TW202403528A - Scanning method and apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本發明是有關於一種掃描方法及裝置。The present invention relates to a scanning method and device.
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。A radiation detector is a device that measures the characteristics of radiation. Examples of such properties may include the intensity, phase, and spatial distribution of polarization of the radiation. The radiation measured by the radiation detector may be radiation that has passed through the object. The radiation measured by the radiation detector may be electromagnetic radiation, such as infrared light, visible light, ultraviolet light, X-rays or gamma rays. Radiation can be of other types such as alpha rays and beta rays. An imaging system may include one or more image sensors, each of which may have one or more radiation detectors.
本文公開了一種方法,所述方法包括:用成像系統掃描物體,所述成像系統包括相對於彼此靜止的輻射檢測器和輻射源。所述掃描物體包括:對於i=1、......、M,按順序一次一個i值,通過(A)沿同一平移平面且(B)沿方向(i)平移所述輻射檢測器來執行掃描(i)。M為大於1的整數。Ox軸和Oy軸均在所述平移平面上且相互垂直。所述方向(i),i=1、......、M在所述Oy軸上的正交投影不指向兩個相反的方向。所述方向(i),i=1、......、M在所述Ox軸上的正交投影交替指向2個相反的方向。對於i=1、......、(M-1),所述方向(i)和所述方向(i+1)相互不平行。所述物體的每個點被所述掃描(i),i=1、......、M中的至少兩次掃描掃描。Disclosed herein is a method comprising scanning an object with an imaging system including a radiation detector and a radiation source stationary relative to each other. The scanned object includes: for i=1,...,M, sequentially one value of i at a time, by translating the radiation detector (A) along the same translation plane and (B) in direction (i) to perform scan(i). M is an integer greater than 1. The Ox axis and the Oy axis are both on the translation plane and perpendicular to each other. The orthogonal projection of the direction (i), i=1,...,M on the Oy axis does not point to two opposite directions. In the direction (i), the orthogonal projections of i=1,...,M on the Ox axis point alternately in two opposite directions. For i=1, ..., (M-1), the direction (i) and the direction (i+1) are not parallel to each other. Each point of the object is scanned by at least two of the scans (i), i=1,...,M.
在一方面,對於i=1、......、(M-2),所述方向(i)和所述方向(i+2)相互平行。In one aspect, for i=1, ..., (M-2), said direction (i) and said direction (i+2) are parallel to each other.
在一方面,所述每個點被所述掃描(i),i=1、......、M中的不超過2次掃描掃描。In one aspect, each point is scanned by no more than 2 of said scans (i), i=1,...,M.
在一方面,所述平移平面或者(A)與所述輻射檢測器的所有面向源的感測元件相交,或者(B)是所述輻射檢測器的所有面向源的感測元件的最佳擬合平面。In one aspect, the translation plane either (A) intersects all source-facing sensing elements of the radiation detector, or (B) is a best approximation of all source-facing sensing elements of the radiation detector. Combined plane.
在一方面,在所述掃描(i),i=1、......、M的掃描期間的時間點,所述平移平面垂直於與所述輻射源和所述輻射檢測器的面向源的感測元件相交的直線。In one aspect, at a point in time during said scan (i), i=1,...,M, said translation plane is perpendicular to an orientation of said radiation source and said radiation detector. The straight line where the source and sensing elements intersect.
在一方面,所述輻射檢測器的感測元件平面與所述輻射源相交。In one aspect, the sensing element plane of the radiation detector intersects the radiation source.
在一方面,對於i的每個奇數值,所述掃描(i)包括用所述輻射源向所述物體發送相同第一能量範圍的輻射束(i),對於i的每個偶數值,所述掃描(i)包括用所述輻射源向所述物體發送相同第二能量範圍的輻射束(i),所述第一能量範圍和所述第二能量範圍不同。In one aspect, for each odd value of i, the scanning (i) includes sending a radiation beam (i) of the same first energy range to the object with the radiation source, and for each even value of i, The scanning (i) includes using the radiation source to send a radiation beam (i) of the same second energy range to the object, the first energy range and the second energy range being different.
在一方面,所述第一能量範圍和所述第二能量範圍不重疊。In one aspect, the first energy range and the second energy range do not overlap.
在一方面,對於i的每個值,所述掃描(i)包括回應於第三能量範圍的輻射粒子撞擊所述輻射檢測器而利用所述輻射檢測器的計數器進行加1計數,以及回應於第四能量範圍的輻射粒子撞擊所述輻射檢測器而利用所述計數器進行減1計數,所述第三能量範圍和所述第四能量範圍不重疊。In one aspect, for each value of i, the scan (i) includes incrementing a counter of the radiation detector by one in response to a third energy range of radiation particles impacting the radiation detector, and in response to Radiation particles in a fourth energy range impact the radiation detector and are counted down by one using the counter, and the third energy range and the fourth energy range do not overlap.
在一方面,對於i的每個值,所述掃描(i)包括:利用所述輻射檢測器的第一計數器記錄撞擊所述輻射檢測器的感測元件的第五能量範圍的輻射粒子的數量;以及利用所述輻射檢測器的第二計數器記錄撞擊所述感測元件的第六能量範圍的輻射粒子的數量。第五能量範圍和第六能量範圍不重疊。In one aspect, for each value of i, the scanning (i) includes recording, with a first counter of the radiation detector, a number of radiation particles of a fifth energy range striking a sensing element of the radiation detector. ; and recording, using a second counter of the radiation detector, the number of radiation particles in a sixth energy range that impact the sensing element. The fifth energy range and the sixth energy range do not overlap.
在一方面,所述掃描(i),i=1、......、M的分別在平行於所述Ox軸的方向上測量的所有M個平移距離都相同。In one aspect, all M translation distances measured in the direction parallel to the Ox axis of scan (i), i=1,...,M respectively, are the same.
在一方面,對於i=1、......、(M-1),(A)在平行於所述Oy軸的方向上的所述掃描(i)的平移距離和(B)在平行於所述Oy軸的方向上的所述掃描(i+1)的平移距離之和不超過所述輻射檢測器在平行於所述Oy軸的方向上的尺寸。In one aspect, for i=1,...,(M-1), (A) the translation distance of the scan (i) in the direction parallel to the Oy axis and (B) the The sum of the translation distances of the scans (i+1) in the direction parallel to the Oy axis does not exceed the size of the radiation detector in the direction parallel to the Oy axis.
在一方面,對於i=1、......、(M-1),所述方向(i)和所述方向(i+1)中的一個方向平行於所述Ox軸。In one aspect, for i=1, ..., (M-1), one of the direction (i) and the direction (i+1) is parallel to the Ox axis.
本文公開了一種裝置,所述裝置包括成像系統,所述成像系統包括相對於彼此靜止的輻射檢測器和輻射源。所述成像系統被配置為掃描物體。所述成像系統對所述物體的掃描包括:對於i=1、......、M,按順序一次一個i值,通過(A)沿同一平移平面和(B)沿方向(i)平移所述輻射檢測器來執行掃描(i)。M為大於1的整數。Ox軸和Oy軸均在所述平移平面上且相互垂直。所述方向(i),i=1、......、M在所述Oy軸上的正交投影不指向兩個相反的方向。所述方向(i),i=1、......、M在所述Ox軸上的正交投影交替指向2個相反的方向。對於i=1、......、(M-1),所述方向(i)和所述方向(i+1)相互不平行。所述物體的每個點被所述掃描(i),i=1、......、M中的至少兩次掃描掃描。Disclosed herein is an apparatus that includes an imaging system that includes a radiation detector and a radiation source that are stationary relative to each other. The imaging system is configured to scan an object. Scanning of the object by the imaging system includes: for i=1,...,M, one i value at a time in sequence, by (A) along the same translation plane and (B) along the direction (i) Scan (i) is performed by translating the radiation detector. M is an integer greater than 1. The Ox axis and the Oy axis are both on the translation plane and perpendicular to each other. The orthogonal projection of the direction (i), i=1,...,M on the Oy axis does not point to two opposite directions. In the direction (i), the orthogonal projections of i=1,...,M on the Ox axis point alternately in two opposite directions. For i=1, ..., (M-1), the direction (i) and the direction (i+1) are not parallel to each other. Each point of the object is scanned by at least two of the scans (i), i=1,...,M.
在一方面,對於i=1、......、(M-2),所述方向(i)和所述方向(i+2)相互平行。In one aspect, for i=1, ..., (M-2), said direction (i) and said direction (i+2) are parallel to each other.
在一方面,所述每個點被所述掃描(i),i=1、......、M中的不超過2次掃描掃描。In one aspect, each point is scanned by no more than 2 of said scans (i), i=1,...,M.
在一方面,所述平移平面要麼(A)與所述輻射檢測器的所有面向源的感測元件相交,要麼(B)是所述輻射檢測器的所有面向源的感測元件的最佳擬合平面。In one aspect, the translation plane either (A) intersects all source-facing sensing elements of the radiation detector or (B) is a best approximation of all source-facing sensing elements of the radiation detector. Combined plane.
在一方面,在所述掃描(i),i=1、......、M的掃描期間的時間點,所述平移平面垂直於與所述輻射源和所述輻射檢測器的面向源的感測元件相交的直線。In one aspect, at a point in time during said scan (i), i=1,...,M, said translation plane is perpendicular to an orientation of said radiation source and said radiation detector. The straight line where the source and sensing elements intersect.
在一方面,所述輻射檢測器的感測元件平面與所述輻射源相交。In one aspect, the sensing element plane of the radiation detector intersects the radiation source.
在一方面,對於i的每個奇數值,所述掃描(i)包括用所述輻射源向所述物體發送相同第一能量範圍的輻射束(i),對於i的每個偶數值,所述掃描(i)包括用所述輻射源向所述物體發送相同第二能量範圍的輻射束(i),所述第一能量範圍和所述第二能量範圍不同。In one aspect, for each odd value of i, the scanning (i) includes sending a radiation beam (i) of the same first energy range to the object with the radiation source, and for each even value of i, The scanning (i) includes using the radiation source to send a radiation beam (i) of the same second energy range to the object, the first energy range and the second energy range being different.
在一方面,所述第一能量範圍和所述第二能量範圍不重疊。In one aspect, the first energy range and the second energy range do not overlap.
在一方面,對於i的每個值,所述掃描(i)包括回應於第三能量範圍的輻射粒子撞擊所述輻射檢測器而利用所述輻射檢測器的計數器進行加1計數,以及回應於第四能量範圍的輻射粒子撞擊所述輻射檢測器而利用所述計數器進行減1計數,所述第三能量範圍和所述第四能量範圍不重疊。In one aspect, for each value of i, the scan (i) includes incrementing a counter of the radiation detector by one in response to a third energy range of radiation particles impacting the radiation detector, and in response to Radiation particles in a fourth energy range impact the radiation detector and are counted down by one using the counter, and the third energy range and the fourth energy range do not overlap.
在一方面,對於i的每個值,所述掃描(i)包括:利用所述輻射檢測器的第一計數器記錄撞擊所述輻射檢測器的感測元件的第五能量範圍的輻射粒子的數量;以及利用所述輻射檢測器的第二計數器記錄撞擊所述感測元件的第六能量範圍的輻射粒子的數量。第五能量範圍和第六能量範圍不重疊。In one aspect, for each value of i, the scanning (i) includes recording, with a first counter of the radiation detector, a number of radiation particles of a fifth energy range striking a sensing element of the radiation detector. ; and recording, using a second counter of the radiation detector, the number of radiation particles in a sixth energy range that impact the sensing element. The fifth energy range and the sixth energy range do not overlap.
在一方面,在平行於所述Ox軸的方向上測量的所述掃描(i),i=1、......、M各自的所有M個平移距離都相同。In one aspect, all M translation distances of said scan (i), i=1,...,M each, measured in a direction parallel to said Ox axis, are the same.
在一方面,對於i=1、......、(M-1),(A)在平行於所述Oy軸的方向上的所述掃描(i)的平移距離和(B)在平行於所述Oy軸的方向上的所述掃描(i+1)的平移距離之和不超過所述輻射檢測器在平行於所述Oy軸的方向上的尺寸。In one aspect, for i=1,...,(M-1), (A) the translation distance of the scan (i) in the direction parallel to the Oy axis and (B) the The sum of the translation distances of the scans (i+1) in the direction parallel to the Oy axis does not exceed the size of the radiation detector in the direction parallel to the Oy axis.
在一方面,對於i=1、......、(M-1),所述方向(i)和所述方向(i+1)中的一個方向平行於所述Ox軸。In one aspect, for i=1, ..., (M-1), one of the direction (i) and the direction (i+1) is parallel to the Ox axis.
輻射檢測器radiation detector
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列和7行;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。Figure 1 schematically shows a
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段時間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。Each
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信號數位化為數位信號,或者將表示多個入射輻射粒子的總能量的類比信號數位化為數位信號。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的。Each
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、閃爍體或其他半導體X射線檢測器可能是合適的。The
圖2示意性地示出了根據一實施例的圖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和用於處理和分析入射輻射在輻射吸收層110中產生的電信號的電子器件層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體(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。Figure 2 schematically illustrates a simplified cross-sectional view of the
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,區域111是p型,區域113是n型,或者,區域111是n型,區域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的陣列中的一列的7個像素150,為了簡單起見,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。As an example, Figure 3 schematically shows a detailed cross-sectional view of the
電子器件層120可以包括適合於處理或解釋由入射在輻射吸收層110上的輻射產生的信號的電子系統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,這可以增加電子器件層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。在一實施例中,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。When radiation from a radiation source (not shown) strikes the
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。在一實施例中,圖4的電子器件層120在結構和功能方面類似於圖3的電子器件層120。Figure 4 schematically shows a detailed cross-sectional view along line 2-2 of the
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。在一實施例中,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。When radiation strikes the
成像系統imaging system
圖5示意性地示出了根據一實施例的成像系統500的透視圖。在一實施例中,成像系統500可以包括輻射檢測器100和輻射源510。Figure 5 schematically illustrates a perspective view of an
在一實施例中,物體520可以位於輻射檢測器100和輻射源510之間。例如,物體520可以是人體的一部分(例如,大腿)。在一實施例中,成像系統500可用於掃描物體520。In an embodiment, object 520 may be located between
在一實施例中,輻射檢測器100和輻射源510可以如圖5所示佈置(稱為側入射佈置),使得輻射檢測器100的感測元件平面104與輻射源510相交。關於感測元件平面104,如果輻射檢測器100的所有感測元件150共面,則感測元件平面104可以是與輻射檢測器100的所有感測元件150實際相交的平面。然而,如果輻射檢測器100的所有感測元件150不共面,則感測元件平面104可以是輻射檢測器100的所有感測元件150的最佳擬合平面(例如,最小二乘法)。In one embodiment, the
如果(A)一平面與輻射檢測器100相交,並且(B)在輻射檢測器平移期間的任何時間點在該平面上的輻射檢測器100的每個點在輻射檢測器100的整個平移過程中都保持在該平面上,則稱輻射檢測器100沿該平面平移。If (A) a plane intersects the
面向源的感測元件150是面向輻射源510的感測元件150。換而言之,來自輻射源510的輻射粒子可以撞擊面向源的感測元件150而不受任何其他感測元件150的干擾。在圖5中,有7個面向源的感測元件150(頂列)。The source-facing
成像系統的操作Imaging system operation
在一實施例中,參考圖5,通常,成像系統500可以按如下操作。輻射源510可以向物體520發送輻射束512。輻射束512可以包括X射線。在示例中,輻射束512是扇形束。In one embodiment, referring to Figure 5, generally,
在一實施例中,輻射檢測器100和輻射源510可以在成像系統500的操作期間相對於彼此靜止。In an embodiment,
在一實施例中,當成像系統500掃描物體520時,輻射檢測器100和輻射源510可以沿方向102平移。換而言之,在輻射檢測器100和輻射源510沿方向102平移的同時,輻射檢測器100捕獲物體520的多個圖像。In one embodiment,
本專利申請(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。The term "image" in this patent application (including the scope of the claim) is not limited to the spatial distribution of properties (eg intensity) of radiation. For example, the term "image" may also include a spatial distribution of the density of a substance or element.
在一實施例中,可以選擇方向102,使得輻射檢測器100沿平移平面106平移,如圖5所示。在一實施例中,輻射檢測器100沿其平移的平移平面106可以(A)與輻射檢測器100的所有面向源的感測元件150相交,或者(B)是輻射檢測器100的所有面向源的感測元件150的最佳擬合平面。In one embodiment,
此外,在一實施例中,輻射檢測器100沿其平移的平移平面106可以垂直於直線108,在輻射檢測器100的平移過程中的一時間點(在X點),直線108與輻射源510和面向源的感測元件150相交。Additionally, in one embodiment, the
之字形掃描zigzag scan
圖6A至圖6F圖示了根據一實施例的當成像系統500對物體520執行6次掃描時成像系統500的操作。請注意,圖6A至圖6F示出了從輻射源510觀察到的輻射檢測器100和物體520的俯視圖。為了簡單起見,物體520僅在圖6A和圖6F中示出(即,未在圖6B至圖6E中示出)。6A-6F illustrate the operation of the
具體地,在一實施例中,參考圖6A,在第一次掃描期間,輻射檢測器100可以沿著平移平面106從S位置平移到A位置並且沿著方向102A平移。請注意,如果成像系統500對平移平面106的一區域僅掃描一次,則該區域看起來(A)更亮,如果成像系統500對該區域掃描至少兩次,則該區域看起來(B)更暗。Specifically, in one embodiment, referring to Figure 6A, during a first scan,
接下來,在一實施例中,參考圖6B,在第二次掃描期間,輻射檢測器100可以沿著平移平面106從A位置平移到B位置並且沿著方向102B平移。Next, in an embodiment, referring to FIG. 6B , during a second scan,
接下來,在一實施例中,參考圖6C,在第三次掃描期間,輻射檢測器100可以沿著平移平面106從B位置平移到C位置並且沿著方向102C平移。Next, in an embodiment, referring to Figure 6C, during the third scan, the
接下來,在一實施例中,參考圖6D,在第四次掃描期間,輻射檢測器100可以沿著平移平面106從C位置平移到D位置並且沿著方向102D平移。Next, in an embodiment, referring to Figure 6D, during the fourth scan, the
接下來,在一實施例中,參考圖6E,在第五次掃描期間,輻射檢測器100可以沿著平移平面106從D位置平移到E位置並且沿著方向102E平移。Next, in one embodiment, referring to Figure 6E, during the fifth scan, the
接下來,在一實施例中,參考圖6F,在第六次掃描期間,輻射檢測器100可以沿著平移平面106從E位置平移到F位置並且沿著方向102F平移。Next, in one embodiment, referring to Figure 6F, during the sixth scan,
在一實施例中,Ox軸和Oy軸可以被定義為使得Ox軸和Oy軸在平移平面106上且相互垂直,如圖6A至圖6F所示。In one embodiment, the Ox axis and the Oy axis may be defined such that the Ox axis and the Oy axis are on the
在一實施例中,參考圖6A至圖6F,6個方向102A、102B、102C、102D、102E、102F分別在Oy軸上的6個正交投影可以不指向兩個相反的方向。例如,在圖6A至圖6F中,6個方向102A、102B、102C、102D、102E、102F在Oy軸上的所有6個正交投影都指向下方。In one embodiment, referring to FIGS. 6A to 6F , the six orthogonal projections of the six
在一實施例中,參考圖6A至圖6F,6個方向102A、102B、102C、102D、102E、102F分別在Ox軸上的6個正交投影可以交替指向2個相反的方向。例如,在圖6A中,方向102A在Ox軸上的正交投影指向右側。在圖6B中,方向102B在Ox軸上的正交投影指向左側。在圖6C中,方向102C在Ox軸上的正交投影指向右側。在圖6D中,方向102D在Ox軸上的正交投影指向左側。在圖6E中,方向102E在Ox軸上的正交投影指向右側。在圖6F中,方向102F在Ox軸上的正交投影指向左側。換而言之,6個方向102A、102B、102C、102D、102E、102F在Ox軸上的6個正投影交替指向左右(即2個相反的方向)。In one embodiment, referring to FIGS. 6A to 6F , the six orthogonal projections of the six
在一實施例中,對於6次掃描中的任意2次連續掃描,2個對應方向102可以不相互平行。例如,對於上述的第一次和第二次掃描,2個對應方向102A和102B不相互平行。又例如,對於上述的第二次和第三次掃描,2個對應方向102B和102C不相互平行。In one embodiment, for any two consecutive scans among the six scans, the two corresponding
在一實施例中,參考圖6A至圖6F,物體520的每個點可以通過第一、第二、第三、第四、第五和第六次掃描中的至少兩次掃描被掃描(即,被成像系統500掃描至少兩次)。假設物體520是人的大腿。然後,對於人大腿的所述每個點,來自所述至少兩次掃描的資料可用於確定人大腿的所述每個點處的骨密度(稱為骨密度測定法)。In one embodiment, referring to FIGS. 6A to 6F , each point of the
概括成像系統的操作的流程圖Flowchart outlining the operation of the imaging system
圖7示出了根據一實施例的概括成像系統500的操作的流程圖700。在步驟710中,該操作可以包括用成像系統掃描物體,該成像系統包括相對於彼此靜止的輻射檢測器和輻射源。例如,在上述實施例中,參考圖5,成像系統500掃描物體520,並且成像系統500包括相對於彼此靜止的輻射檢測器100和輻射源510。Figure 7 shows a flowchart 700 summarizing the operation of
同樣在步驟710中,所述掃描物體包括,對於i=1、......、M,按順序一次一個i值,通過(A)沿同一平移平面且(B)沿方向(i)平移輻射檢測器來執行掃描(i),其中M是大於1的整數。例如,在上述實施例中,參考圖5至圖6F,對於i=1、......、6,按順序一次一個i值,通過(A)沿同一平移平面106且(B)沿方向(i)平移輻射檢測器100來執行所述掃描(i),其中M=6。具體地,例如,參考圖6A,對於i=1,掃描(1)(即,第一次掃描)包括(A)沿平移平面106且(B)沿方向102A平移輻射檢測器100。Also in step 710, the scanning object includes, for i=1,...,M, sequentially one i value at a time, by (A) along the same translation plane and (B) along the direction (i) Scan (i) is performed by translating the radiation detector, where M is an integer greater than 1. For example, in the above embodiment, referring to FIGS. 5 to 6F , for i = 1, ..., 6, one i value at a time is sequentially moved (A) along the
同樣在步驟710中,Ox軸和Oy軸都在平移平面上且相互垂直。方向(i),i=1、......、M在Oy軸上的正交投影不指向兩個相反的方向。例如,在上述實施例中,參考圖5至圖6F,Ox軸和Oy軸都在平移平面106上且相互垂直。另外,方向102A、102B、102C、102D、102E、102F在Oy軸上的所有正投影都指向下方。Also in step 710, the Ox axis and the Oy axis are both on the translation plane and perpendicular to each other. Direction (i), i=1, ..., the orthogonal projection of M on the Oy axis does not point in two opposite directions. For example, in the above embodiment, referring to FIGS. 5 to 6F , both the Ox axis and the Oy axis are on the
同樣在步驟710中,方向(i),i=1、......、M在Ox軸上的正交投影交替指向2個相反的方向。例如,在上述實施例中,參考圖5至圖6F,方向102A、102B、102C、102D、102E和102F在Ox軸上的正交投影交替指向左右(即2個相反的方向)。Also in step 710, direction (i), the orthogonal projections of i=1,...,M on the Ox axis point alternately into 2 opposite directions. For example, in the above embodiment, referring to FIGS. 5 to 6F , the orthogonal projections of
同樣在步驟710中,對於i=1、......、(M-1),方向(i)和方向(i+1)不相互平行。例如,在上述實施例中,參考圖5至圖6F,對於6次掃描中的任意2次連續掃描,2個對應方向102不相互平行。具體地,例如,方向102A(圖6A)與方向102B(圖6B)不相互平行。類似地,方向102B(圖6B)和方向102C(圖6C)不相互平行,等等。Also in step 710, for i=1, ..., (M-1), direction (i) and direction (i+1) are not parallel to each other. For example, in the above embodiment, referring to FIGS. 5 to 6F , for any 2 consecutive scans among 6 scans, the 2
同樣在步驟710中,物體的每個點通過掃描(i),i=1、......、M中的至少兩次掃描被掃描。例如,在上述實施例中,參考圖6F,物體520的每個點通過第一、第二、第三、第四、第五和第六次掃描中的至少兩次掃描被掃描。Also in step 710, each point of the object is scanned by scanning (i), at least two scans of i=1,...,M. For example, in the above-described embodiment, referring to FIG. 6F , each point of the
其他實施例Other embodiments
精確掃描兩次Scan twice exactly
在上述實施例中,參考圖5至圖6F,物體520的每個點被成像系統500掃描至少兩次。在一實施例中,物體520的每個點被成像系統500掃描不超過兩次。換而言之,物體520的每個點被成像系統500精確掃描兩次,如圖6A至圖6F所示。In the above embodiment, referring to FIGS. 5 to 6F , each point of the
之字形掃描的交替能量範圍Alternating energy ranges for zigzag scans
在一實施例中,參考圖6A,在第一掃描期間,輻射源510可以向物體520發送第一能量範圍的第一輻射束(作為輻射束512的一部分)。換而言之,第一輻射束的每個輻射粒子具有在第一能量範圍內的能量。第一輻射束可以被輻射檢測器100用於執行第一掃描。In one embodiment, referring to FIG. 6A , during a first scan,
類似地,在一實施例中,參考圖6C,在第三掃描期間,輻射源510可以向物體520發送第一能量範圍的第三輻射束(作為輻射束512的一部分)。第三輻射束可以由輻射檢測器100用於執行第三掃描。Similarly, in one embodiment, referring to FIG. 6C , during a third scan,
類似地,在一實施例中,參考圖6E,在第五掃描期間,輻射源510可以向物體520發送第一能量範圍的第五輻射束(作為輻射束512的一部分)。第五輻射束可以被輻射檢測器100用於執行第五掃描。Similarly, in one embodiment, referring to FIG. 6E , during a fifth scan,
在一實施例中,參考圖6B,在第二掃描期間,輻射源510可以向物體520發送第二能量範圍的第二輻射束(作為輻射束512的一部分)。換而言之,第二輻射束的每個輻射粒子具有在第二能量範圍內的能量。第二輻射束可以被輻射檢測器100用於執行第二掃描。In one embodiment, referring to FIG. 6B , during the second scan,
類似地,在一實施例中,參考圖6D,在第四掃描期間,輻射源510可以向物體520發送第二能量範圍的第四輻射束(作為輻射束512的一部分)。第四輻射束可以被輻射檢測器100用於執行第四掃描。Similarly, in one embodiment, referring to FIG. 6D , during the fourth scan,
類似地,在一實施例中,參考圖6F,在第六掃描期間,輻射源510可以向物體520發送第二能量範圍的第六輻射束(作為輻射束512的一部分)。第六輻射束可以被輻射檢測器100用於執行第六掃描。Similarly, in one embodiment, referring to FIG. 6F , during the sixth scan,
在一實施例中,第一能量範圍和第二能量範圍可以不同。在一實施例中,第一能量範圍和第二能量範圍可以不重疊。In one embodiment, the first energy range and the second energy range may be different. In an embodiment, the first energy range and the second energy range may not overlap.
輻射檢測器的每個感測元件的雙向計數器Bidirectional counter for each sensing element of the radiation detector
在一實施例中,參考圖1至圖5,輻射檢測器100的電子器件層120可以包括輻射檢測器100的每個感測元件150的計數器(未示出)。In one embodiment, referring to FIGS. 1-5 , the
在一實施例中,如果第三能量範圍的輻射粒子撞擊所述每個感測元件150,則所述每個感測元件的計數器可以進行加1計數(即,其計數加1);如果第四能量範圍的輻射粒子撞擊所述每個感測元件150,則所述每個感測元件的計數器可以進行減1計數(即,其計數減1),並且第三能量範圍和第四能量範圍不重疊。請注意,輻射檢測器100的所述每個感測元件150的計數器是雙向計數器。In an embodiment, if radiated particles in the third energy range impact each
每個感測元件的兩個計數器Two counters per sensing element
在一實施例中,參考圖1至圖5,輻射檢測器100的電子器件層120可以包括輻射檢測器100的每個感測元件150的第一計數器(未示出)和第二計數器(未示出)。在一實施例中,所述每個感測元件150的第一計數器可以記錄撞擊所述每個感測元件150的第五能量範圍的輻射粒子的數量;所述每個感測元件150的第二計數器可以記錄撞擊所述每個感測元件150的第六能量範圍的輻射粒子的數量,並且第五能量範圍與第六能量範圍不重疊。In one embodiment, referring to FIGS. 1 to 5 , the
Ox軸上的平移距離相同The translation distance on the Ox axis is the same
在一實施例中,參考圖6A至圖6F,(A)在平行於Ox軸的方向上測量的第一次掃描(圖6A)的平移距離(即距離102Ax),(B)在平行於Ox軸的方向(未示出)上測量的第二次掃描(圖6B)的平移距離,(C)在平行於Ox軸的方向(未示出)上測量的第三次掃描(圖6C)的平移距離,(D)在平行於Ox軸的方向(未示出)上測量的第四次掃描(圖6D)的平移距離,(E)在平行於Ox軸的方向(未示出)上測量的第五次掃描(圖6E)的平移距離,以及(F)在平行於Ox軸的方向(未示出)上測量的第六次掃描(圖6F)的平移距離可以相同。也就是說,6次掃描的6個水平平移距離都相同。請注意,為了簡單起見,圖6A中僅示出了第一水平平移距離(即,距離102Ax)(即,未示出其他5個水平平移距離)。In one embodiment, referring to Figures 6A to 6F, (A) the translation distance (ie, distance 102Ax) of the first scan (Figure 6A) measured in the direction parallel to the Ox axis, (B) in the direction parallel to the Ox axis Translation distance of the second scan (Fig. 6B) measured in the direction of the Ox axis (not shown), (C) of the third scan (Fig. 6C) measured in the direction parallel to the Ox axis (not shown) Translation distance, (D) Translation distance of the fourth scan (Fig. 6D) measured in a direction parallel to the Ox axis (not shown), (E) measured in a direction parallel to the Ox axis (not shown) The translation distance of the fifth scan (Figure 6E), and (F) the translation distance of the sixth scan (Figure 6F) measured in a direction parallel to the Ox axis (not shown) can be the same. In other words, the six horizontal translation distances of the six scans are all the same. Note that for simplicity, only the first horizontal translation distance (ie, distance 102Ax) is shown in Figure 6A (ie, the other 5 horizontal translation distances are not shown).
2個連續垂直平移距離之和The sum of 2 consecutive vertical translation distances
在一實施例中,參考圖6B,(A)在平行於Oy軸的方向上的第一次掃描的平移距離(即距離102Ay)和(B)在平行於Oy軸的方向上的第二次掃描的平移距離(即距離102By)之和可以不超過輻射檢測器100在平行於Oy軸的方向上的尺寸(即尺寸100y)。In one embodiment, referring to FIG. 6B , (A) the translation distance of the first scan in the direction parallel to the Oy axis (ie, the distance 102Ay) and (B) the second scan in the direction parallel to the Oy axis. The sum of the scanning translation distances (ie, the distance 102By) may not exceed the size of the
總的來說,上述實施例可以表述如下:(A)在平行於Oy軸的方向上的掃描(i)的平移距離和(B)在平行於Oy軸的方向上的掃描(i+1)的平移距離之和可以不超過輻射檢測器100在平行於Oy軸的方向上的尺寸(i=1、2、3、4、5)。In summary, the above embodiments can be expressed as follows: (A) the translation distance of scanning (i) in the direction parallel to the Oy axis and (B) the scanning (i+1) in the direction parallel to the Oy axis The sum of the translation distances may not exceed the size of the
特例—水平平移Special case—horizontal translation
在一實施例中,參考圖6A至圖6F,對於任意兩個連續掃描,2個對應的平移方向102之一可以平行於Ox軸。例如,參考圖6A和圖6B,2個方向102A和102B之一可以平行於Ox軸。具體地,例如,方向102A可以指向東南,方向102B可以指向正西(即平行於Ox軸)。在本特例中,參考圖6B,距離102Ay等於尺寸100y,距離100By為零。In one embodiment, referring to FIGS. 6A to 6F , for any two consecutive scans, one of the two
關於平移方向的更多資訊More information about translation direction
在一實施例中,參考圖6A至圖6F和圖7的步驟710,對於i=1、......、(M-2),方向(i)和方向(i+2)可以相互平行。例如,方向102A和方向102C相互平行。又例如,方向102B與方向102D相互平行。In one embodiment, referring to FIGS. 6A to 6F and step 710 of FIG. 7 , for i=1,...,(M-2), the direction (i) and the direction (i+2) may be mutually exclusive. parallel. For example,
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。Although various aspects and embodiments have been disclosed herein, other aspects and embodiments will be apparent to those skilled in the art. The various aspects and embodiments disclosed herein are for purposes of illustration and are not intended to be limiting, with the true scope and spirit being indicated by the appended claims.
2-2:線
100:輻射檢測器
100By、102Ax、102Ay:距離
100y:尺寸
102、102A、102B、102C、102D、102E、102F:方向
104:感測元件平面
106:平移平面
108:直線
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:電子器件層
121:電子系統
130:填充材料
131:通孔
150:像素
500:成像系統
510:輻射源
512:輻射束
520:物體
700:流程圖
710:步驟
A、B、C、D、E、F、S:位置
Ox、Oy:軸
X:點
2-2: Line
100: Radiation detector
100By, 102Ax, 102Ay:
圖1示意性地示出了根據一實施例的輻射檢測器。 圖2示意性地示出了根據一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一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一實施例的成像系統的透視圖。 圖6A至圖6F圖示了根據一實施例的成像系統的操作。 圖7示出了根據一實施例的概括成像系統的操作的流程圖。 Figure 1 schematically shows a radiation detector according to an embodiment. Figure 2 schematically shows a simplified cross-sectional view of a radiation detector according to an embodiment. Figure 3 schematically shows a detailed cross-sectional view of a radiation detector according to an embodiment. Figure 4 schematically shows a detailed cross-sectional view of a radiation detector according to an alternative embodiment. Figure 5 schematically shows a perspective view of an imaging system according to an embodiment. 6A-6F illustrate the operation of an imaging system according to an embodiment. Figure 7 shows a flowchart summarizing the operation of an imaging system, according to an embodiment.
100:輻射檢測器 100: Radiation detector
102:方向 102: Direction
104:感測元件平面 104: Sensing element plane
106:平移平面 106:Translation plane
108:直線 108: straight line
150:像素 150: pixels
500:成像系統 500: Imaging system
510:輻射源 510: Radiation source
512:輻射束 512: Radiation Beam
520:物體 520:Object
X:點 X: point
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2022
- 2022-07-08 WO PCT/CN2022/104549 patent/WO2024007285A1/en unknown
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2023
- 2023-06-02 TW TW112120761A patent/TW202403528A/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
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WO2024007285A1 (en) | 2024-01-11 |
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