具有X射线检测器的图像传感器
阅读：828发布：2021-10-16
专利汇可以提供具有X射线检测器的图像传感器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本文公开了一种图像 传感器 ，包括：多个 X射线 检测器； 驱动器 ，该驱动器被配置成将所述多个X射线检测器运动至多个 位置 ，其中，所述图像传感器被配置成分别在所述多个位置处使用所述多个X射线检测器捕获场景的数个部分的图像，并且所述图像传感器被配置成通过对所述数个部分的图像进行拼接而形成所述场景的图像。，下面是具有X射线检测器的图像传感器专利的具体信息内容。
1.一种图像传感器，包括：
多个X射线检测器；
驱动器，该驱动器被配置成将所述多个X射线检测器运动至多个位置，其中，所述图像传感器被配置成分别在所述多个位置处通过使用所述多个X射线检测器来拍摄场景的数个部分的图像，并且所述图像传感器被配置成通过对所述数个部分的图像进行拼接而形成所述场景的图像。
2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述多个X射线检测器被间隔开。
3.根据权利要求1所述的图像传感器，该图像传感器包括具有多个X射线透射区和X射线阻挡区的准直器；
其中，所述X射线阻挡区被配置成对要入射到所述图像传感器的死区中的X射线进行阻挡，并且所述X射线透射区被配置成允许至少一部分X射线入射到所述图像传感器的活跃区。
4.根据权利要求3所述的图像传感器，其中所述驱动器被配置成使得所述准直器运动，从而在所述多个位置处保持所述多个X射线检测器与所述多个X射线透射以及所述X射线阻挡区的对准。
5.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述多个X射线检测器中的至少一些X射线检测器以交错的行排列。
6.根据权利要求5所述的图像传感器，其中，同一行中的所述X射线检测器的大小均匀，并且其中，同一行中的两个相邻的所述X射线检测器之间的距离大于同一行的所述X射线检测器沿该行的延伸方向的宽度，并小于所述宽度的两倍。
7.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述X射线检测器的活跃区在所述多个位置处细分所述场景。
8.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述驱动器包括机械臂。
9.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述多个X射线检测器中的至少一些X射线检测器包括多层的检测器。
10.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述多个X射线检测器中的至少一些X射线检测器是矩形的。
11.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述多个X射线检测器中的至少一些X射线检测器是六边形的。
12.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述驱动器包括被配置成确定所述多个位置的控制单元。
13.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述多个X射线检测器中的至少一个X射线检测器包括X射线吸收层和电子层；
其中，所述X射线吸收层包括电极；
其中，所述电子层包括电子系统，该电子系统包括：
第一电压比较器，该第一电压比较器被配置成将所述电极的电压与第一阈值进行比较，
第二电压比较器，其被配置为将所述电压与第二阈值进行比较，
计数器，其被配置为记录到达X射线吸收层的X射线光子数；和
控制器；
其中，所述控制器被配置成从所述第一电压比较器确定所述电压的绝对值等于或超过所述第一阈值的绝对值的时刻起开始时间延迟；
其中，所述控制器被配置成在所述时间延迟期间激活所述第二电压比较器；并且其中，所述控制器被配置成在所述第二电压比较器确定所述电压的绝对值等于或超过所述第二阈值的绝对值时使得所述计数器记录的数字增加1。
14.根据权利要求13所述的图像传感器，其中，所述电子系统还包括电连接到所述电极的电容器模块，其中所述电容模块被配置成收集来自所述电极的载流子。
15.根据权利要求13所述的图像传感器，其中，所述控制器被配置成在所述时间延迟开始或结束时激活所述第二电压比较器。
16.根据权利要求13所述的图像传感器，其中，所述电子系统还包括电压表，其中所述控制器被配置成在所述时间延迟期满时使所述电压表测量电压。
17.根据权利要求13所述的图像传感器，其中，所述控制器被配置成基于所述时间延迟终止时测量的电压的值来确定X射线光子能量。
18.根据权利要求13所述的图像传感器，其中，所述控制器被配置成将所述电极连接到电接地。
19.根据权利要求13所述的图像传感器，其中，所述电压的变化率在所述时间延迟终止时基本为零。
20.根据权利要求13所述的图像传感器，其中，所述电压的变化率在所述时间延迟终止时基本上为非零。
21.一种包括根据权利要求1所述的图像传感器和X射线源的系统，其中，所述系统被配置成对人体胸部或腹部进行X射线照相。
22.一种包括根据权利要求1所述的图像传感器和X射线源的系统，其中，所述系统被配置为成人的嘴部进行X射线照相。
23.一种货物扫描或非侵入性检查(NII)系统，该系统包括根据权利要求1所述的图像传感器和X射线源，其中，所述货物扫描或非侵入性检查(NII)系统被配置成使用背散射X射线形成图像。
24.一种货物扫描或非侵入性检查(NII)系统，该系统包括根据权利要求1所述的图像传感器和X射线源，其中，所述货物扫描或非侵入性检查(NII)系统被配置成使用穿过被检查的物体的X射线形成图像。
25.一种包括根据权利要求1所述的图像传感器和X射线源的全身扫描系统。
26.一种X射线电脑断层摄影(X射线CT)系统，该系统包括根据权利要求1所述的图像传感器和X射线源。
27.一种包括根据权利要求1所述的图像传感器、电子源和电子光学系统的电子显微镜。
28.一种包括根据权利要求1所述的图像传感器的系统，其中，所述系统是X射线望远镜或X射线显微镜，或者其中，所述系统被配置成进行乳房放射摄影、工业缺陷检测、显微放射摄影、铸件检查、焊缝检查或数字减影血管摄影。
29.一种使用包括多个X射线检测器的图像传感器来形成场景的图像的方法，该方法包括：
通过将所述X射线检测器定位到第一位置，拍摄所述场景的第一部分的第一图像；
通过将所述X射线检测器定位到第二位置，拍摄所述场景的第二部分的第二图像；
通过至少对所述第一图像和所述第二图像进行拼接而形成所述场景的图像。
30.根据权利要求29所述的方法，其中，所述第一图像和所述第二图像具有空间重叠。
31.根据权利要求29所述的方法，其中所述图像传感器还包括准直器；其中所述方法还包括：在拍摄所述第一图像和所述第二图像之前，对所述准直器进行定位。
具有X射线检测器的图像传感器
【技术领域】
[0001] 本发明涉及X射线检测器，特别涉及具有X射线检测器的图像传感器及其使用方法。【背景技术】
[0002] X射线检测器可以是用于测量X射线的通量、空间分布、光谱或其它特性的器件。
[0003] X射线检测器可用于许多应用。一种重要的应用是成像。X射线成像是一种射线照相技术，可用于揭示非均匀组成的以及不透明物体(例如人体)的内部结构。
[0004] 用于成像的早期X射线检测器包括摄影板和摄影胶片。摄影板可以是具有光敏乳剂涂层的玻璃板。虽然摄影板被摄影胶片代替，它们仍然可以在特殊情况下使用，这是由于它们提供更好的质量和极好的稳定性。摄影胶片可以是具有光敏乳剂涂层的塑料膜(例如，带或片)。
[0005] 在20世纪80年代，出现了光激励萤光板(PSP板)。PSP板可包含在它的晶格中具有色心的萤光材料。在将PSP板暴露于X射线时，X射线激发的电子被困在色心中直到它们受到在板表面上扫描的激光光束的激励。在激光扫描板时，被捕获的激发电子发出光，其被光电倍增管收集。所收集的光转换成数字图像。与照相底片和摄影胶片相反，PSP板可以被重复使用。
[0006] 另一种X射线检测器是X射线图像增强器。X射线图像增强器的部件通常在真空中密封。与摄影板、摄影胶片和PSP板相反，X射线图像增强器可以产生实时图像，即，不需要曝光后处理来产生图像。X射线首先撞击输入荧光体(例如，碘化铯)，并被转换为可见光。可见光然后撞击光电阴极(例如含有铯和锑化合物的薄金属层)并引起电子发射。发射电子的数量与入射X射线的强度成比例。发射的电子通过电子光学被投射到输出荧光体上，并使所述输出荧光体产生可见光图像。
[0007] 闪烁体的操作与X射线图像增强器有些类似之处在于，闪烁体(例如，碘化钠)吸收X射线并发射可见光，该可见光然后可以被对可见光合适的图像感测器检测到。在闪烁体中，可见光在各个方向上传播和散射，从而降低空间解析度。使闪烁体厚度减少有助于提高空间解析度，但也减少X射线吸收。因此，闪烁体必须在吸收效率与解析度之间达成妥协。
[0008] 半导体X射线检测器通过将X射线直接转换成电信号而在很大程度上克服了该问题。半导体X射线检测器可包括半导体层，其在感兴趣波长吸收X射线。当在半导体层中吸收X射线光子时，产生多个载流子(例如，电子和空穴)，这些载流子在电场下被扫向半导体层上的电触点。现有半导体X射线检测器(例如，Medipix)中需要的繁琐热管理会使得难以生产或者不可能生产出具有大面积和大量像素的检测器。【发明内容】
[0009] 本发明公开了一种图像传感器，该图像传感器包括：多个X射线检测器；配置成将所述多个X射线检测器运动至多个位置的驱动器，其中，所述图像传感器被配置成通过使用所述多个检测器分别在所述多个位置处捕获场景的数个部分的图像，并且所述图像传感器被配置成通过对所述数个部分的图像进行拼接而形成所述场景的图像。
[0010] 根据实施例，多个X射线检测器被间隔开。
[0011] 根据实施例，图像传感器还包括具有多个X射线透射区和X射线阻挡区的的准直器。所述X射线阻挡区被配置成阻挡X射线(否则其将入射在图像传感器的死区(dead zone))，并且所述X射线透射区被配置成允许至少一部分X射线入射到所述图像传感器的活跃区(active area)。
[0012] 根据实施例，驱动器被配置成使得所述准直器运动，从而在所述多个位置处保持所述多个X射线检测器与所述X射线透射区和所述X射线阻挡区对准。
[0013] 根据实施例，所述多个X射线检测器中的至少一些X射线检测器以交错的行的方式排列。
[0014] 根据实施例，同一行中的X射线检测器的尺寸一致；在同一行中的两个相邻的X射线检测器之间的距离大于同一行中的一个X射线检测器沿所述行的延伸方向上的宽度，并小于所述宽度的两倍。
[0015] 根据实施例，所述X射线检测器的活跃区在所述位置处将场景细分。
[0017] 根据实施例，所述多个X射线检测器中的至少一些X射线检测器包括多层检测器。
[0018] 根据实施例，所述多个X射线检测器中的至少一些X射线检测器是矩形的。
[0019] 根据实施例，所述多个X射线检测器中的至少一些X射线检测器是六边形的。
[0020] 根据实施例，所述驱动器包括控制单元，该控制单元被配置成确定所述多个位置。
[0021] 根据实施例，所述多个X射线检测器中的至少一个X射线检测器包括X射线吸收层和电子层；其中所述X射线吸收层包括电极；其中所述电子层包括电子系统；其中所述电子系统包括：第一电压比较器，该第一电压比较器被配置成将所述电极的电压与第一阈值进行比较；第二电压比较器，该第二电压比较器被配置成将所述电压与第二阈值进行比较；计数器，该计数器被配置成记录到达所述X射线吸收层的X射线光子数；控制器，该控制器被被配置称从所述第一电压比较器确定所述电压的绝对值等于或超过所述第一阈值的绝对值的时刻开始时间延迟；其中，所述控制器被配置成在所述时间时延期间激活所述第二电压比较器；其中所述控制器被配置成：如果所述第二电压比较器确定所述电压的绝对值等于或超过所述第二阈值的绝对值，那么使由所述计数器记录的数字增加1。
[0022] 根据实施例，所述电子系统进一步包括电容器模组，该电容器模组电连接到电极，其中该电容器模组被配置成从电极收集载流子。
[0023] 根据实施例，所述控制器被配置成在时间延迟开始或终止时激活所述第二电压比较器。
[0024] 根据实施例，所述电子系统进一步包括电压表，其中所述控制器被配置成在时间延迟终止时促使电压表测量电压。
[0025] 根据实施例，所述控制器被配置成基于在时间延迟终止时测量的电压值来确定X射线光子能量。
[0026] 根据实施例，所述控制器被配置成使电极连接到电接地。
[0027] 根据实施例，电压变化率在时间延迟终止时大致为零。
[0028] 根据实施例，电压变化率在时间延迟终止时大致为非零。
[0029] 本文公开了一种包括本文描述的图像传感器和X射线源的系统，其中，所述系统被配置成对人体胸部或腹部进行X射线照相。
[0031] 本文公开了一种货物扫描或非侵入式检查(NII)系统，其包括本文描述的图像传感器和X射线源，其中该货物扫描或非侵入式检查(NII)系统配置成使用背散射X射线形成图像。
[0032] 本文公开了一种货物扫描或非侵入式检查(NII)系统，其包括本文描述的图像传感器和X射线源，其中该货物扫描或非侵入式检查(NII)系统配置成使用穿过被检查物体的X射线来形成图像。
[0033] 本文公开了一种全身扫描系统，其包括本文描述的图像传感器和X射线源。
[0034] 本文公开了一种X射线电脑断层摄影(X射线CT)系统，其包括本文描述的图像传感器和X射线源。
[0035] 本文公开了一种包括本文描述的图像传感器、电子源和电子光学系统的电子显微镜。
[0036] 本文公开了一种包括本文描述的图像传感器的系统，其中该系统是X射线望远镜或X射线显微镜，或者其中该系统配置成进行乳房放射摄影、工业缺陷检测、显微放射摄影、铸件检查、焊缝检查或数字减影血管摄影。
[0037] 本文公开了一种使用包括多个X射线检测器的图像传感器来形成场景的图像的方法，该方法包括：将X射线检测器放置到第一位置来获取所述场景的第一部分的第一图像；将所述X射线检测器放置到第二位置来获取所述场景的第二部分的第二图像；通过至少对所述第一图像和所述第二图像进行拼接而形成所述场景的图像。
[0038] 根据实施例，第一图像和第二图像在空间上有重叠。
[0040] 图1A示意性地示出了根据实施例的X射线检测器的截面图。
[0041] 图1B示意性地示出了根据实施例的检测器的详细横截面视图。
[0042] 图1C示意性地示出了根据实施例的检测器的备选详细横截面视图。
[0043] 图2示意性地示出了根据实施例的器件可具有像素阵列。
[0044] 图3示意性地示出了根据实施例的检测器中的电子层的截面图。
[0045] 图4A示意性地示出了包括检测器和印刷电路板(PCB)的封装件的俯视图。
[0046] 图4B示意性地示出了图像传感器的截面图，这里将多个图4A的封装件安装到另一PCB上。
[0047] 图5示意性地示出了根据实施例的图像传感器的功能框图。
[0048] 图6示意性地示出了根据实施例的图像传感器，其包括多个X射线检测器和准直器，用于拍摄场景的图像。
[0049] 图7示意性地示出了根据实施例的拍摄场景的一系列图像的图像传感器。
[0050] 图8A-8C示意性地示出了根据一些实施例的图像传感器中的检测器的布置。
[0051] 图9示意性地示出了根据实施例的具有多个检测器(形状为六边形的)的图像传感器。
[0052] 图10示意性地示出了根据实施例的系统，其包括本文所述的图像传感器，适用于医学成像，例如胸部X射线照相术、腹部X射线照相术等。
[0053] 图11示意性地示出了根据实施例的系统，其包括本文描述的图像传感器，适于牙科X射线照相术。
[0054] 图12示意性地示出了根据实施例的货物扫描或非侵入性检查(NII)系统，该系统包括本文所述的图像传感器。
[0055] 图13示意性地示出了根据实施例的另一个货物扫描或非侵入性检查(NII)系统，该系统包括本文所述的图像传感器。
[0056] 图14示意性地示出了根据实施例的全身扫描仪系统，该全身扫描仪系统包括本文所述的图像传感器。
[0057] 图15示意性地示出了根据实施例的X射线电脑断层摄影(X射线CT)，该X射线电脑断层摄影包括本文所述的图像传感器的系统。
[0058] 图16示意性地示出了根据实施例的电子显微镜，该电子显微镜包括本文所述的图像传感器。
[0059] 图17A和图17B各自示出了根据实施例的图1A、图1B和图1C中检测器的电子系统的部件图。
[0060] 图18示意性地示出了根据实施例的流过暴露于X射线的X射线吸收层的二极管的电极或电阻器的电触点的电流(电流由入射到X射线吸收层上的X射线光子产生的载流子引起)的时间变化(上曲线)和电极电压的对应时间变化(下曲线)。
[0061] 图19示意地示出了根据实施例的在采用图18琐事方式操作的电子系统中噪音(例如，暗电流)引起的流过电极的电流的时间变化(上曲线)和电极电压的对应时间变化(下曲线)。
[0062] 图20示意性地示出了一实施例，其中，当电子系统操作检测速率较高的入射X射线光子时，流过暴露于X射线的X射线吸收层的电极的电流(电流由入射到X射线吸收层上的X射线光子产生的载流子引起)的时间变化(上曲线)和电极电压的对应时间变化(下曲线)。
[0063] 图21示意性地示出了根据实施例的在采用图20所示方式操作的电子系统中噪音(例如，暗电流)引起的流过电极的电流的时间变化(上曲线)和电极电压的对应时间变化(下曲线)。
[0064] 图22示意性地示出了一实施例，其中，在采用图20所示方式操作(其中RST在te之前终止)的电子系统中，由入射到X射线吸收层上的一系列X射线光子产生的载流子所引起的流过电极的电流的时间变化(上曲线)和电极电压的对应时间变化。【具体实施方式】
[0065] 图1A示意性地示出了根据实施例的检测器100的横截面图。检测器100可包括X射线层110和电子层120(例如，ASIC)，用于处理或分析入射X射线在X射线吸收层110中产生的电信号。在实施例中，检测器100不包括闪烁体。X射线吸收层110可包括半导体材料，例如硅、锗、GaAs、CdTe、CdZnTe或其组合。半导体对于感兴趣的X射线能量可具有高的质量衰减系数。
[0066] 如在图1B中的检测器100的详细横截面图中示出地，根据实施例，X射线吸收层110可包括由第一掺杂区111、第二掺杂区113的一个或多个离散区114形成的一个或多个二极管(例如，p-i-n或p-n)。第二掺杂区113可通过本征区112(可选)而与第一掺杂区111分离。离散部分114通过第一掺杂区111或本征区112而彼此分离。第一掺杂区111和第二掺杂区
113具有相反类型的掺杂(例如，区111是p型并且区113是n型，或区111是n型并且区113是p型)。在图3B中的示例中，第二掺杂区113的离散区114中的每个与第一掺杂区111和本征区
112(可选)一起形成二极管。即，在图1B中的示例中，X射线吸收层110具有多个二极管，其具有第一掺杂区111作为共用电极。第一掺杂区111还可具有离散部分。
113具有相反类型的掺杂(例如，区111是p型并且区113是n型，或区111是n型并且区113是p型)。在图3B中的示例中，第二掺杂区113的离散区114中的每个与第一掺杂区111和本征区
112(可选)一起形成二极管。即，在图1B中的示例中，X射线吸收层110具有多个二极管，其具有第一掺杂区111作为共用电极。第一掺杂区111还可具有离散部分。
[0067] 当X射线光子撞击X射线吸收层110(其包括二极管)时，X射线光子可被吸收并且通过多个机制产生一个或多个载流子。一个X射线光子可产生10至100000个载流子。载流子可在电场下向多个二极管中的一个二极管的电极漂移。该电场可以是外部电场。电触点119B可包括数个离散部分，每个离散部分与离散区114电接触。在实施例中，载流子可在多个方向上漂移，使得单个X射线光子产生的载流子大致上未被两个不同的离散区114共用(“大致上未被共用”在本文中意指这些载流子中不到2％、不到0.5％、不到0.1％或不到0.01％的载流子流向与余下载流子不同的数个离散区114中的一个离散区)。在这些离散区114中的一个离散区的足迹周围入射的X射线光子产生的载流子大致上未与这些离散区114中的另一个离散区共用。与离散区114关联的像素150可以是围绕离散区114的区域，其中，由其中入射的X射线光子产生的载流子中的大致全部(超过98％、超过99.5％、超过99.9％或超过99.99％)流向离散区114。即，这些载流子中不到2％、不到1％、不到0.1％或不到0.01％流到像素外。
[0068] 如在图1C中的检测器100的备选详细横截面图中示出地，根据实施例，X射线吸收层110可包括具有半导体材料(例如硅、锗、GaAs、CdTe、CdZnTe或其组合)的电阻器，但不包括二极管。半导体对于感兴趣的X射线能量可具有高的质量衰减系数。
[0069] 在X射线光子撞击X射线吸收层110(其包括电阻器但不包括二极管)时，该X射线光子可被吸收并通过多个机制产生出一个或多个载流子。一个X射线光子可产生10至100000个载流子。载流子可在电场下向电触点119A和119B漂移。该电场可以是外部电场。电触点119B包括离散部分。在实施例中，载流子可在多个方向上漂移，使得单个X射线光子产生的载流子大致上未被电触点119B的两个不同的离散部分共用(“大致上未被共用”在这里意指这些载流子中不到2％、不到0.5％、不到0.1％或不到0.01％的载流子流向与余下载流子不同的数个离散区中的一个离散区)。在电触点119B的这些离散部分中的一个离散部分的足迹周围入射的X射线光子产生的载流子大致上未与电触点119B的这些离散部分中的另一个离散部分共用。与电触点119B的离散部分关联的像素150可以是围绕该离散部分的区域，入射到该区域中的X射线光子所产生的载流子基本上全部(超过98％、超过99.5％、超过
99.9％或超过99.99％)流向电触点119B的该离散部分。即，这些载流子中不到2％、不到
0.5％、不到0.1％或不到0.01％流到与电触点119B的一个离散部分关联的像素之外。
99.9％或超过99.99％)流向电触点119B的该离散部分。即，这些载流子中不到2％、不到
0.5％、不到0.1％或不到0.01％流到与电触点119B的一个离散部分关联的像素之外。
[0070] 电子层120可包括电子系统121，该电子系统适合于处理或解释由入射到X射线吸收层110上的X射线光子产生的信号。电子系统121可包括：模拟电路，例如滤波网路、放大器、积分器和比较器；或者数字电路，例如微处理器和内存。电子系统121可包括像素共用的部件或专用于单个像素的部件。例如，电子系统121可包括专用于每个像素的放大器和在所有像素之间共用的微处理器。电子系统121可通过通孔131电连接到像素。通孔之间的空间可用填充材料130填充，其可使电子层120到X射线吸收层110的连接的机械稳定性增加。在不使用通孔的情况下使电子系统121连接到像素的其他接合技术是可能的。
[0071] 图2示意性地示出了检测器100可具有像素150的阵列。该阵列可以是矩形阵列、蜂窝状阵列、六边形阵列或任何其他适合的阵列。每个像素150可被配置成检测入射到该像素的X射线光子、测量X射线光子的能量或两者兼而有之。例如，每个像素150可被配置成在一段时间内对入射到该像素上的、能量落在多个仓中的X射线光子的数目计数。所有像素150可配置成在相同时段内对入射到该像素上的、在多个能量仓内的X射线光子的数目计数。每个像素150可具有它自己的模数转换器(ADC)，其配置成将代表入射X射线光子的能量的模拟信号数字化为数字信号。ADC可具有10位或更高的解析度。每个像素150可被配置成测量它的暗电流，例如在每个X射线光子入射到该像素上之前或与之并行地测量。每个像素150可被配置成从入射到该像素上的X射线光子的能量减去暗电流的贡献。像素150可被配置成并行地操作。例如，在一个像素150测量入射X射线光子时，另一个像素150可等待X射线光子到达。像素150可以但不必独立可寻址。
[0072] 图3示意性地示出了根据实施例的电子层120。电子层120包括衬底122，该衬底具有第一表面124和第二表面128。如本文使用的“表面”不一定被暴露，而可以全部或部分被掩埋。电子层120包括第一表面124上的一个或多个电触点125。该一个或多个电触点125可被配置成电连接到X射线吸收层110的一个或多个电触点119B。电子系统121可在衬底122中或衬底122上。
[0073] 衬底122可以是变薄的衬底。例如，衬底可具有750微米或更少、200微米或更少、100微米或更少、50微米或更少、20微米或更少、或者5微米或更少的厚度。衬底122可以是硅衬底或其他适合的半导体或绝缘体衬底。衬底122可通过将较厚衬底研磨到期望厚度而产生。
[0074] 一个或多个电触点125可以是金属的或掺杂半导体的层。例如，电触点125可以是金、铜、铂、钯、掺杂硅等。
[0075] 图3示意性地示出了在X射线吸收层110的电触点119B和电子层120的电触点125处X射线吸收层110与电子层120之间的接合。该接合可以通过适合的技术，例如直接接合或倒装接合(flip chip bonding)。
[0077] 倒装接合使用沉积到接触垫(例如X射线吸收层110的电触点119B，或电触点125)上的焊料凸点199。X射线吸收层110或电子层120翻转，并且X射线吸收层110的电触点119B与电触点125对齐。焊料凸点199可熔融，以将电触点119B和电触点125焊接在一起。焊料凸点199之间的任何空隙空间可用绝缘材料填充。
[0078] 图4A示意性地示出了封装件200的俯视图，该封装件件包括检测器100和印刷电路板(PCB)400。如本文使用的术语“PCB”不限于特定的材料。例如，PCB可包括半导体。检测器100安装到PCB 400。为了清楚起见未示出检测器100与PCB 400之间的线。PCB 400可具有一个或更多检测器100。PCB 400可具有未被检测器100覆盖的区域(例如，用于容纳结合线
410)。检测器100可具有活跃区190，该活跃区是像素150所处的部位。检测器100可具有在检测器100的边缘附近的周边区195。周边区195没有像素，并且检测器100不检测入射在周边区195上的光子。
410)。检测器100可具有活跃区190，该活跃区是像素150所处的部位。检测器100可具有在检测器100的边缘附近的周边区195。周边区195没有像素，并且检测器100不检测入射在周边区195上的光子。
[0079] 封装件件200可以安装至系统PCB 450。封装件200中的PCB 400和系统PCB450之间的电连接可以由结合线410形成。为了在PCB 400上容纳结合线410，PCB400具有未被检测器100覆盖的区域405。为了在系统PCB 450上容纳结合线410，封装件件200在中间具有间隙。
间隙可以是约1mm或更大。入射在周边区195上、区域405上或间隙上的光，不能被系统PCB
450上的封装件件200检测。检测器的死区是检测器的光子接收表面，在该表面中的入射光子不能被检测器检测。封装件(例如，封装件200)的死区是封装件的光子接收表面，该表面中的入射光子不能被所述检测器或所述封装件中的检测器检测。在图4A中所示的示例中，封装件200的死区包括周边区195和区域405。具有一组封装件(例如，安装在同一PCB上的封装件、布置在同一层的封装件)的图像传感器的死区(例如，488)包括该组中的封装件的死区以及这些封装件之间间隙的组合。
间隙可以是约1mm或更大。入射在周边区195上、区域405上或间隙上的光，不能被系统PCB
450上的封装件件200检测。检测器的死区是检测器的光子接收表面，在该表面中的入射光子不能被检测器检测。封装件(例如，封装件200)的死区是封装件的光子接收表面，该表面中的入射光子不能被所述检测器或所述封装件中的检测器检测。在图4A中所示的示例中，封装件200的死区包括周边区195和区域405。具有一组封装件(例如，安装在同一PCB上的封装件、布置在同一层的封装件)的图像传感器的死区(例如，488)包括该组中的封装件的死区以及这些封装件之间间隙的组合。
[0080] 为了捕捉入射到封装件层的死区488中的光，封装件200可安置在多个层中，这里封装件200可以如此安置，以使得入射到一个层的死区488上的光被另一个层中的封装件200捕捉。多层封装件将导致更高的成本。
[0081] 包括检测器100的图像传感器可具有死区。如果图像传感器捕获场景的多个部分的图像，所述多个部分的图像可以被缝合成整个场景的图像。如图5所示，根据实施例，图像传感器9000包括如上所述的多个X射线检测器100(其可以是多个封装件的一部分)、可选的准直器200和驱动器500。驱动器500可包括控制单元600。在一些实施例中，可省略准直器200。驱动器500被配置成将检测器100和可选的准直器200运动至多个位置。这些位置可以通过控制单元600确定。所述位置可以这样选择，使得检测器100的活跃区在多个位置处共同地细分整个场景。
[0082] 图6示意性地示出了根据实施例的图像传感器9000，其被用于拍摄场景50的一部分的图像。驱动器500可将X射线检测器100运动至多个位置(例如，在控制单元600的控制下)。在每个位置处，图像传感器9000拍摄场景50的一部分的图像。数个部分的图像被拼接以形成场景50的图像。所述数个部分的图像可以彼此重叠以便于拼接。
[0083] 可选的准直器200可以被配置成防止要入射到图像传感器9000的死区上的X射线到达正在被成像的物体。可选的准直器200可具有多个X射线透射区201和X射线阻挡区202。X射线阻挡区202阻挡X射线(否则其将入射到图像传感器9000的死区上)，而X射线透射区域
201允许至少一部分的X射线(其将入射到图像传感器9000的活跃区)通过。X射线阻挡区域
202可以与图像传感器的死区对准。当驱动器500使图像传感器9000运动时，可选准直器200可与检测器100一起运动(即，不相对运动)。
201允许至少一部分的X射线(其将入射到图像传感器9000的活跃区)通过。X射线阻挡区域
202可以与图像传感器的死区对准。当驱动器500使图像传感器9000运动时，可选准直器200可与检测器100一起运动(即，不相对运动)。
[0084] 根据实施例，准直器200可以是有孔的金属片，该金属片的厚度足以阻挡X射线透射。孔可以起到X射线透射区的作用，金属片的其余部分可以起到X射线阻挡区202的作用。孔的布置和大小可以与图像传感器9000上的X射线检测器100的活跃区相同。
[0085] 根据实施例，驱动器500被配置成使得准直器200和检测器100如此运动，以至于在拍摄场景50的数个部分的图像被捕获的数个位置中的每个位置处，检测器100与准直器200之间保持对准。在所述每个位置处，入射的X射线(否则其将入射到图像传感器9000的死区)由准直器200的X射线阻挡区202阻挡。驱动器500可具有各种设计。例如，驱动器500可以是机械臂，其连接到系统PCB 450并用系统PCB 450使X射线检测器100运动。
[0086] 如图7所示，根据该实施例，图像传感器9000的至少一些X射线检测器100布置在一阵列中。为了形成场景50的图像，驱动器500将X射线检测器100运动到相对于场景50的多个位置处(例如，图7中A、B和C)，其中图像传感器9000在这些位置处分别捕获到所述场景的数个部分的图像(例如，51A、51B和51C)。场景50的每个点至少位于所述数个部分的一幅图像中。即，数个部分的图像当拼接在一起时覆盖整个场景50。所述数个部分的图像之间可以重叠以便于拼接。
[0087] 检测器100可以以各种方式布置在图像传感器9000中。图8A示意性地示出了一种布置，其中根据该实施例的检测器100以交错的行(staggered row)排列。例如，检测器100A和100B在同一行中，在Y方向上对准，且大小均匀；检测器100C和100D为同一行，在Y方向上对准，且大小均匀。检测器100A和100B相对于检测器100C和100D在X方向上交错。根据实施例，在两个相邻的X射线检测器100A和100B之间的距离X2大于同一行中的一个X射线检测器的宽度X1(即，沿X方向的尺寸，X方向为所述行的延伸方向)，并且小于宽度X1的两倍。检测器100A和100E在同一列中，沿X方向对准，且大小均匀；在同一列中，两个相邻的X射线检测器100A和100E之间的距离Y2小于同一列中的一个X射线检测器的宽度Y1(即，沿Y方向的尺寸)。该布置允许对如图7所示的场景进行成像，该场景的图像可以由沿X方向隔开的三个位置处捕获的场景的三个部分的图像拼接而成。
[0088] 图8B示意性地示出了根据实施例的另一种布置，其中检测器100布置在矩形的网格中。例如，检测器100可以包括检测器100A、100B、100E和100F(正如图8A中布置的)，但没有图8A中的检测器100C、100D、100G或100H。该配置允许通过在六个位置处拍摄场景的数个部分的图像来对所述场景进行成像。例如，三个位置在X方向上隔开，另外三个位置沿X方向隔开，并与前三个位置沿Y方向隔开。
[0089] 其它布置也是可能的。例如，在图8C中，检测器100可以跨越图像传感器9000在X方向上的整个宽度，两个相邻检测器100之间的距离Y2小于一个X射线检测器的宽度Y1。假定检测器沿X方向的宽度大于场景沿X方向的宽度，该场景的图像可以由沿Y方向间隔开的两个位置处捕获的场景的两个部分的图像拼接而成。
[0090] 上述X射线检测器可以具有任何合适的尺寸和形状。根据实施例(例如，在图7中)，至少一些X射线检测器的形状是矩形的。根据如图9所示的实施例，至少一些X射线检测器是六边形的。在这样的X射线检测器中，X射线检测器和相应的被对准的准直器可以具有相同的形状。如所讨论的，使用上述图像传感器获得场景图像的方法包括：通过将所述X射线检测器定位到第一位置处，获取所述场景的第一部分的第一图像；通过将所述X射线检测器定位到第二位置处，获取所述场景的第二部分的第二图像；通过至少对所述第一图像和所述第二图像进行拼接，形成所述场景的图像。
[0091] 根据实施例，第一图像和第二图像具有空间重叠。
[0092] 根据实施例，图像传感器还包括准直器；其中所述方法还包括：在拍摄所述第一图像和所述第二图像之前，对所述准直器进行定位。
[0093] 上述图像传感器可用于诸如下文提供的各种系统中。
[0094] 图10示意性地示出了包括图4A-图9描述的图像传感器9000的系统。该系统可用于医学成像，例如胸部X射线放射摄影、腹部X射线放射摄影等。系统包括X射线源1201。从X射线源1201发射的X射线穿过物体1202(例如，诸如胸部、肢体、腹部等人体部位)，由于物体1202的内部结构(例如，骨头、肌肉、脂肪和器官等)而衰减不同程度，并被投射到图像传感器9000。图像传感器9000通过检测X射线的强度分布来形成图像。
[0095] 图11示意性地示出了包括图4A-图9描述的图像传感器9000的系统。该系统可用于医学成像，例如牙齿X射线放射摄影。系统包括X射线源1301。从X射线源1301发射的X射线穿过物体1302，其是哺乳动物(例如，人)口腔的部分。物体1302可包括上颚骨、颚骨、牙齿、下颚或舌头。X射线由于物体1302的不同结构而衰减不同程度，并被投射到图像传感器9000。图像传感器9000通过检测X射线的强度分布来形成图像。牙齿比龋齿、感染和牙周膜吸收更多的X射线。牙科患者接收的X射线辐射的剂量典型地是小的(对于全口系列是近似
0.150mSv)。
0.150mSv)。
[0096] 图12示意性地示出了货物扫描或非侵入式检查(NII)系统，其包括图4A-图9描述的图像传感器9000。该系统可用于在例如海运集装箱、车辆、轮船、行李等传输系统中检查和识别物品。系统包括X射线源1401。从X射线源1401发射的X射线可从物体1402(例如，海运集装箱、车辆、轮船等)背散射，并被投射到图像传感器9000。物体1402的不同内部结构可有差异地背散射X射线。图像传感器9000通过检测背散射X射线的强度分布和/或背散射X射线光子的能量来形成图像。
[0097] 图13示意性地示出了另一个货物扫描或非侵入式检查(NII)系统，其包括图4A-图9描述的图像传感器9000。系统可用于公交站和机场处的行李筛查。系统包括X射线源1501。
从X射线源1501发射的X射线可穿过行李1502，由于行李的内含物而有差异地衰减，被投射到图像传感器9000。图像传感器9000通过检测透射的X射线的强度分布来形成图像。系统可揭示行李的内含物并且识别公共交通上的违禁物品，例如枪支、毒品、锋利武器、易燃物。
从X射线源1501发射的X射线可穿过行李1502，由于行李的内含物而有差异地衰减，被投射到图像传感器9000。图像传感器9000通过检测透射的X射线的强度分布来形成图像。系统可揭示行李的内含物并且识别公共交通上的违禁物品，例如枪支、毒品、锋利武器、易燃物。
[0098] 图14示意性地示出了全身扫描系统，其包括图4A-图9描述的图像传感器9000。该全身扫描系统可为了安全筛查目的来检测人体上的物体而不脱衣或进行身体接触。全身扫描系统可以能够检测非金属物体。全身扫描系统包括X射线源1601。从X射线源1601发射的X射线可从被筛查的人1602和其上的物体背散射，并被投射到图像传感器9000。物体和人体可有差异地背散射X射线。图像传感器9000通过检测背散射X射线的强度分布来形成图像。图像传感器9000和X射线源1601可配置成直线或旋转方向上扫描人。
[0099] 图15示意性地示出了X射线电脑断层摄影(X射线CT)系统。X射线CT系统使用电脑处理的X射线来产生被扫描物体的特定区域的断层摄影图像(虚拟“切片”)。断层摄影图像在各种医学学科中可用于诊断和治疗目的，或用于缺陷检测、失效分析、计量、组件分析和逆向工程。X射线CT系统包括图4A-图9描述的图像传感器9000和X射线源1701。图像传感器9000和X射线源1701可配置成沿一个或多个圆形或螺旋形路径同步旋转。
[0100] 图16示意性地示出了电子显微镜。该电子显微镜包括电子源1801(也叫作电子枪)，该电子源被配置成发射电子。电子源1801可具有各种发射机制，例如热离子、光电阴极、冷发射或等离子体源。发射的电子经过电子光学系统1803，该电子光学系统可被配置成使电子成形、加速或聚焦。电子然后到达样本1802，图像检测器可从其形成图像。电子显微镜可包括图4A-图9描述的图像传感器9000，用于进行能量色散X射线光谱分析(EDS)。EDS是用于样本的元素分析或化学表征的分析技术。当电子入射在样本上时，它们促使从样本发射特征X射线。入射电子可激发样本中原子的内壳层中的电子，从壳层逐出电子，同时在电子所在的地方形成电子空穴。来自外部较高能量壳层的电子然后填充该空穴，并且较高能量壳层与较低能量壳层之间的能量差可采用X射线的形式释放。从样本发射的X射线的数量和能量可以被图像传感器9000测量。
[0101] 本文描述的图像传感器9000可具有其他应用，例如在X射线望远镜、X射线乳房摄影、工业X射线缺陷检测、X射线显微镜或显微放射摄影、X射线铸件检查、X射线无损检验、X射线焊缝检查、X射线数字减影血管摄影等中。该图像传感器9000适于用来代替照相板、照相胶片、PSP板、X射线图像增强器、闪烁体或另一个半导体X射线检测器。
[0103] 第一电压比较器301被配置成将二极管300电极的电压与第一阈值比较。该二极管可以是由第一掺杂区111、第二掺杂区113的离散区114中的一个和本征区112(可选)形成的二极管。备选地，第一电压比较器301被配置成将电触点(例如，电触点119B的离散部分)的电压与第一阈值比较。第一电压比较器301可被配置成直接监测电压，或者通过使一段时间内流过二极管或电触点的电流整合来计算电压。第一电压比较器301可由控制器310可控地启动或停用。第一电压比较器301可以是连续比较器。即，第一电压比较器301可被配置成被连续地启动，并且连续地监测电压。被配置为连续比较器的第一电压比较器301使系统121错过由入射X射线光子产生的信号的机会减少。被配置为连续比较器的第一电压比较器301在入射X射线强度相对高时尤其适合。第一电压比较器301可以是钟控比较器，其具有较低功耗的益处。被配置为钟控比较器的第一电压比较器301可导致系统121错过由一些入射X射线光子产生的信号。在入射X射线强度低时，错过入射X射线光子的机会因为两个连续光子之间的间隔相对长而较低。因此，配置为钟控比较器的第一电压比较器301在入射X射线强度相对低时尤其适合。第一阈值可以是一个入射X射线光子可在二极管或电阻器中产生的最大电压的5-10％、10％-20％、20-30％、30-40％或40-50％。最大电压可取决于入射X射线光子的能量(即，入射X射线的波长)，X射线吸收层110的材料和其它因素。例如，第一阈值可以是50mV、100mV、150mV或200mV。
[0104] 第二电压比较器302配置成将电压与第二阈值比较。第二电压比较器302可配置成直接监测电压，或通过使一段时间内流过二极管或电触点的电流整合来计算电压。第二电压比较器302可以是连续比较器。第二电压比较器302可由控制器310可控地启动或停用。在停用第二电压比较器302时，第二电压比较器302的功耗可以是启动第二电压比较器302时的功耗的不到1％、不到5％、不到10％或不到20％。第二阈值的绝对值大于第一阈值的绝对值。如本文使用的，术语实数x的“绝对值”或“模数”|x|是x的非负值而不考虑它的符号。即，第二阈值可以是第一阈值的200％-300％。第二阈值可以是一个入射X射线光子可在二极管或电阻器中产生的最大电压的至少50％。例如，第二阈值可以是
100mV、150mV、200mV、250mV或300mV。第二电压比较器302和第一电压比较器310可以是相同部件。即，系统121可具有一个电压比较器，其可以在不同时间将电压与两个不同阈值比较。
100mV、150mV、200mV、250mV或300mV。第二电压比较器302和第一电压比较器310可以是相同部件。即，系统121可具有一个电压比较器，其可以在不同时间将电压与两个不同阈值比较。
[0105] 第一电压比较器301或第二电压比较器302可包括一个或多个运算放大器或任何其他适合的电路。第一电压比较器301或第二电压比较器302可具有高的速度，以允许系统121在高的入射X射线通量下操作。然而，具有高的速度通常以功耗为代价。
[0107] 控制器310可以是例如微控制器和微处理器等硬件部件。控制器310被配置成从第一电压比较器301确定电压的绝对值等于或超出第一阈值的绝对值(例如，电压的绝对值从第一阈值的绝对阈值以下增加到等于或超过第一阈值的绝对值的值)的时间启动时间延迟。在本文中，因为电压可以是负的或正的而使用绝对值，这取决于是使用二极管的阴极还是阳极的电压或使用哪个电触点。控制器310可被配置成：在第一电压比较器301确定电压的绝对值等于或超出第一阈值的绝对值的时间之前，保持停用第二电压比较器302、计数器320以及第一电压比较器301的操作不需要的任何其他电路。时间延迟可在电压变稳定(即，电压的变化率大致为零)之前或之后终止。短语“电压的变化率大致为零”意指电压的时间变化小于0.1％/ns。短语“电压的变化率大致为非零”意指电压的时间变化是至少0.1％/ns。
[0108] 控制器310可被配置成在时间延迟期间(其包括开始和终止)启动第二电压比较器。在实施例中，控制器310被配置成在时间延迟开始时启动第二电压比较器。术语“启动”意指促使部件进入操作状态(例如，通过发送诸如电压脉冲或逻辑电平等信号、通过提供电力等)。术语“停用”意指促使部件进入非操作状态(例如，通过发送诸如电压脉冲或逻辑电平等信号、通过切断电力等)。操作状态可具有比非操作状态更高的功耗(例如，高10倍、高100倍、高1000倍)。控制器310本身可被停用，直到第一电压比较器301的输出在电压的绝对值等于或超出第一阈值的绝对值时启动控制器310。
[0109] 如果在时间延迟期间，第二电压比较器302确定电压的绝对值等于或超出第二阈值的绝对值，控制器310可被配置成促使计数器320记录的数字增加一。
[0110] 控制器310可被配置成促使电压表306在时间延迟终止时测量电压。控制器310可被配置成使电极连接到电接地，以便使电压重定并且使电极上累积的任何载流子放电。在实施例中，电极在时间延迟终止后连接到电接地。在实施例中，电极在有限复位时期连接到电接地。控制器310可通过控制开关305而使电极连接到电接地。开关可以是晶体管，例如场效应晶体管(FET)。
[0111] 在实施例中，系统121没有模拟滤波器网路(例如，RC网路)。在实施例中，系统121没有模拟电路。
[0112] 电压表306可将它测量的电压作为模拟或数字信号馈送给控制器310。
[0113] 系统121可包括电容器模组309，其电连接到二极管300的电极或电触点，其中电容器模组被配置成从电极收集载流子。电容器模组可以包括放大器的回馈路径中的电容器。如此配置的放大器叫作电容跨阻放大器(CTIA)。CTIA通过防止放大器饱和而具有高的动态范围，并通过限制信号路径中的带宽来提高信噪比。来自电极的载流子在一段时间(“整合期”)(例如，如在图18中示出的，在t0至t1或t1-t2之间)内在电容器上累积。在整合期终止后，对电容器电压采样并且然后由重定开关将其重定。电容器模组可以包括直接连接到电极的电容器。
[0114] 图18示意性地示出了由二极管或电阻器上入射的X射线光子产生的载流子引起的流过电极的电流的时间变化(上曲线)和电极的电压的对应时间变化(下曲线)。电压可以是电流关于时间的整合。在时间t0，X射线光子撞击二极管或电阻器，载流子开始在二极管或电阻器中产生，电流开始流过二极管的电极或电阻器，并且电极或电触点的电压的绝对值开始增加。在时间t1，第一电压比较器301确定电压的绝对值等于或超出第一阈值V1的绝对值，并且控制器310启动时间延迟TD1并且控制器310可在TD1开始时停用第一电压比较器301。如果控制器310在t1之前被停用，在t1启动控制器310。在TD1期间，控制器310启动第二电压比较器302。如这里使用的术语在时间延迟“期间”意指开始和终止(即，结束)和中间的任何时间。例如，控制器310可在TD1终止时启动第二电压比较器302。如果在TD1期间，第二电压比较器302确定在时间t2电压的绝对值等于或超出第二阈值的绝对值，控制器310促使计数器320记录的数字增加一。在时间te，X射线光子产生的所有载流子漂移出X射线吸收层
110。在时间ts，时间延迟TD1终止。在图18的示例中，时间ts在时间te之后；即TD1在X射线光子产生的所有载流子漂移出X射线吸收层110之后终止。电压的变化率从而在ts大致为零。
控制器310可被配置成在TD1终止时或在t2或中间的任何时间停用第二电压比较器302。
110。在时间ts，时间延迟TD1终止。在图18的示例中，时间ts在时间te之后；即TD1在X射线光子产生的所有载流子漂移出X射线吸收层110之后终止。电压的变化率从而在ts大致为零。
控制器310可被配置成在TD1终止时或在t2或中间的任何时间停用第二电压比较器302。
[0115] 控制器310可被配置成促使电压表306在时间延迟TD1终止时测量电压。在实施例中，在电压的变化率在时间延迟TD1终止后大致变为零之后，控制器310促使电压表306测量电压。该时刻的电压与X射线光子产生的载流子的数量成正比，其与X射线光子的能量有关。控制器310可被配置成基于电压表306测量的电压确定X射线光子的能量。确定能量的一个方式是通过使电压装仓。计数器320对于每个仓可具有子计数器。在控制器310确定X射线光子的能量落在仓中时，控制器310可促使对于该仓的子计数器中记录的数字增加一。因此，系统121可以能够检测X射线图像并且可以能够分辨每个X射线光子的X射线光子能量。
[0116] 在TD1终止后，控制器310在复位期RST使电极连接到电接地，以允许电极上累积的载流子流到地面并且使电压重定。在RST之后，系统121准备检测另一个入射X射线光子。系统121在图18的示例中可以应对的入射X射线光子的速率隐式地受限于1/(TD1+RST)。如果第一电压比较器301被停用，控制器310可以在RST终止之前的任何时间启动它。如果控制器310被停用，可在RST终止之前启动它。
[0117] 图19示意性地示出了在采用图18中示出的方式操作的系统121中噪音(例如，暗电流、背景辐射、散射X射线、萤光X射线、来自相邻像素的共用电荷)引起的流过电极的电流的时间变化(上曲线)和电极的电压的对应时间变化(下曲线)。在时间t0，噪音开始。如果噪音未大到足以促使电压的绝对值超出V1的绝对值，控制器310未启动第二电压比较器302。如果在时间t1噪音大到足以促使电压的绝对值超出V1的绝对值(由第一电压比较器301确定)，控制器310启动时间延迟TD1，并且控制器310可在TD1开始时停用第一电压比较器301。在TD1期间(例如，在TD1终止时)，控制器310启动第二电压比较器302。在TD1期间，噪音不太可能大到足以促使电压的绝对值超出V2的绝对值。因此，控制器310未促使计数器320记录的数字增加。在时间te，杂讯结束。在时间ts，时间延迟TD1终止。控制器310可被配置成在TD1终止时停用第二电压比较器302。如果在TD1期间电压的绝对值未超出V2的绝对值，控制器
310可被配置成未促使电压表306测量电压。在TD1终止后，控制器310在复位期RST使电极连接到电接地，以允许电极上由于杂讯而累积的载流子流到地面并且使电压重定。因此，系统
121在噪音抑制方面可非常有效。
310可被配置成未促使电压表306测量电压。在TD1终止后，控制器310在复位期RST使电极连接到电接地，以允许电极上由于杂讯而累积的载流子流到地面并且使电压重定。因此，系统
121在噪音抑制方面可非常有效。
[0118] 图20示意性地示出了当系统121操作来检测处于比1/(TD1+RST)更高速率的入射X射线光子时，由二极管或电阻器上入射的X射线光子产生的载流子所引起的流过电极的电流的时间变化(上曲线)和电极的电压的对应时间变化(下曲线)。电压可以是电流关于时间的整合。在时间t0，X射线光子撞击二极管或电阻器，载流子开始在二极管或电阻器中产生，电流开始流过二极管的电极或电阻器的电触点，并且电极或电触点的电压的绝对值开始增加。在时间t1，第一电压比较器301确定电压的绝对值等于或超出第一阈值V1的绝对值，并且控制器310启动比时间延迟TD1短的时间延迟TD2，并且控制器310可在TD2开始时停用第一电压比较器301。如果控制器310在t1之前被停用，在t1启动控制器310。在TD2期间(例如，在TD2终止时)，控制器310启动第二电压比较器302。如果在TD2期间，第二电压比较器302确定在时间t2电压的绝对值等于或超出第二阈值的绝对值，控制器310促使计数器320记录的数字增加一。在时间te，X射线光子产生的所有载流子漂移出X射线吸收层110。在时间th，时间延迟TD2终止。在图20的示例中，时间th在时间te之前；即TD2在X射线光子产生的所有载流子漂移出X射线吸收层110之前终止。电压的变化率从而在th大致为非零。控制器310可被配置成在TD2终止时或在t2或中间的任何时间停用第二电压比较器302。
[0119] 图21示意性地示出了在采用图20所示方式操作的系统121中噪音(例如，暗电流、背景辐射、散射X射线、萤光X射线、来自相邻像素的共用电荷)引起的流过电极的电流的时间变化(上曲线)和电极的电压的对应时间变化(下曲线)。在时间t0，噪音开始。如果噪音未大到足以促使电压的绝对值超出V1的绝对值，控制器310未启动第二电压比较器302。如果在时间t1，噪音大到足以促使电压的绝对值超出V1的绝对值(由第一电压比较器301确定)，控制器310启动时间延迟TD2，并且控制器310可在TD2开始时停用第一电压比较器301。在TD2期间(例如，在TD2终止时)，控制器310启动第二电压比较器302。在TD2期间，噪音不太可能大到足以促使电压的绝对值超出V2的绝对值。因此，控制器310未促使计数器320记录的数字增加。在时间te，噪音结束。在时间th，时间延迟TD2终止。控制器310可被配置成在TD2终止时停用第二电压比较器302。在TD2终止后，控制器310在复位期RST使电极连接到电接地，以允许电极上由于噪音而累积的载流子流到地面并且使电压重定。因此，系统121在噪音抑制方面可非常有效。
[0120] 图22示意性地示出了在采用图20所示方式(其中RST在te之前终止)操作的系统121中，由二极管或电阻器上入射的一系列X射线光子产生的载流子所引起的流过电极的电流的时间变化(上曲线)和电极电压的对应时间变化(下曲线)。由每个入射X射线光子产生的载流子引起的电压曲线在该光子之前偏移了残余电压。残余电压的绝对值随每个入射光子而依次增加。当残余电压的绝对值超出V1时(见图22中的虚线矩形)，控制器启动时间延迟TD2，并且控制器310可在TD2开始时停用第一电压比较器301。如果在TD2期间，在二极管或电阻器上没有其它X射线光子入射，控制器在TD2结束时在复位时期RST期间使电极连接到电接地，由此使残余电压重定。残余电压从而未促使计数器320记录的数字增加。
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