JP2000278611A - ディジタル式検出器のスキャン電荷補償方法および装置 - Google Patents

ディジタル式検出器のスキャン電荷補償方法および装置

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JP2000278611A
JP2000278611A JP11332313A JP33231399A JP2000278611A JP 2000278611 A JP2000278611 A JP 2000278611A JP 11332313 A JP11332313 A JP 11332313A JP 33231399 A JP33231399 A JP 33231399A JP 2000278611 A JP2000278611 A JP 2000278611A
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スコット・エー・ビルスキ
Scott W Petrick
スコット・ウィリアム・ペトリック
Lawrence Richard Skrenes
ローレンス・リチャード・スクレンス
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    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors

Abstract

(57)【要約】 【課題】 離散的ピクセル型検出器（２２）を、複数の
スキャン・モード（１１０、１１２、１１４、１１６）
において電荷補償する。 【解決手段】 各スキャン・モードで、検出器の異なる
数の行（５６）をイネーブルし、また離散的なピクセル
位置（５４）で発生された信号を検出器の列（５８）で
読み取る。行（５６）と列（５８）との間の寄生容量
（８２、８２ａ）による電荷を、イネーブルされていな
い行に補償電圧（Ｖcomp）を印加することにより補償し
平衡させる。補償電圧を印加する行の数（Ｒc ）は、各
スキャン・モードでのイネーブルされる行の数（Ｒe ）
に依存する。各スキャン・モードでイネーブルされる行
の数を一定倍した数の行に対して補償電圧を印加するこ
とによって、単一の補償電圧を用いることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】本発明は、全般的にはイメージング・シ
ステムなどのための検出器回路の分野に関する。本発明
は、より具体的には、Ｘ線式イメージング・システムに
用いられるディジタル式ピクセル・アレイ回路などの検
出器回路の中での寄生容量を補償するための方式に関す
る。
【０００２】
【発明の背景】関心のある対象物の画像を提供するため
の様々な方式が周知であり、また現在使用されている。
例えば、医用イメージングの分野では、患者の解剖学的
構造の有用な画像を提供するためにＸ線技術が用いられ
てきた。従来のＸ線技術では、放出された放射線を対象
物を通して写真フィルムに当てるようにし、この光学写
真フィルムで所望の画像を撮っている。次にこのフィル
ムを処理し、関心のある特徴部の間でコントラストを生
じさせている。最近では、画像をディジタル的に撮って
処理し、ディジタル形式で保存し、転送し、再プリント
することなどが可能なディジタルＸ線技術が開発されて
いる。
【０００３】ディジタル式イメージング・システム、特
にＸ線システムの出現によって各種の問題、具体的に述
べると、データ収集回路の設計および動作において問題
が生じている。ディジタル式Ｘ線システムでは、例えば
検出器を用いて、検出器面の個々の画像要素すなわちピ
クセルにあたる放射線量すなわち放射線強度に相当する
信号を発生させている。データ収集シーケンス中に、生
じた信号を収集するために検出器内の回路が逐次的に
（すなわち、順次に）スキャンされる。次に、この信号
を処理して有用な画像データを求め、その後、この画像
データを用いて所望の画像が再構成される。この画像は
次いで、現場の医師や放射線技師によって利用するため
に、コンピュータ・モニターに表示され、従来からの写
真フィルム上に記録されるなどされる。
【０００４】ディジタル式Ｘ線検出器の一形態では、行
および列をなす検出器素子が、シンチレータにあたる光
子に応じた信号を発生する。各検出器素子は、フォトダ
イオード及び薄膜トランジスタによって構成されてい
る。ダイオードのカソードはトランジスタのソースに接
続され、また全てのダイオードのアノードに負のバイア
ス電圧が接続されている。一行内のトランジスタのゲー
トは一緒に接続され、またその行電極がスキャン用電子
回路に接続されている。一列内のトランジスタのドレー
ンは一緒に接続され、またその列電極が別の読み出し用
電子回路に接続されている。行および列を逐次的にスキ
ャンすることによって、システムは、アレイ又はマトリ
ックスをなす信号の全体を収集して、その後に信号処理
および表示を行うことが出来る。
【０００５】上記のタイプのディジタル式検出器では、
列と行との間の寄生容量によって問題が生じる。一般的
には、行側の制御電圧を「オフ」電圧から「オン」電圧
に変化させたときに、各行と全ての列との間の寄生容量
のために、列電極に幾分かの電荷が測定される。この電
圧によって読み出し値を誤らせたり、検出器回路を飽和
させたり、得られた画像データに異常を生じさせたりす
る。こうなると、無用な画像アーチファクトが生じる可
能性がある。
【０００６】こうした寄生容量を補償するための方式が
開発されている。周知の１つの方式では、例えば、イネ
ーブル(enable)されている行以外の行に補償電圧を印加
することによって、列上の電荷を平衡させている。更
に、補償電圧を印加する行の数を変更することができ、
また、補償電圧自体を変更して、平衡の程度を必要なレ
ベルにすることも可能である。
【０００７】上記の方式によって一般的には満足のゆく
結果を得ることができるが、欠点が全くないわけではな
い。例えば、検出器で用いられるスキャン・モードによ
っては、一度にスキャンされる行が、単一の場合と複数
の場合がある。更に、複数の行が同時にスキャンされる
場合、スキャン・モードが異なると、スキャンしようと
する行の数も異なることになる。現行の補償方式では、
こうした多様なスキャン・モードには十分に適応できて
いない。これらの方式では、スキャン・モードが違った
場合には、同時にスキャンする行の数に依存して異なる
補償電圧が用いられることがあるが、こうした適応動作
を行うには、アナログ・バイアス回路が更に複雑にな
り、ひいては必要となる補償電圧レベルが、設計上の所
定の限界値を超える可能性もある。
【０００８】したがって、多数のスキャン・モードに迅
速に対応するため、ディジタル式検出器回路中の容量性
結合を補償する方式に改良が要望されている。更に、異
なるスキャン・モードの各々で用いられる補償電圧を単
一の一様な電圧とすると共に、単一行スキャン・モード
と多数行スキャン・モードの両方を可能とするように改
良された補償手法が要望されている。
【０００９】
【発明の概要】本発明は、これらの要望に応えるよう設
計されたディジタル式検出器用の新規な電圧補償方式を
提供する。この補償方式は様々な装置で用いることが可
能であるが、特にディジタル式Ｘ線検出器で実施するの
に適している。本補償方式は多様なスキャン・モード、
例えば単一行スキャン・モード、２行スキャン・モー
ド、多数行スキャン・モード（例えば、同時に検出器内
の１６行あるいは３２行をスキャンするモード）に対応
できる。具体的なスキャン・モードに従って、異なる数
の行に対して補償電圧のバイアスをかけ、これにより行
と列との間の寄生容量により生ずる電荷を補償し平衡さ
せる。本方式は、行および列のサンプリング又はスキャ
ン構成が様々である検出器で用いることができる。本方
式は、同様に、様々な大きさのピクセル・マトリックス
を有するスキャナに用いることもできる。このため、本
方式は、数多くの行を補償する必要がある厳しいスキャ
ン状況に対処することができる。もちろん要求条件がさ
ほど厳しくないスキャン・モードで、より少ない行数を
補償することも可能である。
【００１０】従って、本発明の第１の面によれば、離散
的ピクセル型検出器における画像データのスキャン方法
が提供される。この検出器は、画像マトリックスの形に
配列された複数の行および複数の列を持つタイプのもの
である。この方法に従って、複数のスキャン・モードの
うちの１つで、行からの画像データの読み出しが逐次的
にイネーブルされる。各々のスキャン・モードで、イネ
ーブルされる行の数が異なる。各々の逐次的な行イネー
ブル・ステップでは、その他の行からなるグループに対
して補償電圧を印加する。スキャン・モードが異なって
も、その各々でこの補償電圧は同じである。したがっ
て、スキャン・モードのそれぞれで補償電圧が印加され
る行の数が異なる。各々の逐次的な行イネーブル・ステ
ップでは、次に検出器の各列から画像データが読み出さ
れる。
【００１１】補償電圧は、要求条件がもっとも厳しいス
キャン・モード（すなわち、最大数の行をスキャンする
モード）を基準として決定すると都合がよい。その後
は、寄生容量電荷を補償するために単一の補償電圧を印
加し、その際、補償電圧が印加される行の数は各スキャ
ン・モードでイネーブルされる行の数に対して同じ比率
になるようにする。補償電圧を決定する基準となるファ
クターとしては、イネーブルされる行の数と補償する行
の数との比、しきい電圧、イネーブル電圧、「オフ」電
圧又はディセーブル(disable) 電圧、あるいは寄生容量
の予測値又は実際値などがある。
【００１２】本発明ではまた離散的ピクセル型検出器の
電荷補償方法を提供し、この方法では、複数のスキャン
・モードのうちの任意のモードにおいてイネーブルすべ
き最大数の行を決定し、またこの最大数の行がイネーブ
ルされるときに電荷補償に使用すべき所望の最大数の行
を決定する。次いて、イネーブルされる行の最大数およ
び補償に使用する行の数に基づき、所望の補償電圧を決
定する。一旦この補償電圧が決まると、複数のスキャン
・モードのそれぞれに対して補償用の行の数を決定す
る。繰り返すと、イネーブルされる行の数と補償用の行
の数との比は、各種のスキャン・モード全体を通じて一
定である。
【００１３】本発明ではまた、この電荷補償方式を実現
するための検出器システムを提供する。この検出器シス
テムは、行をイネーブルするための回路を含むと共に、
各イネーブル・ステップの間に補償電圧を多数の行に印
加するための回路を含む。この回路では、このように同
時にイネーブルされる行の数とは無関係に、電荷補償の
ために単一の補償電圧を用いることができる。
【００１４】
【発明の詳しい説明】ここで図面を参照して説明する
と、図１はディジタル式Ｘ線システムの形態のイメージ
ング・システム１０を表している。イメージング・シス
テム１０は、コリメータ１４に隣接して配置されたＸ線
放射線源１２を含む。コリメータ１４は放射線ストリー
ム１６を患者１８などの被検体の位置する領域に通過さ
せる。放射線の一部２０は、被検体中を透過するか又は
被検体の周辺を通過してディジタル式Ｘ線検出器（全体
を参照符号２２で表す）にあたる。下記に更に詳しく述
べるように、検出器２２は検出器表面で受け取ったＸ線
光子を、エネルギのより低い光子に変換し、更に電気信
号に変換する。この電気信号は、被検体内の特徴部の画
像を再構成するために収集され処理される。
【００１５】線源１２は、検査シーケンスのために電力
および制御信号の両者を供給する電源装置／制御回路２
４によって制御されている。更に、検出器２２は、検出
器内で発生した信号の収集を指令する検出器制御装置２
６に結合されている。検出器制御装置２６はまた、ダイ
ナミック・レンジの調整、ディジタル画像データのイン
ターリーブなどのための各種の信号処理やフィルタリン
グ機能を実行する。電源装置／制御回路２４および検出
器制御装置２６はいずれも、システム制御装置２８から
の信号に応答して動作する。一般に、システム制御装置
２８はイメージング・システムの動作を指令し、検査プ
ロトコルを実行させたり、収集した画像データを処理さ
せたりする。したがって、システム制御装置２８は、汎
用のコンピュータあるいは特定アプリケーション用のコ
ンピュータ、付属の記憶回路、インタフェース回路など
を含むのがふつうである。図１に示す実施例では、シス
テム制御装置２８は表示装置／プリンタ装置３０に結合
されると共に、オペレータ・ワークステーション３２に
も結合されている。画像システムの典型的な構成では、
表示装置／プリンタ装置３０は、現場の医師や放射線技
師の利用に供するために再構成画像を出力することがで
きる。またオペレータ・ワークステーション３２によっ
て、臨床医や放射線技師が、検査を指令したり、システ
ムの構成を再検討したりすることなどが可能となる。
【００１６】図２は、ディジタル式検出器２２の機能構
成部品を模式的に示したものである。図２にはまた、典
型的には検出器制御装置２６内に構成される画像検出器
制御装置（ＩＤＣ）３４を図示してある。ＩＤＣ３４
は、検出器からの検知信号の収集を指令するためにＣＰ
Ｕ又はディジタル信号処理装置並びに記憶回路を含む。
ＩＤＣ３４は、双方向光ファイバ導体を介して、検出器
２２内の検出器制御回路３６に結合されている。このた
め、ＩＤＣ３４は、動作中に画像データ用の指令信号を
検出器とやりとりできる。
【００１７】検出器制御回路３６は、一般的に参照符号
３８で示す電源からＤＣ電力を受ける。検出器制御回路
３６は、データ収集段階の動作中に検知した信号を送出
するために用いられる行ドライバおよび列ドライバに対
して、タイミングおよび制御指令を発するように構成さ
れている。検出器制御回路３６は、したがって、基準／
調整回路４０に電力および制御信号を送り、且つこの回
路４０からディジタル画像ピクセル・データを受け取
る。
【００１８】検出器２２は、検査中に検出器面で受け取
ったＸ線光子をエネルギがより低い光子（光）に変換す
るシンチレータを有する。次に、光検出器アレイが光子
を電気信号に変換する。この電気信号は、検出器面の個
々のピクセル領域にあたった光子の数すなわち放射線の
強度を表す。以下に述べるように、読み出し用電子回路
が、出力されたアナログ信号を、周知の画像処理法を用
いて、処理し記憶し表示することの出来るディジタル値
に変換する。好ましい実施例では、光検出器アレイは、
単一体のアモルファス・シリコンによって製造される。
このアレイの要素は行および列をなして配列され、その
各要素はフォトダイオードおよび薄膜トランジスタで構
成される。各フォトダイオードのカソードはトランジス
タのソースに接続され、また全てのフォトダイオードの
アノードは負のバイアス電圧に接続される。各行のトラ
ンジスタのゲートは一緒に接続され、また行電極が下記
のスキャン用電子回路に接続される。各列のトランジス
タのドレーンは一緒に接続され、また列電極が読み出し
用電子回路に接続されている。
【００１９】図２に示す特定の実施例では、行バス４２
が、検出器の様々な行からの読み出しをイネーブルする
ため、およびこれらの行をディセーブルして選択された
行に電荷補償電圧を印加するための複数の導体を含む。
更に列バス４４が、行を逐次的にイネーブルしている間
に列からの読み出しを指令するための別の複数の導体を
含む。行バス４２は一連の行ドライバ４６に結合され、
各々の行ドライバは検出器内の一連の行をイネーブルす
るように指令する。同様に、読み出し用電子回路４８が
列バス４４に結合されて、検出器内の全ての列を読み出
しを指令する。
【００２０】図示の実施例では、行ドライバ４６および
読み出し用電子回路４８は、複数のセクション５２に細
分されている検出器パネル５０に結合されている。各セ
クション５２は、行ドライバ４６のうちの１つに結合さ
れ、且つ２５６行を含んでいる。同様に各々の列ドライ
バ４８は一連の列に結合されている。フォトダイオード
および薄膜トランジスタが上記のように配列されている
ことによって、行５６および列５８をなして配置された
一連のピクセルすなわち離散的画像要素５４が規定され
る。この行および列によって、高さ６２と幅６４を有す
る画像マトリックス６０が規定される。
【００２１】ここで、検出器パネル５０の詳細な構成、
並びに検出器パネルの行ドライバと列ドライバとによっ
て駆動される行および列への細分割は、様々な別の構成
をとることがあることに留意されたい。具体的に述べる
と、使用される行ドライバおよび列ドライバの数をより
多く又はより少なくしてもよく、これにより様々な大き
さのマトリックスを有する検出器パネルを規定してもよ
い。例えば、本実施例では、２５６行からなるセクショ
ンを８個用いて、２０４８行より成る高さ６２を規定し
ている。その上、検出器パネルを、垂直中心線又は水平
中心線に沿って多数のセクションよりなる複数の領域に
更に細分割してもよい。
【００２２】図３は、検出器パネル５０に結合された図
２に示した行ドライバのうちの一対をより詳細に示した
ものである。上記のように、行ドライバ４６は基準／調
整回路４０から様々な指令信号を受け取り、検出器パネ
ル内の行をイネーブルする。図示の実施例では、各々の
行ドライバ４６は、一対の行ドライバ・チップ（ＲＤ
Ｃ）６６および６８を含む。各ＲＤＣは検出器内の１２
８行をイネーブルする指令を行うように構成されてい
る。基準／調整回路４０は、スキャン・モード指令信
号、電荷補償指令信号、イネーブル・ストローブ信号な
どのような様々な制御信号および指令信号を受け取っ
て、ＲＤＣを動作させる。好ましい構成では、回路４０
はＲＤＣを指令するための構成を持つ制御ロジックを含
む。回路４０は、行バス４２内の複数の導体上に指令を
出力する（図２参照）。図３の模式図では、これらの導
体のうちの３本、すなわちＶON導体７０、ＶOFF 導体７
２およびＶcomp導体７４を示してある。これらの導体の
各々は、各ＲＤＣに結合されている。図４を参照しなが
ら下記に説明するように、検出器の個々の行をイネーブ
ルし、ディセーブルし、あるいは電荷補償するために、
ＲＤＣの出力を指令するための他の導体（図示していな
い）が設けられている。
【００２３】上記のように、各々の行ドライバは、例え
ば図３に示す行電極７６のような複数の行電極に結合さ
れている。各々の行電極は、一連の列電極（そのうちの
１つの列電極７８を図３に示してある）を横切ってい
る。上記のように、フォトダイオードおよび薄膜トラン
ジスタ（図３では図示せず）が、各々の行電極および列
電極に対して設けられて、それらに結合されていて、検
出器パネル・アレイを形成する。各々の列電極は、読み
出しシーケンス中に各々の行と列との交差位置にあるフ
ォトダイオードで発生された信号を読み出すためのＡＲ
Ｃ（アナログ読み出しチップ）増幅器８０に結合されて
いる。
【００２４】検出器からの検知信号の読み出しは以下の
ように行われる。検出器からのデータを読み取るため、
又は検出器の動作試験をするために、多数のスキャン・
モードを選択することが出来る。現在好ましい実施例で
は、４つの読み出しモードすなわちスキャン・モードが
用いられる。第１のモードは高解像度モードであり、一
度に１つの行がイネーブルされる。従って、読み出しの
ためにパネル内の各行を逐次的にイネーブルしながら、
検出器内の列を読み出し、これによってアレイから全て
の信号を漸進的に読み出して行く。具体的に述べると、
１２８ビット・シフト・レジスタが各ＲＤＣに含まれて
いる。シード(seed)ビットが該ＲＤＣに通され、そして
パネルに結合された相次ぐＲＤＣに通される。このよう
にして、イネーブル動作がスタート・ビットで始まり、
一連の行に沿って外から内へのスキャン形式又は内から
外へのスキャン形式で移動する。
【００２５】第２のスキャン・モードでは、対の行を同
時にイネーブルする。各対の行について列から読み出し
が行われる。本実施例では、ＡＲＣ内の列読み出し用電
子回路が、検知した信号のアナログ−ディジタル変換を
行うことに留意されたい。各読み出しモードにおいて、
次に信号は制御用電子回路に送られ、更にこの回路を通
して検出器からＩＤＣおよびシステム制御装置に送られ
る。
【００２６】上述の読み出しモードすなわちスキャン・
モードのほかに、本実施例では「スクラブ(scrub) 」モ
ードが可能である。このモードでは、相接した一続きの
１６行又は３２行がパネル内をシフトされる。このモー
ドではまた、イネーブルされた行上の電荷を、以下に説
明する補償方式によって平衡させる。スクラブ・モード
は、これ以外に関しては、他の読み出しモードと同様に
進行する。
【００２７】パネルの行のイネーブルは、イネーブルし
ようとする行（１行又は複数行）の対応する電極に印加
する電圧を「オフ」状態から「オン」状態にシフトさせ
ることによって実行される。しかし、図３に参照符号８
２で示すような、行と列との間の寄生容量のために、行
から列に電荷が注入され、その結果、ＡＲＣ増幅器を飽
和させて、得られる再構成画像に不所望のアーチファク
トを生じさせる可能性がある。この寄生容量が生じる原
因は様々であり、その特性も原因によって様々に異な
る。この原因が、例えば各々の行と列との交点にあるＦ
ＥＴ自体にある場合がある。更に、寄生容量の原因のう
ちのあるものは、図３に参照符号８２で示すように、検
出器の構造それ自体の中に存在することがある。一方、
寄生容量のうちのあるもの（図３に参照符号８２ａで示
す）は、図３に参照符号８３で示すように、検出器の過
渡状態に起因する場合がある。このように、各々の行と
列との交点における寄生容量は、一定である場合と一定
でない場合とがあり、また検出器内の場所によって多少
の差があることもある。
【００２８】本方式では、一連のイネーブルされていな
い行に対して差電圧すなわち補償バイアス電圧Ｖcompを
印加することにより、こうした電荷を補償する。複数の
スキャン・モードに対する電荷補償は、Ｖcompの値を変
えることによって理論的には達成可能であるが、本方式
では、複数のスキャン・モードの全てに対して単一の補
償電圧を用いることが可能である。スキャン・モードで
一度にイネーブルされる行の数に応じて、異なる数の行
に対し電荷補償を行って、イネーブルされた行によって
生成される寄生容量電荷を相殺する。本電荷補償方式を
実行するための好ましいタイミング・シーケンスおよび
論理回路についてのより詳細に関しては、以下に説明す
る。
【００２９】本実施例では、補償電圧Ｖcompのレベルは
最も要求条件の厳しいスキャン・モードの要件を検討す
ることによって決定するのが都合がよい。例えば、本実
施例では、３２行スクラブ・モードの場合、電荷補償に
利用可能な残りの行の数は比例的に最も少なくなる。具
体的には、１０２４行のスキャナあるいはスキャナ・セ
クションにおいて、３２行スクラブ・モードで、電荷補
償に利用可能な行数は９９２行残されている。他のスキ
ャン・モードでは全て、同時にイネーブルする行の数が
この場合よりも少ないので、これらのスキャン・モード
で電荷補償に利用できる行の数はもっと多くなる。しか
し、一連のモード全てにわたって補償電圧Ｖcompを一定
とするためには、３２行モードの場合を基準として用い
て補償電圧の設定をする。補償手順や選択する電圧は、
もちろん、システムを所望の状態に調整するための用途
および検出器特有の較正シーケンスの影響を受けること
がある。
【００３０】具体的に述べると、あるスキャン・モード
において電荷補償に利用可能な残りの行の数と、その同
じスキャン・モードでイネーブルされる行の最大数との
比などのファクターに基づいて、補償電圧が決定され
る。このスキャン・モードとしては、一度にイネーブル
する行の数が最も多く、且つ補償に利用できる行の数が
最も少ないモードとするのが好ましい。この比は次式で
表される。
【００３１】 Ｒc ：Ｒe ＝ (Ｍ−ｋ）：ｋ （式１） ここで、Ｒc は各々の行イネーブル・ステップ中に補償
電圧が印加される行の数Ｒe 同じ行イネーブル・ステッ
プ中にイネーブルされる行の数、Ｍは読み出しおよび補
償に利用可能な行の総数、そしてｋは任意のスキャン・
モードにおいて同時にイネーブルできる行の数のうちの
最大値である。このことから本実施例では、Ｒc ：Ｒe
の比の値は３１（すなわち（１０２４−３２）：３２）
である。当業者には明らかなように、別のパネル構成お
よびスキャン構成に対しても、これと同じ方式が利用で
きる。更にこの同じ方式はスキャン・モードが４種類未
満の場合にも利用可能である。この中には単一の補償電
圧が望ましいようなスキャン・モードが２種類しかない
場合が含まれる。またスキャン・モードが５種類以上の
場合に対しても利用可能である。
【００３２】上記の関係は、単一の補償電圧に対応で
き、また各スキャン・モードの各々の逐次的なイネーブ
ル・ステップ中に補償電圧を受けるべき行の数の決定に
も対応できる。詳しく述べると、各スキャン・モードで
補償電圧を受ける行の数は、次の関係式で表すことが出
来る。
【００３３】 Ｒc ＝（Ｍ−ｋ）×ｎｋ （式２） ここで、Ｒc とＭとｋの値は、式１の場合の値と同じで
あり、またｎは特定のスキャン・モードで同時にスキャ
ンされる又は読み出される行の数である。
【００３４】更に、本実施例のＲＤＣは２つのモードの
補償ができるように設計されており、これらは「完全」
補償モードおよび「部分」補償モードである。単一行ス
キャンでは、各々の行ドライバ内の近傍の１つのＲＤＣ
が「部分」補償モードで動作は、この場合、その指令の
下での全行数１２８のうちの３１行が補償される。同様
に、２行スキャン・モードでは、パネルに結合された２
つの近傍のＲＤＣが「部分」補償モードで補償され、全
行数２５６のうちの６２行が補償される。「完全」補償
モードは、１６行スキャン・モードおよび３２行スキャ
ン・モードに対して用いられる。この「完全」補償モー
ドでは、少なくとも２つの行ドライバの２つのＲＤＣに
よって制御される行の全てがアクティブになる。具体的
に述べると、１６行スキャン・モードでは、所望の比を
保ち且つ単一の補償電圧レベルを利用するため、４９６
行に補償電圧を印加する。これを実現するためには、行
を駆動するＲＤＣを含む２つの行ドライバに結合された
行を一度に１６行ずつイネーブルし、これらのドライバ
に結合された他の行には全て補償電圧を印加する。本実
施例では各々の行ドライバが２５６行のイネーブルを指
令するので、１６行からなるグループをイネーブルし、
且つ残りの４９６行に補償電圧を印加するとき、所望の
比および均一の補償電圧Ｖcompが維持される。３２行ス
キャン・モードでは、４つの行ドライバを制御して、３
２行からなるグループがイネーブルされる一方、この４
つの行ドライバに結合された他の全ての行が補償電圧を
受けるようにする。繰り返すと、電荷を相殺するのに必
要な補償電位差となるように、ここでも均一な比が維持
される。
【００３５】上記の関係は、次表のように表現できる。
【００３６】
【表１】
【００３７】上で述べたように、上記の補償法は、広範
な種類のパネル制御および行制御用電子回路に対応する
ように修正することが可能である。具体的に述べると、
同じ補償のやり方は、行の数がもっと多い又はもっと少
ないパネル、行ではなく列に対して読み出しのイネーブ
ルがなされるパネル、制御用電子回路の構成がこれと異
なる検出器などに対しても適合させることが可能であ
る。特に、本方式は、行を逐次的にイネーブルし且つ列
を読み出す検出器に限定することを意図したものではな
い。むしろ本方式は、列に対して逐次的に読み取りのイ
ネーブルを行い且つ行を逐次的に読み取るような同様の
システムにまで及ぶことを意図したものである。同様
に、単一補償電圧の使用を容易にするようにする、イネ
ーブルされた行と補償する行との一定の比は、実行され
る具体的なスキャン・モードに応じて変更し得る。この
ように、本方式は、ある範囲のスキャン・モード（上記
したモードは単なる例に過ぎない）にわたる補償を実質
的に簡略化する。
【００３８】図４は、上記で検討した行ドライバで用い
られるソリッドステート制御回路８４の一部を表したも
のである。図４に示すように、この回路からの出力は、
イネーブル電圧に対応する値ＶON、「オフ」状態に対応
する値ＶOFF 、あるいは補償電圧状態に対応する値Ｖco
mpである。回路８４のトランジスタは、例えば図３の導
体７０、７２および７４などを介して、対応する電圧源
（参照符号８６、８８、９０で示す）に結合される。こ
こに示した実施例では、３個のトランジスタ９２、９４
および９６は、図示したように互いに結合される。詳し
く述べると、トランジスタ９２はｐチャンネルＭＯＳＦ
ＥＴであり、そのゲートが制御線９８に結合され、ソー
スが参照符号８６で示す電圧ＶONに結合され、且つドレ
ーンが出力線１０８に結合される。トランジスタ９４は
ｎチャンネルＭＯＳＦＥＴであり、そのゲートが制御線
１００に結合され、ソースが参照符号８８で示す電圧Ｖ
OF F に結合され、且つドレーンが出力線１０８に結合さ
れる。またトランジスタ９６はｎチャンネルＭＯＳＦＥ
Ｔであり、そのゲートが第３の制御線１０２に結合さ
れ、ソースが参照符号９０で示す電圧Ｖcompに結合さ
れ、且つドレーンが出力線１０８に結合される。
【００３９】制御線９８、１００および１０２は、その
前方の制御ロジック装置に結合されていて、トランジス
タに制御信号を伝送して、特定の行電極に送られる出力
線１０８上の電圧を選択させる。本実施例では、検出器
の対応する行を駆動するための各々のＲＤＣ上にはこの
種の回路が１２８個含まれている。論理値「低」の信号
が制御線９８に伝送されたとき、トランジスタ９２が導
通状態になって、出力線１０８にイネーブル電圧ＶONが
印加される。もちろん、この期間中は制御ロジックによ
ってトランジスタ９４および９６はオフにされている。
制御線１００の信号が論理値「高」になると、トランジ
スタ９４が導通状態に切り替わって、論理値「低」すな
わちオフ電圧ＶOFF が行電極に印加される。また、制御
線１０２の信号が論理値「高」になると、トランジスタ
９６が導通状態になって、補償電圧Ｖcompが行電極に印
加される。上記のように、回路の後方では、行電極に沿
って、この行電極が横切る各列に対応して一連のトラン
ジスタ（図示せず）が配置される。出力線１０８はトラ
ンジスタのゲートに結合されて、所望のイネーブル信号
あるいは電荷補償信号を供給する。
【００４０】上記の電荷補償方式の例を図５、図６およ
び図７のグラフに示す。図５に示すように、検出器パネ
ル５０は、行５６および列５８よりなるマトリックスで
構成されており、複数のスキャン・モードのうちの１つ
のモードでスキャンされる。図５では、これらのスキャ
ン・モードは参照符号１１０、１１２、１１４および１
１６としてまとめてある。スキャン・モード１１０で
は、行Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３等を単一行ずつ逐次的にイネー
ブルしながら、検出器回路によって検出された信号が列
電極で同時に読み取られる。第２のスキャン・モード１
１２では、対の行、例えばＲ１とＲ２、Ｒ３とＲ４等が
逐次的にイネーブルされる。このほかのスキャン・モー
ドでは、相接した一続きの複数行が同時にイネーブルさ
れる。例えば、前に説明したように、スキャン・モード
１１４では、１６行が同時にイネーブルされ、また、ス
キャン・モード１１６では、３２行が同時にイネーブル
される。
【００４１】図６および図７は、それぞれ単一行スキャ
ン・モード１１０と２行スキャン・モードの過程で図５
に示した行に加えられる信号をグラフとして示したもの
である。図６に示すように、行１１８、１２０および１
２２等の行は、イネーブル電圧ＶONが印加されることに
よって、逐次的にイネーブルされる。読み出しシーケン
ス内の他の期間では、「オフ」状態に対応する電圧レベ
ルが他の行に印加される。しかし、電荷補償をするた
め、一連の行は、相次ぐ行のイネーブルに対応する期間
の間、補償電圧Ｖcompを受ける。
【００４２】図６に示す単一行スキャン・モードでは、
第１の行１１８は時刻ｔ1 にイネーブルされ、パネル内
のその他の行には、行１２０および行１２２に示すよう
に「オフ」電圧ＶOFF を受ける。同時にまた、一連の行
には、トレースＲ(Ｎ)で示すように補償電圧が印加され
る。上記に要約したように、現在好ましい実施例では、
各々１行がイネーブルされるのに対して、３１個の行が
均一の補償電圧Ｖcompを受ける。この期間中に、イネー
ブルされた行（１行又は複数の行）のピクセルによって
検出された信号は、列の位置で読み出される。
【００４３】パネルの全ての列からの読み出しが完了し
た後、時刻ｔ2 で、イネーブル電圧および補償電圧が各
行から除去される。時刻ｔ3 では、第２の行１２０がイ
ネーブルされる。同時にまた、一連の行には、トレース
Ｒ(Ｎ)で示すように補償電圧が印加される。この場合
も、好ましい実施例では、各々１行がイネーブルされる
のに対して、３１個の行が補償電圧を受ける。行１２０
と交差する列の全ての読み出しに続いて、読み出し電圧
および補償電圧が除去され、続いて次の行がイネーブル
される。ここで補償電圧を受けるその他の行は、先の例
と同じ比率である。
【００４４】図７に示すように、２行スキャン・シーケ
ンスでは、１１８および１２０の２行が時刻ｔ1 に同時
にイネーブルされる。同時に、一連の行が、トレースＲ
(Ｎ)で示すように補償電圧を受ける。この場合も、好ま
しい実施例では、イネーブルする行の数と補償する行の
数の比は一定のままである。このように、行１１８と１
２０の各１組に対してイネーブル電圧を印加しながら、
行Ｒ(Ｎ)に示すように補償電圧を６２個の行に対して印
加する。これ以外の行は、ディセーブル電圧Ｖ OFF を受
ける。このように複数行をイネーブルした状態で、パネ
ルの列を読み出し、先に示したように画像信号を取得す
る。この読み出しシーケンスに続いて、全ての行からイ
ネーブル電圧および補償電圧が除去され、そして時刻ｔ
3 で、行１２２および１２４で示すように次の一対の行
がイネーブルされる。ここでもまた、この期間中に補償
電圧を受ける一連の行は、先の例と同じ比率である。読
み出しシーケンスが同じ態様で進行し、検出器の全ての
行を読み終えるまで続く。
【００４５】図５に要約したスキャン・モード１１４お
よび１１６も同じ態様で進行する。具体的に述べると、
各種のスキャン・モードでグループ単位でイネーブルし
ようとする行が、あらかじめ定めた時間間隔で「オン」
電圧ＶONを受ける。このとき、補償電圧Ｖcompを受ける
その他の行は、先の例と同じ比率である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の特定の面に従った補償方式を利用する
ディジタル式イメージング・システムの全体的な模式図
である。
【図２】図１に示すタイプのイメージング・システムに
用いられるディジタル式検出器システムの模式図であ
る。
【図３】図２に示す検出器回路の一部分の模式図であ
り、検出器の行および列をスキャンするための回路をよ
り具体的に示す。
【図４】本発明の補償方式を実現するための補償回路の
模式図である。
【図５】本発明の方式によって実現され補償され得る様
々なスキャン・モードを例示する模式図である。
【図６】本発明の方式によって行の補償を逐次的に実行
する様子を示すグラフである。
【図７】本発明の方式によって補償される複数行スキャ
ンを示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スコット・ウィリアム・ペトリック アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、サセ ックス、センチュリー・コート、エヌ77・ ダブリュ24677 (72)発明者 ローレンス・リチャード・スクレンス アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、ハー トランド、ウオーレン・ドライブ、エヌ 6980

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の行と複数の列を有する離散的ピク
    セル型検出器で画像データをスキャンする方法であっ
    て、 あらかじめ定めた第１の数の行がイネーブルされる第１
    のスキャン・モードおよびこの行数より多い第２の数の
    行がイネーブルされる第２のスキャン・モードのいずれ
    かにおいて、前記複数の行を逐次的にイネーブルして前
    記複数の行から画像データを読み出すステップと、 前記の各々の逐次的な行イネーブル・ステップに対し、
    第１のスキャン・モードおよび第２のスキャン・モード
    で同じ補償電圧をその他の行よりなるグループに印加す
    るステップと、 前記の各々の逐次的な行イネーブル・ステップに対し、
    検出器の各列から画像データを読み取るステップと、を
    含むことを特徴とする前記方法。
  2. 【請求項２】 前記の各々の逐次的な行イネーブル・ス
    テップ中において、前記補償電圧を印加するその他の行
    の数が、イネーブルされる行の数より大きい請求項１に
    記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記の各々の逐次的な行イネーブル・ス
    テップ中において、前記補償電圧を印加するその他の行
    の数が、イネーブルされる行の数の３１倍である請求項
    ２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 検出器の列が逐次的に読み取られるよう
    に構成されている請求項２に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記第１のスキャン・モードでは少なく
    とも１行が逐次的にイネーブルされ、前記第２のスキャ
    ン・モードでは少なくとも２行が逐次的にイネーブルさ
    れる請求項１に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記の各々の逐次的な行イネーブル・ス
    テップで前記補償電圧が印加されるその他の行の数が、
    任意のスキャン・モードにおいて一度にイネーブルされ
    る行の最大数に基づいてあらかじめ決定されている請求
    項１に記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記補償電圧が、各スキャン・モードで
    イネーブルされる行の数と補償に利用可能な行の数との
    比率、およびイネーブルされている行の正電圧振幅に基
    づいて決定される請求項１に記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記の各々の逐次的な行イネーブル・ス
    テップ中において、補償電圧を印加するその他の行の数
    が、イネーブルされる行の数にあらかじめ定めた倍数を
    乗じた数である請求項１に記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記の各々の逐次的な行イネーブル・ス
    テップ中においてイネーブルされる行の数に対する、前
    記の各々の逐次的な行イネーブル・ステップ中において
    補償電圧を印加するその他の行の数の比が、次の関係式
    によって決定され、 Ｒｃ：Ｒｅ＝（Ｍ−ｋ）：ｋ ここで、Ｒc は前記の各々の逐次的な行イネーブル・ス
    テップ中に補償電圧を印加する行の数、Ｒe は前記の各
    々の逐次的な行イネーブル・ステップ中にイネーブルさ
    れる行の数、Ｍはイネーブルおよび補償に利用可能な行
    の総数、そしてｋは任意のスキャン・モードにおいて同
    時にイネーブルされる行の最大数である請求項１に記載
    の方法。
  10. 【請求項１０】 画像信号を読み取るための複数の行と
    複数の列を有する離散的ピクセル型検出器において、ス
    キャンにより誘導される電荷を補償する方法であって、 複数のスキャン・モードのうちの任意のモードにおいて
    イネーブルされる行の数の最大値Ｒemaxを決定するステ
    ップと、 該最大数の行Ｒemaxがイネーブルされるときに、電荷補
    償に用いる所望の行の最大数Ｒcmaxを決定するステップ
    と、 少なくともＲemaxおよびＲcmaxに基づき所望の補償電圧
    Ｖc を決定するステップと、 を含むことを特徴とする前記方法。
  11. 【請求項１１】 更に、少なくとも２つの個別のスキャ
    ン・モードにおいてイネーブルされる少なくとも異なる
    行の数Ｒe1およびＲe2を決定するステップと、 各スキャン・モードに対して同じ補償電圧Ｖc を印加す
    る行の数Ｒc1およびＲc2の数を、前記Ｒe1、Ｒe2および
    補償電圧Ｖc に基づいて決定するステップと、を含んで
    いる請求項１０に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記Ｒcmaxの値が、検出器のあらかじ
    め定めた部分内の行の総数と前記の値Ｒemaxとの差であ
    る請求項１０に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 各スキャン・モードにおいてイネーブ
    ルされる行の数Ｒe1、Ｒe2、Ｒe3が異なり、且つ各スキ
    ャン・モードにおいて補償電圧Ｖc が印加される行の数
    Ｒc1、Ｒc2、Ｒc3が異なる、少なくとも３種類のスキャ
    ン・モードに対して、単一の補償電圧Ｖc が決定されて
    いる請求項１０に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 前記補償電圧が印加される行の数に対
    する、イネーブルされる行の数の比が、各スキャン・モ
    ードで同じである請求項１３に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 マトリックスの行と列に配置された複
    数の位置から信号を読み取るディジタル式検出器システ
    ムであって、 イネーブル電圧、ディセーブル電圧、電荷補償電圧など
    の複数の電圧のうちの１つを、行に対し印加するように
    構成されている行制御回路であって、少なくとも２つの
    個別のスキャン・モードで少なくとも２種類の数の行に
    対しイネーブル電圧を逐次的に印加し、且つ各スキャン
    ・モードで複数の行に単一の電荷補償電圧を印加する行
    制御回路と、 各スキャン・モードにおいて、当該検出器システムから
    信号を読み取るように構成されている列読み出し回路
    と、を含んでいる検出器システム。
  16. 【請求項１６】 前記行制御回路が、逐次的にイネーブ
    ルされる行の数にあらかじめ定めた倍数を乗じた数の行
    に対して前記補償電圧を印加する請求項１５に記載の検
    出器システム。
  17. 【請求項１７】 あらかじめ定めた前記倍数が、前記複
    数のスキャン・モードを通じて一定である請求項１６に
    記載の検出器システム。
  18. 【請求項１８】 あらかじめ定めた前記倍数が３１であ
    る請求項１６に記載の検出器システム。
  19. 【請求項１９】 前記行制御回路が、各々が検出器シス
    テムの複数の行に対する前記イネーブル電圧、前記ディ
    セーブル電圧および前記補償電圧の印加を制御する複数
    の行ドライバ回路を含んでいる請求項１５に記載の検出
    器システム。
  20. 【請求項２０】 前記行制御回路が、少なくとも３種類
    のスキャン・モードで前記イネーブル電圧および前記補
    償電圧を印加するように構成されている請求項１５に記
    載の検出器システム。
  21. 【請求項２１】 関心のある対象物の画像を作成するよ
    うに構成されたディジタル式Ｘ線イメージング・システ
    ムであって、 Ｘ線源と、 前記Ｘ線源によって放射された放射線を検出して、行お
    よび列からなるあらかじめ定めたアレイ内での放射線を
    表す信号を発生するディジタル式検出器と、 少なくとも２種類のスキャン・モードでイネーブル信号
    と電荷補償信号を前記検出器に印加し、且つ読み取り信
    号および電荷補償信号を印加している間に前記検出器か
    らの信号を読み取るように構成されている検出器制御回
    路と、を含んでいることを特徴とするディジタル式Ｘ線
    イメージング・システム。
  22. 【請求項２２】 各スキャン・モードで、前記検出器制
    御回路が、異なる数の行に対して前記イネーブル信号を
    印加し、且つイネーブルした行の数にあらかじめ定めた
    倍数を乗じた数の行に前記電荷補償信号を印加する請求
    項２１に記載のシステム
  23. 【請求項２３】 あらかじめ定めた前記倍数が、任意の
    スキャン・モードで同時に前記イネーブル信号を受ける
    行の最大数に基づいて決定される請求項２２に記載のシ
    ステム。
  24. 【請求項２４】 あらかじめ定めた前記倍数が３１であ
    る請求項２２に記載のシステム。
  25. 【請求項２５】 前記検出器は、各々が複数の行を持つ
    複数のセクションを含み、且つ前記検出器制御回路が、
    該複数のセクションを制御するための複数のドライバを
    含んでいる請求項２１に記載のシステム。
  26. 【請求項２６】 前記検出器制御回路が、各スキャン・
    モ−ドで異なる数の行を逐次的にイネーブルする間に、
    前記検出器で発生された信号を列から読み取るように構
    成されている請求項２１に記載のシステム。
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