[發明專利]X射線與光學圖像傳感器以及其成像系統及制作方法

有效

• 申請號: 201410063553.1
• 申請日: 2014-02-25
• 公開（公告）號: CN104434152B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 多米尼克·馬塞提;鄭宇
• 申請（專利權）人: 豪威科技股份有限公司
• 主分類號: G01T1/24
• 分類號: G01T1/24;A61B6/00;G01N23/04
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司11287
• 代理人: 齊楊

1.一種用于捕獲物體的X射線圖像數據及所述物體的光學圖像數據的圖像傳感器，所述圖像傳感器包括：

X射線吸收層，其經配置以響應于接收到所述物體的X射線輻射而發射光子；及

多個光電二極管，其安置于具有與第二側相對的第一側的半導體層中，其中所述多個光電二極管經光學耦合以接收所述物體的圖像光以產生所述光學圖像數據，且其中所述多個光電二極管經光學耦合以從所述X射線吸收層接收所述光子以產生所述X射線圖像數據，所述多個光電二極管經定位以接收來自所述X射線吸收層的穿過所述半導體層的所述第二側的所述光子，且經定位以接收穿過所述半導體層的所述第一側的所述圖像光，其中所述圖像傳感器經配置以接收在所述圖像傳感器外部傳播的所述圖像光，且其中所述X射線吸收層經定位以位于所述半導體層的所述第二側；以及

一或多個微透鏡，其經定位以位于所述半導體層的所述第一側，其中所述X射線輻射和所述圖像光傳播穿過所述一或多個微透鏡，且其中所述微透鏡將所述圖像光聚焦到所述多個光電二極管。

2.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其進一步包括經定位以朝向所述多個光電二極管引導所述光子的反射層，其中所述X射線吸收層安置于所述反射層與所述半導體層的所述第二側之間。

3.根據權利要求2所述的圖像傳感器，其中所述反射層包括鋁。

4.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其進一步包括：

一或多個中間層，其安置于所述半導體層的所述第二側與所述X射線吸收層之間；及

電子互連件，其嵌入于所述一或多個中間層中。

5.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其進一步包括：

一或多個中間層，其安置于所述一或多個微透鏡與所述半導體層的所述第一側之間。

6.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其中所述X射線吸收層包含磷光體。

7.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其進一步包括：

晶體管，其經耦合以讀出所述多個光電二極管；及

X射線屏蔽層，其經定位以阻擋所述X射線輻射使其不到達所述晶體管。

8.根據權利要求7所述的圖像傳感器，其中所述X射線屏蔽層包括金屬。

9.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其中所述X射線吸收層經定位以通過所述多個光電二極管接收所述X射線輻射。

10.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其進一步包括：

讀出電路，其耦合到所述多個光電二極管以從所述多個光電二極管讀出所述光學圖像數據及所述X射線圖像數據。

11.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其中所述多個光電二極管布置成包括若干行及列的像素陣列。

12.一種成像系統，其包括：

X射線發射器，其用于朝向物體發射X射線束；

控制器，其耦合到所述X射線發射器以控制所述X射線束的所述發射；及

圖像傳感器，其用于捕獲所述物體的X射線圖像數據及所述物體的光學圖像數據，其中所述控制器耦合到所述圖像傳感器以控制圖像捕獲，所述圖像傳感器包括：

X射線吸收層，其經配置以響應于接收到所述X射線束而發射光子；及

多個光電二極管，其安置于具有與第二側相對的第一側的半導體層中，其中所述多個光電二極管經光學耦合以接收所述物體的圖像光以產生所述光學圖像數據，且其中所述多個光電二極管經光學耦合以從所述X射線吸收層接收所述光子以產生所述X射線圖像數據，所述多個光電二極管經定位以接收來自所述X射線吸收層的穿過所述半導體層的所述第二側的所述光子，且經定位以接收穿過所述半導體層的所述第一側的所述圖像光，其中所述圖像傳感器經配置以接收在所述圖像傳感器外部傳播的所述圖像光，且其中所述X射線吸收層經定位以位于所述半導體層的所述第二側；以及

一或多個微透鏡，其經定位以位于所述半導體層的所述第一側，其中所述X射線束和所述圖像光傳播穿過所述一或多個微透鏡，且其中所述微透鏡將所述圖像光聚焦到所述多個光電二極管。

13.根據權利要求12所述的成像系統，其進一步包括經耦合以將源光提供到待成像被攝體的光源，其中所述控制器耦合到所述光源以控制所述源光的發射。