CN113204043A - 射线探测基板、射线成像设备和曝光时长确定方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种射线探测基板、射线成像设备和曝光时长确定方法，其中，射线探测基板包括：多个光电探测器和第一控制电路，多个光电探测器包括第一光电探测器和第二光电探测器，第一控制电路配置为，在曝光时长确定阶段：获取第一光电探测器产生的第一电信号，第一电信号为射线照射达到第一时长时第一光电探测器产生的电信号；获取第二光电探测器产生的第二电信号，第二电信号为射线照射多个光电探测器达到第二时长时，第二光电探测器产生的电信号；根据第一光电探测器产生的电信号与第二光电探测器产生的电信号之间的差异，确定目标曝光时长，并输出第一信号；第一信号配置为：控制射线发生器在达到目标曝光时长后停止发射射线。

Description

射线探测基板、射线成像设备和曝光时长确定方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种射线探测基板、射线成像设备和曝光时长确定方法。

背景技术

随着时代的进步和科学的发展，人们越来越关注健康，这也推动着医学水平的快速发展，数字影像医学，例如X射线平板探测器在医疗领域得到了越来越多的应用。

目前，由于探测的目标物之间差异较大，应当根据不同情况设定不同X射线剂量，但实际工作时，医生无法针对每次拍摄对X射线的剂量进行设定，因此，往往采用最大剂量的X射线进行照射，从而获取较好成像效果。但是X射线照射对人体有辐射伤害，采用最大剂量的X射线进行照射无疑加重了这一问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种射线探测基板、射线成像设备和曝光时长确定方法。

为了实现上述目的本发明提供一种射线探测基板，包括：多个光电探测器和第一控制电路，所述多个光电探测器中的每个均配置为：响应于接收到的射线产生电信号；所述多个光电探测器包括至少一个第一光电探测器和至少一个第二光电探测器，所述至少一个第一光电探测器和所述至少一个第二光电探测器均与所述第一控制电路连接，所述第一控制电路配置为，在曝光时长确定阶段：

获取所述至少一个第一光电探测器产生的第一电信号，所述第一电信号为射线发生器发出的射线照射所述多个光电探测器达到第一时长时，所述第一光电探测器产生的电信号；获取所述至少一个第二光电探测器产生的第二电信号，所述第二电信号为所述射线发生器发出的射线照射所述多个光电探测器达到第二时长时，所述第二光电探测器产生的电信号，所述第二时长大于所述第一时长；

根据所述第一电信号与所述第二电信号之间的差异，确定出每个所述光电探测器产生的电信号在单位时间内的增量，以及根据目标信号量和所述增量，确定出所述射线发生器的目标曝光时长；

根据所述目标曝光时长，向所述射线发生器发送第一信号；所述第一信号用于控制所述射线发生器在达到所述目标曝光时长后停止发射射线。

可选地，所述多个光电探测器还包括至少一个第三光电探测器，所述射线探测基板还包括第二控制电路，所述至少一个第三光电探测器与所述第二控制电路连接；所述第二控制电路配置为：

在图像检测阶段，获取所述至少一个第三光电探测器产生的电信号，并根据获取到的电信号，确定出位于所述射线发生器和所述射线探测基板之间的待检测物的图像。

可选地，所述第一控制电路还配置为，在图像检测阶段，获取所述多个光电探测器中的至少一部分产生的电信号，并根据获取到的电信号，确定出位于所述射线发生器和所述射线探测基板之间的待检测物的图像。

可选地，所述多个光电探测器还包括至少一个第三光电探测器，所述第三光电探测器与所述第一控制电路连接，所述第一控制电路还配置为：

在图像检测阶段，获取所述至少一个第三光电探测器、所述至少一个第一光电探测器和所述至少一个第二光电探测器产生的电信号，并根据获取到的电信号确定出位于所述射线发生器和所述射线探测基板之间的待检测物的图像。

可选地，所述多个光电探测器中的每个均包括选通晶体管和感光元件，所述第一控制电路包括第一驱动子电路和第一获取子电路；

所述第一光电探测器和所述第二光电探测器中的选通晶体管的栅极与所述第一驱动子电路连接，所述第一光电探测器和所述第二光电探测器中的选通晶体管的第一极与所述第一获取子电路连接，所述第一光电探测器和所述第二光电探测器中的选通晶体管的第二极与所述感光元件连接；

所述第一驱动子电路配置为：当所述射线发生器发出的射线照射所述多个光电探测器达到第一时长时，向所述至少一个第一光电探测器的所述选通晶体管的栅极提供有效电平信号，当所述射线发生器发出的射线照射所述多个光电探测器达到第三时长时，向所述至少一个第一光电探测器的所述选通晶体管的栅极提供无效电平信号；当所述射线发生器发出的射线照射所述多个光电探测器达到第二时长时，向所述至少一个第二光电探测器的所述选通晶体管的栅极提供有效电平信号，当所述射线发生器发出的射线照射所述多个光电探测器达到第四时长时，向所述至少一个第二光电探测器的所述选通晶体管的栅极提供无效电平信号；其中，所述第一时长与所述第三时长之和小于或等于所述第二时长；

所述第一获取子电路配置为：根据所述第一电信号与所述第二电信号之间的差异，确定出每个所述光电探测器产生的电信号在单位时间内的增量。

可选地，根据以下公式确定出每个所述光电探测器所产生的电信号在单位时间内的增量ΔG：

其中，所述G2表示所述第二电信号，所述G1表示所述第一电信号，所述T2表示所述第二时长与所述第四时长之和，所述T1表示所述第一时长与所述第三时长之和。

可选地，所述射线包括X射线，所述感光元件包括设置在基底上的光敏二极管和设置在光敏二极管远离所述基底一侧的光转换层，所述光敏二极管的一极与所述选通晶体管的第二极连接，所述光敏二极管的另一极与偏置电压端连接；

所述光转换层配置为，将照射至其上的X射线转换为可见光，并使所述可见光照射至所述光敏二极管上。

可选地，所述射线探测基板划分为至少一个第一探测区和位于所述第一探测区之外的第二探测区，每个所述第一探测区中均设置有至少一个所述第一光电探测器和至少一个所述第二光电探测器，每个所述第二探测区中设置有至少一个所述第三光电探测器。

可选地，所述第一探测区的数量为多个，所述第二探测区将多个所述第一探测区彼此间隔开。

可选地，所述第二探测区包括边缘探测区和中心探测区，所述边缘探测区和所述中心探测区均设置有所述第三光电探测器，所述第一探测区和所述中心探测区均被所述边缘探测区环绕。

可选地，每个所述第一探测区中设置有多个第一光电探测器和多个第二光电探测器，每个所述第一探测区中，多个第一光电探测器呈第一阵列，多个第二光电探测器呈第二阵列，所述射线探测基板还包括多行第一控制线和多行第二控制线；

同一行所述第一光电探测器通过同一条所述第一控制线与所述第一控制电路连接，不同行所述第一光电探测器连接不同的第一控制线；同一行所述第二光电探测器通过同一条所述第二控制线与所述第一控制电路连接；不同行所述第二光电探测器连接不同的第二控制线。

可选地，所述第一阵列位于所述第二阵列的一侧。

本发明还提供一种射线成像设备，包括射线发生器和上述的射线探测基板。

本发明还提供一种曝光时长确定方法，应用于上述的射线探测基板，所述曝光时长确定方法包括：在曝光时长确定阶段：

获取所述至少一个第一光电探测器产生的第一电信号，所述第一电信号为射线发生器发出的射线照射所述多个光电探测器达到第一时长时所述第一光电探测器产生的电信号，；获取所述至少一个第二光电探测器产生的第二电信号，所述第二电信号为所述射线发生器发出的射线照射所述多个光电探测器达到第二时长时所述第二光电探测器产生的电信号，所述第二时长大于所述第一时长；

根据所述第一电信号与所述第二电信号之间的差异，确定出每个所述光电探测器产生的电信号在单位时间内的增量，以及根据目标信号量和所述增量，确定出所述射线发生器的目标曝光时长；

根据所述目标曝光时长，向所述射线发生器发送第一信号；所述第一信号用于控制所述射线发生器在达到所述目标曝光时长后停止发射射线。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例提供的射线探测基板的结构示意图之一；

图2为本发明实施例提供的射线探测基板的结构示意图之二；

图3为本发明实施例提供的光电探测器的电路示意图；

图4为本发明实施例提供的光电探测器的截面结构示意图；

图5为本发明实施例提供的射线探测基板的电路结构示意图之一；

图6为本发明实施例中多个光电探测器在射线探测基板上分布的示意图之一；

图7为本发明实施例提供的多个光电探测器在射线探测基板上分布的示意图之二；

图8为本发明实施例提供的射线探测基板的电路结构示意图之二；

图9为本发明实施例提供的多个光电探测器在射线探测基板上分布的示意图之三；

图10为本发明实施例中射线探测基板的另一种结构的示意图；

图11为本发明实施例提供的射线探测基板的电路结构示意图之三；

图12为本发明实施例提供的射线成像设备的功能模块框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

除非另作定义，本发明实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在一示例中，可以根据射线发生器所发出的X射线的射线量，来控制射线发生器发射X射线的时长，以实现自动曝光控制。当射线量达到预设阈值后立即停止射线照射，这样一来，能够使用于成像的探测器(或者胶片)接收到足够的射线量，从而保证成像效果，同时，还能够尽量缩短照射时长，进而减少对照射对象产生的辐射伤害。

在本示例中，可以利用电离室检测X射线的射线量。X射线在穿过照射对象后先通过电离室，X射线在电离室中电离产生电荷，电离室中的电极收集该电荷，并经放大电路后转变成电信号，此时，电信号的大小即表示射线量，当电信号达到预设的阈值时，电离室中的控制电路可以发出控制信号，使射线发生器停止发射射线，从而实现自动曝光控制。

但是，发明人在研究中发现，电离室对X射线存在一定程度的吸收，而这会减少用于进行成像的探测器(或胶片)所能接收到的X射线的射线量，从而会影响成像质量。其次，电离室结构复杂，增加电离室会导致成本增加，再者，电离室的体积较大，比较笨重，不方便携带和移动。

有鉴于此，本发明实施例提供一种射线探测基板，图1为本发明实施例提供的射线探测基板的结构示意图之一，如图1所示，本发明实施例中的射线探测基板包括：多个光电探测器1和第一控制电路21，多个光电探测器1中的每个均配置为：响应于接收到的射线产生电信号；多个光电探测器1包括至少一个第一光电探测器1a和至少一个第二光电探测器1b，至少一个第一光电探测器1a和至少一个第二光电探测器1b均与第一控制电路21连接，第一控制电路21配置为，在曝光时长确定阶段：获取至少一个第一光电探测器1a产生的第一电信号G1，第一电信号G1为射线发生器(图中未示出)发出的射线照射多个光电探测器1达到第一时长时，第一光电探测器1a产生的电信号；获取至少一个第二光电探测器1b产生的第二电信号G2，第二电信号G2为射线发生器发出的射线照射多个光电探测器1达到第二时长时，第二光电探测器1b产生的电信号，其中，第二时长大于第一时长。根据第一电信号G1与第二电信号G2之间的差异，确定出光电探测器1产生的电信号在单位时间内的增量，以及根据目标信号量和该增量，确定出射线发生器的目标曝光时长；根据目标曝光时长，向射线发生器发送第一信号，第一信号用于控制射线发生器在达到目标曝光时长后停止发射射线。其中，目标信号量可以是指，当光电探测器1接收到的射线量达到目标射线量时，光电探测器1所产生的电信号的信号量。

在本发明实施例中，射线探测基板可以是用于探测X射线的射线探测基板，射线发射器发射的射线能够照射至射线探测基板上的每个光电探测器1上。第一控制电路21可以确定出射线发生器发射的射线照射至射线探测基板上的时长(下文称为照射时长)，例如，第一控制电路21可以与射线发生器连接，第一控制电路21在射线发生器发射射线时，能够接收到由射线发生器发出的起始信号，并根据该起始信号开始计时，从而确定出照射时长。再例如，第一控制电路21还可以检测光电探测器1是否接收到射线照射，当第一控制电路21确定出光电探测器1接收到射线照射时，即开始计时，从而确定出照射时长。

在一些具体实施例中，光电探测器1产生的电信号可以随着照射时长的变化而发生变化，示例性地，光电探测器产生的电信号的大小可以与照射时长之间呈正相关；或者，光电探测器产生的电信号的大小与照射时长之间可以建立某种函数关系，通过该函数关系，在确定出电信号后能够得到与之相应的照射时长。

下面以光电探测器1产生的电信号的大小与照射时长呈正相关为例，对本发明实施例的射线探测基板的工作过程进行说明。首先，射线发生器开启，射线发生器发出的射线照射至射线探测基板的每个光电探测器1上。在本发明实施例中，光电探测器1受到射线的照射时长越长，光电探测器1所接收到的射线量越大，因此，光电探测器1产生的电信号的大小可以表示光电探测器1所接收到的射线量，也就是说，第一电信号G1可以表示在照射时长为第一时长时光电探测器1所接收的射线量；第二电信号G2可以表示在照射时长为第二时长时光电探测器1所接收的射线量。根据第一电信号G1与第二电信号G2之间的差异(例如二者的差值)可以确定出每个光电探测器1产生的电信号的变化量，由于电信号的变化量以及照射时长均已知，因此可以确定出每个光电探测器1产生的电信号在单位时间内的增量。在得到光电探测器1产生的电信号在单位时间内的增量后，即可确定出光电探测器1产生的电信号达到目标信号量的时长，也即光电探测器1接收的射线量达到目标射线量的时长。在本发明实施例中，可以以光电探测器1产生的电信号达到目标信号量的时长作为目标曝光时长，并发出第一信号，以控制射线发生器在达到目标曝光时长后关闭，进而实现曝光时长的自动控制。

综上，采用本发明实施例的射线探测基板，其可以实现曝光时长的自动控制，因此可以代替前文所述的电离室，从而解决了由于电离室对射线的吸收而引起的成像质量较差的问题，以及由于电离室结构复杂和体积庞大所带来的成本增加以及携带不便等问题。

下面结合图1至图10对本发明实施例中的射线探测基板的具体结构进行详细说明，在本发明实施例中，多个光电探测器1还包括至少一个第三光电探测器1c，图2为本发明实施例提供的射线探测基板的结构示意图之二，如图2所示，在一些具体实施例中，射线探测基板包括第一控制电路21和第二控制电路22，至少一个第三光电探测器1c与第二控制电路22连接。第一控制电路21的功能前文已有介绍，故在此不再赘述，第二控制电路22配置为：在图像检测阶段，获取至少一个第三光电探测器1c产生的电信号，并根据获取到的电信号，确定出位于射线发生器和射线探测基板之间的待检测物的图像。例如，第二控制电路22能够对其获取的电信号发送至图像处理模块(例如中央处理器(CPU)、图像处理器(GPU)、数字信号处理器(DSP)等)中以形成相应的图像。

在本发明实施例中，用于进行曝光时长确定的光电探测器(也即第一光电探测器1a和第二光电探测器1b)以及用于进行图像检测的光电探测器(也即第三光电探测器1c)集成在一起，携带方便；同时，由于第一光电探测器1a(第二光电探测器1b)通过第一控制电路21进行控制，而第三光电探测器1c通过第二控制电路22进行控制，因此，第一光电探测器1a(第二光电探测器1b)与第三光电探测器1c不会互相干扰，避免了成像质量受到影响。

图3为本发明实施例提供的光电探测器的电路示意图，如图3所示，在本发明实施例中，对于每个光电探测器1而言，均可以包括选通晶体管T和感光元件D，选通晶体管T和例如为场效应晶体管或薄膜晶体管，感光元件D例如为光敏二极管。其中感光元件D的主要作用是接收光，并通过光伏效应把光信号转换成电信号，而选通晶体管T的主要作用是作为控制开关和传递光伏效应产生的电信号。每个光电探测器1的工作过程均可以包括：感光元件D感应射线而产生电信号，通过对每个光电探测器1的选通晶体管T的栅极施加有效电平信号来控制选通晶体管T的开启，从而使相应的感光元件D与第一控制电路21(或者第二控制电路22)导通，从而实现对感光元件D产生的电信号的采集。

下面对本发明实施例中的光电探测器进行说明，图4为本发明实施例提供的光电探测器的截面结构示意图。如图4所示，光电探测器1包括设置在衬底基板201上的选通晶体管T和感光元件D，其中，选通晶体管T包括沿远离衬底基板201的方向依次设置的栅极202、栅绝缘层203、有源层204、第一源漏电极205和第二源漏电极206、以及保护层207，有源层保护层207设置(例如覆盖)在有源层204、第一源漏电极205和第二源漏电极206上以用来保护有源层204。感光元件D包括沿远离衬底基板201的方向依次设置的第一电极、光电转化层208和第二电极210。衬底基板201上还设置有平坦化层209、钝化层211、偏压线212、遮挡层213和保护层214。第二源漏电极206可以与感光元件D的下电极同层设置，也即第二源漏电极206可以与感光元件D的第一电极采用同一步构图工艺形成。偏压线212通过设置在平坦化层209和钝化层211中的过孔与第二电极210相连，用于将第二电极210与偏置电压端V连接，从而向感光元件D施加偏置信号。遮挡层213可以与偏压线212同层设置，遮挡层213对选通晶体管T进行遮挡，防止外界光照射至通晶体管T导致漏电流过大。保护层214设置在远离衬底基板201的最外侧以防止X射线传感器的表面被划伤，起到保护作用。

示例性地，栅极202、第一源漏电极205、第二源漏电极206和遮挡层213的材料可以是Mo、Al、Cu等金属材料，上电极210、偏压线212的材料可以是氧化铟锡等导电的透明金属氧化物，栅绝缘层203、保护层207和保护层214的材料可以是SiO2、SiNx等无机绝缘层或者树脂等有机绝缘层，光电转换层208可以为硅、锗等半导体材料，例如可以为PN型、PIN型等，当光电转换层208为PIN型时，其所包括的叠层可以分别为P型非晶硅、本征非晶硅和N型非晶硅。

需要说明的是，在本发明实施例中，第一光电探测器1a、第二光电探测器1b和第三光电探测器1c均可以采用上述结构，因此，第一光电探测器1a、第二光电探测器1b和第三光电探测器1c可以采用相同的工艺进行制备，从而可以简化制备工艺。

图5为本发明实施例提供的射线探测基板的电路结构示意图之一，如图5所示，在一些具体实施例中，第一控制电路21包括第一驱动子电路21a和第一获取子电路21b，第一光电探测器1a的选通晶体管T的栅极与第一驱动子电路21a连接，示例性地，第一光电探测器1a中的选通晶体管的栅极通过第一控制线GL1与第一驱动子电路21a连接，第二光电探测器1b中的选通晶体管T的栅极通过第二控制线GL2与第一驱动子电路21a连接。对于第一光电探测器1a和第二光电探测器1b而言，二者的选通晶体管T的第一极均与第一获取子电路21b连接，例如，第一光电探测器1a(第二光电探测器1b)的选通晶体管T的第一极通过第一数据线DL1与第一获取子电路21b连接。第一光电探测器1a(第二光电探测器1b)的选通晶体管T的第二极与感光元件D连接，例如，第一光电探测器1a(第二光电探测器1b)的选通晶体管T的第二极与感光元件D的第一极连接，感光元件D的第二极与偏置电压端V连接，示例性地，感光元件D的第一极可以为负极，第二极可以为正极，偏置电压端V可以提供负向偏置电压。对于第三光电探测器1c而言，选通晶体管T的栅极与第二驱动子电路22a连接，例如，选通晶体管T的栅极通过第三控制线GL3与第二驱动子电路22a连接，选通晶体管T的第一极与第二获取子电路22b连接，例如，选通晶体管T的第一极通过第二数据线DL2与第二获取子电路22b连接。选通晶体管T的第二极与感光元件D连接，具体结构可以参见前文对第一光电探测器1a和第二光电探测器1b的介绍，在此不再赘述。

图6为本发明实施例中多个光电探测器在射线探测基板上分布的示意图之一，如图6所示，在一些具体实施例中，射线探测基板划分为至少一个第一探测区TA和位于第一探测区TA之外的第二探测区TB，每个第一探测区TA中均设置有至少一个第一光电探测器1a和至少一个第二光电探测器1b，每个第二探测区TB中设置有至少一个第三光电探测器1c。

示例性地，第一探测区TA位于第二探测区TB的左侧或右侧。其中，第一探测区TA中设置有多个第一光电探测器1a和多个第二光电探测器1b，第二探测区TB中设置有多个第三光电探测器1c。多个第一光电探测器1a呈第一阵列，多个第二光电探测器1b呈第二阵列，多个第三光电探测器1c呈第三阵列。可选地，第一阵列位于第二阵列的一侧，例如，第二阵列位于第一阵列的下方。可选地，多个第一光电探测器1a和多个第二光电探测器1b也可以采用其他形式设置，例如，多行第一光电探测器1a和多行第二光电探测器1b可以交错设置。

结合图5和图6所示，射线探测基板还包括多行第一控制线GL1、多行第二控制线GL2和多行第三控制线GL3；以及多列第一数据线DL1和多列第二数据线DL2。同一行第一光电探测器1a通过同一条第一控制线GL1与第一控制电路21连接，例如，同一行第一光电探测器1a通过同一条第一控制线GL1与第一驱动电路21a连接；不同行第一光电探测器1a连接不同的第一控制线GL1。同一行第二光电探测器1b通过同一条第二控制线GL2与第一控制电路21连接，例如，同一行第二光电探测器1b通过同一条第二控制线GL2与第一驱动电路21a连接；不同行第二光电探测器1b连接不同的第二控制线GL2。同一行第三光电探测器1c通过同一条第三控制线GL3与第二控制电路22连接，例如，同一行第三光电探测器1c通过同一条第三控制线GL3与第二驱动电路22a连接；不同行第三光电探测器1c连接不同的第三控制线GL3。

在本发明实施例中，多行第一控制线GL1可以彼此连接在一起，多行第二控制线GL2可以彼此连接在一起，这样一来，第一驱动电路21a可以同时向所有的第一控制线GL1提供电信号(或者同时向所有的第二控制线GL2提供电信号)，以使所有的第一光电探测器1a同时开启(或者使所有的第二光电探测器1b同时开启)。下文中均以多行第一控制线GL1彼此连接在一起，多行第二控制线GL2彼此连接在一起为例，对本发明实施例的射线探测基板进行说明。

同一列第一光电探测器1a和第二光电探测器1b通过同一条第一数据线DL1与第一获取子电路21b连接，不同列第一光电探测器1a(第二光电探测器1b)连接不同的第一数据线DL1。同一列第三光电探测器1c通过同一条第二数据线DL2与第二获取子电路22b连接，不同列第三光电探测器1c连接不同的第二数据线DL2。

下面对本发明实施例中的射线探测基板的工作过程进行详细说明。

首先，使射线发生器开启，射线照射至射线探测基板上的每个光电探测器1上。

在曝光时长确定阶段，当射线发生器发出的射线照射多个光电探测器1达到第一时长时，第一驱动子电路21a向多个第一光电探测器1a的选通晶体管T的栅极提供有效电平信号，以使多个第一光电探测器1a中的感光元件D与第一获取子电路21b导通，从而使第一获取子电路21b能够获取多个第一光电探测器1a产生的电信号。可选地，在本发明实施例中，第一获取子电路21b获取多个第一光电探测器1a产生的电信号具体可以是，将多个第一光电探测器1a产生的模拟量信号经放大电路和模数转换电路处理后，转换为数字信号，并根据得到的数字信号以及第一光电探测器1a的总数，计算出数字信号的平均值，以作为获取到的电信号。

当射线发生器发出的射线照射多个光电探测器1达到第三时长时，第一驱动子电路21a向多个第一光电探测器1a的选通晶体管T的栅极提供无效电平信号，以使多个第一光电探测器1a中的感光元件D与第一获取子电路21b断开。

当射线发生器发出的射线照射多个光电探测器1达到第二时长时，第一驱动子电路21a向多个第二光电探测器1b的选通晶体管T的栅极提供有效电平信号，以使多个第二光电探测器1b中的感光元件D与第一获取子电路21b导通，从而使第一获取子电路21b能够获取至少一个第二光电探测器1b产生的电信号。可选地，在本发明实施例中，第一获取子电路21b获取多个第二光电探测器1b产生的电信号具体可以是，将多个第二光电探测器1b产生的模拟量信号经放大电路和模数转换电路处理后，转换为数字信号，并根据得到的数字信号以及第二光电探测器1b的总数，计算出数字信号的平均值，以作为获取到的电信号。

当射线发生器发出的射线照射多个光电探测器1达到第四时长时，第一驱动子电路21a向多个第二光电探测器1b的选通晶体管T的栅极提供无效电平信号，以使多个第二光电探测器1b中的感光元件D与第一获取子电路21b断开。其中，第一时长和第三时长之和小于或等于第二时长，第三时长和第四时长可以根据实际需要确定，例如，第三时长可以等于第四时长。

第一获取子电路21b可以根据以下公式确定出每个光电探测器1所产生的电信号在单位时间内的增量ΔG：

其中，G2表示第二电信号，G1表示第一电信号，T2表示第二时长和第四时长之和，T1表示第一时长和第三时长之和。

需要说明的是，在本发明实施例中，第三时长可以远远小于第一时长，第四时长可以远远小于第二时长，例如，第三时长和第四时长可以设置在微秒级，第一时长和第二时长可以设置在毫秒级，这样一来，在计算增量ΔG时，可以忽略第三时长和第四时长，也即，在上述公式中的各项参数中，T2可以表示第二时长，T1可以表示第一时长。

第一获取子电路21b以光电探测器1产生的电信号达到目标信号量的时长作为目标曝光时长，并向射线发生器发出第一信号。

在图像检测阶段，第二驱动子电路22a向每个第三光电探测器1c的选通晶体管T的栅极提供有效电平信号，以使第三光电探测器1c的感光器件D与第二获取子电路22b导通，从而使第二获取子电路22b能够获取每个第三光电探测器1c产生的电信号，并根据获取到的电信号，确定出位于射线发生器和射线探测基板之间的待检测物的图像。可选地，第二获取子电路22b可以将获取的电信号发送至图像处理模块(例如中央处理器(CPU)、图像处理器(GPU)、数字信号处理器(DSP)等)中以形成相应的图像。在此过程中，当射线发生器发出射线的时长达到目标曝光时长时，射线发生器则停止发射射线，防止过量的射线照射至待检测物，从而降低射线以对待检测物的辐射伤害。

下面对本发明实施例中多个光电探测器在射线探测基板上分布的其他方式进行说明，图7为本发明实施例提供的多个光电探测器在射线探测基板上分布的示意图之二，如图7所示，第一探测区TA位于第二探测区TB的下方。其中，第一探测区TA中设置有多个第一光电探测器1a和多个第二光电探测器1b，第二探测区TB中设置有多个第三光电探测器1c。图8为本发明实施例提供的射线探测基板的电路结构示意图之二，结合图7和图8所示，第一探测区TA中的第一光电探测器1a通过第一控制线GL1与第一驱动模块21a连接，第一探测区TA中的第二光电探测器1a通过第二控制线GL2与第一驱动模块21a连接，第一探测区TA中的第一光电探测模块1a和第二光电探测模块1b均通过第一数据线DL1与第一获取子电路21b连接。第二探测区TB中的第三光电探测器1c通过第三控制线GL3与第二驱动模块22a连接，第二探测区TB中的第三光电探测器1c通过第二数据线DL2与第二获取子电路22b连接。

图9为本发明实施例提供的多个光电探测器在射线探测基板上分布的示意图之三，如图9所示，在一些具体实施例中，第一探测区TA的数量为多个，第二探测区TB将多个第一探测区TA彼此间隔开。具体地，第二探测区TB包括边缘探测区TB1和中心探测区TB2，边缘探测区TB1和中心探测区TB2均设置有第三光电探测器1c，第一探测区TA和中心探测区TB2均被边缘探测区TB1环绕。其中，第一探测区TA中的第一光电探测器1a通过第一控制线GL1与第一驱动模块21a连接，第一探测区TA中的第二光电探测器1b通过第二控制线GL2与第一驱动模块21a连接，第一探测区TA中的第一光电探测器1a和第二光电探测器1b均通过第一数据线DL1与第一获取子电路21b连接。第二探测区TB中的第三光电探测器1c通过第三控制线GL3与第二驱动模块22a连接，第二探测区TB中的第三光电探测器1c通过第二数据线DL2与第二获取子电路22b连接。

在本发明实施例中，通过设置多个第一探测区TA，可以对射线探测基板的多个位置上进行检测，从而确定出目标曝光时长，提高目标曝光时长的准确度。

在另一些具体实施例中，第一控制电路还配置为，在图像检测阶段，获取多个光电探测器中的至少一部分产生的电信号，并根据获取到的电信号，确定出位于射线发生器和射线探测基板之间的待检测物的图像。图10为本发明实施例中射线探测基板的另一种结构的示意图，图11为本发明实施例提供的射线探测基板的电路结构示意图之三，结合图10和图11所示，第一获取电路21b可以获取多个光电探测器1中的每个产生的电信号，多个光电探测器1包括至少一个第一光电探测器1a、至少一个第二光电探测器1b和至少一个第三光电探测器1c，其中，第一光电探测器1a和第二光电探测器1b设置在第一探测区TA中，第三光电探测器1c设置在第二探测区TB中，第一光电探测器1a、第二光电探测器1b和第三光电探测器1c均与第一控制电路连接，具体地，第一控制电路包括第一驱动子电路21a、第二驱动子电路22a和第一获取子电路21b。第一光电探测器1a和第二光电探测器1b均与第一驱动子电路21a和第一获取子电路21b连接，第三光电探测器1c与第二驱动子电路22a和第一获取子电路21b连接。第一控制电路还配置为：在图像检测阶段，获取至少一个第三光电探测器1c、至少一个第一光电探测器1a和至少一个第二光电探测器1b产生的电信号，并根据获取到的电信号确定出位于射线发生器和射线探测基板之间的待检测物的图像。

示例性地，在一些具体实施例中，第一探测区TA的数量为多个，第二探测区TB将多个第一探测区TA彼此间隔开。具体地，第二探测区TB包括边缘探测区TB1和中心探测区TB2，边缘探测区TB1和中心探测区TB2均设置有第三光电探测器1c，第一探测区TA和中心探测区TB2均被边缘探测区TB1环绕。

示例性地，第一探测区TA设置有多个第一光电探测器1a和第二光电探测器1b，第二探测区TB中设置有多个第三光电探测器1c。第一探测区TA中的多个第一光电探测器1a呈第一阵列，多个第二光电探测器1b呈第二阵列，第二探测区TB中的多个第三光电探测器1c呈第三阵列。射线探测基板还包括多行第一控制线GL1、多行第二控制线GL2和多行第三控制线GL3，以及多列第一数据线DL1。

结合图10和图11所示，同一行第一光电探测器1a通过同一条第一控制线GL1与第一控制电路21连接，例如，同一行第一光电探测器1a通过同一条第一控制线GL1与第一驱动电路21a连接；不同行第一光电探测器1a连接不同的第一控制线GL1。同一行第二光电探测器1b通过同一条第二控制线GL2与第一控制电路21连接，例如，同一行第二光电探测器1b通过同一条第二控制线GL2与第一驱动电路21a连接；不同行第二光电探测器1b连接不同的第二控制线GL1。同一行第三光电探测器1c通过同一条第三控制线GL3与第二驱动电路22a连接；不同行第三光电探测器1c连接不同的第三控制线GL3。对于射线探测基板上的多个光电探测器1而言，同一列光电探测器1通过同一条第一数据线DL1与第一获取子电路21b连接，不同列光电探测器1连接不同的第一数据线DL1。采用此种方式可以省去一个获取子电路，从而有利于轻薄化。

可选地，在本发明实施例中，在进行成像时，对于第一光电探测器1a(第二光电探测器1b)而言，第一获取子电路21a可以将在曝光确定阶段和图像检测阶段获取到的第一光电探测器1a(第二光电探测器1b)产生的电信号进行累计以得到用于成像的电信号，从而保证数据的完整性。

需要说明的是，在本发明实施例中，在曝光时长确定阶段，可以按照预定次序，分别在多个第一探测区TA中确定出初始的目标曝光时长，之后再对确定出的多个初始的目标曝光时长计算平均值以得到最终的目标曝光时长。在本发明实施例中对预定次序不作具体限制，例如，多个第一探测区TA包括五个第一探测区(第一探测区TA1至第一探测区TA5)，第一探测区TA1至第一探测区TA5依次确定出初始的目标曝光时长；或者，第一探测区TA1至第一探测区TA5中位于不同列的两个(或两个以上)，同时确定出初始的目标曝光时长。

本发明实施例还提供一种射线成像设备，图12为本发明实施例提供的射线成像设备的功能模块框图，如图12所示，包括射线发生器S1和上述的射线探测基板，其中，射线探测基板可以包括第一光电探测器1a、第二光电探测器1b、第三光电探测器1c、第一驱动电路21a、第一获取电路21b、第二驱动电路22a和第二获取电路22b和图像处理模块3，具体地连接方式和功能前文已有介绍故在此不做赘述。

本发明实施例还提供一种曝光时长确定方法，应用于上述的射线探测基板，曝光时长确定方法包括：在曝光时长确定阶段：

获取至少一个第一光电探测器产生的第一电信号，第一电信号为射线发生器发出的射线照射多个光电探测器达到第一时长时第一光电探测器产生的电信号，；获取至少一个第二光电探测器产生的第二电信号，第二电信号为射线发生器发出的射线照射多个光电探测器达到第二时长时第二光电探测器产生的电信号，第二时长大于第一时长。

根据第一电信号与第二电信号之间的差异，确定出每个光电探测器产生的电信号在单位时间内的增量，以及根据目标信号量和增量，确定出射线发生器的目标曝光时长。

根据目标曝光时长，向射线发生器发送第一信号，第一信号用于控制射线发生器在达到目标曝光时长后停止发射射线。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种射线探测基板，其特征在于，包括：多个光电探测器和第一控制电路，所述多个光电探测器中的每个均配置为：响应于接收到的射线产生电信号；所述多个光电探测器包括至少一个第一光电探测器和至少一个第二光电探测器，所述至少一个第一光电探测器和所述至少一个第二光电探测器均与所述第一控制电路连接，所述第一控制电路配置为，在曝光时长确定阶段：

获取所述至少一个第一光电探测器产生的第一电信号，所述第一电信号为射线发生器发出的射线照射所述多个光电探测器达到第一时长时，所述第一光电探测器产生的电信号；获取所述至少一个第二光电探测器产生的第二电信号，所述第二电信号为所述射线发生器发出的射线照射所述多个光电探测器达到第二时长时，所述第二光电探测器产生的电信号，所述第二时长大于所述第一时长；

根据所述第一电信号与所述第二电信号之间的差异，确定出每个所述光电探测器产生的电信号在单位时间内的增量，以及根据目标信号量和所述增量，确定出所述射线发生器的目标曝光时长；

根据所述目标曝光时长，向所述射线发生器发送第一信号；所述第一信号用于控制所述射线发生器在达到所述目标曝光时长后停止发射射线。

2.根据权利要求1所述的射线探测基板，其特征在于，所述多个光电探测器还包括至少一个第三光电探测器，所述射线探测基板还包括第二控制电路，所述至少一个第三光电探测器与所述第二控制电路连接；所述第二控制电路配置为：

在图像检测阶段，获取所述至少一个第三光电探测器产生的电信号，并根据获取到的电信号，确定出位于所述射线发生器和所述射线探测基板之间的待检测物的图像。

3.根据权利要求1所述的射线探测基板，其特征在于，所述第一控制电路还配置为，在图像检测阶段，获取所述多个光电探测器中的至少一部分产生的电信号，并根据获取到的电信号，确定出位于所述射线发生器和所述射线探测基板之间的待检测物的图像。

4.根据权利要求3所述的射线探测基板，其特征在于，所述多个光电探测器还包括至少一个第三光电探测器，所述第三光电探测器与所述第一控制电路连接，所述第一控制电路还配置为：

在图像检测阶段，获取所述至少一个第三光电探测器、所述至少一个第一光电探测器和所述至少一个第二光电探测器产生的电信号，并根据获取到的电信号确定出位于所述射线发生器和所述射线探测基板之间的待检测物的图像。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的射线探测基板，其特征在于，所述多个光电探测器中的每个均包括选通晶体管和感光元件，所述第一控制电路包括第一驱动子电路和第一获取子电路；

所述第一光电探测器和所述第二光电探测器中的选通晶体管的栅极与所述第一驱动子电路连接，所述第一光电探测器和所述第二光电探测器中的选通晶体管的第一极与所述第一获取子电路连接，所述第一光电探测器和所述第二光电探测器中的选通晶体管的第二极与所述感光元件连接；

所述第一驱动子电路配置为：当所述射线发生器发出的射线照射所述多个光电探测器达到第一时长时，向所述至少一个第一光电探测器的所述选通晶体管的栅极提供有效电平信号，当所述射线发生器发出的射线照射所述多个光电探测器达到第三时长时，向所述至少一个第一光电探测器的所述选通晶体管的栅极提供无效电平信号；当所述射线发生器发出的射线照射所述多个光电探测器达到第二时长时，向所述至少一个第二光电探测器的所述选通晶体管的栅极提供有效电平信号，当所述射线发生器发出的射线照射所述多个光电探测器达到第四时长时，向所述至少一个第二光电探测器的所述选通晶体管的栅极提供无效电平信号；其中，所述第一时长与所述第三时长之和小于或等于所述第二时长；

所述第一获取子电路配置为：根据所述第一电信号与所述第二电信号之间的差异，确定出每个所述光电探测器产生的电信号在单位时间内的增量。

6.根据权利要求5所述的射线探测基板，其特征在于，根据以下公式确定出每个所述光电探测器产生的电信号在单位时间内的增量ΔG：

其中，所述G2表示所述第二电信号，所述G1表示所述第一电信号，所述T2表示所述第二时长与所述第四时长之和，所述T1表示所述第一时长与所述第三时长之和。

7.根据权利要求5所述的射线探测基板，其特征在于，所述射线包括X射线，所述感光元件包括设置在基底上的光敏二极管和设置在光敏二极管远离所述基底一侧的光转换层，所述光敏二极管的一极与所述选通晶体管的第二极连接，所述光敏二极管的另一极与偏置电压端连接；

所述光转换层配置为，将照射至其上的X射线转换为可见光，并使所述可见光照射至所述光敏二极管上。

8.根据权利要求2或4所述的射线探测基板，其特征在于，所述射线探测基板划分为至少一个第一探测区和位于所述第一探测区之外的第二探测区，每个所述第一探测区中均设置有至少一个所述第一光电探测器和至少一个所述第二光电探测器，每个所述第二探测区中设置有至少一个所述第三光电探测器。

9.根据权利要求8所述的射线探测基板，其特征在于，所述第一探测区的数量为多个，所述第二探测区将多个所述第一探测区彼此间隔开。

10.根据权利要求9所述的射线探测基板，其特征在于，所述第二探测区包括边缘探测区和中心探测区，所述边缘探测区和所述中心探测区均设置有所述第三光电探测器，所述第一探测区和所述中心探测区均被所述边缘探测区环绕。

11.根据权利要求8所述的射线探测基板，其特征在于，每个所述第一探测区中设置有多个第一光电探测器和多个第二光电探测器，每个所述第一探测区中，多个第一光电探测器呈第一阵列，多个第二光电探测器呈第二阵列，所述射线探测基板还包括多行第一控制线和多行第二控制线；

同一行所述第一光电探测器通过同一条所述第一控制线与所述第一控制电路连接，不同行所述第一光电探测器连接不同的第一控制线；同一行所述第二光电探测器通过同一条所述第二控制线与所述第一控制电路连接；不同行所述第二光电探测器连接不同的第二控制线。

12.根据权利要求11所述的射线探测基板，其特征在于，所述第一阵列位于所述第二阵列的一侧。

13.一种射线成像设备，其特征在于，包括射线发生器和如权利要求1至12中任一项所述的射线探测基板。

14.一种曝光时长确定方法，应用于如权利要求1至12中任一项所述的射线探测基板，其特征在于，所述曝光时长确定方法包括：在曝光时长确定阶段：

获取所述至少一个第一光电探测器产生的第一电信号，所述第一电信号为射线发生器发出的射线照射所述多个光电探测器达到第一时长时所述第一光电探测器产生的电信号，；获取所述至少一个第二光电探测器产生的第二电信号，所述第二电信号为所述射线发生器发出的射线照射所述多个光电探测器达到第二时长时所述第二光电探测器产生的电信号，所述第二时长大于所述第一时长；

根据所述第一电信号与所述第二电信号之间的差异，确定出每个所述光电探测器产生的电信号在单位时间内的增量，以及根据目标信号量和所述增量，确定出所述射线发生器的目标曝光时长；

根据所述目标曝光时长，向所述射线发生器发送第一信号；所述第一信号用于控制所述射线发生器在达到所述目标曝光时长后停止发射射线。

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