X射线图像检测器制造技术

一种Ｘ射线检测器装置包含被配置成多个子阵列的检测器像素的阵列。每个子阵列中的像素共享被提供给剂量感测输出导体的公共剂量感测输出，其延伸到该像素阵列的外围。用于像素的其中一个子阵列的剂量感测输出导体穿过由像素的另一个子阵列占据的区域，其可能导致不希望有的串扰。本发明专利技术提供多个另外的屏蔽电极，并且对于像素的每个子阵列屏蔽电极基本上邻近于剂量感测输出导体。这些屏蔽电极降低了该剂量感测输出和其它像素电极之间的串扰。在另一种配置中，每个像素进一步包含形成在该阵列的上部区域处的用于每个像素的像素电极，并且剂量感测输出导体形成在该阵列的下部区域处。然后提供中间导体层，其与用于像素的其它子阵列的剂量感测输出导体重叠，并且其穿过由像素的该子阵列占据的区域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及X射线检测器和X射线检查装置，该装置使用该检测器。特别地，该检测器通过具有与固态X射线检测器电路集成在一起的曝光测量电路，来提供图像信号和曝光控制信号。这使得在图像获取过程期间能够实时控制X射线曝光。众所周知，作为检查组织吸收率的函数，病人的X射线曝光应当受到控制。例如，高亮度感光过度区域可能出现在图像中，其例如，由没有(或仅仅几乎没有)由被检查物体比如病人减弱的X射线产生。具有低X射线吸收率的组织例如肺组织，将提供较低的衰减，并因此需要较低的X射线曝光来获得给定对比度的图像，并防止图像检测器的饱和。对于本领域技术人员来说，已知的X射线检查装置的结构是熟知的。典型地，该装置包括用于借助X射线束照射接受放射性检查的病人的X射线源。由于病人体内X射线吸收率的局部差异，形成X射线图像。X射线检测器从该X射线图像中得到图像信号。在使用光学传感器的检测器中，该检测器具有用于将入射X射线能量转换成光学信号的转换层或表面。在过去，这些光学信号大部分由图像增强器拾取链(pick-up chain)检测，其包括X射线图像增强器和电视摄像机。最近，已经建议使用固态X射线检测器。对于这种装置存在两种基本的结构。在所谓的“间接”检测器装置中，入射的X射线辐射首先被转换成光。提供光敏电池阵列，每一个包含光敏元件(光电二极管)，和电荷存储装置(其可以是独立的元件或者它可以是光电二极管的固有电容)。在所谓的“直接”检测器装置中，使用X射线灵敏光电导体将X射线直接转换成电子。由于光电导体不具有自身电容，因此通过薄膜技术制作电容器，以使其用作电荷存储装置。在X射线曝光期间，将入射到每个电池上的光存储为电荷存储装置上的电荷水平，以在该曝光周期的最后将其读出。因为存储电荷的读出有效地复位该图像传感器，所以这只能在X射线曝光周期的最后被执行。因此，不可能使用来自这种类型的图像传感器的输出信号来实时控制该曝光周期，因为这种输出只在曝光的最后可获得。一种获取剂量控制的可能方法是分析获得的图像，然后以不同的曝光水平重复图像获取过程。当然，这增加了将病人完全暴露于潜在有害的X射线下，而且对于快速改变图像，或其中快速连续获取不同视点的图像来说，也是不适合的。已经建议外部剂量感测装置，其独立于固态图像检测器，但这些会使图像质量退化。还已经建议将剂量感测元件结合到普通的图像感测像素布局中。当电荷在像素中产生时，产生剂量感测信号，并且可以检测这个信号，而不用读取存储在像素信号电荷存储装置上的信号。在WO 02/25314中描述了集成剂量感测系统的第一个实例。在一些实施例中，另外的剂量感测元件是另外的分接电容器(tappingcapacitor)，并且当电容器电压变化时，检测电荷流。在其它实例中，该另外的剂量感测元件是晶体管，并且将像素电压施加到驱动晶体管的栅极。在这种情况下，另外的晶体管用作电流源，并且测量这个电流。在WO 03/100459中描述了剂量感测系统的第二个实例。在这种情况下，该另外的剂量感测元件是另外的晶体管，但它是该晶体管的关断电容(off-capacitance)，其被用来分接一部分的该信号，并且电容耦合基本上是被用来提供剂量感测信号。在上述两个实例中，以比图像检测功能低的分辨率执行该剂量感测功能。为了这个目的，将像素分成子阵列，并且每个子阵列提供单一的剂量感测输出，但是该子阵列的每个像素提供单独的图像传感器输出。这些已知的集成剂量感测系统的一个问题是不同剂量感测信号之间的串扰。这个串扰由像素电极和用来读出剂量感测信号(从其它像素)的读出线之间的电容耦合产生。根据本专利技术，提供一种X射线检测器装置，其包含检测器像素阵列，每个像素包含用于将入射辐射转换成电荷流的转换元件、电荷存储元件和开关装置，其能够将存储的电荷提供给该像素的输出，其中将该像素阵列配置成多个子阵列，每个子阵列包含多个像素，在每个子阵列中的这些像素共享提供给剂量感测输出导体的公共剂量感测输出，其延伸到该像素阵列的外围，其中用于像素的其中一个子阵列的剂量感测输出导体穿过由像素的另一个子阵列占据的区域，其中提供多个另外的屏蔽电极，并且对于像素的每个子阵列，屏蔽电极基本上邻近于该剂量感测输出导体。这些屏蔽电极降低了该剂量感测输出和其它像素电极之间的串扰。特别地，该剂量感测输出穿过由与该剂量感测输出不相关的像素占据的区域，并且由这些像素引起的串扰被降低。这些屏蔽电极优选地由与剂量感测输出导体相同的一个或多个过程层形成。这样，它们不会使该制造过程复杂化。每个剂量感测输出导体可以被夹在屏蔽电极和另一电极之间，并且该剂量感测输出导体、屏蔽电极和另一电极彼此平行，且由相同的一个或多个过程层形成。优选地将这些像素配置成行和列，并且剂量感测输出导体在列方向上延伸。剂量感测输出导体还可以起到图像传感器数据输出导体的作用。这对于其中每个像素的开关装置能够实现像素子阵列的多路转换功能的像素是适合的。在另一种配置中，剂量感测输出导体沿着行方向延伸，以及单独的检测器数据输出导体沿着列方向延伸。这对于其中电容耦合被提供给单独的剂量感测线的像素是适合的。可以将屏蔽电极全部电连接在一起，例如在像素阵列的外面。在具有多路转换功能的像素设计中，该检测器装置可以两种模式操作，第一种模式，其中将响应入射辐射的电荷流部分地耦合到用于测量的剂量感测输出作为剂量感测信号，和第二种模式，其中电荷流通过在电荷存储元件和用于测量的剂量感测输出之间的像素开关装置被耦合作为检测信号，以及其中该开关装置借助第一和第二控制信号接通，其使得能够选择子阵列内的单个像素。在这种配置中，公共输出用于曝光期间的剂量感测，并且以对应于子阵列的尺寸的分辨率执行该剂量感测。然后可以将读出放大器的数量降低到每一像素子阵列一个。每个像素的像素电极典型地形成在阵列的上部区域处，并且剂量感测输出导体可以形成在阵列的下部区域处(例如由用于像素晶体管栅极的金属层形成)。然后每个像素可以进一步包含中间导体层，其与像素的其它子阵列的剂量感测输出导体重叠，其穿过由像素的子阵列占据的区域。这提供了另外的屏蔽级。该中间导体层可以由还形成检测器输出导体的层形成，因此该另外的屏蔽层也没有引入另外的处理层。根据本专利技术的第二方面，提供一种X射线检测器装置，其包含检测器像素阵列，每个像素包含用于将入射辐射转换成电荷流的转换元件、电荷存储元件和开关装置，其能够将存储的电荷提供给该像素的输出，其中将该像素阵列配置成多个子阵列，每个子阵列包含多个像素，每个子阵列中的像素共享在剂量感测输出导体上提供的公共剂量感测输出，其延伸到该像素阵列的外围，其中用于像素的其中一个子阵列的剂量感测输出导体穿过由像素的另一个子阵列占据的区域，其中每个像素进一步包含用于形成在该阵列的上部区域处的每个像素的像素电极，以及剂量感测输出导体形成在该阵列的下部区域处，其中每个像素进一步包含中间导体层，该中间导体层与用于像素的其它子阵列的剂量感测输出导体重叠，并且其穿过由像素的子阵列占据的区域。本专利技术的X射线检测器优选地用于接收来自X射线源的由被检查的物体减弱之后的X射线图像。现在将参照附图详细地描述本专利技术的实例，其中附图说明图1示出已知的X射线检查装置；图2A示出图1的装置中使用的固态图像本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ｘ射线检测器装置（１４），其包含检测器像素（２０）的阵列，每个像素包含用于将入射辐射转换成电荷流的转换元件（２６，２６０）、电荷存储元件（２８）和开关装置（５０），其能够使存储的电荷被提供给该像素的输出，其中将像素的阵列配置成多个子阵列（４０），每个子阵列（４０）包含多个像素，每个子阵列中的像素共享提供给剂量感测输出导体（４２；７２）的公共剂量感测输出，其延伸到该像素阵列的外围，其中用于像素的其中一个子阵列的剂量感测输出导体（４２；７２）穿过由像素的另一个子阵列占据的区域，其中提供多个另外的屏蔽电极（１２０），并且对于像素的每个子阵列，屏蔽电极（１２０）基本上邻近该剂量感测输出导体（７２）。

【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：AR弗兰克林，MJ波维尔，M奥弗迪克，A纳斯策蒂，W鲁坦，T波尔特，L阿尔文格，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]