JPWO2020109120A5 - - Google Patents

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Claims (15)

光学撮像データ及びX線撮像データを取り込むための撮像検出器であって、
- 基板と、
- 感光センサと、
- X線シンチレータと、
- 光学部品構成のアレイとを含み、
前記感光センサは、当該撮像検出器に亘って分配されるセンサピクセルを含み、
前記X線シンチレータは、入射X線放射のエネルギを光学光子に変換するように構成され、
当該撮像検出器は、
各光学部品構成は、入射光放射を前記感光センサに向かって方向付けるように構成される少なくとも1つの光学部品を含み、
前記センサピクセルは、光学ピクセルを含み、各光学ピクセルは、前記入射光放射を受け取り、それによって、前記光学撮像データを生成するよう、それぞれの光学部品構成と連結され、
前記センサピクセルは、前記変換される光学光子を受け取り、それによって、前記X線撮像データを生成するよう、前記X線シンチレータと連結される、X線ピクセルを含むことを特徴とする
撮像検出器。
An imaging detector for capturing optical imaging data and X-ray imaging data.
-With the board
-The photosensitive sensor and
-X-ray scintillator and
-Including an array of optical component configurations
The photosensitive sensor comprises sensor pixels distributed across the image detector.
The X-ray scintillator is configured to convert the energy of incident X-ray radiation into optical photons.
The image detector is
Each optical component configuration comprises at least one optical component configured to direct incident light radiation towards the photosensitive sensor.
The sensor pixels include optical pixels, and each optical pixel is coupled with its respective optical component configuration to receive the incident light emission, thereby producing the optical imaging data.
The sensor pixel comprises an X-ray pixel that receives the converted optical photon and thereby is coupled with the X-ray scintillator to generate the X-ray imaging data.
Imaging detector.
前記少なくとも1つの光学部品構成は、前記入射光放射を前記感光センサに集束させる或いは狭めるための光集束コンポーネントを含み、
前記光集束コンポーネントは、マイクロレンズ及び光学コリメータから選択される少なくとも1つである、
請求項1に記載の撮像検出器。
The at least one optical component configuration includes a light focusing component for focusing or narrowing the incident light radiation to the photosensitive sensor.
The light focusing component is at least one selected from microlenses and optical collimators.
The imaging detector according to claim 1.
前記X線シンチレータは、シンチレータ素子のアレイを含むピクセル化シンチレータであり、
前記光学部品構成のアレイ及び前記シンチレータ素子のアレイは、前記入射光放射を
i)前記シンチレータ素子間のギャップ内の前記センサピクセルに導き、それによって、別個の光学ピクセル及びX線ピクセルを形成するよう、或いは
ii)前記X線シンチレータと連結される前記センサピクセルに導き、それによって、共通の光学ピクセル及びX線ピクセルを形成するよう、
互いに対して位置付けられる、
請求項1又は2に記載の撮像検出器。
The X-ray scintillator is a pixelated scintillator that includes an array of scintillator elements.
The array of optical components and the array of scintillator elements i) direct the incident light radiation to the sensor pixels in the gap between the scintillator elements, thereby forming separate optical and x-ray pixels. Or ii) to guide to the sensor pixel coupled with the X-ray scintillator, thereby forming a common optical pixel and X-ray pixel.
Positioned against each other,
The imaging detector according to claim 1 or 2.
前記少なくとも1つの光学部品構成は、前記シンチレータ素子間の前記ギャップの内側に配置され、任意的に、光フィルタ及び/又は光源と結合される、光ガイドを含み、
前記光ガイドは、前記入射光放射を前記シンチレータ素子間の前記ギャップ内の前記センサピクセルに向かって案内するために、それぞれの光集束コンポーネントと連結される、請求項3に記載の撮像検出器。
The at least one optical component configuration comprises an optical guide located inside the gap between the scintillator elements and optionally coupled with an optical filter and / or a light source.
The imaging detector of claim 3, wherein the optical guide is coupled with a respective light focusing component to guide the incident light radiation towards the sensor pixel in the gap between the scintillator elements.
前記光集束コンポーネントは、マイクロレンズであり、
前記マイクロレンズは、以下の形状及び位置、すなわち、
i)それぞれの光ガイドに対して対称的な位置において対称的に成形されたマイクロレンズ、
ii)それぞれの光ガイドに対して非対称的な位置において対称的に成形されたマイクロレンズ、及び
iii)非対称的に成形されたマイクロレンズ
のうちの少なくとも1つを有する、
請求項4に記載の撮像検出器。
The light focusing component is a microlens and
The microlens has the following shape and position, that is,
i) Microlenses shaped symmetrically at positions symmetrical with respect to each optical guide,
ii) having at least one of asymmetrically shaped microlenses at asymmetric positions with respect to each optical guide, and ii) asymmetrically shaped microlenses.
The imaging detector according to claim 4.
前記マイクロレンズは、複合マイクロレンズであり、
前記複合マイクロレンズの位置が、
i)シンチレータ素子間のギャップの内側、
ii)台形のシンチレータ素子間の内側、及び
iii)台形のシンチレータ素子間のギャップの上
のうちの少なくとも1つである、
請求項3に記載の撮像検出器。
The microlens is a composite microlens and
The position of the composite microlens is
i) Inside the gap between scintillator elements,
ii) at least one of the inside between the trapezoidal scintillator elements and ii) above the gap between the trapezoidal scintillator elements.
The imaging detector according to claim 3.
前記光学部品構成のアレイ及び前記シンチレータ素子のアレイは、前記感光センサの反対側に配置され、前記感光センサは、両側で感光性であり、各光学部品構成は、前記入射光放射をそれぞれのシンチレータ素子と連結される1つ以上のX線ピクセルに向かって方向付けるように構成され、或いは、
前記光学部品構成のアレイ及び前記シンチレータ素子のアレイは、感光センサの同じ側に配置され、各光学部品構成は、それぞれのシンチレータ素子を通過する前記入射光放射を1つ以上のX線ピクセルに向かって方向付けるように構成され、或いは、
前記少なくとも1つのシンチレータ素子は、前記少なくとも1つのシンチレータ素子自体が光学撮像のためのマイクロレンズとして作用するような方法において構成される表面形状を有する、
請求項3に記載の撮像検出器。
The array of optical components and the array of scintillator elements are arranged on opposite sides of the photosensitive sensor, the photosensitive sensors are photosensitive on both sides, and each optical component configuration emits the incident light to its respective scintillator. It is configured to orient towards one or more X-ray pixels associated with the element, or
The array of optical components and the array of scintillator elements are located on the same side of the photosensitive sensor, and each optical component configuration directs the incident light radiation through each scintillator element to one or more X-ray pixels. Configured to orient
The at least one scintillator element has a surface shape configured in such a way that the at least one scintillator element itself acts as a microlens for optical imaging.
The imaging detector according to claim 3.
前記シンチレータ素子のアレイは、
i)異なる厚さ、
ii)シンチレータ素子間の異なるサイズ、
iii)前記センサピクセルのサイズと比べて異なるサイズ、
iv)異なる距離ギャップ、
v)不均一な分散、
vi)異なる放射線変換材料、及び/又は
vii)放射線変換材料の異なる組成
を備えるシンチレータ素子を含み、
前記放射線変換材料の前記組成は、
- 前記放射線変換材料のドープレベル、
- ドープ材料、及び
- ドープ材料の組み合わせ
のうちの少なくとも1つにおいて異なる、
請求項3~7のうちのいずれか1項に記載の撮像検出器。
The array of scintillator elements
i) Different thickness,
ii) Different sizes between scintillator elements,
iii) A size different from the size of the sensor pixel,
iv) Different distance gaps,
v) Non-uniform dispersion,
vi) containing different radiation conversion materials and / or vi) scintillator elements with different compositions of radiation conversion materials.
The composition of the radiation conversion material is
-The dope level of the radiation conversion material,
-Dipping material, and-Different in at least one of the dope material combinations,
The imaging detector according to any one of claims 3 to 7.
前記X線シンチレータは、放射線変換材料を含む連続シンチレータである、請求項1又は2に記載の撮像検出器。 The imaging detector according to claim 1 or 2, wherein the X-ray scintillator is a continuous scintillator containing a radiation conversion material. 少なくとも1つのマイクロレンズは、異なる波長の光を選択的に透過するための光学フィルタであるように構成され、且つ/或いは、
前記光ガイドは、異なる波長の光を選択的に透過するための光学フィルタであるように構成される、
請求項2~9のうちのいずれか1項に記載の撮像検出器。
The at least one microlens is configured to be an optical filter for selectively transmitting light of different wavelengths and / or
The optical guide is configured to be an optical filter for selectively transmitting light of different wavelengths.
The imaging detector according to any one of claims 2 to 9.
半透過性光学ミラーが提供され、
前記半透過性光学ミラーは、光フィルタのアレイとして提供され、各光フィルタは、1つ以上のX線ピクセルが前記入射光放射を受け取るのを阻止するように構成され、且つ/或いは
前記半透過性光学ミラーは、光学スイッチのアレイとして提供され、各光学スイッチは、1つ以上のX線ピクセルによって受け取られる前記入射光放射が、時間インターリーブされるX線撮像及び光学撮像と同期して、選択的にオンオフ切り替えられることを可能にするように構成される、
請求項1~10のうちのいずれか1項に記載の撮像検出器。
Semi-transmissive optical mirrors are provided,
The semi-transmissive optical mirrors are provided as an array of optical filters, each optical filter configured to prevent one or more X-ray pixels from receiving the incident light radiation and / or the semi-transmissive. Sexual optical mirrors are provided as an array of optical switches, where each optical switch selects the incident light radiation received by one or more X-ray pixels in synchronization with time-interleaved X-ray and optical imaging. Configured to allow on / off switching
The imaging detector according to any one of claims 1 to 10.
前記光学部品構成のアレイは、
i)異なる焦点距離、
ii)異なる距離ギャップ、
iii)不均一な分布、
iv)マイクロレンズ間の異なるサイズ、及び/又は
v)センサピクセルのサイズと比べて異なるサイズ
を備える、マイクロレンズを含む、
請求項3~11のうちのいずれか1項に記載の撮像検出器。
The array of the optical component configuration is
i) Different focal lengths,
ii) Different distance gaps,
iii) Non-uniform distribution,
iv) different sizes between microlenses and / or v) different sizes compared to the size of the sensor pixels, including microlenses,
The imaging detector according to any one of claims 3 to 11.
前記基板は、平坦な又は実質的に平坦な又は湾曲した形状を含み、且つ、
前記基板は、シリコン、ガラス又はポリマ箔を含む、
請求項1~12のうちのいずれか1項に記載の撮像検出器。
The substrate comprises a flat or substantially flat or curved shape and
The substrate comprises silicon, glass or polymer foil.
The imaging detector according to any one of claims 1 to 12.
請求項1に記載の撮像検出器と、
X線源と、
光学源とを含み、
前記X線源は、X線放射を提供するように構成され、
前記光学源は、光放射を提供するように構成され、
前記撮像検出器は、前記X線放射を検出してX線撮像データを生成し、前記光放射を検出して光学撮像データを生成する、ように構成される、
撮像システム。
The imaging detector according to claim 1 and
X-ray source and
Including optical sources
The X-ray source is configured to provide X-ray radiation.
The optical source is configured to provide light radiation.
The image pickup detector is configured to detect the X-ray radiation and generate X-ray image pickup data, and detect the light radiation to generate optical image pickup data.
Imaging system.
請求項1~13のうちのいずれか1項に記載の光学撮像データ及びX線撮像データを取り込むための撮像検出器を製造する方法であって、
a)基板を形成するステップと、
b)前記基板上に感光センサを形成するステップと、
c)ピックアンドプレースアセンブリ移転プロセスによって前記感光センサ上にX線シンチレータ及び光学部品構成のアレイを配置するステップとを含み、
前記感光センサは、前記撮像検出器に亘って分配されるセンサピクセルを含み、
前記X線シンチレータは、入射X線放射のエネルギを光学光子に変換するように構成され、
各光学部品構成は、入射光放射を前記感光センサに向かって方向付けるように構成される少なくとも1つの光学部品を含み、
前記センサピクセルは、光学ピクセルを含み、各光学ピクセルは、前記入射光放射を受け取り、それによって、前記光学撮像データを生成するよう、それぞれの光学部品構成と連結され、
前記センサピクセルは、前記変換される光学光子を受け取り、それによって、前記X線撮像データを生成するよう、前記X線シンチレータと連結される、X線ピクセルを含む、
方法。
A method for manufacturing an image pickup detector for capturing the optical image pickup data and the X-ray image pickup data according to any one of claims 1 to 13 .
a) Steps to form the substrate and
b) The step of forming the photosensitive sensor on the substrate and
c) Including the step of placing an array of X-ray scintillators and optics configurations on the photosensitive sensor by a pick-and-place assembly transfer process.
The photosensitive sensor comprises sensor pixels distributed across the image detector.
The X-ray scintillator is configured to convert the energy of incident X-ray radiation into optical photons.
Each optical component configuration comprises at least one optical component configured to direct incident light radiation towards the photosensitive sensor.
The sensor pixels include optical pixels, and each optical pixel is coupled with its respective optical component configuration to receive the incident light emission, thereby producing the optical imaging data.
The sensor pixel comprises an X-ray pixel that receives the converted optical photon and thereby is coupled with the X-ray scintillator to generate the X-ray imaging data.
Method.
JP2021530077A 2018-11-29 2019-11-21 Hybrid X-ray and photodetector Active JP7185041B2 (en)

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