JPH07174859A - 画像検出装置 - Google Patents

画像検出装置

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JPH07174859A
JPH07174859A JP6208900A JP20890094A JPH07174859A JP H07174859 A JPH07174859 A JP H07174859A JP 6208900 A JP6208900 A JP 6208900A JP 20890094 A JP20890094 A JP 20890094A JP H07174859 A JPH07174859 A JP H07174859A
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シーベル ウルリヒ
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はアーティファクトにより引き起こさ
れた幻影像に起因する混乱が実質的に緩和された画像検
出装置の提供を目的とする。 【構成】 本発明の画像検出アレイは放射線を搬送する
入射画像を電荷に変換する。放射線センサ素子の半導体
素材の電荷捕獲に起因する遅延した電荷転送が混乱を誘
起する。本発明による補正回路は遅延して転送された電
荷を表わす画像補正信号を現時点よりも前に検出された
画像の指数関数的に遅延する信号の重ね合わせとして組
み合わせて形成するために設けられる。放射線検知素子
により形成された電荷が遅延した電荷転送に起因するア
ーティファクトを含む画像信号を形成する読み出し回路
に転送される。補正された画像信号は画像補正信号と乗
算器回路により形成された信号から実質的に組み合わさ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、入射する放射線を電荷
に変換する放射線検知素子を有する画像検出アレイと、
転送された電荷を主電子的画像信号に変換するよう設け
られた読み出し回路に該電荷を転送するための読み出し
線とからなる画像検出装置に関する。本発明は画像検出
アレイが設けられたＸ線検査装置にも関する。
【０００２】
【従来の技術】上記の種類の画像検出アレイは、欧州特
許出願第 0 440 282号明細書に記載されている。引用文
献には、特に、Ｘ線検査装置における利用を目的とする
画像検出アレイが記載されている。Ｘ線検査は患者にＸ
線ビームを照射することにより行われ、Ｘ線画像がＸ線
検出器上に形成される。Ｘ線画像は放射線検知半導体素
子によって電荷に変換しても良く、或いは、Ｘ線検出器
に入射するＸ線は、最初に、例えば、ＣｓＩ（ヨウ化セ
シウム）：Ｔｌ（タリウム）層のようなシンチレータ層
により、特に、紫外線と赤外線放射の間の領域で長波長
の電磁放射線に変換しても良い。次いで、シンチレータ
層により発生される放射線は、半導体素子により電荷に
変換される。半導体素子は、例えば、Ｘ−放射線検知性
のα−Ｓｉ（シリコン）：Ｈ（水素）、α−Ｓｅ（セレ
ン）、又は、α−Ｓｅ：Ａｓ（砒素）よりなるか、或い
は、ＣｓＩ：Ｔｌ層により覆われたα−Ｓｉ：Ｈ半導体
素子を利用することが可能である。放射線検知性素子が
行と列にアレイ状に配列されているので、画像検出アレ
イは画像検出マトリクスとして形成される。電荷は、例
えば、放射線検知性素子の各々に設けられた薄膜電界効
果トランジスタの形をなすスイッチング素子を制御する
行駆動回路の制御の下で、読み出し線を使用して読み出
される。読み出し線は、転送された電荷から主電子的画
像信号を形成する読み出し回路に電荷を転送する。主電
子的画像信号は、Ｘ線検出器により検出された画像をモ
ニターに表示し、画像情報を画像メモリに記憶し、或い
は、画像のハードコピーを作成するために利用される。
【０００３】引用文献の画像検出アレイにより形成され
る主電子的画像信号には、メモリ作用に起因するアーテ
ィファクトが生じる可能性があり、記憶及び／又は表示
された画像の診断上の質に悪影響を与える。かかるアー
ティファクトは、典型的には幻影像の形で現れ、特に、
順次の画像が低レベルのＸ線放射で作成される蛍光透視
動作中に妨害になる。上記のメモリ作用は、入射する放
射線により半導体素材に形成される電荷が半導体素材の
バンドギャップにエネルギーを有する局部化されたエネ
ルギーレベルに一時的に捕獲されるという事実により誘
起される。電荷の捕獲は、主電子的画像信号の振幅の低
下をも誘起する。捕獲された電荷がある時間遅延されて
熱放出されると、これらは幻影像を発生し、系列内で先
の画像の幻影像は次の画像に重なるので、Ｘ線画像の系
列への妨害を誘起する。幻影像は、特に、１回或いは連
続した高放射線量のＸ線照射が行われた直後に生ずる。
幻影像のさらなる原因は、放射線検知性素子の電気容量
に起因する遅延である。従って、電荷の読み出し回路へ
の転送は遅延され、幻影像は、特に、画像系列中の画像
の時間的な距離が電荷の転送の遅延時間よりも短くなる
場合に生じる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、特
に、遅延した電荷の転送のためにメモリ作用により起因
するアーティファクトが実質的に緩和された電子画像信
号を発生するために配置された画像検出アレイを提供す
ることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明による画像検出装置は、主電子的画像信号
から遅延された電荷の転送に起因するアーティファクト
を除去することにより主電子的画像信号を補正された画
像信号に変換する画像補正信号を形成する補正回路より
なることを特徴とする。
【０００６】画像検出アレイは、例えば、明るい画像、
又は、Ｘ線放射により対象物を照射して生成される画像
を検出する２次元の画像検出マトリクスの形をなす。或
いは、画像検出器は、例えば、コンピュータ断層撮影装
置に利用されるか、又は、画像走査用の１次元のライン
検出器の形式でも良い。主電子的画像信号は、ディジタ
ル画像信号への変換のように、さらなる処理を施され、
また、例えば、放射線検知性素子の感度差の補正、或い
は、一定パターンのノイズ補正のように遅延された電荷
の転送に関連しない処理が行われても良い。かくして、
画像信号は主電子的画像信号から得られ、この画像信号
には遅延した電荷の転送に起因するアーティファクトが
含まれる。画像の系列が画像検出アレイにより検出さ
れ、電荷が読み出されて主電子的画像信号に変換される
際に、この主電子的画像信号はこの系列の画像の画像情
報を含む。しかし、先の画像の電荷は関連する先の画像
が検出された後にある時間捕獲されるので、この主電子
的画像信号は、この系列の先の画像に関連する電荷によ
って混成される。本発明の画像検出装置によれば、この
電子画像信号の振幅の混成及び縮小を誘起する遅延した
電荷を表わす画像補正信号を形成する補正回路が設けら
れる。この画像補正信号はアーティファクトを表わすの
で、画像信号と画像補正信号から補正された画像信号を
組み合わせることにより、このアーティファクトが除去
される。この補正された画像信号は補正された画像を表
示し、又は、得るために利用される。引き続いて診断を
されるべき補正された画像は、遅延した電荷の転送に起
因するアーティファクトを実質的に含まない。
【０００７】本発明による画像検出装置の望ましい一実
施例は、補正回路が、主電子的画像信号から得られる少
なくとも一の画像信号を遅延させ、遅延された画像信号
を記憶する少なくとも一のフレームメモリと、遅延され
た画像信号を夫々の重み係数で乗算する少なくとも一の
乗算器と、補正信号を遅延されて重み付けされた画像信
号の重み付けされた和として形成する配置と、画像信号
から画像補正信号を減算することにより補正された画像
信号を形成する減算器とからなることを特徴とする。
【０００８】遅延して転送された電荷を表わす画像補正
信号を形成するために、遅延して転送された電荷に起因
するアーティファクトによって混成された画像信号は、
１以上のフレーム遅延メモリに与えられる。これによ
り、現時点に読み出された画像に先行する多数の画像が
フレームメモリに記憶される。フレームメモリの画像
は、重み付けされた画像信号を形成するように重み係数
で乗算される。この重み係数は、画像の系列の先頭から
離れて置かれている画像に対して小さくなる。従って、
より早い時点の画像はより小さな重み係数で乗算され、
現時点により近い画像はより大きい重み係数で乗算され
る。夫々のフレームメモリに対する重み係数は、特に、
半導体素子のバンドギャップ内のエネルギーレベルに捕
獲された電荷の熱放出に起因する遅延した電荷の転送の
時間的依存性に応じて定められる。かくして加算された
重み付けされた画像信号は、実質的に遅延された電荷の
転送に起因するアーティファクトよりなる画像補正信号
を構成する。画像補正信号がそのアーティファクトを適
切に含む程度は、補正回路に設けられるフレームメモリ
の数に応じて増加する。従って、現時点に読み出されて
いる画像に減衰性の幻影像のアーティファクトを生じさ
せる遅延した電荷の転送のかなり複雑な時間的挙動は、
本発明の画像検出装置により適切に補正される。
【０００９】本発明による画像検出装置のさらなる望ま
しい一実施例は、補正回路が画像検出アレイにより検出
された画像の系列の中の主電子的画像信号の系列から得
られる順次の画像信号を受けるよう設けられ、補正回路
は順次の画像信号がその各々に順次に加算されるフレー
ムメモリよりなり、フレームメモリは順次の画像信号が
フレームメモリに加算される各回に夫々のフレームメモ
リの内容を夫々の減衰係数で乗算するよう配置された演
算素子に結合され、乗算器は減衰した画像信号の重み付
けされた累積的和を形成するためにフレームメモリに直
列的に接続され、補正回路は画像補正信号を重み付けさ
れた累積的和の合計として形成するための配置よりな
り、補正回路は画像信号から画像補正信号を減算して補
正された画像信号を形成するための減算器よりなること
を特徴とする。
【００１０】幻影像の形をなすアーティファクトは遅延
した電荷の転送に起因する。アーティファクトは、遅延
した電荷の放出が非常に緩慢な場合、放射線の吸収によ
り放射線検知素子に誘起される電荷からそれ自体が形成
される電子画像信号から形成される画像の画質に特に有
害である。遅延した画像信号の重ね合わせよりなる画像
補正信号を提供するために、緩慢な減衰時間を有する遅
延した画像信号が形成される。このために、減少的な指
数関数の重み付けされた和として時間的に緩慢に減少す
る関数の近似が使用される。特に、幻影アーティファク
トは、実質的に１／ｔとしての時間的な挙動で遅延して
放出される電荷により誘起される。
【００１１】遅延した電荷の放出の時間的依存性は、以
下の通り表わされる。
【００１２】
【数１】 重み係数ｇi の値の適切な選択により、緩慢に減衰する
関数の良好な近似が一連の指数関数として得られる。こ
こに示された関数１／ｔの式は、半導体画像検出アレイ
における遅延した電荷の転送の説明に関連する特定の一
例である。画像補正信号を組み合わせるために、画像検
出アレイにより検出された画像の系列に関連する順次の
画像信号の中の各画像信号は、少なくとも一のフレーム
メモリに加算される。各フレームメモリの内容に対し
て、その内容を所定のレート、即ち、一定時間で減衰係
数により乗算することにより、指数的減衰が施される。
各フレームメモリは、減衰する画像信号の重み付けされ
た累積的和を形成するために重み係数ｇi による乗算を
実行するための乗算器に直列に結合され、加算手段がそ
の和を合計して画像補正信号を形成するための配置とし
て設けられる。この合計は現時点の画像に係るディジタ
ル画像信号に先行する緩慢に（例えば、１／ｔのよう
に）減衰する画像信号の和をかなり正確に表わすので、
その合計は遅延して転送された電荷を表わす。
【００１３】補正された画像信号を組み合わせるため
に、画像補正信号は、遅延した電荷の転送に起因するア
ーティファクトを除去するために主電子的画像信号より
得られる画像信号から減算される。本発明による画像検
出装置のさらなる望ましい一実施例は、補正回路が画像
検出アレイにより検出された画像の系列の主電子的画像
信号の系列から得られる順次の画像信号を受けるよう設
けられ、補正回路は、順次の画像信号の中の現時点の画
像信号から夫々の動的なパラメータを計算するための演
算手段と、夫々の半導体素子及び先の画像信号に対する
動的なパラメータと記憶された先の占有関数の値とか
ら、夫々の半導体素子及び現時点の画像信号に対する現
時点の占有関数の値を計算するための更新手段と、現時
点の占有関数の値から遅延して転送された電荷の値を計
算するための変換手段と、遅延して転送された電荷の計
算された値から画像補正信号を形成するための配置と、
画像信号から画像補正信号を減算して補正された画像信
号を形成する減算器とよりなることを特徴とする。
【００１４】捕獲レベルの占有関数は、放射線の吸収に
起因して、半導体素材の価電子帯か放出される電荷の捕
獲を電荷の熱放出を考慮する微分方程式により記述され
るように時間的に進める。バンドギャップ内にエネルギ
ーレベルを有する半導体のバンド構造の比較的簡単な表
現により、比較的簡単な形式ではあるが、バンドギャッ
プ内のエネルギーレベルの占有のダイナミクスのかなり
良い近似を表わす微分方程式が得られる。現時点の占有
関数は、先の占有関数の値と、微分方程式の係数として
生じる動的なパラメータの離散時間的なステップを利用
して計算される。これらのパラメータは、順次の画像信
号の中の現時点の画像信号から計算される。現時点の占
有関数の値は、放射線検知素子における遅延して転送さ
れた電荷を計算するために使用される。次いで、遅延し
て転送された電荷を表わす画像補正信号が形成され、補
正された画像信号は現時点の画像信号から画像補正信号
を減算して組み合わされる。
【００１５】画像検出アレイを組み込む画像検出装置よ
りなるＸ線検査装置は、主電子的画像信号から遅延した
電荷の転送に起因するアーティファクトを除去すること
により、主電子的画像信号を補正された画像信号に変換
する補正回路よりなることが望ましい。Ｘ線検査装置が
蛍光透視モードで動作しているときに、画像の系列は、
連続的又はパルス的にかなり低い放射線量で患者を照射
し、反復的に画像検出アレイを読み出すことにより生成
される。かかる画像検出アレイの使用において、特に、
幻影像の形をなすアーティファクトを含まない補正され
た画像信号を形成することは、補正された画像信号から
形成される画像の系列の診断上の質を実質的に改善する
ので有利である。特に、蛍光透視的な画像の画質は、コ
ントラストの良いＸ線画像を形成するために、蛍光透視
が高放射線量でのＸ線照射に代替されることにより改善
される。
【００１６】
【実施例】添付図面を参照して以下に記載する実施例を
参照することにより、本発明の上記及び他の面を明らか
にして説明する。図１は本発明による画像検出アレイを
概略的に示す図である。複数の放射線検知素子が、画像
検出マトリクス１２を形成するようにマトリクス状に配
置されている。個々のセンサ素子１は、全て、同一構造
を有する。各センサ素子１は、フォトダイオード２と、
フォトダイオードの自己キャパシタンスが利用される蓄
電キャパシタンス３とからなる。各センサ素子１は関連
するセンサ素子の領域にだけ設けられる第１の電極４よ
りなり、この電極は隣接するセンサ素子の第１の電極４
から機械的及び電気的に絶縁する。第１の電極４の各々
は、関連するセンサ素子の蓄電キャパシタンスに接続さ
れる。第１の電極４と蓄電キャパシタンス３との間の接
合点は、電界効果トランジスタ５のソース端子に接続さ
れる。
【００１７】例えば、２０００×２０００個のかかるセ
ンサ素子が、一つの画像検出マトリクスに設けられる。
しかし、説明の明瞭さのために、３行３列を有するマト
リクスだけを示す。センサ素子１は、例えば、α−Ｓ
ｉ：Ｈのような半導体層に形成され、この層は少なくと
もマトリクスの全てのセンサ素子１の全ての第１の電極
４を被う。半導体層自体は、共通の第２電極として機能
する導電性の層により被われ、マトリクスの全てのセン
サ素子１に対してかかる役割を果たす。共通の第２電極
は直流電圧源６に接続されるので、共通の第２電極は直
流電圧源によりバイアスし得る。特に、Ｘ線よりなる放
射線が半導体層に入射するとき、放射線は半導体素材に
吸収され、自由電荷キャリアが実質的に放射線の入射位
置の元の場所に生成されるように、価電子帯の電子を伝
導帯に励起するので、この放射線は半導体層の導電性を
変える。バイアス電圧が直流電流源６により供給される
ので、センサ素子の蓄電キャパシタンス３を電気的に充
電させる電荷の遷移が生じる。各々のセンサ素子の充電
量は、所定の時間間隔に関連するセンサ素子の第１の電
極と共通の第２の電極との間の領域で半導体層に入射す
る放射線量に依存する。
【００１８】蓄電キャパシタンス３に蓄えられる電荷
は、電子的画像信号を形成するために読み出すことが可
能である。このために、センサ素子の各行に対して、夫
々のスイッチングライン７が設けられ、これらのライン
は関連する行のセンサ素子の電界効果トランジスタ５の
ゲート端子に接続され、行制御回路８により制御され
る。行制御回路８は、例えば、第１行のスイッチングラ
イン７を作動し、この行のセンサ素子の電界効果トラン
ジスタ５を導通させ得る。この行の蓄電キャパシタンス
３に蓄えられる電荷は、マトリクスの各列に対して設け
られ関連する列のセンサ素子の電界効果トランジスタの
ドレイン端子に接続された夫々の読み出しライン９を介
して転送される。従って、読み出し動作は、関連する列
の全てのセンサ素子に対して同時に行われる。得られる
信号の増幅器１０における増幅の後に、増幅された信号
が乗算器回路１１である読み出し回路に与えられ、この
回路は並列的に到達するセンサ列の信号から直列的な出
力信号の形で主電子的画像信号を形成する。タイミング
制御回路２０は、センサ素子の読み出し動作の時間的な
調整を実行するために行制御回路８と乗算器回路１１に
接続される。画像検出マトリクス１２は、増幅器１０
と、乗算器回路１１と、行制御回路８と、タイミング回
路２０とアナログ・ディジタル変換器２１と補正回路２
２とビデオ信号プロセッサ２３のような更なる制御手段
と共に、画像搬送入射放射線ビームを主電子的画像信号
を介して補正されたディジタル画像信号に変換する画像
検出装置１３を形成する。乗算器回路１１の主電子的画
像信号は、ディジタル画像信号Ｓを形成するためのアナ
ログ・ディジタル変換器２１に供給される。ディジタル
画像信号は、画像検出マトリクスにおける遅延した電荷
の転送に起因する幻影アーティファクトを含む可能性が
ある。その上、ディジタル画像信号Ｓは、一定のパター
ンノイズ、及び、各種センサ素子の間の感度差に起因す
るアーティファクトのような別のアーティファクトを含
む可能性もある。補正回路２２は幻影アーティファクト
の補正を行うために設けられ、ここで、ラグ補正信号の
形をなし、遅延して転送された電荷を表わす画像補正信
号が補正回路により供給される。ビデオ信号プロセッサ
２３は、別のアーティファクトの補正、即ち、一定のパ
ターンノイズの補正及び夫々のセンサ素子の感度の差を
補償するための利得補正を行うために設けられる。ビデ
オ信号プロセッサ２３は、センサ素子の各々に対する暗
電流補正を実行するためにも配置され；このために、セ
ンサ素子の各々に対して暗電流の値がビデオ信号プロセ
ッサに組み込まれたルックアップテーブル２６に記憶さ
れる。図１において、ビデオ信号プロセッサ２３と補正
回路２２は直列的に結合されるように示されているの
で、補正された画像信号は、補正回路２２の出力で供給
される。或いは、ビデオ信号プロセッサ２３と補正回路
２２は並列的に結合することが可能であり、ビデオ信号
プロセッサと補正回路の両方の出力信号は、次いで、補
正された画像信号に組み合わされる。補正されたディジ
タル画像信号は、最後に、アーティファクトが除去され
た画像を表示するためのモニター２４に供給され、或い
は、補正されたディジタル画像信号は、さらなる処理又
は記録用のバッファ回路２５に供給される。
【００１９】図２は、本発明による画像検出装置の補正
回路の一実施例を概略的に示す図である。放射線検知性
の乗算器回路１１により供給される主電子的画像信号に
おける遅延及びメモリ作用は、放射線検知素子の半導体
素材に発生し、引き続いて捕獲される電荷の緩慢な減衰
により誘起される。この減衰は、時間ｔ、例えば、〜１
／ｔによる代数的に緩慢な減少であると説明し得る。か
かる代数的な減衰のかなり良い近似は、離散的な減衰時
間を有する複数の指数関数的に減衰する関数の重ね合わ
せにより得られる。画像信号の系列は画像検出マトリク
スにより検出された画像の系列に含まれる主電子的画像
信号から得られる。画像信号の系列は画像補正回路２２
に供給され、ここで、複数の乗算器３２1-7 が画像信号
を夫々の重み係数ｇ1-7 で乗算するために設けられる。
重み付けされた画像信号の各々は、夫々の加算器３３
1-7 により夫々のフレームメモリ３１1-7 に加算され
る。演算素子３０1-7 は、フレームメモリの内容を夫々
の係数α1-7 により所定のレートで反復的に乗算するた
めに、フレームメモリに結合され、かくして、フレーム
メモリ３１1-7 の内容は、画像系列の開始から経過した
時間で指数関数的に減衰する。このために、制御信号を
夫々の演算素子３０1-7 に供給するためにタイミング回
路２０が配置される。制御信号が演算素子により受けら
れたとき、関連するフレームメモリの内容の乗算が演算
素子により生ずる指数関数的な減衰の特性減衰時間によ
り定まる一定の小さい数α1-7 により行われる。演算素
子の各々は、かくして、夫々のフレームメモリ３１1-7
の内容と夫々の離散的な一定の小さい数との乗算を反復
的に実行する。系列の次の画像の画像信号が補正回路２
２に供給される各回に、フレームメモリ３１1-7 の内容
は、次の画像信号の供給時に遅延して転送された電荷に
関連する適当な重み付けされた信号の小部分で更新され
る。各回に夫々のフレームメモリ３１1-7 は、夫々の重
み係数ｇ1-7 で乗算された画像系列中の原理的に全ての
先行の画像の指数関数的に減衰する画像信号の累積的和
を含む。重み係数ｇ1-7 の値は、画像検出マトリクスに
より先に検出された画像と、現時点に補正回路２２に供
給された画像信号とに依存せしめられる。電荷の遅延し
た転送は、それにより半導体素材のバンドギャップ内の
エネルギーレベルが占有された先の照射量に依存する。
複数のルックアップテーブル３７ 1-7 が設けられる。か
かるルックアップテーブルの各々は、フレームメモリ３
１ 1-7 の中の一つと、画像信号Ｓと遅延して転送された
電荷を表わす信号との間の差である第１の補正信号Ｓ’
を形成する減算器３６とに結合される。フレームメモリ
３１1 の内容と第１の補正信号Ｓ’とに基づいて、重み
係数ｇ1 に対する値がルックアップテーブル３７1 から
乗算器３２1 に供給される。同様に、他の重み係数ｇ
2-7 に関連する値が得られる。夫々の乗算器３０1-7 の
出力は、フレームメモリ３１1-7 の内容の加算された合
計を減算器３６に供給する加算器３４に接続される。図
２に示す補正回路の一実施例において、７つの項の和が
一例として利用されているが；必要とされる実際の項数
は補正されたディジタル画像信号の要求される精度に依
存する。上記の合計は、現時点の画像に係るディジタル
画像信号に先行する緩慢に（例えば、１／ｔのように）
減衰した画像信号の和をかなり精度良く表わすので、上
記の合計は遅延して転送された電荷を表わす。上記の合
計は第１の補正信号として減算器３６に与えられ、この
減算器は第１の補正された画像信号Ｓ−Ｓ’を形成する
ようにディジタル画像信号Ｓから画像補正信号を減算す
る。遅延して転送された電荷に起因するアーティファク
トが除去される程度までの補正は、第１の補正された画
像信号が形成されるときに実行される。別の加算器３５
において、乗算器３２1-7 の出力は、上記の系列内の最
新の画像の検出時に発生した電荷の捕獲に起因する信号
振幅の減少を表わす補助信号Ｓ t を形成するために加算
される。この補助信号Ｓt は、さらなる加算器３９によ
り第１の補正された信号Ｓ−Ｓ’に加算され、これによ
り、Ｓ−Ｓ’＋Ｓt に等しいさらなる補正された画像信
号が得られる。従って、信号振幅の減少が補償されるさ
らなる補正は、上記のさらなる補正された信号が形成さ
れるときに実行される。フレームメモリ３１1-7 は、減
衰する先の画像の累積的和を保持するために反復的に更
新されるので、図２に示す補正回路の一実施例は、画像
の系列に係る主電子的画像信号の流れが画像検出マトリ
クスにより生成される際の利用に特に有利である。特
に、上記の補正回路は、この画像検出マトリクスが蛍光
透視モードで動作するＸ線検査装置の一部を形成すると
きに有利である。
【００２０】図３は本発明による画像検出装置の補正回
路の他の実施例を概略的に示す図である。ディジタル画
像信号Ｓは、その中の５つを例として示す多数のフレー
ム遅延メモリ４０1-5 に供給される。必要とされるフレ
ーム遅延メモリの数は捕獲された電荷がより緩慢に放出
されるときに増加するので、乗算器回路１１への電荷の
転送はそれ以上に遅延される。夫々のフレーム遅延メモ
リ４０1-5 の組に、現時点にアナログ・ディジタル変換
器２１により供給されるディジタル画像信号に関して時
間的に逆方向に伸びる５つの遅延された画像の時間的な
系列が記憶される。遅延された画像の各々は、夫々の乗
算器４１1-5 において夫々の所定の重み係数ｇ1-7 で乗
算される。重み係数の値は、画像検出マトリクスの放射
線検知素子の遅延特性から事前に定めることが可能であ
る。かかる遅延特性は、とりわけ、画像検出マトリクス
の半導体素材のバンドギャップにおける電荷の捕獲に関
連するエネルギーレベルから誘起される。夫々の乗算器
４１1-5 は重み付けされ遅延した画像の形式で出力を発
生し、次いで、この重み付けされ遅延した画像は遅延し
た画像の重み付けされた和を形成する加算器４２に供給
される。この重み付けされた和はフレーム補正メモリ４
３に記憶され、フレーム補正メモリはこの重み付けされ
た和を画像補正信号として減算器４４に供給する。画像
補正信号は、補正されたディジタル画像を形成するよう
に減算器４４によりディジタル画像信号Ｓから減算され
る。
【００２１】図４は本発明による画像検出装置の補正回
路の他の実施例を概略的に示す図である。画像検出アレ
イにより検出された画像の系列の中の主電子的画像信号
の系列から得られる順次の画像信号は、現時点の画像信
号に対する多数の動的なパラメータを計算するための演
算手段５０に与えられる。特に好ましい一例として、動
的なパラメータは、各放射線検知素子ｉの各々に対する
占有遷移レートａi と、占有復帰レートｂi の形式をな
す。これらのパラメータは、半導体素材の伝導帯の底部
に関する捕獲エネルギーレベルと、捕獲レベルの密度状
態とに相対的に依存する。この動的な挙動は、一方で、
入射する放射線の吸収により半導体素材の価電子帯から
励起される電子の半導体のバンドギャップ内の非占有レ
ベルにおける捕獲を含み、他方で、捕獲された電子から
の電子の熱放出を含む。従って、電荷の遅延された転送
は、関連する捕獲レベルｆi の占有関数の動的な挙動か
ら計算される。占有関数の動的な挙動は次の微分方程式
の組により定められる： ｆi ' （ｔ） ＋ ａi ｆi （ｔ） − ｂi ＝ ０ 現時点の画像信号に対する現時点の占有関数は、次の時
間的な挙動の打切りにより順次の画像信号の中の先の画
像信号に対する先の占有関数から計算される。連続的な
照射が行われるとき、打切り時間ステップは、画像のフ
レーム時間、即ち、各画像に対する電荷の変換間隔であ
る。Ｘ線露光中にパルス的な照射が行われるとき、電荷
の放出に対する打切り時間ステップもフレーム時間であ
るが、電荷の捕獲がＸ線露光時間中、即ち、Ｘ線パルス
の間に生ずるので、捕獲中にはこのパルス時間が打切り
時間ステップとして見なされる。更新手段が現時点の占
有関数を計算するために記憶装置５２に接続される。記
憶装置は先の画像信号に関する放射線検知素子に対する
占有関数を含むために配置される。更新手段は、先の画
像信号に係る先の占有関数と、現時点の画像信号に対す
る動的なパラメータとを受けて、現時点の画像信号に係
る占有関数を出力として発生する。現時点の占有関数
は、記憶装置５２と変換装置５３とに取り込まれる。か
くして、記憶装置の内容は次の画像信号の処理に利用す
るために更新される。現時点の占有関数は、現時点の占
有関数と、特に、センサ素子の面積と、印加される電場
の強さと、半導体素材における価電子帯電子の運動性の
ような画像検出アレイのパラータとから計算される遅延
して転送された電荷の値に変換される。遅延して転送さ
れた電荷の値は配置５４により画像補正信号に形成され
る。この画像補正信号は、補正された画像信号を形成す
るように、現時点の画像信号から画像補正信号を減算す
るための減算器５５に供給される。
【００２２】本発明による画像検出装置において、補正
回路と、タイミング発生器と、ビデオ信号プロセッサの
機能は、適切にプログラムされたコンピュータ、或い
は、これらの機能を実行するよう配置された回路手段を
有する特定用途のプロセッサにより実行し得ることに注
意する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による画像検出装置の概略図である。
【図２】本発明による画像検出装置の補正回路の一実施
例の概略図である。
【図３】本発明による画像検出装置の補正回路の他の実
施例の概略図である。
【図４】本発明による画像検出装置の補正回路の他の実
施例の概略図である。
【符号の説明】
１ センサ素子 ２ フォトダイオード ３ 蓄電キャパシタンス ４ 第１の電極 ５ 電界効果トランジスタ ６ 直流電圧源 ７ スイッチングライン ８ 行制御回路 ９ 読み出しライン １０ 増幅器 １１ 乗算器回路 １２ 画像検出マトリクス １３ 画像検出装置 ２０ タイミング回路 ２１ アナログ・ディジタル変換器 ２２ 補正回路 ２３ ビデオ信号プロセッサ ２４ モニター ２５ バッファ回路 ２６，３７1 ，３７2 ，．．，３７7 ルックアップテ
ーブル ３０1 ，３０2 ，．．，３０7 演算素子 ３１1 ，３１2 ，．．，３１7 フレームメモリ ３２1 ，３２2 ，．．，３２7 ，４１1 ，４
１2 ，．．，４１5 乗算器 ３３1 ，３３2 ，．．，３３7 ，３４，３５，３９，４
２ 加算器 ３６，４４，５５ 減算器 ４０1 ，４０2 ，．．，４０5 フレーム遅延メモリ ４３ フレーム補正メモリ ５０ 演算手段 ５２ 記憶装置 ５３ 変換装置 ５４ 配置
フロントページの続き (72)発明者 ウルリヒ シーベル ドイツ連邦共和国 デー−5100 アーヘン ツエーンヴェーク 60 (72)発明者 ヘルフリート カルル ヴィクツォレク ドイツ連邦共和国 デー−52070 ゾエト ゼル・ヴィンケル 24

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入射する放射線を電荷に変換する放射線
    検知素子を有する画像検出アレイと、転送された電荷を
    主電子的画像信号に変換するよう配置された読み出し回
    路に、該電荷を転送する読み出し線とからなる画像検出
    装置であって、 主電子的画像信号から遅延した電荷の転送に起因するア
    ーティファクトを除去することにより該主電子的画像信
    号を補正された画像信号に変換する画像補正信号を形成
    する補正回路よりなることを特徴とする画像検出装置。
  2. 【請求項２】 前記補正回路は、前記主電子的画像信号
    から得られる少なくとも一の画像信号を遅延し、遅延し
    た画像信号を記憶する少なくとも一のフレームメモリ
    と、該遅延した画像信号を夫々の重み係数で乗算する少
    なくとも一の乗算器と、該遅延して重み付けされた画像
    信号の重み付けされた和として前記補正信号を形成する
    配置と、該画像信号から該画像補正信号を減算すること
    により前記補正された画像信号を形成する減算器とより
    なることを特徴とする請求項１記載の画像検出装置。
  3. 【請求項３】 前記補正回路は前記画像検出アレイによ
    り検出された画像の系列の主電子的画像信号の系列から
    得られる順次の画像信号を受けるよう配置され、該補正
    回路は該順次の該画像信号がその各々に順次に加算され
    るフレームメモリよりなり、フレームメモリは所定のレ
    ートで反復的に夫々のフレームメモリの内容を夫々の遅
    延係数で乗算するよう配置された演算素子に結合され、
    乗算器は減衰した画像信号の重み付けされた累積的和を
    形成するよう該フレームメモリと直列に接続され、該補
    正回路は前記画像補正信号を該重み付けされた累積的和
    の合計として形成する配置と、該画像信号から該画像補
    正信号を減算することにより前記補正された画像信号を
    形成する減算器とよりなることを特徴とする請求項１記
    載の画像検出装置。
  4. 【請求項４】 前記補正回路は前記画像検出アレイによ
    り検出された画像の系列の主電子的画像信号の系列から
    得られる順次の画像信号を受けるよう設置され、前記補
    正回路は、該順次の中の現時点の画像信号から夫々の動
    的なパラメータを計算するための演算手段と、夫々の半
    導体素子と先の画像信号とに対する該動的なパラメータ
    と記憶された先の占有関数の値とから、夫々の半導体素
    子と現時点の画像信号とに対する現時点の占有関数の値
    を計算するための更新手段と、該現時点の占有関数の値
    から遅延して転送された電荷の値を計算するための変換
    手段と、遅延して転送された電荷の計算された値から該
    画像補正信号を形成するための配置と、該画像信号から
    該画像補正信号を減算することにより該補正された画像
    信号を形成するための減算器とよりなることを特徴とす
    る請求項１記載の画像検出装置。
  5. 【請求項５】 請求項１乃至４のうちいずれか１項記載
    の補正回路よりなることを特徴とするＸ線検査装置。
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