CN105765406A - 具有加热设备的辐射探测器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种辐射探测器(100ˊ)和方法，其用于探测辐射，尤其用于探测在CT成像装置(1000ˊ)中的X射线(X)。根据优选实施例，所述辐射探测器(100ˊ)包括用于将入射辐射(X)转换为电信号的转换元件(110)，所述电信号由读出电路(120)读出和处理。提供了一种包括珀耳帖元件的热源(135ˊ)的加热设备，利用所述加热设备，所述转换元件(110)能够被可控地加热，以便减少在图像精确度上的例如极化的负面影响，其中，所述珀耳帖元件的散热片(137ˊ)被取向为朝向所述读出电路。
Description
技术领域
本发明涉及包括加热设备的辐射探测器和用于将入射辐射转换为电信号的转换元件。此外，本发明涉及用于操作辐射探测器的方法并且涉及包括上述辐射探测器的成像装置。
背景技术
US2013/248729A1公开了一种辐射探测器，其用于在计算机断层摄影(CT)装置中探测X辐射并且包括直接转换材料，在所述直接转换材料中，入射的X射线转换为电信号。读出所述电信号，并且由邻近转换元件设置的专用集成电路(ASIC)对所述电信号进行处理。为了使转换元件和ASIC的温度稳定，加热元件被集成到ASIC中并且以某种方式进行操作以使得探测器的总电功率保持恒定。
此外，US2007/029496A1、US2003/043959A1、US2011/049381A1和US2009/152472A1公开了具有用于对转换器元件进行加热的器件的辐射探测器。DE10138913A1公开了一种辐射探测器，在所述辐射探测器中，珀耳帖元件被用于对传感器阵列和相关联的控制电子设备进行加热或冷却。
发明内容
提供允许以增加的精确度和稳定性对辐射探测器进行操作的器件将是有利的。
通过根据权利要求1所述的辐射探测器、根据权利要求2所述的方法以及根据权利要求3所述的成像装置来实现该目的。在从属权利要求中公开了优选实施例。
根据第一方面，本发明涉及用于探测入射辐射、尤其是诸如X辐射或伽玛辐射的辐射的辐射探测器。所述辐射探测器包括如下部件：
-转换元件，其用于将入射辐射转换为电信号。
-读出电路，其用于处理所述电信号。
-加热设备，其用于对所述转换元件进行加热，其中，所述加热设备与所述读出电路(空间地)分离。
此外，所述加热设备包括珀耳帖元件，其中，所述珀耳帖元件的热源被取向为朝向所述转换元件，并且其散热片被取向为朝向所述读出电路。
所述转换元件通常将包括一些适当(均匀或不均匀)的块体材料的块或体，在所述块体材料中，入射的射线被转换为电信号。例如，用于将X射线转换为电荷信号的合适的材料是CdTe、CdZnTe(CZT)、CdTeSe、CdZnTeSe、CdMnTe、InP、TIBr2或HGI2或其他“直接转换材料”。此外，转换元件通常将包括电极，经由所述电极，能够在块体材料中生成电场，并且经由所述电极，能够读出电荷信号。通过对所述电极的适当的空间布置，能够创建像素化的结构，其允许对入射辐射的空间分辨的探测。
所述读出电路旨在并且被设计用于读出在转换元件中由辐射生成的电信号，并且用于例如通过对诸如电荷脉冲的电信号进行放大、滤波、积分、分类和/或计数来对它们进行适当地(预)处理。通过ASIC可以具体地实现所述读出电路。例如在WO2014/072939A1中可以发现关于转换元件和相关联读出电路的典型设计的更多信息。
所述加热设备应当是与读出电路空间分离并且被设计和被布置为生成由转换元件(至少部分地)摄取的热的部件。优选地，尽管没有或仅有小部分到达读出电路(在不首先通过转换元件的情况下)，由转换元件摄取由加热设备生成的热的大部分或所有。所述加热设备优选将是仅具有生成/耗散热功能和目的的部件。此外，例如，在一些外部控制器的方案中，其可以尤其被设计为使得其能够选择性地和可控制地生成热。
根据本发明，所述加热设备包括珀耳帖元件。利用珀耳帖元件，在电控制下，能够在一个位置处建立热源，并且能够在另一位置处建立散热片。因此，利用一个可控制设备能够实现加热和冷却两者。此外，所述珀耳帖元件的热源被取向为朝向所述转换元件，并且所述珀耳帖元件的散热片被取向为朝向所述读出电路。对所述读出元件的冷却因此能够与对所述转换元件的加热进行结合。
根据第二方面，本发明涉及用于操作上述种类的辐射探测器的方法。所述方法包括(至少)如下步骤，所述步骤可以以所列出的顺序、以倒序或者最优选同时地被执行：
-在转换元件的帮助下，将入射辐射转换为电信号。
-将所述转换元件主动(actively)加热到至少50℃的温度。
在该方法的优选实施例中，所述转换元件被加热到的温度高于大约55℃，高于大约60℃，高于大约65℃，高于大约70℃，或者高于大约80℃。
根据第三方面，本发明涉及用于操作上述种类的辐射探测器的另一方法。所述方法包括(至少)如下步骤，所述步骤可以以所列出的顺序、以任何其他顺序或者最优选同时地被执行：
-在转换元件的帮助下，将入射辐射转换为电信号。
-在读出电路中处理所述电信号。
-对转换元件主动加热，大体上没有对读出电路同时加热。
在这种情境中，“大体上”意味着优选地主动生成的热能的多于大约50％，多于大约70％或者最优选多于大约90％到达转换元件(并且并非读出电路)。
例如通过对加热设备的适当布置(例如，更靠近转换元件，而非更靠近读出电路)和/或通过插入适当的热障(绝热层)能够实现对所述转换元件的加热，而大体上没有对所述读出电路的加热。
此外，优选通过所述辐射探测器的珀耳帖元件的散热片来同时地冷却所述读出电路。
根据第三方面的方法能够尤其与第二方面的方法进行组合，即，所述转换元件能够被加热到至少大约50℃的温度。
根据本发明的第一、第二和第三方面的辐射探测器和方法基于这样的大体方法：对转换元件进行主动加热，而没有不可避免地也对相关联的读出电路进行加热。该方法基于这样的认识：以较高温度对转换元件进行操作能够对信号精确度和稳定性具有积极影响，例如经由极化的减少(即，减弱外部应用的电场的空间电荷的积聚)。因此，能够找到用于操作转换元件的最佳温度范围，在所述最佳温度范围中，平衡了热的积极影响(例如，减少的极化)和负面影响(例如，暗电流)。通常，该温度范围高于读出电路以最高精确度操作的温度范围。因此，优选以不同的温度来操作转换元件和读出电路。
这能够在辐射探测器的珀耳帖元件的帮助下非常有效地实现，其允许同时对转换元件进行加热并对读出电路进行冷却。
例如，对于转换元件的操作温度的优选范围在大约50℃与大约60℃之间，在大约60℃与大约70℃之间，或者在大约70℃与大约80℃之间。
本发明还涉及用于生成对象的图像的成像装置，所述成像装置包括如下部件：
-辐射源，其用于生成辐射。
-上述种类的辐射探测器，其用于探测所述辐射，尤其是在所述辐射与一些对象交互之后的辐射，例如在通过患者的身体之后的辐射。
所述成像装置尤其可以是X射线设备，例如荧光透视检查设备、计算机断层摄影(CT)成像系统，例如光子计数谱CT成像系统或相干散射计算机断层摄影(CSCT)成像系统。
在下文中，将公开本发明的不同优选实施例，其能够与上述种类的辐射探测器、成像装置和/或方法相结合来实现(尽管仅仅对这些中的一个详细地对它们进行了描述)。
所述转换元件的操作温度(根据本发明，其能够被主动地影响)可以优选高于所述读出电路的温度。上述转换元件被加热到的温度可以尤其比所述读出电路的温度高大约10℃，高大约20℃，或者高大约30℃。
除了使用珀耳帖元件的热源之外，对于能够如何实现对转换元件的主动加热以及对于能够如何实现辐射探测器的加热设备存在不同的可能。通过对诸如热空气的介质的受破对流，热例如能够被传递到目标定位。在优选实施例中，利用包括电阻电线或结构(样式)的加热设备来实现加热。流过这些线/结构的电流之后将归因于欧姆电阻而生成热，所述热被耗散到周围环境中。由电阻线组成或包括电阻线的加热设备的优点在于，其能够被有成本效益地实现，并且通过调整电流能够容易地控制热的生成。
所述辐射探测器的两个基本设计部件是转换元件和读出电路。根据优选实施例，所述辐射探测器还包括邻近所述转换元件的表面设置的“额外层”。在该情境中，术语“邻近”意味着所述额外层位于靠近所述表面，例如不远离对应于转换元件的厚度的距离。优选地，在所述转换元件的所述表面与所述额外层之间没有其他固体部件，并且所述额外层甚至可以任选地接触所述表面。如下文将参考本发明的优选实施例来解释的，能够有利地利用所述额外层以改善上述辐射探测器的操作行为，尤其是关于在转换元件中的温度控制。
在前述实施例的任选另一发展中，所述额外层包括加热设备。所述加热设备例如可以具有层的形状和配置，并且与所述额外层相同或者至少与其子层相同。对于其他配置，例如，如果通过电阻电线实现所述加热设备，或者如果所述加热设备包括电阻电线，所述加热设备可以被集成到额外层中和/或被设置在所述额外层的表面上。在后一种情况下，其优选地被设置在所述额外层的面向转换元件的邻近表面的表面上。由所述加热设备生成的热之后能够立即传递到所述转换元件。
所述转换元件通常具有指向所述读出电路的第一表面和面向相反方向的第二表面。上述额外层可以任选地被设置为邻近所述第一表面，即，其可以被插入在所述转换元件和与所述读出电路之间，或者其可以被设置为邻近所述第二表面。此外，所述辐射探测器可以包括两个额外层，所述两个额外层中的一个被定位为邻近所述转换元件的第一表面，并且另一个被定位为邻近所述转换元件的第二表面。邻近所述第一表面(即，被插入在所述转换元件与所述读出电路之间)的额外层具有将所述转换元件与所述读出电路热分离的优点，使得能够更容易地维持在这两个之间的温度差。邻近所述第二表面的额外层具有将所述转换元件与环境隔离开的优点，由此减少了热损失并且支持维持所述转换元件的高温度。此外，在这样的额外层中生成的热仅仅可以在首先通过所述转换元件(其是期望的)之后到达所述读出电路(其是不期望的)。因此，该热被最优地指向其实际目标。
在具有额外层的辐射探测器的另一实施例中，所述层可以包括电子部件。最优选地，其可以包括用于将部件电连接到彼此的简单的电线，尤其是通孔(其由跨层的厚度定义)，通过所述通孔，在所述转换元件的表面上的电极(例如，阳极)被连接到相关联的读出电路的端子。额外地或备选地，所述额外层可以包括通孔或电线，其用于为所述加热设备供应电功率。
所述额外层可以任选地由单一、均质材料构成，或者其可以具有例如由若干子层的堆叠构成的非均质结构。对于单一层和/或对于堆叠子层中的任一层的优选材料例如是硅、玻璃、蓝宝石(Al2O3)、石英(SiO2)、AlN、或聚合物，如FR4、LTCC(低温共烧陶瓷)、聚酰胺或聚酰亚胺。根据它们的电属性和/或热属性能够选取适当的材料。隔热层例如可以被插入在所述加热设备与所述读出电路之间，或者导热层可以被插入在所述加热设备与所述转换元件之间。此外，例如由电阻电线构成的电加热设备可以优选地被嵌入在电绝缘子层之间。
根据本发明的另一实施例，导热材料，在下文中称为“底部填充物”可以被设置在所述加热设备与所述转换元件之间。所述底部填充物能够对间隙进行热桥接，所述间隙可以存在于所述转换元件与所述加热设备之间，例如由电端子造成。所述底部填充物例如可以包括基于聚合物、树脂和/或环氧树脂的底部填充物(例如，商购的Epotek301或Delo6823)。
额外地或备选地，隔热材料可以任选地被设置在一侧的转换元件和/或加热设备与在另一侧的读出电路之间，以便保护后者免于被加热。绝缘层可以尤其与上述额外层相同或者与其子层相同。此外，应当注意，在本发明的情境中，如果材料具有高于大约50Wm-1K-1，优选高于大约100Wm-1K-1的导热率，则所述材料被认为是“导热的”。类似地，如果材料具有低于大约50Wm-1K-1，优选低于大约30Wm-1K-1的导热率，则所述材料被认为是“隔热的”。
所述辐射探测器还可以任选地包括温度传感器，所述温度传感器用于确定转换元件的温度。所述温度传感器例如可以是被设置为与所述转换元件相接触的热电偶，使得所述转换元件的温度能够直接被测量，或被设置为远离所述转换元件，并且提供信息，从所述信息能够估计所述转换元件的温度。额外地或备选地，所述温度传感器可以包括电阻结构，其与由电阻线/结构制成的加热设备类似地建造。能够以各种方式使用转换元件的温度的知识，例如以防止转换元件的过热。
根据本发明的另一实施例，所述辐射探测器包括用于控制加热设备的操作的控制回路。该实施例可以尤其与前述的一个进行组合，使用所述温度传感器来创建闭合控制回路，通过所述闭合控制回路，所述转换元件的温度能够被保持在一些目标范围内。
所述辐射探测器还可以任选地包括冷却设备，所述冷却设备用于对转换元件和/或读出电路进行选择性地冷却。所述冷却设备例如可以使用循环空气来移除过多的热。对所述读出电路的冷却是特别重要的，因为高温会引起热噪声。
所述珀耳帖元件的散热片可以尤其充当这样的冷却设备。
附图说明
参考下文描述的实施例，本发明的这些和其他方面将显而易见并得以阐述。
在附图中：
图1示意性示出了具有辐射探测器的成像装置的截面，其中具有加热设备的额外层被设置在转换元件与读出电路之间；
图2示出了在顶部上具有加热设备的额外层的透视图；
图3示意性示出了辐射探测器的侧视图，其中具有加热设备的额外层被设置在转换元件上；
图4示意性示出了辐射探测器的侧视图，其中转换元件被夹在具有加热设备的两个额外层之间；
图5示意性示出了具有辐射探测器的成像装置的截面，其中珀耳帖元件被设置为在转换元件与读出电路之间的额外层；
图6示意性示出了辐射探测器的侧视图，其中转换元件被夹在两个额外层之间。
在附图中，由100的整数倍区分的类似的附图标记或标记指代相同或相似的部件。
具体实施方式
例如被用在CT成像装置中的X射线探测器可以利用直接转换(“DiCo”)材料来构建，所述直接转换材料将入射X射线光子直接转换为电信号(通常电荷云)。直接转换材料(例如，CdZnTe)示出了在增加块体温度时降低的被极化(即，建立弱化外部应用电场的空间电荷)的趋势。归因于温度对释放捕获的电荷的作用，由此能够改善极化伪影的发生，使极化伪影完全消失或仅在更高光子通量处出现。极化作用的减轻或消除至少部分地胜过在高温时操作的负面影响(例如，增加的暗电流)。
直接转换探测器通常被装配/放置在读出ASIC上，所述读出ASIC耗散热，由此增加转换块体材料的温度。然而，由于所生成的耗散仅仅取决于被设计为产生恰当的电性能的操作点，ASIC不能够充当温度调节器。通过控制对ASIC自身的冷却(热耗散)仅仅能够实现对温度的有限控制，其对转换块体材料仅具有间接影响。
因此，在此提出了对转换材料的加热和ASIC的冷却的(大程度地)解耦。
此外，中介部(即，在一个连接到另一个之间的路由的电接口层)常常被要求与直接转换传感器进行接口以读取ASIC，尤其用于实现4-侧瓦块概念。中介部材料(和通孔)确定通过该层的热。因此，还提出了使中介部材料(或者，更一般地，额外层)在一侧(优选面向DiCo的侧面)装配具有加热设备(例如，包括电阻丝)。该加热设备的目的是产生规定的热并监测温度。
图1示意性示出了根据以上一般性原理的第一优选实施例的成像装置1000的截面。成像装置1000例如可以是本领域通常已知的计算机断层摄影(CT)设备。其包括辐射源，诸如X射线管，S，其用于发射X射线X，所述X射线X传递通过被成像的对象，例如通过患者的身体P。在通过对象之后，X射线到达辐射探测器100，在辐射探测器100中，它们被探测并且被转换为表示对象的空间分辨投影图像的信号。在被连接到辐射探测器100和辐射源S的计算机C中，之后能够根据计算机断层摄影的已知原理来重建对象的投影图像并且尤其是3D图像。
此处特别感兴趣的部件是辐射探测器100。探测器100包括如下部件的堆叠，在z方向从底到顶列出(其反平行于X射线的入射的主方向)。
a)读出电路120，其包括ASIC121，在读出电路120中，对转换元件110的电信号进行处理(参考如下)，例如放大、滤波、脉冲-计数和/或能量辨别。读出电路120的底侧可用于I/O(例如，通过TSV)和冷却(未示出)。
b)层130，其在下文中称为“额外层”或“中介部”并且大体由电绝缘基底131(例如玻璃板)构成，具有从其底侧引导到其顶侧的多个导电线或“通孔”132、136。在底侧，第一通孔132(一对一)被连接到读出电路120的顶侧上的端子。此外，(两个)第二通孔136被提供用于将功率从读出电路120供应到在中介部130的顶侧上的加热设备135。通孔132、136例如由铜构成。
在所示的实施例中，额外层130优选是或包括珀耳帖元件，其中，所述珀耳帖元件的热源135'被取向为朝向转换元件110，并且其散热片被取向为朝向读出电路120。
图2示出了在中介部130上的透视图，仅仅从所述透视图就能够更好地看到通孔或“像素互连”132和针对加热设备(电阻布线(wiring))的供应接触136。电阻布线135能够被沉积(例如，通过印刷、光刻或电镀)在中介部130的顶表面上。供应接触136也能够被分布通过中介部到ASIC。一般地，所述供应能够以不同方式来提供：A)通过ASIC来生成/控制(如在图1中所示的)，B)通过组件I/O外部地，或者C)外部地但由ASIC分布的。
c)返回到图1，探测器100还包括转换元件110，转换元件110包括诸如CZT(CdZnTe)的适当的转换器材料的块111，在其中入射的X射线被转换为电信号，尤其是电荷云。电荷云在转换元件110的顶侧的阴极113与在转换元件的底侧的阳极112的阵列之间生成的电场的影响下移动。阳极112被连接(一对一)到互连130的第一通孔132，并且因此连接到读出电路120的相关联的像素端子。由此，如现有技术中一般已知的，通过读出电路120，例如通过能量分辨脉冲计数，能够探测由入射X射线生成的电荷信号。
被用于将转换元件110和读出ASIC120进行接口的中介部130能够由许多不同材料制成，优选由具有低导热率的材料和/或由匹配辐射探测器的其他部件的热膨胀系数的材料制成。例如，对于其基底131的可能材料包括Si、玻璃(具有大约3.3–8.5·10-6mK-1的典型热膨胀系数)、蓝宝石(Al2O3)、石英(SiO2)、AlN和聚合物，如FR4、LTCC、聚酰胺或聚酰亚胺。在所有情况下，能够沉积电阻布线网格(例如，通过薄膜处理)，其充当加热设备并且当电流通过它时生成热。这特别适合于硅或玻璃基底131，不像后方(和通常也前面)在汽车中除霜的挡风玻璃(“除雾器”)或在MEMS技术中使用的设备。布线网格135(在图2的实施例中，平行电阻器的集合)可以被放置在基底131上，或者被放置在层的堆叠内，如AlN、SiO2或Al2O3。在辐射探测器100的操作期间，布线网格135能够产生热并且增加DiCo材料111的温度。为了使转移到DiCo材料111的热最大化，在装配之后，能够使用表现出好的导热率的底部填充材料(未示出)。
具有良好导热率的额外子层(未示出)(例如，AIN)能够任选地被用于对电丝135进行电隔离。通过实施第二热阻挡层(例如，如果需要热膨胀系数的匹配，Al2O3，或具有更低导热率的SiO2)，能够减少热流通孔，例如，铜通孔。这将创建更好的热分离。
被应用到电阻丝135的电流和电压能够被控制以调节表面温度，DiCo基底111被附接到所述表面。
此外，被应用到在中介部130中包括的任选珀耳帖元件的电流或电压能够额外地被控制以对转换元件110进行加热并且同时对ASIC120进行冷却。
ASIC120可以仍然在其底侧(未示出)独立地被冷却。
出于调节电阻网格135的温度的目的，为了提供反馈机制的效果，温度测量设备(例如，热电偶，未示出)能够任选地被集成在中介部基底131之内。额外地或备选地，类似于加热元件135的布线的布线(未示出)能够任选地被用于测量温度，其中，所述测量信号能够被用作加热或冷却的反馈。以与网格供应线相似的方式，也能够使得温度信息可用。
中介部130提供从转换元件110到ASIC120的像素互连。在图1中所示的范例中，假设1：1连接。然而，重新分布在中介部基底内的像素连接也是可能的。
在本发明的另一实施例中，提出了使用在DiCo材料的阴极侧上的互连基底。极化效应通常源自靠近DiCo材料的阴极侧。这指示其可以有益于具有在阴极侧上的热源。在这样的配置中，能够实现在转换材料加热与ASIC冷却之间的更好的解耦。
图3示意性示出了其中实现前述原理的辐射探测器200的侧视图。额外层240或者在底侧具有电阻布线245的“中介部”被设置在转换元件210(例如，CTZ块)的顶部。除了用于将电源供应到电阻布线245的通孔246和高压接触242之外，不需要另外的通孔或线。
为了避免在阴极213之上的额外层240中的X射线光子的吸收，该层必须足够薄和/或应当包括具有低原子量元素(诸如Al)的材料。无论如何，所述丝将具有小的直径以便能够加热。任选地，每CZT瓦块能够具有多个加热器以优化热稳定性。加热设备例如可以覆盖DiCo材料的仅仅部分，使其能够对材料仅仅局部地加热。由此在DiCo材料的部分上的极化能够被减少，通过使其他部分处在更低温度下而没有增加其他部分上的暗电流。
读出电路220被直接结合(例如，覆晶结合)到在转换元件210的底侧的阳极上。除此之外，读出电路220和转换元件210可以大体被构建为与上述第一辐射探测器100的那些相同。
可以维持在额外层240的底侧上的电阻布线245与在转换元件210的顶侧上的阴极213之间的间隙可以任选地利用高度导热的底部填充材料250进行填充。
在辐射探测器200的实施例中，电加热设备245被放置在面向转换材料210的中介部接口上。尤其在中介部是由良好导热材料(例如AIN)制成的情况下，所述电加热设备也能够被放置在中介部(未示出)的顶侧。任选地，在这样的加热设备的顶部能够应用热阻挡层，以减少到空气的热丢失。
图4示出了辐射探测器300的实施例，辐射探测器300基本是在图1和图3中所示的第一实施例和第二实施例的组合。这意味着第一额外层330被设置在读出电路320与转换元件310之间，使加热设备335处在第一额外层330的面向转换元件的顶侧上。此外，第二额外层340被设置在转换元件310的顶部，在第二额外层340的面向转换元件的阴极的底侧具有加热设备345。另外，导热底部填充物350可以填充在阴极与加热设备之间的间隙。除此之外，转换元件310、第一额外层330和读出电路320的设计可以类同于在图1中的对应元件110、130和120的设计，并且转换元件310和第二额外层340的设计可以类同于在图3中的对应元件210和240的设计。
额外层330可以优选包括珀耳帖元件，其中，所述珀耳帖元件的热源335'被取向为朝向转换元件310，并且其散热片被取向为朝向读出电路320。
通过在转换元件310的两侧布置加热设备和额外层330、340，能够使块体内的温度梯度被最小化。
图4还图示了热电偶344的存在，此处在第二额外层340中被实现，利用热电偶344能够建立在转换元件310中的温度的控制回路。
所述珀耳帖元件能够被用于充当在转换元件与读出电路(ASIC)之间的中介部。换言之，额外层130、240、330和340能够是珀耳帖元件，其中，可以任选地省略分离的电阻布线。所述珀耳帖元件通常将要求像素互连通孔(诸如在图1中的通孔132)的合并。所述珀耳帖元件的热侧能够优选地被布置为与转换元件的阳极侧相接触，然而，所述珀耳帖元件的冷却侧将与读出电路相接触。
图5图示了针对成像装置1000'的前述方面的实施，其是图1的装置的修改并且包括修改的辐射探测器100'。与图1的那些相同的部件具有相同的参考标记，并且将不再次进行解释。
辐射探测器100'的中介部或额外层130包括(或者是)珀耳帖元件，珀耳帖元件的热源135'被取向为朝向转换元件110，并充当加热设备。该珀耳帖元件的散热片137'被取向为朝向读出电子设备120。导电线或“通孔”136'可以被提供用于将功率从读出电路120供应到珀耳帖元件。与图1的实施例相反，所述加热设备不包括额外的电阻布线。
图6示出了辐射探测器300'，其基本是在图5和3中所示的实施例的组合。这意味着第一额外层330被设置在读出电路320与转换元件310之间，使珀耳帖元件的散热片335'作为在第一额外层330的面向转换元件的顶侧上的加热设备。此外，第二额外层340被设置在转换元件310的顶部，在第二额外层340的面向转换元件的阴极的底侧具有加热设备345。辐射探测器300'的其他部件与图3、4和5的那些相同，并且具有相同的参考标记。
总之，已经注意到直接转换材料(例如，CdZnTe)示出了在增加块体温度时减少的被极化的趋势。归因于温度对释放电荷捕获的作用，能够改善极化伪影的发生，使极化伪影完全消失或仅在更高光子通量处出现。极化作用的消除胜过在高温下操作的负面影响(例如，增加的暗电流)。基于这一背景，已经提出了对转换材料的加热与对ASIC的冷却的(大程度地)解耦的方法。在辐射探测器的一些实施例中，要求中介部以将直接转换传感器与读出ASIC进行接口，尤其用于实现4-侧瓦块概念。建议使中介部材料装配具有加热设备(例如，电阻丝)，以产生规定的热。
根据本发明的辐射探测器例如可以被应用于CT探测器，尤其是基于直接转换传感器的谱CT探测器。
尽管已经在附图和前述描述中详细图示并描述了本发明，这样的图示和描述被认为是图示性或范例性的而非限制性的；本发明并不限于所公开的实施例。通过研究附图、说明书和权利要求书，本领域技术人员在实践所主张的本发明时，能够理解并实现对所公开实施例的其他变型。在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以实现在权利要求中列举的若干项的功能。在互不相同的从属权利要求中记载的特定措施并不表示不能有利地使用这些措施的组合。计算机程序可以被存储/分布在与其他硬件一起提供或作为其他硬件的一部分的诸如光学存储介质或固态介质的适当的介质上，但也可以以其他形式分布，例如经由因特网或其他有线或无线的远程通信系统。在权利要求中的任何附图标记不应被解释为对范围的限制。
Claims (12)
1.一种辐射探测器(100、300、100'、300')，包括：
-转换元件(110、310)，其用于将入射辐射(X)转换为电信号；
-读出电路(120、320)，其用于处理所述电信号；
-加热设备，其与所述读出电路分离，用于对所述转换元件进行加热。其中，所述加热设备包括珀耳帖元件，并且其中，所述珀耳帖元件的热源(135'、335')被取向为朝向所述转换元件，并且所述珀耳帖元件的散热片(137')被取向为朝向所述读出电路。
2.一种用于操作根据权利要求1所述的辐射探测器(100、300、100'、300')的方法，所述方法包括如下步骤：
-在转换元件(110、310)的帮助下，将入射辐射(X)转换为电信号；
-在读出电路(120、320)中处理所述电信号；
-对所述转换元件进行主动加热，而同时不对所述读出电路进行加热。
3.一种用于生成对象(P)的图像的成像装置(1000、1000')，尤其是CT成像装置，包括：
-辐射源(S)，其用于生成辐射(X)；
-根据权利要求1所述的辐射探测器(100、300、100'、300')，其用于探测所述辐射。
4.根据权利要求1所述的辐射探测器(100、300、100'、300')，
其特征在于，所述加热设备包括电阻线(135、335、345)或结构。
5.根据权利要求1所述的辐射探测器(100、300、100'、300')，
其特征在于，所述辐射探测器包括邻近所述转换元件(110、310)的表面来设置的额外层(130、330、340)。
6.根据权利要求5所述的辐射探测器(100、300、100'、300')，
其特征在于，所述额外层(130、330)包括所述加热设备(135、335、135'、335')。
7.根据权利要求5所述的辐射探测器(100、300、100'、300')，
其特征在于，所述额外层(130、330、340)被设置为邻近所述转换元件(110、310)的指向所述读出电路(120、320)的表面或者被设置为邻近与所述转换元件的指向所述读出电路的所述表面相反的表面。
8.根据权利要求5所述的辐射探测器(100、300、100'、300')，
其特征在于，所述额外层(130、330、340)包括通孔(132、136、136')，所述通孔用于将所述转换元件(110、310)电连接到所述读出电路(120、320)，和/或将所述加热设备(135、335、345、135'、335'、345')电连接到供电电源。
9.根据权利要求1所述的辐射探测器(300、300')，
其特征在于，导热材料(350)被设置在所述加热设备(345')与所述转换元件(310)之间，和/或其特征在于，绝热材料被设置在所述转换元件(110、310)和/或所述加热设备与所述读出电路(120、320)之间。
10.根据权利要求1所述的辐射探测器(300、300')，
其特征在于，所述辐射探测器包括用于确定所述转换元件(310)的温度的温度传感器(344)。
11.根据权利要求1所述的辐射探测器(100、300、100'、300')，
其特征在于，所述辐射探测器包括用于控制所述加热设备的操作的控制回路(C)。
12.根据权利要求1所述的辐射探测器(100、300、100'、300')，
其特征在于，所述辐射探测器包括用于选择性地冷却所述转换元件(110、310)和/或所述读出电路(120、320)的冷却设备(137')。
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