特開2022-8182センサユニット、放射線検出器、センサユニットを製造する方法、及びセンサユニットを使用する方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022008182
(43)【公開日】2022-01-13
(54)【発明の名称】センサユニット、放射線検出器、センサユニットを製造する方法、及びセンサユニットを使用する方法
(51)【国際特許分類】
G01T 1/24 20060101AFI20220105BHJP
A61B 6/00 20060101ALI20220105BHJP
【ＦＩ】
G01T1/24
A61B6/00 300S
【審査請求】未請求
【請求項の数】21
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2021100593
(22)【出願日】2021-06-17
(31)【優先権主張番号】2050777-8
(32)【優先日】2020-06-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】SE
(71)【出願人】
【識別番号】521265793
【氏名又は名称】ダイレクト コンバージョン エービー
(74)【代理人】
【識別番号】110000877
【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】クリスター ウルバーグ
【テーマコード（参考）】
2G188
4C093
【Ｆターム（参考）】
2G188AA02
2G188BB02
2G188CC29
2G188DD05
2G188DD16
2G188DD36
2G188EE27
4C093AA01
4C093CA02
4C093EA07
4C093EB17
4C093EB20
4C093FA32
(57)【要約】 （修正有）
【課題】撮像画素の本来の解像度よりも高い解像度を得ることができる放射線検出器用センサユニットを提供する。
【解決手段】複数の撮像画素２６、２８を含む変換素子であって、各撮像画素２６、２８が放射線を電荷に直接的に変換するように構成され、電荷収集電極３０を含み、グリッドに配置された各読み出し画素４２は、電荷収集電極３０の接続位置５０で相互接続４４によって関連する撮像画素２６、２８に接続され、第２の撮像画素２８は第１の撮像画素２６に対してシフト方向３６にシフトされ、電荷収集電極３０に対する接続位置５０は第１の撮像画素２６と第２の撮像画素２８との間で異なる、センサユニット１４。
【選択図】図４
【解決手段】複数の撮像画素２６、２８を含む変換素子であって、各撮像画素２６、２８が放射線を電荷に直接的に変換するように構成され、電荷収集電極３０を含み、グリッドに配置された各読み出し画素４２は、電荷収集電極３０の接続位置５０で相互接続４４によって関連する撮像画素２６、２８に接続され、第２の撮像画素２８は第１の撮像画素２６に対してシフト方向３６にシフトされ、電荷収集電極３０に対する接続位置５０は第１の撮像画素２６と第２の撮像画素２８との間で異なる、センサユニット１４。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
放射線検出器用のセンサユニットであって、
複数の撮像画素を備える変換素子であって、各撮像画素が放射線を電荷に直接的に変換するように構成され、各撮像画素が電荷収集電極を備え、前記複数の撮像画素が複数の第１の撮像画素と複数の第２の撮像画素を備え、前記変換素子と、
グリッドに配置された複数の読み出し画素を備える読み出し基板であって、各読み出し画素が、前記電荷収集電極の接続位置で相互接続によって関連する撮像画素に接続される、前記読み出し基板と
を備え、
前記第２の撮像画素が前記第１の撮像画素に対してシフト方向にシフトされ、
前記電荷収集電極に対する前記接続位置が、前記第１の撮像画素と前記第２の撮像画素との間で異なる、
センサユニット。
複数の撮像画素を備える変換素子であって、各撮像画素が放射線を電荷に直接的に変換するように構成され、各撮像画素が電荷収集電極を備え、前記複数の撮像画素が複数の第１の撮像画素と複数の第２の撮像画素を備え、前記変換素子と、
グリッドに配置された複数の読み出し画素を備える読み出し基板であって、各読み出し画素が、前記電荷収集電極の接続位置で相互接続によって関連する撮像画素に接続される、前記読み出し基板と
を備え、
前記第２の撮像画素が前記第１の撮像画素に対してシフト方向にシフトされ、
前記電荷収集電極に対する前記接続位置が、前記第１の撮像画素と前記第２の撮像画素との間で異なる、
センサユニット。
【請求項2】
前記シフト方向が、前記センサユニットの走査方向に実質的に垂直である、請求項１に記載のセンサユニット。
【請求項3】
前記読み出し画素が、複数の読み出し行と複数の読み出し列を含むマトリクスに配置され、前記読み出し行が前記読み出し列に実質的に垂直であり、前記シフト方向に実質的に平行である、請求項１または２に記載のセンサユニット。
【請求項4】
前記第１の撮像画素が複数の第１の行に配置され、前記第２の撮像画素が複数の第２の行に配置され、前記複数の第１の行と前記複数の第２の行の各々が、前記シフト方向と実質的に平行である、請求項１から３のいずれか１項に記載のセンサユニット。
【請求項5】
各第１の行と各第２の行が、それぞれの読み出し行に実質的に整列される、請求項３または請求項４に記載のセンサユニット。
【請求項6】
前記複数の第１の行と前記複数の第２の行が交互に配置される、請求項４または請求項５に記載のセンサユニット。
【請求項7】
前記複数の第１の撮像画素の前記接続位置が、前記関連する電荷収集電極に対して中心を外れている、請求項１から６のいずれか１項に記載のセンサユニット。
【請求項8】
前記複数の第２の撮像画素の前記接続位置が、前記関連する電荷収集電極に対して中心を外れている、請求項１から７のいずれか１項に記載のセンサユニット。
【請求項9】
前記複数の第２の撮像画素が、前記複数の第２の撮像画素が前記複数の第１の撮像画素と整列する位置から前記複数の撮像画素の幅未満、シフトされる、請求項１から８のいずれか１項に記載のセンサユニット。
【請求項10】
前記複数の第２の撮像画素が、前記複数の第２の撮像画素が前記複数の第１の撮像画素と整列する位置から前記複数の撮像画素の幅の半分、シフトされる、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のセンサユニット。
【請求項11】
各読み出し画素が、関連する読み出し画素に特有の少なくとも１つの電子部品を有する読み出し画素電子回路を備える、請求項１から１０のいずれか１項に記載のセンサユニット。
【請求項12】
前記少なくとも１つの電子部品が、増幅器、比較器、及び／または光子パルスをカウントするためのカウンタを備える、請求項１１に記載のセンサユニット。
【請求項13】
各相互接続がはんだバンプを備える、請求項１から１２のいずれか１項に記載のセンサユニット。
【請求項14】
前記変換素子が、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またはＣＺＴ）の基板などの半導体基板を備える、請求項１から１３のいずれか１項に記載のセンサユニット。
【請求項15】
各撮像画素が、電離放射線を電荷に直接的に変換するように構成される、請求項１から１４のいずれか１項に記載のセンサユニット。
【請求項16】
請求項１から１５のいずれか１項に記載の少なくとも１つのセンサユニットを備える、放射線検出器。
【請求項17】
放射線検出器用のセンサユニットを製造する方法であって、
複数の撮像画素を備える変換素子を提供することであって、各撮像画素が放射線を電荷に直接的に変換するように構成され、各撮像画素が電荷収集電極を備え、前記複数の撮像画素が複数の第１の撮像画素と複数の第２の撮像画素を備える、前記提供することと、
グリッドに配置された複数の読み出し画素を備える読み出し基板を提供することと、
各読み出し画素を、前記電荷収集電極の接続位置で相互接続によって関連する撮像画素に接続することと
を含み、
前記第２の撮像画素が前記第１の撮像画素に対してシフト方向にシフトされ、
前記電荷収集電極に対する前記接続位置が、前記第１の撮像画素と前記第２の撮像画素との間で異なる、
方法。
複数の撮像画素を備える変換素子を提供することであって、各撮像画素が放射線を電荷に直接的に変換するように構成され、各撮像画素が電荷収集電極を備え、前記複数の撮像画素が複数の第１の撮像画素と複数の第２の撮像画素を備える、前記提供することと、
グリッドに配置された複数の読み出し画素を備える読み出し基板を提供することと、
各読み出し画素を、前記電荷収集電極の接続位置で相互接続によって関連する撮像画素に接続することと
を含み、
前記第２の撮像画素が前記第１の撮像画素に対してシフト方向にシフトされ、
前記電荷収集電極に対する前記接続位置が、前記第１の撮像画素と前記第２の撮像画素との間で異なる、
方法。
【請求項18】
前記電荷収集電極を前記読み出し基板に接続することが、はんだバンプ接合、直接ボンディング、またはフリップチップボンディングを使用する、請求項１７に記載の方法。
【請求項19】
放射線検出器用のセンサユニットを使用する方法であって、
センサユニットを提供することであって、
前記センサユニットは、
複数の撮像画素を備える変換素子であって、各撮像画素が放射線を電荷に直接的に変換するように構成され、各撮像画素が電荷収集電極を備え、前記複数の撮像画素が複数の第１の撮像画素と複数の第２の撮像画素を備える、前記変換素子と、
グリッドに配置された複数の読み出し画素を備える読み出し基板であって、各読み出し画素が、前記電荷収集電極の接続位置で相互接続によって関連する撮像画素に接続される、前記読み出し基板と
を備え、
前記第２の撮像画素が前記第１の撮像画素に対してシフトする方向にシフトされ、
前記電荷収集電極に対する前記接続位置が、前記第１の撮像画素と前記第２の撮像画素との間で異なる、
前記提供することと、
前記シフト方向に実質的に垂直な走査方向に前記センサユニットを移動させることと、
前記複数の撮像画素上への放射線に応えて電気信号を生成することと、
前記走査方向の各撮像画素の長さ以下の前記走査方向での前記センサユニットの移動の連続増分で前記電気信号をサンプリングすることと
を含む、方法。
センサユニットを提供することであって、
前記センサユニットは、
複数の撮像画素を備える変換素子であって、各撮像画素が放射線を電荷に直接的に変換するように構成され、各撮像画素が電荷収集電極を備え、前記複数の撮像画素が複数の第１の撮像画素と複数の第２の撮像画素を備える、前記変換素子と、
グリッドに配置された複数の読み出し画素を備える読み出し基板であって、各読み出し画素が、前記電荷収集電極の接続位置で相互接続によって関連する撮像画素に接続される、前記読み出し基板と
を備え、
前記第２の撮像画素が前記第１の撮像画素に対してシフトする方向にシフトされ、
前記電荷収集電極に対する前記接続位置が、前記第１の撮像画素と前記第２の撮像画素との間で異なる、
前記提供することと、
前記シフト方向に実質的に垂直な走査方向に前記センサユニットを移動させることと、
前記複数の撮像画素上への放射線に応えて電気信号を生成することと、
前記走査方向の各撮像画素の長さ以下の前記走査方向での前記センサユニットの移動の連続増分で前記電気信号をサンプリングすることと
を含む、方法。
【請求項20】
複数の超解像画素から画像を生成することであって、各超解像画素が、撮像画素幅の７５％未満である、超解像画素幅を有する前記走査方向の少なくとも２つの連続する前記複数の撮像画素から引き出される、前記生成すること
をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項21】
各超解像画素が、隣接する超解像画素とは異なる放射エネルギー値を生成するように構成され、
前記複数の超解像画素の数が、前記シフト方向の前記複数の撮像画素の数よりも少なくとも５０％大きい、請求項２０に記載の方法。
前記複数の超解像画素の数が、前記シフト方向の前記複数の撮像画素の数よりも少なくとも５０％大きい、請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、概してセンサユニットに関する。特に、センサユニット、センサユニットを含む放射線検出器、放射線検出器用のセンサユニットを製造する方法、及び放射線検出器用のセンサユニットを使用する方法が提供される。
【背景技術】
【0002】
直接変換放射線検出器は、入射Ｘ線光子を取り込み、電荷に直接的に変換するためにテルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）変換素子などの光伝導体を利用する。放射線検出器は、複数の撮像画素を有する変換素子、及び複数の読み出し画素を有する読み出し基板を含み得る。各読み出し画素は、通常、関連する撮像画像の電荷収集電極の中心に接続される。各読み出し画素は、増幅器、積分器、比較器、及び／または光子パルスをカウントするためのカウンタなど、関連する読み出し画素に特有の少なくとも１つの電子部品を備えた読み出し画素電子回路を含み得る。各読み出し画素内の空間は、通常、非常に限られている。
【0003】
そのような光子カウント放射線検出器では、解像度は、多くの場合重要なパラメータである。解像度を高めることは、小さい撮像画素という点と、小さい読み出し画素という点の両方で、使用されている放射線検出器に高い要求を課す。一部の放射線検出器の解像度は、読み出し画素内に必要とされる電子回路を適合させるために求められる読み出し画素のサイズによって制限される。
【0004】
撮像画像の複数の行と列を有する走査放射線検出器では、撮像された対象の同じ点が、単一列に沿ってまっすぐに移動する代わりに、複数の列を横切って移動するように、放射線検出器を結像面で傾けることができる。このようにして傾けて走査し、より小さい目盛りでサンプリングする（例えば、１００μｍの撮像画素の場合、８０μｍごとにサンプリングする）ことによって、撮像画素の本来の解像度よりも高い解像度を有する画像を再構築することができる。
【0005】
本明細書に参照によりその全体として組み込まれる２０１１年１２月２０日に出願され、２０１６年７月１２日に認可され、「Ｒａｄｉａｔｉｏｎ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ， ａｎｄ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ Ｉｍａｇｉｎｇ Ａｐｐａｒａｔｕｓ Ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｗｉｔｈ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ」と題する米国特許第９，３８９，３２０Ｂ２号は、複数の配列された検出素子を有する複数のモジュールを含む放射線検出器を開示している。モジュールは、第１のＸ軸と第１のＹ軸の少なくとも１つに沿って配置され、放射線検出器は、第１のＸ軸と第１のＹ軸の１つに沿って設定された走査方向を与えられる。複数の検出素子は、第２のＸ軸と第２のＹ軸に沿って配置される。第２のＸ軸と第２のＹ軸は、それぞれ第１のＸ軸と第１のＹ軸に対して相対角度を有し、相対角度は６から２０．７度の範囲である。このようにして、モジュールは結像面で傾けられている。調べられている対象の一部分を通過する各検出素子の位置は、走査の進行に伴い第２のＹ軸の方向の位置に対して変化する。これによって、収集のタイミングで検出されたフレームデータの画素は、同じ点での横方向（第１のＸ軸）だけではなく長手方向（第１のＹ軸）に対しても画素値の変動成分を含むことが可能になる。したがって、画素のアレイが走査方向に対して斜めに設けられていない従来の技術に基づいた検出器を使用する撮像装置によって生成された再構築画像と比較して、再構築された画像では、再構築された画像の長手方向と横方向の両方で解像度が改善している。
【0006】
米国第２００２１７５２７０Ａ１号は、ＣＭＯＳ撮像システム、結像デバイス、及びＣＭＯＳ撮像システムに結合された画像制御処理システムを含む、画像を取り込むためのシステムを開示している。ＣＭＯＳ撮像システムは、少なくとも１列の画素を備えた少なくとも１つのＣＭＯＳイメージャを有する。結像デバイスは、少なくとも１列の画素の少なくとも一部分に画像を向ける。ＣＭＯＳイメージャは、少なくとも互いに隣接する、２列以上の画素を有し得、画素の列の各々は、ＣＭＯＳイメージャ内の画素列の総数の逆数分、画素列の別の列から偏位される。
【発明の概要】
【0007】
本開示の１つの目的は、放射線検出器のために改良されたセンサユニットを提供することである。
【0008】
本開示のさらなる目的は、放射線検出器用のセンサユニットを提供することであり、センサユニットは高解像撮像を可能にする。
【0009】
本開示のなおさらなる目的は、放射線検出器用のセンサユニットを提供することであり、センサユニットは、高解像度撮像のためにより複雑ではない設計を有する。
【0010】
本開示のなおさらなる目的は、放射線検出器用のセンサユニットを提供することであり、センサユニットはコンパクトな設計を有する。
【0011】
本開示のなおさらなる目的は、放射線検出器用のセンサユニットを提供することであり、センサユニットは、センサユニットを結像面で傾ける必要なく高解像度撮像を可能にする。
【0012】
本開示のなおさらなる目的は、放射線検出器用のセンサユニットを提供することであり、センサユニットは、改善されたモジュラー設計を有する。
【0013】
本開示のなおさらなる目的は、放射線検出器用のセンサユニットを提供することであり、センサユニットは、上述の目的のいくつかまたはすべてを組み合わせて解決する。特に１つの目的は、放射線検出器用のセンサユニットを提供することであり、センサユニットは、高解像度撮像を可能にするだけではなく、読み出し画素の規則正しいグリッド設計も有する。
【0014】
本開示のなおさらなる目的は、センサユニットを含む放射線検出器を提供することであり、放射線検出器は、上述の目的の１つ、いくつか、またはすべてを解決する。
【0015】
本開示のなおさらなる目的は、放射線検出器用のセンサユニットを製造する方法を提供することであり、方法は、上述の目的の１つ、いくつか、またはすべてを解決する。
【0016】
本開示のなおさらなる目的は、放射線検出器用のセンサユニットを使用する方法を提供することであり、方法は、上述の目的の１つ、いくつか、またはすべてを解決する。
【0017】
一態様によれば、放射線検出器用のセンサユニットが提供され、センサユニットは、各撮像画素が放射線を電荷に直接的に変換するように構成された複数の撮像画素を含む変換素子であって、各撮像画素は電荷収集電極を含み、各撮像画素は第１の撮像画素と第２の撮像画素を含む変換素子と、グリッドに配置された複数の読み出し画素を含む読み出し基板であって、各読み出し画素は、電荷収集電極の接続位置で相互接続によって関連する撮像画素に接続される読み出し基板とを含み、第２の撮像画素は第１の撮像画素に対してシフト方向にシフトされ、電荷収集電極に対する接続位置は第１の撮像画素と第２の撮像画素との間で異なる。
【0018】
さらなる態様によれば、本開示に係る少なくとも１つのセンサユニットを含む放射線検出器が提供される。
【0019】
さらなる態様によれば、放射線検出器用のセンサユニットを製造する方法が提供され、方法は、各撮像画素が放射線を電荷に直接的に変換するように構成された複数の撮像画素を含む変換素子を提供することであって、各撮像画素は電荷収集電極を含み、撮像画素は第１の撮像画素と第２の撮像画素を含む、提供すること、グリッドに配置された複数の読み出し画素を含む読み出し基板を提供すること、及び電荷収集電極の接続位置で相互接続によって各読み出し画素を関連する撮像画素に接続することを含み、第２の撮像画素は第１の撮像画素に対してシフト方向にシフトされ、電荷収集電極に対する接続位置は第１の撮像画素と第２の撮像画素との間で異なる。
【0020】
さらなる態様によれば、放射線検出器用のセンサユニットを使用する方法が提供され、方法は、各撮像画素が放射線を電荷に直接的に変換するように構成された複数の撮像画素を含む変換素子であって、各撮像画素は電荷収集電極を含み、撮像画素は第１の撮像画素と第２の撮像画素を含む変換素子と、グリッドに配置された複数の読み出し画素を含む読み出し基板であって、各読み出し画素は、電荷収集電極の接続位置で相互接続によって各読み出し画素を関連する撮像画素に接続される読み出し基板とを含むセンサユニットを提供することを含み、第２の撮像画素は第１の撮像画素に対してシフト方向にシフトされ、電荷収集電極に対する接続位置は第１の撮像画素と第２の撮像画素との間で異なる。方法は、シフト方向に実質的に垂直な走査方向にセンサユニットを移動させること、撮像画素の上への放射線に応えて電気信号を生成すること、及び走査方向の各撮像画素の長さ以下の走査方向でのセンサユニットの移動の連続増分で電気信号をサンプリングすることをさらに含む。
【0021】
本開示のさらなる詳細、利点、及び態様は、図面と併せて解釈される以下の実施形態から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】放射線検出器を含む撮像装置の側面図を概略で示す。
【図2】変換素子の上面図を概略で示す。
【図3】読み出し基板の上面図を概略で示す。
【図4】センサユニットの上面図を概略で示す。
【図5】センサユニットの断面側面図を概略で示す。
【図6】センサユニットの追加の断面側面図を概略で示す。
【図7】追加の変換素子の上面図を概略で示す。
【図8】読み出し基板の上面図を概略で示す。
【図9】追加のセンサユニットの上面図を概略で示す。
【図10】追加の変換素子の上面図を概略で示す。
【図11】読み出し基板の上面図を概略で示す。
【図12】追加のセンサユニットの上面図を概略で示す。
【図13】センサユニットを製造する方法の一般的なステップを概略するフローチャートである。
【図14】センサユニットを使用する方法の一般的なステップを概略するフローチャートである。
【図15】変換素子の上面図を概略で示す。
【図16】読み出し基板の上面図を概略で示す。
【図17】センサユニットに重ね合わされた概念的な超解像画素の上面図を表す。
【図18】センサユニットに重ね合わされた概念的な超解像画素の上面図を概略で示す。
【図19】対象の点、及び異なるサンプリング回数を通して変換素子に重ね合わされた概念的な超解像画素の上面図を概略で示す。
【図20】センサユニットに重ね合わされた概念的な超解像画素の上面図を概略で示す。
【図21】変換素子の上面図を概略で示す。
【図22】読み出し基板の上面図を概略で示す。
【図23】センサユニットに重ね合わされた概念的な超解像画素の上面図を概略で示す。
【図24】センサユニットに重ね合わされた概念的な超解像画素の上面図を概略で示す。
【図25】対象の点、及び異なるサンプリング回数を通して変換素子に重ね合わされた概念的な超解像画素の上面図を概略で示す。
【図26】センサユニットに重ね合わされた概念的な超解像画素の上面図を概略で示す。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下に、センサユニット、センサユニットを含む放射線検出器、放射線検出器用のセンサユニットを製造する方法、及び放射線検出器用のセンサユニットを使用する方法を説明する。同じまたは類似した構造上の特徴を示すために、同じまたは類似した参照番号を使用する。
【0024】
図１は、放射線検出器１２を含む撮像装置１０の側面図を概略で示す。放射線検出器１２は直接変換走査放射線検出器である。本例の放射線検出器１２は、本開示に係る複数のセンサユニット１４から形成される。放射線検出器１２は、例えば、センサユニット１４を互いに接続することを可能にする１つ以上の結合機構を含み得る。結合機構は、例えば２つの隣接するセンサユニット１４の支持基板を接続し得る。また、センサユニット１４は、インタフェース回路を介して接続されてもよい。
【0025】
しかしながら、本開示に係る放射線検出器１２は、代わりに、１つのセンサユニット１４しか含まない場合もある。撮像装置１０は、例えば、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）デバイスであってよい。
【0026】
撮像装置１０は、制御システム１６、及び例えば患者の体を通してなど、撮像される対象２０を透過するＸ線を放出するための、Ｘ線管などの放射線源１８を含む。対象２０を透過した後、Ｘ線は、放射線検出器１２に到達し、そこでＸ線は検出され、対象２０の空間分解された投影画像を表す信号に変換される。制御システム１６は、２Ｄ投影画像を取得するように構成され得る。取得された２Ｄ画像は、コンピュータ断層撮影の既知の原理に従って対象２０の例えば３Ｄ画像を再構築するために使用され得る。
【0027】
図１はさらに、参照する目的で３次元デカルト座標系Ｘ、Ｙ、Ｚの２つのデカルト座標ＸとＺを示す。本例の放射線検出器１２は平面的であり、ＸＹ平面で配向され得る。したがって、放射線検出器１２の結像面は、ＸＹ平面と平行である。しかしながら、撮像装置１０及び放射線検出器１２は、空間内で任意に配向され得る。
【0028】
【0029】
変換素子２２は、複数の撮像画素２６、２８を含む。一例では、撮像画素２６、２８は、アドレス指定可能な最小の光伝導画素である。撮像画素２６、２８は、変換素子２２の少なくとも一部分及び電荷収集電極３０を含む場合がある。本例では、撮像画素は、第１の撮像画素２６と第２の撮像画素２８を含む。各撮像画素２６、２８は、電荷収集電極３０を含む。各撮像画素２６、２８は、電離放射線を電荷に直接的に変換するように構成される。撮像画像２６、２８は、センサユニット１４全体の上になど、センサユニット１４の少なくとも主要な部分の上に均等に分布している。
【0030】
本例では、各撮像画素２６、２８、及びその関連する電荷収集電極３０は、正方形の形状を有する。第１の撮像画素２６と第２の撮像画素２８は、同じまたは類似したサイズを有する場合がある。また、関連する電荷収集電極３０も同じまたは類似したサイズを有する場合がある。
【0031】
第１の撮像画素２６と第２の撮像画素２８は、行または列に配置することができる。図２では、第１の撮像画素２６は第１の行３２に配置され、第２の撮像画素２８は第２の行３４に配置されている。第１の行３２と第２の行３４は、交互に配置されている。図２に示すように、第２の撮像画素２８は、シフト方向３６で第１の撮像画素２６に対してシフトされている。第２の行３４の各第２の撮像画素２８は、それによって第１の行３２の少なくとも１つの隣接する第１の撮像画素２６に対して偏位している。図２では、各第２の撮像画素２８は、シフト方向３６で右にシフトされている。
【0032】
第２の撮像画素２８は、第２の撮像画素２８が第１の撮像画素２６と整列する位置から、撮像画素２６、２８の幅の半分、シフトされる。（Ｘ方向の）シフト方向３６は、（Ｙ方向の）走査方向２４に垂直である。したがって、シフト方向３６と走査方向２４は両方とも、放射線検出器１２の結像面に設けられる。第１の行３２と第２の行３４のそれぞれは、シフト方向３６に平行である。
【0033】
各撮像画素２６、２８は長さ３８を有する。各長さ３８は、シフト方向３６に垂直に、及び走査方向２４と平行に延びる。
【0034】
図３は、変換素子２２を含む同じセンサユニット１４の読み出し基板４０の上面図を概略で示す。読み出し基板４０は、例えば、読み出しＡＳＩＣ基板であってよい。読み出し基板４０は、シリコン基板または他の適切な半導体もしくは絶縁体の基板を含み得る。
【0035】
読み出し基板４０は、複数の読み出し画素４２を含む。各読み出し画素４２は、相互接続４４を含む。相互接続４４は、読み出し画素４２と撮像画素２６、２８との間に電気接続を提供するように配置される。相互接続４４は、代わりに、撮像画素２６、２８によって含まれると言われる場合がある。
【0036】
本例では、各読み出し画素４２は正方形の形状を有する。読み出し画素４２は、同じまたは類似したサイズを有する場合がある。一例では、読み出し画素４２のサイズは、撮像画素２６、２８のサイズに実質的に一致する、またはそれよりわずかに小さい。読み出し画素４２のサイズ（または面積）及び撮像画素２６、２８のサイズ（または面積）は、結像面と平行な平面内に同じまたは類似したサイズ（または面積）を有する場合がある。各読み出し画素４２のサイズが、撮像画素２６、２８のサイズと、２％未満など５％未満異なる場合、読み出し画素４２のサイズは、撮像画素２６、２８のサイズと実質的に一致すると言われる場合がある。
【0037】
読み出し画素４２はグリッドに配置される。本例では、読み出し画素４２は、複数の読み出し行４６と複数の読み出し列４８を含むマトリクスに配置される。読み出し行４６は読み出し列４８に垂直である。読み出し行４６はシフト方向３６と平行である。
【0038】
図３の例では、各相互接続４４は、関連する読み出し画素４２の上で、つまりＸ方向とＹ方向の両方で中心に置かれる。したがって、相互接続４４もマトリクスに配置される。相互接続４４間の距離は、Ｘ方向とＹ方向の両方で均等である。したがって、読み出し画素４２のどれもシフトされない。したがって、読み出し基板４０は、（行と列の両方に沿った）規則正しいマトリクス設計を有する。読み出し基板４０の設計は、規則正しいマトリクスに配置されたシフトされていない撮像画素を有する代替の変換素子とともに使用できる。これにより、センサユニット１４のモジュール性が向上する。
【0039】
図４は、図２の変換素子２２及び図３の読み出し基板４０を含む同じセンサユニット１４の上面図を概略で示す。図４に示すように、各読み出し画素４２は、電荷収集電極３０の接続位置５０でそれぞれの相互接続４４によって固有の関連する撮像画素２６、２８に接続される。第１の撮像画素２６の各第１の行３２と、第２の撮像画素２８の各第２の行３４は、読み出し画素４２の固有の読み出し行４６と整列する。
【0040】
図４に示すように、第１の撮像画素２６の接続位置５０は、関連する電荷収集電極３０の（図４で）右半分にあり、第２の撮像画素２８の接続位置５０は、関連する電荷収集電極３０の左半分にある。したがって、すべての撮像画素２６、２８の接続位置５０は、本例では関連する電荷収集電極３０に対して偏位している。しかしながら、偏位は、第１の撮像画素２６と第２の撮像画素２８との間で異なる。
【0041】
電荷収集電極３０に対する接続位置５０は、すべての第１の撮像画素２６にとって同じであり、電荷収集電極３０に対する接続位置５０は、すべての第２の撮像画素２８にとって同じである。対象２０の走査中、放射線検出器１２のサンプリング周波数は、撮像画素２６、２８の行あたり少なくとも１つの点が取得されるように設定され得る。
【0042】
図５は、センサユニット１４の断面側面図を概略で示す。図５の断面は第１の撮像画素２６を示す。図６は、センサユニット１４のさらなる断面側面図を概略で示す。図６の断面は第２の撮像画素２８を示す。図５及び図６を集合的に参照すると、センサユニット１４は、変換素子２２及び読み出し基板４０に加えて、支持基板５２を含む。支持基板５２は、例えばセラミックまたはガラスのプリント基板（ＰＣＢ）を含み得る。
【0043】
図５及び図６に示すように、変換素子２２の電荷収集電極３０は、ここでは変換素子２２に埋め込まれた導体パッドとして実装される。電荷収集電極３０は、撮像画素２６、２８を画定する。電荷収集電極３０は、隣接する撮像画素２６、２８間の境界が形成されるように、互いから分離される。
【0044】
Ｘ線（または他のタイプの電離放射線）が変換素子２２に衝突すると、吸収されたエネルギーに応えて変換素子２２の内部に電子正孔対が生成される（したがって、用語「直接変換」）。変換素子２２にわたって印加された電場の影響を受け、これらの電子（正孔）は、関連する電荷収集電極３０に移される。
【0045】
各読み出し画素４２は読み出し電極５４を含む。読み出し電極５４は、ここでは導体パッドとして例示されている。１つの撮像画素２６、２８と１つの読み出し画素４２の各対は、相互接続４４によって接続される。図５及び図６で、相互接続４４は、電荷収集電極３０と関連する読み出し電極５４との間のはんだバンプとして例示されている。各読み出し電極５４は、それによって関連する読み出し画素４２への入力として機能する。各読み出し電極５４は、相互接続４４を通して、Ｘ線光子の吸収によって変換素子２２内で生成された電気信号を受信する。変換素子２２及び読み出し基板４０は、フリップチップボンディングによって、または電気接点を形成する任意の他の手段によって接続され得る。
【0046】
各読み出し画素４２は、読み出し画素４２専用の読み出し画素電子回路５６を含む。このようにして、読み出し画素電子回路５６は、関連する読み出し画素４２に特有の機能を有する少なくとも１つの電子部品を含む。読み出し画素４２の読み出し画素電子回路５６は、例えば、変換素子２２に入射するＸ線光子によって生成された信号を処理または解釈するために適している場合がある。読み出し画素電子回路５６の非限定的な例は、フィルタ、増幅器、積分器、比較器、及び／または光子パルスをカウントするためのカウンタを含む。一例よれば、各読み出し画素４２は、パルスサイズを検知するために前置増幅器及び比較器を含む。
【0047】
一例では、読み出し画素電子回路５６及び関連する特徴の（ＸＹ平面での）結合された領域は、読み出し画素４２の領域を画定する。読み出し画素４２の反対側の別の読み出し画素電子特徴の別の外縁までの読み出し画素電子特徴の（ＸＹ平面内の）外縁は、読み出し画素４２の境界を画定できる。第１の方向での読み出し画素の第１の幅は、Ｘ方向の２つの読み出し画素境界間の最大距離にわたって延びる。第２の方向での読み出し画素の第２の幅は、Ｙ方向の２つの読み出し画素境界間の最大距離にわたって延びる。
【0048】
読み出し画素４２間に偏位を設けることは、マトリクスなどの規則正しいグリッドに比してより困難であり、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）ＡＳＩＣ設計を複雑化する可能性がある。代わりに、撮像画素２６、２８を偏位させ、それらを規則正しいマトリクス構成で読み出し画素４２に結合すると、設計を簡略化することができる。撮像画素２６、２８が読み出し画素４２から偏位されても、電荷収集電極３０は良導体であり、電場はまっすぐとなり、電荷収集電極３０の接続位置５０に関わらず、電荷を正しい読み出し画素４２に向ける。これによって、第１の撮像画素２６と第２の撮像画素２８の接続位置５０は、それぞれの電荷収集電極３０に対して異なることが可能になる。一方、読み出し画素４２は、読み出し基板４０内で規則正しいマトリクスに配置される。
【0049】
図５に示すように、左から右へのシフト方向３６のそれぞれの電荷収集電極３０の幅５８のパーセンテージで表される、電荷収集電極３０に対する第１の撮像画素２６の接続位置５０は約８５％である。図６に示すように、左から右へのシフト方向３６のそれぞれの電荷収集電極３０の幅５８のパーセンテージで表される、電荷収集電極３０に対する第２の撮像画素２８の接続位置５０は約１５％である。したがって、シフト方向３６のそれぞれの電荷収集電極３０の幅５８のパーセンテージで表される、第１の撮像画素２６と第２の撮像画素２８の電荷収集電極３０に対する接続位置５０は、第１の撮像画素２６と第２の撮像画素２８との間で７０％、異なる。
【0050】
電荷収集電極３０の端縁と関連する接続位置５０との間の距離は、５μｍ以下ほど小さい場合がある。また、接続位置５０は、関連する電荷収集電極３０の端縁の右側に設けられてもよい。
【0051】
第２の撮像画素２８を第１の撮像画素２６に対してシフト方向３６にシフトし、第１の撮像画素２６と第２の撮像画素２８のための電荷収集電極３０で異なる接続位置５０を使用することによって、センサユニット１４を傾ける必要なく、及び読み出し画素４２のいずれかに対応するシフトを提供する必要なく、画像解像度を高めることができる。
【0052】
図７は、さらなる変換素子２２ａの上面図を概略で示す。おもに、図２から図６に関して違いを説明する。図７の変換素子２２ａは、第１の撮像画素２６、第２の撮像画素２８、及び第３の撮像画素６０から成る複数の撮像画素を含む。
【0053】
第１の撮像画素２６は第１の行３２に配置される。第２の撮像画素２８は第２の行３４に配置される。第３の撮像画素６０は第３の行６２に配置される。第１の行３２、第２の行３４、及び第３の行６２は、交互に配置され、シフト方向３６と平行である。
【0054】
第２の撮像画素２８は、シフト方向３６の第１の撮像画素２６に対して右にシフトされる。第３の撮像画素６０は、シフト方向３６の第１の撮像画素２６に対して左にシフトされる。第２の撮像画素２８は、第２の撮像画素２８が第１の撮像画素２６と整列する位置から、撮像画素２６、２８、６０の幅の３分の１、右にシフトされる。第３の撮像画素６０は、第３の撮像画素６０が第１の撮像画素２６と整列する位置から、撮像画素２６、２８、６０の幅の３分の１、左にシフトされる。
【0055】
【0056】
図９は、さらなるセンサユニット１４ａの上面図を概略で示す。おもに、図２から図６に関して違いを説明する。図９のセンサユニット１４ａは、図７の変換素子２２ａ及び図８の読み出し基板４０を含む。図９に示すように、各読み出し画素４２は、電荷収集電極３０の接続位置５０でそれぞれの相互接続４４によって固有の関連する撮像画素２６、２８、６０に接続される。第１の撮像画素２６の各第１の行３２、第２の撮像画素２８の各第２の行３４、及び第３の撮像画素６０の第３の行６２は、読み出し画素４２の固有の読み出し行４６と整列する。
【0057】
図９に示すように、第１の撮像画素２６の接続位置５０は、関連する電荷収集電極３０の中心に置かれ、第２の撮像画素２８の接続位置５０は、関連する電荷収集電極３０の（図９では）左３分の１にあり、第３の撮像画素６０の接続位置５０は、関連する電荷収集電極３０の右３分の１にある。このようにして、第２の撮像画素２８と第３の撮像画素６０の接続位置５０だけが、本例では、関連する電荷収集電極３０に対して偏位している。第１の撮像画素２６は、関連する読み出し画素４２に対して中心に置かれている。
【0058】
電荷収集電極３０に対する接続位置５０は、すべての第１の撮像画素２６にとって同じであり、電荷収集電極３０に対する接続位置５０は、すべての第２の撮像画素２８にとって同じであり、電荷収集電極３０に対する接続位置５０は、すべての第３の撮像画素６０にとって同じである。
【0059】
【0060】
図２及び図４は、シフト方向３６で互いから偏位している２セットの撮像画素２６、２８と交互に配置される２つの行３２、３４を示している。一例では、偏位は、電荷収集電極３０の幅５８の半分（１／２）と撮像画素２６、２８の幅の半分（１／２）との間である場合がある。図７及び図９は、シフト方向３６で互いから偏位している３セットの撮像画素２６、２８、６０と交互に配置される３つの行３２、３４、６２を示している。一例では、各偏位は、電荷収集電極３０の幅５８の３分の１（１／３）と撮像画素２６、２８、６０の幅の３分の１（１／３）との間である場合がある。別の例（図示せず）で同様に、５つの行は、シフト方向３６で互いから偏位している５セットの撮像画素と交互に配置される場合がある。図７及び図９に関して、２つの追加の行のうちの第１の追加の行は、撮像画素２６と６０の偏位の間に偏位を有する撮像画素を有する場合があり、２つの追加の行のうちの第２の追加の行は、撮像画素２８と６０の間の偏位の間に偏位を有する撮像画素を有する場合がある。一例では、各偏位は、電荷収集電極３０の幅５８の５分の１（１／５）と撮像画素の幅の５分の１（１／５）との間である場合がある。五（５）行よりも多い異なる偏位行の数を実際に有することによって、解像度での著しい利点は提供されないが、異なる偏位を有する行の数は、２、３、または５の異なる偏位行に制限される必要はなく、それらの偏位間の距離は、電荷収集電極３０の幅５８の５分の１（１／５）または撮像画素の幅の５分の１（１／５）より大きくなるように制限される必要はない。読み出し画素４２の相互接続４４が撮像画素２６、２８、６０の電荷収集電極３０の接続位置５０と整列している限り、異なる偏位を有する行の数を無制限とすることができ、それらの偏位間の距離も限りなく小さくすることができる。
【0061】
図１０は、さらなる変換素子２２ｂの上面図を概略で示す。おもに、図２から図６に関して違いを説明する。本例では、各撮像画素２６ｂ、２８ｂ、及びその関連する電荷収集電極３０ｂは、六角形の形状を有する。撮像画素２６ｂ、２８ｂは、六角形のグリッドに配置される。第１の撮像画素２６ｂと第２の撮像画素２８ｂは、同じサイズを有する。また、関連する電荷収集電極３０ｂも同じサイズを有する。
【0062】
第２の撮像画素２８ｂは、第２の撮像画素２８ｂが第１の撮像画素２６ｂと整列する位置から、撮像画素２６ｂ、２８ｂの幅の半分、シフトされている。
【0063】
図１１は、読み出し基板４０の上面図を概略で示す。図８の読み出し基板４０は、図４と同じタイプである。読み出し基板４０は、（行と列の両方に沿った）規則正しいマトリクス設計を有する。しかしながら、図１１の読み出し画素４２は、（走査方向２４と平行な）長さよりも大きい（シフト方向３６と平行な）幅を有する矩形である。
【0064】
図１２は、さらなるセンサユニット１４ｂの上面図を概略で示す。おもに、図２から図６に関して違いを説明する。図１２のセンサユニット１４ｂは、図１０の変換素子２２ｂ及び図１１の読み出し基板４０を含む。図１２に示すように、各読み出し画素４２は、電荷収集電極３０ｂの接続位置５０でそれぞれの相互接続４４によって固有の関連する撮像画素２６ｂ、２８ｂに接続される。第１の撮像画素２６ｂの各第１の行３２と第２の撮像画素２８ｂの各第２の行３４は、読み出し画素４２の固有の読み出し行４６と整列する。
【0065】
図１２に示すように、第１の撮像画素２６ｂの接続位置５０は、関連する電荷収集電極３０ｂの（図１２で）右半分にあり、第２の撮像画素２８ｂの接続位置５０は、関連する電荷収集電極３０ｂの（図１２で）左半分にある。電荷収集電極３０ｂに対する接続位置５０は、すべての第１の撮像画素２６ｂにとって同じであり、電荷収集電極３０ｂに対する接続位置５０は、すべての第２の撮像画素２８ｂにとって同じである。対象２０の走査中、放射線検出器１２のサンプリング周波数は、六角形の撮像画素２６ｂ、２８ｂの行あたり少なくとも１つの点が取得されるように設定され得る。本例では、撮像画素２６ｂ、２８ｂによって生成された電気信号は、走査方向２４の各撮像画素２６ｂ、２８ｂの長さ３８の７５％以下の走査方向２４のセンサユニット１４ｂの動きの連続増分でサンプリングされ得る。
【0066】
図１３は、センサユニット１４、１４ａ、１４ｂを製造する方法の一般的なステップを概略するフローチャートである。方法は、各撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０が放射線を電荷に直接的に変換するように構成された複数の撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０を含む変換素子２２、２２ａ、２２ｂを提供するステップＳ１であって、各撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０は電荷収集電極３０、３０ｂを含み、撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０は第１の撮像画素２６、２６ｂと第２の撮像画素２８、２８ｂを含む、ステップＳ１を含む。方法は、グリッドに配置された複数の読み出し画素４２を含む読み出し基板４０を提供するステップＳ２をさらに含む。方法は、電荷収集電極３０、３０ｂの接続位置５０で相互接続４４によって関連する撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０に各読み出し画素４２を接続するステップＳ３をさらに含み、第２の撮像画素２８、２８ｂは、第１の撮像画素２６、２６ｂに対してシフト方向３６にシフトされ、電荷収集電極３０、３０ｂに対する接続位置５０は、第１の撮像画素２６、２６ｂと第２の撮像画素２８、２８ｂとの間で異なる。
【0067】
図１４は、センサユニット１４、１４ａ、１４ｂを使用する方法の一般的なステップを概略するフローチャートである。方法は、各撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０が放射線を電荷に直接的に変換するように構成された複数の撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０を含む変換素子２２、２２ａ、２２ｂであって、各撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０は、電荷収集電極３０、３０ｂを含み、撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０は、第１の撮像画素２６、２６ｂと第２の撮像画素２８、２８ｂを含む、変換素子２２、２２ａ、２２ｂと、グリッドに配置された複数の読み出し画素４２を含む読み出し基板４０であって各読み出し画素４２は、電荷収集電極３０、３０ｂの接続位置５０で相互接続４４によって関連する撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０に接続される、読み出し基板４０と、を含むセンサユニット１４、１４ａ、１４ｂを提供するステップＳ４を含み、第２の撮像画素２８、２８ｂは第１の撮像画素２６、２６ｂに対してシフト方向３６にシフトされ、電荷収集電極３０、３０ｂに対する接続位置５０は、第１の撮像画素２６、２６ｂと第２の撮像画素２８、２８ｂとの間で異なる。
【0068】
方法は、センサユニット１４、１４ａ、１４ｂを、シフト方向３６に実質的に垂直な走査方向２４に移動させるステップＳ５をさらに含む。方法は、撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０の上への放射線に応えて電気信号を生成するステップＳ６をさらに含む。方法は、走査方向２４の各撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０の長さ３８以下の走査方向２４のセンサユニット１４、１４ａ、１４ｂの移動の連続増分で電気信号をサンプリングするステップＳ７をさらに含む。
【0069】
開示されているセンサユニット１４、１４ａ、１４ｂは、超解像画素７０、８０、９０、９２、９４、９６とも呼ばれる効果的な高解像度画素を生成するために使用できる。各超解像画素７０、８０、９０、９２、９４、９６は、撮像画素幅６８よりも小さい有効幅７６、８６、及び／または撮像画素長さ３８よりも小さい有効長７８、８８を有する場合がある。一例では、各超解像画素７０、８０、９０、９２、９４、９６は、超解像画素７０、８０、９０、９２、９４、９６が引き出される撮像画素に対して固有の情報（つまり、信号及び／またはエネルギー情報）を含むように構成される。超解像画素７０、８０、９２、９６の有効幅７６、８６は、撮像画素２６、２８、６０が走査方向２４の隣接する撮像画素２６、２８、６０から有する偏位の数、及びそれらの偏位間の距離によって決定することができる。超解像画素９０、９２、９４、９６の有効長７８、８８は、走査方向２４の対象２０に対するセンサユニット１４、１４ａ、１４ｂの速度、及び（読み出し基板４０上の読み出し画素４２を含む）読み出し回路の処理速度によって決定することができる。例えば、超解像画素９０、９２、９４、９６の有効長７８、８８は、撮像画素行３２、３４、６２あたりのサンプリングレートによって決定することができる。
【0070】
図１５から図２０は、１つの偏位を有するセンサユニット１４の異なるビュー及び層を概略で示す。図１５は、図２と同様に、センサユニット１４の１つの変換素子２２の上面図を概略で示す。各撮像画素２６、２８は、シフト方向３６の電荷収集電極３０の幅５８に類似したまたはそれより大きい幅６８、及び走査方向２４の長さ３８を有する。図示するように、第２の行３４の各第２の撮像画素２８は、シフト方向３６の撮像画素２６、２８の幅６８の約半分（１／２）、第１の行３２の少なくとも１つの隣接する第１の撮像画素２６に対して偏位している。例示のために、各撮像画素２６、２８は、行と列の数字が後に続く（撮像画素の）「Ｉ」で、変換素子２２の中でのその位置に対してラベルを付けられる。撮像画素２６、２８は、走査方向２４で隣接する撮像画素２６、２８から偏位しているが、列の数字は、撮像画素２６、２８に結合された読み出し画素４２の列を示す。例えば、左上の撮像画素２８は、それが対応する読み出し画素４２の第１の行と及び第１の列にあるので、Ｉ１１とラベルを付けられる。他の撮像画素２６、２８は、Ｉ１１からＩ５４（第５の行及び第４の列の撮像画素）まで同様にラベルを付けられる。
【0071】
図１６は、図３と同様に、変換素子２２を含む同じセンサユニット１４の読み出し基板４０の上面図を概略で示す。同様に例示のために、各読み出し画素４２は、行と列の数字が後に続く（読み出し画素の）「Ｒ」でセンサユニット１４の中のその位置に対してラベルを付けられる。例えば、左上の読み出し画素４２は、それが第１の行と第１の列にあるのでＲ１１とラベルを付けられる。他の読み出し画素４２は、同様にＲ１１からＲ５４（第５行及び第４列の読み出し画素）とラベルを付けられる。図１７は、センサユニット１４に重ね合わされた概念的な超解像画素７０の上面図を概略で示す。超解像画素７０は行７２によって表すことができる。各超解像画素７０は、シフト方向３６での撮像画素幅６８の一部である幅７６を有する。一例では、超解像画素幅７６は、撮像画素幅６８の７５％または６０％未満である。超解像画素７０の有効長は、撮像画素行３２、３４あたりのサンプリングレートによって決定することができる。図１７は、撮像画素行３２、３４あたり１サンプルのサンプリングレートを示すため、超解像画素７０の有効長は、撮像画素長３８に類似している。各超解像画素７０は、走査方向２４の少なくとも２つの撮像画素２６、２８から取り込まれた情報から引き出される、または計算される。撮像画素長６８の約半分（１／２）である少なくとも１つの隣接する第１の撮像画素２６に対して１つの偏位を有する第２の撮像画素２８の場合、超解像画素幅７６は、撮像画素幅６８の半分（１／２）である場合がある。
【0072】
例示のために、各超解像画像７０は、行と列の数字が後に続く（超解像画像の）「Ｓ」でセンサユニット１４の中のその位置に対してラベルを付けられる。例えば、左上の超解像画素７０は、それが第１行と第１列にあるので、Ｓ１１とラベルを付けられる。他の超解像画像７０は、Ｓ１１からＳ５７まで（第５行と第７の列の超解像画素）同様にラベルを付けられる。
【0073】
図１８は、図１５の変換素子２２、図１６の読み出し基板４０、及び図１７の概念的な超解像画素７０を含む同じセンサユニット１４の上面図を概略で示す。各超解像画素７０は、少なくとも２つのサンプルの上の２つの異なる行３２、３４（例えば、隣接する行）の少なくとも２つの撮像画素２６、２８（例えば、走査方向２４の隣接する撮像画素）から取り込まれた情報から引き出される、または計算される。例えば、超解像画素Ｓ２３は、撮像画素Ｉ１２とＩ２２から（つまり、前のサンプルと現在のサンプルからの情報を使用し）、または後続のサンプルの撮像画素Ｉ２２とＩ３２から（つまり、現在のサンプルと後のサンプルからの情報を使用し）引き出すまたは計算することができる。超解像画素７０の半分（１／２）は、同じ列内の２つの撮像画素２６、２８から取り込まれた情報から引き出すまたは計算することができる。例えば、超解像画素Ｓ２３の情報は、（同じ撮像画素列の）撮像画素Ｉ１２とＩ２２によって検知することができ、その電気信号は、（同じ読み出し画素列の）読み出し画素Ｒ１２とＲ２２に取り込まれる。そして、超解像画素７０の他の半分（１／２）は、異なる撮像画素列の２つの撮像画素２６、２８から取り込まれた情報から引き出すまたは計算することができる。例えば、超解像画素Ｓ３４は、（異なる撮像画素列の）撮像画素Ｉ２３とＩ３２によって検知することができ、その電気信号は（異なる読み出し画素列の）読み出し画素Ｒ２３とＲ３２に取り込まれる。
【0074】
従来、解像度は、撮像画素サイズ及び／または画素ピッチに制限されており、画素ピッチは画素間の距離である。センサユニット１４は、撮像画素サイズよりも高い解像度を提供できる。対象２０の走査中、撮像された対象の点は、点が走査方向２４のセンサユニット１４の複数の撮像画素２６、２８を横切って移動すると、複数回サンプリングされる。センサユニット１４は、複数のサンプルを用いて撮像画素２６、２８内の点の場所の決定またはより細かな粒度を提供するために使用できる。例えば、対象２０の点が第１の行の撮像画素（例えば、Ｉ１１）の右半分を横切って移動する場合、その同じ点は、センサユニット１４の移動の連続するサンプルまたは増分で（または後続のサンプルの第２の行で）撮像画素（例えば、Ｉ２２）の半分を横切って移動する。同様に、対象２０の点が第１の行の撮像画素（例えば、Ｉ１１）の左半分を横切って移動する場合、その同じ点は、センサユニット１４の移動の連続するサンプルまたは増分で（または後続のサンプルの第２の行で）撮像画素（例えば、Ｉ２１）の右半分を横切って移動する。センサユニット１４の移動の第１のサンプルまたは増分の間、第１の行の撮像画素（例えば、Ｉ１１）は、対象の点を表す放射線に応えて電気信号を生成し得る。センサユニット１４の移動の第２のサンプルまたは増分の間、第２の行の隣接する撮像画素（例えば、Ｉ２１またはＩ２２）は、対象の点を表す放射線に応えて電気信号を生成し得る。
【0075】
超解像画素７０（例えば、Ｓ２１）は、第１の行または第１のサンプルの撮像画素（例えば、Ｉ１１）によって生成されたエネルギーの一部分（例えば、１／２）しか含まないため、収集されたエネルギーは、超解像画素７０によって表される領域と重複する、撮像画像２６、２８の相対的な領域を表す部分で乗算され得る。同様に、超解像画素７０（例えば、Ｓ２１）は、第２の行または第２のサンプルの撮像画素（例えば、Ｉ２１）によって生成されたエネルギーの一部分（例えば、１／２）しか含まないため、収集されたエネルギーは、超解像画素７０によって表される領域と重複する撮像画素２６、２８の相対的な領域を表す部分で乗算され得る。数学的には、超解像画素エネルギー（ｓｒｐｅ）は、超解像画素７０によって表される領域と重複する第１の行の撮像画素領域の部分（ｉｐ１ｆ）で乗算した第１のサンプルに取り込まれた第１の行の撮像画素２６、２８のエネルギー（ｉｐ１ｅ）、及び超解像画素７０によって表される領域と重複する第２の行の撮像画素領域の部分（ｉｐ２ｆ）で乗算した第２のサンプルに取り込まれた第２の行の撮像画素２６、２８のエネルギー（ｉｐ２ｅ）として表すことができる（例えば、ｓｒｐｅ＝ｉｐｉｆ＊ｉｐｉｅ＋ｉｐ２ｆ＊ｉｐ２ｅまたはｓｒｐｅ＝１／２＊ｉｐｉｅ＋１／２＊ｉｐ２ｅ）。超解像画素７０によって表される領域と重複する第１の行の撮像画素領域の部分（ｉｐ１ｆ）及び超解像画素７０によって表される領域と重複する第２の行の撮像画素領域の部分（ｉｐ２ｆ）が類似するまたは等しい場合（ｉｐ１ｆ＝ｉｐ２ｆ）、次に各超解像画素の超解像画素エネルギー（ｓｒｐｅ）は、第２の行の撮像画素２６、２８のエネルギー（ｉｐ２ｅ）を加えた、第１の行の撮像画素２６、２８のエネルギー（ｉｐ１ｅ）で乗算した利得係数（ｇｆ）によって表すことができる（ｓｒｐｅ＝ｇｆ＊（ｉｐ１ｅ＋ｉｐ２ｅ））。したがって、超解像度画素の超解像画素エネルギー（ｓｒｐｅ）は、利得係数（ｇｆ）を用いてセンサユニット１４のために調整できる。
【0076】
対象の点を表す放射エネルギーは、超解像画素７０（例えば、Ｓ２３）に完全に表される。シフト方向３６の隣接する超解像画素７０（例えば、Ｓ２２とＳ２４）は、対象の点を表す放射エネルギーを登録する（例えば、２つのサンプル内の第１の行３２または第２の行３４の）１つの撮像画素２６、２８として、対象の点を表す放射エネルギーの半分（１／２）を含むが、（２つのサンプルの）第２のまたは後続の撮像画素２６、２８は、対象の点を表す放射エネルギーを登録しない。撮像画素２６、２８のどれも２つのサンプル（または他のサンプル）の対象の点を表す放射エネルギーを登録しないので、シフト方向３６の隣接していない（つまり、少なくとも１つの超解像画素は分離している）超解像画素７０（例えば、Ｓ２１とＳ２５）は対象の点を表す放射エネルギーを含まない。したがって、シフト方向３６の隣接する超解像画素７０は、隣接する超解像画素７０がセンサユニット１４で対象の点と重複しなくても、対象の点を表す放射エネルギーの一部分を検知または登録し得る。
【0077】
対象２０の走査中、放射線検出器１２のサンプリング周波数は、撮像画素２６、２８の行あたり少なくとも１つの点が取得されるように設定され得る。撮像画素２６、２８によって生成された電気信号は、走査方向２４のセンサユニット１４の移動の連続増分でサンプリングされてよい。対象の点を表す走査方向２４の複数の超解像画素７０（例えば、Ｓ１１、Ｓ２１、Ｓ３１、Ｓ４１、及びＳ５１）は、ともに平均化され得、これによって対象の点の解像度を改善することもできる。一例では、センサユニット１４は、対象の点を表す走査方向の２４の超解像画素７０（例えば、Ｓ１１、Ｓ２１、Ｓ３１、Ｓ４１、及びＳ５１）の各々を使用できる。別の例では、センサユニット１４は、対象の点を表す走査方向２４の超解像画素７０（例えば、Ｓ１１、Ｓ２１、Ｓ３１、Ｓ４１、またはＳ５１）のサブセットを使用することができ、その結果、各撮像画素２６、２８は、走査方向２４の超解像画素７０で一度表される、または重みを付けられるにすぎない。
【0078】
図１９は、変換素子２２に表された対象２０の点６６、及び撮像画素行３２、３４あたり２サンプルのサンプリングレートで、走査方向２４に一様に移動する対象と重ね合わされた概念的な超解像画素９０の上面図を概略で示す。本例では、対象２０の点６６についての情報（つまり、信号及び／またはエネルギーの情報）は、同じ撮像画素２６、２８によって２回取り込むことができるため、２つの超解像画素９０は、各撮像画素２６、２８で発生する。例えば、第１のサンプルの間、対象２０の点６６－１についての情報は、撮像画素１１の上半分に取り込まれ得、超解像画素Ｓ１１として表される。移動の連続増分または第２のサンプルでは、対象２０の点６６－２についての情報は、撮像画素Ｉ１１の下半分に取り込まれ得、超解像画素Ｓ２１として表される。移動の別の連続増分または第３のサンプルでは、対象２０の点６６－３についての情報は、撮像画素Ｉ２２の上半分に取り込まれ得、超解像画素Ｓ３２として表される。移動の別の連続増分または第４のサンプルでは、対象２０の点６６－４についての情報は、撮像画素Ｉ２２の下半分に取り込まれ得、超解像画素Ｓ４２として表される。各撮像画素Ｉ１１、Ｉ２２、Ｉ３１、Ｉ４２、Ｉ５１が対象２０の点６６－１から６６－１０を２回サンプリングするパターンが続く。前の超解像画素情報及び走査方向２４の隣接するサンプル間の差は、撮像画素３８よりも小さい有効長７８を有する超解像画素９０の情報を生成または抽出するために使用できる。例えば、超解像画素９０の情報（つまり、信号及び／またはエネルギー情報）は、撮像画素２６、２８によって取り込まれた現在のサンプルを、以前のまたは後続の撮像画素２６、２８またはサンプルの（走査方向２４での）同じ相対的な位置の超解像画素９０の情報を加えた、走査方向２４の撮像画素２６、２８によって取り込まれた前のまたは後続のサンプルと比較することによって計算できる。撮像画素行３２、３４あたりの２サンプルのサンプリングレートを用いると、図１９に示す有効長７８は、撮像画素長３８の約半分（１／２）である。読み出し画素行４６の読み出し画素４２に対する撮像画素行３２、３４の撮像画素２６、２８間の偏位のため、（別の手法または補正を使用することなく）結果として生じた画像は、実際の対象２０の特徴に対して撮像画素幅６８の範囲内で歪められる場合がある。
【0079】
図２０は、各超解像画素９２が、撮像画素幅６８よりも小さい有効幅７６、及び撮像画素長３８よりも小さい有効長７８を有する、センサユニットに重ね合わされた概念的な超解像画素の上面図を概略で示す。図２０は、撮像画素幅６８よりも小さい有効幅７６を有する超解像画素９２を取得するための、図１７から図１８に関して示し、説明した手法を、撮像画素長３８よりも小さい有効長７８を有する超解像画素９２を取得するための、図１９に関して示し、説明した手法と組み合わせる。例えば、１つの撮像画素２６、２８（例えば、Ｉ１１）は、４つの超解像画素９２（例えば、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ２１、及びＳ２２）によって表すことができる、または４つの超解像画素９２は、単一の撮像画素２６、２８の上に重ね合わされ、このようにして本来の撮像画素２６、２８よりも大きい解像度を提供できる。
【0080】
図２１から図２６は、２つの偏位を有するセンサユニット１４ａの異なるビュー及び層を概略で示す。図２１は、図７に類似しているが、撮像画素２６、２８、６０の４つ行しかないセンサユニット１４ａの１つの変換素子２２ａの上面図を概略で示す。各撮像画素２６、２８、６０は、シフト方向３６の電荷収集電極３０の幅５８に類似したまたはそれよりも大きい幅６８、及び走査方向２４の長さ３８を有する。図示するように、第２の行３４の各第２の撮像画素２８は、シフト方向３６の撮像画素２６、２８、６０の幅６８の約３分の１（１／３）、第１の行３２の少なくとも１つの隣接する第１の撮像画素２６に対して偏位している。第３の行６２の各第３の撮像画素６０は、シフト方向３６の撮像画素２６、２８、６０の幅６８の約３分の１（１／３）、第１の行３２の少なくとも１つの隣接する第１の撮像画素２６に対して偏位している。例示のために、各撮像画素２６、２８、６０は、行と列の数字が後に続く（撮像画素の）「Ｉ」で、変換素子２２ａの中でのその位置に対してラベルを付けられている。撮像画素２６、２８、６０は、走査方向２４の隣接する撮像画素２６、２８、６０から偏位しているが、列の数字は、撮像画素２６、２８、６０に結合された読み出し画素４２の列を示す。例えば、左上の撮像画素２８は、それが対応する読み出し画素４２の第１の行及び第１の列にあるので、Ｉ１１とラベルを付けられる。他の撮像画素２６、２８は、Ｉ１１からＩ４４（第４の行及び第４の列の撮像画素）まで同様にラベルを付けられる。
【0081】
図２２は、図８に類似しているが、読み出し画素４２の４つの行しかない、変換素子２２ａを含む同じセンサユニット１４ａの読み出し基板４０の上面図を概略で示す。同様に、例示のために、各読み出し画素４２は、行と列の番号が後に続く（読み出し画素の）「Ｒ」で、センサユニット１４ａの中のその位置に対してラベルを付けられている。例えば、左上の読み出し画素４２は、それが第１の行と第１の列にあるのでＲ１１とラベルを付けられている。他の読み出し画素４２も同様に、Ｒ１１からＲ４４（第４行と第４列の読み出し画素）とラベルを付けられる。
【0082】
図２３は、センサユニット１４ａ上に重ね合わされた概念的な超解像画素８０の上面図を概略で示す。超解像画素８０は、行８２によって表すことができる。各超解像画素８０は、シフト方向３６の撮像画素幅６８の一部分である幅８６を有する。一例では、超解像画素幅８６は、撮像画素幅６８の５０％または４０％未満である。超解像画素８０の有効長は、撮像画素行３２、３４、６２あたりのサンプリングレートによって決定することができる。図２３は、撮像画素行３２、３４、６２あたり１サンプルのサンプリングレートを示すため、超解像画素８０の有効長は、撮像画素長３８に類似している。各超解像画素８０は、走査方向２４の少なくとも３つの撮像画素２６、２８、６０から取り込まれた情報から引き出される、または計算される。各々が互いと、撮像画素幅６８の約３分の１（１／３）である偏位を有する第１の撮像画素２６、第２の撮像画素２８、及び第３の撮像画素６０の場合、超解像画素幅８６は、撮像画素幅６８の３分の１（１／３）である場合がある。
【0083】
例示のために、各超解像画像８０は、行と列の数字が後に続く（超解像画像の）「Ｓ」でセンサユニット１４ａの中のその位置に対してラベルを付けられる。例えば、左上の超解像画素８０は、それが第１行と第１列にあるので、Ｓ１１とラベルを付けられる。他の超解像画像８０は、Ｓ１１からＳ４１０まで（第４行と第１０の列の超解像画素）同様にラベルを付けられる。
【0084】
図２４は、図２１の変換素子２２ａ、図２２の読み出し基板４０、及び図２３の概念的な超解像画素８０を含む同じセンサユニット１４ａの上面図を概略で示す。各超解像画素８０は、少なくとも３つのサンプルの上の３つの異なる行３２、３４、６２（例えば、隣接する行）の少なくとも３つの撮像画素２６、２８、６０（例えば、走査方向２４の隣接する撮像画素）から取り込まれた情報から引き出される、または計算される。例えば、超解像画素Ｓ３５は、撮像画素Ｉ１２、Ｉ２２、及びＩ３３から（つまり、前のサンプル及び現在のサンプルからの情報を使用し）、または撮像画素Ｉ２２、Ｉ３３、及びＩ４２から（つまり、前のサンプル、現在のサンプル、及び後のサンプルからの情報を使用し）、または後続のサンプルの撮像画素Ｉ３３、Ｉ４２、及びＩ５２（図示せず）から（つまり、現在のサンプル及び後のサンプルからの情報を使用し）検知された情報から引き出すまたは計算することができる。超解像画素８０の３分の１（１／３）は、同じ列の３つの撮像画素２６、２８、６０から取り込まれた情報から引き出すまたは計算することができる。例えば、超解像画素Ｓ３１の情報は、（同じ撮像画素列の）撮像画素Ｉ１１、Ｉ２１、Ｉ３１によって検知することができ、その電気信号は、（同じ読み出し画素列の）読み出し画素Ｒ１１、Ｒ２１、及びＲ３１に取り込まれる。そして、超解像画素８０の他の３分の２（２／３）は、２つの異なる撮像画素列の撮像画素２６、２８、６０から取り込まれた情報から引き出すまたは計算することができる。例えば、超解像画素Ｓ３３は、（第１の列の）撮像画素Ｉ１１及び（第２の列の）撮像画素Ｉ２２とＩ３２によって検知される場合があり、その電気信号は、（第１の列の）読み出し画素Ｒ１１及び（第２の列の）読み出し画素Ｒ２２とＲ３２に取り込まれる。
【0085】
対象２０の走査中、撮像された対象の点は、点が走査方向２４でセンサユニット１４ａの複数の撮像画素２６、２８、６０を横切って移動すると、複数回サンプリングされる。センサユニット１４ａは、複数のサンプルを用いて撮像画素２６、２８、６０内の点の場所の決定またはより細かな粒度を提供するために使用できる。例えば、対象２０の点が第１の行の撮像画素（例えば、Ｉ１１）の右３分の１を横切って移動する場合、その同じ点は、センサユニット１４ａの移動の連続するサンプルまたは増分で（または後続のサンプルの第２の行で）撮像画素（例えば、Ｉ２２）の左３分の１を横切って移動し、その同じ点は、センサユニット１４ａの移動の連続するサンプルまたは増分で（または後続のサンプルの第３の行で）撮像画素（例えば、Ｉ３２）の中心の３分の１を横切って移動する。対象２０の点は、センサユニット１４ａの移動の連続するサンプルまたは増分で、超解像画素８０ごとに撮像画素の左３分の１、撮像画素の中央３分の１、及び撮像画素の右３分の１を横切って移動する。センサユニット１４ａの移動の第１のサンプルまたは増分の間、第１の行の撮像画素（例えば、Ｉ１１）は、対象の点を表す放射線に応えて電気信号を生成し得る。センサユニット１４ａの移動の第２のサンプルまたは増分の間、第２の行の隣接する撮像画素（例えば、Ｉ２１またはＩ２２）は、対象の点を表す放射線に応えて電気信号を生成し得る。センサユニット１４ａの移動の第３のサンプルまたは増分の間、第３の行の隣接する撮像画素（例えば、Ｉ３１またはＩ３２）は、対象の点を表す放射線に応えて電気信号を生成し得る。
【0086】
超解像画素８０（例えば、Ｓ３１）は、第１の行または第１のサンプルの撮像画素（例えば、Ｉ１１）によって生成されたエネルギーの一部分（例えば、１／３）しか含まないため、収集されたエネルギーは、超解像画素８０によって表される領域と重複する、撮像画像２６、２８、６０の相対的な領域を表す部分で乗算され得る。同様に、超解像画素８０（例えば、Ｓ３１）は、第２の行または第２のサンプルの撮像画素（例えば、Ｉ２２）によって生成されたエネルギーの一部分（例えば、１／３）しか含まないため、収集されたエネルギーは、超解像画素８０によって表される領域と重複する撮像画素２６、２８、６０の相対的な領域を表す部分で乗算され得る。同様に、超解像画素８０（例えば、Ｓ３１）は、第３の行または第３のサンプルの撮像画素（例えば、Ｉ３２）によって生成されたエネルギーの一部分（例えば、１／３）しか含まないため、収集されたエネルギーは、超解像画素８０によって表される領域と重複する撮像画素２６、２８、６０の相対的な領域を表す部分で乗算され得る。数学的には、超解像画素エネルギー（ｓｒｐｅ）は、超解像画素８０によって表される領域と重複する第１の行の撮像画素領域の一部分（ｉｐ１ｆ）で乗算された第１のサンプルに取り込まれた第１の行の撮像画素２６、２８、６０のエネルギー（ｉｐ１ｅ）、超解像画素８０によって表される領域と重複する第２の行の撮像画素領域の部分（ｉｐ２ｆ）で乗算された第２のサンプルに取り込まれた第２の行の撮像画素２６、２８、６０のエネルギー（ｉｐ２ｅ）、及び超解像画素８０によって表される領域と重複する第３の行の撮像画素領域の部分（ｉｐ３ｆ）で乗算された第３のサンプルに取り込まれた第３の行の撮像画素２６、２８、６０のエネルギー（ｉｐ３ｅ）として表すことができる（例えば、ｓｒｐｅ＝ｉｐ１ｆ＊ｉｐ１ｅ＋ｉｐ２ｆ＊ｉｐ２ｅ＋ｉｐ３ｆ＊ｉｐ３ｅまたはｓｒｐｅ＝１／３＊ｉｐ１ｅ＋１／３＊ｉｐ２ｅ＋１／３＊ｉｐ２ｅ）。超解像画素８０によって表される領域と重複数第１の行の撮像画素領域の部分（ｉｐ１ｆ）、超解像画素８０によって表される領域と重複する第２の行の撮像画素領域の部分（ｉｐ２ｆ）、及び超解像画素８０によって表される領域と重複する第３の行の撮像画素領域の部分（ｉｐ３ｆ）が類似するまたは等しい場合（ｉｐ１ｆ＝ｉｐ２ｆ＝ｉｐ３ｆ）、次に、各超解像画素の超解像画素エネルギー（ｓｒｐｅ）は、第３の行の撮像画素２６、２８、６０のエネルギー（ｉｐ３ｅ）を加えた、第２の行の撮像画素２６、２８、６０のエネルギー（ｉｐ２ｅ）を加えた、第１の行の撮像画素２６、２８、６０のエネルギー（ｉｐ１ｅ）で乗算された利得係数（ｇｆ）によって表すことができる（ｓｒｐｅ＝ｇｆ＊（ｉｐ１ｅ＋ｉｐ２ｅ＋ｉｐ３ｅ））。したがって、超解像度画素の超解像画素エネルギー（ｓｒｐｅ）は、利得係数（ｇｆ）を用いてセンサユニット１４のために調整できる。したがって、超解像画素の超解像画素エネルギー（ｓｒｐｅ）は、利得係数（ｇｆ）でセンサユニット１４ａのために調整できる。
【0087】
対象の点を表す放射エネルギーは、超解像画素８０（例えば、Ｓ３３）の中に完全に表される。シフト方向３６の隣接する超解像画素８０（例えば、Ｓ３２とＳ３４）は、対象の点を表す放射エネルギーを登録する（例えば、３つのサンプルの３つの撮像画素行３２、３４、６２の２つの）２つの撮像画素２６、２８、６０として、対象の点を表す放射エネルギーの３分の２（２／３）を含む。しかし、（３つのサンプルの）３つの撮像画素行３２、３４、６２の１つの撮像画素２６、２８、６０は、対象の点を表す放射エネルギーを登録しない。シフト方向３６の隣接する超解像画素８０（例えば、Ｓ３１及びＳ３５）に隣接するいったん削除された超解像画素８０は、対象の点を表す放射エネルギーを登録する（例えば、３つのサンプルの３つの撮像画素行３２、３４、６２の１つの）１つの撮像画素２６、２８、６０として、対象の点を表す放射エネルギーの３分の１（１／３）を含む。しかし、（３つのサンプルの）３つの撮像画素行３２、３４、６２の２つの撮像画素２６、２８、６０は、対象の点を表す放射エネルギーを登録しない。撮像画素２６、２８、６０のどれも３つのサンプル（または他のサンプル）の対象の点を表す放射エネルギーを登録しないので、シフト方向３６の隣接していない（つまり、少なくとも２つの超解像画素は分離している）超解像画素８０（例えば、Ｓ２６とＳ２７）は対象の点を表す放射エネルギーを含まない。したがって、隣接する超解像画素８０及びいったん削除された超解像画素８０がセンサユニット１４ａの対象の点と重複しないときも、シフト方向３６の隣接する超解像画素８０及びいったん削除された超解像画素８０は、対象の点を表す放射エネルギーの一部分を検知または登録し得る。
【0088】
対象２０の走査中、放射線検出器１２のサンプリング周波数は、撮像画素２６、２８、６０の行あたり少なくとも１つの点が取得されるように設定され得る。撮像画素２６、２８、６０によって生成された電気信号は、走査方向２４のセンサユニット１４ａの移動の連続増分でサンプリングされてよい。対象の点を表す走査方向２４の複数の超解像画素８０（例えば、Ｓ１３、Ｓ２３、Ｓ３３、及びＳ４３）は、ともに平均化され得、これによって対象の点の解像度も改善できる。一例では、センサユニット１４ａは、対象の点を表す走査方向の２４の超解像画素８０（例えば、Ｓ１３、Ｓ２３、Ｓ３３、及びＳ４３）の各々を使用できる。別の例では、センサユニット１４ａは、対象の点を表す走査方向２４の超解像画素７０（例えば、Ｓ１３、Ｓ２３、Ｓ３３、及びＳ４３）のサブセットを使用することができ、その結果、各撮像画素２６、２８、６０は、走査方向２４の超解像画素８０で一度表される、または重みを付けられるにすぎない。
【0089】
図２５は、変換素子２２ａに表された対象２０の点６６、及び撮像画素行３２、３４、６２あたり３サンプルのサンプリングレートで、走査方向２４に一様に移動する対象と重ね合わされた概念的な超解像画素９４の上面図を概略で示す。本例では、対象２０の点６６についての情報（つまり、信号及び／またはエネルギーの情報）は、同じ撮像画素２６、２８、６０によって３回取り込むことができるため、３つの超解像画素９０は、各撮像画素２６、２８、６０で発生する。例えば、第１のサンプルの間、対象２０の点６６－１についての情報は、撮像画素 Ｉ１１の上部３分の１で取り込まれ得、超解像画素Ｓ１１として表される。移動の連続増分または第２のサンプルでは、対象２０の点６６－２についての情報は、撮像画素Ｉ１１の中央３分の１で取り込まれ得、超解像画素Ｓ２１として表される。移動の連続増分または第３のサンプルでは、対象２０の点６６－３についての情報は、撮像画素Ｉ１１の下３分の１で取り込まれ、超解像画素Ｓ３１として表される。各撮像画素Ｉ１１、Ｉ２１、Ｉ３２、Ｉ４１が対象２０の点６６－１から６６－１２を３回サンプリングするパターンが続く。前の超解像画素情報及び走査方向２４の隣接するサンプル間の差は、撮像画素３８よりも小さい有効長８８を有する超解像画素９４について情報を生成または抽出するために使用できる。例えば、超解像画素９４の情報（つまり、信号及び／またはエネルギー情報）は、撮像画素２６、２８、６０によって取り込まれた現在のサンプルを、以前のまたは後続の撮像画素２６、２８、６０またはサンプルの（走査方向２４での）同じ相対的な位置の超解像画素９４の情報を加えた、走査方向２４の撮像画素２６、２８、６０によって取り込まれた前のまたは後続のサンプルと比較することによって計算できる。撮像画素行３２、３４、６０あたりの３サンプルのサンプリングレートを用いると、図２５に示す有効長８８は、撮像画素長３８の約３分の１（１／３）である。読み出し画素行４６の読み出し画素４２に対する撮像画素行３２、３４、６２の撮像画素２６、２８、６０間の偏位のため、（別の手法または補正を使用することなく）結果として生じた画像は、実際の対象２０の特徴に対して撮像画素幅６８の範囲内で歪められる場合がある。
【0090】
図２６は、各超解像画素９６が、撮像画素幅６８よりも小さい有効幅８６、及び撮像画素長３８よりも小さい有効長８８を有する、センサユニットに重ね合わされた概念的な超解像画素の上面図を概略で示す。図２６は、撮像画素幅６８よりも小さい有効幅８６を有する超解像画素９６を得るための、図２３から図２４に関して示し、説明した手法を、撮像画素長３８よりも小さい有効長８８を有する超解像画素９６を得るための、図２５に関して示し、説明した手法と組み合わせる。例えば、１つの撮像画素２６、２８、６０（例えば、Ｉ１１）は、９つの超解像画素９６（例えば、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ２３、Ｓ３１、Ｓ３２、及びＳ３３）によって表すことができる、または９つの超解像画素９６は、単一の撮像画素２６、２８、６０の上に重ね合わされ、このようにして本来の撮像画素２６、２８、６０よりも大きい解像度を提供できる。
【0091】
図１７から図１８、及び図２０は、走査方向２４の隣接する撮像画素２６、２８からの撮像画素２６、２８の１つの偏位を有するセンサユニット１４を使用し、撮像画素幅６８の約半分（１／２）である有効長７６を有する超解像画素７０、９２を示す。図２３から図２４及び図２６は、走査方向２４の隣接する撮像画素２６、２８からの撮像画素２６、２８の２つの偏位を有するセンサユニット１４ａを使用し、撮像画素幅６８の約３分の１（１／３）である有効長８６を有する超解像画素８０、９６を示す。他の例では、異なる数の偏位を使用することによって、撮像画素幅６８に対する有効超解像画素幅を変更することができる。
【0092】
図１９から図２０は、撮像画素行３２、３４あたり２サンプルのサンプリングレートを有するセンサユニット１４を使用し、撮像画素長３８の約半分（１／２）である有効長７８を有する超解像画素９０、９２を示す。図２５から図２６は、撮像画素行３２、３４、６２あたり３サンプルのサンプリングレートを有するセンサユニット１４ａを使用し、撮像画素長３８の約３分の１（１／３）である有効長８８を有する超解像画素９４、９６を示す。他の例では、異なる撮像画素行あたりのサンプリングレートを使用することによって、撮像画素長３８に対する有効超解像画素長を変更することができる。したがって、撮像画素あたりの超解像画素の数は、走査方向２４での隣接する撮像画素からの撮像画素の偏位の数、及び撮像画素行あたりのサンプリングレートによって決定することができる。
【0093】
一例では、各超解像画素７０、８０は、隣接する超解像画素７０、８０とは異なる放射エネルギーを検知するように構成される。超解像画素７０，８０の数は、シフト方向３６の撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０の数よりも少なくとも５０％または７５％大きい。
【0094】
このようにして、撮像された対象２０の第１の点と第２の点は、同じ第１の撮像画素２６、２６ｂであるが、異なる第２の撮像画素２８、２８ｂでサンプリングされ得る。これによって、センサユニット１４、１４ａ、１４ｂを傾ける必要なく、再構築された画像の解像度が高まる。したがって、サンプリングは、撮像された対象２０の単一の点が撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０の行ごとに少なくとも１回サンプリングされるように実行され得る。例えば、変換素子２２が、図２に係る第１の行３２と第２の行３４を含む場合、撮像された対象２０の同じ点は各第１の行３２と各第２の行３４でサンプリングされる。
【0095】
いくつかの実施形態は、放射線検出器１２用のセンサユニット１４、１４ａ、１４ｂを含み、センサユニット１４、１４ａ、１４ｂは、各撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０が放射線を電荷に直接的に変換するように構成された複数の撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０を含む変換素子２２、２２ａ、２２ｂであって、各撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０が電荷収集電極３０、３０ｂを含み、撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０が第１の撮像画素２６、２６ｂと第２の撮像画素２８、２８ｂを含む、変換素子２２、２２ａ、２２ｂと、グリッドに配置された複数の読み出し画素４２を含む読み出し基板４０であって、各読み出し画素４２が、電荷収集電極３０、３０ｂの接続位置５０で相互接続４４によって関連する撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０に接続される、読み出し基板４０と、を含み、第２の撮像画素２８、２８ｂは第１の撮像画素２６、２６ｂに対してシフト方向３６にシフトされ、電荷収集電極３０、３０ｂに対する接続位置５０は、第１の撮像画素２６、２６ｂと第２の撮像画素２８、２８ｂとの間で異なる。
【0096】
このようにして第２の撮像画素２８、２８ｂをシフトすることによって、センサユニット１４、１４ａ、１４ｂの解像度は高められる。例えば、センサユニット１４、１４ａ、１４ｂによって対象２０を走査するとき、撮像された対象２０の２つの点は、同じ撮像画素２６、２６ｂを通ってであるが、異なる第２の撮像画素２８、２８ｂを通って移動し得る。センサユニット１４、１４ａ、１４ｂは、それによって、センサユニット１４、１４ａ、１４ｂを傾ける必要なく、より高い解像度または超解像を取得できるようにする。センサユニット１４、１４ａ、１４ｂの機能は、それによって傾けられた従来のセンサユニットよりも複雑ではない。
【0097】
多くの読み出し基板４０では、読み出し画素４２の行間に偏位を設けることは困難かつ複雑である。本開示に係るセンサユニット１４、１４ａ、１４ｂは、直接変換放射線検出器１２の場合、相互接続４４用の接続位置５０が電荷収集電極３０、３０ｂ上のどこに配置されているのかが問題とはならない状況を利用している。接続位置５０は、電荷収集電極３０、３０ｂの異なる部分に配置することができ、それによっていずれの読み出し画素４２もシフトする必要なく、第２の撮像画素２８、２８ｂをシフトすることを可能にする。読み出し画素４２は、第１の撮像画素２６、２６ｂと第２の撮像画素２８、２８ｂとの間で異なる、関連する電荷収集電極３０、３０ｂに対して接続位置５０に接続するので、センサユニット１４、１４ａ、１４ｂは、読み出し画素４２を、読み出し行４６と読み出し列４８を含むマトリクスなどの規則正しいグリッドに配置できるようにする。したがって、読み出し基板４０は、より複雑ではない設計とすることができる。
【0098】
センサユニット１４、１４ａ、１４ｂは、さらに、同じ読み出し基板４０（または同じ設計の別の読み出し基板）を、本開示に係る高解像度撮像用のセンサユニット１４、１４ａ、１４ｂと、シフトされた撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０のない別の標準的な解像度のセンサユニット１４、１４ａ、１４ｂの両方で使用できるようにする。したがって、センサユニット１４、１４ａ、１４ｂは、改善されたモジュラー設計を有する。
【0099】
高解像度撮像は、通常、高い幾何学的な拡大を必要とする。センサユニット１４、１４ａ、１４ｂは、改善された解像度を提供するので、放射線源１８に対する要件を削減することができ、走査速度を上げることができる。放射線源１８に対する要件の一例は、０．１秒での最大許容キロワット（ｋＷ）である。
【0100】
第２の撮像画素２８、２８ｂが第１の撮像画素２６、２６ｂに対してシフト方向３６にシフトされるとは、第２の撮像画素２８、２８ｂが、第１の撮像画素２６、２６ｂに対してシフト方向３６に偏位することを意味する。接続位置５０は、例えば、第１の撮像画素２６、２６ｂと関連する電荷収集電極３０、３０ｂの右半分上に、及び第２の撮像画素２８、２８ｂと関連する電荷収集電極３０、３０ｂの左半分上にあってよく、またはその逆であってもよい。この場合、右方向と左方向は、シフト方向３６と平行である。シフト方向３６は、方向変換のきかない方向であってよい。
【0101】
電荷取集電極３０、３０ｂに対する接続位置５０は、すべての第１の撮像画素２６、２６ｂにとって同じまたは実質的に同じであってよく、電荷収集電極３０、３０ｂに対する接続位置５０は、すべての第２の撮像画素２８、２８ｂにとって同じまたは実質的に同じであってよい。「実質的に同じ」は、製造公差内を意味する場合がある。例えば、電荷収集電極３０、３０ｂに対する接続位置５０は、第１の撮像画素２６、２６ｂの幅の２％未満など、５％未満異なる場合があり、電荷収集電極３０、３０ｂに対する接続位置５０は、第２の撮像画素２８、２８ｂの幅の２％未満など、５％未満異なる場合がある。シフト方向３６のそれぞれの電荷収集電極３０、３０ｂの幅５８に沿ったパーセンテージで表される、電荷収集電極３０、３０ｂに対する接続位置５０は、第１の撮像画素２６、２６ｂと第２の撮像画素２８、２８ｂとの間で、少なくとも１０％など、少なくとも５％異なる場合がある。
【0102】
各読み出し画素４２は、複数の撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０の関連する撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０の面積より小さい面積または同じ面積を有する場合がある。読み出し画素４２及び撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０のこれらの面積は、放射線検出器１２の結像面と平行である場合がある。
【0103】
撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０は、代わりにセンサ画素または結晶画素と呼ばれる場合もある。撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０は、結像面で、正方形または矩形など四角形である場合がある。別の例として、撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０は結像面で六角形である場合がある。撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０は、同じサイズであってよい。
【0104】
撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０は、第１の撮像画素２６、２６ｂと第２の撮像画素２８、２８ｂしか含まない場合がある。代わりに、撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０は、第１の撮像画素２６、２６ｂと第２の撮像画素２８、２８ｂに加えてさらなる撮像画素６０を含んでもよい。
【0105】
電荷収集電極３０、３０ｂは代わりに検出器パッドと呼ばれる場合もある。電荷収集電極３０、３０ｂは、例えば四角形または六角形など、撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０の形状に一致する形状を有し得る。電荷収集電極３０、３０ｂは同じサイズであってよい。
【0106】
各撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０は、読み出し画素４２の中で固有の読み出し画素４２と関連付けられている。読み出し画素４２は、代わりに読み出しセルと呼ばれる場合もある。読み出し画素４２は同じサイズであってよい。読み出し基板４０は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などの読み出し回路を含む場合もあれば、それから成る場合もある。
【0107】
センサユニット１４、１４ａ、１４ｂは、代わりにセンサモジュールまたはタイルと呼ばれる場合もある。放射線検出器１２は、１つのセンサユニット１４、１４ａ、１４ｂしか含まない場合がある。代わりに、２つ以上のセンサユニット１４、１４ａ、１４ｂは、放射線検出器１２を提供するために結合され得る。
【0108】
変換素子２２、２２ａ、２２ｂは、１つの連続した変換基板またはいくつかの別々の変換部分を含み得る。いずれの場合も、本開示に係る変換素子２２、２２ａ、２２ｂは、入射放射線に応えて１つ以上の電荷担体を生成するように構成された、基板などの素子を含み得る。
【0109】
いくつかの実施形態では、シフト方向３６は、センサユニット１４、１４ａ、１４ｂの走査方向２４に実質的に垂直または垂直である。センサユニット１４、１４ａ、１４ｂは、このようにして走査放射線検出器１２で使用され得る。シフト方向３６と走査方向２４は、結像面に設けられてよい。走査方向２４に実質的に垂直なシフト方向３６は、走査方向２４に対して、８５°から９５°など、８０°から１００°で曲げられてよい。
【0110】
いくつかの実施形態では、読み出し画素４２は、複数の読み出し行４６と複数の読み出し列４８を含むマトリクスに配置され、読み出し行４６は、読み出し列４８に実質的に垂直または垂直であり、シフト方向３６と実質的に平行または平行である。この場合、相互接続４４も対応するマトリクスに配置される。隣接する相互接続４４間の距離は、各読み出し行４６のいくつかのまたはすべての相互接続４４にとって同じであってよい。隣接する相互接続４４間の距離は、各読み出し列４８のいくつかのまたはすべての相互接続４４にとって同じであってよい。複数の読み出し行４６と複数の読み出し４８を含むマトリクスに対する代替策または追加として、読み出し画素４２は、六角形グリッドに配置されてよい。読み出し列４８に実質的に垂直な読み出し行４６は、読み出し列４８に対して、８５°から９５°など、８０°から１００°、曲げられてよい。シフト方向３６と実質的に平行な読み出し行４６は、シフト方向３６に対して、±５°未満など±１０°未満、曲げられてよい。
【0111】
いくつかの実施形態では、第１の撮像画素２６、２６ｂは、第１の行３２に配置され得、第２の撮像画素２８、２８ｂは、第２の行３４に配置され得る。いくつかの実施形態では、第１の行３２と第２の行３４の各々は、シフト方向３６と実質的に平行または平行である。シフト方向３６と実質的に平行な第１の３２は、シフト方向３６に対して±５°未満など、±１０°未満、曲げられ得る。各第１の行３２と各第２の行３４は、それぞれの読み出し行４６と実質的に整列または整列し得る。各第１の行３２と各第２の行３４との間の実質的な整列は、２つの隣接する読み出し画素４２間の走査方向２４での中心から中心までの距離の５％未満など、１０％未満の各第１の行３２と各第２の行３４の偏位を含み得る。「と実質的に整列する」は、相互接続４４のための十分な空間と重複することを意味する場合がある。
【0112】
いくつかの実施形態では、第１の行３２と第２の行３４は交互に配置される。撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂは、第１の行３２と第２の行３４しか含まない場合がある。代わりに、撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０は、第１の行３２と第２の行３４に加えてさらなる撮像画素６０のさらなる行を含んでもよい。
【0113】
いくつかの実施形態では、第１の撮像画素２６、２６ｂの接続位置５０は、少なくとも１つの軸または方向に沿って、関連する電荷収集電極３０、３０ｂに対して中心を外れている。この場合、第２の撮像画素２８、２８ｂの接続位置５０は、関連する電荷収集電極３０、３０ｂに対して中心に置かれる場合もあれば、異なるように中心を外れる場合もある。第２の撮像画素２８、２８ｂの接続位置５０が、関連する電荷収集電極３０、３０ｂに対して中心に置かれる場合、第２の撮像画素２８、２８ｂは、関連する読み出し画素４２に対して中心に置かれ得る。
【0114】
いくつかの実施形態では、第２の撮像画素２８、２８ｂの接続位置５０は、少なくとも１つの軸または方向に沿って、関連する電荷収集電極３０、３０ｂに対して中心を外れている。この場合、第１の撮像画素２６、２６ｂの接続位置５０は、関連する電荷収集電極３０、３０ｂに対して中心に置かれる場合もあれば、異なるように中心を外れる場合もある。第１の撮像画素２６、２６ｂの接続位置５０が、関連する電荷収集電極３０、３０ｂに対して中心に置かれる場合、第１の撮像画素２６、２６ｂは、関連する読み出し画素４２に対して中心に置かれ得る。
【0115】
いくつかの実施形態では、第２の撮像画素２８、２８ｂは、第２の撮像画素２８、２８ｂが、第１の撮像画素２６、２６ｂと整列する位置から撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０の幅未満、シフトされ得る。いくつかの実施形態では、第２の撮像画素２８、２８ｂは、第２の撮像画素２８、２８ｂが第１の撮像画素２６、２６ｂと整列する位置から、撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０の幅の半分、シフトされ得る。幅は、シフト方向３６と平行な撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０の方向であってよい。第２の撮像画素２８、２８ｂが第１の撮像画素２６、２６ｂと整列する位置で、第１の撮像画素２６、２６ｂと第２の撮像画素２８、２８ｂは、例えば走査方向２４と平行など、シフト方向３６に垂直に整列する。
【0116】
撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０は、第３の撮像画素６０をさらに含み得る。この場合、第３の撮像画素６０は、第２の撮像画素２８、２８ｂとは異なるように、第１の撮像画素２６、２６ｂに対してシフト方向３６にシフトされ得る。この場合、接続位置５０は、例えば、第３の撮像画素６０と関連する電荷収集電極３０、３０ｂの右３分の１に、第１の撮像画素２６、２６ｂと関連する電荷収集電極３０、３０ｂの中心３分の１に、及び第２の撮像画素２８、２８ｂと関連する電荷収集電極３０、３０ｂの左３分の１にある場合がある。
【0117】
電荷収集電極３０、３０ｂに対する接続位置５０は、すべての第３の撮像画素６０にとって同じまたは実質的に同じであってよい。シフト方向３６のそれぞれの電荷収集電極３０、３０ｂの幅５８に沿ったパーセンテージで表される、電荷収集電極３０、３０ｂに対する接続位置５０は、第１の撮像画素２６、２６ｂと第２の撮像画素２８、２８ｂと第３の撮像画素６０との間で、少なくとも１０％など、少なくとも５％異なる場合がある。
【0118】
撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０は、第１の撮像画素２６、２６ｂ、第２の撮像画素２８、２８ｂ、及び第３の撮像画素６０しか含まない場合がある。代わりに、撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０は、第１の撮像画素２６、２６ｂ、第２の撮像画素２８、２８ｂ、及び第３の撮像画素６０に加えてさらなる撮像画素を含んでもよい。そのようなさらなる撮像画素は、第１の行３２、第２の行３４、及び第３の行６２に加えて１つまたはいくつかのさらなる行を形成してよい。
【0119】
第１の撮像画素２６、２６ｂは第１の行３２に配置され得、第２の撮像画素２８、２８ｂは第２の行３４に配置され得、第３の撮像画素６０は第３の行６２に配置され得る。この場合、第１の行３２、第２の行３４、及び第３の行６２の各々は、シフト方向３６と実質的に平行または平行であってよい。各第１の行３２、各第２の行３４、及び各第３の行６２は、それぞれの読み出し行４６と実質的に整列または整列し得る。
【0120】
第１の行３２、第２の行３４、及び第３の行６２は、交互に配置されてよい。撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０は、第１の行３２、第２の行３４、及び第３の行６２しか含まない場合がある。代わりに、撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０は、第１の行３２、第２の行３４、及び第３の行６２に加えて追加の撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０の１つまたはいくつかのさらなる行を含んでもよい。この場合、撮像画素２６、２６ｂの第１の行３２を除き、撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０の各行は、撮像画素２６、２６ｂの第１の行３２に対してシフト方向３６での固有の偏位を有する場合がある。
【0121】
第３の撮像画素６０の接続位置５０は、関連する電荷収集電極３０、３０ｂに対して中心を外れる場合がある。この場合、第１の撮像画素２６、２６ｂの接続位置５０は、関連する電荷収集電極３０、３０ｂに対して中心に置かれる場合もあれば、異なるように中心を外れる場合もあり、第２の撮像画素２８、２８ｂの接続位置５０は、関連する電荷収集電極３０、３０ｂに対して中心に置かれる場合もあれば、異なるように中心を外れる場合もある。
【0122】
第３の撮像画素６０は、第３の撮像画素６０が第１の撮像画素２６、２６ｂと整列する位置から、撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０の幅未満、シフトされ得る。例えば、第２の撮像画素２８、２８ｂは、第２の撮像画素２８、２８ｂが第１の撮像画素２６、２６ｂと整列する位置から右に撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０の幅の３分の１、シフトされ得、第３の撮像画素６０は、第３の撮像画素６０が第１の撮像画素２６、２６ｂと整列する位置から左に撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０の幅の３分の１、シフトされ得る。
【0123】
いくつかの実施形態では、各読み出し画素４２は、関連する読み出し画素４２に特有の少なくとも１つの電子部品を有する読み出し画素電子回路５６を含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの電子部品は、増幅器、比較器、及び光子パルスをカウントするためのカウンタを含む。
【0124】
いくつかの実施形態では、各相互接続４４は、例えば直接ボンディングによるはんだバンプを含む。各読み出し画素４２は、はんだバンプを付着できる読み出し導体パッドを含み得る。しかしながら、本開示に係る相互接続４４は、代わりに、例えば撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０と読み出し画素４２との間などに、電気接点を作成するための任意のタイプの接続部材を含んでもよい。
【0125】
いくつかの実施形態では、変換素子２２、２２ａ、２２ｂは、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またはＣＺＴ）の基板などの半導体基板を含む。
【0126】
いくつかの実施形態では、核撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０は、電離放射線を電荷に直接的に変換するように構成される。
【0127】
いくつかの実施形態は、本開示に係る少なくとも１つのセンサユニット１４、１４ａ、１４ｂを含む放射線検出器１２を含む。本開示全体で、放射線検出器１２は、直接変換放射線検出器１２から成る場合がある。放射線検出器１２は、代わりに放射線撮像デバイスと呼ばれる場合もある。放射線検出器１２は、走査放射線検出器１２であってよい。
【0128】
いくつかの実施形態は、本開示に係る少なくとも１つのセンサユニット１４、１４ａ、１４ｂまたは本開示に係る少なくとも１つの放射線検出器１２を含む撮像装置１０を含む。撮像装置１０は、制御システム１６及び放射線源１８をさらに含み得る。
【0129】
いくつかの実施形態は放射線検出器１２用のセンサユニット１４、１４ａ、１４ｂを製造する方法を含み、方法は、各撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０が放射線を電荷に直接的に変換するように構成された複数の撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０を有する変換素子２２、２２ａ、２２ｂを提供することであって、各撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０は電荷収集電極３０、３０ｂを含み、撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０は第１の撮像画素２６、２６ｂと第２の撮像画素２８、２８ｂを含む、変換素子２２、２２ａ、２２ｂを提供すること、グリッドに配置された複数の読み出し画素４２を含む読み出し基板４０を提供すること、及び各読み出し画素４２を、電荷収集電極３０、３０ｂの接続位置５０で相互接続４４によって関連する撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０に接続することを含み、第２の撮像画素２８、２８ｂは第１の撮像画素２６、２６ｂに対してシフト方向３６にシフトされ、電荷収集電極３０、３０ｂに対する接続位置５０は、第１の撮像画素２６、２６ｂと第２の撮像画素２８、２８ｂとの間で異なる。方法によって製造されたセンサユニット１４、１４ａ、１４ｂは、本開示に係る任意のタイプであってよい。
【0130】
いくつかの実施形態では、電荷収集電極３０、３０ｂの読み出し基板４０への接続は、はんだバンプ接合、直接ボンディング、またはフリップチップボンディングを使用し得る。
【0131】
いくつかの実施形態は、本開示に係る任意の方法によって製造されたセンサユニット１４、１４ａ、１４ｂ、または本開示に係る任意の方法から生じるセンサユニット１４、１４ａ、１４ｂを含む。
【0132】
いくつかの実施形態は放射線検出器１２用のセンサユニット１４、１４ａ、１４ｂを使用する方法を含み、方法は、各撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０が放射線を電荷に直接的に変換するように構成された複数の撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０を有する変換素子２２、２２ａ、２２ｂであって、各撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０は電荷収集電極３０、３０ｂを含み、撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０は第１の撮像画素２６、２６ｂと第２の撮像画素２８、２８ｂを含む、変換素子２２、２２ａ、２２ｂと、グリッドに配置された複数の読み出し画素４２を含む読み出し基板４０であって、各読み出し画素４２が、電荷収集電極３０、３０ｂの接続位置５０で相互接続４４によって関連する撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０に接続される、読み出し基板４０と、を含むセンサユニット１４、１４ａ、１４ｂを提供することＳ４を含み、第２の撮像画素２８、２８ｂは第１の撮像画素２６、２６ｂに対してシフト方向３６にシフトされ、電荷収集電極３０、３０ｂに対する接続位置５０は、第１の撮像画素２６、２６ｂと第２の撮像画素２８、２８ｂとの間で異なる。方法は、シフト方向３６に実質的に垂直な走査方向２４にセンサユニット１４、１４ａ、１４ｂを移動させることＳ５、撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０の上への放射線に応えて電気信号を生成することＳ６、及び走査方向２４の各撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０の長さ３８以下の走査方向２４でのセンサユニット１４、１４ａ、１４ｂの移動の連続増分で、電気信号をサンプリングすることＳ７をさらに含む。
【0133】
方法は、撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０の行あたり少なくとも１つの点が、撮像された対象２０の単一の点に対して取得されるように、走査方向２４でのセンサユニット１４、１４ａ、１４ｂの移動の連続増分で電気信号をサンプリングすることをさらに含み得る。撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂの行が走査方向２４に垂直であるとき、電気信号は、結像面で傾けられたセンサユニットと比較してより処理しやすい。
【0134】
いくつかの実施形態では、方法は、超解像画素７０、８０から画像を生成することをさらに含み、各超解像画素７０、８０は、撮像画素幅６８の７５％未満である超解像画素幅７６、８６を有する走査方向２４の少なくとも２つの連続する撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０から引き出される。
【0135】
いくつかの実施形態では、各超解像画素７０、８０は、隣接する超解像画素７０、８０とは異なる放射エネルギー値を生成するように構成され、超解像画素７０、８０の数は、シフト方向３６の撮像画素２６、２６ｂ、２８、２８ｂ、６０の数よりも少なくとも５０％大きい。
【0136】
本開示は、例示的な実施形態を参照して説明されてきたが、本発明が上述されたことに限定されないことを理解されたい。例えば、パーツの寸法を必要に応じて変え得ることを理解されたい。したがって、本発明は、本明細書に添付される特許請求の範囲の範囲によってのみ制限され得ることが意図される。
【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26】
【外国語明細書】