CN111134705B - 一种放射线图像探测器及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种放射线图像探测器及其制作方法，其中，放射线图像探测器包括：用于将放射线图像转换为可见光图像的放射线转换层，包括复数个光敏像素组成的像素阵列并用于探测可见光图像的可见光图像探测层以及设置于放射线转换层和可见光图像探测层之间并包括复数个微型凸透镜组成的透镜阵列的微透镜层，其中，微型凸透镜的光轴垂直于可见光图像探测层，并且放射线转换层和微透镜层以及可见光图像探测层均为曲面结构，且弯曲方向相同。本申请的放射线图像探测器，可以使从X光发生器发出的非平行的放射线垂直入射至放射线转换层，从而在可见光图像探测层的中间位置和边缘位置的光学图像的放大率，图像分辨率和亮度的均匀性得到改善。

Description

一种放射线图像探测器及其制作方法

【技术领域】

本申请涉及图像探测领域，尤其涉及一种放射线图像探测器及其制作方法。

【背景技术】

平板式放射线图像探测器已经被广泛应用于数字化医疗诊断和放射线治疗的实时监控。这种平板式图像探测器具有快捷、低成本、低曝光量、高图像质量等优点，并且便于数据的存储，发送和运算，能够融入数字化医疗系统中。随着技术的发展动态的X光影像也成为了可能，不仅可以应用在胸部透视和心血管动态X光影像等大尺寸的医疗影像应用场合，而且也已经逐渐渗透到牙科等小面积的摄像和诊断应用领域。

平板式放射线图像探测器根据探测原理和结构，大致可以分为两类：直接变换式和间接变换式。其中，间接变换式探测器主要包括放射线转换层和光学图像探测器，放射线转换层能够将放射线转换成可见光，光学图像探测器包括多个光电转换器件。可见光被光电转换器件接收后产生电子空穴对，电子空穴对在电场的作用下分离后，分别向着光电转换器件的阳极和阴极移动后被收集，然后产生电信号并且输出给外部电路，最终实现图像的探测。

在一个放射线影像系统中，放射线，比如X射线是由X射线发生器，俗称X射线管所产生和发出的。在X射线管内部是真空状态，电子束被强电场加速并轰击在金属靶材上，高速电子轰击金属原子导致原子产生韧致辐射，X射线从金属靶发射出来，穿过输出窗口，并经过一系列的准直器和能量过滤器后照射人体。部分未被吸收的X射线在穿过人体后透射到X射线图像探测器面板上，X射线图像探测器将X射线首先转换为可见光图像，然后用可见光图像探测器获得电子图像。

在上述X射线的发出和照射过程中，从一个电子轰击的焦点到扩散成一个辐射面，每条X射线都是以发散的方式辐射出去的。也就是说每个X光子最后进入X射线图像探测器时的角度都不一样。一个平板式X射线图像探测器所获得的图像从中间到边缘，图像的亮度和分辨率都会发生渐变，由于发散型X射线的放大作用，图像在探测器的边缘也会发生畸变。

【发明内容】

有鉴于此，本申请实施例提供了一种放射线图像探测器及其制作方法，以解决以上问题。

第一方面，本申请实施例提供一种放射线图像探测器，包括：

放射线转换层，用于将放射线图像转换为可见光图像；

可见光图像探测层，可见光图像探测层包括复数个光敏像素组成的像素阵列，用于探测可见光图像；

微透镜层，设置于放射线转换层和可见光图像探测层之间，微透镜层包括复数个微型凸透镜组成的透镜阵列，微型凸透镜的光轴垂直于可见光图像探测层；

并且，放射线转换层和微透镜层以及可见光图像探测层均为曲面结构，且弯曲方向相同。

第二方面，本申请实施例提供一种放射线图像探测器的制作方法，其特征在于，包括：

在第一基板上制作放射线转换层，放射线转换层用于将放射线图像转换为可见光图像；

在第二基板上制作可见光图像探测层，可见光图像探测层包括复数个光敏像素组成的像素阵列，用于探测可见光图像；

在可见光图像探测层上制作遮光结构和透镜阵列；

将第一基板和第二基板进行弯曲处理并覆盖和贴合；

其中，第一基板和第二基板的弯曲方向及弯曲形状相同。

本申请实施例提供的放射线图像探测器的放射线转换层及可见光图像探测层均为曲面结构，因此可以使得非平行的放射线能够垂直入射至放射线转换层，从而放射线在放射线转换层中的任何位置激发出来的可见光的光子都能在光敏像素中产生近似相同的光电信号。

【附图说明】

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，可以想象，本领域的技术人员可以根据本发明的实施例所揭示的器件结构和概念引申和拓展出类似的器件结构和制造方法，勿容置疑也都在本发明的权利要求范围之内。

图1为现有技术中放射线图像探测器的工作原理图；

图2为本申请一个实施例中提供的放射线图像探测器的截面示意图；

图3为现有技术中一种平面式放射线图像探测器的光子分布图；

图4为本申请实施例提供的一种曲面式放射线图像探测器的光子分布图；

图5为本申请一个实施例中提供的放射线图像探测器的局部放大图

图6为本申请另一个实施例中提供的放射线图像探测器的截面示意图；

图7为本申请一个实施例提供的放射线图像探测器的工作原理图；

图8为本申请实施例提供的放射线图像探测器制作方法流程图。

【具体实施方式】

为了更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本说明书的描述中，需要理解的是，本申请权利要求及实施例所描述的“基本上”、“近似”、“大约”、“约”、“大致”“大体上”等词语，是指在合理的工艺操作范围内或者公差范围内，可以大体上认同的，而不是一个精确值。

本案申请人通过细致深入研究，对于现有技术中所存在的问题，提供了一种解决方案。

图1为现有技术中放射线图像探测器的工作原理图，如图1所示，放射线发生器T发射出放射线(X-ray)，经过能量滤波器F和准直器C的作用形成能量和角度更加集中的放射线束，然后入射到人体需要检测的部位。经过人体组织的放射线会被吸收和散射，从而使得放射线的能量衰减，而衰减程度不同的放射线能够反映人体组织的不同状况，因此穿过人体组织的放射线携带着人体组织的诸多信息。放射线穿过人体组织后经过具有准直作用的金属格栅G后，在人体内部散射而产生的大角度的放射线被过滤掉，其余的放射线进入平板式放射线图像探测器内。

如图1所示的放射线图像探测器包括放射线转换层01’和光敏像素20’，其中，放射线转换层01’内的闪烁体受到放射线的激发产生可见光光子，光敏像素20’接收到可见光光子后产生光生电子或空穴的电信号。然而，由于放射线束从放射线发生器出来后是以发散的角度投射到人体和之后的平板式放射线图像探测器上的，如图1所示，入射到放射线图像探测器内的放射线与放射线转换层01’的法线方向之间存在一定的夹角，这就使得放射线在穿过放射线转换层01’时的路径长短与平板式图像探测器的位置有关。倾斜的放射线在其路径上激发产生的可见光的光子则分布在一条与放射线转换层01’的法线方向具有一定夹角的路径上。也就是说，倾斜入射的放射线所激发产生的可见光的光子不完全位于对应的光敏像素20’正上方，而是横向扩散了一定的距离，使得一个X射线光子最后产生了有一定宽度的长形光斑。这样的长形光斑会被图像探测阵列上的一系列的光敏像素接收到，导致图像的模糊或失去细节。如图1示出的，右侧的倾斜放射线激发产生的可见光L1’和L2’分别被光敏像素20a’和20b’接收。

由于倾斜的放射线激发产生的可见光会被其所对应的光敏像素20’之外的其他光敏像素20’接收到，从而使得这部分可见光贡献产生的图像信号会叠加在其他光敏像素20’的原有图像信号之上，造成了图像的串扰或者模糊，降低了图像的空间调制传递函数MTF(Modulation Transfer Function)。

为了提高图像的MTF，相关技术中的一种方案是，采用非晶状态的闪烁体制作放射线转换层01’，比如碘化铯CsI(Tl)或者CsI(Na)，通过一定角度的蒸发或者利用基板上微小的周期性凸起结构，来形成对可见光具有导向作用的柱状晶体结构，将发光点发出的大部分的可见光导向正下方的光敏像素20’中。然而该种技术中蒸发制作的闪烁体，对于湿气和温度的异常敏感，从而影响图像探测器的性能稳定性，而且该种制作方式对闪烁体晶体种类也有一定的限定。而且即便采用柱状晶体结构的闪烁体制作放射线转换层01’也是仅将发光点发出的可见光导向正下方的光敏像素20’，而无法解决由于放射线的倾斜入射导致其所激发产生的发光点不位于对应的光敏像素20’正上方的问题。

基于相关技术中的问题，本发明实施例提供一种放射线图像探测器，能够适用于各种类型的闪烁体晶体，可以改善串扰现象，提高图像MTF，或者提高高空间频率的探测量子效率。

图2为本申请一个实施例中提供的放射线图像探测器的截面示意图。

如图2所示，本申请实施例提供的放射线图像探测器，包括放射线转换层01、可见光图像探测层02及微透镜层03。

放射线转换层01用于将放射线图像转换为可见光图像。放射线根据其能量的分布，可以是1KeV到几百KeV的X射线或者超过1MeV的高能量辐射的γ(Gamma)射线。放射线转换层01包括闪烁体或荧光体的薄膜或者晶体，比如掺杂金属铊的碘化铯CsI(Tl)的薄膜或者晶体，或者是钨酸铬(CdWO4)或者GOS(Gd2O2S:Pr,硫氧化钆闪烁体)等能够将放射线转换成可见光的薄膜或晶体。

可见光图像探测层02包括复数个光敏像素20组成的像素阵列，用于探测可见光图像。其中，复数个理解为多个，也即光敏像素20所组成的像素阵列中包括多个光敏像素20。并且相邻的光敏像素20通过刻蚀或者绝缘膜等方式隔离，防止不同光敏像素20之间的信号串扰和驱动脉冲的干涉噪声。可选地，光敏像素20包括光电转换器件，光电转换器件可以为光电二极管。

微透镜层03设置于放射线转换层01和可见光图像探测层02之间，微透镜层03包括复数个微型凸透镜31组成的透镜阵列，并且微型凸透镜31的光轴垂直于可见光图像探测层02。其中，复数个也应理解为多个，也即微型凸透镜31所组成的透镜阵列中包括多个微型凸透镜31。微透镜层03中的微型凸透镜31起到聚光的作用，用于将放射线转换层01发出的靠近光轴的可见光汇聚到对应的光敏像素20处。

并且放射线转换层01、微透镜层03以及可见光图像探测层02均为曲面结构，且弯曲方向相同。请继续参考图2，放射线发射源发出的为发散型的放射线，放射线转换层01、微透镜层03以及可见光图像探测层02均为曲面结构且三者的弯曲方向均朝向放射线入射来的方向。可选地，三种曲面结构可以分别为球面的一部分，且三种曲面结构对应的球面的球心基本重合。并且如图2所示，当放射线发射源发出的为发散型的放射线束时，球面的球心大致位于放射线管的金属靶材上被电子束轰击的位置。

采用该种曲面结构的放射线图像探测器接收的放射线除少数由于散射导致前进方向发生较大偏折的放射线以外，其他均垂直投射至放射线图像探测器内。并且，采用该种曲面结构的放射线图像探测器的的各个光敏像素20的法线和放射线的入射方向基本平行，，激发产生可见光光子的弥散斑的中心始终位于对应的光敏像素10的正上方，从而显著降低了可见光光子的横向扩散，提高了图像的空间分辨率。

图3为现有技术中一个点源放射线入射到平板式图像探测器后产生的光子弥散分布图，图4则为本申请实施例提供的一种曲面式放射线图像探测器的光子弥散分布图。比较图3和图4就可以发现，同样检测一束放射线，采用现有技术中的平板式放射线图像探测器产生的光斑分布更加分散，而采用本申请实施例提供的一种曲面式放射线图像探测器后产生的光斑分布更加集中。正是这种对于放射线点光源的扩散函数的明显不同，使得本申请实施例提供的放射线图像探测器具备更高的空间分辨力。

请继续参考图2，在本申请的一个实施例中，微透镜层03还包括一遮光结构，设置于微透镜层03靠近可见光图像探测层02的一侧。遮光结构包括至少一层遮光层32，遮光层32包括复数个通孔320，其中，通孔320和微型凸透镜31一一对应。图中仅以一层遮光层32进行示意，本发明中对于一层遮光层32中具有通孔320的个数不做具体限定。本发明实施例中，遮光结构还可以包括N层遮光层32，N为从1到3的整数。

在本发明实施例中，遮光层32与微型凸透镜31位于光敏像素20与放射线转换层01之间，微型凸透镜31能够将靠近光轴的小角度光线汇聚到遮光层32的通孔320位置处，然后射入光敏像素20对图像信号做出贡献。同时遮光层32能够对大角度的光线进行遮挡，避免可见光入射的光敏像素20的位置存在偏差，从而能够进一步改善串扰现象。其中，遮光层32能够遮挡的大角度光线不仅包括由周边的光敏像素20对应的放射线转换层01射出的光线，还会包括由微型凸透镜31对应的正上方的放射线转换层01射出的部分大角度光线(也即靠近凸透镜光轴的大角度光线)。也就是说，遮光层21与微型凸透镜31配合形成了光学准直器。

下面结合附图对本申请实施例提供的放射线图像探测器进行详细说明。图5为本申请一个实施例中提供的放射线图像探测器的局部放大图，图5所示意的为对应一个光敏像素20的放射线图像探测器的局部放大图。

图5所示意的放射线图像探测器还包括盖板05和反射层04。其中，反射层04位于放射线转换层01远离光学图像探测层02的一侧，盖板05位于反射层04远离放射线转换层01的一侧。盖板05的制作材料包括放射线容易穿透的材料，比如可以是碳纤维薄板或合金铝板。反射层04的制作材料包括放射线容易穿透且对可见光具有高反射作用的材料，比如可以包括金属铝或者金属银的薄膜或粉末。经放射线转换层01作用产生的可见光的光子辐射是向各个方向等概率发射的，向上辐射的光线在经顶部反射层04的反射后折返回来和原来向下发射的光子一样有机会最终会进入光敏像素20中，产生光生电子或空穴的电信号。

此外，图5示意的光敏像素20可以为光电二极管，如图中示意的，光敏像素20包括在第二基板06之上依次堆叠的第一电极21、第一掺杂层22、光电转换层23、第二掺杂层24和第二电极25。当第一电极21为阳极时，第一掺杂层22为p型掺杂层，则第二电极25为阴极，第二掺杂层24成为n型掺杂层。当第一电极21为阴极时，第一掺杂层22为n型掺杂层，则第二电极25为阳极，相应的第二掺杂层24成为p型掺杂层。

如图5所示，一个光敏像素20与复数个微型凸透镜31和复数个通孔320相对应，并且微型凸透镜31与通孔320一一对应。每个微型凸透镜31的光轴贯穿与其相对应的通孔320。通过该种设计，一个光敏像素20对应多个微型凸透镜31，则微型凸透镜31的尺寸远小于光敏像素20的尺寸，给薄膜涂布和硬化的工艺带来更大的方便。另外当使用复数个小于像素尺寸的微透镜阵列时，在制作时即便不考虑微型凸透镜31和光敏像素20的精确对位也可以达到很好的对光线准直的效果。比如将分离的包含微型凸透镜和通孔的阵列面板甚至柔性的微透镜和通孔的薄膜直接或间接覆盖在光学图像探测阵列之上，也能发挥上述的集光和准直的效果。尤其是使用柔性的包含微型凸透镜和通孔的薄膜，能够更加容易地制作具有一定曲面的放射线图像探测器。

另外，在相关技术中，考虑到影像的大面积和信号噪声比例，通常应用于医疗用途的放射线图像探测器的像素尺寸都大于50微米。对于乳腺X光探测器像素一般设定在100微米，对于心血管，胸部和其他部位的放射线诊断和医疗用的图像探测器，通常的像素尺寸设定在200微米左右。根据光学透镜的基本原理和设计，无论是凸透镜还是凹透镜，透镜的高度应该和其直径在一个数量级或者基本相同，而透镜的尺寸越大，其工艺制作难度越大。然而想要在一个较大面积的基板上，比如200mm*200mm的基板上，制作高度为50微米甚至100微米的凸透镜，其工艺的复杂性和难度非常大，而且透镜制作工艺对光敏像素中光电转换层的不良影响也是不可预期的。

而本发明实施中，在一个光敏像素20上方可以设置多个微型凸透镜31，根据光敏像素20的大小和微型凸透镜31的直径，一个光敏像素20上可以至少放置四个或四个以上的微型凸透镜31。在一种可选的制作方法中，首先涂布有机薄膜；然后采用UV固化方式蒸发掉部分溶剂；然后对有机薄膜进行刻蚀，形成台阶状结构；然后高温烘烤，台阶状结构的边缘依靠有机材料膜层的软化流动性形成圆弧形状，从而形成微型凸透镜结构。根据薄膜涂布工艺、UV固化或者热固化，以及刻蚀等工艺的能力，通常微型凸透镜31的半径，或者微型凸透镜31的高度，最大为几个微米到十几个微米。对于广泛应用于乳腺X射线诊断的探测器来说，一个50μm*50μm的像素的上面可能要放置16个直径为10μm的微型凸透镜31。采用本发明实施例提供的结构在每个光敏像素20上面都设置多个微型凸透镜31工艺简单、制作难度小。

此外，请继续参考图2及图5，放射线转换层01和微透镜层03以及可见光图像探测层02均为曲面结构，且三者对应的曲面结构为球面的一部分，此时三者各处对应的曲率半径基本一致。并且当入射放射线为发散型放射线时，将放射线发射源设置在放射线转换层01、微透镜层03以及可见光图像探测层02的曲面结构对应的球心位置处，能够保证放射线发射源发射出的放射线均垂直于放射线转换层01入射，而放射线在放射线转换层01内的传输路径垂直于微透镜层03以及可见光图像探测层02，因此一束放射线激发闪烁体产生的发光斑点在可见光图像探测层02上的投影为对称的弥散圆斑。

由于放射线转换层01、微透镜层03及可见光图像探测层02沿放射线的传输路径依次设置，也就是说，放射线转换层01、微透镜层03及可见光图像探测层02与放射线发射源的距离依次增加，因此，为保证三者对应的球面的球心均与放射线发射源对应，则三者的曲率半径应该依次增加。但是，考虑到放射线图像探测器距离放射线发射源的距离较远，因此三者的曲率半径设计的非常相近，也就是说，放射线转换层01、微透镜层03以及可见光图像探测层02的曲率半径基本相同。此外，放射线图像探测器相对于放射线发射源可以看做一个整体，在保证放射线发射源发射出的放射线垂直入射至放射线图像探测器时，放射线图像探测器的曲率半径是确定的，而放射线图像探测器中的放射线转换层01、微透镜层03以及可见光图像探测层02各自的曲率半径可以认为均与放射线图像探测器的曲率半径基本相同。

需要说明的是，图2及图5所示意的放射线图像探测器均以放射线发射源发射发散型放射线为例进行说明的，然而在实际使用场景中，放射线发射源也可以发射汇聚型放射线束。本申请实施例提供的放射线图像探测器也可以应用于入射的放射线为汇聚型放射线的情况，请参考图6，图6为本申请另一个实施例中提供的放射线图像探测器的截面示意图，如图6所示，放射线转换层01、微透镜层03以及可见光图像探测层02均为曲面结构，且弯曲方向相同，而且三者的弯曲方向均朝向放射线的发射的方向。可选地，三种曲面结构可以分别为球面的一部分，且三种曲面结构对应的球面的球心重合。并且如图6所示，当放射线发射源发出的为汇聚型的放射线时，球面的球心被设置在图像探测器的远离放射线管的一侧的虚拟焦点位置。

由上述分析可知，入射放射线无论是发散型还是汇聚型，三种曲面结构对应的球面的球心与入射放射线的焦点O的位置基本重合，所谓入射放射线的焦点O为任意两条入射放射线的实际交点处或虚拟交点处。并且三种曲面结构的曲率半径也应大致等于放射线转换层01到入射放射线的焦点O的距离，从而保证入射的放射线可以垂直入射至放射线转换层01中。

本申请实施例提供的放射线图像探测器是曲面式图像探测器，放射线图像探测器内的各功能膜层也应该是曲面结构，如上所述的，放射线转换层01和微透镜层03以及可见光图像探测层02均为曲面结构，且三者对应的曲面结构为球面的一部分。但是即便微透镜层03为曲面结构，其所包括的遮光层32中的通孔320的中心也应与对应的微型凸透镜31的光轴相互重合。

图7为本申请一个实施例提供的放射线图像探测器的工作原理图，图7中仅作简化示意。放射线转换层01的厚度为H，由于放射线垂直入射至放射线转换层01，则放射线的传输方向垂直于放射线转换层01的厚度方向。入射的放射线在进入放射线转换层01后激发闪烁体产生可见光光子，其中一个放射线可能激发产生多个可见光光子，且可见光光子产生的位置(也就是发光点)基本在该放射线在放射线转换层01中所经过的路径上。以放射线转换层01中深度为DH的位置处转换成的可见光为例进行说明，在向所有方向发射的可见光中，向着下方发射而且在一个圆锥形的立体角θ1内的光线在通过微型凸透镜31作用之后可以通过遮光层32的通孔320之后，最后到达光敏像素20内，可见光被汇聚到通孔320的位置，则通孔320相当于光圈；向着上方发射的而且在一个圆锥形的立体角θ2内的光线可以经过反射层04的反射后，再依次通过微型凸透镜31和遮光层32的通孔320后到达光敏像素20内。而与光轴S呈较大夹角的光线L1穿透微型凸透镜31之后，会被遮光层32遮挡。也即，微型凸透镜31能够将微型凸透镜31对应上方的靠近光轴的小角度的光线汇聚到遮光层32的通孔320处，光线穿透通孔320后到达下方的光敏像素20内，而与光轴呈较大夹角的光线穿透微型凸透镜31后会被遮光层32遮挡，不能进入光敏像素20内对图像信号的做出贡献。遮光层32与微型凸透镜31的配合相当于光学准直器，能够对放射线转换层01射出的可见光具有准直效果，能够实现对大角度光线的遮挡，避免可见光入射的光敏像素20的位置存在偏差，从而能够改善串扰现象，提高图像分辨率，提升探测图像质量。

进一步的，继续参考上述图7中的示意，立体角θ1和立体角θ2的大小不仅和DH、H有关，而且与通孔320的面积大小、以及通孔320和微型凸透镜31之间的相对距离有关。

通过调整通孔320的面积可以限定光敏像素10所采集到的光线偏离光轴的最大立体角。由图7可以看出，当通孔320的面积较小时，其能够遮挡更多与光轴S呈较大夹角的光线，但是这也会影响光敏像素10采集到的信号量，从而影响图像探测的准确性。考虑到一个光敏像素20对应的复数个通孔320及微型凸透镜31中，越是靠近该光敏像素20边缘的通孔320和微型透镜越能较多的接触到相邻光敏像素20对应位置处发射过来的大角度光线，因此可以将一个光敏像素20对应的复数个通孔320中越靠近光敏像素20边缘的通孔320的孔径设计的越小，越靠近光敏像素20中心的通孔320孔径设计的越大。也就是说，通孔320的孔径与该通孔320的中心到光敏像素20的边缘的距离相关，并且距离越小，孔径就越小，如图5所示，靠近光敏像素20边缘的通孔32b的孔径小于远离光敏像素20的边缘的通孔32a的孔径。

在一种实施例中，如图5及图7所示，微透镜层03还包括基底层33，基底层33不仅能够作为承载微型凸透镜31的基底，还能够对下方的可见光图像探测层的表面起到平坦化的作用。基底层33的制作材料可与微型凸透镜31的制作材料相同，或者也可以采用折射率基本相同的材料制作，以减少可见光穿透膜层界面时的反射。基底层33的制作材料包括聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、丙烯酸树脂中的任意一种。

在本申请的一个实施例中，还提供一种放射线图像探测器的制作方法，用于制作上述任意一个实施例提供的放射线图像探测器。图8为本申请实施例提供的放射线图像探测器制作方法流程图，该制作方法包括以下步骤：

在第一基板上制作放射线转换层，其中，放射线转换层用于将放射线图像转换为可见光图像；

在第二基板上制作可见光图像探测层，其中，可见光图像探测层包括复数个光敏像素组成的像素阵列，用于探测可见光图像；

在可见光图像探测层上制作遮光结构和透镜阵列，两者配合可以控制一定角度内的光线入射至可见光图像探测层；

将第一基板和第二基板进行弯曲处理并覆盖和贴合。对应地，第一基板上的放射线转换层随着第一基板的弯曲成为弯曲结构；对应地，第二基板上的可见光图像探测层以及包括遮光结构和透镜阵列的微透镜层也随着第二基板的弯曲成为弯曲结构。

其中，第一基板和第二基板的弯曲方向及弯曲形状相同。对应的，放射线转换、可见光图像探测层以及微透镜层的弯曲方向及弯曲形状也相同。

在本申请的一个实施例中，将第二基板进行弯曲处理的具体方式可以包括，对第二基板进行减薄处理，然后将减薄后的第二基板放置在弯曲的磨具内，以保证第二基板弯曲后始终能够保证弯曲结构。具体地，第二基板可以为玻璃基板，减薄方式可以为化学腐蚀或者化学腐蚀与机械研磨组合的方式。

此外，将第一基板和第二基板进行弯曲处理后并覆盖和贴合具体包括将减薄处理后的第二基板及弯曲后的第一基板均放置在弯曲的模具内以进行贴合和封装成型。如此工艺易于实现，且能够保证第一基板和第二基板具备相适应的曲率半径，因而能够完美地贴合。

在本申请的一个实施例中，将第二基板进行弯曲处理的具体方式可以包括，在第二基板的背离可见光图像探测层的一侧制作一层或者复数层的金属薄膜，其中金属薄膜具备一定的内部张力或者收缩应力，因此金属薄膜会趋向于弯曲的形状，从而带动第二基板弯曲。制作具备内部张力或者收缩应力的方式为在一定温度下、并在真空环境或者惰性气体环境下采用真空溅射等方式制作金属薄膜，金属薄膜的具体材质可以为铬或者钼。为了使第二基板的曲率半径可以达到要求，可以在金属薄膜上开沟槽或者通孔，以缓解金属薄膜内部应力，从而改变第二基板的曲率半径。其中，在金属薄膜上开沟槽或者通孔的具体方式为通过激光切割剥离。具体地，第二基板可以为玻璃基板。

此外，第二基板可以为柔性材料，或者也可以为刚性材料，若为刚性材料则可以采用与第一基板相同的工艺来实现弯曲。

本申请实施例提供的制作方法能够制作的放射线图像探测器为上述实施例提供的曲面式放射线图像探测器，相比于通常的平板式放射线图像探测器，具有较高的空间分辨率以及较好的图像亮度和放大率的空间均匀性。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的实施例的基本概念原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (7)

1.一种放射线图像探测器，其特征在于，包括：

放射线转换层，用于将放射线图像转换为可见光图像；

可见光图像探测层，所述可见光图像探测层包括复数个光敏像素组成的像素阵列，用于探测所述可见光图像；

微透镜层，设置于所述放射线转换层和所述可见光图像探测层之间，所述微透镜层包括复数个微型凸透镜组成的透镜阵列，所述微型凸透镜的光轴垂直于所述可见光图像探测层；

并且，所述放射线转换层和所述微透镜层以及所述可见光图像探测层均为曲面结构，且弯曲方向相同；

所述微透镜层还包括一遮光结构，设置于所述微透镜层靠近所述可见光图像探测器一侧，所述遮光结构包括至少一层遮光层，所述遮光层包括复数个通孔，所述通孔和所述微型凸透镜一一对应；

一个所述光敏像素和复数个所述微型凸透镜和复数个所述通孔相对应；所述通孔的孔径与所述通孔的中心到所述光敏像素的边缘的距离相关，所述距离越小，所述孔径就越小。

2.根据权利要求1所述的放射线图像探测器，其特征在于，

所述通孔的中心与和其对应的所述微型凸透镜的光轴相互重合。

3.根据权利要求1所述的放射线图像探测器，其特征在于，

所述曲面结构为球面的一部分，并且放射线转换层和所述微透镜层以及所述可见光图像探测层的曲率半径基本相同。

4.根据权利要求3所述的放射线图像探测器，其特征在于，

所述曲率半径大致等于所述放射线转换层到入射放射线的焦点的距离，所述焦点为任意两条入射放射线的实际交点处或虚拟交点处。

5.一种放射线图像探测器的制作方法，其特征在于，用于制作如权利要求1-4任意一项所述的放射线图像探测器，包括：

在第一基板上制作放射线转换层，所述放射线转换层用于将放射线图像转换为可见光图像；

在第二基板上制作可见光图像探测层，所述可见光图像探测层包括复数个光敏像素组成的像素阵列，用于探测可见光图像；

在所述可见光图像探测层上制作遮光结构和透镜阵列；

将所述第一基板和第二基板进行弯曲处理并覆盖和贴合；

其中，所述第一基板和所述第二基板的弯曲方向及弯曲形状相同。

6.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述将所述第二基板进行弯曲处理并覆盖和贴合包括：

对所述第二基板进行减薄处理，然后将减薄处理后的所述第二基板及弯曲后的第一基板放置在弯曲的模具内贴合和封装成型。

7.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述将所述第二基板进行弯曲处理，包括：

在所述第二基板背离所述可见光图像探测层的一侧制作一层或复数层的金属薄膜，所述金属薄膜具备一定的内部扩张或收缩应力；

用激光或其它方法在所述金属薄膜上制作复数个开口或沟槽，以缓解所述金属薄膜的所述内部应力，使所述第二基板具备特定的弯曲形状。