画像においてそのような非活動領域を消去するための一つの方法は、ソ
フトウェアの補間を使う方法であった。しかし、この方法は失われた情報を復元
せず、近似の情報を提供するだけである。 非活動領域の存在しない大きいイメージング領域においてモノリシック検出器
を組み合わせるための他の方法が提案されてきている。

【０００５】 上記の本出願人の国際特許出願ＷＯ９５／３３３３２号においては、必要な全
体の領域の３分の１が単独の露光において画像化される方法でモザイク状に個々
の検出器がスタガー配置されているタイリングの方法が提供されている。そのモ
ザイクの異なる位置において３回の異なる露光が必要である。この方法は、必要
な検出器の合計個数が減少し、欠陥のある検出器の交換が可能なので、コスト効
率が良い。しかし、この解決策は二つの後続位置にイメージング領域を移動させ
る移動装置を必要とする。実質的に連続のカバレージを提供するために合計３回
のスナップショットが撮影される。

【０００６】 ヨーロッパ特許出願ＥＰ‐Ａ‐４２１ ８６９号においては、個々のイメージ
検出器を結合するための方法が記述されている。検出器はステップ型のサポート
に接着されていて、一つのステップ上の検出器が次のステップのエッジを超えて
伸びており、次の低い方のステップ上の検出器に部分的に重なるようになってい
る。この方式は大面積の連続イメージングが可能であるが、画像の面積の増加に
伴って厚さが増加する剛直なデバイスを提供する。さらに、個々の検出器が装置
の上にしっかりと接着されるので、欠陥のあるコンポーネントの交換が考慮され
ていない。

【０００７】 大面積のイメージングに対するもう一つの方法が、ヨーロッパ特許出願ＥＰ‐
Ａ‐５７７ ４８７号の中で記述されている。この方法は、いくつかの個々の検
出器基板を含むイメージング装置を提供し、各基板は互いに隣接して配置され、
そして隣接している検出器基板に重なるサポート用基板の手段によって互いにし
っかりと結合されている。検出器基板は、インジウム・バンプの手段によってそ
のサポート用基板に対してしっかりと連結されている。装置の合計厚さは画像面
積によって変わらないが、この場合も全体としての構造が剛直であり、個々の検
出器を簡単に交換することはできない。さらに、ＥＰ‐Ａ‐５７７ ４８７号で
は、互いにしっかりとバンプでボンドされている要素のアレイを含んでいる大き
な構造を作ることが実際には極めて困難である。

【０００８】 本出願人の英国特許出願ＧＢ‐Ａ‐２，３０５，０９６号は、たとえば、ＷＯ
９５／３３３３２号の中で記述されているタイプのイメージング・デバイスを支
持平面上に装着するための方法を記述しており、その中で、イメージング・デバ
イスがマウントに対して固定されてイメージング・デバイスのタイルを形成し、
そして次にそのタイルがねじ、真空または他の締結方法の手段によって支持平面
上に取り除き可能なように装着され、イメージング・デバイスのタイルを非破壊
的に取り除くことができる装着を可能にしている。しかし、個々のタイルを個々
に装着する必要があり、それは時間が掛かり、大型のアレイに対しては困難な仕
事となる可能性がある。また、大きなアレイのための個々のタイルに対する多数
の電気的接続を提供するには、高価な支持平面を開発する必要がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】

したがって、支持平面上での多数の個々のタイルの正確な相対的な位置決めを
容易化することなど、大面積のイメージングに関して解決されなければならない
問題が残っている。また、そのタイルから読み出すことができるように、そのタ
イルの外部の電子部品に対して接続する装置を単純化するためのベースを提供す
る構造が必要である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本発明は、個々のタイルを相互に、そしてマスタの支持平面に対して正確に装
着しやすくするための方法を探索する。 本発明の特定の、そして好適な態様が、添付の独立の、および従属請求項の中
で詳しく説明されている。従属請求項からの特徴を任意の適切な方法で、そして
その特許請求項の中で列挙されている特定の組合せにおいてだけでなく、独立請
求項の特徴と組み合わせることができる。

【００１１】 本発明の一つの態様によれば、放射線のイメージングのための装置が提供され
る。該装置は、 放射線検出器セルのアレイを有しているイメージング・デバイスを個々に含ん
でいる複数のタイルと、 前記複数のタイルを支持している複数のモジュールと、 前記モジュールを支持しているモジュール支持構造とを含んでいる。

【００１２】 したがって、本発明によれば、イメージング・アレイを形成するための複数の
イメージング・デバイスを装着するためのイメージング・モジュールを提供する
ことができ、そのイメージング・モジュールは、マスタ支持構造の上に装着可能
なように構成され、そして少なくとも一つのイメージング・デバイスのタイルを
所定の位置に支持するように構成されている。特定の応用に対して必要に応じて
共通のモジュール支持構造上に一つまたは複数のモジュールを装着することがで
きる。

【００１３】 これによって複数のタイルのモジュール形式の装置が可能となり、タイルを互
いに関して容易に配置することができ、それによってモジュールを互いに関連さ
せてアセンブリし、大面積のイメージング装置を提供することができる。また、
本発明によるイメージング装置は、本発明の好適な開発に関して以下に説明され
るように、イメージング・デバイスの外部の回路部品に対する接続および構成配
置を単純化するためのベースも提供する。

【００１４】 一つの好適な実施形態においては、たとえば、イメージング・カセットを形成
するために、タイルが一つのモジュール上に装着され、そして次にそのモジュー
ルが支持構造の上に装着される。そのモジュールは一つまたはそれ以上の列の中
に複数のタイルの装着位置を提供し、それによってタイルをモジュールに関して
、そして互いに関して正確に装着することができ、その後、マスタの支持構造の
上に装着することができる。

【００１５】 好適には、タイルは必要な時に、故障しているタイルの交換、および／または
分解能の異なるタイルの交換および／または異なるイメージング応用のための仕
様のタイルの交換を容易化するために、取外し可能な方法でモジュール上に装着
される。また、好適には、モジュールは取外し可能な方法で支持構造の上に装着
され、必要な時に一つのモジュールをそっくり交換すること、および／または分
解能が異なっているタイルを搭載しているモジュールおよび／または異なるイメ
ージング応用のための仕様のモジュールの交換を容易化することができる。

【００１６】 一つの実施形態においては、イメージング・デバイスは二次元アレイの放射線
検出器セルを有し、そしてモジュールは二次元アレイのタイルを支持する。 一つの好適な実施形態においては、モジュールは１枚のボードを含み、そのボ
ードの第１の面上に、タイルの装着位置のアレイを含み、各装着位置はタイル上
のタイルの接点に対応している接触のための装着位置接点の装置を含んでいる。
そのボードは細長く、そして二つまたはそれ以上の段のタイルを支持するための
二つまたはそれ以上の装着位置を含む。そのボードは第１の面上に、タイルで埋
められていない回路領域を備えている。好適には、その回路領域はボードの一端
に隣接していて、イメージングのアレイのために利用できるサイズを最大にする
。回路領域はそのイメージング・デバイスに対するアクセスおよび信号の出力を
制御するための制御回路を含むことができる。他の方法としては、またはさらに
、回路はボードの第１の面と反対側の面上に設けることができる。

【００１７】 したがって、モジュールは１枚のボード、たとえば、多層プリント基板を含む
ことができ、それは装着位置を伴う第１の領域およびタイルの外部の回路のため
の第２の領域を備えており、外部回路としては、たとえば、電源回路、モジュー
ル・コントローラ回路および外部インターフェース回路がある。そのボードは、
装着位置の接点を回路に接続するための導電性トラックを含む多層プリント基板
であることが好ましい。モジュールのあらかじめ定義された領域の中に回路を提
供することによって、装置のモジュール性が向上し、特定の応用および技術に対
して詳細設計を仕立て上げることができる。

【００１８】 個々のタイルと外部コンピュータとの間の通信の性能を向上させるための好適
な装置においては、モジュールの内部のタイルがクラスタに電気的にグループ化
されている。クラスタの内部のタイルは直列に読み出されることが好ましく、そ
して一つまたはそれ以上のクラスタが直列に読み出され、実効的により大きなク
ラスタ（メガクラスタと呼ばれる）を形成する。一つの好適な実施形態において
は、メガクラスタが並列に読み出される。有利なこととして、いくつかのクラス
タを選択的に非活動化することができ、したがって、読出しの速度を増加させ、
イメージに必要な面積を少なくすることが望ましい場合に、メガクラスタに含ま
れるタイルの数をより少なくすることができる。一つの実施形態においては、モ
ジュール当たり一つの出力を提供するようにするために、一つのモジュールのメ
ガクラスタの出力がそのモジュール上で多重化される。他の方法としては、また
はさらに、ディジタル化されるべき信号の総数をさらに減らすために、異なるモ
ジュールからの出力を多重化することができる。

【００１９】 一つの実施形態においては、イメージング・デバイスのタイルがイメージング
・デバイスおよびマウントを含み、そのイメージング・デバイスのイメージ検出
面がそのマウントの装着の面に関して傾けられており、その装着面はそのモジュ
ール上のタイルの装着位置における対応している装着位置の接点と相互接続可能
なタイルの電気的接点を含んでいる。その支持構造上のモジュールの装着は、イ
メージ検出器の面と、その装置が装着されているイメージング・カセットの面と
の間の角度に対して少なくとも部分的に補正するために、そのモジュールが傾斜
されるように配置されている。

【００２０】 イメージング・デバイスの好適な一つの形式は、放射線に感じる一つまたはそ
れ以上の検出層と、一つまたはそれ以上の読出し層とを含み、検出層および読出
し層は、読出し層にほぼ平行になっているイメージ検出面または検出器層の面と
結合されている。検出器層は少なくとも二つのエッジにおいて読出し層を超えて
おり、さらにもう一つのエッジが読出し層とマウントとの間の配線の接続を提供
することが好ましい。エッジをイメージング・デバイスとマウントとの間に設け
、イメージング・デバイスのイメージ検出面とマウントの装着面との間の角度を
維持することができる。

【００２１】 本発明の一つの好適な実施形態は、細長い形モジュールを含み、そしてその支
持構造は、互いに隣と整列されている一次元のモジュールのアレイを支持する。 隣接しているモジュールのイメージング・デバイスを互いに機械的に連結され
ている状態にすることができる。他の方法としては、隣接しているモジュールが
第１の方向において交互に配置され、反対の方向においてはそのモジュールの面
に対してほぼ垂直になっている。 また、装置はインターフェース回路を含んでいるインターフェース・ボードを
含み、そのモジュールをインターフェース・ボードに対して電気的に接続するこ
とができる。インターフェース回路は、それぞれのモジュールからの出力を多重
化するための回路を含む。

【００２２】 また、本発明は上で定義されたような装置を含んでいるイメージング・カセッ
トをも提供する。そのイメージング・カセットはイメージング・カセットを外部
プロセッサに対して接続するための外部コネクタを含むことができる。その支持
構造をカセットのハウジングと一体化するか、あるいはそのカセットのハウジン
グの内部に含めることができる。そのカセットがＸ線のイメージングのための従
来のフィルム・カセットを置き換える場合、そのカセットはＸ線透過面を有して
いるハウジングを含む。

【００２３】 本発明の一つの実施形態は合計のイメージング面積が、たとえば、約１００×
２００ｍｍで、厚さが２．５ｃｍ以下であるイメージング・カセットを提供する
ことができる。そのカセットはポータブルで軽量化することができる。また、欠
陥のあるタイルを容易に交換することができる。３５μｍのピクセル・サイズと
して、１００×２００ｍｍのイメージング・カセットは約１６００万個のピクセ
ルを含むことができる。１０または１２ビットの分解能でのピクセルのディジタ
ル化をピクセル当たり１６ビットのコンピュータ・メモリによって提供すること
ができる。カセットからコンピュータへの高速のデータ転送を、たとえば、５秒
以下のデータ転送時間で実現することができる。

【００２４】 本発明は、上記のような装置および制御用エレクトロニクスおよび／またはカ
セットからの出力信号を処理するためのイメージ・プロセッサを含んでいるイメ
ージ・システムを提供する。カセットの出力は信号を多重化した後、たとえば、
外部コンピュータにおいてディジタル化することができる。他の方法としては、
それを、たとえば、インターフェース・ボードまたはモジュールの中のインター
フェース回路の一部とすることができる。アナログおよび／またはビデオのディ
ジタル化を使うことができる。

【００２５】 本発明のもう一つの態様によれば、上記のような装置について使うためのモジ
ュールが提供され、そのモジュールによってタイルのアレイを装着することがで
き、各タイルは、放射線検出器セルのアレイを有していて、その装着面上に複数
のタイル接点を有しているイメージング・デバイスを含んでいるようにすること
ができる。そのモジュールは、 第１の面上にタイルの装着位置のアレイを備え、各装着位置はタイル上のタイ
ル接点に対応している接触のための装着位置接点の装置および、そのタイル装着
位置においてそのタイルの取外し可能な装着を可能にする手段を含んでいるボー
ドと、 タイル装着位置に装着された時に、それぞれのタイルに対するアクセスおよび
タイルからの出力を制御するための回路と、 装着位置の接点から回路への電気的接続と、 複数のそのようなモジュールに対する支持構造上にモジュールを装着するため
の手段とを含む。

【００２６】 本発明のさらにもう一つの態様によれば、放射線のイメージンングのためのイ
メージング・アレイを形成する方法が提供され、 放射線検出器セルのアレイを備えているイメージング・デバイスをそれぞれ含
んでいる複数のタイルをイメージング・モジュール上に装着するステップと、 タイルのアレイを支持するモジュールをイメージング・サポート上に、複数の
モジュールを装着するステップとを含んでいる。

【００２７】 本発明のさらにもう一つの態様によれば、イメージング・デバイスのタイルを
製造する方法が提供される。その方法は、 一つのモールドの内部に所定の角度でタイル・マウント上にイメージング・デ
バイスを支持するステップと、 イメージング・デバイスとタイル・マウントとの間の体積を充填材料で埋める
ステップと、 そのモールドからそのイメージング・デバイスのタイルを取り除くステップと
を含んでいる。

【００２８】

【発明の実施の形態】

本発明の実施形態が以下に例だけを示す方法によって、添付図面を参照して記
述される。 図１は、放射線１４を受ける物体１２の放射線イメージングのための本出願人
の国際出願ＷＯ９５／３３３３２号の中で記述されているイメージング・システ
ムの一例１０の概略図である。たとえば、放射線はＸ線であってよく、そして物
体１２は、たとえば、人体の一部であってよい。イメージング・デバイスは少な
くとも一つのアクティブ・ピクセル半導体イメージング・デバイス（ＡＳＩＤ）
１６を含んでいるイメージング・アレイ１５を含む。図１には一つのＡＳＩＤ
１６だけが示されているが、イメージング・アレイは普通は複数のイメージング
・デバイス１６を含む。各イメージング・デバイス１６は複数のイメージ、ある
いはピクセル・セル１８を提供する。各イメージング・デバイスはＸ線、γ線ま
たはβ線またはα線などの高エネルギーの入射放射線を直接検出し、対応してい
るイメージ検出セル上の、あるいはそれに隣接しているランダムにアクセス可能
なアクティブな、動的イメージ・セル回路の手段によって、各ピクセル・セルに
おいてそのイメージ・セルに入射する放射線を表す値を蓄積する。

【００２９】 イメージング・デバイス１６は、各イメージ、あるいはピクセル・セルがイメ
ージング検出器セル１９と、アクティブなイメージ・セル回路２０とを含んでい
る単独の半導体基板（たとえば、シリコン）として構成することができ、あるい
は代わりに二つの基板、すなわち、一つはイメージ検出器セル１９のアレイ付き
で、そしてもう一つはアクティブ・イメージ・セル回路２０のアレイ付きで、そ
の基板が互いに、たとえば、マイクロバンプ（バンプ・ボンド）によって機械的
に連結されている基板として構成することができる。

【００３０】 図２は、基板の連結を示している２基板イメージング・デバイスの概略部分断
面図である。イメージ検出器基板４４の個々の検出器セル１９は、マイクロバン
プ４６の手段によって読出し基板４２の対応しているセル回路２０に対して連結
されている。セル回路２０はＦＥＴのシンボルの手段によって、基板４２の中に
図式的に示されている。

【００３１】 検出器基板４４は入射放射線にさらされている基板４４のサイドにある連続的
な電極５０を備えている。したがって、図２において入射放射線は上向きの方向
に到着すると仮定される。検出器基板４４の後面には、複数の検出器セル電極５
４が設けられている。それは検出器基板４４の内部の個々のイメージ検出器セル
１９を実効的に形成する検出器セル電極５４のアレイである。バイアス電圧が連
続電極５０に印加され、イメージ・セル検出ゾーン５２が連続電極５０とそれぞ
れの検出器セル電極５４との間に形成されている。各検出器セル電極は、それぞ
れのマイクロバンプ４６によってそれぞれのセル回路２０に対して電気的および
機械的に結合されている。図２の中の表現は、ごく概略的であり、正確な縮尺図
ではないことを理解されたい。 フォトンが検出器セル１９において光吸収され、電荷を生成する時、あるいは
荷電された放射線が検出器セル１９における検出器基板４４の検出ゾーン５２を
イオン化する時、電気パルスがそのイメージ・セル１８に対する検出器基板検出
ゾーン５２からセル回路２０へ流れる。

【００３２】 次に、その電気パルスに関連付けられた値が電荷の値として直接に、あるいは
後続の到来する放射線から生成される新しい電荷が絶えず加算されるように等価
な電圧または電流の値としてのいずれかでアクティブな回路要素の中に蓄積され
る。可能な蓄積デバイスの例としては、集積されたキャパシタまたは集積された
トランジスタのゲートなどがある。セル回路２０における電荷の蓄積プロセスは
、実質的にランダム・アクセスの方法で、各セル回路２０をアドレスすることに
よって情報を読み出すプロセスを開始するために制御電極２４から制御信号が発
行されるまで継続する。蓄積された電荷の値の読出し時に、電荷が絶えず蓄積さ
れる。セル回路２０は読出しの後、選択的にリセットすることができ、電荷の蓄
積回路要素を放電することができ、そして実際的にデッド・タイムなしで非常に
短い時間の間、その時だけイメージ・セルが非活動化される。 したがって、その検出器セル１９の検出器ゾーン上に、たとえば、フォトンま
たは放射線の荷電粒子が入射する時、検出器セルの中で生成された電荷を蓄積す
るために各イメージ・セル１８に対してセル回路２０が設けられている。アクテ
ィブなセル回路２０および検出器セル１９のサイズは、数十ミクロン（たとえば
、１０〜５０μｍ）のオーダとすることができる。

【００３３】 セル回路の一例の概略図が図３を参照して説明される。この例のセル回路はカ
スケード接続された増幅器として配置されている電界効果型トランジスタ（ＦＥ
Ｔ）を使用する。ＦＥＴ Ｍ１１Ａ ７０、および特にそのゲートが電荷蓄積回
路を形成する。ＦＥＴ Ｍ１１Ｂ ７２は読出し回路を形成する。ＦＥＴ Ｍ１
１Ｃ ７７はリセット回路を形成する。ＶＢＩＡＳ ６０は、イメージ・セルの
検出器セル１９を形成しているデプレッション・ゾーンに加わるバイアス電圧入
力である。検出器セル１９はダイオードのシンボルＤ１１によって表わされてい
る。セル回路そのものの中で、ＳＩＧＯＵＴ ６２はアナログ信号出力であり、
ＶＡＮＡ ６４はアナログ電源の入力である。ＲＥＳ‐Ｒ‐１ ６６は、リセッ
ト入力であり、ＥＮＡ‐Ｒ‐１ ６８はセル回路に対するイネーブル入力である
。

【００３４】 入射放射線に応答して検出器セル１９の中で発生された電荷は、ＲＥＳ‐Ｒ‐
１ ６６およびＥＮＡ‐Ｒ‐１ ６８の入力が両方ともローである時、トランジ
スタＭ１１Ａ ７０のゲートの中に自動的に蓄積される。イメージ・セルを読み
出すために、ＥＮＡ‐Ｒ‐１ ６８がハイ状態にされ、それによってトランジス
タＭ１１Ａ ７０から、トランジスタＭ１１Ｂ ７２を通ってＳＩＧＯＵＴ ６
２へ電流が流れる。セル回路はＲＥＳ‐Ｒ‐１ ６６をハイにすることによって
リセットされ、その時、ＲＥＳ‐Ｒ‐１ ６６が僅かに数マイクロ秒μｓの間ハ
イになっていた後、蓄積された電荷がすべてトランジスタＭ１１Ａ ７０のゲー
トから取り除かれている。ＲＥＳ‐Ｒ‐１ ６６がロー・レベルへ変わった直後
に、電荷がトランジスタＭ１１Ａ ７０のゲートにおいて蓄積を開始することが
できる。リセット・パルスがリセット入力ＲＥＳ‐Ｒ‐１ ６６へ供給されなか
った場合、イネーブル入力ＥＮＡ‐Ｒ‐１ ６８がハイになる時に読出し動作は
、その電荷を破壊せず、蓄積された電荷に直接比例している電流を単に生じる。
これによってリセットすることなしに複数回の読出しが可能である。

【００３５】 図３に示されている例において、電荷蓄積機能は電荷蓄積トランジスタＭ１１
Ａ ７０のゲートのキャパシタンスが、図３の検出器セル１９、電荷蓄積回路７
０、読出し回路Ｍ１１Ａ ７２およびリセット回路７７の実質的な（たとえば、
９０％以上の）入力ノード・キャパシタンス（合計キャパシタンス）を形成する
ように配置し、すべての他の回路（および検出器）のコンポーネントの寄生の、
あるいは不要なキャパシタンスを最小化することによって、電荷蓄積能力を最大
にすることができる。たとえば、３５μｍ×３５μｍのセル回路の場合、Ｍ１１
Ａ ７０のキャパシタンスは、２ｐＦで、ＦＥＴのゲート電圧のダイナミック・
レンジを最小２Ｖとすることができる。これは蓄積キャパシティの中での約２５
，０００，０００個の電子に対応する。

【００３６】 図１に戻って、制御電極２４は二方向の矢印２２によって図式的に表わされて
いる半導体基板上のセル回路１８に接続されている、処理および制御の回路を含
む。制御回路２４によって、個々のイメージ・セル１８におけるセル回路２０の
中に蓄積された電荷を読み出すために、アドレスされる（たとえば、走査される
）個々のイメージ・セル１８に関連付けられたセル回路２０をイネーブルするこ
とができる。電荷の読出しはディジタル化のためのアナログ−ディジタル変換器
（ＡＤＣ）および、バイナリ信号を処理するためのデータ・リダクション・プロ
セッサ（ＤＲＰ）に対して供給される。

【００３７】 制御回路２４は矢印２６によって図式的に表わされている径路を経由してイメ
ージ・プロセッサ２８に対してさらにインターフェースされる。イメージ・プロ
セッサ２８はデータ記憶回路を含み、関連のイメージ・セル１８の位置に沿って
各イメージ・セルから読み出された電荷のディジタル値を記憶する。各イメージ
・セル１８に対して、そのイメージ・セルから読み出された電荷の値が、そのイ
メージ・セルに対して既に貯えられていた電荷の値に対して加算され、電荷の値
が蓄積されるようにする。結果として、各イメージを、たとえば、データベース
の中に格納することができるピクセル値の二次元アレイの表現として格納するこ
とができる。

【００３８】 イメージ・プロセッサ２８は与えられたイメージ（すべてのアレイ）またはそ
のイメージの一部分（そのイメージ・アレイの部分サンプル）を選択するために
、データベースの中の貯えられたイメージ・データにアクセスすることができる
。イメージ・プロセッサ２８は、その選択されたイメージ位置に対する貯えられ
た値を読み出し、そして矢印３０によって図式的に表わされている径路を経由し
てデータ表現をディスプレイ３２上に表示させる。そのデータは表示以外の形式
で、あるいは表示の他にプリントすることができ、そしてそれ以降の処理操作に
対して提供することができる。たとえば、背景およびノイズを一定値として各ピ
クセルの電荷の値から差し引くことができる。このペデスタルおよび／または背
景の減算は、イメージの採取の前に、「空の」イメージが取得される場合に可能
である。各ピクセルに対して、背景の値が得られ、そして差し引かれるようにす
ることができる。 矢印３４によって図式的に表わされている径路によって接続されていて、二重
矢印３８によって図式的に表わされているディスプレイ３２と対話することがで
きるユーザ入力装置３６を使って、イメージング・システムの動作を制御するこ
とができる。ユーザ入力装置３６は、たとえば、キーボード、マウスなどを含む
ことができる。

【００３９】 本出願人の同時係属出願の英国特許出願ＧＢ９６１４６２０．４号において、
個々の検出器を非破壊的に交換するためのオプションを同時に保存しながら、連
続的なカバレージを提供するための方法が記述されている。詳しく言えば、この
方法は本出願人の国際特許出願ＷＯ９５／３３３３２号の中で記述されているＡ
ＳＩＣ ＣＭＯＳ結晶シリコン読出しチップ４２に対してバンプ・ボンドされて
いる半導体基板４４を含んでいる、ハイブリッドのイメージング・デバイスに対
して適用される。

【００４０】 添付図面の図４は、ＧＢ９６１４６２０．４号の図３Ｂに対応している。ここ
で、図１−図３を参照して上で説明されたバンプ・ボンドされた検出器読出し構
造４４／４２を含んでいるイメージング・デバイス１６が、プリント基板（ＰＣ
Ｂ）のマウント８１上に装着され、タイル９０と呼ばれるイメージング・デバイ
スを形成する。検出器読出し構造４４／４２はくさび８０または等価な構造の手
段によってＰＣＢ ８１に関して傾けられている。この方法で、タイル（たとえ
ば、９０．１）のアクティブ領域９４が後続のタイル（すなわち、隣接している
タイル９０．２）の非活動領域９２をカバーする。各タイルの領域９２はＰＣＢ
８１と読出し基板４２との間の配線の接続８３のために確保されている。

【００４１】 マスタ・サポート８２と、ＰＣＢ ８１との間の電気的接触は、導電性のバン
プ、あるいはボール８４および導電性のリングまたはパッド８５の接続による手
段によって実現される。リング８５は絶縁層８６の中の孔の手段によって所望の
位置に置かれる。リング８５の下に導電性の接点がある。タイル９０はタイル・
マウントＰＣＢ ８１から突き出ているねじ８８およびナット８７の手段によっ
て、マスタ・サポート８２上に装着されている。他の方法としては、他の取外し
可能な締結手段、たとえば、ゼロ挿入力コネクタ、クリップ、真空などの手段を
使ってタイルをサポート上に取外し可能なように固定することができる。

【００４２】 図４の平面に対して直角の方向に沿ってのイメージの連続性は検出器がこの方
向に沿っての二つのエッジまでアクティブであることを必要とする。本出願人の
同時係属出願の米国特許出願第ＧＢ９７０３３２３．７号は、これに対する解決
策を提供し、それによって検出器基板４４がサイドまたは領域９２を除いて三つ
のサイドのすべての上にある読出し基板４２の上に延びている。

【００４３】 図５は本発明の一つの実施形態のイメージング・モジュールの一例の概略側面
図（ａ）、平面図（ｂ）および機能図（ｃ）を含む。本発明の一つの実施形態は
カセットの中のタイルの装着の問題を減らしながら、図１−図４を参照して上で
説明されたような、イメージング・タイルのアレイを含むイメージングの応用の
ためのイメージング・カセットに適しているモジュールを提供しようとしている
。 したがって、本発明の一つの実施形態はモジュール構造を提供し、それによっ
てカセットが複数のイメージング・タイルを支持する一つまたはそれ以上のモジ
ュールを含むことができる。本発明の一つの好適な実施形態においては、一つま
たはそれ以上の列のタイルがモジュール上に提供されているラダーに似ている。
実際に、そのモジュールはラダーとしても知られている。

【００４４】 したがって、本発明の一つの好適な実施形態においては、従来のＸ線フィルム
・カセットに対する置換えとして構成することができるイメージング・カセット
は、一つまたはそれ以上のモジュールの集合を含み、各モジュールは、その上に
装着されている一つまたはそれ以上のイメージング・タイルの集合を含んでいる
。一つの好適な実施形態においては、そのタイルは取外し可能な締結の手段、た
とえば、ねじとナットによって非破壊的に取外し可能な方法でモジュール上に装
着され、そしてそのモジュールは非破壊的に取外し可能な方法、たとえば、ねじ
およびナットによってカセットの中に装着されている。これによって使用中のタ
イルおよびモジュールの交換が容易化され、たとえば、タイルまたはモジュール
が故障している場合、および／または異なるカセット間でタイルまたはモジュー
ルを移動させる時、および／またはカセット内のタイルおよび／またはモジュー
ルのイメージング特性を変更する場合に、使用中のタイルおよびモジュールの交
換が容易化される。

【００４５】 図５ａおよび図５ｂは、この好適な実施形態の一例の実装を示している。この
ラダー・モジュールの例１００は、多層プリント基板１０２の上に装着されてい
る２４個のイメージング・タイル９０を含む。タイル９０は図５ａに示されてい
るように、モジュール・ボード１０２の上面に２段および１２列の二次元のモザ
イクに配置されている。モジュール１００の領域１０４は、特定の応用のために
必要な、アナログの電子回路、マルチプレクサ、前置増幅器、アナログ−ディジ
タル変換器などの電子部品１０６のためにモジュール・ボード１０２の上で確保
されている。モジュール・ボード１０２の先端１０８にある、たとえば、アパー
チャすなわち、開口部１１０は、カセットのサポート（図５には示されていない
）上にモジュール１００を装着するためのねじまたは他の締結手段（図５には示
されていない）を受け付けるために設けられている。ケーブル・コネクタ１０９
、エッジ・コネクタ、リボン・ケーブルなどの別の電気的接続装置を提供するこ
ともできる。他の方法としては、ボードを機械的に取り除くことができるように
モジュール・ボード１０２を配置し、そして電気的接続を提供するために役立つ
、たとえば、ゼロ挿入力コネクタ、他のピンおよび／またはソケット・コネクタ
装置などの電気的コネクタ装置と組み合わせて提供することができる。

【００４６】 絶縁材料１１２の層がタイル９０をモジュール・ボード１０２から分離してい
る。絶縁層１１２は１ｍｍより厚くないことが好ましい。タイル９０の上のバン
プ形状の接点８４（図６参照）を、モジュール・ボード１０２の上または中の接
点および導電性の径路に対して電気的に（電力）および電子的に（信号）接続す
ることができる、弾力性のある導電性要素であることが好ましい導電性のゴムの
パッドまたはリング８６（図６参照）または他の導電性の要素を配置するために
、たとえば彫刻によって、孔８５（図６）が設けられている。導電性のゴムのパ
ッド８６が使われる場合、そのゴムの厚さは０．５ｍｍより薄いことが好ましい
。 スイッチ、キャパシタ、コイルなどのアナログの電子回路部品１１３は、図５
ａに示されているように、モジュール・ボードの下側に配置されることが好まし
い。これらの部品は、たとえば、タイルの電子部品の直流電圧に附随するノイズ
を減らすか、あるいは消去するのに役立つ。

【００４７】 この実施形態の中でモジュール１００上のタイル９０の二つの段を選定したの
は、それが各タイル９０に対して少なくとも一つのフリー・エッジを提供し、し
たがって、交換が容易になり、そして同時に、電子部品１０６を装着するための
領域１０４において十分なスペースを提供するので好ましいからである。しかし
、他の実施形態においては、２個以外のタイル９０の段が使えることに留意され
たい。

【００４８】 この実施形態においては、タイル９０はクラスタ１１４の中に電気的および電
子的にまとめられて配置され、各クラスタの内部の個々のタイルが直列にのみ読
み出されるようになっている。個々のクラスタ１１４を一緒にまとめていわゆる
メガクラスタ１１６を形成し、一つのメガクラスタの中のすべてのタイルが実効
的にシリアルに読み出されるようにすることができる。その時、別々のメガクラ
スタは並列に読み出される。タイルの場所の接点から電子回路までの導電性の径
路は、多層回路ボード１０２の中の層の上の導電性の径路によって形成される。
層間の接続は従来の多層回路ボード技術に従って、メッキされたスルーホールに
よって与えられる。敏感な信号を回路ボードの内部の別の層に割り当て、遮蔽層
によってシールドすることができる。

【００４９】 図５ｃの実装例において、各クラスタ１１４は三つのタイルを含み、合計でそ
のようなクラスタが８個ある。詳しく言えば、タイル１７１、１７２、１７３が
クラスタ２０１の中でカスケードになっており、タイル１７４、１７５、１７６
はクラスタ２０２の中でカスケードになっており、タイル１７７、１７８、１７
９はクラスタ２０３の中でカスケードになっており、タイル１８０、１８１、１
８２はクラスタ２０４の中でカスケードになっており、タイル１８３、１８４、
１８５はクラスタ２０５の中でカスケードになっており、タイル１８６、１８７
、１８８はクラスタ２０６の中でカスケードになっており、タイル１８９、１９
０、１９１はクラスタ２０７の中でカスケードになっており、そしてタイル１９
２、１９３、１９４はクラスタ２０８の中でカスケードになっている。

【００５０】 クラスタ２０１〜２０８は、対になって各６個のタイルの４つのメガクラスタ
１１６を形成し、一つのメガクラスタの内部の６個のタイルが直列に読み出され
、そして４つのメガクラスタが並列に読み出される。詳しく言えば、クラスタ２
０１、２０２が一つのメガクラスタ２１０を形成し、クラスタ２０３、２０４が
もう一つのメガクラスタ２１２を形成し、クラスタ２０５、２０６がもう一つの
メガクラスタ２１４を形成し、そしてクラスタ２０７、２０８がもう一つのメガ
クラスタ２１６を形成する。

【００５１】 もう一つの実装例においては、クラスタ２０１、２０４、２０５および２０８
が非活動化され、そしてクラスタ２０２、２０３、２０６および２０７だけがア
クティブである。したがって、イメージング領域を削減して三つのタイルだけを
直列に効果的に読み出すことによって読出しの速度を上げることができる。イメ
ージング領域を大きくするか、小さくするかの選定は、電子回路１０６の中のス
イッチの手段によって電子的に実行され、イメージング・タイル９０のどれかを
取り外す必要はない。

【００５２】 図５のモジュール１００の特定の実装においては、タイル９０が約１８．１３
×９．８５ｍｍのイメージング領域を提供する。エッジのピクセルのいくつかを
除いて、ピクセルのピッチは３５μｍである。２５６段および５１２列のピクセ
ルがあり、したがって、合計でタイル当たり１３１，０７２個のピクセルがある
。検出器基板は、タイルの側面に近い領域９２の場合を除いて、検出器基板が読
出し基板チップのエッジを超えて延びている（図４および図６参照）。したがっ
て、図５ｂに示されているようにモジュール１００の上側および下側のエッジに
沿って検出器の層を物理的および機械的に接触させることができる。言い換えれ
ば、モジュールがカセットの中で並べて配列されている時（図７参照）、モジュ
ール１００上の隣接しているタイルおよびカセットの隣接しているタイルの検出
器基板のエッジ１２０を物理的（機械的）に接触させることができる（図８ａ参
照）。

【００５３】 エッジ９２以外のエッジ上の読出し基板４２を超えて検出器基板４４が延びる
広がりの大きさは、その検出器エッジがそれ自身定義される精度によって決定さ
れる。したがって、検出器基板のエッジは高精度（たとえば、２００μｍの精度
）で形成されることが好ましい。この場合、検出器基板は少なくともこの量だけ
読出し基板を超えて延びる。精度が１００μｍであって、検出器基板が読出し基
板のエッジを少なくともこの量だけ超えて延びることがさらに好ましい。また、
精度が５０μｍであって、検出器基板が少なくともこの量だけ半導体基板のエッ
ジを超えて延びることがさらに好ましい。

【００５４】 また、精度が１０μｍであって、検出器基板が少なくともこの量だけ半導体基
板のエッジを超えて延びるのがさらに好ましい。この目的のために検出器の研磨
を採用することができる。ここで、半導体基板のエッジに対する参照は、領域９
２に隣接している少なくとも二つのエッジに関連し、そしておそらくは領域９２
に対するイメージング・デバイス１６の反対側の端にあるエッジに関連すること
を理解されたい。

【００５５】 もう一つの実施形態においては、薄い絶縁膜、たとえば、マイラー・フィルム
が直接接触して隣接している検出器面間に配置されている（すなわち、図５ｂの
１２０）。この膜の厚さは１０μｍより薄いことが好ましい。膜の厚さは５μｍ
より薄いことがさらに好ましい。膜の厚さは１μｍより薄いことがさらに好まし
い。

【００５６】 代わりの実施形態においては、モジュール１００を交互に上向きおよび下向き
の構成で配置することができ（図８ｂ参照）、一つのモジュールがモジュール平
面に直角の方向に沿って直ぐ隣の各モジュールに相対的に、検出器の厚さより僅
かに大きい量だけオフセットされている。この方法においては、検出器基板４４
は互いに物理的に接触している必要はないが、それらは互いに僅かに下または上
になっている必要がある。検出器基板４４のオーバラップはあまり大きい必要は
なく、普通は３００μｍ以下のオーバラップである。検出器基板の厚さは普通は
約１ｍｍになり得るので、カセットのために必要な追加の厚さは重要ではない。

【００５７】 内部のタイルのアラインメントが、図６を参照して説明される。検出器基板４
４および読出し基板４２は、図２を参照して説明されたようにマイクロバンプに
よって一緒にボンドされている。次に、結果のイメージング・デバイス１６がＰ
ＣＢの中の孔の中に配置されたねじ８８によってタイル・マウントＰＣＢ ８１
上に正確に装着され、そのねじの端が下向きに突き出ている。その装着はジグお
よび／またはモールドの手段によって実現される。５０μｍの機械的精度で機械
加工された二片のアルミニウム・モールドが使われることが好ましい。

【００５８】 そのモールドは閉じられていて、イメージング・デバイス１６とタイル・マウ
ント８１との間の体積がエポキシ樹脂で埋められている。モールドの領域は検出
器のＣＭＯＳの上面およびＰＣＢの底面をエポキシのリークから保護するために
シリコンゴムで覆われている。イメージング・デバイス１６とタイル・マウント
８１の面によって定められている角度、言い換えれば、くさび８０の挿入の角度
はパララックス誤差を最小にするためにできるだけ小さい必要がある。それにも
かかわらず、この角度が小さ過ぎた場合、領域９４の中の読出し基板４２は、そ
れ以降のタイルの領域９２に近くなり過ぎ、電気的な不安定性を引き起こす。こ
の実装例においては、挿入の角度は５度である。ジグおよびモールドを使うこと
によって、この角度を高精度で決定することができる。この精度は１度より良好
であることが好ましい。また、この精度は０．５度より良好であることがさらに
好ましい。また、この精度は０．１度より良好であることがさらに好ましい。し
かし、タイル間の角度の差はイメージング・デバイスのソフトウェア校正におい
て補正することができる。

【００５９】 イメージング・デバイス１６とタイル・マウント８１との間の、図５ａおよび
図６の紙面に直角な方向に沿ってのアラインメントは、ジグおよびモールドを使
うことによって保証される。タイル・マウントは図５ａおよび図６の紙面に直角
な方向において検出器によって完全にカバーされている必要がある。言い換えれ
ば、検出器のエッジ１２０は下にあるタイル・マウントのエッジを超えて延びて
いる。この方向において、すなわち、図５ｂのエッジ１２０に対して直角の方向
において、タイル・マウントのＰＣＢは検出器基板４４より約１５０μｍだけ狭
い。したがって、エッジのピクセルに関する検出器のエッジの正確な位置が重要
である。 また、図６は、ねじ８８とナット８７の手段によるモジュール支持構造１０２
の上のタイルＰＣＢ ８１の装着および、タイルＰＣＢ上のバンプ形状の接点８
４およびモジュール支持構造１０２の上の絶縁層１１２の中の孔８５にある導電
性の円形パッド８６の手段による電気的および電子的接続も示している。

【００６０】 上記のように、本発明のこの好適な実施形態においては、モジュール基板１０
２は信号および電力をタイルに対して回送することができる多層ＰＣＢである。
たとえば、層の数を６つまたはそれ以上にすることができる。ＰＣＢのレイアウ
ト設計はモジュールのＰＣＢの各種の点におけるノイズ・フィルタのキャパシタ
の配置を提供する。ノイズに敏感な信号を保護するためにグランド・プレーンも
設けられている。ノイズに敏感な各信号にはそれ専用の層があることが好ましい
。

【００６１】 本発明のこの好適な実施形態においては、モジュールは支持構造の上に装着さ
れ、大型の頑丈なアセンブリ、またはカセット３３０を形成し、図７に示されて
いるような大きなアクティブなイメージ領域１６を形成する。カセット構造の例
が図８ａ、図８ｂ、図９および図１０に示されている。 モジュールは平行に置かれ、そして機械的に接触している状態に置かれること
が好ましい。本発明のこの実施形態の実装例が図７および図８ａに示されている
。この例においては、６個のモジュール３０１、３０２、３０３、３０４、３０
５、３０６が平行に置かれ、それぞれの長いエッジに沿って機械的に接触してお
り、概略面積が２１７．６×１１５．６ｍｍの大きなイメージング面１５を形成
する。

【００６２】 一つの代わりの実施形態においては、モジュール１００を図８ｂに示されてい
るように交互に上方向および下方向の構成に配置し、一つのモジュールがモジュ
ールの面に対して直角の方向に沿って直ぐ隣の各モジュールに対して検出器の厚
さより僅かに大きい量だけオフセットされている。この方法で、検出器基板４４
は互いに物理的に接触している必要はなく、互いに下または上にある。

【００６３】 図９は、カセットの詳細断面図である。これはモジュール・ボードの中のアパ
ーチャ１０８を通過しているねじ１０７の手段によってカセット３３０の内部の
モジュール支持構造３２０上に装着されている一つのモジュール・ボード１０２
を示している。 ねじはモジュール・ボードの一端または両端に設けることができる。ねじがボ
ードの一端に設けられている場合、そのボードの他端に対してモジュール支持構
造３２０の上に噛み合わせ構造を設けることができる。モジュール支持構造はね
じを入れるためのねじ切りをあらかじめしておくこと、あるいは別のナットの手
段によって固定することができる。スペースまたは他の機構を設けてモジュール
とモジュール支持構造の相対位置を調整することができ、たとえば、下記のよう
に正しいパララックス誤差に対してモジュールを傾けることができる。

【００６４】 たとえば、調整可能な機械的サポートを設けて機械的な位置を調整すること、
そして検出器の角度を５度から２．５度まで補正すること、そしてカセットの中
のすべてのモジュールをモジュール・アレイの一端において、あるいは両端にお
いて同時に調整することができる。モジュールの中のアパーチャ１０８はモジュ
ールの調整を容易化するため、そしてモジュールの設置および除去を容易化する
ために、図７に示されているように細長い形になっている。したがって、たとえ
ば、モジュール・アレイの真ん中にある一つのモジュールを設置するために、そ
の周囲のモジュールの固定用ねじを緩めて、その新しいモジュールの位置から取
り去り、新しいモジュールを装着して、そのねじを締めることができる。 その後、周囲のモジュールを新しく設置されたモジュールの方向へ戻して、そ
のねじを締めることができる。同様に、中央にあるモジュールを取り除くには、
その回りのモジュールを装着するためのねじを緩め、除去されるべきモジュール
から取り去ることができる。

【００６５】 この実施形態はモジュールの機械的な装着を提供するためにねじを使うように
記述されているが、クリップ、差し込みピンのフィッティングなどの、代わりの
機械的構造も使えることは理解される。さらに代わりの方法として、ゼロ挿入力
コネクタ、プラグおよびソケットなどの電気的および機械的な構造を組み合わせ
たものを使うこともできる。

【００６６】 本発明のこの好適な実施形態においては、別の電気的接続が、モジュール・ボ
ード１０２の上に設けられているケーブル・コネクタ１０９に接続するリボン・
ケーブル１１１の手段によって実現される。リボン・ケーブル・コネクタによっ
て、モジュール１００をインターフェース・ボード３０９に対して電気的に接続
することができる。

【００６７】 本発明のこの好適な実施形態においては、電源、モジュール・システム制御用
エレクトロニクスおよびコンピュータ・インターフェース（オプションとしてデ
ィジタル−アナログ変換器付きの）を含んでいるインターフェース・ボード３０
９が、マルチモジュール・アセンブリ３３０のエッジの一つの近くに置かれてい
る。この方法で、カセットの厚みが増加することが回避される。インターフェー
ス・ボードはイメージング・カセットの一部を形成するか、あるいはイメージン
グ・カセットと一緒に含まれる。

【００６８】 カセットから、たとえば、外部コンピュータへの外部接続は、従来の外部コネ
クタ（たとえば、並列コネクタ）３５４の手段によって提供される。そのコネク
タはケーブル３５６を経由してコンピュータに接続することができる。ケーブル
３５６を経由してのコンピュータに対する外部接続は比較的長くなり得るので、
インターフェース・ボード３０９はインターフェース・ボードとコンピュータと
の間で信号をやり取りするための従来の増幅器回路を含むことができる。

【００６９】 図１０はイメージング・カセット３３０の概略外観図であり、カセットはＸ線
透過型の上面３５２を備えている外部ハウジング３５０を含んでいる。また、図
１０は外部コネクタ３５４も示している。外部コネクタはカセットの一端に設け
られ、使用中に、Ｘ線装置３７０の挿入スロット３７２の中で見られることに留
意されたい。したがって、図１０に示されているように、イメージング・カセッ
ト３３０は従来のＸ線装置で使用するための従来のＸ線フィルム・カセットを置
き換えることが意図されている。普通、カセットの厚さは２０〜３０ｍｍで、外
面は、たとえば、１８０×２４０ｍｍ（たとえば、乳房のＸ線撮影用）、または
４００×４００ｍｍ（たとえば、胸部のＸ線撮影用）となる。

【００７０】 モジュールおよびカセットの平面に関して検出面を傾けることによるパララッ
クス誤差は検出器基板４４の面と、タイル・マウント用ＰＣＢ ８１の面との間
の角度を補正するためにカセットの平面の内部でモジュールを傾けることによっ
て減らすことができる。図７に例が示されているこの傾斜は図５ａのモジュール
の左端の高さと等価である。例をあげれば、モジュールの合計長さが３００ｍｍ
の場合、モジュールを２．５度傾けることによって、モジュールの左側が１３ｍ
ｍだけ持ち上がることになり、それは２５ｍｍの合計のカセットの厚さの全体的
な制限の範囲内に十分ある。Ｘ線の入射角の２．５度は７５０μｍの検出器の厚
さに対して３３μｍのパララックス誤差に相当する。

【００７１】 カセットに対する合計の読出し時間はピクセルの読出し／スイッチング・レー
トおよびカセットのタイルの数によって変わる。本発明のこの好適な実施形態に
おいては、メガクラスタに対する出力は図５ａの中の１０４において識別されて
いるモジュールの領域内の回路１０６におけるクラスタ出力を多重化することに
よって導かれる。総合の出力レートはメガクラスタの数に等しいファクタだけ増
加される。

【００７２】 図５ｃを参照して記述された実装例においては、４つのメガクラスタがある。
したがって、５ＭＨｚのピクセルの読出し／スイッチング・レートに対して、モ
ジュールの出力レートが２０ＭＨｚである。図７のフル・カセットの中の１４４
個のタイルで、ピクセルの合計数は１８９０万個に達する。したがって、２．５
、５．０、１０．０ＭＨｚのピクセル・スイッチング・レートの場合、合計の概
略読出し時間はそれぞれ７．５秒、３．８秒および１．９秒である。半分のタイ
ルだけが読出しのために選択された場合、その読出し時間はあるクロック・レー
トに対して半分になる。ピクセルのスイッチング・レートは２．５ＭＨｚ以上で
あることが好ましい。また、ピクセルのスイッチング・レートは５ＭＨｚ以上で
あることがさらに好ましい。また、ピクセルのスイッチング・レートは１０ＭＨ
ｚ以上であることがさらに好ましい。

【００７３】 本発明のこの好適な実施形態においては、各モジュールからのアナログの多重
化された出力がカセットの中でさらに多重化される。図６の実装例においては、
６個の各モジュールからのアナログ出力がインターフェース・ボード３０９上の
４つのアナログ・マルチプレクサに供給され、そしてその結果のモジュールの出
力信号の組合せを表わしている４つの信号がディジタル化される。そのディジタ
ル化はコンピュータの制御用エレクトロニクス（たとえば、図１に示されている
ような例の制御用エレクトロニクス）の中のマルチチャネルＡＤＣに、インター
フェース・ボードからの出力を供給することによって実行することができる。他
の方法としては、ビデオのディジタル化を採用することもできる。 したがって、本発明の一つの実施形態においては、カセット３３０は図１に示
されているようなシステムのイメージング・アレイ１５を形成することができる
。

【００７４】 このように、第１の支持構造と複数の第２の支持構造と、そして複数のイメー
ジング・デバイスとを含んでいるモジュール構造を含んでいるイメージング装置
が説明されてきた。それは第２の支持構造が第１の支持構造の上に機械的に装着
され、複数のイメージング・デバイスが第２の各支持構造の上に装着されるよう
になっている。 そのイメージング・デバイスは放射線に感じる一つまたはそれ以上の検出器層
と、一つまたはそれ以上の読出し層とを含むことができ、その検出器層と読出し
層が読出し層にほぼ平行であるイメージ検出面または検出器層の面と一緒に結合
されている。

【００７５】 本発明の実施形態が説明されてきたが、本発明はそれに限定されるものではな
いこと、そして記述された実施形態に対する多くの変更および置換えおよび追加
が本発明の適用範囲内で考案され得ることはを理解されたい。 したがって、本発明の一つの実施形態が本出願人の以前の特許出願および特許
の中で記述されているイメージング・デバイスの技術に基づいて説明されてきた
が、本発明は他の技術に基づいたイメージング・デバイスに対しても適用可能で
ある。たとえば、本発明は単独の一元基板の中にイメージ検出および読出しが実
装されているイメージング・デバイスに対して適用することができる。

【００７６】 また、ラダーまたはモジュールがＰＣＢの形式でのサポートを有していて、そ
のＰＣＢの上にイメージング・デバイスのタイルおよびさらに回路部品が装着さ
れるものとして記述されてきたが、モジュールはイメージング・デバイスのタイ
ルおよびその他の回路に対して別々の支持構造を含むことができ、その別々の支
持構造が適切な機械的および電気的接続構造によって相互に接続されるようにす
ることができる。また、ラダー・モジュールおよびカセットの機械的および電気
的な相互接続は任意の適切な方法で実現することができる。

【００７７】 また、記述された実施形態に対して、個々の要素の特定の寸法および個数が与
えられているが、これらは単に例として与えられているに過ぎず、任意の特定の
応用および／または本発明の特定の応用において使われる技術に対して適応する
ことができることを理解されたい。また、特定の構成が示されているが、これら
は他の実施形態においては変更可能である。たとえば、モジュールおよびインタ
ーフェース・ボードからアナログの出力を提供する代わりに、アナログ−ディジ
タル変換器をインターフェース・ボードまたはモジュールにおいて提供し、イン
ターフェース・ボードまたはモジュールのそれぞれからディジタル出力を提供す
ることもできる。また、機能を適切に集積化することによって、インターフェー
ス・ボードおよびモジュールの中のディスクリート部品を、大規模集積回路を使
用した少数の部品（たとえば、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ））で置き換えるこ
とができる。実際、インターフェース・ボードはその機能がモジュール上の大規
模集積回路（たとえば、ＡＳＩＣ）の中に組み込まれた場合、不要になると考え
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 イメージング・システムの概略図である。

【図２】 イメージング・デバイスの概略部分断面図である。

【図３】 イメージング・セル回路の概略図である。

【図４】 イメージング・タイルに対する提案の概略図である。

【図５】 本発明の一つの実施形態によるイメージング・モジュールの一例の側面図、平
面図および機能図を含む。

【図６】 二つのイメージング・デバイス・タイルの相対的な配置を示している概略側面
図である。

【図７】 イメージング・カセットの概略平面図である。

【図８】 カセットの二つの実施形態の概略側断面図である。

【図９】 カセットのもう一つの側断面図である。

【図１０】 カセットの概略外観図である。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年３月２３日（２０００．３．２３）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 5/32 Ｈ０１Ｌ 27/14 Ｋ 5/335 Ｄ 31/00 Ａ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ， ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，Ｌ Ｕ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ， ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，Ｕ Ｇ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ Ｆターム(参考） 2G088 EE01 FF02 GG21 JJ05 JJ09 JJ23 JJ33 JJ37 4M118 AA10 AB01 AB10 BA14 CA02 FA06 FA08 HA19 HA24 HA31 5C022 AA15 AC01 AC42 AC51 AC69 AC70 AC78 5C024 AX11 CY49 EX21 GX03 GY31 5F088 BA16 BA20 BB03 BB07 EA04 EA08 EA20 JA20 KA03 KA08 LA07 LA08 【要約の続き】 めの各種装置が提供されている。

Claims (43)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放射線のイメージングのための装置であって、 放射線検出器セルのアレイを有しているイメージング・デバイスをそれぞれ含
   む複数のタイルと、 複数の前記タイルをそれぞれ支持している二つまたはそれ以上のモジュールと
   、 前記少なくとも一つのモジュールを支持しているモジュール支持構造とを含み
   、 前記少なくとも一つのモジュールが前記支持構造に対して取外し可能なように
   取り付けられることを特徴とする装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の装置において、 前記タイルが前記少なくとも一つのモジュールに対して取外し可能なように取
   り付けられることを特徴とする装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の装置において、 前記イメージング・デバイスが放射線検出器セルの二次元アレイを有すること
   を特徴とする装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３の何れかに記載の装置において、 前記少なくとも一つのモジュールがタイルの二次元アレイを支持することを特
   徴とする装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４の何れかに記載の装置において、 前記少なくとも一つのモジュールがボードを備え、前記ボードはその第１の面
   上に、タイルの装着位置のアレイを含み、各装着位置は前記タイル上の対応して
   いるタイル接点に接触するための装着位置接点の構成を含むことを特徴とする装
   置。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５の何れかに記載の装置において、 前記ボードが多層プリント基板であることを特徴とする装置。
7. 【請求項７】 請求項６または請求項７に記載の装置において、 前記ボードが細長いボードであり、二つまたはそれ以上の列のタイルを支持す
   るための二つまたはそれ以上の列の装着位置を含む装置。
8. 【請求項８】 請求項５乃至７の何れかに記載の装置において、 前記ボードが前記第１の面上に、前記タイルで埋められていない回路領域を有
   していることを特徴とする装置。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の装置において、 前記ボードが、その一端に隣接して、前記第１の面上に、前記タイルで埋めら
   れていない回路領域を有していることを特徴とする装置。
10. 【請求項１０】 請求項８または請求項９に記載の装置において、 前記回路領域が、前記イメージング・デバイスへのアクセスおよび前記イメー
    ジング・デバイスからの信号の出力を制御するための制御回路を含むことを特徴
    とする装置。
11. 【請求項１１】 請求項１０に記載の装置において、 前記第１の面とは反対側の、前記ボードの面上に回路をさらに含むことを特徴
    とする装置。
12. 【請求項１２】 請求項１０または請求項１１に記載の装置において、 導電性トラックが前記装着位置接点を前記回路に対して接続していることを特
    徴とする装置。
13. 【請求項１３】 請求項１２に記載の装置において、 前記回路および前記導電性トラックがタイルを第１のクラスタに電子的にグル
    ープ化するように配置され、前記第１のクラスタの前記タイル上のイメージング
    ・デバイスが直列に読み出されることを特徴とする装置。
14. 【請求項１４】 請求項１３に記載の装置において、 前記第１の電子クラスタが第２の電子クラスタの中に電子的にグループ化され
    、前記第２の電子クラスタが直列に読み出される一つまたはそれ以上の第１の電
    子クラスタを含むことを特徴とする装置。
15. 【請求項１５】 請求項１４に記載の装置において、 複数の前記第２クラスタを並列に読み出すように構成されていることを特徴と
    する装置。
16. 【請求項１６】 請求項１４または請求項１５に記載の装置において、 前記第１のクラスタのどれが前記第２のクラスタに対して組み合わされている
    かを判定するための電子スイッチ回路を含むことを特徴とする装置。
17. 【請求項１７】 請求項１６に記載の装置において、 前記スイッチが前記第１の面とは反対側の前記ボードの面上に装着されている
    ことを特徴とする装置。
18. 【請求項１８】 請求項１６または請求項１７に記載の装置において、 前記スイッチが前記第１のクラスタの選択的非活動化を提供するように配置さ
    れていることを特徴とする装置。
19. 【請求項１９】 請求項１乃至１８の何れかに記載の装置において、 前記イメージング・デバイスのタイルが、 前記イメージング・デバイスおよびマウントを含み、前記イメージング・デバ
    イスのイメージ検出面が前記マウントの装着面に関して傾斜しており、前記装着
    面が前記少なくとも一つのモジュール上のタイルの装着位置において対応してい
    る装着位置接点と相互接続可能なタイルの電気的接点を備えることを特徴とする
    装置。
20. 【請求項２０】 請求項１９に記載の装置において、 前記少なくとも一つのモジュールが、前記イメージ検出器面の傾斜に対して補
    正するために少なくとも部分的に傾斜していることを特徴とする装置。
21. 【請求項２１】 請求項１９または請求項２０に記載の装置において、 前記イメージング・デバイスが、放射線に感じる一つまたはそれ以上の検出層
    と、一つまたはそれ以上の読出し層とを含み、前記一つまたはそれ以上の検出層
    と、前記一つまたはそれ以上の読出し層とが前記読出し層に対してほぼ平行であ
    る前記一つまたはそれ以上の検出器層の一つまたはそれ以上のイメージ検出面と
    一緒に結合されていることを特徴とする装置。
22. 【請求項２２】 請求項２１に記載の装置において、 前記検出層が少なくとも二つのエッジ上で前記読出し層を超えて延びており、
    さらに一つのエッジが前記読出し層と前記マウントとの間のワイヤ接続を提供す
    ることを特徴とする装置。
23. 【請求項２３】 請求項１９乃至２２の何れかに記載の装置において、 前記イメージング・デバイスと前記マウントとの間にくさびを備え、前記イメ
    ージング・デバイスの前記イメージ検出面と前記マウントの前記装着面との間の
    角度を維持することを特徴とする装置。
24. 【請求項２４】 請求項１乃至２３の何れかに記載の装置において、 前記少なくとも一つのモジュールが細長いモジュールであり、前記支持構造が
    互いに隣のものと整列されている前記モジュールの一次元配列を支持することを
    特徴とする装置。
25. 【請求項２５】 請求項２４に記載の装置において、 隣接しているモジュールの前記イメージング・デバイスが互いに機械的に接触
    していることを特徴とする装置。
26. 【請求項２６】 請求項２４に記載の装置において、 前記各モジュールが平らなボードを含み、隣接しているモジュールが第１の方
    向に、そして反対の方向に交互に配置され、前記第１および反対の方向が前記ボ
    ードの面に対してほぼ垂直であることを特徴とする装置。
27. 【請求項２７】 請求項１乃至２７の何れかに記載の装置において、 インターフェース回路を含むインターフェース・ボードをさらに備え、前記少
    なくとも一つのモジュールが前記インターフェース・ボードに対して電気的に接
    続されていることを特徴とする装置。
28. 【請求項２８】 請求項２７に記載の装置において、 前記インターフェース回路が複数の前記少なくとも一つのモジュールに対して
    それぞれのモジュールからの出力を多重化するための回路を含むことを特徴とす
    る装置。
29. 【請求項２９】 請求項１乃至２８の何れかに記載の装置において、 イメージング・カセットを含むことを特徴とする装置。
30. 【請求項３０】 請求項２９に記載の装置において、 前記イメージング・カセットが前記イメージング・カセットを外部プロセッサ
    に対して接続するための外部コネクタを備えることを特徴とする装置。
31. 【請求項３１】 請求項２９または請求項３０に記載の装置において、 前記カセットがハウジングを備え、その支持構造が前記ハウジングと一体にな
    っていることを特徴とする装置。
32. 【請求項３２】 請求項２９または請求項３０に記載の装置において、 前記カセットがハウジングを備え、その支持構造が前記ハウジング内に含まれ
    ていることを特徴とする装置。
33. 【請求項３３】 請求項２９乃至３２の何れかに記載の装置において、 前記カセットがＸ線透過面を有しているハウジングを含むことを特徴とする装
    置。
34. 【請求項３４】 請求項１乃至３３の何れかに記載の装置および制御用エレ
    クトロニクスおよび／または前記装置から出力される信号を処理するためのイメ
    ージ・プロセッサを備えるイメージング・システム。
35. 【請求項３５】 請求項１乃至３３の何れかに記載の装置の中で使うための
    モジュールであって、タイルのアレイを装着するために、各タイルが放射線検出
    器セルのアレイを有し、そしてその装着面上に複数のタイル接点を有していて、
    前記モジュールは、 第１の面上に、タイルの装着位置のアレイを有していて、各装着位置がタイル
    上の対応しているタイル接点に接触するための装着位置接点の構成および前記タ
    イルの前記装着位置において前記タイルの取外し可能な装着を可能にする手段を
    含んでいるボードと、 前記タイルの装着位置に装着される時に、それぞれのタイルに対するアクセス
    およびそれぞれのタイルからの信号の出力を制御するための回路と、 前記装着位置の接点から前記回路への電気的接続と、 複数の前記モジュールに対する支持構造上に前記モジュールを取外し可能なよ
    うに装着するための手段とを含むことを特徴とするモジュール。
36. 【請求項３６】 請求項３５に記載のモジュールにおいて、 前記ボードが多層プリント基板であり、導電性トラックが前記装着位置の接点
    を前記回路に接続することを特徴とするモジュール。
37. 【請求項３７】 請求項３５または請求項３６に記載のモジュールにおいて
    、 前記ボードが、その隣接している一つの端が前記第１の面上で、前記ボード上
    に装着された時にそれぞれのタイルに対するアクセスおよびそれぞれのタイルか
    らの信号の出力を制御するための前記回路を含む回路領域を備えていることを特
    徴とするモジュール。
38. 【請求項３８】 請求項３５乃至３７の何れかに記載のモジュールにおいて
    、 前記ボードの、前記第１の面とは反対側の面上に回路を備えることを特徴とす
    るモジュール。
39. 【請求項３９】 請求項３５乃至３８の何れかに記載のモジュールにおいて
    、 前記回路がアナログ−ディジタル変換器段を備えることを特徴とするモジュー
    ル。
40. 【請求項４０】 放射線のイメージングのためのイメージング・アレイを形
    成する方法であって、 イメージング・モジュール上に、それぞれが放射線検出器セルのアレイを有し
    ているイメージング・デバイスを含む複数のタイルを装着するステップと、 イメージング・サポート上に、複数の前記タイルをそれぞれが支持している少
    なくとも一つの前記モジュールを取外し可能なように装着するステップとを含む
    ことを特徴とする方法。
41. 【請求項４１】 添付図面を参照して実質的に前に説明されたようなイメー
    ジング・モジュール。
42. 【請求項４２】 添付図面を参照して実質的に前に説明されたようなイメー
    ジング・カセット。
43. 【請求項４３】 添付図面を参照して実質的に前に説明されたようなイメー
    ジング装置。