具有閃爍器的檢測器和具有該檢測器的成像設備的製作方法
2023-08-07 06:57:51
專利名稱：具有閃爍器的檢測器和具有該檢測器的成像設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種檢測器，其具有通過連接介質相互連接的至少一個閃爍器和至少一個光電二極體。此外本發明還涉及一種具有這樣的檢測器的成像設備。
背景技術：
上述類型的檢測器例如用於在X射線設備中檢測X射線，例如在計算機斷層造影設備中。通常檢測器包括多個檢測器模塊，這些檢測器模塊按行相繼排列或兩維排列，以形成較大的檢測器面積。每個檢測器模塊具有閃爍器陣列和光電二極體陣列，它們相對對準並通過同時作為光耦合層的黏合物相互連接。閃爍器陣列具有多個相互間通過非活躍區域、即所謂的中隔(Septen)分開的閃爍器元件。光電二極體陣列也具有多個通過非活躍區相互分開的光電二極體。
當在X射線設備運行中穿過例如患者的檢查對象並因此而衰減的X射線觸及到閃爍器陣列的元件時，其將被轉換為可見光。該可見光通過黏合物形式的光耦合層被導向與該閃爍器陣列元件相對應的光電二極體陣列的光電二極體，光電二極體將可見光轉換為電信號。然後，對源自光電二極體陣列的光電二極體的電信號進行進一步處理。藉助計算裝置從進一步處理後的測量信號中再現檢查對象的圖像。
在將X射線轉換為閃爍器元件中的可見光時的問題在於，所產生的可見光固有漫射地散射。因此，從設置在對應於光電二極體的閃爍器元件一側的閃爍器元件中出發而落在光耦合層中的光是非定向的。由此，一部分在閃爍器元件中產生的光沒有被直接導向與該閃爍器元件對應的光電二極體，而是以不期望的方式通過沿光耦合層的橫向串擾到達與其它閃爍器元件對應的相鄰光電二極體。因此該部分閃爍器元件產生的光會使信號分析產生誤差。此外還可能有一部分閃爍器元件產生的光到達光電二極體之間存在的非活躍區，從而使閃爍器元件產生的這一部分光在信號分析時丟失。
為了至少部分地抑制這些效應，迄今藉助光可調的定位系統來建立閃爍器陣列和光電二極體陣列的連接，以實現黏合物形式的光耦合層的儘可能最佳的層厚。在此該最佳層厚是一種折中。為了避免串擾該耦合層的層厚應儘量小。而另一方面就技術可實現性來說要求黏合物具有最小層厚，在此儘管元件存在平坦度容差和黏合物具有粘性，也必須將閃爍器陣列和光電二極體陣列之間的空間填滿，以使閃爍器陣列與光電二極體陣列很好地耦合。在此的問題是，要在包括閃爍器陣列和光電二極體陣列的整個檢測器模塊上實現黏合物的均勻的層厚。
發明內容
因此本發明要解決的技術問題是，提供一種檢測器和一種具有這樣檢測器的成像設備，其中改進了閃爍器和光電二極體的連接。
本發明的關於檢測器的技術問題通過一種檢測器實現，其具有至少一個閃爍器和至少一個光電二極體，它們通過連接介質相互連接，其中，閃爍器在其朝向光電二極體的那一側為了容納連接介質而具有特定的凹槽。與基本上為平面的閃爍器通過連接介質與基本上為平面的光電二極體連接的具有閃爍器和光電二極體的檢測器不同，按照本發明的檢測器具有的閃爍器在其朝向光電二極體的那一側的形狀是凹入的。即閃爍器具有容納用於將閃爍器與光電二極體連接的連接介質的凹槽。因此在按照本發明的檢測器中，在閃爍器和光電二極體之間不存在平面的連接介質層。更確切地說閃爍器與其包圍凹槽的稜面或與包圍閃爍器的非活躍區一起位於光電二極體上或位於包圍光電二極體的非活躍區上，而處於閃爍器凹槽中的連接介質形成閃爍器與光電二極體的連接。尤其是通過特定實施的、即非任意的閃爍器凹槽可以實現將在閃爍器中產生的光基本上聚焦或對準在光電二極體的方向上、優選聚焦或對準在光電二極體的中心。由此使只有少量光通過串擾到達非活躍區，或按照本發明的包括閃爍器陣列和光電二極體陣列的檢測器的一種變形，使只有少量光通過串擾丟失到相鄰的光電二極體中。一般應將凹槽的特定實施理解為，凹槽在預先給定的容差範圍內遵守特定的預先給定度量。
根據本發明的另一變形，凹槽是具有三角形截面的向內定向的溝槽。通過凹槽的這種實施方式，尤其可使閃爍器中產生的光在對應於閃爍器的光電二極體的中心方向上的聚焦加強。
當按照本發明的一種變形凹槽構成為向內定向的錐形或圓錐形時，或當凹槽為向內定向的圓拱形時，同樣可以達到上述效果。在所有這些情況下都可以實現在閃爍器中產生的光的聚焦，在此通過縫隙連接閃爍器和光電二極體還可同時實現連接介質的較小的厚度。
根據本發明的實施方式，連接介質是黏合物，其填充在閃爍器的凹槽中並建立閃爍器和與其對應的光電二極體的連接。
該檢測器主要用於成像設備，成像設備優選是X射線設備，其中檢測器是X射線檢測器。按照本發明的檢測器被證明尤其適用於計算機斷層造影設備。
附圖中示出本發明的實施例，其中圖1示出計算機斷層造影設備形式的成像設備的部分框圖的示意圖；圖2示出圖1的計算機斷層造影設備的檢測器模塊的俯視圖；圖3示出圖2中的檢測器模塊的按箭頭III的方向的側視圖；圖4示出可與圖3相比較的現有技術中的檢測器的側視圖；圖5-10示出不同類型的凹槽的視圖。
具體實施例方式
圖1示出計算機斷層造影設備1形式的成像設備的部分框圖的示意圖。計算機斷層造影設備1包括X射線源2，從其焦點F發出並通過圖1未示出但本身公知的光闌形成的扇形或錐形X射線束3。X射線束3穿過待檢查的檢查對象4並觸及到X射線檢測器5。X射線源2和X射線檢測器5以圖1中未示出的方式相對地設置在計算機斷層造影設備1的旋轉框上，該旋轉框可在方向上繞計算機斷層造影設備1的系統軸Z旋轉。在計算機斷層造影設備1運行時設置在旋轉框上的X射線源2和X射線檢測器5繞檢查對象4旋轉，在此，從不同投影方向獲得檢查對象4的X射線圖像。在此在每個投影中穿過檢查對象4並通過穿過檢查對象4而衰減的X射線觸及到X射線檢測器5，X射線檢測器5產生相應於所觸及的X射線的強度的信號。然後，圖像計算機6以本身公知的方式從由X射線檢測器5確定的信號中計算出檢查對象4的一幅或多幅可在顯示設備7上顯示的兩維或三維圖像。
在本實施例的情況下，X射線檢測器5具有多個構成X射線檢測器5的、在方向和z方向相鄰排列的檢測器模塊8。圖2以俯視圖示出一檢測器模塊8。如圖2所示，檢測器模塊8具有多個同樣按行和列排列的檢測器元件9。即檢測器模塊8包含檢測器元件9的陣列，在此，檢測器元件9的陣列由相互對準並通過連接介質連接的閃爍器陣列和光電二極體陣列構成。這尤其可從圖3中看出，其中示出圖2中片斷的按箭頭III方向的視圖。
如圖3所示，每個檢測器元件9具有一個設置在光電二極體10之上的閃爍器元件11。閃爍器元件11通過非活躍區域、即所謂的中隔12相互分開。類似地在光電二極體陣列的光電二極體10之間也存在非活躍區13。如已所述，閃爍器陣列和光電二極體陣列通過連接介質相互連接，連接介質一般為黏合物，例如EPOTEC301。為了容納黏合物14閃爍器陣列的每個閃爍器元件11都具有一個凹槽15。在本實施例的情況下，每個閃爍器元件11具有向內定向的三角形截面形式的凹槽15，其沿著每個閃爍器元件11或在本實施例的情況下甚至沿著每一排閃爍器元件延伸。但凹槽還可以是對於每個閃爍器元件是向內定向的錐形(參見圖5和6)或圓錐形(參見圖7和8)。同樣適合於作為凹槽的還有向內定向的圓拱形(參見圖9和10)。這些類型的凹槽被分別對於一個檢測器元件9以一個與圖3類似的側視圖和一個從下看去的檢測器元件9的閃爍器元件11的視圖示於圖5-10。根據不同的應用情況，還可以將不同形式的凹槽相互組合。
通過在截面圖中可見的每個閃爍器元件11的凹入外形，可以滿足在將閃爍器陣列與光電二極體陣列黏合時在閃爍器陣列的非活躍區域12和光電二極體陣列的非活躍區13之間建立直接接觸的前提條件。但黏合在黏合物14處於其中的凹入外形的區域內、即在閃爍器元件11的凹槽15內實現。
由此相對於圖4為了進行比較示出的現有技術可以得到若干優點。在圖4中用類似於圖3的視圖示出根據現有技術的檢測器元件的陣列的剖面。為簡化起見在此對相同或相似的組件採用相同的附圖標記。根據現有技術，閃爍器陣列和光電二極體陣列由貫穿的黏合物層16來相互連接，而如上所述，在按本發明的檢測器中，這基本上是僅在閃爍器元件11的凹槽區域實現的。以這種方式，通過閃爍器陣列的非活躍區域和光電二極體陣列的非活躍區的直接接觸定義了要填充黏合物的縫隙，而在現有技術中則不是這樣。此外，還可使光電二極體陣列和閃爍器陣列的平坦度容差相匹配。除了黏合縫隙的較小的厚度外，一個很大的優點是大大減小了相鄰檢測器元件間通過黏合物的光學串擾。通過閃爍器元件11的光逸出面的凹入形狀，使得由閃爍器元件11因為入射的X射線而產生的可見光基本上聚焦在對應於閃爍器元件11的光電二極體10的方向上。優選使該可見光甚至聚焦在對應的光電二極體10的中心的方向上。由此，一方面使丟失到光電二極體10的非活躍區13中的光很少，另一方面還使以不期望的方式到達相鄰光電二極體10的光很少。
以上以X射線檢測器為例描述了本發明。但本發明還可以應用於其它具有閃爍器和設置於閃爍器之後的光電二極體的檢測器。
除計算機斷層造影設備外按照本發明的檢測器還可以用於其它X射線設備，如C型X射線設備。
權利要求
1.一種檢測器，其具有至少一個閃爍器(11)和至少一個光電二極體(10)，它們通過連接介質(14)相互連接，其中，閃爍器(11)在其朝向光電二極體(10)的那一側為了容納連接介質(14)而具有特定的凹槽(15)。
2.根據權利要求1所述的檢測器，其包括一個閃爍器陣列和一個光電二極體陣列。
3.根據權利要求1或2所述的檢測器，其中，所述凹槽(15)是具有三角形截面的向內定向的溝槽。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的檢測器，其中，所述凹槽(15)是向內定向的錐形或圓錐形。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的檢測器，其中，所述凹槽(15)是向內定向的圓拱形。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的檢測器，其中，所述連接介質(14)是黏合物(14)。
7.一種成像設備，其具有根據權利要求1至6中任一項所述的檢測器(5)。
8.根據權利要求7所述的成像設備，其是X射線設備(1)，其中所述檢測器是X射線檢測器(5)。
9.根據權利要求8所述的成像設備，其是計算機斷層造影設備(1)。
全文摘要
本發明涉及一種檢測器(5)，其具有至少一個閃爍器(11)和至少一個光電二極體(10)，它們通過連接介質(14)相互連接。閃爍器(11)在其朝向光電二極體(10)的那一側為了容納連接介質(14)而具有特定的凹槽(15)，使得由閃爍器(11)產生的可見光在朝向光電二極體的方向聚焦。該檢測器(5)用於成像X射線設備，優選用於計算機斷層造影設備(1)。
文檔編號G01T1/00GK1828333SQ20061005507
公開日2006年9月6日 申請日期2006年3月3日 優先權日2005年3月4日
發明者弗蘭克·伯格, 麥可·米斯 申請人:西門子公司