CN115334972A - 使用辐射检测器的成像方法 - Google Patents

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CN115334972A CN202180023894.4A CN202180023894A CN115334972A CN 115334972 A CN115334972 A CN 115334972A CN 202180023894 A CN202180023894 A CN 202180023894A CN 115334972 A CN115334972 A CN 115334972A
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Abstract

本文公开了一种方法，所述方法包括：用包括第一有效区域(310)和第一虚拟区域(320)的第一辐射检测器(100)通过曝光捕获第一图像，其中，所述第一虚拟区域(320)设置在所述第一辐射检测器(100)的专用集成电路(ASIC)芯片(120.1,120.2)之间，并且其中，所述第一图像包括(A)对应于所述第一有效区域(310)的第一常规图像元素(410)以及(B)对应于所述第一虚拟区域(320)的第一虚拟图像元素(420)；以及基于所述第一常规图像元素(410)的值来确定所述第一虚拟图像元素(420)的值。

Description

使用辐射检测器的成像方法
【技术领域】
本公开涉及使用辐射检测器的成像方法。
【背景技术】
辐射检测器是一种测量辐射性质的装置。性质的示例可以包括辐射的强度、相位和偏振的空间分布。辐射可以是已经与物体相互作用的辐射。例如，由辐射检测器测量的辐射可以是已经穿透物体的辐射。辐射可以是电磁辐射，例如红外光、可见光、紫外光、X射线或γ射线。辐射也可以是其它类型，例如α射线和β射线。成像系统可以包括多个辐射检测器。
【发明内容】
本文公开了一种方法，所述方法包括：用包括第一有效区域和第一虚拟区域的第一辐射检测器通过曝光捕获第一图像，其中，所述第一虚拟区域设置在所述第一辐射检测器的专用集成电路(ASIC)芯片之间，并且其中，所述第一图像包括(A)对应于所述第一有效区域的第一常规图像元素以及(B)对应于所述第一虚拟区域的第一虚拟图像元素；以及，基于所述第一常规图像元素的值来确定所述第一虚拟图像元素的值。
在一方面，所述方法还包括将确定的值分配给所述第一虚拟图像元素。
在一方面，所述第一虚拟区域包括K条相互平行的直条，其中K为正整数。
在一方面，掩模阻挡(A)未瞄准所述第一辐射检测器或(B)瞄准所述第一辐射检测器的槽环的任何或几乎任何曝光辐射粒子。
在一方面，所述第一虚拟区域包括多个虚拟感测元件，每个虚拟感测元件包括(A)除了由所述多个虚拟感测元件所共用的同一公共电触点之外的且(B)不电连接到所述ASIC芯片的电触点。
在一方面，所述第一虚拟区域包括多个虚拟感测元件，每个虚拟感测元件不包括除了由所述多个虚拟感测元件所共用的同一公共电触点之外的电触点。
在一方面，所述确定的步骤涉及插值。
在一方面，所述方法还包括用包括第二有效区域的第二辐射检测器通过曝光捕获第二图像，其中，相对于所述曝光的整个第一虚拟区域的阴影基本上完全落在所述第二有效区域上并且通过阴影有效区域与所述第二有效区域相交，并且其中，所述确定的步骤还基于与所述阴影有效区域相对应的所述第二图像的图像元素的值。
在一方面，所述第二辐射检测器与所述第一辐射检测器接合。
在一方面，所述第二辐射检测器还包括设置在所述第二辐射检测器的ASIC芯片之间的第二虚拟区域。
在一方面，所述第一虚拟区域包括K条直条，其中，所述第二虚拟区域包括K条直条，其中，所述第一虚拟区域的K条直条和所述第二虚拟区域的K条直条相互平行，并且其中，K为正整数。
在一方面，所述第一辐射检测器的ASIC芯片的厚度在50-100微米的范围内。
本文公开了一种方法，所述方法包括：对于i＝1、......、N，用包括第一有效区域和第一虚拟区域的同一第一辐射检测器通过曝光(i)逐个地捕获局部图像(1，i)，N为大于1的整数；拼接所述局部图像(1，i)，i＝1、......、N，得到第一组合图像，其中，所述第一组合图像包括(A)对应于所述第一有效区域的第一常规图像元素以及(B)对应于所述第一虚拟区域的第一虚拟图像元素；以及，基于所述第一常规图像元素的值来确定所述第一虚拟图像元素的值。
在一方面，所述第一虚拟区域包括平行于所述曝光(i)的扫描方向的K条直条，i＝1、......、N，其中，K为正整数。
在一方面，所述第一虚拟区域设置在所述第一辐射检测器的专用集成电路(ASIC)芯片之间。
在一方面，所述第一虚拟区域包括多个虚拟感测元件，每个虚拟感测元件包括(A)除由所述多个虚拟感测元件所共用的同一公共电触点之外的且(B)不电连接到所述ASIC芯片的电触点。
在一方面，所述第一虚拟区域包括多个虚拟感测元件，每个虚拟感测元件不包括除由所述多个虚拟感测元件所共用的同一公共电触点之外的电触点。
在一方面，所述确定的步骤涉及插值。
在一方面，所述方法还包括：对于i＝1、......、N，用包括第二有效区域的同一第二辐射检测器通过曝光(i)逐个地捕获局部图像(2，i)，其中，相对于所述曝光(1)的整个第一虚拟区域的阴影基本上完全落在所述第二有效区域上并且通过阴影有效区域与所述第二有效区域相交；以及拼接所述局部图像(2，i)，i＝1、......、N，得到第二组合图像，其中，所述确定的步骤还基于与所述阴影有效区域相对应的所述第二组合图像的图像元素的值。
在一方面，所述第二辐射检测器与所述第一辐射检测器接合。
在一方面，所述第二辐射检测器还包括设置在所述第二辐射检测器的ASIC芯片之间的第二虚拟区域。
在一方面，所述第一虚拟区域包括K条直条，其中，所述第二虚拟区域包括K条直条，其中，所述第一虚拟区域的K条直条和所述第二虚拟区域的K条直条相互平行并且平行于所述曝光(i)的扫描方向，i＝1、......、N，并且其中，K为正整数。
本文公开了一种方法，所述方法包括：对于i＝1、......、N，用包括第一有效区域和第一虚拟区域的同一第一辐射检测器通过曝光(i)逐个地捕获局部图像(1，i)，N为大于1的整数，其中，所述局部图像(1，i)包括(A)对应于所述第一有效区域的常规图像元素(1，i)以及(B)对应于所述第一虚拟区域的虚拟图像元素(1，i)；对于i＝1、......、N，基于所述常规图像元素(1，i)的值确定所述虚拟图像元素(1，i)的值，并且将所述虚拟图像元素(1，i)的确定的值分配给所述虚拟图像元素(1，i)，得到修改后的局部图像(1，i)；以及拼接所述修改后的局部图像(1，i)，i＝1、......、N，得到第一组合图像。
在一方面，所述第一虚拟区域设置在所述第一辐射检测器的专用集成电路(ASIC)芯片之间。
在一方面，所述方法还包括：对于i＝1、......、N，用包括第二有效区域的同一第二辐射检测器通过曝光(i)逐个地捕获局部图像(2，i)，其中，相对于所述曝光(1)的整个第一虚拟区域的阴影基本上完全落在所述第二有效区域上并且通过阴影有效区域与所述第二有效区域相交，并且，其中，对于i＝1、......、N，所述确定所述虚拟图像元素(1，i)的值的步骤还基于与所述阴影有效区域相对应的所述局部图像(2，i)的图像元素的值。
【附图说明】
图1示意性地示出了根据实施例的辐射检测器。
图2A至图3C示意性地示出了根据不同实施例的辐射检测器的不同视图。
图4A至图4D示出了根据实施例的第一成像方法。
图5A至图6C示出了根据实施例的第二成像方法。
图7A至图7I示出了根据实施例的第三成像方法。
图8A至图8B示出了根据实施例的第四成像方法。
图9示出了根据实施例的第五成像方法。
图10A至图10B示出了辐射检测器的可替换实施例。
【具体实施方式】
作为示例，图1示意性地示出了辐射检测器100。辐射检测器100可以包括像素150(也称为感测元件150)阵列。该阵列可以是矩形阵列(如图1所示)、蜂窝阵列、六边形阵列或任何其它合适的阵列。图1的示例中的像素150阵列具有布置成3行7列的21个像素150。通常，像素150阵列可以具有以任何方式布置的任何数量的像素150。
辐射可以包括诸如光子(电磁波)和亚原子粒子(例如，中子、质子、电子、阿尔法粒子等)之类的粒子。每个像素150可以被配置为检测入射在其上的辐射，并且可以被配置为测量入射辐射的特性(例如，粒子的能量、波长和频率)。对辐射检测器100的像素150的测量结果构成入射在该像素上的辐射的图像。可以说该图像是入射辐射所来自的物体或场景的图像。
每个像素150可以被配置为在一段时间内对入射在其上的能量落在多个能量区间中的辐射粒子的数量进行计数。所有像素150可以被配置为在同一段时间内对多个能量区间内的入射在其上的辐射粒子的数量进行计数。当入射辐射粒子具有相似能量时，像素150可以简单地被配置为在一段时间内对入射在其上的辐射粒子的数量进行计数，而不测量各个辐射粒子的能量。
每个像素150可以具有其自己的模数转换器(ADC)，其被配置为将表示入射辐射粒子的能量的模拟信号数字化为数字信号，或者将表示多个入射辐射粒子的总能量的模拟信号数字化成数字信号。像素150可以被配置为并行操作。例如，当一个像素150测量入射辐射粒子时，另一个像素150可以正在等待辐射粒子到达。像素150可以不必是可单独寻址的。
这里描述的辐射检测器100可以应用于例如X射线望远镜、X射线乳房照相、工业X射线缺陷检测、X射线显微镜或显微射线照相、X射线铸造检查、X射线无损测试、X射线焊缝检查、X射线数字减影血管造影等中。使用该辐射检测器100代替照相底板、照相胶片、PSP板、X射线图像增强器、闪烁体或其它半导体X射线检测器可能是合适的。
图2A示意性地示出了根据实施例的图1的辐射检测器沿着线2A-2A的简化剖视图。更具体地，辐射检测器100可以包括辐射吸收层110和电子器件层120。电子器件层120可以包括一个或多个专用集成电路(ASIC)芯片，以用于处理或分析入射辐射在辐射吸收层110中产生的电信号。辐射检测器100可以包括或不包括闪烁体(未示出)。辐射吸收层110可以包括半导体材料，例如硅、锗、GaAs、CdTe、CdZnTe或其组合。该半导体材料可以对关注的辐射具有高质量衰减系数。
作为示例，图2B示意性地示出了图1的辐射检测器100沿着线2A-2A的详细剖视图。更具体地，辐射吸收层110可以包括由第一掺杂区111和第二掺杂区113的一个或多个离散区114形成的一个或多个二极管(例如，p-i-n或p-n)。第二掺杂区113可以通过可选的本征区112与第一掺杂区111分离。离散区114通过第一掺杂区111或本征区112彼此分离。第一掺杂区111和第二掺杂区113具有相反类型的掺杂(例如，区域111是p型，区域113是n型，或者，区域111是n型，区域113是p型)。在图2B的示例中，第二掺杂区113的每个离散区114与第一掺杂区111和可选的本征区112形成二极管。即，在图2B的示例中，辐射吸收层110具有多个二极管(更具体地，图2B示出了对应于图1的阵列中一行的7个像素150的7个二极管，为了简单起见，图2B中仅标记了其中的2个像素150)。多个二极管具有作为共用(公共)电极的电极119A。第一掺杂区111还可以具有离散部分。
电子器件层120可以包括适合于处理或解释由入射在辐射吸收层110上的辐射产生的信号的电子系统121。电子系统121可以包括诸如滤波器网络、放大器、积分器和比较器之类的模拟电路或者诸如微处理器和存储器之类的数字电路。电子系统121可以包括一个或多个ADC。电子系统121可以包括由像素150共用的组件或专用于单个像素150的组件。例如，电子系统121可以包括专用于每个像素150的放大器和在所有像素150之间共用的微处理器。电子系统121可以通过通孔131电连接到像素150。通孔之间的空间可以使用填充材料130填充，这可以增加电子器件层120与辐射吸收层110的连接的机械稳定性。其它接合技术可以在不使用通孔131的情况下将电子系统121连接到像素150。
当来自辐射源(未示出)的辐射撞击包括二极管的辐射吸收层110时，辐射粒子可被吸收并通过多种机制产生一个或多个电荷载流子(例如，电子、空穴)。电荷载流子可以在电场下漂移到二极管之一的电极。该场可以是外部电场。电触点119B可以包括离散部分，每个离散部分与离散区114电接触。术语“电触点”可以与词“电极”互换使用。在实施例中，电荷载流子可以在各方向上漂移，使得由单个辐射粒子产生的电荷载流子基本上不被两个不同的离散区114共用(这里“基本上不被......共用”意指相比于其余的电荷载流子，这些电荷载流子中的小于2％，小于0.5％，小于0.1％或小于0.01％的电荷载流子流向一个不同的离散区114)。由入射在这些离散区114之一的覆盖区周围的辐射粒子产生的电荷载流子基本上不与这些离散区114中的另一个共用。与离散区114相关联的像素150可以是离散区114周围的空间，其中由入射到其中的辐射粒子产生的基本上全部(大于98％，大于99.5％，大于99.9％，或大于99.99％)的电荷载流子流向离散区114。即，这些电荷载流子中的小于2％、小于1％、小于0.1％或小于0.01％的电荷载流子流过像素150。
作为另一个示例，图2C示意性地示出了图1的辐射检测器100沿着线2A-2A的详细剖视图。更具体地，辐射吸收层110可以包含诸如硅、锗、GaAs、CdTe、CdZnTe或其组合之类的半导体材料的电阻器，但不包括二极管。该半导体材料可以对关注的辐射具有高质量衰减系数。在实施例中，图2C的电子器件层120可以在结构和功能方面类似于图2B的电子器件层120。
当辐射撞击包括电阻器而不包括二极管的辐射吸收层110时，它可以被吸收并通过多种机制产生一个或多个电荷载流子。辐射粒子可以产生10至100，000个电荷载流子。电荷载流子可以在电场下漂移到电触点119A和119B。该电场可以是外部电场。电触点119B包括离散部分。在实施例中，电荷载流子可以在各方向上漂移，使得由单个辐射粒子产生的电荷载流子基本上不被电触点119B的两个不同的离散部分共用(这里“基本上不被......共用”意指相比于其余的电荷载流子，这些电荷载流子中的小于2％，小于0.5％，小于0.1％或小于0.01％的电荷载流子流向一个不同的离散部分)。由入射在电触点119B的这些离散部分之一的覆盖区周围的辐射粒子产生的电荷载流子基本上不与电触点119B的这些离散部分中的另一个共用。与电触点119B的离散部分相关联的像素150可以是离散部分周围的空间，其中由入射到其中的辐射粒子产生的基本上全部(大于98％，大于99.5％，大于99.9％，或大于99.99％)的电荷载流子流向电触点119B的离散部分。即，这些电荷载流子中的小于2％、小于0.5％、小于0.1％或小于0.01％的电荷载流子流过与电触点119B的一个离散部分相关联的像素。
作为又一个示例，图3A示意性地示出了图1的辐射检测器100沿着线2A-2A的详细剖视图。具体地，电子器件层120可以包括两个ASIC芯片120.1和120.2，以用于处理或分析入射辐射在辐射吸收层110中产生的电信号。
图3B示出了根据实施例的图3A的辐射检测器100的俯视图。图3C示出了根据实施例的图3B的辐射检测器沿着线3C-3C的剖视图。
具体地，在实施例中，ASIC芯片120.1可以用于处理或分析入射辐射在ASIC芯片120.1上方的9个像素150中产生的电信号。ASIC芯片120.1上方的9个像素150中的每个像素都可以电连接到ASIC芯片120.1。ASIC芯片120.1上方的9个像素150形成可以检测入射辐射的有效区310.1(图3C)。
类似地，在实施例中，ASIC芯片120.2可以用于处理或分析入射辐射在ASIC芯片120.2上方的9个像素150中产生的电信号。ASIC芯片120.2上方的9个像素150的每个像素都可以电连接到ASIC芯片120.2。ASIC芯片120.2上方的9个像素150形成可以检测入射辐射的有效区310.2(图3C)。有效区310.1和310.2可以统称为辐射检测器100的有效区310。
设置在2个ASIC芯片120.1和120.2(图3B)之间的3个像素150可以不电连接到ASIC芯片120.1和120.2。结果，入射辐射在这3个像素150中生成的电信号不被ASIC芯片120.1和120.2接收，并且因此不被处理或分析。这3个像素150可以称为虚拟像素或虚拟感测元件。这3个像素150形成辐射检测器100的虚拟区域320(图3B和图3C)。虚拟区域320不检测入射辐射。
在实施例中，参照图3A和图3B，3个虚拟像素150(图3B的中间)中的每一个可以具有电触点119B(参见图3A中间的虚拟像素150)。在实施例中，该电触点119B是(A)除由3个虚拟像素150共用的公共电触点119A(图3A)之外的且(B)没有电连接到ASIC芯片120.1和120.2(见图3A)的电触点。
在可替换实施例中，参照图3A和图3B，3个虚拟像素150(图3B中间)中的每一个可以不具有电触点119B(即，不为3个虚拟像素150形成电触点119B)。换言之，3个虚拟像素150中的每一个均不包括除了由3个虚拟像素150共用的公共电触点119A(图3A)之外的电触点。
图4A至图4C示出了根据实施例的用于用辐射检测器100获得场景440(包括锤子442)的图像的第一方法。为了简单起见，在图4A的辐射检测器100的俯视图中，仅示出了辐射检测器100的有效区域310和虚拟区域320。
在实施例中，参照图4A，用于获得场景440的图像的第一方法可以开始于用辐射粒子(例如，X射线)进行曝光，该辐射粒子在垂直于页面的方向上传播且穿过锤子442并撞击辐射检测器100(即，从页面的前面到后面)。
作为曝光的结果，辐射检测器100可以捕获场景440的图像400i(图4B)，其可以包括(A)对应于辐射检测器100的有效区域310的常规图像元素410，以及(B)对应于辐射检测器100的虚拟区域320的虚拟图像元素420。常规图像元素410的值与场景440相关，而此时，虚拟图像元素420的值与场景440无关。例如，当产生图像400i时，虚拟图像元素420的值可以被任意设置为零的初始值。
接下来，在实施例中，参照图3B，基于常规图像元素410的值可以确定虚拟图像元素420的值。接下来，在实施例中，可以将这些确定的值分配给虚拟图像元素420(由此替换它们为零的初始值)，从而得到如图4C所示的场景440的修改后的图像400im。
在实施例中，虚拟图像元素420的值的确定可以涉及插值。在本上下文中的插值涉及基于特定图像元素周围的图像元素的值来估计该特定图像元素的值。
图4D示出了总结和概括上述第一方法的流程图490。具体地，在步骤492中，参照图4A至图4C，可以用辐射检测器(100)通过曝光(图4A)捕获图像(400i)，该辐射检测器(100)包括效区域(310)和虚拟区域(320)，其中，虚拟区域设置在辐射检测器的专用集成电路(ASIC)芯片(图3C中的120.1和120.2)之间，并且其中，该图像包括(A)对应于有效区域的常规图像元素(410)和(B)对应于虚拟区域的虚拟图像元素(420)。在步骤494中，可以基于常规图像元素的值来确定虚拟图像元素的值。
图5A至图6C示出了根据实施例的用于获得场景440(图6A)的图像的第二方法。在实施例中，第二方法可以是对第一方法的改进，并且可以涉及辐射检测器100和附加的辐射检测器100'(图5A)。具体地，第二方法可以对第一方法的步骤494(图4D)进行改进。
在实施例中，参照图5A，辐射检测器100'可以类似于辐射检测器100。具体地，辐射检测器100'可以包括效区域310'、虚拟区域320’以及和ASIC芯片120.1'和120.2'，其分别类似于辐射检测器100的有效区域310、虚拟区域320以及ASIC芯片120.1和120.2。
在实施例中，虚拟区域320'可以设置在ASIC芯片120.1'和120.2’之间。在实施例中，辐射检测器100和100'的虚拟区域320和320'具有相互平行的2条直条的形式。
在实施例中，参照图5A，第二方法可以开始于第一方法的曝光(即，图4D的步骤492)，其辐射粒子在箭头510表示的方向上传播。附图标记510在下文中用于表示曝光、其辐射粒子和辐射粒子的方向。
在实施例中，在曝光510期间，辐射检测器100'可以相对于辐射检测器100布置，使得辐射检测器100的整个虚拟区域320相对于曝光510的阴影基本上完全落在辐射检测器100'的有效区域310'上(注意：“基本上完全”是指完全或几乎完全)。换言之，辐射检测器100'相对于辐射检测器100布置成使得辐射检测器100'的有效区域310'接收曝光510的已经通过辐射检测器100的虚拟区域320的基本上所有(即，所有或几乎所有)辐射粒子。
在实施例中，辐射检测器100的ASIC芯片120.1和120.2的厚度122可以使得足够的曝光辐射到达辐射检测器100'。在实施例中，厚度122可以在50-100微米的范围内。
假设辐射检测器100的整个虚拟区域320相对于曝光510的阴影通过阴影有效区域330'(图5A)与辐射检测器100'的有效区域310'相交。图5B示出了图5A的辐射检测器100和100'的俯视图。
在实施例中，第二方法可以如下开始。在曝光510期间，辐射检测器100可以如第一方法(图4D的步骤492)中那样捕获场景440(图4A)的图像400i(图4B)。同样在曝光510期间，辐射检测器100'(图6A)可以捕获场景440(图6A)的图像600i(图6B)。接下来，在实施例中，图像400i(图4B)的虚拟像素420的值不仅可以如第一方法(图4D的步骤494)中那样基于图像400i的常规图像元素410的值来确定，而且可以基于与辐射检测器100’的阴影有效区域330'(图5A和图6A)相对应的图像600i的常规图像元素630'(图6B)的值来确定。
在实施例中，图像400i(图4B)的虚拟图像元素420的值可以按如下从图像600i的常规图像元素630'(图6B)的值中估计。假设由辐射检测器100捕获的图像400i(图4B)的平均强度是由辐射检测器100'捕获的图像600i(图6B)的平均强度的三倍。然后，图像400i(图4B)的虚拟图像元素420的值可以被估计为图像600i的常规图像元素630'(图6B)的值的三倍。
接下来，在实施例中，可以将这些确定的值分配给图像400i(图4B)的虚拟图像元素420，得到如图6C所示的场景440的修改后的图像600im。
在上述实施例中，辐射检测器100'具有虚拟区域320'。或者，放射线检测器100’可以没有虚拟区域。在实施例中，辐射检测器100'可以与辐射检测器100接合，如图5A所示。或者，辐射检测器100’可以不与辐射检测器100接合。
图7A至图7H示出了根据实施例的用于利用辐射检测器100获得场景740(其包括两把剑742)的图像的第三方法。在实施例中，除了在第三方法中先进行多次曝光然后进行拼接之外，第三方法可以与第一方法类似。具体地，在实施例中，第三方法可以开始于第一曝光，其中辐射检测器100(图7A)可以捕获场景740的第一局部图像700i1(图7B)。
接下来，在实施例中，辐射检测器100可以向右水平移动(图7C)，然后可以进行行第二曝光，其中辐射检测器100可以捕获第二局部图像700i2(图7D))的场景740。在实施例中，辐射检测器100在第一曝光和第二曝光之间的移动可以使得局部图像700i1和700i2相互重叠以便于后续拼接。
接下来，在实施例中，辐射检测器100可以进一步向右水平移动(图7E)，然后可以进行第三曝光，其中辐射检测器100可以捕获场景740的第三局部图像700i3(图7F)。在实施例中，辐射检测器100在第二和第三曝光之间的移动可以使得局部图像700i2和700i3相互重叠以便于后续拼接。
接下来，在实施例中，可以拼接局部图像700i1、700i2和700i3，得到场景740的组合图像700ic(图7G)。组合图像700ic包括(A)对应于辐射检测器100的有效区域310的常规图像元素710，以及(B)对应于辐射检测器100的虚拟区域320的虚拟图像元素720。
接下来，在实施例中，参照图7G，可以基于常规图像元素710的值来确定组合图像700ic的虚拟图像元素720的值。接下来，在实施例中，可以将这些确定的值分配给虚拟图像元素720，得到如图7H所示的场景440的修改后的图像700im。
在实施例中，辐射检测器100的虚拟区域320可以具有直条的形式(图7A)。在实施例中，虚拟区域320(具有直条的形式)可以平行于第一、第二和第三曝光的扫描方向。换言之，辐射检测器100被布置为使得其虚拟区域320(具有直条的形式)在扫描过程期间是水平的。
图7I示出了总结和概括上述第三方法的流程图790。具体地，在步骤792中，对于i＝1、......、N，可以用包括有效区域(图7A中的310)和虚拟区域(图7A中的320)的同一辐射检测器(图7A中的100)通过曝光(i)(例如，第一曝光)捕获局部图像(i)(例如，图7B中的700i1)，N是大于1的整数(例如，图7A至图7F中的N＝3)。
在步骤794中，可以拼接局部图像(i)，i＝1、......、N，得到组合图像(图7G中的700ic)，其中，组合图像包括(A)对应于有效区域的常规图像元素(图7G中的710)和(B)对应于虚拟区域的虚拟图像元素(图7G中的720)。在步骤796中，可以基于常规图像元素的值来确定虚拟图像元素的值。
图8A至图8B示出了根据实施例的用于获得场景740(图7A)的图像的第四方法。在实施例中，第四方法可以是对上述第三方法的改进，并且可以涉及使用如图5A所示布置的辐射检测器100和100’两者。具体地，第四方法可以对第三方法的步骤796(图7I)进行改进。
具体地，在实施例中，第四方法可以开始于第三方法的步骤792和794(图7I)。也就是说，辐射检测器100可以捕获局部图像700i 1、700i2和700i3(图7B、图7D和图7F)，然后可以拼接它们，得到组合图像700ic(图7G)。
此外，在第三方法的第一、第二和第三曝光期间，辐射检测器100'(图5A)可以捕获场景740(图7A)的3张局部图像(未示出)。接下来，在实施例中，可以拼接由辐射检测器100’捕获的3张局部图像，得到场景740的组合图像800ic(图8A)。
接下来，在实施例中，组合图像700ic(图7G)的虚拟图像元素720的值不仅可以如第三方法(图7I中的步骤796)中那样基于图像700ic的常规图像元素710的值来确定，而且可以基于与辐射检测器100'的阴影有效区域330'(图5A)相对应的组合图像800ic的常规图像元素830'(图8A)的值来确定。
接下来，在实施例中，可以将这些确定的值分配给组合图像700ic(图7G)的虚拟图像元素720，得到场景740的修改后的图像800im(图8B)。
用于使用辐射检测器100获得场景740(图7A)的图像的第五方法可以为如下。在实施例中，第五方法可以类似于上述的第一方法。在第一方法中，在曝光中，辐射检测器100捕获图像400i(图4B)。然后，基于捕获的图像400i的常规图像元素410的值确定捕获的图像400i的虚拟图像元素420的值并然后分配，得到场景的修改后的图像400im(图4C)。
在第五方法中，可以在扫描过程中的多次曝光中多次重复第一方法。例如，第一方法可以在扫描过程中以3次曝光重复3次，得到场景740的3张修改后的图像(未示出)。该扫描过程可以类似于上述第三方法的扫描过程(图7A至图7F)。第五方法的扫描过程可以使得3张修改后的图像相互重叠，以便于后续拼接。然后，可以拼接这3张修改后的图像，得到场景740的组合图像(未示出)。
图9示出了根据实施例的总结和概括上述第五方法的流程图900。在步骤910中，对于i＝1、......、N(例如，N＝3)，可以用包括有效区域(310)和虚拟区域(320)的同一辐射检测器(图7A的100)通过曝光(i)(例如，第一曝光)逐个地捕获局部图像(i)(例如，图7B的图像700i1)，N是大于1的整数，其中，局部图像(i)(例如，图7B的图像700i1)包括(A)对应于有效区域的常规图像元素(i)和(B)对应于虚拟区域的虚拟图像元素(i)。
在步骤920中，对于i＝1、......、N，可以基于常规图像元素(i)的值来确定虚拟图像元素(i)的值，并且可以将虚拟图像元素(i)的这些确定的值分配给虚拟图像元素(i)，得到修改后的局部图像(i)。在步骤930中，可以拼接得到的修改后的局部图像(i)，i＝1、......、N，得到场景740的组合图像。
根据实施例，用于获得场景740(图7A)的图像的第六方法可以为如下。在实施例中，第六方法可以是对第五方法的改进，并且可以涉及使用如图5A所示的布置的辐射检测器100和100'。具体地，第六方法可以对第五方法的步骤920(图9)进行改进。
具体地，第六方法可以开始于第五方法的步骤910(图9)。也就是说，在3次曝光期间，辐射检测器100可以捕获场景740的3张主要局部图像(未示出)。同样在这3次曝光期间，辐射检测器100'可以捕获场景740的3张次要局部图像(未示出)。
接下来，对于由辐射检测器100捕获的3张主要局部图像中的每一张主要局部图像，该主要局部图像的虚拟图像元素的值不仅可以基于该主要局部图像的常规图像元素的值来确定(如在第五方法的图9中的步骤920中那样)，而且可以基于与辐射检测器100’的阴影有效区域330'(图5A)相对应的对应次要局部图像的常规图像元素的值来确定。然后，可以将所确定的值分配给该主要局部图像的虚拟图像元素，得到对应的修改后的主要局部图像。
例如，对于由辐射检测器100捕获的3张主要局部图像中的第一主要局部图像，第一主要局部图像的虚拟图像元素的值不仅可以基于第一主要局部图像的常规图像元素的值来确定，而且可以基于与辐射检测器100'的阴影有效区域330'(图5A)相对应的第一次要局部图像的常规图像元素的值来确定。然后，可以将确定的值分配给第一主要局部图像的虚拟图像元素，得到第一修改的主要局部图像。
接下来，在实施例中，可以执行第五方法的步骤930(图9)。也就是说，可以拼接得到的3张修改后的主要局部图像，得到场景740的组合图像(未示出)。简而言之，第六方法对第五方法的步骤920(图9)进行了改进。
在上述实施例中，每个ASIC芯片(例如，图3C的120.1和120.2)具有正方形的形状(即，3个像素×3个像素)并且具有9个像素150的大小。通常，每个ASIC芯片可以有任何形状和大小。例如，每个ASIC芯片可以具有矩形的形状(例如，2个像素×3个像素)。通常，ASIC芯片不必具有相同的形状和大小。
在上述实施例中，辐射检测器100的有效区域310包括2个有效区310.1和310.2(图3C)。通常，辐射检测器100的有效区域可以具有任意数量的有效区；并且辐射检测器100可以具有相同数量的ASIC芯片。例如，在图10A中，辐射检测器100的有效区域可以包括3个有效区310.1、310.2和310.3；并且辐射检测器100可以具有3个ASIC芯片120.1、120.2和120.3。
通常，辐射检测器100的虚拟区域可以具有任意数量的虚拟区域。例如，在图10A中，辐射检测器100的虚拟区域可以具有2个虚拟区320.1和320.2。在实施例中，2个虚拟区320.1和320.2可以具有如图10B(图10A的俯视图)所示的可以相互平行的2条直条的形式。在实施例中，这2条直条可以平行于第三、第四、第五和第六方法中的第一、第二和第三曝光的扫描方向。
在上述实施例中(包括在图10A中)，辐射检测器100'类似于辐射检测器100。通常，辐射检测器100'可以是这样的任何辐射检测器，其在曝光期间相对于辐射检测器100的物理布置使得已经穿过辐射检测器100的虚拟区域320的基本上所有(即，所有或几乎所有)的曝光辐射粒子撞击辐射检测器100'的有效区域。
在实施例中，在上述曝光期间，可以使用掩模(未示出)来阻挡未瞄准辐射检测器100和100'的曝光辐射粒子。结果，在扫描过程中，在实施例中，掩模可以随辐射检测器100和100'一起移动。
在实施例中，辐射检测器100和100'中的每一个可以包括在周边上的不检测入射辐射的槽环。因此，如果使用上述掩模，则掩模(除了阻挡未瞄准辐射检测器的曝光辐射粒子)还应当阻挡瞄准辐射检测器的槽环的曝光辐射粒子。
在实施例中，上述扫描过程可以是连续的或逐步的。逐步扫描是指辐射检测器停下来捕获图像，然后移动到下一站捕获下一个图像，以此类推。连续扫描是指辐射检测器在辐射检测器移动的同时捕获图像(在扫描过程中不停止)。
虽然本文中公开了各个方面和实施例，但是其它的方面和实施例对于本领域的技术人员而言将是显而易见的。本文中公开的各个方面和实施例是出于说明性的目的而不意图是限制性的，真正的范围和精神由所附权利要求指示。

Claims (25)

1.一种方法，包括：
用包括第一有效区域和第一虚拟区域的第一辐射检测器通过曝光捕获第一图像，
其中，所述第一虚拟区域设置在所述第一辐射检测器的专用集成电路(ASIC)芯片之间，并且
其中，所述第一图像包括(A)对应于所述第一有效区域的第一常规图像元素以及(B)对应于所述第一虚拟区域的第一虚拟图像元素；以及
基于所述第一常规图像元素的值来确定所述第一虚拟图像元素的值。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括将确定的值分配给所述第一虚拟图像元素。
3.根据权利要求1所述的方法，
其中，所述第一虚拟区域包括K条相互平行的直条，并且
其中，K为正整数。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，掩模阻挡(A)未瞄准所述第一辐射检测器或(B)瞄准所述第一辐射检测器的槽环的任何或几乎任何曝光辐射粒子。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一虚拟区域包括多个虚拟感测元件，每个虚拟感测元件包括(A)除了由所述多个虚拟感测元件所共用的同一公共电触点之外的且(B)不电连接到所述ASIC芯片的电触点。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一虚拟区域包括多个虚拟感测元件，每个虚拟感测元件不包括除了由所述多个虚拟感测元件所共用的同一公共电触点之外的电触点。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定的步骤涉及插值。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括用包括第二有效区域的第二辐射检测器通过曝光捕获第二图像，
其中，相对于所述曝光的整个第一虚拟区域的阴影基本上完全落在所述第二有效区域上并且通过阴影有效区域与所述第二有效区域相交，并且
其中，所述确定的步骤还基于与所述阴影有效区域相对应的所述第二图像的图像元素的值。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第二辐射检测器与所述第一辐射检测器接合。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第二辐射检测器还包括设置在所述第二辐射检测器的ASIC芯片之间的第二虚拟区域。
11.根据权利要求10所述的方法，
其中，所述第一虚拟区域包括K条直条，
其中，所述第二虚拟区域包括K条直条，
其中，所述第一虚拟区域的K条直条和所述第二虚拟区域的K条直条相互平行，并且
其中，K为正整数。
12.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一辐射检测器的ASIC芯片的厚度在50-100微米的范围内。
13.一种方法，包括：
对于i＝1、......、N，用包括第一有效区域和第一虚拟区域的同一第一辐射检测器通过曝光(i)逐个地捕获局部图像(1，i)，N为大于1的整数；
拼接所述局部图像(1，i)，i＝1、......、N，得到第一组合图像，其中，所述第一组合图像包括(A)对应于所述第一有效区域的第一常规图像元素以及(B)对应于所述第一虚拟区域的第一虚拟图像元素；以及
基于所述第一常规图像元素的值来确定所述第一虚拟图像元素的值。
14.根据权利要求13所述的方法，
其中，所述第一虚拟区域包括平行于所述曝光(i)的扫描方向的K条直条，i＝1、......、N，并且
其中，K为正整数。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述第一虚拟区域设置在所述第一辐射检测器的专用集成电路(ASIC)芯片之间。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第一虚拟区域包括多个虚拟感测元件，每个虚拟感测元件包括(A)除了由所述多个虚拟感测元件所共用的同一公共电触点之外的且(B)不电连接到所述ASIC芯片的电触点。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第一虚拟区域包括多个虚拟感测元件，每个虚拟感测元件不包括除由所述多个虚拟感测元件所共用的同一公共电触点之外的电触点。
18.根据权利要求13所述的方法，其中，所述确定的步骤涉及插值。
19.根据权利要求13所述的方法，还包括：
对于i＝1、......、N，用包括第二有效区域的同一第二辐射检测器通过曝光(i)逐个地捕获局部图像(2，i)，其中，相对于所述曝光(1)的整个第一虚拟区域的阴影基本上完全落在所述第二有效区域上并且通过阴影有效区域与所述第二有效区域相交；以及
拼接所述局部图像(2，i)，i＝1、......、N，得到第二组合图像，其中，所述确定的步骤还基于与所述阴影有效区域相对应的所述第二组合图像的图像元素的值。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述第二辐射检测器与所述第一辐射检测器接合。
21.根据权利要求19所述的方法，其中，所述第二辐射检测器还包括设置在所述第二辐射检测器的ASIC芯片之间的第二虚拟区域。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述第一虚拟区域包括K条直条，
其中，所述第二虚拟区域包括K条直条，
其中，所述第一虚拟区域的K条直条和所述第二虚拟区域的K条直条相互平行并且平行于所述曝光(i)的扫描方向，i＝1、......、N，并且
其中，K为正整数。
23.一种方法，包括：
对于i＝1、......、N，用包括第一有效区域和第一虚拟区域的同一第一辐射检测器通过曝光(i)逐个地捕获局部图像(1，i)，N为大于1的整数，其中，所述局部图像(1，i)包括(A)对应于所述第一有效区域的常规图像元素(1，i)以及(B)对应于所述第一虚拟区域的虚拟图像元素(1，i)；
对于i＝1、......、N，基于所述常规图像元素(1，i)的值确定所述虚拟图像元素(1，i)的值，并且将所述虚拟图像元素(1，i)的确定的值分配给所述虚拟图像元素(1，i)，得到修改后的局部图像(1，i)；以及
拼接所述修改后的局部图像(1，i)，i＝1、......、N，得到第一组合图像。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述第一虚拟区域设置在所述第一辐射检测器的专用集成电路(ASIC)芯片之间。
25.根据权利要求23所述的方法，还包括：对于i＝1、......、N，用包括第二有效区域的同一第二辐射检测器通过曝光(i)逐个地捕获局部图像(2，i)，
其中，相对于所述曝光(1)的整个第一虚拟区域的阴影基本上完全落在所述第二有效区域上并且通过阴影有效区域与所述第二有效区域相交，并且
其中，对于i＝1、......、N，所述确定所述虚拟图像元素(1，i)的值的步骤还基于与所述阴影有效区域相对应的所述局部图像(2，i)的图像元素的值。
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