CN115993373B - X射线成像装置、滤波结构及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种X射线成像装置、滤波结构及其制造方法。该X射线成像装置包括：滤波结构，对穿过被检目标的X射线进行滤波处理，以获得待测X射线；成像检测模块，检测所述待测X射线以获得所述被检目标的图像信号；以及处理模块，对所述图像信号进行处理以获得所述被检目标的图像，所述滤波结构至少划分为第一阵列和第二阵列，所述第一阵列和所述第二阵列分别对X射线进行不同程度的能量衰减，使得所述被检目标的图像至少为双能量图像。该X射线成像装置利用滤波结构对X射线进行不同程度的能量衰减，可以获得双能量图像甚至是多能量图像，图像识别精度高、效率高、检测速度快，且装置结构简单、成本低、可靠性高。

Description

X射线成像装置、滤波结构及其制造方法

技术领域

本发明涉及辐射探测器技术领域，更具体地，涉及一种X射线成像装置、滤波结构及其制造方法。

背景技术

随着社会的发展，X射线成像技术已经成为越来越重要的技术，被广泛应用于医疗、安检、工业探伤、无损检测等领域。

目前，X射线成像装置可以分为单能量装置和多能量装置，通常，单能量装置只能获取被检目标的基本信息，例如投影形状，多能量装置可以获取被检目标的多种信息，例如投影形状、物理属性等。虽然多能量装置可获取的信息更丰富，但在生产制造中，多能量装置的工艺复杂，对生产工艺要求高，生产成本高，成品的良率、可靠性欠佳。

因此，期望提供一种X射线成像装置，可以兼顾以下优势：1）图像识别精度高；2）生产效率的提升和检测速度加快；3）装置成本的不断降低；4）装置的可靠性高。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种X射线成像装置、滤波结构及其制造方法。

根据本发明的第一方面，提供一种X射线成像装置，包括：滤波结构，对穿过被检目标的X射线进行滤波处理，以获得待测X射线；成像检测模块，检测所述待测X射线以获得所述被检目标的图像信号；以及处理模块，对所述图像信号进行处理以获得所述被检目标的图像，其中，所述滤波结构至少划分为第一阵列和第二阵列，所述第一阵列和所述第二阵列分别对X射线进行不同程度的能量衰减，使得所述被检目标的图像至少为双能量图像。

可选地，所述滤波结构包括第一结构层，形成所述第一结构层的材料对X射线具有低透过性，所述第一阵列内的第一单元位置所述第一结构层的总厚度和所述第二阵列内的第二单元位置所述第一结构层的总厚度不同。

可选地，所述滤波结构包括：沿第一方向交替堆叠的多个第一结构层和多个第二结构层，形成所述第一结构层的材料对X射线具有低透过性，形成所述第二结构层的材料对X射线具有高透过性，所述第一方向为所述滤波结构指向所述成像检测模块的方向，其中，所述第一阵列包括多个第一单元，所述第二阵列包括多个第二单元，多个所述第一单元和多个所述第二单元沿第二方向交替排布，所述第二方向垂直于所述第一方向，所述第一单元内和所述第二单元内分别有不同层数的所述第一结构层开设有开口，使得所述第一单元内未开口的所述第一结构层在所述第一方向上的总厚度为第一厚度，所述第二单元内未开口的所述第一结构层在所述第一方向上的总厚度为第二厚度，所述第一厚度和所述第二厚度不同，所述第一厚度和所述第二厚度不同。

可选地，多个所述第一结构层的所述开口内填充有低密度材料，所述低密度材料为印刷电路板树脂材料或陶瓷类材料。

可选地，所述第一结构层的材料为金属层，所述第二结构层为印刷电路板树脂材料和/或陶瓷类材料层。

可选地，靠近所述被检目标的部分层数的所述第一结构层为完整的平面结构。

可选地，位于所述第一结构层中的各个所述开口的大小相同，且位于同一个所述第一单元中的各个所述开口的边缘对齐，位于同一个所述第二单元中的各个所述开口的边缘对齐，以在所述第一单元和所述第二单元中形成准直器结构。

可选地，所述成像检测模块包括：闪烁体层，利用所述待测X射线生成光信号；光电二极管层，将所述光信号转换为电信号；以及电路层，将所述电信号转换为所述被检目标的所述图像信号。

可选地，所述滤波结构、所述闪烁体层、所述光电二极管层、所述电路层沿所述第一方向依次堆叠，所述光电二极管层划分为均匀排布的多个像素点，所述第一单元与其相应的所述像素点在第一方向上对齐，所述第二单元与其相应的所述像素点在第一方向上对齐。

可选地，所述电路层、所述光电二极管层、所述闪烁体层沿所述第一方向依次堆叠，所述滤波结构和所述电路层均设置在印刷电路板内，所述光电二极管层划分为均匀排布的多个像素点，所述第一单元与其相应的所述像素点在第一方向上对齐，所述第二单元与其相应的所述像素点在第一方向上对齐。

可选的，所述成像检测模块还包括设置在所述闪烁体层的远离所述光电二极管的表面上的反光层，用于将所述光信号反射至所述光电二极管层。

可选地，所述滤波结构由印刷电路板或陶瓷基板工艺制成。

根据本发明的第二方面，提供一种滤波结构，包括：交替堆叠的多个第一结构层和多个第二结构层，形成所述第一结构层的材料对X射线具有低透过性，形成所述第二结构层的材料对X射线具有高透过性，其中，所述滤波结构至少划分为第一阵列和第二阵列，所述第一阵列包括多个第一单元，所述第二阵列包括多个第二单元，多个所述第一单元和多个所述第二单元交替排布，所述第一单元内和所述第二单元内分别有部分层数的所述第一结构层开设有开口，使得所述第一单元内未开口的所述第一结构层在所述第一方向上的总厚度为第一厚度，所述第二单元内未开口的所述第一结构层在所述第一方向上的总厚度为第二厚度，所述第一厚度和所述第二厚度不同，从而所述第一阵列和所述第二阵列分别对X射线进行不同程度的能量衰减。

根据本发明的第三方面，提供一种滤波结构的制造方法，包括：形成交替堆叠的多个第一结构层和多个第二结构层，形成所述第一结构层的材料对X射线具有低透过性，形成所述第二结构层的材料对X射线具有高透过性，将所述滤波结构至少划分为第一阵列和第二阵列，所述第一阵列包括多个第一单元，所述第二阵列包括多个第二单元，多个所述第一单元和多个所述第二单元交替排布；以及在多个所述第一结构层在每个所述第一单元处形成第一数量的开口，使得所述第一单元内剩余的所述第一结构层在所述第一方向上的总厚度为第一厚度，在每个所述第二单元处形成第二数量的开口，使得所述第二单元内剩余的所述第一结构层在所述第一方向上的总厚度为第二厚度，所述第一厚度和所述第二厚度不同，从而所述第一阵列和所述第二阵列分别对X射线进行不同程度的能量衰减。

本发明提供的X射线成像装置、滤波结构及其制造方法，利用滤波结构对X射线进行不同程度的能量衰减，可以获得双能量图像甚至是多能量图像，图像识别精度高、效率高、检测速度快，且装置结构简单、成本低、可靠性高。

进一步地，该X射线成像装置、滤波结构及其制造方法中，使用印刷电路板形成的滤波结构的各第一结构层对位精度高，容易形成高质量的准直器结构，因此该滤波结构兼具能量衰减的功能和限定辐射方向的功能，实现了滤波结构的复用，降低了装置成本、提高了装置质量。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示出了一种传统的单能量X射线成像系统的示意图；

图2示出了一种传统的双能量X射线成像装置的示意图；

图3示出了根据本发明第一实施例的X射线成像装置的截面图；

图4示出了根据本发明第二实施例的X射线成像装置的截面图；

图5示出了根据本发明第一实施例的滤波结构的截面图；

图6示出了根据图5的滤波结构的俯视图；

图7示出了根据本发明实施例的开口结构的透视图；

图8示出了根据本发明第二实施例的滤波结构的截面图；

图9示出了根据本发明第三实施例的滤波结构的截面图。

实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。

在下文中描述了本发明的许多特定的细节，例如器件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。

应理解，本申请实施例中的A与B连接/耦接，表示A与B可以串联连接或并联连接，或者A与B通过其他的器件，本申请实施例对此不作限定。

图1示出了一种传统的单能量X射线成像系统的示意图。

如图 1 所示，该单能量X射线成像系统100包括成像检测模块110和射线源120，成像检测模块110和射线源120例如安装在机架上。射线源 120 释放的 X 射线穿透被检目标130 后，被成像检测模块 110 接收。具体地，成像检测模块110包括从上至下依次排列的准直器111、闪烁体112、光电二极管113和电路板114，准直器111、闪烁体112、光电二极管113之间例如通过胶水进行粘接。X 射线穿透被检目标 130 后，准直器 111将大多数散射线吸收，携带被检目标信息的 X 射线被成像检测模块 110 上的闪烁体 112吸收，闪烁体 202将 X 射线转换成光信号，被下方的光电二极管 203 吸收并转换为电荷信号，电荷信号进而通过电路板 204（可以为 FR4 或者陶瓷基或者其它形式的基板材料）上的电荷处理芯片转换成电压信号或者数字信号并送给数据采集及处理系统，进而重建为被检目标图像并最终完成检查任务。

在一些实施例中，闪烁体112和光电二极管113分别划分为多个第一像素点141和多个第二像素点142，各个第一像素点141和各个第二像素点142分别一一对应。从俯视图来看，成像检测模块110内的像素140包括一个第一像素点141和与之对应的第二像素点142。Z向的像素数通常称为排数，排数通常大于/等于 2，X 向的像素数通常称为通道数，通道数通常大于/等于 2。

在另一些实施例中，闪烁体112为薄膜闪烁体，其是整体的平面层，不划分像素点，光电二极管113划分为多个第二像素点142，各第二像素点142接收其相应区域的闪烁体提供的光信号。

图2示出了一种传统的双能量X射线成像装置的示意图。

如图 2 所示，该双能量X射线成像装置210包括基板211、第一光电二极管阵列212、第二光电二极管阵列213、第一闪烁体214、第二闪烁体215、滤波片216和芯片217。第一光电二极管阵列212和第二光电二极管阵列213分别设置在在基板 211的两侧，第一闪烁体214和第二闪烁体215分别粘贴在第一光电二极管阵列212和第二光电二极管阵列213的表面，第一闪烁体214和第二闪烁体215对X射线的吸收性不同，例如，第一闪烁体214 用于吸收低能量 X 射线，第二闪烁体215用于吸收高能量 X 射线。上述结构在将 X 射线转换为电流电荷信号后，光电二极管阵列上的引线焊盘或者电极球与基板上的引线焊盘或者电极焊盘连接，再通过基板引线将信号引入芯片217，芯片217例如是电荷处理芯片或电路，芯片217将电流电荷信号量化为数字信号，然后系统再通过图像处理算法将包含了被检目标信息的信号重建为能够粗分类物质信息的方便人员来观察的带有颜色的图像。

工业领域的双能量X射线成像装置，特别是对于精细结构被检目标的应用来说，一般要求成像检测模块的像素很小，通常小于/等于 0.8mm*0.8mm，如果应用如上的双能量X射线成像装置，对于双能量X射线成像装置低能部分和高能部分的组装对准有着严格的要求，否则在 X 成像过程中就会导致串扰过大，图像不清晰的问题。

随着技术的不断发展，期望X射线成像装置可以兼顾以下优势：1）图像识别精度高；2）生产效率的提升和检测速度加快；3）装置成本的不断降低；4）装置的可靠性高。

针对以上诉求，如何设计一种性能更好，更为简洁，简易可行，成本比较低的成像检测模块成为本领域技术人员想要解决的问题。

下面将结合附图对本申请提供的X射线成像装置、滤波结构及其制造方法的实施例进行描述。

图3示出了根据本发明第一实施例的X射线成像装置的截面图。

如图3所示，该X射线成像装置300包括电路基板、闪烁体层321、光电二极管层322，其中，电路基板在功能上可划分为滤波结构310和电路层323两部分，滤波结构310用于对穿过被检目标的X射线进行滤波处理，以获得待测X射线；电路层323与闪烁体层321、光电二极管层322构成成像检测模块320或成像检测模块320的至少一部分，用于检测待测X射线以获得被检目标的图像信号；此外，X射线成像装置300还可能设置有处理模块，用于对图像信号进行处理以获得被检目标的图像。

在本发明实施例中，滤波结构310至少划分为第一阵列（滤波结构在实线框中的部分）和第二阵列（滤波结构在虚线框中的部分），第一阵列和第二阵列分别对X射线进行不同程度的能量衰减，使得被检目标的图像至少为双能量图像。例如，滤波结构310包括第一结构层，形成第一结构层的材料对X射线具有低透过性，第一阵列内的第一结构层的总厚度和第二阵列内的第一结构层的总厚度不同，从而第一阵列和第二阵列分别对X射线进行不同程度的能量衰减。

如图3所示，在一个示例中，将进入滤波结构310的X射线记为402-1，将穿过滤波结构310的X射线记为402-2，在第一阵列结构内，第一结构层在Y方向上的总厚度相对较小，因此大部分X射线较容易穿过，只有少量低能射线被低密度材料吸收，该处形成低能加高能射线区域；在第二阵列结构内，第一结构层在Y方向上的总厚度相对较大，因此多数低能量X射线被第一结构层所吸收，只有高能量X射线可以穿过第二阵列，形成高能射线区域。

在一个可选的实施例中，利用印刷电路板工艺实现滤波结构310，通过在印刷电路板上对应光电二极管层、闪烁体层的像素位置设置成第一方向（即，Y方向）上不同厚度的第一结构层（例如，印刷电路板中的金属层），来实现第一结构层对不同能量X射线的过滤，来实现闪烁体层接收不同能量等级的射线，来实现双能量探测器或者多能量探测器。

在另一个可选的实施例中，利用半导体工艺实现滤波结构310，例如，在衬底上对应光电二极管层、闪烁体层的像素位置设置成第一方向上不同厚度的第一结构层，之后采用对X射线具有高透过性的第二结构层填充第一结构层之间的缝隙，第二结构层例如是印刷电路板树脂材料和/或陶瓷类材料层，也可以是其它相似材料制作的结构层，使整个滤波结构的表面平整，该工艺下的滤波结构同样可以实现第一结构层对不同能量X射线的过滤，来实现闪烁体层接收不同能量等级的射线，来实现双能量探测器或者多能量探测器。

印刷电路板工艺实现的滤波结构310的具体内部结构将在下文结合图5-9进行详细描述，在此不再赘述。

成像检测模块320包括闪烁体层321、光电二极管层322和电路层323。具体地，闪烁体层321利用待测X射线生成光信号；光电二极管层322将光信号转换为电信号；电路层323将电信号转换为被检目标的图像信号。

处理模块例如以芯片或电路的形式设置在电路层323的表面或内部，对图像信号进行处理以获得被检目标的图像，被检目标的图像至少为可以表征投影形状和物理属性的双能量图像，当滤波结构310划分为第一阵列、第二阵列、第三阵列甚至更多阵列时，待测X射线穿过滤波结构310处理后可以获得三种甚至更多种不能能级的射线束，因此为X 射线成像提供更多的插值方法和成像方法，处理模块最终可以获得质量更高、信息更丰富的图像。

在图3所示的实施例中，成像检测模块320内的电路层323、光电二极管层322、闪烁体层321沿第一方向依次堆叠，第一方向为滤波结构310指向成像检测模块320的方向，即图3中箭头所指的方向，第一方向也是X射线经过滤波结构310过滤后剩余的X射线的方向。成像检测模块320还包括设置在闪烁体层321的远离光电二极管层322的表面上的反光层（未示出），用于将光信号反射至光电二极管层322。

在该实施例中，滤波结构310和电路层323均设置在印刷电路板内，为附图清楚起见，在图3中将滤波结构310和电路层323图示为分立结构，在实际操作中，可以将滤波结构310和电路层323形成于单个印刷电路板内，这样可以简化制造工艺、降低生产成本，同时可以提高装置的可靠性。

图4示出了根据本发明第二实施例的X射线成像装置的截面图。

如图4所示，该X射线成像装置400包括滤波结构410、成像检测模块420和处理模块（未示出）。该实施例与图3所示的实施例的区别在于成像检测模块420内部的结构层的排列顺序，在此不再赘述相同之处。

在图4所示的实施例中，滤波结构410、成像检测模块420内的闪烁体层421、光电二极管层422、电路层423沿第一方向依次堆叠。滤波结构410单独形成于印刷电路板内板，再将滤波结构410 通过胶水对准和粘贴到闪烁体层421的表面。

此外，本申请还提供一种X射线成像系统，包括图3或图4所示的X射线成像装置和射线源，射线源设置在X射线成像装置距离滤波结构较近的一侧。射线源与X射线成像装置之间留有一定距离，以放置或通过被检目标。

下面结合图5-9对本发明实施例的滤波结构进行详细描述，该滤波结构可以应用于图3和图4所示的X射线成像装置中，用于实现双能量探测或多能量探测。

图5示出了根据本发明第一实施例的滤波结构的截面图；图6示出了根据图5的滤波结构的俯视图；图7示出了根据本发明实施例的开口结构的透视图。

如图5所示，滤波结构510包括沿第一方向交替堆叠的多个第一结构层511和多个第二结构层512，第一方向为图3或图4中滤波结构指向成像检测模块的方向（即，Y方向）。形成第一结构层511的材料对X射线具有低透过性，部分第一结构层511中形成有开口，开口处对X射线具有高透过性，形成第二结构层512的材料对X射线具有高透过性。

在该实施例中，滤波结构510划分为第一阵列513和第二阵列514，请参见图5和图6，第一阵列513包括多个第一单元515，第二阵列514包括多个第二单元516，多个第一单元515和多个第二单元516沿第二方向（即，Z方向）交替排布，第二方向垂直于第一方向。第一单元515内和第二单元516内分别有部分层数的第一结构层开设有开口，使得第一单元515内未开口的第一结构层511在第一方向上的总厚度为第一厚度，第二单元516内未开口的第一结构层511在第一方向上的总厚度为第二厚度，第一厚度和第二厚度不同，且第一厚度和第二厚度可以为零，当第一厚度和第二厚度中的一个为零时，另一个则大于零。

在一个实施例中，在各个第一单元515和各个第二单元516的开口中，填充有低密度材料，低密度材料例如是印刷电路板树脂材料或陶瓷类材料，也可以是其它相似材料，低密度材料可以在制造第二结构层512时经由压合挤压进入开口位置，因此填充于开口的低密度材料与第二结构层512的低密度材料是一样的。在另一些实施例中，也可以在形成第一结构层511的开口后，通过单独的填充工艺将低密度材料填充于开口，以保证各第一结构层511和第二结构层512的表面平整度。

返回参考图3和图4，闪烁体层为薄膜闪烁体，因此该实施例的闪烁体层为一个整体的平面，光电二极管层划分为均匀排布的多个像素点，则滤波结构内的第一单元与其相应的像素点在第一方向上对齐，第二单元与其相应的像素点也在第一方向上对齐。

在另一些实施例中，闪烁体层为非薄膜闪烁体，为避免串扰，需要将闪烁体层划分为均匀排布的多个第一像素点，各第一像素点光隔离，将光电二极管层划分为均匀排布的多个第二像素点，则滤波结构内的第一单元与其相应的第一像素点和第二像素点在第一方向上对齐，第二单元与其相应的第一像素点和第二像素点也在第一方向上对齐。

在图5和图6所示的实施例中，第一结构层511的总层数为8层，各个第一单元515内的所有第一结构层511均开设有开口，则第一单元515内开口的第一结构层511在第一方向上的总厚度为0，开口内填充有低密度材料，因此大部分X射线较容易穿过，只有少量低能射线被低密度材料吸收，该处形成低能加高能射线区域；各个第二单元516内的顶部4层第一结构层511开设有开口，则第二单元516内未开口的第一结构层511在第一方向上的总厚度为4层第一结构层的厚度，因此多数低能量X射线被第一结构层所吸收，只有高能量X射线可以穿过第二单元516位置，形成高能射线区域。

上述低能射线和高能射线针对不同行业应用有所不同。例如，针对食品行业，射线最高能量往往小于100KV，而矿石分选行业，射线最高能量超过140KV，因此对于射线低能量段和高能量段划分有所不同，因此本发明第一结构层使用的材料和第一结构层的数量也可以有所不同，本发明对其不做具体限制。

通过上述滤波结构，X射线穿过第一阵列511形成低能加高能射线区域，X射线穿过第二阵列512形成高能射线，最后经过闪烁体层和光电二极管层及对应电路层形成对被检目标的图像信号获取，最后通过图像算法形成双能量图像。

如图7所示，在该实施例中，滤波结构510通过在第一结构层511上形成与像素位置对应的开口517，开口517内填充低密度材料，对于垂直于滤波结构510方向的X射线，X射线较容易穿透开口517内的低密度材料，对于X射线穿过被检目标之后形成的散射线（如虚线箭头所示），将会被未开口的第一结构层511吸收，从而形成射线领域经常使用的准直器结构。准直器结构用于吸收空间杂散射线，进而提高图像质量和分辨能力。通过印刷电路板工艺形成的准直器结构还有如下优点，可以自由选择第一结构层的数量和厚度，以较容易的形成期望的准直器规格，通过印刷电路板工艺，各层第一结构层之间的对位精度较高，容易形成高质量的准直器结构。

图8示出了根据本发明第二实施例的滤波结构的截面图。

如图8所示，滤波结构610包括沿第一方向交替堆叠的多个第一结构层611和多个第二结构层612，第一方向为图3或图4中滤波结构指向成像检测模块的方向（即，Y方向）。第一结构层611对X射线具有低透过性，第二结构层612对X射线具有高透过性。

该实施例的滤波结构610通过若干层全部铺第一结构层611，以滤除极低能量无用杂散射线，例如，第1层和第2层第一结构层611中不设置开口，例如为全部铺金属结构。可以将第一阵列613的第3层到第8层第一结构层611设置为开口，以形成低能量加高能量射线传输通道；将第二阵列614的第3层到第4层第一结构层611设置为开口，以形成高能量射线传输通道。通过上述滤波结构，X射线穿过第一阵列613形成低能加高能射线区域，X射线穿过第二阵列614形成高能射线，最后经过成像检测模块中的闪烁体层和光电二极管层及对应电路层形成对被检目标的信息获取，最后处理模块通过图像算法形成双能量图像。

图9示出了根据本发明第三实施例的滤波结构的截面图。

如图9所示，滤波结构710包括沿第一方向交替堆叠的多个第一结构层711和多个第二结构层712，第一方向为图3或图4中滤波结构指向成像检测模块的方向（即，Y方向）。第一结构层711对X射线具有低透过性，第二结构层712对X射线具有高透过性。

该实施例的滤波结构710被划分为第一阵列713、第二阵列714、第三阵列715和第四阵列716，为了将第一阵列713、第二阵列714、第三阵列715和第四阵列716配置成不同能量X射线的穿过能力，在第一阵列713、第二阵列714、第三阵列715和第四阵列716的Y方向上设置成不同的第一结构层711总厚度。如图9所示，可以将第一阵列713的所有层的第一结构层711对应像素位置设置为开口，将第二阵列714的第3层到第8层第一结构层711设置为开口，将第三阵列715的第5层到第8层第一结构层711设置为开口，将第四阵列716的第7层到第8层第一结构层711设置为开口，因此可以在X射线穿过后，得到4种不同能级的射线束，从而可以为X射线成像提供更多的插值方法和成像方法，以使得更好的图像成为可能。

应理解，图5、8和9所示的滤波结构只是每层的第一结构层选择开口或者不开口几种示例，不应理解为对第一结构层的总层数、开口层数、开口方式及开口位置的限制。

此外，本发明还提供了一种滤波结构的制造方法，可以形成如图5、8和9所示的滤波结构，该制造方法包括：形成交替堆叠的多个第一结构层和多个第二结构层，第一结构层对X射线具有低透过性，第二结构层对X射线具有高透过性，将滤波结构至少划分为第一阵列和第二阵列，第一阵列包括多个第一单元，第二阵列包括多个第二单元，多个第一单元和多个第二单元交替排布；以及在多个第一结构层在每个第一单元处形成第一数量的开口，使得第一单元内剩余的第一结构层在第一方向上的总厚度为第一厚度，在每个第二单元处形成第二数量的开口，使得第二单元内剩余的第一结构层在第一方向上的总厚度为第二厚度，第一厚度和第二厚度不同，从而第一阵列和第二阵列分别对X射线进行不同程度的能量衰减。

综上所述，本发明实施例提出了一种面向X射线成像装置的滤波结构及其制造方法，以及包含滤波结构的X射线成像装置及X射线成像系统。其中，本发明实施例提供的X射线成像装置利用滤波结构对X射线进行不同程度的能量衰减，可以获得双能量图像甚至是多能量图像，图像识别精度高、效率高、检测速度快，且装置结构简单、成本低、可靠性高。

在可选的实施例中，该X射线成像装置、滤波结构及其制造方法中，使用印刷电路板形成的滤波结构的各第一结构层对位精度高，容易形成高质量的准直器结构，因此该滤波结构兼具能量衰减的功能和限定辐射方向的功能，实现了滤波结构的复用，降低了装置成本、提高了装置质量。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (11)

1.一种X射线成像装置，包括：

滤波结构，对穿过被检目标的X射线进行滤波处理，以获得待测X射线；

成像检测模块，检测所述待测X射线以获得所述被检目标的图像信号；以及

处理模块，对所述图像信号进行处理以获得所述被检目标的图像，

其中，所述滤波结构包括沿第一方向交替堆叠的多个第一结构层和多个第二结构层，形成所述第一结构层的材料对X射线具有低透过性，形成所述第二结构层的材料对X射线具有高透过性，所述第一方向为所述滤波结构指向所述成像检测模块的方向，

所述滤波结构至少划分为第一阵列和第二阵列，所述第一阵列包括多个第一单元，所述第二阵列包括多个第二单元，多个所述第一单元和多个所述第二单元交替排布，

所述第一单元内和所述第二单元内分别有部分层数的所述第一结构层开设有开口，使得所述第一单元内未开口的所述第一结构层在第一方向上的总厚度为第一厚度，所述第二单元内未开口的所述第一结构层在所述第一方向上的总厚度为第二厚度，所述第一厚度和所述第二厚度不同，从而所述第一阵列和所述第二阵列分别对X射线进行不同程度的能量衰减，使得所述被检目标的图像至少为双能量图像。

2.根据权利要求1所述的X射线成像装置，其中，多个所述第一结构层的所述开口内填充有低密度材料，所述低密度材料为印刷电路板树脂材料或陶瓷类材料。

3.根据权利要求1所述的X射线成像装置，其中，所述第一结构层的材料为金属层，所述第二结构层为印刷电路板树脂材料层和/或陶瓷类材料层。

4.根据权利要求1所述的X射线成像装置，其中，靠近所述被检目标的部分层数的所述第一结构层为完整的平面结构。

5.根据权利要求1所述的X射线成像装置，其中，位于所述第一结构层中的各个所述开口的大小相同，且位于同一个所述第一单元中的各个所述开口的边缘对齐，位于同一个所述第二单元中的各个所述开口的边缘对齐，以在所述第一单元和所述第二单元中形成准直器结构。

6.根据权利要求1所述的X射线成像装置，其中，所述成像检测模块包括：

闪烁体层，利用所述待测X射线生成光信号；

光电二极管层，将所述光信号转换为电信号；以及

电路层，将所述电信号转换为所述被检目标的所述图像信号。

7.根据权利要求6所述的X射线成像装置，其中，所述滤波结构、所述闪烁体层、所述光电二极管层、所述电路层沿所述第一方向依次堆叠，所述光电二极管层划分为均匀排布的多个像素点，所述第一单元和所述第二单元分别与其相应的所述像素点在第一方向上对齐。

8.根据权利要求7所述的X射线成像装置，其中，所述电路层、所述光电二极管层、所述闪烁体层沿所述第一方向依次堆叠，所述滤波结构和所述电路层均设置在印刷电路板内，

所述光电二极管层划分为均匀排布的多个像素点，所述第一单元和所述第二单元分别与其相应的所述像素点在所述第一方向上对齐，

所述成像检测模块还包括设置在所述闪烁体层的远离所述光电二极管的表面上的反光层，用于将所述光信号反射至所述光电二极管层。

9.根据权利要求1至8任一项所述的X射线成像装置，其中，所述滤波结构由印刷电路板或陶瓷基板工艺制成。

10.一种滤波结构，包括：

交替堆叠的多个第一结构层和多个第二结构层，形成所述第一结构层的材料对X射线具有低透过性，形成所述第二结构层的材料对X射线具有高透过性，

其中，所述滤波结构至少划分为第一阵列和第二阵列，所述第一阵列包括多个第一单元，所述第二阵列包括多个第二单元，多个所述第一单元和多个所述第二单元交替排布，

所述第一单元内和所述第二单元内分别有部分层数的所述第一结构层开设有开口，使得所述第一单元内未开口的所述第一结构层在第一方向上的总厚度为第一厚度，所述第二单元内未开口的所述第一结构层在所述第一方向上的总厚度为第二厚度，所述第一厚度和所述第二厚度不同，从而所述第一阵列和所述第二阵列分别对X射线进行不同程度的能量衰减。

11.一种滤波结构的制造方法，包括：

形成交替堆叠的多个第一结构层和多个第二结构层，形成所述第一结构层的材料对X射线具有低透过性，形成所述第二结构层的材料对X射线具有高透过性，

将所述滤波结构至少划分为第一阵列和第二阵列，所述第一阵列包括多个第一单元，所述第二阵列包括多个第二单元，多个所述第一单元和多个所述第二单元交替排布；以及

在第一单元内和第二单元内分别选择部分层数的所述第一结构层开设开口，使得所述第一单元内未开口的所述第一结构层在第一方向上的总厚度为第一厚度，所述第二单元内未开口的所述第一结构层在所述第一方向上的总厚度为第二厚度，所述第一厚度和所述第二厚度不同，从而所述第一阵列和所述第二阵列分别对X射线进行不同程度的能量衰减。