TWI816994B - 一種成像方法 - Google Patents

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Abstract

本發明公開了一種成像方法，其包括：當輻射源位於相對於圖像傳感器的第一位置時，利用來自人體外部的所述輻射源的第一輻射束，使用在所述人體內部的圖像傳感器來捕獲所述人體的一部分的第一圖像；當所述輻射源位於相對於所述圖像傳感器的第二位置時，利用來自所述輻射源的第二輻射束，使用所述圖像傳感器從所述人體外部獲取所述人體的所述部分的第二圖像；其中，所述第一位置與所述第二位置不同，或者所述第一輻射束與所述第二輻射束不同；基於所述第一圖像和所述第二圖像確定所述部分的三維結構。

Description

一種成像方法
本發明是有關於一種成像方法，特別是有關於一種使用圖像傳感器的成像方法。
***是人類中男性生殖系統的腺體。***分泌微鹼性液體，其占***體積的約30％。***的鹼度有助於延長***的壽命。***疾病很常見，風險隨著年齡的增長而增加。醫學成像（例如，放射線照相術）可以幫助診斷***疾病。然而，由於***位於人體內部深處，因此對***進行成像會比較困難。例如，***周圍的厚組織可降低成像解析度或增加足以成像的輻射劑量。
本發明公開一種方法，其包括：當輻射源位於相對於圖像傳感器的第一位置時，利用來自人體外部的所述輻射源的第一輻射束，使用在所述人體內部的圖像傳感器來捕獲所述人體的一部分的第一圖像；當所述輻射源位於相對於所述圖像傳感器的第二位置時，利用來自所述輻射源的第二輻射束，使用所述圖像傳感器從所述人體外部獲取所述人體的所述部分的第二圖像；其中，所述第一位置與所述第二位置不同，或者所述第一輻射束與所述第二輻射束不同；基於所述第一圖像和所述第二圖像確定所述部分的三維結構。
根據實施例，所述圖像傳感器在***管中；其中所述方法進一步包括將所述***管***所述人體中。
根據實施例，所述***管被***所述人體的直腸中。
根據實施例，所述部分是人體的***。
根據實施例，所述方法進一步包括在所述輻射源和所述部分之間定位掩模，以使所述第一輻射束被所述掩模限制在所述部分。
根據實施例，定位所述掩模包括使所述掩模相對於所述輻射源移動。
根據實施例，所述方法進一步包括將所述輻射源從所述第一位置移動到所述第二位置。
根據實施例，將所述輻射源從所述第一位置移動到所述第二位置包括相對於所述圖像傳感器圍繞所述第一軸旋轉所述輻射源。
根據實施例，所述圖像傳感器在所述第一軸上。
根據實施例，所述第一軸平行於所述人體的中線。
根據實施例，所述第一軸平行於所述圖像傳感器的平面表面。
根據實施例，所述平面表面對所述輻射敏感。
根據實施例，將所述輻射源從所述第一位置移動到所述第二位置包括沿著相對於所述圖像傳感器的第一方向平移所述輻射源。
根據實施例，所述第一方向平行於所述人體的中線。
根據實施例，所述圖像傳感器包括像素陣列。
根據實施例，所述圖像傳感器包括安裝在基板上的多個晶片，其中所述像素分佈在所述多個晶片之間。
根據實施例，所述圖像傳感器被配置為在一段時間內對入射在所述像素上的輻射粒子的數目進行計數。
根據實施例，所述輻射粒子是X射線光子。
根據實施例，所述X射線光子的能量在20keV和30keV之間。
根據實施例，所述圖像傳感器是柔性的。
根據實施例，所述圖像傳感器包括：輻射吸收層，其包括電觸點；第一電壓比較器，其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，其被配置為將所述電壓與第二閾值進行比較；計數器，其被配置為記錄入射在所述輻射吸收層上的輻射粒子的數目；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時開始時間延遲；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，使得所述輻射粒子中的至少一個的數目增加一。
根據實施例，所述圖像傳感器進一步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載流子。
根據實施例，所述控制器被配置為在所述時間延遲的開始或終止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，所述電壓的變化率大致為零。
根據實施例，所述輻射吸收層包括二極體。
根據實施例，所述輻射吸收層包括單晶矽。
根據實施例，所述圖像傳感器不包括閃爍體。
圖1A至圖1G示出根據實施例的對人體的一部分1602進行成像方法的各個方面的示意圖。當所述輻射源105位於相對於所述圖像傳感器100的多個位置時，所述圖像傳感器100可以分別使用來自所述輻射源105的輻射束來捕獲所述部分1602的多個圖像。所述部分1602的一個示例是人體的***。所述多個位置可以彼此不同。用於捕獲圖像的所述輻射束可以彼此不同。可以基於所述圖像來確定所述部分的三維結構。
圖1A示出示例中的方法的一個方面的示意圖。在該示例中，被成像的所述部分1602是所述***，但是該方法可以適用於所述人體的其他部分。如圖1A所示，所述圖像傳感器100可以在***管102的內部，並且所述***管102可以部分或完全地***所述人體的所述直腸1603。所述圖像傳感器100可以利用來自所述輻射源105的輻射束（例如，X射線）形成所述部分1602的圖像。例如，所述輻射束可以是來自所述輻射源105並穿過所述部分1602的輻射束，或由所述輻射源105引起的二次輻射束。如圖1A所示，可以將掩模106放置在所述輻射源105與所述人體的所述部分1602之間，以便將來自所述輻射源105的所述輻射束限制在所述部分1602中。放置所述掩模106可以涉及相對於所述輻射源105移動所述掩模106。
圖1B示出根據實施例的包括所述圖像傳感器100的裝置101的示意圖。所述裝置101可包括具有小直徑（例如，小於50mm）的所述***管102，這使其適於***所述人體的所述直腸1603。至少部分的所述***管102對於所述輻射束可以是透明的並且可以封裝所述圖像傳感器100。所述圖像傳感器100可以被氣密密封以防止所述人體中的體液侵害。
如圖1B所示，所述裝置101可以具有信號電纜103和控制單元104。所述控制單元104可以被配置為通過所述信號電纜103接收或發送信號或控制所述圖像傳感器100的移動。
圖1C和圖1D，以及圖1B的標注示出根據實施例的所述裝置101的一部分的示意圖。所述圖像傳感器100可以包括安裝在基板1010上的多個晶片1000。所述基板1010可以是印刷電路板。所述基板1010可電連接到所述晶片1000和所述信號電纜103。在圖1C的示例中，所述***管102是剛性的，並且所述圖像傳感器100也是剛性的。在圖1D的示例中，所述***管102是柔性的，並且所述圖像傳感器100也是柔性的。
圖1E示出根據實施例的所述圖像傳感器100可具有像素150的陣列的示意圖。當所述圖像傳感器100具有多個所述晶片1000時，所述像素150可被分佈在所述多個晶片1000之間。例如，所述晶片1000可各自包含所述圖像傳感器100的一些所述像素150。所述像素150的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。所述圖像傳感器100可在一段時間內對入射在所述像素150上的輻射粒子的數目進行計數。所述輻射粒子的一個例子是X射線光子。在一個示例中，所述X射線光子的能量在20keV和30keV之間。每個所述像素150可被配置為測量其暗電流，例如，在入射在其上的每個輻射粒子之前或同時。所述像素150可被配置為平行作業。例如，所述圖像傳感器100可在對另一個像素150上的另一個輻射粒子進行計數之前、之後或同時，對入射在一個像素150上的一個輻射粒子進行計數。所述像素150可以是可單獨定址的。
圖1F和圖1G示出根據實施例的所述輻射源105的移動的示例的示意圖。例如，當包括所述圖像傳感器100的所述***管102在所述人體內時，所述輻射源105可被配置為相對於所述圖像傳感器100移動到多個位置。在所述輻射源105的移動期間及移動的過程中，所述***管102相對於所述人體可以保持靜止或不保持靜止。
在如圖1F所示的示例中，在時間t0 ，所述圖像傳感器100在所述輻射源105位於相對於所述圖像傳感器100的第一位置910處時，利用第一輻射束捕獲所述人體所述部分1602（例如，所述***的第一部分）的第一圖像；在時間t1 ，通過圍繞著相對於所述圖像傳感器100的第一軸901旋轉，所述輻射源105被移動到第二位置920。所述掩模106如果存在，則其可以與所述輻射源105一起移動。當所述輻射源105位於所述第一位置910和所述第二位置920時，所述掩模106的所述位置相對於所述輻射源105的距離可以是相同的。如圖1F所示，所述第一軸901可以平行於所述人體的中線902。所述圖像傳感器100可以在所述第一軸901上。所述圖像傳感器100的至少一個平面107可以平行於所述第一軸901。所述圖像傳感器100的所述平面107對所述輻射敏感。當所述輻射源105位於相對於所述圖像傳感器100的所述第二位置920時，所述圖像傳感器100利用第二輻射束捕獲所述人體的所述部分1602（例如，所述***的第一部分）的第二圖像。根據實施例，所述第一位置910與所述第二位置920是不同的。根據實施例，所述第一輻射束與所述第二輻射束是不同的。當所述輻射源105位於所述第一位置910和所述第二位置920時，所述圖像傳感器100相對於所述人體可以保持或可以不保持在相同的位置。
圖1G示出根據實施例的所述輻射源105的移動的示例的示意圖。在圖1G所示的示例中，在時間t0 ，所述圖像傳感器100在所述輻射源105位於相對於所述圖像傳感器100的第一位置930處時，利用第一輻射束捕獲所述人體所述部分1602（例如，所述***的第一部分）的第一圖像；在時間t1 ，通過沿相對於所述圖像傳感器100的第一方向903平移，所述輻射源105被移動到第二位置940。所述掩模106如果存在，則其可以與所述輻射源105一起移動。當所述輻射源105位於所述第一位置930和所述第二位置940時，所述掩模106的所述位置相對於所述輻射源105的距離可以是相同的。如圖1G所示，所述第一方向903可以平行於所述人體的中線902。當所述輻射源105位於相對於所述圖像傳感器100的所述第二位置940時，所述圖像傳感器100利用第二輻射束捕獲所述人體的所述部分1602（例如，所述***的第一部分）的第二圖像。根據實施例，所述第一位置930與所述第二位置940是不同的。根據實施例，所述第一輻射束與所述第二輻射束是不同的。當所述輻射源105位於所述第一位置930和所述第二位置940時，所述圖像傳感器100相對於所述人體可以保持或可以不保持在相同的位置。
當所述輻射源105相對於所述圖像傳感器100分別位於多個位置時，由所述圖像傳感器100捕獲的所述圖像（例如，如上所述第一圖像和所述第二圖像）可以被用於重構所述部分1602的所述三維結構。各種合適的重建演算法均可以被應用。
圖2A示出根據實施例的所述圖像傳感器100的橫截面示意圖。所述圖像傳感器100可包括輻射吸收層110和電子器件層120（例如，ASIC），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。所述圖像傳感器100不包括閃爍體。所述輻射吸收層110可包括半導體材料，例如單晶矽。所述半導體對於感興趣的輻射能量可具有高的品質衰減係數。
如圖2B中根據實施例的所述圖像傳感器100的詳細橫截面圖所示，所述輻射吸收層110可包括由第一摻雜區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，所述多個二極體具有所述第一摻雜區111作為共用電極。所述第一摻雜區111也可具有離散部分。所述輻射吸收層110可具有與所述第一摻雜區111電連接的電觸點119A。所述輻射吸收層110可具有多個離散的電觸點119B，其中的每一個電觸點均與所述離散區114電連接。
當輻射粒子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。所述載流子可在電場下向所述電觸點119A和電觸點119B漂移。所述電場可以是外部電場。在實施例中，所述載流子可向不同方向漂移，使得由單個輻射粒子產生的所述載流子大致未被兩個不同的離散區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。
如圖2C中所示的根據實施例的所述圖像傳感器100的替代詳細橫截面示意圖。所述輻射吸收層110可包括半導體材料，比如單晶矽，的電阻器，但不包括二極體。所述半導體對於感興趣的輻射能量可具有高的品質衰減係數。所述輻射吸收層110可具有與所述半導體一個表面上的所述半導體電連接的電觸點119A。所述輻射吸收層110可具有在所述半導體另一個表面上的多個電觸點119B。
當輻射粒子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，所述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，使得由單個輻射粒子產生的所述載流子大致未被所述電觸點119B兩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％）流向該電觸點119B。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。
所述電子器件層120可包括電子系統121，其適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路、放大器、積分器、比較器，或數位電路比如微處理器和記憶體。所述電子系統121可包括一個或多個類比數位轉換器（Analog-to-digital converter；ADC）。所述電子系統121可包括由所述像素150共用的元件或專用於單個像素150的元件。例如，所述電子系統121可包括專用於每個所述像素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，其可增加所述電子器件層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通孔的情況下將所述電子系統121連接到所述像素。
圖3A和圖3B各自示出根據實施例的所述電子系統121的元件示意圖。所述電子系統121可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。
所述第一電壓比較器301被配置為將至少一個所述電觸點119B的所述電壓與第一閾值進行比較。所述第一電壓比較器301可被配置為直接監測所述電壓，或者通過對在一段時間內流過所述電觸點119B的電流進行積分來計算所述電壓。所述第一電壓比較器301可由所述控制器310可控地啟動或停用。所述第一電壓比較器301可以是連續比較器。即，所述第一電壓比較器301可被配置為被連續啟動，並連續地監測所述電壓。所述第一電壓比較器301可以是鐘控比較器。所述第一閾值可以是一個入射輻射粒子能夠在所述電觸點119B上產生的最大電壓的1-5％、5-10％、10％-20％、20-30％、30-40％或40-50％。所述最大電壓可取決於入射輻射粒子的能量、所述輻射吸收層110的材料、和其他因素。例如，所述第一閾值可以是50mV、100mV、150mV、或200mV。
所述第二電壓比較器302被配置為將所述電壓與第二閾值進行比較。所述第二電壓比較器302可被配置為直接監測所述電壓，或通過對一段時間內流過所述二極體或電觸點的電流進行積分來計算所述電壓。所述第二電壓比較器302可以是連續比較器。所述第二電壓比較器302可由所述控制器310可控地啟動或停用。當所述第二電壓比較器302被停用時，其功耗可以是所述第二電壓比較器302啟動時功耗的不到1％、不到5％、不到10％、或不到20%。所述第二閾值的絕對值大於所述第一閾值的絕對值。如本文所使用的，術語實數x 的“絕對值”或“模數”|x|是x的非負值而不考慮它的符號。即，。所述第二閾值可以是所述第一閾值的200％-300％。例如，所述第二閾值可以是100mV、150mV、200mV、250mV、或300mV。所述第二電壓比較器302和所述第一電壓比較器301可以是相同元件。即，所述系統121可以具有一個電壓比較器，其可在不同時間將電壓與兩個不同的閾值進行比較。
所述第一電壓比較器301或所述第二電壓比較器302可包括一個或多個運算放大器或任何其他適合的電路。所述第一電壓比較器301或所述第二電壓比較器302可具有高速度以允許所述系統121在高通量的入射輻射粒子下操作。然而，具有高速度通常以功耗為代價。
所述計數器320被配置為記錄入射在所述輻射吸收層110上的若干輻射粒子的數目。所述計數器320可以是軟體元件（例如，電腦記憶體中存儲的數位）或硬體元件（例如，4017IC和7490IC）。
所述控制器310可以是諸如微控制器和微處理器等硬體元件。所述控制器310被配置為從所述第一電壓比較器301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（例如，所述電壓的絕對值從低於所述第一閾值的絕對值增加到等於或超過所述第一閾值的絕對值的值）時開始時間延遲。在這裡使用絕對值是因為所述電壓可以是負的或正的，這取決於是使用二極體的陰極電壓還是陽極電壓或使用哪個電觸點。所述控制器310可被配置為在所述第一電壓比較器301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之前，保持停用所述第二電壓比較器302、所述計數器320、以及所述第一電壓比較器301的操作中不需要的任何其他電路。在所述電壓變得穩定，即所述電壓的變化率大致為零，的之前或之後，所述時間延遲可期滿。短語“變化率大致為零”意指時間變化小於0.1％/ns。短語“變化率大致為非零”意指所述電壓的時間變化至少為0.1％/ns。
所述控制310可被配置為在所述時間延遲期間（其包括開始和期滿）啟動所述第二電壓比較器。在實施例中，所述控制器310被配置為在所述時間延遲開始時啟動所述第二電壓比較器。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等信號，通過提供電力等）。術語“停用”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等信號，通過切斷電力等）。操作狀態可具有比非操作狀態更高的功耗（例如，高10倍、高100倍、高1000倍）。所述控制器310本身可被停用，直到所述第一電壓比較器301的輸出電壓的絕對值等於或超過所述第一閾值的絕對值時才啟動所述控制器310。
如果在所述時間延遲期間，所述第二電壓比較器302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，則所述控制器310可被配置為使所述計數器320記錄的數目中至少有一個數目增加一。
所述控制器310可被配置為使所述可選的電壓表306在所述時間延遲期滿時測量所述電壓。所述控制器310可被配置為使所述電觸點119B連接到電接地，以使所述電壓重定並使所述電觸點119B上累積的所有載流子放電。在實施例中，所述電觸點119B在所述時間延遲期滿後連接到電接地。在實施例中，所述電觸點119B連接到電接地並持續有限的復位時段。所述控制器310可通過控制所述開關305而使所述電觸點119B連接到電接地。所述開關可以是電晶體，比如場效應電晶體（field-effect transistor；FET）。
在實施例中，所述系統121沒有類比濾波器網路（例如，RC網路）。在實施例中，所述系統121沒有類比電路。
所述電壓表306可將其測量的電壓作為類比或數位信號饋送給所述控制器310。
所述系統121可包括電連接到所述電觸點119B的積分器309，其中所述積分器被配置為收集來自所述電觸點119B的載流子。所述積分器309可在運算放大器的回饋路徑中包括電容器。如此配置的所述運算放大器稱為電容跨阻放大器（CTIA）。CTIA通過防止所述運算放大器飽和而具有高的動態範圍，並通過限制信號路徑中的頻寬來提高信噪比。來自所述電觸點119B的載流子在一段時間（“積分期”）內累積在電容器上。在所述積分期期滿後，對電容器電壓進行採樣，然後通過重定開關進行重定。所述積分器309可包括直接連接到所述電觸點119B的電容器。
圖4示出流過所述電觸點119B的，由入射在包括所述電觸點119B的所述像素150上的輻射粒子產生的載流子所引起的所述電流的時間變化（上曲線），以及所述電觸點119B的所述電壓的相應時間變化（下曲線）的曲線圖。所述電壓可以是所述電流相對於時間的積分。在時間t0 ，所述輻射粒子撞擊所述像素150，載流子開始在所述像素150中產生，電流開始流過所述電觸點119B，並且所述電觸點119B的電壓的絕對值開始增加。在時間t1 ，所述第一電壓比較器301確定所述電壓的絕對值等於或超過所述第一閾值V1的絕對值，所述控制器310開始時間延遲TD1並且所述控制器310可在所述TD1開始時停用所述第一電壓比較器301。如果所述控制器310在時間t1 之前被停用，則在時間t1 啟動所述控制器310。在所述TD1期間，所述控制器310啟動所述第二電壓比較器302。如這裡使用的術語在時間延遲“期間”意指開始和期滿（即，結束）以及中間的任何時間。例如，所述控制器310可在所述TD1期滿時啟動所述第二電壓比較器302。如果在所述TD1期間，所述第二電壓比較器302確定在時間t2 所述電壓的絕對值等於或超過所述第二閾值V2的絕對值，則所述控制器310等待所述電壓穩定。所述電壓在時間te 穩定，這時輻射粒子產生的所有載流子漂移出所述輻射吸收層110。在時間ts ，所述時間延遲TD1期滿。在時間te 之時或之後，所述控制器310使所述電壓表306數位化所述電壓並且確定輻射粒子的能量落在哪個倉中。然後所述控制器310使對應於所述倉的所述計數器320記錄的數目增加一。在圖4的示例中，所述時間ts 在所述時間te 之後；即TD1在輻射粒子產生的所有載流子漂移出輻射吸收層110之後期滿。如果無法輕易測得時間te ，TD1可根據經驗選擇以允許有足夠的時間來收集由輻射粒子產生的大致全部的載流子，但TD1不能太長，否則會有另一個入射輻射粒子產生的載流子被收集的風險。即，TD1可根據經驗選擇使得時間ts 在時間te 之後。時間ts 不一定在時間te 之後，因為一旦達到V2，所述控制器310可忽視TD1並等待時間te 。因此，所述電壓和暗電流對所述電壓的貢獻值之間的差異的變化率在時間te 大致為零。所述控制器310可被配置為在TD1期滿時或在時間t2 或中間的任何時間停用所述第二電壓比較器302。
在時間te 的所述電壓與由所述輻射粒子產生的載流子的數目成正比，所述數目與所述輻射粒子的能量有關。所述控制器310可被配置為使用所述電壓表306來確定所述輻射粒子的能量。
在TD1期滿或被所述電壓表306數位化後（以較遲者為准），所述控制器310使所述電觸點119B連接到電接地並持續一個復位時段RST，以允許所述電觸點119B上累積的載流子流到地面並重定所述電壓。在RST之後，所述系統121已準備好檢測另一個入射輻射粒子。如果所述第一電壓比較器301被停用，則所述控制器310可在RST期滿之前的任何時間啟動它。如果所述控制器310被停用，則可在RST期滿之前啟動它。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100:圖像傳感器 101:裝置 102:***管 103:信號電纜 104:控制單元 105:輻射源 106:掩模 107:平面 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 301:第一電壓比較器 302:第二電壓比較器 305:開關 306:電壓表 310:控制器 320:計數器 901:第一軸 902:中線 903:第一方向 910、930:第一位置 920、940:第二位置 1000:晶片 1010:基板 1602:部分 1603:直腸 t0 、t1 、t2 、te 、ts :時間 RST:復位時段 TD1:時間延遲 V1:第一閾值 V2:第二閾值
圖1A至圖1G示出根據實施例的對人體的一部分進行成像方法的示意圖。 圖2A示出根據實施例的所述圖像傳感器的橫截面示意圖。 圖2B示出根據實施例的所述圖像傳感器的詳細橫截面示意圖。 圖2C示出根據實施例的所述圖像傳感器的替代詳細橫截面示意圖。 圖3A和圖3B各自示出根據實施例的所述圖像傳感器的電子系統的組件示意圖。 圖4示出根據實施例的流過所述圖像傳感器的所述輻射吸收層的電觸點的電流的時間變化（上曲線）以及所述電觸點上所述電壓的相應的時間變化（下曲線）的曲線圖。
102:***管
105:輻射源
106:掩模
1602:部分
1603:直腸

Claims (28)

  1. 一種成像方法，包括：當輻射源位於相對於圖像傳感器的第一位置時，利用來自人體外部的所述輻射源的第一輻射束，使用在所述人體內部的圖像傳感器來捕獲所述人體的一部分的第一圖像；當所述輻射源位於相對於所述圖像傳感器的第二位置時，利用來自所述輻射源的第二輻射束，使用所述圖像傳感器從所述人體外部獲取所述人體的所述部分的第二圖像，其中，所述第一位置與所述第二位置不同，或者所述第一輻射束與所述第二輻射束不同；以及基於所述第一圖像和所述第二圖像確定所述部分的三維結構。
  2. 如請求項1所述的成像方法，其中所述圖像傳感器在***管中，其中所述方法進一步包括將所述***管***所述人體中。
  3. 如請求項2所述的成像方法，其中所述***管被***所述人體的直腸中。
  4. 如請求項1所述的成像方法，其中所述部分是人體的***。
  5. 如請求項1所述的成像方法，更包括在所述輻射源和所述部分之間定位掩模，以使所述第一輻射束被所述掩模限制在所述部分。
  6. 如請求項5所述的成像方法，其中定位所述掩模包括使所述掩模相對於所述輻射源移動。
  7. 如請求項1所述的成像方法，更包括將所述輻射源從所述第一位置移動到所述第二位置。
  8. 如請求項7所述的成像方法，其中將所述輻射源從所述第一位置移動到所述第二位置包括相對於所述圖像傳感器圍繞第一軸旋轉所述輻射源。
  9. 如請求項8所述的成像方法，其中所述圖像傳感器在所述第一軸上。
  10. 如請求項8所述的成像方法，其中所述第一軸平行於所述人體的中線。
  11. 如請求項8所述的成像方法，其中所述第一軸平行於所述圖像傳感器的平面表面。
  12. 如請求項11所述的成像方法，其中所述平面表面對輻射敏感。
  13. 如請求項7所述的成像方法，其中將所述輻射源從所述第一位置移動到所述第二位置包括沿著相對於所述圖像傳感器的第一方向平移所述輻射源。
  14. 如請求項13所述的成像方法，其中所述第一方向平行於所述人體的中線。
  15. 如請求項1所述的成像方法，其中所述圖像傳感器包括像素陣列。
  16. 如請求項15所述的成像方法，其中所述圖像傳感器包括安裝在基板上的多個晶片，其中所述像素分佈在所述多個晶片之間。
  17. 如請求項15所述的成像方法，其中所述圖像傳感器被配置為在一段時間內對入射在所述像素上的輻射粒子的數目進行計數。
  18. 如請求項17所述的成像方法，其中所述輻射粒子是X射線光子。
  19. 如請求項18所述的成像方法，其中所述X射線光子的能量在20keV和30keV之間。
  20. 如請求項1所述的成像方法，其中所述圖像傳感器是柔性的。
  21. 如請求項1所述的成像方法，其中所述圖像傳感器包括：輻射吸收層，包括電觸點；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，被配置為記錄入射在所述輻射吸收層上的輻射粒子的數目；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時開始時間延遲，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，使得所述輻射粒子中的至少一個的數目增加一。
  22. 如請求項21所述的成像方法，其中所述圖像傳感器進一步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載流子。
  23. 如請求項21所述的成像方法，其中所述控制器被配置為在所述時間延遲的開始或終止時啟動所述第二電壓比較器。
  24. 如請求項21所述的成像方法，其中所述控制器被配置為將所述電觸點連接到電接地。
  25. 如請求項21所述的成像方法，其中在所述時間延遲期滿時，所述電壓的變化率大致為零。
  26. 如請求項21所述的成像方法，其中所述輻射吸收層包括二極體。
  27. 如請求項21所述的成像方法，其中所述輻射吸收層包括單晶矽。
  28. 如請求項21所述的成像方法，其中所述圖像傳感器不包括閃爍體。
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