Спектральный детектор изображения



Спектральный детектор изображения
Спектральный детектор изображения
Спектральный детектор изображения
Спектральный детектор изображения
Спектральный детектор изображения
Спектральный детектор изображения
Спектральный детектор изображения
Спектральный детектор изображения

Владельцы патента RU 2595795:

КОНИНКЛЕЙКЕ ФИЛИПС Н.В. (NL)

Изобретение относится к формированию спектрального изображения. Способ изготовления устройства формирования изображений содержит этапы, на которых осуществляют получение подложки фотодатчиков, имеющей две противоположные основные поверхности, при этом одна из двух противоположных основных поверхностей, которая перпендикулярна поступающему излучению, включает в себя множество рядов фотодатчиков из множества фоточувствительных элементов, причем электронные схемы обработки данных смонтированы на подложку фотодатчиков и полученная подложка фотодатчиков имеет толщину, равную или большую чем сто микрон; оптическое соединение матрицы сцинтилляторов с подложкой фотодатчиков, причем матрица сцинтилляторов включает в себя множество дополнительных рядов сцинтилляторов из множества дополнительных сцинтилляционных элементов, и каждый дополнительный ряд сцинтилляторов оптически соединен с одним из рядов фотодатчиков, и, по меньшей мере, один дополнительный сцинтилляционный элемент оптически соединен с одним из фоточувствительных элементов, при этом матрица сцинтилляторов включает в себя первую поверхность с углублением и вторую поверхность в углублении для электронных схем обработки данных и уменьшение толщины подложки фотодатчиков, которая оптически соединена со сцинтиллятором, производя уменьшенную по толщине подложку фотодатчиков, которая оптически соединена со сцинтиллятором и которая имеет толщину порядка менее ста микрон. Технический результат - повышение разрешающей способности устройства формирования изображений. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 13 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Нижеследующее, в целом, относится к формированию спектрального изображения и, более конкретно, к детектору формирования спектрального изображения и описывается применительно к компьютерной томографии (КТ). Однако это также подходит для применения в других средствах формирования изображения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Обычный сканер компьютерной томографии (КТ) включает в себя вращающийся гентри, который установлен с возможностью вращения на, как правило, стационарный гентри. Вращающийся гентри поддерживает рентгеновскую трубку и детекторную матрицу, которая установлена на способном вращаться гентри напротив рентгеновской трубки поперек области обследования. Вращающийся гентри и, таким образом, рентгеновская трубка и детекторная матрица вращаются вокруг области обследования вокруг продольной оси или оси z. Рентгеновская трубка выполнена с возможностью испускать излучение, которое проходит область обследования (и часть субъекта или объекта в области обследования) и освещает детекторную матрицу. Детекторная матрица обнаруживает излучение и генерирует электрические сигналы, указывающие на область обследования и на субъект или объект, расположенный в ней. Реконструктор реконструирует проекционные данные, генерируя данные объемного изображения.

При спектральной КТ сканер может включать в себя детекторную матрицу с разрешением по энергии, такую как двухуровневая детекторная матрица. Например, часть двухуровневой детекторной матрицы 100 представлена на Фиг. 1. Детектор 100 включает в себя множество детекторных модулей 102, выровненных по отношению друг к другу вдоль подложки 104 в направлении x 106. Каждый модуль 102 включает в себя первый и второй ряды 108 и 110 сцинтилляторов, оптически соединенных с соответствующей первой и второй областями 112 и 114 обнаружения подложки 116 фотодиодов. Первый и второй ряды 108 и 110 сцинтилляторов расположены относительно друг друга так, что первый ряд 108 сцинтилляторов находится выше второго сцинтилляционного элемента 110 относительно поступающего излучения 120. Как правило, низкоэнергетические фотоны рентгеновского излучения имеют тенденцию быть поглощенными в верхнем ряду 108 сцинтилляторов, и высокоэнергетические фотоны рентгеновского излучения имеют тенденцию быть поглощенными в нижнем ряду 110 сцинтилляторов. Первый и второй ряды 108 и 110 сцинтилляторов и области 112 и 114 обнаружения простираются вдоль направления 122 оси z, образуя множество рядов детекторных элементов.

Касательно детекторной матрицы 100 на Фиг. 1 разрешение детекторной матрицы 100 в направлении х 106, как правило, ограничено конечной толщиной 124 подложки 116 фотодиодов каждого модуля 102 в направлении х 106, которая имеет порядок от ста (100) микрон до четырехсот (400) микрон. К сожалению, более тонкие подложки фотодиодов являются хрупкими и не очень хорошо подходят для построения детекторных модулей, таких как детекторные модули 102 из детекторной матрицы 100.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящие аспекты данного документа предоставляют новые и/или усовершенствованные способы, которые решают вышеупомянутые и другие проблемы.

В соответствии с одним аспектом способ включает в себя получение подложки фотодатчиков, имеющей две противоположные основные поверхности. Одна из двух противоположных основных поверхностей включает в себя, по меньшей мере, один ряд фотодатчиков, по меньшей мере, из одного фоточувствительного элемента, и полученная подложка фотодатчиков имеет толщину, равную или большую чем сто микрон. Способ дополнительно включает в себя оптическое соединение матрицы сцинтилляторов с подложкой фотодатчиков. Матрица сцинтилляторов включает в себя, по меньшей мере, один дополнительный ряд сцинтилляторов, по меньшей мере, из одного дополнительного сцинтилляционного элемента, и, по меньшей мере, один дополнительный ряд сцинтилляторов оптически соединен, по меньшей мере, с одним рядом фотодатчиков, и, по меньшей мере, один дополнительный сцинтилляционный элемент оптически соединен, по меньшей мере, с одним фоточувствительным элементом. Способ дополнительно включает в себя уменьшение толщины подложки фотодатчиков, оптически соединенной со сцинтиллятором, производя уменьшенную по толщине подложку фотодатчиков, которая оптически соединена со сцинтиллятором и которая имеет толщину порядка менее ста микрон.

Согласно другому аспекту детектор формирования изображения включает в себя, по меньшей мере, один мозаичный детекторный элемент, включающий в себя подложку мозаичного элемента и множество детекторных модулей, расположенных вдоль направления оси x вдоль подложки мозаичного элемента. Детекторный модуль включает в себя матрицу сцинтилляторов, имеющую, по меньшей мере, один ряд сцинтилляторов из сцинтилляционных элементов, простирающихся вдоль направления оси z, соединенный, по меньшей мере, с одним рядом фотодатчиков из фоточувствительных элементов подложки фотодатчиков. Подложка фотодатчиков соединена с матрицей сцинтилляторов и имеет начальную толщину, равную или большую чем сто микрон, и подложка фотодатчиков детектора формирования изображения имеет уменьшенную толщину менее ста микрон.

Согласно другому аспекту способ включает в себя сборку детекторного модуля формирования изображения системы формирования изображения, при этом детекторный модуль формирования изображения включает в себя сцинтиллятор, оптически соединенный с подложкой фотодатчика, которая имеет толщину менее ста микрон.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Изобретение может принимать форму в виде различных компонент и компоновок компонент и в виде различных этапов и компоновок этапов. Чертежи служат только для целей иллюстрирования предпочтительных вариантов осуществления и не должны истолковываться как ограничивающие изобретение.

На Фиг. 1 схематично представлен вид в перспективе двухуровневой спектральной детекторной матрицы из уровня техники.

На Фиг. 2 схематично представлена типовая система формирования изображения со спектральной детекторной матрицей, включающей в себя мозаичный детекторный элемент с множеством детекторных модулей.

На Фиг. 3 схематично представлен вид сбоку детекторного модуля в направлении оси z.

На Фиг. 4 - 12 представлен способ сборки детекторного модуля с Фиг. 3.

На Фиг. 13 представлен вариант осуществления, в котором носитель используется для того, чтобы облегчить изготовление отдельных подложек фотодатчиков.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На Фиг. 2 схематично представлена система 200 формирования изображения, например сканер компьютерной томографии (КТ). Система 200 формирования изображения включает в себя, как правило, стационарную часть 202 гентри и вращающуюся часть 204 гентри. Вращающаяся часть 204 гентри поддерживается с возможностью вращения, как правило, стационарной частью 202 гентри через направляющую (не показана) или т.п.

Источник 206 излучения, такой как рентгеновская трубка, поддерживается вращающейся частью 204 гентри и вращается вокруг области 208 обследования вокруг продольной оси или оси z 210 по отношению к системе отсчета, показанной в 212. Коллиматор 214 источника коллимирует излучение, испускаемое источником 206 излучения, формируя, как правило, конический, веерообразный, клиновидный пучок или пучок излучения другой формы, который проходит через область 208 обследования.

Детекторная матрица 218 с разрешением по энергии охватывает угловую дугу напротив области 208 обследования относительно источника 206 излучения и детектирует излучение, которое проходит через область 208 обследования. Представленная детекторная матрица 218 включает в себя множество мозаичных элементов 220. Каждый мозаичный элемент 220 включает в себя множество детекторных модулей 2221 ..., 222N (где N является целым числом), расположенных на подложке 242 мозаичного элемента вдоль направления оси x по отношению друг к другу. Множество детекторных модулей 2221, ..., 222N также упоминаются в данном документе как детекторные модули 222.

Каждый детекторный модуль 222 включает в себя множество рядов 2241, ..., 224M (где М представляет собой целое число, равное или большее единицы, и все вместе обозначаемые как 224) сцинтилляционных элементов 2261, ..., 226K и 2281,. .., 228K (где к - целое число, и все вместе обозначаемые как 226 и 228), простирающихся вдоль направления оси z. В представленном варианте осуществления M=2 и детекторный модуль является спектральным детекторным модулем. Ряды сцинтилляционных элементов 226 и 228 оптически соединены с соответствующим множеством рядов 2301, ..., 230М (далее все вместе обозначаемые как 230) фоточувствительных элементов 2321, ..., и 234l,... (далее все вместе обозначаемые как 232 и 234) подложки 236 фотодатчиков, простирающихся вдоль направления оси z.

Каждый детекторный модуль 222 также включает в себя электропроводные пути или контакты 238. В случае если детекторный модуль 222 дополнительно включает в себя электронную схему 240 обработки данных, смонтированную на подложку 236 фотодатчиков (как показано), для направления питания и цифровых сигналов от электронной схемы 240 обработки данных на подложку 242 мозаичного элемента используются электропроводные пути или контакты 238. В случае если электронные схемы 240 обработки данных расположены снаружи по отношению к подложке 236 фотодатчиков, для направления сигналов от фоточувствительных элементов 232 и 234 на подложку 242 мозаичного элемента используются электропроводные пути или контакты 238.

Как описано более подробно ниже, подложка 236 фотодатчиков, в одном случае, имеет толщину по оси х менее ста (100) микрон. С такой подложкой фотодатчиков детекторная матрица 218 может включать в себя больше детекторных модулей 222 для данной длины по оси х относительно конфигурации детекторной матрицы с более толстой подложкой фотодатчиков (т.е. большей чем 100 микрон) и таким образом обеспечить более высокое разрешение в направлении оси х. В одном случае такая детекторная матрица может включать в себя на тридцать (30)-шестьдесят (60) процентов больше детекторных модулей 222. Такую детекторную матрицу можно считать детекторной матрицей с высоким разрешением.

Реконструктор 246 реконструирует сигналы, генерируемые детекторной матрицей 218, и генерирует данные объемного изображения, указывающие на область 208 обследования. Как правило, данные от различных рядов 230 фоточувствительных элементов 232 и 234 могут быть отдельно обработаны для спектральной информации и/или объединены (например, путем суммирования выходных сигналов различных элементов по одной траектории луча), чтобы получить обычные неспектральные данные КТ.

Опора 248 для субъекта выполнена с возможностью располагать субъект или объект в х, у и/или z направлениях по отношению к области 208 обследования до, во время и/или после сканирования объекта или субъекта.

Вычислительная система общего назначения служит в качестве консоли 250 оператора и включает в себя устройство вывода, такое как устройство отображения, устройство ввода, такое как клавиатура, мышь и/или т.п., один или более процессоров и машиночитаемый носитель хранения (например, физическая память). Консоль 250 позволяет оператору управлять работой системы 200, например, позволяя оператору выбирать протокол формирования спектрального изображения и/или алгоритм реконструкции формирования спектрального изображения, инициировать сканирование и т.д.

На Фиг. 3 схематично представлен вид сбоку детекторного модуля 222 в направлении оси z. В пояснительных целях детекторный модуль 222 показан как имеющий два ряда 2241 и 2242 сцинтилляторов и два соответствующих ряда 2301 и 2302 фотодатчиков. Однако, как указано выше, детекторный модуль 222 может иметь один или более каждого из рядов 224 сцинтилляторов и рядов 224 фотодатчиков.

Детекторный модуль 222 включает в себя подложку 236 фотодатчиков. Представленная подложка 236 фотодатчиков имеет толщину 300 порядка пятидесяти (50) микрон (плюс или минус заданный допуск), такую как значение толщины из диапазона от десяти (10) до девяноста (90) микрон, от двадцати пяти (25) до семидесяти пяти (75) микрон, от сорока (40) до шестидесяти (60) микрон и/или другое значение толщины из одного или более других диапазонов. Подходящий материал подложки 236 фотодатчиков включает в себя кремний, но не ограничивается им.

Подложка 236 фотодатчиков включает в себя первую основную поверхность 302 с первой областью 304 и второй областью 306 и вторую противоположную основную поверхность 308. Ряды 2301 и 2302 фотодатчиков находятся в первой области 304 первой основной поверхности 302. Ряд 2301 фотодатчиков является верхним рядом, который находится ближе к источнику 206 излучения (Фиг. 1) и, таким образом, к поступающему излучению, и ряд 2302 фотодатчиков является нижним рядом, который находится дальше от источника 206 излучения (Фиг. 1) и, таким образом, от поступающего излучения.

Ряд 2241 сцинтилляторов является верхним сцинтилляционным элементом, который находится ближе к источнику 206 излучения (Фиг. 1) и, таким образом, к поступающему излучению, и ряд 2242 сцинтилляторов является нижним рядом, который находится дальше от источника 206 излучения (Фиг. 1) и, таким образом, от поступающего излучения. Как обсуждалось в данном документе, верхний ряд 2241 сцинтилляторов оптически соединен с соответствующим верхним рядом 2301 фотодатчиков, и нижний ряд 2242 сцинтилляторов оптически соединен с соответствующим нижним рядом 2302 фотодатчиков.

В представленном варианте осуществления верхний и нижний ряды 2241 и 2242 сцинтилляторов имеют прямоугольную форму и приблизительно одинаковые размеры. Однако следует понимать, что ряды 2241 и 2242 сцинтилляторов других форм и различных размеров предполагаются в данном документе. Кроме того, расстояние между рядами 2241 и 2242 сцинтилляторов могут быть меньше или больше. Кроме того, так как глубины (и материал) рядов 224 сцинтилляторов может влиять на разделение по энергии и/или рентгеновские статистические данные глубины, как правило, таковы, что верхний ряд 2241 сцинтилляторов в первую очередь реагирует на низкоэнергетические фотоны, а нижний ряд 2242 сцинтилляторов в первую реагирует на высокоэнергетические фотоны.

Подложка 236 фотодатчиков опционально включает в себя электронную схему 240 обработки данных (для обработки сигналов от фоточувствительных элементов 232 и 234), которая является частью подложки 236 фотодатчиков. Таким образом будет меньше электропроводных путей от подложки 236 фотодатчиков к подложке 242 мозаичного элемента, и ширины по оси z фоточувствительных элементов 232 и 234 могут уменьшаться, увеличивая разрешение детектора в направлении по оси z. Не имеющий ограничительного характера пример подложки фотодатчиков с электронной схемой обработки данных, внедренной в нее, описан в патентной заявке PCT/IB2009/054818, поданной 29 октября 2009 года и озаглавленной «Spectral Imaging Detector» (WO/2010/058309), которая в полном объеме включена в настоящий документ посредством ссылки.

В представленном варианте осуществления стороны рядов 224 сцинтилляторов, не прикрепленные к подложке 236, окружены отражающим материалом 312, который проходит по всей первой основной поверхности 302. Сочетание рядов 224 сцинтилляторов и отражающего материала 312 называется в данном документе матрицей 310 сцинтилляторов. В другом варианте осуществления отражающий материал 312 может быть опущен. В еще другом варианте осуществления отражающий материал 312 может покрывать только первую область 304.

Фиг. 4-12 изображают подход к сборке детекторной матрицы 218.

На этапе 402 получают подложку фотодатчиков, имеющую толщину более чем сто (100) микрон. Например, в одном случае получают подложку 236 фотодатчиков. Пример подложки 236 схематически представлен на Фиг. 5 и включает в себя два ряда 232 и 234 фотодатчиков, область 502 для электронной схемы 240 обработки данных, электропроводные площадки 504 для электрических компонентов и электропроводные площадки 506 для электропроводных контактов 238.

Следует отметить, что на Фиг. 5 ряды 232 и 234 фотодатчиков область 502 и площадки 504 и площадки 506 находятся на одной плоскости 508 поверхности первой основной поверхности 302 подложки 236 фотодатчиков. На Фиг. 6 схематически представлен вариант осуществления, в котором матрица 310 сцинтилляторов, которая крепится к подложке 236 фотодатчиков, включает в себя первую поверхность 602 с углублением 604 и вторую поверхность 606 в углублении 604 для электронной схемы 240 обработки данных, электрических компонентов и электропроводных контактов 238.

На этапе 404 различные электронные схемы крепятся к подложке фотодатчиков. Например, и как схематично показано на Фиг. 7, интегральная схема 702 на кристалле (в том числе электронная схема 240 обработки данных и/или другие компоненты) устанавливается в области 502, электрические компоненты 704 (например, пассивные компоненты) устанавливаются на электропроводящие площадки 504, и электропроводные контакты 238, соединенные с выводной рамкой 708, устанавливаются на электропроводные площадки 506.

На этапе 406 сцинтиллятор прикрепляется к подложке фотодатчиков с установленной электронной схемой, образуя сборку сцинтиллятора и фотодатчиков. Например, на Фиг. 8 схематично представлена подложка 236 фотодатчиков с матрицей 310 сцинтилляторов, прикрепленной к нему посредством оптического клея, образуя сборку 804 сцинтилляторов и фотодатчиков. Следует отметить, что имеются полости 806 между электропроводными контактами 238.

На этапе 408 электрические контакты, установленные ранее на этапе 404, закрепляются в сборке подложки фотодатчиков и сцинтиллятора. Например, на Фиг. 9 схематично представлена сборка 804 сцинтиллятора и фотодатчиков с помощью клея 902 в полостях 806 между электропроводными контактами 238. Следует отметить, что выводная рамка 708 была удалена из сборки 804 сцинтиллятора и фотодатчиков.

На этапе 410 толщина подложки фотодатчиков уменьшается до 50 (пятидесяти) микрон или меньше. Например, на Фиг. 10 схематически представлена сборка 804 сцинтиллятора и фотодатчиков с уменьшенной по толщине подложкой 236 фотодатчиков, имеющей толщину пятьдесят (50) микрон или меньше. В одном случае толщину подложки 236 фотодатчиков можно уменьшить с помощью шлифования. Другие способы уменьшения толщины также предполагаются в данном документе.

На этапе 412 из множества сборок 804 сцинтилляторов и фотодатчиков создается мозаичный детекторный элемент. Например, на Фиг. 11 и 12 представлены соответственно нижний и верхний виды в перспективе, на которых множество сборок 804 сцинтилляторов и фотодатчиков физически и электрически соединяются с подложкой 242 мозаичного элемента с помощью контактов 238, формируя мозаичный элемент 220. Следует отметить, что подложка 242 мозаичного элемента также включает в себя электропроводные контакты 1102 для физического и электрического соединения мозаичного элемента 220 с детекторной матрицей 218.

Следует иметь в виду, что порядок вышеприведенных действий не является ограничивающим. Таким образом, другие порядки предполагаются в данном документе. Кроме того, одно или более действий могут быть опущены, и/или одно или более дополнительных действий могут быть добавлены, и/или одно или более действий могут происходить одновременно.

На Фиг. 13 представлен вариант осуществления, в котором носитель 1302 используется для того, чтобы облегчить изготовление отдельных подложек 236. В одном случае лист 1304 материала, включающего в себя множество подложек 236, обрабатывается и его толщина уменьшается, например, до толщины меньше чем сто микрон. Лист 1304 затем переносится на носитель 1302. Электронная схема 240 обработки данных монтируется на множество подложек 236. Отдельные подложки 236 затем вырезают из листа с помощью лазера, механической пилы и т.д. и оставляют на носителе 1302. После того, как отдельные подложки 236 вырезаны, активируется функция вакуумного схвата носителя. Затем матрицу 310 сцинтилляторов оптически соединяют для склейки с отдельными подложками 236 и отверждают. Полученные в результате сборки данные могут быть дополнительно обработаны, как описано в настоящем документе.

ПРЕДПОЛАГАЮТСЯ ВАРИАНТЫ

В другом варианте осуществления электронная схема 240 обработки данных расположена снаружи относительно подложки 236 фотодатчиков.

В другом варианте осуществления модуль 222 включает в себя один ряд сцинтилляторов, оптически соединенный с одним рядом фотодатчиков.

Дополнительно или альтернативно, в еще одном примере каждый ряд сцинтилляторов и каждый ряд фотодатчиков соответственно включают в себя один сцинтилляционный элемент и один фоточувствительный элемент.

Изобретение было описано со ссылкой на предпочтительные варианты осуществления. После прочтения и понимания предшествующего подробного описания могут возникнуть другие модификации и изменения. Предполагается, что изобретение было построено как включающее в себя все такие модификации и изменения постольку, поскольку они входят в объем прилагаемой формулы изобретения или их эквивалент.

1. Способ изготовления устройства формирования изображений, содержащий:
получение подложки (236) фотодатчиков, имеющей две противоположные основные поверхности (302 и 308), при этом одна из двух противоположных основных поверхностей, которая перпендикулярна поступающему излучению, включает в себя множество рядов (230) фотодатчиков из множества фоточувствительных элементов (232, 234), причем электронные схемы (240) обработки данных смонтированы на подложку (236) фотодатчиков и полученная подложка фотодатчиков имеет толщину, равную или большую чем сто микрон;
оптическое соединение матрицы (310) сцинтилляторов с подложкой фотодатчиков, причем матрица сцинтилляторов включает в себя множество дополнительных рядов (224) сцинтилляторов из множества дополнительных сцинтилляционных элементов (226, 228) и каждый дополнительный ряд сцинтилляторов оптически соединен с одним из рядов (230) фотодатчиков и, по меньшей мере, один дополнительный сцинтилляционный элемент оптически соединен с одним из фоточувствительных элементов, при этом матрица (310) сцинтилляторов включает в себя первую поверхность (602) с углублением (604) и вторую поверхность (606) в углублении (604) для электронных схем (240) обработки данных; и
уменьшение толщины подложки фотодатчиков, которая оптически соединена со сцинтиллятором, производя уменьшенную по толщине подложку фотодатчиков, которая оптически соединена со сцинтиллятором и которая имеет толщину порядка менее ста микрон.

2. Способ по п. 1, в котором одна из двух противоположных основных поверхностей включает в себя первую область (304) и вторую область (306), при этом множество рядов фотодатчиков соединено только с первой областью и сцинтиллятор соединен с множеством рядов фотодатчиков и второй областью.

3. Способ по п. 2, в котором сцинтиллятор включает в себя первый сцинтиллятор, оптически соединенный с множеством рядов фотодатчиков, и другой материал, соединенный со второй областью.

4. Способ по любому из пп. 1-3, дополнительно содержащий:
соединение, по меньшей мере, одного из электронных схем (240) обработки данных или электропроводных контактов (238) с подложкой фотодатчиков до оптического соединения сцинтиллятора с подложкой фотодатчиков, при этом, по меньшей мере, одно из электронных схем обработки данных или электропроводных контактов расположено между подложкой фотодатчиков и сцинтиллятором после соединения сцинтиллятора с подложкой фотодатчиков.

5. Способ по п. 4, в котором, по меньшей мере, один ряд фотодатчиков, по меньшей мере, из одного фоточувствительного элемента и, по меньшей мере, одно из электронных схем обработки данных или электропроводных контактов расположены на одной и той же поверхности (508) подложки фотодатчиков.

6. Способ по п. 4, в котором, по меньшей мере, одно из электронных схем обработки данных или электропроводных контактов расположено на поверхности (606) в углублении (604) матрицы сцинтилляторов.

7. Способ по п. 4, дополнительно содержащий:
уменьшение толщины подложки фотодатчиков до соединения электронных схем обработки данных, электропроводных контактов и матрицы сцинтилляторов с подложкой фотодатчиков;
размещение уменьшенной по толщине подложки фотодатчиков на носителе;
установку электронных схем обработки данных и электропроводных контактов на уменьшенную по толщине подложку фотодатчиков, в то время как подложка фотодатчиков размещается на носителе; и
оптическое соединение матрицы сцинтилляторов с уменьшенной по толщине подложкой фотодатчиков, в то время как подложка фотодатчиков размещается на носителе.

8. Способ по п. 4, в котором подложка фотодатчиков является частью листа материала, включающего в себя множество подложек фотодатчиков, при этом способ дополнительно содержит
соединение множества электронных схем обработки данных соответственно с множеством подложек фотодатчиков; и
физическое удаление подложки фотодатчиков из листа материала, по меньшей мере, после соединения электронных схем обработки данных с подложкой фотодатчиков.

9. Способ по любому из пп. 1-3, дополнительно содержащий:
размещение подложки фотодатчиков на опорной структуре, по меньшей мере, до соединения сцинтиллятора с подложкой фотодатчиков и соединение, по меньшей мере, одного компонента (244, 240, 238, 704) на подложке фотодатчиков с подложкой фотодатчиков на опорной структуре.

10. Способ по п. 1, дополнительно содержащий:
электрическое соединение, по меньшей мере, одного фоточувствительного элемента с электронными схемами обработки данных, расположенными снаружи по отношению к подложке фотодатчиков.

11. Способ по любому из пп. 1-3, дополнительно содержащий:
механическое и электрическое соединение множества уменьшенных по толщине подложек фотодатчиков с подложкой (242) мозаичного детекторного элемента, образуя таким образом мозаичный детекторный элемент (220).

12. Способ по п. 11, дополнительно содержащий:
механическое и электрическое соединение множества мозаичных детекторных элементов для формирования детекторной матрицы.

13. Способ по любому из пп. 1-3, в котором толщина уменьшенной по толщине подложки фотодатчиков находится в диапазоне от двадцати пяти до семидесяти пяти микрон.

14. Способ по любому из пп. 1-3, в котором толщина уменьшенной по толщине подложки фотодатчиков порядка пятидесяти микрон.

15. Способ изготовления устройства формирования изображений, содержащий:
получение подложки (236) фотодатчиков, имеющей две противоположные основные поверхности (302 и 308), при этом одна из двух противоположных основных поверхностей включает в себя, по меньшей мере, один ряд (230) фотодатчиков из, по меньшей мере, одного фоточувствительного элемента (232, 234),
уменьшение толщины подложки фотодатчиков, причем уменьшенная по толщине подложка фотодатчиков имеет толщину, равную или большую чем сто микрон;
размещение уменьшенной по толщине подложки фотодатчиков на носителе;
установку, по меньшей мере, одного из электронных схем (240) обработки данных или электропроводных контактов (238) на уменьшенную по толщине подложку фотодатчиков, в то время как подложка фотодатчиков находится на носителе; и
оптическое соединение матрицы (310) сцинтилляторов с уменьшенной по толщине подложкой фотодатчиков с, по меньшей мере, одним из электронных схем обработки данных или электропроводных контактов, в то время как подложка фотодатчиков находится на носителе, причем матрица сцинтилляторов включает в себя, по меньшей мере, один дополнительный ряд (224) сцинтилляторов из, по меньшей мере, одного дополнительного сцинтилляционного элемента (226, 228) и, по меньшей мере, один дополнительный ряд сцинтилляторов оптически соединен с, по меньшей мере, одним рядом (230) фотодатчиков, и, по меньшей мере, один дополнительный сцинтилляционный элемент оптически соединен с, по меньшей мере, одним фоточувствительным элементом;
при этом, по меньшей мере, одно из электронных схем обработки данных или электропроводных контактов расположено между подложкой фотодатчиков и сцинтиллятором после соединения сцинтиллятора с подложкой фотодатчиков.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области детекторов заряженных частиц на основе твердотельных органических сцинтилляторов. Детектор заряженных частиц с тонким сцинтиллятором в виде пластины содержит полупроводниковый фотосенсор в качестве преобразователя инициированных заряженными частицами световых вспышек в электрические импульсы, при этом сколь угодно тонкая полностью отполированная пластина сцинтиллятора выполнена в виде равностороннего многоугольника с числом углов не менее четырех оптически и механически соединена с прозрачной для сцинтилляций полностью отполированной подложкой, имеющей форму и коэффициент преломления света такие же, как у сцинтиллятора, а суммарная толщина сэндвича, образованного из сцинтиллятора и подложки, равна поперечнику чувствительной поверхности полупроводникового фотосенсора, оптически и механически присоединенного к сэндвичу в одном из его углов, который выполнен сточенным и отполированным для получения контактной площадки с размерами чувствительной области полупроводникового фотосенсора, при этом все поверхности сэндвича, кроме тыльной и с прикрепленным полупроводниковым фотосенсором, покрыты зеркальным отражателем, а тыльная поверхность покрыта диффузным отражателем.

Изобретение относится к детектору излучения для детектирования фотонов высокой энергии. Детектор излучения для детектирования излучения высокой энергии содержит: сцинтилляторную группу с двумя сцинтилляторными элементами для преобразования первичных фотонов падающего излучения во вторичные фотоны согласно характеристическому спектру испускания, причем верхний из сцинтилляторных элементов расположен наверху, а нижний из сцинтилляторных элементов расположен внизу детектора излучения; два органических фотодетектора для преобразования упомянутых вторичных фотонов в электрические сигналы, причем упомянутые фотодетекторы обладают различными спектрами поглощения без перекрытия и могут быть считаны по отдельности, при этом упомянутые фотодетекторы расположены под верхним сцинтилляторным элементом и над нижним сцинтилляторным элементом соответственно.

Изобретение относится к области ядерного приборостроения и может быть использовано при радиационном мониторинге в качестве носимого средства поиска источника гамма-излучения.

Изобретение может быть использовано в медицине и технике при изготовлении рентгеновских устройств с энергией излучения более 20 кэВ для диагностики и дефектоскопии.

Изобретение относится к области детектирования частиц ионизирующего излучения. Сцинтилляционный радиационно-стойкий детектор представляет собой рабочий объем с зеркально или диффузно отражающими стенками, внутри которого плотно к стенкам размещен полистирольный сцинтиллятор в виде пластины с канавками на фронтальной поверхности или отверстиями в пластине, через которые проходят спектросмещающие волокна, один или оба торца которых пристыкованы к фоточувствительным поверхностям фотоприемников, расположенных внутри или вне рабочего объема, при этом сцинтиллятор и спектросмещающие волокна, размещенные в рабочем объеме детектора, содержат соответственно сцинтилляционные и спектросмещающие добавки, высвечивающие в области длин волн более 550 нм.

Изобретение относится к области регистрации ионизирующих излучений и может быть использовано при создании радиационных детекторов, применяемых в геофизической аппаратуре нейтрон-гамма и гамма-гамма каротажа.

Изобретение относится к области регистрации ионизирующих излучений. Спектрометрический позиционно-чувствительный детектор содержит сцинтиллятор, состоящий из трех вложенных друг в друга наборов сцинтиллирующих элементов, расположенных параллельно оси устройства, внешний и средний наборы образованы сцинтиллирующими волокнами из материала, обеспечивающего регистрацию тепловых нейтронов, а сцинтиллирующие элементы внутреннего набора образуют цилиндр и выполнены в форме одинаковых по размеру угловых секторов и обеспечивают регистрацию гамма-излучения, количество угловых секторов составляет два и более, каждый угловой сектор снабжен спектросмещающим волокном, проходящим через центр углового сектора параллельно оси устройства, сцинтиллирующие элементы среднего набора помещены внутрь нейтронного замедлителя трубчатой формы, заполняющего пространство между внешним и внутренним наборами, на внешней поверхности нейтронного замедлителя расположен экран, поглощающий тепловые нейтроны, сцинтиллирующие элементы всех наборов и спектросмещающие волокна внутреннего набора снабжены светоотражающими оболочками, на поверхность сцинтиллирующих элементов нанесено светонепроницаемое покрытие, противоположные торцы каждого сцинтиллирующего элемента внешнего и среднего наборов, а также противоположные торцы каждого спектросмещающего волокна внутреннего набора соединены посредством оптических соединителей с двумя волоконными световодами, находящимися с противоположной стороны в оптическом контакте с двумя матричными фотоприемниками, число фоточувствительных элементов в каждом из которых равно или больше числа сцинтиллирующих элементов.

Изобретение относится к пикселированному детектору. Пикселированное детекторное устройство содержит матрицу детекторов, имеющую множество детекторных пикселей; и матрицу кристаллов, имеющую множество сцинтилляторных кристаллов и расположенную в геометрическом соответствии с матрицей детекторов; при этом упомянутые детекторные пиксели и упомянутые сцинтилляторные кристаллы сдвинуты в по меньшей мере одном измерении по отношению друг к другу на, по существу, половину размера сцинтилляторных кристаллов.

Способ по изобретению заключается в создании прочных тонких, механических поддерживающих структур для электромагнитного калориметра. Такими структурами являются ячеистые структуры из пропитанной эпоксидным связующим ткани из углеродного волокна. Техническим результатом, достигаемым при использовании способа по изобретению, является возможность изготовления механической структуры из углеродного волокна с высокой прочностью и точностью по толщине тонких стенок 20 мкм и плоскостности.

Изобретение относится к детектирующему устройству для фотонов или ионизирующих частиц. Детектирующее устройство для фотонов или ионизирующих частиц содержит детектирующую систему с несколькими детектирующими блоками, каждый из которых включает сцинтиллятор, соединенный со считывающей поверхностью считывателя электрического заряда, при этом сцинтиллятор выполнен с возможностью генерации ячейковых зарядов на считывающей поверхности при улавливании фотонов или ионизирующих частиц; коллиматор, присоединенный к сцинтиллятору напротив считывателя электрического заряда, выполненный с возможностью пропускания фотонов или ионизирующих частиц, имеющих направление движения, совпадающее с продольной осью коллиматора, и остановки фотонов или ионизирующих частиц (Р'), имеющих направление движения, отличающееся от направления продольной оси коллиматора; и несколько детектирующих систем, равномерно отстоящих друг от друга вокруг центральной оси детектирующей сборки, при этом детектирующее устройство сформировано в виде стопки из нескольких детектирующих сборок, каждая из которых повернута на угол вокруг центральной оси детектирующей сборки относительно соседней детектирующей сборки или соседних детектирующих сборок.

Изобретение относится к устройству для обнаружения рентгеновского излучения. Аппарат для обнаружения излучения содержит принимающий излучение блок, включающий в себя: первый сцинтиллятор для генерации первого света сцинтилляции в зависимости от излучения, где первый свет сцинтилляции имеет первый характер поведения во времени, второй сцинтиллятор для генерации второго света сцинтилляции в зависимости от излучения, где второй свет сцинтилляции имеет второй характер поведения во времени, который отличается от первого характера поведения во времени, блок обнаружения света сцинтилляции для обнаружения первого света сцинтилляции и второго света сцинтилляции и для генерации общего сигнала обнаружения света, который указывает первый свет сцинтилляции и второй свет сцинтилляции, блок определения обнаруживаемых значений для определения первого обнаруживаемого значения и второго обнаруживаемого значения, причем блок определения обнаруживаемых значений выполнен с возможностью: определения первого обнаруживаемого значения посредством применения первого процесса определения к общему сигналу обнаружения света, причем первый процесс определения включает в себя частотную фильтрацию общего сигнала обнаружения света посредством использования первого частотного фильтра, тем самым генерируя первый фильтрованный общий сигнал обнаружения света, и определения первого обнаруживаемого значения в зависимости от первого фильтрованного общего сигнала обнаружения света, определения второго обнаруживаемого значения посредством применения второго процесса определения к общему сигналу обнаружения света, причем второй процесс определения отличается от первого процесса определения. Технический результат - упрощение конструкции устройства. 6 н. и 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к сцинтиллятору для использования в радиационном детекторе. Сцинтиллятор для высокотемпературных условий содержит кристалл типа кольквириита формулы LiM1M2X6, где M1 выбирают из щелочноземельных элементов Mg, Ca, Sr и Ba; M2 выбирают из Al, Ga и Sc; X - галоген. Примером кристалла является кольквириит типа LiCaAlF6. Кристалл может содержать элемент из группы лантаноидов, такой как Ce или Eu. Описываются также радиационный детектор, содержащий указанный сцинтиллятор и фотодетектор, и способ обнаружения излучения с его использованием. Изобретение обеспечивает сцинтиллятор с хорошими фотоэмиссионными характеристиками в высокотемпературных условиях, позволяющими его использовать для обнаружения нейтронов и измерения излучения в высокотемпературных условиях. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 11 ил., 2 пр.

Изобретение относится к сцинтиллятору для использования в радиационном детекторе. Сцинтиллятор для высокотемпературных условий содержит кристалл типа кольквириита формулы LiM1M2X6, где M1 выбирают из щелочноземельных элементов Mg, Ca, Sr и Ba; M2 выбирают из Al, Ga и Sc; X - галоген. Примером кристалла является кольквириит типа LiCaAlF6. Кристалл может содержать элемент из группы лантаноидов, такой как Ce или Eu. Описываются также радиационный детектор, содержащий указанный сцинтиллятор и фотодетектор, и способ обнаружения излучения с его использованием. Изобретение обеспечивает сцинтиллятор с хорошими фотоэмиссионными характеристиками в высокотемпературных условиях, позволяющими его использовать для обнаружения нейтронов и измерения излучения в высокотемпературных условиях. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 11 ил., 2 пр.

Изобретение относится к области детектирования слабых радиационных сигналов с помощью сцинтилляционных счетчиков и может быть преимущественно использовано в детекторах обнаружения бета-загрязнений. Тонкий сцинтилляционный счетчик для обнаружения бета загрязнений содержит протяженную сцинтилляционную пластину с пристыкованным к ее торцу фотоумножителем с протяженным фотокатодом, при этом фотоумножитель состоит из протяженной цилиндрической стеклянной колбы, фотокатода, сформированного на внутренней поверхности цилиндрической колбы, расположенных внутри колбы протяженной динодной системы, состоящей из ряда протяженных динодов, и анода, причем отношение длины фотокатода к ширине динодной системы превышает 10. Технический результат - повышение эффективности регистрации частиц. 2 з.п ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к детектору излучения, используемому в устройствах визуализации медицинской радиологии. Детектор излучения включает в себя трехмерный многослойный сцинтиллятор, который включает в себя множество блоков сцинтиллятора, упорядоченных в матрицу трехмерным образом так, чтобы сформировать призму, в которой вложенные слои, имеющие показатель преломления, отличный от показателя преломления блоков сцинтиллятора, и/или имеющие характеристику поглощения или рассеяния света, излученного блоками сцинтиллятора, расположены на граничных поверхностях между множеством блоков сцинтиллятора, причем эти граничные поверхности проходят в направлении, перпендикулярном направлению высоты призмы, и светоизолирующие слои, которые изолируют передачу света, излученного сцинтиллятором, расположены на, по меньшей мере, некоторых граничных поверхностях, проходящих в направлении, параллельном направлению высоты призмы, и блок определения позиции, который определяет позицию излучения света в направлении высоты призмы на основе отношения величин энергии света, падающего на упомянутые два элемента приема света, образующих пару. Технический результат - повышение позиционного разрешения детектора излучения в направлении глубины сцинтиллятора. 4 з.п. ф-лы, 1 табл., 15 ил.

Изобретение относится к области компьютерной томографии (КТ). Система визуализации содержит источник излучения и матрицу чувствительных к излучению детекторов, включающую в себя матрицу сцинтилляторов и матрицу фотодатчиков, оптически связанную с матрицей сцинтилляторов, причем матрица сцинтилляторов включает в себя Gd2O2S:Pr,Tb,Се, причем количество Tb3+ равно или меньше, чем пятьдесят мольных частей на миллион. Технический результат - повышение световыхода сцинтиллятора. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 9 ил., 1 табл.

Изобретение относится к сцинтилляторному блоку, который может быть использован в рентгеновской детекторной матрице для компьютерной томографии (СТ). Сцинтилляторный блок содержит матрицу пикселей сцинтиллятора, причем каждый из пикселей сцинтиллятора имеет верхнюю поверхность, нижнюю поверхность и боковые поверхности и причем пиксели сцинтиллятора размещены так, что боковые поверхности соседних пикселей сцинтиллятора обращены друг к другу, и поглощающую рентгеновские лучи оболочку, содержащую электрически изолирующий, сильно поглощающий рентгеновские лучи материал, причем сильно поглощающий рентгеновские лучи материал имеет атомное число больше чем 50; причем поглощающая рентгеновские лучи оболочка размещена на нижней поверхности пикселей сцинтиллятора; поглощающая рентгеновские лучи оболочка содержит частицы сильно поглощающего рентгеновские лучи материала, причем частицы включены в связующий материал; 90% частиц имеют размер между 1 и 50 мкм; и поглощающая рентгеновские лучи оболочка покрывает по меньшей мере 80% нижней поверхности каждого из пикселей сцинтиллятора. Технический результат - повышение помехозащищенности электронной схемы сцинтилляторного блока. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

Использование: для регистрации рассеянного рентгеновского излучения при контроле объекта посредством рентгеновского излучения. Сущность изобретения заключается в том, что не разбитый на пиксели объем сцинтилляционной среды преобразует энергию падающего проникающего излучения в сцинтилляционный свет, извлекаемый из области извлечения сцинтилляционного света посредством множества оптических волноводов, выровненных по существу параллельно друг другу в области извлечения сцинтилляционного света, примыкающей к не разбитому на пиксели объему сцинтилляционной среды, для направления света, извлеченного из сцинтилляционного света, и регистрации фотонов, направленных указанным множеством волноводов, с возможностью генерирования сигнала, характеризующего падающий поток рентгеновского излучения. Технический результат: обеспечение возможности эффективного извлечения, сбора и регистрации сцинтилляционного света. 5 н. и 14 з.п. ф-лы, 34 ил.
Изобретение относится к области регистрации ионизирующих излучений и может быть использовано для изготовления недорогих сцинтилляционных детекторов в самом широком диапазоне габаритных размеров и толщин. Заявлен способ изготовления пластмассовых сцинтилляторов на основе полистирольных гранул, заключающийся в сушке и опудривании гранул сцинтилляционными добавками с последующим плавлением опудренных гранул, причем плавление гранул проводится в помещенных в вакуумную печь открытых формах, определяющих форму сцинтилляционных изделий, при вакуумировании и последующем заполнении рабочего объема печи инертным газом. Все поверхности сцинтилляторов, изготовленных по заявляемому способу, за исключением открытой поверхности, являются слепками поверхностей материала форм плавления - полированной нержавеющей стали, то есть зеркальными. Открытая поверхность при выполнении технического регламента также получается зеркальной и в большинстве случаев не требует дополнительной механической обработки. Технический результат – возможность получения сцинтилляционных полос значительной толщины, не требующих дополнительной механической обработки. 1 з.п. ф-лы, 2 пр.

Изобретение относится к устройству обнаружения для обнаружения излучения. Устройство обнаружения для обнаружения излучения содержит вещество оксисульфид гадолиния (GOS) для формирования сцинтилляционного света в зависимости от обнаруженного излучения, оптический фильтр для снижения интенсивности части сцинтилляционного света, имеющего длину волны более 650 нм, блок обнаружения для обнаружения фильтрованного сцинтилляционного света. Технический результат – увеличение временного разрешения устройства обнаружения. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2016-08-27 2016-08-27T14:26:51
Наверх