[發明專利]使用光學探測器像素陣列和像素元觸發狀態感測電路來對輻射量子的探測

有效

• 申請號: 201480023147.0
• 申請日: 2014-04-03
• 公開（公告）號: CN105143921B
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: M·U·沙貝
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: G01T1/20
• 分類號: G01T1/20;G01T1/208;G01T1/24
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 李光穎;王英

1.一種輻射探測設備(61、81)，包括：

光學探測器像素陣列(3a)，其具有能夠被可見光子觸發的多個像素元(9)；

多個像素元觸發狀態感測電路(63、95)；

至少一個第一電流求和單元(73、83)；

其中，針對所述光學探測器像素陣列(3a)的至少部分：

每個像素元(9)與像素元觸發狀態感測電路(63、95)通信，所述像素元觸發狀態感測電路被配置為生成具有指示受觸發的像素元(9)的第一預定幅度的數字電流信號或具有指示未受觸發的像素元(9)的第二預定幅度的數字電流信號；

其中，所述至少一個第一電流求和單元(73、83)是電流求和節點，所述電流求和節點被配置為接收來自所述多個像素元觸發狀態感測電路(63、95)的所述數字電流信號，并且被配置為生成具有對應于在所述光學探測器像素陣列(3a)的所述部分之內的受觸發的像素元的實時數目的幅度的模擬信號。

2.根據權利要求1所述的輻射探測設備(61、81)，其中，每個像素元觸發狀態感測電路(63、95)還被配置為接收重置信號；并且每個像素元觸發狀態感測電路被配置為保持具有指示受觸發的像素元(9)的幅度的所述數字電流信號的所述幅度，直到接收到重置信號為止。

3.根據權利要求1所述的輻射探測設備(61、81)，其中，所述像素元(9)是SiPM像素元或SPAD像素元，并且所述像素元觸發狀態感測電路被形成在與所述SiPM像素元或所述SPAD像素元相同的基板上。

4.根據權利要求1所述的輻射探測設備(81)，其中，每個像素元觸發狀態感測電路(95)具有第一輸出部(74)和第二輸出部(94)；

其中，所述第一輸出部(74)被配置為生成所述數字電流信號；并且

所述第二輸出部(94)被配置為生成對所述第一輸出部的互補數字電流信號；

所述輻射探測設備還包括第二求和單元(93)和差分單元(91)；

其中，所述第一電流求和單元(83)被配置為接收來自所述多個像素元觸發狀態感測電路(95)的所述第一輸出部(74)的所述數字電流信號，并且被配置為生成具有對應于所述受觸發的像素元的數目的幅度的模擬信號；

其中，所述第二求和單元(93)被配置為接收來自所述多個像素元觸發狀態感測電路(95)的所述第二輸出部(94)的所述數字電流信號，并且被配置為生成具有對應于所述未受觸發的像素元的數目的幅度的模擬信號；

其中，所述差分單元(91)被配置為通過從由所述第一電流求和單元(83)生成的所述模擬信號中減去由所述第二求和單元(93)生成的所述模擬信號來生成指示所述受觸發的像素元的數目的模擬信號。

5.根據權利要求1所述的輻射探測設備(61、81)，還包括與所述至少一個第一電流求和單元(73、83)通信的模數轉換器；其中，所述模數轉換器被配置為生成對應于所述模擬信號的數字信號。

6.根據權利要求4所述的輻射探測設備(81)，其中，每個像素元觸發狀態感測電路(95)包括電流源(77)和至少第一開關(76、96)，所述第一開關用于將所述電流源選擇性地電連接到所述第一輸出部(74)或電連接到所述第二輸出部(94)，使得所述電流源(77)在像素元(9)受觸發的情況下被連接到所述第一輸出部(74)，或者在像素元(9)未受觸發的情況下被連接到所述第二輸出部(94)。

7.根據權利要求1所述的輻射探測設備(61、81)，還包括比較器(104)和計時單元(107)；其中，所述比較器(104)被配置為接收所述模擬信號，并且被配置為將所述模擬信號與閾值水平(103)進行比較；其中，所述比較器(104)還被配置為使得所述計時單元(107)生成指示所述模擬信號達到所述閾值水平(103)時的時間的時間戳。

8.根據權利要求7所述的輻射探測設備(61、81)，其中，所述時間戳指示探測到預定累積數目的可見光子的時間。