[发明专利]具有电极阵列的辐射检测器

说明书

技术领域

本发明涉及包括转换器元件的辐射检测器，该转换器元件在一侧上具有电极阵列。此外，本发明涉及包括该辐射检测器的成像系统和用于以该辐射检测器检测辐射的方法。

背景技术

US2007/03006A1公开了用于光谱(Spectral)CT(计算机层析成像)扫描仪的X射线检测器，其中，对入射X射线光子进行计数并根据它们的能量进行分类。检测器包括吸收入射X射线光子的材料和用于检测得到的电信号的电极。为处理高的计数速率。设置单阳极的阵列，以减小像素的有效尺寸。然而，此检测器的问题是，如果成像系统的操作参数改变，其功能可以变得次最佳。

发明内容

基于此状况，本发明的目的是提供能够处理图像生成系统的改变操作参数的检测装置。

通过根据权利要求1所述的辐射检测器、根据权利要求8所述的成像系统、根据权利要求13所述的方法、以及根据权利要求15所述的计算机程序实现了此目的。优选实施例是公开的从属权利要求。

根据本发明的第一方面，本发明涉及用于检测辐射的辐射检测器，辐射例如是放射性辐射、声波，特别是电磁辐射(例如，X射线或γ射线)。辐射检测器包括至少一个将称作“检测板”并包括以下部件的单元：

a)转换器元件，用于将入射辐射转换为电信号。转换器元件可以由将待检测的入射辐射变换为电信号，特别是变换为电荷的脉冲(例如在材料的分别的导带和价带中的电子-空穴对)或电荷脉冲，的任何合适的直接转换材料制成。

b)电极的阵列，为引用目的，以下称作“第一电极”，所述第一电极设置于所述转换器元件的一侧(“第一侧”)上，用于对入射辐射在所述转换器元件中生成的所述电信号进行本地采样。在此上下文中，表述“本地采样”将表示给定的第一电极主要收集更靠近第一电极的此电极而不是任何其它电极的电信号(例如，来自电子云的电子)。

c)连接电路，用于根据给定的连接模式，将至少两个第一电极选择性地耦合至公共读出单元或不同的读出单元。可用读出单元的数量M通常将小于第一电极的数量N，使得如果没有信号损失，则至少两个第一电极将总是必需耦合至公共读出单元。如果存在足够的读出单元(即，M＝N)，则一个可能的连接模式然而可以包括每个第一电极耦合至不同的读出单元。

描述的辐射检测器具有的优点是转换器元件上的阵列的第一电极能够如期望的耦合到一起，以构成由一单个读出单元处理的较大的像素体积。从而能够以灵活且最佳地可调整的方式将限制数量的读出通道分配给第一电极。因为转换器元件中不同位置的计数速率通常将随入射辐射的光谱组成变化，所以连接电路中的连接模式的选择也能够用于使读出单元的分配最佳地适应于入射辐射的特性，例如管电压规定的最大光子能量。

通常，转换器元件上的阵列中的第一电极的空间分布可以是任意的。然而，优选地，第一电极的阵列包括一个接一个地成行布置的多个第一电极，其中，所有这些电极的集合细分成几何结构上连接的子集，每个子集的电极连接至公共读出单元。从而第一电极的考虑的行或多或少包括连续的第一电极的短的部分，这些部分的每一个耦合到另一公共读出单元。当在检测器的操作期间，第一电极的考虑的行的取向平行于辐射方向时，入射辐射将沿第一电极的行传播。在X辐射的情况下，光子将通常生成沿它们的路径的电荷脉冲的分布(就归因于相互作用生成的脉冲尺寸和不同脉冲的中间到达次数来说)，该路径特性上依赖于辐射的光谱组成；因此将第一电极的行细分成连接的电极的部分能够最佳地适应于电信号的预期的分布，特别是不同脉冲之间的中间到达次数，其确定导致该部分的计数速率。

转换器元件的第一侧上的第一电极可以具有不同尺寸，特别是辐射入射方向上的不同范围(extension)，其中，能够根据转换器元件中电信号电荷的脉冲的预期分布设计所述范围。然而，在根据本发明的辐射检测器中，第一电极也能够具有大体相等的尺寸，因为通过第一电极的合适的连接模式也能够并更灵活地实现信号分布的调整。

优选地在与所述转换器元件的第一侧相邻地设置的互连层中实现连接电路。这具有的优点是第一电极的电耦合尽可能地靠近这些电极发生，从而避免了沿它们的路径的电信号的损失或退化(例如通过连接的读出电子器件观察到的较高电容负载)。

虽然辐射检测器可以包括仅单个具有上述期望的特征的检测器板，但是优选地，存在多个该检测板，其中，板以一维或二维布置彼此相邻地设置。从而，能够由大体相同的结构单元(building block)构成大的检测器区域。