CN101551462A - 双功能探测器装置 - Google Patents

双功能探测器装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101551462A
CN101551462A CN200910118727.9A CN200910118727A CN101551462A CN 101551462 A CN101551462 A CN 101551462A CN 200910118727 A CN200910118727 A CN 200910118727A CN 101551462 A CN101551462 A CN 101551462A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pixel
sweep trace
detector
line
row
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
CN200910118727.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101551462B (zh
Inventor
D·阿尔巴利
A·J·库图尔
W·A·亨尼西
K·S·库姆普
F·高
J·Z·刘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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 General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of CN101551462A publication Critical patent/CN101551462A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101551462B publication Critical patent/CN101551462B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14643Photodiode arrays; MOS imagers
    • H01L27/14658X-ray, gamma-ray or corpuscular radiation imagers
    • H01L27/14663Indirect radiation imagers, e.g. using luminescent members
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/617Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise for reducing electromagnetic interference, e.g. clocking noise
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/14609Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/14636Interconnect structures

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

一种双功能探测器装置,其以普通操作模式或EMI校正模式操作以抑制探测器(33)中的EMI效应。探测器装置(33)可是用在成像系统中的平板x射线探测器。所述装置具有像素构造(60)和板读出技术,该板读出技术能实时的、高空间频率的对由数字x射线探测器(33)上的电磁辐射产生的噪声进行测量。所述测量可用于实时校准探测器以获得所有环境中的无伪影图像,包括那些包含时间和空间变化电磁场的。

Description

双功能探测器装置
技术领域
[0001]本发明通常涉及x射线成像系统。更具体地,本发明涉及改进的x射线探测器以及该探测器的操作方法。
背景技术
[0002]在诊断或医学成像领域,常规使用平板数字x射线探测器。平板数字x射线探测器通常提供更高的图像质量和改善的处理时间,图像存储和图像转移,超过之前已知的x射线膜技术。但是,当今所用的数字x射线探测器具有高灵敏度且使探测器易受电磁干扰(EMI)的影响,EMI在便携式探测器系统中更是可能发生。不同于传统的桌式或壁立式x射线系统在指定的x射线室中操作,便携式装置可在医院的几乎任何场所均可工作。还可发现,许多医院设备和系统干扰探测器且在x射线图像中产生伪影(artifact)。
[0003]平板x射线探测器现在得到常规使用以用于医学成像。在典型构造中,探测器对局部环境中产生的电磁辐射敏感。可产生电磁辐射的设备的例子包括CRT监视器,导管导航系统,和外科手术切除装置。时间和空间变化的电磁场可在x射线探测器中感应幻像(phantom)信号。这些图像伪影可降低x射线成像系统的整体图像质量。即使屏蔽可用来削弱电磁辐射的振幅,但是该屏蔽也将削弱x射线辐射且降低x射线成像系统的整体图像质量。所提出的发明将减小对电磁辐射的灵敏度而不减小x射线灵敏度。
[0004]
发明内容
[0005]根据本发明的第一方面,提供一种探测器装置,其包括:至少一个像素,其具有光电探测器部分和非光电探测器部分;第一线,其用以可操作地耦合像素的每部分;第二线,其设置成分离至少一个像素的中部,其中第二线并不操作地耦合至少一个像素;且其中第一线是能选择的以选择性地激活光电探测器部分。
[0006]根据本发明的第二方面,提供一种x射线探测器装置,其包括:多个像素,其包括光电二极管部分和用以接收x射线信号的FET部分;至少一条扫描线,其耦合到像素的至少第一部分用以选择性地激活像素的至少第一部分;以及至少一条数据线,其用以传导表示x射线信号的电荷。
[0007]根据本发明的第三方面,提供一种操作x射线探测器的方法,其包括:在采集过程中同时采集图像和电磁干扰(EMI)校正数据;以普通操作模式或EMI校正模式操作探测器。
附图说明
[0008]在通过参照附图阅读下面详细的描述时,这些和其他特征,方面,以及本发明的优点将变得更好理解,其中在所有附图中相同特征表示相同部分。
[0009]图1是根据本发明的一个实施例利用探测器阵列或平板x射线探测器的x射线成像系统的透视及结构图。
[0010]图2是平板数字探测器中典型像素结构的平面图。
[0011]图3是典型平板x射线探测器的已知图形,该典型平板x射线探测器包括2D光敏二极管阵列和按照行和列排列的开关晶体管(FET)。
[0012]图4是根据本发明实施例所示的平板探测器一部分的平面图。
[0013]图5是图4中所示的像素构造形成的x射线探测器板的示意和结构图。
[0014]图6是根据本发明的实施例示出双扫描线配置的探测器一部分的像素构造的示意图。
[0015]图7是根据本发明的实施例示出双扫描线配置的探测器一部分的装仓(binned)像素构造的示意图。
[0016]图8是根据本发明的实施例具有2×3像素单元的探测器一部分的装仓像素构造的示意图,其示出了在每个第二行像素之后增加的附加扫描线。
[0017]图9是根据本发明的实施例具有3×4像素单元的探测器一部分的装仓像素构造的示意图,其示出了在每个第二行像素之后增加的附加扫描线。
[0018]图10是根据本发明的实施例所示的具有双数据线的平板探测器一部分的平面图。
[0019]图11是根据本发明的实施例具有与每列像素相关的两个数据线的探测器装置中的像素构造的结构及示意图。
[0020]图12是根据本发明的实施例具有1×2像素单元的探测器一部分的像素构造的示意图,其示出了与每列像素相关的双数据线配置。
[0021]图13是根据本发明的实施例具有1×4像素单元的探测器一部分的装仓像素构造的示意图,其示出了与每列像素相关的双数据线配置。
具体实施方式
[0022]本发明涉及像素构造和板读出(panel read-out)技术,该板读出技术能实时、高空间频率地测量在x射线成像系统中使用的那种数字x射线探测器上的电磁辐射引起的噪声。
[0023]电磁辐射对数字x射线探测器的影响,即电磁干扰(EMI)与时间、空间(即平板上的x-y坐标)和探测器设计有关。与如下特征相关的低电平电参数使得电磁场耦合到数字探测器,该特征包括但并不局限于与像素构造相关的电阻、电容、带宽、几何大小和形状。
[0024]在本发明的一个实施例中,使用用于收集EMI校正数据和图像数据的二重(duplicate)装置结构,其中装置结构不仅包括像素,还包括用于寻址(address)和读出所选择的像素的线,该线包括数据线、扫描线、到相关读出电子部件的公共电极,如与每条数据线互通电信号中的专用集成电路(ASIC),其中ASIC用于读出电荷且将其转换为数字信号。使用本发明获得的测量可用于实时校准探测器从而在所有环境中(包括那些包含时间和空间变化的电磁场的环境)能获得无伪影成像。
[0025]在下面的附图中,相同的参考数字表示相同的部件。而本发明相对于x射线探测器、相应的x射线系统和操作每一个的方法进行描述,本发明能适合于多种目的且并不局限于下面的应用:计算机断层摄影(CT)系统、放疗或射线照相(radiographic)系统、x射线成像系统,以及已知的其他应用。本发明可应用于射线照相探测器、心电图(cardiographic)探测器,或其他已知的探测器。
[0026]在下面的描述中,多种操作参数和部件对一个示意实施例进行了描述。这些特定参数和部件仅作为实例,而并不局限于此。
[0027]现在参照图1,根据本发明的实施例示出了利用探测器阵列或平板x射线探测器32的x射线成像系统20的透视及结构图。系统20包括产生x射线束26的x射线源24,该x射线束穿过患者30的关注区域28。束26由于患者30的内部结构而削弱且由探测器32接收。系统20以两种模式进行操作,包括不抑制EMI的普通操作模式和EMI抑制模式,该EMI抑制模式同时以低于普通操作的速度读板探测器32,且还能对通过获得探测器32中的EMI偏移数据而产生的EMI进行校正。因此,根据本发明的多个实施例,系统20提供能以普通操作模式或EMI校正模式进行操作的双功能x射线探测器。
[0028]根据本发明的多个实施例,使用探测器32消除EMI的方法参照图6-9和图10-13进行了说明。
[0029]在本发明的一个实施例中,图像数据和EMI校正数据以与现有方法明显不同的方法同时收集,如在此描述的,现有方法不能同时收集校正数据,而且比图像数据更早或更晚的时候收集。在本发明的一个实施例中,以高空间频率采集EMI校正数据,如小于2cm,但在平板探测器32的整个有效区域不局限于100um。
[0030]EMI偏移校正能使x射线探测器以多种模式操作,其中一种模式包括对来自探测器的EMI进行抑制的EMI校正,另一个模式不包括EMI校正。
[0031]典型平板x射线探测器包括按照行和列布置的2D光敏二极管和开关晶体管(FET)阵列。在图1中描述的平板探测器32的一部分在图3中示出;探测器32由在图2中详细描述的多个像素构成。提供扫描线以控制晶体管的开关,且提供数据线以从阵列传导信号至读出电子部件。通常,数据线都具有连接在阵列每行上的FET。当扫描线被激励(energize)并接通一行FET时,x射线信号并行地同时被读出到数据转换电子部件。来自整个图像的数据通过顺序读出探测器的所有行而被读出。
[0032]通常,众所周知的且将在此大体描述的,数字x射线探测器通常具有由用作开关的场效应晶体管(FET)146和光电二极管148组成的像素阵列,从而以已知的方式探测光。FET146和光电二极管148包括例如非晶硅,在非晶硅上沉积碘化铯(CSI)或其他已知材料。碘化铯(CSI)吸收由x射线源产生的x射线,且将他们转化成光能,然后光能由光电二极管148探测。由于它们的构造,光电二极管用作电容器且以电荷的形式存储能量。
[0033]参考图2,平板数字探测器(如在图3中示出的探测器32)中典型像素结构132的平面图被示出。图2对典型平板x射线探测器中的单个像素进行了说明且包括一条扫描线134和一条数据线136。每个FET146与光电二极管148相关且包括栅极端150、漏极端152和源极端154。
[0034]光电二极管148具有阴极156和阳极158。阴极156耦合到FET的源极端154。如在图3中详细示出的,阳极158在公共电极162处耦合到电压源160,且具有公共电极电压电势。电压源160耦合到共同地164。假定FET146用作理想开关,由数据线电势和公共电压电势之间的电势差形成的横跨光电二极管148的电压电势可以称为光电二极管偏压。
[0035]如在美国专利公开号为2005/0121616A1中公开的,扫描线和数据线可以连续的横跨整个板或切断一次(通常在中间)且在板的边缘处连接到外部电子部件,其公开,包括在那里引用的参考,在此合并作为参考。通常,单个像素形成横跨整个板重复的单元,因此所有像素设计成大致相同。
[0036]如在美国专利公开号为2005/0121616A1中公开的,在此引用作为参考,探测器具有分割(split)设计,该分割设计的左半部具有耦合到第一驱动电路的像素,其右半部具有耦合到第二驱动的像素。左半部中的每个像素与右半部中的像素均耦合到公共数据线。每个半部具有相应的像素、扫描线和数据线组,其许多实例在下面进行陈述。具有多个组且所述组可以是多种尺寸的。扫描线是分割的从而左半部的像素耦合到第一驱动电路的扫描驱动器,右半部的像素耦合到第二驱动电路的扫描驱动器。多种顺序的读出技术可用于读每个选择的像素或选择的像素组。
[0037]根据本发明的实施例,图4是平板探测器33(如在图1中示出的探测器)一部分的平面图。
[0038]在图4中示出的本发明的实施例中,增加附加扫描线或数据线从而增加单元以大于单个像素。
[0039]即使邻近的扫描线(如扫描线40a,40b)示出为彼此隔开,邻近的扫描线可以“层叠”在一起,以最大化光电二极管填充因子。当邻近的扫描线层叠时,沿着与探测器33的平面垂直的方向,邻近的层叠扫描线由绝缘材料隔开或分隔。分隔或绝缘材料保证在邻近的扫描线之间没有导电连接,类似于如在图1中示出的没有层叠的扫描线40之间的分隔。
[0040]在探测器33的操作过程中,像素单元60由扫描电路38经由扫描线40进行扫描(如图1中所示),从而产生曝光数据。
[0041]每个单元60独立测量x射线辐射强度以产生曝光数据,该x射线幅射在相应的像素曝光区域或光电二极管区域上被接收。曝光数据由读出电子部件或电路42通过使用数据线44而接收和数字化(如图1中所示)。
[0042]如图4所示,当供电或激励时,扫描线40a、40b分别工作以激励FET 62a、62b。现在参照图4,根据本发明的实施例示出了像素单元60的结构图。像素单元60具有两个像素60a(如图4中所示的像素单元60的左侧),和60b(如图4中所示的像素60a的右侧),每个像素包括各自的光电探测器部分,如与像素60a、60b相关的光电二极管64a、64b(如图所示分别为光电二极管64a和光电二二极管64b的上部和下部),和非光电探测器部,其中像素单元60的像素60a,60b耦合到选自激活非光电探测部分(如FET62a,62b)的扫描线40a或40b的至少两条线。FET的位置限定像素单元的尺寸,其中像素单元是在探测器阵列中重复的最小结构。如图4所示,单元60中的每一个FET附接到不同扫描线上。与像素60a相关的FET62a附接到扫描线40a,与像素60b相关的FET62b重新置于像素60b中(图5中像素60b的中间所示)以与扫描线40b相连接。两个像素60a,60b限定2×1像素单元。增加附加扫描线40b以附接到与多个选择的像素相关的多个选择的FET,其中多个选择的FET移动到像素中不同的位置以使得与附加扫描线的连接便利。
[0043]贯穿像素单元60一部分的新扫描线40b减少相应扫描线或数据线之间短路的可能。为了最小化新扫描线或数据线的电容和到每一个光电二极管的电容性耦合,除去新扫描线40b上的光电二极管材料。每一个分割的光电二极管64a,64b分别包括相关的导电桥82a,82b,或将每一个分割的光电二极管的阴极74a,74b连接在一起的接触。导电桥82a,82b包括导电材料如金属,且横跨附加的扫描线40b而连接每个光电二极管64a,64b的两部分。附加的通孔65a,65b将公共电极76分别连接到每个分割的光电二极管64a,64b的两部分。
[0044]现在参照图5,根据本发明示出了x射线探测器板33的示意及结构图,该探测器板33由图4中所示的具有双扫描线40b和数据线44的像素结构形成,其中扫描线40b将每个像素二极管64a,64b分割成两部分,每一个数据线44都与选择的像素单元60相关。像素60a,60b的被选择的部分包括由相关扫描线40b分割成两半的光电二极管64a,64b,其中两个光电二极管64a,64b每个都与公共电极76并联耦合,其连接到每个光电二极管64a,64b的相应阳极84a,84b。公共电极76进一步连接到电压源80。
[0045]如图5所示,所有其他像素60都包括与分割二极管64a,64b相关的相应场效应晶体管(FET)62。交替设置的每个FET62包括栅极端70,漏极端72和源极端75。因此,所有其他像素60包括与分割二极管64a,64b相关的FET62。
[0046]在如图5所示的发明实施例中,由于与每个像素部分60a,60b相关的每个FET分别耦合到相关的第一扫描线40a和第二扫描线40b,则要提供两倍数量的扫描线40。
[0047]第一组扫描线40a耦合在选择的FET的栅极端70和驱动或扫描电路38之间,且当激励时工作以激活每个像素64a。第二组扫描线40b耦合到没有连接到第一组扫描线40a的一组选择的FET上,且当激励时激活每个像素64b。数据线44耦合在选择的FET的漏极端72和读出电子电路42的读出电子部件之间。
[0048]扫描线40a,40b用于激活行或行片段中的选择的FET且同时允许在特定的行或行片段中的相应光电二极管充电。数据线44用于对光电二极管64放电,从而从其收集曝光或偏移数据。数据线44由读出电路42用来读从光电二极管64放电的电荷量。随着每个扫描线40a,40b被激活,每条数据线44具有相关的读出通道(未示出),采集处理电路48或读出电路42从读出通道接收来自相关激活扫描线上的每个像素单元60中的光电二极管64a,64b的曝光数据,数据线同时恢复为初始电荷。
[0049]现在参照图1和5,横跨每个像素单元的光电二极管64的电压通常由偏置电路46控制。光电二极管共偏置或电极电路46电耦合到探测器32,33且控制像素单元60的阳极电压。
[0050]控制器50电耦合到读出电路42和扫描电路38。控制器50控制读出次序和速度,以及光电二极管共偏置电压。虽然控制器50所示为读出电路42的一部分,也可以是其他电路(如光电二极管共偏置电路46、扫描电路38或采集控制和图像处理电路48)的一部分。控制器50电连接到公共电极76。根据所需控制器50可以改变公共电极电势。公共电极76的电势(其对光电二极管偏置起作用且直接涉及光电二极管偏置)由控制器50进行控制。
[0051]偏置电压等于公共电极76的电压电平与相应光电二极管数据线的电压电平的差,分割的光电二极管64a,64b充电到该偏置电压。为了光电二极管64a,64b存储电容电荷,它们被反向偏置,这样每个分割的光电二极管64的每个光电二极管阳极84a,84b耦合到公共电极76,其具有比数据线44更负压的电压电势。
[0052]采集控制和图像处理电路48电耦合到x射线源24、扫描电路38、读出电路42和偏置电路46,且调整其操作。采集控制和图像处理电路48响应曝光数据重建图像34,其显示在监视器36上。
[0053]采集控制和图像处理电路48和控制器50可以基于微处理器,如具有中央处理单元、存储器(RAM和/或ROM)和相关输入和输出总线的计算机。处理电路48和控制器50可简单的由逻辑状态机或其他已知的逻辑装置形成。处理电路48和控制器50可以是电子控制模块、中央主控制单元的一部分,或每个是独立控制器,如图所示。
[0054]多个相似形成的像素单元60交替设置以形成多个这样的像素单元,其能选择性地激活光电二极管部分且确定EMI校正数据偏移值。
[0055]现在参照图1和5,探测器33分成多个像素单元60,其包括读像素或次像素和校准像素,读像素或次像素通过相关数据线被读出到读出电子部件,校准像素提供校准数据以确定EMI校正数据(ECD)。基于哪条扫描线被激励,每个像素可以是读像素或校准像素。每个像素单元60是与读像素和校准像素的重复模式相关的几何最小的一个或多个像素,其中每个像素单元60的间距(pitch)与沿着线性x或y方向的一组重复像素的最大尺寸相等。每个EMI校正数据像素(ECD)的间距等于扫描线的数量乘以每个像素的最小预定间距。在本发明的实施例中,两个邻近扫描线之间的距离被定义为像素间距。
[0056]根据本发明的多个实施例,具有变化的像素单元的所选择探测器的一部分在图6-9和12-13中示出,探测器33可具有任意数量的像素单元,该像素单元以M×N维排列,其限定了每像素单元单独像素数目,其中M为限定每行或行片段单独像素数目的正整数,N是限定每列单独像素数目的正整数。
[0057]每条数据线经由相关FET和二极管像素连接到数据线相关列中选择的像素部分。相似地,每条扫描线经由相关FET连接到相关行中的像素的一部分。由于行上的每个像素必须连接到扫描线以适当运行,其余像素必须连接到邻近的扫描线中的一条。
[0058]奇和偶数据线具有大致相同的结构和特征,包括但并不局限于电阻、电容、几何形状和尺寸、光反射率、材料,以及附接到奇和偶数据线FET的数目,且接近地间隔开。
[0059]在本发明的实施例中,具有形成重复像素单元的像素的每行组的总数n+1条扫描线可以在限定相应像素单元的每n行处增加,其中n为正整数。多个像素单元以重复模式设置,其中每个单元由n乘m像素进行限定,其中n限定与每个单元相关的行数,m限定与每个单元相关的列数。如下面更详细描述的,EMI校正数据在每n+1个像素处获得。此外,包括EMI校正数据的板的间距是需要激活的所选择像素单元的扫描线最小量乘以最小预定间距。
[0060]在本发明的实施例中,非操作(“伪”)扫描线通过不具有可操作的附加扫描线的每行像素而增加。附加伪扫描线允许探测器阵列中的每个像素具有大致相似特征,因此以避免空间相关图像伪影。伪扫描线确保每个像素具有相似的低电平特征,包括但不局限于总电容、电容耦合系数、填充因数、光收集率、延迟。
[0061]当以普通EMI校正模式运行时,需要更多的扫描线连接和电子部件,且对增加的每个附加扫描线来说板读出率减少。但是,板读出率可通过选择性对单独或扫描线组激励以及通过选择性读出单独或像素单元组而减少。
[0062]对具有预定最小像素间距X的探测器板的读出时间,其中探测器板具有与形成重复像素单元的重复模式相关的n+1个扫描线和n行。当EMI校正发生时,探测器板的像素间距X乘以等于n+1/n的标量因子以确定实际板读出时率(time rate)((n+1/n)*X)。
[0063]在本发明的实施例中,当每条扫描线被分别激励时,探测器以EMI探测模式操作,第一条扫描线被激励后,当第一条扫描线之后的每条后续扫描线顺序并选择性被激励时,图像采集序列继续进行,然后每个像素或像素单元通过相应数据线而选择性以及顺序的被读取。
[0064]当探测器不以EMI探测模式操作时,而是以普通的、非EMI探测模式(普通操作模式),探测器的操作与不具有附加扫描线的探测器相同,使用选择性激活的一个或多个扫描线和数据线以激励并读探测器中的像素或像素单元组。当以普通模式操作时,在探测器顺序读的过程中在同一时间同时激励的扫描线的数量等于n+1,其中EMI校正在每n+1个像素处发生,如果n+1个像素是在n+1个扫描线被激活时读的,EMI校正像素作为读像素在数据线上激活并读出,不提供EMI校准数据。因此,对发生的EMI校正,不超过n条扫描线在每次板读出的同一时间而同时被激励。
[0065]在本发明的实施例中,不管探测器是以EMI校正模式还是普通模式操作,在每次扫描事件中以顺序方式同时横跨像素的所选择部分的数据线最小数量等于n+1。因此,如果在每n+1个像素处发生EMI校正,在每行或行组的每条扫描线激活过程中,n+1组数据线从每n+1个像素单元中读出数据。
[0066]在如图6-7所示的本发明的实施例中,包括能以普通模式或EMI校正模式操作的探测器部分。探测器包括两倍数量的图2中所示的扫描线。
[0067]图6是根据本发明实施例示出了双扫描线配置的探测器部分的像素构造的示意图。
[0068]在图6所示的实施例中,探测器显示300的一部分被示出,其具有在每隔一列设置的多个像素304,和与像素304相邻每隔一列设置的多个像素306。例如,探测器的像素单元以行或行片段和列矩形设置,当然也可以使用其他设置。每行或行片段通过扫描线指定,每列通过数据线指定。
[0069]多个FET与每个像素304和306相关。每隔一个FET(示出为放大的黑矩形)移动到新扫描线,因此导致在整个板上重复的1×2像素单元330。每行像素的两条扫描线形成1×2像素单元。
[0070]在每行中设置的多个像素在像素304和306之间交替,其中像素304是奇像素且置于奇数据线(数据线1,3,...m,其中m是奇整数)和奇扫描线上,偶像素306置于偶数据线(数据线2,4,...n,其中n是偶整数)和偶扫描线上。每个像素304分别由下面组的像素部分形成:304a1和304a2;304b1和304b2;304c1和304c2;以及304d1和304d2。相似地,每个像素306分别由下面组的像素部分形成:306a1和306a2;306b1和306b2;306c1和306c2;以及306d1和306d2。
[0071]如图6所示,每个像素进一步与特定行片段相关且由相关扫描线激活。例如由像素部分304a1和304a2形成的像素304置于行片段a1中且由扫描线a1激活。
[0072]每行或行片段可由偶扫描线或奇扫描线激活。具有分割行中光电二极管的第二扫描线的每行由两个行片段构成,如图6中所示:行A由行片段a1和a2限定,行B由行片段b1和b2限定,行C由行片段c1和c2限定,行D由行片段d1和d2限定。非限制数目的行z可由片段z1和z2限定,其中z1与奇扫描线相关且由该奇扫描线激活,z2与偶扫描线相关且由该偶扫描线激活。
[0073]当奇像素304由奇扫描线激活时,奇像素为读像素且偶像素为校准像素。相似的,当偶像素306激活时,偶像素为读像素且奇像素为校准像素。
[0074]在本发明的实施例中,当探测器以EMI校正模式操作时,每条扫描线顺序及连续地被激励。当以该模式操作时,探测器以探测器普通操作速度一半的速度进行操作,因此板读出率降低到与普通板读出相关的速率的一半,且在横跨整个激活区域的每隔一个像素位置提供实时EMI校正数据。
[0075]在本发明的实施例中,每个EMI校正像素单元330的间距等于激活具有重复模式的像素单元所需要的扫描线的数量,其中在图6中,扫描线的数量是两条线乘以最小预定间距。在本发明的实施例中,预定间距等于200um,因此EMI校正像素单元的间距等于400um。
[0076]当以EMI校正模式操作时,如参照图6所示,第一条扫描线被激励,且奇像素304(其由FET连接到奇数据线(数据线2,4,6...a,其中a为正偶整数))被放电,包括EMI失真的图像信号由读出电子部件在奇数据线上读出。由于偶像素306不具有连接到奇扫描线的FET,偶数据线(数据线1,3,5...b,其中b为正奇整数)上的信号由EMI和偏移信号产生,其中,除了由基本上源自连接到相关偶数据线的其他FET的EMI电荷产生的信号之外,EMI和偏移信号具有与连接到相应的数据线的每个相关FET的电荷泄漏有关的偏移。
[0077]因此,来自偶数据线的信号表示仅取自EMI数据或偏移校正数据的EMI获得。沿着偶数据线传输的EMI信号与沿着奇数据线传输的图像信号同时进行测量。每条数据线顺序单独地或作为像素组(像素单元)读像素,其中单独的或数据线组同时读出到读出电子部件。一旦每个像素或像素单元被读,像素重新初始化为初始状态。
[0078]在本发明的实施例中,当无x射线照射板或板的部分时,偏移值根据沿着数据线读出的EMI校准数据而确定,其中当无x射线照射时,与读出的像素相关的FET截止。从当x射线以比x射线不照射板早或晚的时候照射板时从数据线读的信号,减去当x射线不照射板时从该数据线读的信号,来确定标准偏移校正。偏移校正表示EMI只在相关数据线上对信号有贡献。来自沿着相关数据线偏移值的偏移校正数据用于从沿着该相关数据线读出的图像数据校正EMI。在本发明的实施例中,对来自两条邻近数据线的EMI数据加以平均以移除EMI信号梯度。
[0079]在本发明的另一个实施例中,来自大于两条邻近数据线的EMI数据用于移除EMI信号梯度且减少与EMI校正处理相关的额外电子噪声。统计方法如,但并不局限于最小二乘拟合法,或插值用以在期望像素或像素单元处获得低噪声EMI校正数据。
[0080]在本发明的实施例中,可替代设置的FET而设置从而调换奇像素和偶像素。具有可替代像素构造的板以与图6中所示的板相似的方式进行操作。
[0081]为了增加EMI检测和预防中的一致性,FET的可替代设置(称为装仓(binning)),通过提供EMI校正像素的一致空间频率而实现最优EMI校正。此外,当以装仓模式操作时,沿着数据线的读出速度增加。
[0082]在本发明的实施例中,FET沿着n+1个扫描线放置(其中n为用以FET的期望重复模式的总行数),从而探测器中的像素被装仓以包括在每n+1个像素处的EMI校正像素。当像素在每n+1个像素处被校正时,EMI校正像素的特定频率是最优的。
[0083]图7是根据本发明实施例示出双扫描线配置的探测器一部分的装仓像素构造的示意图。更具体地,图7是探测器302一部分的结构图,其中像素304,306以棋盘(checkerboard)方式设置,从而像素304和306对于每列和每行交替。棋盘方式提供像素的最优设置以通过提供一致空间频率而实现最优EMI校正。如图7中所示像素的构造提供像素的对称分布,其中探测器的空间分辨率在一维上切成两半。
[0084]在本发明的另一个实施例中,当在EMI校正模式和/或普通操作模式中时,除了像素设置,通过选择性地激活扫描线进行装仓以允许期望的板读出速度。
[0085]如图7所示,奇扫描线表示为扫描线a1,b1,c1,...Ro,其中Ro对应特定的奇行数,偶扫描线表示为扫描线a2,b2,c2,...Re,其中Re对应特定的偶行数。
[0086]在本发明的实施例中,当以EMI校正模式操作时,扫描线a1被激励且激活行a1中的每个像素304(分别由像素部分304a1和304a2形成),其通过相关数据线而读出到读出电子部件。当行a2激活时,每个像素306(分别由像素部分306a1和306a2形成)分别读出用以校正像素304中EMI偏移的校准数据到数据线,该像素304由像素部分304a1和304a2形成。然后每条后续扫描线(扫描线b1,扫描线b2,...扫描线Ro,扫描线Re)顺序地激活且校正以相似方式继续进行,其中由于双倍的被激励的扫描线和之后由数据线来读的像素,板读出率减小一半。
[0087]在本发明的另一个实施例中,当以装仓EMI校正模式操作时,如图7所示,两条奇数扫描线或两条偶数扫描线同时被激励以对邻近行中的信号进行装仓。如图7所示,由于分别与二维2×2像素模式中的每个像素相关的FET的设置,两组每个像素304(例如,304a1和304a2;和304b1和304b2)和306(例如,306a1和306a2;和306b1和306b2)形成2×2像素单元332。在装仓EMI校正模式中,EMI校正数据仍旧从每隔一列中获得,如在图6所示的实施例中,但是探测器能够以1X的初始板读取率读出,因为每行中只有一半像素通过相关数据线来读。
[0088]在图7所示的装仓EMI校正模式中,初始地,两条奇扫描线(扫描线a1和b1)同时被激励以对来自像素304的信号激励和装仓,该像素304彼此邻近且对角放置,其中被激励的扫描线a1激活像素304a,每个都由像素部分304a1和304a2形成,其中被激励的扫描线b 1激活由像素部分304b1和304b2形成的像素304b。当像素304a和304b激活时,然后来自像素的数据在相关数据线上读出到读出电子部件,EMI校正数据在相关数据线上从像素306a和306b读出。一旦两条奇扫描线被读,接下来的后续两条偶扫描线(扫描线a2和b2)同时被激励以对来自像素306的信号激励和装仓,该像素306彼此邻近且对角放置,其中被激励的扫描线a2激活像素306a,每个都由像素部分306a1和306a2形成,其中被激励的扫描线b2激活由像素部分306b1和306b2形成的像素306b。当像素306a和306b激活时,则来自像素306a和306b的数据在相关数据线上读出到读出电子部件,EMI校正数据在相关数据线上从像素304a和304b读出。
[0089]然后每个后续组的奇扫描线和偶扫描线(扫描线c1,扫描线d1,扫描线c2,扫描线d2......扫描线Ro,扫描线Ro+1,扫描线Re,扫描线Re+1)顺序激活且以相似方式继续进行,其中板读出率为1X,这是由于在某一时间两组扫描线同时读。
[0090]在用于探测部分302的装仓普通操作模式中,如图7所示,与4像素单元332相关的四条邻近的扫描线(扫描线a1,a2,b1和b2)立即被激励,从而以两倍于初始读出速度的速度(2X,分辨率减半)读板,且没有EMI校正数据。
[0091]但是,所有对图7中所示的对称双扫描线设置可用的操作以及读板模式,对这样像素设计来说是不可用的:与横跨板的非对称分组像素相结合,不止每隔一行增加附加扫描线。
[0092]图8是根据本发明实施例的具有2×3像素单元的探测器一部分的装仓像素构造的示意图,其示出了每个第二行像素之后增加的附加扫描线。
[0093]在图8中所示的实施例中,示出了探测器显示312的部分。对于每n行,提供n+1条扫描线。探测器显示部分312在每第二行之后增加附加扫描线,其中行数n为2,且其中扫描线数量等于n+1,或3。因此,对重复像素模式的每两行来说(n等于2),需要3条扫描线(2加1)来激活每两行。当以EMI校正模式操作时,2×3像素单元(2行×3列)334在每个第三像素提供EMI校正数据。每个第二行附加扫描线的增加减少板读出率至每2行3条扫描线或慢于初始板读出率的1.5X。在图8的EMI校正模式中使用的像素单元的间距等于3条扫描线乘以单独像素的最小预定间距。在本发明的实施例中,单独像素的间距为200um,因此单元334的间距为3条扫描线乘200um,或600um。
[0094]现在参照图8,探测器显示部分312包括横跨像素单元334中所示的两行和三列以重复模式设置的像素314,316和318。每隔一行之后增加附加的扫描线,从而将探测器部分312每隔一行分割成图8中所示的两个行片段。非限制数量的行可以通过非分割行的重复模式结合每个非分割行之间的分割行进行限定。第一和第二扫描线激活非分割行,第二和第三扫描线激活分割行。
[0095]如图8所示,第一组像素314和318以在选择行上的两个像素314和一个像素318的重复模式设置,其中像素314与第一条相应扫描线(分别为扫描线a和c)相关,像素318与邻近相应第一条扫描线(分别为扫描线a和c)的第二条相应扫描线(分别为扫描线b1和d1)相关,第二组像素316和318以在与两条扫描线相关的所选择行上的重复模式设置,其中像素318与邻近第一条扫描线(分别为扫描线a和c)的第二条扫描线(分别为扫描线b1和d1)相关,其中像素316与邻近第二条扫描线(分别为扫描线b1和d1)的第三条扫描线(分别为扫描线b2和d2)相关。第三条扫描线(分别为扫描线b2和d2)将像素316和318分割成两半,因此每隔一行分割成行片段。
[0096]多个FET与每个像素314,316和318相关。每个FET,所示为特定像素中的放大矩形点,分别与每个像素314,316和318相关,每一个与特特定扫描线相关。如图8所示,像素314与第一条扫描线(分别为扫描线a和c)相关,像素318与第二条扫描线(分别为扫描线b1和d1),扫描线316与第三条扫描线(分别为扫描线b2和d2)相关。
[0097]像素314,316和318的重复设置形成在整个板上重复的2×3像素单元334,其中行a和c不是由扫描线分割的,但是行b和d是由扫描线分割的,因此分别形成行片段b1和b2,以及d1和d2。行片段b1和b2形成行b,行片段d1和d2形成行d。当扫描线a和c被激励时,行a和c被激活。当两条扫描线b1和b2,以及两条扫描线d1和d2分别被选择性地激活时,行b和d分别被选择性地激活。
[0098]当扫描线b1和d1分别被选择性地激活时,行片段b1和d1被选择性地激活,当扫描线b2和d2分别被选择性地激活时,行片段b2和d2被选择性地激活。
[0099]在本发明的实施例中,探测器部分312以装仓普通的非EMI校正模式(装仓普通模式)进行操作。当以装仓普通模式操作时,两行由三个邻近扫描线同时被激活。如图8所示,为了分别同时激活邻近行a,b,c和d,与行a和b相关的三条扫描线a,b1和b2,以及与行c和d相关的三条扫描线c,d1和d2,分别同时被激励。由于三行被读,只有总数据的三分之一从三行中的每一个中读出,板的读出率可为初始板读出率的1X。
[00100]当探测器部分312以EMI校正模式操作时,每条扫描线被分别激活。因此,扫描线a,b1和b2被分别激活,且每一个同时在每组的三条数据线(1-3,4-6,...奇数-奇数+2,偶数-偶数+2)上读出,该三条数据线对应每个像素单元334中的像素。分别地,当选择性地激活扫描线a和c时,形成每行中像素的像素单元334的每组重复像素被读到三组数据线上,a行中的像素314a被读到数据线1和2,当扫描线a被激励时,像素318被读到数据线53从而为像素314a提供校准数据,行c中的像素314c被读到数据线1和2,当扫描线c被激励时,像素318c被读到数据线3上从而为像素314c提供校准数据。类似地,当分别选择性地激活扫描线b1和d1时,由与行片段b1相关的像素部分318b1和318b2形成的像素318被读到每第三条数据线(数据线1和数据线4),由与行片段b1相关的像素部分316b1和316b2形成的像素316被读到每隔一个的两条数据线(数据线2,数据线3,和数据线5,数据线6)从而为像素318提供校准数据,由与行片段d1相关的像素部分318d1和318d2形成的像素318被读到每第三条数据线(数据线1,数据线4),像素316(由像素部分316d1和316d2形成)被读到每隔一个的两条数据线(数据线2,数据线3和数据线5,数据线6)从而为与行片段d1相关的像素318提供校准数据。当选择性地激活扫描线b2和d2时,与行片段b2相关的像素316(由像素部分316b1和316b2形成)被读到每隔一个的两条数据线(数据线2-3,和数据线5-6),与行片段b2相关的像素318被读到每第三条数据线(数据线1和数据线4)从而为与行片段b2相关的像素316提供校准数据,与行片段d2相关的像素316(由像素部分316d1和316d2形成)被读到每隔一个的两条数据线(数据线2-3和数据线5-6),与行片段d2相关的像素318被读到每第三条数据线(数据线1和数据线4)从而为与行片段d2相关的像素316提供校准数据。
[00101]但是,操作板以及读板的所有模式对2×3像素单元设计都是不可用的,该板对图6-7中所示的双扫描线设置是可用的。
[00102]在本发明的实施例中,如图8所示,示出了2×3像素单元设计。具有2×3像素单元设置的板不能以初始速度及分辨率读出,其中初始速度和分辨率即为当不存在EMI校正数据时探测器的读出速度和分辨率。此外,由于像素的不对称设置以及通过板的扫描线,图8中所示的板不能以具有EMI校正数据的装仓模式运行。但是,图8中所示具有像素构造的无EMI校正的2行装仓模式可使用图8中所示的板设置而运行,因此允许探测器以普通1X操作速度来读。
[00103]在图9所示的实施例中,示出了探测器显示320的一部分。图9是根据本发明的实施例具有3×4像素单元的探测器部分的像素构造示意图,其示出了在每第二行像素之后增加的附加扫描线。对于每n行,提供n+1扫描线。探测器显示部分320在第三行后增加附加扫描线,其中行数n等于3,其中扫描线数等于n+1或4。因此,对重复像素模式的每三行(n等于3),需要4条扫描线(3加1)来激活每三行。当以EMI校正模式操作时,3×4像素单元(3行×4列)336在每第三和第四或每第四像素处提供EMI校正数据。每第二行附加扫描线的增加减少板读出率到4扫描线/3行或比初始板读出率慢1.33X。在图9EMI校正模式中使用的像素单元的间距等于4条扫描线乘以单独像素的最小预定间距。在本发明的实施例中,单独像素的间距为200um,因此,单元336的间距为4条扫描线乘200um,或800um。
[00104]现在参照图9,探测器显示部分320包括像素322,324,326和328,所述像素横跨像素单元336中所示的三行四列以重复模式装仓。附加扫描线在每隔一个的两行之后增加,从而将探测器部分320的每隔一个的两行分割成如图9所示的两个行片段。不限数量的行可由非分割行与在每两个非分割行之间的分割行结合的重复模式限定。第一条和第二条扫描线激活第一非分割行,第二条和第三条扫描线激活第二非实线行,第三条和第四条扫描线激活分割行。
[00105]如图9所示,第一组像素322和326以在选择的行上的一个像素326和三个像素322的重复模式设置,其中像素322与第一条相应扫描线(分别为扫描线a和d)相关,像素326与邻近相应第一条扫描线(分别为扫描线a和d)的第二条相应扫描线(分别为扫描线b和e)相关,第二组扫描像素326和328以在选择行上两个像素328和两个像素326的重复模式设置,其中像素326与第二条相应扫描线(分别为扫描线b和e)相关,像素328与邻近相应第二条扫描线(分别为扫描线b和e)的第二条相应扫描线(分别为扫描线c1和f1)相关,第三组像素324和328以在与两条扫描线相关的选择行上的三个像素328和一个像素328c的重复模式设置,其中像素328与邻近第二条扫描线(分别为扫描线b和e)的第三条扫描线(分别为扫描线c1和f1)相关,其中像素324与邻近第三条扫描线(分别为扫描线c1和f1)的第四条扫描线(分别为扫描线c2和f2)相关。第四条扫描线(分别为扫描线c2和f2)将像素324和328分割成一半,因此将每隔一行分割成行片段。
[00106]多个FET与每个像素322,324,326和328相关。每个FET,如特定像素中放大矩形点所示,其分别与每个像素322,324,326和328相关,每个都与特定扫描线相关。如图9所示,像素322与第一条扫描线相关(分别为扫描线a和d),像素326与第二条扫描线(分别为扫描线b和e)相关,像素328与第三条扫描线(分别为扫描线c1和f1)相关,像素324与第四条扫描线(分别为扫描线c2和f2)相关。
[00107]装仓像素322,324,326和328的重复设置形成在整个板上重复的3×4像素单元336,其中行a,b和d,e不是由扫描线分割的,但是行c和f是由扫描线分割的,因此分别形成行片段c1和c2,以及c1和c1。行片段c1和c2形成行c,行片段f1和f2形成行f。当扫描线a,b和d,e被激励时,行片段a,b和d,e被激活。当两条扫描线c1和c2,以及两条扫描线f1和f2分别被选择性地激活时,行c和f分别被选择性地激活。
[00108]当扫描线c1和f1分别被选择性激活时,行片段c1和f1分别被选择性激活,当扫描线c2和f2分别被选择性激活时,行片段c2和c2被选择性激活。
[00109]在本发明的实施例中,探测器部分320以装仓普通,非EMI校正模式(装仓普通模式)操作。当以装仓普通模式操作时,通过四条邻近扫描线而同时激活三行。如图9所示,为了分别同时激活邻近行a,b和c,和d,e和f,与行a,b和c相关的四条扫描线a,b,c1和c2,与行d,e和f相关的四条扫描线d,e,f1和f2分别同时被激励。板的读出率是初始板读出率的1X,这是由于四行被读而只有整体数据的一部分从四行中的每一行读出。
[00110]当探测器部分320以EMI校正模式操作时,每条扫描线分别被激活。因此,扫描线a,b,c1和c2被分别地激活,且每一个都同时在与每个像素单元336中像素对应的每组四条扫描线(1-4,5-7,...奇数-奇数+3,偶数-偶数+3)上读出。当选择性激活扫描线a,b和d,e时,形成每行中像素单元336的每组重复像素被分别地读到四组数据线上,行a中的像素322a被读到数据线1-3上,像素326a被读到数据线4上从而为像素322a提供校准数据,行d中的像素322d被读到数据线1-3上,像素326d被读到数据线4上从而为像素322d提供校准数据。分别地,行b中的像素326b被读到数据线1-2上,像素328b被读到数据线3-4上从而为像素326b提供校准数据,行e中的像素326e被读到数据线1-2上,像素328e被读到数据线3-4上从而为像素326e提供校准数据。类似地,当分别选择性激活扫描线c1和f1时,与行片段c1相关的像素328(由像素部分328c1和328c2形成)被读到每第四条数据线(数据线1和数据线5)上以及像素324(由像素部分324c1和324c2形成)被读到每隔一条的三条数据线(数据线2-4和数据线5-7)上从而为与行片段c1相关的像素328提供校准数据,由与行片段e1相关的像素部分328f1和328f2形成的像素328被读到每第四条数据线(数据线1,数据线5)上,与行片段f1相关的像素324被读到每隔一条的三条数据线(数据线2-4,和数据线5-7)上从而为与行片段f1相关的像素328提供校准数据。当选择性激活扫描线c2和f2,与行片段c2相关的像素324(由像素部分324e1和324e2形成)被读到每隔一条的三条数据线(数据线2-4和数据线6-8)上,与行片段c2相关的像素328被读到每第四条数据线(数据线1,数据线5)上从而为与行片段c2相关的像素324提供校准数据,行片段f2中的像素324f2被读到每第四条数据线(数据线1,数据线5)从而为与行片段f2相关的像素324提供校准数据。
[00111]但是,对图6-7中所示的双扫描线设置可用的操作以及读板的所有模式对3×4像素单元设计是不可用的。
[00112]在本发明的实施例中,如图9所示,示出了3×4像素单元设计。具有3×4像素元设置的板不能以初始速度和分辨率读出,其中初始速度和分辨率即为当无EMI校正数据存在时探测器的读出速度和分辨率。此外,由于通过板的扫描线和像素的不对称设置,图9中所示的板不会以具有EMI校正数据的装仓模式运行。但是,具有图9所示的像素构造的无EMI校正的3行装仓模式通过使用图9中所示的板设置而进行,因此允许探测器以普通1X操作速度来读。
[00113]在图9中,附加扫描线只是在每第三行之后增加,其中n等于3,其中扫描线的数量等于n+1,或4。这将产生3×4像素单元且在每第四像素处提供EMI校正数据。增加总时间以读出板的标量因子为4/3或1.33X。
[00114]图10-13公开了增加附加数据线而代替附加扫描线的本发明的实施例,其中与每个单元450相关的FET附接到每隔一个的数据线上,其中两条数据线中只有一条可操作地耦合到每个像素上。
[00115]在图10中所示的本发明的实施例中,附加数据线将每个像素光电二极管分割成两部分,FET以与图6-7中所示构造类似的交替设置而附接到数据线上,其中数据线和扫描线被调换,且其中像素单元通过每个像素中FET的位置和像素的重复模式而限定。
[00116]图10对本发明的实施例进行了说明,其示出了探测器部分400的选择象素402。图10是根据本发明实施例示出了具有双数据线404a,404b的探测器部分400的平板探测器340一部分的平面图。
[00117]与像素402a相关的FET408a耦合到扫描线404a且在扫描线404a上读出,与像素402b相关的FET408b重新放置在像素402b(在图10中像素402b的中间所示)中以与数据线404b相耦合且在数据线404b上读出。
[00118]如图4所示,探测器部分400增加额外数据线404b而代替额外扫描线40b。如图4中所示的额外扫描线40b,额外的数据线404b穿过每个像素402a,402b的中间以最小化数据线404a,404b和公共电极406之间的短路。将新数据线404b下方的光电二极管材料移除以最小化电容、电容性耦合和噪声。导电桥482电耦合二极管412。扫描线420用于激活FET408a和408b。
[00119]因此,每条扫描线404经由FET408连接到每个相关列410中的像素选择部分。由于探测器中的每个像素必须连接到数据线404上以合适地读出到读出电子部件,则其余像素必须连接到邻近数据线上。
[00120]贯穿像素单元450一部分的新数据线404b减小相应扫描线或数据线之间短路的可能。为了最小化新扫描线或数据线的电容以及到每个光电二极管的电容性耦合,省略新数据线404b上的光电二极管材料。每个分割光电二极管412a,412b分别包括相关导电桥482a,482b或将每个分割光电二极管的阴极474a,474b链接在一起的接触。导电桥482a,482b包括导电材料(如金属)且横跨附加数据线404b连接每个光电二极管412a,412b的两部分。附加通孔465a,465b将公共电极406分别连接到每个分割光电二极管412a,412b的两部分上。
[00121]图11是根据本发明实施例具有与每列像素相关的两条数据线的探测器设备中像素构造的结构及示意图。更具体地,图11是根据本发明的实施例形成具有像素402a和402b的探测器的电子电路的一部分400的示意图,像素402a和402b限定以FET408a和408b的交替方式设置的像素单元450,该FET408a和408b分别与遍及探测器340的二极管412a,412b相关。FET408由相关扫描线420激活且被读出到每条数据线。附加数据线像素构造的示意图类似于图5中所示的构造。
[00122]图12是根据本发明实施例具有1×2像素单元的探测器340一部分的像素构造示意图,其示出了与每列像素相关的双数据线构造。在图12-13所示的本发明实施例中,每隔一个FET408连接到新数据线404a,从而产生由像素344和346形成的1×2像素单元模式342,其中像素344由两个像素部分形成且其中像素346由横跨整个探测器板重复的两个像素部分形成。类似于当附加扫描线增加时相关像素行的设计,每列像素中的二极管412由数据线分割,其中两条数据线与每列中的每个像素相关,且其中a-d列中的每列由如下列片段形成:列片段a1和a2形成列a,列片段b1和b2形成列b,列片段c1和c2形成列c,列片段d1和d2形成d。扫描线1-4顺序激活探测器340中的每行。
[00123]图13是根据本发明实施例具有1×4像素单元350的探测器348一部分的装仓像素构造的示意图,其示出了与每列像素相关的双数据线构造。在本发明实施例中的探测器部分348的结构示意图在图13中示出。在图13所示的本发明实施例中,与像素344和346相关的FET以交替方式设置在遍及探测器部分348的像素单元350中,其中每个FET连接到每列中的第一条数据线或第二条数据线。1×4像素单元350允许2像素装仓以增加板的读出率,以与图6-7中公开的探测器相似的方式。
[00124]除了EMI校正,所述的所有设计也具有用以校正图像伪影的附加应用。校正数据在所给行上以及所给列上的邻近像素上也是可用的。而该信息对EMI校正通常是无用的(因为其在更早或更晚时发生),其用来对随时间非常缓慢变化的其他现象进行校正。这些现象的实例包括:由相同数据线上所有其他“截至”FET产生的泄露信号,与读由x射线进行曝光的平板x射线探测器相关的电容耦合伪影,在振动或弯曲伪影过程中导致的电流,和当数字探测器被机械施压时在附近导体或绝缘体中产生的静电流。
[00125]上述步骤是示意性实施例;探测器操作可同步地,顺序地,同时地进行,或根据应用而按不同的顺序进行。
[00126]本发明提供多个在不同应用中应用的x射线探测器。x射线探测器具有变化的像素构造,该变化的像素结构包括变化度、电平、和分辨率质量、像素单元、像素连接间距、扫描驱动通道、读出电路通道、噪声性能、数据线电容和电阻、功率消耗和发热性。本发明实施例的探测器提供能以普通操作模式或根据本发明多个实施例的EMI校正模式操作的双功能x射线探测器。
[00127]然而,只是本发明的某些特征在此描述和示出,对本领域技术人员来说许多修改和变化是可以的。因此可以理解的是,所附权利要求可以覆盖落入本发明真实范围内的所有这种修改和变化。
部件列表:
20:x射线成像系统  24:x射线源  26:x射线束  28:关注区域
30:患者  32:x射线探测器  33:x射线探测器  36:监视器
38:扫描电路  40:扫描线  40a,40b:新扫描线
42:读出电子部件或电路  44:数据线  46:偏置电路
48:采集控制和图像处理电路  50:控制器
60:像素单元  60a,60b:分割像素部分
62:FET  64:像素光电二极管
64a,64b:分割光电二极管  65a,65b:通孔
70:栅极端  72:漏极端  75:源极端  76:公共电极
74a,74b:阳极  80:电压源  82a,82b:相关导电桥
84a,84b:阴极  132:像素结构  134:扫描线
136:数据线  146:FET 148:光电二极管
150:栅极端  152:漏极端  154:源极端  156:阴极
158:阳极  160:电压源  162:公共电极  164:共同地
300:探测器显示  302:探测器部分  304:像素
304a1,304a2,304a3:像素部分  304b:像素
306:像素  306a1,306a2,306a3:像素部分
312:探测器显示部分  320:探测器显示部分
322a,322e:像素  326a,326e:像素
330:像素单元  332:像素单元  334:像素单元
336b1,316b2:像素部分  340:探测器部分(图12)
348:探测器  350:像素单元  400:探测器部分
402:像素  404:数据线  404a:第一数据线
404b:新数据线  406:公共电极  408:FET
410:相关列  412:二极管  420:扫描线
482:导电桥  304a,304b:像素,304a1,304a2:像素部分,304b1和304b2:像素部分,306a,306b:像素,306b1,306b2:像素部分,
314,316,318:像素  314a,318a:像素  314c,318c:像素
316d1,316d1:像素部分  318b1,318b2:像素部分
318d1,318d1:像素部分  322,324,326,328:装仓像素
324c1,324f1:像素部分  324c2,324f2:像素部分
328c1,328f2:像素部分  328f1,328f2:像素部分
332:像素单元  334:像素单元  342:像素单元模式
344,346:像素  404:像素(探测器340)
404a:新数据线404  408:FET 408
412a,412b:分割二极管

Claims (10)

1.一种探测器装置(33),其包括:
至少一个像素(160a),其具有光电探测器部分(64a)和非光电探测器部分(62a);
第一线(40a),其用于可操作地耦合到每个像素(60a)部分;
第二线(40b),其设置成分离所述至少一个像素(60a)的一部分,其中第二线(40b)并不操作地耦合到所述至少一个像素(60a);以及
其中第一线(40a)能选择性地实现选择性地激活光电探测器部分(64a)。
2.根据权利要求1所述的探测器装置(33),其中光电探测器部分(64a)包括:
并联耦合且由第二线(40b)分离的两个光电二极管(64a);
其中非光电探测器部分(62a)响应由第一条线(40a)接收的信号,激活所述两个光电二极管(64a)以存储电荷。
3.根据权利要求1所述的探测器装置(33),其进一步包括:
形成像素单元(60)的至少两个像素(60a,60b),所述至少两个像素(60a,60b)每个都具有光电探测器部分(64a,64b)和非光电探测器部分(62a,62b),其中第一线(40a)选择性地激活所述至少两个像素(60a,60b)的第一像素(60a)的光电探测器部分(64a),第二线(40b)选择性地激活所述至少两个像素(60a,60b)的第二像素(60b)的光电探测器部分(64b);
其中所述两个像素(60a,60b)中的至少一个在选择性激活第一线(40a)后将表示存储在光电探测器部分(64a,64b)中的电荷的信号传送到相关数据线(44),其中所述两个像素(64a,64b)中的至少一个在选择性激活第二线(40b)后将电磁干扰(EMI)校正数据传送到相关数据线(44)以校正所述至少两个像素(64a,64b)中的另一个中的EMI。
4.根据权利要求3所述的探测器(33),其进一步包括:
多个像素(60a,60b),每个都具有由FET(62a,62b)限定的非光电探测器部分(62a,62b)和由光电二极管(64a,64b)限定的光电探测器部分(64a,64b);
多个扫描线(40a,40b),其耦合到与多个像素(60a,60b)的所选择部分相关的所选择的多个FET(62a,62b),其中扫描线(40a,40b)的部分耦合到所选择的多个FET(62a,62b)的栅(70)以激活所述FET(62a,62b);以及
多个数据线(44),其耦合到与光电探测器部分(64a,64b)串联的所选择的多个FET(62a,62b)以读出存储在所选择的光电探测器部分(64a,64b)中的电荷到相关读出电子部件(42)。
5.根据权利要求1所述的探测器装置(33),其进一步包括:
多个第一和第二线(40a,40b)。
6.根据权利要求5所述的探测器(33),其进一步包括:
与至少两个数据线(44)信号相通的两个扫描线(40a,40b)。
7.根据权利要求1所述的探测器装置(33),其进一步包括:
第三线(44),可操作地耦合到每个光电探测器(64a)和非光电探测器部分(62a),以响应第一线(40a)的光电探测器部分(64a)的激活,读取表示存储在光电探测器部分(64a)中电荷的信号。
8.根据权利要求1所述的探测器(33),其进一步包括:
FET(62a),其限定非光电探测器部分(62a)。
9.根据权利要求1所述的探测器(33),其中第二线(40b)与所述至少一个像素(60a)电绝缘。
10.一种用以操作x射线探测器(33)的方法,其包括:
在采集过程中,同时采集图像和电磁干扰(EMI)校正数据;以及
以普通操作模式或EMI校正模式操作探测器(33)。
CN200910118727.9A 2008-03-31 2009-01-09 双功能探测器装置 Active CN101551462B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/971533 2008-03-31
US11/971,533 US7495228B1 (en) 2008-03-31 2008-03-31 Dual function detector device
US11/971,533 2008-03-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101551462A true CN101551462A (zh) 2009-10-07
CN101551462B CN101551462B (zh) 2013-09-18

Family

ID=40364615

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200910118727.9A Active CN101551462B (zh) 2008-03-31 2009-01-09 双功能探测器装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7495228B1 (zh)
JP (1) JP5044577B2 (zh)
CN (1) CN101551462B (zh)
FR (1) FR2926164B1 (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102348073A (zh) * 2010-07-21 2012-02-08 卡尔斯特里姆保健公司 具有减小的噪声的数字射线照相成像阵列
CN102053252B (zh) * 2009-11-03 2012-11-21 上海天马微电子有限公司 平板x光传感器及其驱动方法
CN105182396A (zh) * 2015-06-29 2015-12-23 苏州瑞派宁科技有限公司 一种探测器信号读出的通道复用方法
CN102783958B (zh) * 2011-04-29 2016-05-11 通用电气公司 放射图像噪声减少系统和方法
CN106551701A (zh) * 2015-09-18 2017-04-05 上海奕瑞光电子科技有限公司 一种无线平板探测器及其图像校正方法
CN107211101A (zh) * 2015-02-12 2017-09-26 索尼公司 成像设备及其控制方法以及电子装置
CN109581462A (zh) * 2017-09-29 2019-04-05 通用电气公司 用于验证辐射探测器的完整性的系统和方法

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8786873B2 (en) * 2009-07-20 2014-07-22 General Electric Company Application server for use with a modular imaging system
US8217358B2 (en) * 2009-12-14 2012-07-10 General Electric Company System and method of eliminating image artifacts
US8405038B2 (en) 2009-12-30 2013-03-26 General Electric Company Systems and methods for providing a shared charge in pixelated image detectors
TW201216138A (en) * 2010-10-13 2012-04-16 Chunghwa Picture Tubes Ltd Method for driving photosensor array panel
WO2013188498A2 (en) * 2012-06-12 2013-12-19 Arizona Board Of Regents Acting For And On Behalf Of Arizona State University Imaging system and methods of manufacturing and using the same
US9648711B2 (en) 2012-06-20 2017-05-09 Koninklijke Philips N.V. X-ray detector pixel layout
US9002084B2 (en) 2013-08-30 2015-04-07 Ge Medical Systems Israel, Ltd Systems and methods for summing signals from an imaging detector
US9482764B1 (en) 2015-05-28 2016-11-01 General Electric Company Systems and methods for charge-sharing identification and correction using a single pixel
JP6527035B2 (ja) * 2015-06-30 2019-06-05 浜松ホトニクス株式会社 固体撮像装置
US10032813B2 (en) * 2016-02-05 2018-07-24 General Electric Company Active pixel radiation detector array and use thereof
US10156645B2 (en) 2016-12-23 2018-12-18 General Electric Company Systems and methods for sub-pixel location determination at sidewalls and corners of detectors
US10324200B2 (en) 2017-05-15 2019-06-18 General Electric Company Systems and methods for improved collimation sensitivity
US10145964B1 (en) 2017-05-15 2018-12-04 General Electric Company Systems and methods for improved collimation sensitivity
US9983320B1 (en) 2017-05-15 2018-05-29 General Electric Company Systems and methods for improved collimation sensitivity
US10761224B2 (en) 2018-06-06 2020-09-01 General Electric Company Systems and methods for improved detector assembly sizing
US10481285B1 (en) 2018-08-13 2019-11-19 General Electric Company Systems and methods for determination of depth of interaction
US10976452B2 (en) 2018-08-13 2021-04-13 General Electric Medical Systems Israel, Ltd. (Il) Systems and methods for improved medical imaging
US10247834B1 (en) 2018-08-15 2019-04-02 General Electric Company Anodes for improved detection of non-collected adjacent signal
US10591619B2 (en) 2018-08-15 2020-03-17 GE Precision Healthcare LLC Anodes for improved detection of non-collected adjacent signals
US10828003B2 (en) 2019-03-18 2020-11-10 GE Precision Healthcare, LLC System and method for mitigating electromagnetic interference when acquiring image data
US11105755B2 (en) * 2019-06-26 2021-08-31 Biosenstech Inc X-ray detecting panel for multi signal detection and X-ray detector thereof
US11320545B2 (en) 2020-07-07 2022-05-03 GE Precision Healthcare LLC Systems and methods for improved medical imaging
US11092701B1 (en) 2020-07-07 2021-08-17 GE Precision Healthcare LLC Systems and methods for improved medical imaging
US20240007763A1 (en) * 2022-06-30 2024-01-04 Varex Imaging Corporation Imaging system with emi correction

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63266873A (ja) * 1987-04-24 1988-11-02 Hitachi Ltd 固体撮像装置
JP2977060B2 (ja) * 1992-01-29 1999-11-10 オリンパス光学工業株式会社 固体撮像装置及びその制御方法
JP2000324406A (ja) * 1999-05-07 2000-11-24 Canon Inc 光電変換装置及びそれを用いた画像読み取りシステム
US6759641B1 (en) 2000-09-27 2004-07-06 Rockwell Scientific Licensing, Llc Imager with adjustable resolution
JP4054612B2 (ja) * 2002-06-11 2008-02-27 キヤノン株式会社 放射線撮像装置
US7119341B2 (en) 2003-12-08 2006-10-10 General Electric Company Split scan line and combined data line x-ray detectors
DE102005049228B4 (de) * 2005-10-14 2014-03-27 Siemens Aktiengesellschaft Detektor mit einem Array von Photodioden
US7283609B2 (en) * 2005-11-10 2007-10-16 General Electric Company CT detector photodiode having multiple charge storage devices
JP4835270B2 (ja) * 2006-06-03 2011-12-14 株式会社ニコン 固体撮像素子及びこれを用いた撮像装置
JP4808557B2 (ja) * 2006-07-04 2011-11-02 浜松ホトニクス株式会社 固体撮像装置

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102053252B (zh) * 2009-11-03 2012-11-21 上海天马微电子有限公司 平板x光传感器及其驱动方法
CN102348073A (zh) * 2010-07-21 2012-02-08 卡尔斯特里姆保健公司 具有减小的噪声的数字射线照相成像阵列
CN102783958B (zh) * 2011-04-29 2016-05-11 通用电气公司 放射图像噪声减少系统和方法
CN107211101A (zh) * 2015-02-12 2017-09-26 索尼公司 成像设备及其控制方法以及电子装置
US10616509B2 (en) 2015-02-12 2020-04-07 Sony Corporation Imaging device and control method thereof, and electronic apparatus
CN105182396A (zh) * 2015-06-29 2015-12-23 苏州瑞派宁科技有限公司 一种探测器信号读出的通道复用方法
CN105182396B (zh) * 2015-06-29 2018-04-24 苏州瑞派宁科技有限公司 一种探测器信号读出的通道复用方法
US10153856B2 (en) 2015-06-29 2018-12-11 Raycan Technology Co., Ltd. (Suzhou) Channel multiplexing method for reading out detector signal
CN106551701A (zh) * 2015-09-18 2017-04-05 上海奕瑞光电子科技有限公司 一种无线平板探测器及其图像校正方法
CN106551701B (zh) * 2015-09-18 2020-04-10 上海奕瑞光电子科技股份有限公司 一种无线平板探测器及其图像校正方法
CN109581462A (zh) * 2017-09-29 2019-04-05 通用电气公司 用于验证辐射探测器的完整性的系统和方法

Also Published As

Publication number Publication date
US7495228B1 (en) 2009-02-24
JP5044577B2 (ja) 2012-10-10
FR2926164B1 (fr) 2014-01-10
CN101551462B (zh) 2013-09-18
FR2926164A1 (fr) 2009-07-10
JP2009246948A (ja) 2009-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101551462B (zh) 双功能探测器装置
US6760404B2 (en) Radiation detector and X-ray CT apparatus
US7408167B2 (en) Imaging apparatus, radiation imaging apparatus, and radiation imaging system
US9389320B2 (en) Radiation detector, and radiation imaging apparatus provided with detector
EP0792062A2 (en) Photoelectric conversion device and driving method therefor
CN103917897B (zh) 具有电荷排斥段间隙的辐射敏感探测器设备
US8605862B2 (en) Digital X-ray detector with increased dynamic range
US10697904B2 (en) X-ray detection system, X-ray device, and device and method for processing X-ray detection data
US7263158B2 (en) X-ray CT apparatus
US7077120B2 (en) Substrate cutting method
US6718010B2 (en) Method and apparatus for acquiring a series of images utilizing a solid state detector with alternating scan lines
CN103006244A (zh) 放射线检测元件以及放射线图像检测板
US20160134822A1 (en) Image sensor and method for driving same
US20190179040A1 (en) Integrated multi-slice x-ray detector for in-line computed tomography
US6839401B2 (en) X-ray computed tomography apparatus
US6718011B2 (en) Planar image detector for electromagnetic rays, particularly X-rays
US6690493B1 (en) Photoelectric conversion device and driving method therefor
US7122802B2 (en) Method and apparatus for increasing the data acquisition rate in a digital detector
US5822392A (en) Multi-resolution detection for increasing in an x-ray imaging implementation of an object
US20130256543A1 (en) Digital x-ray detection having at least one truncated corner
JP2011179925A (ja) 距離画像センサ
US11422354B2 (en) Digital pathology scanner for large-area microscopic imaging
WO2007049348A1 (ja) 放射線撮像装置および放射線検出信号処理方法
JPH1144764A (ja) X線固体平面検出器及び多方向x線透視撮影装置
US20240241272A1 (en) Flat panel x-ray detector for computed tomography

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant