JP2003303991A - 固体ｘ線検出器に対して信号依存オフセット及び利得調整を実行する方法及び装置 - Google Patents
固体ｘ線検出器に対して信号依存オフセット及び利得調整を実行する方法及び装置Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
- H04N25/63—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to dark current
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
-
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/30—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming X-rays into image signals
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- H04N5/30—Transforming light or analogous information into electric information
- H04N5/32—Transforming X-rays
-
- A—HUMAN NECESSITIES
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- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
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- A61B6/582—Calibration
- A61B6/583—Calibration using calibration phantoms
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 診断用Ｘ線システム（５）において、フレー
ム速度を増加させるためにＸ線システム（５）の固体検
出器パネル（２４）の信号変換時間（１５０）を短縮す
る。 【解決手段】 検出器パネル（２４）と関連する時変電
荷保持が原因となって発生する誘導信号オフセットのセ
ットの測定を、現在画像フレームについて検出器パネル
（２４）の正規の信号読み出し（１１５）に先立って擬
似時間セグメント（１２０）の間に実行する。誘導信号
オフセットのセットに応答して調整値のセットを生成
し、調整値のセットに応じて、検出器パネル（２４）の
正規の信号読み取り（１１５）の一部として所定の信号
ダイナミックレンジに検出器パネル（２４）の複数の信
号値のサブセットを読み出し、それにより、正規化検出
器信号のセットを生成する。
ム速度を増加させるためにＸ線システム（５）の固体検
出器パネル（２４）の信号変換時間（１５０）を短縮す
る。 【解決手段】 検出器パネル（２４）と関連する時変電
荷保持が原因となって発生する誘導信号オフセットのセ
ットの測定を、現在画像フレームについて検出器パネル
（２４）の正規の信号読み出し（１１５）に先立って擬
似時間セグメント（１２０）の間に実行する。誘導信号
オフセットのセットに応答して調整値のセットを生成
し、調整値のセットに応じて、検出器パネル（２４）の
正規の信号読み取り（１１５）の一部として所定の信号
ダイナミックレンジに検出器パネル（２４）の複数の信
号値のサブセットを読み出し、それにより、正規化検出
器信号のセットを生成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明のいくつかの実施例
は、人体構造を測定し且つ撮影する診断用Ｘ線システム
に関する。更に具体的には、いくつかの実施例は、フレ
ーム速度を増加させるためにＸ線システムの固体パネル
（solid-state panel）の信号変換時間を短縮する方法
及び装置に関する。
は、人体構造を測定し且つ撮影する診断用Ｘ線システム
に関する。更に具体的には、いくつかの実施例は、フレ
ーム速度を増加させるためにＸ線システムの固体パネル
（solid-state panel）の信号変換時間を短縮する方法
及び装置に関する。
【０００２】
【発明の背景】診断用Ｘ線撮影の分野の中で、Ｘ線技術
において面積の広い固体Ｘ線検出器が開発された。その
ような検出器は、通常、各々が電子スイッチとして動作
する関連する電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を有する
複数のフォトダイオードから成るアレイ又はパネルと接
触するシンチレーション層を具備する。フォトダイオー
ドは、当初、ＦＥＴを起動することによりフォトダイオ
ードを既知の安定電圧に接続することによって充電され
る。その後、フォトダイオードはＦＥＴをターンオフす
ることにより隔離される。Ｘ線に応答して、シンチレー
タは光を発生し、その光はフォトダイオードの位置にお
けるＸ線露光に比例して各フォトダイオードを放電させ
る。次に、フォトダイオードを既知の安定電圧に再び接
続することにより、フォトダイオードを再充電する。フ
ォトダイオードを初期電圧まで回復させるために使用さ
れる電荷を感知回路により測定し、その値をデジタル化
し、格納する。
において面積の広い固体Ｘ線検出器が開発された。その
ような検出器は、通常、各々が電子スイッチとして動作
する関連する電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を有する
複数のフォトダイオードから成るアレイ又はパネルと接
触するシンチレーション層を具備する。フォトダイオー
ドは、当初、ＦＥＴを起動することによりフォトダイオ
ードを既知の安定電圧に接続することによって充電され
る。その後、フォトダイオードはＦＥＴをターンオフす
ることにより隔離される。Ｘ線に応答して、シンチレー
タは光を発生し、その光はフォトダイオードの位置にお
けるＸ線露光に比例して各フォトダイオードを放電させ
る。次に、フォトダイオードを既知の安定電圧に再び接
続することにより、フォトダイオードを再充電する。フ
ォトダイオードを初期電圧まで回復させるために使用さ
れる電荷を感知回路により測定し、その値をデジタル化
し、格納する。
【０００３】このような検出器においては、フォトダイ
オードとそれに関連するＦＥＴは、通常、行及び列とし
て編成されている。１つの行に沿ったＦＥＴのゲートは
一体に接続され、行電極は走査電子回路に接続されてい
る。検出器の読み出し中、ＦＥＴの行は順次ターンオン
され、１つの行の検出器素子は全て同時に読み出され
る。ＦＥＴに欠陥があると、ＦＥＴがターンオン、ター
ンオフされるときに、時間依存背景電流が発生される。
その結果、Ｘ線露光とは無関係のオフセット信号が発生
する。オフセット信号は、通常、切り替え電荷保持と呼
ばれる。行は順次読み取られるため、切り替え電荷保持
の一部は行と相関関係を持つ。すなわち、切り替え電荷
保持は所定の１つの行の全ての素子についてほぼ同じで
あるが、行ごとに異なる。しかし、事態を更に複雑にす
るのは、所定の１つの行の切り替え電荷保持が撮影シス
テムのフレーム速度によって変化することである。
オードとそれに関連するＦＥＴは、通常、行及び列とし
て編成されている。１つの行に沿ったＦＥＴのゲートは
一体に接続され、行電極は走査電子回路に接続されてい
る。検出器の読み出し中、ＦＥＴの行は順次ターンオン
され、１つの行の検出器素子は全て同時に読み出され
る。ＦＥＴに欠陥があると、ＦＥＴがターンオン、ター
ンオフされるときに、時間依存背景電流が発生される。
その結果、Ｘ線露光とは無関係のオフセット信号が発生
する。オフセット信号は、通常、切り替え電荷保持と呼
ばれる。行は順次読み取られるため、切り替え電荷保持
の一部は行と相関関係を持つ。すなわち、切り替え電荷
保持は所定の１つの行の全ての素子についてほぼ同じで
あるが、行ごとに異なる。しかし、事態を更に複雑にす
るのは、所定の１つの行の切り替え電荷保持が撮影シス
テムのフレーム速度によって変化することである。
【０００４】また、ＦＥＴの感光性と、フォトダイオー
ドとデータラインとの間のキャパシタンスの双方に起因
して発生される他のオフセット信号が存在する。光がア
レイに当たると、ＦＥＴは導通しようとし、正規の動作
におけるのとほぼ同じように、Ｘ線露光の完了時に電荷
保持を示す。更に、フォトダイオードが放電するにつれ
て、フォトダイオードとデータラインとの間のキャパシ
タンスも電荷の変化を受ける。データラインの抵抗によ
って、この効果は整定するまでに幾分の時間を要する
が、それは効果が減衰する間に別の信号源のように見え
る。露光に起因する複合オフセット信号を光導電電荷保
持という。
ドとデータラインとの間のキャパシタンスの双方に起因
して発生される他のオフセット信号が存在する。光がア
レイに当たると、ＦＥＴは導通しようとし、正規の動作
におけるのとほぼ同じように、Ｘ線露光の完了時に電荷
保持を示す。更に、フォトダイオードが放電するにつれ
て、フォトダイオードとデータラインとの間のキャパシ
タンスも電荷の変化を受ける。データラインの抵抗によ
って、この効果は整定するまでに幾分の時間を要する
が、それは効果が減衰する間に別の信号源のように見え
る。露光に起因する複合オフセット信号を光導電電荷保
持という。
【０００５】切り替え電荷保持と複合光導電電荷保持は
組み合わされて、アレイの素子中にオフセット信号を発
生させ、読み出し中にはこのオフセット信号を考慮すべ
きである。オフセットがなければ、変換回路は正規のＸ
線露光により発生される信号のダイナミックレンジと分
解能を要求するだけであろう。しかし、実際には、オフ
セット信号のダイナミックレンジは撮影のための有効信
号のダイナミックレンジより広くなることがある。実際
上の理由により、変換回路は入力信号ダイナミックレン
ジ、変換分解能及び変換速度に関して限界を有する。オ
フセットを補正しなければ、変換回路は分解能と速度を
犠牲にせずに拡張された入力ダイナミックレンジに対応
することを要求されるであろう。
組み合わされて、アレイの素子中にオフセット信号を発
生させ、読み出し中にはこのオフセット信号を考慮すべ
きである。オフセットがなければ、変換回路は正規のＸ
線露光により発生される信号のダイナミックレンジと分
解能を要求するだけであろう。しかし、実際には、オフ
セット信号のダイナミックレンジは撮影のための有効信
号のダイナミックレンジより広くなることがある。実際
上の理由により、変換回路は入力信号ダイナミックレン
ジ、変換分解能及び変換速度に関して限界を有する。オ
フセットを補正しなければ、変換回路は分解能と速度を
犠牲にせずに拡張された入力ダイナミックレンジに対応
することを要求されるであろう。
【０００６】電荷保持の問題を解決するための従来の努
力は切り替え電荷保持のみを考慮しており、Petrick他
の
力は切り替え電荷保持のみを考慮しており、Petrick他
の
【特許文献１】米国特許第５,６０４,３４７号のように
一定のフレーム速度に対して切り替え電荷保持を校正す
る従来の方法に依存していた。まず、各行の平均オフセ
ットを測定するために校正を実行する。次に、行ごとの
オフセット補正値を変換回路のメモリに格納する。検出
器の動作中、入力信号の格納されている補正値を加算す
る。しかし、この方法は光導電電荷保持の寄与を適正に
補正しないばかりか、フレーム速度が変化している撮影
システムも補正しない。
一定のフレーム速度に対して切り替え電荷保持を校正す
る従来の方法に依存していた。まず、各行の平均オフセ
ットを測定するために校正を実行する。次に、行ごとの
オフセット補正値を変換回路のメモリに格納する。検出
器の動作中、入力信号の格納されている補正値を加算す
る。しかし、この方法は光導電電荷保持の寄与を適正に
補正しないばかりか、フレーム速度が変化している撮影
システムも補正しない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】撮影フレーム速度を増
加させるために、フレーム速度の関数である切り替え電
荷保持と、Ｘ線光子束の関数である光導電電荷保持の双
方が原因となって発生する行ごとの変化を調整すること
により、信号変換時間を短縮する方法が必要とされてい
る。
加させるために、フレーム速度の関数である切り替え電
荷保持と、Ｘ線光子束の関数である光導電電荷保持の双
方が原因となって発生する行ごとの変化を調整すること
により、信号変換時間を短縮する方法が必要とされてい
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の実施例は、被写
体内部の内部構造に対応する複数の画像フレームを、信
号変換時間が短縮され、それにより、フレーム速度が増
すように生成し且つ表示するＸ線システムを提供する。
診断用Ｘ線システムはＸ線信号を発生するＸ線管と、Ｘ
線信号に応答する固体検出器モジュールと、現在画像フ
レームについて複数の正規化検出器信号を発生する画像
処理モジュールとを具備する。現在フレームの正規化検
出器オフセット信号は、フレーム速度が増すにつれて、
また、Ｘ線光子束がフレームごとに変化するにつれて、
固体検出器モジュールの検出器パネルアレイの電荷保持
の行ごとの変化に対して動的に調整される。
体内部の内部構造に対応する複数の画像フレームを、信
号変換時間が短縮され、それにより、フレーム速度が増
すように生成し且つ表示するＸ線システムを提供する。
診断用Ｘ線システムはＸ線信号を発生するＸ線管と、Ｘ
線信号に応答する固体検出器モジュールと、現在画像フ
レームについて複数の正規化検出器信号を発生する画像
処理モジュールとを具備する。現在フレームの正規化検
出器オフセット信号は、フレーム速度が増すにつれて、
また、Ｘ線光子束がフレームごとに変化するにつれて、
固体検出器モジュールの検出器パネルアレイの電荷保持
の行ごとの変化に対して動的に調整される。
【０００９】フレーム速度を増すためにＸ線システムの
信号変換時間を短縮するための装置が提供される。Ｘ線
システムはＸ線光子を光光子に変換するシンチレータ
と、シンチレータに隣接し、光光子に応答して、アレイ
の放電に影響を及ぼすフォトダイオード／電界効果トラ
ンジスタ対から成るアレイと、アレイの現在行を読み取
る読み出し電子回路とを含む。読み出し電子回路はアレ
イの列に接続され、電荷に応答する。読み出し電子回路
は、アレイ中の電荷保持の時間的な行ごと及びフレーム
ごとの変化が原因となって起こる信号強さの変化に対し
て調整されるような正規化検出器信号のセットを発生す
るために使用される。
信号変換時間を短縮するための装置が提供される。Ｘ線
システムはＸ線光子を光光子に変換するシンチレータ
と、シンチレータに隣接し、光光子に応答して、アレイ
の放電に影響を及ぼすフォトダイオード／電界効果トラ
ンジスタ対から成るアレイと、アレイの現在行を読み取
る読み出し電子回路とを含む。読み出し電子回路はアレ
イの列に接続され、電荷に応答する。読み出し電子回路
は、アレイ中の電荷保持の時間的な行ごと及びフレーム
ごとの変化が原因となって起こる信号強さの変化に対し
て調整されるような正規化検出器信号のセットを発生す
るために使用される。
【００１０】更に、フレーム速度を増すためにＸ線シス
テムの固体検出器パネルの信号変換時間を最短にするた
めの方法も提供される。現在画像フレームについて、検
出器パネルの正規の信号読み出しに先立つ擬似時間セグ
メントの間に、検出器パネルと関連する時変電荷保持に
より発生する誘導信号オフセットのセットの測定が実行
される。それらの誘導信号オフセットのセットに応答し
て調整値のセットが発生される。調整値のセットに応答
して検出器パネルの信号値のサブセットが検出され、検
出器パネルの正規の信号読み出しの一部として所定の信
号ダイナミックレンジに正規化され、それにより、正規
化検出器信号のセットが発生される。
テムの固体検出器パネルの信号変換時間を最短にするた
めの方法も提供される。現在画像フレームについて、検
出器パネルの正規の信号読み出しに先立つ擬似時間セグ
メントの間に、検出器パネルと関連する時変電荷保持に
より発生する誘導信号オフセットのセットの測定が実行
される。それらの誘導信号オフセットのセットに応答し
て調整値のセットが発生される。調整値のセットに応答
して検出器パネルの信号値のサブセットが検出され、検
出器パネルの正規の信号読み出しの一部として所定の信
号ダイナミックレンジに正規化され、それにより、正規
化検出器信号のセットが発生される。
【００１１】本発明のいくつかの実施例は、Ｘ線システ
ムの固体検出器の信号変換時間を短縮することにより、
より速いフレーム速度で複数のＸ線画像フレームを生成
し且つ表示しようとする方法を提供する。
ムの固体検出器の信号変換時間を短縮することにより、
より速いフレーム速度で複数のＸ線画像フレームを生成
し且つ表示しようとする方法を提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の好ましい一実施
例に従った診断用Ｘ線システム５の主な要素を示す診断
用Ｘ線システム５の概略ブロック線図である。Ｘ線シス
テム５はＸ線管１２と、Ｘ線検出器モジュール１４と、
コリメータ１６とを具備する。Ｘ線はＸ線管１２からコ
リメータ１６を介してＸ線検出器モジュール１４へ発射
される。患者１８をコリメータ１６とＸ線検出器モジュ
ール１４との間に配置し、患者１８の、コリメータ１６
に向いた側にＸ線透過材料２０を配置し、且つ患者１８
をある長さの時間にわたりＸ線にさらすことにより、患
者１８のＸ線を測定する。Ｘ線システム５は、Ｘ線管１
２を励起するための電源２２を更に含む。
例に従った診断用Ｘ線システム５の主な要素を示す診断
用Ｘ線システム５の概略ブロック線図である。Ｘ線シス
テム５はＸ線管１２と、Ｘ線検出器モジュール１４と、
コリメータ１６とを具備する。Ｘ線はＸ線管１２からコ
リメータ１６を介してＸ線検出器モジュール１４へ発射
される。患者１８をコリメータ１６とＸ線検出器モジュ
ール１４との間に配置し、患者１８の、コリメータ１６
に向いた側にＸ線透過材料２０を配置し、且つ患者１８
をある長さの時間にわたりＸ線にさらすことにより、患
者１８のＸ線を測定する。Ｘ線システム５は、Ｘ線管１
２を励起するための電源２２を更に含む。
【００１３】図２に示すように、Ｘ線検出器モジュール
１４は光検出器素子３０の行２６及び列２８から成る検
出器アレイ２４を含む。検出器モジュール１４は検出器
アレイ２４と患者１８との間にシンチレータ３２を更に
含み、Ｘ線を光に変換するためにシンチレータ３２は検
出器アレイ２４に隣接している。
１４は光検出器素子３０の行２６及び列２８から成る検
出器アレイ２４を含む。検出器モジュール１４は検出器
アレイ２４と患者１８との間にシンチレータ３２を更に
含み、Ｘ線を光に変換するためにシンチレータ３２は検
出器アレイ２４に隣接している。
【００１４】Ｘ線システム５は、検出器アレイ２４から
の出力を受信し、検出器アレイ２４により受信された画
像を処理するイメージプロセッサ３４を更に含む。Ｘ線
システム５は、イメージプロセッサ３４に接続されて、
処理画像を表示するモニタ３６と、必要に応じて処理画
像をアーカイビングする画像記憶装置３８とを更に含
む。Ｘ線システム５は、イメージプロセッサ３４から輝
度信号を受信し、Ｘ線露光を調整するために電源２２を
調整する露光制御回路４０を更に含む。
の出力を受信し、検出器アレイ２４により受信された画
像を処理するイメージプロセッサ３４を更に含む。Ｘ線
システム５は、イメージプロセッサ３４に接続されて、
処理画像を表示するモニタ３６と、必要に応じて処理画
像をアーカイビングする画像記憶装置３８とを更に含
む。Ｘ線システム５は、イメージプロセッサ３４から輝
度信号を受信し、Ｘ線露光を調整するために電源２２を
調整する露光制御回路４０を更に含む。
【００１５】Ｘ線システム５はオペレータインタフェー
ス４２と、Ｘ線システム５のその他の構成要素を制御し
且つオペレータインタフェース４２を介してオペレータ
からの指令を受信するシステムコントローラ４４とを更
に含む。
ス４２と、Ｘ線システム５のその他の構成要素を制御し
且つオペレータインタフェース４２を介してオペレータ
からの指令を受信するシステムコントローラ４４とを更
に含む。
【００１６】検出器アレイ２４は、１つ以上のアモルフ
ァスシリコンの層を含む薄膜材料の複数の層から形成さ
れている。図２に示すように、検出器アレイ２４の各光
検出器素子３０は、光子を電気信号に変換するフォトダ
イオード４６を具備する。各フォトダイオード４６は陽
極Ａ及び陰極Ｋを有し、素子３０に当たる光の大部分を
遮断するように各素子３０の面積の大半を占める面積の
広いフォトダイオードである。各光検出器素子３０は薄
膜トランジスタ４８を更に含む。図示されている実施例
では、各トランジスタ４８はゲートＧと、ドレインＤ
と、ソースＳとを有する電界効果トランジスタ（ＦＥ
Ｔ）である。
ァスシリコンの層を含む薄膜材料の複数の層から形成さ
れている。図２に示すように、検出器アレイ２４の各光
検出器素子３０は、光子を電気信号に変換するフォトダ
イオード４６を具備する。各フォトダイオード４６は陽
極Ａ及び陰極Ｋを有し、素子３０に当たる光の大部分を
遮断するように各素子３０の面積の大半を占める面積の
広いフォトダイオードである。各光検出器素子３０は薄
膜トランジスタ４８を更に含む。図示されている実施例
では、各トランジスタ４８はゲートＧと、ドレインＤ
と、ソースＳとを有する電界効果トランジスタ（ＦＥ
Ｔ）である。
【００１７】各光検出器素子３０のフォトダイオード４
６の陰極Ｋはその素子のトランジスタのソースに接続さ
れている。検出器アレイ２４の全てのフォトダイオード
４６の陽極Ａは一体に接続されると共に、負バイアス電
源−Ｖbに接続されている。各々の列のトランジスタの
ドレインＤはそれぞれ対応する列電極ＣＯＬ(ｎ)、ＣＯ
Ｌ(ｎ＋１)、ＣＯＬ(ｎ＋２)...に接続され、各々の行
のトランジスタのゲートＧはそれぞれ対応する行電極Ｒ
ＯＷ(ｎ)、ＲＯＷ(ｎ＋１)...に接続されている。
６の陰極Ｋはその素子のトランジスタのソースに接続さ
れている。検出器アレイ２４の全てのフォトダイオード
４６の陽極Ａは一体に接続されると共に、負バイアス電
源−Ｖbに接続されている。各々の列のトランジスタの
ドレインＤはそれぞれ対応する列電極ＣＯＬ(ｎ)、ＣＯ
Ｌ(ｎ＋１)、ＣＯＬ(ｎ＋２)...に接続され、各々の行
のトランジスタのゲートＧはそれぞれ対応する行電極Ｒ
ＯＷ(ｎ)、ＲＯＷ(ｎ＋１)...に接続されている。
【００１８】Ｘ線システム５は、システムコントローラ
４４及び行電極に接続された検出器コントローラ５０を
更に含む。列電極はイメージプロセッサ３４に接続され
ている。
４４及び行電極に接続された検出器コントローラ５０を
更に含む。列電極はイメージプロセッサ３４に接続され
ている。
【００１９】検出器アレイ２４から画像を収集するため
に、検出器コントローラ５０は、例えば、接地電位の２
ボルト以内にある読み出し電子回路により供給される既
知の安定電圧Ｖcに列電極を接続する。列電極が電圧Ｖc
に接続されている間、検出器コントローラ５０はＶcに
対して正である電圧Ｖonに行電極を接続する。その結
果、フォトダイオードは逆バイアスされる。トランジス
タは導通し、フォトダイオードと関連するキャパシタン
スの各々に電荷が与えられる。フォトダイオードが充電
されると、検出器コントローラ５０は、トランジスタを
オフして、トランジスタの導通を阻止するために、Ｖc
及び−Ｖbの双方に対して負である電圧−Ｖ offに行電極
を接続する。次に、シンチレータ３２がＸ線にさらされ
ることにより発生されるような光エネルギーにアレイを
さらす。フォトダイオードは導通し、各フォトダイオー
ドと関連するキャパシタンスは部分的に放電される。各
フォトダイオードと関連するキャパシタンスから取り出
される電荷の量は、その特定のフォトダイオードに衝突
する光エネルギーの強さと持続時間によって決まる。光
エネルギーにさらされている時間は各々のフォトダイオ
ードについて同じであるので、フォトダイオードと関連
するキャパシタンスから取り出される電荷の量は様々な
フォトダイオードに衝突する光エネルギーの強さを表
し、各フォトダイオードのキャパシタンスを再充電する
ために必要とされる電荷の量を測定することにより読み
取られる。様々に異なるフォトダイオードから取り出さ
れる電荷の変化が検出器に当たる光の画像を構成する。
に、検出器コントローラ５０は、例えば、接地電位の２
ボルト以内にある読み出し電子回路により供給される既
知の安定電圧Ｖcに列電極を接続する。列電極が電圧Ｖc
に接続されている間、検出器コントローラ５０はＶcに
対して正である電圧Ｖonに行電極を接続する。その結
果、フォトダイオードは逆バイアスされる。トランジス
タは導通し、フォトダイオードと関連するキャパシタン
スの各々に電荷が与えられる。フォトダイオードが充電
されると、検出器コントローラ５０は、トランジスタを
オフして、トランジスタの導通を阻止するために、Ｖc
及び−Ｖbの双方に対して負である電圧−Ｖ offに行電極
を接続する。次に、シンチレータ３２がＸ線にさらされ
ることにより発生されるような光エネルギーにアレイを
さらす。フォトダイオードは導通し、各フォトダイオー
ドと関連するキャパシタンスは部分的に放電される。各
フォトダイオードと関連するキャパシタンスから取り出
される電荷の量は、その特定のフォトダイオードに衝突
する光エネルギーの強さと持続時間によって決まる。光
エネルギーにさらされている時間は各々のフォトダイオ
ードについて同じであるので、フォトダイオードと関連
するキャパシタンスから取り出される電荷の量は様々な
フォトダイオードに衝突する光エネルギーの強さを表
し、各フォトダイオードのキャパシタンスを再充電する
ために必要とされる電荷の量を測定することにより読み
取られる。様々に異なるフォトダイオードから取り出さ
れる電荷の変化が検出器に当たる光の画像を構成する。
【００２０】各フォトダイオードと関連するキャパシタ
ンスから取り出される電荷の量は、検出器コントローラ
５０に行を一度に１行ずつ電圧Ｖonに接続し且つその行
の各フォトダイオードごとの列電極で、そのフォトダイ
オードのキャパシタンスを光エネルギーにさらされる前
と同じ電圧まで再充電するために必要とされる電荷をそ
れぞれ測定するように命令することにより測定される。
イメージプロセッサモジュール３４は、好ましい一実施
例では検出器アレイ２４の各列に接続された積分器５２
を含む感知回路を含む。積分器５２は、オフセット又は
入力バイアス電流を伴わない低雑音積分器であるのが好
ましい。検出器コントローラ５０は各行を−Ｖoffに戻
し、感知回路を次の行を読み取るべく準備するように、
１つの行が読み取られた後に感知回路は全てクリアされ
る（すなわち、積分器がリセットされる）。
ンスから取り出される電荷の量は、検出器コントローラ
５０に行を一度に１行ずつ電圧Ｖonに接続し且つその行
の各フォトダイオードごとの列電極で、そのフォトダイ
オードのキャパシタンスを光エネルギーにさらされる前
と同じ電圧まで再充電するために必要とされる電荷をそ
れぞれ測定するように命令することにより測定される。
イメージプロセッサモジュール３４は、好ましい一実施
例では検出器アレイ２４の各列に接続された積分器５２
を含む感知回路を含む。積分器５２は、オフセット又は
入力バイアス電流を伴わない低雑音積分器であるのが好
ましい。検出器コントローラ５０は各行を−Ｖoffに戻
し、感知回路を次の行を読み取るべく準備するように、
１つの行が読み取られた後に感知回路は全てクリアされ
る（すなわち、積分器がリセットされる）。
【００２１】検出器アレイ２４からの出力信号は非常に
小さいため、フォトダイオードから取り出される電荷を
測定する回路の感度は非常に高い。検出器アレイ２４の
トランジスタ４８は、１つの行が−Ｖoffに戻されたと
きに全ての信号がアレイのアモルファスシリコントラン
ジスタから離れるのではなく、時間の経過に伴ってゆっ
くりと放出されるような「切り替え電荷保持」を示す。
読み取り中の行にトランジスタにより保持される電荷
は、その行で読み取られている素子に対してオフセット
の効果を及ぼす。このオフセットは、測定することが望
まれる出力信号のダイナミックレンジと比較して極めて
大きくなることもある。切り替え電荷保持は撮影フレー
ム速度によっても変化する。
小さいため、フォトダイオードから取り出される電荷を
測定する回路の感度は非常に高い。検出器アレイ２４の
トランジスタ４８は、１つの行が−Ｖoffに戻されたと
きに全ての信号がアレイのアモルファスシリコントラン
ジスタから離れるのではなく、時間の経過に伴ってゆっ
くりと放出されるような「切り替え電荷保持」を示す。
読み取り中の行にトランジスタにより保持される電荷
は、その行で読み取られている素子に対してオフセット
の効果を及ぼす。このオフセットは、測定することが望
まれる出力信号のダイナミックレンジと比較して極めて
大きくなることもある。切り替え電荷保持は撮影フレー
ム速度によっても変化する。
【００２２】また、ＦＥＴが光エネルギーにさらされる
ことによって起動されたときに、ＦＥＴにより電荷が保
持されることもある。このように保持される電荷を「光
導電電荷保持」といい、同様にオフセットの効果を有す
る。総合電荷保持は切り替え電荷保持と光導電電荷保持
との複合であり、複合オフセットをもたらす。複合オフ
セットはが何らかの方法で補正されない場合には、感知
回路のダイナミックレンジが非常に大きいことを要求す
るであろう。ダイナミックレンジが大きいことは、所望
の量の分解能で信号のグレイレベルを識別するために数
多くの検出レベルを有することを意味している。各々の
検出レベルはある長さの時間Ｔdetectを要する。検出プ
ロセスの間に所定の１行について多くの検出レベルを検
査しなければならないとすれば、その結果、撮影フレー
ム速度は減少するであろう。所定の検出器アレイモジュ
ールに対してＴdetectは通常は一定であるので、信号分
解能を損なわずにフレームレートを増加させるために
は、検査される検出レベルの数を減らすことが望まし
い。総合電荷保持に起因するオフセットを行ごとに調整
することにより、検出すべき検出レベルの数を減少させ
ても良い。
ことによって起動されたときに、ＦＥＴにより電荷が保
持されることもある。このように保持される電荷を「光
導電電荷保持」といい、同様にオフセットの効果を有す
る。総合電荷保持は切り替え電荷保持と光導電電荷保持
との複合であり、複合オフセットをもたらす。複合オフ
セットはが何らかの方法で補正されない場合には、感知
回路のダイナミックレンジが非常に大きいことを要求す
るであろう。ダイナミックレンジが大きいことは、所望
の量の分解能で信号のグレイレベルを識別するために数
多くの検出レベルを有することを意味している。各々の
検出レベルはある長さの時間Ｔdetectを要する。検出プ
ロセスの間に所定の１行について多くの検出レベルを検
査しなければならないとすれば、その結果、撮影フレー
ム速度は減少するであろう。所定の検出器アレイモジュ
ールに対してＴdetectは通常は一定であるので、信号分
解能を損なわずにフレームレートを増加させるために
は、検査される検出レベルの数を減らすことが望まし
い。総合電荷保持に起因するオフセットを行ごとに調整
することにより、検出すべき検出レベルの数を減少させ
ても良い。
【００２３】Petrick他の米国特許第５６０４３４７号
の中で、固体Ｘ線検出器は、信号変換の直線範囲を縮小
し、それにより、信号変換に要求される時間を短縮し且
つ有効フレーム速度を増加させるために、行可変オフセ
ットを利用する。フレーム間の時間が一定であるとき、
切り替え電荷保持により誘導されるオフセットを開発プ
ロセスの一部として特徴づけ、その特徴づけに基づく行
可変オフセットプロファイルを提供することにより、Ｘ
線システムの動作中にそのオフセットを除去することが
できるであろう。その結果、縮小された直線部分を有す
る信号変換ランプが得られる。信号変換ランプの直線部
分は、後にX線信号情報を含む画像から減算される「ダ
ークイメージ」（Ｘ線露光なし）のオフセットを測定
し、それにより、オフセットを除去するために使用され
る。米国特許第５６０４３４７号の解決方法は、フレー
ム間の時間が一定であり、従って、電荷保持により誘導
されるオフセットの減衰もフレームごとに一定である一
定フレーム速度の場合には十分に機能する。
の中で、固体Ｘ線検出器は、信号変換の直線範囲を縮小
し、それにより、信号変換に要求される時間を短縮し且
つ有効フレーム速度を増加させるために、行可変オフセ
ットを利用する。フレーム間の時間が一定であるとき、
切り替え電荷保持により誘導されるオフセットを開発プ
ロセスの一部として特徴づけ、その特徴づけに基づく行
可変オフセットプロファイルを提供することにより、Ｘ
線システムの動作中にそのオフセットを除去することが
できるであろう。その結果、縮小された直線部分を有す
る信号変換ランプが得られる。信号変換ランプの直線部
分は、後にX線信号情報を含む画像から減算される「ダ
ークイメージ」（Ｘ線露光なし）のオフセットを測定
し、それにより、オフセットを除去するために使用され
る。米国特許第５６０４３４７号の解決方法は、フレー
ム間の時間が一定であり、従って、電荷保持により誘導
されるオフセットの減衰もフレームごとに一定である一
定フレーム速度の場合には十分に機能する。
【００２４】しかし、フレーム間の時間を可変にするこ
とが望まれる場合には、付加的な問題が提示される。極
端な場合、フレーム間の時間が０であるときには、電荷
保持の寄与は一定である（早期の行の減衰を読み出され
るべき、最も近い時点で起動された行と厳密に置き換え
ることができる）ので、行可変オフセット補正は不要に
なるであろう。変換ランプの直線部分は、電荷保持によ
って要求される追加範囲ではなく、検出器アレイ２４の
１個の画素、すなわち、要素から期待オフセットの範囲
（例えば、フォトダイオード漏れ）に単に対応するだけ
で良い。これとは逆の極端な場合には、電荷保持はその
最も負の値（フレーム間の時間が無限であり、従って、
第１の行に対して先行する行からの寄与は存在しない）
から定常状態値（電荷保持オフセットの寄与が一定にな
る）まで増し、要求されるオフセットの範囲が最大にな
る。行可変オフセット補正が最も有効になるのは、第２
に挙げた極端な場合である。更に、フレーム間の時間が
相対的にわずかである場合であっても、信号利得が増加
するにつれて、オフセットの分散は悪影響を受けるであ
ろう。信号利得が増加するにつれて、オフセットの変換
専用の直線範囲も増加し、その信号変換が要する時間に
悪影響を及ぼす。
とが望まれる場合には、付加的な問題が提示される。極
端な場合、フレーム間の時間が０であるときには、電荷
保持の寄与は一定である（早期の行の減衰を読み出され
るべき、最も近い時点で起動された行と厳密に置き換え
ることができる）ので、行可変オフセット補正は不要に
なるであろう。変換ランプの直線部分は、電荷保持によ
って要求される追加範囲ではなく、検出器アレイ２４の
１個の画素、すなわち、要素から期待オフセットの範囲
（例えば、フォトダイオード漏れ）に単に対応するだけ
で良い。これとは逆の極端な場合には、電荷保持はその
最も負の値（フレーム間の時間が無限であり、従って、
第１の行に対して先行する行からの寄与は存在しない）
から定常状態値（電荷保持オフセットの寄与が一定にな
る）まで増し、要求されるオフセットの範囲が最大にな
る。行可変オフセット補正が最も有効になるのは、第２
に挙げた極端な場合である。更に、フレーム間の時間が
相対的にわずかである場合であっても、信号利得が増加
するにつれて、オフセットの分散は悪影響を受けるであ
ろう。信号利得が増加するにつれて、オフセットの変換
専用の直線範囲も増加し、その信号変換が要する時間に
悪影響を及ぼす。
【００２５】本発明の実施例では、総合電荷保持による
オフセットを、第１に、検出器アレイ２４の正規の信号
読み出しに先立って読み出されるべき現在画像フレーム
について検出器アレイ２４の擬似測定を実行することに
より補正する。次に、擬似測定値を使用して、後の正規
の信号読み出しの間に総合電荷保持により発生するオフ
セットを修正するために適用される調整値を生成する。
その結果、調整値は画像フレームごとに動的に更新され
て、撮影フレーム速度と光導電電荷保持の双方の変化に
起因する電荷保持の変化を補正し、且つ相対的な撮影フ
レーム速度を増加させる効果を有する。擬似測定は読み
取られるべき行ごとではなく、各画像フレームの読み出
し前に一度実行される。
オフセットを、第１に、検出器アレイ２４の正規の信号
読み出しに先立って読み出されるべき現在画像フレーム
について検出器アレイ２４の擬似測定を実行することに
より補正する。次に、擬似測定値を使用して、後の正規
の信号読み出しの間に総合電荷保持により発生するオフ
セットを修正するために適用される調整値を生成する。
その結果、調整値は画像フレームごとに動的に更新され
て、撮影フレーム速度と光導電電荷保持の双方の変化に
起因する電荷保持の変化を補正し、且つ相対的な撮影フ
レーム速度を増加させる効果を有する。擬似測定は読み
取られるべき行ごとではなく、各画像フレームの読み出
し前に一度実行される。
【００２６】図３は、検出器アレイ２４で擬似測定を実
行し、次に、検出器アレイ２４の行を読み出すプロセス
を示す。図３において、擬似読み出し１２０の間に検出
器アレイ２４の正規の読み出し１１５に先立って２回の
擬似測定１０１及び１０２が実行されている。検出器の
行を正規に読み出す場合、その行のトランジスタのゲー
トにある時間にわたり行ストローブ１０５を印加する。
行ストローブの振幅は先に説明したようにＶonである。
行の各素子は、先に説明したように、イメージプロセッ
サ３４の読み出し電子回路により検出器アレイ２４の列
に沿って同時に読み出される。しかし、擬似測定（１０
１及び１０２）を実行するときには、行ストローブ信号
はターンオフされる。その結果、測定値は現在撮影フレ
ームと関連する初期電荷保持を表す。図３に示すよう
に、２回の擬似測定を実行する場合、２つの測定値を平
均して、複合擬似測定値を求めても良い。必要に応じ
て、電荷保持のより正確な表現を得るために３回以上の
擬似測定を実行しても良い。
行し、次に、検出器アレイ２４の行を読み出すプロセス
を示す。図３において、擬似読み出し１２０の間に検出
器アレイ２４の正規の読み出し１１５に先立って２回の
擬似測定１０１及び１０２が実行されている。検出器の
行を正規に読み出す場合、その行のトランジスタのゲー
トにある時間にわたり行ストローブ１０５を印加する。
行ストローブの振幅は先に説明したようにＶonである。
行の各素子は、先に説明したように、イメージプロセッ
サ３４の読み出し電子回路により検出器アレイ２４の列
に沿って同時に読み出される。しかし、擬似測定（１０
１及び１０２）を実行するときには、行ストローブ信号
はターンオフされる。その結果、測定値は現在撮影フレ
ームと関連する初期電荷保持を表す。図３に示すよう
に、２回の擬似測定を実行する場合、２つの測定値を平
均して、複合擬似測定値を求めても良い。必要に応じ
て、電荷保持のより正確な表現を得るために３回以上の
擬似測定を実行しても良い。
【００２７】次に、測定／計算時間セグメント１１０の
間に、擬似測定値に応答して調整値を生成する。調整値
が生成されたならば、正規の読み出し１１５のプロセス
の間に、行ごとに総合電荷保持によって起こるオフセッ
トを補正し、それにより、正規の信号検出に必要とされ
る検出レベルの数を減少させるように、それらの調整値
を適用できる。各行、すなわち、各走査線は、現在フレ
ームのその他の行に関して、Ｘ線画像と、この後に変換
後のダークフレーム減算を実行する前に個別画素オフセ
ット測定値に使用されるダークフレームの双方に対して
有効に正規化されている。その結果、読み出し電子回路
の入力ダイナミックレンジを非常に大きくとる必要はな
くなり、信号の検出と変換はより短い時間周期で行われ
るようになるため、相対的な撮影フレーム速度は増加す
る。
間に、擬似測定値に応答して調整値を生成する。調整値
が生成されたならば、正規の読み出し１１５のプロセス
の間に、行ごとに総合電荷保持によって起こるオフセッ
トを補正し、それにより、正規の信号検出に必要とされ
る検出レベルの数を減少させるように、それらの調整値
を適用できる。各行、すなわち、各走査線は、現在フレ
ームのその他の行に関して、Ｘ線画像と、この後に変換
後のダークフレーム減算を実行する前に個別画素オフセ
ット測定値に使用されるダークフレームの双方に対して
有効に正規化されている。その結果、読み出し電子回路
の入力ダイナミックレンジを非常に大きくとる必要はな
くなり、信号の検出と変換はより短い時間周期で行われ
るようになるため、相対的な撮影フレーム速度は増加す
る。
【００２８】擬似測定値は調整値を計算するために使用
されても良いし、あるいは、図４に示すように、ルック
アップテーブル（ＬＵＴ）に索引付けするために使用さ
れても良い。後者の場合、調整値は読み出し電子回路の
メモリに格納される。電荷保持が通常は定常状態まで増
加することを考えると、調整値を生成することは、電荷
保持がＬＵＴにおいて画像フレーム間の時間が無限であ
る状態で特徴づけられるＬＵＴの索引付けと同じように
単純であろう。索引は、検出器アレイの第１の行の調整
値に関してＬＵＴ中の場所を判定する。これに続く行の
後続する調整値は後続するＬＵＴエントリから得られ
る。
されても良いし、あるいは、図４に示すように、ルック
アップテーブル（ＬＵＴ）に索引付けするために使用さ
れても良い。後者の場合、調整値は読み出し電子回路の
メモリに格納される。電荷保持が通常は定常状態まで増
加することを考えると、調整値を生成することは、電荷
保持がＬＵＴにおいて画像フレーム間の時間が無限であ
る状態で特徴づけられるＬＵＴの索引付けと同じように
単純であろう。索引は、検出器アレイの第１の行の調整
値に関してＬＵＴ中の場所を判定する。これに続く行の
後続する調整値は後続するＬＵＴエントリから得られ
る。
【００２９】ＬＵＴを使用して、総合電荷保持の光導電
電荷保持成分を適正に補正するために、より精巧な索引
付け技法を実行しても良い。調整値が画像フレームごと
にオンザフライ方式で計算された値であれ、又はＬＵＴ
から取り出された値であれ、その値は測定された電荷保
持と、期待信号ダイナミックレンジと、その他の電子オ
フセットの関数である。Ｘ線システムにおいては、ヨウ
化セシウムの厚さが制御され、期待信号ダイナミックレ
ンジは透過Ｘ線の強さの制御に基づいて制御される。従
って、期待される光導電電荷保持の大きさを特徴づけ、
従って、予測することができるであろう。
電荷保持成分を適正に補正するために、より精巧な索引
付け技法を実行しても良い。調整値が画像フレームごと
にオンザフライ方式で計算された値であれ、又はＬＵＴ
から取り出された値であれ、その値は測定された電荷保
持と、期待信号ダイナミックレンジと、その他の電子オ
フセットの関数である。Ｘ線システムにおいては、ヨウ
化セシウムの厚さが制御され、期待信号ダイナミックレ
ンジは透過Ｘ線の強さの制御に基づいて制御される。従
って、期待される光導電電荷保持の大きさを特徴づけ、
従って、予測することができるであろう。
【００３０】図４は、フレーム間の時間が４種類ある場
合に（時間が長い順に無限、Ｘ、Ｙ及び０）適用される
ＬＵＴの一実施例を示す。図４の下半分のＬＵＴは、フ
レーム間の時間が無限であることを特徴とする１つのＬ
ＵＴが同じ調整プロファイルを提供するためにどのよう
に使用されるかを示す。調整プロファイルは、ＬＵＴに
おいて、撮影フレーム間の時間の影響を大きく受ける擬
似測定値によって決まる様々に異なる場所で単純に開始
される。行の総数をＮとするとき、Ｌ＜ＮであるＬの値
のみが示されているが、これは、電荷保持寄与が追加の
行が読み出されるのと同じ速さで減衰するときに定常状
態値に到達するためである。ＬＵＴの最後の値に到達し
たとき、読み出されるべき残りの全ての行に対してその
値が単純に繰り返される。
合に（時間が長い順に無限、Ｘ、Ｙ及び０）適用される
ＬＵＴの一実施例を示す。図４の下半分のＬＵＴは、フ
レーム間の時間が無限であることを特徴とする１つのＬ
ＵＴが同じ調整プロファイルを提供するためにどのよう
に使用されるかを示す。調整プロファイルは、ＬＵＴに
おいて、撮影フレーム間の時間の影響を大きく受ける擬
似測定値によって決まる様々に異なる場所で単純に開始
される。行の総数をＮとするとき、Ｌ＜ＮであるＬの値
のみが示されているが、これは、電荷保持寄与が追加の
行が読み出されるのと同じ速さで減衰するときに定常状
態値に到達するためである。ＬＵＴの最後の値に到達し
たとき、読み出されるべき残りの全ての行に対してその
値が単純に繰り返される。
【００３１】本発明の第１の実施例では、調整値は正規
の読み出し１１５の収集期間１２５の間に適用される。
読み出し電子回路により規定されるダイナミックレンジ
の外にあると期待される信号に対して、電荷保持によっ
て正確なオフセットが誘導されれば、総和（信号＋オフ
セット）は変換時間の延長を被ることなく読み出し電子
回路により規定されるダイナミックレンジの中に入るよ
うになるであろう。変換時間は、積分信号をアナログ電
圧からデジタル値に変換するために要求される時間であ
る。本発明の一実施例では、１つの変換レベルは６４ナ
ノ秒の時間セグメントＴdetectから成る。
の読み出し１１５の収集期間１２５の間に適用される。
読み出し電子回路により規定されるダイナミックレンジ
の外にあると期待される信号に対して、電荷保持によっ
て正確なオフセットが誘導されれば、総和（信号＋オフ
セット）は変換時間の延長を被ることなく読み出し電子
回路により規定されるダイナミックレンジの中に入るよ
うになるであろう。変換時間は、積分信号をアナログ電
圧からデジタル値に変換するために要求される時間であ
る。本発明の一実施例では、１つの変換レベルは６４ナ
ノ秒の時間セグメントＴdetectから成る。
【００３２】検出器アレイ２４の所定の１つの行につい
て何が要求されるかに応じて、負又は正の補正オフセッ
トを実現するために、図５に示すタイミングでオフセッ
トを提供するようにいくつかの行を使用できるであろ
う。第１のケース１３０では、タイミング図に示すよう
に、読み出されるべき所定の行（例えば、ＲＯＷ
（ｎ））の信号収集期間１２５の間に、オフセットを提
供するｊ行（ｊは１以上である）のゲートＧにより負の
電圧−Ｖoffh2が印加され、読み出し電子回路のリセッ
ト期間１２７中に除去される。このケース１３０は、負
の電荷保持により誘導されるオフセットの効果に対抗す
るために正のオフセットを提供する。それとは逆のケー
スがタイミング図にケース１４０として示されており、
ケース１４０の場合には、読み取られるべき所定の行
（例えば、ＲＯＷ（ｎ））について読み出し電子回路の
リセット期間１２７中に、オフセットを提供するｊ行の
ゲートＧにより負の電圧−Ｖoffh2が印加され、信号収
集期間１２５の間に除去されるので、正の電荷保持によ
り誘導されるオフセットに対抗するための負のオフセッ
トを提供する。
て何が要求されるかに応じて、負又は正の補正オフセッ
トを実現するために、図５に示すタイミングでオフセッ
トを提供するようにいくつかの行を使用できるであろ
う。第１のケース１３０では、タイミング図に示すよう
に、読み出されるべき所定の行（例えば、ＲＯＷ
（ｎ））の信号収集期間１２５の間に、オフセットを提
供するｊ行（ｊは１以上である）のゲートＧにより負の
電圧−Ｖoffh2が印加され、読み出し電子回路のリセッ
ト期間１２７中に除去される。このケース１３０は、負
の電荷保持により誘導されるオフセットの効果に対抗す
るために正のオフセットを提供する。それとは逆のケー
スがタイミング図にケース１４０として示されており、
ケース１４０の場合には、読み取られるべき所定の行
（例えば、ＲＯＷ（ｎ））について読み出し電子回路の
リセット期間１２７中に、オフセットを提供するｊ行の
ゲートＧにより負の電圧−Ｖoffh2が印加され、信号収
集期間１２５の間に除去されるので、正の電荷保持によ
り誘導されるオフセットに対抗するための負のオフセッ
トを提供する。
【００３３】読み出し電子回路は、正の誘導オフセット
と負の誘導オフセットの双方の適正な補正を可能にする
バイポーラである。電荷保持に起因する同じ量の補正を
有効に実現するために、行の数を変化させても良く且つ
／又は−Ｖoffと−Ｖoffh2の差を変化させても良い。ま
た、オフセットを誘導するために印加される電圧が−Ｖ
offより正である場合にも、同様の効果が誘起されるで
あろう。その結果、−Ｖoffh2は−Ｖoffになり、−Ｖ
offは−Ｖoffi2になる。ただし、−Ｖoffh2＜−Ｖoff＜
−Ｖoffi2である。
と負の誘導オフセットの双方の適正な補正を可能にする
バイポーラである。電荷保持に起因する同じ量の補正を
有効に実現するために、行の数を変化させても良く且つ
／又は−Ｖoffと−Ｖoffh2の差を変化させても良い。ま
た、オフセットを誘導するために印加される電圧が−Ｖ
offより正である場合にも、同様の効果が誘起されるで
あろう。その結果、−Ｖoffh2は−Ｖoffになり、−Ｖ
offは−Ｖoffi2になる。ただし、−Ｖoffh2＜−Ｖoff＜
−Ｖoffi2である。
【００３４】あるいは、−Ｖoffh2が印加される前に、
まず、結果として得られる積分信号をより適切なダイナ
ミックレンジ領域に入れるのを助けるために、読み出し
電子回路の信号利得（例えば、積分器５２の利得）を調
整しても良い。そこで、先に説明したように−Ｖoffh2
が印加されるときに、得られる積分信号値は変換プロセ
スの所定の信号ダイナミックレンジの中にあるので、信
号変換のために必要とされる信号レベルの数が減り、従
って、総信号変換時間が短縮される。その結果、使用さ
れる変換プロセスにより提供されるダイナミックレンジ
を超える、より広いダイナミックレンジをカバーしつ
つ、読み出し電子回路のより圧縮されたダイナミックレ
ンジを保持するという所望の効果が得られる。
まず、結果として得られる積分信号をより適切なダイナ
ミックレンジ領域に入れるのを助けるために、読み出し
電子回路の信号利得（例えば、積分器５２の利得）を調
整しても良い。そこで、先に説明したように−Ｖoffh2
が印加されるときに、得られる積分信号値は変換プロセ
スの所定の信号ダイナミックレンジの中にあるので、信
号変換のために必要とされる信号レベルの数が減り、従
って、総信号変換時間が短縮される。その結果、使用さ
れる変換プロセスにより提供されるダイナミックレンジ
を超える、より広いダイナミックレンジをカバーしつ
つ、読み出し電子回路のより圧縮されたダイナミックレ
ンジを保持するという所望の効果が得られる。
【００３５】利得調整値とオフセット値−Ｖoffh2は計
算上の調整値及び／又は先に説明したようにＬＵＴから
取り出される調整値である。希望に応じて、２つ以上の
ＬＵＴを実現しても良い（例えば、利得調整値に対応す
る第１のＬＵＴと、−Ｖoffh 2に対応する第２のＬＵ
Ｔ）。計算上の調整値及び／又はＬＵＴ調整値は入力信
号ダイナミックレンジを所定の量だけ有効に圧縮する。
算上の調整値及び／又は先に説明したようにＬＵＴから
取り出される調整値である。希望に応じて、２つ以上の
ＬＵＴを実現しても良い（例えば、利得調整値に対応す
る第１のＬＵＴと、−Ｖoffh 2に対応する第２のＬＵ
Ｔ）。計算上の調整値及び／又はＬＵＴ調整値は入力信
号ダイナミックレンジを所定の量だけ有効に圧縮する。
【００３６】本発明の第２の実施例においては、調整値
は正規の読み出し中の変換期間１５０（図７を参照）の
間に印加される。その場合、調整値を収集中にいくつか
の行に印加するのではなく、信号変換ランプ１６０を適
切な信号ダイナミックレンジに有効にオフセットするた
めに、信号変換期間１５０の間に調整値を印加すること
になる。
は正規の読み出し中の変換期間１５０（図７を参照）の
間に印加される。その場合、調整値を収集中にいくつか
の行に印加するのではなく、信号変換ランプ１６０を適
切な信号ダイナミックレンジに有効にオフセットするた
めに、信号変換期間１５０の間に調整値を印加すること
になる。
【００３７】図６は、積分と信号変換の双方を実行する
本発明の読み出し電子回路の一実施例を示す。読み出し
電子回路は積分器／サンプルホールド回路２００と、ア
ナログ加算回路２０４と、比較器２１０と、データレジ
スタ２３０と、デジタルカウンタ２２０と、ＬＵＴ２４
０と、第２のＬＵＴ３１０と、デジタル加算回路３１４
と、第１のデジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ）２５０
と、第２のＤ／Ａ２６０とを具備する。読み出されるべ
き所定の行の信号積分時間１２５の間、積分器／サンプ
ルホールド回路は、Ｄ／Ａ２５０により発生され、加算
器２０４によりアナログ方式で加算されるアナログ電圧
に加えて、入力端子２０１で読み取られる画素について
現在フレームのＸ線露光中に放電される信号の量に対応
して、入力端子２０６の信号を（行の素子ごとに）積分
する。Ｄ／Ａ出力２５５はＬＵＴ２４０の出力２４５に
より制御される。積分器／サンプルホールド回路の出力
は比較器２１０の第１の入力端子に入力される。Ｄ／Ａ
２６０の出力は比較器２１０の第２の入力端子に入力さ
れる。
本発明の読み出し電子回路の一実施例を示す。読み出し
電子回路は積分器／サンプルホールド回路２００と、ア
ナログ加算回路２０４と、比較器２１０と、データレジ
スタ２３０と、デジタルカウンタ２２０と、ＬＵＴ２４
０と、第２のＬＵＴ３１０と、デジタル加算回路３１４
と、第１のデジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ）２５０
と、第２のＤ／Ａ２６０とを具備する。読み出されるべ
き所定の行の信号積分時間１２５の間、積分器／サンプ
ルホールド回路は、Ｄ／Ａ２５０により発生され、加算
器２０４によりアナログ方式で加算されるアナログ電圧
に加えて、入力端子２０１で読み取られる画素について
現在フレームのＸ線露光中に放電される信号の量に対応
して、入力端子２０６の信号を（行の素子ごとに）積分
する。Ｄ／Ａ出力２５５はＬＵＴ２４０の出力２４５に
より制御される。積分器／サンプルホールド回路の出力
は比較器２１０の第１の入力端子に入力される。Ｄ／Ａ
２６０の出力は比較器２１０の第２の入力端子に入力さ
れる。
【００３８】比較器２１０に対する第２の入力の値が比
較器２１０の第１の入力以上であるとき、比較器２１０
からラッチ信号が出力される。ラッチ信号はデータレジ
スタ２３０に対する入力であり、デジタルカウンタ２２
０から出力されるデータ値をラッチする。信号変換中、
デジタルカウンタ２２０はカウントを開始し、クロック
信号２７０に応答して信号変換ランプを出力する。信号
変換ランプは、図７に示すように一定のダイナミックレ
ンジを定義する予め定められた一定の数の不連続のレベ
ルｎ１７５を有する。信号変換ランプは直線領域１７０
と、２次領域１８０と、ＬＵＴ３１０にデジタル値が含
まれている行可変オフセットレベル１９０とを含む。
較器２１０の第１の入力以上であるとき、比較器２１０
からラッチ信号が出力される。ラッチ信号はデータレジ
スタ２３０に対する入力であり、デジタルカウンタ２２
０から出力されるデータ値をラッチする。信号変換中、
デジタルカウンタ２２０はカウントを開始し、クロック
信号２７０に応答して信号変換ランプを出力する。信号
変換ランプは、図７に示すように一定のダイナミックレ
ンジを定義する予め定められた一定の数の不連続のレベ
ルｎ１７５を有する。信号変換ランプは直線領域１７０
と、２次領域１８０と、ＬＵＴ３１０にデジタル値が含
まれている行可変オフセットレベル１９０とを含む。
【００３９】従来の技術においては、ＬＵＴ２４０は、
フレーム速度が一定であり且つフレーム間の時間が一定
である場合の切り替え電荷保持オフセットの期待範囲の
デジタル値のみを含んでいたと考えられる。従来の技術
における入力２８０は単純に行アドレスであったであろ
う。ＬＵＴ２４０は期待される（一定のフレーム速度に
おける以前の特徴づけから）電荷保持オフセットを有効
に加算する。図により示すように、オフセットは、信号
収集期間中（第１の実施例）に加算回路２０４によりア
ナログ方式で加算されるか、又は変換中（第２の実施
例）に加算回路３１４によりデジタル方式で加算される
か、あるいはその２つの組み合わせであり、おそらくは
各々の加算回路に独立して供給するために２つ以上のＬ
ＵＴ２４０が設けられるであろう。
フレーム速度が一定であり且つフレーム間の時間が一定
である場合の切り替え電荷保持オフセットの期待範囲の
デジタル値のみを含んでいたと考えられる。従来の技術
における入力２８０は単純に行アドレスであったであろ
う。ＬＵＴ２４０は期待される（一定のフレーム速度に
おける以前の特徴づけから）電荷保持オフセットを有効
に加算する。図により示すように、オフセットは、信号
収集期間中（第１の実施例）に加算回路２０４によりア
ナログ方式で加算されるか、又は変換中（第２の実施
例）に加算回路３１４によりデジタル方式で加算される
か、あるいはその２つの組み合わせであり、おそらくは
各々の加算回路に独立して供給するために２つ以上のＬ
ＵＴ２４０が設けられるであろう。
【００４０】従来の技術においては、ＬＵＴ２４０に対
する入力２８０は単にその時点で読み取られている行の
デジタル表現（すなわち、行「アドレス」）であり、所
定の行についてフレームごとに一定の値であったであろ
う。本発明の一実施例では、ＬＵＴ２４０は、フレーム
間の時間が０時間から電荷保持が重要な意味を持たなく
なるように十分に０に近い値まで減衰する時間まで変化
するときの電荷保持オフセットの特徴づけを考慮して、
更に数多くの値を含む。本発明の一実施例では、ＬＵＴ
２４０に対する入力２８０は、「擬似行」の間に測定さ
れる信号に応じて、所定の行についてフレームごとに可
変であろう。
する入力２８０は単にその時点で読み取られている行の
デジタル表現（すなわち、行「アドレス」）であり、所
定の行についてフレームごとに一定の値であったであろ
う。本発明の一実施例では、ＬＵＴ２４０は、フレーム
間の時間が０時間から電荷保持が重要な意味を持たなく
なるように十分に０に近い値まで減衰する時間まで変化
するときの電荷保持オフセットの特徴づけを考慮して、
更に数多くの値を含む。本発明の一実施例では、ＬＵＴ
２４０に対する入力２８０は、「擬似行」の間に測定さ
れる信号に応じて、所定の行についてフレームごとに可
変であろう。
【００４１】第１の実施例は、加算回路２０４を使用し
て、信号収集中にアナログ方式でオフセットを加算す
る。第２の実施例は加算回路３１４を使用して変換中に
オフセットを加算する。尚、同じ効果を実現するため
に、デジタル加算回路３１４の代わりに、Ｄ／Ａ２６０
の後に第３のＤ／Ａ及びアナログ加算回路を使用するこ
とも可能であろう。
て、信号収集中にアナログ方式でオフセットを加算す
る。第２の実施例は加算回路３１４を使用して変換中に
オフセットを加算する。尚、同じ効果を実現するため
に、デジタル加算回路３１４の代わりに、Ｄ／Ａ２６０
の後に第３のＤ／Ａ及びアナログ加算回路を使用するこ
とも可能であろう。
【００４２】信号変換ランプ１６０の直線領域１７０
は、検出器アレイにＸ線露光による信号が存在しないと
きに、期待「ダークフレーム」値のダイナミックレンジ
を定義する。従って、電荷保持に対する調整が正確に実
行されれば、Ｘ線露光が行われなかったとき、読み出し
電子回路からの全ての変換積分信号３００は信号変換ラ
ンプ１６０の直線領域１７０で終わるはずである。ま
た、直線領域１７０は、電荷保持に対する調整が実行さ
れていなかった場合に必要になると考えられる直線領域
より著しく小さい。
は、検出器アレイにＸ線露光による信号が存在しないと
きに、期待「ダークフレーム」値のダイナミックレンジ
を定義する。従って、電荷保持に対する調整が正確に実
行されれば、Ｘ線露光が行われなかったとき、読み出し
電子回路からの全ての変換積分信号３００は信号変換ラ
ンプ１６０の直線領域１７０で終わるはずである。ま
た、直線領域１７０は、電荷保持に対する調整が実行さ
れていなかった場合に必要になると考えられる直線領域
より著しく小さい。
【００４３】２次領域１８０は、Ｘ線信号の期待値が入
ると思われる領域である。この領域は、Ｘ線光子雑音が
Ｘ線の強さの平方根に比例するために２次領域となる。
従って、Ｘ線の強さが増すにつれて、Ｘ線信号をより多
くの数の狭い、直線ステップで検出しようとする時間を
浪費しないように、２次方法によりランプ値を増加させ
て、ランプレベルにおけるジャンプをより大きくするこ
とは理にかなっている。信号変換ランプ１６０は、行可
変オフセットレベル１９０が電荷保持に関する検出器ア
レイパネルの特徴づけに基づく先に説明した擬似測定値
に基づいて調整されることを除いて、検出器アレイで検
出されるべきあらゆる信号に対して一定である。同様
に、直線領域１７０は、電荷保持が実行されていなかっ
た場合に必要になると考えられる直線領域より著しく小
さい。
ると思われる領域である。この領域は、Ｘ線光子雑音が
Ｘ線の強さの平方根に比例するために２次領域となる。
従って、Ｘ線の強さが増すにつれて、Ｘ線信号をより多
くの数の狭い、直線ステップで検出しようとする時間を
浪費しないように、２次方法によりランプ値を増加させ
て、ランプレベルにおけるジャンプをより大きくするこ
とは理にかなっている。信号変換ランプ１６０は、行可
変オフセットレベル１９０が電荷保持に関する検出器ア
レイパネルの特徴づけに基づく先に説明した擬似測定値
に基づいて調整されることを除いて、検出器アレイで検
出されるべきあらゆる信号に対して一定である。同様
に、直線領域１７０は、電荷保持が実行されていなかっ
た場合に必要になると考えられる直線領域より著しく小
さい。
【００４４】「光画像」（Ｘ線露光が起こっている）の
場合、Ｘ線の侵入が大きければ、信号変換ランプの２次
部分のより高い領域で終わるべきであり、Ｘ線の侵入が
小さければ、信号変換ランプの２次部分のより低い領域
で終わるべきであり、Ｘ線の侵入がなければ、信号変換
ランプの直線領域で終わるべきである。
場合、Ｘ線の侵入が大きければ、信号変換ランプの２次
部分のより高い領域で終わるべきであり、Ｘ線の侵入が
小さければ、信号変換ランプの２次部分のより低い領域
で終わるべきであり、Ｘ線の侵入がなければ、信号変換
ランプの直線領域で終わるべきである。
【００４５】本発明のいずれの実施例においても、調整
値は、ＬＵＴアドレス指定入力端子２８０でＬＵＴ２４
０に索引付けすることにより擬似測定値から生成されれ
ば良い。所定の行ｊについて、ＬＵＴは入力端子２４５
で信号オフセット値をＤ／Ａ２５０へ出力し且つ／又は
オフセットレベル値をデジタル加算回路３１４へ出力す
る。入力端子２４５のオフセットレベル値は図７に示す
行可変オフセット１９０に対応する。調整値は、ＬＵＴ
３１０に含まれる信号変換ランプのダイナミックレンジ
を積分器／サンプルホールド回路２００から外れた期待
信号範囲に有効に整合させる。
値は、ＬＵＴアドレス指定入力端子２８０でＬＵＴ２４
０に索引付けすることにより擬似測定値から生成されれ
ば良い。所定の行ｊについて、ＬＵＴは入力端子２４５
で信号オフセット値をＤ／Ａ２５０へ出力し且つ／又は
オフセットレベル値をデジタル加算回路３１４へ出力す
る。入力端子２４５のオフセットレベル値は図７に示す
行可変オフセット１９０に対応する。調整値は、ＬＵＴ
３１０に含まれる信号変換ランプのダイナミックレンジ
を積分器／サンプルホールド回路２００から外れた期待
信号範囲に有効に整合させる。
【００４６】Ｄ／Ａ２６０は、所定のクロックサイクル
についてＬＵＴ２４０のレベルに加算されるＬＵＴ３１
０からのレベルをアナログランプ値に変換する。アナロ
グランプ値は、現在読み取られている行ｊの１素子に対
応する積分器／サンプルホールド回路２００からの信号
と共に、比較器２１０に入力される。比較器２１０は、
アナログランプ値が積分信号レベル以上であるときにラ
ッチ信号を出力する。デジタルカウンタ２２０の出力も
データレジスタ２３０に入力されるので、比較器２１０
からラッチ信号が出力されたとき、アナログランプ値に
対応するデジタルランプ値はデータレジスタ２３０にラ
ッチされる。データレジスタのラッチ値は読み出し中の
行ｊの１素子についての積分信号の調整値、すなわち、
行正規化値を表し、その行ｊについて総合電荷保持誘導
オフセットを調整する。データレジスタ２３０により供
給され、圧縮デジタル値（カウンタはクロックサイクル
ごとに「１」ずつカウントするだけである）をＤ／Ａ２
６０により変換されるデジタル値に拡張するＬＵＴは示
されていない。
についてＬＵＴ２４０のレベルに加算されるＬＵＴ３１
０からのレベルをアナログランプ値に変換する。アナロ
グランプ値は、現在読み取られている行ｊの１素子に対
応する積分器／サンプルホールド回路２００からの信号
と共に、比較器２１０に入力される。比較器２１０は、
アナログランプ値が積分信号レベル以上であるときにラ
ッチ信号を出力する。デジタルカウンタ２２０の出力も
データレジスタ２３０に入力されるので、比較器２１０
からラッチ信号が出力されたとき、アナログランプ値に
対応するデジタルランプ値はデータレジスタ２３０にラ
ッチされる。データレジスタのラッチ値は読み出し中の
行ｊの１素子についての積分信号の調整値、すなわち、
行正規化値を表し、その行ｊについて総合電荷保持誘導
オフセットを調整する。データレジスタ２３０により供
給され、圧縮デジタル値（カウンタはクロックサイクル
ごとに「１」ずつカウントするだけである）をＤ／Ａ２
６０により変換されるデジタル値に拡張するＬＵＴは示
されていない。
【００４７】本発明の第１の実施例では、１つの行の各
素子が同時に読み出され且つ一度に１つの行しか読み出
されないため、検出器アレイの列ごとにアナログ加算回
路２０４と、積分器／サンプルホールド回路２００と、
比較器２１０と、データレジスタ３００が存在してい
る。この実施例においては、各行を読み出すために同じ
信号変換ランプ１６０を使用するので、Ｄ／Ａ２５０、
Ｄ／Ａ２６０、デジタルカウンタ２２０及びＬＵＴ２４
０は１つずつしかない。デジタル加算回路３１４は存在
しない。第１の実施例が第２の実施例よりまさっている
利点である、信号収集前のアナログ加算があるために、
積分器／サンプルホールド回路２００が飽和に達するこ
となく回路により収集できるであろう信号のダイナミッ
クレンジに期待入力信号２１０のダイナミックレンジを
含めるためにこの実施例を使用しても良いであろう。第
２の実施例はアナログ加算回路２０４又はＤ／Ａ２５０
を採用していないが、１つのデジタル加算回路３１４を
含む。
素子が同時に読み出され且つ一度に１つの行しか読み出
されないため、検出器アレイの列ごとにアナログ加算回
路２０４と、積分器／サンプルホールド回路２００と、
比較器２１０と、データレジスタ３００が存在してい
る。この実施例においては、各行を読み出すために同じ
信号変換ランプ１６０を使用するので、Ｄ／Ａ２５０、
Ｄ／Ａ２６０、デジタルカウンタ２２０及びＬＵＴ２４
０は１つずつしかない。デジタル加算回路３１４は存在
しない。第１の実施例が第２の実施例よりまさっている
利点である、信号収集前のアナログ加算があるために、
積分器／サンプルホールド回路２００が飽和に達するこ
となく回路により収集できるであろう信号のダイナミッ
クレンジに期待入力信号２１０のダイナミックレンジを
含めるためにこの実施例を使用しても良いであろう。第
２の実施例はアナログ加算回路２０４又はＤ／Ａ２５０
を採用していないが、１つのデジタル加算回路３１４を
含む。
【００４８】ＬＵＴ２４０は、先に説明したように電荷
保持とフレーム速度の関係の事前の特徴づけに基づい
て、信号変換ランプ１６０のダイナミックレンジを積分
信号の期待ダイナミックレンジに整合させるように構成
されている。その結果、総合電荷保持が調整されるの
で、検出器モジュールからの全ての信号の検出に使用で
きる一定数の変換レベルｎ１７５が得られ且つ信号変換
時間は短縮され、フレーム速度は増す。
保持とフレーム速度の関係の事前の特徴づけに基づい
て、信号変換ランプ１６０のダイナミックレンジを積分
信号の期待ダイナミックレンジに整合させるように構成
されている。その結果、総合電荷保持が調整されるの
で、検出器モジュールからの全ての信号の検出に使用で
きる一定数の変換レベルｎ１７５が得られ且つ信号変換
時間は短縮され、フレーム速度は増す。
【００４９】また、第２の実施例の変形例として、調整
値をＬＵＴから取り出すのではなく、計算しても良い。
更に、アナログ調整値を含む第１のＬＵＴと、デジタル
調整値を含む第２のＬＵＴがあっても良い。
値をＬＵＴから取り出すのではなく、計算しても良い。
更に、アナログ調整値を含む第１のＬＵＴと、デジタル
調整値を含む第２のＬＵＴがあっても良い。
【００５０】要するに、本発明の第１の実施例は、所定
の画像フレームについて電荷保持を調整するために、読
み出されている行の収集時間の間に、検出器の各行と各
列との間の寄生キャパシタンスによって信号積分器のア
ナログ加算入力を表す現在読み出されていないＦＥＴの
行のゲートに調整値を適用する。本発明の第２の実施例
は、読み出されている行について信号変換ランプのダイ
ナミックレンジを積分信号の期待ダイナミックレンジに
整合させ、所定の信号ダイナミックレンジを有効に定義
するために、信号変換ランプに調整値を適用する。
の画像フレームについて電荷保持を調整するために、読
み出されている行の収集時間の間に、検出器の各行と各
列との間の寄生キャパシタンスによって信号積分器のア
ナログ加算入力を表す現在読み出されていないＦＥＴの
行のゲートに調整値を適用する。本発明の第２の実施例
は、読み出されている行について信号変換ランプのダイ
ナミックレンジを積分信号の期待ダイナミックレンジに
整合させ、所定の信号ダイナミックレンジを有効に定義
するために、信号変換ランプに調整値を適用する。
【００５１】変形例として、以上説明した２つの実施例
を組み合わせて、電荷保持誘導オフセットの一部を補正
するために収集中にいくつかの行に調整オフセット値を
適用すると共に、電荷保持誘導オフセットの別の部分を
補正するために変換中に信号変換ランプに他の調整値を
適用しても良い。
を組み合わせて、電荷保持誘導オフセットの一部を補正
するために収集中にいくつかの行に調整オフセット値を
適用すると共に、電荷保持誘導オフセットの別の部分を
補正するために変換中に信号変換ランプに他の調整値を
適用しても良い。
【００５２】上述の実施例の利点は、調整値が制御され
且つ測定される方式で（読み出し電子回路へのフィード
バックとして擬似測定値を使用して）リアルタイムで動
的に適用されるために、単純に期待電荷保持誘導オフセ
ットの望ましくない効果を無効にする場合より、要求さ
れるダイナミックレンジが縮小されることである。
且つ測定される方式で（読み出し電子回路へのフィード
バックとして擬似測定値を使用して）リアルタイムで動
的に適用されるために、単純に期待電荷保持誘導オフセ
ットの望ましくない効果を無効にする場合より、要求さ
れるダイナミックレンジが縮小されることである。
【００５３】上述の実施例のもう１つの利点は、典型的
な自動輝度及び／又は利得アルゴリズムが通常誘導する
調整における１フレームの遅延の問題がないことであ
る。先行する画像フレームからの画像データを使用して
電荷保持オフセットを測定した場合、早くてもその測定
に続くフレームまで調整の効果は現れないであろう。
な自動輝度及び／又は利得アルゴリズムが通常誘導する
調整における１フレームの遅延の問題がないことであ
る。先行する画像フレームからの画像データを使用して
電荷保持オフセットを測定した場合、早くてもその測定
に続くフレームまで調整の効果は現れないであろう。
【００５４】本発明をいくつかの実施例を参照して説明
したが、本発明の範囲から逸脱せずに様々な変更を実施
でき且つ等価の構成を代用できることは当業者には理解
されるであろう。更に、本発明の範囲から逸脱すること
なく特定の状況又は特定の材料を本発明の教示に適合さ
せるために数多くの変形を実施して差し支えない。従っ
て、本発明は開示されている特定の実施例には限定され
ず、本発明は特許請求の範囲の範囲内に入る全ての実施
例を含む。
したが、本発明の範囲から逸脱せずに様々な変更を実施
でき且つ等価の構成を代用できることは当業者には理解
されるであろう。更に、本発明の範囲から逸脱すること
なく特定の状況又は特定の材料を本発明の教示に適合さ
せるために数多くの変形を実施して差し支えない。従っ
て、本発明は開示されている特定の実施例には限定され
ず、本発明は特許請求の範囲の範囲内に入る全ての実施
例を含む。
【図１】 本発明の一実施例に従ったＸ線システムの様
々な要素を示す診断用Ｘ線システムの概略ブロック線
図。
々な要素を示す診断用Ｘ線システムの概略ブロック線
図。
【図２】 本発明の一実施例に従った図１のＸ線システ
ムの検出器アレイの行及び列の素子を示す図。
ムの検出器アレイの行及び列の素子を示す図。
【図３】 本発明の一実施例に従った図２の検出器アレ
イの擬似測定値の取り出し及び検出器アレイの読み出し
と関連するタイミングを示す図。
イの擬似測定値の取り出し及び検出器アレイの読み出し
と関連するタイミングを示す図。
【図４】 本発明の一実施例に従って調整値を取り出す
ためのルックアップテーブルへの索引付けの一例を示す
図。
ためのルックアップテーブルへの索引付けの一例を示す
図。
【図５】 本発明の一実施例に従った図１のＸ線システ
ムの検出器アレイパネルのＫ行に対応するトランジスタ
のゲートに調整信号を印加することと関連するタイミン
グを示す図。
ムの検出器アレイパネルのＫ行に対応するトランジスタ
のゲートに調整信号を印加することと関連するタイミン
グを示す図。
【図６】 本発明の一実施例に従った図１のＸ線システ
ムの読み出し電子回路を示す概略ブロック線図。
ムの読み出し電子回路を示す概略ブロック線図。
【図７】 本発明の一実施例に従って図６の読み出し電
子回路により発生される信号変換ランプを示す図。
子回路により発生される信号変換ランプを示す図。
５…診断用Ｘ線システム、１２…Ｘ線管、１４…Ｘ線検
出器モジュール、１６…コリメータ、２４…検出器アレ
イ、２６…行、２８…列、３０…光検出器素子、３２…
シンチレータ、３４…イメージプロセッサ、４４…シス
テムコントローラ、４６…フォトダイオード、４８…電
界効果トランジスタ、５０…検出器コントローラ、２０
０…積分器／サンプルホールド回路、０２…読み出し電
子回路、２０４…アナログ加算回路、２１０…比較器、
２２０…デジタルカウンタ、２３０…データレジスタ、
２４０…第１のルックアップテーブル（ＬＵＴ）、２５
０…第１のデジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ）、２６
０…第２のデジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ）、３１
０…第２のルックアップテーブル（ＬＵＴ）、３１４…
デジタル加算回路
出器モジュール、１６…コリメータ、２４…検出器アレ
イ、２６…行、２８…列、３０…光検出器素子、３２…
シンチレータ、３４…イメージプロセッサ、４４…シス
テムコントローラ、４６…フォトダイオード、４８…電
界効果トランジスタ、５０…検出器コントローラ、２０
０…積分器／サンプルホールド回路、０２…読み出し電
子回路、２０４…アナログ加算回路、２１０…比較器、
２２０…デジタルカウンタ、２３０…データレジスタ、
２４０…第１のルックアップテーブル（ＬＵＴ）、２５
０…第１のデジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ）、２６
０…第２のデジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ）、３１
０…第２のルックアップテーブル（ＬＵＴ）、３１４…
デジタル加算回路
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・
ダブリュー24677番
(72)発明者 ローランド・フレデリック・サーンダーズ
アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、ハー
トランド、ウインドライズ・サークル、ダ
ブリュー309・エヌ5518番
(72)発明者 リチャード・ゴードン・クロンス
アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、ニュ
ー・ベルリン、サウス・ティンバーライ
ン・ロード、5780番
(72)発明者 ジェフリー・アラン・カウツァー
アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、ピウ
ォーキー、ヨークシャー・テラス、ダブリ
ュー283・エヌ3920番
Ｆターム(参考） 5C024 AX11
5F088 AA01 BA02 BA03 BB07 EA04
EA06 EA07 EA08 EA16 HA15
KA02 KA03 KA08 KA10 LA08
Claims (28)
- 【請求項１】 様々に変化するフレーム速度で複数の画
像フレームを生成する診断用Ｘ線システム（５）にあっ
て、前記Ｘ線システム（５）の固体検出器パネル（２
４）の信号変換時間（１５０）を最短にするための方法
において、 現在画像フレームについて前記検出器パネル（２４）の
正規の信号読み出し（１１５）に先立って擬似時間セグ
メント（１０１及び１０２）の間に前記検出器パネル
（２４）と関連する時変電荷保持が原因となって起こる
正又は負いずれかの誘導信号オフセットのセットを測定
することと、 前記誘導信号オフセットのセットに応答して調整値のセ
ットを生成することと、 前記調整値のセットに応答して、前記検出器パネル（２
４）の前記正規の信号読み出し（１１５）の一部として
所定の信号ダイナミックレンジに前記検出器パネル（２
４）の信号値の複数のサブセットを読み出し、それによ
り、正規化検出器信号のセットを生成することとから成
る方法。 - 【請求項２】 前記調整値のセットを生成することは、
少なくとも１つのルックアップテーブル（ＬＵＴ）（２
４０）に索引付けすることと、前記現在画像フレームに
ついて前記検出器パネル（２４）の前記正規の信号読み
出し（１１５）に先立って前記少なくとも１つのＬＵＴ
（２４０）から前記調整値を読み取ることとを含み、前
記少なくとも１つのＬＵＴ（２４０）は、少なくとも一
部で、前記サブセット及びフレーム速度の関数であるパ
ネル電荷保持の以前の特徴づけに基づいて先に生成され
ている請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 前記調整値のセットを生成することは、
前記現在画像フレームについて前記検出器パネル（２
４）の前記正規の信号読み出し（１１５）に先立って前
記調整値のセットを計算することを含み、前記計算する
ことは、少なくとも一部で、前記サブセット及びフレー
ム速度の関数であるパネル電荷保持の以前の特徴づけに
基づいている請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 前記読み出すことは、前記正規化検出器
信号のセットの各々の信号が前記現在画像フレームにつ
いて前記所定の信号ダイナミックレンジ内に入るよう
に、前記正規の信号読み出し（１１５）の信号変換時間
セグメント（１５０）の間に、前記調整値に基づいて前
記信号値のサブセットのサブセットごとに、信号利得値
を調整し且つ／又は信号変換ランプ（１６０）の開始値
（１９０）を移動させることを含む請求項１記載の方
法。 - 【請求項５】 前記読み出すことは、少なくとも１つの
信号利得及び／又は前記正規の信号読み出し（１１５）
の信号収集時間セグメント（１２５）の間に現在読み出
されており且つ前記信号値のサブセットのうちの１つの
サブセットに対応する前記検出器パネル（２４）のフォ
トダイオード／トランジスタ対（３０）の第１のサブセ
ットに対応するオフセット値を調整することと、現在読
み出されていない前記検出器パネル（２４）のフォトダ
イオード／トランジスタ対（３０）の第２のサブセット
に少なくとも１つの調整値を適用することとを含み、前
記第１のサブセットに対応する前記正規化検出器信号の
セットの各々の信号が前記現在画像フレームについて前
記所定の信号ダイナミックレンジ内に入るようにする請
求項１記載の方法。 - 【請求項６】 前記検出器パネル（２４）の前記信号値
のサブセットのうちのいずれかのサブセットは、前記検
出器パネル（２４）のフォトダイオード／トランジスタ
対（３０）の少なくとも１つの行（２６）に蓄積された
電荷に対応する請求項１記載の方法。 - 【請求項７】 前記電荷保持は、前記検出器パネル（２
４）で電界効果トランジスタ（４８）をオン、オフ切り
替えすることにより発生する切り替え電荷保持から成る
請求項１記載の方法。 - 【請求項８】 前記電荷保持は、前記検出器パネル（２
４）のフォトダイオード（４６）に光子信号が衝突する
ことにより発生する光導電電荷保持から成る請求項１記
載の方法。 - 【請求項９】 前記電荷保持は、前記検出器パネル（２
４）で電界効果トランジスタ（４８）をオン、オフ切り
替えすることにより発生する切り替え電荷保持と、前記
検出器パネル（２４）のフォトダイオード／トランジス
タ対（３０）に光子信号が衝突することにより発生する
光導電電荷保持の双方から成る請求項１記載の方法。 - 【請求項１０】 様々に変化するフレーム速度で複数の
画像フレームを生成する診断用Ｘ線システム（５）にあ
って、前記Ｘ線システム（５）の信号変換時間（１５
０）を最短にするための装置において、 Ｘ線信号を光子信号に変換するシンチレータ（３２）
と、 前記シンチレータ（３２）に隣接し、前記光子信号に応
答して、アレイ中の電荷蓄積に影響を及ぼすフォトダイ
オード／電界効果トランジスタ対から成るアレイ（２
４）と、 読み取られるべき前記アレイ（２４）の現在行（２６）
を読み取り、前記アレイ（２４）の列（２８）に接続さ
れ、前記電荷蓄積に応答して、前記アレイ（２４）にお
ける電荷保持の時間的な行ごとの変化が原因となって起
こる、正又は負いずれかの信号強さのオフセットに関し
て調整されるような正規化検出器信号を発生する読み出
し電子回路（２０２）とを具備する装置、 - 【請求項１１】 前記読み出し電子回路（２０２）は、 信号値（２５５）及び前記アレイ（２４）の列（２８）
に沿った前記電荷の蓄積の変化に応答して、前記読み出
されるべき現在行（２６）の前記フォトダイオード／電
界効果トランジスタ対（３０）の各々の前記電荷蓄積の
変化に比例する対応する積分信号のセットを発生する一
組の信号積分器／サンプルホールド回路（２００）と、 クロック信号（２７０）及び行可変オフセット値に応答
して、読み取られるべき前記行（２６）について、読み
出されるべき全ての行（２６）に対して共通である単一
の、所定の信号変換ランプから取り出されるオフセット
信号変換ランプ（１６０）を生成するデジタルカウンタ
（２２０）と、 前記対応する積分信号のセット及び前記オフセット信号
変換ランプ（１６０）に応答して、前記読み出されるべ
き現在行（２６）について前記対応する積分信号のセッ
トが前記オフセット信号変換ランプ（１６０）の現在レ
ベル以上であるとき、対応するラッチ信号のセットを発
生する対応する一組の比較器（２１０）と、 前記オフセット信号変換ランプ（１６０）及び前記対応
するラッチ信号のセットに応答して、前記読み出される
べき現在行（２６）について前記正規化検出器信号のセ
ットを捕捉する対応する一組のデータレジスタ（２３
０）とを具備する請求項１０記載の装置。 - 【請求項１２】 前記オフセット信号変換ランプ（１６
０）のデジタル化バージョン（３１６）に応答して、前
記読み出されるべき現在行（２６）について前記オフセ
ット信号変換ランプのアナログバージョンを生成する第
１のデジタル／アナログ変換器（２６０）を更に具備す
る請求項１１記載の装置。 - 【請求項１３】 前記信号値（２５５）のデジタルバー
ジョン（２４５）に応答して、前記読み出されるべき現
在行（２６）について前記信号値（２５５）のアナログ
バージョンを生成する第２のデジタル／アナログ変換器
（２５０）を更に具備する請求項１１記載の装置。 - 【請求項１４】 前記行可変オフセット値（１９０）
は、前記対応する積分信号のセットが前記読み出される
べき現在行（２６）について前記オフセット信号変換ラ
ンプ（１６０）のダイナミックレンジ内に入るように前
記所定の信号変換ランプをオフセットする請求項１１記
載の装置。 - 【請求項１５】 行可変オフセット値の単一の、所定の
セットをメモリに格納する少なくとも１つのルックアッ
プテーブル（ＬＵＴ）（２４０）を更に具備し、前記読
み出されるべき現在行（２６）の前記行可変オフセット
値は、前記アレイ（２４）の正規の信号読み出し（１１
５）に先立って前記アレイ（２４）の少なくとも１つの
擬似測定値（１０１）を取り出すことに基づいて前記少
なくとも１つのＬＵＴ（２４０）に索引付けすることに
より生成される請求項１１記載の装置。 - 【請求項１６】 前記読み出されるべき現在行（２６）
について、前記アレイ（２４）の正規の信号読み出し
（１１５）に先立って前記アレイ（２４）の少なくとも
１つの擬似測定値（１０１）を取り出すことに基づいて
少なくとも１つの行可変オフセット値が計算される請求
項１０記載の装置。 - 【請求項１７】 正規の信号読み出し（１１５）の間、
前記読み出されるべき現在行（２６）の収集時間セグメ
ント（１２５）の間に、前記読み出されるべき現在行
（２６）とは異なる、前記アレイ（２４）の少なくとも
１つの行の電界効果トランジスタ（４８）に少なくとも
１つの行可変オフセット値が適用される請求項１０記載
の装置。 - 【請求項１８】 前記電荷保持は、前記アレイ（２４）
の電界効果トランジスタ（４８）がオン、オフ切り替え
されることによる切り替え電荷保持から成る請求項１０
記載の装置。 - 【請求項１９】 前記電荷保持は、前記光子信号が原因
となって発生する光導電電荷保持から成る請求項１０記
載の装置。 - 【請求項２０】 前記電荷保持は、前記アレイ（２４）
の電界効果トランジスタ（４８）がオン、オフ切り替え
されることによる切り替え電荷保持と、前記光子信号が
原因となって発生する光導電電荷保持の双方から成る請
求項１０記載の装置。 - 【請求項２１】 被写体の内部構造に対応する複数の画
像フレームを生成し且つ表示する診断用Ｘ線システム
（５）において、 Ｘ線信号を発生するＸ線管（１２）と、 前記Ｘ線信号に応答し、電荷保持及びＸ線の強さを表す
複数の電荷を発生する固体検出器モジュール（１４）
と、 前記複数の電荷に応答し、現在画像フレームについて、
フレーム速度が変化するにつれて、正又は負のいずれか
である電荷保持の変化に関して動的に調整される複数の
正規化検出器信号を発生する画像処理モジュール（３
４）とを具備する診断用Ｘ線システム（５）。 - 【請求項２２】 前記Ｘ線信号を前記固体検出器モジュ
ール（１４）に向かって誘導するためのコリメータ（１
６）を更に具備する請求項２１記載の診断用Ｘ線システ
ム（５）。 - 【請求項２３】 前記画像処理モジュール（３４）及び
前記固体検出器モジュール（１４）とインタフェース
し、前記画像処理モジュール（３４）及び前記固体検出
器モジュール（１４）に制御信号を供給する検出器コン
トローラモジュール（５０）を更に具備する請求項２１
記載の診断用Ｘ線システム（５）。 - 【請求項２４】 前記画像処理モジュール（３４）及び
検出器コントローラモジュール（５０）とインタフェー
スし、前記画像処理モジュール（３４）及び前記検出器
コントローラモジュール（５０）にシステム制御信号を
供給するシステムコントローラ（４４）を備える請求項
２１記載の診断用Ｘ線システム（５）。 - 【請求項２５】 前記画像処理モジュール（３４）とイ
ンタフェースし、前記診断用Ｘ線システム（５）のユー
ザに対して前記正規化検出器信号を表示するモニタ（３
６）を更に具備する請求項２１記載の診断用Ｘ線システ
ム（５）。 - 【請求項２６】 前記電荷保持は、前記アレイ（２４）
の電界効果トランジスタ（４８）がオン、オフ切り替え
されることによる切り替え電荷保持から成る請求項２１
記載の診断用Ｘ線システム（５）。 - 【請求項２７】 前記電荷保持は、前記アレイ（２４）
のフォトダイオード（４６）に入射する光子信号が原因
となって発生する光導電電荷保持から成る請求項２１記
載の診断用Ｘ線システム（５）。 - 【請求項２８】 前記電荷保持は、前記アレイ（２４）
の電界効果トランジスタ（４８）がオン、オフ切り替え
されることによる切り替え電荷保持と、前記アレイ（２
４）のフォトダイオード（４６）に入射する光子信号が
原因となって発生する光導電電荷保持の双方から成る請
求項２１記載の診断用Ｘ線システム（５）。
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|---|---|---|---|
| US10/063,181 US6798864B2 (en) | 2002-03-28 | 2002-03-28 | Methods and apparatus for providing signal dependent offset and gain adjustments for a solid state X-ray detector |
| US10/063,181 | 2002-03-28 |
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| Date | Code | Title | Description |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060322 |
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