【

具体实施方式

】

图1A示意示出根据实施例的图像传感器9000的部分的截面图。所述图像传感器9000包括多个辐射检测器(例如，第一辐射检测器100A、第二辐射检测器100B)。所述图像传感器9000可以具有带有弯曲表面102的支架107。如图1A的示例所示，所述多个辐射检测器可以被布置在所述支架107上，例如，布置在所述弯曲表面102上。所述第一辐射检测器100A可以具有被配置为接收来自辐射源109的辐射的第一平表面103A。第二辐射检测器100B可以具有被配置为接收来自所述辐射源109的辐射的第二平表面103B。所述第一平表面103A和所述第二平表面103B可以不共面。来自所述辐射源109的辐射可在到达所述第一辐射检测器100A的所述平表面103A或所述第二辐射检测器100B的所述平表面103B之前，已经穿过如图1A所示的场景50(例如，人体的一部分)或如图1B所示的校准图案101。所述校准图案101可以是平面。所述校准图案101可以具有辐射吸收的不均匀空间分布。在图1B的示例中，所述校准图案101包括在所述校准图案的中央的第一区域161和第二区域162，所述第一区域161由对于来自辐射源109的辐射具有低质量衰减系数的材料制成，所述第二区域162由对于来自辐射源109的辐射具有高质量衰减系数的另一种材料。

图1C示意示出根据实施例的所述图像传感器9000的透视图，所述图像传感器9000利用来自辐射源109的辐射来捕获所述校准图案101的部分图像。在图1C的示例中，入射在所述校准图案101的所述第一区域161上的辐射可以穿过所述校准图案101并且被所述辐射检测器(例如，100A、100B、图1C中未示出的100C)接收。入射在所述校准图案101的所述第二区域162上的辐射可以被所述校准图案101最大程度地吸收或阻挡，并且其可被辐射检测器100不明显地接收。所述校准图案101的第一部分的图像104A和所述校准图案101的第二部分的图像104B被所述图像传感器9000分别使用所述第一辐射检测器100A和所述第二辐射检测器100B所捕获。

根据实施例，所述图像104A包括所述校准图案101的三个特征(例如，106A、106B、106C)的图像(例如，105A、105B、105C)。所述图像是所述三个特征通过入射在所述校准图案101上的辐射投影到所述平表面103A上的投影。所述三个特征在所述校准图案101上的位置是已知的。通过比较所述校准图案101的所述图像(例如，105A、105B、105C)和所述特征(例如，106A、106B、106C)，可以由所述图像传感器9000确定用于所述第一辐射检测器100A的第一变换108A。使用所述第一变换108A，可以确定所述校准图案101在第一平表面103A上的任何点的投影。所述第一变换108A可以由矩阵表示，

，其中r1、r2、r3、r4表示在所述三个特征和所述三个位置之间的相对旋转，t1和t2表示在所述三个特征和所述三个位置之间的相对平移，而p1和p2表示在所述三个特征和所述三个位置之间的透视变换。如果所述第一变换108A是仿射变换，则p1和p2等于0。即，如果所述第一变换108A是仿射变换，则可以由矩阵表示

用于所述第二辐射检测器100B的第二变换108B可以由所述图像传感器9000基于所述校准图案101的所述第二部分的图像104B类似地确定。使用所述第二变换108B，可以确定所述校准图案101的所述第二部分的任何点在所述第二平表面103B上的投影。所述第二变换108B可以由矩阵表示，

。如果所述第二变换108B是仿射变换，则可以由矩阵表示

图1D示意示出根据实施例的所述图像传感器9000的透视图，所述图像传感器9000使用来自辐射源109的辐射来捕获所述场景50的图像，并将所述场景50的图像转换为在图像平面上的投影。在图1D的示例中，所述图像传感器9000使用所述第一辐射检测器100A来捕获所述场景50的所述第一部分的图像180A。使用所述第一变换108A，所述场景50的所述第一部分的所述图像180A被转换为在图像平面上的第一投影181A。所述图像传感器9000还使用所述第二辐射检测器100B来捕获所述场景50的所述第二部分的图像180B。使用所述第二变换108B，所述场景50的所述第二部分的所述图像180B被转换为在所述图像平面上的第二投影181B。所述图像传感器9000通过拼接所述第一投影181A和所述第二投影181B来形成所述场景50的图像。

图2示意示出所述图像传感器9000可以捕获所述场景50的各部分的多个图像。在图2所示的示例中，所述辐射检测器100移动到三个位置A、B和C，例如，通过使用致动器500。所述图像传感器9000分别在位置A、B和C处捕获所述场景50的部分的图像51A、51B和51C。所述图像传感器9000可以拼接所述部分的图像51A、51B和51C而形成所述场景50的图像。这些所述部分的图像51A、51B和51C可以相互重叠以便于拼接。所述场景50的每个部分至少出现在当所述辐射检测器处于多个位置时所捕获图像的其中一个图像当中。即，当所述部分的图像拼接在一起时，这些部分的图像可以覆盖整个所述场景50。

所述辐射检测器100可以以各种方式布置在所述图像传感器9000中。图3A示意示出根据实施例的一种布置，其中所述辐射检测器100以交错行布置。例如，辐射检测器100A和辐射检测器100B在同一行中，在Y方向上对齐，并且尺寸一致；辐射检测器100C和辐射检测器100D在同一行中，在Y方向上对齐，并且尺寸一致。辐射检测器100A和辐射检测器100B相对于辐射检测器100C和辐射检测器100D在X方向上交错。根据实施例，同一行中两个相邻的辐射检测器100A和辐射检测器100B之间的距离X2大于同一行中的一个辐射检测器的宽度X1(即，X方向维度，即所述行的延伸方向)并且小于所述宽度X1的两倍。辐射检测器100A和辐射检测器100E在同一列中，在X方向上对齐，并且尺寸一致；同一列中的两个相邻的辐射检测器100A和辐射检测器100E之间的距离Y2小于同一列中一个辐射检测器的宽度Y1(即，Y方向维度)。这种布置允许如图7所示的所述场景的成像，并且可通过拼接在X方向上间隔开的三个位置处捕获的所述场景的三个部分的图像来获得所述场景的图像。

图3B示意示出根据实施例的另一种布置，其中所述辐射检测器100布置在矩形网格中。例如，所述辐射检测器100可包括如图3A中精确布置的辐射检测器100A、100B、100E和100F，而没有图3A中的辐射检测器100C、100D、100G或100H。这种布置允许通过在六个位置拍摄场景的部分的图像对场景成像。例如，在X方向上间隔开的三个位置，和在X方向上间隔开并在Y方向上与前三个位置间隔开的另三个位置。

其他布置也是可能的。例如，在图3C中，所述辐射检测器100可在X方向上跨越所述图像传感器9000的整个宽度，两个相邻辐射检测器100之间的距离Y2小于一个辐射检测器的宽度Y1。假设所述辐射检测器在X方向上的宽度大于所述场景在X方向上的宽度，则所述场景的图像可通过将在Y方向上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得。

如上所述的辐射检测器100具有任何合适的尺寸和形状。根据实施例，至少有一些所述辐射检测器的形状为矩形。根据实施例，如图4所示，至少有一些所述辐射检测器的形状为六边形。

图5A示意示出根据实施例的辐射检测器100的截面图。所述辐射检测器100可被用于所述图像传感器9000中。所述辐射检测器100可包括辐射吸收层110和电子层120(例如，ASIC)，其用于处理或分析在所述辐射吸收层110中产生的入射辐射的电信号。在实施例中，所述辐射检测器100不包括闪烁体。所述辐射吸收层110可包括半导体材料，比如硅、锗、GaAs、CdTe、CdZnTe或其组合。所述半导体对于感兴趣的辐射能量可具有高的质量衰减系数。在所述电子层120远端的所述辐射吸收层110的平表面被配置为接收辐射。

如图5B中辐射检测器100的详细截面图所示，根据实施例的所述辐射吸收层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组成的一个或多个二极管(例如，p-i-n或p-n)。所述第二掺杂区113可通过可选的本征区112而与所述第一掺杂区111分离。所述离散区114通过所述第一掺杂区111或所述本征区112而彼此分离。所述第一掺杂区111和所述第二掺杂区113具有相反类型的掺杂(例如，第一掺杂区111是p型并且第二掺杂区113是n型，或者第一掺杂区111是n型并且第二掺杂区113是p型)。在图5B中的示例中，所述第二掺杂区113的每个离散区114与所述第一掺杂区111和所述可选的本征区112一起组成一个二极管。即，在图5B的示例中，所述辐射吸收层110包括多个二极管，这些二极管具有所述第一掺杂区111作为共用电极。所述第一掺杂区111还可具有离散部分。

当一个辐射粒子撞击包括二极管的所述辐射吸收层110时，所述辐射粒子可被吸收并通过若干机制产生一个或多个载流子。一个辐射粒子可产生10到100000个载流子。所述载流子可在电场下向其中一个二极管的电极漂移。所述电场可以是外部电场。所述电触点119B可包括离散部分，其中的每个离散部分与所述离散区114电接触。在实施例中，所述载流子可向不同方向漂移，使得由单个辐射粒子产生的所述载流子大致未被两个不同的离散区114共用(“大致未被共用”在这里意指这些载流子中的不到2％、不到0.5％、不到0.1％或不到0.01％流向与余下载流子不同的一个所述离散区114)。入射在所述离散区114之一的足迹周围的辐射粒子所产生的载流子大致未被另一所述离散区114共用。与一个离散区114相关联的一个像素150可以是所述离散区114的周围区，由以0°入射角入射在其中的辐射粒子所产生的载流子大致全部(超过98％、超过99.5％、超过99.9％或超过99.99％)流向所述离散区114。即，所述载流子中的不到2％、不到1％、不到0.1％或不到0.01％流到所述像素之外。

如图5C中的辐射检测器100的替代详细截面图所示，根据实施例的所述辐射吸收层110可包括具有半导体材料比如硅、锗、GaAs、CdTe、CdZnTe或其组合的电阻器，但不包括二极管。所述半导体对于感兴趣的辐射能量可具有高的质量衰减系数。

当一个辐射粒子撞击包括电阻器但不包括二极管的所述辐射吸收层110时，所述辐射粒子可被吸收并通过若干机制产生一个或多个载流子。一个辐射粒子可产生10到100000个载流子。所述载流子可在电场下向电触点119A和电触点119B漂移。所述电场可以是外部电场。所述电触点119B包括离散部分。在实施例中，所述载流子可向不同方向漂移，使得由单个辐射粒子产生的所述载流子大致未被所述电触点119B两个不同的离散部分共用(“大致未被共用”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％流向与余下载流子不同组的离散部分)。入射在所述电触点119B离散部分之一的足迹周围的辐射粒子所产生的载流子大致未被另一所述电触点119B离散部分共用。与所述电触点119B离散部分之一相关联的一个像素150可以是所述离散部分的周围区，由以0°入射角入射在其中的辐射粒子所产生的载流子大致全部(超过98％、超过99.5％、超过99.9％或超过99.99％)流向所述电触点119B的所述离散部分。即，所述载流子中的不到2％、不到0.5％、不到0.1％或不到0.01％流到与所述电触点119B离散部分之一相关联的所述像素之外。

所述电子层120可包括电子系统121，其适于处理或解释由入射在辐射吸收层110上的辐射粒子所产生的信号。所述电子系统121可包括模拟电路比如滤波器网络、放大器、积分器、比较器，或数字电路比如微处理器和内存。所述电子系统121可包括由所述像素共用的组件或专用于单个像素的组件。例如，电子系统121可包括专用于每个所述像素的放大器和在所有像素间共用的微处理器。所述电子系统121可通过通孔131电连接到所述像素。所述通孔之间的空间可用填充材料130填充，其可增加所述电子层120到所述辐射吸收层110连接的机械稳定性。其他结合技术有可能在不使用通孔的情况下将所述电子系统121连接到所述像素。

图6示意示出所述辐射检测器100(例如，第一辐射检测器100A、第二辐射检测器100B、第三辐射检测器100C)均可具有所述像素150的阵列。所述阵列可以是矩形阵列、蜂窝阵列、六边形阵列或任何其他合适的阵列。每个所述像素150可被配置为检测入射在其上的辐射粒子，测量所述辐射粒子的能量，或两者兼顾。例如，每个像素150可被配置为对一段时间内入射其上，能量落在多个仓中的辐射粒子的数目进行计数。所有的所述像素150可被配置为对相同的时间段内入射其上的，在多个能量仓中的辐射粒子的数目进行计数。每个像素150可具有其各自的模拟数字转换器(ADC)，所述ADC被配置为将表示入射辐射粒子能量的模拟信号数字化为数字信号。所述ADC可具有10位或更高的分辨率。每个所述像素150可被配置为测量其暗电流，例如，在每个辐射粒子入射到其上之前或同时。每个所述像素150可被配置为从入射在其上的辐射粒子的能量中减去所述暗电流的贡献值。所述像素150可被配置为并行操作。例如，当一个像素150测量一个入射的辐射粒子时，另一个像素150可能正在等待一个辐射粒子到达。所述像素150可以但不必是可单独寻址的。

在实施例中，所述图像传感器9000的所述辐射检测器100(例如，100A和100B)可相对于所述辐射源109移动到多个位置。所述图像传感器9000可通过使用所述辐射检测器100并与所述辐射一起，分别在所述多个位置从所述辐射源109捕获场景50的多个部分的图像。所述图像传感器9000可拼接这些图像以形成整个所述场景50的图像。如图7所示，根据实施例的所述图像传感器9000可包括致动器500，所述致动器500被配置为将所述辐射检测器100移动到多个位置。所述致动器500可包括控制器600。所述致动器500被配置为将所述校准图案101与所述辐射检测器100一起移动。所述辐射检测器100的所述多个位置可以由所述控制器600来确定。所述控制器600可以被配置为确定和存储所述辐射检测器100的所述变换(例如108A和108B)，并使用所述变换来确定所述投影。

图8A和图8B各自示意示出根据实施例的所述辐射检测器100(例如，100A和100B)相对于所述辐射源109的移动。在图8A和图8B的示例中，仅示出了具有第一辐射检测器100A和第二辐射检测器100B的图像传感器9000的一部分。所述第一辐射检测器100A和所述第二辐射检测器100B可以被布置在支架107上。所述第一辐射检测器100A相对于所述第二辐射检测器100B的相对位置在多个位置处保持相同。当所述第一辐射检测器100A从多个位置中的一个位置移动到另一位置时，所述第一辐射检测器100A相对于所述第二辐射检测器100B的相对位置可以但不必保持相同。所述第一辐射检测器100A和所述第二辐射检测器100B可相对于所述辐射源109围绕第一轴线501旋转。如图8A的示例所示，所述第一辐射检测器100A和所述第二辐射检测器100B相对于所述辐射源109围绕所述第一轴线501从位置503A旋转到位置503B。所述第一轴线501可平行于所述第一辐射检测器100A的第一平表面103A以及所述第二辐射检测器100B的第二平表面103B。所述辐射源可在所述第一轴线501上。所述第一辐射检测器100A和所述第二辐射检测器100B可相对于所述辐射源109围绕第二轴线502旋转。所述第二轴线502不同于所述第一轴线501。例如，所述第二轴线502可垂直于所述第一轴线501。如图8A的示例所示，所述第一辐射检测器100A和所述第二辐射检测器100B可围绕所述第二轴线502从位置503A旋转到位置503C。所述辐射源109可在所述第二轴线502上。

如图8B的示例所示，所述第一辐射检测器100A和所述第二辐射检测器100B相对于所述辐射源109沿第一方向504从位置506A平移到位置506B。所述第一辐射检测器100A和所述第二辐射检测器100B可沿第二方向505平移。所述第二方向505不同于所述第一方向504。例如，所述第二方向505可垂直于所述第一方向504。如图8B的示例所示，所述第一辐射检测器100A和所述第二辐射检测器100B可沿第二方向505从位置506A平移到位置506C。所述第一方向504或所述第二方向505可平行于第一平表面103A和第二平表面103B的任一者，或平行于两者，或与两者中的任何一个都不平行。例如，所述第一方向504可平行于所述第一平表面103A，但不平行于所述第二平表面103B。

图9示意示出根据实施例的方法的流程图。在步骤151中，通过使用所述第一辐射检测器100A来捕获所述校准图案101的第一部分的第一图像104A，并通过使用所述第二辐射检测器100B来捕获所述校准图案101的第二部分的第二图像104B，在步骤152中，基于所述校准图案101的所述第一部分的所述图像104A来确定所述第一辐射检测器100A的第一变换108A，并基于所述校准图案101的所述第二部分的所述图像104B来确定所述第二辐射检测器100A的第二变换108B。所述校准图案101的所述第一部分的所述图像104A包括所述校准图案101中的三个特征的图像，其相对于所述校准图案的位置是已知的。通过比较所述三个特征在所述被捕获图像中和在所述校准图案101中的位置，所述第一变换108A可以被确定为仿射变换。在步骤153中，使用所述第一辐射检测器100A来捕获场景50的第一部分的图像180A，并且使用所述第二辐射检测器100B捕获所述场景50的第二部分的图像180B。在步骤154中，使用所述第一变换108A来确定所述场景50的所述第一部分的所述图像在图像平面上的第一投影181A，并且使用所述第二变换108B来确定所述场景50的所述第二部分的所述图像在图像平面上的第二投影181B。在步骤155中，通过拼接所述第一投影181A和第二投影181B来形成整个所述场景50的图像。一种计算机程序产品，其包括其上记录有指令的非暂时性计算机可读介质，并且所述指令在由计算机执行时可以实施如上所述的方法。

如上所述的图像传感器9000可用于如下各种系统。

图10示意示出一种系统，所述系统包括如图1-图8中所述的图像传感器9000。所述系统可用于医学成像，比如胸部放射线照相、腹部放射线照相等。所述系统包括辐射源1201。从所述辐射源1201发射的辐射穿透物体1202(例如，人体部分比如胸部、肢体、腹部)，被所述物体1202的内部结构(例如，骨骼、肌肉、脂肪和器官等)不同程度地衰减，并被投射到所述图像传感器9000。所述图像传感器9000通过检测辐射的强度分布形成图像。

图11示意示出一种系统，所述系统包括如图1-图8中所述图像传感器9000。所述系统可用于医学成像比如牙科放射线照相。所述系统包括辐射源1301。从所述辐射源1301发射的辐射穿透作为哺乳动物(例如，人)口腔的一部分的物体1302。所述物体1302可包括上颌骨、上颚骨、牙齿、下颌骨或舌头。所述辐射被所述物体1302的不同结构不同程度地衰减并被投射到所述图像传感器9000。所述图像传感器9000通过检测辐射的强度分布来形成图像。牙齿比龋齿、感染、牙周韧带吸收更多的辐射。牙科患者接受的辐射剂量通常很小(对于全口系列大约为0.150mSv)。

图12示意示出一种货物扫描或非侵入式检查(NII)系统，所述系统包括如图1-图8中所述图像传感器9000。所述系统可用于检查和识别运输系统中的货物，比如集装箱、车辆、船舶、行李等。所述系统包括辐射源1401。从所述辐射源1401发射的辐射可从物体1402(例如，运输集装箱、车辆、船舶等)反向散射并被投射到所述图像传感器9000。所述物体1402的不同内部结构可不同地反向散射辐射。所述图像传感器9000通过检测所述反向散射的辐射的强度分布和/或所述反向散射的辐射粒子的能量来形成图像。

图13示意示出另一种货物扫描或非侵入式检查(NII)系统，所述系统包括如图1-图8中所述图像传感器9000。所述系统可用于公共交通站和机场的行李检查。所述系统包括辐射源1501。从所述辐射源1501发射的辐射可穿透一件行李1502，被行李的内容物不同程度地衰减，并被投射到所述图像传感器9000。所述图像传感器9000通过检测透射的辐射的强度分布来形成图像。所述系统可揭示行李的内容并识别公共交通上禁止的物品，例如枪支、麻醉品、利器、易燃物品。

图14示意示出一种全身扫描仪系统，所述系统包括如图1-图8中所述图像传感器9000。所述全身扫描仪系统可检测人体上的物体以进行安全检查，而无需物理地移除衣物或进行身体接触。所述全身扫描仪系统能够检测非金属物体。所述全身扫描仪系统包括辐射源1601。从所述辐射源1601发射的辐射可从被检查的人1602及其上的物体反向散射，并被投射到所述图像传感器9000。所述物体和所述人体可不同地反向散射辐射。所述图像传感器9000通过检测反向散射的辐射的强度分布来形成图像。所述图像传感器9000和所述辐射源1601可被配置为沿线性或旋转方向扫描人。

图15示意示出辐射计算机断层扫描(辐射CT)系统。所述辐射CT系统使用计算机处理的辐射来产生被扫描物体的特定区域的断层图像(虚拟“切片”)。所述断层图像可用于各种医学学科中的诊断和治疗目的，或用于探伤检测、失效分析、计量学、装配分析和逆向工程。所述辐射CT系统包括如图1-图8中所述图像传感器9000和辐射源1701。所述图像传感器9000和辐射源1701可被配置为沿着一个或多个圆形或螺旋形路径同步旋转。

图16示意示出一种电子显微镜。所述电子显微镜包括电子源1801(也称为电子枪)，其被配置为发射电子。所述电子源1801可具有各种发射机制，比如热离子、光电阴极、冷发射或等离子体源。发射的所述电子穿过电子光学系统1803，所述电子光学系统1803可被配置为塑形、加速或聚焦所述电子。然后所述电子到达样品1802，并且图像传感器可由此形成图像。所述电子显微镜可包括如图1-图8中所述图像传感器9000，其用于执行能量色散辐射光谱(EDS)。EDS是一种用于样品的元素分析或化学表征的分析技术。在所述电子入射到样品上时，它们导致所述样品发出特征辐射。所述入射电子可激发所述样品中原子内壳层的电子，将其从所述壳体中抛出，同时产生所述电子之前所在的电子空穴。然后来自外层、更高能量壳的电子填充所述空穴，并且较高能量壳和较低能量壳之间的能量差可以以辐射的形式释放。从所述样品发射的辐射的数目和能量可由所述图像传感器9000测得。

这里所述的图像传感器9000还可以具有其他应用，比如辐射望远镜、乳腺辐射照相、工业辐射缺陷检测、辐射显微镜或辐射显微照相、辐射铸件检验、辐射无损检测、辐射焊缝检验、辐射数字减影血管造影等。它可适合于使用所述图像传感器9000代替照相底片、照相胶片、PSP胶片、辐射图像增强器、闪烁体或另一种半导体辐射检测器。

图17A和图17B各自示出根据实施例的电子系统121的组件图。所述电子系统121可包括第一电压比较器301、第二电压比较器302、计数器320、开关305、可选的电压表306和控制器310。

所述第一电压比较器301被配置为将至少一个所述电触点119B的电压与第一阈值进行比较。所述第一电压比较器301可被配置为直接监测电压，或者通过对在一段时间内流过所述电触点119B的电流进行积分来计算电压。所述第一电压比较器301可由所述控制器310可控地启动或停用。所述第一电压比较器301可以是连续比较器。即，所述第一电压比较器301可被配置为被连续启动，并连续地监测电压。所述第一电压比较器301可以是钟控比较器。所述第一阈值可以是一个入射辐射粒子能够在所述电触点119B上产生的的最大电压的1-5％、5-10％、10％-20％、20-30％、30-40％或40-50％。所述最大电压可取决于入射辐射粒子的能量、所述辐射吸收层110的材料和其他因素。例如，所述第一阈值可以是50mV、100mV、150mV或200mV。

所述第二电压比较器302被配置为将所述电压与第二阈值进行比较。所述第二电压比较器302可被配置为直接监测所述电压，或通过对一段时间内流过所述二极管或电触点的电流进行积分来计算电压。所述第二电压比较器302可以是连续比较器。所述第二电压比较器302可由所述控制器310可控地启动或停用。在所述第二电压比较器302被停用时，所述第二电压比较器302的功耗可以是启动所述第二电压比较器302时的功耗的不到1％、不到5％、不到10％或不到20％。所述第二阈值的绝对值大于所述第一阈值的绝对值。如本文所使用的，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，所述第二阈值可以是所述第一阈值的200％-300％。例如，所述第二阈值可以是100mV、150mV、200mV、250mV或300mV。所述第二电压比较器302和所述第一电压比较器301可以是相同组件。即，所述系统121可以具有一个电压比较器，其可在不同时间将电压与两个不同的阈值进行比较。

所述第一电压比较器301或所述第二电压比较器302可包括一个或多个运算放大器或任何其他适合的电路。所述第一电压比较器301或所述第二电压比较器302可具有高速度以允许所述系统121在高通量的入射辐射粒子下操作。然而，具有高速度通常以功耗为代价。

所述计数器320被配置为记录入射在包括所述电触点119B的像素150上的至少若干个辐射粒子。所述计数器320可以是软件组件(例如，电脑内存中存储的数字)或硬件组件(例如，4017IC和7490IC)。

所述控制器310可以是诸如微控制器和微处理器等的硬件组件。所述控制器310被配置为从所述第一电压比较器301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(例如，所述电压的绝对值从低于所述第一阈值的绝对值增加到等于或超过所述第一阈值的绝对值的值)时启动时间延迟。在这里使用绝对值是因为电压可以是负的或正的，这取决于是使用二极管的阴极电压还是阳极电压或使用哪个电触点。所述控制器310可被配置为在所述第一电压比较器301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之前，保持停用所述第二电压比较器302、所述计数器320、以及所述第一电压比较器301的操作中不需要的任何其他电路。在所述电压变得稳定(即，所述电压的变化率大致为零)之前或之后，所述时间延迟可期满。短语“变化率大致为零”意指时间变化小于0.1％/ns。短语“变化率大致为非零”意指所述电压的时间变化至少为0.1％/ns。

所述控制310可被配置为在所述时间延迟期间(其包括开始和期满)启动所述第二电压比较器。在实施例中，所述控制器310被配置为在所述时间延迟开始时启动所述第二电压比较器。术语“启动”意指使组件进入操作状态(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”意指使组件进入非操作状态(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)。所述控制器310本身可被停用，直到所述第一电压比较器301的输出电压的绝对值等于或超过所述第一阈值的绝对值时才启动所述控制器310。

如果在所述时间延迟期间，所述第二电压比较器302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，则所述控制器310可被配置为使所述计数器320记录的数目中至少有一个数目增加一。

所述控制器310可被配置为使所述可选的电压表306在所述时间延迟期满时测量所述电压。所述控制器310可被配置为使所述电触点119B连接到电接地，以使电压复位并且使所述电触点119B上累积的任何载流子放电。在实施例中，所述电触点119B在所述时间延迟期满后连接到电接地。在实施例中，所述电触点119B连接到电接地并持续有限的复位时段。所述控制器310可通过控制所述开关305而使所述电触点119B连接到电接地。所述开关可以是晶体管，比如场效应晶体管(FET)。

在实施例中，所述系统121没有模拟滤波器网络(例如，RC网络)。在实施例中，所述系统121没有模拟电路。

所述电压表306可将其测量的电压作为模拟或数字信号馈送给所述控制器310。

所述系统121可包括电连接到所述电触点119B的积分器309，其中所述积分器被配置为收集来自所述电触点119B的电流子。所述积分器309可在运算放大器的反馈路径中包括电容器。如此配置的所述运算放大器称为电容跨阻放大器(CTIA)。CTIA通过防止所述运算放大器饱和而具有高的动态范围，并且通过限制信号路径中的带宽来提高信噪比。来自所述电触点119B的载流子在一段时间(“积分期”)内累积在电容器上。在所述积分期期满后，由所述ADC 306对电容器电压进行采样，然后通过复位开关进行复位。所述积分器309可包括直接连接到所述电触点119B的电容器。

图18示意示出流过所述电触点119B的，由入射在包括所述电触点119B的像素150上的辐射粒子产生的载流子所引起的电流的时间变化(上曲线)和所述电触点119B电压的对应时间变化(下曲线)。所述电压可以是电流相对于时间的积分。在时间t₀，所述辐射粒子撞击所述像素150，载流子开始在所述像素150中产生，电流开始流过所述电触点119B，并且所述电触点119B的电压的绝对值开始增加。在时间t₁，所述第一电压比较器301确定所述电压的绝对值等于或超过所述第一阈值V1的绝对值，所述控制器310启动时间延迟TD1并且所述控制器310可在所述TD1开始时停用所述第一电压比较器301。如果所述控制器310在时间t₁之前被停用，在时间t₁启动所述控制器310。在所述TD1期间，所述控制器310启动所述第二电压比较器302。如这里使用的术语在时间延迟“期间”意指开始和期满(即，结束)以及中间的任何时间。例如，所述控制器310可在所述TD1期满时启动所述第二电压比较器302。如果在所述TD1期间，所述第二电压比较器302确定在时间t₂电压的绝对值等于或超过所述第二阈值V2的绝对值，则所述控制器310等待电压稳定。所述电压在时间t_e稳定，这时辐射粒子产生的所有载流子漂移出所述辐射吸收层110。在时间t_s，所述时间延迟TD1期满。在时间t_e之时或之后，所述控制器310使所述电压表306数字化所述电压并且确定辐射粒子的能量落在哪个仓中。然后所述控制器310使对应于所述仓的所述计数器320记录的数目增加一。在图9的示例中，所述时间t_s在所述时间t_e之后；即TD1在辐射粒子产生的所有载流子漂移出辐射吸收层110之后期满。如果无法轻易测得时间t_e，TD1可根据经验选择以允许有足够的时间来收集由辐射粒子产生的大致上全部的载流子，但TD1不能太长，否则会有另一个入射辐射粒子产生的载流子被收集的风险。即，TD1可根据经验选择使得时间t_s在时间t_e之后。时间t_s不一定在时间t_e之后，因为一旦达到V2，控制器310可忽视TD1并等待时间t_e。因此，电压和暗电流对电压的贡献值之间的差异的变化率在时间t_e大致为零。所述控制器310可被配置为在TD1期满时或在时间t₂或中间的任何时间停用第二电压比较器302。

在时间t_e的电压与由辐射粒子产生的载流子的数目成正比，所述数目与所述辐射粒子的能量有关。所述控制器310可被配置为通过使用所述电压表306来确定所述辐射粒子的能量。

在TD1期满或被所述电压表306数字化后(以较迟者为准)，所述控制器310将所述电触点119B连接到电接地310并持续一个复位时段RST，以允许所述电触点119B上累积的载流子流到地面并复位电压。在RST之后，所述系统121已准备好检测另一个入射辐射粒子。如果所述第一电压比较器301被停用，所述控制器310可在RST期满之前的任何时间启动它。如果所述控制器310被停用，则可在RST期满之前启动它。

尽管本文已经公开了各个方面和实施例，但是其他方面和实施例对于本领域技术人员而言将是显而易见的。本文公开的各个方面和实施例是为了说明的目的而不是限制性的，其真正的范围和精神应该以本文中的权利要求书为准。