放射線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)和放射線(xiàn)成像裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及放射線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]使用包括X射線(xiàn)的放射線(xiàn)的成像裝置被用于醫(yī)療診斷和非破壞性檢查中的多種目的。近年來(lái)，已經(jīng)進(jìn)行各種嘗試來(lái)將依賴(lài)于被檢體的存在與否的放射線(xiàn)強(qiáng)度圖案的變化成像，從而基于圖像處理獲得信息(比如被檢體的吸收強(qiáng)度、相位調(diào)制和被檢體的散射強(qiáng)度)。例如，同樣已知使用X射線(xiàn)衍射光柵檢測(cè)由干涉儀產(chǎn)生的干涉圖案的方法。在某些情況下，這些強(qiáng)度圖案的周期小于一般的放射線(xiàn)檢測(cè)器的分辨率(像素大小)。在該情況下，經(jīng)常使用以下方法:將具有與強(qiáng)度圖案近似相同的周期的分析柵布置在檢測(cè)器前方以使用強(qiáng)度圖案和分析柵產(chǎn)生波紋，由此增大強(qiáng)度圖案的周期。
[0003]當(dāng)使用比如X射線(xiàn)的具有高透射率的放射線(xiàn)時(shí)，分析柵需要高縱橫比。因此，難以制造分析柵。因此，能夠不使用分析柵而直接檢測(cè)強(qiáng)度圖案的檢測(cè)器是希望的。日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)N0.2007-203063(之后稱(chēng)為” PTL1”)提出如下方法，該方法通過(guò)將在一個(gè)檢測(cè)元件(像素)中提供的多個(gè)檢測(cè)條帶分成數(shù)個(gè)組并且逐個(gè)組地讀取信號(hào)以提高檢測(cè)器的表觀分辨率。
[0004]然而，在PTLl中公開(kāi)的結(jié)構(gòu)的檢測(cè)器中，圖像質(zhì)量可能由于所謂串?dāng)_而劣化。在PTLl的結(jié)構(gòu)中，在一個(gè)像素中提供不同組的相鄰檢測(cè)條帶。因此，由在檢測(cè)元件中的某一檢測(cè)條帶上入射的放射線(xiàn)產(chǎn)生的熱電子或二次放射線(xiàn)可能入射到另一相鄰組的檢測(cè)條帶上，這可能引起噪聲和對(duì)比度降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的第一方面提供了一種放射線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:至少一個(gè)檢測(cè)器，在其中布置有多個(gè)檢測(cè)元件，其中每個(gè)檢測(cè)元件包括將入射放射線(xiàn)的能量直接轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的轉(zhuǎn)換部分和從轉(zhuǎn)換部分讀取電信號(hào)并輸出該電信號(hào)的信號(hào)讀取部分，該轉(zhuǎn)換部分包括間隔地布置的多個(gè)凸起部分，并且該多個(gè)凸起部分被電連接到一個(gè)信號(hào)讀取部分。
[0006]本發(fā)明的第二方面提供了一種放射線(xiàn)成像裝置，該裝置包括:使X射線(xiàn)衍射以形成干涉圖案的衍射光柵；和根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)，其中強(qiáng)度圖案是該干涉圖案。
[0007]本發(fā)明的進(jìn)一步特征將會(huì)由以下參考附圖的示例性實(shí)施例的描述而變得清楚。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是用于描述檢測(cè)器結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0009]圖2A到2C是用于描述測(cè)量強(qiáng)度圖案的方法的示意圖；
[0010]圖3是用于描述包括多個(gè)檢測(cè)器的檢測(cè)系統(tǒng)的示意圖；
[0011]圖4是用于描述包括檢測(cè)器移動(dòng)機(jī)構(gòu)的檢測(cè)系統(tǒng)的示意圖；
[0012]圖5是圖示具有平坦結(jié)構(gòu)的放射線(xiàn)檢測(cè)部分的示意圖；
[0013]圖6A和6B是圖示檢測(cè)器上放射線(xiàn)的入射方向的示意圖；
[0014]圖7是圖示具有柱狀結(jié)構(gòu)的放射線(xiàn)檢測(cè)部分的示意圖；
[0015]圖8是用于描述放射線(xiàn)成像裝置的示意圖；并且
[0016]圖9是用于描述檢測(cè)器的變型的結(jié)構(gòu)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下，將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。在附圖中，相同的部件將由相同的附圖標(biāo)記表示，且它們的冗余描述將不被提供。
[0018]根據(jù)本實(shí)施例的放射線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)包括檢測(cè)放射線(xiàn)的至少一個(gè)檢測(cè)器。檢測(cè)器中包括的檢測(cè)元件包括將放射線(xiàn)能量直接轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的轉(zhuǎn)換部分(對(duì)應(yīng)于PTLl的檢測(cè)條帶)。由于該轉(zhuǎn)換部分包括多個(gè)凸起部分且該凸起部分被間隔地布置，所以能夠與PTLl相比進(jìn)一步減少串?dāng)_。由于這一點(diǎn)，能夠以高分辨率和高質(zhì)量獲得具有周期性圖案的放射線(xiàn)圖像。下面將更詳細(xì)地描述這一點(diǎn)。
[0019]圖1是用于描述本實(shí)施例的放射線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)的示意圖。根據(jù)本實(shí)施例的放射線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)(以下也簡(jiǎn)稱(chēng)為“檢測(cè)系統(tǒng)”)是檢測(cè)在至少一個(gè)方向上以某一周期被空間調(diào)制的放射線(xiàn)的強(qiáng)度圖案18的裝置。該檢測(cè)系統(tǒng)包括至少一個(gè)檢測(cè)器，其中布置有多個(gè)檢測(cè)元件20。(將分別參考圖3和4描述系統(tǒng)包括多個(gè)檢測(cè)器的配置和系統(tǒng)包括一個(gè)檢測(cè)器的配置。)
[0020]在一個(gè)檢測(cè)器中多個(gè)檢測(cè)元件20被一維或二維地布置。各個(gè)檢測(cè)元件20對(duì)應(yīng)于像素(其為輸出表示被檢測(cè)的放射線(xiàn)強(qiáng)度的單位)。雖然出于圖示結(jié)構(gòu)的目的圖1圖示了一維地布置三個(gè)檢測(cè)元件20的配置，但是檢測(cè)元件20的數(shù)量和布置不被限制于此。檢測(cè)元件20的一側(cè)邊的長(zhǎng)度(即，像素尺寸或在與放射線(xiàn)傳播方向垂直的方向上的檢測(cè)元件20的有效檢測(cè)區(qū)的尺寸)大于強(qiáng)度圖案18的空間波長(zhǎng)的1/2。強(qiáng)度圖案18的空間波長(zhǎng)是對(duì)應(yīng)于強(qiáng)度圖案18的空間調(diào)制的一個(gè)周期的距離。在圖1的示例中，像素尺寸近似對(duì)應(yīng)于強(qiáng)度圖案18的空間波長(zhǎng)的5倍。在傳統(tǒng)檢測(cè)器中，界限可測(cè)量的空間頻率(分辨率)由像素尺寸確定且不可能重現(xiàn)具有超過(guò)該分辨率的空間頻率的精細(xì)圖案。因此，在本實(shí)施例中，各個(gè)檢測(cè)元件20的結(jié)構(gòu)被改變以實(shí)現(xiàn)具有比像素尺寸更高的表觀分辨率的檢測(cè)系統(tǒng)。
[0021]如圖1所圖示地，每個(gè)檢測(cè)元件20包括將入射放射線(xiàn)的能量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的轉(zhuǎn)換部分、向轉(zhuǎn)換部分施加電壓的電極部分26和從轉(zhuǎn)換部分讀取電信號(hào)并輸出該電信號(hào)的信號(hào)讀取部分28。該轉(zhuǎn)換部分是將入射放射線(xiàn)的能量直接轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的所謂直接轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體。在本發(fā)明和本說(shuō)明書(shū)中，將入射放射線(xiàn)的能量直接轉(zhuǎn)換為電信號(hào)指的是將入射放射線(xiàn)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)而不將入射放射線(xiàn)轉(zhuǎn)換為紫外線(xiàn)或可見(jiàn)光。當(dāng)放射線(xiàn)入射到轉(zhuǎn)換部分上時(shí)，由于放射線(xiàn)離子化而產(chǎn)生電子和空穴。當(dāng)電壓被施加到電極部分26時(shí)，在信號(hào)讀取部分28和電極之間(即，在轉(zhuǎn)換部分內(nèi)部)產(chǎn)生電場(chǎng)，并且電子可以被傳輸?shù)叫盘?hào)讀取部分28。
[0022]該轉(zhuǎn)換部分包括間隔地布置的多個(gè)凸起部分。這些凸起部分的形狀和布置被設(shè)計(jì)以使得各個(gè)凸起部分測(cè)量強(qiáng)度圖案18的相同相位部分的放射線(xiàn)強(qiáng)度。此處提到的強(qiáng)度圖案18是不受被檢體影響的強(qiáng)度圖案18，且在Talbot干涉儀的情況下，該圖案指示在被檢體未被設(shè)置在光路中的狀態(tài)下獲得的干涉圖案。在本實(shí)施例中，該轉(zhuǎn)換部分包括具有第一寬度32和第一厚度38的第一區(qū)域22以及具有第二寬度34和第二厚度40的第二區(qū)域24。第二厚度40小于第一厚度38。即，第一區(qū)域22被形成為具有大于第二區(qū)域24的厚度(高度)的厚度(高度)，因此第一區(qū)域22被形成為凸起部分。
[0023]放射線(xiàn)從前表面進(jìn)入轉(zhuǎn)換部分以在消耗能量并被轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的同時(shí)產(chǎn)生電子和空穴。當(dāng)轉(zhuǎn)換部分足夠厚時(shí)，放射線(xiàn)消耗幾乎所有能量并且被轉(zhuǎn)化為大的電信號(hào)。另一方面，當(dāng)轉(zhuǎn)換部分比放射線(xiàn)能夠進(jìn)入的長(zhǎng)度薄時(shí)，放射線(xiàn)幾乎不被轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，而是穿過(guò)轉(zhuǎn)換部分。因此，當(dāng)同樣強(qiáng)度的放射線(xiàn)入射時(shí)，轉(zhuǎn)換部分越薄，被轉(zhuǎn)換為的電信號(hào)的量越小。
[0024]如圖1圖示地，當(dāng)?shù)谝粎^(qū)域和第二區(qū)域22和24具有不同厚度時(shí)，第一區(qū)域22可以將更大量的放射線(xiàn)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。為了增大在第一和第二區(qū)域22和24中獲得的電信號(hào)的量的差異，第一厚度38優(yōu)選地盡可能地大且第二厚度40優(yōu)選地盡可能地小。當(dāng)維持第一區(qū)域22之間的空間(space/間距)或者抑制第一區(qū)域22的傾斜時(shí)，優(yōu)選地，以線(xiàn)條和空間圖案布置的第一區(qū)域在檢測(cè)區(qū)域的外側(cè)被連接(信號(hào)讀取區(qū)域28上的轉(zhuǎn)換部分將被稱(chēng)為檢測(cè)區(qū)域)。連接第一區(qū)域的連接部分可由與第一區(qū)域22的材料相同的材料構(gòu)成。此夕卜，當(dāng)連接第一區(qū)域的連接部分具有小的寬度并且在該連接部分處產(chǎn)生的電信號(hào)小于在第一區(qū)域22處產(chǎn)生的電信號(hào)時(shí)，第一