DE4439759C1 - Photodiodenarray - Google Patents
PhotodiodenarrayInfo
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
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-
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- G01T1/2921—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions; Radio-isotope cameras
- G01T1/2928—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions; Radio-isotope cameras using solid state detectors
Description
In der Röntgencomputertomographie werden Festkörperdetektoren
verwendet, die ein Photodiodenarray aufweisen, wobei vor den
einzelnen Photodioden Szintillatoren liegen, die die Röntgen
strahlung in sichtbares Licht umwandeln, welches von den Pho
todetektoren in ein entsprechendes elektrisches Signal gewan
delt wird. Zur Signalverbesserung kann dabei zwischen jeweils
zwei Photodioden eine Absaugdiode angeordnet werden. Der Dun
kelstrom der Photodioden ist dabei von der Temperatur und der
Spannung an den Absaugdioden abhängig. Die Spannung für die
Absaugdioden, die die Auswirkungen der Direktkonversion von
Röntgenstrahlung in den Photodioden und das optische Über
sprechen kompensieren, wird für alle Absaugdioden fest vorge
geben.
Durch IBM Techn. Discl. Bull., Vol. 22, No. 8B, 1980,
S. 3735, US 4 714 827 und DE 36 04 971 A1 sind Photodioden
schaltungen bzw. -arrays bekannt, bei denen Maßnahmen zur
Dunkelstromkompensation getroffen sind. Durch US 5 296 697
ist ferner eine Photodiodenschaltung bekannt, bei der die
Signaltransfercharakteristik konstant gehalten wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Photodioden
array so auszubilden, daß der Dunkelstrom vollständig kompen
siert wird, so daß sich dieses Array für die Anwendung in der
Röntgencomputertomographie besonders eignet.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale
des Patentanspruches.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
In der Zeichnung ist die Schaltung für einen Detektor eines
Photodiodenarrays dargestellt. Die Photodiode ist mit 1 und
die ihr zugeordnete Absaugdiode mit 2 bezeichnet. An die Ab
saugdiode 2, die bei dem Beispiel aus der Parallelschaltung
von zwei einzelnen Dioden besteht, schließt sich eine weitere
Photodiode an, die auf dem selben Substrat wie die Photodiode
1 und die Absaugdiode 2 aufgebaut ist. Die Absaugdiode 2
liegt an einer Absaugspannungsquelle 3. Das von der Photo
diode 1 gelieferte elektrische Signal wird über einen Ver
stärker 4 einem Datenverarbeitungssystem zugeführt.
Für die Kompensation des Dunkelstroms ist ein Regler 5 vorge
sehen, dem ein Meßwertumformer 6 sowie eine einstellbare
Spannungsquelle 7 zugeordnet ist.
Der Strom im Dunkelfall läßt sich durch das Anlegen der Span
nung Uph der Spannungsquelle 7 an die Photodiode 1 vollstän
dig kompensieren. Dazu sind die einzelnen Photodioden 1 mit
der Spannungsquelle 7 beschaltet. Der Meßwertumformer 6 er
zeugt ein dem Dunkelstrom proportionales Signal, das dem
elektronischen Regler 5 zugeführt wird, der über ein Stell
glied die Spannung Uph einstellt und den Dunkelstrom kompen
siert. Der Regler 5 verfügt über eine Hold-Funktion (Zeit
t < 2 min). Während Röntgenstrahlung auf den Szintillator
trifft und das dadurch erzeugte Licht die Photodiode 1 be
strahlt, muß die Spannung Uph konstant gehalten werden. Ein
entsprechendes Hold-Signal liegt am Eingang 8.
Diese automatische Einzel-Kanal-Regelung bei einem Szintilla
tor-Photodioden-Detektor bewirkt, daß
der Dunkelstrom kompensiert wird und damit der volle Dynamik bereich der Photodiode 1 genutzt wird,
der Detektor gegenüber Arbeitstemperaturschwankungen unemp findlich wird,
Temperaturdifferenzen einzelner Detektorbereiche ausgeregelt werden,
Schwankungen in der Absaugspannung Uabs im Prozentbereich ohne Einfluß bleiben,
Streuungen der Photodioden 1 innerhalb eines Arrays und Exem plarstreuungen von Arrays geringste Auswirkungen zeigen,
durch Reduzierung der Offsetmessung Zeit eingespart wird (keine Meßzeit für mehrmaliges Offsetmessen).
der Dunkelstrom kompensiert wird und damit der volle Dynamik bereich der Photodiode 1 genutzt wird,
der Detektor gegenüber Arbeitstemperaturschwankungen unemp findlich wird,
Temperaturdifferenzen einzelner Detektorbereiche ausgeregelt werden,
Schwankungen in der Absaugspannung Uabs im Prozentbereich ohne Einfluß bleiben,
Streuungen der Photodioden 1 innerhalb eines Arrays und Exem plarstreuungen von Arrays geringste Auswirkungen zeigen,
durch Reduzierung der Offsetmessung Zeit eingespart wird (keine Meßzeit für mehrmaliges Offsetmessen).
Die automatische Einzel-Kanal-Regelung gewährleistet damit
eine stabile elektrische Trennung der Kanäle,
eine optimale Reduzierung der Direktkonversion,
eine stabile Offsetmessung, die deshalb nur selten durchge führt werden muß (nicht vor jeder Messung).
eine stabile elektrische Trennung der Kanäle,
eine optimale Reduzierung der Direktkonversion,
eine stabile Offsetmessung, die deshalb nur selten durchge führt werden muß (nicht vor jeder Messung).
Claims (1)
- Photodiodenarray, bei dem den einzelnen Photodioden (1) eine einstellbare Spannungsquelle (7) zugeordnet ist, deren Span nung (Uph) von einem Regler (5) eingestellt wird, der von ei nem Meßwertumformer (6) ein dem Dunkelstrom proportionales Signal erhält, wobei die Spannung (Uph) während der Bestrah lung einer Photodiode (1) konstant gehalten wird.
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Date | Code | Title | Description |
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D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
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