DE19643644C1 - Radiation detector array production method for high energy radiation esp. for X-ray image system - Google Patents
Radiation detector array production method for high energy radiation esp. for X-ray image systemInfo
- Publication number
- DE19643644C1 DE19643644C1 DE1996143644 DE19643644A DE19643644C1 DE 19643644 C1 DE19643644 C1 DE 19643644C1 DE 1996143644 DE1996143644 DE 1996143644 DE 19643644 A DE19643644 A DE 19643644A DE 19643644 C1 DE19643644 C1 DE 19643644C1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- plates
- layer
- reflector
- pixel
- layers
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 60
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000003491 array Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 11
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 claims description 6
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 claims description 5
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 2
- 241000486439 Photedes Species 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 88
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 4
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 3
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 3
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 3
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 3
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 3
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCVAAHQLXUXWLC-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[S-2].[Gd+3].[Gd+3] Chemical compound [O-2].[O-2].[S-2].[Gd+3].[Gd+3] MCVAAHQLXUXWLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- PBYZMCDFOULPGH-UHFFFAOYSA-N tungstate Chemical compound [O-][W]([O-])(=O)=O PBYZMCDFOULPGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KEQXNNJHMWSZHK-UHFFFAOYSA-L 1,3,2,4$l^{2}-dioxathiaplumbetane 2,2-dioxide Chemical compound [Pb+2].[O-]S([O-])(=O)=O KEQXNNJHMWSZHK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004831 Hot glue Substances 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 235000010678 Paulownia tomentosa Nutrition 0.000 description 1
- 240000002834 Paulownia tomentosa Species 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004110 Zinc silicate Substances 0.000 description 1
- FPMWYYKZGBBCRR-UHFFFAOYSA-N [P].O=S.[Gd] Chemical compound [P].O=S.[Gd] FPMWYYKZGBBCRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002318 adhesion promoter Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052924 anglesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XQPRBTXUXXVTKB-UHFFFAOYSA-M caesium iodide Chemical compound [I-].[Cs+] XQPRBTXUXXVTKB-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- GFIKIVSYJDVOOZ-UHFFFAOYSA-L calcium;fluoro-dioxido-oxo-$l^{5}-phosphane Chemical compound [Ca+2].[O-]P([O-])(F)=O GFIKIVSYJDVOOZ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 1
- 231100000673 dose–response relationship Toxicity 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N europium atom Chemical compound [Eu] OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001938 gadolinium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940075613 gadolinium oxide Drugs 0.000 description 1
- CMIHHWBVHJVIGI-UHFFFAOYSA-N gadolinium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Gd+3].[Gd+3] CMIHHWBVHJVIGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- PIJPYDMVFNTHIP-UHFFFAOYSA-L lead sulfate Chemical compound [PbH4+2].[O-]S([O-])(=O)=O PIJPYDMVFNTHIP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 description 1
- BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N thallium Chemical compound [Tl] BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- XSMMCTCMFDWXIX-UHFFFAOYSA-N zinc silicate Chemical compound [Zn+2].[O-][Si]([O-])=O XSMMCTCMFDWXIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019352 zinc silicate Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/29—Measurement performed on radiation beams, e.g. position or section of the beam; Measurement of spatial distribution of radiation
- G01T1/2914—Measurement of spatial distribution of radiation
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
Description
Für den quantitativen Nachweis von Röntgen- und Gammastrah lung werden bei mittleren Quantenenergien von 10 bis 150 keV traditionell gasgefüllte Ionisationsröhren oder Festkörper szintillatoren im Verbund mit Photomultiplier-Röhren oder Halbleiterphotodioden eingesetzt. Während im ersten Fall die ionisierende Wirkung von Röntgenstrahlung direkt zum Nachweis der dadurch erzeugten elektrischen Ladungen genutzt wird, dienen im zweiten Fall die Leuchteigenschaften von Festkör perleuchtstoffen dazu, die Röntgenstrahlung zunächst in nie derenergetische und insbesondere sichtbare Strahlung umzuwan deln. Diese kann dann über einen lichtempfindlichen Film oder einen Strahlungsdetektor für sichtbares Licht nachgewiesen werden.For the quantitative detection of X-rays and gamma rays at average quantum energies of 10 to 150 keV traditionally gas-filled ionization tubes or solids scintillators in combination with photomultiplier tubes or Semiconductor photodiodes used. While in the first case the Ionizing effect of X-rays directly for detection the electrical charges generated in this way are used, serve in the second case the lighting properties of solid bodies fluorescent materials, the X-rays initially never their energetic and especially visible radiation deln. This can then be done via a light sensitive film or detected a radiation detector for visible light will.
Festkörperdetektoren werden als Einzelelemente oder als li neare Arrays eingesetzt. Zweidimensionale Festkörperdetekto ren werden hergestellt, indem flächige Leuchtstoffplatten oder -schichten auf einen elektronischen Bildsensor, zum Bei spiel auf ein Photodiodenarray aufgebracht werden. Nachteilig an dieser Methode ist, daß sich das Lumineszenzlicht, das im Leuchtstoff durch die absorbierte hochenergtische Strahlung erzeugt wurde, im Leuchtstoff ungehindert nach allen Richtun gen ausbreiten kann. Dadurch wird ein Strahlungsquant nicht nur am Ort der Erzeugung sondern auch in benachbarten Berei chen des Bildsensors bzw. des Photodetektors nachgewiesen. Dies führt am Ort des Strahlungseinfalls zu einer Signaler niedrigung im Photodetektor und gleichzeitig zu einer ent sprechenden Erhöhung der Signale der Nachbardetektoren, was eine schlechte Bildauflösung bewirkt. Da zur vollständigen Absorption harter Röntgenstrahlung eine größere Absorpti onstiefe und damit eine größere Schichtdicke der Leuchtstoff schicht benötigt wird, wirkt sich diese durch Übersprechen verschlechterte Bildauflösung bei harter Röntgenstrahlung be sonders schwerwiegend aus.Solid state detectors are used as individual elements or as li linear arrays are used. Two-dimensional solid-state detector Ren are made by flat fluorescent panels or layers on an electronic image sensor, for example be applied to a photodiode array. Disadvantageous in this method is that the luminescent light, which is in the Fluorescent due to the absorbed high-energy radiation was generated in the phosphor unhindered in all directions gene can spread. This does not make a radiation quantum only at the place of production but also in neighboring areas Chen the image sensor or the photodetector detected. This leads to a signal at the point of radiation incidence low in the photodetector and at the same time to an ent speaking increase in the signals of the neighboring detectors what poor image resolution causes. As for the complete Absorption of hard x-rays a larger absorpti depth and thus a greater layer thickness of the phosphor layer is required, this affects through crosstalk deteriorated image resolution with hard X-rays particularly severe.
Aus der US-PS 5 059 800 ist ein zweidimensionaler Mosaikde tektor bekannt, der aus einem Photodetektorarray und einem optisch angekoppelten Szintillatormosaik besteht. Dieses Szintillatormosaik besteht aus Leuchtstoffeinzelelementen, die durch Sägen einer Leuchtkeramikplatte erzeugt und durch Einbringen einer Reflektormasse aus Epoxidharz und Titanoxid füllung optisch separiert werden. Das Einbringen der Reflek tormasse in durch Sägen erzeugte Kerben in der Leuchtstoffke ramikplatte erfolgt nachträglich und erfordert hohe Schnitt breiten auf zumindest einer Seite der Keramikplatte. Dies führt zu unterschiedlich großen Lateralflächen und zu unter schiedlichen Leuchtstoffrasterungen auf Ober- und Unterseite der Leuchtstoffkeramikplatte. Die auf einer Seite nur dünnen und diffusen Reflektorschichten erlauben eine nur unvollstän dige Unterdrückung des optischen Übersprechens zwischen den einzelnen Elementen. Die dickeren Reflektorschichten auf der anderen Seite der Leuchtstoffkeramikplatte verringern den An teil der aktiven Leuchtstofffläche an der Gesamtfläche des Detektors. Durch die Sägetechnik kann außerdem der Abstand der Leuchtstoffdetektorelemente nicht beliebig klein gewählt werden. Neben dem ungünstigen Flächennutzungsgrad weist der Mosaikdetektor auch einen ungünstigen Volumennutzungsgrad auf, da hohe Anteile des Detektorvolumens nicht zur Absorpti on der einfallenden hochenergetischen Strahlung geeignet sind. Beide Effekte zusammen führen zu einem geringeren Wir kungsgrad des Mosaikdetektors gegenüber einem unstrukturier ten Festkörperdetektor. A two-dimensional mosaic is known from US Pat. No. 5,059,800 tector known, which consists of a photodetector array and a optically coupled scintillator mosaic. This Scintillator mosaic consists of individual fluorescent elements, generated by sawing a ceramic plate and by Introducing a reflector made of epoxy resin and titanium oxide filling can be optically separated. The introduction of the reflect Door mass in notches created by sawing in the fluorescent core Ceramic plate is retrofitted and requires a high cut wide on at least one side of the ceramic plate. This leads to differently sized lateral surfaces and under different fluorescent grids on the top and bottom the fluorescent ceramic plate. The only thin on one side and diffuse reflector layers only allow an incomplete suppression of optical crosstalk between the individual elements. The thicker reflector layers on the other side of the fluorescent ceramic plate reduce the on part of the active fluorescent area on the total area of the Detector. The sawing technology can also increase the distance the phosphor detector elements are not chosen arbitrarily small will. In addition to the unfavorable use of space, the Mosaic detector also an unfavorable volume utilization because high portions of the detector volume are not absorptive suitable on the incident high-energy radiation are. Both effects together lead to a lower we Degree of efficiency of the mosaic detector compared to an unstructured solid state detector.
Aus der DE 38 29 912 A1 ist ein Mehrelementstrahlungsdetektor bekannt, der mehrere stäbchenförmige, optisch voneinander ge trennte Szintillatorelemente aufweist, auf deren Oberfläche jeweils eine Photodiode hergestellt ist. Das Herstellungsverfahren für den Detektor weist die ersten drei Verfahrensschritte des Anspruchs 1 auf.DE 38 29 912 A1 describes a multi-element radiation detector known, the several rod-shaped, optically from each other ge has separate scintillator elements on their surface a photodiode is manufactured. The manufacturing process for the detector has the first three method steps of the claim 1 on.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Festkörperstrahlungsdetektors anzugeben, mit dem sich ein Strahlungsdetektorarray mit hoher Auflösung und hohem Wirkungsgrad herstellen läßt. The object of the invention is a method for the production specify a solid-state radiation detector with which a radiation detector array with high resolution and high Efficiency can be produced.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.According to the invention, this object is achieved by a method Claim 1 solved. Preferred embodiments of the invention can be found in the subclaims.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird von Leuchtstoffplatten ausgegangen, aus denen durch Zersägen die einzelnen Leucht stoffpixel separiert werden, bei dem die Seitenflächen der Pixel mit Reflektorschichten und/oder Kollimatorschichten versehen werden und bei dem die Pixel zu einer Pixelplatte verbunden werden. Dabei ist es jedoch nicht erforderlich, daß die Leuchtstoffpixel einzeln gehandhabt werden. Vielmehr wer den die Reflektorschichten stets auf plattenförmigen Leucht stoffkörpern aufgebracht, während die Sägeprozesse an lami nierten Stapeln solcher plattenförmiger Leuchtstoffkörper durchgeführt werden. Zur Herstellung einer Pixelplatte sind also im wesentlichen zwei Laminierschritte erforderlich, an die sich jeweils ein Sägeschritt anschließt. Als Produkt der Sägeschritte werden stets plattenförmige Körper erhalten, die relativ zu einzelnen Leuchtstoffpixeln einfacher zu handhaben sind und die sich einfach vergüten oder weiterbehandeln las sen.In the method according to the invention, phosphor plates from which the individual lights are sawn up Fabric pixels are separated, in which the side surfaces of the Pixels with reflector layers and / or collimator layers be provided and in which the pixels to a pixel plate get connected. However, it is not necessary that the fluorescent pixels are handled individually. Rather, who the reflector layers always on plate-shaped lights fabric bodies applied while the sawing processes on lami stacks of such plate-shaped phosphor bodies be performed. To make a pixel plate are essentially two lamination steps are required which is followed by a sawing step. As a product of Sawing steps are always obtained plate-shaped bodies that easier to handle relative to individual fluorescent pixels and who simply read or paid for or continued processing sen.
Das Aufbringen der Reflektorschichten erfolgt auf den relativ großen Oberflachen der plattenförmigen Leuchtstoffkörper. Auf diese Weise lassen sich die Reflektorschichten in hoher Qua lität und Homogenität herstellen. Die Schichtdicken der Re flektorschichten lassen sich minimieren, Schichtqualität und Schichthomogenität können optimiert werden. Auf diese Weise wird eine Pixelplatte und in der Folge ein Strahlungsdetek torarray erhalten, das sowohl einen hohen Flachen- als auch Volumenanteil effektiv nutzbaren Leuchtstoffs aufweist und daher einen hohen Wirkungsgrad zeigt.The reflector layers are applied to the relative large surfaces of the plate-shaped fluorescent body. On this way the reflector layers can be used in high quality Establish uniformity and homogeneity. The layer thicknesses of the Re reflector layers can be minimized, layer quality and Layer homogeneity can be optimized. In this way becomes a pixel plate and subsequently a radiation detector get torarray, which is both a high area as well Has volume share of effectively usable phosphor and therefore shows high efficiency.
Ein jeder der Verfahrensschritte kann mit hoher Genauigkeit und daher auch mit guter Reproduzierbarkeit durchgeführt wer den. So ist es möglich, eine Pixelplatte mit äußerst gleich mäßiger und homogener Rasterung herzustellen, wobei die Ra sterung exakt an die Rasterung des Photodetektorarrays ange paßt werden kann. Durch Verbinden des Photodetektorarrays mit der Pixelplatte wird ein fertiger Strahlungsdetektor erhal ten.Each of the process steps can be done with high accuracy and therefore carried out with good reproducibility the. So it is possible to have a pixel plate with extremely the same produce moderate and homogeneous screening, the Ra exactly matched the grid of the photodetector array can be fitted. By connecting the photodetector array to a finished radiation detector is obtained from the pixel plate ten.
Zusätzliche Verbesserungen bezüglich der Güte der Oberflächen und der auf zubringenden Schichten werden erzielt, wenn nach jedem Sägeschritt und/oder vor jedem Laminierschritt die Oberflächen einer zusätzlichen Oberflächenbehandlung unterzo gen werden. Dabei wird (falls nötig) eine besonders ebene Oberfläche erzielt und in der Oberfläche eine definierte Rau higkeit eingestellt. Entsprechende Behandlungsschritte zum Einebenen und Glätten der Oberflächen umfassen zumindest ei nen der Schritte Atzen, Schleifen, Läppen oder Polieren. Die se zusätzlichen Behandlungsschritte ermöglichen es, die Säge prozesse relativ grob durchzuführen und die erhaltenen plat tenförmigen Leuchtstoffkörper erst hinterher bezüglich der gewünschten Abmessungen und der gewünschten Oberflächenbe schaffenheit anzupassen. Außerdem wird die Maßgenauigkeit der Pixelplatte bezüglich des gewünschten Rasters verbessert.Additional improvements regarding the quality of the surfaces and the layers to be applied are achieved if after every sawing step and / or before each laminating step Surfaces undergo an additional surface treatment be. If necessary, it becomes a particularly flat one Surface achieved and a defined roughness in the surface ability set. Appropriate treatment steps for Flattening and smoothing the surfaces include at least one etching, grinding, lapping or polishing. The These additional treatment steps make it possible to use the saw to carry out processes relatively roughly and the plat only afterwards with regard to the desired dimensions and the desired surface to adjust the quality. In addition, the dimensional accuracy of the Pixel plate improved with regard to the desired grid.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfaßt das er findungsgemäße Verfahren die zusätzliche Erzeugung einer Kol limatorschicht, mit der die anfallende Röntgen- oder Gammastrahlung kollimiert und das Übersprechen zwischen ein zelnen Pixeln oder Pixelzeilen durch gestreute Röntgen- oder Gammaquanten unterdrückt wird. Die Kollimatorschichten werden auf den Hauptoberflächen der Leuchtstoffplatten und/oder der Stäbchenplatten erzeugt. Dabei ist es möglich, eine Kolli matorschicht auf jede der beiden beim Laminieren miteinander zu verklebenden Hauptoberflächen aufzubringen. Ausreichend ist es jedoch, jeweils nur auf einer der zu verklebenden Oberflächen eine Kollimatorschicht aufzubringen.In a further embodiment of the invention, this includes inventive method the additional generation of a Kol limator layer with which the resulting X-ray or Gamma radiation collimates and the crosstalk between one individual pixels or pixel lines by scattered X-ray or Gamma quanta is suppressed. The collimator layers are on the main surfaces of the phosphor panels and / or the Chopsticks produced. It is possible to have a package layer on each of the two when laminating with each other main surfaces to be glued. Sufficient it is, however, only on one of the to be glued Apply a collimator layer to surfaces.
Die Kollimatorschicht wird über den Reflektorschichten er zeugt. Möglich ist es jedoch auch, eine Reflektorschicht mit Kollimatoreigenschaften zu verwenden, zum Beispiel eine spie gelnde Metallschicht eines Schwermetalls oder eine diffus re flektierende Keramikschicht, die ein schweres Element umfaßt.The collimator layer is above the reflector layers testifies. However, it is also possible to use a reflector layer To use collimator properties, for example a spie heavy metal layer or a diffuse right reflective ceramic layer comprising a heavy element.
Die Kollimatorschicht kann bündig mit der Oberfläche der Leuchtstoff- oder Stäbchenplatte in einer Schichttechnik auf gebracht werden. Möglich ist es jedoch auch, eine Kollimator folie oder eine sonstige dünne vorgefertigte Schicht auf zu mindest eine der Hauptoberflächen aufzubringen. Dabei ist es möglich, daß die Kollimatorschicht eine größere Fläche auf weist als die Leuchtstoff- oder Stäbchenplatten, zwischen die sie einlaminiert werden. Läßt man die Kollimatorschicht ein seitig am Plattenstapel und/oder am Stäbchenblock überstehen, wird auf diese Weise eine Pixelplatte erhalten, bei der ent weder einzelne Pixelzeilen durch überstehende Kollimator schichten getrennt sind.The collimator layer can be flush with the surface of the Fluorescent or stick plate in a layering technique to be brought. However, it is also possible to use a collimator foil or another thin prefabricated layer to apply at least one of the main surfaces. It is possible that the collimator layer on a larger area points as the phosphor or stick plates, between the they are laminated. Let the collimator layer in protrude on the side of the plate stack and / or on the chopstick block, a pixel plate is obtained in this way, in which ent neither individual lines of pixels due to the protruding collimator layers are separated.
Als Leuchtstoff sind monokristalline, polykristalline oder keramische Stoffe geeignet, die hochenergetische Strahlung unter Erzeugung von Lumineszenzstrahlung absorbieren. Vor zugsweise besitzen als Leuchtstoffe geeignete Verbindungen eine gute Absorption für hochenergetische Strahlung und um fassen daher insbesondere Verbindungen von Elementen mit ho hen Ordnungszahlen. Vorzugsweise weist ein Leuchtstoff einen hohen Wirkungsgrad bei der Umwandlung von absorbiert er hochenergetischer Strahlung in Lumineszenzstrahlung auf. Vor zugsweise weist der Leuchtstoff eine hohe Durchlässigkeit für das Lumineszenzlicht auf und ist für die Wellenlänge der Lu mineszenzstrahlung daher transluzent bis transparent. Für schnelle Strahlungsdetektoren bzw. Strahlungsdetektorarrays sind Leuchtstoffe von Vorteil, bei denen die Lumineszenz strahlung rasch abklingt. Vorzugsweise werden Leuchtstoffe eingesetzt, die ein schnelles und lineares Ansprechen auf einfallende hochenergetische Strahlung zeigen.Monocrystalline, polycrystalline or ceramic materials suitable, the high-energy radiation absorb with generation of luminescent radiation. Before preferably have suitable compounds as phosphors good absorption for high energy radiation and around therefore especially include connections of elements with ho hen ordinal numbers. A phosphor preferably has one high efficiency in converting it absorbs high-energy radiation in luminescent radiation. Before the phosphor also has a high permeability for the luminescent light is on and is for the wavelength of the Lu mescent radiation is therefore translucent to transparent. For fast radiation detectors or radiation detector arrays Phosphors are advantageous in which the luminescence radiation quickly subsides. Phosphors are preferred used that respond quickly and linearly show incident high-energy radiation.
Beispiele für solche Leuchtstoffe sind mit Natrium oder Thal lium dotierte Alkalihalogenide, beispielsweise mit Thallium dotiertes Cäsiumiodid; Zinkwolframat, Cadmiumwolframat, Zinksilikat mit Mangan- oder Wismutdotierung, Gadoliniumoxid und Gadoliniumoxisulfid, jeweils dotiert mit Seltenerdelemen ten, Yttriumoxid mit Europiumdotierung, Kalziumfluorphosphat mit Antimon- und Mangandotierung sowie prinzipiell weitere bekannte oder auch noch unbekannte Leuchtstoffe.Examples of such phosphors are sodium or thal lium-doped alkali halides, for example with thallium doped cesium iodide; Zinc tungstate, cadmium tungstate, Zinc silicate with manganese or bismuth doping, gadolinium oxide and gadolinium oxysulfide, each doped with rare earth elements ten, yttrium oxide with europium doping, calcium fluorophosphate with antimony and manganese doping as well as others in principle known or also unknown phosphors.
Als Reflektorschichten sind diffuse Reflektorschichten, me tallisch glänzende Reflektorschichten oder dielektrische Schichtenfolgen mit Reflexionsverhalten geeignet. Besonders geeignet wegen ihres guten Reflexionsverhaltens sind diffuse Reflektorschichten, beispielsweise auf der Basis von weißen Pigmenten. Diese Schichten zeigen bereits ab einer Schicht dicke von 50 bis 150 µm eine hohe Reflexion. Geeignete Mate rialien für diffuse Reflektoren sind daher beispielsweise Ti tanoxid TiO₂, Bleisulfat PbSO₄, Bariumsulfat BaSO₄, Bariumti tanat BaTiO₃ oder Aluminiumoxid Al₂O₃. Die Reflektorschicht kann körnige Pigmente enthalten, die in einem Binder suspen diert sind. Als Binder geeignet sind für die Lumineszenz strahlung transparente, gut aushärtbare Polymere, die gegen die hochenergetische Strahlung stabil sind oder zumindest keine dosisabhängige Verfärbung zeigen. Vorzugsweise werden als Reflektorschichten mit diffusen Reflektoren jedoch kera mische Schichten oder Folien eingesetzt. Deren Reflexionsver halten ist abhängig von der Porengröße und kann mit herkömm lichen keramischen Verfahren gut eingestellt werden.Diffuse reflector layers, me shiny metallic reflector layers or dielectric Layer sequences with reflection behavior are suitable. Especially Diffuse are suitable because of their good reflection behavior Reflector layers, for example based on white Pigments. These layers already show from one layer thickness of 50 to 150 µm a high reflection. Suitable mate Materials for diffuse reflectors are therefore, for example, Ti Tan oxide TiO₂, lead sulfate PbSO₄, barium sulfate BaSO₄, barium ti Tanate BaTiO₃ or aluminum oxide Al₂O₃. The reflector layer may contain granular pigments that are suspended in a binder are dated. Suitable as binders for luminescence Radiation transparent, well curable polymers that counteract the high-energy radiation is stable or at least show no dose-dependent discoloration. Preferably be as reflector layers with diffuse reflectors, however, kera mix layers or foils used. Their reflection ver hold is dependent on the pore size and can with conventional ceramic processes can be adjusted well.
Metallisch glänzende oder spiegelnde Reflektorschichten be stehen aus dünnen Metallspiegeln, beispielsweise aus ca. 1 um Silber-, Palladium- oder Aluminiumschichten. Solche Schichten lassen sich in einfacher Weise und unter kontrollierten Be dingungen aufdampfen oder aufsputtern. Dabei ist es möglich, auch solche Metalle für metallisch glänzende Reflektorschich ten einzusetzen, die beim Sputtern eine chemische Reaktion mit dem Leuchtstoff zeigen, beispielsweise eine silberhaltige Reflektorschicht über einem Gadoliniumoxisulfid-Leuchtstoff. Dazu wird vor dem Abscheiden der Reflektorschicht eine dünne Haftvermittler- und/oder Barriereschicht aus einem inerten Material erzeugt, beispielsweise eine dünne Siliziumoxid schicht.Metallic shiny or reflective reflector layers are made of thin metal mirrors, for example of approx. 1 µm Silver, palladium or aluminum layers. Such layers can be easily and under controlled loading evaporate or sputter conditions. It is possible also such metals for shiny metallic reflector layers use a chemical reaction during sputtering show with the phosphor, for example a silver one Reflector layer over a gadolinium oxysulfide phosphor. For this, a thin layer is applied before the reflector layer is deposited Adhesion promoter and / or barrier layer from an inert Material produced, for example a thin silicon oxide layer.
Aus der Vergütung optischer Oberflächen und Gläser sind eine Reihe wellenlängenabhängiger Reflektorschichten bekannt, die auf Interferenzeffekten beruhen und somit wesentlich von der Schichtdicke abhängig sind. Durch Kombination mehrerer sol cher dielektrischer Schichten unterschiedlicher Schichtdicke ist es möglich, für mehrere Wellenlängen oder einen gewissen Wellenlängenbereich gute Reflexionseigenschaften zu erzeugen.From the remuneration of optical surfaces and glasses are one Series of wavelength-dependent reflector layers known based on interference effects and thus significantly different from the Layer thickness are dependent. By combining several sol cher dielectric layers of different layer thickness it is possible for several wavelengths or some Wavelength range to produce good reflection properties.
In einer Ausgestaltung der Erfindung werden unterschiedliche Reflektormaterialien für die Reflektorschicht kombiniert. Ei ne bevorzugte Reflektorschicht besteht zum Beispiel aus einer Dreifachschicht diffuser Reflektor/metallischer Reflek tor/diffuser Reflektor. Während die diffusen Reflektorschich ten hier ausschließlich zur Erhöhung der Lichtausbeute an Lu mineszenzlicht dienen, verhindert die dazwischenliegende me tallische Reflektorschicht die Transmission des Lumineszenz lichts über die Pixelgrenzen hinweg und damit ein Überspre chen benachbarter Strahlungsdetektorelemente bzw. einzelner Leuchtstoffpixel. In einer solchen Dreifachreflektorschicht ist es möglich, bei gleicher Reflexionswirkung die Schicht dicken der Einzelschichten zu reduzieren.In one embodiment of the invention, different Combined reflector materials for the reflector layer. Egg ne preferred reflector layer consists for example of a Triple layer diffuse reflector / metallic reflector tor / diffuse reflector. During the diffuse reflector layer here only to increase the light output at Lu serve minescent light, prevents the intervening me metallic reflector layer the transmission of luminescence light beyond the pixel boundaries and thus a skip Chen adjacent radiation detector elements or individual Fluorescent pixel. In such a triple reflector layer it is possible, with the same reflection effect, the layer to reduce the thickness of the individual layers.
Das Laminieren der plattenförmigen Leuchtstoffkörper (Leuchtstoffplatten oder Stäbchenplatten) erfolgt mit Hilfe eines transparenten und gegen die hochenergetische Strahlung stabilen Klebstoffes. Dieser kann ein, einen thermoplasti schen Kunststoff umfassender Heißkleber sein. Vorzugsweise werden jedoch vollständig aushärtende ein- oder mehrkomponen tige Reaktionsharze eingesetzt, die thermisch und/oder durch Strahlung härtbar sind. Geeignete Klebstoffe sind beispiels weise aus der Klasse der zweikomponentigen Epoxidharze ausge wählt. The lamination of the plate-shaped phosphor body (Fluorescent sheets or stick sheets) is done with the help of a transparent and against the high-energy radiation stable adhesive. This can be a thermoplastic plastic encompassing hot glue. Preferably however, become fully hardening one or more components term reaction resins used, the thermal and / or by Radiation are curable. Suitable adhesives are examples from the class of two-component epoxy resins elects.
Auch die Verbindung der Pixelplatte mit dem Photodetektorar ray kann durch Kleben erfolgen, wobei derselbe Klebstoff wie für den Laminierprozeß der einzelnen Stapel verwendet werden kann. Da die Oberfläche der zu verklebenden Pixelplatte durch zusätzliche Behandlungsschritte ausreichend plan und glatt ausgestaltet werden kann, ist zum Verkleben mit dem Photode tektorarray eine dünne Klebstoffschicht von beispielsweise 5 bis 10 um Dicke ausreichend. Da die Klebstoffschicht zwischen Pixelplatte und Photodetektorarray über sämtliche Pixel und Photodetektorelemente verläuft, ist bei geklebten Strahlungs detektoren prinzipiell durch Streuung oder Brechung an den Kanten der Leuchtstoffpixel bzw. Leuchtstoffelemente ein Übersprechen zwischen einzelnen Detektorelementen möglich. Da dieses Übersprechen mit größer werdender Schichtdicke der Klebstoffschicht zunimmt, ist es bei einem mit dem erfin dungsgemäßen Verfahren hergestellten Strahlungsdetektor wegen der minimalen Schichtdicke nur sehr gering.Also the connection of the pixel plate with the photodetector ray can be done by gluing using the same glue as can be used for the lamination process of the individual stacks can. Because the surface of the pixel plate to be glued through additional treatment steps sufficiently flat and smooth can be configured is for gluing to the photode tector array a thin layer of adhesive, for example 5 up to 10 µm thick. Since the adhesive layer between Pixel plate and photodetector array over all pixels and Photodetector elements runs is with glued radiation principally by scattering or refraction at the Edges of the phosphor pixels or phosphor elements Crosstalk possible between individual detector elements. There this crosstalk with increasing layer thickness Adhesive layer increases, it is with the inventor Radiation detector manufactured according to the inventive method the minimum layer thickness is only very small.
Eine bevorzugte Verwendung findet ein erfindungsgemäß herge stelltes Strahlungsdetektorarray in der Computertomographie. Dort werden bislang nur Detektorzeilen eingesetzt, die aus in <p-Richtung hintereinander angeordneten einzelnen Detektorele menten bestehen, wobei die Einzeldetektoren jeweils wieder durch Reflektoren und/oder Kollimatoren gegen Übersprechen geschützt sind. Bekannte Detektorzeilen sind zum Beispiel mo dulartig aus Zeilen von beispielsweise 16 Einzeldetektoren mit einer Größe von jeweils 20 × 1 × 1,5 mm³ aufgebaut. Der Strahlungsdetektor eines Computertomographen umfaßt dabei mehrere Module, die polyedrisch angeordnet einem Kreisbogen angenähert sind. In einer einzigen Röntgenaufnahme wird dabei mit einem in ϕ-Richtung aufgefächerten Röntgenstrahl eine Auflösung erhalten, die proportional zur Dimensionierung und Anzahl der Einzeldetektorelemente ist. Mit den genannten Com putertomographen können Details bis ca. 1 mm Durchmesser auf gelöst werden. Eine Auflösung vertikal zur ϕ-Richtung wird bei Computertomographen heute durch Röntgenblendensysteme er reicht. Durch das Aufnehmen von mehreren Schichtbildern oder durch sogenannte Spiralscans können ganze Volumensegmente er faßt werden.A preferred use finds a herge according to the invention posed radiation detector array in computer tomography. So far, only detector lines that consist of in <p-direction of individual detector elements arranged one behind the other elements exist, with the individual detectors again by means of reflectors and / or collimators against crosstalk are protected. Known detector lines are, for example, mo dulike from lines of, for example, 16 individual detectors each with a size of 20 × 1 × 1.5 mm³. Of the Radiation detector of a computer tomograph includes several modules arranged polyhedral an arc are approximated. This is done in a single x-ray with an X-ray beam fanned out in the ϕ direction Get resolution proportional to dimensioning and Number of individual detector elements is. With the mentioned Com Computer tomographs can show details down to approx. 1 mm in diameter be solved. A resolution becomes vertical to the ϕ direction in computer tomographs today through X-ray aperture systems enough. By taking multiple slice images or Whole volume segments can be created using so-called spiral scans be grasped.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden nun Strahlungsde tektoren erhalten, die bereits bei einmaliger Röntgenbestrah lung eine Volumenauflösung beziehungsweise das Aufnehmen meh rerer Schichtaufnahmen gleichzeitig ermöglichen. Vorteilhafte erfindungsgemäße Strahlungsdetektorarrays umfassen beispiels weise 2 bis 80 Detektorzeilen. Die Anzahl der Zeilen ist da bei im wesentlichen durch die elektrische Ansteuerung des Photodetektorarrays begrenzt, die ohne allzu großen Verlust an aktiver Detektorfläche auf der Oberfläche des Photodetek torarrays erfolgen soll. Prinzipiell ist es jedoch möglich, die Pixelplatte in einer beliebig großen Matrix zu erzeugen und mit einer entsprechenden Matrix bzw. einem entsprechend großen Photodetektorarray zu verbinden.With the method according to the invention, radiation ends receive detectors that already with a single X-ray exposure volume resolution or recording meh Allow slice shots at the same time. Beneficial Radiation detector arrays according to the invention include, for example wise 2 to 80 detector lines. The number of lines is there at essentially by the electrical control of the Limited photodetector arrays without too much loss on an active detector surface on the surface of the photodetec Torarrays should be done. In principle, however, it is possible to generate the pixel plate in an arbitrarily large matrix and with a corresponding matrix or a corresponding one large photodetector array.
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird der Stäbchenblock aus unterschiedlich dicken Stäbchenplatten zusammengefügt. Dies ermöglicht das Herstellen einer Pixelplatte bzw. eines Strahlungsdetektorarrays mit gleichbleibender Teilung in ϕ- Richtung, aber variierender Teilung in dazu vertikaler Rich tung. Damit können spezielle Aufnahmetechniken realisiert werden, die eine variable Bildauflösung ermöglichen.In one embodiment of the invention, the rod block assembled from different thicknesses of chopsticks. This enables the production of a pixel plate or one Radiation detector arrays with constant division in ϕ- Direction, but varying division in vertical direction tung. This allows special recording techniques to be realized that allow variable image resolution.
Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand von Ausführungsbeispielen und der dazugehörigen neun Figuren nä her erläutert.The method according to the invention is described below with reference to Embodiments and the associated nine figures nä ago explained.
Die Fig. 1 bis 4 zeigen anhand schematischer perspektivi scher Darstellungen Verfahrensstufen bei der Herstellung einer Pixelplatte. Figs. 1 to 4 show the basis of schematic representations perspektivi shear process steps in manufacturing a pixel plate.
Die Fig. 5 und 6 zeigen fertige Strahlungsdetektorarrays anhand schematischer Querschnitte. FIGS. 5 and 6 show finished radiation detector array with reference to schematic cross sections.
Die Fig. 7 bis 9 zeigen anhand schematischer perspektivi scher Darstellungen Verfahrensstufen bei der Herstellung einer Pixelplatte mit überstehendem Kollimator. FIGS. 7 to 9 show the basis of schematic representations perspektivi shear process steps in manufacturing a pixel plate with protruding collimator.
Fig. 1 stellt eine Leuchtstoffplatte LP dar, die beidseitig auf den xz-Hauptflächen mit einer ersten Reflektorschicht RS1 beschichtet ist. Die Leuchtstoffplatte LP kann ein kerami scher oder kristalliner Leuchtstoff sein, dessen Hauptober flächen vor dem Aufbringen der Reflektorschichten RS1 durch eine Oberflächenkonditionierung eingeebnet und bis zu einer definierten Rauhigkeit geglättet wurden, beispielsweise durch Läppen oder Polieren. Fig. 1 illustrates a phosphor plate LP, which is coated on both sides on the xz major surfaces with a first reflector layer RS1. The phosphor plate LP can be a ceramic or crystalline phosphor, the main surfaces of which were leveled before the application of the reflector layers RS1 by surface conditioning and smoothed to a defined roughness, for example by lapping or polishing.
Möglich ist es jedoch auch, nur eine Oberfläche der Leucht stoffplatte LP mit einer Reflektorschicht RS1 zu versehen.However, it is also possible to have only one surface of the light fabric plate LP to be provided with a reflector layer RS1.
Mehrere der mit Reflektorschichten RS1 beschichteten Leucht stoffplatten LP werden in y-Richtung zu einem Plattenstapel PS gestapelt und mit Hilfe eines Klebstoffs miteinander ver klebt. Fig. 2 zeigt diesen Plattenstapel, bei dem zur besse ren Übersichtlichkeit auf die Darstellung der Reflektor schichten RS1 und der Klebstoffschichten verzichtet wurde.Several of the phosphor plates LP coated with reflector layers RS1 are stacked in the y direction to form a stack of plates PS and are glued to one another with the aid of an adhesive. Fig. 2 shows this plate stack, in which the illustration of the reflector layers RS1 and the adhesive layers has been dispensed with for better clarity.
Parallel zur xy-Ebene wird der Plattenstapel PS nun in mehre re Stäbchenplatten zersägt. Eine der möglichen Schnittlinien S1 ist in der Fig. 2 dargestellt.Parallel to the xy plane, the plate stack PS is now sawn into several rod plates. One of the possible cutting lines S1 is shown in FIG. 2.
Die xy-Hauptoberflächen der Stäbchenplatten SP werden nun in ähnlicher Weise wie die Hauptoberflächen der Leuchtstoffplat ten behandelt, um eine plane und glatte Oberfläche definier ter Rauhigkeit zu erhalten. Anschließend werden die beiden xy-Hauptoberflächen der Stäbchenplatten mit zweiten Reflek torschichten RS2 beschichtet. Mehrere der so beschichteten Stäbchenplatten SP werden anschließend zu einem Stäbchenblock SB verbunden, beispielsweise durch Verkleben. Fig. 3 zeigt einen solchen Stäbchenblock und davon beabstandet zusätzlich eine mit Reflektorschichten RS2 beschichtete Stäbchenplatte SP. Parallel zur yz-Ebene wird der Stäbchenblock nun in Pi xelplatten PP zersägt. Eine der möglichen Schnittlinien S2 ist in der Fig. 3 angedeutet.The xy main surfaces of the rod plates SP are now treated in a manner similar to the main surfaces of the phosphor plates in order to obtain a flat and smooth surface of defined roughness. Then the two xy main surfaces of the rod plates are coated with second reflector layers RS2. Several of the rod plates SP coated in this way are then connected to form a rod block SB, for example by gluing. Fig. 3 shows one such rod block and which additionally spaced a coated reflector layers RS2 Laminboard SP. Parallel to the yz plane, the block of sticks is now sawn into pixel plates PP. One of the possible cutting lines S2 is indicated in FIG. 3.
In Fig. 4 ist eine fertige Pixelplatte PP schematisch darge stellt, die hier ein annähernd gleichmäßiges Raster bei der Unterteilung in einzelne Pixel aufweist. Je nach Anwendungs fall ist es jedoch auch möglich, für die Pixelplatte PP un terschiedliche Rastermaße in y- und z-Richtung zu wählen. Möglich ist es auch, die Rasterung in z-Richtung innerhalb einer Pixelplatte zu variieren und beispielsweise ein in z- Richtung ansteigendes Rastermaß (Pixelbreite) zu wählen.In Fig. 4, a finished pixel plate PP is schematically Darge, which here has an approximately uniform grid when divided into individual pixels. Depending on the application, however, it is also possible to choose different grid dimensions in the y and z directions for the pixel plate PP. It is also possible to vary the grid in the z direction within a pixel plate and, for example, to choose a grid dimension (pixel width) increasing in the z direction.
Die Pixelplatten PP können nun auf ihren yz-Hauptoberflächen erneut oberflächenbehandelt werden, da diese Oberflächen die Strahlungseinfallsfläche und die Lichtaustrittsfläche des späteren Strahlungsdetektorarrays darstellen. Zusätzlich kann eine der Hauptoberflächen, die die spätere Strahleneintritts fläche darstellt, mit einer weiteren Reflektorschicht (in Fig. 4 nicht dargestellt) versehen werden, wobei diese Reflek torschicht RS3 für die nachzuweisende hochenergetische Strah lung transparent ist.The pixel plates PP can now be surface-treated again on their yz main surfaces, since these surfaces represent the radiation incidence surface and the light exit surface of the later radiation detector array. In addition, one of the main surfaces, which later represents the radiation entry surface, can be provided with a further reflector layer (not shown in FIG. 4), this reflector layer RS3 being transparent to the high-energy radiation to be detected.
Zur Fertigstellung des Strahlendetektorarrays wird die so vorbehandelte Pixelplatte mit einem Photodetektorarray ver bunden und beispielsweise mit Hilfe einer dünnen Klebstoff schicht KS auf diese aufgeklebt. Pixelplatte PP und Photode tektorarray PDA weisen eine identische Rasterung auf, wobei jedoch der Querschnitt der einzelnen Pixel P und der der ein zelnen Photodetektoren PD voneinander abweichen kann.To complete the radiation detector array, the so pretreated pixel plate with a photodetector array ver bound and for example with the help of a thin adhesive layer KS glued to this. Pixel plate PP and photode tector array PDA have an identical grid, where however, the cross section of the individual pixels P and that of the one individual photodetectors PD may differ from one another.
Fig. 5 zeigt es fertiges Strahlungsdetektorarray anhand ei nes schematischen Querschnitts, wobei hier die xy-Ebene ge wählt wurde. Der Querschnitt in der xz-Ebene kann identisch sein, kann jedoch auch beispielsweise im Rastermaß abweichen. Möglich ist es auch, daß die Stäbchenplatten SP mit zweiten Reflektorschichten RS2 versehen werden, die von den ersten Reflektorschichten RS1 der Leuchtstoffplatten LP unterschied lich sind. Der Unterschied kann dabei sowohl in der Art des Reflektormaterials als auch in der Zusammensetzung der Re flektorschicht liegen, wobei beispielsweise die zweite Re flektorschicht RS2 zusätzliches Kollimatormaterial oder eine weitere Reflektorschicht beinhalten kann. In Fig. 6 ist ein weiteres Strahlungsdetektorarray anhand eines schematischen Querschnitts durch die xz-Ebene dargestellt. Im Unterschied zu dem in Fig. 5 dargestellten Strahlungsdetektorarray sind hier die einzelnen Pixel durch zwei Reflektorschichten RS2 und eine dazwischenliegende Kollimatorschicht KOL voneinander getrennt. Die Kollimatorschicht KOL umfaßt die Verbindung ei nes Elements mit höherer Ordnungszahl, das eine hohe Absorp tion für hochenergetische Strahlung aufweist. Durch besondere Ausgestaltung der Kollimatorschicht, beispielsweise als grob porige Keramikschicht kann diese Kollimatorschicht KOL als weitere Reflektorschicht dienen. Eine geeignete Kollimator schicht kann auch eine metallische Schicht eines absorbieren den Elements umfassen, die dann wiederum gleichzeitig eine metallisch spiegelnde Reflektorschicht darstellt. Fig. 5 shows the finished radiation detector array based on a schematic cross-section, the xy plane being selected here. The cross section in the xz plane can be identical, but can also differ, for example, in the grid dimension. It is also possible that the rod plates SP are provided with second reflector layers RS2, which are different from the first reflector layers RS1 of the phosphor plates LP. The difference can lie both in the type of reflector material and in the composition of the reflector layer, it being possible for example for the second reflector layer RS2 to contain additional collimator material or a further reflector layer. In FIG. 6, a further radiation detector array is illustrated with reference to a schematic cross-section through the xz plane. In contrast to the radiation detector array shown in FIG. 5, here the individual pixels are separated from one another by two reflector layers RS2 and an intermediate collimator layer KOL. The collimator layer KOL comprises the connection of an element with a higher atomic number, which has a high absorption for high-energy radiation. Due to the special configuration of the collimator layer, for example as a coarse-pored ceramic layer, this collimator layer KOL can serve as a further reflector layer. A suitable collimator layer can also comprise a metallic layer of an absorbing element, which then in turn represents a metallic reflecting reflector layer.
Wie bereits erläutert, können die Querschnitte gemäß der Fig. 5 und 6 Querschnitte ein und desselben oder unter schiedlicher Strahlungsdetektorarrays darstellen. Möglich ist es auch, daß ein Strahlungsdetektorarray in beiden Schnit tebenen xy und xz einen identischen Aufbau aufweist, wobei dieser beispielsweise wie in Fig. 5 oder wie in Fig. 6 dar gestellt aussehen kann.As already explained, the cross sections according to FIGS. 5 and 6 can represent cross sections of one and the same or under different radiation detector arrays. It is also possible that a radiation detector array in both section planes xy and xz has an identical structure, which can for example look as shown in FIG. 5 or as shown in FIG. 6.
Fig. 7: In einer Abwandlung der Erfindung wird eine aus dem Plattenstapel PS (siehe Fig. 2) gesägte Stäbchenplatte SP auf einem blockförmigen Hilfsträger HB so befestigt, daß zwi schen Stäbchenplatte SP und Hilfsträger HB eine ausreichend feste aber dennoch wieder lösbare Verbindung entsteht. Ent lang von Schnittlinien S3 parallel zur zy Ebene werden aus der Anordnung nun Pixelzeilenplatten PZP herausgesägt, die aus je einem plattenförmigen Hilfsträger HP und der lösbar darauf befestigten Pixelzeile PZ bestehen. Fig. 7: In a modification of the invention, a rod plate SP sawn from the plate stack PS (see FIG. 2) is fastened on a block-shaped auxiliary carrier HB in such a way that a sufficiently firm but nevertheless releasable connection is produced between the rod plate SP and auxiliary carrier HB. Along line S3 along the zy plane, pixel line plates PZP are now sawn out of the arrangement, each consisting of a plate-shaped auxiliary carrier HP and the pixel line PZ detachably fastened thereon.
Fig. 8: Mehrere solcher Pixelzeilenplatten PZP werden nun abwechselnd mit Schichten oder Folien aus Kollimatormaterial KS zu einem Block verbunden, beispielsweise durch Laminieren oder Verkleben (in der Figur nicht maßstäblich dargestellt). Fig. 8: Several such pixel line plates PZP are now alternately connected with layers or foils made of collimator material KS to form a block, for example by laminating or gluing (not shown to scale in the figure).
Fig. 9: Die plattenförmigen Hilfsträger HP werden nun aus dem Block herausgelöst. Es verbleibt eine Anordnung, bei der zwischen zueinander parallelen Pixelzeilen PZ überstehende Kollimatorschichten KS angeordnet sind. Auch diese Anordnung läßt sich zu einem Strahlendetektorarray weiter verarbeiten, zum Beispiel analog dem bereits in Verbindung mit den Fig. 5 und 6 beschriebenen Verfahren. Fig. 9: The plate-shaped auxiliary carrier HP are now detached from the block. An arrangement remains in which collimator layers KS projecting between mutually parallel pixel lines PZ are arranged. This arrangement can also be processed further to form a radiation detector array, for example analogously to the method already described in connection with FIGS. 5 and 6.
Das erfindungsgemäß hergestellte Strahlendetektorarray ist insbesondere für die Computertomographie geeignet. Da dort hohe Auflösungen gewünscht werden, ist das Verfahren zusätz lich auf eine optimale Rastergröße für die Computertomogra phie optimiert. Die Pixelgrößen bzw. das Rastermaß in y- Richtung, die der ϕ-Richtung herkömmliche Detektorzeilen ent spricht, wird dabei im Bereich von ca. 0,5 bis 2 mm gewählt. Vertikal zur ϕ-Richtung, was der erfindungsgemäßen zweiten Dimension des Strahlungsdetektorarrays entspricht, kann das Rastermaß größer sein und hat beispielsweise 0,5 bis 8 mm Ra sterabstand. Die x-Dimension parallel zum Strahlungseinfall wird in Abhängigkeit von der Absorptionslänge der nachzuwei senden Strahlung im verwendeten Leuchtstoff gewählt. Für eine Gadoliniumoxisulfidkeramik, wie sie für die Computertomogra phie besonders geeignet ist, beträgt eine der Absorptionslän ge entsprechende Dicke der Pixelplatte (in x-Richtung) ca. 1,5 mm.The radiation detector array produced according to the invention is especially suitable for computed tomography. Since there high resolutions are desired, the procedure is additional optimal grid size for computer tomography phie optimized. The pixel sizes or the grid dimension in y- Direction that corresponds to the ϕ-direction of conventional detector lines speaks, is selected in the range of approx. 0.5 to 2 mm. Vertical to the ϕ direction, which is the second of the invention Dimension of the radiation detector array corresponds to that Grid dimension be larger and has, for example, 0.5 to 8 mm Ra spacing. The x dimension parallel to the incidence of radiation depending on the absorption length of the send radiation selected in the phosphor used. For one Gadolinium oxysulfide ceramics, such as those used for computer tomography is particularly suitable, is one of the absorption length corresponding thickness of the pixel plate (in the x direction) approx. 1.5 mm.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist jedoch nicht auf Strah lungsdetektorarrays für die Computertomographie beschränkt. Vielmehr können auch Strahlungsdetektorarrays mit anderen Leuchtstoffen und anderen Rastermaßen von beispielsweise bis zu 20 mm hergestellt werden, die für unterschiedlichste tech nische Zwecke geeignet sind, beispielsweise zum Durchleuchten von verschlossenen Behältern oder größeren Gegenständen.However, the method according to the invention is not straightforward tion detector arrays limited for computed tomography. Rather, radiation detector arrays can also be used with others Fluorescent and other pitches from, for example, to to be manufactured to 20 mm, for different tech African purposes are suitable, for example for screening of closed containers or larger objects.
Claims (11)
- - Leuchtstoffplatten (LP) werden an den beiden gegenüberlie genden in der xz-Ebene eines x, y, z-Koordinatensystems liegenden xz-Hauptoberflächen mit einer ersten Reflektor schicht (RS1) versehen
- - mehrere Leuchtstoffplatten (LP) werden mit den Reflektor schichten (RS1) zueinander weisend gestapelt und mit Hilfe eines Klebemittels zu einem Plattenstapel (PS) verklebt
- - der Plattenstapel (PS) wird parallel zur xy-Ebene des Koor dinatensystems in mehrere Stäbchenplatten zersägt
- - die Stäbchenplatten (SP) werden an allen zu den Sägeflächen parallelen Oberflächen mit einer zweiten Reflektorschicht (RS2) versehen
- - mehrere mit Reflektorschichten (RS2) versehene Stäbchen platten (SP) werden mit den zuletzt erzeugten Reflektor schichten (RS2) zueinander weisend entlang der z-Richtung des Koordinatensystems gestapelt und mit Hilfe eines Klebe mittels zu einem Stäbchenblock (SB) verklebt
- - aus dem Stäbchenblock (SB) werden parallel zur yz-Ebene des Koordinatensystems Pixelplatten gesägt
- - die Pixelplatten (PP) werden mit Photodetektorarrays (PDA) zu Strahlungsdetektorarrays verbunden.
- - Fluorescent plates (LP) are provided on the two opposite lying in the xz plane of an x, y, z coordinate system xz main surfaces with a first reflector layer (RS1)
- - Several fluorescent plates (LP) are stacked with the reflector layers (RS1) facing each other and glued with the help of an adhesive to a plate stack (PS)
- - The plate stack (PS) is sawn into several rod plates parallel to the xy plane of the coordinate system
- - The rod plates (SP) are provided on all surfaces parallel to the sawing surfaces with a second reflector layer (RS2)
- - Several rod plates provided with reflector layers (RS2) (SP) are stacked with the last generated reflector layers (RS2) facing each other along the z-direction of the coordinate system and glued with the help of an adhesive to a rod block (SB)
- - Pixel plates are sawn from the rod block (SB) parallel to the yz plane of the coordinate system
- - The pixel plates (PP) are connected with photodetector arrays (PDA) to radiation detector arrays.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1996143644 DE19643644C1 (en) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | Radiation detector array production method for high energy radiation esp. for X-ray image system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1996143644 DE19643644C1 (en) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | Radiation detector array production method for high energy radiation esp. for X-ray image system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19643644C1 true DE19643644C1 (en) | 1998-04-09 |
Family
ID=7809500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1996143644 Expired - Fee Related DE19643644C1 (en) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | Radiation detector array production method for high energy radiation esp. for X-ray image system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19643644C1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10046314A1 (en) * | 2000-09-19 | 2002-04-04 | Siemens Ag | ray detector |
| DE10054680A1 (en) * | 2000-11-03 | 2002-05-16 | Siemens Ag | Detector array production, comprises forming stack of layers, radiation sensitive layer, and separation layer |
| WO2003081280A3 (en) * | 2002-02-01 | 2004-04-01 | Univ Texas | A production method for making position-sensitive radiation detector arrays |
| DE102005045594A1 (en) * | 2005-09-23 | 2007-03-29 | Siemens Ag | Detector e.g. X-ray detector, manufacturing method for x-ray computer tomography device, involves manufacturing number of individual scintillator units from scintillator material, where units have dimensions of pixel and are cubic-shaped |
| DE102006023732A1 (en) * | 2006-05-19 | 2008-02-07 | Siemens Ag | Radiation detector for e.g. gamma-rays, has array of scintillation detectors, and reflector layer that is formed by binding agent matrix and particles, where matrix and reflector layer are penetrated by micro-cavities |
| DE19838855B4 (en) * | 1997-11-25 | 2009-06-10 | General Electric Co. | Process for the preparation of scintillators |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3829912A1 (en) * | 1987-09-04 | 1989-03-16 | Hitachi Ltd | MULTI-ELEMENT RADIATION DETECTOR |
| US5059800A (en) * | 1991-04-19 | 1991-10-22 | General Electric Company | Two dimensional mosaic scintillation detector |
-
1996
- 1996-10-22 DE DE1996143644 patent/DE19643644C1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3829912A1 (en) * | 1987-09-04 | 1989-03-16 | Hitachi Ltd | MULTI-ELEMENT RADIATION DETECTOR |
| US5059800A (en) * | 1991-04-19 | 1991-10-22 | General Electric Company | Two dimensional mosaic scintillation detector |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19838855B4 (en) * | 1997-11-25 | 2009-06-10 | General Electric Co. | Process for the preparation of scintillators |
| DE10046314A1 (en) * | 2000-09-19 | 2002-04-04 | Siemens Ag | ray detector |
| DE10046314B4 (en) * | 2000-09-19 | 2007-06-14 | Siemens Ag | Manufacturing method for a radiation detector |
| DE10054680A1 (en) * | 2000-11-03 | 2002-05-16 | Siemens Ag | Detector array production, comprises forming stack of layers, radiation sensitive layer, and separation layer |
| US6838674B2 (en) | 2000-11-03 | 2005-01-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for producing a detector array for detection of electromagnetic radiation, and a detector array |
| DE10054680B4 (en) * | 2000-11-03 | 2007-04-19 | Siemens Ag | Method for producing a two-dimensional detector array for detecting electromagnetic radiation |
| WO2003081280A3 (en) * | 2002-02-01 | 2004-04-01 | Univ Texas | A production method for making position-sensitive radiation detector arrays |
| DE102005045594A1 (en) * | 2005-09-23 | 2007-03-29 | Siemens Ag | Detector e.g. X-ray detector, manufacturing method for x-ray computer tomography device, involves manufacturing number of individual scintillator units from scintillator material, where units have dimensions of pixel and are cubic-shaped |
| DE102006023732A1 (en) * | 2006-05-19 | 2008-02-07 | Siemens Ag | Radiation detector for e.g. gamma-rays, has array of scintillation detectors, and reflector layer that is formed by binding agent matrix and particles, where matrix and reflector layer are penetrated by micro-cavities |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6784432B2 (en) | X-ray detector module | |
| DE3900245A1 (en) | MULTI-ELEMENT RADIATION DETECTOR | |
| DE102004059794A1 (en) | Multi-layer reflector for CT detector | |
| JP4192990B2 (en) | Radiation detector | |
| DE3918843A1 (en) | HIGH RESOLUTION X-RAY DETECTOR AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF | |
| DE60309955T2 (en) | Method and device for reproducing a radiation image | |
| DE102011051389A1 (en) | Scintillator arrays and methods of making the same | |
| DE10054680B4 (en) | Method for producing a two-dimensional detector array for detecting electromagnetic radiation | |
| DE112013001689B4 (en) | Method of making a dual scintillator assembly | |
| DE102010004890A1 (en) | Photodiode array, radiation detector and method for producing such a photodiode array and such a radiation detector | |
| DE10034575A1 (en) | X-ray detector with improved light output | |
| DE3141755A1 (en) | RADIATION DETECTOR | |
| DE102010020610A1 (en) | Radiation detector and method for producing a radiation detector | |
| DE4101645A1 (en) | TWO-DIMENSIONAL MOSAIC SCINTILLATION DETECTOR | |
| US6713767B2 (en) | Hybrid two-dimensional scintillator arrangement | |
| US7479638B2 (en) | Arrangement of a scintillator and an anti-scatter-grid | |
| DE19643644C1 (en) | Radiation detector array production method for high energy radiation esp. for X-ray image system | |
| DE2451382A1 (en) | RECORDING EAR | |
| EP0440853B1 (en) | Stimulable luminescent storage panel | |
| JP2720159B2 (en) | Multi-element radiation detector and manufacturing method thereof | |
| DE19842947B4 (en) | Method of manufacturing a radiation detector | |
| JPH042989A (en) | Manufacture of detector for x-ray ct apparatus | |
| JP2840941B2 (en) | Multi-element radiation detector and manufacturing method thereof | |
| DE4107264A1 (en) | MULTIPLE ENERGY SOLID RADIATION DETECTOR | |
| DE19750337A1 (en) | Radiation detector especially for x=ray computer tomography |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
| D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |