[go: up one dir, main page]

TW202132769A - 相位對比成像方法 - Google Patents

相位對比成像方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202132769A
TW202132769A TW110103480A TW110103480A TW202132769A TW 202132769 A TW202132769 A TW 202132769A TW 110103480 A TW110103480 A TW 110103480A TW 110103480 A TW110103480 A TW 110103480A TW 202132769 A TW202132769 A TW 202132769A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
radiation beam
shaped radiation
fan
area
incident
Prior art date
Application number
TW110103480A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI746360B (zh
Inventor
曹培炎
劉雨潤
Original Assignee
大陸商深圳幀觀德芯科技有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 大陸商深圳幀觀德芯科技有限公司 filed Critical 大陸商深圳幀觀德芯科技有限公司
Publication of TW202132769A publication Critical patent/TW202132769A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI746360B publication Critical patent/TWI746360B/zh

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/04—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material
    • G01N23/041—Phase-contrast imaging, e.g. using grating interferometers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/29—Measurement performed on radiation beams, e.g. position or section of the beam; Measurement of spatial distribution of radiation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/50—Detectors
    • G01N2223/501—Detectors array

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Abstract

本發明公開了一種方法，其包括：對於i = 1，...，M，朝向影像感測器發送鉛筆形輻射束（i），其中所述鉛筆形輻射束（i）入射在所述影像感測器的主動區域上的入射區域（i）上，其中所述鉛筆形輻射束（i）對準所述主動區域上的目標區域（i），其中M是正整數，對於i = 1，...，M，確定在所述入射區域（i）和所述目標區域（i）之間的偏移量（i）。

Description

相位對比成像方法
本發明是有關於一種成像法，且特別是有關於一種相位對比成像法。
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：對於i = 1，...，M，朝向影像感測器發送鉛筆形輻射束（i），其中所述鉛筆形輻射束（i）入射在所述影像感測器的主動區域上的入射區域（i）上，其中所述鉛筆形輻射束（i）對準所述主動區域上的目標區域（i），其中M是正整數，對於i = 1，...，M，確定在所述入射區域（i）和所述目標區域（i）之間的偏移量（i）。
在某方面，所述主動區域是所述影像感測器的唯一主動區域，並且所述主動區域是空間上連續的。
在某方面，所述方法進一步包括基於所述偏移量（i），確定所述物體的點（i），i ＝ 1，...，M，的折射率；其中所述鉛筆形輻射束（i）入射在所述點（i）上。
在某方面，每個所述目標區域（i），i = 1，...，M，不小於所述影像感測器的一個像素的大小。
在某方面，所述目標區域（i），i = 1，...，M，中的任意2個，同時被間隔至少10倍於所述影像感測器的一個像素的寬度。
在某方面，所述鉛筆形輻射束（i），i = 1，...，M，是將輻射引導通過過濾器的至少一個小孔而形成的，並且其中所述方法還包括在多次曝光之間相對於所述影像感測器移動所述過濾器。
在某方面，所述方法進一步包括捕獲所述鉛筆形輻射束（i），i = 1，...，M，的影像，基於所述捕獲的所述鉛筆形輻射束（i）的影像確定所述入射區域（i）的位置（i），其中所述的確定所述偏移量（i）是基於所述入射區域（i）的所述位置（i）。
在某方面，所述方法進一步包括：對於i = 1，...，M，發送附加鉛筆形輻射束（i，j），j = 1，...，Ni，其中Ni是正整數，並且其中每個所述附加鉛筆形輻射束（i ，j），j = 1，...，Ni，與所述鉛筆形輻射束（i）平行並重疊；捕獲所述鉛筆形輻射束（i），i = 1，...，M，和所述附加鉛筆形輻射束（i，j），i = 1，...，M，和j = 1，...，Ni，的影像；並且對於i = 1，...，M，對所述鉛筆形輻射束（i）的影像和所述附加鉛筆形輻射束（i，j），j = 1，...，Ni，的影像應用超分辨率算法，從而得到所述鉛筆形輻射束（i）的增強影像（i），基於所述增強影像（i）確定所述入射區域（i）的位置（i），其中所述的確定所述偏移量（i）是基於所述入射區域（i）的所述位置（i）。
本發明一種方法，其包括：朝向影像感測器發送第一扇形輻射束和第二扇形輻射束，其中，對於i = 1，...，M，所述第一扇形輻射束之一和所述第二扇形輻射束之一的一對（i）分別入射在所述影像感測器的主動區域上的2個入射區域上，所述2個入射區域共用所述主動區域上的一個公共入射區域（i），其中M為正整數，其中，對於i = 1，...，M，所述對（i）分別對準所述主動區域上的2個目標區域，這2個目標區域共用所述主動區域上的一個公共目標區域（i），對於i = 1，...，M，確定在所述公共入射區域（i）和所述公共目標區域（i）之間的偏移量（i）。
在某方面，所述主動區域是所述影像感測器的唯一主動區域，並且所述主動區域是空間上連續的。
在某方面，所述方法進一步包括基於所述偏移量（i）確定所述物體的點（i），i = 1，...，M，的折射率，其中所述對（i）的2個扇形輻射束都入射在所述點（i）上。
在某方面，每個所述公共目標區域（i），i = 1，...，M，不小於所述影像感測器的一個像素的大小。
在某方面，所述第一扇形輻射束的任意2個輻射束同時對準的所述主動區域上的任意2個目標區域被間隔至少10倍於所述影像感測器的一個像素的寬度。
在某方面，被所述第一扇形輻射束所對準的所述主動區域上的目標區域彼此平行。
在某方面，所述第一扇形輻射束是通過引導輻射通過過濾器的至少一個狹縫而形成的，並且其中所述方法還包括在多次曝光之間相對於所述影像感測器移動所述過濾器。
在某方面，所述第一扇形輻射束所對準的所述主動區域上的目標區域不平行於所述第二扇形輻射束所對準的所述主動區域上的目標區域。
在某方面，所述第一扇形輻射束是將輻射引導通過過濾器的第一狹縫而形成的，而所述第二扇形輻射束是將輻射引導通過所述過濾器的第二狹縫而形成的，並且其中所述第一狹縫彼此平行，所述第二狹縫彼此平行，並且所述第一狹縫不平行於所述第二狹縫。
在某方面，所述方法進一步包括捕獲所述第一扇形輻射束和所述第二扇形輻射束的影像，基於所捕獲的所述對（i）的所述2個輻射束的影像，確定所述公共入射區域（i）的位置（i），其中所述的確定所述偏移量（i）是基於所述公共入射區域（i）的所述位置（i）。
在某方面，所述方法進一步包括：對於所述第一扇形輻射束和所述第二扇形輻射束的每個輻射束，發送與所述第一扇形輻射束和所述第二扇形輻射束的所述輻射束平行並重疊的附加扇形輻射束；捕獲所述第一扇形輻射束和所述第二扇形輻射束以及與它們相關聯的附加扇形輻射束的影像；並且對於所述第一扇形輻射束和所述第二扇形輻射束的每個輻射束，將超分辨率算法應用於所述輻射束以及與所述輻射束相關聯的附加扇形輻射束的所述影像，從而得到所述輻射束的增強影像，基於所述對（i）的所述2個輻射束的所述增強影像確定所述公共入射區域（i）的位置（i），其中所述的確定所述偏移量（i）是基於所述公共入射區域（i）的所述位置（i）。
在某方面，所述第二扇形輻射束在所述第一扇形輻射束被發送之後被發送。
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、六邊形陣列或任意其他合適的陣列。在圖1示例中的所述像素150陣列有4行7列。然而，通常所述像素150陣列可以具有任意數量的行和任意數量的列。
每個像素150可以被配置為檢測來自輻射源（圖中未顯示）的入射在其上的輻射，並且可以被配置為測量所述輻射的特性（例如，粒子的能量、波長、輻射通量和頻率）。輻射可以包括諸如光子（電磁波）和亞原子粒子等粒子。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，所述輻射檢測器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、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131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，使得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，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 2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，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影像感測器490的截面圖。所述影像感測器490可包括安裝到系統印刷電路板450的圖3的多個封裝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和所述區域405。影像感測器（例如，影像感測器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。
包括所述輻射檢測器100的所述影像感測器490可具有無法檢測入射輻射的所述盲區488。然而，所述影像感測器490可捕獲物體（圖中未示出）的所有部分影像，然後這些被捕獲的影像可被拼接以形成整個所述物體的完整影像。
圖5A示意示出根據實施例的成像系統500的透視圖。在實施例中，所述成像系統500可以包括輻射源系統510 + 520和影像感測器490。為簡單起見，僅示出所述影像感測器490的一個輻射檢測器100。在實施例中，所述輻射源系統510 + 520可以包括輻射源510和過濾器520。在實施例中，所述過濾器520可以包括小孔522。所述小孔522可以具有圓形、矩形、橢圓形的形狀。在實施例中，所述過濾器520可以包括矽基底（圖中未示出），在該基底的表面上具有金屬層（圖中未示出）。所述金屬層可以具有起到小孔522的作用的孔。所述矽基底不一定具有物理孔。
為簡單起見，在圖5A中僅示出所述輻射檢測器100的主動區域190（即，未示出所述輻射檢測器100的其他部分）。在實施例中，物體530可以被放置在所述輻射源系統510 + 520和所述輻射檢測器100之間。
在實施例中，所述成像系統500的操作可以進行多次曝光如下。在第一曝光期間，可以從所述過濾器520的所述小孔522發送鉛筆形輻射束513a，並將其對準到所述主動區域190上的目標區域513at。如果整個區域或點都被曝光於真空中的輻射束中，則該輻射束被稱為對準所述區域或點（即，不存在物體530的情況下）。在這種情況下，也可以說所述區域或點被所述輻射束對準，或者所述輻射束對準所述區域或點。假設所述鉛筆形輻射束513a與所述物體530相交，然後入射在所述主動區域190上的入射區域513ai上。
在實施例中，在所述第一曝光期間，所述輻射檢測器100可以捕獲所述鉛筆形輻射束513a的影像。接下來，在實施例中，所述輻射檢測器100可以基於所述被捕獲的所述鉛筆形輻射束513a的影像來確定所述入射區域513ai的位置。接下來，在實施例中，所述輻射檢測器100可以基於所述被確定的所述入射區域513ai的位置來確定所述入射區域513ai與所述目標區域513at之間的偏移量513ax。
在實施例中，可以通過從所述輻射源510向所述過濾器520的所述小孔522發送錐形輻射束513.1來產生所述鉛筆形輻射束513a。在實施例中，僅允許所述錐形輻射束513.1入射於所述小孔522上的那部分通過所述過濾器520，從而產生所述鉛筆形輻射束513a。
接下來，在實施例中，參考圖5B，在第二曝光期間，鉛筆形輻射束513b可以從所述過濾器520的所述小孔522發送，並對準所述主動區域190上的目標區域513bt。假設所述鉛筆形輻射束513b與所述物體530相交，然後被入射在所述主動區域190上的入射區域513bi上。在本公開中，詞語“第一”、“第二”和其他序數僅用於易於參考，並不暗示任意時間順序或任意發生地點。例如，僅通過使用“第一”和“第二”，不意味著在執行第一曝光之後執行第二曝光。對於另一示例，僅通過使用“第一”和“第二”，不暗示在同一成像系統（例如，成像系統500）中執行第一曝光和第二曝光。
在實施例中，在所述第二曝光期間，所述輻射檢測器100可以捕獲所述鉛筆形輻射束513b的影像。接下來，在實施例中，所述輻射檢測器100可以基於所述被捕獲的所述鉛筆形輻射束513b的影像來確定所述入射區域513bi的位置。接下來，在實施例中，所述輻射檢測器100可以基於所述被確定的所述入射區域513bi的所述位置來確定所述入射區域513bi與所述目標區域513bt之間的偏移量513bx。
在實施例中，所述鉛筆形輻射束513b可以被創建如下。在執行所述第一曝光之後並且在執行所述第二曝光之前（即，在所述第一曝光和所述第二曝光之間），所述過濾器520可以相對於所述輻射檢測器100、所述輻射源510和所述物體530（與此同時，所述輻射檢測器100、所述輻射源510和所述物體530相對於彼此是靜止的）從圖5A所示的位置被移動到圖5B所示的另一位置（即，右側）。然後，在實施例中，在所述第二曝光期間，錐形輻射束513.2可以從所述輻射源510向所述過濾器520的所述小孔522被發送，從而產生鉛筆形輻射束513b。
接下來，在實施例中，在執行所述第二曝光之後，可以執行與所述第一曝光和所述第二曝光相似的附加曝光。具體地講，在所述附加曝光期間可以從小孔522發送附加鉛筆形輻射束（類似於所述鉛筆形輻射束513a和513b）。所述過濾器520可以在所述附加曝光之間相對於所述輻射檢測器100移動。可以用類似方式確定所述相關聯的偏移量（類似於偏移量513ax和513bx）。
如上所述的每個鉛筆形輻射束可以相交於或錯過於所述物體530。上面已經描述了所述鉛筆形輻射束與所述物體530相交的情況（例如，參照圖5A描述的所述鉛筆形輻射束513a的情況）。如果所述鉛筆形輻射束未擊中所述物體530，則所述相關聯的偏移量將被確定為零（因為所述相關聯的入射區域與所述相關聯的目標區域相同）。
圖5C示出根據實施例的概括和總結所述成像系統500的操作流程圖580。在步驟582中，在實施例中，對於i ＝ 1，...，M，可以發送入射在所述輻射檢測器100的所述主動區域190上的入射區域（i）上的鉛筆形輻射束（i），其中所述鉛筆形輻射束（i）對準所述主動區域190上的目標區域（i），並且其中M是正整數。例如，參考圖5A，所述鉛筆形輻射束513a可以被發送入射在所述輻射檢測器100的所述主動區域190上的所述入射區域513ai上，其中所述鉛筆形輻射束513a可以對準在所述主動區域190上的所述目標區域513at。
在步驟584中，在實施例中，對於i = 1，...，M，所述入射區域（i）和所述目標區域（i）之間的偏移量（i）可以被確定。例如，參考圖5A，所述入射區域513ai與所述目標區域513at之間的所述偏移量513ax可以被確定。
總之，對於所述主動區域190上的任意目標區域，根據所述入射區域和所述目標區域之間的所述偏移量來確定所述相關聯的入射區域的位置。例如，在圖5A中，對於所述目標區域513at，所述相關聯的入射區域513ai的所述位置根據所述偏移量513ax確定。類似地，在圖5B中，對於所述目標區域513bt，所述相關聯的入射區域513bi的所述位置根據所述偏移量513bx確定。
在實施例中，所述鉛筆形輻射束（i），i = 1，...，M，可以是X射線束。在實施例中，所述物體530的每個點可以被所述鉛筆形輻射束（i），i ＝ 1，...，M，中的至少一個作為目標。換句話說，所述鉛筆形輻射束（i），i = 1，...，M，掃描整個所述物體530。
在實施例中，在如上所述通過所述鉛筆形輻射束（i），i = 1，...，M，掃描整個所述物體530的情況下，所述輻射檢測器100可以基於所有所述已確定的偏移量（i），i = 1，...，M，來確定所述物體530的每個點的折射率。在實施例中，每個所述目標區域（i），i = 1，...，M，的大小 可以是至少所述輻射檢測器100的像素150的大小。
在上述實施例中，參考圖5A和圖5B，在每次曝光期間僅發送一個鉛筆形輻射束。例如，在第一曝光期間僅發送所述鉛筆形輻射束513a。類似地，在所述第二曝光期間僅發送所述鉛筆形輻射束513b。在替代實施例中，如圖5D所示，在所述第一曝光期間可以同時從所述過濾器520發送所述鉛筆形輻射束（例如，包括所述鉛筆形輻射束513a和所述鉛筆形輻射束513b）。
在實施例中，在所述第一曝光期間，所述輻射檢測器100可以捕獲所述鉛筆形輻射束513a和513b的影像。然後，在實施例中，所述輻射檢測器100可以基於所述捕獲的影像來確定所述入射區域513ai和513bi的位置。然後，在實施例中，所述輻射檢測器100可以基於所述入射區域513ai和513bi的已確定位置來確定所述偏移量513ax和513bx。
在實施例中，在所述第一曝光期間，鉛筆形輻射束513a和鉛筆形輻射束513b可以通過從所述輻射源510朝向所述過濾器520的2個小孔522和522’發送所述錐形輻射束513.1而同時被產生。（即，所述過濾器520除了所述小孔522之外還可以具有附加的所述小孔522’）。在實施例中，僅入射在所述小孔522和522’上的所述錐形輻射束513.1的那部分可以被允許通過所述過濾器520，從而分別產生所述鉛筆形輻射束513a和513b。
通常，所述過濾器520可以具有一個或多個小孔（類似於所述小孔522）。所述過濾器520具有的小孔越多，在每次曝光期間可以從所述過濾器520同時發送的所產生的鉛筆形輻射束（類似於鉛筆形輻射束513a）就越多，並且因此可以用所產生的鉛筆形輻射束對所述物體530進行的掃描越快。
在實施例中，參考圖5C的流程圖580，可使用所述輻射檢測器100捕獲所述鉛筆形輻射束（i），i = 1，...，M，的影像。在實施例中，所述的確定步驟584中的所述偏移量（i）可以包括（A）基於所述鉛筆形輻射束（i）的已捕獲影像確定所述入射區域（i）的位置（i），以及（B）基於所述入射區域（i）的所述位置（i）確定所述偏移量（i）。
例如，參考圖5A，可以通過（A）基於所述鉛筆形輻射束513的已捕獲影像確定所述入射區域513ai的位置，以及（B）基於所述入射區域513ai的所述位置確定所述偏移量513ax。
在實施例中，參考圖5D，所述目標區域513at與所述目標區域513bt之間的最小距離513d可以是至少一個指定距離，以避免混淆哪個鉛筆形輻射束入射在哪個入射區域上。在實施例中，通常，在所述過濾器520具有多個小孔的情況下，（A）所述鉛筆形輻射束（i），i＝ 1，...，M，的，（B）在所述成像系統500中的任意一次曝光期間發送的，任意2個輻射束的在所述主動區域190上的任意2個目標區域的任意2個點之間的最小距離可以是至少一個指定距離。
在實施例中，所述指定距離可以用絕對長度單位（例如，以微米為單位）表示。在替代實施例中，所述指定距離可以用所述輻射檢測器100的像素150的大小表示。例如，所述指定距離可以是像素150的大小的10倍。
在實施例中，可以在確定入射區域（例如，圖5A的入射區域513ai）的所述位置方面進行改進，尤其是當所述入射區域的大小小於所述輻射檢測器100的所述像素150的大小時。具體地講，參考圖5A，對於所述鉛筆形輻射束513a，可以將附加鉛筆形輻射束（圖中未示出）一個接一個地發送到所述主動區域190上，其中，每個所述附加鉛筆形輻射束平行於所述鉛筆形輻射束513a並與之重疊。在實施例中，可以通過使所述過濾器520相對於所述輻射檢測器100移動小的位移並從所述輻射源510向所述小孔522發送不同的錐形輻射束（類似於所述錐形輻射束513.1）來產生這些附加鉛筆形輻射束。在實施例中，這些附加的鉛筆形輻射束可以通過使所述輻射檢測器100相對於所述過濾器520移動小的位移來產生。然後，在實施例中，可以將超分辨率算法應用於所述鉛筆形輻射束513a和所述附加鉛筆形輻射束的影像（由所述輻射檢測器100捕獲），從而得到所述鉛筆形輻射束513a的增強影像。然後，在實施例中，可以基於所述鉛筆形輻射束513a的所述增強影像來確定所述入射區域513ai的位置。然後，在實施例中，可以基於所述入射區域513ai的已確定位置來確定所述偏移量513ax。
通常，參考圖5A–圖5D，在實施例中，對於i = 1，...，M，附加鉛筆形輻射束（i，j），j = 1，...，Ni，其中Ni是一個正整數，其中每個附加鉛筆形輻射束（i，j），j = 1，...，Ni，與所述鉛筆形輻射束（i）平行並重疊。在實施例中，所述鉛筆形輻射束（i），i ＝ 1，...，M，和所述附加鉛筆形輻射束（i，j），i ＝ 1，...，M，並且j ＝ 1，…，Ni，的影像可使用所述輻射檢測器100捕獲。
在實施例中，對於i = 1，...，M，可以將超分辨率算法應用於所述鉛筆形輻射束（i）的影像和所述附加鉛筆形輻射束（i，j），j ＝ 1，...，Ni，的影像，從而產生所述鉛筆形輻射束（i）的增強影像（i）。在實施例中，所述的確定所述偏移量（i）包括（A）基於所述增強影像（i）確定所述入射區域（i）的位置（i），以及（B）基於所述入射區域（i）的所述位置（i）確定所述偏移量（i）。
圖6A示意示出根據實施例的所述成像系統600的透視圖。在實施例中，除了在所述成像系統600中用過濾器620代替了所述過濾器520外，所述成像系統600可以類似於圖5A的所述成像系統500。在實施例中，所述過濾器620可以包括狹縫622。在實施例中，除了形狀之外，所述狹縫622在結構和功能上可以類似於所述小孔522（圖5A）。
在實施例中，所述成像系統600的操作可以進行多次曝光如下。
在第三曝光期間，扇形輻射束613a可以從所述過濾器620的所述狹縫622被發送，並對準所述主動區域190上的目標區域613。假設所述扇形輻射束613a與所述物體530（為簡單起見，圖中部分地示出）相交，然後入射到所述主動區域190上的入射區域613ai上。在實施例中，在所述第三曝光期間，所述輻射檢測器100可以捕獲所述扇形輻射束613a的影像。
在實施例中，可以通過從所述輻射源510向所述過濾器620的所述狹縫622發送錐形輻射束613.1來產生所述扇形輻射束613a。在實施例中，僅所述錐形輻射束613.1入射在所述狹縫622上的那部分可以被允許通過所述過濾器620，從而產生所述扇形輻射束613a。在實施例中，如圖6A所示，整個所述目標區域613at可以在所述主動區域190上。
在實施例中，參考圖6B，在執行所述第三曝光之後，可以依次執行類似於所述第三曝光的第一附加曝光。在實施例中，如圖6B所示，與所述第三曝光和所述第一附加曝光相關聯的所述目標區域可以覆蓋整個所述主動區域190。在實施例中，如圖6B所示，與所述第三曝光和所述第一附加曝光相關聯的所述目標區域可以彼此平行。
例如，參考圖6A和圖6B，在執行第三曝光之後，所述過濾器620可以相對於所述輻射檢測器100和所述物體530向右（即，在垂直於所述狹縫622的方向上）移動等於所述狹縫622的寬度622w的距離，然後可以執行所述第一附加曝光中的一個。所述相關聯的目標區域是如圖6B所示的區域613at.1。此後，例如，可使得所述過濾器620相對於所述輻射檢測器100進一步向右移動等於所述狹縫622的所述寬度622w的距離，然後可以進行下一個第一附加曝光。所述相關聯的目標區域是如圖6B所示的區域613at.2。
接下來，在實施例中，參考圖6C，在執行了所述第一附加曝光之後，在第四曝光期間，扇形輻射束613b可以從所述狹縫622被發送並且對準在所述主動區域190上的目標區域613bt。假設所述扇形輻射束613b與所述物體530（為簡單起見，圖中部分地示出）相交，然後入射在所述主動區域190上的入射區域613bi上。在實施例中，在所述第四曝光期間，所述輻射檢測器 100可以捕獲所述扇形輻射束613b的影像。
在實施例中，所述扇形輻射束613b可以產生如下。在執行所述第一附加曝光之後，可以相對於所述輻射檢測器100旋轉所述過濾器620，使得所述狹縫622繞垂直於所述過濾器620的軸線相對於所述輻射檢測器100旋轉。在實施例中，所述旋轉角度可以大於0°且小於180°。在實施例中，所述旋轉角度可以如圖所示為90°。然後，可以執行第四曝光。
在實施例中，在所述第四曝光期間，可以從所述輻射源510向所述過濾器620的所述狹縫622發送錐形輻射束613.2。在實施例中，僅所述錐形輻射束613.2入射在所述狹縫622上的那部分可以被允許通過所述過濾器620，從而產生所述扇形輻射束613b。
在實施例中，參考圖6D，在執行所述第四曝光之後，可以依次執行類似於所述第四曝光的第二附加曝光。在實施例中，如圖6D所示，與所述第四曝光和所述第二附加曝光相關聯的所述目標區域可以覆蓋整個所述主動區域190。在實施例中，如圖6D所示，與所述第四曝光和所述第二附加曝光相關聯的所述目標區域可以彼此平行。
例如，參考圖6C和圖6D，在執行第四曝光之後，所述過濾器620可以相對於所述輻射檢測器100和所述物體530向觀察者（即，在垂直於所述狹縫622的方向上）移動等於所述狹縫622的寬度622w的距離，然後可以執行所述第二附加曝光中的一個。所述相關聯的目標區域是如圖6D 所示的區域613bt.1。此後，例如，可使得所述過濾器620相對於所述輻射檢測器100進一步向觀察者移動等於所述狹縫622的所述寬度622w的距離，然後可以進行下一個第二附加曝光。所述相關聯的目標區域是如圖6D所示的區域613bt.2。
在實施例中，在執行所述第二附加曝光之後，公共目標區域，其中每個公共目標區域是（A）與所述第三曝光和所述第一附加曝光相關聯的目標區域（即，圖6B的目標區域）和（B）可以被識別的與所述第四曝光和所述第二附加曝光相關聯的目標區域（即，圖6D的目標區域），並且與所述已識別的公共目標區域相關聯的偏移量可以被確定。例如，參考圖6E，所述輻射檢測器100可以識別公共目標區域613ct，該公共目標區域613ct是（A）所述第三曝光的所述目標區域613at和（B）所述第四曝光的所述目標區域613bt的公共區域。
然後，與所述已識別的公共目標區域613ct相關聯的偏移量613cx可以被確定如下。首先，在實施例中，所述輻射檢測器100可以基於所述輻射檢測器100分別在所述第三和第四曝光期間捕獲的所述扇形輻射束613a的影像和所述扇形輻射束613b的影像，來確定公共入射區域613ci（其是（A）所述扇形輻射束613a的所述入射區域613ai和（B）所述扇形輻射束613a的所述入射區域613bi的公共區域）的所述位置。接下來，在實施例中，所述輻射檢測器100可以基於所述已確定的所述公共入射區域613ci的位置來確定所述公共入射區域613ci與所述公共目標區域613ct之間的所述偏移量613cx。
圖6F示出根據實施例的概括和總結所述成像系統600的操作的流程圖680。在步驟682中，在實施例中，第一扇形輻射束（例如，所述第三曝光和其目標區域是如圖6B所示的所述第一附加曝光的扇形輻射束）和第二扇形輻射束（例如，所述第四曝光和其目標區域是如圖6D所示的所述第二附加曝光的扇形輻射束）可以入射到所述輻射檢測器100的所述主動區域190上，其中對於i = 1，...，M，一個所述第一扇形輻射束（例如，所述扇形輻射束613a）和一個所述第二扇形輻射束（例如，所述扇形輻射束613b）的對（i）入射在所述主動區域190上的2個入射區域（例如，2個入射區域613ai和613bi）上，所述2個入射區域在主動區域190上共用一個公共入射區域（i）（例如，所述公共入射區域613ci），其中M是正整數，並且其中對於i ＝ 1，...，M，所述對（i）（例如，所述扇形輻射束613a和613b）對準所述主動區域190上的2個目標區域（例如，2個目標區域613at和613bt），這2個目標區域在所述主動區域190上共用一個公共目標區域（i）（例如，所述公共目標區域613ct）。
在步驟684中，對於i = 1，...，M，可以確定所述公共入射區域（i）和所述公共目標區域（i）之間的偏移量（i）。例如，參考圖6E，可以確定所述公共入射區域613ci和所述公共目標區域613ct之間的所述偏移量613cx。
在實施例中，在所述成像系統600中使用的所述第一扇形輻射束和所述第二扇形輻射束可以是X射線束。在實施例中，所述物體530的每個點可以被所述對（i），i ＝ 1，...，M，的至少一對的每個輻射束對準。換句話說，通過（A）所述第一扇形輻射束的至少一個輻射束和（B）所述第二扇形輻射束的至少一個輻射束，所述物體530的每個點都被對準。
在實施例中，在所述物體530的每個點被所述對（i），i = 1，...，M，的至少一對的每個輻射束所對準的情況下，所述成像系統600的所述輻射檢測器100可以基於在步驟684（圖6F）中確定的所有所述偏移量（i），i ＝ 1，...，M，來確定所述物體530的每個點的折射率。在實施例中，所述公共目標區域（i），i ＝ 1，...，M，（例如，所述公共目標區域613ct）中的每個公共目標區域的大小是至少輻射檢測器100的一個像素150的大小。
在以上所述的參考圖6A-圖6E的實施例中，在每次曝光期間，僅一個扇形輻射束被發送到所述過濾器620。例如，如圖6A所示，在所述第三曝光期間僅所述扇形輻射束613a被發送。再例如，如圖6C所示，在所述第四曝光期間僅所述扇形輻射束613b被發送。這是因為所述過濾器620僅具有一個狹縫622。
在替代實施例中，參考圖7A和圖7B，所述過濾器620除所述狹縫622之外還可具有附加的狹縫622’。因此，在第三曝光期間，在實施例中，2個扇形輻射束可以同時從分別對準2個目標區域613at和613at’的2個縫隙622和622’被發送。因此，如所看到的通過所述扇形輻射束對所述主動區域190的掃描（圖6B和圖6D），通過所述扇形輻射束對所述物體530的掃描將快兩倍。
通常，所述過濾器620可具有一個狹縫（例如，所述狹縫622）或多個狹縫（類似於所述狹縫622）。所述過濾器620具有的狹縫越多，在所述成像系統600中的每次曝光期間可以從所述狹縫同時發送的所述扇形輻射束（類似於所述扇形輻射束613a）越多，因此所述物體530的掃描可以進行得越快。
在實施例中，在曝光期間同時從所述過濾器620發送多個扇形輻射束的情況下，為了避免混淆哪個扇形輻射束入射在哪個入射區域上，在（A）所述第一扇形輻射束和所述第二扇形輻射束的，（B）在所述成像系統600中的任意一次曝光期間發送的，任意2個輻射束的所述主動區域190上的任意2個目標區域的任意2個點之間的最小距離（例如，分別在圖7B中的所述目標區域613at和613at’的2個點A和B之間的所述距離613d）可以是至少一個指定距離。
在實施例中，所述指定距離可以用絕對長度單位（例如，微米）表示，或者用所述輻射檢測器100的像素150的大小表示。在實施例中，所述指定距離可以是所述輻射檢測器100的像素150的大小的10倍。
如圖7A所示，在實施例中，所述2個狹縫622和622’可以彼此平行。因此，如圖7B所示，在所述第三曝光期間從所述2個狹縫622和622’發出的所述2個扇形輻射束（圖中未示出）對準所述2個平行的目標區域613at和613at’。
在實施例中，具有所述2個平行狹縫622和622’的所述過濾器620可以在多次曝光（例如，第三曝光、第一附加曝光、第四曝光和第二附加曝光）之間相對於所述輻射檢測器100移動。這樣，如在圖6B和圖6D中所看到的對所述主動區域190進行兩次掃描，來自所述狹縫622和622’的所述扇形輻射束在所述多次曝光期間將所述物體530掃描了兩次。
在替代實施例中，如圖7C和圖7E所示，所述過濾器620的所述2個狹縫622和622’可以彼此不平行。在實施例中，所述2個狹縫622和622’可以彼此垂直。在實施例中，在兩次曝光之間，所述過濾器620可以相對於所述輻射檢測器100沿不平行於所述非平行狹縫622和622’中的任意一個狹縫的方向移動。
根據實施例，圖7D示出作為在所述第三曝光和所述第一附加曝光期間使用來自圖7C的所述2個非平行狹縫622和622’的扇形輻射束對假想平面進行第一掃描的結果的，在包含所述主動區域190（為簡化起見，圖中未示出）的所述假想平面上的所述2個目標區域613at和613at’以及其他目標區域。
類似地，根據實施例，圖7F示出作為在所述第四曝光和所述第二附加曝光期間使用來自圖7E的所述2個非平行狹縫622和622’的扇形輻射束對假想平面進行第二掃描的結果的，所述假想平面上的2個目標區域613bt和613bt’以及其他目標區域。更具體地講，在實施例中，在所述第一附加曝光被執行之後，可以將圖7C的所述過濾器620旋轉180°而得到圖7E的所述過濾器620。然後，所述過濾器620可以用於進行第二掃描（在實施例中可以類似於第一掃描），從而產生如圖7F所示的所述目標區域。
圖7G示出作為利用來自所述狹縫622和622’的所述扇形輻射束對所述假想平面進行第一掃描和第二掃描的結果的，在所述假想平面上的所述目標區域。在實施例中，如圖7G所示，所述主動區域190的每個點可以是（A）在所述第一掃描的至少一個目標區域中，以及（B）在所述第二掃描的至少一個目標區域中。
在實施例中，參考圖6F的流程圖680，可使用所述輻射檢測器100捕獲所述第一扇形輻射束和所述第二扇形輻射束的影像。在實施例中，所述的確定步驟684中的所述偏移量（i）可以包括（A）基於所述2個已捕獲的所述對（i）的所述2個輻射束的影像確定所述公共入射區域（i）的位置（i），以及（B）基於所述公共入射區域（i）的所述位置（i）確定所述偏移量（i）。
例如，參考圖6E，所述偏移量613cx可以通過（A）基於所述扇形輻射束613a和613b對應的所述對的所述2個輻射束的2個已捕獲影像確定所述公共入射區域613ci的所述位置，以及（B）基於所述公共入射區域613ci的所述位置確定所述偏移量613cx，來確定。
在實施例中，可以在確定所述公共入射區域（例如，圖6E的公共入射區域613ci）的所述位置方面進行改進，尤其是當所述公共入射區域的大小小於所述輻射檢測器100的所述像素150的大小的時候。
具體地講，參考圖6F的流程圖680，在實施例中，對於所述第一和第二扇形輻射束的每個輻射束（例如，圖6A的所述扇形輻射束613a），附加扇形輻射束可以被發送，每個都平行於所述第一扇形輻射束和所述第二扇形輻射束的所述輻射束（即，所述輻射束613a）並與之重疊。在實施例中，可使用所述輻射檢測器100來捕獲所述第一扇形輻射束和所述第二扇形輻射束及其相關聯的附加扇形輻射束的影像。
在實施例中，對於所述第一和第二扇形輻射束的每個輻射束（例如，圖6A的所述扇形輻射束613a），可以將超分辨率算法應用於所述輻射束的影像（即，所述輻射束613a）以及與該輻射束相關聯的所述附加扇形輻射束的影像，從而產生所述輻射束的增強影像。
在實施例中，所述的在步驟684中確定所述偏移量（i）可以包括（A）基於所述對的所述2個輻射束的2個增強影像來確定所述公共入射區域（i）的位置（i），以及（B）基於所述公共入射區域（i）的所述位置（i）確定所述偏移量（i）。例如，參考圖6E，所述的確定步驟684的所述偏移量613cx可以包括（A）基於所述2個輻射束613a和613b的所述2個增強影像來確定所述公共入射區域613ci的所述位置，以及（B） 根據所述公共入射區域613ci的所述位置確定所述偏移量613cx。
在實施例中，參考圖6F的流程圖680，所述第一扇形輻射束可以彼此平行（例如，如圖6A-6B所示的所述第三曝光和所述第一附加曝光的所述扇形輻射束613a和其他扇形輻射束），並且所述第四曝光和所述第二附加曝光的第二扇形輻射束和其他扇形輻射束），但所述第一扇形輻射束和所述第二扇形輻射束可以彼此不平行。
在上述實施例中，參考圖5A-圖7G，在所述成像系統500/600中，在兩次曝光之間，當所述輻射檢測器100、所述輻射源510和所述物體530相對於彼此是靜止時，所述過濾器520/620相對於所述輻射檢測器100、所述輻射源510和所述物體530被移動。
在替代實施例中，在兩次曝光之間，所述過濾器520/620可以進行與上述實施例中所述的相同的移動，但是所述輻射檢測器100也可以隨所述過濾器520/620相對於所述物體530和所述輻射源510而移動，使得得在所述成像系統500/600中的每次曝光期間，來自所述過濾器520/620的所述輻射束在所述主動區域190上對準相同的目標區域。
例如，參考圖5A和圖5B，在所述成像系統500中，在所述第一和第二曝光之間，所述輻射檢測器100可以與所述過濾器520相對於所述物體530移動，使得所述目標區域 513at（如圖5A所示在所述第一曝光期間被所述鉛筆形輻射束513a所對準的）和所述目標區域513bt（如圖5B所示在所述第二曝光期間由所述鉛筆形輻射束513b所對準的）在同一位置上。換句話說，在所述第二曝光期間，所述鉛筆形輻射束513b對準所述目標區域513at。在隨後的曝光中來自所述小孔522的所述鉛筆形輻射束也對準所述目標區域513at。
再例如，參考圖5D，在所述成像系統500中，在兩次曝光之間，所述輻射檢測器100可以與所述過濾器520相對於所述物體530移動，使得來自所述2個小孔522和522’的所述2個鉛筆形輻射束在所述成像系統500中的每次曝光期間對準所述主動區域190上的2個相同的目標區域（即，目標區域513at和513bt）。
再例如，參考圖6A、圖6B、圖6C和圖6D，在所述成像系統600中，在兩次曝光之間，所述輻射檢測器100與所述過濾器620可以相對於所述物體530移動，使得來自所述狹縫622的所述扇形輻射束在所述成像系統600中的每次曝光期間對準所述主動區域190上的所述相同的目標區域（即，目標區域613at）。
再例如，參考圖7A和圖7B，在所述成像系統600中，在兩次曝光之間，所述輻射檢測器100與所述過濾器620可以相對於所述物體530移動，使得來自所述2個小孔622和622’的所述2個鉛筆形輻射束在所述成像系統600中的每次曝光期間對準所述主動區域190上的2個相同的目標區域（即，圖7B的目標區域613at和613at’）。
在上述實施例中，參考圖5A-圖7G，在所述成像系統500/600中，所述輻射檢測器100與所述過濾器520/620相對於所述物體530移動，使得來自所述過濾器520/620的所述輻射束在所述成像系統500/600中的每次曝光期間對準所述主動區域190上的所述相同目標區域，其中所述輻射檢測器100僅有一個主動區域190。
在替代實施例中，除了可使用圖4的所述影像感測器490代替所述成像系統500/600中的所述輻射檢測器100之外，所有事物（例如，結構和功能）都可以保持與上述相同。在實施例中，包括所述影像感測器490的所述成像系統500/600的操作可以如下。
在實施例中，在開始曝光（即，最初曝光）期間，所述目標區域可以在所述影像感測器490的所述主動區域190上。然後，在所述成像系統500/600中的兩次曝光之間，所述影像感測器490可以與所述過濾器520/620相對於所述物體530移動，使得來自所述過濾器520/620的輻射束在所述成像系統500/600中的每次曝光期間對準所述影像感測器490的所述主動區域190上的所述相同的目標區域。
如圖8A所示，在實施例中，在開始曝光期間，來自所述小孔522的所述鉛筆形輻射束513a可以對準所述影像感測器490的主動區域190A上的所述目標區域513at（假設所述影像感測器490 包括4個主動區域190A、190B、190C和190D，它們通過所述盲區488在空間上不連續）。在所述開始曝光之後，所述影像感測器490可以與所述過濾器520相對於所述物體530移動，使得在下一次曝光期間，來自所述小孔522的所述鉛筆形輻射束513b對準如圖8B所示的所述主動區域190A上的所述相同的目標區域（即，目標區域513at）。
如圖8C所示，在實施例中，在所述開始曝光期間，來自所述小孔522和522’的所述2個鉛筆形輻射束可以對準所述影像感測器490的所述主動區域190A和190B上的2個目標區域513at和513bt。
在實施例中，在所述開始曝光之後，所述影像感測器490可以與所述過濾器520相對於所述物體530移動，使得在下一次曝光期間，來自所述2個針孔522和522’的所述2個鉛筆形輻射束對準所述主動區域190A和190B上的所述2個相同的目標區域（即，所述目標區域513at和513bt）。在替代實施例中，在每次曝光期間，來自所述小孔522和522’的所述2個鉛筆形輻射束可以對準在相同的主動區域190（例如，所述主動區域190A）上的2個目標區域513at和513bt。
如圖9A所示，在實施例中，在所述開始曝光期間，來自所述狹縫622的所述扇形輻射束可以對準所述影像感測器490的所述主動區域190A上的所述目標區域613at。在實施例中，在所述開始曝光之後，所述影像感測器490可以與所述過濾器620移動，使得在下一次曝光（圖中未示出）期間，來自所述狹縫622的所述扇形輻射束對準在所述主動區域190A上的所述相同的目標區域（即，所述目標區域613at）。
如圖9B所示，在實施例中，在所述開始曝光期間，來自所述2個狹縫622和622'的所述2個扇形輻射束可以對準所述影像感測器490的所述主動區域190A和190B上的2個目標區域。在實施例中，在所述開始曝光之後，所述影像感測器490與所述過濾器620可以相對於所述物體530移動，使得在下一次曝光（圖中未示出）期間，來自所述2個狹縫622和622'的所述2個扇形輻射束可以對準所述主動區域190A和190B上的所述相同的2個目標區域。
在替代實施例中，參考圖9B，在所述開始曝光期間，來自所述2個狹縫622和622'的所述2個扇形輻射束可以對準同一主動區域190（例如，所述主動區域190A）上的2個目標區域。在另一個替代實施例（圖中未示出）中，所述過濾器620可包括4個平行的狹縫（類似於所述狹縫622和622'），並且在所述開始曝光期間，來自所述過濾器620的所述4個平行狹縫的4個扇形輻射束可以對準所述影像感測器490的4個相應主動區域190A、190B、190C和190D上的4個目標區域。
如圖9C所示，在實施例中，在所述開始曝光期間，來自所述2個狹縫622和622'的所述2個扇形輻射束可以對準所述影像感測器490的所述主動區域190A上的2個目標區域。
在實施例中，在所述開始曝光之後，所述影像感測器490可以與所述過濾器620移動，使得在下一次曝光（圖中未示出）期間，來自所述2個狹縫622和622'的所述2個扇形輻射束對準所述主動區域190A上的所述相同的2個目標區域。在替代實施例（投資未示出）中，在所述開始曝光期間，來自所述狹縫622和622'的所述2個扇形輻射束可以對準分別在2個主動區域190（例如，所述主動區域190A和190B）上的2個目標區域。
圖9D示出根據實施例的流程圖980，該流程圖980概括並總結了圖8A-8C的所述成像系統500的操作，其中所述影像感測器490被用來代替所述輻射檢測器100。
在步驟982中，在實施例中，對於i = 1，...，M，可以發送入射在入射區域（i）（例如，圖8A的所述入射區域513ai）上的鉛筆形輻射束（i）（例如，圖8A的所述鉛筆形輻射束513a），其中所述鉛筆形輻射束（i）對準所述影像感測器490上的目標區域（i）（例如，所述目標區域513at），其中M為正整數，其中所述影像感測器490包括在空間上彼此不連續的P個主動區域190（例如，所述主動區域190A-D），其中P為大於1的整數，並且其中所述入射區域（ i），i = 1，...，M，和所述目標區域（i），i = 1，...，M，在所述P個主動區域190上。
在步驟984中，在實施例中，對於i = 1，...，M，可以確定在所述入射區域（i）和所述目標區域（i）之間的偏移量（i）。例如，參考圖8A，可以確定所述入射區域513ai與所述目標區域513at之間的偏移量513ax。
通常，在實施例中，圖8A-圖8C的所述成像系統500的所述操作可以類似於圖5A-圖5D的所述成像系統500的所述操作。
圖9E示出根據實施例的流程圖990，該流程圖990概括並總結了圖9A-圖9C的所述成像系統600的操作，其中使用所述影像感測器490代替所述輻射檢測器100。
在步驟992中，在實施例中，第一扇形輻射束（例如，所述第三曝光和第一附加曝光的所述扇形輻射束，比如圖6A的所述扇形輻射束613a）和第二扇形輻射束（例如，所述第四曝光和第二附加曝光的所述扇形輻射束，比如圖6C的所述扇形輻射束613b）可以被發送入射到所述影像感測器490上，其中對於i = 1，...，M，所述第一扇形輻射束之一（例如，圖6A的所述扇形輻射束613a）和所述第二扇形輻射束之一（例如，圖6C的所述扇形輻射束613b）的一對（i）入射在所述影像感測器490上的2個入射區域（例如，圖6E的所述2個入射區域613ai和613bi），所述2個入射區域在影像上共用所述感測器490上的一個公共入射區域（i）（例如，圖6E的所述公共入射區域613ci），其中M是一個正整數，並且對於i = 1，...，M，所述對（i）對準影像感測器490上的2個目標區域（例如，圖6E的所述2個目標區域613at和613bt），這2個目標區域共用所述影像感測器490上的所述公共目標區域（i）（例如，所述公共目標區域613ct），其中所述影像感測器490包括在空間上彼此不連續的P個主動區域190（例如，所述4個主動區域190A-D），其中P是大於1的整數，其中所述公共入射區域（i），i ＝ 1，…，M，和所述公共目標區域（i），i = 1，...，M，在所述P個主動區域190上。
在步驟994中，可以確定所述公共入射區域（i）和所述公共目標區域（i）之間的偏移量（i）。例如，參考圖6E和圖9A，可以確定所述公共入射區域613ci和所述公共目標區域613ct之間的所述偏移量613cx。通常，在實施例中，圖9A-圖9C的所述成像系統600的所述操作可以類似於圖6A-圖7G的所述成像系統600的所述操作。
在實施例中，參考圖8A-9C，其中在所述成像系統500/600中使用所述影像感測器490代替所述輻射檢測器100，所述物體530的每個點的折射率 可以確定如下。對於具有所述影像感測器490的所述成像系統500的情況（圖8A-圖8C），在實施例中，所述物體530的每個點的折射率可以基於（A）在圖9D的步驟984中確定的所述偏移量（i），i ＝ 1，...，M，以及（B）所述目標區域（i），i ＝ 1，...，M，相對於所述物體530的位置，來確定。對於具有所述影像感測器490的所述成像系統600的情況（圖9A-圖9C），在實施例中，所述物體530的每個點的折射率可以基於（A）在圖9E的步驟994中確定的所述偏移量（i），i ＝ 1，...，M，以及（B）所述目標區域（i），i ＝ 1，...，M，相對於所述物體530的位置，來確定。
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:像素 190、190A、190B、190C、190D:主動區域 195:周邊區域 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:影像感測器 500、600:成像系統 510:輻射源 513a、513b:鉛筆形輻射束 513ai、513bi、613ai、613bi:入射區域 513at、513bt、613at、613bt、613at’ 、613bt’:目標區域 513ax、513bx、613cx:偏移量 513d、613d:距離 513.1、513.2、613.1、613.2:錐形輻射束 510+520:輻射源系統 520、620:過濾器 522、522’:小孔 530:物體 580、680、980、990:流程圖 582、584、682、684、982、984、992、994:步驟 613a、613b:扇形輻射束 613at.1、613at.2、613bt.1、613bt.2:區域 613ci:公共入射區域 613ct:公共目標區域 622、622’:狹縫 622w:寬度
圖1示意示出根據實施例的一種輻射檢測器。 圖2A示意示出根據實施例的所述輻射檢測器的簡化截面圖。 圖2B示意示出根據實施例的所述輻射檢測器的詳細截面圖。 圖2C示意示出根據實施例的所述輻射檢測器的替代詳細截面圖。 圖3示意示出根據實施例的包括了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影像感測器的截面圖，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示意示出根據不同實施例的成像系統及其使用鉛筆形輻射束的操作。 圖6A-圖6F示意示出根據不同實施例的成像系統及其使用扇形輻射束的操作。 圖7A-圖7G示出具有過濾器的不同實施例的圖6A-圖6F的所述成像系統的操作。 圖8A-圖8C示意示出根據不同實施例的所述成像系統500及其使用所述影像感測器的操作。 圖9A-圖9C示意示出根據不同實施例的所述成像系統600及其使用所述影像感測器的操作。 圖9D和圖9E分別示出根據不同實施例的總結和概括使用所述影像感測器的所述成像系統500和所述成像系統600的操作的2個流程圖。
190:主動區域
490:影像感測器
980:流程圖
982、984:步驟

Claims (20)

  1. 一種相位對比成像方法，包括： 對於i = 1，...，M，朝向影像感測器發送鉛筆形輻射束（i）， 其中所述鉛筆形輻射束（i）入射在所述影像感測器的主動區域上的入射區域（i）上， 其中所述鉛筆形輻射束（i）對準所述主動區域上的目標區域（i），其中M是正整數， 對於i = 1，...，M，確定在所述入射區域（i）和所述目標區域（i）之間的偏移量（i）。
  2. 如請求項1所述的方法，其中所述主動區域是所述影像感測器的唯一主動區域，並且所述主動區域是空間上連續的。
  3. 如請求項1所述的方法，更包括基於所述偏移量（i），確定物體的點（i），i ＝ 1，...，M，的折射率；其中所述鉛筆形輻射束（i）入射在所述點（i）上。
  4. 如請求項1所述的方法，其中每個所述目標區域（i），i = 1，...，M，不小於所述影像感測器的一個像素的大小。
  5. 如請求項1所述的方法，其中所述目標區域（i），i = 1，...，M，中的任意2個，同時被間隔至少10倍於所述影像感測器的一個像素的寬度。
  6. 如請求項1所述的方法，其中所述鉛筆形輻射束（i），i = 1，...，M，是將輻射引導通過過濾器的至少一個小孔而形成的，並且 其中所述方法更包括在多次曝光之間相對於所述影像感測器移動所述過濾器。
  7. 如請求項1所述的方法，更包括捕獲所述鉛筆形輻射束（i），i = 1，...，M，的影像， 基於所述捕獲的所述鉛筆形輻射束（i）的影像確定所述入射區域（i）的位置（i）， 其中所述的確定所述偏移量（i）是基於所述入射區域（i）的所述位置（i）。
  8. 如請求項1所述的方法，更包括： 對於i = 1，...，M，發送附加鉛筆形輻射束（i，j），j = 1，...，Ni，其中Ni是正整數，並且其中每個所述附加鉛筆形輻射束（i ，j），j = 1，...，Ni，與所述鉛筆形輻射束（i）平行並重疊； 捕獲所述鉛筆形輻射束（i），i = 1，...，M，和所述附加鉛筆形輻射束（i，j），i = 1，...，M，和j = 1，...，Ni，的影像；並且 對於i = 1，...，M，對所述鉛筆形輻射束（i）的影像和所述附加鉛筆形輻射束（i，j），j = 1，...，Ni，的影像應用超分辨率算法，從而得到所述鉛筆形輻射束（i）的增強影像（i）， 基於所述增強影像（i）確定所述入射區域（i）的位置（i）， 其中所述的確定所述偏移量（i）是基於所述入射區域（i）的所述位置（i）。
  9. 一種相位對比成像方法，其包括： 朝向影像感測器發送第一扇形輻射束和第二扇形輻射束， 其中，對於i = 1，...，M，所述第一扇形輻射束之一和所述第二扇形輻射束之一的一對（i）分別入射在所述影像感測器的主動區域上的2個入射區域上，所述2個入射區域共用所述主動區域上的一個公共入射區域（i），其中M為正整數， 其中，對於i = 1，...，M，所述一對（i）分別對準所述主動區域上的2個目標區域，這2個目標區域共用所述主動區域上的一個公共目標區域（i）， 對於i = 1，...，M，確定在所述公共入射區域（i）和所述公共目標區域（i）之間的偏移量（i）。
  10. 如請求項9所述的方法，其中所述主動區域是所述影像感測器的唯一主動區域，並且所述主動區域是空間上連續的。
  11. 如請求項9所述的方法，更包括基於所述偏移量（i）確定物體的點（i），i = 1，...，M，的折射率，其中所述一對（i）的2個扇形輻射束都入射在所述點（i）上。
  12. 如請求項9所述的方法，其中每個所述公共目標區域（i），i = 1，...，M，不小於所述影像感測器的一個像素的大小。
  13. 如請求項9所述的方法，其中所述第一扇形輻射束的任意2個輻射束同時對準的所述主動區域上的任意2個目標區域被間隔至少10倍於所述影像感測器的一個像素的寬度。
  14. 如請求項9所述的方法，其中被所述第一扇形輻射束所對準的所述主動區域上的目標區域彼此平行。
  15. 如請求項9所述的方法，其中所述第一扇形輻射束是通過引導輻射通過過濾器的至少一個狹縫而形成的，並且 其中所述方法更包括在多次曝光之間相對於所述影像感測器移動所述過濾器。
  16. 如請求項9所述的方法，其中所述第一扇形輻射束所對準的所述主動區域上的目標區域不平行於所述第二扇形輻射束所對準的所述主動區域上的目標區域。
  17. 如請求項9所述的方法，其中所述第一扇形輻射束是將輻射引導通過過濾器的第一狹縫而形成的，而所述第二扇形輻射束是將輻射引導通過所述過濾器的第二狹縫而形成的，並且 其中所述第一狹縫彼此平行，所述第二狹縫彼此平行，並且所述第一狹縫不平行於所述第二狹縫。
  18. 如請求項9所述的方法，更包括捕獲所述第一扇形輻射束和所述第二扇形輻射束的影像， 基於所捕獲的所述一對（i）的所述2個輻射束的影像，確定所述公共入射區域（i）的位置（i）， 其中所述的確定所述偏移量（i）是基於所述公共入射區域（i）的所述位置（i）。
  19. 如請求項9所述的方法，其進一步包括： 對於所述第一扇形輻射束和所述第二扇形輻射束的每個輻射束，發送與所述第一扇形輻射束和所述第二扇形輻射束的所述輻射束平行並重疊的附加扇形輻射束； 捕獲所述第一扇形輻射束和所述第二扇形輻射束以及與它們相關聯的所述附加扇形輻射束的影像；並且 對於所述第一扇形輻射束和所述第二扇形輻射束的每個輻射束，將超分辨率算法應用於所述輻射束以及與所述輻射束相關聯的所述附加扇形輻射束的所述影像，從而得到所述輻射束的增強影像， 基於所述一對（i）的所述2個輻射束的所述增強影像確定所述公共入射區域（i）的位置（i）， 其中所述的確定所述偏移量（i）是基於所述公共入射區域（i）的所述位置（i）。
  20. 如請求項9所述的方法，其中所述第二扇形輻射束在所述第一扇形輻射束被發送之後被發送。
TW110103480A 2020-02-27 2021-01-29 相位對比成像方法 TWI746360B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
WOPCT/CN2020/076914 2020-02-27
PCT/CN2020/076914 WO2021168724A1 (en) 2020-02-27 2020-02-27 Method of phase contrast imaging

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202132769A true TW202132769A (zh) 2021-09-01
TWI746360B TWI746360B (zh) 2021-11-11

Family

ID=77490579

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW110103480A TWI746360B (zh) 2020-02-27 2021-01-29 相位對比成像方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11740188B2 (zh)
EP (1) EP4111180A1 (zh)
CN (1) CN114930162A (zh)
TW (1) TWI746360B (zh)
WO (1) WO2021168724A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115004061A (zh) * 2020-02-26 2022-09-02 深圳帧观德芯科技有限公司 图像传感器及其操作方法
WO2023130199A1 (en) * 2022-01-04 2023-07-13 Shenzhen Xpectvision Technology Co., Ltd. Image sensors and methods of operation
US12495120B2 (en) * 2022-05-11 2025-12-09 The Boeing Company Multi-spectral and panchromatic imaging apparatus and associated system and method
US12298468B2 (en) 2022-10-17 2025-05-13 The Boeing Company Multi-spectral and polarization imaging apparatus with atmospheric sounding filters and associated system and method

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005337878A (ja) * 2004-05-26 2005-12-08 Matsushita Electric Works Ltd 光電式流動体センサ
TWI497060B (zh) * 2008-05-21 2015-08-21 Photon Dynamics Inc 檢測一受試面板之缺陷之系統與方法
JP4847568B2 (ja) * 2008-10-24 2011-12-28 キヤノン株式会社 Ｘ線撮像装置およびｘ線撮像方法
WO2010146503A1 (en) * 2009-06-16 2010-12-23 Koninklijke Philips Electronics N. V. Correction method for differential phase contrast imaging
JP2011224330A (ja) * 2010-03-29 2011-11-10 Fujifilm Corp 放射線撮影システム及びそのオフセット補正方法
JP6353361B2 (ja) * 2011-07-04 2018-07-04 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． 位相コントラストイメージング装置
WO2014154188A1 (en) * 2013-03-26 2014-10-02 Institute Of Experimental And Applied Physics Method of phase gradient radiography and arrangement of an imaging system for application of the method
US9410901B2 (en) * 2014-03-17 2016-08-09 Kla-Tencor Corporation Image sensor, an inspection system and a method of inspecting an article
US9575015B2 (en) * 2014-03-31 2017-02-21 The General Hospital Corporation Systems and methods for x-ray phase contrast imaging using arrays of x-ray focusing elements
US9626587B2 (en) * 2014-08-28 2017-04-18 Toshiba Medical Systems Corporation Iterative reconstruction scheme for phase contrast tomography
WO2018090163A1 (en) * 2016-11-15 2018-05-24 Shenzhen Xpectvision Technology Co., Ltd. An image sensor
CN110022770A (zh) * 2016-12-05 2019-07-16 深圳帧观德芯科技有限公司 X射线成像系统及x射线成像方法
WO2018144705A1 (en) * 2017-02-01 2018-08-09 Washington University Single-shot method for edge illumination x-ray phase-contrast tomography
CN111247455B (zh) * 2017-10-30 2023-11-10 深圳帧观德芯科技有限公司 基于载流子雪崩的图像传感器
IL282017B2 (en) * 2018-10-08 2025-11-01 Asml Netherlands Bv Metrology method, patterning device, apparatus and computer program
CN109975334B (zh) * 2019-04-25 2021-12-28 兰州大学 一种单次曝光的x射线二维相衬成像方法
EP4111181A4 (en) * 2020-02-27 2024-01-03 Shenzhen Xpectvision Technology Co., Ltd. PHASE CONTRAST IMAGING METHOD

Also Published As

Publication number Publication date
EP4111180A1 (en) 2023-01-04
TWI746360B (zh) 2021-11-11
WO2021168724A1 (en) 2021-09-02
CN114930162A (zh) 2022-08-19
US11740188B2 (en) 2023-08-29
US20220349841A1 (en) 2022-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI746360B (zh) 相位對比成像方法
TWI834847B (zh) 圖像感測器、其使用方法及輻射電腦斷層掃描系統
TWI756041B (zh) 相位對比成像方法
TW202242449A (zh) 使用具有多個輻射檢測器的圖像感測器的成像方法
US11948285B2 (en) Imaging systems with multiple radiation sources
TWI769704B (zh) 成像系統及其操作方法
TWI831899B (zh) 成像系統及其操作方法
TW202132813A (zh) 影像感測器的使用方法
TW202132811A (zh) 成像系統及其操作方法
US11882378B2 (en) Imaging methods using multiple radiation beams
TWI782784B (zh) 成像系統及成像方法
TWI806225B (zh) 成像方法及成像系統
TWI811466B (zh) 一種輻射檢測器系統及其使用方法
TW202228278A (zh) 成像方法及成像系統
TWI831514B (zh) 使用雙向計數器的成像方法
CN115836518B (zh) 具有带多个辐射检测器的图像传感器的成像系统
TW202407385A (zh) 成像系統和相應的操作方法
CN118401176A (zh) 具有旋转的图像传感器的成像系统
CN118541091A (zh) 图像传感器和运行方法
TW202314291A (zh) 成像方法及成像系統
CN118489128A (zh) 成像系统和运行方法