RU2647206C1 - Сенсорное устройство и система визуализации для обнаружения сигналов излучения - Google Patents

Сенсорное устройство и система визуализации для обнаружения сигналов излучения Download PDF

Info

Publication number
RU2647206C1
RU2647206C1 RU2016150369A RU2016150369A RU2647206C1 RU 2647206 C1 RU2647206 C1 RU 2647206C1 RU 2016150369 A RU2016150369 A RU 2016150369A RU 2016150369 A RU2016150369 A RU 2016150369A RU 2647206 C1 RU2647206 C1 RU 2647206C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sensor device
signals
interposer
sensor
detector
Prior art date
Application number
RU2016150369A
Other languages
English (en)
Inventor
БУКЕР Роджер СТЕДМЭН
Амир ЛИВНЕ
Original Assignee
Конинклейке Филипс Н.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Конинклейке Филипс Н.В. filed Critical Конинклейке Филипс Н.В.
Application granted granted Critical
Publication of RU2647206C1 publication Critical patent/RU2647206C1/ru

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/42—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4208—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector
    • A61B6/4241—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector using energy resolving detectors, e.g. photon counting
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03—Computed tomography [CT]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/42—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4208—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/42—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4208—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector
    • A61B6/4233—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector using matrix detectors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/24—Measuring radiation intensity with semiconductor detectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14618—Containers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14636—Interconnect structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
    • H01L27/14658—X-ray, gamma-ray or corpuscular radiation imagers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/24—Measuring radiation intensity with semiconductor detectors
    • G01T1/243—Modular detectors, e.g. arrays formed from self contained units

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

Изобретение относится к сенсорному устройству для обнаружения сигналов излучения. Для обеспечения высокой целостности сигналов и сохранения способности к четырехсторонней стыковке сенсорное устройство содержит сенсорную матрицу, содержащую множество детекторов, сенсорный элемент для преобразования принятых сигналов излучения в множество соответствующих электрических сигналов, элемент интерпозера, простирающийся поперечно между первой боковой стороной и второй боковой стороной, и элемент интегральной схемы. Элемент интерпозера имеет переднюю поверхность, обращенную к сенсорному элементу, и заднюю поверхность, параллельную передней поверхности, причем на передней поверхности предусмотрена первая контактная структура для направления электрических сигналов на заднюю контактную структуру, предусмотренную на задней поверхности. Элемент интегральной схемы обращен к задней поверхности и электрически соединен с задней контактной структурой. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к сенсорному устройству и к системе визуализации для обнаружения сигналов излучения. Изобретение предназначено для применения в области визуализации, например в компьютерной томографии, в частности в спектральной компьютерной томографии, основанной на датчиках прямого преобразования.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Технологии визуализации широко применяются для изучения структур материалов для сбора информации о свойствах таких материалов. В медицинской визуализации применяются разные методы визуализации для визуализации структуры субъекта. В частности, для визуализации внутренних структур пациента неинвазивным способом применяются компьютерная томография (КТ), спектральная КТ, позитронная эмиссионная томография (ПЭТ), однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ).
В вышеуказанных методах визуализации, особенно в КТ и спектральной КТ, субъект облучают сигналами излучения, в частности рентгеновскими лучами, испускаемыми источником излучения, при этом субъект облучают с множества направлений. Сигналы излучения передаются через облучаемый субъект, в котором эти сигналы излучения частично поглощаются и/или рассеиваются. Затем передаваемые сигналы излучения обнаруживаются сенсорным устройством, которое расположено на противоположной стороне от источника излучения относительно облучаемого субъекта.
В зависимости от конкретного метода визуализации сигналы излучения могут быть фотонами с конкретной длиной волны или множеством длин волн конкретного электромагнитного спектра. Например, в методах визуализации, основанных на рентгеновском излучении, включая КТ, маммографию и флюорографию, типично используют источники рентгеновского излучения, которые излучают рентгеновские лучи, причем сенсорное устройство выполнено с возможностью обнаруживать рентгеновские лучи, проходящие через субъект. В ПЭТ используются позитроны, в то время как в ОФЭКТ используются гамма-лучи.
Для того чтобы сигналы излучения или фотоны можно было обрабатывать электронными способами, сенсорное устройство выполнено с возможностью преобразовывать сигналы излучения, принятые сенсорным устройством, в соответствующие электрические сигналы, которые обрабатываются и/или направляются на одно или более электронных устройств, например элемент интегральной схемы, который позволяет генерировать или способствует генерированию медицинских изображений.
Желательно получать медицинские изображения, которые отражают информацию об облученном субъекте как можно более полно. Для этого фотоны, передаваемые через облучаемый субъект в разных направлениях, необходимо обнаружить, сосчитать и, возможно, дифференцировать по энергии (например, для спектральной КТ). Кроме того, системы КТ должны обеспечивать охват большой площади для постановки клинически релевантного диагноза. Кроме того, желательно также получить медицинские изображения с высоким разрешением, чтобы можно было обнаруживать структурные детали малого размера. Сенсорное устройство содержит множество детекторов, которые образуют по меньшей мере одну сенсорную матрицу. В частности, детекторы расположены так, чтобы их можно было стыковать четырьмя сторонами, т.е. детекторы помещаются так, чтобы прилегать друг к другу в различных планарных направлениях. Таким способом можно создать сенсорное устройство для КТ, обеспечивающее достаточный охват, т.е. способное сформировать изображение существенного участка тела (например, сердца) за один оборот.
Известно множество сенсорных устройств, которые можно стыковать четырьмя сторонами. Однако сенсорные устройства датчиков, известные в области технологий визуализации, имеют ограничения по надежности и экономической эффективности.
В US 8575558 В2 раскрывается матрица детекторов, содержащая множество устанавливаемых встык пакетов датчиков, расположенных на первой стороне подложки для формирования планарной матрицы детекторов, причем каждый из упомянутого множества устанавливаемых встык датчиков содержит детектор, интегральную схему и элемент интерпозера, причем элемент интерпозера расположен между детектором и интегральной схемой и выполнен с возможностью функционально соединять детектор с интегральной схемой.
В US 2010/327173 А1 раскрывается интегрированный детекторный модуль с прямым преобразованием с кристаллом прямого преобразования с анодом и катодом на его противоположных сторонах, а также интегральная схема в электрическом соединении с кристаллом прямого преобразования. На анодном слое нанесен слой перераспределения, который выполнен с возможностью адаптировать компоновку матрицы контактных площадок кристалла прямого преобразования в соответствии с заранее определенной конфигурацией выводов.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей настоящего изобретения является обеспечение сенсорного устройства и системы визуализации для обнаружения сигналов излучения субъекта, которые делают возможной высокую целостность сигнала и экономическую эффективность, сохраняя способность к стыковке с четырех сторон.
Согласно первому аспекту изобретения предлагается сенсорное устройство для обнаружения сигналов излучения, содержащее сенсорную матрицу, содержащую множество детекторов, при этом каждый детектор содержит принимающую поверхность для приема множества сигналов излучения, передаваемых через или исходящих от субъекта, сенсорный элемент для преобразования принятых сигналов излучения в множество соответствующих электрических сигналов, элемент интерпозера, простирающийся поперечно между первой боковой стороной и второй боковой стороной, при этом элемент интерпозера содержит переднюю поверхность, обращенную к сенсорному элементу, и заднюю поверхность, параллельную упомянутой передней поверхности, причем на упомянутой передней поверхности предусмотрена передняя контактная структура для направления электрических сигналов на заднюю контактную структуру, предусмотренную на задней поверхности, и элемент интегральной схемы, обращенный к задней поверхности и электрически соединенный с задней контактной структурой, при этом элемент интегральной схемы содержит участок схемы, простирающийся поперечно больше, чем задняя поверхность на второй боковой стороне, передняя поверхность простирается поперечно больше, чем задняя поверхность на первой боковой стороне посредством выступа, имеющего поверхность выступа, при этом участок схемы первого детектора сенсорной матрицы вертикально перекрывает и вертикально разнесен с поверхностью выступа второго детектора, примыкающего к первому детектору.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения предлагается система визуализации для обнаружения сигналов излучения субъекта, содержащая источник излучения для генерирования множества сигналов излучения, направляющее излучение средство для направления сгенерированных сигналов излучения на субъект и сенсорное устройство, раскрытое в настоящем документе, для обнаружения направленных сигналов излучения, исходящих от субъекта.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения определены в зависимых пунктах. Следует понимать, что заявленная система визуализации имеет аналогичные и/или идентичные предпочтительные варианты осуществления, что и заявленное сенсорное устройство, как определено в зависимых пунктах формулы.
Сигналы излучения, сгенерированные источником излучения, передаются через субъект и принимаются принимающей поверхностью. Затем принятые сигналы излучения преобразуются сенсорным элементом в соответствующие электрические сигналы, которые затем поступают на элемент интегральной схемы через элемент интерпозера. Функция элемента интерпозера заключается в механической поддержке сенсорного элемента так, чтобы получить детектор с высокой структурной стабильностью. В частности, детекторы выставлены для образования сенсорной матрицы, не допуская при этом нежелательные несовпадения, зазоры и/или смещения между соседними детекторами.
Дополнительно, передняя контактная структура и задняя контактная структура позволяют направлять или маршрутизировать электрические сигналы, полученные преобразованием принятых сигналов излучения, требуемым образом. В частности, передняя и задняя контактные структуры имеют хорошую совместимость с элементом интегральной схемы, в частности со специализированной интегральной схемой (ASIC). Элемент интегральной схемы, в частности ASIC, выполнен с возможностью интегрировать заряд и формирует импульс, высота которого пропорциональна энергии падающего сигнала излучения, например фотона.
Элемент интерпозера по настоящему изобретению содержит выступ, благодаря которому передняя поверхность элемента интерпозера простирается больше, чем задняя поверхность на одной из двух боковых сторон элемента интерпозера. Таким образом, детекторы могут быть расположены в ступенчатом порядке в сенсорной матрице, тем самым обеспечивая возможность четырехсторонней стыковки. Это позволяет сенсорному устройству преимущественно охватить большую площадь, поскольку детекторы можно разместить рядом друг с другом во всех планарных направлениях.
Поскольку передняя поверхность и задняя поверхность элемента интерпозера параллельных друг другу, изготовление элемента интерпозера не представляет трудностей, поэтому изготовление сенсорного устройства является экономически эффективным. Более того, существенно уменьшаются или даже устраняются нежелательные механические напряжения, которые возникали бы при двух не параллельных поверхностях. Преимущественно, нет необходимости компенсировать такие нежелательные механические напряжения, например, добавляя дополнительные компенсирующие элементы между задней поверхностью интерпозера и элементом интегральной схемы.
Вертикальное перекрытие между участком схемы и поверхностью выступа позволяет создать углубление между соседними детекторами, что позволяет поместить соединения между элементом интегральной схемы, в частности ASIC, и элементом электронного устройства, в частности подложкой. Таким образом, обеспечивается возможность обрабатывать входные/выходные сигналы и/или сигналы мощности за пределами элемента интерпозера, что преимущественно позволяет отделить входные/выходные и/или сигналы мощности от сигналов маршрутизации в элементе интерпозера. Таким образом, нежелательные помехи между пиксельными сигналами, направленными в элемент интерпозера, и входные/выходные сигналы и/или сигналы мощности легко предотвращаются, что позволяет получить пиксельные сигналы высокого качества. Дополнительно, элемент интерпозера можно сделать менее сложным.
«Сигналы излучения» могут содержать фотоны одной или более длин волн, такие как рентгеновские лучи, гамма-лучи и/или позитроны. «Электрические сигналы» могут содержать зарядовые сигналы и/или токовые сигналы. Следует понимать, что первым детектором и вторым детектором называются любые два соседних детектора в сенсорной матрице. Термины «вертикальный» и «боковой» относятся к плоскости, в которой находится передняя поверхность или задняя поверхность элемента интерпозера, или к плоскости, параллельной передней или задней поверхности элемента интерпозера.
В предпочтительном варианте осуществления поверхность выступа расположена между передней поверхностью и задней поверхностью. Таким образом, между поверхностью выступа и задней поверхностью элемента интерпозера образуется углубление. Это позволяет расположить соединения между элементом интегральной схемы соседнего детектора и элементом электронного устройства, например подложкой, достаточно легким способом. Функциональность и экономическая эффективность преимущественно увеличиваются.
В другом предпочтительном варианте осуществления поверхность выступа имеет участок поверхности, параллельный передней поверхности. Такая поверхность выступа снижает эффект негомогенности, например механические напряжения, в выступе. Кроме того, такую поверхность выступа можно легко изготовить. Преимущественно, функциональность и экономическая эффективность сенсорного устройства увеличиваются.
В другом предпочтительном варианте осуществления первая сторона элемента интерпозера содержит верхнюю боковую поверхность, соединяющую переднюю поверхность с поверхностью выступа, и/или нижнюю боковую поверхность, соединяющую заднюю поверхность с поверхностью выступа, при этом по меньшей мере одна из верхней боковой поверхности и нижней боковой поверхности перпендикулярна передней поверхности. Это повышает структурную гомогенность и, следовательно, механическую стабильность элемента интерпозера, что делает возможными лучшие структурные и электронные свойства элемента интерпозера, упрощая производство, что ведет к повышению экономической эффективности.
В другом предпочтительном варианте осуществления вторая сторона элемента интерпозера перпендикулярна передней поверхности. Это позволяет уменьшить механические напряжения на второй боковой стороне элемента интерпозера, что ведет к улучшению структурных и электронных свойств элемента интерпозера.
В другом предпочтительном варианте осуществления детектор дополнительно содержит элемент подложки, электрически соединенный с элементом интегральной схемы, в частности с участком схемы. Это позволяет направлять сигналы, в частности входные/выходные сигналы и/или сигналы мощности, между элементом интегральной схемы и элементом подложки. Преимущественно, входные/выходные сигналы и/или сигналы мощности удерживаются за пределами элемента интерпозера, что позволяет уменьшить или даже устранить взаимное влияние с электрическими сигналами, в частности пиксельными сигналами, направляемыми элементом интерпозера.
Предпочтительно элемент подложки выполнен с возможностью простираться поперечно больше, чем участок схемы. Это позволяет направлять вышеупомянутые входные/выходные сигналы и/или сигналы мощности от элемента интегральной схемы на элемент подложки, применяя направляющую дорожку за пределами элемента интегральной схемы, тем самым преимущественно снижая нежелательные помехи для сигналов.
Дополнительно, элемент подложки предпочтительно соединен с контактной площадкой, предусмотренной на участке схемы, проволочным соединением. Технология проволочного соединения - это общепринятая технология для изготовления электрических межсоединений, в частности, в системах малых размеров. Преимущественно, применение проволочного соединения повышает эффективность производства и надежность межсоединений между элементом интегральной схемы и элементом подложки.
В другом предпочтительном варианте осуществления детектор дополнительно содержит гибкую подложку. Гибкая подложка является общепринятой технологией монтажа электронных устройств. Гибкая подложка обладает высокой гибкостью и ей можно придать различные требуемые формы, что облегчает производство и повышает целостность сигнала. Гибкая подложка может содержать один или более материалов, например полиамид, полиэфирэфиркетон и прозрачный электропроводный полиэфир. В частности, гибкая подложка может быть сформирована как печатная плата (PCB). Предпочтительно, гибкая подложка соединена с элементом интегральной схемы только для направления входных/выходных сигналов и/или силовых сигналов. Дополнительно, гибкая подложка предпочтительно может проходить над всей поверхностью элемента интерпозера и/или может быть обеспечена двумя нижними слоями элемента интерпозера.
В другом предпочтительном варианте осуществления элемент интегральной схемы первого детектора разнесен в поперечном направлении с элементом интегральной схемы второго детектора. Это позволяет обеспечить зазор между элементами интегральных схем соседних детекторов, что преимущественно позволяет расположить соединения между элементом интегральной схемы и элементом электронного устройства, например вышеупомянутым элементом подложки.
В другом предпочтительном варианте осуществления передняя контактная структура содержит множество передних контактных площадок, причем задняя контактная структура содержит множество задних контактных площадок, при этом каждая из передних контактных площадок выполнена с возможностью направлять один из электрических сигналов на соответствующую одну из задних контактных площадок. Это позволяет направлять каждый отдельный электрический сигнал, в частности пиксельный сигнал, через элемент интерпозера с высокой надежностью. Преимущественно, пиксельные сигналы, которые используются для генерирования изображений, в частности медицинских изображений, могут быть получены при целостности сигнала.
Предпочтительно, каждая из передних контактных площадок снабжена первым поперечным размером, а каждая из задних контактных площадок снабжена вторым поперечным размером, при этом первый поперечных размер больше второго поперечного размера. Это позволяет обеспечить область достаточного размера, в частности площадь, в элементе интегральной схемы для направления входных/выходных сигналов и/или силовых сигналов в элемент интегральной схемы и/или из элемента интегральной схемы. Дополнительно, это является преимуществом для возможности стыковки сенсорного устройства.
Далее, предпочтительно, количество передних контактных площадок равно количеству задних контактных площадок. Это позволяет осуществлять маршрутизацию сигналов в элементе интерпозера с низким шумом.
В другом предпочтительном варианте осуществления элемент интерпозера сформирован с использованием спрессованных слоев, в частности спрессованных полиамидных слоев. Это облегчает производство элемента интерпозера с высокой точностью, в частности, относительно его толщины и сечения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Эти и другие аспекты настоящего изобретения будут понятны из нижеследующего подробного описания вариантов со ссылками на приложенные чертежи.
Фиг. 1 показывает схематическое представление сенсорной матрицы, содержащей множество детекторов согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 2а, b показывает схематическое представление одного из детекторов с Фиг. 1.
Фиг. 3а-d показывает схематическое представление элемента интерпозера детектора с Фиг. 2.
Фиг. 4 показывает схематическое представление двух соседних детекторов с Фиг. 1.
Фиг. 5 показывает схематическое представление двух соседних детекторов согласно другому варианту осуществления.
Фиг. 6 показывает схематическое представление системы визуализации согласно одному варианту осуществления.
Фиг. 7 показывает схематическое представление системы визуализации согласно другому варианту осуществления.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На Фиг. 1 показано схематическое представление сенсорного устройства 10 для обнаружения сигналов излучения от субъекта, содержащего множество детекторов 11. Каждый детектор 11 содержит принимающую поверхность 12, сенсорный элемент 14, элемент 16 интерпозера и элемент 18 интегральной схемы. Предпочтительно, каждый детектор 11 дополнительно содержит элемент 20 подложки. Множество детекторов 11 выполнены с возможностью образовывать сенсорную матрицу 22, причем отдельные детекторы 11 выставлены так, что отдельные принимающие поверхности 12 расположены на одной и той же стороне сенсорной матрицы 22. Сенсорная матрица 22 содержит восемь детекторов 11, которые в варианте осуществления с Фиг. 1 расположены в линию. В другом варианте осуществления детекторы 11 расположены по меньшей мере частично вдоль кривой. В целом, количество детекторов 11 может быть больше или меньше восьми.
На Фиг. 2а детектор 11 показан более подробно. Принимающая поверхность 12 предпочтительно сформирована как верхняя поверхность сенсорного элемента 14. Принимающая поверхность 12 содержит предпочтительно верхние электроды или катоды сенсорного элемента 14, который дополнительно содержит задние электроды или аноды на своей нижней поверхности, соединенной с элементом 16 интерпозера. Между катодами и анодами сенсорный элемент содержит наполнитель, изготовленный из материала, подходящего для восприятия излучения с прямым преобразованием, такого как теллурид кадмия (CdTe), теллурид кадмия и цинка (CdZnTe), арсенид галлия (GaAs), иодид ртути (HgI) и т.д. Предпочтительно, сенсорный элемент 14 выполнен с возможностью преобразования принятых сигналов излучения непосредственно в соответствующие электрические сигналы, например заряды или токовые сигналы. Дополнительно, сенсорный элемент 14 предпочтительно выполнен с обеспечением возможности процесса преобразования, создавая пару электрон-дырка после приема единичного фотона, при этом электрон и/или дырка электронно-дырочной пары участвует в создании электрического сигнала, преобразованного из сигнала излучения, которым является фотон. Преимущественно, такой сенсорный элемент имеет высокую эффективность преобразования.
Элемент 16 интерпозера содержит переднюю поверхность 24 и заднюю поверхность 26, при этом передняя поверхность 24 параллельна задней поверхности 26. Элемент 16 интерпозера расположен между сенсорным элементом 14 и элементом 18 интегральной схемы, при этом передняя поверхность 24 элемента 16 интерпозера обращена к сенсорному элементу 14, а задняя поверхность 26 элемента 16 интерпозера обращена к элементу 18 интегральной схемы. Элемент 16 интерпозера простирается поперечно от первой боковой стороны 28а, b ко второй боковой стороне 30, противоположной первой боковой стороне 28. На первой боковой стороне 28а, b передняя поверхность 24 простирается поперечно больше, чем задняя поверхность 26 посредством выступа 32. Выступ 32 простирается вертикально от передней поверхности 24 до поверхности 34 выступа.
Элемент 18 интегральной схемы расположен между задней поверхностью 26 элемента 16 интерпозера и элементом 20 подложки. Элемент 18 интегральной схемы простирается поперечно от той же высоты края задней поверхности 26 на первой боковой стороне 28. Дополнительно элемент 18 интегральной схемы содержит секцию 62 схемы, простирающуюся поперечно больше, чем задняя поверхность 26 элемента 16 интерпозера, на второй боковой стороне 30. Элемент 18 интегральной схемы предпочтительно является специализированной интегральной схемой (ASIC), обеспечивающей высокую совместимость и надежность обработки сигнала, что преимущественно повышает целостность сигнала детектора 11.
В варианте, показанном на Фиг. 2а, поверхность 34 выступа расположена между передней поверхностью 24 и задней поверхностью 26 и параллельна передней и задней поверхностям 24, 26. Таким образом, элемент 16 интерпозера имеет меньшую толщину на первой боковой стороне 28а, b, чем на второй боковой стороне 30. В другом варианте осуществления элемент 16 интерпозера имеет большую толщину на первой боковой стороне 28a, b, чем на второй боковой стороне 30, при этом поверхность 34 выступа простирается вертикально над задней поверхностью 26 в направлении элемента 18 интегральной схемы.
Первая боковая сторона элемента 18 интерпозера содержит верхнюю боковую поверхность 28а и нижнюю боковую поверхность 28b, при этом верхняя боковая поверхность 28а соединяет переднюю поверхность 24 с поверхностью 34 выступа, а нижняя боковая поверхность 28b соединяет заднюю поверхность 26 с поверхностью 34 выступа. В варианте, показанном на Фиг. 2, и верхняя боковая поверхность 28а, и нижняя боковая поверхность 28b перпендикулярны передней поверхности 24 и задней поверхности 26. Кроме того, вторая боковая сторона 30 также перпендикулярна передней и задней поверхностям 24, 26. По меньшей мере одна из верхней боковой поверхности 28а, нижней боковой поверхности 28b и второй боковой поверхности 30 может быть не перпендикулярна передней и задней поверхностям 24, 26, как подробно показано на Фиг. 3.
Как показано на Фиг. 2а, на передней поверхности 24 элемента 16 интерпозера предусмотрена передняя контактная структура 36, содержащая множество передних контактных площадок 38. Передние контактные площадки 38 расположены так, что передние контактные площадки 38 поперечно разнесены друг с другом. Передние контактные площадки 38 выполнены с возможностью принимать электрические сигналы, преобразованные из сигналов излучения сенсорным элементом 14. Кроме того, передние контактные площадки 28 выполнены с возможностью направлять или маршрутизировать электрические сигналы через элемент 16 интерпозера на заднюю контактную структуру 40, предусмотренную на задней поверхности 26 элемента 16 интерпозера. Задняя контактная структура 40 содержит множество задних контактных площадок 42, которые расположены так, чтобы соседние задние контактные площадки 42 были разнесены друг от друга в поперечном направлении. Следует понимать, что количество передних и задних контактных площадок 38, 42 может варьироваться в разных вариантах осуществления сенсорного устройства 10.
Задние контактные площадки 42 выполнены с возможностью направлять электрические сигналы, проведенные через элемент 16 интерпозера, дальше на элемент 18 интегральной схемы. Каждый электрический сигнал направляется одной из передних контактных площадок 38 через элемент 6 интерпозера на соответствующую одну из задних контактных площадок 42.
Передние контактные площадки 38 снабжены первым поперечным размером 48, а задние контактные площадки 42 снабжены вторым поперечным размером 50. Предпочтительно, первый поперечный размер 48 больше, чем второй поперечный размер 50. Далее, предпочтительно, количество задних контактных площадок 42 равно количеству передних контактных площадок 38.
Как показано на Фиг. 2b, каждая передняя контактная площадка 38 и соответствующая ей задняя контактная площадка 42 соединены проводящей дорожкой 44а, b. Каждая проводящая дорожка 44а, b соединяет пару контактных площадок, содержащую переднюю контактную площадку 38а, b и заднюю контактную площадку 42а, b. Каждая проводящая дорожка 44а, b, как показано на Фиг. 2b, содержит одну или более вертикальных проводящих секций и одну или более поперечных проводящих секций. По существу проводящая дорожка может содержать одну или более вертикальных проводящих секций или она может быть продлена одной или более поперечной проводящей секцией. В предпочтительном варианте осуществления вертикальные проводящие секции реализованы как сквозные соединения, которые совместимы с любой технологией интерпозера, например, основанной на полиимиде, керамике, FR4 и пр.
Каждая передняя контактная площадка 38а, b выполнена с возможностью направлять электрический сигнал, соответствующий элементу изображения, такому как пиксель, из изображения, сгенерированного посредством обработки пиксельных сигналов, на одно или более средств формирования изображения (не показано). Пиксель сенсорного устройства 10 или пиксель устройства определяется электродами сенсорного элемента, при этом каждый электрод соединен с одной из первых контактных площадок 38а, b. Поэтому каждая передняя контактная площадка 38 соответствует пикселю сенсора. Электрические сигналы, направляемые передними контактными площадками 38, также известны как пиксельные сигналы, а первые поперечные размеры 48 известны как шаг пикселей сенсорного элемента 14 или шаг пикселей сенсора. По существу шаг пикселей сенсорного устройства 10 может иметь больший поперечный размер, чем передняя контактная площадка. Например, поперечный размер пикселя устройства может быть 300 мкм, в то время как поперечный размер передней контактной площадки 38, т.е. первый поперечный размер 48, может быть 100 мкм.
Каждая задняя площадка 42а, b выполнена с возможностью направлять электрический сигнал, проведенный через элемент 16 интерпозера, дальше на элемент 18 интегральной схемы, где этот электрический сигнал будет подвергнут обработке. Каждая задняя контактная площадка 42 соответствует пикселю схемы, а второй поперечный размер 50 можно назвать шагом пикселей схемы. Конфигурируя первый и второй поперечные размеры 48, 50 так, чтобы они имели разные размеры, детектор 11 снабжается разными шагами пикселей сенсора и пикселей схемы.
Как показано на Фиг. 2b, элемент 16 интерпозера содержит множество слоев 46, 46' интерпозера, расположенных один на другом по вертикали. Обе проводящие дорожки 44а, b выполнены с возможностью проводить электрический сигнал от передних контактных площадок 38а, b сначала через множество верхних слоев 46 интерпозера, начинающихся от передней поверхности 24, до того, как электрический сигнал проводится вертикально через множество нижних слоев 46' интерпозера, расположенных глубже, чем верхние слои 46 интерпозера, и затем на соответствующие задние контактные площадки 42а, b. На Фиг. 2b поперечные секции проводящих дорожек 44а, b простираются вдоль границ между соседними слоями 46, 46'. По существу проводящие дорожки от пикселей сенсора к пикселям схемы могут быть любыми дорожками, необходимыми для проведения сигналов всех пикселей, при этом проводящие дорожки 44а, b могут простираться в одном слое 46, 46'. В частности, каждая проводящая дорожка может простираться поперечно и вертикально, тем самым обходя выступ 32 в верхних слоях 46 интерпозера. В одном варианте осуществления длина проводящих дорожек уменьшается от первой боковой стороны 28 ко второй боковой стороне 30 элемента 16 интерпозера. На второй стороне соединение пикселя сенсора с пикселем схемы предпочтительно равно 1:1. Самый длинный путь задается необходимостью пройти от самых левых пикселей сенсора на первой боковой стороне 28 к самым левым пикселям схемы на первой боковой стороне 28 в представлении, показанном на Фиг. 2b.
В зависимости от действующих правил проектирования для данной технологии может возникнуть необходимость использовать множество слоев для проведения всех электрических сигналов. Поэтому элемент 16 интерпозера предпочтительно состоит из двух или более слоев, при этом минимальным количеством является два слоя, верхний и нижний. Каждый слой 46, 46' используется для поперечного проведения электрических сигналов, поэтому в них расположены поперечные проводящие секции. Вертикальное проведение электрических сигналов осуществляется предпочтительно через сквозные соединения, например заполненные металлом отверстия.
Передние контактные площадки 38 и/или задние контактные площадки 42 по существу могут быть сформированы с разными поперечными размерами. В частности, элемент 18 интегральной схемы имеет меньший поперечный размер, чем сенсорный элемент 14, что позволяет направлять входные/выходные сигналы и/или сигналы мощности из элемента 18 интегральной схемы и/или детектора 11 в пределах общей площади детектора 11. Преимущественно, любые два детектора 11 могут быть легко расположены рядом друг с другом, чтобы обеспечить возможность четырехсторонней стыковки сенсорного устройства 10. В предпочтительном варианте осуществления, где передние и задние контактные площадки 38, 42 имеются в одинаковом количестве, первый поперечный размер 48 больше второго поперечного размера 50.
Передние и задние контактные площадки 38, 42 могут содержать электропроводный материал, например металл и/или полупроводник. Элементы 16 интерпозера могут содержать полупроводниковый материал и/или полимерный материал. В частности, элементы 16 интерпозера могут быть сформованы с использованием прессованных слоев полиамида, полиимида, керамики, стекла, FR4 и/или кремния. Количество слоев 46, 46' интерпозера 16 в варианте, показанном на Фиг. 2b, равно 6. По существу это количество может отличаться от 6. Количество слоев является компромиссом между количеством сигналов, разницей в шаге и технологией. Например, в случае применения керамики для прессованных слоев пиксельные сигналы могут быть проведены в меньшем количестве слоев, чем если бы использовался FR4, в то время как размеры дорожек, такие как ширина и интервал, могли бы быть лучше разрешены. В предпочтительном варианте осуществления поперечные проводящие секции имеют длину примерно 6 мм, в то время как настоящее изобретение не ограничивается этой длиной. В другом предпочтительном варианте осуществления элемент 18 интегральной схемы содержит область, покрытую одной или более контактными площадками, которые используются для направления входных/выходных и/или силовых сигналов, при этом поперечный размер этой области предпочтительно, но без ограничения, равен 4-6 мм. Далее, предпочтительно, элемент 18 интегральной схемы содержит ASIC, поперечный размер которой на 4-6 мм меньше, чем поперечный размер элемента 16 интерпозера и/или чувствительного элемента 14. В другом предпочтительном варианте осуществления поперечный размер выступа 32 интерпозера 16 составляет, без ограничения, 4-6 мм.
На Фиг. 3а, b показан элемент 16 интерпозера с Фиг. 2а, b. Кроме того, штриховыми линиями показаны некоторые альтернативные формы выступа 32. На Фиг. 3а первый альтернативный вариант выступа 32 содержит поверхность 52 выступа, которая сформирована как наклонная поверхность, соединяющая переднюю поверхность 24 и заднюю поверхность 26 на первой стороне 28, при этом поверхность 53 выступа образована первой стороной 28. В другом варианте осуществления выступ 32 имеет поверхность 54 выступа, которая сформирована как непрямая поверхность, соединяющая переднюю поверхность 24 и заднюю поверхность 26 на первой боковой стороне 28, при этом поверхность 54 выступа образована первой боковой стороной 28.
В элементе 16 интерпозера, показанном на Фиг. 3b, верхняя боковая поверхность 56а, соединяющая поверхность 34' выступа и переднюю поверхность 24, сформирована как поверхность, наклоненная относительно передней поверхности 24. Нижняя боковая поверхность 56b, 56b', соединяющая поверхность 34' выступа и заднюю поверхность 26, сформирована как поверхность, наклоненная относительно задней поверхности 26, при этом угол 58 между нижней боковой поверхностью 56b, 56b' и задней поверхностью 26 может быть больше или меньше 90°. Следует понимать, что угол между верхней боковой поверхностью 56а и передней поверхностью 24 может быть меньше или больше 90°. Поверхность 34' выступа может быть параллельной передней и задней поверхностям 24, 26. В другом варианте осуществления поверхность 34' выступа сформирована как поверхность, наклоненная относительно передней и задней поверхностей 24, 26.
На Фиг. 3с, d вновь показан элемент 16 интерпозера с Фиг. 2, где штриховыми линиями показаны два дополнительных варианта осуществления второй боковой стороны 30. В варианте осуществления с Фиг. 3с вторая боковая сторона 60 образована поверхностью, наклоненной относительно передней и задней поверхностей 24, 26. Следует понимать, что угол между второй поверхностью 60 и передней поверхность 24 может быть больше или меньше 90°. В варианте осуществления с Фиг. 3d вторая боковая сторона 60' сформирована как неровная поверхность, что позволяет создать углубление по сравнению с вариантом, показанным на Фиг. 2. Следует понимать, что вторая поверхность 60' также может быть выполнена так, чтобы простираться поперечно больше передней и задней поверхности 24, 26.
На Фиг. 4 показаны два соседних детектора 11a, 11b из сенсорной матрицы 22 с Фиг. 1. Каждый из элементов 18a, 18b интегральной схемы содержит участок 62a, 62b схемы, который простирается поперечно больше, чем вторая боковая поверхность 30a, 30b элемента 16a, 16b интерпозера. Участок 62a схемы первого детектора 11а выполнен с возможностью вертикального перекрывания с поверхностью 34b выступа второго детектора 11b. Поперечный размер участка 62a схемы предпочтительно, но без ограничения, равен 4-6 мм. Кроме того, участок 62a схемы первого детектора разнесен по вертикали с поверхностью 34b выступа второго детектора 11b. Это позволяет ступенчатое расположение первого и второго детекторов 11a, 10b, делая возможным четырехстороннюю стыковку сенсорной матрицы 22. Кроме того, это позволяет расположить соединения между элементом интегральной схемы и элементом электронного устройства, например вышеупомянутым элементом подложки.
В варианте, показанном на Фиг. 4, элементы 20а, 20b подложки первого и второго детекторов 11а, 11b выполнены так, чтоб простираться поперечно больше, чем элементы 18а, 18b, соответственно. Кроме того, для соединения части элемента 20а, 20b подложки, простирающейся поперечно больше, чем элементы 18а, 18b интегральной схемы с контактными площадками 66а, 66, соответственно, предусмотрено проволочное соединение 64а, 64b, при этом контактные площадки 66а, 66b предусмотрены на соответствующих участках 62а, 62b схемы. Как показано на Фиг. 4, участок 62а схемы первого детектора 11а смещен вбок от элемента 18b интегральной схемы второго детектора 11b. Это позволяет создать зазор между двумя соседними элементами 18а, 18b интегральной схемы, чтобы можно было расположить соединение, такое как проволочное соединение 64а.
Предпочтительно, проволочное соединение 64а выполнено с возможностью направлять входные/выходные и сигналы мощности между элементом 18а интегральной схемы и элементом 20а подложки. Эти входные/выходные сигналы являются, например, цифровыми управляющими сигналами, сигналами считывания данных и/или аналоговыми сигналами. Эти электрические сигналы, в частности пиксельные сигналы, которые были проведены через элемент 16а интерпозера, обрабатываются элементом 18а интегральной схемы. Предпочтительно, обработанные пиксельные сигналы не требуется выводить. Результат обработки может быть считан с помощью входных/выходных сигналов. Считанные данные предпочтительно используются для формирования изображения, соответствующего обработанным падающим фотонам.
Преимущественно, входные/выходные и/или сигналы мощности не направляются через элемент 16а интерпозера. В известном устройстве сенсора как проводящие дорожки для пиксельных сигналов (показанные на Фиг. 2b), так и дорожки для направления входных/выходных и/или силовых сигналов расположены внутри элемента интерпозера. Это значит, что проводящие дорожки для пиксельных сигналов имеют емкостную связь с проводящими дорожками для входных/выходных и/или силовых сигналов. В предлагаемом сенсорном устройстве 10, однако, сигнальные помехи, наводки и шум между входными/выходными и/или силовыми сигналами с одной стороны и пиксельными сигналами с другой стороны существенно снижены. Это ведет к большей целостность сигнала, в то же время делая возможной четырехстороннюю стыковку.
На Фиг. 5 показан альтернативный вариант осуществления для варианта с Фиг. 4. Детекторы 11с, 11d практически такие же, что показаны на Фиг. 4, за исключением того, что элементы 20а, b подложки заменены гибкой подложкой 68с, 68d. Гибкие подложки 68с, 68d электрически соединены с соответствующими участками 62с, 62d схемы первого и второго детекторов 11c, 11d, предпочтительно, через свою контактную площадку. В предпочтительном варианте осуществления каждая гибкая подложка 68c, 68d содержит компонент Flip Chip и/или печатную плату.
Во всех вариантах, показанных выше, выступ 32 элемента 16, 16', 16a-d интерпозера может быть выполнен травлением, в частности химическим травлением, шлифованием и/или механическим фрезерованием. Альтернативно выступ 32 может быть сформирован во время изготовления элемента 16, 16', 16a-d интерпозера. Один или более компонентов отдельного детектора 11 имеют предпочтительно прямоугольное, в частности, квадратное сечение относительно нормали к поверхности, перпендикулярной к передней поверхности 24, хотя можно создать и шестигранное или круглое сечение.
На Фиг. 6 показано схематическое представление системы 70 визуализации для обнаружения сигналов излучения субъекта, содержащей источник 72 излучения для генерирования множества сигналов 74 излучения, направляющее излучение средство 76 для направления генерируемых сигналов 74 излучения, в частности фотонов, на субъект 78 и сенсорное устройство 10 для обнаружения направленных сигналов 74 излучения, передаваемых через субъект 78. Источником 72 излучения может быть предпочтительно точечный источник. Сенсорное устройство 10 расположено на противоположной стороне от источника 72 излучения и направляющего излучение средства 76 относительно пациента 78.
Предпочтительно сенсорное устройство 10 содержит матрицу детекторов 11, которые выставлены в линию. Альтернативно, как показано на Фиг. 7, в другом варианте осуществления системы 70' визуализации сенсорное устройство 10' содержит матрицу детекторов 11, которые выставлены с образованием кривой. Далее, предпочтительно, источник 72' излучения системы 70' визуализации с Фиг. 7 содержит внутреннее направляющее излучение средство, причем источник 72' излучения также сформирован по кривой. Например, источник 72' излучения содержит множество отдельных точечных источников, расположенных на криволинейной поверхности. Предпочтительно источник 72' излучения и сенсорное устройство 10' расположены по кольцу и выполнены с возможностью вращения вокруг оси так, чтобы сигналы 74' излучения могли падать на пациента 78 с разных направлений. Следует понимать, что источник 72 излучения и/или сенсорное устройство 10 датчика в системе 70 визуализации с по Фиг. 6 также могут вращаться вокруг оси. Кроме того, сенсорное устройство 10 с Фиг. 6 также может содержать криволинейную матрицу детекторов 11, как показано на Фиг. 7.
Системы 70, 70' визуализации могут быть КТ системами, предпочтительно системами спектральной КТ. Для этого источники 72, 72' излучения выполнены с возможностью испускать рентгеновские лучи, используя один или более известных способов, например термоионную или твердотельную эмиссию электронов, вольфрамовую нить, вольфрамовую пластину, полевой эмиттер, термоэлектронный полевой эмиттер, распределенный катод, термоионный катод, фотоэмиттер и/или ферроэлектрический катод. В систему 70, 70' визуализации может быть интегрирован системный контроллер, который управляет мощностью и/или сигналами системы 70, 70' визуализации. Также может быть интегрирован один или более дисплеев для отображения медицинских изображений, генерируемых с использованием системы визуализации 70, 70'. КТ система визуализации, в частности спектральная КТ, имеет площадь покрытия типично 1000×64 мм или более. При четырехсторонней стыковке отдельные детекторы 11 выполнены с возможностью образования датчика 10, 10' мозаичным способом.
Хотя настоящее изобретение было проиллюстрировано на чертежах и подробно описано в вышеприведенном описании, эти иллюстрации и описание следует считать иллюстративными или примерными, а не ограничивающими. Изобретение не ограничивается описанными вариантами. Специалисты в ходе внедрения изобретения могут создать другие варианты, изучив чертежи, описание и приложенную формулу.
В формуле изобретения слово «содержащий» не исключает наличия других элементов или этапов, а элементы, представленные в единственном числе, не исключают наличия множества таких элементов. Один элемент или другой узел может выполнять функции нескольких предметов, приведенных в формуле изобретения. Один только факт того, что некоторые признаки перечислены в разных зависимых пунктах формулы, не указывает на то, что нельзя использовать комбинацию таких признаков.
Компьютерная программа может храниться/распространяться на подходящем носителе, например оптическом носителе или твердотельном носителе, который поставляется вместе с другими аппаратными средствами, или быть их частью, но может распространяться и в других формах, например, через интернет или по другим проводным или беспроводным телекоммуникационным системам.
Любые позиции в формуле изобретения не должны толковаться как ограничивающие ее объем.

Claims (23)

1. Сенсорное устройство для обнаружения сигналов рентгеновского излучения, содержащее сенсорную матрицу (22), содержащую множество детекторов (11, 11а-d), при этом каждый детектор содержит:
принимающую поверхность (12) для приема множества сигналов (74, 74') излучения, передаваемых через или исходящих от субъекта (78);
сенсорный элемент (14) для преобразования упомянутых принятых сигналов (74, 74') излучения в множество соответствующих электрических сигналов;
элемент (16, 16a-d) интерпозера, простирающийся поперечно между первой боковой стороной (28) и второй боковой стороной (30), при этом упомянутый элемент (16, 16a-d) интерпозера содержит переднюю поверхность (24), обращенную к упомянутому сенсорному элементу (14), и заднюю поверхность (26), причем на упомянутой передней поверхности (24) предусмотрена передняя контактная структура (36) для направления упомянутых электрических сигналов на заднюю контактную структуру (40), предусмотренную на упомянутой задней поверхности (26); и
элемент (18, 18a-d) интегральной схемы, обращенный к упомянутой задней поверхности (26) и электрически соединенный с упомянутой задней контактной структурой (40), при этом упомянутый элемент (18, 18a-d) интегральной схемы содержит участок (62, 62a-d) схемы, простирающийся поперечно больше, чем упомянутая задняя поверхность (26) на упомянутой второй боковой стороне (30);
отличающееся тем, что упомянутая задняя поверхность (26) параллельна упомянутой передней поверхности (24), причем упомянутая передняя поверхность (24) простирается поперечно больше, чем упомянутая задняя поверхность (26) на упомянутой первой боковой стороне (28) посредством выступа (32), имеющего поверхность (34, 34a-d) выступа, при этом упомянутый участок (62а, с) схемы первого детектора (11а, с) упомянутой сенсорной матрицы (22) вертикально перекрывает и вертикально разнесен с упомянутой поверхностью (34b, d) выступа второго детектора 11(b, d), примыкающего к упомянутому первому детектору (11a, c).
2. Сенсорное устройство по п. 1, причем упомянутая поверхность (34, 34a-d) выступа расположена между упомянутой передней поверхностью (24) и упомянутой задней поверхностью.
3. Сенсорное устройство по п. 1, причем упомянутая поверхность (34, 34a-d) выступа содержит участок поверхности, параллельный упомянутой передней поверхности (24).
4. Сенсорное устройство по п. 1, причем упомянутая первая боковая сторона (28) упомянутого элемента (16) интерпозера содержит верхнюю боковую поверхность (28а), соединяющую упомянутую переднюю поверхность (24) с упомянутой поверхностью (34, 34a-d) выступа, и/или нижнюю боковую поверхность (28b), соединяющую упомянутую заднюю поверхность (26) с упомянутой поверхностью (34, 34a-d) выступа, при этом по меньшей мере одна из упомянутой верхней боковой поверхности (28а) и упомянутой нижней боковой поверхности (28b) перпендикулярна упомянутой передней поверхности (24).
5. Сенсорное устройство по п. 1, причем упомянутая вторая сторона (30) упомянутого элемента (16) интерпозера перпендикулярна упомянутой передней поверхности (24).
6. Сенсорное устройство по п. 1, причем упомянутый детектор (11, 11a, b) дополнительно содержит элемент (20, 20a, b) подложки, электрически соединенный с упомянутым элементом (18, 18a, b) интегральной схемы, в частности с упомянутым участком (62, 62a, b) схемы.
7. Сенсорное устройство по п. 6, причем упомянутый элемент (20, 20a, b) подложки выполнен с возможностью простираться поперечно больше, чем упомянутый участок (62, 62a, b) схемы.
8. Сенсорное устройство по п. 6, причем упомянутый элемент (20, 20a, b) подложки электрически соединен с контактной площадкой (66a, b), предусмотренной на упомянутом участке (62, 62a, b) схемы, проволочным соединением (64a, b).
9. Сенсорное устройство по п. 1, причем упомянутый детектор (11c, d) дополнительно содержит гибкую подложку (68c, d).
10. Сенсорное устройство по п. 1, причем упомянутый элемент (18a, 18c) интегральной схемы упомянутого первого детектора (11a, c) поперечно разнесен с упомянутым элементом (18b, d) интегральной схемы упомянутого второго детектора (11b, d).
11. Сенсорное устройство по п. 1, причем упомянутая передняя контактная структура (36) содержит множество передних контактных площадок (38, 38a, b), причем упомянутая задняя контактная структура (40) содержит множество задних контактных площадок (42, 42a, b), причем каждая из упомянутых передних контактных площадок (38, 38a, b) выполнена с возможностью направлять один из упомянутых электрических сигналов на соответствующую одну из упомянутых задних контактных площадок (42, 42a, b).
12. Сенсорное устройство по п. 11, причем каждая из упомянутых передних контактных площадок (38, 38a, b) снабжена первым поперечным размером (48), а каждая из упомянутых задних контактных площадок (42, 42a, b) снабжена вторым поперечным размером (50), при этом упомянутый первый поперечный размер (48) больше, чем упомянутый второй поперечный размер (50).
13. Сенсорное устройство по п. 11, причем количество упомянутых передних контактных площадок (38, 38a, b) равно количеству упомянутых задних контактных площадок (42, 42a, b).
14. Сенсорное устройство по п. 1, причем упомянутый элемент (16) интерпозера сформирован с использованием прессованных слоев (46, 46'), в частности прессованных полиамидных слоев.
15. Система визуализации для обнаружения сигналов рентгеновского излучения, содержащая:
- источник (72, 72') рентгеновского излучения для генерирования множества сигналов (74, 74') рентгеновского излучения,
- направляющее излучение средство (76) для направления упомянутых сгенерированных сигналов (74) рентгеновского излучения на упомянутый субъект и
- сенсорное устройство (10, 10') по п. 1 для обнаружения упомянутых направленных сигналов (74) рентгеновского излучения.
RU2016150369A 2014-10-31 2015-11-02 Сенсорное устройство и система визуализации для обнаружения сигналов излучения RU2647206C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14191210 2014-10-31
EP14191210.5 2014-10-31
PCT/EP2015/075363 WO2016066850A1 (en) 2014-10-31 2015-11-02 Sensor device and imaging system for detecting radiation signals

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2647206C1 true RU2647206C1 (ru) 2018-03-14

Family

ID=51846507

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016150369A RU2647206C1 (ru) 2014-10-31 2015-11-02 Сенсорное устройство и система визуализации для обнаружения сигналов излучения

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9955930B2 (ru)
EP (1) EP3143430B1 (ru)
JP (1) JP6126758B1 (ru)
CN (1) CN106662661B (ru)
RU (1) RU2647206C1 (ru)
WO (1) WO2016066850A1 (ru)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3485514B1 (en) 2016-07-14 2020-09-09 Koninklijke Philips N.V. Detector module, detector, imaging apparatus and method of manufacturing a detector module
EP3516425B1 (en) * 2016-09-23 2021-05-19 Shenzhen Xpectvision Technology Co., Ltd. Method of packaging of semiconductor x-ray detectors
US10674992B2 (en) * 2017-09-29 2020-06-09 General Electric Company Selectable ROI and flexible detector for X-ray imaging
CN111587387B (zh) * 2018-01-25 2024-06-18 深圳帧观德芯科技有限公司 辐射检测器的封装
CN109106391A (zh) * 2018-09-18 2019-01-01 上海联影医疗科技有限公司 一种x射线探测器和医学成像设备
EP3663806A1 (de) * 2018-12-03 2020-06-10 Siemens Healthcare GmbH Photonendetektor, verfahren zur herstellung eines photonendetektors und röntgengerät
CN110664422A (zh) * 2019-09-09 2020-01-10 东软医疗系统股份有限公司 探测器模块、探测器及医疗成像设备
EP3839575A1 (en) * 2019-12-17 2021-06-23 Koninklijke Philips N.V. Photon counting detector

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2332608A (en) * 1997-12-18 1999-06-23 Simage Oy Modular radiation imaging apparatus
US8552388B2 (en) * 2009-01-08 2013-10-08 Siemens Aktiengesellschaft Sensor unit for an X-ray detector and associated production method
US8575558B2 (en) * 2010-11-30 2013-11-05 General Electric Company Detector array with a through-via interposer
RU2505840C2 (ru) * 2008-11-18 2014-01-27 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Детектор спектральной визуализации

Family Cites Families (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7136452B2 (en) * 1995-05-31 2006-11-14 Goldpower Limited Radiation imaging system, device and method for scan imaging
US5635718A (en) * 1996-01-16 1997-06-03 Minnesota Mining And Manufacturing Company Multi-module radiation detecting device and fabrication method
GB2315157B (en) * 1996-07-11 1998-09-30 Simage Oy Imaging apparatus
US6396898B1 (en) * 1999-12-24 2002-05-28 Kabushiki Kaisha Toshiba Radiation detector and x-ray CT apparatus
US6426991B1 (en) * 2000-11-16 2002-07-30 Koninklijke Philips Electronics N.V. Back-illuminated photodiodes for computed tomography detectors
US6510195B1 (en) * 2001-07-18 2003-01-21 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Solid state x-radiation detector modules and mosaics thereof, and an imaging method and apparatus employing the same
JP4269653B2 (ja) * 2002-11-20 2009-05-27 株式会社島津製作所 放射線検出器の製造方法
US7223981B1 (en) * 2002-12-04 2007-05-29 Aguila Technologies Inc. Gamma ray detector modules
WO2004061478A1 (en) * 2003-01-06 2004-07-22 Koninklijke Philips Electronics N.V. Radiation detector with shielded electronics for computed tomography
US6990176B2 (en) * 2003-10-30 2006-01-24 General Electric Company Methods and apparatus for tileable sensor array
US7634061B1 (en) * 2004-03-26 2009-12-15 Nova R & D, Inc. High resolution imaging system
JP2008506945A (ja) * 2004-07-14 2008-03-06 オーボテック メディカル ソリューションズ リミティド 放射線検出器ヘッド
US7606347B2 (en) * 2004-09-13 2009-10-20 General Electric Company Photon counting x-ray detector with overrange logic control
US7260174B2 (en) * 2004-09-13 2007-08-21 General Electric Company Direct conversion energy discriminating CT detector with over-ranging correction
US7289336B2 (en) * 2004-10-28 2007-10-30 General Electric Company Electronic packaging and method of making the same
US7212604B2 (en) * 2005-06-29 2007-05-01 General Electric Company Multi-layer direct conversion computed tomography detector module
US7450683B2 (en) 2006-09-07 2008-11-11 General Electric Company Tileable multi-layer detector
US7606346B2 (en) 2007-01-04 2009-10-20 General Electric Company CT detector module construction
US7532703B2 (en) * 2007-03-28 2009-05-12 General Electric Company Energy discriminating detector with direct conversion layer and indirect conversion layer
WO2009031126A2 (en) * 2007-09-07 2009-03-12 Koninklijke Philips Electronics N.V. Radiation detector with several conversion layers
US7916836B2 (en) 2007-09-26 2011-03-29 General Electric Company Method and apparatus for flexibly binning energy discriminating data
US7613274B2 (en) * 2007-11-16 2009-11-03 General Electric Company Method and system of energy integrating and photon counting using layered photon counting detector
US8304739B2 (en) * 2007-12-20 2012-11-06 Koninklijke Philips Electronics N.V. Direct conversion detector
CN102209912B (zh) * 2008-11-10 2014-03-05 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于辐射探测器的转换器元件
BRPI1006532A2 (pt) * 2009-03-26 2019-12-17 Koninl Philips Electronics Nv detector de geração de imagens e método
JP5581321B2 (ja) * 2009-06-23 2014-08-27 株式会社日立メディコ Ｘ線ｃｔ装置
US20100327173A1 (en) 2009-06-29 2010-12-30 Charles Gerard Woychik Integrated Direct Conversion Detector Module
RU2538950C2 (ru) * 2009-12-21 2015-01-10 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Узел детектора излучения со схемой тестирования
CN102451016B (zh) * 2010-10-15 2015-07-01 Ge医疗系统环球技术有限公司 放置a/d转换器的方法和正照射探测器及ct设备
US8659148B2 (en) * 2010-11-30 2014-02-25 General Electric Company Tileable sensor array
EP2674787A1 (en) * 2010-12-21 2013-12-18 Telesystems Co., Ltd. Radiation detector, and radiation imaging apparatus provided with detector
US8548119B2 (en) * 2011-01-13 2013-10-01 General Electric Company Multi-slice CT detector with tileable packaging structure
EP2666035B1 (en) * 2011-01-17 2015-10-21 Koninklijke Philips N.V. Photon counting detector pixel having an anode including two or more alternatively selectable and separate sub-anodes
JP5853454B2 (ja) * 2011-07-15 2016-02-09 富士通株式会社 赤外線検知器及び赤外線検知器の製造方法
US20130049151A1 (en) 2011-08-31 2013-02-28 General Electric Company Anode-illuminated radiation detector
US8824635B2 (en) * 2011-10-27 2014-09-02 General Electric Company Detector modules for imaging systems and methods of manufacturing
US9069088B2 (en) * 2011-11-09 2015-06-30 Koninklijke Philips N.V. Radiation-sensitive detector device with charge-rejecting segment gaps
US9012857B2 (en) * 2012-05-07 2015-04-21 Koninklijke Philips N.V. Multi-layer horizontal computed tomography (CT) detector array with at least one thin photosensor array layer disposed between at least two scintillator array layers
DE102012212124B4 (de) * 2012-07-11 2018-06-14 Siemens Healthcare Gmbh Zählender digitaler Röntgendetektor und Verfahren zur Aufnahme einer Serie von Röntgenbildern
JP2014048171A (ja) * 2012-08-31 2014-03-17 Tele Systems:Kk 放射線検出器に駆動用のバイアス電圧を供給する装置及びその方法
DE102012224209B4 (de) * 2012-12-21 2017-09-14 Siemens Healthcare Gmbh Zählender digitaler Röntgendetektor und Verfahren zur Aufnahme eines Röntgenbildes
DE102013200021B4 (de) * 2013-01-02 2016-01-28 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Kalibrierung eines zählenden digitalen Röntgendetektors, Röntgensysteme zur Durchführung eines solchen Verfahrens und Verfahren zur Aufnahme eines Röntgenbildes
RU2015153566A (ru) * 2013-05-16 2017-06-19 Конинклейке Филипс Н.В. Детектор формирования изображений
US9613992B2 (en) * 2013-06-24 2017-04-04 Ge Medical Systems Israel, Ltd Detector module for an imaging system
US9519069B2 (en) * 2013-09-06 2016-12-13 General Electric Company Precision self-aligning CT detector sensors
DE102013219740A1 (de) * 2013-09-30 2015-04-02 Siemens Aktiengesellschaft Zählender digitaler Röntgenbilddetektor mit zwei schaltbaren Modi
JP6247918B2 (ja) * 2013-12-09 2017-12-13 浜松ホトニクス株式会社 放射線イメージセンサ
WO2016046014A1 (en) * 2014-09-26 2016-03-31 Koninklijke Philips N.V. Radiation detector with heating device
KR20160043453A (ko) * 2014-10-13 2016-04-21 삼성전자주식회사 전류저항층을 포함하는 포토컨덕터를 가진 엑스선 검출기
US9337233B1 (en) * 2014-12-15 2016-05-10 General Electric Company Photodiode array for imaging applications

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2332608A (en) * 1997-12-18 1999-06-23 Simage Oy Modular radiation imaging apparatus
RU2505840C2 (ru) * 2008-11-18 2014-01-27 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Детектор спектральной визуализации
US8552388B2 (en) * 2009-01-08 2013-10-08 Siemens Aktiengesellschaft Sensor unit for an X-ray detector and associated production method
US8575558B2 (en) * 2010-11-30 2013-11-05 General Electric Company Detector array with a through-via interposer

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017513588A (ja) 2017-06-01
CN106662661A (zh) 2017-05-10
US9955930B2 (en) 2018-05-01
EP3143430A1 (en) 2017-03-22
EP3143430B1 (en) 2018-01-10
JP6126758B1 (ja) 2017-05-10
CN106662661B (zh) 2019-06-25
US20170227658A1 (en) 2017-08-10
WO2016066850A1 (en) 2016-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2647206C1 (ru) Сенсорное устройство и система визуализации для обнаружения сигналов излучения
US9599725B2 (en) Spectral imaging detector
US7247860B2 (en) Radiation detection module, radiation detector and radiological imaging apparatus
US10591616B2 (en) Spectral imaging detector
US10283557B2 (en) Radiation detector assembly
US20090121146A1 (en) Radiation detector array
JP2007078369A (ja) 放射線検出モジュール、プリント基板および陽電子放出型断層撮影装置
CN107850678B (zh) 用于辐射成像模态装置的探测器阵列的探测器单元
US20140348290A1 (en) Apparatus and Method for Low Capacitance Packaging for Direct Conversion X-Ray or Gamma Ray Detector
US10686003B2 (en) Radiation detector assembly
NL2009365C2 (en) Anode-illuminated radiation detector.
US10211249B2 (en) X-ray detector having a capacitance-optimized light-tight pad structure
JP6194126B2 (ja) モジュライメージング検出器ａｓｉｃ
US11714205B2 (en) Sensor unit, radiation detector and method of manufacturing a sensor unit
CN114868041A (zh) 光子计数探测器
US20240230932A9 (en) Radiation detector module including application specific integrated circuit with through-substrate vias
US20240134071A1 (en) Radiation detector module including application specific integrated circuit with through-substrate vias

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191103