TWI813940B - 成像系統及其操作方法 - Google Patents

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TWI813940B TW110103428A TW110103428A TWI813940B TW I813940 B TWI813940 B TW I813940B TW 110103428 A TW110103428 A TW 110103428A TW 110103428 A TW110103428 A TW 110103428A TW I813940 B TWI813940 B TW I813940B
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Abstract

本發明公開了一種方法，其包括：平移檢測器模塊，以使所述檢測器模塊的點沿曲線移動通過移動圓（i），i = 1，...，M，其中M為正整數，其中所述曲線是平滑的；並且在所述移動圓（i），i = 1，...，M，中，當所述點位於所述曲線上的位置Pi ， j 時，使用所述檢測器模塊捕獲場景的部分影像（i，j），j = 1，...，Hi ，其中Hi 是大於1的整數。

Description

成像系統及其操作方法
本發明是有關於一種系統及其操作方法，且特別是有關於一種成像系統及其操作方法。
輻射檢測器是一種測量輻射特性的裝置。所述特性的示例可包括輻射的強度、相位和偏振的空間分佈。所述輻射可以是與物體相互作用的輻射。例如，由輻射檢測器所測得的輻射可以是已經從物體穿透或從物體反射的輻射。所述輻射可以是電磁輻射，比如紅外光、可見光、紫外光、X射線或γ射線。所述輻射可以是其他類型，比如α射線和β射線。一個影像感測器可以包括多個輻射檢測器。
本發明公開一種方法，其包括：平移檢測器模塊，以使所述檢測器模塊的點沿曲線移動通過移動圓（i），i = 1，...，M，其中M為正整數，其中所述曲線是平滑的；並且在所述移動圓（i），i = 1，...，M，中，當所述點位於所述曲線上的位置Pi ， j 時，使用所述檢測器模塊捕獲場景的部分影像（i，j），j = 1，...，Hi ，其中Hi 是大於1的整數。
在某方面，所述曲線是一個圓。
在某方面，所述曲線包括直線段，並且所述位置Pi ， j 在所述直線段上。
在某方面，M≥2。
在某方面，所述檢測器模塊包括N個空間不連續的主動區域，N為大於1的正整數。
在某方面，所述點的速度是通過所述移動圓（i），i = 1，...，M，的時間的連續函數。
在某方面，捕獲部分影像（i，j）包括當所述點位於所述移動圓（i）中的位置Pi ， j 時，收集響應於入射輻射在所述檢測器模塊中生成的載流子。
在某方面，所述檢測器模塊包括排成K行和L列的N個空間不連續的主動區域，其中K、L和N為正整數，並且所述K行定義行的方向，所述L列定義列的方向。
在某方面，所述N個空間不連續的主動區域之一的所述行的方向上的大小大於所述K行之一行中的所述N個空間不連續的主動區域中的兩個相鄰的主動區域之間的距離，並且其中所述N個空間不連續的主動區域之一的所述列的方向上的大小大於所述L列之一列中的所述N個空間不連續的主動區域的兩個相鄰的主動區域之間的距離。
在某方面，所述方法進一步包括操作屏蔽系統，以使當所述點位於位置Pi ， j ，i = 1，...，M，且j = 1，...，Hi ，時，所述屏蔽系統阻擋未對準所述N個空間不連續的主動區域的輻射。
在某方面，所述屏蔽系統包括：（A）在所述行的方向上延伸的行屏蔽條，和（B）在所述列的方向上延伸的列屏蔽條，並且其中操作所述屏蔽系統包括沿所述列的方向平移所述行屏蔽條，沿所述行的方向平移列屏蔽條，或兩者同時進行。
在某方面，所述方法進一步包括對於所述移動圓（i），通過拼接所述部分影像（i，j），j = 1，...，Hi ，來形成所述場景的整體的影像（i）。
在某方面，所述曲線是閉合的。
本發明公開一種成像系統，其包括檢測器模塊，其中所述成像系統被配置為平移所述檢測器模塊，以使所述檢測器模塊的點沿曲線移動通過移動圓（i），i = 1，...，M，其中M為正整數，其中所述曲線是平滑的，並且其中在所述移動圓（i），i = 1，...，M，中，當所述點位於所述曲線上的位置Pi ， j 時，捕獲場景的部分影像（i，j），j = 1，...，Hi ，其中Hi 是大於1的整數。
在某方面，所述曲線是一個圓。
在某方面，所述曲線包括直線段，並且所述Hi 個位置在所述直線段上。
在某方面，M≥2。
在某方面，所述檢測器模塊包括N個空間不連續的主動區域，N為大於1的正整數。
在某方面，所述點的速度是通過所述移動圓（i），i = 1，...，M，的時間的連續函數。
在某方面，所述成像系統被配置為通過在所述點位於所述位置Pi ， j 時，收集響應於入射輻射在所述檢測器模塊中生成的載流子而捕獲部分影像（i，j）。
在某方面，所述檢測器模塊包括排成K行和L列的N個空間不連續的主動區域，其中K、L和N為正整數，並且其中，所述K行定義行的方向，所述L列定義列的方向。
在某方面，所述N個空間不連續的主動區域之一的所述行的方向上的大小大於所述K行之一行中的所述N個空間不連續的主動區域中的兩個相鄰的主動區域之間的距離，並且所述N個空間不連續的主動區域之一的所述列的方向上的大小大於所述L列之一列中的所述N個空間不連續的主動區域的兩個相鄰的主動區域之間的距離。
在某方面，所述成像系統進一步包括屏蔽系統，該屏蔽系統被配置為當所述點位於位置Pi ， j ，i = 1，...，M，且j = 1，...，Hi ，時，阻擋未對準所述N個空間不連續的主動區域的輻射。
在某方面，所述屏蔽系統包括：（A）在所述行的方向上延伸的行屏蔽條，和（B）在所述列的方向上延伸的列屏蔽條，其中操作所述屏蔽系統包括沿所述列的方向平移所述行屏蔽條，沿所述行的方向平移列屏蔽條，或兩者同時進行。
在某方面，所述成像系統進一步包括處理器，所述處理器被配置為，對於所述移動圓（i），通過拼接所述部分影像（i，j），j = 1，...，Hi ，來形成所述場景的整體的影像（i）。
在某方面，所述曲線是閉合的。
圖1示意示出作為示例的輻射檢測器100。所述輻射檢測器100可以包括像素150（也稱為感測元件150）的陣列。該陣列可以是矩形陣列（如圖1所示）、蜂窩形陣列、六邊形陣列或任何其他合適的陣列。在圖1示例中的所述像素150陣列具有按照4行7列排列的28個像素150；通常所述像素150陣列可以具有任何數量的行和任何數量的列。
輻射可以包括諸如光子（電磁波）和亞原子粒子（例如，中子、質子、電子、α粒子等）等粒子。每個像素150可以被配置為檢測入射在其上的輻射並且可以被配置為測量所述入射輻射的特徵（例如，粒子的能量、波長和頻率）。所述輻射檢測器100的像素150的測量因此構成入射在所述像素上的所述輻射的影像。可以說所述影像是所述入射輻射所產生的物體或場景的影像。
每個像素150可以被配置為在一段時間內對入射在其上的其能量落入多個能量倉中的輻射粒子的數量進行計數。所有所述像素150均可以被配置為對在相同時間段內的多個能量倉內入射在其上的輻射粒子的數量進行計數。當所述入射輻射粒子具有相似的能量時，所述像素150可以簡單地被配置為對一段時間內入射在其上的輻射粒子的數量進行計數，而無需測量各個輻射粒子的能量。
每個像素150可以具有其自己的類比數位轉換器（ADC），該類比數位轉換器被配置為將表示入射輻射粒子能量的類比信號數字化為數位信號，或者將表示多個入射輻射粒子總能量的類比信號數字化為數位信號。所述像素150可以被配置為並行操作。例如，當一個像素150測量入射的輻射粒子時，另一個像素150可能正在等待輻射粒子到達。所述像素150可以不必是單獨可尋址的。
在此描述的輻射檢測器100可以具有諸如X射線望遠鏡、乳腺X射線照相、工業X射線缺陷檢測、X射線顯微鏡或顯微照相、X射線鑄件檢驗，X射線無損試驗、X射線焊接檢驗、X射線數位減影血管造影等應用。也可以將所述輻射檢測器100用於代替照相底片、照相膠片、光激發磷光板、X射線影像增強器、閃爍體或X射線檢測器。
圖2A示意示出根據實施例的圖1中沿2A-2A線的輻射檢測器100的簡化截面圖。更具體地講，所述檢測器100可包括輻射吸收層110和電子元件層120（例如，專用集成電路），其用於處理或分析在所述輻射吸收層110中產生的入射輻射的電信號。所述輻射檢測器100可包括也可不包括閃爍體（圖中未顯示）。所述輻射吸收層110可包括半導體材料，諸如矽、鍺、砷化鎵、碲化鎘、鎘鋅碲或其組合。所述半導體材料對於感興趣的輻射可具有高的質量衰減係數。
圖2B示意示出作為示例的圖1中沿2A-2A線的輻射檢測器100的詳細截面圖。更具體地講，所述輻射吸收層110可包括由第一摻雜區111和第二摻雜區113的一個或多個離散區114組成的一個或多個二極體（例如，p-i-n或p-n）。所述第二摻雜區113可通過可選的本徵區112而與所述第一摻雜區111分離。所述離散區114通過所述第一摻雜區111或所述本徵區112而彼此分離。所述第一摻雜區111和所述第二摻雜區113具有相反類型的摻雜（例如，區域111是p型並且區域113是n型，或者區域111是n型並且區域113是p型）。在圖2B中的示例中，所述第二摻雜區113的每個離散區114與所述第一摻雜區111和所述可選的本徵區112一起組成一個二極體。即，在圖2B的示例中，所述輻射吸收層110包括多個二極體（更具體地講，7個二極體對應於圖1的所述陣列中的一行的7個像素150，為簡單起見，圖2B中只標記了其中的2個像素150）。所述多個二極體具有電觸點119A作為共享（共用）電極。所述第一摻雜區111還可具有離散部分。
所述電子元件層120可包括電子系統121，其適用於處理或解釋由入射在所述輻射吸收層110上的輻射所產生的信號。所述電子系統121可包括類比電路比如濾波器網絡、放大器、積分器、比較器，或數位電路比如微處理器和儲存器。所述電子系統121可包括一個或多個類比數位轉換器。所述電子系統121可包括由所述像素150共用的組件或專用於單個像素150的組件。例如，所述電子系統121可包括專用於每個像素150的放大器和在所有像素150間共用的微處理器。所述電子系統121可通過通孔131電連接到所述像素150。所述通孔之間的空間可用填充材料130填充，其可增加所述電子元件層120到所述輻射吸收層110連接的機械穩定性。其他鍵合技術有可能在不使用所述通孔131的情況下將所述電子系統121連接到所述像素150。
當來自所述輻射源（圖中未顯示）的輻射撞擊包括二極體的所述輻射吸收層110時，所述輻射粒子可被吸收並通過若干機制產生一個或多個載流子（例如，電子、空穴）。所述載流子可在電場下向其中一個所述二極體的電極漂移。所述電場可以是外部電場。所述電觸點119B可包括離散部分，其中的每個離散部分與所述離散區114電接觸。術語“電接觸”可與詞語“電極”互換使用。在實施例中，所述載流子可向不同方向漂移，以使由單個輻射粒子產生的所述載流子大致未被2個不同的離散區114共用（“大致未被共用”在這裡意指這些載流子中的不到2%、不到0.5%、不到0.1%、或不到0.01%流向與餘下載流子不同的一個所述離散區114）。由入射在所述離散區114之一的足跡周圍的輻射粒子所產生的載流子大致未被另一所述離散區114共用。與一個離散區114相關聯的一個像素150可以是所述離散區114周圍的區，由入射在其中的一個輻射粒子所產生的載流子大致全部（超過98％、超過99.5％、超過99.9％或超過99.99％）流向其中。即，所述載流子中的不到2％、不到1％、不到0.1％、或不到0.01％流到所述像素150之外。
圖2C示意示出根據實施例的圖1沿2A-2A線的所述輻射檢測器100的替代詳細截面圖。更具體地講，所述輻射吸收層110可包括半導體材料，比如矽、鍺、砷化鎵、碲化鎘、鎘鋅碲或其組合，的電阻器，但不包括二極體。所述半導體材料對於感興趣的輻射可具有高的質量衰減係數。在實施例中，圖2C中的所述電子元件層120在結構和功能方面可以類似於圖2B中的所述電子元件層120。
當所述輻射撞擊包括所述電阻器但不包括二極體的所述輻射吸收層110時，該輻射可被吸收並通過若干機制產生一個或多個載流子。一個輻射粒子可產生10到100000個載流子。所述載流子可在電場下向電觸點119A和電觸點119B漂移。所述電場可以是外部電場。所述電觸點119B包括離散部分。在實施例中，所述載流子可向不同方向漂移，以使由單個輻射粒子產生的所述載流子大致未被所述電觸點119B2個不同的離散部分共用（“大致未被共用”在這裡意指這些載流子中不到2%、不到0.5%、不到0.1%或不到0.01%流向與餘下載流子不同組的離散部分）。由入射在所述電觸點119B離散部分之一的足跡周圍的輻射粒子所產生的載流子大致未被另一所述電觸點119B離散部分共用。與所述電觸點119B離散部分之一相關聯的一個像素150可以是所述離散部分周圍的區，由入射在其中的輻射粒子所產生的載流子大致全部（超過98％、超過99.5％、超過99.9％或超過99.99％）流向其中。即，所述載流子中的不到2％、不到0.5％、不到0.1％、或不到0.01％流到與所述電觸點119B離散部分之一相關聯的所述像素之外。
圖3示意示出根據實施例的包括了所述輻射檢測器100和印刷電路板400的封裝200的俯視圖。本發明中所用術語“印刷電路板”不限於特定材料。例如，印刷電路板可包括半導體。所述輻射檢測器100被安裝到所述印刷電路板400。為了清楚起見，圖中未示出所述輻射檢測器100和所述印刷電路板400之間的連線。所述印刷電路板400可以有一個或多個輻射檢測器100。所述印刷電路板400可具有未被所述輻射檢測器100覆蓋的區405（例如，用於容納鍵合線410的區）。所述輻射檢測器100可具有主動區域190，該主動區域190是所述像素150（如圖1）所在的位置。所述輻射檢測器100可在其邊緣附近具有周邊區域195。所述周邊區域195沒有像素，並且所述輻射檢測器100未檢測到入射在周邊區域195的輻射粒子。
圖4示意示出根據實施例的檢測器模塊490的截面圖。所述檢測器模塊490可包括安裝到系統印刷電路板450的圖3的一個或多個封裝200。圖4僅示出2個封裝200作為示例。所述印刷電路板400和所述系統印刷電路板450之間的電連接可通過鍵合線410實現。為了將所述鍵合線410容納在所述印刷電路板400上，所述印刷電路板400具有未被所述輻射檢測器100覆蓋的區405。為了在所述系統印刷電路板450上容納所述鍵合線410，所述封裝200之間具有間隙。所述間隙可以是大約1mm或更大。入射在所述周邊區域195上、所述區405上或所述間隙上的輻射粒子無法通過所述系統印刷電路板450上的所述封裝200進行檢測。
輻射檢測器（例如，所述輻射檢測器100）的盲區是指入射的輻射粒子無法被所述輻射檢測器檢測到的所述輻射檢測器的輻射接收表面的區域。封裝（例如，所述封裝200）的盲區是指入射的輻射粒子無法被所述輻射檢測器或所述封裝中的輻射檢測器檢測到的所述封裝的所述輻射接收表面的區域。在圖3和圖4所示的示例中，所述封裝200的所述盲區包括所述周邊區域195和所述區405。影像感測器（例如，檢測器模塊490）的盲區（例如，盲區488）具有一組封裝（例如，安裝在相同印刷電路板上的封裝、佈置在相同層中的封裝）包括該組中的所述封裝的所述盲區和所述封裝之間的間隙的組合。
在實施例中，包括所述輻射檢測器100的所述檢測器模塊490可以具有不能檢測入射輻射的盲區488。然而，在實施例中，具有空間上不連續的主動區域190的所述檢測器模塊490可以捕獲入射輻射的部分影像。在實施例中，這些被捕獲的部分影像以使它們可以被所述檢測器模塊490（例如，其中的處理器）拼接以形成入射輻射的單一影像。換句話說，這些被捕獲的部分影像以使拼接這些被捕獲的部分影像以形成單一影像是可能的。在實施例中，這些被捕獲的部分影像可以被拼接以形成單一影像。
圖5A-圖5D示意示出根據實施例的處於操作中的所述檢測器模塊490的俯視圖。在實施例中，所述檢測器模塊490可以包括2個主動區域190a和190b（類似於圖3和圖4的主動區域190）和所述盲區488。為簡單起見，所述檢測器模塊490的其他部分，例如周邊區域195（如圖4）圖中未示出。在實施例中，包圍金屬劍512的紙板箱510可以位於所述檢測器模塊490和在頁面之前的輻射源（圖中未示出）之間。所述 紙板箱510在所述檢測器模塊490和觀察者的眼睛之間。在下文中，為了概括起見，包圍所述金屬劍512的所述紙板箱510可以被稱為所述物體或場景510 + 512。
在實施例中，所述檢測器模塊490在捕獲所述物體/場景510 + 512的影像中的操作可以如下。首先，如圖5A所示，所述物體/場景510 + 512可以是靜止的，並且所述檢測器模塊490可以相對於所述物體/場景510 + 512移動到第一成像位置。然後，當所述檢測器模塊490處於所述第一成像位置時，所述檢測器模塊490（具體來說，所述主動區域190a和190b）可以用於捕獲所述物體/場景510 + 512的第一部分影像520.1。
接下來，在實施例中，如圖5B所示，所述檢測器模塊490可以相對於所述物體/場景510 + 512移動到第二成像位置。然後，當所述檢測器模塊490處於所述第二成像位置時，所述檢測器模塊490（具體來說，所述主動區域190a和190b）可以用於捕獲所述物體/場景510 + 512的第二部分影像520.2。
接下來，在實施例中，如圖5C所示，所述檢測器模塊490可以相對於所述物體/場景510 + 512移動到第三成像位置。然後，當所述檢測器模塊490處於所述第三成像位置時，所述檢測器模塊490（具體來說，所述主動區域190a和190b）可以用於捕獲所述物體/場景510 + 512的第三部分影像520.3。
在實施例中，所述主動區域190a和190b的大小和形狀以及所述第一成像位置、第二成像位置和第三成像位置的位置可以使得所述部分影像520.1、520.2和520.3的任何部分影像與所述部分影像520.1、520.2和520.3中的至少另一部分影像重疊。例如，所述第一成像位置和所述第二成像位置之間的距離492可以接近並小於所述主動區域190a的寬度190w；因此，所述第一部分影像520.1與所述第二部分影像520.2重疊。
在所述部分影像520.1、520.2和520.3的任何部分影像與所述部分影像520.1、520.2和520.3中的至少另一個部分影像重疊的情況下，拼接所述部分影像520.1、520.2和520.3而形成所述物體/場景510 + 512的單一影像520（圖5D）是可能的。在實施例中，所述部分影像520.1、520.2和520.3可以被拼接而形成所述物體/場景510 + 512的所述單一影像520（圖5D）。
圖6示意示出根據替代實施例的當所述檢測器模塊490的點X（圖5A）移動通過移動圓時，圖5A的所述檢測器模塊490的操作。所述點X可以是所述檢測器模塊490上相對於所述檢測器模塊490固定的任何點。具體地講，在實施例中，在所述點X的第一移動圓中，所述檢測器模塊490可以被平移（即，所述檢測器模塊490的所有點X在相同方向上同時移動相同的距離）以使所述檢測器模塊490的所述點X沿著曲線610移動。在實施例中，當所述檢測器模塊490分別處於第一、第二和第三成像位置（圖5A-圖5C）時，所述點X可以在所述曲線610上的位置P1、P2和P3處。
在實施例中，如圖所示，所述曲線610可以是閉合的（即，所述曲線610沒有終點並且圍繞一個區域）。在實施例中，所述曲線610可以是平滑的。當且僅當曲線在所述曲線上的任何地方都是可微的時，所述曲線才平滑。
更具體地講，在實施例中，在所述第一移動圓中，所述點X可以在位置A處開始並且沿著所述曲線610在所述方向622上移動（即，順時針方向）。在實施例中，當所述點X在所述位置P1時，所述檢測器模塊490可以捕獲第四部分影像（圖中未示出）。接下來，在實施例中，當所述點X在位置P2時，所述檢測器模塊490可以捕獲第五部分影像（圖中未示出）。接下來，在實施例中，當所述點X在位置P3時，所述檢測器模塊490可以捕獲第六部分影像（圖中未示出）。接下來，在實施例中，所述點X可以沿著所述曲線610在所述方向624（即，順時針）上移動回到所述點A，完成所述點X的所述第一移動圓。
接下來，在實施例中，所述點X的第二移動圓可以被執行。在實施例中，在所述點X的所述第二移動圓中的所述檢測器模塊490的操作可以類似於在所述點X的所述第一移動圓中的所述檢測器模塊490的所述操作。具體地講，在實施例中，在第二移動圓中，所述點X可以在所述位置A處開始並且沿著所述曲線610在所述方向622上（即，順時針）移動。
在實施例中，當所述點X在位置P1時，所述檢測器模塊490可以捕獲第七部分影像（圖中未示出）。接下來，在實施例中，當所述點X在所述位置P2時，所述檢測器模塊490可以捕獲第八部分影像（圖中未示出）。接下來，在實施例中，當所述點X在所述位置P3時，所述檢測器模塊490可以捕獲第九部分影像（圖中未示出）。接下來，在實施例中，所述點X可以沿著所述曲線610在所述方向624（即，順時針）上移動回到所述點A，從而完成所述點X的所述第二移動圓。但是，在所述第二移動圓中，所述點 X可以沿著不同於所述曲線610的曲線移動。在所述第二移動圓中，當所述點X處於P1、P2和P3以外的位置時，可能會捕獲部分影像。
接下來，在實施例中，可以執行類似於所述點X的所述第一移動圓的所述點X的附加移動圓。在實施例中，在所述點X的每個附加移動圓中的所述檢測器模塊490的操作可以類似於在所述點X的所述第一移動圓中的所述檢測器模塊490的操作。
圖7示出了根據實施例的總結和概括所述檢測器模塊490的操作的流程圖700。在步驟710中，所述檢測器模塊490可以被平移，以使所述檢測器模塊490的所述點X沿著所述曲線610通過所述移動圓（i），i = 1，...，M，其中M為正整數，其中所述曲線610是平滑的。所述曲線610可以是閉合的。在步驟720中，在所述移動圓（i），i = 1，...，M，中，當所述點X位於所述曲線610上的位置Pi ， j （例如，圖6的3個位置P1、P2和P3）時，所述檢測器模塊490可以用於捕獲場景的部分影像（i，j），j = 1，... Hi ，（例如，i = 1的第四、第五和第六部分影像）。其中Hi 是大於1的整數（例如，圖6中的H1 = 3）。
在實施例中，在所述點X的每個移動圓中捕獲的所述3個部分影像（例如，在所述第一移動圓中捕獲的第四、第五和第六部分影像）使得可以拼接這3個部分影像以形成入射輻射的單一影像。在實施例中，在點X的每個移動圓中捕獲的3個部分影像（例如，在第一移動圓中捕獲的第四、第五和第六部分影像）可以被拼接以形成入射輻射的單一影像。
在實施例中，參考圖6，所述曲線610可以包括直線段A-B，其中所述Hi 位置（例如，所述位置P1、P2和P3）在所述直線段A-B上。在實施例中，所述檢測器模塊490可以被平移，以使所述檢測器模塊490的所述點X沿著曲線610連續（即，不間斷）移動通過所述移動圓（i），i = 1，...，M。換句話說，所述點X在任何移動圓（i），i = 1，...，M，期間均不停止；並且所述點X不在所述移動圓（i），i = 1，...，M，之間停止。在實施例中，所述點X的速度是所述移動圓（i），i= 1，...，M，的時間的連續函數。
在實施例中，在所述移動圓（i）中，當所述點X位於所述位置Pi ， j 時，可以捕獲所述部分影像（i，j）。例如，上述第五部分影像可以被捕獲如下。在所述第一移動圓中，當所述點X從位置P1移動到位置P2時，響應於入射輻射，在所述檢測器模塊490的主動區域190a和190b的像素150中產生的載流子可以立即被耗盡。在實施例中，這可以通過將所有像素150的所述電觸點119B（圖2A）連接到電接地來完成。
接下來，在實施例中，當所述點X在位置P2處時，響應於入射輻射的所述檢測器模塊490的所述主動區域190a和190b的所述像素150中產生的載流子可以聚集在所述主動區域190a和190b的所述像素150中。例如，響應於入射輻射的所述檢測器模塊490的所述主動區域190a和190b的所述像素150中產生的載流子可以在預定時間段（當所述點X在所述第一移動圓中在位置P2開始時所述預定時間段開始）內聚集在所述主動區域190a和190b的所述像素150中。在實施例中，所述預定時間段的持續時間可以與所述第一移動圓中的所述位置P2處的所述曲線610上的所述點X的速度成反比。
接下來，在實施例中，在所述預定時間段結束時，可以讀出由聚集在所述主動區域190a和190b的所述像素150中的載流子產生的所述像素150中的電信號。這些電信號構成所述第五部分影像。在實施例中，可以以類似方式捕獲其他部分影像。
在以上參考圖5A-5C和圖6所描述的實施例中，所述檢測器模塊490具有2個主動區域190a和190b。通常，所述檢測器模塊490可以具有以任何方式佈置的任何數量的主動區域190。在實施例中，所述檢測器模塊490可以包括佈置成K行和L列的主動區域（類似於圖3的所述主動區域190），其中，K和L是正整數。
例如，參考圖8A，所述檢測器模塊490可以包括佈置成2行3列的6個主動區域190.1、190.2、190.3、190.4、190.5和190.6（或簡稱為190.1-6）。在實施例中，所述主動區域190.1-6可以具有相同的大小和形狀。在實施例中，所述主動區域190.1-6可以具有矩形的形狀。在實施例中，所述主動區域190.1-6可以被均勻地佈置在2行和3列中。
在實施例中，所述主動區域190.1的行方向193（即，平行於穿過所述行之一的所述主動區域的中心的直線的方向）的大小191可以大於頂行的兩個相鄰主動區域190.1和190.2之間的距離197（邊到邊的距離）。在實施例中，所述主動區域190.1在列方向194（即，平行於穿過列之一的所述主動區域的中心的直線的方向）上的大小192可以大於左列的兩個相鄰主動區域190.1和190.4之間的距離196（邊到邊的距離）。
在實施例中，參考圖8A-8B，圖8A的所述檢測器模塊490可以被平移，以使所述檢測器模塊490的所述點X沿著所述曲線810（圖8B）移動。在實施例中，所述曲線810可以是圓。在實施例中，所述點X可以沿著所述曲線810順時針移動。在實施例中，所述點X可以沿著所述曲線810連續地（即，不停地）移動通過所述點X的移動圓。
在實施例中，當所述點X在所述點X的每個移動圓中的所述曲線810上的4個位置Q1、Q2、Q3和Q4上時，由所述6個主動區域190.1-6捕獲所述4個部分影像，這樣可以拼接所述4個部分影像以形成單一影像。在實施例中，所述4個部分影像可以被拼接以形成單一影像。在實施例中，所述兩個直線段Q1-Q2和Q3-Q4可以平行於所述行方向193，並且所述兩個直線段Q2-Q3和Q4-Q1可以平行於所述列方向194。
根據實施例，圖8C示出了在所述點X的所述移動圓之一（圖8A-圖8B）中由所述6個主動區域190.1-6捕獲的4個部分影像。當所述點X位於所述位置Q1時捕獲的部分影像在西南方向上具有條紋陰影線圖案。當所述點X位於所述位置Q2時捕獲的部分影像具有點陰影圖案。當所述點X位於所述位置Q3時捕獲的部分影像在東南方向上具有條紋陰影線圖案。為簡單起見，當所述點X在所述位置Q4時捕獲的部分影像沒有任何陰影圖案。
圖9示意示出根據實施例的成像系統900的俯視圖。具體地講，所述成像系統900可以包括圖8A的所述檢測器模塊490和屏蔽系統910 + 920。在實施例中，所述檢測器模塊490可包括如圖所示的以3行和2列佈置的所述主動區域190.1-6（為簡單起見，圖中未示出所述檢測器模塊490的其他部分）。在實施例中，所述屏蔽系統910 + 920可包括（A）在所述行方向193（即，水平地）上延伸的行屏蔽條910和（B）在所述列方向194（即，垂直地）上延伸的列屏蔽條920。
在實施例中，所述屏蔽系統910 + 920可以被移動，以使當所述檢測器模塊490的所述點X位於在所述點X的所述移動圓中的位置Q1、Q2、Q3和Q4（圖8B）時，所述屏蔽系統910 + 920阻擋未對準所述主動區域190.1-6的輻射。所述屏蔽系統可被配置為沿列方向平移行屏蔽條910，沿列方向平移列屏蔽條920，或兩者同時進行。例如，當所述點X在所述移動圓中沿著所述曲線810（圖8B）從所述位置Q1順時針移動到所述位置Q2時，所述行屏蔽條910可以保持靜止，而所述列屏蔽條920可以被平移到向右（即，在行方向193上）的距離等於Q1和Q2之間的距離。因此，當部分影像被所述主動區域190.1-6（當X在Q2時）捕獲時，所述屏蔽系統910 + 920阻擋了未對準所述主動區域190.1-6的輻射。
接下來，類似地，當所述點X在相同的移動圓中沿著所述曲線810（圖8B）從所述位置Q2順時針移動到所述位置Q3時，所述列屏蔽條920可以保持靜止，而所述行屏蔽條910 可以向下（即，在列方向194上）平移一個等於Q2和Q3之間距離的距離。因此，當部分影像被所述主動區域190.1-6（當X在Q3時）捕獲時，所述屏蔽系統910 + 920阻擋了未對準所述主動區域190.1-6的輻射。
接下來，類似地，在同一移動圓中，當所述點X沿著所述曲線810（圖8B）沿順時針方向從所述位置Q3移至所述位置Q4時，所述行屏蔽條910可以保持靜止，而所述列屏蔽條920 可以向左（即，與所述行方向193相反）平移一個等於Q3和Q4之間距離的距離。因此，當部分影像被所述主動區域190.1-6（當X在Q4時）捕獲時，所述屏蔽系統910 + 920阻擋了未對準所述主動區域190.1-6的輻射。
接下來，類似地，在同一移動圓中，當所述點X沿所述曲線810（圖8B）沿順時針方向從所述位置Q4移至所述位置Q1時，所述列屏蔽條920可以保持靜止，而所述行屏蔽條910 可以向上平移（即，與列方向194相反）一個等於Q4和Q1之間距離的距離。因此，當部分影像被所述主動區域190.1-6（當X在Q1時）捕獲時（在下一移動圓中），所述屏蔽系統910 + 920阻止了未對準所述主動區域190.1-6的輻射。
在實施例中，所述行屏蔽條910可以包括諸如銅的重金屬。在實施例中，所述行屏蔽條910可以形成在第一基板的表面上。所述第一基板可以包括對用於成像的所述輻射不透明的半導體（例如，矽）。因此，可以通過平移所述第一基板來平移所述行屏蔽條910。
在實施例中，類似地，所述列屏蔽條920可以包括諸如銅的重金屬。在實施例中，所述列屏蔽條920可以形成在第二基板的表面上。所述第二基板可以包括對用於成像的所述輻射不透明的半導體（例如，矽）。因此，可以通過平移所述第二基板來平移所述列屏蔽條920。
儘管本發明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。本發明公開的各個方面和實施例是為了說明的目的而不是限制性的，其真正的範圍和精神應該以本發明中的申請專利範圍為准。
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:感測元件(像素) 190、190a、190b、190.1、190.2、190.3、190.4、190.5、190.6:主動區域 190w:寬度 191、192:大小 193:行方向 194:列方向 195:周邊區域 196、197:距離 200:封裝 400:印刷電路板 405:區 410:鍵合線 450:系統印刷電路板 488:盲區 490:檢測器模塊 510:紙板箱 512:金屬劍 510+512:物體/場景 520、520.1、520.2、520.3:影像 610、810:曲線 622、624:方向 700:流程圖 710、720:步驟 900:成像系統 910+920:屏蔽系統 910、920:屏蔽條 A、B、P1、P2、P3、Q1、Q2、Q3、Q4:位置 X:點
圖1示意示出根據實施例的一種輻射檢測器。 圖2A示意示出所述輻射檢測器的簡化截面圖。 圖2B示意示出所述輻射檢測器的詳細截面圖。 圖2C示意示出所述輻射檢測器的替代詳細截面圖。 圖3示意示出包括了所述輻射檢測器和印刷電路板（PCB）的封裝的俯視圖。 圖4示意示出根據實施例的檢測器模塊的截面圖，其中圖3中的多個所述封裝被安裝到系統印刷電路板。 圖5A-圖5D示意示出根據實施例的處於操作中的所述檢測器模塊的俯視圖。 圖6示意示出根據替代實施例的當所述檢測器模塊的點移動通過移動圓時所述檢測器模塊的操作。 圖7示出根據實施例的總結和概括所述檢測器模塊的操作的流程圖。 圖8A-圖8C示出根據實施例的所述檢測器模塊的操作。 圖9示意示出根據實施例的成像系統的俯視圖。
610:曲線
622、624:方向
A、B、P1、P2、P3:位置
X:點

Claims (26)

  1. 一種成像系統的操作方法，包括： 平移檢測器模塊，以使所述檢測器模塊的點沿曲線移動通過移動圓（i），i = 1，...，M，其中M為正整數，其中所述曲線是平滑的；並且 在所述移動圓（i），i = 1，...，M，中，當所述點位於所述曲線上的位置Pi ， j 時，使用所述檢測器模塊捕獲場景的部分影像（i，j），j = 1，...，Hi ，其中Hi 是大於1的整數。
  2. 如請求項1所述的方法，其中所述曲線是一個圓。
  3. 如請求項1所述的方法，其中所述曲線包括直線段，並且 其中所述位置Pi ， j 在所述直線段上。
  4. 如請求項1所述的方法，其中M≥2。
  5. 如請求項1所述的方法，其中所述檢測器模塊包括N個空間不連續的主動區域，N為大於1的正整數。
  6. 如請求項1所述的方法，其中所述點的速度是通過所述移動圓（i），i = 1，...，M，的時間的連續函數。
  7. 如請求項1所述的方法，其中捕獲部分影像（i，j）包括當所述點位於所述移動圓（i）中的位置Pi ， j 時，收集響應於入射輻射在所述檢測器模塊中生成的載流子。
  8. 如請求項1所述的方法，其中所述檢測器模塊包括排成K行和L列的N個空間不連續的主動區域，其中K、L和N為正整數，並且 其中所述K行定義行的方向，所述L列定義列的方向。
  9. 如請求項8所述的方法，其中所述N個空間不連續的主動區域之一的所述行的方向上的大小大於所述K行之一行中的所述N個空間不連續的主動區域中的兩個相鄰的主動區域之間的距離，並且 其中所述N個空間不連續的主動區域之一的所述列的方向上的大小大於所述L列之一列中的所述N個空間不連續的主動區域的兩個相鄰的主動區域之間的距離。
  10. 如請求項8所述的方法，更包括操作屏蔽系統，以使當所述點位於位置Pi ， j ，i = 1，...，M，且j = 1，...，Hi ，時，所述屏蔽系統阻擋未對準所述N個空間不連續的主動區域的輻射。
  11. 如請求項10所述的方法，其中所述屏蔽系統包括：（A）在所述行的方向上延伸的行屏蔽條，和（B）在所述列的方向上延伸的列屏蔽條， 其中操作所述屏蔽系統包括沿所述列的方向平移所述行屏蔽條，沿所述行的方向平移所述列屏蔽條，或兩者同時進行。
  12. 如請求項1所述的方法，更包括對於所述移動圓（i），通過拼接所述部分影像（i，j），j = 1，...，Hi ，來形成所述場景的整體的影像（i）。
  13. 如請求項1所述的方法，其中所述曲線是閉合的。
  14. 一種成像系統，包括檢測器模塊，其中所述成像系統被配置為平移所述檢測器模塊，以使所述檢測器模塊的點沿曲線移動通過移動圓（i），i = 1，...，M，其中M為正整數， 其中所述曲線是平滑的，並且 其中在所述移動圓（i），i = 1，...，M，中，當所述點位於所述曲線上的位置Pi ， j 時，捕獲場景的部分影像（i，j），j = 1，...，Hi ，其中Hi 是大於1的整數。
  15. 如請求項14所述的成像系統，其中所述曲線是一個圓。
  16. 如請求項14所述的成像系統，其中所述曲線包括直線段，並且 其中所述Hi 個位置在所述直線段上。
  17. 如請求項14所述的成像系統，其中M≥2。
  18. 如請求項14所述的成像系統，其中所述檢測器模塊包括N個空間不連續的主動區域，N為大於1的正整數。
  19. 如請求項14所述的成像系統，其中所述點的速度是通過所述移動圓（i），i = 1，...，M，的時間的連續函數。
  20. 如請求項14所述的成像系統，其中所述成像系統被配置為通過在所述點位於位置Pi ， j 時，收集響應於入射輻射在所述檢測器模塊中生成的載流子而捕獲部分影像（i，j）。
  21. 如請求項14所述的成像系統，其中所述檢測器模塊包括排成K行和L列的N個空間不連續的主動區域，其中K、L和N為正整數，並且 其中，所述K行定義行的方向，所述L列定義列的方向。
  22. 如請求項21所述的成像系統，其中所述N個空間不連續的主動區域之一的所述行的方向上的大小大於所述K行之一行中的所述N個空間不連續的主動區域中的兩個相鄰的主動區域之間的距離，並且 其中所述N個空間不連續的主動區域之一的所述列的方向上的大小大於所述L列之一列中的所述N個空間不連續的主動區域的兩個相鄰的主動區域之間的距離。
  23. 如請求項21所述的成像系統，更包括屏蔽系統，該屏蔽系統被配置為當所述點位於位置Pi ， j ，i = 1，...，M，且j = 1，...，Hi ，時，阻擋未對準所述N個空間不連續的主動區域的輻射。
  24. 如請求項23所述的成像系統，其中所述屏蔽系統包括：（A）在所述行的方向上延伸的行屏蔽條，和（B）在所述列的方向上延伸的列屏蔽條， 其中操作所述屏蔽系統包括沿所述列的方向平移所述行屏蔽條，沿所述行的方向平移所述列屏蔽條，或兩者同時進行。
  25. 如請求項14所述的成像系統，更包括處理器，所述處理器被配置為，對於所述移動圓（i），通過拼接所述部分影像（i，j），j = 1，...，Hi ，來形成所述場景的整體的影像（i）。
  26. 如請求項14所述的成像系統，其中所述曲線是閉合的。
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