專利名稱：放射線平板影像探測(cè)器及其直接數(shù)字化成像系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字化成像系統(tǒng)，特別是一種放射線直接數(shù)字化成像系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
薄膜晶體管陣列具有反應(yīng)快的優(yōu)點(diǎn)，目前以薄膜晶體管陣列為主的平板式影像探測(cè)器可分為直接和間接兩類。間接數(shù)字化平板式影像探測(cè)器的結(jié)構(gòu)主要是由閃爍體或熒光體層具有光電二極管作用的非晶硅層再加薄膜晶體管陣列構(gòu)成的平板檢測(cè)器。此類平板的閃爍體或熒光體層經(jīng)X射線曝光后，可以將X射線光子轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)光，而后由具有光電二極管作用的非晶硅層變?yōu)閳D像電信號(hào)，經(jīng)過(guò)薄膜晶體管陣列其后的過(guò)程則與直接平板影像探測(cè)器相似，最后獲得數(shù)字圖像。間接式影像探測(cè)器由于有可見(jiàn)光的轉(zhuǎn)換過(guò)程，因?yàn)楣庥猩⑸鋯?wèn)題，而影響圖像的品質(zhì)與分辨率。目前閃爍體材料主要采用碘化銫(CsI)晶體。
目前的直接數(shù)字化成像方式有兩種，一種以平板式影像探測(cè)器將X射線直接轉(zhuǎn)化為電子數(shù)字信號(hào)的直接數(shù)字化X射線攝影，另一種是前蘇聯(lián)科學(xué)院西伯利亞核物理研究所開(kāi)發(fā)研制的多絲正比室掃描投影X射線機(jī)；即通過(guò)各金屬絲輸出的信號(hào)正比于該處的X線輻射強(qiáng)度，使信號(hào)經(jīng)前置放大及模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換(下文稱ADC)、緩存入中央處理器而形成數(shù)字影像，數(shù)字化深度達(dá)到16位，圖像清晰度較高。但由于該機(jī)型造價(jià)貴、成像時(shí)間長(zhǎng)，是目前開(kāi)發(fā)中存在的最大障礙。目前大面積的直接數(shù)字化平板式影像探測(cè)器，主要結(jié)構(gòu)是由非晶硒層與薄膜晶體管陣列構(gòu)成的平板檢測(cè)器。由于非晶硒是一種光電導(dǎo)材料，因此經(jīng)X射線曝光后由于電導(dǎo)率的改變就形成圖像電信號(hào)，通過(guò)薄膜晶體管檢測(cè)陣列及ADC處理獲得數(shù)字化圖像在顯示器上顯示。直接數(shù)字化平板式影像探測(cè)器的具有非常高的量子轉(zhuǎn)換效率和極為寬廣的動(dòng)態(tài)范圍等優(yōu)點(diǎn)。此外，由于是直接產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)，沒(méi)有中間轉(zhuǎn)換可見(jiàn)光的過(guò)程，可以避免光線反射所產(chǎn)生的散射效應(yīng)，對(duì)于所產(chǎn)生影像的分辨力、鑒別率或辨認(rèn)被攝物體纖微細(xì)節(jié)的能力等的指標(biāo)均較其它非直接數(shù)字成像為佳。一般也公認(rèn)圖像質(zhì)量好于目前的屏膠系統(tǒng)。
碘化汞是II-VII族化合物半導(dǎo)體，其特色包括禁帶寬度大，體暗電阻大，組成元素原子序高(汞原子序?yàn)?0，碘為53)，密度大，可在室溫下操作，具有高量子效率且能量分辨率亦較佳，并且于導(dǎo)電狀態(tài)在電場(chǎng)作用下電子遷移速度快，靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。是適于制作室溫放射線直接數(shù)字化成像與高速連續(xù)攝影影像探測(cè)器的極佳材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種能直接數(shù)字化的放射線平板影像探測(cè)器。本發(fā)明的所要解決的另一技術(shù)問(wèn)題是，提供一種放射線平板影像直接數(shù)字化成像系統(tǒng)。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題是，本發(fā)明的放射線平板影像探測(cè)器由四層順序構(gòu)成，第一層是頂部電極，頂部電極為能讓入射放射線透過(guò)的透明導(dǎo)電膜，用于施加工作電壓；第二層為碘化汞晶體光導(dǎo)體層，包括保護(hù)碘化汞晶體光導(dǎo)體的半導(dǎo)體絕緣層及電介質(zhì)層，電介質(zhì)層作為光控調(diào)阻器用于調(diào)制光閥并改變激光波束的反射率；第三層為由大量的單個(gè)薄膜晶體管構(gòu)成的薄膜晶體管陣列及其地址記錄器、多路開(kāi)關(guān)數(shù)據(jù)傳輸器、放大電路、行掃描控制線和列為數(shù)據(jù)線；第四層為玻璃基板；所述地址記錄器和多路開(kāi)關(guān)數(shù)據(jù)傳輸器用于逐點(diǎn)逐行地將每個(gè)薄膜晶體管內(nèi)儲(chǔ)存的電荷由放大電路放大后經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換成為數(shù)字量并輸出。
所述薄膜晶體管陣列中的每個(gè)薄膜晶體管單元為n溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管器件，器件中的柵極介質(zhì)由兩層二氧化硅材料及夾在兩層二氧化硅材料之間的一層氮化物構(gòu)成。
所述薄膜晶體管陣列中，每行的行掃描控制線與該行全部薄膜晶體管的控制端G相連；每列的列數(shù)據(jù)線與該列全部薄膜晶體管的數(shù)據(jù)端S相連；每個(gè)薄膜晶體管有一個(gè)電荷匯集電極，一端與薄膜晶體管的D端相連，另一端連接著一個(gè)電荷存儲(chǔ)電容，其中的電荷在計(jì)算機(jī)控制下，通過(guò)數(shù)據(jù)線由地址記錄器和多路復(fù)用信號(hào)傳輸器，按掃描的順序讀出。
所述薄膜晶體管陣列的放大電路組件為高輸入阻抗的電荷放大器，電荷放大電路的輸入端與薄膜晶體管數(shù)據(jù)線相連，放大電路的輸出端與多路復(fù)用信號(hào)傳輸器的開(kāi)關(guān)輸入端相連。
所述碘化汞晶體光導(dǎo)體層的厚度在150至500微米之間。
所述膜晶體管的基板是塑膠材料。
所述薄膜晶體管陣列面積為43×43或20×20平方厘米；每個(gè)薄膜晶體管所對(duì)應(yīng)的像素尺寸大小為127微米。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題是，本發(fā)明的放射線平板影像直接數(shù)字化成像系統(tǒng)，由放射線平板影像探測(cè)器、通信接、有計(jì)算機(jī)和存儲(chǔ)在有計(jì)算機(jī)內(nèi)的影像處理軟件組成。
所述通信接口是IEEE 1394標(biāo)準(zhǔn)接口。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果(一)利用碘化汞晶體對(duì)于放射線的光電特性，并將其沉積于薄膜晶體管陣列構(gòu)成的平板式放射線影像探測(cè)器。通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)影像探測(cè)器控制與處理電荷信號(hào)的傳遞，形成了直接數(shù)字化的放射線影像；(二)除了單次曝光產(chǎn)生的單幅靜止影像之外，可以透過(guò)連續(xù)高速攝影實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)字透視影像。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的平板檢測(cè)器；圖2是本發(fā)明放射線平板影像直接數(shù)字化成像系統(tǒng)；圖3是本發(fā)明的探測(cè)單元的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3所示探測(cè)單元的等效電路；圖5是二維排列的MOSFET構(gòu)成的光傳感器陣列布置示意圖；圖6是本發(fā)明中多路開(kāi)關(guān)數(shù)據(jù)傳輸器控制線切換第M行高電平的示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合了附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。
如圖1所示，本發(fā)明的放射線平板影像探測(cè)器，它由四層順序構(gòu)成一層為塑膠或玻璃基板32；一層為大量完全相同的單個(gè)薄膜晶體管構(gòu)成的薄膜晶體管陣列22及其相關(guān)的地址記錄器、多路開(kāi)關(guān)數(shù)據(jù)傳輸器和放大電路；一層為碘化汞晶體光導(dǎo)體12；一層為金屬氧化物偏置電極13。其基本原理是利用碘化汞晶體半導(dǎo)體作為光導(dǎo)體，碘化汞晶體光導(dǎo)體吸收x光光子能量后產(chǎn)生電子一空穴對(duì)，在碘化汞晶體光導(dǎo)體中通過(guò)金屬偏置電極外加一個(gè)偏置電場(chǎng)，電子、空穴在外加偏置電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，電子流向金屬偏置電極，空穴匯集在每個(gè)薄膜晶體管的儲(chǔ)存電容內(nèi)，通過(guò)地址記錄器和多路開(kāi)關(guān)數(shù)據(jù)傳輸器逐點(diǎn)逐行地將每個(gè)薄膜晶體管內(nèi)儲(chǔ)存的電荷由放大電路放大后經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換成為數(shù)字量，輸入計(jì)算機(jī)后形成數(shù)字圖像。薄膜晶體管組成的薄膜晶體管陣列采用氫化的非晶硅(a-Si:H)或鎘的硒化物(CdSe)材料進(jìn)行制備，由像素PIX(N，M)的二維排列的薄膜晶體管組成，每個(gè)薄膜晶體管對(duì)應(yīng)為一個(gè)象素，其中對(duì)應(yīng)于在第M行、第N列的薄膜晶體管構(gòu)成的探測(cè)單元20用符號(hào)以PIX(N，M)表示。行為掃描控制線35，它與該行全部薄膜晶體管的控制端(G端)相連；列為數(shù)據(jù)線36(或稱讀出線)，它與該列全部薄膜晶體管的數(shù)據(jù)端(S端)相連；每個(gè)薄膜晶體管有一個(gè)電荷匯集電極，一端與薄膜晶體管的D端相連，另一端連接著一個(gè)電荷存儲(chǔ)電容C(N，M)，其中的電荷存儲(chǔ)電容37能夠在計(jì)算機(jī)軟件、地址記錄器和多路開(kāi)關(guān)數(shù)據(jù)傳輸器的控制下順序地讀出當(dāng)?shù)贛行控制線處于高電平時(shí)，該行全部的薄膜晶體管處于開(kāi)啟狀態(tài)的開(kāi)態(tài)，如圖6為多路開(kāi)關(guān)數(shù)據(jù)傳輸器控制線切換第M行高電平的情形。此時(shí)其它行的控制線均處于低電平，這些行的全部薄膜晶體管均處于關(guān)閉狀態(tài)，通過(guò)多路開(kāi)關(guān)數(shù)據(jù)傳輸器，按照數(shù)據(jù)線N＝1，N的順序，第M行全部薄膜晶體管的存儲(chǔ)電荷經(jīng)放大電路放大后，電荷信號(hào)被依次讀出，通過(guò)ADC轉(zhuǎn)換成為數(shù)字量存入計(jì)算機(jī)。在計(jì)算機(jī)軟件、多路開(kāi)關(guān)數(shù)據(jù)傳輸器和地址記錄器的控制下，按照行掃描的順序進(jìn)行控制，逐點(diǎn)逐行讀出每個(gè)象素的電荷量，獲得一幅完整的二維數(shù)字圖像。薄膜晶體管陣列的工作方式由地址記錄器和多路開(kāi)關(guān)數(shù)據(jù)傳輸器來(lái)控制。
薄膜晶體管陣列的放大電路的核心組件如圖4所示為超低偏置電流、超高輸入阻抗61的電荷放大器62。放大電路63的輸入端與薄膜晶體管陣列的數(shù)據(jù)線36相連，放大電路的輸出端與多路開(kāi)關(guān)數(shù)據(jù)傳輸器50輸入端的開(kāi)關(guān)相連。
本發(fā)明放射線直接數(shù)字化影像探測(cè)器中薄膜晶體管陣列的制作順序是1.在玻璃或塑膠基板上制備由薄膜晶體管構(gòu)成的薄膜晶體管陣列及其相關(guān)的地址記錄器51、多路開(kāi)關(guān)數(shù)據(jù)傳輸器和放大電路；2.碘化汞晶體光導(dǎo)體層是采用真空鍍膜方法將高純度的用碘化汞物理氣相沉積在薄膜晶體管陣列上，形成碘化汞晶體，膜厚度根據(jù)具體應(yīng)用的要求控制在150-500微米范圍內(nèi)；3.采用物理氣相沉積中的濺鍍法在碘化汞光導(dǎo)體層表面制備金屬偏置電極。如圖5利用上述碘化汞為光導(dǎo)體的直接數(shù)字成像影像探測(cè)器組成的X射線全數(shù)字圖像設(shè)備，如圖3，為探測(cè)單元20的剖面結(jié)構(gòu)的示意圖。面對(duì)X射線第一層為頂部電極21，理想的頂部電極為透明導(dǎo)電膜，在本發(fā)明采用的材料為目前廣泛應(yīng)用于液晶屏幕產(chǎn)業(yè)的氧化銦錫(indium-tin-oxide，下文稱ITO)。因?yàn)镮TO本身有低的電阻率且在可見(jiàn)光的范圍有很高的穿透率。此外，在紫外光波段有更低的能量耗損，一般亦應(yīng)用于二氧化硅為基底的三極管以及蕭特基二極體的電極制作上。厚約150納米，它能使寫入光或讀出光透過(guò)，并且起施加工作電壓作用。在頂部電極21與碘化汞光導(dǎo)體層12的第2層為電介質(zhì)層22，作為光控調(diào)阻器以調(diào)制光閥，可以改變激光波束反射率的層面。由于使用了穩(wěn)定的半導(dǎo)體材料，這個(gè)層面可以保護(hù)光導(dǎo)體膜層免受潮濕及氧化的侵害。
影像探測(cè)器薄膜晶體管陣列11包括、n型硅層41-42、源電極43、漏電極44、柵電極45、保護(hù)絕緣膜46以。n型硅層41-42分別在基板32表面形成。源電極43和漏電極44分別在n型硅層21和22上形成，該結(jié)構(gòu)在玻璃或塑膠基板32上形成。影像探測(cè)器11同樣可以通過(guò)由源電極43、漏電極44和柵電極45組成的上金屬氧化物場(chǎng)效晶體管(下文稱MOSFET)構(gòu)成。如圖4所示的等效電路，影像探測(cè)器11可以被認(rèn)為是MOSFET陣列的結(jié)合，并具有柵電極G、源終端S及漏終端D。
圖5顯示出由二維排列的MOSFET構(gòu)成的光傳感器陣列布置情況。如圖3所示，光傳感器陣列由多個(gè)MOSFET、柵線103、以及數(shù)據(jù)線36構(gòu)成。MOSFET被排列成PIX(N，M)的矩陣。柵線125和沿著行的方向連接?xùn)烹姌O45和數(shù)據(jù)線36沿著列的方向連接漏電極44。在讀取時(shí)段T中，累積在信道區(qū)域的電荷用來(lái)削弱施加給具有相反極性的柵終端G的低電平電壓。數(shù)據(jù)線36的電壓Vd傾向于根據(jù)漏電流從預(yù)充電電壓Vpg而隨著時(shí)間的流逝逐漸減少。也就是說(shuō)，數(shù)據(jù)線36的電壓Vd的變化傾向取決于電荷累積時(shí)段和所接收的光能量。當(dāng)入射光量小時(shí)，電壓Vd逐漸減少，給定像素灰度值是偏亮的。當(dāng)入射光量大的時(shí)候，電壓急劇減少，給定像素灰度值是偏暗的。因此，通過(guò)在讀取時(shí)段T的預(yù)定時(shí)間的流逝期間檢測(cè)數(shù)據(jù)線36的電壓Vd或通過(guò)檢測(cè)電壓達(dá)到預(yù)定閥值的時(shí)間來(lái)轉(zhuǎn)換入射光量。這種驅(qū)動(dòng)控制對(duì)薄膜晶體管陣列的每一行順次進(jìn)行。在驅(qū)動(dòng)脈沖彼此不重迭的時(shí)間彼此平行的驅(qū)動(dòng)和控制各行。從而讀出二維影像。
影像探測(cè)器中薄膜晶體管陣列的總面積最大可設(shè)計(jì)為43×43平方厘米，每個(gè)薄膜晶體管組成的探測(cè)單元(即像素)尺寸最小可為127微米；通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸接口和計(jì)算機(jī)軟件的控制還能夠獲取30幀每秒的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)圖像，所以又能夠用于放射線動(dòng)態(tài)透視檢查，如醫(yī)學(xué)常規(guī)的數(shù)字血管攝影及腸胃透視檢查。由于碘化汞晶體為光導(dǎo)體材料，在X射線波長(zhǎng)范圍內(nèi)，具有很好的線性特性和很高的量子轉(zhuǎn)換效率，并且成像需要的放射劑量較其它放射線成像設(shè)備低。
本發(fā)明涉及一種放射線直接數(shù)字化成像系統(tǒng)，碘化汞晶體的薄膜晶體管陣列、計(jì)算機(jī)控制與計(jì)算機(jī)影像處理軟件三個(gè)大項(xiàng)目組成。如圖3典型薄膜晶體管20陣列所構(gòu)成的影像探測(cè)器是通過(guò)將薄膜晶體管在硅基片上排列成矩陣而構(gòu)成。通過(guò)水平和豎直掃描電路來(lái)檢測(cè)入射在薄膜晶體管接收部分上光子能量產(chǎn)生的正電子(空穴)的數(shù)量，以計(jì)算入射光的強(qiáng)度。在采用薄膜晶體管陣列為光傳感器的系統(tǒng)中，光傳感器組件設(shè)置在薄膜晶體管陣列中。隨著象素?cái)?shù)量的增加，光傳感器系統(tǒng)變得更大。當(dāng)能夠使光傳感器探測(cè)單元(即像素)面積減小、并且能夠在塑膠基板上廉價(jià)地形成、同時(shí)優(yōu)選用于影像讀取的光傳感器，研制了以碘化汞為光導(dǎo)體的薄膜晶體管的光傳感器(以下稱為影像探測(cè)器)，它具有光傳感和影像輸出功能。以下詳細(xì)描述影像探測(cè)器和采用碘化汞為光導(dǎo)體的薄膜晶體管的作為影像探測(cè)器的光傳感器系統(tǒng)。
放射線在面對(duì)放射線的照射下，光子能量被碘化汞吸收在薄膜晶體管電極產(chǎn)生的電荷積聚，由薄膜晶體管讀取陣列內(nèi)所有檢測(cè)單元的電信號(hào)，經(jīng)多路復(fù)用信號(hào)傳輸器將電信號(hào)傳遞至計(jì)算機(jī)，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)影像探測(cè)器的控制與影像處理的步驟，形成直接數(shù)字化放射線影像。除了單次曝光產(chǎn)生的單幅靜止影像之外，可以透過(guò)連續(xù)高速攝影實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)字透視影像。
在本發(fā)明中影像讀取部分包括(1).計(jì)算像素的灰階值；(2).入射光強(qiáng)度的計(jì)算與(3)靈敏度調(diào)節(jié)；影像探測(cè)器的動(dòng)態(tài)范圍GL由影像的灰階深度BIT決定，計(jì)算方式是GL＝2BIT。如本發(fā)明中靜止影像灰階深度為14(GL＝16384)，動(dòng)態(tài)影像灰階深度為10(GL＝1024)。當(dāng)影像探測(cè)器設(shè)定為讀取單一靜止影像，薄膜晶體管的數(shù)據(jù)線與電荷放大器62和放大電路63連接，每個(gè)薄膜晶體管產(chǎn)生的電荷積聚，經(jīng)多路開(kāi)關(guān)數(shù)據(jù)傳輸器與ADC，如圖2中編碼1程序產(chǎn)生的一個(gè)14個(gè)字符組成，可以代表灰度值[GREY]的二進(jìn)制數(shù)號(hào)號(hào)。當(dāng)影像探測(cè)器設(shè)定為動(dòng)態(tài)影像，薄膜晶體管的數(shù)據(jù)線與超高阻抗61和放大電路63連接，如圖2中編碼2程序產(chǎn)生由10個(gè)字符組成的數(shù)字信號(hào)，測(cè)量薄膜晶體管內(nèi)電容不斷改變的電荷量。計(jì)算入射光強(qiáng)度對(duì)所有像素PIX(M，N)電荷改變量Vc可以由Vc-[GREY]×Vd/2BIT得到。靈敏度調(diào)節(jié)讀取部分用來(lái)以多個(gè)影像讀取靈敏度讀取影像；最佳影像讀取靈敏度導(dǎo)出部分，它根據(jù)在各個(gè)影像讀取靈敏度下，由靈敏度調(diào)節(jié)讀取部分所讀取的影像來(lái)導(dǎo)出適用于影像讀取操作的最佳影像讀取靈敏度；以及影像讀取靈敏度設(shè)定部分，將最佳影像讀取靈敏度設(shè)定為影像讀取靈敏度。最佳影像讀取靈敏度導(dǎo)出部分根據(jù)讀取的影像，從像素?cái)?shù)據(jù)中抽取每個(gè)影像讀取靈敏度的最大值和最小值，計(jì)算數(shù)據(jù)范圍，并且根據(jù)每個(gè)影像讀取靈敏度的數(shù)據(jù)范圍中的變化導(dǎo)出最佳影像讀取靈敏度。
在本發(fā)明中薄膜晶體管陣列通過(guò)IEEE 1394標(biāo)準(zhǔn)接口與計(jì)算機(jī)連接。隨著個(gè)人電腦(PC)和其它設(shè)備間的通信逐步深入，由于IEEE 1394允許每臺(tái)設(shè)備的最大傳輸速度可以達(dá)到400Mbps(每秒400百萬(wàn)比特)，采取IEEE 1394標(biāo)準(zhǔn)接口可以滿足本發(fā)明中影像探測(cè)器與外部電腦間的影像傳輸與通信的需要，而且成本低，易于實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種放射線平板影像探測(cè)器，其特征是，所述的平板影像探測(cè)器由四層順序構(gòu)成，第一層是頂部電極，頂部電極為低電阻并且能讓放射線穿透的透明導(dǎo)電膜，用于施加工作電壓；第二層為碘化汞晶體光導(dǎo)體層，包括保護(hù)碘化汞晶體光導(dǎo)體的半導(dǎo)體絕緣層及電介質(zhì)層，電介質(zhì)層作為光控調(diào)阻器用于調(diào)制光閥并改變激光波束的反射率；第三層為由大量的單個(gè)薄膜晶體管構(gòu)成的薄膜晶體管陣列及其地址記錄器、多路開(kāi)關(guān)數(shù)據(jù)傳輸器、放大電路、行掃描控制線和列為數(shù)據(jù)線；第四層為塑膠基板；所述地址記錄器和多路開(kāi)關(guān)數(shù)據(jù)傳輸器用于逐點(diǎn)逐行地將每個(gè)薄膜晶體管內(nèi)儲(chǔ)存的電荷由放大電路放大后經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換成為數(shù)字量并輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的一種放射線平板影像探測(cè)器，其特征在于，所述薄膜晶體管陣列中的每個(gè)薄膜晶體管單元為n溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管器件，器件中的柵極介質(zhì)由兩層二氧化硅材料及夾在兩層二氧化硅材料之間的一層氮化物構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1所述的一種放射線平板影像探測(cè)器，其特征在于，所述薄膜晶體管陣列中，每行的行掃描控制線與該行全部薄膜晶體管的控制端G相連；每列的列數(shù)據(jù)線與該列全部薄膜晶體管的數(shù)據(jù)端S相連；每個(gè)薄膜晶體管有一個(gè)電荷匯集電極，一端與薄膜晶體管的D端相連，另一端連接著一個(gè)電荷存儲(chǔ)電容，其中的電荷在計(jì)算機(jī)控制下，通過(guò)數(shù)據(jù)線由地址記錄器和多路復(fù)用信號(hào)傳輸器，按掃描的順序讀出。
4.如權(quán)利要求1所述的一種放射線平板影像探測(cè)器，其特征在于，所述薄膜晶體管陣列的放大電路組件為高輸入阻抗的電荷放大器，電荷放大電路的輸入端與薄膜晶體管數(shù)據(jù)線相連，放大電路的輸出端與多路復(fù)用信號(hào)傳輸器的開(kāi)關(guān)輸入端相連。
5.如權(quán)利要求1所述的一種放射線平板影像探測(cè)器，其特征在于，所述碘化汞晶體光導(dǎo)體層的厚度在150至500微米之間。
6.如權(quán)利要求1所述的一種放射線平板影像探測(cè)器，其特征在于，所述膜晶體管的基板是塑膠材料。
7.如權(quán)利要求1所述的一種放射線平板影像探測(cè)器，其特征在于，所述薄膜晶體管陣列面積為43×43或20×20平方厘米；每個(gè)薄膜晶體管所對(duì)應(yīng)的像素尺寸大小為127微米。
8.一種采用權(quán)利要求1所述放射線平板影像探測(cè)器的直接數(shù)字化成像系統(tǒng)，其特征在于，所述放射線平板影像探測(cè)器通過(guò)通信接口連接有計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)有影像處理軟件。
9.如權(quán)利要求8所述的一種放射線平板影像直接數(shù)字化成像系統(tǒng)，其特征在于，所述通信接口是IEEE 1394標(biāo)準(zhǔn)接口。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了的一種放射線平板影像探測(cè)器及其直接數(shù)字化成像系統(tǒng)。本發(fā)明的探測(cè)器由四層順序構(gòu)成，第一層是頂部電極；第二層為碘化汞晶體光導(dǎo)體層；第三層為由大量的單個(gè)薄膜晶體管構(gòu)成的薄膜晶體管陣列及其地址記錄器、多路開(kāi)關(guān)數(shù)據(jù)傳輸器、放大電路、行掃描控制線和列為數(shù)據(jù)線；第四層為玻璃或塑膠基板。本發(fā)明的成像系統(tǒng)，由放射線平板影像探測(cè)器、通信接口、計(jì)算機(jī)和存儲(chǔ)在有計(jì)算機(jī)內(nèi)的影像處理軟件組成。本發(fā)明利用碘化汞晶體對(duì)于放射線的光電特性，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)影像探測(cè)器的控制與影像處理，形成了直接數(shù)字化的放射線影像；除了單次曝光產(chǎn)生的單幅靜止影像之外，能夠透過(guò)連續(xù)高速攝影實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)字透視影像。
文檔編號(hào)H04N5/321GK1825912SQ20061001337
公開(kāi)日2006年8月30日 申請(qǐng)日期2006年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月24日
發(fā)明者張鳳英, 馮強(qiáng), 施廣益 申請(qǐng)人:天津精英機(jī)電設(shè)備有限公司