能识别和管理电荷共享的X射线检测器制造技术

本文公开了一种适于检测X射线的仪器。在一个示例中，所述仪器包括X射线吸收层(110)和控制器(310)。X射线吸收层(110)包括第一像素(210‑1)和第二像素(210‑2)。所述控制器(310)被配置成确定由第一X射线光子产生的载流子被第一像素(210‑1)和第二像素(210‑2)收集，并复位与所述第一像素(210‑1)和所述第二像素(210‑2)所收集的载流子相关联的信号。

X-ray Detector for Identifying and Managing Charge Sharing

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】能识别和管理电荷共享的X射线检测器
本专利技术涉及X射线检测器，尤其涉及能识别和管理电荷共享的X射线检测器。
技术介绍
X射线检测器可以是用于测量X射线的通量、空间分布、光谱或其它特性的器件。X射线检测器可用于许多应用。一种重要的应用是成像。X射线成像是一种射线照相技术，可用于揭示非均匀组成的以及不透明物体(例如人体)的内部结构。另外一个重要应用是元素分析。元素分析是对某些材料的样品分析其元素组成的过程。早期X射线检测器包括摄影板和摄影胶片。摄影板可以是具有光敏乳剂涂层的玻璃板。在20世纪80年代，出现了光激励萤光板(PSP板)。PSP板可包含在它的晶格中具有色心的萤光材料。在将PSP板暴露于X射线时，X射线激发的电子被困在色心中，直到它们受到在板表面上扫描的激光光束的激励。在激光扫描板时，捕获的激发电子发出光，其被光电倍增管收集。被收集的光转换成数字图像。另一种X射线检测器是X射线图像增强器。X射线首先撞击输入荧光体(例如，碘化铯)，并被转换为可见光。然后，可见光撞击光电阴极(例如含有铯和锑化合物的薄金属层)，并引起电子发射。发射电子的数量与入射X射线的强度成比例。发射的电子通过电子光学被投射到输出荧光体上，并使所述输出荧光体产生可见光图像。闪烁体的操作与X射线图像增强器有些类似之处在于闪烁体(例如，碘化钠)吸收X射线并且发射可见光，其然后能被对可见光合适的图像感测器检测。半导体X射线检测器通过将X射线直接转换成电信号，因此比前面的X射线检测器提供更好的性能。半导体X射线检测器可包括半导体层，其在感兴趣波长吸收X射线。当在半导体层中吸收X射线光子时，产生多个载流子(例如，电子和空穴)。在本文中，术语“载荷子”、“电荷”和“载流子”可以互换使用。半导体X射线检测器可具有多个能独立确定本地的X射线强度和X射线光子能量的像素。由X射线光子产生的载流子可以在电场下被扫入像素中。如果由单个X射线光子产生的载流子被多于一个的像素收集(“电荷共享”)，辐射探测器的性能会受到负面影响。在光子能量被确定的应用中(例如元素分析)，电荷共享对精确的光子能量测量而言是尤其成问题的，因为X射线光子的能量根据其产生的载流子的总量来确定。
技术实现思路
本文公开的教导涉及用于X射线检测的方法、系统和仪器。更特别地，本专利技术涉及用于具有电荷共享管理的X射线检测的方法、系统和仪器。在一个实例中公开了一种适于检测X射线的仪器。该仪器包括X射线吸收层和控制器。所述X射线吸收层包括第一像素和第二像素。所述控制器被配置成用以确定第一X射线光子所产生的载流子被第一像素和第二像素收集，并复位与所一像素和第二像素所收集的载流子相关联的信号。根据实施例，复位信号包括将信号的每个值复位为零或删除信号。根据实施例，与第一像素和第二像素所收集的载流子相关联的信号包括：由第一像素收集的第一载流子产生的第一电压，和由第二像素收集的第二载流子产生的第二电压。根据实施例，第一像素与具有第一电压的第一电容器相关联，第二像素与具有第二电压的第二电容器相关联。根据实施例，确定第一X射线光子所产生的载流子被第一像素和第二像素收集，这包括：确定与第一电压和第二电压相关联的特征，其中，所述特征是在阈值之内或大于阈值。根据实施例，所述特征是，第一电压的上升沿或下降沿与第二电压的上升沿或下降沿之间的时间差，或者是其函数。根据实施例，控制器还被配置成用以确定第二X射线光子所产生的所有载流子被第一像素或第二像素收集，并基于第二X射线光子所产生的所有载流子来确定第二X射线光子能量。根据实施例，所述仪器还包括计数器，该计数器被配置成用以记录被X射线吸收层吸收的X射线光子数。控制器被配置成，如果第二X射线光子能量等于或超过预定能量阈值，则使由计数器记录的数字增加1。根实施例，基于第二X射线光子产生的所有载流子而生成的电压来确定第二X射线光子的能量。根据实施例，所述仪器包括像素阵列。根据实施例，控制器包括第一D型触发器(DFF)以及第二DFF，并且其中，与第一像素相关联的第一电压波形被输入到所述第一DFF，而且与第二像素相关联的第二电压波形被输入到第二DFF。根据实施例，控制器还被配置成：基于来自第一DFF的第一输出信号以及来自第二DFF的第二输出信号，产生第一信号，并且其中所述第一信号显示所述第一电压波形的上升沿或下降沿与所述第二电压波形的上升沿或下降沿的时间差。根据实施例，基于第一输出信号和第二输出信号而产生的信号被回馈到第一DFF和第二DFF的输入中。根据实施例，控制器还包括沟道场效应晶体管(N-FET)，P沟道场效应晶体管(P-FET)，以及电容器。根据实施例，所述控制器还被配置成：基于第一信号生成第二信号，并且其中，所述第二信号的峰值与第一电压波形的上升沿或下降沿与第二电压波形的上升沿或下降沿的时间差成比例。本文公开了一种包括上述仪器和X射线源的系统。该系统被配置成对人体胸部或腹部进行X射线照相。本文公开了一种包括上述仪器以及X射线源的系统。所述系统被配置成对人的嘴部进行X射线照相。本文公开了一种包括上述仪器以及X射线源的货物扫描或非侵入性检查(NII)系统。所述货物扫描或非侵入性检查(NII)系统被配置成使用背散射X射线形成图像。本文公开了一种包括上述仪器以及X射线源的货物扫描或非侵入性检查(NII)系统。所述货物扫描或非侵入性检查(NII)系统被配置成使用穿过被检查物体的X射线形成图像。本文公开了一种包括上述仪器以及X射线源的全身扫描系统。本文公开了一种包括上述仪器以及X射线源的计算机断层摄影(CT)系统。本文公开了一种电子显微镜，其包括上述仪器、电子源和电子光学系统。本文公开了一种包括上述仪器的系统。该系统被配置为测量X射线源的剂量。本文公开了一种包括上述仪器的系统。该系统为X射线望远镜、或X射线显微镜，或者被配置成进行乳房摄影、工业缺陷检测、微成像、铸造检查、焊接检查、或数字减影血管摄影的系统。在另外的示例中公开了一种包括下述各项的方法：确定由第一X射线光子产生的载流子被第一像素和第二像素收集；以及复位与所述第一像素和所述第二像素所收集的载流子相关联的信号。根据实施例，复位信号包括对信号的每个值复位为零或删除信号。根据实施例，与第一像素和第二像素收集的载流子相关联的信号包括：第一像素收集的第一载流子产生的第一电压和第二像素收集的第二载流子产生的第二电压。根据实施例，第一像素与具有第一电压的第一电容器相关联，第二像素与具有第二电压的第二电容器相关联。根据实施例，确定第一X射线光子产生的载流子被第一像素和第二像素收集，这包括：确定与第一电压和第二电压相关联的特征，并且其中，所述特征是在阈值之内或大于阈值。根据实施例，所述特征是第一电压的上升沿或下降沿与第二电压的上升沿或下降沿的时间差，或其函数。根据实施例，所述方法还包括：确定第二X射线光子产生的所有载流子被第一像素或第二像素收集；基于第二X射线光子产生的所有载流子确定第二X射线光子能量。根据实施例，所述方法还包括：记录被X射线吸收层吸收的X射线光子数；如果第二X射线光子能量等于或超过预定能量阈值，则使计数器记录的数字增加1。根据实施例，基于第二X射线光子产生的所有载流子产生的电压确定第二X射线光子的能量。本文本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于X射线检测的仪器，包括：X射线吸收层，该X射线吸收层包括第一像素和第二像素；以及控制器，该控制器被配置成用以：确定由第一X射线光子产生的载流子被所述第一像素和所述第二像素收集，并且复位与由所述第一像素和所述第二像素收集的载流子相关联的信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于X射线检测的仪器，包括：X射线吸收层，该X射线吸收层包括第一像素和第二像素；以及控制器，该控制器被配置成用以：确定由第一X射线光子产生的载流子被所述第一像素和所述第二像素收集，并且复位与由所述第一像素和所述第二像素收集的载流子相关联的信号。2.根据权利要求1所述的仪器，其中，复位所述信号包括将所述信号的每一个值复位归零，或者删除所述信号。3.根据权利要求1所述的仪器，其中，与所述第一像素和所述第二像素收集的载流子相关联的所述信号包括：由所述第一像素收集的第一载流子产生的第一电压，以及由所述第二像素收集的第二载流子产生的第二电压。4.根据权利要求3所述的仪器，其中，所述第一像素与具有所述第一电压的第一电容器相关联，并且所述第二像素与具有所述第二电压的第二电容器相关联。5.根据权利要求3所述的仪器，其中，确定由所述第一X射线光子产生的载流子被所述第一像素和所述第二像素收集包括：确定与所述第一电压和所述第二电压相关联的特征，并且其中，所述特征是在所述阈值内或大于所述阈值。6.根据权利要求5所述的仪器，其中，所述特征是：所述第一电压的上升沿或下降沿与所述第二电压的上升沿或下降沿之间的时间差，或其函数。7.根据权利要求1所述的仪器，其中，所述控制器还被配置为：确定由所述第二X射线光子产生的所有载流子均由所述第一像素或者所述第二像素收集，并且基于由所述第二X射线光子产生的所有载流子确定所述第二X射线光子能量。8.根据权利要求7所述的仪器，其中，还包括被配置成用以记录所述X射线吸收层吸收的X射线光子数的计数器，其中，所述控制器被配置成：如果所述第二X射线光子能量等于或超过预定能量阈值，使所述计数器记录的数字增加1。9.根据权利要求7所述的仪器，其中，基于由所述第二X射线光子产生的所有载流子产生的电压来确定所述第二X射线光子的能量。10.根据权利要求1所述的仪器，其中，所述仪器包括像素阵列。11.根据权利要求1所述的仪器，其中，所述控制器包括第一D型触发器(DFF)以及第二D型触发器，其中，与所述第一像素相关联的第一电压波形被输入到所述第一D型触发器，并且与所述第二像素相关联的第二电压波形被输入到所述第二D型触发器。12.根据权利要求11所述的仪器，其中，所述控制器还被配置成用以产生基于来自第一D型触发器的输出信号的第一信号以及来自所述第二D型触发器的第二输出信号，并且其中，所述第一信号表示所述第一波形的上升沿或下降沿与所述第二波形的上升沿或下降沿的时间差。13.根据权利要求12所述的仪器，其中，基于所述第一输出信号和所述第二输出信号生成的信号被回馈为第一D型触发器和第二D型触发器的输入。14.根据权利要求12所述的仪器，其中，所述控制器还包括N沟道场效应晶体管(N-FET)、P沟道场效应晶体管(P-FET)和电容器。15.根据权利要求14所述的仪器，其中，所述控制器还被配置成基于所述第一信号生成第二信号，其中所述第二信号的峰值与所述第一波形的上升沿或下降沿与所述第二波形的上升沿或下降沿的时间差成比例。16.一种包括根据权利要求1所述的仪器和X射线源的系统，其中所述系统被配置成对人体胸部或腹部进行X射线照相。17.一种包括根据权利要求1所述的仪器和X射线源的系统，其中所述系统被配置成对人的嘴部进行X射线照相。18....

【专利技术属性】
技术研发人员：曹培炎，刘雨润，
申请(专利权)人：深圳帧观德芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44