專利名稱：用于ct的兩維x射線探測器陣列的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及探測器陣列的技術領域，更具體地涉及在CT掃描應用中使用的X射線探測器陣列的技術領域。
計算機X射線斷層造影術(CT)X射線掃描器可以被應用到不同的領域。例如，該掃描器可以應用到醫(yī)學診斷中以及在在機場安全系統(tǒng)中的行李箱X射線檢查中。對于大部分，CT掃描器包括至少一個X射線源和多個X射線探測器。探測器的設置與在轉(zhuǎn)盤上的X射線源完全相反。在旋轉(zhuǎn)期間，X射線源發(fā)射X射線穿過被掃描目標并最終撞擊在探測器上。如果已知所發(fā)射的X射線的原始信號特征，通過測量到達探測器的衰弱的信號，電子儀器確定了目標的密度分布?；谶@樣的信號測量以用于確定目標密度的算法是現(xiàn)有技術已知的。
在大多數(shù)CT系統(tǒng)中，每個X射線探測器首先將接收的X射線信號轉(zhuǎn)換成光信號，然后將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，這些是通過每個系統(tǒng)的電子形成部分來進行處理的。電子儀器然后根據(jù)特定應用的算法處理電信號。
這種類型的探測器通常由與一個光探測器或“光檢測器”(例如光電二極管)成對的光發(fā)射閃爍元件(例如閃爍器晶體)制成。閃爍器晶體接收X射線信號并響應地產(chǎn)生一個光信號(例如蘭光)。于是從每個晶體發(fā)出的光信號被相應的光電二極管探測到，光電二極管相應地產(chǎn)生一個電信號，該電信號與被閃爍器晶體接收到的原始的X射線通量成函數(shù)關系。典型的探測器陣列具有兩維(即mxn)的探測器陣列形式，或mxn閃爍器晶體和光電二極管對。重要的是，在這樣的探測器陣列中，從一個閃爍器晶體中發(fā)射出的光不能被鄰近的多個光電二極管感應到，這些光電二極管是靠近與發(fā)射光的閃爍器晶體成對的那個光電二極管。這樣的光漏損，如“光串擾”所述，使測量的結果不準確(即噪聲信號、附近探測器的錯誤探測、人為因素等)以及X射線系統(tǒng)總體上不精確。
在轉(zhuǎn)讓給Analogic Corporation的US專利申請?zhí)枮?8/948450中描述了一種現(xiàn)有技術中的X射線探測器陣列，在此加以結合參考。如本申請的

圖1到圖4所示，現(xiàn)有技術中的X射線探測器系統(tǒng)包括大量的較小的單個探測器元件或閃爍器晶體/光電二極管對，被布置為兩維(2D)陣列。探測器陣列包括一個多功能結構，其包括一組對齊的網(wǎng)格，它的功能是使每個單個的閃爍器晶體與相應的光電二極管對齊，以及使單個光電二極管/晶體對相互之間互相隔離，以防止出現(xiàn)光串擾?？傮w來說，探測器陣列在CT掃描系統(tǒng)處于通常的工作情況下是基本穩(wěn)定的，該工作情況包括震動和/或溫度波動。
如圖1所示，基底12具有現(xiàn)有技術探測器陣列的基本結構支撐。光電二極管14以2-D的陣列被布置在基底上。例如，一個單個的mxn陣列可以包括72個光電二極管，這些二極管以每行12個光電二極管被布置為6行(即一個6×12陣列)?；?2還包括一個信號傳送布置16，用于將光電二極管產(chǎn)生的電信號傳送到一個用于圖象再現(xiàn)的信號處理子系統(tǒng)20。該信號傳送布置16包括印刷到基底上的導電路徑或連接到基底上的導電互連層17。從每個光電二極管到一個或多個路徑的導電導線19完成了一個在每個光電二極管和信號處理裝置20之間的電連接。
閃爍器晶體組件18被設置在光電二極管陣列的上面并包括一定數(shù)量的閃爍器晶體22和用于以與光電二極管陣列對應的2-D陣列布置晶體的對齊的網(wǎng)格。每個閃爍器晶體22基本上與對應的光電二極管14對齊和接觸，并還與周圍的晶體基本上光隔離。如圖2所述，至少一個布置網(wǎng)格24基本上是平面的并包括多個單元或開口26。每個單元26具有足夠的尺寸以接收并基本上對齊一個閃爍器晶體22，如圖3所示。另一個對齊網(wǎng)格28是不透光的并基本上是2-D網(wǎng)格，相對于網(wǎng)格2具有足夠的厚度。它還包括多個單元26’，對應于第一對齊網(wǎng)格24的單元。對齊網(wǎng)格28的每個單元基本上與平面的對齊網(wǎng)格24的對應單元對齊，于是與閃爍器晶體22對齊。不透光和尺寸的穩(wěn)定性是對齊網(wǎng)格的重要特征。
對齊網(wǎng)格24和28具有一個用于在探測器陣列中閃爍器晶體22的結構框架，該陣列確保晶體與相應的光電二極管14正確對齊并對晶體組件提供尺寸的穩(wěn)定性。如圖2和圖3所示，對齊網(wǎng)格24、28的單元26、26’分別具有容納并將單個閃爍器晶體與相應的光電二極管14對齊的尺寸。2-D對齊網(wǎng)格28包括在光電二極管陣列上延伸的壁和在基底上的電互連層17。所述壁被直接設置在光電二極管探測器之間并建立用于每個閃爍器晶體的單個的井或單元。
2-D網(wǎng)格的單元寬度足夠大以容納從光電二極管14的探測側(cè)的導線19的結合，光電二極管的側(cè)面下面的橫貫導線19，以及到導電層17的導線的結合。因為從光電二極管來的導線19可能相對較脆弱，需要采取措施防止損壞。2-D對齊網(wǎng)格28附加地被用作在光電二極管陣列之間的支架和用于閃爍器晶體組件的支撐，以便晶體22不能直接地靠在相應的下面的光電二極管14和導線19上，其也可能引起相對較脆弱的導線19的損壞。因此，網(wǎng)格28的寬度和厚度至少與相結合的光電二極管14和導線19的寬度和高度相同，如圖4所示。
另外如圖4所示，閃爍器晶體22在所有側(cè)面都被包圍，而不是借助于反光材料30，諸如油漆、金屬薄片或表面沉積層，在側(cè)面緊密地靠近相應的光電二極管14。在閃爍器晶體22和一個相應的光電二極管22之間的區(qū)域填充有透光介質(zhì)34(例如環(huán)氧樹脂)以便于光從晶體傳送到光電二極管。
如現(xiàn)有技術已知，由于必須確保它的結構可靠，現(xiàn)有的X射線探測器的制造是復雜和昂貴的。例如，每個導線19必須被結合到光電二極管上并且仔細布線，于是當導線結合到在基底12上的電路路徑上時它不會接觸到光電二極管壁或網(wǎng)格28。此外，如果網(wǎng)格28是由諸如玻璃或陶瓷等易碎材料制成，則對齊網(wǎng)格28本身時脆弱的和易于破裂的。另外，從光電二極管14的頂部的導線19的回路使導線易于損壞或替代并要求閃爍器晶體陣列在光電二極管陣列上升起足夠高以提供用于導線的間隙。這樣的分離增加了光交叉干擾的可能性，于是可能不利于X射線系統(tǒng)總體的精度。此外，為了補償導線19沿著光電二極管的側(cè)面的橫貫以形成到基底12的通路，網(wǎng)格28必須精確地配合到光電二極管陣列。配合的誤差可能有損于光電二極管或?qū)Ь€結合的結構整體性。
因此，本發(fā)明的目的是提供一個2-D光探測器陣列，其減少了光的交叉干擾，改善了結構的整體性，并簡化了結構以降低制造成本。本發(fā)明的另一個目的是提供一種改善的X射線探測器，其具有較高的精度，持續(xù)性和可靠性，并制造費用低于現(xiàn)有的X射線探測器。以及，本發(fā)明的又一個目的是提供一種改進的CTX射線掃描系統(tǒng)，其可以實現(xiàn)這些相同的優(yōu)點。
本發(fā)明是一個2-D X射線探測器陣列，包括一個耦合結合到光探測器(即光電二極管)閃爍器元件(即晶體)的陣列。當閃爍器晶體陣列與光電二極管陣列被耦合結合在一起時，以形成一個晶體/光電二極管對。每個閃爍器元件響應X射線在其上的入射而發(fā)射出光，其中發(fā)射出的光與入射的X射線通量成比例。因此每個光電二極管推測從與它相應的閃爍器晶體發(fā)射出的光并產(chǎn)生相應的與發(fā)射光成比例的電信號，于是該信號與原始接收的X射線成比例。由光電二極管陣列產(chǎn)生的電信號被電子儀器處理，以確定在其它事物中被從X射線源發(fā)射到2-DX射線探測器陣列的X射線穿過的目標的密度分布。
具有一個mxn(即兩維)的陣列形式并被一個mxn網(wǎng)格支撐以用于對齊的閃爍器晶體，是現(xiàn)有技術已知。光電二極管也被布置在一個mxn陣列中，于是當兩個陣列被結合在一起時，每個閃爍器晶體與單個光電二極管對齊。每個光電二極管包括一個探測側(cè)以接收來自閃爍器晶體發(fā)出的光，和一個安裝側(cè)，通過安裝側(cè)，該光電二極管安裝到絕緣基底上。
絕緣基底和光電二極管被組裝在一起以形成光電二極管陣列，其中該絕緣基底包括一個結合在一起的頂部部件和底部絕緣部件和至少兩個對應于每個光電二極管的至少兩個導電路徑。底部絕緣部件由一個單個或多層陶瓷或其它的印刷電路板材料制成。底部部件被用作用于X射線探測器陣列的基本支撐結構，并具有帶有在其上形成電路路徑的安裝表面。電路路徑終止于結合襯墊，該結合襯墊最終結合到多股花線導線，該導線將電信號從光電二極管傳送到電子儀器。該頂部部件，其在現(xiàn)有技術中是已知的，其通過陶瓷壁(或其它不透光材料)分隔成mxn光電二極管陣列孔陣列。頂部部件對光電二極管提供了結構固定以及光遮蔽和電絕緣，以及對整個基底增加了結構支撐強度。于是，該頂部部件適合于已知的底部部件以形成一個改進的光電二極管陣列。
光電二極管的絕緣基底通過將頂部部件的底表面熔合到底部部件的安裝表面被形成，于是在頂部部件的底表面的接觸襯墊被導電連接到底部部件的安裝側(cè)的電路路徑上，并且其表面的結合襯墊保持容易接近。一旦兩個陶瓷部件被結合在一起，光電二極管被安裝在頂部部件的光電二極管內(nèi)，于是每個光電二極管的安裝側(cè)被結合到底部部件的安裝表面上，而每個光電二極管的探測側(cè)暴露于與它相應的閃爍器晶體。
在頂部部件的陶瓷壁內(nèi)，形成了導電孔。每個孔提供一個從頂部部件的頂表面到在頂部部件的底表面的導電襯墊的分離的導電路徑。此外，對于每個光電二極管，在頂部部件的頂表面的兩個導電路徑將光電二極管導電連接到與它對應的導電孔中。當一個光電二極管安裝在探測器孔中時，它被導電連接到帶有導電連接的導電路徑，例如一個導電的環(huán)氧樹脂和導線。導電連接、頂表面導電路徑、導電孔和導電襯墊一起使光電二極管的探測側(cè)被導電連接到在底部部件的電路路徑上。因此，本發(fā)明排除了現(xiàn)有技術中的易損的金屬導線回路的需要。
光電二極管陣列的物理結構是，通過帶有加強結構支撐的X射線探測器陣列，獲得改善的信號探測精度(即減少交叉干涉)。為此，重要的是，基底的頂部部件的高度(厚度)稍大于光電二極管的高度，該頂部部件提供一個從光電二極管的探測側(cè)到基底的底部部件的導電路徑。光電二極管在不透光的頂部部件內(nèi)的埋頭式插入提供了在晶體/二極管對之間的光的遮蔽性。此外，因為在現(xiàn)有技術中，導線穿過頂部部件的壁向下拉到二極管，因此要求沿著光電二極管的側(cè)面具有間隙，所以本發(fā)明的頂部部件的探測器的孔的尺寸小于在現(xiàn)有技術中使用的玻璃網(wǎng)格開口。如果在本發(fā)明中光電二極管可以安裝在更小、更深的探測器孔，與現(xiàn)有技術的2-DX射線探測器陣列相比，它們被更好的分隔開和更好的固定。緊密的配合還使閃爍器晶體與光電二極管的配合可靠和固定對齊。
本發(fā)明的有利之處是，明顯地簡化了制造工藝，降低了制造成本。例如，消除了在光電二極管陣列中的易損的昂貴的玻璃對齊網(wǎng)格，減少了與制造網(wǎng)格相關的費用以及由于網(wǎng)格損壞和組裝錯誤的損失。另外，長的頂?shù)降椎膶Ь€結合的消除明顯地減少了與導線結合、導線布線相關的人工和費用，該導線結合是指將導線的第一端結合到光電二極管的探測側(cè)以及將導線的第二端結合到光底部部件的電路路徑。此外，易損部件的消除增加了2-DX射線探測器陣列的壽命和可靠性。
當參考附圖通過以下的描述，本發(fā)明的前述和其它目的，和其不同的特征，以及發(fā)明本身將會得到更加全面的理解，其中圖1是現(xiàn)有技術的X射線探測器陣列的簡化側(cè)視圖；圖2是圖1的X射線探測器陣列的閃爍器晶體組件的簡化側(cè)視圖；圖3是圖1的X射線探測器陣列的一部分的簡化組裝視圖；圖4是圖1的X射線探測器陣列的部分組裝簡化視圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的光電二極管陣列的絕緣基底的頂部部件的透視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明，光電二極管的簡化側(cè)視圖，包括圖5的頂部部件；圖7是圖6的光電二極管陣列的一部分的側(cè)視圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的X射線探測器陣列的側(cè)視圖。
為了更加清楚地參考附圖，在多個附圖中的相同的附圖標記指示相同的部件。
本發(fā)明是一個兩維(2-D)X射線探測器陣列，其包括一個耦合結合到一個光探測器陣列上的閃爍器元件陣列。閃爍器元件陣列的尺寸與光探測器陣列的尺寸相同，其中尺寸代表在各自的陣列中閃爍器元件和光探測器元件的數(shù)目。在現(xiàn)有技術中，當陣列耦合結合在一起時，每個閃爍器元件與相應的光探測器對齊。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，閃爍器元件是閃爍器晶體，光探測器是光電二極管，例如相對于在圖1-4中的現(xiàn)有技術中的那些描述?？墒牵部梢允褂闷渌愋偷拈W爍器元件，例如閃爍器陶瓷或直接轉(zhuǎn)換材料，例如碲化鎘和硒。此外，也可以使用其它類型的光探測器，例如電荷耦合設備、或單晶體和非晶體硅設備。如優(yōu)選實施例所述，本發(fā)明的光電二極管陣列的結構與前面描述的顯著不同。
本發(fā)明的光電二極管陣列由一個在其上安裝有光電二極管的絕緣基底組成。絕緣基底包括頂部部件和底部部件，它們被組裝在一起以提供光電二極管和閃爍器晶體的對齊、結構支持和光遮蔽。在優(yōu)選的實施例中，底部部件基本上于現(xiàn)有技術的基底12相同，即它基本上由絕緣材料制成并包括形成在安裝表面中或靠近安裝表面的電路線路，用于將電信號從光電二極管傳輸?shù)诫娮觾x器。制造底部部件的適合的材料包括印刷電路板(PCB)材料、玻璃、玻璃纖維和陶瓷。
在優(yōu)選的實施例中，在圖5中顯示的頂部部件50，具有剛性結構，其高度(或厚度)大于光電二極管的高度。如將要詳細討論的，選擇頂部部件50的高度以使光電二極管在其中埋頭，于是改善了光的遮蔽性，并且由不透光的材料制成，例如陶瓷、PCB材料或玻璃。頂部部件適合于與現(xiàn)有技術的底部部件一起使用，于是提供了獲得改善的X射線探測器的有效方法。在其它的實施例中，可以改變頂部部件的形式，特別是適合于不同形狀的底部部件，但是在所有的情況下，光電二極管是埋頭式的。
再一次參考圖5，頂部部件包括頂表面50a，該表面提供了接合到閃爍器晶體陣列的接合面，和一個底表面50b，該表面安裝到底部部件12的安裝表面。光電二極管孔52陣列形成在頂部部件50內(nèi)并從頂部表面50a延伸到底表面50b，該光電二極管孔52適合于容納光電二極管的插入。光電二極管孔52由壁52a限定并且其尺寸適合于與插入的光電二極管14緊密配合，如圖6、7和8所示。此外，導電孔54形成在頂部部件50上并從在頂部部件50的頂表面50a延伸到在底表面50b上的相應導電襯墊66(如圖6、7和8所示)上。另外，對于每個光電二極管，兩個導電路徑62被形成在頂部部件50的頂表面50a上并將安裝在孔52中的光電二極管電連接到相應的導電孔54中。例如，一個導電孔可以是鍍有導電材料或填充有導電環(huán)氧樹脂的孔，或者是二者的結合。
圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明的光電二極管陣列100的截面視圖。通過結合頂部部件50和底部部件12以形成絕緣基底70。如圖所示，當頂部部件50和底部部件12偶合結合在一起時，頂部部件比底部部件小，于是底部部件12的安裝表面12a的一些部分沒有與頂部部件50的底表面50b相接觸。這個安裝表面12a的暴露部分包括結合襯墊58，該襯墊被電連接到在底部部件12上的分離的電路線路17并被結合到多股花線導線56。結合襯墊58和花線導線56提供了到信號處理儀器(未示出)的傳輸路徑，該儀器用于由光電二極管14產(chǎn)生并傳輸?shù)诫娐肪€路17中的電信號。如現(xiàn)有技術已知的，還可以使用其它的將電信號從電路線路17耦合到另一個信號傳輸介質(zhì)上的方法，并且不需要一定將電路線路17和導線56連接到底部部件12的安裝表面上，或者頂部部件和底部部件的尺寸一定不相同。例如，電路線路能夠在底部部件12的其它表面上終止或者通過頂部部件50連接到導線56上。
為了利于在形成絕緣基底70中的兩個部件12和50之間的緊密結合，在優(yōu)選實施例中底部部件12的安裝表面12a和頂部部件50的底表面50b是平直的。可是，每個表面都是平直的并不重要，安裝表面12a和底表面50b還可以具有基本互補的外形，于是可以在兩個部件12和50之間形成緊密結合。對部件12和50使用優(yōu)選材料，例如陶瓷或不透明玻璃，這些部件被熔合在一起以形成一單體的剛性結構，即絕緣基底70。隨后，在頂部部件50的底表面上的導電孔襯墊66與在底部部件12中的電路線路17電連接。一旦頂部部件和底部部件熔合在一起，接著將光電二極管插入光電二極管孔52中并且粘合到底部部件12的安裝表面12a上。
圖7顯示了安裝在基底70的一部分的光電二極管孔52中的單個光電二極管14的截面視圖。因為在本發(fā)明中不使用導線19，于是不需要在每個光電二極管和頂部部件50的壁52a之間的大的間隙，以容納從光電二極管14的探測側(cè)14a到電路線路17的橫貫導線(如現(xiàn)有技術在圖4中的網(wǎng)格28所要求的)。因此，光電二極管孔52的尺寸可以小于在現(xiàn)有技術中的網(wǎng)格28中的開口26。因此，在網(wǎng)格24中的開口26的尺寸使得閃爍器晶體與固定在光電二極管孔52中的二極管對齊。在優(yōu)選實施例中，在X射線探測器內(nèi)的光電二極管和閃爍器晶體的陣列密度基本上與現(xiàn)有技術的圖1-4中的相同。因此帶有現(xiàn)有技術的開口26的網(wǎng)格24可以在優(yōu)選實施例中使用。頂部部件50對光電二極管14提供了結構保護和結構支撐并提供了帶有閃爍器晶體22的光電二極管的改進對齊裝置。光電二極管到頂部部件50的插入允許光電二極管被直接安裝在底部部件12上。在優(yōu)選的實施例之中，使用電絕緣的粘合劑，例如環(huán)氧樹脂，將每個光電二極管14粘合到底部部件12的安裝表面12a上。
必須的是，頂部部件50的高度(或厚度)大于光電二極管14的高度。這個結構允許光電二極管被安裝在基底70的光電二極管孔之內(nèi)，于是每個光電二極管14的探測表面相對于頂部部件50的底表面50a是埋入的。結果，當閃爍器晶體陣列被連接到頂部部件50上時，每個光電二極管被壁52a遮蔽，于是從環(huán)繞閃爍器晶體接收光的可能性很小。即可以實現(xiàn)較好的光電二極管的光遮蔽性。光電二極管14在光電二極管孔52之內(nèi)的埋入允許在光電二極管的探測側(cè)14a和電路線路17之間形成一個相對被保護的電路。
如圖7所示，光電二極管14的探測側(cè)14a可以以不同的方式被連接到導電路徑62上。例如，可以使用一個諸如導電導線(顯示出)或?qū)щ姯h(huán)氧樹脂的電連接將探測側(cè)14a電連接到路徑62上。在另外的情況下，因為光電二極管14被埋入到探測器孔52中，在探測側(cè)14a和路徑62之間的連接在光電二極管孔52中基本受到保護，而基本不會受到閃爍器晶體的陣列到在頂部部件50的光電二極管的陣列的緊密結合的影響。在優(yōu)選的實施例中，導電孔54被鍍有導電材料60以提供一個從頂部部件50的頂表面50a到底表面50b導電路徑。本技術領域的普通技術人員可知，在導電孔54中的導電路徑可以以不同的形式形成。例如，導電孔54能夠填充有導電環(huán)氧樹脂或用作電鍍金屬的電傳導。頂部部件和底部部件50和12被熔合在一起，于是在頂部部件的底表面上的每個導電襯墊66變得與底部部件的相應的電路路徑17導電連接。因此，導線64、路徑62、電鍍的導電孔60和襯墊66形成一個從光電二極管14的探測側(cè)14a到電路線路17的導電路徑。
圖8顯示了本發(fā)明的X射線探測器陣列200的優(yōu)選實施例。探測器陣列200包括耦合結合到光電二極管陣列100的閃爍器晶體陣列40。光電二極管陣列100包括絕緣基底70，從頂部部件50和底部部件12形成，并包括隨后安裝在光電二極管孔52中的光電二極管14并粘接到底部部件12的安裝表面12a上，如前所述。閃爍器晶體陣列40基本上是現(xiàn)有技術的，并包括現(xiàn)有技術中的對齊網(wǎng)格24和固定在反射的基底30內(nèi)的閃爍器晶體22，該基底30是由反光材料制成。由光電二極管14的探測側(cè)14a限定的凹陷和探測器孔52的壁，即探測器孔的未占容積，填充有透光物質(zhì)(例如光學環(huán)氧樹脂或凝膠體)。在優(yōu)選實施例中，透光物質(zhì)是光學環(huán)氧樹脂34，其允許光從閃爍器晶體22傳送到光電二極管14的探測側(cè)14a。光學環(huán)氧樹脂還填充了在光電二極管14的側(cè)面和光電二極管孔52的壁52a之間任何存在的間隙。一旦光學環(huán)氧樹脂被放置在位，閃爍器陣列(包括閃爍器晶體22、反射基底30、對齊網(wǎng)格24)和基底70(帶有安裝在其中的光電二極管)被結合在一起以形成X射線探測器200。
當X射線撞擊在閃爍器晶體22上時，晶體發(fā)射出光。光電二極管14接收所發(fā)射出的光并產(chǎn)生相應的與發(fā)射光成比例的電信號，于是該信號與原始接收的X射線成比例。對于每個光電二極管，這些電信號是通過電路64和襯墊62傳送到電鍍的導電孔上，然后再傳送到電路線路17上。每個信號通過電路線路17傳送到多股花線導線56并最終傳送到電子儀器上，該儀器處理根據(jù)已知的算法處理來自光電二極管的信號以確定在其它事物中被CT掃描器掃描的目標的密度分布。
X射線探測器和光探測器陣列的新的結構提供了在光電二極管之間的改進的光的分隔性，而不需要使用現(xiàn)有技術的易碎的昂貴的玻璃網(wǎng)格28。該結構還確保用于光探測器的較好的保護，因為由頂部部件提供的改進的結構支撐消除了在一些點的結合應力，這些點沿著在光電二極管探測表面和電路路徑之間的導電路徑，并通過消除費力的線路導線的集中受限制的安裝，簡化了結合過程。因此，保持了X射線探測精度并簡化了產(chǎn)生制造和降低相關的費用。
在不脫離本發(fā)明的精神和中心的特征下，本發(fā)明可以用其它的具體形式來實現(xiàn)。因此這些實施例應當是對本發(fā)明的描述，而不是限制。
權利要求
1．一種2-D安裝基底，在其中可以安裝X射線探測器系統(tǒng)，該安裝基底包括a．一個框架，在該框架內(nèi)形成基本上遮蔽光的光探測器孔的2-D陣列，每個光探測器孔的尺寸可以接收一個單個的光探測器并將所述光探測器與相應的閃爍器元件陣列的相應的閃爍器元件相對齊，其中光探測器孔具有的高度大于一個光探測器的高度，以及b．一個導電和相互絕緣電路路徑的對應的陣列，其中不同對的電路路徑對應于每個光探測器孔并連接到在其中安裝的光探測器。
2．根據(jù)權利要求1所述的2-D安裝基底，其特征在于，基底包括不透光的材料。
3．根據(jù)權利要求1所述的2-D安裝基底，其特征在于，該基底包括a．一個頂部部件，具有一個頂表面和一個底表面，其中在頂部部件上形成有光電二極管孔并從頂表面延伸到底表面；和b．一個底部部件，具有一個包括電路路徑的安裝表面，并固定地連接到頂部部件的底表面上。
4．根據(jù)權利要求3所述的2-D安裝基底，其特征在于，頂部部件和底部部件實質(zhì)上由不透光的、非導體材料制成并通過熱壓結合工藝結合在一起。
5．根據(jù)權利要求3所述的2-D安裝基底，其特征在于，頂部部件的高度大于光探測器的高度。
6．根據(jù)權利要求3所述的2-D安裝基底，其特征在于，還包括在頂部部件內(nèi)形成的導電孔，其中至少有兩個導電孔對應于一個探測器孔，并且每個導電孔都具有穿過頂部部件的導電路徑，其中每個導電孔可以通過不同的電路路徑電連接到所述的底部部件上。
7．根據(jù)權利要求6所述的2-D安裝基底，其特征在于，每個導電孔鍍有導電材料。
8．根據(jù)權利要求6所述的2-D安裝基底，其特征在于，每個光探測器通過相應的電傳導和在頂部部件的頂表面上形成的相互分隔的路徑被導電連接到至少兩個相應的導電孔中。
9．根據(jù)權利要求6所述的2-D安裝基底，其特征在于，導電連接到每個導電孔的頂部部件的底表面包括一個相應的導電襯墊，該襯墊提供了所述的導電孔到相應的所述多個電分隔的電路路徑中的一個的導電連接。
10．根據(jù)權利要求3所述的2-D安裝基底，其特征在于，頂部部件的底表面的面積小于底部部件的安裝表面的面積，其中當頂部部件和底部部件被剛性地結合在一起時，限定了安裝表面的暴露面積，其中底部部件的安裝表面的暴露面積包括多個分離的結合襯墊，一個襯墊被導電連接到每個電路路徑。
11．一個X射線陣列，包括a．一個固定的在剛性的反射光的結構內(nèi)的多個閃爍器元件的陣列，其中每個閃爍器元件響應X射線在其上的入射而發(fā)射出光；b．一個不透光的光探測器基底，包括?。粋€框架，在該框架內(nèi)形成基本上遮蔽光的光探測器孔的2-D陣列，每個光探測器孔的尺寸可以接收一個單個的光探測器并將所述光探測器與相應的閃爍器元件陣列的相應的閃爍器元件相對齊，其中光探測器孔具有的高度大于一個光探測器的高度，以及ⅱ．一個導電和相互絕緣電路路徑的對應的陣列，其中不同對的電路路徑對應于每個光探測器孔并連接到在其中安裝的光探測器；以及c．多個光探測器，其中每個光探測器埋頭式地插入到多個光探測器孔中的相應的一個孔中，并且被導電連接到一對不同的電路路徑上并且當閃爍器元件陣列被耦合結合到光探測器基底上時，該探測器與相應的一個閃爍器元件光學耦合。
12．根據(jù)權利要求11所述的X射線探測器，其特征在于，從一組包括閃爍器晶體、閃爍器陶瓷和包括碲化鎘和硒的直接轉(zhuǎn)換材料的材料中選擇閃爍器元件。
13．根據(jù)權利要求11所述的X射線探測器，其特征在于，從一組包括光電二極管、電荷耦合設備、或單晶體和非晶體硅設備中選擇光探測器。
14．根據(jù)權利要求11所述的X射線探測器，其特征在于，還包括一個對齊網(wǎng)格，其中該對齊網(wǎng)格包括在其中形成的開口陣列，還將每個閃爍器元件與它相應的光探測器對齊。
15．根據(jù)權利要求11所述的X射線探測器，其特征在于，所述基底包括a．一個頂部部件，具有一個頂表面和一個底表面，其中在頂部部件上形成有光電二極管孔并從頂表面延伸到底表面；和b．一個底部部件，具有一個包括電路路徑的安裝表面，并固定地連接到頂部部件的底表面上。
16．根據(jù)權利要求15所述的X射線探測器，其特征在于，頂部部件和底部部件實質(zhì)上由不透光的、非導體材料制成并通過熱壓結合工藝結合在一起。
17．根據(jù)權利要求15所述的X射線探測器，其特征在于，頂部部件的高度大于光探測器的高度。
18．根據(jù)權利要求15所述的X射線探測器，其特征在于，還包括在頂部部件內(nèi)形成的導電孔，其中至少有兩個導電孔對應于一個探測器孔，并且每個導電孔都具有一個分隔的穿過頂部部件的導電路徑，其中每個導電孔可以通過不同的電路路徑電連接到所述的底部部件上。
19．根據(jù)權利要求18所述的X射線探測器，其特征在于，每個導電孔鍍有導電材料。
20．根據(jù)權利要求18所述的X射線探測器，其特征在于，每個光探測器孔通過相應的電傳導和在頂部部件的頂表面上形成的相互分隔的路徑被導電連接到至少兩個相應的導電孔中。
21．根據(jù)權利要求20所述的X射線探測器，其特征在于，通過導電的環(huán)氧樹脂或?qū)Ь€結合將每個光探測器導電地連接到它相應的導電路徑上。
22．根據(jù)權利要求20所述的X射線探測器，其特征在于，導電連接到每個導電孔的頂部部件的底表面包括一個相應的導電襯墊，該襯墊提供了所述的導電孔到相應的所述多個電分隔的電路路徑中的一個的導電連接。
23．根據(jù)權利要求15所述的X射線探測器，其特征在于，頂部部件的底表面的面積小于底部部件的安裝表面的面積，其中當頂部部件和底部部件被剛性地結合在一起時，限定了安裝表面的暴露面積，其中底部部件的安裝表面的暴露面積包括多個分離的結合襯墊，一個襯墊被導電連接到每個電路路徑。
24．一個CT掃描系統(tǒng)，包括一個輻射源，用于探測從所述源發(fā)射出的輻射并提供代表所述推測輻射的信號的裝置，用于相對于所述被掃描的目標移動所述輻射源和所述探測裝置的裝置，用于向所述輻射源提供電力的裝置，和用于處理所述信號以得到相對于所述被掃描目標的圖象數(shù)據(jù)的裝置，以及一個2-D探測器陣列，包括a．一個固定的在剛性的反射光的結構內(nèi)的多個閃爍器元件的陣列，其中每個閃爍器元件響應X射線在其上的入射而發(fā)射出光；b．一個不透光的光探測器基底，包括?。粋€框架，在該框架內(nèi)形成基本上遮蔽光的光探測器孔的2-D陣列，每個光探測器孔的尺寸可以接收一個單個的光探測器并將所述光探測器與相應的閃爍器元件陣列的相應的閃爍器元件相對齊，其中光探測器孔具有的高度大于一個光探測器的高度，以及ⅱ．一個導電和相互絕緣電路路徑的對應的陣列，其中不同對的電路路徑對應于每個光探測器孔并連接到在其中安裝的光探測器；以及c．多個光探測器，其中每個光探測器埋頭式地插入到多個光探測器孔中的相應的一個孔中，并且被導電連接到一對不同的電路路徑上并且當閃爍器元件陣列被耦合結合到光探測器基底上時，該探測器與相應的一個閃爍器元件光學耦合。
25．根據(jù)權利要求24所述的CT掃描系統(tǒng)，其特征在于，從一組包括閃爍器晶體、閃爍器陶瓷和包括碲化鎘和硒的直接轉(zhuǎn)換材料的材料中選擇閃爍器元件，以及從一組包括光電二極管、電荷耦合設備、或單晶體和非晶體硅設備中選擇光探測器。
26．根據(jù)權利要求24所述的CT掃描系統(tǒng)，其特征在于，還包括一個對齊網(wǎng)格，其中該對齊網(wǎng)格包括在其中形成的開口陣列，還將每個閃爍器元件與它相應的光探測器對齊。
27．根據(jù)權利要求24所述的CT掃描系統(tǒng)，其特征在于，所述基底包括a．一個頂部部件，具有一個頂表面和一個底表面，其中在頂部部件上形成有光電二極管孔并從頂表面延伸到底表面；和b．一個底部部件，具有一個包括電路路徑的安裝表面，并固定地連接到頂部部件的底表面上。
28．根據(jù)權利要求27所述的CT掃描系統(tǒng)，其特征在于，頂部部件和底部部件實質(zhì)上由不透光的、非導體材料制成并通過熱壓結合工藝結合在一起。
29．根據(jù)權利要求27所述的CT掃描系統(tǒng)，其特征在于，頂部部件的高度大于光探測器的高度。
30．根據(jù)權利要求27所述的CT掃描系統(tǒng)，其特征在于，還包括在頂部部件內(nèi)形成的導電孔，其中至少有兩個導電孔對應于一個探測器孔，并且每個導電孔都具有一個分隔的穿過頂部部件的導電路徑，其中每個導電孔可以通過不同的電路路徑電連接到所述的底部部件上。
31．根據(jù)權利要求30所述的CT掃描系統(tǒng)，其特征在于，每個導電孔鍍有導電材料。
32．根據(jù)權利要求30所述的CT掃描系統(tǒng)，其特征在于，每個光探測器孔通過相應的電傳導和在頂部部件的頂表面上形成的相互分隔的路徑被導電連接到至少兩個相應的導電孔中。
33．根據(jù)權利要求32所述的CT掃描系統(tǒng)，其特征在于，通過導電的環(huán)氧樹脂或?qū)Ь€結合將每個光探測器導電地連接到它相應的導電路徑上。
34．根據(jù)權利要求32所述的CT掃描系統(tǒng)，其特征在于，導電連接到每個導電孔的頂部部件的底表面包括一個相應的導電襯墊，該襯墊提供了所述的導電孔到相應的所述多個電分隔的電路路徑中的一個的導電連接。
35．根據(jù)權利要求27所述的CT掃描系統(tǒng)，其特征在于，頂部部件的底表面的面積小于底部部件的安裝表面的面積，其中當頂部部件和底部部件被剛性地結合在一起時，限定了安裝表面的暴露面積，其中底部部件的安裝表面的暴露面積包括多個分離的結合襯墊，一個襯墊被導電連接到每個電路路徑。
全文摘要
X射線探測器包括與光探測器的改進的2－D陣列相耦合的一個2－D閃爍器元件陣列。光探測器陣列包括一個絕緣的基底,該基底以與閃爍器元件預定的對齊方式容納和固定光電二極管。絕緣基底包括底部部件和頂部部件。頂部部件包括用于插入光探測器的光探測孔和電鍍的導電孔,該導電孔電耦合到光探測器。頂部部件和底部部件被結合在一起,然后將光探測器插入到光探測器孔中。每個光探測器的探測側(cè)被電耦合結合到一個對應的導電孔對中。
文檔編號G01T1/20GK1312474SQ00135759
公開日2001年9月12日 申請日期2000年12月15日 優(yōu)先權日1999年12月15日
發(fā)明者索林·馬爾科維奇, 亞歷山大·T·博特卡 申請人:模擬技術公司