DE4420603C1 - X=ray image detector with erasure light source - Google Patents

X=ray image detector with erasure light source

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Abstract

The detector uses an array of photodetectors (2), in front of a scintillator (3) for converting the X-ray radiation into light and behind a light source (5) for erasure of the X-ray image by uniform illumination of the photodetectors. The light source is provided as a point light source, illuminating the photodetectors via an optical system (6, 7). Pref. the optical system uses a mirror (6) and a dispersion lens (7), with the centre part of the lens acting as a diffusor, for providing a uniform light distribution across the surface of the photodetectors.

Description

In der Röntgentechnik ist es möglich, einen aSi:H-Röntgen­ bilddetektor zu benutzen, der aus einer Matrix von Photo­ dioden aufgebaut ist, die über entgegengeschaltete Schalt­ dioden angesteuert werden können. Die in Sperrichtung aufge­ brachte elektrische Ladung der Photodioden wird dabei durch Licht von einem in Strahlenrichtung davor angeordneten Szin­ tillator reduziert. Diese lichtabhängige Ladungsreduzierung stellt die Bildinformation dar, die nach einer pulsförmigen Beleuchtung ausgelesen wird.In x-ray technology it is possible to use an aSi: H x-ray to use image detector made of a matrix of Photo diodes is built up, which is connected by switching diodes can be controlled. The opened in the reverse direction brought electrical charge of the photodiodes Light from a Szin arranged in front of it in the beam direction tillator reduced. This light-dependent charge reduction represents the image information after a pulse Lighting is read out.

Das Maß der Ladungsreduzierung pro Pixel und Einheit der Be­ leuchtungsstärke, also die Empfindlichkeit, ist für jedes Pixel etwas unterschiedlich und kann außerdem in Abhängigkeit von der Temperatur und der Alterung pro Pixel leicht schwan­ ken. Es ist deshalb eine Kalibrierung erforderlich. Diese Kalibrierung kann prinzipiell mit Hilfe von Röntgenstrahlung durchgeführt werden.The measure of charge reduction per pixel and unit of loading Luminosity, i.e. sensitivity, is for everyone Pixel slightly different and can also be dependent slightly swan by the temperature and aging per pixel ken. Calibration is therefore required. These In principle, calibration can be done with the help of X-rays be performed.

Durch US 4 810 881, US 4 945 243 und US 4 980 553 sind Rönt­ gendetektoren bekannt, bei denen die hinter einem Szintilla­ tor liegenden Photodetektoren zur Rücksetzung gleichmäßig beleuchtet werden. Dadurch ist eine Kalibrierung ohne Rönt­ genstrahlung und damit in beliebiger Häufigkeit möglich.By US 4,810,881, US 4,945,243 and US 4,980,553 are Roentgen Detectors known in which the behind a scintilla Tor lying photodetectors for resetting evenly be illuminated. This makes calibration without X-ray gene radiation and therefore possible in any frequency.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Röntgendetek­ tor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 so auszubil­ den, daß bei einfachem Aufbau eine gleichmäßige Beleuchtung der Photodetektoren von hinten ermöglicht ist.The invention has for its object an X-ray detector gate according to the preamble of claim 1 to train that with a simple structure, uniform lighting the photodetectors from behind is possible.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Patentanspruches 1. According to the invention, this object is achieved by the features of claim 1.  

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprü­ chen.Details of the invention emerge from the subclaims chen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von drei in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to three exemplary embodiments shown in FIGS. 1 to 3.

In der Fig. 1 ist ein Glasträger 1 dargestellt, auf dem eine aSi:H-Schicht 2 aufgebracht ist, die eine Photodiodenmatrix bildet. Vor der Schicht 2 liegt ein Szintillator 3. Die Rönt­ genstrahlung fällt in Richtung der Pfeile 4 ein.In Fig. 1, a glass substrate 1 is shown on which a-Si: H layer 2 is applied, forming a photodiode array. A scintillator 3 lies in front of layer 2 . The X-ray radiation falls in the direction of arrows 4 .

Die Schicht 2 kann von hinten mit Hilfe einer Punktlichtquel­ le 5 beleuchtet werden, deren Licht durch eine Spiegelanord­ nung 6 und eine Zerstreuungslinse 7 auf den Glasträger 1 und damit auf die Schicht 2 gerichtet ist. Die Zerstreuungslinse 7 ist so geformt, daß das Licht der Punktlichtquelle 5 gleichmäßig auf die Schicht 2 verteilt wird. Der mittlere Teil der Zerstreuungslinse 7 wirkt als Diffusor zur Abschwä­ chung des hellen Lichtes nahe der Punktlichtquelle 5, die Randteile wirken als Sammellinse zur Verstärkung des Lichtes für die Randpartien der Schicht 2. Dies wird durch den Spie­ gel 6 unterstützt.The layer 2 can be illuminated from behind with the aid of a point light source 5 , the light of which is directed through a mirror arrangement 6 and a diverging lens 7 onto the glass carrier 1 and thus onto the layer 2 . The diverging lens 7 is shaped so that the light from the point light source 5 is evenly distributed over the layer 2 . The middle part of the diverging lens 7 acts as a diffuser for weakening the bright light near the point light source 5 , the edge parts act as a converging lens for amplifying the light for the edge parts of the layer 2 . This is supported by the mirror 6 .

Die Ausführung gemäß Fig. 2 weist einen Glasträger 8 auf, welcher als Lichtleiter mit aufgerauter rückwärtiger Oberflä­ che ausgebildet ist. Der Glasträger 8 ist über Lichtleiter 9 optisch an der Punktlichtquelle 5 angekoppelt.The embodiment of FIG. 2 includes a glass substrate 8, which as a light guide with a roughened rear surface Oberflä is formed. The glass carrier 8 is optically coupled to the point light source 5 via light guides 9 .

Bei der Ausführung gemäß Fig. 3 ist die Punktlichtquelle 5 über ein Lichtleiterbündel 10 optisch an der Schicht 2 ange­ koppelt. In the embodiment of Fig. 3, the point light source 5 optically to the layer 2 via an optical fiber bundle 10 coupled.

Die Lichtquelle 5 dient zum Rücksetzen bzw. Löschen der Pho­ todetektoren auf der aSi:H-Schicht 2 zwischen den Auslesepha­ sen. Sie kann auch einen Lichtpuls in einem Röntgenfenster, in dem keine Röntgenstrahlung auftritt, abgeben und so ein Licht-Hellbild ohne Röntgenstrahlung erzeugen.The light source 5 is used for resetting or deleting the photodetectors on the aSi: H layer 2 between the readout phases. It can also emit a light pulse in an X-ray window in which no X-radiation occurs, and thus generate a bright light image without X-radiation.

Wenn man Driften der Szintillatorempfindlichkeit und der Lichtemission der Lichtquelle 5 ausschließen kann, kann die Lichtquelle 5 zur Kalibrierung herangezogen werden. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß es gefahrlos auch automatisch in den Stillstandszeiten mit in den Röntgenstrahlengang ein­ gebrachtem Objekt durchgeführt werden kann.If one of the drift Szintillatorempfindlichkeit and the light emission of the light source can exclude 5, the light source 5 can be used for calibration. This method has the advantage that it can be carried out automatically and safely in the downtimes with an object brought into the X-ray path.

Die Lichtquelle 5 kann nicht exakt die gleiche Beleuchtungs­ verteilung wie die Röntgenquelle erzeugen. Daher kann es sein, daß man mit der Lichtkalibrierung allein nicht aus­ kommt. In diesem Fall kann die Lichtkalibrierung zumindest einmal täglich auf eine Kalibrierung mit Röntgenstrahlung be­ zogen werden. Dazu können möglichst ohne größere Zeitdiffe­ renz mit den Röntgen-Hellbildern (ohne Objekt) auch Licht- Hellbilder aufgenommen und korrigiert werden.The light source 5 cannot generate the exact same lighting distribution as the X-ray source. Therefore it can be that the light calibration alone is not enough. In this case, the light calibration can be related to a calibration with X-rays at least once a day. For this purpose, light-bright images can also be recorded and corrected with the x-ray bright images (without an object) without any major time difference.

Demgemäß können zur Kalibrierung neben den von der Röntgen­ strahlung 4 ohne ein zu untersuchendes Objekt erzeugten Aus­ gangssignalen in zeitlich kurzer Abfolge durch Beleuchtung der Schicht 2 mit der Lichtquelle 5 Ausgangssignale erzeugt und aufgezeichnet werden. Dabei kann bildpunktweise ein Kor­ rekturfaktor als Quotient der durch Röntgenstrahlung bzw. Licht erzeugten Ausgangssignale berechnet werden. Alternativ zu den von der Röntgenstrahlung 4 ohne ein zu untersuchendes Objekt erzeugten Ausgangssignalen können auch die durch Be­ leuchtung der Photodetektoren in der Schicht 2 mit der Licht­ quelle 5 erzeugten Ausgangssignale, multipliziert mit den ge­ nannten Korrekturfaktoren, verwendet werden.Accordingly, in addition to the output signals generated by the x-ray radiation 4 without an object to be examined, calibration signals can be generated and recorded in short succession by illuminating the layer 2 with the light source 5 . A correction factor can be calculated pixel by pixel as the quotient of the output signals generated by X-rays or light. As an alternative to the output signals generated by the X-ray radiation 4 without an object to be examined, the output signals generated by illuminating the photodetectors in the layer 2 with the light source 5 , multiplied by the correction factors mentioned, can also be used.

Claims (7)

1. Röntgendetektor mit einer Reihe von Photodetektoren (2), vor denen ein Szintillator (3) zur Umwandlung der Röntgen­ strahlung (4) in Licht liegt und hinter denen eine Licht­ quelle (5) zur gleichmäßigen Beleuchtung aller Photodetekto­ ren (2) zum Zwecke des Rücksetzens liegt, die anstelle der Röntgenstrahlung (4) zur Erzeugung eines Signals eingesetzt werden kann, dadurch gekennzeich­ net, daß die Lichtquelle (5) eine Punktlichtquelle ist, die mit Hilfe einer Optik (6 bis 10) auf die Photodetektoren (2) strahlt.1. X-ray detector with a number of photodetectors ( 2 ), in front of which a scintillator ( 3 ) for converting the X-ray radiation ( 4 ) lies in light and behind which a light source ( 5 ) for uniform illumination of all photodetectors ( 2 ) for the purpose of resetting, which can be used instead of the X-ray radiation ( 4 ) to generate a signal, characterized in that the light source ( 5 ) is a point light source that radiates with the aid of optics ( 6 to 10 ) onto the photodetectors ( 2 ) . 2. Röntgendetektor nach Anspruch 1, bei dem die Optik aus einem Linsen- und Spiegelsystem (6, 7) aufgebaut ist.2. X-ray detector according to claim 1, wherein the optics from a lens and mirror system ( 6 , 7 ) is constructed. 3. Röntgendetektor nach Anspruch 1, bei dem der Träger (8) für die Photodetektoren (2) als Lichtleiter ausgebildet ist, welcher über Lichtleiter (9) optisch an der Lichtquelle (5) angekoppelt ist.3. X-ray detector according to claim 1, in which the carrier ( 8 ) for the photodetectors ( 2 ) is designed as a light guide which is optically coupled to the light source ( 5 ) via light guides ( 9 ). 4. Röntgendetektor nach Anspruch 1, bei dem die Lichtquelle (5) über ein Lichtleiterbündel (10) optisch an den Photo­ dioden (2) angekoppelt ist.4. X-ray detector according to claim 1, wherein the light source ( 5 ) via an optical fiber bundle ( 10 ) is optically coupled to the photo diodes ( 2 ). 5. Verfahren zum Betrieb eines Röntgendetektors nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem zur Kalibrierung neben den von der Röntgenstrahlung (4) ohne ein zu untersuchendes Objekt erzeugten Ausgangssignalen in zeitlich kurzer Abfolge durch Beleuchtung der Photodetektoren (2) mit der Lichtquelle (5) Ausgangssignale erzeugt und aufgezeichnet werden.5. A method for operating an X-ray detector according to one of claims 1 to 4, in which for calibration in addition to the output signals generated by the X-rays ( 4 ) without an object to be examined in a short time sequence by illuminating the photodetectors ( 2 ) with the light source ( 5 ) Output signals are generated and recorded. 6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem bildpunktweise ein Kor­ rekturfaktor als Quotient der durch Röntgenstrahlung (4) bzw. durch Licht erzeugten Ausgangssignale berechnet wird. 6. The method according to claim 5, in which a correction factor is calculated pixel by pixel as the quotient of the output signals generated by X-ray radiation ( 4 ) or by light. 7. Verfahren zur Kalibrierung eines Röntgendetektors nach An­ spruch 6, bei dem alternativ zu den von der Röntgenstrahlung (4) ohne ein zu untersuchendes Objekt erzeugten Ausgangs­ signalen auch die durch Beleuchtung der Photodetektoren (2) mit der Lichtquelle (5) erzeugten Ausgangssignale, multipli­ ziert mit den Korrekturfaktoren, verwendet werden.7. The method for calibrating an X-ray detector according to claim 6, in which, as an alternative to the output signals generated by the X-ray radiation ( 4 ) without an object to be examined, the output signals generated by illuminating the photodetectors ( 2 ) with the light source ( 5 ), multiply adorned with the correction factors.
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