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艾迈斯欧司朗单晶片感测器方案 为电脑断层扫描提供高解析度影像
 

【CTIMES/SmartAuto 报导】   2021年10月28日 星期四

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艾迈斯欧司朗推出针对电脑断层(CT)扫描的32层解决方案,扩大其感测器晶片产品组合。CT设备广泛应用於医疗、工业或监控等众多领域。在所有这些应用中,探测器是能否开发出经济高效型CT扫描器的决定因素。

由於ADC和光电二极体阵列以单晶片形式整合在单个元件中,感测器晶片可实现一个易於整合的系统解决方案。
由於ADC和光电二极体阵列以单晶片形式整合在单个元件中,感测器晶片可实现一个易於整合的系统解决方案。

艾迈斯欧司朗医疗和CMOS部门主管Jose Vinau表示:「艾迈斯欧司朗的AS5951感测器晶片可简化探测器元件。它将高灵敏度光电二极体阵列和读取电路整合在单个CMOS晶片中。与前代产品相比,AS5951可为相同的感测区域提供解析度更高的影像。」

与前一代AS5950相比,新一代产品主要是提高了相同探测器覆盖范围的空间解析度。亚毫米级等向性像素间距可提高影像的解析度。AS5951的光电二极体阵列由间距为0.98 x 0.98 mm2的16 x 8像素组成,与前代产品的0.98 x 1.96 mm2间距相比更为先进。因此可以使用两个AS5951感测器实现32层探测器,总尺寸为31.23 mm,同时空间解析度翻一倍。为满足更高像素密度要求,A/D转换器(ADC)的通道数量从64增加到128。像素尺寸可在较短的开发周期内完成客制化,以满足客户的需求。

影响影像效能的另一个因素是最大1 pA的低暗电流,这可透过在光电二极体附近自动校准的零补偿电压(zero-offset voltage)实现。这比AS5950低90%,并可实现更出色的低剂量效能。输入相关杂讯效能是影响影像品质的关键因素。由於光电二极体和ADC通道之间的连接较短,因此AS5951的杂讯效能非常低,可以改善低剂量效能。

AS5951有两种操作模式:高解析度模式和低剂量模式。在高解析度模式下,当输入电流范围为200 nA时,最大杂讯为0.30 fC。在低剂量模式下,当杂讯水准为0.43 fC时,两个像素合并为一个更大的像素,进而提高讯噪比效能,并降低剂量水准。±600 ppm的高线性度(包括光电二极体)还可确保生成无伪影影像。最短整合时间(200 μs)允许CT探测器快速旋转。数位资料可透过SPI介面存取。

艾迈斯欧司朗已获专利的产品设计允许将128通道ADC以单晶片方式整合至单个元件中,而非作为分离式元件置於光电二极体阵列旁。这可以简化设计,降低CT探测器供应商的制造成本。组装CT探测器的大型像素阵列时,可以将AS5951安装在探测器的三个相邻边缘上。两个AS5951 IC可放置在Z轴,有助於开发适用於价格敏感型CT探测器的32层探测器。提供内部叁考电压,因此无需使用外部元件,降低了材料成本。整合温度感测器可监控晶片温度。利用AS5951,客户可获得一种现成的感测器晶片解决方案,简化了系统与探测器的整合。

此外,在低剂量模式下,每个感测器的最大功耗为67.2 mW,可减少自发热效应,因而降低冷却成本。生产CT模组时,可使用焊接工艺将AS5951直接安装在基板上。此外,AS5951采用低成本基板材料,成为一款适用於CT探测器的经济高效的模组解决方案。这对於在全球范围内推广CT成像诊断方法至关重要。

關鍵字: 艾迈斯欧司朗 
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