DETECTEUR SEMICONDUCTEUR

Domaine de 1 ' invention

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de détection de rayonnement ionisant à détecteur semiconducteur .

Etat de la technique

Dans un dispositif de détection de rayonnement ionisant à détecteur en matériau semiconducteur, les photons entraînent la formation de charges dans le matériau semi ^¬ conducteur qui sont collectées par des électrodes, réparties sur une face du détecteur. Chaque électrode est reliée à un circuit de lecture qui fournit de façon générale au moins deux signaux à partir des charges collectées par l'électrode : un signal binaire qui est représentatif de la détection d'un photon et un signal analogique représentatif du niveau d'énergie du photon détecté. Ces signaux sont transmis à un ordinateur qui peut, à partir du nombre de photons détectés et de leurs niveaux d'énergie, déterminer certaines propriétés de l'objet ou de l'être vivant traversé par le rayonnement ionisant.

Dans certains cas, les charges créées par un photon peuvent se répartir entre deux électrodes adjacentes. Ce phénomène est appelé partage de charges . Chaque circuit de lecture relié à l'une de ces électrodes indique alors qu'il a détecté un photon et fournit un niveau d'énergie en fonction de la quantité de charges collectées par l'électrode associée. Il est donc nécessaire de prévoir des moyens de correction pour ne pas compter un nombre trop important de photons et pour attribuer un niveau d'énergie correct à chaque photon détecté. Les procédés de correction sont généralement mis en oeuvre par l'ordinateur qui analyse les signaux fournis par les circuits de lecture .

Toutefois, il serait souhaitable que les étapes de correction soient réalisées directement au niveau des circuits de lecture .

Résumé de 1 ' invention

Un objet d'un mode de réalisation de la présente invention est de prévoir un procédé et un dispositif de détection palliant tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur .

Un autre objet d'un mode de réalisation de la présente invention est de prévoir un procédé et un dispositif de détection de rayonnement ionisant à détecteur en matériau semiconducteur dans lequel la correction de la détection des phénomènes de partage de charges est réalisée directement au niveau des circuits de lecture.

Un autre objet d'un mode de réalisation de la présente invention est que les circuits de lecture sont des circuits électroniques identiques.

Un autre objet d'un mode de réalisation de la présente invention est que le fonctionnement des circuits de lecture n'est pas perturbé même si de nombreux phénomènes de partage de charges se produisent simultanément.

Dans ce but, un mode de réalisation prévoit un dispositif de détection d'un rayonnement ionisant comportant un capteur dans lequel le rayonnement ionisant entraîne la formation de charges, le capteur étant recouvert de plusieurs électrodes reliées chacune à un circuit électronique adapté à fournir, à un module de traitement, un premier signal indiquant que des charges sont collectées par l'électrode reliée audit circuit électronique ;

dans lequel au moins une électrode, appelée électrode centrale, est entourée d'au moins deux électrodes, appelées électrodes adjacentes, le circuit relié à l'électrode centrale, appelé circuit central, étant adapté à échanger des signaux avec chacun des circuits reliés aux électrodes adjacentes, appelés circuits adjacents ;

dans lequel chaque circuit central ou adjacent est adapté à envoyer respectivement au circuit adjacent ou central un deuxième signal de détection lorsque des charges sont collectées respectivement sur l'électrode centrale ou une électrode adj acente ;

dans lequel chaque circuit central ou adjacent est adapté à envoyer respectivement au circuit adjacent ou central une requête de participation à une coïncidence de détections et recevoir respectivement du circuit adjacent ou central une indication de disponibilité ;

dans lequel chaque circuit central comprend un dispositif d'analyse et de commande adapté, lorsque l'électrode centrale a collecté des charges, à :

(a) déterminer, dans une plage temporelle, une éventuelle coïncidence de détections entre l'électrode centrale et au moins l'une des électrodes adjacentes à partir des signaux de détection ;

(b) dans le cas d'une coïncidence de détections, déterminer une première coïncidence de détections prioritaire avec un circuit adjacent, dit prioritaire, pour lequel la probabilité que les deuxièmes signaux de détection du circuit adjacent prioritaire et du circuit central correspondent à un même photon reçu est la plus grande ;

(c) émettre ou recevoir vers le/du circuit adjacent prioritaire une requête de participation à une coïncidence de détections et recevoir ou émettre du/vers le circuit adjacent prioritaire une indication de disponibilité ; et

(d) émettre ledit premier signal à destination du module de traitement excepté dans le cas où une coïncidence de détections a été déterminée dans ladite plage temporelle et qu'une indication de disponibilité a été envoyée au circuit adjacent prioritaire.

Selon un mode de réalisation, le dispositif d'analyse et de commande de chaque circuit central est adapté, dans le cas de la détermination d'au moins deux coïncidences de détections, à déterminer le circuit adjacent prioritaire parmi les circuits adjacents ayant participé aux coïncidences de détections.

Selon un mode de réalisation, chaque circuit est adapté à transmettre au module de traitement un troisième signal représentatif de l'énergie du rayonnement ionisant ayant entraîné la formation des charges collectées par l'électrode reliée audit circuit, le dispositif d'analyse et de commande de chaque circuit central étant adapté à fournir au module de traitement, si ledit circuit adjacent prioritaire accepte la requête de participation, le troisième signal du circuit central augmenté du troisième signal du circuit adjacent prioritaire.

Selon un mode de réalisation, le dispositif d'analyse et de commande de chaque circuit central est adapté à transmettre au circuit adjacent prioritaire le troisième signal du circuit central lorsqu'une indication de disponibilité a été envoyée au circuit adjacent prioritaire.

Selon un mode de réalisation, au moins certaines électrodes centrales sont chacune entourées d'au moins quatre électrodes adjacentes.

Selon un mode de réalisation, chaque circuit électronique est adapté à fournir un quatrième signal analogique qui passe par un extremum lorsque des charges sont collectées par l'électrode reliée audit circuit électronique, le deuxième signal étant différent du premier signal et étant un signal binaire qui change d'état lorsque le quatrième signal est supérieur, en valeur absolue, à un seuil.

Selon un mode de réalisation, chaque circuit électronique est adapté à fournir le premier signal dont le front avant du premier signal est postérieur au front arrière du deuxième signal.

Selon un mode de réalisation, le dispositif d'analyse et de commande de chaque circuit central est adapté à déterminer le circuit adjacent prioritaire qui est celui parmi les circuits adjacents reliés à des électrodes adjacentes ayant collecté des charges dans ladite plage temporelle, fournissant le deuxième signal dont le front avant suit au plus près le front avant du deuxième signal fourni par le circuit central .

Selon un mode de réalisation, chaque circuit électronique est adapté à fournir un cinquième signal binaire de durée constante, différent du premier signal et du deuxième signal, indiquant que des charges sont collectées par l'électrode reliée audit circuit électronique, chaque circuit central étant adapté à transmettre, à chaque circuit adjacent, le cinquième signal fourni par le circuit central et à recevoir, de chaque circuit adjacent, le cinquième signal fourni par chaque circuit adjacent.

Selon un mode de réalisation, le circuit central est adapté à déterminer si le produit logique du cinquième signal fourni par le circuit central avec le cinquième signal fourni par chaque circuit adjacent change de valeur.

Selon un mode de réalisation, chaque circuit électronique est adapté à fournir le cinquième signal dont le front avant coïncide avec le front avant du deuxième signal.

Selon un mode de réalisation, les circuits électroniques sont identiques.

Selon un mode de réalisation, le dispositif d'analyse et de commande de chaque circuit central est adapté, lorsque l'électrode centrale a collecté des charges, à déterminer au moins deux circuits adjacents prioritaires. Selon un mode de réalisation, le rayonnement ionisant entraîne la formation de charges dans un capteur, le capteur étant recouvert de plusieurs électrodes reliées chacune à un circuit électronique adapté à fournir, à un module de traitement, un premier signal indiquant que des charges sont collectées par l'électrode reliée audit circuit électronique, chaque circuit central comprenant un dispositif d' analyse et de commande ;

dans lequel au moins une électrode, appelée électrode centrale, est entourée d'au moins deux électrodes, appelées électrodes adjacentes, le circuit relié à l'électrode centrale, appelé circuit central, étant adapté à échanger des signaux avec chacun des circuits reliés aux électrodes adjacentes, appelés circuits adjacents ;

dans lequel chaque circuit central ou adjacent est adapté à envoyer respectivement au circuit adjacent ou central un deuxième signal de détection lorsque des charges sont collectées respectivement sur l'électrode centrale ou une électrode adj acente ;

dans lequel chaque circuit central ou adjacent est adapté à envoyer respectivement au circuit adjacent ou central une requête de participation à une coïncidence de détection et recevoir respectivement du circuit adjacent ou central une indication de disponibilité ;

le procédé comprenant, pour le dispositif d'analyse et de commande de chaque circuit central, lorsque l'électrode centrale a collecté des charges, les étapes suivantes :

(a) déterminer, dans une plage temporelle, une éventuelle coïncidence de détection entre l'électrode centrale et au moins l'une des électrodes adjacentes à partir des signaux de détection ;

(b) dans le cas d'une coïncidence de détections, déterminer une première coïncidence de détection prioritaire avec un circuit adjacent, dit prioritaire, pour lequel la probabilité que les deuxièmes signaux de détection du circuit adjacent prioritaire et du circuit central correspondent à un même photon reçu est la plus grande ;

(c) émettre ou recevoir vers le/du circuit adjacent prioritaire une requête de participation à une coïncidence de détection et recevoir ou émettre du/vers le circuit adjacent prioritaire une indication de disponibilité ; et

(d) émettre ledit premier signal à destination du module de traitement excepté dans le cas où une coïncidence de détections a été déterminée dans ladite plage temporelle et qu'une indication de disponibilité a été envoyée au circuit adjacent prioritaire.

Brève description des dessins

Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :

la figure 1 représente, de façon partielle et schématique, un exemple de dispositif de détection de rayonnement ionisant ;

la figure 2 représente, de façon schématique, une partie d'un circuit de lecture du dispositif représenté en figure 1 ;

la figure 3 est un chronogramme de signaux fournis par le circuit de lecture de la figure 2 ;

la figure 4 représente, de façon schématique, un mode de réalisation d'un dispositif de détection de rayonnement ionisant selon l'invention ;

la figure 5 représente, de façon partielle et schématique, un exemple d'agencement des circuits de correction du dispositif de la figure 4 ;

la figure 6 représente, sous la forme d'un schéma- bloc, un mode de réalisation d'un procédé de correction selon 1 ' invention ; la figure 7 représente, de façon schématique, un mode de réalisation d'une partie du circuit de correction de la figure 4 ;

la figure 8 illustre un exemple de connexion entre les circuits de correction de deux circuits de correction adjacents ;

la figure 9 représente un exemple de chronogrammes de signaux fournis par un circuit de correction lors de la détection d'un photon ;

la figure 10 représente des exemples de chronogrammes illustrant un mode de réalisation d'un procédé pour déterminer si une coïncidence de détections de photons a lieu ;

les figures 11 et 12 représentent des exemples de chronogrammes de signaux fournis par deux circuits de correction de pixels adjacents lors d'une coïncidence de détections ; et la figure 13 illustre les signaux émis et reçus par un mode de réalisation du circuit de correction.

Par souci de clarté, de mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références aux différentes figures.

Description détaillée

Dans la suite de la description, on entend par signal binaire un signal pouvant occuper deux états stables, un premier état appelé état bas ou ' 0 ' et un deuxième état appelé état haut ou '1'. En outre, sauf indication contraire, un signal est dit actif lorsqu'il est à l'état '1' et inactif lorsqu'il est à l'état '0' .

La figure 1 représente un exemple d'un dispositif 10 de détection de rayonnement ionisant 14, émis par une source 16 de rayonnement ionisant et ayant traversé un objet ou un être vivant 18. Le dispositif 10 comprend un capteur 20 de rayonnement ionisant en un matériau semiconducteur, des circuits électroniques de lecture 22 adaptés à fournir des signaux représentatifs de la détection de photons par le capteur 20 et un module de traitement 24 recevant les signaux fournis par les circuits de lecture 22. Seuls deux circuits de lecture sont représentés en figure 1.

Un exemple d'application d'un dispositif de détection de rayonnement ionisant est le contrôle non destructif de matériaux, la recherche de substances dangereuses ou illicites par exemple dans des bagages. Une autre application peut être la médecine et l'observation d'êtres vivants. Ces dispositifs de détection de rayonnement ionisant permettent de faire de l'imagerie des objets ou êtres vivants à contrôler.

Le capteur 20 comporte une plaque 26 d'un matériau semiconducteur, de préférence monocristallin, de forme généralement parallélépipédique ayant deux faces principales 28, 30, généralement opposées et parallèles. Dans les applications d'imagerie, la plaque 26 en matériau semiconducteur a généralement une épaisseur comprise entre quelques centaines de micromètres et quelques millimètres, voire quelques centimètres et une surface de quelques centimètres au carré voire quelques dizaines de centimètres au carré.

Le matériau semiconducteur peut être du tellurure de cadmium et de zinc (CdZnTe) , du tellurure de cadmium (CdTe) , de 1 ' iodure de mercure (Hg±2), de l'arséniure de gallium (GaAs) , du silicium (Si) . Le rayonnement ionisant 14 peut comprendre des rayons alpha, bêta, X, gamma ou même des neutrons. Les neutrons ne constituent pas directement un rayonnement ionisant mais ils induisent des rayonnements ionisants par les particules créées lors de leur interaction avec la matière.

La face 28 est recouverte d'une ou de plusieurs électrodes 32 dénommées cathodes et l'autre face 30 est recouverte d'une ou de plusieurs électrodes 34 dénommées anodes. Chaque électrode 34 est reliée à l'un des circuits de lecture

22. En fonctionnement, les rayonnements ionisants 14 d'énergie suffisante interagissent avec le matériau semiconducteur pour créer des paires électrons/trous. On a représenté schématiquement en figure 1 par un cercle 35 en traits pointillés un exemple d'interaction et par une ligne 36 en traits pointillés le parcours d'électrons jusqu'à une électrode 34. Les électrodes 32, 34 servent à polariser la plaque 26 de manière à permettre la migration des électrons et des trous vers les électrodes 32, 34. Dans la plupart des matériaux semiconducteurs usuels cités précédemment, le potentiel appliqué aux anodes, par exemple le potentiel de la masse, est supérieur au potentiel appliqué aux cathodes, par exemple un potentiel négatif. Les électrons sont alors collectés par les anodes 34, c'est pourquoi ce sont elles qui sont connectées aux circuits de lecture 22. Les cathodes 32 ont généralement un rôle limité à la polarisation de la plaque 26 et une unique cathode peut être utilisée comme cela est représenté en figure 1.

On utilise généralement plusieurs anodes 34 ayant, par exemple, la forme de plots isolés les uns des autres et disposés selon une matrice, en rangées et en colonnes. Lorsque l'on applique une tension de polarisation entre la cathode 32 et les anodes 34, un champ électrique apparaît dans le matériau semiconducteur. Ce champ électrique entraîne les trous vers la cathode 32 et les électrons vers les anodes 34. Chaque anode 34 coopère avec un volume V de matériau semiconducteur qui est face à elle, et qui est représenté par une zone hachurée sur la figure 1. Chaque volume V correspond à un pixel du dispositif de détection 10.

Lors d'une interaction du matériau semiconducteur avec un rayonnement ionisant incident 14, les charges de type électrons générées dans le volume V de matériau semiconducteur en regard d'une anode 34 sont collectées par cette anode. Ces charges collectées par une anode induisent une impulsion de courant électrique. Le circuit de lecture 22 comprend un préamplificateur de charges 37 fournissant un signal Amp à un circuit de mise en forme 38 qui fournit des signaux Hl et Maxl au module de traitement 24.

La figure 2 représente un mode de réalisation du circuit de mise en forme 38 et la figure 3 représente des chronogrammes illustrant des exemples d'évolution du signal reçu et des signaux fournis par le circuit de mise en forme 38. Les instants AQ , A]_ et A2 sont des instants successifs.

Le circuit de mise en forme 38 reçoit le signal analogique Amp fourni par le préamplificateur de charges 37. Le signal Amp est obtenu à partir de 1 ' impulsion de courant lors de la collecte de charges par l'électrode 34 reliée au circuit de lecture 22. Lorsque des charges sont collectées par l'électrode 34, ceci se traduit par une variation du signal Amp qui comprend en général une phase de croissance 40, le passage par un maximum 42 à l'instant A _] _ et une phase de décroissance 44.

Le circuit de mise en forme 38 comprend un module de détection d'événements 45 (Event Détection) qui reçoit le signal Amp et qui fournit le signal Hl . Le signal Hl est un signal binaire qui est à un premier état, par exemple '0', tant que le signal Amp est inférieur à un seuil et est à un deuxième état, par exemple '1', lorsque le signal Amp est supérieur au seuil. Dans l'exemple illustré en figure 3, le signal binaire H _] _ passe de '0' à '1' à l'instant AQ et de '1' à '0' à l'instant A ₂ .

Le circuit de mise en forme 38 comprend, en outre, un module de détection de maximum 46 (Max Détection) qui reçoit le signal Amp et qui fournit un signal analogique Maxl . Le signal analogique Maxl suit le signal Amp dans la phase de croissance 40 et conserve la valeur maximale du signal Amp après l'instant A _] _ . Cette valeur maximale est représentative de l'énergie du rayonnement ionisant déposée dans le volume V de matériau semiconducteur en regard de l'anode 34.

Lors de l'utilisation du dispositif 10 de détection de rayonnement ionisant pour faire de l'imagerie, on cherche à obtenir une image de l'objet ou de l'être vivant 18 placé entre la source de rayonnement ionisant 16 et le dispositif de détection 10. Le rayonnement ionisant 14 qui traverse l'objet ou l'être vivant 18 est atténué au moment où il atteint le capteur 20. L'intensité du rayonnement ionisant 14 qui atteint le capteur 20 dépend de la composition chimique et de la densité de l'objet ou de l'être vivant 18 traversé. Le module de traitement 24 peut, à partir des signaux Hl et Maxl, fournir une image du contraste en transmission de l'objet ou de l'être vivant 18, ce qui permet d'acquérir des informations sur la structure interne de l'objet ou de l'être vivant 18.

Pour réaliser des images de l'objet ou de l'être vivant 18 observé de qualité correcte, il est nécessaire de disposer d'un grand nombre de pixels et donc d'un grand nombre d' électrodes 34 qui sont chacune connectée à un circuit de lecture 22. Or, on s'aperçoit que les électrodes 34 collectent des signaux parasites qu'il faut rejeter si on veut obtenir la qualité recherchée.

Des signaux parasites peuvent se produire dans le cas d'un partage de charges qui a lieu lorsque les charges formées suite à l'interaction d'un photon avec le matériau semiconducteur sont collectées par deux électrodes 34 associées à deux pixels voisins. On a représenté schématiquement en figure 1 par un cercle 47 en traits pointillés un exemple d'interaction entraînant un partage de charges et par des lignes 48 en traits pointillés le parcours d'électrons jusqu'à deux électrodes 34 adjacentes.

Le module de traitement 24 peut, à partir d'une analyse des signaux Hl et Maxl fournis par chaque circuit de lecture 22, déterminer si des partages de charge se sont produits et, dans l'affirmative, corriger le nombre et le niveau d'énergie des photons détectés. En effet, lorsque des charges sont détectées quasiment simultanément par deux circuits de lecture reliés à des pixels adjacents, ce qui est appelé par la suite une coïncidence de détections, ceci correspond dans l'essentiel des cas à un unique photon ayant interagit avec le matériau semiconducteur et ayant entraîné la formation d'électrons collectés par deux électrodes adjacentes. Toutefois, ceci impose que le module de traitement 24 date de façon précise tous les signaux d'événements Hl fournis par les circuits de lecture 22 de façon à déterminer si des signaux d'événements Hl fournis par des circuits de lecture 22 de pixels adjacents sont simultanés. Lorsque le nombre de pixels est important, cette opération de datation peut être difficile à réaliser à bas coût en temps réel.

Il serait donc souhaitable de pouvoir réaliser 1 ' opération de correction tenant compte des partages de charges directement au niveau des circuits de lecture 22 associés aux pixels. Le module de traitement 24 n'a plus alors à réaliser 1 ' opération de correction pour tenir compte des partages de charges. De façon avantageuse, le module de traitement 24 peut ne plus avoir à dater tous les signaux qui lui sont transmis par les circuits de lecture.

La figure 4 représente un mode de réalisation selon l'invention d'un dispositif 50 de détection de rayonnements ionisants. Le dispositif 50 comprend l'ensemble des éléments du dispositif 10 représenté en figure 1. Toutefois, le circuit de lecture 22 associé à chaque pixel V comprend, en outre, un circuit de correction 52 qui reçoit les signaux Hl et Maxl fournis par le circuit de mise en forme 38 et qui fournit des signaux Mxl et Hech au module de traitement 24. Le signal Hech est un signal binaire qui est, par exemple, mis à '1' pour indiquer la détection d'un rayonnement ionisant par le circuit de correction. Le signal Hech peut être mis à '1' pendant une durée constante. Le signal Mxl est un signal analogique représentatif de l'énergie du photon détecté par le pixel relié au circuit de correction. En outre, chaque circuit de correction

52 associé à un pixel donné peut échanger des signaux avec des circuits de correction 52 associés à des pixels adjacents au pixel donné. Le circuit de correction 52 peut, en outre, recevoir et fournir d'autres signaux.

La figure 5 illustre un exemple de connexion entre circuits de correction 52. A titre d'exemple, dans le cas où les électrodes 34 sont réparties de façon matricielle, en rangées et en colonnes, les circuits de correction 52 peuvent être agencés de façon analogue. En figure 5, on a représenté, de façon schématique, une matrice de neuf circuits de correction 52 agencés selon trois rangées et trois colonnes. Bien entendu, en pratique, le nombre de rangées et de colonnes est plus important. A titre d'exemple, le circuit de correction relié à une électrode centrale entourée par huit électrodes peut échanger des signaux avec les circuits de correction reliés aux électrodes situées respectivement au nord, au sud, à l'est et à l'ouest de l'électrode centrale (double flèche 54). Chaque circuit de correction 52 reçoit, en outre, des signaux du circuit de mise en forme 38 (flèche 55) et fournit des signaux au module de traitement 24 (flèche 56) . Dans la suite de la description, le circuit de correction relié à l'électrode centrale est appelé circuit de correction central et les circuits de correction reliés à des électrodes situées au nord, au sud, à l'est et à l'ouest de l'électrode centrale sont appelés circuits de correction adjacents.

De préférence, les circuits de correction 52 sont des circuits électroniques identiques. Dans ce but, les circuits de correction 52 reliés à des électrodes 34 en bordure de la matrice d'électrodes reçoivent néanmoins des signaux (flèches 57) mis à un état inactif.

Dans la suite de la description, à des fins de clarté, on ajoute, pour au moins certains signaux reçus et transmis par le circuit de correction central, l'indice k pouvant être égal à N, S, E ou 0 lorsque le signal est échangé avec le circuit de correction adjacent reliée à l'électrode 34 située respectivement au nord, au sud, à l'est et à l'ouest de l'électrode centrale.

Selon un mode de réalisation de 1 ' invention, le circuit de correction 52 central reçoit au moins les signaux ¾ et Μχ^ de chaque circuit de correction 52 adjacent et fournit les signaux Hl^ et Mid à chaque circuit de correction 52 adjacent. Le signal Hl^ est identique au signal Hl reçu par le circuit de correction central. Le signal ¾ est identique au signal Hl reçu par chaque circuit de correction adjacent. Le signal Mid est un signal analogique qui suit au moins en partie le signal Maxl .

La figure 6 illustre sous la forme d'un schéma-bloc un mode de réalisation d'un procédé de correction mis en oeuvre par le circuit de correction central 52.

A l'étape 100, le circuit de correction central 52 détecte un rayonnement ionisant. Ceci correspond, par exemple, à la réception d'un signal Hl passant à l'état '1'. Le procédé se poursuit à l'étape 102.

A l'étape 102, le circuit de correction central 52 détermine si un rayonnement ionisant a été détecté de façon sensiblement coïncidente par l'un des circuits de correction adjacents en détectant notamment si l'un des signaux ¾ change d'état. Selon un mode de réalisation de l'invention, le circuit de correction central considère qu'une coïncidence de détections a lieu avec un circuit de correction adjacent si le signal ¾ change d'état dans un intervalle de temps donné avant ou après le changement d'état du signal Hl reçu par le circuit de correction central.

Selon un mode de réalisation de l'invention, le circuit de correction central ne prend en compte qu'une seule coïncidence de détections, appelée coïncidence de détections prioritaire. Si une seule coïncidence de détections se produit, cette coïncidence de détections est la coïncidence de détections prioritaire. Si deux ou trois coïncidences de détections ont lieu avec des circuits de correction adjacents, le circuit de correction central sélectionne la coïncidence de détections prioritaire et ignore les autres coïncidences de détections.

S'il n'y a pas de coïncidence de détections à l'étape 102, le procédé se poursuit à 104. Si une coïncidence de détections se produit entre deux pixels adjacents, le procédé se poursuit à l'étape 106.

A l'étape 104, le circuit de correction central met le signal Hech à '1' pour indiquer la détection d'un rayonnement ionisant par le pixel central. A titre d'exemple, le front montant du signal Hech se produit après le front descendant du signal Hl . Le signal Mxl fourni au module de traitement 24 pendant que le signal Hech est à l'état '1' est un signal analogique dont la valeur est sensiblement constante et correspond à la valeur maximale du signal Maxl. Le procédé se poursuit à l'étape 100.

A l'étape 106, il est déterminé auquel des deux pixels participant à la coïncidence de détections prioritaire doit être attribuée la détection du rayonnement ionisant, c'est-à-dire lequel des deux circuits de correction parmi le circuit de correction central ou le circuit de correction adjacent va transmettre les signaux Hech et Mxl au module de traitement 24. S'il est déterminé que la détection du rayonnement ionisant est attribuée au pixel central, le procédé se poursuit à l'étape 108. S'il est déterminé que la détection du rayonnement ionisant est attribuée au pixel adjacent, le procédé se poursuit à l'étape 110. Selon un mode de réalisation de l'invention, la détection du rayonnement ionisant est attribuée au circuit de correction pour lequel le signal Hl passe le premier à l'état '1' .

A l'étape 108, le circuit de correction central envoie une requête au circuit de correction adjacent participant à la coïncidence de détections prioritaire pour obtenir la valeur représentative de l'énergie du photon détectée par le circuit de correction adjacent. Si la requête est acceptée, le circuit de correction adjacent transmet cette valeur d'énergie par le signal Μχ^ . En outre, le circuit de correction met le signal Hech à '1' pour indiquer la détection d'un rayonnement ionisant par le pixel central. A titre d'exemple, le front montant du signal Hech se produit après le front descendant se produisant le plus tard parmi le signal H^ et le signal Hl reçus par le circuit de correction central.

Si la requête a été acceptée, le signal Mxl fourni par le circuit de correction central 52 au module de traitement 24 pendant que le signal Hech est à l'état '1' est un signal analogique dont la valeur est sensiblement constante et correspond à la somme des valeurs maximales des signaux Maxl reçus par les circuits de correction central et adjacent. Si la requête a été refusée, le signal Mxl fourni par le module de correction central au module de traitement 24 pendant que le signal Hech est à l'état '1' est un signal analogique dont la valeur est sensiblement constante et correspond à la valeur maximale du signal Maxl reçu seulement par le circuit de correction central. Le procédé se poursuit à l'étape 100.

A l'étape 110, le circuit de correction central transmet au circuit de correction adjacent participant à la coïncidence de détections prioritaire, via le signal Mid, une valeur représentative de l'énergie du photon qu'il a détecté. En outre, le circuit de correction central maintient le signal Hech à '0'. Le module de traitement 24 considère donc qu'il n'y a pas eu de détection de rayonnement ionisant par le pixel central. Le procédé se poursuit à l'étape 100.

Selon le mode de réalisation décrit précédemment en relation avec la figure 6, les signaux représentatifs de niveaux d'énergie Maxl, Mxl, Mid et Μχ^ sont des signaux analogiques. Selon un autre mode de réalisation, les signaux échangés entre les circuits de correction et représentatifs de niveaux d'énergie peuvent être des signaux numériques. Selon un exemple, le signal analogique Amp fourni par le préamplificateur de charges 37 est converti en un signal numérique AmpNUM et tous les signaux Maxl, Mxl, Mid et Μχ^ représentatifs de niveaux d'énergie sont obtenus à partir du signal AmpNUM. Selon un autre exemple, les signaux analogiques Maxl, Mxl, Mid et Μχ^ ou certains d'entre eux peuvent être déterminés à partir du signal Amp et être convertis en signaux numériques lorsqu'ils doivent être échangés entre circuits de correction.

Selon le mode de réalisation décrit précédemment en relation avec la figure 6, le circuit de correction central ne prend en compte qu'une seule coïncidence de détections prioritaire parmi toutes les coïncidences de détections. Selon un autre mode de réalisation, à l'étape 102, le circuit de correction central peut prendre en compte plusieurs coïncidences de détections, voire la totalité des coïncidences de détections, appelées coïncidences de détections prioritaires, parmi toutes les coïncidences de détections. Dans ce cas, à l'étape 106, il peut être déterminé auquel des pixels participant aux coïncidences de détections prioritaires doit être attribuée la détection du rayonnement ionisant, c'est-à-dire lequel des circuits de correction parmi le circuit de correction central ou les circuits de correction adjacents participant aux coïncidences de détections prioritaires va transmettre les signaux Hech et Mxl au module de traitement 24. S'il est déterminé que la détection du rayonnement ionisant est attribuée au pixel central, le circuit de correction central peut envoyer, à l'étape 108, une requête à chaque circuit de correction adjacent participant aux coïncidences de détections prioritaires pour obtenir la valeur représentative de l'énergie du photon détectée par ce circuit de correction adjacent. Chaque circuit de correction adjacent acceptant la requête peut transmettre cette valeur d'énergie par le signal Μχ^ . S'il est déterminé que la détection du rayonnement ionisant est attribuée à l'un des pixels adjacents, le circuit de correction central peut transmettre, à l'étape 110, au circuit de correction adjacent, auquel est attribuée la détection du rayonnement ionisant, une valeur représentative de l'énergie du photon qu'il a détecté et le circuit de correction central maintient le signal Hech à ' 0 ' .

Selon un mode de réalisation de l'invention, le circuit de correction central reçoit, en outre, un signal Gn^ de chaque circuit de correction adjacent et fournit un signal Gnl à chaque circuit de correction adjacent. Les signaux Gn^ et Gnl sont des potentiels de référence ou masses locales.

Le fait que la mise à ' 1 ' du signal Hech ne soit réalisée que par un seul circuit, le circuit de correction central ou le circuit de correction adjacent, dans le cas d'une coïncidence de détections de charges par deux électrodes contigues permet d'améliorer la prise en compte des coïncidences de détections par le module de traitement 24. Le fait, en outre, que le circuit mettant à '1' le signal Hech fournisse également un signal Mxl représentatif de la somme des énergies détectées par deux électrodes contigues permet encore davantage d'améliorer la prise en compte des coïncidences de détections par le module de traitement 24.

La figure 7 représente un mode de réalisation d'une partie du circuit de correction 52 correspondant à un circuit 112 de fourniture des signaux Mxl et Mid pouvant être utilisé pour réaliser les étapes 104, 108 ou 110 du mode de réalisation du procédé de correction décrit précédemment en relation avec la figure 6.

Le circuit 112 comprend une borne TER1 recevant le signal Maxl . Un interrupteur SW1 est prévue entre la borne d'entrée TER1 est une borne TER2 fournissant le signal Mxl. Un condensateur Cl est disposé entre la borne TER1 et une borne TER3 fournissant le signal Mid. Un interrupteur SW2 est disposé entre la borne TER3 et une borne TER4 fournissant le signal Gnl. La capacité du condensateur Cl est, par exemple, de l'ordre de

1 pF.

Des interrupteurs SW3s, SW3j, SW3Q relient la borne TER2 respectivement à des bornes TER3g, TER3 _j et TER3Q g i reçoivent respectivement les signaux b¾, Mxg, Mxg et Mx ₀ . Des interrupteurs SW4 _N , SW4 _S , SW4 _E , SW4 ₀ relient la borne TER3 respectivement à des bornes TER4 _N , TER4 _S , TER4 _E et TER4 ₀ qui reçoivent respectivement les signaux Gn^, Gng, Gn _E et Gn _Q .

Chaque borne TER3^, où k est égal à N, S, E ou 0, du circuit de correction central est reliée en permanence à la borne TER3 du circuit de correction adjacent considéré et la borne TER3 du circuit de correction central est reliée en permanence aux bornes TER3g, TER3 _j et TER3Q des circuits de correction adjacents. Chaque borne TER4^, où k est égal à N, S, E ou 0, du circuit de correction central est reliée en permanence à la borne TER4 du circuit de correction adjacent considéré et la borne TER4 du circuit de correction central est reliée en permanence aux bornes TER4g, TER4g et TER4Q des circuits de correction adjacents.

En fonctionnement, lorsque les interrupteurs SW1 et SW2 sont fermés, la tension Maxl est appliquée aux bornes du condensateur Cl et le signal Mxl suit le signal Maxl. Lorsque l'interrupteur SW1 est ouvert, le signal Maxl est échantillonné et la tension échantillonnée est maintenue aux bornes du condensateur Cl. Lorsque l'échantillonnage est réalisé au maximum de la tension Maxl, la tension aux bornes du condensateur Cl est représentative de l'énergie du photon détecté par le circuit de correction central.

La figure 8 illustre deux exemples de configurations des interrupteurs du circuit 112 pouvant être utilisées aux étapes 108 et 110 décrites précédemment lorsque le circuit de correction central et le circuit de correction adjacent situé à l'est participent à la coïncidence de détections. Le symbole ' est ajouté aux références des éléments du circuit de correction à l'est pour les distinguer du circuit de correction central.

Pour que le circuit de correction central fournisse un signal Mxl égal à la somme des tensions aux bornes des condensateurs Cl et Cl' (ligne en traits pleins), l'interrupteur SW3 _j ' est fermé et l'interrupteur SW4g' est fermé, les autres interrupteurs restant ouverts . Pour que le circuit de correction adjacent à l'est du circuit de correction central fournisse un signal Mxl' égal à la somme des tensions aux bornes des condensateurs Cl et Cl' (ligne en traits pointillés), l'interrupteur SW3Q est fermé et l'interrupteur SW4g est fermé, les autres interrupteurs restant ouverts.

Selon un mode de réalisation de l'invention, le circuit de correction central reçoit, en outre, un signal M^ de chaque circuit de correction adjacent et fournit un signal Ml^ à chaque circuit de correction adjacent. Les signaux M^ et Ml^ sont signaux binaires. La figure 9 représente des chronogrammes des signaux Hl^ (ou Hl) , Hech, Ml^, Maxl et Mxl fournis par le circuit de correction central en l'absence de coïncidence, où k est égal à N, S, E ou 0 . Les instants BQ à B5 sont des instants successifs.

Le signal Hl^ est un signal binaire qui débute sur son front avant à 1 ' instant BQ et se termine sur son front arrière à l'instant B3. Dans l'exemple représenté en figure 9, le front avant du signal Hl^ est un front montant et le front arrière du signal Hl^ est un front descendant.

Le circuit de correction 52 fournit à chaque circuit de correction adjacent un signal Ml^, où k peut être égal à N, S, E ou 0. Le signal Ml^ est un signal binaire dont le front avant se produit à 1 ' instant B]_ qui suit immédiatement 1 ' instant BQ . Dans la suite de la description, on considère que le front avant du signal Ml^ coïncide sensiblement avec le front avant du signal Hl^. Le signal Ml^ se termine sur son front arrière à l'instant B2. La durée entre les instants BQ et B2 est constante, par exemple de l'ordre de 8 ns .

Le signal Maxl est représenté en figure 9 sous forme sinusoïdale pour mieux distinguer les différentes phases. L'interrupteur SW1 est fermé à l'instant BQ et ouvert à 1 ' instant B3. Le signal Mxl suit donc le signal Maxl entre les instants BQ et B3 puis se maintient à la valeur échantillonnée de Maxl à 1 ' instant B3 .

Le signal Hech est un signal binaire qui débute sur son front avant à 1 ' instant B4 et se termine sur son front arrière à l'instant B5. En l'absence de coïncidence, le front montant du signal Hech peut suivre immédiatement le front descendant du signal Hl^. Dans ce cas, les instants B3 et B4 sont quasiment confondus.

La figure 10 illustre plus en détail un mode de réalisation des étapes 102 et 106 du mode de réalisation du procédé de correction décrit précédemment en relation avec la figure 6. Les instants CQ à Cg sont des instants successifs. En partie basse de la figure 10 sont représentés les signaux Hl^ et Ml^, k étant égal à N, S, E ou 0, fournis par le circuit de correction central aux circuits de correction adjacents et en partie haute de la figure 10 sont représentés les signaux ¾ et fournis par l'un des circuits de correction adjacents au circuit de correction central. Pour déterminer si une coïncidence de détections a lieu, le circuit de correction central détermine le produit des signaux Ml^ et représenté en partie centrale de la figure 10. La figure 10 illustre trois cas .

Le premier cas (instants CQ à C2 ) correspond à une coïncidence de détections, la détection de rayonnement ionisant ayant lieu en premier dans le pixel central. Les fronts avant des signaux Hl^ et Ml^ se produisent à l'instant CQ . Les fronts avant des signaux ¾ et se produisent à l'instant C]_ qui précède l'instant C2 où se produit le front arrière du signal Ml _] ^. Le circuit de correction central détermine qu'une coïncidence de détections a lieu à partir du fait que le produit entre les signaux et Ml^ n'est pas nul entre les instants C]_ et C2 · Le circuit de correction central détermine que la détection de rayonnement ionisant a lieu en premier dans le pixel central à partir du fait que le front montant du signal Ml^ se produit avant le front montant du signal M^.

Le deuxième cas (instants C3 à C5 ) correspond à la présence d'une coïncidence de détections, la détection de rayonnement ionisant ayant eu lieu en premier dans le pixel adjacent. Les fronts avant des signaux ¾ et se produisent à l'instant C3. Les fronts avant des signaux Hl^ et Ml^ se produisent à l'instant C4 qui précède l'instant C5 où se produit le front arrière du signal M^. Le circuit de correction central détermine qu'une coïncidence de détections a lieu à partir du fait que le produit entre les signaux et Ml^ n'est pas nul entre les instants C4 et C5. Le circuit de correction central détermine que la détection de rayonnement ionisant a lieu en premier dans le pixel adjacent à partir du fait que le front montant du signal ¾ se produit avant le front montant du signal Hl _k .

Le troisième cas (instants Cg à Cg) correspond à l'absence de coïncidence de détections. Les fronts avant des signaux ¾ et M _k se produisent à l'instant Cg. Le front arrière du signal M _k se produit à l'instant C7 qui précède l'instant Cg où se produisent les fronts avant des signaux Hl _k et Ml _k . Le circuit de correction central détermine qu'une coïncidence de détections n'a pas lieu à partir du fait que le produit entre les signaux M _k et Ml _k est nul.

Selon un mode de réalisation de 1 ' invention, le circuit de correction central ne prend en compte qu'une seule coïncidence de détections, appelée coïncidence de détections prioritaire. Selon un mode de réalisation de l'invention, si deux ou plus de deux coïncidences de détections ont lieu dont au moins une pour laquelle le signal ¾ passe à l'état '1' après le passage à l'état '1' du signal Hl, la coïncidence de détections prioritaire est la coïncidence de détections avec le circuit de correction adjacent pour laquelle le signal ¾ passe le premier à l'état '1' après le passage à l'état '1' du signal Hl . Selon un mode de réalisation de l'invention, si pour toutes les coïncidences de détections, le signal ¾ passe à l'état '1' avant le passage à l'état '1' du signal Hl, la coïncidence de détections prioritaire est la coïncidence de détections avec le circuit de correction adjacent pour laquelle le signal H _k passe le premier à l'état '1' avant le passage à l'état '1' du signal Hl.

Les figures 11 et 12 illustrent un mode de réalisation plus détaillé des étapes 102, 106 et 108 du procédé décrit précédemment en relation avec la figure 6, chaque circuit de correction 52 comprenant le circuit 112 décrit précédemment en relation avec les figures 7 et 8.

Les figures 11 et 12 représentent chacune, en partie haute, des chronogrammes de signaux reçus et fournis par le circuit de correction central et, en partie basse, des chronogrammes de signaux reçus et fournis par un circuit de correction adjacent dans le cas d'une coïncidence de détections. Le signal Maxl ' correspond au signal Maxl reçu par le circuit de correction adjacent et le signal Mxl ' correspond au signal Mxl fourni par le circuit de correction adjacent. Les instants DQ à D7 et les instants E Q à E7 sont des instants successifs.

La figure 11 illustre un exemple de coïncidence de détections (supposée prioritaire) dans laquelle le front arrière du signal ¾ précède le front arrière du signal Hl^.

Les fronts avant des signaux Hl^ et Ml^ se produisent à 1 ' instant DQ . Les fronts avant des signaux ¾ et se produisent à 1 ' instant D _] _ qui précède 1 ' instant D2 où se produit le front arrière du signal Ml^. Le circuit de correction central détermine donc qu'une coïncidence de détections a lieu à partir du fait que le produit entre les signaux et Ml^ n'est pas nul entre les instants D _] _ et D2. En outre, le circuit de correction central détermine que la détection de rayonnement ionisant a lieu en premier dans le pixel central à partir du fait que le front montant du signal Ml^ se produit avant le front montant du signal M^. A l'instant D3 se produit le front arrière du signal et à l'instant D4 se produit le front arrière du signal ¾. L'interrupteur SWl du circuit de correction adjacent est fermé à l'instant D _] _ et ouvert à l'instant D4. Après l'instant D4 , le signal Mxl' est sensiblement constant et correspond à la valeur échantillonnée du signal Maxl' à l'instant D4. A l'instant D5 se produit le front arrière du signal Hl^. L'interrupteur SWl du circuit de correction central est fermé à 1 ' instant DQ et ouvert à 1 ' instant D5 .

Après l'instant D5 , les signaux Hl^ et ¾ étant au niveau bas, le circuit de correction central met le signal Hech à l'état haut à l'instant Dg immédiatement après le front arrière du signal Hl^. Le front arrière du signal Hech a lieu à l'instant D . Les interrupteurs SW3^ et SW4^ du circuit de correction adjacent sont fermés entre les instants Dg et D . Entre les instants Dg et D7 , le signal Mxl correspond à la valeur échantillonnée du signal Maxl à l'instant D5 augmentée du signal Mxl' qui correspond à la valeur échantillonnée du signal Maxl' à l'instant D4. Le circuit de correction adjacent ne fournit pas de signal Hech de sorte que seule la détection d'un rayonnement ionisant par le circuit de correction central est prise en compte par le module de traitement central 24.

La figure 12 illustre un exemple de coïncidence de détections (supposée prioritaire) dans laquelle le front arrière du signal Hl^ précède le front arrière du signal ¾. Les signaux évoluent de la même façon entre les instants EQ et E3 qu'entre les instants DQ et D3 . A l'instant E4 se produit le front arrière du signal Hl^. L'interrupteur SW1 du circuit de correction central est fermé à l'instant E Q et ouvert à l'instant E4 . A l'instant E5 se produit le front arrière du signal ¾. L'interrupteur SW1 du circuit de correction adjacent est fermé à l'instant E _] _ et ouvert à l'instant E5 . Après l'instant E5 , le signal Mxl' est sensiblement constant et correspond à la valeur échantillonnée du signal Maxl ' à l'instant E5 .

Après l'instant E5 , les signaux Hl^ et H^ étant au niveau bas, le circuit de correction central met le signal Hech à l'état haut à l'instant Eg immédiatement après le front arrière du signal ¾. Le front arrière du signal Hech a lieu à l'instant E7 . Les interrupteurs SW3^ et SW4^ du circuit de correction adjacent sont fermés entre les instants Eg et E7 . Entre les instants Eg et E7 , le signal Mxl correspond à la valeur échantillonnée du signal Maxl à l'instant E4 augmentée du signal Mxl' qui correspond à la valeur échantillonnée du signal Maxl' à l'instant E5 . Le circuit de correction adjacent ne fournit pas de signal Hech de sorte que seule la détection d'un rayonnement ionisant par le circuit de correction central est prise en compte par le module de traitement central 24.

La figure 13 représente, de façon schématique, les signaux reçus et fournis selon un mode de réalisation du circuit de correction 52 dans lequel le circuit de correction reçoit, en outre, un signal Cnc du module de traitement 24 et des signaux P¾ et Af^ de chaque circuit de correction adjacent et fournit des signaux C¾ et A2^ à chaque circuit de correction adjacent.

Le signal Cnc est un signal binaire qui correspond à un bit de contrôle de chaque circuit de correction 52. A titre d'exemple, lorsque le signal Cnc est à l'état haut, un procédé de correction est mis en oeuvre pour tenir compte des phénomènes de partages de charges selon l'un des modes de réalisation de l'invention décrits précédemment. A titre d'exemple, lorsque le signal Cnc est à l'état bas, aucun procédé de correction n'est mis en oeuvre pour tenir compte des phénomènes de partages de charges .

Les signaux Af^, P¾, A2^ et C¾ sont utilisés pour la mise en oeuvre d'un protocole de communication entre le circuit de correction central et les circuits de correction adjacents aux étapes 102, 106, 108 et 110 décrites précédemment en relation avec la figure 6.

Lorsqu'aux étapes 102 et 106, le circuit de correction central détermine qu'une coïncidence de détections prioritaire a lieu avec l'un des circuits adjacents, par exemple le circuit adjacent à l'est, et que le circuit de correction central est le premier à avoir détecté le rayonnement ionisant, il met le signal Ccj à ' 1 ' , les autres signaux Cc¾[, Ces et CCQ étant maintenus à '0'. La mise à '1' du signal Cc _j peut être effectuée au front descendant du signal Mlg. S'il est disponible, le circuit de correction adjacent à l'est met le signal Pc _j à '1', par exemple au front arrière du signal Mg. Le circuit de correction adjacent à l'est ferme alors les interrupteurs SW3 _j et SW4g et le circuit de correction central attend le front arrière parmi le front arrière du signal Hlg et Hg qui est le plus tardif pour mettre le signal Hech à '1' et réaliser l'addition des signaux Mxl et Mxg (étape 108). S'il n'est pas disponible, le circuit de correction adjacent à l'est maintient le signal Pc _j à '0' et maintient ouverts les interrupteurs SW3 _j et SW4g. Tout se passe comme s'il n'y avait pas de coïncidence de détections (étape 104) et le circuit de correction central met alors le signal Hech à ' 1 ' après le front arrière du signal Hlg et Hg. Il n'y a donc pas addition des signaux Mxl et Mxg pendant que le signal Hech est à ' 1 ' . Le circuit de correction adjacent peut ne pas être disponible s'il participe déjà à une coïncidence de détections prioritaire avec un autre circuit de correction.

L'un des circuits de correction adjacents, par exemple le circuit de correction adjacent situé à l'est, peut déterminer qu'une coïncidence de détections prioritaire a lieu avec le circuit de correction central et que le circuit de correction adjacent est le premier à avoir détecté le rayonnement ionisant. Le circuit de correction adjacent peut alors transmettre au circuit de correction central une requête pour récupérer le signal Mxl du circuit de correction central. Le circuit de correction adjacent, par exemple situé à l'est, met alors le signal Afg à ' 1 ' , les autres signaux A¾, Afg et Af _Q étant maintenus à '0'. La mise à '1' du signal Afg peut être effectuée au front descendant du signal Mg. Si aux étapes 102 et 106, le circuit de correction central a également déterminé qu'une coïncidence de détections a lieu avec le circuit adjacent à l'est, le circuit de correction central met le signal A2g à '1', par exemple au front arrière du signal Mlg. Le circuit de correction central ferme alors les interrupteurs SW3 _j et SW4g de sorte que le circuit de correction adjacent à l'est puisse lire la tension aux bornes du condensateur Cl du circuit de correction central via le signal Mid. Si le circuit de correction central n'est pas disponible, le circuit de correction central maintient le signal A2g à '0' et maintient ouverts les interrupteurs SW3 _j et SW4g. Le circuit de correction central peut ne pas être disponible s'il participe déjà à une coïncidence de détections prioritaire avec un autre circuit de correction. Des modes de réalisation particuliers de la présente invention ont été décrits. Diverses variantes et modifications apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, bien que des modes de réalisation aient été décrits dans lesquels chaque circuit de correction central échange des signaux avec quatre autres circuits de correction adjacents (à l'exception des circuits de correction associés à des électrodes aux bords de la matrice d'électrodes), il est clair que chaque circuit de correction central peut être relié à un nombre plus important ou moins important de circuits de correction adjacents. A titre d'exemple, en relation avec la figure 5, le circuit de correction central peut être relié à huit circuits de correction adjacents associés aux électrodes situées au nord, au sud, à l'est, à l'ouest, au nord-est, au nord-ouest, au sud-est et au sud-ouest de l'électrode centrale.