[发明专利]成像装置的数据读出方法

说明书

本申请揭示了一种成像装置的数据读出方法，该方法包括以下步骤：按照预设顺序对成像装置中的N个像素单元进行排序；以及按照所述N个像素单元的排序顺序依次对所述N个像素单元进行数据读出操作，并且在对每个像素单元进行数据读出操作时，同时对排序紧邻其之前的像素单元进行计数重置操作、对排序紧邻其之后的像素单元进行探测关闭操作、以及对剩余的N‑3个像素单元进行电信号计数操作。通过应用本申请所揭示的数据读出方法，可以准确地确定成像装置所探测到的光子数，并且可以提高成像装置的光子计数动态范围。

技术领域

本申请涉及光电探测技术领域，特别涉及一种可应用于辐射探测、激光探测以及工业和医学断层成像等技术的成像装置的数据读出方法。

背景技术

本部分的描述仅提供与本申请公开相关的背景信息，而不构成现有技术。

低通量光子探测技术是一种可探测较低光通量密度(例如，10^-19～10^-6W/mm²)的光信号的光子探测技术，其可应用于许多领域，例如，医学成像(特别是，正电子发射断层成像(PET))、国土安全、高能物理实验和其它成像的关键领域。在低通量光子探测技术中，光信号以在空间和时间维度上离散分布的光子(即，光能量的最小单元)的形式被成像装置中的像素单元探测，通过读出像素单元所记录的数据，便可以得知探测到的光子数。

目前，如图1所示，现有的成像装置100一般由含有多个像素单元101的阵列构成，像素单元101包含探测子单元102以及1bit存储器103。探测子单元102可以为PMT、SPAD或SiPM，其可以在探测到光信号(即，受到光子冲击)时产生电脉冲信号；1bit存储器103可以用于记录探测子单元102是否探测到光子，其可以具有“0”和“1”这两种状态，其中，“0”表示初始状态以及探测子单元102未探测到光子，“1”表示探测子单元102已探测到光子。成像装置100的工作原理如下：当探测子单元102探测到光子后产生电脉冲信号，并将所产生的电脉冲信号发送给1bit存储器103；当1bit存储器103接收到探测子单元102产生的电脉冲信号后，将其状态从初始状态“0”改变为“1”；同时探测子单元102受到1bit存储器103的状态控制而不再产生电脉冲信号；在读出1bit存储器103的状态后将其状态重置为初始状态，探测子单元102相应地在1bit存储器103的状态控制下重新接收光信号以产生电脉冲信号。当对所有像素单元101持续循环扫描一段时间后，可以统计每个像素单元101中累计探测到的光子数。

发明内容

在实现本申请的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

像素单元101中的光子计数数据随系统时钟同步变化，在两个相邻时钟信号间到达多个光子时，像素单元101仅记录第一个被探测的光子，在重置前无法再次记录光子。因而，每个像素单元101的光子计数率上限受限于全局时钟频率及成像装置100中像素单元101的个数。在使用相同全局时钟频率时，成像装置100中像素单元101的个数越多，像素单元101因已记录到光子而等待重置导致的死时间越长，这影响了成像装置的光子计数动态范围。

为了解决以上技术问题，本申请揭示了一种成像装置的数据读出方法，以实现提高成像装置的光子计数动态范围的目的。

为了实现上述目的，本申请采用了如下技术方案：

一种成像装置的数据读出方法，所述成像装置包括由N个像素单元构成的像素阵列，其中，N为大于等于4的正整数，所述数据读出方法包括以下步骤：

步骤S1，按照预设顺序对所述N个像素单元进行排序；

步骤S2，按照所述N个像素单元的排序顺序依次对所述N个像素单元进行数据读出操作，并且在对每个像素单元进行数据读出操作时，同时对排序紧邻其之前的像素单元进行计数重置操作、对排序紧邻其之后的像素单元进行探测关闭操作、以及对剩余的N-3个像素单元进行电信号计数操作。