DE102008063322A1

DE102008063322A1 - Radiation detector for use in imaging system i.e. computer tomography, has radiation detection modules arranged in parallel to each other, where light detecting arrangement is arranged on support with converter for electrical signal

Info

Publication number: DE102008063322A1
Application number: DE102008063322A
Authority: DE
Inventors: Björn Dr. Heismann; Stefan Dr. Wirth
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2008-12-30
Filing date: 2008-12-30
Publication date: 2010-07-08

Abstract

The detector (1) has radiation detection modules (3a, 3b, 3c, 3d, 3e) arranged in parallel to each other and including a scintillation element (5) with a radiation entrance surface (7) to align radiation perpendicular to a primary direction. A light detecting arrangement with a light entrance surface (10) is arranged in a scintillation element, where the light entrance surface is arranged perpendicular to the radiation entrance surface. The light detecting arrangement is arranged on a support with a converter for an electrical signal. An independent claim is also included for a method for manufacturing a radiation detector.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Strahlungsdetektor, umfassend mehrere nebeneinander angeordnete Strahlungsdetektormodule, welche jeweils ein Szintillationselement mit einer quer zu einer Hauptrichtung einer Strahlung ausgerichteten Strahlungseintrittsfläche und eine an dem Szintillationselement angeordnete Lichtdetektoranordnung mit einer Lichteintrittsfläche aufweisen, wobei die Lichteintrittsfläche der Lichtdetektoranordnung im Wesentlichen senkrecht zur Strahlungseintrittsfläche des Szintillationselements angeordnet ist. Außerdem betrifft die Erfindung einen Träger für eine Lichtdetektoranordnung zur Wandlung von sichtbarem Licht in elektrische Impulse im Rahmen eines Strahlungsdetektors, sowie ein Herstellungsverfahren für einen Strahlungsdetektor und ein bildgebendes System, insbesondere einen Computertomographen, mit einem solchen Strahlungsdetektor.The The present invention relates to a radiation detector comprising a plurality of juxtaposed radiation detector modules, which each a scintillation element with a transverse to a main direction a radiation-oriented radiation entrance surface and a light detector array disposed on the scintillation element having a light entry surface, wherein the light entry surface the light detector arrangement substantially perpendicular to the radiation entrance surface of the Scintillation element is arranged. It also concerns the invention provides a support for a light detector arrangement for the conversion of visible light into electrical impulses in the frame a radiation detector, and a manufacturing method for a radiation detector and an imaging system, in particular a computer tomograph, with such a radiation detector.

Strahlungsdetektoren für Computertomographen bestehen üblicherweise aus Reihen oder Matrizen von nebeneinander angeordneten sogenannten Pixeln, also einzelnen Strahlungsdetektormodulen, die eintreffende (Röntgen-)Strahlung direkt oder indirekt in elektrische Signale wandeln, aus denen in der Folge Projektionsbilder abgeleitet werden können, die für eine Bildrekonstruktion eines abzubildenden Untersuchungsobjekts weiterverarbeitbar sind.radiation detectors for computed tomography usually exist from rows or matrices of juxtaposed so-called pixels, So individual radiation detector modules, the incoming (X-ray) radiation convert directly or indirectly into electrical signals, from which the sequence of projection images can be derived, the for an image reconstruction of an examination subject to be imaged are processable.

Bei der indirekten Wandlung der eintreffenden Strahlung bedient man sich sogenannter Szintillationselemente, die die Strahlung zunächst in Licht – meist im sichtbaren Lichtwellenbereich – wandeln. Die Szintillationselemente sind voneinander durch sogenannte Septen getrennt, in denen lichtreflektierendes Material eingebracht ist, um die in den einzelnen Elementen generierten Lichtimpulse nicht in benachbarte Pixel übertreten zu lassen. Ebenso ist die Strahlungseintrittsflä che zum Inneren der Szintillationselemente hin reflektierend ausgebildet. Eine Lichtdetektoranordnung in Form einer Fotodiode wandelt das Licht dann in elektrische Signale.at the indirect conversion of the incident radiation is used so-called scintillation elements, the radiation first in light - usually in the visible light wave range - convert. The Scintillation elements are separated from each other by so-called septa separated, in which light-reflecting material is introduced, around the light pulses generated in the individual elements not to let pass into neighboring pixels. Likewise, the radiation entrance surface is surface designed to be reflective to the interior of the scintillation elements. A light detector arrangement in the form of a photodiode converts this Light then into electrical signals.

Bisher wurden die Lichtdetektoranordnungen unterhalb der Szintillationselemente angebracht, d. h. ihre Lichteintrittsfläche lag parallel zur Strahlungseintrittsfläche der Szintillationselemente. Auf der der Strahlungseintrittsfläche entgegengesetzten Seite der Lichtdetektoranordnungen wurde dann die Elektronik angebracht, die der weiteren Signalverarbeitung diente, insbesondere Wandlerelemente für die elektrischen Signale.So far For example, the light detector arrays were below the scintillation elements appropriate, d. H. their light entry surface was parallel to the radiation entrance surface of the scintillation elements. On the opposite side of the radiation entrance surface the light detector assemblies were then mounted the electronics, which served the further signal processing, in particular transducer elements for the electrical signals.

Seit geraumer Zeit besteht die Tendenz zur Verkleinerung der Pixel in z- und φ-Richtung, also in den Richtungen, die näherungsweise eine Ebene bilden, die im Wesentlichen senkrecht zur Hauptrichtung der zu detektierenden Strahlung ausgerichtet ist. Als Hauptrichtung der zu detektierenden Strahlung wird dabei im Folgenden die Strahlungsausbreitungsrichtung angesehen, in der der wesentliche Teil der zu detektierenden Strahlung auf den Detektor trifft und welche beispielsweise durch einen dem Detektor vorgeschalteten Kollimator oder dergleichen definiert werden kann. Meist wird dabei dafür gesorgt, dass die zu detektierende Strahlung im Wesentlichen senkrecht auf die Strahlungseintrittsfläche trifft, d. h. dass die Hauptrichtung senkrecht auf der Strahlungseintrittsfläche steht. Im Wesentlichen senkrecht ist hierbei jeweils so zu verstehen, dass die jeweiligen Richtungen abgesehen von bestimmten Toleranzen senkrecht aufeinander stehen.since For some time, there has been a tendency for pixels to be reduced in size z- and φ-direction, ie in the directions that approximate form a plane that is substantially perpendicular to the main direction the radiation to be detected is aligned. As the main direction In the following, the radiation to be detected becomes the radiation propagation direction considered, in which the essential part of the radiation to be detected meets the detector and which, for example, by a Detector upstream collimator or the like can be defined can. Usually it is ensured that the to be detected Radiation is substantially perpendicular to the radiation entrance surface, d. H. that the main direction perpendicular to the radiation entrance surface stands. In this case, essentially perpendicular is to be understood as meaning in each case that the respective directions apart from certain tolerances perpendicular to each other.

Durch die Verkleinerung von Pixeln lässt sich sowohl eine höhere zeitliche als auch örtliche Auflösung von Strahlungsdetektoren erzielen. Allerdings wurde damit bei der oben beschriebenen Anordnung von Strahlungsdetektormodulen mit Szintillationselementen und unterseitig angebrachten Lichtdetektoranordnungen automatisch auch die Detektionsfläche der Lichtdetektoranordnungen verkleinert, was zu dem unerwünschten Effekt führt, dass bei zunehmender Miniaturisierung die Anzahl der zu erzeugten Lichtquanten geringer und die Lichtsammlung immer ineffizienter wird. Im Endeffekt werden die Messsignale in ihrer Stärke reduziert, so dass Störeffekte wie ein stärker bemerkbares Rauschen in den Vordergrund treten.By The reduction of pixels can be both a higher temporal as well as local resolution of radiation detectors achieve. However, this was in the above-described arrangement of Radiation detector modules with scintillation elements and underside mounted light detector assemblies automatically and the detection surface of Light detector arrangements reduced, resulting in the undesirable Effect causes that with increasing miniaturization the number The light quanta generated are lower and the light collection more and more inefficient becomes. In the end, the measurement signals are in their strength reduced, so that disturbing effects like a stronger noticeable noise come to the fore.

Einen Ausweg aus diesem Problem weisen die WO 2006/114715 A2 und WO 2006/114716 A2 . Dort sind die Lichtdetektoranordnungen jeweils nicht unterseitig der Szintillationselemente angeordnet, sondern seitlich zwischen den Szintillationselementen. Da die Pixelhöhen im Gegensatz zu den Ausdehnungen in z- und φ-Richtung nur geringfügig variiert werden können, bleibt bei einem solchen seitlichen Auslesen der Lichtsignale auch bei verkleinerten Pixeln eine für die Lichtsammeleffizienz ausreichende Größe der Lichtdetektoranordnungen erhalten.A way out of this problem, the WO 2006/114715 A2 and WO 2006/114716 A2 , In each case, the light detector arrangements are not arranged below the scintillation elements but laterally between the scintillation elements. Since the pixel heights can be varied only slightly, in contrast to the expansions in the z and φ directions, a size of the light detector arrangements which is sufficient for the light collection efficiency is retained even in the case of reduced pixels in such lateral readout of the light signals.

Ein weiteres Problem bei der Miniaturisierung der Szintillator-Pixel besteht jedoch darin, dass die dadurch erzielte Pixelmenge pro Flächeneinheit bzw. pro Detektorlängeneinheit, also die sogenannte Pixeldichte, die Signalverarbeitung verkompliziert. Schon heute stößt man an die technischen Grenzen der herstellbaren Leiterbahndichten. Dieses Problem wird bei einer seitlichen Anordnung der Lichtdetektoranordnungen eher noch verstärkt, da nun die Elektronik, die früher auf der Unterseite der Lichtdetektoranordnungen Raum fand, nun nicht mehr ausreichend Platz findet. Die elektrischen Signale werden daher auf separate Analog/Digital-Wandler-Chips (Analog-to-Digital Converter – ADC) geführt. Dies führt zu unregelmäßig langen und insgesamt längeren Leitungen, die einen erheblichen Einfluss auf die Eingangskapazität der ADCs haben, was wiederum die Rauscheigenschaften der Messung negativ beeinflusst.However, a further problem with the miniaturization of the scintillator pixels is that the pixel quantity per unit area or per unit of detector unit thus achieved, ie the so-called pixel density, complicates the signal processing. Already today, one encounters the technical limits of the producible interconnect densities. This problem is more likely to be exacerbated by the side-by-side arrangement of the light detector arrays, since now the electronics that previously found room on the underside of the light detector arrays no longer have sufficient space. The electrical signals are therefore fed to separate analog-to-digital converter (ADC) chips. This results in irregularly long and longer overall lines that have a significant impact on the input capacitance of the ADCs, which in turn the noise properties of the measurement negatively affected.

Ausgehend von der hier dargestellten Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, für einen Detektoraufbau mit zwischen Szintillationselementen angebrachten Lichtdetektoranordnungen eine Möglichkeit bereitzustellen, wie die Signalverarbeitung – vorzugsweise bei Vorliegen der Möglichkeit der weiteren Nutzung bisher bekannter Elektronikelemente – effektiv sicherer gewährleistet ist.outgoing from the problem presented here, the invention is the task underlying, for a detector structure with between scintillation elements attached light detector arrangements a possibility to provide, as the signal processing - preferably in the presence of the possibility of further use so far known electronic elements - effectively safer guaranteed is.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Strahlungsdetektor gemäß Anspruch 1, einen Träger gemäß Anspruch 8 und ein Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 10.These Problem is solved by a radiation detector according to claim 1, a carrier according to claim 8 and A manufacturing method according to claim 10.

Erfindungsgemäß sind daher bei einem Strahlungsdetektor der eingangs genannten Art die Lichteintrittsfläche der Lichtdetektoranordnung quer, vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht zur Strahlungseintrittsfläche des Szintillationselements und die Lichtdetektoranordnung mit einer Wandlereinrichtung für elektrische Signale auf einem gemeinsamen Träger angeordnet.According to the invention Therefore, in a radiation detector of the type mentioned, the light entrance surface the light detector arrangement transversely, preferably substantially perpendicular to the radiation entrance surface of the scintillation element and the light detector assembly having a transducer means for electrical signals arranged on a common carrier.

Auch die Erfindung sieht also vor, Lichtdetektoranordnungen anstatt unterhalb jeweils zwischen Szintillationselementen anzuordnen. Hieraus ergeben sich die bereits oben erwähnten Vorteile einer einfacheren Minitiaturisierbarkeit der einzelnen Pixel. Zusätzlich reduziert sich durch die seitliche Signalwandlung auch die mittlere Entfernung vom Entstehungsort eines Lichtquants in einem Szintillationselement bis zu seiner Registrierung in einer Lichtdetektoranordnung, so dass die Gefahr von Reabsorptionen von Lichtquanten in den Szintillationselementen abnimmt. Insbesondere die Detektion niederenergetischer Strahlenquanten, die bereits kurz nach Eintritt in ein Szintillationselement kurz unterhalb der Strahlungseintrittsfläche konvertiert werden, kann so verbessert werden. Da niederenergetische Quanten verstärkt zum Bildkontrast beitragen, kann dadurch die Bildqualität erhöht werden.Also The invention therefore provides light detector arrangements instead of below each to be arranged between scintillation elements. Result from this the advantages of a simpler one already mentioned above Minitiaturizierbarkeit the individual pixels. additionally reduced by the lateral signal conversion and the middle Distance from the place of origin of a light quantum in a scintillation element until its registration in a light detector array, so that the risk of reabsorptions of light quanta in the scintillation elements decreases. In particular, the detection of low-energy radiation quanta, which shortly after entering a scintillation element shortly be converted below the radiation entrance surface, can be improved this way. Because low-energy quanta amplified contribute to the image contrast, thereby the picture quality increase.

Bei der Wandlereinrichtung handelt es sich bevorzugt mindestens um einen ADC, ggf. in Verbindung mit weiteren Signalwandlungs- und/oder -schaltungselementen wie beispielsweise Multiplexern. Durch die Anordnung der Lichtdetektoranordnung und der Wandlereinrichtung auf einem gemeinsamen Träger kann der oben beschriebenen Problematik bei der Signalverarbeitung und -Weiterleitung wirkungsvoll begegnet werden. Insbesondere werden aufwändige und mechanisch wie signaltechnisch störan fällige Leitungsführungen überflüssig. Die Lösung ist also einerseits besonders raumsparend und bietet außerdem den Vorteil, dass einander zugeordnete Elektronik-Elemente direkt miteinander koppelbar sind. Im Speziellen ist es so möglich, ohne zusätzliche Kabel-Verbindungen eine elektrische Verbindung mit definiertem Abstand (der bevorzugt gleich null ist) zwischen den einzelnen Elementen herzustellen. Diese komplette Vermeidbarkeit von Leitungskabeln führt dazu, dass die Eingangskapazität der ADCs erheblich reduziert wird und so auch die Rauscheigenschaften bei der Messung bedeutend verbessert werden.at the transducer device is preferably at least one ADC, possibly in conjunction with other signal conversion and / or -schaltungselementen such as multiplexers. Due to the arrangement of the light detector arrangement and the transducer means on a common carrier can the problems described above in the signal processing and Forwarding can be effectively countered. In particular, be elaborate and mechanically as signal technically störan mature Wiring unnecessary. The solution is therefore on the one hand particularly space-saving and also offers the advantage of having associated electronics elements directly can be coupled together. In particular, it is possible without additional cable connections an electrical connection with defined distance (which is preferably equal to zero) between the produce individual elements. This complete avoidability of cable leads to the fact that the input capacity ADCs is significantly reduced and so does the noise characteristics be significantly improved in the measurement.

Der gemeinsame Träger kann flexibel sein, bevorzugt ist er jedoch aus starrem Material – beispielsweise als eine gemeinsame Platine – ausgebildet, denn hierdurch kann er einfacher in die Septen zwischen den einzelnen Szintillationselementen eingeführt werden.Of the common carrier can be flexible, he is preferred however, of rigid material - for example, as a common Board - trained, because this makes it easier introduced into the septa between the individual scintillation elements become.

Außerdem umfasst die Erfindung einen Träger der eingangs genannten Art, wobei darauf neben der Lichtdetektoranordnung oder parallel versetzt dazu mindestens eine Wandlereinrichtung für elektrische Signale angeordnet ist. Dieser Träger mit den darauf angeordneten Elementen kann – wie eben erläutert – als Bauteil für einen erfindungsgemäßen Strahlungsdetektor dienen. Da die Lichtdetektoranordnung in den Septen zwischen den Szintillationselementen verbaut wird, ist eine Anordnung von Wandlereinrichtung und Lichtdetektoranordnung nebeneinander oder parallel versetzt (d. h. auf gegenüberliegenden Flachseiten des Trägers, aber nicht einander direkt gegenüberliegend) vorgesehen. Hierdurch beeinflussen sich die beiden Elemente nicht negativ und insbesondere wird den sehr geringen Septenbreiten Rechnung getragen, in die ein Zusatzelement wie die Wandlereinrichtung nur schlechter hineinpassen würde.Furthermore the invention includes a carrier of the aforementioned Art, with it next to the light detector array or parallel For this purpose, at least one converter device for electrical equipment is added Signals is arranged. This carrier with the arranged on it Elements can - as just explained - as Component for a radiation detector according to the invention serve. Since the light detector arrangement in the septa between the Scintillator is installed, is an arrangement of transducer device and light detector arrangement offset side by side or in parallel (i.e., on opposite flat sides of the carrier, but not directly opposite each other). As a result, the two elements do not influence negatively and In particular, the very small septal widths are taken into account, in which an additional element such as the converter device fit only worse would.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Strahlungsdetektors, weist entsprechend mindestens folgende Schritte auf:

a) Bereitstellung eines Detektor-Rohlings mit einer Anzahl von nebeneinander angeordneten Szintillationselementen mit einer quer zu einer Hauptrichtung einer Strahlung ausgerichteten Strahlungseintrittsfläche,
b) Bereitstellung von Lichtdetektoranordnungen mit einer Lichteintrittsfläche, welche Lichtdetektoranordnungen gemeinsam mit jeweils einer Wandlereinrichtung für elektrische Signale auf einem Träger angeordnet sind,
c) Applizieren der Träger zwischen den Szintillationselementen derart, dass die Lichteintrittsflächen der Lichtdetektoranordnungen quer, vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht, zu den Strahlungseintrittsflächen der Szintillationselemente angeordnet sind.

A method according to the invention for producing a radiation detector accordingly has at least the following steps:

a) provision of a detector blank having a number of scintillation elements arranged next to one another with a radiation entrance surface oriented transversely to a main direction of a radiation,
b) providing light detector arrangements with a light entrance surface, which light detector arrangements are arranged together with a respective electrical signal converter on a support,
c) applying the carrier between the scintillation elements in such a way that the light entry surfaces of the light detector arrangements are arranged transversely, preferably substantially perpendicular, to the radiation entrance surfaces of the scintillation elements.

Die Herstellung erfolgt also unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Trägers, der in einen Detektor-Rohling eingesetzt, d. h. bevorzugt eingeschoben wird. Der Detektor-Rohling weist die üblichen Bestandteile eines Strahlungsdetektors auf mit Ausnahme der Lichtdetektoranordnungen und der ihnen nachgeschalteten Elektronik-Bauteile.The preparation is thus carried out using a carrier according to the invention, which is used in a detector blank, ie preferably inserted. The detector blank has the übli chen components of a radiation detector with the exception of the light detector assemblies and their downstream electronic components.

Zuletzt umfasst die Erfindung auch ein bildgebendes System, vorzugsweise einen Computertomographen, mit einem erfindungsgemäßen Strahlungsdetektor.Last The invention also includes an imaging system, preferably a computed tomography, with an inventive Radiation detector.

Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich auch aus den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung. Dabei können der Strahlungsdetektor und der Träger sowie das Herstellungsverfahren auch jeweils entsprechend den abhängigen Ansprüchen der anderen Anspruchskategorien weitergebildet sein.Further particularly advantageous embodiments and developments of the invention also result from the dependent claims as well as the following description. In doing so, the radiation detector and the carrier as well as the manufacturing process also respectively according to the dependent claims of others Claim categories be further developed.

Besonders bevorzugt erstreckt sich der Träger im Wesentlichen in einer Ebene, die parallel zur Hauptrichtung der zu detektierenden Strahlung ausgerichtet ist. Mit anderen Worten handelt es sich bei dem Träger um ein im Wesentlichen planes Bauelement, dessen Ausrichtung durch die Hauptrichtung definiert ist bzw. durch die vorzugsweise parallel zur Hauptrich tung angeordneten Septen zwischen den Szintillationselementen. Die plane Ausrichtung hat den Vorteil, dass jeder Träger in und ggf. in Fortführung einer Seite liegt und so im Wesentlichen senkrecht zur Rückseite (d. h. der Strahlungseintrittsfläche entgegengesetzten Seite) der Szintillationselemente absteht. Er ist dadurch einfach zu erkennen und zu kontaktieren; auch von der Rückseite des Strahlungsdetektors aus ist seine Strukturierung klar erkennbar, und einzelne Elemente – beispielsweise die einzelnen Träger – sind einfach zugänglich und ggf. auch austauschbar.Especially Preferably, the carrier extends substantially in a plane parallel to the main direction of the detected Radiation is aligned. In other words, it is in the Support for a substantially planar component whose Orientation is defined by the main direction or by the preferably parallel to the main direction Rich arranged septa between the scintillation elements. The planar alignment has the advantage that each carrier in and possibly in continuation of one Side is so substantially perpendicular to the back (i.e., opposite the radiation entrance surface) Side) of the scintillation elements. He is so easy to recognize and contact; also from the back of the radiation detector from its structuring is clearly visible, and individual elements - for example, the individual carriers - are easily accessible and possibly also exchangeable.

Ein besonderer Vorteil ergibt sich weiterhin, wenn die Wandlereinrichtung in auf einer von der Strahlungseintrittsfläche weg weisenden Seite des Szintillationselements angeordnet ist. Die Wandlereinrichtung ist also im Rückseitenbereich des Strahlungsdetektors angebracht und stellt räumlich eine Fortführung der Lichtdetektoranordnung dar. Die Wandlereinrichtung auf dem Träger ragt dabei über die hintere Begrenzung des Szintillationselements hinaus, wodurch sie leicht an weiterführende Leitungen anschließbar ist und gleichzeitig einen Raum nutzt, der aufgrund des Verbaus der Lichtdetektoranordnung zwischen die Szintillationselemente nicht mehr anderweitig genutzt wird.One special advantage continues to arise when the transducer device in a direction away from the radiation entrance surface Side of the scintillation element is arranged. The converter device So it is mounted in the back of the radiation detector and represents spatially a continuation of the light detector arrangement dar. The transducer device on the carrier protrudes over the rear boundary of the scintillation element, thereby reducing easily connectable to further lines is and at the same time uses a space, due to the Verbaus the light detector arrangement between the Szintillationselemente not is used more otherwise.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Träger ein gemeinsames Substrat für die Wandlereinrichtung und die Lichtdetektoranordnung bildet. Träger, Wandlereinrichtung und Lichtdetektoranordnung sind damit nicht nur räumlich miteinander verbunden, sondern auch funktional. Das Substrat kann beispielsweise Verbindungsleitungen zwischen der Wandlereinrichtungen und der Lichtdetektoranordnung aufweisen. Hierdurch ergeben sich weitere Material- und Platzeinsparungseffekte, und eine genauere (standardisierte) Abstimmung der genannten einzelnen Elemente aufeinander ist möglich, speziell für die Serienfertigung der Bauteile. Ein besonders hoher Standardisierungsgrad und eine besonders kompakte Bauweise ergeben sich insbesondere dann, wenn die Lichtdetektoranordnung und die Wandlereinrichtung einen gemeinsamen integrierten Chip bilden.Farther it is advantageous if the carrier is a common substrate for the converter device and the light detector arrangement forms. Carrier, transducer device and light detector assembly are not only spatially connected with each other, but also functional. The substrate may, for example, connecting lines between the transducer means and the light detector assembly exhibit. This results in further material and space saving effects, and a more accurate (standardized) vote of the individual elements mentioned successive is possible, especially for mass production of the components. A particularly high degree of standardization and a Particularly compact design arise especially when the Light detector arrangement and the converter means a common form integrated chip.

Ein solcher Chip kann eine Kontaktfläche zur Kontaktierung der Wandlereinrichtung aufweist. Die in der Wandlereinrichtung aufbereiteten Signale können dort abgegriffen und – beispielsweise über Leiterkabel – einem Empfängermodul zur weiteren Datenverarbeitung übertragen werden.One such chip can be a contact surface for contacting having the transducer device. The processed in the converter device Signals can be tapped there and - for example, over Conductor cable - one receiver module to the other Data processing to be transmitted.

Bevorzugt ist die Kontaktfläche über eine Klebe- oder Lötverbindung, letzterenfalls bevorzugt über eine Drahtbond-Verbindung, mit einem Leiter verbunden, der zu einer Signal-Weiterverarbeitungseinheit führt. Ein solcher Leiter kann beispielsweise als sogenannte Flex-Verbindung, d. h. als flexibles Kabel, ausgebildet sein. Klebe- bzw. Lötverbindungen und insbesondere das Drahtbonding stellen industriell bewährte Verbindungsmethoden dar, mit deren Hilfe auch dauerhafte und hochfeine Verbindungen hergestellt werden können.Prefers is the contact surface via an adhesive or solder joint, latter case preferably via a wire bond connection, connected to a conductor leading to a signal processing unit leads. Such a conductor can, for example, as so-called Flex connection, d. H. be designed as a flexible cable. adhesive or solder joints and in particular the wire bonding represent industrially proven connection methods, with their help also produced lasting and extremely fine connections can be.

Bei einem erfindungsgemäßen Träger sind die Lichtdetektoranordnung und die Wandlereinrichtung besonders bevorzugt gemeinsam auf einer Flächenseite des Trägers angeordnet. Sie sind damit auf dieser einen Seite des Trägers gleichzeitig oder sukzessive aufbaubar. Diese Anordnung hat sowohl in der Produktion Vorteile in Hinsicht auf die Prozesssicherheit, das Handling und die Verarbeitungsgeschwindigkeit als auch in Hinblick auf die einfachere Gewährleistung von Qualitätsstandards.at a carrier according to the invention are the Light detector arrangement and the transducer device particularly preferred arranged together on a surface side of the carrier. You are at the same time on this one side of the vehicle or successively buildable. This arrangement has both in production Advantages in terms of process reliability, handling and the processing speed as well as the easier warranty of quality standards.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Dabei sind in den verschiedenen Figuren gleiche Komponenten mit identischen Bezugsziffern versehen. Es zeigen:The Invention will be described below with reference to the attached Figures on the basis of embodiments again in more detail explained. Here are the same in the different figures Components provided with identical reference numbers. Show it:

1 eine seitliche Schnittansicht durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Strahlungsdetektors, 1 a side sectional view through an embodiment of a radiation detector according to the invention,

2 eine Detailansicht eines erfindungsgemäßen Trägers aus derselben Schnittperspektive wie in 1. 2 a detailed view of a carrier according to the invention from the same cut perspective as in 1 ,

1 zeigt einen Strahlungsdetektor 1, bestehend aus mehreren Strahlungsdetektormodulen 3a, 3b, 3c, 3d, 3e. Diese weisen jeweils ein Szintillationselement 5 mit einer Strahlungseintrittsfläche 7 auf, durch das Röntgenstrahlung in einer Hauptrichtung H im Wesentlichen senkrecht eintrifft. An einer Seite des Szintillationselements ist eine Lichtdetektoranordnung 9 mit einer Lichteintrittsfläche 10 angeordnet, während alle anderen Seiten mit Reflexionsmaterial 8 abgeschlossen sind, das Lichtquanten im Inneren des Szintillationselements reflektiert und so im Endeffekt der Lichtdetektoranordnung 9 zuführt. 1 shows a radiation detector 1 consisting of several radiation detector modules 3a . 3b . 3c . 3d . 3e , These each have a scintillation element 5 with a radiation entrance surface 7 through which X-rays arrive in a main direction H substantially perpendicular. On one side of the scintillation element is a light detector array 9 with a light entry surface 10 arranged while all other sides with reflective material 8th are completed, the light quantum reflected inside the scintillation element and thus in the end of the light detector assembly 9 supplies.

Jede Lichtdetektoranordnung 9 ist Teil eines Chips 20, der über eine Flex-Verbindung 17 mit einer Signal-Weiterverarbeitungseinheit 19 verbunden ist. In der Darstellung von 1 ist jedem einzelnen Chip 20 eine eigene Signal-Weiterverarbeitungseinheit 19 zugeordnet; in der Praxis können auch mehrere solcher Einheiten in einer gemeinsamen Einheit, ggf. auch in Form von einzelnen Software-Bausteinen voneinander getrennt, verarbeitet werden.Each light detector arrangement 9 is part of a chip 20 that has a flex connection 17 with a signal processing unit 19 connected is. In the presentation of 1 is every single chip 20 a separate signal processing unit 19 assigned; In practice, a plurality of such units can also be processed in a common unit, possibly also in the form of individual software modules.

2 zeigt im Detail den Chip 20. Er besteht aus einem Träger 13, der zwei Flächenseiten A, B aufweist. Auf der einen Flächenseite A sind sowohl die Lichtdetektoranordnung 9 als auch eine Wandlereinrichtung 11 in Form eines ADC angeordnet und miteinander über das Substrat des Trägers 13 verbunden. Dieser weist weiterhin eine Kontaktfläche 14 auf, die über eine Drahtbonding-Verbindung 15 mit der Flex-Verbindung 17 kontaktiert ist. 2 shows in detail the chip 20 , It consists of a carrier 13 having two face sides A, B. On the one surface side A are both the light detector arrangement 9 as well as a converter device 11 arranged in the form of an ADC and with each other across the substrate of the carrier 13 connected. This also has a contact surface 14 on that over a wire-bonding connection 15 with the flex connection 17 is contacted.

Ein solcher Träger 13 kann zur Herstellung eines Strahlungsdetektors 1, wie er beispielhaft in 1 dargestellt wurde, verwendet werden. Er wird dann jeweils zwischen zwei Szintillationselemente 5 eingebracht, vorzugsweise so wie in 1 dargestellt: Die Lichtdetektoranordnung 9 schließt hier genau bündig mit dem jeweiligen Szintillationselement 5 ab, so dass die Wandlereinrichtung daran anschließend über die Begrenzung des Szintillationselements 5 hinaus in den rückwärtigen Bereich des Strahlungsdetektors ragt und so einfach kontaktiert werden kann.Such a carrier 13 can be used to make a radiation detector 1 as he exemplifies in 1 was shown used. He is then between each two scintillation elements 5 introduced, preferably as in 1 illustrated: The light detector assembly 9 Closes here exactly flush with the respective scintillation element 5 thereafter, so that the transducer means thereafter over the boundary of the scintillation element 5 out into the rear region of the radiation detector and so can be contacted easily.

Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei dem vorhergehend detailliert beschriebenen Verfahren sowie bei der dargestellten Vorrichtung lediglich um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein” bzw. „eine” nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können.It Finally, it is pointed out again that it is the method described in detail above and in the illustrated device only to exemplary embodiments which is modified by the expert in various ways can be without departing from the scope of the invention. Furthermore, the use of the indefinite article does not exclude "a" or "an" that the characteristics in question also exist multiple times can.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2006/114715 A2 [0007]
WO 2006/114716 A2 [0007]

Claims

Radiation detector ( 1 ) comprising a plurality of adjacently arranged radiation detector modules ( 3a . 3b . 3c . 3d . 3e ), each containing a scintillation element ( 5 ) with a radiation entrance surface oriented perpendicular to a main direction (H) of a radiation ( 7 ) and one on the scintillation element ( 5 ) arranged light detector arrangement ( 9 ) with a light entry surface ( 10 ), wherein the light entry surface ( 10 ) of the light detector arrangement ( 9 ) transversely to the radiation entrance surface ( 7 ) of the scintillation element ( 5 ) and the light detector arrangement ( 9 ) with a converter device ( 11 ) for electrical signals on a common carrier ( 13 ) is arranged.

Radiation detector according to claim 1, characterized in that the carrier ( 13 ) extends substantially in a plane which is aligned parallel to the main direction (H) of the radiation to be detected.

Radiation detector according to one of the preceding claims, characterized in that the transducer device ( 11 ) in on one of the radiation entrance surface ( 7 ) facing away from the scintillation element ( 5 ) is arranged.

Radiation detector according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier ( 13 ) a common substrate for the transducer device ( 11 ) and the light detector arrangement ( 9 ).

Radiation detector according to one of the preceding claims, characterized in that the light detector arrangement ( 9 ) and the converter device ( 11 ) a common integrated chip ( 20 ) form.

Radiation detector according to one of the preceding claims, characterized in that the chip ( 20 ) a contact surface ( 14 ) for contacting the converter device ( 11 ) having.

Radiation detector according to claim 6, characterized in that the contact surface ( 14 ) via an adhesive or soldered connection, preferably via a wire bond connection ( 15 ), with a ladder ( 17 ) connected to a signal processing unit ( 19 ) leads.

Carrier ( 13 ) for a light detector arrangement ( 9 ) for the conversion of light into electrical impulses in the context of a radiation detector ( 1 ), wherein on the support ( 13 ) next to the light detector array ( 9 ) or in parallel offset therefrom at least one transducer device ( 11 ) is arranged for electrical signals.

Carrier according to claim 8, characterized in that the light detector arrangement ( 9 ) and the converter device ( 11 ) are arranged together on a surface side (A) of the carrier.

Method for producing a radiation detector ( 1 ), comprising at least the following steps: a) providing a detector blank with a number of scintillation elements arranged side by side ( 5 ) with a radiation entrance surface oriented perpendicular to a main direction (H) of a radiation ( 7 ), b) providing light detector arrangements ( 9 ) with a light entry surface ( 10 ), which light detector arrangements ( 9 ) together with a respective converter device ( 11 ) for electrical signals on a support ( 13 c) applying the carrier ( 13 ) between the scintillation elements ( 5 ) such that the light entry surfaces ( 10 ) of the light detector arrangements ( 9 ) transversely to the radiation entrance surfaces ( 7 ) of the scintillation elements ( 5 ) are arranged.

Imaging system with a radiation detector ( 1 ) according to one of claims 1 to 7.