CN114486954A

CN114486954A - 平板光传感器、平板探测器及成像系统

Info

Publication number: CN114486954A
Application number: CN202210381249.6A
Authority: CN
Inventors: 徐永
Original assignee: Careray Digital Medical System Co ltd
Current assignee: Careray Digital Medical System Co ltd
Priority date: 2022-04-13
Filing date: 2022-04-13
Publication date: 2022-05-13

Abstract

本发明公开了一种平板光传感器、平板探测器及成像系统，平板光传感器包括集电阵列、偏置电压线、数据线、扫描线以及驱动电路，集电阵列包括多个行列排布的光电感应单元；每条偏置电压线与所述集电阵列中的一行或一列光电感应单元连接；每条数据线与对应一列的光电感应单元连接；每条数据线包括n个序号的支线，同一列上的光电感应单元接入相同或不同序号的支线；每条扫描线与对应一行的光电感应单元连接，驱动电路与扫描线连接，其用于分时选通扫描线，每次选通的扫描线对应的光电感应单元在同一列内接入的支线序号均互不相同。本发明提供的平板光传感器、平板探测器及成像系统通过多行并行扫描，实现了光电感应单元的快速扫描读取。

Description

平板光传感器、平板探测器及成像系统

技术领域

本发明涉及医疗影像设备领域，尤其涉及平板光传感器、平板探测器及成像系统。

背景技术

非晶硅TFT-PD平板X射线探测器被广泛应用于医学、工业检测、安全检查、宠物治疗等领域。在实际使用中整体系统期望探测器能快速完成扫描读出之后成像输出，并且留给X射线的曝光时间越长越好，以有助于提高成像的信噪比，提升传感器的成像质量。而现有的非晶硅TFT-PD平板X射线探测器，其扫描和读出的工作方式是逐行扫描逐行对电子进行积分以输出图像，这样成像的速度受限于每一行扫描的时间和总共的行数，难以大幅提高扫描读取速度。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明提供了平板光传感器、平板探测器及成像系统，所述技术方案如下：

一方面，本发明提供了一种具有快速扫描读出功能的平板光传感器，包括

集电阵列，其包括多个行列排布的光电感应单元；

多条偏置电压线，每条偏置电压线与所述集电阵列中的一行或一列光电感应单元连接，其被配置为向所述光电感应单元提供偏置电压；

多条数据线，每条数据线与对应一列的所述光电感应单元连接；每条数据线包括n个序号的支线，其中n为大于或等于2的整数，各支线之间相互独立，同一列上的光电感应单元接入相同或不同序号的支线，同一列的光电感应单元中至少有两个接入不同序号的支线；

多条扫描线，每条扫描线与对应一行的所述光电感应单元连接，

驱动电路，所述驱动电路与所述扫描线连接，其用于分时选通部分扫描线；

所述驱动电路每次选通数量大于或者等于2，且小于或等于n条扫描线，每次选通的扫描线对应的光电感应单元在同一列内接入的支线均互不相同；所述光电感应单元在所述驱动电路驱动下导通，并通过相应的支线输出相应信号。

进一步地，按序将每n行光电感应单元作为一组读取单元；在同一组读取单元中，同一行的光电感应单元接入相同序号的支线，不同行的光电感应单元接入不同序号的支线。

进一步地，所述驱动电路每次选通一个所述读取单元中对应部分或全部的扫描线。

进一步地，所述集电阵列设有多组所述读取单元，所述驱动电路按照所述读取单元的次序依次选通每个读取单元中的部分或全部扫描线。

进一步地，所述驱动电路每次选通不同读取单元中不同序号支线对应的扫描线。

进一步地，在所述驱动电路每次选通扫描线的过程中，依次取n个读取单元，对每个读取单元选取一条扫描线，被选取的扫描线对应不同序号的支线。

进一步地，所述平板光传感器还包括

偏置电路，所述偏置电路与所述偏置电压线电连接，每条偏置电压线与所述集电阵列中的一行光电感应单元连接，所述偏置电路用于分时选通所述偏置电压线，所述偏置电路每次选通的偏置电压线与所述驱动电路每次选通的扫描线同步对应。

进一步地，所述光电感应单元包括开关管和光电二极管，所述开关管的一端与支线连接，其另一端与所述光电二极管的负极连接，所述开关管的栅极与所述扫描线连接，所述光电二极管的正极与所述偏置电压线连接。

进一步地，所述平板光传感器还包括模数转换器，其与所述支线的输出端连接，其用于将模拟信号转换为数字信号输出。

另一方面，本发明提供了一种平板探测器，包括所述平板光传感器。

又一方面，本发明提供了一种射线成像系统，包括所述平板探测器。

本发明提供的技术方案带来的有益效果如下：

a. 通过多行并行扫描，实现了快速扫描读取光电感应单元的信息；

b. 能够留出更多的曝光时间，有助于提高成像的信噪比，提升传感器的成像质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的平板光传感器结构示意图。

其中，附图标记分别为：1-扫描线，2-数据线，3-偏置电压线，41-开关管，42-光电二极管，5-读取单元。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本发明的一个实施例中，提供了一种具有快速扫描读出功能的平板光传感器，包括集电阵列、多条偏置电压线3、多条数据线2、多条扫描线1和驱动电路。集电阵列包括多个行列排布的光电感应单元，例如形成a×b的阵列。每条扫描线与对应一行的所述光电感应单元连接，每条偏置电压线与所述集电阵列中的一行或一列光电感应单元连接，其被配置为向所述光电感应单元提供偏置电压。

每条数据线与对应一列的所述光电感应单元连接，每列的光电感应单元都有对应的数据线；每条数据线包括n个序号的支线，其中n为大于或等于2的整数，各支线之间相互独立，所述光电感应单元只能选择相应数据线中的一条支线进行连接，同一列上的光电感应单元接入相同或不同序号的支线，同一列的光电感应单元中至少有两个接入不同序号的支线。需要说明的是，每个光电感应单元都会有相应的扫描线、数据线以及偏置电压线连接。

所述驱动电路与所有的扫描线连接，所述驱动电路用于分时选通所述扫描线，每次选通的扫描线与上次选通的不同。所述驱动电路每次选通数量大于或者等于2，且小于或等于n条扫描线并给其相应的扫描信号，每次选通的扫描线对应的光电感应单元在同一列内接入的支线均互不相同，即该次关联到的光电感应单元在列向上对应不同序号的支线，而同一行中光电感应单元对应的支线序号可以相同或不同；所述光电感应单元在所述扫描信号驱动下导通，以通过相应的支线输出相应信号。

其中，所述光电感应单元包括开关管41和光电二极管42，所述开关管的一端与支线连接，其另一端与所述光电二极管的负极连接，所述开关管的栅极与所述扫描线连接，所述光电二极管的正极与所述偏置电压线连接，所述光电二极管的两端设有与其并联的电容，扫描信号为驱动电路输出的一种高电平信号，所述开关管在扫描信号作用下导通，使得电容的信息通过数据线输出。

在本发明的一个实施例中，参见图1，其中，行方向为附图中所示的左、右延伸的方向，列方向为附图中所示的上、下延伸的方向；按序将每n行光电感应单元作为一组读取单元5；在同一组读取单元中，同一行的光电感应单元接入相同序号的支线，不同行的光电感应单元接入不同序号的支线。例如每条数据线包括序号分别为A、B、C、D的支线，各支线之间相互独立，第一行至第四行光电感应单元作为第一组读取单元，第五行至第八行光电感应单元作为第二组读取单元，以此类推，在每组读取单元中，各行各自对应数据线的一条支线，比如第一行光电感应单元均接入A支线，第二行光电感应单元均接入B支线，第三行光电感应单元均接入C支线，第四行光电感应单元均接入D支线。

所述驱动电路分时选通扫描线的方式至少包括以下两种：

第一种方式：所述驱动电路每次选通一个所述读取单元中对应的部分或全部扫描线。通过该方式可以实现多行同时扫描读出，假如开始设计是n行同时扫描读出，那在其他条件都相同的情况下，扫描和读出的速度将会提高n倍，传感器的帧频也就会提高n倍。例如，所述集电阵列设有多组所述读取单元，所述驱动电路按照所述读取单元的次序依次选通每个读取单元中所有的扫描线，读取单元内扫描线对应的支线序号互不相同，第一次选通第一个读取单元内的所有的扫描线，第二次选通第二个读取单元内的所有的扫描线，依次选通读取单元进行扫描读取，直到所有读取单元都被选通过。

第二种方式：所述驱动电路每次选通不同读取单元中不同序号支线对应的扫描线。例如，在所述驱动电路每次选通扫描线的过程中，依次取4个读取单元，对每个读取单元选取一条扫描线，所述扫描线对应的不同序号支线。第一次选通的扫描线有：第一个读取单元内A支线对应的扫描线，第二个读取单元内B支线对应的扫描线，第三个读取单元内C支线对应的扫描线，第四个读取单元内D支线对应的扫描线，依次选通读取单元进行扫描读取，直到所有读取单元都被选取过，此时快速得到全局的数据，适用于像素要求不高的图像。当然，驱动电路可以再次进行上述操作，再次依次选通读取单元进行扫描读取，但该次在读取单元中选取的扫描线与之前在同一读取单元选取的扫描线错开，并且与同次其他读取单元中扫描线对应的支线互不相同，这样使得精度显示进一步提升，若不够可以再进行该操作使得整体的像素精度提高以达到所需的要求。换而言之，相当于有n档的像素精度选择，在上面的举例中，有4档的像素精度选择，第一挡执行一轮该操作，第二档执行二轮该操作，第三挡执行三轮该操作，第四档执行四轮该操作。用户可以根据用途需求选择合适的精度，并进行快速扫描读取。

在本发明的一个实施例中，所述平板光传感器还包括偏置电路和模数转换器。模数转换器与各支线的输出端连接，其用于将模拟信号转换为数字信号输出。所述偏置电路与所述偏置电压线电连接，其用于分时选通所述偏置电压线。每条偏置电压线与对应一行的所述光电感应单元连接，每条扫描线与对应一行的所述光电感应单元连接，每行的光电感应单元都有对应的扫描线与电压线，以形成扫描线与电压线一一对应的关系。所述偏置电路每次选通的偏置电压线与所述驱动电路每次选通的扫描线同步对应，以避免其他光电感应单元对正在进行扫描的光电感应单元的影响。例如，驱动电路第一次选通第一个读取单元内所有扫描线，并保持其他扫描线无信号，则偏置电路同步选通第一个读取单元内的偏置电压线，并保持其他偏置电压线无信号。

在本发明的一个实施例中，提供了一种平板探测器，包括所述平板光传感器。所述平板光传感器的所有特征都引入所述平板探测器，在此不在赘述。

在本发明的一个实施例中，提供了一种射线成像系统，包括所述平板探测器。所述平板探测器的所有特征都引入所述射线成像系统，在此不在赘述。

本发明提供的具有快速扫描读出功能的平板光传感器及平板探测器能够同时扫描n行后，同时进行n行像素的电子读出积分，提高传感器全频的刷新频率，以提高帧频。将该传感器应用于X射线探测器中，经过系统的集成和配合，可以形成快速成像的X射线成像系统。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种具有快速扫描读出功能的平板光传感器，其特征在于，包括

集电阵列，其包括多个行列排布的光电感应单元；

2.根据权利要求1所述的平板光传感器，其特征在于，按序将每n行光电感应单元作为一组读取单元；在同一组读取单元中，同一行的光电感应单元接入相同序号的支线，不同行的光电感应单元接入不同序号的支线。

3.根据权利要求2所述的平板光传感器，其特征在于，所述驱动电路每次选通一个所述读取单元中对应的部分或全部扫描线。

4.根据权利要求3所述的平板光传感器，其特征在于，所述集电阵列设有多组所述读取单元，所述驱动电路按照所述读取单元的次序依次选通每个读取单元中部分或全部的扫描线。

5.根据权利要求2所述的平板光传感器，其特征在于，所述驱动电路每次选通不同读取单元中不同序号支线对应的扫描线。

6.根据权利要求5所述的平板光传感器，其特征在于，在所述驱动电路每次选通扫描线的过程中，依次取n个读取单元，对每个读取单元选取一条扫描线，被选取的扫描线对应不同序号的支线。

7.根据权利要求1所述的平板光传感器，其特征在于，还包括

8.根据权利要求1所述的平板光传感器，其特征在于，所述光电感应单元包括开关管和光电二极管，所述开关管的一端与支线连接，其另一端与所述光电二极管的负极连接，所述开关管的栅极与所述扫描线连接，所述光电二极管的正极与所述偏置电压线连接。

9.根据权利要求1所述的平板光传感器，其特征在于，还包括模数转换器，其与所述支线的输出端连接，其用于将模拟信号转换为数字信号输出。

10.一种平板探测器，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的平板光传感器。

11.一种射线成像系统，其特征在于，包括如权利要求10所述的平板探测器。