Brevet FR2892858A1 — publié le 20070504

Structure de module détecteur à semi-conducteurs La présente invention concerne une structure de module détecteur à semi-conducteurs et un système d'imagerie par rayonnement, doté de ladite structure. Généralement, une structure de module détecteur à semi-conducteurs pour l'imagerie par rayonnement dans la technique antérieure possède les avantages d'un faible volume, d'une facilité d'assemblage et de maintenance et d'une moindre émission de rayons pour les circuits, placés à l'extrémité avant, etc. Cependant, il y a toujours une nécessité d'accroître la vitesse d'inspection d'un système d'inspection. Pour augmenter la vitesse d'inspection du système d'inspection, les dimensions des détecteurs dans le réseau de détecteurs sont agrandies pour les détecteurs à réseau unique ou la fréquence de sortie des faisceaux d'un accélérateur d'électrons est augmentée pour accélérer l'inspection. Cependant, dans l'application pratique, il y a une limite pour l'augmentation de la fréquence de l'accélérateur. Et une augmentation arbitraire de la dimension des détecteurs peut diminuer la résolution spatiale du système de détection, ce qui affecte la définition de l'imagerie. L'objet de la présente invention est de surmonter les désavantages susmentionnés. En conséquence, la présente invention propose un module détecteur à semi-conducteurs, qui peut accroître la vitesse d'inspection et renforcer les capacités de résistance à la dispersion des rayons le long de la surface de rayonnement des faisceaux de rayons, sans dégradation, pendant ce temps, de la résolution spatiale du système d'inspection. De plus, la dimension peut être entièrement compatible avec le réseau unique de détecteurs à semi-conducteurs, ce qui est pratique pour accroître la vitesse d'inspection du système d'imagerie par rayonnement. La présente invention propose, en outre, un système d'imagerie par rayonnement qui possède le module détecteur à semi-conducteurs. Selon l'invention, une structure de module détecteur à semi-conducteurs est proposée, qui comprend une plaque support supérieure et une plaque support inférieure, placées en face l'une de l'autre, ainsi qu'un collimateur, placé entre la plaque support supérieure et la plaque support inférieure, pour collimater les rayons incidents. Les réseaux de détecteurs à semi-conducteurs sont placés entre la plaque support supérieure et la plaque support inférieure, à l'arrière du collimateur, dans la direction d'émission des rayons. Les réseaux de détecteurs à semi-conducteurs comprennent une rangée supérieure et une rangée inférieure, la rangée supérieure du réseau de détecteurs à semi-conducteurs étant immobilisée sous la plaque support supérieure et la rangée inférieure dudit réseau étant immobilisée sur la plaque support inférieure. Dans le réseau de détecteurs à semi-conducteurs de la présente invention, le collimateur comprend : une plaque rainurée supérieure et une plaque rainurée inférieure, un côté de chaque plaque rainurée supérieure et inférieure étant en prise avec les plaques support supérieure et inférieure respectivement et l'autre côté de celles-ci étant muni de rainures de montage et une pluralité de cloisons étant placées entre les plaques rainurées supérieure et inférieure par l'intermédiaire des rainures de montage. Dans la structure de module détecteur à semi-conducteurs de la présente invention, le nombre d'intervalles, formés par les cloisons, correspond à celui des détecteurs présents dans les rangées supérieure et inférieure des réseaux de détecteurs à semi-conducteurs. Quand un angle situé entre un rayon incident et les détecteurs est nul, les espaces formés par les cloisons dans la direction d'émission des rayons correspondent aux zones sensibles du détecteur à l'arrière, les cloisons correspondant en soi aux zones insensibles des détecteurs, tout en ne bloquant pas les zones sensibles. Selon un aspect de la présente invention, la structure de module détecteur à semi-conducteurs comporte en outre : une plaque de base ; un montant avant et un montant arrière, permettant de coupler les plaques support supérieure et inférieure à la plaque de base. Selon un aspect de la présente invention, la structure de module détecteur à semi- conducteurs comporte en outre un boîtier, placé sur le montant arrière, un support, placé dans le boîtier, et une carte à circuits imprimés, placée sur le support. Selon un aspect de la présente invention, la structure de module détecteur à semi-conducteurs comporte en outre : une plaque de recouvrement supérieure, permettant de couvrir la partie supérieure du boîtier. Dans la structure de module détecteur à semi-conducteurs de la présente invention, la face d'extrémité arrière du boîtier est munie d'un recouvrement arrière, pour la commodité du montage/démontage de composants dans le boîtier. Dans la structure de module détecteur à semi-conducteurs de la présente invention, une plaque de plomb, pour le blindage, est placée entre la paroi intérieure du boîtier et le support. Selon un autre aspect de la présente invention, un système d'imagerie par rayonnement est prévu, comprenant n'importe laquelle des structures de module détecteur à semi-conducteurs. La configuration susmentionnée de la présente invention fait qu'elle convient pour monter et démonter la carte à circuits imprimés dans le boîtier. Et c'est aussi le cas pour la connexion de la plaque du détecteur à la carte à circuits imprimés de l'extrémité avant, de même que pour l'immobilisation du boîtier avec la plaque de base. De plus, la vitesse d'inspection du système d'inspection d'imagerie par rayonnement est fortement accrue par l'adoption d'un détecteur à semi-conducteur à réseau double, sans diminution de sa résolution spatiale. Puisqu'un collimateur est prévu au bord avant du détecteur, il est possible d'utiliser un collimateur avec des matériaux de longueur différente, pour des rayons avec une énergie différente et la détérioration de la diode optoélectronique, de même que la dispersion des faisceaux de rayons diminue. Et puisque la carte à circuits imprimés de l'extrémité avant n'est pas placée sur un plan de circulation de faisceau des rayons, le rayonnement, dirigé vers le circuit à l'avant des rayons, diminue aussi, ce qui renforce la durée de vie du module détecteur. La structure de module détecteur à semi-conducteurs de la présente invention réduit la dispersion des faisceaux de rayons, augmente les capacités de résistance à la dispersion et la définition de l'image et accroît la vitesse d'inspection, par comparaison avec la technique antérieure. Et elle est avantageuse pour l'application d'un système d'inspection de rayonnement avec des rayons X à haute énergie, qui n'a pas de collimateur arrière. Les objets, caractéristiques et avantages, ci-dessus et autres, de certains modes de réalisation non limitatifs de l'invention vont devenir plus évidents à partir de la description qui suit, prise en conjonction avec les dessins annexés, dans lesquels : la Fig. 1 est une vue en coupe structurelle de la présente invention ; la Fig. 2 est une vue de côté, gauche, de la Fig. 1 ; la Fig. 3 est une vue latérale d'un agencement d'une structure de collimateur et d'un détecteur à double réseau et la Fig. 4 est une vue d'une utilisation selon la présente invention. Il va être fait référence, maintenant, dans le détail, aux modes de réalisation de la présente invention, dont des exemples sont illustrés dans les dessins annexés, dans lesquels des numéros de référence identiques se réfèrent partout à des éléments identiques. La structure de module détecteur à semi-conducteurs selon la présente invention, illustrée sur les Fig. 1 à 3, comprend une plaque support supérieure 14 et une plaque support inférieure 12, placées en face l'une de l'autre ; un collimateur 2, placé entre la plaque support supérieure 14 et la plaque support inférieure 12, pour collimater les rayons incidents et résister à la dispersion des faisceaux de lumière incidente et des réseaux de détecteurs à semi-conducteurs, placées entre la plaque support supérieure 14 et la plaque support inférieure 12, à l'arrière du collimateur, dans la direction d'émission des rayons, le bord d'extrémité avant des réseaux de détecteurs à semi-conducteurs étant, de préférence, adjacentes au collimateur 2. Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, les réseaux de détecteurs à semi-conducteurs comprennent deux rangées, c.à.d. les réseaux de détecteurs à semi-conducteurs, supérieurs et inférieurs, 13 et 11. Le réseau de détecteurs de la rangée supérieure 13 est immobilisée sous la plaque support supérieure 14 et la rangée inférieure du réseau de détecteurs à semi-conducteurs 11 est immobilisée sur la plaque support inférieure 12. En variante, plus de 2 rangées, telles que 2 à 6 rangées, de réseaux de détecteurs à semi-conducteurs peuvent être agencées, si nécessaire, dans le but d'accroître la vitesse d'analyse de l'ensemble du système d'imagerie. Chaque rangée de détecteurs peut avoir en soi, de préférence, une structure identique à la rangée unique de détecteurs dans le module structurel à réseau de détecteurs à semi-conducteurs, à rangée unique, ce qui est avantageux pour appliquer les réseaux existants de détecteurs à la structure de module à réseau de détecteurs à double rangée de la présente invention. Et les compatibilités sont aussi renforcées. Le collimateur 2 comprend : une plaque rainurée supérieure 21 et une plaque rainurée inférieure 23, un côté de chacune des plaques rainurées supérieure 21 et inférieure 23 étant en prise avec les plaques support supérieure 14 et inférieure 12, respectivement et l'autre côté de celles-ci étant muni de rainures de montage et une pluralité de cloisons 22 étant placées entre les plaques rainurées supérieure 14 et inférieure 12, par l'intermédiaire des rainures de montage, les cloisons étant liées par de la colle forte ou un autre adhésif. Chaque plaque formant cloison 22 est formée, de préférence, par une feuille de métal lourd et le nombre d'intervalles formés par les cloisons 22 correspond à celui des détecteurs, placés dans les rangées supérieure et inférieure des réseaux de détecteurs à semi-conducteurs, de sorte que, quand l'angle des rayons incidents par rapport aux détecteurs est nul, les espaces, formés par les cloisons dans la direction d'émission des rayons, correspondent aux zones sensibles des détecteurs, à l'arrière, les cloisons correspondant en soi aux zones mortes des détecteurs, tout en ne bloquant pas les zones sensibles. Et chaque détecteur peut recevoir le faisceau de lumière incidente qui traverse la plaque de recouvrement 22 du collimateur 2. La structure de module détecteur à semi-conducteurs selon la présente invention comprend en outre une plaque de base 1 ; un montant avant 10 et un montant arrière 15, permettant de coupler les plaques support supérieure 14 et inférieure 12 à la plaque de base 1. Dans un mode de réalisation de la présente invention, les plaques support supérieure 14 et inférieure 12 peuvent être les plaques support pour la carte à circuits imprimés. La rangée supérieure 13 du réseau de détecteurs à semi-conducteurs est immobilisée sous la plaque support supérieure 14, qui est reliée à la surface supérieure du collimateur 2 et à l'extrémité supérieure du montant arrière 15 ; la rangée inférieure 11 du réseau de détecteurs à semi-conducteurs est immobilisée sur la plaque support inférieure 12, qui est reliée à la surface inférieure du collimateur 2, au montant avant 10 et à l'extrémité inférieure du montant arrière 15. Le montant avant 10 et le montant arrière 15 sont immobilisés sur la plaque de base 1, de sorte que le collimateur 2 et les réseaux de détecteurs supérieurs 13 et inférieurs 11, sont supportés sur la plaque de base 1. De plus, la structure de module détecteur à semi-conducteurs selon la présente invention comprend en outre un boîtier 3 placé sur le montant arrière 15, un support 5 placé dans le boîtier 3 et une carte à circuits imprimés 6, placée sur le support 5. La forme du boîtier 3 est "P H, dont l'extrémité inférieure est immobilisée sur la plaque de base 1. Et une plaque de plomb 4, permettant de diminuer le taux de dose dans l'environnement et d'assurer le blindage, est placée à l'intérieur du boîtier 3. Le support 5 est prévu pour immobiliser la carte à circuits imprimés 6 sur la plaque de plomb 4. La face d'extrémité avant supérieure du boîtier 3 est munie de divers connecteurs 7, d'un commutateur et d'une lampe témoin, reliés à la carte à circuits imprimés 6. Chaque connecteur 7, commutateur et lampe témoin est utilisé(e) pour achever l'interconnexion parmi le module détecteur à signaux et semi-conducteurs, alimenté en courant, de même que l'affichage de l'état de commutation et l'état de fonctionnement. Sur la partie supérieure du boîtier 3, une plaque supérieure de recouvrement 8, permettant de couvrir la partie supérieure du boîtier 3, peut être assemblée. La forme de la plaque supérieure de recouvrement 8 concorde avec la partie supérieure du boîtier 3 et apporte une certaine commodité dans le montage/démontage des composants dans le boîtier. La plaque supérieure de recouvrement est constituée en forme de "H" et s'encliquète hermétiquement sur la partie d'extrémité supérieure du boîtier 3. La face d'extrémité arrière du boîtier 3 est munie d'un recouvrement arrière 9, pour la commodité du montage/démontage des composants dans le boîtier. La Fig. 4 montre une vue d'une utilisation d'un système d'imagerie par rayonnement, ayant une structure de module détecteur à semi-conducteurs selon la présente invention. Un accélérateur 31 émet des rayons X pour pénétrer dans le conteneur/véhicule 32 à détecter. Les rayons X sont reçus par les réseaux de détecteurs 33, comprenant la pluralité de détecteurs à semiconducteurs sur les deux rangées de réseaux de détecteurs à semi-conducteurs, agencés en forme de secteur de disque ou en forme de L et qui sont placés sur le support pour les détecteurs du système d'inspection de conteneur. L'installation des réseaux de détecteurs exige que l'angle des rayons incidents par rapport aux détecteurs soit d'approximativement 0 degré, de sorte que des images plus nettes pourraient être obtenues de manière satisfaisante. REVENDICATIONS 1. Structure de module détecteur à semi-conducteurs, comprenant : une plaque support supérieure (14) et une plaque support inférieure (12), placées en face l'une de l'autre ; un collimateur (2), placé entre la plaque support supérieure (14) et la plaque support inférieure (12), pour collimater les rayons incidents et des réseaux de détecteurs à semi-conducteurs, placés entre la plaque support supérieure (14) et la plaque support inférieure (12), à l'arrière du collimateur (2) dans la direction d'émission des rayons, caractérisée en ce que les réseaux de détecteurs à semi-conducteurs comprennent une rangée supérieure (13) et une rangée inférieure (11), la rangée supérieure (13) du réseau de détecteurs à semi-conducteur étant immobilisée sous la plaque support supérieure (14) et la rangée inférieure (11) de celui-ci étant immobilisée sur la plaque support inférieure (12). 2. Structure de module détecteur à semi-conducteurs selon la revendication 1, dans laquelle le collimateur (2) comprend : une plaque rainurée supérieure (21) et une plaque rainurée inférieure (23), un côté de chaque plaque rainurée supérieure (21) et inférieure (23) étant en prise avec les plaques support supérieure (14) et inférieure (12) respectivement et l'autre côté de celles-ci étant muni de rainures de montage et une pluralité de cloisons (22), placées entre les plaques rainurées supérieure (21) et inférieure (23), par l'intermédiaire des rainures de montage. 3. Structure de module détecteur à semi-conducteurs selon la revendication 2, dans laquelle le nombre d'intervalles, formés par les cloisons (22), correspond à celui des détecteurs présents dans les rangées supérieure (13) et inférieure (11) des réseaux de détecteurs à semi-conducteurs. 4. Structure de module détecteur à semi-conducteurs selon la revendication 1, comprenant en outre : une plaque de base (1) et un montant avant (10) et un montant arrière (15), permettant de coupler les plaques support supérieure (14) et inférieure (12) à la plaque de base (1). 5. Structure de module détecteur à semi-conducteurs selon la revendication 4, comprenant en outre : un boîtier (3), placé sur le montant arrière (15),un support (5), placé dans le boîtier (3) et une carte à circuits imprimés (6), placée sur le support (5). 6. Structure de module détecteur à semi-conducteurs selon la revendication 5, comprenant en outre : une plaque de recouvrement supérieure, permettant de couvrir la partie supérieure du boîtier (3). 7. Structure de module détecteur à semi-conducteurs selon la revendication 5, dans laquelle la face d'extrémité arrière du boîtier (3) est munie d'un recouvrement arrière, pour la commodité du montage/démontage de composants dans le boîtier. 8. Structure de module détecteur à semi-conducteurs selon la revendication 5, dans laquelle une plaque de plomb (4) pour le blindage est placée entre la paroi intérieure du boîtier (3) et le support (5). 9. Système d'imagerie par rayonnement, comprenant la structure de module détecteur à semi-conducteurs selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.