JP2016531296A - 一貫したデジタル画像を可能にする電離放射線検出器 - Google Patents

Abstract

特に探傷、材料検査、生物学、医療等における走査物体の連続的なデジタル画像の生成を可能にする、電離放射線、例えばＸ線の検出器。検出面（２）は、母材（１０）内に配置したモザイク状半導体画素混成検出器区分（３）から形成される。各検出器区分（３）は、センサ層（５）から構成され、センサ層（５）は、階層（７）を形成してチップ・リーダ（６）上に配置され、隣接する検出器区分（３）を係合する。公知の検出器（１）は、画像内に、いわゆるデッド・ゾーンを形成する非反応縁部を有するセンサ層（５）を有する。本発明の本質は、検出器区分（３）のセンサ層（５）がその領域全体にわたって反応性であり、母材（１０）が検出器区分（３）位置決め手段を備え、検出器区分（３）の相互の側方間隙を、センサ層（５）の１画素の大きさよりも小さい値に規定することにある。位置決め手段は、好ましくは、移動、固定可能な列（４）支持体（１１）を備える。得られた検出面（２）は、その領域全体にわたって反応性であり、デッド・ゾーンのない、連続的なデジタル画像の直接の生成を可能にする。【選択図】図９

Description

本発明は、特に探傷、非破壊材料検査、製品品質管理の分野、並びに医療及び生物工学において利用可能である、走査物体の一貫したデジタル画像を生成する電離放射線検出器に関する。

走査物体の画像を生成する電離放射線検出器、即ちＸ線、ガンマ線、ベータ線又は他の電離放射線の検出器は、医療、生物学及び生物工学において使用されるのみならず、産業用途でも広く使用されており、産業用途では、検出器は、特に、製品管理のための材料の欠陥検出から、税関並びに警察又は配達品及び輸送物に対する保安検査に至るまで、あらゆる物体に対する非破壊検査手段として使用されている。

走査物体の画像は、直接（投写型表示装置）又はコンピュータ処理された検出器からのデータのいずれかによって表示領域に送信され、それにより生じた画像は、適切なコンピュータ・ハードウェア及びソフトウェアを使用して生成する。

表示領域は、多くの形態で存在し、最も古い種類の表示領域は、感光膜である。デジタル化の到来により、最も一般に使用される表示領域は、今や、可視光の範囲内で動作する光検出器（例えばＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサ）と組み合わせたシンチレーション・スクリーン（例えばＣｓＩ、Ｇａｄｏｘ、ＮａＩ（ＴＩ）、ＢＧＯ、ＬＹＳＯ）である。これらのシステムは、二重変換の原理を利用する。最初に、放射線をシンチレータ内で可視光に変換し、次に光検出器を使用して電気信号に変換する。次に、電気信号は、適切なハードウェア又はソフトウェアを使用して処理され、これらがスクリーン又は別の媒体上に画像を生成する。

近年、半導体検出器は、画像化用放射線検出器として次第に使用されるようになっており、半導体検出器は、衝突する放射線が半導体素子内に電気信号を直接生成する場合、単一変換の原理のみで動作する。１つの半導体チップ上には、こうした多数の機能要素（画素）が生成され、画像センサを形成する。各要素からの信号は、最終的な画像を生成する専用のハードウェア及びソフトウェア内で更に処理される。これらの放射線検出器は、半導体画素検出器又はセンサとして公知であり、シリコン、ＣｄＴｅ、ＧａＡｓ等の異なる半導体材料から製造される。

各画素からの電気信号を処理するハードウェアは、電子リーダ・チップと呼ばれ、リーダ・チップと短縮される個々のチップ上に形成されることが多い。半導体画素センサのチップは、通常、チップ・リーダの上に（張り出して）直接置かれ、母材接点でチップ・リーダに電気的に接続される。両方のチップのそのような構成は、分離不可能なユニットを構成し、このユニットは、混成半導体画素検出器又は略して混成検出器と呼ばれる。リーダ・チップは、少なくとも１つの側で、混成検出器による電力及び通信に使用される周縁接点と嵌合される。読取りセンサの周縁領域は、通常、画素センサ・チップによって覆われず、これにより外部導体との接続を可能にする。

混成半導体検出器の例には、Ｍｅｄｉｐｉｘ２及びＭｅｄｉｐｉｘ３の国際共同研究により開発された混成検出器Ｍｅｄｉｐｉｘ２、Ｍｅｄｉｐｉｘ３及びＴｉｍｅｐｉｘ、又はＰａｕｌ Ｓｃｈｅｒｒｅｒ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅで開発した混成検出器Ｐｉｌａｔｕｓ及びＥｉｇｅｒを含む。センサ層の厚さは、典型的には５０〜２０００μｍの範囲内であり、画像化センサは、好ましくは３００μｍ以上の厚さで使用される。センサは、主にシリコン結晶から作製され、それほど頻繁ではないがＣｄＴｅ又はＣｄ（Ｚｎ）Ｔｅ結晶から作製される。個々の画素は、一般に、１辺が５５μｍ（Ｍｅｄｉｐｉｘ２、Ｍｅｄｉｐｉｘ３、Ｔｉｍｅｐｉｘ）、７５μｍ（Ｅｉｇｅｒ）、１７２μｍ（Ｐｉｌａｔｕｓ）等の正方形である。

混成半導体画素検出器に関して、より大型の走査物体の一貫した画像の生成に対する問題が生じる。というのは、１つの混成検出器の検出領域の最大サイズは、その技術的に達成可能な最大サイズによって制限されるためである。リーダ・チップの製造における典型的な技術限界は、ｃｍ²単位である（リーダ・チップは、２０×２０ｍｍ²の寸法を有する正方形で成形されることが多い）。より大きな領域では、製造欠陥の確率は、既に高く、製造は非効率的になる。したがって、より大きな検出領域は、いくつかの個々の混成検出器のモザイクとして構成しなければならない。このモザイクの各混成検出器が、より大きな検出領域の１つの区分になる。したがって、以下、用語「検出器区分」は、より大きな検出領域の一部である混成検出器を示すことになる。

したがって、連続的な画像を形成する、より大きな検出領域（より大きな検出領域とは領域が１つの検出器区分の領域よりも大きいことを意味する）を構成する間、個々の検出器区分を平坦母材内へ組み付けることにより、検出器区分を検出器面内に組み合わせることを可能にするシステムを使用する。リーダ・チップ周縁の接点は、平坦母材内のバスに接続される。

検出領域のモザイク構造内で対処しなければならない問題は、検出器区分の公知の解決策が、非反応（不感）縁部を有するセンサ層を使用するため、センサ層の領域全体からの放射線の検出及び画像の設計を可能にしないということである。これにより、個々の検出器区分の周縁の周りにいわゆるデッド・ゾーン縁部又は枠が生じ、このデッド・ゾーン縁部又は枠は、画像を個々のチップの個々の画像区分に分割し、一貫した画像の生成を不可能にする。

国際特許出願である国際公開第９５／３３３３２号（特許文献１）による、モザイク状に組み立てた検出器区分センサ層の非反応縁部からデッド・ゾーン又は枠をなくす解決策は、より多くの検出器区分層を垂直に含むモザイクにあり、検出器区分の列は、底部列の縁部が上側列の縁部に底部から重なるように互いに重なる。検出領域及び走査対象は、互いに対して同時に移動させる。個々の検出器区分からの表示装置を構成するソフトウェアを相対的に移動する様々な位置で使用することで、走査物体の、デッド・ゾーンがない連続的な画像を生成する。この解決策の欠点は、検出器の操作に、相対移動を生成する較正機器及び適切な専用ソフトウェアを必要とすることであり、そのため、そのような検出器の製造及び操作は複雑で費用が掛かる。非反応縁部を張り出すことで、周辺領域における検出器の感度も低下させる。

例えば公開済み特許出願である欧州特許第０４２１８６９（Ａ１）号（特許文献２）及び米国特許出願公開第２００１／００１２４１２（Ａ１）号（特許文献３）によるモザイク型検出器の他の公知の解決策は、モザイクのより効率的な生成、及び個々の検出器区分の周縁部から底部支持母材のバスへの出力ワイヤのより容易な接続のために、階層を有する構成の検出器区分を使用している。

これらの文献による検出器区分は、一方の側の正方形又は長方形検出器区分の底部リーダ・チップが上側センサ層に張り出すように構成される。この張出し部により階層が形成され、階層内では、第１に、出力ワイヤがリーダ・チップからバスに通じ、第２に、複合モザイク内のこの階層は、隣接する検出器区分の縁部によって張り出される。検出器区分は、個々の列によってモザイク状に積層され、それぞれの階層の張出し部は、次の列が常に前の列に重なるように、列の一方の側に向ける。検出領域において、それぞれ段が付いた階層を有する列の構成は、検出器区分の傾斜角が最小であり、デジタル画像の生成に容易に修正できるので、欠陥のある画像をもたらさない。しかし、この解決策でさえ、感応層上の非感応材料の場所のために、感度の低下がこうした領域内で生じる。

米国特許出願公開第２００１／００１２４１２（Ａ１）号の文献による検出器の構成が公知であり、この構成では、下側母材は、検出器区分列が段状又は平面上に重なるように形成され、一方で各検出器区分は交換可能である。この目的で、各検出器区分は、ねじによって母材底部に組み付けたチップ支持体上に締結される。チップ支持体は、表示領域を段状にすべきか実質的に平坦にすべきかに応じて、平坦であってもくさび形であってもよい。チップ支持体と下側母材との間には、各チップ支持体用導電性接点との絶縁層が挿入される。チップ支持体は、チップ支持体へと通じる読取りチップの出力導体のためのバスとしても働く。特許文献３によるデバイスは、一貫した画像の作成におけるデッド・ゾーンの問題を部分的に解消しているが、個々の検出器区分センサ層の縁部が張り出す領域、即ち検出器面の個々の列の列内にすぎない。こうした区分は、側縁部を近接して並べて設置するにもかかわらず、それぞれの側縁部に沿った領域は、走査物体の最終画像内にデッド・ゾーンを形成する非反応面を依然として示す。一貫した画像の作成におけるこれらのデッド・ゾーンは、デジタル画像では、ぼやけ、重複することになってしまうが、このことは、医療又は探傷で使用する場合、得られた画像が不正確であるという点で深刻な問題である。特許文献３による解決策で使用される検出器区分の非反応縁部は、検出器区分センサ層の製造時に生じる。センサ層の個々の区分は、より大型の板の材料の切断によって製造され、これにより切断部に隣接する領域内の材料に損傷が生じる。このため、正方形又は長方形区分のそれぞれの辺の縁部に沿った細い領域は、非反応性であり、放射線を検出できない。特許文献３による解決策は、特許文献１による解決策の欠点の一部を解消できるが、これらの解決策は、走査物体の連続的な画像におけるデッド・ゾーンの存在という基本的な問題を解消しておらず、したがってこの解決策は、走査物体の一貫した、実物のような画像をもたらさない。

特許文献３による解決策の別の欠点は、個々の検出器区分の支持体が検出器面の母材内に取り外し可能に固定されるにもかかわらず、特定の固定位置にのみ固定されるということにあり、このことは、検出器区分を側部に位置決めし検出器区分の相互の側方への間隙を制限することを可能にしない。このことは、検出器区分の間に空隙をもたらし、連続的なデジタル画像の生成を妨げる他のデッド・ゾーンを形成する。

国際公開第９５／３３３３２号 欧州特許第０４２１８６９（Ａ１）号 米国特許出願公開第２００１／００１２４１２（Ａ１）号

したがって、本発明は、公知の解決策の欠点を解消し、デッド・ゾーンを補償するための余分なハードウェア・リソース又はソフトウェア・リソースを必要とせず、完全に一貫した実物のような走査物体のデジタル画像の作成を可能にする電離放射線検出器をもたらすことである。

公知の検出器の上記の欠点は、本発明による検出器によって解消される。走査物体の一貫したデジタル画像を可能にする電離放射線検出器は、ハードウェア・リソース及びソフトウェア・リソースを使用して表示領域と接続可能な母材及び検出領域を含む。検出領域は、正方形又は長方形のモザイク状に配置した半導体画素検出器区分から構成され、これらは、並べて列に配置される。各検出器区分は、一方の側のリーダ・チップの縁部が、センサ層の縁部に張り出し、次の隣接する検出器区分列の縁部を角度を付けて係合する階層を生成し、出力導体が階層の領域内のリーダ・チップの周縁から通じるように、リーダ・チップ上に配置したセンサ層から構成される。各検出器区分は、母材に取り外し可能に取り付けたチップ支持体上に組み付けられる。

本発明による検出器の本質は、検出器区分センサ層が、センサ層の周縁を構成する領域を含めた領域全体にわたって反応し、母材が、隣接し合う検出器区分センサ層の間の相互の間隙を１画像画素サイズよりも小さい値に制限する、少なくとも１つの検出器区分位置決め手段を備えることを特徴とする。この構成の利点は、センサ層の縁部がデッド・ゾーン又は非反応枠を一切生成しないこと、及び隣接し合う検出器区分の間の空隙を最小にし、隣り合わせに緊密に配置することによって、検出領域が、ハードウェア又はソフトウェアによる修正を必要とせずに、走査物体全体の連続し一貫した画像を捕捉できることである。

本発明による検出器の好ましい実施形態では、母材と関連する検出器区分位置決め手段は、母材の平面において座標系の４方向への可動性を有して配置される。位置決め手段のこの構成により、隣接し合う検出器区分センサ層の間の空隙は、長手方向及び横方向で低減できる。

本発明による検出器の別の好ましい実施形態では、検出器区分位置決め手段は、少なくとも１つの列支持体を構成し、少なくとも１つの列支持体は、母材に対し選択位置内で相対的に移動し係止する可能性を有して母材に取り付けられる。列支持体内には、検出器区分チップがあり、検出器区分チップは、検出器区分の前縁が列支持体の輪郭線に張り出し、階層及び出力導体ワイヤを有する検出器区分の後縁が列支持体上に置かれるように、チップ支持体上に緊密に隣接し平行に配置される。本発明のこの好ましい実施形態は、１つの列における検出器区分センサ層の側部が、間隙を実質的に有さずに緊密に一緒に保持され、列支持体上に直接組み付ける位置に取り付けることができるという知見に基づくものである。それでもなお、個々の列の間の空隙、即ち、１つ目の列において階層を有する検出器区分の後縁部と、２つ目の平行な列における検出器区分の前側の張出し部との間の空隙は、センサ層、それぞれの検出器区分の特定の位置及び寸法公差に従って制限されなければないが、このことは、有利には、位置の調節、係止が可能な列支持体を使用して実装できる。

列支持体が、垂直部分及び水平部分を有する「Ｌ」字外形で断面形状を有する長手方向外形によって形成され、チップ支持体が、四辺形断面を有し、互いに隣接する列支持体の「Ｌ」字外形内に組み付けられる場合、有利である。同時に、チップ支持体の側縁部は、「Ｌ」字外形としての側縁部と共に配置され、チップ支持体の上側縁部は、「Ｌ」字外形の上側縁部と同じレベル又はそれよりも高いレベルに配置される。検出器区分は、「Ｌ」字外形の側縁部及びチップ支持体の側縁部と比較すると、階層内で隣接する列に配置される検出器区分を配置するための張出し部を示す。「Ｌ」字形の列支持体の生成は、個々の列の間で水平及び垂直に母材空間を使用するのに最適である。

構造的観点からは、検出器区分の張出し部の長さは、階層の長さと列支持体の「Ｌ」外形の垂直部分の幅との和と等しいか又はこの和よりも大きい場合、有利である。張出し部の長さが同じである場合、列の間に空隙は生成されない。張出し部の長さが階層の長さと列支持体の「Ｌ」字外形垂直部分の幅との和よりも大きい場合、１つの列内の列支持体の側縁部及びチップ支持体と、隣接する列支持体の縁部との間に、技術的通路が形成され、この技術的通路は、機械的位置決め空間としての他に、例えばバス路のための検出器を冷却する冷却路等の空間としても使用できる。

本発明による検出器の別の好ましい実施形態では、チップ支持体は、固定ねじにより列支持体の「Ｌ」字外形の水平部に組み付けられ、ねじ頭は、列支持体の下側に配置される。チップ支持体は、様々な様式で組み付けることができるが、組付けねじが好ましい。というのは、チップ支持体の組立て又は分解が、欠陥のある又は損傷した検出器区分を取り換える際、迅速で簡単であるためである。

構造的観点からは、チップ支持部の上側縁部が列支持体の上側縁部にわたって延在する場合も有利である。こうして、列支持体の上側縁部には空隙が形成され、この空隙の中に、検出器区分の出力線を接続するバスが格納される。

列支持体の別の好ましい実施形態は、列支持体の位置決め調節及びその後の係止の可能性という観点では、列支持体が少なくとも２つの楕円調節孔を備える一方で、調節カムが、母材の外側からアクセス可能な調節部を用いて、母材内に格納された各開口内に嵌合でき、列支持体が、少なくとも１つの締結ねじによって母材に締結されるようなものである。個々の列の相対位置を調節し、隣接し合う列内の検出器区分センサ面の間の間隙を最小にする際、列支持体の位置は、楕円調節孔内の調節カムを回転させることによって設定でき、得られた最適位置において、列支持体は、組付けねじの締結によって係止される。

列支持体の取扱いを容易にし、最適位置の迅速な設定を達成するために、列支持体が検出器区分列の両側に長手方向に張り出す場合、有利であり、各張出し領域には、列支持体を長手方向に移動させるための１つの楕円開口があり、列支持体の中央部分には、列支持体を横方向に移動させるための１つの楕円開口がある。

列支持体が、母材に埋入された少なくとも１つの可撓性要素上に配置される場合も有利であり、垂直方向への間隙を取り除き、列支持体を母材内に保持する組付けねじが緩むのを防止するようにする。

可撓性要素は、好ましくは弓状断面をもつ金属可撓性箔であり、金属可撓性箔のアーチ下の空洞は、検出器を冷却する冷却路を備えることができる。

検出器区分が接着剤によってチップ支持体に締結される場合も有利である。このことは、検出器区分とチップ支持体との組立体の絶対的な寸法安定性を達成する。検出器区分に、寸法の障害又は欠陥がある場合、検出器区分とチップ支持体とを有する組立体全体を交換し、新たな検出器区分は、導体の出力部によってバスに再度接続する。

本発明の他の好ましい実施形態では、列支持体は、母材内の階層を有する半分溝内に格納され、隣接する検出器区分の段を有する階層凹部内に検出器区分の張出し部を重ねることによって形成された高さの差を解消するようにする。最後に、チップ支持体及び列支持体の母材は、アルミニウム合金製である場合、有利である。

母材は、平坦体として構成された、検出器の古典的な設計のものであり、検出面は、実質的に平坦形状として形成される。

一部の用途、例えばコンピュータ断層撮影法又はＸ線回折では、母材を、ｎ個の等辺等角縁部をもつ一部分として、成形体として形成した場合、有利であることがあり、ｎ個の辺の各壁には、検出器区分を有する列支持体によって形成、嵌合される半分溝がある。ｎ個の縁部の壁、及び隣接し合う検出器区分の法線は、一緒に頂角を包囲し、したがって検出器区分列は、ｎ個の縁部の内側壁を形成する。本実施形態は、隣接し合う列内のチップのセンサ層の間に高さの差のない検出面の作成を可能にする。

ｎ個の縁部の形態の検出器の別の好ましい実施形態では、ｎ個の縁部の壁は、真っすぐではなく、凸面又は凹面に湾曲し、好ましくは円筒面の一部である。同じことは、列支持体及び半分溝の湾曲し当接する部分にも当てはまる。

本発明による検出器の好ましい特定の実施形態では、検出器領域の平面における、隣接し合う列の隣接し合う検出器区分センサ層の間に、典型的には画素サイズよりも著しく小さい値である３０μｍ未満の空隙がある。この空隙のサイズは、機械部品製造の正確さによってのみ設計される。したがって、以下の最少空間を有する検出領域全体は、完全に反応性である。

垂直方向（即ちセンサ層の面に対して直交する）では、隣接し合う列のセンサの個々の面の高さの差は、典型的には１００から２００μｍの範囲内であり、この値は、画像化に使用されるセンサ層の典型的な厚さ（３００μｍ以上）よりも小さい。したがって、検出器面全体は、０．４から０．８°の傾斜面に傾斜できる。個々の列の間のこの垂直変位の最小値は、読取りチップの最小厚さ（典型的には５０〜１２０μｍ）及びリーダ・チップの周縁部を接続する導体の厚さ（典型的には３０μｍ）によって決定される。

検出器は、任意の数の列からモザイク状に組み立てることができ、各列は、任意の数の検出器区分と嵌合できる。検出領域の最大寸法は、いかようにも制限されない。１つの列を取り外した後、損傷した検出器区分があれば適切なチップ支持体と共に取り外すことができる。チップ支持体及び列支持体を通じた検出器区分と母材との接点は、熱伝達の点で良好な特性を有し、効率的な温度制御、即ち検出器の冷却を可能にする。

センサ層がその縁部領域を含めて完全に反応性であり、間隙が最小である、緊密で調節可能な検出器区分の構成は、特殊なハードウェア・リソース又はソフトウェア・リソースを使用せず、走査物体の完全に連続したデジタル画像の作成を可能にする。

本発明は、以下の図面によってより明らかに示される。

検出器区分とチップ支持体との組立体の側面図である。 検出器区分とチップ支持体との組立体の平面図である。 ４つの検出器区分を含む列支持体組立体の平面図である。 図３の線Ａ−Ａに従った、組立体の断面図である。 それぞれが４つの検出器区分の、３つの列によって形成した検出面を有する検出器の平面図である。 図５の線Ａ−Ａに従った、検出器の断面図である。 図５の線Ｂ−Ｂに従った、検出器の断面図である。 検出器区分チップ及びチップ支持体を列支持体内に組み付ける概略図である。 ４つの列から構成する検出領域を有する検出器の断面図、及び列支持体を母材内に組み付ける概略図である。 検出領域の隣接し合う列において隣接し合う検出器区分の詳細断面図である。 ｎ個の縁部をもつ形状の検出器例の図である。

以下で説明し、例示する本発明の特定の例は、例示目的で提示するものであり、こうした例のみに対する本発明の例の限定として提示するものではないことを理解されたい。技術状態を熟知している専門家であれば、日常の実験を通して、本明細書で説明する本発明の特定の実現形態に対するより多数又はより少数の等価物がわかるはずである又はこれらを決定できるであろう。こうした等価物も、以下の特許請求の範囲内に含まれるものとする。

図１から図９に示す検出器１は、Ｘ線検出器として形成されるが、適切なセンサ層５の使用により、他の種類の放射線の検出に適合させることもできる。検出器１の基部は、アルミニウム合金製の母材１０から構成され、母材１０は、個々の列４に配置したモザイク状検出器区分３を支持する。各検出器区分３は、１４．２５３×１４．２５３ｍｍの寸法の単一半導体チップによって形成した正方形半導体画素センサ層５を含む。センサ層５は、センサ層５の周縁部に直に隣接する領域を含めたセンサ層５の領域全体にわたり反応性である。センサ層５を備える正方形チップは、大きな面積の材料を分割することによって製造し、分割線領域内の反応性センサ層５を劣化させない分割技術を使用する。

センサ層５は、接触母材３０を使用し、センサ層５の下に配置したリーダ・チップ６と接続される。例えばＭｅｄｉｐｉｘ２／Ｔｉｍｅｐｉｘ型であるチップ・リーダ６は、一方の側で正方形センサ層５に張り出し、階層７を生成する。階層７の領域内のチップ・リーダ６の縁部から、薄い出力導体８が延在する。リーダ・チップ６は、アルミニウム合金製で立方体形状を有するチップ支持体９の上側面上に接着剤１７で接合される。センサ層５及び読取りチップ６は、階層７の反対側で、突出部１６によってチップ支持体９に張り出す。突出部１６の端部は、区分列４において検出器区分３の階層７内に嵌合する。

図１から図９は、平坦検出器１の一実施形態を示す。母材１０は、半分溝２９を階層内に形成したアルミニウム平坦体である。各半分溝２９内には、組付けねじ２５により締結した、列４支持体１１があり、この支持体１１は、「Ｌ」字外形のアルミニウムから構成され、弓状断面をもつ可撓性金属アーチである可撓性要素２６の上に設置される。アーチ箔の空洞は、例えば検出器１を気体媒体によって冷却する場合、冷却路２８としても働き得る。各列４支持体１１は、母材１０に関連して位置決めでき、適切な列４は、列４の間が最小間隔で適切な位置内に設定できる。調節は、支持体１１内の楕円調節孔２２、２３を通じて、調節カム２４を使用して行い、調節カム２４は、母材１０内に設置され、調節孔２２、２３内に嵌合される。調節カム２４及び組付けねじ２５は、母材１０の外側から操作される。

接着剤で留めた検出器区分３を有するチップ支持体９は、列４支持体１１内に互いに隣り合って緊密に設置され、こうして検出器表面２の単一の列４を形成する。チップ支持体９を列４支持体１１へ組み付けることは、組付けねじ１８を使用して実行され、この組付けねじ１８は、列４支持体１１を貫通し、チップ支持体９のねじ穴２０内に嵌合する。列４支持体１１を母材１０から取り外した後、組付けねじ１８を緩めて、欠陥のある検出器区分３を有する適切なチップ支持体９を分解し、新しいチップ支持体９と交換できる。

列４支持体１１における検出器区分３の相互構成は、検出器区分の張出し部１６の長さＬが、階層７の長さｌと、列４支持体１１の外形「Ｌ」の垂直部の幅との和よりも大きいようなものである。列４支持体１１の上側縁部１５上には、検出器区分３の出力導体８を接続するバス２１が設置される。隣接し合う列４支持体１１の間には、電子部品を設置するための技術的通路２７を形成する。

図１０は、平面検出器表面２の詳細を断面で示し、隣接し合う列４における隣接し合う検出器区分３センサ表面５の相対位置を示す。検出面２の平面内で隣接し合う列４における検出器区分３センサ層５の間の側部の間隙ｘは、２０μｍである。検出面（２）に直交する平面内で隣接し合う列４における、検出器区分３センサ層５の間の側部の高さの差ｙは、２００μｍである。検出領域２の傾斜角βは、０．８°である。

図１１は、検出器１の実施形態の別の例を示す。母材１０は、ここでは平坦体によって形成されず、１２辺の正角柱筐体の一部の形状体によって形成される。内側の角柱の各壁は、半分溝２９を保持し、半分溝２９は、チップ支持体９上の検出器区分３を有する列４支持体１１と共に置かれる。隣接し合う壁と半分溝２９と検出器区分３との法線Ｎ₁からＮ_nは一緒に、頂角αを包囲する。列４支持体１１は、以前の例のように形成、位置決めされる。別の代替形態では、母材１０の本体は、ｎ個の縁部をもつ、真っすぐではない凸状又は凹状のもの、例えば円筒面の一部の形状のものでもよい。これらの形状は、半分溝２９及び列４支持体１１の嵌合部品のように適切に修正される。

本発明による電離放射線検出器は、特に生物学、生物工学、医療、探傷、非破壊材料検査、製品の品質管理の分野及び他の領域において、走査物体の一貫したデジタル画像を生成するために使用できる。

１ 検出器
２ 検出領域
３ 検出区分
４ 検出区分の列
５ センサ層
６ リーダ・チップ
７ 階層
８ 出力導体
９ チップ支持体
１０ 母材
１１ 列支持体
１２ チップ支持体の側縁部
１３ 列支持体の側縁部
１４ チップ支持体の上側縁部
１５ 列支持体の上側縁部
１６ 検出区分の張出し部
１７ 接着剤
１８ チップ支持体の組付けねじ
１９ チップ支持体の組付けねじのねじ頭
２０ チップ支持体の組付けねじのねじ穴
２１ バス
２２ 楕円調節孔
２３ 楕円調節孔
２４ 調節カム
２５ 列支持体の組付けねじ
２６ 可撓性要素
２７ 技術的通路
２８ 冷却路
２９ 半分溝
３０ 接触母材
Ｌ 検出器区分の張出し部の長さ
ｌ 検出器区分の階層の長さ
ｓ 支持体垂直部の幅
ｘ 隣接し合う列の検出器区分センサ層の間の側方間隙
ｙ 隣接し合う列の検出器区分センサ層の間の高さの差
β 検出領域の傾斜角度
Ｎ₁ ｎ個の縁部の一部の形状をもつ検出器の１番目の壁の法線
Ｎ_n ｎ個の縁部の一部の形状をもつ検出器のｎ番目の壁の法線
α 法線Ｎによって包囲された頂角

Claims (20)

1. ハードウェア手段及びソフトウェア手段を使用して表示装置と接続可能な母材（１０）及び検出領域（２）を含む、走査物体の一貫したデジタル画像の生成を可能にする電離放射線検出器（１）であって、前記検出面（２）は、モザイク状に列（４）に並べて配置した正方形又は長方形の混成半導体画素検出器区分（３）を形成し、前記検出器区分（３）はセンサ層（５）から構成し、前記センサ層（５）は、一方の側のリーダ・チップ（６）の縁部が前記センサ層（５）の縁部に張り出し、隣接する前記列（４）の別の前記検出器区分（３）の縁部を受け入れる階層（７）を生成し、前記階層（７）領域には前記リーダ・チップ（６）から出力導体（８）が通じるように前記リーダ・チップ（６）上に配置し、各前記検出器区分（３）は、前記母材（１０）に取り外し可能に取り付けたチップ支持体（９）上に組み付けられる、検出器（１）において、前記検出器区分（３）センサ層（５）は、前記センサ層（５）の周縁部に隣接する領域を含めた前記センサ層（５）の領域全体にわたって反応性であり、前記母材（１０）は、少なくとも１つの検出器区分（３）位置決め手段を備え、隣接し合う前記検出器区分（３）センサ層（５）の間の相互の側方間隙を、前記検出器区分（３）センサ層（５）の１画素のサイズよりも小さい値に制限することを特徴とする、検出器（１）。
2. 前記母材（１０）と関連する前記検出器区分（３）位置決め手段は、前記母材（１０）の平面において座標系の４方向への可動性を有して配置されることを特徴とする、請求項１に記載の検出器。
3. 前記検出器区分（３）位置決め手段は、少なくとも１つの列（４）支持体（１１）を備え、前記少なくとも１つの列（４）支持体（１１）は、前記母材（１０）に対し選択位置内で相対的に移動し係止する可能性を有して前記母材（１０）に組み付けられ、前記列（４）支持体（１１）において、前記検出器区分（３）は、前記検出器区分（３）の前縁が前記列（４）支持体（１１）の輪郭部を越えて張り出し、前記階層（７）及び前記出力導体（８）を有する前記検出器区分（３）の後縁が前記列（４）支持体（１１）上に位置するように、前記チップ（３）支持体（９）上に緊密に隣接して平行に配置さることを特徴とする、請求項１又は２に記載の検出器。
4. 前記列（４）支持体（１１）は、垂直部分及び水平部分を有する「Ｌ」字外形の断面形状を有する長手方向外形によって形成され、前記チップ（３）支持体（９）は、四辺形断面を有し、前記列（４）支持体（１１）の「Ｌ」字外形内に並べて組み付けられ、前記チップ（３）支持体（９）の側方縁部（１２）は、前記「Ｌ」外形の側縁部（１３）と平行に配置され、前記チップ（３）支持体（９）の上側縁部（１４）は、前記「Ｌ」字外形の上側縁部（１５）と同じレベルで又は前記上側縁部（１５）よりも高く配置され、前記検出器区分（３）は、前記「Ｌ」字外形の前記側縁部（１２）及び前記チップ（３）支持体（９）の前記側縁部（１３）と比較すると、隣接する前記列（４）内に配置された前記検出器区分（３）を前記階層（７）に挿入するための張出し部（１６）を呈することを特徴とする、請求項３に記載の検出器。
5. 前記検出器区分（３）の前記張出し部（１６）の長さ（Ｌ）は、前記階層（７）の長さ（ｌ）と前記列（４）支持体（１１）の前記「Ｌ」外形の前記垂直部分の幅（ｓ）との和と等しいか又は前記和よりも大きいことを特徴とする、請求項４に記載の検出器。
6. 前記チップ（３）支持体（９）は、組付けねじ（１８）によって、前記列（４）支持体（１１）の前記「Ｌ」字外形の前記水平部分に締結され、前記組付けねじ（１８）は、前記列（４）支持体（１１）の下側に配置される前記ねじ（１８）の頭部（１９）を有することを特徴とする、請求項４又は５に記載の検出器。
7. 前記チップ（３）支持体（９）の前記上側縁部（１４）は、前記列（４）支持体（１１）の前記上側縁部（１５）を越えて張り出し、前記列（４）支持体（１１）の前記上側縁部（１５）上には、前記検出器区分（３）の前記出力導体（８）を接続するために組み付けたバス（２１）があることを特徴とする、請求項４から６のうちいずれか一項に記載の検出器。
8. 前記列（４）支持体（１１）は、少なくとも２つの楕円調節孔（２２、２３）を備え、各前記孔（２２、２３）には、前記母材（１０）内に設置した調節カム（２４）が、前記母材（１０）の外側からアクセス可能な操作要素により嵌合し、前記列（４）支持体（１１）は、少なくとも１つの組付けねじ（２５）によって前記母材（１０）に締結されることを特徴とする、請求項４から７のうちいずれか一項に記載の検出器。
9. 前記列（４）支持体（１１）は、前記検出器区分（３）列（４）の両側で長手方向に張り出し、前記張出し領域のそれぞれには、前記列（４）支持体（１１）を前記長手方向に移動させる１つの楕円孔（２２）があり、前記列（４）支持体（１１）の中央部分には、前記列（４）支持体（１１）を横方向に移動させる１つの楕円孔（２３）があることを特徴とする、請求項８に記載の検出器。
10. 前記列（４）支持体（１１）は、前記母材（１０）に埋入された少なくとも１つの可撓性要素（２６）上に配置されることを特徴とする、請求項４から９のうちいずれか一項に記載の検出器。
11. 前記可撓性要素（２６）は、弓状断面をもつ金属可撓性平面であることを特徴とする、請求項４に記載の検出器。
12. 前記検出器区分（３）は、前記チップ（３）支持体（９）に接着剤（１７）で組み付けられることを特徴とする、請求項１から１１のうちいずれか一項に記載の検出器。
13. 前記検出器区分（３）の前記張出し部（１６）の長さ（Ｌ）は、前記階層（７）の長さ（ｌ）と、前記列（４）支持体（１１）の前記「Ｌ」外形の垂直断面の幅（ｓ）との和よりも大きく、隣接し合う前記列（４）支持体（１１）の間には、技術的通路（２７）が形成されることを特徴とする、請求項５から１２のうちいずれか一項に記載の検出器。
14. 前記列（４）支持体（１１）は、前記母材（１０）内の階層を有する半分溝（２９）の段に組み付けられることを特徴とする、請求項４から１３のうちいずれか一項に記載の検出器。
15. 前記母材（１０）、前記チップ（３）支持体（９）及び前記列（４）支持体（１１）は、アルミニウム合金製であることを特徴とする、請求項４から１４のうちいずれか一項に記載の検出器。
16. 前記母材（１０）は平坦体であることを特徴とする、請求項１４又は１５に記載の検出器。
17. 前記母材（１０）は、ｎ個の等辺等角縁部をもつ筐体の一部の形状体であり、前記半分溝（２９）の内側上の各ｎ個の辺の縁部は、前記検出器区分（３）を前記チップ支持体（９）上に有する前記列（４）支持体（１１）を含み、前記ｎ個の縁部の個々の隣接し合う壁と、半分溝（２９）と、検出器区分（３）との法線Ｎ₁からＮ_nは一緒に、同じ頂角（α）を包囲することを特徴とする、請求項１４又は１５に記載の検出器。
18. 少なくとも１つの前記ｎ個の縁部の内側壁、及び前記半分溝（２９）と前記列（４）支持体（１１）との相互嵌合面は、凸面又は凹面の形状を有することを特徴とする、請求項１７に記載の検出器。
19. 前記ｎ個の縁部の内側壁、及び前記半分溝（２９）と前記列（４）支持体（１１）との相互嵌合面は、円筒面の一部の形状を有することを特徴とする、請求項１８に記載の検出器。
20. 前記検出面（２）の平面内で隣接し合う列（４）では、前記検出器区分（３）センサ層（５）の間の前記側方間隙（ｘ）は、３０μｍを超えず、前記検出面（２）に直交する平面内で隣接し合う前記列（４）では、前記検出器区分（３）センサ層（５）の間の高さの差（ｙ）は、１００μｍから２００μｍの範囲内であり、前記検出領域（２）の傾斜角（β）は、０．４°から０．８°の範囲内であることを特徴とする、請求項１から１９のうちいずれか一項に記載の検出器。

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