单芯片传感器解决方案：艾迈斯欧司朗为医疗和安防领域的计算机断层扫描提供高分辨率图像

全球领先的光学解决方案供应商艾迈斯欧司朗（SIX: AMS）推出面向计算机断层（CT）扫描仪的32层解决方案，扩大了其传感器芯片产品组合。CT设备广泛应用于医疗、工业或安防等众多领域。在所有这些应用中，探测器是能否开发出经济高效型CT扫描仪的决定因素。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传感器芯片可简化探测器组件。它将高灵敏度光电二极管阵列和读取电路整合在单个CMOS芯片中。与前代产品相比，AS5951可为相同的传感区域提供分辨率更高的图像。”

下一代传感器芯片
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分辨率。亚毫米级等方性像素间距可提高图像的分辨率。AS5951的光电二极管阵列由间距为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 间距相比实现了改进。因此可以使用两个AS5951传感器实现32层探测器，总尺寸为31.23 mm，同时空间分辨率翻一倍。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定制，以满足客户的需求。

影响图像性能的另一个因素是最大1 pA的低暗电流，这可通过在光电二极管附近自动校准的零偏置电压实现。这个参数比AS5950低90%，并可实现更出色的低剂量性能。输入相关噪声性能是影响图像质量的关键因素。由于光电二极管和ADC通道之间的连接较短，因此AS5951的噪声性能非常低，可以提高低剂量性能。

AS5951有两种操作模式：高分辨率模式和低剂量模式。在高分辨率模式下，当输入电流范围为200 nA时，最大噪声为0.30 fC。在低剂量模式下，当噪声水平为0.43 fC时，两个像素合并为一个更大的像素，从而可提高信噪比性能，并降低剂量水平。±600 ppm的高线性度（包括光电二极管）还可确保生成无伪影图像。最短集成时间（200 µs）允许CT探测器快速旋转。数字数据可通过SPI接口访问读取。

AS5951是适用于32层CT探测器的成本优化解决方案
艾迈斯欧司朗已获专利的产品设计允许将128通道ADC以单芯片方式集成至单个器件中，而不是作为分立式器件置于光电二极管阵列旁。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，有助于开发适用于价格敏感型CT探测器的32层探测器。提供内部参考电压，因此无需使用外部元器件，降低了材料成本。集成温度传感器可监控芯片温度。利用AS5951，客户可获得一种现成的传感器芯片解决方案，简化了系统与探测器的集成。

此外，在低剂量模式下，每个传感器的最大功耗为67.2 mW，可减少自发热效应，从而降低冷却成本。生产CT模块时，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，成为一款适用于CT探测器的经济高效的模块解决方案。这对于在全球范围内推广CT成像诊断方法至关重要。

由于ADC和光电二极管阵列以单芯片形式集成在单个元器件中，传感器芯片可实现一个易于集成的系统解决方案。
图片：艾迈斯欧司朗

艾迈斯欧司朗的AS5951为医疗和安防领域的计算机断层扫描提供高分辨率图像。
图片：艾迈斯欧司朗