划分电阻梯和比较器之间的比特的多阈值计数器的数模转换器

摘要

本发明涉及一种X射线检测器(1)，该X射线检测器(1)包括可用K+L个比特控制的并且具有第一电压源(5)的N通道数模转换器(15)，该第一电压源(5)在分接点(7)提供多个第一电压值，并且其中，第一电压值是等距的并且可以单调序列提供。数模转换器(15)还包括具有N个开关矩阵(73)的开关单元(71)，其中，开关矩阵(73)的2

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括N通道可控型数模转换器的X射线检测器和一种医疗设备。

背景技术

在X射线成像领域中(例如，在计算机断层摄影、血管造影或放射照相中)，可以使用计数直接转换X射线检测器。X射线辐射或光子可以借助于合适的传感器被转换成电脉冲。例如CdTe、CZT、CdZnTeSe、CdTeSe、CdMnTe、InP、TlBr2、HgI2、GaAs、或其它可以被用作传感器材料。该电脉冲由评价电子系统(例如，集成电路(专用集成电路，ASIC))进行评价。

在计数X射线检测器中，通过计数由检测器材料中的X射线光子的吸收而触发的电脉冲来测量入射X射线辐射。电脉冲的尺寸通常与所吸收的X射线光子的能量成比例。通过这种手段，光谱信息可以通过比较电脉冲的尺寸与阈值来提取。只有那些超过阈值的电脉冲被计为一事件。光子计数检测器元件(例如，由多个分组在一起的子像素形成的子像素或宏像素)可以具有多个阈值和与阈值相关联的寄存器。阈值可以与不同的光子能量相关联。因此，入射光谱可以以多个能量间隔进行扫描。因此，可以提供具有光谱信息的X射线记录。不同材料的特征吸收光谱或不同的吸收行为可以用于材料区分。这通常可以用于使用多个基本材料(例如，水、碘、骨骼、钆或金)来重建计算机断层摄影记录。多个基本材料的区分需要数目相当的独立测量。测量可以用不同的能量通道或阈值来进行。因此，需要多个阈值或能量通道以便能够区分检查对象体内的材料。与其隔开，独立测量还可以使得能够加权相加不同的能量通道中的计数事件，其使得能够改善单色X射线图像的对比度。因此，计数X射线检测器可以因此特别地适用于记录切片图像，例如，使用计算机断层摄影设备或C型臂血管造影系统。

多个能量通道的已知实现方式实现了检测器元件内的数模转换器的最小可能实现方式，例如，具有电流控制型数模转换器(电流导引DAC)、R2R网络、分段数模转换器、或具有脉宽调制(PWM)的数模拟转换器和低通滤波器。可替代地，可以使用可整体用于检测器元件的整个矩阵的数模转换器，其中，每能量通道使用一个数模转换器。除了从全局数模转换器供应电压之外，每个检测器元件具有附加的较小的数模转换器，其中，该较小的数模转换器使得能够精细设置阈值。已知实现方式在能量通道的数目和数模转换器的面积和数模转换器的功率消耗之间具有正比关系。

多个或附加的能量通道与空间要求增加、功率消耗增加和读出所需的带宽更高相关联。能量阈值需要阈值的可设置的基准电压、比较器和寄存器。增加的空间要求限制了检测器元件的尺寸。检测器元件的尺寸必须适于能量通道的空间要求。检测器元件的尺寸越小，医疗设备的空间分辨率可以越好。

发明内容

本发明的目的是提供一种X射线检测器和医疗设备，其在检测器元件内以节省空间和节能的实现方式启用多个能量通道。本发明人提出了一种数模转换器的新型实现方式，其可以调整阈值以使多个阈值或能量通道可以在一个检测器元件内提供，从而可以减少空间要求增加和功率要求增加的问题。

该目的是根据本发明使用根据权利要求1的X射线检测器和根据权利要求16的医疗设备来实现。

本发明涉及一种X射线检测器，该X射线检测器包括可用K+L个比特控制的并且具有在分接(tap)点提供多个第一电压值的第一电压源的N通道数模转换器，并且其中，第一电压值是等距的并且可以单调序列提供。数模转换器还包括具有N个开关矩阵的开关单元，其中，开关矩阵的2^K个输入导电地连接至第一电压源的单调顺序的第一电压值的2^K个分接点，其中，开关矩阵的第一电压源的分接点可用K个比特选择，并且其中，开关矩阵具有在输出处选择的第一电压值。数模转换器还包括第二电压源，其中，第二电压源包括N个子单元，并且其中，第二电压值可用L个比特选择。X射线检测器还包括鉴别器单元，其中，鉴别器单元包括N个比较器，并且其中，比较器的至少一个输入导电地连接至开关矩阵的所关联的输出和/或子单元的所关联的输出，以使所关联的第一电压值和所关联的第二电压值可与每个比较器相关联。前置放大器的输出的信号、所关联的第一电压值和所关联的第二电压值可在比较器中进行比较。

本发明基于粗略设置多个阈值并且精细且更精确设置阈值的实现每像素的数模转换器的思想。第一电压源具有多个分接点或输出。每个阈值可用K个比特以粗略设置进行设置，并且取决于第一电压源，可用L个比特以精细设置进行设置。本发明提供了每个检测器元件具有多个阈值的X射线检测器的数模转换器，“多阈值计数器”，其中，提供了第一电压源和第二电压源之间的K+L个比特的划分。第一电压源可以被配置为电阻器链、电阻梯(resistor ladder)、R-阶梯(R-ladder)、电位器或电阻分压器。

变量N，K和L是自然非零数字。阈值或能量通道的数目N和比特的数目K可自由选择。每像素的能源通道的优选数目为N＝4。分接点、电压水平或第一电压值的最小数目可以由开关矩阵的2^K个输入的数目来规定。分接点、电压阶跃或第一电压值的数目可以至少是2^K+1。比特的优选数目K是K≤8。比特的特别优选数目K是K＝5。比特的优选数目L处于范围1至3内。比特的特别优选数目L是L＝2。

开关矩阵连接至多个分接点。每个开关矩阵可以在所有分接点的一部分(例如，第一电压源的所有分接点的50％)处分接电压。开关矩阵的精确地2^K个输入导电地连接至第一电压源的单调顺序的第一电压值的精确地2^K个分接点。开关单元包括N个开关矩阵。开关矩阵被配置为开关或多路复用器的矩阵。开关矩阵借助于K个比特在第一电压源选择分接点。借助于K个比特，可以有利地实现阈值的粗略设置。

第二电压源包括N个子单元。子单元与能量通道、比较器或阈值相关联。用L个比特，可以进行更精细设置阈值。在第一电压源外进行阈值的更精细设置，并且从而，可以有利地减小第一电压源的尺寸和复杂性。

不同的能量跨度或可能的比较器电压范围可以与能量通道和比较器相关联，或者与第一电压值和第二电压值相关联用于与前置放大器的输出的信号进行比较。不是每个能量通道必须能够覆盖整个可能的能量范围。有利地，减少了第一电压源和开关单元之间的导电连接的数目。

第二电压源可以被配置成与比较器组合。比较器具有差分对的可编程输入偏移。可以提供2^L个不同第二电压值，例如，借助于电阻器。在备选实施例中，可以提供2^L个不同第二电压值。通过偏置电流的注入，可以更改操作电压，其导致输入偏移的变化或基准电压的位移。可以存在附加配置比特。这些使得能够比较器的偏置电流的局部旁路。因此，可以适配第二电压源的阶跃宽度和偏移的阶跃宽度。第二电压源的阶跃宽度的尺寸取决于可设置的电压(调谐电压)。有利地，可以适配或调整第二电压源的阈值和阶跃宽度。有利地，多个检测器元件的阈值可以适配彼此。第二电压源的阶跃宽度取决于第二电压源的电阻或(多个)电阻和偏置电流。第二电压源的阶跃宽度可以适于第一电压源的阶跃宽度。第一电压源的阶跃宽度细分成第二电压源的尺寸相等的阶跃宽度可以有利地设置成例如，在L＝2的情况下，第二电压源的阶跃宽度是第一电压源的阶跃宽度的四分之一。有利地，精细设置可以借助于第二电压值来实现用于与前置放大器的输出的信号进行比较。前置放大器的输出的信号可以由电压值表示。

由第K+L个比特选择的电压值、第一电压值和第二电压值用于在比较器中比较前置放大器的输出的信号。开关矩阵和第二电压源与比较器相关联。

能量阈值由比较器构成。比较器比较前置放大器的输出信号与所选择的第一电压值和所选择的第二电压值。能量阈值可以由单侧鉴别器(discriminator)进行配置。如果该信号超过阈值，则该结果被注册在该能量通道中。该事件可以注册在多个能量通道中。最高能量阈值可以例如是90keV。最低能量阈值可以例如是5keV或35keV。每个能量阈值可单独借助于K+L个比特进行设置。有利地，借助于将比特划分为第一电压源和第二电压源，可以减少必要面积。有利地，能量通道或比较器电压的数目仅对必要面积和所需功率具有轻微影响。有利地，能量信道的数目可变。有利地，X射线检测器被配置成提供许多能量通道。有利地，数模转换器的线性度主要仅受电阻器的再现性的限制。有利地，数模转换器的线性度对于所有能量通道是相同的。数模转换器不需要附加的缓冲级或有源电路。有利地，可以防止噪声增加，特别地，可以防止1/f噪声。有利地，可以减少功率、面积和稳定性的要求标准。数模转换器不需要附加的时钟信号或其它复杂的数字电路。有利地，可以防止串扰和噪声增加。可实现的比较器电压或每个能量通道的第一电压值和第二电压值的范围可以至少部分地重叠在于多个开关矩阵的分接点是可选择的。有利地，校准由至少部分重叠的区域进行简化。划分成第一电压源和第二电压源有利地使得能量通道的能量范围能够更大，而仅需要相对较少数目K+L个比特用于设置比较器电压或第一电压值和第二电压值。有利地，数模转换器具有恒定电流使用，其与所使用的能量通道的数目无关。有利地，数模转换器防止电流峰值或交流电压降。有利地，数模转换器降低第一电压值和第二电压值的噪声。

从数学观点来看，比较器中的比较可以与其中前置放大器的输出的信号大于或等于第一电压值和第二电压值的总和的比较相对应。

本发明还涉及一种包括如前述权利要求中任一项所述的X射线检测器的医疗设备。

根据本发明的X射线检测器的优点可以被转移到医疗设备。医疗设备优选地是计算断层摄影设备或C型臂血管造影系统。在空间节省、功率有效和功率稳定实现方式的情况下，可以实现多个能量通道，例如，而没有损失空间分辨率。有利地，借助于加权相加不同能量通道中的计数事件，可以实现改善用于单色X射线图像的对比度。有利地，检查对象内的材料可以使用多个基本材料进行区别。

按照根据本发明的X射线检测器的一个方面，前置放大器的输出的信号可在比较器中与第一电压值和第二电压值的总和进行比较。调整或比较可以配置成以使检查前置放大器的输出的信号是否大于或等于第一电压值和第二电压值的总和。

按照根据本发明的X射线检测器的一个方面，前置放大器的输出的信号和第二电压值的差别可在比较器中与第一电压值进行比较。调整或比较可以配置成以使得检查小于第二电压值的该前置放大器的输出的信号是否大于或等于第一电压值。

按照根据本发明的X射线检测器的一个方面，在改变比较器的开关行为第二电压值时，前置放大器的输出的信号与第一电压值可在比较器中进行比较。比较器的开关行为可以由第二电压值改变，以使比较器具有由第二电压值改变或凸起的开关行为。调整或比较可以被配置成以使得检查前置放大器输出的信号在改变开关行为时是否大于或等于第二电压值。在开关行为改变的情况下，比较器可以执行前置放大器的输出的信号与第一电压值的比较，使得从数学观点来看，该比较与其中前置放大器的输出的信号大于或等于第一电压值和第二电压值的总和的比较相对应。

按照根据本发明的X射线检测器的一个方面，第二电压源被鉴别器单元包括在内。第二电压源的子单元可以被比较器包括在内。有利地，比较器和第二电压源的子单元形成一个组成部分或一个部件。数模转换器可以部分地例如是被比较器包括在内的第二电压源的子单元。有利地，该比较可以在没有部件内的减法或加法的步骤的情况下来进行。有利地，可以避免前置放大器的输出的信号、第一电压值和第二电压值的组合的加法或减法的步骤或它们的实现方式。有利地，可以减少在实现方式中使用的部件的数目。有利地，可以实现节省空间和信号线的长度的减小。

按照根据本发明的X射线检测器的一个方面，第一电压源包括具有多个串联布置的等值电阻器的电阻器链，其中，在电阻器之前或之后或者相邻电阻器之间，可提供分接点。

等值电阻器具有相同的电阻值，其中，+10％至-10％的公差是允许的。分接点之间的电压差或阶跃宽度例如是大约10mV。分接点之间的阶跃宽度由于等值电阻器而可以有利地恒定。第一电压源可以具有(2^K+1-1)个电阻器。在优选实施例中，第一电压源有63个电阻器。可以选择第一电压源可覆盖的整个能量范围大于所需的或必要的能量范围25％，以便有利地能够补偿生产变化。输入电压VDAC、电阻梯的总电阻、以及各个电阻器的电阻值确定分接点处的输出电压和第一电压源的分接点之间的阶跃宽度。

按照根据本发明的X射线检测器的一个方面，第一电压源连接至可设置的输入电压VDAC。

在输入电压VDAC的情况下，分接点之间的阶跃宽度或电压差可以被压缩或拉伸。有利地，可设置阶跃宽度。第一电压源在电阻器链的相对端处接地。有利地，生产变化可以借助于输入电压VDAC的可设置性而相等。

内部电压源可以用于输入电压VDAC。内部电压源可以是可编程的，并且电源电压的减少可以是可设置的。外部电压源可以用于输入电压VDAC，其中，输入电压可以由外部电压源设置。通过改变输入电压VDAC，还可以适配第二电压源的阶跃宽度。

按照根据本发明的X射线检测器的一个方面，第一电压源具有2^K+1个分接点。在K个比特的情况下，分接点可以选自2^K个分接点。有利地，可获得两倍个分接点。有利地，不同的相干区域可以与每个开关矩阵相关联。有利地，减少了每分接点的导电连接。

按照根据本发明的X射线检测器的一个方面，多个分接点导电地连接至多个开关矩阵的输入。

与一个开关矩阵相关联的分接点的数目可以变化。开关矩阵和所关联的分接点之间的导电连接与其它开关矩阵无关。有利地，第一电压源可以以节省空间的方式进行配置。有利地，导电连接可以分布式或均衡地布置。

按照根据本发明的X射线检测器的一个方面，开关矩阵被配置为多路复用器。有利地，可以使用很少的处理步骤和很少的部件来高效地选择分接点。

按照根据本发明的X射线检测器的一个方面，第一电压源具有用于设置基准电压或零点的零点调节电路。

零点调节电路可以每像素实现一次。零点调节电路可以在第一电压源中实现。分接点可以在电阻梯的总电阻的大约10％处被确定为零点。该分接点可以具有启用小于0keV的能量阈值的第一电压值。该零点的分接点可以定义或设置与0keV相对应的零点的位置。有利地，其中在前置放大器的输出的信号中在0keV下发生例如事件的信号的“下冲(undershoot)”可以被登记。有利地，较高光子通量下的串扰(所谓的“堆积”)可以在所注册的下冲的帮助下进行确定或研究。零点可以在已知的固定值的帮助下借助于零点调节电路来影响像素的比较器的输入处的信号。零点调节电路可以控制比较器的输入的信号，使得其余信号(也就是没有事件或X射线光子的信号)具有设置电压、基准电压或零点。对于具有堆积的显著或可测量的分量的比较器的输入处的信号，零点调节电路可以影响比较器的输入处的信号，使得比较器的输入处的均值电压位于零点的水平处。对于具有堆积的显著或可测量的分量的比较器的输入处的信号，零点调节电路可以影响比较器的输入处的信号，使得小于零点的信号或电压值不出现或只有很少出现。因此，零点调节电路定义X射线光子的信号或比较器的输入处的其余信号的位置。零点调节电路可以被标识为基线保持器。

在前置放大器的输出直接连接到比较器的输入的情况下，比较器的输入处的信号可以与前置放大器的输出信号相同。如果进一步的信号形成阶段(所谓的“整形器”)从前置放大器继续，则类似的原理可以适用于以下阶段的输出。零点调节电路可以影响比较器的输入信号在于它影响前置放大器的输出的信号和/或它之后的阶段。在前置放大器的输出电容性连接到比较器的输入的情况下，比较器的输入处的信号的位置可以与前置放大器的输出的信号的位置无关，并且零点调节电路可以直接影响比较器的一侧上的电容器后面的信号。

在前置放大器的输出到比较器的输入的直接连接中，零点调节电路可以直接影响前置放大器的输出的信号的位置，例如，借助于前置放大器的输入处的补偿电流的强度。零点调节电路可以从前置放大器的输入节点获取同样多的DC电流，以使前置放大器(例如，跨阻抗放大器)的输出电压恰好位于所期望的基准电压或零点。有利地，可以在第一电流源的分接点处选择零点。参照0keV可以被选择作为零点。有利地，其它分接点可以借助于前置放大器的转换因子或者放大因子来与其它能量有关。第一电压值和第二电压值的总和与各个能量通道的能量阈值相对应。能量阈值与0keV有关。有利地，零点可以针对所有像素而独立设置。有利地，由于能量阈值与零点有关，所以在移位零点时，避免了比较器电压或第一电压值和第二电压值的重新调整。零点调节电路可以确保前置放大器的输出的信号考虑到或者包含零点。

按照根据本发明的X射线检测器的一个方面，零点调节电路包括电阻器链之前的第一二进制加权电阻、以及电阻器链之后的第二二进制加权电阻。

与零点相关联的电压可以通过二进制加权电阻来设置。二进制加权电阻可以借助于可由B个比特控制的开关进行短路。通过在电阻梯的末端处的第二二进制加权电阻的开始处改变第一二进制加权电阻，可以有利地移位所有分接点和零点的电压值。所有分接点的第一电压值的共同位移可以有利地通过改变第一二进制加权电阻器和第二二进制加权电阻来实现。第一二进制加权电阻器和第二二进制加权电阻器的改变可以在与电阻改变相反方向上以相同数量发生。前置放大器的输出的信号或其余信号的位置可以被移位到较高或较低的电压。例如，前置放大器的输出的信号的位置可以被移位，使得既未达到动态范围的上限也未到达动态范围的下限。有利地，动态范围的上限或下限及其限制的影响关于线性度减小。有利地，其它分接点可以与零点有关。零点的位置可以被移位，以使有利地保留能量阈值，而没有被重新确定。有利地，零点在没有改变零点的能量的情况下而移位。零点的位置的移位可以由所有分接点处的第一电压值的移位来实现。有利地，零点的位置可以由第一电压值的移位来控制或设置。同时，由于电阻器链的整个电阻没有改变，所以必要电流有利地保持恒定。

按照根据本发明的X射线检测器的一个方面，零点调节电路可由B个比特控制。有利地，所有分接点和零点的电压值可以被移位。优选地，B＝4。零点的分接点可以是固定的或不变的。有利地，前置放大器的输出的信号的位置可以通过设置B个比特被移位到更高或更低的电压。有利地，能量阈值的校准被保留。

按照根据本发明的X射线检测器的一个方面，第二电压源是可设置的。输入偏移、第二电压值、操作电压和/或比较器的偏置电流的局部旁路是可设置的。有利地，第二电压源的阶跃宽度、电压源的偏移和能量阈值可以被设置。第二电压源的不同的第二电压值可以被移位、拉伸或压缩。更进一步地，可以设置阶跃宽度。可以有利地补偿能量通道或检测器元件之间的差别。

按照根据本发明的X射线检测器的一个方面，第二电压源L提供变化的或不同的第二电压值，其中，L个不同的第二电压值是第一电压源的相邻分接点之间的差别的1/2^L-份额(1/2^L-share)的整数倍。

有利地，在借助于由开关矩阵选择的第一电压源的第一电压值的粗略设置的情况下、并且在所选择的第一电压值之后的经由直接阶段精细设置为另一第一电压值的情况下，能量阈值可以在相邻分接点处进行设置。

按照根据本发明的X射线检测器的一个方面，比较器被配置成作为具有滞后(hysteresis)的比较器。借助于滞后，有利地防止事件的多个计数。

按照根据本发明的X射线检测器的一个方面，滞后借助于附加比特来激活或停用。有利地，使用滞后可以适配于使用的情况。

附图说明

现在，参照附图对本发明的示例性实施例进行更加详细地描述。在附图中：

图1是按照第一实施例的根据本发明的X射线检测器的概念的示意性表示；

图2是按照第二实施例的根据本发明的X射线检测器的概念的示意性表示；

图3是按照第三实施例的根据本发明的X射线检测器的概念的示意性表示；

图4是按照第四实施例的根据本发明的X射线检测器的概念的示意性表示；

图5是按照第五实施例的根据本发明的X射线检测器的概念的示意性表示；

图6是按照第六实施例的根据本发明的X射线检测器的概念的示意性表示；

图7是按照第七实施例的根据本发明的X射线检测器的概念的示意性表示；

图8是按照第八实施例的根据本发明的X射线检测器的概念的示意性表示；

图9是具有根据本发明的X射线检测器的布置的检测器模块的示意性表示；和

图10是根据本发明的计算机断层摄影设备的示意性表示。

具体实施方式

图1示出了按照第一实施例的根据本发明的X射线检测器1的概念的示例性实施例。X射线检测器1例如具有一个检测器元件3。检测器元件3具有第一电压源5、开关元件71、第二电压源81和鉴别器单元91。第一电压源5具有输入电压VDAC 13。第一电压源5还具有多个分接点7。第一电压源5可以使得分接点7处的多个第一电压值可用。等距地并且以单调序列提供第一电压值。第一电压源具有至少2^K+1个分接点7。开关单元71包括N个开关矩阵73。开关矩阵73的输入75导电地连接至第一电压源5的单调顺序的第一电压值的分接点7。多个分接点7导电地连接至多个开关矩阵73的输入75。第一个电压源5的分接点7可用K个比特选自开关矩阵73。开关矩阵73在输出77处具有所选择的第一电压值。

第二电压源81包括N个子单元83。子单元83的输入85传导地连接至开关矩阵73的所关联的输出77，以使子单元83在输入85处具有所关联的开关矩阵73的所选择的第一电压值85。第二电压值使用L个比特来选择子单元83的2^L个变化的或不同的第二电压值(未示出)中的其中一个。在子单元83内提供2^L个变化的或不同的第二电压值。在第二电压源81内的加法单元(未示出)中相加所选择的第一电压值和所选择的第二电压值。在子单元83的输出87处提供第一电压值和第二电压值的总和。

鉴别器单元91包括N个比较器93。比较器93的输入95导电地连接至第二电压源81的所关联的输出87。作为比较电压的第一电压值和第二电压值的所关联的总和或者能量阈值与每个比较器93相关联。在比较器93的输出96处提供输出信号。前置放大器的输出97连接至鉴别器单元91。前置放大器的输出97的信号可用于比较器93进行比较。该比较被配置成使得检查前置放大器的输出97的信号是否大于或等于第一电压值和第二电压值的总和。如果前置放大器的输出97的信号超过能量阈值，则提供了馈送到寄存器(未示出)的输出信号。数模转换器15使用K+L个比特来控制。K个比特被馈送到开关矩阵73，开关矩阵73根据包含在K个比特中的信息来选择分接点7，并且因此选择第一电压值。L个比特被馈送到第二电压源81的子单元83，子单元83根据包含在L个比特中的信息来选择第二电压值。

图2示出了按照第二实施例的根据本发明的X射线检测器1的概念的示例性实施例。开关矩阵73的输出77具有第一电压值。开关矩阵73的输出77导电地连接至比较器93的输入95。第二电压源81在与前置放大器的输出97的信号相对应的输出87处具有电压值作为小于第二电压值的电压值。第二电压源81的输出87导电地连接至比较器93的输入95。在比较器93中，作为小于第二电压值的电压值的根据前置放大器的输出97的信号的电压值与第一电压值进行比较。该比较被配置成使得检查小于第二电压值的前置放大器的输出的信号是否大于或等于第一电压值。

图3示出了按照第三实施例的根据本发明的X射线检测器1的示例性实施例。开关矩阵73的输出77具有第一电压值。开关矩阵73的输出77导电地连接至比较器93的输入95。第二电压源81在输出87处具有第二电压值。第二电压源81的输出87导电地连接至比较器93的输入95，以使比较器93的开关行为由第二电压值改变。前置放大器的输出97连接至鉴别器单元91。前置放大器的输出97的信号可用于比较器93进行比较。该调整或比较被配置成使得检查在改变开关行为时的前置放大器的输出97的信号是否大于或等于第二电压值。在开关行为改变的情况下，比较器93可以进行前置放大器的输出97的信号与第一电压值的比较，使得从数学观点来看，该比较与其中前置放大器的输出97的信号大于或等于第一电压值和第二电压值的总和的比较相对应。

图4示出了按照第四实施例的根据本发明的X射线检测器1的概念的示例性实施例。第四实施例示出了按照第一实施例类型的实际配置。内部电压源101是可编程的，并且可以设置来自电源电压103的减少。通过改变输入电压VDAC 13，还可以适配第二电压源81的阶跃宽度。第一电压源5具有多个等值电阻器9。电阻器9被配置成作为电阻器链。具有多个串联布置的等值电阻器9的电阻器链会提供电阻器9之前或之后或相邻电阻器9之间的分接点7。开关矩阵73被配置成作为多路复用器。第二电压源81提供L个不同的电压值，其中，L个不同的电压值是第一电压源5的相邻分接点7的第一电压值之间的差别的1/2^L-份额的整数倍。鉴别器单元91的比较器93被配置成作为具有滞后99的比较器93。滞后99可借助于附加比特来激活或停用。比较器93导电连接至前置放大器97的输出。前置放大器97的输出的信号在比较器中与第一电压值和第二电压值进行比较。第一电压源5具有用于设置基准电压作为零点17的零点调节电路。零点调节电路包括电阻器链之前的第一二进制加权电阻11、以及电阻器链之后的第二二进制加权电阻11。零点调节电路可借助于B个比特来控制。比较器电压或能量阈值与零点17有关。

图5示出了按照第五实施例的根据本发明的X射线检测器1的概念的示例性实施例。在第四实施例的优选实施例中，N＝4，K＝5，L＝2和B＝4。第一电压源5具有2^K+1或64个分接点7。第一电压源5具有2^K+1-1或63个电阻器9。

图6示出了按照第六实施例的根据本发明的X射线检测器1的概念的示例性实施例。代替可编程内部电压源101，提供了外部电压源(未示出)。外部电压源具有由外部电压源指定的输入电压VDAC13。

图7示出了按照第七实施例的根据本发明的X射线检测器1的概念的示例性实施例。第七实施例示出了按照第三实施例的实际配置。在优选实施例中，第二电压源81的子单元83涵盖在鉴别器单元91中。所关联的子单元83涵盖在比较器93中。

图8示出了按照第八实施例的根据本发明的X射线检测器1的概念的示例性实施例。在第七实施例的优选实施例中，N＝4，K＝5，L＝2和B＝4。第一电压源5具有2^K+1或64个分接点7。第一电压源5具有2^K+1-1或63个电阻器9。

图9示出了具有根据本发明的X射线检测器1的布置的检测器模块51的示例性实施例。在优选实施例中，X射线检测器1具有多个像素或子像素的二维矩阵或布置。子像素的数目的范围可以例如是从100至几千。该子像素或像素具有根据本发明的数模转换器和根据本发明的鉴别器单元。因此，子像素具有多个能量通道。X射线检测器1具有传感器53。传感器53可以被配置成作为区域直接转换器，例如，包括CdTe、CZT、CdZnTeSe、CdTeSe、CdMnTe、InP、TlBr2、HgI2、GaAs或其它作为转换器材料。传感器53的上侧具有顶部电极55。传感器53的下侧具有触点56的二维布置。触点56经由焊料接头69连接至像素电极57和ASIC 59中的像素电子器件67。焊料接头69可以被配置成作为例如与铜柱(pillar)连接的焊料球(凸起接合)或焊料材料。触点56的数目、焊料接头69的数目、像素电极57的数目、以及ASIC 59中的像素电子单元67的数目相同。顶部电极55和触点56之间的电场确定灵敏检测体积。检测体积的单元、触点56、焊料接头69、像素电极57、以及连接至像素电极57的像素电子单元67会形成像素或子像素。该ASIC 59在下侧上被连接至基板61。ASIC 59通过基板61经由TSV接头63被连接至外围电子单元65。

图10示出了根据本发明的具有检测器装置29的根据本发明的计算断层摄影设备31的示例性实施例。检测器装置29具有根据本发明的X射线检测器1。检测器装置29可以包括具有至少一个X射线检测器1的多个检测器模块51。优选地，检测器模块51具有采用二维矩阵或布置的多个X射线检测器1。该计算机断层摄影设备31包括具有转子35的台架33。转子35包括X射线源37和根据本发明的检测器装置29。患者39被定位在患者支架41上，并且通过台架33可沿着转动轴线z 43移动。为了控制并且计算截面图像，使用计算机单元45。输入设备47和输出装置49连接至计算机单元45。

尽管结合优选示例性实施例已经对本发明进行详细地公开，但是本发明并不受所给出的示例限制，并且本领域技术人员可以在不偏离本发明的保护范围的情况下从中推导出其它变型。