-
Die
Erfindung betrifft einen Röntgendetektor.
-
Durch
die
US 5,912,942 ist
ein Röntgendetektor
mit einem Detektorgehäuse
bekannt, in dem eine Trägerplatte
angeordnet ist. Die Trägerplatte
ist als Keramiksubstrat mit aufgedruckten elektrischen Leiterbahnen
(PCB -Printed Circuit Board) ausgeführt und enthält eine
elektrische und elektronische Beschaltung. Auf der Trägerplatte
ist ein Fotosensor, z.B. ein CCD- oder CMOS-Chip, angeordnet. Auf dem
Fotosensor ist eine Faseroptik (Glasfaserplatte, FOP – Fiber
Optical Plate) und auf dieser wiederum eine Szintillatorschicht
aufgebracht. Die auf die Szintillatorschicht auftreffende Röntgenstrahlung
wird in dieser in sichtbares Licht umgewandelt, das über die Faseroptik
an den Fotosensor weitergeleitet wird. Die erzeugten elektrischen
Signale werden vom Fotosensor über
Bonddrähte
an wenigstens eine Ausgangsleitung weitergeleitet.
-
Durch
die Faseroptik wird einerseits die optische Kopplung zwischen Szintillatorschicht
und Fotosensor sichergestellt, andererseits wird durch die Faseroptik
der Anteil der Röntgenstrahlung
(ca. 30 %) geschwächt,
der durch die Szintillatorschicht hindurch tritt. Damit werden Strahlungsschäden sowie Direktkonversionen
im Fotosensor, die zu einem starken Rauschen im Fotodetektor und
damit zu einer Verschlechterung der Bildqualität führen würde, weitgehend vermieden.
-
Aufgrund
des konstruktiven Aufbaus (als Faseroptik ausgebildete Glasfaserplatte
und elektrische Kontaktierung durch Bonddrähte) weist der Röntgendetektor
gemäß der
US 5,912,942 eine relativ
große Bauhöhe sowie
eine relativ große
Fläche
auf.
-
Für Dentalanwendungen
ist aus der
US 5,434,418 ein
intraoraler Röntgendetektor
bekannt, bei dem wiederum die erzeugten elektrischen Signale vom
Fotosensor über
Bonddrähte
an wenigstens eine Ausgangsleitung weitergeleitet werden.
-
Der
Röntgendetektor
gemäß der
US 5,434,418 weist eine
Dicke von weniger als 3 mm auf. Um diese geringe Bauhöhe zu erreichen,
ist die Szintillatorschicht direkt auf dem Fotosensor angeordnet.
Aufgrund der fehlenden Faseroptik können Strahlungsschäden sowie
Direktkonversionen im Fotosensor auftreten.
-
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, einen Röntgendetektor zu schaffen,
der bei großer aktiver
Fläche
eine kompakte Bauform aufweist.
-
Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch
einen Röntgendetektor
gemäß Anspruch
1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand
von weiteren Ansprüchen.
-
Der
erfindungsgemäße Röntgendetektor weist
ein Detektorgehäuse
auf, in dem ein Basiselement angeordnet ist, das eine Faseroptik
enthält,
wobei die Faseroptik mit einer Szintillatorschicht, die an der Oberseite
des Basiselements angeordnet ist, und mit einem Fotosensor, der über eine
optisch transparente Klebeschicht an der Unterseite des Basiselements
angeordnet ist, optisch gekoppelt ist.
-
Das
Basiselement des Röntgendetektors dient
erfindungsgemäß als Substrat
für die
Szintillatorschicht und enthält
die Faseroptik. Dadurch ist bei dem Röntgendetektor gemäß Anspruch
1 zum einen eine geringe Bauhöhe
und zum anderen eine zuverlässige
Schwächung
der durch die Szintillatorschicht hindurch tretenden restlichen
Röntgenstrahlung
erreicht.
-
Trotz
der geringen Bauhöhe
des erfindungsgemäßen Röntgendetektors
werden damit Strahlungsschäden
sowie Direktkonversionen im Fotosensor mit den beschriebenen Folgen
vermieden.
-
Ein
Röntgendetektor,
bei dem das Basiselement an seiner Außenseite und das Detektorgehäuse an seiner
Innenseite korrespondierende elektrische Anschlüsse aufweisen, die miteinander über wenigstens
eine elektrisch leitende Verbindung verbunden sind, weist eine nochmals
verringerte Bauhöhe
auf.
-
Bei
einem Röntgendetektor,
bei dem die elektrischen Anschlüsse
als elektrische Leiterbahnen mit elektrischen Kontaktflächen ausgeführt sind
und die elektrisch leitende Verbindung über eine elektrische Klebung
zwischen den korrespondierenden elektrischen Kontaktflächen und über eine
weitere elektrische Klebung mit dem Fotosensor hergestellt ist,
ergibt sich ein reduzierter Flächenbedarf.
-
In
vorteilhafter Weise ist das Basiselement im Detektorgehäuse mechanisch
fixiert, wobei eine mechanische Fixierung des Basiselements durch wenigstens
eine an der Innenseite des Detektorgehäuses angeordnete Abstufung
besonders montagefreundlich ist.
-
Nachfolgend
ist ein Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Röntgendetektors
anhand der Zeichnung näher
erläutert.
Es zeigen, jeweils in schematischer, nicht maßstabsgerechter Schnittansicht:
-
1 einen
Röntgendetektor
gemäß dem Stand
der Technik,
-
2 eine
Ausführungsform
eines Röntgendetektors
gemäß der Erfindung.
-
In 1 ist
mit 1 ein Detektorgehäuse
bezeichnet, in dem eine Trägerplatte 2 angeordnet
ist. Das Gehäuse 1 besteht
aus einem Gehäuseoberteil 1a und
einem Gehäuseunterteil 1b.
Im Gehäuseunterteil 1b ist
die Trägerplatte 2 fixiert.
Im Gehäuseoberteil 1a ist
ein Fenster 3 angeordnet, das nur für Röntgenstrahlung durchlässig und
für sichtbares Licht
undurchlässig
ist.
-
Die
Trägerplatte 2 ist
als Keramiksubstrat mit aufgedruckten elektrischen Leiterbahnen
(PCB -Printed Circuit Board) ausgeführt und enthält eine
elektrische und elektronische Beschaltung, die aus Gründen der Übersichtlichkeit
in der 1 nicht dargestellt ist. Auf der Trägerplatte 2 ist
ein Fotosensor 4, z.B. ein CCD- oder CMOS-Chip, angeordnet.
Auf dem Fotosensor 4 ist eine Faseroptik 5 (Glasfaserplatte,
FOP – Fiber
Optical Plate) und auf dieser wiederum eine Szintillatorschicht 6 aufgebracht.
Die Szintillatorschicht 6 ist direkt nach dem Fenster 3 angeordnet.
Der Fotosensor 4 ist über
Bonddrähte 7, von
denen in 1 nur einer dargestellt ist, mit den auf der Trägerplatte 2 aufgedruckten
elektrischen Leiterbahnen elektrisch leitend verbunden. Die auf der
Trägerplatte 2 aufgedruckten
elektrischen Leiterbahnen sind mit wenigstens einer Ausgangsleitung 8 verbunden.
-
Die
durch das Fenster 3 im Detektorgehäuse 1 eintretende
Röntgenstrahlung
trifft auf die Szintillatorschicht 6 auf und wird in dieser
in sichtbares Licht umgewandelt, das über die Faseroptik 5 an
den Fotosensor 4 weitergeleitet wird. Die im Fotosensor 4 erzeugten
elektrischen Signale werden vom Fotosensor 4 über die
Bonddrähte 7 an
die Ausgangsleitungen 8 weitergeleitet.
-
Die
in 2 dargestellte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Röntgendetektors
weist ebenfalls ein Detektorgehäuse 1 auf,
das aus einem Gehäuseoberteil 1a und
eine Gehäuseunterteil 1b besteht.
Im Gehäuseoberteil 1a ist
wiederum ein Fenster 3 angeordnet, das nur für Röntgenstrahlung durchlässig und
für sichtbares
Licht undurchlässig ist.
-
In
dem Detektorgehäuse 1 ist
ein Basiselement 10 angeordnet, das eine Faseroptik 5 enthält. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel
besteht das Basiselement 10 aus Glasfasern, die zu einer
festen Platte zusammengefügt
sind (Glasfaserplatte, FOP – Fiber
Optical Plate).
-
Die
Faseroptik 5 ist mit einer Szintillatorschicht 6,
die an der Oberseite des Basiselements 10 angeordnet ist,
optisch gekoppelt. Weiterhin ist die Faseroptik 5 des Basiselements 10 mit
einem Fotosensor 4, der über eine optisch transparente
Klebeschicht 11 an der Unterseite des Basiselements 10 angeordnet
ist, optisch gekoppelt. Die eine optisch transparente Klebeschicht 11 kann
beispielsweise aus einem Epoxydharz bestehen.
-
Durch
die Faseroptik 5 wird einerseits die optische Kopplung
zwischen Szintillatorschicht 6 und Fotosensor 4 sichergestellt,
andererseits wird durch die Faseroptik 5 der Anteil der
Röntgenstrahlung
geschwächt,
der durch die Szintillatorschicht 6 hindurch tritt. Damit
werden Strahlungsschäden
sowie Direktkonversionen im Fotosensor 4 weitgehend vermieden,
die zu einem starken Rauschen im Fotodetektor 4 und damit
zu einer Verschlechterung der Bildqualität führen würde.
-
Bei
der in 2 dargestellten Ausführungsform weist das Basiselement 10 an
seiner Außenseite
wenigstens eine elektrische Leiterbahn 12 auf. Das Gehäuseunterteil 1b weist
an seiner Innenseite ebenfalls wenigstens eine elektrische Leiterbahn 13 auf.
Die elektrischen Leiterbahnen 12 und 13 weisen jeweils
korrespondierende (gegenüberliegende) elektrische
Kontaktflächen
auf, die über
eine elektrische Klebung 14 (z.B. silberhaltiger Epoxydkleber) miteinander
elektrisch leitend verbunden sind.
-
Die
am Basiselement 10 angeordneten elektrischen Leiterbahnen 12 weisen
an der dem Fotosensor 4 zugewandten Seite wenigstens eine
weitere elektrische Kontaktfläche
auf, die über
eine weitere elektrische Klebung 15 mit dem Fotosensor 4 elektrisch
leitend verbunden ist.
-
Die
elektrischen Leiterbahnen 13 sind mit wenigstens einer
Ausgangsleitung 8 elektrisch leitend verbunden. Damit werden
die im Fotosensor 4 erzeugten elektrischen Signale an die
Ausgangsleitung 8 weitergeleitet.
-
Durch
die in 2 dargestellte Anordnung der elektrischen Leiterbahnen 12 und 13 erhält man eine
möglichst
große
aktive Fläche
bei möglichst
keiner Grundfläche.
Der konstruktive Aufbau gemäß 2 ist
damit insbesondere für
einen intraoralen Röntgendetektor
(Dentalanwendung) oder für
einen Röntgendetektor
bei Mammographieanwendungen geeignet.
-
Die
mechanische Fixierung des Basiselements 10 im Detektorgehäuse 1 wird
im dargestellten Ausführungsbeispiel
durch wenigstens eine an der Innenseite des Gehäuseunterteils 1b umlaufende Abstufung 1c erreicht,
auf der das Basiselement 10 mit seiner Unterseite teilweise
aufliegt. Die Innenseite, an der die elektrischen Leiterbahnen 13 angeordnet
sind, weist keine Abstufung auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
verläuft
die Abstufung 1c damit an einer der beiden Stirnseiten
und an den beiden Längsseiten
des Gehäuseunterteils 1b.
-
Die
an der Innenseite des Gehäuseunterteils 1b umlaufende
Abstufung 1c kann beispielsweise aus dem Gehäuseunterteil 1b herausgefräst werden. Auch
eine Formgebung im Guss- oder Spritzguss-Verfahren ist realisierbar.
-
Das
bei der dargestellten Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Röntgendetektors
verwendete Basiselement 10 erfüllt mehrere Funktionen gleichzeitig.
Zum einen dient das Basiselement 10 als Substrat bzw. als
Träger
für die
Szintillatorschicht 6 und den Fotosensor 4 und
enthält
darüber
hinaus die Faseroptik 5. Weiterhin sind teilweise die elektrischen
Leiterbahnen mit ihren Kontaktflächen
auf der Oberfläche
des Basiselements 10 angeordnet.
-
Zum
anderen wird durch das Basiselement 10 die Sensoranordnung,
bestehend aus Szintillatorschicht 6, Faseroptik 5 und
Fotosensor 4, auf einfache Weise im Detektorgehäuse 1 zuverlässig fixiert.