CdTe PhotonCounting FPDエンジニアリングサンプル
個々のX線光子を計数し、エネルギー情報を保持したまま画像化する直接変換型CdTeフォトンカウンティングセンサ。散乱線由来のボケがなく、非破壊検査から学術研究まで微細構造をシャープに可視化する。
製品写真
大面積化ロードマップ
現行のCdTe PhotonCounting FPD（有効撮像領域115.2 x 115.2mm）をベースに、タイリング技術で段階的に大面積化する。
15 x 15 cm
20 x 20 cm
40 x 40 cm
※製品イメージ（3Dモデリング）。大きさの比率とモジュールの構成は実際の計画とは異なる。サイズ・時期は現時点の計画であり、変更の可能性がある。
スペック
| 名称 | CdTe PhotonCounting FPD（略称: CdTe FPD） |
|---|---|
| 検出方式 | 直接変換型 CdTe フォトンカウンティングセンサ |
| センサ厚 | 750μm／1000μm |
| 有効撮像領域 | 115.2 x 115.2 mm |
| ピクセル数 | 1152 x 1152 ピクセル |
| ピクセルピッチ | 100μm（2bandモード）／200μm（8bandモード） |
| 解像度 | 5 lp/mm（2bandモード） |
| 最大フレームレート | 60fps |
| ビット深度 | 16 bit |
| エネルギー分解能 | 15段階 |
| 同時測定可能なエネルギーbin数 | 2 bin（100μmピッチ）／8 bin（200μmピッチ） |
| 計数速度 | 2band／8band各: 5×10⁵ cps、フォトンカウンティング: 1×10⁶ cps、デジタルエネルギー積算: 1×10⁷ cps相当 |
| 最小検出エネルギー | 12.5 keV |
| 動作モード | 2band／8band／カウンティング／デジタルエネルギー積算 |
| シャッター方式 | グローバルシャッター |
| 通信方式 | Camera Link（Medium configuration, SDRコネクタ）／USB3.0・GbEへの変換可 |
| 電源 | 24V DC／5A |
| 外寸 | (W)350 x (D)300 x (H)63 mm |
| 重量 | カスタマイズによる |
| 動作温度 | 0〜30℃（結露なきこと） |
撮像事例
本センサによる実撮像・実測結果の一部。
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技術詳細
検出の原理と構造
X線を光に変えずに、CdTe結晶の中で直接電荷に変える。検出素子と読出回路を積層したモジュールを並べて、撮像面を作る。
解像度比較
散乱光によるボケがない直接変換方式のため、細かい線まで分離して写る。同じ線量条件での解像度チャートの透過像と、RQA5〜8（管電圧条件）でのMTF実測値で、従来方式と比較する。
解像度チャートの3.0〜5.0 lp/mmの領域。フォトンカウンティング（左）は5.0 lp/mmまで線が分かれて写るのに対し、従来技術（右）は線がつぶれて帯状に写る。
MTFの実測値。CMOS方式（Full resolution）に対し、全帯域でANSeeN CdTe FPDが上回る。
タイリングによる柔軟なサイズ対応
読出回路の信号をTSVで裏面へ抜くので、モジュールの四辺を突き合わせて、継ぎ目をほとんど作らずに並べられる。同じ基本モジュールを並べる数を変えるだけで、撮像面の大きさを広げられる。
関連特許
CdTe検出素子・フォトンカウンティング回路・積層とタイリングに関する自社特許。発明ごとに、各国の登録公報と公開公報の番号を示す。
| 技術 | 発明 | 登録 | 公開 |
|---|---|---|---|
| CdTe検出素子 | 放射線検出素子の製造方法CdTe結晶を用いた検出素子の製造方法 | JP6781868B | — |
| 放射線検出素子の製造方法、放射線検出素子、およびそれを含む放射線検出器CdTe等の半導体結晶を用いた検出素子とその製造方法 | JP6758618B | — | |
| フォトンカウンティング回路・画素 | 電荷検出回路及びそれを含む放射線検出装置信号を読み出す電荷検出回路 | JP6969734B | — |
| 放射線検出器及びそれを含む放射線撮像装置X線のスペクトルを取得するための画素配置・センサ構造 | JP7201195BKR102807149BTWI806202B | CN114868042EP4071519US2023341571WO2022113170 | |
| 放射線撮像装置回路の消費電力を抑える画素駆動トリガ回路 | JP7534739BKR102899421BTWI818339B | CN116390690US2024004092WO2022102095 | |
| 放射線画像センサフォトンカウンティング方式と積分方式を同じ回路で実現 | JP7477825BKR102790266B | US2023204799WO2021199195 | |
| 積層・タイリング | 放射線撮像装置モジュールを並べて大面積化するタイリング構造での通信 | JP7239125BKR102741153B | US2023008884WO2022074732 |
| 放射線撮像装置モジュール間のデッドスペースを減らす配列と基板の接続構造 | JP7614592BKR102899416B | US2023378229WO2022074733 | |
| 放射線撮像装置検出素子ブロックの配列と、バンプ電極による積層・接続 | JP7534743BTWI826931B | CN117042694EP4289360KR20230136198US2024145521WO2022190321 |
※2026年5月時点の自社特許データから抽出。登録は登録公報（B）、公開は公開公報の番号。各国の審査状況は変わる場合がある。
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