(57)【特許請求の範囲】
【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を有することを特徴とする画像検出装置。
【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を有することを特徴とする請求項１記載の画像検出装置。
【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を有することを特徴とする請求項１記載の画像検出装置。
【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を有することを特徴とする請求項１記載の画像検出装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちいずれか１項記載の補正回路を有することを特徴とするＸ線検査装置。
【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】
0003540021.tif 000002
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−Ｓｉ：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、増幅された信号がマルチプレックス回路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とマルチプレックス回路１１に接続される。画像検出マトリクス１２は、増幅器１０と、マルチプレックス回路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２２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。マルチプレックス回路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。放射線検知性のマルチプレックス回路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３３1-7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２２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３７1-7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３１1-7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ｇ2-7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Ｓt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、マルチプレックス回路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４３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    マルチプレックス回路
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，．．，３２７，４１１，４１２，．．，４１５      乗算器
３３１，３３２，．．，３３７，３４，３５，３９，４２    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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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