[发明专利]一种平板探测器、X射线成像系统及自动曝光检测方法

权利要求书

1.一种平板探测器，其特征在于，所述平板探测器至少包括：

第一闪烁体层，用于将X射线转化为可见光；

位于所述第一闪烁体层下层的图像传感器，用于采集图像信息；

位于所述图像传感器下层的自动曝光检测传感器，根据穿过所述图像传感器的光信号检测曝光动作，并触发曝光请求信号；

其中，所述自动曝光检测传感器，包括第一像素阵列、第一扫描驱动电路及第一读取控制电路；所述第一像素阵列由像素单元规则排布而成，各像素单元包括光电二极管及TFT开关，所述第一像素阵列接收光信号，并转化为电信号后储存于各像素单元中；所述第一扫描驱动电路连接所述第一像素阵列，用于逐行打开各像素单元；所述第一读取控制电路连接所述第一像素阵列，用于读取各像素单元中的电荷；

所述自动曝光检测传感器的尺寸与所述图像传感器的尺寸一致，且所述自动曝光检测传感器的像素单元的面积大于所述图像传感器的像素单元的面积，以实现全视野自动曝光检测，且使光电二极管接受更多的光照，同时像素数量减少，信号读取更快；

其中，所述自动曝光检测传感器接收透过所述图像传感器的可见光或X射线，产生光生载流子；所述自动曝光检测传感器采集各像素单元中的电荷，并计算其累积分布函数，以累积分布函数的设定概率所对应的电压值作为参考值进行自动曝光；其中，所述自动曝光检测传感器采集到的电压信号为二维矩阵，传输给处理模块，执行运算，以二维矩阵电压值作为x轴，y轴为概率，画累积分布函数；

以及，位于所述自动曝光检测传感器下层的PCB电路板，接收曝光请求信号，并据此读取图像信息，对图像信息进行处理；

所述自动曝光检测传感器采用柔性电路；所述柔性电路包括基底层、制备于所述基底层上的有机薄膜晶体管基板及制备于所述有机薄膜晶体管基板上的有机光电二极管基板；所述有机薄膜晶体管基板制备于所述基底层上，其材料包括并五苯、氧化钒酞菁或聚噻吩，使得TFT开关的响应速度更快；所述有机光电二极管基板制备于所述有机薄膜晶体管基板上，其有源区包括P型及N型两种材料，包括富勒烯衍生物/ 3-己基噻吩聚合物、富勒烯衍生物/PPV衍生物或富勒烯/酞氰化锌，以使得制备的光电二极管具有较高的光吸收率。

2.根据权利要求1所述的平板探测器，其特征在于：所述图像传感器包括：第二像素阵列、第二扫描驱动电路及第二读取控制电路；所述第二像素阵列接收带有图像信息的光信号，并转化为电信号后储存于各像素单元中；所述第二扫描驱动电路连接所述第二像素阵列，用于逐行打开各像素单元；所述第二读取控制电路连接所述第二像素阵列，用于读取各像素单元中的电荷。

3.根据权利要求1所述的平板探测器，其特征在于：所述PCB电路板包括：控制模块、处理模块及通信模块；所述控制模块连接所述图像传感器及所述自动曝光检测传感器，用于输出控制信号；所述处理模块连接所述控制模块、所述图像传感器及所述自动曝光检测传感器，根据所述控制模块的控制对所述图像传感器及所述自动曝光检测传感器中的信号进行处理；所述通信模块连接于所述处理模块，用于数据的传输。

4.根据权利要求1所述的平板探测器，其特征在于：所述平板探测器还包括位于所述图像传感器及所述自动曝光检测传感器之间的第二闪烁体层。

5.一种X射线成像系统，其特征在于，所述X射线成像系统至少包括：

X射线源，与所述X射线源相对设置的如权利要求1~4任意一项所述的平板探测器 及与所述平板探测器连接的显示设备；

所述X射线源发射X射线，并照射到被测物上；所述平板探测器接收带有所述被测物图像信息的X射线，并转化为电信号；所述显示设备将所述平板探测器传输过来的电信号还原为图像信息。

6.一种使用权利要求1-4任一项所述的平板探测器进行成像方法，其特征在于，所述成像方法至少包括：

步骤S1：所述控制模块控制所述图像传感器逐行清空，以清除各像素单元中的电荷；

步骤S2：所述自动曝光检测传感器进行自动曝光检测，判断是否有X射线发出；若有，则发出曝光请求信号，所述图像传感器接收曝光请求信号；若没有，则返回步骤S1；

其中，所述自动曝光检测方法至少包括：

步骤S21：自动曝光检测传感器清空各像素单元中的电荷；

步骤S22：所述自动曝光检测传感器采集各像素单元中的电荷，并计算其累积分布函数，以累积分布函数的设定概率所对应的电压值作为参考值；其中，所述自动曝光检测传感器采集到的电压信号为二维矩阵，传输给处理模块，执行运算，以二维矩阵电压值作为x轴画累积分布函数，y轴为概率；所述参考值设定为累积概率为80%~100%区间的电压值，以避开不确定因素所引起的非正常曝光；

步骤S23：若所述参考值未超出阈值电压则判定为无X射线，返回步骤S21；若所述参考值超出阈值电压则判定为有X射线，执行下一次清空、采集和比较，至少连续2次判定有X射线则发出曝光请求信号；

步骤S3：所述图像传感器接收到曝光请求信号后，停止清空，开启曝光窗口准备曝光；

步骤S4：曝光结束后在控制电路的驱动下开始逐行读取所述图像传感器12中的电信号，经所述处理模块进行放大、数模转换、矫正补偿处理，最终在显示设备上成像。