角度付き表面を有する放射線検出器並びに製作方法
【課題】角度付き表面を有する放射線検出器並びにその製作方法を提供する。
【解決手段】放射線検出器モジュール（７０）の１つは、放射線を検出するように構成された複数のセンサタイル（４０）を含む。この複数のセンサタイルは、（ｉ）複数のセンサタイルの上表面及び底表面を画定する上面及び底面エッジ（４２、４４）と、（ｉｉ）複数のセンサタイルの側面を画定する側壁エッジ（５２）と、（ｉｉｉ）上面及び底面エッジと側壁エッジとによって画定されるコーナー（４８、５０）と、を有する。本放射線検出器モジュールはさらに、斜めの角度を有する少なくとも１つのベベル付き表面（８２、９２、９３、９５）を有しており、該ベベル付き表面は上面または底面エッジ、側壁エッジあるいはコーナーのうちの少なくとも１つに対するベベル付けを含む。
【解決手段】放射線検出器モジュール（７０）の１つは、放射線を検出するように構成された複数のセンサタイル（４０）を含む。この複数のセンサタイルは、（ｉ）複数のセンサタイルの上表面及び底表面を画定する上面及び底面エッジ（４２、４４）と、（ｉｉ）複数のセンサタイルの側面を画定する側壁エッジ（５２）と、（ｉｉｉ）上面及び底面エッジと側壁エッジとによって画定されるコーナー（４８、５０）と、を有する。本放射線検出器モジュールはさらに、斜めの角度を有する少なくとも１つのベベル付き表面（８２、９２、９３、９５）を有しており、該ベベル付き表面は上面または底面エッジ、側壁エッジあるいはコーナーのうちの少なくとも１つに対するベベル付けを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（連邦政府支援による研究開発に関する陳述）
本発明は、国土安全保障省の国内原子力検出局（ＤＮＤＯ）により授与された米国政府契約番号第ＨＳＨＱＤＣ−０８−Ｃ−００１７４号に基づく政府支援を受けて成されたものである。米国政府は本発明に関して一定の権利を有するものである。
【０００２】
本明細書に開示した主題は全般的には撮像検出器に関し、またより詳細にはソリッドステート放射線検出器に関する。
【背景技術】
【０００３】
診断用撮像システム向けの検出器（例えば、単一光子放出コンピュータ断層（ＳＰＥＣＴ）システムやコンピュータ断層（ＣＴ）撮像システム向けの検出器）は、例えばＣＺＴと呼ぶことが多いテルル化カドミウム亜鉛（ＣｄＺｎＴｅ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、臭化タリウム（ＴｌＢｒ）及びケイ素（Ｓｉ）といった半導体材料から製造されることが多い。半導体検出器は、シンチレータから製作した検出器と比べてエネルギー分解能がより高いことにより特徴付けされる。このためこうした材料はさらに、室温における放射スペクトロスコピーを必要とするセキュリティ用途向け、並びに放射性同位体の検出及び特定の実行のためにも用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７５０７９６９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
撮像用途とスペクトロスコピー用途の両方で用いられるこれらの半導体検出器は、ピクセル式検出器モジュールのアレイを含むのが典型的である。この検出器モジュールは、鋭角のコーナーやエッジを有するセンサタイルから形成されており、こうしたコーナーやエッジはセンサタイルが保護されておらず１つまたは複数の側面に支持材料を有しないため破損しやすい。したがってこれらのコーナーやエッジは欠ける可能性が高い。例えば組み上げや運搬中などタイルに対する機械的取扱いによって生じる応力（衝撃応力を含む）によってセンサタイルが破損する可能性がある。ハンドへルド型や可搬式のスペクトルメータ検出器では、不測の落下によって力学的衝撃が生じる可能性がある。この応力は、支持材料との接触を通じて力学的に集中かつ増大されるため、より局在的な歪みが生じる。脆性のセンサ材料ではこの集中効果によって、エッジやコーナーにおいて広い面と比べて亀裂の開始及び拡大に繋がり易い。
【０００６】
さらにこの尖ったコーナーやエッジは電界を強くさせ、これが電流の増加並びに経時的な高電圧稼働の劣化の進行に繋がる。動作時において、バイアス電圧を高くすると電荷の集積に有利となり、またエネルギー分解能が向上することになる。しかし従来の検出器では、漏洩が過大となりかつ高電圧破壊や高電圧トラッキングが進行しかねず最終的に破壊に至るために、使用する電圧を高くすることは可能ではない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
様々な実施形態では、放射線を検出するように構成された複数のセンサタイルを含んだ放射線検出器モジュールを提供する。この複数のセンサタイルは、（ｉ）複数のセンサタイルの上表面及び底表面を画定する上面及び底面エッジと、（ｉｉ）複数のセンサタイルの側面を画定する側壁エッジと、（ｉｉｉ）上面及び底面エッジと側壁エッジとによって画定されるコーナーと、を有する。本放射線検出器モジュールはさらに、斜めの角度を有する少なくとも１つのベベル付けした表面を有しており、このベベル付き表面は上面または底面エッジ、側壁エッジあるいはコーナーのうちの少なくとも１つに対するベベル付けを含む。
【０００８】
別の実施形態では、ガントリと、複数の検出器モジュールから形成した少なくとも１つの撮像検出器と、を含んだ医用撮像システムを提供する。この検出器モジュールは、放射線を検出するように構成された複数のセンサタイルを含み、かつ斜め角度のファセットを画定している複数のセンサタイルのエッジまたはコーナーの少なくとも一方を含んだ少なくとも１つのベベル付き表面を有する。
【０００９】
さらに別の実施形態では、複数の検出器モジュールから形成された少なくとも１つの高エネルギー分解能検出器を含んだ放射スペクトルメータシステムを提供する。この検出器モジュールは、放射線を検出するように構成された複数のセンサタイルを含み、かつ斜め角度のファセットを画定している複数のセンサタイルのエッジまたはコーナーの少なくとも一方を含んだ少なくとも１つのベベル付き表面を有する。
【００１０】
また別の実施形態では、放射線検出器用の検出器モジュールを形成するための方法を提供する。本方法は、複数のセンサタイルを形成するようにサブストレートを切削するステップと、センサタイル上に斜め角度のファセットを画定している複数のセンサタイルのエッジまたはコーナーの少なくとも一方を含んだ少なくとも１つのベベル付き表面を形成するステップと、を含む。本方法はさらに、少なくとも１つのベベル付き表面を有するセンサタイルから検出器モジュールを形成するステップを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ピクセル式検出器の一部の簡略断面図である。
【図２】センサタイルの簡略斜視図である。
【図３】一実施形態に従って形成した検出器モジュールの斜視図である。
【図４】一実施形態に従って形成したセンサタイルの斜視図である。
【図５】図４のセンサタイルを用いて形成したタイル型モジュールの上面図である。
【図６】図５のタイル型モジュールの側面図である。
【図７】別の実施形態に従って形成したセンサタイルの斜視図である。
【図８】図７のセンサタイルを用いて形成したタイル型モジュールの上面図である。
【図９】図８のタイル型モジュールの一部分の側面図である。
【図１０】別の実施形態に従って形成したセンサタイルの斜視図である。
【図１１】図１０のセンサタイルを用いて形成したタイル型モジュールの上面図である。
【図１２】図１１のタイル型モジュールの側面図である。
【図１３】別の実施形態に従って形成したセンサタイルの斜視図である。
【図１４】別の実施形態に従って形成したセンサタイルの斜視図である。
【図１５】図１３のセンサタイルを用いて形成したタイル型モジュールの上面斜視図である。
【図１６】別の実施形態に従って形成した異なる形状を表しているセンサタイルの斜視図である。
【図１７】様々な実施形態に従った検出器モジュールを形成するための方法の流れ図である。
【図１８】一実施形態に従って形成した検出器パッケージの断面図である。
【図１９】一実施形態に従って形成した相互接続配列の斜視図である。
【図２０】図１９の相互接続配列の側面図である。
【図２１】様々な実施形態に従った検出器パッケージ組み上げ過程の概要図である。
【図２２】別の実施形態に従って形成した検出器パッケージの断面図である。
【図２３】様々な実施形態に従って構築される例示的な核医学撮像システムの斜視図である。
【図２４】様々な実施形態に従って構築される核医学撮像システムのブロック図である。
【図２５】様々な実施形態をその内部に実現し得るハンドヘルド型スペクトルメータデバイスの図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
上述した要約並びにある種の実施形態に関する以下の詳細な説明は、添付の図面と共に読むことによってさらに十分な理解が得られよう。これらの図面が様々な実施形態の機能ブロックからなる図を表している場合も、必ずしもこれらの機能ブロックがハードウェア回路間で分割されることを意味するものではない。したがって例えば、１つまたは複数の機能ブロック（例えば、プロセッサやメモリ）は、単一のハードウェア（例えば、汎用の信号プロセッサやランダムアクセスメモリ、ハードディスク、その他）の形や複数のハードウェアの形で実現させる得る。同様にそのプログラムは、スタンドアロンのプログラムとすること、オペレーティングシステム内のサブルーチンとして組み込まれること、インストールしたソフトウェアパッケージの形で機能させること、その他とすることができる。こうした様々な実施形態は図面に示した配置や手段に限定されるものではないことを理解すべきである。
【００１３】
本明細書で使用する場合、単数形で「ａ」や「ａｎ」の語を前に付けて記載した要素やステップは、これに関する複数の要素またはステップも排除していない（こうした排除を明示的に記載している場合を除く）と理解すべきである。さらに「一実施形態」に関する言及は、記載した特徴も組み込んでいる追加的な実施形態の存在を排除すると理解されるように意図したものではない。さらに特に否定の記載を明示的にしていない限り、ある具体的な特性を有するある１つの構成要素または複数の構成要素を「備えた（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」または「有する（ｈａｖｉｎｇ）」実施形態は、当該の特性を有しない追加的なこうした構成要素を含むことがある。
【００１４】
さらに本明細書で使用する場合、「画像を再構成させる」という言い回しは、画像を表すデータは作成するが観察可能な画像は作成していないような実施形態を排除することを意図したものではない。したがって、本明細書で使用する場合、「画像（ｉｍａｇｅ）」という語は、観察可能な画像と観察可能画像を表しているデータとの両方を広く指し示している。しかし、多くの実施形態では少なくとも１つの観察可能な画像を作成している（または、作成するように構成されている）。
【００１５】
様々な実施形態は、１つまたは複数のエッジ及び／またはコーナーに実質的に斜めの角度を有するようにそのタイルが製作された放射線検出器または検出器モジュール向けの放射線検出器タイルのアセンブリを提供する。様々な実施形態を実施することによって、センサタイルの取扱い中やセンサタイルの検出器モジュールへの組み上げに必要な作業中に、特に脆性のセンサ材料（例えば、テルル化カドミウム亜鉛（ＣＺＴ））において欠けを生じる可能性がある。さらに、長期の使用において部品の破損の可能性を低くした組み上げ、分解及び現地修理を提供することができる。斜め角度のエッジ及び／またはコーナーの表面での電界増強を低下させるとさらに、電流漏洩や表面破壊を伴うことなく電圧バイアスを高くすることが可能である。さらにこの斜め角度の付いたエッジ及び／またはコーナーのために、検出器の全体応答の一貫性の向上が得られ、したがって応答の一貫性が高いために検出器のエッジ位置におけるエネルギー分解能の向上を得ることが可能である。
【００１６】
様々な別の実施形態はさらに、センサパッケージとするように一体に結合させた複数のセンサ部品（例えば、ＣＺＴまたは臭化タリウム（ＴｌＢｒ）センサタイル）に関する実装を提供する。様々な別の実施形態を実施することによって、衝撃（例えば、検出器モジュールの落下に関連する衝撃）を吸収可能な構造内に検出器モジュールが収容される。
【００１７】
したがって様々な実施形態はピクセル式ソリッドステート（例えば、半導体）検出器並びにこうした検出器向けの実装を提供することができる。ピクセル式検出器に関する異なる構成及び配列（例えば、異なる角度付きエッジ及び／またはコーナーを有するピクセル式ガンマカメラタイル）が提供される。様々な実施形態に従って形成した検出器は様々なタイプの放射線検出撮像システム（例えば、単一光子放出コンピュータ断層（ＳＰＥＣＴ）、陽電子放出断層（ＰＥＴ）及び／またはＸ線やコンピュータ断層（ＣＴ）撮像スキャナ、その他）で使用することができる。様々な実施形態に従って形成した検出器はさらに、放射性同位体特定デバイス（ＲＩＩＤ）を含む様々なタイプの放射スペクトルメータシステムで使用することができる。
【００１８】
様々な実施形態について特定の検出器構成を含む具体的な構成要素を有する医用撮像システムやセキュリティ用途スペクトルメータに関連して記載しているが、これらの様々な実施形態は本明細書に記載した医用撮像システムや特定の検出器に限定されるものでないことに留意すべきである。したがってこれらの様々な実施形態は、任意のタイプの診断用撮像システム（例えば、医用診断撮像システム（例えば、ＣＴやＸ線システム）、非破壊検査システム、セキュリティ監視システム（例えば、航空荷物や空港セキュリティ撮像システム）、ハンドへルド型ＲＩＩＤ、その他）に関連して実現させることができる。さらに、様々な実施形態において所望によりまたは必要に応じてこのエッジ及び／またはコーナーの角度を提供できるように構成及び配列を変更することができる。
【００１９】
具体的に図１は、様々な実施形態に従って形成したピクセル式検出器３０の簡略立面断面図である。ピクセル式検出器３０は、放射線応答性半導体材料（例えば、ＣＺＴ結晶）から形成したサブストレート３２を含む。複数のピクセルを有するピクセル式構造は、アノード３４で示した複数のピクセル電極を形成するようにサブストレートの１つの表面または側面上でのフォトリソグラフィによるか接点金属の切削またはダイシングによって画定される。本明細書でより詳細に説明しているように、センサタイル４０（図２参照）の形状及び構成（特に、センサタイル４０のエッジ及び／またはコーナーの角度）が角度付き部分を形成するように設けられると共に、これらのタイル４０はピクセル式検出器３０（様々な実施形態では、検出器モジュール）を形成するように組み合わせることができる。動作時には、サブストレート３２内で吸収された検出フォトンから生成された電子正孔対３６からピクセル電極（すなわち、アノード３４）内に電荷が誘導される。
【００２０】
ピクセル式検出器３０はさらに、アノード３４に対するサブストレート３２の反対表面または反対側にあり、また単一のカソード電極から形成し得るようなカソード３８を含む。アノード３４によって全体としてピクセルが画定されることに留意すべきである。さらに、カソード３８によって画定された放射線検出表面の前に１つまたは複数のコリメータを設けることがあることに留意すべきである。
【００２１】
図２は、例えば本明細書でより詳細に説明するような１つまたは複数の角度付きエッジ及び／またはコーナーを含み得るＣＺＴ検出器タイルとし得るセンサタイル４０を表している。様々な実施形態によるセンサタイル４０は、適当な任意の放射線検出材料（半導体材料とも非半導体材料ともし得る）から形成されている。センサタイル４０は、具体的なある検出器またはモジュールを収容できるような形状及びサイズとしたサブストレートから形成されることがある。例えば一実施形態ではそのセンサタイル４０は、約２０ｍｍ×２０ｍｍでありかつ約５ｍｍ〜約１０ｍｍの厚さを有する。さらに、センサタイル４０が全体として正方形であるように示しているが、センサタイル４０は任意の矩形形状（または、別の形状）など様々な形状をとり得る。
【００２２】
図示したセンサタイル４０は、以下に記載するように全部で６つの面、８つのコーナー及び１２のエッジを含む。センサタイル４０のエッジ及び／またはコーナーのうちの１つまたは幾つかは、本明細書に記載したように角度を付けるまたは湾曲させている。センサタイル４０は全体として、４つの上部電極エッジ４２及び４つの底部電極エッジ４４を含む。４つの上部電極エッジ４２はこれらの間に、例えばＸ線またはガンマ線を検出するための１つの検出表面４６を画定しており、これによりセンサタイル４０のカソードが画定される。センサタイル４０は全体としてさらに、センサタイル４０のアノード５８を画定している４つの上部コーナー４８及び４つの底部コーナー５０を含む。さらに、センサタイル４０は全体としてさらに、４つの側面５６で示した４つの壁を画定する４つの側壁エッジ５２を含む。センサタイル４０はさらに任意選択として、ガードバンド５４（センサタイル４０の側面５６の周りに延びる電極とし得る）を含むことがある。ガードバンド５４は、電気バイアスが付与されることも付与されないこともあり、また適当な任意の金属から形成される。センサタイル４０のアノード側面上などに、任意選択のガードリング（図示せず）も設けることがある。
【００２３】
センサタイル４０は、図３に示したような検出器またはモジュール７０を形成するように組み合わせることがある。例えば、４つのセンサタイル４０の５横列からなる矩形アレイが形成されるように複数の（例えば、２０個の）センサタイル４０を含む１つの矩形ガンマカメラモジュール７０を配列させている。センサタイル４０は、マザーボード７２上あるいは別の処理及び／または通信回路上に装着されるように示している。センサタイル４０のより小さいアレイやより大きいアレイを備えたモジュール７０を設けることがあることに留意すべきである。さらに、センサタイル４０により検出されるフォトンのエネルギーは一般に、センサタイル４０を形成する結晶内でフォトンが該結晶の材料と相互作用したときに生成される電子正孔対の総数の推定値から決定されることにも留意すべきである。このカウントは一般に、センサタイル４０のアノード上で収集した電荷から推定される電離事象で生成される電子数から決定される。
【００２４】
ここで、センサタイル４０の様々な実施形態について説明することにする。センサタイル４０は一般に、角度が付いた、傾斜した、湾曲した、あるいは概して真四角または直角のエッジと異なる形状となった１つまたは複数のエッジまたはコーナーを含む。例えば様々な実施形態では、センサタイル４０のエッジまたはコーナーのうちの１つまたは幾つかは斜めの表面またはファセットを有する。本明細書で使用する場合に斜めの表面（ｏｂｌｉｑｕｅ ｓｕｒｆａｃｅ）とは一般に、その交差する表面に対して直角でもなくかつ平行でもないような表面を示すことに留意すべきである。斜めの表面は、その交差する表面に対する角度が９０度を超える並びに１８０度未満の内部角度を形成する。したがって様々な実施形態における斜め表面は一般に、基部に対して直角を形成しないかつ／または直交しないような傾いた表面である。
【００２５】
センサタイル４０の１つまたは複数のエッジまたはコーナーは、例えば連続した傾斜を有することがあり、あるいは階段状の構成で形成されることがある。しかし、ファセットではなくＲ付き（ｒａｄｉｕｓｅｄ）のエッジ及び／またはコーナーなどの変形形態や修正形態も企図される。幾つかの実施形態では、面取りによって生成した２つのエッジ位置において幾らか丸みをもたせた面取りしたエッジを設けることがある。図面全体を通じて同じ部分を同じ番号で表していることに留意すべきである。
【００２６】
例えば図４〜６は、センサタイル４０向けのファセット付き側壁エッジ配列８０を表している。具体的には、上部８３と底部８４の間（すなわち、上面と底面コーナー４８と５０の間）を延びるような４つの側壁エッジファセット８２が設けられる。側壁エッジファセット８２は全体として、ある上部電極エッジ４２から隣接する上部電極エッジ４２まで並びにある底部電極エッジ４４から隣接する底部電極エッジ４４まで斜めの角度で延びている。したがって、概して９０度すなわち真四角のコーナー４８及び５０を有するのではなく、コーナー４８及び５０を側壁エッジ５２に沿って角度付きとしている。例えば一実施形態では、エッジファセット８２と側壁表面（すなわち、側面５６）の間の斜めの内部角度は１３５度である。
【００２７】
側壁エッジファセット８２は適当な任意の手順から形成されることがある。例えば側壁エッジファセット８２は、側壁エッジ５２に対する研磨及び／または磨き処理から、あるいは側壁エッジ５２に対する切削（例えば、レーザー切削またはウォータージェット切削を用いる）から形成されることがある
ガードバンド５４に加えて、当技術分野で周知の適当な任意の方式でガードリング８６（図４ではファセット付き側壁エッジ配列８０のセンサタイルのカソード側面上に示す）を設けることがあることに留意すべきである。ガードリング８６はさらに、ファセット付き側壁エッジ配列８０のセンサタイルのアノード側面上にも設けることがある。例えばガードバンド５４及び／またはガードリング８６は、形成したセンサタイル４０の周りに金属化したポリマーシートを巻き付けることによって形成されることがある。別の例としてガードバンド５４及び／またはガードリング８６は、接点とのリソグラフィ処理を用いて形成されることがある。例えば、ガードリングをアノード３４を画定するアノードピクセル接点の形成と同時に形成するために、アノード側面に対するフォトリソグラフィを用いることが可能である。
【００２８】
したがって図５で確認できるように、センサタイル４０の４つの隣接するコーナー４８及び５０の間にギャップ８８を有するようなタイル型検出器または検出器モジュール（例えば、図３に示したモジュール７０）が形成されることがある。ギャップ８８は一般に、例えばその内部に高電圧配線を受け容れるためまたは側壁ガードバンド配線のために使用し得るようなモジュールの上部８３から底部８４までの通路を画定する。幾つかの実施形態では、側壁エッジファセット８２のエッジファセット寸法は幅が約０．１ｍｍ〜０．５ｍｍであることに留意すべきである。しかし、設けるファセットをより大きくすることもより小さくすることもできる。
【００２９】
さらに等方性材料について一実施形態では、１３５度の斜め角度を側壁エッジファセット８２向けのベベル角度とすることに留意すべきである。しかしこの角度は、例えば所望によりまたは必要に応じて、あるいは単一結晶様のＣＺＴの場合などセンサタイル４０の形成に使用する材料のタイプに基づいて変更されることがある。
【００３０】
さらに、ファセット付き側壁エッジ配列８０に対して別の変形形態も企図されることにも留意すべきである。例えば軟研磨処理を用いるなどによって、約１００μｍ（マイクロメートル）の半径寸法を有するなど丸まったエッジを形成させることがある。
【００３１】
図７〜９に示したような別の実施形態では、センサタイル４０向けにＲ付き側壁エッジ配列９０を設けることがある。具体的には、上部８３と底部８４の間（すなわち、上面と底面コーナー４８と５０の間）に延びるような４つのＲ付き側壁エッジ９２が設けられる。Ｒ付き側壁エッジ９２は、半径Ｒの曲率を有する概して凸形の湾曲したコーナーである。したがってこのＲ付き側壁エッジ９２は、ある上部電極エッジ４２から隣接する上部電極エッジ４２まで並びにある底部電極エッジ４４から隣接する底部電極エッジ４４まで全体として連続した曲線を成して延びている。したがってこの側壁エッジ５２は、図４〜６に示したようなファセットではなくある半径をもつように設けられている。
【００３２】
一実施形態ではそのセンサタイル４０は、概して矩形の断面を有すると共に、Ｒ付き側壁エッジ配列９０から形成されたタイル型検出器または検出器モジュール（例えば、図３に示したモジュール７０）は、２つのセンサタイル４０のコーナー４８及び５０と隣接するセンサタイル４０のある上面及び底面エッジ４２及び４４によって画定される側面との間にギャップ９６が形成されるように隣接する横列９４からオフセットさせた検出器横列９４を有する。しかし、図５に示した配列と同様の非オフセット式配列（整列したセンサタイル４０を有する）を設けること、並びに提供するオフセットの度合いを異ならせることがあることに留意すべきである。
【００３３】
Ｒ付き側壁エッジ９２は、適当な任意の手順から形成されることがある。例えばＲ付き側壁エッジ９２は、（例えば、レーザー切削、円盤切削、ウォータージェット切削を用いた）側壁エッジ５２の研磨または側壁エッジ５２の切削から形成されることがある。幾つかの実施形態では、ハードツール加工（ｈａｒｄ ｔｏｏｌｉｎｇ）によって面取り及び丸めが製作される。
【００３４】
図１０〜１２に示したようなさらに別の実施形態では、４つの側壁エッジファセット８２に加えて、多重ファセット付きエッジ配列９８を有するセンサタイル４０が形成されるようにコーナーファセット９３及び／または電極エッジファセット９５が設けられることがある。この実施形態では、コーナー４８及び５０の各々の位置でかつ／または上面及び底面電極エッジ４２及び４４の各々に沿って、追加のファセット処理（すなわち、斜めの角度で上部８３から下方向にかつ／または底部８４から上方向に延びるファセット）が提供される。したがって、概ね９０度または真四角のコーナー４８及び５０を有したりかつ／または上面及び底面電極エッジ４２及び４４の各々に沿わせるのではなく、ファセット面が出会う位置に斜めの（例えば、９０度を超える）角度が存在するように（上部８３全体が平面性でないように）して追加のファセットが設けられる。これらのファセットのうちのいずれかが単一のステップ（例えば、傾いた壁）を有することも複数のステップ（エメラルドカットと同様）を有することもあることに留意すべきである。
【００３５】
このコーナーファセット９３及び／または電極エッジファセット９５は、適当な任意の手順から形成されることがある。例えばこのコーナーファセット９３及び／または電極エッジファセット９５は、センサタイル４０の切削の際にレーザーマシン加工を用いることによって（例えば、走査プロトコルの画定をレーザー対部品の角度を離散的な段階で変更することと組み合わせることによって）形成されることがある。別法では、先のとがったホイールを用いることが可能である。幾つかの実施形態では、面取りは先ず、「Ｖ」字形ツール（例えば、ＯＤソー（ｓａｗ）用のホイール）を用いて表面を溝切り（ｇｒｏｏｖｉｎｇ）した後にこれを切り進むことによって設けられることに留意すべきである。さらに、ベベル付きエッジのうちのいずれかは、例えば適当なデバイスを用いるなどとしたラッピング（ｌａｐｐｉｎｇ）及び研磨を通じて形成し得ることに留意すべきである。
【００３６】
ベベル付きエッジはさらに、ベベル作成の用途に応じて１度に１か所の割で作成されることがあり、あるいは同時に複数を作成することも可能である。しかし、ベベル付けは様々な方法で実施することが可能であるが、リニアソー（ｌｉｎｅａｒ ｓａｗ）またはブレードを用いたベベル付きエッジの作成に関してであれば所望のベベルを作成するようにサブストレートを造り付けに（ｆｉｘｔｕｒｅｄ）することが可能であり、あるいは所望のベベルを作成するようにブレード、レーザーまたは流体ストリームを角度付けすることが可能であることに留意すべきである。さらに、ソーブレードを用いる場合、ブレードをサブストレート材料内に切り入れたときにブレードが確実に均一の寸法を有するように切削の前にブレードを調整または目立てすることがある。
【００３７】
したがって幾つかの実施形態ではベベル付きエッジによって、サブストレート（例えば、ウェハ）から矩形、正方形または任意の６面形状を切り出した後のエッジが形成されることになる。ウェハ上に直接ベベル付けを実行することがある。エッジのベベル付けによって、７つ以上の側面、また例えば２６までの面をもつ構成要素部分を作成し得ることに留意すべきである。
【００３８】
さらに別の実施形態では、図１３〜１５に示したようなセンサタイル４０向けの角度付き側壁配列１００を提供する。具体的には、上部８３と底部８４の間（すなわち、上面と底面電極エッジ４２と４４の間）に延びるように４つの角度付き側壁１０２が設けられる。したがって、上部８３と底部８４の間で概ね直交するような壁を有するのではなく、角度（Ｔ）１０３とした４つの角度付き側壁１０２（テーパ付きの壁とし得る）が設けられる。角度付き側壁１０２に対するテーパ付けを一定の傾斜で図示しているが、さらに階段状配列として設けることもあり得る。さらに、テーパ付けは図１３に示したように上部８３から底部８４に向かわせることも、図１４に示したようにこの反対とすることもある。角度付き側壁１０２の各々あるいは角度付き側壁対１０２は同じテーパ角度を有することも、異なるテーパ角度を有することもある。
【００３９】
角度付き側壁１０２は、適当な任意の手順から形成されることがある。例えば幾つかの実施形態ではその角度付き側壁１０２は、切削を実行するレーザージェットまたはウォータージェットから形成されることがある。側壁角度の程度は、レーザーの角度または水の角度によって制御することが可能である。本明細書でより詳細に説明するようなエッジまたはコーナーのいずれかに対するテーパ付けなど追加のテーパ付けを設けることがあることに留意すべきである。
【００４０】
したがって図１５で確認できるように、センサタイル４０の間に設けられたくさび形状ギャップとしたギャップ１０４を備えるタイル型検出器または検出器モジュール（例えば、図３に示したモジュール７０）が形成されることがある。ギャップ１０４によって、側壁ガードバンド５４（例えば、側壁ガードバンド電極）のための追加的なスペースを提供することができる。角度付き側壁配列１００を有するセンサタイル４０から形成されたモジュールは、図１５に示したように同じ方向に向けられることや、あるいはセンサタイル４０のうちの別のもの（例えば、隣接するセンサタイル４０）が図１３及び１４のそれぞれに示したような反対方向に向いたテーパを有し得ることに留意すべきである。したがってこの実施形態では、ギャップ１０４を存在させていない。
【００４１】
さらに、異なる形状のセンサタイルを設けることがある。例えば、円筒状体部を画定する概ね円形の断面を有するような図１６に示したようなセンサタイル１１０を設けることがある。別の例として、六角形の形状を有するようなセンサタイル１１４を設けることがある。しかし、別の形状（例えば、長円形）も企図される。図示したように、本明細書でより詳細に説明するように形成し得るベベル付きの上面及び底面エッジ１１２を設けることがある。さらに、１つまたは複数のガードバンド５４またはガードリング８６を設けることがある。図１６は、１つまたは複数のガードバンド５４またはガードリング８６に関する可能な様々な位置（エッジファセット上など）を表している。したがってベベル付き上面及び底面エッジ１１２は、金属化したリングを受け容れるだけの十分な幅で形成されることがある。
【００４２】
適当な任意の手順を用いて円形、長円形または円筒形の実施形態に関するベベル付けを設けることがある。例えばそのベベル付けを直接のマシン加工または研磨によって実行することがある。
【００４３】
様々な実施形態では、ファセット及び／またはベベルをすべすべした、ハードコートの疎水性材料でコーティングする最終の処理ステップが実行されることがあることに留意すべきである。このコーティングによって一般に、ファセット及び／またはベベルの表面がカプセル封入され、またこれによって表面にチリが溜まったり湿気を引き寄せるのを防止すると共に、荷重の分散のために広い領域にわたる応力の取扱いが防止される。
【００４４】
様々な実施形態では、図１７に示したような検出器モジュールを形成するための方法１２０を提供する。本方法は１２２において、サブストレート（例えば、半導体サブストレート）を所定の断面形状（例えば、正方形）を有する複数のセンサタイルになるように切削することを含む。この処理中あるいはその後で１２４において、センサタイル内に１つまたは複数のベベル及び／またはファセットが形成される。様々な実施形態では、センサタイルへの（本明細書でより詳細に説明するような）ベベル付き及び／またはファセット付きエッジ、コーナーまたは壁の形成は、開始ウェハからサブストレートを分離するマシン加工処理の一部として設けることがあり、あるいは整形したセンサタイルの形成後に適用することが可能である。例えばレーザー切削によってウェハを切り進めると共に側壁上にテーパを残すことが可能である。別の例としてそのタイルは、固定の角度を画定する造り付けの形で配置させることが可能であり、またエッジ及びコーナーに対してファセットを形成するようなラッピングを適用することが可能である。幾つかの実施形態では、ラッピングと動きを組み合わせると、エッジやコーナーの位置における半径に影響を与えることが可能である。さらに、切削処理中にまたは後続の切削またはラッピング操作によってセンサタイルに対して追加のファセットを形成し、これによりエッジやコーナーの位置に斜めの角度を生成することがある。別法としてそのタイルは、ファセットではなくある半径を有するようにマシン加工したコーナーやエッジを有することがある。さらに幾つかの実施形態では、ファセットとＲ付け処理の組み合わせを用いることがある。ファセットや半径に加えて、本明細書でさらに詳細に説明するようにドラフトテーパ（ｄｒａｆｔ−ｔａｐｅｒ）を有するようにそのタイルを切削することが可能である。
【００４５】
その後１２６において、ベベル及び／またはファセットが任意選択でコーティングされる。最後に１２８において、複数のベベル付き及び／またはファセット付きセンサタイルが組み合わされて検出器モジュールが形成される。例えばそのセンサタイルを、センサタイルに接続させるための電気接続を含み得るような適当な任意の支持構造に対して装着させることがある。
【００４６】
様々な実施形態では、ＣＺＴ検出器モジュール向けなど取り外し可能な検出器実装を提供する。この検出器モジュールは、本明細書に記載したようなベベル及び／またはファセットを有するセンサタイルから形成されることがあり、あるいは概ね真四角のエッジ及びコーナーを有するセンサタイルから形成されることもあり得る。具体的に一実施形態では、図１８に示したような検出器パッケージ１３０が設けられる。検出器パッケージ１３０は、様々な実施形態では多重層セラミックサブストレートなどのセラミックサブストレートであるようなサブストレート１３２を含む。しかし、アルミナサブストレート、オーガニック（ｏｒｇａｎｉｃ）回路基板、あるいは強化エポキシ積層シート（例えば、ＦＲ−４）、その他などの別のサブストレート材料を用いることがある。
【００４７】
一実施形態ではＣＺＴセンサタイルとするような複数のセンサタイル１３６とサブストレート１３２を接続するために複数の相互接続１３４として図示した相互接続配列が設けられる。幾つかの実施形態ではそのセンサタイル１３６は、ベベル及び／またはファセットを有するセンサタイル４０と同様に形成される。さらに、例えば、糊、エポキシまたは別の接着剤などとし得る結合材料１３８によってセンサタイル１３６を互いに結合させている。相互接続１３４は、アノード１４８（アノードパッドとして図示）をサブストレート１３２上のパッド１５２に接続している金属、はんだ（例えば、はんだバンプまたはボール）あるいは導電性の接着剤（例えば、エポキシにニッケルやグラファイトの充填材を加えたもの）、あるいは別の材料を含むことがある。
【００４８】
したがって一般に、例えば組み上げのとき、温度が変化したとき並びに衝撃事象の際において応力を受けるセンサパック１４０（センサタイル１３６を結合させて形成）とサブストレート１３２との間に様々な界面が提供される。例えば、センサタイル１３６をサブストレート１３２に結合させる相互接続１３４を用いた電気相互接続によって界面が提供される。側壁結合によって別の界面が提供される。
【００４９】
熱膨張係数（ＣＴＥ）不整合により誘導される応力があると、界面が劣化し検出器性能が低下する可能性がある。一実施形態では、アセンブリ内の各材料のＣＴＥは以下のレンジ内にある。
【００５０】
ＣＺＴ＝５．８ｐｐｍ／Ｋ
セラミック＝６ｐｐｍ／Ｋ（ＣＺＴのＣＴＥを整合させるように選択）
相互接続材料＝１６〜１００ｐｐｍ／Ｋ
側壁結合材料＝３０〜２００ｐｐｍ／Ｋ
より具体的に界面について一実施形態ではそのセンサタイル１３６を、様々な実施形態では高弾性係数の接着剤であるような結合材料１３８によって互いに力学的に結合させている。一実施形態ではその結合は電気的に不活性であるが、任意選択ではセンサタイル１３６内の内部電界を成形するための金属元素を含むことが可能である。
【００５１】
センサパック１４０は、プロセッサ（この実施形態では、当技術分野で周知のものなど適当な処理構成要素を提供する特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）１４２である）まで引き回される電荷信号を提供するアノード側面の位置において相互接続を介してサブストレート１３２に接続される。図１９及び２０にアノード側面相互接続をより詳細に示している。この相互接続は、センサパック１４０に加えられる応力を低減または最小化することが可能である。
【００５２】
センサパック１４０はさらに、この実施形態では高電圧接続を提供するようなカソード相互接続１４３を有する。カソード相互接続１４３は、高電圧をセンサタイル１３６の各々まで引き回す金属化を備えた柔軟な材料から形成することが可能である。センサタイル１３６のカソード接点に対して金属化を取り付けるために電気伝導性の接着剤を用いることがあることに留意すべきである。
【００５３】
センサタイル１３６のカソード側面の位置にはプレート１４４（この実施形態では、剛性のプレート）が取り付けられており、アノード側面をサブストレート１３２に対して確保し衝撃による変形に対抗または変形を防止する剛性のハウジングを形成している。アセンブリ全体を覆うように（図２２ではアセンブリの一部分のみを覆うように示す）図２２に示したような発泡体層１５０（例えば、発泡体射出成形）を設け、衝撃が生じたときの発泡体の変形による衝撃に対抗できるようにし得ることに留意すべきである。したがって様々な実施形態では、発泡体層１５０は変形するが剛性のハウジングは変形せず、センサタイル１３６に加わる応力はより小さくなる。
【００５４】
剛性のハウジングはさらに、サブストレート１３２及びプレート１４４に剛性ハウジングを維持するための圧力を加えるように調節可能な（例えば、回転自在に調節可能な）制御ピン１４６を含む。支持及び剛性を提供するために、プレート、梁、様々なエンクロージャなどの別の力学的構造を用い得ることに留意すべきである。
【００５５】
したがって様々な実施形態では、異方性の導電性材料の層並びに相互接続１３４は、圧縮力のかかった状態に維持される。制御ピン１４６によって加えられる圧縮を開放すると、センサタイル１３６を外すことが可能である。図１９及び２０には、異方性の導電性材料配列の一例を図示している。この実施形態では、低弾性係数材料または別の異方性の導電性材料から形成するなどとした基部１６０を設けている。この実施形態では金属ビア１６２とした複数の金属化した相互接続が、基部１６０を貫通して基部１６０の上表面及び底表面１６４及び１６６を越えて延びている。したがって金属ビア１６２は基部１６０の内部に埋め込まれている。したがって金属化した相互接続は、上表面及び底表面１６４及び１６６上でアクセス可能である。金属ビア１６２は適当な任意の導電性材料（例えば、銅）から形成し得ることに留意すべきである。一実施形態ではその金属ビア１６２は、規格準拠の基部材料など気泡独立の発泡体材料内部にある銅製のピラーまたはポストである。
【００５６】
図２１は、相互接続１３４を用いたサブストレート１３２に対するセンサタイル１３６の結合（例えば、検出器組み上げ過程）を表している。例えば、ＣＺＴ対セラミックサブストレートの組み上げ及び再加工過程は以下のように提供することができる。
【００５７】
１．コネクタ取り付け材料１７０（例えば、銀エポキシ、はんだまたは別の導電性エポキシ）を用いてサブストレート１３２（例えば、セラミックサブストレート）上に基部１６０（すなわち、異方性の導電性材料の層）を取り付ける。
【００５８】
２．アノード１４８を異方性の導電性材料に整列させ、次いでＰ矢印で示した圧力を加えると共に制御ピン１４６を確保する。圧縮を受けて金属ビア１６２が曲がるまたは変形する（例えば、若干曲がる）と共に、基部１６０のポリマー基部材料によって接続配列を適正に接触させるための圧力が提供されることが確認できよう。金属ビア１６２は単一のロッドまたは撚り線から形成されることや、複数のロッドまたは撚り線から形成されることがあることに留意すべきである。
【００５９】
３．センサタイル１３６のうちの１つが機能していない場合、制御ピン１４６をアンロードにしてセンサタイル１３６を置き換えることによって個別のセンサタイル１３６を交換することが可能であり、これにより再加工可能な組み上げ過程が提供される。
【００６０】
別の相互接続配列は、例えば金属被覆のボール、金属充填エポキシの高スタンドオフ被着、スタッドバンプ、めっきバンプ、またははんだボール、その他を用いることによって提供し得ることに留意すべきである。様々な実施形態ではその導電性接着剤は、ＣＴＥ不整合に対応した高いスタンドオフを有する。
【００６１】
表面保護を設けることがあることに留意すべきである。例えばセンサタイル１３６は、図２２に示したようにして汚染物質から保護されることがある。例えば、ＣＺＴタイルではそのタイルは、湿式化学薬品（例えば、０．０１〜３０％過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウム溶液）を用いること、あるいはドライ酸化（例えば、室温から約摂氏１５０度までの空気中に存在する酸素ガスまたは水蒸気を含む任意の酸化性ガス）によって酸化させている。したがって、表面パッシベーション及びカプセル化層１８０が設けられることがある。
【００６２】
次いで、組み上げ前に熱可塑性接着剤を用いるなどしてＣＺＴタイルは互いに結合させると共に、組み上げの間に１つのモノリシック検出器として取り扱われる。別法として、ＣＺＴタイル表面を汚染から保護しかつ表面漏洩を低くするために化学気相成長のポリマーコーティングを有するような事後組み上げを提供することがある。
【００６３】
したがって検出器パッケージ１３０によれば、発泡体カプセル化の変形に関連して衝撃事象の際により長いタイムスケールにわたって伝播する運動量を拡散させることによってセンサ材料に加わる力が低減される。さらに相互接続の構造によってサブストレートとセンサ材料の間のＣＴＥ不整合が許容される一方、センサ材料に対する損傷の可能性が低下する。
【００６４】
したがって様々な実施形態は、斜め角度のタイルを有する検出器モジュールを提供する。さらに、取り外し可能で衝撃抵抗性の検出器実装も提供される。これにより様々な実施形態による検出器は劣化及び破損に対して堅牢である。
【００６５】
様々な実施形態は、例えばＰＥＴ撮像システムやＳＰＥＣＴ撮像システムなどの核医学（ＮＭ）撮像システム、Ｘ線撮像システム及びＣＴ撮像システム、その他といった様々なタイプの撮像システムの一部として提供することができる。例えば図２３は、様々な実施形態に従って構築した医用撮像システム２１０（この実施形態で、ＳＰＥＣＴ撮像システム）の例示的な実施形態の斜視図である。システム２１０は一体型ガントリ２１２を含み、このガントリはさらにガントリ中央ボア２３２の周りに向けられたロータ２１４を含む。ロータ２１４は、本明細書に記載した検出器モジュールを用いて形成したガンマカメラ、ＳＰＥＣＴ検出器、多重層ピクセル式カメラ（例えば、コンプトンカメラ）及び／またはＰＥＴ検出器（ただし、これらに限らない）などの１つまたは複数の核医学（ＮＭ）ピクセル式カメラ２１８（２つのカメラ２１８を図示）に対応するように構成されている。医用撮像システム２１０がＣＴカメラまたはＸ線カメラを含むとき、医用撮像システム２１０はさらに、検出器に向けてＸ線を放出するためのＸ線管（図示せず）も含むことに留意すべきである。様々な実施形態ではそのカメラ２１８は、本明細書でさらに詳細に説明するようなピクセル式検出器から形成されている。ロータ２１４はさらに、検査軸２１９の周りで軸方向に回転するように構成されている。
【００６６】
患者テーブル２２０は、ベッド支持システム２２４に対して摺動可能に結合させたベッド２２２を含むことがあり、このベッド支持システムは床面に直接結合させることやガントリ２１２に結合させた基部２２６を通じてガントリ２１２に結合させることがある。ベッド２２２は、ベッド２２２の上側表面２３０に対して摺動可能に結合させたストレッチャー２２８を含むことがある。患者テーブル２２０は、検査軸２１９と実質的に整列した検査位置への患者（図示せず）の前進及び後退を容易にするように構成される。撮像スキャンの際に患者テーブル２２０は、ベッド２２２及び／またはストレッチャー２２８を軸方向にボア２３２から出し入れするように制御されることがある。撮像システム２１０に対する操作及び制御は、当技術分野で周知の任意の方式で実行することができる。回転式ガントリや静止型ガントリを含むような撮像システムと連携して様々な実施形態を実現し得ることに留意すべきである。
【００６７】
図２４は、ガントリ上に装着した様々な実施形態に従って提供されるた複数の撮像検出器を有する撮像システム２５０を表したブロック図である。この撮像システムはさらに、ＮＭ／ＣＴ撮像システムなどのマルチモダリティ撮像システムとし得ることに留意すべきである。ＳＰＥＣＴ撮像システムとして図示している撮像システム２５０は全体として、ガントリ２５６上に装着した複数のピクセル式撮像検出器２５２及び２５４（２つを図示）を含む。撮像検出器２５２及び２５４は、本明細書に記載した検出器モジュールから形成されることがある。追加の撮像検出器を設け得ることに留意すべきである。撮像検出器２５２及び２５４は、ガントリ２５６のボア２６０内の患者２５８を基準とした複数の位置（例えば、Ｌモード構成の場合）に配置される。患者２５８は、患者２５８内部の関心対象構造（例えば、心臓）に特異的な放射線または撮像データが収集できるようにして患者テーブル２６２上に支持されている。撮像検出器２５２及び２５４をガントリ２５６に沿って（または、ガントリの周りに）移動操作ができるように構成しているが、幾つかの撮像システムでは撮像検出器をガントリ２５６に固定的にし、例えばＰＥＴ撮像システム内の静止位置（例えば、撮像検出器のリング）に結合させていることに留意すべきである。さらに、撮像検出器２５２及び２５４は、本明細書に記載したのと別の材料から形成されると共に当技術分野で周知の別の構成で設け得ることに留意すべきである。
【００６８】
撮像検出器２５２及び２５４のうちの１つまたは幾つかの放射線検出面（図示せず）の前に１つまたは複数のコリメータを設けることがある。撮像検出器２５２及び２５２は、ピクセルのｘとｙの箇所並びに撮像検出器２５２及び２５４の箇所によって画定し得る２Ｄ画像を収集する。放射線検出面（図示せず）は、例えば患者２５８（人間の患者とすることも動物とすることもある）の方向に向けられる。ガントリ２５６は別の形状（例えば、「Ｃ字形」）に構成し得ることに留意すべきである。
【００６９】
制御器ユニット２６４は撮像検出器２５２及び２５４の視野域（ＦＯＶ）内部に患者２５８の所望の解剖構造を位置決めするように、関心対象解剖構造の画像収集に先立って実行されることがあるような撮像検出器２５２及び２５４を基準とした患者テーブル２６２の移動及び位置決め、並びに患者２５８に対する撮像検出器２５２及び２５４の移動及び位置決めを制御することができる。制御器ユニット２６４は、その各々が処理ユニット２６８により自動式に指令を受ける、操作者により手動で制御する、あるいはこれらを組み合わせて行われるようなテーブル制御器２６５及びガントリモータ制御器２６６を有することがある。テーブル制御器２６５は、撮像検出器２５２及び２５４のＦＯＶを基準とした患者２５８の位置決めのために患者テーブル２５８を移動させることがある。追加であるいは任意選択で撮像検出器２５２及び２５４は、患者２５８を基準として移動、位置決めまたは向き調整されることや、ガントリモータ制御器２６６の制御下で患者２５８の周りに回転させることがある。
【００７０】
撮像データは、２次元（２Ｄ）画像、３次元（３Ｄ）ボリュームあるいは経時性の３Ｄボリューム（４Ｄ）を含み得る本明細書に記載したような画像になるように合成及び再構成することができる。
【００７１】
撮像検出器２５２及び２５４が発生させたアナログ及び／またはディジタルの電気信号データをデータ収集システム（ＤＡＳ）２７０が受け取り、また本明細書でさらに詳細に説明するような後続の処理のためにデータ収集システムがこのデータをデコードしている。画像再構成プロセッサ２７２は、ＤＡＳ２７０からこのデータを受け取り、当技術分野で周知の任意の再構成処理法を用いて画像を再構成する。ＤＡＳ２７０からのデータや再構成画像データを格納するためにデータ記憶デバイス２７４を設けることがある。ユーザ入力を受け取るために入力デバイス２７６も設けることがあり、また再構成画像を表示するためにディスプレイ２７８を設けることがある。
【００７２】
様々な実施形態はさらに、例えば、様々なタイプの高エネルギー分解能の放射スペクトルメータの一部として実現されることがある。図２５は、本明細書に記載したような１つまたは複数の実施形態に従ったセンサタイルから形成された少なくとも１つの高エネルギー分解能検出器を用いてエネルギースペクトルを計測すると共に放射性同位体の種類を特定するためのハンドヘルド型スペクトルメータデバイス３００（例えば、ＲＩＩＤ）を表している。図示のようにハンドヘルド型スペクトルメータデバイス３００は、ゴミ箱３０６内に図示した放射線源３０４の箇所を表示するディスプレイ３０２を含む。ハンドヘルド型スペクトルメータデバイス３００は、音響警報を同報することや検出した放射線源３０４の視覚的指示を表示することがある。
【００７３】
ハンドヘルド型スペクトルメータデバイス３００は、高分解能エネルギースペクトルから例えば放射性物質を特定する（適当な任意の放射線分解能検出技法を用いて決定し得る）ように構成されている。この特定は、放射線源の方向に関する指示３０８並びに放射線の計測エネルギーレベル及びプロフィール３１０をディスプレイ上に表示することを含むことがある。
【００７４】
様々な実施形態ではそのハンドヘルド型スペクトルメータデバイス３００は例えば、放射線源の箇所を三角測量するためのピアデバイスと協働することがある。ハンドヘルド型スペクトルメータデバイス３００の一部として別の構成要素を含むことがある。例えば任意選択では、ＧＰＳ箇所及び向きを提供するために全地球測位システム（ＧＰＳ）受信器を含むことがある。
【００７５】
ハンドヘルド型スペクトルメータデバイス３００は様々な用途（例えば、国境警備、都市防備、沿岸警備及び港湾警備及び／または国際防備、その他）で用いることができる。
【００７６】
様々な実施形態及び／または構成要素（例えば、モジュール、あるいはこれらの内部にある構成要素や制御器）は、１つまたは複数のコンピュータまたはプロセッサの一部として実現させることもある。このコンピュータやプロセッサは、コンピュータ処理デバイス、入力デバイス、表示ユニット、及び例えばインターネットにアクセスするためのインタフェースを含むことがある。このコンピュータやプロセッサは、マイクロプロセッサを含むことがある。このマイクロプロセッサは、通信バスと接続させることがある。このコンピュータやプロセッサはさらにメモリを含むことがある。このメモリは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）や読出し専用メモリ（ＲＯＭ）を含むことがある。このコンピュータやプロセッサはさらに、ハードディスクドライブ、あるいはフロッピー（商標）ディスクドライブ、光ディスクドライブその他などの取外し可能な記憶ドライブとし得る記憶デバイスを含むことがある。この記憶デバイスはさらに、コンピュータプログラムその他の命令をコンピュータやプロセッサにロードするための別の同様の手段とすることがある。
【００７７】
本明細書で使用する場合、「コンピュータ」や「モジュール」という用語は、マイクロコントローラを用いたシステム、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）、ＡＳＩＣ、論理回路、及び本明細書に記載した機能を実行可能な別の任意の回路やプロセッサを含めプロセッサベースまたはマイクロプロセッサベースの任意のシステムを含むことができる。上述の例は単に例示であり、またしたがっていかなる意味においても「コンピュータ」という用語の定義及び／または意味を限定することを意図していない。
【００７８】
このコンピュータやプロセッサは、入力データを処理するために１つまたは複数の記憶素子内に保存された１組の命令を実行する。この記憶素子はさらに、所望によりまたは必要に応じて、データやその他の情報も保存することがある。この記憶素子は情報ソースの形態とすることや、処理装置内部にある物理的な記憶素子とすることがある。
【００７９】
この命令の組は、様々な実施形態の方法や処理などの指定の演算を実行するように処理装置としてのコンピュータまたはプロセッサに指令するための様々なコマンドを含むことがある。この命令組はソフトウェアプログラムの形態とすることがあり、有形で非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体（複数のこともある）の一部を形成することがある。このソフトウェアは、システムソフトウェアやアプリケーションソフトウェアなどの様々な形態とすることがある。さらにこのソフトウェアは、単独のプログラムやモジュールから成る集合体、より大きなプログラムの内部のプログラムモジュール、あるいはプログラムモジュールの一部分の形態とすることがある。このソフトウェアはさらに、オブジェクト指向プログラミングの形態をしたモジュール型プログラミングを含むことがある。処理装置による入力データの処理は、オペレータコマンドに応答すること、以前の処理結果に応答すること、あるいは別の処理装置が発した要求に応答することがある。
【００８０】
本明細書で使用する場合、「ソフトウェア」と「ファームウェア」という用語は置き換え可能であり、ＲＡＭメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ及び不揮発性ＲＡＭ（ＮＶＲＡＭ）メモリを含めコンピュータによって実行するためにメモリ内に保存された任意のコンピュータプログラムを含む。上述のメモリタイプは単に例示であり、またしたがってコンピュータプログラムの保存に使用可能なメモリのタイプを限定するものではない。
【００８１】
上の記述は例示の意図であって限定でないことを理解されたい。例えば上述の実施形態（及び／または、その態様）は、互いに組み合わせて使用することができる。さらに、具体的な状況や材料を様々な実施形態の教示に適応させるようにその趣旨を逸脱することなく多くの修正を実施することができる。本明細書内に記載した材料の寸法及びタイプが様々な実施形態のパラメータを規定するように意図していても、これらの実施形態は決して限定ではなく単なる実施形態の例である。上の記述を検討することにより当業者には別の多くの実施形態が明らかとなろう。様々な実施形態の範囲はしたがって、添付の特許請求の範囲、並びに本請求範囲が規定する等価物の全範囲を参照しながら決定されるべきである。添付の特許請求の範囲では、「を含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」や「ようになった（ｉｎ ｗｈｉｃｈ）」という表現を「を備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」や「であるところの（ｗｈｅｒｅｉｎ）」という対応する表現に対する平易な英語表現として使用している。さらに添付の特許請求の範囲では、「第１の」、「第２の」及び「第３の」その他の表現を単にラベル付けのために使用しており、その対象に対して数値的な要件を課すことを意図したものではない。さらに、添付の特許請求の範囲の限定は手段プラス機能形式で記載しておらず、また３５ Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２、第６パラグラフに基づいて解釈されるように意図したものでもない（ただし、本特許請求の範囲の限定によって「のための手段（ｍｅａｎｓ ｆｏｒ）」の表現に続いて追加的な構造に関する機能排除の記述を明示的に用いる場合を除く）。
【００８２】
この記載では、様々な実施形態（最適の形態を含む）を開示するため、並びに当業者による任意のデバイスやシステムの製作と使用及び組み込んだ任意の方法の実行を含む様々な実施形態の実施を可能にするために例を使用している。この様々な実施形態の特許性のある範囲は本特許請求の範囲によって規定していると共に、当業者により行われる別の例を含むことができる。こうした別の例は、その例が本特許請求の範囲の文字表記と異ならない構造要素を有する場合や、その例が本特許請求の範囲の文字表記と実質的に差がない等価的な構造要素を有する場合があるが、本特許請求の範囲の域内にあるように意図したものである。
【符号の説明】
【００８３】
３０ ピクセル式検出器
３２ サブストレート
３４ アノード
３６ 電子正孔対
３８ カソード
４０ センサタイル
４２ 上部電極エッジ
４４ 底部電極エッジ
４６ 検出表面
４８ コーナー
５０ コーナー
５２ 側壁エッジ
５４ ガードバンド
５６ 側面
５８ アノード
７０ ガンマカメラモジュール
７２ マザーボード
８０ ファセット付き側壁エッジ配列
８２ 側壁エッジファセット
８３ 上部
８４ 底部
８６ ガードリング
８８ ギャップ
９０ Ｒ付き側壁エッジ配列
９２ Ｒ付き側壁エッジ
９３ コーナーファセット
９４ 横列
９５ 電極エッジファセット
９６ ギャップ
９８ エッジ配列
１００ 側壁配列
１０２ 角度付き側壁
１０３ 角度（Ｔ）
１０４ ギャップ
１１０ センサタイル
１１２ エッジ
１１４ センサタイル
１２０ 方法
１２２ センサタイルを形成するようにサブストレートを切削する
１２４ センサタイル内にベベル及び／またはファセットを形成する
１２６ ベベル及び／またはファセットをコーティングする
１２８ ベベル付き及び／またはファセット付きセンサタイルから検出器モジュールを形成する
１３０ 検出器パッケージ
１３２ サブストレート
１３４ 相互接続
１３６ センサタイル
１３８ 結合材料
１４０ センサパック
１４２ 回路（ＡＳＩＣ）
１４３ カソード相互接続
１４４ プレート
１４６ 制御ピン
１４８ アノード
１５０ 発泡体層
１５２ パッド
１６０ 基部
１６２ 金属ビア
１６４ 表面
１６６ 表面
１７０ コネクタ取り付け材料
１８０ パッシベーション及びカプセル化層
２１０ 医用撮像システム
２１２ ガントリ
２１４ ロータ
２１８ ピクセル式カメラ
２１９ 検査軸
２２０ 患者テーブル
２２２ ベッド
２２４ ベッド支持システム
２２６ 基部
２２８ ストレッチャー
２３０ 上側表面
２３２ ボア
２３２ ガントリ中央ボア
２５０ 撮像システム
２５２ 撮像検出器
２５４ 撮像検出器
２５６ ガントリ
２５８ 患者
２６０ ボア
２６２ 患者テーブル
２６４ 制御器ユニット
２６５ テーブル制御器
２６６ ガントリモータ制御器
２６８ 処理ユニット
２７０ データ収集システム（ＤＡＳ）
２７２ 画像再構成プロセッサ
２７４ データ記憶デバイス
２７６ 入力デバイス
２７８ ディスプレイ
３００ ハンドヘルド型スペクトルメータデバイス
３０２ ディスプレイ
３０４ 放射線源
３０６ ゴミ箱
３０８ 指示
３１０ エネルギーレベルまたはプロフィール
【技術分野】
【０００１】
（連邦政府支援による研究開発に関する陳述）
本発明は、国土安全保障省の国内原子力検出局（ＤＮＤＯ）により授与された米国政府契約番号第ＨＳＨＱＤＣ−０８−Ｃ−００１７４号に基づく政府支援を受けて成されたものである。米国政府は本発明に関して一定の権利を有するものである。
【０００２】
本明細書に開示した主題は全般的には撮像検出器に関し、またより詳細にはソリッドステート放射線検出器に関する。
【背景技術】
【０００３】
診断用撮像システム向けの検出器（例えば、単一光子放出コンピュータ断層（ＳＰＥＣＴ）システムやコンピュータ断層（ＣＴ）撮像システム向けの検出器）は、例えばＣＺＴと呼ぶことが多いテルル化カドミウム亜鉛（ＣｄＺｎＴｅ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、臭化タリウム（ＴｌＢｒ）及びケイ素（Ｓｉ）といった半導体材料から製造されることが多い。半導体検出器は、シンチレータから製作した検出器と比べてエネルギー分解能がより高いことにより特徴付けされる。このためこうした材料はさらに、室温における放射スペクトロスコピーを必要とするセキュリティ用途向け、並びに放射性同位体の検出及び特定の実行のためにも用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７５０７９６９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
撮像用途とスペクトロスコピー用途の両方で用いられるこれらの半導体検出器は、ピクセル式検出器モジュールのアレイを含むのが典型的である。この検出器モジュールは、鋭角のコーナーやエッジを有するセンサタイルから形成されており、こうしたコーナーやエッジはセンサタイルが保護されておらず１つまたは複数の側面に支持材料を有しないため破損しやすい。したがってこれらのコーナーやエッジは欠ける可能性が高い。例えば組み上げや運搬中などタイルに対する機械的取扱いによって生じる応力（衝撃応力を含む）によってセンサタイルが破損する可能性がある。ハンドへルド型や可搬式のスペクトルメータ検出器では、不測の落下によって力学的衝撃が生じる可能性がある。この応力は、支持材料との接触を通じて力学的に集中かつ増大されるため、より局在的な歪みが生じる。脆性のセンサ材料ではこの集中効果によって、エッジやコーナーにおいて広い面と比べて亀裂の開始及び拡大に繋がり易い。
【０００６】
さらにこの尖ったコーナーやエッジは電界を強くさせ、これが電流の増加並びに経時的な高電圧稼働の劣化の進行に繋がる。動作時において、バイアス電圧を高くすると電荷の集積に有利となり、またエネルギー分解能が向上することになる。しかし従来の検出器では、漏洩が過大となりかつ高電圧破壊や高電圧トラッキングが進行しかねず最終的に破壊に至るために、使用する電圧を高くすることは可能ではない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
様々な実施形態では、放射線を検出するように構成された複数のセンサタイルを含んだ放射線検出器モジュールを提供する。この複数のセンサタイルは、（ｉ）複数のセンサタイルの上表面及び底表面を画定する上面及び底面エッジと、（ｉｉ）複数のセンサタイルの側面を画定する側壁エッジと、（ｉｉｉ）上面及び底面エッジと側壁エッジとによって画定されるコーナーと、を有する。本放射線検出器モジュールはさらに、斜めの角度を有する少なくとも１つのベベル付けした表面を有しており、このベベル付き表面は上面または底面エッジ、側壁エッジあるいはコーナーのうちの少なくとも１つに対するベベル付けを含む。
【０００８】
別の実施形態では、ガントリと、複数の検出器モジュールから形成した少なくとも１つの撮像検出器と、を含んだ医用撮像システムを提供する。この検出器モジュールは、放射線を検出するように構成された複数のセンサタイルを含み、かつ斜め角度のファセットを画定している複数のセンサタイルのエッジまたはコーナーの少なくとも一方を含んだ少なくとも１つのベベル付き表面を有する。
【０００９】
さらに別の実施形態では、複数の検出器モジュールから形成された少なくとも１つの高エネルギー分解能検出器を含んだ放射スペクトルメータシステムを提供する。この検出器モジュールは、放射線を検出するように構成された複数のセンサタイルを含み、かつ斜め角度のファセットを画定している複数のセンサタイルのエッジまたはコーナーの少なくとも一方を含んだ少なくとも１つのベベル付き表面を有する。
【００１０】
また別の実施形態では、放射線検出器用の検出器モジュールを形成するための方法を提供する。本方法は、複数のセンサタイルを形成するようにサブストレートを切削するステップと、センサタイル上に斜め角度のファセットを画定している複数のセンサタイルのエッジまたはコーナーの少なくとも一方を含んだ少なくとも１つのベベル付き表面を形成するステップと、を含む。本方法はさらに、少なくとも１つのベベル付き表面を有するセンサタイルから検出器モジュールを形成するステップを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ピクセル式検出器の一部の簡略断面図である。
【図２】センサタイルの簡略斜視図である。
【図３】一実施形態に従って形成した検出器モジュールの斜視図である。
【図４】一実施形態に従って形成したセンサタイルの斜視図である。
【図５】図４のセンサタイルを用いて形成したタイル型モジュールの上面図である。
【図６】図５のタイル型モジュールの側面図である。
【図７】別の実施形態に従って形成したセンサタイルの斜視図である。
【図８】図７のセンサタイルを用いて形成したタイル型モジュールの上面図である。
【図９】図８のタイル型モジュールの一部分の側面図である。
【図１０】別の実施形態に従って形成したセンサタイルの斜視図である。
【図１１】図１０のセンサタイルを用いて形成したタイル型モジュールの上面図である。
【図１２】図１１のタイル型モジュールの側面図である。
【図１３】別の実施形態に従って形成したセンサタイルの斜視図である。
【図１４】別の実施形態に従って形成したセンサタイルの斜視図である。
【図１５】図１３のセンサタイルを用いて形成したタイル型モジュールの上面斜視図である。
【図１６】別の実施形態に従って形成した異なる形状を表しているセンサタイルの斜視図である。
【図１７】様々な実施形態に従った検出器モジュールを形成するための方法の流れ図である。
【図１８】一実施形態に従って形成した検出器パッケージの断面図である。
【図１９】一実施形態に従って形成した相互接続配列の斜視図である。
【図２０】図１９の相互接続配列の側面図である。
【図２１】様々な実施形態に従った検出器パッケージ組み上げ過程の概要図である。
【図２２】別の実施形態に従って形成した検出器パッケージの断面図である。
【図２３】様々な実施形態に従って構築される例示的な核医学撮像システムの斜視図である。
【図２４】様々な実施形態に従って構築される核医学撮像システムのブロック図である。
【図２５】様々な実施形態をその内部に実現し得るハンドヘルド型スペクトルメータデバイスの図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
上述した要約並びにある種の実施形態に関する以下の詳細な説明は、添付の図面と共に読むことによってさらに十分な理解が得られよう。これらの図面が様々な実施形態の機能ブロックからなる図を表している場合も、必ずしもこれらの機能ブロックがハードウェア回路間で分割されることを意味するものではない。したがって例えば、１つまたは複数の機能ブロック（例えば、プロセッサやメモリ）は、単一のハードウェア（例えば、汎用の信号プロセッサやランダムアクセスメモリ、ハードディスク、その他）の形や複数のハードウェアの形で実現させる得る。同様にそのプログラムは、スタンドアロンのプログラムとすること、オペレーティングシステム内のサブルーチンとして組み込まれること、インストールしたソフトウェアパッケージの形で機能させること、その他とすることができる。こうした様々な実施形態は図面に示した配置や手段に限定されるものではないことを理解すべきである。
【００１３】
本明細書で使用する場合、単数形で「ａ」や「ａｎ」の語を前に付けて記載した要素やステップは、これに関する複数の要素またはステップも排除していない（こうした排除を明示的に記載している場合を除く）と理解すべきである。さらに「一実施形態」に関する言及は、記載した特徴も組み込んでいる追加的な実施形態の存在を排除すると理解されるように意図したものではない。さらに特に否定の記載を明示的にしていない限り、ある具体的な特性を有するある１つの構成要素または複数の構成要素を「備えた（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」または「有する（ｈａｖｉｎｇ）」実施形態は、当該の特性を有しない追加的なこうした構成要素を含むことがある。
【００１４】
さらに本明細書で使用する場合、「画像を再構成させる」という言い回しは、画像を表すデータは作成するが観察可能な画像は作成していないような実施形態を排除することを意図したものではない。したがって、本明細書で使用する場合、「画像（ｉｍａｇｅ）」という語は、観察可能な画像と観察可能画像を表しているデータとの両方を広く指し示している。しかし、多くの実施形態では少なくとも１つの観察可能な画像を作成している（または、作成するように構成されている）。
【００１５】
様々な実施形態は、１つまたは複数のエッジ及び／またはコーナーに実質的に斜めの角度を有するようにそのタイルが製作された放射線検出器または検出器モジュール向けの放射線検出器タイルのアセンブリを提供する。様々な実施形態を実施することによって、センサタイルの取扱い中やセンサタイルの検出器モジュールへの組み上げに必要な作業中に、特に脆性のセンサ材料（例えば、テルル化カドミウム亜鉛（ＣＺＴ））において欠けを生じる可能性がある。さらに、長期の使用において部品の破損の可能性を低くした組み上げ、分解及び現地修理を提供することができる。斜め角度のエッジ及び／またはコーナーの表面での電界増強を低下させるとさらに、電流漏洩や表面破壊を伴うことなく電圧バイアスを高くすることが可能である。さらにこの斜め角度の付いたエッジ及び／またはコーナーのために、検出器の全体応答の一貫性の向上が得られ、したがって応答の一貫性が高いために検出器のエッジ位置におけるエネルギー分解能の向上を得ることが可能である。
【００１６】
様々な別の実施形態はさらに、センサパッケージとするように一体に結合させた複数のセンサ部品（例えば、ＣＺＴまたは臭化タリウム（ＴｌＢｒ）センサタイル）に関する実装を提供する。様々な別の実施形態を実施することによって、衝撃（例えば、検出器モジュールの落下に関連する衝撃）を吸収可能な構造内に検出器モジュールが収容される。
【００１７】
したがって様々な実施形態はピクセル式ソリッドステート（例えば、半導体）検出器並びにこうした検出器向けの実装を提供することができる。ピクセル式検出器に関する異なる構成及び配列（例えば、異なる角度付きエッジ及び／またはコーナーを有するピクセル式ガンマカメラタイル）が提供される。様々な実施形態に従って形成した検出器は様々なタイプの放射線検出撮像システム（例えば、単一光子放出コンピュータ断層（ＳＰＥＣＴ）、陽電子放出断層（ＰＥＴ）及び／またはＸ線やコンピュータ断層（ＣＴ）撮像スキャナ、その他）で使用することができる。様々な実施形態に従って形成した検出器はさらに、放射性同位体特定デバイス（ＲＩＩＤ）を含む様々なタイプの放射スペクトルメータシステムで使用することができる。
【００１８】
様々な実施形態について特定の検出器構成を含む具体的な構成要素を有する医用撮像システムやセキュリティ用途スペクトルメータに関連して記載しているが、これらの様々な実施形態は本明細書に記載した医用撮像システムや特定の検出器に限定されるものでないことに留意すべきである。したがってこれらの様々な実施形態は、任意のタイプの診断用撮像システム（例えば、医用診断撮像システム（例えば、ＣＴやＸ線システム）、非破壊検査システム、セキュリティ監視システム（例えば、航空荷物や空港セキュリティ撮像システム）、ハンドへルド型ＲＩＩＤ、その他）に関連して実現させることができる。さらに、様々な実施形態において所望によりまたは必要に応じてこのエッジ及び／またはコーナーの角度を提供できるように構成及び配列を変更することができる。
【００１９】
具体的に図１は、様々な実施形態に従って形成したピクセル式検出器３０の簡略立面断面図である。ピクセル式検出器３０は、放射線応答性半導体材料（例えば、ＣＺＴ結晶）から形成したサブストレート３２を含む。複数のピクセルを有するピクセル式構造は、アノード３４で示した複数のピクセル電極を形成するようにサブストレートの１つの表面または側面上でのフォトリソグラフィによるか接点金属の切削またはダイシングによって画定される。本明細書でより詳細に説明しているように、センサタイル４０（図２参照）の形状及び構成（特に、センサタイル４０のエッジ及び／またはコーナーの角度）が角度付き部分を形成するように設けられると共に、これらのタイル４０はピクセル式検出器３０（様々な実施形態では、検出器モジュール）を形成するように組み合わせることができる。動作時には、サブストレート３２内で吸収された検出フォトンから生成された電子正孔対３６からピクセル電極（すなわち、アノード３４）内に電荷が誘導される。
【００２０】
ピクセル式検出器３０はさらに、アノード３４に対するサブストレート３２の反対表面または反対側にあり、また単一のカソード電極から形成し得るようなカソード３８を含む。アノード３４によって全体としてピクセルが画定されることに留意すべきである。さらに、カソード３８によって画定された放射線検出表面の前に１つまたは複数のコリメータを設けることがあることに留意すべきである。
【００２１】
図２は、例えば本明細書でより詳細に説明するような１つまたは複数の角度付きエッジ及び／またはコーナーを含み得るＣＺＴ検出器タイルとし得るセンサタイル４０を表している。様々な実施形態によるセンサタイル４０は、適当な任意の放射線検出材料（半導体材料とも非半導体材料ともし得る）から形成されている。センサタイル４０は、具体的なある検出器またはモジュールを収容できるような形状及びサイズとしたサブストレートから形成されることがある。例えば一実施形態ではそのセンサタイル４０は、約２０ｍｍ×２０ｍｍでありかつ約５ｍｍ〜約１０ｍｍの厚さを有する。さらに、センサタイル４０が全体として正方形であるように示しているが、センサタイル４０は任意の矩形形状（または、別の形状）など様々な形状をとり得る。
【００２２】
図示したセンサタイル４０は、以下に記載するように全部で６つの面、８つのコーナー及び１２のエッジを含む。センサタイル４０のエッジ及び／またはコーナーのうちの１つまたは幾つかは、本明細書に記載したように角度を付けるまたは湾曲させている。センサタイル４０は全体として、４つの上部電極エッジ４２及び４つの底部電極エッジ４４を含む。４つの上部電極エッジ４２はこれらの間に、例えばＸ線またはガンマ線を検出するための１つの検出表面４６を画定しており、これによりセンサタイル４０のカソードが画定される。センサタイル４０は全体としてさらに、センサタイル４０のアノード５８を画定している４つの上部コーナー４８及び４つの底部コーナー５０を含む。さらに、センサタイル４０は全体としてさらに、４つの側面５６で示した４つの壁を画定する４つの側壁エッジ５２を含む。センサタイル４０はさらに任意選択として、ガードバンド５４（センサタイル４０の側面５６の周りに延びる電極とし得る）を含むことがある。ガードバンド５４は、電気バイアスが付与されることも付与されないこともあり、また適当な任意の金属から形成される。センサタイル４０のアノード側面上などに、任意選択のガードリング（図示せず）も設けることがある。
【００２３】
センサタイル４０は、図３に示したような検出器またはモジュール７０を形成するように組み合わせることがある。例えば、４つのセンサタイル４０の５横列からなる矩形アレイが形成されるように複数の（例えば、２０個の）センサタイル４０を含む１つの矩形ガンマカメラモジュール７０を配列させている。センサタイル４０は、マザーボード７２上あるいは別の処理及び／または通信回路上に装着されるように示している。センサタイル４０のより小さいアレイやより大きいアレイを備えたモジュール７０を設けることがあることに留意すべきである。さらに、センサタイル４０により検出されるフォトンのエネルギーは一般に、センサタイル４０を形成する結晶内でフォトンが該結晶の材料と相互作用したときに生成される電子正孔対の総数の推定値から決定されることにも留意すべきである。このカウントは一般に、センサタイル４０のアノード上で収集した電荷から推定される電離事象で生成される電子数から決定される。
【００２４】
ここで、センサタイル４０の様々な実施形態について説明することにする。センサタイル４０は一般に、角度が付いた、傾斜した、湾曲した、あるいは概して真四角または直角のエッジと異なる形状となった１つまたは複数のエッジまたはコーナーを含む。例えば様々な実施形態では、センサタイル４０のエッジまたはコーナーのうちの１つまたは幾つかは斜めの表面またはファセットを有する。本明細書で使用する場合に斜めの表面（ｏｂｌｉｑｕｅ ｓｕｒｆａｃｅ）とは一般に、その交差する表面に対して直角でもなくかつ平行でもないような表面を示すことに留意すべきである。斜めの表面は、その交差する表面に対する角度が９０度を超える並びに１８０度未満の内部角度を形成する。したがって様々な実施形態における斜め表面は一般に、基部に対して直角を形成しないかつ／または直交しないような傾いた表面である。
【００２５】
センサタイル４０の１つまたは複数のエッジまたはコーナーは、例えば連続した傾斜を有することがあり、あるいは階段状の構成で形成されることがある。しかし、ファセットではなくＲ付き（ｒａｄｉｕｓｅｄ）のエッジ及び／またはコーナーなどの変形形態や修正形態も企図される。幾つかの実施形態では、面取りによって生成した２つのエッジ位置において幾らか丸みをもたせた面取りしたエッジを設けることがある。図面全体を通じて同じ部分を同じ番号で表していることに留意すべきである。
【００２６】
例えば図４〜６は、センサタイル４０向けのファセット付き側壁エッジ配列８０を表している。具体的には、上部８３と底部８４の間（すなわち、上面と底面コーナー４８と５０の間）を延びるような４つの側壁エッジファセット８２が設けられる。側壁エッジファセット８２は全体として、ある上部電極エッジ４２から隣接する上部電極エッジ４２まで並びにある底部電極エッジ４４から隣接する底部電極エッジ４４まで斜めの角度で延びている。したがって、概して９０度すなわち真四角のコーナー４８及び５０を有するのではなく、コーナー４８及び５０を側壁エッジ５２に沿って角度付きとしている。例えば一実施形態では、エッジファセット８２と側壁表面（すなわち、側面５６）の間の斜めの内部角度は１３５度である。
【００２７】
側壁エッジファセット８２は適当な任意の手順から形成されることがある。例えば側壁エッジファセット８２は、側壁エッジ５２に対する研磨及び／または磨き処理から、あるいは側壁エッジ５２に対する切削（例えば、レーザー切削またはウォータージェット切削を用いる）から形成されることがある
ガードバンド５４に加えて、当技術分野で周知の適当な任意の方式でガードリング８６（図４ではファセット付き側壁エッジ配列８０のセンサタイルのカソード側面上に示す）を設けることがあることに留意すべきである。ガードリング８６はさらに、ファセット付き側壁エッジ配列８０のセンサタイルのアノード側面上にも設けることがある。例えばガードバンド５４及び／またはガードリング８６は、形成したセンサタイル４０の周りに金属化したポリマーシートを巻き付けることによって形成されることがある。別の例としてガードバンド５４及び／またはガードリング８６は、接点とのリソグラフィ処理を用いて形成されることがある。例えば、ガードリングをアノード３４を画定するアノードピクセル接点の形成と同時に形成するために、アノード側面に対するフォトリソグラフィを用いることが可能である。
【００２８】
したがって図５で確認できるように、センサタイル４０の４つの隣接するコーナー４８及び５０の間にギャップ８８を有するようなタイル型検出器または検出器モジュール（例えば、図３に示したモジュール７０）が形成されることがある。ギャップ８８は一般に、例えばその内部に高電圧配線を受け容れるためまたは側壁ガードバンド配線のために使用し得るようなモジュールの上部８３から底部８４までの通路を画定する。幾つかの実施形態では、側壁エッジファセット８２のエッジファセット寸法は幅が約０．１ｍｍ〜０．５ｍｍであることに留意すべきである。しかし、設けるファセットをより大きくすることもより小さくすることもできる。
【００２９】
さらに等方性材料について一実施形態では、１３５度の斜め角度を側壁エッジファセット８２向けのベベル角度とすることに留意すべきである。しかしこの角度は、例えば所望によりまたは必要に応じて、あるいは単一結晶様のＣＺＴの場合などセンサタイル４０の形成に使用する材料のタイプに基づいて変更されることがある。
【００３０】
さらに、ファセット付き側壁エッジ配列８０に対して別の変形形態も企図されることにも留意すべきである。例えば軟研磨処理を用いるなどによって、約１００μｍ（マイクロメートル）の半径寸法を有するなど丸まったエッジを形成させることがある。
【００３１】
図７〜９に示したような別の実施形態では、センサタイル４０向けにＲ付き側壁エッジ配列９０を設けることがある。具体的には、上部８３と底部８４の間（すなわち、上面と底面コーナー４８と５０の間）に延びるような４つのＲ付き側壁エッジ９２が設けられる。Ｒ付き側壁エッジ９２は、半径Ｒの曲率を有する概して凸形の湾曲したコーナーである。したがってこのＲ付き側壁エッジ９２は、ある上部電極エッジ４２から隣接する上部電極エッジ４２まで並びにある底部電極エッジ４４から隣接する底部電極エッジ４４まで全体として連続した曲線を成して延びている。したがってこの側壁エッジ５２は、図４〜６に示したようなファセットではなくある半径をもつように設けられている。
【００３２】
一実施形態ではそのセンサタイル４０は、概して矩形の断面を有すると共に、Ｒ付き側壁エッジ配列９０から形成されたタイル型検出器または検出器モジュール（例えば、図３に示したモジュール７０）は、２つのセンサタイル４０のコーナー４８及び５０と隣接するセンサタイル４０のある上面及び底面エッジ４２及び４４によって画定される側面との間にギャップ９６が形成されるように隣接する横列９４からオフセットさせた検出器横列９４を有する。しかし、図５に示した配列と同様の非オフセット式配列（整列したセンサタイル４０を有する）を設けること、並びに提供するオフセットの度合いを異ならせることがあることに留意すべきである。
【００３３】
Ｒ付き側壁エッジ９２は、適当な任意の手順から形成されることがある。例えばＲ付き側壁エッジ９２は、（例えば、レーザー切削、円盤切削、ウォータージェット切削を用いた）側壁エッジ５２の研磨または側壁エッジ５２の切削から形成されることがある。幾つかの実施形態では、ハードツール加工（ｈａｒｄ ｔｏｏｌｉｎｇ）によって面取り及び丸めが製作される。
【００３４】
図１０〜１２に示したようなさらに別の実施形態では、４つの側壁エッジファセット８２に加えて、多重ファセット付きエッジ配列９８を有するセンサタイル４０が形成されるようにコーナーファセット９３及び／または電極エッジファセット９５が設けられることがある。この実施形態では、コーナー４８及び５０の各々の位置でかつ／または上面及び底面電極エッジ４２及び４４の各々に沿って、追加のファセット処理（すなわち、斜めの角度で上部８３から下方向にかつ／または底部８４から上方向に延びるファセット）が提供される。したがって、概ね９０度または真四角のコーナー４８及び５０を有したりかつ／または上面及び底面電極エッジ４２及び４４の各々に沿わせるのではなく、ファセット面が出会う位置に斜めの（例えば、９０度を超える）角度が存在するように（上部８３全体が平面性でないように）して追加のファセットが設けられる。これらのファセットのうちのいずれかが単一のステップ（例えば、傾いた壁）を有することも複数のステップ（エメラルドカットと同様）を有することもあることに留意すべきである。
【００３５】
このコーナーファセット９３及び／または電極エッジファセット９５は、適当な任意の手順から形成されることがある。例えばこのコーナーファセット９３及び／または電極エッジファセット９５は、センサタイル４０の切削の際にレーザーマシン加工を用いることによって（例えば、走査プロトコルの画定をレーザー対部品の角度を離散的な段階で変更することと組み合わせることによって）形成されることがある。別法では、先のとがったホイールを用いることが可能である。幾つかの実施形態では、面取りは先ず、「Ｖ」字形ツール（例えば、ＯＤソー（ｓａｗ）用のホイール）を用いて表面を溝切り（ｇｒｏｏｖｉｎｇ）した後にこれを切り進むことによって設けられることに留意すべきである。さらに、ベベル付きエッジのうちのいずれかは、例えば適当なデバイスを用いるなどとしたラッピング（ｌａｐｐｉｎｇ）及び研磨を通じて形成し得ることに留意すべきである。
【００３６】
ベベル付きエッジはさらに、ベベル作成の用途に応じて１度に１か所の割で作成されることがあり、あるいは同時に複数を作成することも可能である。しかし、ベベル付けは様々な方法で実施することが可能であるが、リニアソー（ｌｉｎｅａｒ ｓａｗ）またはブレードを用いたベベル付きエッジの作成に関してであれば所望のベベルを作成するようにサブストレートを造り付けに（ｆｉｘｔｕｒｅｄ）することが可能であり、あるいは所望のベベルを作成するようにブレード、レーザーまたは流体ストリームを角度付けすることが可能であることに留意すべきである。さらに、ソーブレードを用いる場合、ブレードをサブストレート材料内に切り入れたときにブレードが確実に均一の寸法を有するように切削の前にブレードを調整または目立てすることがある。
【００３７】
したがって幾つかの実施形態ではベベル付きエッジによって、サブストレート（例えば、ウェハ）から矩形、正方形または任意の６面形状を切り出した後のエッジが形成されることになる。ウェハ上に直接ベベル付けを実行することがある。エッジのベベル付けによって、７つ以上の側面、また例えば２６までの面をもつ構成要素部分を作成し得ることに留意すべきである。
【００３８】
さらに別の実施形態では、図１３〜１５に示したようなセンサタイル４０向けの角度付き側壁配列１００を提供する。具体的には、上部８３と底部８４の間（すなわち、上面と底面電極エッジ４２と４４の間）に延びるように４つの角度付き側壁１０２が設けられる。したがって、上部８３と底部８４の間で概ね直交するような壁を有するのではなく、角度（Ｔ）１０３とした４つの角度付き側壁１０２（テーパ付きの壁とし得る）が設けられる。角度付き側壁１０２に対するテーパ付けを一定の傾斜で図示しているが、さらに階段状配列として設けることもあり得る。さらに、テーパ付けは図１３に示したように上部８３から底部８４に向かわせることも、図１４に示したようにこの反対とすることもある。角度付き側壁１０２の各々あるいは角度付き側壁対１０２は同じテーパ角度を有することも、異なるテーパ角度を有することもある。
【００３９】
角度付き側壁１０２は、適当な任意の手順から形成されることがある。例えば幾つかの実施形態ではその角度付き側壁１０２は、切削を実行するレーザージェットまたはウォータージェットから形成されることがある。側壁角度の程度は、レーザーの角度または水の角度によって制御することが可能である。本明細書でより詳細に説明するようなエッジまたはコーナーのいずれかに対するテーパ付けなど追加のテーパ付けを設けることがあることに留意すべきである。
【００４０】
したがって図１５で確認できるように、センサタイル４０の間に設けられたくさび形状ギャップとしたギャップ１０４を備えるタイル型検出器または検出器モジュール（例えば、図３に示したモジュール７０）が形成されることがある。ギャップ１０４によって、側壁ガードバンド５４（例えば、側壁ガードバンド電極）のための追加的なスペースを提供することができる。角度付き側壁配列１００を有するセンサタイル４０から形成されたモジュールは、図１５に示したように同じ方向に向けられることや、あるいはセンサタイル４０のうちの別のもの（例えば、隣接するセンサタイル４０）が図１３及び１４のそれぞれに示したような反対方向に向いたテーパを有し得ることに留意すべきである。したがってこの実施形態では、ギャップ１０４を存在させていない。
【００４１】
さらに、異なる形状のセンサタイルを設けることがある。例えば、円筒状体部を画定する概ね円形の断面を有するような図１６に示したようなセンサタイル１１０を設けることがある。別の例として、六角形の形状を有するようなセンサタイル１１４を設けることがある。しかし、別の形状（例えば、長円形）も企図される。図示したように、本明細書でより詳細に説明するように形成し得るベベル付きの上面及び底面エッジ１１２を設けることがある。さらに、１つまたは複数のガードバンド５４またはガードリング８６を設けることがある。図１６は、１つまたは複数のガードバンド５４またはガードリング８６に関する可能な様々な位置（エッジファセット上など）を表している。したがってベベル付き上面及び底面エッジ１１２は、金属化したリングを受け容れるだけの十分な幅で形成されることがある。
【００４２】
適当な任意の手順を用いて円形、長円形または円筒形の実施形態に関するベベル付けを設けることがある。例えばそのベベル付けを直接のマシン加工または研磨によって実行することがある。
【００４３】
様々な実施形態では、ファセット及び／またはベベルをすべすべした、ハードコートの疎水性材料でコーティングする最終の処理ステップが実行されることがあることに留意すべきである。このコーティングによって一般に、ファセット及び／またはベベルの表面がカプセル封入され、またこれによって表面にチリが溜まったり湿気を引き寄せるのを防止すると共に、荷重の分散のために広い領域にわたる応力の取扱いが防止される。
【００４４】
様々な実施形態では、図１７に示したような検出器モジュールを形成するための方法１２０を提供する。本方法は１２２において、サブストレート（例えば、半導体サブストレート）を所定の断面形状（例えば、正方形）を有する複数のセンサタイルになるように切削することを含む。この処理中あるいはその後で１２４において、センサタイル内に１つまたは複数のベベル及び／またはファセットが形成される。様々な実施形態では、センサタイルへの（本明細書でより詳細に説明するような）ベベル付き及び／またはファセット付きエッジ、コーナーまたは壁の形成は、開始ウェハからサブストレートを分離するマシン加工処理の一部として設けることがあり、あるいは整形したセンサタイルの形成後に適用することが可能である。例えばレーザー切削によってウェハを切り進めると共に側壁上にテーパを残すことが可能である。別の例としてそのタイルは、固定の角度を画定する造り付けの形で配置させることが可能であり、またエッジ及びコーナーに対してファセットを形成するようなラッピングを適用することが可能である。幾つかの実施形態では、ラッピングと動きを組み合わせると、エッジやコーナーの位置における半径に影響を与えることが可能である。さらに、切削処理中にまたは後続の切削またはラッピング操作によってセンサタイルに対して追加のファセットを形成し、これによりエッジやコーナーの位置に斜めの角度を生成することがある。別法としてそのタイルは、ファセットではなくある半径を有するようにマシン加工したコーナーやエッジを有することがある。さらに幾つかの実施形態では、ファセットとＲ付け処理の組み合わせを用いることがある。ファセットや半径に加えて、本明細書でさらに詳細に説明するようにドラフトテーパ（ｄｒａｆｔ−ｔａｐｅｒ）を有するようにそのタイルを切削することが可能である。
【００４５】
その後１２６において、ベベル及び／またはファセットが任意選択でコーティングされる。最後に１２８において、複数のベベル付き及び／またはファセット付きセンサタイルが組み合わされて検出器モジュールが形成される。例えばそのセンサタイルを、センサタイルに接続させるための電気接続を含み得るような適当な任意の支持構造に対して装着させることがある。
【００４６】
様々な実施形態では、ＣＺＴ検出器モジュール向けなど取り外し可能な検出器実装を提供する。この検出器モジュールは、本明細書に記載したようなベベル及び／またはファセットを有するセンサタイルから形成されることがあり、あるいは概ね真四角のエッジ及びコーナーを有するセンサタイルから形成されることもあり得る。具体的に一実施形態では、図１８に示したような検出器パッケージ１３０が設けられる。検出器パッケージ１３０は、様々な実施形態では多重層セラミックサブストレートなどのセラミックサブストレートであるようなサブストレート１３２を含む。しかし、アルミナサブストレート、オーガニック（ｏｒｇａｎｉｃ）回路基板、あるいは強化エポキシ積層シート（例えば、ＦＲ−４）、その他などの別のサブストレート材料を用いることがある。
【００４７】
一実施形態ではＣＺＴセンサタイルとするような複数のセンサタイル１３６とサブストレート１３２を接続するために複数の相互接続１３４として図示した相互接続配列が設けられる。幾つかの実施形態ではそのセンサタイル１３６は、ベベル及び／またはファセットを有するセンサタイル４０と同様に形成される。さらに、例えば、糊、エポキシまたは別の接着剤などとし得る結合材料１３８によってセンサタイル１３６を互いに結合させている。相互接続１３４は、アノード１４８（アノードパッドとして図示）をサブストレート１３２上のパッド１５２に接続している金属、はんだ（例えば、はんだバンプまたはボール）あるいは導電性の接着剤（例えば、エポキシにニッケルやグラファイトの充填材を加えたもの）、あるいは別の材料を含むことがある。
【００４８】
したがって一般に、例えば組み上げのとき、温度が変化したとき並びに衝撃事象の際において応力を受けるセンサパック１４０（センサタイル１３６を結合させて形成）とサブストレート１３２との間に様々な界面が提供される。例えば、センサタイル１３６をサブストレート１３２に結合させる相互接続１３４を用いた電気相互接続によって界面が提供される。側壁結合によって別の界面が提供される。
【００４９】
熱膨張係数（ＣＴＥ）不整合により誘導される応力があると、界面が劣化し検出器性能が低下する可能性がある。一実施形態では、アセンブリ内の各材料のＣＴＥは以下のレンジ内にある。
【００５０】
ＣＺＴ＝５．８ｐｐｍ／Ｋ
セラミック＝６ｐｐｍ／Ｋ（ＣＺＴのＣＴＥを整合させるように選択）
相互接続材料＝１６〜１００ｐｐｍ／Ｋ
側壁結合材料＝３０〜２００ｐｐｍ／Ｋ
より具体的に界面について一実施形態ではそのセンサタイル１３６を、様々な実施形態では高弾性係数の接着剤であるような結合材料１３８によって互いに力学的に結合させている。一実施形態ではその結合は電気的に不活性であるが、任意選択ではセンサタイル１３６内の内部電界を成形するための金属元素を含むことが可能である。
【００５１】
センサパック１４０は、プロセッサ（この実施形態では、当技術分野で周知のものなど適当な処理構成要素を提供する特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）１４２である）まで引き回される電荷信号を提供するアノード側面の位置において相互接続を介してサブストレート１３２に接続される。図１９及び２０にアノード側面相互接続をより詳細に示している。この相互接続は、センサパック１４０に加えられる応力を低減または最小化することが可能である。
【００５２】
センサパック１４０はさらに、この実施形態では高電圧接続を提供するようなカソード相互接続１４３を有する。カソード相互接続１４３は、高電圧をセンサタイル１３６の各々まで引き回す金属化を備えた柔軟な材料から形成することが可能である。センサタイル１３６のカソード接点に対して金属化を取り付けるために電気伝導性の接着剤を用いることがあることに留意すべきである。
【００５３】
センサタイル１３６のカソード側面の位置にはプレート１４４（この実施形態では、剛性のプレート）が取り付けられており、アノード側面をサブストレート１３２に対して確保し衝撃による変形に対抗または変形を防止する剛性のハウジングを形成している。アセンブリ全体を覆うように（図２２ではアセンブリの一部分のみを覆うように示す）図２２に示したような発泡体層１５０（例えば、発泡体射出成形）を設け、衝撃が生じたときの発泡体の変形による衝撃に対抗できるようにし得ることに留意すべきである。したがって様々な実施形態では、発泡体層１５０は変形するが剛性のハウジングは変形せず、センサタイル１３６に加わる応力はより小さくなる。
【００５４】
剛性のハウジングはさらに、サブストレート１３２及びプレート１４４に剛性ハウジングを維持するための圧力を加えるように調節可能な（例えば、回転自在に調節可能な）制御ピン１４６を含む。支持及び剛性を提供するために、プレート、梁、様々なエンクロージャなどの別の力学的構造を用い得ることに留意すべきである。
【００５５】
したがって様々な実施形態では、異方性の導電性材料の層並びに相互接続１３４は、圧縮力のかかった状態に維持される。制御ピン１４６によって加えられる圧縮を開放すると、センサタイル１３６を外すことが可能である。図１９及び２０には、異方性の導電性材料配列の一例を図示している。この実施形態では、低弾性係数材料または別の異方性の導電性材料から形成するなどとした基部１６０を設けている。この実施形態では金属ビア１６２とした複数の金属化した相互接続が、基部１６０を貫通して基部１６０の上表面及び底表面１６４及び１６６を越えて延びている。したがって金属ビア１６２は基部１６０の内部に埋め込まれている。したがって金属化した相互接続は、上表面及び底表面１６４及び１６６上でアクセス可能である。金属ビア１６２は適当な任意の導電性材料（例えば、銅）から形成し得ることに留意すべきである。一実施形態ではその金属ビア１６２は、規格準拠の基部材料など気泡独立の発泡体材料内部にある銅製のピラーまたはポストである。
【００５６】
図２１は、相互接続１３４を用いたサブストレート１３２に対するセンサタイル１３６の結合（例えば、検出器組み上げ過程）を表している。例えば、ＣＺＴ対セラミックサブストレートの組み上げ及び再加工過程は以下のように提供することができる。
【００５７】
１．コネクタ取り付け材料１７０（例えば、銀エポキシ、はんだまたは別の導電性エポキシ）を用いてサブストレート１３２（例えば、セラミックサブストレート）上に基部１６０（すなわち、異方性の導電性材料の層）を取り付ける。
【００５８】
２．アノード１４８を異方性の導電性材料に整列させ、次いでＰ矢印で示した圧力を加えると共に制御ピン１４６を確保する。圧縮を受けて金属ビア１６２が曲がるまたは変形する（例えば、若干曲がる）と共に、基部１６０のポリマー基部材料によって接続配列を適正に接触させるための圧力が提供されることが確認できよう。金属ビア１６２は単一のロッドまたは撚り線から形成されることや、複数のロッドまたは撚り線から形成されることがあることに留意すべきである。
【００５９】
３．センサタイル１３６のうちの１つが機能していない場合、制御ピン１４６をアンロードにしてセンサタイル１３６を置き換えることによって個別のセンサタイル１３６を交換することが可能であり、これにより再加工可能な組み上げ過程が提供される。
【００６０】
別の相互接続配列は、例えば金属被覆のボール、金属充填エポキシの高スタンドオフ被着、スタッドバンプ、めっきバンプ、またははんだボール、その他を用いることによって提供し得ることに留意すべきである。様々な実施形態ではその導電性接着剤は、ＣＴＥ不整合に対応した高いスタンドオフを有する。
【００６１】
表面保護を設けることがあることに留意すべきである。例えばセンサタイル１３６は、図２２に示したようにして汚染物質から保護されることがある。例えば、ＣＺＴタイルではそのタイルは、湿式化学薬品（例えば、０．０１〜３０％過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウム溶液）を用いること、あるいはドライ酸化（例えば、室温から約摂氏１５０度までの空気中に存在する酸素ガスまたは水蒸気を含む任意の酸化性ガス）によって酸化させている。したがって、表面パッシベーション及びカプセル化層１８０が設けられることがある。
【００６２】
次いで、組み上げ前に熱可塑性接着剤を用いるなどしてＣＺＴタイルは互いに結合させると共に、組み上げの間に１つのモノリシック検出器として取り扱われる。別法として、ＣＺＴタイル表面を汚染から保護しかつ表面漏洩を低くするために化学気相成長のポリマーコーティングを有するような事後組み上げを提供することがある。
【００６３】
したがって検出器パッケージ１３０によれば、発泡体カプセル化の変形に関連して衝撃事象の際により長いタイムスケールにわたって伝播する運動量を拡散させることによってセンサ材料に加わる力が低減される。さらに相互接続の構造によってサブストレートとセンサ材料の間のＣＴＥ不整合が許容される一方、センサ材料に対する損傷の可能性が低下する。
【００６４】
したがって様々な実施形態は、斜め角度のタイルを有する検出器モジュールを提供する。さらに、取り外し可能で衝撃抵抗性の検出器実装も提供される。これにより様々な実施形態による検出器は劣化及び破損に対して堅牢である。
【００６５】
様々な実施形態は、例えばＰＥＴ撮像システムやＳＰＥＣＴ撮像システムなどの核医学（ＮＭ）撮像システム、Ｘ線撮像システム及びＣＴ撮像システム、その他といった様々なタイプの撮像システムの一部として提供することができる。例えば図２３は、様々な実施形態に従って構築した医用撮像システム２１０（この実施形態で、ＳＰＥＣＴ撮像システム）の例示的な実施形態の斜視図である。システム２１０は一体型ガントリ２１２を含み、このガントリはさらにガントリ中央ボア２３２の周りに向けられたロータ２１４を含む。ロータ２１４は、本明細書に記載した検出器モジュールを用いて形成したガンマカメラ、ＳＰＥＣＴ検出器、多重層ピクセル式カメラ（例えば、コンプトンカメラ）及び／またはＰＥＴ検出器（ただし、これらに限らない）などの１つまたは複数の核医学（ＮＭ）ピクセル式カメラ２１８（２つのカメラ２１８を図示）に対応するように構成されている。医用撮像システム２１０がＣＴカメラまたはＸ線カメラを含むとき、医用撮像システム２１０はさらに、検出器に向けてＸ線を放出するためのＸ線管（図示せず）も含むことに留意すべきである。様々な実施形態ではそのカメラ２１８は、本明細書でさらに詳細に説明するようなピクセル式検出器から形成されている。ロータ２１４はさらに、検査軸２１９の周りで軸方向に回転するように構成されている。
【００６６】
患者テーブル２２０は、ベッド支持システム２２４に対して摺動可能に結合させたベッド２２２を含むことがあり、このベッド支持システムは床面に直接結合させることやガントリ２１２に結合させた基部２２６を通じてガントリ２１２に結合させることがある。ベッド２２２は、ベッド２２２の上側表面２３０に対して摺動可能に結合させたストレッチャー２２８を含むことがある。患者テーブル２２０は、検査軸２１９と実質的に整列した検査位置への患者（図示せず）の前進及び後退を容易にするように構成される。撮像スキャンの際に患者テーブル２２０は、ベッド２２２及び／またはストレッチャー２２８を軸方向にボア２３２から出し入れするように制御されることがある。撮像システム２１０に対する操作及び制御は、当技術分野で周知の任意の方式で実行することができる。回転式ガントリや静止型ガントリを含むような撮像システムと連携して様々な実施形態を実現し得ることに留意すべきである。
【００６７】
図２４は、ガントリ上に装着した様々な実施形態に従って提供されるた複数の撮像検出器を有する撮像システム２５０を表したブロック図である。この撮像システムはさらに、ＮＭ／ＣＴ撮像システムなどのマルチモダリティ撮像システムとし得ることに留意すべきである。ＳＰＥＣＴ撮像システムとして図示している撮像システム２５０は全体として、ガントリ２５６上に装着した複数のピクセル式撮像検出器２５２及び２５４（２つを図示）を含む。撮像検出器２５２及び２５４は、本明細書に記載した検出器モジュールから形成されることがある。追加の撮像検出器を設け得ることに留意すべきである。撮像検出器２５２及び２５４は、ガントリ２５６のボア２６０内の患者２５８を基準とした複数の位置（例えば、Ｌモード構成の場合）に配置される。患者２５８は、患者２５８内部の関心対象構造（例えば、心臓）に特異的な放射線または撮像データが収集できるようにして患者テーブル２６２上に支持されている。撮像検出器２５２及び２５４をガントリ２５６に沿って（または、ガントリの周りに）移動操作ができるように構成しているが、幾つかの撮像システムでは撮像検出器をガントリ２５６に固定的にし、例えばＰＥＴ撮像システム内の静止位置（例えば、撮像検出器のリング）に結合させていることに留意すべきである。さらに、撮像検出器２５２及び２５４は、本明細書に記載したのと別の材料から形成されると共に当技術分野で周知の別の構成で設け得ることに留意すべきである。
【００６８】
撮像検出器２５２及び２５４のうちの１つまたは幾つかの放射線検出面（図示せず）の前に１つまたは複数のコリメータを設けることがある。撮像検出器２５２及び２５２は、ピクセルのｘとｙの箇所並びに撮像検出器２５２及び２５４の箇所によって画定し得る２Ｄ画像を収集する。放射線検出面（図示せず）は、例えば患者２５８（人間の患者とすることも動物とすることもある）の方向に向けられる。ガントリ２５６は別の形状（例えば、「Ｃ字形」）に構成し得ることに留意すべきである。
【００６９】
制御器ユニット２６４は撮像検出器２５２及び２５４の視野域（ＦＯＶ）内部に患者２５８の所望の解剖構造を位置決めするように、関心対象解剖構造の画像収集に先立って実行されることがあるような撮像検出器２５２及び２５４を基準とした患者テーブル２６２の移動及び位置決め、並びに患者２５８に対する撮像検出器２５２及び２５４の移動及び位置決めを制御することができる。制御器ユニット２６４は、その各々が処理ユニット２６８により自動式に指令を受ける、操作者により手動で制御する、あるいはこれらを組み合わせて行われるようなテーブル制御器２６５及びガントリモータ制御器２６６を有することがある。テーブル制御器２６５は、撮像検出器２５２及び２５４のＦＯＶを基準とした患者２５８の位置決めのために患者テーブル２５８を移動させることがある。追加であるいは任意選択で撮像検出器２５２及び２５４は、患者２５８を基準として移動、位置決めまたは向き調整されることや、ガントリモータ制御器２６６の制御下で患者２５８の周りに回転させることがある。
【００７０】
撮像データは、２次元（２Ｄ）画像、３次元（３Ｄ）ボリュームあるいは経時性の３Ｄボリューム（４Ｄ）を含み得る本明細書に記載したような画像になるように合成及び再構成することができる。
【００７１】
撮像検出器２５２及び２５４が発生させたアナログ及び／またはディジタルの電気信号データをデータ収集システム（ＤＡＳ）２７０が受け取り、また本明細書でさらに詳細に説明するような後続の処理のためにデータ収集システムがこのデータをデコードしている。画像再構成プロセッサ２７２は、ＤＡＳ２７０からこのデータを受け取り、当技術分野で周知の任意の再構成処理法を用いて画像を再構成する。ＤＡＳ２７０からのデータや再構成画像データを格納するためにデータ記憶デバイス２７４を設けることがある。ユーザ入力を受け取るために入力デバイス２７６も設けることがあり、また再構成画像を表示するためにディスプレイ２７８を設けることがある。
【００７２】
様々な実施形態はさらに、例えば、様々なタイプの高エネルギー分解能の放射スペクトルメータの一部として実現されることがある。図２５は、本明細書に記載したような１つまたは複数の実施形態に従ったセンサタイルから形成された少なくとも１つの高エネルギー分解能検出器を用いてエネルギースペクトルを計測すると共に放射性同位体の種類を特定するためのハンドヘルド型スペクトルメータデバイス３００（例えば、ＲＩＩＤ）を表している。図示のようにハンドヘルド型スペクトルメータデバイス３００は、ゴミ箱３０６内に図示した放射線源３０４の箇所を表示するディスプレイ３０２を含む。ハンドヘルド型スペクトルメータデバイス３００は、音響警報を同報することや検出した放射線源３０４の視覚的指示を表示することがある。
【００７３】
ハンドヘルド型スペクトルメータデバイス３００は、高分解能エネルギースペクトルから例えば放射性物質を特定する（適当な任意の放射線分解能検出技法を用いて決定し得る）ように構成されている。この特定は、放射線源の方向に関する指示３０８並びに放射線の計測エネルギーレベル及びプロフィール３１０をディスプレイ上に表示することを含むことがある。
【００７４】
様々な実施形態ではそのハンドヘルド型スペクトルメータデバイス３００は例えば、放射線源の箇所を三角測量するためのピアデバイスと協働することがある。ハンドヘルド型スペクトルメータデバイス３００の一部として別の構成要素を含むことがある。例えば任意選択では、ＧＰＳ箇所及び向きを提供するために全地球測位システム（ＧＰＳ）受信器を含むことがある。
【００７５】
ハンドヘルド型スペクトルメータデバイス３００は様々な用途（例えば、国境警備、都市防備、沿岸警備及び港湾警備及び／または国際防備、その他）で用いることができる。
【００７６】
様々な実施形態及び／または構成要素（例えば、モジュール、あるいはこれらの内部にある構成要素や制御器）は、１つまたは複数のコンピュータまたはプロセッサの一部として実現させることもある。このコンピュータやプロセッサは、コンピュータ処理デバイス、入力デバイス、表示ユニット、及び例えばインターネットにアクセスするためのインタフェースを含むことがある。このコンピュータやプロセッサは、マイクロプロセッサを含むことがある。このマイクロプロセッサは、通信バスと接続させることがある。このコンピュータやプロセッサはさらにメモリを含むことがある。このメモリは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）や読出し専用メモリ（ＲＯＭ）を含むことがある。このコンピュータやプロセッサはさらに、ハードディスクドライブ、あるいはフロッピー（商標）ディスクドライブ、光ディスクドライブその他などの取外し可能な記憶ドライブとし得る記憶デバイスを含むことがある。この記憶デバイスはさらに、コンピュータプログラムその他の命令をコンピュータやプロセッサにロードするための別の同様の手段とすることがある。
【００７７】
本明細書で使用する場合、「コンピュータ」や「モジュール」という用語は、マイクロコントローラを用いたシステム、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）、ＡＳＩＣ、論理回路、及び本明細書に記載した機能を実行可能な別の任意の回路やプロセッサを含めプロセッサベースまたはマイクロプロセッサベースの任意のシステムを含むことができる。上述の例は単に例示であり、またしたがっていかなる意味においても「コンピュータ」という用語の定義及び／または意味を限定することを意図していない。
【００７８】
このコンピュータやプロセッサは、入力データを処理するために１つまたは複数の記憶素子内に保存された１組の命令を実行する。この記憶素子はさらに、所望によりまたは必要に応じて、データやその他の情報も保存することがある。この記憶素子は情報ソースの形態とすることや、処理装置内部にある物理的な記憶素子とすることがある。
【００７９】
この命令の組は、様々な実施形態の方法や処理などの指定の演算を実行するように処理装置としてのコンピュータまたはプロセッサに指令するための様々なコマンドを含むことがある。この命令組はソフトウェアプログラムの形態とすることがあり、有形で非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体（複数のこともある）の一部を形成することがある。このソフトウェアは、システムソフトウェアやアプリケーションソフトウェアなどの様々な形態とすることがある。さらにこのソフトウェアは、単独のプログラムやモジュールから成る集合体、より大きなプログラムの内部のプログラムモジュール、あるいはプログラムモジュールの一部分の形態とすることがある。このソフトウェアはさらに、オブジェクト指向プログラミングの形態をしたモジュール型プログラミングを含むことがある。処理装置による入力データの処理は、オペレータコマンドに応答すること、以前の処理結果に応答すること、あるいは別の処理装置が発した要求に応答することがある。
【００８０】
本明細書で使用する場合、「ソフトウェア」と「ファームウェア」という用語は置き換え可能であり、ＲＡＭメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ及び不揮発性ＲＡＭ（ＮＶＲＡＭ）メモリを含めコンピュータによって実行するためにメモリ内に保存された任意のコンピュータプログラムを含む。上述のメモリタイプは単に例示であり、またしたがってコンピュータプログラムの保存に使用可能なメモリのタイプを限定するものではない。
【００８１】
上の記述は例示の意図であって限定でないことを理解されたい。例えば上述の実施形態（及び／または、その態様）は、互いに組み合わせて使用することができる。さらに、具体的な状況や材料を様々な実施形態の教示に適応させるようにその趣旨を逸脱することなく多くの修正を実施することができる。本明細書内に記載した材料の寸法及びタイプが様々な実施形態のパラメータを規定するように意図していても、これらの実施形態は決して限定ではなく単なる実施形態の例である。上の記述を検討することにより当業者には別の多くの実施形態が明らかとなろう。様々な実施形態の範囲はしたがって、添付の特許請求の範囲、並びに本請求範囲が規定する等価物の全範囲を参照しながら決定されるべきである。添付の特許請求の範囲では、「を含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」や「ようになった（ｉｎ ｗｈｉｃｈ）」という表現を「を備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」や「であるところの（ｗｈｅｒｅｉｎ）」という対応する表現に対する平易な英語表現として使用している。さらに添付の特許請求の範囲では、「第１の」、「第２の」及び「第３の」その他の表現を単にラベル付けのために使用しており、その対象に対して数値的な要件を課すことを意図したものではない。さらに、添付の特許請求の範囲の限定は手段プラス機能形式で記載しておらず、また３５ Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２、第６パラグラフに基づいて解釈されるように意図したものでもない（ただし、本特許請求の範囲の限定によって「のための手段（ｍｅａｎｓ ｆｏｒ）」の表現に続いて追加的な構造に関する機能排除の記述を明示的に用いる場合を除く）。
【００８２】
この記載では、様々な実施形態（最適の形態を含む）を開示するため、並びに当業者による任意のデバイスやシステムの製作と使用及び組み込んだ任意の方法の実行を含む様々な実施形態の実施を可能にするために例を使用している。この様々な実施形態の特許性のある範囲は本特許請求の範囲によって規定していると共に、当業者により行われる別の例を含むことができる。こうした別の例は、その例が本特許請求の範囲の文字表記と異ならない構造要素を有する場合や、その例が本特許請求の範囲の文字表記と実質的に差がない等価的な構造要素を有する場合があるが、本特許請求の範囲の域内にあるように意図したものである。
【符号の説明】
【００８３】
３０ ピクセル式検出器
３２ サブストレート
３４ アノード
３６ 電子正孔対
３８ カソード
４０ センサタイル
４２ 上部電極エッジ
４４ 底部電極エッジ
４６ 検出表面
４８ コーナー
５０ コーナー
５２ 側壁エッジ
５４ ガードバンド
５６ 側面
５８ アノード
７０ ガンマカメラモジュール
７２ マザーボード
８０ ファセット付き側壁エッジ配列
８２ 側壁エッジファセット
８３ 上部
８４ 底部
８６ ガードリング
８８ ギャップ
９０ Ｒ付き側壁エッジ配列
９２ Ｒ付き側壁エッジ
９３ コーナーファセット
９４ 横列
９５ 電極エッジファセット
９６ ギャップ
９８ エッジ配列
１００ 側壁配列
１０２ 角度付き側壁
１０３ 角度（Ｔ）
１０４ ギャップ
１１０ センサタイル
１１２ エッジ
１１４ センサタイル
１２０ 方法
１２２ センサタイルを形成するようにサブストレートを切削する
１２４ センサタイル内にベベル及び／またはファセットを形成する
１２６ ベベル及び／またはファセットをコーティングする
１２８ ベベル付き及び／またはファセット付きセンサタイルから検出器モジュールを形成する
１３０ 検出器パッケージ
１３２ サブストレート
１３４ 相互接続
１３６ センサタイル
１３８ 結合材料
１４０ センサパック
１４２ 回路（ＡＳＩＣ）
１４３ カソード相互接続
１４４ プレート
１４６ 制御ピン
１４８ アノード
１５０ 発泡体層
１５２ パッド
１６０ 基部
１６２ 金属ビア
１６４ 表面
１６６ 表面
１７０ コネクタ取り付け材料
１８０ パッシベーション及びカプセル化層
２１０ 医用撮像システム
２１２ ガントリ
２１４ ロータ
２１８ ピクセル式カメラ
２１９ 検査軸
２２０ 患者テーブル
２２２ ベッド
２２４ ベッド支持システム
２２６ 基部
２２８ ストレッチャー
２３０ 上側表面
２３２ ボア
２３２ ガントリ中央ボア
２５０ 撮像システム
２５２ 撮像検出器
２５４ 撮像検出器
２５６ ガントリ
２５８ 患者
２６０ ボア
２６２ 患者テーブル
２６４ 制御器ユニット
２６５ テーブル制御器
２６６ ガントリモータ制御器
２６８ 処理ユニット
２７０ データ収集システム（ＤＡＳ）
２７２ 画像再構成プロセッサ
２７４ データ記憶デバイス
２７６ 入力デバイス
２７８ ディスプレイ
３００ ハンドヘルド型スペクトルメータデバイス
３０２ ディスプレイ
３０４ 放射線源
３０６ ゴミ箱
３０８ 指示
３１０ エネルギーレベルまたはプロフィール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を検出するように構成された複数のセンサタイル（４０）であって、（ｉ）該複数のセンサタイルの上表面及び底表面（８３、８４）を画定する上面及び底面エッジ（４２、４４）と、（ｉｉ）該複数のセンサタイルの側面を画定する側壁エッジ（５２）と、（ｉｉｉ）上面及び底面エッジと側壁エッジとによって画定されるコーナー（４８、５０）と、を有する複数のセンサタイルと、
上面または底面エッジ、側壁エッジあるいはコーナーのうちの少なくとも１つに対するベベル付けを含んだ、斜めの角度を有する少なくとも１つのベベル付けした表面（８２、９２、９３、９５）と、
を備える放射線検出器モジュール（７０）。
【請求項２】
前記ベベル付き表面（８２）は、コーナー（４８、５０）から上面と底面エッジ（４２、４４）の間を側壁エッジ（５２）に沿って延びる斜めのファセットを含む、請求項１に記載の放射線検出器モジュール（７０）。
【請求項３】
隣接するセンサタイル（４０）のベベル付き表面（８２）の間にあるギャップ（８８）であって、センサタイルの上表面及び底表面（８３、８４）から該ベベル付き表面の間を延びているギャップをさらに備える請求項２に記載の放射線検出器モジュール（７０）。
【請求項４】
前記複数のセンサタイル（４０）は、センサタイルの壁が整列するような整列タイル配列で構成されている、請求項１に記載の放射線検出器モジュール（７０）。
【請求項５】
前記複数のセンサタイル（４０）は、センサタイルのうちの少なくとも幾つかの壁が別のセンサタイルのうちの少なくとも幾つかの壁に対してオフセットされるようなオフセットタイル配列で構成されている、請求項１に記載の放射線検出器モジュール（７０）。
【請求項６】
前記ベベル付き表面（９２）は、上面と底面エッジ（４２、４４）の間をコーナー（４８、５０）から延びるＲ付き側壁エッジを備える、請求項１に記載の放射線検出器モジュール（７０）。
【請求項７】
前記ベベル付き表面（８２、９３、９５）は、（ｉ）コーナー（４８、５０）から上面と底面エッジ（４２、４４）の間を側壁エッジ（５２）に沿って延びる斜めのファセットと、（ｉｉ）上面及び底面エッジのうちの少なくとも一方に沿って延びる斜めのファセットと、（ｉｉｉ）コーナーにある斜めのファセットと、を備える、請求項１に記載の放射線検出器モジュール（７０）。
【請求項８】
前記ベベル付き表面は、上面と底面エッジ（４２、４４）の間を延びる角度付き側壁（１０２）を備える、請求項１に記載の放射線検出器モジュール（７０）。
【請求項９】
センサタイル（４０）をセラミックサブストレート（１３２）に接続している相互接続配列（１３４）を有する検出器パッケージ（１３０）であって、該相互接続配列は異方性の導電性材料を含み、該相互接続構成要素は複数の変形可能な金属ビア（１６２）を含む検出器パッケージ（１３０）をさらに備え、かつ該金属ビアを変形させて該検出器パッケージの分解及び再組み上げを可能にするように圧力を調整するように構成された制御ピン（１４６）をさらに備える請求項１に記載の放射線検出器モジュール（７０）。
【請求項１０】
前記検出器パッケージ（１３０）はさらに、センサタイル（４０）を取り囲んだ発泡体層（１５０）を備える、請求項９に記載の放射線検出器モジュール（７０）。
【請求項１】
放射線を検出するように構成された複数のセンサタイル（４０）であって、（ｉ）該複数のセンサタイルの上表面及び底表面（８３、８４）を画定する上面及び底面エッジ（４２、４４）と、（ｉｉ）該複数のセンサタイルの側面を画定する側壁エッジ（５２）と、（ｉｉｉ）上面及び底面エッジと側壁エッジとによって画定されるコーナー（４８、５０）と、を有する複数のセンサタイルと、
上面または底面エッジ、側壁エッジあるいはコーナーのうちの少なくとも１つに対するベベル付けを含んだ、斜めの角度を有する少なくとも１つのベベル付けした表面（８２、９２、９３、９５）と、
を備える放射線検出器モジュール（７０）。
【請求項２】
前記ベベル付き表面（８２）は、コーナー（４８、５０）から上面と底面エッジ（４２、４４）の間を側壁エッジ（５２）に沿って延びる斜めのファセットを含む、請求項１に記載の放射線検出器モジュール（７０）。
【請求項３】
隣接するセンサタイル（４０）のベベル付き表面（８２）の間にあるギャップ（８８）であって、センサタイルの上表面及び底表面（８３、８４）から該ベベル付き表面の間を延びているギャップをさらに備える請求項２に記載の放射線検出器モジュール（７０）。
【請求項４】
前記複数のセンサタイル（４０）は、センサタイルの壁が整列するような整列タイル配列で構成されている、請求項１に記載の放射線検出器モジュール（７０）。
【請求項５】
前記複数のセンサタイル（４０）は、センサタイルのうちの少なくとも幾つかの壁が別のセンサタイルのうちの少なくとも幾つかの壁に対してオフセットされるようなオフセットタイル配列で構成されている、請求項１に記載の放射線検出器モジュール（７０）。
【請求項６】
前記ベベル付き表面（９２）は、上面と底面エッジ（４２、４４）の間をコーナー（４８、５０）から延びるＲ付き側壁エッジを備える、請求項１に記載の放射線検出器モジュール（７０）。
【請求項７】
前記ベベル付き表面（８２、９３、９５）は、（ｉ）コーナー（４８、５０）から上面と底面エッジ（４２、４４）の間を側壁エッジ（５２）に沿って延びる斜めのファセットと、（ｉｉ）上面及び底面エッジのうちの少なくとも一方に沿って延びる斜めのファセットと、（ｉｉｉ）コーナーにある斜めのファセットと、を備える、請求項１に記載の放射線検出器モジュール（７０）。
【請求項８】
前記ベベル付き表面は、上面と底面エッジ（４２、４４）の間を延びる角度付き側壁（１０２）を備える、請求項１に記載の放射線検出器モジュール（７０）。
【請求項９】
センサタイル（４０）をセラミックサブストレート（１３２）に接続している相互接続配列（１３４）を有する検出器パッケージ（１３０）であって、該相互接続配列は異方性の導電性材料を含み、該相互接続構成要素は複数の変形可能な金属ビア（１６２）を含む検出器パッケージ（１３０）をさらに備え、かつ該金属ビアを変形させて該検出器パッケージの分解及び再組み上げを可能にするように圧力を調整するように構成された制御ピン（１４６）をさらに備える請求項１に記載の放射線検出器モジュール（７０）。
【請求項１０】
前記検出器パッケージ（１３０）はさらに、センサタイル（４０）を取り囲んだ発泡体層（１５０）を備える、請求項９に記載の放射線検出器モジュール（７０）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【公開番号】特開２０１３−２９４９３（Ｐ２０１３−２９４９３Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１１７３１４（Ｐ２０１２−１１７３１４）
【出願日】平成２４年５月２３日（２０１２．５．２３）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年５月２３日（２０１２．５．２３）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【Ｆターム（参考）】
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