JP2008527344A - 画素に実装された電流・周波数変換器 - Google Patents

画素に実装された電流・周波数変換器 Download PDF

Info

Publication number
JP2008527344A
JP2008527344A JP2007549965A JP2007549965A JP2008527344A JP 2008527344 A JP2008527344 A JP 2008527344A JP 2007549965 A JP2007549965 A JP 2007549965A JP 2007549965 A JP2007549965 A JP 2007549965A JP 2008527344 A JP2008527344 A JP 2008527344A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sensor
radiation
charge
signal
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007549965A
Other languages
English (en)
Inventor
ロゲル ステッドマン
ゲレオン フォクトマイエル
ミヒャエル グナデ
アルミン ケムナ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips NV
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips NV, Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips NV
Publication of JP2008527344A publication Critical patent/JP2008527344A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/29Measurement performed on radiation beams, e.g. position or section of the beam; Measurement of spatial distribution of radiation
    • G01T1/2914Measurement of spatial distribution of radiation
    • G01T1/2921Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions; Radio-isotope cameras
    • G01T1/2928Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions; Radio-isotope cameras using solid state detectors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/24Measuring radiation intensity with semiconductor detectors
    • G01T1/247Detector read-out circuitry

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

本発明は、複数のセンサ素子を持つ放射線センサ104を提供し、各センサ素子は、光電検出部と、前記光電検出部に衝突する電磁放射線の強度を示す取得されたアナログ信号の内蔵式アナログデジタル変換に対する積分電流・周波数変換器とを持つ。典型的には、前記検出器素子は、フォトダイオードのような光検出器の画素に対応する。好ましくは、前記電流・周波数変換器及び前記光電変換部は、共通基板上に互いのそばに配置され、前記放射線センサの費用効果の高い大量生産を可能にするCMOS技術に基づいて実装される。

Description

本発明は、特にX線の検出に限定しない、放射線検出の分野に関する。
X線の検出は、特に医療検査目的、したがって例えば人体の中に位置する構造の検査に対するX線検査の重要な技術である。X線検出器は、多種多様なコンピュータ断層撮影(CT)応用において開発されている。X線検出器は、典型的には、分離した形式で構築され、2次元フォトダイオードアレイと、前記フォトダイオードから取得された電荷を処理する別個の電子素子とからなる。取得された信号の処理は、例えば生体物質の塊の中に位置する構造、組織及び物質を視覚化することを可能にする。
取得されたデータを視覚化する信号処理は、典型的には、デジタル信号処理に基づいて実行される。したがって、アナログ信号を表すX線検出器により取得された電荷は、後の信号処理のために対応するデジタル信号に変換されなければならない。米国特許文書US6163029は、X線診断装置及び対応する放射線検出器を開示している。ここで、前記放射線検出器は、標本を通過して衝突する放射線を電荷に変換し、前記電荷を蓄積するためにマトリクス内に配置された光電変換手段と、前記光電手段に蓄積された前記電荷を読み取る読み取り手段と、電圧に変換するために前記読み取り手段により前記光電手段から読み出された前記電荷を積分する前処理回路と、前記前処理回路から出力されたアナログ電圧信号をデジタル信号に変換するA/D変換器と、放射線照射条件に依存して前記前処理回路の特性を変更する制御手段とを持つ。
更に、US6163029は、配置された画素の各々に対応する複数の光電変換素子と、前記光電変換素子の各々に対応して配置された、読み取りスイッチとしての複数の薄膜トランジスタ(TFT)と、各列の前記TFTのゲートに駆動信号を送るゲートドライバと、各行の前記TFTのドレインに共通して接続された複数の初期段階積分増幅器と、各初期段階積分増幅器の出力を時分割多重化するマルチプレクサと、前記マルチプレクサの出力を増幅する増幅器と、前記増幅器の出力のアナログ/デジタル変換を実行し、前記画像メモリに出力するADCとを有するX線ソリッドフラットパネル検出器を開示している。
ここで、前記アナログデジタル変換は、前記取得された電荷が光電変化素子からの読み出し、初期段階積分増幅器による積分及び多重化を受けた後に行われる。したがって、アナログ/デジタル変換は、前記光電変換素子のマトリクスの外で行われ、アナログ信号前処理及び外部アナログデジタル変換器に対するアナログ信号送信を必要とする。特に、従来の又は費用効果の高いフォトダイオードを光電変換素子として使用する場合、潜在的に非常に低い出力信号は、増幅され、例えばかなり長いライン及びコネクタを使用することによりこれら外部信号処理手段にルートされなければならない。X線検出器の性能及びインテグリティ的側面に関して、ノイズ並びにクロストーク及び複数の取得された信号間の干渉を最小化するために、前記検出器の読み出し電子素子を光放射線検出素子の可能な限り近くに配置することが必須である。また、アナログ信号の送信は、一般に、例えば等しい形状のパルスのシーケンスを特徴とするデジタル信号の送信と比較して大幅に摂動(perturbations)を感知しやすい(sensitive)。
したがって、本発明は、感知素子が配置されたのと同じ基板において取得された信号のアナログデジタル変換を実行する信号処理手段を特徴とする放射線センサを提供することを目的とする。
本発明は、複数のセンサ素子を持つ放射線センサを提供し、前記センサ素子の各々が、電磁放射線の衝突に応答して電荷を生成するように構成された放射線検出部を有する。更に、前記センサ素子の各々は、前記放射線検出部に結合されて前記放射線検出部により生成された前記電荷を蓄積する電荷蓄積手段を有し、前記蓄積された電荷が所定の閾値に到達する場合に信号を生成する信号生成手段を有する。
典型的には、前記放射線センサは、前記放射線センサの最小の分離した放射線検出領域を表す画素としても示される、センサ素子の1次元又は2次元アレイを特徴とする。本発明によると、前記放射線センサの各画素は、電荷蓄積手段と、デジタル信号として更に処理されることができる信号のシーケンスを生成する信号生成手段とを持つ。典型的には、前記信号生成手段により生成される信号のシーケンスの周波数は、前記センサ素子の前記放射線検出部により取得された電荷の情報を運ぶ。したがって、放射線センサの各画素に対してアナログ・デジタル変換を提供し、したがって画素レベルでアナログ・デジタル変換を実施することは本発明の利点である。
結果として、各センサ素子、即ち各画素により取得された電荷は、局所的にデジタル信号に変換される。デジタル信号はアナログ信号より外部摂動に対して大幅にロバストであるので、アナログ信号送信を制限し、前記放射線センサの各画素又はセンサ素子内で処理することにより、アナログ信号に対する摂動は、効果的に最小まで減少され、したがって前記放射線センサの全体的な感度及び精度を増大する。
他の実施例において、前記放射線センサの前記信号生成手段は、前記蓄積された電荷を前記所定の閾値と比較する比較器と、前記蓄積された電荷が前記所定の閾値に到達する場合に前記比較器により生成されたフラグ信号の受信に応答して所定の形状を持つパルス信号を生成する信号生成モジュールとを有する。前記生成されたパルス信号は、典型的には、所定の振幅及び所定のパルス幅を特徴とする。したがって、前記蓄積された電荷が繰り返し前記閾値に到達する場合に生成される信号のシーケンスの離散的信号として解釈されることができる。
本発明の他の好適な実施例によると、前記放射線センサは、前記信号生成手段を用いた信号の生成に応答して前記電荷蓄積手段に一定量の電荷を提供する電荷フィードバック機構を有する。このように、前記蓄積された電荷が前記所定の閾値に到達するのに応答して、信号が前記信号生成手段を用いて生成され、前記一定量の電荷は、前記所定の閾値の下である電荷蓄積のレベルを回復するために前記電荷蓄積手段に提供される。
特に、前記電荷蓄積手段が正電荷を蓄積するように構成される場合、前記フラグ信号は、前記蓄積された電荷が前記所定の閾値より上である場合に生成され、逆に前記電荷蓄積手段が負電荷を蓄積するように構成される場合、前記フラグ信号は、好ましくは、前記蓄積された電荷のレベルが前記所定の閾値より下に落ちる場合に生成される。いずれの場合にも、前記フィードバック機構は、前記蓄積された電荷に対する固定量の電荷の減算又は重畳(superposition)を提供する。正電荷の蓄積の場合、前記フィードバック機構は、前記比較器が、前記蓄積された電荷が前記所定の閾値の上であることを検出し、前記信号生成モジュールは前記パルス信号を生成する場合に前記一定量の電荷の減算を提供する。したがって、前記蓄積された電荷のレベルは、前記所定の閾値より下に落ち、連続的な電荷蓄積により、前記蓄積された電荷は、後のパルス信号を生成する閾値に繰り返し到達する。このように、デジタルパルストレイン(digital pulse train)は、前記放射線センサ自体の画素内にもかかわらず電荷蓄積器、比較器及び信号生成モジュールを用いて効果的に生成されることができる。
本発明の更に他の好適な実施例によると、前記電荷蓄積手段は、電荷を連続的に蓄積するように構成される。典型的には、前記電荷蓄積手段は、積分器のような電荷積分装置として実装される。更に、前記放射線検出部により生成された電荷を連続的に蓄積することにより、放射線検出は、決してリセットを受けない。したがって、前記放射線検出器部に対する電磁放射線の衝突に応答して生成された電荷は、前記電荷蓄積手段を用いて又は前記積分器を用いて完全に蓄積される。前記積分器又は電荷蓄積手段は、したがって、不感時間を特徴としない装置として実施される。
本発明の更に他の好適な実施例によると、前記比較器は、前記蓄積された電荷が前記所定の閾値を超えるのに応答して又は前記蓄積された電荷が前記所定の閾値より下に落ちるのに応答して前記フラグ信号を生成するように構成される。これは、電磁放射線衝突に応答して負又は正電荷を提供する前記放射線検出部の機能を説明する。これに対応して、前記電荷蓄積手段も、正及び負電荷を蓄積するように構成される。前記電荷蓄積手段は、好ましくは、正又は負電荷のいずれかを蓄積するように構成される。また、前記電荷蓄積手段を表す前記積分器は、正又は負電荷のいずれかを蓄積するように構成可能でありうる。
本発明の更に他の好適な実施例によると、前記電荷蓄積手段は、前記放射線検出部が入射電磁放射線の光電変換を提供することにより生成される差分信号を処理するように更に構成される。これに対応して、前記センサ素子又は画素の前記放射線検出部又は光電変換部も、典型的には2つの別個の導体を用いて前記電荷蓄積手段に送信される前記差分信号を提供するように構成される。このように、全体的な電荷蓄積及び後の信号処理は、差分信号送信及び差分信号処理により提供される全ての利益に関して実行されることができる。例えば、このような差分信号送信は、ノイズを減少し、前記放射線センサの感度を増大するために効果的な共通モード拒絶を可能にする。
本発明の更に他の好適な実施例によると、前記信号生成手段により、及び特に前記信号生成モジュールにより使用される前記所定の閾値は、修正可能であり、前記パルス信号の生成の周波数を決定する。前記センサ素子が電磁放射線の連続的な衝突を受けると仮定すると、前記放射線検出部は、提供される電流を生成し、その電荷は前記電荷蓄積手段により蓄積される。結果として、前記電荷蓄積手段、即ち前記積分器の出力は、常に上昇する。前記比較器が前記閾値の到達を検出する場合はいつでも、前記フラグ信号が生成され、前記パルス信号の生成を引き起こす。前記所定の閾値を下げることにより、前記蓄積された電荷の閾値レベルは、より短い時間間隔内に到達され、したがってより短い時間間隔後の反復的信号生成を引き起こす。対応する形で、前記閾値を増大することにより、2つの連続的に生成されるパルス信号間の時間間隔は、増大されることができる。
本発明の更に他の好適な実施例によると、前記電荷蓄積手段及び前記信号生成手段、特に前記比較器及び前記信号生成モジュールは、電流・周波数変換器(current to frequency converter)を構成し、前記センサ素子は、好ましくは集積回路として実現される放射線検出チップの画素を表す。特に、前記センサ素子の前記放射線検出部により生成される電流の大きさは、電荷蓄積速度を決定し、これにより2つの連続的に生成されるパルス信号間の時間間隔を決定する。例えば衝突する放射線の増大する強度による前記電流の増大は、したがって、より短いパルス間隔に直接的に関連する。したがって、前記生成される信号の周波数は、入射放射線の強度の増大の結果として増大する。結果として、本発明は、内蔵式の電流・周波数変換器を各々特徴とする複数の画素を持つ放射線センサを提供する。
本発明の更に他の好適な実施例によると、前記放射線検出部及び/又は前記電荷蓄積手段及び/又は前記信号生成手段は、相補型金属酸化膜半導体技術(CMOS)又は同様の集積回路製造プロセスに基づいて実装される。更に、前記センサ素子のこれらのコンポーネントは、全て、共通の基板上で互いのそばに配置される。CMOS技術に基づく実装は、前記放射線センサの費用効果の高い実現を可能にし、放射線センサ及びセンサ素子の大量生産に適している。
他の態様において、本発明は、複数のセンサ素子を持つ放射線センサを提供し、前記複数のセンサ素子の各々が、電磁放射線の衝突に応答して電流を提供する光電検出部と、前記光電検出部に結合され、前記電流により提供される電荷を蓄積する電流積分器と、前記電流積分器により蓄積された電荷を所定の閾値と比較する比較器と、前記蓄積された電荷が前記所定の閾値に到達する場合にパルス信号を生成するパルスエミッタとを有する。好適な実施例において、前記放射線センサは、センサ素子の2次元アレイを有し、前記センサ素子の各々は、本発明による光電検出部と、電流積分器と、比較器と、パルスエミッタとを有する。
更に他の好適な実施例によると、前記光電検出部は、X線を感知する。この意味で、前記放射線センサ全体は、X線検出に使用可能であり、好ましくは、例えば生体組織又は媒体の塊の中に配置されたアクセスできない構造のX線検査に対するX線検査装置に組み込まれるように設計される。
依然として他の態様において、本発明は、本発明による少なくとも1つの放射線センサを持つX線検査装置を提供する。前記放射線センサは、複数のセンサ素子を持ち、前記複数のセンサ素子の各々は、好ましくはX線波長範囲内の電磁放射線の衝突に応答して電流を提供する光電検出部と、前記光電検出部に結合され、前記電流により運ばれる電荷を蓄積する電流積分器と、前記電流積分器により蓄積された前記電荷が所定の閾値に到達する場合にパルス信号を生成するパルスエミッタとを有する。
下記において、請求項内の参照符号が、本発明の範囲を限定するように解釈されるべきでないことに注意する。
図1は、少なくとも1つのセンサ素子102を持つ放射線センサ100の概略的なブロック図を示し、少なくとも1つのセンサ素子102は、放射線検出領域104及び信号処理モジュール106を有する。前記放射線検出領域は、電磁放射線108の検出に応答して信号処理モジュール106に電流を提供する。典型的には、放射線検出領域104は、電磁放射線108の強度を表す電流を信号処理モジュール106に提供するCMOSフォトダイオードとして実装される。典型的には、放射線検出領域104は、センサ素子102の大部分を覆う。信号処理モジュール106は、典型的には、前記放射線検出領域のそばに配置され、放射線検出領域104及び信号処理モジュール106の両方が、例えばCMOS技術を使用することにより、共通基板上に実装される。
信号処理モジュール106は、典型的には、電荷蓄積手段と、放射線検出領域104から受けた電流を離散的及びデジタルな信号のパルストレインに変換する信号生成手段とを有する。信号処理モジュール106は、したがって、放射線センサ100の各画素102内に配置された前処理手段及びアナログ・デジタル変換素子として機能する。有利には、取得された信号のこの前処理は、放射線センサ100のセンサ素子102のアレイの外に配置されたアナログ信号処理手段までかなりの距離にわたりアナログ信号を送信する問題を避けるのを助ける。放射線センサ100の画素102内への信号処理モジュール106の内蔵式実装を用いると、信号処理モジュール106により生成されたデジタル信号は、取得された放射線108の視覚的画像を形成するように構成された画像処理手段に対する送信中に如何なる種類の妨害に対しても大幅に感知しにくい(insensitive)ので、放射線検出全体が、妨害、摂動及びノイズに対してよりロバストになる。
図2は、放射線検出器140のブロック図を概略的に示す。ここで、放射線検出器140は、3つの放射線センサ130、132及び134を持つ。放射線センサ130の内部構造は、模範的に図示される。放射線センサ130は、センサ素子102、112、122...のアレイを有する。これらのセンサ素子102、112、122の各々は、図1に示されるように、放射線検出領域104、例えばフォトダイオード、及び信号処理モジュール106を有する。センサ素子102、112、122の各々は、電磁放射線、特にX線の衝突に応答してデジタルパルストレインを別々に生成するように構成される。典型的な実装、例えばX線検査装置において、このような放射線検出器140は、数百のような大量の放射線センサを持ちうる。これらの放射線センサ130、132、134は、光感知‐又は電荷結合装置(CCD)チップとしても示される。また、典型的な実装において、各放射線センサ130、132、134は、数百又は数千もの大量の画素を持つことができ、前記画素の各々は、典型的には、数平方ミリメートル又はサブ平方ミリメートル範囲のサイズを特徴とする。
特に、CMOS技術を使用することによる共通基板上の光電変換部及びそれぞれの前処理手段の一体化された実現により、このようなチップ130は、大量生産プロセスにおいて費用効果の高い形で製造されることができる。
図3は、センサ素子102及びセンサ素子102の信号処理モジュール106の内部構造のブロック図を示す。信号処理モジュール106は、加算器150と、積分器152と、比較器154と、パルス生成器156と、電荷フィードバックモジュール158とを持つ。放射線検出領域104に入射する電磁放射線108は、信号処理モジュール106を用いて、センサ素子102の出力ポート160において検出されることができる離散的信号のパルストレインに変換される。
加算器150は、放射線検出領域104により提供される電荷及び電荷フィードバックモジュール158により提供される電荷を重畳するように構成される。加算器150の出力部は、前記加算器の前記出力部により提供される電荷を蓄積する働きをする積分器152の入力部に結合される。例えば、積分器152が正電荷を蓄積するように設計される場合、積分器152の出力部162は、一定強度が積分器152に結合された一定電流を生成する前記放射線検出領域に入射する場合に上昇信号(rising signal)を提供する。積分器152により生成されたこのような上昇信号は、この上昇信号を所定の閾値と比較する比較器154に結合される。前記信号が前記閾値に到達するか、又は前記閾値を超過さえする場合、前記比較器は、パルス生成器156に送信されるフラグ信号を生成する。積分された電荷の前記所定の閾値レベルが到達されたことを示すこのフラグ信号の受信に応答して、パルス生成器モジュール156は、所定の振幅及び所定の幅を持つ離散的なパルス信号を生成する。
前記パルス生成器の出力は、出力ポート160及び電荷フィードバックモジュール158に結合される。電荷フィードバックモジュール158は、蓄積された電荷のレベルを前記閾値より下に減少する働きをする。このように、積分器152の連続的な電荷蓄積を用いて、前記閾値レベルは、特定の時間間隔後に繰り返し到達される。結果として、連続的なパルス信号がパルス生成器156により生成される。前記閾値のレベル及び放射線検出領域104により提供される電流の大きさに依存して、前記パルス信号生成の周波数が変化する。前記所定の閾値のレベルを一定に保つと、前記パルス信号の周波数は、放射線検出領域104により生成される電流の大きさを表す。
センサ素子102の出力ポート160をそれぞれのデジタル信号処理手段に結合すると、前記パルス信号の周波数は、前記取得された電磁放射線の視覚化に対して正確に決定されることができる。出力ポート160からそれぞれのデジタル信号処理手段への前記デジタル信号の送信は、非常にロバストであり、アナログ信号送信と比較して外部摂動を感知しにくい。
積分器152、放射線検出器領域104及び比較器154さえも、典型的には2つの別個の導体を用いて送信される差分信号を処理するように構成されたモジュールとして実装されることもできる。このような実装において、放射線検出領域104により生成された電流の共通モード成分は、効果的に拒絶されることができ、したがってセンサ素子102の出力信号の全体のノイズを減少することを可能にする。
更に、加算器150、積分器152、比較器154、信号エミッタ156及び電荷フィードバックモジュール158により構成される回路は、放射線センサ100又は放射線検出器140のシステムクロックによりクロックされることができる。また、電流・周波数変換器を構成するこの回路は、連続モードで駆動されうる。
図4は、電荷積分器152により生成された信号202の時間発展を図示する図200を示す。更に、図200は、パルス生成器156の出力信号204の対応する時間発展を表示する。閾値206は、水平線として示され、時間t0に対応する第1の交点208において、パルス信号210が生成される。前記電荷フィードバックモジュールのため、パルス210が生成されると信号202は下がる。このフィードバック機構は、閾値206が繰り返し到達されるまで、前記蓄積された電荷を繰り返し減少し、信号202の繰り返される上昇を可能にすることを可能にする。
放射線検出領域104により生成された電流は、積分出力信号202の傾きに表される。電流が高いと、傾きも高くなり、結果としてパルス信号の連続した生成の間の時間間隔は減少する。したがって、入射放射線のより大きな強度を示す増大された電流は、直接的に、パルス出力信号204のより大きな周波数をもたらす。
これに対応する形で、前記電流・周波数変換器は、負電荷を蓄積するように設計されることもできる。この場合、積分出力信号202の傾きは負であり、前記閾値はより低い閾値を表す。前記信号がこのより低い閾値の下に落ちる場合、対応するフラグ信号は、比較器154により生成され、パルス信号204は、同じように生成される。放射線検出領域104に実装されたフォトダイオードのタイプに依存して、本発明の電流・周波数変換器は、センサ素子102の光電変換部104の様々な仕様及び後のデジタル信号処理の様々な仕様に普遍的に適合されることができる。例えば、閾値206を下げる又は上げることにより、パルス出力信号204の基本周波数は任意に修正されることができる。
放射線センサ及びセンサ素子の概略的なブロック図を示す。 複数のセンサ素子を各々持つ複数の放射線センサを持つ放射線検出器の概略的なブロック図を示す。 センサ素子の内部構造のブロック図を示す。 積分器出力及びパルス信号生成を反映する図を示す。
符号の説明
100 放射線センサ
102 センサ素子
104 放射線検出領域
106 信号処理モジュール
108 放射線
112 センサ素子
122 センサ素子
130 放射線センサ
132 放射線センサ
134 放射線センサ
140 放射線検出器
150 加算器
152 積分器
154 比較器
156 パルス生成器
158 電荷フィードバックモジュール
160 出力ポート
162 積分出力ポート
200 図
202 積分出力信号
204 パルス出力信号
206 閾値
208 交点
210 信号パルス

Claims (14)

  1. 複数のセンサ素子を持つ放射線センサにおいて、前記センサ素子の各々が、
    電磁放射線の衝突に応答して電荷を生成するように構成される放射線検出部と、
    前記放射線検出部に結合され、前記放射線検出部の前記電荷を蓄積する電荷蓄積手段と、
    前記蓄積された電荷が所定の閾値に到達する場合に信号を生成する信号生成手段と、
    を有する、放射線センサ。
  2. 前記信号生成手段が、
    前記蓄積された電荷を前記所定の閾値と比較する比較器と、
    前記蓄積された電荷が前記所定の閾値に到達する場合に前記比較器により生成されるフラグ信号の受信に応答して所定の形状を持つパルス信号を生成する信号生成モジュールと、
    を有する、請求項1に記載の放射線センサ。
  3. 前記信号生成手段を用いた前記信号の生成に応答して前記電荷蓄積手段に一定量の電荷を提供する電荷フィードバック機構を更に有する、請求項1に記載のセンサ。
  4. 前記電荷蓄積手段が、電荷を連続的に蓄積するように構成される、請求項1に記載のセンサ。
  5. 前記比較器が、前記蓄積された電荷が前記所定の閾値を超過するのに応答して、又は前記蓄積された電荷が前記所定の閾値より下に落ちるのに応答して、前記フラグ信号を生成するように構成され、前記電荷蓄積手段が、正及び負の電荷を蓄積するように構成される、請求項2に記載のセンサ。
  6. 前記電荷蓄積手段が、前記放射線検出部により生成された差分信号を処理するように更に構成される、請求項1に記載のセンサ。
  7. 前記所定の閾値が、修正可能であり、前記信号の生成の周波数を決定する、請求項1に記載のセンサ。
  8. 前記電荷蓄積手段及び前記信号生成手段が、電流・周波数変換器を構成し、前記センサ素子が、放射線検出チップの画素を表す、請求項1に記載のセンサ。
  9. 前記放射線検出部及び/又は前記電荷蓄積手段及び/又は前記信号生成手段が、相補型金属酸化膜半導体技術に基づいて実装され、共通基板上で互いのそばに配置される、請求項1に記載のセンサ。
  10. 複数のセンサ素子を持つ放射線センサにおいて、前記センサ素子の各々が、
    電磁放射線の衝突に応答して電流を提供する光電検出部と、
    前記光電検出部に結合され、前記電流により提供される電荷を蓄積する電流積分器と、
    前記電流積分器により蓄積された電荷を所定の閾値と比較する比較器と、
    前記蓄積された電荷が前記所定の閾値に到達する場合にパルス信号を生成するパルスエミッタと、
    を有する、放射線センサ。
  11. 前記放射線センサがセンサ素子の2次元アレイを更に有し、前記センサ素子の各々が、光電検出部と、電流積分器と、比較器と、パルスエミッタとを有する、請求項10に記載の放射線センサ。
  12. 前記光電検出部がX線を感知する、請求項10に記載の放射線センサ。
  13. 前記電流積分器、前記比較器及び前記パルスエミッタが、電流・周波数変換器を構成する、請求項10に記載の放射線センサ。
  14. 複数のセンサ素子を持つ少なくとも1つの放射線センサを持つX線検査装置において、各センサ素子が、
    電磁放射線の衝突に応答して電流を提供する光電検出部と、
    前記光電検出部に結合され、前記電流により運ばれる電荷を蓄積する電流積分器と、
    前記電流積分器により蓄積された前記電荷が所定の閾値に到達する場合にパルス信号を生成するパルスエミッタと、
    を有する、X線検査装置。
JP2007549965A 2005-01-06 2005-12-19 画素に実装された電流・周波数変換器 Pending JP2008527344A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP05100059 2005-01-06
PCT/IB2005/054298 WO2006072847A1 (en) 2005-01-06 2005-12-19 Pixel implemented current to frequency converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008527344A true JP2008527344A (ja) 2008-07-24

Family

ID=36088548

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007549965A Pending JP2008527344A (ja) 2005-01-06 2005-12-19 画素に実装された電流・周波数変換器

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20080217546A1 (ja)
EP (1) EP1836508A1 (ja)
JP (1) JP2008527344A (ja)
CN (1) CN101128746A (ja)
WO (1) WO2006072847A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014526161A (ja) * 2011-06-30 2014-10-02 コミシリア ア レネルジ アトミック エ オ エナジーズ オルタネティヴズ 較正された量のカウンタ電荷を注入する回路を含む放射検出器
JP2020145725A (ja) * 2016-01-22 2020-09-10 北京大学Peking University 時空間信号を符号化する方法及び装置
US11228758B2 (en) 2016-01-22 2022-01-18 Peking University Imaging method and device

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110168892A1 (en) * 2005-01-06 2011-07-14 Koninklijke Philips Electronics N.V. Pixel Implemented Current Amplifier
CN102112054B (zh) 2008-08-04 2014-07-02 皇家飞利浦电子股份有限公司 数据采集
US8772726B2 (en) * 2009-03-25 2014-07-08 Koninklijke Philips N.V. Apparatus and method for data acquisition using an imaging apparatus
EP2410920A1 (en) * 2009-03-26 2012-02-01 Koninklijke Philips Electronics N.V. Spectral imaging
CN102414579B (zh) * 2009-03-26 2014-05-07 皇家飞利浦电子股份有限公司 数据采集
US8324914B2 (en) 2010-02-08 2012-12-04 Genia Technologies, Inc. Systems and methods for characterizing a molecule
US9605307B2 (en) 2010-02-08 2017-03-28 Genia Technologies, Inc. Systems and methods for forming a nanopore in a lipid bilayer
US20120052188A1 (en) 2010-02-08 2012-03-01 Genia Technologies, Inc. Systems and methods for assembling a lipid bilayer on a substantially planar solid surface
US9678055B2 (en) 2010-02-08 2017-06-13 Genia Technologies, Inc. Methods for forming a nanopore in a lipid bilayer
US8962242B2 (en) 2011-01-24 2015-02-24 Genia Technologies, Inc. System for detecting electrical properties of a molecular complex
US8986629B2 (en) 2012-02-27 2015-03-24 Genia Technologies, Inc. Sensor circuit for controlling, detecting, and measuring a molecular complex
US9759711B2 (en) 2013-02-05 2017-09-12 Genia Technologies, Inc. Nanopore arrays
US9551697B2 (en) 2013-10-17 2017-01-24 Genia Technologies, Inc. Non-faradaic, capacitively coupled measurement in a nanopore cell array
US9526468B2 (en) 2014-09-09 2016-12-27 General Electric Company Multiple frame acquisition for exposure control in X-ray medical imagers
US9743024B2 (en) * 2015-07-01 2017-08-22 Massachusetts Institute Of Technology Method and apparatus for on-chip per-pixel pseudo-random time coded exposure
CN114859393B (zh) * 2022-04-26 2023-02-03 中国科学院近代物理研究所 一种具有自恢复功能的放疗剂量监测装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5214274A (en) * 1992-07-24 1993-05-25 President And Fellows Of Harvard College Image sensor array with threshold voltage detectors and charged storage capacitors

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3959653A (en) * 1975-04-14 1976-05-25 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Department Of Health, Education And Welfare Fast charge digitizer and digital data acquisition system for measuring time varying radiation fields
GB2122833B (en) * 1982-06-24 1985-06-26 Ferranti Plc Radiation detecting apparatus
US4947412A (en) * 1988-10-20 1990-08-07 Picker International, Inc. X-ray detector for CT scanners
JPH03122588A (ja) * 1989-10-05 1991-05-24 Hitachi Medical Corp 放射線検出器,データ収集装置およびこれを用いる放射線ct装置
GB9109140D0 (en) * 1991-04-27 1991-06-26 Siemens Plessey Controls Ltd Improvements in or relating to personal radiation dose indicators
GB2289979A (en) * 1994-06-01 1995-12-06 Simage Oy Imaging devices systems and methods
DE19535615A1 (de) * 1994-10-20 1996-05-02 Analogic Corp Datenerfassungssystem, insbesondere für Computertomographie-Geräte
US6163029A (en) * 1997-09-22 2000-12-19 Kabushiki Kaisha Toshiba Radiation detector, radiation detecting method and X-ray diagnosing apparatus with same radiation detector
DE10357202A1 (de) * 2003-12-08 2005-06-30 Siemens Ag Strahlungsdetektor sowie Verfahren zur synchronisierten Strahlungserfassung
CN1910902A (zh) * 2004-01-12 2007-02-07 皇家飞利浦电子股份有限公司 半导体基图像传感器

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5214274A (en) * 1992-07-24 1993-05-25 President And Fellows Of Harvard College Image sensor array with threshold voltage detectors and charged storage capacitors

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014526161A (ja) * 2011-06-30 2014-10-02 コミシリア ア レネルジ アトミック エ オ エナジーズ オルタネティヴズ 較正された量のカウンタ電荷を注入する回路を含む放射検出器
JP2020145725A (ja) * 2016-01-22 2020-09-10 北京大学Peking University 時空間信号を符号化する方法及び装置
US11228758B2 (en) 2016-01-22 2022-01-18 Peking University Imaging method and device
JP7085764B2 (ja) 2016-01-22 2022-06-17 北京大学 時空間信号を符号化する方法及び装置
US11800098B2 (en) 2016-01-22 2023-10-24 Spike Vision (Beijing) Technology Co., Ltd. Imaging method and device

Also Published As

Publication number Publication date
EP1836508A1 (en) 2007-09-26
WO2006072847A1 (en) 2006-07-13
US20080217546A1 (en) 2008-09-11
CN101128746A (zh) 2008-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2008527344A (ja) 画素に実装された電流・周波数変換器
JP5569314B2 (ja) 撮像素子およびカメラシステム
US11187816B2 (en) Radiation imaging apparatus and radiation imaging system
JP6570315B2 (ja) 放射線撮像装置及び放射線撮像システム
EP2010942B1 (en) Wireless digital radiography system
EP2773105B1 (en) Radiation imaging apparatus and radiation imaging system
US8625742B2 (en) Imaging system and control method therefor
CN110869809A (zh) 放射线成像装置和放射线成像系统
EP3622705B1 (en) Active pixel sensor computed tomography (ct) detector and method of readout
JP2017020842A (ja) 放射線撮像装置、その制御方法及びプログラム
JP6780291B2 (ja) X線画像撮影装置
US9128195B2 (en) Increasing dynamic range for x-ray image sensor
US20090242779A1 (en) X-ray imaging sensor and x-ray imaging method
KR20120034559A (ko) 촬상 소자 및 카메라 시스템
CN106664384A (zh) 摄像器件、电子装置、辐射检测装置及摄像器件方法
CN102640017A (zh) 成像装置、成像系统、控制该装置和系统的方法及程序
KR102576469B1 (ko) 롤링 서브프레임 펄스드 바이어스 마이크로볼로미터 적산
JP2012100081A (ja) 放射線画像撮影装置
WO2017085905A1 (en) Radiation imaging system, signal processing apparatus, and signal processing method for radiographic image
JP4619640B2 (ja) 信号検出方法および装置
KR101168909B1 (ko) 방사선을 검출하는 이미지 센서의 구동 회로 및 방법
JP2004024682A (ja) 放射線検出装置及び放射線検出システム
JP2004024683A (ja) 放射線検出装置及び放射線検出システム
JP6929327B2 (ja) 放射線撮像装置及び放射線撮像システム
US20230247170A1 (en) Radiation imaging apparatus and radiation imaging system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20081218

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110104

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20110628