TWI831514B - 使用雙向計數器的成像方法 - Google Patents
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Abstract
本文公開了一種方法，所述方法包括：向物體發送第一能量範圍的第一輻射粒子和第二能量範圍的第二輻射粒子，所述第一能量範圍和所述第二能量範圍不同；以及用圖像感測器捕獲所述物體的圖像，所述圖像感測器包括（A）M個感測元件和（B）分別對應於所述M個感測元件的M個輻射粒子計數器，M為大於1的整數。捕獲所述物體的所述圖像包括，對於每個感測元件，使所述M個輻射粒子計數器中的對應於所述每個感測元件的輻射粒子計數器（A）對於入射在所述每個感測元件上的所述第一輻射粒子中的每個輻射粒子計數加1，並且（B）對於入射在所述每個感測元件上的所述第二輻射粒子中的每個輻射粒子計數減1。
Description
本發明是有關於一種使用雙向計數器的成像方法。
輻射檢測器是測量輻射特性的裝置。該特性的示例可以包括輻射的強度、相位和偏振的空間分佈。由輻射檢測器測量的輻射可以是已經透過物體的輻射。輻射檢測器測量的輻射可以是電磁輻射，例如紅外光、可見光、紫外光、X射線或γ射線。輻射可以是其他類型的，例如α射線和β射線。成像系統可以包括一個或多個圖像感測器，每個圖像感測器可以具有一個或多個輻射檢測器。
本文公開了一種方法，所述方法包括：向物體發送第一能量範圍的第一輻射粒子和第二能量範圍的第二輻射粒子，所述第一能量範圍和所述第二能量範圍不同；以及用圖像感測器捕獲所述物體的圖像，所述圖像感測器包括（A）M個感測元件和（B）分別對應於所述M個感測元件的M個輻射粒子計數器，M為大於1的整數。所述捕獲所述物體的所述圖像包括，對於所述M個感測元件中的每個感測元件，使所述M個輻射粒子計數器中的對應於所述每個感測元件的輻射粒子計數器（A）對於入射在所述每個感測元件上的所述第一輻射粒子中的每個輻射粒子計數加1，並且（B）對於入射在所述每個感測元件上的所述第二輻射粒子中的每個輻射粒子計數減1。
在一方面，所述第一輻射粒子和所述第二輻射粒子是X射線光子。
在一方面，所述物體的所述圖像包括分別對應於所述M個輻射粒子計數器的M個圖像元素，並且所述捕獲所述物體的所述圖像包括基於所述M個輻射粒子計數器中的與所述M個圖像元素中的每個圖像元素相對應的所述輻射粒子計數器的計數確定所述每個圖像元素的內容。
在一方面，所述每個圖像元素的內容等於所述M個輻射粒子計數器中的對應於所述每個圖像元素的所述輻射粒子計數器的計數。
在一方面，所述方法還包括在捕獲所述物體的圖像之前將造影劑引入所述物體中。
在一方面，所述造影劑包含碘。
在一方面，一次一組地發送作為第一組的所述第一輻射粒子和作為第二組的所述第二輻射粒子。
在一方面，所述M個輻射粒子計數器中的每個輻射粒子計數器處於遞增計數狀態或遞減計數狀態，在發送所述第一輻射粒子的同時，所述M個輻射粒子計數器處於遞增計數狀態，並且，在發送所述第二輻射粒子的同時，所述M個輻射粒子計數器處於遞減計數狀態。
在一方面，所述捕獲所述物體的所述圖像包括，在發送所述第一組和所述第二組中的一組之後且在發送所述第一組和所述第二組中的剩餘組之前，將所述M個輻射粒子計數器從所述遞增計數狀態和所述遞減計數狀態中的一狀態切換為所述遞增計數狀態和所述遞減計數狀態中的剩餘狀態。
在一方面，從包含第一材料的第一轟擊靶發送所述第一輻射粒子，從包含第二材料的第二轟擊靶發送所述第二輻射粒子，並且所述第一材料和所述第二材料不同。
在一方面，所述第一材料包括鎢，並且第二材料包括（A）鉬、（B）錫或（C）鑭錒合金。
在一方面，所述發送所述第一輻射粒子和所述第二輻射粒子包括：將電子束引導至所述第一轟擊靶和所述第二轟擊靶中的一轟擊靶；然後將所述電子束引導至所述第一轟擊靶和所述第二轟擊靶在的剩餘轟擊靶。
在一方面，所述第一能量範圍和所述第二能量範圍重疊。
在一方面，同時向所述物體和所述圖像感測器發送所述第一輻射粒子和所述第二輻射粒子。
在一方面，所述捕獲所述物體的所述圖像包括，對於所述M個感測元件中的每個感測元件：利用所述圖像感測器確定入射在所述每個感測元件上的所述第一輻射粒子和所述第二輻射粒子中的一輻射粒子屬於所述第一能量範圍，從而使所述M個輻射粒子計數器中的對應於所述每個感測元件的所述輻射粒子計數器計數加1。
在一方面，所述捕獲所述物體的所述圖像包括，對於所述M個感測元件中的每個感測元件：利用所述圖像感測器確定入射在所述每個感測元件上的所述第一輻射粒子和所述第二輻射粒子中的一輻射粒子屬於所述第二能量範圍，從而使所述M個輻射粒子計數器中的對應於所述每個感測元件的所述輻射粒子計數器計數減1。
在一方面，所述第一能量範圍和所述第二能量範圍不重疊。
輻射檢測器：
圖1示意性地示出了作為示例的輻射檢測器100。輻射檢測器100可以包括像素150（也稱為感測元件150）陣列。該陣列可以是矩形陣列（如圖1所示）、蜂窩陣列、六邊形陣列或任何其他合適的陣列。圖1的示例中的像素150陣列具有4行和7列；然而，一般來說，像素150陣列可以具有任意數量的行和任意數量的列。
每個像素150可以被配置為檢測入射在其上的來自輻射源（未示出）的輻射，並且可以被配置為測量輻射的特性（例如，粒子的能量、波長和頻率）。輻射可以包括諸如光子（X射線、伽馬射線等）和亞原子粒子（α粒子、β粒子等）的輻射粒子。每個像素150可以被配置為在一段時間內對入射在其上的能量落入多個能量區間中的輻射粒子的數量進行計數。所有像素150可以被配置為在同一時間段內對多個能量區間內入射到其上的輻射粒子的數量進行計數。當入射的輻射粒子具有相似的能量時，像素150可以僅僅被配置為在一段時間內對入射在其上的輻射粒子的數量進行計數，而不測量單個輻射粒子的能量。
每個像素150可以具有其自己的類比數位轉換器（ADC），其被配置為將表示入射輻射粒子的能量的類比訊號數位化為數位訊號，或者將表示多個入射輻射粒子的總能量的類比訊號數位化為數位訊號。像素150可以被配置為平行作業。例如，當一個像素150測量入射輻射粒子時，另一個像素150可能正在等待輻射粒子的到達。像素150可以不必是可單獨定址（individually addressable）的。
這裡描述的輻射檢測器100可以具有諸如X射線望遠鏡、X射線乳房X線照相術、工業X射線缺陷檢測、X射線顯微鏡或顯微射線照相術、X射線鑄件檢查、X射線無損檢測、X射線焊接檢查、X射線數位減影血管造影等之類的應用。使用該輻射檢測器100代替照相板、照相膠片、PSP板、X射線圖像增強器、閃爍計數器或其他半導體X射線檢測器可能是合適的。
圖2示意性地示出了根據實施例的圖1的輻射檢測器100沿線2-2的簡化剖視圖。具體地，輻射檢測器100可以包括輻射吸收層110和用於處理或分析入射輻射在輻射吸收層110中產生的電訊號的電子元件層120（其可以包括一個或多個ASIC或專用積體電路）。輻射檢測器100可以包括或不包括閃爍計數器（未示出）。輻射吸收層110可以包括諸如矽、鍺、GaAs、CdTe、CdZnTe或其組合之類的半導體材料。半導體材料對於感興趣的輻射可以具有高質量衰減係數（high mass attenuation coefficient）。
作為示例，圖3示意性地示出了圖1的輻射檢測器100沿線2-2的詳細剖視圖。具體地，輻射吸收層110可以包括由第一摻雜區111、第二摻雜區113的一個或多個離散區114形成的一個或多個二極體（例如p-i-n或p-n）。第二摻雜區113可以通過可選的本徵區112與第一摻雜區111分開。離散區114可以通過第一摻雜區111或本徵區112彼此分開。第一摻雜區111和第二摻雜區113可以具有相反類型的摻雜（例如，第一摻雜區111是p型，第二摻雜區113是n型，或者，第一摻雜區111是n型，第二摻雜區113是p型）。在圖3的示例中，第二摻雜區113的每個離散區域114形成具有第一摻雜區111和可選的本徵區112的二極體。即，在圖3的示例中，輻射吸收層110具有多個二極體（更具體地，7個二極體對應於圖1的陣列中的一行的7個像素150，為簡單起見，圖3中僅標記了其中的2個像素150）。多個二極體可以具有電觸點119A作為共用（公共）電極。第一摻雜區111還可以具有離散部分。
電子元件層120可以包括適合於處理或解釋由入射在輻射吸收層110上的輻射產生的訊號的電子系統121。電子系統121可以包括諸如濾波器網路、放大器、積分器和比較器之類的類比電路，或者諸如微處理器和記憶體之類的數位電路。電子系統121可以包括一個或多個ADC（類比數位轉換器）。電子系統121可以包括由各像素150共用的元件或專用於單個像素150的元件。例如，電子系統121可以包括專用於每個像素150的放大器和在所有像素150之間共用的微處理器。電子系統121可以通過通孔131電連接到像素150。通孔之間的空間可以使用填充材料130填充，這可以增加電子元件層120與輻射吸收層110的連接的機械穩定性。其它接合技術可以在不使用通孔131的情況下將電子系統121連接到像素150。
當來自輻射源（未示出）的輻射撞擊包括二極體的輻射吸收層110時，輻射粒子可以被吸收並且通過多種機制產生一個或多個電荷載流子（例如，電子、電洞）。電荷載流子可以在電場下漂移到二極體之一的電極。該電場可以是外部電場。電觸點119B可以包括離散部分，每個離散部分與離散區114電接觸。術語“電觸點”可以與詞語“電極”互換使用。在實施例中，電荷載流子可以在各方向上漂移，使得由單個輻射粒子產生的電荷載流子基本上不被兩個不同的離散區114共用（這裡“基本上不......共用”意指相比於其餘的電荷載流子，這些電荷載流子中的少於2%、少於0.5%、少於0.1%或少於0.01%的電荷載流子流向一個不同的離散區114）。由入射在這些離散區114之一的覆蓋區周圍的輻射粒子產生的電荷載流子基本上不與這些離散區114中的另一個共用。與離散區114相關聯的像素150可以是離散區114周圍的區域，其中由入射到其中的輻射粒子產生的基本上全部的（多於98%、多於99.5%、多於99.9%或者多於99.99%的）電荷載流子流向離散區114。即，這些電荷載流子中的少於2%、少於1%、少於0.1%或少於0.01%的電荷載流子流過該像素150。
圖4示意性地示出了根據替代實施例的圖1的輻射檢測器100沿線2-2的詳細剖視圖。更具體地，輻射吸收層110可以包括諸如矽、鍺、GaAs、CdTe、CdZnTe或其組合之類的半導體材料的電阻器，但不包括二極體。半導體材料對於感興趣的輻射可以具有高質量衰減係數。在一個實施例中，圖4的電子元件層120在結構和功能方面類似於圖3的電子元件層120。
當輻射撞擊包括電阻器但不包括二極體的輻射吸收層110時，它可以被吸收並通過多種機制產生一個或多個電荷載流子。輻射粒子可以產生10到100000個電荷載流子。電荷載流子可以在電場下漂移到電觸點119A和119B。該電場可以是外部電場。電觸點119B可以包括離散部分。在實施例中，電荷載流子可以在各方向上漂移，使得由單個輻射粒子產生的電荷載流子基本上不被電觸點119B的兩個不同的離散部分共用（這裡“基本上不......共用”意指相比於其餘的電荷載流子，這些電荷載流子中的少於2%、少於0.5%、少於0.1%或少於0.01%的電荷載流子流向一個不同的離散部分）。由入射在電觸點119B的這些離散部分之一的覆蓋區周圍的輻射粒子產生的電荷載流子基本上不與電觸點119B的這些離散部分中的另一個共用。與電觸點119B的離散部分相關聯的像素150可以是離散部分周圍的區域，其中由入射到其中的輻射粒子產生的基本上全部的（多於98%、多於99.5%、多於99.9%或者多於99.99%的）電荷載流子流向電觸點119B的離散部分。即，這些電荷載流子中的少於2%、少於0.5%、少於0.1%或少於0.01%的電荷載流子流過與電觸點119B的一個離散部分相關聯的像素。
輻射檢測器封裝：
圖5示意性地示出了包括輻射檢測器100和印刷電路板（PCB）510的輻射檢測器封裝500的俯視圖。本文使用的術語“PCB”不限於特定材料。例如，PCB可以包括半導體。輻射檢測器100可以安裝到PCB 510。為了清楚起見，未示出輻射檢測器100和PCB 510之間的佈線。輻射檢測器封裝500可以具有一個或多個輻射檢測器100。PCB 510可以包括未被輻射檢測器100覆蓋的輸入/輸出（I/O）區域512（例如，用於容納接合線514）。輻射檢測器100可以具有有源區域190，其是像素150（圖1）所處的位置。輻射檢測器100可以在輻射檢測器100的邊緣附近具有周邊區195。周邊區195沒有像素150，並且輻射檢測器100不檢測入射在周邊區195上的輻射粒子。
圖像感測器：
圖6示意性地示出了根據實施例的圖像感測器600的剖視圖。圖像感測器600可以包括安裝到系統PCB 650的一個或多個圖5的輻射檢測器封裝500。PCB 510和系統PCB 650之間的電連接可以通過接合線514進行。為了容納PCB 510上的接合線514，PCB 510可以具有未被輻射檢測器100覆蓋的I/O區域512。為了容納系統PCB 650上的接合線514，輻射檢測器封裝500之間可以具有間隙。間隙可以是大約1 mm或更大。入射在周邊區195、I/O區域512或間隙上的輻射粒子不能被系統PCB 650上的輻射檢測器封裝500檢測到。輻射檢測器（例如，輻射檢測器100）的盲區是輻射檢測器的輻射接收表面的入射在其上的輻射粒子不能被輻射檢測器檢測到的區域。封裝（例如，輻射檢測器封裝500）的盲區是封裝的輻射接收表面的入射在其上的輻射粒子不能被封裝中的一個或多個輻射檢測器檢測到的區域。在圖5和圖6所示的這個示例中，輻射檢測器封裝500的盲區包括周邊區195和I/O區域512。具有一組封裝（例如，安裝在同一PCB上並佈置在同一層或不同層中的輻射檢測器封裝500）的圖像感測器（例如，圖像感測器600）的盲區（例如，盲區688）包括該組中的封裝的盲區和封裝之間的間隙的組合。
在實施例中，自行操作的輻射檢測器100（圖1）可以視為圖像感測器。在實施例中，自身操作的輻射檢測器封裝500（圖5）可以視為圖像感測器。
包括輻射檢測器100的圖像感測器600可以在輻射檢測器100的有源區域190中具有盲區688。然而，圖像感測器600可以一張一張地捕獲物體或場景（未示出）的多個部分圖像，然後可以將這些捕獲的部分圖像進行拼接，形成整個物體或場景的拼接圖像。
本申請（包括申請專利範圍）中的術語“圖像”不限於輻射的屬性（例如強度）的空間分佈。例如，術語“圖像”還可以包括物質或元素的密度的空間分佈。
成像系統：
圖7示意性地示出了根據實施例的成像系統700。在實施例中，成像系統700可以包括輻射源710和圖6的圖像感測器600。在實施例中，物體720可以位於輻射源710和圖像感測器600之間。
在實施例中，輻射源710可以向物體720和圖像感測器600發送輻射束712。在實施例中，輻射束712可以包括第一輻射粒子和第二輻射粒子（未示出）。第一輻射粒子可以屬於第一能量範圍（即，第一輻射粒子中的每一個具有第一能量範圍內的能量）；並且第二輻射粒子可以屬於第二能量範圍（即，第二輻射粒子中的每一個具有第二能量範圍內的能量）。例如，第一能量範圍可以是20 keV至60 keV；並且第二能量範圍可以是30 keV至80 keV。
本專利申請（包括申請專利範圍）中的“第一”、“第二”等序號僅用於方便參考，並不意味著任何時間順序。
在實施例中，第一能量範圍和第二能量範圍可以不同（即，至少一能級在一個範圍內而不在另一個範圍內）。例如，20 keV至60 keV的第一能量範圍和30 keV至80 keV的第二能量範圍不同，因為70 keV在第二能量範圍內而不在第一能量範圍內。
在實施例中，第一輻射粒子和第二輻射粒子可以是X射線光子。
在實施例中，圖像感測器600可以包括（A）多個感測元件150和（B）用於多個感測元件150中的每一個的輻射粒子計數器（未示出）。例如，圖像感測器600可以包括圖1至圖4的輻射檢測器100。因此，圖像感測器600具有28個感測元件150和28個輻射粒子計數器。在實施例中，28個輻射粒子計數器可以是輻射探測器100的電子元件層120的一部分。
成像系統的操作：
在實施例中，參考圖7，在輻射源710、圖像感測器600和物體720如圖7所示佈置的同時，圖像感測器600可以使用（尤其是）輻射束712中的已經透過物體720的輻射來捕獲物體720的圖像。
在實施例中，在捕獲物體720的圖像的期間，可以一次一組地從輻射源710發送作為第一組的第一輻射粒子和作為第二組的第二輻射粒子。例如，可以在發送第一輻射粒子之後發送第二輻射粒子。或者，可以在發送第二輻射粒子之後發送第一輻射粒子。
在實施例中，對於圖像感測器600的每個感測元件150，對應於所述每個感測元件150的輻射粒子計數器可以（A）對於入射在所述每個感測元件上的第一輻射粒子中的每個輻射粒子計數加1，並且 （B）對於入射在所述每個感測元件150上的第二輻射粒子中的每個輻射粒子計數減1。
例如，假設首先發送第一輻射粒子（即，在發送第二輻射粒子之前發送）。進一步假設第一輻射粒子中的一個輻射粒子入射在圖像感測器600的特定感測元件150上。結果，對應於該特定感測元件150的輻射粒子計數器計數加1，從而將該輻射粒子計數器的計數從0增加到1。
假設稍後第一輻射粒子中的另一個輻射粒子入射在圖像感測器600的該特定感測元件150上。結果，對應於該特定感測元件150的輻射粒子計數器計數加1，從而將該輻射粒子計數器的計數從1增加到2。
假設稍後在正發送第二輻射粒子的同時，第二輻射粒子中的一個輻射粒子入射在圖像感測器600的該特定感測元件150上。結果，對應於該特定感測元件150的輻射粒子計數器計數減1，從而將輻射粒子計數器的計數從2減小到1。
在實施例中，在圖像感測器600具有28個感測元件150和28個輻射粒子計數器的情況下，由該圖像感測器600捕獲的物體720的圖像可以具有分別對應於28個輻射粒子計數器的28個圖像元素（picture elements）。在實施例中，28個圖像元素中的每個圖像元素的內容可以基於對應於所述每個圖像元素的輻射粒子計數器的計數來確定。換言之，物體720的圖像的28個圖像元素的28個內容分別基於28個輻射粒子計數器的28個計數來確定。
在實施例中，所述每個圖像元素的內容可以等於對應於所述每個圖像元素的輻射粒子計數器的計數。例如，如果輻射粒子計數器的計數為5，則對應於該輻射粒子計數器的圖像元素的內容也是5。
概括成像系統的操作的流程圖：
圖8示出概括成像系統700的操作的流程圖800。步驟810包括向物體發送第一能量範圍的第一輻射粒子和第二能量範圍的第二輻射粒子，其中第一能量範圍和第二能量範圍不同。例如，在上述實施例中，參考圖7，向物體720發送第一能量範圍（20 keV至60 keV）的第一輻射粒子和第二能量範圍（30 keV至80 keV）的第二輻射粒子，其中第一能量範圍和第二能量範圍不同（70 keV在第二能量範圍內且不在第一能量範圍內）。
步驟820包括用圖像感測器捕獲物體的圖像。例如，在上述實施例中，參考圖7，圖像感測器600捕獲物體720的圖像。
此外，在步驟820中，圖像感測器包括（A）M個感測元件和（B）分別對應於M個感測元件的M個輻射粒子計數器，M為大於1的整數。例如，在上述實施例中，參考圖7，圖像感測器600包括（A） 28個感測元件150和（B）分別對應於28個感測元件150的28個輻射粒子計數器。
此外，在步驟820中，所述捕獲物體的圖像包括，對於所述M個感測元件中的每個感測元件，使所述M個輻射粒子計數器中的對應於所述每個感測元件的輻射粒子計數器（A）對於入射在所述每個感測元件上的所述第一輻射粒子中的每個輻射粒子計數加1，並且（B）對於入射在所述每個感測元件上的所述第二輻射粒子中的每個輻射粒子計數減1。
例如，在上述實施例中，參考圖7，對於上述特定感測元件150，對應於該特定感測元件150的輻射粒子計數器（A）對於入射在該特定感測元件150上的所述第一輻射粒子中的每個輻射粒子計數加1，並且（B）對於入射在該特定感測元件150上的所述第二輻射粒子中的每個輻射粒子計數減1。
其它實施例：
造影劑：
在實施例中，參考圖8的步驟820，在捕獲物體的圖像之前，可以將造影劑（未示出）引入物體中。例如，參考圖7，可以在圖像感測器600捕獲物體720的圖像之前將造影劑引入物體720。在實施例中，造影劑可以包含碘。
在改變組時切換計數器狀態：
在實施例中，參考圖8的步驟820，M個輻射粒子計數器中的每個輻射粒子計數器可以處於遞增計數狀態或遞減計數狀態。如果輻射粒子計數器處於遞增計數狀態，則該輻射粒子計數器在輻射粒子入射在對應於該輻射粒子計數器的感測元件上時計數加1。如果輻射粒子計數器處於遞減計數狀態，則該輻射粒子計數器在輻射粒子入射在對應於該輻射粒子計數器的感測元件上時計數減1。
在實施例中，在一次一組地發送第一輻射粒子（即，第一組）和第二輻射粒子（即，第二組）的情況下，（A）在正發送第一輻射粒子的同時，M輻射粒子計數器可以處於遞增計數狀態，並且（B）在正發送第二輻射粒子的同時，M個輻射粒子計數器可以處於遞減計數狀態。
在實施例中，參考圖8的步驟820，所述捕獲物體的圖像可以包括：在發送第一組和第二組中的一組之後且在發送第一組和第二組中的剩餘組之前，將M個輻射粒子計數器從遞增計數狀態和遞減計數狀態中的一狀態切換為遞增計數狀態和遞減計數狀態中的剩餘狀態。
例如，假設首先發送第一組（即，第一輻射粒子）。在正發送第一組的同時，圖像感測器600的28個輻射粒子計數器處於遞增計數狀態。然後，在發送第一組之後且在發送第二組（即，第二輻射粒子）之前，圖像感測器600的28個輻射粒子計數器從遞增計數狀態切換到遞減計數狀態。然後，在正發送第二組的同時，圖像感測器600的28個輻射粒子計數器處於遞減計數狀態。
針對不同組的不同轟擊靶：
在實施例中，參考圖7，輻射源710可以包括（A）包含第一材料的第一轟擊靶（未示出）和（B）包含第二材料的第二轟擊靶（未示出）。在實施例中，可以從第一轟擊靶發送第一輻射粒子，並且可以從第二轟擊靶發送第二輻射粒子。在實施例中，第一材料和第二材料可以不同。例如，第一材料可以是鎢，並且第二材料可以是（A）鉬、（B）錫或（C）鑭錒合金。
在實施例中，第一輻射粒子和第二輻射粒子可以通過以下方式發送：（A）將電子束（未示出）引導至第一轟擊靶和第二轟擊靶中的一轟擊靶；然後（B）將該電子束引導至第一轟擊靶和第二轟擊靶的剩餘轟擊靶。換言之，電子束一次被引導至一個轟擊靶，從而一次一組地從第一轟擊靶和第二轟擊靶分別產生和發送第一組和第二組。
第一能量範圍和第二能量範圍重疊：
在實施例中，第一輻射粒子的第一能量範圍和第二輻射粒子的第二能量範圍可以重疊。例如，上面提到的20 keV至60 keV的第一能量範圍和30 keV至80 keV的第二能量範圍重疊。
替代實施例：
同時發送兩個組：
在上述實施例中，參考圖7，在捕獲物體720的圖像的期間，一次一組地發送第一組（即，第一輻射粒子）和第二組（即，第二輻射粒子）。在替代實施例中，在捕獲物體720的圖像的期間，可以從輻射源710同時發送第一組和第二組。因此，在實施例中，第一能量範圍和第二能量範圍可以不重疊（即，沒有能級同時在這兩個能量範圍內）。例如，第一能量範圍可以是120 keV至140 keV，並且第二能量範圍可以是150 keV至180 keV。
因此，在實施例中，參考圖7，圖像感測器600可以按如下捕獲物體720的圖像。在捕獲物體720的圖像的期間，在同時發送第一組和第二組的情況下，對於圖像感測器600的每個感測元件150，當輻射粒子入射在所述每個感測元件150上時，（A）如果圖像感測器600確定入射輻射粒子屬於第一能量範圍，則對應於所述每個感測元件150的輻射粒子計數器計數可以加1，並且（B）如果圖像感測器600確定入射輻射粒子屬於第二能量範圍，則對應於所述每個感測元件150的輻射粒子計數器計數可以減1。
然後，在實施例中，物體720的圖像的圖像元素的內容可以基於圖像感測器600的輻射粒子計數器的計數來確定。例如，如果圖像感測器600具有28個感測元件並且28個輻射粒子計數器，則物體720的圖像的28個圖像元素的內容可以分別基於圖像感測器600的28個輻射粒子計數器的28個計數來確定。
儘管本文已經公開了各個方面和實施例，但其他方面和實施例對於本領域技術人員來說將是顯而易見的。本文所公開的各個方面和實施例是出於說明的目的而不旨在限制，真實範圍和精神由所附申請專利範圍指示。
100:輻射檢測器
110:輻射吸收層
111:第一摻雜區
112:本徵區
113:第二摻雜區
114:離散區
119A、119B:電觸點
120:電子元件層
121:電子系統
130:填充材料
131:通孔
150:像素
190:有源區域
195:周邊區
500:輻射檢測器封裝
510:印刷電路板
512:輸入/輸出區域
514:接合線
600:圖像感測器
650:系統PCB
688:盲區
700:成像系統
710:輻射源
712:輻射束
720:物體
800:流程圖
810、820:步驟
圖1示意性地示出了根據實施例的輻射檢測器。
圖2示意性地示出了根據實施例的輻射檢測器的簡化剖視圖。
圖3示意性地示出了根據實施例的輻射檢測器的詳細剖視圖。
圖4示意性地示出了根據替代實施例的輻射檢測器的詳細剖視圖。
圖5示意性地示出了根據實施例的包括輻射檢測器和印刷電路板（PCB）的輻射檢測器封裝的俯視圖。
圖6示意性地示出了根據實施例的包括安裝到系統PCB（印刷電路板）的圖5的封裝的圖像感測器的剖視圖。
圖7示意性地示出了根據實施例的成像系統。
圖8示出了根據實施例的概括成像系統的操作的流程圖。
800:流程圖
810、820:步驟
Claims (17)
- 一種使用雙向計數器的成像方法，包括：向物體發送第一能量範圍的第一輻射粒子和第二能量範圍的第二輻射粒子，其中所述第一能量範圍和所述第二能量範圍不同；以及用圖像感測器捕獲所述物體的圖像，其中，所述圖像感測器包括(A)M個感測元件和(B)分別對應於所述M個感測元件的M個輻射粒子計數器，M為大於1的整數，並且其中，所述捕獲所述物體的所述圖像包括，對於所述M個感測元件中的每個感測元件，使所述M個輻射粒子計數器中的對應於所述每個感測元件的輻射粒子計數器(A)對於入射在所述每個感測元件上的所述第一輻射粒子中的每個輻射粒子計數加1，並且(B)對於入射在所述每個感測元件上的所述第二輻射粒子中的每個輻射粒子計數減1。
- 如請求項1所述的使用雙向計數器的成像方法，其中，所述第一輻射粒子和所述第二輻射粒子是X射線光子。
- 如請求項1所述的使用雙向計數器的成像方法，其中所述物體的所述圖像包括分別對應於所述M個輻射粒子計數器的M個圖像元素，並且其中所述捕獲所述物體的所述圖像包括基於所述M個輻射粒子計數器中的與所述M個圖像元素中的每個圖像元素相對應的所 述輻射粒子計數器的計數確定所述每個圖像元素的內容。
- 如請求項3所述的使用雙向計數器的成像方法，其中，所述每個圖像元素的內容等於所述M個輻射粒子計數器中的對應於所述每個圖像元素的所述輻射粒子計數器的計數。
- 如請求項1所述的使用雙向計數器的成像方法，還包括在捕獲所述物體的圖像之前將造影劑引入所述物體中。
- 如請求項5所述的使用雙向計數器的成像方法，其中所述造影劑包含碘。
- 如請求項1所述的使用雙向計數器的成像方法，其中，一次一組地發送作為第一組的所述第一輻射粒子和作為第二組的所述第二輻射粒子。
- 如請求項7所述的使用雙向計數器的成像方法，其中所述M個輻射粒子計數器中的每個輻射粒子計數器處於遞增計數狀態或遞減計數狀態，其中，在發送所述第一輻射粒子的同時，所述M個輻射粒子計數器處於遞增計數狀態，並且，其中，在發送所述第二輻射粒子的同時，所述M個輻射粒子計數器處於遞減計數狀態。
- 如請求項8所述的使用雙向計數器的成像方法，其中，所述捕獲所述物體的所述圖像包括，在發送所述第一組和所述第二組中的一組之後且在發送所述第一組和所述第二組中的剩餘組之前，將所述M個輻射粒子計數器從所述遞增計數狀態和所述 遞減計數狀態中的一狀態切換為所述遞增計數狀態和所述遞減計數狀態中的剩餘狀態。
- 如請求項7所述的使用雙向計數器的成像方法，其中從包含第一材料的第一轟擊靶發送所述第一輻射粒子，其中從包含第二材料的第二轟擊靶發送所述第二輻射粒子，並且其中所述第一材料和所述第二材料不同。
- 如請求項10所述的使用雙向計數器的成像方法，其中，所述第一材料包括鎢，並且其中，所述第二材料包括(A)鉬、(B)錫或(C)鑭錒合金。
- 如請求項10所述的使用雙向計數器的成像方法，其中所述發送所述第一輻射粒子和所述第二輻射粒子包括：將電子束引導至所述第一轟擊靶和所述第二轟擊靶中的一轟擊靶；然後將所述電子束引導至所述第一轟擊靶和所述第二轟擊靶中的剩餘轟擊靶。
- 如請求項7所述的使用雙向計數器的成像方法，其中所述第一能量範圍和所述第二能量範圍重疊。
- 如請求項1所述的使用雙向計數器的成像方法，其中，同時向所述物體和所述圖像感測器發送所述第一輻射粒子和所述第二輻射粒子。
- 如請求項14所述的使用雙向計數器的成像方法，其中所述捕獲所述物體的所述圖像包括，對於所述M個感測元件中的每個感測元件：利用所述圖像感測器確定入射在所述每個感測元件上的所述第一輻射粒子和所述第二輻射粒子中的一輻射粒子屬於所述第一能量範圍，從而使所述M個輻射粒子計數器中的對應於所述每個感測元件的所述輻射粒子計數器計數加1。
- 如請求項15所述的使用雙向計數器的成像方法，其中所述捕獲所述物體的所述圖像包括，對於所述M個感測元件中的每個感測元件：利用所述圖像感測器確定入射在所述每個感測元件上的所述第一輻射粒子和所述第二輻射粒子中的一輻射粒子屬於所述第二能量範圍，從而使所述M個輻射粒子計數器中的對應於所述每個感測元件的所述輻射粒子計數器計數減1。
- 如請求項1所述的使用雙向計數器的成像方法，其中所述第一能量範圍和所述第二能量範圍不重疊。
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