像素实现的电流频率变换器制造技术

本发明专利技术通过提供具有多个传感器元件的辐射传感器（１０４），其中，每个传感器元件具有光电检测部分和集成电流频率变换器，这种集成电流频率变换器用于所获取的模拟信号的嵌入模／数转换，这种模拟信号表明撞击在光电检测部分上的电磁辐射的强度。检测器元件通常对应于光检测器如光电二极管的像素。优选电流频率变换器和光电转换部分互为旁边地布置在共用基板上并且在ＣＭＯＳ技术的基础上实现，并且虑及辐射传感器的有成本效率的大规模制造。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及辐射检测领域，尤其涉及但并不仅限于x光的检测。对于x光检查尤其是医学检查目的来讲，并因此而对于位于如 人体内部的结构的检查来讲，x光检测是主要技术。现已开发出用 于各种计算机X线断层成像术(CT)用途的多种X光检测器。X 光检测器通常构造成离散形式并包括两个维度光电二极管阵列和离 散电子装置，以对从光电二极管获取的电荷进行处理。对所获取的 信号进行的处理允许显现位于如大量的生物材料中的结构、组织和 物质。'
技术介绍
用于显现所获取的数据的信号处理通常在数字信号处理的基础上 进行。因此，必须将由X光检测器获取的表示模拟信号的电荷变换成 对应的用于后来的信号处理的数字信号。文件US 6，163，029公开了一 种X光诊断设备和对应的辐射检测器。在该专利中，辐射检测器具有 光电变换装置，这种光电变换装置设置在矩阵中并用于变换通过电荷 穿过试样撞击的辐射，并且积累这种电荷；读取装置，这种读取装置 用于读取积累在光电装置中的电荷；预处理电路，这种预处理电路用 于结合通过读取装置从光电装置读出的电荷，以变换成电压；A/D变 换器，这种A/D变换器用于将来自预处理电路的模拟电压信号时差变 换成数字信号；控制装置，这种控制装置用于根据辐射照射条件改变 预处理电路的特征。US 6，163，029还公开了一种X光固体平板检测器，这种X光固体 平板检测器包括多个光电变换元件，这些光电变换元件对应于所设 置的每个图象元件；作为读取开关的多个薄膜晶体管(TFT)，这些 薄膜晶体管对应于每个光电变换元件设置；栅极驱动器，这种栅极驱 动器用于发送驱动信号至每列的TFT的栅极；多个初始阶段集成放 大器，这些初始阶段集成放大器共同连接到每排的TFT的漏极；复 用器，这种复用器用于将每个初始阶段集成放大器的输出时分复用；放大器，这种放大器用于将复用器的输出放大；ADC，这种ADC用 于实现放大器的输出的模/数转换并输出到图象存储器。在该专利中，在已将获取的电荷从光电转换元件读出、由初始阶 段集成放大器集成以及复用之后进行模/数转换。因此，模/数转换在 光电转换元件阵列之外进行并要求模拟信号预处理以及将模拟信号传 送到外部模拟数字变换器。特别是在使用常规的或有成本效率的光电 二极管作为光电转换元件时，必须将可能非常低的输出信号放大并通 过使用如非常长的线路和连接器来传送到这些外部信号处理装置。就 X光检测器的性能和整体方面而言，强制将检测器的读出电子装置放 置在尽可能接近于光辐射检测元件的位置，以减少噪音以及所获取的 多个信号之间的串音和干扰。而且，与以如相等形状的脉冲序列为特 征的数字信号的传送相比，模拟信号的传送对微扰更加灵敏。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种以信号处理装置为特征的辐射 传感器，信号处理装置用于在基板中对所获取的信号进行模/数转换， 该基板与感测元件所处的基板相同。本专利技术提供一种辐射传感器，这种辐射传感器具有多个传感器元 件，其中，传感器元件中的每一个包括辐射检测部分，辐射检测部分 适于产生电荷，以回应于电磁辐射的撞击。传感器元件中的每一个还 包括电荷积累装置，这种电荷积累装置联接到辐射检测部分，以积累 由辐射检测部分产生的电荷，这种电荷积累装置包括信号产生装置， 这种信号产生装置用于在若积累的电荷达到预限定的阈值时产生信 号。辐射传感器通常以传感器元件的一维或二维阵列为特征，也表示 为像素，这些像素表示辐射传感器的最小离散辐射检测区域。根据本 专利技术，辐射检测器的每个像素具有电荷积累装置和信号产生装置，信 号产生装置用于产生信号序列，可对这些信号作为数字信号进行进一 步的处理。由信号产生装置产生的信号序列的频率通常载有由传感器 元件的辐射检测部分获取的电荷的信息。因此，本专利技术的优点在于提 供用于辐射传感器的每个像素的模/数转换，进而提供像素水平上的模 /数转换装置。因此，将由每个传感器元件即每个像素获取的电荷局部变换成数 字信号。由于数字信号比模拟信号更有力地抗外部微扰，所以，通过 约束模拟信号传输并且在辐射传感器的每个像素或传感器元件中进行 处理，就将对模拟信号的微扰有效地降到最小，这样就提高了辐射传 感器的总体灵敏度和精确度。在另一个实施例中，辐射传感器的信号产生装置包括比较器和信 号产生模块，这种比较器用于将所积累的电荷与预限定阈值进行比 较，该信号产生模块用于产生具有预先确定的形状的脉冲信号，以在 所积累的电荷达到预限定阈值时接收由比较器产生的旗信号作为回 应。所产生的脉冲信号通常以预先确定的振幅以及预先确定的脉宽为 特征。因此，可将这种信号解释为信号序列的离散信号，在所积累的 电荷重复达到该阈值时产生这些信号序列。根据本专利技术的另一个优选实施例，辐射传感器包括电荷反馈机 构，这种电荷反馈机构用于向电荷积累装置提供恒量电荷，以回应于 通过信号产生装置进行的信号的产生。这样，每次通过信号产生装置 产生信号以回应于达到预限定电荷阈值的积累电荷，就将恒量的电荷 提供给电荷积累装置，以恢复低于预限定阈值的电荷积累水平。特别地，若电荷积累装置适于积累正电荷，那么在所积累的电荷 高于预限定阈值时产生旗信号，当电荷积累装置适于积累负电荷时， 优选在所积累的电荷降到预限定阈值以下时产生旗信号。在任何一种 情形中，反馈机构向所积累的电荷提供固定量电荷的减少或叠加。在 积累正电荷的情况下，若比较器检测所积累的电荷高于预限定阈值且 信号产生模块产生脉冲信号，那么反馈机构提供恒量电荷的减少。因 此，所积累的电荷水平然后降到预限定阈值以下，且通过连续的电荷 积累，所积累的电荷重复地达到阈值，以产生脉冲信号序列。这样， 甚至在辐射传感器本身的像素内可由电荷蓄电器、比较器和信号产生 模块有效地产生数字脉冲列。根据本专利技术的另一个优选实施例，电荷积累装置适于连续地积累 电荷。电荷积累装置通常以电荷集成装置实现，如积分器。而且，通 过连续地积累由辐射检测部分所产生的电荷，辐射检测绝不进行重 置。因此，作为回应撞击在辐射检测部分上的电磁辐射而产生的电荷 完全由电荷积累装置或积分器积累。因此，积分器或电荷积累装置以不以空载时间为特征的装置实现。根据本专利技术的再一个优选实施例，积分器适于产生旗信号，以回 应于超过预限定阈值的积累电荷或回应于降低到预限定阈值以下的积 累电荷。这是辐射检测部分发挥提供负电荷或正电荷以回应于电磁辐 射撞击的功能的原因。与此相对应，电荷积累装置也适于积累正电荷 和负电荷。优选将电荷积累装置构造成积累正电荷或负电荷。而且， 代表电荷积累装置的积分器也可构造成积累正电荷或负电荷。根据本专利技术的再一个优选实施例，电荷积累装置还适于处理由提 供入射电磁辐射的光电转换的辐射检测部分所产生的微分信号.与此 相对应，传感器元件或像素的辐射检测部分或光电转换部分也适于提 供通常通过两个分立导体传递到电荷积累装置的微分信号。这样，可 在由微分信号传输和微分信号处理所提供的所有优点方面进行全部电 荷积累以及随后的信号处理。例如，这种微分信号传输虑及了有效的 共态抑制，以降低噪音并提高辐射传感器的灵敏度。根据本专利技术的再一个优选实施例，由信号产生装置尤其是信号产 生模块所使用的预限定阈值是可变的且确定脉冲信号的产生频率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有多个传感器元件（１０２、１１２、１２２）的辐射传感器（１３０），所述传感器元件中的每一个包括：辐射检测部分（１０４），所述辐射检测部分适于产生电荷，以回应于电磁辐射（１０８）的撞击；电荷积累装置，所述电荷积累装置联接到所述辐射检测部分，以积累所述辐射检测部分的电荷；信号产生装置，所述信号产生装置用于在若积累的电荷达到预限定的阈值时产生信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R斯特德曼，G沃格特梅尔，M格纳德，A肯纳，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，弗劳恩霍弗实用研究促进协会，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]