專利名稱：數(shù)字平面x射線探測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及一種x射線探測器，更具體，涉及一種具有用于 降低感應(yīng)噪聲的配置的x射線探測器，否則該感應(yīng)噪聲會損害其部件 的工作效率。
背景技術(shù)：
敏感的電子部件，特別是用于大矩陣形配置以及集成電路中的敏 感電子部件，容易受到電磁干擾的影響。電路內(nèi)感生的電磁信號通常干擾敏感電子部件的工作和性能，并且降低其可靠性。EMI源發(fā)射可 以是經(jīng)由傳導(dǎo)路徑耦合的傳導(dǎo)電壓或電流，電流能夠流過該傳導(dǎo)路 徑，或者該EMI源發(fā)射可以是利用電磁波傳播通過空間或材料耦合的 電場或磁場。類似的是，交變磁場會引起涉及包含大矩陣形結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體的裝 置工作效率的嚴(yán)重問題，例如平面X射線探測器的工作效率。典型的 探測器包括用于將X射線光子轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽夤庾拥拈W爍層，以及用于 將可見光光子轉(zhuǎn)變?yōu)楸硎救肷涞教綔y器上的X射線通量的極低振幅電 流的光電導(dǎo)體。將該極低振幅電流經(jīng)由各個導(dǎo)體的陣列發(fā)送到用于信 號處理的數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)(DAS)。非晶硅(aSi)是用于X射線用途的高度開發(fā)的光電導(dǎo)體。在很大 面積上其非晶態(tài)都可以保持非常精細(xì)級別的均勻特性。大面積的探測 器在射線照相術(shù)中十分重要，這是因為沒有提供聚焦X射線的手段， 由此迫使陰影X射線圖像比所成像的主體部分大。對于這種大屏幕的 需求以及由此帶來的更復(fù)雜的電路會導(dǎo)致圖像質(zhì)量的惡化，這是由于 在大面積有源矩陣陣列上的交變磁場的影響造成的。根據(jù)法拉第定律，由于電磁感應(yīng)，這些交變磁場感生電動勢，并 且因此在探測器電路中的封閉回路上產(chǎn)生電流。當(dāng)上述表示入射到探 測器上的X射線通量的極低振幅電流暴露于該低電平電噪聲感應(yīng)源 時，容易受到干擾。已知的設(shè)置中，降低由磁拾取引起的干擾的手段已經(jīng)集中在有效
屏蔽探測器上。美國專利No.5，499，281描述了 一種用于屏蔽X射線探 測器組件和使X射線探測器組件接地的裝置。所提出的配置包括導(dǎo)電 外殼，其基本上密封了該探測器組件，并且與數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)(DAS) 的接地面連接，而與探測器組件與DAS之間的信號和返回路徑無關(guān)。類似的是，美國專利申請公布No.2004/0154815A1公開了 一種屏蔽 設(shè)置，其包括"屏蔽外殼，，和具有電子部件和至少兩個地電勢層的分 層PCB。在屏蔽外殼的邊緣與至少一個地電勢層之間存在接地連接， 以及在該屏蔽外殼內(nèi)的部件與至少一個地電勢層之間存在接地連接， 由此使得該兩個接地連接僅通過用于提供小拾取回路的至少一個地電 勢層彼此相連。在將屏蔽與電路的接地端分離的情況下，該"屏蔽外 殼"的接地面提供了法拉第籠的一部分，其保護印刷電路板上的電路 免受電磁干擾的影響。然而，這兩種已知的設(shè)置存在以下缺點，它們都需要在探測器附 近加入屏蔽。屏蔽不僅會降低X射線探測器對于交變磁場的敏感度， 而且其也會屏蔽掉該探測器所要探測的X射線，從而降低了該探測器 工作的有效性。因此，本發(fā)明的目的是提供一種減小探測器內(nèi)的電磁 干擾的方法，而無需主動屏蔽探測器，否則屏蔽該探測器會降低該探 測器對于入射X射線的敏感度。發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，提供了一種X射線探測器，其包括至 少一個用于根據(jù)入射到所述探測器上的X射線的強度生成電荷的光電 導(dǎo)體，以及至少一個用于向所述至少一個光電導(dǎo)體提供輸入的供應(yīng) 線，所述供應(yīng)線的一端與基準(zhǔn)相連，而在所述至少一個供應(yīng)線的另一 端不提供電連接。因此，因為(并且優(yōu)選多個中的每一個)供應(yīng)線在電路中形成了 開放梳狀結(jié)構(gòu)，與具有其中可能產(chǎn)生由電磁感應(yīng)造成的電流的封閉回 路的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)相反，所以相應(yīng)地減少了 EMI的出現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，提供了一種X射線探測器，其包括多 行光電導(dǎo)體，這些光電導(dǎo)體包括兩個端行和多個中間行，每行包括至 少一個光電導(dǎo)體，每行具有與其相關(guān)的用于根據(jù)入射到所述探測器上 的X射線的強度傳送電荷信號的讀取線，以及與公共供應(yīng)線相連的公
共線，對于端行和至少一個中間行，在所述公共供應(yīng)線與公共基準(zhǔn)平 面之間提供永久連接。因此，在這種情況下，通過相對于現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)置減小側(cè)向拾取 回路面積，實現(xiàn)了上述目的。本發(fā)明的第一個方面的探測器優(yōu)選包括多個行，每行包括至少一 個光電導(dǎo)體，每行具有用于向該行中的該光電導(dǎo)體或每個光電導(dǎo)體提 供輸入的供應(yīng)線，每個供應(yīng)線的一端與公共基準(zhǔn)平面相連，在每個供 應(yīng)線的另一端不提供電連接，從而限定了基本上為梳狀的結(jié)構(gòu)。有益 的是，該探測器包括上部行組和下部行組，每個行組在所述探測器的 各個上部和下部扇區(qū)限定了電分離的傳導(dǎo)梳狀結(jié)構(gòu)。有益的是，每行在用于根據(jù)入射到該探測器上的x射線強度傳送電荷信號的讀取線中包括多個光電導(dǎo)體。每個讀取線優(yōu)選與電荷放大器相連，以在讀取之 前放大所生成的信號。有益的是，每個供應(yīng)線通過公共供應(yīng)線與基準(zhǔn) 相連。在一個示例性實施例中，對于多個行，可以在公共供應(yīng)線與基 準(zhǔn)之間提供永久連接。對于多個相鄰的行，可以在公共供應(yīng)線與基準(zhǔn) 之間提供永久連接。當(dāng)然，可以理解，如果不為相鄰的行提供永久連 接，而為每個其它的或者每個第三行提供連接，則該設(shè)置仍然會工作 (可能效率稍低)，并無意僅將本發(fā)明限制在這個方面。關(guān)于本發(fā)明的第二個方面，同樣，每行優(yōu)選包括與公共線相連的 多個光電導(dǎo)體，并且每個讀取線優(yōu)選與電荷放大器相連。對于每個中 間行，優(yōu)選在公共供應(yīng)線與公共基準(zhǔn)平面之間提供永久連接。


現(xiàn)在將僅通過舉例的方式并且參照附圖描述本發(fā)明的實施例，在附圖中圖1是表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的平面X射線探測器陣列的配置的部分 示意圖；圖2a是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的另一種平面X射線探測器陣列的示意平面圖；圖2b是圖2a的平面X射線探測器陣列的示意側(cè)視圖，其表示了 在公共彎曲薄片之間限定的拾取回路；圖3a是圖2a的平面X射線探測器陣列的示意平面圖，其中省略 了一個公共彎曲薄片；圖3b是圖3a的平面X射線探測器陣列的示意側(cè)視圖，其表示了 在其余的公共彎曲薄片與讀取彎曲薄片之間限定的拾取回路；圖4是根據(jù)本發(fā)明第一個方面的示例性實施例的平面X射線探測 器陣列的示意平面圖；圖5a是圖2a的X射線探測器的示意平面圖，其表示了在該陣列和讀取線的公共連接之間的第二側(cè)向拾取回路；圖5b是圖5a的X射線探測器的示意側(cè)視圖，其表示了相同的拾 取回路；圖6a是根據(jù)本發(fā)明第二示例性實施例的平面X射線探測器的示意 平面圖；以及圖6b是圖6a的探測器的示意側(cè)視圖。
具體實施方式
參照圖1，有源矩陣IO形式的典型平面X射線探測器陣列包括多 個像素，每個像素包括具有存儲電容器12和薄膜晶體管(TFT) 16的 光電導(dǎo)體。外部掃描控制電路(18 )借助多個柵極線19接通TFT 16， 該柵極線用于將圖像電荷從像素傳送到多個讀取線20,繼而傳送到各 個外部電荷放大器22。同時，電荷放大器22的輸入端(虛地端)重設(shè) 每個光電導(dǎo)體12的電勢。并-串行轉(zhuǎn)換器或者多路復(fù)用器24多路復(fù) 用所生成的每行的放大信號，繼而將其發(fā)送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器或者數(shù)字器 26。每個TFT16包括三個電連接利用存儲電容12使源極(S)與光 電導(dǎo)體相連；漏極(D)與相同分區(qū)的列中的所有TFT共用的讀取線 20相連，并且還與外部電荷放大器22相連；柵極(G)用于控制TFT 16的"接通"和"斷開，，狀態(tài)。在典型的設(shè)置中，可以施加10V和-5V， 從而分別接通和斷開TFT 16?？梢詫⒃搾呙杩刂齐娐?8制造成單晶硅集成電路，其通過導(dǎo)線與 有源矩陣TFT陣列連接。還可以將該電荷放大器22和多路復(fù)用器24 也制造成單晶硅集成電路，其通過導(dǎo)線與該有源矩陣陣列。參照圖2a，表示了按照與圖1類似的方式設(shè)置和配置的另一種已 知的X射線探測器30的平面圖，并且相應(yīng)的元件由相同的附圖標(biāo)記表
示，然而，在這種情況下，提供了公共線28，其在電荷放大器22之間 的該陣列的頂部和底部極限位置水平延伸，以及按照與讀取線20相同 的數(shù)量并且平行接近于該讀取線，從所述水平公共線完全垂直地延 伸。通常，該公共線28與例如8V的反向電壓相連。該反向電壓越高， 則在像素存儲電容14上就聚集更多的電荷，即允許更多的X射線曝 光。還表示了印刷電路板的接地面29。在該圖上，利用加粗的連接路 徑表示了用于使側(cè)向進入該探測器的磁流交變的拾取回路。通過如圖 2b所示的PCB的公共線28、公共彎曲薄片32和接地面29的組合生成 該回路，圖2b提供了該陣列的側(cè)視圖，由此能夠看到相同的拾取回路， 以及表示的封閉磁場強度H (z)。參照圖3a和3b， 一種打開上述拾取回路的方式可能是去除一個彎 曲薄片32。然而，如圖所示，即使斷開一個公共彎曲薄片32，也能夠 利用該PCB的公共線28、其余公共彎曲薄片32、讀取彎曲薄片34和 接地面29的組合生成與圖2a和2b所示幾乎相同的拾取回路。這是由 于當(dāng)選擇讀取線時，光電二極管及其電容構(gòu)成該回路的一部分的情況 造成的。在圖3b中，其表示了該回路的側(cè)視圖，還表示了在該拾取回 路內(nèi)生成的磁場強度H (z)。因此，根據(jù)本發(fā)明第一個方面的示例性實施例，通過沿著該陣列 的水平中心線打開公共線28，消除了該拾取回路，如圖4所示。這樣， 保持了該探測器的功能性，而不會出現(xiàn)由該PCB的公共線28、公共彎 曲薄片32和接地面29的組合生成的，或者在讀取過程中由該PCB的 公共線28、公共彎曲薄片32、讀取彎曲薄片34和接地面29的組合生 成的封閉回路。在這兩種情況下，該回路在相同位置打開。參照圖5a和5b，表示了已知探測器中的另一種側(cè)向拾取回路，該 拾取回路基本上垂直于圖2和2b所示的拾取回路。利用該PCB的接 到陣列的公共連接28、公共彎曲薄片32、讀取線20和接地面29的組 合生成該回路。本發(fā)明的第二個示例性實施例利用了減小電路中的干 擾的另一種方式使拾取回路的面積更小，因為在這種情況下，不能夠 在沒有對該電路功能不利影響的情況下打開該回路。因此，在這種情 況下，參照圖6a和6b，通過引入多個硬線連接33，使EMI干擾最小 化，其中至少一個電線連接設(shè)置在每個讀取放大器22之間，其將公共 線28的水平部件連接到PCB的接地面29。這確保了在讀取操作過程 中，針對大多數(shù)情況而言，顯著減小了該拾取回路的尺寸，并且由此還降低了相關(guān)干擾的級別(取決于H(z))。應(yīng)當(dāng)注意，上述實施例說明而不是限制本發(fā)明，并且本領(lǐng)域技術(shù) 人員能夠在不背離如所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明范圍的情況下設(shè)計出 許多可選實施例。在權(quán)利要求書中，置于括號中的任何附圖標(biāo)記不應(yīng) 構(gòu)成對權(quán)利要求的限定?？傮w上，詞語"包括"和"包含"等不排除 不同于任何權(quán)利要求或說明書中列舉出的元件或步驟的存在。元件的 單數(shù)標(biāo)識不排除多個這樣的元件標(biāo)識，反之亦然。本發(fā)明可以利用包 括多個不同元件的硬件以及利用適當(dāng)編程的計算機來實現(xiàn)。在列舉出 幾種裝置的設(shè)備的權(quán)利要求中，可以將幾個這些裝置具體化為一個硬 件或者與該硬件相同系列的硬件。最基本的情況是互不相同的從屬權(quán) 利要求中引用的某些手段不表示這些手段的組合不能實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種X射線探測器，其包括至少一個用于根據(jù)入射到所述探測器上的X射線的強度生成電荷的光電導(dǎo)體(12)，以及至少一個用于向所述至少一個光電導(dǎo)體(12)提供輸入的供應(yīng)線(28)，所述供應(yīng)線(28)的一端與基準(zhǔn)(29)相連，而在所述至少一個供應(yīng)線(28)的另一端不提供電連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的探測器，其包括多個行，每行包括至少 一個光電導(dǎo)體(12)，每行具有用于向所述行中的該光電導(dǎo)體(12) 或每個光電導(dǎo)體(12)提供輸入的供應(yīng)線(28)，每個供應(yīng)線(28) 的一端與公共基準(zhǔn)平面(29)相連，在每個供應(yīng)線(28)的另一端不 提供電連接，從而限定了梳狀的結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的探測器，其包括上部行組和下部行組， 每個行組在所述探測器的各個上部和下部扇區(qū)限定了電分離的傳導(dǎo)梳 狀結(jié)構(gòu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的探測器，其中每行包括多個光電導(dǎo)體 (12)和用于根據(jù)入射到所述探測器上的X射線強度傳送電荷信號的讀取線(20)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的探測器，其中每個讀取線(20)與電荷 放大器相連。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的探測器，其中每個供應(yīng)線(28)經(jīng)由公 共供應(yīng)線(32)與所述基準(zhǔn)(29)相連。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的探測器，其中對于所述的多個行，在公 共供應(yīng)線(32)與所述基準(zhǔn)(29)之間提供永久連接(33)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的探測器，其中對于多個相鄰的行，在公 共供應(yīng)線(32)與所述基準(zhǔn)(29)之間提供永久連接(33)。
9. 一種X射線探測器，其包括多行光電導(dǎo)體(12),其包括兩個 端行和多個中間行，每行至少一個包括光電導(dǎo)體(12),每行具有與 其相關(guān)的用于根據(jù)入射到所述探測器上的X射線的強度傳送電荷信號 的讀取線(20)，以及與公共供應(yīng)線相連的公共線(28)，對于端行 和至少一個中間行，在所述公共供應(yīng)線與公共基準(zhǔn)平面(29)之間提 供永久連接。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的探測器，其中每個所述行包括與公共 線(28)相連的多個光電導(dǎo)體(12)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的探測器，其中每個讀取線(20)與充 電放大器(22)相連。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的探測器，其中對于每個中間行，在所 述公共供應(yīng)線(32 )與所述公共基準(zhǔn)面(29 )之間提供永久連接(33 )。
全文摘要
在平面X射線探測器中，通過打開PCB的公共線(28)與基準(zhǔn)面(29)之間的拾取回路，或者對于每行光電導(dǎo)體(12)，通過在公共供應(yīng)線與基準(zhǔn)面(29)之間提供永久連接(33)來減少拾取回路尺寸，減少了電磁干擾(EMI)。
文檔編號G01T1/29GK101166998SQ200680014308
公開日2008年4月23日 申請日期2006年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月27日
發(fā)明者D·W·哈伯茨, H·斯托滕, L·阿爾文格, S·B·沃姆 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司