TWI805067B - 成像裝置 - Google Patents

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TWI805067B
TWI805067B TW110141625A TW110141625A TWI805067B TW I805067 B TWI805067 B TW I805067B TW 110141625 A TW110141625 A TW 110141625A TW 110141625 A TW110141625 A TW 110141625A TW I805067 B TWI805067 B TW I805067B
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劉雨潤
曹培炎
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Abstract

本文公開了一種裝置，所述裝置包括：輻射檢測器；準 直器；其中，所述準直器和所述輻射檢測器被配置為在所述準直器與所述輻射檢測器之間沒有相對運動的情況下沿著一方向相對於輻射源共同地平移；其中，所述準直器包括多個彼此平行的平面板；並且，其中，所述平面板不平行於所述方向。

Description

成像裝置
本發明是有關於一種成像裝置，且特別是有關於一種具有輻射檢測器的成像裝置。
輻射檢測器可以是用於測量輻射的通量、空間分佈、頻譜或其他性質的設備。
輻射檢測器可用於許多應用。一個重要的應用是成像。輻射成像是一種射線照相技術，並可用於揭示非均勻組成的不透明的物件(如人體)的內部結構。
用於成像的早期輻射檢測器包括照相底板和照相膠片。照相底板可以是具有光敏乳劑塗層的玻璃板。雖然照相底板被照相膠片取代了，但由於它們提供的優質品質及其極端穩定性，它們仍可用於特殊情形。照相膠片可以是具有光敏乳劑塗層的塑膠膜(例如，條或片)。
在20世紀80年代，可光激勵的磷光體板(PSP板)變得可用。PSP板可以包含在其晶格中具有色心的磷光體材料。當PSP板暴露於輻射時，由輻射激發的電子被俘獲在色心中，直到 它們被在板表面上掃描的雷射光束激勵。當該板被鐳射掃描時，被俘獲的激發電子發出光，該光被光電倍增管收集。收集的光被轉換成數位圖像。與照相底板和照相膠片相比，PSP板可以被重複使用。
另一種輻射檢測器是輻射圖像增強器。輻射圖像增強器的元件通常在真空中密封。與照相底板、照相膠片和PSP板相比，輻射圖像增強器可以產生即時圖像，即，不需要曝光後處理來產生圖像。輻射首先撞擊輸入磷光體(例如，碘化銫)並轉換成可見光。然後可見光撞擊光電陰極(例如，含有銫和銻化合物的薄金屬層)並引起電子發射。發射的電子數量與入射輻射的強度成比例。發射的電子通過電子光學器件投射到輸出磷光體上並使輸出磷光體產生可見光圖像。
閃爍體在某種程度上與輻射圖像增強器類似地操作，因為閃爍體(例如，碘化鈉)吸收輻射並發射可見光，然後，該可見光可以通過合適的用於可見光的圖像感測器檢測。在閃爍體中，可見光在所有方向上擴散並散射，從而降低空間解析度。減小閃爍體厚度有助於提高空間解析度，但也減少了輻射的吸收。因此，閃爍體必須在吸收效率和解析度之間達成折衷。
半導體輻射檢測器主要通過將輻射直接轉換成電信號而克服該問題。半導體輻射檢測器可以包括吸收關注波長的輻射的半導體層。當輻射粒子在半導體層中被吸收時，產生多個電荷載流子(例如，電子和空穴)，並且，這些電荷載流子在電場下朝向 半導體層上的電觸點掃射。當前可用的半導體輻射檢測器(例如，Medipix)中所需的繁瑣的熱管理會使得具有大面積和大量像素的檢測器難以生產或無法生產。
本文公開了一種裝置，所述裝置包括：輻射檢測器；準直器；其中，所述準直器和所述輻射檢測器被配置為在所述準直器和所述輻射檢測器之間沒有相對運動的情況下沿著一方向相對於輻射源共同平移；其中，所述準直器包括多個彼此平行的平面板；並且，其中，所述平面板不平行於所述方向。
根據實施例，所述平面板與所述方向之間的角度小於5度、10度、25度或45度。
根據實施例，所述平面板垂直於所述輻射檢測器的輻射接收表面。
根據實施例，所述準直器和所述輻射檢測器被配置為通過沿著所述方向相對於所述輻射源平移來相對於所述輻射源共同移動到多個位置。
根據實施例，所述輻射檢測器被配置為在所述多個位置處捕獲場景的部分的圖像。
根據實施例，所述裝置被配置為通過拼接所述部分的圖像來形成所述場景的圖像。
根據實施例，所述輻射檢測器包括像素陣列。
根據實施例，所述輻射檢測器的形狀為矩形。
根據實施例，所述輻射檢測器的形狀為六邊形。
根據實施例，所述輻射檢測器被配置為在一段時間內對入射到所述像素上的輻射粒子的數量進行計數。
根據實施例，所述輻射粒子是X射線光子。
根據實施例，所述輻射檢測器包括：包括電觸點的輻射吸收層；第一電壓比較器，被配置為將所述電觸點的電壓與第一閾值進行比較；第二電壓比較器，被配置為將所述電壓與第二閾值進行比較；計數器，被配置為記錄所述數量中的至少一個；控制器，其中，所述控制器被配置為從所述第一電壓比較器確定所述電壓的絕對值等於或超過所述第一閾值的絕對值的時間開始時間延遲；其中，所述控制器被配置為在所述時間延遲期間啟動所述第二電壓比較器；其中，所述控制器被配置為：當所述第二電壓比較器確定所述電壓的絕對值等於或超過所述第二閾值的絕對值時，使所述數量中的至少一個加1。
根據實施例，所述裝置還包括電連接到所述電觸點的積分器，其中所述積分器被配置為從所述電觸點收集電荷載流子。
根據實施例，所述控制器被配置為在所述時間延遲開始或期滿時啟動所述第二電壓比較器。
根據實施例，所述控制器被配置為將所述電觸點連接到電接地。
根據實施例，在所述時間延遲期滿時，所述電壓的變化 率基本上為零。
根據實施例，所述輻射檢測器不包括閃爍體。
100、100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100H:輻射檢測器
101:準直器
103:表面
109:輻射源
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:像素陣列
301:第一電壓比較器
302:第二電壓比較器
305:開關
306:電壓表
309:積分器
310:控制器
320:計數器
50:場景
51A、51B、52A:圖像
501:平面板
901:角度
905、Y、X:方向
910:第一位置
920:第二位置
9000:裝置
X2、Y2:距離
X1、Y1:寬度
t0、t1、t2、te、ts:時間
V1:第一閾值
V2:第二閾值
TD1:時間延遲
RST:復位期
圖1A示意性地示出了根據實施例的沿著一個方向平移的裝置的透視圖。
圖1B示意性地示出了根據實施例的沿著一方向平移的裝置的一部分的俯視圖。
圖2示意性地示出了根據實施例的捕獲場景的部分的多個圖像的裝置。
圖3A至圖3C示意性地示出了根據一些實施例的裝置中的輻射檢測器的佈置。
圖4示意性地示出了根據實施例的具有多個六邊形形狀的輻射檢測器的裝置。
圖5示意性地示出了根據實施例的輻射檢測器具有像素陣列。
圖6A示意性地示出了根據實施例的輻射檢測器的剖視圖。
圖6B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6C示意性地示出了根據實施例的輻射檢測器的可替換的詳細剖視圖。
圖7A和圖7B各自示出了根據實施例的圖4A、圖4B和圖4C中的輻射檢測器的電子系統的元件圖。
圖8示意性地示出了根據實施例的流過暴露於輻射的輻射吸收層的二極體的電極或電阻器的電觸點的電流的時間變化(上部曲線)，以及該電極的電壓的相應時間變化(下部曲線)，該電流是由通過入射在輻射吸收層上的輻射粒子產生的電荷載流子引起的。
圖1A示意性地示出了根據實施例的沿著方向905平移的裝置9000的透視圖。裝置9000可以包括輻射檢測器100和準直器101。準直器101可以位於輻射檢測器100和輻射源109之間。準直器101可以包括彼此平行的多個平面板(例如，圖1B中的平面板501)。在示例中，如圖1A所示，來自輻射源109的輻射在穿過準直器101並到達輻射檢測器100之前到達場景50(例如，人體部位)。在示例中，入射在場景50上的輻射可以部分地透射過場景50。準直器101被配置為允許輻射的透射部分到達輻射檢測器100並且基本上防止被場景50散射的輻射的部分到達輻射檢測器100。
在實施例中，準直器101和輻射檢測器100被配置為在準直器101和輻射檢測器100之間沒有相對運動的情況下沿著方向905相對於輻射源109共同地平移。在圖1A示出的示例中，準 直器101和輻射檢測器100可以沿著方向905相對於輻射源109共同平移到多個位置，例如第一位置910、第二位置920。在平移期間且在多個位置處，準直器101可以相對於輻射檢測器100保持靜止。在一個實施例中，當輻射檢測器100和準直器101共同位於沿著方向905的相對於輻射源109的多個位置處時，分別捕獲場景50的部分的多組圖像。
圖1B示意性地示出了根據實施例的沿著方向905平移的裝置9000的一部分的俯視圖。如圖1B所示，準直器101的平面板501可以垂直於輻射檢測器100的輻射接收表面。在一個實施例中，平面板501不平行於方向905，而是相對於方向905成小的角度901。在實施例中，平面板501不垂直於方向905。角度901可以小於5度、10度、25度或45度。
圖2示意性地示出了根據實施例的捕獲場景50的部分的多個圖像的裝置9000。在圖1A和圖1B所示的示例中，輻射檢測器100和準直器101可以共同平移到2個位置910和920。在位置910和920處，可以分別捕獲場景50的部分的圖像51A、51B。在示例中，圖像51A中的場景50的部分可以與圖像51B中的場景50的部分基本重疊。裝置9000可以拼接圖像51A和51B以形成場景50的圖像52A。圖像51A和51B之間可以具有重疊以便於拼接。在示例中，準直器101的平面板501在位置910和920處遮擋場景50的不同部分，這導致了圖2中示意性地示出的圖像51A和51B中的條紋，但是位置910和920使得被遮擋的部分不相同。 場景50的每個部分可以在輻射檢測器100處於多個位置處時捕獲的圖像中的至少一個中。即，所述部分的圖像拼接在一起時可以覆蓋整個場景50。
如圖3A至圖3C所示，該裝置可以包括以多種方式佈置的多個輻射檢測器100。圖3A示意性地示出了根據實施例的一種佈置，其中輻射檢測器100按交錯的行佈置。例如，輻射檢測器100A和100B在同一行中，在Y方向上對齊，並且大小一致；輻射檢測器100C和100D在同一行中，在Y方向上對齊，並且大小一致。輻射檢測器100A和100B相對於輻射檢測器100C和100D在X方向上交錯。根據實施例，同一行中的兩個相鄰輻射檢測器100A和100B之間的距離X2大於同一行中的一個輻射檢測器的寬度X1(即，X方向上的尺寸，X方向即為該行的延伸方向)，並且小於寬度X1的兩倍。輻射檢測器100A和100E在同一列中，在X方向上對齊，並且大小一致；同一列中的兩個相鄰輻射檢測器100A和100E之間的距離Y2小於同一列中的一個輻射檢測器的寬度Y1(即，Y方向上的尺寸)。
圖3B示意性地示出了根據實施例的另一種佈置，其中輻射檢測器100按矩形網格佈置。例如，輻射檢測器100可以包括如圖3A中精確佈置的輻射檢測器100A、100B、100E和100F，而沒有圖3A中的輻射檢測器100C、100D、100G或100H。這種佈置允許通過在六個位置處拍攝場景部分的圖像來對場景進行成像。例如，在X方向上間隔設置的三個位置和在X方向上間隔設 置且在Y方向上與前三個位置間隔設置的另外三個位置。
其他佈置也是可能的。例如，在圖3C中，輻射檢測器100可以跨越X方向的整個寬度，其中兩個相鄰輻射檢測器100之間的距離Y2小於一個輻射檢測器的寬度Y1。假設檢測器在X方向上的寬度大於場景在X方向上的寬度，場景的圖像可以由在Y方向上間隔設置的兩個位置處捕獲的場景部分的兩個圖像拼接成。
上述輻射檢測器100可以設有任何合適的大小和形狀。根據實施例，至少一些輻射檢測器為矩形形狀。根據實施例，如圖4所示，至少一些輻射檢測器為六邊形形狀。
圖5示意性地示出了輻射檢測器100可以具有像素陣列150。該陣列可以是矩形陣列、蜂窩陣列、六邊形陣列或任何其他合適的陣列。每個像素150可以被配置為檢測入射在其上的輻射粒子，測量輻射粒子的能量，或既檢測又測量。例如，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在多個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的入射在其上的輻射粒子的數量進行計數。每個像素150可以具有其自己的模數轉換器(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。ADC可具有10位或更高的解析度。每個像素150可以被配置為測量其暗電流，例如在每個輻射粒子入射到其上之前或同時。每個像素150可以被配置為從入射在其上的輻射粒子的能量 中減去暗電流的貢獻。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可能正在等待另一個輻射粒子到達。像素150可以是但不必是可單獨定址的。輻射粒子可以是X射線光子。
圖6A示意性地示出了根據實施例的輻射檢測器100的剖視圖。輻射檢測器100可以包括輻射吸收層110和電子器件層120(例如，ASIC)，用於處理或分析入射輻射在輻射吸收層110中產生的電信號。在實施例中，輻射檢測器100不包括閃爍體。輻射吸收層110可以包含半導體材料，例如矽、鍺、GaAs、CdTe、CdZnTe或其組合。該半導體可以對於關注的輻射能量具有高品質衰減係數。遠離電子器件層120的輻射吸收層110的表面103被配置為接收輻射。
如圖6B中的輻射檢測器100的詳細剖視圖所示，根據實施例，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分離。離散區114通過第一摻雜區111或本徵區112彼此分離。第一摻雜區111和第二摻雜區113具有相反的摻雜類型(例如，區域111是p型且區域113是n型，或者，區域111是n型且區域113是p型)。在圖6B的示例中，第二摻雜區113的每個離散區114與第一摻雜區111和可選的本徵區112形成二極體。即，在圖6B的示例中，輻射吸收層110具有多個二極體， 其具有第一摻雜區111作為共用電極。第一摻雜區111還可以具有離散的部分。
當輻射粒子撞擊包括二極體的輻射吸收層110時，輻射粒子會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至100000個電荷載流子。電荷載流子可以在電場下漂移到二極體之一的電極。該場可以是外部電場。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。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小於2%、小於0.5%、小於0.1%或小於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，其中由以0°的入射角入射到其中的輻射粒子產生的基本上全部(大於98%，大於99.5%，大於99.9%，或大於99.99%)的電荷載流子流向離散區114。即，這些電荷載流子中的小於2%、小於1%、小於0.1%或小於0.01%的電荷載流子流過該像素。
如圖6C中的輻射檢測器100的可替換的詳細剖視圖所示，根據實施例，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。該半導體可以對於關注的輻射能量具有高品質衰減係數。
當輻射粒子撞擊包括電阻器而不包括二極體的輻射吸收層110時，它會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至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。該場可以是外部電場。電觸點119B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小於2%，小於0.5%，小於0.1%或小於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，其中由以0°的入射角入射到其中的輻射粒子產生的基本上全部(大於98%，大於99.5%，大於99.9%，或大於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小於2%、小於0.5%、小於0.1%或小於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。
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上的輻射粒子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可以包括由各像素共用的元件或專用於單個像素的元件。例如，電子系統121可以包括專用於每個像素的放大器和在所有像素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。通孔之間的空間可以被填充材料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的情況下將電子系統121連接到像素。
圖7A和圖7B均示出了根據實施例的電子系統121的元件圖。電子系統121可以包括第一電壓比較器301、第二電壓比較器302、計數器320、開關305、可選的電壓表306和控制器310。
第一電壓比較器301被配置為將至少一個電觸點119B的電壓與第一閾值進行比較。第一電壓比較器301可以被配置為直接監視電壓，或者通過在一段時間內對流過電觸點119B的電流進行積分來計算電壓。第一電壓比較器301可以由控制器310可控地啟動或去啟動。第一電壓比較器301可以是連續比較器。即，第一電壓比較器301可以被配置為連續啟動並連續監視電壓。第一電壓比較器301可以是時鐘控制比較器。第一閾值可以是一個入射輻射粒子在電觸點119B上會產生的最大電壓的5-10%、10%-20%、20-30%、30-40%或40-50%。最大電壓可取決於入射輻射粒子的能量、輻射吸收層110的材料和其他因素。例如，第一閾值可以是50mV、100mV、150mV或200mV。
第二電壓比較器302被配置為將電壓與第二閾值進行比 較。第二電壓比較器302可以被配置為直接監視電壓或者通過在一時間段內對流過二極體或電觸點的電流進行積分來計算電壓。第二電壓比較器302可以是連續比較器。第二電壓比較器302可以由控制器310可控地啟動或去啟動。當第二電壓比較器302被去啟動時，第二電壓比較器302的功耗可以小於在第二電壓比較器302被啟動時的功耗的1%、5%、10%或者20%。第二閾值的絕對值大於第一閾值的絕對值。如本文所使用的，實數x的術語“絕對值”或“模數”|x|是不考慮其符號的x的非負值。即，第二閾值可以是第一閾值的200%-300%。第二閾值可以是一個入射輻射粒子在電觸點119B上會產生的最大電壓的至少50%。例如，第二閾值可以是100mV、150mV、200mV、250mV或300mV。第二電壓比較器302和第一電壓比較器301可以是同一元件。即，系統121可以具有一個電壓比較器，其可以在不同時間將電壓與兩個不同的閾值進行比較。
第一電壓比較器301或第二電壓比較器302可以包括一個或多個運算放大器或任何其他合適的電路。第一電壓比較器301或第二電壓比較器302可以具有高速以允許電子系統121在高通量的入射輻射粒子下操作。然而，具有高速通常以功耗為代價。
計數器320被配置為至少記錄入射在包圍電觸點119B的像素150上的輻射粒子的數量。計數器320可以是軟體元件(例如，存儲在電腦記憶體中的數位)或硬體元件(例如，4017IC和7490IC)。
控制器310可以是硬體元件，例如微控制器和微處理器。控制器310被配置為從第一電壓比較器301確定電壓的絕對值等於或超過第一閾值的絕對值(例如，電壓的絕對值從低於第一閾值的絕對值增加為等於或高於第一閾值的絕對值的值)的時間開始時間延遲。這裡使用絕對值是因為電壓可以是負的或正的，這取決於是使用二極體的陰極還是陽極的電壓或使用哪個電觸點。控制器310可以被配置為在第一電壓比較器301確定電壓的絕對值等於或超過第一閾值的絕對值的時間之前，將第二電壓比較器302、計數器320和第一電壓比較器301的操作不需要的任何其他電路保持為去啟動。時間延遲可以在電壓變得穩定即電壓的變化率基本上為零之前或之後期滿。“電壓的變化率基本上為零”的短語意指電壓的時間變化小於0.1%/ns。“電壓的變化率基本上不為零”的短語意指電壓的時間變化至少為0.1%/ns。
控制器310可以被配置為在時間延遲期間(包括開始和期滿)啟動第二電壓比較器。在實施例中，控制器310被配置為在時間延遲開始時啟動第二電壓比較器。術語“啟動”意指使元件進入操作狀態(例如，通過發送諸如電壓脈衝或邏輯電平之類的信號，通過提供電力等)。術語“去啟動”意指使元件進入非操作狀態(例如，通過發送諸如電壓脈衝或邏輯電平之類的信號，通過切斷電力等)。操作狀態可以具有比非操作狀態更高的功耗(例如，為非操作狀態的10倍，100倍，1000倍)。控制器310本身可以被去啟動，直到當電壓的絕對值等於或超過第一閾值的絕對 值時第一電壓比較器301的輸出啟動控制器310為止。
控制器310可以被配置為如果在時間延遲期間，第二電壓比較器302確定電壓的絕對值等於或超過第二閾值的絕對值，則使由計數器320記錄的至少一個數位加1。
控制器310可以被配置為使可選的電壓表306在時間延遲期滿時測量電壓。控制器310可以被配置為將電觸點119B連接到電接地，以便使電壓重定並對在電觸點119B上累積的任何電荷載流子進行放電。在實施例中，電觸點119B在時間延遲期滿之後連接到電接地。在實施例中，電觸點119B在有限的復位時間段內連接到電接地。控制器310可以通過控制開關305將電觸點119B連接到電接地。該開關可以是諸如場效應電晶體(FET)之類的電晶體。
在實施例中，系統121不具有類比濾波器網路(例如，RC網路)。在實施例中，系統121沒有類比電路。
電壓表306可以將其測量的電壓作為類比或數位信號饋送到控制器310。
電子系統121可以包括電連接到電觸點119B的積分器309，其中積分器被配置為從電觸點119B收集電荷載流子。積分器309可以在放大器的回饋路徑中包括電容器。這樣配置的放大器稱為電容互阻抗放大器(CTIA)。CTIA通過阻止放大器飽和而具有高動態範圍，並通過限制信號路徑中的頻寬來提高信噪比。在一時間段(“積分期”)內來自電觸點119B的電荷載流子累積在 電容器上。積分期期滿後，對電容器電壓進行採樣，然後通過重定開關使電容器電壓重定。積分器309可包括直接連接到電觸點119B的電容器。
圖8示意性地示出了由入射在包圍電觸點119B的像素150上的輻射粒子產生的電荷載流子引起的流過電觸點119B的電流的時間變化(上部曲線)，以及電觸點119B的電壓的相應時間變化(下部曲線)。電壓可以是電流相對於時間的積分。在時間t0，輻射粒子撞擊像素150，電荷載流子開始在像素150中產生，電流開始流過電觸點119B，並且電觸點119B的電壓的絕對值開始增加。在時間t1，第一電壓比較器301確定電壓的絕對值等於或超過第一閾值V1的絕對值，控制器310開始時間延遲TD1，並且控制器310可以在TD1開始時去啟動第一電壓比較器301。如果控制器310在t1之前被去啟動，則控制器310在t1被啟動。在TD1期間，控制器310啟動第二電壓比較器302。如這裡使用的術語“在......期間”意指開始和期滿(即結束)以及它們之間的任何時間。例如，控制器310可以在TD1期滿時啟動第二電壓比較器302。如果在TD1期間，第二電壓比較器302在時間t2確定電壓的絕對值等於或超過第二閾值V2的絕對值，則控制器310等待電壓穩定而穩定。當由輻射粒子產生的所有電荷載流子漂移到輻射吸收層110之外時，電壓在時間te穩定。在時間ts，時間延遲TD1期滿。在時間te或之後，控制器310使電壓表306數位化電壓並確定輻射粒子的能量落入哪個區間中。然後，控制器310使計數 器320對應於該區間記錄的數位加1。在圖8的示例中，時間ts在時間te之後；即，在輻射粒子產生的所有電荷載流子漂移到輻射吸收層110之外之後，TD1期滿。如果不能容易地測量時間te，則可以憑經驗選擇TD1以允許有足夠的時間來收集由該輻射粒子產生的基本上所有的電荷載流子，但不要太長，以便有另一個入射輻射粒子的風險。即，可以憑經驗選擇TD1，使得憑經驗確定時間ts在時間te之後。時間ts不必一定在時間te之後，因為控制器310可以在達到V2時就忽視TD1並且等待時間te。因此，電壓與暗電流對電壓的貢獻之間的差異的變化率在te處基本上為零。控制器310可以被配置為在TD1期滿時或在t2或在其間的任何時間去啟動第二電壓比較器302。
在時間te的電壓與由輻射粒子產生的電荷載流子的量成比例，其與輻射粒子的能量有關。控制器310可以被配置為使用電壓表306確定輻射粒子的能量。
在TD1期滿或電壓表306數位化(以較晚為准)之後，控制器310在復位期RST內將電觸點119B連接到電接地，以允許累積在電觸點119B上的電荷載流子流到地並使電壓重定。在RST之後，電子系統121準備好檢測另一個入射輻射粒子。如果第一電壓比較器301已經被去啟動，則控制器310可以在RST期滿之前的任何時間啟動它。如果控制器310已經被去啟動，則可以在RST期滿之前啟動它。
雖然本文已經公開了各個方面和實施例，但是其他方面 和實施例對於本領域技術人員而言將是顯而易見的。本文公開的各個方面和實施例是出於說明的目的而不意圖是限制性的，其中真正的範圍和精神由下述專利範圍指示。
100:輻射檢測器
101:準直器
109:輻射源
50:場景
905、Y、X:方向
910:第一位置
920:第二位置
9000:裝置

Claims (16)

  1. 一種成像裝置，包括：輻射檢測器；準直器；以及其中所述準直器和所述輻射檢測器被配置為在所述準直器與所述輻射檢測器之間沒有相對運動的情況下沿著一方向相對於輻射源共同地平移；其中所述準直器包括多個彼此平行的平面板；其中所述平面板的法線方向不平行於所述方向，且所述平面板的所述法線方向不垂直於所述方向。
  2. 如請求項1所述的成像裝置，其中，所述平面板垂直於所述輻射檢測器的輻射接收表面。
  3. 如請求項1所述的成像裝置，其中，所述準直器和所述輻射檢測器被配置為通過沿著所述方向相對於所述輻射源平移來共同移動到多個位置。
  4. 如請求項3所述的成像裝置，其中，所述裝置被配置為在所述多個位置處捕獲場景的部分的圖像。
  5. 如請求項4所述的成像裝置，其中，所述裝置被配置為通過拼接所述部分的圖像來形成所述場景的圖像。
  6. 如請求項1所述的成像裝置，其中，所述輻射檢測器包括像素陣列。
  7. 如請求項1所述的成像裝置，其中，所述輻射檢測器 為矩形形狀。
  8. 如請求項1所述的成像裝置，其中，所述輻射檢測器為六邊形形狀。
  9. 如請求項6所述的成像裝置，其中，所述輻射檢測器被配置為在一段時間內對入射到像素上的輻射粒子的數量進行計數。
  10. 如請求項9所述的成像裝置，其中所述輻射粒子是X射線光子。
  11. 如請求項9所述的成像裝置，其中，所述輻射檢測器包括：包括電觸點的輻射吸收層；第一電壓比較器，被配置為將所述輻射粒子在所述電觸點的電壓與第一閾值進行比較，其中所述第一閾值為所述輻射粒子在所述電觸點上產生的所述電壓的最大值的5-10%、10%-20%、20-30%、30-40%或40-50%；第二電壓比較器，被配置為將所述電壓與第二閾值進行比較，其中所述第二閾值為所述輻射粒子在所述電觸點上產生的所述電壓的最大值的至少50%；計數器，被配置為記錄所述數量中的至少一個；以及控制器；其中，所述控制器被配置為從所述第一電壓比較器確定所述電壓的絕對值等於或超過所述第一閾值的絕對值的時間開始時間 延遲；其中，所述控制器被配置為在所述時間延遲期間啟動所述第二電壓比較器；其中，所述控制器被配置為：當所述第二電壓比較器確定所述電壓的絕對值等於或超過所述第二閾值的絕對值時，使所述數量中的至少一個加1。
  12. 如請求項11所述的成像裝置，更包括電連接到所述電觸點的積分器，其中所述積分器被配置為從所述電觸點收集電荷載流子。
  13. 如請求項11所述的成像裝置，其中，所述控制器被配置為在所述時間延遲開始或期滿時啟動所述第二電壓比較器。
  14. 如請求項11所述的成像裝置，其中，所述控制器被配置為將所述電觸點連接到電接地。
  15. 如請求項11所述的成像裝置，其中，在所述時間延遲期滿時，所述電壓的變化率基本上為零。
  16. 如請求項1所述的成像裝置，其中，所述輻射檢測器不包括閃爍體。
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