[发明专利]具有多个电极系统的辐射探测器

说明书

技术领域

本发明涉及包括用于将入射辐射转换为电信号的转换器元件并且具有置于所述转换器元件上的电极的辐射探测器。另外，本发明涉及包括这样的辐射探测器的检查装置并且涉及用于制作这样的辐射探测器的方法。

背景技术

例如在诸如CT(计算机断层摄影)扫描器的成像装置中需要用于诸如X射线或γ射线的高能辐射的辐射探测器。对于这些应用，已在文献中对基于光子计数谱CT的方法进行了描述，其提供了新的可能性的很大潜力(Roessl、Proska：“K-edge imaging in x-ray computed tomography usingmulti-bin photon counting detectors”，Phys.Med.Biol.52(2007)4679-4696)。然而，这种方法对所应用的辐射探测器的精确性和分辨率提出了高的要求。

发明内容

基于这种情况，本发明的目的是提供一种辐射探测器，其特别适于谱CT中的应用，并且在光子计数应用中提供高的精确性。

这一目的通过根据权利要求1、权利要求13和权利要求14所述的辐射探测器，根据权利要求2所述的方法，以及根据权利要求15所述的检查装置实现。在从属权利要求中公开了优选实施例。

根据其第一方面，本发明涉及用于对特别是如X射线或γ射线的高能辐射的入射(电磁)辐射进行探测的“第一”辐射探测器。该辐射探测器包括以下部件：

a)用于将入射辐射转换为电信号的转换器元件。所述转换器元件可以由将要被探测的入射辐射转换为电信号，特别是转换为电荷脉冲(例如，材料的导带和相应价带中的电子-空穴对)的任何适当的直接转换材料制成。

b)布置于前面提到的转换器元件上的多个电极系统。典型地，将所述电极系统中的每个定位于一些相关联的紧凑区域中，其中，以规则方式(例如，栅格或矩阵图案)使这些具有电极系统的区域分布在转换器元件的一侧上。电极系统还由以下特征限定：其每个包括第一电极和分离的第二电极，在下面将所述第一电极称为“主电极”，将所述第二电极称为“辅助电极”。所述主电极和所述辅助电极在设计上可以相同或相似，也可以不同或不相似。不论如何，在操作辐射探测器的过程中其使用方式是不同的，这就是赋予其不同名称的原因。仍然为了这一原因，所述主电极和所述辅助电极在下面将有时被认为是相互“补充”的。另外，应该注意到，这些电极不必须具有紧凑的相连接的几何结构；实际上，更优选地，其由将在下面结合本发明的优选实施例进行解释的多个子单元组成。

c)独立地与电极系统的前面提到的主电极和辅助电极中的每个相连接的读出电路。读出电路包括用于将电势施加到所连接的主电极和辅助电极的(模拟和/或数字)电子部件。如其名称所表示的，读出电路还将能够探测由上面提到的在转换器元件中生成的电信号在这些电极中生成的次级电信号。在典型示例中，次级电信号为由转换器元件中的电荷脉冲在电极中引起的电荷或电荷位移。

所描述的辐射探测器具有如下优势：其允许对在多个电极系统的帮助下由入射辐射在转换器元件中生成的电信号进行评估。取决于电极系统的布置，可以实现空间分辨率(如果电极系统布置为垂直于辐射入射)和/或谱分辨率(如果电极系统布置为与辐射入射成一直线)。在第一种情况下，辐射探测器具有已知为“像素化”的设计，其中，像素对应于由探测器生成的投影图像的不同像元。

通过在每个电极系统中使用主电极和辅助电极，所描述的辐射探测器可以相当大地改进信号探测的精确性。因此，特别地有可能降低在转换器元件中生成的电信号的低能拖尾。这使得辐射探测器特别适于光子计数谱CT中的应用。

本发明还涉及用于制作特别是上述那种辐射探测器的辐射探测器的方法。所述方法包括如下步骤：

a)在转换器元件上设置多个电极系统，使得每个电极系统包括主电极以及与该主电极电隔离的辅助电极。

b)将读出电路独立地连接到主电极和辅助电极。

所述方法包括形成上述那种辐射探测器的普通形式的步骤。因此，参照上述描述以获得关于所述方法的细节、优势以及改进的更多信息。

下面，描述涉及上面限定的辐射探测器和制作方法二者的本发明的各优选实施例。应该注意，在这一背景中，如果针对“至少一个”电极系统、主电极和/或辅助电极对一些特征进行解释，则通常优选地，这一特征针对所有电极系统、主电极和/或辅助电极而实现。