TW200404157A - Shielded X-ray detector - Google Patents

Description

200404157 玖、發明說明：

L發明戶斤屬之技術領域I 發明領域 許多非破壞性測試應用使用X射線發射以定位在其他 5 構造内部之物件。例如，X射線檢測被使用以將密集的物件 成像，例如，位於人體内之人體骨頭。另一X射線檢測以及 造像之應用是用於非破壞性電子裝置測試領域中。例如，X 射線造像被使用以決定被使用於連接電子裝置及模組印刷 電路板之銲料的品質。 10 X射線造像運作是利用大約0.1至ΙΟΟχ 10_1()米（m)的波 長傳送電磁能量而穿過將造像之標的物。該X射線是由一接 收器元件所接收，習知為X射線檢測器，對應於目標内標的 物之蔭蔽遮罩被印記在其上。其中暗影對應於目標中之密 集區域而淡影對應於目標中較低密集之區域。 15 蔭蔽遮罩之暗部份一般對應於目標内周圍區域較密集 之目標的物件。以這方式，密集物件，例如銲料，包含重 金屬，例如鉛，可以用視覺而從較低密集區域被區別出。 這使銲接點容易被檢視。 L先前技術3 20 發明背景 一種使用X射線以使物件之成像顯影的方法是，轉換X 射線之光能量成為具有比X射線更長之波長的光能量。該波 長較長的光能量接著被應用至一光擷取裝置上，而轉換光 成為電子信號。一種用以轉換X射線成為較長之波長光能量 2衣置稱為閃爍器。一組閃爍器包含，例如，設置於鋁或 反基板上之峨化绝片。x射線衝擊至埃化铯，而以大約560 不米（腿)之波長釋放光。光操取裝置同時也包含用以 _化铯發射之光至光感應裝 置的光通道。該光通道可以 疋+例如工氣，並且該光感應裝置可以是，例如，一组 謂耗°衣置(咖)元件之陣列。該CCDS件轉換光成為電 刊。號礼逮被引導至一信號處理裳置，因而該電子信 號才可被轉換成為鱗目標中密隸域之可用的影像。 、被使用以轉合來自閃爍器之光至CCD元件的先前方 匕3使用白]見的還原光學並且使用習見的鏡片而將 用閃騎所產生之影像聚焦至咖。 目前的X射線檢視系統需要置放標的物於_器及X 間’、並且需要可移動地裝設該閃爍器。源閃爍器連 二動並且X射線源以相對於閃燦器之轉動方向而運 目標將在被稱為“z高度，，之特㈣高度處對焦。 ΓΓ 關於機械裝設及轉動閃爍器之高成本。

點是在任何時間僅—級平面被對隹。這需要在進行X 射線檢視之前先得知目俨夕4 L 、而要在進灯X 盆b f “之(亦即，包含構件裝設在 難刷電路板(PCB))。不幸地，fe_是昂貴，困 難亚且耗時的。 處^些缺狀-齡式是，例如，❹—些被安置 被捕捉Γ财之離散x射線檢測器。此-安置允許—些影像 亚且被合成，因而可產生多於z高度之X射線切面。 轉換X射線成為電子信號時產生_缺點是，並非所有 打擊在碘化絶閃爍器之又射線都被轉換成光。一些X射線穿 過閃爍器且一些打擊在CCD陣列上，因而X射線隨著時間而 f1牛低CCD兀件品質。此外，χ射線容易在CCD元件中產生雜 汛’因而降低CCD陣列所供應之電子信號品質。 處理這缺點的一種方式是，在閃爍器及CCD陣列之間 提供一種可以耦合光至€(：：]〇陣列之材料，並且在χ射線到達 CCD陣列之前同時地衰減χ射線。一種可能的解決方法是， 使用鬲密度玻璃材料以耦合光至CCD陣列。不幸地，目前 ϋ、农減X射線的玻璃材料過厚並且當長時間曝露於X射 線下時易降低品質（亦即，變黃）。 因此，目前工業技術需要一種簡單及高效率且可重複 I路方；X射線下而不會降低品質的χ射線檢測器以及χ射 線糸統。 c 明内容】 發明概要 本I明貫施例包含一組遮蔽式乂射線檢測器。在本發明 ^錢施例中，一種遮蔽式χ射線影像檢測器包含一組閃爍 、。組光檢測器、_組在閃爍器及光檢測器之間的光學 ί接器、以及—組相鄰於光學連接器之第-高密度遮蔽式 材料。 、本發明同時也提供另外的實㈣iUx及相關之操作方 έ热白本技術者將在檢閱下列圖示及詳細說明之後，而 更了解本發明之其他系統、方法、特點、以及優點 明同時ψ古立w 才也有福將所有另外之系統、方法、特點、以及優 200404157 點包含在這說明之内，涵蓋在本發明範疇之内，並且受申 請專利範圍之保障。 圖式簡單說明 本發明之實施例，如申請專利範圍之定義，可參考下 5 列圖形而較佳地了解。.在圖形内之構件，並非必定按比例 地彼此相對應，反之，重點是，可清楚地說明本發明之主 要原理。 第1A圖是說明範例X射線系統的分解圖，在其中存在 著依據本發明之論點而構成的X射線檢測器。 10 第1B圖是說明第1A圖中X射線檢測器之處理構件的方 塊圖。 第2A圖是第1A圖中X射線源及X射線檢測器的平面 圖。 第2B圖是展示沿第2A圖展示之A-A截面所採取的第 15 2 A圖X射線系統中之側面圖。 第3A圖是第1A圖中X射線檢測器之實施例的分解圖。 第3 B圖是說明第3 A圖中所組合之X射線檢測器的合成 圖。 第4圖是說明第3A圖之閃爍器的分解圖。 20 第5圖是展示依據本發明論點所構成之檢測器橫截面 圖的分解圖。 第6圖是展示檢測器可以自X射線源被偏移的另一方式 分解圖。 第7圖是第3A圖中X射線檢測器之另外的實施例。 8 第謂是第5圖中X射線檢測器之另外的實施例。 弟9圖疋第8圖中X射線檢測器之另外的實施例。 【實施方式】 較佳實施例之詳細說明 雖然下列說明㈣地參考被㈣以分析列印電路板 (PCB)上之鲜料的X射線系統以及檢測器，但本發明之實施 例可實施於任何的X射線系統上。 灵 ▲ X射線檢測器-般被製作成硬體元件。但是，如下面將 說明，處理得自X射線檢測器之資訊的方法以及用以控制χ ，線系統之方法可以於硬體、軟體、㈣、或者其組合上 實施。在較佳實施例中，本發明使用儲存於記憶體並且被 =當的指令執行系統所執行之硬體及軟體或軔體的組合而 製成。例如，X射線檢測器或多數個χ射線檢測器之輸出一 I被供f至電子式處理系統，依據所檢測之乂射線能量而格 式化-顯示。當電腦系統被使用以控制該x射線系統時，本 I月之方法可以儲存於記憶體並且利用相關於X射線系 的處理器而執行，將說明如下。 本發明之硬體部份可以利用下列技術中任何—电· 合的技術而製作，其皆為所習知之相關技術：—組具有用且 以根據資料信號而製作邏輯函數的邏輯閉之離散邏輯電 路、-組具有適當的組合邏輯閘之應用特定積體電路 (ASIC)、-組可程式化閘陣列(pGA)、—組場域可程式 陣列(FPGA) ’等等。本發明之軟體部份可儲存於—組: 、且。己L το件中亚且利用適合於—般目的或應用之特^處 理器而執行。 场作x射線系統之程式，包含-组用以製作邏輯函 執行指令之依序的列表’可以實施於供使用之任何 電腦可讀取媒體或連接至指令執行系統、配備、或裂置， 5例如电細為主之系統，包含處理器之系統，或其他可以擷 =來自指令執行系統、配備、或裝置之指令並且執行該指 令的系統。在本文件中，“電腦可讀取媒體”可以是任何裝 置，其可包含供使用或者連接至指令執行系統、設備、或 裝置之儲存、通訊、傳輸、或運送程式等等。言亥電腦可讀 10取媒體可以是，例如，但不受限制於，一種電子式、磁式、 光學式、電磁式、紅外線、或半導體系統、設備、裝置、 或傳輸媒體轉。電腦可讀取媒體之更多特定範例（未能詳 盡的列出）將包含如下：具有一組或多組接線之電氣連接器 (笔子式）、手攜式的電腦磁片（磁式）、隨機存取記憶體 15 (RAM)(電子式）、唯讀記憶體(R〇M)(電子式）、可抹式唯讀 記憶體(EPROM或者快閃記憶體)(電子式）、光纖（光學）、以 及手攜式碟型唯讀記憶體(CDROM)(光學）。 應注意的是，由於程式可以電子式地擷取，例如緩由 紙張或其他媒體的光學掃瞄，接著編輯、轉譯、或（如需要 20的話）以適當的方式作其他的處理，並且接著儲存於電鵰沱 憶體中，電腦可讀取媒體甚至可以是被列印程式之紙張= 另一適當的媒體。 第1A圖是展示其中存在著χ射線檢測器2〇〇之X射線系 統100的範例之分解圖。應該注意的是，父射線系統100僅包 10 200404157 含相關於說明本發明實施例之部份的X射線系統100。X射 線系統1〇〇包含一組X射線源102以及多組X射線檢測器的 集合’其中一組檢測器之範例以參考號碼200代表。多組X 射線檢測器200—般裝設於X射線撿測器纟且件固定器（此 5 後’稱為檢測器固定器）110之上。X射線檢測器200以接近 圓形之樣型配置於檢測器固定器110之上。但是，其他的樣 型亦是可行的。 X射線檢測器200及檢測器固定器110經由連接器u 4|禺 合至影像處理模組120。該影像處理模組120經由連接器138 搞β至^工制裔125。該影像處理模組120 —般包含經由局部 界面128耦合之一組處理器122、一組或多組記憶體元件 U4、以及一組輸入/輸出（1/0)元件126。乂射線系統1〇〇可以 包含供各X射線檢測器200用之一組影像處理模組12〇。各影 像處理模組120可以依據所需的處理構造，而自一組或多組 15 X射線檢測器接收輸入。 另外，一組單一影像處理模組可以包含足夠的資源以 處理來自所有X射線檢測器200之資料。換言之，來自各χ 射線檢測11之信號可以由影像處理模組12G平行地多工^匕 並且處理。

9 Q 一 控制器125經由連接器13_合至影像處理模組断 且-般包含控制χ射線系統1〇〇功能的一組微處理機。奸 制器⑵—般包含經由局部界面138而耦合之_組處理 =—組或多組記憶體撕34、以p組輪人/

凡件136。 J 11 例如，控制器125控制來自X射線源1〇2之發射並且 在X與y方向之PCB104的移動。在x方向，影像像素間_ 由光感知元件之線速率時脈及X射線放大率而決定。在 向’影像像素間隙藉由光感知元件(將說明如下）上之像素門 5隙及X射線放大率而決定。該pCB 104於掃瞄方向（χ)移動， 因而板之移動與各X射線檢測器200之時脈頻率調合而一 致。控制為125同時也經由影像處理模組12〇接收來自夂X 射線檢測器200之輸入。 ° 控制器125被高度簡化且有意地僅展示一組又射線控制 10為之基本構件，該基本構件可使用以控制X射線系統100之 操作並處理自各X射線檢測器200所接收之信號。一般，就 硬體構造而言，控制器125包含在局部界面138上耦合之處 理為132、記憶體134、以及輸入/輸出（I/O)元件136。局部 界面138可以是，例如，但不受限制於，一組或多組匯流排 15或者其他有線的或無線的連接器，如熟習相關領域之人員 所習知的技術。局部界面138仍可以具有另外元件，例如緩 衝為（快取）、驅動器、以及控制器以引動通訊，但為求精簡 而省略。此外，局部界面38包含位址、控制、以及資料連 接以引動上述構件之間的適當通訊。

1 A 一 I/O元件136可以包含用以從影像處理模組120透過連 接138而接收X射線檢測器2〇〇之輸出的電路，可以包含用以 提供輸入至X射線系統100之電路，並且同時也可以包含一 組使用者界面。該使用者介面可以是，例如，鍵盤、滑鼠、 指示筆或其他任何可用以輸入資料至控制器125之裝置。 12 200404157 控制器125經由連接116麵合至顯示器ιιδ。顯示㈣8 接收控制器12 5之輸出並且顯示χ射線所分析之結果。 處理器132是-組用以執行可儲存於記憶體134之軟體 的硬體裝置。該處㈣132可以是任何取適當地執行控制 器125功能之處㈣。記憶體13何以包含—組依電性記憶 體元件或其組合(例如，隨機存取記憶體(ram)，如dram、 SRAM等等），及非依電性記憶體元件(例如，ROM、硬碟、 磁帶、CD-ROM，料）。此外，該記憶體134可以包含電子 式、磁式、光學及/或其他型叙儲存制。纽意的是， ίο 記憶體134可以具有分散式構造’其中各構件皆彼此分離， 但是可被處理器132所存取。 15 20 在記憶體134中之軟體可以包含—組或多組個別的程 式，各組程式包含-組或多組數碼片段，該片段是用以製 作輯ei；數之可執行指令之依序的列表。在第1圖範例中， 記憶體134中之軟體包含一組用以控制χ射線系統！⑼功能 之作業系統(0/S)13G。該作業純13G基本上控制其他電腦 私式之執行，並且提供排程、輸入/輸出控制、檔案及資料 官理、記憶體管理與通訊控制、以及相關的服務。處理器 132及作業系統i卿成_電腦平臺，以致可用較高階的程 式語言寫入應用程式。 當在X射線系統操作時，處理器132被組態以執行儲存 在記憶體134内的軟體，以傳輸資料往返於記憶體134並且 一般依據軟體而控制χ射線系統1〇〇之操作。 在操作中，χ射線系統1〇〇可以被使用，例如，用以分 13 200404157 析當構件被銲接至列印電路板(PCB)時所形成之銲接點的 品質。例如，PCB 104包含多數個構件，使用參考號碼ι〇6 及⑽代表該範例構件。構件1()6及1()8—般經由銲接點被麵 合至PCB 1G4°X射線系統⑽可以被使用以檢測且決定銲 5接』之σ口貝。雖然為求精簡而省略，但該pcbi〇4一般被裝 設在被控制器125所控制之可移動的固定器上，以便如乂射 線分析所需地裝設PCB 104。 X射線源102—般是以X射線發射樣型112之型式而產 生X射線。該X射線發射樣型112穿過PCB 1〇4之部份並且打 ίο擊在X射線檢測器2〇〇之陣列上。因乂射線穿過pCB 1〇4，高 始、度（例如，銲料）區域在X射線檢測器2〇〇上呈現暗影，而 低密度（例如，製造PCB的材料）區域則呈現較亮陰影。這在 對應於X射線穿過之構造的密度之各χ射線檢測 器200上形 成陰蔽遮罩。雖為求精簡而省略，但χ射線源也被控制器125 15 所控制。 將進一步地詳細說明於下，各又射線檢測器2〇〇被構成 並且被置放在χ射線系統1〇〇之内，以便在X射線穿過 1〇4之後接收來自χ射線源丨⑽之乂射線能量。X射線檢測器 200轉換χ射線能量成為代表落在χ射線檢測 器200上之蔭 2〇蔽遮罩的數位化電氣影像信號。來自所有X射線檢測器200 之數位化電氣影像信號被傳送至控制器125。處理器組合信 號成為，例如，單一2高度切面，接著該信號被提供而作為 至顯示器118的輸出。 第1Β圖說明第1Α圖中X射線檢測器2〇〇之處理構件的 14 200404157 方塊圖。第3A圖將更詳細地說明χ射線檢測器200之構造， 檢測器200包含光感知元件222、及經由局部界面238通訊之 處理器230與記憶體232。處理器230及記憶體232可以相同 於上述之處理器丨22及記憶體124，但是，特別地指定專用 5 以處理由光感知元件222所產生之資料。該光感知元件222 可以是’例如，轉換可見光成為電子信號之CCD元件的陣 歹|J 射線檢測器200同時也包含連接到局部界面238之一組 輸入/輸出（I/O)元件234。處理器230轉換自光感知裝置222 所接收之k號成為代表打擊於光感知元件222之光的數位 10 信號。處理器230之輸出被傳送至I/O元件234以經由連接器 114而傳輸至影像處理模組120。 在X射線檢測器200中之各處理器230及記憶體232可以執 行影像更正操作，例如“平場校正，，，如熟習相關領域者所 習知的技術。該記憶體230被使用以儲存影像資料。PCB 104 15 之影像一般以平行條紋被取得。例如，這些條紋可以稱為 條紋1，2，···，n。以三維(3D)X射線造像（在單一z高度之 切面）所有來自條紋1之X射線檢測器2〇〇的影像（在這範 例，16組影像），從χ射線檢測器2〇〇之記憶體23〇被傳送至 影像處理模組120。而來自條紋2之影像則被傳送至另一影 20 像處理模組120，…等等。 第2A圖是第1A圖中X射線源丨〇2及χ射線檢測器2〇〇的 平面圖150。X射線源1〇2—般置放在利用χ射線檢測器2〇〇 之陣列所形成的圓形樣型中心内。例如，在第2圖展示之實 施例中，當從X射線源102上方觀看時，16組乂射線檢測器 15 200404157 200便圍繞X射線源102形成一大約為圓形之樣型。但是，如 同使用軸152所指示，X射線檢測器2〇〇並未置放於軸152之 上。這是因為，在此一位置中，來自χ射線源1〇2之χ射線 能量易於打擊在置放於軸152上之X射線檢測器2〇〇上，因而 5以此方式，X射線旎量將容易地降低X射線檢測器之性能。 這將說明於下。 第2B圖是展示採取第2A圖展示之冬八截面的第2八圖 之X射線系統150的側面圖17〇。第2B圖之X射線系統丨7〇包 含X射線源102及多數個χ射線檢測器2〇〇。垂直軸172代表 10 垂直於X射線檢測器200之主軸。 一般，需要防止X射線沿著軸172打擊於χ射線檢測器 2〇〇上。运疋因為當X射線檢測器200被置於轴172上時，使 用參考號碼174指示之X射線，經由χ射線檢測器2〇〇垂直地 打擊並且容易地直接打擊在位於χ射線檢測器2 〇 〇上之光檢 15測器上（將說明如下）。如上所述，這樣的直接曝露最終將導 致置放於X射線檢測器2 〇 〇上之光檢測器降低性能並且在過 度地曝露於X射線下之後而故障。為防止這情形發生，將於 下面說明，X射線檢測器200自軸172被偏移，因而χ射線174 打擊在從垂直偏移一角度之X射線檢測器200上。 〇 弟3A圖是第1A圖中X射線檢測器2〇〇之實施例的分解 圖。该X射線檢測器200包含一組閃爍器2〇2、一組光纖陣列 206、以及置放光感知裝置222於其上之一組pCB 220。在這 貫施例中，光感知裝置200是一组光檢測器陣列。閃爍器2〇2 之一部份包含石典化絶(Csl)片（將相關於第4圖說明於下）。儘 16 200404157 管其他的材料可以被使用於閃爍器202中，但碘化铯提供一 較長的衰減期。其他的閃爍器材料包含，例如，紐約，羅 契斯特市柯達公司，以LANEX之商標所販售之釓氧化硫， 以及碘化鈉（Nal)。Nal非常地具吸水性，並且，相較於，例 5 如，Csl，較不令人滿意。 X射線能量打擊於燐光體之閃爍器202上而導致閃爍器 202轉換X射線成為大約560nm波長之可見光。基本上，該 閃爍器202轉換打擊於其上之主要部份的X射線能量成為大 約560nm波長之可見光。但是，如將說明，一部份之X射線 10此里牙過閃爍裔202並且保持X射線之波長。X射線檢測器 200.之設計可衰減這X射線能量，將詳細說明於下。 閃器202使用光折射率匹配媒體2〇4而輕合至光纖陣 列206 ’閏滑油以及黏者劑為兩種光折射率匹配媒體之範 例。同樣地，光折射率匹配媒體204施加在光纖陣列2〇6及 15 PCB 22〇上的光檢測器陣列222之間。光檢測器陣列222最好 是形成多數個像素之耦合裝置(CCD)元件的電荷陣列，參考 號碼224是其之一範例。 光纖陣列2G6包含多數個分別的光纖，參考號碼2〇8是 其之範例，其直徑大約各為6微米（私m)。光檢測器陣列 2〇 222上之各像素224大約為2000 # m2並且以86 # m之間隙被 配置。但是，其他的像素尺度亦是可能的。光纖可以相似 八角^/之开/狀而配置。當光纖直徑為6 " m，像素間隙為％ ”時’則2G00W之像素面積形成每—像素大約有几组 光纖。 17 200404157 光纖陣列206被設計為具有非常高之長寬比。該長寬比 是各光纖的長度相對於其直徑之比值。在一實施例中，光 纖陣列之長寬比為20 : 1。但是，依據光纖陣列2〇6及像素 224之配置，亦可能有其他的長寬比。 5 依據本發明之論點，第一衰減材料之兩部分210及212 夾持在光纖陣列206周圍。第一衰減材料可使用任何衰減且 吸收X射線之高密度材料而製造。例如，第一衰減材料可以 是鉛、鎢、金、或者，最好是工業技術所習知的材料，如， 美國德州，奥斯丁，Ecomass®技術公司之註冊商品， 10 ECOMASS®。ECOMASS®是一種具有鎢充填的聚合物。 第3 B圖是展示第3 A圖中被組合之χ射線檢測器2 〇 〇的 分解圖。第一衰減材料之部份21〇及212緊密地夾持在光纖 陣列206兩側並且連接PCB 220。閃爍器2〇2連接至光纖陣列 206並且連接至第一衰減材料之部份21〇及212以形成又射線 15 檢測器200。 弟4圖疋展示第3 Α圖中閃爍器202的分解圖。該閃爍器 202包含一組基片302，其最好是紹或碳。一組磁化铯細長 片304施加在基片3〇2之上。參考號碼3〇6指示之表面接收又 射線能量。X射線能量被耦合至碘化鉋片3〇4，而轉換χ射 20線能量成為波長大約56〇nm之可見光。碘化鉋片3〇4使用上 述相關之第3A圖的光折射率匹配媒體204而耦合至光纖陣 列206。以這方式，χ射線轉換成為波長大約56〇nm之可見 光，並且自閃爍器202經由光纖陣列2〇6而提供至光檢測器 陣列222(第3A圖）。此外，如下面之說明，第一衰減材料之 18 200404157 兩部分210及212操作，以在任何χ射線打擊於光檢測器陣列 上之前，衰減穿過閃爍器202之任何X射線。 第5圖是展示依據本發明論點所構成之χ射線檢測器 500的橫截面圖分解圖。如第5圖之展示，第二衰減材料之 5兩部分510及512施加在第一衰減材料210以及212上，如圖 所示。該第二衰減材料之部分510及512可以是相同於第一 衰減材料之部分210及212的材料或不同的材料而製造。如 上所述’第一衰減材料之部份210與212以及第二衰減材料 之部分510與512可以是任何能吸收且衰減χ射線能量之高 10 禮、度材料所製造。 在第5圖中，範例X射線是以參考號碼5〇2表示。χ射線 502打擊於閃爍器202上，如圖所示。閃爍器202轉換大部份 之X射線能量成為波長大約56〇1111[1之光。但是，一些χ射線 能量穿過閃爍器202。這些χ射線能量在第5圖中以參考號碼 15 502a、502b&502c表示。依據本發明之論點，X射線502 以除了垂直於主軸PCB220及光檢測器222之外的角度而打 擊在閃燦器202上。以這方式，該穿過閃爍器2〇2之χ射線能 量以一角度被引導經由光纖陣列20ό，因而X射線能量反射 離開苐一哀減材料之部份210及212。這以箭頭502a、502b 20及502c表示，其指示一穩定地減少之X射線能量之含量。以 這方式，在第一衰減材料之部份21〇及212之間一次或兩次又 射線反射後，該X射線能量在它打擊於光檢測器陣列222之 前有效地被衰減至零。 自閃爍器202所發射之所需的光子以箭頭5〇5表示且直 19 接地打擊於光檢測器陣列222上，因而它們可以被轉換成為 電子信號並且自PCB 220被傳送至控制器125(第1A圖）。 第二衰減材料之部份510及512被施加至第一衰減材料 之部份210及212，因而X射線能量502不能夠自X射線檢測 5器500之外而影響光檢測器陣列222。另外，第二衰減材料 可以是用於第1A圖展示之各X射線檢測器之具有開孔的單 一平板。 第6圖是一種分解圖600，其展示χ射線檢測器5〇〇可以 另一方式自X射線源102被偏移。如第ό圖之展示，利用X射 10線源102及χ射線檢測器500所定義之垂直軸61〇，展示不需 要在其上傳送X射線能量進入X射線檢測器5〇〇之軸。因 此，X射線檢測器500自軸610被偏移至偏移軸612上。偏移 角度620代表在軸610及偏移軸612之間的差量。以這方式， 參考號碼602指示之X射線穿過PCB 104並且被導引至如第 15 5圖所示之X射線檢測器5〇〇(亦即，除了垂直於閃燦器202、 PCB 220以及光檢測器陣列222之主要表面的角度（第5圖） 之外）。以這方式’ X射線能量被導引至光纖陣列2〇6(第5圖） 並且反射離開第一衰減材料之部份210及212的壁面，如上 所述地。運用這方法，可防止X射線能量到達光檢測器陣列 20 222 。 第7圖是第3A圖中X射線檢測器3〇〇之另外的實施例 700。X射線檢測器700包含一組直接χ射線轉換元件M2。 該直接X射線轉換元件702轉換X射線能量成為電子信號。χ 射線檢測器700同時也包含一組電氣導體之陣列7〇6，參考 20 200404157 號碼708是其之-範例。電氣導體咖可以是，但不受限制 於，例如，-金屬導體，或者其他任何用以自直接χ射線轉 換元件702引導電氣信號之構造。又射線檢測器7〇〇同時也包 含-組PCB 720，在PCB之上置放—組類比至數位0_至_〇) 5轉換器之陣列722(如範例724)。 X射線檢測器则包含第-衰減材料之部份71〇及712， 其相同於上述第3A圖之第-衰減材料。依據本發明這實施 例’打擊於直接X射線轉換元件7〇2之表面7_χ射線能量 被轉換成為類比電氣信號。該類比電氣信號經由電氣導體 W删直接被引導至類比至數位轉換器724。類比至數位轉換 器724轉換自直接χ射線轉換树術所接收之電氣信號，經 由電氣導體7〇8,而成為數位信號，接著被傳送至第认圖之 影像處理難⑶。第—衰減材料之部份彻及爪如上述方 式地運作以衰減任何穿過直接乂射線轉換元件7〇2之又射線 15 能量。 第8圖是第5圖中X射線檢測器5〇〇之另外的實施例 8〇〇。該X射線檢測器800包含一組間隙8〇6(取代上述第5圖 之光纖）。間隙806形成一組或多組離散光通道(例如，光波 導）’其自閃燦器202傳送805指示之可見光至光感知元件 2〇 222中之各光感知元件。各光通道可以包含，例如，氣體， 一種惰性氣體，或者，如將於第9圖所說明之一種液體。 一種反射塗層，例如，金或鋁，或者其組合，被施加 至圍繞著間隙8〇6之第一衰減材料部份21〇及212之表面81〇 及815。以這方式，閃爍器202所提供之可見光8〇5利用反射 21 200404157 於反射表面810及815而被引導經由間隙806。但是，穿過閃 爍器202之X射線能量（以參考號碼502a、502b及502c表示） 被衰減，如第5圖所述。 第9圖是第8圖中X射線檢測器800之另外的實施例 5 900。在第9圖中，間隙806被充填光學傳導流體920，可見 光805行經該處。以上述第8圖之相似方式，參考號碼502a、 502b及502c指示之X射線能量如上所述地被衰減。 儘管已經說明本發明之多種實施例，熟習本技術者將 了解，本發明可有更多的實施例及製作而不脫離本發明之 10 範疇。例如，X射線檢測器可以使用一些不同的衰減材料而 製造。此外，X射線檢測器可以多種方式自X射線源被偏 移。所有此等修改及變化皆將包含在本文及本發明的範疇 之内並且受到下列申請專利範圍之保護。

|[圖 簡 明 J 15 第1A圖是說明範例X射線系統的分解圖，在其中存在 著依據本發明之論點而構成的X射線檢測器。 第1B圖是說明第1A圖中乂射線檢測器之處理構件 塊圖。 第2 A圖是第1A圖中X射線源及χ射線檢測器的平面 20 圖。 第2Β圖是展示沿第2Α圖展示之Α-Α截面所採取的第 2Α圖X射線系統中之侧面圖。 第3Α圖是第1Α圖中X射線檢測器之實施例的分解圖。 第3B圖是說明第3A圖中所組合之又射線檢測器的合成 22 200404157 圖。 第4圖是說明第3A圖之閃爍器的分解圖。 第5圖是展示依據本發明論點所構成之檢測器橫截面 圖的分解圖。 5 第6圖是展示檢測器可以自X射線源被偏移的另一方式 分解圖。 第7圖是第3A圖中X射線檢測器之另外的實施例。 第8圖是第5圖中X射線檢測器之另外的實施例。 第9圖是第8圖中X射線檢測器之另外的實施例。 10 【圖式之主要元件代表符號表】 100"· …X-射線系統 128··· …局部界面 102··· …X-射線源 130"· …作業系統(o/s) 104··· …印刷電路板 132… …處理器 106··· …構件 134··· …5己fe體 108… …構件. 136··· …輸入/輸出(I/O)裝置 110··· …檢測器固定器 138… …連接器 112… …X-射線發射圖型 150… …X-射線系統 114··· …連接器 152… …轴 116··· …連接器 170… …X-射線系統 118… …顯示器 172… …軸 120… …影像處理模組 174··· …X-射線 122… …處理器 200… …X-射線檢測器 124··· …記憶體裝置 202… …閃爍器 126··· …輸入/輸出(I/O)裝置 204··· …光折射率匹配媒體 23 200404157

206……光纖陣列 208……光纖 210……衰減材料 212……衰減材料 220------PCB 222......光感知裝置 224……電荷耦合裝置(CCD) 230……處理器 232……記憶體 234……輸入/輸出(I/O)裝置 238……局部界面 300……X-射線檢測器 302……基片 304«••…碘化铯片 306......表面 500……X-射線檢測器 502·••…X-射線 510···…衰減材料 512……衰減材料 600···…分解圖 602……X-射線 610......垂直轴 612......偏移軸

620……偏移角度 700……X-射線檢測器 702……直接X-射線轉換裝置 706……電氣導體陣列 708……電氣導體 710……衰減材料 712……衰減材料 720……PCB 722……類比至數位轉換器陣 列 724……類比至數位轉換器 730......表面 800……X-射線檢測器 805……可見光 806……間隙 810……反射表面 815……反射表面 900……X射線檢測器 920……光學傳導流體 24

Claims (1)

1. ^u〇4〇4i57 拾、申請專利範圍： !· 一種遮蔽式X射線影像檢測器，其包含·· 一組閃爍器； 一組光檢測器； 組在5亥閃爍裔及該光檢測器之間的光學連接 器；以及 -組相鄰於該光學連接器之第—高密度遮罩材料。 2. 如申料利範圍心項之影像檢測器，其進一步地包含 10 15 20 在該第-高密度遮罩材料之部份之上的一組第二高密 度遮罩材料。 & 3. 如申請專利範圍第1項之影像檢測ϋ，其中該光學連接 器更進-步地包含多數個分別的光纖，各光纖具有高長 寬比。 4·:申請專利範圍第3項之影像檢測器，其中各光纖之長 寬比大約為20 : 1。 5. 如申請專利範圍第！項之影像檢測器，其中該光檢測器 是一組電荷耦合裝置(CCD)。 6. 如申請專利範圍第i項之影像檢測器，其中打擊並且穿 過该閃爍器之X射線被該第—高密度遮罩材料所衰減。 7·如申請專利範圍第i項之影像檢測器，其t該第一高密 度遮罩材料進一步地包含-對夾持該光學連接器 之構造，並且該光學連接器進一步地包含： 一組離散光傳輸通道；以及 -組反射塗層，其被施加至圍繞離散光傳輪通道之 25 200404157 各對構造表面。 8. 如申請專利範圍第1項之影像檢測器，其中該第一高密 度遮罩材料進一步地包含一對夾持該光學連接器兩側 之構造，並且該光學連接器進一步地包含一種光學傳導 5 流體。 9. 一種X射線影像系統，其包含： 一組X射線源； 一組X射線檢測器，其包含： 一組閃爍器； 10 一組光檢測器； 一組在該閃爍器及該光檢測器之間的光纖連 接，該光纖連接形成X射線檢測器之主軸；以及 一組相鄰於該光纖連接之第一高密度遮罩材料，其 中該X射線源自該X射線檢測器被偏移，因而自X射線源 15 發射之X射線能置以自该X射線檢測為、之主轴偏移的角 度而打擊在該X射線檢測器上。 10. 如申請專利範圍第9項之系統，其進一步包含在第一高 密度遮罩材料之部份上之一組第二高密度遮罩材料。 11. 如申請專利範圍第9項之系統，其中該光纖連接進一步 20 地包含多數個分別的光纖，各光纖具有一高的長寬比。 12. 如申請專利範圍第11項之系統，其中各光纖之長寬比大 約為20 : 1。 13. 如申請專利範圍第9項之系統，其中該光檢測器是一組 電荷耦合裝置(CCD)。 26 200404157 14. 如申請專利範圍第9項之系統，其中打擊並且穿過該閃 爍器之X射線被該第一高密度遮罩材料所衰減。 15. —種用以操作X射線影像系統之方法，其包含： 提供一組X射線源； 5 提供一組X射線檢測器；並且 自該X射線檢測器偏移該X射線源，因而自該X射線 源發射之X射線能置以自該X射線檢測器從主轴被偏移 之角度而打擊於該X射線檢測器上。 16. 如申請專利範圍第15項之方法，其進一步包含利用下列 10 步驟而形成該X射線檢測器： 形成一組閃爍器； 形成一組光檢測器； 在該閃爍器以及該光檢測器之間形成一組光纖連 接，該光纖連接形成X射線檢測器之主轴；並且 15 形成相鄰於該光纖連接之一組第一高密度遮罩材料。 17. 如申請專利範圍第15項之方法，其進一步地包含使用多 數個分別的光纖而形成該光纖連接，各光纖具有高的長 寬比。 18·如申請專利範圍第17項之方法，其中各光纖之長寬比大 20 約為 20 : 1。 19. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該光檢測器使用電 荷耦合裝置(CCD)而形成。 20. 如申請專利範圍第16項之方法，其中該X射線被該第一 高密度遮罩材料所衰減。 27 200404157 21. 如申請專利範圍第15項之方法，其進一步包含利用下列 步驟而形成該X射線檢測裔· 提供一組X射線至電子轉換器以轉換X射線成為類 比電氣信號； 5 提供一組類比至數位轉換器之陣列； 提供一組在該X射線至該電子轉換器及該類比至數 位轉換器陣列之間的電氣傳導通道，該電氣傳導通道形 成該X射線檢測裔之主轴，並且 提供相鄰於該電氣傳導通道之一第一高密度遮罩 10 材料。 22. —種遮蔽式X射線影像檢測器，其包含： 用以轉換X射線能量成為電子信號之裝置； 用以轉變電子信號成為數位信號之裝置； 用以耦合該轉換裝置至該轉變裝置之裝置；以及 15 置放在相鄰於該耦合裝置而用以衰減穿過該轉換 裝置之X射線能量之裝置。 28