CN104898153B - 一种新型工业和医学图像光电检测平板装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种工业和医学透视数字图像显影场合下的新型光电检测平板装置。该装置制作在一种柔性薄膜材料上，包括光电检测区和并行数据处理区。所述的光电检测区是由电荷存储阵列构成的、表面涂覆感光涂料、几何精确定位的结构；所述的并行数据处理区是一种微处理器控制的、进行光量子电荷积分放大、模数转换和图像信息数据交换的并行结构；所述的光电检测区是可以多个叠合成平板或曲面现状的结构。

Description

一种新型工业和医学图像光电检测平板装置

技术领域

本发明涉及工业、医学、安防等行业透视层析图像光电检测的电子信息技术领域。具体涉及一种工业和医学图像光电检测平板装置。

背景技术

在数字化图像显影处理***中，考虑体积、处理速度和信息获取的丰富程度，X线能量转换成电信号大多通过平板检测器来实现的，平板图像检测器技术和***中的计算机图像处理技术构成数字图像显影处理的核心技术。所以平板检测器的特性对数字图像质量产生很大的影响。实际应用中常希望采用力求尽可能大尺寸且分辨率高的X射线检测器，以获取大检测面积、高质量的完整X射线吸收图像，例如，在X 射线***环绕患者的一次旋转中扫描整个器官，获取例如患者的胸腔、心脏的整个透视信息。但由于平板检测器技术涉及核物理、半导体物理、材料科学诸多技术领域，其核心制造技术较复杂，应用成本也很高，尤其是中、大型尺寸的平板检测器产品。

本发明专利提出一种基于柔性电路制造技术的数字图像平板检测器装置，在低生产成本、灵活处理图像信号的前提下，运用既有成熟的半导体高密度大规模集成电路芯片成品技术，设计组合成较大尺寸的光电转换检测器，并且保持接近于非晶硅图像检测器的空间分辨力和量子检测效率的水平。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种工业和医学图像数字显影处理中的低生产成本、图像检测信号灵活处理，空间分辨力和量子检测效率中等程度的图像平板检测器装置。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种新型工业和医学图像光电检测平板装置，用于工业、医学、安防等X射线数字显影场合，包括多个光电检测单元组成L型带状柔性薄膜电路，多个L型带状柔性薄膜电路按平面叠合或按曲面叠合而成完整检测器装置。所述的光电检测单元分成光电检测区和并行数据处理区两个区，由一个5X5共25个电荷存储阵列、一个大型场效应三极管开关控制芯片、一个公用电荷积分电路和一个单元微处理器并行处理芯片构成。

所述电荷存储阵列由五行五列的电荷存储器组成，其较好应用实例是存储器的水平间距1000μm~2000μm，垂直间距是1000μm~1500μm，矩形或圆形，表面涂覆可见光全能量感光涂料，如应用于X射线数字图像感光时，存储器几何中心对准闪烁层碘化铯栅格填充孔中心。为此，其相应的X射线闪烁体层或荧光体层中的显色柱需设计成相应的几何位置分布。

所述的大型场效应三极管开关控制芯片需能单次控制25个以上的模拟通道的接地和信号取样，封装尺寸小于8X8cm以下。如要获取更高的精确尺寸定位，需使用裸片贴装。

所述的电荷积分电路，把打到存储器上的光量子转化为电信号，图像信号与本地噪声的信噪比高于12比特。一个较优良的实例是使用微封装的TLV2252双运算放大器芯片构筑积分电路。

所述的单元微处理器并行处理芯片由微封装的16位RISC微处理器芯片和内置的高速A/D转换电路构成。几个较优良的实例是使用MSP430F2013的TSSOP14贴片封装、或STM8L151F3U6的UFQFPN20贴片封装。 要获得300μmX300μm以上的空间分辨力时，需使用裸片贴装。

所述L型带状柔性薄膜电路由10~15个光电检测单元组成，共组成两个区，一是光电检测区，一是实时图像并行处理区；光电检测区宽度5~7mm，实时图像并行处理区宽度是前者的2~3倍。单个L型带状柔性薄膜电路可以制成带状平板图像检测器，在扫描式图像数字显影***中应用，如骨骼数字造影、X光机安防仪等的图像检测；多个L型带状柔性薄膜电路可以叠合成平板式或曲面式图像检测器，在局部造影和CT层析图像光电转换中应用。

附图说明

图1为本发明装置中单个光电检测单元电路结构示意图。图2为本发明装置中L型带状柔性薄膜电路截面结构示意图。图3为本发明装置中L型柔性薄膜电路按平面叠合成完整检测器结构示意图。图4为本发明装置中L型柔性薄膜电路按曲面叠合成完整检测器结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐明本发明。

如图1所示，一种新型工业和医学图像光电检测平板装置， 用于工业、医学、安防等行业透视层析图像的光电检测，包括多个光电检测单元电路组成L型带状柔性薄膜电路，多个L型柔性薄膜电路按平面叠合或曲面叠合而成完整检测器装置。所述的光电检测单元电路制作在柔性薄膜上，柔性薄膜厚100μm~200μm，分成光电检测区（1）和并行数据处理区（2）两个区，光电检测区（1）由一个5X5共25个电荷存储器阵列（3）组成；并行数据处理区（2）由一个大型场效应三极管开关控制芯片（4）、一个公用电荷积分电路（5）和一个单元微处理器并行处理芯片（6）构成；所述的光电检测区（1）上铺设五行五列的电荷存储器（3），一个较好应用实例是存储器的水平间距1000μm~2000μm，垂直间距是1000μm~1500μm，电荷存储器呈矩形或圆形，均表面涂覆可见光全能量感光涂料，每个存储器几何中心对准闪烁层碘化铯栅格填充孔中心。 如图3所所示，所述的全部光电检测区（1）、（7）叠合成完整的光电平板与X射线闪烁层接触。所述的并行数据处理区（2）中的大型场效应三极管开关控制芯片（4）能单次控制25个以上的模拟通道的接地和信号取样；取样微处理器并行处理芯片（6）控制电荷存储器（3）与公用电荷积分电路（5）的连接，和积分信号的高速A/D转换，转换结束后进行数据通讯交换。全部的并行数据处理区（2）、（8）中的微处理器芯片实行并行工作。如图4所示，所述的光电检测区（1）、（7）也可按所需叠合成曲面。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施的限制，上述实施方式和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种工业和医学图像光电检测平板装置，其特征在于，这个装置是制作在一种柔性薄膜材料上，包括光电检测区和并行数据处理区两个区的图像光电检测平板结构；

所述光电检测区由一个5×5共25个电荷存储器阵列组成；

所述并行数据处理区由一个大型场效应三极管开关控制芯片、一个公用电荷积分电路和一个微处理器并行数据处理芯片构成；

所述大型场效应三极管开关控制芯片能单次控制25个以上的模拟通道的接地和信号取样；微处理器并行数据处理芯片控制各电荷存储器阵列分别与公用电荷积分电路的连接，和积分信号的高速A/D转换，转换结束后进行数据通讯交换。

2.根据权利要求1所述的一种工业和医学图像光电检测平板装置，其特征在于，所述的光电检测区是表面涂覆感光涂料，和几何精确定位的结构。

3.根据权利要求1所述的一种工业和医学图像光电检测平板装置，其特征在于，所述的光电检测区是可以多个叠合成平板或曲面形 状的结构。