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艾邁斯歐司朗單晶片感測器方案 為電腦斷層掃描提供高解析度影像
 

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

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艾邁斯歐司朗推出針對電腦斷層(CT)掃描的32層解決方案,擴大其感測器晶片產品組合。CT設備廣泛應用於醫療、工業或監控等眾多領域。在所有這些應用中,探測器是能否開發出經濟高效型CT掃描器的決定因素。

由於ADC和光電二極體陣列以單晶片形式整合在單個元件中,感測器晶片可實現一個易於整合的系統解決方案。
由於ADC和光電二極體陣列以單晶片形式整合在單個元件中,感測器晶片可實現一個易於整合的系統解決方案。

艾邁斯歐司朗醫療和CMOS部門主管Jose Vinau表示:「艾邁斯歐司朗的AS5951感測器晶片可簡化探測器元件。它將高靈敏度光電二極體陣列和讀取電路整合在單個CMOS晶片中。與前代產品相比,AS5951可為相同的感測區域提供解析度更高的影像。」

與前一代AS5950相比,新一代產品主要是提高了相同探測器覆蓋範圍的空間解析度。亞毫米級等向性像素間距可提高影像的解析度。AS5951的光電二極體陣列由間距為0.98 x 0.98 mm2的16 x 8像素組成,與前代產品的0.98 x 1.96 mm2間距相比更為先進。因此可以使用兩個AS5951感測器實現32層探測器,總尺寸為31.23 mm,同時空間解析度翻一倍。為滿足更高像素密度要求,A/D轉換器(ADC)的通道數量從64增加到128。像素尺寸可在較短的開發週期內完成客製化,以滿足客戶的需求。

影響影像效能的另一個因素是最大1 pA的低暗電流,這可透過在光電二極體附近自動校準的零補償電壓(zero-offset voltage)實現。這比AS5950低90%,並可實現更出色的低劑量效能。輸入相關雜訊效能是影響影像品質的關鍵因素。由於光電二極體和ADC通道之間的連接較短,因此AS5951的雜訊效能非常低,可以改善低劑量效能。

AS5951有兩種操作模式:高解析度模式和低劑量模式。在高解析度模式下,當輸入電流範圍為200 nA時,最大雜訊為0.30 fC。在低劑量模式下,當雜訊水準為0.43 fC時,兩個像素合併為一個更大的像素,進而提高訊噪比效能,並降低劑量水準。±600 ppm的高線性度(包括光電二極體)還可確保生成無偽影影像。最短整合時間(200 μs)允許CT探測器快速旋轉。數位資料可透過SPI介面存取。

艾邁斯歐司朗已獲專利的產品設計允許將128通道ADC以單晶片方式整合至單個元件中,而非作為分離式元件置於光電二極體陣列旁。這可以簡化設計,降低CT探測器供應商的製造成本。組裝CT探測器的大型像素陣列時,可以將AS5951安裝在探測器的三個相鄰邊緣上。兩個AS5951 IC可放置在Z軸,有助於開發適用於價格敏感型CT探測器的32層探測器。提供內部參考電壓,因此無需使用外部元件,降低了材料成本。整合溫度感測器可監控晶片溫度。利用AS5951,客戶可獲得一種現成的感測器晶片解決方案,簡化了系統與探測器的整合。

此外,在低劑量模式下,每個感測器的最大功耗為67.2 mW,可減少自發熱效應,因而降低冷卻成本。生產CT模組時,可使用焊接工藝將AS5951直接安裝在基板上。此外,AS5951採用低成本基板材料,成為一款適用於CT探測器的經濟高效的模組解決方案。這對於在全球範圍內推廣CT成像診斷方法至關重要。

關鍵字: 艾邁斯歐司朗 
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