CN101142497B

CN101142497B - 具有像素内处理电路的x射线检测器

Info

Publication number: CN101142497B
Application number: CN2006800083258A
Authority: CN
Inventors: G·泽特勒; G·沃格特-迈耶
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2005-03-16
Filing date: 2006-03-10
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2026-03-10
Also published as: JP2008533484A; JP5600392B2; EP1861733B1; EP1861733A2; CN101142497A; US20080277588A1; US7626176B2; WO2006097882A2; WO2006097882A3

Abstract

本发明涉及一种具有由闪烁层(11)、耦合层(12)和敏感层(13)组成的像素阵列(10)的X射线检测器。耦合层(12)包括光导单元(17)和屏蔽单元(16)，其中屏蔽单元(16)置于易受X射线干扰的电子处理电路(15a，15b)上。在可替换实施例中，耦合层由透光并吸收X射线的材料例如铅玻璃组成。优选地，组合在耦合层(12)中的波长转换材料将在闪烁层(11)中所产生光子的波长(λ₁)转换为敏感层(13)具有更高灵敏度的值(λ₂)。

Description

具有像素内处理电路的X射线检测器

技术领域

本发明涉及一种具有检测器元件(像素)敏感层的X射线检测器，该检测器元件包括易受X射线干扰的处理电路。另外，其包括一种制造这种X射线检测器的方法。本发明还涉及一种具有这种检测器的医疗成像设备。

背景技术

例如在计算机断层成像(CT)扫描仪中采用具有敏感层或者传感器元件阵列的X射线检测器。在所谓的“间接转换型”X射线检测器中，在敏感层上方设置闪烁层以将入射X射线转化为可见光光子，然后由敏感层中的传感器单元将可见光光子转化为电信号。在许多现代检测器中，所述电信号的后处理(放大、滤波等等)大部分由“像素内”处理电路即直接集成进每个检测器元件(像素)的电子电路完成。然而这种方法的一个问题在于所述处理电路通常包括易受X射线干扰甚至遭其破坏的元件。因此，常规X射线检测器的处理电路置于屏蔽材料(例如铅)带下面，这些带设置在结构闪烁层的单闪烁体晶体之间。

发明内容

基于这种情况，本发明的一个目标为提供一种具有像素内处理电路且灵敏度改进的X射线检测器。

本发明的X射线检测器包括下述元件：

a)具有检测器元件(像素)的敏感层，其中每个所述检测器元件包括(i)将入射光光子转化为电信号的光敏传感器单元，和(ii)处理所述电信号的处理电路。处理电路至少部分易受X射线的影响(例如干扰、破坏)。典型情况下，将检测器元件以常规图案作为阵列设置在敏感层中。

b)将入射X射线转化为由前述传感器单元检测的光子的闪烁层。闪烁层通常设置为与敏感层平行并位于其“前部”(相对于X射线的传播)。

c)置于闪烁层和敏感层之间的耦合层。另外，耦合层适合于将光从闪烁层引向上述传感器单元的至少一个并保护上述处理电路的至少一个不受X射线的影响。将在下文更详细地描述这种耦合层的特别实施例。

c)项中光的引导通常意味着多于50％、优选多于90％、最优选多于95％的进入耦合层的光将离开耦合层到传感器单元。相似地，术语“保护”通常意味着X射线的量被耦合层降低了多于50％、优选多于90％、最优选多于95％。

在上述类型的X射线检测器中，由附加的耦合层有效保护敏感层中脆弱的处理电路不受X射线的影响，而且不需要在闪烁层中集成屏蔽材料。因此，闪烁层可最大程度地填充闪烁材料，从而将入射X射线最大转化为光子。闪烁层和敏感层之间的附加间隔可选地以耦合层桥接，耦合层将光子从闪烁层引导至传感器单元(例如从EP378896A2、US2004/0179645A1和WO03/096070A1已知相似的光导单元应用)。

在第一种特别设计的X射线检测器中，耦合层至少包括两种部件，即(i)将光从闪烁层引导至传感器单元的光导单元，和(ii)保护敏感层中的处理电路不受X射线影响的屏蔽单元。为实现期望的功能，光导单元由透明材料例如合适的聚合物或者胶组成。屏蔽单元包括X射线吸收系数较高的材料(达100％)，例如Pb、W、Mo、Ta、Ti、BaSO₄、BaCO₃、BaO、PbCO₃、PbCl₂、PbSO₄、TiO₂和/或ZnO。光导单元和屏蔽单元优选从耦合层底部延伸至其顶部，并无缝地彼此相邻地设置。

光导单元的朝向闪烁层并收集那里所产生光子的区域优选大于光导单元朝向传感器单元并且光子从那里离开耦合层到敏感层的(相对)区域。因此光导单元具有一种校准和集束效应，在大区域中收集光并在较小区域中发射。优选将光导单元设计为使得几乎所有从闪烁层进入其的光能将(可能在波长变换后)再次离开其朝向传感器单元。

例如通过光导单元的空间变换折射系数(该空间变化折射系数为光导单元提供例如聚焦透镜的性能)、光导单元的特别形状和/或除了光输入/输出区域的所有表面上的反射涂层来实现这一点。

屏蔽单元优选具有从敏感层指向闪烁层逐渐变细的横界面，例如三角形横截面。这样的屏蔽单元可设置在灵敏处理电路上方，此电路具有向着闪烁层越来越细的宽底部。因此屏蔽单元在耦合层朝向闪烁层的侧面具有较小甚至为零的区域，同时为光导单元和收集来自闪烁体的光子留出最大面积。而且，具有三角形或者相似横截面的屏蔽单元可非常容易地例如通过挤压(成型)过程制造为棱镜。

为实现其功能，屏蔽单元必须设置在敏感层处理电路的上方，因此其几何形状通常与处理电路的分布对应。但是，屏蔽单元还覆盖敏感层上不设置处理电路(但可能设置其它灵敏元件)的区域；相似地，可将敏感层阻挡X射线的电子元件设置在不受屏蔽单元保护的位置。

在优选设置中，屏蔽单元围绕耦合层的光导单元。这样的围绕具有屏蔽单元防止相邻光导单元之间的串扰即防止光子从一个光导单元转向相邻单元的优点。

光导单元和屏蔽单元之间的界面优选包括反射材料，例如具有例如二氧化钛颗粒的白色颜料。然后对倾向于在屏蔽单元方向上离开光导单元的光子进行反射且这些光子不产生串扰，或者这些光子甚至因为测量而丢失。

在第二种特别设计的X射线检测器中，耦合层包括透光同时高度吸收X射线的材料。这些材料的光吸收系数(波长从400nm至800nm)通常小于0.03cm^-1(优选在700nm上小于0.01cm^-1)，X射线衰减系数(波长从0.005nm(250keV)至0.1nm(10keV))在低于250keV下大于3cm^-1(优选在10keV下大于500cm^-1)。借助这样的材料，可保护整个敏感层不受X射线的影响，同时闪烁光可到达传感器单元。在优选实施例中，检测器元件上的耦合层完全并优选地由一种材料组成，因此不需要额外和复杂的结构。

上述第二种设计的材料特别包括铅玻璃(即含铅的“常规”玻璃)和/或氟化铅。铅玻璃例如为以按重量计大约10％到40％的氧化铅浸渍的硅酸钾玻璃。

在X射线检测器的另一种进展中，耦合层包括至少一种波长变换材料，这种材料按依照定义适合于吸收第一波长的光子并在不同的第二波长下重新发射。这种材料特别包括荧光染料如POPOP。然后根据波长变换材料的特征(至少部分地)转换在闪烁层产生的光子的光谱。可按照下面的方法利用此效应，即重新发射的光子处于传感器单元灵敏度较高的光谱范围内，从而提高X射线检测器的总灵敏度。耦合层可选择地包括以级联操作的两种或多种波长变换材料，即一种材料在第二波长发射的光子由另一种材料吸收，并在另一个变换的第三波长重新发射等等。以这种方法，可逐步将到达传感器单元的光子波长转化为期望的范围。

闪烁层可由连续的材料层组成。然而在优选实施例中，闪烁层被细分为闪烁元件或者晶体，其每一个都作为“像素”与敏感层中相应的检测器元件相关，并由一个或多个反射界面将其与相邻的闪烁元件隔开。反射界面将光子反射回闪烁元件中因此防止了其损失和干扰。

此外，反射层可覆盖闪烁层的顶部(X射线的输入端)。将闪烁层构造为像素具有如下优点，检测器元件产生的电信号可更可靠地分配给闪烁层中的某区域，从而改进检测器的空间分辨率。

本发明还涉及一种制造上述类型X射线检测器的方法。此方法包括下述步骤(还有别的)：

a)将光导材料板连接至闪烁体材料板。例如将板粘结在一起。

b)将光导板和闪烁体板所获得的组合构造为与单像素相对应的单闪烁体元件。

这种方法的优点为闪烁层和耦合层一起构造为单个元件，从而不需要分隔步骤，而且可避免闪烁体元件和光导单元之间不匹配的问题。

本发明还涉及一种医疗成像设备，其中采用根据本发明的检测器。参考下文所述的实施例可清楚并解释本发明的这些及其它方面。

附图说明

接下来将借助附图通过实例来描述本发明，其中：

图1为根据本发明第一实施例一个像素的透视图；

图2为具有根据图1的像素的X射线检测器的侧视图；

图3为根据本发明第二实施例一个像素的透视图；

图4为具有根据图3的像素的X射线检测器的侧视图；

图5为根据本发明第三实施例且具有光学透明和X射线吸收耦合层的一个像素的透视图；

图6为具有根据图5的像素的X射线检测器的侧视图；

图7为描述耦合层中波长变换材料效应的视图。

具体实施方式

在现有技术的计算机断层成像(CT)中，设置在Si光电二极管上或者在CMOS光电二极管和集成的辐射敏感像素内电子器件二者顶部的闪烁体像素元件被用作X射线检测器。现在，通过相邻闪烁体元件之间的铅间隔装置保护电子器件不受X射线的影响。这种技术对于制造、构造和设置来说价格昂贵，并且具有导致次优DQE(探测量子效率)的缺点。一种屏蔽电子器件的可替换方法为采用闪烁体材料本身。因为其必须足够厚以充分吸收X射线，所以其会相反地严重影响光输出以及由于透光性降低而影响效率(另外，较厚的层也会更加昂贵)。如果闪烁体材料的厚度不足以充分屏蔽，则一定量的X射线辐射会经过此材料而不会发生任何反应，并由此导致光电二极管的辐射破坏，特别是辐射破坏抗辐射较差的CMOS电子器件。在本发明的X射线检测器中，至少电子器件的附加屏蔽(例如铅或者钨)将因此设置在电子器件顶部(其在几何上与光电二极管处于相同水平)，并且两个屏蔽块之间的间隙将填充透明材料(例如特别透明的胶或者塑料层)。这种透明材料应当具有特别的形状以保证离开闪烁体光子的充分导光性能。非常关键的特别是屏蔽和透明材料之间界面的空间取向和形状。现在将参考附图更详细地讨论这种方法的优选实施例。

图1和2示意性示出具有根据本发明第一实施例的像素10的X 射线检测器100的设计。像素10基本上由下面通过胶中间层19相互连接在一起的三个层11、12和13组成：

-由单个闪烁元件或者晶体18(例如CWO或者GOS)组成的闪烁层11。每个闪烁元件18通过反射隔离物20与相邻的闪烁体元件隔开，隔离物20例如由二氧化钛(TiO₂)颗粒组成。入射到闪烁元件18上的X射线X转换为波长为λ₁的光的光子。反射隔离物20防止这样的光子进入相邻的闪烁体元件18，从而抑制闪烁层11中的串扰，同时不会丢失信号。闪烁元件8的顶部表面还覆盖有反射的X射线透过层(未示出)以防止这一侧上的光子损失。

-由屏蔽单元16和光导单元17组成的耦合层12，其中屏蔽单元16和光导单元17一起以无缝的方式来填充耦合层12。在图1和2所示出的实施例中，屏蔽单元16被成形为横截面为等腰三角形的棱镜，其底部位于耦合层12的下表面，而屏蔽单元16的尖端位于闪烁层11的反射隔离物20的下方。屏蔽单元16由X射线吸收系数较高的材料组成，例如铅和钨。在屏蔽单元16中吸收这样的X射线量子，其经过闪烁体材料而不会发生任何相互作用(例如对于厚度为1.5mm的GOS，此数量为100和120keV之间的5％至20％)。

光导单元17由透明的光导材料例如塑料(例如聚甲基丙烯酸甲酯PMMA)、透明的胶或者无定形材料(例如铅玻璃，其具有高度吸收X射线的附加优点并因此固有地提供屏蔽效应)和/或光致抗蚀剂如SU8或者相似材料。上述材料对大于400nm的光子具有100％的透射，即其透射光谱与通常闪烁体的光子发射光谱理想地匹配。

-通常在硅基底上形成并且对每个像素10包括传感器单元14和与之相邻的处理电路15a、15b的敏感层13。传感器单元14可通过光电二极管形成并适合于将可见光光子转化为电信号。所述电信号然后通过例如以CMOS技术形成的处理电路15a、15b进行预处理(放大、滤波、分配到读出线等等)。

处理电路15a、15b设置在耦合层12的屏蔽单元16下。更特别地，更易受到X射线干扰或者破坏的处理电路部分15b设置在屏蔽单元16具有高效厚度区域的下方，同时更多的处理电路的抗辐射部分15a设置在屏蔽单元16较薄区域的下方。

在X射线检测器100的所述设计中，安全地保护处理电路15a、15b不受X射线X的影响。因为屏蔽单元16设置在附加层12内而非闪烁层11内，因此其体积不会减小闪烁体材料的体积，并因此可填充整个辐射层11并收集最大量的X射线。在闪烁层11中产生的光子全部由光导单元17收集，并因此基本上没有损失地到达较小的传感器单元14。这样，X射线检测器100获得高灵敏度并同时获得高的鲁棒性。在制造期间，设计具有下面的优点，即不必为容纳屏蔽物而构造硬闪烁体材料，此屏蔽物还避免了闪烁体材料的损失。

在图1和2的设置中，光导单元17和屏蔽单元16之间的斜面由和闪烁元件18之间隔离物20的反射材料相似或者相同的反射材料覆盖。光导单元16的几何表面尺寸与闪烁体的几何表面尺寸相似(例如像素尺寸)。考虑到透明光导单元17最佳的光导特性(斜面斜度)、所要求的屏蔽物吸收效率、技术实用性和成本，必须合适地选择厚度——其还决定了对于屏蔽单元16的给定底部宽度的斜面斜度。最有希望的为由塑料或者对于在闪烁体光谱范围内高透光性的透明无气泡胶制成的光导。

在代表性实例中，可假定闪烁体层11由2mmGOS材料制成，而耦合层12选择为2mm厚。基于距离焦点1m的通常的主辐射能量流密度为2.5×10⁸keV/(mA·s·mm²)，并在140keV和400mA的X射线管电流下进行计算。为评估终身剂量，假定每1s进行2·10⁶次扫描。对于这样的设置，模拟计算分别作为在CT检测器像素(闪烁体)和光电二极管/电子器件层之间使用的材料的厚度和特征(铅、钨、PMMA)的函数得到由两者前部吸收辐射剂量的值。按照对于不同材料设置的能量剂量[Gy]，在下表中对结果进行总结以用于比较。

表1

	每个像素的辐射剂量(寿命)
		GOS-闪烁体(前部)	20125kGy
仅仅具有GOS闪烁体(2mm)屏蔽物的光电二极管/电子器件层(前部)	3026Gy
		具有GOS闪烁体(2mm)和PMMA(2mm)的光电二极管层(前部)	2922Gy
具有GOS闪烁体(2mm)和铅(2mm/1mm/0.5mm)的光电二极管/电子器件层(前部)	1Gy/22Gy/185Gy
		具有GOS闪烁体(2mm)和钨(W)(2mm/1mm/0.5mm)的光电二极管/电子器件层(前部)	0.003Gy/2Gy/55Gy

根据设计和处理技术，CMOS电子器件已知抗辐射高达数百Gy的剂量。因此，例如作为吸收材料的0.5mm厚的铅足以有效屏蔽不太敏感的CMOS电子器件部分。对于非常敏感的电子器件，建议三角形铅屏蔽单元16的1-2mm厚的部分似乎是足够的。

光耦合效率-因此光收益-强烈依赖于在光传输过程中所包括所有材料(闪烁体、胶、塑料或胶或含铅玻璃、光电二极管)折射系数的适当匹配。相关波长范围内的折射系数(最大量的光闪烁光子大约为500nm)为：对GOS闪烁体为2.2，对本申请所使用的胶为1.5，对PMMA为1.5而对光电二极管大约为1.5。对于没有透明耦合层的设置，因为抗辐射胶不能利用最合适的系数(可能高于1.5)，所以不能理想地匹配这些系数。但是因为PMMA和胶的折射系数相似，所以光传输线中塑料材料(例如PMMA)的附加层不会影响CT检测设备的光耦合效率。

在对准屏蔽块的网格之后，相邻像素的两个屏蔽单元16之间的间隙例如可简单填充透明材料来作为光导17。如果匹配是必要的话，即如果将塑料用做光导，则自动给出适当的匹配。这使得夹层结构的粘结和固定更容易和廉价。

为了增加图1和2的X射线检测器100(还有图3-6中的检测器200、300)的灵敏度，可将波长变换材料组合到光导单元17中。这样的材料在波长λ₁吸收闪烁层11中的光子，并在短时间后在第二波长λ₂重新发射这些光子。这些材料可由荧光染料掺杂剂组成，掺杂剂通常埋于由固态有机材料(聚合物)形成的基本材料中，并在相关的波长范围内具有良好的透光性，这些有机材料例如聚乙烯甲苯塑料、聚甲基丙烯酸甲酯或者聚苯乙烯。可使用市场购买的波长变换材料，例如有机荧光染料，如

-Y11，O2，R3(Kuraray Co.，Ltd.，Kurashiki，Japan)，EJ280，EJ284(Eljen technology，Sweetwater，Texas，USA)，POPOP(1，4-Bis(5-苯基-2-噁唑基)苯)或者bis-MSB(1，4-Bis(2-methylstyryl)苯)，

或者无机氟化物染料，例如

-SrGa₂S₄:Eu，ZnS:Cu，AU或者YaG:Ce。

在图7中描述了波长变换材料的效果。图7的上图示出了由闪烁层11发射的光强I的光谱分布，其中曲线S描述了第一波长λ₁附近的峰。图7中间的图示出了设置在光导单元17中的波长变换材料的光谱吸收特征(曲线A)和发射特征(曲线E)。吸收特征优选具有在和闪烁体发射光谱相同的波长λ₁的峰，而重新发射的最大值位于不同的波长λ₂。通常，发射波长λ₂将大于吸收波长，λ₂＞λ₁。

图7中下面的曲线描述了用作敏感层13中传感器单元14的常规光电二极管与波长相关的灵敏度，其中灵敏度随着波长λ增加而增加。因此，如果闪烁层11发射的波长λ₁转换为较大的波长λ₂，则可获得灵敏度增长Δ。

考虑到吸收效率、技术实用性、和成本必须合适地选择波长变换材料的厚度和掺杂浓度。一般地，具有标准掺杂浓度、以聚乙烯甲苯为基础且厚度为5mm的波长变换材料应当保证几乎完全吸收闪烁光。但是，因为没有被波长变换材料吸收并重新发射的所有这些光子可没有阻挡地到达光电二极管(因为基础材料在所考虑波长范围内几乎具有100％的光透射)，所以不仅从来不会损失光收集效率，而且总会通过波长变换机构和光电二极管的灵敏度光谱获得光收集效益。可能使用的波长变换器例如Y11，其荧光衰减时间为几ns(＜10ns)的数量级、吸收最大波长大约为470nm、发射光谱在460和600nm 之间。此外，有利的是，掺杂波长变换材料的塑料块相对于光透射和波长变换效率都非常地抗辐射。

光导单元17还包括两种或多种不同的波长变换材料，选择这些材料使得其经过若干步骤将闪烁层11的波长λ₁变换为与传感器单元14灵敏度最佳匹配的最终波长。

因为可基于塑料喷射造型、铸造或者挤压技术来制造波长变换材料，所以这样的材料较便宜。因为可将闪烁体和波长变换器能够制造为相同的几何形状，所以可将其粘接为板并在以后进行构造。反射涂层可施加于粘接结构，然后改进闪烁体和波长变换材料的光收集效率。

相关波长范围内的折射系数为：对GOS闪烁体为2.2，对本申请所采用的胶为1.5，对以聚乙烯甲苯为基础的波长变换器为1.6，而对光电二极管大约为1.5。抗辐射胶不能获得最好的匹配系数--其大约为1.8。因为波长变换器基础材料的折射系数高于胶的折射系数，所以这一点不重要，特别是对于全反射效应和有效的光耦合。

图3和4示出了X射线检测器200及其像素30的可替换设计。像素30原则上和图1的像素10具有相同的部件，其中相同部件以图1中的附图标记+20而增大的附图标记表示。因此省略了这些部件的详细描述。

图1，2和图3，4设计之间的不同分别在于屏蔽单元16和36的形状。在图3中，屏蔽单元36的横截面为直角三角形，并且反射隔离物40通过闪烁层31和耦合层32垂直延伸。因此像素30的部件全部相互垂直设置，使像素30成为立方体形状，并促进光向光电二极管的方向传播。每个像素30的几何形状可以和闪烁体和耦合层32的集合形状相同。这样它们可粘接为板——如果将塑料用作光导——并随后进行构造。反射涂层然后可施加用于粘接结构，并改进闪烁体和光导的光收集效率。

图5和6示出了X射线检测器300及其像素50的第三设计。像素50原则上具有和图1像素10相同的部件，其中相同部件以图1中的附图标记+40而增大的附图标记表示。因此省略了这些部件的详细描述。

图5和6的设计与图1-4设计之间的重要区别在于耦合层52不再包括分离的“光导单元”和“屏蔽单元”。代替的是，耦合层52由透光的X射线吸收材料的均匀块57组成，其中每个这样的块对应特定的检测器单元(即传感器单元54和处理电路55)。另外，每个块57由以直角横断闪烁层51和耦合层52的反射隔离物60与相邻的块隔开。

块57将X射线产生的光子λ1引向光电二极管54并同时吸收这样的X射线量子X，其穿过闪烁体晶体58而不会产生任何反应。这意味着闪烁体下面的材料用作光子的光导，以及X射线吸收装置。

因此，由附加材料层结合闪烁体本身来给电子器件和光电二极管提供辐射保护。

可将例如铅玻璃的无定形玻璃或者例如氟化铅的晶体作为块57的材料。这些材料具有有效吸收X射线光子的较高的Z值，并且对于要求的块厚度(达10mm)分别在400nm和350nm以上几乎可100％地透过光子。上述材料的透射光谱因此与闪烁体光子发射光谱理想地匹配。

在侧壁上由和闪烁体晶体58相同的反射层60围绕块57以保证光在光电二极管的方向上高传播。每个块57的几何表面尺寸与相应闪烁体晶体58的几何表面尺寸相似(例如像素尺寸)。考虑到吸收效率、技术实用性、和成本必须合适地选择块57的厚度。最有可能的为铅玻璃，其不仅具有相关能量范围(＜120keV)上较高的吸收系数而且在闪烁体光谱范围上具有光子的高透明度。厚度例如为3mm的铅玻璃组成(例如Schott SF5、Schott AG、Mainz，德国)可平均以99％的效率吸收能量低于120keV的光子。

在代表性实例中，假定闪烁体层51由2mm的GOS材料制成，而铅玻璃层52分别选择为2和3mm厚。基于距焦点1m、2.5·10⁸keV/(mA·s·mm²)的常规主辐射能量流密度以及400mA的X射线管电流来进行计算。为评估终身剂量，假定每1s扫描2·10⁶次。对这样的设置，模拟计算可获得CT检测器像素(闪烁体)前部、铅玻璃和光电二极管/电阻器件层分别吸收的辐射剂量值。按照对于不同材料设置的能力剂量[Gy]，在下表中对结果进行终结以用于比较(另外的数据参见表1)。

表2：

	每个像素的辐射剂量(寿命)
		GOS-闪烁体(前部)	20.125kGy
具有GOS闪烁体(2mm)屏蔽物的铅玻璃(前部)	62kGy
		具有GOS闪烁体(2mm)和铅玻璃(2mm/3mm)屏蔽物的光电二极管层/电子器件层(前部)	0.041kGy/0.009kGy

此表示出以2或3mm厚的铅玻璃为吸收层的设置足以有效屏蔽最敏感(CMOS)的电子器件块。

对折射系数的考虑表示例如光传输线中铅玻璃材料的附加层不会影响CT检测器设备的光耦合效率。

图5和6所示出实施例的一个优点在于没必要精确几何匹配“闪烁体/铅玻璃像素”和下面的“CMOS光电二极管/电子器件像素”。这一点使得粘附和安装更容易和廉价。因为可以将闪烁体和铅玻璃制造成相同的几何形状，所以可以将其粘接为板并随后进行构造。可将反射涂层施加于粘附结构，以改进闪烁体和铅玻璃的光收集效率。

最后指出，在本申请中术语“包括”不排除其它元件或者步骤，“一”不排除复数，而单个处理器或者其它单元可实现多个装置的功能。本发明存在于每个新颖特征以及每个特征组合。而且，权利要求书中的附图标记不应解释为限制其范围。

Claims

1.一种X射线检测器(100，200，300)，包括：

a)具有至少一个检测器元件的敏感层(13，33，53)，其中所述检测器元件的每一个包括光敏传感器单元(14，34，54)和易受X射线干扰的处理电路(15a，15b，35a，35b，55)；

b)将入射X射线(X)转化为光子(λ1，λ2)的闪烁层(11，31，51)；

c)置于闪烁层(11，31，51)和敏感层(13，33，53)之间的耦合层(12，32，52)，所述耦合层包括至少一个光导单元(17，37)和至少一个屏蔽单元(16，36)；其中所述光导单元适合于将光从闪烁层(11，31，51)引向传感器单元(14，34，54)并且所述屏蔽单元适合于保护处理电路(15a，15b，35a，35b，55)不受X射线的影响。

2.根据权利要求1的X射线检测器(100，200)，其特征在于光导单元(17，37)朝向闪烁层(11，31)的面积比其朝向传感器单元(14，34)的面积大。

3.根据权利要求1的X射线检测器(100，200)，其特征在于屏蔽单元(16，36)的横截面在朝向闪烁层(11，31)的指向上逐渐变细。

4.根据权利要求1的X射线检测器(100，200)，其特征在于所述屏蔽单元(16，36)围绕光导单元(17，37)。

5.根据权利要求1的X射线检测器(100，200)，其特征在于光导单元(17，37)包括聚合物，和/或胶和/或铅玻璃和/或SU8光致抗蚀剂。

6.根据权利要求1的X射线检测器(100，200)，其特征在于光导单元(17，37)和屏蔽单元(16，36)之间的界面包括反射材料。

7.根据权利要求1的X射线检测器(100，200，300)，其特征在于所述耦合层(52)包括透光并高度吸收X射线的材料。

8.根据权利要求7的X射线检测器(100，200，300)，其特征在于所述耦合层(52)包括铅玻璃和/或氟化铅。

9.根据权利要求1的X射线检测器(100，200，300)，其特征在于所述耦合层(12，32，52)包括至少一种波长变换材料，其适合于吸收第一波长(λ₁)的光子并在第二波长(λ₂)重新发射光子。

10.根据权利要求9的X射线检测器(100，200，300)，其特征在于波长变换材料包括Y11、O2、R3、EJ280、EJ284、POPOP、bis-MSB、SrGa₂S₄:Eu、ZnS:Cu、Au或者YaG:Ce。

11.根据权利要求1的X射线检测器(100，200，300)，其特征在于所述闪烁层(11，31，51)被细分为闪烁元件(18，38，58)，其每一个与敏感层(13，33，53)中的检测器元件相关，并由反射界面(20，40，60)和相邻的闪烁元件分开。

12.一种制造根据权利要求1到11其中之一的X射线检测器(100，200，300)的方法，包括下面的步骤

a)将光导材料的板连接至闪烁体板；

b)将光导材料和闪烁体板所获得的组合构造为闪烁体元件。

13.一种具有根据权利要求1到11其中之一的检测器的医疗成像设备。