專利名稱：成像系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種成像系統(tǒng)及方法。本發(fā)明在大面積成像方面有特殊的用途。
成像系統(tǒng)在生物技術(shù)和作為非破壞性測試與在線產(chǎn)品質(zhì)量控制的工業(yè)應(yīng)用中，特別是在醫(yī)學(xué)診斷成像的應(yīng)用中，具有廣泛的用途。
在所有這些應(yīng)用領(lǐng)域中，執(zhí)行成像的主要方法是采用輻射，通常是X射線、γ射線和β射線。用某種不一定是平面的成像板來探測輻射。因此，以下將采用術(shù)語成像表面。在成像表面上直接形成圖象(例如投影成像)，或者對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并在計算機(jī)中重構(gòu)圖象(例如核醫(yī)學(xué)中的計算機(jī)X射線斷層照相術(shù)或編碼孔徑成像)。
傳統(tǒng)的成像表面由暗盒中的膠片組成。在過去的40年中，已開發(fā)了另一種成像表面用來提供數(shù)字化成像方法。這種例子有NaI閃爍屏、NaI閃爍晶體、BGO晶體、絲氣室、數(shù)字成像板等。最近已開發(fā)了諸如電荷耦合器件、硅微帶探測器和半導(dǎo)體象素探測器之類的半導(dǎo)體成像方法。
通常，在所有上述情況下，當(dāng)需要大的成像面積時，則制成單片結(jié)構(gòu)(例如膠片、數(shù)字成像板、NaI屏等)，或?qū)⑤^小的板件(瓦)拼在一起并固定在一個支持表面上以制成鑲嵌結(jié)構(gòu)(例如帶有NaI晶體的γ攝影機(jī))。
當(dāng)采用單片或大成像表面時，若部分表面有缺陷，則須更換整個表面。不幸的是，迄今所提出的大多數(shù)精密數(shù)字在線成像器件都涉及到無法大面積(最多大于幾cm2)制造的以象素為基礎(chǔ)的半導(dǎo)體。而且，由于成品率很低，故制作例如30cm×30cm的數(shù)字成像半導(dǎo)體表面也不可取。若這種昂貴的成像區(qū)的一部分出現(xiàn)缺陷，則必須更換整個表面。
已提出采用鋪瓦方法來提供大面積成像表面(大于幾mm2)。在新近的一項專利申請(EP0577487A1)中，半導(dǎo)體象素探測器被鋪在一起，形成一個大的固定表面。采用這種方法，在成像支持件上將各個成像器件排列在鑲嵌結(jié)構(gòu)中以組成一個成像鑲嵌件。各個成像器件的諸輸出可被處理以提供一個基本上相應(yīng)于被成像表面覆蓋的整個區(qū)域的輸出圖象。借助于焊接之類的方法，以大體永久性的方式將各成像器件固定在成像支持件上，以致很難或不可能清除成像器件而不損壞器件和/或支持件和/或待要清除的器件周圍的器件。
在US-A-5391881所示的結(jié)構(gòu)中，借助于將幾個探測器一個挨一個地連接并排列成矩陣，組成了一個大的成像器件，各探測器與排列成探測器之后的矩陣形的用來讀取探測器元件的信號的幾個集成電路芯片互連連接。集成電路芯片相對于探測器偏離，以便部分地覆蓋二個或更多個探測器。用微球以基本上永久性的方式將探測器連接于集成電路芯片，且芯片的重疊產(chǎn)生一個固定的鋪瓦結(jié)構(gòu)。
從上可見，迄今所提出的大成像面積的方法依賴于單片結(jié)構(gòu)或固定的鋪瓦方法。隨著高分辨率半導(dǎo)體成像方法不斷地引入輻射成像，需要有一種裝配大成像面積的有效方法。由于半導(dǎo)體以及集成的讀出電路的成本高，故半導(dǎo)體成像方法是很昂貴的。因此，使成像區(qū)的每一部位都盡可能得到有效利用是很重要的。
可參照GB-A-2030422，其中描述了一種X射線形貌系統(tǒng)，它帶有可滑動地置于弧形框架中徑向區(qū)段中的可更換的探測器模塊。但各探測器很窄且與相鄰的探測器分隔，致使此系統(tǒng)不適用于大面積“鋪瓦”圖象探測器。
在一個不同的領(lǐng)域中，US-A-4891522描述了一種用于量熱計的三維多層高能粒子探測器。各個層由多個用導(dǎo)電粘合帶可清除地固定于載體元件的探測器模塊組成。這種設(shè)計的主要部分是每個探測器模塊包含一個用來電連接于相鄰層中相應(yīng)探測器模塊的饋通連接柱。這種三維量熱計探測器與成像領(lǐng)域無關(guān)，且不說明提供鋪瓦圖象探測器表面或平面中的問題。而且，此方法受每個探測器模塊尺寸的限制，這意味著此設(shè)計不適用于高分辨象素成像。
本發(fā)明的目的是提供一種成像系統(tǒng)和方法，它提供了鋪瓦方法的優(yōu)點，消除或至少緩和了現(xiàn)有技術(shù)的問題。
根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，提供了一個成像支持件用來支持各相應(yīng)位置處的多個成像器件以確定一個成像表面，此成像支持件包含用來將成像器件以非破壞性和可移去的方式可移去地安裝在成像支持件上的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種構(gòu)成成像陣列的方法，它包含
提供一個成像支持件用來支持各相應(yīng)位置處的多個成像器件以確定一個成像表面；以及以非破壞性和可移去的方式，將成像器件可移去地安裝在支持件上。
本發(fā)明還涉及到用于上述設(shè)備和/或方法中的一種成像器件，并涉及到基于上述設(shè)備的一種系統(tǒng)。
本發(fā)明特別適合于帶有多個從其中可產(chǎn)生各相應(yīng)的可識別的輸出信號的成像區(qū)的那種成像器件。
與現(xiàn)有技術(shù)大面積成像系統(tǒng)不同，此成像器件是可移去的而不損壞待要移去的器件、周圍的器件或支持件。用這種方式，可容易而快速地更換有缺陷的器件。而且，可容易地移去那些功能正確的成像器件并將其重新使用于同一個或不同的成像支持件上。于是，用一組成像器件和多個不同的支持件，就可構(gòu)成不同的成像表面而對每個成像支持件無需很多成像器件。結(jié)果，可容易且經(jīng)濟(jì)地裝配和維護(hù)模塊成像表面。
廣義地說，本發(fā)明不受待要安裝在支持件上的成像器件的數(shù)目的限制。例如，在諸如口腔牙科成像或小物體的非破壞性測試之類的應(yīng)用中，可使用少到二個成像器件，成像支持件可做成安裝二個成像器件。在另一些應(yīng)用中，例如全景胸部成像，在一個(或更多個)支持件上可能安裝數(shù)百個成像器件，在其它應(yīng)用的大圖象探測器中可能使用甚至更多的成像器件。
優(yōu)選的特征是成像支持件包含一些接觸部位，用來在成像支持件和安裝成成像支持件上的成像器件之間至少傳送一個電源、一個控制信號和一個讀出信號(輸出信號)。這種安排使得可以采用包括板上電路在內(nèi)的“有源”半導(dǎo)體成像器件。
在一個優(yōu)選施例中，成像器件包含一個半導(dǎo)體象素、或其它陣列、探測器及其相關(guān)的讀出芯片。
另外(或作為變通)，另一個優(yōu)選的特征是每個成像器件用安裝裝置使成像器件承受一個向著成像支持件的力而安裝在成像支持件上。最好在使用時成像器件上保持此力(直至希望取下成像器件)。這種安排可在成像支持件上提供成像器件的正常定位，并可在成像器件與成像支持件之間的電連接處提供良好的接觸壓力。即使在極為緊湊和/或高安裝密度的應(yīng)用中，這也可確保極佳的成像器件電連接。
在一個實施例中，用減壓(真空)方法將成像器件暫時保持在主平面位置上。在一個變通的優(yōu)選實施例中，用螺帽和螺栓或螺釘將上述成像器件可移去地固定。在這里和其它可能的實施例中，可用可調(diào)整的力度將成像器件附著于成像支持件以確保良好的對準(zhǔn)和良好的電接觸。
在一個密切相關(guān)的方面，本發(fā)明提供了一種成像器件，它包含能以非破壞性的可移去的方式用來使成像器件固定于成像支持物的固定裝置。
固定裝置可以是有螺紋的，并包含例如一個螺孔或柱，但這僅僅是例子。
成像器件可包含多個圖象探測區(qū)，從其中的每個區(qū)可產(chǎn)生一個相應(yīng)的可認(rèn)別的輸出。
成像器件可包含多個接觸部位，用于在成像器件和其上安裝成像器件的上述成像支持件之間傳送一個電源、一個控制信號和一個讀出信號(輸出信號)。
成像器件可包含一個讀出集成電路，用來從該和各探測區(qū)讀出信號。
以下參照附圖，僅以舉例的方式來描述本發(fā)明的實施例，在這些附圖中

圖1A是成像器件的示意剖面圖；圖1B是成像支持件一部分的示意剖面圖；圖1C是位于成像支持件上的成像器件的示意剖面圖；圖2是成像支持件的示意平面圖；圖3是成像系統(tǒng)的示意圖；圖4是其上置有成像器件的變通的成像支持件的示意圖；圖5是其上置有成像器件的成像支持件又一實施例的示意圖；以及圖6是其上置有成像器件的成像支持件又一實施例的示意圖。
本發(fā)明的實施例提供了一種新的成像鑲嵌系統(tǒng)和一種采用多個成像器件(瓦)和一個成像支持件來產(chǎn)生成像鑲嵌的方法。成像器件以一種可調(diào)換且非破壞性的方式被置于并保持在支持件上。這一可移去的定位/固定方法使得有可能多次地移去單個成像器件，以致同一個成像器件能夠被用于不同的成像支持件，即若發(fā)現(xiàn)有缺陷時，可更換而不損壞成像支持件也不影響成像支持件上任何其它成像器件的工作。
由于單個成像器件能夠移去并重新置入任意次，故同一成像器件可用于多個應(yīng)用中。例如，用于乳腺X線攝影的成像器件可迅速地轉(zhuǎn)移到用于胸部X線的不同的成像支持物上。不同的成像支持物可具有不同的尺寸和形狀，但只需要一組成像器件。成像器件的額外更換可由不是專家的人員來進(jìn)行，從而使維護(hù)費(fèi)用減為最少。因此，與現(xiàn)有技術(shù)中的大成像面積帶有單片成像裝置或固定的瓦塊成像板相反，本發(fā)明引入了一種新的大面積成像系統(tǒng)，其中的成像鑲嵌由可移動的成像器件構(gòu)成，允許單個成像器件得到多重目的使用和重復(fù)使用，同時也允許得到經(jīng)濟(jì)的成像區(qū)維護(hù)。
在一個優(yōu)選實施例中，僅僅作為舉例，成像器件包含本申請人的專利申請PCT/EP95/02056中所述的有源半導(dǎo)體成像器件(ASID)。ASID是一種尺寸可能從幾mm2到幾cm2的有源動態(tài)半導(dǎo)體象素成像器件。
圖1A示意地示出了這種成像器件(瓦)20的剖面。成像器件的表面積可隨所選定的應(yīng)用與半導(dǎo)體材料而變化。典型的尺寸約為1mm2-幾cm2，雖然本發(fā)明不局限于這些尺寸。輻射從一個表面(圖1A中的頂面)進(jìn)入半導(dǎo)體探測器1并在吸收時產(chǎn)生電荷。在探測器的出面上，電極焊點確定探測器單元即象素。由連續(xù)輻射所產(chǎn)生的電荷積累在經(jīng)由導(dǎo)電微凸2(例如銦凸塊)而連接于探測器象素的相應(yīng)的象素電路3上。象素電路3制作在安裝于上述成像器件的固定件4(例如電路板PCB)上的半導(dǎo)體襯底上。每個這種成像器件20有數(shù)萬個象素，但只需要大約5～10個外部連線來提供控制信號、電源電壓并讀出此信號。這些連線制作在PCB4上以及其上安裝有成像器件20的成像支持件22上。
成像器件20本身帶有例如小金屬球或凸塊形狀的相同數(shù)量的接觸部位5。如圖1A和1B所示，這些金屬球與成像支持件22的電路板9上同等數(shù)目的適當(dāng)小尺寸的金屬球孔或腔7相配。成像支持件22上的腔被連接于上述的控制線、電源線和信號線(未示出)。
成像器件20以非破壞性方式安裝在成像支持件22上，以致成像器件20可容易地根據(jù)需要在不同的成像支持件22上重新定位，即成像器件20可以更換。在此實施例中，非破壞性安裝是借助于成像支持件22上的額外小孔8(通過8可從成像器件20下方抽空氣)而提供的，以致成像器件20被成像器件20上表面處的大氣壓與成像器件20下方的減低了的氣壓之間的壓力差保持在成像支持件上。在成像支持件的每個安裝位置處，提供了一個由柔性無滲透密封材料制成的環(huán)形密封墊6(例如O形環(huán))，以確保維持成像器件20上下表面之間的氣壓差。
此外，在成像器件20和成像支持件22上分別提供了對準(zhǔn)針5a和對準(zhǔn)孔5b，以便在固定之前協(xié)助將成像器件20置于成像支持件22上(可達(dá)到優(yōu)于10μm的定位精度)。針5a將確保成像器件20上的接觸部位5在固定之后恰當(dāng)?shù)嘏c成像支持件22上的陰連接器7相配。而且，由于針5a和孔5b之間的緊密配合，這些針與孔將有助于在圖1所示裝置與水平方向成一角度或甚至翻轉(zhuǎn)時，防止成像器件20從成像器件20的安裝位置(插孔)滑出。
圖2示出了成像支持件22的平面圖，提供了一個帶有多個成像器件20安裝位置(插孔)的支持表面或平面(例如一個PCB9)。應(yīng)該指出的是成像器件20已被安排在一個線狀行陣列中，相鄰的行沿行方向移位。這樣，成像器件20之間的小的無源空間在成像支持件沿垂直于行軸方向移動時將被覆蓋，如專利申請PCT/EP95/02056所述。實際上的安裝位置比圖2示意地所示的更緊密。
根據(jù)本發(fā)明的這一例子，所有成像器件20都配備有一個孔用來固定，且如圖3所示，每個成像支持件22只需要一個公共的真空管道。在同一圖中，閥門12控制著表規(guī)14所監(jiān)測的真空條件。真空容器13用作真空緩沖器以便需要時進(jìn)一步提高真空條件。真空泵15可遠(yuǎn)離以便不產(chǎn)生任何干擾和噪音。
若考慮一個特例，例如乳腺X線攝影，則需要30cm×30cm的成像表面(大約600個如專利申請PCT/EP95/02056所述類型的成像器件)。600個成像器件將被安裝在成像支持件22的一個印刷電路板9上，根據(jù)本發(fā)明的這一例子，為每個成像器件20提供了一個孔8。為了同時將所有的成像器件20插入位置，所有的孔都被連接于一個公共真空管道。用表規(guī)14或閾值壓力傳感器可很容易地監(jiān)測真空條件，且額外的空氣可經(jīng)由緩沖容器13吸出。成像器件20一經(jīng)吸取，由于墊圈6是氣密的，真空管道就可從真空開關(guān)12移去。
當(dāng)需要移去成像器件20時，只需打開真空開關(guān)12，一個或更多個或全部成像器件20就輕易地被移去了并被重新放置或取代。如上所述，將針5a置于孔5b中有助于保持成像器件20直至操作人員人為地將其移去。
在此例中，所有孔8都經(jīng)由成像支持物22支持結(jié)構(gòu)10中的通道28而被連接于公共閥門12。但可提供多個閥門，使真空能夠單獨地提供給孔8或各安裝位置的孔8組。選擇性移去或加吸可用來協(xié)助成像器件20的個別安裝或移去。除了手動閥門，也可提供例如由控制計算機(jī)或其它控制裝置所控制的電子控制閥門。
圖4示出了圖1成像支持件的一個變通例。圖4A相似于圖1A的一個成像器件24的示意剖面圖。圖4B是變通成像支持件26的示意剖面圖。圖4C是位于變通成像支持件26上的成像器件24的示意剖面圖。圖4D是變通成像支持件26的示意平面圖。
如圖4所示，在成像支持件26的每個接觸部位17的表面處提供了一個氣密墊圈16。墊圈16由導(dǎo)電的柔性不滲漏密封材料制成。任何本身導(dǎo)電或制成導(dǎo)電的適當(dāng)材料都可使用，例如本技術(shù)領(lǐng)域熟練人員所知，可借助于以適當(dāng)方式對其浸漬導(dǎo)電材料。
為每一個接觸部位17提供了一個孔18。各個墊圈16圍繞著各自的孔18且連接于成像支持物26上的相應(yīng)的線19。在此例中，如在上述例子中那樣，孔18可按要求經(jīng)由公共閥門或經(jīng)由分立閥門等連接于公共真空管道。
因此，圖4實施例與圖1實施例的差別在于為每個接觸部位而不是每個成像器件提供了分立的墊圈。采用直接連接于成像支持物線的分立的導(dǎo)電墊圈16，確保了成像器件上每個凸塊連接器5對成像支持物26上相應(yīng)的陰連接器17的良好接觸。
在圖4實施例中雖然未示出相當(dāng)于第一實施例的針/孔5a和5b的對準(zhǔn)針和孔，但在圖4實施例中可額外地提供這些以協(xié)助成像器件24的準(zhǔn)確定位和/或固定。
同時，不采用真空，而例如采用夾子、插座、磁鐵等，也可達(dá)到可移去的安裝。
圖5示出了本發(fā)明的另一實施例。在此實施例中，成像器件瓦在主平面上的安裝不要求抽氣。圖5A是帶有隔離層29和隔離層內(nèi)孔中導(dǎo)電橡皮圈的主平面支持物9的剖面圖。圖5B剖面圖示出了成像器件位置上方的一個成像器件。圖5C示出了成像器件座(例如一個PCB)4的下側(cè)剖面圖。圖5D是借助于將螺帽裝在成像器件的螺釘上而固定在成像器件位置處的一個成像器件的剖面圖。
用分立的導(dǎo)電橡皮圈16確保了成像器件座4與主平面9之間的各個接觸部位。這些被置于已對準(zhǔn)并粘在主平面9頂部的一個電絕緣支持平面29的恰當(dāng)?shù)目字?。此時由于不采用抽氣而無需導(dǎo)電橡皮圈中的孔。但它們?nèi)杂兄谕叩膶?zhǔn)。也可采用導(dǎo)電聚合物或金屬彈簧之類來代替導(dǎo)電橡皮圈16。螺絲31被粘在成像器件座4的孔34中。此螺絲被推入穿過主平面中的孔32并用螺帽33固定。將螺帽擰緊，使成像器件座4的金屬球5壓向橡皮圈16，接著又壓向主平面的金屬焊點，從而確保良好的電接觸。
此實施例特別適合于提供含有多個如PCT/EP95/02056所述的易移去的半導(dǎo)體象素成像器件或其它類型的象素半導(dǎo)體成像器件的成像區(qū)。此實施例也可用于上述的所有應(yīng)用中。
此實施例的優(yōu)點是無須提供真空來安裝成像器件，其結(jié)果是降低了成本且易于使用。利用螺釘和螺帽，也可對每個成像器件單獨調(diào)整安裝力，以采用諸如導(dǎo)電橡皮圈之類的柔性接觸部位元件來確保良好的對準(zhǔn)和良好的電接觸?？梢岳斫猓鶕?jù)應(yīng)用的不同，成像器件的數(shù)目可大幅度改變。例如，對于口腔牙科成像，或?qū)τ谛∥矬w的非破壞性測試，可采用少到二個成像器件，并可相應(yīng)地組成這些應(yīng)用的成像支持物。對于諸如胸部全景成像之類的大成像應(yīng)用，可能需要數(shù)百個成像器件(這里可安裝在一個成像支持件上或成組地安裝在更多的成像支持件上)。
對螺帽和螺釘?shù)奶乩勺饕恍┳兺?，同時仍保留本實施例的優(yōu)點。
例如，可采用元寶螺帽來協(xié)助固緊和隨后的松開。螺帽也可配有細(xì)長螺紋，而主平面中的孔可為細(xì)長孔洞，使細(xì)長螺帽能插過狹孔然后固緊以致細(xì)長螺帽與主平面背表面嚙合。借助于恰當(dāng)設(shè)定螺帽和狹孔的尺寸，可提供可接受范圍的旋轉(zhuǎn)調(diào)整。
作為又一個變通，在成像器件座的背部可提供一個旋轉(zhuǎn)安裝針，此針配有至少二個互相垂直的凸部以便穿過主平面中與其形狀相同的楔孔，在插過楔孔之后轉(zhuǎn)動此針，使凸部嚙合于主平面后面以固定成像器件。
圖6示出了另一實施例。此時除成像器件座5配備有螺孔35及其中的螺釘36(旋轉(zhuǎn)安裝于主平面9上的成像器件位置處，可嚙合以便將成像器件固定于主平面)外，四個示意圖6A、6B、6C和6D一般對應(yīng)于圖5中的那些圖。當(dāng)希望在成像器件位置處固定一個成像器件時，可將螺釘36插入穿過此位置處的主平面9中的孔32。
如圖6所示，以旋轉(zhuǎn)方式在成像器件位置處也可以永久性安裝。例如螺釘頸可安裝在墊圈37中，此墊圈然后附在主平面成像器件位置處的孔32上，使螺釘36旋轉(zhuǎn)安裝于此位置。在此實施例中，成像器件支持件帶有一個向上的螺釘36的陣列，帶有螺紋孔的成像器件可固著其上，此實施例的優(yōu)點是使用方便。
作為此實施例中螺釘36和螺紋孔35的一種變通，可提供其它相似的結(jié)構(gòu)，例如一個帶有旋轉(zhuǎn)安裝在主平面9中的卡口針以及座5上與卡口針接收結(jié)構(gòu)相應(yīng)的孔的螺栓。
采用本發(fā)明的一個實施例，例如上述的一個實施例，就可組成各種帶有準(zhǔn)備安裝在相應(yīng)系統(tǒng)待接收成像器件的成像支持件的醫(yī)療設(shè)備。成像器件可適當(dāng)?shù)胤庋b并由成像系統(tǒng)其余部分單獨提供，且任何一般技術(shù)人員都能操作它們并可從一個平面重新置于另一個平面。這樣，由于比同時裝配所有系統(tǒng)所要求的成像器件少，就優(yōu)化了相當(dāng)昂貴的象素半導(dǎo)體成像器件的使用。此外，維護(hù)變得更經(jīng)濟(jì)?？梢蕴鎿Q有缺陷的成像器件而不是換整個成像表面(鑲嵌)，故一般技術(shù)人員能夠輕易地完成。
本發(fā)明可用于要求面積大于幾mm2的任何輻射成像領(lǐng)域中的任何輻射類型。特別在X射線和γ射線醫(yī)療診斷成像(例如計算機(jī)X射線斷層術(shù))、β射線生物技術(shù)成像(其中用同位素作為待成像樣品的標(biāo)志)以及非破壞性測試與產(chǎn)品質(zhì)量控制的工業(yè)應(yīng)用中都得到了應(yīng)用。
因此，已描述了一種鑲嵌成像系統(tǒng)和一種裝配由單個成像器件(瓦)制作的鑲嵌成像平面的方法。
此方法包含下列步驟1)制作單個成像器件(瓦)并將它們封裝，以便在成象器件上具有多個接觸部位到達(dá)所有所需控制信號、電源信號與讀出信號的通路；2)制作帶有接觸部位的成像支持件(主平面)，對于成像器件各個接觸部位，成像支持件接觸部位被連接于用來連接到外部電路的適當(dāng)?shù)目刂凭€、電源線和讀出信號線，成像支持件接觸部位最好與成像器件接觸部位配合并且還用于協(xié)助成像器件的對準(zhǔn)；3)在相應(yīng)的接觸部位對準(zhǔn)的情況下，將各個成像器件置于主平面上；
4)以非破壞性方式將各單個成像器件的位置可移去地固定于成像支持件上，使成像器件以后可單獨移去而不損壞。
以非破壞性方法達(dá)到了可移去的固定，使成像器件可多次地固定于一個成像支持件或從成像支持件移去，而成像器件、板以及相應(yīng)的接觸部位基本保持原樣。
用下列變通技術(shù)可獲得可移去的安裝如上所述的減壓或真空，從而將成像器件吸入就位；將螺釘粘在PCB上或成像器件的其它安裝裝置上，然后推入穿過主平面中的相應(yīng)孔，再用主平面背側(cè)的螺帽固定螺釘；插座結(jié)構(gòu)(最好是無插入力的插座裝置)，從而成像器件帶有插入成像支持件上相應(yīng)插座的插柱；夾子，從而使成像器件由機(jī)械夾、弦線之類保持定位；磁鐵，從而用成像支持件上或成像器件上或二者上的小磁鐵將成像器件固定于成像平面；其它機(jī)械裝置。
雖然已描述了具體的實施例，但顯然可作出許多修改和替換而不超越本發(fā)明。
例如，成像鑲嵌平面可包含諸如CCD、光電二極管、非晶硅和硒薄膜晶體管之類的其它半導(dǎo)體器件以及諸如可移去的NaI閃爍晶體(如NaI晶體)之類的其它非半導(dǎo)體象素器件或小尺寸絲氣室。
而且，若不提供成像器件上的接觸球或凸塊以及成像支持件上的配合孔或腔，也可在成像支持件上與成像器件上一同制作至少某些或全部凸塊。不采用凸塊和孔，在其它實施例中確實可采用其它的接觸結(jié)構(gòu)(例如針或板)。
而且，各個實施例的特征可例如通過使用抽氣和螺釘而加以組合。
權(quán)利要求
1.一種用來將多個成像器件瓦支持在各相應(yīng)位置以確定一個瓦狀成像表面的成像支持件，上述成像支持件用來在上述成像支持件上以非破壞性及可移去的方式可移去地安裝上述成像器件瓦。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的成像支持件，還包含多個成像支持件接觸部位，其每個用來與各個成像器件瓦接觸部位一起在成像支持件與上述成像器件之間傳送信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的成像支持件，其中的成像支持件接觸部位包括用來在成像支持件與安裝在成像支持件上的上述器件之間至少傳送一個電源、一個控制信號和一個讀出信號的接觸部位。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的成像器件，其中的接觸部位包括用來至少傳送一個控制信號和至少一個用以從上述成像器件瓦讀出一個來自多個器件瓦圖象探測區(qū)中每個區(qū)的信號的接觸部位。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求2、3或4的成像支持件，其中所述的成像支持件接觸部位包含用來接納上述成像器件瓦上的相應(yīng)形狀的凸塊的凹槽或用來接納上述成像器件瓦上的相應(yīng)形狀的凹槽的凸塊。
6.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求的成像支持件，其中的支持件用來借助于安裝裝置而可移去地安裝成像器件瓦，安裝裝置的作用是在成像器件瓦上直接或間接地維持一個力以迫使成像器件瓦壓向支持件。
7.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的成像支持件，包含多個器件位置以及用于各成像器件瓦可移去地安裝于各上述位置的安裝裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的成像支持件，其中所述的安裝裝置組構(gòu)成施加一個可調(diào)節(jié)的安裝力以便將上述成像器件瓦可移去地安裝于成像器件位置處。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8的成像支持件，其中所述的可移去的安裝裝置包含上述安裝位置處的一個空氣通道，上述空氣通道被連接或可連接于降壓裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的成像器件，其中所述的可移去的安裝裝置包含上述成像支持件上的上述安裝位置中每一接觸位置處的一個空氣通道，上述空氣通道被連接或可連接于一個降壓裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10的成像支持件，其中多個安裝位置的每個空氣通道被連接于一個公共降壓裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求9、10或11的成像支持件，其中每個上述接觸位置被密封件環(huán)繞以便在上述安裝位置處的上述成像器件瓦的相應(yīng)接觸部位下面保持減低了的壓力。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的成像支持件，其中所述的密封件是導(dǎo)電的，以便將上述成像器件瓦的上述相應(yīng)接觸部位電連接于上述成像支持件上的導(dǎo)體。
14.根據(jù)權(quán)利要求8或9的成像支持件，適合于用可螺紋配合的裝置安裝上述成像器件瓦。
15.根據(jù)權(quán)利要求8、9或14的成像支持件，其中所述的安裝裝置包含上述支持件上每個上述成像器件位置的一個孔，上述孔有適當(dāng)?shù)闹睆揭匀菁{從上述成像器件瓦凸出的固定裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的成像支持件，其中為上述成像支持件上的上述每個成像器件位置處的每個孔提供了用來嚙合上述固定裝置的固緊裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的成像支持件，其中所述的固緊裝置是一個螺帽，而上述固定裝置是一個螺釘，上述螺帽在上述成像器件瓦用伸過上述孔的上述螺釘定位之后，用來固緊在上述螺釘上，從而上述螺帽被用來以可調(diào)節(jié)的安裝力將上述成像器件瓦固定在上述成像器件位置。
18.根據(jù)權(quán)利要求14的成像支持件，其中所述的安裝裝置包含一個位于或可位于每個成像器件位置處的螺釘，用來與成像器件瓦座中的螺紋孔嚙合。
19.根據(jù)權(quán)利要求2或它的任一從屬權(quán)利要求的成像支持件，其中每個上述支持件接觸位置配備有用于電連接的導(dǎo)電裝置，并確保將上述成像器件瓦的相應(yīng)接觸部位電連接于上述成像支持件上的導(dǎo)體。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的成像支持件，包含一個分立的絕緣襯底，上述導(dǎo)電裝置制造在上述分立的絕緣襯底上，它位于上述成像器件瓦與上述成像支持件之間并對準(zhǔn)，以便經(jīng)由上述導(dǎo)電裝置在每個上述支持件接觸位置與成像器件瓦的相應(yīng)接觸部位之間提供電接觸。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20的成像支持件，其中每個導(dǎo)電裝置有一個孔，用來使上述成像器件瓦接觸部位的或上述成像支持件接觸部位的凸塊與上述成像支持件的相應(yīng)接觸部位或上述成像器件瓦的相應(yīng)接觸部位對準(zhǔn)。
22.根據(jù)權(quán)利要求19～20中任何一個的成像支持件，其中所述的導(dǎo)電裝置包含導(dǎo)電橡皮、導(dǎo)電聚合物或金屬彈簧。
23.根據(jù)上述任何一個權(quán)利要求的成像支持件，包含至少一個彈性可壓縮的隔板，用來使上述成像器件瓦分隔于成像支持件。
24.一種包含根據(jù)上述任何一個權(quán)利要求的帶有安裝于上述安裝位置的多個成像器件瓦的成象支持件的成像系統(tǒng)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的成像系統(tǒng)，包含多個根據(jù)權(quán)利要求1-23中任何一個的不同的成像支持件、以及一組可隨時安裝在選定的成像支持件上但可移去從而可安裝在另一個上述成像支持件上的公共成像器件瓦。
26.用于根據(jù)權(quán)利要求24或25的系統(tǒng)的成像器件瓦，包含一個圖象器件、一個座和一個用來以非破壞性可移去方式將上述成像器件瓦可移去地固定于成像支持件的固定裝置。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的成像器件瓦，包含多個用來在成像器件瓦與安裝于其上的上述成像支持件之間傳送一個電源、一個控制信號和一個讀出信號的接觸部位。
28.根據(jù)權(quán)利要求26或27的成像器件瓦，其中的固定裝置用來以這樣一種方式可移去地安裝成像器件瓦，使得在成像器件瓦上保持一個使成像器件瓦壓向上述成像支持件的力。
29.根據(jù)權(quán)利要求26、27或28的成像器件瓦，其中的固定裝置用來施加一個可調(diào)節(jié)的安裝力以便在上述成像支持件上可移去地安裝成像器件瓦。
30.根據(jù)權(quán)利要求26～29中任何一個的成像器件瓦，其中所述的固定裝置包含螺紋固定裝置。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的成像器件瓦，其中所述的固定裝置包含一個螺釘。
32.根據(jù)權(quán)利要求30的成像器件瓦，其中所述的固定裝置是一個螺紋孔。
33.根據(jù)權(quán)利要求26～32中任何一個的成像器件瓦，其中的成像器件包含多個從其中產(chǎn)生各相應(yīng)的可識別的輸出信號的成像區(qū)。
34.根據(jù)權(quán)利要求26～33中任何一個的、以象素半導(dǎo)體成像器件的形式出現(xiàn)的成像器件瓦。
35.一種制作成像陣列的方法，它包含提供一個成像支持件，用來支持多個成像器件瓦于各自位置以確定一個瓦狀成像表面；以及以非破壞性可移去的方式，將上述成像支持件上的上述成像器件瓦可移去地安裝，以確定上述瓦狀成像表面。
36.根據(jù)權(quán)利要求35的制作成像陣列的方法，包含提供多個成像支持件，各支持多個成像器件瓦于各自位置以確定一個瓦狀成像表面；以非破壞性的可移去的方式，在第一個上述成像支持件上可移去地第一次安裝上述成像器件瓦；從上述第一支持件至少移去一些上述成像器件瓦，并以非破壞性的可移去的方式，在第二個上述成像支持件上可移去地第二次安裝上述成像器件瓦。
37.根據(jù)權(quán)利要求35或36的方法，其中在成像支持件上安裝成像器件瓦的步驟包含在成像器件瓦和成像支持件之間建立用來至少傳送一個電源、一個控制信號和一個讀出信號的電連接，當(dāng)成像器件瓦被接納于其安裝位置時即建立此電連接。
38.根據(jù)權(quán)利要求35、36或37的方法，其中可移去地安裝成像器件瓦的步驟包含借助于施加一個保持在成像器件瓦上使瓦壓向成像支持件的力而固定成像器件瓦。
39.根據(jù)權(quán)利要求35～38中任何一個的制造成像陣列的方法，其中可移去地安裝上述成像器件瓦的步驟包含施加一個可調(diào)節(jié)的安裝力，用來精確定位并以可移去的非破壞性方式固定上述支持件上的上述成像器件。
40.根據(jù)權(quán)利要求35～39中任何一個的制造成像陣列的方法，其中所述的成像器件是象素半導(dǎo)體成像器件。
全文摘要
安排了一種用來支持成像器件于各相應(yīng)位置以確定一個成像表面的成像支持件(26),使成像器件(20)可以以非破壞性的可移去的方式可移去地安裝于支持件上。在一個實施例中,借助于成像支持件上成像器件背面的一個減壓氣源(28),將成像器件吸在成像支持件(22)上,以致成像器件以可移去的非破壞性方式被準(zhǔn)確定位于支持件上。在另一實施例中,用螺釘達(dá)到了此目的。成像器件可以被移去而不損壞被移去的器件、周圍的器件或支持件。有缺陷的器件可輕易而快速地更換。功能正確的成像器件可容易地移去并重新用于同一個或不同的成像支持件上。
文檔編號H05K3/32GK1194725SQ96196642
公開日1998年9月30日 申請日期1996年8月8日 優(yōu)先權(quán)日1995年8月29日
發(fā)明者R·O·奧拉瓦, J·I·派蒂爾, T·G·舒爾曼, M·E·沙拉基諾斯, K·E·斯帕爾蒂奧蒂斯 申請人:西瑪茨有限公司