JPH11316280A

JPH11316280A - 直接変換光子検出器

Info

Publication number: JPH11316280A
Application number: JP10371859A
Authority: JP
Inventors: Leo Mcdaniel David; デイヴィッド・レオ・マックダニエル
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1997-12-31
Filing date: 1998-12-28
Publication date: 1999-11-16
Also published as: IL127719A; US6028313A; IL127719A0

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】ガンマ、カメラの直接変換光子線検出器を提供
すること。【解決手段】直接変換核粒子検出器は、カソード表面４
６およびアノード表面４８を持つ吸収部材３０、カソー
ド表面に取り付けられたカソード３２、アノード表面に
取り付けられた複数のアノード３８、アノード表面に取
り付けられた整形電極３４を含んでいる。隣り合うアノ
ードはギャップによって隔てられており、整形電極は当
該電極と隣接のアノードとの間に空間５２が形成される
ように前記ギャップ内でアノード表面に取り付けられて
おり、アノードは抵抗回路網６２によって結合されて、
少なくとも２つのアノードが増幅器４２ａ、４２ｂに取
り付けられており、該増幅器は、光子が吸収部材によっ
て吸収された時とカソード表面４６に関して該吸収が生
じた場所とを決定するために使用することの出来る信号
を発生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の背景】本発明は一般にガンマ・カメラに関する
ものであり、更に詳しくは直接変換光子線検出器に関す
るものである。

【０００２】単一光子放出コンピュータ断層撮影（ＳＰ
ＥＣＴ）検査は、放射性医薬品でラベル付けした化合物
を有する希釈マーカーを、検査しようとする患者の身体
の中に注入することによって実行される。放射性医薬品
は、既知のマーカー範囲内のエネルギ・レベルで光子を
放出する物質である。関心のある器官（すなわち、イメ
ージングしようとする器官）に集積する化合物を選択す
ることにより、化合物の集積、従って放射性医薬品の集
積が実質的に関心のある器官に限られることになる。典
型的には、近似的に単一の既知のエネルギ・レベルにあ
る光子すなわちガンマ線を放出する放射性医薬品が選ば
れる。

【０００３】放射性医薬品を含むマーカーは、患者の血
液の流れに乗って動きながら、関心のある器官内に集積
するようになる。関心のある器官から放出された、マー
カー範囲内のエネルギを持つ光子の数を測定することに
よって、不規則性を含む器官の特性を識別することが出
来る。

【０００４】放出された光子の数を測定するために、１
台以上の光子検出カメラが使用される。マーカーが関心
のある器官内に集積した後、カメラは関心のある器官に
関して、該器官がカメラの撮影領域（ＦＯＶ）内に位置
するようなイメージング角度に位置決めされる。カメラ
は、ＦＯＶ内の好ましい経路に沿って進行する光子を検
出するように設計されている。

【０００５】殆どのガンマ・カメラは、コリメータ、シ
ンチレーション結晶、複数の光電子増倍管（ＰＭＴ）お
よびカメラ・プロセッサで構成されている。この説明の
ために、コリメータ、シンチレーション結晶および複数
のＰＭＴを含むカメラを、シンチレーション・カメラと
呼ぶ。コリメータは、典型的には、ＦＯＶを画成する寸
法の幅および長さを持つ矩形の鉛ブロックを含んでい
る。コリメータのブロックには、好ましい光子経路を画
成する小さい貫通孔が形成されている。コリメータは、
好ましくない光子経路に沿って結晶へ向かう放出光子を
阻止する。

【０００６】シンチレーション結晶はコリメータに隣接
してＦＯＶとは反対側に配置され、インパクト面および
その反対側のエミッタ面を有する。インパクト面は二次
元のイメージング区域を画成する。コリメータを通過し
た光子はインパクト面に衝突し、その衝突点でインパク
ト面によって吸収される。結晶のエミッタ面は、光子が
吸収される度毎に衝突点に隣接したその放出点から光を
放出する。

【０００７】複数のＰＭＴは二次元のアレイの形に配列
されて、エミッタ面に隣接して配置される。結晶によっ
て放出された光はＰＭＴによって検出される。各々のＰ
ＭＴは光を検出して、検出した光の量に比例するアナロ
グ強度信号を発生する。単一の光子が結晶によって吸収
されたとき、放出される光は典型的には幾つかの異なる
ＰＭＴによって検出され、これらのＰＭＴは同時に強度
信号を発生する。

【０００８】プロセッサが全ての強度信号を受信し、複
数の計算を実行して、光子の衝突が生じた衝突面上の正
確な座標ＸおよびＹを決定する。全ての光子のそれぞれ
の座標ＸおよびＹが決定されたとき、プロセッサはこれ
らの座標ＸおよびＹを使用して、カメラのイメージング
角度に対応する関心のある器官の画像を画像を作成す
る。

【０００９】シンチレーション・カメラは診断用の画像
を形成するけれども、これらのカメラは幾つかの欠点が
ある。第１は、各々のシンチレーション・カメラがコリ
メータ、結晶および複数のＰＭＴを含んでいるので、各
々のカメラが比較的大きな体積を必要とすることであ
る。また、コリメータ、結晶およびＰＭＴの各々は個々
には極めて重いものではないが、これらの構成部品は一
緒にすると重すぎるほどになる。これらの理由のため、
シンチレーション・カメラは操作し難く、また殆どのシ
ンチレーション・カメラ・システムは比較的複雑で高価
な支持機構を必要としている。例えば、多くのシンチレ
ーション・カメラは、イメージング軸線を中心として回
転させるために、大きなドーナツ形のガントリイ上に取
り付けられている。

【００１０】１台以上のシンチレーション・カメラに対
して充分な支持を行うことの出来るガントリイ・システ
ムは、システムのコストを増大させるだけでなく、しば
しばカメラ・システムを可搬性にすることが出来ず、こ
のため専用の部屋を必要とし、また（例えば、救急室に
居る）動かせない患者の所へカメラ・システムを運搬す
ることが出来ない。

【００１１】更に、シンチレーション結晶によって吸収
された各々の光子は複数の強度信号を生じさせる（例え
ば、各ＰＭＴによって１つずつ強度信号が発生される）
ので、衝突点を決定するためにこれらの全ての強度信号
を処理するためには非常に高速のカメラ・プロセッサが
必要ななる。実際には、多くの場合、プロセッサは各々
の吸収された光子によって生じる全ての強度信号を処理
することが出来ず、従って各々の光子によって生じる全
強度信号のうちの一部分の強度信号のみを処理し、画像
の正確さが速度のために犠牲にされる。

【００１２】ＰＭＴに伴うこれらの欠点を克服するた
め、一般に直接変換検出器（ＤＣＤ）と呼ばれる新世代
の光子検出器が開発されている。これらの検出器の殆ど
は、ピクセル化したテルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）ま
たはテルル化カドミウム亜鉛（ＣｄＺｎＴｅ）素子をベ
ースとして作られている。一般に、各々のＤＣＤは、吸
収部材、少なくとも１つのアノード、電位バイアス機構
（すなわち、電圧源）、および各アノードに対する別々
の増幅器を含んでいる。

【００１３】吸収部材は、平坦な半導体材料（例えば、
ＣｄＴｅまたはＣｄＺｎＴｅ）で形成され、対向するカ
ソード表面およびアノード表面を有する。カソード表面
とアノード表面との間の寸法は、吸収部材厚さである。
光子がカソード表面に向けられたとき、これらの光子は
吸収部材の中に侵入し、各々の光子は吸収部材厚さ内の
それぞれの吸収深さで吸収される。光子の吸収深さは大
幅に変わる。光子が吸収されながら吸収部材と相互作用
するとき、吸収部材は複数の電子および正孔を発生す
る。

【００１４】カソードがカソード表面に付着されて本質
的にカソード表面を覆い、アノードがアノード表面に付
着されている。バイアス機構がカソードに結合されて、
カソードを負にバイアスする。アノードはバイアスされ
ず、従ってカソードに対して正である。カソードが負
で、アノードがカソードに対して正であるので、吸収に
よって電子および正孔が発生されたとき、正孔はカソー
ド表面に引き付けられ、電子はアノード表面に引き付け
られる。電子は、アノード上に第１の負の電荷成分を生
じさせる。

【００１５】正孔がカソードに集積するとき、カソード
に隣接する正の電荷がアノード上に容量性の第２の負の
電荷成分を生じさせる。吸収深さからアノードまで移動
した電子によって生じたアノード上の第１の負の電荷成
分と正孔によって生じたアノード上の第２の負の電荷成
分とを区別するため、以後、第１の負の電荷成分は電子
電荷と呼び、第２の負の電荷成分は正孔電荷と呼ぶこと
にする。また、電子電荷および正孔電荷は、包括的に、
収集電荷と呼ぶ。増幅器は、電子電荷と正孔電荷とを区
別せず、従って全収集電荷を増幅する。

【００１６】増幅器はアノードに接続されおり、収集電
荷を表すアノード信号を供給する出力リードを含んでい
る。増幅器の出力リードはカメラ・プロセッサに結合さ
れている。プロセッサはアノード信号を所定の期間にわ
たって積分して、強度信号を発生する。プロセッサはこ
の強度信号を、マーカー範囲内のエネルギを持つ光子に
関連して予想される強度信号と比較する。強度信号が予
想強度信号に等しいか又は予想強度信号より大きいと
き、プロセッサは、アノード信号を発生したＤＣＤによ
って光子が検出されたことを表示する。

【００１７】ＤＣＤのエネルギ分解能（すなわち、強度
信号分解能）は、主に次の３つの異なる現象によって制
限される。（１）漏洩電流、（２）ＤＣＤを構成するた
めに使用される電子装置に関連した容量性ＤＣＤノイ
ズ、および（３）不完全な電荷収集である。

【００１８】アノードとカソードとの間の漏洩電流は２
つの源から生じる。第１は、アノードとカソードとの間
に電圧差があり、アノードとカソードとの間の材料が有
限の大きな抵抗を持っていることである。これにより、
アノードとカソードとの間に小さな電流の流れが生じ
る。第２は、電子／正孔対がアノードとカソードとの間
に熱的に発生されることである。これらの電子／正孔対
はそれぞれアノードおよびカソードへ向かってドリフト
し、その結果として小さな電流を生じさせる。増幅器は
漏洩電流と吸収された光子により生じた電子／正孔電荷
とを区別しないので、漏洩電流はノイズ源として働く。

【００１９】漏洩電流は幾つかの方法によって低減する
ことが出来る。第１に、高抵抗のバルク材料を使用する
ことにより、アノードとカソードとの間の有限抵抗に起
因する漏洩電流成分を低減することが出来る。第２に、
材料中の伝導帯レベルと任意の集合（すなわち、電子を
持つ領域）レベルとの間のギャップが大きいバルク材料
を使用することにより、熱的に発生される電子／正孔対
の数を低減することが出来る。第３に、ＤＣＤの動作温
度を低くすることができ、これにより熱的に生じる漏洩
電流を低減する。第４に、電子装置の積分時間を最小に
することにより、漏洩電流を積分することによって測定
される電荷の量が最少にされる。最小の積分時間は、収
集すべき光子によって発生される電子および正孔から信
号を求めるために必要な時間により決定される。

【００２０】殆どの電子ノイズは、増幅器の入力静電容
量（ＤＣＤ静電容量）に関連している。従ってＤＣＤの
静電容量を低減すると、このノイズ源が低減する。

【００２１】ＤＣＤ静電容量を低減しようとして、上述
の基本的なＤＣＤ構成が幾つかの異なるやり方で修正さ
れた。第１に、ＤＣＤ静電容量が吸収部材の厚さに反比
例するので、ＤＣＤ静電容量は部材の厚さを増大するこ
とによって低減することが出来る。理論的には、ＤＣＤ
静電容量は吸収部材の厚さを増大することによってなく
すことが出来る。しかし、現実には、実用的なＤＣＤの
動作上の制約によって部材の厚さは制限される。

【００２２】第２に、ＤＣＤ静電容量はアノードおよび
カソードの面積に比例するので、ＤＣＤの大きさを小さ
くし且つ各ＤＣＤにそれぞれ増幅及び処理回路を設ける
ことによって、全静電容量を最小にすることが出来る。

【００２３】第３に、ＤＣＤ静電容量が形成される要素
の大きさを本質的に維持しながら、電子電荷を収集する
アノードの大きさを低減することによって、ＤＣＤ静電
容量の全体的な効果を実質的に低減することが出来る。
この目的のために、一般に横方向ドリフト検出器（ＬＤ
Ｄ）と呼ばれている検出器が当業者によって開発され
た。典型的なＬＤＤは上述したような吸収部材およびカ
ソードを含んでいる。しかしながら、ＬＤＤは少なくと
も１つの整形電極および１つ以上のアノードを含んでお
り、これらの各々はアノード表面よりも遥かに小さい。

【００２４】アノードはそれらの間に電極ギャップを形
成するようにアノード表面上に間隔をあけて配置され
て、アノード表面に取り付けられている。隣接するアノ
ード同士の間のアノード表面上に電極が取り付けられ、
この電極と各々の隣接のアノードとの間に空間が存在す
るように構成されている。バイアス機構が各々の電極を
負にバイアスすると共に、カソードを電極よりも更に負
にバイアスする。各々の電極は別々の増幅器に結合され
る。

【００２５】動作について説明すると、光子が吸収され
て、電子および正孔の対が発生されたとき、整形電極が
電子をはね返し、これら電子の全てが小さなアノードの
１つに集積する。電子は電界に実効的に横方向成分を付
加する。本質的に電子電荷はアノードの１つに集積する
が、容量性電荷はアノードおよび電極表面の面積にわた
って均一に分布する。アノード表面の面積はアノードお
よび電極の組み合わせた面積のうちの小さい部分しか構
成しないので、容量性ノイズが最小になる。

【００２６】ＤＣＤ静電容量に加えて、不完全な電荷収
集がＤＣＤエネルギ分解能に悪影響を及ぼす。不完全な
電荷収集は、吸収された光子によって生じた電子および
正孔が（１）不完全な正孔電荷の積分または（２）電子
−正孔再結合のいずれかにより検出されないときに生じ
る。

【００２７】電子が吸収深さからアノードまでの距離を
移動し且つ関連した正孔が吸収深さからカソードまでの
距離を移動するのに必要な時間を、以後、収集期間と呼
ぶ。一般的に、正孔がカソードまで移動する時間は、電
子がアノードまで移動する時間よりも長い。従って、収
集期間は典型的には正孔がカソードまで移動するのに必
要な時間の測度であり、吸収深さに依存する。例えば、
第１の吸収深さに対応する収集期間は、第１の深さより
も相対的に深いすなわちカソードから遠い第２の吸収深
さに対応する収集期間よりも短い。

【００２８】吸収深さがカソードに近い場合、収集期間
は短い。この場合、プロセッサの積分期間は、本質的に
正孔および電子の両方による全ての電荷が該積分期間中
に収集されて積分されるように、収集期間よりも相対的
に長くなる傾向がある。しかし、吸収深さがカソードか
ら離れてアノードの近くにある場合、収集期間が積分期
間を越えるようになって、プロセッサは積分期間後に収
集される電荷（すなわち、速度の遅い正孔に起因する幾
分かの正孔電荷）を検出し積分することが出来なくな
る。この場合、結果として得られる強度信号は、吸収さ
れた光子エネルギを過小評価することになる。

【００２９】不完全な電荷収集はまた、電子−正孔再結
合により生じる。電子および正孔がアノードおよびカソ
ードへそれぞれ向かって移動するときに、幾分かの電子
および正孔は吸収部材内で再結合し、従ってアノードお
よびカソードに達しない。一般的に、電子が正孔よりも
速い速度で吸収部材内を移動するので、正孔の方が電子
よりも多く再結合する。この理由のため、プロセッサに
よって検出される全電荷もまた吸収深さに依存する。例
えば、光子がカソードの近くで吸収された場合、殆どの
正孔が再結合の前にカソードに到達し、その結果の強度
信号は本質的に実際の光子エネルギを反映する。他方、
光子がアノードの近くで吸収されて、正孔がカソードま
で一層長い距離移動しなければならない場合、発生され
た正孔の多くがカソードに到達する前に吸収される可能
性が大きい。この場合、その結果の強度信号利得は不正
確なエネルギ・レベルを表す。

【００３０】ＤＣＤにおける不完全な電荷収集を補償
し、すなわち最小にするために幾つかの方法が考案され
た。第１の方法によれば、収集期間および再結合の程度
の両方が吸収深さに直接関係するので、強度信号の立上
り時間を測定し、この立上り時間を使用して不完全な電
荷収集の補正を行う幾つかの検出システムが設計され
た。例えば、強度信号の立上り時間が比較的遅い場合、
吸収深さがカソードから離れていると想定することがで
き、強度信号を増大させることにより不完全な電荷を補
償することが出来る。他方、強度信号の立上り時間が比
較的速い場合、吸収深さがカソードの近くにあり、強度
信号が吸収された光子の実際のエネルギ・レベルを反映
していると想定することができる。この場合、強度信号
は何ら変更させない。

【００３１】第２の方法によれば、マーカー範囲に関し
て、所与のエネルギのガンマ線のうちの、不完全な電荷
収集によりマーカー範囲の外側に落ちる部分を、所与の
ＤＣＤについての品質制御試験の際に測定することが出
来る。このとき、イメージング中に多数のエネルギ窓を
使用して、マーカー範囲よりも低いエネルギを持つ吸収
された光子の一部分をマーカー範囲へマッピングするこ
とが出来る。

【００３２】第３の方法によれば、単にアノードの大き
さを最小の大きさに低減して、アノードの周りに大きい
整形電極を設けることによって、本質的に全ての電子電
荷が検出用アノード上に集積すると共に、正孔電荷のほ
んの僅かの部分が検出用アノード上に集積する。従っ
て、再結合または不完全な正孔電荷積分に起因するほん
の僅かの正孔電荷部分のエラーのみが検出用アノードに
よって検出される。この形式の方法は、米国カリフォル
ニア州、サンフランシスコでの１９９５年ＩＥＥＥ核科
学シンポジウム及び医用イメージング会議録、第１巻の
５４４〜５４８頁に所載のジェー・ディー・エスキン等
による論文「ＣｄＺｎＴｅイメージング・アレイにおけ
る空間およびスペクトル分解能についてのピクセルのジ
オメトリイの効果」に記載されており、これを参照して
ここに取り入れる。

【００３３】更に第４の方法によれば、同じ大きさにし
たアノードおよび整形電極をインターディジタル構造に
して、この組み合わされたアノードおよび電極の全表面
積の正確に半分の面積をアノードが持つようにし、これ
らのアノードおよび電極をアノード表面に取り付け、ア
ノードに第１の増幅器を接続し、整形電極に第２の増幅
器を接続することによって、正確な強度信号を決定する
ために使用し得るアノード信号Ａおよび電極信号Ｂを発
生することが出来る。アノード信号は全電子電荷を含
む。更に、アノードが前記の組み合わされたアノードお
よび電極の全表面積の半分の面積を持っているので、ア
ノード信号Ａは正確に半分の正孔電荷を含み電極信号Ｂ
は残りの半分の正孔電荷を含む。アノード信号Ａから電
極信号Ｂを差し引くことにより、電子電荷を正確に表す
修正済み信号が得られる。この形式のシステムがの一例
が、IEEE Transactions On Nuclear Science誌、第４３
巻、第３号（１９９６年６月）の５４４〜５４８頁に所
載のピー・エヌ・ルークおよびイー・イー・アイスラー
による論文「ＣｄＺｎＴｅコプラナー格子ガンマ線検出
器」に記載されており、これをここに参照して取り入れ
る。

【００３４】上記のシステムの各々は光子イメージング
・データを発生することが出来るが、残念なことに最も
正確なシステムは多数の欠点を有する。診断用に充分な
正確さを持つＤＣＤ検出器は多数のピクセル化したＤＣ
Ｄ素子を使用し、各々の素子は別々のアノードおよび対
応する低ノイズ増幅器を含んでいる。このピクセル化し
た素子の最大寸法は主に、イメージングのために必要と
される空間分解能によって決定される。例えば、４ｍｍ
の空間分解能のためのサンプル要件を満足させるため、
素子の寸法は２ｍｍ未満でなければならない。残念なこ
とに、このような小さな寸法では、有用な大きさのカメ
ラ・ヘッドを構成するのに非常に多数のピクセル化した
素子が必要になることとなる。例えば、１８ｃｍ×３４
ｃｍのＦＯＶを持つカメラでは、ほぼ１５３００個の２
ｍｍ×２ｍｍの素子が収容され、各々の素子は別々の専
用の増幅器および電子的チャンネルを備える。このよう
な多数の素子および電子チャンネルは幾つかの理由で望
ましくない。

【００３５】第１は、各々の素子および対応するチャン
ネルを別々に構成しなければならないことである。各々
の素子およびチャンネルについてのコストは極めて高く
はないが、ＤＣＤカメラに関連した数千のチャンネルを
含むカメラ構成では異常にコストが高くなる。

【００３６】第２は、各々の素子および対応するチャン
ネルが、増幅器およびチャンネル電子装置を駆動するた
めに動作中にほぼ１ミリワットの電力を消費することで
ある。このような大電力消費により完成したＤＣＤカメ
ラの効率が比較的悪くなり、またＤＣＤを低い温度で、
従って低い漏洩電流で動作させるために複雑な冷却シス
テムが必要になることがある。

【００３７】第３は、各々のカメラが多数の素子および
チャンネルを必要とするので、カメラの故障の確率が極
めて高いことである。例えば、１素子当りの故障確率が
１００万分の１である場合、検出器の故障確率はほぼ
１．５％になる。殆どの診断用途では、１．５％の故障
確率は許容できないほどに高い。

【００３８】従って、最少数の増幅器および電子的チャ
ンネルしか必要とせず、しかもＤＣＤ静電容量を最小に
し、不完全な電荷収集の効果を最小にし、且つ空間分解
能およびエネルギ分解能の両方を増大させるような簡単
な直接変換検出器構成を提供することは有利であろう。

【００３９】

【発明の概要】それぞれ専用の増幅器および電子的チャ
ンネルを必要とする多数のピクセル化した素子を設ける
代わりに、本発明では、適切な空間分解能が得られるよ
うにするために１つのＤＣＤ当り１つの抵抗回路網並び
に多くても４つの増幅器および対応する電子的チャンネ
ルが設けられる。このため、本発明のＤＣＤは比較的安
価な構成を有する。更に、各々のＤＣＤについて４つの
みの増幅器および対応する電子的チャンネルしか必要と
されず、且つ抵抗回路網が非常に頑丈であるので、本発
明のＤＣＤを使用して構成されるカメラは故障確率が比
較的低い。また、各々のＤＣＤについて４つのみの増幅
器および対応する電子的チャンネルしか必要とされない
ので、本発明のＤＣＤは使用電力が他のＤＣＤ構成より
もずっと少ない。

【００４０】具体的に述べると、本発明のＤＣＤは、対
向するカソード表面およびアノード表面を持つ吸収部
材、前記カソード表面に取り付けられて前記カソード表
面を覆うカソード、少なくとも第１および第２のアノー
ドを含む複数のアノードであって、隣り合うアノード相
互間に電極ギャップが形成されるように相互に相隔たっ
て設けられて前記アノード表面に取り付けられている複
数のアノード、隣り合うアノード相互間の前記ギャップ
内で前記アノード表面に取り付けられた整形電極であっ
て、当該電極と隣接のアノードとの間に空間が形成され
るように構成されている整形電極、前記電極を負に保ち
且つ前記カソードを前記アノードよりも負に保つバイア
ス機構、並びに抵抗回路網を含む。

【００４１】アノードは、アノードの行および列を含む
二次元アレイの形に配列される。このアレイは、４つの
かどのアノード、すなわちＤＣＤの４つのかどの各々に
別々のアノードを含む。４つのかどのアノードの各々に
別々の増幅器が結合される。抵抗回路網はアノードを一
緒に結合する。好ましくは、抵抗回路網は第１の列内の
各々の２つの隣り合うアノード相互間に抵抗を提供し、
最後の列内の各々の２つの隣り合うアノード相互間に抵
抗を提供し、また同じ行内の各々の２つの隣り合うアノ
ード相互間に抵抗を提供する。

【００４２】光子が吸収部材によって吸収されたとき、
電子および正孔が発生される。正孔はカソードへ向かっ
て引き付けられると共に、電子はアノードへ向かって引
き付けられる。整形電極が電子を追い出し、従って全て
の電子が１つのアノード（本明細書で「検出用アノー
ド」と呼ぶ）に集積する。正孔は電極およびアノードの
表面にわたって分布するように正孔電荷を生じさせる。
同様に、ＤＣＤ静電容量が電極およびアノードの表面
にわたって均一に分布する

【００４３】組み合わさったアノード表面積は組み合わ
さった電極およびアノードの表面積の小さな一部分であ
るので、ＤＣＤ静電容量からのノイズの小さな一部分の
みしかアノードによって検出されない。この同じ理由の
ため、正孔電荷の小さな一部分のみしかアノードによっ
て検出されない。正孔電荷の小さな一部分のみしかアノ
ードによって検出されないので、正孔の再結合および正
孔電荷の不完全な積分に起因する正孔電荷のエラーのう
ちの小さな一部分しか、各アノードにより発生されるア
ノード信号に含まれないことになる。

【００４４】各々のアノードはアノード信号を発生す
る。各々のアノード信号は検出されたＤＣＤ静電容量か
らの小さな成分を含み、各々のアノード信号はまた検出
された正孔電荷からの小さな成分を含む。しかし、検出
用アノードのみがまた電子電荷からの比較的大きな成分
を含む。検出用アノードの信号は抵抗回路網を介して各
々の増幅器に結合される。従って、各々の増幅器は検出
用アノードから信号を受け取る。検出用アノードがかど
（コーナー）のアノードの１つでない場合、各々の増幅
器は減衰したアノード信号を受け取り、その信号減衰の
程度は増幅器と検出用アノードとの間の全抵抗に依存す
る。検出用アノードがかどのアノードである場合、この
検出用アノードに結合された増幅器が、減衰していない
アノード信号を受け取る。４つの全ての増幅器からの減
衰した信号を比較することによって、検出用増幅器の場
所を決定することが出来る。

【００４５】本発明の構成により、増幅器および対応す
る電子的チャンネルの総数が実質的に低減されることが
評価されよう。例えば、４×４配列のアノード（すなわ
ち、ピクセル化した素子）の場合、本発明の設計では、
チャンネルの数が他のピクセル化した設計のものより４
分の１に低減する。その上、本発明の設計では、ＤＣＤ
静電容量が低減し且つ不完全な電荷収集による電荷エラ
ーが低減する。

【００４６】本発明の目的、利点および範囲は以下の説
明から明らかとなろう。以下の説明において、本発明の
一部分を構成する添付の図面が参照され、図面には本発
明の好ましい実施態様が示されている。このような実施
態様が必然的に本発明の線範囲を表しているものではな
く、本発明の範囲を解釈するにあたって特許請求の範囲
を参照すべきである。

【００４７】

【発明の詳しい説明】Ａ．ハードウエアおよび動作ここで、図面を参照すると、幾つかの図面を通じて対応
する要素が同じ参照記号で表されており、更に具体的に
述べると、図１には、第１の部材１６および第２の部材
２０を含む揺動アーム１８の先端に装着された単一直接
変換検出器カメラ１０が示されている。

【００４８】第１の部材１６はその下端１６ａがベース
部材２２に装着されており、ベース部材２２は部材１６
を複数の傾斜位置のいずれかに支持することが出来る。
第２の部材２０はその第１の端２０ａが部材１６の第２
の端１６ｂに装着されていて、部材１６に対して幾つか
の異なる位置へピボット軸線２４を中心に旋回すること
が出来る。図示していないけれども、カメラ１０は部材
２０の（端２０ａとは反対側の）第２の端に装着され
て、第２のピボット軸線を中心に旋回できるようになっ
ている。従って、カメラ１０は複数の異なる位置のいず
れにも動かすことが出来る。

【００４９】カメラ１０は、放射線減衰ブーツ１２、お
よび包括的に参照符号１４で示した複数（例えば、１０
００個）の直接変換検出器（ＤＣＤ）１４を含んでい
る。ブーツ１２は本質的に開放面付きの箱を形成し、開
放面は幅Ｗ１および長さＬ１のアルコーブ２６を画成す
る。幅Ｗ１および長さＬ１はカメラの撮影領域（ＦＯ
Ｖ）を画成する。複数のＤＣＤ１４がアルコーブ２６内
に配列されて、長さＬ１に沿って複数の列を形成し且つ
幅Ｗ１に沿って複数の行を形成する。図示されていない
が、幅Ｗ１および長さＬ１にわたって覆うコリメータが
設けられ、長さＬ１および幅Ｗ１に対して直角な好まし
い光子経路を画成する。これらの好ましい経路に沿って
進む光子のみがコリメータを通り抜ける。

【００５０】また図２、図３および図４を参照して説明
すると、各々のＤＣＤ１４は、幅Ｗ２および長さＬ２を
持つ検出用表面領域２８を画成する。幅Ｗ２および長さ
Ｌ２は好ましくは同じ大きさにされるが、これらの２つ
の寸法は同じである必要はない。表面領域２８に向けら
れた各々の光子は表面領域２８に衝突点で衝突し、ＤＣ
Ｄ１４の中に進入して吸収される。ＤＣＤ１４は、各々
の吸収された光子のエネルギ・レベルを決定すると共に
表面領域２８に沿った各々の吸収された光子の衝突点の
位置を決定するように協働する複数の構成部品を含んで
いる。

【００５１】この目的のために、ＤＣＤ１４は、吸収部
材３０、カソード３２、整形電極３４、および電圧源３
６の形態のバイアス機構を含んでいる。更に、図３およ
び４に具体的に示されているように、ＤＣＤ１４はま
た、包括的に参照数字３８で表した複数のアノード、抵
抗回路網４０、並びに４つの低ノイズ増幅器４２ａ、４
２ｂ、４２ｃおよび４２ｄも含んでいる。プロセッサ４
４が、増幅器４２ａ乃至４２ｄからの信号を処理するた
めに設けられている。

【００５２】更に図３および図４を参照して説明する
と、吸収部材３０は、厚さＴを持つ矩形部材であり、対
向するカソード表面４６およびアノード表面４８を持
つ。部材３０は半導体材料で形成され、好ましくはＣｄ
ＴｅまたはＣｄＺｎＴｅで形成される。

【００５３】図２および図３を参照して説明すると、カ
ソード３２は寸法Ｗ２およびＬ２を持つ平坦な矩形部材
であり、その一方の側に検出用表面領域２８を画成す
る。カソード３２はカソード表面４６に取り付けられ
て、本質的にカソード表面４６全体を覆う。カソード３
２は導電性でなければならないが、表面に向けられた光
子がその中を貫通して吸収部材３０内に受け取られるよ
うに、光子減衰性材料で形成すべきではない。

【００５４】図２、図３および図４を参照して説明する
と、整形電極３４は平坦な導電性の大体矩形の部材であ
り、その幅および長さ寸法はカソード３２の幅寸法Ｗ２
および長さ寸法Ｌ２と本質的に同じである。電極３４は
包括的に参照数字５０で表した複数の開口を画成してい
る。任意の数の異なる開口を設けてもよく、また開口を
幾つかの異なる形状のいずれかにしてもよいが、以下に
説明する図示の実施態様では、電極３４は、４つの列Ｃ
−１、Ｃ−２、Ｃ−３およびＣ−４並びに４つの行Ｒ−
１、Ｒ−２、Ｒ−３およびＲ−４を形成するように配列
された１６個の四角の開口５０を形成する。以下、特定
の電極開口５０を表すとき、その開口を列および行の番
号で表すことにする。例えば、図４を参照して説明する
と、開口５０ａは開口３−２として表す。全ての開口５
０は同じ長さＬ３および幅Ｗ３の寸法を持つ。整形電極
３４はアノード表面４８に一体的に取り付けられる。

【００５５】図３および図４を参照して説明すると、各
々の電極開口５０について別々のアノード３８が設けら
れる。更に、好ましくは、各々のアノードは対応する開
口５０の形状を反映する形状を持ち、寸法がそれより僅
かに小さい。従って、この例では、電極３４が１６個の
開口５０を画成しているので、１６個のアノード３８が
設けられ、各々のアノードは、それぞれ長さＬ３および
幅Ｗ３寸法よりも僅かに小さい長さＬ４および幅Ｗ４寸
法を持つ。各々のアノード３８は導線性材料で形成さ
れ、各開口５０に１つずつ配置されて、対応する開口５
０内でアノード表面４８に取り付けられる。従って、開
口５０と同様に、アノード３８は列Ｃ−１、Ｃ−２、Ｃ
−３およびＣ−４並びに行Ｒ−１、Ｒ−２、Ｒ−３およ
びＲ−４を成すように配列されている。以下、特定のア
ノード３８を表すとき、そのアノードを列および行の番
号で表すことにする。例えば、図４において、アノード
３８ａはアノード３−２として表す。

【００５６】アノードの寸法Ｗ４およびＬ４は開口の寸
法Ｗ３およびＬ３よりも小さいので、電極３４およびア
ノード３８がアノード表面４８に取り付けられるとき、
電極３４と隣接のアノード３８との間に小さい空間５２
が設けられる。

【００５７】電圧源３６は第１および第２の負端子５４
および５６を有しており、第２の負端子５６は第１の負
端子５４よりも負である。端子５４は線５８を介して電
極３４に接続され、また端子５６は線６０を介してカソ
ード３２に接続される。従って、電極４８は負にバイア
スされ、カソード３２は電極アノード表面４８よりも負
になるようにバイアスされる。アノード３８がバイアス
されない状態に留まる。

【００５８】抵抗回路網４０は包括的に参照数字６２で
表した複数の抵抗器を含む。回路網４０はアノード３８
を一緒に結合させる。他の構成の回路網を使用すること
が出来るが、好ましい回路網は、列Ｃ−１内の各々の２
つの隣り合うアノード相互間、列Ｃ−４内の各々の２つ
の隣り合うアノード相互間、および同じ行内の各々の２
つの隣り合うアノード相互間に別々の抵抗器６２を含ん
でいる。この構成では、回路網４０を形成するために必
要な抵抗器６２の数は次式で表される。

【００５９】＃＝Ｒ（Ｃ−１）＋２（Ｃ−１）式（１）ここで、Ｒは行の数であり、Ｃはアノード３８の列の数
である。

【００６０】増幅器４２ａ、４２ｂ、４２ｃおよび４２
ｄの各々は、接地された１つの入力、および関連するか
どのアノードに接続された別の入力を含み、かどのアノ
ードはアノード１−１、４−１、１−４および４−４で
ある。具体的に述べると、増幅器４２ａはアノード１−
１に接続され、増幅器４２ｂはアノード４−１に接続さ
れ、増幅器４２ｃはアノード１−４に接続され、増幅器
４２ｄはアノード４−４に接続される。増幅器４２ａ、
４２ｂ、４２ｃおよび４２ｄの各々の出力はプロセッサ
４４に供給される。

【００６１】動作について説明すると、放射性医薬品を
含むマーカーが関心のある器官（すなわち、イメージン
グしようとする器官）内に集積され、該器官がカメラ１
０に隣接したイメージング領域内に位置決めされたと
き、放射性医薬品により生じた光子が該器官から全ての
方向に放射される。カメラに向かった各々の光子は或る
衝突位置で１つの検出器１４に衝突する。図２、図３お
よび図４を参照して、この説明のため、光子衝突点が表
面領域２８上の点（文字Ｘで表してある）で生じたと仮
定する。図３に矢印６４で表された、衝突する光子は、
カソード３２を通過して吸収部材３０の中に進入する。
光子６４は部材３０の中を進行し続けて、吸収深さＤａ
で部材３０によって吸収される。吸収過程中に複数の正
孔および電子が深さＤａで発生される。

【００６２】カソード３２が電極３４およびアノード３
８の両方よりも相対的に一層負にバイアスされているの
で、正電荷を持つ正孔がカソード表面４６に向かって引
き付けられ、負電荷を持つ電子がアノード表面４８に向
かって引き付けられる。同様に、電極３４がアノード３
８に対して負にバイアスされているので、この電極３４
は、電子が表面４８へ向かって移動しているときに電子
を実効的に横方向に変位させて、光子６４が吸収された
点に最も近いアノード３８の方へ電子を方向付けする。
事実上、整形電極３４は吸収部材３０を分割すなわちピ
クセル化して、１６個の同じ大きさの別々の四角のピク
セル化要素を形成する。別々の要素は各々のアノード３
８に１つずつ関連する。図４において、ピクセル化要素
は破線で識別されており、包括的に参照数字６６で表さ
れている。要素６６は、アノード３８と同様に、列Ｃ−
１、Ｃ−２、Ｃ−３およびＣ−４並びに行Ｒ−１、Ｒ−
２、Ｒ−３およびＲ−４を成すように配列される。従っ
て、この説明を簡単にするために、以下、特定のピクセ
ル化要素を表すとき、その要素を列および行の番号で表
すことにする。例えば、要素６６ａは要素３−２として
表す。別々の要素６６はまた図３に破線によって示され
ている。

【００６３】このようにして、吸収された光子によって
発生された電子は本質的に全て、１つの検出用アノード
３８上に電子電荷を生じさせる。上記の例では、光子６
４がピクセル化要素３−２内で吸収されたので、全ての
電子電荷はアノード３−２によって検知される。

【００６４】正電荷を持つ正孔は隣接のカソード３２に
集積するので、それらの正孔によりアノード表面４８に
分布した負電荷が生じる。この電荷は、電極３４および
各々のアノード３８にわたる表面積全体にわたって分布
する。従って、正孔電荷（すなわち、正孔によって生じ
た負電荷）の非常に小さい一部分のみが検出用アノード
３−２上に集積するだけである。同様に、負にバイアス
されているカソード３２に起因するＤＣＤ静電容量は、
電極３４およびアノード３８にわたる単位表面積当り均
等に分布し、これにより検出用アノード３−２上に与え
られる容量性電荷は非常に少ない。各々のアノード３８
は抵抗回路網４０にアノード信号を供給する。アノード
３−２によって供給される信号は、正孔電荷による小さ
い成分、ＤＣＤ静電容量による小さい成分、および電子
電荷による比較的大きい成分を含んでいる。全ての他の
アノード信号は、正孔電荷およびＤＣＤ静電容量による
小さい成分を含んでいる。

【００６５】図３および図４を参照して説明すると、各
々のアノード３８は、そのアノード上の電荷に比例する
アノード信号を抵抗回路網４０に供給する。各々のアノ
ード信号は抵抗回路網４０を通って増幅器４２ａ、４２
ｂ、４２ｃおよび４２ｄの各々に伝搬する。各々のアノ
ード信号が抵抗回路網４０を通って増幅器４２ａ、４２
ｂ、４２ｃおよび４２ｄの各々へ向かって伝搬すると
き、この信号は回路網の抵抗器６２によって減衰させら
れる。特定の増幅器に達する信号の大きさは、特定のア
ノードと特定の増幅器との間の抵抗の大きさに依存す
る。例えば、アノード３−２について具体的に説明する
と、全ての抵抗器６２が同じであると仮定して、アノー
ド３−２と増幅器４２ａとの間の抵抗はアノード３−２
と増幅器４２ｂとの間の抵抗よりも大きい。従って、ア
ノード３−２によって発生されたアノード信号は、増幅
器４２ａよりもに増幅器４２ｂ対して一層大きい信号を
供給する。同様に、アノード３−２と増幅器４２ｃとの
間の抵抗はアノード３−２と増幅器４２ｄとの間の抵抗
よりも大きいので、アノード３−２は増幅器４２ｃより
も増幅器４２ｄに対して一層大きい信号を供給する。

【００６６】また、アノード３−２と増幅器４２ｄとの
間の抵抗はアノード３−２と増幅器４２ｂとの間の抵抗
よりも大きく、従って、アノード３−２は増幅器４２ｄ
よりも増幅器４２ｂに対して一層大きい信号を供給す
る。同様に、アノード３−２と増幅器４２ｃとの間の抵
抗はアノード３−２と増幅器４２ａとの間の抵抗よりも
大きく、従って、アノード３−２は増幅器４２ｃよりも
増幅器４２ａに対して一層大きい信号を供給する。

【００６７】増幅器４２ａ、４２ｂ、４２ｃおよび４２
ｄは増幅器信号Ａ、Ｂ、ＣおよびＤをプロセッサ４４に
供給する。光子６４によって発生された合計信号が、次
式に従って、プロセッサ４４によって信号Ａ、Ｂ、Ｃお
よびＤを加算することにより決定される。

【００６８】Ｅ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ式（２）ここで、Ｅは合計信号である。光子６４が吸収された列
の位置を決定するため、プロセッサ４４は次式を解く。

【００６９】Ｘ＝（Ｂ＋Ｄ）／Ｅ式（３）ここで、Ｘは列位置信号である。次いで、プロセッサ４
４は、ルックアップ・テーブルを使用することにより、
信号強度と列の番号とを相関させる記憶された信号値に
対して信号Ｘの値を比較することが出来る。例えば、信
号強度は、低強度範囲、下側中強度範囲、下側中強度範
囲よりも大きい上側中強度範囲、および高強度範囲を含
む、４つのグループに分割することが出来る。信号Ｘが
低強度範囲内にある場合、ルックアップ・テーブルは列
Ｃ−１を指示する。信号Ｘが下側中強度範囲内にある場
合は、ルックアップ・テーブルは列Ｃ−２を指示する。
信号Ｘが上側中強度範囲内にある場合は、ルックアップ
・テーブルは列Ｃ−３を指示する。信号Ｘが高強度範囲
内にある場合は、ルックアップ・テーブルは列Ｃ−４を
指示する。

【００７０】同様に、光子６４が吸収された行の位置を
決定するため、プロセッサ４４は次式を解く。

【００７１】Ｙ＝（Ｃ＋Ｄ）／Ｅ式（４）ここで、Ｙは行位置信号である。再び、位置信号Ｙが決
定された後、プロセッサ４４はルックアップ・テーブル
にアクセスすることにより、信号Ｙを強度範囲に対して
比較して、信号Ｙを行Ｒ−１、Ｒ−２、Ｒ−３およびＲ
−４のうちの１つと相関させることが出来る。このよう
にして、この例では、プロセッサ４４は光子６４がピク
セル化要素３−２内で吸収されたことを決定する。

【００７２】以上の説明から、比較的少数の増幅器およ
び対応する電子的チャンネルを含み、しかも比較的正確
なエネルギ分解能を得ることの出来る比較的簡単な構成
の直接変換検出器が開示されたことが理解されよう。非
常に少ない数の電子部品しか必要としないことに加え
て、本発明の構成では、ＤＣＤ静電容量および不完全な
電荷収集に起因する検出器ノイズが最小にされる。

【００７３】Ｂ．他の実施態様次いで図５を参照して説明すると、本発明のＤＣＤの第
２の実施態様が示されている。この実施態様では、構成
部品の幾つかは最初の実施態様に関して上述した構成部
品と同じであって、同じ参照数字で表してあり、その詳
細については再度説明はしない。一般的には、この第２
の実施態様は、吸収部材３０、整形電極３４および複数
のアノード３８を含んでおり、これらは上述したのと同
じ態様で構成される。図示してないけれども、第２の実
施態様でも、上述したのと同じ態様でカソード３２およ
び電極３４をバイアスする電圧源が設けられている。一
般的に、この第２の実施態様が第１の実施態様と異なる
点は、複数の個別の抵抗器を含む抵抗回路網を設ける代
わりに、第２の実施態様では、アノード３８相互間の抵
抗を構成するために複数の抵抗性金属ラン６９（１つし
か図示していない）を用いていることである。更に、こ
の第２の実施態様は、セラミック製の取付けボード７
０、電極リード７４、および包括的に参照数字７４で表
され、おのアノード３８に対して１つずつ設けられた複
数のアノード・リードを含んでいる。リード７２および
７４は電極３４およびアノード３８に一体的に取り付け
られて、そこからボード７０を通って下面７６まで下方
へ延在している。ボード７０は非導電性である。

【００７４】図４および図５を参照して説明すると、４
列４行のアノード３８がある場合、６個の別々の抵抗性
ラン９６が設けられる。第１の抵抗性ラン９６は行Ｒ−
１内の全てのアノードを結合するように設けられ、第２
の抵抗性ランは行Ｒ−２内の全てのアノードを結合する
ように設けられ、第３の抵抗性ランは行Ｒ−３内の全て
のアノードを結合するように設けられ、第４の抵抗性ラ
ンは行Ｒ−４内の全てのアノードを結合するように設け
られ、第５の抵抗性ランは列Ｃ−１内の全てのアノード
を結合するように設けられ、第６の抵抗性ランは列Ｃ−
４内の全てのアノードを結合するように設けられてい
る。対応するアノードを結合するために、各々のラン６
９は、対応するアノードに結合されているコンタクト７
４の先端と電気接触するように下面７６に固定されてい
る。この第２の実施態様は、吸収部材３０の近くでの必
要な処理が少なくなるので有利である。

【００７５】次いで図６を参照して説明すると、本発明
のＤＣＤの第３の実施態様が示されている。この実施態
様では、第１および第２の実施態様と同様であり、同じ
参照数字で表した種々の構成部品を含んでおり、その詳
細については再度説明はしない。

【００７６】一般的には、この第３の実施態様は、吸収
部材３０、整形電極３４および包括的に参照数字３８で
表した複数のアノードを含んでいる。図示してないけれ
ども、この第３の実施態様はまた、カソード３２および
電極３４を負にバイアスする電圧源を含んでいる。この
第３の実施態様は、半導体産業で周知の多数の堆積技術
を使用して製造することが出来るように設計されてい
る。この第３の実施態様は、絶縁材料層８０、包括的に
参照数字８２で表した抵抗層（１つしか図示していな
い）、電極出力パッド８４、包括的に参照数字８６で表
した４つのアノード出力パッド（２つしか図示していな
い）、セラミック製の取付けボード８８、および包括的
に参照数字９０で表した電気的半田パッドを含んでい
る。この第３の実施態様を形成するには、電極３４およ
びアノード３８の上に絶縁層８０を堆積し、その際に各
々のアノード３８に隣接して絶縁層８０を貫通する小さ
な開口（包括的に参照数字９２で表してある）を設け
る。更に、電極３４のうちの少なくとも小さな一部分を
露出させたままにしなければならない。次いで、抵抗層
８２を、開口９２によって画成された領域の間の絶縁層
８０に隣接して堆積して、抵抗層が各々のアノード３８
と接触するようにする。そこで、出力パッド８４および
８６を堆積する。次いで、出力パッド８４および８６
は、検出器をボード８８に取り付けるために半田パッド
９０に半田付けすることが出来る。

【００７７】この第３の実施態様に伴って幾つかの利点
がある。第１は、検出器とセラミック製ボードとの間の
相互接続部が少ないことであり、これにより装置の信頼
性が増大し且つセラミック製ボードのコストが低減す
る。第２は、各々のピクセル化要素（図４参照）がもは
や別々の接続部を必要としないので、非常に小さいピク
セルを持つ検出器を製作することがより実用的になるこ
とである。従って、サンプルを増大することにより、且
つ電子が横方向にドリフトしなければならない最大距離
を低減することにより、一層良好な空間分解能を得るこ
とが出来る。

【００７８】以上述べた方法および装置は単なる例示で
あって、本発明の範囲を制限するものではなく、当業者
によって本発明の範囲内で様々な変更を行い得ることが
理解されるはずである。例えば、上述のＤＣＤは１６個
のピクセル化要素を含んでいるが、本発明ではピクセル
化要素の数をそれより少く又は多くしてよいことは明ら
かである。その上、上述の実施態様におけるピクセル化
要素は等しい数の行および列に配列されているが、該要
素は異なる二次元構成に配列してもよく、また場合によ
っては１本の線に沿って配列することも出来る。更に、
プロセッサ４４は、光子が吸収された行および列を決定
するためにセントロイド(centroid)の計算を使用するも
のとして記載したが、当業者に周知の他のアルゴリズム
を使用することが出来る。更にまた、テルル化カドミウ
ム型の検出器を使用するものとして本発明を説明した
が、本発明の構成は任意の型のＤＶＤに使用できること
は明らかである。

【図面の簡単な説明】

【図１】スタンド上に取り付けられた直接変換光子検出
器カメラの斜視図である。

【図２】直接変換光子検出器の斜視図である。

【図３】図２の線３−３に沿って取った断面図である。

【図４】アノード表面構成および抵抗回路網構成を例示
する、図３の検出器の概略構成図である。

【図５】本発明の検出器の第２の実施態様を示す、図３
と同様な断面図である。

【図６】本発明の検出器の第３の実施態様を示す、図３
と同様な断面図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向するカソード表面およびアノード表
面を持つ、光子を吸収する吸収部材であって、光子を吸
収したときに複数の正孔および電子を発生するように半
導体材料で形成されている吸収部材、前記カソード表面に取り付けられて前記カソード表面を
覆うカソード部材、少なくとも第１および第２のアノード部材を含む複数の
アノード部材であって、各々のアノード部材が前記アノ
ード表面に取り付けられていて、隣り合うアノード部材
が電極ギャップによって隔てられている複数のアノード
部材、前記ギャップ内で前記アノード表面に取り付けられた少
なくとも１つの整形電極であって、当該電極と各々の隣
接のアノード部材との間に空間を形成している少なくと
も１つの整形電極、前記カソードおよび前記電極の各々に結合されれて、電
極電位を負にし且つカソード電位をアノード電位に対し
て負にするバイアス手段、各々のアノード部材を少なくとも１つの他のアノード部
材に結合する抵抗性手段、並びに前記第１および第２の
アノード部材に結合され、前記カソード表面に関して光
子衝突位置を推定するために使用することの出来る位置
信号を発生する少なくとも第１および第２の増幅器を有
している直接変換光子検出器。
【請求項２】前記吸収部材が、テルル化カドミウムお
よびテルル化カドミウム亜鉛より成る群から選ばれた半
導体材料で形成されている請求項１記載の検出器。
【請求項３】前記複数のアノード部材が、Ｃ列Ｒ行に
配列された少なくとも４つのアノード部材を含んでお
り、前記増幅器が第１、第２、第３および第４の増幅器
を含んでおり、前記第１の増幅器は第１列第１行のアノ
ード部材に結合され、前記第２の増幅器は第Ｃ列第１行
のアノード部材に結合され、前記第３の増幅器は第１列
第Ｒ行のアノード部材に結合され、前記第４の増幅器は
第Ｃ列第Ｒ行のアノード部材に結合されている請求項１
記載の検出器。
【請求項４】前記抵抗性部材がＲ（Ｃ−１）＋２（Ｃ
−１）個の抵抗セグメントを含み、これらのセグメント
は、第１列内の各々の２つの隣り合うアノード部材の間
に別々のセグメント、第Ｃ列内の各々の２つの隣り合う
アノード部材の間に別々のセグメント並びに隣接の列内
の各々の２つの隣り合うアノード部材の間に別々のセグ
メントを含んでいる請求項３記載の検出器。
【請求項５】前記複数のアノード部材が少なくとも１
６個のアノード部材を含んでいる請求項３記載の検出
器。
【請求項６】前記電極が各々のアノード部材を取り囲
んでいる請求項１記載の検出器。
【請求項７】各々のアノード部材が第１および第２の
対向する表面を含み、各々の前記アノード部材はその第
１の表面に沿って前記アノード表面に取り付けられてお
り、前記検出器がまた、前記第２の表面に結合された電
気絶縁体を含んでおり、前記抵抗性部材が前記アノード
部材とは反対側の絶縁体表面の少なくとも一部分に取り
付けられた抵抗層を含み、各々のアノード部材が前記絶
縁体を通って前記抵抗層に電気的に結合されている請求
項１記載の検出器。
【請求項８】前記検出器がまた、各々のアノード部材
に別々に結合された複数の電気コンタクトを含み、各々
のコンタクトが前記絶縁体を通って前記抵抗層まで延在
している請求項７記載の検出器。
【請求項９】前記抵抗層が前記絶縁体上に抵抗材料を
堆積することによって形成されている請求項８記載の検
出器。
【請求項１０】前記絶縁体が第１の絶縁体であり、前
記検出器が更に、複数の電気コンタクトおよび第２の絶
縁体を含み、増幅器に結合された各々のアノード部材が
出力アノードであり、前記コンタクトが各々の出力アノ
ードに別々に取り付けられており、前記第１の絶縁体が
前記アノード部材の第２の表面に取り付けられ、前記第
２の絶縁体が前記抵抗層から隔たって設けられ、各々の
コンタクトが前記第１および第２の絶縁体を通って延在
している請求項７記載の検出器。
【請求項１１】前記第１の絶縁体が前記アノード部材
の第２の表面上に絶縁材料を堆積することによって形成
され、前記抵抗層が前記第１の絶縁上に抵抗材料を堆積
することによって形成されている請求項１０記載の検出
器。