DE19827020A1 - Bilddetektor - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Bilddetektor mit einer Vielzahl von matrix- oder zeilenförmig angeordneten Bildpunkten, die ein lichtempfindliches Element (8) und einen Schalter (9) mit nicht rechteckförmiger, insbesondere dreieckiger Grundfläche, aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft Bilddetektoren mit einer Vielzahl von matrix- oder zeilenförmig angeordneten Bildpunkten, die aus einem lichtempfindlichen Element und einem Schalter bestehen. Derartige Bilddetektoren werden sowohl für eine optische Ab­ tastung von Vorlagen als auch für die Erstellung von digita­ len Aufnahmen von Röntgenbildern verwendet.

Bei diesen in Fig. 1 dargestellten bekannten Bilddetektoren besteht jeder Bildpunkt 1 aus einem lichtempfindlichen Ele­ ment 8, einem rechteckförmigen Schalter 5 und Leiterbahnen 2 und 3, die alle durch Abstandsflächen 4 getrennt sind.

Soll eine hohe Ortsauflösung erreicht werden, müssen die Bildpunkte 1 immer kleiner ausgebildet sein. Dabei sind die Abmessungen der Leiterbahnen 2 und 3, die Abstände 4 und die für die Schalter 5 sowie Kontakte 6 und 7 benötigten Flächen meist durch die Designregeln vorgegeben, so daß die für das lichtempfindliche Element 8 verbleibende Fläche drastisch ab­ nimmt. Dementsprechend nimmt der Flächenfüllfaktor, d. h. der Anteil der Fläche des lichtempfindlichen Elementes 8 an der Fläche des Bildpunktes 1, ab. Dies führt zu einem kleineren Bildsignal verbunden mit einem reduzierten Signal/Rausch- Verhältnis (S/N). Dadurch ergibt sich eine untere Grenze für eine praktikable Bildpunktgröße.

Bislang waren die verwendeten Schalter 5, die entweder als Dioden oder als Dünnfilm-Transistoren (TFT) ausgeführt waren, rechteckig geformt. Das lichtempfindliche Element 8, meist eine Photodiode, hatte die Form eines L-förmigen Winkels, wie dies beispielsweise anhand der Fig. 2 der Veröffentlichung "Amorphous silicon X-ray image sensors" von J. Chabbal et al, SPIE Vol.2708 (1996), Seiten 499 ff, beschrieben ist.

Durch diese Beschränkungen ist man gezwungen, eine gewisse Mindestgröße der Bildpunkte nicht zu unterschreiten.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, einen Bilddetektor der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß der Flä­ chenfüllfaktor gegenüber dem Stand der Technik größer ist und sich somit ein verbessertes Signal/Rausch-Verhältnis ergibt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schalter eine nicht rechteckförmige Grundfläche aufweisen. Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung läßt sich die untere Grenze für eine praktikable Bildpunktgröße weiter verringern, so daß höhere Auflösung der Bilddetektoren erreicht werden kann.

In vorteilhafter Weise kann die Grundflächen der Schalter dreieckig sein und insbesondere die Form eines gleichschenk­ ligen Dreiecks aufweisen, wobei die Grundflächen der licht­ empfindlichen Elemente die Form eines Fünfecks aufweisen. Zu­ sammen sind die Grundflächen der lichtempfindlichen Elemente und der Schalter rechteckförmig.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zei­ gen:

Fig. 1 einen Bildpunkt eines Bilddetektors nach dem Stand der Technik und

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Ausbildung eines Bildpunktes.

In Fig. 2 ist ein Bildpunkt 1 dargestellt, bei dem erfin­ dungsgemäß der Schalter 9 eine dreieckige Form aufweist. Das lichtempfindliche Element 10 erhält die Form eines Fünfecks, da die Fläche des Schalters 9, des lichtempfindlichen Elemen­ tes 10 und deren Abstand 4 zueinander eine rechteckförmige Fläche aufweisen.

Durch die Abkehr von der üblichen rechteckigen Formgebung werden die Flächen der Abstände 4 minimiert, so daß man einen größeren Flächenfüllfaktor erhält. Daraus resultiert ein ver­ bessertes Signal/Rausch-Verhältnis bei vorgegebenem Bild­ punktraster. Man erhält jedoch auch die Möglichkeit, kleinere Bildpunkte 1 realisieren zu können.

Für einen Detektor wurde der Flächenfüllfaktor in Abhängig­ keit vom Rastermaß der Bildpunkte berechnet. Unter der Annah­ me, daß die Leiterbahnen 2 und 3 eine Breite von 10 µm auf­ weisen und die Abstände zwischen den Strukturen 9 und 10 ebenfalls 10 µm betragen müssen, steigt bei einem Rastermaß von 80 µm der Flächenfüllfaktor von 40,6% auf 43,2%, bei 60 µm sogar von 16,7% auf 21,3%. Dies bedeutet gerade im Grenzbereich sehr kleiner Bildpunkte 1 einen nennenswerten Gewinn im Signal/Rausch-Verhältnis.

Natürlich sind auch andere von der rechteckigen Form abwei­ chende Geometrien der Schalter 9 denkbar, durch die Abstands­ flächen verkleinert werden.

Durch die erfindungsgemäß verbesserte Formgebung der Bild­ punkte wird die Apertur der Bilddetektoren vergrößert.

Claims (5)

1. Bilddetektoren mit einer Vielzahl von matrix- oder zeilen­ förmig angeordneten Bildpunkten, die ein lichtempfindli­ ches Element (8) und einen Schalter (9) mit nicht recht­ eckförmiger Grundfläche aufweisen.

2. Bilddetektor nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Grundflächen der Schalter (9) dreieckig sind.

3. Bilddetektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundflächen der Schalter (9) die Form eines gleichschenkligen Dreiecks aufweisen.

4. Bilddetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Grundflächen der lichtempfindlichen Elemente (10) die Form eines Fünfecks aufweisen.

5. Bilddetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Grundfläche der lichtempfindlichen Elemente (10) und der Schalter (9) zusammen rechteckförmig sind.