本申請(qǐng)涉及輻射成像系統(tǒng)的一種間接轉(zhuǎn)換檢測(cè)器陣列。本申請(qǐng)尤其適用于醫(yī)療、安全和/或工業(yè)領(lǐng)域,其中,輻射成像系統(tǒng)用于識(shí)別/查看被檢查的對(duì)象的內(nèi)部特定部位(aspects)。
背景技術(shù):
如今,諸如計(jì)算機(jī)斷層掃描(ct)系統(tǒng)、數(shù)字投影系統(tǒng)和/或行掃描系統(tǒng)之類的輻射成像系統(tǒng)例如對(duì)于提供被檢查對(duì)象的內(nèi)部特定部分的信息或圖像是有用的。對(duì)象被暴露于輻射光子(例如,x射線光子、伽馬射線光子等)的射線并且穿過對(duì)象的輻射光子通過檢測(cè)器陣列被檢測(cè),該檢測(cè)器陣列被設(shè)置成相對(duì)于對(duì)象與輻射源大體上徑向相對(duì)。對(duì)輻射光子被對(duì)象衰減(例如,吸收、散射等)的程度進(jìn)行測(cè)量以確定對(duì)象的一個(gè)或更多個(gè)屬性,或者更確切地說,以確定對(duì)象的各個(gè)特定部位的一個(gè)或更多個(gè)屬性。例如,對(duì)象的高度密集的特定表面相對(duì)于不太密集的特定表面而言通常會(huì)衰減較多的輻射,因此當(dāng)具有較高密度的特定表面(諸如,骨骼或金屬)被不太密集的特定表面(諸如,組織或衣物)所包圍時(shí)會(huì)很明顯。
檢測(cè)器陣列包括多個(gè)檢測(cè)器元件,所述多個(gè)檢測(cè)器元件分別被配置成對(duì)與檢測(cè)器陣列的預(yù)定部分碰撞的輻射進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)器元件被配置成直接或間接地將輻射光子轉(zhuǎn)換成電荷。直接轉(zhuǎn)換檢測(cè)器元件被配置成利用光電導(dǎo)體(例如,非晶硒)將輻射光子直接轉(zhuǎn)換成電荷。間接轉(zhuǎn)換檢測(cè)器元件被配置成利用閃爍體將輻射光子轉(zhuǎn)換成光,并且利用諸如光電二極管之類的光電檢測(cè)器將光轉(zhuǎn)換成電荷。對(duì)于包括間接轉(zhuǎn)換檢測(cè)器陣列元件的檢測(cè)器陣列而言,傳統(tǒng)檢測(cè)器元件不共用同一閃爍體并且不共用同一光電檢測(cè)器。例如,第一檢測(cè)器元件的第一閃爍體與相鄰檢測(cè)器元件的第二閃爍體通過被配置成減輕第一閃爍體中生成的光被轉(zhuǎn)移到第二檢測(cè)器元件的反射材料來隔開。通過這種方式,例如減輕了檢測(cè)器元件之間的光學(xué)串?dāng)_。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本申請(qǐng)的各個(gè)方面解決了上述問題以及其他問題。根據(jù)一方面,提供了一種檢測(cè)器陣列。檢測(cè)器陣列包括閃爍體,所述閃爍體被配置成響應(yīng)于檢測(cè)事件生成發(fā)光光子。檢測(cè)器陣列還包括多個(gè)光電檢測(cè)器,所述多個(gè)光電檢測(cè)器位于接近閃爍體的下側(cè)并且被配置成對(duì)所述發(fā)光光子中的至少一些發(fā)光光子進(jìn)行檢測(cè)。閃爍體大體上連續(xù)地分布在所述多個(gè)光電檢測(cè)器中的至少兩個(gè)光電檢測(cè)器上。
根據(jù)另一方面,提供了一種檢測(cè)器陣列。檢測(cè)器陣列包括閃爍體,所述閃爍體被配置成響應(yīng)于檢測(cè)事件生成發(fā)光光子。檢測(cè)器陣列還包括多個(gè)光電檢測(cè)器,所述多個(gè)光電檢測(cè)器位于接近閃爍體的下側(cè)并且被配置成對(duì)所述發(fā)光光子中的至少一些發(fā)光光子進(jìn)行檢測(cè)。所述多個(gè)光電檢測(cè)器中的至少兩個(gè)光電檢測(cè)器共用閃爍體。
根據(jù)另一方面,提供了一種輻射成像系統(tǒng)。輻射成像系統(tǒng)包括輻射源和檢測(cè)器陣列,所述輻射源被配置成發(fā)射輻射光子,以及檢測(cè)器陣列包括多個(gè)檢測(cè)器元件。所述多個(gè)檢測(cè)器元件中的第一檢測(cè)器元件包括共用閃爍體的第一部分以及位于接近所述第一部分的下側(cè)的第一光電檢測(cè)器。所述多個(gè)檢測(cè)器元件中的第二檢測(cè)器元件包括共用閃爍體的第二部分以及位于接近所述第二部分的下側(cè)的第二光電檢測(cè)器。
通過閱讀和理解所附的說明書,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員仍能理解本申請(qǐng)的其他方面。
附圖說明
本申請(qǐng)借助于示例進(jìn)行說明而并非限定于附圖中的各圖示,其中,相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件,并且在附圖中:
圖1是示出了示例性輻射成像系統(tǒng)的示意性框圖;
圖2是傳統(tǒng)檢測(cè)器陣列的橫截面圖;
圖3是包括共用閃爍體的檢測(cè)器陣列的橫截面圖;
圖4示出了示例性檢測(cè)器陣列的透視圖;
圖5示出了示例性檢測(cè)器陣列的透視圖;以及
圖6示出了示例性檢測(cè)器陣列的透視圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在參考附圖對(duì)所要求保護(hù)的主題進(jìn)行描述,其中,全文中相似的附圖標(biāo)記用于表示相似的要素。在以下說明書中,出于解釋的目的,對(duì)各種具體細(xì)節(jié)進(jìn)行了闡述以提供對(duì)所要求保護(hù)的主題的透徹理解。然而,明顯的是,在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下,也可以實(shí)現(xiàn)所要求保護(hù)的主題。在其他情況下,以框圖形式示出了結(jié)構(gòu)和裝置,以便于描述所要求保護(hù)的主題。
根據(jù)一些實(shí)施例,提供了一種間接轉(zhuǎn)換檢測(cè)器陣列。該間接轉(zhuǎn)換檢測(cè)器陣列包括兩個(gè)或更多個(gè)檢測(cè)器元件所共用的閃爍體。例如,第一檢測(cè)器元件包括第一光電檢測(cè)器和共用閃爍體的第一部分。第二檢測(cè)器元件包括第二光電檢測(cè)器和所述共用閃爍體的第二部分。因此,考慮到該閃爍體是共用閃爍體,在一些實(shí)施例中,第一檢測(cè)器元件與第二檢測(cè)器元件之間沒有反射材料。此外,因?yàn)榈谝粰z測(cè)器元件與第二檢測(cè)器元件共用閃爍體,閃爍體中第一光電檢測(cè)器與第二光電檢測(cè)器之間存在很少的切線(如果存在切線)。
圖1示出了輻射成像系統(tǒng)100,該輻射成像系統(tǒng)100可以采用本文所描述的方法和/或系統(tǒng)。在所示出的實(shí)施例中,輻射成像系統(tǒng)100是計(jì)算機(jī)斷層掃描(ct)系統(tǒng),然而本文所述的系統(tǒng)和/或技術(shù)也可應(yīng)用于諸如線掃描系統(tǒng),乳腺x線攝影系統(tǒng)和/或衍射系統(tǒng)之類的其它輻射成像系統(tǒng)。因此,輻射成像系統(tǒng)100僅提供示例性布置,并且不旨在以限制性方式(例如,必須指定輻射成像系統(tǒng)100中描繪的部件的位置、內(nèi)含物和/或相對(duì)位置)進(jìn)行解釋。例如,在一些實(shí)施例中,數(shù)據(jù)采集部件122(也認(rèn)為是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(das))是檢測(cè)器陣列118的一部分和/或位于檢查單元102的旋轉(zhuǎn)臺(tái)架106上。
在示例性輻射成像系統(tǒng)100中,檢查單元102被配置成檢查對(duì)象104(例如,行李箱、貨物、患者等)。檢查單元102包括旋轉(zhuǎn)臺(tái)架106和(固定的)支撐結(jié)構(gòu)108,例如,該支撐結(jié)構(gòu)108可包圍和/或圍繞旋轉(zhuǎn)臺(tái)架106的至少一部分(例如,如所示出的那樣,外部固定環(huán)圍繞著內(nèi)旋轉(zhuǎn)環(huán)的外邊緣)。在對(duì)象104的檢查期間,將對(duì)象104放置在諸如床或傳送帶之類的支撐件110上,并且放置在檢查區(qū)域112(例如,旋轉(zhuǎn)臺(tái)架106中的中空孔)內(nèi),在檢查區(qū)域112中,對(duì)象104暴露于輻射120。
旋轉(zhuǎn)臺(tái)架106可以圍繞檢查區(qū)域112的一部分并且可以包括輻射源116(例如,諸如x射線源和/或伽馬射線源的電離輻射源)和檢測(cè)器陣列118。檢測(cè)器陣列118通常安裝在相對(duì)于輻射源116的旋轉(zhuǎn)臺(tái)架106的基本上沿直徑相對(duì)的一側(cè),并且在對(duì)對(duì)象104的檢查期間,旋轉(zhuǎn)臺(tái)架106(例如,包括輻射源116和檢測(cè)器陣列118)圍繞對(duì)象104旋轉(zhuǎn)。通常,旋轉(zhuǎn)臺(tái)架106在其中旋轉(zhuǎn)的平面被定義為x-y平面,對(duì)象沿著其平移到檢查區(qū)域112內(nèi)和沿著其從檢查區(qū)域112平移出來的方向稱之為z方向。因?yàn)檩椛湓?16和檢測(cè)器陣列118被安裝至同一旋轉(zhuǎn)臺(tái)架106,所以在旋轉(zhuǎn)臺(tái)架106的旋轉(zhuǎn)期間,檢測(cè)器陣列118與輻射源116之間的相對(duì)位置大體上保持不變。
在對(duì)象104的檢查期間,輻射源116將錐形和/或扇形輻射形態(tài)從輻射源116的焦斑(例如,輻射源116內(nèi)、從其中發(fā)散輻射120的區(qū)域)發(fā)射到檢查區(qū)域112。這樣的輻射120可以大體上連續(xù)地發(fā)射和/或可以間歇地發(fā)射(例如,輻射120的短脈沖被發(fā)射之后,接下來是休息時(shí)段,在該休息時(shí)段期間輻射源116是未激活的)。此外,輻射120可以以單一能量譜或多能量譜進(jìn)行發(fā)射,除此之外,這取決于ct系統(tǒng)是被配置成單一能量ct系統(tǒng)還是被配置成多能量(例如,雙能量)ct系統(tǒng)。
隨著所發(fā)射的輻射120穿過對(duì)象104,輻射120會(huì)在對(duì)象104的不同特定部分出現(xiàn)不同程度的衰減。由于不同特定部分衰減不同百分比的輻射120,因此由檢測(cè)器陣列118中的各個(gè)檢測(cè)器元件所檢測(cè)到的光子數(shù)量和或各個(gè)光子的能級(jí)會(huì)不同。例如,對(duì)象104的較密集特定部分(諸如,骨骼或金屬板)相對(duì)于不太密集特定部分(諸如,皮膚或衣服)會(huì)對(duì)輻射120衰減更多(例如,導(dǎo)致更少的光子碰撞到檢測(cè)器陣列118的被較密集特定部分所遮蔽的區(qū)域上)。
檢測(cè)器陣列118包括多個(gè)檢測(cè)器元件,這些檢測(cè)器元件分別被配置成將與檢測(cè)器元件碰撞的輻射光子轉(zhuǎn)換成電荷以生成模擬信號(hào)。在一些實(shí)施例中,檢測(cè)器陣列118是一維陣列,其中,檢測(cè)器陣列118包括(例如,在xy平面內(nèi)延伸的)多列檢測(cè)器元件和(例如,沿著進(jìn)入圖1中的頁面的z方向延伸的)一行檢測(cè)器元件。在其他實(shí)施例中,檢測(cè)器陣列118是二維陣列,其中,該檢測(cè)器陣列118包括多列檢測(cè)器元件和多行檢測(cè)器元件。
各個(gè)檢測(cè)器元件包括閃爍體和光電檢測(cè)器(例如,光電二極管),閃爍體被配置成響應(yīng)于輻射光子與閃爍體相互作用而生成光(例如,可見光波長(zhǎng)頻譜內(nèi)的發(fā)光光子),以及光電檢測(cè)器被配置成基于光電檢測(cè)器所檢測(cè)到的光來生成電荷。如下文將進(jìn)一步描述的那樣,這些檢測(cè)器元件中的至少一些共用閃爍體。例如,閃爍體可以大體上連續(xù)地分布在至少兩個(gè)檢測(cè)器元件上,而其間不存在非閃爍元件。例如,可以不存在將閃爍體的、在第一檢測(cè)器元件的第一光電檢測(cè)器上的第一部分與該閃爍體的、在第二檢測(cè)器元件的第二光帶檢測(cè)器上的第二部分隔開的反射材料。在一些實(shí)施例中,閃爍體在第一檢測(cè)器元件與第二檢測(cè)器元件之間維持著大體上均勻的成分,其中,所述閃爍體被第一檢測(cè)器元件和第二檢測(cè)器所共用。
檢測(cè)器陣列118的各個(gè)檢測(cè)器元件所生成的模擬信號(hào)可以從檢測(cè)器陣列118或者檢測(cè)器陣列118的光電檢測(cè)器傳送至可操作地耦接至檢測(cè)器陣列118的數(shù)據(jù)采集部件122。數(shù)據(jù)采集部件122可以是檢測(cè)器陣列118的組成部分,或者可以是經(jīng)由電連接被連接至檢測(cè)器陣列118的獨(dú)立的電子封裝件。模擬信號(hào)可以攜帶指示檢測(cè)器陣列118所檢測(cè)到的指示輻射的信息(例如,諸如在采樣時(shí)段內(nèi)所測(cè)量的電荷量和/或所檢測(cè)到的輻射的能級(jí))。
數(shù)據(jù)采集部件122被配置成將檢測(cè)器陣列118所輸出的模擬信號(hào)放大和/或轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)(例如,對(duì)光電檢測(cè)器所生成的電荷進(jìn)行數(shù)字化和/或?qū)脑撾姾缮傻碾娏鬟M(jìn)行數(shù)字化,以生成數(shù)字輸出)和/或被配置成使用各種技術(shù)(例如,積分、光子計(jì)數(shù)等)來對(duì)在預(yù)定時(shí)間間隔或測(cè)量間隔內(nèi)傳送的信號(hào)進(jìn)行收集。所收集的信號(hào)通常在投影空間中并且有時(shí)被稱之為投影。投影可以表示檢測(cè)器陣列118的各個(gè)檢測(cè)器元件在一個(gè)時(shí)間間隔或一個(gè)視圖期間所收集的信息或所獲得的測(cè)量值,其中,視圖與當(dāng)輻射源116相對(duì)于對(duì)象104位于特定視角處時(shí)所收集的數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)。
可以將數(shù)據(jù)采集部件122所生成的數(shù)據(jù)(例如,數(shù)字信號(hào)和/或投影)傳送至可操作地耦接至數(shù)據(jù)采集部件122的圖像生成部件124。圖像生成部件124被配置成使用合適的分析、迭代和/或其他重構(gòu)技術(shù)(例如,層析合成重構(gòu)、反投影、迭代重構(gòu)等)來將投影空間中的數(shù)據(jù)中的至少一些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖像空間。圖像生成部件124所生成的圖像可以位于二維空間和/或三維空間中,并且可以表示例如對(duì)于給定視角通過對(duì)象104的各個(gè)特定部分的衰減程度,可以表示對(duì)象104的各個(gè)特定部分的密度,和/或可以表示對(duì)象104的各個(gè)特定部分的有效原子數(shù)。
示例性輻射成像系統(tǒng)100還包括終端126或工作站(例如,計(jì)算機(jī)),終端126或工作站可以被配置成接收?qǐng)D像生成部件124所輸出的圖像,該圖像可以在監(jiān)視器128上顯示給用戶130(例如,安全人員、醫(yī)務(wù)人員等)。通過這種方式,用戶130可以例如檢查一幅或多幅圖像以識(shí)別對(duì)象104內(nèi)的感興趣區(qū)域。終端126還可以被配置成接收用戶輸入,該用戶輸入可以例如引導(dǎo)檢查單元102的操作(旋轉(zhuǎn)速度、支撐件110的速度和方向等)。
在示例性環(huán)境100中,控制器132可操作地耦接至終端126??刂破?32可以被配置成例如控制檢查單元102的操作。例如,在一個(gè)實(shí)施例中,控制器132可以被配置成從終端126接收信息并且向檢查單元102發(fā)出指示所接收到的信息的指令(例如,調(diào)節(jié)傳送帶的速度)。
圖2示出了傳統(tǒng)間接轉(zhuǎn)換檢測(cè)器陣列的橫截面圖。檢測(cè)器陣列200包括轉(zhuǎn)換層204、光電檢測(cè)器層206以及粘合層208,該粘合層208用于將轉(zhuǎn)換層204粘合或結(jié)合至光電檢測(cè)器層206。轉(zhuǎn)換層204包括閃爍體210和反射材料212。光電檢測(cè)器層206包括光電檢測(cè)器214,該光電檢測(cè)器214耦接(例如,電耦接)至數(shù)據(jù)采集部件122的數(shù)據(jù)采集通道216a-c。在一些實(shí)施例中,光電檢測(cè)器214是硅p-i-n光電二極管,該硅p-i-n光電二極管可以是襯底218或者單片硅晶片中所創(chuàng)建的有源光電二極管區(qū)域上的分立光電二極管元件。在分立光電二極管之間限定有間隙220或者在硅晶片中的無源區(qū)域處限定有間隙220。在一些實(shí)施例中,光電檢測(cè)器214和數(shù)據(jù)采集通道216可以例如被集成為模塊或片塊(tile)以減少連接線路徑。
轉(zhuǎn)換層204和光電檢測(cè)器層206被分割成檢測(cè)器元件202。各個(gè)檢測(cè)器元件202包括一個(gè)閃爍體210和一個(gè)光電檢測(cè)器214。因此,第一檢測(cè)器元件202a包括第一閃爍體210a和第一光電檢測(cè)器214a。同樣地,第二檢測(cè)器元件202b包括第二閃爍體210b和第二光電檢測(cè)器214b。通常,第一閃爍體210a(在第一閃爍器210a的切線處(例如,在頁面上垂直延伸的切線))通過反射材料212被粘合至第二閃爍體210b(在第二閃爍體210b的(例如,也在頁面上垂直延伸的)切線處)。
通常,各個(gè)檢測(cè)器元件202的閃爍體210與其它檢測(cè)器元件202的其它閃爍體210通過反射材料212隔開。例如,第一閃爍體210a與第二閃爍體210b通過反射材料212隔開,該反射材料212通常位于第一光電檢測(cè)器214a與第二光電檢測(cè)器214b之間所限定的間隙220上。
當(dāng)輻射光子222與檢測(cè)器元件202的閃爍體210碰撞(例如,相互作用)(例如,在此稱之為檢測(cè)事件)時(shí),閃爍體210生成穿過該閃爍體210進(jìn)行分布的發(fā)光光子224。所述發(fā)光光子224中的至少一些發(fā)光光子可以與反射材料212相互作用和/或被反射材料212反射(例如,如圖2所示,通過反射材料將212發(fā)光光子224反射回到閃爍體210中)。通過這種方式,檢測(cè)器元件202內(nèi)所生成的發(fā)光光子224中的即使不是全部的發(fā)光光子也是大多數(shù)發(fā)光光子仍然保留在其中生成發(fā)光光子224的檢測(cè)器元件202內(nèi),并且被其中生成發(fā)光光子224的檢測(cè)器元件202的光電檢測(cè)器214所檢測(cè)到。
光電檢測(cè)器214被配置成響應(yīng)于被暴露于光(例如,基于光電檢測(cè)器214的光伏效應(yīng)(例如,硅光電二極管的光伏效應(yīng)))而生成電荷。如果發(fā)光光子224的能量大于光電檢測(cè)器214的帶隙能量,則光電檢測(cè)器214中的電子將從介帶移動(dòng)至導(dǎo)帶,并且生成電子-空穴對(duì)。光電檢測(cè)器214的耗盡層內(nèi)生成的自由電子和空穴會(huì)在內(nèi)部場(chǎng)中沿著相反方向漂移,因此在外部電路中產(chǎn)生電流。在讀取時(shí)間段期間,通過相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集通道216對(duì)電流進(jìn)行采樣以產(chǎn)生數(shù)字輸出或視圖。數(shù)據(jù)采集通道216可以是單光子計(jì)數(shù)(spc)型或能量積分型。對(duì)于單光子計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù)采集通道而言,數(shù)字輸出可以包括關(guān)于所檢測(cè)到的多個(gè)輻射光子的信息,以及對(duì)于能量積分型數(shù)據(jù)采集通道而言,數(shù)字輸出可以與采樣時(shí)間間隔內(nèi)所檢測(cè)到的輻射能量成比例。
參考圖3,示出了根據(jù)一些實(shí)施例的間接轉(zhuǎn)換檢測(cè)器陣列300(例如,圖1中的118)的橫截面圖。檢測(cè)器陣列300包括轉(zhuǎn)換層304、光電檢測(cè)器層306以及粘合層308,該粘合層308用于將轉(zhuǎn)換層304粘合或結(jié)合至光電檢測(cè)器層306。轉(zhuǎn)換層304包括反射材料312和一個(gè)或更多個(gè)閃爍體310。
光電檢測(cè)器層306包括光電檢測(cè)器314,該光電檢測(cè)器314可操作地耦接(例如,電耦接)至數(shù)據(jù)采集部件122的數(shù)據(jù)采集通道316a-c。在一些實(shí)施例中,光電檢測(cè)器314和數(shù)據(jù)采集通道316可以例如集成為模塊或片塊(tile)以減少連接線路徑。
間接轉(zhuǎn)換檢測(cè)器陣列300內(nèi)形成有多個(gè)檢測(cè)器元件302。出于示意性目的,圖3中的虛線矩形表示各個(gè)檢測(cè)器元件的邊界,其中,該邊界基于光電檢測(cè)器314的邊界來定義。在一些實(shí)施例中,檢測(cè)器元件302布置成形成(例如,在xy平面中延伸的)一列或多列和/或(例如,在z方向上延伸)一行或多行的柵格狀排列。在其他實(shí)施例中,檢測(cè)器元件302根據(jù)其它隨機(jī)或非隨機(jī)排列(例如,蜂窩狀排列)來進(jìn)行布置。
各個(gè)檢測(cè)器元件302包括閃爍體310以及位于接近該閃爍體310的下側(cè)的光電檢測(cè)器314。在一些實(shí)施例中,檢測(cè)器元件302共用閃爍體310。由于兩個(gè)或多個(gè)檢測(cè)器元件所共用的閃爍體310覆蓋(例如,兩個(gè)檢測(cè)器元件302的)至少兩個(gè)光電檢測(cè)器314從而被檢測(cè)器元件302所共用,因此該閃爍體310時(shí)常被稱之為共用閃爍體。例如,第一檢測(cè)器元件302a包括第一光電檢測(cè)器314a和共用閃爍體310的第一部分311a,第一光電檢測(cè)器314a可操作地耦接到第一數(shù)據(jù)采集通道316a。再例如,第二檢測(cè)器元件302b包括第二光電檢測(cè)器314b和共用閃爍體310的第二部分311b,第二光電檢測(cè)器314b可操作地耦接到第二數(shù)據(jù)采集通道316b。又例如,第三檢測(cè)器元件302c包括第三光電檢測(cè)器314c和共用閃爍體310的第三部分311c,第三光電檢測(cè)器314c可操作地耦接至第三數(shù)據(jù)采集通道316c。
由于閃爍體310的共用性質(zhì),閃爍體310大體上連續(xù)分布在第一光電檢測(cè)器314a第二光電檢測(cè)器314b以及第三光電檢測(cè)器314c上。例如,閃爍器310的第一部分311a與閃爍體310的第二部分311b之間沒有切線。此外,與圖2所示的檢測(cè)器陣列200相比,轉(zhuǎn)換層304的、在第一光電檢測(cè)器314a與第二光電檢測(cè)器314b之間的間隙320上的區(qū)域包括與反射材料相反的閃爍體,因此,除此以外,閃爍體310大體上連續(xù)地分布在第一光電檢測(cè)器314a、間隙320以及第二光電檢測(cè)器314b上。
閃爍體310可以包括熒光屏、陶瓷材料(例如,摻雜有鐠(pr)、鋱(tb)或其它活化劑的硫氧化釓)。(gos))和/或其它閃爍材料。在一些實(shí)施例中,閃爍體310包括光學(xué)半透明陶瓷閃爍體材料(例如,gos)。由于gos材料具有各向異性,發(fā)光光源散射在gos材料的晶界(grainboundaries)上,這增加了光吸收。因此,例如,發(fā)光光子324的橫向傳輸(例如,頁面上的從左到右)減少,并且在不使用物理信道分離的情況下,發(fā)光光源的橫向衰減產(chǎn)生了狹窄的傳播功能。在一些實(shí)施例中,閃爍材料被配置成生成可見光譜范圍內(nèi)的具有約400nm至約600nm的波長(zhǎng)的發(fā)光光子,但是應(yīng)當(dāng)理解的是,本公開內(nèi)容和/或所要求保護(hù)的主題的范圍并非意在限定這樣的范圍。
此外,閃爍體310的厚度可以取決于發(fā)光光子324的所期望的或可接受的傳播功能。傳播功能是指穿過閃爍體310的發(fā)光光子324的分布。例如,如果相對(duì)于較窄的傳播功能是可接受的(例如,對(duì)于如下應(yīng)用是可接受的,即,期望限制目標(biāo)光電檢測(cè)器上所生成的發(fā)光光子324僅僅傳播至目標(biāo)光電檢測(cè)器和緊鄰(例如,第一順序)的光電檢測(cè)器)而言,廣泛的傳播功能是可接受的(例如,對(duì)于如下應(yīng)用是可接受的,即,目標(biāo)光電檢測(cè)器上所生成的、被目標(biāo)光電檢測(cè)器的第二個(gè)或第三個(gè)相鄰的光電檢測(cè)器所檢測(cè)的發(fā)光光子324),則閃爍體310的厚度可以更大。
與圖2所示的檢測(cè)器陣列200相比,檢測(cè)器陣列300的檢測(cè)器元件302之間很少甚至沒有反射材料312。而是,反射材料312僅位于閃爍體310的外周界的周圍,以阻擋閃光體310內(nèi)的光和/或?qū)⒐夥瓷涞焦怆姍z測(cè)器314。因此,當(dāng)輻射光子322與檢測(cè)器元件302的閃爍體310碰撞(例如,相互作用)在諸如第三檢測(cè)器元件302c處時(shí),各向同性地生成的發(fā)光光子324可以被第二光電檢測(cè)器元件314b所檢測(cè)。很少甚至沒有用于抑制發(fā)光光子324在檢測(cè)器元件302之間傳播的反射材料312,但是可以通過閃爍體材料的半透明性來緩解發(fā)光光子的橫向傳播。
光電檢測(cè)器314被配置成響應(yīng)于被暴露于光(例如,基于光電檢測(cè)器314的光電效應(yīng))而生成電荷。光電檢測(cè)器314可由本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的硅和/或任何其他光電檢測(cè)器材料構(gòu)成。例如,在一個(gè)實(shí)施例中,光電檢測(cè)器314可由厚度在約250μm與500μm之間的高電阻率硅晶片制成,并且使用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的平面工藝制造。在一些實(shí)施例中,光電檢測(cè)器314包括硅pin光電二極管。例如,光電檢測(cè)器314可以是獨(dú)立的單通道器件,或者形成在單片硅晶片上的多個(gè)一維或二維陣列光電檢測(cè)器。
參考圖4至圖6,示出了根據(jù)一些實(shí)施例的示例性檢測(cè)器陣列400、500以及600的透視圖。檢測(cè)器陣列400、500以及600已被逐層分解,以進(jìn)一步示出各層內(nèi)的相應(yīng)部件的布局。反射材料312的(例如,位于輻射源和閃爍體310之間的)上部已經(jīng)從轉(zhuǎn)換層304中移除,以進(jìn)一步示出閃爍體310的布局。
參考圖4,提供了根據(jù)一些實(shí)施例的檢測(cè)器陣列400的第一示例性結(jié)構(gòu)。根據(jù)該示例,檢測(cè)器陣列400包括單個(gè)閃爍體310,該閃爍體310大體上覆蓋了檢測(cè)器陣列400的所有光電檢測(cè)器314。
參考圖5,提供了根據(jù)一些實(shí)施例的檢測(cè)器陣列500的第二示例性結(jié)構(gòu)。根據(jù)該示例,各列檢測(cè)器元件共用閃爍體310。例如,第一列檢測(cè)器元件共用第一閃爍體310a并且第二列檢測(cè)器元件共用第二閃爍體310b。反射材料312可以位于第一閃爍體310a與第二閃爍體310b之間,以減輕各列檢測(cè)器元件之間的發(fā)光光子流。
參考圖6,示出了根據(jù)一些實(shí)施例的檢測(cè)器陣列600的第三示例性結(jié)構(gòu)。根據(jù)該示例,各行檢測(cè)器元件共用一個(gè)閃爍器310。例如,第一行檢測(cè)器元件共用第一閃爍體310a并且第二行檢測(cè)器元件共用第二閃爍體310b。反射材料312可以位于第一閃爍體310a與第二反射晶體310b之間,以減輕各行檢測(cè)器元件之間的發(fā)光光子324的流。
應(yīng)當(dāng)理解的是,由于在檢測(cè)器元件之間沒有反射材料,檢測(cè)器元件之間會(huì)發(fā)生光學(xué)串?dāng)_。也就是說,與發(fā)生檢測(cè)事件的檢測(cè)器元件相鄰的檢測(cè)器元件可以檢測(cè)到響應(yīng)于檢測(cè)事件而生成的發(fā)光光子中的至少一些,因?yàn)榫哂泻苌偕踔翛]有用于抑制發(fā)光光子在檢測(cè)器元件之間橫向移動(dòng)的反射材料。為了糾正這種串?dāng)_,數(shù)據(jù)采集部件122和/或圖像產(chǎn)生器124可以包括高通濾波器或其他濾波器,所述高通濾波器或其他濾波器被配置為基于從與第一檢測(cè)器元件相鄰的第二檢測(cè)器元件產(chǎn)生的數(shù)據(jù)來對(duì)從第一檢測(cè)器元件產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行操縱。例如,可以確定響應(yīng)于第一檢測(cè)器元件處的檢測(cè)事件而生成的發(fā)光光子的大約4%被第二檢測(cè)器元件檢測(cè)到。因此,可以獲取第一檢測(cè)器元件處檢測(cè)到的電荷的測(cè)量值,并且可以將第二檢測(cè)器元件處所檢測(cè)到的電荷的相應(yīng)測(cè)量值減去第一檢測(cè)器元件處檢測(cè)到的電荷的測(cè)量值的4%。通過這種方式,例如,在信號(hào)生成之后對(duì)光學(xué)串?dāng)_進(jìn)行了校正。
還應(yīng)當(dāng)理解的是,相對(duì)于圖2所示的傳統(tǒng)檢測(cè)器陣列而言,包括共用了閃爍體的一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)器元件的檢測(cè)器陣列可以具有多種益處。例如,由于與閃爍體的在光電檢測(cè)器之間的間隙上的部分碰撞的輻射被轉(zhuǎn)換成發(fā)光光子并且因此被視為檢測(cè)事件(例如,然而在傳統(tǒng)檢測(cè)器陣列中,沒有對(duì)與反射材料碰撞的輻射進(jìn)行檢測(cè)),提高了幾何效率。再例如,由于共用檢測(cè)器設(shè)計(jì)具有更平滑的光脈沖響應(yīng)(例如,其與傳統(tǒng)檢測(cè)器陣列的廂式貨車(box-car)類的光脈沖響應(yīng)相比,可能是大體上拋物線的),圖像混疊偽影會(huì)減少。更平滑的光脈沖響應(yīng)可能更接近于理想抗混疊濾波器響應(yīng),并因此減少了圖像混疊偽影。又例如,因?yàn)闄z測(cè)器陣列包括更少的閃爍體(例如,因此需要較少的切塊或切割),檢測(cè)器陣列的制造成本會(huì)降低。
雖然已經(jīng)以特定語言針對(duì)結(jié)構(gòu)特征和/或方法行為描述了本發(fā)明主題,但是應(yīng)當(dāng)理解的是,所附權(quán)利要求的主題并非必須限制于上述特定特征或行為。相反地,上述的特定特征和行為作為實(shí)現(xiàn)至少一部分權(quán)利要求的示例性形式而公開。
本文提供了實(shí)施例的各種操作。所描述的一些或所有的操作順序不應(yīng)當(dāng)被解釋為暗示這些操作必須是次序相關(guān)的??紤]到本說明書的益處,應(yīng)當(dāng)理解可替代的順序。此外,應(yīng)當(dāng)理解的是,不是所有的操作都必須出現(xiàn)在本文所提供的每個(gè)實(shí)施例中。此外,應(yīng)當(dāng)理解的是,在某些實(shí)施例中,不是所有的操作都是必要的。
此外,本文中的“示例性”表示作為示例、例子、說明等,但并不一定更有優(yōu)勢(shì)。如本申請(qǐng)所使用的,“或”意在表示包括性的“或”的意思而非排他性的“或”。另外,如本申請(qǐng)所使用的“一個(gè)(a)”和“一個(gè)(an)”通常被解釋為表示“一個(gè)或更多個(gè)”,除非另外說明或根據(jù)上下文中可以清楚得知是指向單數(shù)形式。此外,a和b中的至少一個(gè)和/或描述通常表示a或b或者a和b兩者。此外,使用詞語“包括(including)”、“包括(includes)”、“具有(having)”、“具有(has)”、“帶有(with)”、或其變體的條件下,上述詞語以類似于詞語“包括(comprising)”的方式表示包括的含義。所要求保護(hù)的主題可以實(shí)現(xiàn)為方法、設(shè)備或制品(例如,軟件、固件、硬件或上述項(xiàng)的任意組合)。
本申請(qǐng)中使用的,術(shù)語“部件”、“模塊”、“系統(tǒng)”、“接口”等通常意在指代與計(jì)算機(jī)相關(guān)的實(shí)體,要么硬件、硬件和軟件的組合、軟件,要么執(zhí)行中的軟件。例如,部件可以是但不限于處理器上運(yùn)行的進(jìn)程、處理器、對(duì)象、可執(zhí)行文件、所執(zhí)行的線程、程序和/或計(jì)算機(jī)。例如,控制器上運(yùn)行的應(yīng)用和控制器兩者都可以是一個(gè)部件。一個(gè)或多個(gè)部件可以位于所執(zhí)行的進(jìn)程和/或線程內(nèi),以及部件可以定位在一個(gè)計(jì)算機(jī)上和/或分布在兩個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)之間。
此外,可以通過使用標(biāo)準(zhǔn)編程和/或工程技術(shù)將所要求保護(hù)的主題實(shí)現(xiàn)為方法、設(shè)備或制品,以產(chǎn)生軟件、固件、硬件或上述項(xiàng)的任意組合,從而控制計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)所公開的主題。本文中使用的術(shù)語“制品”意在包括可從任何計(jì)算機(jī)可讀裝置、載體或介質(zhì)訪問的計(jì)算機(jī)程序。當(dāng)然,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到:在不背離所要求保護(hù)的主題的范圍或主旨的情況下,可以對(duì)該配置進(jìn)行多種修改。
此外,除非另外說明,否則“第一”、“第二”和/或類似的描述并非意在暗示時(shí)間視點(diǎn)特性、空間視點(diǎn)特性、排序等。而是,這樣的術(shù)語僅用作用于特性特征、元件、要素等的標(biāo)識(shí)符、名稱等(例如,“第一信道和第二信道”通常對(duì)應(yīng)于“信道a和信道b”或者兩個(gè)不同的或相同的信道或者同一信道)。
盡管已經(jīng)針對(duì)一個(gè)或多個(gè)實(shí)現(xiàn)示出和描述了本公開內(nèi)容,但是基于對(duì)本說明書和所引用的附圖的閱讀和理解,本領(lǐng)域技術(shù)人員仍能夠得到等同的改變和修改。本公開內(nèi)容包括所有這樣的修改和改變,且僅受到所附權(quán)利要求的范圍的限制。尤其是,對(duì)于由上述部件(例如,元件、資源等)執(zhí)行的各個(gè)功能,除非另外指示,否則用于描述這樣的部件的術(shù)語意在對(duì)應(yīng)于執(zhí)行所指定功能的(例如,在功能上相當(dāng)?shù)?任何部件,即使與所公開的結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)上不等同。另外,雖然可能僅針對(duì)多個(gè)實(shí)施例中的一個(gè)實(shí)施例公開了本公開內(nèi)容的具體特征,但是這種特征也可以與其它實(shí)現(xiàn)方式的一個(gè)或更多個(gè)其它特征組合起來,對(duì)于任何給定或特定的應(yīng)用而言這可能是期望的和有利的。