CN111374683A - 数字x射线检测器以及用于驱动数字x射线检测器的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及数字X射线检测器以及用于驱动数字X射线检测器的方法。提出了数字X射线检测器，包括：像素阵列，其包括多个像素区域；以及数据线；以及连接至数据线的读出驱动器，其中，每个像素区域包括感光元件以及设置在感光元件与数据线之间的像素开关，其中，读出驱动器包括：连接至每个数据线的放大单元；第一关联信号检测器，其连接至放大单元的输出并且检测与放大单元的偏移对应的第一关联信号；第二关联信号检测器，其连接至放大单元的输出并且检测包括感光元件的输出信号的第二关联信号；第三关联信号检测器，其连接至放大单元的输出并且检测与像素区域的偏移对应的第三关联信号。

Description

数字X射线检测器以及用于驱动数字X射线检测器的方法
技术领域
本公开内容涉及一种用于检测X射线的透射的数字X射线检测器(DXD)以及用于驱动该检测器的方法。
背景技术
X射线是具有渗透性的电磁波。X射线的透射对应于对象内部的密度。因此，X射线图像被广泛用于医疗、安全和工业领域。具体地，X射线图像在医疗领域中经常被用作基本的诊断工具。
常规的X射线图像是通过以下操作来实现的：提供由感光材料制成的胶片，使胶片暴露于透射对象的X射线，并且然后将胶片的图像发送至打印纸。在这种情况下，存在以下问题：由于打印过程而不能实时提供图像信息，并且由于无法长期存储胶片而容易丢失图像信息。
近年来，由于视频处理技术和半导体技术的发展，已经提出了具有可以替代胶片的具有平板结构的数字X射线检测器。
典型的数字X射线检测器包括：像素阵列，像素阵列包括与布置在感测区域中的多个像素区域对应的多个感光元件；以及读出驱动器，其读出来自每个像素区域的感光装置的感测信号。就此而言，感光装置包括光反应部件，其响应于入射光量而生成电子，从而输出与光对应的感测信号。然后，读出驱动器导出对应于多个像素区域的多个感测信号，并且基于多个感测信号生成图像信号。因此，数字X射线检测器提供X射线图像。
然而，在读出驱动器读出每个像素区域的感测信号的过程中，可以与每个像素区域的感测信号一起读出像素阵列的偏移和读出驱动器的偏移。因此，由数字X射线检测器提供的X射线图像的准确性和可靠性可能降低。
发明内容
本公开内容的目的是提供一种可以提高X射线图像的准确性和可靠性的数字X射线检测器以及用于驱动该检测器的方法。
本公开内容的目的不限于上述目的。根据下面的描述可以理解以上未提及的本公开内容的其他目的和优点，并且根据本公开内容的实施方式可以更清楚地理解本公开内容的其他目的和优点。此外，将容易理解的是本公开内容的目的和优点可以通过权利要求书中公开的特征及其组合来实现。
在本公开内容的第一方面中，提出了一种数字X射线检测器，包括：像素阵列，其包括以矩阵的形式布置在感测区域中的多个像素区域；以及数据线，其与多个像素区域中的沿竖直方向布置的像素区域对应；以及连接至数据线的读出驱动器，其中，每个像素区域包括感测光的感光元件以及设置在感光元件与数据线之间的像素开关，其中，读出驱动器包括：连接至每个数据线的放大单元；第一关联信号检测器，其连接至放大单元的输出端并且检测与放大单元的偏移对应的第一关联信号；第二关联信号检测器，其连接至放大单元的输出端并且检测包括感光元件的输出信号的第二关联信号；第三关联信号检测器，其连接至放大单元的输出端并且检测与像素区域的偏移对应的第三关联信号；以及多路复用器，其基于第一关联信号、第二关联信号和第三关联信号导出每个像素区域的感测信号。
在第一方面的一个实施方式中，多路复用器从第二关联信号中减去第一关联信号和第三关联信号，以获得减法结果，并且将减法结果导出为感测信号。
在第一方面的一个实施方式中，第一关联信号检测器包括：第一缓冲电容器，其基于第一关联信号充电；以及设置在放大单元与第一缓冲电容器之间的第一缓冲开关，其中，第二关联信号检测器包括：第二缓冲电容器，其基于第二关联信号充电；以及设置在放大单元与第二缓冲电容器之间的第二缓冲开关，其中，第三关联信号检测器包括：第三缓冲电容器，其基于第三关联信号充电；以及设置在放大单元与第三缓冲电容器之间的第三缓冲开关。
在第一方面的一个实施方式中，在将X射线照射到多个像素区域之前的空闲时段的终止之前的一部分空闲时段期间，像素开关导通和关断，并且然后第三缓冲开关导通，其中，包括像素区域的偏移的像素偏移信号经由导通的像素开关被发送至数据线，其中，与像素偏移信号对应的第三关联信号经由导通的第三缓冲开关被发送至第三缓冲电容器。
在第一方面的一个实施方式中，在将X射线照射到多个像素区域之后的检测时段期间，第一缓冲开关导通，使得第一关联信号经由导通的第一缓冲开关被发送至第一缓冲电容器，其中，在第一缓冲开关关断之后，像素开关导通，使得包括像素区域的偏移和光感测元件的输出信号的像素信号经由导通的像素开关被发送至数据线，其中，在像素开关关断之后，第二缓冲开关导通，使得包括像素信号和放大单元的偏移的第二关联信号经由导通的第二个缓冲开关被发送至第二缓冲电容器。
在第一方面的一个实施方式中，在将X射线照射到多个像素区域之后的检测时段期间，第一缓冲开关导通，使得第一关联信号经由导通的第一缓冲开关被发送至第一缓冲电容器，其中，在第一缓冲开关关断之后，像素开关第一次导通，使得包括像素区域的偏移和感光元件的输出信号的像素信号经由导通的像素开关被发送至数据线，其中，在像素开关第一次关断之后，第二缓冲开关导通，使得包括像素信号和放大单元的偏移的第二关联信号经由导通的第二缓冲开关被发送至第二缓冲电容器，其中，在第二缓冲开关关断之后，像素开关第二次导通，使得包括像素区域的偏移的像素偏移信号经由导通的像素开关被发送至数据线，其中，在像素开关第二次关断之后，第三缓冲开关导通，使得与像素偏移信号对应的第三关联信号经由导通的第三缓冲开关被发送至第三缓冲电容器。
在第一方面的一个实施方式中，从像素开关第一次关断的时间点到像素开关第二次导通的时间点的经过时间的长度等于从对多个像素区域的X射线照射终止的时间点到像素开关第一次导通的时间点的经过时间的长度。
在第一方面的一个实施方式中，放大单元包括：放大器，其包括连接至数据线的第一输入和接收预定的参考信号的第二输入；以及设置在放大器的第一输入端与输出端之间的反馈电容器。
在第一方面的一个实施方式中，多路复用器将像素区域的感测信号彼此进行组合以生成模拟输出信号，其中，读出驱动器包括：信号转换器，其用于将模拟输出信号转换成数字输出信号；以及数据处理单元，其用于基于数字输出信号生成图像信号。
在本公开内容的第二方面中，提出了一种用于操作数字X射线检测器的方法，其中，数字X射线检测器包括：像素阵列，其包括以矩阵的形式布置在感测区域中的多个像素区域；以及数据线，其与由多个像素区域中的沿竖直方向布置的像素区域组成的每个竖直线对应；以及连接至数据线的读出驱动器，其中，每个像素区域包括用于感测光的感光元件，以及设置在感光元件与数据线之间的像素开关，其中，读出驱动器包括：耦接至每个数据线的放大单元；耦接至放大单元的输出端的第一缓冲电容器、第二缓冲电容器和第三缓冲电容器；第一缓冲开关、第二缓冲开关以及第三缓冲开关，分别设置在第一缓冲电容器与放大单元的输出端之间、第二缓冲电容器与放大单元的输出端之间以及第三缓冲电容器与放大单元的输出端之间；以及连接至第一缓冲电容器、第二缓冲电容器和第三缓冲电容器的多路复用器，其中，该方法包括：在将X射线照射到多个像素区域之后的检测时段的第一时段期间，导通第一缓冲开关；在检测时段的第二时段期间，导通像素开关；在检测时段的第三时段期间，导通第二缓冲开关；并且由多路复用器基于分别与第一缓冲电容器、第二缓冲电容器和第三缓冲电容器对应的第一关联信号、第二关联信号和第三关联信号导出每个像素区域的感测信号。
在第二方面的一个实施方式中，当第一缓冲开关导通时，与放大单元的偏移对应的第一关联信号经由导通的第一缓冲开关被发送至第一缓冲电容器，其中，当像素开关导通时，包括像素区域的偏移和感光元件的输出信号的像素信号经由导通的像素开关被发送至数据线，其中，当第二缓冲开关导通时，包括像素信号和放大单元的偏移的第二关联信号经由导通的第二缓冲开关被发送至第二缓冲电容器。
在第二方面的一个实施方式中，该方法还包括：在将X射线照射到多个像素区域之前的空闲时段终止之前的一部分空闲时段期间，导通和关断像素开关，并且导通第三缓冲开关，其中，在空闲时段的一部分期间，包括像素区域的偏移的像素偏移信号经由导通的像素开关被发送至数据线，其中，在空闲时段的一部分期间，与像素偏移信号对应的第三关联信号经由导通的第三缓冲开关被发送至第三缓冲电容器。
在第二方面的一个实施方式中，该方法还包括：在检测时段的第三时段之后的第四时段期间，导通像素开关，使得与像素区域的偏移对应的第三关联信号经由导通的像素开关被发送至数据线；以及在检测时段的第四时段之后的第五时段期间，导通第三缓冲开关，使得第三关联信号经由导通的第三缓冲开关被发送至第三缓冲电容器。
在第二方面的一个实施方式中，第三时段的长度等于第一时段的长度。
在第二方面的一个实施方式中，由多路复用器导出每个像素区域的感测信号包括：由多路复用器从第二关联信号中减去第一关联信号和第三关联信号，以获得减法结果；并且由多路复用器将减法结果导出为感测信号。
在本公开内容的第三方面，提出了一种数字X射线检测器，包括：感光元件和与每个像素区域对应的像素开关；与每个竖直线对应的数据线；连接至每个数据线的放大单元；第一关联信号检测器，用于检测与放大单元的偏移对应的第一关联信号；第二关联信号检测器，用于检测包括来自感光元件的感测信号的第二关联信号；第三关联信号检测器，用于检测与像素区域的偏移对应的第三关联信号，以及多路复用器，用于基于第一关联信号、第二关联信号和第三关联信号导出每个像素区域的感测信号。
就此而言，多路复用器可以基于与放大单元的偏移和像素区域的偏移对应的第一关联信号和第三关联信号连同包括感光元件的输出信号的第二关联信号导出每个像素区域的感测信号。
也就是说，包括第一关联信号检测器和第三关联信号检测器可以允许多路复用器去除放大单元的偏移和像素区域的偏移，以导出每个像素区域的感测信号。因此，由多路复用器导出的每个像素区域的感测信号可以基本上更类似于与X射线透射对应的感光元件的输出信号。
当提供基于这样的感测信号生成的图像信号作为X射线图像时，可以使数字X射线检测器本身的偏移对X射线图像的影响最小化，使得可以提高X射线图像的准确性和可靠性。
附图说明
图1示出了根据本公开内容的实施方式的X射线成像系统。
图2示出了图1中的数字X射线检测器。
图3示出了图2中的像素阵列的像素区域和读出驱动器。
图4示出了根据本公开内容的实施方式的与图3的像素区域和读出驱动器对应的驱动波形。
图5示出了与图4的空闲时段的一部分对应的图3中的像素区域和读出驱动器的操作。
图6示出了与图4的辐射时段对应的图3中的像素区域和读出驱动器的操作。
图7示出了与图4的检测时段的第一时段对应的图3中的像素区域和读出驱动器的操作。
图8示出了与图4的检测时段的第二时段对应的图3中的像素区域和读出驱动器的操作。
图9示出了与图4的检测时段的第三时段对应的图3中的像素区域和读出驱动器的操作。
图10是示出根据本公开内容的另一实施方式的与图3的像素区域和读出驱动器对应的驱动波形的图。
具体实施方式
为了说明的简单和清楚，附图中的元件不一定按比例绘制。不同附图中的相同附图标记指代相同或相似的元件，并且因此执行相似的功能。此外，在对本公开内容的以下详细描述中，阐述了许多具体细节以提供对本公开内容的透彻理解。然而，将理解的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本公开内容。在其他情况下，未详细描述公知的方法、过程、部件和电路，以免不必要地模糊本公开内容的各个方面。
下面进一步示出和描述各种实施方式的示例。将理解的是，本文中的描述不旨在将权利要求限于所描述的具体实施方式。相反，旨在覆盖替代、修改及其等同内容，该替代、修改及其等同内容可以被包括在由所附权利要求所限定的本公开内容的精神和范围内。
本文中使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的，而不旨在限制本公开内容。如本文所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式“一种”和“一个”也旨在包括复数形式。还将理解的是，当在本说明书中使用术语“包括”、“包含”和“含有”时，说明了所陈述的特征、整体、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一个或更多个其他的特征、整体、操作、元件、部件和/或其部分的存在或增加。如本文所用的，术语“和/或”包括了一个或更多个相关列举项目的任何和所有组合。诸如“至少之一”的表达在元件列表之前时可以修饰元件的整个列表并且可以不修饰该列表中的单个元件。
将理解的是，尽管在本文中可以使用术语“第一”、“第二”、“第三”等以描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应该限于这些术语。使用这些术语来区分一个元件、部件、区域、层或部分与另一元件、部件、区域、层或部分。因此，下面描述的第一元件、部件、区域、层或部分可以在不偏离本公开内容的精神和范围的情况下被称为第二元件、部件、区域、层或部分。
另外，还将理解的是，当第一元件或层被称为存在于第二元件或层“上”或“下方”时，第一元件可以直接设置在第二元件上或下方，或者可以间接设置在第二元件上或下方，其中，第三元件或层设置在第一元件或层与第二元件或层之间。将理解的是，当元件或层被称为“连接至”或“耦接至”另一元件或层时，该元件或层可以直接在其他元件或层上、直接连接至或耦合至其他元件或层、或者可以存在一个或更多个的中间元件或层。另外，还将理解的是，当元件或层被称为在两个元件或层“之间”时，该元件或层可以是这两个元件或层之间仅有的元件或层，或者也可以存在一个或更多个中间元件或层。
除非另有定义，否则本文中使用的包括技术和科学术语的所有术语具有与本发明构思所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义。进一步将理解的是，诸如在常用词典中定义的那些术语应该被解释为具有与其在相关领域的上下文中的含义一致的含义，除非在本文明确定义，否则将不会被解释为理想化或过于正式的意义。
在下文中，将参照附图详细描述根据本公开内容的每个实施方式的数字X射线检测器以及用于驱动该检测器的方法。
首先，参照图1至图3，将描述根据本公开内容的实施方式的数字X射线检测器和包括该数字X射线检测器的X射线成像系统。
图1示出了根据本公开内容的实施方式的X射线成像系统。图2示出了图1中的数字X射线检测器。图3示出了图2中的像素阵列的像素区域和读出驱动器。
如图1中所示，X射线成像系统10被配置成提供预定目标对象20的内部的X射线图像。在一个示例中，目标对象20可以是要检验的活体的一部分或者要检查的工业过程产品的一部分。
X射线成像系统10包括用于检测X射线的透射的数字X射线检测器100，以及光源装置200，光源装置200面对数字X射线检测器100，其中，目标对象20在光源装置200与数字X射线检测器100之间，并且将X射线照射到目标对象20。
数字X射线检测器100可以被实施为包括用于检测通过目标对象20的X射线透射的感测区域的平板的形式。
如图2中所示，数字X射线检测器100包括：像素阵列110，其包括以矩阵的形式布置在感测区域中的多个像素区域P；以及连接至像素阵列110的数据线DL的读出驱动器120。
数字X射线检测器100还包括：连接至像素阵列110的栅极线GL的栅极驱动器130；连接至像素阵列110的偏置线BL的偏置驱动器140；以及时序控制器150，其用于控制读出驱动器120和栅极驱动器130的驱动时序。
像素阵列110的每个像素区域P包括用于感测光的感光元件PD(PIN二极管)，以及设置在感光元件PD与数据线DL之间的像素开关PS。尽管未单独示出，但是像素阵列110还可以包括将X射线转换成可见光的闪烁体层(未示出)。
当基于来自栅极线GL的栅极信号导通像素开关PS时，像素开关将感光元件PD的输出信号传送至数据线DL。
闪烁体层将X射线转换成可见光。
感光元件PD吸收来自闪烁体层的可见光，并且响应于可见光而生成电子，从而生成与X射线的透射对应的输出信号。
时序控制器150向栅极驱动器130供应起始信号STV和时钟信号CPV，以用于控制栅极驱动器130的驱动时序。然后，时序控制器150向读出驱动器120供应用于控制读出驱动器120的驱动时序的读出控制信号ROC和读出时钟信号CLK。
栅极驱动器130顺序地向每个栅极线GL供应栅极信号，以用于导通包括在每个水平线中的像素开关PS。就此而言，每个水平线由在多个像素区域P中水平地(图2中沿左右方向)布置的像素区域P组成。像素阵列110的栅极线GL可以对应于每个水平线。
偏置驱动器140向偏置线BL供应偏置信号，以用于将预定偏置电压施加至感光元件PD。就此而言，偏置驱动器140可以选择性地供应用于反向偏置操作的偏置信号或者用于正向偏置操作的偏置信号。
读出驱动器120通过数据线DL接收每个水平线的每个像素区域P的感光元件PD的输出信号，并且基于接收到的信号生成图像信号。
如图2中所示，数据线DL和偏置线BL可以对应于每个竖直线。每个竖直线由在多个像素区域P中沿竖直方向(图2中沿上下方向)布置的像素区域P组成。
如图3中所示，多个像素区域P中的一个像素区域Pij可以连接至与第i个水平线对应的第i个栅极线GLi，并且连接至与第j个竖直线对应的第j个数据线DLj和第j个偏置线BLj。
例如，像素区域Pij包括用于感测光的感光元件PD，以及布置在感光元件PD与数据线DLj之间的像素开关PS。
在一个示例中，感光元件PD的阳极可以连接至偏置线BLj，而感光元件PD的阴极可以连接至像素开关PS。
感光元件PD包括半导体层，其响应于来自闪烁体层的可见光以产生电子-空穴对。在该感光元件PD中，电子-空穴对的电子由于供应至阳极的偏置线BL的偏置信号而移动至阴极。此时，基于移动的电子的量生成与X射线透射对应的输出信号。
当基于栅极线GLi的栅极信号导通像素开关PS时，开关将感光元件PD连接至数据线DLj。
任意像素区域Pij还可以包括与感光元件PD并联连接的像素电容器Cp。就此而言，像素电容器Cp基于感光元件PD的输出信号进行充电。当像素开关PS导通时，像素电容器Cp将经充电的信号传送至数据线DLj。
像素阵列110还可以包括连接至每个数据线DLj的数据电容器Cd。数据电容器Cd使用发送至数据线DLj的信号进行充电。
读出驱动器120包括：连接至每个数据线DLj的放大单元121；连接至放大单元121的输出端并且包含第一关联信号、第二关联信号和第三关联信号的信号缓冲单元122；以及用于基于第一关联信号、第二关联信号和第三关联信号导出每个像素区域的感测信号的多路复用器123。
放大单元121可以包括：放大器AMP，其包括连接至每个数据线DLj的第一输入和用于接收预定的参考信号Vref的第二输入；以及设置在放大器AMP的第一输入端与输出端之间的反馈电容器Cf。
放大器AMP基于参考信号Vref和反馈电容器Cf的电容来放大第一输入的信号，即，数据线DLj的信号，并且将经放大的信号输出至输出端。反馈电容器Cf的电容对应于放大器AMP的增益。
放大单元121还可以包括与反馈电容器Cf并联连接的复位开关SWre。
复位开关SWre被配置成初始化反馈电容器Cf。在一个示例中，在将X射线照射到多个像素区域P之前，可以限定初始化时段。在初始化时段期间，可以导通与所有的数据线DL对应的放大单元121的所有的复位开关SWre。
信号缓冲单元122包括第一关联信号检测器1221、第二关联信号检测器1222和第三关联信号检测器1223，第一关联信号检测器1221、第二关联信号检测器1222和第三关联信号检测器1223连接至放大器AMP的输出端并且被配置成分别用于检测第一关联信号、第二关联信号和第三关联信号。
第一关联信号对应于放大单元121的偏移。放大单元121的偏移可以对应于由于放大器AMP而引起的寄生电容或漏电流。
第二关联信号包括感光元件PD的输出信号。
第三关联信号对应于像素区域P的偏移。就此而言，像素区域P的偏移对应于由于漏电流等而累积在感光元件PD或每个像素区域P的像素电容器Cp中的电荷。具体地，像素开关PS的偏移可以对应于在从照射X射线的结束到像素开关PS的导通定时的时段期间发生的漏电流。
第一关联信号检测器1221包括基于第一关联信号充电的第一缓冲电容器Cb1，以及设置在放大单元121与第一缓冲电容器Cb1之间的第一缓冲开关SWb1。
发送至第一缓冲电容器Cb1的第一关联信号可以对应于在将数据线DLj的信号施加至放大器AMP的第一输入端之前放大器AMP的输出端的电压。
第二关联信号检测器1222包括基于第二关联信号充电的第二缓冲电容器Cb2，以及设置在放大单元121与第二缓冲电容器Cb2之间的第二缓冲开关SWb2。
就此而言，发送至第二缓冲电容器Cb2的第二关联信号包括感光元件PD的输出信号、像素区域P的偏移和放大单元121的偏移。
第三关联信号检测器1223包括基于第三关联信号充电的第三缓冲电容器Cb3，以及设置在放大单元121与第三缓冲电容器Cb3之间的第三缓冲开关SWb3。
发送至第三缓冲电容器Cb3的第三关联信号对应于由于漏电流而引起的像素区域P的反向偏置数据，即，像素区域P的偏移。也就是说，第三关联信号对应于包括在第二关联信号中的像素区域P的偏移。
多用复用器123基于第一关联信号、第二关联信号和第三关联信号导出每个像素区域P的感测信号。也就是说，多路复用器123可以通过从第二关联信号中减去第一关联信号和第三关联信号来导出每个像素区域P的感测信号。
因此，由多路复用器123导出的每个像素区域P的感测信号不受与第一关联信号对应的放大单元121的偏移和与第三关联信号对应的像素区域P的偏移的影响。
因此，由多用复用器123导出的每个像素区域P的感测信号可以基本上等于每个像素区域P的感光元件PD的输出信号。也就是说，当感测信号由多用复用器123导出时，可以提高X射线图像的准确性和可靠性。
多路复用器123将像素区域的感测信号进行组合以生成模拟输出信号。
此外，读出驱动器120还可以包括用于将多路复用器123的模拟输出信号转换成数字输出信号的信号转换单元124，以及用于基于数字输出信号来生成图像信号的数据处理单元125。就此而言，图像信号可以是将与多个像素区域P中的每个对应的亮度值表示为位信息的信号。
读出驱动器120还可以包括用于使用预定的通信方案将图像信号发送至显示器(未示出)的通信单元126。例如，通信单元126可以由用于使用LVDS(低电压差分信号)方案发送/接收信号的CMOS集成电路组成。
接下来，将参照图4至图9描述根据本公开内容的实施方式的数字X射线检测器100的驱动方法。
图4示出了根据本公开内容实施方式的与图3的像素区域和读出驱动器对应的驱动波形。
图5示出了与图4的空闲时段的一部分对应的图3中的像素区域和读出驱动器的操作。图6示出了与图4的辐射时段对应的在图3中的像素区域和读出驱动器操作。图7示出了与图4的检测时段的第一时段对应的图3中的像素区域和读出驱动器的操作。图8示出了与图4的检测时段的第二时段对应的图3中的像素区域和读出驱动器的操作。图9示出了与图4的检测时段的第三时段对应的图3中的像素区域和读出驱动器的操作。
如图4中所示，第一缓冲开关SWb1和第二缓冲开关SWb2以及像素开关PS在用于将X射线照射到多个像素区域P的辐射时段XRP之前的空闲时段IP期间被交替地导通并关断。就此而言，第一缓冲开关SWb1和第二缓冲开关SWb2以及像素开关PS导通的次数可以为至少一次。
在空闲时段IP期间，所有的像素区域P的所有的像素开关PS可以同时导通和关断。替选地，在空闲时段IP期间，至少一个水平线的像素开关PS可以顺序地导通和关断。
因此，在数字X射线检测器100检测X射线透射之前，可以去除由于噪声光或漏电流而累积在每个像素区域PD的感光元件PD上的电荷。这可以提高X射线图像的准确性。
在IP终止之前的IP的一部分(PIP：IP的部分)期间，像素开关PS导通和关断，并且第三缓冲开关SWb3导通。
就此而言，如图5中的第一路径①所示，包括每个像素区域P的偏移的像素偏移信号通过导通的像素开关PS被发送至数据线DLj。就此而言，数据电容器Cd使用像素偏移信号进行充电。
每个像素区域P的偏移与由于漏电流等而累积在每个像素区域PD的感光元件PD或者像素电容器Cp中的电荷对应。
此外，放大器AMP输出与像素偏移信号对应的第三关联信号。
然后，如图5中的第二路径②所示，与像素偏移信号对应的第三关联信号通过导通的第三缓冲开关SWb3被发送至第三缓冲电容器Cb3。因此，第三缓冲电容器Cb3使用第三关联信号进行充电。
就此而言，与每个数据线DL对应的每个第三缓冲电容器Cb3可以使用与包括在至少一个水平线中的像素区域P的偏移对应的第三关联信号进行充电。
在一个示例中，发送至第三缓冲电容器Cb3的第三关联信号可以与包括在所有的水平线中的像素区域P的偏移的平均值对应。
替选地，发送至第三缓冲电容器Cb3的第三关联信号可以与包括在所有的水平线中的像素区域P的偏移中的最低偏移值或最高偏移值对应。
替选地，发送至第三缓冲电容器Cb3的第三关联信号可以与包括在每个块的代表性水平线中的像素区域P的偏移的平均值对应。就此而言，每个块可以由两个或更多个连续的水平线组成。所有的水平线可以被划分成多个块。
替选地，发送至第三缓冲电容器Cb3的第三关联信号可以对应于像素区域P的偏移的平均值，该像素区域P被包括在与一个块对应的两个或更多个水平线中。
因此，在空闲时段IP的一部分PIP期间被发送至第三缓冲电容器Cb3的第三关联信号可以被设置为任何值，只要该值反映包括在至少一个水平线中的像素区域P的偏移。
然后，如图4中所示，在空闲时段IP结束之后并且紧接在辐射时段XRP之前的复位时段RP期间，复位开关SWre导通。就此而言，放大单元121的反馈电容器Cf复位。
在辐射时段XRP期间，对像素阵列110执行X射线的发射SHOT。
因此，如图6中所示，由于数字X射线检测器100的像素阵列110暴露于X射线，因此每个像素区域P的感光元件PD生成与透射对应的输出信号。
如图4中所示，在辐射时段XRP之后的检测时段DP包括第一时段P1、第二时段P2和第三时段P3。
在检测时段DP的第一时段P1期间，第一缓冲开关SWb1导通。
在检测时段PD的第二时段P2期间，像素开关PS导通。
在检测时段PD的第三时段P3期间，第二缓冲开关SWb2导通。
如图7中所示，当在检测时段DP的第一时段P1期间第一缓冲开关SWb1导通时，与放大器AMP的偏移对应的第一关联信号通过导通的第一缓冲开关SWb1被发送至第一缓冲电容器Cb1。因此，第一缓冲电容器Cb1使用第一关联信号进行充电。
就此而言，第一关联信号包括放大器AMP的输出，而与数据线DLj的信号无关。
如图8中所示，当在检测时段DP的第二时段P2期间像素开关PS导通时，包括像素区域P的偏移和光感测元件PD的输出信号的像素信号经由导通的像素开关PS可以被发送至数据线DLj。就此而言，数据电容器Cd使用像素信号进行充电。
放大单元121放大像素信号。也就是说，放大器AMP的输出端输出与经放大的像素信号对应的第二关联信号。此外，由于放大单元121的输出已经包括放大器AMP的偏移，因此第二关联信号包括经放大的像素信号和放大器AMP的偏移。因此，第二关联信号包括感光元件PD的输出信号、像素区域P的偏移和放大器AMP的偏移。
然后，如图9中所示，当在检测时段DP的第三时段P3期间第二缓冲开关SWb2导通时，第二关联信号通过导通的第二缓冲开关SWb2被发送至第二缓冲电容器Cb2。因此，第二缓冲电容器Cb2使用第二关联信号进行充电。
因此，第一缓冲电容器Cb1、第二缓冲电容器Cb2和第三缓冲电容器Cb3分别用第一关联信号、第二关联信号和第三关联信号充电。
然后，多路复用器123基于来自第一缓冲电容器Cb1的第一关联信号、来自第二缓冲电容器Cb2的第二关联信号和来自第三缓冲电容器Cb3的第三关联信号导出每个像素区域P的感测信号。
也就是说，多路复用器123通过从第二关联信号中减去第一关联信号和第三关联信号来导出每个像素区域P的感测信号。就此而言，每个像素区域P的感测信号不包括放大单元121的偏移和像素区域P的偏移，并且因此可以基本上等于每个感光元件PD的输出信号。这可以提高感测信号的准确性。
当基于每个像素区域P的感测信号生成X射线图像时，可以减弱检测器100自身的偏移对X射线图像的影响。因此，可以提高由数字X射线检测器100产生的X射线图像的准确性和可靠性。
此外，根据本公开内容的实施方式，可以在辐射时段XRP之前的空闲时段IP的一部分(图4中的PIP)期间执行将与像素区域的偏移对应的第三关联信号传送至第三缓冲电容器Cb3的处理(图5中的路径①和②)。因此，由于导出了与像素区域的偏移对应的第三关联信号，因此优点在于可以防止在辐射时段XRP之后的检测时段DP增加。
然而，由于放大单元121和信号缓冲单元122与每个数据线DL对应，因此在辐射时段XRP之前的空闲时段IP的一部分(图4中的PIP)期间发送至第三缓冲电容器Cb3的第三关联信号与随机选择的至少一个像素区域P的偏移对应。也就是说，发送至第三缓冲电容器Cb3的第三关联信号不对应于每个像素区域P的偏移。
因此，存在由多路复用器123导出的每个像素区域P的感测信号与每个像素区域P的感光元件PD的输出信号之间的误差可能变大的问题。
因此，提供了以下根据本公开内容的另一实施方式的数字X射线检测器100的驱动方法。
图10是示出根据本公开内容的另一实施方式的与图3的像素区域和读出驱动器对应的驱动波形的图。
如图10中所示，根据本公开内容的另一实施方式的数字X射线检测器100的驱动方法可以与图4中所示的本公开内容的实施方式的驱动方法相同，除了第一缓冲开关SWb1、第二缓冲开关SWb2和第三缓冲开关SWb3以及像素开关PS在空闲时段IP期间交替地导通和关断之外，并且与像素区域P的偏移对应的第三关联信号不是在空闲时段IP的一部分(图4中的PIP)期间而是在检测时段DP的第三时段P3之后的第四时段P4和第五时段P5期间被发送至第三缓冲电容器Cb3。因此，下面将省略其间的多余描述。
根据本公开内容的另一实施方式，在空闲时段IP期间，第一缓冲开关SWb1、第二缓冲开关SWb2和第三缓冲开关SWb3以及像素开关PS交替地导通和关断。就此而言，第一缓冲开关SWb1、第二缓冲开关SWb2和第三缓冲开关SWb3以及像素开关PS导通的次数可以为至少一次。
在空闲时段IP期间，所有的像素区域P的像素开关PS可以同时导通和关断。替选地，在空闲时段IP期间，至少一个水平线的像素开关PS可以顺序地导通和关断。
然后，在空闲时段IP结束之后并且紧接在辐射时段XRP之前的复位时段RP期间，复位开关SWre导通。
在辐射时段XRP期间，对像素阵列110执行X射线的发射SHOT。
接下来，根据本公开内容的另一实施方式，在辐射时段XRP之后的检测时段DP包括第一时段P1、第二时段P2、第三时段P3、第四时段P4和第五时段P5。
在检测时段DP的第一时段P1期间，第一缓冲开关SWb1导通。
就此而言，如图7中所示，当在检测时段DP的第一时段P1期间第一缓冲开关SWb1导通时，与放大器121的偏移对应的第一关联信号通过导通的第一缓冲开关SWb1被发送至第一缓冲电容器Cb1。就此而言，第一关联信号包括放大器AMP的输出，而与数据线DLj的信号无关。
在检测时段PD的第二时段P2期间，像素开关PS第一次导通。
就此而言，如图8中所示，当在检测时段DP的第二时段P2期间像素开关PS导通时，包括像素区域P的偏移和感光元件PD的输出信号的像素信号可以经由导通的像素开关PS被发送至数据线DLj。
放大器AMP放大像素信号，并且输出包括经放大的像素信号和放大器AMP的偏移的第二关联信号。就此而言，第二关联信号包括感光元件PD的输出信号、像素区域P的偏移和放大器AMP的偏移。
在检测时段PD的第三时段P3期间，第二缓冲开关SWb2导通。
就此而言，如图9中所示，当在检测时段DP的第三时段P3期间第二缓冲开关SWb2导通时，第二关联信号通过导通的第二缓冲开关SWb2被发送至第二缓冲电容器Cb2。
接下来，在检测时段PD的第四时段P4期间执行像素开关PS的第二导通操作。
就此而言，如图5中的第一路径①所示，包括每个像素区域P的偏移的像素偏移信号通过导通的像素开关PS被发送至数据线DLj。此外，数据电容器Cd使用像素偏移信号进行充电。
放大器AMP输出与像素偏移信号对应的第三关联信号。
然后，在检测时段PD的第五时段P5期间，第三缓冲开关SWb3导通。
就此而言，如图5中的第二路径②所示，与像素偏移信号对应的第三关联信号经由已经导通的第三缓冲开关SWb3被发送至第三缓冲电容器Cb3。因此，第三缓冲电容器Cb3使用第三关联信号进行充电。
就此而言，由于第三关联信号将要从第二关联信号中去除像素区域P的偏移，因此第三关联信号需要对应于在生成第二关联信号之前的像素区域P的偏移。
为此，与第三关联信号对应的时段的长度，即，从像素开关PS的第一次关断的时间点到像素开关PS的第二次导通的时间点的持续时间，即，第三时段P3等于从X射线的辐射的结束时间点到像素开关PS的第一次导通的时间点经过时段的长度，即，第一时段P1。如此，第三关联信号可以与包括在第二关联信号中的像素区域P的偏移基本上更相同。
从像素开关PS第一次关断的时间点(即，第二时段P2的结束点)到第二缓冲开关SWb2第一次导通的时间点的第三时段P3中的第一延迟时段DT1可以等于从像素开关PS第二次关断的时间点(即，第四时段P4的结束时间)到第三缓冲开关SWb3第一次导通的时间点的第五时段P5中的第二延迟时段DT2。因此，与第二关联信号类似，第三关联信号可以对应于放大器AMP的偏移。因此，可以减小由于包括在第三关联信号中的放大器AMP的偏移而引起的第三关联信号与像素区域P的偏移之间的误差。
此外，基于每个水平线执行检测时段DP。因此，发送至第三缓冲电容器Cb3的第三关联信号对应于每个像素区域P的偏移。
因此，可以减小由多路复用器123导出的每个像素区域P的感测信号与每个像素区域P的感光元件PD的输出信号之间的误差。因此，可以进一步提高感测信号的准确性。
基于每个像素区域P的感测信号生成X射线图像可以使得进一步提高X射线图像的准确性和可靠性。
如上所述的本公开内容不限于上述实施方式和附图。对于本领域技术人员来说将明显的是，在不偏离本公开内容的精神和范围的情况下进行各种变更、替换和更改对于本公开内容所属领域的技术人员来说将是明显的。

Claims (16)

1.一种数字X射线检测器，包括：
像素阵列，包括：以矩阵的形式布置在感测区域中的多个像素区域；以及与所述多个像素区域中的沿竖直方向布置的像素区域对应的数据线；以及
连接至所述数据线的读出驱动器，
其中，每个像素区域包括感测光的感光元件以及设置在所述感光元件与所述数据线之间的像素开关，
其中，所述读出驱动器包括：
连接至每个数据线的放大单元；
第一关联信号检测器，其连接至所述放大单元的输出端，并且检测与所述放大单元的偏移对应的第一关联信号；
第二关联信号检测器，其连接至所述放大单元的输出端，并且检测包括所述感光元件的输出信号的第二关联信号；
第三关联信号检测器，其连接至所述放大单元的输出端，并且检测与所述像素区域的偏移对应的第三关联信号；以及
多路复用器，其基于所述第一关联信号、所述第二关联信号和所述第三关联信号导出每个像素区域的感测信号。
2.根据权利要求1所述的数字X射线检测器，其中，所述多路复用器从所述第二关联信号中减去所述第一关联信号和所述第三关联信号，以获得减法结果，并且将所述减法结果导出为所述感测信号。
3.根据权利要求1所述的数字X射线检测器，
其中，所述第一关联信号检测器包括：第一缓冲电容器，其基于所述第一关联信号充电；以及第一缓冲开关，其被设置在所述放大单元与所述第一缓冲电容器之间，
其中，所述第二关联信号检测器包括：第二缓冲电容器，其基于所述第二关联信号充电；以及第二缓冲开关，其被设置在所述放大单元与所述第二缓冲电容器之间，
其中，所述第三关联信号检测器包括：第三缓冲电容器，其基于所述第三关联信号充电；以及第三缓冲开关，其被设置在所述放大单元与所述第三缓冲电容器之间。
4.根据权利要求3所述的数字X射线检测器，
其中，在将X射线照射到所述多个像素区域之前的一部分空闲时段期间，所述像素开关导通和关断，并且然后所述第三缓冲开关导通，
其中，包括所述像素区域的偏移的像素偏移信号经由导通的所述像素开关被发送至所述数据线，
其中，与所述像素偏移信号对应的第三关联信号经由导通的所述第三缓冲开关被发送至所述第三缓冲电容器。
5.根据权利要求4所述的数字X射线检测器，其中，在将所述X射线照射到所述多个像素区域之后的检测时段期间，
所述第一缓冲开关导通，使得所述第一关联信号经由导通的所述第一缓冲开关被发送至所述第一缓冲电容器，
在所述第一缓冲开关关断之后，所述像素开关导通，使得包括所述像素区域的偏移和所述感光元件的输出信号的像素信号经由导通的所述像素开关被发送至所述数据线，
在所述像素开关关断之后，所述第二缓冲开关导通，使得包括所述像素信号和所述放大单元的偏移的第二关联信号经由导通的所述第二缓冲开关被发送至所述第二缓冲电容器。
6.根据权利要求3所述的数字X射线检测器，其中，在将所述X射线照射到所述多个像素区域之后的检测时段期间，
所述第一缓冲开关导通，使得所述第一关联信号经由导通的所述第一缓冲开关被发送至所述第一缓冲电容器，
在所述第一缓冲开关关断之后，所述像素开关第一次导通，使得包括所述像素区域的偏移和所述感光元件的输出信号的像素信号经由导通的所述像素开关被发送至所述数据线，
在所述像素开关第一次关断之后，所述第二缓冲开关导通，使得包括所述像素信号和所述放大单元的偏移的第二关联信号经由导通的所述第二缓冲开关被发送至所述第二缓冲电容器，
在所述第二缓冲开关关断之后，所述像素开关第二次导通，使得包括所述像素区域的偏移的像素偏移信号经由导通的所述像素开关被发送至所述数据线，
在所述像素开关第二次关断之后，所述第三缓冲开关导通，使得与所述像素偏移信号对应的第三关联信号经由导通的所述第三缓冲开关被发送至所述第三缓冲电容器。
7.根据权利要求6所述的数字X射线检测器，其中，从所述像素开关第一次关断的时间点到所述像素开关第二次导通的时间点的经过时间的长度等于从对所述多个像素区域的所述X射线照射终止的时间点到所述像素开关第一次导通的时间点的经过时间的长度。
8.根据权利要求1所述的数字X射线检测器，其中，所述放大单元包括：
放大器，其包括连接至所述数据线的第一输入端和接收预定的参考信号的第二输入端；以及
反馈电容器，其被设置在所述放大器的第一输入端与输出端之间。
9.根据权利要求1所述的数字X射线检测器，其中，所述多路复用器将所述像素区域的感测信号进行组合以生成模拟输出信号，
其中，所述读出驱动器还包括：
信号转换器，其将所述模拟输出信号转换成数字输出信号；以及
数据处理单元，其基于所述数字输出信号生成图像信号。
10.一种用于操作数字X射线检测器的方法，其中，所述数字X射线检测器包括：
像素阵列，其包括：以矩阵的形式布置在感测区域中的多个像素区域；以及与由所述多个像素区域中的沿竖直方向布置的像素区域组成的每个竖直线对应的数据线；以及
连接至所述数据线的读出驱动器，
其中，每个像素区域包括用于感测光的感光元件以及设置在所述感光元件与所述数据线之间的像素开关，
其中，所述读出驱动器包括：
耦接至每个数据线的放大单元；
耦接至所述放大单元的输出端的第一缓冲电容器、第二缓冲电容器和第三缓冲电容器；
第一缓冲开关、第二缓冲开关以及第三缓冲开关，所述第一缓冲开关、所述第二缓冲开关以及所述第三缓冲开关被分别设置在所述第一缓冲电容器与所述放大单元的输出端之间、所述第二缓冲电容器与所述放大单元的输出端之间以及所述第三缓冲电容器与所述放大单元的输出端之间；以及
连接至所述第一缓冲电容器、所述第二缓冲电容器和所述第三缓冲电容器的多路复用器，
其中，所述方法包括：
在将X射线照射到所述多个像素区域之后的检测时段的第一时段期间，导通所述第一缓冲开关；
在所述检测时段的第二时段期间，导通所述像素开关；
在所述检测时段的第三时段期间，导通所述第二缓冲开关；以及
通过所述多路复用器基于分别与所述第一缓冲电容器、所述第二缓冲电容器和所述第三缓冲电容器对应的第一关联信号、第二关联信号和第三关联信号导出每个像素区域的感测信号。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，当所述第一缓冲开关导通时，与所述放大单元的偏移对应的第一关联信号经由导通的所述第一缓冲开关被发送至所述第一缓冲电容器，
其中，当所述像素开关导通时，包括所述像素区域的偏移和所述感光元件的输出信号的像素信号经由导通的所述像素开关被发送至所述数据线，
其中，当所述第二缓冲开关导通时，包括所述像素信号和所述放大单元的偏移的第二关联信号经由导通的所述第二缓冲开关被发送至所述第二缓冲电容器。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述方法还包括：在将X射线照射到所述多个像素区域之前的一部分空闲时段期间，导通和关断所述像素开关，并且导通所述第三缓冲开关，
其中，在所述一部分空闲时段期间，包括所述像素区域的偏移的像素偏移信号经由导通的所述像素开关被发送至所述数据线，
其中，在所述一部分空闲时段期间，与所述像素偏移信号对应的所述第三关联信号经由导通的所述第三缓冲开关被发送至所述第三缓冲电容器。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述方法还包括：
在所述第三时段之后的检测时段的第四时段期间，导通所述像素开关，使得与所述像素区域的偏移对应的所述第三关联信号经由导通的所述像素开关被发送至所述数据线；以及
在所述第四时段之后的检测时段的第五时段期间，导通所述第三缓冲开关，使得所述第三关联信号经由导通的所述第三缓冲开关被发送至所述第三缓冲电容器。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述第三时段的长度等于所述第一时段的长度。
15.根据权利要求12所述的方法，其中，当所述多路复用器导出每个像素区域的所述感测信号时，所述多路复用器从所述第二关联信号中减去所述第一关联信号和所述第三关联信号，以获得减法结果，并且所述多路复用器将所述减法结果导出为所述感测信号。
16.根据权利要求13所述的方法，其中，当所述多路复用器导出每个像素区域的所述感测信号时，所述多路复用器从所述第二关联信号中减去所述第一关联信号和所述第三关联信号，以获得减法结果，并且所述多路复用器将所述减法结果导出为所述感测信号。
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